(57)【要約】【課題】洗浄サイクルを改善するとともに、洗浄液の量をできるだけ少量化し、また、洗浄を短時間で完了できる液体噴射装置の洗浄装置および方法を提供する。【解決手段】液体貯留手段４９の液体導入部３１からノズル開口１１までが被洗浄空間３９とされ、液体導入部３１に着脱自在に結合する接手構造部４１が設けられ、被洗浄空間３９内へ供給する空気と、被洗浄空間３９内に供給する洗浄液４８とを交互に供給する流体供給ユニット１００と、被洗浄空間３９内の液体，洗浄液および空気を吸引するための吸引手段１０１と、被洗浄空間３９内の液体または洗浄液が上記空気の吸引によって被洗浄空間３９から略排出された後、つぎの洗浄液４８が被洗浄空間３９内へ供給されるよう供給制御をする制御装置６３とを備えている。これにより、洗浄液４８の高速流通により、被洗浄空間３９の洗浄が隅々まで十分に、しかも短時間で行なえる。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体噴射装置に装着された液体貯留手段に結合される液体導入部から液体を吐出するノズル開口までの液体流路である被洗浄空間を洗浄する装置であって、
上記液体導入部に着脱自在に結合する接手構造部が設けられ、上記被洗浄空間内の液体または洗浄液を排出する空気と、被洗浄空間内に残留している液体を洗い流す洗浄液とを被洗浄空間内に交互に供給する流体供給ユニットと、
上記被洗浄空間内の液体，洗浄液および空気を吸引するための吸引負圧を上記ノズル開口に与える吸引手段と、
上記被洗浄空間内の液体または洗浄液が上記空気の吸引によって被洗浄空間から略排出された後、つぎの洗浄液が被洗浄空間内へ供給されるよう供給制御をする制御装置とを備えていることを特徴とする液体噴射装置の洗浄装置。
【請求項２】
上記流体供給ユニットから被洗浄空間内に１回に供給される洗浄液の量は、被洗浄空間の容積の１／２以下に設定されている請求項１記載の液体噴射装置の洗浄装置。
【請求項３】
上記制御装置は、上記洗浄液の供給開始から供給終了までの時間によって１回に供給する洗浄液の量を設定するよう制御する請求項２記載の液体噴射装置の洗浄装置。
【請求項４】
上記制御装置は、上記被洗浄空間から液体または洗浄液が略排出されたことを被洗浄空間内の圧力の変化によって検知してつぎの洗浄液の供給を開始するよう制御する請求項１〜３のいずれか一項に記載の液体噴射装置の洗浄装置。
【請求項５】
上記流体供給ユニットには、その上流側に、液体または洗浄液を排出するための空気を取り入れる空気取入部と、被洗浄空間内に残留している液体を洗い流すための洗浄液を貯留する洗浄液貯留部が配置され、上記空気取入部からの空気供給通路と上記洗浄液貯留部からの洗浄液供給通路とが合流する箇所に空気または洗浄液のいずれかを上記接手構造部へ流通させる切替弁が設けられている請求項１〜４のいずれか一項に記載の液体噴射装置の洗浄装置。
【請求項６】
上記空気供給通路の空気を加圧して接手構造部側へ供給する加圧ポンプと、上記洗浄液供給通路の洗浄液を加圧して接手構造部側へ供給する加圧ポンプとが、それぞれ空気供給通路と洗浄液供給通路に設けられている請求項５記載の液体噴射装置の洗浄装置。
【請求項７】
液体噴射装置に装着された液体貯留手段に結合される液体導入部から液体を吐出するノズル開口までの液体流路である被洗浄空間を洗浄する方法であって、
上記被洗浄空間内の液体，洗浄液および空気を吸引するための吸引負圧を上記ノズル開口に与える吸引手段を準備し、
上記被洗浄空間内の液体または洗浄液が上記空気の吸引によって被洗浄空間から略排出された後、つぎの洗浄液を被洗浄空間内へ供給することを特徴とする液体噴射装置の洗浄方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、洗浄液の使用量を少なくするとともに、洗浄効果の高い液体噴射装置の洗浄装置および方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
液体噴射装置として広く使用されているものに、インクジェット式記録装置がある。インクジェット式記録装置においては、複数のノズル開口から液体であるインク滴を吐出する液体噴射ヘッドとして記録ヘッドを備えている。この記録ヘッドによりインク滴を媒体である記録紙等の表面に着弾させて、画像や文字等を印刷するようにしている。
【０００３】
上記のインクジェット式記録装置（以下、記録装置という）においては、製品出荷前に印字検査が行なわれる。この印字検査は、顧客における稼動状態と同じ条件で行なわれるもので、実際のインクカートリッジを装着して記録ヘッドからインク滴を吐出させて印字状態を確認している。そして、印字検査を終了したままで製品出荷をすると、保存環境の如何によっては、例えば、記録ヘッド内等の残留インクの粘性が高まってノズル開口等に目詰まりを発生させるおそれがある。
【０００４】
そこで、印字テスト等が完了した時点で、インクが残留している流路部分の洗浄が行なわれている。上記洗浄においては、洗浄されるべき液体流路内に、洗浄液と空気とが同時に混在した状態で行なわれている。
【特許文献１】特開２００３−２１１７０２号公報
【特許文献２】特開２００２−１９２７１０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記の印字テスト後の洗浄工程においては、洗浄されるべき液体流路、すなわち被洗浄空間が、洗浄液が充満している領域と、空気だけが充満している領域とが交互に混在している。したがって、空気よりは大幅に粘性の高い洗浄液が部分的に充満しているので、洗浄液や空気の流速を上げることが困難となる。そのため、洗浄液の運動エネルギーを高めることができず、残留インクの洗浄効果が不十分なものとなる。このような事情から洗浄液を長時間にわたって流通させると、洗浄液の使用量が多くなり不経済である。同時に、洗浄時間が長くなり、生産性向上が図りにくくなる。
