JP2000506092A - インクジェット・プリンタ用の目詰まり解消式ノズル装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 連続インクジェット・プリンタ用の目詰まり解消式ノズル装置を開示する。印刷ノズル（１０）が、インク入口（１２）およびインク出口（２８）の両方を有し、印刷中、ノズル・オリフィスの背後に一定のインクの流れを許すようになっている。圧力センサ（３８）がインクの流れをモニターし、目詰まりを自動目詰まり解消装置（３４、３６）に知らせる。この目詰まり解消装置は、必要な時に目詰まり解消サイクルを開始させるための制御回路（３６）を備える。２つの目詰まり解消モードのうちの１つが使用される。これら両方のモードにおいて、制御回路（３６）は、目詰まり解消弁（３４）を作動させて、インク戻り管路（２８）内の圧力を変化させることを必要とする。

Description

【発明の詳細な説明】 インクジェット・プリンタ用の目詰まり解消式ノズル装置 本発明は、連続インクジェット・プリンタ用の目詰まり解消式ノズル装置に関 する。 連続噴流式インクジェット・プリンタは、バー・コード、日付コード、その他 の重要な情報を製品に記録する産業上の目的のために使われている。 連続噴流式インクジエット・プリンタは、この技術分野においては周知のもの であり、本明細書において詳細に説明するまでもない。 背景技術については、本明細書に援用するディーボルド（Diebold）等の米国 特許第4,121,222号を参照。簡単に説明すれば、このタイプのインクジェット・ プリンタは、典型的には、圧電装置で刺激してインクの流れを生じさせ、ノズル に形成したオリフィスから放出して個別のインク滴に分解するものである。分解 の際、帯電リングまたは類似した装置を用いて選択的にインク滴を帯電させ、記 録しようとしている基板又は製品上へそらせるようになっている。全てのインク 滴を帯電させるのではなく、使用されなかったインク滴はガターあるいは回収装 置に回される。帯電していないインク滴はインク供給源装置に戻され、再利用さ れる。 特に小さいオリフィスを利用して高精度印刷を行うときに、連続噴流式プリン タの目詰まり（クロッギング）が問題となる。目詰まりを減らすために、ノズル をクリーンルーム状態で製作し、粒子あるいは塵埃がノズル、又は、ノズルにイ ンクを送る供給導管内に付着しないようにしている。インク供給装置においては 、通常、フィルタを使用してインク内に残留する可能性のある不純物、又は、装 置作動中にインクに形成される可能性のある不純物を捕獲するようにしている。 それにもかかわらず、目詰まりは多様な理由のために起こる。たとえば、インク 滴の帯電プロセスでは、ノズル・オリフィスの近くにインク染料の沈殿を生じさ せる可能性がある。時間経過と共に、これらの沈澱物がノズルの目詰まりを生じ さ せる可能性がある。 ノズルの目詰まりを防止する努力は、この技術においては知られている。特に 、たとえば、レチェヘブ（Lecheheb）の米国特許第4,771,297号に開示されてい るように、入口および出口を有するノズルが使用されてきた。このような装置に おいては、インクは入口４を通してノズルに供給され、出口５は、通常、閉じて いて導管１０／１１内にディスク状のインク溜まりを形成し、インクへの剌激さ れたエネルギの伝達を容易にしている。目詰まりが生じた場合には、ノズル・オ リフィス１７の目詰まりを解消するために、印刷は中断される。オリフィス１７ は、バヨネット取り付けによって突出部２０に取り付けた着脱可能なキャップ３ に形成される。目詰まりは、キャップを取り外し、必要に応じて出口または抽気 ポート５を使用してインクをフラッシュすることによって手動で取り除く。これ は、デュアルポート・ノズルの出口を真空又は大気圧に接続し、交互にオリフィ スを通して空気を吸ったり、オリフィスの口を横切ってインクを通したりして堆 積物あるいは目詰まり原因物質を除去することによって行われる。目詰まり解消 のために印刷を中断しなければならないこの作業は、適切な短い間隔で行うのが 望ましい。 関連技術、すなわち、インクジェット・アレイ印刷では、マツカン（McCann） の米国特許第4,591,873号に例示されているように、２つのポートを使用するこ とも公知である。アレイを横切る流れが、アレイのためにインク溜まりを生じさ せ、それを維持するのために必要である。