JP2024092460A - 液体吐出装置、及びクリーニング方法 - Google Patents

Abstract

【課題】より安定したコゲ除去クリーニングの実施を可能にする技術を提供する。
【解決手段】液室内の液体に吐出エネルギーを付与するための発熱抵抗体と、発熱抵抗体を被覆するように液室内に設けられる第１電極と、液室内において第１電極とは異なる位置に設けられる第２電極と、を有する液体吐出手段を備えた液体吐出装置において、第１電極の付着物を除去するクリーニング動作として、第１電極と前記第２電極との間の電圧印加であって第１電極が陽極となる第１の電圧印加と、第１電極が陰極となる第２の電圧印加と、を交互に繰り返す第１動作と、発熱抵抗体に電圧を印加する第２動作と、を行う。
【選択図】図１１

Description

本発明は、液体を吐出する液体吐出ヘッドのクリーニング方法および液体吐出装置に関するものである。

現在、発熱抵抗体を通電させて液室の内部の液体を加熱して液体に膜沸騰を生じさせ、このときの発泡エネルギーによって吐出口から液滴を吐出させる方式の液体吐出装置が多く採用されている。このような液体吐出装置では、発熱抵抗体を覆う金属材料等で形成された保護層が配置される。この発熱抵抗体上の保護層のうちの、液体に接する熱作用部では、液体に含まれる色材および添加物などが、高温加熱されることにより分子レベルで分解され、難溶解性の物質に変化し、熱作用部上に物理吸着される現象が起こる。この現象は「コゲ」と称されている。このように、保護層の熱作用部上に難溶解性の有機物や無機物が吸着されると、熱作用部から液体への熱伝導が不均一になり、発泡が不安定となる。

このようなコゲに対する対策として、特許文献１には、イリジウム（Ｉｒ）やルテニウム（Ｒｕ）で形成された被覆部の表面を電気化学反応によって液体に溶出させることでコゲを除去する方法が開示されている。具体的には、電気化学反応により上部保護層を溶出させるための上部保護層への１０Ｖの電圧印加を電圧印加前からインク吸引を行いながら実施するコゲ除去クリーニング方法が開示されている。

特開２００８－１０５３６４号公報

しかしながら上記手法では、コゲ除去クリーニングのために上部保護層への電圧印加が高電圧であるため、微細化が進み高密度に多数配置されたような発熱抵抗体を用いる場合は、泡を吸引し続けるには多くの廃インクが発生する。また、電気化学反応により上部保護層と対向電極の表面に非常に多くの気泡が発生するため、インク吸引を行いながらであっても泡を除去しきれない可能性がある。このため場合によってはインクと上部保護層および対向電極が泡で遮断される箇所が発生し、電気化学反応が停止し、コゲ除去を阻害される懸念があり、安定したコゲ除去クリーニングが実施できなくなる可能性がある。

本発明は、より安定したコゲ除去クリーニングの実施を可能にする技術を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明の液体吐出装置は、
液体の吐出口を有する液室と、
前記液室内の液体に吐出エネルギーを付与するための発熱抵抗体と、前記発熱抵抗体を被覆するように前記液室内に設けられる第１電極と、前記液室内において前記第１電極とは異なる位置に設けられる第２電極と、を有する液体吐出手段と、
前記発熱抵抗体に電圧を印加可能な第１の電圧印加手段と、
前記第１電極と前記第２電極との間に電圧を印加可能な第２の電圧印加手段と、
前記第１の電圧印加手段と前記第２の電圧印加手段とを制御する制御部と、
を備えた液体吐出装置において、
前記制御部は、
前記第１電極の付着物を除去するための動作として、
前記第２の電圧印加手段による前記第１電極と前記第２電極との間の電圧印加であって、前記第１電極が陽極となる第１の電圧印加と、前記第１電極が陰極となる第２の電圧印加と、を交互に繰り返す第１動作と、
前記第１の電圧印加手段が前記発熱抵抗体に電圧を印加する第２動作と、
を行うことを特徴とする。
上記目的を達成するため、本発明のクリーニング方法は、
液体の吐出口を有する液室と、
前記液室内の液体に吐出エネルギーを付与するための発熱抵抗体と、前記発熱抵抗体を被覆するように前記液室内に設けられる第１電極と、前記液室内において前記第１電極とは異なる位置に設けられる第２電極と、を有する液体吐出手段と、
前記発熱抵抗体に電圧を印加可能な第１の電圧印加手段と、
前記第１電極と前記第２電極との間に電圧を印加可能な第２の電圧印加手段と、
を備えた液体吐出装置において、前記第１電極の付着物を除去するクリーニング方法であって、
前記第２の電圧印加手段による前記第１電極と前記第２電極との間の電圧印加であって、前記第１電極が陽極となる第１の電圧印加と、前記第１電極が陰極となる第２の電圧印加と、を交互に繰り返す第１動作と、
前記第１の電圧印加手段が前記発熱抵抗体に電圧を印加する第２動作と、
を行うことを特徴とする。

