JP2009082806A - Method and apparatus for cleaning inkjet head - Google Patents

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method of cleaning an inkjet head by which discharge defect does not occur and a stable high quality printed material is obtained in a simple and space-saved inkjet printing device. <P>SOLUTION: In the cleaning of an inkjet head printing device provided with a wiping member for wiping the inkjet head, the quantity of ink inside a nozzle discharge port of the inkjet head which is input in the inkjet printing device and is to be absorbed by the wiping member is preliminarily pushed out prior to the wiping by the pump by transmitting a cleaning starting signal from an inkjet head printing device to the inkjet printing device. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、インクジェット印刷装置におけるインクジェットヘッドの洗浄方法に関する。印刷物はインクジェット印刷装置を用いてパターン形成するものである。例えば、有機エレクトロルミネセンス素子（以下、有機ＥＬ素子）が例示でき、この有機ＥＬ素子の有機発光層をインクジェット印刷装置等により形成する。また、印刷物としてカラーフィルターも例示でき、この着色層をインクジェット印刷装置により形成する。また、この外、回路基板、薄膜トランジスタ、マイクロレンズ、バイオチップ等を印刷物として例示することができる。   The present invention relates to a method for cleaning an inkjet head in an inkjet printing apparatus. The printed matter is one in which a pattern is formed using an inkjet printing apparatus. For example, an organic electroluminescent element (hereinafter referred to as an organic EL element) can be exemplified, and an organic light emitting layer of the organic EL element is formed by an ink jet printing apparatus or the like. Moreover, a color filter can also be illustrated as printed matter, and this colored layer is formed with an inkjet printing apparatus. In addition, circuit boards, thin film transistors, microlenses, biochips and the like can be exemplified as printed matter.

以下では印刷物としてカラーフィルターを例に説明する。カラー表示装置用のカラーフィルターは様々なものがあるが、ここではカラー液晶、ディスプレイ用カラーフィルターを代表例として説明する。カラー液晶ディスプレイは、時計・カメラ等の小面積のものから、コンピューター端末表示装置・テレビ画像表示装置などの大面積のものまで広く使用されており、近年では大面積の用途を中心としてカラー表示化が急速に進んでいる。カラーフィルターは液晶ディスプレイのカラー表示化には必要不可欠で、カラー液晶ディスプレイの性能を決める重要な部品であり、高精細な画像を表示するために様々な形に細かくパターンニングされたものが用いられている。   Hereinafter, a color filter will be described as an example of the printed material. There are various color filters for color display devices. Here, color liquid crystals and display color filters will be described as typical examples. Color liquid crystal displays are widely used from small-area displays such as watches and cameras to large-area displays such as computer terminal display devices and television image display devices. In recent years, color displays have been developed mainly for large-area applications. Is progressing rapidly. Color filters are indispensable for color display of liquid crystal displays, and are important components that determine the performance of color liquid crystal displays. Finely patterned products are used to display high-definition images. ing.

従来、例えば液晶表示装置用カラーフィルターの製造には、フォトレジスト材を用いたフォトリソグラフィー法が採用されているが、画素材料である前記フォトレジスト材の大部分をスピンコートの時点で捨てることとなり、このフォトレジスト材の経済的な使用が図れないという問題がある。また、色毎に露光・現像などの工程を経ることから全体としての作業効率が低いとともに、露光装置、現像装置などの高価な光学機器を要しており、これによってコストを引き下げることが出来ないという問題もある。   Conventionally, for example, a photolithography method using a photoresist material has been adopted for manufacturing a color filter for a liquid crystal display device. However, most of the photoresist material as a pixel material is discarded at the time of spin coating. There is a problem that this photoresist material cannot be used economically. In addition, since the process of exposure and development is performed for each color, the overall work efficiency is low, and expensive optical equipment such as an exposure apparatus and a development apparatus is required, and this makes it impossible to reduce costs. There is also a problem.

そのため、近年着色層をインクジェット法で形成することが提案されている。インクジェット法によりカラーフィルターを形成する際、一般にＲＧＢの３色のインクを吐出することで着色を行ってカラーフィルターを形成する。 Therefore, in recent years, it has been proposed to form a colored layer by an ink jet method. When forming a color filter by the inkjet method, generally, color is formed by discharging ink of three colors of RGB to form a color filter.

このインクジェット法では、通常各ノズルより数ピコリットルの着色液滴を画素内に射出する事で画素の色を形成する。この着色液滴の量により画素内の色度は決定する為、着色液滴の射出状態に差があればカラーフィルター基板に色ムラを生じるのみならず、液滴が乱れ、吐出すべき箇所に液滴が吐出されない、または、液滴が全く射出されずに白抜けが発生する事になる。こうした欠陥の大きいカラーフィルターを用いて、例えば液晶パネルを製造した場合、著しく画像品位が低下するという問題があった。
そこで、インクジェット法を用いたカラーフィルターの製造方法においては、画像品位の高い液晶パネルを提供するため、液滴の射出状態を安定化させる事が必要であり、インクジェットヘッドのノズル面部分の管理が重要になる。 In this ink jet method, a color of a pixel is usually formed by ejecting colored droplets of several picoliters into each pixel from each nozzle. Since the chromaticity in the pixel is determined by the amount of the colored droplets, if there is a difference in the ejection state of the colored droplets, not only color unevenness occurs in the color filter substrate, but also the droplets are disturbed and the portions to be ejected are discharged. Droplets are not ejected or white spots occur without any droplets being ejected. For example, when a liquid crystal panel is manufactured using such a color filter having a large defect, there is a problem that the image quality is remarkably lowered.
Therefore, in the color filter manufacturing method using the ink jet method, it is necessary to stabilize the ejection state of the liquid droplets in order to provide a liquid crystal panel with high image quality, and management of the nozzle surface portion of the ink jet head is required. Become important.

