JP4260382B2 - 流体吸収パッドシステム - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、インクジェット式印刷装置のメンテナンスステーションに関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
インクジェットプリンタは、インク液滴を記録媒体に向けるための少なくとも１つの印刷ヘッドを有する。印刷ヘッド内部では、インクを複数のチャネルに収容することができる。必要に応じて、エネルギーパルスを印加することでチャネル先端のオリフィスからインク液滴を放出する。
【０００３】
サーマルインクジェットプリンタでは、エネルギーパルスの生成は普通レジスタで行っている。各チャネルに１つずつレジスタが割り当てられていて、レジスタはチャネル内のインクを加熱、気化させるように電流パルスにより個別にアドレス可能となっている。いずれか１つのチャネル内で気泡が増大すると、電流パルスが停止し気泡が崩壊し始めるまで、インクが膨張によりチャネルオリフィスから放出される。電流パルスが停止すると、チャネルから離れ記録媒体に向かう方向に移動する液滴を形成するようにチャネル内のインクは後退し、膨張しているインクから分離する。次いで、チャネルは供給容器からインクを吸い上げる毛管作用により再び満たされる。サーマルインクジェットプリンタの動作については、例えば米国特許第４，８４９，７７４号に記載がある。
【０００４】
往復台タイプのサーマルインクジェットプリンタについては米国特許第４，６３８，３３７号に記載がある。記載されたプリンタは複数の印刷ヘッドを有し、その各々が往復運動する往復台に取りつけられたインクタンクカートリッジを備えている。各印刷ヘッドのチャネルオリフィスは往復台の動作ラインと垂直に位置合わせされている。往復台がある方向へ移動すると、静止している記録媒体に情報が一列分印刷される。次いで、その一列の印刷幅の分だけ記録媒体が往復台の動作ラインと垂直方向に進められる。この後往復台が逆方向へ移動し、次の一列分の情報を印刷する。
【０００５】
インクジェットプリンタのインク吐出オリフィスは、例えばプリンタが使用されている時に定期的にクリーニングしたり、及び/又はプリンタが使われないでいる時や延長された期間停止されている時に印刷ヘッドにキャップをすることにより、保守を行うことが必要である。印刷ヘッドにキャップを嵌めることは、印刷ヘッド内のインクの乾燥防止を意図している。キャップは、ノズル内の空気に触れているインクの乾燥を防ぐために制御された環境を提供する。
【０００６】
印刷ヘッドのチャネルにインクが完全に充填されるようにし、汚染物質や気泡の包含を確実に防止するため、印刷ヘッドの始動前に呼びインクを行う(prime)ことが必要な場合もある。印刷に視覚的瑕疵を生じ得る粒子や気泡を除却するため、大量の印刷を行った後やユーザの自由裁量により、追加の、但しより少量の呼びインクを行うことが必要な場合もある。インクジェットプリンタの多様な印刷ヘッド用メンテナンスステーション及び/又はプライミングステーションについては、例えば米国特許第４，３６４，０６５号、同第４，８５５，７６４号、同第４，７４６，９３８号に記載されていて、また印刷中に印刷ヘッドのインクリザーバから気体を除去することについては米国特許第４，６７９，０５９号に記載されている。
【０００７】
普通プライミング動作は印刷ヘッドを通ってインクを前進又は後退させることを含むが、この動作により印刷ヘッド面にインクの液滴が残留することがある。これにより、インク残留物が印刷ヘッド面に蓄積する。このインク残留物は印刷品質を低下させることがある。また、印刷中に紙の繊維やその他の異物が印刷ヘッド面に堆積することもある。インク残留物と同様に、この異物も印刷品質に悪影響を与えるおそれがある。上記米国特許第４，８５３，７１７号では、印刷動作の最後に印刷ヘッドをワイパーブレードと直交する方向に移動させ、印刷ヘッドにキャップを嵌める前に粉塵やその他の汚染物質をオリフィスからかき落とすこと、及び印刷ヘッドキャップを支持するスレッドの上でプリンタ往復台を移動させることにより印刷ヘッドノズルにキャップを嵌めることを開示している。この方法では、キャップと別体のキャップ作動デバイスを必要としない。また、上記米国特許第４，７４６，９３８号は、キャップをする前に印刷ヘッドを洗浄するために印刷動作の最後に印刷ヘッド面に水をかける洗浄ユニットをインクジェットプリンタに装備することを開示している。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明はメンテナンスステーションとともに使用可能な廃棄物パッドシステムと、廃棄物パッドの製造方法を提供するものである。
