JP2000233514A - 流体ポンプ作動方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 インクの泡立ち、過剰なインクの無駄及びプ
ライミング操作における正確な制御の欠如することな
く、プリントヘッドをプライミングすることが可能な流
体ポンプ作動方法を提供する。 【解決手段】 駆動ギア９２と噛み合う歯を有する駆動
ギア９４がアーム位置決めギア９８と噛み合う歯を有す
る駆動ギア９６との共通のシャフトに接続されており、
ステップモータ９０が駆動ギア９２を回転させることに
よってアームを９０度よりもわずかに小さい角度まで動
かす。アーム８０を動かして、ピボット軸８２に取り付
けられたアーム８０の位置すなわちその上端におけるポ
ンプ５０の出口の位置を、キャリッジの流体路の流体流
入端に合わせる。キャリッジを動かすことにより、流体
路を介して、決められた圧力で決められた量の流体をプ
リントヘッドと交換させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、一般的にはコンピ
ュータにより駆動するプリンタ、より厳密にはカラーイ
ンクジェットプリンタの流体ポンプを作動する流体ポン
プ作動方法に関する。

【従来の技術】コンピュータにより駆動するプリンタ
は、プリンタにより印刷が行われる用紙、又はその他の
媒体の動く方向に対して直角の方向にプリンタ上を往復
移動するプリントヘッド用キャリッジ（ printhead car
riage ）を有する。カラーインクジェットプリンタのキ
ャリッジは通常、そこに取り付けられた４つ以上の取り
外し可能なサーマルインクジェットプリントヘッド（ t
hermal inkjet printhead）を有する。各サーマルイン
クジェットプリントヘッド（以下、単にプリントヘッド
という）はインク供給源を有し、又はそれに取り付けら
れており、時々差圧（ pressure differential）をかけ
てインクをインク送出用のオリフィス（ orifice）を通
じて流すことにより、１つ以上のプリントヘッドをプラ
イミング（ priming）することが必要となる。

【０００２】プリントヘッドのプライミングはこれま
で、プリントヘッド用キャリッジ（以下、単にキャリッ
ジという）がサービスステーション（ service statio
n）に停止した後に、プリントヘッドのノズル板（ nozz
le plate ）の回りに柔軟性のシール（ compliant seal
）を配することにより行われていた。これらのプライ
ミング・システムにおいては、プリントヘッドのノズル
板の外に負圧（ negativepressure）をかけてインクを
オリフィスを介して吸い込むことによりプリントヘッド
のノズルを通じてインクが引き出される。負の空気圧差
（ negative air pressure differential ）の源は、折
たたみ空気ベロー（ collapsing air bellows ）又は流
体路（ fluid conduit）により接続される離れたポンプ
等である。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】これらのプライミング
・システムにおいては、柔軟性のキャップをノズルを囲
む面に押し付けてチャンバを大気に対して閉じる一方
で、圧力源には通じるようにすることにより圧力が保持
される。プリントヘッドにおけるプライミングの負圧の
利用は、インクの泡立ち、過剰なインクの無駄及びプラ
イミング操作における正確な制御の欠如といった欠点を
持つこともある。したがって、負圧によるプライミング
に頼らず、システムのダメージの危険性を最低限に抑え
た制御された方法でプリントヘッドがプライミングされ
るプリントヘッドのプライミング・システムが必要とな
るのである。

【０００４】本発明は上記事情に鑑みてなされたもの
で、インクの泡立ち、過剰なインクの無駄及びプライミ
ング操作における正確な制御の欠如することなく、プリ
ントヘッドをプライミングすることが可能な流体ポンプ
作動方法を提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明はインクジェット
のプリントヘッドをプリントヘッド用キャリッジから取
り外すことなく、プリントヘッドと流体を交換するため
に、プリンタ内の流体ポンプを作動させる方法であっ
て、 ａ）大気に対して開いた第一の端から第二の端へと伸び
る少なくとも１つの流体路（ fluid conduit）を有する
キャリッジを設けるステップと、 ｂ）前記キャリッジ上に、前記流体路の第二の端と流体
で連絡する流体ポートを有するプリントヘッドを配置す
るステップと、 ｃ）前記キャリッジを流体を交換する位置へと移動し、
流体の移送するために前記流体路の第一の端を流体ポン
プの流体ポートと結合させるステップと、 ｄ）前記流体ポンプが作動し、前記流体路を介して、事
前に決められた圧力で事前に決められた量の流体を、前
記プリントヘッドと交換するために、前記キャリッジを
更に動かすステップとを有する流体ポンプ作動方法を提
供する。

【０００６】本発明は更に、その上に少なくとも１つの
インクジェットのプリントヘッドを有する可動式のキャ
リッジを備えるプリンタにおいて、プリントヘッドを前
記キャリッジから取り外すことなく、前記プリントヘッ
ドへ流体を送るための流体用出口を有する流体ポンプを
備えるプリンタを提供するものであり、前記流体ポンプ
の流体用出口が、前記流体ポンプを作動させて、制御さ
れた量の前記流体を前記プリントヘッドに送るために前
記キャリッジによって結合するように、前記プリンタ上
の前記キャリッジが移動する経路の一端近くに位置して
いる。

