JP2016104520A - 液体噴射装置、超音波洗浄装置、及び、超音波洗浄方法 - Google Patents

Abstract

【課題】液体噴射ヘッドを効率良く洗浄することが可能な液体噴射装置、超音波洗浄装置、及び、超音波洗浄方法を提供する。【解決手段】ノズル面３３に液体を噴射するノズル３２が形成された記録ヘッド３と、洗浄液５１が収容された洗浄槽５２と、当該洗浄液５１に超音波振動を発生させる超音波発振動子５３と、洗浄液５１中の異物を捕捉可能なシート５４と、が設けられた超音波洗浄装置８と、を備え、シート５４は、記録ヘッド３の少なくともノズル面３３が洗浄液５１中に浸漬された状態で、当該ノズル面３３に対して間隔を開けて保持される。【選択図】図５

Description

本発明は、ノズルから液体を噴射する液体噴射ヘッドを備えた液体噴射装置、液体噴射
ヘッドを洗浄する超音波洗浄装置、および、超音波洗浄方法に関するものである。

液体噴射装置は液体噴射ヘッドを備え、この噴射ヘッドから各種の液体を噴射する装置
である。この液体噴射装置としては、例えば、インクジェット式プリンターやインクジェ
ット式プロッター等の画像記録装置があるが、最近ではごく少量の液体を所定位置に正確
に着弾させることができるという特長を生かして各種の製造装置にも応用されている。例
えば、液晶ディスプレイ等のカラーフィルターを製造するディスプレイ製造装置，有機Ｅ
Ｌ（Electro Luminescence）ディスプレイやＦＥＤ（面発光ディスプレイ）等の電極を形
成する電極形成装置，バイオチップ（生物化学素子）を製造するチップ製造装置に応用さ
れている。そして、画像記録装置用の記録ヘッドでは液状のインクを噴射し、ディスプレ
イ製造装置用の色材噴射ヘッドではＲ（Red）・Ｇ（Green）・Ｂ（Blue）の各色材の溶液
を噴射する。また、電極形成装置用の電極材噴射ヘッドでは液状の電極材料を噴射し、チ
ップ製造装置用の生体有機物噴射ヘッドでは生体有機物の溶液を噴射する。

上記した液体噴射ヘッドは、圧電素子等のアクチュエーターの駆動によって圧力室内の
液体に圧力変動を生じさせ、ノズル面に開口したノズルから液滴を噴射するように構成さ
れている。ここで、ノズルから繰り返し液滴を噴射すると、ノズル近傍のノズル面に液体
が付着し、その一部が増粘あるいは固化することがあった。また、ノズル面やノズル内に
記録紙等の記録媒体から発生した埃（例えば、紙粉）等が付着することがあった。このよ
うな増粘した液体や埃等の異物がノズル内やノズル近傍に付着すると、液体噴射量の減少
や液体の飛翔曲がり等の噴射不良を起こす虞がある。このような不具合を抑制すべく、液
体噴射ヘッドを洗浄液に含浸させた状態で超音波を発生させ、ノズル面を超音波洗浄する
方法が開発されている（例えば、特許文献１）。

特開２００３−２６６７１９号公報

しかしながら、上記のように液体噴射ヘッドを洗浄液に含浸させた状態で超音波を発生
させるだけでは、ノズル面等から脱離した異物が、洗浄液中を浮遊し、再びノズル面等に
付着する虞があった。これにより、洗浄効率が悪くなっていた。その結果、液体噴射ヘッ
ドを許容できる程度まで洗浄するためには、時間を要していた。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、液体噴射ヘッド
を効率良く洗浄することが可能な液体噴射装置、超音波洗浄装置、及び、超音波洗浄方法
を提供することにある。

［適用例１］
本発明の液体噴射装置は、上記目的を達成するために提案されたものであり、ノズル面
に液体を噴射するノズルが形成された液体噴射ヘッドと、
洗浄液が収容された洗浄槽と、当該洗浄液に超音波振動を発生させる超音波発信源と、
前記洗浄液中の異物を捕捉可能な捕捉部材と、が設けられた超音波洗浄装置と、を備え、
前記捕捉部材は、前記液体噴射ヘッドの少なくとも前記ノズル面が洗浄液中に浸漬され
た状態で、当該ノズル面に対して間隔を開けて保持されたことを特徴とする。

本発明によれば、ノズル面が洗浄液中に浸漬された状態で、捕捉部材が洗浄液中に保持
されるので、洗浄液中の異物を捕捉部材により捕捉することができる。これにより、超音
波による洗浄によりノズル面から脱離した異物が、ノズル面に再び付着することを抑制で
きる。その結果、洗浄効率を向上させることができ、洗浄時間を短縮することができる。
また、捕捉部材がノズル面に対して間隔を開けて保持されるので、捕捉部材によるノズル
面の損傷を抑制できる。

［適用例２］
適用例１の上記構成において、前記捕捉部材は、シート状に形成され、
前記超音波洗浄装置は、前記捕捉部材を保持すると共に当該捕捉部材を洗浄液中に送り
出す送出部材と、前記捕捉部材を洗浄液中から回収する回収部材と、を備えた構成を採用
することができる。

この構成によれば、異物を捕捉した古い捕捉部材を洗浄液中から回収できると共に、異
物を捕捉していない新しい捕捉部材を洗浄液中に送り出すことができる。これにより、古
い捕捉部材から異物が脱離することを抑制することができる。また、新しい捕捉部材によ
り異物を一層効率よく捕捉することができる。

［適用例３］
適用例２の上記構成において、前記洗浄槽は、前記送出部材と前記回収部材との間の捕
捉部材を前記ノズル面に対して相対させた状態で洗浄液中に保持する保持部材を複数備え
た構成を採用することができる。

