JP2000238294A - インクジェット式プリントヘッドを整備する方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】インクシ゛ェット式フ゜リントヘット゛をフ゜リンタのキャリッシ゛から取り
外さずに効果的に整備する方法を提供する。 【解決手段】該方法では、フ゜リントヘット゛のノス゛ル板の両端間
に制御された圧力差を生じさせて、ノス゛ル板の外側に制御
したインクだまりを形成する。次に、インクをフ゜リントヘット゛のノス゛
ルを通してそのインクだまり内に噴射する。次に、インクだま
りを、ノス゛ルを通してフ゜リントヘット゛の中に引き戻す。代替的
には、インクだまりを生成して、所定時間保持し、それか
ら、インクをノス゛ルから噴射せずにフ゜リントヘット゛の中に引き込
む。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、インクジェット式
プリントヘッドをプリンタのキャリッジから取り外すこ
となく整備（保守等）する方法に関し、より詳細には、
プリントヘッドのノズル板の外側に生成された制御した
インクだまりを利用することによってプリントヘッドを
整備する方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】本発明は、感熱式または圧電式のいずれ
かの種類のインクジェット印刷機構の技術に関する。こ
ういったインクジェット印刷機構は、デスクトップ型、
ポータブルまたは独立型のスタンドアロン式プリンタの
他にも、複写機やファクシミリ等の様々な異なる製品内
に含まれうる。本明細書では、独立型のプリンタを用い
て本発明を説明する。このタイプのプリンタは、プリン
トヘッドキャリッジを有しており、このキャリッジは、
印刷される紙やその他の媒体の移動方向と直交する方向
に往復運動するように、プリンタに取り付けられてい
る。カラープリンタのプリントヘッドキャリッジには、
典型的には、２つ以上、通常は４つの取り外し可能なサ
ーマル（感熱式）インクジェット式プリントヘッドが取
り付けられている。これらのプリントヘッドはそれぞ
れ、供給インクを収容しているかまたは離れた供給イン
クに取り付けられている。供給インクは、プリントヘッ
ド内のインクチャネルを経由して、一般的にプリントヘ
ッドの下部にあるインク噴出機構に供給され、そこを貫
く多数の小さなオリフィスすなわちノズルを有するノズ
ル板を通って、滴として噴出される。感熱式（圧電式と
対比して）インクジェット式プリントヘッドについて
は、インクチャネルすなわち管路は、それぞれが抵抗器
等の加熱素子に関連する発射チャンバへ通じており、こ
れらの加熱素子に通電して発射チャンバ内のインクを加
熱する。加熱されると、通電された抵抗器に関連するノ
ズルから、インク滴が噴出される。

【０００３】プリントヘッドの適切な動作を整備する、
すなわちプリントヘッドをクリーニングし、維持し、保
護し、または回復させるために、プリンタ内には通常
「整備ステーション」機構が搭載されており、プリント
ヘッドをステーションの上方に動かして整備することが
できる。保管、または印刷しない期間用に、整備ステー
ションは通常キャッピング(capping)システムを備えて
いる。このシステムは、プリントヘッドのノズルに汚染
物質が入らないように気密封止すると共に乾燥を防止す
る。キャップの中には、ポンプユニットやプリントヘッ
ドを真空引きするその他の機構に接続することによっ
て、プライミング（priming）を促進するように設計さ
れているものもある。動作中、「吐出」として知られて
いるプロセスで、多数のインク滴をそれぞれのノズルを
通して発射することにより、プリントヘッドの目詰まり
が定期的に取り除かれ、廃インクは整備ステーションの
「インクつぼ」収容器内に集められる。吐出後やキャッ
プを取った後、プライミング後、また時には印刷中に
も、大部分の整備ステーションは弾性体（エラストマ
ー）のワイパでプリントヘッドの表面をぬぐって、イン
クの残りや、プリントヘッドの面上に集まったすべての
紙ぼこりやその他のくずを取り除く。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】プリントヘッドの整備
における要因の１つとして、印刷画像の明瞭さおよびコ
ントラストを改善するために、最近の研究ではインク自
体の改良に焦点を合わせている、ということがある。黒
をより黒く、カラーをより鮮やかにしながら、より高速
で、水で変化しない印刷を行うために、顔料をベースに
したインクが開発されている。こういった顔料をベース
にしたインクは、従前の染料をベースにしたインクより
も固体含有量が多く、その結果、前者の方が光学密度が
高い。どちらのタイプのインクも素早く乾燥するので、
インクジェット印刷機構により、入手が容易で経済的な
普通紙、最近開発された特殊コーティングを施した紙、
透明紙（スライド）、布地、およびその他の媒体に、高
品質の画像を形成することができる。このようなより素
早く乾燥する新しいインクが案出されたことにより、プ
リントヘッドの整備に対して他の要求が出されてきた。

【０００５】インクジェット式プリントヘッドの整備に
おける別の要因として、プリントヘッドに要求される寿
命が増大してきている、ということがある。これは特
に、プリントヘッドから離れており（いわゆる「オフ・
アクシス（off-axis）」システム）、プリントヘッドを
交換せずに交換することができる、大容量のインク漕
（インク溜）と組み合わせて利用するプリントヘッドに
ついて言える。従って、よりレベルの高い、すなわち、
より効果的なプリントヘッドの整備が必要とされてお
り、更に、プリントヘッドの寿命が長い場合には、こう
いった整備によって生じるプリントヘッドの摩耗や損傷
は、極めて小さいものでなければならない。

【０００６】より長時間インクジェット式プリントヘッ
ドを使用することによって悪化してしまう特別な問題と
して、プリントヘッドの使用中に作り出される小さな空
気や気体の泡による汚染にも、製造工程においてプリン
トヘッドに残っていたり、インクと共にプリントヘッド
内に入ってくる固体粒子による汚染にも、プリントヘッ
ドが非常に敏感である、ということがある。この問題に
ついては、例えばEP 0875385号に記載されているように
あるフィルタをプリントヘッド内に用いることにより解
決が図られてきているが、このようなフィルタでは、こ
のような問題の防止を図るだけであり、かかる問題が起
こった場合の解決策を提供するものではない。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の第１の態様によ
れば、プリンタのキャリッジ内に搭載された、ノズル板
内の複数のノズルに流体連絡するインクチャンバと、そ
れぞれのノズルに関連して印刷動作中にノズルからイン
ク滴を噴出する発射手段とを備える本体を有する、イン
クジェット式プリントヘッドを整備する方法が提供され
る。本方法は、プリントヘッドのノズル板を横切って制
御した所定の圧力差を作り出して、ノズル板の外側に制
御したインクだまりを形成するステップと、インクがノ
ズルの少なくともいくつかからインクだまり内に噴出さ
れるように、プリンタに発射手段を作動させるステップ
とを含む。本願の出願人は、プリントヘッドのノズル板
上のインクだまり内に液滴を発射することによってその
インクだまりのインク内に乱流が生じ、この乱流が、欠
陥のあるノズルが正しく動作するように回復させるのに
効果的である、ということを発見した。従来技術の、連
続的な吐出およびプライミング動作による整備よりも、
このような方法での整備の方が効果的であるということ
が確認されている。更に、この整備すなわち回復技術で
は、プリントヘッドがほとんど摩耗しないことが確認さ
れている。

【０００８】有利なことに、発射手段は、インクだまり
内にインクを繰り返し噴射するように起動され、好まし
くは、それぞれのノズルについての起動の繰り返し率
は、通常の印刷動作中に利用する繰り返し率よりも低
い。このことによって更に、体積の大きな液滴の噴出に
起因するか、またはこの発射に対する不良ノズルの応答
に対するタイムスケールに起因する可能性がある、不良
ノズルの回復が更に改善される、ということが確認され
ている。

【０００９】好適な実施態様では、整備方法は更に、発
射手段を起動する前に、通常の印刷動作中にプリントヘ
ッドのどのノズルが適切にインク滴を噴出することがで
きるかを判定するステップと、次に、前記起動段階中
に、適切に動作しているノズルのみを発射させるステッ
プとを含む。近接するノズルを発射することによって、
不良ノズルに関する問題を緩和することができるが、あ
る状況下、例えば粒子によってインク管路が遮断されて
いるような場合に、不良ノズルを発射すると、ノズルに
関する問題がさらに悪化してしまう場合がある、という
ことが確認されている。

【００１０】代替的には、通常の印刷動作中にプリント
ヘッドのどのノズルが適切にインク滴を噴出することが
できるかを判定するステップの後に、不良ノズルのみが
発射される。不良の原因によっては、例えば乾燥したあ
るいは乾燥中のインクによって目詰まりしたノズルにつ
いては、これが効果的であることがわかっている。

【００１１】好ましくは、発射手段の起動後に、インク
だまりを形成しているインクの大部分は、ノズルを通っ
てプリントヘッド内に引き戻される。このようにするこ
とで、整備中の廃インク量が低減するのに加えて、これ
は、特に粒状物質によって引き起こされる諸問題に対す
る、非常に効果的な回復技術である、ということがわか
っている。インクだまりを作り出し、ノズルの発射をそ
のインクだまりのプリントヘッド内への還流と組み合わ
せることによるプリントヘッドからの流れは、内部の汚
染物質を、それが気泡であれ粒状物質であれ、移動させ
るのに役立つ。

【００１２】プリントヘッドのノズル板外部の圧力を制
御して下げることにより、インクだまりを作り出すこと
もできるが、インクだまりは、プリントヘッドのインク
チャンバの内圧を制御して上げることにより作り出され
ることが好ましい。有利なことに、内圧が上がると、各
ノズルからインクだまりに発射されるインクの体積が、
通常の印刷状態下で発射されるインク滴の体積よりも大
きくなる。

【００１３】好適な実施態様では、プリントヘッドは、
インクチャンバに結合しており、また周囲大気と気体連
絡する通気穴（ベント）を有する、容積可変エアチャン
バを含む。この場合は、インクだまりを作り出すステッ
プは、プリントヘッドのエアチャンバの通気穴に気体源
を連結するステップと、所定の制御した体積の気体を、
周囲大気圧よりも高い圧力で気体源からエアチャンバに
送出して、エアチャンバがプリントヘッド本体内で膨張
し、インクチャンバ内の圧力を増加させ、こうしてプリ
ントヘッドのノズルを通る制御されたインクの流れが、
ノズル板の外側に制御されたインクだまりを作り出すよ
うにするステップとを含む。インクだまりを作り出すこ
の方法は、とりわけ制御可能であることがわかってい
る。

