(57)【要約】【課題】  本発明は、ノズル内面のメンテナンスに際し、塗工液と洗浄用溶剤によるソルベントショックを発生することなく、短時間でしかも簡単にノズル目詰まりの再生が可能であり、さらに洗浄液の使用を低減させることができるインクジェットヘッドの再生方法、装置を提供する。【解決手段】  インクジェットヘッドのインクを吐出させるノズル部で、乾燥インク等の異物により目詰まりし吐出不良となったノズル孔において、インクジェットヘッドの吐出面の一部もしくは全体を、研磨加工を行うことによってノズル孔の目詰まりの原因である異物を選択的に除去し、ノズル部の吐出不良部の再生を行うことを特徴としたインクジェットヘッドのノズル再生方法及び装置。【選択図】図１
2007320047.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
インクジェットヘッドのインクを吐出させるノズル部で、乾燥インク等の異物により目詰まりし、吐出不良となったノズル孔において、インクジェットヘッドの吐出面の一部もしくは全体を、研磨加工を行うことによってノズル孔の目詰まりの原因である異物を選択的に除去し、ノズル部の吐出不良部の再生を行うことを特徴としたインクジェットヘッドのノズル再生方法。
【請求項２】
請求項１記載のノズル再生方法において、インクジェットヘッド単体もしくはインクジェットヘッドが複数固定され配列されたインクジェットヘッドアレイの固定具を備え、回転する下定盤に対し、インクジェットヘッド吐出面を、荷重を掛けながら押しあてることを特徴とするノズル再生方法。
【請求項３】
請求項１または２記載のノズル再生方法において、回転する下定盤の回転数が１００ｒｐｍ〜６００ｒｐｍであることを特徴とするノズル再生方法。
【請求項４】
インクジェットヘッドのインクを吐出させるノズル部の吐出面の一部もしくは全体を、研磨加工を行う手段を備えていることを特徴としたインクジェットヘッドのノズル再生装置。
【請求項５】
請求項４記載のノズル再生方法及び装置において、研磨加工を行う手段がインクジェットヘッド単体もしくはインクジェットヘッドが複数固定され配列されたインクジェットヘッドアレイの固定具を備え、回転する下定盤に対し、インクジェットヘッド吐出面を、荷重を掛けながら押しあてる手段であることを特徴とするノズル再生装置。
【請求項６】
請求項４または５記載のノズル再生装置において、回転する下定盤の回転数が１００ｒｐｍ〜６００ｒｐｍであることを特徴とするノズル再生装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インクジェットヘッドにおいて、異物等によりインクを吐出するノズル孔が目詰まりし、不吐出となった場合にノズル面にダメージを与えることなく、容易にヘッド再生をおこなうことができるノズル再生方法及び装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、インクジェットヘッドを用いて塗工する場合には、インクジェットプリンターとして一般紙、包装紙、プリント基板など多用途な印刷に用いられ、高速で比較的安定した高い品質の塗工をおこなうことが出来るが、ノズルの吐出性に影響が出た場合にはノズルクリーニングを行いノズルのメンテナンスが必要となっている。
【０００３】
近年さらに、インクジェットヘッドを用いる事によりインクの使用量が低減可能な事からコストダウンの為に液晶表示装置用カラーフィルターのＲＧＢインク塗工への応用も検討されるようになり、顔料・樹脂・溶剤の入った専用インクの塗布などに使用されるようになっている。しかし、顔料・溶剤の入ったインクは乾燥し易く、一度乾燥すると乾燥異物起因でノズル穴が目詰まりし、吐出不良が発生する場合がある。
【０００４】
上記のようにノズル穴が目詰まりした場合には、塗工液を抜き出した後、ヘッド内部を溶剤で洗浄するか、ノズル面を外側から洗浄液とウエスで拭いて再度塗工液を用いて加圧圧送して押し出す方法が用いられている。この場合、内部に詰まっている乾燥異物の溶解と除去は困難で、また、ヘッドの構造上から、人手により分解し、清掃をする事が出来ないのが現状である。