加えて、インクをオリフィス内で片側 から反対側へ、すなわち、インク・キャビティから外部へ、そして戻すというよ うに交互に押圧することは公知である（マッカン（McCann）の米国特許第4,591, 873号、第６欄、第１３〜３４行参照）。しかしながら、印刷作業を開始させる こと以外に、目詰まり解消をどのように検出するのかは、まったく教示されてい ない。この技術は、垂れ落ち問題の増大、したがって、インク供給量の増大のた めに、シングル連続ジェット技術では使用されていない。 したがって、本発明の目的は、交差流ノズルを設け、連続噴流式インクジェッ ト・プリンタのための改良した目詰まり解消装置を提供することにある。特に、 オリフィスの目詰まりの可能性を減らすと共に、目詰まりが生じたとには、それ を検出し、解消させ、そして、プリンタを最適な時間内に通常の動作に戻す目詰 まり解消装置を得ることが望ましい。 本発明の他の目的は、非常に信頼性が高く、ほとんど目詰まりがなく、すなわ ち目詰まりを原因とする停機時間のない動作時間を拡大できる上記タイプの装置 を提供することにある。 本発明の他の目的は、インクジェット・プリントヘッド・オリフィスの閉塞を 検出して目詰まり解消動作を開始し、閉塞の解消を検出することができる目詰ま り解消装置を提供することにある。 本発明の更なる目的は、本発明の目詰まり解消装置と共に用いるのに適してい るタイプのインクジェット・ノズルを提供することにある。 本発明の第１の観点によれば、連続インクジェット・プリンタ用の目詰まり解 消式ノズル装置であって、（ａ）インクの流れを放出することができるオリフィ スを有するノズルと、（ｂ）加圧インク供給源と、前記ノズルに設けられた入口 通路及び出口通路とを含み、目詰まりを最小限に抑えるために、過剰量のインク を前記ノズル・オリフィスに供給し、使用されなかったインクを前記インク供給 源に戻して、印刷中に前記オリフィスを通してインクの連続的な交差流を創り出 すための手段と、（ｃ）オリフィスのところで、選択されたインク圧力を維持し て、印刷の目的のために、インクの所望の部分をオリフィスを通して流すための 手段と、（ｄ）目詰まりが生じた場合に、前記オリフィスのところでインク圧力 を周期的に変化させて目詰まりを解消させるための手段とを備えている目詰まり 解消式ノズル装置を得ることができる。 本発明の第２の観点によれば、連続インクジェット式印刷に使用されるノズル のオリフィスの目詰まりを減らし、また、目詰まりを解消する方法であって、（ ａ）入口通路及び出口通路を介して前記ノズル・オリフィスに過剰量のインクを 供給して、印刷中に前記オリフィスを通してインクの連続的な交差流を創り出し て、目詰まりを最小限に抑える段階と、（ｂ）通常、オリフィスのところで選択 されたインク圧力を維持して、印刷の目的のために、インクの所望の部分をオリ フィスを通して流す段階と、（ｃ）目詰まりが生じた場合に、前記オリフィスの ところで、インク圧力を周期的に変化させ、オリフィスの目詰まりを解消させる 段階とを含む方法を得ることができる。 本発明の第３の観点によれば、インク滴の流れとしてインクを放出する連続イ ンクジェット・プリンタ用の目詰まり解消式ノズルであって、インクの流れを放 出するオリフィスを含むノズル本体と、前記オリフィスにインクを供給するため の、前記本体に設けられた入口通路と、前記本体から前記オリフィスを通過して いないインクを運び出すための、前記入口通路に連結して前記本体に設けられた 出口通路とを備え、前記入口通路及び出口通路が、目詰まりを最小限に抑えるた めに、印刷中に、前記オリフィスを通してインクの連続的な交差流を維持し、前 記オリフィスから放出されたインクの流れの中に摂動を与えて、前記インク滴の 流れを形成するための、前記本体によって支持されたトランスジューサを備えて いる目詰まり解消式ノズルを得ることができる。 以下、添付図面を参照しながら本発明を具体例によって説明する。添付図面に おいて、 第１図は、本発明の目詰まり解消装置をブロック図の形式で示す。 第１ａ図は、目詰まり解消コントローラの機能的構成要素を示。 第２ａ図は、本発明で使用するのに適したデュアルポート交差流ノズルを示す 。 第２ｂ図は、デュアルポート交差流ノズルの第２の実施の形態を示す。 第２ｃ図は交差流ノズルの第３の好ましい実施の形態を示す。 