JP2001063077A - インクジェットプリントヘッドのクリーニング用溝付きチップ形ワイパー - Google Patents
インクジェットプリントヘッドのクリーニング用溝付きチップ形ワイパーInfo
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Abstract
なヘット゛クリーニンク゛手段を提供する。 【解決手段】インクシ゛ェット印刷機構(20)のインクシ゛ェットフ゜リントヘット
゛(54,56)をクリーニンク゛するためのインクシ゛ェットフ゜リントヘット゛サーヒ゛スス
テーション(45)が、フ゜リントヘット゛(54,56)から残留インクを拭う(ワイヒ
゜ンク゛する)ための溝付きワイハ゜ーフ゛レート゛チッフ゜(90,100)を有す
るフ゜リントヘット゛ワイヒ゜ンク゛システム(60)を備える。このシステムは、フ゜
リントヘット゛(54,56)を組み付けるために必要な密封ヒ゛ート゛(E)
のような表面のでこぼこを有するフ゜リントヘット゛(54,56)をクリ
ーニンク゛するために特に有効である。ワイハ゜ーフ゛レート゛(84,85)
は、スレット゛(70)によって支持され、ワイヒ゜ンク゛方向(62,62')
でフ゜リントヘット゛(54,56)と係合してそれを拭う。さらに、ワイ
ハ゜ーフ゛レート゛(84,85)は、ワイヒ゜ンク゛方向(62,62')に対して横
に延びる横溝(95,105)を画定するワイヒ゜ンク゛チッフ゜(90,100)
を有している。ワイハ゜ーフ゛レート゛(84,85)は、対向する前表面
及び後表面(86,88及び96,98)を有しており、これらの表
面間を、溝(95,105)が、好ましくは、前表面または後表
面のいずれかと交差することなく延びている。
Description
ジェット印刷機構に関し、特に、インクジェットプリン
トヘッドから残留インクを拭う(ワイピングする)ため
の、とりわけ、プリントヘッドを組み付けるために必要
な密閉ビード(encapsulant bead)などの表面凹凸部を
有するプリントヘッドをクリーニングするための溝付き
ワイパーブレードチップに関する。
は包括的に「インク」と呼ぶ着色液の液滴を用紙に発射
するペンを使用する。各ペンは、インク滴を放出する微
細ノズルを備えたプリントヘッド(印刷ヘッド)を有す
る。画像を印刷するために、プリントヘッドは用紙を横
切る方向に左右(あるいは前後)に進められて、移動し
ながら所望パターンでインク滴を発射する。プリントヘ
ッド内の特定のインク放出機構は、当業者には既知の様
々な形態、たとえば圧電またはサーマルプリントヘッド
技術を使用したものとすることができる。たとえば、2
つの従来型熱インク放出機構が、米国特許第5,27
8,584号および第4,683,481号に記載され
ており、これらの特許は共に本発明の譲受人であるヒュ
ーレット・パッカード社(Hewlette-Packard Company)に
譲渡されている。サーマルシステムでは、インクチャネ
ルおよび気化室を含むバリア層が、ノズルオリフィスプ
レートと基板層との間に配置されている。この基板層
は、一般的に、直線状に配列された抵抗器などの加熱素
子を含み、これらが励起されることによって気化室内で
インクを加熱する。加熱されると、励起された抵抗器に
対応したノズルからインク滴が放出される。プリントヘ
ッドが用紙を横切る方向に移動する時に抵抗器を選択的
に励起することによって、インクが印刷媒体上にあるパ
ターンで放出されて、所望の画像(たとえば、絵、表ま
たは文書)が形成される。
を行うために、一般的に「サービスステーション」機構
がプリンタのシャーシ内に取り付けられており、プリン
トヘッドをそのステーションの上方へ移動させることに
よってメンテナンスを行うことができる。格納するた
め、または、印刷しない間、サービスステーションは、
通常、プリントヘッドノズルの汚染および乾燥を避ける
ためにそれを密閉するキャッピングシステムを備える。
起動を容易にするために、プリンタの中には、プリント
ヘッドを真空を引き込むためにポンプユニットに接続さ
れた起動用キャップを備えるものもある。動作中に、
「スピッティング」として知られるクリーニングすなわ
ち洗浄処理で各ノズルから多数のインク滴を放出するこ
とにより、プリントヘッド内の部分的な閉塞すなわち目
詰まりを定期的に取り除く。排出インクは、「スピット
ゥーン(spittoon)」として知られるサービスステーシ
ョンのスピッティングタンク部に回収される。ほとんど
のサービスステーションには、スピッティングやキャッ
ピング解除後、場合によっては印刷中に、残留インクを
プリントヘッド上に集まった紙埃または他のくずと共に
除去するためにプリントヘッド表面を拭う可撓性ワイパ
ーか、より剛性のあるばね付勢されたワイパーが設けら
れている。
善するために、最近の研究はインク自体の改良に焦点が
当てられてきた。濃い黒及び鮮やかな色で迅速に高耐水
性の印刷を行うために、顔料ベースのインクが開発され
ている。これらの顔料ベースのインクは、従来の染料ベ
ースのインクよりも固体含有率が高く、その結果、新し
いインクでは光学濃度が高くなる。どちらの種類のイン
クも迅速に乾燥するため、インクジェット印刷機構に普
通紙を使用することができる。残念ながら、小さいノズ
ルと速乾性インクとの組み合わせにより、プリントヘッ
ドは、乾燥したインクや微細埃粒子または紙繊維だけで
なく、新しいインク自体に含まれる固体によっても目詰
まりを起こしやすい。ノズルが部分的または完全に塞が
れていると、印刷媒体上で液滴の欠落または方向誤りが
生じる可能性があり、これらのいずれによっても印刷品
質が低下する。このため、顔料ベースのインクを使用す
る時は、それらが従来の染料ベースのインクよりも多く
のくずを蓄積しやすいため、ノズル面プレートを清浄に