インクジェットヘッドを有するインクジェット印刷装置は、主にピエゾ方式、サーマル方式が用途に応じて用いられている。また、インクジェットヘッドは、ノズルを複数有するヘッド群を形成し、このヘッド群が用途・目的に合わせて配置されることで吐出パターンが形成されている。しかし、使用するインクの粘度が変わったり、吐出の精度を一定に保つため、インクジェットのノズル面や、インク溜まり等の複雑な部分を長時間かけて洗浄し、調整している。   In an inkjet printing apparatus having an inkjet head, a piezo method and a thermal method are mainly used depending on the application. In addition, the ink jet head forms a head group having a plurality of nozzles, and the head group is arranged in accordance with the application and purpose, thereby forming a discharge pattern. However, in order to change the viscosity of the ink to be used and to keep the ejection accuracy constant, complicated portions such as an ink jet nozzle surface and an ink reservoir are cleaned and adjusted over a long period of time.

さらに、インク供給タンクからインクジェットヘッドの供給口までの配管の内径が小さく、かつ複雑な配管経路となっている。また、配管に使用される管は、樹脂製、ステンレス製、または内面に樹脂が被覆された金属製管が用いられ、さらに、インクを供給するポンプ、あるいはインク切り換えバルブ、またはインク用フィルター等が管と接続され配管されている。この種のインクジェットヘッドにおいては細いノズル内でインクが乾燥し、ノズル詰まり等の不具合が発生することがあり、定期的な清掃が必要である。   Further, the inner diameter of the pipe from the ink supply tank to the supply port of the inkjet head is small, and the pipe path is complicated. The pipe used for the piping is made of resin, stainless steel, or a metal pipe whose inner surface is coated with resin, and further includes a pump for supplying ink, an ink switching valve, an ink filter, or the like. It is connected to the pipe. In this type of ink-jet head, the ink dries in the thin nozzles, and problems such as nozzle clogging may occur, and periodic cleaning is necessary.

インクの交換や定期的な清掃を実施する場合、インクを配管から抜き出した後、配管内部を溶剤で洗浄するか、または、次に使用するインクを用いて加圧圧送することで前の塗工液を押し出して入れ替える方法が知られている。この場合、洗浄用の溶剤または次に使用する塗工液は、配管内部容積により、適宜の量が吐出され液の置換が行われるようになっている。また、インクジェットヘッドの内部など複雑な構造あるいは形状の部分は、その都度、人手により分解、清掃が行われている。   When exchanging ink or performing periodic cleaning, after removing the ink from the pipe, clean the inside of the pipe with a solvent, or pressurize and pressure-feed using the ink to be used next, and then apply the previous coating. A method for extruding and replacing liquid is known. In this case, an appropriate amount of the cleaning solvent or the coating liquid to be used next is discharged and replaced by the internal volume of the pipe. Further, a complicated structure or a shape part such as the inside of the ink jet head is manually disassembled and cleaned each time.

ところで、インクの多様化に伴い、インクの切り換え時間を速くすることが特に要望されている。インクジェットヘッドの洗浄に非常に時間がかかり、さらに、異種塗工液の混合、塗工液と洗浄用溶剤が混ざり合った時に、塗工液に起因する凝集物やゲル状物生じる現象であるソルベントショックが発生する問題があった。
このような問題を解決する手段として、従来種々のノズル洗浄方法や乾燥防止方法が採用されている。代表的な方法としては、ダイヘッドのスリットノズルの先端に残留した固形化しつつあるインクを、作業効率の低下を招くことなく、完全に除去することのできるダイコートのノズルの洗浄方法、および洗浄機構も知られている（例えば、特許文献２参照）。
また、配管洗浄用にピグ（ＰＩＧ：金属の塊）を用いて圧縮気体によって配管内壁を移動することにより、塗工液が押し出されることにより、配管洗浄時の塗工液ロスを低減するとともに、少量の洗浄溶剤で短時間で効率よく洗浄できるダイコータ洗浄装置も知られている（例えば、特許文献３参照）。
さらに、配管内壁の洗浄に際して、塗工液除去剤を用いて処理し、ついで、酸を用いて処理した後、フラッシング処理を行い、さらに水置換処理を行うことを特徴とした塗工液移送配管内壁の洗浄方法も知られている（例えば、特許文献４参照）。 By the way, with the diversification of ink, it is particularly desired to increase the ink switching time. Solvent is a phenomenon that takes a very long time to clean an inkjet head, and also causes agglomerates and gels resulting from the coating liquid when mixing different coating liquids and when the coating liquid and cleaning solvent are mixed. There was a problem of shock.
Conventionally, various nozzle cleaning methods and drying prevention methods have been adopted as means for solving such problems. As a typical method, there is also a die coating nozzle cleaning method and a cleaning mechanism that can completely remove the solidified ink remaining at the tip of the slit nozzle of the die head without causing a reduction in work efficiency. It is known (see, for example, Patent Document 2).
Moreover, by moving the pipe inner wall with compressed gas using a pig (PIG: lump of metal) for pipe cleaning, the coating liquid is pushed out to reduce the coating liquid loss during pipe cleaning, There is also known a die coater cleaning apparatus that can efficiently clean in a short time with a small amount of a cleaning solvent (see, for example, Patent Document 3).
Further, when cleaning the inner wall of the pipe, the coating liquid transfer pipe is characterized in that it is treated with a coating liquid removing agent, then treated with an acid, followed by a flushing treatment and a water replacement treatment. A method for cleaning the inner wall is also known (see, for example, Patent Document 4).

