(57)【要約】【課題】ノズルダメージや液残りを発生させることなく、適切にノズル面をクリーニングすることができるインクジェットヘッドのメンテナンス装置を提供する。【解決手段】制御部６０は、位置調整機構７によって、ノズルプレート１０１の吐出面１０１ａと吸収体４０１との間の距離を一定間隔Ｄ離して固定してから、吸引機構５によって、吸収体４０１にインク液を吸収させるので、ノズルプレート１０１と吸収体４０１との接触によるノズルプレート１０１の損傷を防止し、かつ、ノズルプレート１０１の吐出面１０１ａに平行な方向へのノズルプレート１０１と吸収体４０１との相対的な移動によるインク液の拡がりを防止できる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のノズル孔が形成されたプレート本体、および、このプレート本体の少なくとも一部において上記ノズル孔を囲うように形成されると共に上記プレート本体よりも撥液性の高い撥水膜を有するノズルプレートを設けたインクジェットヘッドと、
上記ノズルプレートの少なくとも一つの上記ノズル孔から上記インクジェットヘッド内部の上記インク液を押し出す加圧機構と、
上記ノズルプレートの上記ノズル孔に対向して配置されると共に上記加圧機構から押し出された上記インク液を吸収する吸収体と、
上記吸収体に負圧を印加して上記吸収体に上記インク液を吸収させる吸引機構と、
上記ノズルプレートの上記撥水膜側の吐出面に直交する方向における上記ノズルプレートの上記吐出面と上記吸収体との間の距離を相対的に調整する位置調整機構と、
上記位置調整機構によって、上記ノズルプレートの上記吐出面と上記吸収体との間の距離を一定間隔離して固定してから、上記吸引機構によって、上記吸収体に上記インク液を吸収させる制御部と
を備えることを特徴とするインクジェットヘッドのメンテナンス装置。
【請求項２】
請求項１に記載のインクジェットヘッドのメンテナンス装置において、
上記制御部は、上記プレート本体の上記ノズル孔の中心と上記撥水膜の端部との最短距離をｒとし、上記撥水膜上に半径ｒの上記インク液を形成したときの上記インク液の高さをｈとしたとき、上記ノズルプレートの上記吐出面と上記吸収体との間の上記一定間隔Ｄが、ｈ＞Ｄを満たすようにしてから、上記吸収体に上記インク液を吸収させることを特徴とするインクジェットヘッドのメンテナンス装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載のインクジェットヘッドのメンテナンス装置において、
上記吸収体における上記ノズルプレートの上記吐出面と対向する対向面の面積は、上記ノズルプレートの上記撥水膜の面積と同等以下であることを特徴とするインクジェットヘッドのメンテナンス装置。
【請求項４】
請求項１から３の何れか一つに記載のインクジェットヘッドのメンテナンス装置において、
上記吸収体を囲むように、上記吸収体よりも撥液性の高い撥液部材を、設けていることを特徴とするインクジェットヘッドのメンテナンス装置。
【請求項５】
請求項１から４の何れか一つに記載のインクジェットヘッドのメンテナンス装置において、
上記ノズルプレートと上記吸収体との間に液体を供給する液体供給機構を有することを特徴とするインクジェットヘッドのメンテナンス装置。
【請求項６】
請求項５に記載のインクジェットヘッドのメンテナンス装置において、
上記液体供給機構の上記液体を供給する供給口は、上記ノズルプレートの上記吐出面に直交する方向からみて、上記ノズルプレートの上記撥水膜に重なることを特徴とするインクジェットヘッドのメンテナンス装置。
【請求項７】
請求項５または６に記載のインクジェットヘッドのメンテナンス装置において、
上記液体供給機構は、上記液体を供給する供給路と、この供給路に超音波を印加する超音波発生部とを有することを特徴とするインクジェットヘッドのメンテナンス装置。
【請求項８】
請求項５から７の何れか一つに記載のインクジェットヘッドのメンテナンス装置において、
上記液体供給機構から供給される上記液体は、上記インク液に含まれる溶剤を有することを特徴とするインクジェットヘッドのメンテナンス装置。
【請求項９】
請求項１から８の何れか一つに記載のインクジェットヘッドのメンテナンス装置において、
上記制御部は、上記加圧機構と上記吸引機構とを連動させ、上記加圧機構の加圧開始と上記吸引機構の吸引開始とのタイミング、および、上記加圧機構の加圧終了と上記吸引機構の吸引終了とのタイミングを、調整することを特徴とするインクジェットヘッドのメンテナンス装置。
【請求項１０】
請求項５から９の何れか一つに記載のインクジェットヘッドのメンテナンス装置において、
上記制御部は、上記液体供給機構と上記吸引機構とを連動させ、上記液体供給機構の供給開始と上記吸引機構の吸引開始とのタイミング、および、上記液体供給機構の供給終了と上記吸引機構の吸引終了とのタイミングを、調整することを特徴とするインクジェットヘッドのメンテナンス装置。
【請求項１１】
請求項１から１０の何れか一つに記載のインクジェットヘッドのメンテナンス装置において、
上記吸収体は、不織布であることを特徴とするインクジェットヘッドのメンテナンス装置。
【請求項１２】
複数のノズル孔が形成されたプレート本体、および、このプレート本体の少なくとも一部において上記ノズル孔を囲うように形成されると共に上記プレート本体よりも撥液性の高い撥水膜を有するノズルプレートを設けたインクジェットヘッドと、上記ノズルプレートの上記ノズル孔に対向して配置される吸収体とを、位置調整機構により、相対的に移動して、上記ノズルプレートの上記撥水膜側の吐出面と上記吸収体との間の、上記ノズルプレートの上記吐出面に直交する方向における距離を、一定間隔離して固定する工程と、
加圧機構により、上記ノズルプレートの少なくとも一つの上記ノズル孔から上記インクジェットヘッド内部の上記インク液を押し出して、上記インク液が、上記ノズルプレートの上記撥水膜の外側に広がる前に、上記インク液を上記吸収体と上記ノズルプレートとの間で液柱に形成する工程と、
吸引機構により、上記吸収体に負圧を印加して上記吸収体に上記インク液を吸収させる工程と
を備えることを特徴とするインクジェットヘッドのメンテナンス方法。
【請求項１３】
請求項１２に記載のインクジェットヘッドのメンテナンス方法において、
上記ノズルプレートの上記ノズル孔から上記インク液を押し出した後に、上記ノズルプレートの上記ノズル孔に負圧を印加することを特徴とするインクジェットヘッドのメンテナンス方法。
【請求項１４】
請求項１２に記載のインクジェットヘッドのメンテナンス方法において、
液体供給機構により、上記ノズルプレートの上記吐出面と上記吸収体との間に液体を供給して、上記液体を上記ノズルプレートと上記吸収体との間で液柱に形成することを特徴とするインクジェットヘッドのメンテナンス方法。
【請求項１５】
請求項１４に記載のインクジェットヘッドのメンテナンス方法において、
上記液体供給機構により供給される上記液体は、超音波加振されていることを特徴とするインクジェットヘッドのメンテナンス方法。
【請求項１６】
請求項１５に記載のインクジェットヘッドのメンテナンス方法において、
上記超音波加振の周波数は、１００kＨｚ以上であることを特徴とするインクジェットヘッドのメンテナンス方法。
【請求項１７】
請求項１４から１６の何れか一つに記載のインクジェットヘッドのメンテナンス方法において、
上記加圧機構からの単位時間当たりの上記インク液の押し出し量をＬ１とし、上記液体供給機構からの単位時間当たりの上記液体の供給量をＬ２とし、上記吸引機構における単位時間当たりの吸収量をＬ３としたとき、Ｌ１＋Ｌ２≦Ｌ３を満たすことを特徴とするインクジェットヘッドのメンテナンス方法。
【請求項１８】
