JP4389499B2 - インクジェット記録ヘッド洗浄装置およびインクジェット記録装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ノズルを洗浄するインクジェット記録ヘッド洗浄装置およびインクジェット記録装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
インクジェット記録ヘッドでは、付着した乾燥インク等を除去するために、インクジェット記録ヘッドを洗浄処理し、ノズルの機能を回復させるものがある。
【０００３】
この洗浄処理としては、バキューム吸引、拭き取り、洗浄液による洗浄等が適用される。一例として、高周波数で励振された洗浄液メニスカスを***させ、ノズル面を洗浄液に接触させる超音波液状ワイパ装置等がある（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
この従来の装置では、ノズル面の洗浄性は高いが、ノズル内壁に付着した乾燥インク等の除去は不完全である。
【０００５】
【特許文献１】
特開平８−１１８６６８号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記事実を考慮して、ノズル内壁に付着した凝集物を除去するインクジェット記録ヘッド洗浄装置およびインクジェット記録装置を提供することを課題とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載する本発明のインクジェット記録ヘッド洗浄装置は、インク滴をノズルから噴射して記録媒体に付着させるインクジェット記録ヘッドに用いられ、７００ｋＨｚ以上の周波数の超音波を発振し、洗浄液を励振させる超音波発振手段と、前記洗浄液を加圧して前記ノズルからのインク噴射方向とは逆方向に前記洗浄液を噴流する洗浄液噴流手段と、前記ノズル内のインクのメニスカスを前記ノズルから奥へ後退させる後退手段と、を有し、前記後退手段が前記メニスカスを後退させた後に、前記洗浄液噴流手段が前記ノズルに前記洗浄液を噴流することを特徴とする。
【０００８】
ここで、「噴流する」とは、所定時間をおいて断続的に液滴として噴射するのではなく、洗浄液を連続的に一連の繋がった流れの状態として噴出することをいう（請求項２においても同じ。）。
【０００９】
請求項１に記載する本発明のインクジェット記録ヘッド洗浄装置によれば、超音波発振手段が、７００ｋＨｚ以上の周波数の超音波を発振し、洗浄液を励振させる。洗浄液噴流手段は、この洗浄液を加圧してノズルからのインク噴射方向とは逆方向に洗浄液を噴流する。このように、洗浄液をノズルからのインク噴射方向とは逆方向に噴流することで、噴流圧力をノズル内へ効率良く伝えることができる。また、洗浄液が７００ｋＨｚ以上の周波数の超音波で励振されることで、ノズル内の凝集物を効率良く除去できると共に、ノズル面へのダメージを抑えることができる。また、ここで、洗浄液噴流手段は、後退手段がノズル内のインクのメニスカスをノズルから奥へ後退させた後に、ノズルに洗浄液を噴流する。このように、インクのメニスカスをノズルから奥へ後退させることで、ノズル内の洗浄すべき箇所に直接洗浄液が作用し、ノズル内壁に付着した凝集物を確実に除去することができる。
【００１０】
請求項２に記載する本発明のインクジェット記録ヘッド洗浄装置は、インク滴をノズルから噴射して記録媒体に付着させるインクジェット記録ヘッドに用いられ、７００ｋＨｚ以上の周波数の超音波を発振し、洗浄液を励振させる超音波発振手段と、前記洗浄液を加圧して前記ノズルのノズル面に略直角に前記洗浄液を噴流する洗浄液噴流手段と、前記ノズル内のインクのメニスカスを前記ノズルから奥へ後退させる後退手段と、を有し、前記後退手段が前記メニスカスを後退させた後に、前記洗浄液噴流手段が前記ノズルに前記洗浄液を噴流することを特徴とする。
【００１１】
請求項２に記載する本発明のインクジェット記録ヘッド洗浄装置によれば、超音波発振手段が、７００ｋＨｚ以上の周波数の超音波を発振し、洗浄液を励振させる。洗浄液噴流手段は、この洗浄液を加圧してノズルのノズル面に略直角に洗浄液を噴流する。このように、洗浄液をノズルのノズル面に略直角に噴流することで、噴流圧力をノズル内へ伝えるだけでなく、ノズル面も効率良く洗浄することができる。また、洗浄液が７００ｋＨｚ以上の周波数の超音波で励振されることで、ノズル内の凝集物を効率良く除去できると共に、ノズル面へのダメージを抑えることができる。また、ここで、洗浄液噴流手段は、後退手段がノズル内のインクのメニスカスをノズルから奥へ後退させた後に、ノズルに洗浄液を噴流する。このように、インクのメニスカスをノズルから奥へ後退させることで、ノズル内の洗浄すべき箇所に直接洗浄液が作用し、ノズル内壁に付着した凝集物を確実に除去することができる。