【００１４】本発明の第２の態様によれば、プリンタの
キャリッジ内に搭載された、ノズル板内の複数のノズル
に流体連絡するインクチャンバと、それぞれのノズルに
関連して印刷動作中にノズルからインク滴を噴出する発
射手段とを備える本体を有する、インクジェット式プリ
ントヘッドを整備する方法が提供される。本方法は、プ
リントヘッドのノズル板を横切って制御された所定の圧
力差を作り出して、ノズル板の外側に制御されたインク
だまりを形成するステップと、所定期間プリントヘッド
のノズル板上にインクだまりを維持するステップと、前
記圧力差を逆にして、インクだまりを形成しているイン
クの大部分をノズルを通してプリントヘッド内に引き戻
すステップとを含む。本願の出願人は、インクジェット
式プリントヘッドのノズル板上にインクだまりを制御し
て作り出し、次に（ノズルを発射させずに）そのインク
だまりをノズルを通してプリントヘッド内に再吸収する
ことが、プリントヘッドを整備するのに効果的である、
ということを発見した。

【００１５】以下に説明する本発明の特定の実施態様か
ら、本発明の更なる利点および目的が理解されよう。こ
れらの実施態様は、単に例示のために、添付の図面を参
照して説明するものである。

【００１６】

【発明の実施の形態】本発明の好適な実施態様の説明に
おいて、最初に、プリントヘッドをプライミングするた
めにプリントヘッドに正の空気圧を印加するための好適
な機構の詳細を説明する。次に、本発明の実施態様と共
に用いる好適なプリントヘッドの構造を説明し、最後
に、好適な実施態様によるプリントヘッドの整備および
プライミング（priming）について説明する。

【００１７】図１に、大判印刷用のタイプのプリンタ１
０を示す。プリンタ１０は、横方向に可動のプリントヘ
ッドのキャリッジを含む。キャリッジはカバー１２によ
って囲まれており、カバー１２は、略水平に延びるプラ
テン（圧盤）１４の上方に延びている。プラテン１４の
上方で、印刷された媒体が受けかご(catcher basket)内
に排出される。プラテンの左側には、４つの取り外し可
能なインク槽２０、２２、２４、２６がある。これら
は、後述する取り外し可能で柔軟性を有する管構造を通
じて、可動キャリッジ上に搭載された４つのインクジェ
ット式プリントヘッドにインクを供給する。

【００１８】キャリッジカバー１２を取り外した状態の
図２の平面図において、プリントヘッドのキャリッジ３
０が１対の横方向に延びる摺動ロッドすなわちガイド３
２、３４上に搭載されているのがわかる。ガイド３２、
３４は、プリンタのフレームに固定されている。プリン
タのフレームには、１対の管ガイド支持ブリッジ４０、
４２も固定されている。支持ブリッジ４０、４２から
は、前方および後方管ガイド４４、４６がつるされてい
る。プリントヘッドのキャリッジ３０は、プリンタの前
側でラッチ３８によって固定されており、４つのインク
ジェット式プリントヘッドをしっかりと保持する、回転
式プリントヘッド押さえカバー(pivotal printhead hol
d down cover)３６を有する。４つのインクジェット式
プリントヘッドのうちの２つがキャリッジ上の区画Ｃ、
Ｍ、Ｙ、Ｋ内の所定位置にある状態を図９に示す。前方
管ガイド４４は、左側支持ブリッジ４０の近くで角度が
ついており、キャリッジがプラテン１４の左側に近接し
た位置にスライドしたときに、プリントヘッド押さえカ
バー３６を開くための間隙を設けて、プリントヘッド交
換のためにプリントヘッド押さえカバー３６を簡単に開
けることができるようにしている。

【００１９】柔軟性を有するインク送出管システムは、
インクを、プリンタの左側にある４つの別個のインク槽
２０、２２、２４、２６から、後方および前方管ガイド
４４、４６を通ってインク槽から延びる４つの柔軟性を
有するインク管５０、５２、５４、５６を通して、キャ
リッジ３０上のプリントヘッドに運ぶ。このインク管シ
ステムは、交換式システムとすることができる。

【００２０】プリンタの右側には、プリントヘッド整備
ステーション４８がある。ここにプリントヘッドキャリ
ッジ３０を停止させて、プリントヘッドのクリーニング
およびプライミングを行うことができる。プリントヘッ
ド整備ステーション４８は、プリントヘッドキャリッジ
３０の横方向に延びる移動経路の右端に隣接してプリン
タ上に搭載されるプラスチック製のフレームから構成さ
れている。プリントヘッドキャリッジ３０（図８および
図９）は、４つの区画Ｃ、Ｍ、Ｙ、Ｋを備える。これら
はそれぞれ、シアン、マゼンタ、イエロー、およびブラ
ック等のカラーインクが入った４つの別個のプリントヘ
ッドを収容する。整備ステーション４８はまた、４つの
別個の整備区画Ｃ、Ｍ、Ｙ、Ｋを備える。これらは、プ
リンタの前後に可動の引き出し上に設けることもでき
る。整備区画はそれぞれ、整備中にプリントヘッドが排
出する可能性のあるいかなるインクも捕捉するインクつ
ぼを備える。整備ステーションの可動引き出し構造は本
発明を構成する部分ではない。

【００２１】ポンプ位置決めアーム８０の上端には、プ
リントヘッド整備ポンプ５０が搭載されている。整備ス
テーション４８のフレームの右側壁には、そこから間隔
をおいて歯車格納フレーム６０が取り付けられており、
減速歯車機構を収容するくぼみが設けられている。減速
歯車機構は、アーム８０を、従ってポンプ５０を、プリ
ントヘッドのキャリッジ３０に対して位置決めする。位
置決めアーム８０は、整備ステーションのフレームの右
側壁と歯車格納フレーム６０との間に延びる回転軸８２
を中心にして動くように搭載されている。アーム位置決
め電気ステップモータ９０が、駆動歯車９２を回転さ
せ、駆動歯車９２は、大きな被駆動歯車９４の歯とかみ
合う。被駆動歯車９４は、共通のシャフトで小さな被駆
動歯車９６に接続されており、被駆動歯車９６の歯は、
弧状のアーム位置決め歯車９８とかみ合う。歯車９８
は、ポンプ位置決めアーム８０に形成されており、アー
ムを９０°よりもわずかに小さい角度動かす。アーム８
０が移動すると、ポンプが、アームの回転軸８２を中心
とする弧に沿った様々な位置に位置決めされ、ポンプ出
口５２を４つのエア管路１００、１０２、１０４、１０
６のうちの１つの入口端と整列させる。エア管路１０
０、１０２、１０４、１０６は、プリントヘッドキャリ
ッジ３０上に回転式に搭載されたプリントヘッド押さえ
カバー３６の側面に、弧状に配置されている。

【００２２】４つのエア管路１００、１０２、１０４、
１０６はそれぞれ、容積が略等しい大きさであり、押さ
えカバー３６の側面の入口端からカバー内部に延び、プ
リントヘッド押さえカバー３６の下側の（カバーを閉じ
た場合）下向きの流体出口１１０、１１２、１１４、１
１６で終わっている。エア出口はそれぞれの回りに、コ
ンプライアントシール（compliant seal）１１１、１１
３、１１５、１１７を有する。これらのシールは、４つ
のプリントヘッドがプリントヘッドキャリッジ内のそれ
ぞれの区画内に配置されると、４つのプリントヘッドの
上面にある対応するエアの入口ポートとかみ合う。ま
た、プリントヘッド押さえカバー３６の下側には、ばね
つきプリントヘッドポジショナ１２０、１２２、１２
４、１２６がある。プリントヘッド押さえカバー３６が
キャリッジに回転式に接続され、フィンガーラッチ(fin
ger latch)３８および保持装置３９によってその閉じた
位置すなわちプリントヘッド保持位置に固定されるとい
うことがわかる。

【００２３】必要に応じて、位置決めアーム８０の上端
に取り外し可能に取り付けることも、永久的に取り付け
ることもできるエアポンプ５０は、一方の端部が開いた
シリンダ５１を備える。シリンダ５１内には、シリンダ
の内壁と摺動可能に係合することが可能な１対の隔置さ
れたピストン整列ディスク５３、５４すなわちカラーを
有する長いピストン５２が収容されている。ピストン５
２は、圧縮ばね５５によってシリンダの外側にバイアス
されている。圧縮ばね５５は、一端がポンプのシリンダ
内のスプリングシート５６に当たって固定されており、
他端が、内部を貫く細長い軸方向の通路５９を有する中
空のピストン軸５８の内部端を取り囲むカラー５７に当
たって固定されている。コンプライアントシール６１
が、内部ピストン整列ディスク５４に対して固定されて
おり、シリンダの内壁と摺動可能に係合して、両者の間
にエアシールを形成している。シール６１の壁面は、シ
リンダ５１とある角度をなして係合しており、ピストン
５２が右に動くとシール６１がエアチャンバ６８内で一
方向に正圧を保持するが、ピストン５２が左に動いても
真空を保持しないようになっている。シリンダは、１つ
または複数の留め具６５でシリンダーの外壁に取り付け
られたカバー６３によって閉じられる。留め具６５の構
成は、本発明には関係がない。代替的には、カバーをね
じ式に(threadedly)シリンダに取り付けることもでき
る。ピストン５２は外端に大きなカラー６７を有してお
り、カラー６７にはコンプライアントガスケット６９が
取り付けられており、ガスケット６９は、プリントヘッ
ド押さえカバー３６の側壁に係合して、キャリッジを整
備ステーションにおけるピストンに対して位置決めする
間、ピストンの出口５２とプリントヘッド押さえカバー
３６の側壁との間でエアシールを行う。

【００２４】プリントヘッドキャリッジ上のプリントヘ
ッドの整備は、部分的には、ポンプ５０を、整備するプ
リントヘッドにエアを運ぶ、プリントヘッド押さえカバ
ー内のエア通路１０２、１０４、１０６、１０８と整列
するように位置決めすることによって行われる。ポンプ
がそのように位置決めされた状態でキャリッジ３０が整
備ステーション４８内に移動すると、キャリッジがポン
プの出口でコンプライアントガスケット６９と係合し、
キャリッジが移動し続けることによってポンプのピスト
ン５２が右へ、シリンダ内へと動き、エアが、シリンダ
内のエアチャンバ６８からピストン内の中央通路５９を
通って排出され、従って、正の空気圧源がプリントヘッ
ドに供給され、これを利用してプリントヘッドがプライ
ミングされる。これについては、以下でより詳細に説明
する。従って、プリントヘッドＣ、Ｍ、Ｙ、Ｋのノズル
板はポンプ５０が供給する正の空気圧によってプライミ
ングすることができる。ポンプが供給する空気圧は、プ
リントヘッド内のインクと接触する必要がなく、実際、
プリントヘッド本体内で蓄積するに違いないエアを持ち
込まないようにするために、接触するべきではない。従
って、プリントヘッド内のインクが、プリントヘッド内
の別のチャンバに空気圧を印加することによって容積を
減少することができるチャンバ内に含まれるような、プ
リントヘッドの構成が好ましく、これについては以下で
より詳細に説明する。キャリッジが整備ステーション４
８を離れてポンプ５０から遠ざかるように動くと、これ
までプリントヘッドカバー内に押し込まれていたエアが
引き出される。このプロセスの間、圧力によりプリント
ヘッドに持ち込まれたエアのうちのいくらかが逃げた場
合には、ポンプはプリントヘッドに不所望な量の真空を
印加する場合がある。ポンプの設計によって、圧力を約
−５．０インチ水位のわずかな負圧に制限し、プリント
ヘッドが損傷する前に真空が作り出されるのを回避する
ことができる。ポンプのピストンがばね５５のバイアス
の下でストロークの端まで動くと、ポンプ出口とプリン
トヘッド押さえカバーの通路との間のシールはなくな
る。従って、プリントヘッド内の、プリントヘッドが適
切に機能するのに必要ないかなる背圧にも、プライミン
グ動作による影響はないはずである。

