(57)【要約】【課題】本発明は、簡単かつ省スペースで、インクジェット印刷装置において不吐出なく、安定した高品質の印刷物が得られる、インクジェットヘッドの洗浄方法を提供する。【解決手段】インク供給タンクと、該インク供給タンクに接続された単数もしくは複数のインク通路の内部に圧電素子を備えたインクジェットヘッドと、該インクジェットヘッドをワイピングするワイピング部材とを備えたインクジェットヘッドの洗浄方法であって、  前記インクジェットヘッド上のインク滴を撮像する工程と、前記撮像したインク滴の二次元画像を用いて、前記インク滴の直径および接触角を解析する画像解析工程と、前記インク滴の接触角および直径に基づいて、前記インク滴の体積を算出する工程と、前記算出されたインク滴体積に基づいて、前記ワイピング洗浄を行うことを特徴とするインクジェットヘッドの洗浄方法である。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
インク供給タンクと、該インク供給タンクに接続された単数もしくは複数のインク通路の内部に圧電素子を備えたインクジェットヘッドと、該インクジェットヘッドをワイピングするワイピング部材とを備えたインクジェットヘッドの洗浄方法であって、
前記インクジェットヘッド上のインク滴を撮像する工程と、
前記撮像したインク滴の二次元画像を用いて、前記インク滴の直径および接触角を解析する画像解析工程と、
前記インク滴の接触角および直径に基づいて、前記インク滴の体積を算出する工程と、
前記算出されたインク滴体積に基づいて、前記ワイピング洗浄を行うことを特徴とするインクジェットヘッドの洗浄方法。
【請求項２】
前記撮像工程におけるインク滴の撮像は、前記単数もしくは複数のヘッドの複数のインク滴単位で行われることを特徴とする請求項１に記載のインクジェットヘッドの洗浄方法。
【請求項３】
前記撮像工程に先立って、インク供給タンクを加圧することにより、前記インクジェットヘッドからインクを吐出することを特徴とする請求項１または２に記載のインクジェットヘッドの洗浄方法。
【請求項４】
前記ワイピング部材が、布またはフィルムのいずれかであることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のインクジェットヘッドの洗浄方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インクジェット印刷装置におけるインクジェットヘッドの洗浄方法に関する。より具体的には、カラーフィルタの着色層、有機エレクトロルミネッセンス素子等を形成するために使用するインクジェット印刷装置のインクジェットヘッドのノズル面部分の洗浄方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年において、有機エレクトロルミネッセンス素子やカラーフィルタなどのパターンを得るに際して、精細なパターン印刷に優れたインクジェットプリンタ装置が用いられるようになってきている。このような工業用のインクジェットプリンタ装置には、インク供給タンクに接続された単数もしくは複数のインク通路の内部に圧電素子を持ったインクジェットヘッドを設け、このインクジェットヘッドのノズルからインクを吐出させて印字するものがある。
【０００３】
この種のインクジェットヘッドにおいては細いノズル内でインクが乾燥し、ノズル詰まり等の不具合が発生するため、種々のノズル洗浄方法や乾燥防止方法が採用されている。代表的な方法としては、特許文献１に提案されているようにインクジェットヘッドが非印字領域に達したときに、ノズルにノズルキャップを被せて外気と遮断し、外部からノズル内のインクを負圧にする方法や、特許文献２に提案されているようにワイピング材に洗浄液を噴霧しワイピングする方法等が挙げられるが、装置が煩雑になったり、不吐出等が発生したりするため、インクジェット印刷装置におけるインクジェットヘッドのノズル面の洗浄方法又は乾燥防止法として使用するには不十分であった。
【特許文献１】特開平６−３３６０１８号公報
【特許文献２】特開２００５−２２４７００号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであって、その課題とするところは、簡単かつ省スペースで、インクジェット印刷装置において不吐出なく、安定した高品質の印刷物が得られる、インクジェットヘッドの洗浄方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記の課題を達成するための解決手段として、