上記の方法は主としてダイコート等の塗工装置に適用されるものである。インクジェット印刷装置の清掃技術に関する文献を以下に挙げる。
インクジェットヘッドとしてインクジェットヘッドを備えた塗工装置（インクジェット印刷装置）において、このインクジェット印刷装置の配管内部に洗浄液を送液して洗浄する方法が知られている（例えば、特許文献５）。
特許文献６に提案されているように、インクジェットノズル吐出口面をワイピング動作にてクリーニングすることで吐出口面に付着したインク等の異物を除去する方法も知られている。 The above method is mainly applied to a coating apparatus such as a die coat. The literature regarding the cleaning technique of an inkjet printing apparatus is given below.
In a coating apparatus (inkjet printing apparatus) provided with an inkjet head as an inkjet head, a cleaning method is known in which a cleaning liquid is fed into a pipe of the inkjet printing apparatus (for example, Patent Document 5).
As proposed in Patent Document 6, there is also known a method for removing foreign matters such as ink adhering to the ejection port surface by cleaning the ejection port surface of the inkjet nozzle by a wiping operation.

しかしながら上記特許文献に記載の方法によると以下のような問題が発生した。
特許文献１はインクジェットヘッドを洗浄するに際して、該塗布ヘッドにつながる塗工液供給管から塗布ヘッド内へ洗浄液を供給すると共に、この塗工液供給管を通過する洗浄液内に窒素ガス、アルゴンガス等の不活性ガスを吹き込むことにより、洗浄液流が気泡流化し、この気泡による攪拌効果が増加し、微小な隙間等に付着している残留塗工液も洗い流せるとされている。しかし、塗工液と相性のよくない洗浄液が使用された際に、ソルベントショックが発生する問題があった。
また、上記特許文献１に記載の方法では、大型化するインクジェットヘッドの塗工液溜まり内部あるいはスリットノズル等内部を洗浄する為に多量の洗浄溶剤が必要になっている問題があった。
次に、特許文献２に記載の手段は、スリットノズルの先端を、洗浄ノズルの射出口からエアーを噴射し、残った洗浄液を乾燥除去するものであり、複数のノズルを配置するインクジェットヘッドを洗浄することは困難であった。
さらに、特許文献３は、ピグが圧縮気体によって配管内壁を移動することにより、塗工液が洗浄されると記載されている。また、配管に使用されている管は、塗工装置あるいは塗工液等により樹脂製管、内面にフッ素樹脂やシリコーン樹脂等を被覆された金属製管があるが、これらの管は、ピグにより被覆表面が損傷されたり、あるいは表面が凹凸状となり、塗工液がより付着しやすくなる問題があった。また、液吐出口の幅が狭い場合、前記ピグがインクジェットヘッドに詰まったりし、内部洗浄に不向きであった。
特許文献４は、塗工液移送配管内壁を洗浄する際、まず、塗工液除去剤を用いて処理し、次いで、酸処理した後、フラッシング処理を行い、さらに水置換処理により、配管内壁を洗浄することが開示されているが、塗工液除去剤と洗浄される塗工液に使用する溶剤との相溶性が悪い場合、ソルベントショックが発生する問題があった。また、最後の水置換をおこなうため、乾燥に時間がかかる問題があった。
特許文献５では、インキ吐出印刷装置内部に残存するインキと洗浄に用いる溶剤の相溶性によって、ソルベントショックを発生する問題があった。また、洗浄に際して配管内部及びインクジェットヘッド内に十分に洗浄液を行き渡らせるため、大量の洗浄液が必要であった。
特許文献６の方法によると、このワイピング動作にてインクジェットヘッドのノズル面のインクのみならず、インクジェットヘッドのノズル面の内部のインクもワイピングに吸収されてしまい、ノズル吐出口面からのエアー噛み込みが生じてしまう。このエアー噛み込みが、ノズル吐出内部のインクのメニスカスの破壊を生じ、結果として白抜け・色ムラ・液滴の乱れ等の新たな欠陥の発生原因となっていた。
特開平７−１３２２６７号公報 特開２０００−１０７６７号公報 特開平９−８５１５３号公報 特開昭６３−２５６１６３号公報 特開２００４−６６７３５号公報 特開２００５−２２２００号公報 However, according to the method described in the above patent document, the following problems occur.
In Patent Document 1, when cleaning an inkjet head, a cleaning liquid is supplied into a coating head from a coating liquid supply pipe connected to the coating head, and nitrogen gas, argon gas, etc. are contained in the cleaning liquid passing through the coating liquid supply pipe. By blowing the inert gas, the cleaning liquid flow is changed into bubbles, the stirring effect by the bubbles is increased, and the remaining coating liquid adhering to minute gaps can be washed away. However, there is a problem that a solvent shock occurs when a cleaning solution that is not compatible with the coating solution is used.
In addition, the method described in Patent Document 1 has a problem that a large amount of cleaning solvent is required to clean the inside of the coating liquid reservoir of the ink jet head or the inside of the slit nozzle or the like which is enlarged.
Next, the means described in Patent Document 2 is for cleaning the ink jet head in which a plurality of nozzles are arranged by spraying air from the nozzle outlet of the slit nozzle and drying and removing the remaining cleaning liquid. It was difficult to do.
Further, Patent Document 3 describes that the coating liquid is washed by moving the pipe inner wall by compressed gas. In addition, pipes used for piping include resin pipes with a coating device or coating liquid, and metal pipes whose inner surfaces are coated with fluororesin or silicone resin, etc. There was a problem that the coating surface was damaged, or the surface became uneven, and the coating liquid was more likely to adhere. Further, when the width of the liquid discharge port is narrow, the pig is clogged with the ink jet head, and is not suitable for internal cleaning.
In Patent Document 4, when cleaning the inner wall of the coating liquid transfer pipe, first, the coating liquid removing agent is used for the treatment, then the acid treatment is performed, the flushing process is performed, and the inner wall of the pipe is further washed by water replacement. Although cleaning is disclosed, there is a problem that solvent shock occurs when the compatibility between the coating liquid removing agent and the solvent used in the coating liquid to be cleaned is poor. In addition, since the final water replacement is performed, there is a problem that it takes time to dry.
In patent document 5, there existed a problem which generate | occur | produced a solvent shock by the compatibility of the ink which remains in the ink discharge printing apparatus, and the solvent used for washing | cleaning. In addition, a large amount of cleaning liquid is required to sufficiently disperse the cleaning liquid in the piping and the inkjet head during cleaning.
According to the method of Patent Document 6, not only the ink on the nozzle surface of the inkjet head but also the ink inside the nozzle surface of the inkjet head is absorbed by the wiping operation, and air is trapped from the nozzle discharge port surface. Will occur. This air entrainment causes destruction of the meniscus of the ink inside the nozzle discharge, resulting in the occurrence of new defects such as white spots, color unevenness, and droplet disturbance.
JP-A-7-132267 JP 2000-10767 A JP-A-9-85153 JP 63-256163 A JP 2004-66735 A Japanese Patent Laid-Open No. 2005-22200

