JP6569083B2 - INK JET HEAD CLEANING DEVICE, CLEANING METHOD, AND PRINTING DEVICE - Google Patents
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Description
本発明は、インクジェットヘッドのクリーニング装置、クリーニング方法、及び、インクジェットヘッドを用いた印字装置に関する。 The present invention relates to an inkjet head cleaning device, a cleaning method, and a printing apparatus using the inkjet head.
インクジェットヘッドのノズルプレートは、インクを吐出するノズル穴を有している。このようなインクジェットヘッドにおいては、ノズル穴からインクを吐出した際に、ノズル穴の周辺に余分なインクが残らないように、ノズルプレートの表面が撥インク性に保たれることが多い。図1(a)と図1(b)とにインクジェットヘッドの構造を示す。 The nozzle plate of the inkjet head has nozzle holes for ejecting ink. In such an inkjet head, the surface of the nozzle plate is often kept ink repellent so that when ink is ejected from the nozzle holes, no extra ink remains around the nozzle holes. FIG. 1A and FIG. 1B show the structure of the inkjet head.
インクジェットヘッドは、液滴を吐出する複数のノズル100、ノズルに連通する圧力室110、異なるノズルに対応する圧力室を隔てる隔壁111、圧力室の一部をなすダイアフラム112、ダイアフラムを振動させる圧電素子130、隔壁を支える圧電部材140、圧電素子130に電圧を印加する共通電極(図示せず)を有する。他に図示しない液体の導入口を有する。
The inkjet head includes a plurality of
また、液体を循環する種類のインクジェットヘッドにおいては、図示しない液体注入口と排出口とを有し、インクを流しながらインクを吐出する。圧電素子130と隔壁を支える圧電部材140とは、一つの圧電部材からダイシングによって分離されている。インクジェットヘッドが有するノズル100は、直径20μm〜50μmで、100μm〜500μmの間隔で100穴〜300穴並んでいる。
In addition, an ink jet head that circulates liquid has a liquid inlet and outlet (not shown), and ejects ink while flowing ink. The
このように構成されたインクジェットヘッドは、次のように動作する。圧電素子130の裏側の共通電極(図示せず)と、圧電素子130の間に電圧を印加すると、圧電素子130が図1(a)の状態から図1(b)の状態に変形する。圧電素子130が変形する(圧電素子130の下部が変形)と、圧力室110の容積が小さくなり、液体に圧力を加えることができる。その圧力で液滴150を吐出させている。
The ink jet head configured as described above operates as follows. When a voltage is applied between the common electrode (not shown) on the back side of the
インクジェットヘッドの構造としては、薄膜の圧電素子を用いた構造でもよい。図2(a)、図2(b)は、薄膜型インクジェットヘッドの構造を示す図である。図2(a)に液体を吐出するためのノズル200、ノズルに連通する圧力室210、圧力室に液体を供給する共通圧力室230が繋がっている。圧力室の一部を成すダイアフラム212の上部に薄膜圧電素子220が構成されている。このように構成されたインクジェットヘッドは次のように動作する。薄膜圧電素子220に電圧を印加すると、薄膜圧電素子220が図2(a)の状態から図2(b)の状態に変形する。薄膜圧電素子220が変形すると、圧力室210の容積が小さくなり液体に圧力を伝達することができる。その圧力で液滴150を吐出させている。
The structure of the inkjet head may be a structure using a thin film piezoelectric element. FIG. 2A and FIG. 2B are diagrams showing the structure of a thin film ink jet head. 2A, a
このようなインクジェットヘッドに対して、ノズルプレート上のノズル穴近傍に付着したインク等のクリーニングを吸引ノズルで吸引クリーニングする技術がある。 For such an ink jet head, there is a technique in which cleaning of ink or the like adhering to the vicinity of a nozzle hole on a nozzle plate is performed by suction cleaning with a suction nozzle.