【０００６】
本発明は、このような問題を解決するためになされたものであり、洗浄サイクルを改善するとともに、洗浄液の量をできるだけ少量化し、また、洗浄時間を短時間で完了できる液体噴射装置の洗浄装置および方法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】
上記目的を達成するため、本発明の液体噴射装置の洗浄装置は、液体噴射装置に装着された液体貯留手段に結合される液体導入部から液体を吐出するノズル開口までの液体流路である被洗浄空間を洗浄する装置であって、上記液体導入部に着脱自在に結合する接手構造部が設けられ、上記被洗浄空間内の液体または洗浄液を排出する空気と、被洗浄空間内に残留している液体を洗い流す洗浄液とを被洗浄空間内に交互に供給する流体供給ユニットと、上記被洗浄空間内の液体，洗浄液および空気を吸引するための吸引負圧を上記ノズル開口に与える吸引手段と、上記被洗浄空間内の液体または洗浄液が上記空気の吸引によって被洗浄空間から略排出された後、つぎの洗浄液が被洗浄空間内へ供給されるよう供給制御をする制御装置とを備えていることを要旨とする。
【０００８】
このため、被洗浄空間内の残留液体あるいは前回の洗浄液が被洗浄空間から略排出されて、被洗浄空間が空間状態（通風状態）になってから、洗浄液が供給される。このように空間状態になっている被洗浄空間内に、洗浄液が供給されるので、洗浄液の進行方向の前方には粘性の高い液状物（液体あるいは洗浄液）が存在しないため、洗浄液の進行速度を高速化することができる。したがって、洗浄液自体の運動エネルギーを高めて、被洗浄空間の隅々まで、すなわち流路の屈曲した箇所、気泡等が詰まりやすい空隙のような箇所等にも勢いよく洗浄液が流れ込むので、これらの箇所に付着している液体を確実に洗い出すことができる。
【０００９】
また、被洗浄空間内にはつぎの洗浄液が侵入してくるまでは、略空気だけが流通する時間が設定できる。これにより、被洗浄空間の内壁や隅角部分等に付着している液体または洗浄液を完全に吹き飛ばすことができる。そして、洗浄液は、被洗浄空間内の空気を巻き込みながら屈曲した流路を通過するので、洗浄液中に多数の気泡が混入し、細部までの洗浄が十分になされる。特に、圧力ダンパユニット等が装着されている場合には、このような気泡を伴う洗浄が効果的に得られる。
【００１０】
本発明の液体噴射装置の洗浄装置において、上記流体供給ユニットから被洗浄空間内に１回に供給される洗浄液の量が、被洗浄空間の容積の１／２以下に設定されている場合には、洗浄液の使用量を少なくして原価低減に有効である。さらに、洗浄液全体の質量が少量化されたことにより洗浄液が被洗浄空間内を進行する速度を高速化でき、それにともなって洗浄液の運動エネルギーを高めることができる。このため、流路の屈曲した箇所、気泡等が詰まりやすい空隙のような箇所等にも勢いよく洗浄液が流れ込むので、これらの箇所に付着している液体を確実に洗い出すことができる。上記のような高速化により、洗浄時間が短縮でき生産性の向上ができる。そして、洗浄液は、高速進行により被洗浄空間内の空気を積極的に巻き込みながら屈曲した流路を通過するので、洗浄液中に多数の気泡が混入し、細部までの洗浄が十分になされる。
【００１１】
本発明の液体噴射装置の洗浄装置において、上記制御装置が、上記洗浄液の供給開始から供給終了までの時間によって１回に供給する洗浄液の量を設定するよう制御する場合には、制御装置における洗浄液供給時間の設定により、正確に１回当たりの洗浄液の量を計量することができる。とくに、被洗浄空間の流路抵抗や吸引手段の吸引力を考慮して、実験的に吸引時間すなわち供給時間を設定しこれを制御装置に反復させることにより、被洗浄空間固有の流路抵抗等に合致させた洗浄液の計量が可能となる。
【００１２】
本発明の液体噴射装置の洗浄装置において、上記制御装置が、上記被洗浄空間から液体または洗浄液が略排出されたことを被洗浄空間内の圧力の変化によって検知してつぎの洗浄液の供給を開始するよう制御する場合には、液体または洗浄液が被洗浄空間内を流通している間の被洗浄空間内の圧力と、液体または洗浄液が被洗浄空間内から排出された後の被洗浄空間内の圧力とが大幅に変化するので、このような圧力変化状態を確実に検知することができ、被洗浄空間内を略空にしてから洗浄液を流通させるサイクルが明確に行なえる。
【００１３】
本発明の液体噴射装置の洗浄装置において、上記流体供給ユニットには、その上流側に、液体または洗浄液を排出するための空気を取り入れる空気取入部と、被洗浄空間内に残留している液体を洗い流すための洗浄液を貯留する洗浄液貯留部が配置され、上記空気取入部からの空気供給通路と上記洗浄液貯留部からの洗浄液供給通路とが合流する箇所に空気または洗浄液のいずれかを上記接手構造部へ流通させる切替弁が設けられている場合には、上記切替弁による接手構造部に対する空気と洗浄液との供給切替えが確実に行なわれ、被洗浄空間から液体や洗浄液を排出しきるのと、その後、洗浄液を供給することが明確に区分できる。
【００１４】
