JP2022017111A - インクジェットヘッド内部の流路の洗浄方法、インクジェットヘッド、洗浄装置および画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】インクジェットヘッドへの欠ノズルの発生や、インクの着弾位置精度の低下を解消することができる、インクジェットヘッド内部の流路の洗浄方法を提供すること【解決手段】上記洗浄方法は、インクジェットヘッド内部の流路に、洗浄液を導入する工程と、前記インクジェットヘッド内部の前記流路に、気体を導入する工程と、を有し、前記流路に導入された前記洗浄液の中で、前記気体からなる気泡を生成する、ことを特徴とする。【選択図】図８

Description

本発明は、インクジェットヘッド内部の流路の洗浄方法、洗浄装置および画像形成装置に関する。

従来、産業用印刷機に用いられるインクジェットヘッドは、印刷物の大量生産を行うため、長時間インクを吐出することが求められている。

産業用印刷機に用いられるインクやニスは、プリンターに用いられるインクに比べて粘度が高く、インクジェットヘッド内部の流路に滞留しやすい。またこれらのインクおよびニスは固形分を多く含む。そのため、特に長時間インクやニスを吐出するときには、上記滞留により析出した固形分が流路壁面に付着しやすい。そして、析出して固着した固形分により、インクジェットヘッド内部の流路や吐出部の目詰まりが起こりやすくなる。上記目詰まりは、欠ノズル（ノズルからインクやニスを吐出できなくなること）による画像の色ムラ、濃度ムラや、インクやニスの液滴の飛行曲がりにより着弾位置の精度が低下することによる混色などの原因となる、といった問題がある。特に、上記滞留による吐出不良が生じやすい。

流路内や吐出口の目詰まりを解消する手段として、インクやニスのから打ちをする方法（印刷時以外にインクやニスを吐出する方法）がある。しかし、から打ちは、時間がかかり、インクやニスの消費を伴う上に、付着物の除去効率が低いという問題がある。このため、インクジェットヘッド内部の流路や吐出部の目詰まりを抑制する洗浄方法の一つとして、気泡を含有した洗浄液による、インクジェットヘッド内部の流路の洗浄方法の有効性が報告されている。

インクジェットヘッド内部の流路や吐出部の、気泡を含有した洗浄液による洗浄方法には様々な方法が存在する。

例えば、特許文献１には、プリントヘッドおよびインク供給チューブの洗浄を行う洗浄ユニットが記載されている。特許文献１によれば、洗浄液と気体とを混合して気液二相剤を生成させ、プリントヘッドおよびインク供給チューブに気液二相剤を供給することで、洗浄液中の気泡が互いにぶつかり合い、液流れを乱れさせるため、洗浄性能が向上するとされている。

特許文献２には、気泡を混入させた洗浄液を用いて液滴吐出装置内を洗浄する、洗浄方法が記載されている。特許文献２によれば、気泡を洗浄液に混入させる際、気泡径を調整し、気泡を微細化させることで、洗浄性能が向上するとされている。

特許文献３には、液滴吐出部を洗浄液に浸漬させて洗浄する洗浄手段等を備えた液滴吐出部のクリーニング装置が記載されている。特許文献３によれば、液滴吐出部が浸漬された洗浄液に、熱エネルギーを供給することで、微細気泡が生成し、洗浄を行うことができるとされている。

特開２０１２－１０３３８９号公報 特開２０１０－２２８２９７号公報 特開２０１６－１６５５０号公報

特許文献１～３のようにインクジェット内部の洗浄方法が知られている。

しかしながら、本発明者らの知見によると、特許文献１～特許文献３に記載の方法でインクジェットヘッドを洗浄しても、まだ欠ノズルの発生や、インクの着弾位置精度の低下は、解消されなかった。

本発明は上記の事情に鑑みて成されたものであり、インクジェットヘッドへの欠ノズルの発生や、インクの着弾位置精度の低下を解消することができる、インクジェットヘッド内部の流路の洗浄方法および洗浄装置、ならびに当該洗浄装置を備えた画像形成装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するための本発明の一実施形態に関するインクジェット内部の洗浄方法は、前記インクジェットヘッド内部の流路に、洗浄液を導入する工程と、前記インクジェットヘッド内部の前記流路に、気体を導入する工程と、を有し、前記流路に導入された前記洗浄液の中で、前記気体からなる気泡を生成する、ことを特徴とする、インクジェットヘッド内部の流路の洗浄方法である。

インクジェットヘッド内部の流路に、洗浄液および気体を導入して、前記流路を洗浄可能なインクジェットヘッドであって、前記気体を導入する導入口に、前記気体を微細化させる多孔体が配置されている、インクジェットヘッドである。

また、上記課題を解決するための本発明の一実施形態に関する洗浄装置は、インクジェットヘッドを有する画像形成装置に搭載可能な洗浄装置であって、前記インクジェットヘッド内部の流路に洗浄液を導入する洗浄液導入部と、前記インクジェットヘッド内部の流路に気体を導入する気体導入部と、前記流路に導入された前記洗浄液の中で、前記気体からなる気泡を生成する気泡生成部と、を有することを特徴とする、洗浄装置である。

また、上記課題を解決するための本発明の一実施形態に関する画像形成装置は、インクジェットヘッドと上記洗浄装置とを備えた画像形成装置である。

本発明によりインクジェットヘッド内部におけるインクまたはニスの残存量を低減し、インクの吐出不良を生じにくくすることができる、インクジェット内部の流路の洗浄方法および洗浄装置、ならびに当該洗浄装置を備えた画像形成装置が提供される。

図１は、実施の形態１の画像形成装置の構成を示す模式図である。 図２は、実施の形態１のインクジェットヘッドの概要を示す分解斜視図である。 図３は、実施の形態１のインクジェットヘッドが有するヘッドチップの概要を示す、図２における線Ａ－Ａに沿った断面図である。 図４は、実施の形態１のインクジェットヘッドが有するヘッドチップの概要を示す、図２における線Ｂ－Ｂに沿った断面図である。 図５は、実施の形態１の画像形成装置におけるインクジェットヘッドの近傍の構成を示す上面図である。 図６は、画像形成装置の主要な機能構成を示すブロック図である。 図７は、エアレーション洗浄メカニズムを示す模式図である。 図８は、本実施形態における洗浄方法の例示的なフローチャートである。 図９は、実施の形態２の画像形成装置の構成を示す模式図である。 図１０は、実施の形態２のインクジェットヘッドの概要を示す分解斜視図である。

以下、本発明の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。なお、各図において共通の部材には、同一の符号を付している。また、本発明は、以下の形態に限定されるものではない。

１．実施の形態１
図１は、実施の形態１に関する画像形成装置の構成を示す模式図である。

１－１．画像形成装置
画像形成装置１００は、図１に示すように、インクジェットヘッド１１０と、搬送装置１２０と、活性線を照射可能な照射装置１３０と、インク供給装置１４０と、インクタンク１５０と、インク流路１６０と、洗浄液貯留槽１７０と、気体貯留槽１８０とを有している。

インクジェットヘッド１１０は、インク液滴を被印刷物である用紙などの被印刷媒体Ｍに射出するための複数のノズルを有する。たとえば、インクジェットヘッド１１０は、色の異なる複数種のインクがそれぞれ特定のノズルに供給されるように構成される。インクジェットヘッド１１０は、たとえば、画像を形成すべき被印刷媒体Ｍの搬送方向Ｘを横切る方向に走査自在に配置されている。

本実施形態において、インクジェットヘッド１１０は、顔料、顔料分散剤および反応性モノマーを含有する、活性線硬化型のインクジェットインク（以下、単に「インク」または「活性線硬化型のインク」というときは、上記活性線硬化型のインクジェットインクを意味する。）を射出する。上記インクは、ゲル化剤を含有し、温度変化によって可逆的にゾルゲル相転移するインクであってもよい。また、インクジェットヘッド１１０は、スキャン式のインクジェットヘッドであってもよいし、ライン式のインクジェットヘッドであってもよい。