例えば、図3には従来技術でのインク吸引ノズルを示している。負圧生成手段3に連通された局所吸引手段4をノズル2が配置されたヘッド本体1に接触させながら摺動させて吸引クリーニングを行うことが示されている(特許文献1)。局所吸引手段4の吸引用開口5でノズル2をクリーニングする。局所吸引手段4には、吸引用開口移動手段6で移動可能である。局所吸引手段4は、圧力変動手段8で、吸引力を制御できる。 For example, FIG. 3 shows a conventional ink suction nozzle. It is shown that the suction cleaning is performed by sliding the local suction means 4 communicated with the negative pressure generating means 3 while making contact with the head body 1 in which the nozzles 2 are arranged (Patent Document 1). The nozzle 2 is cleaned by the suction opening 5 of the local suction means 4. The local suction means 4 can be moved by a suction opening moving means 6. The local suction means 4 can control the suction force by the pressure fluctuation means 8.
また、局所吸引手段4がノズル2と接触しないように隙間を保って移動させて吸引クリーニングを行う方法が提案されている(特許文献2)。 Further, a method has been proposed in which suction cleaning is performed by moving the local suction means 4 while keeping a gap so as not to contact the nozzle 2 (Patent Document 2).
しかし、特許文献1に示した方法では、ノズルと吸引手段とが接触するので、ノズルに傷が生じる可能性が高く、安定な吐出ができない。 However, in the method shown in Patent Document 1, since the nozzle and the suction unit are in contact with each other, there is a high possibility that the nozzle is damaged, and stable ejection cannot be performed.
特許文献2に示した方法では、ノズルに非接触のため、プレート表面のインクを取り去ることが不十分な場合がある。逆、吸引しすぎて、ノズル内部のインクの一部を吸引してしまう。結果、インクの吐出が不安定になる。 In the method shown in Patent Document 2, there is a case where it is insufficient to remove the ink on the plate surface because the nozzle is not in contact with the nozzle. On the other hand, if the ink is sucked too much, a part of the ink inside the nozzle is sucked. As a result, ink ejection becomes unstable.
よって、本願の課題は、確実に、ノズルプレート表面のインクを取り去り、インクを安定吐出するインクジェットヘッドのクリーニング装置、クリーニング方法、及び、印字装置を提供することである。 Accordingly, an object of the present application is to provide an inkjet head cleaning device, a cleaning method, and a printing device that reliably remove ink on the surface of a nozzle plate and stably eject ink.
上記の課題を解決するために、インクを吸引する吸引口を有する吸引部と、インクジェットヘッドのノズルプレートと接触する支持部と、を有し、上記インクに対する上記ノズルプレートの接触角αと上記インクに対する上記支持部の接触角βと上記インクに対する上記吸引部の接触角γとの関係が、接触角α>接触角β>接触角γであるインクジェットヘッドのクリーニング装置を用いる。
また、上記インクジェットヘッドのクリーニング装置と、上記インクジェット装置と、を備えた印字装置を用いる。
In order to solve the above-mentioned problem, a suction part having a suction port for sucking ink and a support part that comes into contact with a nozzle plate of an inkjet head, a contact angle α of the nozzle plate with respect to the ink, and the ink An inkjet head cleaning device is used in which the relationship between the contact angle β of the support portion with respect to the ink and the contact angle γ of the suction portion with respect to the ink satisfies the following relationship: contact angle α> contact angle β> contact angle γ.
In addition, a printing apparatus including the inkjet head cleaning device and the inkjet device is used.
さらに、上記インクジェットヘッドのクリーニング装置を、インクジェットヘッドのノズルプレートと接触させ、上記クリーニング装置を、上記ノズルプレートと相対的に移動させ、上記ノズルプレートをクリーニングするインクジェットヘッドのクリーニング方法を用いる。 Further, the inkjet head cleaning device is used in which the inkjet head cleaning device is brought into contact with the nozzle plate of the inkjet head, the cleaning device is moved relative to the nozzle plate, and the nozzle plate is cleaned.
