JP4649985B2 - インクジェットヘッド洗浄装置及びインクジェットヘッド洗浄方法 - Google Patents

Description

本発明は、インクジェットヘッド洗浄装置及びインクジェットヘッド洗浄方法に関する。

インクジェットヘッドは、微小なノズルからインクを射出して記録紙上にインクを付着させて記録を行なうが、このノズル寸法が通常数十μｍと小さいために製造工程中で混入した塵や異物がこのノズルに詰まり吐出不良を発生させ工程歩留まりを低下させる大きな原因となっていた。

近年、流路基板の供給路絞り部より上流側に洗浄用の分岐路を設け、この流路に吸引装置を連結し、ノズル及びインクフィルタ側より洗浄液を断続的に吸引、異物を排出させるインクジェットヘッド洗浄装置が提案されている。（例えば、特許文献１）
また、洗浄液を溜めるとともにその洗浄液を供給するための第１配管によって切替バルブに連結する洗浄液容器と、インクジェットヘッドから吐出する廃液を受けるとともにとその廃液を供給するための第４配管によってフィルタに連結する廃液容器と、第４配管から供給される廃液を濾過し洗浄液を再生するとともにその洗浄液を供給するための第５配管と連結するフィルタと、第１配管または第５配管の一方の配管から供給される洗浄液を排他的に選択するとともにその選択された洗浄液を供給するための第２配管によってポンプと連結する切替バルブと、第２配管から供給される洗浄液を加圧するとともにその加圧された洗浄液を供給するための第３配管によってインクジェットヘッドに連結するようにしたポンプとを具備するインクジェットヘッド洗浄装置が知られている（例えば、特許文献２）。

さらに、インクジェットヘッドを支持するヘッド支持手段と、洗浄液を吐出する洗浄液吐出ノズルと、洗浄液吐出ノズルを支持するノズル支持手段と、洗浄液吐出ノズルを噴射圧力室の配設方向に沿って移動させる移送手段と、洗浄液吐出ノズルに加圧した洗浄液を供給する洗浄液供給ポンプとを設け、洗浄液吐出ノズルを噴射圧力室の配設方向に沿って移動させると、洗浄液吐出ノズルから吐出された洗浄液の噴流が各噴射圧力室に順次供給され、各噴射圧力室が洗浄されるインクジェットヘッド洗浄装置が知られている。（例えば、特許文献３）
特開平６−８４７１号公報 特開２００４−６６７３５号公報 特開平１１−３３４０９１号公報

しかしながら、いずれの洗浄装置又は洗浄方法も、ヘッドの向きは上、下又は横向きの一方向のみで洗浄を行うものであった。
特許文献１の方法では、キャップでノズル面を被覆しキャップから圧力室に洗浄液を供給する方法の場合、キャップ内やノズル面に付着しているゴミを洗浄液とともに吸引してゴミが圧力室に浸入することがあった。

また、特許文献２の方法では、ノズル面を下向きの状態で、廃液容器でノズル列を大気から密閉しているためジェット噴射（高い圧力で洗浄液やインク供給を行ってノズルから洗浄液やインクを滝のように吐出する）を行う場合、たとえ廃液容器が透明の材料であってもインクの吐出状態を観測しにくいし、ノズル面の観測ができないと言う問題があった。吐出状態を直に観測するには廃液容器を密閉させない別の工程を設ける必要があり、製造工程の追加になり生産効率が悪くなるという問題があった。

さらに、特許文献３の方法は、マイクロジェットと呼ばれる洗浄方法であるが、装置自体が高価である上、ノズル面で跳ね返った洗浄液が周囲に飛び散るのを防止するための囲いなどの付帯設備が必要であり、洗浄工程が大がかりなものであった。さらに、ノズル検査のために別工程の追加を必要とした。

そこで本発明は、インクジェットヘッド内のゴミを確実に排出し、人手作業を省き、安全で環境保全を考慮し、洗浄後の検査も同一の工程ででき、かつ比較的安価で生産効率の良いインクジェットヘッド洗浄装置及びインクジェットヘッド洗浄方法を提供することを目的とする。

本発明の目的は、下記構成により達成することができる。

請求項１に係る発明は、
先端からインク滴を吐出するノズル列に連通する圧力室と、圧力室に連通する共通インク室と、外部から前記共通インク室にインクを供給するインク導入口と、共通インク室の一部に封止可能な洗浄液排出口を備えたインクジェットヘッドを洗浄するインクジェットヘッド洗浄装置において、
前記ノズル列を大気から密閉するキャップと、前記インク導入口に接続されて前記共通インク室に洗浄液を供給する洗浄液供給手段と、前記洗浄液排出口を介して前記共通インク室の洗浄液を排出する洗浄液排出手段と、前記インクジェットヘッドを支持するヘッド固定台を備え、前記ヘッド固定台はヘッドのノズル面の方向を上下に変更可能な回転部を備えたことを特徴とするインクジェットヘッド洗浄装置である。

