JPH06320744A - 全巾インクジェットプリンタ用の湿式拭い保守装置 - Google Patents

全巾インクジェットプリンタ用の湿式拭い保守装置

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JPH06320744A
JPH06320744A JP6070292A JP7029294A JPH06320744A JP H06320744 A JPH06320744 A JP H06320744A JP 6070292 A JP6070292 A JP 6070292A JP 7029294 A JP7029294 A JP 7029294A JP H06320744 A JPH06320744 A JP H06320744A
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array
shuttle
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nozzle openings
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JP6070292A
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Alfred J Claflin
ジェイ クラフリン アルフレッド
David G Anderson
ジー アンダーソン ディヴィッド
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Xerox Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 全巾アレイのインクジェットプリントヘッド
から汚染物を清掃するための液体付与器／真空装置を備
えたインクジェットプリンタを提供する。 【構成】 全巾インクジェットプリンタは、インク小滴
を放射するノズル開口のアレイを表面に画成するプリン
トヘッドを備えている。このアレイに一般的に平行な固
定の経路を経てトラック上をシャトルが移動される。シ
ャトルには、ノズル開口に液体を付与する付与器と、ノ
ズル開口に吸気を付与する真空装置とが取り付けられ
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、インクジェットプリン
タに係り、より詳細には、全巾アレイのインクジェット
プリントヘッドから汚れを清掃するための有効な液体付
与器／真空装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】部分的に乾燥したインクがのせられるペ
ーパーシートのような基板にプリントヘッドが密接に長
時間接触する形式のインクジェットプリンタでは、噴射
器のまわりの領域の汚染が実際上重大な問題となる。リ
ントや漂遊紙繊維のような外部の屑がプリントヘッドの
前面とシートとの間の小さなギャップに捕らえられた状
態となって、おそらくは噴射器ノズルに入り込み、噴射
器の故障を招く。個々の噴射器の別の故障原因は、シス
テムが文書を印刷している間であっても、特定の噴射器
が相当長い時間使用されない場合には、部分的に乾燥し
たインクの「粘性の栓」が実際上その特定の噴射器に凝
塊を生じさせ、少なくともその特定の噴射器の再加熱に
よりその粘性の栓が軟化するまではその噴射器を少なく
とも一時的に故障させることである。粘性の栓は、しば
しば、噴射器を部分的に閉塞させ、そこから放出される
インク小滴を誤った方向に向ける。インクジェットプリ
ンタでは、１つの噴射器が故障しても、プリントに顕著
な結果となって現れる。というのは、その詰まった噴射
器が、噴射器からのインクを配さねばならないプリント
領域にわたって空白の縞を残すからである。従って、シ
ステム内の非常に僅かな噴射器が故障しても、システム
全体が厳しいユーザにとって不満足なものとなる。それ
故、実際のインクジェットプリンタにとって、噴射器の
周り及び噴射器と基板との間の領域を適切に清掃及び保
