(57)【要約】【課題】  ノズルの目詰まりの原因物質を効果的に除去できるインクジェットヘッドの洗浄方法および洗浄装置を提供する。【解決手段】  インク供給口と、インク供給口からインクが供給されるインク室と、圧力発生部を有し、インク室からインクが供給される圧力室と、圧力発生部による圧力室内での圧力の発生によって、圧力室内のインクを外部へ吐出するためのノズルと、圧力発生部を駆動する駆動回路部とを備え、インク室からノズル先端までのインク供給路の少なくとも一部の断面積が、インクの流れの下流側に向かって順次減少する形状に形成されたインクジェットヘッド１００の洗浄方法において、ノズルの先端部が洗浄液ｗに浸された状態で、圧力発生部が圧力を発生することを特徴とする。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
インク供給口と、該インク供給口からインクが供給されるインク室と、圧力発生部を有し、前記インク室からインクが供給される圧力室と、該圧力発生部による前記圧力室内での圧力の発生によって、該圧力室内のインクを外部へ吐出するためのノズルと、前記圧力発生部を駆動する駆動回路部とを備え、前記インク室から前記ノズル先端までのインク供給路の少なくとも一部の断面積が、インクの流れの下流側に向かって順次減少する形状に形成されたインクジェットヘッドを洗浄する洗浄方法において、
前記ノズルの先端部が洗浄液に浸された状態で、前記圧力発生部が圧力を発生することを特徴とするインクジェットヘッドの洗浄方法。
【請求項２】
前記ノズルの断面積が、インクの流れの下流側に向かって順次減少する形状に形成された請求項１に記載のインクジェットヘッドの洗浄方法。
【請求項３】
前記圧力室のうちの少なくとも一部における断面積が、インクの流れの下流側に向かって順次減少する形状に形成された請求項１又は２に記載のインクジェットヘッドの洗浄方法。
【請求項４】
前記インク室と前記圧力室との間には、インク流路が形成され、該インク流路のうち少なくとも一部における断面積が、通常のインクの流れの下流側に向かって順次減少する形状に形成された請求項１〜３の何れかに記載のインクジェットヘッドの洗浄方法。
【請求項５】
前記圧力発生部は、前記圧力室を構成する側壁であり、駆動回路部から電圧が印加されることで変形して、前記圧力室を拡張乃至は縮小させて圧力を発生させることを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載のインクジェットヘッドの洗浄方法。
【請求項６】
インクの主溶媒と同じ主成分の前記洗浄液を用いることを特徴とする請求項１〜５の何れかに記載のインクジェットヘッドの洗浄方法。
【請求項７】
前記圧力発生部は、印加される電圧レベルの大きさに応じて前記圧力室内に圧力を発生させ、前記駆動回路部は、駆動信号に基づいて、前記圧力発生部に電圧を印加し、
インクを吐出するための駆動信号に比較して、駆動波形の電圧レベルの大きい駆動信号を用いることを特徴とする請求項１〜６の何れかに記載のインクジェットヘッドの洗浄方法。
【請求項８】
前記圧力発生部は、印加される電圧レベルの大きさに応じて、前記圧力室内に圧力を発生させ、前記駆動回路部は、駆動信号に基づいて、前記圧力発生部に電圧を印加し、
駆動波形のパルス幅が、洗浄液で充填された前記圧力室における圧力波の振動周期：Ｔ０の１／２と略等しい、前記駆動信号を用いることを特徴とする請求項１〜７の何れかに記載のインクジェットヘッドの洗浄方法。
【請求項９】
前記圧力発生部、および、前記圧力室、前記ノズルを並列して複数有する多チャンネル化されたインクジェットヘッドを洗浄する洗浄方法において、
一部のチャンネルの圧力発生部のみを選択的に駆動することを特徴とする請求項１〜８の何れかに記載のインクジェットヘッドの洗浄方法。
【請求項１０】
前記ノズルの先端部が浸される洗浄液を収容する洗浄液供給部に、前記ノズルの先端部から吸引される液量以上の洗浄液を供給することを特徴とする請求項１〜９の何れかに記載のインクジェットヘッドの洗浄方法。
【請求項１１】
前記洗浄液供給部は、前記ノズルの先端部が浸される洗浄液を収容する洗浄液容器を含み、
前記洗浄液容器から前記洗浄液をオーバーフローさせ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の洗浄方法。
【請求項１２】
前記オーバーフローした洗浄液を、回収し、ろ過した後で、前記洗浄液容器に再供給することを特徴とする請求項１１に記載のインクジェットヘッドの洗浄方法。
【請求項１３】
インク供給口と、該インク供給口からインクが供給されるインク室と、圧力発生部を有し、前記インク室からインクが供給される圧力室と、該圧力発生部による前記圧力室内での圧力の発生によって、該圧力室内のインクを外部へ吐出するためのノズルと、前記圧力発生部を駆動する駆動回路部とを備え、前記インク室から前記ノズル先端までのインク供給路の少なくとも一部の断面積が、インクの流れの下流側に向かって順次減少する形状に形成されたインクジェットヘッドを洗浄する洗浄装置において、
前記ノズルの先端部を洗浄液で被覆させる洗浄液供給部と、該洗浄液供給部から前記圧力室に供給された洗浄液の廃液を、前記インク供給口から回収するための廃液回収部と、前記駆動回路部による前記圧力発生部の駆動を制御する制御部とを備えたことを特徴とするインクジェットヘッドの洗浄装置。
【請求項１４】
インク供給口と、該インク供給口からインクが供給されるインク室と、圧力発生部を有し、前記インク室からインクが供給される圧力室と、該圧力発生部による前記圧力室内での圧力の発生によって、該圧力室内のインクを外部へ吐出するためのノズルと、前記圧力発生部を駆動する駆動回路部とを備え、前記インク室から前記ノズル先端までのインク供給路の少なくとも一部の断面積が、インクの流れの下流側に向かって順次減少する形状に形成されたインクジェットヘッドであって、廃液排出口が前記インク室に形成されたインクジェットヘッドを洗浄する洗浄装置において、
前記ノズルの先端部を洗浄液で被覆させる洗浄液供給部と、該洗浄液供給部から前記圧力室に供給された洗浄液の廃液を、前記廃液排出口から回収するための廃液回収部と、前記駆動回路部による前記圧力発生部の駆動を制御する制御部とを備えたことを特徴とするインクジェットヘッドの洗浄装置。
【請求項１５】
前記洗浄液供給部に洗浄液を供給する洗浄液供給手段をさらに備えたことを特徴とする請求項１３又は１４に記載のインクジェットヘッドの洗浄装置。
【請求項１６】
前記洗浄液供給部は、前記ノズルの先端部を被覆する洗浄液を収容する洗浄液容器と、前記洗浄液容器からオーバーフローした洗浄液を回収する回収容器とを含み、
前記回収容器に回収された洗浄液を前記洗浄液容器へ再供給する循環機構を備えたことを特徴とする請求項１５に記載のインクジェットヘッドの洗浄装置。
【請求項１７】
前記インク供給口から前記インク室に流入する方向における前記インク供給口の上流側、及び、前記インク室から前記廃液排出口を経由して排出される方向における前記廃液排出口の下流側のそれぞれに、前記洗浄液の流量を測定する流量測定手段をさらに備えたことを特徴とする請求項１５又は１６に記載のインクジェットヘッドの洗浄装置。
【請求項１８】
前記洗浄液容器の上方に配置され、平面視において前記洗浄液容器内の洗浄液の液面の少なくとも一部を覆う洗浄液供給部保護部材をさらに備えたことを特徴とする１５〜１７の何れかに記載のインクジェットヘッドの洗浄装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インクジェットヘッドの洗浄方法、およびインクジェットヘッドの洗浄装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、インク供給口と、該インク供給口からインクが供給されるインク室と、圧力発生部を有し、インク室からインクが供給される圧力室と、該圧力発生部による圧力室内での圧力の発生によって、該圧力室内のインクを外部へ吐出するためのノズルと、圧力発生部を駆動する駆動回路部とを備えたインクジェットヘッドを有するインクジェット記録装置が、広く知られている。このようなインクジェット記録装置では、インク供給口に取り付けられたインクタンク（図略）から、該インク供給口及びインク室を介して、圧力室内にインクが供給される。この状態で、圧力発生部が駆動回路部によって駆動されて、圧力室内に圧力が発生し、この圧力に押し出されることよって、ノズルからインク滴が吐出される。この吐出されたインク滴によって、紙やフィルム等の記録対象に記録がなされる。
