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JPH068471A - インクジェット記録装置およびその洗浄装置およびその洗浄方法 - Google Patents

インクジェット記録装置およびその洗浄装置およびその洗浄方法

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JPH068471A
JPH068471A JP5037055A JP3705593A JPH068471A JP H068471 A JPH068471 A JP H068471A JP 5037055 A JP5037055 A JP 5037055A JP 3705593 A JP3705593 A JP 3705593A JP H068471 A JPH068471 A JP H068471A
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cleaning
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修一 山口
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  • Ink Jet (AREA)
  • Accessory Devices And Overall Control Thereof (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 流路基板の供給路より上流側に洗浄専用の流
路を設け製造工程中に供給路や共通インク室に目詰まり
した異物を最終工程で洗浄により取り除き、正常にイン
クが流れるようにする。 【構成】 流路基板の供給路絞り部より上流側に洗浄用
の分岐路を設け、この流路に吸引装置を連結し、オリフ
ィス及びインクフィルター側より洗浄液を断続的に吸引
異物を排出させる。インクジェット記録装置を並列に連
結することにより一度に複数の流路洗浄を行う。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はインクジェット記録装
置、その製造工程での洗浄装置、および製造工程での洗
浄方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】インクジェットヘッドは、微小なオリフ
ィスからインクを射出して記録紙上にインクを付着させ
て記録を行なうが、このオリフィス寸法が通常数十μｍ
と小さいために製造工程中で混入した塵や異物がこのオ
リフィスに詰まり吐出不良を発生させ工程歩留まりを低
下させる大きな原因となっていた。
【０００３】この問題に対して従来は、特開昭６３−５
９４７号公報に開示されているようにオリフィス近傍の
インク通路の壁面にヘッドボディの外部と通じる洗浄用
の通路を設け、この通路に洗浄液を流し、塵や異物を除
去していた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし、インクジェッ
トヘッドの繰り返し応答周波数を上げる目的や駆動電圧
を低く抑える目的で、図１６に示すような流路構造のオ
ンデマンド型インクジェットヘッドがとられるようにな
ってきた。図１６に示されているように圧力室１０の共
通インク室１５側に供給路８と供給路絞り部７を新に設
けることにより共通インク室１５側へのインクの流出を
抑えることが可能となり応答性や駆動電圧を改善でき
る。しかしこの供給路８に設けた供給路絞り部７は通常
オリフィスと同様に数十μｍの寸法であるため、ヘッド
製造中に流路や共通インク室１５中に混入した塵や異物
がインクによって流されてきて、この供給路絞り部７で
詰まり、吐出不良を発生させていた。本発明者が調べた
ところ、上述のような従来方法では圧力室１０内の異物
は取り除くことができても供給口絞り部の異物は取り除
くことができなかった。本発明者が異物詰まりの場所を