第３ａ図及び第３ｂ図は、第１作動モードに従う目詰まり解消装置の動作を説 明するための波形を含んでいる。 第４ａ図及び第４ｂ図は、本発明の第２の、好ましいモードの動作を理解する 際に役立つ波形を含む。 第５図は、ノズルの目詰まりを解消したときの装置の動作およびそこでの変化 を示している時間に対する電圧の波形を示す。 第６図は、インクと直接接触して置かれた圧力トランスジューサの発生する波 形を示す。 冒頭で指摘したように、オリフィスの目詰まり解消の目的でデュアルポート （二重ポート）をプリント・ヘッドに設けることは、従来技術において公知であ る。しかしながら、従来技術においては、目詰まりの解消の手順は、プリンタを シャットダウンした後、オフラインで行われていた。本発明によれば、第１のポ ートを通してインクがノズルに送られるデュアルポート・ノズルを使用する。送 られたインクの一部は、ノズル・オリフィスを通して強制的に送られて、インク 滴印刷のためのインクの流れを形成する。インクの残りの部分はオリフィスの口 を横切る「交差流」の目的のために使用され、堆積物を追い出した状態にオリフ ィスを保つ。オリフィスの口を横切るこの連続的なインクの流れは、プリンタの 通常の使用中にオリフィスが目詰まりする可能性を低下させる。 従来技術と違って、本発明によれば、目詰まりしたノズルの検出と、目詰まり 解消の検出と、最適期間内でのプリンタの正常動作への復帰とが可能である。目 詰まり解消が検出されるとすぐに正常動作が再開する。その結果、クリーンルー ム組立技術の使用の必要性が少なくなるので、本発明のための製造プロセスが単 純化され、コスト低減となる。 本発明によれば、周波数変調式の目詰まり解消装置を使用して、オリフィスを 閉塞する粒子を簡単に除去することができる。さらに、オリフィスの口のところ にインクの交差流があるため、正常のプリンタ動作中に目詰まりが生じる機会が 少なくなる。ノズルの開塞が起きた場合、それを検出して、容易に除去すること ができる。ノズルを通すためにノズルの分解も修理も不要であり、目詰まりのま まプリンタを動作に復帰させることもないし、装置内のインクを清掃用流体、溶 剤そのたの外部物質によって希釈することもない。 第１図を参照すると、本発明のブロック図を示す。ノズル１０は供給管路１２ を介して連続的にインクの供給を受ける。供給管路１２内には、フィルタ１４お よびインク・オン／オフ弁１６が配置されている。インクは、この技術分野で普 通に使用されるタイプのインク・コントローラ２０の動作の下に、加圧インク・ シリンダ１８から供給管路１２に送られる。たとえば、アーウェイ（Arway）等 の来国特許第4,555,712号を参照。この米国特許をここに援用する。ノズル10に 達したインクの部分は、２５〜８０ミクロンのオーダーの開口部を有する宝石オ リフィスを通して放出される。放出されたインク滴の若干量が帯電され、記録 しようとしている製品または基板（サブストレート）に向かってそらされる。帯 電していないインク滴はインク・キャッチャ２２に流れ、このインク・キャッチ ャが管路２４を経由してインクをインクリザーバ（インク溜め）２６に戻す。イ ンクは、真空源２７からインクリザーバに加えられた真空によって戻される。 本発明によれば、ノズル１０はデュアルポート・ノズルであり、ノズル・オリ フィスから放出されるよりも多い量のインクが管路１２を介してノズルを通過す るようになっている。インクの残りの部分は、第２のもどり管路２８を介してイ ンクリザーバ２６に戻される。管路２８は、一定流れリストリクタ３０および管 路３２を介してリザーバ２６に戻りインクを運ぶ。一定流れリストリクタ３０を 備えた並列回路には、ソレノイド作動式目詰まり解消弁３４があり、この目詰ま り解消弁３４が開いたときに、インクを管路２８から管路３２に流せるようにな っている。目詰まり解消弁３４の動作は自動目詰まり解消コントローラ３６の制 御の下にある。コントローラ３６は、設定圧力と、圧力センサ３８によって測定 されるような管路２８内の圧力とを比較するフィードバックタイプのコントロー ラである。センサ３８によって検出された圧力（絶対圧力又は圧力差）が閾値を 上回るとき（ノズル・オリフィスが目詰まりしているか、あるいは、目詰まりし そうなことを示している）、目詰まり解消弁３４が上記の方法で作動し、目詰ま りを除く。目詰まり解消状態が検出された後、プリンタは作動状態に戻される。 第１ａ図を参照すると、目詰まり解消式コントローラ３６のブロック図を示す 。