JP2006142498A - クリーニングヘッドおよびクリーニング方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ノズルプレートにダメージを与えずにクリーニングを行う装置と方法を提供する。
【解決手段】本発明によれば、クリーニング液２３の小滴をクリーニング孔２９上に配置されたノズル孔１２に到達させ、ノズル孔１２に残留する残留物をクリーニング液２３に膨潤、溶解させた後、ノズル孔１２に噴出ガスを吹き付けるので、残留物はクリーニング液２３と一緒に容易に除去される。本発明のクリーニング方法は、ノズルプレート１５にブレード等を接触させないので、ノズル孔１２及びその周囲だダメージを受けることがない。また、クリーニング液２３に高沸点溶剤を用いれば、安全にクリーニング工程を行うことができる。
【選択図】図１

Description

本発明はインクジェットプリンターのノズルをクリーニングするクリーニングヘッドとそのクリーニング方法に関する。

従来より、液晶表示素子のカラーフィルター、配向膜、有機ＥＬ表示素子の発光層、プラズマ表示素子の配線等、ＦＰＤ分野の製造、実装配線基板の製造等には、インクジェットプリンターが用いられる。

このような工業用インクジェットプリンターに於いて、インクの着弾位置精度およびその安定性が製造装置として求められており、そのためにはインクを吐出するノズル孔を定期的にクリーニングし、インクのつまりを防止する必要がある。

従来技術のクリーニング方法としは、例えばブレードや布等のクリーニング手段をノズル孔が設けられたノズルプレートに接触させ、ノズル孔に残留するインクを擦り取る接触式クリーニング法がある。しかし、接触式のクリーニングを継続して行なうことによりノズルプレートに傷が生じたりノズルプレートの溌液処理がダメージを受けノズルプレート表面に液だまりが出来やすくなりインクの吐出角度のバラツキが出る。従って、ノズルプレート表面にダメージを与えることなくクリーニングおよびインクの吐出を回復させる必用が有る。

クリーニング手段をノズルプレートに接触させずに清掃を行う方法としては、例えば、特開昭６１−１９３８５７、特開昭６１−１９９９５５と、特開平３−２１６３４５と、特開平４−３９０５５と、特開平５−７７４３７に記載されたように、クリーニング手段から流体（空気、洗浄液等）をノズル面に吹き付ける事により清掃を行なう方法がある。

しかしながらこの方法ではノズル孔はきれいになっても、ノズル孔の内部に気泡が入ったり、ノズル孔内の液面が押し上げられて上昇して、ノズル孔内に露出するインク液面の表面状態（メニスカス）が乱れ、吐出率が悪くなる。また、インクには可燃性の有機溶剤が使用されることが多く、電気系からスパークによる着火が起こらないように妨爆耐性に注意が必要となる。

ヘッドノズル部を湿潤空気で密封するクリーニング方法としては、特開昭５６−６４８７５、特開昭６２−２７１７４９、特開平１−２１０３５０、特開平４−３５５１５２等がある。この方法においても、特に工業用途では、インクに可燃性の有機溶剤が使用される場合が多いので、有機溶剤の蒸気に対する電気系がらのスパークによる着火等が起こらぬよう妨爆耐性に気を付ける必用が有る。

ヘッドノズル部を液体で密封する物としては、特開昭６３−１１３４９、特開昭６３−２２４９５４、特開平３−１３２３５６が有るが、工業用途では、酸性のインクや溶解特性の非常に強力な有機溶剤の使用等、過酷な条件化での使用が要求される場合が有り、インク室、ノズルプレート等のインクおよび溶剤に対する長時間に渡る化学的な耐性が十分で有る事が求められる。

更なる要求としては、長時間、液体に直接浸けておくと毛細管現象等で耐薬品性処理されていない部位にインク、溶剤が回り込み基板、素子、配線等を腐食する等による問題が生じることが有る。
特開昭６１−１９３８５７ 特開昭６１−１９９９５５ 特開平３−２１６３４５ 特開平４−３９０５５ 特開平５−７７４３７ 特開昭５６−６４８７５ 特開昭６２−２７１７４９ 特開平１−２１０３５０ 特開平４−３５５１５２ 特開昭６３−１１３４９ 特開昭６３−２２４９５４ 特開平３−１３２３５６

