廃液流路洗浄機構、液体噴射装置および廃液流路洗浄方法
【課題】本発明は、液体噴射装置において、廃液流路を洗浄し、メンテナンス動作と洗浄動作を同時にまたは順序的に行うことができる廃液流路洗浄機構および洗浄方法を提供する。
【解決手段】本発明の廃液流路洗浄機構は、液体噴射ヘッドから排出される廃液を受ける廃液受け部と、一端が上記廃液受け部に接続され、当該廃液受け部が受けた廃液を廃液受け部外に排出する廃液流路と、上記廃液流路に設けられて当該廃液流路での液体の流れを制御する廃液制御ユニットと、上記廃液受け部と上記廃液制御ユニットとの間における廃液流路に接続され、当該廃液流路に洗浄液を供給する洗浄液流路と、上記洗浄液流路に設けられて当該洗浄液流路での洗浄液の流れを制御する洗浄液制御ユニットと、上記廃液制御ユニットおよび上記洗浄液制御ユニットをそれぞれ独立して制御するコントローラと、を備えている。
【解決手段】本発明の廃液流路洗浄機構は、液体噴射ヘッドから排出される廃液を受ける廃液受け部と、一端が上記廃液受け部に接続され、当該廃液受け部が受けた廃液を廃液受け部外に排出する廃液流路と、上記廃液流路に設けられて当該廃液流路での液体の流れを制御する廃液制御ユニットと、上記廃液受け部と上記廃液制御ユニットとの間における廃液流路に接続され、当該廃液流路に洗浄液を供給する洗浄液流路と、上記洗浄液流路に設けられて当該洗浄液流路での洗浄液の流れを制御する洗浄液制御ユニットと、上記廃液制御ユニットおよび上記洗浄液制御ユニットをそれぞれ独立して制御するコントローラと、を備えている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、廃液流路洗浄機構および廃液流路洗浄方法、上記廃液流路洗浄機構を備えた液体噴射装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
昨今の液体噴射塗布装置の電子分野への応用展開に従って、塗布装置に用いられるインクなどの液体には、顔料のほか、銀などの金属、ガラス、樹脂をはじめとして多種多様な機能性材料が含まれている。またこのような機能性材料を液体中に効果的に分散させるため、種々の有機溶剤を含んだ液体を使用している。
【０００３】
このような液体には、エタノールなど乾燥しやすい有機溶剤を用いたもの、および銀など一度固化すると再溶解させることが困難なものもある。
【０００４】
液晶または半導体製造用途で使用される機能性材料をワークに対して塗布するインクジェット装置を例として説明すると、インクジェットヘッドのノズル部分において、機能性材料が固化すると吐出口が塞がれてしまうため、吐出不能になるといった不具合が生じる。このため、定期的にインクジェットヘッドからインクを強制排出させる強制排出動作または未使用時にはノズル部分の固化が促進しないようにノズル部分の湿潤状態を保持するキャッピング動作といったメンテナンス動作を行っている。
【０００５】
従来技術には、洗浄液を用いてインクジェットヘッドのノズル部分およびキャップ部の内部でのインクの固化を防止する構成が開示されている。例えば、特許文献１では、ヘッドキャッピング動作時の保湿力を高める目的で、キャップ部に当接させた洗浄液の供給体からポンプで洗浄液を吸引してキャップ部の内部に洗浄液を溜める。キャップ部の内部に供給された洗浄液は、キャップ部の内壁およびふちに付着している廃インクを再分散させることで、キャップ部の内壁にてインクが固化するのを防止することができる。また、特許文献２では、ヘッドをキャップ部に密着させた状態で、キャップ部に連通されている洗浄液タンクから洗浄液をキャップ部の内部に充満させてヘッドのノズル部分を洗浄している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００９−２２６７１９号公報（２００９年１０月８日公開）
【特許文献２】特開２０００−６２２１３号公報（２０００年２月２９日公開）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記特許文献の構成において、キャップ部の内部に溜めた洗浄液が、キャップ部から廃インクタンクまでの廃インク流路を通って廃インクタンクに廃液されるため、キャップ部の内部のインクを含む洗浄液は廃インク流路にも流れる。つまり、廃インク流路にはインクを含む洗浄液が通り、さらに、通常、廃インク流路に洗浄液が流れるのは、キャッピング動作終了時等のある程度の時間が経過した後なので、乾燥・固化しやすいインクでは、この廃インク流路に機能性材料が固着してしまうことも懸念される。
【０００８】
また、廃インクを廃インクタンクに排出するために、廃インク機構として、廃インク流路に電磁バルブ等の流路開閉手段および吸引ポンプ等の廃インク吸引手段を設けることが多い。このため、これらの手段にインクジェットヘッドから排出されたインクが固着すると、流路開閉動作および該廃液吸引動作が所望した通りに実行することができなくなり、インクジェットヘッドからインクを排出するといったインクジェットヘッドを良好な状態に保とうとするメンテナンス動作が行えない。したがって、ノズル部分への固形成分の固着などが促進され、ノズル詰まりによる吐出不良を引き起こす原因となってしまう。
【０００９】
また、キャップ部の内部にはインクを保持する吸収体が置かれていることが多く、多分に固形成分を含んだインクが残っており、キャップ部の内部に供給した洗浄液は、この残ったインクを含んで廃インク流路に流れていく。このため、洗浄液だけでなく多分に固形成分を含んだインクも排出されることからも高い廃インク固着防止効果は望めなかった。
【００１０】
さらに従来技術では、洗浄液が外部に開口したキャップで外気に晒されるため、洗浄液が外部に蒸発していくことも懸念される。一般に生産用途で使用される洗浄液は洗浄効果を高めるため有機溶剤を使用していることが多く、外部に蒸発すると、作業者が吸い込む危険性があり、人体への悪影響が危惧される。
【００１１】
ここで、一旦固形成分がキャップ部などのメンテナンスユニットの各部に固着してしまったことを考えると、キャップ部の枠体等であれば、外部に晒され手が届く箇所なので、手動で清掃するなどが可能であるが、廃インク機構については、流路や機器の解体が必要になり、実質清掃作業は不可能である。
【００１２】
また、メンテナンスユニットにはキャップ部だけでなく、インクジェットヘッドから吐出されたインクの吐出状態を確認する時に用いられる吐出インク受け部、インクジェットヘッドのノズル部をゴムブレードによって払拭清掃するワイピング部等もあり、これらの廃インク機構が詰まると、廃インクが排出できないことによる不具合が生じる。しかし、従来技術にはこれらの廃インク機構および廃インク流路の固着防止については何ら開示されていない。
【００１３】
そこで、本発明は、キャップ部などの廃液受け部だけではなく、廃液流路および廃液流路に介在する部材に対しても、洗浄液により洗浄が可能で廃液固着を防止できる、液体噴射装置の廃液流路洗浄機構および廃液流路の洗浄方法を提供し、並びに廃液固化に起因する故障頻度を低減可能な信頼性の高い廃液流路洗浄機構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】
【００１４】
上記目的を達成するために、本発明に係る廃液流路洗浄機構は、液体噴射ヘッドから排出される廃液を受ける廃液受け部と、一端が上記廃液受け部に接続され、当該廃液受け部が受けた廃液を廃液受け部外に排出する廃液流路と、上記廃液流路に設けられて当該廃液流路での液体の流れを制御する廃液制御ユニットと、上記廃液受け部と上記廃液制御ユニットとの間における廃液流路に接続され、当該廃液流路に洗浄液を供給する洗浄液流路と、上記洗浄液流路に設けられて当該洗浄液流路での洗浄液の流れを制御する洗浄液制御ユニットと、上記廃液制御ユニットおよび上記洗浄液制御ユニットをそれぞれ独立して制御するコントローラと、を備えている。
【００１５】
また、上記廃液流路洗浄機構において、上記液体噴射ヘッドがインクジェットヘッドであり、上記廃液が廃インクであることが好ましい。
【００１６】
また、本発明は、上記廃液流路洗浄機構を備えた液体噴射装置も提供する。
【００１７】
ここで、本発明に言及する液体とは、様々な機能性材料などを含んだもので、乾燥するとその中の機能性材料が固化しやすいものを指す。例えば、インク、液晶材料、接着剤、配線用の銀ペーストなどがある。このような液体が通過した箇所で、液体中の機能性材料が固化して付着するのを防止する目的で、上記廃液流路洗浄機構が使われる。また、上記インクの種類は特に限定されず、顔料を含むインク（印刷用インク）、半導体材料を含むインク（半導体製造用インク）、銀などの金属を含むインク、ガラスを含むインク、樹脂を含むインク等が例示される。
【００１８】
上記構成によれば、廃液受け部に接続されて当該廃液受け部の廃液を排出する廃液流路に対して、清浄な洗浄液を直接供給して洗浄できる。また、廃液流路に対する洗浄動作を必要によって別個に制御することが可能である。このため、特殊な液体などを用いた場合であっても、廃液流路での液体中の機能性材料の固着による詰まりを防ぐことができる。また、清掃が非常に不便な廃液流路の廃液固着を抑止できるので、固着発生による装置の停止時間を大幅に削減することができ、装置の効率的稼動が実現できる。
【００１９】
また、上記廃液流路洗浄機構において、上記廃液制御ユニットは、廃液吸引ポンプを備えており、上記洗浄液制御ユニットは、洗浄液供給ポンプを備えており、上記コントローラは、上記廃液流路を洗浄する際に、上記廃液吸引ポンプの単位時間流量が上記洗浄液供給ポンプの単位時間流量より大きくなるように制御を行うことが好ましい。
【００２０】
上記構成によれば、廃液受け部内の廃液を廃液吸引ポンプで吸引することで、廃液をより効率的に廃液受け部から排出することができる。また、洗浄液供給ポンプで洗浄液を廃液流路に供給するので、供給量または供給時間をより簡単に制御することができる。特に、コントローラによって、廃液流路を洗浄する際に、廃液吸引ポンプの単位時間流量が液送ポンプの単位時間流量より大きくなるように制御を行う結果、廃液吸引ポンプによる吸引量が洗浄液の供給量より多くなるので、装置全体の漏液を防止できる。特に限定されないが、メンテナンス動作と洗浄動作を同時に行うとき等に効果的である。
【００２１】
また、上記廃液流路洗浄機構において、上記廃液受け部が、液体噴射ヘッドから吐出される液体を受けるものであることが好ましい。
【００２２】
上記構成によれば、液体噴射ヘッドから液体を強制的に排出する場合に限らず、液体噴射ヘッド自身の動作により液体を吐出する場合においても廃液流路の洗浄が可能である。よって、廃液流路の廃液固化による詰まりを未然に防ぎ、液体噴射ヘッドの良好な状態を保つことができる。
【００２３】
上記目的を達成するために、本発明に係る上記廃液流路洗浄機構における廃液流路洗浄方法であって、廃液制御ユニットにより廃液を廃液受け部から排出する最中または排出した後に、洗浄液制御ユニットにより廃液流路に洗浄液を供給して、廃液流路および廃液制御ユニットを洗浄するように、コントローラが上記廃液制御ユニットおよび洗浄液制御ユニットの動作を制御することを特徴とする。
【００２４】
上記方法によれば、廃液受け部に接続されて当該廃液受け部の廃液を排出する廃液流路に対して、清浄な洗浄液を直接供給して洗浄できる。また、廃液流路に対する洗浄動作を必要によって別個に制御することが可能である。このため、特殊な液体などを用いた場合であっても、廃液流路での液体中の機能性材料の固着による詰まりを防ぐことができる。また、清掃が非常に不便な廃液流路の廃液固着を抑止できるので、固着発生による装置の停止時間を大幅に削減することができ、装置の効率的稼動が実現できる。
