説明

インクジェット塗工装置および洗浄方法

【課題】食品、医薬品、印刷の分野等での送液用配管システム等での流路分配管に分岐管を介してインクジェットヘッドを多数配列されているインクジェット塗工装置およびその洗浄方法に関する。
【解決手段】
分岐管を備えた流路分配管が接続されているインクジェット塗工装置であって、前記流路分配管の管内に配管供給口を含む区画と供給口を含まない区画を仕切る移動可能な流路遮断器具を設けたことを特徴とするインクジェット塗工装置および洗浄方法。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、流路分配管に分岐管を介してインクジェットヘッドを多数配列されているインクジェット塗工装置およびその洗浄方法に関する。
【背景技術】
【0002】
食品、医薬品、印刷の分野ではその製造工程で送液用配管が頻繁に使用されている。また、送液技術や継ぎ手の信頼性の向上などから、貴重な材料の送液や自動化プロセスが促進している。そして、高精度・高精細な製造プロセスへと利用分野が広がっている。
【0003】
上述した送液用配管システムは、品質向上や衛生条件の維持の為に、一定期間ごとに配管の洗浄作業が行なわれている。
【0004】
また、微細印刷の分野では、インクの乾燥によるトラブル回避や乾燥異物の排除の為に、頻繁に配管システムの洗浄が要求されている。
【0005】
また、このような洗浄作業の作業時間の短縮や、廃液量の低減などを考慮した、効率の良い洗浄工程の確立が求められている。
【0006】
通常、配管洗浄は洗浄液を一定の速度で送液し、置換する方法が多く行なわれ提案されている。
【0007】
また、配管洗浄する際に、供給する洗浄液の流速変化を利用する方法も知られている(例えば、特許文献1参照。)。
【0008】
さらに、洗浄液に気泡や加圧ガスを混合して洗浄効果を得る方法も知られている(例えば、特許文献2参照。)。
【0009】
また、配管を用いた製造装置の高付加価値化や効率化により、一つの幹となる配管から多数の分岐された配管に送液を行う流路分配管が多く使われるようになっている。
【0010】
このような流路分配管では、とくに先端を封止した分配管や、インク流量が極端に低くなるインクジェットヘッドを取り付けた場合に、枝となる分岐配管にインキが滞留する。そして、流路分配管全体の洗浄効率を低下させるという問題がある。
【0011】
また、比較的短い分岐管の滞留部104の洗浄には、図3に示すように配管101の分岐部に突起部102を形成し幹となる配管の流路103の乱れを用いて洗浄を促進する配管システムの滞留水部の洗浄促進方法(例えば、特許文献3)が知られている。
【0012】
以下に先行技術文献を示す。
【特許文献1】特開平8−252550号公報
【特許文献2】特開平9−85153号公報
【特許文献3】特開平6−190350号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0013】
上述したように製造装置の高付加価値化や効率化により流路分配管が使用される機会が増えている。
【0014】
また、流路分配管は通常の配管に比べると高価で組み込まれるシステムに最適化された特殊なものであることが多い。そして、精密さや配管の複雑さから分解洗浄などが困難な場合が多い。
【0015】
さらに、一般的に配管洗浄で使用されている洗浄液の送圧の変化(特許文献1)や、気泡/気体の混合による洗浄(特許文献2)も、幹となる配管に対しては一定の効果が認められるが、分岐された配管や細い配管に対しては気体の滞留が起こりやすいことから洗浄の効果が得られ難い。
【0016】
また、枝となる配管の末端に、インクジェットヘッドのような微小な吐出口を持ち洗浄液の排出が困難なものが設けられている場合はとくに洗浄効果が得られにくい。
【0017】
前記インクジェットヘッドを取り付けた場合、枝となる配管の先端が封止された場合とほぼ同様の状態となる。そして、枝となる配管内に送液物が滞留してしまい、洗浄を十分に行うことが困難である。
【0018】
例えば、インクジェットヘッドを用いた塗工装置が、薄型表示デバイス(液晶ディスプレイや有機ELディスプレイ)製造分野に対して応用が期待されている。