【０００３】
このような、インクジェット記録装置において、インクジェットヘッド内に異物やノズルの目詰まりが生じては、安定的なインクの吐出が得られない。最近、インクジェット記録装置が、民生用やオフィス用だけでなく、例えば、プリント基板の配線形成や、液晶パネルのカラーフィルタの製造等のような、産業用として用いられることも多くなっているが、このような産業を用途とした使用では、特に、長期間の使用によって、ノズルに目詰まりが生じ易い。すなわち、産業用に用いられるインクは、乾燥後の膜の性質への影響から、目詰まりを十分に防止するに足る条件のものを採用することができない場合があり、また、インクの塗布対象との密着性等のために特殊な材料が含まれる場合も多く、長期間の使用によって、インクジェットヘッド内でインクが凝固し易いからである。
【０００４】
このような、異物除去やノズルの目詰まり解消の第１の手段として、吸引ポンプによって、インク室に吸引圧を作用させて、ノズルから洗浄液と空気を交互に吸引し、洗浄液とともに異物を除去する方法がある（特許文献１を参照）。また、第２の手段として、超音波洗浄器により発生した超音波をインクジェットヘッドに与えながら、吸引ポンプによって、吸引圧をインク室に作用させることで、超音波によって浮上させた異物を、吸引圧によって除去する方法もある（特許文献２を参照）。さらに、第３の手段として、インクカートリッジに代えて、洗浄液を含むカートリッジをインクジェットヘッドに取り付け、ノズルから、カートリッジに含まれる洗浄液を吸引した後に、該洗浄液を噴射させることで、洗浄液とともに異物を排出させる方法がある（特許文献３を参照）。
【特許文献１】特開平６−８４７１号公報
【特許文献２】特開平９−２５４３９７号公報
【特許文献３】特開平９−３９２６０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来の異物除去やノズルの目詰まり解消の手段では、下記の不都合があった。すなわち、第１の手段のようにインク室を一括して吸引する方法では、ノズル数の多いインクジェットヘッドにおいては、一部のノズルが詰まった場合に、詰まっていない他のノズルに洗浄液や空気が流れてしまう。ゆえに、詰まったノズルには吸引力が殆ど生じず、このため、ノズルの詰まりを除去することができない場合がある。また、第２の手段では、インクジェットヘッド内部における超音波の伝達量にばらつきがあるため、超音波が届きにくい部位（例えば、インク室の隅）では、異物を十分に除去することが困難な場合があった。さらに、第３の手段では、インク供給路の中で最も開口面積の小さいノズルから、異物が除去されるため、洗浄液で異物をノズル径以下に分解せずして異物を除去することができない。ゆえに、混入の可能性のある、様々な異物に対応した洗浄液を準備することが必要となるが、このような洗浄液を準備することは困難であるため、異物を十分に除去することができない場合があった。
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明は、吐出不安定の原因となるインクジェットヘッド内の異物除去やノズルの目詰まり解消を効果的に行なうことができるインクジェットヘッドの洗浄方法および洗浄装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明の第１の手段では、インク供給口と、該インク供給口からインクが供給されるインク室と、圧力発生部を有し、前記インク室からインクが供給される圧力室と、該圧力発生部による前記圧力室内での圧力の発生によって、該圧力室内のインクを外部へ吐出するためのノズルと、前記圧力発生部を駆動する駆動回路部とを備え、前記インク室から前記ノズル先端までのインク供給路の少なくとも一部の断面積が、インクの流れの下流側に向かって順次減少する形状に形成されたインクジェットヘッドを洗浄する洗浄方法において、前記ノズルの先端部が洗浄液に浸された状態で、前記圧力発生部が圧力を発生することを特徴とする。
【０００８】
この構成によると、圧力発生部を連続的に駆動することで、圧力室内の洗浄液に圧力波を繰返し発生させることができる。この繰返し発生する圧力波の衝撃により、ノズルの目詰まりの原因物質を粉砕したり、固着したものを浮上させることができる。また、この圧力波の繰り返しは、洗浄液をノズルの先端から圧力室内に流入させ、インク室及びインク供給口を介して、外部へ流出させることができる。これは、インク供給路の少なくとも一部の断面積がインクの流れの下流側に向かって順次減少する形状に形成されているため、圧力波に伴う洗浄液の移動の際に、洗浄液がノズルから流入する場合よりも、流出する場合の方が、流路抵抗が大きくなり、これによって、洗浄液が、ノズルの先端から圧力室内に流入され、インク室及びインク供給口を介して、外部へ流出されるように方向づけされるためである。つまり、ノズルの先端部が洗浄液に浸された状態で、インクジェットヘッドを駆動することによって、ノズルの目詰まりの原因物質を粉砕したり、浮上させることができる一方で、ノズル先端部から流入した洗浄液とともに外部へ排出させることができるため、インクジェットヘッドの内部を効率的に洗浄することが可能になっている。
【０００９】
また、多チャンネル化されたヘッドにおいて、一部のチャンネルに異物やノズル詰まりがあった場合であっても、チャンネル毎に圧力波を発生させることができるため、先行技術の第１の手段のように他のチャンネルに洗浄作用を妨げられることがなく、洗浄することが可能である。インク室及びインク供給口を介して、外部へ流出される。
【００１０】
上記インクジェットヘッドの洗浄方法において、ノズルの断面積が、インクの流れの下流側に向かって順次減少する形状に形成されているインクジェットの洗浄方法であることを特徴とする。また、上記インクジェットヘッドの洗浄方法において、圧力室のうちの少なくとも一部における断面積が、インクの流れの下流側に向かって順次減少する形状に形成されているインクジェットヘッドの洗浄方法であることを特徴とする。上記インクジェットヘッドの洗浄方法において、上記インク室と上記圧力室との間には、インク流路が形成され、該インク流路のうち少なくとも一部（特に、圧力室側端部が好ましい）における断面積が、通常のインクの流れの下流側に向かって順次減少する形状に形成されたインクジェットヘッドの洗浄方法であることを特徴とする。
【００１１】
これらの構成によると、洗浄液がノズルから流入する場合よりも、流出する場合の方が、流路抵抗が大きくなるため、洗浄液の流れが、ノズルの先端から、洗浄液が圧力室内に流入され、インク室及びインク供給口を介して、外部へ流出されるように方向づけることが可能になる。
【００１２】
上記圧力発生部は、上記圧力室を構成する側壁であり、駆動回路部から電圧が印加されることで変形し、上記圧力室を拡張乃至は縮小させて圧力を発生させることを特徴とする。この構成によれば、圧力室の側壁に付着した異物を、側壁の変形によって剥離させることが可能になり、更に洗浄効果を向上させることが可能になる。
【００１３】
上記インクジェットヘッドの洗浄方法において、インクの主溶媒と同じ主成分の前記洗浄液を用いることを特徴とする。この構成によると、洗浄液がインクジェットヘッド内に残存している場合であっても、洗浄液中の成分とインクの主溶媒とが化学反応して、凝集することを効果的に防止することが可能になる。
【００１４】
上記インクジェットヘッドの洗浄方法において、上記圧力発生部は、印加される電圧レベルの大きさに応じて上記圧力室内に圧力を発生させ、上記駆動回路部は、駆動信号に基づいて、圧力発生部に電圧を印加し、インクを吐出するための駆動信号に比較して、駆動波形の電圧レベルの大きい駆動信号を用いることを特徴とする。この構成によると、インクジェットヘッドを用いてインクを吐出させることで、ノズル詰まりが生じた場合に、このノズルに詰まった異物を効果的に除去することが可能になる。
