(57)【要約】【課題】構成の簡素化を図り、液体吐出ヘッドの流路を効率的に洗浄するとともに、記録作業および洗浄作業の作業性を向上する。【解決手段】インクの流路の一端に大気に開放された開口部１２ｂが設けられたインクタンク１２を備えるインクジェットヘッド３の流路を洗浄するヘッド洗浄装置１であって、ニードル２０ｂおよびピストン２０ｄを有しインクを吸入および吐出するためのシリンジ２０を備える。そして、シリンジ２０には、ニードル２０ｂの先端近傍に、インクタンク１２の開口部１２ｂを気密に閉塞するための栓部材２０ｃが設けられる。【選択図】　図６
2004090562.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体の流路の一端に大気に開放された開口部が設けられた液体タンクを備える液体吐出ヘッドの流路を洗浄するヘッド洗浄装置であって、
ニードルおよびピストンを有し、流体を吸入および吐出するためのシリンジを備え、
前記シリンジには、前記ニードルの先端近傍に、前記液体タンクの前記開口部を気密に閉塞するための密閉手段が設けられたことを特徴とするヘッド洗浄装置。
【請求項２】
液体吐出ヘッドと、前記液体吐出ヘッドを洗浄するための洗浄液を収容するための洗浄液槽と、前記液体吐出ヘッドが吐出する液体を収容する少なくとも１つの液槽とがそれぞれ載置されるステージと、
前記シリンジの前記ピストンを駆動する駆動手段と、
前記シリンジと前記ステージとのＸＹＺ軸方向に対する相対位置を変化させることによって前記シリンジを介して洗浄液を前記洗浄液槽から前記液体吐出ヘッドに供給するための、前記シリンジに対して前記ステージを移動させるステージ移動手段および前記ステージに対して前記シリンジを移動させるシリンジ移動手段の少なくとも一方の手段とを備え、
前記液体吐出ヘッドと前記液槽との間では、前記シリンジを介して液体が受け渡される請求項１に記載のヘッド洗浄装置。
【請求項３】
前記密閉手段と前記液体タンクの前記開口部との相対位置は、前記液体吐出ヘッドに液体を供給する液体供給時と、前記液体吐出ヘッドに洗浄液を供給する洗浄時とでそれぞれ異なる請求項１に記載のヘッド洗浄装置。
【請求項４】
前記密閉手段は、先端が前記液体タンクの前記開口部内に挿入されて嵌合されるテーパー状に形成された弾性部材を有する請求項１に記載のヘッド洗浄装置。
【請求項５】
前記密閉手段は、前記液体タンクの一端に当接される先端面が、前記開口部の開口面積より大きく形成された弾性部材を有する請求項１に記載のヘッド洗浄装置。
【請求項６】
液体の流路の一端に大気に開放された開口部が設けられた液体タンクを有する液体吐出ヘッドの流路を洗浄するヘッド洗浄方法であって、
前記液体タンクの前記開口部を密閉した状態で、前記開口部から前記液体タンク内に洗浄液を注入することを特徴とするヘッド洗浄方法。
【請求項７】
請求項１ないし５のいずれか１項に記載のヘッド洗浄装置を用いてインクジェットヘッドの流路を洗浄し、前記インクジェットヘッドによって記録媒体にインクを吐出して記録する記録方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば記録紙やフィルム等の記録媒体に液体を吐出するための液体吐出ヘッドの液体流路を洗浄するためのヘッド洗浄装置およびヘッド洗浄方法に関する。また、本発明は、記録媒体にインクを吐出して文字や画像等を記録する記録方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、液体吐出ヘッドとしては、例えば、記録用紙やフィルム等の記録媒体にインクを吐出して記録するためのインクジェットヘッドがある。そして、この種のインクジェットヘッドが有するインクの流路を洗浄するためのヘッド洗浄装置が知られている。
【０００３】
従来のインクジェットヘッドおよびこのインクジェットヘッドを洗浄するための従来のヘッド洗浄装置について図面を参照してそれぞれ説明する。
【０００４】
ヘッド洗浄装置によって洗浄されるインクジェットヘッドの構成と、従来例のヘッド洗浄装置について図面を参照して以下に説明する。
【０００５】
図１２はヘッド洗浄装置を用いて洗浄されるインクジェットヘッドの全体を示す斜視図、図１３は図１２におけるインクジェットヘッドの流路の構成を示すＢ−Ｂ断面図である。
【０００６】
図１２および図１３に示すように、一般に、従来のインクジェットヘッド１０３は、インクを吐出するためのヘッド素子１１１と、このヘッド素子１１１に供給するためのインクが一時的に収容されるインクタンク１１２と、これらヘッド素子１１１およびインクタンク１１２を支持する枠体１１３とを備えている。
【０００７】
ヘッド素子１１１は、インクを吐出するための吐出口１１５ａを有するノズル１１５と、所定のパルスを印加することによりインクを飛翔させるためのヒータ１１６とを有している。ノズル１１５は、インクタンク１１２に連通されており、インクタンク１１２内から供給されたインクを吐出口１１５ａからインク滴として吐出する。ヒータ１１６は、ノズル１１５内の吐出口１１５ａ近傍に配置されている。
【０００８】