【００２５】ポンプ５０は、図５において一番よくわか
るように、静止位置０と基準位置Ｒとの間のいかなる場
所においても、弧状に位置決め可能である。静止位置０
および基準位置Ｒは、位置決めアーム８０の側面と係合
した歯車ハウジング５２上の止め具８４、８６によって
規定されている。シアン、マゼンタ、イエロー、および
ブラックのインクのプリントヘッドの管路１００、１０
２、１０４、１０６にポンプがエアを送出するための、
プリントヘッドのキャリッジ押さえカバー３６上でのア
ームの位置を図５に示す。これらの位置は、好ましくは
互いに約６度の間隔がおかれている。

【００２６】ステッパモータ９０は、好ましくは３．７
５°／ハーフステップで歯車９２をステップ駆動し、歯
車列は好ましくはステッパモータ９０とポンプ位置決め
アーム８０上の歯車９８との間の減速比を３０：１にす
る。

【００２７】ポンプ位置決めアームの移動範囲を規定す
る硬い止め具(hard stops)８４、８６は、好ましくは互
いに８４°の角度で隔置されている。それぞれのプリン
トヘッド整備サイクルについて、ポンプ５０は、パーキ
ングの硬い止め具８４にアーム８０が係合するパーキン
グすなわち静止位置０から、位置決めアームが基準止め
具８６に係合する基準位置Ｒへと動く。ポンプ５０がキ
ャリッジ押さえカバー上のシアン、マゼンタ、イエロ
ー、およびブラックのプリントヘッドの管路１００、１
０２、１０４、１０６と係合する機能角度位置(functio
nal angular positions)Ｋ、Ｙ、Ｍ、Ｃには、基準止め
具８６の方がパーキングすなわち静止止め具８４よりも
近い。ポンプ位置決めアームが静止位置０から基準位置
Ｒへと移動した後、アームは次に逆方向（図３では時計
回り）に準備位置Ｐへと移動する。次にステッパモータ
９０がポンプ位置決めアーム８０を元の方向（図３では
反時計回り）に動かして、ポンプ５０を、関連する管路
１００、１０２、１０４、１０６に接続するために、所
望の機能位置Ｃ、Ｍ、Ｙ、またはＫと整列させる。この
動きを行うのは、バックラッシュのために、ポンプ位置
決めアームを硬い基準止め具８６に逆らって移動させる
ために用いるのと同じ歯車の歯面の組を使用して、選択
した機能位置内に、ポンプ５０の正確な位置決めを確実
に完了するためである。

【００２８】硬い止め具８４、８６は、ポンプポジショ
ナハウジング５２と一体的に形成されている。この設計
では、ポンプ５０の公称位置の位置精度が少し犠牲にな
ってしまうが、硬い止め具の機能が、ポジショナハウジ
ング５２の垂直調整と切り離される。オーバーステッピ
ングアルゴリズム(over-stepping algorithm)を用い
て、ポンプ位置決めアーム８０が硬い基準止め具８６に
確実に接触するようにする。このオーバーステッピング
アルゴリズムには、バックラッシと、起こる可能性のあ
るステップロスの両方に関するマージンが含まれてい
る。

【００２９】すべての機能角度は、公称角度分解能の偶
数倍のところに配置されている。このようにするのは、
ポンプ位置決めエラーの発生を確実に阻止するためであ
る。ハーフステッピングアルゴリズム(half-stepping a
lgorithm)で使用する奇数ステップの合計は、必然的
に、偶数ステップの合計よりも不安定だからである。

【００３０】プリントヘッド押さえカバーにおける管路
１００、１０２、１０４、１０６への入口は、互いに６
°の角度で配置されており、これらの中心は、ポンプ位
置決めアーム８０の回転軸８２を通る垂線の付近であ
り、ポンプ５０の出口と同じ半径の所に配置されてい
る。入口同士の間の垂直距離（図４）を最少にして押さ
えカバー３６の設計を容易にするために、位置決めアー
ム８０の回転軸８２は、管路１００、１０２、１０４、
１０６への入口から無理なく実現可能な最大の半径のと
ころに配置されている。

【００３１】それぞれのエア入口の回りの半径方向のマ
ージンは好ましくは、ポンプ排出ガスケットの内径に対
して約２．５ｍｍであり、外径に対して３．５ｍｍであ
る。位置決めアーム８０の回転軸８２の垂直および水平
整位置合わせ誤差が０である場合、これは、連結が失敗
する前に約１６ハーフステップのステップ駆動誤差があ
るということになる。

【００３２】ポンプ５０のストローク長、すなわち軸方
向の変位は、キャリッジ上のそれぞれのプリントヘッド
に制御した体積のエアを排出するように、容易に選択ま
たは調整することができる。プリントヘッド押さえカバ
ー３６におけるエア通路１００、１０２、１０４、１０
６のそれぞれの長さおよび断面積の設計を制御して確実
にそれぞれの通路の全容積が略同じになるようにするこ
とによって、所与のポンプのストロークに対して、どの
プリントヘッドが整備中であるかに関係なく、ポンプは
確実にそれぞれのプリントヘッドに同じ体積および圧力
のエアを送出する。以下でより詳細に説明するように、
それぞれのプリントヘッドを、ポンプのストロークや継
続時間等のプライミングのパラメータとして異なるもの
を利用してプライミングすることもでき、それぞれのプ
リントヘッドについてのこういったプライミングのパラ
メータは、プライミング動作を制御するプリンタのソフ
トウェア制御装置３００内に記憶される。制御装置３０
０はまた、プリンタを取り囲んでいる現在の周囲温度お
よび湿度を測定する環境センサ３０２にも接続されてい
る。こういった測定値はまた、特定のプリントヘッドに
ついて適切なプライミングのパラメータを決定するのに
制御装置３００が利用することもできる。プリンタは、
例えばプリントヘッド上に配置されたメモリチップを読
み取ることによって、当該技術分野で公知の何らかの方
法で、プリンタキャリッジ３０内の区画内に搭載されて
いる特定のプリントヘッドを識別することができる。

【００３３】ポンプが送出する圧力のプロフィルを図１
１に示す。圧力のプロファイルは、プリントヘッド押さ
えカバー内のエア通路１０２、１０４、１０６、１０８
の容積、ポンプ自体の中にあるエアチャンバ６９の静止
時(resting)の容積、およびプライミング前のプリント
ヘッドキャリッジの静止位置によって決まる。図１１に
示す曲線は、エア通路の容積が１．８ｃｃ、静止時のポ
ンプチャンバ容積が３．２ｃｃであることをベースにし
ている。３つの曲線が示されている。３．５ｍｍＣＯＭ
Ｐの曲線は、ポンプの軸方向変位が３．５ｍｍである圧
力のプロフィルを示し、７．０ｍｍＣＯＭＰの曲線は、
ポンプの軸方向変位が７．０ｍｍである圧力のプロフィ
ルを示す。第３の曲線は、システム内にエア漏れがある
場合の曲線の形を示している。この場合、プリントヘッ
ドに送出されるプライミング圧力はわずかに減少する
が、それでもなおプライミング機能を果たすのに十分で
ある。ポンプ５０の設計により、ポンプが押しのけたエ
アが抜き取られる（プリントヘッドの、ポンプから遠ざ
かる方向への動きによって）ときに生じる負圧が、約−
５．０インチの水位の圧力に制限されることを保証する
ことができる。

【００３４】ポンプ出口におけるコンプライアントガス
ケットの位置のプリンタ上での正確な場所は、新規な速
度サーボ衝突（bumping）アルゴリズムを用いて判定さ
れる。このアルゴリズムは、任意の２つの相対運動可能
な要素に一般的に適用できるが、インクジェットプリン
タの場合であれば、キャリッジ３０（第１の要素）をポ
ンプ出口５２（第２の要素）に対して両要素を互いに衝
突させる動きに関してより都合よく説明される。この衝
突は好ましくは、多数の衝突サイクルで生じ、その間、
キャリッジを動かしてキャリッジとポンプ出口との間の
相対運動を起こすのに用いる電気モータによって吸い込
まれる電流を測定して、パルス幅変調（ＰＷＭ）しきい
値を確立する。このしきい値は、衝突の間に超えられ
る。負荷パワー(load power)がこのしきい値を超えると
きには、両要素のうちの一方（ポンプ出口）のゆがみ
（deflection）が特徴づけられている。

【００３５】大部分の衝突方法では、２つの互いに接触
する要素は、適切に機能するよう最小限の剛性を有する
ことが必要である。こういった方法では通常、いったん
両部品が接触しても、変形がないか、あるいは少なくと
も結果として生じる変形は、システムに必要な精度より
小さいと仮定している。従って、こういったアルゴリズ
ムは、ポンプ出口５２におけるコンプライアントガスケ
ット６９等の柔軟性を有する要素があるシステムには適
用することができない。図１３は、ハードな衝突環境で
のプリントヘッドキャリッジの測定値についてのミリ秒
単位の中断に対して、キャリッジ駆動モータの負荷（Ｐ
ＷＭ）をプロットしたものである。

【００３６】柔軟性を有する要素の接触を認識するため
には、このアルゴリズムはＰＷＭプロフィルにおける単
一の衝撃に反応しなければならない。すなわち、サーボ
アルゴリズムは、単一のプロセッサ中断（１／１０００
秒）について、しきい値を超えた場合は反応しなければ
ならない。また、サーボパラメータは、速度エラーに対
して減衰が極めて少ない応答をしなければならない。こ
のアルゴリズムは、柔軟性を有する要素を認識するの
に、接触点におけるＰＷＭの不安定性に依存する。衝撃
がいくぶん不安定なものになる可能性があり、他のソー
スにより別のノイズがシステム内に存在するので、衝突
サンプルをいくつか取って、データの一貫性を保証しな
ければならない。このデータは、有効であるとみなされ
るためには以下のサニティチェック(sanity check)にパ
スしなければならない。

