JP2020128037A - インクジェット塗布装置及びインクジェットヘッドの洗浄方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】インクジェットヘッドのノズル面の拭き取り動作を行っても、ノズル孔内に気泡が発生して不吐出ノズルが形成されるのを抑えることができるインクジェット塗布装置及びインクジェットヘッドの洗浄方法を提供する。【解決手段】塗布液が吐出されるノズル孔が複数形成されたノズル面を有するインクジェットヘッドと、ノズル面を拭き取る拭き取り部材を有する洗浄装置と、を有するインクジェット塗布装置であって、インクジェットヘッドは、ノズル孔内の圧力が、塗布液を吐出する前にノズル孔内に塗布液を保持する吐出前保持圧力と、洗浄動作時に拭き取り部材でノズル面を拭き取る際の洗浄時保持圧力とに調節可能に形成され、洗浄時保持圧力は、吐出前保持圧力よりも高く設定され、ノズル孔から塗布液が流出するのを許容される圧力に設定されている構成とする。【選択図】図9
Description
本発明は、複数のノズルから塗布液を吐出するインクジェット塗布装置、及び、インクジェットヘッドを洗浄するインクジェットヘッドの洗浄方法に関するものである。
ガラスやフィルム等の基材上に線分、矩形状等、様々な形状の塗布膜(膜パターン)がインクジェット塗布装置により形成されている。インクジェット塗布装置は、図10に示すように、基材Wを載置するステージ100と、塗布液(液滴)を吐出するヘッドモジュール102を有するインクジェットヘッド101を備えており、基材Wとインクジェットヘッド101を相対的に移動させつつ基材W上の所定位置にヘッドモジュール102のノズル孔104から液滴を吐出することにより精度のよい膜パターンが形成される。
また、インクジェット塗布装置は、洗浄装置110を備えており、インクジェットヘッド101を定期的に洗浄することにより塗布液を精度よく着弾させることができる。すなわち、洗浄装置110は、ノズル孔104が形成されるノズル面103を洗浄液で洗浄する洗浄部110aと、洗浄後のノズル面103を拭き取る拭き取り部110bと、液滴を吐出させるトレイ部110cとを有しており、ノズル面103が洗浄装置101で洗浄されることにより、それぞれのノズル孔104の吐出状態が回復される。
すなわち、ノズル面103は、洗浄部110aでノズル面103に洗浄液が直接噴射されることによって洗浄され(洗浄工程)、その後、図11に示す拭き取り部110bの拭き取り部材105にノズル面103を当接させることにより(図11(b))、ノズル面103に残留した洗浄液が拭き取られる(洗浄液拭き取り工程)。そして、トレイ部110cにおいて、ノズル孔104から塗布液を強制的に吐出させることにより、ブリード、フラッシングが行われ(ブリード・フラッシング工程)、再度、ノズル面103を拭き取り部材105に当接させてノズル面103が拭き取られることにより(拭き取り工程)、ノズル孔104の吐出状態が正常に回復される(例えば、下記特許文献1参照)。
しかし、上述のインクジェット塗布装置では、吐出状態が回復されず、不吐出ノズル(不吐出になったノズル孔104)が発生してしまう虞があるという問題があった。すなわち、インクジェットヘッド101のノズル孔104内は、図12(a)に示すように、通常、塗布液で満たされてノズル孔104先端にメニスカスMが形成される程度に負圧に保たれている。そして、吐出時には、ノズル孔104内に一定の圧力を与えることにより、ノズル孔104から所定量の液滴が精度よく吐出される。ところが、図12(b)に示すように、上記ブリード・フラッシング工程後の拭き取り工程において、拭き取り部材105がノズル面103に当接すると、ノズル孔104内の塗布液が拭き取り部材105に触れることにより拭き取り部材105に吸収される。そして、図12(c)に示すように、ノズル面103が拭き取り部材105から離れると、ノズル孔104内はメニスカスMが形成される程度に負圧に保たれているため、拭き取り部材105に吸収された塗布液は吸収された量だけノズル孔104内の塗布液が不足し、ノズル孔104内には、塗布液の減少量に相当する気泡Aが形成される。この気泡Aがノズル孔104内に形成されると、吐出動作の際、ノズル孔104内に圧力をかけても吐出応答できず、結果的に不吐出ノズルが形成され、形成される塗布膜の精度を悪化させてしまうという問題があった。