本発明は上記従来技術の不都合を解決するために創作されたものであり、その目的は、ノズルプレート表面にダメージを与えることなくクリーニングを行うことである。

上記課題を解決するために請求項１記載の発明は、ノズル孔を有し、前記ノズル孔からインクを吐出するように構成された印刷ヘッドの、前記ノズル孔に残留した前記インクを除去するクリーニングヘッドであって、クリーニング液を収容するミスト発生室と、前記ミスト発生室に収容された前記クリーニング液を振動させ、前記クリーニング液の液面上に小滴を発生させるミスト発生手段と、前記ミスト発生室に設けられたクリーニング孔と、導入された噴出ガスを前記ミスト発生室の前記クリーニング孔に向かって噴出孔から噴出するエアナイフとを有し、前記クリーニング孔に配置された前記ノズル孔に前記小滴を付着させた後、前記エアナイフから前記噴出ガスを噴出すると、前記ノズル孔に付着した前記小滴及び残留インクが除去されるクリーニングヘッドである。
請求項２記載の発明は、請求項１記載のクリーニングヘッドであって、前記クリーニング孔は、前記ミスト発生室内部に前記クリーニング液を収容した時に、前記クリーニング液の液面上に位置するようにされたクリーニングヘッドである。
請求項３記載の発明は、請求項１又は請求項２のいずれか１項記載のクリーニングヘッドであって、前記ノズル孔に吹き付けられた前記噴出ガスの到達方向に、前記噴出ガスを排出する排出口が設けられたクリーニングヘッドである。
請求項４記載の発明は、請求項３記載のクリーニングヘッドであって、前記排出口には排気ポンプが接続され、前記排気ポンプを動作させると、前記ミスト発生室の内部雰囲気が排気されるように構成されたクリーニングヘッドである。
請求項５記載の発明は、請求項３又は請求項４のいずれか１項記載のクリーニングヘッドであって、一端が前記排出口よりも前記クリーニング孔に近く、他端が前記クリーニング孔よりも前記排出口に近い排出路を有するクリーニングヘッドである。
請求項６記載の発明は、請求項５記載のクリーニングヘッドであって、前記排出路は前記液面側の側壁である下板を有し、前記下板の前記クリーニング孔側の一端は、前記クリーニング孔上に配置された前記ノズル孔の真下位置よりも前記排出口から遠い位置まで突き出されたクリーニングヘッドである。
請求項７記載の発明は、請求項６記載のクリーニングヘッドであって、前記下板の前記ノズル孔の真下位置よりも前記排出口から遠い位置には前記下板の表面よりも高く突き出された凸部が設けられたクリーニングヘッドである。
請求項８記載の発明は、請求項１乃至請求項７のいずれか１項記載のクリーニングヘッドであって、前記ミスト発生手段は、前記クリーニング液に超音波振動を与えるように構成されたクリーニングヘッドである。
請求項９記載の発明は、ノズル孔を有し、前記ノズル孔からインクを吐出するように構成された印刷ヘッドの、前記ノズル孔が配置された面が、クリーニング液が収容されたミスト発生室のクリーニング孔上に位置するように配置し、前記クリーニング液の小滴を前記ノズル孔が配置された面に到達させた後、前記ノズル孔に向かって噴出ガスを噴出するクリーニング方法である。
請求項１０記載の発明は、請求項９記載のクリーニング方法であって、前記ノズル孔が配置された面を前記クリーニング孔上に位置させた後、前記クリーニング液を振動させて前記小滴を発生させるクリーニング方法である。
請求項１１記載の発明は、請求項９又は請求項１０のいずれか１項記載のクリーニング方法であって、前記クリーニング液の小滴の発生は、前記ミスト発生室内部を排気しながら行うクリーニング方法である。
請求項１２記載の発明は、請求項９乃至請求項１１のいずれか１項記載のクリーニング方法であって、前記噴出ガスの噴出は、前記噴出ガスを所定時間噴出する状態と、前記噴出ガスを所定時間噴出しない状態を繰り返すクリーニング方法である。

本発明は上記のように構成されており、印刷ヘッドのクリーニングが必要と判断される時や、印刷ヘッドの印刷を停止する時には、印刷ヘッドに本発明のクリーニングヘッドをキャッピングし、各ノズル孔をクリーニング孔上に配置させる。

クリーニング液を振動させ、クリーニング孔の真下に位置するクリーニング液の液面から小滴を発生させると、小滴は高い濃度で各ノズル孔に到達することになる。小滴を到達させた後、クリーニング孔上にノズル孔を位置させた状態で、クリーニング孔に向かって噴出ガスを吹き付ければ、噴出ガスがノズル孔に吹き付けられる。

印刷を終了した後の状態でも、印刷ヘッド内にはインクが収容されたままになっており、各ノズル孔の内部にはインクの液面が配置されている。従来技術のように、噴出ガスの吹き付けだけでノズル孔のクリーニングを行うためには、長時間の吹き付けが必要であり、ノズル孔内のインクに気泡が混入し、その液面状態（メニスカス）が乱れることがある。