【００３７】１．読み取り値の平均値が、公称値からの
最大変化量（多くの従来プリンタに対する分布の４σで
あるとする）を超えてはいけない。

【００３８】２．測定値分布の３σの値が、機構の機能
に関する臨界値（読み取り値Ｃｐ）を超えてはならな
い。

【００３９】３．いかなる単一の読み取り値も、各マシ
ン自体の分布平均から臨界値を超えて（誤りデータポイ
ント）変化し得ない。

【００４０】サーボの遅延および柔軟性を有する要素の
圧縮性のために、衝突位置を判定する場合には、オフセ
ットを計算しなければならない。横軸がミリ秒単位の中
断を示す図１２のＰＷＭエボリューション(evolution)
において、時間ＢはＰＷＭしきい値（図示のように−２
８）を超えた時を示し、時間Ａは真の最初の接触が起こ
ったポイントを示す。これらの結果による位置オフセッ
トが特徴づけられ、反復可能であることが示されてい
る。これは特に、２つの柔軟性を有する要素（ガスケッ
トとばね）を直列に組み合わせて、両者のうちの一方
が、他方よりもはるかに剛性があり、特に予荷重を有す
る場合に起こる。

【００４１】図１２はまた、キャリッジを加速しポンプ
に近づいている間に、慣性および摩擦／粘着力（sticti
on）の両方の効果のために起こる過渡ノイズも示す。Ｐ
ＷＭしきい値をこの段階の間に超えてしまうというリス
クを低減するために、キャリッジの動きは、公称位置か
ら十分遠くから開始して、ＰＷＭプロフィルの前半部を
捨てることによって、確実にこのノイズを除去すると共
に、初期の動きの間に柔軟性を有する要素（ポンプ）に
接触することが確実にないようにする。

【００４２】キャリッジは、この衝突手続の間、ポンプ
出口を偏向させるように繰り返し位置決めされる。現在
好ましいアルゴリズムは、以下のものを含む。 １．衝突サイクル数：１２ ２．接続ガスケット圧縮によるオフセット：６エンコー
ダ単位（０．２５ｍｍ） ３．公称値からの平均読み取り値の最大変化量：２４エ
ンコーダ単位（１．０ｍｍ） ４．３σの最大値：１２エンコーダ単位 ５．単一ポイントの平均値からの最大偏差：６エンコー
ダ単位。

【００４３】プリンタの製造中、ポンプ出口の位置は最
大１．０ｍｍ変化する可能性があるということが確認さ
れている。上記位置決めアルゴリズムを用いることによ
って、ポンプ出口の実際の位置と最適位置との間の誤差
を、この値の最大０．２５まで低減することができる。

【００４４】本発明の実施態様と共に用いるプリントヘ
ッドの好適な設計、およびそのプライミング中の動作と
対比させて通常の印刷中の動作を、以下に説明する。

【００４５】図１４の参照番号２００はプリントヘッド
を全体的に示す。プリントヘッド２００は、本体２０１
と本体に対するキャップを形成し、プリントヘッドのイ
ンクチャンバ２３２を画定するクラウン２０２とを備え
る。本体の遠端部に、タブヘッドアセンブリ２０３すな
わちＴＨＡが配置されている。ＴＨＡは、フレキシブル
回路２０４と、ノズル板を形成するシリコンのダイ２０
５とを備える。図３１は、プリントヘッドのインクチャ
ンバ２３２から狭いインク管路３１４を経由してノズル
発射チャンバ３１６までのインクの流路３１０を示す、
ＴＨＡを通る断面図である。基板３１８の下側には、そ
れぞれのノズル３１２に関連する抵抗器３２０がある。
動作時、抵抗器３２０に通電して、抵抗器に隣接する少
量のインクを気化させ、それによって発射チャンバ３１
６内のインクがノズル３１２を通ってインク滴３２２と
して噴出される。このインク噴出機構は従来構成であ
る。ペン本体２０１内にはまた、レギュレータレバー２
０６、アキュムレータレバー２０７、および柔軟性を有
するバッグ２０８がある。バッグは、図１４では完全に
膨張した状態を示し、図１５ではわかりやすくするため
に示していない。図１５では、レギュレータレバー２０
６およびアキュムレータレバー２０７は、ばね２３５、
２３５’によって互いに近づくように付勢されている。
バッグは、外向きに膨張するときには、ばねの力に逆ら
ってこの２つのレバーを互いに遠ざかるように広げる。
バッグは、クラウン２０２にプレスばめした装具２０９
にかしめてある。装具２０９は、らせん状の迷路の形を
した、周囲圧力への通気穴２１０を備える。通気穴はバ
ッグ内部と接続して気体連絡しており、バッグが通常の
印刷動作中に基準圧力に維持されるようになっている。
らせん状の通路は、水分がバッグの外に拡散してしまう
のを制限し、また、レバー２０６、２０７の応答速度制
動して、インクチャンバ２３２と周囲圧力との間の圧力
差を変えるのにも役立つ。

【００４６】図１６および図１７にレギュレータレバー
２０６を詳細に示す。参照番号２１１は、バッグ２０８
が直接レバー２０６を押す領域の位置を全体的に示す。
レバー２０６は、レバーの回転軸を形成している２つの
対向する心棒２１２、２１２’を中心として回転する。
レバー２０６がプリントヘッド本体２０１に係合する
と、レバーの回転は止まる。心棒２１２、２１２’は、
深いスロットによって形成されたカンチレバー２１３の
端部に配置されており、これらのカンチレバーおよび心
棒が、製造中に互いから遠ざかるように広がって、図１
８に示すように、クラウン２０２の搭載アーム２１４、
２１４’の所定位置にはまることができるようになって
いる。レギュレータレバー２０６を含む平面と垂直に、
弁座２１５および弁座ホルダ２１６がある。弁座２１５
は、ホルダ２１６の所定位置に押し込まれており、弾性
を有する材料から製造されている。バッグ２０８の膨張
および収縮に応じて、レギュレータレバー２０６が心棒
２１２、２１２’を中心として回転し、弁座がクラウン
２０２のかみ合い面に対して開閉する。これについては
後述する。この回転運動によって、プリントヘッド本体
内へのインクの流れが制御される。弁座の力を最大にす
ること、レバーの十分な動きを得ることの間に最適状態
がある。実際に構築した実施態様では、全体的に２１１
で示すレバー２０６の重心と心棒２１２間の距離と、弁
座２１５の中心と心棒２１２間の距離のてこ比は、２対
１から５対１の間であり、４対１が好ましい。レギュレ
ータレバー２０６はまた、ばねボス２１７を備えてお
り、図１５に示すばね２３５に係合する。ばねボス２１
７は、製造中、図１５には示していない２つの肩部２２
３によって保護される。

【００４７】図１９にアキュムレータレバー２０７を示
す。アキュムレータレバー２０７は、バッグ２０８が直
接レバー２０７を押す作動領域２１８を含む。アキュム
レータレバー２０７は、レバーの回転軸を形成している
２つの対向する心棒２１９、２１９’を中心として回転
する。心棒２１９、２１９’は、カンチレバー２２０上
に互いに離れて配置されており、これらの心棒およびカ
ンチレバーが、製造中に互いから遠ざかるように広がっ
て、図１８に示すように、クラウン２０２の搭載アーム
２２１、２２１’の所定位置にはまることができるよう
になっている。アキュムレータレバー２０７はまた、図
１５に示すばね２３５の他端と係合するばねボス２２２
を備える。レギュレータレバー上のばねボス２１７と同
様に、アキュムレータレバー上のばねボス２２２は、製
造中、図１５には示していない肩部２２４によって保護
される。

【００４８】図１５の参照番号２３５は、２つのレバー
２０６、２０７を共に付勢する引張りコイルばねを一般
的に示している。ばね２３５には、予荷重がかかってお
り、各遠端部のコイルループでばねボス２１７、２２２
に係合している。それぞれのループは、平行で交差した
完全に閉じた中心のあるループである。このばねは、そ
の動きの全範囲にわたって力定数の変化量が最少になる
ように設計されており、背圧を可能な限り厳密に調整す
ることができるようになっている。

【００４９】図２０は、クラウン２０２の下側を示す。
クラウン２０２は、弁フェース２２７、オリフィス２２
８を備えており、オリフィスを通ってインクがインクチ
ャンバ２３２に入る。弁フェース２２７は、レギュレー
タレバー２０６上の図１６に示す弁座２１５と係合す
る。インクは、図１８に示す流体相互接続部２２９、イ
ンクチャネル２３０、およびオリフィス２２８を通って
流れる。オリフィス２２８において、インクチャンバ２
３２内へのインクの流れは、レギュレータレバー２０６
によって制御される。バッグ２０８は、プリントヘッド
の通気穴２１０を経由してバッグ内部と周囲圧力との間
の流体連絡を行うボス２３１に取り付けられている。図
１７に示すレギュレータレバー２０６上の心棒２１２、
２１２’は、上述のカンチレバー構造によって可能なよ
うに、ジャーナル２１４、２１４’にはまる。同様の方
法で、アキュムレータレバー２０７の心棒２１９、２１
９’は図２０のジャーナル２２１、２２１’にはまる。
クラウンの下側にはまた、アキュムレータレバー２０７
上の図１９に示す止め具２２５とかみ合う表面２２６が
配置されている。止め具２２５および表面２２６によっ
て、アキュムレータレバー２０７がレギュレータレバー
２０６に当たることが防止される。

【００５０】通常の印刷中、図１４に示す柔軟性を有す
るバッグ２０８は、インクチャンバ２３２内の背圧と、
通気穴２１０を通じて連通している周囲圧力との間の圧
力差の関数として膨張および収縮する。図１４に、膨張
したバッグを示す。バッグは、２つのレバー２０６、２
０７の全移動範囲にわたって最大接触領域でこれらのレ
バーを押すように設計されている。

【００５１】通常の印刷条件下では、アキュムレータレ
バー２０７とバッグ２０８とが共に動作して、周囲大気
圧の変化を補償し、従ってインクチャンバ２３２内で略
一定の負の、すなわち大気圧よりも低い圧力（背圧とし
て知られている）を維持する。また、アキュムレータレ
バー２０７とバッグ２０８は、プリントヘッド内に捕捉
される可能性のあるすべてのエア（蓄積エア（warehous
ed air）として知られている）の体積における変化をあ
る程度調節することができる。

【００５２】この調節は、大部分はアキュムレータレバ
ー２０７とバッグ２０８が動くことによって行われる
が、レギュレータレバー２０６が図１６に示す弾性を有
する弁座２１５と協働して更に調節を行う。弁座２１５
は、ばねとしての役割を果たし、これによって、弁が依
然として閉じている（従ってインクがプリントヘッド内
に入ることが防止されている）状態で、レギュレータレ
バー２０６がどちらかの方向にいくらか動くことができ
る。言い換えれば、インクチャンバ２３２内の背圧が減
少する、すなわち負の度合いが小さくなるにつれて、バ
ッグ２０８が両レバーに及ぼす力が小さくなり、ばね２
３５が両レバーを互いに近づくように付勢する。レギュ
レータレバーの動きによって弁座が圧縮され、レギュレ
ータレバーがさらに少しだけ閉じる。一方、背圧が増大
する（負の度合いが大きくなる）につれて、バッグ２０
８が両レバーに及ぼす力が大きくなり、それらを互いに
遠ざけるように押すが、弁座のコンプライアンスのため
に、弁が開く前にレギュレータレバー２０６は少し回転
することができる。