【００２５】
また、上記廃液流路洗浄方法において、上記廃液制御ユニットは、廃液吸引ポンプを備えており、上記洗浄液制御ユニットは、洗浄液供給ポンプを備えており、上記廃液制御ユニットと上記洗浄液制御ユニットとを同時に動作させる場合、上記廃液吸引ポンプの単位時間流量が上記洗浄液供給ポンプの単位時間流量より大きくなるように、上記コントローラが当該廃液吸引ポンプおよび洗浄液供給ポンプの動作を制御することが好ましい。
【００２６】
上記方法によれば、特に、メンテナンス動作と洗浄動作を同時に行うとき、廃液吸引ポンプによる吸引量が洗浄液の供給量より多くなるので、装置全体の漏液を防止できる。
【００２７】
また、上記廃液流路洗浄方法において、上記洗浄液制御ユニットは廃液吸引ポンプおよび電磁バルブを備え、上記電磁バルブを閉じた状態で、上記洗浄液制御ユニットにより洗浄液を廃液流路に供給して当該洗浄液を廃液流路内に溜め、その後上記電磁バルブを開いて、廃液流路内に溜まった上記洗浄液を排出するように、上記コントローラが廃液制御ユニットおよび洗浄液制御ユニットの動作を制御することが好ましい。
【００２８】
上記方法によれば、洗浄液を洗浄液流路の上流側に一時的に溜めることができて、廃液受け部などを含む洗浄液流路の上流側の洗浄も行うことができる。さらに、洗浄液を一時的に溜めることで、付着された廃液の再溶解性が高くなり、洗浄効果がより高くなる。
【００２９】
また、上記廃液流路洗浄方法において、上記廃液制御ユニットは廃液吸引ポンプを備え、上記廃液吸引ポンプを用いて液体噴射ヘッドから廃液受け部に対して廃液を排出する最中に、上記洗浄液を上記廃液流路に間欠的に供給するように、上記コントローラが廃液制御ユニットおよび洗浄液制御ユニットの動作を制御することが好ましい。
【００３０】
上記方法によれば、洗浄液を間欠的に供給することができるので、洗浄効果を保ちつつ洗浄液の使用量を削減することができる。
【発明の効果】
【００３１】
本発明によれば、廃液受け部に接続されて当該廃液受け部の廃液を排出する廃液流路に対して、清浄な洗浄液を直接供給して洗浄できる。また、廃液流路に対する洗浄動作を必要によって別個に制御することが可能である。このため、特殊な液体などを用いた場合であっても、廃液流路での液体中の機能性材料の固着による詰まりを防ぐことができる。また、清掃が非常に不便な廃液流路の廃液固着を抑止できるので、固着発生による装置の停止時間を大幅に削減することができ、装置の効率的稼動が実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の実施形態にかかる廃インク流路洗浄機構の構成例を模式的に示す図である。
【図２】図１に示す廃インク流路洗浄機構による洗浄方法の一例を説明するためのフローチャートである。
【図３】図１に示す廃インク流路洗浄機構による洗浄方法の他の一例を説明するためのフローチャートである。
【図４】図１に示す廃インク流路洗浄機構による洗浄方法のさらに他の一例を説明するためのフローチャートである。
【図５】本発明の実施形態にかかる廃インク流路洗浄機構の他の構成例を模式的に示す図である。
【図６】本発明の実施形態にかかる廃インク流路洗浄機構のさらに他の構成例を模式的に示す図である。
【図７】本発明の実施形態にかかる廃インク流路洗浄機構の効果を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について詳細に説明する。もちろん、本発明はこれに限定されるものではなく、この実施形態に記載されている構成機構の形状、その相対配置などは、特に限定的な記載がない限り、この発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく、単なる説明例に過ぎない。また、本発明の各実施形態において、同じ構成を有するものに対しては、同じ名称かつ同じ符号を付けて説明する。
【００３４】
また、本発明の実施形態置では、液体噴射装置の一例として、インクを噴射して対象物に塗布するインクジェット装置を説明する。
【００３５】
〔第１の実施形態：廃インク流路洗浄機構の第１の構成例〕
図１はインクジェット装置の廃インク流路洗浄機構１（廃液流路洗浄機構）の構成を示したブロック図である。図１において、実線で示した部分が本発明の廃インク流路洗浄機構１となる。
【００３６】
図１に示すように、本発明の実施の形態に係るインクジェット装置の廃インク流路洗浄機構１は、廃インク受け部（廃液受け部）４と、廃インクタンク（廃液収容部）５と、廃インク流路（廃液流路）６と、廃インク電磁バルブ（廃液制御ユニット）７と、廃インク吸引ポンプ（廃液吸引ポンプ、廃液制御ユニット）８と、洗浄液タンク（洗浄液収容部）９と、洗浄液電磁バルブ（洗浄液制御ユニット）１０と、洗浄液供給ポンプ（洗浄液制御ユニット）１１と、洗浄液流路１２とを備える。さらに、廃インク流路洗浄機構１は、廃インク電磁バルブ７と、廃インク吸引ポンプ８と、洗浄液電磁バルブ１０と、洗浄液供給ポンプ１１とをそれぞれ独立して制御可能なコントローラ（制御部）１８とを備える。
【００３７】
廃インク受け部４は、インクジェット装置のインクジェットヘッド（液体噴射ヘッド）２のノズル３から排出される廃インクを一時的に溜めるものである。例えば、廃インク受け部４として、インクジェットヘッド２のノズル３を密閉保湿する機能も備えたキャップ部を用いることができる。この場合、廃インク受け部４はインクジェットヘッド２のメンテナンス動作を実施する際にノズル３と対向して廃インクを受ける。
【００３８】
ここで、「排出」とは、対象物にインクの塗布を行うためにインクジェットヘッド２自身の動作によりノズル３からインクを「吐出（予備吐出も含む）」する状態、および、メンテナンス等を行うためにインクジェットヘッド２のノズル３から強制的にインクを吸引又は押出しする状態、の双方を指す。
【００３９】
廃インクタンク５は、廃インク受け部４に溜められた廃インクおよび洗浄廃液を回収して収容するものである。ここで洗浄廃液とは、上記のように、洗浄液を用いて廃インク流路または廃インク受け部４を洗浄した後の廃液を指す。
【００４０】
廃インク流路６は、廃インク受け部４と廃インクタンク５とをつなぐ、チューブや配管継手等で構成されたもので、本実施形態において、廃インク流路６は、一端が廃インク受け部４の底部に接続され、他端が廃インクタンク５に挿入されている。また、廃インク流路６を経由して、廃インク受け部４からの廃インクだけではなく、洗浄液タンク９からの洗浄液も廃インクタンク５に回収される。
【００４１】
廃インク電磁バルブ７は、廃インク流路６上に配置され、すなわち、廃インク受け部４と廃インクタンク５との間に配置されて、廃インク流路６での廃インクまたは洗浄廃液の流れの可否または流量を制御するものである。
【００４２】
廃インク吸引ポンプ８は、廃インク流路６上に配置され、本実施形態では廃インク電磁バルブ７と廃インクタンク５との間に配置されて廃インクまたは洗浄廃液を強制的に吸引して廃インクタンク５へ回収する廃液吸引装置である。本実施形態において、廃インク受け部４の底部における廃インク流路６との接続部分が、廃インク吸引ポンプ８にて廃インク受け部中の廃インクを吸引するために用いられる吸引口となっている。
【００４３】
また、廃インク吸引ポンプ８の回転速度などを制御することで、廃インク流路６での廃インクまたは洗浄廃液の流量を調整することができる。なお、廃インク吸引ポンプ８を、廃インクの流れ方向に対して廃インク電磁バルブ７の上流に設置してもよい。
【００４４】
洗浄液タンク９は、洗浄液を収容するもので、チューブや配管継手等で構成された洗浄液流路１２を介して廃インク流路６に接続される。本実施の形態において、洗浄液流路１２は、廃インク受け部４と廃インク電磁バルブ７との間の廃インク流路６に接続されている。また、洗浄液電磁バルブ１０は、洗浄液流路１２での洗浄液の流れの可否または洗浄液の供給量を制御するものである。洗浄液供給ポンプ１１は、洗浄液タンク９から廃インク流路６内に洗浄液を強制的に供給するための洗浄液供給装置である。洗浄液供給ポンプ１１の回転速度などを制御することで、洗浄液の供給量を調整することができる。本実施形態において、洗浄液流路１２において、洗浄液電磁バルブ１０に対し、洗浄液供給ポンプ１１は、洗浄液流れ方向の上流側に設置されている。もちろん、両者の設置順位を逆に変更してもよい。
【００４５】
本発明の廃インク流路洗浄機構１によれば、コントローラ１８の制御により、インクジェットヘッドのメンテナンス動作および廃インク受け部４、廃インク流路６および廃インク流路６中に配された各種部材（具体的には、廃インク電磁バルブ７および廃インク吸引ポンプ８、および廃インク受け部４等）に対する洗浄動作を同時にまたは個別に行うことが可能である。
【００４６】
（メンテナンスモード）
インクジェットヘッドのメンテナンスは、インクジェットヘッド２内部およびノズル３の吐出口付近を新鮮なインクでリフレッシュさせ、インクジェットヘッド２の継続使用による微小ダストや増粘インクを排出し、良好なインク吐出を持続させるための操作である。メンテナンス動作は、ノズル３に供給されているインクを加圧するか、あるいは、ノズル３と廃インク受け部４とを密着させた状態で強制的にインクジェットヘッド２内のインクをノズル３から排出させることなどで実現できる。
【００４７】
例えば、ノズル３と廃インク受け部４とを密着させた状態で、廃インク電磁バルブ７を開き、廃インク吸引ポンプ８を駆動すると、廃インク吸引ポンプ８の吸引力によりインクジェットヘッド２内のインクが強制的に吸引され、ノズル３および廃インク流路６を経由して廃インクタンク５へ回収される。メンテナンス時の廃インクは、図１の点線矢印が示すルートｂに従って流れる。
【００４８】
（洗浄モード）
上記メンテナンス動作を行った場合、廃インク受け部４、廃インク流路６、廃インク電磁バルブ７、廃インク吸引ポンプ８には、廃インクが付着することになる。廃液受け部４には、ある程度まとまった量の廃インクが溜まることになるので、乾燥が進むことによる固着の心配は少ないし、外部からのアクセスが容易なため、一定間隔で作業者が清掃することも可能である。ところが、廃インク流路６、廃インク電磁バルブ７、廃インク吸引ポンプ８については、作業者による清掃は機構そのものを解体する必要があり容易ではない。
【００４９】
また、廃インク電磁バルブ７、廃インク吸引ポンプ８に付着する廃インクが固着してしまうと、上述したようなインクジェットヘッド２のメンテナンス動作が正常に行われず、インクが対象物の狙った位置に吐出できない、あるいは吐出そのものが不可能になるといった不具合が生じてしまう。
【００５０】
そこで、メンテナンス動作を行った後あるいは同時に、洗浄液タンク９に収容された洗浄液で、廃インクが経由した上記部材および廃インク流路６を洗浄することが好ましい。以下、図２、３を参照して、図１における廃インク流路洗浄機構の洗浄動作の各モードに関するフローについて説明する。なお、各モードでの、廃インク電磁バルブ７、廃インク吸引ポンプ８、洗浄液電磁バルブ１０、および洗浄液供給ポンプ１１の動作制御はコントローラ１８によって実行される。
【００５１】
（第１の洗浄モード）
図２を参照し、メンテナンス動作と同時またはその後に洗浄動作を行う場合を説明する。
【００５２】