インクジェットヘッド１０３は、インク供給方式として例えば自動液体分注装置による自動供給方式やピペッター等を用いた手動供給方式にそれぞれ対応されており、インクタンク１１２の上面に、ノズル１１５に連通された複数の液室１１２ａが設けられている。インクタンク１１２の各液室１２ａは、上端に、大気に開放された円形の開口部１１２ｂを有しており、この開口部１１２ｂから液室１１２ａ内、ノズル１１５、吐出口１１５ａに亘ってインクの流路が形成されている。そして、このインクジェットヘッド３は、複数の吐出口１１５ａが配列されたノズル面１０３ａを有している。
【０００９】
インクジェットヘッド１０３は、インク供給手段の先端を流路内側に接触させた後（または接触させながら）、あるいは接触させないでインク供給手段が有するインク押し出し機構を動作させることによって、流路内にインクが供給される。供給されたインクは、重力と流路が発生する毛細管力によって、ノズル１１５およびヒータ１１６近傍まで供給される。ヒータ１１６近傍まで供給されたインクは、ヒータ１１６によってインクを加熱して膜沸騰させたときに生じる気泡による圧力を利用して、吐出口１１５ａからインク滴として吐出される。
【００１０】
図１４は、従来のヘッド洗浄装置の一例を示す模式図である。図１４に示すように、従来のヘッド洗浄装置１０１は、インクタンク１１２に設けられた開口部１１２ｂから洗浄液を供給するための洗浄液タンク２１１を備えている。このヘッド洗浄装置１０１では、洗浄液を１種類のみ用いる構成であるため、枠体１１３内のインクタンク１１２の上面に、洗浄液タンク２１１から洗浄液を滴下する形態が採られている。
【００１１】
また、従来のヘッド洗浄装置１０１は、インクジェットヘッド１０３の吐出口１１５ａが設けられたノズル面１０３ａを密閉するためのキャップユニット２１２を備えている。このキャップユニット２１２は、複数のキャップ２１２ａと、これらキャップ２１２ａを固定するキャップホルダ２１２ｂとを有して構成されている。なお、ヘッド洗浄装置１０１は、キャップユニット２１２を少なくとも１つ備えていればよい。
【００１２】
キャップユニット２１２は、キャップ２１２ａがノズル面１０３ａに当接した際に、密閉性を保ちかつ液体の漏洩が生じないように、最適化された押圧用バネ（不図示）による付勢力によって図１４中のＺ軸方向に押圧される。
【００１３】
また、キャップユニット２１２は、上述した押圧用バネを介してキャップ台２１５上に支持されている。このキャップ台２１５には、キャップユニット２１２がＺ軸方向に所定量以上変位することを規制するストッパー機構（不図示）が設けられている。
【００１４】
また、ヘッド洗浄装置１０１は、キャップ２１２ａをインクジェットヘッド１０３のノズル面１０３ａに対してＸＹＺ軸方向にそれぞれ相対的に移動させるためＸＹＺステージ２１３を備えている。このＸＹＺステージ２１３上には、キャップユニット２１２が載置されるキャップ台２１５が固定されて配置されている。
【００１５】
また、キャップ２１２ａは、チューブ２２１を介して、ノズル１１５を洗浄した洗浄液を回収するための廃液タンク２２２に連通されている。チューブ２２１の中途部には、ノズル１１５内から洗浄液を吸引して廃液タンク２２２に洗浄液を送り出すためのポンプ２２３と、チューブ２２１による流路を切り換えるための３方向電磁弁２２４とがそれぞれ設けられている。
【００１６】
例えば図１５（ａ）に示すように、３方向電磁弁２２４は、キャップとポンプとの間に位置して、コモン（ＣＯＭ）端子側流路、ノーマリオープン（ＮＯ）端子側流路およびノーマリクローズ（ＮＣ）端子側流路に跨って配置されている。この３方向電磁弁２２４は、キャップ２１２ａとポンプ２２３を連通させる第１の連通路と、ポンプ２２３と大気を連通させる第２の連通路とに切換可能にしている。
【００１７】
以上のように構成された従来のヘッド洗浄装置１０１について、インクジェットヘッド１０３のノズル１１５を洗浄する動作を、図面を参照して説明する。
【００１８】
まず、インクジェットヘッド１０３をヘッド洗浄装置１０１に設置した後、枠体１１３内のインクタンク１１２の上面に洗浄液を供給し、ポンプ２２３を駆動させる。このとき、キャップ２１２ａは、ノズル面１０３ａに当接されておらず、ノズル面１０３ａが開放されている。図１５（ａ）に示すように、待機状態で、３方向電磁弁２２４は、キャップ２１２ａ側に連通されたＣＯＭ端子側流路と、大気に連通されたＮＯ端子側流路とを連通させている。（第１の工程）
【００１９】
次いで、図１５（ｂ）に示すように、キャップ２１２ａをノズル面１０３ａに当接させるために、ＸＹＺステージ２１３をＺ軸方向に移動させ、キャップ２１２ａの当接面のリブ部がノズル面１０３ａに接触した後、所定の圧接力を確保するために、さらに所定量だけノズル面１０３ａ側に移動させて押圧させる。その際、上述した押圧用バネは、所定の圧接力を付与し、キャップ２１２ａ内の密閉性を保ちかつ液体の漏洩が生じることを防止している。３方向電磁弁２２４は、ＣＯＭ端子側流路とＮＯ端子側流路とを連通させることにより、ノズル１１５への空気の押し込みを防止している。（第２の工程）
【００２０】