【０００７】

【発明の実施の形態】図１は、横方向に移動可能なプリ
ントヘッド用のキャリッジを有する大判型プリンタ１０
の一例を示す図であり、キャリッジが、その上から印刷
された媒体が受け籠（ catcher basket ）へと排出され
る通常は水平に置かれたプラテン１４上に延びるカバー
１２により囲われた状態を示している。図において、プ
ラテンの左側には４個の取り外し可能のインク容器２
０，２２，２４，２６があり、以下に説明する取り外し
可能な柔軟な管（ tube ）の配列を通じてインクを可動
式のキャリッジ上に取り付けられた４個のプリントヘッ
ドへと供給する。

【０００８】図２は図１の大型プリンタのカバーが取り
外された状態を示す上面平面図である。また、図３はサ
ービスステーション４８および流体ポンプ５０の正面
図、図４はサービスステーションおよび液体ポンプ５０
の側面図、図５は図３のサービスステーションおよび液
体ポンプ５０を線５―５で切った状態を示す断面図、図
６は流体ポンプの断面側面図、図７はキャリッジカバー
３６が閉じ位置にあるキャリッジ３０の右側面図、図８
はキャリッジカバー３６が上がった位置にあるキャリッ
ジ３０の正面図、図９はプリントヘッドが２つの仕切り
に設置され、キャリッジカバー３６があがった位置にあ
るキャリッジの上面図、図１０はキャリッジカバーを部
分的に除去した状態でその中の空気路１００，１０２，
１０４，１０６を示す上面平面図である。

【０００９】図２において、キャリッジ３０が、プリン
タのフレームに固定されている一対の横に伸びるスライ
ダロッド（ slider rod ）またはガイド（ guide）３
２，３４上に取り付けられている。プリンタのフレーム
には更に、一対の管ガイド用支持ブリッジ（ support b
ridge ）４０，４２が取り付けられ、この支持ブリッジ
から前部管ガイド４４および後部管ガイド４６が吊り下
がっている。キャリッジ３０は、プリンタの前面にラッ
チ（ latch）３８によって留められたピボット（pivota
l）のプリントヘッドカバー３６を有し、そのうちの２
個が図９中のキャリッジ上の仕切りＣ，Ｍ，Ｙ，Ｋ（ s
tall C,M,Y,K）内に示される４個のプリントヘッドを確
実に保持する。キャリッジがプラテン１４の左側付近の
位置（図１参照）までスライドしたときに、プリントヘ
ッドカバー３６を開けるためのすきまを作るために、前
部管ガイド４４は左側の支持ブリッジ４０の付近で角度
を付けられており、プリントヘッドの交換のためにプリ
ントヘッドカバー３６を容易に開けることができる。

【００１０】柔軟なインク送出用の配列を有する管の管
系（ tube system）は、インクをキャリッジ３０上のプ
リントヘッドへ運ぶためにインク容器から後部管ガイド
４６および前部管ガイド４４を通って延びる、４本の柔
軟なインク管５０’，５２’，５４’，５６’を介して
プリンタの左側の４つの別個のインク容器２０，２２，
２４，２６からインクを運ぶ。インク送出用の管系は、
本願にその開示が添付されている本発明の譲受人により
所有される、同時係属中の出願第＿＿＿＿＿＿＿＿＿号
(HP Docket 60980039)に記述及び請求されている。

【００１１】図１および図２において、プリンタの右側
にあるのは、キャリッジ３０がプリントヘッドの清掃及
びプライミングのために停止することができるプリント
ヘッド用のサービスステーション４８である。サービス
ステーション４８は、プリンタ上を横方向に延びるキャ
リッジ３０の移動経路の右端に隣接して取り付けられた
プラスチックのフレームより構成される。図８および図
９に示すように、キャリッジ３０は、シアン（Ｃ）、マ
ゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）及びブラック（Ｋ）のよ
うなカラーインクが入った４個の別個のプリントヘッド
をそれぞれ収容する４つの仕切りＣ，Ｍ，Ｙ，Ｋを有す
る。サービスステーション４８もまた、プリンタ中を前
方及び後方へと移動可能なドロア（ drawer ）上に設け
ることができる４つの別個の整備用仕切りＣ，Ｍ，Ｙ，
Ｋ（ servicing stall）を有する。整備用仕切りの各々
は、プライミングの間にプリントヘッドにより排出され
たインクを受けるための痰壷（ spittoon ）を有する。