保持することがさらにいっそう重要になる。
カートリッジでノズル面プレートを清浄に保持すること
は非常に困難であることがわかっている。これらの顔料
ベースのインクは、染料ベースのインクに対して従来必
要であった力よりも大きい拭い力(ワイプをする力、ワ
イピング力)を必要とする。しかし、過大な力はオリフ
ィスプレートを破損させる可能性があるため、拭い力に
は上限がある。このため、ノズルプレート自体の破損を
回避しながら、オリフィスプレートのクリーニングを充
分に行って印刷品質を維持するために、ワイパー構造に
精密なバランスが必要とされる。
イピング技法(cantilever wipingapproach)を使用し
ていた。片持ち式ワイピングでは、可撓性の、低ジュロ
メータ弾性ブレード(low durometer elastomeric blad
e)を底部でスレッド(sled)によって支持する。スレッ
ドは固定式とすることもできるが、多くの構造ではそれ
が可動式であって、ワイパーがノズルプレートに係合す
る位置にスレッドが移動できるようになっている。ワイ
ピングは、固定ノズルプレートに対するワイパーの移
動、または固定ワイパーに対するノズルプレートの移動
のいずれかによるワイパーとノズルプレートとの相対移
動によって行われきた。従来のワイパー位置決め機構
は、スレッドおよびランプシステム、ラックおよびピニ
オンギアシステム、及び回転システムを備えている。
ノズルプレート間の「干渉」のばらつきとも呼ばれるノ
ズルプレートとスレッド間の距離のばらつきを調整す
る。すなわち、スレッド−ノズル間が狭くなる(すなわ
ち「干渉が大きくなる」)と、ワイパーは間隔が広い場
合よりも大きくたわむ。面プレートに伝達される力は、
ワイパーブレード材料の剛性並びにワイパーブレードの
屈曲度で決定される。ワイパーブレードの剛性は、ブレ
ードの形状および選択材料の関数である。たとえば、
(標準寸法のサンプルを使用して試験される)弾性的可
撓性の1つの一般的な測定装置は、当業者には既知の様
々なスケール、たとえばショアAジュロメータスケール
を備える「ジュロメータ」として知られている。
絞った研究以外にも、プリントヘッドオリフィスプレー
トと接触するワイピングチップの形状の変更についても
研究がなされている。画期的な回転式直交ワイピング方
法(rotary,orthogonal wiping scheme)がヒューレッ
ト・パッカード社のデスクジェット(DeskJet)(登録商
標)850Cカラーインクジェットプリンタに初めて使
用されたが、この方法では、ワイパーが所定の長さの直
線状配列に沿って移動し、各ノズルから順にインクを吸
い上げる。この吸い上げられたインクは、ノズルプレー
ト上に蓄積した残留インクを分解する溶剤として作用す
る。この製品は、ワイパーブレードW1およびW2が支
持スレッドSから突出している図7および図8に示す二
重ワイパーブレードシステムを使用していた。この吸い
上げ作用およびその後のプリントヘッドのクリーニング
を容易にするために、ワイパーブレードW1およびW2
はチップが特殊な形状になっている。各ブレードW1お
よびW2は、外側の角が丸いエッジ(以下、丸形エッ
ジ)Rと、内側の角が角形のワイパーエッジ(以下、角
形エッジ)Aとを有する。丸形エッジRが最初にノズル
に出会って、ブレードおよびオリフィスプレート間に毛
細チャネルを形成することにより、ワイパーが所定の長
さのノズル配列に沿って直交移動する時、インクをノズ
ルから吸い上げる。吸い上げられたインクは先行のワイ
パーブレード(leading wiper blade)の丸形エッジR
によって配列内の次のノズルへ引っ張られ、そこで、プ
リントヘッド面プレート上に蓄積した乾燥残留インクを
溶解する溶剤として作用する。次に、後に続くワイパー
ブレードの角形エッジAが溶解された残留物をオリフィ
スプレートから掻き取る。黒インクワイパーは、ワイピ
ング動作中に残留インク(balled-up ink residue)を
ノズル配列から離脱させるための逃がし通路として機能
するノッチカット(切り込み)をチップに備えている。
た別のワイピングシステムは、ヒューレット・パッカー
ド社のデスクジェット(DeskJet)(登録商標)660C
カラーインクジェットプリンタで初めて採用された。ワ
イパーブレードのロッキング作用とばねの圧縮とによっ
て、サービスステーション、プリントヘッドキャリッジ
およびペン自体の構成要素のばらつきを含む製造公差の
ばらつきを調整している。
サービスステーションで使用されていたワイパー構造に
は、(1)可撓性片持ち式ブレードワイパー、および
(2)ばね付勢式非屈曲形ワイパーの2種類があった。
片持ち式ワイパーは、ワイパー材料のコンプライアンス
によってオリフィスプレートから残留インクおよび他の
くずを拭うために充分な垂直力(オリフィスプレートに
直交する力)と充分な摩擦力とを得る。ばね付勢式ワイ
パーは、より短くより剛性のあるワイパーを使用してお
り、オリフィスプレートに加えられる力はばねの選択に
よって調整されていた。片持ち式ワイパーおよびばね付
勢式ワイヤのいずれも、オリフィスプレートの各端部の
隆起した密閉ビードを横断してクリーニングすることは
困難である。
トプリントヘッドは、プリントヘッド抵抗器と電気フレ
ックス回路との間の接続部を覆うためにシリコンオリフ
ィスプレートPの両縁部に沿って延びるビードEなどの
1対の密閉ビードを使用して構成されている。フレック
ス回路はノズル発射信号をキャリッジの電気インターフ
ェースからプリントヘッド抵抗器へ送る。励起された抵
抗器がインクを加熱し、やがて液滴が励起された抵抗器
に対応したノズルNから放出される。密閉ビードEは一
般的にエポキシまたはプラスチック材料などの密閉材料
で構成されている。残念ながら、密閉ビードEはオリフ
ィスプレートの外表面より突出している。