好ましくは、このコントローラはマイクロプロセッサ６０を含むマイクロプロ セッサベースのシステムである。プロセッサへの１つの入力は、管路２８におけ る圧力を表わすような圧力センサ３８の発生する電圧を閾値電圧と比較する普通 のタイプの閾値回路６２からのものである。センサからの電圧が閾値電圧を上回 るとき、信号がマイクロプロセッサに送られ、ノズル１０のオリフィスにおける 目詰まりの存在を示す。これによって、順次に、プロセッサがドライバ回路６４ を作動させ、目詰まり解消弁３４を作動させる。先に指摘したように、正常な印 刷中、ノズル出口は流れリストリクタ３０によって絞られていて、オリフィスの ところに適切なインク圧力を生じさせることにより、印刷の目的のためにインク の流れがオリフィスから放出される。目詰まり解消プロセスが起動したとき、目 詰 まり解消弁３４の動作によって、かなりの圧力の低下がノズルで起こる。これは 、流体が目詰まり解消弁３４とリストリクタ３０の両方を通過するからである。 後述するように、コントローラ３６は、目詰まり解消プロセス中、圧力レベルを モニターする。圧力が第２閾値より下に低下するとすぐに、コントローラは目詰 まり解消プロセスを終了する。 第２ａ図を参照すると、本発明で使用するのに適したノズルの横断面立面図を 示す。ノズル４０は、セルコン（Celcon）のような適当な材料のブロックから形 成される。インク入口ポート４２が設けられ、また、インク出口ポート４４も設 けられている。入口ポートは出口ポートおよび第２ａ図に４８で示す位置でブロ ックの内部に設けた印刷オリフィス４６とに連通する。位置４８のところでの矢 印の相対寸法によって示すように、かなりの量のインクがポート４２を通って流 れる。インクの一部はオリフィス４６を通して放出されて、印刷の目的のための インクの流れを形成する。残りのインクは出口４４を通り、管路２８を経て第１ 図のインクリザーバ２６に戻る。オリフィスから放出されたインクの流れは、圧 電装置からの励起エネルギによりインク滴に分解する。この圧電装置は、開口部 ５０内でブロックに取り付けられ、この技術分野では周知の方法で作動させられ る。オリフィス４６の寸法は、その中に設置された宝石の開口直径によって制御 される。典型的には、これらの宝石は、２５〜８０ミクロンの範囲にある孔を有 し、３６ミクロンおよび６６ミクロンが普通の寸法である。 第２ｂ図は、本発明で使用するのに適したノズルの第２のバージョンを示して いる。第２ｂ図の実施の形態の利点は、入口ポート及び出口ポートの矩形配置に より可能となる全ノズル寸法の減少にあり、これは、現存のプリンタ装置で使用 できるように改造するのに、より適したものである。 本発明のデュアルポート式ノズルにより、印刷中にオリフィスの口（第２ａ図 および第２ｂ図の位置４８）を横切って一定のインクの流れが可能となる。この 交差流は、主に、目詰まりが生じる可能性がある、その領域に粒子が堆積するの を防止する。所望ならば、ノズルを非常に小型にすることができる。これは、励 起の目的のために平板タイプの圧電結晶を使用することによって容易になる。結 晶は、ノズルの背面に形成したスロット５０に位置決めされ、組み立てが容易に なる。第２ｃ図は、現在のところ好適な第３のノズルを示す。ＰＺＴ結晶５０は 、オリフィスの近くに位置し、入口通路４２に沿って配置される。これは、イン クの流れにインク滴形成用エネルギを、より効果的に伝え、より良い印刷能力を 発揮させる。 ノズル１０の出口は管路２８に連結され、一定流れリストリクタ３０と目詰ま り解消弁３４の並列組み合わせを生じさせている。一定流れリストリクタ３０の 目的は、印刷時にオリフィスのところに適正なインク圧力を生じさせることにあ る。通常の印刷中、インクは目詰まり解消弁３４を通らない。しかしながら、目 詰まり解消プロセスが開始したときに、インクは目詰まり解消弁３４ならびに一 定流れリストクタ３０を通る。これまで説明した装置の動作を例証するために、 ２つの実施例を以下に説明する。 実施例１ オリフィスの寸法：６６ミクロン 入ロポートの流量：１０ｍｌ／分 オリフィスの流量：５ｍｌ／分 出口の流量：５ｍｌ／分 実施例２ オリフィスの寸法：３６ミクロン 入口ポートの流量：４ｍｌ／分 オリフィス：１ｍｌ／分 出口：３ｍ１／分 両方の実施例でわかるように、ノズルに流入するインクのかなりの部分（少な くとも半分）が連続交差フラッシングの目的のために使用されて、目詰まりの可 能性を減らし、それによって、目詰まりから目詰まりまでの間の平均の時間をか なり延ばすことができる。 