(57)【要約】【課題】インクに含まれる異物等を確実に捕集し、異物の形態を容易にインク検査することができるインク異物インク検査装置を提供する。【解決手段】インク中に含まれる異物を捕集するとともに、捕集された前記異物を検査するインク検査部を有し、前記インク検査部が、一定圧力を加えて前記インクを滴下させる第１滴下部と、滴下された前記インクに含まれる異物を捕集する多孔質フィルターと、を有する第１インク検査部と、無負荷状態で前記インクを滴下させる第２液滴下部と、滴下された前記インクに含まれる異物を捕集する金属製フィルターと、を有する第２インク検査部と、を備えた。【選択図】図２
2011158416.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
インク中に含まれる異物を捕集するとともに、捕集された前記異物を検査する第１インク検査部と第２インク検査部とを備え、
前記第１インク検査部は、一定圧力を加えて前記インクを滴下させる第１滴下部と、滴下された前記インクに含まれる異物を捕集する多孔質フィルターと、を有し、
前記第２インク検査部は、無負荷状態で前記インクを滴下させる第２滴下部と、滴下された前記インクに含まれる異物を捕集する金属製フィルターと、を有することを特徴とするインク異物検査装置。
【請求項２】
請求項１に記載のインク異物検査装置において、
前記第２インク検査部における前記金属製フィルターは、複数の貫通孔を有する底部と、撥液処理された側壁部と、を有することを特徴とするインク異物検査装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載のインク異物検査装置において、
前記第２インク検査部は、前記第１インク検査部の下流側に設けられたことを特徴とするインク異物検査装置。
【請求項４】
インクが貯留されたインクタンクと、前記インクタンクから供給された前記インクを液滴として吐出する液滴吐出ヘッドと、を有する液滴吐出装置であって、
請求項１〜３のいずれか一項に記載のインク異物検査装置を備えたことを特徴とする液滴吐出装置。
【請求項５】
請求項４に記載の液滴吐出装置において、
前記インク異物検査装置が、前記インクタンクと前記液滴吐出ヘッドとが接続された流路の間に配備されたことを特徴とする液滴吐出装置。
【請求項６】
インク中に含まれる異物を捕集するとともに、捕集された前記異物を検査するインク検査工程を含み、
前記インク検査工程では、
多孔質フィルターに向けて、一定圧力を加えて前記インクを滴下させ、滴下された前記インクに含まれる異物を捕集するとともに、捕集された前記異物を検査する第１インク検査工程と、
金属製フィルターに向けて、無負荷状態で前記インクを滴下させ、滴下された前記インクに含まれる異物を捕集するとともに、捕集された前記異物を検査する第２インク検査工程と、を有することを特徴とするインク異物検査方法。
【請求項７】
請求項６に記載のインク異物検査方法において、
前記第１インク検査工程の後に、前記第２インク検査工程を行うことを特徴とするインク異物検査方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インク異物検査装置、液滴吐出装置、インク異物検査方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
吐出ヘッドからインクを液滴として吐出して、所望のパターンを形成する液滴吐出装置が知られている。当該液滴吐出装置では、インクに含まれる異物を除去して、液滴吐出性を確保する必要がある。そこで、液滴が吐出される吐出部の上流部分に、インクに含まれる異物やゲル化溶質等を捕集するフィルターが配設されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−４１９４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記の装置では、ノズル内の液体に圧力が加えられるため、インクに含まれるゲル状異物が、フィルターをすり抜けてしまい、すり抜けたゲル状異物が吐出部に付着してノズル詰りが発生してしまう、という課題があった。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、上記課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態又は適用例として実現することが可能である。