本発明では、小滴をノズル孔とその周囲に到達させ、ノズル孔やノズルプレートに残留するインクがクリーニング液で膨潤、溶解させた後、噴出ガスの吹き付けを行うので、短時間の吹き付けで効率良く残留インクを除去することができる。従って、メニスカスの乱れが起こらず、印刷を再開した時の吐出量が安定する。

印刷ヘッドにワイパーやブレード等を接触させずにクリーニングを行うため、ノズル孔やノズルプレートがキズ付き難く、ノズル孔やノズルプレートのダメージによる吐出角度のばらつきが起こり難い。また、ノズルプレートに付着したインクやその析出物をクリーニング液に膨潤、溶解させてから、該クリーニング液と一緒にインクを吹き飛ばしているので、エア噴射だけでクリーニングを行う場合に比べてヘッドの洗浄効果が高い。

先ず、クリーニング対象物である印刷ヘッドについて説明する。
図１の符号１０はクリーニング対象物である印刷ヘッドを示しており、印刷ヘッド１０はヘッド本体１１と、ヘッド本体１１の一壁面を構成するノズルプレート１５と、ノズルプレート１５に設けられた１又は２以上のノズル孔１２とを有している。

ここでは、ノズルプレート１５は細長であって、ノズル孔１２は複数個がノズルプレート１５の長手方向に沿って一例に並べて設けられている。ヘッド本体１１はノズルプレート１５側の面が下側に向けて配置されており、ノズルプレート１５の下方に印刷対象物を配置した状態で、ヘッド本体１１内に収容されたインクをノズル孔１２から吐出すると、印刷対象物の細長の領域に一度にインクが印刷されるようになっている。

次に、この印刷ヘッド１０をクリーニングする本発明のクリーニングヘッドについて説明する。
図１の符号２０は本発明のクリーニングヘッドの一例を示している。
クリーニングヘッド２０はミスト発生室２１と、ミスト発生手段２５と、エアナイフ３０と、ガス送風手段３５と、排出口４２とを有している。

ミスト発生室２１は容器状の収容部２２と、収容部２２の開口に取り付けられた板状の載置部材２７と、収容部２２の開口上の位置で載置部材２７を厚み方向に貫通するクリーニング孔２９とを有しており、収容部２２の内壁と載置部材２７とで取り囲まれたミスト発生室２１の内部空間は、クリーニング孔２９を介して外部と接続されている。

ミスト発生室２１はクリーニング孔２９を上側に向けて配置されており、後述するクリーニング液を収容部２２に収容した時に、クリーニング液がクリーニング孔２９からこぼれないようになっている。

クリーニング孔２９は細長であって、その幅は各ノズル孔１２の直径より大きく、かつその長さはノズル孔１２が並んだ列の長さよりは大きくされており、クリーニングヘッド２０を印刷ヘッド１０の下方に移動させると、各ノズル孔１２が１つのクリーニング孔２９上に配置されるようになっている。

ノズルプレート１５の幅及び長さは、それぞれクリーニング孔２９の幅及び長さよりも長くされており、各ノズル孔１２はノズルプレート１５の中央位置で並べられているので、各ノズル孔１２がクリーニング孔２９上に位置するように位置あわせをした状態で、印刷ヘッド１０を静止させ、クリーニングヘッド２０を上昇させると、載置部材２７がノズルプレート１５の縁部分と密着する（キャッピング）。

従って、クリーニングヘッド２０が印刷ヘッド１０にキャッピングされた状態では、クリーニング孔２９はノズルプレート１５で塞がれ、ミスト発生室２１の内部は密閉される。

ミスト発生室２１の外部にはクリーニング液２３が蓄液された蓄液タンク５１が配置されており、蓄液タンク５１のクリーニング液２３は供給管５２を通って収容部２２に供給され、収容部２２内に蓄液されるようになっている。

クリーニング液２３はクリーニング孔２９の下方で蓄液されるので、クリーニング液２３が蓄液された状態では、クリーニング孔２９上の各ノズル孔１２はクリーニング液２３の液面２４と対向する。

収容部２２内部には第一の排出管５３ａの一端が収容部２２の底壁から載置部材２７よりも低い位置の設定高さまで引き込まれ、収容部２２内の液面２４高さがその設定高さを超えると、超えた分のクリーニング液２３が第一の排出管５３ａから、ミスト発生室２１外部に設けられたドレインタンク５４に排出されるようになっている。