第３ａ図および第３ｂ図を参照すると、本発明による第１の目詰まり解消作動 モードを示す。第３ａ図および第３ｂ図に示すモードは、ここでは、「順方向」 目詰まり解消モードと呼ぶ。第４ａ図、第４ｂ図に示す第２のモードは「逆方向 」目詰まり解消モードと呼ぶ。通常のプリンタ動作中、供給導管１２内のインク 圧力は、典型的には、６６ミクロンのオリフィスの場合、約２７５.８〜約３１ ０.３ｋＰａ（４０〜４５ｐｓｉ）の範囲にある。３６ミクロンのオリフイスの 場合、典型的な圧力は、約１７２．４〜約２０６．８ｋＰａ（２５〜３０ｐｓｉ ）の範囲にある。順方向の目詰まり解消プロセス中、インク・スイッチ１６（第 １図）はオンのままであり、従って、インクはノズルを通って流れる。目詰まり がセンサ３８によって検出されると、目詰まり解消弁３４が作動し、かなり圧力 を低下させ、オリフィスの口を通って流れるインクの流量が増やす。すなわち、 オリフィス口を通る流量が、通常の印刷動作中よりもかなり大きくなる。流量の 増加と同時に、オリフィスを通る流れの流量が著しく低下する。これは、オリフ ィスのところに部分的な吸引力を生じさせ、オリフィス内の空気を吸い出し、目 詰まりの原因である粒子を除去しようとする。これらの粒子は、オリフィスを通 って流れるインクの流れによって洗い流され、インクリザーバに戻される。そこ で、粒子はフィルタ１４によって最終的に捕えられる。 特に、第３ａ図、第３ｂ図を参照すると、ここでわかるように、好ましくは、 マイクロプロセッサ６０が、スイッチオンしてからスイッチオフとするパルス化 モードで目詰まり解消弁３４を作動させる。第３ａ図には、目詰まり解消弁がオ ンにされてから次いでオフにされるときの装置（Ｐ₈）の公称作動圧力が時間経 過と共に変化する状態が示してある。オンとなる毎に、オリフィス圧力は、ノズ ル１０のオリフィスのところで測定してほとんどゼロまで急速に低下する。した がって、不充分な圧力がオリフィスを通してインクを送ろうとし、事実、背圧が わずかである可能性がある。第３ｂ図に示すように、オリフィスを通るインクの 流量は圧力低下に密接に一致し、ゼロに達してから目詰まり解消弁が閉じたとき に上昇する。この振動作用は、それが目詰まりを除去することを保証するので重 要である。閉塞解除作用を最大限とするためには、弁の動作を切替える周波数は 、ブロックの領域における流体振動の振幅を最大にするように選ばれなければな らない。好ましい周波数は、使われるノズルのタイプ、インク及び導管のタイプ お よびオリフィスの直径によって変化する。幸いにも、好ましい頻度は、経験的な 手段によって、過度な実験なしに簡単に決定することができる。典型的には、こ の周波数は約１〜１０ヘルツの範囲である。あるいは、変形例として、可変周波 数を使用して好ましい範囲を「掃引」し、それによって、目詰まり解消サイクル の少なくとも或る部分を特に確実に効果的とすることも可能である。この掃引作 用は、インクの欠陥、製造ばらつき、種々の粒子寸法、形状を補正して急速な目 詰まり除去を確保するので、好ましい。 第４ａ図、第４ｂ図を参照すると、第２の好ましい目詰まり解消モードを示す 。このモード（逆方向目詰まり解消モードと呼ぶ）は、開始時にインク・スイッ チ１６をシャットオフするという点で異なる。したがって、スイッチ１６とノズ ル１０の間で管路１２内に捕らえられた少量のインクのみがノズルを通して吸引 され、リザーバ２６に戻される。この逆方向モードにおいては、パルス化された 負圧がノズル１０のオリフィスに加えられてオリフィス内のいかなる堆積粒子も 吸い出す。第１図に示すように、負圧は、真空源７０からの真空の結果として創 り出される。 逆方向モードが順方向モードよりもノズルの目詰まりを解消するのにより効果 的であるが、両方とも本発明の目的を満足に達成することができることはわかっ ている。作動中、センサ３８が目詰まりを検出したとき、逆方向の目詰まり解消 モードが開始される。インク・スイッチ１６がシャットオフされてシリンダ１８ からのインクの流れを停止させる。次に、コントローラ３６が目詰まり解消弁３ ４を開いてインクリザーバ２６を介して戻り通路２８を真空源２７に連結する。 