JP2012245462A - 液滴吐出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】吐出ヘッドに対するメンテナンス頻度を適正に行い、吐出特性を安定化させる。
【解決手段】機能液を液滴として吐出する吐出ヘッドと、前記吐出ヘッドの周囲の湿度を測定する湿度測定部と、前記吐出ヘッドを保守するメンテナンス部と、測定された前記湿度に基づいて、前記吐出ヘッドに対する前記メンテナンス部の駆動頻度を制御する制御部と、を備えた。
【選択図】図７

Description

本発明は、液滴吐出装置に関する。

従来、インクを吐出するインクジェットヘッドと、吐出されたインクを硬化させる硬化装置等を備え、例えば、電子機器等の表面に向けてインクを塗布し、塗布されたインクを硬化して、電子部品等の表面に文字や記号を形成する液滴吐出装置が知られている（例えば、特許文献１）。

特開２００３−８０６８７号公報

ところで、上記に示したような液滴吐出装置では、インクの吐出性を確保するため、例えば、吐出ヘッドのメンテナンス（フラッシング等）が行われている。しかしながら、例えば、湿度に対して特性が変化しやすいインクを使用する場合、一律的なメンテナンス頻度では、吐出ヘッドの周囲の湿度に応じたインクの特性変化に対応できず、吐出不良が発生してしまう、という課題があった。

本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態または適用例として実現することが可能である。

［適用例１］本適用例にかかる液滴吐出装置は、機能液を液滴として吐出する吐出ヘッドと、前記吐出ヘッドの周囲の湿度を測定する湿度測定部と、前記吐出ヘッドを保守するメンテナンス部と、測定された前記湿度に基づいて、前記吐出ヘッドに対する前記メンテナンス部の駆動頻度を制御する制御部と、を備えたことを特徴とする。

この構成によれば、吐出ヘッドの周囲の湿度に基づいて、吐出ヘッドのメンテナンス頻度が制御される。吐出ヘッドのメンテナンスとしては、例えば、フラッシングやキャッピングやクリーニング等が含まれる。このため、例えば、湿度に対して特性が変化しやすい機能液を使用する場合、吐出ヘッドの周囲の湿度に基づき、適正に吐出ヘッドのメンテナンスが実施されるので、機能液の吐出性を安定化させ、品質の高い画像等を形成することができる。

［適用例２］上記適用例にかかる液滴吐出装置の前記制御部では、測定された前記湿度に基づいて、前記吐出ヘッドに対する前記メンテナンス部の駆動頻度を変更することを特徴とする。

この構成によれば、測定された湿度に基づいて、メンテナンス頻度が変更される。すなわち、例えば、液滴吐出装置を駆動させている間に、湿度変化が生じた場合であっても、適正なメンテナンス頻度に変更することができる。

［適用例３］上記適用例にかかる液滴吐出装置の前記機能液が、紫外線の照射により硬化する紫外線硬化型インクであり、前記吐出ヘッドから吐出された前記紫外線硬化型インクに対して紫外線を照射する紫外線照射部を備えたことを特徴とする。

この構成によれば、湿度による紫外線硬化型インクの特性変化に対して、適切な吐出ヘッドのメンテナンスが行われるので、紫外線硬化型インクの吐出特性が保持され、吐出されたインクを紫外線の照射により確実に硬化させることができる。

［適用例４］上記適用例にかかる液滴吐出装置では、前記紫外線硬化型インクが、カチオン重合性化合物を含むカチオン重合インクであることを特徴とする。

この構成によれば、カチオン重合インクは、湿度の変化に伴って、特性が変化する。例えば、周囲の湿度が低い場合にはインクが硬化しやすく、周囲の湿度が高い場合にはインクは硬化しにくい。このため、測定された湿度から所定湿度よりも低い場合と高い場合に区別して吐出ヘッドのメンテナンスの頻度を制御することにより、カチオン重合インクの吐出特性が保持され、品質の高い画像等を形成することができる。

［適用例５］上記適用例にかかる液滴吐出装置の前記制御部では、測定された前記湿度と照射される前記紫外線の光量に基づいて、前記吐出ヘッドに対する前記メンテナンス部の駆動頻度を制御することを特徴とする。

この構成によれば、吐出ヘッド周囲の湿度のほか、紫外線の光量がメンテナンス頻度のパラメーターとして使用される。例えば、吐出されたインクに照射された紫外線は、インク等に反射し、反射された紫外線が、吐出ヘッドの方向に照射される場合がある。この吐出ヘッド方向に照射される紫外線により、吐出ヘッド内の紫外線硬化型インクの特性が変化してしまう。このため、吐出ヘッド周囲の湿度に加え、紫外線の光量に基づいて吐出ヘッドのメンテナンス頻度を制御することにより、安定した吐出性を保持させることができる。

液滴吐出装置の構成を示す斜視図。 ヘッドユニットの構成を示す側面図。 吐出ヘッドの構成を示す断面図。 液滴吐出装置の制御部の構成を示すブロック図。 液滴吐出装置の動作を示す説明図。 第１実施形態における液滴吐出装置の制御方法を示すフローチャート。 第２実施形態における液滴吐出装置の制御方法を示すフローチャート。

以下、本発明の第１及び第２実施形態について、図面を参照して説明する。なお、以下の各図においては、各層や各部材を認識可能な程度の大きさにするため、各層や各部材の尺度を実際とは異ならせしめている。