【0019】
前記薄型表示デバイス向け部材などに利用される高精度の印刷分野においては、塗工液の乾燥異物や配管システム内の不純物の除去が製品の付加価値を維持する点において重要となっている。そして、配管システムの洗浄工程の確立が必要となる。
【0020】
一方、高精度/大面積の薄型表示デバイス向け部材を効率良く製造する方法としてインクジェットヘッドを複数配列した装置が用いられている。そのインクジェットヘッドアレイのインク供給は、洗浄が困難な流路分配管が用いられる。
【0021】
一般的に流路分配管部分は、設けられた複数の枝となる分岐管の使用を選択するため、その分岐部の直後にバルブなどの流路開閉部を持つことが多い。
【0022】
そのような流路配管では、まず幹となる配管を洗浄液で洗浄できれば、順次分岐配管を洗浄していくことが可能であり、洗浄液の使用量も最小限に抑えられると考えられる。しかし、実際には、設置されたバルブまでの空間にインクなどが滞留してしまい、幹となる配管のみを完全に洗浄することができない。
【0023】
また、先端にインクジェットヘッドを設けた分岐配管のように洗浄液の排出能力が低い場合や、洗浄圧や洗浄液の送液量の関係で一度に分岐配管を洗浄することが困難な場合は、順次分岐配管を洗浄する方法が用いられる。
【0024】
そして、幹となる配管からバルブまでの滞留部のインキ等の汚染物が、幹となる配管内に逆流・拡散してしまうことから効率的な洗浄を行うことは難しく、且つ、洗浄が行えるとしても大量の洗浄液を消費する。
【0025】
このように流路分配管の洗浄は、特許文献3に開示されているように枝となる配管の分岐部に突起部を形成し幹となる配管の流路の乱れを用いて洗浄を促進する方法を用いることができる。
【0026】
しかし、バルブなどの設置のために設けられた滞留部の体積が大きな分岐配管を洗浄することは困難である。また使用する洗浄液の量に対して分岐管部が洗浄される効率が低く、予想以上の洗浄液を消費してしまうという問題がある。
【0027】
本発明は、上記従来の問題に鑑みてなされたものであり、その課題とするところは、複数の分岐配管を介してインクジェットヘッドが設けられているインクジェット塗工装置の流路分配管や分岐配管等の洗浄を大量の洗浄液を使用することなく、且つ、効率よくできるインクジェット塗工装置および洗浄方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0028】
上記問題点を解決するために、本発明の請求項1に係る発明は、
分岐管を備えた流路分配管が接続されているインクジェット塗工装置であって、前記流路分配管の管内に配管供給口を含む区画と供給口を含まない区画を仕切る移動可能な流路遮断器具を設けたことを特徴とするインクジェット塗工装置である。
【0029】
次に、本発明の請求項2に係る発明は、
前記流路分配管内に充填されたインクや洗浄液を排出する排出口が、配管供給口近傍に設けら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工装置である。
【0030】
次に、本発明の請求項3に係る発明は、
前記流路分配管の配管供給口の反対方向端縁に流路遮断器具の挿入口が設けられていることを特徴とする請求項1または2に記載のインクジェット塗工装置である。
【0031】
次に、本発明の請求項4に係る発明は、
流路遮断器具の配管供給口方向先端部に流路分配管内壁面に接し、流体の流路を遮断するためのシール材(Oリング)が設けられていることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載のインクジェット塗工装置である。
【0032】
次に、本発明の請求項5に係る発明は、
流路遮断器具の配管供給口方向先端部が流路分配管内の位置を摘出できるマークが流路遮断器具の外周縁に設けられていることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載のインクジェット塗工装置である。
【0033】
次に、本発明の請求項6に係る発明は、