従って、収容部２２内のクリーニング液２３の液面２４高さは常に一定に維持され、クリーニング液２３がクリーニング孔２９から溢れることがないので、クリーニング液２３がクリーニング孔２９上のノズル孔１２及びノズルプレート１５と直接接触することはない。

尚、ミスト発生室２１内部には第二の排出管５３ｂの一端が収容部２２の底壁近傍位置まで引き込まれており、第二の排出管５３ｂのバルブを開けると、収容部２２内のクリーニング液２３が全てドレインタンク５４に排出される。

収容部２２には不図示の加熱手段が設けられており、収容部２２内にクリーニング液２３を蓄液した状態で加熱手段に通電すると、クリーニング液２３が加熱されるようになっている。加熱手段は不図示の温度制御手段に接続されており、温度制御手段は、収容部２２内のクリーニング液２３の温度を検出し、検出された温度に基づいて加熱手段の通電量を調整する。従って、収容部２２内に蓄液されるクリーニング液２３の温度は常に一定温度に維持される。

ミスト発生手段２５は収容部２２内部の底壁近傍であって、上述した液面２４の設定高さよりも低い位置に配置されており、収容部２２内にクリーニング液２３が蓄液されると、ミスト発生手段２５はクリーニング液２３に浸漬された状態になる。

ミスト発生手段２５の内部には超音波発振子が内蔵されており、該超音波発振子により所定周波数の超音波を発振すると、ミスト発生手段２５周囲のクリーニング液２３が超音波振動し、ミスト発生手段２５上の液面２４から、クリーニング液２３の小滴が霧状に発生し、ミスト発生室２１内部に飛散する。

ミスト発生手段２５はクリーニング孔２９の真下に位置しており、クリーニング液２３の小滴は各ノズル孔１２の真下位置から飛散することになるので、各ノズル孔１２には濃い密度の小滴が到達する。

図２は図１のＡ−Ａ切断線断面図を示しており、図１の符号３１はエアナイフ３０のエアナイフ本体を示している。
エアナイフ本体３１と、後述する排出路４０は、載置部材２７の液面２３側の面にそれぞれ密着して取り付けられており、エアナイフ本体３１と排出路４０はミスト発生室２１内の液面２３上に位置するが、エアナイフ本体３１と排出路４０はクリーニング孔２９内に露出しないので、クリーニング孔２９へ向かって飛散する小滴はエアナイフ本体３１や排出路４０で遮られない。

エアナイフ本体３１の内部には供給路３４が設けられており、供給路３４の一端側の開口である送風接続口３２は、収容部２２の側壁に設けられた貫通孔を介して、ミスト発生室２１外部の送風管３９の一端に接続され、送風管３９の他端はガス送風手段３５に接続されている。

ガス送風手段３５は圧力バッファ３８を有している。圧力バッファ３８は不図示の送風ポンプに接続されており、送風ポンプを動作させると、空気又はＮ₂ガスのような噴出ガスが圧力バッファ３８に送られ、その噴出ガスが一旦圧力バッファ３８に充満する。ガス送風手段３５と送風管３９の間にはバルブ３７が設けられており、そのバルブ３７を開け、圧力バッファ３８を送風管３９に接続すると、圧力バッファ３８に充満された噴出ガスが送風管３９から、送風接続口３２を通って供給路３４に送られる。

供給路３４の送風接続口３２と反対側の端部は、収容部２２の側壁側からクリーニング孔２９側に向かって折曲がり、その先端の開口である噴出孔３３はクリーニング孔２９に向けられている。従って、供給路３４に送られた噴出ガスは、クリーニング孔２９に向かって噴出される。

噴出孔３３はクリーニング孔２９よりも長い細長形状であって、エアナイフ本体３１は噴出孔３３の長手方向がクリーニング孔２９の長手方向に対して平行であって、噴出孔３３の長手方向の両端が、クリーニング孔２９の長手方向の両端よりも外側に位置するように取り付けられているので、噴出孔３３から噴出されるガスはクリーニング孔２９の長手方向の一端から他端まで各位置に吹き付けられる。従って、クリーニング孔２９上に位置する各ノズル孔１２にそれぞれ噴出ガスが吹き付けられることになる。

噴出ガスをノズル孔１２に吹き付ける時に、噴出ガスがノズル孔１２内に直接吹き付けられると、ノズル孔１２内のインクに噴出ガスの気泡が入り込んでメニスカスの乱れが生じ、印刷を再開した時にインクの吐出不良が生じることがある。

このため、噴出孔３３はノズル孔１２に対し斜め方向に向けられ、かつ、その周辺部（例えば、ノズル孔１２よりも噴出孔３３側の位置）に、ガスを噴出するように、ノズル孔１２を配置することが好ましい。