まず、メンテナンス動作として、廃インク電磁バルブ７を開き（図２のステップＳ１）、廃インク吸引ポンプ８を駆動する（図２のステップＳ２）。このとき、廃インク受け部４の廃インクは、廃インク吸引ポンプ８の吸引力により、廃インク流路６、廃インク電磁バルブ７および廃インク吸引ポンプ８を経由して廃インクタンク５に排出される。
【００５３】
次に、洗浄動作として、洗浄液電磁バルブ１０を開き（図２のステップＳ３）、洗浄液供給ポンプ１１を駆動して（図２のステップＳ４）、洗浄液流路１２を経由して、廃インク流路６に洗浄液を供給する。そして、洗浄液は、廃インク流路６、廃インク電磁バルブ７および廃インク吸引ポンプ８に流されて、これらに付着した廃インクを溶解して洗浄する（図２のステップＳ５）。このとき、洗浄廃液は、廃インク吸引ポンプ８の吸引力により、廃インクタンク５に回収される。この洗浄モードにおいて、洗浄液は、図１の二点鎖線矢印で示すルートａ→ａ１に従って流す。
【００５４】
そして、所定時間の洗浄を行った後、洗浄液供給ポンプ１１を停止し（図２のステップＳ６）、洗浄液電磁バルブ１０を閉じ（図２のステップＳ７）、洗浄液の供給を停止する。そして、廃インク吸引ポンプ８を停止し（図２のステップＳ８）、廃インク電磁バルブ７を閉じる（図２のステップＳ９）ことで洗浄動作を完了する。
【００５５】
このように、洗浄液は廃インクが付着した箇所を通っていくので、同時に各部材に付着した廃インクを廃インクタンク５へ排出することができ、廃インク流路６、廃インク電磁バルブ７、廃インク吸引ポンプ８の廃インク固着による不具合を防止することができる。
【００５６】
（第２の洗浄モード）
以下、図３を参照して、廃インク受け部４の内部も洗浄できるモードについて説明する。
【００５７】
まず、上記のように、メンテナンス動作として、廃インク電磁バルブ７を開き（図３のステップＳ１１）、廃インク吸引ポンプ８を駆動する（図３のステップＳ１２）。このとき、廃インク受け部４の廃インクは、廃インク吸引ポンプ８の吸引力により、廃インク流路６、廃インク電磁バルブ７および廃インク吸引ポンプ８を経由して廃インクタンク５に排出される。
【００５８】
次に、洗浄動作として、廃インク吸引ポンプ８を停止し（図３のステップＳ１３）、廃インク電磁バルブ７を閉じてから（図３のステップＳ１４）、洗浄液電磁バルブ１０を開き（図３のステップＳ１５）、洗浄液供給ポンプ１１を駆動する（図３のステップＳ１６）。こうすることで、余分な廃インクが付着した廃インク受け部４には、洗浄液タンク９から供給された洗浄液が溜められる（図３のステップＳ１７）。すなわち、廃インク流路６および廃インク受け部４の容積、並びに単位時間あたりの洗浄液の供給量からステップＳ１７で洗浄液を貯める時間を設定しておき、その時間経過を待つ。
【００５９】
ここで、上記ステップＳ１１，Ｓ１２を経て廃インク受け部４の廃インクを廃インクタンク５に排出するステップは略してもよい。つまり、上記ステップＳ１３，１４により、廃インク電磁バルブ７が廃インク流路６を閉鎖した状態で、洗浄液電磁バルブ１０を開き、洗浄液供給ポンプ１１を駆動して、メンテナンス動作による廃インクが貯留された廃インク受け部４に直接洗浄液を供給してもよい。
【００６０】
そして、廃インク受け部４に所定量（所定時間）の洗浄液が溜められた後、洗浄液供給ポンプ１１の駆動を停止し（図３のステップＳ１８）、洗浄液電磁バルブ１０を閉じて（図３のステップＳ１９）、洗浄液の供給を停止する。
【００６１】
その後、廃インク電磁バルブ７を再び開き（図３のステップＳ２０）、廃インク吸引ポンプ８を再駆動する（図３のステップＳ２１）。これにより、廃インクを溶解した後の洗浄廃液は、廃液受け部４から廃インク流路６、廃インク電磁バルブ７、廃インク吸引ポンプ８を流し、これらに付着した廃インクを溶解し、廃インク吸引ポンプ８の吸引力により廃インクタンク５に回収される（図３のステップＳ２２）。この回収における廃インク吸引ポンプ８の駆動時間は、例えば、廃インク流路６の長さから決定すればよく、ステップＳ２２の待ち時間となる。
【００６２】
そして、洗浄を行った後、廃インク吸引ポンプ８を停止し（図３のステップＳ２３）、廃インク電磁バルブ７を閉じる（図３のステップＳ２４）ことで洗浄動作を完了する。
【００６３】
この洗浄モードにおいて、洗浄液は、図１の二点鎖線矢印と点線矢印で示すルートａ→ａ２→ｂに従って流す。
【００６４】
このように、洗浄液は廃インクが付着した箇所を通っていくので、同時に各部材に付着した廃インクを溶解して廃インクタンク５へ排出することができ、廃インク受け部４、廃インク流路６、廃インク電磁バルブ７、廃インク吸引ポンプ８の廃インク固着による不具合を防止することができる。
【００６５】
この洗浄モードによれば、洗浄液流路１２が廃インク流路６に接続されている箇所より上流側に対しても洗浄液による洗浄を行うことができるし、一定時間洗浄液が貯められることになるので、付着したインクを再溶解して排出することも可能である。さらに、インクジェットヘッド２のメンテナンスタイミングと合わせる必要は無く、例えば装置の稼動を一定期間停止する際に行えばよく、停止中における廃インク流路６、廃インク電磁バルブ７、廃インク吸引ポンプ８の付着インクによる固着を防止することができる。
【００６６】
なお、上記各動作のモードにおいて、説明したようなシリアル的な処理ではなく、例えば廃インク電磁バルブ７と洗浄液電磁バルブ１０とを同時に開閉するなど並列処理を行ってもよい。
【００６７】
また、廃インク吸引ポンプ８は、ノズル３から確実にインクを排出するために、大流量のものを用いるもしくは大流量駆動することが望ましく、洗浄液供給ポンプ１１は、洗浄液の流しすぎによる廃インク受け部４からの溢れの懸念をより確実に軽減するために、廃インク吸引ポンプ８に比べて、小流量のものを用いるもしくは小流量駆動することが望ましい。
【００６８】
ここで、第１の洗浄モードで廃インク流路６に直接洗浄液を供給する場合は、第２の洗浄モードで廃インク受け部４に洗浄液を供給する場合に比べて、廃インク受け部４に残った廃インクが一緒に排出されてしまうことにより、洗浄液に廃インクが混ざり洗浄効果が薄れる虞が軽減できる。さらに、第２の洗浄モードと比較して第１の洗浄モードの場合は、外気に晒されている廃インク受け部４に洗浄液を供給しないため、洗浄液が有機溶剤である場合でも、有毒成分が外部に蒸発してしまう危険性がより少なく、人体や周囲環境へ悪影響を与える虞もより少ないという利点もある。
【００６９】
（第３の洗浄モード）
また、乾燥・固化しやすいインクに対しては、洗浄動作は、特にインクジェットヘッド２のメンテナンス直後、メンテナンス動作中またはインク吐出動作中に行うことで特に効果的である。
【００７０】
例えば、図４は、ミストインクなどの乾燥が促進されないように、インク吐出動作または廃インク吸引動作中に洗浄を行うモードを示すフローチャートである。ここで言うインク吐出動作とは、対象物への吐出と同様にインクジェットヘッド自身の能動的な動作によって吐出を行う動作であり、インクジェットヘッドのノズルを良好な常態に保つための保全吐出動作を指す。図２に示す、メンテナンス動作の直後または同時に洗浄を行うモードとほぼ同じであるので、同様のステップについては、同じ符号を付与し説明は省略する。
【００７１】
簡単に言うと、図４に示すように、インク吐出動作を開始する前にまずステップＳ１，Ｓ２を行って、洗浄準備をする。その後、インクの吐出を開始し（図４のステップＳ２１）、同時にステップＳ３，Ｓ４を行って洗浄液を供給して、廃インク流路６、廃インク電磁バルブ７、廃インク吸引ポンプ８の洗浄を行う。これにより、これら箇所でのインクの固着を防止する。所定回数の吐出を終了したらステップＳ２２で吐出を終了したのち、洗浄液の供給、ならびに廃インクの吸引を停止して動作を終了する。これにより、インク固着が生じやすい吐出動作中の廃インク吸引動作においても洗浄液による洗浄を行うことができ、流路へのインク固着を防止することができる。
【００７２】
このように、洗浄液電磁バルブ１０を開き（ステップＳ３またはＳ１５）、洗浄液供給ポンプ１１を駆動する（ステップＳ４またはＳ１６）制御は、廃インクの吸引動作とは独立して行うことができるので、図２、図３のフローに拘らず任意に行うことができる。例えば洗浄液の供給を間欠的に行えば、洗浄液の使用量を抑制しながら廃インク流路の洗浄を行うことができる。
【００７３】
保全吐出動作はインクジェットヘッドから吸引力によってインクを強制的に排出させる動作に比べてインクの使用量が極端に少ない。例えば強制的な排出動作では１回当たり１〜３ｃｃ程度のインクが流れるが、保全吐出動作はたかだか０．０５ｃｃ前後である。したがって、強制的な排出動作だとインク量が多いためその自重によって廃インク流路を流れていくことも可能だが、保全吐出動作ではインク量が少ないため吐出されたインクがそのまま廃インク流路に付着してしまうことが起こる。本洗浄モードによれば、このような場合でも廃インク流路に廃インクを確実に洗浄することができる。
【００７４】
このように、本発明の廃インク流路洗浄機構を用いて、適宜洗浄液の供給／停止、廃液の回収／停止および待ち時間を設定して制御することで、効果的な洗浄が可能となる。図２〜４で示した洗浄方法は特に効果が得られる方法であるが、これらの方法だけに留まらず、廃インク機構を用いて種々の洗浄方法を行うことができる。
【００７５】
〔第２の実施形態：廃インク流路洗浄機構の第２の構成例〕
以上では、一つのメンテナンスユニットに対して洗浄を行う、本発明の廃インク流路洗浄機構の構成例を説明した。但し、上記のように、インクジェットヘッドのメンテナンスユニットとして、インクジェットヘッド２に密着してノズル３を保湿保管するキャップ部、ノズル３に対して接触しながら相対移動することでノズル３を払拭清掃するワイピング部、インクジェットヘッド２のノズル３から予備吐出されたインクを受ける吐出受け部などがある。
【００７６】
ここで、インクジェットヘッド２を保湿保管する際には、ノズル３から排出させたインクを廃インク受け部４に溜めておき、キャップ内部の湿潤状態を保つようにする。また、ノズル３を払拭清掃する際には、ワイピング部をノズル３に対して接触しながら相対移動することでゴームブレードなどのワイピング部材でノズル３に付着されたインクを拭き取る。また、予備吐出とは、インクを塗布しようとする対象物とは異なる試験物に対して、インクの吐出処理をする前に予め吐出状態を確認するため、又はノズル３近傍のインクの状態を整えるために行う試験物に対するインク吐出であり、吐出状態の確認のためには、図示しないカメラや検知センサーが配備される。
【００７７】
通常、インクジェットヘッド２に対しては、上記メンテナンスユニットを全部設置して、必要に応じてそれぞれ異なるメンテナンス動作を行う。そこで、図５では、キャップ部４１（廃インク受け部）、ワイピング部４２（廃インク受け部）、吐出受け部４３（廃インク受け部）を設置し、それぞれに本発明の廃インク流路洗浄機構１’を接続した構成を用いている。キャップ部４１と吐出受け部４３は特に専用のものである必要はなく、例えばキャップ部４１で予備吐出を行っていても良い。なお、図５においても、実線で示した部分が本発明の廃インク流路洗浄機構１’となる。
【００７８】
なお、各メンテナンスユニットでメンテナンスする際には、各部とインクジェットヘッド２が対向するよう、図示しない自動ステージ等で相対的に移動させればよい。
【００７９】
