JP4862565B2 - インクジェット吐出ヘッドクリーニング装置 - Google Patents

Description

本発明は、カラーフィルタなどの色パターンを形成するのに用いるインクジェット方式プリンタのインクジェットヘッドをクリーニングするためのインクジェット吐出ヘッドクリーニング装置に関する。

近年、インクジェット方式プリンタは、カラーフィルタなどの色パターンを形成するために使用されるようになっているが、液晶表示方式のディスプレイパネルなどに用いられるカラーフィルタ（以下、単にＣＦという）の製造方法としては、従来からフォトリソグラフィ法による製造方法（以下、単にフォトリソ方式という）が一般的であった。このフォトリソ方式では、感光性フォトレジストを角型のガラス基板に塗工した後に、露光、現像、乾燥の工程を複数回繰り返すことにより、一定の格子状カラーパターンを得ることができる。

しかしながら近年、基板の大型化が進むと共に、ディスプレイパネルの価格の下落に伴って、ＣＦのコストダウンの要求も更に厳しくなってきている。従って、次世代の２ｍ角を超えるような大型サイズのＣＦ製造ラインをフォトリソ方式で構築する場合は、製造装置自体のコストが現ライン以上に高くなるとともに、サイズアップによるフットプリントの拡大によって、建屋に掛かるコストも嵩んでしまい、イニシャルコストの大幅なアップが予想される。また、現像される余分なインクの増加や現像液等の材料使用量の増加により、ランニングコストも更に上昇することが予想でき、前述したコストダウン要求を満たすことは困難である。

そこで、フォトリソ方式に代わる新しいＣＦ製造方法の一つとしてインクジェット方式が注目されている。この方法では、インクジェットヘッドを用いてＢＭパターン（ブラックマトリクスパターン）に直接、カラーフィルタ用のカラーフィルタパターンを、パターンとして複数色同時塗工して製造していくため、従来のフォトリソ方式で必要であった露光、現像等の工程を削減でき、フットプリントを大幅に削減することが可能となるものである。

また、カラーパターン形成用の着色剤などパターン塗工材料も必要最小量で済み、更にフォトリソ方式で必要であった現像液等が不要となるため、ランニングコストも削減することが可能である。

ところで上述のインクジェット方式によるカラーパターンの製造において使用するインクジェット装置のインクを吐出する為のインク吐出ヘッドは、基板の大型化や生産性向上の為のタクトアップやカラーフィルタの高精細化が進むに従って、その装置に搭載するインク吐出ヘッドが密集し、且つ複数個配列されるようになった。

また、上記インクジェツト装置においては、インク吐出ヘッドのヘッド吐出面の乾きや乾きによるインキ凝集により、該インク吐出ヘッドの吐出口の詰まりなどが発生して、インクの不吐出の現象が発生し、製品の歩留を下げる要因の一つとなっていた。どうしても装置で不吐出に対する対策が取れない場合には、人手によりインク吐出ヘッドの吐出口における吐出面を拭き上げたり、それでも不吐出が解消されない場合には、ヘッドの交換を行う必要があり、生産性を落とす結果となってしまう。良品率を上げるためには、これら全ての吐出口から、確実に吐出可能な高い信頼性をサポートする洗浄機構を搭載する必要がある。

以下に、本発明に関連する公知文献を記載する。
特開２００１−０４７６０９号公報 特開２００１−０４７６１２号公報

本発明の課題は、上記の問題点を解決するものであり、その課題とするところは、インクジェツト装置における密集して複数個配列されたインク吐出ヘッドの吐出口を、常にインキの乾きを起こさずに、吐出ミスのない安定したインクの吐出が可能なように、インクジェット装置のインク吐出ヘッドを洗浄するためのクリーニング機構を備えたインクジェットクリーニング装置を提供することにある。