これは、管路１２、２８、３２およびノズル１０内にまだ残っているインクの供 給分を急速に吸い出してリザーバに戻す。その後、真空がオリフィス４６を通し て空気を吸い込み始める。コントローラが目詰まり解消弁を閉じたとき、短い作 動期間後、残留圧力がオリフィスを通してインクを押し戻す。先の実施の形態と 同様に、このサイクルは一定周波数（たとえば、５ヘルツ）あるいは可変周波数 で繰り返され、オリフィスに支障がないことを圧力センサ３８が検出するまで、 好ましい範囲を掃引する。 第４ａ図、第４ｂ図を参照すると、インク・スイツチ１６を閉じると、オリフ ィスのところの圧力が急速に負の値へ移行し、空気の流れをオリフィスに移動さ せ始める。目詰まり解消弁が閉じると、インクは再びノズルを通して流れ始める が、サイクルの反復毎に、徐々にインクの流れが少なくなって行く。この現象は 、プリンタが正常に作動する約１７２.４〜約３１０.３ｋＰａ（２５〜４５ｐｓ ｉ）まで加圧されたときに、インク供給導管１２が、その全長にわたってやや膨 張する可撓性の管路であるという事実を認識することによって理解することがで きる。こうして、スイッチ１６が閉じた後でさえ、管路１２内に残留インク圧力 があり、これは、目詰まり解消弁が閉じたときのサイクル部分でオリフィスを通 してインクを押圧するのに利用することができる。第４ｂ図は、目詰まり解消弁 の周期的な動作の結果として、オリフィスを通して空気およびインクの前後の移 動を示している。その結果、目詰まりを確実に解消できる充分な力を与える。 第５図（Ａ〜Ｄ）図を参照すると、逆方向モードの目詰まり解消動作の効果を 示す。第５図は３６ミクロン・ノズルについて行ったプロットである。頂部の波 形１００は、マイクロプロセッサによって第１Ａ図のドライバ６４に供給されて 目詰まり解消弁３４を作動させる弁制御信号である。この波形は、５ヘルツの周 波数を有し、７０パーセントのデューティサイクルを有する。第２の波形１０２ は、逆方向目詰まり解消動作モードにおいて圧力センサ３８によって測定した反 応を示している。ここでわかるように、弁がスイッチオンとされる毎に、負圧が センサのところに生じる。波形１０４においては、プロセスが継続し、コントロ ーラが圧力振幅をモニターして、圧力が閾値より低い値に低下したときに、目詰 まり解消が成功したことを指示することがわかる。最後に、波形１０６のところ で、ノズルの目詰まりが解消したことを示す、ほぼ平らな曲線が得られる。目詰 まり解消の閾値を１０７で示す。圧力が目詰まり解消閾値１０７よりも低いこと を示す信号をセンサ３８から受け取ると、マイクロプロセッサ６０は目詰まり解 消作動モードを終了し、印刷の即時再開を可能とする。 第５Ｄ図に示すように、目詰まりおよび目詰まり解消の両方を圧力トランスジ ユーサで検出するのが好ましい。この場合、圧力センサが交差流ノズルからリザ ーバまでインクを運び戻す可撓性チューブの外面に位置する。したがって、目詰 まり状態を示すのに充分なインク戻り管路における圧力が検出されたとき、目詰 まり解消サイクルが開始される。目詰まり解消サイクルが進行するにつれて、コ ントローラは絶対値が第２の閾値（第５Ｄ図に示す閾値１０７）よりも低い値に 低下するまで圧力信号をモニターする。圧力がこの閾値より低い圧力に低下した とき、それは、目詰まりが解消されてしまい、目詰まり解消サイクルが終わって もよいことを示す。その後、プリンタが急速に作動再開する。 第６図を参照すると、異なるタイプの圧力トランスジューサの出力を表す波形 を示す。このトランスジューサはインクと直接接触して配置される。図示の波形 は、目詰まり解消動作が進行するにつれて、ポイントＡのところに小さい変曲点 が現れるまでかなりの圧力低下があることを示している。ポイントＡのところの 変曲点はノズルの目詰まり解消を表しており、それを信号として検出し、目詰ま り解消動作を終了させ、プリンタを通常の動作に戻すのに使用することができる 。第６図に示すグラフにおいて、目詰まり解消装置は一定周波数で作動している が、可変周波数を使用してもよい。 要約すると、使用した圧力トランスジューサのタイプに応じて、閾値レベル、 たとえば、第５Ｄ図に示すレベル１０７を用いて目詰まり解消状態を検出しても よいし、あるいは、圧力トランスジューサをインクと直接接触させて使用する場 合に、第６図の変曲点Ａを用いて目詰まり解消状態を知らせてもよい。