【０００５】
また、ノズル内部には乾燥したインク以外の他の異物、ゲル状異物が詰まる事による吐出不良も確認されており、このようにノズル穴が閉塞され、吐出不良になったヘッドは廃棄及び新規交換となってしまい、コストがかかり、非効率な方法とされていた。
【０００６】
上記のようなことからインクジェットヘッドのヘッド内部を効率よく洗浄する為に、ヘッド内部に洗浄液を供給・洗浄した後に、ノズル部をワイプする洗浄方法（例えば、特許文献１参照。）が知られている。
【０００７】
さらに、インクジェトヘッド内の異物を除去する為に、超音波をかけながら洗浄液を逆流させ洗浄除去する機構（例えば、特許文献２参照。）も知られている。
【０００８】
また、ノズル面を効率よく洗浄する為に、カバー部材を取り付けクリーニングする機構（例えば、特許文献３参照。）も知られている。
【０００９】
さらに、インクジェットヘッド内の液体を液体置換することにより、目詰まりを発生させない洗浄方法（例えば、特許文献４参照。）も知られている。
【００１０】
以下に先行技術文献を示す。
【特許文献１】特開２００３−２１１６８７号公報
【特許文献２】特開平０９−２５４３９７号公報
【特許文献３】特開平０５−１６３７６号公報
【特許文献４】特開平１０−２８６９７７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
上記特許文献１はインクジェットヘッドに洗浄液をインク供給口からポンプで加圧して供給しインクジェットヘッドを内部から洗浄する洗浄工程を有し、洗浄後にはインクジェットヘッドのノズル部をワイプで拭き取る機構を有すると記されている。しかしノズル内部に固着した乾燥異物の除去は困難という問題がある。
【００１２】
次ぎに、特許文献２は洗浄液の入っている洗浄容器の中にインクジェットヘッドを設置し、超音波をかけながら洗浄液をヘッド内部に通過させて送液を行いながら洗浄するものであり、ノズル内部の異物が仮に取れたとしてもインクジェットヘッド内、配管内に付着した乾燥異物がさらにノズル内部に滞留してしまい、更に汚染が広がる事になってしまうという問題がある。また、インクジェットヘッド単体の洗浄を行う場合は、装置は小型化できるが、インクジェットヘッドを複数配置したインクジェットヘッドアレイを一度に再生する場合には、装置の規模が大きくなってしまい、さらに使用する洗浄液の使用量がどうしても多くなってしまう問題もある。
【００１３】
さらに、特許文献３は撥液性のノズル面にカバー部材を突き当て噴射したインクでカバー内を充填させノズル面に付着した微小なインク滴を合体させてから吸引してノズル面のクリーニングを行うと記載されている。上記のクリーニングではノズル面は洗浄が出来てもノズル内部の洗浄には不向きである。
【００１４】
また、特許文献４はインクジェットヘッド内の液体を液体置換する方法であり、インクジェットヘッド内のインクを異種のインクに切り替える途中に、少なくとも１種類以上の洗浄液による置換を行うと記されている。
【００１５】
しかしインク交換の液体置換は行えても、乾燥異物、異物には効果がなく、ノズル孔からの吐出が困難な場合には、インクジェットヘッドの再生は困難と考えられる。
【００１６】
本発明は上記した従来の問題点を省みてなされたものであり、ノズル内面のメンテナンスに際し、塗工液と洗浄用溶剤によるソルベントショックを発生することなく、短時間でしかも簡単にノズル目詰まりの再生が可能であり、さらに洗浄液の使用を低減させることができるインクジェットヘッドの再生方法、装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
