(57)【要約】【課題】ノズル形成部のクリーニング時に、ノズル形成部の表面に引っ掻き傷が付いてノズル形成部の撥水性が損なわれることを防止し、及び、ノズルから噴射される液滴の着弾位置がクリーニングの前後において位置ずれすることを防止する。【解決手段】液滴噴射ヘッドのクリーニング装置において、液滴噴射ヘッド３における複数のノズル１１が形成されたノズル形成部１０を洗浄液に浸して洗浄するディップユニットと、洗浄されたノズル形成部１０に非接触で対向するとともに吸引力を作用させてノズル形成部１０の表面に付着した洗浄液を除去する除去ユニット２５と、を備える。【選択図】    図５
2011110831.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液滴噴射ヘッドにおける複数のノズルが形成されたノズル形成部を洗浄液に浸して洗浄するディップユニットと、
洗浄された前記ノズル形成部に非接触で対向するとともに吸引力を作用させて前記ノズル形成部の表面に付着した洗浄液を除去する除去ユニットと、
を備えることを特徴とする液滴噴射ヘッドのクリーニング装置。
【請求項２】
前記除去ユニットは、前記ノズル形成部の表面に対して非接触で相対移動することにより前記ノズル形成部の表面に付着した滴状の洗浄液を掻き取るスキージと、前記スキージに対して相対移動した後の前記ノズル形成部の表面に対して非接触で相対移動することにより前記ノズル形成部の表面に残存する洗浄液を吸引する吸引口を有する吸引ブロックとを備えることを特徴とする請求項１記載の液滴噴射ヘッドのクリーニング装置。
【請求項３】
前記スキージと前記吸引ブロックとに付着した洗浄液をはじき飛ばすブローユニットを備えることを特徴とする請求項１又は２記載の液滴噴射ヘッドのクリーニング装置。
【請求項４】
洗浄液として、少なくとも水を含む液体を用いることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか一項に記載の液滴噴射ヘッドのクリーニング装置。
【請求項５】
液滴噴射ヘッドにおける複数のノズルが形成されたノズル形成部を洗浄液に浸して前記ノズル形成部を洗浄する工程と、
洗浄された前記ノズル形成部に対して非接触状態で吸引力を作用させることにより前記ノズル形成部の表面に付着した洗浄液を除去する工程と、
を備えることを特徴とする液滴噴射ヘッドのクリーニング方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液滴噴射ヘッドのクリーニング装置及びクリーニング方法に関し、特に、ノズルからの液滴の噴射性を良好な状態に維持するための液滴噴射ヘッドのクリーニング装置及びクリーニング方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、インク等の液体をノズルから滴状に噴射させて塗布作業や印字作業等を行なう液滴噴射装置が広く使用されており、このような液滴噴射装置は、複数のノズルが形成されたノズルプレートを備えた液滴噴射ヘッドを有している。
【０００３】
液滴噴射装置によりノズルから液体を噴射させて塗布作業や印字作業等を行うと、液体の成分がノズルの縁部に付着し、この付着物の影響によって液滴の噴射量や噴射方向がばらつきを生ずるようになるので、必要に応じて液滴噴射ヘッドをクリーニングする必要がある。
【０００４】
液滴噴射ヘッドをクリーニングするクリーニング装置としては、下記特許文献１に記載されたものが知られている。
【０００５】
特許文献１に記載されたクリーニング装置は、洗浄液が塗布されるワイピングシートを備えており、洗浄液が塗布されたワイピングシートを複数のノズルが形成されたヘッドプレートの表面に押し付け、この押し付けた状態でワイピングシートを所定の方向に送り、ヘッドプレートの表面に付着した付着物を払拭している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００５−１１１８０８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１に記載されたクリーニング装置では、ヘッドプレートの表面に押し付けたワイピングシートを所定の方向に送ってヘッドプレートを払拭した場合に、ヘッドプレートの表面に形成されている撥水処理膜に引っ掻き傷が付き、ヘッドプレートの撥水性が損なわれることがある。