本発明は、インクシェット吐出幅方向に複数列のインク吐出口を配置したインクジェット吐出ヘッドの下面を、常にインクの乾きなく一定のコンディションに保持しながらインクジェット吐出ヘッドの洗浄を行うための洗浄機構であって、少なくとも、
ａ）インクジェット吐出ヘッドの下面に繰出可能なインク浸透性の高いシート状の洗浄部材と、
ｂ）前記洗浄部材に洗浄液を供給浸透させる洗浄液供給手段と、
ｃ）前記洗浄部材の下面に繰出可能なシート状のインク浸透防止部材と、
ｄ）前記インクジェット吐出ヘッドの下面に対し、インキ浸透防止部材の下面より前記洗浄部材を介して弾力的に押当可能な弾性ローラ押当手段と、
ｅ）前記ローラ押当手段のローラをインクジェット吐出ヘッド下面に押当てるローラ押当手段押当圧機構と、
ｆ）前記弾性ローラ押当手段のローラをインクジェット吐出ヘッド下面に押当てながらインクジェット吐出幅方向に転移させるローラ押当手段転移機構と、
を備えることを特徴とするインクジェット吐出ヘッドクリーニング装置である。

本発明に係るインクジェット吐出ヘッドクリーニング装置によれば、以下の効果を得ることができる。まず、インクジェット吐出口の下面に対して繰出供給可能な浸透性の高いロール状の布やフィルムによる洗浄部材を使用して、インクジェット装置におけるインクジェット吐出ヘッド下面の吐出口に対して、洗浄液を浸透、含浸させた浸透性の高い洗浄部材を介して洗浄液の付着を行うので、洗浄部材との接触面である吐出ヘッド下面に対して洗浄液の付着を促進できるとともに、該洗浄部材によって吐出ヘッドのインク吐出口に付着したインクの吸収、拭い取りを良好に行うことができる。

また、吐出ヘッドの吐出口を洗浄部材と洗浄液を用いて洗浄した後は、洗浄部材は洗浄液とインキによって汚れるものであるが、その際には、吐出ヘッド下面と反対面である洗浄部材の裏面にインキ浸透防止部材を介在させたので、押し当てられたローラ押当手段に汚れが蓄積するのを防止することができる。

また、吐出ヘッド下面に対して洗浄部材を介して押当可能な弾性体であるローラ等の押当手段が洗浄液（インキ溶剤）に対して耐性がない場合には、前記洗浄部材は、押当手段のローラに対する耐洗浄液用の保護フィルムの役割を果たす。

また、インクジェット装置に複数列配置されたインキジェット吐出ヘッドの高さ（イン
キジェットパターン形成面、印字面と吐出ヘッド下面との離間距離）が一様でない場合には、弾性体であるローラ等の押当手段は、その各々吐出ヘッド下面に対してフレキシブルに対応するため、高さの高い（離間距離の長い）吐出ヘッドに対して過大な押力を掛けることを回避できるものである。

また、弾性体であるローラの押当手段により、洗浄部材を介して吐出ヘッド下面を押圧した際に、吐出ヘッド下面には、複数配列された吐出口の配列方向に沿ったローラ圧による線荷重が与えられ、吐出ヘッド下面に複数配列された各々吐出口に対して効率的な押当を行うことができる。

また、弾性体であるローラ押当手段による吐出ヘッド下面への押当荷重と、該手段による吐出ヘッド下面端からのローラの押当転動移動により、洗浄部材に浸透付着した洗浄液とインキに対する効率良いスキージ効果（洗浄液とインキの拭い取り効果）を生み出すことができ、吐出ヘッド鹿面から不要なインキを効率良く取り除くはたらきがある。

また、弾性体であるローラ押当手段にバネ機構を備えた押当調整機構を設けることにより、該ローラ押当手段に、吐出ヘッド下面に対する必要以上の押当荷重を与えず、最適な押当荷重を与えることができる。

またインクジェット吐出口の下面に対して繰出供給される洗浄部材には、その繰出先頭部からインクジェット吐出ヘッド下面の洗浄部材接触面まで該洗浄部材に触れずに、該洗浄部材の裏面側から少量の洗浄液を吐出ヘッド位置にのみ部分的に供給することができ、これによって、洗浄液による吐出ヘッド本体への汚染もなく、必要量の洗浄液を効果的に使用することができる。