本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであって、その課題とするところは、特にインクジェット印刷装置において、簡単かつ省スペースで、不吐出なく、安定した高品質の印刷物が得られる、インクジェットヘッドの洗浄方法を提供する事である。   The present invention has been made in view of the above problems, and the object of the present invention is, in particular, an inkjet printing apparatus, which is simple, space-saving, non-ejection, and stable high-quality printed matter can be obtained. An ink jet head cleaning method is provided.

上記の課題を達成するための解決手段を以下に示す。   Solution means for achieving the above problems will be described below.

請求項１に記載の発明は、少なくともインクを貯蔵するインク供給タンクと、前記インク供給タンクに接続されてインクに圧力を印加するポンプと、複数のインク吐出ノズルを含むインクジェットヘッドと、前記インク供給タンクと前記インクジェットヘッドを前記ポンプを介して接続するインク通路と、前記インク通路の内部に設けられた圧電素子と、を備えたインク吐出印刷装置の当該インクジェットヘッドの洗浄方法において、
洗浄開始する前に所定の流量のインクをインクジェットヘッドから押し出した後、ワイピング部材により、このインクジェットヘッドをワイピング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である。 The invention according to claim 1 is an ink supply tank that stores at least ink, a pump that is connected to the ink supply tank and applies pressure to the ink, an inkjet head including a plurality of ink discharge nozzles, and the ink supply In a method of cleaning an inkjet head of an ink ejection printing apparatus, comprising: an ink passage connecting the tank and the inkjet head via the pump; and a piezoelectric element provided inside the ink passage.
A method for cleaning an ink jet head, comprising: wiping the ink jet head with a wiping member after extruding a predetermined flow rate of ink from the ink jet head before starting cleaning.

請求項２に記載の発明は、
前記所定の流量が、ワイピング部材に吸収されるべきインクの量とほぼ同じであることを特徴とする請求項１に記載のインクジェットヘッドの洗浄方法である。 The invention described in claim 2
2. The ink jet head cleaning method according to claim 1, wherein the predetermined flow rate is substantially the same as an amount of ink to be absorbed by the wiping member.

請求項３に記載の発明は、前記ワイピング部材が、布またはフィルムのいずれかであることを特徴とする請求項１又は２のいずれかに記載のインクジェットヘッドの洗浄方法である。   According to a third aspect of the invention, there is provided the inkjet head cleaning method according to the first or second aspect, wherein the wiping member is either a cloth or a film.

請求項４に記載の発明は、
前記ポンプがダイヤフロムポンプであることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のインクジェットヘッドの洗浄方法である。 The invention according to claim 4
The inkjet head cleaning method according to claim 1, wherein the pump is a diaphragm pump.

請求項５に記載の発明は、前記ポンプがプランジャーポンプであることを特徴とする請求項１〜４に記載のインクジェットヘッドの洗浄方法である。   A fifth aspect of the present invention is the inkjet head cleaning method according to the first to fourth aspects, wherein the pump is a plunger pump.

請求項６に記載の発明は、少なくともインクを貯蔵するインク供給タンクと、前記インク供給タンクに接続されてインクに圧力を印加するポンプと、複数のインク吐出ノズルを含むインクジェットヘッドと、前記インク供給タンクと前記インクジェットヘッドを前記ポンプを介して接続するインク通路と、前記インク通路の内部に設けられた圧電素子と、ワイピンク部材と、前記ワイピング部材の吸収されるべきインクの量を測定する機構と、前記インクの量を前記圧電素子に送信する機構と、を備えたことを特徴とするインクジェットヘッドの洗浄装置である。   According to a sixth aspect of the present invention, there is provided an ink supply tank that stores at least ink, a pump that is connected to the ink supply tank and applies pressure to the ink, an inkjet head including a plurality of ink discharge nozzles, and the ink supply An ink passage connecting the tank and the inkjet head via the pump; a piezoelectric element provided in the ink passage; a wiper member; and a mechanism for measuring the amount of ink to be absorbed by the wiping member; And a mechanism for transmitting the amount of the ink to the piezoelectric element.

請求項７に記載の発明は、前記所定の流量が、ワイピング部材に吸収されるべきインクの量とほぼ同じであることを特徴とする請求項６に記載のインクジェットヘッドの洗浄装置である。   The invention according to claim 7 is the inkjet head cleaning device according to claim 6, wherein the predetermined flow rate is substantially the same as the amount of ink to be absorbed by the wiping member.

