JP4270817B2 - クリーニング機能付きコンティニュアス・インクジェット印刷装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、一般的なインクジェット印刷装置の分野に関し、特に、気流型水滴デフレクターが非印刷水滴を印刷水滴からそらすため及びプリントヘッド清掃動作を実現するために用いられるコンティニュアス・インクジェット印刷装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
デジタル的に制御されるカラーインクジェット印刷機能は、”ドロップオンデマンド(drop on demand)”と” コンティニュアス・ストリーム(continuous stream)”とそれぞれ称される２つの技術のうちの１つによって実現される。双方とも、供給されるインクの各色毎に独立したインク供給部を必要とする。インクはプリントヘッド中に形成された通路を通じて供給される。各通路はノズルを含み、ノズルからインク滴を選択的に押し出して媒体上に付着させる。一般的に、それぞれの技術は印刷に使用するインク色毎にインクを別々に供給するシステムを必要とする。３つの基本色すなわちシアン、イエロー、マゼンタにより一般に数百万の色の組み合わせを実現できることから、通常、それらの基本色が使用される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ドロップオンデマンド・インクジェット印刷は、加圧アクチュエータ（熱、圧電性等）を使用することにより印刷媒体上に衝突させるインク滴を供給する。アクチュエータを選択的に起動することにより、インク滴を形成して発射し、プリントヘッドと印刷媒体間の空間中を飛ばして印刷媒体に衝突させる。プリント画像の形成は、所望の画像を形成するための要求にしたがい、インク滴の個々の形成を制御することにより実現される。一般的に、各通路内のわずかな負圧により、インクがノズルから不用意に漏れるのを防ぎ、また、ノズルにおいてわずかに凹状が形成され、これによってノズルが汚れないよう維持することを助けている。従来のドロップオンデマンド・インクジェットプリンタは、プリントヘッドの穴にてインクジェット滴を生成するために加圧アクチュエータを利用している。一般に、熱アクチュエータと圧電アクチュエータをそれぞれ含む２種類のアクチュエータのうちの１つの種類が使用される。熱アクチュエータでは、適当な位置に配置されたヒータがインクを加熱する。これにより、多量のインクが、インク滴の発射に十分な圧力までインク圧力を高める水蒸気バブルに相変化する。圧電アクチュエータでは、電界が圧電材料に印加される。その圧電材料は内部に機械的な圧力を生成し、それによりインク滴を発射させる特性を有する。最も一般的に製造される圧電材料には、ジルコン酸チタン酸鉛、チタン酸バリウム、チタン酸鉛、メタニオブ酸鉛等のセラミックがある。
【０００４】
これに対し、コンティニュアス・ストリームインクジェット印刷は、インク滴を次々と生成する加圧インク源を使用する。帯電装置が、線条の作動流体が別々のインク滴に分解する場所の近くに配置される。インク滴は電気的に帯電し、大きな電位差を持つ偏向電極により適当な位置に偏向される。印刷が要求されないときは、インク滴はインク捕獲機構（捕獲手段（catcher）、さえぎる手段(interceptor)、溝(gutter)等）に向けて偏向され、再利用又は廃棄される。印刷が要求されたときは、インク滴は偏向されずに印刷媒体に衝突する。または、偏向されたインク滴が印刷媒体に衝突してもよく、偏向されないインク滴はインク捕獲機構に集められる。コンティニュアス・インクジェット印刷装置はドロップオンドデマンド装置よりも速く、より高画質の印刷画像やグラフィックを形成する。しかしながら、印刷色毎に、別々の滴の形成、偏向、捕獲システムを必要とする。
【０００５】