［第１実施形態］
（液滴吐出装置の構成）
まず、液滴吐出装置の構成について説明する。図１は、液滴吐出装置の構成を示す斜視図である。液滴吐出装置は、機能液を液滴として吐出する吐出ヘッドと、吐出ヘッドの周囲の湿度を測定する湿度測定部と、吐出ヘッドを保守するメンテナンス部と、測定された湿度に基づいて、吐出ヘッドに対するメンテナンス部の駆動頻度を制御する制御部と、を備えたものである。以下、具体的に説明する。

図１に示すように、液滴吐出装置１には、直方体形状の基台２が備えられている。本実施形態では、この基台２の長手方向をＹ軸方向とし、同Ｙ軸方向と直交する方向をＸ軸方向とする。

基台２の上面２ａには、Ｙ軸方向に延びる一対の案内レール３ａ，３ｂが同Ｙ軸方向の全幅にわたり凸設されている。その基台２の上側には、一対の案内レール３ａ，３ｂに対応する図示しない走査手段を備えたステージ４が取り付けられている。走査手段は、例えば、直動機構であり、当該直動機構は、例えば案内レール３ａ，３ｂに沿ってＹ軸方向に延びるネジ軸（駆動軸）と、同ネジ軸と螺合するボールナットを備えたネジ式直動機構であって、その駆動軸が、所定のパルス信号を受けてステップ単位で正逆転するＹ軸モーター（図示しない）に連結されている。そして、所定のステップ数に相対する駆動信号がＹ軸モーターに入力されると、Ｙ軸モーターが正転又は逆転して、ステージ４が同ステップ数に相当する分だけ、Ｙ軸方向に沿って所定の速度で往動又は、復動する（Ｙ軸方向に走査する）ようになっている。

さらに、基台２の上面２ａには、案内レール３ａ，３ｂと平行に主走査位置検出装置５が配置され、ステージ４の位置が計測できるようになっている。

そのステージ４の上面には、載置面６が形成され、その載置面６には、図示しない吸引式のチャック機構が設けられている。そして、載置面６にワーク７を載置すると、チャック機構によって、そのワーク７が載置面６の所定位置に位置決め固定されるようになっている。

基台２のＸ軸方向両側には、一対の支持台８ａ，８ｂが立設され、その一対の支持台８ａ，８ｂには、Ｘ軸方向に延びる案内部材９が架設されている。案内部材９は、ステージ４のＸ軸方向における幅よりも長く形成され、その一端が支持台８ａ側に張り出すように配置されている。案内部材９の上側には、吐出する液体を供給可能に収容する収容タンク１０が配設されている。一方、その案内部材９の下側には、Ｘ軸方向に延びる案内レール１１がＸ軸方向の全幅にわたり凸設されている。

案内レール１１には、ヘッドユニット４０がＸ軸方向に移動可能に配置されている。そのヘッドユニット４０の直動機構は、例えば、案内レール１１に沿ってＸ軸方向に延びるネジ軸（駆動軸）と、同ネジ軸と螺合するボールナットを備えたネジ式直動機構であって、その駆動軸が、所定のパルス信号を受けてステップ単位で正逆転するＸ軸モーター（図示しない）に連結されている。そして、所定のステップ数に相当する駆動信号をＸ軸モーターに入力すると、Ｘ軸モーターが正転又は逆転して、キャリッジ１２が同ステップ数に相当する分だけＸ軸方向に沿って往動又は復動する（Ｘ軸方向に走査する）。また、案内部材９とヘッドユニット４０との間には、副走査位置検出装置１３が配置され、ヘッドユニット４０の位置が計測できるようになっている。そして、ヘッドユニット４０には、機能液を液滴として吐出する吐出ヘッド１４が備えられている。

基台２の片側の一方（図中Ｘ軸方向の逆方向）には、保守用基台１５が配置されている。保守用基台１５の上面１５ａには、Ｙ方向に延びる一対の案内レール１６ａ，１６ｂが同Ｙ軸方向の全幅にわたり凸設されている。その保守用基台１５の上側には、一対の案内レール１６ａ，１６ｂに対応する図示しない直動機構を備えた移動手段を構成する保守ステージ１７が取り付けられている。その保守ステージ１７の直動機構は、例えばステージ４と同様の直動機構であり、Ｙ軸方向に沿って往動又は、復動するようになっている。

保守ステージ１７の上には、吐出ヘッド１４の保守を行うメンテナンス部２１が設けられている。メンテナンス部２１は、フラッシングユニット１８やキャッピングユニット１９やワイピングユニット２０等を含む。

フラッシングユニット１８は、吐出ヘッド１４の吐出特性を回復させるため、吐出ヘッド１４から吐出された液滴を捕集する装置である。例えば、吐出ヘッド１４の機能液の粘度が上昇した場合や吐出ヘッド１４内に固形物が混入した場合に、吐出ヘッド１４から液滴を吐出して粘度が高い機能液や固形物を排除する。そして、吐出された機能液がフラッシングユニット１８によって捕集される。

キャッピングユニット１９は、吐出ヘッド１４に蓋をする装置である。使用される機能液によっては、吐出ヘッド１４の周囲の環境により、機能液の特性が変化し、例えば、機能液の粘度が変わり、吐出ヘッド１４のノズルが目詰まりすることがある。そこで、キャッピングユニット１９は、吐出ヘッド１４に蓋をすることで、吐出ヘッド１４の外気と接触を避け、ノズルの目詰まりを防止することができる。さらに、キャッピングユニット１９は、吐出ヘッド１４に蓋をするとともに吐出ヘッド１４内の機能液を吸引する機能を有する。この場合、吐出ヘッド１４に蓋をした状態で、当該蓋内に負圧をかけ、吐出ヘッド１４内の機能液を吸引する。これにより、吐出ヘッド１４内の機能液や気泡や異物等を取り除くことができる。