そして、図１５（ｃ）に示すように、３方向電磁弁２２４によってＣＯＭと、ポンプ２２３側に連通されたＮＣ端子側流路とを連通させ、インクジェットヘッド１０３のノズル１１５内の液体の吸引を開始する。吸引された液体は、廃液タンク２２２に送り出される。（第３の工程）
【００２１】
インクジェットヘッド１０３の流路内から液体を所定量（あるいは所定時間）だけ吸引した後、図１６（ａ）に示すように、３方向電磁弁２２４によってＣＯＭ端子側流路とＮＯ端子側流路とを連通させて、インクジェットヘッド１０３からの吸引動作を終了する。その際、ポンプ２２３は駆動させたままでよい。（第４の工程）
【００２２】
次いで、図１６（ｂ）に示すように、キャップ２１２ａをノズル面１０３ａから退避させるために、ＸＹＺステージ２１３をＺ軸方向に移動させる。その際、第４の工程の動作によってキャップ２１２ａ内の負圧がゼロになっているため、キャップ２１２ａがノズル面１０３ａから容易に離脱される。（第５の工程）
【００２３】
そして、キャップ２１２ａから３方向電磁弁２２４までのＣＯＭ端子側流路内の液体を廃液タンク２２２に送り出すために、３方向電磁弁２２４によってＣＯＭ端子側流路とＮＣ端子側流路とを連通させる。（第６の工程）
【００２４】
上述した第１〜第６の工程による一連の動作が終了した後、ＸＹＺステージ２１３を適宜ＸＹ軸方向に移動させて洗浄動作を繰り返すことによって、インクジェットヘッド１０３が有する流路全てを洗浄することが可能にされている。
【００２５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述したインクジェットヘッドのような構成で、かつ多数のノズルを有するインクジェットヘッドの場合には、インクを供給する際の効率化を図るために、インクが収容されたインク槽からインクを分注して供給するための自動分注装置を用いることが一般的である。
【００２６】
したがって、例えば画像等が記録された印刷物を製造する製造システムとして構成する場合には、少なくとも自動分注装置、ヘッド洗浄装置、記録装置が必要となり、システム全体の大型化、システム構成の複雑化を招くという不都合があった。
【００２７】
また、多数のノズルを有するインクジェットヘッドを用いて記録を行う従来の記録方法では、上述の自動分注装置、ヘッド洗浄装置、記録装置に跨って、記録作業およびインクジェットヘッドを洗浄する洗浄作業を行うため、作業性が乏しく、煩雑であるという問題があった。
【００２８】
そこで、本発明は、構成の簡素化を図り、液体吐出ヘッドの流路を効率的に洗浄するとともに、洗浄作業および記録作業の作業性を向上することができるヘッド洗浄装置およびヘッド洗浄方法を提供することを目的とする。また、本発明は、記録作業および液体吐出ヘッドの洗浄作業の作業性を向上することができる記録方法を提供することを目的とする。
【００２９】
【課題を解決するための手段】
上述した目的を達成するため、本発明に係るヘッド洗浄装置は、液体の流路の一端に大気に開放された開口部が設けられた液体タンクを備える液体吐出ヘッドの流路を洗浄するヘッド洗浄装置であって、ニードルおよびピストンを有し流体を吸入および吐出するためのシリンジを備える。そして、シリンジには、ニードルの先端近傍に、液体タンクの開口部を気密に閉塞するための密閉手段が設けられる。
【００３０】
以上のように構成されたヘッド洗浄装置によれば、シリンジによって、液体吐出ヘッドの液体タンクの開口部から洗浄液が供給されることで、流路内が洗浄される。そして、このヘッド洗浄装置は、液体吐出ヘッドの液体タンクの開口部から洗浄液を供給する際に、液体タンクの開口部が、ニードルの先端近傍に設けられた密閉手段によって気密に密閉されることによって、流路内に供給される洗浄液の流動方向が、液体吐出ヘッドが液体を吐出する方向に規制される。このため、液体吐出ヘッドは、洗浄液によって流路内が効率的に洗浄される。
【００３１】
また、本発明に係るヘッド洗浄装置は、液体吐出ヘッドと、前記液体吐出ヘッドを洗浄するための洗浄液を収容するための洗浄液槽と、液体吐出ヘッドが吐出する液体を収容する少なくとも１つの液槽とがそれぞれ載置されるステージと、
シリンジのピストンを駆動する駆動手段と、
シリンジとステージとのＸＹＺ軸方向に対する相対位置を変化させることによってシリンジを介して洗浄液を洗浄液槽から液体吐出ヘッドに供給するための、シリンジに対してステージを移動させるステージ移動手段およびステージに対してシリンジを移動させるシリンジ移動手段の少なくとも一方の手段とを備えることが好ましい。これによって、ヘッド洗浄装置は、ステージ移動手段およびシリンジ移動手段の少なくとも一方の手段によって、シリンジとステージとのＸＹＺ軸方向に対する相対位置を変化させることで、液体吐出ヘッドと液槽との間で、シリンジを介して液体が受け渡される。したがって、本発明に係るヘッド洗浄装置は、液槽から液体吐出ヘッドに液体を分注する、いわゆる自動分注装置としての機能を有するため、液体吐出ヘッドの洗浄作業および記録媒体に対する記録作業の作業性が向上される。
【００３２】
また、本発明に係るヘッド洗浄装置が備える密閉手段は、液体タンクの一端に当接される先端面が、開口部の開口面積より大きく形成された弾性部材を有することが好ましい。これによって、弾性部材を開口部内に挿入する構成の場合に生じる弾性部材の摩耗が防止されるため、弾性部材および装置の耐久性が向上されて、メンテナンス作業の頻度が低減される。