本発明によると、より安定したコゲ除去クリーニングの実施が可能となる。

本発明の一実施形態に係る記録装置の外観図 記録ヘッド周辺の斜視図 記録素子基板の模式図 記録素子基板の拡大図 （ａ）記録素子基板の熱作用部の付近を拡大した平面図、（ｂ）Ａ－Ａ’で切り取った断面図 コゲ除去クリーニングのメカニズム 液体吐出記録装置によって実施される記録動作のフロー コゲ除去クリーニングの制御構成図 上部保護層の形成材料として用いたＩｒの電位－ｐＨ図 比較例におけるコゲ除去クリーニングのタイムチャート 実施例１におけるコゲ除去クリーニングのタイムチャート 実施例２におけるコゲ除去クリーニングのタイムチャート 実施例３におけるコゲ除去クリーニングのタイムチャート 実施例４におけるコゲ除去クリーニングのタイムチャート 実施例５におけるコゲ除去クリーニングのタイムチャート

以下、添付図面を参照して実施形態を詳しく説明する。尚、以下の実施形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。実施形態には複数の特徴が記載されているが、これらの複数の特徴の全てが発明に必須のものとは限らず、また、複数の特徴は任意に組み合わせられてもよい。さらに、添付図面においては、同一若しくは同様の構成に同一の参照番号を付し、重複した説明は省略する。

（記録装置の説明）
図１は、本発明の一実施形態に係る記録装置３０の外観図である。記録装置３０は、記録用液体としてのインクを吐出して記録媒体に記録を行う液体吐出式記録装置（液体吐出装置）としてのインクジェット記録装置である。なお、「記録」には、文字、図形等有意の情報を形成する場合のみならず、有意無意を問わず、広く記録媒体上に画像、模様、パターン等を形成する、又は媒体の加工を行う場合も含まれ、人間が視覚で知覚し得るように顕在化したものであるか否かを問わない。また、本実施形態では「記録媒体」としてシート状の紙を想定するが、布、プラスチック・フィルム等であってもよい。

また、本発明が適用可能な記録装置は、インクジェット記録装置には限定されず、例えば、溶融型や昇華型等の熱転写方式の記録装置についても適用可能である。また、記録装置は、例えば、カラーフィルタ、電子デバイス、光学デバイス、微小構造物等を所定の記録方式で製造するための製造装置であってもよい。また、記録装置は、３Ｄデータから３次元の像を形成する装置であってもよい。

記録装置３０は、一つのユニットとされたインクタンク３１及び記録ヘッド３２を備え、これらはキャリッジ３４に搭載されている。記録ヘッド３２は、インクタンク３１に収容されたインクを記録媒体Ｐに吐出して記録を行う。キャリッジ３４は、駆動ユニット３５によって矢印方向（Ｙ方向）に往復移動可能である。駆動ユニット３５は、キャリッジ３４の移動方向に延設されたリードスクリュー３５ａ及びガイドシャフト３５ｂを備える。リードスクリュー３５ａは、キャリッジ３４のネジ穴（不図示）と係合し、その回転によってキャリッジ３４が移動する。モータ３５ｃ、ギア列３５ｄは、リードスクリュー３５ａの回転機構である。ガイドシャフト３５ｂは、キャリッジ３４の移動をガイドする。キャリッジ３４の移動範囲の一端には、キャリッジ３４の被検知片３４ａを検知する光センサ３４ｂが配置されており、その検知結果はキャリッジ３４の移動制御に用いられる。

搬送ユニット３３は、記録媒体Ｐを搬送する。搬送ユニット３３は、駆動源であるモータ（不図示）と、モータの駆動力により回転する搬送ローラ（不図示）とを含み、搬送ローラの回転によって記録媒体Ｐが搬送される。

記録装置３０は、記録装置３０で消費される電力を供給する内部電源３６と、記録装置３０を制御する制御回路３７と、を含む。制御回路３７は、キャリッジ３４の移動による記録ヘッド３２の移動とインクの吐出と、記録媒体Ｐの搬送と、を交互に行わせて記録媒体Ｐに画像を記録する。

図２は、一つのユニットとされたインクタンク３１及び記録ヘッド３２の斜視図である。インクタンク３１と記録ヘッド３２は、破線の位置で分離可能である。記録ヘッド３２は、インクを吐出する複数の吐出口１３を有する。記録ヘッド３２は、液体吐出ヘッド用基板としての記録素子基板１０を有している。

（記録素子基板）
図３は、液体吐出ヘッド用基板としての記録素子基板１０の吐出口１３が配される側の面の模式図である。図４は、図３の拡大図である。記録素子基板１０は、シリコン基体に複数の層が積層されて構成された回路部材１１と、感光性の樹脂やシリコン等により形成される吐出口形成部材１２と、を含む。記録素子基板１０の吐出口形成部材１２には、複数の吐出口１３が列状に形成されている。吐出口１３に各々対応した位置には液体を熱エネルギーにより発泡させるための熱作用部１６が形成されている。熱作用部１６内部には発熱素子が配置されている。発熱素子は、回路部材１１に設けられる電気配線によって、端子１５と電気的に接続されている。記録装置３０の制御回路３７から、電気配線基板及びフレキシブル配線基板を介して入力されるパルス信号に基づいて発熱素子が発熱して液
体を沸騰させる。この沸騰による発泡の力を吐出エネルギーとして利用し、液体を吐出口１３から吐出する。

図５（ａ）は、記録素子基板１０の熱作用部１６の付近をより詳細に示した平面図である。なお、ここでは吐出口形成部材１２を取り除いて表示している。また、図５（ｂ）は、図５（ａ）におけるＡ－Ａ部分の断面図である。なお、熱作用部１６は、液体を発泡させるために液体と接し、液体に熱を付与する部分である。