請求項８に記載の発明は、前記ワイピング部材が、布またはフィルムのいずれかであることを特徴とする請求項６又は７のいずれかに記載のインクジェットヘッドの洗浄装置である。   The invention according to claim 8 is the inkjet head cleaning device according to claim 6, wherein the wiping member is either a cloth or a film.

請求項９に記載の発明は、前記ポンプがダイヤフロムポンプであることを特徴とする請求項６〜８のいずれかに記載のインクジェットヘッドの洗浄装置である。   A ninth aspect of the present invention is the inkjet head cleaning apparatus according to any one of the sixth to eighth aspects, wherein the pump is a diaphragm pump.

本発明によれば、インクジェットヘッドをワイピングするワイピング部材とを備えたインクジェットヘッドの洗浄方法に於いて、ワイピングによるヘッド洗浄の際に、インクジェットヘッドのノズル内部のインクがワイピングに吸収されても、同時に周囲の空気を巻き込むことがなくなった。このため、この空気由来のノズル吐出口内部のインクのメニスカスの破壊及び、エアー噛み込みにより生じる白抜け・色ムラ・液滴の乱れ等の欠陥を防止し、かつ生産性の良好なインクジェット洗浄方法を提供することが出来た。   According to the present invention, in a method for cleaning an inkjet head comprising a wiping member for wiping the inkjet head, even when ink inside the nozzles of the inkjet head is absorbed by the wiping, No more ambient air. Therefore, the ink meniscus destruction inside the nozzle discharge port derived from this air and defects such as white spots, color unevenness and droplet disturbance caused by air entrainment are prevented, and the ink jet cleaning method has good productivity Was able to provide.

本発明のインクジェット印刷装置で製造できる印刷物は、表示ディスプレイの表示画面を構成する光学部品として好適に利用できる。光学部品としては、例えば、カラー液晶ディスプレイの表示画面を構成するカラーフィルターが例示でき、インク皮膜は透過光を着色する着色層を構成し、この着色層は前記領域ごとに異なる色彩を有する複数色のものである。
また、光学部品として、有機エレクトロルミネセンス素子を例示することもでき、この場合には、インク皮膜は有機発光材料層を構成する。また、前記領域ごとに異なる色彩を有する複数色の有機発光材料層である。なお、この外、本発明に係る印刷物として、回路基板、薄膜トランジスタ、マイクロレンズ、バイオチップ等を例示することができる。以下ではカラーフィルターの製造方法を例に本発明のインクジェットヘッドの洗浄方法を説明する。 The printed matter that can be produced by the ink jet printing apparatus of the present invention can be suitably used as an optical component that constitutes a display screen of a display. As the optical component, for example, a color filter constituting a display screen of a color liquid crystal display can be exemplified, and the ink film constitutes a colored layer for coloring transmitted light, and this colored layer has a plurality of colors having different colors for each region. belongs to.
Moreover, an organic electroluminescent element can also be illustrated as an optical component, and in this case, an ink film comprises an organic light emitting material layer. In addition, the organic light emitting material layer of a plurality of colors having different colors for each region. In addition, examples of the printed material according to the present invention include circuit boards, thin film transistors, microlenses, and biochips. In the following, the ink jet head cleaning method of the present invention will be described by taking a color filter manufacturing method as an example.

（インクジェット印刷装置の構成）
まず、本発明におけるインク供給装置について図１に基づいて説明する。
図１を参照して説明する。本発明のインクジェット印刷装置は、少なくともインク供給タンク１と、ポンプ５と、複数のインク吐出ノズルを含むインクジェットヘッド４とを備えている。インク供給タンク１とインクジェットヘッド４はインク通路７により接続されている。インクジェットのインク２は、供給タンク１に供給されており、インク通路７を通ってポンプ５の供給源側へと通じる。ポンプ５は、インク供給源側７をインクを強制吸引する吸引側とし、インクジェットヘッド４側を、インクを強制送出する送出側８とする。
インク送出手段にはポンプ５の駆動させるサーボモータ６が接続されていて、このサーボモータ６の動作によって圧管理を正確に行うためのポンプ５が駆動制御されている。圧管理を行うためにセンサー３が設置されている。
上記ポンプの一例として、ダイヤフラムポンプ又はプランジャーポンプを挙げることができる。 (Configuration of inkjet printer)
First, an ink supply apparatus according to the present invention will be described with reference to FIG.
A description will be given with reference to FIG. The ink jet printing apparatus of the present invention includes at least an ink supply tank 1, a pump 5, and an ink jet head 4 including a plurality of ink discharge nozzles. The ink supply tank 1 and the inkjet head 4 are connected by an ink passage 7. Ink jet ink 2 is supplied to the supply tank 1 and passes through the ink passage 7 to the supply source side of the pump 5. The pump 5 has an ink supply source side 7 as a suction side for forcibly sucking ink, and an inkjet head 4 side as a delivery side 8 for forcibly sending ink.
A servo motor 6 for driving the pump 5 is connected to the ink delivery means, and the pump 5 for accurately performing pressure management is controlled by the operation of the servo motor 6. A sensor 3 is installed to perform pressure management.
A diaphragm pump or a plunger pump can be mentioned as an example of the pump.