【００３３】
請求項３に記載する本発明のインクジェット記録装置は、インク滴をノズルから噴射して記録媒体に付着させるインクジェット記録ヘッドと、請求項１又は請求項２に記載のインクジェット記録ヘッド洗浄装置と、を有することを特徴とする。
【００３４】
請求項３に記載する本発明のインクジェット記録装置によれば、インクジェット記録ヘッドが、インク滴をノズルから噴射して記録媒体に付着させる。このインクジェット記録ヘッドは、別体のインクジェット記録ヘッド洗浄装置を用いなくても、インクジェット記録装置内のインクジェット記録ヘッド洗浄装置で洗浄が可能であるので、インクジェット記録ヘッドのメンテナンスがしやすい。
【００３９】
【発明の実施の形態】
インクジェット記録ヘッド洗浄装置およびインクジェット記録装置の第１の実施の形態を図面に基づき説明する。なお、第１の実施形態は、開示例とする。
【００４０】
図１には、インクジェット記録ヘッド洗浄装置１２を備えたインクジェット記録装置４０を示す構成図が示されている。図１に示すように、洗浄対象となるインクジェット記録ヘッド１０は、下方を向いた底面に平板状のノズル面１０Ａを備えており、このノズル面１０Ａには、インクノズル１０Ｂが一直線上（矢印Ａ、Ｂ方向）に形成されている。インクジェット記録ヘッド１０内には、図３に示されるインク流路１１０が、インクノズル１０Ｂに対応して各々設けられており、これらのインク流路１１０には、図示しないピエゾ素子が各々配置されてインク流路１１０内のインクへ圧力を加え、インクノズル１０Ｂからインク滴を噴射する。図１に示すように、インクノズル１０Ｂからのインク噴射方向（矢印Ｐ方向）は互いに平行で下方に向いており、ノズル面１０Ａに接近した記録紙にインクを付着させることで文字や画像を記録できるようになっている。
【００４１】
インクジェット記録ヘッド洗浄装置１２は、インクジェット記録ヘッド１０の記録時には、退避位置へ置かれるが、洗浄時には、駆動装置（図示省略）により退避位置から移動し、図１に示されるように、インクジェット記録ヘッド１０のノズル面１０Ａに対向した洗浄位置へ配置される。
【００４２】
インクジェット記録ヘッド洗浄装置１２は、加圧ポンプ１４を備えている。加圧ポンプ１４は、図示しない制御手段で制御され、供給路１６に洗浄液を加圧供給する。ここで、洗浄液は、インクノズル１０Ｂが噴射する記録用インクの溶媒（例えば、水、水溶性有機溶媒等）と同一材料であるのが好ましい。供給路１６の周囲には、超音波振動素子１７が配置され、この超音波振動素子１７に超音波発信機１８が接続されている。超音波発信機１８は、通電により超音波を発生させ、超音波振動素子１７は、これを機械振動に変換する機能を有している。超音波振動素子１７により、７００ｋＨｚ以上（例えば、１ＭＨｚ程度）の高周波数の超音波が供給路１６内の洗浄液を励振させている。
【００４３】
供給路１６の開口先端は、洗浄液回収ケース２０に取り付けられた１個の洗浄液ノズル２２へ連通接続して装着されている。洗浄液回収ケース２０は、図示しないガイドシャフトにスライド可能に取り付けられており、図示しない駆動手段の駆動力でインクノズル１０Ｂの並び方向に平行に（矢印Ａ、Ｂ方向に）移動されるようになっている。従って、軸心が垂直上方向に向いた洗浄液ノズル２２は、洗浄液回収ケース２０と共に移動して複数のインクノズル１０Ｂへ順次対向するが、各インクノズル１０Ｂとの相対位置及び相対姿勢が変化することなく、全てのインクノズル１０Ｂに対向することができる。このため、後述のように、全てのインクノズル１０Ｂの印字品質を回復することができる。なお、本実施例では、洗浄液ノズル２２を移動させているが、インクジェット記録ヘッド１０に対する移動は、相対的な移動であればよく、インクジェット記録ヘッド１０側を移動させてもよい。
【００４４】
洗浄液ノズル２２の先端は、開口しており、開口縁部２２Ａは、ノズル面１０Ａに対して略平行とされている。洗浄液ノズル２２の先端側からは、加圧ポンプ１４に加圧された洗浄液が噴流２４（洗浄液ノズル２２からの加圧噴出方向が矢印Ｓで示される。）として出力されるようになっている。洗浄液ノズル２２は、出力される噴流２４が、インクジェット記録ヘッド１０のノズル面１０Ａに対して略直交するようにインクノズル１０Ｂに向けられている。すなわち、矢印Ｓ方向は、矢印Ｐ方向とは反対方向を向いている。