請求項２に係る発明は、
前記ノズル面の方向を上向き状態で洗浄したのち、下向き状態で洗浄する制御手段を有することを特徴とする請求項１に記載のインクジェットヘッド洗浄装置である。

請求項３に係る発明は、
前記キャップは、上向きのノズルを大気から密閉する位置に設けられたことを特徴とする請求項１又は２に記載のインクジェットヘッド洗浄装置である。

請求項４に係る発明は、
前記洗浄液供給手段は、洗浄液を高圧、低圧、及び開放、の３種類の圧力を切り換える機能を有することを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載のインクジェットヘッド洗浄装置である。

請求項５に係る発明は、
前記洗浄液供給手段は、第１の洗浄液を高圧で供給し、第２の洗浄液を低圧で供給することを特徴とする請求項４に記載のインクジェットヘッド洗浄装置である。

請求項６に係る発明は、
前記共通インク室はフィルタを境に第１と第２の室に分離されており、それぞれには洗浄液排出口を有し、前記洗浄液排出手段は、前記共通インク室のフィルタの上流である第１の室から吸引する第１の吸引手段と、フィルタの下流である第２の室から吸引する第２の吸引手段を有することを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載のインクジェットヘッド洗浄装置である。

請求項７に係る発明は、
前記キャップと連通し、前記ノズル列から洗浄液を吸引する第３の吸引手段を有することを特徴とする請求項１乃至６の何れか１項に記載のインクジェットヘッド洗浄装置である。

請求項８に係る発明は、
前記第１、第２及び第３の吸引手段は共通のポンプで吸引することを特徴とする請求項７に記載のインクジェットヘッド洗浄装置である。

請求項９に係る発明は、
前記第１、第２及び第３の吸引手段で吸引された洗浄液は、前記洗浄液供給手段で再度前記共通インク室へ供給されることを特徴とする請求項７又は８に記載のインクジェットヘッド洗浄装置である。

請求項１０に係る発明は、
前記ノズル列から吐出する前記第１の洗浄液を受ける受け皿を有することを特徴とする請求項５に記載のインクジェットヘッド洗浄装置である。

請求項１１に係る発明は、
前記受け皿で受けた第１の洗浄液は、前記洗浄液供給手段で再度前記共通インク室へ供給されることを特徴とする請求項１０に記載のインクジェットヘッド洗浄装置である。

請求項１２に係る発明は、
前記ノズル列から吐出中の第１の洗浄液を観測する検査手段を有することを特徴とする請求項５、１０又は１１に記載のインクジェットヘッド洗浄装置である。

請求項１３に係る発明は、
前記ノズル面を観測する検査手段を有することを特徴とする請求項１乃至１２の何れか１項に記載のインクジェットヘッド洗浄装置である。

請求項１４に係る発明は、
前記キャップと、前記ヘッド固定台を複数有し、前記洗浄液供給手段と、前記洗浄液排出手段を共通に使用し、複数のヘッドを同時に洗浄することを特徴とする請求項１乃至１３項の何れか１項に記載のインクジェットヘッド洗浄装置である。

請求項１５に係る発明は、
前記インクジェットヘッドと前記インクジェットヘッド洗浄装置を筐体内に載置し、大気と密閉した状態で洗浄することを特徴とする請求項１乃至１４項の何れか１項に記載のインクジェットヘッド洗浄装置である。

請求項１６に係る発明は、
先端からインク滴を吐出するノズル列に連通する圧力室と、圧力室に連通する共通インク室を有するインクジェットヘッド洗浄方法において、ノズル面を上向き状態で洗浄液で圧力室及び共通インク室を満たし、ノズル列から洗浄液をしみ出させて洗浄する工程と、洗浄液を排出する洗浄工程と、ノズル面を下向き状態で洗浄液で圧力室及び共通インク室を満たし、ノズル列から洗浄液を吐出させてノズル検査をする工程を含むことを特徴とするインクジェットヘッド洗浄方法である。

請求項１に記載の発明によれば、ヘッドの向きを上下に回転でき、いずれの状態においても洗浄液をヘッド内に導入ができ、ヘッド内から洗浄液を排出することができる。

請求項２に記載の発明によれば、インクジェットヘッドを上向き、下向きの状態での洗浄を制御出来るので人手による作業が省くことができる。洗浄液が溶剤の場合、作業者の安全に寄与することになる。さらに洗浄装置全体を大気から密閉してヘッドを洗浄し、気化した溶剤や使用後の溶剤の処理を行うことで環境の保全に有用となる。