両タイプのインクジェット技術に関連する問題の１つは、プリントヘッドの信頼性の問題である。コンティニュアス・インクジェットプリンタについての共通の問題は、起動時にプリントヘッドがオンしたときに生じる初期の流れの不安定性である。初期の流れの不安定性の多くは、表面の汚れから生じる、ノズル近傍の表面の湿り及びその他の湿りに関連する力学によるものである。インクの流れの初期のずれは、プリントヘッド内の気体バブルの圧力からも生じ得る。起動及び停止の遷移時の低いインク圧力は、一時的な誤方向噴射の形成において流れの不安定性の別の共通の原因である。そのような不安定性に対処した従来の方法は、停止／起動時にプリントヘッドノズル上を移動するキャップやノズルを利用する必要があり、また、起動／停止時にプリントヘッドから発射されインク流／インク滴を効果的に含む。
【０００６】
起動、停止時に生じる流れの不安定性に加えて、インクジェットプリントヘッドには、作動後にノズル周辺が乾燥するというインクの問題がある。乾燥したインク、紙繊維、ほこりが組み合わさり、ノズルの穴が部分的または完全に塞がれることがある。通常、ノズルプレート、インク収集機構から乾燥したインクやその他の汚れを取り除くために定期的なメンテナンスが行なわれる。ヘッドを水ですすぎ、気体を吹き付けてメンテナンスを行なう方法が、当業者によく知られている。流体（気体を含む）を用いてクリーニングする技術の一つが米国特許第４，９７０，５３５号（オズワルド等、１９９０年）に開示されている。この方法では、プリントヘッドを入口と出口を有する空洞で囲み、それにより、流体がノズルの穴に対して実質的に接するような角度で、入口と空洞中に方向づけられるようにしている。これによりノズル周辺に配置されたインクは出口に向かって搬送される。他の従来技術では、ノズルから乾燥したインクをぬぐう装置を利用している。例えば、スキージーや布きん等の物理的なワイパーを、その表面上を移動させ、すなわち、ふき取る。
【０００７】
最後のプリントヘッドの信頼性の問題は、インクがノズル中及びその近傍で乾燥する、使用期間と使用期間の間のプリントヘッドの収納により生じる。１つの解決方法は、収納時のノズル近傍を湿気があり溶解可能な環境に保つことである。例えば、米国特許第４，６２６，８６９号（ピアット、１９８５年）は、プリントヘッドアセンブリの重要な構成要素が湿り気の有る状態に保管されるシステムを記載する。
【０００８】
前述の信頼性の問題を防止するメンテナンス動作を提供するために、プリンタは、プリントヘッド側に配置され、いわゆるホームステーションと呼ばれる組み込み式の起動ステーションを含んでもよい。プリントヘッドは、種々のクリーニング、乾燥、診断動作が行なわれるホームステーションのチェンバとの密閉された連結の上及びその中を移動する。そのような起動ステーションにより実行される手順はまさに有効ではあるが、そのようなステーションを追加することは、印刷装置をかなり複雑にし、そのコストを増大させる。
【０００９】
明らかに、専用の起動時メンテナンス・ステーションを必要とせず、インクジェとプリンタのプリントヘッド上の必要なメンテナンス及びクリーニングを効果的に実現する機構が必要とされている。理想的には、そのような動作は、プリンタ構造を簡単化し、プリンタ製造コストを低減するために、プリントヘッド自身に容易に統合される構成により実現することができる。最後に、もし、プリンタ製造コストのさらなる低減に対する他の目的のために通常使用されるプリンタ内の従来より存在する構成によって、少なくともいくつかのメンテナンス動作が実現され又は促進されれば、好ましいことである。
【００１０】
本発明は上記課題を解決すべくなされたものであり、その目的とするところは、簡易な構造で統合したクリーニング機能を実現するインクジェット印刷装置を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明の第１の特徴は、滴デフレクタにおける気体プレナム構造を共用し、滴の分離の通常の機能に加えて、起動時のクリーニング、停止時のクリーニング、メンテナンス及び収納の統合された機能を提供することにある。この実施において、プリントヘッドの表面上へ直接、気体またはクリーニング液が供給される。
【００１２】
