JP2005007883A - 吐出容器の機構および方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 プリント機構のプリントヘッドから廃インクをパージするための吐出容器システムおよび廃インクをパージする方法を提供する。
【解決手段】 プリントヘッド７１を備え、プリントヘッド７１は第１の方向８９に配列された略直線状のノズルアレイ８２を備えているプリント機構用の吐出容器システムであって、フレーム４２と、フレーム４２に取り付けられ、第１の方向８９に向いた軸５１ａを中心として回転して、プリントヘッド７１から吐出されるインクを受け取るローラ５１とを備えている。
【選択図】 図２

Description

本発明は、プリント機構のプリントヘッドから廃インクをパージするための吐出容器システムおよび廃インクをパージする方法に関する。

デスクトッププリンタにおいて用いられるプリント機構は、「ペン」と呼ばれることもあるプリントカートリッジを、１つまたはそれよりも多く使用している場合がある。プリントカートリッジは、本明細書において一般的に「インク」と呼ぶ液体着色剤の滴を、紙等のプリント媒体上に発射することができる。それぞれのプリントカートリッジはプリントヘッドを備えており、このプリントヘッドは、熱インクジェット技術や圧電インクジェット技術等のさまざまな技術を用いてインク滴が発射される際に通る非常に小さなノズルを備えている。プリントゾーンを通って媒体が徐々(incremental)に前進するステップの間に、プリントヘッドが、媒体上にインク滴を選択的に発射しながら媒体を横切って左右に進み、所望の画像を形成することができる。プリントヘッドノズルは、プリントヘッドの走査軸と垂直な向きの直線状のアレイになるように配置してもよい。プリントヘッドは、正常な状態を維持するために、プリント機構の整備ステーション領域において整備されるようになっていてもよい。整備ルーチンは、「スピッティング」として知られている、動作中に詰まっているインク（ink blockages）をノズルから吐出容器（スピツーン，spittoon）内へとパージするようになっていてもよい。

吐出容器のさまざまな異なるデザイン（design）が提案されているが、それらは、石筍状のインクが形成されてしまい、インクエアロゾルが発生してしまうという問題を欠点として有している。したがって、このようなおよびその他の理由から、本発明が必要とされている。

第１の方向を向いた略直線状のノズルアレイを有するプリントヘッドを備えたプリント機構用の吐出容器システムの一実施形態が提供される。該吐出容器システムは、フレームと、該フレームに取り付けられ、第１の方向を向いた軸を中心として回転してプリントヘッドから吐出されるインクを受け取るローラとを備えている。

図１は、プリント機構の一実施形態を示しており、ここではプリンタ２０として示されている。プリンタ２０は、ベースシャシ（base chassis）２２、および外部ハウジング２４を備えている。媒体取扱システム２５は、駆動ローラシャフト２６を備え、駆動ローラシャフト２６は、一連の媒体駆動ローラまたは単一のドラム２８を備えている。この駆動ローラシャフト２６は、プリント中に媒体をプリントゾーン３０を通ってインクリメントに前進させることができるようになっている。駆動ローラシャフト２６は、例えば支持体３２として示すように、プリンタのシャシ２２によって支持物を回転可能に支持することができる。シャシ２２は、キャリッジ案内ロッド３４を固定して支持している。プリントヘッドキャリッジ３５は、キャリッジ案内ロッド３４の走査軸３８に沿ってプリントゾーン３０を通り、整備ゾーン３６内へと横断することができるようになっている。走査軸３８は、案内ロッド３４によって規定されている。本実施形態のプリント機構２０を、オフィス、家庭、またはその他の環境において、ビジネスレポート（business reports）、通信文、広告制作物（advertising materials）、製品パッケージ、デスクトップ・パブリッシング等をプリントすることに利用してもよい。さまざまなプリンタが市販されている。例えば、本発明の実施形態を備えたプリンタとしては、少数の例を挙げれば、プロッタ、ポータブルプリントユニット、複写機、カメラ、ビデオプリンタ、およびファクシミリ機などがある。