図５に示すように、キャップ部４１、ワイピング部４２、吐出受け部４３には、それぞれ廃インク電磁バルブ７１、７２、７３が備えられており、これら廃インク電磁バルブ７１、７２、７３は廃インク流路６を通じて廃インク吸引ポンプ８を経由して廃インクタンク５に接続されている。また廃インク流路６には洗浄液流路１２が配管されており、それぞれ洗浄液電磁弁１０１、１０２、１０３と洗浄液供給ポンプ１１を通じて洗浄液タンク９に繋がっている。つまり、図５では、廃インク流路洗浄機構を、インクジェットヘッド２のメンテナンスを行う各ユニットに搭載した例を示している。また、図面には示していないが、上記のような各メンテナンスユニットに搭載された廃インク流路洗浄機構のそれぞれは、コントローラにて個別に制御できる。
【００８０】
すなわち、図５に示す構成では、キャップ部４１用、ワイピング部４２用、又は吐出受け部４３用の廃インク流路制御機構を個別に見た場合、その構成および配置は図１に示すものと実質的な相違はない。ただし、キャップ部４１、ワイピング部４２、および吐出受け部４３に対して共通（一つ）の廃インク吸引ポンプ８および廃インクタンク５を備え、各部からの洗浄廃液が、廃インク電磁バルブ７１と廃インク吸引ポンプ８との間における廃インク流路６において合流するように構成される。
【００８１】
各メンテナンスユニットでインクジェットヘッド２のメンテナンスを行う際に、廃インク流路６に洗浄液を供給することで各部材に付着した廃インクを廃インクタンク５へ排出することができ、廃インク流路６、廃インク電磁バルブ７１、７２、７３、廃インク吸引ポンプ８の廃インク固着による不具合を防止することができる。
【００８２】
〔第３の実施形態：廃インク流路洗浄機構の第３の構成例〕
図６はインクジェットヘッドに適用される廃インク流路洗浄機構の他の構成例を示した図である。図６において、実線で示した部分が本発明の廃インク流路洗浄機構１”となる。
【００８３】
図６に示す構成において、インクタンク１３からインク流路１４を通じて供給されるインクを、インク供給ポート１５を介してインクジェットヘッド２の内部に溜める。また、廃インク流路洗浄機構１”は、インクジェットヘッド２の内部のインクを、ノズル３を介さず、廃インクポート１６から排出させる構成を有している。すなわち、廃インクポート１６は、インクジェットヘッド２のノズル３が設置される部分以外の位置に設けられ、廃インク電磁バルブ７４、廃インク吸引ポンプ８を介在させた廃インク流路６によって廃インクタンク５に繋がっている。したがって、本実施形態において、インクジェットヘッド２での廃インクポート１６の接続部分が、廃インク吸引ポンプ８にて廃インク受け部中の廃インクを吸引するために用いられる吸引口となっている。
【００８４】
インクジェットヘッド２内のインクは、廃インクポート１６から排出され、廃インク流路６および廃インク流路６上に設けられた廃インク電磁バルブ７４、廃インク吸引ポンプ８を経由して廃インクタンク５に回収される。廃インクポート１６からインク排出を行う際に、廃インク流路６に洗浄液を供給することで各部材に付着した廃インクを廃インクタンク５へ排出することができ、廃インク流路６、廃インク吸引ポンプ８の廃インク固着による不具合を防止することができる。
【００８５】
ノズル３を介さず廃インクポート１６からインクを排出する上記構成は、例えば交換等でインクジェットヘッド２内のインクを抜く場合、およびインクジェットヘッド２内に混入しているダストを排出する目的で廃インクポート１６からインクを排出する場合等に適用される。
【００８６】
ここで、洗浄液流路１２は、廃インク吸引ポンプ８と廃インク電磁バルブ７４との間の廃インク流路６に配管させているが、これは、廃インク電磁バルブ７４でインクジェットヘッド２と洗浄液流路１２とを遮断するためである。つまり、廃インク電磁バルブ７４から廃インクポート１６側の流路はインクジェットヘッド２内部と連通しており、常時インクで満たされているため廃インクの乾燥、固化の心配はなく、廃インク流路６および廃インク吸引ポンプ８への付着インクの洗浄ができればよい。
【００８７】
（廃インク流路洗浄機構の効果）
以下、図７を参照しながら、上記実施形態に係る廃インク流路洗浄機構の効果を説明する。ここでは、特に効果が大きい吐出受け部４３に対してインクジェットヘッド２のノズル３からインクを吐出した場合について説明する。吐出されたインクは、一滴が数ピコリットルと微量であるため、吐出受け部４３に到達するまでにミスト状になって舞い上がってしまう。このインクミストはノズル３に付着することもあり、そのままにしておくとノズル３で乾燥し固着してしまうこともある。
【００８８】
そこで、インク吐出動作中には、廃液回収と吐出インクを舞い上がらせないこととを目的として、廃インク電磁バルブ７を開き、ならびに廃インク吸引ポンプ８を駆動する吸引動作を行いながらインク吐出することが有効である。
【００８９】
ここで、従来のインク吐出動作中の廃インク流路６’の様子を模式的に示すと図４（ａ）のようである。吐出されたミスト状のインクは廃インク流路６’の内壁、廃インク電磁バルブ７’の接液部や廃インク吸引ポンプ８’の接液部に付着しながら廃インクタンク５’へ流れていく。インク吐出動作中は、吸引する廃インク量に比べて、吸引動作によって同時に吸引されるエア量が大きい。そのため、吸引動作そのものが内壁や接液部に付着したミストインクの乾燥を促進させてしまい、これが繰り返されることで大きな付着インク１７’になってしまう。
【００９０】
噛み砕いて説明すると、接着剤を被接着物に塗布したあと、息を吹きかけて乾燥（密着）を促進させるようなことが起こっている。この付着インク１７’が上記内壁や上記接液部でさらに乾燥して固着してしまうことによる不具合については上述の通りである。特に廃インク電磁バルブ７’、廃インク吸引ポンプ８’の接液部はバルブ開閉部やポンプ押し付け部など構造上流路が狭くなっている箇所があるため、ここでの付着インクの固着は不具合に繋がりやすい。
【００９１】
一方、図４（ｂ）は本発明の様子を模式的に示し、基本的には図１に示す廃インク流路洗浄機構と同様の構成である。インク吐出動作中もしくはインク吐出動作の終了直後に、廃インク流路に対して洗浄液を供給して廃インクタンク５へ洗浄廃液を排出する。これによって、上記内壁や上記接液部に付着したミストインクが乾燥、固着してしまう前に洗浄し、廃インクタンク５に流すことができるので、固着による流路詰まりあるいはそれに起因するインクジェットヘッドのメンテナンス不良を未然に防ぐことができる。
【００９２】
以上説明してきたように、本発明によれば、廃液流路（廃インク流路６）、廃液流路開閉装置（廃インク電磁バルブ７）、廃液吸引装置（廃インク吸引ポンプ８）に付着した廃液（廃インク）を効果的に除去することができる。特に、廃液の吸引と洗浄液の供給を完全に独立して制御することができるので、廃液受け部（廃インク受け部４）を含めた廃液流路の上方の洗浄が可能になるし、洗浄液供給を間欠的に行うことで洗浄液使用量を削減することも可能になる。また、メンテナンス動作あるいは液体吐出動作中にも洗浄動作を同時に行うことができる。
【００９３】
また、一時的に廃液流路内に洗浄液を貯めて、その後流すような動作を行えば、流路内に付着した廃液をより効果的に除去することもできる。したがって、上記各部の廃液固着による不具合を防止することができ、廃液が固着することによる、液体ジェットヘッドのメンテナンス動作不良が阻止でき、良好な液体吐出を持続することができる。
【００９４】
さらに、清掃が非常に不便な廃液流路の廃液固着を抑止できるので、固着発生による装置の停止時間を大幅に削減することができ、装置の効率的稼動が実現できる。したがって、電子デバイス用途の特殊な液体を用いた場合でも、故障頻度を小さくできる信頼性の高い液体噴射装置を実現でき、塗布装置の応用展開を広く拡大することができる。
【００９５】
本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能である。すなわち、請求項に示した範囲で適宜変更した技術的手段を組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
【産業上の利用可能性】
【００９６】
本発明は、液体噴射ヘッドを用いた塗布装置に適用できる。
【符号の説明】
【００９７】
１、１’、１” 廃インク流路洗浄機構（廃液流路洗浄機構）
２ インクジェットヘッド（液体噴射ヘッド）
３ ノズル
４ 廃インク受け部（廃液受け部）
５ 廃インクタンク
６ 廃インク流路（廃液流路）
７ 廃インク電磁バルブ（廃液制御ユニット）
８ 廃インク吸引ポンプ（廃液吸引ポンプ、廃液制御ユニット）
９ 洗浄液タンク
１０ 洗浄液電磁バルブ（洗浄液制御ユニット）
１１ 洗浄液供給ポンプ（洗浄液制御ユニット）
１２ 洗浄液流路
１８ コントローラ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、廃液流路洗浄機構および廃液流路洗浄方法、上記廃液流路洗浄機構を備えた液体噴射装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
昨今の液体噴射塗布装置の電子分野への応用展開に従って、塗布装置に用いられるインクなどの液体には、顔料のほか、銀などの金属、ガラス、樹脂をはじめとして多種多様な機能性材料が含まれている。またこのような機能性材料を液体中に効果的に分散させるため、種々の有機溶剤を含んだ液体を使用している。
【０００３】
このような液体には、エタノールなど乾燥しやすい有機溶剤を用いたもの、および銀など一度固化すると再溶解させることが困難なものもある。
【０００４】
液晶または半導体製造用途で使用される機能性材料をワークに対して塗布するインクジェット装置を例として説明すると、インクジェットヘッドのノズル部分において、機能性材料が固化すると吐出口が塞がれてしまうため、吐出不能になるといった不具合が生じる。このため、定期的にインクジェットヘッドからインクを強制排出させる強制排出動作または未使用時にはノズル部分の固化が促進しないようにノズル部分の湿潤状態を保持するキャッピング動作といったメンテナンス動作を行っている。
【０００５】
従来技術には、洗浄液を用いてインクジェットヘッドのノズル部分およびキャップ部の内部でのインクの固化を防止する構成が開示されている。例えば、特許文献１では、ヘッドキャッピング動作時の保湿力を高める目的で、キャップ部に当接させた洗浄液の供給体からポンプで洗浄液を吸引してキャップ部の内部に洗浄液を溜める。キャップ部の内部に供給された洗浄液は、キャップ部の内壁およびふちに付着している廃インクを再分散させることで、キャップ部の内壁にてインクが固化するのを防止することができる。また、特許文献２では、ヘッドをキャップ部に密着させた状態で、キャップ部に連通されている洗浄液タンクから洗浄液をキャップ部の内部に充満させてヘッドのノズル部分を洗浄している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００９−２２６７１９号公報（２００９年１０月８日公開）
【特許文献２】特開２０００−６２２１３号公報（２０００年２月２９日公開）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記特許文献の構成において、キャップ部の内部に溜めた洗浄液が、キャップ部から廃インクタンクまでの廃インク流路を通って廃インクタンクに廃液されるため、キャップ部の内部のインクを含む洗浄液は廃インク流路にも流れる。つまり、廃インク流路にはインクを含む洗浄液が通り、さらに、通常、廃インク流路に洗浄液が流れるのは、キャッピング動作終了時等のある程度の時間が経過した後なので、乾燥・固化しやすいインクでは、この廃インク流路に機能性材料が固着してしまうことも懸念される。
【０００８】