【００５３】図１６および図１７に示すレギュレータレ
バー２０６上のボス２１７からレギュレータレバー２０
６の回転軸までの距離よりも、アキュムレータレバー２
０７上のボス２２２からアキュムレータレバー２０７の
回転軸までの距離の方が近いということが理解されるべ
きである。このように距離に差をつけることによって、
レギュレータレバーが動く前にアキュムレータレバーが
作動する。

【００５４】アキュムレータレバー２０７は、図２０お
よび図１９に示すレバー上の止め具２２５がクラウン２
０２内の表面２２６に係合するまで、心棒２１９を中心
として回転する。止め具２２５によって、インクチャン
バ２３２内の背圧が下がったときに、レバー２０７がレ
ギュレータレバー２０６に近づき過ぎて当たってしまう
ことが防止される。アキュムレータレバー２０７は、図
２２および図２３に示すように、プリントヘッド本体２
０１と接触するまで反対方向に回転する。

【００５５】プリントヘッドの通気穴２１０は、図１に
示すプリンタのキャリッジ３０の１区画内に搭載される
と、プリントヘッド押さえカバー３６内のエア管路１０
０、１０２、１０４、１０６のうちの１つを経由して、
周囲大気圧に連通される。プリントヘッドの流体相互接
続部２２９は、柔軟性を有する供給管５０、５２、５
４、５６のうちの１つによって、図１ではプリンタの左
手側に配置された４つの取り外し可能なインク槽２０、
２２、２４、２６のうちの１つに接続される。それぞれ
のインク槽は、プリンタの制御下で個別に加圧されて、
関連するプリントヘッドにインクを送出する。

【００５６】通常の印刷動作においては、周囲大気圧と
印刷速度すなわちプリントヘッドへのインク供給速度と
に依存して、図２１、図２２、および図２３に示すよう
に、アキュムレータレバー２０７およびレギュレータレ
バー２０６がプリントヘッド本体２０１内で動く。図２
１は、完全に合わさった状態の２つのレバーを示す。柔
軟性を有するバッグ２０８はだらりとしており、エアが
入っていないが、これは、例えば周囲大気圧が大幅に下
がったためかもしれないし、あるいは、最初にインクを
充填する前のプリントヘッドの状態である。周囲圧力が
増大するか、または、例えば印刷中にプリントヘッドか
らインクが噴出されることによりインクチャンバ２３２
内の圧力が減少すると、柔軟性を有するバッグ２０８に
は、プリントヘッドの通気穴２１０を経由してキャリッ
ジカバー内のエア管路を通って引き出されたエアが充満
する。バッグ２０８が膨張することによって、ばね２３
５の作用に逆らってアキュムレータレバー２０７が回転
し、従って、周囲圧力とインクチャンバ２３２内の圧力
との間の圧力差が略一定（本質的にはばね２３５の選択
によって設定される）に維持され、プリントヘッドの効
果的な動作を促進するようになっている。アキュムレー
タレバー２０７は、図２２に示すように、プリントヘッ
ド本体２０１の内壁２３６に接触するまで回転すること
ができる。レバーのアームの距離において差があるため
に、この時点でだけレギュレータレバー２０６が回転を
開始するということに留意されたい。弁座２１５に弾性
があるために、レギュレータレバー２０６は、インクオ
リフィス２２８が開くまでにある少しの量だけ回転する
ことができる。インクオリフィス２２８が開くと、圧力
によりインクが離れたインク槽からインクチャンバ２３
２に流入する。レギュレータレバー２０６は、プリント
ヘッド本体２０１の反対側の内壁２３６に接触するまで
回転することができる。完全に開いた位置にあるレギュ
レータレバー２０６を図２３に示す。インクチャンバ２
３２と大気との圧力差が再確立されると、レギュレータ
レバー２０６が回転して戻り、インク弁２２７が閉じ
る。

【００５７】プリンタが、例えば吐出動作、プライミン
グ動作、および／またはふき取り動作を行うことによっ
て、１つまたは複数のプリントヘッドを整備するため
に、通常の印刷動作は時折一時停止される。これは、プ
リンタが一定の間隔をおいて開始することも、プリンタ
がプリントヘッドに関する問題を検出したときのみに開
始することも、ユーザが印刷の問題を発見した後ユーザ
要求の結果として開始することも、あるいは、これらの
状況の任意の組み合わせによって開始することもでき
る。

【００５８】プリンタのキャリッジ内に搭載されたプリ
ントヘッドを、キャリッジによって作動されるエアポン
プ５０を用いてプライミングするためには、上述の整列
プロセスを最初に行って、ポンプのピストン５２を、プ
リントヘッドの通気穴２１０に連結されたエア管路と整
列させる。次に、プリンタはキャリッジ３０を精密に動
かし、ポンプ５０に所定体積のエアをプリントヘッド内
の柔軟性を有するバッグ２０８に圧力をかけた状態で送
出させる。これによってバッグ２０８がプリントヘッド
本体２０１内で膨張し、従ってインクチャンバ２３２内
の圧力が増大して、ノズル２０５内へとプライミングを
行うインクの流れが生じる。キャリッジ３０をポンプ５
０から遠ざかる方向に動かすと、バッグ２０８内の圧力
が大気圧に戻り、上述のように、バッグ２０８は、アキ
ュムレータレバー２０７およびレギュレータレバー２０
６と協働して、インクチャンバと周囲圧力との間の所望
の圧力差を再確立するように働く。

【００５９】このプライミング動作は、プリントヘッド
のアキュムレータレバー２０７を動かすには十分である
がレギュレータレバー２０６を動かさないか、（動かし
たとしても）十分には動かさず、このため、インク弁オ
リフィス２２８が開いてインクチャンバ２３２が槽２
０、２２、２４、２６からの供給インクの圧力にさらさ
れてしまうことがないような体積のエアをプリントヘッ
ドのバッグ２０８に送出して行うこともできる。しか
し、特定のプリントヘッドの構成および特定のインクタ
イプについては、プライミング中に更なる制御した体積
のエアを送出して、バッグ２０８を膨張させてインクチ
ャンバ２３２内の圧力を更に増大させ、従ってレギュレ
ータレバー２０６を回転させることが有利である、とい
うことが確認されている。こういった場合においては、
離れた槽からのインクの供給圧力を制御して、大量のイ
ンクがプリントヘッドに流入することを防止することが
重要である。従って、好ましくは、プライミングプロセ
スにおける第１のステップは、離れた槽からのインク供
給圧力を、いったんインク弁２２８、２２７が開くと、
少量のインクがプリントヘッド内に流入し、またそこか
ら流出するようなレベルに設定することである。これに
よって、プリントヘッドのノズルへのまたはそれらを通
るインクのいかなる流れも、確実にエアプライミングシ
ステムによって制御される。エアプライミングシステム
は、インク供給圧力によってではなくキャリッジの動き
によって作動するので、プリンタによって精密に制御す
ることができる。本実施態様において、インク供給圧力
は、まず通常の印刷中に用いる圧力からゼロに下げら
れ、次にプライミングに用いるより低い圧力まで上げら
れる。

【００６０】また、プリントヘッドのノズルを通るイン
クのパージを精密に制御して、ノズル板の外側にインク
だまりを形成し、次にそれをプリントヘッド内に引き戻
すことが、このようにインクを還流させなければ解決が
困難なプリントヘッドに関する多くの問題を解決するの
に効果的であるということも確認されている。例えば、
この技術によって以下の問題を緩和することができる。
１）長時間にわたる使用後には、プリントヘッドのノズ
ル板上に乾燥したインクが蓄積し、インク滴の適切な噴
出を妨害し、例えばインク滴を誤った方向に向けてしま
う場合がある。インク自体は乾燥したインクの溶剤とし
て最適であり、このように蓄積した乾燥インクの回りに
インクだまりを形成し、それを維持することによって、
乾燥したインクを溶解したり、ノズル板から取り除くこ
とができる。２）ノズル、またはノズルへと通じる狭い
インク管路内に、気泡が捕捉されてしまう場合がある。
インクがノズルを通って外向きに流れ、次に反対方向に
流れることによって、このような気泡がばらばらにな
り、プリントヘッドの外へ、または、図２２に示すよう
に、いわゆる蓄積エア２３８として、プリントヘッドの
インクチャンバ内部のより差し支えのない場所へ、のど
ちらかに動くことができるようになる。３）製造中にプ
リントヘッド内に捕捉される可能性がある、またはイン
クによってプリントヘッド内に運ばれてくる可能性のあ
る粒子は、ノズルへのインクの流れを詰まらせたり、部
分的に遮断してしまう場合がある。このようなことが起
こると、ノズルはインクが補われるよりも速い速度でイ
ンクを発射することがあり、これによって、ノズルが外
部からエアを吸い込んでしまう可能性がある。インクだ
まりを作り出す間に、遮断されているノズルに隣接する
ノズルからインクが流出し、このインクだまりがプリン
トヘッド内に引き戻されると、遮断されているノズルを
通る流れも生じて、粒子をノズルからプリントヘッド内
のより差し支えのない位置に移動させることができる。
４）ノズルが適切に機能するには、一定のインクを供給
して、ノズルから発射されるインクをインク管路に沿っ
て流れるインクチャンバからのインクと入れ替える必要
がある。この連続的なインクラインがいくつかのノズル
で断ち切られてしまうと、これらのノズルはインクが枯
渇してしまう。これはローカルデプライムと呼ばれる。
このようなことが１列のノズル（図３に示す）すべてに
ついて起こる場合、これはグローバルデプライムと呼ば
れる。最初にノズルを通って流出し次にノズル内に戻
る、制御されたインクの流れは、インクをこういった乾
燥したインク管路およびノズルに供給するのに効果的で
ある。

【００６１】ポンプ５０がプリントヘッドのバッグ２０
８に送出するエアの体積が制御されて、プリントヘッド
のインクチャンバ２３２内の圧力が所望するように増大
する。この圧力は、以下でより詳細に説明するように、
ノズル板上に所定体積のインクだまりが形成されるよう
にするのに十分なものである。キャリッジ３０がポンプ
５０から遠ざかる方向に動くと、エアがバッグ２０８か
ら引き出され、従ってインクチャンバ２３２内に負圧が
作り出されて、ノズルを通るプリントヘッド内への必要
なインクの還流が促進される。この還流は、バッグ２０
８を圧縮するように働いてエアを通気穴２１０から押し
出し、インクチャンバ２３２内に所望の負圧を再確立す
るプリントヘッドのばね２３５によって更に促進され
る。

【００６２】制御した負圧をプリントヘッドのノズル板
外側に印加することを利用して、ノズル板にインクだま
りを作り出すことが考えられるが、従来技術の負圧プラ
イミングシステムは、比較的高い真空を比較的短時間印
加するものであり、従って一般的に不適当である。この
ようにインクを高速に抜き取ると、一般的に抽出された
インクが泡立ち、すなわち小さな気泡がインク内に形成
され、このような抽出インクが次にノズルを経由してプ
リントヘッドに再び入ることができれば、こういった気
泡がノズルやノズルへと通じるインク管路内に、容易に
捕捉されてしまう可能性がある。