本発明の液体噴射装置の洗浄装置において、上記空気供給通路の空気を加圧して接手構造部側へ供給する加圧ポンプと、上記洗浄液供給通路の洗浄液を加圧して接手構造部側へ供給する加圧ポンプとが、それぞれ空気供給通路と洗浄液供給通路に設けられている場合には、被洗浄空間に挿入されている中間制御部品、例えば、クリーニング動作時に機能させる負圧蓄積弁（チョークバルブ）があっても、空気や洗浄液を上記のようにして交互に供給することができる。
【００１５】
上記目的を達成するため、本発明の液体噴射装置の洗浄方法は、液体噴射装置に装着された液体貯留手段に結合される液体導入部から液体を吐出するノズル開口までの液体流路である被洗浄空間を洗浄する方法であって、上記被洗浄空間内の液体，洗浄液および空気を吸引するための吸引負圧を上記ノズル開口に与える吸引手段を準備し、上記被洗浄空間内の液体または洗浄液が上記空気の吸引によって被洗浄空間から略排出された後、つぎの洗浄液を被洗浄空間内へ供給することを要旨とする。
【００１６】
このため、被洗浄空間内の残留液体あるいは前回の洗浄液が被洗浄空間から略排出されて、被洗浄空間が空間状態（通風状態）になってから、洗浄液が供給される。このように空間状態になっている被洗浄空間内に、洗浄液が供給されるので、洗浄液の進行方向の前方には粘性の高い液状物（液体あるいは洗浄液）が存在しないため、洗浄液の進行速度を高速化することができる。したがって、洗浄液自体の運動エネルギーを高めて、被洗浄空間の隅々まで、すなわち流路の屈曲した箇所、気泡等が詰まりやすい空隙のような箇所等にも勢いよく洗浄液が流れ込むので、これらの箇所に付着している液体を確実に洗い出すことができる。
【００１７】
また、被洗浄空間内にはつぎの洗浄液が侵入してくるまでは、略空気だけが流通する時間が設定できる。これにより、被洗浄空間の内壁や隅角部分等に付着している液体または洗浄液を完全に吹き飛ばすことができる。そして、洗浄液は、被洗浄空間内の空気を巻き込みながら屈曲した流路を通過するので、洗浄液中に多数の気泡が混入し、細部までの洗浄が十分になされる。特に、圧力ダンパユニット等が装着されている場合には、このような気泡を伴う洗浄が効果的に得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
つぎに、本発明の液体噴射装置の洗浄装置を実施するための最良の形態を説明する。
【実施例１】
【００１９】
図１〜図３は、本発明の液体噴射装置の洗浄装置によって洗浄される製品部分を示す図である。
【００２０】
そして、図４〜図６は、本発明の液体噴射装置の洗浄装置の一実施例を示す。
【００２１】
図１は、インクジェット式記録装置（以下、装置本体という）１の周辺構造の一例を示す斜視図である。この装置は、インクカートリッジ２が搭載されるとともに記録ヘッド１０が取り付けられたキャリッジ３を備えている。
【００２２】
上記キャリッジ３は、タイミングベルト４を介してステッピングモータ５に接続され、ガイドバー６に案内されて記録紙７の紙幅方向（主走査方向）に往復移動するようになっている。上記キャリッジ３は、上部に開放する箱型を呈し、記録紙７と対向する面（この例では下面）に、記録ヘッド１０のノズル面が露呈するよう取り付けられるとともに、インクカートリッジ２が収容されるようになっている。
【００２３】
そして、上記記録ヘッド１０にインクカートリッジ２からインクが供給され、キャリッジ３を移動させながら記録紙７上面にインク滴を吐出させて記録紙７に画像や文字をドットマトリックスにより印刷するようになっている。図１において、８は印刷休止中に記録ヘッド１０のノズル開口を封止することによりノズルの乾燥をできるだけ防ぐキャップ、９は記録ヘッド１０のノズル面をワイピングするワイパーブレードである。また、キャリッジ３には、図１に示すように、ガイドバー６が挿通されている。さらに、９ａはワイパーブレード９でワイピングされたインクを貯留する廃インク貯留部である。
【００２４】
図２に示すように、符号２５は、装置本体１全体の動作を制御する制御装置１ａ（図１参照）からの動作信号を後述の圧電振動子１４に入力する制御基板である。上記制御基板２５は、流路ユニット１３とは反対側のヘッドケース１５の部位すなわちヘッドケース１５の上面に沿った状態で配置されている。
【００２５】
上記記録ヘッド１０の基本構造の一例を図２にしたがって説明すると、この記録ヘッド１０は先端部に流路ユニット１３が配置されている。この流路ユニット１３は、ノズル形成面１６ａにノズル開口１１が列設されたノズルプレート１６と、上記ノズル開口１１に連通し圧電振動子１４によりインクを加圧する圧力発生室１２と、上記圧力発生室１２に供給されるインクを貯留するインク貯留室１７から構成されている。
【００２６】
すなわち、上記流路ユニット１３は、ノズル開口１１が穿設されたノズル形成面１６ａを有するノズルプレート１６と、圧力発生室１２と共通の液体貯留室であるインク貯留室１７ならびにこれらを連通させるインク供給路１８とに対応する空間が形成された圧力発生室形成板１９と、上記圧力発生室１２やインク貯留室１７の開口を封止する封止板すなわち振動板２０とが積層されて形成されている。そして、上記ノズル形成面１６ａは平坦面とされている。図２に示すように、流路ユニット１３は、接着剤を用いてヘッドケース１５の先端面２７に接合されている。
【００２７】
上記圧電振動子１４は、駆動信号の入力により、充電状態で長手方向に収縮し、充電状態から放電する過程で長手方向に伸長する、いわゆる縦振動モードの振動子である。上記圧電振動子１４は、その先端が圧力発生室１２の一部を形成する振動板２０の島部２０ａに固着された状態で、他端が基台２１に固定されている。なお、本発明においては、上記縦振動モードの圧電振動子１４を、たわみ振動モードの圧電振動子に変更してもよい。