請求項１２から１７の何れか一つに記載のインクジェットヘッドのメンテナンス方法において、
上記加圧機構により上記ノズルプレートと上記吸収体との間で上記インク液を液柱に形成した後、上記位置調整機構により、上記ノズルプレートの上記吐出面に直交する方向に、上記ノズルプレートと上記吸収体とを相対的に離隔することを特徴とするインクジェットヘッドのメンテナンス方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、インク液を吐出するインクジェットヘッドのメンテナンス装置およびインクジェットヘッドのメンテナンス方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、インクジェット技術は、民生用のプリンタのみならず、液晶用のＣＦ（Color Filter）パネル生産装置やその他生産装置にも幅広く転用されるようになってきており、その用途が多様化している。
【０００３】
このようなインクジェット装置は、インクジェットヘッドのノズル面に開口したノズル孔１０２ａから、微小な液滴を吐出するものであり、液滴の吐出対象物に対する高い着弾精度が求められる。高い着弾精度を維持するためには、ノズル面、特にノズル孔１０２ａ近傍の表面状態が大きく寄与する。ノズル孔１０２ａ近傍に液滴残りや塵埃等の付着物が存在すると、吐出の際に形成されるメニスカスがその影響を受け、形成状態が不均一となり飛翔曲がりや液滴の飛散など、着弾に多大な影響を与える。
【０００４】
また、インクジェット装置は、単一物質を吐出させるよりも、民生用プリンタ等で用いられるインクをはじめとする、様々な材料を混合させ、液体とし、吐出させることが多い。このような複合材料では、ノズル孔１０２ａ近傍で溶媒乾燥が起こり、濃度の不均一、液体の増粘、目詰まり等の問題が発生する。もちろん、このような問題も吐出、着弾精度に影響を与える。
【０００５】
そのため、インクジェット装置では、目詰まりの回復と同時に、ノズル面をクリーニングすることが一般的に行われている。クリーニング方式は、ブレード等を物理的に接触させて液溜まり除去する接触方式（特開２００４−２９１６１９号公報：特許文献１参照）と、ノズル面とメンテナンス部の間に液柱を立てて、相対的に動作させて液体を吸収させる非接触方式（特開２００５−３４２９９１号公報：特許文献２参照）が一般的に用いられている。
【特許文献１】特開２００４−２９１６１９号公報
【特許文献２】特開２００５−３４２９９１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記従来の接触方式では、ブレード等を物理的に接触させて液溜まり除去するため、ノズル面を傷つける。また、クリーニング動作が繰り返された場合に、ブレードのエッジ部が磨耗し、ノズル面に付着物が残留する等、ブレードのクリーニング能力が低下する。ノズル面が適切にクリーニングされないと、ノズル孔１０２ａから吐出された液滴の着弾精度が低下する。ブレードが磨耗する毎にブレードを交換したのでは、インクジェット記録装置による記録効率の低下、及び、コストアップになる、といった問題があった。
【０００７】
一方、上記従来の非接触方式では、ノズル面とメンテナンス部の間に液柱を立てて、相対的に動作させて液体をノズル面から除去するが、撥水膜が形成されていないところに液溜まりが残る。この液溜まりは除去しないと描画動作中に描画対象基板に落下し、不良を発生させるといった問題があった。
【０００８】
そこで、この発明の課題は、ノズルダメージや液残りを発生させることなく、適切にノズル面をクリーニングすることができるインクジェットヘッドのメンテナンス装置およびインクジェットヘッドのメンテナンス方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するため、この発明のインクジェットヘッドのメンテナンス装置は、
複数のノズル孔が形成されたプレート本体、および、このプレート本体の少なくとも一部において上記ノズル孔を囲うように形成されると共に上記プレート本体よりも撥液性の高い撥水膜を有するノズルプレートを設けたインクジェットヘッドと、
上記ノズルプレートの少なくとも一つの上記ノズル孔から上記インクジェットヘッド内部の上記インク液を押し出す加圧機構と、
上記ノズルプレートの上記ノズル孔に対向して配置されると共に上記加圧機構から押し出された上記インク液を吸収する吸収体と、
上記吸収体に負圧を印加して上記吸収体に上記インク液を吸収させる吸引機構と、
上記ノズルプレートの上記撥水膜側の吐出面に直交する方向における上記ノズルプレートの上記吐出面と上記吸収体との間の距離を相対的に調整する位置調整機構と、
上記位置調整機構によって、上記ノズルプレートの上記吐出面と上記吸収体との間の距離を一定間隔離して固定してから、上記吸引機構によって、上記吸収体に上記インク液を吸収させる制御部と
を備えることを特徴としている。
【００１０】
この発明のインクジェットヘッドのメンテナンス装置によれば、上記制御部は、上記位置調整機構によって、上記ノズルプレートの上記吐出面と上記吸収体との間の距離を一定間隔離して固定してから、上記吸引機構によって、上記吸収体に上記インク液を吸収させるので、上記ノズルプレートと上記吸収体との接触による上記ノズルプレートの損傷を防止し、かつ、上記ノズルプレートの上記吐出面に平行な方向への上記ノズルプレートと上記吸収体との相対的な移動による上記インク液の拡がりを防止できる。
【００１１】
したがって、上記ノズルプレートのダメージや上記ノズルプレートの上記インク液残りを発生させることなく、上記ノズルプレートの上記吐出面を、適切にクリーニングすることができる。
【００１２】
また、一実施形態のインクジェットヘッドのメンテナンス装置では、上記制御部は、上記プレート本体の上記ノズル孔の中心と上記撥水膜の端部との最短距離をｒとし、上記撥水膜上に半径ｒの上記インク液を形成したときの上記インク液の高さをｈとしたとき、上記ノズルプレートの上記吐出面と上記吸収体との間の上記一定間隔Ｄが、ｈ＞Ｄを満たすようにしてから、上記吸収体に上記インク液を吸収させる。
【００１３】
この実施形態のインクジェットヘッドのメンテナンス装置によれば、上記制御部は、上記プレート本体の上記ノズル孔の中心と上記撥水膜の端部との最短距離をｒとし、上記撥水膜上に半径ｒの上記インク液を形成したときの上記インク液の高さをｈとしたとき、上記ノズルプレートの上記吐出面と上記吸収体との間の上記一定間隔Ｄが、ｈ＞Ｄを満たすようにしてから、上記吸収体に上記インク液を吸収させるので、上記ノズル孔より排出される上記インク液が、上記ノズルプレートの上記撥水膜の形成領域外に、濡れ広がる前に、上記吸収体により上記インク液を吸収できて、上記ノズルプレートの撥水膜形成領域外での上記インク液残りの発生を抑制することができる。
【００１４】
また、一実施形態のインクジェットヘッドのメンテナンス装置では、上記吸収体における上記ノズルプレートの上記吐出面と対向する対向面の面積は、上記ノズルプレートの上記撥水膜の面積と同等以下である。
【００１５】
この実施形態のインクジェットヘッドのメンテナンス装置によれば、上記吸収体における上記ノズルプレートの上記吐出面と対向する対向面の面積は、上記ノズルプレートの上記撥水膜の面積と同等以下であるので、上記ノズル孔より排出される上記インク液が、上記吸収体との間で液柱を形成する際に、上記吸収体に伝わることで液柱のサイズが大きくなって、上記撥水膜の形成領域外に濡れ広がるのを防止することができる。
【００１６】
また、一実施形態のインクジェットヘッドのメンテナンス装置では、上記吸収体を囲むように、上記吸収体よりも撥液性の高い撥液部材を、設けている。
【００１７】