本実施形態では、シリコン基体上１０１に、熱酸化膜、ＳｉＯ膜、ＳｉＯＣ膜等によって形成される蓄熱層１０２が配置されている。また、蓄熱層１０２上には、発熱素子としてＴａＳｉＮ膜、ＷＳｉＮ膜等によって形成される発熱抵抗体１４が配置されている。発熱抵抗体１４には、Ａｌ膜、ＡｌＳｉ膜、ＡｌＣｕ膜等の金属材料から形成される電気配線層（不図示）がＷ膜等で形成されるプラグ（不図示）を介して接続されている。プラグは、発熱抵抗体１４に対して対をなして配置されており、発熱抵抗体１４のうちのプラグを介して電流が流れる部分が、液体の吐出のための発熱素子として機能する。プラグや電気配線層は、蓄熱層１０２の内部に形成されている。発熱抵抗体１４上には、発熱抵抗体１４を覆うように絶縁保護層１０３が配置されている。絶縁保護層１０３は、例えば、ＳｉＯ膜、ＳｉＯＣ膜、ＳｉＣＮ膜、ＳｉＮ膜等によって形成されている。

絶縁保護層１０３上には、第１保護層１０４、第２保護層としての上部保護層１０５が配置されている。これらの保護層は、発熱抵抗体１４の発熱に伴う化学的、物理的衝撃から発熱抵抗体１４の表面を保護するための役割を備えている。例えば、第１保護層１０４はタンタル（Ｔａ）、上部保護層１０５はイリジウム（Ｉｒ）によって形成されている。また、これらの材料によって形成された保護層は、導電性を有している。なお、上部保護層１０５を形成する材料としては、ルテニウム（Ｒｕ）を含む材料でもよいし、プラチナ（Ｐｔ）を含む材料でもよい。

また、上部保護層１０５上には、第１密着層１０６と第２密着層１０７とが配置されている。第１密着層１０６は、上部保護層１０５と他の層との密着性を向上するための役割を備えており、第１密着層１０６は例えばタンタル（Ｔａ）によって形成されている。第２密着層１０７は、他の層を液体から保護するためおよび隔壁１０８との密着性を向上するための役割を備えており、第２密着層１０７は例えばＳｉＣやＳｉＣＮによって形成されている。

吐出口形成部材１２は、回路部材１１の第２密着層１０７側の面にあり隔壁１０８を介して接合されており、回路部材１１との間で圧力室を含む流路１０９を形成している。流路１０９は、供給口１１０と回収口１１１とを含み、吐出口形成部材１２と隔壁１０８と回路部材１１とで囲われた領域である。

液体の吐出が行われる際には、上部保護層１０５のうちの発熱抵抗体１４を覆い、液体と接する熱作用部１６上では、液体の温度が瞬間的に上昇して液体が発泡し、消泡してキャビテーションが生じる。そのため、熱作用部１６を含む上部保護層１０５は、耐食性が高く、キャビテーション耐性の高いイリジウムによって形成されている。この上部保護層１０５の熱作用部１６は、回路部材１１の表面に直交する方向からみて、供給口１１０と回収口１１１との間に配置されている。なお、「供給口１１０と回収口１１１との間に配置される」とは、熱作用部１６の少なくとも一部が供給口１１０と回収口１１１との間に位置することである。

また、後述するコゲ発生抑制処理に用いる対向電極１７が、流路１０９内の、供給口１１０から回収口１１１へ向かう液体の流れ方向における上部保護層１０５の熱作用部１６
よりも下流側に配置されている。言い換えると、対向電極１７は、熱作用部１６に対する回収口１１１の側に配置されている。また、図５（ａ）に示すように、複数の熱作用部１６の配列に対して（対して配列方向と直交する方向における）一方の側には、供給口１１０が配置されている。また、複数の熱作用部１６の配列に対して他方の側には、回収口１１１が配置されている。この場合、対向電極１７は、熱作用部１６の列に対して回収口１１１の側に配置されている。

（コゲ除去クリーニングの説明）
発熱抵抗体による加熱により液体に膜沸騰を生じさせ、このときの発泡エネルギーを利用する液体吐出装置では、液体が発泡、収縮、消泡する際に生じるキャビテーションによる衝撃といった物理的作用が発熱抵抗体上の領域に及ぼされることがある。また、液体の吐出が行われる際には、発熱抵抗体は高温となっているので、液体の成分が熱分解し付着して固着・堆積するといった化学的作用が発熱抵抗体上の領域に及ぼされることがある。これらの発熱抵抗体への物理的作用あるいは化学的作用から発熱抵抗体を保護するために、発熱抵抗体上には、発熱抵抗体を覆う金属材料等で形成された保護層が配置されが、上述したように、かかる保護層には「コゲ」と称される付着物が発生することがある。

本実施形態の液体吐出ヘッドは、液体吐出口１３と連通する流路１０９内に配置された発熱抵抗体１４と、発熱抵抗体１４と流路１０９内の液体との接触を遮断する絶縁性の保護層１０３と、を有する。さらに液体吐出ヘッドは、発熱抵抗体１４によって加熱される部分を少なくとも覆う熱作用部１６を有する上部保護層１０５と、を有する。上部保護層１０５は、液体との電気化学反応によって溶出する金属を含み、かつ加熱されることにより溶出を妨げる酸化膜が形成されない材料で形成されている。このような液体吐出ヘッドにおいて、上部保護層１０５に堆積するコゲを除去するクリーニング方法について説明する。