また、インクジェットヘッド４内部において、インク通路が分流し、インク吐出ノズルに均等にインクが供給される構造となっている。インク吐出ノズル部分のインク通路の内に圧電素子が設けられ、この圧電素子に電圧が印加されることによりインクが吐出される。インク吐出ノズルとポンプと間にインク圧力を検出する圧力センサを備えていて、インク吐出ノズル（圧電素子部分）にかかるインク圧力の負荷が常に測定される。   In addition, the ink passage is divided in the ink jet head 4 so that the ink is evenly supplied to the ink discharge nozzles. A piezoelectric element is provided in the ink passage of the ink discharge nozzle portion, and ink is discharged by applying a voltage to the piezoelectric element. A pressure sensor for detecting ink pressure is provided between the ink discharge nozzle and the pump, and the load of ink pressure applied to the ink discharge nozzle (piezoelectric element portion) is always measured.

本発明では急激なインクの減少分をポンプ５で自動的に押し出す事で減少したインクを補充出来、結果としてノズル吐出口内部のインクのメニスカスの破壊及び、エアー噛み込みにより生じる白抜け・色ムラ・液滴の乱れ等の欠陥を防止する事が出来る。
（インクジェットヘッドの洗浄方法）
次に、上記のインクジェット印刷装置における本発明のインクジェットヘッドの洗浄方法の一例について説明する。
インクジェットノズルの詰まり等があった場合、ノズル洗浄を実施する。ノズルの洗浄方法としては、まず、インク供給タンク１を加圧することでノズル内部の乾燥インクを除去する。
その後、上記サーボモータ６の動作によって圧管理を正確に行い、ポンプが駆動制御をする事でインクジェットヘッドの液滴はノズル内部に引いていく。
その後インクジェットヘッド４のノズル吐出口面に残ったインクを、布、フィルム等でワイピングを行うことで、インクジェットヘッド４表面の乾燥インクや余分なインクを除去する必要があるが、この際にインクヘッドヘッド４表面のインクのみならず、インクジェットヘッドノズル内部のインクまでワイピングに吸収されてしまい、インク吐出装置内部のインク量が急激に減少してしまう為、ノズル吐出口内部のインクのメニスカスの破壊及び、エアー噛み込みにより白抜け・色ムラ・液滴の乱れ等の欠陥が発生する事がある。 In the present invention, the reduced ink can be replenished by automatically extruding the sudden ink decrease with the pump 5, and as a result, the ink meniscus inside the nozzle discharge port is broken, and the white spots and color unevenness caused by the air biting.・ Defects such as droplet disturbance can be prevented.
(Inkjet head cleaning method)
Next, an example of a method for cleaning the ink jet head of the present invention in the above ink jet printing apparatus will be described.
If the inkjet nozzle is clogged, perform nozzle cleaning. As a nozzle cleaning method, first, the ink supply tank 1 is pressurized to remove dry ink inside the nozzle.
Thereafter, pressure management is accurately performed by the operation of the servo motor 6, and droplets of the ink jet head are drawn into the nozzles by the drive control of the pump.
Thereafter, the ink remaining on the nozzle discharge port surface of the inkjet head 4 is wiped with a cloth, a film, etc., so that it is necessary to remove the dry ink and excess ink on the surface of the inkjet head 4. Since not only the ink on the surface of the head 4 but also the ink inside the ink jet head nozzles are absorbed by the wiping, the ink amount inside the ink ejection device is drastically reduced. Defects such as white spots, color unevenness, and droplet turbulence may occur due to air entrainment.

これを防止する為には、ワイピング１０によるインクジェットヘッド４洗浄により吸収されるインクジェットヘッドノズル内部のインク量を補う必要がある。
そこで、ワイピング１０によるインクジェットヘッド洗浄の開始信号をインクジェット印刷装置に伝送９し、事前にインプットされた、上記圧力センサー３の値より算出したワイピング１０によるインクジェットヘッド４洗浄により吸収されるインクジェットヘッドノズル内部のインク流量を、伝送９された信号を受け取った上記インクジェット印刷装置は上記ポンプ５に伝送し、ワイピング１０によるインクジェットヘッド４洗浄と同時に上記ポンプ５により押し出す事で、ワイピング１０によるインク吸収分を補い、
インク吐出内部のインク量減少によるノズル吐出口内部のインクのメニスカスの破壊及び、エアー噛み込みを防止する事が可能となる。 In order to prevent this, it is necessary to supplement the amount of ink inside the inkjet head nozzle that is absorbed by cleaning the inkjet head 4 by the wiping 10.
Therefore, an ink jet head cleaning start signal by wiping 10 is transmitted 9 to the ink jet printing apparatus, and the inside of the ink jet head nozzle absorbed by the ink jet head 4 cleaning by wiping 10 calculated from the value of the pressure sensor 3 inputted in advance. The ink jet printing apparatus which has received the signal transmitted 9 transmits the ink flow rate to the pump 5 and pushes it out by the pump 5 simultaneously with the cleaning of the ink jet head 4 by the wiping 10 to compensate for the ink absorption by the wiping 10. ,
It becomes possible to prevent the meniscus of the ink inside the nozzle discharge port from being broken and the air from being caught due to a decrease in the amount of ink inside the ink discharge.

以下、具体的実施例を挙げて本発明を詳細に説明する。   Hereinafter, the present invention will be described in detail with specific examples.