この実施形態のインクジェットヘッドのメンテナンス装置によれば、上記吸収体を囲むように、上記吸収体よりも撥液性の高い撥液部材を、設けているので、上記ノズルプレートと上記吸収体との間で形成される液柱のサイズの広がりを一層抑制することができる。
【００１８】
また、一実施形態のインクジェットヘッドのメンテナンス装置では、上記ノズルプレートと上記吸収体との間に液体を供給する液体供給機構を有する。
【００１９】
この実施形態のインクジェットヘッドのメンテナンス装置によれば、上記ノズルプレートと上記吸収体との間に液体を供給する液体供給機構を有するので、例えば、上記ノズルプレートの上記吐出面に付着した付着物を溶解させることができる液体を供給することにより、上記ノズルプレートの上記吐出面のクリーニング性が向上する。
【００２０】
また、一実施形態のインクジェットヘッドのメンテナンス装置では、上記液体供給機構の上記液体を供給する供給口は、上記ノズルプレートの上記吐出面に直交する方向からみて、上記ノズルプレートの上記撥水膜に重なる。
【００２１】
この実施形態のインクジェットヘッドのメンテナンス装置によれば、上記液体供給機構の上記液体を供給する供給口は、上記ノズルプレートの上記吐出面に直交する方向からみて、上記ノズルプレートの上記撥水膜に重なるので、上記ノズルプレートの撥水膜形成領域と上記吸収体との間に確実に上記液体を供給できて、上記液体が、上記ノズルプレートの撥水膜形成領域外に付着し、液残りを発生させることを防ぐことができる。
【００２２】
また、一実施形態のインクジェットヘッドのメンテナンス装置では、上記液体供給機構は、上記液体を供給する供給路と、この供給路に超音波を印加する超音波発生部とを有する。
【００２３】
この実施形態のインクジェットヘッドのメンテナンス装置によれば、上記液体供給機構は、上記液体を供給する供給路と、この供給路に超音波を印加する超音波発生部とを有するので、上記供給路において超音波加振された洗浄効果の高い上記液体を供給できる。
【００２４】
また、一実施形態のインクジェットヘッドのメンテナンス装置では、上記液体供給機構から供給される上記液体は、上記インク液に含まれる溶剤を有する。
【００２５】
この実施形態のインクジェットヘッドのメンテナンス装置によれば、上記液体供給機構から供給される上記液体は、上記インク液に含まれる溶剤を有するので、上記インク液の乾燥等で発生した上記インク液起因の付着物を効率良く除去することができるとともに、上記インクジェットヘッド内部の増粘インクを再溶解させ、目詰まりを防止することができる。
【００２６】
また、一実施形態のインクジェットヘッドのメンテナンス装置では、上記制御部は、上記加圧機構と上記吸引機構とを連動させ、上記加圧機構の加圧開始と上記吸引機構の吸引開始とのタイミング、および、上記加圧機構の加圧終了と上記吸引機構の吸引終了とのタイミングを、調整する。
【００２７】
この実施形態のインクジェットヘッドのメンテナンス装置によれば、上記制御部は、上記加圧機構と上記吸引機構とを連動させ、上記加圧機構の加圧開始と上記吸引機構の吸引開始とのタイミング、および、上記加圧機構の加圧終了と上記吸引機構の吸引終了とのタイミングを、調整するので、過剰加圧による上記吸収体と上記ノズルプレートとの間で形成される液柱の撥水膜形成領域外への濡れ広がりを防ぎ、確実に吸上記収体を経由して上記インク液を吸収することができる。
【００２８】
また、一実施形態のインクジェットヘッドのメンテナンス装置では、上記制御部は、上記液体供給機構と上記吸引機構とを連動させ、上記液体供給機構の供給開始と上記吸引機構の吸引開始とのタイミング、および、上記液体供給機構の供給終了と上記吸引機構の吸引終了とのタイミングを、調整する。
【００２９】
この実施形態のインクジェットヘッドのメンテナンス装置によれば、上記制御部は、上記液体供給機構と上記吸引機構とを連動させ、上記液体供給機構の供給開始と上記吸引機構の吸引開始とのタイミング、および、上記液体供給機構の供給終了と上記吸引機構の吸引終了とのタイミングを、調整するので、過剰供給による上記吸収体と上記ノズルプレートとの間で形成される液柱の撥水膜形成領域外への濡れ広がりを防ぎ、確実に吸上記収体を経由して上記インク液を吸収することができる。
【００３０】
また、一実施形態のインクジェットヘッドのメンテナンス装置では、上記吸収体は、不織布である。
【００３１】
この実施形態のインクジェットヘッドのメンテナンス装置によれば、上記吸収体は、不織布であるので、上記インクジェットヘッドの作製精度ばらつきや、上記ノズルプレートと上記吸収体との間隔調整ばらつき等の影響で、万が一、上記ノズルプレートと上記吸収体とが接触した際も、上記ノズルプレートへのダメージを最小限にとどめることができる。
【００３２】
また、この発明のインクジェットヘッドのメンテナンス方法は、
複数のノズル孔が形成されたプレート本体、および、このプレート本体の少なくとも一部において上記ノズル孔を囲うように形成されると共に上記プレート本体よりも撥液性の高い撥水膜を有するノズルプレートを設けたインクジェットヘッドと、上記ノズルプレートの上記ノズル孔に対向して配置される吸収体とを、位置調整機構により、相対的に移動して、上記ノズルプレートの上記撥水膜側の吐出面と上記吸収体との間の、上記ノズルプレートの上記吐出面に直交する方向における距離を、一定間隔離して固定する工程と、
加圧機構により、上記ノズルプレートの少なくとも一つの上記ノズル孔から上記インクジェットヘッド内部の上記インク液を押し出して、上記インク液が、上記ノズルプレートの上記撥水膜の外側に広がる前に、上記インク液を上記吸収体と上記ノズルプレートとの間で液柱に形成する工程と、
吸引機構により、上記吸収体に負圧を印加して上記吸収体に上記インク液を吸収させる工程と
を備えることを特徴としている。
【００３３】
この発明のインクジェットヘッドのメンテナンス方法によれば、上記ノズルプレートの上記ノズル孔より排出される上記インク液を、上記ノズルプレートの上記撥水膜の外側に濡れ広がる前に、上記吸収体に吸収させるので、上記ノズルプレートの上記撥水膜の外側に濡れ広がり、上記インク液残りの発生を抑制することができる。
【００３４】
したがって、上記ノズルプレートのダメージや上記ノズルプレートの上記インク液残りを発生させることなく、上記ノズルプレートの上記吐出面を、適切にクリーニングすることができる。
【００３５】
また、一実施形態のインクジェットヘッドのメンテナンス方法では、上記ノズルプレートの上記ノズル孔から上記インク液を押し出した後に、上記ノズルプレートの上記ノズル孔に負圧を印加する。
【００３６】
この実施形態のインクジェットヘッドのメンテナンス方法によれば、上記ノズルプレートの上記ノズル孔から上記インク液を押し出した後に、上記ノズルプレートの上記ノズル孔に負圧を印加するので、上記ノズル孔より排出された上記インク液が、万一、上記ノズルプレートの上記撥水膜上に残った際も、残った上記インク液の端部が上記ノズル孔と接触しているため、上記ノズル孔を負圧に引くことにより、残ったインク液を、上記ノズル孔内に吸引することができる。このため、上記ノズルプレートの上記吐出面の上記インク液残りが完全になくなる。
【００３７】
また、一実施形態のインクジェットヘッドのメンテナンス方法では、液体供給機構により、上記ノズルプレートの上記吐出面と上記吸収体との間に液体を供給して、上記液体を上記ノズルプレートと上記吸収体との間で液柱に形成する。
【００３８】