本発明のインクジェットヘッドのクリーニング装置、インクジェットヘッドのクリーニング方法、及びインクジェットヘッドのクリーニング装置を具備した印字装置によれば、ノズルプレート上にインクを残すことなく、吸引することが可能となり、印字品質に優れた印字を実現することができる。 According to the inkjet head cleaning apparatus, inkjet head cleaning method, and inkjet head cleaning apparatus according to the present invention, it is possible to perform suction without leaving ink on the nozzle plate, thereby improving the print quality. Excellent printing can be realized.
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
(実施の形態)
実施の形態のインクジェットヘッドのクリーニング装置、インクジェットヘッドのクリーニング方法、及びインクジェットヘッドのクリーニング装置を具備した印字装置について説明する。実施の形態のインクジェットヘッドの構造は、図1で示したバルク型ピエゾのヘッド構造と同じである。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
(Embodiment)
An inkjet head cleaning device, an inkjet head cleaning method, and a printing apparatus including an inkjet head cleaning device according to an embodiment will be described. The structure of the ink jet head of the embodiment is the same as the head structure of the bulk type piezo shown in FIG.
<クリーニング装置を用いたインク液滴吸引フロー>
図4(a)〜図4(e)には、1実施の形態でのノズルプレート404上に付着したインク液滴402を、クリーニング装置403を用いて吸引するフローを示す図である。ノズルプレート404は、インクジェット装置でノズルが表面にでる部分である。ノズルプレート404からインクを長時間吐出させると、ノズルプレート404の表面にインク液滴402が現れる(図4(b))。
<Ink droplet suction flow using a cleaning device>
FIG. 4A to FIG. 4E are diagrams illustrating a flow of sucking the
あるタイミングで、ノズルプレート404のクリーニングを開始する。まず、インクジェットヘッドのクリーニング装置403がノズルプレート端部Aの直下まで移動する。その後、クリーニング装置403が上昇しクリーニング装置403のノズル支持部(図示せず)がノズルプレートに接触して停止する(図4(c))。
At a certain timing, cleaning of the
この状態でクリーニング装置403に連通している真空ポンプ(図示せず)が作動し、所定の吸引流量で吸いながら、一定の移動速度でノズルプレート上を掃引する。このとき掃引を開始するノズルプレート端部Aとは逆側のノズルプレートの端部Bを通過するまでクリーニング装置403は移動する(図4(d))。ノズルプレート端部Bを通過してからクリーニング装置403は下降して、インク液滴402の吸引動作は完了する(図4(e))。
In this state, a vacuum pump (not shown) communicating with the
この一連の動作において、クリーニング装置403がノズルプレート端部Bを通過せずに、ノズルプレートの途中で掃引動作を終えて、クリーニング装置403が下降してしまうと、ノズルプレート上のインク液滴402はわずかながら残ってしまう。クリーニング装置403の第1吸引口より大きさの小さいインク液滴が吸引されずに残ってしまう。
In this series of operations, when the
よって、インク液滴の吸引時はクリーニング装置がノズルプレート端部を通過するまで移動させることが望ましいと言える。 Therefore, it can be said that when the ink droplet is sucked, it is desirable to move the cleaning device until it passes through the end of the nozzle plate.
なお、クリーニング装置403とノズルプレート404とは相対的に移動させればよい。
The
<クリーニング装置の構成部材>
図5(a)〜図5(f)は、クリーニング装置403で、ノズルプレート404を清掃する時の断面図である。クリーニング装置403の上部に位置する吸引部503で、ノズルプレート404を清掃している。それぞれの図は、インク液滴402の吸引状態の違いを示している。
<Components of the cleaning device>
FIG. 5A to FIG. 5F are cross-sectional views when the
図5(a)〜図5(c)は、クリーニング前、図5(d)〜図5(f)は、クリーニング後である。 5A to 5C are before cleaning, and FIGS. 5D to 5F are after cleaning.