【０００９】
プリンタは、真空ポンプにより供給される負圧によりプライミングされる、１つもしくはそれより多くの印刷ヘッドを備えている。インクは１つもしくはそれより多くの印刷ヘッド毎にプライミングされ、メンテナンスステーションの１つもしくはそれより多くの印刷ヘッドキャップに入る。様々な例示的態様において、１つもしくはそれより多くの印刷ヘッドは顔料インクと染料インクのいずれの吐出にも対応している。顔料インク及び染料インクは、１つもしくはそれより多くのメンテナンスキャップ、連結管、インクマニホールドを通って吸い上げられ、最後に廃棄物パッドシステムに溜められる。インクが廃棄物パッドアセンブリに溜められると、液体インクが吸収され、廃棄インクが乾燥する前に廃棄物パッドを通って移動する。
【発明の実施の形態】
【００１０】
上に示した、或いはその他の本発明の特徴及び利点は、本発明によるシステム及び方法の様々な例示的実施形態についての以下の詳細な説明に記載され、またその説明から自明となる。
【００１１】
本発明の多様な例示的実施形態を添付の図面を参照にしながら詳述する。図面において、同様な数字は同様な要素を表す。
【００１２】
図１は、インク供給カートリッジ１４に固定された１つもしくはそれより多くの印刷ヘッド１２（鎖線で表示）を含む、プリンタ１０を示す。インク供給カートリッジ１４は往復台１６に着脱可能に取り付けられる。往復台１６は、１つもしくはそれより多くのガイドレール１８上を、矢印２０に示す方向に前後移動することができ、このため１つもしくはそれより多くの印刷ヘッド１２とインク供給カートリッジ１４は往復台１６と同時に移動することができる。１つもしくはそれより多くの印刷ヘッド１２のそれぞれは複数のインクチャネルを有する。インクチャネルの先端はノズル面２３上のノズル２２となっている（ノズル２２及びノズル面２３は鎖線で示されている）。インクチャネルはインクをインク供給カートリッジ１４から印刷ヘッドノズル２２へ導く。
【００１３】
プリンタ１０が印刷モードにあるとき、往復台１６は鎖線で示す印刷領域２４を前後、縦横に移動或いは往復運動する。インク液滴はオンデマンド方式で印刷ヘッドノズル２２から印刷領域に配置された紙などの記録媒体に選択的に射出され、一度に一列分または一部分の情報を印刷する。往復台１６が記録媒体上を１つの方向へ通過或いは移動している間、記録媒体は静止している。往復台１６が通過する毎に、記録媒体は矢印２６の方向へ一列分の印刷の幅相当の高さ分だけ進められる。米国特許第４，５７１，５９９号及び米国再発行特許第３２，５７２号に印刷ヘッド及び印刷動作の更に詳細な記述がある。これらの特許は全文を参照によって本明細書中に援用する。
【００１４】
プリンタ１０が印刷モードにないとき、往復台１６は印刷領域２４とは離れたメンテナンスステーション１０００へ移動する。１つもしくはそれより多くの印刷ヘッド１２がメンテナンスステーション１０００の定位置に置かれると、これらの印刷ヘッド１２について様々なメンテナンス機能を実施することができる。
【００１５】
図１に示されるように、メンテナンスステーション１０００には、１つもしくはそれより多くの印刷ヘッド１２と係合可能な１つもしくはそれより多くの印刷ヘッドキャップが備えられている。印刷ヘッドキャップは１つもしくはそれより多くの印刷ヘッド１２のノズル２２からインクや残留物等を除去する。インクジェット印刷ヘッド１２から印刷ヘッドキャップにより除去された廃棄インクは、真空ポンプの作用により１つもしくはそれより多くのチューブを通ってメンテナンスステーション１０００から廃棄インクマニホールド７０へ除去され、或いは排出される。
【００１６】
多様な例示的実施形態において、１つもしくはそれより多くの印刷ヘッド１２は顔料インクと染料インクのいずれの吐出にも対応している。顔料インクの例示的実施形態の一つとして、カーボンブラックベースのブラックインクが挙げられる。染料インクの例示的実施形態の一つとして、インクジェットプリンタで通常使用されるシアン、マゼンタ、イエローインクが挙げられる。但し、顔料インク及び染料インクは上に例示した実施形態に限定されないことを理解されたい。また、プリンタは１つの印刷ヘッドが顔料インクと染料インクの両方に対応するものであってもよく、顔料インク或いは染料インク専用の１つもしくはそれより多くの印刷ヘッドを備えるものであってもよいことを理解されたい。後者の場合、各印刷ヘッドが顔料インクのみを吐出するノズルの大きなアレイと、これとは離間して配置される染料インクのみを吐出するノズルのアレイとを有する。更にこれらやその他のタイプの印刷ヘッドを組み合わせたものであってもよい。
【００１７】