搬送装置１２０は、インクジェットヘッド１１０に対して被印刷媒体Ｍを搬送するための装置である。搬送装置１２０は、たとえば、ベルトコンベア１２１と、回転自在な送りローラー１２２とを備える。ベルトコンベア１２１は、回転自在なプーリー１２３ａ、１２３ｂと、これらのプーリー１２３ａ、１２３ｂに張設されている無端状のベルト１２４と、から構成される。送りローラー１２２は、被印刷媒体Ｍの搬送方向Ｘにおける上流側のプーリー１２３ａに対向する位置に、ベルト１２４と被印刷媒体Ｍを挟持してベルト１２４上に被印刷媒体Ｍを送り出すように配置されている。

照射装置１３０は、搬送装置１２０の下流側に配置され、インクジェットヘッドから射出されて被印刷媒体Ｍに付着したインクに、活性線を照射する。照射装置１３０は、活性線の照射によりインクが含有する反応性モノマーを反応（重合）させ、インクが硬化してなる硬化膜を被印刷媒体Ｍの表面に形成する。照射装置１３０が照射する活性線は、紫外線（ＵＶ）や電子線（ＥＶ）などとすることができる。

インク供給装置１４０は、インクジェットヘッド１１０と一体的に配置されている。インク供給装置１４０は、インクの種類ごとに配置されている。たとえば、Ｙ（イエロー）、Ｍ（マゼンタ）、Ｃ（シアン）およびＫ（ブラック）の４色のインクを用いるときは、インク供給装置１４０は、インクジェットヘッド１１０に四つ配置される。

各インク供給装置１４０は、インク流路１６０と、弁１６１およびメイン流路１６２と、を介して、インク貯留槽１５０内のインクを供給される。また、各インク供給装置１４０は、メイン流路１６２を介してインクジェットヘッド１１０の後述する共通インク室と連通し、各色のインクを所望の共通インク室のインク供給口へ供給可能に接続されている。

なお、インクジェットヘッド１１０は、上記のインク流路１６０から分岐するバイパス流路１６３によってインク貯留槽１５０にも接続されている。メイン流路１６２とバイパス流路１６３との分岐点には、これらインク流路１６０およびバイパス流路１６３の一方または両方にインクの流路を切換、設定可能な弁１６１が配置されている。インク流路１６０、メイン流路１６２、およびバイパス流路１６３は、たとえばいずれも可撓性を有するチューブである。弁１６１は、たとえば三方弁である。

循環流路１６４は、後述するインクジェットヘッドのインク排出口２ｂから排出される液体をインク流路１６０に戻すための経路である。循環流路１６４と、後述する気体流路１８２との合流点には、インクジェットヘッド１１０からのインクの排出、またはインクジェットヘッド１１０への気体の供給、のどちらか一方を行えるように切替、設定可能な弁１８３が設置されており、インク排出時および洗浄時それぞれに対応して使い分けることができる。循環流路１６４は、たとえば可撓性を有するチューブである。弁１８３は、たとえば三方弁である。

インク貯留槽１５０は、インクジェットヘッド１１０に供給されるべきインクを収容するための貯留槽であり、インク供給ポンプ１５１によってインクジェットヘッドへインクを供給する。インク貯留槽１５０は、インクジェットヘッド１１０とは分離して配置されている。インク貯留槽１５０は、たとえば、不図示の撹拌装置を有している。インク貯留槽１５０は、画像形成装置１００の画像形成性能や大きさなどに応じて適宜に決めることが可能である。たとえば、画像形成装置の画像形成速度が１～３ｍ^２／分である場合、インクタンク１５０の容量は、たとえば１Ｌである。

１－１－１．インクジェットヘッド
図２は、上述した画像形成装置１００に用いられるインクジェットヘッド１１０の概要を示す分解斜視図である。図２に示すように、インクジェットヘッド１１０は、共通インク室２と、保持部３と、ヘッドチップ４と、フレキシブル配線基板５と、を有している。

共通インク室２は、中空の略直方体状に形成されており、保持部３と対向する一面が開口している。共通インク室２の上記開口と対向する一面には、インク供給装置１４０のインクを供給するためのインク供給口２ａと、インクをインク供給装置１２０に排出するためのインク排出口２ｂが設けられている。インク排出口２ｂには後述する多孔体２ｃが設けられている。共通インク室２は、内部にフィルターを備え、上記フィルターによりインク供給口２ａから供給されたインクから異物を取り除くと共に、インク内に含有する気泡を細かく破砕する。

保持部３は、略中央に開口部３ａを有する略平板状に形成されており、共通インク室２の上記開口を覆うように配置されている。これにより、保持部３の一方の面には、開口部３ａを覆うようにして共通インク室２が接続される。また、保持部３の他方の面には、開口部３ａを覆うようにしてヘッドチップ４が接続される。保持部３は、開口部３ａを介して、共通インク室２とヘッドチップ４とを連通させる。

保持部３の外周部には、挿通孔３ｂが設けられている。挿通孔３ｂには、フレキシブル配線基板５が挿通される。フレキシブル配線基板５は、その一方の端部が、後述するヘッドチップ４の配線基板５０に接続される。また、フレキシブル配線基板５は、その他方の端部が、保持部３に設けた挿通孔３ｂを保持部３の他方の面から挿通して、共通インク室２側に引き出される。

図３は、上述したインクジェットヘッド１１０が有するヘッドチップ４の概要を示す、図２における線Ａ－Ａに沿った断面図であり、図４は、上述したインクジェットヘッド１１０が有するヘッドチップ４の概要を示す、図２における線Ｂ－Ｂに沿った断面図である。

ヘッドチップ４は、ノズルプレート１０と、中間プレート２０と、圧力室形成プレート３０と、駆動プレート４０と、配線基板５０とを有している。また、ヘッドチップ４は、インクの吐出面側から、ノズルプレート１０、中間プレート２０、圧力室形成プレート３０、駆動プレート４０、配線基板５０の順に積層されている。

ノズルプレート１０には、複数のノズル孔１１が形成されている。ノズル孔１１は、ノズルプレート１０の一面から他面にかけて貫通している。このノズル孔１１は、吐出口となる先端側が小径となるように絞り込まれた断面形状を有し、共通インク室２から供給されたインクを吐出口から外部に吐出する。また、ノズル孔１１は、ノズルプレート１０に複数（例えば、５００～２０００個）設けられ、マトリックス状に配置されている。このノズル孔１１は、ノズルプレート１０に積層される中間プレート２０を介して圧力室形成プレート３０に形成された圧力室３１と連通する。

中間プレート２０は、ノズルプレート１０と、圧力室形成プレート３０との間に配置される。中間プレート２０には、ノズル孔１１と後述する圧力室形成プレート３０に設けた圧力室３１とを連通する第１連通孔２１が設けられている。この第１連通孔２１は、ノズルプレート１０のノズル孔１１と対応する位置に設けられ、中間プレート２０の一面から他面にかけて貫通している。

圧力室形成プレート３０は、複数の圧力室３１と、振動板３２とを有している。圧力室３１は、ノズルプレート１０のノズル孔１１および中間プレート２０の第１連通孔２１と対応する位置に設けられている。また、圧力室３１は、圧力室形成プレート３０の一面から他面にかけて貫通している。圧力室３１は、その体積変動によって、ノズル孔１１から吐出されるインクに吐出圧力を付与する。また、複数の圧力室３１の間には、隔壁３３が形成されている。

振動板３２は、圧力室３１が有する中間プレート２０とは反対側の開口を覆うように配置されている。振動板３２には、圧力室３１と連通する第２連通孔３４が設けられている。振動板３２における圧力室３１側の一面と反対側の一面には、駆動プレート４０が配置されている。

駆動プレート４０は、空間部４１と、第２連通孔３４と連通する第３連通孔４２とを有している。空間部４１は、振動板３２を間に挟んで圧力室３１と対向する位置に配置されている。空間部４１には、アクチュエータ６０が収容されている。

アクチュエータ６０は、圧電素子６１と、第１電極６２と、第２電極６３とを有している。第１電極６２は、振動板３２の一面に積層されている。なお、第１電極６２と振動板３２との間には、絶縁層が配置されていてもよい。圧電素子６１は、第１電極６２に積層されて、振動板３２および第１電極６２を間に挟んで圧力室３１と対向する位置に、圧力室３１毎（チャネル毎）に配置される。