排出路４０は上板４１ａと下板４１ｂと不図示の遮蔽部材とを有しており、上板４１ａと下板４１ｂと遮蔽部材は筒状に組み立てられている。図２の符号４４は排出路４０の筒の内部空間を示している。

収容部２２の噴出孔３３とは反対側の側壁には、側壁を貫通する排出口４２が設けられ、排出路４０は下板４１ｂが液面２４側、上板４１ａが遮蔽板２７側に向けられた状態で、その一端側の開口が排出口４２と一部又は全部重なりあうように、収容部２２の側壁に取り付けられている。

上板４１ａの排出口４２とは反対側の一端と、下板４１ｂの排出口４２と反対側の一端は、噴出孔３３側に向けられ、それらの一端はクリーニング孔２９内に露出せず、クリーニング孔２９の斜め下方であって、クリーニング孔２９を挟んで噴出孔３３とは反対側に位置する。

従って、排出路４０の排出口４２とは反対側の開口である収集口４３は、クリーニング孔２９の斜め下方位置であって、クリーニング孔２９を挟んで噴出孔３３とは反対側に位置しており、ノズル孔１２に噴射されたガスが、ノズル孔１２及びその周囲のノズルプレート１５で撥ね返り、ミスト発生室２１内部に戻ると、収集口４３に到達するようになっている。

収集口４３のクリーニング孔２９の長さ方向の長さはクリーニング孔２９の長さよりも長く、その両端部はクリーニング孔２９の長さ方向の両端部から外側に突き出るように配置されているので、ノズル孔１２に噴射されたガスが、ノズル孔１２及びその周囲のノズルプレート撥ね返り、ミスト発生室２１内に戻った噴射ガスの殆どが、収集口４３に到達することになる。

上述したように、収集口４３と排出口４２はそれぞれクリーニング孔２９を挟んで噴出孔３３とは反対側に配置されており、従って収集口４３と排出口４２と噴出孔３３は直線状に並んだ状態になっている。従って、収集口４３に到達した噴射ガスは、排出路４０内を直進すると排出口４２に到達する。排出口４２には、ミスト発生室２１外部の排気管４５の一端が接続されている。

排気管４５の他端は不図示の排気ポンプに接続されており、該排気ポンプを動作させると、排気管４５内部と、排出路４０内部が排気され、その結果ミスト発生室２１内部のガスは収集口４３に吸い寄せられる。

上板４１ａと下板４１ｂとの間の距離は収集口４３から排気口４２側ほど徐々に短くなっており、従って排出路４０内径は収集口４３側よりも排気口４２側で狭く、収集口４３に吸い寄せられたガスは、収集口４３から排出口４２へ向かう間に収束された後、排出口４２から排気管４５へ排出される。

次に、このクリーニングヘッド２０を用いて印刷ヘッド１０をクリーニングする工程について説明する。印刷ヘッド１０で所定量のインクを吐出し、印刷を終えた後、次の印刷を開始する前に、印刷ヘッド１０の下方位置にクリーニングヘッド２０を移動させ、クリーニングヘッド２０を印刷ヘッド１０にキャッピングする。

予め、ミスト発生室２１内部にはクリーニング液２３が蓄液されており、排気口４３からの排気をストップした状態で、クリーニング液２３の小滴を発生させ、ミスト発生室２１の内部に小滴を充満させる。

小滴がノズル孔１２に到達するときには、ガス送風手段３５のバルブ３７は閉められており、クリーニング孔２９に噴出ガスが吹き付けられないので、液面２４からクリーニング孔２９に向かって飛散する小滴が噴出ガスの流れで妨げられず、各ノズル孔１２とそれらの周囲のノズルプレート１５には多量の小滴が到達する。

予め、ミスト発生室２１内に蓄液されたクリーニング液２３を所定温度に加熱しておくことで、小滴を構成するクリーニング液２３の温度も高くなっており、従って、小滴が各ノズル孔１２及びその周囲のノズルプレート１５に到達し、付着すると、ノズル孔１２やノズルプレート１５に付着したインクやその析出物等の残留物が小滴を構成するクリーニング液２３に迅速に膨潤、溶解する。
小滴の発生を所定時間（例えば０．１秒〜数秒間）続けたところで、ミスト発生手段２５を停止させ、小滴の発生を終了する。

ガス送風手段３５は不図示の制御手段が接続されており、その制御手段によってバルブ３７が所定時間開けられた状態と、所定時間閉められた状態とを交互に繰り返すと、ノズル孔１２に向かって所定時間噴出ガスが噴出される状態と、所定時間噴出ガスが噴出されない状態が交互に繰り返され、各ノズル孔１２には噴出ガスがパルス状に吹き付けられることになる。