ワイピングユニット２０は、吐出ヘッド１４のノズルが形成されているノズルプレートの表面を拭く装置である。ノズルプレートに液滴が付着していると、ノズルプレートに付着した液滴とワーク７とが接触して、ワーク７の予定外の場所に液滴が付着してしまうことがある。そこで、ワイピングユニット２０は、ノズルプレートを拭くことにより、ノズルプレートに付着した液滴を除去して、ワーク７の予定外の場所への液滴の付着を防止することができる。

保守用基台１５と基台２との間には、重量測定装置２２が配置されている。重量測定装置２２は、吐出ヘッド１４から吐出される液滴の重量を測定する吐出検査に用いられる。重量測定装置２２には、図示しない電子天秤が２台設置され、各電子天秤には、受け皿が配置されている。液滴が、吐出ヘッド１４から受け皿に吐出され、電子天秤が液滴の重量を測定するようになっている。受け皿は、スポンジ状の吸収体を備え、吐出される液滴が、跳ねて、受け皿の外に出ないようになっている。電子天秤は、吐出ヘッド１４が液滴を吐出する前後で、受け皿の重量を測定し、吐出前後の受け皿の重量の差分を測定している。

ヘッドユニット４０が、案内レール１１に沿って、Ｘ軸方向に移動することにより、吐出ヘッド１４をメンテナンス部２１や重量測定装置２２やワーク７と対向する場所に移動させることができる。

次に、ヘッドユニットの構成について説明する。図２は、ヘッドユニットの構成を示す側面図である。図２に示すように、ヘッドユニット４０は、機能液としての紫外線の照射によって硬化する紫外線硬化型インクを液滴として吐出する吐出ヘッド１４と、吐出された紫外線硬化型インクに対して紫外線を照射する紫外線照射部５０（５０ａ，５０ｂ）と、吐出ヘッド１４の周囲の湿度を測定する湿度測定部としての湿度センサー２９等を備えている。本実施形態では、キャリッジ１２を備え、キャリッジ１２に吐出ヘッド１４が搭載されている。そして、キャリッジ１２が案内レール１１に沿ってＸ軸方向に移動可能に配置されている。また、本実施形態では、キャリッジ１２のＸ軸方向における両端部のそれぞれに、第１紫外線照射部５０ａと第２紫外線照射部５０ｂが配置されている。湿度センサー２９は、吐出ヘッド１４の周辺部に配置されている。

次に、吐出ヘッドの構成について説明する。図３は、吐出ヘッドの構成を示す断面図である。図３に示すように、吐出ヘッド１４は、ノズルプレート３０を備え、ノズルプレート３０には、ノズルプレート３０を貫通するノズル３１が形成されている。ノズルプレート３０の上側であってノズル３１と相対する位置には、ノズル３１と連通するキャビティ３２が形成されている。そして、吐出ヘッド１４のキャビティ３２には、収容タンク１０に貯留されている機能液３３が供給される。

キャビティ３２の上側には、上下方向（Ｚ方向：縦振動）に振動して、キャビティ３２内の容積を拡大縮小する振動板３４と、上下方向に伸縮して振動板３４を振動させる加圧手段としての圧電素子３５が配設されている。圧電素子３５が上下方向に伸縮して振動板３４を振動し、振動板３４がキャビティ３２内の容積を拡大縮小してキャビティ３２を加圧する。それにより、キャビティ３２内の圧力が変動し、キャビティ３２内に供給された機能液３３は、ノズル３１を通って吐出されるようになっている。

そして、吐出ヘッド１４が圧電素子３５を制御駆動するための駆動信号を受けると、圧電素子３５が伸張して、振動板３４がキャビティ３２内の容積を縮小する。その結果、吐出ヘッド１４のノズル３１からは、縮小した容積分の機能液３３が液滴３６として吐出される。なお、本実施形態では、加圧手段として、縦振動型の圧電素子３５を用いたが、特に、これに限定されず、例えば、下電極と圧電体層と上電極とを積層形成した撓み変形型の圧電素子を用いてもよい。また、圧力発生手段として、振動板と電極との間に静電気を発生させて、静電気力によって振動板を変形させてノズルから液滴を吐出させるいわゆる静電式アクチュエーターなどを使用してもよい。さらには、発熱体を用いてノズル内に泡を発生させ、その泡によって機能液を液滴として吐出させる構成を有する吐出ヘッドであってもよい。

次に、本実施形態に用いられる機能液について説明する。本実施形態にかかる機能液は、紫外線の照射により硬化する紫外線硬化型インクであり、例えば、カチオン重合性化合物を含むカチオン重合インクである。以下、カチオン重合インクの成分を説明する。

＜カチオン重合開始剤＞
カチオン重合開始剤（光酸発生剤）としては、例えば、化学増幅型フォトレジストや光カチオン重合に利用される化合物が用いられる（有機エレクトロニクス材料研究会編、「イメージング用有機材料」、ぶんしん出版（１９９３年）、１８７〜１９２ページ参照）。

第１に、ジアゾニウム、アンモニウム、ヨードニウム、スルホニウム、ホスホニウムなどの芳香族オニウム化合物のＢ（Ｃ₆Ｆ₅）₄ ^-、ＰＦ６^-、ＡｓＦ₆ ^-、ＳｂＦ₆ ^-、ＣＦ₃ＳＯ₃ ^-塩を挙げることができる。第２に、スルホン酸を発生するスルホン化物を挙げることができる。第３に、ハロゲン化水素を光発生するハロゲン化物も用いることができる。第４に、鉄アレーン錯体を挙げることができる。