また、廃インクを廃インクタンクに排出するために、廃インク機構として、廃インク流路に電磁バルブ等の流路開閉手段および吸引ポンプ等の廃インク吸引手段を設けることが多い。このため、これらの手段にインクジェットヘッドから排出されたインクが固着すると、流路開閉動作および該廃液吸引動作が所望した通りに実行することができなくなり、インクジェットヘッドからインクを排出するといったインクジェットヘッドを良好な状態に保とうとするメンテナンス動作が行えない。したがって、ノズル部分への固形成分の固着などが促進され、ノズル詰まりによる吐出不良を引き起こす原因となってしまう。
【０００９】
また、キャップ部の内部にはインクを保持する吸収体が置かれていることが多く、多分に固形成分を含んだインクが残っており、キャップ部の内部に供給した洗浄液は、この残ったインクを含んで廃インク流路に流れていく。このため、洗浄液だけでなく多分に固形成分を含んだインクも排出されることからも高い廃インク固着防止効果は望めなかった。
【００１０】
さらに従来技術では、洗浄液が外部に開口したキャップで外気に晒されるため、洗浄液が外部に蒸発していくことも懸念される。一般に生産用途で使用される洗浄液は洗浄効果を高めるため有機溶剤を使用していることが多く、外部に蒸発すると、作業者が吸い込む危険性があり、人体への悪影響が危惧される。
【００１１】
ここで、一旦固形成分がキャップ部などのメンテナンスユニットの各部に固着してしまったことを考えると、キャップ部の枠体等であれば、外部に晒され手が届く箇所なので、手動で清掃するなどが可能であるが、廃インク機構については、流路や機器の解体が必要になり、実質清掃作業は不可能である。
【００１２】
また、メンテナンスユニットにはキャップ部だけでなく、インクジェットヘッドから吐出されたインクの吐出状態を確認する時に用いられる吐出インク受け部、インクジェットヘッドのノズル部をゴムブレードによって払拭清掃するワイピング部等もあり、これらの廃インク機構が詰まると、廃インクが排出できないことによる不具合が生じる。しかし、従来技術にはこれらの廃インク機構および廃インク流路の固着防止については何ら開示されていない。
【００１３】
そこで、本発明は、キャップ部などの廃液受け部だけではなく、廃液流路および廃液流路に介在する部材に対しても、洗浄液により洗浄が可能で廃液固着を防止できる、液体噴射装置の廃液流路洗浄機構および廃液流路の洗浄方法を提供し、並びに廃液固化に起因する故障頻度を低減可能な信頼性の高い廃液流路洗浄機構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】
【００１４】
上記目的を達成するために、本発明に係る廃液流路洗浄機構は、液体噴射ヘッドから排出される廃液を受ける廃液受け部と、一端が上記廃液受け部に接続され、当該廃液受け部が受けた廃液を廃液受け部外に排出する廃液流路と、上記廃液流路に設けられて当該廃液流路での液体の流れを制御する廃液制御ユニットと、上記廃液受け部と上記廃液制御ユニットとの間における廃液流路に接続され、当該廃液流路に洗浄液を供給する洗浄液流路と、上記洗浄液流路に設けられて当該洗浄液流路での洗浄液の流れを制御する洗浄液制御ユニットと、上記廃液制御ユニットおよび上記洗浄液制御ユニットをそれぞれ独立して制御するコントローラと、を備えている。
【００１５】
また、上記廃液流路洗浄機構において、上記液体噴射ヘッドがインクジェットヘッドであり、上記廃液が廃インクであることが好ましい。
【００１６】
また、本発明は、上記廃液流路洗浄機構を備えた液体噴射装置も提供する。
【００１７】
ここで、本発明に言及する液体とは、様々な機能性材料などを含んだもので、乾燥するとその中の機能性材料が固化しやすいものを指す。例えば、インク、液晶材料、接着剤、配線用の銀ペーストなどがある。このような液体が通過した箇所で、液体中の機能性材料が固化して付着するのを防止する目的で、上記廃液流路洗浄機構が使われる。また、上記インクの種類は特に限定されず、顔料を含むインク（印刷用インク）、半導体材料を含むインク（半導体製造用インク）、銀などの金属を含むインク、ガラスを含むインク、樹脂を含むインク等が例示される。
【００１８】
上記構成によれば、廃液受け部に接続されて当該廃液受け部の廃液を排出する廃液流路に対して、清浄な洗浄液を直接供給して洗浄できる。また、廃液流路に対する洗浄動作を必要によって別個に制御することが可能である。このため、特殊な液体などを用いた場合であっても、廃液流路での液体中の機能性材料の固着による詰まりを防ぐことができる。また、清掃が非常に不便な廃液流路の廃液固着を抑止できるので、固着発生による装置の停止時間を大幅に削減することができ、装置の効率的稼動が実現できる。
【００１９】
また、上記廃液流路洗浄機構において、上記廃液制御ユニットは、廃液吸引ポンプを備えており、上記洗浄液制御ユニットは、洗浄液供給ポンプを備えており、上記コントローラは、上記廃液流路を洗浄する際に、上記廃液吸引ポンプの単位時間流量が上記洗浄液供給ポンプの単位時間流量より大きくなるように制御を行うことが好ましい。
【００２０】
上記構成によれば、廃液受け部内の廃液を廃液吸引ポンプで吸引することで、廃液をより効率的に廃液受け部から排出することができる。また、洗浄液供給ポンプで洗浄液を廃液流路に供給するので、供給量または供給時間をより簡単に制御することができる。特に、コントローラによって、廃液流路を洗浄する際に、廃液吸引ポンプの単位時間流量が液送ポンプの単位時間流量より大きくなるように制御を行う結果、廃液吸引ポンプによる吸引量が洗浄液の供給量より多くなるので、装置全体の漏液を防止できる。特に限定されないが、メンテナンス動作と洗浄動作を同時に行うとき等に効果的である。
【００２１】
また、上記廃液流路洗浄機構において、上記廃液受け部が、液体噴射ヘッドから吐出される液体を受けるものであることが好ましい。
【００２２】
上記構成によれば、液体噴射ヘッドから液体を強制的に排出する場合に限らず、液体噴射ヘッド自身の動作により液体を吐出する場合においても廃液流路の洗浄が可能である。よって、廃液流路の廃液固化による詰まりを未然に防ぎ、液体噴射ヘッドの良好な状態を保つことができる。
【００２３】
上記目的を達成するために、本発明に係る上記廃液流路洗浄機構における廃液流路洗浄方法であって、廃液制御ユニットにより廃液を廃液受け部から排出する最中または排出した後に、洗浄液制御ユニットにより廃液流路に洗浄液を供給して、廃液流路および廃液制御ユニットを洗浄するように、コントローラが上記廃液制御ユニットおよび洗浄液制御ユニットの動作を制御することを特徴とする。
【００２４】
上記方法によれば、廃液受け部に接続されて当該廃液受け部の廃液を排出する廃液流路に対して、清浄な洗浄液を直接供給して洗浄できる。また、廃液流路に対する洗浄動作を必要によって別個に制御することが可能である。このため、特殊な液体などを用いた場合であっても、廃液流路での液体中の機能性材料の固着による詰まりを防ぐことができる。また、清掃が非常に不便な廃液流路の廃液固着を抑止できるので、固着発生による装置の停止時間を大幅に削減することができ、装置の効率的稼動が実現できる。
【００２５】
また、上記廃液流路洗浄方法において、上記廃液制御ユニットは、廃液吸引ポンプを備えており、上記洗浄液制御ユニットは、洗浄液供給ポンプを備えており、上記廃液制御ユニットと上記洗浄液制御ユニットとを同時に動作させる場合、上記廃液吸引ポンプの単位時間流量が上記洗浄液供給ポンプの単位時間流量より大きくなるように、上記コントローラが当該廃液吸引ポンプおよび洗浄液供給ポンプの動作を制御することが好ましい。
【００２６】
上記方法によれば、特に、メンテナンス動作と洗浄動作を同時に行うとき、廃液吸引ポンプによる吸引量が洗浄液の供給量より多くなるので、装置全体の漏液を防止できる。
【００２７】
また、上記廃液流路洗浄方法において、上記洗浄液制御ユニットは廃液吸引ポンプおよび電磁バルブを備え、上記電磁バルブを閉じた状態で、上記洗浄液制御ユニットにより洗浄液を廃液流路に供給して当該洗浄液を廃液流路内に溜め、その後上記電磁バルブを開いて、廃液流路内に溜まった上記洗浄液を排出するように、上記コントローラが廃液制御ユニットおよび洗浄液制御ユニットの動作を制御することが好ましい。
【００２８】
上記方法によれば、洗浄液を洗浄液流路の上流側に一時的に溜めることができて、廃液受け部などを含む洗浄液流路の上流側の洗浄も行うことができる。さらに、洗浄液を一時的に溜めることで、付着された廃液の再溶解性が高くなり、洗浄効果がより高くなる。
【００２９】
また、上記廃液流路洗浄方法において、上記廃液制御ユニットは廃液吸引ポンプを備え、上記廃液吸引ポンプを用いて液体噴射ヘッドから廃液受け部に対して廃液を排出する最中に、上記洗浄液を上記廃液流路に間欠的に供給するように、上記コントローラが廃液制御ユニットおよび洗浄液制御ユニットの動作を制御することが好ましい。
【００３０】
上記方法によれば、洗浄液を間欠的に供給することができるので、洗浄効果を保ちつつ洗浄液の使用量を削減することができる。
【発明の効果】
【００３１】
本発明によれば、廃液受け部に接続されて当該廃液受け部の廃液を排出する廃液流路に対して、清浄な洗浄液を直接供給して洗浄できる。また、廃液流路に対する洗浄動作を必要によって別個に制御することが可能である。このため、特殊な液体などを用いた場合であっても、廃液流路での液体中の機能性材料の固着による詰まりを防ぐことができる。また、清掃が非常に不便な廃液流路の廃液固着を抑止できるので、固着発生による装置の停止時間を大幅に削減することができ、装置の効率的稼動が実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の実施形態にかかる廃インク流路洗浄機構の構成例を模式的に示す図である。
【図２】図１に示す廃インク流路洗浄機構による洗浄方法の一例を説明するためのフローチャートである。
【図３】図１に示す廃インク流路洗浄機構による洗浄方法の他の一例を説明するためのフローチャートである。
【図４】図１に示す廃インク流路洗浄機構による洗浄方法のさらに他の一例を説明するためのフローチャートである。
【図５】本発明の実施形態にかかる廃インク流路洗浄機構の他の構成例を模式的に示す図である。
【図６】本発明の実施形態にかかる廃インク流路洗浄機構のさらに他の構成例を模式的に示す図である。
【図７】本発明の実施形態にかかる廃インク流路洗浄機構の効果を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について詳細に説明する。もちろん、本発明はこれに限定されるものではなく、この実施形態に記載されている構成機構の形状、その相対配置などは、特に限定的な記載がない限り、この発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく、単なる説明例に過ぎない。また、本発明の各実施形態において、同じ構成を有するものに対しては、同じ名称かつ同じ符号を付けて説明する。
【００３４】
また、本発明の実施形態置では、液体噴射装置の一例として、インクを噴射して対象物に塗布するインクジェット装置を説明する。
【００３５】
〔第１の実施形態：廃インク流路洗浄機構の第１の構成例〕
図１はインクジェット装置の廃インク流路洗浄機構１（廃液流路洗浄機構）の構成を示したブロック図である。図１において、実線で示した部分が本発明の廃インク流路洗浄機構１となる。
【００３６】