【００４５】
図２には、洗浄液ノズル２２から洗浄液が噴流２４として出力されている状態が示されている。図２に示すように、噴流２４とされた洗浄液は、液滴としてでなく、一連に繋がった状態となっている。図中の噴流２４において、ノズル面１０Ａ（図１参照）に当たる位置は、噴流２４が上向きに噴出された場合に噴出の最高位置であるピーク位置（矢印Ｓ方向において、洗浄液ノズル２２から最も遠い位置）Ｔに至る前段階の位置Ｍとされて一定以上の液圧がインクノズル１０Ｂ（図１参照）の洗浄に用いられることが好ましい。
【００４６】
この噴流２４は、矢印Ｓ方向へ噴出されるので、図３に示すインクノズル１０Ｂのインク流路１１０における内壁１０Ｃ内へ勢いよく入り込み、付着している異物やインク凝集物等の付着物１１に当てられるようになっている。なお、本実施例では、ノズル面１０Ａの背面にあるインク流路１１０が矩形パイプ状であり、平面状のインク流路内壁１０Ｃに付着物１１が付着した場合を示しているが、図４に示すような円形パイプ状のインク流路１１２の曲面状インク流路内壁１０Ｃに付着物１１が付着している場合も、同様に噴流２４（図２参照）が付着物１１に当てられるので、有効である。
【００４７】
図１に示すように、インクノズル１０Ｂの内部及びインクノズル１０Ｂの周囲のノズル面１０Ａに当てられて付着物１１（図３参照）を洗浄した後の洗浄液は、洗浄液ノズル２２の周囲の洗浄液回収ケース２０内部に回収されるようになっている。
【００４８】
さらに、回収した洗浄液を循環利用するため、洗浄液回収ケース２０の底部２０Ａに形成された貫通部２０Ｂから加圧ポンプ１４に接続される循環路２６が形成されている。洗浄液を循環させる循環路２６には、図示しない弁が適宜備えられ、これにより、逆流を防止すると共に、流量を調節する機能を果たしている。
【００４９】
循環路２６には、フィルタ２８が備えられており、このフィルタ２８は、洗浄液中の埃や微細な不純物等の異物を除去する。フィルタ２８の下流には、脱気ステーション３０が備えられている。脱気ステーション３０は、フィルタ２８を経た洗浄液を加熱する等により脱気処理をする。ここで、洗浄液中の気体残存率が多い場合には、洗浄液中の超音波の振動加速度を減衰させることになり、洗浄性が悪くなる。このように、洗浄液が脱気されることで、超音波による振動加速度が被洗浄物に良好に伝えられ、その洗浄性能を向上・安定化させることができる。
【００５０】
また、循環路２６には、脱気ステーション３０と加圧ポンプ１４との間に補充交換部３１が形成されている。補充交換部３１には、図示しない液補充口が開閉可能に形成され、この液補充口から循環路２６内に洗浄液を補充できるようになっている。また、補充交換部３１には、図示しないカセット差替口が開閉可能に形成され、カセット差替口からは、古くなった液カセット３１Ａを取り出せると共に、新しい洗浄液の充填された液カセット３１Ａを装着できる。新しい洗浄液は、この液カセット３１Ａから循環路２６内に流入できるようになっている。このように、補充交換部３１では、洗浄液の補充又は交換が可能とされている。
（作用）
図１に示すように、加圧ポンプ１４に加圧された洗浄液は、超音波振動素子１７により７００ｋＨｚ以上の超音波に励振させられ、洗浄液ノズル２２から噴流する。洗浄液の噴流２４は、インク噴射方向（矢印Ｐ方向）とは逆方向（矢印Ｓ方向）になされる。
【００５１】
ここで、通常の超音波（数十ｋＨｚ）洗浄では、主に液中に発生する音圧変化によって生じるキャビテーションの作用により汚れを剥がす。この場合には、この周波数に応じた定在波が発生するため、洗浄ムラが発生しやすい。これに対して、本実施例（７００ｋＨｚ以上）のように、高周波数の超音波洗浄では、キャビテーションの発生は殆どなく、分子の振動加速度により汚れを除去し、洗浄ムラも発生しにくい。このため、洗浄液が７００ｋＨｚ以上の周波数の超音波で励振されることで、ノズル内の付着物の除去が可能になると共に、ノズル面１０Ａへのダメージを抑えることができる。
【００５２】
また、洗浄液がインク噴射方向（矢印Ｐ方向）とは逆方向（矢印Ｓ方向）に噴流することで、噴流圧力をインクノズル１０Ｂ内へ効率良く伝えることができる。このため、噴流２４の圧力と超音波による分子の振動加速度との相乗効果により、効果的にインクジェット記録ヘッド１０を洗浄することができる。
（試験例）
上記実施形態の作用を確認するために、以下に示す３件の実施例（以下、これらを実施例１〜３という）と６件の比較例（以下、これらを比較例１〜６という）との比較試験を行った。