この構成によれば、保持部材の位置を調整することで捕捉部材とノズル面との間隔を調
整できる。これにより、捕捉部材の位置合わせが容易になる。

［適用例４］
適用例１〜３の上記構成において、前記超音波洗浄装置は、前記捕捉部材と洗浄液中に
浸漬された前記液体噴射ヘッドの前記ノズル面との間隔を保持した離間状態と、前記捕捉
部材と洗浄液中に浸漬された前記液体噴射ヘッドの前記ノズル面とを当接させた当接状態
と、に変換可能な捕捉部材変換機構を備え、
前記離間状態において、前記超音波発信源によって前記洗浄液に超音波振動を発生させ
る第１の洗浄モードと、
前記当接状態において、前記捕捉部材を前記液体噴射ヘッドに対して相対的に移動させ
て前記ノズル面を払拭させる第２の洗浄モードと、を選択可能な構成を採用することがで
きる。

この構成によれば、液体噴射ヘッドの汚れ度合に応じて、適切な洗浄モードを選択でき
る。例えば、第１の洗浄モードにより洗浄を行うことで、比較的汚れ度合が大きい液体噴
射ヘッドの洗浄が可能になる。一方、第２の洗浄モードにより洗浄を行うことで、超音波
振動による液体噴射ヘッドの損傷を抑制できる。また、第２の洗浄モードにおいて捕捉部
材によりノズル面を払拭させるので、ワイピング部材等を別途設ける必要が無く、液体噴
射装置の構成を簡素化できる。

［適用例５］
適用例４の上記構成において、前記超音波洗浄装置は、前記第２の洗浄モードの後に、
前記液体噴射ヘッドの汚れ度合に応じて、前記第１の洗浄モードを実行可能な構成を採用
することができる。

この構成によれば、第２の洗浄モードの後に第１の洗浄モードを行うため、液体噴射ヘ
ッドのノズル面に付着した異物をより確実に除去することができる。

［適用例６］
適用例１〜５の上記構成において、前記超音波発信源は、洗浄液中に浸漬された前記液
体噴射ヘッドの前記ノズル面と前記捕捉部材との間隔が当該捕捉部材と前記超音波発信源
との間隔よりも狭い状態で超音波を発生させる構成を採用することができる。

この構成によれば、超音波による洗浄によりノズル面から脱離した異物を捕捉部材によ
り、より確実に捕捉することができる。

［適用例７］
適用例１〜６の上記構成において、前記超音波発信源は、洗浄液中に周波数３００ｋＨ
ｚ以下の超音波を発生させる構成を採用することができる。

この構成によれば、周波数３００ｋＨｚ以下の超音波により洗浄を行うため、洗浄力を
向上させることができる。これにより、超音波による洗浄効率を一層向上させることがで
きる。

［適用例８］
また、本発明の超音波洗浄装置は、ノズル面に液体を噴射するノズルが形成された液体
噴射ヘッドの前記ノズル面を洗浄する超音波洗浄装置であって、
洗浄液が収容された洗浄槽と、当該洗浄液に超音波振動を発生させる超音波発信源と、
前記洗浄液中の異物を捕捉可能な捕捉部材と、を備え、
前記捕捉部材は、前記液体噴射ヘッドの少なくとも前記ノズル面が洗浄液中に浸漬され
た状態で、当該ノズル面に対して間隔を開けて保持されることを特徴とする。

この構成によれば、ノズル面が洗浄液中に浸漬された状態で、捕捉部材が洗浄液中に保
持されるので、洗浄液中の異物を捕捉部材により捕捉することができる。これにより、超
音波による洗浄によりノズル面から脱離した異物が、ノズル面に再び付着することを抑制
できる。その結果、洗浄効率を向上させることができ、洗浄時間を短縮することができる
。また、捕捉部材がノズル面に対して間隔を開けて保持されるので、捕捉部材によるノズ
ル面の損傷を抑制できる。

［適用例９］
さらに、本発明の超音波洗浄方法は、洗浄液が収容された洗浄槽と、当該洗浄液に超音
波振動を発生させる超音波発信源と、前記洗浄液中の異物を捕捉可能な捕捉部材と、を備
え、ノズル面に液体を噴射するノズルが形成された液体噴射ヘッドの前記ノズル面を洗浄
する超音波洗浄方法であって、
前記洗浄槽内の洗浄液に前記液体噴射ヘッドの少なくともノズル面を浸漬する第１の工
程と、
前記捕捉部材を前記ノズル面に対して間隔を開けて保持した状態で、超音波発信源によ
り超音波を発生させる第２の工程と、を含むことを特徴とする。

この方法によれば、捕捉部材をノズル面に対して間隔を開けて保持した状態で、超音波
発信源により超音波を発生させるので、超音波によりノズル面から異物を脱離させること
ができると共に、脱離した異物を捕捉部材により捕捉することで、異物がノズル面に再び
付着することを抑制できる。その結果、洗浄効率を向上させることができ、洗浄時間を短
縮することができる。また、捕捉部材がノズル面に対して間隔を開けて保持されるので、
捕捉部材によるノズル面の損傷を抑制できる。

プリンターの内部構成を説明する模式図である。 プリンターの電気的な構成を説明するブロック図である。 記録ヘッドの要部を拡大した断面図である。 （ａ）は超音波洗浄装置の斜視図であり、（ｂ）超音波洗浄装置の断面図である。 超音波洗浄装置による超音波洗浄の様子を説明する模式図である。 超音波洗浄装置によるシートワイプの様子を説明する模式図である。 メンテナンス動作の流れを説明するフローチャートである。 周波数を変えて超音波洗浄を行った実験の結果をまとめた表である。

以下、本発明を実施するための形態を、添付図面を参照して説明する。なお、以下に述
べる実施の形態では、本発明の好適な具体例として種々の限定がされているが、本発明の
範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの態様に
限られるものではない。また、以下においては、本発明の液体噴射装置として、液体噴射
ヘッドの一種であるインクジェット式記録ヘッド（以下、単に記録ヘッドと称する。）を
搭載したインクジェット式プリンター（以下、単にプリンターと称する。）を例に挙げて
説明する。

