JP2005262639A - Inkjet printing head cleaning apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、インクジェットプリントヘッドの目詰まりを解消するための洗浄装置に関する。 The present invention relates to a cleaning device for eliminating clogging of an ink jet print head.
ドットを記録する時のみ、記録したい画素に対応した部分のノズルから選択的にインク滴を吐出させるオンデマンド方式のインクジェットプリントヘッドにおいては、吐出休止時間が長期に渡った場合や、揮発性の高いインクを用いた場合等、ノズル内でインクが固化し、ノズルの目詰まりが発生する事がある。又、近年では凝集しやすいインクを吐出させる要望が増えており、そのようなインクを吐出させていると、インク流路内に凝集した固形物が固着したり、インク中の異物を取り除くためにヘッド内部に設けられたフィルタが目詰まりを起こし、インクの吐出に不具合が生じる。 On-demand inkjet print heads that selectively eject ink droplets from the nozzles corresponding to the pixels to be recorded only when dots are recorded. When ink is used, the ink is solidified in the nozzle and the nozzle may be clogged. In recent years, there has been an increasing demand for ejecting ink that tends to aggregate. When such ink is ejected, solid matter aggregated in the ink flow path can be fixed, or foreign matter in the ink can be removed. The filter provided inside the head is clogged, causing a problem in ink ejection.
このような目詰まりを解消する方法としては、ノズルを覆うようにノズル面にキャップをし、キャップ内部を減圧する事でノズルからインクや洗浄液を吸引し、吸引したインクや洗浄液と共に固化したインクや異物を流し取る方法や、インクタンクを加圧し、ノズルから強力にインクや洗浄液を押し出す事で固化したインクや異物を流し取る方法等が用いられている。しかし、このような方法では、圧力が詰まっていないノズルに逃げてしまうため、完全に詰まったノズルから固着物を除去するためには大量のインクや洗浄液を消費してしまうか、除去する事が出来ない。又、強固に固着したインク固化物に関しても除去する事は難しい。さらには、インク流路は微細である上に複雑に入り組んでいるため、他種インクへの入れ替えを行う際等、インクが固着していない場合であっても、インク流路の隅々まで洗浄又は入れ替えを行う事は難しい。 As a method for solving such clogging, a cap is applied to the nozzle surface so as to cover the nozzle, and the inside of the cap is decompressed to suck ink and cleaning liquid from the nozzle, and solidified together with the sucked ink and cleaning liquid. There are used a method of removing foreign matter, a method of pressurizing an ink tank, and strongly ejecting ink and cleaning liquid from a nozzle to remove solidified ink and foreign matter. However, in such a method, the pressure escapes to the nozzle that is not clogged, so that a large amount of ink or cleaning liquid is consumed or removed in order to remove the fixed matter from the nozzle that is completely clogged. I can't. Further, it is difficult to remove the solidified ink that is firmly fixed. Furthermore, since the ink flow path is fine and complicated, it is washed to every corner of the ink flow path even when the ink is not fixed, such as when switching to another type of ink. Or it is difficult to replace.
他の方法として、超音波洗浄器にヘッドを浸けて、ヘッドを振動させながら洗浄液を通液させる洗浄方法が知られている(例えば、特許文献1参照。)。しかし、単純に加振を行うだけだと、ヘッドの奥深くに位置するインク固着物には十分に振動が伝わらない事がある。又、インク吐出力を発生させる素子等の壊れ易い部材は、超音波洗浄器のような強い振動が加わると壊れてしまったり、接着部が剥がれてしまう事がある。 As another method, there is known a cleaning method in which a head is immersed in an ultrasonic cleaner and a cleaning liquid is passed while vibrating the head (see, for example, Patent Document 1). However, if the vibration is simply performed, the vibration may not be sufficiently transmitted to the ink fixed object located deep in the head. In addition, a fragile member such as an element that generates ink ejection force may be broken or an adhesive part may be peeled off when strong vibration such as an ultrasonic cleaner is applied.
本発明は、ヘッドを壊すことなく、ヘッド内蔵フィルタ、ノズル、及びインク流路内に固着したインク固形物や異物を除去出来る、インクジェットプリントヘッド洗浄装置を提供する事を目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide an ink jet print head cleaning apparatus capable of removing solid ink and foreign matters fixed in a head built-in filter, nozzles, and ink flow paths without breaking the head.
上記目的は、洗浄時にインクジェットプリントヘッドに印加する振動の周波数を、被洗浄部材の共振周波数に合わせ、壊れ易い部材の共振周波数とは異ならせることによって達成される。 The above object is achieved by adjusting the frequency of vibration applied to the ink jet print head during cleaning to the resonance frequency of the member to be cleaned and different from the resonance frequency of the fragile member.
本発明によれば、被洗浄部材を選択的に強く振動させる事が出来るので、振動子の出力を効率よく洗浄したい部材に与える事が出来る上に、壊れ易い部材はあまり振動させないため、ヘッドを壊す事無く、ヘッド内蔵フィルタ、ノズル、及びインク流路内に固着した、インク固形物や異物を効果的に除去する事が出来る。 According to the present invention, since the member to be cleaned can be vibrated selectively and strongly, the output of the vibrator can be given to the member to be cleaned efficiently, and the fragile member does not vibrate so much. Without breaking, it is possible to effectively remove ink solid matter and foreign matters fixed in the head built-in filter, nozzle, and ink flow path.