【００２８】
また、上記ヘッドケース１５には、そのインク貯留室１７に対応する部分に、インク貯留室１７にインクカートリッジ２のインクを導入するヘッド流路２４が形成されている。上記ヘッド流路２４の開口縁には、管部材で構成された環状突起２３が形成されている。
【００２９】
上記記録ヘッド１０では、上記圧電振動子１４の収縮・伸長を受けて圧力発生室１２が拡張・収縮し、圧力発生室１２の圧力変動によりインクの吸引とインク滴の吐出とが行なわれるようになっている。図２において、２２は圧電振動子１４に駆動信号を入力するフレキシブル回路板であり、ヘッドケース１５に結合された上記制御基板２５に結線されている。また、装置本体１全体を動作する制御装置１ａからの動作信号を制御基板２５に供給するフレキシブル回路板２９は、ターミナル３０を介して制御基板２５に接続されている。
【００３０】
上記記録ヘッド１０では、図２において紙面に垂直な方向に圧電振動子１４，圧力発生室１２，ノズル開口１１が列設されており、ノズルプレート１６には、２列のノズル列が一対となり、複数対のものが形成されている。上記のノズル開口１１は一直線上に列設され、このようなノズル列に符号１１ａが付してある。
【００３１】
上記流路ユニット１３は、接着剤等を用いてヘッドケース１５に接合されている。上記のワイパーブレード９でノズル形成面１６ａをワイピングするときには、ワイパーブレード９が流路ユニット１３の角部に擦れてワイパーブレード９が滑らかに動作しなかったり、流路ユニット１３の角部に傷がついたりするのを防止するために、ノズル形成面１６ａの周縁部を保護するヘッドカバー２６が設けられている。
【００３２】
インクカートリッジ２から送られてきたインクは、ヘッド流路２４からインク貯留室１７に流入し、その後、圧力発生室１２において圧電振動子１４の動作で加圧され、ノズル開口１１から記録紙７に向ってインク滴の状態で吐出され、印刷が進行するようになっている。
【００３３】
図３は、図１に示された上記キャリッジ３に相当するヘッドホルダー２８に、ヘッドケース１５が結合された状態を全体的に示す断面図である。上記流路ユニット１３とは反対側のヘッドケース１５の部分に、フランジ１５ａが設けられている。
【００３４】
ヘッドホルダー２８の上部に配置されている板状部材２８ａにインクカートリッジ２に進入するインク供給針３１が取り付けられ、インク供給針３１の内部通路はフィルタ３２を介して導入流路３３に連通している。この導入流路３３は、上記板状部材２８ａの下側に設けた導入管３４によって形成されている。
【００３５】
上記制御基板２５に上記環状突起２３が貫通し、ヘッド流路２４と導入流路３３は同軸状に配置され、両流路２４と３３はパッキン部材３５によってシールされた状態で接続されている。上記パッキン部材３５はエラストマー等の弾性材料で構成され、ヘッドケース１５をヘッドホルダー２８に取り付けることにより、導入管３４の端面と環状突起２３の端面との間で圧縮された状態になっている。このような流路構造によって、液体供給源であるインクカートリッジ２にインク供給針３１が相対的に差し込まれると、インクが流路ユニット１３に供給されるようになっている。
【００３６】
ヘッドケース１５をヘッドホルダー２８に取り付けるために、固定ボルト３６が設けてある。この固定ボルト３６は、ヘッドカバー２６のフランジ２６ａとヘッドケース１５のフランジ１５ａを貫通した状態で、ヘッドホルダー２８にねじ込まれている。
【００３７】
つぎに、図４〜図６にしたがって、上記インク吐出装置を洗浄する洗浄装置について説明する。
【００３８】
主として上記記録ヘッド１０からなるインク吐出装置の印字検査は、図４，図５に２点鎖線で示したように、印字検査装置３７によって行なわれる。上記印字検査装置３７の後工程側に、印字検査終了後にインク吐出装置の流路内の残留インクを洗浄する洗浄装置３８が配置されている。そして、図２および図３に示すように、印字検査後に洗浄される流路空間、すなわち被洗浄空間３９は、液体導入部であるインク供給針３１から流路ユニット１３のノズル開口１１までである。
【００３９】
上記洗浄装置３８は、上記被洗浄空間３９に空気や洗浄液を供給する流体供給ユニット１００と、被洗浄空間３９内に吸引負圧を与える吸引ユニット１０１とが対向した状態で構成されている。
【００４０】
先ず最初に、上記流体供給ユニット１００について説明する。
【００４１】
上記被洗浄空間３９内のインクまたは後述の洗浄液を排出する空気と、被洗浄空間３９内に残留しているインクを洗い流す洗浄液とを被洗浄空間３９内に交互に供給する気液供給通路４０が設けられている。上記インク，洗浄液，空気等を被洗浄空間３９内に流通させるために、上記気液供給通路４０の端部にインク供給針３１に対して着脱自在に結合できる接手構造部４１が設けられている。気液供給通路４０は、上記接手構造部４１がインク供給針３１に対して着脱されるので、可撓性のある合成樹脂製チューブで形成されている。
【００４２】
図４，図５の例ではインクが６色なので、インク供給針３１が６本配置されている。各インク供給針３１の外周部に合致する接手筒４２が設けられ、図５（Ｂ）に示すように、インク供給針３１が相対的に接手筒４２の内側に嵌め合わされるようになっている。上記接手筒４２の内側には合成ゴム等の弾性材料製のシールリング４３が固定され、このシールリング４３がインク供給針３１の外周面に密着することにより、空気や洗浄液のシールがなされている。なお、インク供給針３１および接手筒４２の断面は、円形である。
【００４３】