図１は、プリンター１の内部構成を説明する斜視図、図２は、プリンター１の電気的な
構成を説明するブロック図である。本実施形態におけるプリンター１は、例えばコンピュ
ーター等の電子機器等の外部装置１２と無線又は有線で電気的に接続されており、この外
部装置１２から記録紙等の記録媒体２に画像やテキストを印刷させるため、その画像等に
応じた印刷データを受信する。このプリンター１は、プリンターコントローラー１１、記
録ヘッド３、この記録ヘッド３が取り付けられるキャリッジ４、キャリッジ４を主走査方
向に移動させるキャリッジ移動機構５、記録ヘッド３を洗浄する超音波洗浄装置８等を備
えている。また、プリンター１は、記録媒体２を副走査方向に移送する機構として、例え
ば、プラテンローラー６を備えている。この移送機構としては、プラテンローラー６のほ
か、ドラム等を用いてもよい。

キャリッジ４の上方には、記録ヘッド３から噴射するインク（本発明における液体の一
種）を貯留したインクカートリッジ７が取り付けられている。このインクカートリッジ７
は、キャリッジ４に対して着脱可能に装着される。なお、インクカートリッジがプリンタ
ーの筐体側に配置され、当該インクカートリッジからインク供給チューブを通じて記録ヘ
ッドに供給される構成を採用することもできる。

上記のキャリッジ４は、主走査方向に架設されたガイドロッド９に軸支された状態で取
り付けられており、図示しないモーター等からなるキャリッジ移動機構５の作動により、
ガイドロッド９に沿って主走査方向に移動するように構成されている。キャリッジ４の主
走査方向の位置は、リニアエンコーダー１０（図２参照）によって検出され、その検出信
号、即ち、エンコーダーパルスがプリンター１の制御部１４に送信される。リニアエンコ
ーダー１０は位置情報出力手段の一種であり、記録ヘッド３の走査位置に応じたエンコー
ダーパルスを、主走査方向における位置情報として出力する。

また、キャリッジ４の移動範囲内における印刷領域よりも外側の領域には、超音波洗浄
装置８が配置されている。超音波洗浄装置８は、記録ヘッド３を洗浄する洗浄槽５２内に
向けてシート５４を送るシート送り機構５５、超音波洗浄装置８を上下に移動させる洗浄
装置移動機構５７、洗浄槽５２内の洗浄液５１に超音波振動を加える超音波振動子５３等
を備えている。この超音波洗浄装置８の構成に関し、詳しくは後述する。なお、キャリッ
ジ４の移動範囲内における印刷領域よりも外側の領域には、超音波洗浄装置８のほか、記
録ヘッド３のノズル面３３（図３参照）を封止するキャッピング部材、ノズル面３３を払
拭するためのワイパー部材（いずれも図示せず）等が配置されている。

また、本実施形態のプリンター１は、画像を光学的に読み取るための画像読取部１９を
備えている。この画像読取部１９は、例えば、ラインセンサーやデジタルカメラ等からな
り、記録媒体２上に形成された画像を読み取り可能なように構成されている。画像読取部
１９で読み取られた画像データは、プリンター１の制御部１４に送信される。なお、画像
読取部１９は、プリンター１の筐体側に配置しても良いし、キャリッジ４に搭載しても良
い。

プリンターコントローラー１１は、プリンター１の各部の制御を行う制御ユニットであ
る。本実施形態におけるプリンターコントローラー１１は、インターフェース（Ｉ／Ｆ）
部１３と、制御部１４と、記憶部１５と、駆動信号生成部１６と、を有する。インターフ
ェース部１３は、外部装置１２からプリンター１へ印刷データや印刷命令を送ったり、プ
リンター１の状態情報を外部装置１２側に出力したりする際にプリンター１の状態データ
の送受信を行う。制御部１４は、プリンター１全体の制御を行うための演算処理装置であ
る。記憶部１５は、制御部１４のプログラムや各種制御に用いられるデータを記憶する素
子であり、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＮＶＲＡＭ（不揮発性記憶素子）を含む。

そして、制御部１４は、記憶部１５に記憶されているプログラムに従って、各ユニット
、機構、装置等を制御する。また、本実施形態における制御部１４は、外部装置１２から
の印刷データに基づき、印刷動作時にどのノズル３２からどのタイミングでインクを噴射
させるかを示す噴射データを生成し、当該噴射データを記録ヘッド３のヘッド制御部１８
に送信する。さらに、制御部１４は、画像読取部１９で読み取られた画像のデータを解析
して、印刷不良の有無を判断する。駆動信号生成部１６は、記録媒体２に対してインクを
噴射して画像等を記録するための駆動パルスを含む駆動信号を発生する。

次に、記録ヘッド３の構成について説明する。図３は、記録ヘッド３の内部構成を説明
する要部断面図である。本実施形態における記録ヘッド３は、図３に示すように、圧力発
生ユニット２７および流路ユニット２８を備え、これらの部材が積層された状態でヘッド
ケース２９に取り付けて構成されている。

ヘッドケース２９は、合成樹脂製の箱体状部材であり、その内部には液体導入路３０が
形成されている。この液体導入路３０の上端部は、図示しない液体流路を介してインクカ
ートリッジ７と連通する。流路ユニット２８は、複数のノズル３２が直線状（列状）に開
設されたノズルプレート３１、および液体供給路３５が設けられた連通基板３４を有して
いる。列設された複数のノズル３２は、一端側のノズル３２から他端側のノズル３２まで
ドット形成密度に対応したピッチ（例えば１８０ｄｐｉ）で等間隔に設けられている。な
お、ノズルプレート３１の下面がノズル面３３に相当する。液体供給路３５は、複数の圧
力室４０に共通の流路として圧力室４０の列設方向に沿って長尺に形成されている。この
液体供給路３５を介して、液体導入路３０からのインクが各圧力室４０に分配される。

