JP2003103791A - 印字ヘッドノズルフェイスの残留インククリーニング方法およびその装置 - Google Patents
印字ヘッドノズルフェイスの残留インククリーニング方法およびその装置Info
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Abstract
効果的にクリーニングする。 【解決手段】 印字ヘッドのノズルフェイス14が非印
刷位置にあるとき、これに対向する位置にワイパーブレ
ード30が配置される。ノズルフェイス14が、キャリ
ッジ26の移動に伴って非印刷位置から印刷位置へと移
動する際、ワイパーブレード30がノズルフェイス14
にたわんだ状態となって接触し、表面の残留インクを拭
き取る。ノズルフェイス14との接触状態から解放され
ると、ワイパーブレード30は、真っ直ぐの状態に戻
り、このとき表面についた残留インクをバックストップ
容器16へとはね飛ばす。キャリッジ26が更に移動す
ると、ワイパーブレード30の末端がバックストップ容
器16に接触し、ワイパーブレードに残ったインクが除
去される。
Description
ェット印字ヘッドに関し、より詳しくは、印刷動作中に
印字ヘッドのノズルフェイスにたまった残留インクを、
ワイパーブレードと、ワイパーブレードから振り落とさ
れた残留インクを回収し、ワイパーブレードをクリーニ
ングするためのバックストップ容器とを使って取り除く
方法およびその装置に関する。印字ヘッドのノズルフェ
イスの残留インクのクリーニングが不十分であると、イ
ンクの小滴が誤って導かれ、その後の印字ヘッドによる
印字品質が落ちる。また、ワイパーブレードのクリーニ
ングが不十分であると、ノズルフェイスが残留インクで
再度汚れ、ワイパーブレードによってノズルフェイスか
ら取り除かれた残留インクは普通、残留インクを周囲に
飛び散らせ、その結果、印刷媒体を保持するプラテンと
印刷媒体が汚れる。
は、インクジェット印字ヘッド内の加熱素子によって生
成された熱エネルギパルスを使い、加熱素子上に瞬時の
インク気泡を生成させ、これが印字ヘッドのノズルから
インクの小滴を排出する。この種の印字ヘッドのひとつ
は、複数の平行なインクチャンネルを有するもので、各
インクチャンネルの一端はインクタンクにつながり、も
う一端は開放しており、印字ヘッドの小滴排出面(フェ
イス)上のノズルとして機能する。通常は抵抗器である
加熱素子は、各インクチャンネルの中に、ノズルの開口
部から所定の距離だけ上流に設置される。加熱素子は電
流パルスによって個々に駆動され、瞬時にインクを蒸発
させ、インクの小滴を放出する気泡を形成する。若干の
負圧がかかった各ノズルにはメニスカスが形成され、イ
ンクがそこから流出するのが防止される。
ジェット印字ヘッドの製造方法のひとつは、ひとつまた
は複数のインクタンクを有する上側基板、片面に加熱素
子列を有する下側基板、上側基板と下側基板との間のパ
ターン化されたポリイミド層を組み合わせるステップを
含む。基板は、その間にはさまれたパターン化されたポ
リイミド層と位置合わせされ、接合されると、一端でイ
ンクタンクと液体が流通し、もう一端は開放で、ノズル
フェイスまたは前面(フロントフェイス:front face)
と呼ばれるものにおけるノズルとして機能するインクチ
ャンネルを画定する。
り、接合されたシリコンウェハから分離されると、ダイ
シング作業でノズル上またはノズル周辺に付着したポリ
イミドの破片を排除するために、前記前面をプラズマに
より洗浄することができる。次に、アモルファスまたは
ダイアモンドライクカーボン(DLC)コーティングを
印字ヘッドの前面に施し、続いて、米国特許出願第5,
073,785号に記載されているようにフッ素化し、
インクがノズル周辺に堆積され、ノズルから放出される
インク小滴の軌道に影響を与えるのを防止するような疎
水性表面を設けることが可能である。
クジェットプリンタは一般に、インクチャンネルとノズ
ルをノズルフェイス内に含むひとつまたは複数の印字ヘ