この目的のために、本発明は、画像を印刷するインクジェット印刷装置であって、少なくとも２つの異なる体積の中から選択された一の体積を持つインク滴の流れを射出するためのノズルを少なくとも１つ有するプリントヘッドを含むインク滴形成機構と、互いに異なる体積を持つインク滴を分離する気体の流れを発生させる滴デフレクタと、少なくとも一部分が滴デフレクタから形成され、プリントヘッドを清掃し、維持するために、流体の流れをプリントヘッドに供給するクリーニングステーションとを備える。
【００１３】
滴デフレクタは、気体の流れを発生させる加圧気体源と、気体の流れをインク滴の流れ中を通過させて互いに異なる体積を持つインク滴を分離するためのプレナムとを含む。より効果的には、クリーニングステーションは少なくとも一部分においてプレナムと滴デフレクタの加圧気体源とから形成され、さらに、バルブを介してプレナムに接続する、液体クリーニング剤（水でもよい）の供給源を含む。動作において、バルブは開けられると、プリントヘッドへのクリーニング剤を流す。その後、加圧気体源（気体ブロワでもよい）が活動化され、プリントヘッド表面から余分なクリーニング液を乾燥させる。
【００１４】
インクジェット印刷装置はさらに画像印刷に使用されないインク滴を捕獲するインクキャッチャーと、再利用のためキャッチャーにより捕獲されたインク滴を集める回収リザーバとを含んでも良い。より効果的には、クリーニングステーションはまたその一部を回収リザーバから形成してもよく、それにより、クリーニング動作中にプリントヘッド表面に方向付けられた使用済み液体クリーニング剤を集めるという更なる機能を実現する。好ましくは、使用済み液体クリーニング剤は滴を形成するインクの主成分と同じ溶剤の種類である。それにより、使用済みクリーニング剤の回収は、インクキャッチャーから集められるインクの回収に干渉しなくなる。
【００１５】
最後に、インクジェット印刷装置は、プリントヘッドに連結し、パーキング位置から動作位置へ、滴デフレクタと印刷媒体に対してプリントヘッドを伸ばしたり、引っ込めたりさせるパーキング機構を備えても良い。収納時は、パーキング機構はプリントヘッドを、プリントヘッドのインクジェットノズル上に湿ったスポンジを配置して比較的長い間、収納され得るパーキング位置に引っ込められる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、添付の図面を参照し、本発明に係るインクジェット印刷装置を詳細に説明する。
【００１７】
以下の説明は、特に本発明に係る装置を構成する要素または本発明に係る装置と直接的に協働する要素についてなされたものである。特定して示していないまたは記載していない要素は当業者に周知の種々の形態を取り得ることを理解すべきである。
【００１８】
図１に本発明の好ましい実施形態のインク滴形成機構１０を示す。インク滴形成機構１０はプリントヘッド２０、少なくとも１つのインク供給部３０及び制御部４０を含む。インク滴形成機構１０は概略的に示され、明確さのために同じ縮尺では示されていないが、当業者であれば、特定のサイズや好ましい要素の相互接続を容易に決定することができる。
【００１９】
本発明の好ましい実施形態において、プリントヘッド２０は周知の半導体製造技術（ＣＭＯＳ回路製造技術、ミクロ電子機械構造（ＭＥＭＳ）製造技術等）を用いて半導体材料（シリコン等）から形成できる。しかしながら、本開示の範囲内において、プリントヘッド２０は当該技術分野で従来より知られている任意の製造技術を用いて形成してもよいことが考えられる。
【００２０】
図１に戻り、少なくとも１つのノズル２５はプリントヘッド２０上において形成されている。ここで示した例では、ノズル２５は直径が９マイクロメータである。ノズル２５は、インク供給部３０に、プリントヘッド２０中に設けられたインク管５０を介して液体が流通するようになっている。本開示の範囲内で、プリントヘッド２０は、３色以上のインク色を用いたカラー印刷を提供するために、３０のような更なるインク供給部や、それに対応するノズル２５を含んでもよいということが考えられる。さらに、白黒または単色印刷を１つのインク供給部３０とノズル２５を用いて実現してもよい。
【００２１】