このように、本発明のインクジェット装置に搭載するインクジェット吐出ヘッドクリーニング装置は、インクジェット吐出ヘッドを洗浄する洗浄機構の搭載により、吐出ヘッドに密集して複数個配列された全吐出口におけるインキの乾きを起こさずに、常に吐出ミスのない安定したインクの吐出が可能になり、吐出ヘッドに密集して複数個配列された全吐出口から安定したインクの吐出を行うことが可能となり、カラーパターンの製造において高い生産性を発揮できるインクジェット装置を提供することが可能となる。

本発明のインクジェット吐出ヘッドクリーニング装置を、実施の形態に沿って以下に詳細に説明すれば、本発明装置は、図１の正面図に示すように、インクシェット吐出幅方向に複数列のインク吐出口９ｂを配置したインクジェット吐出ヘッド９の下面９ａを、常にインクの乾きなく一定のコンディションに保持しながらインクジェット吐出ヘッド９の洗浄を行うための洗浄機構である。

本発明装置は、図１の正面図に示すように、インクジェット吐出ヘッド９の下面に繰出可能なインク浸透性の高いシート状の洗浄部材３と、前記洗浄部材３にインク洗浄液（インク溶剤）を供給浸透させる洗浄液供給手段４と、前記洗浄部材３の下面に繰出可能なシート状のインク浸透防止部材５と、前記インクジェット吐出ヘッド９の下面に対し、インキ浸透防止部材５の下面より前記洗浄部材３を介して弾力的に押当可能な弾性ローラ押当手段８と、前記ローラ押当手段８のローラをインクジェット吐出ヘッド９の下面に押当てるローラ押当手段押当機構１０と、前記弾性ローラ押当手段８のローラ８ａをインクジェット吐出ヘッド９の下面に押当てながらインクジェット吐出幅方向（図１の図面左右方向）に転移させるローラ押当手段転移機構１１とを備えている。なお、本発明においては、インクジェット吐出ヘッド９における吐出口９ｂの配列幅方向の両端部には、必要に応じて洗浄部材３とインク浸透防止部材５とをインクジェット吐出ヘッド９方向に押し付けるためのそれぞれ押さえ部材８ｈ、８ｈを設けるようにしてもよい。

図１に示すように、前記シート状の洗浄部材３は、インク浸透性の高い巻き取りロール状のシート部材であり、例えば布等の布帛、不織布、樹脂フィルムなどのである。該洗浄部材３は、図１に示すように、シート巻出部１からシート巻取部２によって巻き出され、ガイドロールを介して、インクジェット吐出ヘッド９の下面に平行に繰り出される。

洗浄部材３はシート巻出部１とシート巻取部２と、ガイドロール２０などによってインクジェット吐出ヘッド９の下面に繰り出される。洗浄部材３を巻き出すシート巻出部１には、例えば機械式のクラッチブレーキを使用して巻き出しにおけるシート弛みの発生を防ぎ、シート巻取部２には、例えばサーボモータ等を使用して、送り速度の調整を可能とする。巻き出しシートの送り量は、洗浄部材３をガイドするガイドローラ２０などに併設した送り量検知ローラ（図示せず）によって行い、そのローラの回転軸に接続されたパルスカウンタ等により検知する。

シート巻出部１側にある洗浄部材３の繰り出し先頭側には、洗浄部材３の裏面側から洗浄液を供給して浸透させる洗浄液供給手段４（例えば洗浄液吐出ローラ）があり、洗浄部材３に該吐出ローラ４の吐出口（図示せず）から洗浄液を吐出させて供給する。

図１に示すように、インクジェット吐出ヘッド９の下面に繰り出される洗浄部材３の下面には、シート状のインキ浸透防止部材５が平行に繰り出される。インキ浸透防止部材５はシート巻出部６とシート巻取部７と、ガイドロール２１などによって洗浄部材３の下面に繰り出される。インキ浸透防止部材５を巻き出すシート巻出部６には、例えば機械式のクラッチブレーキを使用して巻き出しにおけるシート弛みの発生を防ぎ、シート巻取部７には、例えばサーボモータ等を使用して、送り速度の調整を可能とする。巻き出しシートの送り量は、インキ浸透防止部材５をガイドするガイドローラ２１などに併設した送り量検知ローラ（図示せず）によって行い、そのローラの回転軸に接続されたパルスカウンタ等により検知する。