ピング動作の開始時に、片持ち式ワイパーブレードの先
行する丸形エッジが、図8に示されているように、最初
に密閉ビード付近でオリフィスプレートと接触する。ワ
イパーW2が図8の右方向に移動すると、ブレードがノ
ズルNに最も近い密閉ビードEの縁部上を摺動するに従
って、垂直力(オリフィスプレートに直交する力)が低
下する。ブレードが密閉ビードEから離れる時のこの垂
直力低下によって、密閉ビードに最も近いノズルのワイ
ピングの効果がときどき低下する。この着地ゾーンTは
比較的短いが、新しいプリントヘッド構造では、ノズル
を密閉ビードにさらに近づけて移動させるため、着地ゾ
ーンT内のノズルを充分に拭うことが確実に可能な新し
いワイピング方法が必要である。
ば、シャーシを有するインクジェット印刷機構のインク
ジェットプリントヘッドをクリーニングするためのワイ
ピング(拭い)システムが提供される。ワイピングシス
テムは、シャーシによって支持されたスレッドと、スレ
ッドによって支持されて、ワイピング方向でのプリント
ヘッドとの間の相対移動によってプリントヘッドに係合
してそれを拭うワイパーブレードとを備えている。ワイ
パーブレードは、ワイピング方向を横切って延びる横溝
を画定するワイピングチップ(wiping tip)を有する。
するインクジェット印刷機構のインクジェットプリント
ヘッドをクリーニングするためのワイピングシステムが
提供される。ワイピングシステムは、シャーシによって
支持されたスレッドと、スレッドによって支持されて、
ワイピング方向でのプリントヘッドとの間の相対移動に
よってプリントヘッドに係合してそれらを拭うワイパー
ブレードとを備えている。ワイパーブレードは、ワイピ
ング方向に拭う時にプリントヘッドに出会う前表面(le
ading surface)と、前表面と反対側の後表面(trailin
g surface)とを有する。前表面および後表面は、前表
面および後表面間に延びる溝を画定するワイピングチッ
プで結合されている。
く構成することが可能なワイピングシステムを備えたイ
ンクジェット印刷機構が提供される。
ェット印刷機構のインクジェットプリントヘッドのクリ
ーニング方法が提供される。この方法は、第1の表面
と、第1の表面と対向する第2の表面を有し、第1およ
び第2の表面の少なくとも一方と交差することなく第1
の表面と前記第2の表面間に延びる溝を画定するワイピ
ングチップで第1の表面および前記第2の表面を結合す
るようにしたワイパーブレードを設けるステップを含
む。ワイピングステップにおいて、ワイパーブレードと
プリントヘッドとの相対移動によってプリントヘッドを
ワイパーブレードで拭う。本方法は、さらに、ワイピン
グステップ中、溝を少なくとも部分的に閉じるステップ
を含む。
なプリントヘッド整備を行うことによって、特に速乾性
顔料ベース、共沈性(co-precipitating)、または染料
ベースのインクを使用した時に、シャープで鮮明な画像
の印刷を容易にするインクジェット印刷機構用のプリン
トヘッドサービスステーションを提供することである。
好都合に達成されるインクジェットプリントヘッドの整
備方法を提供することである。
た、ここではインクジェットプリンタ20として示され
ているインクジェット印刷機構の実施形態を示してお
り、これは産業、オフィス、家庭および他の環境におい
て、ビジネス報告書、通信文、デスクトップ・パブリッ
シングなどの印刷に使用することができる。様々なイン
クジェット印刷機構が市販されている。たとえば、本発
明を具現できる印刷機構として幾つかを挙げると、プロ
ッタ、携帯型印刷機、コピー機、カメラ、ビデオプリン
タおよびファクシミリ装置がある。便宜上、本発明の概
念をインクジェットプリンタ20の環境で説明する。
は明らかであるが、典型的なインクジェットプリンタ2
0は、一般的にプラスチック材料からなるハウジングま
たはケーシング24によって囲まれたシャーシ22を備
える。印刷媒体シートが、本発明に従って構成された適
応型印刷媒体ハンドリングシステム26によって印刷ゾ
ーン25を通して送り込まれる。印刷媒体は、たとえ
ば、紙、厚紙(カード用紙など)、透明紙、マイラーな
どの任意のタイプの適切なシート材料とすることができ
るが、便宜上、図示の実施形態では印刷媒体として紙を
使用するものとして説明する。印刷媒体ハンドリングシ
ステム26は、印刷前の複数枚の紙を保管する給紙トレ
ー28を有する。一連の従来型モータ駆動式紙送りロー
ラ(図示せず)を使用して、印刷媒体をトレー28から
印刷ゾーン25へ移動させて印刷することができる。印
刷後、シート(紙)は、印刷シートを受け取るように延
在して図示されている、1対の格納式出口乾燥ウィング
部材30上に載る。ウィング30は、出口トレー32内
でまだ乾燥中である先に印刷されたシートの上方に新し
く印刷されたシートを一時的に保持した後、曲線の矢印
33で示されているように回動して側部へ後退し、新し
く印刷されたシートを出口トレー32内へ落下させる。
媒体ハンドリングシステム26は、手紙、法定寸法、A
−4、封筒などを含む様々な寸法の印刷媒体に対応する
ために、一連の調節機構、たとえば、スライド式長さ調
節レバー34および封筒送りスロット35を備えること
ができる。
にはパーソナルコンピュータ(図示せず)などのコンピ
ュータから命令を受け取る、マイクロプロセッサ36と
して概略的に図示しているプリンタコントローラも備え
ている。実際には、プリンタコントローラの機能の多く
が、ホストコンピュータか、プリンタに搭載された電子
機器か、または、それらの間の相互作用によって実施さ
れる。本明細書では、用語「プリンタコントローラ3
6」を、それらの機能が、ホストコンピュータ、プリン
タまたはそれらの間の中間装置、あるいはそのような構
成部の結合した相互作用のいずれにより実行されるかに