図８に、本実施形態の記録装置３０におけるコゲ除去クリーニングの制御構成を示す。図８では、本実施形態の記録装置３０の制御構成のうち、コゲ除去クリーニングに関連する制御構成についてのみ示している。制御回路３７はコゲ除去クリーニング制御部４０を有する。コゲ除去クリーニング制御部４０は、第１の電圧印加手段としての発熱抵抗体電圧制御部４１、第２の電圧印加手段としての上部保護層電圧制御部４２及び対向電極電圧制御部４３、液体循環手段としてのインク循環制御部４４等から構成される。これら各制御部は、ＲＯＭ３７１からコゲ除去クリーニングの制御プログラムや関連するデータに読み出し、ＤＲＡＭ３７２を利用しながら記録装置３０の各部を制御してコゲ除去クリーニングを実行する。ＲＯＭ３７１に記憶されるデータとしては、例えば、発熱抵抗体１４に印加可能なパルス電圧の大きさや印加時間、印加回数など、上部保護層１０５、対向電極１７に印加可能な電圧の大きさや印加時間、印加回数などが含まれる。

上部保護層１０５と同一流路１０９内にある一方の電極（対向電極）１７を用いることにより電気化学反応を生じさせて、上部保護層１０５を液体中に溶出させる。この電気化学反応を行うために、第２電圧印加手段としての上部保護層電圧制御部４２および対向電極電圧制御部４３が、上部保護層１０５および対向電極１７に対する電圧印加を制御する。

電圧印加工程は、上部保護層１０５を陽極とし、対向電極１７を陰極として、電圧を印加する第１の工程（第１電圧印加）と、上部保護層１０５を陰極とし、対向電極１７を陽極として電圧を印加する第２の工程（第２電圧印加）と、を含む。本実施形態では、第１工程と第２の工程を繰り返し行う。このような電圧印加工程により、上部保護層１０５を電気化学反応により液体中に溶出させ、上部保護層１０５の熱作用部１６に付着した付着物の除去を図る。

上記のように、上部保護層１０５の熱作用部１６のコゲを除去するために上部保護層１０５を液体との電気化学反応により溶出させると、反応に伴って気泡が発生する。このように発生した気泡は、上部保護層１０５上に滞留すると上述した電気化学反応の妨げとなり、上部保護層１０５の液体中への溶出を妨げる原因となる。これによって均一かつ確実なコゲ除去が十分に行えないことがあるため、従来は吸引等などで気泡を除去する等の対策を取っていた。

また、印加電圧は、上部保護層１０５を電気化学反応させるのに必要な電位がかかるようにする必要がある。例えば、イリジウムを上部保護層１０５、ｐＨ７の液体の組み合わせを用いる場合は、電位ｐＨ図によると最低１Ｖは必要となる。使用する液体にもよるが実用的な溶出レートを得るためには、２Ｖ以上の電圧を印加することが好ましい。また、水を主成分とする液体を使用した場合においては、水の電気分解電圧は１Ｖ付近であるため、程度差はあるが泡が発生してしまう。

図９は、上部保護層１０５としてインクとの電気化学反応により溶出する金属を含む材料のうちイリジウムの電位－ｐＨ図を示している。図９から明らかなように、イリジウムを陽極電極として電位印加することにより溶出する領域（溶液への溶解による腐食域）を有していることがわかる。なお、図９において、ラインＬ１、Ｌ２は、水の生成・分解に関する電位を示している。すなわち、ラインＬ１より上の領域においてのみ酸素が発生し、ラインＬ２の下の領域でのみ水素が発生する。従って、両ラインＬ１とＬ２との間が水の安定領域となる。

（コゲ除去クリーニングのメカニズム）
図７（ａ）に、比較形態として従来の記録装置での記録動作からコゲ除去クリーニングのフローを示す。記録動作において規定パルス数まで吐出するとコゲ除去クリーニング処理の命令が入る（３０１）。泡除去のために吐出口からの吸引を開始するとともに（３０２）、記録素子基板１０の上部保護層１０５に電圧がかかり電位が付与され始める（３０３）。上部保護層１０５が液体との電気化学反応により溶出することで泡が発生し、この泡の作用にコゲが除去されると、吐出口からの吸引を停止してコゲ除去クリーニングを終了する。

前述のとおり、コゲ除去クリーニングのために上部保護層１０５と対向電極１７に電圧を印加すると、液体との電気化学反応により上部保護層１０５と対向電極１７の表面に気泡が発生する。このような状態では、液体と上部保護層１０５および対向電極１７は泡で遮断され、電気化学反応は停止しコゲ除去ができなくなる。そのため、コゲ除去クリーニング処理時は、上部保護層１０５および対向電極１７表面を常に液体と接触させるように、従来技術では吐出口１３から液体吸引を実施するなどで泡を排出処理しながら上部保護層１０５に電圧印加をしている。