噴出ガスがパルス状に吹き付けられて生じる振動により、クリーニング液２３が、そのクリーニング液２３に溶解した残留物と一緒に、噴出孔１２とその周囲のノズルプレート１５から効率よく除去されるだけではなく、残留物が除去される前にクリーニング液２３が乾くことがないので、残留物を完全に除去することができる（ブロウ乾燥）。また、各ノズル孔１２には長時間連続して噴出ガスが吹き付けられないので、ノズル孔１２内のインク液面に気泡が浸入し難い。
噴出ガスを所定時間パルス状に吹き付け、ノズル孔１２内壁及びその周囲からインクとインク析出物が十分に除去されたところで、ブロウ乾燥を終了する。

ブロウ乾燥を終了した後、クリーニング液２３の小滴を発生させずに、排気口４３からの排気を続け、ミスト発生室２１に大気圧よりも低い減圧雰囲気を形成すると、仮にブロウ乾燥でノズル孔１２内のインクに気泡が混入したとしても、インク液面が減圧雰囲気に晒されることで、その気泡が除去される（減圧吸引）。

所定時間減圧吸引を行った後、印刷ヘッド１０定位置で静止させたまま、クリーニングヘッド２０を下降させ、印刷ヘッド１０からクリーニングヘッド２０を分離すると、印刷ヘッド１０のクリーニングが終了する。

クリーニングヘッド２０を印刷ヘッド１０の下方位置から不図示の退避位置へ移動させ、新たな印刷対象物を印刷ヘッド１０の下へ配置し、ノズル孔１２からインクの吐出を開始する。

印刷を開始する前にクリーニングを行うことで、各ノズル孔１２及びその周囲のノズルプレート１５から残留物が除去されているだけではなく、各ノズル孔１２内のメニスカスも乱れていないので、各ノズル孔１２からインクが安定して吐出される。

上述した印刷ヘッド１０を有する印刷装置で大型基板の印刷を行う時には、１台の印刷装置に複数個印刷ヘッド１０を設け、各印刷ヘッド１０からインクの吐出を行えば、一度に広範囲の領域に印刷が行われるので、作業時間が短縮される。

印刷ヘッド１０を複数設ける時には、印刷装置に液滴観察機構を設けておき、印刷時には、該液滴観察機構に各印刷ヘッド１０のノズル孔１２から吐出されるインクの吐出量及び吐出速度を検出させる。

液滴観察手段は、検出される吐出量及び吐出速度が設定範囲にあるときは「正常」と判断するが、検出される吐出量が設定範囲の上限又は下限を超えたときには「不良」と判断し、「不良」と判断した印刷ヘッド１０のインクの吐出を停止させ、その印刷ヘッド１０にクリーニングヘッド２０をキャッピングしてクリーニングを行い、クリーニング終了後、クリーニングヘッド２０を分離して再びインクの吐出を開始させる。

「不良」と判断された印刷ヘッド１０がクリーニングされている間、「正常」と判断された他の印刷ヘッド１０はインクの吐出を続けるようになっているので、印刷が中断されることがない。従って、本発明のクリーニングヘッド２０を用いた印刷装置は、効率良く、かつ安定したインク吐出量で印刷を行うことができる。

以上は、印刷ヘッド１０のクリーニングが必要な時に、クリーニングヘッド２０をキャッピングする場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。
例えば、印刷を短時間行わない印刷停止状態では、印刷ヘッド１０にクリーニングヘッド２０をキャッピングしておき、印刷停止状態の間ミスト発生室２１内部で小滴を発生させれば、ノズル孔１２内のインクが乾かないので、ノズル孔１２の目詰まりが起こらない。この場合、印刷を再開する前に、小滴の発生を停止させてブロウ乾燥を行えば、印刷開始前に余分なクリーニング液を除去することができる。

ブロウ乾燥後の気泡の除去方法は、ノズル孔１２のインク液面を減圧雰囲気と接触させる減圧吸引に限定されず、例えば、ブロウ乾燥後、ヘッド本体１１内のインク圧力を高くし、各ノズル孔１２内のインクに圧力を加える加圧法により気泡の除去を行ってもよい。また、加圧方と減圧吸引を併用することもできる。

クリーニング液２３は特に限定されるものではないが、表面張力が５ｍＮ／ｍ²以上と高い溶剤を用いれば、クリーニング液２３のノズル孔１２及びノズルプレート１５に対する濡れ性が低くなるので、噴出ガスを噴出する工程でノズル孔１２からの液滴除去が容易になる。