インク液滴402に対する、ノズルプレート404、支持部502、吸引部503の接触角を、それぞれ接触角α、接触角β、接触角γとする。
The contact angles of the
なお、この例では、芳香族系の高分子溶液インクである。ノズルプレート404は、表面にシリコン系の撥水膜がコーティングされており、そのコーティングにおける接触角である。以下、第1,2パターンは比較例であり、第3パターンは実施例である。
In this example, it is an aromatic polymer solution ink. The
接触角の測定はKRUSS社製のDSA100を用いて測定した。
また、ノズルプレート404に対して、支持部502は接触して掃引するために、支持部502の硬さはノズルプレート404より柔らかいことが望ましい。あまりに硬さが硬いとノズルプレート404の表面をキズ付けてしまう。
The contact angle was measured using DSA100 manufactured by KRUSS.
Further, since the
<第1パターン>
図5(a)では、接触角α>>接触角β=接触角γである状態である。具体的には接触角α=66°、接触角β=接触角γ=26°である。接触角αの範囲は60〜70°である。接触角β及び接触角γの範囲は15〜30°であり、好ましくは20〜30°である。
<First pattern>
In FIG. 5A, the contact angle α >> contact angle β = contact angle γ. Specifically, contact angle α = 66 ° and contact angle β = contact angle γ = 26 °. The range of the contact angle α is 60 to 70 °. The range of the contact angle β and the contact angle γ is 15 to 30 °, preferably 20 to 30 °.
この状態ではクリーニング装置403の各部材がインク液滴402に対して非常に濡れる状態であり、濡れ性の低いノズルプレート404上に付着しているインク液滴402は吸引部503の方に移りやすい状態である。
In this state, each member of the
しかし、非常に濡れやすいため支持部502とノズルプレート404との間に微量のインク液滴402が毛細管現象で浸入していきやすい状態であり、ノズルプレート404上に残りやすい(図5(d))。
However, since it is very easy to wet, a small amount of
<第2パターン>
図5(b)は、接触角α≧接触角β=接触角γである状態を示している。具体的には接触角α=66°、接触角β=接触角γ=42°である。接触角αの範囲は60〜70°である。接触角β及び接触角γの範囲は35〜55°であり、好ましくは40〜50°であり得る。この状態はクリーニング装置403の各部材がインク液滴402に対してあまり濡れない状態であり、ノズルプレート404上に付着しているインク液滴402は吸引部503の方に移りにくい状態である。
<Second pattern>
FIG. 5B shows a state in which contact angle α ≧ contact angle β = contact angle γ. Specifically, contact angle α = 66 °, contact angle β = contact angle γ = 42 °. The range of the contact angle α is 60 to 70 °. The range of the contact angle β and the contact angle γ is 35 to 55 °, preferably 40 to 50 °. This state is a state in which each member of the
結果、ノズルプレート404上にインク液滴402が残ってしまう場合が多い(図5(e))。
As a result, the
<第3パターン>
図5(c)には、接触角α>接触角β>接触角γである状態を示している。具体的には接触角α=66°、接触角β=42°、接触角γ=26°である。接触角αは60〜70°である。接触角βは35〜55°であり、好ましくは40〜50°である。接触角γは15〜30°であり、好ましくは20〜30°である。この状態は、吸引部503はインク濡れ性が高いため、濡れ性の低いノズルプレート404上のインク液滴402は吸引部503に移りやすい状態である。しかし支持部502のインクの濡れ性はあまり高くないため、インク液滴402は支持部502にまでは広がりにくい。よって、インク液滴402は効率的に吸引され、ノズルプレート404上にはインク液滴402が残りにくい状態になる(図5(f))。
<Third pattern>
FIG. 5C shows a state in which contact angle α> contact angle β> contact angle γ. Specifically, the contact angle α = 66 °, the contact angle β = 42 °, and the contact angle γ = 26 °. The contact angle α is 60 to 70 °. The contact angle β is 35 to 55 °, preferably 40 to 50 °. The contact angle γ is 15 to 30 °, preferably 20 to 30 °. In this state, since the