それに対し、本実施形態では、印加電圧を抑えることで、泡の発生抑制をさせている。印加電圧が高い場合と低い場合のコゲ除去メカニズムの違いを、図６の模式的断面図を用いて説明する。ここでは、コゲ除去メカニズムを簡潔にするために、前述している液体と上部保護層１０５および対向電極１７が泡で遮断され、電気化学反応が停止する現象が起こらないと仮定して説明している。

図６（ａ）は、上部保護層１０５にコゲ２００が付着した後の状態を示している。

図６（ｂ）は、図６（ａ）に対して、印加電圧が比較的高い例えば１０Ｖを、上部保護層１０５に印加して時間が経過した時を示している。このとき、上部保護層が比較的薄い
厚さｘ溶出しコゲ２００が浮いて、液体との電気化学反応により発生する泡２０１によるエネルギーによりコゲ２００が除去された状態を示している。

図６（ｃ）は、図６（ａ）に対して、印加電圧が比較的低い例えば３Ｖを上部保護層１０５に印加して時間が経過し、上部保護層１０５が図６（ｂ）と同じｘ溶出した時点でコゲ２００が浮くものの除去には至っていない状態を示している。これは、高い電圧印加では非常に多く発生する電気化学反応による泡が、あまり発生しないため、コゲ２００を除去させるエネルギーも足りていないことによる。

その後、図６（ｄ）で示すように、上部保護層１０５を十分な厚さｙ溶出した際にリフトオフによりコゲ２００が除去される。

そのため、比較的低い電圧を印加する場合は、図６（ｃ）で示す上部保護層１０５が厚さｘ溶出した時点で除去されていないコゲに対し、発熱抵抗体１４を加熱させることで、コゲの剥離を促す。すなわち、図６（ｅ）に示すように、例えば上部保護層１０５の下層に配置されている発熱抵抗体１４の加熱などで液体が膜沸騰する際の泡２０２により、コゲを、上部保護層１０５から離脱させる。これにより、コゲ除去クリーニング処理を完了させる。なお、コゲの付着した上部保護層１０５を全く溶出させていない状態では、液体を沸騰させてもコゲ除去はできないため、薄く上部保護層１０５を溶出させてから液体を沸騰させることが好ましい。

図７（ｂ）に、本実施形態に係る記録装置３０によって実施される記録動作からコゲ除去クリーニングのフローを示す。ここでは、インクジェット方式として例示するが前述したように範囲を限定するものではない。記録動作において規定パルス数まで吐出するとコゲ除去クリーニング処理の命令が入る（３０１）。記録素子基板１０の上部保護層１０５に電圧がかかり電位が付与され始める（４０２）。本実施形態では、上部保護層１０５と対向電極１７との間の電位形成だけでコゲ除去が完了する前に、発熱抵抗体１４へのパルス電圧印加によりインクを膜沸騰させ、消泡の物理エネルギーによってコゲ除去クリーニングを完了させる（４０３）。すなわち、先ずは、対向電極１７との間において上部保護層１０５が陽極となる第１の電圧印加と、上部保護層１０５が陰極となる第２の電圧印加と、を交互に繰り返す第１動作を行うが、この動作は、コゲが上部保護層１０５からの離脱に至るまでは行わない。第１動作は、この後の第２動作においてコゲをスムーズに剥離可能な程度にコゲが上部保護層１０５から浮いた状態（コゲと上部保護層１０５との付着面積が減った状態）とすることが目的の動作となる。コゲの完全な除去は、発熱抵抗体１４にパルス電圧を印加する第２動作により行う。なお、比較形態では泡除去のために吐出口からの吸引を実施しながらコゲ除去クリーニングを実施している。

以下、比較例を交えながら実施例を記載していく。ここでは、全ての例でインクジェット用顔料インクを規定パルス数（１Ｅ９パルス）まで吐出し、同条件で上部保護層１０５上にコゲを付けた状態の記録素子基板１０を準備している。また、上部保護層１０５への電圧印加時間は、印加エネルギー（電圧×電圧×時間）が同等になるように電圧ごとに設定した。電圧印加処理中は吐出口１３からのインク吸引は未実施であるため、吸引を行いながら実施する比較例と比べ、電気化学反応は停止しやすく、コゲ除去が難しくなる。

（比較例１）
図１０に、比較例１におけるコゲ除去クリーニングのタイムチャートを示す。比較例１のコゲ除去クリーニングは、上述した第１の動作のみを行う。

記録素子基板１０の上部保護層１０５を陽極とし、対向電極１７を陰極として、１０Ｖの電圧を印加する第１の工程と、上部保護層１０５を陰極とし、対向電極１７を陽極とし
て１０Ｖの電圧を印加する第２の工程を、１秒ごと交互に繰り返し合計８秒間実施した。電圧印加後に外観を観察したところ流路１０９内に泡が非常に多く存在し、上部保護層１０５もしくは対向電極１７の電極を完全に覆うような泡残りが確認された。その影響のため、上部保護層１０５上に付いていたコゲの除去もできていなかった。なお、そのまま吸引無で吐出を実施しようとすると泡残りのため正常な吐出が出来なかった。

（実施例１）
図１１に、実施例１におけるコゲ除去クリーニングのタイムチャートを示す。実施例１のコゲ除去クリーニングは、上述した第１の動作を行った後、上述した第２の動作を行う。なお、図１１では、発熱抵抗体１４へのパルス電圧の印加を１回行うように示しているが、後述するように複数回印加してよい。他の実施例についても同様である。