圧電素子６１は、電圧が印加されることによって変形する材料で構成されており、例えば、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）などの強誘電体材料で構成されている。また、圧電素子６１における第１電極６２とは反対側の面には、第２電極６３が積層されている。第２電極６３は、バンプ６４を介して後述する配線基板５０に設けられた配線層５１と接続される。圧電素子６１の膜厚は、たとえば１０μｍ以下である。

配線基板５０は、配線層５１と、配線層５１が一面に形成されたシリコン層５２とを有している。配線層５１は、第２電極６３に設けたバンプ６４と、半田５１ａを介して接続される。また、配線層５１の外縁部は、フレキシブル配線基板５に接続される。さらに、配線層５１における駆動プレート４０と反対側の一面には、シリコン層５２が配置される。シリコン層５２は、保持部３に接合される。

また、配線基板５０には、配線層５１およびシリコン層５２を貫通する第４連通孔５３が設けられている。この第４連通孔５３は、駆動プレート４０の第３連通孔４２と、保持部３の開口部３ａを介して共通インク室２と連通する。

本実施形態では、互いに連通された配線基板５０の第４連通孔５３、駆動プレート４０の第３連通孔４２、および振動板３２の第２連通孔３４により、共通インク室２内のインクを圧力室３１に供給する流路となるインレットが構成される。インレットは、共通インク室２から圧力室３１に流入されるインクの流路抵抗（流量）を絞る役割を担う。また、互いに連通された中間プレート２０の第１連通孔２１およびノズルプレート１０のノズル孔１１により、圧力室３１内のインクを記録媒体Ｍに向けて吐出するためのアウトレットが構成される。

かかる構成を備えたインクジェットヘッド１１０では、共通インク室２に収容されたインクは、インレット（すなわち第４連通孔５３、第３連通孔４２および第２連通孔３４）を通過して、圧力室３１に流れ込む。そして、第１電極６２と第２電極６３との間に電圧が印加されることで、圧電素子６１が作動して変形（振動）すると共に圧電素子６１の変形に伴い、振動板３２が変形（振動）する。この振動板３２が変形（振動）することで、圧力室３１内にインクを吐出するための圧力が発生する。かかる圧力の発生により、圧力室３１内のインクは、アウトレット（すなわち第１連通孔２１およびノズル孔１１）に押し出され、ノズル孔１１の先端（ノズル開口）から記録媒体Ｍに向けて吐出される。

本発明における、「インクジェットヘッド内部の流路」とは、上記インクジェットヘッド１１０における、共通インク室２からノズル孔１１の先端（インク吐出口）に至るまでの、インクが通る流路の総称である。ノズル孔１１の吐出口径は、インクジェットヘッド内部の流路径よりも小さい。

１－１－２．洗浄装置
画像形成装置１００は、洗浄液貯留槽１７０と洗浄液流路ポンプ１７１と洗浄液流路１７２と、を含む洗浄液導入部と、気体貯留槽１８０と気体流路ポンプ１８１と気体流路１８２と、を含む気体導入部と、多孔体２ｃとインクジェットヘッド１１０の共通インク室２と、を含む気泡生成部と、を有する洗浄装置１９０が搭載されている。

洗浄液貯留槽１７０は、インクジェットヘッド１１０に供給される洗浄液を収容するための貯留槽である。洗浄液貯留槽１７０は、インクジェットヘッド１１０とは分離して配置されている。インクジェットヘッド１１０内部の流路を洗浄する際、洗浄液は洗浄液貯留槽１７０から洗浄液流路ポンプ１７１によって、洗浄液流路１７２と、インク流路１６０と、メイン流路１６２またはバイパス流路１６３と、を通じて、インクジェットヘッド１１０のインク供給口２ａに供給される。なお、洗浄液流路１７２とインク流路１６０との合流点には、インクおよび洗浄液のどちらか一方をインクジェットヘッド１１０に供給できるように切替、設定可能な弁１７３が設置されており、インク供給時および洗浄時それぞれに対応して使い分けることができる。そして、インクジェットヘッド内部の圧力を圧力計１６５で計測することができる。洗浄液流路１７２は、たとえば可撓性を有するチューブである。弁１７３は、たとえば三方弁である。

洗浄液貯留槽１７０の外周には温度調整装置１７４が設置されている。温度調整装置１７４は、洗浄液貯留槽１７０に貯留されている洗浄液の温度を、所定の温度に調整している。なお、画像形成装置は、インクジェットヘッド１１０を加熱等することによって、洗浄液の温度を調整してもよい。

気体貯留槽１８０は、インクジェットヘッド１１０に供給される気体を収容するための貯留槽である。気体貯留槽１８０は、インクジェットヘッド１１０とは分離して配置されている。インクジェットヘッド１１０内部の流路を洗浄する際、気体は気体貯留槽１８０から気体流路ポンプ１８１によって、気体流路１８２を通じて、インクジェットヘッド１１０のインク排出口２ｂに供給される。インク排出口２ｂには、多孔体２ｃが取り付けられている。多孔体２ｃが取り付けられていることで、上記洗浄液中で生成する気泡を微細化させることができる。多孔体２ｃは、生成したい気泡の大きさに応じて、空孔径が異なるものに取り替えることができる。気体流路１８２は、たとえば可撓性を有するチューブである。

多孔体２ｃは、気体貯留槽１８０から供給された気体が、多孔体２ｃを通過してインクジェットヘッド１１０の内部（共通インク室２）に供給されるように取り付けられており、上記供給される気体を微細化（気泡化）してする。多孔体２ｃは、アルミナ、窒化アルミニウム、窒化珪素、窒化ホウ素、ジルコニア、およびチタニアなどを含むセラミック製であってもよいし、ガラス製であってもよいし、金属製であってもよいし、発泡樹脂などの樹脂製であってもよい。これらのうち、多孔体の洗浄を簡便に行う観点からは、樹脂製であることが好ましく、フッ素樹脂製であることがより好ましい。

多孔体２ｃの形状は特に限定されず、シート状などの二次元形状であってもよいし、チューブ状などの三次元形状であってもよい。

多孔体２ｃは、平均空孔径がインクジェットヘッド内部の流路径および吐出口径よりも小さいことが好ましい。具体的には、１５μｍ以上６０μｍ以下であることが好ましく、１５μｍ以上４０μｍ以下であることがより好ましく、１５μｍ以上３５μｍ以下であることがさらに好ましい。そのため、上記多孔体２ｃの平均空孔径は、１０μｍ以上３０μｍ以下であることが好ましく、１０μｍ以上２０μｍ以下であることがより好ましく、１０μｍ以上１５μｍ以下であることがさらに好ましい。

上記平均空孔径は、マイクロハイスコープ（ＤＳＸ１０００、オリンパス社製）を用いて撮影した画像を画像処理ソフト（Ｉｍａｇｅ－Ｐｒｏ Ｐｌｕｓ プラネトロン社製）で画像処理することによって測定された値である。

図５は、画像形成装置１００におけるインクジェットヘッド１１０の近傍の構成を示す上面図である。

また、画像形成装置１００は、ノズル孔１１から排出された洗浄液を回収する洗浄液回収容器４０３を有してもよい。図５に示すように、洗浄液回収容器４０３はベルト１２４の近傍に配置されている。画像形成装置１００は、洗浄時に、後述するヘッド移動部４０２によって、ノズルが回収容器と対向する位置にインクジェットヘッド１１０を移動させ、ノズル孔１１から直接洗浄液を洗浄液回収容器４０３へ排出してもよい。

インクジェットヘッド１１０は、図５に示すように、搬送装置１２０の上部から洗浄液回収容器４０３の上部に亘って移動方向Ｚに延在する支持フレーム４０１に支持され、インクジェットヘッド１１０を移動方向Ｚに移動させるヘッド移動部４０２に接続される。ヘッド移動部４０２は、インクジェットヘッド１１０を、画像形成するための第１の位置と、洗浄液回収容器４０３に洗浄液を排出するための第２の位置とを結ぶ、移動方向に移動させることができる。図５では、インクジェットヘッド１１０は第１の位置にあるが、ヘッド移動部４０２によって、洗浄液回収容器４０３の鉛直方向上方にある第２の位置に移動することができる。