【００３３】
また、本発明に係るヘッド洗浄方法は、液体の流路の一端に大気に開放された開口部が設けられた液体タンクを有する液体吐出ヘッドの流路を洗浄するヘッド洗浄方法であって、液体タンクの開口部を密閉した状態で、この開口部から液体タンク内に洗浄液を注入する。
【００３４】
上述した本発明に係るヘッド洗浄方法によれば、液体タンクの開口部を密閉した状態で、この開口部から液体タンク内に洗浄液を注入することで、流路内に供給される洗浄液の流動方向が、液体吐出ヘッドが液体を吐出する方向に規制されるため、洗浄液によって液体吐出ヘッドの流路内が効率的に洗浄される。
【００３５】
また、本発明に係る記録方法は、本発明のヘッド洗浄装置を用いてインクジェットヘッドの流路を洗浄し、インクジェットヘッドによって記録媒体にインクを吐出して記録する。
【００３６】
上述した本発明に係る記録方法によれば、インクジェットヘッドの洗浄作業および記録媒体に対する記録作業の作業性が向上される。また、この記録方法によれば、インクジェットヘッドの流路が効率的に洗浄されることで、記録品質が向上される。
【００３７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の具体的な実施形態について図面を参照して説明する。
【００３８】
（第１の実施形態）
図１は、ヘッド洗浄装置全体を示す斜視図である。図２は、ヘッド洗浄装置において洗浄されるインクジェットヘッドの全体斜視図、図３は、図２におけるインクジェットヘッドの流路の構成を示すＡ−Ａ断面図である。
【００３９】
まず、本発明のヘッド洗浄装置に適用されるインクジェットヘッドについて図面を参照して説明する。
【００４０】
本実施形態のインクジェットヘッドは、インクジェット記録方式の中でも特に、液体のインクを吐出するために利用されるエネルギーとして熱エネルギーを発生する手段を備え、その熱エネルギーによってインクの状態変化を生起させる方式が採用された記録ヘッドである。この方式が用いられることにより、記録される文字や画像等の高密度化および高精細化を達成している。特に本実施形態では、熱エネルギーを発生する手段として発熱抵抗素子を用い、この発熱抵抗素子によりインクを加熱して膜沸騰させたときに生じる気泡による圧力を利用してインクを吐出しているが、インクを吐出させる方式としては、発熱抵抗素子による方式に限定されることなく、例えばピエゾ素子等の電気機械変換素子を用いて、インクに機械的な振動を与え、この振動による圧力を利用してインクを吐出する方式が採用されてもよい。
【００４１】
図２および図３に示すように、インクジェットヘッド３は、インクを吐出するためのヘッド素子１１と、このヘッド素子１１に供給するためのインクが一時的に収容されるインクタンク１２と、これらヘッド素子１１およびインクタンク１２を支持する枠体１３とを備えている。
【００４２】
ヘッド素子１１は、インクを吐出するための吐出口１５ａを有するノズル１５と、所定のパルスを印加することによりインク滴を飛翔させるためのヒータ１６とを有している。ノズル１５は、インクタンク１２内に連通されており、インクタンク１２内から供給されたインクを吐出口１５ａからインク滴として吐出する。ヒータ１６は、ノズル１５内の吐出口１５ａ近傍に配置されている。
【００４３】
インクジェットヘッド３は、インク供給方式として例えば自動液体分注装置による自動供給方式やピペッター等を用いた手動供給方式にそれぞれ対応されており、インクタンク１２の上面に、ノズル１５に連通された複数の液室１２ａが設けられている。インクタンク１２の各液室１２ａは、上端に、大気に開放された円形の開口部１２ｂを有しており、この開口部１２ｂから液室１２ａ内、ノズル１５、吐出口１５ａに亘ってインクの流路が形成されている。そして、このインクジェットヘッド３は、複数の吐出口１５ａが配列されたノズル面３ａを有している。
【００４４】
インク供給部（不図示）からインクタンク１２内に供給されたインクは、重力と流路が発生する毛細管力とによって、インクタンク１２の各液室１２ａからノズル１５およびヒータ１６近傍まで供給される。ヒータ１６近傍まで供給されたインクは、ヒータ１６によってインクを加熱して膜沸騰させたときに生じる気泡による圧力を利用して、吐出口１５ａからインク滴として吐出される。
【００４５】
次いで、本実施形態のヘッド洗浄装置について、図面を参照して説明する。
【００４６】
図１に示すように、ヘッド洗浄装置１は、被洗浄物であるインクジェットヘッド３を洗浄するための洗浄液が収容された洗浄液槽２４と、インクジェット３に供給するためのインクが収容された複数のインク槽２５ａ〜２５ｉと、洗浄液槽２４から洗浄液を吸入して被洗浄物であるインクジェットヘッド３の流路内に洗浄液を供給するための複数のシリンジ２０と、これらシリンジ２０を保持するシリンジボックス２１と、インクジェットヘッド３，洗浄液槽２４およびインク槽２５ａ〜２５ｉがそれぞれ載置されてシリンジ２０に対してＸＹ軸方向に移動されるＸＹステージ２２とを備えている。
【００４７】