確認したところ、９９％が供給路絞り部に詰まっており
残りがオリフィス１１部であった。この結果より供給路
絞り部の異物詰まりを解決することがより大きな課題で
あることがわかる。また、従来の圧力室内の異物の洗浄
方法に於ても具体的な洗浄方法は示されていない。単に
洗浄液を流しても異物は完全には除去できず、液の流し
方を改善する必要があった。洗浄液については一般に部
品洗浄用に使われている洗浄液を流した場合、その残り
液が乾燥して目詰まったり、インクと反応して析出物を
生じさせたり、ヘッド構成部品を損なったりする場合が
あり液そのものの改善が望まれていた。
【０００５】そこで本発明はこのような問題点を解決す
るもので、その目的とするところは、インクジェットヘ
ッド内の異物を完全に除去することが可能な構造をもっ
たインクジェット記録装置、インクジェット記録装置の
洗浄装置、およびインクジェット記録装置の洗浄方法を
提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明のインクジェット
記録装置は、インク供給部と共通インク室に至る流路の
一部に封止可能な洗浄液排出口を形成したことを特徴と
する。
【０００７】また、本発明のインクジェット記録装置の
洗浄装置は、洗浄液供給管を介して洗浄液供給部と連通
し、かつインクジェットヘッド面を被覆する洗浄液供給
手段と、吸引ポンプを介して廃液回収部に連通し、かつ
インクジェットヘッドからインク供給路間に配設した洗
浄液排出口に接続可能な洗浄液吸引手段からなることを
特徴とする。
【０００８】さらに、本発明のインクジェット記録装置
の洗浄方法は、インクジェットヘッドのオリフィス前面
から該ヘッド内に洗浄液を供給すると同時に、該ヘッド
とインク流路間に配設した洗浄液排出口から供給した洗
浄液を吸引排出することを特徴とする。
【０００９】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面にもとづいて詳
細に説明する。
【００１０】図１は、本発明の第１の実施例のインクジ
ェット記録装置の断面図である。
【００１１】流路基板１４には、インクを吐出するオリ
フィス１１と、オリフィス１１に連通する圧力室１０
と、圧力室１０に共通インク室１５からインクを供給す
る供給路８及び供給路絞り部７と、各圧力室１０にイン
クを吐出するための圧力を加える圧力発生手段である圧
電素子９を有している。共通インク室１５にインクを供
給するための流路中には、流路コネクター１３によって
接続された、インク中の塵や異物の侵入を防止するイン
クフィルター５を有するフィルター固定ユニット４が配
設されている。さらに、フィルター５と供給路絞り部７
の間に位置する共通インク室１５には、洗浄液排出口６
を有している。
【００１２】洗浄液排出口６は、製造過程で発生した供
給路絞り部７の径である約１００μｍよりも大きな塵な
どの異物２５を取り除くことを主たる目的として設置し
ている。洗浄液排出口６を設けずインク導入口２６から
の洗浄液排出を行った場合、洗浄装置の接続または、取
り外しを行う時にインク導入口２６から異物が混入する
という問題があったが、本発明ではこの問題を解決し
た。また、オリフィスとインク導入口２６の２方向から
洗浄液を吸引し、洗浄液排出口６から排出することもで
きるため、洗浄能力が向上した。さらに、フィルター固
定ユニット４をインク導入口２６に取り付けて洗浄を行
うと、フィルター固定ユニット４とインクジェットヘッ
ドを同時に洗浄することもでき、個々にやっていた洗浄
を同時にまた、異物が流路中に混入することなしに洗浄
することが可能になった。
【００１３】図２は、図１のインクジェット記録装置と
インクタンクを接続した断面図である。インク１は、通
気孔２の設けられているインクタンク３から、フィルタ
ー固定ユニット４中のインクフィルター５を通過し流路
基板１４に設けられている共通インク室１５へと流れ込
む。共通インク室１５からは、各圧力室１０毎に設けら