図１に示すように、本発明の実施の形態に係るインクジェット装置の廃インク流路洗浄機構１は、廃インク受け部（廃液受け部）４と、廃インクタンク（廃液収容部）５と、廃インク流路（廃液流路）６と、廃インク電磁バルブ（廃液制御ユニット）７と、廃インク吸引ポンプ（廃液吸引ポンプ、廃液制御ユニット）８と、洗浄液タンク（洗浄液収容部）９と、洗浄液電磁バルブ（洗浄液制御ユニット）１０と、洗浄液供給ポンプ（洗浄液制御ユニット）１１と、洗浄液流路１２とを備える。さらに、廃インク流路洗浄機構１は、廃インク電磁バルブ７と、廃インク吸引ポンプ８と、洗浄液電磁バルブ１０と、洗浄液供給ポンプ１１とをそれぞれ独立して制御可能なコントローラ（制御部）１８とを備える。
【００３７】
廃インク受け部４は、インクジェット装置のインクジェットヘッド（液体噴射ヘッド）２のノズル３から排出される廃インクを一時的に溜めるものである。例えば、廃インク受け部４として、インクジェットヘッド２のノズル３を密閉保湿する機能も備えたキャップ部を用いることができる。この場合、廃インク受け部４はインクジェットヘッド２のメンテナンス動作を実施する際にノズル３と対向して廃インクを受ける。
【００３８】
ここで、「排出」とは、対象物にインクの塗布を行うためにインクジェットヘッド２自身の動作によりノズル３からインクを「吐出（予備吐出も含む）」する状態、および、メンテナンス等を行うためにインクジェットヘッド２のノズル３から強制的にインクを吸引又は押出しする状態、の双方を指す。
【００３９】
廃インクタンク５は、廃インク受け部４に溜められた廃インクおよび洗浄廃液を回収して収容するものである。ここで洗浄廃液とは、上記のように、洗浄液を用いて廃インク流路または廃インク受け部４を洗浄した後の廃液を指す。
【００４０】
廃インク流路６は、廃インク受け部４と廃インクタンク５とをつなぐ、チューブや配管継手等で構成されたもので、本実施形態において、廃インク流路６は、一端が廃インク受け部４の底部に接続され、他端が廃インクタンク５に挿入されている。また、廃インク流路６を経由して、廃インク受け部４からの廃インクだけではなく、洗浄液タンク９からの洗浄液も廃インクタンク５に回収される。
【００４１】
廃インク電磁バルブ７は、廃インク流路６上に配置され、すなわち、廃インク受け部４と廃インクタンク５との間に配置されて、廃インク流路６での廃インクまたは洗浄廃液の流れの可否または流量を制御するものである。
【００４２】
廃インク吸引ポンプ８は、廃インク流路６上に配置され、本実施形態では廃インク電磁バルブ７と廃インクタンク５との間に配置されて廃インクまたは洗浄廃液を強制的に吸引して廃インクタンク５へ回収する廃液吸引装置である。本実施形態において、廃インク受け部４の底部における廃インク流路６との接続部分が、廃インク吸引ポンプ８にて廃インク受け部中の廃インクを吸引するために用いられる吸引口となっている。
【００４３】
また、廃インク吸引ポンプ８の回転速度などを制御することで、廃インク流路６での廃インクまたは洗浄廃液の流量を調整することができる。なお、廃インク吸引ポンプ８を、廃インクの流れ方向に対して廃インク電磁バルブ７の上流に設置してもよい。
【００４４】
洗浄液タンク９は、洗浄液を収容するもので、チューブや配管継手等で構成された洗浄液流路１２を介して廃インク流路６に接続される。本実施の形態において、洗浄液流路１２は、廃インク受け部４と廃インク電磁バルブ７との間の廃インク流路６に接続されている。また、洗浄液電磁バルブ１０は、洗浄液流路１２での洗浄液の流れの可否または洗浄液の供給量を制御するものである。洗浄液供給ポンプ１１は、洗浄液タンク９から廃インク流路６内に洗浄液を強制的に供給するための洗浄液供給装置である。洗浄液供給ポンプ１１の回転速度などを制御することで、洗浄液の供給量を調整することができる。本実施形態において、洗浄液流路１２において、洗浄液電磁バルブ１０に対し、洗浄液供給ポンプ１１は、洗浄液流れ方向の上流側に設置されている。もちろん、両者の設置順位を逆に変更してもよい。
【００４５】
本発明の廃インク流路洗浄機構１によれば、コントローラ１８の制御により、インクジェットヘッドのメンテナンス動作および廃インク受け部４、廃インク流路６および廃インク流路６中に配された各種部材（具体的には、廃インク電磁バルブ７および廃インク吸引ポンプ８、および廃インク受け部４等）に対する洗浄動作を同時にまたは個別に行うことが可能である。
【００４６】
（メンテナンスモード）
インクジェットヘッドのメンテナンスは、インクジェットヘッド２内部およびノズル３の吐出口付近を新鮮なインクでリフレッシュさせ、インクジェットヘッド２の継続使用による微小ダストや増粘インクを排出し、良好なインク吐出を持続させるための操作である。メンテナンス動作は、ノズル３に供給されているインクを加圧するか、あるいは、ノズル３と廃インク受け部４とを密着させた状態で強制的にインクジェットヘッド２内のインクをノズル３から排出させることなどで実現できる。
【００４７】
例えば、ノズル３と廃インク受け部４とを密着させた状態で、廃インク電磁バルブ７を開き、廃インク吸引ポンプ８を駆動すると、廃インク吸引ポンプ８の吸引力によりインクジェットヘッド２内のインクが強制的に吸引され、ノズル３および廃インク流路６を経由して廃インクタンク５へ回収される。メンテナンス時の廃インクは、図１の点線矢印が示すルートｂに従って流れる。
【００４８】
（洗浄モード）
上記メンテナンス動作を行った場合、廃インク受け部４、廃インク流路６、廃インク電磁バルブ７、廃インク吸引ポンプ８には、廃インクが付着することになる。廃液受け部４には、ある程度まとまった量の廃インクが溜まることになるので、乾燥が進むことによる固着の心配は少ないし、外部からのアクセスが容易なため、一定間隔で作業者が清掃することも可能である。ところが、廃インク流路６、廃インク電磁バルブ７、廃インク吸引ポンプ８については、作業者による清掃は機構そのものを解体する必要があり容易ではない。
【００４９】
また、廃インク電磁バルブ７、廃インク吸引ポンプ８に付着する廃インクが固着してしまうと、上述したようなインクジェットヘッド２のメンテナンス動作が正常に行われず、インクが対象物の狙った位置に吐出できない、あるいは吐出そのものが不可能になるといった不具合が生じてしまう。
【００５０】
そこで、メンテナンス動作を行った後あるいは同時に、洗浄液タンク９に収容された洗浄液で、廃インクが経由した上記部材および廃インク流路６を洗浄することが好ましい。以下、図２、３を参照して、図１における廃インク流路洗浄機構の洗浄動作の各モードに関するフローについて説明する。なお、各モードでの、廃インク電磁バルブ７、廃インク吸引ポンプ８、洗浄液電磁バルブ１０、および洗浄液供給ポンプ１１の動作制御はコントローラ１８によって実行される。
【００５１】
（第１の洗浄モード）
図２を参照し、メンテナンス動作と同時またはその後に洗浄動作を行う場合を説明する。
【００５２】
まず、メンテナンス動作として、廃インク電磁バルブ７を開き（図２のステップＳ１）、廃インク吸引ポンプ８を駆動する（図２のステップＳ２）。このとき、廃インク受け部４の廃インクは、廃インク吸引ポンプ８の吸引力により、廃インク流路６、廃インク電磁バルブ７および廃インク吸引ポンプ８を経由して廃インクタンク５に排出される。
【００５３】
次に、洗浄動作として、洗浄液電磁バルブ１０を開き（図２のステップＳ３）、洗浄液供給ポンプ１１を駆動して（図２のステップＳ４）、洗浄液流路１２を経由して、廃インク流路６に洗浄液を供給する。そして、洗浄液は、廃インク流路６、廃インク電磁バルブ７および廃インク吸引ポンプ８に流されて、これらに付着した廃インクを溶解して洗浄する（図２のステップＳ５）。このとき、洗浄廃液は、廃インク吸引ポンプ８の吸引力により、廃インクタンク５に回収される。この洗浄モードにおいて、洗浄液は、図１の二点鎖線矢印で示すルートａ→ａ１に従って流す。
【００５４】
そして、所定時間の洗浄を行った後、洗浄液供給ポンプ１１を停止し（図２のステップＳ６）、洗浄液電磁バルブ１０を閉じ（図２のステップＳ７）、洗浄液の供給を停止する。そして、廃インク吸引ポンプ８を停止し（図２のステップＳ８）、廃インク電磁バルブ７を閉じる（図２のステップＳ９）ことで洗浄動作を完了する。
【００５５】
このように、洗浄液は廃インクが付着した箇所を通っていくので、同時に各部材に付着した廃インクを廃インクタンク５へ排出することができ、廃インク流路６、廃インク電磁バルブ７、廃インク吸引ポンプ８の廃インク固着による不具合を防止することができる。
【００５６】
（第２の洗浄モード）
以下、図３を参照して、廃インク受け部４の内部も洗浄できるモードについて説明する。
【００５７】
まず、上記のように、メンテナンス動作として、廃インク電磁バルブ７を開き（図３のステップＳ１１）、廃インク吸引ポンプ８を駆動する（図３のステップＳ１２）。このとき、廃インク受け部４の廃インクは、廃インク吸引ポンプ８の吸引力により、廃インク流路６、廃インク電磁バルブ７および廃インク吸引ポンプ８を経由して廃インクタンク５に排出される。
【００５８】
次に、洗浄動作として、廃インク吸引ポンプ８を停止し（図３のステップＳ１３）、廃インク電磁バルブ７を閉じてから（図３のステップＳ１４）、洗浄液電磁バルブ１０を開き（図３のステップＳ１５）、洗浄液供給ポンプ１１を駆動する（図３のステップＳ１６）。こうすることで、余分な廃インクが付着した廃インク受け部４には、洗浄液タンク９から供給された洗浄液が溜められる（図３のステップＳ１７）。すなわち、廃インク流路６および廃インク受け部４の容積、並びに単位時間あたりの洗浄液の供給量からステップＳ１７で洗浄液を貯める時間を設定しておき、その時間経過を待つ。
【００５９】
ここで、上記ステップＳ１１，Ｓ１２を経て廃インク受け部４の廃インクを廃インクタンク５に排出するステップは略してもよい。つまり、上記ステップＳ１３，１４により、廃インク電磁バルブ７が廃インク流路６を閉鎖した状態で、洗浄液電磁バルブ１０を開き、洗浄液供給ポンプ１１を駆動して、メンテナンス動作による廃インクが貯留された廃インク受け部４に直接洗浄液を供給してもよい。
【００６０】
そして、廃インク受け部４に所定量（所定時間）の洗浄液が溜められた後、洗浄液供給ポンプ１１の駆動を停止し（図３のステップＳ１８）、洗浄液電磁バルブ１０を閉じて（図３のステップＳ１９）、洗浄液の供給を停止する。
【００６１】
その後、廃インク電磁バルブ７を再び開き（図３のステップＳ２０）、廃インク吸引ポンプ８を再駆動する（図３のステップＳ２１）。これにより、廃インクを溶解した後の洗浄廃液は、廃液受け部４から廃インク流路６、廃インク電磁バルブ７、廃インク吸引ポンプ８を流し、これらに付着した廃インクを溶解し、廃インク吸引ポンプ８の吸引力により廃インクタンク５に回収される（図３のステップＳ２２）。この回収における廃インク吸引ポンプ８の駆動時間は、例えば、廃インク流路６の長さから決定すればよく、ステップＳ２２の待ち時間となる。
【００６２】
そして、洗浄を行った後、廃インク吸引ポンプ８を停止し（図３のステップＳ２３）、廃インク電磁バルブ７を閉じる（図３のステップＳ２４）ことで洗浄動作を完了する。
【００６３】
この洗浄モードにおいて、洗浄液は、図１の二点鎖線矢印と点線矢印で示すルートａ→ａ２→ｂに従って流す。
【００６４】
このように、洗浄液は廃インクが付着した箇所を通っていくので、同時に各部材に付着した廃インクを溶解して廃インクタンク５へ排出することができ、廃インク受け部４、廃インク流路６、廃インク電磁バルブ７、廃インク吸引ポンプ８の廃インク固着による不具合を防止することができる。
【００６５】