【０００８】
また、ヘッドプレートの表面にワイピングシートを押し付けて送ることにより、ワイピングシートの繊維がノズルの縁部に付着したり、ヘッドプレートの表面に形成されている撥水処理膜がノズルの縁部側へずれ込んだりし、ノズルから噴射された液滴の着弾位置がワイピングシートの送り方向に沿った方向へ位置ずれする場合がある。
【０００９】
さらに、ワイピングシートをヘッドプレートの表面に押し付けたり離反させたりする動作が必要であり、これらの動作を行なうことによりクリーニング作業に要する時間が長くなっている。
【００１０】
本発明はこのような課題を解決するためになされたもので、その目的は、ノズル形成部の表面に引っ掻き傷が付いてノズル形成部の撥水性が損なわれることを防止することができ、及び、ノズルから噴射される液滴の着弾位置がクリーニングの前後において位置ずれすることを防止することができる液滴噴射ヘッドのクリーニング装置及びクリーニング方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の実施の形態に係る第１の特徴は、液滴噴射ヘッドのクリーニング装置において、液滴噴射ヘッドにおける複数のノズルが形成されたノズル形成部を洗浄液に浸して洗浄するディップユニットと、洗浄された前記ノズル形成部に非接触で対向するとともに吸引力を作用させて前記ノズル形成部の表面に付着した洗浄液を除去する除去ユニットと、を備えることである。
【００１２】
本発明の実施の形態に係る第２の特徴は、液滴噴射ヘッドのクリーニング方法において、液滴噴射ヘッドにおける複数のノズルが形成されたノズル形成部を洗浄液に浸して前記ノズル形成部を洗浄する工程と、洗浄された前記ノズル形成部に対して非接触状態で吸引力を作用させることにより前記ノズル形成部の表面に付着した洗浄液を除去する工程と、を備えることである。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、クリーニングによりノズル形成部の表面に引っ掻き傷が付いてノズル形成部の表面の撥水性が損なわれることを防止することができ、及び、ノズルから噴射される液滴の着弾位置がクリーニングの前後において位置ずれすることを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の一実施の形態の液滴噴射装置の概略構造を示す平面図である。
【図２】液滴噴射ヘッドを示す断面図である。
【図３】回収ケースを示す断面図である。
【図４】ディップユニットを示す断面図である。
【図５】除去ユニットを示す断面図である。
【図６】ブローユニットを示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施の形態を図面を用いて説明する。
【００１６】
図１に示すように、液滴噴射装置１は、基台２と、液滴噴射ヘッド３と、ヘッド移動機構４と、基板移動機構５と、ヘッドクリーニング部６とを備えている。
【００１７】
液滴噴射ヘッド３は、図２に示すように、液滴であるインク滴Ｅを噴射する部分であり、液体であるインクを収容する複数のインク室７と、各インク室７の壁の一部を形成するダイヤフラム８と、各インク室７ごとに対応してダイヤフラム８を押圧する位置に設けられた複数の圧電素子９と、各インク室７の壁の一部を形成するノズル形成部であるノズルプレート１０とを備えている。ノズルプレート１０には、各インク室７に連通されるとともにインク滴Ｅが噴射される複数のノズル１１が形成されている。液滴噴射ヘッド３では、圧電素子９に電圧が印加されることにより圧電素子９が変形し、この変形によりダイヤフラム８が撓み、ダイヤフラム８が撓むことによりインク室７の容積が変化し、インク室７の容積が小さくなったタイミングでインク室７内のインクがインク滴Ｅとなってノズル１１から噴射される。なお、液滴噴射ヘッド３には、この液滴噴射ヘッド３にインクを供給するインクタンク１２が接続されている。また、ノズルプレート１０の表面には、撥水処理膜１３が形成されている。