【００１２】図３に示すように、流体ポンプに該当する
プリントヘッド整備用ポンプ（以下、単にポンプとい
う）５０は、ポンプ位置決めアーム（以下、単にアーム
という）８０の上端に取り付けられる。ギア格納フレー
ム（ gear closure frame ）６０がサービスステーショ
ン４８のフレームの右側壁に固定されているが、この右
側壁から一定の間隔が設けられており、キャリッジ３０
に対するアーム８０の位置、つまりはポンプ５０の位置
を決める減速ギア機構（ speed reduction gearmechani
sm ）（図５参照）を収容するためのポケットを作って
いる。図５に示すように、アーム８０は、サービスステ
ーションのフレームとギア格納フレーム６０との間に延
びるピボット軸（ pivot axis ）８２上で移動するよう
に取り付けられている。減速ギア機構において、大型の
駆動ギア（ large drive gear ）９４は、アームを９０
度よりもわずかに小さい角度まで動かせるようにアーム
８０上に形成された弧形のアーム位置決めギア（ arcua
ted arm positioning ）９８と噛み合う歯を有する小型
駆動ギア９６との共通のシャフトに接続されており、ア
ーム位置決め電子ステップモータ（ arm positioning e
lectric step motor）（以下、単にステップモータとい
う）９０が、その上の大型駆動ギア９４の歯と噛み合う
駆動ギア（ drive gear ）９２を回転させることによ
り、係合した小型駆動ギア９６、次いでアーム位置決め
ギア９８が回転し、アームを９０度よりもわずかに小さ
い角度まで動かすことができる。図７に示すキャリッジ
３０上に回転するように取り付けられたプリントヘッド
カバー３６の側面に弧を描くように位置する４本の空気
路（ air conduit）（流体路）１００，１０２，１０
４，１０６の内の第一の端である一つの流体流入端（ i
nlet end）に流体用出口に該当するポンプの出口（以
下、ポンプ出口という）５２ａ（図６参照）の位置を合
わせるために、アーム８０を動かし、ポンプをアームの
ピボット軸８２による弧に沿った様々な位置に合わせ
る。

【００１３】４本の空気路１００，１０２，１０４，１
０６は各々が実質的に等しい容量に作られており、プリ
ントヘッドカバー３６の側面の流体流入端からプリント
ヘッドカバー内部を通り、プリントヘッドカバーの内面
（ underside）にある、 下方（ downwardly ）の第二
の端である（プリントヘッドカバーが閉じている場合）
流体出口（ fluid outlet ）１１０，１１２，１１４，
１１６（図６参照）で終わっている。図８において、空
気出口（すなわち流体出口）は、各々が柔軟性のシール
（ compliant seal ）１１１，１１３，１１５，１１７
をその回りに有し、このシールは４個のプリントヘッド
がキャリッジ内のそれぞれの仕切りＣ，Ｍ，Ｙ，Ｋに位
置するとき、プリントヘッドの上面（ top surface）の
対応する流体ポートに該当する空気注入ポート（ air i
nlet port ）と結合する。また、図８において、プリン
トヘッドカバー３６の内面に更に、ばね負荷式のプリン
トヘッド位置決め器（ spring loaded printhead posit
ioner ）１２０，１２２，１２４，１２６が示されてい
る。プリントヘッドカバーは、回転可能に（ pivotall
y）キャリッジに接続し、また、閉じ位置、即ちプリン
トヘッドの押さえ位置にラッチ３８及び保持装置（ ret
ainer ）３９により固定されている。

【００１４】図６に示すように、任意によりアーム８０
の上端に取り外せるように取り付けられる、或はそこに
恒久的に固定出来る空気用のポンプ５０は、端の開いた
シリンダ５１を有し、その中にはシリンダの壁とスライ
ド可能に係合する一対の離れたピストン調整ディスク
（ piston alignment disc）５３，５４または環（ col
lar ）を有する細長いピストン５２が受容されている。
ピストン５２は、一端がシリンダ内のばね座（ spring
seat）５６に取り付けられ、他方の端が内部に細長い軸
上の流体放出流体路に該当する通路５９が通じた空洞の
ピストン用ステム（ stem ）５８の内部端を囲む環５７
に取り付けられている圧縮のばね（ compression sprin
g ）５５により、シリンダの外側に向かってバイアスが
かけられている。柔軟性のシール６１が内部ピストン調
整ディスク５４に取り付けられ、そのピストン調整ディ
スクとシリンダ５１とに囲まれた領域の間にエアシール
（ air seal ）を作るようにシリンダの内壁にスライド
可能に係合している。シール６１の側壁は、ピストン５
２が右に動く場合はシール６１が正の圧力を空気チャン
バ６８の中で一方向に保持するような、しかしピストン
が左に動く時は真空（vacuum ）を保持しないような角
度でシリンダ５１と係合している。シリンダは、１つ以
上の留め具６５によりシリンダの外壁に取り付けられた
カバー６３で閉じられている。かわりに、カバーをねじ
込み式にシリンダに取り付けても良い。ピストン５２
は、柔軟性のガスケット（ compliant gasket ）６９を
取り付けた拡張した環６７をその外側端に有し、プリン
トヘッドカバー３６の側壁と係合させる間、また、サー
ビスステーションでキャリッジがピストンに接して位置
する間、ポンプすなわちピストンの出口５２ａとプリン
トヘッドカバー３６との間にエアシールを作る。