以下、本発明を実施例に基づいて説明する。 Hereinafter, the present invention will be described based on examples.
図1は、本発明による第1実施例である。ノズルプレート1、リストリクタプレート2、ダイヤフラム3、フィルタ4、ハウジング5を積層してインク流路6を形成し、吐出力発生素子として圧電素子7がハウジング5とダイヤフラム3に接着されている。
FIG. 1 shows a first embodiment according to the present invention. The ink plate 6 is formed by laminating the
洗浄の際にヘッドを加振する振動子8は、ヘッドの何処かに接していれば良い。図示しないヘッド取付冶具に振動子8を取り付けて、ヘッド取り冶具を介してヘッドを振動させるような構造でも良いし、図示しない液体を入れた槽に振動子を取り付け、そこにヘッドを浸けて液体を介してヘッドを振動させるような構造でも良い。
The
通常、超音波洗浄器に用いられる振動子の振動周波数は、20kHz〜3MHzの間で、特定の周波数、例えば40kHzに固定されているが、本発明では、ドライバにパルスジェネレータ等を接続して振動子を駆動したり、振動周波数可変タイプの超音波洗浄器を用いたり、専用に設計した振動子を用いる等して、振動周波数を任意に設定出来るようにする。 Usually, the vibration frequency of a vibrator used in an ultrasonic cleaner is fixed to a specific frequency, for example, 40 kHz, between 20 kHz and 3 MHz. In the present invention, a vibration is generated by connecting a pulse generator or the like to a driver. The vibration frequency can be arbitrarily set by driving a child, using a vibration frequency variable type ultrasonic cleaner, or using a specially designed vibrator.
ヘッドの洗浄を行う際に、振動子8を振動させるのであるが、その時の振動子の振動周波数を、被洗浄部材の共振周波数に設定する。本実施例のヘッドにおいては、ノズルプレートの共振周波数が33kHz、フィルタの共振周波数が15kHz、インク流路の大部分の共振周波数が20kHz、圧電素子の共振周波数が370kHzであるので、ノズルに詰まったインク固形物や異物を取り除くためには33kHzで振動子8を振動させ、フィルタ4に詰まったインク固形物や異物を取り除くためには15kHzで振動子8を振動させ、インク流路に固着したインクや異物を取り除くためには20kHzで振動子8を振動させる。そうする事で、被洗浄部材が共振して大きく振動するため、一般的な超音波洗浄器の振動周波数である40kHzで振動子8を振動させて洗浄を行った場合と同じ大きさに洗浄したい部材を振動させるのに、1/2〜1/10程度の出力で良く、結果として、被洗浄部材以外に与える振動を40kHzで洗浄を行う場合よりも小さくなるように設定する事が可能となり、インク吐出力を発生させる圧電素子等といった壊れ易い部材の破壊を防ぐ事が出来る。
When the head is cleaned, the
ヘッドの各部材の共振周波数を測定する方法は幾つかあるが、振動子を矩形電圧で駆動する等と言った、急激な衝撃を外部から与えた際に、各部材に生じる振動をそれぞれレーザドップラー測定器等で測定して求めるのが簡単である。 There are several methods to measure the resonance frequency of each member of the head. When a sudden shock is applied from the outside, such as driving the vibrator with a rectangular voltage, the vibration generated in each member is laser Doppler. It is easy to obtain by measuring with a measuring instrument.
圧電素子の共振周波数370kHz近辺を除いた周波数で振動子8の振動周波数を変化させながらヘッドを加振し、ヘッドの各部材の洗浄を行うというシーケンスを盛り込んでも良い。
A sequence of exciting the head while changing the vibration frequency of the
振動を加えながら、ヘッドの中に洗浄液を通液させると、洗浄力はさらに向上する。洗浄液を通液させる場合は、空気と洗浄液を交互に通すと、空気と洗浄液の界面で大きな力が生まれるので、洗浄力がさらに向上する。 When the cleaning liquid is passed through the head while applying vibration, the cleaning power is further improved. In the case of passing the cleaning liquid, if the air and the cleaning liquid are alternately passed, a large force is generated at the interface between the air and the cleaning liquid.
本実施例では、壊れ易い部材として圧電素子を例に挙げたが、本発明の適用は、圧電素子を用いたインクジェットプリントヘッドの洗浄装置に限ったものでは無く、特定の部分を選択的に大きく振動させて洗浄を行いたい場合全てに適用可能である。 In this embodiment, a piezoelectric element is taken as an example of a fragile member. However, the application of the present invention is not limited to an inkjet print head cleaning device using a piezoelectric element, and a specific portion is selectively enlarged. It can be applied to all cases where it is desired to perform cleaning with vibration.