れている供給路絞り部７を通り供給路８を経て、圧力室
１０へと流れ込む。各圧力室１０に対応して設けられて
いる圧力発生素子である圧電素子９を駆動することによ
って圧力室内に圧力波を発生させオリフィス１１よりイ
ンク液滴を射出する。洗浄液排出口６は、洗浄後、封止
部材２７によって封止されており、インクの漏れ出しま
たは異物の混入を防止している。
【００１４】インクフィルター５は、インクタンク３中
のインク１に混入している異物が流路基板１４中へ侵入
するのを防止するものであり、通常インクフィルター５
は有効最小径で５０μｍ以下である。
【００１５】図３は、本発明のインクジェット記録装置
の第２の実施例である。洗浄液排出口６がフィルター固
定ユニット４と共通インク室１５の間の流路基板１４側
の流路部に設けられている。流路基板１４を樹脂で成形
しこの基板に対して図示されていない第二の基板を張り
合わせて流路を形成する場合、流路基板１４の本体部か
ら離れていることによって引けとか、充填不良が抑えら
れるため流路基板の第二基板との接合面の平坦度があが
り接合が容易になる。この洗浄液排出口６を別体部材と
構成してもよい。またこの図に示すように圧力室の一端
に供給路を構成せず、直接供給路絞り部が形成されてい
る場合についてもこの供給路絞り部上流に洗浄液排出口
を構成すればよい。
【００１６】図４は本発明のインクジェット記録装置の
第３の実施例である。洗浄液排出口６がフィルター固定
ユニット４のインクフィルター５の流路側に設けられて
いる。これによりフィルター固定ユニット内部の洗浄も
より一層確実にできるようになる。
【００１７】次に、本発明のインクジェット記録装置の
洗浄装置について詳細に説明する。
【００１８】図５は、本発明のインクジェット記録装置
の洗浄装置の第１の実施例を示したものである。この洗
浄装置は、インクジェットヘッドのオリフィス１１面を
被覆し、密着するキャップ１２と、そのキャップ１２に
洗浄液２２を洗浄液容器２１から供給するためのチュー
ブ１６ａと、チューブ１６ａから分岐し、インクジェッ
ト記録装置のフィルター固定ユニット４の上流接続口と
接続するチューブ１６ｂとを有する洗浄液供給装置と、
インクジェット記録装置の洗浄液排出口６と接続し、ポ
ンプ制御装置１８を有するポンプ１７が配設されたチュ
ーブ１６ｃと、廃液回収容器２３を有する洗浄液吸引装
置とから構成されている。
【００１９】洗浄液供給装置には、チューブ１６ａの流
路途中に、大気開放口２４との間の流路を開閉する流路
開閉バルブ２０が設けられている。１９は流路開閉バル
ブ制御装置である。さらに、洗浄液容器２１とバルブ分
岐路の間にはオリフィスの最小有効径以下の径を有した
洗浄液フィルター２８が設けられている。これは洗浄液
中の異物が吸引動作によりオリフィス部へ詰まることを
防ぐためのものである。
【００２０】なお、図５に示したバルブ２０と洗浄液フ
ィルター２８の位置が逆であってもよい。
【００２１】次に本発明の洗浄方法は、ポンプ１７を吸
引動作させながら洗浄液２２をオリフィス側とフィルタ
ー固定ユニット４側より流入させ、インクジェットヘッ
ドの共通インク室１５へと導き、異物２５をこの洗浄液
２２の流れを利用し洗浄液排出口６を通してインクジェ
ット記録装置外へと排出させる。この際、本発明者の実
験によると単に吸引動作を続けても異物はなかなか排出
されなかった。しかし本発明では吸引動作中にバルブ２
０をバルブ制御装置１９により開閉して大気開放動作を
繰り返し、洗浄液２２の流れを断続的にする事によっ
て、異物に動圧を断続的に与え、振動させることによっ
て付着している異物まで取り除くことを可能としてい
る。またポンプの制御装置１８によりポンプ自体をＯ
Ｎ、ＯＦＦしても同様の効果が得られた。両方を組み合
わせればより一層効果的である。さらに前述の一連の洗
浄を行う前に一旦フィルター固定ユニット４側からオリ
フィス側に、インクか洗浄液を順方向に流して異物を供
給路絞り口に集積したのち、オリフィスから洗浄液排出