【００１５】キャリッジ上のプリントヘッドの整備は、
整備すべきプリントヘッドへと空気を搬送するプリント
ヘッドカバー中の空気路１００，１０２，１０４，１０
６と位置合せをするために、ポンプ５０の位置決めをす
ることにより一部達成される。ポンプがその様に配置さ
れた状態でのキャリッジ３０のサービスステーション４
８への動きは、ポンプ出口でキャリッジがキャリッジと
の接触領域である柔軟性のガスケット６９と結合し、キ
ャリッジの継続した動きによりピストン５２がシリンダ
の中へと右方向に動かされてシリンダ中の空気チャンバ
６８からピストン内の中央の通路５９を通じて空気を排
気させる。よって、プリントヘッドに正の空気圧力源が
供給されるためにインクが押圧されて、プリントヘッド
底部にあるプリントヘッドのオリフィスを介してサービ
スステーション４８中の適切な痰壷へと入る。したがっ
て、Ｃ，Ｍ，Ｙ，Ｋの各々のプリントヘッドのノズル
を、ポンプにより供給される正の空気圧に起因するイン
クの流れでプライミングすることが可能となる。ポンプ
により供給される空気圧はプリントヘッド中のインクに
接触する必要はなく、実際ペン（ pen）本体中に格納さ
れていなければならない空気が入らないようにするため
にも、供給される空気圧はインクに接触するべきではな
い。したがって、空気圧をプリントヘッド中の他のチャ
ンバにかけることによって、プリントヘッド中のインク
を格納するチャンバの容量を小さくしたプリントヘッド
構成が推奨される。キャリッジがサービスステーション
４８を出るときに、キャリッジのポンプ５０から離れる
ことにより、プリントヘッドカバー中に押圧されて入っ
た空気が抜き取られる。圧力でプリントヘッドに導入さ
れた空気が処理の間に一部逃げている場合、ポンプは好
ましくない量の真空（ vacuum ）をプリントヘッドにか
ける場合がある。ポンプのデザインは、プリントヘッド
にダメージを与える前に真空を作らないように水の約−
５．０インチ（−５．０ inches of water）の小さな負
圧で圧力を留める（ clip ）ことができるようになって
いる。ポンプ出口とプリントヘッドカバー内の通路との
間の密閉は、ポンプのピストンがばね５５のバイアスで
その往復運動距離の終端まで動いた後にとかれる。した
がって適正に機能するために必要なプリントヘッド中の
背圧（backpressure ）は、プライミング作業によって
影響を受けること無く残る。

【００１６】ポンプ５０は、図５で最も明らかなよう
に、アーム８０の側面で係合するギアハウジング上の止
め（ストップ）８４，８６により定義される休止位置０
と基準位置Ｒとの間の円弧上のいずれかの位置に置くこ
とができる。キャリッジカバー３６上のプリントヘッド
のシアン、マゼンタ、イエロー、ブラックインクの流体
路１００，１０２，１０４，１０６へポンプにより空気
を送出するためのアームの位置が、図５において、好ま
しくは互いに６度程度あいた位置に示されている。

【００１７】ステップモータ９０は、駆動ギア９２を
３．７５度／ハーフステップ（°／half-step ）で進め
るものが好ましく、ギアの列（ gear train ）は、ステ
ップモータ９０及びアーム８０上のギア９８との間に３
０：１減速（ reduction）を行うものが好ましい。

【００１８】アームの移動限界を定義するハードストッ
プ（ hard stop）８４，８６は互いに８４度に位置させ
るのが望ましい。各プリントヘッドの整備サイクルにお
いては、ポンプ５０が、アーム８０が停止用ハードスト
ップ（以下、停止ストップという）８４に噛み合う停止
位置、即ち休止位置０から、アームが基準用ハードスト
ップ（以下、基準ストップという）８６に噛み合う基準
位置Ｒまで移動する。基準ストップ８６は、停止、即ち
休止ストップ８４よりも、ポンプ５０がキャリッジカバ
ー上のシアン、マゼンタ、イエロー及びブラックインク
の流体路１００，１０２，１０４，１０６と係合する機
能角度位置（ functional angular position）（以下、
機能位置という）Ｋ，Ｙ，Ｍ，Ｃに近い。アームが休止
位置０から基準位置Ｒへと移動すると、アームは今度
は、逆方向（図５では時計回り）に予備位置Ｐへと動
く。そしてステップモータ９０がアーム８０をもとの方
向（図５では逆時計回り）に、ポンプの位置を所望の機
能位置Ｃ、Ｍ、Ｙ又はＫへと動かし、関連する流体路１
００，１０２，１０４，１０６と接続するために合わせ
る。この動きは、バックラッシュ（ backlash ）がある
ために、基準ストップ８６に向かってアームを動かすの
に利用されたギアの同じ歯面セットを用いて、選択され
た機能位置へのポンプ５０の精確な位置決めを確実に完
了するために実施する。

【００１９】ハードストップ８４，８６はギアハウジン
グと一体に形成されている。このデザインでは、ポンプ
５０の公称位置に関してはわずかに位置精度が犠牲とな
るが、ハードストップ機能がギアハウジングの縦調整か
ら切り離されている。オーバーステップアルゴリズム
（ over-stepping algorithm）がアーム８０の基準スト
ップ８６への接触を保証するために利用される。オーバ
ーステップアルゴリズムはバックラッシュや起こり得る
ロストステップ（ lost step）に対するマージン（ mar
gin ）を含む。

【００２０】全ての機能位置の角度は公称の角度分解能
（ nominal angular）の等倍に位置している。これはハ
ーフステップアルゴリズム（ half-stepping algorith
m）の奇数のステップ合計（ odd step toal）は、偶数
のステップ合計（ even step total）よりも安定性が低
いため、ポンプ位置決め誤差が生じないように保証する
ためである。

【００２１】プリントヘッドカバー上の流体路１００，
１０２，１０４，１０６への入口は互いに６度の角度で
配されており、アーム８０のピボット軸８２を通じて伸
びる縦線の回りに中心を有し、ポンプ出口と同じ半径上
に位置している。アーム８０のピボット軸８２は、流体
路１００，１０２，１０４，１０６の入口から最大の妥
当な実現可能な半径に位置しており、プリントヘッドカ
バー３６の設計を容易にするために入口間の縦距離（図
４参照）を最小にしている。