また、インクにおいて、重合開始剤の総使用量は、それぞれ、重合性化合物の総使用量に対して、０．０１〜３５質量％であることが好ましく、０．５〜２０質量％であることがより好ましく、１．０〜２０質量％であることがさらに好ましい。０．０１質量％以上であると、インクを十分硬化させることができ、３５質量％以下であると、硬化度が均一な硬化膜を得ることができる。また、インクに後述する増感剤を用いる場合、重合開始剤の総使用量は、重合開始剤：増感剤の質量比で、重合開始剤：増感剤＝２００：１〜１：２００であることが好ましく、５０：１〜１：５０であることがより好ましく、２０：１〜１：５であることがさらに好ましい。

＜カチオン重合性化合物＞
カチオン重合性化合物としては、硬化性及び耐擦過性の観点から、オキセタン環含有化合物及びオキシラン環含有化合物が好適であり、オキセタン環含有化合物及びオキシラン環含有化合物の両方を含有する態様がより好ましい。ここで、オキシラン環含有化合物（以下、「オキシラン化合物」ともいう。）とは、分子内に、少なくとも１つのオキシラン環（オキシラニル基、エポキシ基）を含む化合物であり、具体的にはエポキシ樹脂として通常用いられているものの中から適宜選択することができ、例えば、従来公知の芳香族エポキシ樹脂、脂環族エポキシ樹脂、脂肪族エポキシ樹脂が挙げられる。モノマー、オリゴマー及びポリマーのいずれであってもよい。

また、オキセタン環含有化合物（以下、「オキセタン化合物」ともいう。）とは、分子内に少なくとも１つのオキセタン環（オキセタニル基）を含む化合物である。前記第１のインクにカチオン重合性化合物を使用する場合、前記第１のインクは、（ｂ−１）重合性化合物の総質量のうち、単官能カチオン重合性化合物が６５〜９５質量％であることが好ましく、６５〜８５質量％であることがより好ましく、６５〜７５質量％であることがさらに好ましい。上記範囲であると、得られる画像の柔軟性に優れる。

前記第２のインクにカチオン重合性化合物を使用する場合、前記第２のインクは、（ｂ−２）重合性化合物の総質量のうち、多官能カチオン重合性化合物が５０〜９０質量％であることが好ましく、５２〜７５質量％であることがより好ましく、５５〜６５質量％であることがさらに好ましい。上記範囲であると、得られる画像の耐傷性及び耐溶剤性に優れる。

また、カチオン重合性化合物は、単官能であっても、多官能であってもよい。
単官能カチオン重合性化合物としては、単官能オキシラン化合物、及び／又は、単官能オキセタン化合物であることが好ましい。
多官能カチオン重合性化合物としては、２官能カチオン重合性化合物であることが好ましい。また、多官能ラジカル重合性化合物としては、多官能オキシラン化合物、及び／又は、多官能オキセタン化合物であることが好ましく、多官能オキシラン化合物と多官能オキセタン化合物とを併用することがより好ましい。

前記第１のインクにカチオン重合性化合物を使用する場合、前記第１のインクは、第１のインクの総質量のうち、単官能カチオン重合性化合物が４０〜９５質量％であることが好ましく、４５〜８０質量％であることがより好ましく、４５〜６５質量％であることがさらに好ましい。上記範囲であると、得られる画像の柔軟性に優れる。
前記第２のインクにカチオン重合性化合物を使用する場合、前記第２のインクは、第２のインクの総質量のうち、多官能カチオン重合性化合物が３５〜９０質量％であることが好ましく、３８〜７５質量％であることがより好ましく、４０〜６０質量％であることがさらに好ましい。上記範囲であると、得られる画像の耐傷性及び耐溶剤性に優れる。

以下、単官能カチオン重合性化合物、及び、多官能カチオン重合性化合物について詳細に説明する。
カチオン重合性化合物としては、例えば、特開平６−９７１４号、特開２００１−３１８９２号、同２００１−４００６８号、同２００１−５５５０７号、同２００１−３１０９３８号、同２００１−３１０９３７号、同２００１−２２０５２６号などの各公報に記載されているエポキシ化合物、ビニルエーテル化合物、オキセタン化合物などが挙げられる。

単官能エポキシ化合物の例としては、例えば、フェニルグリシジルエーテル、ｐ−ｔｅｒｔ−ブチルフェニルグリシジルエーテル、ブチルグリシジルエーテル、２−エチルヘキシルグリシジルエーテル、アリルグリシジルエーテル、１，２−ブチレンオキサイド、１，３−ブタジエンモノオキサイド、１，２−エポキシドデカン、エピクロロヒドリン、１，２−エポキシデカン、スチレンオキサイド、シクロヘキセンオキサイド、３−メタクリロイルオキシメチルシクロヘキセンオキサイド、３−アクリロイルオキシメチルシクロヘキセンオキサイド、３−ビニルシクロヘキセンオキサイド等が挙げられる。