圧力発生ユニット２７は、圧力室４０が形成された圧力室形成基板３９、可撓性を有す
る振動板４１、圧力発生手段の一種である圧電素子４２及び当該圧電素子４２を保護する
保護基板４３が積層されてユニット化されている。圧力室４０は、複数のノズル３２に対
応して、直線状に複数形成されている。各圧力室４０は、液体供給路３５の連通口とは反
対側の端部で、連通基板３４に形成されたノズル連通路４５を介して対応するノズル３２
と連通する。本実施形態の圧電素子４２は、所謂撓みモードの圧電素子であり、圧力室４
０の上部を覆うように形成されている。なお、各圧電素子４２は、その端子部が図示しな
いフレキシブルケーブル等の配線部材に電気的に接続されている。

このように構成された記録ヘッド３では、液体導入路３０、液体供給路３５等の液体流
路を介してインクカートリッジ７からのインクを圧力室４０内に取り込む。そして、制御
部１４からの駆動信号を圧電素子４２に供給することで、圧電素子４２を駆動させて圧力
室４０に圧力変動を生じさせ、この圧力変動を利用することでノズル連通路４５を介して
ノズル３２からインク滴を噴射させる。

次に、超音波洗浄装置８について説明する。図４（ａ）は超音波洗浄装置８の斜視図で
あり、図４（ｂ）超音波洗浄装置８の断面図である。また、図５は超音波洗浄装置８によ
る超音波洗浄の様子を説明する模式図であり、図６は超音波洗浄装置８によるシートワイ
プの様子を説明する模式図である。なお、図４（ａ）では、洗浄液５１を省略すると共に
、シート５４を透過して表わしている。

超音波洗浄装置８は、記録ヘッド３のノズル３２やノズル面３３に付着した異物（例え
ば、インクが増粘あるいは固化したものや記録媒体２等から発生した埃等）を除去するた
めに、記録ヘッド３を洗浄する装置である。本実施形態の超音波洗浄装置８は、図４に示
すように、有機溶剤や水等の洗浄液５１が収容された洗浄槽５２と、当該洗浄液５１に超
音波振動を発生させる超音波振動子５３（本発明における超音波発信源に相当）と、洗浄
液５１中の異物を捕捉可能な布帛や不織布等のシート５４（本発明における捕捉部材に相
当）と、洗浄槽５２内に向けてシート５４を送るシート送り機構５５と、シート５４を洗
浄液５１中に位置決めした状態で保持するガイドローラー５６（本発明における保持部材
に相当）と、超音波洗浄装置８を上下方向に移動させる洗浄装置移動機構５７（図２参照
）と、を備えている。

詳しく説明すると、洗浄槽５２は、上面側が開放された箱体状の部材であり、少なくと
も記録ヘッド３のノズル面３３が収容可能な大きさに形成されている。この洗浄槽５２の
内部には、ガイドローラー５６がシート５４の送り方向に対して直交する方向に架設され
、送り方向に複数設けられている。本実施形態では、シート５４の送り方向における記録
ヘッド３のノズル面３３の寸法よりも広い間隔を開けて、２つのガイドローラー５６ａ、
５６ｂが配置されている。これらのガイドローラー５６ａ、５６ｂにより、シート５４は
、洗浄槽５２の底面と記録ヘッド３のノズル面３３との間の領域においてノズル面３３に
対して平行な姿勢で保持される。後述するようにノズル面３３とシート５４との間の距離
は調節可能となっている。また、洗浄槽５２の底面には、超音波振動子５３が配置されて
いる。すなわち、本実施形態では、洗浄槽５２の底面が超音波発信源となっている。そし
て、洗浄槽５２内は、洗浄液５１によってガイドローラー５６よりも上方まで満たされて
いる。

シート送り機構５５は、超音波振動子５３よりも上方に配置されている。本実施形態の
シート送り機構５５は、シート５４をロール状に保持すると共に当該シート５４を洗浄液
５１中に送り出す送出ロール５８（本発明における送出部材に相当）と、シート５４を洗
浄液５１中から回収し、ロール状に保持する回収ロール５９（本発明における回収部材に
相当）と、を備えている。シート５４は、送出ロール５８と回収ロール５９との間におい
て張られた状態で、２つのガイドローラー５６ａ、５６ｂにより洗浄液５１中に保持され
ている。すなわち、送出ロール５８から送り出されたシート５４は、２つのガイドローラ
ー５６ａ、５６ｂにより洗浄液５１中に浸漬された液体噴射ヘッドのノズル面３３との距
離が調整された状態で、回収ロール５９側へ案内される。また、超音波洗浄装置８は、モ
ーター等の駆動源からなる洗浄装置移動機構５７により上下方向に移動可能に構成されて
いる。すなわち、超音波洗浄装置８は、その上方に位置する記録ヘッド３に対して進退可
能に構成されている。

このように構成された超音波洗浄装置８は、メンテナンス動作において、超音波洗浄（
本発明における第１の洗浄モードに相当）およびシートワイプ（本発明における第２の洗
浄モードに相当）の何れか一方あるいは両方を、記録ヘッド３のノズル面３３の汚れ度合
に応じて実施する。超音波洗浄は、図５に示すように、記録ヘッド３の少なくともノズル
面３３を洗浄液５１中に浸漬させ、シート５４を当該ノズル面３３に対して間隔を開けて
保持させた離間状態で、超音波振動子５３を駆動して洗浄槽５２の底面から洗浄液５１に
超音波を加えるモードである。この洗浄液５１に加えられた超音波により、記録ヘッド３
を洗浄できる。このとき、シート５４が洗浄液５１中に保持されるので、洗浄液５１中の
異物をシート５４により捕捉することができる。すなわち、超音波によりノズル面３３か
ら脱離し、自重により下方に移動する異物を、シート５４により捕捉することができ、こ
の異物がノズル面３３に再び付着することを抑制できる。その結果、洗浄効率を向上させ
ることができ、洗浄時間を短縮することができる。また、シート５４がノズル面３３に対
して間隔を開けて保持されるので、シート５４によるノズル面３３の損傷を抑制できる。