口に向かって洗浄液を前述の方法で流す方法でも同様の
効果が得られる。
【００２２】図６は、本発明の洗浄装置の第２の実施例
である。本発明に於ては洗浄液排出口６とポンプ１７を
直結せず、真空容器２９を設け、内部に廃液容器２３を
設置しここに洗浄液排出口と接続したチューブ１６ｃを
引き込む。そして真空容器２９内の空気をポンプ１９に
て吸引し容器ないを減圧する。これによりポンプで直接
洗浄液を吸引しないためポンプは液体ポンプでなくても
よく、また洗浄液によってポンプ構成部材が損なわれた
り、詰まったりすることがなくなる。
【００２３】図７は本発明の洗浄装置の第３の実施例で
ある。前述の洗浄装置の第１の実施例に於てはオリフィ
ス１１側とフィルター固定ユニット４側の洗浄液流入路
を連結させて一本とし、バルブ２０や洗浄液容器２１と
接続しているのに対し、本実施例ではオリフィス側の洗
浄液流入路とインクフィルター側の洗浄流入路をそれぞ
れ独立にバルブ２０や洗浄液容器２１と接続している。
この場合一方ずつ洗浄液を吸引しても良いし、別々に吸
引しても良い。またフィルター固定ユニット４側は、洗
浄液や洗浄液容器のかわりにインクの入ったインクタン
クを接続してもよい。
【００２４】図８は、本発明のインクジェット記録装置
の洗浄装置の第４の実施例である。製造工程で洗浄を行
なう場合、同時に多くのインクジェット記録装置の洗浄
を効率よく行なう必要がある。本実施例に於ては、第１
の実施例に示した洗浄装置と同様の洗浄装置を２台接続
し、インクジェット記録装置を２台同時に洗浄できるも
のである。これにより１台のポンプと流路開閉バルブで
２台の洗浄が可能となる。本実施例に於て、インクジェ
ット記録装置を３台以上本発明と同様に並列に接続すれ
ば同時に多数のインクジェット記録装置の洗浄が可能と
なる。
【００２５】図９は、本発明のインクジェット記録装置
の洗浄装置の第５の実施例である。製造工程で洗浄を行
なう場合、同時に多くのインクジェット記録装置の洗浄
を効率よく行なう必要がある。本実施例に於ては、第３
の実施例に示した洗浄装置と同様の洗浄装置を２台接続
し、インクジェット記録装置を２台同時に洗浄できるも
のである。これにより１台のポンプと流路開閉バルブで
２台の洗浄が可能となる。本実施例に於ても、インクジ
ェット記録装置を３台以上本発明と同様に並列に接続す
れば同時に多数のインクジェット記録装置の洗浄が可能
となる。
【００２６】図１０は、洗浄液排出口６の封止方法の実
施例である。洗浄液排出口６の内周はテーパ状になって
いる。この内周にそって栓２７が挿入されている。栓は
樹脂やゴム等の弾性部材からなる。シールの信頼性を上
げる意味からもこの洗浄液排出口の断面は円断面が好ま
しい。栓２７の挿入を接着剤を塗布した後に行なえば、
より信頼性の高いシールが可能となる。
【００２７】図１１は、他の封止方法の実施例である。
栓２７は、円断面を持つ樹脂やゴムからなるチューブの
一端を熱で潰して封止した栓である。この栓を洗浄液排
出口６の外周に固定したものである。この形態をとる場
合、洗浄液排出口の外周部に段差を設け、栓２７の外周
部から固定金具でこの段差に沿って固定してもよい。
【００２８】図１２は、他の封止方法の実施例である。
これは、予めゴムや弾性部材で図示されている様な形状
を形成しておき、洗浄液排出口６の外周部に固定する方
法である。
【００２９】図１３は、他の封止方法の実施例である。
洗浄液排出口６内に栓２７を埋め込んだ後、洗浄液排出
口の一端を熱で溶かして栓が抜けない用に構成されてい
る。
【００３０】この他の方法としては、ＵＶ効果樹脂を洗
浄液排出口６内に充填しＵＶ光を照射して固めシールす
る方法や、ネジでシールする方法がある。
【００３１】図１４は、他の封止方法の実施例である。
インク１の満たされたインクタンク３に針３６が刺さり
針穴３３よりインクがフィルター５が固定されているフ
ィルター固定ユニット４内へ導かれる。フィルター室３
４よりインクはパイプ３２を通り圧力室１０内で圧電素