また、多官能エポキシ化合物の例としては、例えば、ビスフェノールＡジグリシジルエーテル、ビスフェノールＦジグリシジルエーテル、ビスフェノールＳジグリシジルエーテル、臭素化ビスフェノールＡジグリシジルエーテル、臭素化ビスフェノールＦジグリシジルエーテル、臭素化ビスフェノールＳジグリシジルエーテル、エポキシノボラック樹脂、水添ビスフェノールＡジグリシジルエーテル、水添ビスフェノールＦジグリシジルエーテル、水添ビスフェノールＳジグリシジルエーテル、３，４−エポキシシクロヘキシルメチル−３’，４’−エポキシシクロヘキサンカルボキシレート、２−（３，４−エポキシシクロヘキシル）−７，８−エポキシ−１，３−ジオキサスピロ［５．５］ウンデカン、ビス（３，４−エポキシシクロヘキシルメチル）アジペート、ビニルシクロヘキセンオキサイド、４−ビニルエポキシシクロヘキサン、ビス（３，４−エポキシ−６−メチルシクロヘキシルメチル）アジペート、３，４−エポキシ−６−メチルシクロヘキシル−３’，４’−エポキシ−６’−メチルシクロヘキサンカルボキシレート、メチレンビス（３，４−エポキシシクロヘキサン）、ジシクロペンタジエンジエポキサイド、エチレングリコールのジ（３，４−エポキシシクロヘキシルメチル）エーテル、エチレンビス（３，４−エポキシシクロヘキサンカルボキシレート）、エポキシヘキサヒドロフタル酸ジオクチル、エポキシヘキサヒドロフタル酸ジ−２−エチルヘキシル、１，４−ブタンジオールジグリシジルエーテル、１，６−ヘキサンジオールジグリシジルエーテル、グリセリントリグリシジルエーテル、トリメチロールプロパントリグリシジルエーテル、ポリエチレングリコールジグリシジルエーテル、ポリプロピレングリコールジグリシジルエーテル類、１，１３−テトラデカジエンジオキサイド、リモネンジオキサイド、１，２，７，８−ジエポキシオクタン、１，２，５，６−ジエポキシシクロオクタン等が挙げられる。

これらのエポキシ化合物のなかでも、芳香族エポキシド及び脂環式エポキシドが、硬化速度に優れるという観点から好ましく、特に脂環式エポキシドが好ましい。
ビニルエーテル化合物としては、ジ又はトリビニルエーテル化合物が、硬化性、支持体との密着性、形成された画像の表面硬度などの観点から好ましく、特にジビニルエーテル化合物が好ましい。

オキセタン化合物としては、特開２００１−２２０５２６号、同２００１−３１０９３７号、同２００３−３４１２１７号の各公報に記載されているような、公知のオキセタン化合物を任意に選択して使用できる。
オキセタン化合物としては、その構造内にオキセタン環を１〜４個有する化合物が好ましい。このような化合物を使用することで、インクジェット記録用液体の粘度をハンドリング性の良好な範囲に維持することが容易となり、また、硬化後のインクの支持体との高い密着性を得ることができる。

単官能オキセタン化合物の例としては、例えば、３−エチル−３−ヒドロキシメチルオキセタン、３−（メタ）アリルオキシメチル−３−エチルオキセタン、（３−エチル−３−オキセタニルメトキシ）メチルベンゼン、４−フルオロ−［１−（３−エチル−３−オキセタニルメトキシ）メチル］ベンゼン、４−メトキシ−［１−（３−エチル−３−オキセタニルメトキシ）メチル］ベンゼン、［１−（３−エチル−３−オキセタニルメトキシ）エチル］フェニルエーテル、イソブトキシメチル（３−エチル−３−オキセタニルメチル）エーテル、イソボルニルオキシエチル（３−エチル−３−オキセタニルメチル）エーテル、イソボルニル（３−エチル−３−オキセタニルメチル）エーテル、２−エチルヘキシル（３−エチル−３−オキセタニルメチル）エーテル、エチルジエチレングリコール（３−エチル−３−オキセタニルメチル）エーテル、ジシクロペンタジエン（３−エチル−３−オキセタニルメチル）エーテル、ジシクロペンテニルオキシエチル（３−エチル−３−オキセタニルメチル）エーテル、ジシクロペンテニル（３−エチル−３−オキセタニルメチル）エーテル、テトラヒドロフルフリル（３−エチル−３−オキセタニルメチル）エーテル、テトラブロモフェニル（３−エチル−３−オキセタニルメチル）エーテル、２−テトラブロモフェノキシエチル（３−エチル−３−オキセタニルメチル）エーテル、トリブロモフェニル（３−エチル−３−オキセタニルメチル）エーテル、２−トリブロモフェノキシエチル（３−エチル−３−オキセタニルメチル）エーテル、２−ヒドロキシエチル（３−エチル−３−オキセタニルメチル）エーテル、２−ヒドロキシプロピル（３−エチル−３−オキセタニルメチル）エーテル、ブトキシエチル（３−エチル−３−オキセタニルメチル）エーテル、ペンタクロロフェニル（３−エチル−３−オキセタニルメチル）エーテル、ペンタブロモフェニル（３−エチル−３−オキセタニルメチル）エーテル、ボルニル（３−エチル−３−オキセタニルメチル）エーテル等が挙げられる。