ッドを有している。この印字ヘッドはインク供給タンク
と組み合わされ、インクカートリッジを形成する。ある
タイプのカートリッジでは、印字ヘッドとひとつまたは
複数のインクタンクはその一体化された部分であり、タ
ンク内のインクがなくなると、カートリッジごと捨てる
ことができる。別のタイプのカートリッジの場合、印字
ヘッドは交換可能なインクタンクサポートと一体化さ
れ、交換可能なインク供給タンクがインクタンクサポー
トに挿入される。一般に、まずインクタンクサポートが
プリンタの移動可能なキャリッジ上に設置され、その
後、インクタンクが設置される。インクジェットプリン
タがマルチカラータイプであれば、交換可能なインクタ
ンクサポートは、印刷動作中、同色インクのインク供給
タンクが少なくとも10個、インク切れとなるまで交換
する必要がないはずである。キャリッジタイプのインク
ジェットプリンタが、プリンタのキャリッジ上に設置さ
れ、インクがなくなると廃棄される一体型印字ヘッドを
有する交換可能なインクカートリッジを使用するか、あ
るいはインクタンクサポート上に設置された別の交換可
能なインク供給タンクを備える、プリンタのキャリッジ
上に設置された一体型印字ヘッドを有する交換可能なイ
ンクタンクサポートを使用するかにかかわらず、どちら
のタイプも印刷領域において一方向に移動され、紙等の
記録媒体上に情報のひとつの帯を印刷する。帯の高さは
印字ヘッドのノズルフェイスにおけるノズルのコラムの
長さに等しい。紙は印刷中、静止状態に保持され、帯が
印刷されると、紙は、印刷された帯の高さあるいはその
一部に等しい距離だけ進められる。この手順が繰り返さ
れ、ページ全体が印刷される。
タのインクジェット印字ヘッドは通常、印刷領域の片側
に位置するメンテナンスステーションにおけるメンテナ
ンスを必要とし、ここで、印字ヘッドのノズルフェイス
は定期的に印刷動作中および印刷動作後にクリーニング
され、プリンタが印刷していない時にノズル内のインク
が乾燥しないよう、キャップが被せられる。さらに、印
字ヘッドには、キャップが被せられている間にインクを
入れ、印字ヘッドのチャンネルがインクで満杯になり、
印刷欠落の原因となる気泡を含まないようにすることが
できる。印字ヘッドのノズルフェイスのクリーニングは
通常、ノズルフェイスがメンテナンスステーションに入
る時もしくはステーションから出る時、または出る時お
よび入る時の双方において、ノズルフェイスを拭くワイ
パーブレードを使って行われる。
キャリッジタイプのインクジェットプリンタにおいて、
キャリッジの動きを利用し、印字ヘッドのノズルフェイ
スを、固定されたワイパーブレードを通過するように動
かすことによって印字ヘッドノズルフェイスをワイパー
ブレードでクリーニングすることは周知である。しかし
ながら、十分にクリーニングするため重要点は、ワイパ
ーブレードを適度な高い圧力でノズルフェイスと接触さ
せることである。これは、インクの膜を残してしまう
「ハイドロプレーニング」を防止し、印刷中にノズルフ
ェイス上に堆積しがちな残留インクを確実に拭き取るた
めに必要となる。しかし、残念ながら、ワイパーブレー
ドとノズルフェイスが高圧で接触すると、ワイパーブレ
ードがノズルフェイス上でふき取り動作する際に変形
し、エネルギが蓄積される。ふき取り終了時にワイパー
ブレードがノズルフェイスから離れると、ワイパーブレ
ード内に蓄積されたエネルギによって、ノズルフェイス
から拭き取られたインクがワイパーブレードから振り落
とされる、あるいは跳ね飛ばされる。振り落とされたこ
のインクはキャリッジや印刷プラテンに飛び散り、プリ
ンタの紙に近い部分に付着したインクが紙と接触し、印
刷された画像が汚れる原因となる。本発明は、ワイパー
ブレードから飛び散る残留インクとワイパーブレードそ
のもののクリーニングの両方の問題を解決する。
ードと、ワイパーブレードによって取り除かれた残留イ
ンクを回収し、ワイパーブレードをクリーニングするバ
ックストップ容器との組み合わせによって印字ヘッドの