上記６本の接手筒４２が、１つの分配室４４に連通した状態で接続されて、接手構造部４１が構成されている。気液供給通路４０の一端は上記分配室４４に接続され、他端は空気と洗浄液を交互に切替える切替弁４５に接続されている。上記切替弁４５には、空気を取り入れる空気取入部４６からの空気供給通路４７が接続されている。また、洗浄液４８を貯留している洗浄液タンク４９からの洗浄液供給通路５０が上記切替弁４５に接続されている。
【００４４】
上記切替弁４５は、空気供給通路４７と洗浄液供給通路５０とが気液供給通路４０に合流する箇所に配置され、後述の制御装置からの動作信号により、切替弁４５を切替えて空気と洗浄液４８を交互に気液供給通路４０に供給するようになっている。なお、符号４６ａは、空気取入部４６に配置したフィルタである。また、上記接手構造部４１は、全体が板金製であり、接手筒４２を偏平な板金製の箱型部材すなわち分配室４４に接合して、製作されている。
【００４５】
上記のように、流体供給ユニット１００は、接手構造部４１，気液供給通路４０，切替弁４５，空気供給通路４７，空気取入部４６，洗浄液供給通路５０および洗浄液タンク４９等から構成されている。
【００４６】
つぎに、上記吸引ユニット１０１すなわち吸引手段について説明する。
【００４７】
上記接手構造部４１に対応させて、記録ヘッド１０のノズル形成面１６ａに密着して、上記被洗浄空間３９に吸引負圧を与える吸引キャップ５１が配置されている。上記吸引キャップ５１は、印字検査装置３７から移動してきたインク吐出装置が洗浄装置３８の所定の位置に停止すると、上昇してノズル形成面１６ａに密着し、被洗浄空間３９に対する洗浄動作が終了すると、ノズル形成面１６ａから離れて下降する。このような昇降動作を行なう構造としては、リンク機構の揺動動作によるもの、流体シリンダの進退動作によるもの等種々なものが採用できる。この例では、流体シリンダを用いたものである。
【００４８】
合成ゴム等で成形された吸引キャップ５１は、基板５２上に取り付けられ、上記基板５２の両端部がガイドポスト５３に昇降可能な状態で支持されている。上記基板５２の両端部がガイドポスト５３のガイドレール５４に支持されて、基板５２が水平な状態で昇降できるようになっている。洗浄装置３８の基枠等の静止部材５５にエアシリンダ５６が取り付けられ、そのピストンロッド５７が基板５２の下面に結合されている。
【００４９】
上記吸引キャップ５１の底部に吸引口５８が設けられ、この吸引口５８に吸引管５９が接続されている。上記吸引管５９は、吸引キャップ５１が昇降動作をするので、可撓性のある合成樹脂製チューブで構成されている。吸引管５９に吸引ポンプ６０が挿入され、吸引されたインクや洗浄液４８が廃液タンク６１内に貯留されるようになっている。
【００５０】
上記のように、吸引ユニット１０１は、吸引キャップ５１，吸引管５９，吸引ポンプ６０，基板５２，ガイドポスト５３およびエアシリンダ５６等から構成されている。
【００５１】
上記被洗浄空間３９内に滞留しているインクまたは洗浄液４８を、吸引ポンプ６０で吸引しているときの吸引管５９の圧力は、インクまたは洗浄液４８が被洗浄空間３９から略排出されると、高くなる。この圧力変化を検知してつぎの洗浄液４８の供給を開始する。上記の圧力変化を検知する圧力計６２が吸引管５９に取り付けられている。そして、上記のように、インクまたは洗浄液４８が吸引されているときには、切替弁４５が空気供給通路４７と気液供給通路４０を連通する切替えポジションとされ、しかも、吸引ポンプ６０も吸引動作を行なっている。
【００５２】
上記のような切替えポジションに切替弁４５を切替えたり、吸引ポンプ６０に吸引動作をさせたりするのは、制御装置６３から送られる動作信号によって行なわれる。上記制御装置６３は通常のコンピュータ装置で構成されている。吸引管５９の圧力が上昇してインクまたは洗浄液４８が略排出されたことを上記圧力計６２が検知すると、この検知信号が制御装置６３に送られる。この信号が制御装置６３で処理されて、切替弁４５に動作信号が供給されると、空気供給通路４７から気液供給通路４０への切替弁４５の切替えポジションが、洗浄液供給通路５０から気液供給通路４０への切替えポジションに切替えられる。このような切替えによって、インクまたは洗浄液４８が排出された通風状態の被洗浄空間３９内に供給されて、被洗浄空間３９内の洗浄がなされる。
【００５３】
上記洗浄液４８の１回当たりの供給量は、被洗浄空間３９の容積の１／２以下に設定されている。このような洗浄液４８の供給量の設定は、図６に示すように、洗浄液４８の供給開始から供給終了までの時間Ｔ１によって行なわれている。すなわち、切替弁４５の切替えポジションが洗浄液供給通路５０から気液供給通路４０を連通させる状態になった時点ｔ１で、切替弁４５から制御装置６３に計時開始の信号が送られる。この信号による計時開始から所定の時間が経過すると、その経過時点ｔ２で今度は制御装置６３から切替弁４５に対して動作信号が送られ、洗浄液４８の供給を停止するとともに、空気供給通路４７を気液供給通路４０に連通する。上記のような洗浄液４８の供給時間Ｔ１の設定により、１回当たりの洗浄液４８の供給量が、被洗浄空間３９の容積の１／２以下に設定される。そして、吸引キャップ５１はノズル形成面１６ａに吸着して、図６に示すように、吸引動作を継続している。図６に示す洗浄サイクルは、符号Ｃ１，Ｃ２で示されているように、２サイクルである。
【００５４】