多官能オキセタン化合物の例としては、例えば、３，７−ビス（３−オキセタニル）−５−オキサノナン、３，３’−（１，３−（２−メチレニル）プロパンジイルビス（オキシメチレン））ビス（３−エチルオキセタン）、１，４−ビス［（３−エチル−３−オキセタニルメトキシ）メチル］ベンゼン、１，２−ビス［（３−エチル−３−オキセタニルメトキシ）メチル］エタン、１，３−ビス［（３−エチル−３−オキセタニルメトキシ）メチル］プロパン、エチレングリコールビス（３−エチル−３−オキセタニルメチル）エーテル、ジシクロペンテニルビス（３−エチル−３−オキセタニルメチル）エーテル、トリエチレングリコールビス（３−エチル−３−オキセタニルメチル）エーテル、テトラエチレングリコールビス（３−エチル−３−オキセタニルメチル）エーテル、トリシクロデカンジイルジメチレン（３−エチル−３−オキセタニルメチル）エーテル、トリメチロールプロパントリス（３−エチル−３−オキセタニルメチル）エーテル、１，４−ビス（３−エチル−３−オキセタニルメトキシ）ブタン、１，６−ビス（３−エチル−３−オキセタニルメトキシ）ヘキサン、ペンタエリスリトールトリス（３−エチル−３−オキセタニルメチル）エーテル、ペンタエリスリトールテトラキス（３−エチル−３−オキセタニルメチル）エーテル、ポリエチレングリコールビス（３−エチル−３−オキセタニルメチル）エーテル、ジペンタエリスリトールヘキサキス（３−エチル−３−オキセタニルメチル）エーテル、ジペンタエリスリトールペンタキス（３−エチル−３−オキセタニルメチル）エーテル、ジペンタエリスリトールテトラキス（３−エチル−３−オキセタニルメチル）エーテル、カプロラクトン変性ジペンタエリスリトールヘキサキス（３−エチル−３−オキセタニルメチル）エーテル、カプロラクトン変性ジペンタエリスリトールペンタキス（３−エチル−３−オキセタニルメチル）エーテル、ジトリメチロールプロパンテトラキス（３−エチル−３−オキセタニルメチル）エーテル、ＥＯ変性ビスフェノールＡビス（３−エチル−３−オキセタニルメチル）エーテル、ＰＯ変性ビスフェノールＡビス（３−エチル−３−オキセタニルメチル）エーテル、ＥＯ変性水添ビスフェノールＡビス（３−エチル−３−オキセタニルメチル）エーテル、ＰＯ変性水添ビスフェノールＡビス（３−エチル−３−オキセタニルメチル）エーテル、ＥＯ変性ビスフェノールＦ（３−エチル−３−オキセタニルメチル）エーテル等の多官能オキセタンが挙げられる。

なお、これらのカチオン重合性化合物は、１種のみを用いても、２種以上を併用してもよい。
また、インク中の重合性化合物の総質量は、インクの総質量に対し、５５〜９５質量％であることが好ましく、６０〜９０質量％であることがより好ましい。上記範囲内であると、硬化性に優れ、また、粘度が適度である。
また、重合性化合物の製造方法としては、特に制限はなく、公知の方法により合成することができる。また、入手可能な場合は、市販品を使用してもよい。

（制御部の構成）
次に、液滴吐出装置の制御部の構成について説明する。液滴吐出装置１は、制御部３８を備えている。制御部３８は、上記説明した各部材を制御するものであり、例えば、湿度センサー２９によって測定された湿度に基づいて、吐出ヘッド１４に対するメンテナンス部２１の駆動頻度を制御するものである。以下、具体的な構成について説明する。

図４は、液滴吐出装置の制御部の構成を示すブロック図である。制御部３８は、指令部１３０と駆動部１４０とを備え、指令部１３０は、ＣＰＵ１３２、記憶手段としてのＲＯＭ１３３，ＲＡＭ１３４および入出力インターフェイス１３１からなり、ＣＰＵ１３２が入出力インターフェイス１３１を介して入力される各種信号を、ＲＯＭ１３３、ＲＡＭ１３４のデータに基づき処理し、入出力インターフェイス１３１を介して駆動部１４０へ制御信号を出力する。ＣＰＵ１３２は、例えば、ＲＯＭ１３３に記憶されたプログラムソフトに従って、ワーク７の表面の所定位置に機能液を液滴吐出するための制御を行うものである。

駆動部１４０は、ヘッドドライバー１４１、モータードライバー１４２、メンテナンスドライバー１４５、第１紫外線照射ドライバー１４７、第２紫外線照射ドライバー１４８、湿度センサードライバー１４６等から構成されている。モータードライバー１４２は、指令部１３０の制御信号により、Ｘ軸モーター、Ｙ軸モーター、メンテモーターを制御し、ワーク７や吐出ヘッド１４の移動を制御する。また、メンテナンスドライバー１４５は、フラッシングユニット１８、キャッピングユニット１９、ワイピングユニット２０のそれぞれを制御する。ヘッドドライバー１４１は、吐出ヘッド１４を制御し、モータードライバー１４２の制御と同調して、ワーク７上の所定位置に吐出を行う。湿度センサードライバー１４６は、湿度センサー２９を制御する。第１紫外線照射ドライバー１４７は、第１紫外線照射部５０ａを制御し、第２紫外線照射ドライバー１４８は、第２紫外線照射部５０ｂを制御する。

次に、液滴吐出装置の動作方法について説明する。図５は、液滴吐出装置の動作方法を示す説明図である。本実施形態では、図５（ａ），（ｂ）に示すように、吐出ヘッド１４（ヘッドユニット４０）をＸ軸方向に走査（往復動作）させながら、液滴３６を吐出し、ワーク７が載置されたステージ４をＹ軸方向に走査させる形態について説明する。なお、本実施形態における機能液は、紫外線の照射により硬化する紫外線硬化型インクである。

図５（ａ）に示すように、例えば、吐出ヘッド１４をＸ軸方向（＋方向）に移動（往動）させながら、ワーク７に向けて吐出ヘッド１４から紫外線硬化型インクを液滴３６として吐出させる。吐出された紫外線硬化型インクはワーク７の表面に付着する。そして、吐出ヘッド１４の移動方向に対して後方に配置された第１紫外線照射部５０ａから紫外線が照射され、紫外線に照射された液滴ドットＤが硬化される。