守することが極めて重要となる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】全巾アレイ（ＦＷＡ）
プリンタでは、プリントヘッドの有効な清掃を行うのに
一般的に異なる構造が要求される。直線アレイが延びて
いる方向に直線アレイを横切って単に拭うだけでは満足
ではない。というのは、このように長い拭い差がある状
態では、アレイの一端から除去された汚染物がアレイの
他端にあるノズルへと単に押されるだけであり、即ち長
い拭い距離がある状態では、汚染物がある噴射器から別
の噴射器へと単に移動するだけである。汚染物をノズル
の片側から他の側へ単に移動するのではなく長いアレイ
を横切って迅速に清掃することのできる保守ステーショ
ン及びＦＷＡインクジェットプリンタが必要とされる。
【０００４】米国特許第５，１８４，１４７号には、プ
リントヘッドのインクジェットノズルに真空を付与する
手段を有したインクジェットプリントヘッド保守システ
ムが開示されている。細長いワイパがノズルの表面に係
合してこれを拭い、そして好ましくは、拭い作業を向上
するためにこの表面を横切って非常にゆっくりとした速
度で移動される。清掃作業中に発生されたインクの小滴
をインクジェットプリントヘッドから離れるように指向
するためにオリフィス面の下に特殊な滴下縁が配置され
る。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、インク
小滴を放射するためのノズル開口のアレイを画成するプ
リントヘッドを備えたインクジェットプリンタが提供さ
れる。ノズル開口に液体を供給するシャトルが、上記ア
レイに一般的に平行な固定経路を経てトラック上を移動
し、上記アレイの一連のノズル開口に液体を付与する。
【０００６】本発明の別の特徴によれば、インク小滴を
放射するためのノズル開口のアレイを画成する表面を有
したプリントヘッドの保守方法が提供される。付与器が
液体を所定の圧力でノズル開口に付与する。この付与器
は、上記アレイの主方向に沿って移動され、アレイの一
連のノズル開口に液体を付与する。
【０００７】本発明の更に別の特徴によれば、インク小
滴を放射するための主方向に延びるノズル開口のアレイ
を画成する表面を有したプリントヘッドの保守方法が提
供される。シャトルが設けられ、このシャトルは、液体
を所定の圧力でノズル開口に付与するための付与器と、
吸気をノズル開口に付与するための真空オリフィスとを
有している。シャトルは、上記アレイの一連のノズル開
口に吸気を付与しながらノズル開口のアレイの主方向に
一般に平行に移動される。シャトルは、一連のノズル開
口に液体を付与しながら及び上記アレイの一連のノズル
開口に吸気を付与しながら、ノズル開口のアレイの主方
向に一般的に平行に再び移動される。
【０００８】本発明の更に別の特徴によれば、インク小
滴を放射するためのノズル開口のアレイを画成する表面
を有したプリントヘッドの保守方法であって、上記ノズ
ル開口のアレイは主方向に延び、そして上記ノズル開口
は液体インクを所定の背圧で保持するようにされた方法
が提供される。シャトルが設けられ、このシャトルは上
記表面に接触せずにノズル開口に吸気を付与する真空部
材を有している。このシャトルは、上記アレイにおける
一連のノズル開口に吸気を付与しながらノズル開口のア
レイの主方向に一般的に平行に移動される。
【０００９】
【実施例】図１は、システムを通して処理方向Ｐに移動
するシートＳの巾にわたって延びる噴射器の全巾直線ア
レイを有するサーマルインクジェットプリンタを示す正
面図である。図１において、噴射器の直線アレイは紙面
に向かって延びている。プリンタのこの実施例では、一
般的に１０で示されたインク供給カートリッジが設けら
れており、キャリジ１２に取り付けられている。カート
リッジ１０は、その中のインクが消費されたときに交換
するためにキャリジ１２に取り外し可能に取り付けられ
るのが好ましい。カートリッジ１０の体積は、一般的に
１４で示されたインク供給源であり、これは、ここに示
す実施例では、１つのチャンバにおける単一のカラーで
