JP4316895B2 - 流体ジェット装置用メンテナンスモジュール - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は流体ジェット装置に関する。より詳しくは、本発明はインクジェット式印刷装置とインクジェット式印刷装置のプリントヘッドに取りつけるために形成されたメンテナンスモジュールに関する。
【０００２】
【従来の技術】
流体ジェット装置は広く使用されている。そのような装置に特に使用される一つはインクジェット式プリンタである。多数の基本的なタイプのインクジェット式プリンタがある。一つのタイプのプリンタは作動流体（例えばインク）をプリントヘッドに移動するためにキャピラリ作用を利用するものである。インクはプリントヘッドから一つ以上のオリフィスを介して目的とする基板へ導入される。インクジェット式プリンタはオリフィスを介してインクを導入するためのアクチュエータを含んでいる。アクチュエータはピエゾ要素、熱転写装置及び同様のものを含んでいてもよい。例示的なインクジェット式プリンタヘッドは、De Young等による特許文献１に開示されている。
【０００３】
通常、プリントヘッドは供給装置からアクチュエータへオリフィスを介してのインク流れのために形成された流路あるいはチャンバを含んでいる。プリントヘッドの通常運転時、インクは流路あるいはチャンバにアクチュエータの作動がインクを、アクチュエータを介して流路内に吸引し、オリフィスを介して流出する。しかしながら、流体チャンバに（オリフィスを介して）流入する空気又はごみ又はホコリが、オリフィスにたまり、流体ジェット装置の不適切な運転をもたらすことが判明した。空気及びホコリは、流路におけるインク吸引の減少をもたらし、さらにオリフィスを介してのインク噴射の失敗を引きおこす。従って、プリントヘッドの効果的な運転のために、インク流路あるいはチャンバは空気やごみやホコリを回避しなければならず、さらに流路はインク充填状態になければならないことが判明した。
【０００４】
インクの空気混入を回避することによるか、又はホコリがオリフィスにたまることを回避することにより、プリントヘッドの不適切な運転を防止するために多くの装置、構造体及び方法が提案され使用されてきた。これらの構造体及び方法のあるものは、空気混入及びホコリのたまりを回避することを意図するものであり、またあるものは空気混入やホコリの影響を緩和することを意図するものである。さらに他のあるものは、すでに装置に混入した空気を除去、あるいはすでにオリフィスにたまったホコリを除去することを意図しているものである。
【０００５】
しかしながら、そのような“メンテナンス”用の構造は、プレート、流体（例えば空気）供給装置、真空ライン及び同様なものから構成される装置を、プリントヘッドの周囲に必要とすることが判明した。これらの構造体及び方法の多くは効果のあることが判明したけれど、その複雑さのために装置全体としてのコストの増加をもたらし、かつ構造及び構成部品の複雑さゆえに装置の損傷を招くことが判明した。
【０００６】
【特許文献１】
米国特許第４４１８３５５号明細書
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
従って、簡単で単純な構造の、流体ジェット装置用メンテナンスモジュールが必要である。最も好ましくは、そのようなメンテナンスモジュールは流体ジェット装置にたまるかも知れない混入空気及びホコリのために使用される、流体ジェット装置からのパージ流体を集めることを容易にすることである。最も好ましくは、そのようなメンテナンスモジュールが、パージサイクル時に装置から噴出されたかも知れない流体を取りのぞくために、流体ジェット装置を真空引きするための装置と協働することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
メンテナンスモジュールは、装置の前面を清浄に維持することを容易にするために、流体ジェット装置の前面に取りつけられる。モジュールはお互いに取りつけられた第一及び第二プレートを含んでいる。両プレートは縦軸と縦軸に直交する横軸とを画成している。
【０００９】
第一すなわち後方プレートは、流体ジェット装置の流体チャンバに重なるチャンバプレート／オリフィスプレートである。第一プレートはそこに形成された複数のオリフィスを有している。本実施例において、第一プレートはわずかに離間したオリフィスの平行列を有している。オリフィスは、縦軸に平行に第一プレートの縦の縁の内側に延在している。