【０００６】
［適用例１］本適用例にかかるインク異物検査装置は、インク中に含まれる異物を捕集するとともに、捕集された前記異物を検査する第１インク検査部と第２インク検査部とを備え、前記第１インク検査部は、一定圧力を加えて前記インクを滴下させる第１滴下部と、滴下された前記インクに含まれる異物を捕集する多孔質フィルターと、を有し、前記第２インク検査部は、無負荷状態で前記インクを滴下させる第２滴下部と、滴下された前記インクに含まれる異物を捕集する金属製フィルターと、を有することを特徴とする。
【０００７】
この構成によれば、例えば、第１インク検査部では、インクに含まれる固形化異物が多孔質フィルターに捕集され、固形化異物の形態の検査が可能となる。また、第２インク検査部では、インクに含まれるゲル状異物が金属製フィルターに捕集され、ゲル状異物の形態の検査が可能となる。従って、インク中の異物としての固形化異物とゲル状異物のいずれの異物も確実に捕集し、異物の形態等を検査することができる。
【０００８】
［適用例２］上記適用例にかかるインク異物検査装置の前記第２インク検査部における前記金属製フィルターは、複数の貫通孔を有する底部と、撥液処理された側壁部と、を有することを特徴とする。
【０００９】
この構成によれば、滴下されたインクを底部と側壁部とで保持することができる。また、側壁部の表面には撥液処理が施されているため、インクが金属製フィルターの外にあふれ出にくくなり、効率よくインクを検査することができる。
【００１０】
［適用例３］上記適用例にかかるインク異物検査装置の前記第２インク検査部は、前記第１インク検査部の下流側に設けられたことを特徴とする。
【００１１】
この構成によれば、第１インク検査部において一定圧力を加えたことにより多孔質フィルターをすり抜けたゲル状異物を、第１インク検査部の下流側に設けられた第２インク検査部で確実に捕集することができる。
【００１２】
［適用例４］本適用例にかかる液滴吐出装置は、インクが貯留されたインクタンクと、前記インクタンクから供給された前記インクを液滴として吐出する液滴吐出ヘッドと、を有する液滴吐出装置であって、上記のインク異物検査装置を備えたことを特徴とする。
【００１３】
この構成によれば、インクに含まれる異物が捕集されるので、吐出性を確保することができる。さらに、インクに含まれる異物の検査により、異物発生の傾向を考慮しながら、効率よく装置を稼動させることができる。また、インクの初期的特性だけでなく、液滴吐出装置が稼動している間に発生する異物（ゲル状異物や固形化異物）も捕集することができる。
【００１４】
［適用例５］上記適用例にかかる液滴吐出装置の前記インク異物検査装置が、前記インクタンクと前記液滴吐出ヘッドとが接続された流路の間に配備されたことを特徴とする。
【００１５】
この構成によれば、インクが吐出される前に異物等が捕集・検査されるため、安定した吐出性を確保することできる。
【００１６】
［適用例６］本適用例にかかるインク異物検査方法は、インク中に含まれる異物を捕集するとともに、捕集された前記異物を検査するインク検査工程を含み、前記インク検査工程では、多孔質フィルターに向けて、一定圧力を加えて前記インクを滴下させ、滴下された前記インクに含まれる異物を捕集するとともに、捕集された前記異物を検査する第１インク検査工程と、金属製フィルターに向けて、無負荷状態で前記インクを滴下させ、滴下された前記インクに含まれる異物を捕集するとともに、捕集された前記異物を検査する第２インク検査工程と、を有することを特徴とする。
【００１７】
この構成によれば、例えば、第１インク検査工程では、インクに含まれる固形化異物が捕集され、固形化異物の形態の検査が可能となる。また、第２インク検査工程では、インクに含まれるゲル状異物が捕集され、ゲル状異物の形態の検査が可能となる。従って、インク中の異物としての固形化異物とゲル状異物のいずれの異物も確実に捕集し、異物の形態等を検査することができる。
【００１８】