インク槽２５ａ〜２５ｉは、各々異なるインクが収納されており、ＸＹステージ２２上にそれぞれ載置されている。なお、インク層２５ａ〜２５ｉは、図４に示すように、所定量のインクが独立して収容される複数の液室２７を有するように構成されてもよい。
【００４８】
図５はシリンジ２０の先端近傍を示す側面図である。シリンジ２０は、図５に示すように、吸入した液体を一時的に収容するシリンジタンク２０ａと、液体を吸入および吐出するためのニードル２０ｂと、シリンジタンク２０ａ内にスライド可能に設けられたピストン２０ｄと、インクタンク２０ａの開口部１２ｂを密閉するための栓部材２０ｃとを有している。
【００４９】
シリンジタンク２０ａは、シリンジボックス２１内に固定されている。ニードル２０ｂは、内部がシリンジタンク２０ａ内に連通された中空状に形成されており、基端がシリンジタンク２０ａに固定されている。
【００５０】
栓部材２０ｃは、十分な気密性を確保するために例えばゴム等の弾性部材によって形成されている。この栓部材２０ｃは、先端側に向かって外径が縮径されて、先端がインクタンク１２の開口部１２ｂの内径より小さくされた、いわゆるテーパー状に形成されている。
【００５１】
また、栓部材２０ｃは、一端がシリンジタンク２０ａに固定されており、内部にニードル２０ｂが挿通されて、先端面からニードル２０ｂの先端が突出されている。そして、シリンジ２０は、図６に示すように、栓部材２０ｃの先端がインクタンク１２の開口部１２ｂ内に所定量挿入されて開口部１２ｂ内に嵌合されることによって、開口部１２ｂを気密に閉塞する。
【００５２】
ピストン２０ｄは、シリンジボックス２１内に設けられたピストン駆動機構（不図示）によりシリンジ２０の長手方向にスライドされることで、シリンジタンク２０ａ内の液体または気体を、ニードル２０ｂを介して吸引または押し出す。したがって、シリンジ２０は、シリンジタンク２０ａ内のピストン２０ｄがスライドすることにより、液体または気体の吸入および吐出が可能に構成されている。
【００５３】
シリンジボックス２１は、ピストン２０ｄをスライドさせるための駆動機構（不図示）を有しており、内部に、シリンジ２０の非可動部であるシリンジタンク２０ａを保持している。そして、シリンジボックス２１全体は、支柱２６に対して図１中Ｚ軸方向に移動可能に支持されている。
【００５４】
なお、本実施形態のように複数のシリンジ２０を備えている場合には、各シリンジ２０間のピッチが、インクタンク１２の各開口部１２ｂ間のピッチの整数倍に設定されている。また、インク槽２５ａ〜２５ｉは、図４に示したように、複数種類のインクがそれぞれ独立して収容されるように複数の液室２７に分割されている場合、各シリンジ２０間のピッチが、各液室２７間のピッチの整数倍に設定されている。
【００５５】
ＸＹステージ２２は、ステージ移動機構（不図示）によって図１中Ｘ軸方向およびＹ軸方向に移動可能に支持されており、このステージ移動機構により、シリンジボックス２１に対する、主面上に載置された洗浄液槽２４、インク槽２５およびインクジェットヘッド３のＸ軸方向およびＹ軸方向の相対位置を変化させる。
【００５６】
次に、上述したヘッド洗浄装置１の使用状態を説明するために、インクジェットヘッド３を用いて記録媒体に画像や文字等を記録する記録装置について図面を参照して説明する。
【００５７】
図７は、記録媒体にインクを吐出するための記録装置全体を示す斜視図である。図７に示すように、記録装置２は、インクを吐出するインクジェットヘッド３と、このインクジェットヘッド３に対して記録媒体をＸ軸方向およびＹ軸方向に移動させるためのＸステージ５４およびＹステージ５３と、これらＸステージ５４およびＹステージ５３を支持する支持基台５９とを備えている。
【００５８】
また、この記録装置２は、インクジェットヘッド３によって記録される記録媒体６８を保持するチャック５６と、このチャック５６を傾斜させて記録媒体６８の主面の傾きを調整するためのチャック傾斜用ステージ５５と、記録媒体６８に対するインクジェットヘッド３の吐出方向の傾きを調整するためのヘッド傾斜用ステージ６１とを備えている。
【００５９】
支持基台５９の主面上には、Ｙステージ５３および一組のガイドレール５７，５８が固定されて設けられており、これらＹステージ５３および一組のガイドレール５７，５８上に、Ｘステージ５３が可動部（不図示）を介してＹ軸方向に平行移動可能に支持されている。
【００６０】
Ｘステージ５４の可動部分には、チャック傾斜用ステージ５５が固定されており、さらにチャック傾斜用ステージ５５の上面にはチャック５６が固定されている。チャック５６は、図示しないポンプにチューブを介して接続されており、ポンプによって空気が吸引されることで、チャック５６に記録媒体６８が吸着されて保持される。
【００６１】
また、支持基台５９上には、支柱６５，６６が固定されており、これら支柱６５，６６にブリッジ６３，６４がそれぞれ固定されている。各ブリッジ６３，６４は、ステー６２を介して連結されており、支柱６５，６６とブリッジ６３，６４との機械的強度が確保されている。このステー６２には、ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ−Ｃｏｕｐｌｅｄ　Ｄｅｖｉｃｅ）カメラ５２が取り付けられている。さらに、ブリッジ６３とブリッジ６４との間には、ヘッド傾斜用ステージ６１が固定されており、このヘッド傾斜用ステージ６１にインクジェットヘッド３が固定されている。