使用する トランスジューサおよび方法のタイプとは無関係に、目詰まり解消が検出された とき、目詰まり解消作業を終了し、プリンタを通常動作に急速に戻す。 圧力センサ（たとえば、第１図におけるセンサ３８）によって目詰まり状態を 検出するのが好ましいけれども、他の方法で行うのが望ましい環境もある。たと えば、本発明を適用できる或る種の既存のインクジェット印刷設備においては、 圧力の小さいな増加だけで目詰まりを検出することは難しい。このような状況に おいては、他の手段、たとえば、位相合せの誤り、高電圧の誤り、又は、「信号 がない」という誤りが生じたことを決定するような手段によってノズル目詰まり を検出することが可能である。これはノズルからのインクの流れの光学的検出を 含んでいてもよい。加えて、流量時間測定値をノズル目詰まりのインジケータと して使うことができる。この技術分野では周知のように、たとえば、前記のアー ウェイ（Arway）の米国特許第4,555,712号に開示されているように、インクリ ザーバ２６からノズル１０へのインクの流動時間を測定してもよい。 第１図に示してある装置の場合、以下の表に示すように、ノズル目詰まりを検 出するのに流量時間情報をシステム・コントローラが使用できる。この表に示す ように、通常の印刷動作中、流量時間は、オリフィスのところで４.５ｍｌ／分 の流量の場合に３３秒のオーダーである。目詰まりの場合には、流量時間は、オ リフィスのところでの流量がゼロあるいはその近くにまで低下したときに、約６ １秒に劇的に（ほとんど、２倍に）変化する。この装置が流量時間測定値を使用 する場合、圧力センサ３８を省略し、目詰まり解消弁３４を、流量時間または他 の前述の欠陥指標の関数としてコントローラ３６で作動させてもよい。 前記の説明からわかるように、本発明は基板（サブストレート）に対象物（オ ブジェクト）を記録するのに使用される連続噴流式インクジェット・プリンタに 関するものである。本発明の目詰まり解消装置は、目詰まりを検出したときには いつでも目詰まりを解消することによって、プリンタのほぼ連続的な動作を可能 とする。ここでは、プリンタをオフラインにし、ノズルを分解する必要はまった くない。その代わりに、目詰まりが検出されたとき、目詰まり解消サイクルが自 動的に開始されて、目詰まりを正確に除去し、通常は１０秒未満で装置を印刷モ ードに戻すことができる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，Ｌ Ｕ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ， ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，Ｓ Ｄ，ＳＺ，ＵＧ)，ＵＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ， ＣＮ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，Ｇ Ｂ，ＧＥ，ＧＨ，ＨＵ，ＩＬ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ， ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，Ｎ Ｏ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ ，ＳＩ，ＳＫ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ， ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．連続インクジェット・プリンタ用の目詰まり解消式ノズル装置であって、 （ａ）インクの流れを放出することができるオリフィス（４６）を有するノ ズル（１０、４０）と、 （ｂ）加圧インク供給源（１８、２０、２６）と、前記ノズルに設けられた 入口通路及び出口通路（１２、２８、４２、４４）とを含み、目詰まりを最小 限に抑えるために、過剰量のインクを前記ノズル・オリフィス（４６）に供給 し、使用されなかったインクを前記インク供給源に戻して、印刷中に前記オリ フィスを通してインクの連続的な交差流を創り出すための手段と、 （ｃ）オリフィス（４６）のところで、選択されたインク圧力を維持して、 印刷の目的のために、インクの所望の部分をオリフィスを通して流すための手 段（３０）と、 （ｄ）目詰まりが生じた場合に、前記オリフィス（４６）のところで、イン ク圧力を周期的に変化させてオリフィスの目詰まりを解消させるための手段 （３４、３６）と、 を備えていることを特徴とするノズル装置。 ２．前記選択されたインク圧力を維持するための手段が、前記出口通路と前記イ ンク供給源との間で回路内に設けられ、印刷中に前記オリフィス（４６）のと ころで所望のインク圧力を維持する流れリストリクタ（３０）を含むことを特 徴とする請求の範囲第１項に記載の装置。 ３．さらに、目詰まりが生じた場合に、インク圧力を周期的に変化させる前記手 段を始動させ、前記オリフィス（４６）の目詰まりが解消されるまで、その手 段の動作を維持するための手段（３８）を備えていることを特徴とする請求の 範囲第１項又は第２項に記載の装置。 ４．前記始動させるための手段（３８）が、出口通路と関連していて、目詰まり による圧力増加を検出して、周期的に変化させるための前記手段の動作を開始 させるための圧力センサを含むことを特徴とする請求の範囲第３項に記載のノ ズル装置。 ５．前記始動させるための手段（３８）が、前記ノズルへのインクの流量を測定 し、その低下を検出し、前記オリフィスの目詰まりが解消されるまで、インク 圧力を周期的に変化させるための前記手段の動作を開始させるための手段を含 むことを特徴とする請求の範囲第３項に記載のノズル装置。 ６．インク圧力を周期的に変化させる前記手段が、目詰まり解消弁（３４）と、 前記始動させるための手段に応答して、前記弁を周期的に作動させるための制 御手段（３６）とを含むことを特徴とする請求の範囲第１項から第５項までの うちのいずれか１項に記載のノズル装置。 ７．前記目詰まり解消弁（３４）が、前記出口通路と前記インク供給源との間に 設けられた前記流れリストリクタ（３０）を備えた並列回路に設けられ、前記 弁（３４）の動作が前記オリフィス（４６）のところの圧力を減らすことを特 徴とする請求の範囲第６項に記載のノズル装置。 ８．インク圧力を周期的に変化させるための前記手段が、圧力センサ（３８）の 出力を閾値と比較し、圧力センサ（３８）の出力が閾値を上回るときに出力信 号を発生するための手段（６２）を含むことを特徴とする請求の範囲第４項に 記載のノズル装置。 ９．さらに、前記目詰まり解消弁（３４）を備えた回路内に設けられ、前記目詰 まり解消弁が作動されたときに前記オリフィスのところのインク圧力を低下さ せるための真空源（２７）を備えていることを特徴とする請求の範囲第６項に 記載のノズル装置。 10．さらに、前記圧力センサ（３８）が、ノズルの目詰まりが解消されたことを 表す圧力の減少を検出したときに、インク圧力を周期的に変化させるための前 記手段の動作を終了させるための手段（３６）を備えていることを特徴とする 請求の範囲第４項に記載のノズル装置。 11．連続インクジェット式印刷に使用されるノズルのオリフィスの目詰まりを減 らし、また、目詰まりを解消する方法であって、 （ａ）入口通路（４２）及び出口通路（４４）を介して前記ノズル・オリフ ィス（４６）に過剰量のインクを供給して、印刷中に前記オリフィスを通して インクの連続的な交差流を創り出して、目詰まりを最小限に抑える段階と、 （ｂ）通常、オリフィス（４６）のところで、選択されたインク圧力を維持 して、印刷の目的のために、インクの所望の部分をオリフィスを通して流す段 階と、 （ｃ）目詰まりが生じた場合に、前記オリフィス（４６）のところでインク 圧力を周期的に変化させ、目詰まりを解消させる段階と、 を含むことを特徴とする方法。 12．インク滴の流れとしてインクを放出する連続インクジェット・プリンタ用の 目詰まり解消式ノズルであって、インクの流れを放出するオリフィス（４６） を含むノズル本体（１０、４０）と、前記オリフィス（４６）にインクを供給 するための、前記本体に設けられた入口通路（１２、４２）と、前記本体から 前記オリフィス（４６）を通過していないインクを運び出すための、前記入口 通路に連結して前記本体に設けられた出口通路（２８、４４）とを備え、前記 入口通路及び出口通路が、目詰まりを最小限に抑えるために、印刷中に、オリ フィス（４６）を通してインクの連続的な交差流を維持し、前記オリフィス （４６）から放出されたインクの流れの中に摂動を与えて、前記インク滴の流 れを形成するための、前記本体によって支持されたトランスジューサ（５０） を備えていることを特徴とするノズル。