ダイヤフラムポンプを用いたカラーフィルター用インクジェット印刷装置を例示して、本発明のインクジェットヘッドの洗浄方法について説明する。
（隔壁の作成）
以下、隔壁をカラーフィルターにおいてはブラックマトリックスと称する。ブラックマトリックスはフォトリソグラフィー法を用いて作製した。基板として無アルカリガラスを用いた。基板上に、フッ素樹脂を含む感光性樹脂組成物を全面に、膜厚２μｍの薄膜状に塗布した。その後、格子状のパターンを有するフォトマスクを用いて露光、その後、アルカリにて現像を行い、この基板をオーブンに入れ熱硬化処理を行うことで、ブラックマトリックスを作製した。
（インクの調整）
インクとして、顔料を溶剤を除くインクの全固形分の合計質量に締める割合が５０質量％で必要な分光特性となるように調整し、溶剤をインクに締める全固形分濃度が３０質量％となるように調整した。
（カラーフィルター用インクジェット印刷装置）
インクジェット印刷装置において使用されるインクは、供給タンクに貯蔵されており、配管のチューブを通ってダイヤフラムポンプの供給源側へと通じる。ダイヤフラムポンプは、インク供給源側をインクを強制吸引する吸引側とし、インクジェットヘッド側をインクを強制送出する送出側とした。また、インク送出手段にはダイヤフラムポンプの駆動させるサーボモータが接続されていて、このサーボモータの動作によってインクの吐出を正確に行うためのダイヤフラムポンプが駆動制御されており、インクはチューブを経由しインクジェットヘッドへと送られる。 An ink jet printing apparatus for a color filter using a diaphragm pump will be exemplified to describe a method for cleaning an ink jet head of the present invention.
(Create partition walls)
Hereinafter, the partition wall is referred to as a black matrix in the color filter. The black matrix was produced using a photolithography method. Non-alkali glass was used as the substrate. On the substrate, a photosensitive resin composition containing a fluororesin was applied over the entire surface in a thin film having a thickness of 2 μm. Then, it exposed using the photomask which has a grid | lattice-like pattern, developed after that with an alkali, and the black matrix was produced by putting this board | substrate into oven and performing a thermosetting process.
(Ink adjustment)
The ratio of tightening the pigment to the total solid content of the ink excluding the solvent is adjusted to 50% by mass so that the required spectral characteristics are obtained, and the total solid content concentration of the solvent to the ink is 30% by mass. Adjusted as follows.
(Inkjet printer for color filters)
Ink used in the ink jet printing apparatus is stored in a supply tank and passes through a tube of piping to the supply source side of the diaphragm pump. In the diaphragm pump, the ink supply source side is a suction side for forcibly sucking ink, and the ink jet head side is a sending side for forcibly sending ink. In addition, a servo motor for driving the diaphragm pump is connected to the ink delivery means, and the diaphragm pump for accurately ejecting ink is controlled by the operation of the servo motor, and the ink passes through the tube. Sent to the inkjet head.

（ワイピングによるノズル内部インク吸収量算出）
事前に、ワイピングによるインクジェットヘッドノズル洗浄を行い、その際の圧力をプロットした。この圧力変動の値から実際にワイピングに吸収されたインクジェットヘッドのノズル内部の液量を算出した。本発明では、この算出されたインク流量の情報を、ワイピンクに先立ってインクジェット印刷装置に記憶させた。 (Calculation of ink absorption amount inside the nozzle by wiping)
Inkjet head nozzle cleaning by wiping was performed in advance, and the pressure at that time was plotted. The amount of liquid inside the nozzle of the inkjet head that was actually absorbed by wiping was calculated from the value of this pressure fluctuation. In the present invention, the calculated ink flow rate information is stored in the ink jet printing apparatus prior to the pink.

（インクジェットヘッドの洗浄）
非印字時にインクジェットヘッドのノズル洗浄の信号が出されると、インク供給タンクを加圧し、インクジェットヘッドのノズル内のインクのうち、記憶させたインク流量を押し出すようにプログラムを行った。そして、実際にワイピングを行う前にノズル信号を発信し、その後ワイピングによるノズル内部の乾燥インクの除去を行った。そして、そのままヘッド面のインク滴を制御した状態で、インクジェットヘッドの下に洗浄部材を搭載したユニットが移動し、インクジェットヘッドのヘッド面に押し当てを行った。 (Inkjet head cleaning)
When a nozzle cleaning signal for the inkjet head was issued during non-printing, the ink supply tank was pressurized and a program was performed to push out the stored ink flow rate among the ink in the nozzles of the inkjet head. A nozzle signal was transmitted before wiping was actually performed, and then the dry ink inside the nozzle was removed by wiping. Then, in a state where the ink droplets on the head surface were controlled as they were, a unit having a cleaning member mounted under the ink jet head moved and pressed against the head surface of the ink jet head.

洗浄部材としては、ロール状のマイクロファイバーを用いた。洗浄ユニットはクラッチブレーキを使用した巻出とサーボモータを使用した巻取機構が設けられていて、エアシリンダで上下させることが可能である。一定時間経過後、洗浄ユニットが下方に移動することでインクジェットヘッドのノズル洗浄は完了した。
この際にインクジェット印刷装置のポンプの押し出し動作も同時に行われた為、ワイピングによるインクジェットヘッド洗浄時の圧変動もゼロになった。
この洗浄を行うことにより、ノズル部周縁に付着した乾燥インクが洗浄部材に拭き取られ、さらに、ワイピングにより吸収されたインクジェットヘッドノズル内部のインクも補充された為、インクジェットヘッドノズル吐出口内部のインクのメニスカスの破壊及び、エアー噛み込みにより生じる白抜け・色ムラ・液滴の乱れ等の欠陥無く、高品質なカラーフィルターを得る事が出来た。 As the cleaning member, a roll-shaped microfiber was used. The cleaning unit is provided with a winding mechanism using a clutch brake and a winding mechanism using a servo motor, and can be moved up and down by an air cylinder. After a certain period of time, the cleaning of the inkjet head was completed by moving the cleaning unit downward.
At this time, since the pumping operation of the inkjet printing apparatus was also performed at the same time, the pressure fluctuation at the time of cleaning the inkjet head by wiping became zero.
By performing this cleaning, the dry ink adhering to the periphery of the nozzle portion is wiped off by the cleaning member, and the ink inside the inkjet head nozzle absorbed by wiping is also replenished. A high-quality color filter could be obtained without defects such as white spots, color unevenness, and droplet disturbance caused by air entrainment and meniscus destruction.