前記インキ浸透防止部材５は、洗浄部材３に付着浸透した洗浄液やインクが前記ローラ押当手段８のローラに付着、汚染しないように保護する役割をする。図１に示すように、インキ浸透防止部材５の下面には、複数列配置されたインクジェット吐出ヘッド９の下面に対し、洗浄部材３とインキ浸透防止部材５とを押当可能な前記ローラ押当手段８を有している。

前記ローラ押当手段８は、図１の全体正面図、図２の部分側面図、図３の部分拡大正面図、図４のローラ押当手段の正面図に示すように、昇降ベース８ｂにガイドシャフト８ｅが垂直な方向に立設され、該ガイドシャフト８ｅに沿って押当ローラブロック８ｃ内側のスライドガイド８ｄが上下動可能に嵌装された機構になっていて、前記ローラ押当手段８のローラ８ａは自由回転可能に押当ローラブロック８ｃに軸支されている。

ローラ押当手段押当圧機構１０について以下に説明すれば、図１、図２、図３に示すように、前記ローラ押当手段８の昇降ベース８ｂを昇降動作させるエアーシリンダなどの昇降駆動部１０ａと昇降ガイドシャフト１０ｂとが支持フレーム１３に取付け支持されている。前記昇降ガイドシャフト１０ｂの上部先端には支持板１０ｃを備える。該支持板１０ｃ上には前記ローラ押当手段８が取付け支持されていて、昇降駆動部１０ａにより昇降ベース８ｂに取りつけた前記ローラ押当手段８を上昇駆動させることにより、該ローラ押当手段８のローラ８ａを、インクジェット吐出ヘッド９の下面に押し当てることができる。

前記押当ローラブロック８ｃの下部には、図４に示すように、押当スプリング８ｆがガ
イドシャフト８ｅに嵌装していて、該押当ローラブロック８ｃは、前記押当スプリング８ｆによって昇降ベース８ｂの上面に対して浮遊状態で離反方向に付勢されて取付けられている。そのため、該ローラ８ａのインクジェット吐出ヘッド９下面に対する押当圧は、前記押当ローラブロック８ｃの下部にてガイドシャフト８ｅに嵌装している前記押当スプリング８ｆにより付与される。

また図４に示すように、昇降ベース８ｂには、ガイドシャフトを兼ねる押当圧調整ネジ８ｇが垂直な方向に螺着されて立設され、該ガイドシャフト８ｇに沿って押当ローラブロック８ｃ外側のスライドガイド８ｄが上下動可能に嵌装された機構になっている。昇降ベース８ｂに螺着した押当圧調整ネジ８ｇを回転させることにより、昇降ベース８ｂに対して離反方向に付勢している押当ローラブロック８ｃの昇降ベース８ｂに対する離反距離を縮めたり、拡げたりして調整して、押当スプリング８ｆの付勢力を調整することにより、前記ローラ押当手段８のローラ８ａの押当力を調整するものである。

ローラ押当手段転移機構１１について以下に説明すれば、図１、図２、図３に示すように、前記ローラ押当手段押当圧機構１０の支持板１０ｃ上に、インクジェット吐出ヘッド９の下面９ａにある複数配列した各吐出口９ｂの配列方向である吐出幅方向（図１の図面左右方向）に伸縮動作するエアーシリンダなどのアクチュエータ１１ａが取り付けられている。前記ローラ押当手段の昇降ベース８ｂは、図１、図３に示すように、前記アクチュエータ１１ａの伸縮作動ロッド１１ｂの先端に取り付けられたブラケット１１ｃに取り付けられている。前記アクチュエータ１１ａを伸長動作又は短縮作動させることにより、前記ローラ押当手段８を吐出幅方向（図１の図面左右方向）に移動させることができ、該ローラ押当手段８のローラ８ａを、インクジェット吐出ヘッド９の下面９ａに押し当てながら、又はインクジェット吐出ヘッド９の下面９ａから離反させながら、該インクジェット吐出ヘッド９の下面９ａ沿って転移させることができる。