【００５３】
実施例１〜３は、実施形態で説明したインクジェット記録ヘッド洗浄装置と同様の構成で、洗浄液を噴流としてノズル面に当て、それぞれ７３０ｋＨｚ、９５０ｋＨｚ、１ＭＨｚの周波数を洗浄液に印加した。比較例１〜６は、従来技術で説明した、図示しない超音波液状ワイパ装置とほぼ同様の構成で、洗浄液をノズル面に接触させ、それぞれ４４ｋＨｚ、７５ｋＨｚ、４００ｋＨｚ、７３０ｋＨｚ、９５０ｋＨｚ、１ＭＨｚの周波数を印加した。また、洗浄するインクノズルには、実施例１〜３および比較例１〜６のいずれについても、開口径寸法が約１０μｍのものを用いた。
【００５４】
このような実施例１〜３および比較例１〜６についての洗浄性評価の試験結果を表１に示す。
【００５５】
なお、表１において、表面洗浄性は、ノズル面の表面における洗浄の評価であり、ダメージは、ノズル面へのダメージに関する評価であり、ノズル内洗浄性は、ノズル内における洗浄の評価であり、洗浄ムラは、洗浄された部分における洗浄ムラに関する評価である。いずれも、◎が非常に良い、○が良い、△が普通、×が悪いである。
【００５６】
【表１】

＜評価＞
比較例１、２（４４ｋＨｚ、７５ｋＨｚ）の場合、ノズル面の洗浄性は非常に高いが、微細なノズル内の洗浄には殆ど効果がなかった。また、超音波の強度（振幅）を大きくしたり、長時間の処理を行うと、ノズル面へのダメージが大きく、表面の撥水処理膜や場合によってはノズル間の隔壁が破損するという深刻なダメージを与えるという問題が確認された。これらは、キャビテーションによる衝撃波がノズル表面にダメージを与えているものと考えられる。比較例３（４００ｋＨｚ）の場合も微細なノズル内の洗浄には殆ど効果がなかった。
【００５７】
比較例４〜６（７３０ｋＨｚ〜１ＭＨｚ）の場合、微細なノズル内の洗浄がある程度なされるが、強固に付着した付着物の除去は不完全であることが確認できた。
【００５８】
一方、実施例１〜３（７３０ｋＨｚ〜１ＭＨｚ）のように、洗浄液を噴流とした場合には、微細なノズル内（インク流路内壁）に強固に付着した付着物の除去性が高められた。
（第２の実施形態）
次に、インクジェット記録ヘッド洗浄装置を備えたインクジェット記録装置の第２の実施形態を図５に基づき説明する。なお、第２の実施形態は、開示例とする。第１の実施形態では、インクジェット記録ヘッド１０に形成された全てのインクノズル１０Ｂに洗浄液の噴流２４を当てる場合について説明したが、第２の実施形態は、目詰まり等した不良ノズルのみに洗浄液の噴流２４を当てる形態である。なお、第２の実施形態に係るインクジェット記録ヘッド洗浄装置１２の構成は、全てのインクノズル１０Ｂに洗浄液の噴流２４を当てるのでなく、各インクノズル１０Ｂの印字品質データに基づき、洗浄液ノズル２２の位置制御および超音波発信と噴流を形成する加圧ポンプ１４とを制御する点が特徴であり、他の構成については、第１の実施形態とほぼ同様の構成であるので、同一符号を付して説明を省略する。
【００５９】
図５に示すように、インクジェット記録ヘッド洗浄装置１２は、各インクノズル１０Ｂの目詰まりや方向性不良状態を予め検出し、印字品質不良ノズルデータ３２を得ている。各インクノズル１０Ｂの目詰まりや方向性不良状態を検出するには、記録紙上に各インクノズル１０Ｂ毎のインク吐出状態を確認できるノズルチェックパターンを印字させ、その印字画像をスキャナで読み込んで判定する方法がある。また、圧力感知センサにより目詰まりやインク吐出方向性不良を検出する方法もある。例えば、インクノズル１０Ｂに対向して真空ポンプ（図示省略）に接続されるバキュームノズル（図示省略）を配置し、このバキュームノズルと真空ポンプとの間に圧力感知センサを設け、真空ポンプを作動させて各インクノズル１０Ｂに対するセンサ出力を読み出してもよい。この場合、インクノズル１０Ｂとバキュームノズル（図示省略）とは、同程度のノズル開口寸法として１対１の対応関係にするのがよい。
【００６０】
このようにして得た印字品質不良ノズルデータ３２は、メモリ３３に記憶されており、このメモリ３３は、制御回路３４に接続されている。制御回路３４は、加圧ポンプ１４、超音波発信機１８、洗浄ノズル位置制御回路３６にそれぞれ接続されている。また、洗浄ノズル位置制御回路３６は、洗浄ノズル移動手段３８に接続されている。
【００６１】
これにより、不良状態にあるインクノズル１０Ｂの対向位置に洗浄液ノズル２２の位置を移動すると共に、超音波発信機１８により超音波を発信し、不良状態にあるインクノズル１０Ｂの対向位置で加圧ポンプ１４を作動することができる。結果として、不良状態のインクノズル１０Ｂに対してのみ局所的に洗浄液の噴流２４を当てることができるので、洗浄処理の時間短縮を図ることができ、効率良く洗浄することが可能となる。