<第1吸引口601>
ここで、第1吸引口601がスリット形状で配置されており、その幅は約0.5mmである。スリット幅が1.0mm程度に大きいと、吸引し切れずにノズルプレート404上にインク液滴402が残ってしまう。スリット幅が0.2mm程度に小さいと、インク液滴402の残りはないのだが、流路抵抗が大きくなり、吸引流量を増やす必要がある。実験の結果、スリット幅が0.25mmから0.75mmの間ではインク液滴の残りが無く吸引できることがわかった。
<
Here, the
<結果>
以上より、クリーニング装置403を構成する部材の濡れ性は、ノズルプレート404に対して、支持部502の濡れ性が高く、吸引部503の濡れ性は更に高いことが望ましいことがわかる。なお、この濡れ性の違いは、部材の種類を変えることで実現しても構わないし、同じ部材であっても、表面処理などで実現させても構わない。
<Result>
From the above, it can be seen that the wettability of the members constituting the
(実施例)
図6(a)には実施例でのクリーニング装置403を示している。
(Example)
FIG. 6A shows a
クリーニング装置403は、凸状の吸引部503が、上部にあり、その上部に支持部502がある。支持部502は、ライン状で2つある。支持部502は、ノズルプレート404に接触する部分である。接触を安定化するため、支持部502は、少なくとも2つ必要である。吸引部503には、インクを吸引する第1吸引口601がある。複数の支持部502の間に、第1吸引口601がある。
The
吸引部503の下部には、筐体部604がある。筐体部604は、吸引部503の前後にあり、平面台である。上面は平面が好ましいが、傾斜、曲面、球面でもよい。
筐体部604には、支持部502と連続して、ガイド部603が配置される。支持部502と同様に、少なくとも2つのガイド部603が必要である。
A
A
また、筐体部604は外側から内側に向かって(複数のガイド603間の内側に向かって)緩やかに傾斜しており、内側部に第2吸引口602が配置されている。
The
支持部502の材料はポリテトラフルオロエチレン(PTFE)を用いている。吸引部503の材料はポリエーテルエーテルケトン(PEEK)を用いている。
The
なお、インクに対する接触角は、PTFEが42°、PEEKが26°である。ノズルプレート404は、シリコン系の撥水膜がコーティングされたもので、それらの接触角より高い。結果、上記第3パターンに相当する。以下の比較例に関しても、材質と、どのパターンであるかを表1に示した。
The contact angle with respect to ink is 42 ° for PTFE and 26 ° for PEEK. The
支持部502は吸引部503と比べて、高さが高くなっており、その高さの差は0.05mm程度である。筐体部604と吸引部503との高さの差は5mm程度である。これはノズル穴から染み出すインク液滴の直径がおおよそ2〜3mmであるため、この大きさを吸収できるように5mm程度に設定している。ノズルから染み出すインク液滴の直径が2〜3mmであるため、筐体部604と吸引部503との高さの差は5mmでなくても、3mm以上あればよい。
The
ガイド部603の材料はPTFEである。ガイド部603は、吸引部503から筐体部604に落ちてきたインクがクリーニング装置403の外にこぼれないようにガイドするために配置される。
The material of the
この構造により、ノズルプレート上のインクの内、第1吸引口601で吸引しきれずに、筐体部604に流れ落ちたインクも効率的に第2吸引口602から吸引される。
With this structure, of the ink on the nozzle plate, the ink that has not been completely sucked by the
<試験>
実施例、比較例のクリーニング装置を用いて、ノズルプレート404上のインク液滴の吸引試験と、ノズルプレートとの接触による耐久性試験と、多量のインク液滴を吸引した時のインク液滴のクリーニング装置外へのインク液滴の溢れ試験とを行った。
<Test>
Using the cleaning device of the example and the comparative example, the ink droplet suction test on the
吸引試験は、吸引流量は約5L/分、掃引速度は10mm/秒で行った。ノズル穴からのインク液滴の染み出し量は、直径1mm程度のインク液適量を600穴のノズルから染み出させて行った。 The suction test was performed at a suction flow rate of about 5 L / min and a sweep speed of 10 mm / sec. The amount of ink droplets that ooze out from the nozzle holes was determined by oozing out an appropriate amount of ink liquid having a diameter of about 1 mm from the nozzles of 600 holes.