請求項１に係る発明は、インク供給タンクと、該インク供給タンクに接続された単数もしくは複数のインク通路の内部に圧電素子を備えたインクジェットヘッドと、該インクジェットヘッドをワイピングするワイピング部材とを備えたインクジェットヘッドの洗浄方法であって、
前記インクジェットヘッド上のインク滴を撮像する工程と、
前記撮像したインク滴の二次元画像を用いて、前記インク滴の直径および接触角を解析する画像解析工程と、
前記インク滴の接触角および直径に基づいて、前記インク滴の体積を算出する工程と、
前記算出されたインク滴体積に基づいて、前記ワイピング洗浄を行うことを特徴とするインクジェットヘッドの洗浄方法である。
【０００６】
請求項２に係る発明は、前記撮像工程におけるインク滴の撮像は、前記単数もしくは複数のヘッドの複数のインク滴単位で行われることを特徴とする請求項１に記載のインクジェットヘッドの洗浄方法である。
【０００７】
請求項３に係る発明は、前記撮像工程に先立って、インク供給タンクを加圧することにより、前記インクジェットヘッドからインクを吐出することを特徴とする請求項１または２に記載のインクジェットヘッドの洗浄方法である。
【０００８】
請求項４に係る発明は、前記ワイピング部材が、布またはフィルムのいずれかであることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のインクジェットヘッドの洗浄方法。
【発明の効果】
【０００９】
請求項１に係る発明によれば、インクジェットヘッド上のインク滴を撮像する工程と、撮像した前記インク滴の二次元画像を用いて、前記インク滴の直径および接触角を解析する画像解析工程と、前記インク滴の接触角および直径に基づいて、前記インク滴の体積を算出する工程と、その算出されたインク滴体積に基づいて、ワイピングを行うことで、インクジェットヘッドのノズル面を洗浄かつ、メニスカスを安定させることができ、高品質の印刷物を得ることができる。
【００１０】
請求項２に係る発明によれば、複数のインク滴単位で画像処理を行うことで、より効率よくまた安定したワイピングを行うことができる。
【００１１】
請求項３に係る発明によれば、ワイピングを行う前にノズル内部を加圧することで内部の乾燥したインクを除去することができる。
【００１２】
請求項４に係る発明によれば、洗浄部材として布またはフィルムを使用するため乾燥して固化したインク凝集物も拭き取りやすい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明のインクジェット印刷装置におけるインクジェットヘッドの洗浄方法についてその実施形態の一例を図面を参照して説明する。図１は、水頭差を利用したインクジェットヘッド印刷装置とインクジェットヘッド面のインク滴撮像および解析の装置図である。図２は、ポンプを利用したインクジェットヘッド印刷装置とインクジェットヘッド面のインク滴撮像および解析の装置図である。
（インクジェット印刷装置の構成）
まず、本発明におけるインク供給装置について図１に基づいて説明する。インクジェット印刷装置において使用されるインク２は、供給タンク１に貯蔵されており、チューブ３を通って大気開放４のサブタンク５へと送られ、その後、インクはチューブ６を通って、インクジェットヘッド８へと送られる。サブタンクでの液面高さとインクジェットヘッドとの水頭差７を確保して、各インク吐出口のインク面がメニスカス面となる状態でインク供給が行われるようにすることで、インクジェットヘッドの各インク吐出口でのインク面をメニスカス状態とすることができ、インクを適正な流量のドロップレットとすることができる。
【００１４】
インクジェットヘッド表面１２の液滴９を観察するための計測手段として、撮像手段としてのカメラ１０がインクジェットヘッドの吐出方向と垂直になるように配置してある。カメラには照射手段としてのレーザー光源１１、光ファイバーとを備えており、制御用コンピュータ１３と電気的に接続されている。
（インクジェットヘッドの洗浄方法）