この洗浄モードによれば、洗浄液流路１２が廃インク流路６に接続されている箇所より上流側に対しても洗浄液による洗浄を行うことができるし、一定時間洗浄液が貯められることになるので、付着したインクを再溶解して排出することも可能である。さらに、インクジェットヘッド２のメンテナンスタイミングと合わせる必要は無く、例えば装置の稼動を一定期間停止する際に行えばよく、停止中における廃インク流路６、廃インク電磁バルブ７、廃インク吸引ポンプ８の付着インクによる固着を防止することができる。
【００６６】
なお、上記各動作のモードにおいて、説明したようなシリアル的な処理ではなく、例えば廃インク電磁バルブ７と洗浄液電磁バルブ１０とを同時に開閉するなど並列処理を行ってもよい。
【００６７】
また、廃インク吸引ポンプ８は、ノズル３から確実にインクを排出するために、大流量のものを用いるもしくは大流量駆動することが望ましく、洗浄液供給ポンプ１１は、洗浄液の流しすぎによる廃インク受け部４からの溢れの懸念をより確実に軽減するために、廃インク吸引ポンプ８に比べて、小流量のものを用いるもしくは小流量駆動することが望ましい。
【００６８】
ここで、第１の洗浄モードで廃インク流路６に直接洗浄液を供給する場合は、第２の洗浄モードで廃インク受け部４に洗浄液を供給する場合に比べて、廃インク受け部４に残った廃インクが一緒に排出されてしまうことにより、洗浄液に廃インクが混ざり洗浄効果が薄れる虞が軽減できる。さらに、第２の洗浄モードと比較して第１の洗浄モードの場合は、外気に晒されている廃インク受け部４に洗浄液を供給しないため、洗浄液が有機溶剤である場合でも、有毒成分が外部に蒸発してしまう危険性がより少なく、人体や周囲環境へ悪影響を与える虞もより少ないという利点もある。
【００６９】
（第３の洗浄モード）
また、乾燥・固化しやすいインクに対しては、洗浄動作は、特にインクジェットヘッド２のメンテナンス直後、メンテナンス動作中またはインク吐出動作中に行うことで特に効果的である。
【００７０】
例えば、図４は、ミストインクなどの乾燥が促進されないように、インク吐出動作または廃インク吸引動作中に洗浄を行うモードを示すフローチャートである。ここで言うインク吐出動作とは、対象物への吐出と同様にインクジェットヘッド自身の能動的な動作によって吐出を行う動作であり、インクジェットヘッドのノズルを良好な常態に保つための保全吐出動作を指す。図２に示す、メンテナンス動作の直後または同時に洗浄を行うモードとほぼ同じであるので、同様のステップについては、同じ符号を付与し説明は省略する。
【００７１】
簡単に言うと、図４に示すように、インク吐出動作を開始する前にまずステップＳ１，Ｓ２を行って、洗浄準備をする。その後、インクの吐出を開始し（図４のステップＳ２１）、同時にステップＳ３，Ｓ４を行って洗浄液を供給して、廃インク流路６、廃インク電磁バルブ７、廃インク吸引ポンプ８の洗浄を行う。これにより、これら箇所でのインクの固着を防止する。所定回数の吐出を終了したらステップＳ２２で吐出を終了したのち、洗浄液の供給、ならびに廃インクの吸引を停止して動作を終了する。これにより、インク固着が生じやすい吐出動作中の廃インク吸引動作においても洗浄液による洗浄を行うことができ、流路へのインク固着を防止することができる。
【００７２】
このように、洗浄液電磁バルブ１０を開き（ステップＳ３またはＳ１５）、洗浄液供給ポンプ１１を駆動する（ステップＳ４またはＳ１６）制御は、廃インクの吸引動作とは独立して行うことができるので、図２、図３のフローに拘らず任意に行うことができる。例えば洗浄液の供給を間欠的に行えば、洗浄液の使用量を抑制しながら廃インク流路の洗浄を行うことができる。
【００７３】
保全吐出動作はインクジェットヘッドから吸引力によってインクを強制的に排出させる動作に比べてインクの使用量が極端に少ない。例えば強制的な排出動作では１回当たり１〜３ｃｃ程度のインクが流れるが、保全吐出動作はたかだか０．０５ｃｃ前後である。したがって、強制的な排出動作だとインク量が多いためその自重によって廃インク流路を流れていくことも可能だが、保全吐出動作ではインク量が少ないため吐出されたインクがそのまま廃インク流路に付着してしまうことが起こる。本洗浄モードによれば、このような場合でも廃インク流路に廃インクを確実に洗浄することができる。
【００７４】
このように、本発明の廃インク流路洗浄機構を用いて、適宜洗浄液の供給／停止、廃液の回収／停止および待ち時間を設定して制御することで、効果的な洗浄が可能となる。図２〜４で示した洗浄方法は特に効果が得られる方法であるが、これらの方法だけに留まらず、廃インク機構を用いて種々の洗浄方法を行うことができる。
【００７５】
〔第２の実施形態：廃インク流路洗浄機構の第２の構成例〕
以上では、一つのメンテナンスユニットに対して洗浄を行う、本発明の廃インク流路洗浄機構の構成例を説明した。但し、上記のように、インクジェットヘッドのメンテナンスユニットとして、インクジェットヘッド２に密着してノズル３を保湿保管するキャップ部、ノズル３に対して接触しながら相対移動することでノズル３を払拭清掃するワイピング部、インクジェットヘッド２のノズル３から予備吐出されたインクを受ける吐出受け部などがある。
【００７６】
ここで、インクジェットヘッド２を保湿保管する際には、ノズル３から排出させたインクを廃インク受け部４に溜めておき、キャップ内部の湿潤状態を保つようにする。また、ノズル３を払拭清掃する際には、ワイピング部をノズル３に対して接触しながら相対移動することでゴームブレードなどのワイピング部材でノズル３に付着されたインクを拭き取る。また、予備吐出とは、インクを塗布しようとする対象物とは異なる試験物に対して、インクの吐出処理をする前に予め吐出状態を確認するため、又はノズル３近傍のインクの状態を整えるために行う試験物に対するインク吐出であり、吐出状態の確認のためには、図示しないカメラや検知センサーが配備される。
【００７７】
通常、インクジェットヘッド２に対しては、上記メンテナンスユニットを全部設置して、必要に応じてそれぞれ異なるメンテナンス動作を行う。そこで、図５では、キャップ部４１（廃インク受け部）、ワイピング部４２（廃インク受け部）、吐出受け部４３（廃インク受け部）を設置し、それぞれに本発明の廃インク流路洗浄機構１’を接続した構成を用いている。キャップ部４１と吐出受け部４３は特に専用のものである必要はなく、例えばキャップ部４１で予備吐出を行っていても良い。なお、図５においても、実線で示した部分が本発明の廃インク流路洗浄機構１’となる。
【００７８】
なお、各メンテナンスユニットでメンテナンスする際には、各部とインクジェットヘッド２が対向するよう、図示しない自動ステージ等で相対的に移動させればよい。
【００７９】
図５に示すように、キャップ部４１、ワイピング部４２、吐出受け部４３には、それぞれ廃インク電磁バルブ７１、７２、７３が備えられており、これら廃インク電磁バルブ７１、７２、７３は廃インク流路６を通じて廃インク吸引ポンプ８を経由して廃インクタンク５に接続されている。また廃インク流路６には洗浄液流路１２が配管されており、それぞれ洗浄液電磁弁１０１、１０２、１０３と洗浄液供給ポンプ１１を通じて洗浄液タンク９に繋がっている。つまり、図５では、廃インク流路洗浄機構を、インクジェットヘッド２のメンテナンスを行う各ユニットに搭載した例を示している。また、図面には示していないが、上記のような各メンテナンスユニットに搭載された廃インク流路洗浄機構のそれぞれは、コントローラにて個別に制御できる。
【００８０】
すなわち、図５に示す構成では、キャップ部４１用、ワイピング部４２用、又は吐出受け部４３用の廃インク流路制御機構を個別に見た場合、その構成および配置は図１に示すものと実質的な相違はない。ただし、キャップ部４１、ワイピング部４２、および吐出受け部４３に対して共通（一つ）の廃インク吸引ポンプ８および廃インクタンク５を備え、各部からの洗浄廃液が、廃インク電磁バルブ７１と廃インク吸引ポンプ８との間における廃インク流路６において合流するように構成される。
【００８１】
各メンテナンスユニットでインクジェットヘッド２のメンテナンスを行う際に、廃インク流路６に洗浄液を供給することで各部材に付着した廃インクを廃インクタンク５へ排出することができ、廃インク流路６、廃インク電磁バルブ７１、７２、７３、廃インク吸引ポンプ８の廃インク固着による不具合を防止することができる。
【００８２】
〔第３の実施形態：廃インク流路洗浄機構の第３の構成例〕
図６はインクジェットヘッドに適用される廃インク流路洗浄機構の他の構成例を示した図である。図６において、実線で示した部分が本発明の廃インク流路洗浄機構１”となる。
【００８３】
図６に示す構成において、インクタンク１３からインク流路１４を通じて供給されるインクを、インク供給ポート１５を介してインクジェットヘッド２の内部に溜める。また、廃インク流路洗浄機構１”は、インクジェットヘッド２の内部のインクを、ノズル３を介さず、廃インクポート１６から排出させる構成を有している。すなわち、廃インクポート１６は、インクジェットヘッド２のノズル３が設置される部分以外の位置に設けられ、廃インク電磁バルブ７４、廃インク吸引ポンプ８を介在させた廃インク流路６によって廃インクタンク５に繋がっている。したがって、本実施形態において、インクジェットヘッド２での廃インクポート１６の接続部分が、廃インク吸引ポンプ８にて廃インク受け部中の廃インクを吸引するために用いられる吸引口となっている。
【００８４】
インクジェットヘッド２内のインクは、廃インクポート１６から排出され、廃インク流路６および廃インク流路６上に設けられた廃インク電磁バルブ７４、廃インク吸引ポンプ８を経由して廃インクタンク５に回収される。廃インクポート１６からインク排出を行う際に、廃インク流路６に洗浄液を供給することで各部材に付着した廃インクを廃インクタンク５へ排出することができ、廃インク流路６、廃インク吸引ポンプ８の廃インク固着による不具合を防止することができる。
【００８５】
ノズル３を介さず廃インクポート１６からインクを排出する上記構成は、例えば交換等でインクジェットヘッド２内のインクを抜く場合、およびインクジェットヘッド２内に混入しているダストを排出する目的で廃インクポート１６からインクを排出する場合等に適用される。
【００８６】
ここで、洗浄液流路１２は、廃インク吸引ポンプ８と廃インク電磁バルブ７４との間の廃インク流路６に配管させているが、これは、廃インク電磁バルブ７４でインクジェットヘッド２と洗浄液流路１２とを遮断するためである。つまり、廃インク電磁バルブ７４から廃インクポート１６側の流路はインクジェットヘッド２内部と連通しており、常時インクで満たされているため廃インクの乾燥、固化の心配はなく、廃インク流路６および廃インク吸引ポンプ８への付着インクの洗浄ができればよい。
【００８７】
（廃インク流路洗浄機構の効果）
以下、図７を参照しながら、上記実施形態に係る廃インク流路洗浄機構の効果を説明する。ここでは、特に効果が大きい吐出受け部４３に対してインクジェットヘッド２のノズル３からインクを吐出した場合について説明する。吐出されたインクは、一滴が数ピコリットルと微量であるため、吐出受け部４３に到達するまでにミスト状になって舞い上がってしまう。このインクミストはノズル３に付着することもあり、そのままにしておくとノズル３で乾燥し固着してしまうこともある。
【００８８】
そこで、インク吐出動作中には、廃液回収と吐出インクを舞い上がらせないこととを目的として、廃インク電磁バルブ７を開き、ならびに廃インク吸引ポンプ８を駆動する吸引動作を行いながらインク吐出することが有効である。
【００８９】