記録素子基板１０の上部保護層１０５を陽極とし、対向電極１７を陰極として、５Ｖの電圧を印加する第１の工程と、上部保護層１０５を陰極とし、対向電極１７を陽極として５Ｖの電圧を印加する第２の工程を、１秒ごと交互に繰り返し合計３０秒間実施した。電圧印加後に外観を観察したところ上部保護層１０５に付いていたコゲ除去はできていなかったが、流路内の泡はやや有る程度で、上部保護層１０５もしくは対向電極１７の電極を完全に覆うような泡残りに関しては存在しなかった。この記録素子基板１０に対し、発熱抵抗体１４に数回のパルス電圧を印加したところ、数回のインク吐出により上部保護層１０５に付いていたコゲが除去できることがわかった。

（実施例２）
図１２に、実施例２におけるコゲ除去クリーニングのタイムチャートを示す。実施例２のコゲ除去クリーニングは、上述した第１の動作を行った後、上述した第２の動作を行う点は実施例１と同様だが、これらの動作を、ノズル液室内のインクを循環させながら行う。すなわち、液体循環手段としてのインク循環制御部４４がポンプの駆動モータを動作して、発熱抵抗体１４へのパルス電圧印加を行っていない間も含めて、インクの供給動作を行う。これにより、インクが、インクタンク３１、供給口１１０、流路１０９、回収口１１１、インクタンク３１の順に循環する。

記録素子基板１０の上部保護層１０５を陽極とし、対向電極１７を陰極として、５Ｖの電圧を印加する第１の工程と、上部保護層１０５を陰極とし、対向電極１７を陽極として５Ｖの電圧を印加する第２の工程を、１秒ごと交互に繰り返し合計３０秒間実施した。実施例２ではノズル内のインク循環を加えて実施した。電圧印加後に外観を観察したところ、実施例１と同様に、上部保護層１０５に付いていたコゲを除去できていなかった。しかしながら、循環の効果により流路１０９内に泡は残っておらず、そのため上部保護層１０５もしくは対向電極１７の電極を完全に覆うような泡残りも存在しなかった。この記録素子基板１０に対し、発熱抵抗体１４に数回のパルス電圧を印加したところ、数回のインク吐出により上部保護層１０５に付いていたコゲが除去できることがわかった。この結果から、実施例１よりも泡残りを抑制可能であり安定したコゲ除去が可能である。

（実施例３）
図１３に、実施例３におけるコゲ除去クリーニングのタイムチャートを示す。実施例３のコゲ除去クリーニングは、上述した第１の動作の途中で上述した第２の動作を行う。

記録素子基板１０の上部保護層１０５を陽極とし、対向電極１７を陰極として、５Ｖの電圧を印加する第１の工程と、上部保護層１０５を陰極とし、対向電極１７を陽極として５Ｖの電圧を印加する第２の工程を、１秒ごと交互に繰り返し合計３０秒間実施した。実施例３では、この３０秒の間に発熱抵抗体１４に数回のパルス電圧を印加した。

その後、外観を観察したところ泡は実施例１と同様の状態であり、上部保護層１０５に付いていたコゲは除去できることがわかった。この結果から、上部保護層１０５への電圧印加を終了する前に発熱抵抗体１４へパルス電圧を印加することでも、すなわち、第１動作の途中に第２動作を行うことでも、同様の効果が得られることが確認できた。

（実施例４）
図１４に、実施例４におけるコゲ除去クリーニングのタイムチャートを示す。実施例４のコゲ除去クリーニングは、実施例１と同様に、上述した第１の動作を行った後、上述した第２の動作を行うが、実施例１に対し、印加電圧の大きさを小さくするとともに、第１の電圧印加と第２の電圧印加の繰り返し回数を増やした。

記録素子基板１０の上部保護層１０５を陽極とし、対向電極１７を陰極として、３Ｖの電圧を印加する第１の工程と、上部保護層１０５を陰極とし、対向電極１７を陽極として３Ｖの電圧を印加する第２の工程を、１秒ごと交互に繰り返し合し８４秒間実施した。電圧印加後に外観を観察したところ上部保護層１０５に付いていたコゲ除去はできていなかったが、流路１０９内に泡はほぼ無く、上部保護層１０５もしくは対向電極１７の電極を完全に覆うような泡残りに関しては存在しなかった。この記録素子基板１０に対し、発熱抵抗体１４に数回のパルス電圧を印加したところ、数回のインク吐出により上部保護層１０５に付いていたコゲが除去できることがわかった。

（実施例５）
図１５に、実施例５におけるコゲ除去クリーニングのタイムチャートを示す。実施例５のコゲ除去クリーニングは、実施例４と同様の動作を、実施例２と同様にノズル液室内のインクを循環させながら行う。

記録素子基板１０の上部保護層１０５を陽極とし、対向電極１７を陰極として、３Ｖの電圧を印加する第１の工程と、上部保護層１０５を陰極とし、対向電極１７を陽極として３Ｖの電圧を印加する第２の工程を、１秒ごと交互に繰り返し合し８４秒間実施した。実施例５ではノズル内のインク循環を加えて実施した。電圧印加後に外観を観察したところ上部保護層１０５に付いていたコゲ除去はできていなかったが、循環の効果により泡は残っておらず、上部保護層１０５もしくは対向電極１７の電極を完全に覆うような泡残りに関しても存在しなかった。この記録素子基板１０に対し、発熱抵抗体１４に数回のパルス電圧を印加したところ、数回のインク吐出により上部保護層１０５に付いていたコゲが除去できることがわかった。