【００２２】各空気入口の回りの半径方向のマージン
は、ポンプのガスケットの内部直径には２．５ｍｍ程
度、外部直径には３．５ｍｍが好ましい。アーム８０の
ピボット軸８２の縦又は横の誤差が０の場合、このマー
ジンは、インターフェースが解除される前にステッピン
グ誤差（ stepping error ）の約１６ハーフステップ
（ 16 half-step ）に解釈（ translate）される。

【００２３】ポンプ５０の往復運動距離（ stroke leng
th）または軸方向の転置（ axial displacement ）は制
御された量の空気をキャリッジ上の各プリントヘッドへ
と排出するように容易に選択又は調整できる。プリント
ヘッドカバー３６中の各空気路１００，１０２，１０
４，１０６の、各流体路の総容量を実質的に同じとする
ための長さ及び断面面積の設計制御は、所定のポンプの
運動において、ポンプが同量及び同圧力の空気を各プリ
ントヘッドへと送出することを、どのプリントヘッドが
整備を受けているかにかかわりなく保証する。各プリン
トヘッドのプライミング工程は、ポンプの運動を適切に
調節することにより別々に調整することが可能である。

【００２４】図１１はポンプにより加えられる圧力分布
を示す。これはプリントヘッドカバー中の空気路１０
２，１０４，１０６，１０８の容量、ポンプ自体の中の
空気チャンバ６８の休止容量（ resting volume ）及び
プライミングに先立つキャリッジの休止位置に依存す
る。図１１に示す３本の曲線は、空気路の容量が１．８
ｃｃで、空気チャンバの休止容量が３．２ｃｃである場
合に基づく。３．５ｍｍＣＯＭＰの曲線がポンプの軸方
向転置３．５ｍｍにおける圧力分布を示す一方、７．０
ＣＯＭＰの曲線は、ポンプの軸方向転置７．０ｍｍにお
ける圧力分布を示す。第三の曲線は、ポンプの軸方向転
置７．０ｍｍにおいてシステム中に空気漏れがある場合
にできる曲線を示す。この場合、プリントヘッドに加え
られるプライミングの圧力はわずかに減少するが、それ
でもまだプライミング機能を実施するに適当である。

【００２５】ポンプ出口における柔軟性のガスケットの
位置のプリンタ上の的確な場所は、新規の速度サーボ衝
突アルゴリズム（ velocity servo bumping algorithm
）を用いることにより決定する。速度サーボ衝突アル
ゴリズムは、いずれの二つの相対的に可動する部品に対
しても適応するが、ここでは、キャリッジ３０（第一の
部品）のポンプ出口５２の（第二の部品）に対する動き
を参照して、部品を好ましくは複数の衝突サイクルを通
じて衝突させるインクジェットプリンタに関連させて説
明する。複数の衝突サイクルの間は、キャリッジを動か
してキャリッジとポンプ出口とを相対的に移動させるた
めに用いられる電子的モータ（ electricmotor ）によ
り引き出される電流が、衝突の間においては超えられて
しまうパルス幅変調（ pulse width modification,ＰＷ
Ｍ）のしきい値を確立するために測定される。負荷力
（ load power ）がしきい値を越えた場合、部品の一つ
（ポンプ出口）のたわみ（ deflection ）の特性が決定
される。

【００２６】多くの衝突方法において、二つの接触する
部品が正しく機能するためには最低限の剛性を持ってい
なければならない。それらは一般的に、部品が一度接触
すれば歪みは生じないこと、或は生じた歪みは少なくと
もシステムによる精度条件未満であることを前提として
いる。従ってこれらのアルゴリズムを、ポンプ出口５２
ａにおける柔軟性のガスケット６９のような柔軟な部品
を有するシステムに適用することはできない。

【００２７】図１２は速度サーボソフト衝突アルゴリズ
ム（ velocity servo soft bumpingalgorithm）の実用
例のグラフ、図１３は速度サーボハード衝突アルゴリズ
ム（velocity servo hard bumping algorithm）の実用
例のグラフである。図１３は、ハード衝突の場合におけ
る、ミリセカンドの割り込み（ interruption ）に対す
るパルス幅変調（ＰＷＭ）を表わしたものである。

【００２８】柔軟な部品の接触を認知するには、アルゴ
リズムがＰＷＭ分布中の単一のインパルスに反応するこ
とが必要である。これは単一のプロセッサの割り込み
（ interruption ）（１／１０００秒）でしきい値を越
えた場合、アルゴリズムが応答しなければならないこと
を意味する。また、サーボのパラメータは、速度の誤差
に対して不減衰の応答（ undamped response）を有して
いなければならない。アルゴリズムは、柔軟部品を認知
するために、部品の接触点におけるＰＷＭ不安定率に依
存する。衝撃は多少不安定であるため、また、システム
中には他のソース（ source ）による更なるノイズが存
在するために、データの一貫性を保証するには幾つかの
衝突のサンプルを取らなければならない。このデータを
有効と考えるには以下のチェックをパスしなければなら
ない。 １．平均示度（ average reading）が公称値（従来プリ
ンタの多くにおける分布の４σとして取られた値）から
最高変動値を越えてはならない； ２．測定値の分布の３σの値が機構関数（ mechanism f
unction ）（示度Ｃｐ）の臨界値を越えてはならない； ３．各機械独自の分布平均から臨界値（誤りデータのポ
イント）以上を越える示度が１つもあってはならない。