関係なく、それらの機能を包含するものとして使用す
る。プリンタコントローラ36は、ケーシング24の外
側に配置されたキーパッド(図示せず)を介して与えら
れるユーザ入力に応答して作動することもできる。コン
ピュータホストに接続されたモニタを使用して、プリン
タの状態やホストコンピュータで実行中の特定プログラ
ムなどの視覚情報をオペレータに表示することができ
る。パーソナルコンピュータと、その入力装置としての
キーパッドおよび/またはマウス等、およびモニター
は、すべて当業者には周知のものである。
ドロッドとも記載)38がシャーシ22に取り付けられ
て、往復動するインクジェットキャリッジ40を摺動可
能に支持しており、キャリッジはガイドロッド38によ
って画定される走査軸42に沿って印刷ゾーン25を横
切る方向に左右に移動する。1つの適切なタイプのキャ
リッジ支持システムが、本発明の譲受人であるヒューレ
ット・パッカード社に譲渡されている米国特許第5,3
66,305号に示されている。キャリッジ位置信号を
コントローラ36へ送る位置フィードバックシステムを
含む従来のキャリッジ推進システムを使用してキャリッ
ジ40を駆動することができる。たとえば、ペンキャリ
ッジ40に従来方式で固定されたエンドレスベルトを駆
動するために、キャリッジ駆動ギアと直流モータアセン
ブリを結合することができ、この場合、モータはプリン
タコントローラ36から受け取った制御信号に応答して
作動する。キャリッジ位置フィードバック情報をプリン
タコントローラ36へ送るために、光学式エンコーダ読
み取り機をキャリッジ40に取り付けて、キャリッジの
移動経路に沿って延在するエンコーダストリップを読み
取ることができる。
内部に配置された、矢印44で全体的に示されている整
備領域へガイドロッド38に沿って送り込まれる。整備
領域44は、様々な従来のプリントヘッド整備機能を提
供することができるサービスステーション45を収容し
ている。たとえば、サービスステーションフレーム46
は、詳細に後述する一群のプリントヘッド整備用機器を
保持する。図1では、サービスステーションのスピット
ゥーン部分48が、少なくとも部分的にサービスステー
ションフレーム46によって画定されているように示さ
れている。
クカートリッジ50および/またはカラーインクカート
リッジ52のようなインクジェットカートリッジからイ
ンクを受け取る。カートリッジ50および52は、当業
者には「ペン」とも呼ばれることも多い。図示のカラー
ペン52は三色ペンであるが、実施形態によっては、1
組の個別の単色ペンを使用することもできる。カラーペ
ン52は顔料ベースのインクを収容することもできる
が、説明上、ペン52はシアン、イエローおよびマゼン
タの3色の染料ベースのインクを収容しているものとし
て説明する。本明細書では黒インクペン50は顔料ベー
スのインクを収容しているものとして説明する。他の種
類のインク、たとえば染料および顔料特性の両方を備え
た混成または複合インクだけでなく、熱可塑性、ワック
スまたはパラフィンベースのインクなどをペン50、5
2に使用することもできることは明らかである。
を貯蔵するためのタンクを含む。ペン50、52はそれ
ぞれプリントヘッド54、56を有しており、その各々
には当業者には周知の方法で複数のノズルを貫設したオ
リフィスプレートが設けられている。図示のプリントヘ
ッド54、56はサーマルインクジェットプリントヘッ
ドであるが、圧電式プリントヘッドなどの他の形式のプ
リントヘッドを使用することもできる。実際には、プリ
ントヘッド54および56は、上述したように、ノズル
Nと1対の密閉ビードEとを含む、図8の従来技術の図
面のプリントヘッドPに示されているような構造にする
こともできるが、密閉ビードのない他のプリントヘッド
を構成することもできることは明らかである。これらの
プリントヘッド54、56は一般的に、ノズルに対応し
た複数の抵抗器を有する基板層を含む。選択された抵抗
器が励起されると、バブル状のガスが発生してノズルか
ら印刷ゾーン25内の媒体上へインク滴が放出される。
プリントヘッドの抵抗器は、使用可能または発射コマン
ド制御信号に応答して選択的に励起されるが、これらの
信号は従来の多芯導体ストリップ(図示せず)によって
コントローラ36からプリントヘッドキャリッジ40
へ、さらにキャリッジとペン50、52間の従来の相互
接続部を経てプリントヘッド54、56へ送られる。
オリフィスプレートの外表面は、共通のプリントヘッド
平面上に位置している。このプリントヘッド平面は、印
刷品質の重要な要素の1つである所望の媒体−プリント
ヘッド間隔を定めるための基準面として使用することが
できる。さらに、このプリントヘッド平面は、最適なペ
ン整備のためにサービスステーション45の様々な機器
を調整することができる整備用基準面としても機能する
ことができる。適切なペン整備により、印刷品質が向上
するだけでなく、プリントヘッド54および56の健全
性が維持されることによりペンの寿命が延びる。
るために、プリントヘッド技術の最近の進歩はノズル密
度の増加に焦点が当てられており、現在のレベルは、1
つのプリントヘッド当たり、黒ペン50用に2つの15
0ノズルを直線状配列に並べた300ノズルと、カラー
ペン52用に、各色毎に2つの配列として、6つの72
ノズル配列に並べた432ノズルのオーダーである。ノ
ズル密度のこのような増加、プリントヘッドシリコン寸
法の現在の限界、ペン−紙間隔の問題、および媒体取り
扱い要件のすべてがオリフィスプレート上の空間量を制
限している。プリントヘッドおよびフレックス回路が事
実上は従来通りであっても、ノズル密度の増加によっ
て、不均一な表面凹凸部分上のワイピングを含めたワイ
ピング性能の最適化が必要となる。たとえば、プリント
ヘッドのノズル表面は、従来のフレックス回路とインク