【００６２】
次に、インクジェットヘッド３にインクを供給し、上述した記録装置２によって記録媒体６８に対して記録を行った後に、上述したヘッド洗浄装置１によってインクジェットヘッド３内の流路を洗浄するまでの工程を、順を追って説明する。
【００６３】
まず、ヘッド洗浄装置１には、インクジェットヘッド３、およびこのインクジェットヘッド３に供給するインクが予め収容されたインク槽２５が、ＸＹステージ２２上の所定位置にそれぞれ載置される。
【００６４】
そして、所望の例えばインク槽２５ａとシリンジ２０のＸＹ軸方向との相対位置を調整するために、ＸＹステージ２２をＸ軸方向およびＹ軸方向に移動させて、例えばインク槽２５ａとシリンジ２０を対向させる。次いで、シリンジボックス２１は、Ｚ軸方向に下降されて、シリンジ２０のニードル２０ｂをインク槽２５ａ内のインクに浸させる。シリンジ２０は、ピストン２０ｄがスライドされることで、インク槽２５ａからシリンジタンク２０内に所定量のインクを吸入した後、シリンジボックス２１がＺ軸方向に上昇されることによって、インク槽２５ａから離間される。
【００６５】
次に、インクジェットヘッド３とシリンジ２０のＸＹ軸方向の位置とを調整するために、ＸＹステージ２２がＸ軸方向およびＹ軸方向に移動されて、インクジェットヘッド３のインクタンク１２とシリンジ２０を対向させる。そして、シリンジボックス２１は、Ｚ軸方向に下降されて、シリンジ２０のニードル２０ｂをインクタンク１２内に進入させる。
【００６６】
インクタンク１２にインクを供給するときのシリンジ２０の栓部材２０ｃの先端とインクタンク１２の開口部１２ｂとの相対位置を図８に示す。図８に示すように、シリンジ２０は、インクタンク１２の開口部１２ｂと栓部材２０ｃの外周部との間に隙間が確保されるように、シリンジボックス２１が、後述するヘッド洗浄時における位置（図６参照）に比較して、開口部１２ｂに対して遠方に離間された位置にある。
【００６７】
このように、栓部材２０ｃによってインクタンク１２の開口部１２ｂが密閉されないことにより、開口部１２ｂと栓部材２０ｃと間隙を介して通気可能にされる。このため、シリンジタンク２０ａ内のインクを吐出する際、開口部１２ｂが密閉された場合と比べて、ピストン２０ｄを降下させるために要する駆動力が小さくなる。このことは、ノズル１５の口径が通常２０μｍ程度であり、液体供給時の空気の押し出しによる流抵抗が影響するためである。したがって、シリンジ２０は、シリンジタンク２０ａ内のインクをインクタンク１２に良好に供給することができる。
【００６８】
そして、ヘッド洗浄装置１は、インクジェットヘッド３のインクタンク１２にインクを供給した後、シリンジボックス２１がＺ軸方向に再度上昇されて、ＸＹステージ２２から離間されるとともに、ＸＹステージ２２が初期位置に復帰される。なお、ＸＹステージ２２の位置は、必要に応じて、インクジェットヘッド３のインクタンク１２にインクを供給した位置で待機させてもよい。
【００６９】
次に、インクジェットヘッド３は、ＸＹステージ２２上から取り外されるとともに、記録装置２に取り付けられて、記録装置２によって記録媒体への記録が行われる。
【００７０】
そして、記録が終了したインクジェットヘッド３は、
１．次回の記録時に、各流路に、今回供給したインクとは異なる他のインクが供給される場合がある。
２．ノズル１５内に残留したインクの粘度が増加して、ノズル１５内に固着する場合がある。
【００７１】
このため、上述した各場合を考慮して、インクジェットヘッド３は、記録の終了後に、ヘッド洗浄装置１によって流路内を洗浄する洗浄工程が必要とされている。
【００７２】
図１に示したヘッド洗浄装置１のＸＹステージ２２の主面上に、インクジェットヘッド３と、予め洗浄液が収容された洗浄液槽２４とを所定の位置にそれぞれ載置する。
【００７３】
次に、洗浄液槽２４とシリンジ２０とのＸＹ軸方向の位置を調整して合わせるために、ＸＹステージ２２がＸ軸方向およびＹ軸方向にそれぞれ移動されて、ニードル２０ｂの先端が洗浄液槽２４内の洗浄液に浸るまで、シリンジボックス２１がＺ軸方向に降下される。
【００７４】
次に、シリンジ２０は、ピストン２０ｄがスライドされて、所定量の洗浄液をシリンジタンク２０ａ内に吸入した後、シリンジボックス２１をＺ軸方向に上昇させる。次に、インクジェットヘッド３とシリンジ２０とのＸＹ軸方向の位置を調整するために、ステージ２２がＸ軸方向およびＹ軸方向に移動されて、インクジェットヘッド３に対してシリンジボックス２１がＺ軸方向に降下される。
【００７５】
図６に、そのときのシリンジ２０の栓部材２０ｃの先端と、インクタンク１２の開口部１２ｂとの相対位置を示す。
【００７６】
図６に示すように、インクタンク１２の開口部１２ｂが栓部材２０ｃによって密閉されるように、シリンジボックス２１は、図８に示した液体供給時における位置に比較して、開口部１２ｂに対して近い位置にある。インクタンク１２の開口部１２ｂが密閉されることで、洗浄液の流動方向がノズル１５の吐出口１５ａに向かう方向に規制されるため、洗浄液によって流路内を効率的に洗浄することができる。