請求項３に記載の発明によれば、ノズル面を上向き状態で洗浄する場合、キャップがインクジェットヘッドの上方向に位置するのでノズル面にキャップを密着させるのに移動の機構が簡単で、移動時間も少なくてすむ。

請求項４に記載の発明によれば、ヘッドを下向きの状態で洗浄液を高圧で供給することで圧力室のゴミを押し出すことが可能であるし、洗浄液が出射されていないノズルにはゴミが詰まっていることがわかる。ヘッドを上向きの状態で洗浄液を低圧で供給することで圧力室の洗浄液をノズルからわずかにしみ出させることができ、次に洗浄液排出口から洗浄液を排出することで圧力室及びノズル内のゴミは洗浄液と共に排出される。ヘッドを上向きの状態で洗浄液供給手段の洗浄液に圧力をかけないで排出口から洗浄液を排出することで共通インク室のゴミが洗浄液と共に排出される。

請求項５に記載の発明によれば、ヘッドを下向きの状態で第１の洗浄液を高圧で供給することで圧力室のゴミをノズルから押し出すことが可能である。またノズル列から第１の洗浄液が出射され、出射されていないノズルにはゴミが詰まっていることがわかる。ヘッドを上向きの状態で第２の洗浄液を低圧で供給することで圧力室の第２の洗浄液をノズルからわずかにしみ出させることができ、次に洗浄液排出口から第２の洗浄液を吸引、排出することで圧力室及びノズル内のゴミは第２の洗浄液と共に排出される。

請求項６に記載の発明によれば、フィルタで区切られた前記共通インク室のフィルタの上流と、フィルタの下流を別々の吸引手段で洗浄液を吸引することで共通インク室のゴミがフィルタに残留することなく排出される。

請求項７に記載の発明によれば、ヘッドを上向きにしてキャップを移動させてヘッドノズル面に密着させて、第３の吸引手段で吸引することで洗浄液供給手段から共通インク室及び圧力室を経由してノズル列から洗浄液とともにゴミを排出する。

請求項８に記載の発明によれば、配管をバルブで切り換えて共通のポンプで吸引することで洗浄装置のコストが低くなる。

請求項９に記載の発明によれば、吸引された洗浄液をフィルタで濾過し、洗浄液供給手段に戻すことで、洗浄液をリサイクルし、効率よく、廃液の少ない洗浄装置が可能となる。

請求項１０に記載の発明によれば、受け皿を備えることで、ノズル列から吐出された第１の洗浄液が床などにこぼれたり、霧状になって空気中にまき散らされことがなく、きれいな環境が保つことが可能となる。

請求項１１に記載の発明によれば、受け皿で受けた第１の洗浄液をフィルタで濾過、洗浄液供給手段に戻すことで、洗浄液をリサイクルし、効率よく、廃液の少ない洗浄装置が可能となる。

請求項１２に記載の発明によれば、ノズル列から吐出中の第１の洗浄液を検査手段で観測することで、容易にノズルの詰まりや洗浄液の出射曲がりを検査できる。

請求項１３に記載の発明によれば、前記回転部を動作させて検査手段である撮影装置でノズル面を観測することで容易にノズル面のゴミの付着などが発見できる。

請求項１４に記載の発明によれば、複数のヘッドを同時に洗浄できるので、生産性の向上が見込めるとともにヘッド１ヶ当たりの洗浄設備の費用が低減する。

請求項１５に記載の発明によれば、筐体内にインクジェットヘッドと洗浄装置を載置し、大気と密閉することで風の影響を受けないし、溶剤を含んだ洗浄液を用いる場合でも安全な洗浄作業が可能となる。

請求項１６に記載の発明によれば、ノズル面を上向き状態でヘッド内を洗浄し、下向き状態で洗浄液を吐出するので、ヘッド内のゴミが確実に排出できる。さらに、第１の洗浄液を吐出させて（ジェット噴射）ノズル検査を行うのでノズルの詰まりや第１の洗浄液の出射曲がりが容易に検出でき、効率の良い生産が可能となる。