上記のような、インク，洗浄液４８，空気等の吸引は、吸引キャップ５１がノズル形成面１６ａに密着した状態で行なわれる。吸引キャップ５１の昇降は、インク吐出装置が図４に示した矢線６４のように、洗浄装置３８の所定位置に移行してくると、その位置をセンサー（図示していない）で検出し、その位置信号に基づいて制御装置６３からエアシリンダ５６の空気切替弁６５に動作信号が供給され、エアシリンダ５６が出力して吸引キャップ５１がノズル形成面１６ａに密着するようになっている。
【００５５】
上記実施例の作用効果を列記すると、つぎのとおりである。
【００５６】
上記のように、被洗浄空間３９内の印字テストの残留インクあるいは前回の洗浄液４８が被洗浄空間３９から略排出されて、被洗浄空間３９が空間状態（通風状態・時点ｔ１およびｔ３）になってから、被洗浄空間３９の空間容積の１／２以下の洗浄液４８が供給される。このように空間状態になっている被洗浄空間３９内に、上記１／２以下の少量化された洗浄液４８が供給されるので、洗浄液４８の進行方向の前方には粘性の高い液状物が存在しないため、洗浄液４８の進行速度を高速化することができる。したがって、洗浄液４８自体の運動エネルギーを高めて、被洗浄空間３９の隅々まで、すなわち流路の屈曲した箇所、気泡等が詰まりやすい空隙のような箇所等にも勢いよく洗浄液４８が流れ込むので、これらの箇所に付着しているインク等を確実に洗い出すことができる。
【００５７】
また、被洗浄空間３９内にはつぎの洗浄液４８が侵入してくるまでは、略空気だけが流通する時間が設定できる。これにより、被洗浄空間３９の内壁や隅角部分等に付着しているインクまたは洗浄液４８を完全に吹き飛ばすことができる。そして、洗浄液４８は、被洗浄空間３９内の空気を巻き込みながら屈曲した流路を通過するので、洗浄液４８中に多数の気泡が混入し、細部までの洗浄が十分になされる。特に、圧力ダンパユニット等が装着されている場合には、このような気泡を伴う洗浄が効果的に得られる。
【００５８】
上記のように、１回に供給される洗浄液４８の量が、被洗浄空間３９の容積の１／２以下に設定されているため、洗浄液４８の使用量を少なくして原価低減に有効である。さらに、洗浄液全体４８の質量が少量化されことにより洗浄液４８が被洗浄空間３９内を進行する速度を高速化でき、それにともなって洗浄液４８の運動エネルギーを高めることができる。このため、流路の屈曲した箇所、気泡等が詰まりやすい空隙のような箇所等にも勢いよく洗浄液４８が流れ込むので、これらの箇所に付着しているインクを確実に洗い出すことができる。上記のような高速化により、洗浄時間が短縮でき生産性の向上ができる。そして、洗浄液４８は、高速進行により被洗浄空間３９内の空気を積極的に巻き込みながら屈曲した流路を通過するので、洗浄液４８中に多数の気泡が混入し、細部までの洗浄が十分になされる。
【００５９】
上記制御装置６３が、上記洗浄液４８の供給開始から供給終了までの時間Ｔ１によって１回に供給する洗浄液４８の量を設定するよう制御する。したがって、制御装置６３における洗浄液供給時間Ｔ１の設定により、正確に１回当たりの洗浄液４８の量を計量することができる。とくに、被洗浄空間３９の流路抵抗や吸引ユニット１０１の吸引力を考慮して、実験的に吸引時間すなわち供給時間Ｔ１を設定しこれを制御装置６３に反復させることにより、被洗浄空間３９固有の流路抵抗等に合致させた洗浄液４８の計量が可能となる。
【００６０】
上記制御装置６３が、上記被洗浄空間３９からインクまたは洗浄液４８が略排出されたことを被洗浄空間３９内の圧力の変化によって検知してつぎの洗浄液４８の供給を開始するよう制御する。このため、インクまたは洗浄液４８が被洗浄空間３９内を流通している間の被洗浄空間３９内の圧力と、インクまたは洗浄液４８が被洗浄空間３９内から排出された後の被洗浄空間３９内の圧力とが大幅に変化するので、このような圧力変化状態を確実に検知することができ、被洗浄空間３９内を略空にしてから洗浄液４８を流通させるサイクルが明確に行なえる。
【００６１】
上記流体供給ユニット１００には、その上流側に、インクまたは洗浄液４８を排出するための空気を取り入れる空気取入部４６と、被洗浄空間３９内に残留しているインクを洗い流すための洗浄液４８を貯留する洗浄液タンク４９が配置され、上記空気取入部４６からの空気供給通路４７と上記洗浄液タンク４９からの洗浄液供給通路５０とが合流する箇所に空気または洗浄液４８のいずれかを上記接手構造部４１へ流通させる切替弁４５が設けられている。このため、上記切替弁４５による接手構造部４１に対する空気と洗浄液４８との供給切替えが確実に行なわれ、被洗浄空間３９からインクや洗浄液４８を排出しきるのと、その後、洗浄液４８を供給することが明確に区分できる。
【００６２】
さらに、吸引ポンプ６０は、記録装置１に装備したものではなく、洗浄装置３８の専用の吸引ポンプとして準備することができる。したがって、ポンプの吸引能力を高く設定して大きな吸引力で洗浄し、洗浄時間を短縮し、被洗浄空間３９内の隅々まで十分に行届いた洗浄ができる。さらに、上記のような専用ポンプとすることにより、吸引圧力を被洗浄空間３９の流路形状や流路抵抗等に応じて最適圧力に設定することができ、記録装置の機種が種々変化しても、的確に対応することができる。
【００６３】
また、記録装置１を購入した顧客が、クリーニング動作、例えば、染料インクから顔料インクあるいはその逆にインクカートリッジを交換する際のクリーニング動作を、記録装置１に装備されているクリーニング装置の代わりに上記洗浄装置３８を用いて行うことができる。そうすることにより、上記の専用ポンプ等による特に良好な洗浄性が得られる。そして、上記洗浄装置３８は、主として流体供給ユニット１００と吸引ユニット１０１によって構成されているので、装置自体をコンパクトなものとすることができ、記録装置１を購入した顧客が洗浄装置３８を使用することにより、記録装置１の優れた日常メンテナンスを行なうことが可能となる。