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、インクジェットヘッドのノズル面の拭き取り動作を行っても、ノズル孔内に気泡が発生して不吐出ノズルが形成されるのを抑えることができるインクジェット塗布装置及びインクジェットヘッドの洗浄方法を提供することを目的としている。
上記課題を解決するために本発明のインクジェット塗布装置は、塗布液が吐出されるノズル孔が複数形成されたノズル面を有するインクジェットヘッドと、前記ノズル面を拭き取る拭き取り部材を有する洗浄装置と、を有するインクジェット塗布装置であって、前記インクジェットヘッドは、前記ノズル孔内の圧力が、塗布液を吐出する前に前記ノズル孔内に塗布液を保持する吐出前保持圧力と、洗浄動作時に前記拭き取り部材で前記ノズル面を拭き取る際の洗浄時保持圧力とに調節可能に形成され、前記洗浄時保持圧力は、前記吐出前保持圧力よりも高く設定され、前記ノズル孔から塗布液が流出するのを許容される圧力に設定されていることを特徴としている。
上記インクジェット塗布装置によれば、ノズル面を拭き取る際に設定される洗浄時保持圧力が、ノズル孔内に塗布液を保持する吐出前保持圧力よりも高く設定されているため、ノズル面に拭き取り部材が当接してノズル孔内の塗布液が吸収された場合でもノズル孔内の塗布液が不足する影響を抑えることができる。すなわち、吐出前保持圧力は、ノズル孔にメニスカスMが形成される程度の負圧に設定されているが、洗浄時保持圧力は吐出前保持圧力よりも高く設定されるため、吐出前保持圧力よりも正圧側の圧力に設定される。すなわち、この洗浄時保持圧力では、メニスカスMは形成されず、ノズル孔から塗布液が流出することが許容されるため、ノズル孔から拭き取り部材に吸収される塗布液を供給することができる。したがって、インクジェットヘッドのノズル面の拭き取り動作を行っても、ノズル孔内の塗布液が不足してノズル孔内に気泡が形成されるのを抑えることができ、ノズル孔内に気泡が発生することによる不吐出ノズル(不吐出になったノズル孔)が形成されるのを抑えることができる。
また、前記洗浄時保持圧力は、塗布液がノズル孔から流出するのが許容される負圧に設定されている構成にしてもよい。
この構成によれば、洗浄時にノズル孔内に塗布液を保持しつつ、ノズル孔から微量の塗布液が流出するため、拭き取り部材に吸収される塗布液量以上の塗布液が流出するのを抑えることができる。
また、上記課題を解決するために本発明のインクジェットヘッドの洗浄方法は、ノズル面に形成されたノズル孔から塗布液を吐出して塗布膜を形成するインクジェットヘッドの洗浄方法であって、前記ノズル面に洗浄液を噴射して前記ノズル面を洗浄する洗浄工程と、前記ノズル面に残留した洗浄液を拭き取る洗浄液拭取工程と、前記ノズル孔内の圧力を前記吐出前保持圧力から前記洗浄時保持圧力に調節するノズル孔圧力変更工程と、前記ノズル面に前記拭き取り部材を当接させて前記ノズル孔から流出する塗布液を前記拭き取り部材に吸収させる拭き取り仕上げ工程と、をこの順に有することを特徴としている。