【００６３】インクだまりの形でプリントヘッドのノズ
ル板上に少量のインクをパージし、そのインクだまりが
プリントヘッドによって大部分再捕捉される、という以
上説明した技術は、大量の蓄積エアを取り除くためにプ
リントヘッドに大量のインクを通すという従来技術とは
区別されるべきものである。

【００６４】上述の技術に加えて、または上述の技術の
代わりに適用した場合に、プリントヘッドに関する諸問
題を緩和するのに効果的であることが確認されている更
なる技術は、プリントヘッドのノズル板上に形成された
インクだまり内にインク滴を発射すなわち吐出すること
を含む。この技術はノズル板上に制御したインクだまり
を作り出すのに便利であるので、好ましくは、前述の正
圧プライミング技術に加えて適用される。インクジェッ
トプリンタのノズルが、プリントヘッドのノズル板上に
ノズルを覆うように維持されているインクだまり内に発
射されると、噴出したインクがインクだまりに捕捉され
る、ということがわかっている。滴は、インクだまりか
ら逃げないので、発射ノズルの回りのインクだまりに乱
流を作り出す。この乱流は、欠陥のあるノズルを適正な
動作をするように回復させるのに効果的であることが確
認されている。発射ノズルのインクだまりへの作用を説
明するのに「滴」という語を用いているが、（ノズルの
外側はインクに覆われており、このインクは発射チャン
バ内のインクと流体連絡していなければならないので）
ノズルが発射すると噴出したインクは通常エアと接触せ
ず、従ってエア表面にインクがない、ということが理解
されよう。従ってこれらの「滴」は、より正確には、イ
ンクだまり内のより大きなインク槽内に噴出されるイン
クの流れすなわち噴射として説明されるべきものである
といえよう。

【００６５】図２４に概略的に示すように、ノズル板２
０５上に形成されたインクだまり２３９は、ノズル板の
ほぼすべてのノズル（２つのノズル列２４０、２４１で
示す）を覆うように延びているべきである。図２５は、
インクだまり２３９内に発射されそこに捕捉されている
滴２４２を概略的に示す。このプロセスの間、ほぼすべ
てのノズルがインクだまりで覆われることが好ましい
が、粘性が低いインクについては特に、ノズル板がプリ
ンタキャリッジ内でほぼ水平に保持されていない場合に
は、このインクだまりがノズル板の一方に動いて、いく
つかのノズルがエアにさらされる可能性がある、という
ことがわかっている。

【００６６】プリントヘッドのインクチャンバ２３２内
で正圧を用いることは、制御したインクだまりを作り出
す便利な方法であるだけでなく、発射される滴の体積を
増大し、それによって、機能していないノズルを回復さ
せる本技術の有効性を増大する、ということが確認され
ている。更に、本技術をインクだまりのインクをプリン
トヘッド内に還流させることと組み合わせて用いると、
従来の吐出またはプライミング技術と比較して、プリン
トヘッドから失われるインクの体積が劇的に低減する。
図２６は、上述の正圧プライミング技術を用いてインク
だまりを作り出し、このインクだまり内にインク滴を吐
出するプリントヘッド上での回復動作による廃インクの
体積を示すグラフである。水平な曲線２４５は、従来技
術の回復技術に従って吐出のみのために失われるインク
の体積を表す。この体積は単に、所与の時間期間にわた
って発射された滴の体積であり、従って、グラフのｘ軸
上にプロットしたプライミング動作によって排出される
インクの関数として一定のままである。ここで、５１２
個のノズルを１０００回発射すると、その結果廃インク
は約０．０１９ｃｃになる。上側の曲線２４６は、プラ
イミングプロセスからも吐出プロセスからもプリントヘ
ッド内にインクが引き戻されない場合に失われるインク
の体積を表す。下側の曲線２４７は、吐出およびプライ
ミングが一緒に行われて、形成された制御したインクだ
まりが、発射された滴を捕捉し、そのインクだまりが１
５秒間でプリントヘッド内に吸い戻される場合に、実際
に失われるインクを示す。図２６からわかるように、プ
ライミングシステムが最初に排出したインクが多いほ
ど、廃インクの量が少なくなる。これは、プライミング
プロセスで作り出されたインクだまりの大きさが増大す
るほど、発射滴を捕捉する能力、およびプリントヘッド
内への還流の有効性も増大するからである。この傾向
は、形成されるインクだまりが大きくなり過ぎて表面張
力ではもはやノズル板に保持しきれず、非常に大きなイ
ンク滴がインクだまりを離れてプリンタのインクつぼ内
に落ちるようになると終わる。

【００６７】廃インク量が低減することには多くの利点
がある。第１に、印刷に利用できるインクが多くなる。
第２に、整備ステーションの要素等のプリンタの各要素
上に形成されるインク（このうちのいくらかはユーザが
処理することができる）を低減する。第３に、プリンタ
のインクつぼの寿命が延びる。従来技術のインクつぼ内
への吐出に比べて、インクだまり内への吐出の更なる利
点は、エアロゾル（ノズルが発射するときには常に発生
する、エアが運ぶ微小なインク粒子）もインクだまりに
捕捉されるので、エアロゾルがかなり低減する、という
ことである。

【００６８】インクをインクだまり内に発射すること
は、ノズルやインク管路内に捕捉されている可能性があ
るすべての小さな気泡からプリントヘッドを回復させる
のを助けるという点においても非常に効果的であること
が更に確認されている。これは、発射した滴によってこ
のような汚染物質（コンタミナント）が取り除かれるた
めと考えられる。

【００６９】通常、プライミングプロセスにおける上述
の吐出中に、プリントヘッドのノズルすべてが発射され
るが、場合によっては、ノズルのうちのいくつかのみを
発射するのが有利である、ということが確認されてい
る。様々な手段によって、１つのプリントヘッド内で機
能しているノズルおよび機能していないノズルを検出す
ることは、当技術分野では公知である。例えば滴検出器
は、ノズルから発射されるインク滴がプリンタの整備ス
テーション内の光線を横切るときに、インク滴を検出す
ることができる。あるいは、単一のノズルから噴出され
るインクでブロックを印刷するテストパターンを、プリ
ンタが印刷してもよい。次にこのテストパターンを、プ
リンタのオペレータがチェックしてその結果を手動でプ
リンタに入力し、あるいは、プリンタキャリッジ上に搭
載されたセンサで自動的に操作することもできる（これ
については、参照により本明細書に組み込んでいる本出
願人名義のEP 0863012に記載している）。このようにし
て、プリンタは、特定のプリントヘッドのノズルのうち
のどれが適切にインクを噴出しておりどれがそうでない
かを判定することができる。

【００７０】従って、本プリンタがこのようなシステム
を含み、どのノズルが適切に機能しているかを判定した
後で、前述のインクだまり内への吐出処理中に、それら
のノズルのみが、関連する抵抗器および発射チャンバに
より作動する、ということが好ましい。これが有利であ
るのは、上述のように、そのインク管路を粒子が遮断ま
たは部分的に遮断しているノズルを発射しようとするこ
とによって、そのノズルがエアを吸い込んでしまい、従
ってプリントヘッドに関する諸問題を悪化させてしまう
可能性があるからである。遮断されているノズル近辺
の、インクだまりに覆われている作動ノズルのみを発射
し、次に遮断されているノズルを通してインクだまりか
らプリントヘッド内へとインクを引き戻すことは、ノズ
ルまたはそれに関連するインク管路から粒子を取り除く
効果的な技術である。

【００７１】代替的には、回復処理中に、適正に機能し
ていないノズルのみを発射することができる。これは、
例えば乾燥したインクが詰まることによってノズルが遮
断されている場合に効果的である。

【００７２】上述の回復プロセス中にプリントヘッドの
ノズルのうちのいくつかのみを発射することはまた、繰
り返しノズルを発射することによって生じる摩耗を低減
し、廃インク量を低減するのにも役立つ。

【００７３】ノズルの不良を修正することができるとい
う有効性はノズルを繰り返し発射することによって改良
できるが、この発射の周波数は、プリントヘッドで印刷
動作を行うときに通常用いるものよりも低くあるべきで
あるということが確認されている。これは、こういった
低い繰り返し速度でノズルを発射することによって、発
射される滴の体積が増大し、従ってノズルを通るインク
の流れが増大するからであると思われる。更に、発射周
波数を低くすることによって、ノズルおよび関連するイ
ンク管路からの気泡の移動が促進される。これらの気泡
は、非常に高い発射周波数にさらされれば、動くことが
できないばかりか大きくなってしまう可能性がある。

【００７４】プリントヘッドをプライミングしその適切
な動作を回復する上述の技術は、多くの異なる設計のプ
リントヘッドに適用することができ、こういった技術を
効果的に用いるのに必要な各パラメータは、そのような
プリントヘッドの構成およびそのようなプリントヘッド
と共に用いるインクの特性によって決まるということが
理解されよう。当業者には明白なように、このようなパ
ラメータを決定するためには、利用するプリントヘッド
の構成およびインクのそれぞれに対して多くの試験を行
わなければならず、そういった試験のうちのいくつか
を、ヒューレット・パッカード社が設計・販売する周囲
エアレギュレータプリントヘッドと共に利用する場合に
効果的であることが確認されている各パラメータと共に
以下で説明して、本発明の実施態様を実施および理解す
る上での更なる指針を提供する。

【００７５】図２７は、ブラック、イエロー、シアン、
およびマゼンタのインクを有する複数の異なるプリント
ヘッドのノズル板２０５上に噴出すなわちパージされる
（継続時間が１秒であるプライミング動作中に）インク
の体積を、ポンプ５０からプリントヘッドのエアチャン
バ２０８内に噴射されるエアの体積の関数として示すグ
ラフである。この関係は明確に定義されており、従って
ポンプ５０を適切に制御することによって、プリントヘ
ッドのノズル板上に特定の所定体積のインクを配置する
ことができるということがわかる。使用した（そして上
述した）特定のポンプは、そのピストン５２が１ミリメ
ートル動く毎に０．２ｃｃのエアを送出する。このポン
プはプリンタキャリッジ３０の動きによって作動し、キ
ャリッジ３０は、印刷のためにプリントヘッドを位置決
めするというその主な機能において必然的に非常に精密
に（通常１／３００インチ）動くことができるので、エ
アの送出を精密に制御することができる。ブラックのプ
リントヘッドについての曲線２４８は、カラーのインク
についての曲線２４９とかなり異なっているということ
に留意されたい。これは、１つには、ブラックのプリン
トヘッドの構成が異なるためであり、１つには、インク
の性質、特に粘性が異なるためである。この特定の構成
のプリントヘッドに使用したブラックは、顔料インクを
用いており、その粘性は、シアン、マゼンタ、およびイ
エローのプリントヘッドに用いた染料インクよりも高
い。このように粘度が高いことに加えて、ブラックのプ
リントヘッドについてはインクの形成（製法）および印
刷要件が異なるために、ブラックのプリントヘッドの内
部構造は異なっており、特に、ノズルへと通じるインク
管路の直径が大きくなっている。この構造のために（イ
ンクの粘度が高いにもかかわらず）、図２７に示すよう
により勾配の急な曲線２４８になっている。