（第３の実施形態）
次に、インクジェット記録ヘッド洗浄装置を備えたインクジェット記録装置の第３の実施形態を図６に基づき説明する。なお、第３の実施形態は、開示例とする。第１、第２の実施形態では、インクノズル１０Ｂに洗浄液の噴流２４を当てる場合について説明したが、第３の実施形態では、インクノズル１０Ｂに洗浄液の噴流２４を当てた後にインクノズル１０Ｂがダミーインク噴射（非印字時のインク噴射）をする形態である。この場合、ダミーインク噴射とは、実際の記録紙上への印字を目的としたインク噴射でない場合をいい、インクノズル１０Ｂ内の洗浄液排出を目的としたインク噴射をいう。なお、第３の実施形態に係るインクジェット記録ヘッド洗浄装置およびインクジェット記録装置の構成は、洗浄液ノズル２２がインクノズル１０Ｂに洗浄液の噴流２４を当てた後にインクノズル１０Ｂがダミーインク噴射を行う点が特徴であり、他の構成については、第２の実施形態とほぼ同様の構成であるので、同一符号を付して説明を省略する。
【００６２】
図６に示すように、インクジェット記録装置４０は、インクジェット記録ヘッド１０とインクジェット記録ヘッド洗浄装置１２とを備えている。制御回路３４は、印字ヘッド駆動制御回路４２に接続され、印字ヘッド駆動制御回路４２は、インクジェット記録ヘッド１０に接続されている。
【００６３】
制御回路３４は、洗浄液ノズル２２がインクノズル１０Ｂに洗浄液の噴流２４を当てた後にインクジェット記録ヘッド１０側の印字ヘッド駆動制御回路４２にダミーインク噴射信号を送信する。インクジェット記録ヘッド１０は、印字ヘッド駆動制御回路４２により駆動制御されて洗浄液の噴流２４を受けた後に一定パルスのダミーインク噴射を行う。このときのダミーインク噴射の回数は、洗浄液を噴流した際の洗浄液の流速や時間およびインクノズル１０Ｂの寸法等により決定されるインクノズル１０Ｂ内に進入した洗浄液の量、ダミ−インク噴射により噴出される滴量から適時最適な噴射回数が設定される。
【００６４】
このように、ダミーインク噴射を行うことで、インクノズル１０Ｂからその奥（例えば、インク流路１１０（図３参照）内等）に入った洗浄液をインクジェット記録ヘッド１０の外へ排出し、洗浄液の残っていた（例えば、インク流路１１０（図３参照）内等の）領域をインクに置換することができる。
【００６５】
以上により、洗浄液噴流によるインクノズル１０Ｂの洗浄とインクジェット記録ヘッド１０の駆動とを連動させることで、より安定的で高品質なインクノズル１０Ｂの回復を実現している。
（第４の実施形態）
次に、インクジェット記録ヘッド洗浄装置を備えたインクジェット記録装置の第４の実施形態を図７及び図８に基づき説明する。なお、第４の実施形態は、本発明におけるインクジェット記録ヘッド洗浄装置を備えたインクジェット記録装置の一実施形態である。第１〜第３の実施形態では、図１〜図６に示すように、インクノズル１０Ｂに洗浄液の噴流２４を当てる場合について説明したが、第４の実施形態では、インクノズル１０Ｂに洗浄液の噴流２４を当てる前にインクノズル１０Ｂ内のインクのメニスカスを後退させる態様である。なお、第４の実施形態に係るインクジェット記録ヘッド洗浄装置およびインクジェット記録装置の構成は、インクノズル１０Ｂに洗浄液の噴流２４を当てる前にインクノズル１０Ｂ内のインクのメニスカスを後退させる点が特徴であり、他の構成については、第１〜第３の実施形態とほぼ同様の構成であるので、同一符号を付して説明を省略する。
【００６６】
図７及び図８に示すように、インクノズル１０Ｂには、インク流路１１０が形成され、その奥には、共通液室４８が形成されている。本実施例では、インクのメニスカス４４をインクノズル１０Ｂからインク流路１１０内で後退させた状態（図７）、又は、共通液室４８まで後退させた状態（図８）でインクノズル１０Ｂに洗浄液の噴流２４を当てて洗浄処理をする。
【００６７】
ここで、メニスカスを後退させるには、例えば、電気機械変換体を備えたインクジェット記録ヘッド１０の場合には、圧電素子をインク吐出時とは逆に撓み変形させることで、インク流路１１０内に負圧が発生し、図７に示すように、インク流路１１０内へメニスカスを後退させることができる。また、電気熱変換体を備えたインクジェット記録ヘッド１０の場合には、噴射しないレベルの電気エネルギーを連続的に加えてインク流路１１０内インクを沸騰させることで、図８に示すように、メニスカス４４を共通液室４８まで後退させることができる。なお、インク流路１１０内のインクを加熱する手段は、例えば、特開２００２−１６０３８４公報に示す手段であり、詳細は省略する。