上記インクジェットヘッドの洗浄方法によれば、拭き取り仕上げ工程前にノズル孔圧力変更工程を備えており、ノズル孔圧力変更工程で、吐出前保持圧力から洗浄時保持圧力に変更されるため、ノズル孔内の圧力が吐出前保持圧力よりも正圧側の圧力に設定される。そのため、拭き取り仕上げ工程では、ノズル孔内にメニスカスMは形成されず、ノズル孔から塗布液が流出することが許容されるため、ノズル孔から拭き取り部材に吸収される塗布液を供給することができる。したがって、拭き取り仕上げ工程を行っても、ノズル孔内の塗布液が不足してノズル孔内に気泡が形成されるのを抑えることができ、ノズル孔内に気泡が発生することによる不吐出ノズルが形成されるのを抑えることができる。このように不吐出ノズルが形成されるのを抑えることができるため、従来、ノズルの吐出状態を正常に回復させるために必要であったブリード・フラッシング工程を省くことができる。
本発明のインクジェット塗布装置及びインクジェットヘッドの洗浄方法によれば、インクジェットヘッドのノズル面の拭き取り動作を行っても、ノズル孔内に気泡が発生して不吐出ノズルが形成されるのを抑えることができる。
本発明の洗浄装置に係る実施の形態を図面を用いて説明する。
図1は、洗浄装置を備えたインクジェット塗布装置の一実施形態を示す側面図であり、図2は、インクジェット塗布装置の正面図、図3は、インクジェット塗布装置の上面図、図4は、インクジェットヘッドをノズル面側から見た図である。なお、本実施形態のインクジェット塗布装置に用いられるインクは、カラーフィルタに用いられるインクや、有機EL、配線パターンの導電性インク、保護膜等、インクジェット形式で吐出できるものであれば、あらゆるものを対象とすることができる。
図1〜図4に示すように、インクジェット塗布装置1は、基材Wを載置するステージ2と、基材Wにインクを吐出する液滴ユニット3とを有しており、液滴ユニット3がステージ2に載置された基材W上を移動しつつ、インクを所定の位置に吐出することにより、基材W上に所定のパターンが形成される。
なお、以下の説明では、この液滴ユニット3が移動する方向をX軸方向、これと水平面上で直交する方向をY軸方向、X軸およびY軸方向の双方に直交する方向をZ軸方向として説明を進めることとする。
液滴ユニット3は、本実施形態では、基材W上に塗布液(液滴)を塗布するものであり、塗布液を吐出するインクジェットヘッド31と、このインクジェットヘッド31を支持するガントリ32とを有している。ガントリ32は、ステージ2のY軸方向両端部分に設けられる支持部材32aと、これら2つの支持部材32aを連結するビーム部32bとを有しており、支持部材32aとビーム部32bによって略門型形状を有している。また、ステージ2に隣接する位置には、X軸方向に延びるレール21が設けられており、支持部材32aは、それぞれレール21上に沿ってスライド自在に設けられている。そして、支持部材32aには、リニアモータなどの駆動手段が設けられており、リニアモータを駆動制御することにより、支持部材32aがX軸方向に移動し、任意の位置で停止できるようになっている。すなわち、液滴ユニット3がステージ2上を跨ぐ状態でX軸方向に移動し、任意の位置で停止することができる。なお、レール21は、洗浄装置4まで延びており、リニアモータを駆動制御することにより、液滴ユニット3が洗浄装置4で停止することができる。
また、ビーム部32bには、インクを吐出するインクジェットヘッド31が設けられている。インクジェットヘッド31は、ビーム部32bが支持部材32aに対して昇降動作することにより、基材Wに対して昇降動作できるようになっている。これにより基材Wにインクを吐出する塗布動作の際には、基材Wとインクジェットヘッド31との距離が適切になるように調節される。また、インクジェットヘッド31は、ビーム部32bに沿ってY軸方向に移動可能に取付けられている。すなわち、X軸方向の所定位置で基材Wと対向するインクジェットヘッド31は、Y軸方向に移動することにより、そのX軸方向所定位置における基材WのすべてのY軸方向領域と対向できるようになっている。すなわち、支持部材32aがレール21に沿って移動することによりX軸方向に移動し、さらにインクジェットヘッド31がビーム部32bに沿ってY軸方向に移動することにより、基材Wの所定位置にインクジェットヘッド31が移動しインクを着弾させることができるようになっている。