ノズルフェイスから残留インクをより効果的にクリーニ
ングすることである。
いて、ワイパーブレードでインクジェット印字ヘッドの
ノズルフェイスから残留インクを取り除き、取り除かれ
た残留インクを回収し、前記ワイパーブレードの残留イ
ンクをクリーニングする方法であって、印字ヘッドのノ
ズルフェイスを、比較的固いワイパーブレードを通過す
る第一の方向に移動させ、ワイパーブレードが前記ノズ
ルフェイスと接触し、これによってたわんで変形するよ
うにするステップと、前記ワイパーブレードが前記ノズ
ルフェイスを通過して移動する際、前記ノズルフェイス
から残留インクの少なくとも一部を、前記たわんで変形
されたワイパーブレード上に取り除き、これによって前
記ノズルフェイスをきれいに拭き取るステップと、前記
ワイパーブレードが移動されて前記ノズルフェイスと接
触しなくなると、取り除かれた残留インクの少なくとも
一部を前記ワイパーブレードから振り落とし、これによ
って前記ワイパーブレードがたわんで変形した状態から
まっすぐになるステップと、前記ワイパーブレードから
振り落とされた残留インクの少なくとも一部をバックス
トップ容器の中に回収するステップと、前記ワイパーブ
レードがたわんで変形した状態で前記バックストップ容
器と接触するまで前記第一の方向にノズルフェイスを引
き続き移動させ、前記ワイパーブレードの一部がバック
ストップ容器にこすり付けられ、これによってそこに残
っているすべての残留インクをクリーニングするステッ
プとを含む方法が提供される。
照しながら本発明を説明する。図中、同様な参照番号は
同様の要素を示す。
サポート構造10の概略等角投影時図が、その底壁12
と、小滴排出ノズルの列15を備える印字ヘッドノズル
フェイス14が見える向きで示されている。この図にお
いて、バックストップ容器16は、インクタンクサポー
ト構造のインク底壁の外側表面に一体形成され、破線で
示される印字ヘッド17から離れている。図中のインク
タンクサポート構造は、想像線で示される黒インク供給
タンク34をその中に設置するよう構成されている。本
発明によるインクタンクサポート構造は、側壁19,2
0、底壁12、背面壁21を備えるハウジング18を有
する。側壁20には、印字ヘッド17、インターフェイ
ス回路基板13(破線で示す)、ヒートシンク23を備
える印字ヘッドアセンブリ22が設置されている。イン
ターフェイス回路基板には、印字ヘッドをプリンタのコ
ントローラ(図示せず)に電気的に接続するコンタクト
パッド25(破線で示す)を備える。この接続は、イン
クタンクサポート構造がインクジェットプリンタ(図示
せず)の移動キャリッジ26(図2参照)に設置された
とき、この移動キャリッジ26を介して達成される。た
とえばマイラー(Mylar:商標)等の適当な材料による薄
いフレーム部材24が印字ヘッドのノズルフェイスを囲
み、図2に見られるように、ノズルフェイスと同一平面
にあり、ノズルフェイスのクリーニングを助け、ワイパ
ーブレード30の磨耗を軽減する。後述のように、ワイ
パーブレードは、ノズルフェイスを汚れのない状態に保
つのに使用される。ハウジング18は、ハウジングの底
壁の内側表面から突出したインクパイプコネクタ29を
有し、黒インク供給タンクがインクタンクサポート内に
設置されると、インクパイプコネクタ29がその中に挿
入される。ハウジングの底壁にインク流路(図示せず)
が形成され、インクパイプコネクタとインク流路を通じ
てインク供給タンクが印字ヘッドと相互接続される。
0のハウジング18は、好ましくは、たとえばポリプロ
ピレン等の適当な材料を使った射出成形によって製作さ
れる。一体化されたラッチングアーム27は背面壁21
から鋭角にその内側に伸びる。このラッチングアームは
フレキシブルで、黒インク供給タンク34がインクタン
クサポート構造内に設置された時にこれを所定の場所に
固定するのに使用される。バックストップ容器16は、
印字ヘッドに向いた開口側面28を有する長方形のボッ