［適用例７］上記適用例にかかるインク異物検査方法では、前記第１インク検査工程の後に、前記第２インク検査工程を行うことを特徴とする。
【００１９】
この構成によれば、第１インク検査工程において一定圧力を加えたことにより多孔質フィルターをすり抜けたゲル状異物を、第１インク検査工程の後に行われる第２インク検査工程で確実に捕集することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】液滴吐出装置の構成を示す概略図。
【図２】インク異物検査装置の構成を示す概略図。
【図３】インク異物検査装置の制御部の構成を示す制御ブロック図。
【図４】インク異物検査方法を示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明を具体化した実施形態について図面に従って説明する。なお、各図面における各部材は、各図面上で認識可能な程度の大きさとするため、各部材ごとに縮小を異ならせて図示している。
【００２２】
（液滴吐出装置の構成）
まず、液滴吐出装置の構成について説明する。図１は、液滴吐出装置の構成を示す概略図である。図１に示すように、液滴吐出装置１は、ワークＷに向けてインクを液滴として吐出する吐出装置１０と、インク中に含まれる異物を捕集するとともに、捕集された異物を検査するインク異物検査装置３０を備えている。
【００２３】
吐出装置１０は、ワークＷを載置する載置部２９と、ワークＷに向けてインクを液滴として吐出する液滴吐出ヘッド２５と、液滴吐出ヘッド２５とワークＷを相対的に走査する走査部２０と、液滴吐出ヘッド２５に供給されるインクを収容するインクタンク２６等を備えている。
【００２４】
液滴吐出ヘッド２５は、例えば、複数のノズルが形成されたノズルプレート（ＳＵＳ材）を備えている。そして、各ノズルと相対する位置には、各ノズルと連通するキャビティが形成されている。そして、キャビティには、インクタンク２６からチューブ２７を介してインクが供給されるように構成されている。また、キャビティ上には、上下方向（Ｚ方向：縦振動）に振動して、キャビティ内の容積を拡大縮小する振動板と、上下方向に伸縮して振動板を振動させる加圧手段としての圧電素子が配設されている。圧電素子が上下方向に伸縮することにより振動板が振動し、振動板がキャビティ内の容積を拡大縮小してキャビティを加圧する。これにより、キャビティ内の圧力が変動し、キャビティ内に供給されたインクが、ノズルを通って液滴として吐出される。なお、加圧手段として、縦振動型の圧電素子に限定されず、例えば、下電極と圧電体層と上電極とを積層形成した撓み変形型の圧電素子を用いるようにしてもよい。また、振動板と電極との間に静電気を発生させて、静電気力によって振動板を変形させてノズルから液滴を吐出させるいわゆる静電式アクチュエーターなどを使用してもよい。さらには、発熱体を用いてノズル内に泡を発生させ、その泡によってインクを液滴として吐出させる構成を有するものであってもよい。
【００２５】
走査部２０は、液滴吐出ヘッド２５とワークＷを相対的に走査するものである。本実施形態では、載置部２９に載置されたワークＷに対して液滴吐出ヘッド２５を走査（移動）させ、液滴吐出ヘッド２５とワークＷとが相対的に走査する構成となっている。具体的には、走査部２０は、ガイドレール２３と、ガイドレール２３に沿って走査可能に設置されたキャリッジ２１と、キャリッジ２１を走査方向に移動させるための直動機構２２で構成されている。直動機構２２は、例えば、ガイドレール２３に沿って走査方向に延びるネジ軸（駆動軸）と、同ネジ軸と螺合するボールナットを備えたネジ式直動機構であって、その駆動軸が、所定のパルス信号を受けてステップ単位で正逆転するモーター（図示省略）に連結されている。そして、所定のステップ数に相当する駆動信号をモーターに入力すると、モーターが正転又は逆転して、キャリッジ２１が同ステップ数に相当する分だけ走査方向に沿って往動又は復動する。そして、キャリッジ２１には、液滴吐出ヘッド２５が搭載されており、キャリッジ２１の移動により、液滴吐出ヘッド２５が、ワークＷの液滴吐出領域等に移動することができる。
【００２６】
また、液滴吐出装置１には、必要に応じて、液滴吐出ヘッド２５をメンテナンスするためのメンテナンスユニット（図示せず）が設けられている。メンテナンスユニットは、例えば、フラッシングユニット、キャッピングユニットやワイピングユニット等が含まれる。