以下、図面に基づき本発明の実施の形態を説明する。

図１及び図２を用いてインクジェットヘッド４について説明する。

図１はインクジェットヘッド４に形成された各流路の概略を表した概略図であり、図２は、本実施形態のインクジェットヘッド４の分解斜視図である。

本実施形態のインクジェットヘッド４には、インクを吐出する２枚のインクジェットヘッドチップ（以下「ヘッドチップ」と称す。）４１が重ねて設けられている。ヘッドチップ４１は長尺な外形をしていて、その下端面（図２における）には多数のノズル４５が配列されている。（以下ノズルの配列を「ノズル列」と称す。）また、重ねられた２枚のヘッドチップ４１のそれぞれの外側面には略方形状のインク供給口４３が設けられていて、インク供給口４３とノズル４５とがインク吐出流路４４を介して連通するようになっている。インク吐出流路４４の一部は圧力室を形成しており、図示しない圧電素子の作用により圧力を変動させて、インク滴をノズルから吐出させる構造になっている。そして、ヘッドチップ４１には、各圧電素子に対して制御部からの制御信号を送信する２組のヘッド駆動基板（図２の４６）のそれぞれが、フレキシブル配線板（図２の４７）を介して各圧電素子に接続されている。

２枚のヘッドチップ４１の両側部には、外部からのインクをヘッドチップ４１に供給する２組のマニホールド４８ａ，４８ｂが取り付けられている。マニホールド４８ａ，４８ｂとヘッドチップ４１で挟まれた空間が共通インク室５０ａ，５０ｂである。

フィルタ５１ａ，５１ｂは、マニホールド４８ａ，４８ｂがヘッドチップ４１に取り付けられると、ヘッドチップ４１のインク供給口４３を覆うようになっている。ここで、インク供給口４３とフィルタ５１ａ，５１ｂの間には隙間があって第２の室５２ａ，５２ｂが形成される。第２の室５２ａ，５２ｂは、フィルタ５１ａ，５１ｂによって濾過されたインクをインク供給口４３まで導くインク流路となる。

図２に示すように、ヘッドチップ４１の下部には、ノズル面が露出するようにマニホールド４８ａ，４８ｂ及びヘッドチップ４１を保持する図示しない保持板が取り付けられている。

また、インクジェットヘッド４には、上記したヘッドチップ４１、マニホールド４８ａ，４８ｂ、ヘッド駆動基板４６、保持板などのインクジェットヘッド４の構成要素が取り付けられ固定される筐体フレーム５４が設けられており、この筐体フレーム５４は図示しないカバーによって覆われている。
図１及び図２を用いてインク注入時のインクの流路ついて説明する。

インクタンク（不図示）からインクが供給されると、インクは、インク供給管（不図示）と筐体フレーム５４の前端部に設けられてインク供給管（不図示）に接続されるインク導入口である円筒形状のインク用接続部６０を介してインクジェットヘッド４内に流入する。

インクジェットヘッド４内では先ずインクは、供給用インク流路５９を通過して、各マニホールド４８ａ，４８ｂの注入口４８１ａ，４８１ｂに分岐し、共通インク室５０ａ，５０ｂに進入する。インクは各マニホールドの凹部である第１の室４９１ａ，４９１ｂに流れながら、フィルタ５１ａ，５１ｂを通過して第２の室５２ａ，５２ｂに流れる。第２の室５２ａ，５２ｂに至ったインクは、インク供給口４３からヘッドチップ４１内に進入する。つまり、マニホールド４８ａ，４８ｂ内のインク流路は、注入口４８１ａ，４８１ｂから第１の室４９１ａ，４９１ｂ及び第２の室５２ａ，５２ｂを介してヘッドチップ４１のインク供給口４３に至るように形成されている。

そして、第１連通用流路６１はフィルタ５１ａ，５１ｂの上流側、すなわち第１の室に、第２連通用流路６３はフィルタ５１ａ，５１ｂの下流側、すなわち第２の室に連通するようになっている。第１連通用流路６１は、インク用接続部６０の近傍に設けられて、円筒形状の洗浄液排出口である第１接続部６２に連通している。また、第２連通用流路６３は、マニホールド４８ａ，４８ｂの後端部に設けられて、同じく円筒形状の洗浄液排出口である第２接続部６４に連通している。

マニホールド内のインクを排出するには、第１接続部６２や第２接続部６４に排出管（配管）を接続して外部に排出する。

図３は、図１のインクジェットヘッドのノズル面が上向きの状態に設置された場合のインクジェットヘッド洗浄装置全体構成を概念的に示す概略図である。

インクジェットヘッド洗浄装置は、第２の洗浄液タンク７１、第１の洗浄液タンク７２、第１の洗浄液廃液タンク７６や第２の洗浄液廃液タンク７３との間の流路となる配管６、配管６の途中に配され、配管の開閉を行うバルブＢ１〜Ｂ６、同じく配管の途中に配され、第２の洗浄液７４や第１の洗浄液７５をヘッド４へ供給するポンプＰ１やＰ２、ヘッド４から吸引するポンプＰ３、上下してノズル列を大気から密閉したり、大気に連通するキャップ８１、ノズル列から吐出される第１の洗浄液７５を受ける受け皿８２や配管の途中に配されヘッドに供給される第１、第２の洗浄液を濾過するフィルタＦ１，Ｆ２からなる。