また、インクジェットヘッド31は、基材Wに対向する基材対向面30a(図4(a)参照)に、複数のヘッドモジュール5を搭載しており、このヘッドモジュール5からインクが吐出される。ヘッドモジュール5は、ピエゾ素子を駆動源としたインク吐出装置である。ヘッドモジュール5は、インクを吐出するノズル孔51を有しており、基材Wに対向するノズル面51a(図4(b)参照)に複数のノズル孔51がヘッドモジュール5の長手方向に一方向に並んで配置されている。図4の例では、ノズル孔51がY軸方向に配列されている。
そして、ヘッドモジュール5は、Y軸方向において、それぞれが互いに重複する部分を有し、かつ、X軸方向に隣接して配置されており、複数のヘッドモジュール5が、いわゆる階段状に配置されている。すなわち、ヘッドモジュール5は、ノズル配置間隔とヘッドモジュール5の両端部分とでは寸法が異なっているため、この両端部分の寸法分を相殺できるようにX軸方向にずらしつつY軸方向に配列される。そして、この階段状に配置された3つのヘッドモジュール5の集合体をヘッドモジュール5の両端部分の寸法分を相殺できるように繰り返しY軸方向に配置することにより、インクジェットヘッド31全体としてX軸方向に見て、すべてのノズル孔51がY軸方向に沿って配列され、X軸方向から見てY軸方向に亘って等間隔で配置される。
ヘッドモジュール5は、ノズル面51aに複数のノズル孔51が形成されており、ノズル孔51の先端位置とノズル面51aとがほぼ一致するように形成されている。すなわち、ノズル面51aは平坦な形状を有しており、ノズル孔51がノズル面51aと面一になっている。そして、インクジェットヘッド31には、一体化されたすべてのヘッドモジュール5のノズル面51aが基材W側に向く状態で配置されており、全てのノズル面51aが基材Wと平行になっている。そして、ピエゾ素子を駆動させることにより、ノズル面51aに配列された各ノズル孔51から一滴ずつインクを吐出できるようになっている。すなわち、ノズル孔51内の圧力は、ノズル孔51先端にメニスカスMが形成されるように、吐出前保持圧力P1である負圧に維持されている(図8(a)参照)。そして、塗布動作時に塗布液を吐出させる場合には、ノズル孔51内を加圧することによりメニスカスMを破壊し、ノズル孔51から塗布液(液滴)を吐出させる。これにより、基材W上の塗布領域の所定位置に所定量のインクが吐出され、精度よく吐出パターンを形成することができる。具体的には、ガントリ32をX軸方向(+方向)に走行させつつ、基材W上の所定位置に位置するノズル孔51からインクを吐出させる。次いで、基材WのX軸方向端部でガントリ32を停止させた状態でインクジェットヘッド31をビーム部32bのY軸方向端部まで移動させ、今度はガントリ32をX軸方向(−方向)に走行させつつ、基材W上の所定位置に所定のノズル孔51を配置させてノズル孔51からインクを吐出させることにより、基材W全体に所定パターンを形成することができる。なお、このノズル面51aは、撥液性材料がコーティングされており、ノズル孔51からインクが吐出された際に、余分なインクがノズル面51aに付着するのを抑え、仮に付着した場合でも拭き取り等の清掃作業により容易にインクを除去できるようになっている。
また、ステージ2のX軸方向に隣接する位置には、洗浄装置4が配置されている。この洗浄装置4は、ヘッドモジュール5のノズル面51aに付着した塗布液を除去し、ノズル孔51の吐出状態を回復するためのものであり、ノズル面51aを洗浄する洗浄部41と、洗浄後のノズル面51aを拭き取る拭き取り部71とを有している。
洗浄部41は、図5、図6に示すように、廃棄する洗浄液等(洗浄液、及び、除去されたインクの混合物)を受ける廃液トレイ41と、洗浄液を噴出する洗浄ユニット42とを有している。洗浄動作時には、インクジェットヘッド31が廃液トレイ41上に配置された状態で洗浄ユニット42から噴出された洗浄液をノズル面51aに噴出することによりインクの除去が行われる。