本発明は上記問題を解決するために成されたもので、本発明の請求項１および４に係る発明は、インクジェットヘッドのインクを吐出させるノズル部で、乾燥インク等の異物により目詰まりし、吐出不良となったノズル孔において、インクジェットヘッドの吐出面の一部もしくは全体を、研磨加工を行うことによってノズル孔の目詰まりの原因である異物を選択的に除去し、ノズル部の吐出不良部の再生を行うことを特徴としたインクジェットヘッドのノズル再生方法及び装置である。
【００１８】
また本発明の請求項２および５に係る発明は、前記ノズル再生方法及び装置において、インクジェットヘッド単体もしくはインクジェットヘッドが複数固定され配列されたインクジェットヘッドアレイの固定具を備え、回転する下定盤に対し、インクジェットヘッド吐出面を、荷重を掛けながら押しあてることが可能であることを特徴とするノズル再生方法及び装置である。
【００１９】
また本発明の請求項３および６に係る発明は、前記ノズル再生方法及び装置において、回転する下定盤の回転数が１００ｒｐｍ〜６００ｒｐｍであることを特徴とするノズル再生方法及び装置である。
【発明の効果】
【００２０】
インクの乾燥異物、その他の異物でインクジェットヘッドに設けられたノズル孔が目詰まりし、不吐出となった部分に対して、インクジェットヘッドの吐出面の一部もしくは全体を研磨することにより、ノズル孔の目詰まりの解消が可能となる。
【００２１】
このとき、吐出不良となったインクジェットヘッド単体を研磨装置に設置することも可能であるが、複数のインクジェットヘッドをあらかじめ正確に配置・取り付けしたインクジェットヘッドアレイを研磨装置に取り付けることも可能であり、洗浄やメンテナンスの作業効率化や、インクジェットヘッドアレイに取り付けた個々のインクジェットヘッドの吐出性の均一化を行うことが可能となった。さらに、少量の研磨剤とリンスに使用する洗浄液でヘッドの再生を行うことができるため、洗浄液の使用量を低減することができた。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
つぎに本発明を図１から図２に示す実施の形態に基づいて詳細に説明する。図１は、本発明の実施の形態を示す概略図であり、インクジェットヘッドを設置した状態を表した研磨装置の説明図である。また、図２はインクジェットヘッドを複数配置したインクジェットヘッドアレイを設置した状態を示す該研磨装置の説明図である。
【００２３】
吐出に不具合のあるインクジェットヘッドの再生に使用する研磨装置は、インクジェットヘッドを研磨圧制御部１０４に設置する為の設置アーム１０３と、それらを支える支持アーム１０５、回転機構を持つ下定盤１０１と、その上に設けられた研磨用パット１０２から主に構成されている。
【００２４】
下定盤１０１は、回転機構を備えた平らな台であり、チェーンまたはベルトを介してモーターなどの駆動系と接続され、実用的な処理時間と供給する研磨剤の拡散を考慮して回転数が１００ｒｐｍ〜６００ｒｐｍの回転が可能とする。下定盤１０１の形状は上面が平らであり、研磨用パット１０２を貼り付ける面積があればどのような形状でも問わないが、面積効率の高い円形が好ましい。
【００２５】
研磨用パット１０２は、発泡ポリウレタン、シリコン、フェルトや皮を用いたバフパットなど、通常ガラスなどの研磨シートやバフなどで用いられる材料を用いることができ、下定盤１０１に貼り付けが可能な粘着層などを持つシート状のものを用いることができる。
【００２６】
設置アーム１０３は、インクジェットヘッドを設置する為に用いる治具であり、設置するインクジェットヘッドに応じて固定部の形状を変えるのが好ましいが、研磨中の固定が可能であれば、やわらかいゴムやウレタンパットをインクジェットと接触する場所に用いることで、専用のマウント部を用意しなくてもよい。
【００２７】
研磨圧制御部１０４は、研磨前処理、研磨、研磨後処理の工程に応じて、固定したインクジェットヘッド１０３と下定盤１０１との押し付け圧を制御および保持することが可能であり、インクジェットヘッド設置部の自重や、シリンダーへのエアー供給による加圧もしくは油圧制御を用いることができる。研磨時の押し付け圧は、４．５ｋＰａ〜１０．０ｋＰａ内とする。