さらに、図示しないが、ヘッドを支持し、ノズル面の向きを上下に変更可能な回転部を持ったヘッド固定台と、ヘッドの洗浄を総合的に制御する制御手段を備えている。

制御手段（不図示）は、ヘッド固定台（不図示）の回転とキャップの上下動作や、バルブＢ１〜６の開閉や、ポンプＰ１〜３の動作等を制御してヘッドの洗浄を確実に短時間で行う。

洗浄液供給手段は、第２の洗浄液タンク７１→バルブＢ１→フィルタＦ１→インク用接続部６０、第２の洗浄液タンク７１→ポンプＰ１→バルブＢ２→フィルタＦ１→インク用接続部６０、又は第１の洗浄液タンク７２→ポンプＰ２→バルブＢ３→フィルタＦ２→インク用接続部６０の３経路のうち何れかの経路で配管６を経由して洗浄液をヘッド内へ供給する。

洗浄液排出手段が有する、第１の吸引手段は、ヘッド内→第１接続部６２→バルブＢ６→ポンプＰ３、又は第２の吸引手段は、ヘッド内→第２接続部６４→バルブＢ４→ポンプＰ３の何れかの経路で配管６を経由して第２の洗浄液廃液タンク７３へ洗浄液を排出する。

洗浄液がヘッドから上述した経路で排出される場合にキャップ８１を下げてノズル列を大気から密閉し、空気がノズル列から入るのを防ぐ。

ポンプＰ１は低圧で第２の洗浄液７４を第２の洗浄液タンク７１からインク用接続部６０に流入させる。ポンプＰ２は高圧で第１の洗浄液７５を第１の洗浄液タンク７２からインク用接続部６０に流入させ、さらにノズル列から吐出させる。ポンプＰ３は第２接続部６４、キャップ８１や第１接続部６２から第２の洗浄液７４を吸引して第２の洗浄液廃液タンク７３に貯留する。

ここで、ポンプＰ１で第２の洗浄液を流入させる圧力、すなわち低圧とは、０乃至０．０５ＭＰａの範囲を言う。また、ポンプＰ２で第１の洗浄液を流入させる圧力、すなわち高圧とは、０．０５乃至０．５ＭＰａの範囲を言う。

洗浄液とは第１の洗浄液と第２の洗浄液の総称である。

第１洗浄液とは、通常、インクジェット記録装置で用いるインクとほぼ同等の粘度や表面張力の特性を持ち、色素を含有していないインクのことである。ヘッドに対する出射特性（出射速度や液滴の大きさなど）がインク記録装置で用いるインクとほぼ同等となるように調合されている。しかも、色が着かないので、ヘッドの出射検査などに用いられる。

第２の洗浄液とはインクの色素やゴミを溶かしたり、ヘッド内の壁にくっついている泡やゴミを取り除くために第１の洗浄液の混合比を調節して、粘度を１／３程度に落としたものである。

なお、本発明に係る洗浄装置において第１の洗浄液と第２の洗浄液とは同じもの使用しても良い。その場合は、第１と第２の洗浄液廃液タンクは共通にすることが可能である。

洗浄液の有機溶剤としてメタノール，エタノール，プロパノール，ブタノール，エチレングリコール，プロピレングリコール，ブチレングリコール，ジエチレングリコール，トリエチレングリコール，ポリエチレングリコール，ポリプロピレングリコール，ヘキサントリオール，ヘキレングリコール，グリセリン，チオグリコール，エチレングリコールモノメチルエーテル，エチレングリコールモノエチルエーテル，ジエチレングリコールモノメチルエーテル，ジエチレングリコールモノエチルエーテル，トリエチレングリコールモノメチルエーテル，トリエチレングリコールモノエチルエーテル，エチレングリコールモノエチルエーテルアセテート，エチレングリコールモノプロピルエーテルアセテート，エチレングリコールモノブチルエーテルアセテート，乳酸ブチル，γ−ブチロラクトン，トリメチロールエタン，２−ピロリドン，Ｎ−メチル−２−ピロリドン等が挙げられる。

図４は、図１のインクジェットヘッドのノズル面が下向きの状態に設置された場合のインクジェットヘッド洗浄装置全体構成を概念的に示す概略図である。

図４におけるインクジェットヘッド洗浄装置は、図３とほぼ同様の構成を持つ。前記ヘッド固定台（不図示）の回転部を回転させて、ノズル面を下向きにする。第１の洗浄液７５をヘッド内に流入し、ポンプＰ２から高圧でノズル列から第１の洗浄液７５を吐出する。ヘッド内とノズル列にゴミがない場合は、全部のノズルから第１の洗浄液７５が下方向に向かってまっすぐに出射される。ヘッド内にゴミが残っていたり、ノズルにゴミが付着している場合は出射が行われなかったり、出射曲がりが発生する。