発射室およびノズルを収容しているプリントヘッドとの
間の接続部を覆うエポキシまたはプラスチック材料から
なるビードEのような、密閉材料からなる2つの端部ビ
ードと各端部で接している。他のプリントヘッド構造で
は密閉ビードを必要としない場合があるが、その代わり
他の表面凹凸部を有しており、この凹凸部のために、上
述した従来の片持ち式ワイパー、または、ばね付勢式ワ
イパーを使用する場合にはワイピングが困難になる。
サービスステーション45内に設置された溝付きチップ
ワイパーブレード式プリントヘッドクリーニングシステ
ム(すなわち、ワイパーブレードの先端部に溝をつけた
形態のヘッドクリーニングシステム。以下、溝付きチッ
ププリントヘッドクリーニングシステム、または、溝付
きチップワイパーシステムとも記載)60の1実施形態
を示している。サービスステーション45は、走査軸4
2に直交する矢印62で表される直交プリントヘッドワ
イピング動作(ストローク)、すなわち、プリントヘッ
ド54および56の所定の長さの直線状ノズル配列に沿
ったワイピングを容易にする。サービスステーション4
5は、フレームベース46に取り付けられた上フレーム
部分すなわちボンネット64を含む。フレームベース4
6の外側に従来のサービスステーション駆動モータおよ
びギア(歯車)アセンブリ65が支持されており、この
アセンブリ65は、スピンドルピニオン駆動ギアアセン
ブリ68の1対の駆動ギア66の一方を駆動するように
連結されたステップモータまたは直流モータを含むこと
ができる。スピンドルギア66は、並進移動可能なワイ
パー支持プラットフォーム、パレットまたはスレッド7
0を矢印62で示された方向に駆動して、プリントヘッ
ドを整備できるようにする。パレット70は他の整備構
成要素、たとえば非作動期間中にプリントヘッドを密閉
する従来の一対のキャップ(図示せず)を担持すること
ができる。1対のスピンドルギア66の各々は、パレッ
ト70の下表面に沿って形成された1対のラックギア7
2のそれぞれのギアと噛み合う。パレット70は、フレ
ームベース46および/またはボンネット64の内表面
に沿って形成されたトラック76に載って矢印62で示
されているようにプリンタ20の前後に並進移動するス
ライド式支持部74を有する。ワイパースクレーパバー
78がボンネット64から下向きに延出している。
プリントヘッド54を拭うための黒インクワイパーアセ
ンブリ80と、三色プリントヘッド56を拭うためのカ
ラーワイパーアセンブリ82とを備える。図示の実施形
態では、黒およびカラーワイパーアセンブリ80、82
とは同一構造であるが、実際に実装する場合には、ヒュ
ーレット・パッカード社に譲渡されている米国特許第
5,614,930号に教示されているように、黒ワイ
パーアセンブリ80に残留インク逃がしリセスを設ける
ことが望ましい場合があることは当業者には明らかであ
ろう。図3は、黒ワイパーアセンブリ80をさらに詳細
に示している。ここでは、黒ワイパーアセンブリ80
が、サービスステーションパレットまたはスレッド70
から上向きに突出した1対のワイパーブレード84およ
び85を有することがわかる。好ましくは、ワイパーブ
レード84、85は可撓性材料で構成され、それは、当
業者には既知の任意の従来の材料から構成できるが、好
ましくは、弾性があり、非摩耗性のエラストマー材料、
たとえばニトリルゴム、さらに好ましくはエチレンポリ
プロピレン・ジエンモノマー(ethylene polypropylene
diene monomer:EPDM)から構成される。ワイパー
ブレード84、85は、当業者には既知の様々な方法、
たとえば接着、オンサート成形(onsert molding)、す
なわちブレードをステンレス鋼クリップなどの別体のワ
イパー取り付け部材にオンサート成形した後にそれをパ
レット70の所定位置にはめ込むことによってパレット
70に取り付けることができる。
他方のワイパーブレード85と向き合った内表面88と
を有する。ブレード84の終端部に溝付きワイピングチ
ップ90が設けられ、これの輪郭は外表面86に沿った
弓形または丸形のワイパーエッジ(以下、丸形ワイパー
エッジとも記載)92と、内表面88に沿った角のある
または角形のワイパーエッジ(以下、角形ワイパーエッ
ジとも記載)94とを有する。ワイピングチップ90
は、丸形ワイパーエッジ92と角形ワイパーエッジ94
との間に溝95を備えており、これはワイパーブレード
84の幅方向に延在して、丸形ワイパーエッジ92を角
形ワイパーエッジ94から分離する機能を有する。この
溝95は、図3に示されているように、断面で見た時は
口のようにも見える。他方のワイパーブレード85は、
外表面96と、ワイパーブレード84と向き合った内表
面98とを有する。ワイパーブレード85の終端部に溝
付きワイピングチップ100が設けられ、これは基本的
にワイピングチップ90の鏡像であって、輪郭が弓形ま
たは丸形の外側ワイパーエッジ102と角のあるまたは
角形の内側ワイパーエッジ104とを有する。ワイパー
プレート85は、ワイパーエッジ102と104との間
に溝またはリセス105を備えており、これも、図3の
断面図では口のように見える(以下では、溝95、10
5を口とも記載)。
84および85で示されているような対称的なワイパー
ブレード対として構成することによって、双方向ワイピ
ングストロークを使用してプリントヘッド54、56を
擦って清掃することができる。この場合、前ブレードが
最初にオリフィスプレートと接触し、後ブレードが前ブ
レードに続く。従って、一方向に拭う時、ブレード84
が前ブレードで、ブレード85が後ブレードであり、一
方、逆方向に拭う時は、ブレード85が前ブレードで、
ブレード84が後ブレードである。
上述した従来の堅固なワイパーブレードより大きいコン
プライアンスをワイピングチップに与える。溝95、1