【００２９】サーボ機構の遅延及び柔軟部品の圧縮性の
ため、衝突位置を決定する際にはオフセットを計算しな
ければならない。図１２に示されるＰＷＭの変化に見ら
れるように、水平軸がミリセカンドの割り込みを示す場
合、ＰＷＭのしきい値（図示のように−２８）を越えた
時点を時間Ｂが示し、時間Ａは実際に最初に接触が発生
した時点を示す。これらの効果による位置的オフセット
は特性が決められており、繰り返し起こり得ることが示
されている。これは、特に二つの柔軟部品（ガスケット
及びばね）が直列に組み立られ、二つのうちの一つがよ
り高い剛性と特には予負荷（ preload）とを有する場合
に発生する。

【００３０】図１２はまた、キャリッジを加速してポン
プに近づける間に内部及び摩擦／静摩擦効果の両方によ
って発生する一時的ノイズを示している。この段階でＰ
ＷＭのしきい値を越えてしまうことを低減するために、
キャリッジの移動は公称位置から十分に離れた位置から
開始してＰＷＭ分布の前半部を切り捨てる。これによ
り、このノイズの除去と、初期移動の間は柔軟部品（ポ
ンプ）を確実に触れないようにすることとの両方が保証
される。

【００３１】キャリッジは衝突処理の間、繰り返しポン
プ出口をたわませる位置にくる。現在推奨されるアルゴ
リズムは以下を有する。 １．衝突サイクル数：１２ ２．ガスケットに接続することによる圧縮（ compressi
on）のオフセット：６エンコーダ単位（ encoder unit
）（０．２５ｍｍ） ３．公称値からの平均示度の最高変動値：２４エンコー
ダ単位（１．０ｍｍ） ４．最高３σ値：１２エンコーダ単位 ５．平均からの最高単一ポイント偏差（ maximum singl
e point deviation ）：６エンコーダ単位

【００３２】ポンプ出口の位置はプリンタを組み立てる
際に１．０ｍｍまで変動することがわかっている。上記
の位置決めアルゴリズムを利用すると、実際のポンプ出
口位置と、最適ポンプ出口位置との間の誤差が、この値
の最高０．２５倍まで低減される。

【００３３】上記して本発明の実施形態では、圧力下で
空気をプリントヘッドに送るためのキャリッジによる作
動するキャリッジ作動式ポンプを用いたが、本発明はプ
リントヘッド内を真空にするため、及びインクのような
流体をプリントヘッドに送るためにキャリッジ作動式ポ
ンプを利用することも可能である。

【００３４】以下に本発明の実施の形態を要約する。

【００３５】１．プリントヘッド用キャリッジからイン
クジェットのプリントヘッドを取り外すことなく、該プ
リントヘッドと流体を交換するために、プリンタ内の流
体ポンプを作動させる方法であって、 ａ）大気に対して開いた第一の端から第二の端へと伸び
る少なくとも１つの流体路を有するキャリッジを設ける
ステップと、 ｂ）前記キャリッジ上に、前記流体路の前記第二の端と
流体で連絡する流体ポートを有するプリントヘッドを配
置するステップと、 ｃ）前記キャリッジを流体を交換する位置へと移動し、
流体を移送するために前記流体路の前記第一の端を流体
ポンプの流体ポートと結合させるステップと、 ｄ）前記流体ポンプを作動させ、前記流体路を介して、
事前に決められた圧力で事前に決められた量の流体を、
前記プリントヘッドと交換するために、前記キャリッジ
を更に動かすステップとを有する流体ポンプ作動方法。

【００３６】２．正の圧力で、前記事前に決められた量
の流体を、前記流体ポンプから前記流体路を経て、前記
プリントヘッドへと送るステップを有する上記１に記載
の流体ポンプ作動方法。

【００３７】３．前記キャリッジがプリントヘッド用の
サービスステーションへ移動する際、前記キャリッジが
ピストンのポンププランジャ（ pump plunger ）に接触
することによって、前記ポンププランジャを作動させる
ステップを有する上記２に記載の流体ポンプ作動方法。

【００３８】４．前記キャリッジ上に複数のプリントヘ
ッドと、複数の流体路とを設け、前記キャリッジが前記
サービスステーションに置かれている間に、事前に決め
られた量の整備用流体を前記流体路のうちの選択した１
つに自動的に送るステップを更に有する有する上記３に
記載の流体ポンプ作動方法。

【００３９】５．ａ）第一に、前記流体ポンプを休止位
置から弧形を描いて基準位置へと第一の方向に動かすス
テップと、 ｂ）その後、前記流体ポンプを弧形を描いて、予備位置
へと第二の方向に動かすステップと、 ｃ）その後、前記流体ポンプを、前記キャリッジに設け
られた流体路に対して所望の位置に来るように、前記第
一の方向に弧形を描いて、前記予備位置から所望の位置
へと動かすステップと、 ｄ）前記流体ポンプを前記第二の方向へ前記所望の位置
から前記休止位置へと動かすことにより、前記流体ポン
プを前記休止位置へと戻すステップとを更に有する上記
４に記載の流体ポンプ作動方法。