【００７６】プライミングについての他の重要なパラメ
ータは、プリントヘッドのエアチャンバ２０８内の正圧
が保持される継続時間である。図２８は、プライミング
するエアの体積が０．４ｃｃであり、プリントヘッドが
離れたインク供給槽から分離している状態の、様々なプ
リントヘッドのノズル板上にパージされるインク体積を
プライミングの継続時間に対して示したグラフである。
時間が経過するにつれてパージされるインクの体積は増
大し、その増大は最初は急であるが次第にゆるやかにな
っている。また、ブラックのプリントヘッドについての
曲線２５８は、ここでもまた、カラーのものについての
曲線２５９からオフセットしている。

【００７７】図２２に示すように、エア２３８がインク
チャンバ内に蓄積する可能性があるということは、特に
寿命の長いプリントヘッドについて公知の問題である。
この蓄積エアは、プリントヘッドのインクチャンバ２３
２内で圧縮可能な要素であり、従って、ポンプ５０によ
りエアチャンバ２０８に送出されるエアがインクチャン
バ内の圧力を増大し、ノズル板上にインクをパージする
ことができる効率に影響を与える。図２９は、ブラック
のプリントヘッド２６２およびシアンのプリントヘッド
２６３について、蓄積エアの体積が増大するにつれてパ
ージされるインクの体積がどのように減少するかを示
す。それぞれのプリントヘッドについてのプライミング
のパラメータは、そのプリントヘッドが寿命の間に蓄積
が見込まれる平均エア体積を考慮して計算されており、
新しいプリントヘッドは、プライミングするときに、理
想体積のインクよりもわずかに多くパージし、寿命の終
わりにあるプリントヘッドは、理想体積のインクよりも
わずかに少なくパージするようになっている。代替的に
は、それぞれのプリントヘッドについていくつかのプラ
イミングのパラメータを記憶しておき、プリントヘッド
の寿命によって使用するパラメータを変える。

【００７８】図３０は、離れた槽から供給されるインク
の様々な圧力値について、およびプライミングするエア
の様々な体積について、２秒間のプライミング中にノズ
ル近くで測定した、ブラックのプリントヘッドのインク
チャンバ２３２内の圧力のグラフである。上側の曲線２
５０は、注入されたエアの体積が０．６２ｃｃで、イン
ク供給圧力が０．４ｐｓｉの場合のものであり、曲線２
５１は、注入されたエアの体積は同じであるが、インク
供給圧力が約−０．１ｐｓｉとわずかに負の場合のもの
である。プリントヘッド内で作り出された初期の正圧
は、両方の場合で等しい（約０．６３ｐｓｉ）が、曲線
２５１については、この圧力がより急速に減衰するのが
わかる。このことから、プリントヘッド内の正圧のピー
クは、単に注入されるエアに起因し、インク供給圧力に
は実質的に影響されないと推定できる。曲線２５１につ
いてプリントヘッド内の圧力が急速に減衰するのは、イ
ンクがプリントヘッドから離れたインク供給部に流れる
ためである。下側の曲線２５２は、注入されたエアの体
積が０．４１ｃｃで、インク供給圧力が０．９ｐｓｉの
場合のものである。曲線２５２のピークからわかるよう
に、０．９ｐｓｉというこのインク供給圧力は、プリン
トヘッドのインクチャンバ内で作り出されるピーク圧力
（約０．３ｐｓｉ）よりもかなり高く、従って、これら
のパラメータを使用すると、プリントヘッドにインクが
流入することが予測される。最後の曲線２５３は、注入
されたエアの体積が０．５３ｃｃで、インク供給圧力が
０．２ｐｓｉの場合のものである。この最後の曲線が、
プリントヘッドをプライミングするのに最も望ましい。
これは、内部圧力がほとんど減衰せず、供給インク圧力
とプライミング圧力との圧力バランスが良好であること
を示しており、この特定のプリントヘッドに関してイン
ク供給槽からプリントヘッドにまたはプリントヘッドか
らインク供給槽にインクが流れない可能性があるからで
ある。曲線２５３において見られる圧力の減衰は、例え
ばピストンのガスケット６９から、プリントヘッド押さ
えカバー３６のシールから、および／またはプリントヘ
ッドのノズル板上へのインクの流れから、正圧プライミ
ングシステム内の空気圧が失われることに起因する。

【００７９】また、図３０から、プライミング前のイン
クチャンバ内の圧力（約−０．１１ｐｓｉであり、背圧
として知られている）は、プライミング動作後に柔軟性
を有するバッグ２０８が再び大気圧に接触すると、この
バッグ２０８によって（プリントヘッドのレバー２０
６、２０７と協働して）正確に再確立されるということ
もわかる。図３０の曲線２５１からわかる更なる特徴
は、曲線の点２６０において、インクチャンバ内の背圧
が超えられる、すなわち、動作点よりも負の度合いが高
くなるということである。これは、この場合、インク供
給圧力の設定が低すぎる、すなわち、わずかに負の圧力
であり、それによって、かなりのインクがプリントヘッ
ドから離れたインク槽に向かって流出したからである。
図３０においてわかるように、いったんレギュレータレ
バーの動作点を過ぎると、レギュレータ弁２２７が開
き、背圧が−０．１１ｐｓｉに戻るまでインクがプリン
トヘッドに流入する。

【００８０】正圧のエアによる制御したプライミング
と、プライミング中の吐出と、プリントヘッド内へのイ
ンクの還流とを含むプリントヘッド整備を実行するため
の現在のところ好ましいプロセスパラメータを以下に示
す。

【００８１】・従来の吐出および拭き取り含むクリーニ
ング動作をプリントヘッドに対して行う。

【００８２】・離れた槽からのインク供給圧力を、２．
１ｐｓｉからゼロに下げ、次に圧力を０．２ｐｓｉに上
げる。

【００８３】・キャリッジカバー上のエア管路の入口に
ポンプを配置する。

【００８４】・プライミングするプリントヘッドについ
ての記憶されているプライミングのパラメータを読み出
す。

【００８５】・ウォーミングパルスを印加して、プリン
トヘッドを、ブラックのプリントヘッドについては６０
℃に、カラーのプリントヘッドについては３５℃に加熱
する。

【００８６】・キャリッジを、ブラックのプリントヘッ
ドについては２．６７ｍｍ動かすことによりポンプを作
動させて、エアを０．５３ｃｃ注入し、インクを０．１
８ｃｃパージする。カラーのプリントヘッドについては
２．５４ｍｍ動かすことによって、エアを０．５１ｃｃ
注入し、インクを０．０８ｃｃパージする。

【００８７】・１秒間、ポンプを圧縮位置に保持し、従
ってプリントヘッドのエアチャンバ内の圧力を保持す
る。

【００８８】・この１秒間の圧力保持の最初の０．５秒
間については、２ｋＨｚの周波数でノズルを発射させ、
ノズル当たり１００個の滴を発射する。

【００８９】・１５秒間、インクだまりをプリントヘッ
ド内に還流させる。

【００９０】・従来の吐出および拭き取りを含む第２の
クリーニング動作をプリントヘッドに対して行う。

【００９１】インクだまりをプリントヘッド内に引き戻
す本整備技術の実施前に、プリントヘッドのノズル板を
クリーニングすることは、ノズル板の外面上に存在する
可能性のあるコンタミナントがインクと一緒にプリント
ヘッド内に持ち込まれないようにするために重要であ
る。

【００９２】キャリッジカバー上のエア管路の入口から
ポンプを取り外した後約３秒以内に、インクだまりの大
部分はプリントヘッド内に再吸収されるが、第２の従来
のクリーニング動作を行う前に、ノズル板上に残ってい
る廃インクが、ノズル板上の乾燥したインクも溶解する
ことができるように、更に１２秒を取る。

【００９３】プライミング動作の前にプリントヘッドを
加熱すること（例えば、当技術分野で周知のように、電
流パルスをプリントヘッド内のヒータに印加することに
よって）は、多くの理由により有利であるということが
わかっている。プリントヘッドを所定温度に加熱するこ
とによって、（後述のプリンタセンサ３０２によって周
囲温度の変動が考慮されない場合に）周囲温度の変動に
よって生じるプライミングプロセスの変動が低減され
る。また、プリントヘッドを加熱することは、気泡に起
因する故障からプリントヘッドを回復させるのに役立つ
らしいということも確認されている。従って、場合によ
ってはインクの粘性が低減することによってインクがノ
ズル板からプリントヘッド内に還流できにくくなるとい
うことも事実ではあるが、それでも、プリントヘッドの
インクの加熱を利用する。

【００９４】上述のように、プリンタは、様々なプリン
トヘッドについての回復動作を制御するのに利用され、
それらの動作について最適と判定されたパラメータを記
憶している、制御装置３００を備える。プリンタは特定
のプリントヘッドを識別することができるので、例え
ば、構成の異なるプリントヘッド、あるいは、例えば、
染料ベース、顔料ベース、耐紫外線等の異なる製法のイ
ンクを含むプリントヘッドについて、それぞれ異なるパ
ラメータを記憶することもできる。

【００９５】更に、制御装置３００は、特定のプリント
ヘッドについての適切な１組のパラメータを選択する際
に、プリンタに搭載されたセンサ３０２を使って現在の
温度または湿度を判定し、この情報を利用して、回復動
作についてのパラメータを選択するのに役立てることが
できる。

