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
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Description
【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)
- 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。 - 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。 - 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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