子１０の図中の矢印方向の変位によって発生した圧力を
受けオリフィス１１より液滴として射出されるフィルタ
ー室３４の一部には洗浄液排出口６が形成されている。
この流路は洗浄液排出口封止蓋３１によって封止されて
いる。この蓋は接着剤により接合されている。または溶
剤により溶着されている。または、超音波溶着法により
接合されている。
【００３２】図１５は洗浄液排出口封止蓋の拡大図であ
り蓋には洗浄液排出口を取り巻くように外周にわたって
溝が設けられている。この溝により余分なはみ出し接着
剤や溶剤または、超音波溶着の際の溶着片をトラップす
る事ができる。またこの溝３０に沿ってＯリングをはめ
こめばシール性はより確実になる。３５は超音波溶着の
際にエネルギーが集中し溶融するダイレクターであり、
これも洗浄液排出口を取り巻くように外周にわたって形
成されている。特に超音波溶着法は詰まりの原因となる
異物が発生し難く短時間で処理ができ、封止性も良いの
で有効な方法である。
【００３３】フィルター固定ユニット４や洗浄液排出口
封止蓋３１の材質としてはインクに強くかつ接着性や超
音波溶着性がよいポリアセタールやポリスチレン、ポリ
サルフォン等が用いられる。
【００３４】次に洗浄液について本発明の実施例を述べ
る。洗浄液に要求される要件としては、異物を確実に流
路構成部材表面から剥離させること、流路に流した際、
構成部材を劣化させないこと、洗浄液残りが発生してこ
の状態で放置されても流路の詰まりが発生しないこと、
流路やオリフィス面に撥水処理や親水処理がされている
場合これらの機能を低下させないことがあげられる。ま
た洗浄の際ある程度の流量や流速を確保する必要があ
り、この意味では洗浄液の粘度が１００センチポアズ以
下であることが必要である。これらのことを考慮して本
発明者が実験を行なったところ、洗浄液としてはインク
の成分の内一種類以上の成分からなる液が構成材料を損
なうことなく良好な洗浄ができた。またＰＨ１０以上の
アルカリ液を流すことによっても高い洗浄効果を得るこ
とができた。具体的には重量％濃度で０．５％以上の水
酸化カリウム溶液、または、水酸化ナトリウム溶液、ト
リエタノールアミン溶液で高い洗浄効果が得られた。更
にインクの一種類以上の成分に界面活性剤を添加した洗
浄液も高い洗浄効果を得ることができた。界面活性剤の
種類としては非イオン系、陽イオン系、陰イオン系、両
性イオン系のいずれでもよい。中でも洗浄効果が高く、
洗浄時に泡立ち難い界面活性剤としてはサーフィノール
４６５、ＴＧ、８２（日信化学）がある。
【００３５】以上の構成は単なる一例に過ぎず、例えば
圧電素子９の代わりに熱エネルギー発生素子を用いた
り、流路内にこの素子を設けてある場合も同用の構成が
成り立つ。
【００３６】
【発明の効果】本発明のインクジェット記録装置は、上
述のように供給口絞り部に詰まる異物を製造工程段階で
取り除くことができるため、製造歩留まりを向上させる
ことが可能となる。またこの洗浄工程前の工程のクリー
ン度を極度に上げる必要がない。また本発明の洗浄装置
を用いれば同時に多くのインクジェット記録装置を洗浄
することが可能なうえ吸引の際洗浄液中の異物がオリフ
ィスに詰まることを防ぐことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のインクジェット記録装置の第１の実施
例を説明する断面図。
【図２】本発明のインクジェットとインクタンクを接続
した断面図。
【図３】本発明のインクジェット記録装置の第２の実施
例を説明する断面図。
【図４】本発明のインクジェット記録装置の第３の実施
例を説明する断面図。
【図５】本発明の洗浄装置の第１の実施例の説明図。
【図６】本発明の洗浄装置の第２の実施例の説明図。
【図７】本発明の洗浄装置の第３の実施例の説明図。
【図８】本発明の洗浄装置の第４の実施例の説明図。
【図９】本発明の洗浄装置の第５の実施例の説明図。
【図１０】本発明の封止部材の断面図。
【図１１】本発明の封止部材の断面図。