【００２７】
そして、インクタンク２６と液滴吐出ヘッド２５とが流路としてのチューブ２７によって接続されている。そして、インクタンク２６と液滴吐出ヘッド２５とが接続されたチューブ２７の途中にインク異物検査装置３０が配備されている。具体的には、インクタンク２６と液滴吐出ヘッド２５とが接続されたチューブ２７の途中に弁２８が設けられ、弁２８に接続されたチューブ２７ａにインク異物検査装置３０が接続されている。以下、インク異物検査装置３０の構成について説明する。
【００２８】
図２は、インク異物検査装置の構成を示す概略図である。インク異物検査装置３０は、インク中に含まれる異物を捕集するとともに、捕集された異物を検査する第１インク検査部４０と第２インク検査部５０とを備えている。そして、インクの流動方向に対して、第２インク検査部５０は、第１インク検査部４０の下流側に設けられている。
【００２９】
第１インク検査部４０は、主にインク中に含まれる異物のうち、固形化異物を捕集し、検査するものである。第１インク検査部４０は、一定圧力を加えてインクを滴下させる第１滴下部４１と、滴下されたインクに含まれる異物を捕集する多孔質フィルター４５を有している。
【００３０】
第１滴下部４１は、インクを滴下する滴下部４２と、滴下部４２から吐出されるインクに圧力を加える加圧部を含む第１滴下駆動部４３を備えている。滴下部４２には、インクが吐出される微小孔４２ａが設けられている。第１滴下駆動部４３は、滴下部４２に溜められたインクに圧力を加える加圧部を備えている。また、第１滴下駆動部４３は、滴下部４２をＸＹＺ軸方向に任意に移動させる移動部を備えている。
【００３１】
多孔質フィルター４５は、例えば、孔径３〜８μｍを有するメンブレンフィルターである。多孔質フィルター４５は、ホルダー４６によって固定される。
【００３２】
そして、弁２８を経由してチューブ２７ａから供給されたインクは、第１滴下部４１から多孔質フィルター４５に向かって一定加圧のもとインク滴下される。インクに一定加圧することにより、インクを多孔質フィルター４５に染み込ませ、異物を捕集することができる。そして、多孔質フィルター４５を通過（通液）したインクは、インク受け部８０によって確保され、チューブ８１を介して第２インク検査部５０に流動する。
【００３３】
第２インク検査部５０は、主にインク中に含まれる異物のうち、ゲル状異物を捕集し、検査するものである。第２インク検査部５０は、無負荷状態でインクを滴下させる第２滴下部５１と、滴下されたインクに含まれる異物を捕集する金属製フィルター５５を有している。
【００３４】
第２滴下部５１は、インクを吐出（自然滴下）する滴下部５２と、滴下部５２をＸＹＺ軸方向に任意に移動させる移動部を有する第２滴下駆動部５３とを備えている。また、滴下部５２には、インクが吐出される微小孔５２ａが設けられている。なお、ホルダー４６がインク受け部８０の側壁内側に入るサイズとし、ホルダー４６の下部先端からインク受け部８０の底面までの距離を３ｍｍ以下にすることが好ましい。すなわち、金属製フィルター５５における通液時、ホルダー４６の下部先端とインク受け部８０底面の間がインクでつながった状態が好ましい。なぜならば、無負荷での滴下捕集の場合、間欠滴下にすると、金属製フィルター５５を通過するときの通液速度が速くなりすぎ、ゲル状異物の捕集率が低くなるためである。従って、上記のように構成することにより、ゲル状異物の捕集率を高めることができる。
【００３５】
第２インク検査部５０における金属製フィルター５５は、例えば、本実施形態における液滴吐出ヘッド２５のノズルプレートの材質と同じＳＵＳ（ステンレス鋼）で形成されたフィルターである。ノズルプレートと同じ材質を用いることにより、同じ環境下での検査が可能となる。金属製フィルター５５は、図２（ｃ）に示すように、複数の丸形あるいは矩形の貫通孔（例えば、孔径１０μｍ）を有する底部５５ａと、内側の面が撥液処理された側壁部５５ｂを有する。このように構成することにより、滴下されたインクを確実に保持することができる。
【００３６】