【００１５】
上記インクジェットヘッドの洗浄方法において、上記圧力発生部は、印加される電圧レベルの大きさに応じて、上記圧力室内に圧力を発生させ、上記駆動回路部は、駆動信号に基づいて、上記圧力発生部に電圧を印加し、駆動波形のパルス幅が、洗浄液で充填された上記圧力室における圧力波の振動周期：Ｔ０の１／２と略等しい（略等しいとは、Ｔ０の１／２と、前後２０％以内の誤差であることとする）、駆動信号を用いることを特徴とする。
【００１６】
この構成によると、圧力発生部によって圧力室内に圧力が発生されることに起因して、既に、圧力波が発生している場合に、駆動信号を用いて圧力発生部が駆動されることで、新たに発生する圧力波と、既存の圧力波とを共振させ、更に大きな圧力を、圧力室内に発生させることが可能となる。ゆえに、より洗浄効果を向上させることが可能になる。
【００１７】
上記多チャンネル化されたインクジェットヘッドを洗浄する洗浄方法において、一部のチャンネルの圧力発生部のみを選択的に駆動することを特徴とする。
【００１８】
この構成によると、洗浄の必要があるノズルが特定できる場合に、洗浄の必要があるノズルのみを集中的に洗浄することで、洗浄液の消費量を抑えることができる。
【００１９】
前記ノズルの先端部が浸される洗浄液を収容する洗浄液供給部に、前記ノズルの先端部から吸引される液量以上の洗浄液を供給することを特徴とする。
【００２０】
この構成によると、ノズルの先端部が常に洗浄液に浸された状態になるので、ノズルの先端部から洗浄液が吸引されることによる洗浄液の液面の低下が防止される。このため、ノズルの先端部が洗浄液に浸されない状態での駆動（空駆動）を防ぐことができるので、空駆動によるインク流路への空気の混入や、インクジェットヘッドの温度上昇による劣化を防ぐことができる。
【００２１】
前記洗浄液供給部は、前記ノズルの先端部が浸される洗浄液を収容する洗浄液容器を含み、前記洗浄液容器から前記洗浄液をオーバーフローさせることを特徴とする。
【００２２】
この構成によると、洗浄液が洗浄液容器からあふれ出すため、洗浄液容器内の粉塵等の異物が、あふれ出した洗浄液とともに洗浄液容器の外へ流れ出される。このため、洗浄液容器内の洗浄液から異物が除去され、ノズルの先端部からインクジェットヘッド内部への異物の混入を防ぐことができる。
【００２３】
前記オーバーフローした洗浄液を、回収し、ろ過した後で、前記洗浄液容器に再供給することを特徴とする。
【００２４】
この構成によると、オーバーフローした洗浄液を回収し、ろ過した後で、再利用するため、廃液として排出される洗浄液の量が減少し、洗浄液の総使用量を抑えることができる。このため、インクジェットヘッドの洗浄に要するコストを抑制することができる。
【００２５】
本発明の第２の手段では、インク供給口と、該インク供給口からインクが供給されるインク室と、圧力発生部を有し、前記インク室からインクが供給される圧力室と、該圧力発生部による前記圧力室内での圧力の発生によって、該圧力室内のインクを外部へ吐出するためのノズルと、前記圧力発生部を駆動する駆動回路部とを備え、前記インク室から前記ノズル先端までのインク供給路の少なくとも一部の断面積が、インクの流れの下流側に向かって順次減少する形状に形成されたインクジェットヘッドを洗浄する洗浄装置において、前記ノズルの先端部を洗浄液で被覆させる洗浄液供給部と、該洗浄液供給部から前記圧力室に供給された洗浄液の廃液を、前記インク供給口から回収するための廃液回収部と、前記駆動回路部による前記圧力発生部の駆動を制御する制御部とを備えたことを特徴とする。
【００２６】
上記構成によると、洗浄液供給部からの洗浄液が、ノズルの先端を介してインクジェットヘッド内に流入され、圧力室及びインク室を介して、インク供給口から、廃液回収部に排出されることになる。これによって、インクジェットヘッド内を、洗浄液で効果的に洗浄することが可能となる。
【００２７】
本発明の第３の手段では、インク供給口と、該インク供給口からインクが供給されるインク室と、圧力発生部を有し、前記インク室からインクが供給される圧力室と、該圧力発生部による前記圧力室内での圧力の発生によって、該圧力室内のインクを外部へ吐出するためのノズルと、前記圧力発生部を駆動する駆動回路部とを備え、前記インク室から前記ノズル先端までのインク供給路の少なくとも一部の断面積が、インクの流れの下流側に向かって順次減少する形状に形成されたインクジェットヘッドであって、廃液排出口が前記インク室に形成されたインクジェットヘッドを洗浄する洗浄装置において、前記ノズルの先端部を洗浄液で被覆させる洗浄液供給部と、該洗浄液供給部から前記圧力室に供給された洗浄液の廃液を、前記廃液排出口から回収するための廃液回収部と、前記駆動回路部による前記圧力発生部の駆動を制御する制御部とを備えたことを特徴とする。
【００２８】
上記構成によると、インクジェットヘッドを用いて、インク供給口を介して供給されたインクで、描画を行うことが可能になる。そして、描画中に、ノズル詰まり等が生じることで、描画ができなくなったときに、描画を中断して、ノズルの先端を介して、洗浄液供給部からの洗浄液を圧力室内に流入させ、圧力室からインク室を通って、廃液回収口を介して排出された廃液を、廃液回収部で回収させることが可能になる。
【００２９】
本発明のインクジェットヘッドの洗浄装置は、前記洗浄液供給部に洗浄液を供給する洗浄液供給手段をさらに備えたことを特徴とする。
【００３０】
上記構成によると、洗浄液供給部に洗浄液を簡便に補充することができる。このため、インクジェットヘッドのノズルの先端部から洗浄液が吸い上げられ、洗浄液の液面が低下したために、ノズルの先端部が洗浄液に浸漬しなくなることによるインクジェットヘッドの空駆動を防ぐことができる。したがって、空駆動によるインク流路内への空気の混入や、空駆動によるインクジェットヘッドの劣化を防ぐことができる。
【００３１】
前記洗浄液供給部は、前記ノズルの先端部を被覆する洗浄液を収容する洗浄液容器と、前記洗浄液容器からオーバーフローした洗浄液を回収する回収容器とを含み、前記回収容器に回収された洗浄液を前記洗浄液容器へ再供給する循環機構を備えたことを特徴とする。
【００３２】
上記構成によると、オーバーフローした洗浄液が回収容器によって確実に回収され、この洗浄液を循環機構によって洗浄液容器へ再供給することができる。このため、インクジェットヘッドの洗浄に必要な洗浄液の液量を大幅に減少させることができる。したがって、インクジェットヘッドの洗浄に要するコストを抑制することができる。
【００３３】
前記インク供給口から前記インク室に流入する方向における前記インク供給口の上流側、及び、前記インク室から前記廃液排出口を経由して排出される方向における前記廃液排出口の下流側のそれぞれに、前記洗浄液の流量を測定する流量測定手段をさらに備えたことを特徴とする。
【００３４】
上記構成によると、廃液排出口の下流側に配置された流量測定手段では、ノズルの先端部から吸い上げられた洗浄液の流量と、インク供給口からインク室に流入した洗浄液の流量との合計量が測定される。このため、廃液排出口の下流側に配置された流量測定手段の測定値から、インク供給口の上流側に配置された流量測定手段の測定値を減算することによって、ノズルの先端部から吸い上げられた洗浄液の液量を測定することができる。したがって、ノズルの先端部から吸い上げられた液量以上の液量の洗浄液を洗浄液容器に供給することが可能となる。これによって、洗浄液の供給不足による洗浄液容器内の洗浄液の液面の低下を防ぐことができる。したがって、インクジェットヘッドの空駆動によるインク流路内への空気の混入や、空駆動によるインクジェットヘッドの劣化を確実に防ぐことができる。
【００３５】
前記洗浄液容器の上方に配置され、平面視において前記洗浄液容器内の洗浄液の液面の少なくとも一部を覆う洗浄液供給部保護部材をさらに備えたことを特徴とする。