この実施形態のインクジェットヘッドのメンテナンス方法によれば、液体供給機構により、上記ノズルプレートの上記吐出面と上記吸収体との間に液体を供給して、上記液体を上記ノズルプレートと上記吸収体との間で液柱に形成するので、上記ノズルプレートを上記液体で洗浄することができる。このため、例えば、上記ノズルプレートの上記吐出面に付着した上記インク液が乾燥した場合、上記インク液が含む溶媒を洗浄液として選択することで、上記ノズルプレートの上記吐出面の付着物を再溶解させ、上記ノズルプレートの上記吐出面を効果的にクリーニングすることができる。
【００３９】
また、一実施形態のインクジェットヘッドのメンテナンス方法では、上記液体供給機構により供給される上記液体は、超音波加振されている。
【００４０】
この実施形態のインクジェットヘッドのメンテナンス方法によれば、上記液体供給機構により供給される上記液体は、超音波加振されているので、超音波加振された上記液体が上記ノズルプレートの上記吐出面に強固に付着した異物を除去できて、上記ノズルプレートの上記吐出面の洗浄性が一層向上する。
【００４１】
また、一実施形態のインクジェットヘッドのメンテナンス方法では、上記超音波加振の周波数は、１００kＨｚ以上である。
【００４２】
この実施形態のインクジェットヘッドのメンテナンス方法によれば、上記超音波加振の周波数は、１００kＨｚ以上であるので、超音波印加により発生するキャビテーションが撥水膜にダメージを与えることなく洗浄することができる。
【００４３】
また、一実施形態のインクジェットヘッドのメンテナンス方法では、上記加圧機構からの単位時間当たりの上記インク液の押し出し量をＬ１とし、上記液体供給機構からの単位時間当たりの上記液体の供給量をＬ２とし、上記吸引機構における単位時間当たりの吸収量をＬ３としたとき、Ｌ１＋Ｌ２≦Ｌ３を満たす。
【００４４】
この実施形態のインクジェットヘッドのメンテナンス方法によれば、上記加圧機構からの単位時間当たりの上記インク液の押し出し量をＬ１とし、上記液体供給機構からの単位時間当たりの上記液体の供給量をＬ２とし、上記吸引機構における単位時間当たりの吸収量をＬ３としたとき、Ｌ１＋Ｌ２≦Ｌ３を満たすので、上記ノズルプレートと上記吸収体との間に供給される総液体量よりも、上記吸収体を介して吸収される液体量の方が多くなるため、液柱が撥水膜形成領域の外側に広がることがなくなる。このため、撥水膜形成領域外への上記インク液や上記液体の液残りの発生を抑制することができる。
【００４５】
また、一実施形態のインクジェットヘッドのメンテナンス方法では、上記加圧機構により上記ノズルプレートと上記吸収体との間で上記インク液を液柱に形成した後、上記位置調整機構により、上記ノズルプレートの上記吐出面に直交する方向に、上記ノズルプレートと上記吸収体とを相対的に離隔する。
【００４６】
この実施形態のインクジェットヘッドのメンテナンス方法によれば、上記加圧機構により上記ノズルプレートと上記吸収体との間で上記インク液を液柱に形成した後、上記位置調整機構により、上記ノズルプレートの上記吐出面に直交する方向に、上記ノズルプレートと上記吸収体とを相対的に離隔するので、上記ノズルプレートと上記吸収体との間で形成される上記インク液の液柱が細くなり、この液柱が崩壊した際の上記ノズルプレートの上記吐出面側に残る液量が少なくなる。
【発明の効果】
【００４７】
この発明のインクジェットヘッドのメンテナンス装置によれば、上記制御部は、上記位置調整機構によって、上記ノズルプレートの上記吐出面と上記吸収体との間の距離を一定間隔離して固定してから、上記吸引機構によって、上記吸収体に上記インク液を吸収させるので、上記ノズルプレートのダメージや上記ノズルプレートの上記インク液残りを発生させることなく、上記ノズルプレートの上記吐出面を、適切にクリーニングすることができる。
【００４８】
また、この発明のインクジェットヘッドのメンテナンス方法によれば、上記ノズルプレートの上記ノズル孔１０２ａより排出される上記インク液を、上記ノズルプレートの上記撥水膜の外側に濡れ広がる前に、上記吸収体に吸収させるので、上記ノズルプレートのダメージや上記ノズルプレートの上記インク液残りを発生させることなく、上記ノズルプレートの上記吐出面を、適切にクリーニングすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４９】
以下、この発明を図示の実施の形態により詳細に説明する。
【００５０】
図１は、この発明のインクジェットヘッドのメンテナンス装置の簡略構成図を示している。本発明のメンテナンス装置１は、インクジェットヘッド１０のノズルプレート１０１の吐出面１０１ａに残されたインク液を除去する装置であり、上記インクジェットヘッド１０と、このインクジェットヘッド１０内部の上記インク液を押し出す加圧機構３と、この加圧機構３から押し出された上記インク液を吸収する吸収体４０１と、この吸収体４０１に負圧を印加して上記吸収体４０１に上記インク液を吸収させる吸引機構５と、上記ノズルプレート１０１と上記吸収体４０１との間の距離を相対的に調整する位置調整機構７と、上記位置調整機構７および上記吸引機構５を制御する制御部６０とを有する。
【００５１】
上記インクジェットヘッド１０は、上記吐出面１０１ａが鉛直下向きになるように、インクジェットヘッド保持部材２０に保持され、このインクジェット保持部材２０により、上記インクジェットヘッド１０の絶対位置が、調整される。上記インクジェット保持部材２０は、スライダなどから構成される。
【００５２】
上記加圧機構３は、インクタンク３０を有し、このインクタンク３０は、インクジェットヘッド１０に接続されており、上記インクタンク３０内のインク液が、上記インクジェット１０に供給される。上記インクタンク３０は、密閉されており、このインクタンク３０の内部の圧力は、例えば電磁弁などによって構成される図示しない圧力調整機構により、調整される。
【００５３】
上記インクタンク３０内部には、インク液に対し耐薬品性の高い材質で作られたインク袋が配置され、そのインク袋内にインク液が充填される。通常、上記インクタンク３０内は、上記インクジェットヘッド１０からインクが溢れださないように、また、吐出を安定させるために、負圧になっている。
【００５４】
上記吸収体４０１は、上記ノズルプレート１０１の上記吐出面１０１ａに対向して、配置される。上記吸収体４０１は、吸引部４０に含まれる。
【００５５】
この吸引部４０には、上記吸引機構５の吸引ポンプ５０が接続され、この吸引ポンプ５０は、上記吸収体４０１に接触したインク液が上記ノズルプレート１０１の上記吐出面１０１ａに残らないように、インク液を吸収する。
【００５６】
上記吸引部４０には、液体供給機構４１が接続され、この液体供給機構４１は、上記ノズルプレート１０１と上記吸収体４０１との間に液体としての洗浄液を供給する。なお、上記液体供給機構４１から供給される上記液体は、上記インク液に含まれる溶剤を有する。
【００５７】
上記位置調整機構７は、上記ノズルプレート１０１の上記吐出面１０１ａに直交する方向における上記ノズルプレート１０１の上記吐出面１０１ａと上記吸収体４０１との間の距離を相対的に調整する。
【００５８】
上記制御部６０は、例えば、パソコンであり、上記位置調整機構７によって、上記ノズルプレート１０１の上記吐出面１０１ａと上記吸収体４０１との間の距離を一定間隔Ｄ離して固定してから、上記吸引機構５によって、上記吸収体４０１に上記インク液を吸収させる。
【００５９】
上記制御部６０は、上記インクジェットヘッド保持部材２０を制御し、上記インクジェットヘッド１０の位置を調整する。また、上記制御部６０は、上記液体供給機構４１および上記加圧機構３を制御する。
【００６０】
つまり、上記制御部６０は、上記加圧機構３と上記吸引機構５とを連動させ、上記加圧機構３の加圧開始と上記吸引機構５の吸引開始とのタイミング、および、上記加圧機構３の加圧終了と上記吸引機構５の吸引終了とのタイミングを、調整する。