【００１０】
第一プレートは、そこに形成された真空用開口部を、第一プレートの横の縁附近に含んでいる。真空用開口部は好ましくは縦軸に沿って形成され、かつ縦軸と横軸とにより画成された平面に垂直に第一プレートの中へ延在している。本実施例において、真空用開口部は内側に向けてテーパのついた壁面を有している。
【００１１】
メンテナンスモジュールを流体ジェット装置に取りつけるために、第一プレートが複数の取りつけ用開口部を含んでいてもよくて、その取りつけ用開口部は第一プレートの対向している縦の縁に沿って縁の内側に延在している。取りつけ用開口部は縦軸に平行に形成され、かつオリフィスの外側に離間している。第一プレートはその外周囲に延在しているフランジを含んでいてもよい。
【００１２】
第二プレートは第一プレートに取りつけられ好ましくは接着されている。第二プレートは、第一プレートを覆って延在している、第二プレートに形成された細長いチャンネルを有していて、オリフィスがその細長いチャンネルを通して露出するようになっている。チャンネルは、縦軸に平行に延在し好ましくは縦軸に関して対称的に形成された、対向している縦の縁により画成されている。
【００１３】
チャンネルはチャンネルの端部附近においてテーパ付きの縁を有している。テーパ付きの縁は弧状の漏斗領域に集まっている。第二プレートは、漏斗領域が真空用開口部の縁に沿って延在するように第一プレートに重なっている。本実施例において第二プレートは、第一プレートの取りつけ用開口部に対応し上方で整列する、複数の留め金具用開口部を含んでいる。
【００１４】
流体ジェット装置へのモジュールの整列を容易にするために、メンテナンスモジュールがお互いに整列する第一プレートと第二プレートとに形成された配向用ノッチを含んでいてもよい。本実施例において、配向用ノッチはフランジを除いて第一プレートにまで貫通して形成されている。
【００１５】
メンテナンスモジュールは、ポリマコーティングを有する第二プレートにより形成されてもよい。コーティングはプレートを清浄状態に維持することを容易にしている。
【００１６】
本発明における、これらの及び他の特徴と利点とは、以下の詳細な説明及び前述の特許請求の範囲により明瞭になるであろう。
【００１７】
本発明における長所及び利点が、当業者において以下の詳細な説明と図面とを検討することにより明瞭になるであろう。
【００１８】
【発明の実施の形態】
本発明は種々の形状の実施例が可能である一方で、好適な実施例が図示され後述されているものの、本開示は本発明の例示と考えるべきでありかつ本発明を例示した特定の実施例に限定されるべきものではないことは理解されるべきである。
【００１９】
ここで引用しているすべての特許は、本開示の明細書において特定の有無にかかわらず、参考としてここに包含するものです。
【００２０】
本開示において、単数で記載の用語は単数及び複数を含んでいて、逆に複数で表示の用語には単数も含まれている。
【００２１】
図１において、図示されたプリントヘッドのような、例示の流体ジェット装置１２に取りつけたメンテナンスモジュール１０が示されている。本発明はプリントヘッドあるいはインクジェット装置を参照して説明されているけれど、当業者においては、本メンテナンスモジュール１０は、インクジェット式プリントヘッド、接着剤噴射装置及び他の同様なものを含めて、限定することなくいずれの流体ジェット装置１２にも使用可能であることが理解されるであろう。前述したようにプリントヘッド１２は、作動時に流体を噴出あるいは押し出す複数のアクチュエータ（図示されてない）を含んでいる。流体は、前面プレートの複数のオリフィス（図示されていない）を通って装置から流出する。
【００２２】
メンテナンスモジュール１０は流体ジェット装置１２の前面に取りつけられる。メンテナンスモジュール１０はチャンバプレート／オリフィスプレートと見なされる後方プレート１４を含んでいる。後方プレート１４は、長軸（縦軸）１６及び短軸（横軸）１８を形成する、細長い部材である。後方プレート１４は複数の取りつけ用穴２０を含んでいて、その取りつけ穴２０は後方プレート２４の長軸１６に平行な細長い縁２２ａ、２２ｂ各々に、隣接かつ平行に延在している。取りつけ用穴２０は、２４において示されるように、メンテナンスモジュール１０を流体ジェット装置に取りつけることを可能にすべく、座ぐり加工あるいはテーパ加工されていて、モジュール１０を取りつけるために使用する留め金具（図示されていない）が、モジュール１０に対して同一高さ（あるいは凹部）になるようになっている。