なお、全ての実施例において、第２動作としてのインク吐出は、紙面などへの実吐出を兼ねていてもよい。あるいは、吐出口１３が開口するノズルにキャップを取り付けた状態の予備吐出（ノズル内をリフレッシュさせるための吐出）を兼ねていてもよい。また、インクを吐出できるような膜沸騰ではなく吐出エネルギーを抑えたインクの核沸騰であっても同様の効果は得られることがわかっている。以上の結果を表１でまとめる。

（表１）

上記各実施例は、それぞれの構成を互いに組み合わせることができる。

本発明の実施の形態の開示は、以下の構成を含む。
（構成１）
液体の吐出口を有する液室と、
前記液室内の液体に吐出エネルギーを付与するための発熱抵抗体と、前記発熱抵抗体を被覆するように前記液室内に設けられる第１電極と、前記液室内において前記第１電極とは異なる位置に設けられる第２電極と、を有する液体吐出手段と、
前記発熱抵抗体に電圧を印加可能な第１の電圧印加手段と、
前記第１電極と前記第２電極との間に電圧を印加可能な第２の電圧印加手段と、
前記第１の電圧印加手段と前記第２の電圧印加手段とを制御する制御部と、
を備えた液体吐出装置において、
前記制御部は、
前記第１電極の付着物を除去するための動作として、
前記第２の電圧印加手段による前記第１電極と前記第２電極との間の電圧印加であって、前記第１電極が陽極となる第１の電圧印加と、前記第１電極が陰極となる第２の電圧印加と、を交互に繰り返す第１動作と、
前記第１の電圧印加手段が前記発熱抵抗体に電圧を印加する第２動作と、
を行うことを特徴とする液体吐出装置。
（構成２）
前記第２動作は、前記第１動作の後に行うことを特徴とする構成１に記載の液体吐出装置。
（構成３）
前記第２動作は、前記第１動作の途中に行うことを特徴とする構成１に記載の液体吐出装置。
（構成４）
前記液室内の液体を循環させる循環手段をさらに備え、
前記循環手段が前記液室内の液体を循環させながら、前記第１動作及び前記第２動作を行うことを特徴とする構成１～３のいずれか一の構成に記載の液体吐出装置。
（構成５）
前記第２動作において前記第１の電圧印加手段が前記発熱抵抗体に印加する電圧は、パルス電圧であることを特徴とする構成１～４のいずれか一の構成に記載の液体吐出装置。（構成６）
前記パルス電圧は複数回印加されることを特徴とする構成５に記載の液体吐出装置。
（構成７）
前記第１動作は、前記第１電極に対する前記付着物の付着面積を減らすための動作であり、
前記第２動作は、前記付着物に吐出エネルギーを付与して前記第１電極から離脱させるための動作であることを特徴とする構成１～６のいずれか一の構成に記載の液体吐出装置。
（構成８）
前記第１動作において、前記第１の電圧印加及び前記第２の電圧印加を、前記第１電極を液体中に溶出させるが、前記付着物が前記第１電極から離脱するまでに至らない電圧の大きさで行うことを特徴とする構成１～７のいずれか一の構成に記載の液体吐出装置。
（構成９）
前記第１動作において、前記第１の電圧印加及び前記第２の電圧印加を、前記第１電極を液体中に溶出させるが、前記付着物が前記第１電極から離脱するまでに至らない回数で繰り返すことを特徴とする構成１～８のいずれか一の構成に記載の液体吐出装置。
（構成１０）
前記第２動作において前記第１の電圧印加手段が前記発熱抵抗体に印加する電圧は、前記液体としてインクを膜沸騰させる大きさであることを特徴とする構成１～９のいずれか一の構成に記載の液体吐出装置。
（構成１１）
前記第２動作は、記録媒体に液体を吐出するための動作でもあることを特徴とする構成１～１０のいずれか一の構成に記載の液体吐出装置。
（構成１２）
前記第２動作は、液体を予備吐出させるための動作でもあることを特徴とする構成１～１０のいずれか一の構成に記載の液体吐出装置。
（構成１３）
前記第２動作は、前記吐出口が開口するノズルにキャップを取り付けた状態で液体を吐出させるための動作でもあることを特徴とする構成１～１０のいずれか一の構成に記載の液体吐出装置。
（構成１４）
前記第１電極は、ＩｒまたはＲｕまたはＰｔを含む材料で形成されていることを特徴とする構成１～１３のいずれか一の構成に記載の液体吐出装置。
（構成１５）
液体の吐出口を有する液室と、
前記液室内の液体に吐出エネルギーを付与するための発熱抵抗体と、前記発熱抵抗体を被覆するように前記液室内に設けられる第１電極と、前記液室内において前記第１電極とは異なる位置に設けられる第２電極と、を有する液体吐出手段と、
前記発熱抵抗体に電圧を印加可能な第１の電圧印加手段と、
前記第１電極と前記第２電極との間に電圧を印加可能な第２の電圧印加手段と、
を備えた液体吐出装置において、前記第１電極の付着物を除去するクリーニング方法であって、
前記第２の電圧印加手段による前記第１電極と前記第２電極との間の電圧印加であって、前記第１電極が陽極となる第１の電圧印加と、前記第１電極が陰極となる第２の電圧印加と、を交互に繰り返す第１動作と、
前記第１の電圧印加手段が前記発熱抵抗体に電圧を印加する第２動作と、
を行うことを特徴とするクリーニング方法。