廃液トレイ41は、上方に開放された器形状を有しており、廃棄すべき洗浄液等を貯めることができる。廃液トレイ41内には、洗浄ユニット42が設けられている。この洗浄ユニット42は、洗浄液を噴出する洗浄液噴射部43と、洗浄液噴射部43が取り付けられる洗浄フレームトレイ44とを有しており、洗浄フレームトレイ44がインクジェットヘッド31に当接した状態で洗浄液噴射部43から洗浄液を噴出させることによりノズル面51aを洗浄することができる。
洗浄フレームトレイ44は、その底面部44aに洗浄液噴射部43が取り付けられている。この洗浄フレームトレイ44は、インクジェットヘッド31とほぼ同じ大きさに形成されており、底面部44aの周囲に位置する端部から垂直に延びる側壁部44bが、洗浄フレームトレイ44の上方にインクジェットヘッド31が配置された際に、インクジェットヘッド31と対向するようになっている。そして、側壁部44bには、基材対向面30aに対向する対向面44b1にはシール部46が環状に設けられており、シール部46の一部が対向面44b1から突出するように配置されている。
また、洗浄フレームトレイ44には、鉛直方向に昇降する昇降機構49が設けられており、洗浄フレームトレイ44の上方にインクジェットヘッド31が配置された状態で、インクジェットヘッド31に対して近接、離間できるように構成されている。そのため、洗浄フレームトレイ44の上方にインクジェットヘッド31が配置された状態で、昇降機構49により洗浄フレームトレイ44を上昇させると、側壁部44bに設けられたシール部46がインクジェットヘッド31の基材対向面30aに当接し、インクジェットヘッド31の基材対向面30aと洗浄フレームトレイ44とで形成された領域が外部に対して密封されるようになっている。これにより、洗浄液噴射部43から洗浄液を噴出させても洗浄液が外部に飛散するのを防止できるようになっている。
洗浄液噴射部43は、洗浄液をインクジェットヘッド31のノズル面51aに直接噴出するものである。洗浄液噴射部43は、シャワー型のノズル(シャワーノズル47)であり、本実施形態では2つのシャワーノズル47が一方向に沿って配置されている。具体的には、洗浄フレームトレイ44の幅方向(短手方向)中央位置に2つのシャワーノズル47が設けられており、この2つのシャワーノズル47が長手方向に所定間隔で複数箇所に設けられている(図6参照)。すなわち、シャワーノズル47は、洗浄フレームトレイ44の上方にインクジェットヘッド31が配置された状態でインクジェットヘッド31の長手方向にわたって洗浄液を噴出できる位置に配置されている。
シャワーノズル47は、洗浄液が噴出される部分であり、本体部分に洗浄液が噴射される噴射口が多数形成されている。これらの噴射口は、洗浄フレームトレイ44の上方にインクジェットヘッド31が配置された状態で、インクジェットヘッド31のノズル面51aに向かって直接噴射される向きに設定されている。本実施形態では、シャワーノズル47は、本体部分から扇型に噴射されるように設定されており、基材対向面30aに配置されるすべてのヘッドモジュール5のノズル面51aに向かって吹き付けるように洗浄液が噴射される。これにより、ノズル面51aに付着したインクは、洗浄液の成分により軟化されつつ、洗浄液の噴射力により、ノズル面51aから引き剥がされて除去される。