【００４０】６．前記流体ポンプが前記第二の方向に動
く前に、前記流体ポンプが前記基準位置に到達している
ことを確かめるために、オーバーステップアルゴリズム
を用いるステップを更に有する上記５に記載の流体ポン
プ作動方法。

【００４１】７．前記流体ポンプの位置と、前記キャリ
ッジに設けられた流体路における流体が流入する流体流
入端とを、相互に等しい角度間隔で孤形を描きながら位
置合せするステップを更に有する上記６に記載の流体ポ
ンプ作動方法。

【００４２】８．前記流体ポンプの出口であるポンプ出
口が、前記所望の位置の１つにある場合に、前記キャリ
ッジを前記ポンプ出口に接触させるステップを有する上
記７に記載の流体ポンプ作動方法。

【００４３】９．前記流体ポンプが前記所望の位置の各
々にある場合に、前記キャリッジを前記流体ポンプに接
触させるステップを有する上記８に記載の流体ポンプ作
動方法。

【００４４】１０．前記流体ポンプが前記所望の位置の
各々にある場合に、前記ポンプ出口と前記キャリッジに
設けられた流体路の前記流体流入端との間に確立した流
体による接続を介して、流体を移送するステップを更に
有する上記９に記載の流体ポンプ作動方法。

【００４５】１１．ａ）前記キャリッジを前記ポンプ出
口に対して動かし、前記キャリッジと前記ポンプ出口を
衝突させるステップと、 ｂ）前記衝突の間に前記キャリッジを動かすために使わ
れるモータにより引き出された電流を測定するステップ
と、 ｃ）前記衝突の間に超えられる電流のしきい値を確立す
るステップと、 ｄ）前記電流が前記しきい値を越えた場合、前記キャリ
ッジ及び前記ポンプ出口のうちの一方のたわみの特性を
決定するステップと、を有し前記キャリッジの前記流体
ポンプに対する位置を決定することを更に有する上記１
に記載の流体ポンプ作動方法。

【００４６】１２．前記ポンプ出口は、柔軟性の（ com
pliant）接触領域を有する上記１１に記載の流体ポンプ
作動方法。

【００４７】１３．前記ポンプ出口は、前記キャリッジ
による衝突を受ける速度が実質的に一定である上記１２
に記載の流体ポンプ作動方法。

【００４８】１４．前記ポンプ出口の前記接触領域が、
前記キャリッジの接触領域よりも柔軟である上記１３に
記載の流体ポンプ作動方法。

【００４９】１５．前記ポンプ出口に前記キャリッジを
繰り返し衝突させ、各衝突サイクルの間に集めたデータ
に基づいて、前記しきい値を確立するステップを更に有
する上記１４に記載の流体ポンプ作動方法。

【００５０】１６前記しきい値が、１２回以上の衝突サ
イクルの間に集められたデータに基づいて確立される上
記１５に記載の流体ポンプ作動方法。

【００５１】１７．前記衝突が直線的衝突（ linear bu
mp）を含む上記１６に記載の流体ポンプ作動方法。

【００５２】１８．前記ポンプ出口が前記キャリッジと
接触している際に、前記ポンプ出口と前記キャリッジと
の間に確立した流体による接続を介して、流体を移送す
るステップを更に有する上記１７に記載の流体ポンプ作
動方法。

【００５３】１９．その上に少なくとも１つのインクジ
ェットのプリントヘッドを有する可動式のキャリッジを
備えるプリンタにおいて、前記キャリッジからプリント
ヘッドを取り外すことなく、前記プリントヘッドへ流体
を送るための流体用出口を有する流体ポンプを備え、前
記流体ポンプの流体用出口であるポンプ出口が、前記流
体ポンプを作動させて制御された量の前記流体を前記プ
リントヘッドに送るために、前記キャリッジによって結
合されるように該プリンタ上のキャリッジが移動する経
路の一端近くに位置する可動式の出口を有するプリン
タ。

【００５４】２０．前記キャリッジ上に複数の流体を移
送する流体路と、前記ポンプ出口を接続して、圧力下で
選択した流体路及びプリントヘッドに流体を供給するよ
うに、前記ポンプ出口を選択した位置に移動させるポン
プ位置用のアクチュエータとを更に有する上記１９に記
載のプリンタ。

【００５５】２１．前記アクチュエータが、前記キャリ
ッジの移動方向と並行に伸びるピボット軸を中心とした
弧形の経路を移動するように前記プリンタ上に回転可能
に取り付けられたアームを備え、前記流体ポンプが前記
アームに取り付けられた上記２０に記載のプリンタ。

【００５６】２２．前記アームを動かして前記流体ポン
プを前記弧形の経路で移動させるために、前記アームに
接続するモータ及びギアの列を更に有する上記２１に記
載のプリンタ。

【００５７】２３．前記キャリッジがピボットのプリン
トヘッドカバーを有し、前記複数の液体移送用の流体路
が前記プリントヘッドカバーにある上記２２に記載のプ
リンタ。