あるが、当業者に明らかなように、プリンタへ多数のカ
ラーを容易に供給するようにカートリッジ１０内に多数
のチャンバを設けることもできる。カートリッジ１０の
他の重要な部分は、一般的に２０で示されたプリントヘ
ッドである。プリントヘッド２０は、全巾アレイプリン
タにおいては、選択的に作動可能な噴射器（この端面図
には１つしか示されていない）の少なくとも１つの直線
アレイを備え、これら噴射器は、プリント動作中に像デ
ータに基づいてプリントヘッド２０の種々の噴射器を作
動する制御器３０への一連のリードを介して制御され
る。プリントヘッド２０の各噴射器は、プリントヘッド
の外側部分の開口で終わるインクチャンネル２２を備え
ており、これを通してインクが噴射される。各チャンネ
ル２２に隣接して加熱素子２４があり、この加熱素子
は、電圧が印加されたときに、チャンネル２２内の液体
インクを迅速に加熱し、プリントヘッド２０からシート
へと液体インクを噴射させる。インクの新たな供給は、
必要に応じて、インク供給マニホルド２６を経て個々の
チャンネル２２へと導入され、このインク供給マニホル
ドは、特定のチャンネル２２から放出されるべきインク
の所望のカラーに基づいて、種々の手段を介して、イン
ク供給源１４の多数のインク供給チャンバの１つに接続
される。直線アレイの各噴射器のための種々の加熱素子
２４は、直列、並列、又は並列及び直列手段の組み合わ
せによってバス２８に接続され、このバスは、最終的
に、シートに像を形成するよう動作するための制御器３
０に接続される。
【００１０】図１に示す実施例は、カートリッジ１０が
その非プリントモード即ち「保守」モードとなる位置に
カートリッジ１０を保持するキャリジ１２を示してい
る。この位置は、プリントヘッド２０がシートＳの方向
に向けられずに、いかなるチャンネル２２のインクもシ
ートへと漏れることがないか又は一般にシステムがアイ
ドル状態であってプリンタにシートがない場合にはマシ
ンへと漏れることがないように離れた方向に向けられた
カートリッジ１０の位置である。プリント動作が所望さ
れるときには、キャリッジ１２がピボット１３のごとき
によって枢着回転してプリントヘッド２０をシートＳに
向ける。プリント動作中には、モータ（図示せず）によ
り作動されるローラ４０のような手段によりシートＳが
通常は連続的にプリントヘッド２０を横切って移動され
る。制御器３０によるプリントヘッド２０の動作と、プ
リンタを通る特定のシートＳの位置との整合は、当業者
に明らかであろう。
【００１１】もちろん、多色プリンタが意図される場合
には、通常は、プリントヘッド２０に噴射器の複数の平
行な直線アレイが設けられ、各アレイの噴射器がカート
リッジ１０内の特定のカラーのインク供給源に接続され
る。更に、種々のシステムにおいては、特定の構造対し
て必要とされるように、同じカラーであるが乾燥率が異
なる多数の形式のインクが設けられてもよい。又、シス
テム内において、処理方向Ｐにプリントヘッド２０の下
流に、シートに配されるインクの乾燥率を増大又は増加
してシートがシステムに沿って更に移動するときに像が
不鮮明になるのを防止するための種々の手段が設けられ
てもよい。典型的な乾燥手段としては、対流又は放射ヒ
ータ、マイクロ波装置、或いは光フラッシュ装置が含ま
れる。
【００１２】図２は、プリンタの当該部分の平面図であ
り、本発明の保守ステーションをいかに使用してプリン
トヘッド２０の前面を清掃するかを示している。本発明
の基本的な要素は、一般的に５０で示されたシャトルを
備え、これは回転するリードスクリュー５２に沿って移
動し、このリードスクリューは一般にモータ（図示せ
ず）によって軸方向に回転される。リードスクリュー５
２が回転すると、シャトルに配置されたフィンガ５４の
ような構造体により、これらフィンガ５４がリードスク
リュー５２のねじと相互作用するのでシャトルを長手方
向に移動させる。シャトル５０は、ガイドレール５６に
係合する手段も備えており、このガイドレールは、この
実施例では、リードスクリュー５２に対するシャトル５
０の回転位置を維持するように働く滑らかなレールであ