また、拭き取り部71は、シャワーノズル47による洗浄後、ノズル面51aに残留する洗浄液を拭き取るためのものである。具体的には、図7に示すように、Y軸方向に離れて配置されたロール72間に帯状の布部材である拭き取り部材73が掛け渡されており、一方のロール72から拭き取り部材73が繰り出され、もう一方のロール72で拭き取り部材73が巻き取られるように形成されている。拭き取り動作時には、ノズル面51aに洗浄液が付着したインクジェットヘッド31が拭き取り部材73上に下降すると、ノズル面51aが拭き取り部材73に押圧されることにより、ノズル面51aに付着した塗布液、洗浄液等が布部材の吸水力により吸収されることによりノズル面51aの拭き取りが行われる。そして、洗浄液が付着した拭き取り部材73は、ロール72により巻き取られ、操り出し側の拭き取り部材73がなくなると、新しい拭き取り部材73が巻回されたロール72が供給される。すなわち、ノズル面51aを拭き取る拭き取り部材73は、常に新しい拭き取り部材73が供給されるようになっており、拭き取られた洗浄液が再度、ノズル面51aに付着するのを防止できるようになっている。
ここで、拭き取り動作時には、ノズル孔51内の圧力は、洗浄時保持圧力P2に切り替えられる。この洗浄時保持圧力P2は、拭き取り部材73がノズル面51aに当接した際に設定される圧力であり、吐出前保持圧力P1よりも高い圧力に設定されている。本実施形態では、洗浄時保持圧力P2は、ノズル孔51aから塗布液が流出するのが許容される圧力であって、ノズル孔51a内が負圧に調節される。すなわち、図8(a)に示すようにノズル孔51a内が吐出前保持圧力P1に設定されメニスカスMが形成されている状態から、ノズル孔51a内が洗浄時保持圧力P2に調節されると、ノズル孔51a先端のメニスカスMが破壊され、ノズル孔51aの先端から僅かに塗布液が流出し、時間と共にノズル孔51aから塗布液が染み出す(図8(b))。そのため、洗浄動作時にノズル面51aに拭き取り部材73が当接すると、ノズル孔51a内の塗布液が拭き取り部材73に吸収されるが、ノズル孔51a内が塗布前保持圧力P1よりも高い洗浄時保持圧力P2に調節されているため、ノズル孔51a内から吸収された分の新たな塗布液が上流側からノズル孔51a内に供給される。したがって、従来のように吐出前保持圧力P1を維持しつつ拭き取り部材73に当接させる場合に比べて、塗布液が拭き取り部材73に供給されることによりノズル孔51a内に気泡が形成されることはなく、ノズル面51aに拭き取り部材73が当接してもノズル孔51aには常に塗布液で満たされる。
なお、洗浄時保持圧力P2は、ノズル面51aが拭き取り部材73から離れる直前に吐出前保持圧力P1に切り替えられる。すなわち、洗浄時保持圧力P2に調節されることにより、ノズル孔51から流出した塗布液が拭き取り部材73に吸収され、拭き取り部材73が吸収できる塗布液量がほぼ満たされる。そのため、ノズル面51aが拭き取り部材73に当接した状態で吐出前保持圧力P1に切り替えられた場合でもノズル孔51内の塗布液は拭き取り部材73にほとんど吸収されず、ノズル孔51内に気泡が形成されることが回避される。そして、吐出前保持圧力P1に切り替えられた後、インクジェットヘッド31が上昇してノズル面51aが拭き取り部材73から離れると(図8(c))、ノズル孔51先端にはメニスカスMが形成されるため、ノズル孔51から塗布液が漏れ出してノズル面51aに塗布液が付着することが回避される。
また、X軸方向端部には、、塗布液を捨て打ちする排液トレイ部6が設けられており、この排液トレイ部6でブリード動作、フラッシング動作が行われる。なお、ブリード動作は、上記洗浄装置による洗浄ではノズル孔51の不吐出状態が解消されず、所定の設定数、不吐出ノズルが発生した場合に行われ、一定量のインクを強制的に吐出してノズル孔51の吐出状態を回復させるものである。また、フラッシング動作は、基材交換などで待機する場合に、ノズル孔51でインクが乾燥しないように完結的にインクを吐出する動作である。排液トレイ部6には、排液トレイが設けられており、インクジェットヘッド31が排液トレイ上に配置された状態で、排液トレイにインクを吐出することによりブリード動作、フラッシング動作が行われる。