【００３６】
上記構成によると、ノズルの先端部が浸される洗浄液の上方に洗浄液供給部保護部材が配置されるので、洗浄液容器内への粉塵等の異物の落下を抑制することができる。このため、ノズルの先端部から洗浄液とともに異物が吸い上げられることによるインクジェットヘッド内部への異物の侵入を抑制することができる。さらに、洗浄液容器内の洗浄液の蒸発を抑えることができ、洗浄液の使用量を減少させることができる。
【発明の効果】
【００３７】
上記発明によれば、多チャンネル化されたヘッドの一部のチャンネルに異物やノズル詰まりがあった場合であっても、チャンネル毎に圧力波を発生させることでできるため、効果的にインクジェットヘッド内部を洗浄液で洗浄することができる。これによって、本発明にかかるインクジェットヘッドの洗浄方法を用いて、インクジェットヘッドの製造工程で混入した異物を効果的に除去することができ、歩留りの向上を図ることができる。また、使用によりインクの老廃物等によって、インクの吐出ができなくなった場合に、本インクジェットヘッドの洗浄方法を用いて、洗浄することで、インクジェットヘッドの長寿化を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３８】
以下、本発明の実施形態について、図面を用いて詳細に説明する。なお、同一の符号が付された構成は、同一の構成を有するものとして、説明を省略する。
【００３９】
（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態にかかるインクジェットヘッド１００を概略的に示す斜視構成図である。インクジェットヘッド１００は、略直方体状の、流路基板１０１、カバープレート１０２、マニホールド１０３が積層されて成る。マニホールド１０３には、管状のインク供給路１０３１ａが形成されており、インクジェットヘッド１００で描画を行う場合（以下「描画状態」と記載する）には、このインク供給路１０３１ａは、インク供給路１０３１ａの入口であるインク供給口１０３１を介して、インクタンク（図略）に連通される。カバープレート１０２は、マニホールド１０３より縦寸法（図中の左右寸法）及び横寸法（図中の奥行き寸法）ともに大サイズであり、インク供給口１０３１の下方の部分に、横方向に長尺状の開口部が形成されている。この開口部は、描画状態では、インク供給口１０３１を介してインクタンク（図略）からインクが供給され、供給されたインクを一時的に貯える共通インク室１０２１（インク室の一例）となっている。
【００４０】
流路基板１０１は、分極方向（図中の矢印方向）で対向配置された、一対の圧電体基板１０１ａ、１０１ｂを備える。圧電体基板１０１ａの表面には、圧電体基板１０１ｂに至る深さを有する複数の溝１０１１が、互いに略平行になるように、縦方向に延びるように形成されている。溝１０１１は、カバープレート１０２で閉塞されている部分が、圧力室１０１１ａとなるとともに、カバープレート１０２で覆われていない部分、すなわち共通インク室１０２１と接している部分が、圧力室１０１１ａに共通インク室１０２１からインクを供給するためのインク流路１０１１ｂとなる。
【００４１】
溝１０１１の間は、隔壁１０１２（圧力発生部の一例）となっており、隔壁１０１２における溝１０１１に臨む両面には、電極１０１３が形成されている。電極１０１３は、電極引き出し部１０１４を介してフレキシブル基板２００に電気的に接続され、これによって、電極１０１３は、フレキシブル基板２００上に搭載されたドライバＩＣ２０１（駆動回路部の一例）に電気的に接続されている。インクジェットヘッド１００は、いわゆるシェアモードタイプであり、ドライバＩＣ２０１が、後述する制御部４から出力される駆動信号に従って、電極１０１３の各々に、選択的に電圧を印加する（駆動する）ことで、隔壁１０１２に電界を生じさせてシェア変形させる。これによって、圧力室１０１１ａが拡張乃至は収縮して、圧力室１０１１ａ内に圧力が発生する。なお、シェアモードタイプのインクジェットヘッド１００における圧力発生のメカニズムは、特公表６−６１９３６等に記載されているように、周知であるため、説明を省略する。
【００４２】
流路基板１０１における他方の端面（電極引き出し部１０１４の他端側）には、ノズルプレート１０４が取り付けられている。ノズルプレート１０４には、溝１０１１と同方向に延びる複数のノズル１０４１が形成されている。ノズル１０４１は、流路基板１０１に取り付けられた状態で、溝１０１１の端部と重なる位置に形成されている。描画状態において、圧力室１０１１ａの拡張乃至は収縮によって圧力室１０１１ａ内に圧力が発生することで、圧力室１０１１ａ内のインクが押出され、これによって、インクが、ノズル１０４１から吐出されるようになっている。共通インク室１０２１からノズル１０４１の先端までを、以下、「インク供給路」と記載する。
【００４３】
図２（ａ）は、図１に示すインクジェットヘッド１００のインク供給路の形状を示す平面断面図であり、（ｂ）（ｃ）は、第１の実施形態の変形例にかかるインク供給路の形状を示す図である。（ａ）で示すインク供給路において、インク流路１０１１ｂ及び圧力室１０１１ａでは、縦方向（長手方向）からの断面積がほほ同一であるが、ノズル１０４１では、縦方向からの断面積が例えば連続的にインク供給方向に向かって減少するような、概テーパ形状になっている。このような形状は、インクの吐出効率や吐出方向の安定性を考慮しての一般的な形状であるが、本実施形態における、インクジェットヘッド１００の洗浄のために必要な構成である（詳しくは後述する）。なお、図２（ｂ）、（ｃ）における、第１の実施形態の変形例についても後述する。
【００４４】
図３は、図１で示すインクジェットヘッド１００の洗浄装置１を概略的に示す構成図である。洗浄装置１は、洗浄液供給部２と、廃液回収部３と、制御部４とを備える。洗浄液供給部２は、インクジェットヘッド１００を洗浄するための洗浄液ｗを入れる容器２１を備える。容器２１は、上部が開口し、この開口部は、ノズル１０４１の先端を、洗浄液ｗに浸して被覆できる間口寸法に設定されている。洗浄液ｗには、インクの主溶媒が用いられる。この理由は、例えば、洗浄液ｗが残存した状態で、インクタンク（図略）よりインクが供給された場合でも、インクの主溶媒と洗浄液ｗ中の成分とが化学反応することで、凝集して新たな異物を発生させることがないからである。これによって、インクジェットヘッド１００の長寿命化を更に図ることができるとともに、洗浄後に、洗浄液ｗを完全に除去するための処理（例えば、乾燥処理）を行うことなく、インクジェットヘッド１００を描画状態にすることができ、洗浄後の処理を簡易にすることができるという利点がある。
【００４５】
廃液回収部３は、インク供給口１０３１に取り付けられたチューブ３１と、チューブ３１が導入され、チューブ３１を介して洗浄液ｗを廃液として排出するための、容器３２とからなる。制御部４は、ドライバＩＣ２０１に対して駆動信号を出力するためのものであり、この駆動信号に従って、上述したように、ドライバＩＣ２０１が電極１０１３間の隔壁１０１２に電圧を印加して、隔壁１０１２を収縮及び拡張させて、圧力室１０１１ａ内に圧力波を発生させる。なお、チューブ３１は、洗浄専用のものに限定されず、描画状態において、インクタンク（図略）からのインクの供給のためのものとして兼用してもよく、制御部４についても、同様に、描画状態で使用されるものと兼用してもよい。
【００４６】
洗浄装置１では、圧力室１０１１ａ内に圧力波が発生されることで、容器２１内の洗浄液ｗが、ノズル１０４１の先端から圧力室１０１１ａ内に流入され、インク供給口１０３１を通って、チューブ３１を介して廃液として容器３２に排出される。また、隔壁１０１２が変形するため、隔壁１０１２の側壁に付着した異物等を剥離・浮上させることできる。これによって、浮上させた異物を浮上させながら、洗浄液ｗの流入によって、インク供給路を洗浄液ｗで洗い流すことができ、インクジェットヘッド１００の洗浄効果を高めることができる。
【００４７】
