JP2009286032A - インクジェットヘッドのクリーニング方法およびその装置 - Google Patents

Abstract

【課題】特にＰＥＤＯＴ−ＰＳＳのような高表面張力／強酸性のインクを使用するインクジェットヘッドに好適なクリーニング手段を提供する。
【解決手段】インク供給手段３０に接続される接続ポート１１を有し、接続ポート１１に複数のインク吐出口１２が連通されていて、インク供給手段３０より供給されるインクが接続ポート１１を介して各インク吐出口１２より吐出されるインクジェットヘッドをクリーニングするにあたって、接続ポート１１をインク供給手段３０、洗浄液供給手段４０および乾燥空気供給手段５０のいずれか一つに選択的に接続する接続切替手段（３１，４１，５１）を備え、クリーニング時には、まず、接続ポート１１を洗浄液供給手段４０に接続して、その洗浄液を各インク吐出口１２から吐出させ、次に、接続ポート１１を乾燥空気供給手段５０に接続して、その乾燥空気を各インク吐出口１２から吐出させる。
【選択図】図１

Description

本発明は、所定のインクを被印刷面に向けて吐出するインクジェットプリンタにおけるインクジェットのクリーニング方法およびその装置に関するものである。

インクジェットプリンタは、被印刷面（印刷媒体）に対して非接触で相対的に移動するインクジェットヘッドを備え、インクジェットヘッドに設けられているインク吐出口（ノズル）よりインクを微細な液滴として被印刷面に吹き付けるプリンタで、各種の被印刷面に適用できる、カラー印刷が容易に実現できる、高速印字ができる、印字騒音がほとんど発生しない等の特徴を備えており、圧電型、静電型、サーマルインクジェット型等種々の型式のものが市場に提供されている。

しかしながら、インクジェットヘッドに備えられているインク吐出口は、口径が例えば数十ミクロン程度ときわめて小さいため、その周辺に付着した汚れ（異物）による詰まりが生じやすく、また、インク吐出口内に残留するインクの増粘による吐出不良を起こしやすい、という問題がある。

そこで、従来の多くの機種では、インクジェットヘッドのインク吐出口を含む吐出面（ノズル面）をワイパーブレードで擦って汚れを除去するワイピングによるクリーニング方法を採用している。

その中でも、特許文献１に記載された発明では、加圧してインクを吐出させながらワイピングするようにしており、これによれば、ワイピングによる気泡や汚れのインク吐出口への押し込みがなく、簡単にインク吐出口の目詰まりを解消することができる。

特開平３−９９８５７号公報

しかしながら、ワイピングによるクリーニング方法には、次のような問題がある。すなわち、インクジェットヘッドのインク吐出口を含む吐出面には、通常、インク滴に対して撥液性を持つように撥液加工処理が施されているが、ワイパーブレードで繰り返し擦られることにより、その撥液性が次第に失われてしまい、インク滴が吐出面から離れにくくなり、これが原因で印字不良を起こすことがある。

また、ワイピングによる場合、そのクリーニング後の吐出面は、残留インク液等の液体により濡れた状態に置かれるため、例えば、塗布するインクとして有機ＥＬ作製用の導電性高分子であるＰＥＤＯＴ−ＰＳＳという機能性材料を使用する場合には、次のような問題が生ずる。

ＰＥＤＯＴ−ＰＳＳは表面張力がきわめて高いため、吐出面が残留インク液等により濡れていると、吐出口からの吐出時に、その周りに存在する液体に引っ張られ滴下弾道が容易に曲げられてしまい、印字不良となることがある。

そればかりでなく、ＰＥＤＯＴ−ＰＳＳは強酸性でもあるため、インクジェットヘッドの吐出面を侵しやすい。そのため、吐出面に一旦ＰＥＤＯＴ−ＰＳＳが付着すると、その部分から侵食がはじまり、クリーニングするたびに吐出面の濡れ状態がひどくなってしまう。

このような理由により、塗布するインクとしてＰＥＤＯＴ−ＰＳＳのような高表面張力および強酸性のインクを使用するインクジェットヘッドには、ワイピングによるクリーニング方法は好ましくない。

したがって、本発明の課題は、特にＰＥＤＯＴ−ＰＳＳのような高表面張力／強酸性のインクを使用するインクジェットヘッドに好適なクリーニング方法およびその装置を提供することにある。

上記課題を解決するため、本発明は、請求項１に記載されているように、インク供給手段に接続される接続ポートを有し、上記接続ポートに複数のインク吐出口が連通されていて、上記インク供給手段より供給されるインクが上記接続ポートを介して上記各インク吐出口より所定の被印刷面に向けて吐出されるインクジェットヘッドのクリーニング方法において、上記接続ポートを上記インク供給手段、洗浄液供給手段および乾燥空気供給手段のいずれか一つに選択的に接続する接続切替手段を備え、クリーニング時には、上記接続切替手段にて上記接続ポートを上記洗浄液供給手段に接続して、上記洗浄液供給手段より供給される洗浄液を上記各インク吐出口から吐出させたのち、上記接続切替手段にて上記接続ポートを上記乾燥空気供給手段に接続して、上記乾燥空気供給手段より供給される乾燥空気を上記各インク吐出口から吐出させることを特徴としている。