ノズルプレート404との接触による耐久性試験は、4万回掃引させた後のノズルプレート表面を目視観察した。
In the durability test by contact with the
インク液滴の溢れ試験は、ノズル穴から染み出させるインク液適量を、直径3〜4mm程度にして、クリーニング装置掃引によるインク液滴吸引を行った。 In the ink droplet overflow test, an appropriate amount of ink liquid to ooze out from the nozzle hole was set to about 3 to 4 mm in diameter, and ink droplet suction was performed by sweeping the cleaning device.
<評価結果>
実施例では、インク液滴の吸引試験はインク液滴の残りは確認されなかった。接触角の第3パターンのためである。
<Evaluation results>
In the examples, the ink droplet suction test did not confirm the remainder of the ink droplets. This is because of the third pattern of contact angles.
また、ノズルプレート404との接触での耐久性試験は、ノズルプレート404表面にキズなど物理的なダメージは確認できなかった。支持部502の材質のためである。さらに、ダメージを確認するため、接触角の測定も行った。クリーニング装置のノズルプレート404の接触部分と非接触部分とで測定値の違いはなく、ダメージなしという結果であった。
Further, in the durability test in contact with the
インク液滴の溢れ試験では、インク液滴の溢れは確認されなかった。吸引部503と筐体部604の高さの差が大きいためである。
In the overflow test of the ink droplet, no overflow of the ink droplet was confirmed. This is because the difference in height between the
以下、比較例1〜3でのクリーニング装置は、実施例と材質、寸法、構造が異なる。表1に材質、寸法、試験結果を示す。図6(b)に、比較例1〜3でのクリーニング装置を示す。実施例のクリーニング装置と比べると、筐体部604と吸引部503との高さの差は小さく、第2吸引口602も配置されない。ガイド部603もない。
Hereinafter, the cleaning devices in Comparative Examples 1 to 3 are different in the material, dimensions, and structure from the examples. Table 1 shows the material, dimensions, and test results. FIG. 6B shows cleaning devices in Comparative Examples 1 to 3. Compared to the cleaning device of the embodiment, the difference in height between the
(比較例1)
インク液滴の吸引試験はインク液滴の残りがノズルプレート上に確認された。PTFEがインク液滴の濡れ性が低いため、ノズルプレート上のインク液滴を吸引し切れなかったためである。接触角は第2パターンでありよくない。
(Comparative Example 1)
In the ink droplet suction test, the remaining ink droplets were confirmed on the nozzle plate. This is because PTFE has a low wettability with respect to ink droplets, so that the ink droplets on the nozzle plate cannot be completely sucked. The contact angle may not be the second pattern.