その後、ステージ４をＹ軸方向に移動させる。そして、図５（ｂ）に示すように、例えば、吐出ヘッド１４をＸ軸方向（−方向）に移動（復動）させながら、ワーク７に向けて吐出ヘッド１４から紫外線硬化型インクを液滴３６として吐出させる。吐出された紫外線硬化型インクはワーク７の表面に付着する。そして、吐出ヘッド１４の移動方向に対して後方に配置された第２紫外線照射部５０ｂから紫外線が照射され、紫外線に照射された液滴ドットＤが硬化される。

（液滴吐出装置の制御方法）
次に、液滴吐出装置の制御方法について説明する。図６は、本実施形態にかかる液滴吐出装置の制御方法を示すフローチャートである。具体的には、メンテナンス部の駆動頻度を制御する制御方法を示すフローチャートである。なお、本実施形態における機能液は、紫外線の照射により硬化する紫外線硬化型インクである。さらに詳細には、カチオン重合性化合物を含むカチオン重合インクを適用した場合について説明する。ここで、カチオン重合インクは、例えば、ラジカル重合インクに比べ、臭気が弱く安全性に優れている一方で、湿度依存性があるという特性を有している。具体的には、相対的に湿度が低い場合には、カチオン重合インクの硬化性が高まり、相対的に湿度が高い場合には、カチオン重合インクの硬化性が低くなる。このため、例えば、湿度が低い場合には、吐出ヘッド１４のノズル３１に露出したカチオン重合インクが硬化して目詰まりし、吐出不具合が発生してしまうおそれがある。そこで、以下に示すようにメンテナンス部２１の駆動頻度を制御する。

ステップＳ１１では、湿度を測定する。本実施形態では、吐出ヘッド１４の周辺部に配置された湿度センサー２９を駆動させて湿度データを取得する。これにより、吐出ヘッド１４の周辺部の湿度が取得される。

次いで、ステップＳ１２では、測定された湿度に基づいて、吐出ヘッド１４に対するメンテナンス部２１の駆動頻度を設定する。具体的には、予め、ＲＯＭ１３３には、湿度に対するメンテナンス部２１の駆動頻度が規定されたテーブルデータが記憶されている。そして、測定された湿度に対応するメンテナンス部２１の駆動頻度が選択（設定）される。メンテナンス部２１としては、フラッシングユニット１８やキャッピングユニット１９やワイピングユニット２０から任意に選択することができる。また、メンテナンス部２１の駆動頻度としては、液滴吐出装置１の動作単位、例えば、吐出ヘッド１４（ヘッドユニット４０）の動作に関して、１走査毎や１往復毎等を任意に設定することができる。また、時間単位で駆動させてもよい。

なお、本実施形態では、湿度に対するカチオン重合インクの特性を考慮し、制御部３８では、測定された湿度が、相対的に低い場合には、メンテナンス頻度を高く設定する。一方、測定された湿度が、相対的に高い場合には、メンテナンス頻度を低く設定する。

その後、液滴吐出装置１の吐出動作を開始させ、設定されたメンテナンス部２１の駆動頻度に基づいて、メンテナンス部２１が駆動される。

さらに、制御部３８では、測定された湿度に基づいて、吐出ヘッド１４に対するメンテナンス部２１の駆動頻度を変更してもよい。すなわち、液滴吐出装置１の吐出動作中に湿度の測定（ステップＳ１１）及びメンテナンス部２１の駆動頻度を設定（ステップＳ１２）を繰り返し実行させ、湿度の変化に応じてメンテナンス部２１の駆動頻度を変更設定してもよい。なお、ステップＳ１１及びステップＳ１２を繰り返す実行頻度は、任意に決定することができる。

以上、上記第１実施形態によれば、以下の効果を得ることができる。

（１）取得された湿度に基づいて、メンテナンス部２１の駆動頻度が設定される。そして、設定された駆動頻度に基づいて、吐出ヘッド１４が保守される。このため、特に湿度依存性がある機能液を使用する場合には、湿度による影響を抑え、良好な機能液の吐出を行うことができる。

（２）取得された湿度に基づいて、メンテナンス部２１の駆動頻度が変更される。すなわち、例えば、液滴吐出装置１を駆動させている間に湿度変化が生じた場合であっても、適正な吐出ヘッド１４の保守頻度に変更することができる。

［第２実施形態］
次に、第２実施形態について説明する。なお、液滴吐出装置１の構成、制御部３８の構成、液滴吐出装置の吐出動作等については、第１実施形態と同様なので、説明を省略し、第１実施形態と異なる制御方法について説明する。

図７は、本実施形態にかかる液滴吐出装置の制御方法を示すフローチャートである。具体的には、メンテナンス部の駆動頻度を制御する制御方法を示すフローチャートである。なお、本実施形態における機能液は、第１実施形態と同様に、カチオン重合性化合物を含むカチオン重合インクを適用した場合について説明する。そして、本実施形態にかかる液滴吐出装置１の制御部３８では、測定された湿度と照射される紫外線の光量に基づいて、吐出ヘッド１４に対するメンテナンス部２１の駆動頻度を制御する。以下、具体的に説明する。

ステップＳ２１では、湿度を測定する。具体的には、吐出ヘッド１４の周辺部に配置された湿度センサー２９を駆動させて湿度データを取得する。これにより、吐出ヘッド１４の周辺部の湿度が取得される。