クス形状である。バックストップ容器の上壁31は、イ
ンクタンクサポート構造の底壁にほぼ平行であり、その
外側表面には、矢印33で示すキャリッジの平行移動方
向に垂直な溝32がある。
(図示せず)の移動キャリッジ26の立面図が破線で示
されている。キャリッジには、交換可能な黒インクタン
ク34用のひとつのインクタンクサポート構造10と、
別の交換可能なマルチカラーインクタンク35のための
ひとつのインクタンクサポート構造11が設置されてお
り、インクタンクサポート構造11は個別のチャンバを
有するひとつの一体型のタンクでもよく(図示せず)、
各タンクまたはチャンバにそれぞれシアン、マゼンタ、
黄色のインクが入っている。各ラッチングアーム27,
27Aの末端は、各々のインクタンクサポート構造1
0,11の所定の位置に、そこに挿入される各インクパ
イプコネクタ29,29Aで各インクタンク34,35
をロックする。位置決め可能なワイパーブレードホルダ
36は、紙37等の記録媒体がプラテン(図示せず)上
に保持される印刷位置38の片側の非印刷位置に設置さ
れる。ワイパーブレードホルダは、その中に交換可能に
設置されたワイパーブレード30を有する。印字ヘッド
のノズルフェイス14が、印刷動作中のインク小滴排出
によってノズルフェイス上に残った黒インクを取り除く
必要がある場合、キャリッジ26は矢印33が示すよう
に、印刷位置38から、位置決め可能なホルダ36内に
設置されているワイパーブレードがある非印刷位置まで
平行移動される。
から取り除くのに必要な時間は、印刷動作にかかる所定
の時間等、周知の適当な方法で判断し、プリンタコント
ローラ(図示せず)にロードされたオペレーティングア
プリケーションソフトウェアがクリーニングのために適
当なタイミングで自動的に印字ヘッドを非印刷位置に送
るようにすることができる。キャリッジの動きにより、
位置決め可能なホルダ36は非ふき取り位置からふき取
り位置へと、例えばスレッドカムその他(図示せず)、
ホルダとワイパーブレードを矢印39が示すようにキャ
リッジに近づけ、またこれから遠ざけるよう移動させる
円形カム40に代表される適当な手段で上昇される。あ
るいは、位置決め可能なホルダ36は、掃動位置にスプ
リングバイアスし、キャリッジ26がワイパーブレード
30を通過して移動し、図2に示すようにワイパーブレ
ードが2つのインクタンクサポート構造10,11の間
に来るまで十分な長さだけ、キャリッジのカムの動作に
よって戻し、ワイパーブレードが、印字ヘッドのノズル
フェイス14をクリーニングする前に不必要にバックス
トップ容器16と接触することによって損傷を受けるこ
とがないようにすることができる。
タンクサポート構造10とインクタンク34だけが示さ
れており、キャリッジ26は矢印33Aによって示され
るように、非印刷位置から印刷位置に向かって移動され
ている状態にある。キャリッジの動きにより、比較的固
いワイパーブレード30は印字ヘッドのノズルフェイス
を囲むフレーム部材24と接触し、これによってワイパ
ーブレードがたわんで形する。ワイパーブレードは、例
えばゴムやネオプレンといった、黒インクタンク34の
中で使用されているインクによって損傷を受けない、適
当な弾性材料で、適当に固い材料を提供するA型ショア
硬度測定器による所定硬度を有し、ワイパーブレードが
印字ヘッドのノズルフェイスと適当に高い圧力で接触す
るようになっている。このように高圧で接触することに
より、残留インクの薄い膜が残ってしまうワイパーブレ
ードのハイドロプレーニングが防止され、印字ヘッドノ
ズルフェイスが十分にふき取られる。これは業界におい
て周知であるが、残念ながら、必要とされるワイパーブ
レードの高圧接触は、ワイパーブレードの接触が印字ヘ
ッドのノズルフェイスから離れるとすぐに、取り除かれ
た残留インクが振り落とされたり、飛び散ったりする原
因となる。このように、印字ヘッドのノズルフェイスを
十分にクリーニングできるよう十分な接触圧を持たせよ
うとすると、インクがキャリッジやその周辺に飛び散