【００１８】
ヘッド移動機構４は、液滴噴射ヘッド３を移動可能に保持する部分であり、基台２の上面に立設された一対の支柱１４と、これらの支柱１４の上端部間に連結されたガイド板１５と、ガイド板１５にこのガイド板１５の長手方向（Ｘ軸方向）に沿って移動可能に取付けられた保持体１６と、保持体１６をＸ軸方向に移動させる送り機構（図示せず）とを備えている。送り機構は、保持体１６に螺合された送りネジと、この送りネジを回転させる駆動モータとを備えている。液滴噴射ヘッド３は、ノズル１１を下向きにして保持体１６に取付けられている。
【００１９】
基板移動機構５は、液滴噴射ヘッド３のノズル１１から噴射されるインクが塗布される基板１７を移動可能に保持する部分であり、Ｙ軸方向ガイド板１８と、Ｙ軸方向移動テーブル２１とを有している。
【００２０】
Ｙ軸方向ガイド板１８は、基台２の上面に固定されている。Ｙ軸方向ガイド板１８の上面には、Ｙ軸方向に延出したガイド溝１８ａが形成されている。
【００２１】
Ｙ軸方向移動テーブル２１は、Ｙ軸方向ガイド板１８上に載置され、その下面にガイド溝１８ａに係合する凸部（図示せず）を有し、ガイド溝１８ａに沿ってＹ軸方向に移動可能とされている。なお、Ｙ軸方向移動テーブル２１は、Ｙ軸方向移動テーブル２１に螺合された送りネジとこの送りネジを回転させる駆動モータとを備えた送り機構（図示せず）によりＹ軸方向に移動される。Ｙ軸方向移動テーブル２１の上面には、基板１７が固定されている。基板保持テーブル２１の上面への基板１７の固定は、例えば、吸着機構（図示せず）により行われる。
【００２２】
ヘッドクリーニング部６は、液滴噴射ヘッド３のノズルプレート１０をクリーニングする部分であり、基台２上に設けられてＹ軸方向に移動可能な移動テーブル２２と、この移動テーブル２２上に設けられた回収ケース２３、ディップユニット２４、除去ユニット２５と、移動テーブル２２に隣接して基台２上に設けられたブローユニット２６とを備えている。なお、移動テーブル２２のＹ軸方向への移動は、移動テーブル２２に螺合された送りネジとこの送りネジを回転させる駆動モータとを備えた送り機構（図示せず）により、基台２の表面に形成されたガイド溝２２ａに沿って行なわれる。
【００２３】
回収ケース２３は、図３に示すように、ノズルプレート１０をクリーニングする場合に、ノズル１１内及びインク室７内から排出されるインクを回収する部分である。このインク排出は、液滴噴射ヘッド３をガイド板１５に沿ってヘッドクリーニング部６の上方に移動させ、及び、移動テーブル２２をＹ軸方向に移動させて回収ケース２３を液滴噴射ヘッド３の下方に位置させ、インク室７に連通しているインク供給路に圧力をかけ、インク室７内及びノズル１１内のインクをノズル１１から流し出すことにより行なう。ノズル１１から流し出されたインクは、回収ケース２３内に回収される。これにより、ノズルプレート１０のクリーニング時に、インク室７内のインクとディップユニット２４で使用される洗浄液２７とが混ざり合ことを防止することができ、クリーニング後にインク滴Ｅを噴射させる作業を行なった場合に洗浄液２７と混ざり合ったインクがインク滴Ｅとして噴射されることを防止することができる。
【００２４】