整備ゾーン３６内には、ローラ吐出容器（roller spittoon）４０を収容することができ、このローラ吐出容器４０は、フレーム４２を備えている。フレーム４２は、例えば、取付搭載タブ４４、４６において、シャシ２２の一部によって支持されており、取付搭載タブ４６の支持体４８との係合によって示されている（分かり易くするために、タブ４４の支持構造は省いている）。フレーム４２は、駆動モータ５０を支持しており、この駆動モータ５０は、ローラ５１、５２、５３、５４等の一群の吐出ローラ（spit rollers）と係合しそれらを駆動するようになっている。吐出ローラは、フレーム４２によって支持されており、フレーム４２の下部５８の上方にある上部５６内で回転することができるようになっている。ローラ５１、５２、５３、５４は、軸５１ａ、５２ａ、５３ａ、５４ａを中心としてそれぞれ回転することができるように、フレーム４２上に搭載することができる。軸５１ａ〜５４ａは、走査軸３８と平行に配置されていてもよい。吐出ローラ５１〜５４の円筒形の外面は、吐出作業(spitting routine)中にプリントヘッドから吐出されるインクを受け取る目標表面（target surface）を画定することができる（図２参照）。ローラ５１〜５４は、半径方向の中点が駆動ローラシャフト２６の回転軸２６ａと整列した、弧状の構成になるように配置されている。

図２は、キャリッジ３５（図１参照）によってプリントゾーン３０（図１参照）と整備ゾーン３６（図１参照）との間で走行させる（transported）ことができる、高速スループットのプリントヘッド組立品６０の実施形態を示す。図示のプリントヘッド組立品６０は、８つのインクジェットカートリッジ６１〜６８を備えており、これらのカートリッジ６１〜６８は、プリントヘッド７１〜７８をそれぞれ保持することができるようになっている。インクジェットカートリッジ６６〜６８の本図では見えていないプリントヘッドは、インクジェットカートリッジ６５の下面のプリントヘッド７５と同様に下面にそれぞれ配置されており、かつ同様の方向に向けられている。図示の実施形態において、プリントヘッド７１、７５は吐出ローラ５１上にインクを付着させる（deposit）ことができ、プリントヘッド７２、７６はローラ５２上にインクを付着させることができ、プリントヘッド７３、７７はローラ５３上にインクを付着させることができ、プリントヘッド７４、７８はローラ５４上にインクを付着させることができる。ページワイドプリントアレイ(a page wide printing array)を備えた実施形態においては、１つまたはそれよりも多くのプリントヘッドが、駆動ローラシャフト２６の回転軸２６ａと平行に測定した(measured parallel to)プリントゾーン３０の全幅にわたっていてもよい。

図３は、プリントヘッド７１に適したノズル配列の一実施形態を示す。このノズル配列は、プリントヘッド７２〜７８に用いてもよい。プリントヘッド７１は、ノズル板８０を用いて形成することができる。ノズル板８０は、プリントヘッド７１の下面に配置することができ、４対の直線状のノズルアレイ８２、８４、８６、８８を画定することができる。図示のプリントヘッド７１〜７８（図２参照）は、ノズルアレイ８２〜８８を備えており、このノズルアレイ８２〜８８は、走査軸３８（図１参照）と吐出ローラ軸５１ａ〜５４ａ（図１参照）とに平行な軸８９に沿ってそれぞれ整列している。それぞれの直線状のアレイ８２〜８８の個々のノズルは、説明のために特に拡大して示されているということに注意されたい。

直線状のノズルアレイ８２〜８８が走査軸３８と平行に向いた図示の実施形態では、プリントヘッド７１〜７８（図２参照）がローラ５１〜５４（図１参照）の真上を横切る間に、プリントヘッドのすべてのノズルを一度にスピッティングするのではなく、群に分かれたノズル（groups of nozzles）をスピッティングすることができるようになっている。個々の直線状のアレイのノズルは、直線状のノズルアレイ８２〜８８がローラ５１〜５４の回転軸と同じ方向を向いた状態で、関連するローラの曲面（round surface）から略同じ垂直距離のところにすべて配置されている。この構成によって、直線状のアレイの各ノズルが、同時に、関連するローラから略一定の垂直距離のところでスピッティングすることができるようになっている。ノズルアレイの個々のノズルと関連するローラの表面との間の距離を略均一にすることによって、ローラと各ノズルとを互いに接近して配置して、エアロゾルの発生を低減することができる。しかし、直線状のノズルアレイが他の向きの場合には、ローラ表面が湾曲しているために、アレイの個々のノズルは、ローラ表面からの垂直距離がさまざまなところに配置され、その結果、個々のノズルとローラ表面との間の吐出距離が不均一になってしまい、その結果、望ましくないエアロゾルが生じてしまう可能性がある。