請求項1〜5のいずれか1項に記載のインクジェット塗工装置の洗浄方法において、流路分配管の管内に配管供給口を含む区画と供給口を含まない区画を仕切る移動可能な流路遮断器具により流路分配管の配管供給口近傍から配管供給口の反対方向に流路遮断器具を後退させ、流路分配管および分岐管の管内を順次洗浄液を流して洗浄することを特徴としたインクジェット塗工装置の洗浄方法である。
【発明の効果】
【0034】
本発明のインクジェット塗工装置および洗浄方法は、以上の構成からなるので、複数の分岐管が接続された流路分配管を持つ洗浄が困難であった管内でもより少ない洗浄液で、且つ、効率良く洗浄ができる。
【0035】
また、本発明のインクジェット塗工装置および洗浄方法は、以上の構成からなるので、先端にインクジェットヘッドを設けた洗浄液の排出能力が低い分岐配管でも容易に洗浄することができる。
【0036】
さらに、本発明のインクジェット塗工装置および洗浄方法は、以上の構成からなるので、配管内の汚染物が、幹となる配管内に逆流・拡散することなく、より少ない洗浄液の使用で効率良く洗浄することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0037】
以下に、本発明の好ましい実施形態について図面を参照して説明する。図1は本発明のインクジェット塗工装置の一実施例の形態を説明するための斜視図である。
【0038】
本発明のインクジェット塗工装置の流路分配管は、通常インクならびに洗浄液タンク、配管、ポンプ、フィルター、バルブ、配管継ぎ手等により構成される配管システムの一部である。
【0039】
そして、インクジェット等の塗工ヘッドを用いた塗工装置、針方式による微小塗工装置、半導体製造に用いられる高純度水などの供給システム、医薬品製造や食品加工の為の送液システムなどに用いられる。
【0040】
本発明のインクジェット塗工装置の流路分配管100は図1に示すように、分解可能な2つ以上の部材から形成されている。そして、一般的な配管システムと継ぎ手などを用いて接続されている。
【0041】
前記部材は、ステンレス、アルミなどの印刷機等で用いられる一般的な金属加工材料等を用いることができる。そして、必要な場合には、部材等を分解して、メンテナンス等を行うことができる。
【0042】
また、部材を合わせる際には、充填する液体の漏れを防ぐ為にフッ素系樹脂、シート状のシリコーンゴム等を部材接合部形状に合わせて加工したものを、シール材(パッキング材)として用いることができる。
【0043】
前記流路分配管100内には、液供給口11からドレインにかけて、溝状に加工した液体の流路が設けられている。そして、その流路中には分配配管12等の分岐配管に繋がる分配孔14が設けられている。
【0044】
また、本発明のインクジェット塗工装置に用いる流路分配管100内の流路は、流路遮断器具を挿入し、流路分配管内を平行に移動可能であることが必要とされる。このため、設けられる流路は内部での広がりや、蛇行などがなく、流路幅や高さの変化がないものであることが好ましい。そして、好ましくは円柱形である。
【0045】
さらに、流路分配管100の管内面は、インキの定着を防ぎ、洗浄性を高める為に無電解研磨などの表面処理が施されているものが好ましい。
【0046】
また、流路分配管100に設けられた液供給口11は、ポンプなどから送液されたインキや洗浄液を流路分配管100内に液を導入する目的で形成されている。
【0047】
また、該液供給口は、配管システムの構築に用いられる一般的な継ぎ手等が、配管接続器具を用いて流路分配管内と接続するための接続部を持っている。
【0048】
また、分岐配管12は、流路分配管100内の液体流路に複数設けられた分岐孔と、下流の配管システムとを連結する為に設けられている。そして、流路分配管100の一部もしくは流路分配管100に付与された配管継ぎ手として設けることができる。
【0049】
さらに、該分岐配管12のなかで最も液供給口11の近傍に設けられた分岐配管12は、分配システム下流と接続しない。そして、洗浄時に行う流路遮断器具15の流路分岐管100内の移動を行うための廃液口として用いることができる。
【0050】
同様に、もっとも流路遮断器具挿入口16に近い分岐配管(ドレイン)13は、洗浄及びインク注入時のエアー抜きなどの際に開放するドレインとして用いることができる。