図2、図3は、本発明による第2実施例である。インクジェットプリントヘッド11を振動させる振動子12を駆動する電圧波形13を、複数の被洗浄部材に対してそれぞれの共振周波数で、必要な時間だけ、必要な振動の大きさに合わせて、洗浄したい部材の順番で振動子に印加する。例えば、インク流路洗浄用の駆動電圧波形14を5分、次にフィルタ洗浄用の駆動電圧波形15を3分、最後にノズル洗浄用の駆動電圧波形16を2分、といった具合である。本実施例では、フィルタに詰まったインク固化物や異物が一番取れにくいので、振動させる振幅を大きくしてある。インク流路は微細である上に複雑に入り組んでいるため、振動させる時間を長く取ってある。なお、5分以上振動を加える場合は、洗浄液の入れ替えや洗浄液の通液を行っていなければ、インクの固化物や異物の再付着が起こるため、効果は薄い。
2 and 3 show a second embodiment according to the present invention. A member that is to be cleaned with a
インク流路洗浄用の駆動電圧波形14と、フィルタ洗浄用の駆動電圧波形15と、ノズル洗浄用の駆動電圧波形16を足し合わせると、インク流路とフィルタとノズル洗浄用の駆動電圧波形17となり、この駆動電圧波形で振動子12を駆動すると、インク流路もフィルタもノズルも同時に共振し、しかも、それぞれの必要な振幅で振動させる事が出来、洗浄の時間を節約する事が出来る。なお、被洗浄部材全ての波形を足し合わせる必要は無く、複数部材ずつ足し合わせた波形で同時に洗浄を行ってもよい。
When the drive voltage waveform 14 for cleaning the ink flow path, the
ここでは、3つの部材についての実施例を示したが、被洗浄部材の数は幾つであっても適用可能である。又、共振周波数を設定する洗浄対象は、部材毎に限らず、ヘッドの箇所によっても設定出来る。本実施例のヘッドにおいては、インク流路の大部分で共振周波数が20kHzであるとして、20kHzの振動で流路を洗浄する例を示しているが、実際には、流路の狭くなっている部分や広くなっている部分など、形状によっても共振周波数は異なっており、何種類もの周波数で洗浄してやる事が有効なのである。 Here, although the example about three members was shown, it is applicable to any number of members to be cleaned. Further, the cleaning target for setting the resonance frequency can be set not only for each member but also by the location of the head. In the head of this embodiment, an example is shown in which the resonance frequency is 20 kHz in most of the ink flow path, and the flow path is cleaned by vibration of 20 kHz. However, the flow path is actually narrow. The resonance frequency varies depending on the shape, such as the part or the widened part, and it is effective to clean with various types of frequencies.
図4は、本発明による打3の実施例である。インク吐出力を発生させる素子は圧電素子21であり、その一方の電極に圧電素子駆動電圧22が、他方の電極にドライバスイッチ23が繋がっている。本実施例では、この両極を短絡させるスイッチ24を設け、洗浄時、振動子25でインクジェットプリントヘッド26を振動させている間、スイッチ24を閉じる。こうする事により、インクジェットプリントヘッド26が振動して圧電素子21に振動が伝わっても圧電素子21の両極には電位差が生じないので、圧電素子は振動せず、たとえ大きな振動が伝わっても破壊を免れる事が出来る。
FIG. 4 shows an embodiment of the
インクジェットプリントヘッドの洗浄や、他種インクへの入れ替えを行う際等に適用出来る。 It can be applied when cleaning an ink jet print head or switching to another type of ink.
1…ノズルプレート、2…リストリクタプレート、3…ダイヤフラム、4…フィルタ、5…ハウジング、6…インク流路、7…圧電素子、8…振動子、11…インクジェットプリントヘッド、12…振動子、13…振動子の駆動電圧波形、14…インク流路洗浄用の駆動電圧波形、15…フィルタ洗浄用の駆動電圧波形、16…ノズル洗浄用の駆動電圧波形、17…インク流路とフィルタとノズル洗浄用の駆動電圧波形、21…圧電素子、22…圧電素子駆動電圧、23…ドライバスイッチ、24…短絡スイッチ、25…振動子、26…インクジェットプリントヘッド。
DESCRIPTION OF
Claims (8)
2. An ink jet print head cleaning apparatus according to claim 1, further comprising means for short-circuiting a positive electrode and a negative electrode of a piezoelectric element that generates ink ejection force during cleaning by Shindo.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2004078188A JP2005262639A (en) | 2004-03-18 | 2004-03-18 | Inkjet printing head cleaning apparatus |
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007237469A (en) * | 2006-03-06 | 2007-09-20 | Fuji Xerox Co Ltd | Liquid droplet delivering head and liquid droplet delivering apparatus |
US8882241B2 (en) | 2011-09-15 | 2014-11-11 | Ricoh Company, Ltd. | Liquid-jet head and liquid-jet head device |
-
2004
- 2004-03-18 JP JP2004078188A patent/JP2005262639A/en active Pending
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US8882241B2 (en) | 2011-09-15 | 2014-11-11 | Ricoh Company, Ltd. | Liquid-jet head and liquid-jet head device |
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