請求項２に記載されているように、上記洗浄液に上記インクに使用された溶媒が用いられることが好ましい。

また、請求項３に記載されているように、上記乾燥空気にドライ窒素が用いられることが好ましい。

また、本発明には、請求項４に記載されているように、インク供給手段に接続される接続ポートを有し、上記接続ポートに複数のインク吐出口が連通されていて、上記インク供給手段より供給されるインクが上記各インク吐出口より所定の被印刷面に向けて吐出されるインクジェットヘッドのクリーニング装置において、上記接続ポートを上記インク供給手段から切り離して、洗浄液供給手段と乾燥空気供給手段とに選択的に接続する接続切替手段を備えていることを特徴とするインクジェットヘッドのクリーニング装置も含まれる。

上記クリーニング装置には、請求項５に記載されているように、上記接続切替手段を制御する制御手段をさらに備え、上記インクジェットヘッドの洗浄時、上記制御手段は、上記洗浄液供給手段より供給される洗浄液が上記各インク吐出口から吐出されるように、上記接続切替手段を上記洗浄液供給手段側に接続したのち、上記乾燥空気供給手段より供給される乾燥空気が上記各インク吐出口から吐出されるように、上記接続切替手段を上記乾燥空気供給手段側に接続する態様が含まれる。

本発明によれば、インク供給手段に接続される接続ポートを有し、接続ポートに複数のインク吐出口が連通されていて、インク供給手段より供給されるインクが接続ポートを介して各インク吐出口より所定の被印刷面に向けて吐出されるインクジェットヘッドをクリーニングするため、接続ポートをインク供給手段、洗浄液供給手段および乾燥空気供給手段のいずれか一つに選択的に接続する接続切替手段を備え、クリーニング時には、接続切替手段にて接続ポートを洗浄液供給手段に接続して、洗浄液供給手段より供給される洗浄液を各インク吐出口から吐出させたのち、接続切替手段にて接続ポートを乾燥空気供給手段に接続して、乾燥空気供給手段より供給される乾燥空気を各インク吐出口から吐出させるようにしたことにより、ワイパーブレードによって各吐出口を含む吐出面を擦ることなく、各吐出口内を含めて汚れをきれいに洗浄することができ、また、乾燥空気により吐出面をほぼ確実に乾燥させることができる。したがって、ＰＥＤＯＴ−ＰＳＳのような高表面張力／強酸性のインクを使用する場合であっても、クリーニング後に、すべての吐出口からインクを揃って吐出させ、その各液滴を被印刷面の狙った位置に着弾させることができる。

次に、図１により本発明の実施形態について説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。なお、図１は本発明によるクリーニング手段を備えたインクジェットヘッドを示す模式図である。

図１に示すように、このインクジェットヘッド１０は、印字時にインク供給手段３０に接続される接続ポート１１を備えている。インクジェットヘッド１０内には、接続ポート１１から分岐されヘッド底面の吐出面１３に向けて延びる多数のインク吐出口１２が設けられているが、作図の都合上、図１には３つのインク吐出口１２のみが示されている。その口径は例えば数十ミクロン程度である。吐出面１３には、好ましくは撥液加工処理が施される。

なお、以下の説明において、インク吐出口１２を「インクノズル１２」、吐出面１３を「ノズル面１３」と言うことがある。また、この実施形態において、使用するインクには、有機ＥＬ作製用の導電性高分子である高表面張力／強酸性のＰＥＤＯＴ−ＰＳＳなる機能性材料を想定している。

このインクジェットヘッド１０の駆動方式は、圧電型，静電型，サーマルインクジェット型などのいずれであってもよく、インク供給手段３０より供給されるインクは、各インクノズル１２より液滴１２ａとして被印刷面２０の予定された印字箇所（着弾点）２１向けてに吐出される。

この実施形態では、インクジェットヘッド１０をクリーニングするため、洗浄溶液供給手段４０と乾燥空気供給手段５０とを備えている。接続ポート１１は、接続切替手段により、インク供給手段３０，洗浄溶液供給手段４０，乾燥空気供給手段５０のいずれか一つに選択的に接続される。

接続切替手段として、インク供給手段３０は接続ポート１１に対するオンオフ弁３１を備え、洗浄溶液供給手段４０は接続ポート１１に対するオンオフ弁４１を備え、また、乾燥空気供給手段５０は接続ポート１１に対するオンオフ弁５１を備える。好ましくは、これらの各弁３１，４１，５１は制御部６０にて制御される。