り、リードスクリュー５２が回転されるときにシャトル
５０がリードスクリューと共に回転しないよう確保す
る。このように、リードスクリュー５２及びガイドレー
ル５６は、キャリッジ１２がプリントヘッド２０を保守
位置に保持するときに、全巾プリントヘッド２０の面に
一般的に平行な所定の経路にシャトル５０を移動するた
めの「トラック」として働く。
【００１３】シャトル５０に取り付けられ、プリントヘ
ッド２０の前面に係合するように配置され、より詳細に
は、プリントヘッド２０のインクチャンネル２２のノズ
ル開口に係合するように配置されているのは、湿式ワイ
パ６０及び真空ノズル６２である。これらの湿式ワイパ
６０及び真空ノズル６２は、プリントヘッド２０のチャ
ンネル２２に対し、シャトル５０がリードスクリュー５
２によってプリントヘッド２０の前面を横切って移動さ
れるときに、これら湿式ワイパ６０及び真空ノズル６２
の両方がプリントヘッド２０のチャンネル２２のノズル
に対してスライドさせられるように配置される。湿式ワ
イパ６０及び真空ノズル６２とプリントヘッド２０との
間の接触の程度を維持するために、湿式ワイパ６０及び
真空ノズル６２は、各々コイルスプリング６４及び６６
によりプリントヘッド２０の前面に穏やかに押しつけら
れる。
【００１４】湿式ワイパ６０の目的は、所定量の清掃液
体、例えば、水をプリントヘッド２０の前面に付与し、
そしてプリントヘッド２０のチャンネル２２内に再充填
する（即ち、液体インク供給源を補充する）ことであ
る。次いで、真空ノズル６２の目的は、プリントヘッド
２０の前面からリントや紙の繊維のような汚染物を直接
除去するか、又は湿式ワイパ６０に関連してプリントヘ
ッド２０のチャンネルから部分的に乾燥したインクの粘
性の栓を除去することである。既知の設計の搭載水源１
００により水又は他の液体が供給され、そして既知の設
計の搭載真空源１０２から真空が引かれ、これらは両方
とも概略的に図示されている。
【００１５】好ましい方法においては、先ずシャトル５
０は、真空ノズル６２が移動方向において最初に来るよ
うにしてプリントヘッドを横切って移動される。保守サ
イクルにおいてプリントヘッドを横切るこの最初の通過
中に、真空ノズル６２からの真空がプリントヘッドのチ
ャンネルに順次に付与される。この段階は、上記したよ
うに、プリントヘッドの前面からリントや紙の繊維のよ
うな大きな粒子を除去するのに良好な予備的な第１段階
である。好ましくは、真空ノズル６２を通る真空は、特
定の噴射器のアイドリング中にチャンネル内のインクが
経験する典型的な負圧力よりも１桁以上大きなものであ
る。真空ノズルにおける真空の好ましい範囲は、ノズル
の先端において約４ないし１０ＰＳＩである。プリント
ヘッド２０のチャンネル２２内にインクを保持するため
の典型的な背圧は、約−０．０３ないし−０．１５ＰＳ
Ｉである。この初期の真空化段階では、真空ノズル６２
が１０ないし２０チャンネル長さのインク体積か、又は
約０．００２ないし０．００４マイクロリットルの材料
を各チャンネルから除去してチャンネルを清掃すること
が受け入れられる。このように、全巾プリントヘッドの
各噴射器は、粘性の栓が完全に清掃される。
【００１６】本発明の好ましい方法によれば、シャトル
５０がプリントヘッド２０を横切って１回移動された後
に、ここに示す実施例ではリードスクリュー５２の回転
方向を逆転するがごときによってシャトル５０の方向が
逆転され、シャトル５０は、湿式ワイパ６０が最初にな
るようにしてプリントヘッド２０の噴射器の直線アレイ
を横切って移動する。湿式ワイパ６０は、プリントヘッ
ド２０の前面２１を横切って移動するときに、プリント
ヘッドの前面に少量の水を（図示されていない水源か
ら）付与する。インクジェットプリントヘッドの好まし
い実施例では、プリントヘッド２０の前面２１は、好ま
しくはフッ素化炭素（ダイヤモンド状のコーティング）
の疎水性の面であり、これは付与された水を前面におい
てビーズ状にする。基本的に、湿式ワイパ６０は、一般
的にシステムに向かって過剰な水を不当に「溢れ」させ
ることなく、少量の水を湿式ワイパ６０からプリントヘ