出射している第１の洗浄液７５にヘッドの横から検査手段である照明装置８３で光をあてて、検査手段である撮影装置８４で観測する。撮影装置８４で取り込んだ画像をモニタに拡大して観測すると第１の洗浄液７５の吐出の状態から欠陥ノズルが容易に検査できる。

撮影装置８４としてデジタルカメラを用いて吐出の瞬間を取り込んでもよいし、ビデオカメラで吐出している状態を取り込んでもよい。

吐出した第１の洗浄液７５は受け皿８２で受けられて、第１の洗浄液廃液タンク７６に回収される。

図５は、ヘッド固定台（不図示）の回転部を回転させてインクジェットヘッド４を横向きにした状態で、ノズル面を照明装置８３と撮影装置８４を用いて観測する構成を概念的に示す概略図である。

ノズル面のゴミやミストの付着状態を観測する。ヘッドを回転することで、ヘッドの向きを照明装置８３及び撮影装置８４にあわせることが可能であるので、検査のためのスペースが少なくて済み、生産場所を含め効率的な生産工程の実現が可能となる。

図６は、２つのインクジェットヘッド４を同時に洗浄するインクジェットヘッド洗浄装置とヘッドの接続状態を示す概略図である。

製造工程で洗浄を行なう場合、同時に多くのインクジェットヘッドの洗浄を効率よく行なう必要がある。図６においては、図３に示した洗浄装置と同様の洗浄装置１台をインクジェットヘッド２台に配管６で接続し、２台のヘッドを同時に洗浄するものである。これにより１式のポンプ、流路開閉用バルブ、第１の洗浄液タンク、第２の洗浄液タンク、第１の洗浄液廃液タンク及び第２の洗浄液廃液タンクで２台のヘッドの洗浄が可能となる。図６において、インクジェットヘッドを３台以上を本発明と同様に並列に接続すれば同時に多数のインクジェットヘッドの洗浄が可能となる。

図で示さないが、ポンプＰ３で吸引された第２の洗浄液７４や、受け皿で受けた第１の洗浄液７５をフィルタを介して第２の洗浄液タンク７１や第１の洗浄液タンク７２に戻し、再びヘッドの洗浄や検査に使用することで洗浄液の再利用が可能となる。

さらに、図に示さないが、ヘッド４を下向きの状態で、キャップ８１を移動してノズル面に密着させ、ノズル列を大気と密閉する。次に、洗浄液供給手段によって第２の洗浄液タンク７１→バルブＢ１→フィルタＦ１→インク用接続部６０→ヘッド内の経路で供給された第２の洗浄液７４は、洗浄液排出手段が有する第３の吸引手段によって、ノズル列→キャップ８１→バルブＢ５→ポンプＰ３→第２の洗浄液廃液タンク７３の経路で排出される。ヘッド内のゴミや泡は第２の洗浄液７４とともにノズル列から排出される。

次に、図７を用いて本発明に係るインクジェットヘッド洗浄装置の動作の一例を説明する。

図７は、本発明に係るインクジェットヘッド洗浄装置により実行される洗浄動作を示すフローチャートである。図３と４を参照して説明する。

バルブＢ１〜Ｂ６は通常閉塞状態であり、制御手段からの指令が有る場合のみ開放する。各ステップで指定されたバルブが開放されるが、各ステップの実行後には閉塞状態に戻る。

ステップＳ１では、バルブＢ１を開放し、キャップ８１を初期位置（上方向）に移動する。

ステップＳ２では、ノズル面を初期状態（ノズル面が上向き）になるように固定台の回転部を回転させる。ただし、ノズル面が既に上向きの場合はそのままの状態を保つ。

ステップＳ３では、キャップをノズル面に密閉、バルブＢ１とＢ６を開放し、ポンプＰ３で吸引して、第２の洗浄液７４は、第２の洗浄液タンク７１→バルブＢ１→フィルタＦ１→インク用接続部６０→共通インク室→第１接続部６２→バルブＢ６→ポンプＰ３→第２の洗浄液廃液タンク７３の経路を経由して排出される。第２の洗浄液７４とともに共通インク室のゴミを上記した経路を通じて洗い流す。

ステップＳ４では、キャップを開放する。

ステップＳ５では、バルブＢ２を開放し、ポンプＰ１で第２の洗浄液７４をヘッドに流入させる。第２の洗浄液７４は、第２の洗浄液タンク７１→ポンプＰ１→バルブＢ２→フィルタＦ１→インク用接続部６０→共通インク室→圧力室→ノズル列の経路を通してノズル列から僅かにしみ出る程度に流入される。