ディップユニット２４は、ノズルプレート１０及びノズル１１を洗浄液２７に浸して洗浄する部分であり、図４に示すように、洗浄に使用された洗浄液２７を収容する収容ケース２８と、収容ケース２８内に配置されて上向きに開口した複数の噴出口２９と、洗浄液を貯留した洗浄液タンク（図示せず）と噴出口２９との間に配置され、洗浄液タンク内の洗浄液２７を噴出口２９から噴水状に噴出させるポンプ３０とを有している。洗浄液２７によるノズルプレート１０及びノズル１１の洗浄は、移動テーブル２２をＹ軸方向に移動させて収容ケース２８を液滴噴射ヘッド３の下方に位置させ、ポンプ３０を駆動させて噴出口２９から洗浄液２７を噴出させることにより行なう。これにより、ノズルプレート１０及びノズル１１は、噴出口２９から噴出された洗浄液２７に浸され、洗浄される。洗浄に使用された洗浄液２７は収容ケース２８内に収容され、廃液口（図示せず）から廃棄される。
【００２５】
洗浄液２７としては、ノズル１１の縁部やノズルプレート１０の表面に付着しているインクの成分を溶解する性能、及び、高い表面張力を有することが好適であり、例えば、純水を用いることができる。
【００２６】
除去ユニット２５は、ディップユニット２４での洗浄時にノズルプレート１０の表面に付着した洗浄液２７を、ノズルプレート１０に対して非接触で除去する部分であり、図５に示すように、スキージ３１と吸引ブロック３２とを備えている。
【００２７】
スキージ３１は、ダイフロン樹脂で形成された板状の部材であり、ガイド板１５に沿って移動する液滴噴射ヘッド３のノズルプレート１０の表面に対して一端縁を平行に対向させる位置に配置されている。ノズルプレート１０の表面とスキージ３１の一端縁との間隔はできる限り小さいことが望ましく、部品の製造誤差や取付誤差を考慮して、例えば、０．３ｍｍに設定されている。
【００２８】
吸引ブロック３２は、空気を吸引する複数の吸引口３３が形成されたブロックであり、これらの吸引口３３には空気を吸引するポンプ（図示せず）が接続されている。
【００２９】
除去ユニット２５によるノズルプレート１０からの洗浄液２７の除去は、移動テーブル２２をＹ軸方向に移動させて除去ユニット２５を液滴噴射ヘッド３の下方に位置させ、液滴噴射ヘッド３をガイド板１５に沿ってスキージ３１側から吸引ブロック３２側（図５に示す矢印ａ方向）へ移動させるとともにポンプを駆動させることにより行なう。これにより、ノズルプレート１０の表面に付着している滴状の洗浄液２７のうち、スキージ３１に接触する大きさの洗浄液２７はスキージ３１により掻き取られ、スキージ３１により掻き取られずにノズルプレート１０の表面に付着している滴状の洗浄液２７は、空気と共に吸引口３３から吸引され、ノズルプレート１０から除去される。
【００３０】
ここで、ノズルプレート１０に付着している洗浄液２７の一部がスキージ３１により掻き取られ、スキージ３１により掻き取られなかった洗浄液２７が空気と共に吸引口３３から吸引されるため、吸引口３３から吸引される洗浄液２７の量が少なくなり、吸引口３３から多量の洗浄液２７を吸引したために吸引経路が洗浄液２７で詰まるという事態の発生を防止することができ、吸引用のポンプの小型化を図ることができる。
【００３１】
なお、スキージ３１の形状に関しては、ノズルプレート１０に対向する縁部に複数の溝加工を施してもよい。この溝加工を施すことによりスキージ３１の吸湿性が高くなり、スキージ３１が滴状の洗浄液２７に接触した場合に、その洗浄液２７の掻き取り性能が高くなる。
【００３２】
ブローユニット２６は、スキージ３１と吸引ブロック３２とに付着した洗浄液２７をはじき飛ばす部分であり、図６に示すように、スキージ３１と吸引ブロック３２とを覆う位置とその覆い状態を解除する位置とに移動可能に設けられたカバー３４と、カバー３４内に設けられた複数の空気吹出口３５とを有している。空気吹出口３５には、これらの空気吹出口３５から空気を吹き出させるポンプ（図示せず）が接続されている。カバー３４は、図示しないスライド機構により支持されており、このスライド機構によってスキージ３１と吸引ブロック３２とを覆う位置と、その覆い状態を解除する位置に移動される。
【００３３】