図４は、圧力室１０１１ａ内の洗浄液ｗの流れを説明するための模式図である。図４（ａ）は、中央のチャネル部における圧力室１０１１ａが拡張されるとともに、両側のチャネル部における圧力室１０１１ａが収縮された状態を示す模式図である。図４（ｂ）は、中央のチャネル部における圧力室１０１１ａが収縮された状態であり、両側のチャネル部における圧力室１０１１ａが拡張された状態を示す模式図である。
【００４８】
当初インクジェットヘッド内が空の状態であっても、ノズルの先端を容器２１の洗浄液ｗに浸すことで、毛細管力により洗浄液ｗが圧力室１０１１ａや共通インク室１０２１内に流入する。そして、  図４（ａ）の状態では、中央のチャネル部における圧力室１０１１ａで、拡張による負圧が発生し、これによって、容器２１からの洗浄液ｗがノズル１０４１の先端から流入するとともに、既に共通インク室１０２１に洗浄液ｗが流入している場合には、洗浄液ｗが共通インク室１０２１からも流入する。一方、両側のチャネル部における圧力室１０１１ａでは、収縮による正圧が発生して、既に圧力室１０１１ａ内に流入していた洗浄液ｗが、共通インク室１０２１及びノズル１０４１の先端を介して流出する。
【００４９】
図４（ｂ）の状態では、図４（ａ）とは逆に、中央のチャネル部から洗浄液ｗが流出し、両側のチャネル部には洗浄液ｗが流入する。このような、図４（ａ）の状態と図４（ｂ）の状態とが交互に繰り返される。
【００５０】
このような、圧力室１０１１ａの圧縮及び拡張の過程において、ノズル１０４１からの洗浄液ｗの流出量は、その流入量よりも少なくなる。このことは、ノズル１０４１の形状が、上述したようにインクの供給の下流側に向かって断面積が順次減少するようになっているため、洗浄液ｗの流出の方向でかかる流路抵抗が、洗浄液ｗの流入の方向でかかる流路抵抗より大きいことを理由とする。そして、共通インク室１０２１側の流路抵抗は、ノズル１０４１での流路抵抗と比較して非常に小さいため、この流出量と流入量との差分が、共通インク室１０２１側に加算されて流出する。これによって、ノズル１０４１から流入した洗浄液ｗが、インク供給口１０３１を介して流出されるようになっている。圧力室１０１１ａの一回分の収縮及び拡張では、共通インク室１０２１への洗浄液ｗの流量は、微少であるが、圧力室１０１１ａに拡張及び収縮を繰り返させることで、インクジェットヘッド１００を洗浄するのに足る十分な流量を得ることができるようになっている。
【００５１】
なお、本実施形態では、ノズル１０４１の断面が、インクの流れの下流側に向かって順次減少する形状であることで、上述のような、ノズル１０４１からの洗浄液ｗの流入における流路抵抗より、洗浄液ｗの流出における流路抵抗を大きくする構成であるが、本発明は、この構成に限定されず、インク供給路の何れかの位置において、共通インク室１０２１からノズル１０４１先端までのインク供給路の少なくとも一部の断面積が、インクの流れの下流側に向かって順次減少する形状に形成されていればよい。例えば、図２（ｂ）で示すように、圧力室１０１１ａのうちの少なくとも一部における断面積が、インクの流れの下流側に向かって順次減少する形状であってもよく、同図面（ｃ）で示すように、圧力室１０１１ａの近傍におけるインク流路１０１１ｂが、かかる形状であってもよい。また、図２（ａ）〜（ｃ）の形状を全て備え、ノズル１０４１、圧力室１０１１ａ、インク流路１０１１ｂの一部における断面積がインクの流れの下流側に向かって順次減少する形状であってもよい。
【００５２】
以下に、圧力室１０１１ａ内に生じる圧力波の振動周期との関係から、圧力室１０１１ａ内への洗浄液ｗの流入量を高めるのに効果的な、圧力室１０１１ａの拡張及び収縮タイミングを説明する。
【００５３】
図５は、圧力室１０１１ａ内の圧力波の振動周期を説明するための図である。なお、本来、ノズルプレート１０４側でノズル１０４１による開口部があるが、その面積は溝１０１１の長手方向の断面積と比較して、無視できる程に小さいことから、圧力波の伝播の説明においては、閉塞された状態とみなすことができる。
【００５４】
図５（ａ）で示すように、圧力室１０１１ａが拡張すると、圧力室１０１１ａ内全体に負圧が発生する（図中では、負圧の状態を“−”の丸印で表現している）。なお、負圧発生時を基準として経過した時間を、時間ｔとする。
【００５５】
この負圧の発生によって、図５（ｂ）で示すように、共通インク室１０２１内に既に流入されている洗浄液ｗが、矢印で示すように圧力室１０１１ａ内に流入する。この洗浄液ｗの流れある処と、流れのない処との界面が圧力波となり圧力室１０１１ａ内をノズルプレート１０４方向に伝播する。図５（ｃ）は、圧力波が最初にノズルプレート１０４に到達した状態を示す。圧力室１０１１ａの長さをＬ、洗浄液ｗ中の圧力波の音速をａとすると、この状態になるまでには、時間ｔ＝Ｌ／ａを要する。
【００５６】
その後も、洗浄液ｗの流入が持続し、圧力波は、ノズルプレート１０４に反射されて、共通インク室１０２１側へ向きを代えて伝播する。これによって、図５（ｄ）で示すように、圧力室１０１１ａ内は、ノズルプレート１０４側より次第に正圧になっていく（図中では、正圧の状態を“＋”の丸印で表現している）。図５（ｅ）で示すように、時間ｔ＝２Ｌ／ａが経過したときに、洗浄液ｗの流れが止まり、圧力室１０１１ａ内全体が正圧となる。
【００５７】
この正圧によって、図５（ｆ）で示すように、洗浄液ｗが、共通インク室１０２１を介して圧力室１０１１ａから流出し始めるとともに、圧力波がノズルプレート１０４側に向かって伝播する。そして、図５（ｇ）で示すように、時間ｔ＝３Ｌ／ａが経過したときに、圧力波はノズルプレート１０４に到達する。更に、洗浄液ｗの流出が持続するため、圧力波は、ノズルプレート１０４に反射されて、共通インク室１０２１方向に向かって伝播し、図５（ｈ）に示すように、圧力室１０１１ａ内のノズルプレート１０４側より次第に負圧になる。そして、図５（ｉ）で示すように、時間ｔ＝４Ｌ／ａが経過したときに、圧力波が共通インク室１０２１に到達して、圧力室１０１１ａ内全体は、負圧となり、図５（ａ）で示す、時間ｔ＝０における状態と同じ状態となる。
【００５８】
上記のように、損失による減衰はあるものの、圧力波は振動周期Ｔ０＝４Ｌ／ａで振動を繰り返す。本実施形態では、このような圧力波の振動が圧力室１０１１ａ内にある状態で、再び圧力室１０１１ａを縮小及び拡張させる構成であるため、この縮小乃至は拡張のタイミングを既存の圧力波の振動と同調させることで、圧力室１０１１ａの縮小乃至は拡張によって生じる新たな圧力波と、既存の圧力波とを共振させ、より大きい圧力を発生させることができる。すなわち、駆動波形のパルス幅が、洗浄液ｗが流入された圧力室１０１１ａにおける圧力波の振動周期：Ｔ０の１／２と略等しい、駆動波形を用いることで、新たな圧力波と既存の圧力波とを共振させる。これによって、圧力室１０１１ａ内への洗浄液ｗの流入量を、多くすることができるため、インクジェットヘッド１００の洗浄効果を高めることができる。パルス幅が振動周期：Ｔ０の１／２と略等しい、駆動波形を用いることで、かかる効果を奏することは、図６で示す実験結果においても立証されている。
【００５９】
図６は、実験結果を示すグラフである。本実験では、駆動周波数を一定（３７ｋＨｚ）にした状態で、圧力室１０１１ａの拡張及び縮小の保持時間（駆動信号のパルス幅）を変化させ、排出された洗浄液ｗの量を計量した。本実験で用いた圧力室１０１１ａの長さ寸法Ｌ＝１.１５ｍｍであり、圧力波の洗浄液ｗ中の音速ａ≒１０００ｍ／ｓｅｃである。
【００６０】
実験結果では、圧力室１０１１ａの拡張及び縮小の保持時間が２.２５μｓｅｃの場合に、排出された洗浄液ｗ量が最大となることを示す。本実験では、既存の圧力波の振動周期Ｔ０は、４Ｌ／ａ＝４×１.１５（ｍｍ）／１０００（ｍ）＝４.６μｓｅｃであるため、振動周期：Ｔ０の１／２は、２.３μｓｅｃである。ゆえに、本実験において、排出された洗浄液ｗ量が最大となるパルス波形のパルス幅（２.２５μｓｅｃ）は、振動周期：Ｔ０の１／２（２.３μｓｅｃ）と略等しいため、かかるパルス幅の駆動波形を用いることが好ましいことが立証されている。
【００６１】