１０…記録素子基板、１３…吐出口、１４…発熱抵抗体、１６…熱作用部、１７…対向電極、１０５…上部保護層（第２保護層）、１０９…流路、１１０…供給口、１１１…回
収口、２００…コゲ、２０１…電気化学反応による泡、２０２…液体沸騰による泡

Claims (15)

1. 液体の吐出口を有する液室と、
   前記液室内の液体に吐出エネルギーを付与するための発熱抵抗体と、前記発熱抵抗体を被覆するように前記液室内に設けられる第１電極と、前記液室内において前記第１電極とは異なる位置に設けられる第２電極と、を有する液体吐出手段と、
   前記発熱抵抗体に電圧を印加可能な第１の電圧印加手段と、
   前記第１電極と前記第２電極との間に電圧を印加可能な第２の電圧印加手段と、
   前記第１の電圧印加手段と前記第２の電圧印加手段とを制御する制御部と、
   を備えた液体吐出装置において、
   前記制御部は、
   前記第１電極の付着物を除去するための動作として、
   前記第２の電圧印加手段による前記第１電極と前記第２電極との間の電圧印加であって、前記第１電極が陽極となる第１の電圧印加と、前記第１電極が陰極となる第２の電圧印加と、を交互に繰り返す第１動作と、
   前記第１の電圧印加手段が前記発熱抵抗体に電圧を印加する第２動作と、
   を行うことを特徴とする液体吐出装置。
2. 前記第２動作は、前記第１動作の後に行うことを特徴とする請求項１に記載の液体吐出装置。
3. 前記第２動作は、前記第１動作の途中に行うことを特徴とする請求項１に記載の液体吐出装置。
4. 前記液室内の液体を循環させる循環手段をさらに備え、
   前記循環手段が前記液室内の液体を循環させながら、前記第１動作及び前記第２動作を行うことを特徴とする請求項１に記載の液体吐出装置。
5. 前記第２動作において前記第１の電圧印加手段が前記発熱抵抗体に印加する電圧は、パルス電圧であることを特徴とする請求項１に記載の液体吐出装置。
6. 前記パルス電圧は複数回印加されることを特徴とする請求項５に記載の液体吐出装置。
7. 前記第１動作は、前記第１電極に対する前記付着物の付着面積を減らすための動作であり、
   前記第２動作は、前記付着物に吐出エネルギーを付与して前記第１電極から離脱させるための動作であることを特徴とする請求項１に記載の液体吐出装置。
8. 前記第１動作において、前記第１の電圧印加及び前記第２の電圧印加を、前記第１電極を液体中に溶出させるが、前記付着物が前記第１電極から離脱するまでに至らない電圧の大きさで行うことを特徴とする請求項７に記載の液体吐出装置。
9. 前記第１動作において、前記第１の電圧印加及び前記第２の電圧印加を、前記第１電極を液体中に溶出させるが、前記付着物が前記第１電極から離脱するまでに至らない回数で繰り返すことを特徴とする請求項７に記載の液体吐出装置。
10. 前記第２動作において前記第１の電圧印加手段が前記発熱抵抗体に印加する電圧は、前記液体としてインクを膜沸騰させる大きさであることを特徴とする請求項１に記載の液体吐出装置。
11. 前記第２動作は、記録媒体に液体を吐出するための動作でもあることを特徴とする請求項１に記載の液体吐出装置。
12. 前記第２動作は、液体を予備吐出させるための動作でもあることを特徴とする請求項１に記載の液体吐出装置。
13. 前記第２動作は、前記吐出口が開口するノズルにキャップを取り付けた状態で液体を吐出させるための動作でもあることを特徴とする請求項１に記載の液体吐出装置。
14. 前記第１電極は、ＩｒまたはＲｕまたはＰｔを含む材料で形成されていることを特徴とする請求項１に記載の液体吐出装置。
15. 液体の吐出口を有する液室と、
    前記液室内の液体に吐出エネルギーを付与するための発熱抵抗体と、前記発熱抵抗体を被覆するように前記液室内に設けられる第１電極と、前記液室内において前記第１電極とは異なる位置に設けられる第２電極と、を有する液体吐出手段と、
    前記発熱抵抗体に電圧を印加可能な第１の電圧印加手段と、
    前記第１電極と前記第２電極との間に電圧を印加可能な第２の電圧印加手段と、
    を備えた液体吐出装置において、前記第１電極の付着物を除去するクリーニング方法であって、
    前記第２の電圧印加手段による前記第１電極と前記第２電極との間の電圧印加であって、前記第１電極が陽極となる第１の電圧印加と、前記第１電極が陰極となる第２の電圧印加と、を交互に繰り返す第１動作と、
    前記第１の電圧印加手段が前記発熱抵抗体に電圧を印加する第２動作と、
    を行うことを特徴とするクリーニング方法。
    

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