【００６１】
また、上記制御部６０は、上記液体供給機構４１と上記吸引機構５とを連動させ、上記液体供給機構４１の供給開始と上記吸引機構５の吸引開始とのタイミング、および、上記液体供給機構４１の供給終了と上記吸引機構５の吸引終了とのタイミングを、調整する。
【００６２】
図２に示すように、上記ノズルプレート１０１は、複数のノズル孔１０２ａが形成されたプレート本体１０２と、このプレート本体１０２の一面の全体において上記全てのノズル孔１０２ａを露出するように形成される撥水膜１０３とを有する。なお、上記撥水膜１０３は、上記プレート本体１０２の上記一面の少なくとも一部において上記ノズル孔１０２ａを囲うように形成されていてもよい。
【００６３】
上記撥水膜１０３は、上記プレート本体１０２よりも撥液性が高い。上記ノズルプレート１０１の上記吐出面１０１ａは、上記ノズルプレート１０１の上記撥水膜１０３側の面である。
【００６４】
上記ノズルプレート１０１の作製には、上記プレート本体１０２の材料として、例えばポリイミド膜を用い、その表面に蒸着あるいはディッピングなどで上記撥水膜１０３を形成した後、レーザー加工による穴空け加工を行い、上記ノズル孔１０２ａを形成する。
【００６５】
上記ノズルプレート１０１は、加工が終わった後に、圧電部材からなる図示しないヘッドチップに接着剤で固定、接着される。このヘッドチップには、図示しないインク流路、インク室等が形成されており、インク袋のインク液が供給される構成である。
【００６６】
図３Ａと図３Ｂに示すように、上記吸引部４０は、中央部に凹部を有する枠体４０２と、この枠体４０２の凹部に配置された吸収体保持部材４０３と、この吸収体保持部材４０３に保持された上記吸収体４０１とを有する。なお、図３Ａは、吸引部におけるノズルプレートとの対向側の平面図である。図３Ｂは、図３ＡのＡ−Ａ’断面を示す断面図である。
【００６７】
上記吸収体４０１は、不織布であり、この不織布としては、例えば、カネボウ製の製品名「ザヴィーナミニマックス」を用いる。上記吸収体保持部材４０３は、SUS304製である。
【００６８】
上記枠体４０２は、ポリテトラフルオロエチレン製であり、上記吸収体４０１よりも撥液性が高い。つまり、上記枠体４０２は、上記吸収体４０１を囲むように設けられた撥液部材である。
【００６９】
上記吸収体４０１における上記ノズルプレート１０１の上記吐出面１０１ａと対向する対向面の面積は、上記ノズルプレート１０１の上記撥水膜１０３の面積と同等以下である。例えば、上記ノズルプレート１０１のサイズが、縦２．５ｍｍ×横１５ｍｍであるのに対し、上記枠体４０２の開口部は、縦２ｍｍ×横１４ｍｍである。
【００７０】
上記吸収体保持部材４０３の中心には、上記ノズルプレート１０１と上記吸収体４０１の間に洗浄液を供給する洗浄液供給路４０５が形成され、上記吸収体４０１との接触面には、洗浄液供給口４０４が形成されている。そのため、上記吸収体４０１は、上記洗浄液供給口４０４を完全に塞がないよう、円状の穴加工がされている。
【００７１】
また、上記洗浄液供給路４０５には、上記枠体４０２の外側に超音波振動子４０９が取り付けられている。上記超音波振動子４０９は、超音波発信機４０８に接続されており、この超音波発信機４０８に通電することにより、上記超音波振動子４０９を機械変形させ、上記洗浄液供給路４０５内の洗浄液を加振することができる。
【００７２】
つまり、上記液体供給機構４１は、上記液体を供給する上記洗浄液供給路４０５と、この供給路４０５に超音波を印加する超音波発生部４２とを有し、この超音波発生部４２は、上記超音波発信機４０８および上記超音波振動子４０９を有する。
【００７３】
上記洗浄液供給口４０４は、上記ノズルプレート１０１の上記吐出面１０１ａに直交する方向からみて、上記ノズルプレート１０１の上記撥水膜１０３に重なる。
【００７４】
また、上記枠体４０２の凹部の底面には、洗浄液吸引路４０６が形成されており、洗浄液吸引路４０６を負圧にすることにより、上記枠体４０２の凹部内が負圧になり、上記吸収体４０１を介して、上記ノズルプレート１０１と上記吸収体４０１との間のインク液や洗浄液を吸引する。吸引されたインク液や洗浄液は、廃液として、上記洗浄液吸引路４０６を通って、廃液タンク４０７に蓄積される。上記廃液タンク４０７として、ガラス製のビンを用い、ビン内を吸引ポンプ５０で負圧にすることにより廃液を吸引する。
【００７５】
つまり、上記吸引機構５は、上記洗浄液吸引路４０６、上記廃液タンク４０７および上記吸引ポンプ５０を有する。
【００７６】
上記構成のインクジェットヘッドのメンテナンス装置によれば、上記制御部６０は、上記位置調整機構７によって、上記ノズルプレート１０１の上記吐出面１０１ａと上記吸収体４０１との間の距離を一定間隔Ｄ離して固定してから、上記吸引機構５によって、上記吸収体４０１に上記インク液を吸収させるので、上記ノズルプレート１０１と上記吸収体４０１との接触による上記ノズルプレート１０１の損傷を防止し、かつ、上記ノズルプレート１０１の上記吐出面１０１ａに平行な方向への上記ノズルプレート１０１と上記吸収体４０１との相対的な移動による上記インク液の拡がりを防止できる。
【００７７】
したがって、上記ノズルプレート１０１のダメージや上記ノズルプレート１０１の上記インク液残りを発生させることなく、上記ノズルプレート１０１の上記吐出面１０１ａを、適切にクリーニングすることができる。
【００７８】
このとき、上記制御部６０は、上記プレート本体１０２の上記ノズル孔１０２ａの中心と上記撥水膜１０３の端部との最短距離をｒとし、上記撥水膜１０３上に半径ｒの上記インク液を形成したときの上記インク液の高さをｈとしたとき、上記ノズルプレート１０１の上記吐出面１０１ａと上記吸収体４０１との間の上記一定間隔Ｄが、ｈ＞Ｄを満たすようにしてから、上記吸収体４０１に上記インク液を吸収させる。
【００７９】
したがって、上記ノズル孔１０２ａより排出される上記インク液が、上記ノズルプレート１０１の上記撥水膜１０３の形成領域外に、濡れ広がる前に、上記吸収体４０１により上記インク液を吸収できて、上記ノズルプレート１０１の撥水膜１０３形成領域外での上記インク液残りの発生を抑制することができる。
【００８０】
また、上記吸収体４０１における上記ノズルプレート１０１の上記吐出面１０１ａと対向する対向面の面積は、上記ノズルプレート１０１の上記撥水膜１０３の面積と同等以下であるので、上記ノズル孔１０２ａより排出される上記インク液が、上記吸収体４０１との間で液柱を形成する際に、上記吸収体４０１に伝わることで液柱のサイズが大きくなって、上記撥水膜１０３の形成領域外に濡れ広がるのを防止することができる。
【００８１】
また、上記吸収体４０１を囲むように、上記吸収体４０１よりも撥液性の高い撥液部材としての上記枠体４０２を、設けているので、上記ノズルプレート１０１と上記吸収体４０１との間で形成される液柱のサイズの広がりを一層抑制することができる。
【００８２】
また、上記ノズルプレート１０１と上記吸収体４０１との間に液体を供給する液体供給機構４１を有するので、例えば、上記ノズルプレート１０１の上記吐出面１０１ａに付着した付着物を溶解させることができる液体を供給することにより、上記ノズルプレート１０１の上記吐出面１０１ａのクリーニング性が向上する。
【００８３】
また、上記液体供給機構４１の上記液体を供給する供給口４０４は、上記ノズルプレート１０１の上記吐出面１０１ａに直交する方向からみて、上記ノズルプレート１０１の上記撥水膜１０３に重なるので、上記ノズルプレート１０１の撥水膜１０３形成領域と上記吸収体４０１との間に確実に上記液体を供給できて、上記液体が、上記ノズルプレート１０１の撥水膜１０３形成領域外に付着し、液残りを発生させることを防ぐことができる。