このような構成において、基板１７にインク滴を塗付する作業を行なう場合には、液滴噴射ヘッド３を図１において実線で示す位置に位置させ、基板保持テーブル２１上に基板１７を固定した後、Ｙ軸方向移動テーブル２１をＹ軸方向に移動させるとともに液滴噴射ヘッド３をＸ軸方向に移動させ、さらに、適宜のタイミングでノズル１１からインク滴を噴射させることにより行なう。
【００３４】
液滴噴射ヘッド３のノズルプレート１０をクリーニングする場合には、液滴噴射ヘッド３を図１の破線で示すようにヘッドクリーニング部６側に移動させ、及び、移動テーブル２２をＹ軸方向に移動させ、図３に示すように回収ケース２３を液滴噴射ヘッド３の下方に位置させる。そして、インク室７に連通しているインク供給路に圧力をかけることにより、インク室７及びノズル１１内のインクをノズル１１から回収ケース２３内へ排出させる。
【００３５】
インク室７内およびノズル１１内からのインクの排出が終了した後は、移動テーブル２２をＹ軸方向へ移動させ、収容ケース２８を液滴噴射ヘッド３の下側に位置させる。そして、ポンプ３０を駆動させて噴出口２９から洗浄液２７を噴出させ、ノズルプレート１０を洗浄液２７に浸す。これにより、ノズル１１の縁部やノズルプレート１０の表面に付着しているインクの成分を溶解して除去することができる。なお、噴出口２９から洗浄液２７を噴出させる場合に、液滴噴射ヘッド３をＸ軸方向へ移動させることにより、ノズル１１やノズルプレート１０の洗浄をムラ無く行える。洗浄に用いられた洗浄液２７は、収容ケース２８内に収容され、その後に廃棄される。
【００３６】
洗浄液２７による洗浄が終了した後は、移動テーブル２２をＹ軸方向へ移動させて除去ユニット２５を液滴噴射ヘッド３の下方に位置させる。ついで、液滴噴射ヘッド３をガイド板１５に沿ってスキージ３１側から吸引ブロック３２側へ移動させ、ノズルプレート１０の表面に付着した滴状の洗浄液２７をスキージ３１で掻き取り、及び、スキージ３１により掻き取られなかった洗浄液を吸引ブロック３２の吸引口３３から吸引する。
【００３７】
除去ユニット２５によるノズルプレート１０からの洗浄液２７の除去が終了した後は、除去ユニット２５がブローユニット２６とＸ軸方向で隣合う位置まで移動テーブル２２を移動させ、図６に示すようにスキージ３１と吸引ブロック３２とを覆う位置にカバー３４を移動させ、空気吹出口３５から空気を吹き出させることによりスキージ３１と吸引ブロック３２とに付着している洗浄液２７を吹き飛ばす。
【００３８】
また、除去ユニット２５によるノズルプレート１０からの洗浄液２７の除去が終了した後は、液滴噴射ヘッド３をガイド板１５に沿って図１において実線で示す位置に移動させ、インク室７内にインクを供給するとともに圧電素子９を駆動させてインク室７内のインクをノズル１１からインク滴Ｅとして噴射し、基板１７にインク滴Ｅを塗付する作業を再開することができる。
【００３９】
ここで、除去ユニット２５を用いて行なうノズルプレート１０のクリーニングは、除去ユニット２５をノズルプレート１０の表面に非接触で対向させた状態で行うので、ノズルプレート１０の撥水処理膜１３に引っ掻き傷を付けることを防止することができ、ノズルプレート１０の撥水性を維持することができる。また、撥水処理膜１３がノズル１１の縁部側へずれ込むことを防止することができ、撥水処理膜１３がノズル１１の縁部側へずれ込むことが原因となってノズル１１から噴射されるインク滴Ｅの着弾位置がクリーニングの前後でずれることを防止することができる。
【符号の説明】
【００４０】
３…液滴噴射ヘッド、１０…ノズル形成部（ノズルプレート）、１１…ノズル、２４…ディップユニット、２５…除去ユニット、２６…ブローユニット、２７…洗浄液、３１…スキージ、３２…吸引ブロック、３３…吸引口、Ｅ…液滴（インク滴）
【図１】
2011110831.tif 000003
【図２】
2011110831.tif 000004
【図３】
2011110831.tif 000005
【図４】
2011110831.tif 000006
【図５】
2011110831.tif 000007
【図６】
2011110831.tif 000008