プリントモード時には、弁３１がオンで、弁４１，５１はともにオフとされる。これにより、接続ポート１１には、インク供給手段３０よりインクが供給され、そのインクが各インクノズル１２から液滴１２ａとして被印刷面２０の各印字箇所に向けて吐出される。

これに対して、クリーニングモード時には、インクジェットヘッド１０をプリント領域外に移動させたうえで、まず、弁４１がオンで、弁３１，５１はともにオフとされる。これにより、接続ポート１１には、洗浄溶液供給手段４０より洗浄液が供給され、その洗浄液が各インクノズル１２を通ってノズル面１３から排出される。

本発明において、洗浄液には、インクに使用された溶媒、例えば水，エチルアルコール，メチルアルコール，イソプロピルアルコールなどが好ましく採用される。

洗浄を終えたら、次に、弁５１がオンで、弁３１，４１はともにオフとされる。これにより、接続ポート１１には、乾燥空気供給手段５０より乾燥空気が供給され、その乾燥空気が各インクノズル１２を通ってノズル面１３から排出される。本発明において、乾燥空気には、ドライ窒素が好ましく採用される。

この洗浄・乾燥により、各インクノズル１２内およびノズル面１３から汚れがほぼ完全に除去されるとともに、各インクノズル１２内およびノズル面１３がほぼ完全に乾燥される。また、ノズル面１３はワイパーブレードにて擦られることがないため、その撥液性が損なわれることはない。

これにより、例えばＰＥＤＯＴ−ＰＳＳのような高表面張力／強酸性のインクを使用する場合であっても、クリーニング後に再開されるプリントモード時において、すべてのインクノズル１２からインクを揃って吐出させ、その各液滴１２ａを被印刷面２０の狙った位置に着弾させることができる。

制御部６０に、非プリントモード時にクリーニングモードを実行するようなプログラムを書き込むことにより、このインクジェットヘッド１０のクリーニングを自動的に行うことができるが、クリーニング装置としては、少なくとも上記の各弁３１，４１，５１を備えていればよい。

なお、上記実施形態では、説明の便宜上、接続切替手段を３つの弁３１，４１，５１としているが、実際には、液の混ざりが生じないようにするため、弁３１，４１，５１を例えば４方向電磁弁で置き換えることが好ましい。

本発明によるクリーニング手段を備えたインクジェットヘッドを示す模式図。

符号の説明

１０ インクジェットヘッド
１１ 接続ポート
１２ インク吐出口（インクノズル）
１２ａ 液滴
１３ 吐出面（ノズル面）
２０ 被印刷面
２１ 印字箇所（着弾点）
３０ インク供給手段
４０ 洗浄液供給手段
５０ 乾燥空気供給手段
３１，４１，５１ 弁
６０ 制御部

Claims (5)

1. インク供給手段に接続される接続ポートを有し、上記接続ポートに複数のインク吐出口が連通されていて、上記インク供給手段より供給されるインクが上記接続ポートを介して上記各インク吐出口より所定の被印刷面に向けて吐出されるインクジェットヘッドのクリーニング方法において、
   上記接続ポートを上記インク供給手段、洗浄液供給手段および乾燥空気供給手段のいずれか一つに選択的に接続する接続切替手段を備え、
   クリーニング時には、上記接続切替手段にて上記接続ポートを上記洗浄液供給手段に接続して、上記洗浄液供給手段より供給される洗浄液を上記各インク吐出口から吐出させたのち、上記接続切替手段にて上記接続ポートを上記乾燥空気供給手段に接続して、上記乾燥空気供給手段より供給される乾燥空気を上記各インク吐出口から吐出させることを特徴とするインクジェットヘッドのクリーニング方法。
2. 上記洗浄液に上記インクに使用された溶媒が用いられる請求項１に記載のインクジェットヘッドのクリーニング方法。
3. 上記乾燥空気にドライ窒素が用いられる請求項１または２に記載のインクジェットヘッドのクリーニング方法。
4. インク供給手段に接続される接続ポートを有し、上記接続ポートに複数のインク吐出口が連通されていて、上記インク供給手段より供給されるインクが上記各インク吐出口より所定の被印刷面に向けて吐出されるインクジェットヘッドのクリーニング装置において、
   上記接続ポートを上記インク供給手段から切り離して、洗浄液供給手段と乾燥空気供給手段とに選択的に接続する接続切替手段を備えていることを特徴とするインクジェットヘッドのクリーニング装置。
5. 上記接続切替手段を制御する制御手段をさらに備え、上記インクジェットヘッドのクリーニング時、上記制御手段は、上記洗浄液供給手段より供給される洗浄液が上記各インク吐出口から吐出されるように、上記接続切替手段を上記洗浄液供給手段側に接続したのち、上記乾燥空気供給手段より供給される乾燥空気が上記各インク吐出口から吐出されるように、上記接続切替手段を上記乾燥空気供給手段側に接続する請求項４に記載のインクジェットヘッドのクリーニング装置。

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