そして、チューブ８１から供給されたインクは、第２滴下部５１から金属製フィルター５５に向かって無負荷状態のもとインク滴下（自然滴下）される。自然滴下することにより、金属製フィルター５５の貫通孔からゲル状異物がすり抜けてしまうことを防ぐことができる。そして、金属製フィルター５５を通過（通液）したインクは、インク受け部８２によって確保され、チューブ８３を介して回収タンク８４に回収される。
【００３７】
なお、金属製フィルター５５に対して検査しようとするインクを自然滴下した場合には、金属製フィルター５５には、ゲル状異物とともに、固形化異物も捕集することができる。しかしながら、ゲル状異物と固形化異物が同一のフィルターに捕集されると、ゲル状異物と固形化異物の各大きさや個数によってインクの合否判断する場合に、合否判断が困難になってしまうことに鑑み、本実施形態では、主に固形化異物を捕集・検査する第１インク検査部４０と、主にゲル状異物を捕集・検査する第２インク検査部５０と、を備えている。
【００３８】
また、インク異物検査装置３０は、第１及び第２インク検査部４０，５０を覆うカバー部６０を備え、これにより、カバー部６０の外部と遮断され、防塵化することができる。
【００３９】
さらに、インク異物検査装置３０は、図２（ｂ）に示すように、インクを通液した後の多孔質フィルター４５や金属製フィルター５５を載置するステージ部９０と、載置された多孔質フィルター４５や金属製フィルター５５に捕集された異物を撮像する撮像装置としてのカメラ７０とを備えている。そして、ステージ部９０は、回転可能な載置部９１を備え、所定位置に配置された多孔質フィルター４５や金属製フィルター５５の画像が、カメラ７０によって撮像され、撮像された画像データが制御部に送信されるように構成されている。
【００４０】
次に、インク異物検査装置の制御部の構成について説明する。図３は、インク異物検査装置の制御部の構成を示すブロック図である。制御部１００は、指令部１３０と駆動部１４０とを備え、指令部１３０は、ＣＰＵ１３２、記憶手段としてのＲＯＭ１３３、ＲＡＭ１３４および入出力インターフェース１３１からなり、ＣＰＵ１３２が入出力インターフェース１３１を介して入力される各種信号を、ＲＯＭ１３３、ＲＡＭ１３４のデータに基づき処理し、入出力インターフェース１３１を介して駆動部１４０へ制御信号を出力する。駆動部１４０は、第１滴下駆動部ドライバー１４１、第２滴下駆動部ドライバー１４２、ステージ部ドライバー１４３及びカメラドライバー１４４等を備えている。そして、第１滴下駆動部ドライバー１４１は、指令部１３０の制御信号により、第１滴下駆動部４３の加圧部及び移動部等を制御する。第２滴下駆動部ドライバー１４２は、指令部１３０の制御信号により、第２滴下駆動部５３の移動部等を制御する。ステージ部ドライバー１４３は、ステージ部９０の載置部９１等を制御する。カメラドライバー１４４は、カメラ７０を制御する。なお、制御部１００では、カメラ７０で撮像された画像データを図示しない表示装置に表示させたり、２値化画像処理を施し、異物を判別させ易く処理することができる。
【００４１】
（インク異物検査方法）
次に、インク異物検査方法について説明する。本実施形態におけるインク異物検査方法は、インク中に含まれる異物を捕集するとともに、捕集された異物を検査するインク検査工程を含み、インク検査工程では、多孔質フィルターに向けて、一定圧力を加えてインクを滴下させ、滴下されたインクに含まれる異物を捕集するとともに、捕集された異物を検査する第１インク検査工程と、金属製フィルターに向けて、無負荷状態でインクを滴下させ、滴下されたインクに含まれる異物を捕集するとともに、捕集された異物を検査する第２インク検査工程と、含むものである。そして、第１インク検査工程の後に、第２インク検査工程が行われる。以下、具体的に説明する。図４は、インク異物検査方法を示すフローチャートである。
【００４２】
インク供給工程Ｓ１では、インクタンク２６から弁２８及びチューブ２７ａを介してインク異物検査装置３０の第１インク検査部４０の滴下部４２にインクを供給する。
【００４３】
第１インク検査工程Ｓ２では、第１インク検査部４０の滴下部４２の微小孔４２ａを多孔質フィルター４５に押し当てるとともに、滴下部４２に溜められたインクに一定圧力を加え、滴下部４２から多孔質フィルター４５に向けてインクを滴下させる。そして、カメラ７０によって多孔質フィルター４５で捕集された異物、特に、固形化異物の有無を検査する。