【００８４】
また、上記液体供給機構４１は、上記液体を供給する供給路４０５と、この供給路４０５に超音波を印加する超音波発生部４２とを有するので、上記供給路４０５において超音波加振された洗浄効果の高い上記液体を供給できる。
【００８５】
また、上記液体供給機構４１から供給される上記液体は、上記インク液に含まれる溶剤を有するので、上記インク液の乾燥等で発生した上記インク液起因の付着物を効率良く除去することができるとともに、上記インクジェットヘッド内部の増粘インクを再溶解させ、目詰まりを防止することができる。
【００８６】
また、上記制御部６０は、上記加圧機構３と上記吸引機構５とを連動させ、上記加圧機構３の加圧開始と上記吸引機構５の吸引開始とのタイミング、および、上記加圧機構３の加圧終了と上記吸引機構５の吸引終了とのタイミングを、調整するので、過剰加圧による上記吸収体４０１と上記ノズルプレート１０１との間で形成される液柱の撥水膜１０３形成領域外への濡れ広がりを防ぎ、確実に吸上記収体を経由して上記インク液を吸収することができる。なお、上記加圧機構３は、上記ノズルプレート１０１の少なくとも一つの上記ノズル孔１０２ａから上記インクジェットヘッド１０内部の上記インク液を押し出す。
【００８７】
また、上記制御部６０は、上記液体供給機構４１と上記吸引機構５とを連動させ、上記液体供給機構４１の供給開始と上記吸引機構５の吸引開始とのタイミング、および、上記液体供給機構４１の供給終了と上記吸引機構５の吸引終了とのタイミングを、調整するので、過剰供給による上記吸収体４０１と上記ノズルプレート１０１との間で形成される液柱の撥水膜１０３形成領域外への濡れ広がりを防ぎ、確実に吸上記収体を経由して上記インク液を吸収することができる。
【００８８】
また、上記吸収体４０１は、不織布であるので、上記インクジェットヘッドの作製精度ばらつきや、上記ノズルプレート１０１と上記吸収体４０１との間隔調整ばらつき等の影響で、万が一、上記ノズルプレート１０１と上記吸収体４０１とが接触した際も、上記ノズルプレート１０１へのダメージを最小限にとどめることができる。
【００８９】
次に、上記メンテナンス装置１を使用したインクジェットヘッドのメンテナンス方法について、図４Ａ〜図４Ｄを用いて説明する。
【００９０】
まず、図４Ａに示すように、インクジェットヘッド１０は、インクジェットヘッド保持部材２０によって、ノズルプレート１０１の吐出面１０１ａが、吸引部４０と対向する位置に移動される。この際、ノズルプレート１０１と吸収体４０１の相対位置は、その中心が一致する位置に配置されるとともに、その間隔はあらかじめ制御部６０に入力された一定間隔Ｄになるように移動される。
【００９１】
ここで、ノズルプレート１０１と吸収体４０１との間隔Ｄの設定について、図２、図５Ａ〜図５Ｃ、図６Ａ，図６Ｂを用いて以下に説明する。図５Ａ〜図５Ｃは、インクタンク３０を加圧した際のノズルプレート１０１のインク液の挙動を説明した図であり、図６Ａ、図６Ｂは、ノズルプレート形成部材６０１にインク液５０１を滴下した際の、ノズルプレートの吐出面１０１ａの側面方向から観察した図である。
【００９２】
図２に示すように、本実施の形態にかかるノズルプレート１０１は、ノズル孔１０２ａを除くその前面に撥水膜１０３が形成されている。複数のノズル孔１０２ａのうち、最端の穴の中心からノズルプレート１０１の端部への最短距離ｒは、図に示すｒ１、ｒ２、ｒ３のうちのいずれかとなる。本実施の形態にかかるノズルプレート１０１の設計値は、ｒ1＝500μｍ、ｒ2＝1500μｍ、ｒ3＝2000μｍであり、ｒ１が最短距離ｒとなっている。
【００９３】
インクタンク３０を加圧し、インクジェットヘッド１０の内部のインクを排出すると、ノズル孔１０２ａからは図５Ａに示すように、インク液５０１が、撥水膜１０３上に半球状に広がる。
【００９４】
さらに加圧を続けると、図５Ｂに示すように、隣接チャネルから排出されたインク液５０１と接触し、結合されて大きな楕円形状のインク液５０１となる。このような楕円形状のインク液５０１は、外部からの物理的エネルギーを与えない理想状態では、その表面エネルギーが最も安定になるように半球状になろうと界面が変化する。しかしながら、本実施の形態にかかるメンテナンス方法では、インク液５０１が結合して大きな楕円形状のインク液５０１となった後も加圧をおこなっているため、この楕円形状を保ったまま、そのサイズが変化する。この場合、結合後のノズルプレート１０１との接触面が広がるのではなく、高さ方向への成長が支配的になる。結合後の楕円形状のインク液５０１の短径は結合前の半径とほぼ同程度であり、短径が成長するには、インク液５０１の撥水膜１０３上での接触角から理想的な高さに成長した後のこととなる。その後、短径の成長とともに、高さも成長するため、楕円形状のインク液５０１がノズルプレート１０１の側壁まで濡れ広がったときのインク液５０１の高さは、理想的に半球形状を保ったまま成長しノズルプレート１０１の側壁まで濡れ広がったとき高さと同じと考えられる。
【００９５】
一方、表面張力が高いインクでは、図５Ｃに示すように、大きな楕円形状のインク液５０１がその表面張力により、いくつかの半球形状のインク液５０１に分裂する。また、表面張力の低いインク液５０１であっても、ノズルプレート１０１のうねりや傷などの段差、ヘッド起因のチャネル間の加圧力ばらつきによるインク液５０１の成長ばらつき等の影響で、理想的な楕円形状を保ったままではなく、図５Ｃに示すようないくつかの半球形状のインク液５０１が成長する形となる。
【００９６】
以上から、インク液５０１の挙動は、理想的に半球形状を保ったまま成長すると考えることができる。
【００９７】
このようなインクタンク３０の加圧によるインク液５０１の成長は、ノズルプレート１０１上での半径（あるいは短径）がｒより大きくなると、インク液５０１はノズルプレート１０１の側壁まで濡れ広がり、液残りを発生させる。液残りを発生させないためには、インク液５０１の半径がｒより大きくならないようにすることが必須である。
【００９８】
インク液５０１の半径がｒのときの高さをｈとすると、ｈ＞Ｄに設定すれば、インク液５０１が成長して半径ｒとなる前に吸収体４０１と接触することができるため、吸収体４０１からインク液５０１を吸引する圧力を調整することにより、インク液５０１の濡れ広がりを抑制し、液残りの発生を抑制することができる。このために、ノズルプレート１０１と吸収体４０１との間隔Ｄを適切な値に設定することが重要である。
【００９９】
ノズルプレート１０１と吸収体４０１との間隔Ｄについては、ノズルプレート１０１に形成された撥水膜１０３と同材料を用いて、これに対するインク液５０１、洗浄液滴の接触角を求める方法によって決定する。本実施の形態では、ノズルプレート１０１の形成工程で不要となった箇所のノズルプレート形成部材６０１を使用した。
【０１００】
図６Ａに示すように、ノズルプレート形成部材６０１上にインク液５０１を滴下し、側面から観察することにより、その透過画像を得ることができる。透過画像にはインク液５０１の実像と鏡像が映し出されるため、その界面を判別し、図６Ｂに示すように、実像だけを画像処理により残す。この画像をもとに、接触角を測定する。
【０１０１】
接触角の測定には、広くθ／２法が用いられており、この方法では、インク液５０１の中心点をＯ、点Ｏにおける垂線とインク液５０１の境界線の接点をＰ、インク液５０１の境界線とノズルプレート形成部材６０１との接点をＱ（Ｑ１，Ｑ２）としたとき、点Ｑにおけるインク液５０１の接線とノズルプレート１０１との角（接触角）θは、線ＰＱと線ＯＱとのなす角の２倍となる。このことから、インク液５０１の半径ｒとインク液５０１の高さｈとの関係を、接触角θを用いて、
ｈ＝ｒtan（θ/2）