ヒータ６０は、対応するノズル２５の回りにプリントヘッド２０上に少なくとも部分的に形成され又は配置される。ヒータ６０は、対応するノズル２５の周囲から半径方向に離して配置してもよく、好ましくは、対応するノズル２５の近くに同心円状に配置する。好ましい実施形態において、ヒータ６０は実質的に円環状にすなわちリング形状に形成され、もっぱら、導線４５を介して導電パッド５５に電気的に接続された電気的抵抗発熱素子からなる。
【００２２】
導線４５及び導電パッド５５は、制御部４０とヒータ６０間の電気接続を得るために、プリントヘッド２０上に少なくとも部分的に形成され、または配置されてもよい。または、制御部４０とヒータ６０間の電気接続は任意の周知技術で実現し得る。さらに、制御部４０は典型的には、所望の方法で多くの構成要素（ヒータ６０、インク滴形成機構１０等）を制御可能なロジックコントローラ、プログラム可能なマイクロプロセッサ等である。
【００２３】
図２（ａ）に、制御部４０からヒータ６０に対して供給される電気的な活動化波形の一例を図式的に示す。通常、ヒータ６０の急速なパルス化は小さなインク滴を形成し、緩やかなパルス化は大きな滴を形成する。ここで示す例では、小さなインク滴が、画像を受けるもの(image receiver）にしるしを付けるために使用され、大きな滴はインクのリサイクルのために捕獲される。
【００２４】
好ましい実施形態において、画像の一画素についてノズル毎に多くの滴が生成される。図２（ａ）において、Ｐは、一画像画素の印刷時間であり、下つき文字は画素時間中に生成される印刷滴の数を示す。（ｂ）の図は、波形（ａ）を印加した結果として生成される滴を示す。２つの小さな印刷滴の最も大きいものが説明の簡単化のために示されている。しかしながら、より多くの数の印刷滴に対してより多くの時間が留保されることが明確に本発明の範囲内にあることを理解しなければならない。画像画素毎の滴の形成において、可変数の小さな印刷滴に加え、非印刷の大きな滴９５、１０５、１１０が常に形成される。画像画素毎のヒータ６０の活動化波形は、電気的パルス時間６５（典型的には０．１から１０マイクロ秒、より好ましくは０．５から１．５マイクロ秒）で始る。遅延時間８３後に、さらなる（選択的な）ヒータ６０の活動化が画像データにしたがい電気的パルス７０で行なわれ、その際、少なくとも１つの印刷滴１００が期間Ｐ₁に対して示されているように必要である。画像データが期間Ｐ₂においてさらに別の印刷滴が生成されることを必要とする場合、ヒータ６０は再度遅延時間８３の後、パルス７５で活動化される。ヒータ活動化電気パルス時間６５、７０、７５は全ての遅延時間８３が等しいように実質的に同様である。遅延時間８３は典型的には１から１００マイクロ秒であり、より好ましくは３から６マイクロ秒である。遅延時間８０、８５、９０は、ピクセル時間間隔Ｐにおいてパルス化が終了して次の画像画素が開始した後の残りの時間である。全ての小さな印刷滴１００は同じ体積であるが、より大きな非印刷滴９５、１０５、１１０の体積は画素時間間隔Ｐにおいて生成された小さな滴１００の数に応じて変化する。画素時間間隔Ｐの間の小さな滴の生成は大きな滴からかけ離れた量となる。遅延時間９０は遅延時間８３よりも十分大きな値に選択され、小さな印刷滴１００に対する大きな非印刷滴の体積の割合は好ましくは４以上である。
【００２５】
図３において、前述した様な、滴量の画像方向変調を提供する方法におけるプリントヘッド２０の動作を、滴量に従い印刷経路または非印刷経路に滴を分ける気流弁別手段と関連づけて説明している。プリントヘッド２０におけるノズル２５を介してインクが射出され、Ｘ軸に沿ってプリントヘッド２０に対して実質的に垂直な方向に動く流動する液体１２０の線条を形成する。流動する液体の線条がそのままの状態にある物理的な領域がｒ₁として示されている。ヒータ６０は画像データに応じて選択的に種々の周波数で活動化され、流動する液体１２０の線条を個々のインク滴の流れに分解する。非印刷滴９５、１０５、１１０の形成において滴は頻繁に合体する。ジェット分解及び滴合体のこの領域はｒ₂として示されている。領域ｒ₂に続き、滴の形成は領域ｒ3において完全になり、小さな印刷滴及び大きな非印刷滴が空間的に分離される。領域ｒ₄を越えると、空気力学的効果により、同時に画像情報の損失を伴う、隣接する大小滴の合併が起こる。弁別力１３０はＸ軸に垂直方向の気流により与えられる。弁別力１３０は距離ｒ₃以下の距離Ｌに対して作用する。大きな非印刷滴９５、１０５、１１０は、小さな体積の滴１００よりも、より大きな質量及びより大きなモーメントを持つ。気流の力１３０はインク滴の流れに相互作用し、個々のインク滴は個々の体積及び質量に応じて分かれていく。したがって、気流の速度は、大きな滴経路Ｋから小さな滴経路Ｓまでの十分な差分Ｄに調整され、これにより、小さな滴１００が印刷媒体Ｗに衝突するようにし、大きな非印刷滴９５、１０５、１１０は、以下の装置にて説明するインク捕獲構造により捕獲される。