図示のデザインは、スピッティングルーチンを速める「進行中の（on-the-fly）スピッティング」としても知られている、移動中のスピッティングも可能にしている。さらに、関連するプリントヘッドの長さよりも幅が狭い吐出目標表面を有するローラ５１〜５４を備えたローラ吐出容器システム（system）４０（図１参照）の図示の実施形態によって、より幅の狭い、よりコンパクトな整備ステーションのデザインが可能となり、それによってさらに、インクジェットプリント機構２０の設置面積(footprint size)を小さくすることができる。言い換えれば、図２を参照して、吐出ローラ５１の長さ５１ｂは、対応するプリントヘッド７１、７５の長さ７１ａ、７５ａよりも短くすることができる。同様に、ローラ５２〜５４の長さは、対応するプリントヘッドの長さよりもそれぞれ短くすることができる。設置面積を小さくすることが問題ではないいくつかの実施態様においては、吐出ローラの長さは、関連するプリントヘッドのノズルアレイと同じかまたはそれよりも長くてもよく、または、プリントヘッド組立品６０の配列と同様にプリントヘッドが配列されている場合には、ローラの長さは、複数のプリントヘッドに対応するよう延びていてもよい。

実施形態によっては、プリントヘッド７１〜７８のすべてが同一平面上にあるわけではなく、シャフト２６の軸２６ａが中心になった弧状になるように配列してもよい（図２参照）。これは、プリント媒体がドラム２８（図１参照）の真上を通るときの弧状のプリントゾーン経路に対応してもよい。図示の実施形態において、第１の群のプリントヘッド７１〜７４は、弧状の構成になるように互いに配列されて整備ゾーン３６に入ることができるようになっている。第２の群のプリントヘッド７５〜７８もまた、弧状の構成になるように互いに配列されて整備ゾーンに入ることができるようになっている。スピッティングルーチン中に発生する浮遊しているインクエアロゾル付随体（ink aerosol satellites）を素早く捕捉するために、吐出ローラ５１〜５４は、同様の弧状の関係になるように配列されて（図２参照）、プリントヘッドと吐出目標表面との間の間隔８７（図７参照）を、接近した状態に維持してもよい。図示の実施形態において、プリントヘッド７１と７５、プリントヘッド７２と７６、プリントヘッド７３と７７、およびプリントヘッド７４と７８は同一平面上にあってもよい。実施態様によっては、プリントヘッド７１〜７８をその他の向きに向ける方がより好適である場合があり、浮遊しているインクエアロゾル付随体を捕捉しようとしてプリントヘッドと吐出目標表面との関係を接近した状態に維持するために、吐出ローラをその他の配列にすることにつながるかもしれない、ということは明白である。

図４および図５は、ここでは歯車列組立品９０として示すローラ吐出容器駆動組立品の一実施形態の位置および構成を示す。このローラ吐出容器駆動組立品は、モータ５０を連結するために用いることができ、ローラ５１〜５４のそれぞれを駆動するようになっている。図５において最もよく示されているように、歯車列組立品９０は、吐出ローラ５１、５２、５３、５４のシャフトをそれぞれ支持するように直接連結された駆動歯車９１、９２、９３、９４を備えることができる。モータ５０および歯車９４からの駆動力を残りの歯車９１〜９３に伝えるために、３つの遊び歯車９６、９７、９８を設けてもよい。図５を見れば明白なように、歯車９４からの駆動力によって遊び歯車９６を推進させることができ、それによって今度は歯車９３を、次に遊び歯車９７を、次に歯車９２を、次に遊び歯車９８を推進させ、最後に歯車９１を推進させることができるようになっている。

図示の実施形態においては、それぞれの駆動歯車９１〜９３およびそれぞれの遊び歯車９６〜９８を、品揃え（inventory）の節約のためおよび製造組立ての便宜上、歯車９４と同一であるように示しているが、いかなる歯車配列を利用してもよい、ということが注意されるべきである。実際、駆動ベルトまたは駆動チェーン（図示せず）等を備え、またそれぞれの吐出ローラ用の別個の専用モータ（図示せず）を備え、さまざまなその他の駆動機構を用いて、駆動モータ５０からの回転力を吐出ローラ５１〜５４に伝えてもよい。例えば、プリントヘッドの７１と７５の一対、７２と７６の一対、７３と７７の一対、または７４と７８の一対から吐出される異なるタイプのインクかす（residue）を処理するために、いくつかの吐出ローラの回転数が他の吐出ローラの回転数よりも多いことが必要な場合等、実施態様によっては、その他の歯車または駆動歯の組合せを用いてもよい。例えば直径が互いに異なるように各ローラを構成すること等によって、吐出ローラ５１〜５４に異なる回転速度を与える、その他の実施形態を用いてもよい。