以下、上述した洗浄装置１の動作を説明する。準備として、容器２１に洗浄液ｗを入れ、インクジェットヘッド１００を洗浄装置１に取り付ける。インクジェットヘッド１００の洗浄装置１への取り付けは、容器２１中の洗浄液ｗに、ノズル１０４１の先端を浸し、チューブ３１をインク供給口１０３１に取り付けるとともに、ドライバＩＣ２０１に配線５を介して制御部４を電気的に接続することで行う。
【００６２】
駆動信号が制御部４よりドライバＩＣ２０１に出力される。ドライバＩＣ２０１によって、この駆動信号に基づいて電極１０１３間に電圧が印加される。これによって、圧力室１０１１ａにおけるチャネル部が、１つおきに拡張し、拡張したチャネル部に隣接するチャネル部が縮小するように、隔壁１０１２をシェア変形させる。この圧力室１０１１ａの拡張及び縮小が交互に繰り返されるように、ドライバＩＣ２０１によって、隔壁１０１２に電圧が印加される。これによって、洗浄液ｗが、ノズル１０４１を介して圧力室１０１１ａに流入し、共通インク室１０２１及びインク供給口１０３１を介して、容器３２に排出される。
【００６３】
上記構成によって、圧力室１０１１ａが拡張及び縮小を交互に繰り返すことで生じる圧力波によって、異物等を浮上させることができる。さらに、洗浄液ｗをノズル１０４１から流入させて、インク供給口１０３１から廃液として排出させることができる。このため、浮上した異物を洗浄液ｗで洗い流すことができるため、インクジェットヘッド１００を効果的に洗浄することができる。ゆえに、洗浄液ｗは、異物を分解するなどの特殊な洗浄成分の含まれたものでなく、インクの主溶媒であっても、比較的十分にインクジェットヘッド１００を洗浄することができる。
【００６４】
また、各圧力室１０１１ａおよび各ノズル１０４１に対して、均等に圧力波が生じるため、各チャンネルの隅々を均等に洗浄することができる。
【００６５】
従って、インクジェットヘッド１００の出荷前に、洗浄装置１で洗浄することで、製造工程で混入した異物を除去することができるため、歩留り向上を図ることができる。また、使用により、インクの老廃物等の異物で目詰まりを生じてしまった場合に、インクジェットヘッド１００を洗浄装置１で洗浄することで、インクジェットヘッド１００の目詰まりを効果的に解消することができ、インクジェットヘッド１００を再生させ、長寿命化を図ることができる。
【００６６】
また、制御部４にて、駆動するチャンネルを選択することで、一部のチャンネルのみを選択的に洗浄できる。これにより、描画途中に吐出不能になるなど、洗浄の必要があるチャンネルが特定できる場合には、そのチャンネルを集中的に洗浄することで、全チャンネル同時に洗浄する場合に比べて、洗浄液の消費量を抑えることができる。
【００６７】
なお、本実施形態では、インクジェットヘッド１００は、シェアモードタイプであるが、これに限定されず、例えば、撓みモード型，縦モード型等の他のピエゾ方式や、静電アクチュエータ方式等のように、圧力室１０１１ａ内に圧力を発生させることができる構成であればよい。また、本実施形態では、圧力室１０１１ａが拡張及び縮小する構成であるが、拡張及び縮小の双方が必須ではなく、拡張と中立（拡張前の状態）、或いは、縮小と中立（縮小前の状態）のみであっても、本発明を実現することができる。もっとも、圧力室１０１１ａ内における圧力変動が大きい程、洗浄液の流入量を多くすることができるため、本実施形態のように、圧力室１０１１ａが、拡張及び収縮を繰り返す構成とすることがより好ましい。
【００６８】
本実施形態では、洗浄液には、インクの主溶媒を用いたが、これに限定されず、洗浄効果を有する成分が含まれた、他の洗浄液が用いられてもよい。
【００６９】
なお、本実施形態では、駆動波形が、圧力波の振動周期Ｔ０の１／２のパルス幅を有する駆動波形を用いたが、この駆動波形に限定されず、圧力室１０１１ａを拡張又は収縮させることができる駆動波形であればよい。
【００７０】
（第２の実施形態）
以下に、図７を用いて、本発明の第２の実施形態にかかるインクジェットヘッド１００の洗浄装置１Ａを説明する。図７は、第２の実施形態にかかるインクジェットヘッド１００の洗浄装置１Ａを概略的に示す構成図である。第１の実施形態にかかる廃液回収部３では、容器３２の上部が開口していたが、第２の実施形態にかかる廃液回収部３Ａでは、容器３２Ａは密閉されており、容器３２Ａ内に挿入されたチューブ３３を介して真空ポンプ３４に接続されている。
【００７１】
上記構成によって、真空ポンプ３４を作動させて、容器３２Ａ内の密閉空間を減圧させることで、インクジェットヘッド１００内への洗浄液ｗへの流入や流出を調節することができる。これによって、洗浄処理を始めるにあたって、洗浄液ｗをインクジェットヘッド１００に容易かつ迅速に流入させたり、洗浄処理の終了にあたって、洗浄液ｗをインクジェットヘッド１００から容易かつ迅速に排出させることができる。また、圧力室１０１１ａへの洗浄液ｗの流入量が、圧力室１０１１ａの拡張及び収縮による流入量だけでは不足している場合に、真空ポンプ３４を作動させることで、洗浄液ｗの流入量を補うことができる。
【００７２】
（第３の実施形態）
以下に、図８及び図９を用いて、本発明の第３の実施形態にかかるインクジェットヘッド１００’の洗浄装置１Ｂを説明する。第１の実施形態では、インク供給口１０３１から洗浄液ｗの廃液が排出される構成であるが、第３の実施形態では、インク供給口１０１５ａとは別途に設けられた廃液排出口１０１６ａから廃液が排出される。
【００７３】
図８は、第３の実施形態にかかるインクジェットヘッド１００’の構成を概略的に示す斜視図である。インクジェットヘッド１００’は、流路基板１０１’に、カバープレート１０２’が積層された構成である。カバープレート１０２’には、第１の実施形態のような開口が形成されておらず、流路基板１０１’上には、溝１０１１と交差する方向にわたって切欠きが形成され、この切欠きによって、共通インク室１０２１’が構成されている。共通インク室１０２１’の一端には、インク供給口１０１５ａの形成された封止部材１０１５が取り付けられるとともに、他端には、廃液排出口１０１６ａの形成された封止部材１０１６が取り付けられることで、共通インク室１０２１’が両端で封止されている。
【００７４】
図９は、図８に示すインクジェットヘッド１００’の洗浄装置１Ｂを概略的に示す構成図である。インク供給口１０１５ａには、インクタンク（図略）に接続されるためのインク供給用チューブ６が取り付けられ、これによって、インク供給用チューブ６を介して共通インク室１０２１’内に、インクが供給されるようになっている。インク供給用チューブ６には、インク供給用開閉弁７及びフィルタ８が介在し、インク供給用開閉弁７の開閉によって、供給されるインク量を調節できるようになっている。
【００７５】
廃液排出口１０１６ａには、廃液回収部３Ｂが取り付けられている。廃液回収部３Ｂは、廃液排出口１０１６ａに一端が取り付けられた廃液排出用チューブ３１Ｂと、廃液排出用チューブ３１Ｂの他端が導入され、廃液排出用チューブ３１Ｂから排出される廃液を入れるための容器３２とを備える。廃液排出用チューブ３１Ｂの途中には、廃液用開閉弁３５が介在され、廃液用開閉弁３５の開閉によって、廃液の排出可否の切り替えを行うことができるようになっている。
【００７６】
以下に、第３の実施形態にかかるインクジェットヘッド１００’の洗浄装置の動作を説明する。インクジェットヘッド１００’を用いて描画を行う場合に、インク供給用チューブ６がインクタンク（図略）を取り付けられ、この状態でインク供給用開閉弁７が開放される。そして、制御部４によって、描画のための駆動信号がドライバＩＣ２０１に出力され、駆動信号に従って、インクジェットヘッド１００’は、描画動作を行う。
【００７７】
そして、インクジェットヘッド１００’を洗浄する場合に、インク供給用開閉弁７が閉じられ、廃液用開閉弁３５が開放されるとともに、ノズル１０４１の先端が容器２１内の洗浄液ｗに被覆される状態にする。この状態で、制御部４は、洗浄用の駆動信号をドライバＩＣ２０１に出力する。これによって、インクジェットヘッド１００’が洗浄される。インクジェットヘッド１００’の洗浄方法については、第１の実施形態と同様であるため、説明を省略する。洗浄処理の終了後には、インク供給用開閉弁７を開放してインクの供給が可能となるとともに、インク記録装置で一般的に用いられているノズル吸引手段や、インクの供給側に取り付けられた押圧手段によって、インクジェットヘッド１００’のインク供給路内部が、洗浄液ｗからインクに置換され、さらに、少なくとも廃液用開閉弁３５に至るまで置換された後、廃液用開閉弁３５が閉鎖される。