次に、洗浄装置4の動作について図9のフローチャートに基づいて説明する。この洗浄装置4による動作は、先の塗布動作が行われた後、次の新たな塗布動作を行う際に、インクジェットヘッド31の吐出状態を保全するために行われる。
まず、所定の塗布動作が行われた後、シャワー洗浄工程が行われる(ステップS1)。具体的には、インクジェットヘッド31を廃液トレイ41上に移動させて、基材対向面30aが廃液トレイ41内の洗浄フレームトレイ44上に配置させる。そして、インクジェットヘッド31を所定位置まで下降させた後、洗浄フレームトレイ44を上昇させて洗浄フレームトレイ44の側壁部44bをインクジェットヘッド31に当接させる。すなわち、側壁部44bのシール部46が基材対向面30aに当接することにより、基材対向面30aと洗浄フレームトレイ44とで形成される領域が密封される。この状態を維持しつつ、洗浄液噴射部43(シャワーノズル47)から洗浄液を噴射させることにより、ヘッドモジュール5のノズル面51a等に直接洗浄液を吹き付ける。これにより、洗浄液の洗浄力、及び、噴射力により、ノズル面51a等に付着したインクが除去される。
次に、洗浄液拭取工程が行われる(ステップS2)。具体的には、インクジェットヘッド31を拭き取り部71上に移動させ、インクジェットヘッド31を下降させて、残留した洗浄液を拭き取り部材73に吸収させる。すなわち、ノズル面51a等に付着した洗浄液の液滴に拭き取り部材73を接触させることにより、ノズル面51a等に付着した液滴が拭き取り部材73に吸収されて除去される。すなわち、ノズル面51a等に付着した洗浄液の雫が除去される。
次に、ノズル孔圧力変更工程が行われる(ステップS3)。このノズル孔圧力変更工程は、ノズル孔51内の圧力を吐出前保持圧力P1から洗浄時保持圧力P2に変更するものである。すなわち、ノズル孔内の圧力は、塗布動作時に吐出前保持圧力P1に調整されており、ノズル孔51先端にメニスカスMが形成された状態に維持されている。この吐出前保持圧力P1を洗浄時保持圧力P2に変更することにより、メニスカスMが破壊され、僅かな塗布液がノズル孔から染み出し、塗布液が流出することが許容される。これにより、上記洗浄液拭取工程では吐出前保持圧力P1に調整されているところ、ノズル面51aが拭き取り部材73で拭き取られることによりノズル孔内に気泡が発生したとしても、洗浄時保持圧力P2に調整されることにより、ノズル孔51内が再び塗布液で満たされる。
次に、拭き取り仕上げ工程が行われる(ステップS4)。具体的には、インクジェットヘッド31を拭き取り部71の拭き取り部材73上に移動させる。そして、インクジェットヘッド31が拭き取り部材73上に移動した後、インクジェットヘッド31を下降させてノズル面51aを拭き取り部材73に当接させることにより、ノズル孔51から染み出だしてノズル面51aに付着した塗布液が拭き取られる。このとき、ノズル面51aに付着した塗布液を拭き取ると同時にノズル孔51内の塗布液も拭き取り部材73に吸収されるが、ノズル孔51内が洗浄時保持圧力P2に調節されているため、ノズル孔51内に新たな塗布液が供給されるため、ノズル51内に気泡が形成されるのを抑えることができる。そして、ノズル孔51内の圧力が洗浄時保持圧力P2から吐出前保持圧力P1に切り替えられた後、インクジェットヘッド31が上昇することにより、ノズル面51aが拭き取り部材73から離れてノズル孔51先端にメニスカスMが形成され、拭き取り仕上げ工程が終了する。これにより、インクジェットヘッド31の洗浄が完了し、ノズル孔51の吐出状態が回復される。