ッド２０の前面へ橋絡させるに充分な外方圧力を有する
蝋燭の心（ウイック）の形態である。メニスカス状に拭
うための湿式ワイパ６０からの外方の水の圧力の好まし
い範囲は、約０．０１５ないし０．０７５ＰＳＩであ
る。この水は多数の目的を果たす。第１に、湿式ワイパ
６０によってプリントヘッド２０に与えられる少量の水
は、チャンネルの周囲の領域に必要な量の相対的湿度を
回復させる。この相対的湿度は、例えば、チャンネル内
にあまりに早く乾燥インクの粘性栓が形成するおそれを
低減するのに有用である。更に、この水は、チャンネル
の周りの領域からある種の埃や屑を除去するのに有用な
比較的少量の洗剤を希釈している。もちろん、シャトル
５０の「戻り移動」において液体を付与するのに続い
て、プリントヘッド２０は、再び真空ノズル６２によっ
てほとんど直ちに真空が作用される。この場合も、好ま
しい方法のこの段階は、ジョブのプリント動作の直前に
チャンネル内に使用可能な液体インクの「充填」を回復
するのに有用である。
【００１７】真空ノズル６２を経て収集されたインク及
び他の汚染物は、装置内の分離チャンバのような既知の
手段により空気流から分離される。
【００１８】図３は、プリントヘッド２０に対向すると
きの湿式ワイパ６０及び真空ノズル６２の斜視図であ
る。湿式ワイパ６０の構造について以下に詳細に述べ
る。一般に述べると、湿式ワイパ６０及び真空ノズル６
２の典型的な直径は、１／４インチから１／２インチで
ある。又、湿式ワイパ６０及び真空ノズル６２と同等の
サイズ及び形状のホロワ７０も含まれており、これは、
プリントヘッド２０が保守モードにあるときに、プリン
トヘッド２０の隣接領域に係合されて、湿式ワイパ６０
及び真空ノズル６２をチャンネル２２の周りのプリント
ヘッド２０の領域に適切に接触させるためのスペーサと
して働く。真空ノズル６２は、好ましくは、小さなドー
ムの形態であって、スリット状のオリフィス７２がそこ
に画成され、プリントヘッド２０の噴射器の直線アレイ
の方向をたどる向きにされている。このオリフィス７２
は、シャトル５０が全アレイを横切って移動するときに
所与の時間にプリントヘッドのアレイのノズルのサブセ
ットを包囲するようにされる。真空ノズル６２及びホロ
ワ７０の外面は、好ましくは、低摩擦のプラスチック材
料であり、特に、Ｔｅｆｌｏｎ（登録商標）含浸のＤｅ
ｌｒｉｎ Ａ／Ｆ（基本的にはテフロン繊維をアセター
ル樹脂に分散したもの）である。湿式ワイパ６０及び真
空ノズル６２を別々にスプリング負荷するのに加えて、
又はそれに代わって、湿式ワイパ６０、真空ノズル６２
及びホロワ７０は、７４のような単一のプラスチックプ
レートに一緒に成形され、このプレートはそれ自体シャ
トル５０に弾力で取り付けられる。湿式ワイパ６０及び
真空ノズル６２は、各々、６１及び６３のような柔軟性
のチューブを経て真空源又は液体供給源に接続される。
【００１９】図４は、本発明の好ましい実施例による湿
式ワイパ６０の断面図である。この湿式ワイパ６０の主
部分は、ウレタンフェルトのウイック部分８０を備え、
これは網の目状にされそして外部チューブ８２内に圧縮
される。好ましいウイック材料は、圧縮比が４：１の網
の目状フェルト発泡材で、スコット社によって製造さ
れ、ＳＩＦ Ｆｅｌｔという商標で販売されているもの
である。湿式ワイパ６０の有効先端には、低摩擦の拭い
部材８４が設けられ、これは、テッコ社によって製造さ
れてＮｉｔｅｘ（登録商標）という商標で販売されてい
る親水性ナイロンのメッシュで形成されるのが好まし
い。外部の水源（図示せず）からの水は、ウイックフェ
ルト８０を経て供給され、先端８４のナイロンメッシュ
を経て湿式ワイパ６０から外方へ若干正の圧力を形成す
る。金属又はプラスチックのリング８５は、拭い部材８
４を先端に保持するのに有用である。
【００２０】湿式ワイパ６０の先端は、プリントヘッド
２０の前面から５ミル以下の間隔がなければならない。
湿式ワイパ６０は前面２１に接触しないのが好ましい。
むしろ、湿式ワイパ６０の先端における液体の外方圧力
が、前面２１へと「橋絡」する正のメニスカスを形成す