【００６８】
さらに、インクジェット記録装置４０（図１参照）の他部分、又は、インクジェット記録ヘッド洗浄装置１２（図１参照）側からメニスカス４４を後退させてもよい。例えば、インクジェット記録ヘッド洗浄装置１２側にインクジェット記録ヘッド内共通インク室を負圧とする手段を設けてメニスカス４４を後退させてもよい。
【００６９】
このように、インクのメニスカス４４を後退させることで、洗浄液の噴流２４の流れが阻害されず、噴流２４の圧力が洗浄液ノズル２２からインク流路１１０内に加えられるため、固着した異物等の除去性が飛躍的に向上する。
（第５の実施形態）
次に、インクジェット記録ヘッド洗浄装置を備えたインクジェット記録装置の第５の実施形態を図９〜図１１に基づき説明する。なお、第５の実施形態は、開示例とする。第１〜第３の実施形態では、図１〜図６に示すように、１個の洗浄液ノズル２２を用いて洗浄する場合について説明したが、第５の実施形態では、複数の洗浄液ノズルを用いて洗浄する態様である。なお、第５の実施形態に係るインクジェット記録ヘッド洗浄装置およびインクジェット記録装置の構成は、１個の洗浄液ノズル２２でなく、複数の洗浄液ノズル２２で洗浄する点が特徴であり、他の構成については、第１〜第３の実施形態とほぼ同様の構成であるので、同一符号を付して説明を省略する。
【００７０】
図９（Ａ）、図１０（Ａ）および図１１（Ａ）には、インクジェット記録ヘッド１０が、複数の短尺な単位記録ヘッド５０、５４から構成されている場合の正面図が示されている。図９（Ａ）及び図１０（Ａ）に用いる単位記録ヘッド５０は、ノズル配列方向の両端にインクノズル１０Ｂが形成されていないタイプである。このタイプでは、用紙幅に対応して間断なく印字可能なインクジェット記録ヘッド１０とするために、図９（Ａ）の場合には、単一の共通基板５２の両面に単位記録ヘッド５０をノズル配列方向に一定間隔をおいて複数配置しており、図１０（Ａ）の場合には、複数の共通基板５２の片面に単位記録ヘッド５０をノズル配列方向に一定間隔をおいて複数配置している。図１１（Ａ）に用いる単位記録ヘッド５４は、ノズル配列方向端部までインクノズル１０Ｂが形成されているタイプである。この場合、単位記録ヘッド５４をノズル配列方向に連続して配置することによって、インクノズル１０Ｂを一列に連続して配置することができる。
【００７１】
図９（Ａ）及び図１０（Ａ）に示すようなインクジェット記録ヘッド１０の場合、図９（Ｂ）及び図１０（Ｂ）に示すように、インクジェット記録ヘッド洗浄装置１２側も各ブロック毎に洗浄液ノズル２２を備えてもよい。また、図９（Ｃ）及び図１０（Ｃ）に示すように、インクジェット記録ヘッド洗浄装置１２側の洗浄液ノズル２２用のヘッドをインクノズル１０Ｂ（図９（Ａ）、図１０（Ａ）参照）の並び方向に対して平行に２個設けてもよい。さらに、図１１（Ａ）に示すように、インクジェット記録ヘッド１０がインクノズル１０Ｂを連続した長い一列に配置している場合には、図１１（Ｂ）に示すように、インクジェット記録ヘッド洗浄装置１２は、一列に複数個（本実施形態では２個）の洗浄液ノズル２２を設けてもよい。
【００７２】
なお、図９（Ａ）、図１０（Ａ）および図１１（Ａ）に示すように、インクジェット記録ヘッド１０が、図示しない記録媒体の幅以上の印字幅を有する場合には、インクノズル１０Ｂの１個でも不良ノズルがあると印字品質への影響が大きい。
【００７３】
すなわち、従来のヘッドでは、記録媒体に対してヘッドを複数回スキャンし、インクノズルをあるルールで分割駆動するので、多少のインク噴射方向性不良があっても印字品質への影響は小さかった。これに対して、図９（Ａ）、図１０（Ａ）および図１１（Ａ）に示すようなインクジェット記録ヘッド１０では、一般的に記録媒体に対してインクジェット記録ヘッド１０を移動させることなく固定された状態で全ての印字を行う必要があるので、１個でも不良のインクノズル１０Ｂがあると、印字画質上でスジ状欠陥となって現れることとなる。
【００７４】
しかし、インクジェット記録ヘッド洗浄装置１２及びインクジェット記録装置４０（図１〜図８参照）を適用すれば、インクノズル１０Ｂ内に固着した異物等を確実に除去できるので、インクノズル１０Ｂ洗浄の効果が顕著となる。
（第６の実施形態）