クリーニング液２３にはその安全性の面から主成分に高沸点溶剤を用いることが好ましい。また、クリーニング液２３の温度が高すぎると、クリーニング作業の安全性が損なわれるので、その加熱温度はクリーニング液２３の構成成分のうち、最も沸点温度が低い成分の沸点温度未満であることが好ましい。クリーニング液２３には１種類の溶剤を単独で用いてもよいし、２種類以上の溶剤を混合して用いてもよい。また、クリーニング液２３に界面活性剤等の添加物を添加することもできる。
クリーニング液２３は、インクやその析出物に対して溶解性が十分に高いものであれば、特に加熱する必要もない。

以上は、ミスト発生手段２５から超音波を発振し、クリーニング液２３を振動させる場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、クリーニング液２３を攪拌して振動させてもよいし、クリーニング液２３中にガスを噴出させて振動させてもよい。
小滴を発生させるときには、ミスト発生室２１内部の排気は必ずしも必要ではなく、排気をせずに小滴を発生させてもよい。

クリーニングヘッド２０を印刷ヘッド１０から分離した時やブロウ乾燥のように、小滴をノズル孔１２に到達させる必要がないであっても、クリーニング液２３の小滴の発生を必ずしも停止させる必要はない。

例えば、ミスト発生室２１内部で移動可能な蓋部材を設けておき、ノズル孔１２に小滴を到達させる場合には、蓋部材をクリーニング孔２９真下位置から退避させて、液面２４からの小滴をクリーニング孔２９を通過させ、ノズル孔１２に小滴を到達させない場合には、蓋部材をクリーニング孔２９の真下位置の液面２４上に配置させると、液面２４から放出される小滴は蓋部材で遮蔽され、クリーニング液２３の液面２４に落下する。従って、小滴の発生量を安定させるために、ノズル孔１２に小滴を到達させる必要の無い時に小滴の発生させても、クリーニング液２３が無駄にならない。

クリーニング孔２９の形状は、１つの印刷ヘッド１０の全てのノズル孔１２をクリーニング孔２９内に露出可能であれば特に限定されるものではないが、ノズルプレート１５よりも大径になると、載置部材２７をノズルプレート１５に密着させた場合に、ミスト発生室２１内部が密閉されないので、その大きさはノズルプレート１５よりも小さいことが好ましい。

以上は、ノズル孔１２の真下位置で小滴を発生させる場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、ミスト発生室２１外で発生させた小滴を、ミスト発生室２１内部に導入し、クリーニング孔２９上のノズル孔１２に小滴を到達させる場合も本発明には含まれる。

以上は、１つのクリーニングヘッド２０で１つの印刷ヘッド１０をクリーニングする場合について説明したが、本発明はこれに限定されず、１つのクリーニングヘッド２０で２つ以上の印刷ヘッド１０を同時にクリーニングしてもよい。これとは逆に印刷ヘッド１０が大型の場合には、２つ以上のクリーニングヘッド２０を１つの印刷ヘッド１０にキャッピングしてクリーニングを行ってもよい。

以上は、下板４１ｂがクリーニング孔２９内に露出しない場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。
図３の符号６０は本発明に用いる排出路の他の例を示しており、この排出路６０では、液面２４側の壁面である下板６１ｂが、上板４１ａよりも噴出孔３３側に突き出され、その端部がクリーニング孔２９内に露出している。

下板６１ｂの噴出孔３３側に突き出された端部の先端は、キャッピングされた印刷ヘッド１０のノズル孔１２よりも排出口４２から遠い位置に位置しており、上板４１ａはクリーニング孔２９内部に露出しないので、ノズル孔１２は下板６１ｂと対面する。

下板６１ｂの噴出孔３３側に突き出された端部の、クリーニング孔２９の長手方向の長さは、クリーニング孔２９の長さよりも長く、下板６１ｂはクリーニング孔２９の長手方向の両端部よりも外側に突き出るようになっているので、クリーニング孔２９上の全てのノズル孔１２が下板６１ｂと対面する。従って、各ノズル孔１２から落下するインクやクリーニング液の液滴は、下板６１ｂに到達する。

下板６１ｂの噴出孔３３側に突き出された端部には、クリーニング孔２９の長手方向に沿って、下板６１ｂ表面から高く盛り上がり、凸条である凸部４９が形成されている。

凸部４９はノズル孔１２の真下位置を挟んで排出口４２とは反対側に位置に位置しており、ノズル孔１２から落下する液滴は凸部４９よりも排出口４２の手前側に着弾するので、下板６１ｂに着弾した時に液滴が飛散しても、飛散した液滴は凸部４９で排出口４２側へ跳ね返される。