となる。つまり、インク液５０１の半径がｒとなる際、Ｄ＜ｒtan（θ/2）を満たせばよい。
【０１０２】
また、インク液５０１、洗浄液滴の体積が大きくなる場合、接触角は自重の効果により小さく求まることになるが、本実施の形態のインクジェットヘッドメンテナンス装置１においては、ノズル面が下向きとなるため、ノズルプレート１０１上のインク液５０１の高さｈ’は、自重の効果により接触角とｒから求まる値よりも大きくなる。そのため、ｈ’＞ｈ＞Ｄとなり、インク液５０１がノズルプレート１０１の側壁まで濡れ広がる前に、吸収体４０１と接触する。
【０１０３】
以上から、ノズルプレート１０１と吸収体４０１との間隔Ｄ については、Ｄ＜ｒtan（θ/2）を満たすように設定すればよい。さらに好ましくは、Ｄの値が小さくなると、ノズルプレートのたわみ、吸収体４０１のたわみ、インクジェットヘッド保持部材の位置決め精度等の問題でノズルプレート１０１と吸収体４０１とが接触する危険があるため、これを防ぐためにも出来る限り大きな値を入力するほうがよい。
【０１０４】
同様にして、洗浄液滴の接触角αから、Ｄ’＜ｒtan（α/2）を満たすＤ’を求めることができる。このＤとＤ’を比較し、値の小さい方をＤとして制御部６０に入力する。
【０１０５】
本実施の形態では、インクのノズルプレート形成部材６０１に対する接触角が１００°、洗浄液のノズルプレート形成部材６０１に対する接触角が１１４°、ｒが５００μｍであったことから、ｈ＝５００×tan（50°）＝５９５μｍとなるため、Ｄ＝５００μｍとした。
【０１０６】
次に、図４Ｂに示すように、インクタンク３０の加圧と、吸引部４０からのインクの吸引を行う。インクタンク３０を加圧することにより、インクジェットヘッド１０のノズル孔１０２ａ近傍の増粘インク等を排出し、ノズルプレート１０１と吸収体４０１との間でインクの液柱７０１を形成する。この液柱７０１がノズルプレート１０１側壁まで濡れ広がらないように、吸引部４０から排出されたインクを吸引する。本実施の形態では、インクタンク３０に加圧する圧力および、吸引部４０からインクを吸引するための吸引ポンプ５０の圧力は、あらかじめ調整しておき、これらの圧力印加をON/OFFする電磁弁の切り替え、吸引ポンプ５０の電源のON/OFFを制御部６０で行った。
【０１０７】
ノズルプレート１０１の側壁までインク液５０１を濡れ広がらせないためにも、インク排出量とインク吸引量の単位時間当たりの体積を求め、インク排出量とインク吸引量がほぼ等しいか、インク吸引量のほうが、やや大きいくらいに調整する必要がある。本実施の形態では、インクタンク３０を加圧した際の単位時間当たりのインク排出量を、インク袋の重量変化と、インクの比重をもとに逆算して求めた。また、インク吸引量は、筒状容器を枠体４０２に固定し、筒状容器内のインクが吸引される構成にした後、容器から常にインクがオーバーフローするようにインクを供給した状態で吸引ポンプ５０を稼動させ、インク廃液ビン内に蓄積されるインクの量から求めた。
【０１０８】
次に、図４Ｃに示すように、インクタンク３０の加圧を止め、洗浄液供給部から洗浄液を供給する。このことにより、ノズルプレート１０１と吸収体４０１との間で洗浄液の液柱７０２が形成され、ノズルプレート１０１のノズル孔１０２ａ以外の箇所についた、固着インクなどの付着物を再溶解、あるいは除去することができ、ノズルプレート１０１全面をクリーニングすることができる。本実施の形態では、図示しない洗浄液タンク（洗浄液が入った袋）を加圧することにより洗浄液を供給した。単位時間当たりの洗浄液の供給量は、洗浄液タンクの重量変化と、洗浄液の比重をもとに逆算して求めた。さらに、洗浄液供給量がインク排出量と同じになるように圧力調整を行った。本実施の形態では、制御部６０内でカウントされたタイミングを元に、制御部６０から送られた信号により、インクタンク３０への加圧の停止および洗浄液供給のための電磁弁の操作を行った。
【０１０９】
なお、洗浄液は固着物の再溶解を行うことを目的とし、インクが含有する溶媒を用いることが好ましい。本実施の形態で使用したインクは水性インクであり、洗浄液としては純水を用いた。
【０１１０】
また、インクタンク３０の圧力については、大気開放するのではなく、インクタンク３０とインクジェットヘッド１０のノズル孔１０２ａとの位置関係によって発生する水頭差の圧力分がキャンセルされる程度に加減圧する。さらに好ましくは、インク液５０１がノズルプレート１０１上に濡れ広がらない程度に加圧されているのがよい。本実施の形態では、インクタンク３０はインクジェットヘッド１０よりも上部に配置されているため、インクタンク３０には若干の負圧が印加されている。
【０１１１】
また、洗浄液の供給と同時に超音波振動子を加振させるための電圧印加も行われる。超音波振動を加えることにより、ノズルプレート１０１と吸収体４０１との間で形成された液柱を伝い、ノズルプレート１０１に強固に固着した付着物を除去することが可能となる。しかしながら、超音波振動子は適切な駆動周波数で振動させないと、発生するキャビテーションによりノズルプレート１０１の撥水膜１０３にダメージを与え、撥水性を劣化させる。
【０１１２】
以下に超音波振動子の駆動周波数について説明する。図７は、超音波振動子４０９の駆動周波数とノズルプレート１０１と同材料のノズルプレート形成部材６０１へのダメージとの関係を示したグラフである。キャビテーションによるダメージがあった場合は×、ダメージが無かった場合は○を結果に記している。
【０１１３】
なお、実験では、超音波発信機のパワーを５０Ｗ、１００Ｗ、２００Ｗで行ったが、パワーに対する依存は見られなかった。また、１分から１５分の間で印加時間を変えて観察したが、時間依存も見られなかった。
【０１１４】
図７からわかるように、超音波振動子の駆動周波数が１００ｋHz未満では、ノズルプレート形成部材６０１にキャビテーションによるダメージが観測されたが、１００ｋHz以上ではキャビテーションダメージが観測されなかった。そのため、本実施の形態では超音波振動子の駆動周波数を１７０ｋHzで行った。
【０１１５】
次に、図４Ｄに示すように、洗浄液の供給を止め、ノズルプレート１０１と吸収体４０１との間で形成された液柱を分裂させる。ノズルプレート１０１上の撥水膜１０３と吸収体４０１との親撥水によって、ノズルプレート１０１への液残りは少なくなる。
【０１１６】
洗浄液の供給の停止だけでも、本発明の効果を奏することができるが、さらに好ましくは、インクジェットヘッド１０が吸引部４０から鉛直方向に離れるように移動させる。インクジェットヘッド１０をゆっくりと鉛直方向に動かすことにより、ノズルプレート１０１状への洗浄液残りがさらに少なくなる。本実施の形態では、２００μｍ／secの速度で５ｍｍ鉛直上向きに動かしている。
【０１１７】
次に、吸引ポンプ５０をＯＦＦにし、電磁弁を切り替えインクタンク３０の圧力をさらに負圧にする。インクタンク３０の圧力を負圧にすることにより、ノズルプレート上に残された洗浄液残りがノズル孔１０２ａと接触している部分から吸引され、ノズルプレート１０１上には全く残らなくなる。一方で、クリーニングで残された液が少量ではあるがインクジェットヘッド１０内に取り込まれるため、インク濃度変化が発生する。この濃度変化分以上のインクを、図示しない捨て吐出領域にインクジェットヘッド１０を移動させ、捨て吐出することにより、メンテナンスが終了する。本実施の形態では、捨て吐出として、１万発吐出させている。
【０１１８】
要するに、この発明のインクジェットヘッド１０のメンテナンス方法は、