【００２６】
図３、図４に、本発明の好ましい実施形態において使用されるプリントヘッド２０が、その関連する流体接続とともに模式的に示されている。大きな体積のインク滴９５、１０５、１１０及び小さな体積のインク滴１００が、プリントヘッド２０から実質的に射出経路Ｘに沿って射出されるインクから形成される。滴デフレクタ３１５は上側のプレナム３４５と下側プレナム３３５を含み、それらは滴デフレクタ３１５において容易に気流を薄い層にする。ブロワ１５０からの加圧された気体は、下側のプレナム３３５に入る。下側のプレナム３３５はプレナム３４５の反対に配置され、経路Ｘに沿って移動する滴の流れを、外部の気流の乱れから保護しながら、気流を薄い層にする。滴デフレクタ３１５の中心は経路Ｘ付近に配置される。気流による力１３０の印加により、インク滴を小さな滴の経路Ｓと大きな滴の経路Ｋに分ける。
【００２７】
経路Ｘ付近のプレナム３３５に隣接して配置されるインク収集機構３２５は、大きな滴９５、１０５、１１０の経路Ｋをさえぎり、小さな滴の経路Ｓに沿って移動する小さなインク滴１００を記録媒体へ続かせる。大きな非印刷インク滴９５、１０５、１１０はインク収集機構３２５内のインクキャッチャ３２０に衝突する。インク回収導管(ink recovery conduit)３２７は、通常は開いているバルブ２００を介してインクを回収リザ―バ１８０に戻す。管３４０と通常は開いているバルブ１９５を通じてブロワ１５０から接続される導管３２７中の負圧は、回収リザーバ１８０に対する回収されたインクの移動を容易にする。導管３２７中の圧力は、回収されたインクを引き込むのに十分であれば低減されてもよいが、大きな気流により滴の経路Ｓを実質的に変更するほど十分に大きな値であってはならない。
【００２８】
上側のプレナム３４５を流れる気流の少ない一部は、プレナム３３０によりインク収集機構３２５の入口に再度方向付けられる。供給プレナム１６５における正の気体の圧力は圧力レギュレータ１７０により制御され、余分な圧力は外部環境へ解放される。相補的な方法において、プレナム１６０における気体の負圧はレギュレータ１５５により制御される。レギュレータ１７０と１５５は、インクキャッチャ３２０付近のプリントヘッド機構内の気体の圧力がプリントヘッド機構の外部周辺の気体の圧力に対して正となるように調整される。このように周囲の埃や紙繊維がインクキャッチャに接近し付着することを防止し、さらにインク回収導管３２７へ侵入することを排除する。
【００２９】
Ｏリングシール２０２と溢れ経路３１０は、プリントヘッド２０において誤って方向付けされたノズルからの、滴デフレクタ３１５に適切に入らなかったインクを捕獲し、回収する手段を提供する。
【００３０】
印刷しない（ジェットが動作していない）間中、印刷機構はパーキング位置に移動させられる。パーキング位置にあるときは、非多孔質の弾性パッド（図示せず）がインクキャッチャ３２０付近の印刷機構の出口ポート上に押しつけられる。このパッドは、インクやクリーニング溶剤がプリントヘッド機構から漏れないようにするための流体シールを提供する。
【００３１】