【００７７】
なお、このような洗浄工程により、インクジェットヘッド３が有する全流路を洗浄することが可能である。しかしながら、インクジェットヘッド３は、流路の口径が大きい部位、具体的には開口部１２ｂ側が、吐出口１５ａ側に比較して洗浄液の流速が小さくなってしまうため、ノズル１５近傍の流路の口径が小さい部位よりも洗浄効果が小さくなる場合もある。このような場合には、インクタンク１２の開口部１２ｂ側から例えば圧縮空気等を噴射させることと組み合わせることで、流路の口径が大きい部位であっても十分な洗浄効果を得ることが可能である。
【００７８】
インクジェットヘッド３の流路を洗浄した後、ヘッド洗浄装置１は、シリンジボックス２１がＺ軸方向に再度上昇されてＸＹステージ２２から離間されるとともに、ＸＹステージ２２が初期位置に復帰される。なお、ＸＹステージ２２は、必要に応じて、そのままの位置で待機させてもよい。
【００７９】
上述したように、ヘッド洗浄装置１によれば、ニードル２０ｂの先端近傍に、インクタンク１２の開口部１２ｂを気密に閉塞するための栓部材２０ｃが設けられたシリンジ２０を備えることによって、従来のヘッド洗浄装置１０１が備えるキャップユニット２１２、３方向電磁弁２２４、ポンプ２２３や複数のチューブ２２１を介した制御が不要になるため、構成の簡素化が図られるとともに、インクジェットヘッド３の流路を効率的に洗浄することができる。
【００８０】
また、ヘッド洗浄装置１によれば、各インク槽２５ａ〜２５ｉ間でシリンジ２０を介してインクを受け渡することが可能になり、インクジェットヘッド３に対してインクを分注するための自動分注機能を有するため、インクジェットヘッド３の洗浄作業および記録媒体６８に対する記録作業の作業性が向上される。
【００８１】
また、ヘッド洗浄装置１を用いて記録装置２によって記録を行う記録方法によれば、インクジェットヘッド３による記録作業に連動してインクジェットヘッド３の流路を洗浄することが可能になるため、画像等が記録された記録媒体を生産する生産性を向上することが可能になるとともに、インクジェットヘッド３の流路が効率的に洗浄されることで、記録品質を向上することができる。
【００８２】
なお、上述したヘッド洗浄装置１は、ＸＹステージ２２がＸＹ軸方向に移動可能に設けられるとともに、シリンジ２０がＺ軸方向に移動可能に設けられる構成が採用されたが、例えばステージがＸＹＺ軸方向に移動可能に設けられる構成や、シリンジがＸＹＺ軸方向に移動可能に設けられる構成にされてもよいことは勿論である。
【００８３】
（第２の実施形態）
他のシリンジを備える第２の実施形態のヘッド洗浄装置について説明する。この第２の実施形態のヘッド洗浄装置は、上述した第１の実施形態のヘッド洗浄装置１と基本構成が同一であるため、同一符号を付して説明を省略する。また、他のシリンジは、上述したシリンジ２０と異なる点が、栓部材の形状のみであるため、シリンジ２０と同一部材には同一符号を付して説明を省略する。
【００８４】
図９に示すように、他のシリンジ７０は、インクタンク２０ａの開口部１２ｂを密閉するための栓部材７０ｃを有している。栓部材７０ｃは、弾性材料によって円柱状に形成されている。この栓部材７０ｃは、外径が開口部１２ｂの内径より大きく形成されており、先端面がインクタンク１２の上面１２ｄに当接されることによって、開口部１２ｂを閉塞することが可能にされている。また、栓部材７０ｃには、ニードル２０ｂが挿通される挿通穴７０ｅが設けられており、一端がシリンジタンク２０ａの先端に固定されている。
【００８５】
以上のように構成されたシリンジ７０は、インクジェットヘッド３に液体を供給するとき、図１０に示すように、栓部材７０ｃとインクタンク１２の上面１２ｄとの間に所定の隙間が確保されるように、シリンジボックス２１を介して移動される。
【００８６】
したがって、シリンジ７０は、開口部１２ｂと栓部材７０ｃと間隙を介して通気可能にされるため、シリンジタンク２０ａ内のインクを吐出する際に要するピストン２０ｄの駆動力が小さくなり、シリンジタンク２０ａ内のインクをインクタンク１２に良好に供給することができる。
【００８７】
また、シリンジ７０は、インクジェットヘッド３を洗浄するとき、図１１に示すように、栓部材７０ｃの先端面によってインクタンク１２の上面１２ｄが密閉されるようにシリンジボックス２１を介して移動される。したがって、インクタンク１２は、開口部１２ｂが気密に閉塞されることで、洗浄液の流動方向がノズル１５の吐出口１５ａに向かう方向に規制されるため、洗浄液によって流路内を効率的に洗浄することができる。
【００８８】
以上のように構成された第２の実施形態のヘッド洗浄装置が備えるシリンジ７０によれば、第１の実施形態に係る栓部材２０ｃが、洗浄動作時に開口部１２ｂ内への挿入を繰り返すことで栓部材２０ｃの外周面に摩耗が生じる可能性が比較的高く、摩耗に伴って開口部１２ｂが確実に閉塞されない虞があったが、インクタンク１２の上面１２ｄに当接される円柱状の栓部材７０ｃを備えることによって、栓部材７０ｃが摩耗することを防止することができる。したがって、この栓部材７０ｃによれば、開口部１２ｂを更に確実に閉塞することが可能になり、閉塞動作の信頼性を向上することができる。そして、このシリンジ７０によれば、栓部材７０ｃおよび装置の耐久性が向上されて、メンテナンス作業の頻度を低減することができる。