【図１２】本発明の封止部材の断面図。
【図１３】本発明の封止部材の断面図。
【図１４】本発明のインクジェット記録装置の断面図。
【図１５】本発明の封止蓋の断面図。
【図１６】従来のインクジェットヘッドの断面図。
【符号の説明】
４ フィルター固定ユニット ５ インクフィルター ６ 洗浄液排出口 ７ 供給路絞り部 ８ 供給路 ９ 圧電素子 １０ 圧力室 １１ オリフィス １２ キャップ １４ 流路基板 １５ 共通インク室 １６ チューブ １７ ポンプ １８ ポンプ制御装置 １９ 流路開閉バルブ制御装置 ２０ 流路開閉バルブ ２１ 洗浄液容器 ２２ 洗浄液 ２３ 廃液容器 ２４ 大気開放口 ２５ 異物 ２８ 洗浄液フィルター ２７ 栓 ３１ 洗浄液排出口封止蓋 ３２ パイフ ３３ 針穴 ３４ フィルター室 ３５ ダイレクター

Claims (11)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 インク供給部と、該インク供給部に連通
    する共通のインク室及び該インク室に連通し、かつ圧力
    発生手段を備えた複数のインク吐出流路を備えたインク
    ジェット記録装置において、 上記インク供給部と上記共通インク室に至る流路の一部
    に封止可能な洗浄液排出口を形成したことを特徴とする
    インクジェット記録装置。
  2. 【請求項２】 上記インク供給部と上記共通インク室の
    間にフィルター部材を有し、該フィルター部材と前記共
    通インク室に至る流路の一部に封止可能な洗浄液排出口
    を形成したことを特徴とする請求項１記載のインクジェ
    ット記録装置。
  3. 【請求項３】 洗浄液供給管を介して洗浄液供給部と連
    通し、かつインクジェットヘッド面を被覆する洗浄液供
    給手段と、吸引ポンプを介して廃液回収部に連通し、か
    つインクジェットヘッドからインク供給路間に配設した
    洗浄液排出口に接続可能な洗浄液吸引手段からなること
    を特徴とするインクジェット記録装置の洗浄装置。
  4. 【請求項４】 上記洗浄液供給路から分岐し、かつ他端
    が洗浄液排出口の上手側において上記インク供給路に連
    結可能な管路を備えたことを特徴とする請求項３記載の
    インクジェット記録装置の洗浄装置。
  5. 【請求項５】 上記洗浄液供給部と連通する洗浄液供給
    管の一部に切り替え弁を設けて、該切り替え弁の他方を
    大気に連通する管路に連通させたことを特徴とする請求
    項３記載のインクジェット記録装置の洗浄装置。
  6. 【請求項６】 インクジェットヘッドのオリフィス前面
    から該ヘッド内に洗浄液を供給すると同時に、該ヘッド
    とインク流路間に配設した洗浄液排出口から供給した上
    記洗浄液を吸引排出することを特徴とするインクジェッ
    ト記録装置の洗浄方法。
  7. 【請求項７】 上記吸引排出を断続的に行わせることを
    特徴とする請求項６記載のインクジェット記録装置の洗
    浄方法。
  8. 【請求項８】 インクジェットヘッドのオリフィス前面
    からヘッド内に洗浄液と空気とを交互に供給するように
    したことを特徴とする請求項６記載のインクジェット記
    録装置の洗浄方法。
  9. 【請求項９】 少なくともインク成分の１種を成分とし
    て持つ洗浄液を用いて洗浄することを特徴とする請求項
    ６記載のインクジェット記録装置の洗浄方法。
  10. 【請求項１０】 ｐＨ１０以上のアルカリ液からなる洗
    浄液を用いて洗浄することを特徴とする請求項６記載の
    インクジェット記録装置の洗浄方法。
  11. 【請求項１１】 界面活性剤を含有する洗浄液を用いて
    洗浄することを特徴とする請求項６記載のインクジェッ
    ト記録装置の洗浄方法。
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