廃棄インクマニホールド７０に収容された廃棄インクは、次に真空ポンプにより汲み出され、本発明に従った廃棄インクパッドシステム２００に入れられる。図２乃至図５に示すように、様々な例示的実施形態において、廃棄インクパッドシステム２００は１つもしくはそれより多くのインクパッド１００をその中に配置したトレイ２１０を有する。
【００１８】
図２及び図３は、本発明に従った廃棄インクパッドシステム２００で利用可能な廃棄インクパッド１００の例示的な実施形態を示す。特に、図２乃至図４は第１の廃棄インクパッド１１０と第２の廃棄インクパッド１２０を用いて作られた１つの廃棄インクパッド１００を示している。特に、様々な例示的実施形態において、第１及び第２の廃棄インクパッド１１０及び１２０は異なる配置の単一の廃棄物パッドを用いて形成したものである。図２の第１の廃棄インクパッド１１０は第１の向きで示されており、図３の第２の廃棄インクパッド１２０は、図２に示す第１の廃棄インクパッドの向きを鉛直方向について１８０度回転させた第２の向きで示されている。
【００１９】
図２及び図３に示されるように、第１の廃棄インクパッド１１０は、およそ幾何学的中心に形成された中央の穴１１４を有する。また、第１の廃棄インクパッド１１０は、第１の廃棄インクパッド１１０の１つの角と中央の穴１１４とを結んだ線のおよそ中間に位置する第２の穴１１２を有する。
【００２０】
同様に、第２の廃棄インクパッド１２０はおよそ中央に位置する中央の穴１２２と、この中央の穴１２２と第２の廃棄インクパッド１２０の１つの角とを結んだ線の略中間に位置する第２の穴１２４とを有する。特に、図２及び図３に示されるように、そして図４からもより容易に見られるように、穴１１２と穴１２４は大体第１と第２のインクパッド１１０と１２０について対角線上の反対側にある。当然ながら、実際にはインクパッド１１０及び１２０は異なる配置にある同一の廃棄インクパッドであることを理解すべきである。
【００２１】
図４に示すように、廃棄インクパッド１００は第１の廃棄インクパッド１１０を第２の廃棄インクパッド１２０の上に位置合わせをして載置することにより形成されている。この配置にあるとき、中央の穴１１４と１２２は大体位置合わせされていて、第２の穴１１２と１２４は廃棄インクパッド１００の斜めの対角の位置にある。更に、第１及び第２の廃棄インクパッド１１０及び１２０が組み合わされ、位置合わせされて図４に示される廃棄インクパッド１００を形成するとき、第２の廃棄インクパッド１２０の頂面１２６と第１の廃棄インクパッド１１０の底面との境界面によって中央軸又は境界面１４０が形成される。
【００２２】
また、図４に示されるように、第１の廃棄インクパッド１１０の第２の穴１１２にスリーブ１３０が挿入される。特に、様々な例示的実施形態において、スリーブ１３０は第２の穴１１２に挿入され、第２の廃棄インクパッド１２０の頂面１２６に当接する。
【００２３】
図５は本発明による廃棄インクパッド１００を組み込んだ廃棄インクパッドシステム２００の斜視図である。図５に示されるように、廃棄インクパッドシステム２００は、廃棄インクパッド１００を搭載したトレイ２１０を含む。廃棄インクパッドシステム２００の頂部カバー（図示せず）が、スリーブ１３０がカバーを通じて延出するよう、トレイ２１０の上に嵌め合わされる。スリーブ１３０は、廃棄インクパッドシステム２００を図１に示されるように真空ポンプに連結しているチューブ７５に接続させることができる。或いは、廃棄インクパッドシステム２００は廃棄インク溜め１００の代わりに使用されることができる。
【００２４】
スリーブ１３０は第１のパッド１１０のみを貫通して延出しているため、スリーブ１３０は廃棄インクパッドシステム２００に流入する廃棄インクに適切な給湿を確実に行うことができる。廃棄インクパッドシステム２００に流入する廃棄インクがスリーブ１３０内に導かれると、この廃棄インクは第１及び第２の廃棄インクパッド１１０と１２０との間を通って移動を開始する。特に、廃棄インクは中央軸又は界面１４０に沿って第１と第２の廃棄インクパッド１１０及び１２０の間を移動する。廃棄インクを第２の廃棄インクパッド１２０の頂面１２６と第１の廃棄インクパッド１１０の底面１１６の間の中央軸又は境界面１４０に沿って集中させることにより、廃棄インクの揮発性の液体部が廃棄インクからすぐに蒸発することは不可能である。
【００２５】
廃棄インクが揮発性の液相の状態に比較的長時間置かれることになるので、廃棄インクは中央軸境界面１４０に沿って比較的長時間にわたり第１及び第２の廃棄インクパッド１１０及び１２０を通って流れることが可能である。このため、廃棄インクは第１の廃棄インクパッド１１０に形成された第２の穴１１２から第１及び第２の廃棄インクパッド１１０及び１２０のかなり深い部分まで浸透することが可能である。従って、廃棄インクから揮発性液体の蒸発を遅らせることにより、第１及び第２の廃棄インクパッド１１０及び１２０の廃棄インクの保持能力が高まる。