次に、インクジェット記録ヘッド洗浄装置を備えたインクジェット記録装置の第６の実施形態を図１２〜図１５に基づき説明する。なお、第６の実施形態は、開示例とする。第３の実施形態では、インクノズル１０Ｂに洗浄液の噴流２４を当てた後にインクノズル１０Ｂがダミーインク噴射を行う場合について説明したが、第６の実施形態では、インクノズル１０Ｂに洗浄液の噴流２４を当てた後に洗浄液を吸引する形態である。なお、第６の実施形態に係るインクジェット記録ヘッド洗浄装置およびインクジェット記録装置の構成は、インクノズル１０Ｂに洗浄液の噴流２４を当てた後に洗浄液を吸引する点が特徴であり、他の構成については、第１〜第５の実施形態とほぼ同様の構成であるので、同一符号を付して説明を省略する。
【００７５】
図１２には、インクジェット記録ヘッド１０の洗浄時の状態を示す斜視図が示されている。図１２に示すように、インクジェット記録ヘッド１０の洗浄時には、記録時に退避位置へ配置されるギャップ保持材としてのノズル面保護シート５６が退避位置から移動されてノズル面１０Ａ（図中では右端面）に配設される。ノズル面保護シート５６には、インクノズル１０Ｂ（図１参照）の配列に合わせてノズル面１０Ａの長手方向に略矩形状のスリット５６Ａが形成されている。このスリット５６Ａを介してノズル面１０Ａに対向する位置には、洗浄液ノズル２２（図１参照）を包囲する洗浄液回収ケース２０と、吸引手段としての吸引ノズル５８とが、ノズル面保護シート５６に当接して配置されている。
【００７６】
ここで、洗浄液回収ケース２０内の洗浄液ノズル２２（図１参照）とノズル面１０Ａとがノズル面保護シート５６により一定の距離に保たれることで、安定的で均一な洗浄をすることができる。また、吸引ノズル５８は、インクノズル１０Ｂを１から数個単位で吸引できるようになっている。洗浄液回収ケース２０及び吸引ノズル５８は、図示しないガイドによってスリットに沿って（矢印Ｃ方向）に移動できるようになっている。
【００７７】
図１３には、洗浄液ノズル２２、吸引ノズル５８およびノズル面保護シート５６との関係が示されている。図１３に示すように、吸引ノズル５８は、洗浄液ノズル２２に追従するように移動するようになっている。この移動は、ノズル面１０Ａ（図１４参照）に対して相対的な移動であればよいので、インクジェット記録ヘッド１０（図１４参照）側を移動させてもよい。また、洗浄液ノズル２２と吸引ノズル５８との間に間隔が設けられているが、両者を密着させてもよい。
【００７８】
図１４は、図１２の１４−１４線断面図（洗浄液ノズル２２及び洗浄液回収ケース２０を省略）で、吸引ノズル５８の吸引状態が示されている。図１４に示すように、ノズル面保護シート５６により吸引ノズル５８とインクノズル１０Ｂとの間が非接触状態に保持されている。これにより、ノズル面１０Ａを保護した状態で吸引することができる。なお、非接触状態で吸引するには、図１５に示すように、ノズル面１０Ａの側端部１０Ｄ（図１５（Ｂ）参照）を抱き込んでインクノズル１０Ｂと非接触なガイド６０に吸引ノズル５８を配置してもよい。また、吸引については、特許第３１６１０５０号公報に示す手段を用いるのが好ましい。
【００７９】
以上により、洗浄液ノズル２２の噴流後にインク流路１１０内へ進入した洗浄液を吸引ノズル５８により除去することができる。
【００８０】
なお、上記第１〜第６の実施形態では、洗浄液ノズル２２は、洗浄液回収ケース２０に取り付けられて各インクノズル１０Ｂとの相対姿勢を変化させずに、洗浄液を噴流しているが、洗浄液ノズル２２が所謂首振り等の揺動をしたり、微小な前進後退を繰り返しながら移動してもよい。また、洗浄液ノズルとノズル面との距離、洗浄液噴流量、超音波強度、洗浄液ノズルとノズル面との相対移動速度等の洗浄品質に対する重要パラメーターは、マニュアルまたは自動を問わず調整可能となっている事が好ましい。
【００８１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のインクジェット記録ヘッド洗浄装置およびインクジェット記録装置によれば、ノズル内壁に付着した凝集物を除去できるという優れた効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】 第１の実施形態に係るインクジェット記録ヘッド洗浄装置を備えたインクジェット記録装置を示す構成図である。
【図２】 第１の実施形態に係る洗浄液ノズルから洗浄液が噴流している状態を示す概略断面図である。
【図３】 第１の実施形態に係るインクノズル内の状態を示す斜視図である。
【図４】 インクノズル内の状態を示す斜視図である。