起動シーケンスの開始に先立ち、プリントヘッド機構は。”パーキングされた”位置にあり、出口ポートが密閉される。プリントヘッドが濡れた状態で格納される。その詳細は後述する。バルブ１８５、１９５、２００は閉じられ、それにより、経路３１０とプレナム３３５、導管３２７がクリーニング／貯蔵溶剤を含む。起動時にバルブ１８５、１９５、２００が開き、液体が経路３１０、プレナム３３５及び導管３２７から、回収リザーバ１８０へ流入可能となる。バルブ１９０は閉じ、ブロワ１５０は方向を反転させ、それにより、プレナム１６０内の圧力がプレナム１６５内よりも大きくなる。圧力レギュレータ１７０、１５５は逆圧力条件下で開かないために、滴デフレクタ３１５における、プリントヘッド付近の気流の速度は実質的に印刷状態のときよりも高くなり、これによりプリントヘッド２０の表面からのクリーニング溶剤の除去を容易にする。バルブ３００はトグル動作により、加圧された気流をプレナム１６０からプレナム３４５及び導管３０５に交互に送る。このように気体が流れることにより、プリントヘッド２０に対するインク供給圧力は徐々に増加し、噴射が開始する。気体の流れは噴射を安定させることをたすける。
【００３２】
印刷準備のために、ブロワ１５０は、プレナム１６５における圧力がプレナム１６０のときよりも大きい、最初に説明したモードで動作する。バルブ３００は、プレナム３４５をプレナム１６０を連結させる位置に移動する。そして、プリントヘッド機構は”パーキング”位置から印刷位置に移動し、受け側の媒体に面し、通常の印刷動作が再開する。
【００３３】
再度”パーキング”位置に戻してヘッド機構出口ポートを密閉することにより、定期的にメンテナンスサイクルが実行される。三方バルブ２０５及びバルブ３００は、ソレノイドポンプ３０３を経路３０５に接続するような位置に動かされる。クリーニング溶剤（例えば、水）がポンプ３０３によりリザーバ３５０から引き込まれ、プリントヘッド２０表面を流れる。乾いたインクは除去され、経路３１０を通じて回収リザーバ１８０に送られる。このようなプリントヘッドの除去に続き、バルブ２０５は、プレナム３４５が再度プレナム１６０に接続するように動かされる。ブロワ１５０は前述の反転モードで動作し、起動状態時のように気体をプリントヘッドに吹付ける。
【００３４】
プリントヘッドの収納のために、プリントヘッド機構が、ヘッドアセンブリ出口ポートが密閉されることになる”パーキング”位置まで動かされる。プリントヘッドに対するインク圧力が除かれ、噴射が停止し、ブロワ１５０がオフする。バルブ１８５、１９５、２００が閉じられる。バルブ２０５と３００は、溶剤ポンプ３０３が経路３０５と接続可能となる位置に動かされる。タンク３５０からの溶剤が流れ、経路３１０、プレナム１６５及び導管３２７に蓄積され、プリントヘッド２０においてノズルをレベルＦに達するまで沈める。
【００３５】
本発明の別の実施例において、大きい方の滴が印刷に使用され、小さい方の滴が回収されるという印刷動作の原理がある。このモードの例を以下に示す。本例において、唯一の印刷滴が画像の画素毎に与えられ、これにより、ヒータ６０の活動化印刷または非印刷の２つの状態がある。印刷の場合のヒータ６０活動化の電気的波形が図５（ａ）として模式的に示される。図５（ａ）にはまた、ノズル２５からのインクの噴射から生ずるそれぞれの大きなインク滴９５が、このヒータの活動化と関連づけて模式的に示されている。ヒータ６０の活動化時間６５は典型的には０．１から５マイクロ秒であり、本例では１．０マイクロ秒である。ヒータ６０の活動化間の遅延時間８０は４２マイクロ秒である。非印刷の場合のヒータ６０の活動化の電気的波形は模式的に図５（ｂ）で与えられる。電気的パルス６５は１．０マイクロ秒であり、活動化パルス間の時間遅延８３は６．０マイクロ秒である。図５（ｂ）に図示されたような小さな滴１００は、この非印刷波形でのヒータ６０の活動化の結果である。
【００３６】
図５（ｃ）は、画像データが入り混じった場合のヒータ６０の活動化の電気的波形を表した図であり、非印刷状態→印刷状態→非印刷状態への遷移が示されている。図５（ｃ）にはまた、形成された滴のストリームが示されている。ヒータ６０の活動化が、要求されて対応するノズル２５から噴射されるインクの色、印刷媒体Ｗに関連するプリントヘッド２０の動き、及び印刷される画像に基いて、独立して制御されてもよいことは明らかである。
【００３７】