１－１－３．画像形成装置の機能構成
図６は、画像形成装置１００の主要な機能構成を示すブロック図である。画像形成装置１００は、制御部１１００と、射出駆動部１２００と、照射駆動部１３００と、搬送駆動部１４００と、入出力インターフェース１５００と、ポンプ・弁駆動部１６００と、ヘッド移動部駆動部１７００と、を備える。

制御部１１００は、ＣＰＵ１１１０（ Central Processing Unit）、ＲＡＭ１１２０（Random Access Memory）、ＲＯＭ１１３０（ Read Only Memory）および記憶部１１４０を有し、画像形成装置１００の全体動作を統括制御する。

ＣＰＵ１１１０は、ＲＯＭ１１３０に記憶された各種制御用のプログラムや設定データを読み出してＲＡＭ１１２０に記憶させ、当該プログラムを実行して各種演算処理を行う。

ＲＡＭ１１２０は、ＣＰＵ１１１０に作業用のメモリー空間を提供し、一時データを記憶する。ＲＡＭ１１２０は、不揮発性メモリーを含んでいてもよい。

ＲＯＭ１１３０は、ＣＰＵ１１１０により実行される各種制御用のプログラムや設定データなどを格納する。なお、ＲＯＭ１１３０に代えてＥＥＰＲＯＭ（ Electrically Erasable Programmable Read Only Memory）やフラッシュメモリーなどの書き換え可能な不揮発性メモリーが用いられてもよい。

記憶部１１４０には、入出力インターフェース１５００を介して図示しない外部装置から入力されたプリントジョブ及び当該プリントジョブにより形成される画像の画像データなどが記憶される。記憶部１１４０としては、たとえばＨＤＤ（ Hard Disk Drive）が用いられ、また、ＤＲＡＭ（ Dynamic Random Access Memory）などが併用されてもよい。

射出駆動部１２００は、制御部１１００の制御に基づいてインクジェットヘッド１１０の記録素子に対して適切なタイミングで画像データに応じた駆動信号を供給することにより、インクジェットヘッド１１０のノズルから画像データの画素値に応じた量のインクを射出させる。

照射駆動部１３００は、制御部１１００の制御に基づいて照射装置１３０に対して適したタイミングで駆動信号を供給することにより、インクを付与されて搬送装置１２０を搬送される被印刷媒体Ｍに、インクを硬化させるための活性線を照射させる。

搬送駆動部１４００は、制御部１１００から供給される制御信号に基づいて、搬送装置１２０に設けられた搬送ドラムモーターに駆動信号を供給して搬送装置１２０を所定の速度およびタイミングで回転させる。また、搬送駆動部１４００は、制御部１１００から供給される制御信号に基づいて、被印刷媒体Ｍの搬送装置１２０への供給および搬送装置１２０からの排出を行わせる。

入出力インターフェース１５００は、入力受付部および出力部として動作し、外部装置（たとえば、パーソナルコンピューター）の入出力インターフェースと接続され、制御部１１００と外部装置との間のデータの送受信を媒介する。入出力インターフェース１５００は、たとえば各種シリアルインターフェース、各種パラレルインターフェースのいずれか、または、これらの組み合わせで構成される。

ポンプ・弁駆動部１６００は、制御部１１００から供給される制御信号に基づいて、インク供給ポンプ１５１を動作させ、かつ弁１５２および弁１６１を開閉させて、インク貯留槽１５０からインク流路１６０を流通して、インクジェットヘッド１１０に流入するインクの量およびタイミングを制御する。また、ポンプ・弁駆動部１６００は、制御部１１００から供給される制御信号に基づいて、洗浄液流路ポンプ１７１および気体流路ポンプ１８１のいずれかまたは双方を動作させ、かつ弁１７３および弁１８３のいずれかまたは双方を開閉させる。これにより、ポンプ・弁駆動部１６００は、洗浄液流路１７２およびインク流路１６０を流通してインク供給口２ａからインクジェットヘッド１１０に流入する洗浄液の量およびタイミングを制御する。また、これにより、ポンプ・弁駆動部１６００は、気体流路１８２および循環流路１６４を流通してインク排出口２ｂからインクジェットヘッド１１０に流入する気体の量およびタイミングを制御する。

ヘッド移動部駆動部１７００は、制御部１１００から供給される制御信号に基づいて、ヘッド移動部４０２を動作させ、インクジェットヘッド１１０の位置を変更させる。具体的には、ヘッド移動部駆動部１７００は、ヘッド移動部４０２の動作により、インクジェットヘッド１１０の位置を、ノズル孔１１が搬送装置１２０を搬送される記録媒体Ｍに対向する位置と、ノズル孔１１が洗浄液回収容器４０３に対向する位置と、の間で移動させる。

＜洗浄方法＞
本発明に係る洗浄方法は、インクジェットヘッド内部の流路に、洗浄液を導入する工程と、前記インクジェットヘッド内部の前記流路に、気体を導入する工程と、を有し、前記流路に導入された前記洗浄液の中で、前記気体からなる気泡を生成する、ことを特徴とする、インクジェットヘッド内部の流路の洗浄方法である。

図７は流路内の洗浄液に気体を導入する、エアレーション洗浄メカニズムの模式図である。洗浄液３０２内に導入された気体は、気泡３０３として洗浄液の流れ方向Ｙへ進行する。このとき、気泡３０３の前側（気泡に対して、洗浄液の流れ方向Ｙ側）では、圧力が上昇することで、高速液流れが生じ、流路内壁面汚れ３０４が破砕されるか、または剥離される。一方で、気泡の後側（気泡に対して、洗浄液の流れ方向Ｙの反対側）では、圧力が下降（減圧）するため、乱流３０７が生じ、上記高速液流れによって破砕または剥離された異物３０５を巻き込みながら、異物を除去する。

本発明に係る洗浄方法は、インクジェットヘッド１１０内部で気泡を生成するため、気泡を生成してからノズル孔１１を通過するまでに起こる、気泡の合一による気泡径の増加を抑えることができる。そのため、第４連通孔５３からノズル孔１１に至るまでの流路を通過するとき、気泡は上記流路の流路径より小さい気泡径を維持することができるため、より多くの気泡を上記流路に通過させることができる。より多くの気泡が上記流路を通過することで、上記気泡の前側における壁面汚れの破砕または剥離と、気泡の後側における乱流への異物の巻き込みをより多く行うことができ、インクジェットヘッド１１０の流路およびノズル孔の洗浄効率がより高まる。

一方で、特許文献１および特許文献２に記載の発明は、インクジェットヘッドの外部で気泡を生成するため、気泡が生成してから、ノズルを通過するまでの距離が本発明よりも長い。そのため、本発明よりも、気泡の合一により気泡径が増加しやすく、上記流路の流路径より気泡径が大きい気泡が多数発生してしまい、ノズルまで通過できる気泡が少なくなる。結果として、欠ノズルの発生や、インクの着弾精度の低下が生じてしまう。

上述のように、共通インク室２に設けられたフィルターによって、気泡が微細化される。一方で、気泡をインクジェットヘッド内部で生成する方が、インクジェットヘッド外部で生成するよりも、気泡が生成してから上記フィルターを通過するまでの距離が短いため、フィルターを通過する時点での気泡径は、インクジェットヘッド内部で気泡を生成する方が、外部で生成するよりも小さい。そのため、本発明者らの知見によると、インクジェットヘッド内部で気泡を生成する方が、外部で生成するよりも、上記フィルターにより微細化された気泡の平均気泡径は小さくなる。そして、上記フィルターを通過した後も、気泡は流路内の乱流渦等によって再び合一するため、気泡をインクジェット内部で生成することで、気泡の合一による気泡径の増加を抑えることができ、より多くの気泡を流路に通過させることができる。