図４の実施形態では、歯車列組立品９０は、吐出容器フレーム４２によって画定される別個の任意選択の歯車チャンバ９９内に収容されていてもよい。別個の歯車チャンバ９９を用いることによって、ローラ５１〜５４の機械的支持を補助することができ、スピッティングルーチン中に生じるインクかすから歯車９１〜９８（図５参照）を保護するためにいくらか隔離することができることになる。図示の実施形態においては、歯車チャンバ９９をふたのない筐体として示すが、その他の実施態様においては、歯車チャンバを密閉して、インクエアロゾルまたはその他のインクかすによる汚れを最小限にすることが望ましい場合がある。上述のように、チャンバ９９は、モータ５０からの回転力を吐出ローラ５１〜５４に伝えるその他の駆動機構を収容してもよい。

図６は、吐出ローラ５１〜５４の外側の円筒形の目標表面からインクかすを除去するために用いるスクレーパー組立品１００の一実施形態を示す。図示の実施形態において、スクレーパー組立品１００は、スクレーパー１０１、１０２、１０３、１０４を備えており、それぞれのスクレーパー１０１、１０２、１０３、１０４は、吐出ローラ５１、５２、５３、５４からインクかすを除去するために用いられている。スクレーパー１０１、１０２、１０３、１０４は、それぞれポイント１０５、１０６、１０７、１０８において、吐出容器フレーム４２（図４参照）に固定して搭載することができるようになっている。図６に示す向きに取り付けられたスクレーパー１０１〜１０４は、吐出ローラ５１〜５４がそれぞれ反時計回り１０９に回転するときに、図７において最もよく示されているように、スクレーパー１０１〜１０４がローラ表面からインクかすを除去することができるようになっている。

整備ゾーン３６（図１参照）内には、プリンタが作動していない期間中にプリントヘッドをシールしておくキャップ（図示せず）、プリントヘッドのノズルオリフィス板のクリーニングを行うワイパー（図示せず）、ワイパークリーニング装置（devices）（図示せず）、インク溶剤ディスペンサー（図示せず）、インク溶剤をプリントヘッドに塗布するアプリケータ（図示せず）、およびプリントヘッドプライマー（primers）（図示せず）等、その他のプリントヘッド整備部材が配置されてもよい。このようなその他の整備部材を整備位置内へと動かすために用いるモータも、プリント中に、またはその他のプリントヘッド整備動作が行われている間に、スクレーパー１０１〜１０４によってクリーニングされるよう吐出ローラ５１〜５４を駆動するよう、連結されていてもよい。これにより、整備プロセス全体を速めることができる。

図７において、吐出容器フレーム下部５８は、下部廃インク（waste）バケツ１１１を画定するように設けられている。図示の実施形態において、下部廃インクバケツ１１１は、揮発性のまたは気化可能な成分が下部廃インクバケツ１１１から気化した後に固体の廃インク（ink waste）成分を残すまで、液体のインクかすを蓄積するために役立つフェルト製、繊維状、スポンジ状、またはその他多孔性の材料で形成された吸収性ライナー１１０で満たされていてもよい。図７には、吐出ローラ５１からインクかす１１２を除去している第１のスクレーパー１０１を示す。下部廃インクバケツ１１１は、底面１１４を画定していてもよい。インクかす１１２は、吐出ローラ５１から離れて落ちると、最初にインクかす１１６の山を形成する。吸収性ライナー１１０は、吐出容器フレームの下部５８の全幅に亘って覆って（extend）いてもよいが、図示の実施形態においては、底面１１４の上に底部ライナー１１８が置かれている。底部ライナー１１８は、ライナー１１０を構成するために用いるものと同じ材料でできていても、異なる材料でできていてもよい。実施態様によっては、図７の矢印１２０で示すように、収集するインクかす１１６の液体成分をまず底部ライナー１１８へ、次により大型でより恒久的な蓄積ライナー１１０へと引き込む毛管力を有するように、ライナー１１０、１１８の材料を選択することが有利である可能性がある。他の実施形態において、底部ライナー１１８は省いてもよく、または、吐出容器フレームの底面１１４の一部のみを覆ってもよい。