05は、いずれもワイピング方向を横切る角度、ここで
は90゜の角度で延びているため、溝は、ワイパーの幅
方向に長く、図2の矢印62のワイピング方向に直交す
る方向に延びている。溝95、105をワイピング方向
62に対して角度をつけることによって、ワイピングス
トローク中に口95、105が部分的または完全に閉じ
て、オリフィスプレートおよび密閉ビードEとのブレー
ドの接触部の形状が変化する。このように溝付きワイピ
ングチップ90、100のコンプライアンスが大きいこ
とによって、ワイピングチップの形状を図4〜図6に示
すように、密閉ビードE付近の平坦でないプリントヘッ
ドの形状に適合させることができる。説明のために、1
つの溝95、105だけを各ワイパーブレード84、8
5に示しているが、実際には、ワイパーブレード84、
85の幅の少なくとも一部分または全幅に沿って延びる
別の溝を加えることもできる。しかし、製造し易さの点
から、現時点では単一の溝95、105が好ましい。
ーアセンブリ82とで溝95、105を異なった形状ま
たは構造とすることができることは明らかである。現時
点で好適な実施形態は、外表面86、96または内表面
88、98のいずれとも交差しない溝95、105を示
しているが、場合によっては溝を表面86、96、8
8、98の少なくとも1つと交差させて、プリントヘッ
ドを横切る特定位置で、たとえばノズル配列に沿ってブ
レードのコンプライアンスをさらに調整することができ
ることは明らかである。さらに、場合によっては、溝が
ブレードの側縁部の一方または両方と交わる前に溝を終
了させるか、ブレードの側部だけに溝を設け、ワイピン
グチップに溝を付けない部分を残すことが好ましいであ
ろう。
右方向のワイピングストローク過程にあり、密閉ビード
Eを離れてプリンタオリフィスプレートの表面に着地し
た時の前ワイパーブレード85を示している。ここで
は、丸形ワイパーエッジ102に近接したリップ106
と角形ワイパーエッジ104に近接した別のリップ10
8の2つのリップで溝105が囲まれていることがわか
る。ワイパー85が密閉ビードEを離れる時、前リップ
106が密閉ビードEから滑り降りて、図8に関して上
述した着地ゾーンで充分なワイピングを行う。場合によ
って、さらなるコンプライアンスが必要であれば、口9
5、105をさらに大型にすることができ、逆に、コン
プライアンスを減少させることを望む場合は小さくする
ことができる。
2は、ブレード85とプリントヘッド54との間に毛細
通路を形成し、毛管力でインクをプリントヘッドノズル
から吸い上げることができる。次に、丸形ワイパーエッ
ジ102はこの吸い上げられたインクをノズル配列に沿
って次のノズルへ順に引っ張ることによって、プリント
ヘッド表面上の残留インクの溶解を助けることができ
る。ノッチ(切り込み)が深すぎると、長期間の使用で
リップ106、108の一方が破断されるため、溝9
5、105について選択できる寸法について設計上の1
つの限定要因となるのは、ワイパーの寿命であろう。実
際のところ、丸形ワイパーエッジ102および溝105
に隣接したリップ108の丸形エッジの両方がインクを
プリントヘッドノズルから吸い上げる作用をし、2つの
吸い上げ表面を使用することによって、ヒューレット・
パッカード社に譲渡されている米国特許第5,614,
930号に記載されている従来のワイパーブレード構造
の場合よりも改善された吸い上げ性能が得られると考え
られる。
4の吸い上げ動作を示している。図5は、後ワイパーブ
レード84が密閉ビードEにちょうど接触し始めたとこ
ろを示している。ブレード84の溝95は、角形ワイパ
ーエッジ94に近接したリップ110と丸形ワイパーエ
ッジ92に近接した別のリップ112の2つのリップに
よって囲まれている。図5は、ワイパー85が密閉ビー
ドEにぶつかると、リップ110の圧縮によって溝すな
わち口95が、部分的または完全に閉じることを示して
いる。後ブレード84が、矢印62’の方向に移動する
ときに、このように口95が閉じることによって角形ワ
イパーエッジ94を密閉ビードEに隣接したオリフィス
プレートの領域に押し込むことができる。
パーブレード84が密閉ビードEから離れるところを示
している。ここで、角形ワイパーエッジ94は、図8に
示されている従来の先端が堅固なワイパーブレードシス
テムで可能であったよりもはるかに密閉ビードEに近い
着地ゾーン(図8に寸法Tとして示されている)でオリ
フィスプレート54と接触することがわかる。角形ワイ
パーエッジ94は、前ブレード85の丸形部分のワイピ
ングストロークに続いてオリフィスプレート上に残留し
ている溶解残留インクおよび吸い上げインクを除去する
ことができる。後ブレードの輪郭がワイパーエッジ94
の位置および口95に隣接したリップ112の先端部に
沿った位置の両方で角形であることによって、プリント
ヘッドをきれいに拭うだけでなく、これらの角形ワイパ
ーエッジがノズルからさらにインクを吸い上げることを
促進しないため、オリフィスプレートはきれいで乾燥し
た状態にある。このため、図7および図8に示されてい
る従来の先端部が堅固なワイパー構造で拭った時に問題
となった着地ゾーンは、本発明では、新規な溝付きチッ
プワイパーシステム60を使用して前ワイパーブレード
および後ワイパーブレードの両方によって充分にカバー
されて清掃される。
ンブリ80、82は正のY軸方向にプリンタの前方へ移
動し、そこで図2に示されているワイパースクレーパバ
ー78に出くわす。スクレーパバー78は下向きに延出
して、ワイパーアセンブリ80、82の移動経路に入っ
ているため、スレッド70をスクレーパバー78の下側
へ移動させてからプリントヘッドワイピングゾーンへ戻
すことによって、スクレーパパー78は各ブレードの前
方を向いた表面および後方を向いた表面の両方から残留