図８は、本実施形態における洗浄方法の例示的なフローチャートである。

図８に示すように、本実施形態における洗浄方法は、インクジェットヘッドを回収容器の上に移動させる工程（工程Ｓ１１０）、インクジェットヘッド内部の流路からインクを除去する工程（工程Ｓ１２０）、インクジェットヘッド内部の流路に洗浄液を導入する工程（工程Ｓ１３０）、インクジェットヘッド内部の流路に気体を導入する工程（工程Ｓ１４０）およびインクジェットヘッド内部に残存する洗浄液を除去する工程（工程Ｓ１５０）を有する。

なお、本実施形態における洗浄方法は、インクを充填する工程（工程Ｓ１６０）をさらに有してもよい。この工程により、インクジェットヘッドの内部にインクを充填させ、かつノズル孔１１に所定のメニスカスを形成することで、インクジェットヘッド１１０からの次回のインクの吐出を容易に行うことができる。

なお、画像形成装置１００は、入出力インターフェース６０が洗浄ジョブを受信したときに、制御部１１００が図８に示すフローを実行する。

（インクジェットヘッドを移動させる工程（工程Ｓ１１０））
本工程では、インクジェットヘッド１１０を回収容器４０３の上に移動する。

具体的には、本工程において、制御部１１００は、ヘッド移動部駆動部１７００の動作を制御して、インクジェットヘッド１１０を、ノズル孔１１が洗浄液回収容器４０３に対向する位置に移動させる。

（インクを除去する工程（工程Ｓ１２０））
本工程では、インクジェットヘッド１１０内部の流路に残留しているインクを除去する。

具体的には、本工程において、制御部１１００は、ポンプ・弁駆動部１６００の動作を制御して、弁１６１および弁１７３を閉鎖させ、弁１８３を、気体流路１８２とインク排出口２ｂとが連通するように開放させる。この状態で、制御部１１００は、ポンプ・弁駆動部１６００の動作を制御して、気体流路ポンプ１８１を動作させる。これにより、気体貯留槽１８０の内部の気体が、気体流路１８２および循環流路１６４を通過してインク排出口２ｂからインクジェットヘッド１１０の内部の共通インク室２へと導入される。

共通インク室２に導入された気体は、インクジェットヘッド１１０の内部を、第４連通孔５３、第３連通孔４２、第２連通孔３４、第１連通孔２１およびノズル孔１１の順に通過し、これらのインク流路に残留したインクを、ノズル孔１１から押し出す。これにより、残留しているインクが、インクジェットヘッド１１０の内部から除去される。

（洗浄液を導入する工程（工程Ｓ１３０））
本工程では、上記インクジェットヘッド内部の流路に、洗浄液を導入する。

具体的には、本工程において、制御部１１００は、ポンプ・弁駆動部１６００の動作を制御して、弁１７３を、洗浄液流路１７２とインク流路１６０とが連通するように開放させ、弁１６１をインク流路１６０と、メイン流路１６２およびバイパス流路１６３のそれぞれとが連通するように開放させる。さらに、制御部１１００は、ポンプ・弁駆動部１６００の動作を制御して、弁１５２を閉鎖させる。この状態で、制御部１１００は、ポンプ・弁駆動部１６００の動作を制御して、洗浄液流路ポンプ１７１を動作させる。これにより、洗浄液貯留槽１７０の内部の洗浄液が、洗浄液流路１７２と、インク流路１６０と、メイン流路１６２およびバイパス流路１６３のそれぞれと、を通過してインク供給口２ａからインクジェットヘッド１１０の内部の共通インク室２へと導入される。

上記洗浄液は、本発明の効果を奏する範囲のものであれば、公知のものを用いてよいが、安価で乾燥性が良いという観点から、アルコール系の洗浄液を用いることが好ましい。具体的な例として、エタノール、イソプロピルアルコール、ノルマルプロピルアルコール、イソブチルアルコール等が挙げられる。

このとき、制御部１１００は、ポンプ・弁駆動部１６００の動作を制御してポンプ１７１から押し出す洗浄液の流量を変更させ、インクジェットヘッド１１０内部の流路に流通する洗浄液の流量を変更させることができる。上記流路に導入する洗浄液の流量は、１００ｍＬ／ｍｉｎ以上７００ｍＬ／ｍｉｎ以下であることが好ましく、２００ｍＬ／ｍｉｎ以上６００ｍＬ／ｍｉｎ以下であることがより好ましく、３００ｍＬ／ｍｉｎ以上５００ｍＬ／ｍｉｎ以下であることがさらに好ましい。１００ｍＬ／ｍｉｎ以上であると、洗浄効率を向上させることができ、７００ｍＬ／ｍｉｎ以下であると、インクジェットヘッド内部の水圧上昇によるインクジェットヘッドの破損を防ぐことができる。

また、このとき、制御部１１００は、温度調整装置１７４を制御し、またはインクジェットヘッド１１０の温度を変化させて、インクジェットヘッド１１１０内部の流路に流通する洗浄液の液温を変更することができる。洗浄液の液温は、本発明の効果を奏する範囲であれば、特に制限されないが、２５℃以上６０℃以下であることが好ましく、３５℃以上４０℃以下であることがさらに好ましい。２５℃以上であるとインクとの相溶にかかる時間が短縮され洗浄効率が向上させることができ、６０℃以下であるとアルコール系洗浄液の蒸発による機器の損傷や安全性の低下を抑制される。

（気体を導入する工程（工程Ｓ１４０））
本工程では、上記流路に、気体を導入する。上記流路内の洗浄液内に、気体が導入されることで、気泡が生成する。

具体的には、本工程において、制御部１１００は、ポンプ・弁駆動部１６００の動作を制御して、弁１８３を、気体流路１８２とインク排出口２ｂとが連通するように開放させる。この状態で、制御部１１００は、ポンプ・弁駆動部１６００の動作を制御して、気体流路ポンプ１８１を動作させる。これにより、気体貯留槽１８０の内部の気体が、気体流路１８２および循環流路１６４を通過してインク排出口２ｂからインクジェットヘッド１１０の内部の共通インク室２へと導入される。

上記気体の種類は、本発明の効果を奏する範囲であれば、特に限定されない。具体的な例として、空気、酸素、窒素等が含まれるが、ボンベ等を用いず、簡易的に気体をインクジェットヘッド内部の流路に導入するという観点から、空気を用いることが好ましい。

このとき、制御部１１００は、ポンプ・弁駆動部１６００の動作を制御してポンプ１８１から押し出す気体の流量を変更させ、インクジェットヘッド１１１０内部の流路に流通する気体の流量を変更させることができる。上記流路に導入する気体の流量は、５０ｍＬ／ｍｉｎ以上７００ｍＬ／ｍｉｎ以下であることが好ましく、８０ｍＬ／ｍｉｎ以上６００ｍＬ／ｍｉｎ以下であることがより好ましく、１００ｍＬ／ｍｉｎ以上５００ｍＬ／ｍｉｎ以下であることがさらに好ましい。５０ｍＬ／ｍｉｎ以上であると、洗浄液内でより多くの気泡を発生させることができ、インクジェットヘッド内部の圧力上昇による洗浄効果を向上させることができる。７００ｍＬ／ｍｉｎ以下であると、洗浄液内で生成する気泡の平均気泡径が大きくなりすぎず、洗浄効果を向上させることができる。

上記流路内に導入された洗浄液内で生成する気泡の平均気泡径を小さくするという観点から、気体流路１９２のインクジェットヘッド側の先端に、多孔体２ｃを接続することが好ましい。多孔体２ｃの空孔径は１０μｍ以上３０μｍ以下であることが好ましく、１０μｍ以上２０μｍ以下であることがより好ましく、１０μｍ以上１５μｍ以下であることがさらに好ましい。なお、多孔体２ｃの材質は特に限定されず、公知のものを用いてよい。

このとき、上記多孔体２ｃの平均空孔径によって、上記気泡の平均気泡径を調整することができる。上記気泡の平均気泡径は、上記流路に気泡を通過させるという観点から、インクジェットヘッド内部の流路径および吐出口径よりも小さいことが好ましい。具体的には、１５μｍ以上６０μｍ以下であることが好ましく、１５μｍ以上４０μｍ以下であることがより好ましく、１５μｍ以上３５μｍ以下であることがさらに好ましい。そのため、上記多孔体２ｃの平均空孔径は、１０μｍ以上３０μｍ以下であることが好ましく、１０μｍ以上２０μｍ以下であることがより好ましく、１０μｍ以上１５μｍ以下であることがさらに好ましい。