り、インクが印刷された記録媒体や紙に付着する結果と
なる。
るふき取り終了時にワイパーブレードから残留インク4
1が飛び散るというこの問題は、インクタンクサポート
構造10の底壁12の外側表面上の、印字ヘッドのノズ
ルフェイス14のすぐ下流の位置に、そこから離してバ
ックストップ容器16を取り付けることによって解決さ
れる。それによって、ワイパーブレードが印字ヘッドの
ノズルフェイスとの接触状態を解放された時にワイパー
ブレードの末端から振り落とされる残留インク41が、
矢印43で示されるようにバックストップ容器16の開
口側面28の中に向かうようになる。この図4の中で、
ワイパーブレードは、印字ヘッドのノズルフェイス14
を囲むフレーム部材24との接触状態から解放される直
前の状態が実線で、フレーム部材との接触状態から解放
された直後が一点鎖線で示されており、変形されたワイ
パーブレードがまっすぐになることによって、取り除か
れた残留インクがバックストップ容器の中に飛び散る、
または振り落とされる。
少し時間が経過し、キャリッジが引き続き矢印33Aの
方向の印刷位置に向かって移動したものが示される。こ
の瞬間に、ワイパーブレードは、それがバックストップ
容器16の開口側面28と接触したばかりの様子が一点
鎖線で示される。ワイパーブレードはすでに、図4につ
いて上述したように、ワイパーブレードから取り除かれ
た残留インクの大部分を振り落としているが、依然とし
てそれに付着したままの残留インクがある。キャリッジ
26を印刷位置の方向に引き続き移動させることによ
り、ワイパーブレードはさらにバックストップ容器16
の上壁31の表面に沿って移動するため、ワイパーブレ
ードは、ワイパーブレードの上に残っている残留インク
をバックストップ容器の開口側に向けて擦り取り、それ
によってきれいになる。その後、上壁31の表面に当た
って、たわんで変形されたワイパーブレード30は引き
続き、バックストップ容器の上壁の溝32を通過して移
動し、ワイパーブレードの末端が再び擦られ、ワイパー
ブレードから残留インクが完全に取り除かれる。
ジが矢印33Aによって示される印刷位置の方向に移動
を続ける際、キャリッジ26のカムによる動作によって
図6のような非ふき取り動作位置に戻される。あるい
は、ワイパーブレードホルダは、キャリッジが印刷位置
から図2に示される非印刷位置に戻るまでふき取り動作
位置に留まる。この方向へのキャリッジの移動により、
ワイパーブレード30がインクタンクサポート構造10
と11の間に位置するまでワイパーブレードホルダ36
がふき取り動作位置から非ふき取り動作位置へと引き込
まれ、インクサポートの間の位置で、図2に示されてい
るように、ワイパーブレードホルダはキャリッジの方向
に動くことができるようになり、ワイパーブレードをふ
き取り位置に位置付ける。
バックストップ容器を備えるインクタンクサポート構造
の概略等角投影図である。
図であり、その一方が図1に示され、一方のインクタン
ク構造は黒インクが入っているインク供給タンクを有
し、もう一方はカラーインクが入っているインク供給タ
ンクを有し、これらの両方が破線で示される平行移動可
能なキャリッジ上に設置されているように描かれ、キャ
リッジは非印刷位置にあり、ワイパーブレードを備える
位置決め可能なホルダが本発明によって設置されてい
る。
インクタンク構造だけが示され、キャリッジは印刷位置
に向かう方向に平行移動され、ワイパーブレードがふき
取り動作中で印字ヘッドのノズルフェイスと接触してい
る状態にある、図2と同様の部分立面図である。
ニングを終え、ノズルフェイスから離れる直前と、破線
で示される、ノズルフェイスと接触した直後の、バック
ストップ容器にインクが振り落とされるキャリッジの位
置を示す、図3と同様の部分の図である。
より、ワイパーブレードがバックストップ容器と接触
し、これによってクリーニングされることを示す、図3
と同様の部分の図である。
位置決め可能なホルダとワイパーブレードの再位置決め
を示す、図5と同様の部分の図である。