【００５８】２４．前記複数の流体路は、各々が前記プ
リントヘッドカバーの内面に柔軟なシールを有し、前記
プリントヘッドカバーが閉じている場合、前記シールが
前記プリントヘッド上の流体流入口と結合する上記２３
に記載のプリンタ。

【００５９】２５．前記流体ポンプが、その中にポンプ
用チャンバを画定するハウジングと、ステムを通じて延
び且つ前記ポンプ出口にて終端する流体放出流体路を有
する該ステムを備えた前記チャンバ中のポンプ用ピスト
ンとを有し、前記チャンバの容量を最大化するためにバ
ネが前記ピストンにバイアスをかけており、前記キャリ
ッジ上の流体移送用の流体路と結合するための前記ポン
プ出口におけるシールが前記プリントヘッドと流体によ
り接続している上記１９に記載のプリンタ。

【００６０】２６．前記ポンプ出口は、前記ばねを圧縮
して前記ステムから流体を放出するために、前記キャリ
ッジの側面との結合されることにより、軸上を動くよう
に位置付けされる上記２５に記載のプリンタ。

【００６１】２７．前記シールが一方向性（ unidirect
ional ）のデザインである上記２６に記載のプリンタ。

【００６２】２８．前記流体が空気である上記２７に記
載のプリンタ。

【００６３】２９．前記流体が空気であり、前記空気を
利用して前記プリントヘッドのプライミングを生じるよ
うにするステップを更に有する上記２に記載の流体ポン
プ作動方法。

【００６４】

【発明の効果】本発明の流体ポンプ作動方法によれば、
インクの泡立ち、過剰なインクの無駄及びプライミング
操作における正確な制御の欠如することなく、プリント
ヘッドをプライミングすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】横方向に移動可能なプリントヘッド用のキャリ
ッジを有する大判型プリンタの一例を示す図である。

【図２】図１の大型プリンタのカバーが取り外された状
態を示す上面平面図である。

【図３】サービスステーションおよび流体ポンプの正面
図である。

【図４】サービスステーションおよび液体ポンプの側面
図である。

【図５】図３のサービスステーションおよび液体ポンプ
を線５―５で切った状態を示す断面図である。

【図６】流体ポンプの断面側面図である。

【図７】キャリッジカバーが閉じ位置にあるキャリッジ
の右側面図である。

【図８】キャリッジカバーが上がった位置にある状態を
示すキャリッジの正面図である。

【図９】プリントヘッドが２つの仕切りに設置され、キ
ャリッジカバーがあがった位置にあるキャリッジの上面
図である。

【図１０】キャリッジカバーを部分的に除去した状態で
その中の空気通路を示す平面図である。

【図１１】ポンプにより送られる空気圧分布を示すグラ
フである。

【図１２】速度サーボソフト衝突アルゴリズムの実用例
のグラフである。

【図１３】速度サーボハード衝突アルゴリズムの実用例
のグラフである。

【符号の説明】

３０ キャリッジ ４８ サービスステーション ５０ ポンプ ５２ ポンプ出口 ５５ バネ ５８ ステム ６９ ガスケット ８０ アーム ８４ 休止ストップ ８６ 基準ストップ ９０ ステップモータ ９２，９４，９６ 駆動ギア ９８ アーム位置決めギア １００，１０２，１０４，１０６ 流体路 ０ 休止位置 Ｒ 基準位置 Ｐ 予備位置 Ｋ，Ｙ，Ｍ，Ｃ 機能角度位置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 アントニ・ムルシア・セラ スペイン国 サント・クガート（バルセロ ナ），アブダ・グラエルス 501 (72)発明者 リチャード・エイチ・レビス スペイン国 サント・クガート（バルセロ ナ），アブダ・グラエルス 501 (72)発明者 エリック・ジョセフ・ジョンソン アメリカ合衆国 カリフォルニア，サクラ メント，アナ・ウエイ 2501 (72)発明者 ザビエル・ジロネス スペイン国 サント・クガート（バルセロ ナ），アブダ・グラエルス 501 (72)発明者 アルバート・セラ スペイン国 サント・クガート（バルセロ ナ），アブダ・グラエルス 501 (72)発明者 エミリオ・アングロ スペイン国 サント・クガート（バルセロ ナ），アブダ・グラエルス 501 Ｆターム(参考） 2C056 EA15 EB11 EB39 EC11 EC28 EC49 FA10 KD02

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】プリントヘッド用キャリッジからインクジ
   ェットのプリントヘッドを取り外すことなく、該プリン
   トヘッドと流体を交換するために、プリンタ内の流体ポ
   ンプを作動させる方法であって、 ａ）大気に対して開いた第一の端から第二の端へと伸び
   る少なくとも１つの流体路を有するキャリッジを設ける
   ステップと、 ｂ）前記キャリッジ上に、前記流体路の前記第二の端と
   流体で連絡する流体ポートを有するプリントヘッドを配
   置するステップと、 ｃ）前記キャリッジを流体を交換する位置へと移動し、
   流体を移送するために前記流体路の前記第一の端を流体
   ポンプの流体ポートと結合させるステップと、 ｄ）前記流体ポンプを作動させ、前記流体路を介して、
   事前に決められた圧力で事前に決められた量の流体を、
   前記プリントヘッドと交換するために、前記キャリッジ
   を更に動かすステップとを有することを特徴とする流体
   ポンプ作動方法。