【0051】
また、流路遮断器具15は、流路分配管100中に設けられた液体流路内を遮断するために設けられる。そして、図3に示すように、先端部41と支持体部42から形成されている。
【0052】
先端部41は、フッ素樹脂やポリオレフィン樹脂、ポリスチレン樹脂、ABS樹脂、AS樹脂、PVC樹脂、メタアクリル樹脂、含フッ素樹脂等で例示される、所謂汎用プラスチックスはもとより、ナイロン樹脂、飽和ポリエステル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリアクリレート樹脂、ポリアセタール樹脂、ポリスルホン樹脂、変性ポリフェニレンエーテル樹脂等で例示されるいわゆるエンジニアリングプラスチックスや、ステンレス、アルミなどの金属を用いることができる。
【0053】
また、先端部41の形状は流路分配管内の形状に沿った大きさに設けられる。そして、流路の遮断性を向上させる為の環状シール材43を設置する為に必要な凹部分を有する形状が好ましい。
【0054】
前記環状シール材43は、先端部41と流路分配管内の隙間を埋めつつ、流路遮断器具15の流路分配管内の移動を容易にする為に設けられる。そして、アクリトニトリル―ブタジエン共重合体やイソブテン―イソプレン共重合体、シリコーンゴム等を材質として用いることができる。
【0055】
前記支持体部42は、ステンレス、アルミなどから形成されている。そして、流路遮断器具15を挿入・移動する際の挿入長さや移動量を測る目印や目安となるように、あらかじめ凹形状や着色などのマーキング44を規則的に配置したものが好ましい。
【0056】
前記流路遮断器具挿入部16は、該流路遮断器具15を円滑に流路分配管100内の流路に挿入する際に用いる挿入口である。そして、手動弁を介して流路遮断器具15の挿入や取出しを行うことができる。
【0057】
次に、図2(a)は本発明のインクジェット塗工装置の洗浄開始時の流路分配管の一実施例の概略断面を示す概略図である。また、(b)は本発明のインクジェット塗工装置の洗浄時の流路分配管の他の一実施例の概略断面を示す概略図である。
【0058】
図2(a)に示すように、本発明のインクジェット塗工装置の洗浄を開始する際には、まず、流路遮断器具15を、液供給口11に最も近い分岐配管12に設けられた弁21を開く。そして、充填されていた液を排出する。
【0059】
次に、液供給口11から洗浄液を流しながら、液供給口11に最も近い分岐配管12を含む洗浄区域23の洗浄を行う。
【0060】
そして、図2(2)に示すように、つぎに液供給口11に近い分岐配管を洗浄できる位置まで流路遮断器具15を移動させた後、インクジェットヘッド22を含む洗浄区域23’を洗浄する。
【0061】
このように、流路遮断器具15を、流路遮断器具挿入部16側に移動させながら、設けられた分岐配管を順次洗浄していく。
【0062】
以下に、本発明の実施例について具体的に説明するが、それに限定されるものではない。
【実施例1】
【0063】
内径6mm、長さ80cmの流路分配管に、同じく内径6mmの分岐管を20設けた。そして、中央の18の各分岐配管(左右両端の分岐管を除く)にインクジェットヘッドを、手動弁を介して設けた。
【0064】
次に、濃度が10重量%のアクリル共重合体樹脂希釈液とピグメントレッド177、さらに分散剤としてポリオキシエチレンアルキルエーテルを80:19:0.9の割合で調合し分散することで得た着色インキを流路分配管に送液し流路分配管内に満たした。
【0065】
そして、流路遮断器具を流路遮断器具挿入部から挿入し、供給口近傍の分岐配管の手動弁を開けて余分なインキを排除しながら開放した。そして、分岐配管手前まで流路遮断器具を移動した。
【0066】
次に、シクロヘキサノンを洗浄液として、流路分配管と接続した加圧タンクに設け、35KPaの圧縮空気を加圧タンクへ施した。また、洗浄液面を加圧することで、流路分配管内に洗浄液を送液した。
【0067】
そして、廃液の着色がなくなった時点で開いていた手動弁を閉じ、流路遮断器具を次の分岐孔近傍に移動した後、インクジェットヘッドが設けられた分岐管に洗浄液を送液した。
【0068】