次に、本発明装置の動作について説明すれば、インクジェット吐出ヘッド９の洗浄開始の信号が発せられると、ローラ押当手段転移機構１１の動作により、アクチュエータ１０ａが伸長動作して、ローラ押当手段８のローラ８ａが、インクジェット吐出ヘッド９の下面９ａ（吐出幅方向の右端部下面又は左端部下面）の直下に移動して、下面９ａに対して非接触状態で対峙する。

移動と同時に、シート巻出部１、巻取部２が駆動して、洗浄部材３の巻き出し、巻き取り取りが開始され、ローラ押当手段８のローラ８ａと、インクジェット吐出ヘッド９の下面９ａとの間に洗浄部材３が繰り出され、洗浄部材送り量検知ローラによって、指定する送り量（繰出量）の洗浄部材３が繰り出される。その際に、洗浄液供給手段４（吐出ローラ、吐出ノズル、吐出ブロックなど）から洗浄液を吐出させ、洗浄に必要な箇所の洗浄部材３に洗浄液を供給、浸透させる。

指定する送り量の洗浄部材３の繰り出し操作が完了すると、ローラ押当手段押当圧機構１０が動作し、昇降部１０ａが上昇動作して、ローラ押当手段８のローラ８ａが洗浄液を含んだ洗浄部材３を介してインクジェット吐出ヘッド９の下面９ａ（吐出幅方向の右端部下面又は左端部下面）にスプリング８ｆによる付勢力にて押し当てられる。

その後、ローラ押当手段転移機構１１が動作して、アクチュエータ１１ａが更に伸長動作又は伸縮動作して、前記ローラ押当手段８のローラ８ａは、洗浄液を含んだ洗浄部材３とインクジェット吐出ヘッド９の下面９ａとをスプリング８ｆによる付勢力により押し当てながら、インクジェット吐出ヘッド９の下面９ａ（吐出幅方向の左端部下面又は右端部下面）の指定位置まで転移する。

指定位置まで転移した後は、ローラ押当手段押当圧機構１０が動作して、前記ローラ押当手段８のローラ８ａは、インクジェット吐出ヘッド９の下面９ａより離反して押当動作を解除し、更に、ローラ押当手段転移機構１１が動作して、ローラ押当手段８のローラ８ａは、元の位置に復帰動作して、一連の動作が終了する。

本発明のインクジェット吐出ヘッドクリーニング装置の全体正面図。 本発明のインクジェット吐出ヘッドクリーニング装置の部分側面図。 本発明のインクジェット吐出ヘッドクリーニング装置の部分正面図。 本発明のインクジェット吐出ヘッドクリーニング装置のローラ押当手段を説明する部分拡大正面図。

符号の説明

１…洗浄部材巻出部
２…洗浄部材巻取部
３…洗浄部材
４…洗浄液供給手段
５…インキ浸透防止部材
６…インキ浸透防止部材巻出部
７…インキ浸透防止部材巻取部
８…ローラ押当手段
８ａ押当ローラ
９…インクジェット吐出ヘッド
１０…ローラ押当手段押当圧機構
１１…ローラ押当手段転移機構

Claims (1)

1. インクシェット吐出幅方向に複数列のインク吐出口を配置したインクジェット吐出ヘッドの下面を、常にインクの乾きなく一定のコンディションに保持しながらインクジェット吐出ヘッドの洗浄を行うための洗浄機構であって、少なくとも、
   ａ）インクジェット吐出ヘッドの下面に繰出可能なインク浸透性の高いシート状の洗浄部材と、
   ｂ）前記洗浄部材に洗浄液を供給浸透させる洗浄液供給手段と、
   ｃ）前記洗浄部材の下面に繰出可能なシート状のインク浸透防止部材と、
   ｄ）前記インクジェット吐出ヘッドの下面に対し、インク浸透防止部材の下面より前記洗浄部材を介して弾力的に押当可能な弾性ローラ押当手段と、
   ｅ）前記ローラ押当手段のローラをインクジェット吐出ヘッド下面に押当てるローラ押当手段押当圧機構と、
   ｆ）前記弾性ローラ押当手段のローラをインクジェット吐出ヘッド下面に押当てながらインクジェット吐出幅方向に転移させるローラ押当手段転移機構と、
   を備えることを特徴とするインクジェット吐出ヘッドクリーニング装置。

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