【００４４】
第２インク検査工程Ｓ３では、第２インク検査部５０の滴下部５２の微小孔５２ａから金属製フィルター５５に向けてインクを滴下する。この際のインク滴下では、インクに圧力を加えない無負荷状態（自然滴下）で行われる。そして、カメラ７０によって金属製フィルター５５で捕集された異物、特に、ゲル状異物の有無を検査する。
【００４５】
インク検査合否判断工程Ｓ４では、検査したインクが合格か否かを判断する。具体的には、第１及び第２インク検査工程Ｓ２，Ｓ３において行った検査結果に基づいて、所定の検査基準と対比することにより合否判断を行う。判断基準は、例えば、固形化異物やゲル状異物の大きさや個数を規定することができる。そして、インク検査が合格の場合は、インク異物検査は終了する。一方、インク検査が不合格の場合は、インク交換工程Ｓ５に移行する。
【００４６】
インク交換工程Ｓ５では、インクの交換を行う。この場合、例えば、インクタンク２６に収容されたインクを廃棄し、新たなインクをインクタンク２６に収容する。
【００４７】
なお、上記のインク異物検査装置３０、液滴吐出装置１、インク異物検査方法は、カラーフィルター用のインク、有機ＥＬ用のインク、ＵＶ硬化性のインク、基板配線用のインク等、様々なインクに適用することができる。
【００４８】
従って、上記の実施形態によれば、以下に示す効果がある。
【００４９】
（１）インク異物検査装置では、第１インク検査部４０と第２インク検査部５０とを備えた。従って、固形化異物とゲル状異物を確実に捕集し、インク中に含まれる異物を検査することができる。
【００５０】
（２）第２インク検査部５０を第１インク検査部４０の下流側に設置した。これにより、第１インク検査部４０をすり抜けたゲル状異物を確実に捕集することができる。
【００５１】
なお、上記の実施形態に限定されるものではなく、以下のような変形例が挙げられる。
【００５２】
（変形例１）上記実施形態では、第１インク検査部４０の下流側に第２インク検査部５０を配備したが、これに限定されない。例えば、第１インク検査部４０と第２インク検査部５０とが並行になるように配備してもよい。この場合において、インクを供給するチューブ２７ａを分岐して、一方を第１インク検査部４０に接続し、他方を第２インク検査部５０に接続すればよい。このようにすれば、同時期に第１及び第２インク検査部４０，５０でのインクの検査が実施可能となるため、インクの検査処理時間を短縮させることができる。
【００５３】
（変形例２）上記実施形態では、インク異物検査装置３０は、第１及び第２インク検査部４０，５０を各１つ備えたが、第１及び第２インク検査部４０，５０をそれぞれ複数個備えてもよい。このようにすれば、さらに、インクの検査処理時間を短縮させることができる。
【００５４】
（変形例３）上記実施形態では、インク異物検査装置３０を液滴吐出装置１に含めたが、インク異物検査装置３０を単独で使用してもよい。例えば、オフラインで液滴吐出装置１にインクを投入する前にインクの検査を行ってもよい。すなわち、インクの受け入れ検査装置として使用してもよい。このようにすれば、異物のないインクを選定し、液滴吐出装置１に投入することができる。また、これにより、異物によるインクの吐出不具合が減少するため、インクの予備吐出等の液滴吐出ヘッド２５に係るメンテナンス処理頻度が低減され、インクの無駄を抑えることができる。
【００５５】
（変形例４）上記実施形態では、金属製フィルター５５にインクを滴下して、インク中に含まれる異物を検査したが、金属製フィルター５５に替えてガラス板上にインクを滴下してもよい。このようにすれば、固形化異物やゲル状異物の寸法等を容易に測定することができる。
【符号の説明】
【００５６】
１…液滴吐出装置、１０…吐出装置、３０…インク異物検査装置、４０…第１インク検査部、４１…第１滴下部、４５…多孔質フィルター、５０…第２インク検査部、５１…第２滴下部、５５…金属製フィルター、５５ａ…底部、５５ｂ…側壁部、７０…カメラ。
【図１】
2011158416.tif 000003
【図２】
2011158416.tif 000004
【図３】
2011158416.tif 000005
【図４】
2011158416.tif 000006