【００７８】
上記構成によると、第３の実施形態では、インクジェットヘッド１００’をインクジェット装置（描画装置）から取り外すことなく、洗浄することができる。このため、インクジェット装置が描画することで、インク詰まり等が発生した場合に、インク供給用開閉弁７を閉鎖してインクの供給を一時停止し、廃液用開閉弁３５を開放して洗浄を行うことで、無駄にインクを浪費することなく、かつ洗浄液ｗをインク供給側に逆流させることなく、インクジェットヘッド１００’を洗浄することができる。
【００７９】
なお、本実施形態では、第１の実施形態と同様に、インクの主溶媒と同じ成分の洗浄液ｗを用いているため、洗浄状態から描画状態に復帰させるにあたって、洗浄液ｗが残存していても描画に影響を与えないため、インクジェットヘッド１００’を速やかに描画状態に復帰させることができる。
【００８０】
（第４の実施形態）
以下に、図１０を用いて、本発明の第４の実施形態にかかるインクジェットヘッド１００の洗浄装置１Ｃを説明する。図１０は、第４の実施形態にかかるインクジェットヘッド１００’の洗浄装置１Ｃを概略的に示す構成図である。第３の実施形態では、上部の開口した容器３２を備えた廃液回収部３Ｂが用いられるが、第４の実施形態では、第２の実施形態で用いられる容器３２Ａ、チューブ３３及び真空ポンプ３４を備えた廃液回収部３Ｃが用いられる。その他の構成については、第３の実施形態と同様である。
【００８１】
上記構成によると、真空ポンプ３４を作動させることで、インクジェットヘッド１００’を更に速やかに、描画状態から洗浄状態に、或いは洗浄状態から描画状態にすることができる。すなわち、インクジェットヘッド１００’を洗浄状態から描画状態に復帰させる場合に、インク供給用開閉弁７を開放し、真空ポンプ３４を作動させて、洗浄液ｗを廃液用開閉弁３５まで吸引することで、インクジェットヘッド１００’内を洗浄液ｗからインクに速やかに置換することができる。また、インクジェットヘッド１００’を描画状態から洗浄状態にする場合に、インク供給用開閉弁７を閉鎖するとともに、廃液用開閉弁３５を開放し、ノズル１０４１の先端が容器２１内の洗浄液ｗに被覆される状態にし、この状態で真空ポンプ３４を作動させる。これによって、速やかに洗浄液ｗをインクジェットヘッド１００’内に流入させることができる。
【００８２】
（第５の実施形態）
以下に、図１１を用いて、本発明の第５の実施形態にかかるインクジェットヘッドの洗浄装置１Ｄを説明する。図１１は、第５の実施形態にかかるインクジェットヘッド１００、１００’の洗浄装置１Ｄを概略的に示す構成図である。第５の実施形態では、容器２１の代わりに、ノズル１０４１の先端を密閉するキャッピング部材２１Ｄが用いられる。キャッピング部材２１Ｄは、例えば、ノズルプレート１０４の先端面（ノズル１０４１の先端側の面）と同サイズの開口を上部に有する容器である。キャッピング部材２１Ｄは、洗浄液ｗが満たされた状態でノズルプレート１０４と接して配置されることで、内部が密閉される。
【００８３】
キャッピング部材２１Ｄの一部（例えば、底部）には、チューブ２２の一端が連通され、これによって、キャッピング部材２１Ｄと、チューブ２２の他端に連通されている洗浄液タンク２３とが連通されている。チューブ２２の途中には、フィルタ２４とポンプ２５とが取り付けられ、ポンプ２５が作動されることで、洗浄液タンク２３内の洗浄液ｗが、キャッピング部材２１Ｄ内に補充されるようになっている。なお、図１１では、キャッピング部材２１Ｄ及びその周辺部材以外の構成として、第３の実施形態における構成が用いられているが、説明の便宜のためであり、第１〜第４の実施形態にかかる構成が用いられてもよい。
【００８４】
上記構成によって、第５の実施形態にかかる洗浄装置１Ｄでは、必要に応じて洗浄液タンク２３から洗浄液ｗをキャッピング部材２１Ｄ内へ補充することができるため、洗浄液が蒸発してしまうことを防止できる。
【００８５】
（第６の実施形態）
以下に、図１２を用いて、本発明の第６の実施形態にかかるインクジェットヘッドの洗浄装置１Ｅを説明する。図１２は、第６の実施形態にかかるインクジェットヘッド１００’の洗浄装置１Ｅを概略的に示す構成図である。
【００８６】
第６の実施形態では、洗浄液供給部２は、二層構造の容器２１Ｅを備える。容器２１Ｅは、内側容器２１Ｅ１と外側容器２１Ｅ２とを含む。内側容器２１Ｅ１は、この発明の洗浄液容器に相当する。外側容器２１Ｅ２は、この発明の回収容器に相当する。
【００８７】
内側容器２１Ｅ１には、一部（例えば底面）にチューブ等で構成された液体流路２２０が接続されている。液体流路２２０には、ポンプ２５０が配置されている。ポンプ２５０が駆動することによって、洗浄液タンク２３に収容された洗浄液ｗは、液体流路２２０を介して内側容器２１Ｅ１に供給される。
【００８８】
ポンプ２５０と内側容器２１Ｅ１との間に、フィルタ２４０が配置されている。フィルタ２４０は、ポンプ２５０から内側容器２１Ｅ１に供給される洗浄液ｗをろ過し、洗浄液ｗ中に混入している異物を捕集する。
【００８９】
内側容器２１Ｅ１は、底面に微小な貫通口を有する。貫通口には、例えば雌ネジが切られており、ネジが嵌め込まれている。ネジが緩められ又は締め付けられることで、貫通口が開閉される。貫通口が開かれると、内側容器２１Ｅ１に収容された洗浄液ｗは、外側容器２１Ｅ２に排出される。
【００９０】
外側容器２１Ｅ２には、一部（例えば底面）にチューブ等で構成された液体流路２６０が接続されている。外側容器２１Ｅ２に収容された洗浄液ｗは、液体流路２６０を介して洗浄液タンク２３に排出される。
【００９１】
内側容器２１Ｅ１の上方には、洗浄液供給部保護部材２７０が配置されている。洗浄液供給部保護部材２７０は、インクジェットヘッド１００’のノズルプレート１０４と略同サイズの開口部を有する。洗浄液供給部保護部材２７０は、容器２１Ｅの一部（例えば外側容器２１Ｅ２）に固定されている。
【００９２】
インク供給用開閉弁７とフィルタ８との間には、単位時間当たりにインク供給用チューブ６を通る液体の流量を測定するフローメータ２８０が配置されている。また、廃液排出口１０１６ａに接続された廃液排出用チューブ３１Ｂには、単位時間当たりに廃液排出用チューブ３１Ｂを通る液体の流量を測定するフローメータ２９０が配置されている。フローメータ２８０及びフローメータ２９０は、この発明の流量測定手段に相当する。
【００９３】
液体流路２２０、２６０、洗浄液タンク２３、ポンプ２５０及びフィルタ２４０は、この発明の循環機構を構成している。
【００９４】
次に、洗浄装置１Ｅを用いたインクジェットヘッド１００’の洗浄方法について説明する。なお、上述の実施形態で説明した洗浄方法と異なる部分についてのみ説明し、同様の部分の説明は省略する。
【００９５】
本実施形態の洗浄方法では、洗浄液タンク２３に収容された洗浄液ｗを内側容器２１Ｅ１にポンプ２５０によって供給し、内側容器２１Ｅ１から洗浄液ｗをオーバーフローさせる。この際、内側容器２１Ｅ１に供給される洗浄液ｗは、フィルタ２４０を通ることでろ過されるため、洗浄液ｗ中に混在する異物は、フィルタ２４０で捕集される。また、オーバーフローした洗浄液ｗは、外側容器２１Ｅ２に回収され、液体流路２６０を介して洗浄液タンク２３に排出される。
【００９６】
次に、洗浄液供給部保護部材２７０の開口部にインクジェットヘッド１００’を挿入し、ノズル１０４１の先端部を内側容器２１Ｅ１に収容された洗浄液ｗに浸漬する。次に、インクジェットヘッド１００’を駆動させることで、インクジェットヘッド１００’の洗浄を開始する。この際、ノズル１０４１の先端部から吸い上げられた洗浄液ｗの単位時間あたりの流量を、フローメータ２９０による測定値からフローメータ２８０による測定値を減算することで測定し、その流量以上の流量の洗浄液ｗを内側容器２１Ｅ１に供給するように、ポンプ２５０の駆動を調整する。