なお、本実施形態の超音波洗浄は、数分から数十分の間行われる。例えば、洗浄液５１
として水を用いる場合、超音波洗浄を約６０分間実施することが望ましい。このような超
音波洗浄は、洗浄力が比較的高い反面、周波数が低い場合には記録ヘッド３を構成する基
板間の接着剤等が損傷すること等によるインクの噴射不良の虞がある。このため、記録ヘ
ッド３に損傷を与える虞がある場合は、超音波洗浄の洗浄時間を短くすることもできる。
また、超音波洗浄は、洗浄液５１中に周波数３００ｋＨｚ以下の超音波を発生させること
が望ましく、周波数２８ｋＨｚ以上３００ｋＨｚ以下の超音波を発生させることがより望
ましい。この点に関し、以下に説明する。

図８は、周波数を変えて記録ヘッド３の超音波洗浄を行った実験結果をまとめた表であ
る。この実験では、インクを噴射できないノズル３２が複数発生した状態（所謂、多ノズ
ル抜け状態）において、シートワイプを実施しても回復しなかった記録ヘッド３を用いて
超音波洗浄を行った。また、洗浄液５１として純水を用い、２８ｋＨｚ、４０ｋＨｚ、１
００ｋＨｚ、２００ｋＨｚ、３００ｋＨｚ、４００ｋＨｚ、１ＭＨｚ、３ＭＨｚの各周波
数で超音波洗浄を６０分間実施した。その結果、全てのノズル３２が回復すれば「ヘッド
洗浄特性」を「〇」とし、回復しないノズル３２（インクが噴射されないノズル３２）が
５つ未満であれば「ヘッド洗浄特性」を「△」とし、回復しないノズル３２が５つ以上で
あれば「ヘッド洗浄特性」を「×」とした。なお、インクが噴射されないノズル３２（所
謂、ノズル抜け）が５つ未満、すなわち「ヘッド洗浄特性」が「△」であれば、印刷品質
として許容できる範囲である。また、上記の超音波洗浄後、記録ヘッド３内に染料系のイ
ンクを充填し、７０℃の環境下に１００時間放置した後で印刷評価を行った。その結果、
印刷不良が発生すれば「ヘッド損傷」を「△」とし、印刷不良が発生しなければ「ヘッド
損傷」を「○」とした。

図８に示すように、周波数が４００ｋＨｚ以上の場合、「ヘッド洗浄特性」が「×」に
なった。また、周波数が２００ｋＨｚおよび３００ｋＨｚの場合、「ヘッド洗浄特性」が
「△」になった。さらに、周波数が１００ｋＨｚ以下の場合、「ヘッド洗浄特性」が「○
」になった。このため、洗浄力の観点から、周波数が３００ｋＨｚ以下で記録ヘッド３を
超音波洗浄することが望ましい。一方、周波数が４０ｋＨｚ以上の場合は、「ヘッド損傷
」が「○」になった。また、周波数が２８ｋＨｚの場合は、「ヘッド損傷」が「△」にな
った。一般的に、周波数が低くなる程、超音波により発生するキャビテーション強度が大
きくなり、これによる記録ヘッド３へのダメージが大きくなる。このため、周波数が２８
ｋＨｚ未満の場合には、７０℃の環境下に１００時間放置しなくとも印刷不良が発生する
虞がある。記録ヘッド３の損傷を抑制する観点から、周波数が２８ｋＨｚ以上で記録ヘッ
ド３を超音波洗浄することが望ましい。なお、周波数が２８ｋＨｚの場合、超音波洗浄を
６０分より短縮することで、印刷不良の発生、すなわち記録ヘッド３の損傷を抑制するこ
ともできる。

一方、シートワイプは、図６に示すように、超音波振動子５３を駆動せずに、記録ヘッ
ド３のノズル面３３を洗浄液５１中に浸漬させ、シート５４を当該ノズル面３３に対して
当接させた当接状態で、シート送り機構５５により記録ヘッド３に対してシート５４を相
対的に移動させてノズル面３３を払拭するモードである。このシートワイプは、上記のよ
うな超音波振動による記録ヘッド３の損傷を抑制できると共に、洗浄時間を短縮すること
ができる。しかしながら、洗浄力が比較的弱く、記録ヘッド３を十分に洗浄できない虞が
ある。このため、後述するように、シートワイプ実施後にインクの噴射不良が回復しない
場合、超音波洗浄を実施する。

次に、超音波洗浄装置８によるメンテナンス動作について説明する。図７は、プリンタ
ー１のメンテナンス動作の流れを説明するフローチャートである。なお、メンテナンス動
作は、印刷動作中において所定の時間が経過する毎、あるいは、所定回数のパス（すなわ
ち、記録ヘッド３の走査）を行う毎、または、所定のページ数を印刷する毎等に行われる
。

まず、複数のドット等からなる所定のテストパターンを記録媒体２上に印刷する（Ｓ１
）。なお、テストパターンとしては、ドットに限られず、罫線、文字、図形、記号等であ
ってもよい。次に、印刷されたテストパターンを画像読取部１９により読み取り、読み取
った画像データを制御部１４に送信する（Ｓ２）。制御部１４は、この画像データを解析
すると共に、今回のメンテナンス動作において、すでにシートワイプを行っているか否か
を判定する（Ｓ３）。画像解析において、例えば、ドットを読み取れない場合は、ノズル
抜けと判定し、ドットを読み取れるが所望の濃度値に足りない場合は、飛行曲がり（所謂
、縦方向のアライメント不良）と判定する。そして、シートワイプを行っていない場合（
Ｓ３においてＮｏの場合）、制御部１４は、画像データの解析結果から、記録ヘッド３の
汚れ度合に応じて、シートワイプが必要か否かを判定する（Ｓ４）。例えば、印刷不良が
無い場合、シートワイプが不要と判定する（Ｓ４においてＮｏ）。また、印刷不良が重度
な場合（例えば、ノズル抜けや縦方向のアライメント不良が多数ある場合）も、シートワ
イプが不要と判定する（Ｓ４においてＮｏ）。一方、印刷不良が軽度な場合（例えば、ノ
ズル抜けや縦方向のアライメント不良が１〜数個である場合）、シートワイプが必要と判
定する（Ｓ４においてＹｅｓ）。