【００８９】
なお、本実施形態に係るヘッド洗浄装置は、記録媒体にインクを吐出して記録するインクジェットヘッドを洗浄するために適用されたが、例えばプリント回路基板に配線パターンを形成するためのヘッド等、他の液体吐出ヘッドの流路を洗浄するために適用されてもよいことは勿論である。
【００９０】
【発明の効果】
上述したように、本発明に係るヘッド洗浄装置は、ニードルの先端近傍に、液体タンクの開口部を気密に閉塞するための密閉手段が設けられたシリンジを備えることによって、構成の簡素化が図られ、洗浄液によって流路内を効率的に洗浄することができる。
【００９１】
また、本発明に係るヘッド洗浄装置は、液体吐出ヘッド、洗浄液槽、少なくとも１つの液槽とがそれぞれ載置されるステージと、シリンジのピストンを駆動する駆動手段と、シリンジに対してステージを移動させるステージ移動手段およびステージに対してシリンジを移動させるシリンジ移動手段の少なくとも一方の手段とを備えることによって、液体吐出ヘッドと液槽との間で、シリンジを介して液体を受け渡することが可能になり、液槽から液体吐出ヘッドに対して液体を分注するための自動分注機能を有するため、液体吐出ヘッドの洗浄作業および記録媒体に対する記録作業の作業性を向上することができる。
【００９２】
また、本発明に係るヘッド洗浄装置は、密閉手段が、液体タンクの一端に当接される先端面が、開口部の開口面積より大きく形成された弾性部材を有することによって、弾性部材を開口部内に挿入する構成の場合に生じる弾性部材の摩耗が防止されるため、弾性部材および装置の耐久性を向上することができる。
【００９３】
また、本発明に係る洗浄方法によれば、液体タンクの開口部を密閉した状態で、この開口部から液体タンク内に洗浄液を注入することで、流路内に供給される洗浄液の流動方向が、液体吐出ヘッドが液体を吐出する方向に規制されるため、洗浄液によって液体吐出ヘッドの流路内が効率的に洗浄することができる。
【００９４】
また、本発明に係る記録方法によれば、本発明のヘッド洗浄装置を用いてインクジェットヘッドの流路を洗浄し、インクジェットヘッドによって記録媒体にインクを吐出して記録することによって、インクジェットヘッドの洗浄作業および記録媒体に対する記録作業の作業性を向上することができる。また、この記録方法によれば、インクジェットヘッドの流路が効率的に洗浄されることで、記録品質を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る第１の実施形態のヘッド洗浄装置全体を示す斜視図である。
【図２】前記ヘッド洗浄装置に適用されるインクジェットヘッド全体を示す斜視図である。
【図３】図２における前記インクジェットヘッドの流路の構成を示すＡ−Ａ断面図である。
【図４】インク槽全体を示す斜視図である。
【図５】シリンジの先端近傍を示す側面図である。
【図６】洗浄時におけるシリンジとインクタンクの開口部との相対位置を示す断面図である。
【図７】前記インクジェットヘッドを備える記録装置全体を示す斜視図である。
【図８】インク供給時におけるシリンジとインクタンクの開口部との相対位置を示す断面図である。
【図９】第２の実施形態のヘッド洗浄装置が備える他のシリンジの先端近傍を示す側面図である。
【図１０】インク供給時におけるシリンジとインクタンクの開口部との相対位置を示す断面図である。
【図１１】洗浄時におけるシリンジとインクタンクの開口部との相対位置を示す断面図である。
【図１２】従来のインクジェットヘッドの全体を示す斜視図である。
【図１３】図１２における従来のインクジェットヘッドの流路の構成を示すＢ−Ｂ断面図である。
【図１４】従来のヘッド洗浄装置を示す模式図である。
【図１５】従来のヘッド洗浄装置を用いた洗浄の第１〜第３の工程を説明するための模式図である。
【図１６】従来のヘッド洗浄装置を用いた洗浄の第４〜第６の工程を説明するための模式図である。
【符号の説明】
１　ヘッド洗浄装置
２　記録装置
３　インクジェットヘッド
３ａ　ノズル面
１１　ヘッド素子
１２　インクタンク
１３　枠体
１５　ノズル
１５ａ　吐出口
１６　ヒータ
２０　シリンジ
２０ａ　シリンジタンク
２０ｂ　ニードル
２０ｃ　栓部材
２０ｄ　ピストン
２１　シリンジボックス
２２　ＸＹステージ
２４　洗浄液槽
２５ａ〜２５ｉ　インク槽
２６　支柱
２７　液室
５２　ＣＣＤカメラ
５３　Ｙステージ
５４　Ｘステージ
５７，５８　ガイドレール
５９　支持基台
６１　ヘッド傾斜用ステージ
６２　ステー
６３，６４　ブリッジ
６５，６６　支柱
６８　記録媒体
７０ｃ　栓部材
【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】
2004090562.tif 000010
【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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