ステップＳ６では、バルブＢ１とＢ４を開放後、ポンプＰ３で吸引して、洗浄液タンク７１の第２の洗浄液７４は、第２の洗浄液タンク７１→バルブＢ１→フィルタＦ１→インク用接続部６０→共通インク室→第２接続部６４→バルブＢ４→ポンプＰ３→第２の洗浄液廃液タンク７３と、圧力室の第２の洗浄液７４は圧力室→共通インク室→第２接続部６４→バルブＢ４→ポンプＰ３→第２の洗浄液廃液タンク７３の経路を通じて排出される。

ステップＳ７では、所定の回数ステップＳ５とＳ６が実行されたかを判断する。所定回数実行された場合（ステップＳ７：ＹＥＳ）、はステップＳ８へ、所定回数実行されていない場合（ステップＳ７：ＮＯ）はステップＳ５へ戻る。

ステップＳ５，Ｓ６を繰り返して実行されることによって、圧力室のゴミや泡は排出される。

ステップＳ８では、バルブＢ１を開放し、キャップ８１を密閉する。

ステップＳ９では、バルブＢ１とＢ４を再び開放し、ポンプＰ３で吸引して、第２の洗浄液７４は、第２の洗浄液タンク７１→バルブＢ１→フィルタＦ１→インク用接続部６０→共通インク室→第２接続部６４→バルブＢ４→ポンプＰ３→第２の洗浄液廃液タンク７３の経路を経由してステップＳ６で圧力室から吸引して共通インク室に残っているゴミや泡を第２の洗浄液７４と共に第２の洗浄液廃液タンク７３へ排出する。

ステップＳ１０では、キャップを開放し、ヘッド固定台の回転部を動作させてノズル面が下向きになるようにヘッドを回転させる。

ステップＳ１１では、バルブＢ３を開放し、ポンプＰ２で第１の洗浄液７５をヘッドに流入させる。第１の洗浄液７５は、第１の洗浄液タンク７２→ポンプＰ２→バルブＢ３→フィルタＦ２→インク用接続部６０→インク共通室→圧力室→ノズル列→受け皿８２→第１の洗浄液廃液タンク７６の経路で流れる。ポンプ２は高圧で第１の洗浄液７５をヘッド内へ流入させるので、ノズル列から第１の洗浄液７５は高圧で吐出される。そのため、圧力室に残留しているノズル径より小さいゴミは第１の洗浄液７５と共に受け皿に吐出される。

ステップＳ１２では、前記、図４で説明したように照明装置８３と撮影装置８４の検査手段を用いてステップＳ１１における同様の吐出状態で第１の洗浄液７５の出射状態を観測し、ノズルの詰まりや出射曲がりを検査する。

上記一連の工程は、前記制御手段（不図示）により制御されるので人手による作業を省くことが可能となる。また、図に示さないが、前記インクジェットヘッド洗浄装置とインクジェットヘッドを筐体内に設置して洗浄を行うことで風による第１の洗浄液７５の出射への影響をなくし、第２の洗浄液７４や第１の洗浄液７５の飛び散りにより人体や床に付着することが防止できる。さらに溶剤を含んだ第２の洗浄液７４や第１の洗浄液７５を用いた洗浄の場合は、前記筐体を大気から密閉し、筐体内の蒸発した溶剤を処理装置で処理することで安全で環境保全を考慮した洗浄が可能となる。

その他、本インクジェットヘッド洗浄装置を構成する各構成の細部構成及び細部動作に関しても、本発明の趣旨を逸脱することのない範囲で適宜変更可能である。

本発明のインクジェットヘッドに形成された各流路の概略を表した模式図である。 本発明のインクジェットヘッドの分解斜視図である。 本発明のインクジェットヘッド洗浄装置におけるインクジェットヘッドのノズル面を上向きに設置した全体模式図である。 本発明のインクジェットヘッド洗浄装置におけるインクジェットヘッドのノズル面を下向きに設置した全体模式図である。 本発明の検査手段とインクジェットヘッドとの位置関係を示す模式図である。 本発明のインクジェットヘッド洗浄装置におけるインクジェットヘッドを２台接続した全体模式図である。 本発明の制御の流れの一例を示すフローチャートである。