複数のノズル孔１０２ａが形成されたプレート本体１０２、および、このプレート本体１０２の少なくとも一部において上記ノズル孔１０２ａを囲うように形成されると共に上記プレート本体１０２よりも撥液性の高い撥水膜１０３を有するノズルプレート１０１を設けたインクジェットヘッド１０と、上記ノズルプレート１０３の上記ノズル孔１０２ａに対向して配置される吸収体４０１とを、位置調整機構７により、相対的に移動して、上記ノズルプレート１０１の上記撥水膜１０３側の吐出面１０１ａと上記吸収体４０１との間の、上記ノズルプレート１０１の上記吐出面１０１ａに直交する方向における距離を、一定間隔Ｄ離して固定する工程と、
加圧機構３により、上記ノズルプレート１０１の少なくとも一つの上記ノズル孔１０２ａから上記インクジェットヘッド１０内部の上記インク液を押し出して、上記インク液が、上記ノズルプレート１０１の上記撥水膜１０３の外側に広がる前に、上記インク液を上記吸収体４０１と上記ノズルプレート１０１との間で液柱に形成する工程と、
吸引機構５により、上記吸収体４０１に負圧を印加して上記吸収体４０１に上記インク液を吸収させる工程と
を備えている。
【０１１９】
この発明のメンテナンス方法によれば、上記ノズルプレート１０１の上記ノズル孔１０２ａより排出される上記インク液を、上記ノズルプレート１０１の上記撥水膜１０３の外側に濡れ広がる前に、上記吸収体４０１に吸収させるので、上記ノズルプレート１０１の上記撥水膜１０３の外側に濡れ広がり、上記インク液残りの発生を抑制することができる。
【０１２０】
したがって、上記ノズルプレート１０１のダメージや上記ノズルプレート１０１の上記インク液残りを発生させることなく、上記ノズルプレート１０１の上記吐出面１０１ａを、適切にクリーニングすることができる。
【０１２１】
また、この発明のメンテナンス方法では、上記ノズルプレート１０１の上記ノズル孔１０２ａから上記インク液を押し出した後に、上記ノズルプレート１０１の上記ノズル孔１０２ａに負圧を印加する。
【０１２２】
したがって、上記ノズル孔１０２ａより排出された上記インク液が、万一、上記ノズルプレート１０１の上記撥水膜１０３上に残った際も、残った上記インク液の端部が上記ノズル孔１０２ａと接触しているため、上記ノズル孔１０２ａを負圧に引くことにより、残ったインク液を、上記ノズル孔１０２ａ内に吸引することができる。このため、上記ノズルプレート１０１の上記吐出面１０１ａの上記インク液残りが完全になくなる。
【０１２３】
また、この発明のメンテナンス方法では、液体供給機構４１により、上記ノズルプレート１０１の上記吐出面１０１ａと上記吸収体４０１との間に液体を供給して、上記液体を上記ノズルプレート１０１と上記吸収体４０１との間で液柱に形成する。
【０１２４】
したがって、上記ノズルプレート１０１を上記液体で洗浄することができる。このため、例えば、上記ノズルプレート１０１の上記吐出面１０１ａに付着した上記インク液が乾燥した場合、上記インク液が含む溶媒を洗浄液として選択することで、上記ノズルプレート１０１の上記吐出面１０１ａの付着物を再溶解させ、上記ノズルプレート１０１の上記吐出面１０１ａを効果的にクリーニングすることができる。
【０１２５】
また、この発明のメンテナンス方法では、上記液体供給機構４１により供給される上記液体は、超音波加振されている。
【０１２６】
したがって、超音波加振された上記液体が上記ノズルプレート１０１の上記吐出面１０１ａに強固に付着した異物を除去できて、上記ノズルプレート１０１の上記吐出面１０１ａの洗浄性が一層向上する。
【０１２７】
また、この発明のメンテナンス方法では、上記超音波加振の周波数は、１００kＨｚ以上である。
【０１２８】
したがって、超音波印加により発生するキャビテーションが撥水膜１０３にダメージを与えることなく洗浄することができる。
【０１２９】
また、この発明のメンテナンス方法では、上記加圧機構３からの単位時間当たりの上記インク液の押し出し量をＬ１とし、上記液体供給機構４１からの単位時間当たりの上記液体の供給量をＬ２とし、上記吸引機構５における単位時間当たりの吸収量をＬ３としたとき、Ｌ１＋Ｌ２≦Ｌ３を満たす。
【０１３０】
したがって、上記ノズルプレート１０１と上記吸収体４０１との間に供給される総液体量よりも、上記吸収体４０１を介して吸収される液体量の方が多くなるため、液柱が撥水膜１０３形成領域の外側に広がることがなくなる。このため、撥水膜１０３形成領域外への上記インク液や上記液体の液残りの発生を抑制することができる。
【０１３１】
また、この発明のメンテナンス方法では、上記加圧機構３により上記ノズルプレート１０１と上記吸収体４０１との間で上記インク液を液柱に形成した後、上記位置調整機構７により、上記ノズルプレート１０１の上記吐出面１０１ａに直交する方向に、上記ノズルプレート１０１と上記吸収体４０１とを相対的に離隔する。
【０１３２】
したがって、上記ノズルプレート１０１と上記吸収体４０１との間で形成される上記インク液の液柱が細くなり、この液柱が崩壊した際の上記ノズルプレート１０１の上記吐出面１０１ａ側に残る液量が少なくなる。
【０１３３】
なお、この発明は上述の実施形態に限定されない。例えば、本実施の形態では、インクジェットヘッド１０がインクジェットヘッド保持部材２０により動作することについて説明したが、インクジェットヘッド１０と吸引部４０との相対位置が変わればよく、吸引部４０が動く構成であってもかまわない。
【図面の簡単な説明】
【０１３４】
【図１】本発明のインクジェットヘッドのメンテナンス装置の概略構成図である。
【図２】ノズルプレートの吐出面から見た平面図である。
【図３Ａ】吸引部のノズルプレートとの対向面の平面図である。
【図３Ｂ】図３ＡのＡ−Ａ’断面図である。
【図４Ａ】インクジェットヘッドのメンテナンス方法の第１工程を説明する説明図である。
【図４Ｂ】インクジェットヘッドのメンテナンス方法の第２工程を説明する説明図である。
【図４Ｃ】インクジェットヘッドのメンテナンス方法の第３工程を説明する説明図である。
【図４Ｄ】インクジェットヘッドのメンテナンス方法の第４工程を説明する説明図である。
【図５Ａ】インクタンクを加圧した際のノズルプレートの第１の様子を示した平面図である。
【図５Ｂ】インクタンクを加圧した際のノズルプレートの第２の様子を示した平面図である。
【図５Ｃ】インクタンクを加圧した際のノズルプレートの第３の様子を示した平面図である。
【図６Ａ】ノズルプレート形成部材にインク液を滴下した際の側面から観察した図である。
【図６Ｂ】ノズルプレート形成部材にインク液を滴下した際の側面から観察した図である。
【図７】超音波振動子の駆動周波数とノズルプレート形成部材へのダメージとの関係を示したグラフである。
【符号の説明】
【０１３５】
１  インクジェットヘッドのメンテナンス装置
３  加圧機構
５  吸引機構
７  位置調整機構
１０  インクジェットヘッド
２０  インクジェットヘッド保持部材
３０  インクタンク
４０  吸引部
４１  液体供給機構
４２  超音波発生部
５０  吸引ポンプ
６０  制御部
１０１  ノズルプレート
１０１ａ  吐出面
１０２  プレート本体
１０２ａ  ノズル孔
１０３  撥水膜
４０１  吸収体
４０２  枠体（撥液部材）
４０３  吸収体保持部材
４０４  洗浄液供給口
４０５  洗浄液供給路
４０６  洗浄液吸引路
４０７  廃液タンク
４０８  超音波発信機
４０９  超音波振動子
５０１  インク液
６０１  ノズルプレート形成部材
７０１  液柱（インク液）
７０２  液柱（洗浄液）
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【図４Ｄ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７】
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