ノズルプレート404の接触での耐久性試験はノズルプレート404の表面にキズなど物理的なダメージは確認できなかった。表面の接触角の測定結果でも、クリーニング装置のノズルプレート接触部と非接触部とで測定値の違いはなく、ダメージなしという結果であった。なお、PTFEのロックウエル硬度はRスケールで20であり、ノズルプレートに対して柔らかい結果である。
In the durability test in contact with the
インク液滴の溢れ試験では、図6(c)に結果を示した。吸引口から吸い切れなかったインク410がクリーニング装置外に流れ出していることがわかった。これは、吸引部とインク筐体部との高さの差が小さいためと推定される。以下比較例2,3も同様である。
In the ink droplet overflow test, the results are shown in FIG. It was found that the
(比較例2)
インク液滴の吸引試験はインク液滴の残りがノズルプレート上に確認された。ただし、比較例1よりは液滴が残りにくい状態にあった。しかし、安定性に欠け、液摘の残りが生じやすい。
(Comparative Example 2)
In the ink droplet suction test, the remaining ink droplets were confirmed on the nozzle plate. However, the droplets were less likely to remain than Comparative Example 1. However, it lacks stability and tends to cause residual liquid picking.
ノズルプレート接触での耐久性試験はノズルプレート表面にキズが確認された。PEEKのロックウエル硬さはRスケールで120であり、ノズルプレート表面に対して硬いという結果であった。 In the durability test in contact with the nozzle plate, scratches were confirmed on the nozzle plate surface. PEEK had a Rockwell hardness of 120 on the R scale, indicating that it was hard against the nozzle plate surface.
インク液滴の溢れ試験では、第1吸引口から吸い切れなかったインク液滴がクリーニング装置外に流れ出していることがわかった。これは、吸引部とインク筐体部との高さの差が小さいためと推定される。 In the ink droplet overflow test, it was found that ink droplets that could not be sucked out from the first suction port flowed out of the cleaning device. This is presumably because the difference in height between the suction part and the ink casing part is small.
(比較例3)
インク液滴の吸引試験はインク液滴の残りは確認されなかった。
(Comparative Example 3)
In the ink droplet suction test, the remainder of the ink droplet was not confirmed.
ノズルプレート接触での耐久性試験はノズルプレート表面にキズなど物理的なダメージは確認できなかった。接触角の測定結果も、クリーニング装置のノズルプレート接触部と非接触部とで測定値の違いはなく、ダメージなしという結果であった。 In the durability test in contact with the nozzle plate, physical damage such as scratches on the nozzle plate surface could not be confirmed. The measurement result of the contact angle was also the result that there was no damage between the nozzle plate contact portion and the non-contact portion of the cleaning device, and there was no damage.
インク液滴の溢れ試験では、第1吸引口から吸い切れなかったインク液滴がクリーニング装置外に流れ出していることがわかった。 In the ink droplet overflow test, it was found that ink droplets that could not be sucked out from the first suction port flowed out of the cleaning device.
(結果)
上記の結果から、第3パターンの接触角の関係が必要である。さらに、支持部502の材質はPTFEが良く、吸引部503の材質はPEEKが良く、吸引部503と筐体部604の高さの差は5mm程度あることが望ましいことがわかる。
(result)
From the above result, the relationship of the contact angle of the third pattern is necessary. Further, it can be seen that the material of the
また、耐久性試験に関しては、ノズルプレートとの接触部がポリエチレンテレフタレート(PET)であってもノズルプレート表面にキズが付かないことを確認している。ちなみにPETのロックウエル硬度(Rスケール)は56である。 Further, regarding the durability test, it has been confirmed that the nozzle plate surface is not scratched even when the contact portion with the nozzle plate is polyethylene terephthalate (PET). Incidentally, the Rockwell hardness (R scale) of PET is 56.