次いで、ステップＳ２２では、紫外線光量を取得する。具体的には、液滴吐出装置１の吐出動作において、第１及び第２紫外線照射部５０ａ，５０ｂから照射される紫外線光量を取得する。なお、ステップＳ２１の実行とステップＳ２２の実行の順番を逆にしてもよい。

次いで、ステップＳ２３では、測定された湿度と紫外線の光量に基づいて、吐出ヘッド１４に対するメンテナンス部２１の駆動頻度を設定する。具体的には、予め、ＲＯＭ１３３には、湿度と紫外線光量に対するメンテナンス部２１の駆動頻度が規定されたテーブルデータが記憶されている。そして、測定された湿度と紫外線光量に対応するメンテナンス部２１の駆動頻度が選択（設定）される。メンテナンス部２１としては、フラッシングユニット１８やキャッピングユニット１９やワイピングユニット２０から任意に選択することができる。また、メンテナンス部２１の駆動頻度としては、液滴吐出装置１の動作単位、例えば、吐出ヘッド１４（ヘッドユニット４０）の動作に関して、１走査毎や１往復毎等を任意に設定することができる。また、時間単位で駆動させてもよい。

なお、本実施形態では、湿度に対するカチオン重合インクの特性を考慮するとともに、吐出ヘッド１４側への紫外線の反射を考慮する必要がある。そこで、制御部３８では、例えば、測定された湿度が、相対的に低い場合であって、紫外線光量が相対的に高い場合には、紫外線光量が相対的に低い場合と比較してメンテナンス頻度を高く設定する。また、例えば、測定された湿度が、相対的に低く、さらに、紫外線光量が相対的に高い場合には、メンテナンス頻度を高く設定する。一方、測定された湿度が、相対的に高く、さらに、紫外線光量が相対的に低い場合には、メンテナンス頻度を低く設定する。

その後、液滴吐出装置１の吐出動作を開始させ、設定されたメンテナンス部２１の駆動頻度に基づいて、メンテナンス部２１が駆動される。

さらに、制御部３８では、測定された湿度に基づいて、吐出ヘッド１４に対するメンテナンス部２１の駆動頻度を変更してもよい。すなわち、液滴吐出装置１の吐出動作中に上記ステップＳ２１〜ステップＳ２３を繰り返し実行させ、湿度の変化に応じてメンテナンス部２１の駆動頻度を変更設定してもよい。なお、ステップＳ２１〜ステップＳ２３を繰り返す実行頻度は、任意に決定することができる。

以上、上記第２実施形態によれば、第１実施形態の効果に加え、以下の効果を得ることができる。

吐出ヘッド１４の周囲の湿度のほか、第１及び第２紫外線照射部５０ａ，５０ｂから照射される紫外線の光量がメンテナンス頻度のパラメーターとして使用される。従って、特に湿度依存性がある機能液を使用する場合に、湿度の他紫外線の反射の影響を抑え、良好な機能液の吐出を行うことができる。

なお、上記の実施形態に限定されるものではなく、以下のような変形例が挙げられる。

（変形例１）上記実施形態では、機能液として紫外線硬化型インクのカチオン重合インクについて説明したが、これに限定されない。例えば、他の湿度依存性を有する紫外線硬化型インクでもよい。さらには、紫外線硬化型インクであるか否かに関わらず、湿度依存性を有する機能液に適用することができる。このようにしても、測定された湿度に応じて吐出ヘッド１４のメンテナンス頻度を制御することにより、上記同様の効果を得ることができる。

（変形例２）上記実施形態では、測定された湿度に応じて吐出ヘッド１４のメンテナンス頻度を制御したが、吐出ヘッド１４のメンテナンス頻度に加え、液滴の吐出検査の頻度を制御してもよい。このようにすれば、湿度に応じて吐出検査の頻度が適正化され、吐出特性を保持することができる。

１…液滴吐出装置、１２…キャリッジ、１４…吐出ヘッド、１８…フラッシングユニット、１９…キャッピングユニット、２０…ワイピングユニット、２１…メンテナンス部、２９…湿度センサー、３０…ノズルプレート、３１…ノズル、３３…機能液、３６…液滴、３８…制御部、４０…ヘッドユニット、５０（５０ａ，５０ｂ）…紫外線照射部。

Claims (5)

1. 機能液を液滴として吐出する吐出ヘッドと、
   前記吐出ヘッドの周囲の湿度を測定する湿度測定部と、
   前記吐出ヘッドを保守するメンテナンス部と、
   測定された前記湿度に基づいて、前記吐出ヘッドに対する前記メンテナンス部の駆動頻度を制御する制御部と、を備えたことを特徴とする液滴吐出装置。
2. 請求項１に記載の液滴吐出装置において、
   前記制御部では、
   測定された前記湿度に基づいて、前記吐出ヘッドに対する前記メンテナンス部の駆動頻度を変更することを特徴とする液滴吐出装置。
3. 請求項１または２に記載の液滴吐出装置において、
   前記機能液が、紫外線の照射により硬化する紫外線硬化型インクであり、
   前記吐出ヘッドから吐出された前記紫外線硬化型インクに対して紫外線を照射する紫外線照射部を備えたことを特徴とする液滴吐出装置。
4. 請求項３に記載の液滴吐出装置において、
   前記紫外線硬化型インクが、カチオン重合性化合物を含むカチオン重合インクであることを特徴とする液滴吐出装置。
5. 請求項３または４に記載の液滴吐出装置において、
   前記制御部では、
   測定された前記湿度と照射される前記紫外線の光量に基づいて、前記吐出ヘッドに対する前記メンテナンス部の駆動頻度を制御することを特徴とする液滴吐出装置。

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