図６に、本発明の別の実施例を同じ参照符号を用いて記載された同じ構成要素を用いて示す。大きな体積のインク滴９５と小さな体積のインク滴１００は、プリントヘッド２０から実質的に噴射経路Ｘのストリームに沿って噴射されたインクから形成される。滴デフレクタ３１５は上側のプレナム３４５と下側のプレナム３３５を含み、それらは滴デフレクタ３１５における薄い層の気体の流れを容易にする。ブロワ１５０からの加圧された気体はプレナム３４５と通じる上側のプレナム１６０に流入する。プレナム３４５はプレナム３３５と反対側に配置され、経路Ｘに沿って移動する滴の流れが外部の気体の乱れから保護しながら、薄い層の気体の流れを促進させる。滴デフレクタ３１５の中心において、経路Ｘ付近に配置される。気体の圧力による力１３０を加えて、インク滴を小さな滴の経路Ｓと、大きな滴の経路Ｋとに分離する。
【００３８】
経路Ｘ付近のプレナム３３５は滴デフレクタ３１５に対する気流方向付け器とともに滴回収器として機能する。プレナム３３５の一方の壁は小さい滴１００の経路Ｓをさえぎり、大きな滴の経路Ｋに沿って移動する大きなインク滴９５を記録媒体上へ到達させるようにする。プレナム３３５は通常開いているバルブ３６５を介してインク回収リザーバ１８０に通じている。管１６５及びインク回収リザーバ１８０を介したブロワ１５０からのプレナム３３５における負の圧力は、回収リザーバ１８０へ回収されるインクの移動を容易にする。管３２７における圧力の削減は、回収されたインクを引き込むのに十分である。しかし、それは、滴の経路Ｋを実質的に変更するような非常に大きい気体の流れを生ずるような大きな値ではない。
【００３９】
流出ポート及びフィルタ３６０は外部の空気をインク回収リザーバ１８０に引き込むことを可能とする。この動作により、滴経路Ｋ付近の空気の圧力がプリントヘッド機構の外部周辺の圧力に対して僅かに正になる。このようにして、周囲の埃や紙繊維がプレナム３３５の壁に接近し、付着するのを防止する。
【００４０】
溢れ経路３１０は、プリントヘッド２０において誤って方向付けされたノズルからの、滴デフレクタ３１５に適切に入らなかったインクを捕獲し、回収する手段を提供する。
【００４１】
動作において、記録媒体Ｗはプリントドラム４００により周知の方法でＸ軸を横切る方向に搬送される。記録媒体Ｗの搬送はプリント機構１０の移動と協働する。これは制御部４０を周知の方法で使用することで実現できる。記録媒体Ｗは、紙、ビニル、布、他の繊維材料等を含む広範な材料の中から選択できる。
【００４２】
印刷しない（ジェットが動作していない）間中、印刷機構はパーキング位置に移動させられる。パーキング位置にあるときは、非多孔質の弾性パッド（図示せず）がインク経路Ｋ付近の印刷機構の出口ポート上に押しつけられる。このパッドは、インクやクリーニング溶剤がプリントヘッド機構から漏れないようにするための流体シールを提供する。
【００４３】
起動シーケンスの開始に先立ち、プリントヘッド機構は。”パーキングされた”位置にあり、出口ポートが密閉される。前述の図４の例のように、プリントヘッドが湿った状態で格納される。バルブ３６５は閉じられ、それにより、経路３１０とプレナム３３５がクリーニング／収納溶剤を含む。起動時にバルブ３６５が開き、それにより、液体が経路３１０、プレナム３３５から回収リザーバ１８０へ流入可能となる。ブロワ１５０は２つの速度の動作が可能であり、高い方の速度の動作が選択されると、滴デフレクタ３１５におけるプリントヘッド付近の気流の速度は実質的に印刷状態時よりも高くなり、これにより、プリントヘッド２０の表面からのクリーニング溶剤の除去を容易にする。このように気体が流れることで、プリントヘッド２０へのインク供給圧力は徐々に増加し、噴射が始る。
【００４４】
印刷準備のために、ブロワ１５０は遅い方の速度モードで作動される。バルブ３００は、プリントヘッド機構は”パーキング”位置から印刷位置に移動され、受け側の媒体に面し、通常の印刷動作のために準備される。
【００４５】
”パーキング”位置に戻してヘッド機構出口ポートを密閉することにより、メンテナンスサイクルが実行される。ポンプ３０３が外部の空気をフィルタ３５３を通じて引き込み、リザーバ３５０中のクリーニング液に圧力をかける。バルブ２０５が開き、それにより、リザーバ３５０中のクリーニング溶剤が経路３０５へ流入する。液体がプリントヘッド２０の表面を横切るよう方向付けられ、乾いたインクが除去され、経路３１０を通じて回収リザーバ１８０へ搬送される。さらに、クリーニング液の一部はプレナム３４５に方向付けられ、乾いたインクを下側のプレナム３３５から除去する。このようなプリントヘッドでの除去に続いて、バルブ２０５は閉じられ、バルブ２０３は開けられる。ポンプ３０３０からの圧縮された空気は経路３０５に入り、プリントヘッド２０の表面から余分な液体を吹き飛ばす。ブロワ１５０からの気流はプレナム３４５及びプレナム３３５の乾燥を促進する。