本工程は、洗浄時間を短くし、洗浄液および気体の使用量を低減させるという観点から、上記（洗浄液を導入する工程（Ｓ１３０））と同時に行い、同時に終了させることが好ましい。

洗浄時間は０．２５分以上３分以下であることが好ましく、０．５分以上２分以下であることがより好ましい。洗浄時間が０．２５分以上であることで、洗浄効果の向上とさせることができ、２分以下であることで、洗浄液および気体の使用量を低減できる。なお本発明における洗浄時間は、上記流路に導入された上記洗浄液の中で、上記気泡を生成してから、上記洗浄液および上記気体、それぞれの導入を停止するまでの時間をいう。

インクジェットヘッド内部の内圧は、圧力計１６５によって計測される。上記流路に導入された上記洗浄液の中で、上記気泡を生成したときの、インクジェットヘッド１１０の内圧は０．２ＭＰａ以下であるが、０．０５ＭＰａ以上０．２ＭＰａ以下であることが好ましく、０．０５ＭＰａ以上０．１８ＭＰａ以下であることがより好ましく、０．０５ＭＰａ以上０．１５ＭＰａ以下であることがさらに好ましい。０．０５ＭＰａ以上であることで、洗浄効果を向上させることができ、０．２ＭＰａ以下であることで、インクジェットヘッド１１０の破損を防ぐことができる。上記インクジェットヘッドの内圧は、洗浄液の流量および気体の流量によって調整することができる。

（洗浄液と気体の関係）
上記流路に導入する上記洗浄液の流量Ａと、上記流路に導入する上記気体の流量Ｂとは、式（１）を満たすことが好ましい。洗浄液の流量Ａと気体の流量Ｂとが、式（１）を満たすことで、流路内において、気泡の前側と後側とで、圧力差が生じやすく、異物を除去しやくなる。なお、洗浄液の流量Ａと気体の流量Ｂとが、式（１）を満たすとき、インクジェットヘッド１１０の内圧は０．２ＭＰａ以下とする。
１≦Ａ／Ｂ≦５ （１）

なお、Ａ／Ｂは、１．５以上４．５以下（１.５≦Ａ／Ｂ≦４．５）であることが好ましく、２以上４以下（２≦Ａ／Ｂ≦４）であることがより好ましい。

インクジェットヘッドにおいて、上記洗浄液が導入される入口と、上記気体が導入される入口とは、それぞれ異なることが好ましい。このようにすることで、上記流路に導入する洗浄液の流量を増加させることができ、また、装置の設置および操作が簡便になる。

（洗浄液を除去する工程（工程Ｓ１５０））
本工程ではインクジェットヘッド内部に残留する洗浄液を除去する。

具体的には、本工程において、制御部１１００は、ポンプ・弁駆動部１６００の動作を制御して、弁１６１および弁１７３を閉鎖させ、弁１８３を、気体流路１８２とインク排出口２ｂとが連通するように開放させる。この状態で、制御部１１００は、ポンプ・弁駆動部１６００の動作を制御して、気体流路ポンプ１８１を動作させる。これにより、気体貯留槽１８０の内部の気体が、気体流路１８２および循環流路１６４を通過してインク排出口２ｂからインクジェットヘッド１１０の内部の共通インク室２へと導入される。

共通インク室２に導入された気体は、インクジェットヘッド１１０の内部を、第４連通孔５３、第３連通孔４２、第２連通孔３４、第１連通孔２１およびノズル孔１１の順に通過し、これらのインク流路に残留した洗浄液を、ノズル孔１１から押し出す。これにより、残留している洗浄液が、インクジェットヘッド１１０の内部から除去される。

（インクを充填する工程（工程Ｓ１６０））
本工程では、インク貯留槽１５０の内部のインクをインクジェットヘッド１１０に供給する。

具体的には、本工程において、制御部１１００は、ポンプ・弁駆動部１６００の動作を制御して、弁１５２を開放し、弁１７３を、インク貯留槽１５０とインク流路１６０とが、連通するように開放し、弁１６１を、インク流路１６０と、メイン流路１６２とバイパス流路１６３のそれぞれとが、連通するように開放させる。この状態で、制御部１１００は、ポンプ・弁駆動部１６００の動作を制御して、インク供給ポンプ１５１を動作させる。これにより、インク貯留槽１５０の内部のインクが、インク流路１６０と、メイン流路１６２およびバイパス流路１６３のそれぞれと、を通過してインク供給口２ａからインクジェットヘッド１１０の内部の共通インク室２へと導入される。

本工程では、その後、インクジェットヘッド１１０に供給されたインクを記録媒体Ｍに吐出する。

具体的には、本工程において、制御部１１００は、射出駆動部１２００と、照射駆動部１３００と、搬送駆動部１４００と、入出力インターフェース１５００とを制御することで、記憶部１１４０に記憶されたテスト画像データをもとに、インクジェットヘッドからインクを、記録媒体Ｍに吐出する。また、制御部１１００は、ポンプ・弁駆動部１１６００の動作を制御して、弁１８３を、インクジェットヘッド１１０のインク排出口２ｂと循環流路１６４とが、連通するように開放させる。これにより、インクジェットヘッド１１０から吐出されない余分なインクを、インク流路１６０と、メイン流路１６２およびバイパス流路１６３のそれぞれとを通じて、インク供給装置１４０およびインクジェットヘッド１１０それぞれに戻す。

２．実施の形態２
図９は、実施の形態２に関する画像形成装置の構成を示す模式図である。

２－１．画像形成装置
本発明の実施の形態２における画像形成装置２００は、気体流路１８２が、インクジェットヘッド２１０のインク供給口２ａから挿入され、インク供給口２ａから洗浄液と気体とが、導入される構成をとる点で、実施の形態１における画像形成装置１００と相違する。以下、共通する構成については説明を省略する。

２－１－１．インクジェットヘッド
図１０は、実施の形態２に関する、インクジェットヘッドの概要を示す分解斜視図である。

インクジェットヘッド２１０の構成は、インク供給口２ａに多孔体２ｃが設けられている点で実施の形態１と相違する。多孔体２ｃは、インク供給口２ａの底面の一部を覆うように設置されている。以下、共通する構成については説明を省略する。

２－１－２．洗浄装置
洗浄装置１９０の構成は、インク供給口２ａに多孔体２ｃが設けられている点で実施の形態１と相違する。多孔体２ｃは、インク供給口２ａの底面の一部を覆うように設置されている。これにより、気体のみを多孔体に通すことができる。以下、共通する構成については説明を省略する。

なお、上記実施形態の１および実施の形態２は、それぞれ本発明を実施するにあたっての具体化の一例を示したものに過ぎず、これよって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。すなわち、本発明はその要旨、またはその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形態で実施することができる。

たとえば、上記実施形態では、照射装置１３０を有する画像形成装置を説明したが、用いるインクは活性線硬化型インク以外に、水系インク、溶剤系インク等を用いてもよい。

また、上記実施形態では、多孔体を用いて気泡を発生させていたが、洗浄液と気体とを別個にインクジェットヘッド内部に導入して、インクジェットヘッドの内部で気泡を発生させることができれば、攪拌等の他の方法で気泡を発生させてもよい。

また、上記実施形態では、洗浄装置が画像形成装置に備えられている構成について説明したが、洗浄装置は画像形成装置から独立した構成とし、洗浄時に、画像形成装置からインクジェットヘッドを取り外して、インクジェットヘッドと洗浄装置とを接続する構成としてもよい。

また、洗浄は洗浄ジョブを画像形成装置が受信したときに行ってもよいし、定期的（所定回数の画像形成後、電源オン時、電源オフ時）に行ってもよい。このとき、気泡を含有しない洗浄液と、気泡を含有する洗浄液とを切り替えて使用してもよい。

また、上記実施形態では、圧電素子を有するピエゾ式のインクジェットヘッドを説明に用いたが、サーマルジェット式（サーマルジェットはキヤノンの登録商標）などの他の方式のインクジェットヘッドに対して、上記ノズルプレートを有するノズル板を適用してもよい。