【００２８】
支持アーム１０５は、インクジェットヘッド１０６や設置アーム１０３、研磨圧制御部１０４を支持するもので、エアーシリンダーや油圧、ギアによるリフトアップ・ダウンが可能であり、揺動用モーターを用いて伸縮もしくはスイングを可能とし、被研磨体であるインクジェットヘッド１０３が研磨用パット１０２の同じ部分と接触し続けるのを避けることが可能とする。
【００２９】
インクジェットヘッド１０３は、工業用で用いられるものであれば特に制限されるものではないが、設置アームによる固定が容易で、吐出孔が複数配列され、吐出面が２．０ｃｍ2以上の平面を有するものが好ましく、さらにヘッド先端の段差がないものが好ましい。
【００３０】
インクジェットヘッドアレイ２１１は、これらインクジェットヘッドを複数配列し固定したものとする。
【００３１】
研磨剤投入チューブ１０７及び洗浄液投入チューブ１０８は、一般的な送液用ポンプを介して研磨剤や洗浄液を研磨中に滴下するために用いることが可能であるが、これらチューブを用いることなく、手動であらかじめ研磨剤を下定盤に散布しておいても良い。
【００３２】
図３は、本発明のインクジェットヘッド再生方法の概略を示す図であり、インクジェットヘッド先端部３０１に設けられた吐出孔３０２内に付着した乾燥異物３０４を、研磨加工により排除していく過程を説明した図である。
【００３３】
吐出孔３０２（約２０〜４０μｍ径のもの）先端部に、定着し乾燥した乾燥異物３０４が、高速で回転する研磨パット表面と、インクジェットヘッド先端部３０１との間に散布された研磨剤スラリーが吐出孔３０２内で激しく運動することにより、選択的に研磨されていく様子を示す。
【００３４】
使用する研磨剤３０３は、ガラス板研磨用に用いられるものが使用可能であり、酸化セリウム工業用ダイアモンド、酸化アルミニウムなど平均粒径が０．５μｍ以下のスラリーを用いることができる。
【実施例】
【００３５】
濃度が１０重量％のアクリル共重合体樹脂希釈液とピグメントレッド１７７、さらに分散剤としてポリオキシエチレンアルキルエーテルを８０：１９：０．９の割合で調合し分散することで得た着色インキをインクジェットヘッドに満たし、圧縮エアーにて排出後２００ｍｌのアセトンで不完全に洗浄した。
【００３６】
３時間放置後、さらにアセトンをヘッドに注入し、吐出孔から排出しながらシャワー形状を確認すると、３３０設けた吐出孔のうち２３の吐出孔がインクの乾燥異物により不吐出であった。
【００３７】
不吐出のインクジェットヘッドをインクジェットヘッド再生用研磨装置に設置し、平均粒径０．５μｍの酸化アルミニウムのスラリーを研磨剤として４３０ｒｐｍ、設定圧７ＫＰａで５分間研磨を行った。
【００３８】
研磨を行った後、再びアセトンによりインクジェットヘッド内をリンスしながら吐出孔からのシャワー形状を確認したところ、すべての吐出孔から正常に溶液が吐出された。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明による研磨装置の実施の形態を示す概略図。
【図２】本発明による研磨装置の実施の形態を示す概略図。
【図３】本発明のインクジェットヘッド再生方法の概略図。
【符号の説明】
【００４０】
１００…研磨装置の概略図
１０１…下定盤
１０２…研磨用パット
１０３…設置アーム
１０４…研磨圧制御部
１０５…支持アーム
１０６…インクジェットヘッド
１０７…研磨剤投入チューブ
１０８…洗浄液投入チューブ
１１０…研磨装置の正面図
２００…研磨装置の概略図（インクジェットヘッドアレイ設置）
２１０…研磨装置の正面図（インクジェットヘッドアレイ設置）
２１１…インクジェットヘッドアレイ
３００…研磨加工前の不吐出部
３１０…研磨加工中の不吐出部
３０１…ヘッド先端部
３０２…吐出孔断面
３０３…研磨剤
３０４…乾燥異物
【図１】
2007320047.tif 000003
【図２】
2007320047.tif 000004
【図３】
2007320047.tif 000005