【図５】 第２の実施形態に係るインクジェット記録ヘッド洗浄装置を備えたインクジェット記録装置を示す構成図である。
【図６】 第３の実施形態に係るインクジェット記録ヘッド洗浄装置を備えたインクジェット記録装置を示す構成図である。
【図７】 第４の実施形態において、インク流路内へメニスカスを後退させた状態を示す断面図である。
【図８】 第４の実施形態において、メニスカスを共通液室まで後退させた状態を示す断面図である。
【図９】 第５の実施形態に係る、複数の洗浄液ノズルを用いて洗浄する態様を説明する図である。
（Ａ）複数の短尺な単位記録ヘッドから構成され、記録媒体の幅以上の印字幅を有するインクジェット記録ヘッドを示す、洗浄液ノズル噴出方向（図１の矢印Ｓ方向に相当）から見た正面図である。
（Ｂ）図９（Ａ）の場合に対応してブロック毎に洗浄液ノズルを設けた場合を示す、図９（Ａ）と同一方向から見た正面図である。
（Ｃ）図９（Ａ）のインクノズルの並び方向に対応して洗浄液ノズルを２個設けた場合を示す、図９（Ａ）と同一方向から見た正面図である。
【図１０】 第５の実施形態に係る、複数の洗浄液ノズルを用いて洗浄する態様を説明する図である。
（Ａ）複数の短尺な単位記録ヘッドから構成され、記録媒体の幅以上の印字幅を有するインクジェット記録ヘッドを示す、洗浄液ノズル噴出方向（図１の矢印Ｓ方向に相当）から見た正面図である。
（Ｂ）図１０（Ａ）の場合に対応してブロック毎に洗浄液ノズルを設けた場合を示す、図１０（Ａ）と同一方向から見た正面図である。
（Ｃ）図１０（Ａ）のインクノズルの並び方向に対応して洗浄液ノズルを２個設けた場合を示す、図１０（Ａ）と同一方向から見た正面図である。
【図１１】 第５の実施形態に係る、複数の洗浄液ノズルを用いて洗浄する態様を説明する図である。
（Ａ）複数の短尺な単位記録ヘッドから構成され、記録媒体の幅以上の印字幅を有するインクジェット記録ヘッドを示す、洗浄液ノズル噴出方向（図１の矢印Ｓ方向に相当）から見た正面図である。
（Ｂ）一列に２個の洗浄液ノズルを設けた場合を示す、図１１（Ａ）と同一方向から見た正面図である。
【図１２】 第６の実施形態において、インクジェット記録ヘッドの洗浄時の状態を示す斜視図である。
【図１３】 第６の実施形態において、洗浄液ノズル、吸引ノズル、ノズル面保護シートの関係を示す正面図である。
【図１４】 吸引ノズルの吸引状態を示す図１２の１４−１４線断面図である。（洗浄液ノズル及び洗浄液回収ケースを省略する。）
【図１５】 吸引ノズルがインクノズルに非接触状態で吸引する例を示す図である。
（Ａ）インクノズルと吸引ノズルとの関係を示す断面図である。
（Ｂ）図１５（Ａ）の１５Ｂ−１５Ｂ線断面図である。
【符号の説明】
１０ インクジェット記録ヘッド
１０Ａ ノズル面
１２ インクジェット記録ヘッド洗浄装置
１４ 加圧ポンプ（洗浄液噴流手段）
１７ 超音波振動素子（超音波発振手段）
１８ 超音波発信機（超音波発振手段）
２４ 噴流（洗浄液）
４０ インクジェット記録装置

Claims (3)

1. インク滴をノズルから噴射して記録媒体に付着させるインクジェット記録ヘッドに用いられ、
   ７００ｋＨｚ以上の周波数の超音波を発振し、洗浄液を励振させる超音波発振手段と、
   前記洗浄液を加圧して前記ノズルからのインク噴射方向とは逆方向に前記洗浄液を噴流する洗浄液噴流手段と、
   前記ノズル内のインクのメニスカスを前記ノズルから奥へ後退させる後退手段と、
   を有し、前記後退手段が前記メニスカスを後退させた後に、前記洗浄液噴流手段が前記ノズルに前記洗浄液を噴流することを特徴とするインクジェット記録ヘッド洗浄装置。
2. インク滴をノズルから噴射して記録媒体に付着させるインクジェット記録ヘッドに用いられ、
   ７００ｋＨｚ以上の周波数の超音波を発振し、洗浄液を励振させる超音波発振手段と、
   前記洗浄液を加圧して前記ノズルのノズル面に略直角に前記洗浄液を噴流する洗浄液噴流手段と、
   前記ノズル内のインクのメニスカスを前記ノズルから奥へ後退させる後退手段と、
   を有し、前記後退手段が前記メニスカスを後退させた後に、前記洗浄液噴流手段が前記ノズルに前記洗浄液を噴流することを特徴とするインクジェット記録ヘッド洗浄装置。
3. インク滴をノズルから噴射して記録媒体に付着させるインクジェット記録ヘッドと、
   請求項１又は請求項２に記載のインクジェット記録ヘッド洗浄装置と、
   を有することを特徴とするインクジェット記録装置。

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