また、上記実施形態では、インク供給口２ａおよびインク排出口２ｂのいずれか一方に多孔体が取り付けられていたが、これらの両方に多孔体が取り付けられていてもよい。

以下において、実施例を参照して本発明をより詳細に説明するが、これらの記載によって本発明の範囲は限定して解釈されない。

本実施例において、使用したインクジェットヘッドは、インクジェットインクの交換サインが出る状態まで使用したものである。

＜平均気泡径の測定＞
後述するインクジェットヘッドαと同寸法であるガラス製の透明インクジェットヘッドを使用し、後述する実験１～１０の条件で、インク流入部およびインク排出部に、洗浄液およびエアーをそれぞれ流入させた。このとき、インク排出部における洗浄液中の気泡をＣＣＤカメラ（ＣＳ８３２０Ｂ 東京電子工業社製）で撮影し、撮影した画像を画像処理ソフト（Ｉｍａｇｅ－Ｐｒｏ Ｐｌｕｓ プラネトロン社製）で画像処理して、洗浄液中の平均気泡径を測定した。

＜多孔体の平均空孔径の測定＞
マイクロハイスコープ（ＤＳＸ１０００、オリンパス社製）を用いて、後述する実験１～１０に用いる、多孔体の空孔５０個分の画像を撮影し、撮影した画像を画像処理ソフト（Ｉｍａｇｅ－Ｐｒｏ Ｐｌｕｓ プラネトロン社製）で画像処理して、多孔体の平均空孔径を測定した。

＜実験１＞
実施の形態１で説明した画像形成装置を用いて、上記インクジェットヘッド１１０と同じ構造を有する、インクジェットヘッドα（コニカミノルタ社製 ＫＭ１０２４ｉＭＨＥ）のインク供給口２ａから、洗浄液としてイソプロピルアルコールを流量Ａ＝３００ｍＬ／ｍｉｎでインクジェットヘッドαの内部に、インク排出口２ｂから、多孔体ａ（平均空孔径：１５μｍ、ハギテック社製）を通したエアーを流量Ｂ＝１００ｍＬ／ｍｉｎでインクジェットヘッドαの内部に、それぞれ同時に導入した。このとき用いたインクジェットヘッドの吐出口径は４０μｍ、生成された気泡の平均気泡径は３５μｍであり、洗浄液およびエアーがそれぞれ流入されている時の、インクジェットヘッド内圧は０．０８ＭＰａであった。洗浄液およびエアーはインクジェットヘッド内に１分間流入された。その後、洗浄後のインクジェットヘッド内部にエアーを導入し、残存する洗浄液を除去した。

＜実験２～８＞
上記＜実験１＞において、洗浄液の流量Ａ［ｍＬ／ｍｉｎ］、エアーの流量Ｂ［ｍＬ／ｍｉｎ］、インクジェットヘッドの吐出口径、および生成された気泡の平均気泡径を表１のように変更した以外は上記と同様にして実験を行った。なお、上記平均気泡径は、上記〈実験１〉における多孔体ａを多孔体ｂ（平均空孔径：３０μｍ）、多孔体ｃ（平均空孔径：１０μｍ）、多孔体ｄ（平均空孔径：１５０μｍ）、多孔体ｅ（平均空孔径：２０μｍ）のいずれかに変更すること、または、洗浄液の流量とエアーの流量の比（Ａ／Ｂ）を変更すること、によって制御した。また、インクジェットヘッドの吐出口径は、上記〈実験１〉におけるインクジェットヘッド１をインクジェットヘッドβ（吐出口径６０μｍ）またはインクジェットヘッドγ（吐出口径３０μｍ）に変更することで対応させた。なお、インクジェットヘッドβおよびインクジェットヘッドγは、いずれもインクジェットヘッド１１０と同じ構造を有する。使用する各実験におけるインクジェットヘッド内圧も表１に示した。なお、洗浄液およびエアーの流量は、洗浄液流路ポンプ１７１および気体流路ポンプ１８１の出力をそれぞれ変えることで、調整した。

＜実験９＞
洗浄液流路ポンプとインクジェットヘッドγの間の配管途中にエアーを導入する配管を設け、気泡を含んだイソプロピルアルコールをインクジェットヘッドのインク流入部から、０．５分間流入させた。このときの洗浄液の流量Ａは３００ｍＬ／ｍｉｎ、エアーの流量Ｂは１００ｍＬ／ｍｉｎであり、インクジェットヘッド内圧は０．０５ＭＰａであった。その後、洗浄後のインクジェットヘッド内部にエアーを導入し、残存する洗浄液を除去した。

＜実験１０＞
洗浄液流路ポンプとインクジェットヘッドαの間の配管途中にエアーを導入する配管を設け、気泡を含んだイソプロピルアルコールをインクジェットヘッドのインク流入部から、１分間流入させた。このときの洗浄液の流量Ａは３００ｍＬ／ｍｉｎ、エアーの流量Ｂは１００ｍＬ／ｍｉｎであり、インクジェットヘッド内圧は０．０８ＭＰａであった。また、気泡は多孔体ａを通して生成された。その後、洗浄後のインクジェットヘッド内部にエアーを導入し、残存する洗浄液を除去した。

＜イエローＵＶインクの調製＞
顔料分散剤（アジスパーＰＢ８２４、味の素ファインテクノ株式会社製、「アジスパー」は味の素株式会社の登録商標）９．０質量部と、活性線重合性化合物（トリプロピレングリコールジアクリレート）７０．０質量部と、重合禁止剤（ＩｒｇａｓｔａｂＵＶ１０、ＢＡＳＦ社製、「Ｉｒｇａｓｔａｂ」は同社の登録商標）０．０２質量部と、をステンレスビーカーに入れ、６５℃のホットプレートで加熱しながら、１時間加熱撹拌した。

上記混合液を室温まで冷却した後、これにイエロー顔料ＰｉｇｍｅｎｔＹｅｌｌｏｗ １８５（ＢＡＳＦ社製）２１．０質量部を加えた。混合液を、直径０．５ｍｍのジルコニアビーズ２００ｇと共にガラス瓶に入れ密栓し、ペイントシェーカーにて８時間分散処理した。その後、ジルコニアビーズを除去して顔料分散液を得た。

ゲル化剤「ルナックＢＡ」（ベヘニン酸、花王株式会社製、「ルナック」は同社の登録商標）５．０質量％と、活性線重合性化合物（ポリエチレングリコール＃４００ジアクリレート）２９．９質量％と、６ＥＯ変性トリメチロールプロパントリアクリレート２３．０質量％と、４ＥＯ変性ペンタエリスリトールテトラアクリレート１５．０質量％と、重合開始剤「ＩＲＧＡＣＵＲＥ ８１９」（ＢＡＳＦ社製、「ＩＲＧＡＣＵＲＥ」はＢＡＳＦ社の登録商標）８．０質量％と、界面活性剤「ＫＦ－３５２」（信越化学工業株式会社製）０．１質量％と、顔料分散液１９．０質量％をステンレスビーカーに入れ、これを８０℃のホットプレートで加熱しながら１時間撹拌した。得られた溶液を加熱しながら、ＡＤＶＡＴＥＣ社製テフロン（登録商標）３μｍメンブランフィルターで濾過することにより、イエローＵＶインクを得た。

〈インクの吐出安定性評価〉
画像形成装置に、洗浄後のインクジェットヘッドαをセットし、液滴量３．５ｐＬ、液滴下速度７ｍ／ｓ、射出速度数４０ｋＨｚ、印字率１００％の条件で、上記イエローＵＶインクを連続吐出させた。その後、吐出開始から１分後、５分後、１０分後に射出していないノズル（欠ノズル）数をそれぞれカウントし、合計の数を以下の基準に沿って評価した。洗浄後のインクジェットヘッドβおよびインクジェットヘッドγについても、それぞれ同様の方法で行った。
◎：欠ノズルの数が０個である
〇：欠ノズルの数が１個以上２個以下である
△：欠ノズルの数が３個以上１０個未満である
×：欠ノズルの数が１０個以上である