インクを除去する。さらに、溝付きワイピングチップ9
0、100がスクレーパブレードと接触することによっ
て、口95、105が閉じて口95、105内に残って
いる残留インクを押し出すことができる。
リントヘッドクリーニングシステム60を使用すること
よって様々な利点が得られる。ワイパーアセンブリ80
および82に二つの対称形のブレード構造を使用するこ
とにより、パレット70をプリントヘッド54、56の
下側で矢印62の方向に前後移動させて双方向ワイピン
グを行うことができる。さらに、溝付きワイピングチッ
プ95、105を使用することによって、よりコンプラ
イアンスの高い2段階ワイピングチップが形成される。
この2段階ワイピングシステムでは、図4のリップ10
6または図5および図6のリップ110のような前リッ
プが、密閉ビードEから離れる時にオリフィスプレート
54と接触した後、第2のリップ108、112がオリ
フィスプレート54のこの着地ゾーンと接触する。この
ため、プリントヘッド54、56上の密閉ビードEなど
の表面凹凸部分を横切るこの2段階ワイピング構造によ
り、凹凸部分のワイピングからビードEの近傍にあるプ
リントヘッド54、56のノズル表面のワイピングへ迅
速に移行することができる。さらに、この2段階ワイピ
ングシステムを使用することによって、図4にブレード
85について示されているように、前ブレードによるイ
ンク吸い上げも促進され、さらに効果的なプリントヘッ
ドクリーニングが促進される。
リーニングシステム60を、休止位置とプリントヘッド
のワイピング位置およびワイパースクレーピング位置と
の間を移動するスレッドによって支持されているものと
して説明してきたが、プリントヘッド54、56とワイ
パー80、82との相対移動によるワイピングを当業者
には既知の様々な方法で行うことができることは明らか
である。たとえば、溝付きワイパーブレードを図示の取
り付け向きから90゜回転させ、プリントヘッドがサー
ビスステーション領域45に出入りする時に通る経路上
の位置で、スレッドによって静止位置に保持してもよ
い。そのようなシステムでは、特に単一のプリントヘッ
ドだけが使用されている場合か、複数のプリントヘッド
のインクを単一のワイパーで拭うことができる適合性を
有する場合に、プリントヘッドがワイパーを横切って前
後移動することによってワイピングを行うことができ
る。プリントヘッドの移動によって1つまたは複数のプ
リントヘッドを清掃するために、ワイパーを休止位置と
ワイピング位置との間で選択的に上昇させるための他の
傾斜スレッド、回転スレッドおよび並進スレッドが知ら
れている。前述した回転直交ワイピングシステムなど
の、ワイピングを行うために、プリントヘッドを静止状
態に保持する一方でワイパーを移動させる他のスレッド
システムも知られている。実際に、溝付きワイピングチ
ッププリントヘッドクリーニングシステム60は、印刷
ゾーン25全体の幅の一部または全体にわたるプリント
ヘッドを有するページ幅配列(page-wide array)型イ
ンクジェット印刷機構にも使用することができ、これ
は、印刷ゾーンを横切ってプリントヘッドを前後に搬送
する往復動キャリッジ40を必要としない。そのような
ページ幅配列型プリンタでは、プリントヘッド配列を横
切る方向に溝付きチップワイパーブレード(複数でも良
い)をスレッドによって移動させるか、ワイパーブレー
ド(複数でも良い)を横切る方向にページ幅プリントヘ
ッド配列を移動させることによって、相対的なワイピン
グ移動を行うことができる。ページ幅配列型プリンタで
は、プリントヘッドサービス領域は、往復動式プリンタ
20について示されているように印刷ゾーン25の側部
ではなく、印刷ゾーン25に沿って配置されるべきであ
ろう。
中にそれらの口に捕らえられる残留インクを絞り出すの
に都合が良い。さらに、溝95、105を使用しても、
ブレード84、85のコンプライアンスおよびたわみに
よって与えられる全垂直力(オリフィスプレートに直交
する方向の力)にほとんど影響を与えない。このため、
ワイピング中に口95、105が閉じた場合、ブレード
84、85の性能は、図7および図8を参照して上述し
た従来の溝無しワイパー構造と同程度である。口95、
105が閉じた状態では、ブレード84、85は、堅固
な溝無しワイピングチップと同様に作用するが、表面凹
凸部分におけるワイピング性能はそれより良好である。
ト印刷機構(20)のインクジェットプリントヘッド
(54、56)をクリーニングするためのインクジェッ
トプリントヘッドサービスステーション(45)が、プ
リントヘッド(54、56)から残留インクを拭う(ワ
イピングする)ための溝付きワイパーブレードチップ
(90、100)を有するプリンドヘッドワイピングシ
ステム(60)を備える。このシステムは、プリントヘ
ッド(54、56)を組み付けるために必要な密封ビー
ド(E)のような表面のでこぼこを有するプリントヘッ
ド(54、56)をクリーニングするために特に有効で
ある。ワイパーブレード(84、85)は、スレッド
(70)によって支持され、ワイピング方向(62、6
2’)でプリントヘッド(54、56)と係合してそれ
を拭う。さらに、ワイパーブレード(84、85)は、
ワイピング方向(62、62’)に対して横に延びる横
方向の溝(95、105)を画定するワイピングチップ
(90、100)を有している。ワイパーブレード(8
4、85)は、対向する前表面及び後表面(86、88
及び96、98)を有しており、これらの表面間を、溝
(95、105)が、好ましくは、前表面または後表面
のいずれかと交差することなく延びている。かかるワイ
ピングシステム(60)を有するインクジェット印刷機
構(20)と、インクジェットプリントヘッド(54、
56)をクリーニングする方法が開示されている。