次に、上記のインクジェット印刷装置における本発明のインクジェットヘッドの洗浄方法の一例について説明する。インクジェットノズルの詰まり等があった場合、ノズル洗浄を実施する。ノズルの洗浄方法としては、まず、インク供給タンクを加圧することでノズル内部の乾燥インクを除去する。その後、インクジェットヘッドと大気開放されたサブタ
ンクとの水頭差を確保することで、インクジェットヘッドの液滴はノズル内部に引いていく。その後、布、フィルム等でワイピングを行うことで、インクジェットノズル表面の乾燥インクや余分なインクを除去しノズル内部のメニスカスを安定させる必要があるが、ワイピングする際のインクジェットヘッド表面の液滴が適切な体積でないと、メニスカスが安定しなかったりエアを巻き込んだりして不吐出が発生する。
【００１５】
そのため、加圧した後のインクジェットヘッドの液滴を撮像し、その二次元画像を用いて、前記インク滴の直径および接触角を解析する画像解析工程と、前記インク滴の接触角および直径に基づいて、前記インク滴の体積を算出する工程と、その算出されたインク滴体積をデータとして、インク滴が一定量になった際にワイピングを行うが、インク滴量としては、ノズル部１ｍｍあたり０．０００５〜０．００１ｍｍ3の状態でワイピングすることが望ましい。
【００１６】
この水頭差を利用した吐出方法では、大気に触れている液面が乾燥してタンク内周面に固形物として付着して蓄積しやすくなり、その付着物がインクジェットヘッド側に送り出されて、ノズル詰まり等の吐出不良を起こす等の危惧がある。
（ポンプを利用したインクジェットヘッドの洗浄方法）
そこで、ダイヤフラムポンプを用いたインク供給装置における本発明のインクジェットの洗浄方法の他の例について図２に基づいて説明する。インクジェット印刷装置において使用されるインク１４は、供給タンク１５に貯蔵されており、チューブ１６を通ってダイヤフラムポンプ１７の供給源側へと通じる。ダイヤフラムポンプは、インク供給源側をインクを強制吸引する吸引側とし、インクジェットヘッド１８側をインクを強制送出する送出側１９とする。また、インク送出手段にはダイヤフラムポンプの駆動させるサーボモータ２０が接続されていて、このサーボモータの動作によってインクの吐出を正確に行うためのダイヤフラムポンプが駆動制御２１されている。
【００１７】
インクジェット表面２２の液滴２３を観察するための計測手段として、撮像手段としてのカメラ２４がインクジェットヘッドの吐出方向と垂直になるように配置し、カメラには照射手段としてのレーザー光源２５、光ファイバーとを備え、制御用コンピュータ２６と電気的に接続してある。
【００１８】
撮像した前記インク滴の二次元画像を用いて、前記インク滴の直径および接触角を解析する画像解析工程と、前記インク滴の接触角および直径に基づいて、前記インク滴の体積を算出する工程と、その算出されたインク滴体積をデータとして、上記インク送出手段におけるサーボモータに送り出されるように接続されており２１、インクを加圧した後のインクジェットヘッドの液滴を撮像し、その二次元画像を用いて、前記インク滴の直径および接触角を解析する画像解析工程と、前記インク滴の接触角および直径に基づいて、前記インク滴の体積を算出する工程と、その算出されたインク滴体積をデータとして、インク滴が一定量になった際にワイピングを行うことで、ノズル洗浄によりヘッド表面を洗浄してもノズル内部のメニスカスが安定し、吐出性が良好となる。
【実施例】
【００１９】
以下、具体的実施例を挙げて本発明を詳細に説明する。
【００２０】
ダイヤフラムポンプを用いたカラーフィルタ用インクジェット印刷装置を例示して、本発明のインクジェットヘッドの洗浄方法について説明する。
（隔壁の作成）
以下、隔壁をカラーフィルタにおいてはブラックマトリックスと称する。ブラックマトリックスはフォトリソグラフィー法を用いて作製した。基板として無アルカリガラスを用いた。基板上に、フッ素樹脂を含む感光性樹脂組成物を全面に、膜厚２μｍの薄膜状に塗
布した。その後、格子状のパターンを有するフォトマスクを用いて露光、その後、アルカリにて現像を行い、この基板をオーブンに入れ熱硬化処理を行うことで、ブラックマトリックスを作製した。
（インクの調整）
インクとして、顔料を溶剤を除くインクの全固形分の合計質量に締める割合が５０質量％で必要な分光特性となるように調整し、溶剤をインクに締める全固形分濃度が３０質量％となるように調整した。
（カラーフィルタ用インクジェット印刷装置）