下板６１ｂは液面２４とは反対側の面が、凸部４９側から排出口４２に向かって下方に傾斜するように取り付けられているので、下板６１ｂに着弾した液滴は、凸部４９側から排出口４２に向かって流れ、排出口４２から外部に排出される。

このように、ノズル孔１２やその周囲のノズルプレート１５から落下する液滴は、収容部２２に収容されたクリーニング液２３に混入することなく排出されるので、クリーニング液が汚染されず、ミスト発生室２１内には清浄なクリーニング液２３の発生することになり、ノズル孔１２やその周囲のノズルプレート１５に残留物が再付着しない。

本発明のクリーニングヘッドを説明する断面図 図１のＡ−Ａ切断線断面図 本発明に用いる排出手段の他の例を説明する断面図

符号の説明

１０……印刷ヘッド １２……ノズル孔 １５……ノズルプレート ２０……クリーニングヘッド ２１……ミスト発生室 ２３……クリーニング液 ２５……ミスト発生手段 ２９……クリーニング孔 ３３……噴出孔 ４２……排出口 ４０、６０……排出手段 ４４……排出路 ４１ｂ、６１ｂ……下板 ４９……凸部

Claims (12)

1. ノズル孔を有し、前記ノズル孔からインクを吐出するように構成された印刷ヘッドの、前記ノズル孔に残留した前記インクを除去するクリーニングヘッドであって、
   クリーニング液を収容するミスト発生室と、
   前記ミスト発生室に収容された前記クリーニング液を振動させ、前記クリーニング液の液面上に小滴を発生させるミスト発生手段と、
   前記ミスト発生室に設けられたクリーニング孔と、
   導入された噴出ガスを前記ミスト発生室の前記クリーニング孔に向かって噴出孔から噴出するエアナイフとを有し、
   前記クリーニング孔に配置された前記ノズル孔に前記小滴を付着させた後、前記エアナイフから前記噴出ガスを噴出すると、前記ノズル孔に付着した前記小滴及び残留インクが除去されるクリーニングヘッド。
2. 前記クリーニング孔は、前記ミスト発生室内部に前記クリーニング液を収容した時に、前記クリーニング液の液面上に位置するようにされた請求項１記載のクリーニングヘッド。
3. 前記ノズル孔に吹き付けられた前記噴出ガスの到達方向に、前記噴出ガスを排出する排出口が設けられた請求項１又は請求項２のいずれか１項記載のクリーニングヘッド。
4. 前記排出口には排気ポンプが接続され、前記排気ポンプを動作させると、前記ミスト発生室の内部雰囲気が排気されるように構成された請求項３記載のクリーニングヘッド。
5. 一端が前記排出口よりも前記クリーニング孔に近く、他端が前記クリーニング孔よりも前記排出口に近い排出路を有する請求項３又は請求項４のいずれか１項記載のクリーニングヘッド。
6. 前記排出路は前記液面側の側壁である下板を有し、
   前記下板の前記クリーニング孔側の一端は、前記クリーニング孔上に配置された前記ノズル孔の真下位置よりも前記排出口から遠い位置まで突き出された請求項５記載のクリーニングヘッド。
7. 前記下板の前記ノズル孔の真下位置よりも前記排出口から遠い位置には前記下板の表面よりも高く突き出された凸部が設けられた請求項６記載のクリーニングヘッド。
8. 前記ミスト発生手段は、前記クリーニング液に超音波振動を与えるように構成された請求項１乃至請求項７のいずれか１項記載のクリーニングヘッド。
9. ノズル孔を有し、前記ノズル孔からインクを吐出するように構成された印刷ヘッドの、前記ノズル孔が配置された面が、クリーニング液が収容されたミスト発生室のクリーニング孔上に位置するように配置し、前記クリーニング液の小滴を前記ノズル孔が配置された面に到達させた後、
   前記ノズル孔に向かって噴出ガスを噴出するクリーニング方法。
10. 前記ノズル孔が配置された面を前記クリーニング孔上に位置させた後、前記クリーニング液を振動させて前記小滴を発生させる請求項９記載のクリーニング方法。
11. 前記クリーニング液の小滴の発生は、前記ミスト発生室内部を排気しながら行う請求項９又は請求項１０のいずれか１項記載のクリーニング方法。
12. 前記噴出ガスの噴出は、前記噴出ガスを所定時間噴出する状態と、前記噴出ガスを所定時間噴出しない状態を繰り返す請求項９乃至請求項１１のいずれか１項記載のクリーニング方法。

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