の組み合わせからなる例示的な実施態様を示す。 1.シャーシ(22)を有するインクジェット印刷機構
(20)のインクジェットプリントヘッド(54,5
6)をクリーニングするためのワイピングシステム(6
0)であって、シャーシ(22)によって支持されたス
レッド(70)と、該スレッド(70)によって支持さ
れて、ワイピング方向(62,62’)でのプリントヘ
ッド(54,56)との間の相対移動によって、プリン
トヘッド(54、56)に係合してそれらを拭うワイパ
ーブレード(84,85)とを備えており、該ワイパー
ブレード(84,85)は、前記ワイピング方向(6
2,62’)に対して横方向に延びる横溝(95,10
5)を画定するワイピングチップ(90,100)を有
することからなる、ワイピングシステム。 2.前記ワイパーブレード(84,85)は、前記ワイ
ピング方向(62,62’)に拭う時にプリントヘッド
に出会う前表面(86,88,96,98)と、該前表
面と反対側の後表面(86,88,96,98)を有
し、前記ワイピングチップ(90,100)によって画
定された前記溝(95,105)は、前記前表面および
前記後表面の少なくとも一方と交差することなく前記前
表面と前記後表面との間に延びる、上項1のワイピング
システム。 3.前記溝(95,105)は、前記ワイピング方向
(62,62’)にほぼ直交する、上項1または2のワ
イピングシステム。 4.前記ワイピングチップは、前記前表面(86,9
6)に近接する弓形輪郭部分(92,102)と、前記
後表面(88,98)に近接する角形輪郭部分(94,
104)とを有する、上項2または3のワイピングシス
テム。 5.前記ワイパーブレードは、第1の方向(62’)に
ワイピングする時にプリントヘッド(54,56)と最
初に出会う前表面(88)を有する第1のワイパーブレ
ード(84)を有しており、さらに、前記スレッド(7
0)によって支持されて、前記ワイピング方向(62,
62’)でのプリントヘッド(54,56)との間の相
対移動によってプリントヘッド(54、56)に係合し
てそれらを拭う第2のワイパーブレード(85)を備え
ており、該第2のワイパーブレード(85)は、ワイピ
ング方向に拭う時にプリントヘッド(54,56)に出
会う前表面(96,98)と、該前表面と反対側の後表
面(96,98)と、ワイピング方向に対して横方向に
延びる横溝(105)を画定するワイピングチップ(1
00)とを有し、前記第2のワイパーブレード(85)
の後表面(98)は、前記第1のワイパーブレード(8
4)の前記前表面(88)と向き合っていることからな
る、上項1乃至4のいずれかのワイピングシステム。 6.印刷ゾーン(25)および整備領域(44)を画定
シャーシ(22)と、前記シャーシ(22)で支持され
て、前記印刷ゾーン(25)内で画像を印刷するための
インクジェットプリントヘッド(54,56)と、前記
整備領域(44)内に前記シャーシ(22)で支持され
たスレッド(70)と、上項1乃至5のいずれかのワイ
ピングシステム(60)とを備える、インクジェット印
刷機構(20)。 7.インクジェット印刷機構(20)のインクジェット
プリントヘッド(54,56)をクリーニングする方法
であって、第1の表面(86,96)と、該第1の表面
と反対側の第2の表面(88,98)とを有し、前記第
1および第2の表面の少なくとも一方と交差することな
く該第1の表面と該第2の表面との間に延びる溝(9
5,105)を画定するワイピングチップ(90,10
0)において該第1の表面と該第2の表面が結合するワ
イパーブレード(84,85)を設けるステップと、前
記ワイパーブレード(84,85)とプリントヘッドと
の相対移動によってプリントヘッド(54,56)を拭
う、ワイピングステップと、該ワイピングステップ中、
前記溝(95,105)を少なくとも部分的に閉じるス
テップとからなる方法。 8.前記溝を少なくとも部分的に閉じるステップ中に、
残留インクを前記溝から絞り出すステップをさらに含
む、上項7の方法。 9.前記ワイピングステップ中、プリントヘッド上の表
面凹凸部を拭う時に、前記溝を少なくとも部分的に開く
ステップをさらに含む、上項7または8の方法。 10.前記ワイパーブレードが、上項1乃至5のいずれ
かのワイピングシステムの一部分である、上項7の方
法。
ェットプリンタの一例を示す、一部を破断した斜視図で
あり、サービスステーションは、溝付きワイピングチッ
プを備えた1対のワイパーブレードを有する。
部を破断した斜視図である。
ェットプリントヘッドワイパーの一例を示す、一部を破
断した拡大側面図である。
側面図であり、ワイピングストローク中に密閉ビードか
ら離れるところを示している。
り、ワイピングストローク中に密閉ビードにぶつかった
ところを示している。
り、ワイピングストローク中に密閉ビードから離れると
ころを示している。
た拡大側面図である。
破断した拡大側面図であり、密閉ビード上を拭うところ
を示している。
Claims (1)
- 【請求項1】シャーシ(22)を有するインクジェット
印刷機構(20)のインクジェットプリントヘッド(5
4,56)をクリーニングするためのワイピングシステ
ム(60)であって、 シャーシ(22)によって支持されたスレッド(70)
と、 該スレッド(70)によって支持されて、ワイピング方
向(62,62’)でのプリントヘッド(54,56)
との間の相対移動によって、プリントヘッド(54、5
6)に係合してそれらを拭うワイパーブレード(84,
85)とを備えており、該ワイパーブレード(84,8
5)は、前記ワイピング方向(62,62’)に対して
横方向に延びる横溝(95,105)を画定するワイピ
ングチップ(90,100)を有することからなる、ワ
イピングシステム。
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