ることが意図される。湿式ワイパ６０と前面２１との間
にこのように液体の「クッション」があると、湿式ワイ
パ６０は、前面に沿って滑るように進み、汚染物を拭い
去り、ノズル開口に液体を蓄積する一方、プリントヘッ
ドの前面を擦って最終的にダメージを及ぼすことのある
固体−固体接触を回避する。同じ間隔どりの原理が真空
ノズル６２にも適用され、湿式ワイパ６０がアレイに沿
って移動するときに後方に残される液体の引きずり部分
は、真空ノズル６２が前面２１に実際に接触していなく
ても、前面２１から効果的に真空吸引される。この場合
も、真空ノズル６２の好ましい間隔は、前面２１から５
ミル未満である。
【００２１】本発明の好ましい動作においては、保守モ
ード位置においてシャトル５０をプリントヘッド２０の
前面を横切って前後に１回移動させる保守ルーチンは、
少なくとも各ジョブの後に実行され、そして又、マシン
が一般的にアイドリングであるときには、例えば、１時
間という周期的な間隔でおそらく実行される。非常に多
数の噴射器を有するサーマルインクジェットプリンタを
使用する場合の１つの危険性は、長時間のアイドリング
によりインクが部分的に蒸発して、非常に多数のチャン
ネルのうちの幾つかに粘性の栓を形成するおそれが増大
ことであるが、周期的な自動保守ルーチンを設けること
により、非常に多数の噴射器の完全性を保つことができ
る。
【００２２】固体のドーム状ホロワ７０に代わり得るも
のとして、プリントヘッド面に隣接するプリンタの部分
に向かう摩擦を減少するために浮動ボールベアリングを
ホロワとして設けることもできる。このホロワは、特
に、湿式ワイパ６０、真空ノズル６２又はその両方が前
面に対してスプリング負荷される場合に、プリントヘッ
ド２０の前面２１から湿式ワイパ６０及び真空ノズル６
２の所望の間隔を維持するのに有用である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を用いるのに適した全巾アレイのサーマ
ルインクジェットプリンタの要素を示す正面図である。
【図２】全巾アレイのサーマルインクジェットプリンタ
のプリントヘッドに相互作用する本発明の保守装置を示
す平面図である。
【図３】本発明による保守装置の分離に重要な要素を示
す斜視図である。
【図４】本発明による湿式ワイパの断面図である。
【符号の説明】
Ｓ ペーパーシート Ｐ 処理方向 １０ インク供給カートリッジ １２ キャリッジ １４ インク供給源 ２０ プリントヘッド ２２ インクチャンネル ２４ 加熱ヘッド ２６ インク供給マニホルド ２８ バス ３０ 制御器 ５０ シャトル ５２ リードスクリュー ５４ フィンガ ５６ ガイドレール ６０ 湿式ワイパ ６２ 真空ノズル ７０ ホロワ ７２ オリフィス

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 表面にノズル開口のアレイを画成するプ
    リントヘッドを具備し、上記アレイはこれを通してイン
    ク小滴を放出するように主方向に延び、 更に、真空吸気部材と、ノズル開口に液体を付与する付
    与器とを含んだシャトルを具備し、そして更に、上記プ
    リントヘッドの上記アレイにおける一連のノズル開口に
    吸気及び液体を付与するために上記アレイの主方向に一
    般的に平行な経路を移動するよう上記シャトルを支持す
    るトラックを具備したことを特徴とするインクジェット
    プリンタ。
  2. 【請求項２】 インク小滴を放出するための主方向に延
    びるノズル開口のアレイを画成する表面を有したプリン
    トヘッドの保守方法において、 上記アレイの主方向に実質的に平行な方向に吸気及び液
    体付与器を移動して、この付与器を上記アレイの一連の
    ノズル開口に位置させ、そして上記付与器を動作させ
    て、吸気及び液体を所定の圧力で上記ノズル開口に供給
    する、という段階を備えたことを特徴とする方法。
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