上記の本発明のインクジェットヘッドのノズル洗浄と同時にポンプによるインク押し出しを行わなかった場合は、インクジェットヘッドのノズル内部のメニスカスが安定せずに不吐出が発生する確率が高く、安定的に生産することが出来なかった。   If the ink is not pushed out by the pump at the same time as the nozzle cleaning of the ink jet head of the present invention, the meniscus inside the nozzle of the ink jet head is not stable, and there is a high probability of non-ejection and stable production. I couldn't.

インクジェット印刷装置の概略図Schematic diagram of inkjet printer

符号の説明Explanation of symbols

１・・・インク供給タンク
２・・・インク
３・・・圧力センサー
４・・・インクジェットヘッド
５・・・ダイヤフラムポンプ
６・・・サーボモータ
７・・・インク供給タンクからダイヤフラムポンプへの経路
８・・・ダイヤフラムポンプからインクジェットヘッドへの経路
９・・・インクジェット印刷装置に伝送されるインクジェットヘッド洗浄の開始信号
１０・・・ワイピング DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Ink supply tank 2 ... Ink 3 ... Pressure sensor 4 ... Inkjet head 5 ... Diaphragm pump 6 ... Servo motor 7 ... Path | route 8 from an ink supply tank to a diaphragm pump ... Path 9 from diaphragm pump to inkjet head ... Inkjet head cleaning start signal 10 transmitted to inkjet printing apparatus ... Wiping

Claims (9)

少なくともインクを貯蔵するインク供給タンクと、
前記インク供給タンクに接続されてインクに圧力を印加するポンプと、
複数のインク吐出ノズルを含むインクジェットヘッドと、
前記インク供給タンクと前記インクジェットヘッドを前記ポンプを介して接続するインク通路と、
前記インク通路の内部に設けられた圧電素子と、を備えたインク吐出印刷装置の当該インクジェットヘッドの洗浄方法において、
洗浄開始する前に所定の流量のインクをインクジェットヘッドから押し出した後、ワイピング部材により、このインクジェットヘッドをワイピング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。 An ink supply tank for storing at least ink;
A pump connected to the ink supply tank for applying pressure to the ink;
An inkjet head including a plurality of ink ejection nozzles;
An ink passage connecting the ink supply tank and the inkjet head via the pump;
In the method for cleaning the inkjet head of an ink ejection printing apparatus comprising: a piezoelectric element provided in the ink passage.
A method for cleaning an ink jet head, comprising: wiping the ink jet head with a wiping member after extruding a predetermined flow rate of ink from the ink jet head before starting cleaning. 前記所定の流量が、ワイピング部材に吸収されるべきインクの量とほぼ同じであることを特徴とする請求項１に記載のインクジェットヘッドの洗浄方法。   2. The ink jet head cleaning method according to claim 1, wherein the predetermined flow rate is substantially the same as an amount of ink to be absorbed by the wiping member. 前記ワイピング部材が、布またはフィルムのいずれかであることを特徴とする請求項１又は２のいずれかに記載のインクジェットヘッドの洗浄方法。   The method of cleaning an ink jet head according to claim 1, wherein the wiping member is either a cloth or a film. 前記ポンプがダイヤフロムポンプであることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のインクジェットヘッドの洗浄方法。   The method of cleaning an ink jet head according to claim 1, wherein the pump is a diaphragm pump. 前記ポンプがプランジャーポンプであることを特徴とする請求項１〜４に記載のインクジェットヘッドの洗浄方法。   The method of cleaning an ink jet head according to claim 1, wherein the pump is a plunger pump. 少なくともインクを貯蔵するインク供給タンクと、
前記インク供給タンクに接続されてインクに圧力を印加するポンプと、
複数のインク吐出ノズルを含むインクジェットヘッドと、
前記インク供給タンクと前記インクジェットヘッドを前記ポンプを介して接続するインク通路と、
前記インク通路の内部に設けられた圧電素子と、
ワイピンク部材と、
前記ワイピング部材の吸収されるべきインクの量を測定する機構と、
前記インクの量を前記圧電素子に送信する機構と、を備えたことを特徴とするインクジェットヘッドの洗浄装置。 An ink supply tank for storing at least ink;
A pump connected to the ink supply tank for applying pressure to the ink;
An inkjet head including a plurality of ink ejection nozzles;
An ink passage connecting the ink supply tank and the inkjet head via the pump;
A piezoelectric element provided inside the ink passage;
Wy pink material,
A mechanism for measuring the amount of ink to be absorbed by the wiping member;
And a mechanism for transmitting the amount of ink to the piezoelectric element. 前記所定の流量が、ワイピング部材に吸収されるべきインクの量とほぼ同じであることを特徴とする請求項６に記載のインクジェットヘッドの洗浄装置。   The inkjet head cleaning apparatus according to claim 6, wherein the predetermined flow rate is substantially the same as an amount of ink to be absorbed by the wiping member. 前記ワイピング部材が、布またはフィルムのいずれかであることを特徴とする請求項６又は７のいずれかに記載のインクジェットヘッドの洗浄装置。   8. The inkjet head cleaning apparatus according to claim 6, wherein the wiping member is one of a cloth and a film. 前記ポンプがダイヤフロムポンプであることを特徴とする請求項６〜８のいずれかに記載のインクジェットヘッドの洗浄装置。   The inkjet head cleaning apparatus according to claim 6, wherein the pump is a diaphragm pump.