ここで、従来のインク吐出動作中の廃インク流路６’の様子を模式的に示すと図４（ａ）のようである。吐出されたミスト状のインクは廃インク流路６’の内壁、廃インク電磁バルブ７’の接液部や廃インク吸引ポンプ８’の接液部に付着しながら廃インクタンク５’へ流れていく。インク吐出動作中は、吸引する廃インク量に比べて、吸引動作によって同時に吸引されるエア量が大きい。そのため、吸引動作そのものが内壁や接液部に付着したミストインクの乾燥を促進させてしまい、これが繰り返されることで大きな付着インク１７’になってしまう。
【００９０】
噛み砕いて説明すると、接着剤を被接着物に塗布したあと、息を吹きかけて乾燥（密着）を促進させるようなことが起こっている。この付着インク１７’が上記内壁や上記接液部でさらに乾燥して固着してしまうことによる不具合については上述の通りである。特に廃インク電磁バルブ７’、廃インク吸引ポンプ８’の接液部はバルブ開閉部やポンプ押し付け部など構造上流路が狭くなっている箇所があるため、ここでの付着インクの固着は不具合に繋がりやすい。
【００９１】
一方、図４（ｂ）は本発明の様子を模式的に示し、基本的には図１に示す廃インク流路洗浄機構と同様の構成である。インク吐出動作中もしくはインク吐出動作の終了直後に、廃インク流路に対して洗浄液を供給して廃インクタンク５へ洗浄廃液を排出する。これによって、上記内壁や上記接液部に付着したミストインクが乾燥、固着してしまう前に洗浄し、廃インクタンク５に流すことができるので、固着による流路詰まりあるいはそれに起因するインクジェットヘッドのメンテナンス不良を未然に防ぐことができる。
【００９２】
以上説明してきたように、本発明によれば、廃液流路（廃インク流路６）、廃液流路開閉装置（廃インク電磁バルブ７）、廃液吸引装置（廃インク吸引ポンプ８）に付着した廃液（廃インク）を効果的に除去することができる。特に、廃液の吸引と洗浄液の供給を完全に独立して制御することができるので、廃液受け部（廃インク受け部４）を含めた廃液流路の上方の洗浄が可能になるし、洗浄液供給を間欠的に行うことで洗浄液使用量を削減することも可能になる。また、メンテナンス動作あるいは液体吐出動作中にも洗浄動作を同時に行うことができる。
【００９３】
また、一時的に廃液流路内に洗浄液を貯めて、その後流すような動作を行えば、流路内に付着した廃液をより効果的に除去することもできる。したがって、上記各部の廃液固着による不具合を防止することができ、廃液が固着することによる、液体ジェットヘッドのメンテナンス動作不良が阻止でき、良好な液体吐出を持続することができる。
【００９４】
さらに、清掃が非常に不便な廃液流路の廃液固着を抑止できるので、固着発生による装置の停止時間を大幅に削減することができ、装置の効率的稼動が実現できる。したがって、電子デバイス用途の特殊な液体を用いた場合でも、故障頻度を小さくできる信頼性の高い液体噴射装置を実現でき、塗布装置の応用展開を広く拡大することができる。
【００９５】
本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能である。すなわち、請求項に示した範囲で適宜変更した技術的手段を組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
【産業上の利用可能性】
【００９６】
本発明は、液体噴射ヘッドを用いた塗布装置に適用できる。
【符号の説明】
【００９７】
１、１’、１” 廃インク流路洗浄機構（廃液流路洗浄機構）
２ インクジェットヘッド（液体噴射ヘッド）
３ ノズル
４ 廃インク受け部（廃液受け部）
５ 廃インクタンク
６ 廃インク流路（廃液流路）
７ 廃インク電磁バルブ（廃液制御ユニット）
８ 廃インク吸引ポンプ（廃液吸引ポンプ、廃液制御ユニット）
９ 洗浄液タンク
１０ 洗浄液電磁バルブ（洗浄液制御ユニット）
１１ 洗浄液供給ポンプ（洗浄液制御ユニット）
１２ 洗浄液流路
１８ コントローラ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体噴射ヘッドから排出される廃液を受ける廃液受け部と、
一端が上記廃液受け部に接続され、当該廃液受け部が受けた廃液を廃液受け部の外に排出する廃液流路と、
上記廃液流路に設けられて当該廃液流路での液体の流れを制御する廃液制御ユニットと、
上記廃液受け部と上記廃液制御ユニットとの間における廃液流路に接続され、当該廃液流路に洗浄液を供給する洗浄液流路と、
上記洗浄液流路に設けられて当該洗浄液流路での洗浄液の流れを制御する洗浄液制御ユニットと、
上記廃液制御ユニットおよび上記洗浄液制御ユニットをそれぞれ独立して制御するコントローラと、を備えている、ことを特徴とする廃液流路洗浄機構。
【請求項２】
上記廃液制御ユニットは、廃液吸引ポンプを備えており、上記洗浄液制御ユニットは、洗浄液供給ポンプを備えており、上記コントローラは、上記廃液流路を洗浄する際に、上記廃液吸引ポンプの単位時間流量が上記洗浄液供給ポンプの単位時間流量より大きくなるように制御を行うことを特徴とする請求項１に記載の廃液流路洗浄機構。
【請求項３】
上記廃液受け部が、液体噴射ヘッドから吐出される液体を受けるものであることを特徴とする請求項１または２に記載の廃液流路洗浄機構。
【請求項４】
上記液体噴射ヘッドがインクジェットヘッドであり、上記廃液が廃インクであることを特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載の廃液流路洗浄機構。
【請求項５】
請求項１〜４の何れか一項に記載の廃液流路洗浄機構を備えたことを特徴とする液体噴射装置。
【請求項６】
請求項１に記載の廃液流路洗浄機構における廃液流路洗浄方法であって、
廃液制御ユニットにより廃液を廃液受け部から排出する最中または排出した後に、洗浄液制御ユニットにより廃液流路に洗浄液を供給して、廃液流路および廃液制御ユニットを洗浄するように、コントローラが上記廃液制御ユニットおよび洗浄液制御ユニットの動作を制御する、ことを特徴とする廃液流路洗浄方法。
【請求項７】
上記廃液制御ユニットは、廃液吸引ポンプを備えており、上記洗浄液制御ユニットは、洗浄液供給ポンプを備えており、上記廃液制御ユニットと上記洗浄液制御ユニットとを同時に動作させる場合、上記廃液吸引ポンプの単位時間流量が上記洗浄液供給ポンプの単位時間流量より大きくなるように、上記コントローラが当該廃液吸引ポンプおよび洗浄液供給ポンプの動作を制御することを特徴とする請求項６に記載の廃液流路洗浄方法。
【請求項８】
上記廃液制御ユニットは廃液吸引ポンプおよび電磁バルブを備え、
上記電磁バルブを閉じた状態で、上記洗浄液制御ユニットにより洗浄液を廃液流路に供給して当該洗浄液を廃液流路内に溜め、その後上記電磁バルブを開いて、廃液流路内に溜まった上記洗浄液を排出するように、上記コントローラが廃液制御ユニットおよび洗浄液制御ユニットの動作を制御することを特徴とする請求項６に記載の廃液流路洗浄方法。
【請求項９】
上記廃液制御ユニットは廃液吸引ポンプを備え、
上記廃液吸引ポンプを用いて液体噴射ヘッドから廃液受け部に対して廃液を排出する最中に、上記洗浄液を上記廃液流路に間欠的に供給するように、上記コントローラが廃液制御ユニットおよび洗浄液制御ユニットの動作を制御することを特徴とする請求項６に記載の廃液流路洗浄方法。
【請求項１】
液体噴射ヘッドから排出される廃液を受ける廃液受け部と、
一端が上記廃液受け部に接続され、当該廃液受け部が受けた廃液を廃液受け部の外に排出する廃液流路と、
上記廃液流路に設けられて当該廃液流路での液体の流れを制御する廃液制御ユニットと、
上記廃液受け部と上記廃液制御ユニットとの間における廃液流路に接続され、当該廃液流路に洗浄液を供給する洗浄液流路と、
上記洗浄液流路に設けられて当該洗浄液流路での洗浄液の流れを制御する洗浄液制御ユニットと、
上記廃液制御ユニットおよび上記洗浄液制御ユニットをそれぞれ独立して制御するコントローラと、を備えている、ことを特徴とする廃液流路洗浄機構。
【請求項２】
上記廃液制御ユニットは、廃液吸引ポンプを備えており、上記洗浄液制御ユニットは、洗浄液供給ポンプを備えており、上記コントローラは、上記廃液流路を洗浄する際に、上記廃液吸引ポンプの単位時間流量が上記洗浄液供給ポンプの単位時間流量より大きくなるように制御を行うことを特徴とする請求項１に記載の廃液流路洗浄機構。
【請求項３】
上記廃液受け部が、液体噴射ヘッドから吐出される液体を受けるものであることを特徴とする請求項１または２に記載の廃液流路洗浄機構。
【請求項４】
上記液体噴射ヘッドがインクジェットヘッドであり、上記廃液が廃インクであることを特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載の廃液流路洗浄機構。
【請求項５】
請求項１〜４の何れか一項に記載の廃液流路洗浄機構を備えたことを特徴とする液体噴射装置。
【請求項６】
請求項１に記載の廃液流路洗浄機構における廃液流路洗浄方法であって、
廃液制御ユニットにより廃液を廃液受け部から排出する最中または排出した後に、洗浄液制御ユニットにより廃液流路に洗浄液を供給して、廃液流路および廃液制御ユニットを洗浄するように、コントローラが上記廃液制御ユニットおよび洗浄液制御ユニットの動作を制御する、ことを特徴とする廃液流路洗浄方法。
【請求項７】
上記廃液制御ユニットは、廃液吸引ポンプを備えており、上記洗浄液制御ユニットは、洗浄液供給ポンプを備えており、上記廃液制御ユニットと上記洗浄液制御ユニットとを同時に動作させる場合、上記廃液吸引ポンプの単位時間流量が上記洗浄液供給ポンプの単位時間流量より大きくなるように、上記コントローラが当該廃液吸引ポンプおよび洗浄液供給ポンプの動作を制御することを特徴とする請求項６に記載の廃液流路洗浄方法。
【請求項８】
上記廃液制御ユニットは廃液吸引ポンプおよび電磁バルブを備え、
上記電磁バルブを閉じた状態で、上記洗浄液制御ユニットにより洗浄液を廃液流路に供給して当該洗浄液を廃液流路内に溜め、その後上記電磁バルブを開いて、廃液流路内に溜まった上記洗浄液を排出するように、上記コントローラが廃液制御ユニットおよび洗浄液制御ユニットの動作を制御することを特徴とする請求項６に記載の廃液流路洗浄方法。
【請求項９】
上記廃液制御ユニットは廃液吸引ポンプを備え、
上記廃液吸引ポンプを用いて液体噴射ヘッドから廃液受け部に対して廃液を排出する最中に、上記洗浄液を上記廃液流路に間欠的に供給するように、上記コントローラが廃液制御ユニットおよび洗浄液制御ユニットの動作を制御することを特徴とする請求項６に記載の廃液流路洗浄方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１２−３０５４５（Ｐ２０１２−３０５４５Ａ）
【公開日】平成２４年２月１６日（２０１２．２．１６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１７３５７９（Ｐ２０１０−１７３５７９）
【出願日】平成２２年８月２日（２０１０．８．２）
【出願人】（０００００５０４９）シャープ株式会社 (33,933)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年２月１６日（２０１２．２．１６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年８月２日（２０１０．８．２）
【出願人】（０００００５０４９）シャープ株式会社 (33,933)
【Ｆターム（参考）】
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