26 キャリッジ、30 ワイパーブレード、16 バ
ックストップ容器、36 ワイパーブレードホルダ。
Claims (2)
- 【請求項1】 ワイパーブレードでインクジェット印字
ヘッドのノズルフェイスから残留インクを取り除き、取
り除かれた残留インクを回収し、前記ワイパーブレード
の残留インクをクリーニングする方法であって、 印字ヘッドのノズルフェイスを、比較的固いワイパーブ
レードを通過するように第一の方向に移動させ、このワ
イパーブレードが前記ノズルフェイスに接触し、これに
よってたわんで変形するようにするステップと、 前記ワイパーブレードが前記ノズルフェイスを通過する
ように移動させられる際、前記ノズルフェイスから残留
インクの少なくとも一部を前記たわんで変形されたワイ
パーブレードへと取り除き、これによって前記ノズルフ
ェイスをふき取るステップと、 前記ワイパーブレードが前記ノズルフェイスと接触しな
くなるよう移動させられる際、前記ワイパーブレードか
ら取り除かれた残留インクの少なくとも一部を振り落と
し、この移動よって前記ワイパーブレードがたわんで変
形された状態からまっすぐになるようにするステップ
と、 前記ワイパーブレードから振り落とされた残留インクの
前記少なくとも一部をバックストップ容器に回収するス
テップと、 前記ワイパーブレードが前記バックストップ容器と接触
してたわんで変形するまで、前記ノズルフェイスを引き
続き前記第一の方向に移動させ、前記ワイパーブレード
の一部が前記バックストップ容器に擦られて拭き取ら
れ、これによってそこに残っているすべての残留インク
をクリーニングするステップと、を含むこ残留インクの
クリーニング方法。 - 【請求項2】 インクの小滴が排出されるノズルをノズ
ルフェイス内に備える移動可能な印字ヘッドを有するイ
ンクジェットプリンタにおいて、前記プリンタは前記印
字ヘッドを移動させる手段と、前記印字ヘッドのノズル
フェイスから残留インクを取り除くワイパーブレード手
段と、を有し、さらに、 前記ワイパー手段は、位置決め可能なブレードホルダ内
に一端で固定して備え付けられたワイパーブレードであ
って、前記ノズルフェイスをクリーニングするための自
由な、反対側の末端を有するワイパーブレードを有し、 前記印字ヘッドは、取り外し可能なインクタンクサポー
ト構造に取り付けられ、前記構造は印字位置と非印字位
置との間で選択的に移動可能で、 前記位置決め可能なホルダは前記非印字位置に隣接して
設置され、非クリーニング位置からクリーニング位置へ
と進出して位置決め可能で、 前記位置決め可能なホルダを前記非クリーニング位置か
ら前記クリーニング位置まで選択的に移動させ、当該ホ
ルダを前記非クリーニング位置へと戻す手段であって、
そして前記ワイパーブレードの末端が前記印字ヘッドの
ノズルフェイスに比較的しっかりと接触し、これによっ
て変形され、前記印字ヘッドを有する前記インクタンク
構造が前記非印字位置から前記印字位置へと移動させら
れる時、前記インクタンク構造の移動とともに前記ワイ
パーブレードの接触して変形している末端が前記ノズル
フェイスから残留インクを拭き取るようにする手段と、 前記インクタンク構造が前記非印字位置から前記印字位
置に向かって移動され、前記変形されたワイパーブレー
ドが前記ノズルフェイスと接触しなくなるよう移動し、
前記ワイパーブレードの末端が、前記印字ヘッドのノズ
ルフェイスと接触して変形した後、まっすぐになること
ができるようになった時に、前記ワイパーブレードの末
端から振り落とされた残留インクを回収するためのバッ
クストップ容器と、を備え、 前記ワイパーブレードの末端は、前記インクタンク構造
が引き続き非印字位置からの平行移動を続けると、前記
バックストップ容器に接触し、これによってそこに残っ
ている残留インクがクリーニングされ、前記バックスト
ップ容器に入れられる、インクジェットプリンタ。
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