【００９６】当業者には、上述した本発明の好適な実施
態様を修正することができ、本発明の範囲内で多くの代
替実施態様が可能であるということが理解されよう。例
えば、好適な気体源は体積が一定の気体源であるが、圧
力一定の気体源が特徴づけられた時間の間エアチャンバ
に印加されると、この圧力が、結果としてプリントヘッ
ドのエアチャンバの体積を所定分増加させるよう特徴づ
けられているならば、かかる圧力一定の気体源から所定
体積の気体を供給することもできるということが理解さ
れよう。以下においては、本発明の種々の構成要件の組
み合わせからなる例示的な実施態様を示す。 １．プリンタのキャリッジ（プリンタキャリッジとも記
載）内に搭載された、ノズル板内の複数のノズルに流体
連絡するインクチャンバと、印刷動作中に該ノズルから
インク滴を噴射するための、それぞれのノズルに関連し
た発射手段とを備える本体を有するインクジェット式プ
リントヘッドを整備するための方法であって、該プリン
トヘッドの前記ノズル板の両端間に制御した所定の圧力
差を作り出して、前記ノズル板の外側に制御したインク
だまりを形成するステップと、プリンタに前記発射手段
を作動させて、インクが前記ノズルのうちの少なくとも
いくつかから前記インクだまり内に噴出されるようにす
るステップを含む方法。 ２．前記発射手段によって噴射された前記インクの過半
数が、前記インクだまり内に捕捉されることからなる、
上項１の方法。 ３．前記発射手段によって噴射された前記インクの９０
％よりも多くが、前記インクだまり内に捕捉されること
からなる、上項２の方法。 ４．前記発射手段によって噴射された前記インクのほぼ
すべてが、前記インクだまり内に捕捉されることからな
る、上項３の方法。 ５．前記発射手段の作動前に、プリントヘッドのノズル
のうちのほぼすべてが、前記インクだまりによって覆わ
れることからなる、上項１乃至４のいずれかの方法。 ６．前記発射手段が、前記インクだまり内に繰り返しイ
ンクを噴射するよう作動されることからなる、上項１乃
至５のいずれかの方法。 ７．それぞれのノズルの作動の繰り返し速度が、通常の
印刷動作中に使用される繰り返し速度よりも遅いことか
らなる、上項６の方法。 ８．それぞれのノズルの作動の繰り返し速度が、通常の
印刷動作中に使用される最低繰り返し速度にほぼ等しい
ことからなる、上項６の方法。 ９．前記作動ステップ中に、プリントヘッドのほぼすべ
てのノズルに関連する前記各発射手段を作動させる、上
項１乃至８のいずれかの方法。 １０．前記発射手段の作動前に、通常の印刷動作中にプ
リントヘッドのどのノズルがインク滴を適正に噴射する
ことができるかを判定するステップをさらに含み、前記
作動ステップ中に、前記適正に動作しているノズルのう
ちの少なくともいくつかに関連する発射手段のみを発射
する、上項１乃至８のいずれかの方法。 １１．前記発射手段の作動前に、通常の印刷動作中にプ
リントヘッドのどのノズルがインク滴を適正に噴射する
ことができるかを判定するステップをさらに含み、前記
作動ステップ中に、前記適正に動作しているノズルに関
連しない発射手段のうちの少なくともいくつかのみを発
射する、上項１乃至８のいずれかの方法。 １２．前記インクだまりが、プリントヘッドのノズル板
の外部の圧力を制御して低下させることによって作り出
される、上項１乃至１１のいずれかの方法。 １３．前記インクだまりは、プリントヘッドのインクチ
ャンバの内部圧力を制御して上昇させることによって作
り出される、上項１乃至１１のいずれかの方法。 １４．前記内部圧力の上昇によって、それぞれのノズル
を通って前記インクだまり内に発射されるインクの体積
が、通常の印刷条件下で発射されるインク滴の体積より
も大きくなる、上項１２または１３の方法。 １５．前記発射手段の作動に続いて、前記インクだまり
を形成しているインクの大部分がノズルを通ってプリン
トヘッド内に引き戻される、上項１乃至１４のいずれか
の方法。 １６．前記インクだまりが、プリントヘッド内に引き戻
される前に所定期間、プリントヘッドのノズル板上に維
持される、上項１５の方法。 １７．前記発射手段の作動が、前記インクだまりが維持
される前記所定期間のうちの最初の部分の間に起こる、
上項１６の方法。 １８．プリントヘッドの整備中にプリントヘッドから失
われるインク量が、前記発射手段の作動中にノズルから
噴射されるインクの全量よりも少ない、上項１５乃至１
７のいずれかの方法。 １９．プリントヘッドの整備中にプリントヘッドから失
われるインク量が、ノズル板上に作り出されるインクだ
まりのインクの全量よりも少ない、上項１５乃至１８の
いずれかの方法。 ２０．プリントヘッドが、前記インクチャンバに結合す
るとともに、周囲大気と気体連絡する通気穴を有する容
積可変エアチャンバを更に備え、前記作り出すステップ
が、前記プリントヘッドのエアチャンバの前記通気穴に
気体源を連結するステップと、所定の制御した量の気体
を、周囲大気圧よりも高い圧力で前記気体源から前記エ
アチャンバに送出して、該エアチャンバがプリントヘッ
ド本体内で膨張し、インクチャンバ内の圧力を増大さ
せ、これにより、プリントヘッドのノズルを通る制御し
たインクの流れが、ノズル板の外側に前記制御したイン
クだまりを作り出すようにするステップとを含む、上項
１乃至１９のいずれかの方法。 ２１．前記発射手段の作動に続いて、前記エアチャンバ
の体積を低減することにより、前記インクチャンバ内に
周囲大気圧よりも低い圧力を作り出し、該圧力が、前記
インクだまりを形成しているインクの大部分を、ノズル
を通してプリントヘッド内に引き戻すよう該ノズルを通
じて作用する、上項２０の方法。 ２２．プリンタのキャリッジ内に搭載された、ノズル板
内の複数のノズルに流体連絡するインクチャンバと、印
刷動作中に前記ノズルからインク滴を噴射するための、
各ノズルに関連した発射手段を備える本体を有する、イ
ンクジェット式プリントヘッドを整備するための方法で
あって、前記プリントヘッドのノズル板の両端間に制御
した所定の圧力差を作り出して、前記ノズル板の外側に
制御したインクだまりを形成するステップと、所定期間
前記プリントヘッドのノズル板上に前記インクだまりを
維持するステップと、前記インクだまりを形成している
インクの大部分を前記ノズルを通してプリントヘッド内
に引き戻すために、前記圧力差を逆にするステップを含
む方法。

【００９７】

【発明の効果】本発明によれば、プリントヘッドの摩耗
を低減し、かつ、インクの無駄を少なくすることが可能
なプリントヘッドを整備（保守）する方法が提供され
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明が有効な大判印刷用のプリンタの斜視図
である。

【図２】カバーを取り外して、プリントヘッドキャリッ
ジの移動経路の右端部にある自動プライミングポンプお
よび整備ステーションを示した、プリンタの平面図であ
る。

【図３】整備ステーションおよびプライミングポンプの
正面図である。

【図４】整備ステーションおよびプライミングポンプの
右側面図である。

【図５】ポンプを選択した位置に動かして選択したプリ
ントヘッドをプライミングする機構の、図３のライン５
−５に沿った横断立面図である。

【図６】ポンプを貫通した横断立面図である。

【図７】カバーが閉じた位置にある状態のプリントヘッ
ドキャリッジの右側面図である。

【図８】プリントヘッドのカバーを上げた位置で示す、
キャリッジの正面図である。

【図９】プリントヘッドを２つのストール（区画）に取
り付け、カバーを上げた位置にある状態のキャリッジの
平面図である。

【図１０】一部を切り離して内部のエア通路を示した、
キャリッジカバーの平面図である。

【図１１】ポンプによって送出される空気圧プロファイ
ルをプロットしたグラフである。

【図１２】速度サーボソフト衝突アルゴリズム(velocit
y servo soft bump algorithm)を実施した場合のグラフ
である。

【図１３】速度サーボハード衝突アルゴリズムを実施し
た場合のグラフである。

【図１４】インクおよび圧力調整機構を示す、プリント
ヘッドの部分断面斜視図である。

【図１５】エアバッグのない状態で示した、図１４の調
整機構の斜視図である。

【図１６】図１４の調整機構のレギュレータレバーの第
１の側面部を示す斜視図である。

【図１７】図１４の調節機構のレギュレータレバーの第
２の側面部を示す斜視図である。

【図１８】プリントヘッド本体を貫通した断面図であ
る。

【図１９】図１４の調整機構のアキュムレータレバーの
斜視図である。

【図２０】プリントヘッドのクラウンを下から見た斜視
図である。

【図２１】第１の完全に閉じた位置にある調整機構を示
す、プリントヘッドの略断面図である。

【図２２】第２の部分的に開いた位置にある調整機構を
示す、プリントヘッドの略断面図である。

【図２３】第３の完全に開いた位置にある調整機構を示
す、プリントヘッドの略断面図である。

【図２４】プリントヘッドのノズル板を下から見た概略
図であり、ノズルの両方の列をインクだまりが覆ってい
る様子を示す。

【図２５】インクだまりへのインク滴の発射を概略的に
示す、図２４のノズル板の概略図の側面図である。

【図２６】プリントヘッドを整備する際に、吐出のみを
行う場合、インクを還流させずにプライミング中に吐出
を行う場合、およびインクをプリントヘッド内に還流さ
せてプライミング中に吐出を行う場合のそれぞれの廃イ
ンク量を示すグラフである。

【図２７】ブラックおよびカラーのインクのプリントヘ
ッドについて、プライミング中にプリントヘッド内に注
入されるエア量の関数として、プライミング中にプリン
トヘッドのノズル板上にパージされるインク量を表した
グラフである。

【図２８】ブラックおよびカラーのインクのプリントヘ
ッドについて、プライミング動作の継続時間の関数とし
て、プライミング中にプリントヘッドのノズル板上にパ
ージされるインク量を表したグラフである。

【図２９】ブラックおよびシアンのインクのプリントヘ
ッドについて、プリントヘッドのインクチャンバ内に蓄
積したエア量の関数として、プライミング中にプリント
ヘッドのノズル板上にパージされるインク量を表したグ
ラフである。

【図３０】プリントヘッドに供給される異なるインク圧
力について、時間の関数として、異なるエア量で実行さ
れたプライミング動作中に、ノズル板近くで測定したプ
リントヘッドのインクチャンバの内部圧力を表したグラ
フである。

【図３１】図１４のプリントヘッドのノズル領域を貫通
する拡大断面図である。

【符号の説明】

１０ プリンタ ３０ プリントヘッドキャリッジ ３６ プリントヘッド押さえカバー ４８ 整備ステーション ２０１ プリントヘッド本体 ２０５ ノズル板 ２０６ レギュレータレバー ２０７ アキュムレータレバー ２０８ バッグ（エアチャンバ） ２３２ インクチャンバ

フロントページの続き (72)発明者 ザビエル・ギロネス スペイン国タラゴナ，43770・モラ・ラ・ ノバ，シー／レステル，26・２オー (72)発明者 アントーニ・ムルシア スペイン国バルセロナ，08190・サント・ クガット・デル・バレス，サント・サルバ ドール・１，２オー．５エイ (72)発明者 ザビエル・ブルチ スペイン国バルセロナ，08190・サント・ クガット・デル・バレス，プイグ・アイ・ キャダファルチ・72，１オー．２エイ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】プリンタのキャリッジ（プリンタキャリッ
   ジとも記載）内に搭載された、ノズル板内の複数のノズ
   ルに流体連絡するインクチャンバと、印刷動作中に該ノ
   ズルからインク滴を噴射するための、それぞれのノズル
   に関連した発射手段とを備える本体を有するインクジェ
   ット式プリントヘッドを整備するための方法であって、 該プリントヘッドの前記ノズル板の両端間に制御した所
   定の圧力差を作り出して、前記ノズル板の外側に制御し
   たインクだまりを形成するステップと、 プリンタに前記発射手段を作動させて、インクが前記ノ
   ズルのうちの少なくともいくつかから前記インクだまり
   内に噴出されるようにするステップを含む方法。