インクジェット印刷装置において使用されるインクは、供給タンクに貯蔵されており、チューブを通ってダイヤフラムポンプの供給源側へと通じる。ダイヤフラムポンプは、インク供給源側をインクを強制吸引する吸引側とし、インクジェットヘッド側をインクを強制送出する送出側とした。また、インク送出手段にはダイヤフラムポンプの駆動させるサーボモータが接続されていて、このサーボモータの動作によってインクの吐出を正確に行うためのダイヤフラムポンプが駆動制御されており、インクはチューブを経由しインクジェットヘッドへと送られる。
【００２１】
液滴を観察するための計測手段として、撮像手段としてのカメラがインクジェットヘッドの吐出方向と垂直になるように配置した。カメラには照射手段としてのレーザー光源、光ファイバーとを備え、制御用コンピュータと電気的に接続した。
【００２２】
撮像した前記インク滴の二次元画像を用いて、前記インク滴の直径および接触角を解析する画像解析工程と、前記インク滴の接触角および直径に基づいて、前記インク滴の体積を算出する工程と、その算出されたインク滴体積をデータとして、上記インク送出手段におけるサーボモータに送り出されるように接続されている。
（インクジェットヘッドの洗浄）
非印字時にインクジェットヘッドのノズル洗浄の信号が出されると、インク供給タンクを加圧し、インクジェットヘッドのノズル内のインクを押し出すことで、ノズル内部の乾燥インクの除去を行った。その後、インクジェットヘッド表面のインク滴をカメラより撮像し、撮像した二次元画像を用いて、前記インク滴の直径および接触角を解析することで、前記インク滴の体積の算出を行い、その算出された体積をもとにダイヤフラムポンプを送出、吸引させることでヘッド面の液滴の体積がノズル部１ｍｍあたり０．００１ｍｍ3になるように制御した。ヘッド面のインク滴を制御した状態で、インクジェットヘッドの下に洗浄部材を搭載したユニットが移動し、インクジェットヘッドのヘッド面に押し当てを行った。
【００２３】
洗浄部材としては、ロール状のマイクロファイバーを用いた。洗浄ユニットはクラッチブレーキを使用した巻出とサーボモータを使用した巻取機構が設けられていて、エアシリンダで上下させることが可能である。一定時間経過後、洗浄ユニットが下方に移動することでインクジェットヘッドのノズル洗浄は完了した。この洗浄を行うことにより、ノズル部周縁に付着した乾燥インクが洗浄部材に拭き取られ、再び印字を行ってもノズル詰まりなく安定した吐出を行うため、高品質なカラーフィルタを得ることができた。
【００２４】
上記の本発明のインクジェットヘッドのノズル洗浄に対して、インクジェット表面のインク滴の体積を制御することなく、ワイピングを行った場合は、ノズル内部のメニスカスが安定せずに不吐出が発生し、高品質なカラーフィルタを得ることが出来なかった。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】水頭差を利用したインクジェットヘッド印刷装置とインクジェットヘッド面のインク滴撮像および解析の装置図である。
【図２】ポンプを利用したインクジェットヘッド印刷装置とインクジェットヘッド面のインク滴撮像および解析の装置図である。
【符号の説明】
【００２６】
１・・・インク供給タンク
２・・・インク
３・・・インク供給タンクからサブタンクへと通じる経路
４・・・サブタンクの大気開放部
５・・・サブタンク
６・・・サブタンクからインクジェットヘッドへと通じる経路
７・・・インクジェットヘッドとサブタンクとの水頭差
８・・・インクジェットヘッド
９・・・インクジェットヘッド表面のインク滴
１０・・・カメラ
１１・・・レーザー光源部
１２・・・インクジェットヘッド表面
１３・・・計測した画像データの解析用パソコン
１４・・・インク
１５・・・インク供給タンク
１６・・・インク供給タンクからダイヤフラムポンプへの経路
１７・・・ダイヤフラムポンプ
１８・・・インクジェットヘッド
１９・・・ダイヤフラムポンプからインクジェットヘッドへの経路
２０・・・サーボモータ
２１・・・計算したインク滴のされた体積をもとにダイヤフラムポンプを送出、吸引を行うデータの経路
２２・・・インクジェットヘッド表面
２３・・・インクジェットヘッド表面のインク滴
２４・・・カメラ
２５・・・レーザー光源部
２６・・・計測した画像データの解析用パソコン
【図１】
2008284509.tif 000003
【図２】
2008284509.tif 000004