このように、上記実施形態におけるインクジェット塗布装置によれば、ノズル面51aを拭き取る際に設定される洗浄時保持圧力P2が、ノズル孔51内に塗布液を保持する吐出前保持圧力P1よりも高く設定されているため、ノズル面51aに拭き取り部材73が当接してノズル孔51内の塗布液が吸収された場合でもノズル孔51内の塗布液が不足する影響を抑えることができる。すなわち、吐出前保持圧力P1は、ノズル孔51にメニスカスMが形成される程度の負圧に設定されているが、洗浄時保持圧力P2は吐出前保持圧力P1よりも高く設定されるため、吐出前保持圧力P1よりも正圧側の圧力に設定される。すなわち、この洗浄時保持圧力P2では、メニスカスMは形成されず、ノズル孔51から塗布液が流出することが許容されるため、ノズル孔51から拭き取り部材73に吸収される塗布液を供給することができる。したがって、インクジェットヘッド31のノズル面51aの拭き取り動作を行っても、ノズル孔51内の塗布液が不足してノズル孔51内に気泡が形成されるのを抑えることができ、ノズル孔51内に気泡が発生することによる不吐出ノズル(不吐出になったノズル孔51)が形成されるのを抑えることができる。
また、上記実施形態では、各ノズルの吐出状態の回復について、ブリード、フラッシング動作を行わずに説明したが、不吐出ノズルの割合が一定以上になった場合や、通常の上記吐出状態の回復方法では回復しきれない場合には、上記洗浄工程の前にブリード工程を行うものであってもよい。そして、一連の洗浄動作が完了し(上記拭き取り仕上げ工程が完了し)、次の塗布動作まで待機時間がある場合には、排液トレイ部6上でフラッシング動作を行うものであってもよい。ただし、上記実施形態で説明したブリード工程を行わない方が、塗布液を浪費せずにノズル孔51の吐出状態を回復できる点で好ましい。
また、上記実施形態では、洗浄時保持圧力P2が負圧である場合について説明したが、洗浄時保持圧力P2が陽圧に設定されるものであってもよい。陽圧に設定されることにより、ノズル孔51から塗布液の流出量が増加するが、拭き取り部材73が当接した際にノズル孔51内に気泡が形成されるのを抑えることができる。
1 インクジェット塗布装置
2 ステージ
3 液滴ユニット
4 洗浄装置
41 洗浄部
51 ノズル孔
51a ノズル面
71 拭き取り部
73 拭き取り部材
2 ステージ
3 液滴ユニット
4 洗浄装置
41 洗浄部
51 ノズル孔
51a ノズル面
71 拭き取り部
73 拭き取り部材
Claims (3)
- 塗布液が吐出されるノズル孔が複数形成されたノズル面を有するインクジェットヘッドと、
前記ノズル面を拭き取る拭き取り部材を有する洗浄装置と、
を有するインクジェット塗布装置であって、
前記インクジェットヘッドは、前記ノズル孔内の圧力が、塗布液を吐出する前に前記ノズル孔内に塗布液を保持する吐出前保持圧力と、洗浄動作時に前記拭き取り部材で前記ノズル面を拭き取る際の洗浄時保持圧力とに調節可能に形成され、前記洗浄時保持圧力は、前記吐出前保持圧力よりも高く設定され、前記ノズル孔から塗布液が流出するのを許容される圧力に設定されていることを特徴とするインクジェット塗布装置。 - 前記洗浄時保持圧力は、塗布液がノズル孔から流出するのが許容される負圧に設定されていることを特徴とする請求項1に記載のインクジェット塗布装置。
- ノズル面に形成されたノズル孔から塗布液を吐出して塗布膜を形成するインクジェットヘッドの洗浄方法であって、
前記ノズル面に洗浄液を噴射して前記ノズル面を洗浄する洗浄工程と、
前記ノズル面に残留した洗浄液を拭き取る洗浄液拭取工程と、
前記ノズル孔内の圧力を前記吐出前保持圧力から前記洗浄時保持圧力に調節するノズル孔圧力変更工程と、
前記ノズル面に前記拭き取り部材を当接させて前記ノズル孔から流出する塗布液を前記拭き取り部材に吸収させる拭き取り仕上げ工程と、
をこの順に有することを特徴とするインクジェットヘッドの洗浄方法。
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JP2019021494A JP2020128037A (ja) | 2019-02-08 | 2019-02-08 | インクジェット塗布装置及びインクジェットヘッドの洗浄方法 |
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