〈着弾位置精度評価〉
画像形成装置に、洗浄後のインクジェットヘッドα、をセットし、画像をワンパス方式で形成できるように、インクジェットヘッドユニットを１μｍ制度の搬送ステージ上にセットした。搬送ステージ上には、シート状にカットしたポリエチレンフィルム（太閤ポリエステルフィルムＦＥ＃５０－ＦＥ２００１、フタムラ化学株式会社製）を固定した。インクタンク１５０にはＵＶインクを充填し、インクジェットヘッドから上記調製したイエローＵＶインクを吐出して、０．１ｍｍの太さの複数の細線を印刷し、ＵＶランプで硬化させ、以下の基準で評価を行った。洗浄後のインクジェットヘッドβおよびインクジェットヘッドγについても、それぞれ同様の方法で行った。
〇：細線の太さおよび隣接する細線の間隔が変動せず、繰り返し同等の画像が得られる
△：細線の太さおよび隣接する細線の間隔がわずかに変動するが、品質上問題のない画像が得られる
×：細線の太さおよび隣接する細線の間隔が変動し、画像が正しく印刷されない

表１に実験１～１０の条件および評価を示した。

〈結果および考察〉
実験１～８では、吐出安定性および着弾位置精度ともに、実験９および実験１０よりも良好な結果を示した。これは、気泡をインクジェットヘッド内部で生成させることで、気泡の合一による気泡径の増加を抑制でき、多くの気泡が流路および吐出口を通過することにより、洗浄効率が向上し、吐出安定性および着弾位置精度の向上に繋がったと考えられる。

実験１～４では、実験５および実験６よりも、吐出安定性および着弾位置精度ともに良好な結果を示した。これは、洗浄液流量Ａとエアー流量Ｂとの関係が式（１）を満たすことにより、気泡の前後で圧力差が生じ、洗浄効果が促進されたことによるものと考えられる。

また、実験１～４では、実験７および実験８よりも、吐出安定性および着弾位置精度ともに良好な結果を示した。これは、生成した気泡の大きさがインクジェットヘッド吐出口径よりも小さいため、多くの気泡が流路および吐出口を通過することにより、洗浄効率が向上し、吐出安定性および着弾位置精度の向上に繋がったと考えられる。実験７および実験８では、生成した気泡の大きさが、インクジェットヘッド吐出口径よりも大きいものの、インクジェットヘッド内部で気泡を生成するため、外部で気泡を生成するよりも、気泡の合一による気泡径の増加を抑制できたと考えられる。このため、実験９および実験１０よりも、良好な結果を示したと考えられる。

本発明の洗浄方法は、洗浄後のインクジェットヘッドにおける、ノズル欠の抑制、およびインク液滴の着弾位置精度の向上を可能にした。そのため、本発明はインクジェット法による画像形成をより容易にし、同分野における、技術の進展および普及に貢献することが期待される。

２ 共通インク室
２ａ インク供給口
２ｂ インク排出口
２ｃ 多孔体
３ 保持部
３ａ 開口部
４ ヘッドチップ
５ フレキシブル配線基板
１０ ノズルプレート
１１ ノズル孔
２０ 中間プレート
２１ 第１連通孔
３０ 圧力室形成プレート
３１ 圧力室
３２ 振動板
３３ 隔壁
３４ 第２連通孔
４０ 駆動プレート
４１ 空間部
４２ 第３連通孔
５０ 配線基板
５１ 配線層
５１ａ 半田
５２ シリコン層
５３ 第４連通孔
６０ アクチュエータ
６１ 圧電素子
６２ 第１電極
６３ 第２電極
６４ バンプ
１００ 画像形成装置
１１０ インクジェットヘッド
１２０ 搬送装置
１２１ ベルトコンベア
１２２ 送りローラー
１２３ａ プーリー
１２３ｂ プーリー
１２４ ベルト
１３０ 照射装置
１４０ インク供給装置
１５０ インク貯留槽
１５１ インク供給ポンプ
１５２ 弁
１６０ インク流路
１６１ 弁
１６２ メイン流路
１６３ バイパス流路
１６４ 循環流路
１６５ 圧力計
１７０ 洗浄液貯留槽
１７１ 洗浄液流路ポンプ
１７２ 洗浄液流路
１７３ 弁
１７４ 温度調整装置
１８０ 気体貯留槽
１８１ 気体流路ポンプ
１８２ 気体流路
１８３ 弁
１９０ 洗浄装置
２００ 画像形成装置
３０１ 流路
３０２ 洗浄液
３０３ 気泡
３０４ 流路内壁面汚れ
３０５ 剥離された壁面汚れ
３０６ 気泡
３０７ 乱流
４０１ 支持フレーム
４０２ ヘッド移動部
４０３ 洗浄液回収容器
１１００ 制御部
１１１０ ＣＰＵ
１１２０ ＲＡＭ
１１３０ ＲＯＭ
１１４０ 記憶部
１２００ 射出駆動部
１３００ 照射駆動部
１４００ 搬送駆動部
１５００ 入出力インターフェース
１６００ ポンプ・弁駆動部
１７００ ヘッド移動部駆動部
Ｍ 記録媒体
Ｘ 搬送方向
Ｙ 洗浄液の流れ方向
Ｚ 移動方向
Ｓ１１０ インクジェットヘッドを移動させる工程
Ｓ１２０ インクを除去する工程
Ｓ１３０ 洗浄液を導入する工程
Ｓ１４０ 気体を導入する工程
Ｓ１５０ 洗浄液を除去する工程
Ｓ１６０ インクを充填する工程

Claims (10)

1. インクジェットヘッド内部の流路に、洗浄液を導入する工程と、
   前記インクジェットヘッド内部の前記流路に、気体を導入する工程と、を有し、
   前記流路に導入された前記洗浄液の中で、前記気体からなる気泡を生成する、ことを特徴とする、
   インクジェットヘッド内部の流路の洗浄方法。
2. 前記洗浄液を導入する工程と、前記気体を導入する工程とは、同時に行う、ことを特徴とする、
   請求項１に記載のインクジェットヘッド内部の流路の洗浄方法。
3. 前記気体を導入する工程は、前記洗浄液を導入した導入口とは異なる導入口から、前記流路に前記気体を導入する工程である、ことを特徴とする、
   請求項１または２に記載のインクジェットヘッド内部の流路の洗浄方法。
4. 前記流路に導入する前記洗浄液の流量Ａと、
   前記流路に導入する前記気体の流量Ｂとが、式（１）を満たし、
   前記気泡を生成したときの、前記インクジェットヘッド内部の内圧が０．２ＭＰａ以下、であることを特徴とする、
   請求項１～３のいずれか一項に記載のインクジェットヘッド内部の流路の洗浄方法。
   １≦Ａ／Ｂ≦５ （１）
5. 前記生成した気泡の平均気泡径は、前記インクジェットヘッド内部の吐出口径よりも小さい、ことを特徴とする、請求項１～４のいずれか一項に記載のインクジェットヘッド内部の流路の洗浄方法。
6. 前記気体を導入する工程は、配管の先端に接続された多孔体を通して、前記気体を導入する工程である、請求項１～５のいずれか一項に記載のインクジェットヘッド内部の流路の洗浄方法。
7. インクジェットヘッド内部の流路に、洗浄液および気体を導入して、前記流路を洗浄可能なインクジェットヘッドであって、
   前記気体を導入する導入口に、前記気体を微細化させる多孔体が配置されている、
   インクジェットヘッド。
8. 前記多孔体は、平均空孔径が前記インクジェットヘッドの吐出口径よりも小さい、請求項７に記載のインクジェットヘッド。
9. インクジェットヘッドを有する画像形成装置に搭載可能な洗浄装置であって、
   前記インクジェットヘッドの内部の流路に洗浄液を導入する洗浄液導入部と、
   前記インクジェットヘッドの内部の流路に気体を導入する気体導入部と、
   前記流路に導入された前記洗浄液の中で、前記気体からなる気泡を生成する気泡生成部と、を有することを特徴とする、洗浄装置。
10. インクジェットヘッドと、請求項９に記載の洗浄装置と、を有する、インクジェット画像形成装置。

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