図示の複数のプリントヘッド７１〜７４および７５〜７８は、同一平面上にない向きになっているために（図２参照）、実施態様によっては、本明細書において示すものと直径が同じまたはそれよりも大きい単一の吐出ローラを用いて、そのような単一のローラ、あるいは一群の吐出ローラ、のまわりにプリントヘッドを間隔を置いて配置することが望ましい場合がある。実施態様によっては、吐出ローラ（単一または複数）から均一な距離のところに各プリントヘッドを間隔を置いて配置すれば十分であるかもしれない。他の実施態様においては、例えば異なるタイプのインクに対応するために、各プリントヘッドとその関連する吐出ローラ（単一または複数）との間の間隔を不均一にすれば十分であるかもしれない。

図１から図７に示す実施形態は、添付の（below）特許請求の範囲において述べられている本発明の原理および概念を説明するために示すものであり、やはり添付の特許請求の範囲内にありながらさまざまな変更および変形をさまざまな実施態様において用いてもよい。

本発明の実施形態による、プリントヘッドを整備するローラ吐出容器を備えた、プリント機構の一実施形態の一部概略部分斜視図である。 図１の吐出容器の真上の整備位置において示す、プリントヘッドの一実施形態の斜視図である。 説明のために個々のノズルを非常に拡大した状態の、図２に示すプリントヘッドのノズル配列の一実施形態の底面図である。 図１の吐出容器の斜視図である。 図１の吐出容器の、一群の可動部品の一実施形態の斜視図である。 図１の吐出容器の、一群の吐出ローラおよびスクレーパーの一実施形態の斜視図である。 明確にするために駆動モータを省いた状態の、図４の吐出容器の７−７線断面図である。

Claims (10)

1. プリントヘッドを備え、該プリントヘッドは第１の方向に配列された略直線状のノズルアレイを備えているプリント機構用の吐出容器システムであって、
   フレームと、
   該フレームに取り付けられ、前記第１の方向に向いた軸を中心として回転して、前記プリントヘッドから吐出されるインクを受け取るローラと
   を備えている吐出容器システム。
2. 第２のプリントヘッドを備えたプリント機構用の吐出容器システムであって、前記フレームに取り付けられ、前記第１の方向に向いた第２の軸を中心として回転して、前記第２のプリントヘッドから吐出されるインクを受け取る第２のローラをさらに備えている、請求項１に記載の吐出容器システム。
3. 第２のプリントヘッドを備えたプリント機構用の吐出容器システムであって、前記ローラは、前記第２のプリントヘッドから吐出されるインクを受け取るように向けられている、請求項１に記載の吐出容器システム。
4. 前記ローラを回転させるように連結された駆動モータをさらに備えている、請求項１に記載の吐出容器システム。
5. 前記モータを前記ローラに連結する歯車列をさらに備えている、請求項４に記載の吐出容器システム。
6. 前記フレームが廃インク槽を画定し、該廃インク槽が前記ローラから廃インクを受け取るように配置されている、請求項１に記載の吐出容器システム。
7. インクを定量供給するプリントヘッドを備えたプリント機構のプリントヘッドから廃インクをパージする方法であって、
   前記プリントヘッドのうちの少なくともいくつかをローラの真上に配置するステップと、
   前記プリントヘッドから前記ローラ上に廃インクをパージするステップと
   を含む、廃インクをパージする方法。
8. 前記プリントヘッドは前記インクを定量供給するノズルを備え、前記配置するステップには、前記ローラを前記ノズルから略均一な距離のところに配置することを含む、請求項７に記載の廃インクをパージする方法。
9. 前記プリントヘッドは第１の輪郭を形成し、前記配置するステップには、前記ローラを前記第１の輪郭と同様の第２の輪郭になるように配置することを含む、請求項７に記載の廃インクをパージする方法。
10. 第１の方向を向いた略直線状のノズルアレイを有するプリントヘッドを備えたプリント機構用の吐出容器システムであって、
    前記プリントヘッドから吐出されるインクを受け取る手段と、
    前記第１の方向を向いた軸を中心として前記インクを受け取る手段を回転させる手段と
    を備えている吐出容器システム。

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