【００９７】
具体的には例えば、インク供給口１０１５ａから共通インク室１０２１’に流入する方向においてインク供給用開閉弁７の上流側に洗浄液ｗ以外の液体（インク等）が収容されている場合、その液体と洗浄液ｗとの混合を防ぐためにインク供給用開閉弁７を閉じた状態で洗浄動作が行われる。このため、フローメータ２８０による測定値は０となるので、フローメータ２９０による測定値以上の流量の洗浄液ｗを内側容器２１Ｅ１に供給するように、ポンプ２５０の駆動を調整する。
【００９８】
また、インク供給口１０１５ａから共通インク室１０２１’に流入する方向においてインク供給用開閉弁７の上流側に洗浄液ｗが収容されている場合、インク供給用開閉弁７を開いた状態で洗浄動作が行われる。インク供給用開閉弁７を開いた状態で洗浄動作を行うことで、共通インク室１０２１’内部にインク供給用開閉弁７から廃液用開閉弁３５へ向かう方向の洗浄液ｗの流れが発生する。この流れに乗せて、ノズル１０４１の先端部から吸い上げられた洗浄液ｗを廃液排出口１０１６ａから排出する。これによって、共通インク室１０２１’内のインク供給口１０１５ａ近傍における異物の滞留が抑制される。
【００９９】
上述のようにインク供給用開閉弁７を開いた状態で洗浄動作が行われた場合、フローメータ２９０では、フローメータ２８０を通る洗浄液ｗとノズル１０４１の先端部から吸い上げられた洗浄液ｗとの両方の合計の流量が測定される。このため、ノズル１０４１の先端部から吸い上げられた洗浄液ｗの流量は、フローメータ２９０による測定値からフローメータ２８０による測定値を減算することで算出される。したがって、フローメータ２９０による測定値からフローメータ２８０による測定値を減算した流量以上の流量の洗浄液ｗを内側容器２１Ｅ１に供給するように、ポンプ２５０の駆動を調整する。
【０１００】
上記構成によると、インクジェットヘッド１００’のノズル１０４１の先端部は、常に洗浄液ｗに浸された状態になる。このため、ノズル１０４１の先端部が洗浄液ｗに浸されずに駆動（空駆動）するという問題が発生しない。したがって、空駆動によるインク流路内部への空気の混入や、インクジェットヘッド１００’の温度上昇による劣化を抑制することができ、より信頼性の高い洗浄を行うことができる。
【０１０１】
また、洗浄液供給部保護部材２７０が内側容器２１Ｅ１の上方に配置されているため、内側容器２１Ｅ１に収容された洗浄液ｗに粉塵等の異物が入ることを抑制でき、ノズル１０４１の先端部から洗浄液ｗとともに異物がインク流路内部に混入することを抑制することができる。このため、より信頼性の高い洗浄を行うことができる。また、洗浄液供給部保護部材２７０が内側容器２１Ｅ１の上方に配置されているため、洗浄液ｗの自然乾燥を抑制することができ、洗浄液ｗの使用量を少なく抑えることができる。
【０１０２】
さらに、洗浄液ｗは、内側容器２１Ｅ１の底面から供給され、内側容器２１Ｅ１の上部からオーバーフローするため、内側容器２１Ｅ１内の洗浄液ｗには、底面から上側に向かい、上部からあふれ出す方向の流れが発生する。
【０１０３】
このため、内側容器２１Ｅ１内の液面に浮遊する粉塵等の異物を、オーバーフローの流れに乗せて内側容器２１Ｅ１の外側へ排出することができる。さらに、洗浄液ｗを内側容器２１Ｅ１からオーバーフローさせない場合は、ノズル１０４１の先端部から洗浄液ｗが吸い上げられる流れに乗って、ノズル１０４１の先端部の近傍に異物が集まる場合があるが、洗浄液ｗをオーバーフローさせることで、ノズル１０４１の先端部の近傍に異物が集まることがなく、上述の洗浄液ｗの流れに乗せて洗浄液ｗとともに異物を内側容器２１Ｅ１の外側へ排出することができる。したがって、ノズル１０４１の先端部からの異物の混入を防ぎ、より信頼性の高い洗浄を行うことができる。
【０１０４】
また、オーバーフローさせた洗浄液ｗを外側容器２１Ｅ２で回収し、これを洗浄液タンク２３に排出した後、フィルタ２４０を経由して再び内側容器２１Ｅ１に供給することで、洗浄液ｗを循環させることができる。このため、洗浄液ｗの無駄を抑制し、インクジェットヘッド１００’の洗浄に必要な洗浄液ｗの液量を大幅に減少させることができる。
【０１０５】
さらに、フローメータ２９０による洗浄液ｗの流量の測定値に基づいて、ポンプ２５０の流量を調整することで、洗浄液ｗの供給不足による内側容器２１Ｅ１内の洗浄液ｗの液面の低下を防ぐことができる。このため、インクジェットヘッド１００’の空駆動によるインク流路内部への空気の混入や、インクジェットヘッド１００’の温度上昇による劣化を抑制することができ、より信頼性の高い洗浄を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【０１０６】
【図１】本発明の第１の実施形態にかかるインクジェットヘッドを概略的に示す斜視構成図である。
【図２】（ａ）は、図１に示すインクジェットヘッドのインク供給路の形状を示す平面断面図であり、（ｂ）（ｃ）は、第１の実施形態の変形例にかかるインク供給路の形状を示す図である。
【図３】図１で示すインクジェットヘッドの洗浄装置を概略的に示す構成図である。
【図４】圧力室内の洗浄液の流れを説明するための模式図である。（ａ）は、中央のチャネル部における圧力室が拡張されるとともに、両側のチャネル部における圧力室が収縮された状態を示す模式図である。（ｂ）は、中央のチャネル部における圧力室が収縮された状態であり、両側のチャネル部における圧力室が拡張された状態を示す模式図である。
【図５】圧力室内の圧力波の振動周期を説明するための図である。
【図６】実験結果を示すグラフである。
【図７】第２の実施形態にかかるインクジェットヘッドの洗浄装置を概略的に示す構成図である。
【図８】第３の実施形態にかかるインクジェットヘッドの構成を概略的に示す斜視図である。
【図９】図８に示すインクジェットヘッドの洗浄装置を概略的に示す構成図である。
【図１０】第４の実施形態にかかるインクジェットヘッドの洗浄装置を概略的に示す構成図である。
【図１１】第５の実施形態にかかるインクジェットヘッドの洗浄装置を概略的に示す構成図である。
【図１２】第６の実施形態にかかるインクジェットヘッドの洗浄装置を概略的に示す構成図である。
【符号の説明】
【０１０７】
１、１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、１Ｄ    洗浄装置（インクジェットヘッドの洗浄装置の一例）
２、２Ｄ                      洗浄液供給部
３、３Ａ、３Ｂ、３Ｃ          廃液回収部
４                            制御部
１００、１００’              インクジェットヘッド
１０１１ａ                    圧力室
１０１１ｂ                    インク流路
１０１６ａ                    廃液排出口
１０２１、１０２１’          共通インク室（インク室の一例）
１０３１、１０１５ａ          インク供給口
２０１                        ドライバＩＣ（駆動回路部の一例）
２２０                        液体流路
２４０                        フィルタ
２５０                        ポンプ
２６０                        液体流路
２７０                        洗浄液供給部保護部材
２８０                        フローメータ
２９０                        フローメータ（流量測定手段の一例）
１０４１                      ノズル
ｗ                            洗浄液
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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