【００２６】
更に、廃棄インクパッド１００のスリーブ１３０周辺の液溜領域に十分な給湿を行うこと、及び/又はスリーブ１３０の内側に十分な給湿を行うことにより、廃棄インクの早期乾燥及び固化を減ずることができ、最適にはそれらが最小化される。
【００２７】
過去において、廃棄インクを従来の廃棄インクパッドに導入する部分である液溜領域の給湿が不十分であったことから、廃棄インクが従来の廃棄インクパッドに溜まると即座に乾燥し硬結するという事態が発生した。液溜点を覆うように廃棄インクが硬結してしまうと、それ以上の廃棄インクが廃棄インクパッドに入ったり廃棄インクパッドを通って移動することができなくなる。この結果、従来の廃棄インクパッドにおいては実際にはその保持能力のごく一部分しか使用できないことになる。すなわち、従来の廃棄インクパッドでは、その全容量を非効率的且つ非効果的に使用していた。対照的に、本発明による廃棄インクパッドシステム２００では、廃棄インクが液体の状態にある時間が従来に比べて大幅に長くなっているので、廃棄インクパッド１００の廃棄インクの保持能力の大部分が使用可能である。
【００２８】
上述したように、図２及び図３に示される第１及び第２の廃棄インクパッド１１０及び１２０は単一のインクパッド１００を効果的に形成する。加えて、中央に位置する穴１１４及び１２２、及びこれらの中央の穴１１４/１２２と廃棄インクパッドの１つの角とを結んだ線上に穴１１２及び１２４を形成することにより、第１及び第２の廃棄インクパッド１１０及び１２０を単一の部品として製造することができる。これらの穴は単一の製造工程で形成することができるため、廃棄インクパッドのより効率的且つより効果的な製造工程を提供する。特に、穴は１つのパッドから円形の材料を打ち抜くことにより形成される。次に、廃棄インクパッドシステム２００の形成にあたり、まずこれらのパッドのうち最初のインクパッドを第２のインクパッド１２０として第２の向きにインクトレイ２１０内に配置する。次いで、これらのパッドのうち二番目のインクパッドを第１のインクパッド１１０として第２のインクパッド１２０の向きとは１８０度反対の第１の向きにインクトレイ２１０内に配置する。
【００２９】
加えて、２つの開口部１１２と１２４を廃棄インクパッド１１０の対角線上対向する角に配置することで、廃棄インクパッドシステム２００の効率及び保持能力を更に高めることができる。これは、対角線上対向する角に開口部を配置することで製造及び組立時のわかりやすい基準点を提供するからである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に従ったインクジェットプリンタ及びメンテナンスステーションの概略正面図である。
【図２】図４に示す改良廃棄物パッドシステムの例示的な一実施形態の上部廃棄物パッドの斜視図である。
【図３】図４に示す改良廃棄物パッドシステムの例示的な一実施形態の下部廃棄物パッドの斜視図である。
【図４】図２と図３に示す廃棄物パッドを組み合わせることで形成される廃棄物パッドの斜視図である。
【図５】本発明に従った廃棄物パッドシステムの斜視図である。
【符号の説明】
１０ プリンタ
１２ 印刷ヘッド
１００ 廃棄インクパッド
１１０ 第１の廃棄インクパッド
１２０ 第２の廃棄インクパッド
１３０ スリーブ（ガイド部材）
１０００ メンテナンスステーション

Claims (1)

1. インクジェットプリンタのメンテナンスステーションで使用可能な流体吸収パッドシステムであって、
   中央に位置する穴と、該中央に位置する穴と第１のパッドの１つの角との間に位置する第２の穴とを有する第１のパッドと、
   前記第１のパッドとの間に境界面を形成するように前記第１のパッドに隣接して位置決めされる第２のパッドであって、中央に位置する穴と、該中央に位置する穴と第２のパッドの１つの角との間に位置する第２の穴とを有し、前記第１のパッドの第２の穴及び前記第２のパッドの第２の穴は中央に位置する穴について相互に対角線上の反対側にある、第２のパッドと、
   ガイド部材であって、前記ガイド部材が前記第１及び第２のパッドのいずれか一方の第２の穴に挿入されると、前記ガイド部材とその一方のパッドの第２の穴とでチャンバを画定する、ガイド部材と、を含み、
   前記パッドシステムにおいて流体がチャンバに受容されると、流体吸収システムに受容された流体は前記第１及び第２のパッドの間の境界面に溜められる、流体吸収パッドシステム。

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