(実施例でのクリーニング装置でのインクジェットヘッドのクリーニング性能の確認)
図7(a)には実施例での構造のクリーニング装置を用いて、インクジェットヘッドのクリーニング動作をしたときの、吐出ノズルの有効ノズル数の推移を示している。クリーニング動作前の有効ノズル数に比べて、クリーニング動作後は有効ノズル数が増えていることがわかる。クリーニング動作をすることによって、ノズル穴内のインクがリフレッシュされ、ノズルつまりなどの吐出不良が解消し、有効ノズル数が増えていると考えられる。なお、有効ノズルとはノズルつまりや飛翔曲がりがない正常なノズルのことである。
(Confirmation of cleaning performance of inkjet head in cleaning device in embodiment)
FIG. 7A shows the transition of the number of effective nozzles of the discharge nozzle when the inkjet head cleaning operation is performed using the cleaning device having the structure in the embodiment. It can be seen that the number of effective nozzles increased after the cleaning operation compared to the number of effective nozzles before the cleaning operation. By performing the cleaning operation, it is considered that the ink in the nozzle holes is refreshed, ejection defects such as nozzle clogging are eliminated, and the number of effective nozzles is increased. The effective nozzle is a normal nozzle having no nozzle, that is, a flying curve.
図7(b)にはクリーニング動作後の、インクジェットヘッドのノズルから吐出される液滴の基材への着弾位置のばらつきの推移を示している。クリーニング動作により、インク液滴の吸引不良が発生し、ノズルプレート上にインク液滴が残っていると、着弾位置がばらつく恐れがあるが、クリーニング動作による着弾位置ばらつきの変化は見られないことがわかる。 FIG. 7B shows the transition of the dispersion of the landing positions of the droplets ejected from the nozzles of the inkjet head on the substrate after the cleaning operation. If the ink droplet suction failure occurs due to the cleaning operation and ink droplets remain on the nozzle plate, the landing position may vary, but there may be no change in the landing position variation due to the cleaning operation. Recognize.
本発明のインクジェットヘッドのクリーニング装置、インクジェットヘッドのクリーニング方法、及びインクジェットヘッドのクリーニング装置を具備した印字装置は、濡れ性の低いノズルプレート上のインク液滴も効率的に吸引することができ、インクの吐出性能を向上させ、OLEDの発光層のインクの吐出や、UV硬化性インクなどを用いる加飾インクの吐出などに適用することができる。 The inkjet head cleaning apparatus, inkjet head cleaning method, and inkjet head cleaning apparatus according to the present invention can efficiently suck ink droplets on a nozzle plate with low wettability, and This can be applied to the discharge of ink from the light emitting layer of an OLED or the discharge of decorative ink using UV curable ink.
1 ヘッド本体
2 ノズル
3 負圧生成手段
4 局所吸引手段
5 吸引用開口
6 吸引用開口移動手段
8 圧力変動手段
100 ノズル
110 圧力室
111 隔壁
112 ダイアフラム
130 圧電素子
140 圧電部材
200 ノズル
210 圧力室
212 ダイアフラム
220 薄膜圧電素子
402 インク液滴
403 クリーニング装置
404 ノズルプレート
410 インク
502 支持部
503 吸引部
601 第1吸引口
602 第2吸引口
603 ガイド部
604 筐体部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Head main body 2
Claims (11)
インクジェットヘッドのノズルプレートと接触する支持部と、を有し、
前記インクに対する前記ノズルプレートの接触角αと前記インクに対する前記支持部の接触角βと前記インクに対する前記吸引部の接触角γとの関係が、下式1であり、
さらに、前記吸引部の下部に位置する筐体部を有し、
前記筐体部に前記インクの漏れを防ぐ複数のガイド部があるインクジェットヘッドのクリーニング装置。
(式1)接触角α>接触角β>接触角γ A suction part having a first suction port for sucking ink;
A support portion in contact with the nozzle plate of the inkjet head,
Relationship between the contact angle γ of said suction portion with respect to the ink contact angle β of the supporting portion with respect to the ink contact angle α of the nozzle plate relative to the ink, Ri following formula 1 der,
Furthermore, it has a housing part located under the suction part,
An inkjet head cleaning device, wherein the housing has a plurality of guides for preventing leakage of the ink .
(Formula 1) Contact angle α> Contact angle β> Contact angle γ
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