シートワイプが必要と判定された場合、キャリッジ移動機構５の駆動により記録ヘッド
３を超音波洗浄装置８の上方まで移動させる。この状態で、洗浄装置移動機構５７の駆動
により超音波洗浄装置８を上方に移動させて、記録ヘッド３を洗浄槽５２内の洗浄液５１
に浸漬させる。そして、図６に示すように、ノズル面３３にシート５４を当接させて、シ
ート送り機構５５の駆動により、シート５４を記録ヘッド３に対して相対的に移動させて
シートワイプを実施する（Ｓ６）。なお、シートワイプは、シート５４をノズル面３３に
対して一方向に移動させても良いし、一方向への移動と他方向への移動を繰り返す動作、
すなわち往復動作を行っても良い。また、シート５４のうちノズル面３３の払拭に使用し
た部分は、シートワイプ実施後に回収ロール５９に回収される。この回収ロール５９への
回収は、シートワイプまたは超音波洗浄を所定の回数実施した後に、行うようにしても良
い。

そして、シートワイプを実施したならば、洗浄装置移動機構５７の駆動により超音波洗
浄装置８を下方に移動させて、記録ヘッド３を洗浄槽５２内から離脱させる。その後、フ
ラッシング動作を実施する（Ｓ８）。ここで、フラッシング動作は、記録ヘッド３のノズ
ル３２や圧力室４０等の流路内に進入した洗浄液５１を、強制的に排出するための動作で
ある。例えば、超音波洗浄装置８上に記録ヘッド３が位置している状態で、圧電素子４２
の駆動により、ノズル３２から洗浄槽５２内に向けて洗浄液５１を排出する。あるいは、
別途、フラッシングボックスを設け、このフラッシングボックス上に記録ヘッド３を移動
させて、ノズル３２から洗浄液５１を排出するようにしてもよい。その他、記録ヘッド３
をキャップ上まで移動させ、ノズル面３３をキャップで封止した状態で、当該封止空間内
を図示しないポンプ等により減圧することで、記録ヘッド３内の洗浄液５１を吸引するク
リーニング動作を、フラッシング動作に代えて行うこともできる。フラッシング動作を実
施したならば、記録ヘッド３内をインクで満たした状態で、再びテストパターンを印刷し
（Ｓ１）、印刷されたテストパターンを画像読取部１９により読み取る（Ｓ２）。

次に、シートワイプを行っていない場合においてシートワイプが不要と判定された場合
（Ｓ４においてＮｏの場合）、あるいは、１度シートワイプを行った場合（Ｓ３において
Ｙｅｓの場合）、制御部１４は、画像データの解析結果から、記録ヘッド３の汚れ度合に
応じて、超音波洗浄が必要か否かを判定する（Ｓ５）。例えば、シートワイプを行ってい
ない場合において、印刷不良が重度な場合は、超音波洗浄が必要と判定する（Ｓ５におい
てＹｅｓ）。また、シートワイプを行っていた場合において、印刷不良がある場合は、シ
ートワイプの実施により印刷不良が回復していない場合であるため、軽度な印刷不良であ
っても超音波洗浄が必要と判定する（Ｓ５においてＹｅｓ）。一方、シートワイプの実施
の有無にかかわらず、印刷不良が無い場合は、超音波洗浄が不要と判定し（Ｓ５において
Ｎｏ）、メンテナンス動作を終了する。

超音波洗浄が必要と判定された場合、シートワイプの場合と同様に、キャリッジ移動機
構５の駆動により記録ヘッド３を超音波洗浄装置８の上方まで移動させる。この状態で、
洗浄装置移動機構５７の駆動により超音波洗浄装置８を上方に移動させて、記録ヘッド３
を洗浄槽５２内の洗浄液５１に浸漬させる（本発明における第１の工程に相当）。そして
、図５に示すように、ノズル面３３にシート５４を当接させないように、シート５４とノ
ズル面３３との間隔が開いた状態で超音波洗浄装置８の上方への移動を停止させる。これ
により、送出ロール５８と回収ロール５９との間のガイドローラー５６ａ、５６ｂ間に張
られたシート５４が、ノズル面３３に対して相対した状態で洗浄液５１中に保持される。
このとき、ノズル面３３とシート５４との間隔ｄ１が、シート５４と超音波発信源である
洗浄槽５２の底面ｄ２との間隔よりも狭い状態にすることが望ましい。これにより、シー
ト５４をノズル面３３に可及的に近づけることができる。この状態で、シート送り機構５
５を駆動させずに、超音波振動子５３を駆動して超音波を発生させる（本発明における第
２の工程に相当）。例えば、６０分間超音波を発生させて、超音波洗浄を実施する（Ｓ７
）。なお、シート５４のうち超音波洗浄中に洗浄液５１へ浸漬していた部分は、超音波洗
浄実施後に回収ロール５９に回収される。この回収ロール５９への回収は、超音波洗浄ま
たはシートワイプを所定の回数実施した後に、行うようにしても良い。