【００４６】
プリントヘッドの収納のために、プリントヘッド機構が、ヘッドアセンブリ出口ポートが密閉されることになる”パーキング”位置まで動かされる。プリントヘッドに対するインク圧力が除去され、噴射が停止し、ブロワ１５０がオフする。バルブ３６５が閉じられる。バルブ２０５が開かれ、タンク３５０から溶剤が流れ、経路３１０に蓄積され、プリントヘッド２０においてノズルをレベルＦに達するまで沈める。
【００４７】
前述の説明は多くの詳細、限定を含んでいるが、これらは説明の目的のためにのみ含まれており、本発明を限定するために解釈されるべきではない。上記の実施例に対する多くの変形例は、特許請求の範囲及びそれに均等なものにより包含されると考えられ、本発明の範囲を離れずになされ得るものである。
【００４８】
【発明の効果】
本発明によれば、簡易な構造で統合したクリーニング機能を実現するインクジェット印刷装置を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の好ましい実施形態により実現されるプリントヘッドの概略図である。
【図２】 図１の好ましい実施の形態にて使用されたヒータの周波数制御、及び、生成されるインク滴を説明した図である。
【図３】 本発明の好ましい実施の形態によりになされたインクジェットプリントヘッドの断面図である。
【図４】 本発明の別の実施形態に応じてなされたインクジェットプリントヘッドを図式的に表した図である。
【図５】 電気的に活動化された波形及びその波形により生成されるインク滴を図式的に表した図である。
【図６】 本発明の別の実施形態を示した図である。
【符号の説明】
１０ インク滴形成機構
２０ プリントヘッド
２５ ノズル
３０ インク供給部
４０ 制御部
６０ ヒータ
１５０ ブロワ（送風機）
１８０ インク回収リザーバ
３１５ 滴デフレクタ
３２０ インクキャッチャー
３４５ プレナム
３５０ クリーニング溶剤リザーバ

Claims (3)

1. 画像を印刷するインクジェット印刷装置において、
   少なくとも２つの異なる体積の中から選択された一の体積を持つインク滴の流れを射出するためのノズルを少なくとも１つ有するプリントヘッドを含むインク滴形成機構と、
   前記インク滴の流れに影響を及ぼす気体の流れを生成して、互いに異なる体積を持つインク滴を分離する滴デフレクタと、
   少なくとも一部分が前記滴デフレクタから形成され、前記プリントヘッドを洗浄し、維持するために流体の流れをプリントヘッドに供給するクリーニングステーションと
   を備えたことを特徴とするインクジェット印刷装置。
2. 画像を印刷するインクジェット印刷装置において、
   少なくとも２つの異なる体積の中から選択された一の体積を持つインク滴の流れを射出するためのノズルを少なくとも１つ有するプリントヘッドを含むインク滴形成機構と、
   気体の流れを発生させる加圧気体源と、前記気体の流れをインク滴の流れ中を通過させて互いに異なる体積を持つインク滴を分離するためのプレナムとを含む滴デフレクタと、
   少なくとも一部分が前記滴デフレクタから形成され、前記プリントヘッドを洗浄し、維持するために、流体の流れをプリントヘッドに供給するクリーニングステーションと
   を備えたことを特徴とするインクジェット印刷装置。
3. 画像の印刷に使用されないインク滴を捕獲するインクキャッチャーと、
   前記インクキャッチャーにより捕獲されたインク滴、及び使用済み液体クリーニング剤を集める回収リザーバと
   をさらに備えたことを特徴とする請求項１または２記載のインクジェット印刷装置。

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