符号の説明

４ インクジェットヘッド
４１ ヘッドチップ
４８ａ、４８ｂ マニホールド
５１ａ、５２ｂ フィルタ
Ｂ１〜Ｂ６ バルブ
Ｐ１〜Ｐ３ ポンプ
Ｆ１、Ｆ２ フィルタ
７１ 第２の洗浄液タンク
７２ 第１の洗浄液タンク
７３ 第２の洗浄液廃液タンク
７６ 第１の洗浄液廃液タンク
８１ キャップ
８２ 受け皿
８３ 照明装置
８４ 撮影装置

Claims (16)

1. 先端からインク滴を吐出するノズル列に連通する圧力室と、圧力室に連通する共通インク室と、外部から前記共通インク室にインクを供給するインク導入口と、共通インク室の一部に封止可能な洗浄液排出口を備えたインクジェットヘッドを洗浄するインクジェットヘッド洗浄装置において、
   前記ノズル列を大気から密閉するキャップと、前記インク導入口に接続されて前記共通インク室に洗浄液を供給する洗浄液供給手段と、前記洗浄液排出口を介して前記共通インク室の洗浄液を排出する洗浄液排出手段と、前記インクジェットヘッドを支持するヘッド固定台を備え、前記ヘッド固定台はヘッドのノズル面の方向を上下に変更可能な回転部を備えたことを特徴とするインクジェットヘッド洗浄装置。
2. 前記ノズル面の方向を上向き状態で洗浄したのち、下向き状態で洗浄する制御手段を有することを特徴とする請求項１に記載のインクジェットヘッド洗浄装置。
3. 前記キャップは、上向きのノズルを大気から密閉する位置に設けられたことを特徴とする請求項１又は２に記載のインクジェットヘッド洗浄装置。
4. 前記洗浄液供給手段は、洗浄液を高圧、低圧、及び開放、の３種類の圧力を切り換える機能を有することを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載のインクジェットヘッド洗浄装置。
5. 前記洗浄液供給手段は、第１の洗浄液を高圧で供給し、第２の洗浄液を低圧で供給することを特徴とする請求項４に記載のインクジェットヘッド洗浄装置。
6. 前記共通インク室はフィルタを境に第１と第２の室に分離されており、それぞれには洗浄液排出口を有し、前記洗浄液排出手段は、前記共通インク室のフィルタの上流である第１の室から吸引する第１の吸引手段と、フィルタの下流である第２の室から吸引する第２の吸引手段を有することを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載のインクジェットヘッド洗浄装置。
7. 前記キャップと連通し、前記ノズル列から洗浄液を吸引する第３の吸引手段を有することを特徴とする請求項１乃至６の何れか１項に記載のインクジェットヘッド洗浄装置。
8. 前記第１、第２及び第３の吸引手段は共通のポンプで吸引することを特徴とする請求項７に記載のインクジェットヘッド洗浄装置。
9. 前記第１、第２及び第３の吸引手段で吸引された洗浄液は、前記洗浄液供給手段で再度前記共通インク室へ供給されることを特徴とする請求項７又は８に記載のインクジェットヘッド洗浄装置。
10. 前記ノズル列から吐出する前記第１の洗浄液を受ける受け皿を有することを特徴とする請求項５に記載のインクジェットヘッド洗浄装置。
11. 前記受け皿で受けた第１の洗浄液は、前記洗浄液供給手段で再度前記共通インク室へ供給されることを特徴とする請求項１０に記載のインクジェットヘッド洗浄装置。
12. 前記ノズル列から吐出中の第１の洗浄液を観測する検査手段を有することを特徴とする請求項５、１０又は１１に記載のインクジェットヘッド洗浄装置。
13. 前記ノズル面を観測する検査手段を有することを特徴とする請求項１乃至１２の何れか１項に記載のインクジェットヘッド洗浄装置。
14. 前記キャップと、前記ヘッド固定台を複数有し、前記洗浄液供給手段と、前記洗浄液排出手段を共通に使用し、複数のヘッドを同時に洗浄することを特徴とする請求項１乃至１３項の何れか１項に記載のインクジェットヘッド洗浄装置。
15. 前記インクジェットヘッドと前記インクジェットヘッド洗浄装置を筐体内に載置し、大気と密閉した状態で洗浄することを特徴とする請求項１乃至１４項の何れか１項に記載のインクジェットヘッド洗浄装置。
16. 先端からインク滴を吐出するノズル列に連通する圧力室と、圧力室に連通する共通インク室を有するインクジェットヘッド洗浄方法において、ノズル面を上向き状態で洗浄液で圧力室及び共通インク室を満たし、ノズル列から洗浄液をしみ出させて洗浄する工程と、洗浄液を排出する洗浄工程と、ノズル面を下向き状態で洗浄液で圧力室及び共通インク室を満たし、ノズル列から洗浄液を吐出させてノズル検査をする工程を含むことを特徴とするインクジェットヘッド洗浄方法。

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