そして、超音波洗浄を実施したならば、洗浄装置移動機構５７の駆動により超音波洗浄
装置８を下方に移動させて、記録ヘッド３を洗浄槽５２内から離脱させる。その後、シー
トワイプ後と同様に、フラッシング動作を実施する（Ｓ８）。フラッシング動作を実施し
たならば、記録ヘッド３内をインクで満たした状態で、再びテストパターンを印刷し（Ｓ
１）、印刷されたテストパターンを画像読取部１９により読み取る（Ｓ２）。そして、制
御部１４は、印刷不良が回復したか否かを判定し（Ｓ４、Ｓ５）、回復していれば（Ｓ４
、Ｓ５ともにＮｏ）であれば、メンテナンス動作を終了する。なお、本実施形態では、超
音波洗浄装置８の上下方向における位置を調節することで、シート５４とノズル面３３と
が離間した離間状態と、シート５４とノズル面３３とが当接した当接状態と、を変換可能
に構成しているので、洗浄装置移動機構５７が本発明の捕捉部材変換機構に相当する。

このように、シート５４をノズル面３３に対して間隔を開けて保持した状態で、超音波
振動子５３により超音波を発生させるので、超音波によりノズル面３３から異物を脱離さ
せることができると共に、脱離した異物をシート５４により捕捉することで、異物がノズ
ル面３３に再び付着することを抑制できる。その結果、洗浄効率を向上させることができ
、洗浄時間を短縮することができる。また、シート５４がノズル面３３に対して間隔を開
けて保持されるので、シート５４によるノズル面３３の損傷を抑制できる。例えば、ノズ
ル面３３に形成された撥水膜が剥がれること等を抑制できる。また、シート５４を洗浄液
５１中に送り出す送出ロール５８と、シート５４を洗浄液５１中から回収する回収ロール
５９と、を備えたので、異物を捕捉した古いシート５４を洗浄液５１中から回収できると
共に、異物を捕捉していない新しいシート５４を洗浄液５１中に送り出すことができる。
これにより、古いシート５４から異物が脱離することを抑制することができる。また、新
しいシート５４により異物を一層効率よく捕捉することができる。さらに、シート５４を
洗浄液５１中に保持するガイドローラー５６を複数備えたので、ガイドローラー５６の位
置を調整することでシート５４とノズル面３３との間隔を調整できる。これにより、シー
ト５４の位置合わせが容易になる。

また、超音波洗浄とシートワイプとの２つの洗浄モードを実行可能に構成したので、記
録ヘッド３の汚れ度合に応じて、適切な洗浄モードが選択可能になる。すなわち、超音波
洗浄により洗浄を行うことで、比較的汚れ度合が大きい記録ヘッド３の洗浄が可能になる
。一方、シートワイプにより洗浄を行うことで、超音波振動による記録ヘッド３の損傷を
抑制できる。また、シートワイプにおいてシート５４によりノズル面３３を払拭させるの
で、ワイピング部材等を別途設ける必要が無く、プリンター１の構成を簡素化できる。さ
らに、シートワイプの後に、記録ヘッド３の汚れ度合に応じて、超音波洗浄を実行可能に
したので、記録ヘッド３のノズル面３３等に付着した異物をより確実に除去することがで
きる。

また、ノズル面３３とシート５４との間隔ｄ１が、シート５４と超音波発信源である洗
浄槽５２の底面ｄ２との間隔よりも狭い状態で超音波洗浄を行うので、超音波による洗浄
によりノズル面３３から脱離した異物を、ノズル面３３により近い場所でシート５４によ
り捕捉することができる。これにより、より確実に異物を捕捉することができる。そして
、超音波振動子５３は、洗浄液５１中に周波数３００ｋＨｚ以下の超音波を発生させるの
で、洗浄力を向上させることができる。これにより、超音波による洗浄効率を一層向上さ
せることができる。

ところで、シートワイプおよび超音波洗浄において、記録ヘッド３を洗浄液５１に浸漬
する場合、少なくともノズル面３３が浸漬されていればよく、その他の部分は浸漬させて
も良いし、浸漬させなくても良い。また、シート５４を洗浄槽５２内に保持するガイドロ
ーラー５６を、洗浄槽５２内において上下方向に移動可能なように構成しても良い。例え
ば、ガイドローラーを上下動させるローラー駆動機構を備え、ローラー駆動機構の駆動に
よりガイドローラーを上下させることで、シートとノズル面との間隔を調整する。このよ
うにすれば、ガイドローラーを上下させることで、シートとノズル面とを離間させた離間
状態と、シートとノズル面とを当接させた当接状態と、を変換できるため、超音波洗浄装
置と記録ヘッドとの相対位置をシートワイプと超音波洗浄との両モードで共通にできる。
なお、この場合、ローラー駆動機構が本発明の捕捉部材変換機構に相当する。さらに、上
記した実施形態では、本発明の保持部材としてガイドローラー５６を用いたが、これには
限られない。送出ロール５８と回収ロール５９との間のシート５４をノズル面３３に対し
て相対させた状態で保持できれば、どのようなものであっても良い。例えば、単なる棒状
のものであっても良い。

また、上記した実施形態では、シート状の捕捉部材を例示したが、異物を捕捉できれば
、どのようなものであっても良い。例えば、スポンジ等の多孔質部材を用いても良い。さ
らに、上記した実施形態では、洗浄装置移動機構５７を備え、超音波洗浄装置８を記録ヘ
ッド３に対して相対的に上下方向に移動させたが、これには限られない。例えば、記録ヘ
ッドを上下方向に移動可能なように構成し、記録ヘッドを超音波洗浄装置に対して下方に
移動させて洗浄槽内に収容させても良い。また、上記した実施形態では、画像読取部１９
を備え、印刷されたテストパターンを画像読取部１９により読み取って、その画像データ
を基に印刷不良を判定したが、これには限られず、ノズル３２からのインクの飛翔を検査
できれば、どのような方法であっても良い。例えば、飛翔しているインク自体を撮影し、
正常にインクが飛翔しているか否かを判定する方法や、圧電素子に係る逆起電力を解析す
る方法等を用いることができる。