上述したような洗浄を順次繰り返し、流路分配管内をすべて洗浄することができた。
【産業上の利用可能性】
【0069】
本発明のインクジェット塗工装置および洗浄方法に用いられる流路分配管は、通常インクおよび洗浄液タンク、配管、ポンプ、フィルター、バルブ、配管継ぎ手等により構成される配管システムの一部である。そして、インクジェット等の塗工ヘッドを用いた塗工装置、針方式による微小塗工装置等に使用できるインクジェット塗工装置として優れていることはもとより、医薬品製造や食品加工の為の送液システムなどにも使用できる。
【図面の簡単な説明】
【0070】
【図1】本発明のインクジェット塗工装置の一実施例の形態を説明するための斜視図である。
【図2】(a)は本発明のインクジェット塗工装置の洗浄開始時の流路分配管の一実施例の概略断面を示す概略図である。
【0071】
(b)は本発明のインクジェット塗工装置の洗浄時の流路分配管の他の一実施例の概略断面を示す概略図である。
【図3】本発明のインクジェット塗工装置に用いられる流路遮断器具の一実施例の概略を示す概略図である。
【図4】従来の洗浄方法を説明するための説明図である。
【符号の説明】
【0072】
11…液供給口
12…分岐配管
13…分岐配管(ドレイン)
14…分岐口
15…流路遮断器具
16…流路遮断器具挿入部
21…弁
22…インクジェットヘッド
23…洗浄区域
23’…洗浄区域
41…先端部
42…支持体部
43…環状シール材
44…マーキング

【特許請求の範囲】
【請求項1】
分岐管を備えた流路分配管が接続されているインクジェット塗工装置であって、前記流路分配管の管内に配管供給口を含む区画と供給口を含まない区画を仕切る移動可能な流路遮断器具を設けたことを特徴とするインクジェット塗工装置。
【請求項2】
前記流路分配管内に充填されたインクや洗浄液を排出する排出口が、配管供給口近傍に設けら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工装置。
【請求項3】
前記流路分配管の配管供給口の反対方向端縁に流路遮断器具の挿入口が設けられていることを特徴とする請求項1または2に記載のインクジェット塗工装置。
【請求項4】
流路遮断器具の配管供給口方向先端部に流路分配管内壁面に接し、流体の流路を遮断するためのシール材(Oリング)が設けられていることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載のインクジェット塗工装置。
【請求項5】
流路遮断器具の配管供給口方向先端部が流路分配管内の位置を摘出できるマークが流路遮断器具の外周縁に設けられていることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載のインクジェット塗工装置。
【請求項6】
請求項1〜5のいずれか1項に記載のインクジェット塗工装置の洗浄方法において、流路分配管の管内に配管供給口を含む区画と供給口を含まない区画を仕切る移動可能な流路遮断器具により流路分配管の配管供給口近傍から配管供給口の反対方向に流路遮断器具を後退させ、流路分配管および分岐管の管内を順次洗浄液を流して洗浄することを特徴としたインクジェット塗工装置の洗浄方法。

【図1】
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【図3】
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【図4】
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【図2】
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【公開番号】特開2007−283226(P2007−283226A)
【公開日】平成19年11月1日(2007.11.1)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2006−114271(P2006−114271)
【出願日】平成18年4月18日(2006.4.18)
【出願人】(000003193)凸版印刷株式会社 (10,630)
【Fターム(参考)】