【実施例２】
【００６４】
図７〜図１０は、本発明による液体噴射装置の洗浄装置の第２実施例を示す。
【００６５】
この実施例は、被洗浄空間３９にチョーククリーニング用バルブ（以下、チョークバルブという）が挿入されている場合である。クリーニング動作時に機能させる負圧蓄積弁は、被洗浄空間３９のインク流路中に中間制御部品の形で挿入されている。
【００６６】
図７は、チョークバルブが採用された記録装置１を概略的に示した平面図である。この記録装置１は、インクカートリッジ２が記録装置１の静止部材であるカートリッジ支持部１ｂに保持されたオフキャリッジ形式である。そして、主走査方向に往復動する上記キャリッジ３には、インクの圧力変動を除去するための圧力ダンパユニット３ａが搭載されている。
【００６７】
上記記録装置１の静止部材に固定されたチョークバルブ６６は、キャップ８を動作させて吸引クリーニングを行なうときに閉弁状態となり、これによって上記チョークバルブ６６よりも後流側のインク流路に負圧を蓄積し、負圧が所定値に達した時点でチョークバルブ６６を強制的に開弁すると、蓄積されていた負圧が一気にキャップ８に吸引され、高い流速でクリーニング動作が行なわれる。したがって、チョークバルブ６６は常閉バルブとされ、それを開けしかもインクを供給するために供給ポンプ６７が、インクカートリッジ２とチョークバルブ６６との間に配置されている。
【００６８】
上記チョークバルブ６６は、バルブ本体６８に４つのバルブ室６９，７０，７１および７２が設けられ、各バルブ室６９〜７２には４つの各色のインクカートリッジ２からの流路が接続されている。
【００６９】
チョークバルブの内部構造は、４つとも同じなので、バルブ室６９についてのみ説明する。図８に示すように、バルブ本体６８に凹形状のバルブ室６９が形成され、供給ポンプ６７に連通している流入通路７３ａから流入口７４を経てバルブ室６９にインクが流入できるようになっている。バルブ室６９の中央部に隆起部７５が形成され、その上面の中央部に流出口７６が設けられ、この流出口７６の周囲に弁座面７７が形成されている。上記流出口７６は流出通路７３ｂを経て圧力ダンパユニット３ａに接続されている。
【００７０】
上記バルブ本体６８の上面が平坦な接合封止面７８とされ、ここにフィルム材７９が熱溶着で接合されている。このフィルム材７９の接合によって、バルブ室６９が封止されている。バルブ室６９を覆っている部分のフィルム材７９が可動フィルム材７９ａとされ、
上記可動フィルム材７９ａは、その中央部に接触している円盤型の押圧部材８０により押し下げられ、可動フィルム材７９ａの中央部内面が弁座面７７に着座して、流出口７６を閉じるようになっている。上記の押し下げのための押圧力は、圧縮コイルスプリング８１によって得られ、上記圧縮コイルスプリング８１は、その一端が上記押圧部材８０に係合し、他端が記録装置１の静止部材に取り付けられたばね座８２に係合している。この稼動フィルム材７９ａが弁座面７７に着座すると、流出口７６が閉じられ、チョークバルブの閉弁となる。
【００７１】
上記バルブ本体６８は、ポリプロピレンをインジェクション成形して形成されている。
また、フィルム材７９は、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）とＰＰ（ポリプロピレン）との合成材料で作られている。
【００７２】
また、上記接合封止面７８の反対側に形成されている封止面８５にシート材８６が熱溶着されて、流入通路７３ａおよび流出通路７３ｂが形成されている。上記シート材８６は、フィルム材７９と同じ材料で構成されている。
【００７３】
図９，図１０の例ではインクが６色なので、インク供給針３１が６本配置されている。図８に示すように、チョークバルブ６６は常閉弁であるから、洗浄時にはチョークバルブ６６を強制的に開ける必要がある。そのために、空気供給通路４７と洗浄液供給通路５０の各々に加圧ポンプ８３，８４が配置されている。各加圧ポンプ８３，８４は、制御装置６３からの動作信号の供給を受けて、空気を被洗浄空間３９に供給しているときには、加圧ポンプ８３が動作し、また、洗浄液４８を被洗浄空間３９に供給するときには、加圧ポンプ８４が動作するようになっている。なお、図１０に示した例では、空気供給通路４７が洗浄液タンク４９の上部空間に開口させてある。それ以外は、上記実施例と同様であり、同様の部分には同じ符号を付している。
【００７４】
上記構成により、被洗浄空間３９に挿入されているチョークバルブ６６があっても、上記加圧ポンプ８３，８４でチョークバルブ６６を強制的に開いて空気や洗浄液４８を上記のようにして交互に供給することができる。すなわち、加圧ポンプ８３，８４からの空気圧力または洗浄液圧力が供給ポンプ６７を経てチョークバルブ６６に伝達され、これらの圧力が圧縮コイルスプリング８１の張力に抗して流出口７６が開かれ、洗浄可能な全体流路の形成がなされる。それ以外は、上記実施例と同様の作用効果を奏する。
【実施例３】
【００７５】
この実施例は、液体噴射装置の洗浄方法である。
【００７６】
上記液体噴射装置の洗浄方法は、上記各実施例と同様な被洗浄空間３９を洗浄する方法であって、上記被洗浄空間３９内のインク，洗浄液４８および空気を吸引するための吸引負圧を上記ノズル形成面１６ａに与える吸引ユニット１０１を準備し、上記被洗浄空間３９内のインクまたは洗浄液４８が上記空気の吸引によって被洗浄空間３９から略排出された後、つぎの洗浄液４８を被洗浄空間３９内へ供給する。