さらに、上記した実施形態では、洗浄槽５２の底面に超音波振動子５３が配置されたが
、これには限られない。洗浄槽５２内の洗浄液５１に超音波を加えて、記録ヘッド３のノ
ズル面３３を洗浄できれば、超音波振動子５３を任意の場所に配置しても良い。また、上
記した実施形態では、制御部１４が記録ヘッド３の汚れ度合を判定し、その結果に応じて
、シートワイプまたは超音波洗浄を実施したが、これには限られない。例えば、制御部が
記録ヘッドの汚れ度合を判定し、その結果をユーザーに通報するようにしても良い。そし
て、この通報に応じて、ユーザーがシートワイプまたは超音波洗浄の実行を選択する。ま
た、ユーザー自身が記録媒体に印刷された画像から、記録ヘッドの汚れ度合を判断し、シ
ートワイプまたは超音波洗浄の実行を選択しても良い。

そして、以上では、液体噴射装置の一種であるインクジェット式プリンター１を例に挙
げて説明したが、本発明は、超音波洗浄装置を備えた他の液体噴射装置にも適用すること
ができる。例えば、液晶ディスプレイ等のカラーフィルターの製造に用いられる色材噴射
ヘッド、有機ＥＬ（Electro Luminescence）ディスプレイ、ＦＥＤ（面発光ディスプレイ
）等の電極形成に用いられる電極材噴射ヘッド、バイオチップ（生物化学素子）の製造に
用いられる生体有機物噴射ヘッド等を備えた液体噴射装置にも本発明を適用することがで
きる。

１…プリンター，３…記録ヘッド，４…キャリッジ，７…インクカートリッジ，８…超
音波洗浄装置，１１…プリンターコントローラー，１４…制御部，１８…ヘッド制御部，
１９…画像読取部，２７…圧力発生ユニット，２８…流路ユニット，２９…ヘッドケース
，３０…液体導入路，３１…ノズルプレート，３２…ノズル，３３…ノズル面，５１…洗
浄液，５２…洗浄槽，５３…超音波振動子，５４…シート，５５…シート送り機構，５６
…ガイドローラー，５７…洗浄装置移動機構，５８…送出ロール，５９…回収ロール

Claims (9)

1. ノズル面に液体を噴射するノズルが形成された液体噴射ヘッドと、
   洗浄液が収容された洗浄槽と、当該洗浄液に超音波振動を発生させる超音波発信源と、
   前記洗浄液中の異物を捕捉可能な捕捉部材と、が設けられた超音波洗浄装置と、を備え、
   前記捕捉部材は、前記液体噴射ヘッドの少なくとも前記ノズル面が洗浄液中に浸漬され
   た状態で、当該ノズル面に対して間隔を開けて保持されることを特徴とする液体噴射装置
   。
2. 前記捕捉部材は、シート状に形成され、
   前記超音波洗浄装置は、前記捕捉部材を保持すると共に当該捕捉部材を洗浄液中に送り
   出す送出部材と、前記捕捉部材を洗浄液中から回収する回収部材と、を備えたことを特徴
   とする請求項１に記載の液体噴射装置。
3. 前記洗浄槽は、前記送出部材と前記回収部材との間の捕捉部材を前記ノズル面に対して
   相対させた状態で洗浄液中に保持する保持部材を複数備えたことを特徴とする請求項２に
   記載の液体噴射装置。
4. 前記超音波洗浄装置は、前記捕捉部材と洗浄液中に浸漬された前記液体噴射ヘッドの前
   記ノズル面との間隔を保持した離間状態と、前記捕捉部材と洗浄液中に浸漬された前記液
   体噴射ヘッドの前記ノズル面とを当接させた当接状態と、に変換可能な捕捉部材変換機構
   を備え、
   前記離間状態において、前記超音波発信源によって前記洗浄液に超音波振動を発生させ
   る第１の洗浄モードと、
   前記当接状態において、前記捕捉部材を前記液体噴射ヘッドに対して相対的に移動させ
   て前記ノズル面を払拭させる第２の洗浄モードと、を選択可能なことを特徴とする請求項
   １から請求項３の何れか一項に記載の液体噴射装置。
5. 前記超音波洗浄装置は、前記第２の洗浄モードの後に、前記液体噴射ヘッドの汚れ度合
   に応じて、前記第１の洗浄モードを実行可能なことを特徴とする請求項４に記載の液体噴
   射装置。
6. 前記超音波発信源は、洗浄液中に浸漬された前記液体噴射ヘッドの前記ノズル面と前記
   捕捉部材との間隔が当該捕捉部材と前記超音波発信源との間隔よりも狭い状態で超音波を
   発生させることを特徴とする請求項１から請求項５の何れか一項に記載の液体噴射装置。
7. 前記超音波発信源は、洗浄液中に周波数３００ｋＨｚ以下の超音波を発生させることを
   特徴とする請求項１から請求項６の何れか一項に記載の液体噴射装置。
8. ノズル面に液体を噴射するノズルが形成された液体噴射ヘッドの前記ノズル面を洗浄す
   る超音波洗浄装置であって、
   洗浄液が収容された洗浄槽と、当該洗浄液に超音波振動を発生させる超音波発信源と、
   前記洗浄液中の異物を捕捉可能な捕捉部材と、を備え、
   前記捕捉部材は、前記液体噴射ヘッドの少なくとも前記ノズル面が洗浄液中に浸漬され
   た状態で、当該ノズル面に対して間隔を開けて保持されることを特徴とする超音波洗浄装
   置。
9. 洗浄液が収容された洗浄槽と、当該洗浄液に超音波振動を発生させる超音波発信源と、
   前記洗浄液中の異物を捕捉可能な捕捉部材と、を備え、ノズル面に液体を噴射するノズル
   が形成された液体噴射ヘッドの前記ノズル面を洗浄する超音波洗浄方法であって、
   前記洗浄槽内の洗浄液に前記液体噴射ヘッドの少なくともノズル面を浸漬する第１の工
   程と、
   前記捕捉部材を前記ノズル面に対して間隔を開けて保持した状態で、超音波発信源によ
   り超音波を発生させる第２の工程と、を含むことを特徴とする超音波洗浄方法。

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