【００７７】
このため、被洗浄空間３９内の残留インクあるいは前回の洗浄液４８が被洗浄空間３９から略排出されて、被洗浄空間３９が空間状態（通風状態）になってから、洗浄液４８が供給される。このように空間状態になっている被洗浄空間３９内に、洗浄液４８が供給されるので、洗浄液４８の進行方向の前方には粘性の高い液状物（インクあるいは洗浄液４８）が存在しないため、洗浄液４８の進行速度を高速化することができる。したがって、洗浄液４８自体の運動エネルギーを高めて、被洗浄空間３９の隅々まで、すなわち流路の屈曲した箇所、気泡等が詰まりやすい空隙のような箇所等にも勢いよく洗浄液４８が流れ込むので、これらの箇所に付着しているインクを確実に洗い出すことができる。
【００７８】
また、被洗浄空間３９内にはつぎの洗浄液４８が侵入してくるまでは、略空気だけが流通する時間が設定できる。これにより、被洗浄空間３９の内壁や隅角部分等に付着しているインクまたは洗浄液４８を完全に吹き飛ばすことができる。そして、洗浄液４８は、被洗浄空間３９内の空気を巻き込みながら屈曲した流路を通過するので、洗浄液４８中に多数の気泡が混入し、細部までの洗浄が十分になされる。特に、圧力ダンパユニット３ａ等が装着されている場合には、このような気泡を伴う洗浄が効果的に得られる。
【００７９】
上記各実施例は、インクジェット式記録装置を対象にしたものであるが、本発明によってえられた洗浄装置によって洗浄される液体噴射装置は、インクジェット式記録装置用のインクだけを対象にするのではなく、グルー，マニキュア，導電性液体（液体金属）等を噴射することができる。さらに、上記実施例では、液体の一つであるインクを用いたインクジェット式記録ヘッドについて説明したが、プリンタ等の画像記録装置に用いられる記録ヘッド，液晶ディスプレー等のカラーフィルタの製造に用いられる色材噴射ヘッド，有機ＥＬディスプレー，ＦＥＤ（面発光ディスプレー）等の電極形成に用いられる電極材噴射ヘッド，バイオチップ製造に用いられる生体有機噴射ヘッド等の液体を吐出する液体噴射ヘッド全般に適用することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００８０】
【図１】インクジェット式記録装置の全体構造の一例を示す概略斜視図である。
【図２】記録ヘッド全体を示す断面図である。
【図３】記録ヘッドがヘッドホルダーに取り付けられた状態を示す断面図である。
【図４】洗浄装置の全体構成を示す構成図である。
【図５】洗浄装置が製品にセットされている状態を示す構成図である。
【図６】洗浄動作を示すタイミングチャートである。
【図７】他の形式のインクジェット式記録装置を示す概略的な平面図である。
【図８】チョークバルブの断面図である。
【図９】洗浄装置の全体構成を示す構成図である。
【図１０】洗浄装置が製品にセットされている状態を示す構成図である。
【符号の説明】
【００８１】
１  インクジェット式記録装置，１ａ  制御装置，１ｂ  カートリッジ支持部，２  インクカートリッジ，３  キャリッジ，３ａ  圧力ダンパユニット，４  タイミングベルト，５  ステッピングモータ，６  ガイドバー，７  記録紙，８  キャップ，９  ワイパーブレード，９ａ  廃インク貯留部，１０  記録ヘッド，１１  ノズル開口，１１ａ  ノズル列，１２  圧力発生室，１３  流路ユニット，１４  圧電振動子，１５  ヘッドケース，１５ａ  フランジ，１６  ノズルプレート，１６ａ  ノズル形成面，１７  インク貯留室，１８  インク供給路，１９  圧力発生室形成板，２０  振動板，２０ａ  島部，２１  基台，２２  フレキシブル回路板，２３  環状突起，２４  ヘッド流路，２５  制御基板，２６  ヘッドカバー，２６ａ  フランジ，２７  先端面，２８  ヘッドホルダー，２８ａ  板状部材，２９  フレキシブル回路板，３０  ターミナル，３１  インク供給針，３２  フィルタ，３３  導入流路，３４  導入管，３５  パッキン部材，３６  固定ボルト，３７  印字検査装置，３８  洗浄装置，３９  被洗浄空間，４０  気液供給通路，４１  接手構造部，４２  接手筒，４３  シールリング，４４  分配室，４５  切替弁，４６  空気取入部，４６ａ  フィルタ，４７  空気供給通路，４８  洗浄液，４９  洗浄液タンク，５０  洗浄液供給通路，５１  吸引キャップ，５２  基板，５３  ガイドポスト，５４  ガイドレール，５５  静止部材，５６  エアシリンダ，５７  ピストンロッド，５８  吸引口，５９  吸引管，６０  吸引ポンプ，６１  廃液タンク，６２  圧力計，６３  制御装置，６４  矢線，６５  空気切替弁，６６  チョークバルブ，６７  供給ポンプ，６８  バルブ本体，６９〜７２  バルブ室，７３ａ  流入通路，７３ｂ  流出通路，７４  流入口，７５  隆起部，７６  流出口，７７  弁座面，７８  接合封止面，７９  フィルム材，７９ａ  可動フィルム材，８０  押圧部材，８１  圧縮コイルスプリング，８２  ばね座，８３  加圧ポンプ，８４  加圧ポンプ，８５  封止面，８６  シート材，１００  流体供給ユニット，１０１  吸引ユニット，Ｔ１  洗浄液供給時間
【図１】
2005262648.tif 000003
【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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