【００２３】
プレート１４はプレート１４に縦方向に沿ってほぼ中央に形成された複数のオリフィス２６を含んでいる。本実施例において、オリフィス２６ａ、ｂの二つの平行な列が、長手軸１６に平行にプレート１４に形成されている。オリフィス２６ａ、ｂは、アクチュエータから基板へ噴出される流体用流路を提供している。
【００２４】
後方プレート１４は、後方プレート１４の短軸方向すなわち横方向の一方の縁３０の内側に形成された、真空用開口部２８を含んでいる。真空用開口部２８は主軸方向あるいは縦軸方向の縁２２ａ、ｂの間で縁３０の内側に形成されている（実質的に縦軸１６に沿って）。好適な実施例において、真空用開口部２８は、３２で示すように面取りすなわちテーパ付きの縁を有して形成されている。すなわち、後方プレート表面３４と真空用開口部２８との間に形成された角度は９０°未満である（端部における鋭角を回避している）。
【００２５】
後方プレート１４はさらに後方すなわち取りつけ用フランジ３６を含んでいる。本実施例において、フランジ３６は後方プレート１４の一部あるいは一体品として形成されている。本実施例において、後方プレート１４が、モジュール１０に構造的一体性及び強度を提供するために金属のような、剛な材料から作られている。ノッチ３８が、一方の長軸方向の縁２２ａに沿って後方プレート１４に形成されていてもよい。ノッチ３８はプリントヘッド１２におけるモジュール１０の正しい配向を容易にしている。現実施例において、ノッチ３８は後方プレート１４の前面部分を貫通して延在しているけれど、後方フランジ３６へは延伸していない。
【００２６】
メンテナンスモジュール１０は、後方プレート１４に取りつけられたメンテナンスプレートすなわち前方プレート４０を含んでいる。メンテナンスプレート４０は、前方プレート４０の縦の縁４４ａ、ｂに平行に内側に延在している、複数の留め金具用開口部４２を含んでいる。メンテナンスプレートの留め金具用開口部４２は後方プレートの取りつけ用穴２０に対応している。そのメンテナンスプレート４０は比較的薄い部材（約０．２５４mm（約１０mil すなわち１０／１０００in））であり、留め金具用開口部４２は座ぐり加工というよりは貫通開口部である。このことが、メンテナンスモジュール１０を流体ジェット式ヘッド１２へ取りつけるために使用される留め金具（図示されていない）を同一高さ（あるいは低い表面）に取りつけることも可能にしている。メンテナンスプレート４０は後方プレート３８のノッチ３０に対応するノッチ４６を含んでいてもよい。このノッチ４６はプリントヘッド１２におけるモジュール１０の正しい配向を保証するために使用される。
【００２７】
細長い中央チャンネル４８がメンテナンスプレート４０に形成されている。中央チャンネル４８は留め金具用開口部４２の内部に（間に）形成されていて、後方プレートのオリフィス２６を完全に露出するためにメンテナンスプレート４０に縦に沿って延在している。本実施例においてチャンネル４８は、一対のほぼ平行で離間した縁５０ａ、ｂにより形成されていて、一方の端部（５０ｃにおいて示すような）が半円形の縁５２に接続していて、対向している縁（５０ｄにおいて示すような、真空用開口部２８に重なっている）はお互いに向けてテーパが付いていて弧状の中央領域５０ｅで終点となっている。弧状の中央領域５０ｅは、後方プレート１４において真空用開口部２８を覆って終点となっている漏斗領域を画成している。チャンネルの縁のテーパ（５０ｄにおける）オリフィス２６から流出されるけれど基板へは噴出されない流体を導入することを容易にしている。例えば注入あるいは充てんサイクルの際、オリフィス２６からインクがしたたり落ちる場合又はオリフィス２６からインクが流出する場合、例えば、チャンネルの縁５０ａ、ｂとテーパ５０ｄと漏斗領域５０ｅとは、流体（例えばインク）を真空用開口部２８へ導入するようになっている。
【００２８】
図６において、種々のテーパ（メンテナンスプレートのチャンネル５０ｄ、ｅとチャンバプレート／オリフィスプレートの真空用開口３２とにおける）がＸ軸、Ｙ軸およびＺ軸を引用して説明されるであろう。なお、Ｘ軸は後方プレートの横軸すなわち短軸１８に平行であって、Ｙ軸は後方プレートの縦軸すなわち長軸１６に平行であり、Ｚ軸はプレート１４に直交すなわちＸ軸とＹ軸で規定される平面に直交している。メンテナンスプレートのチャンネルの５０ｄにおけるような縁はＹ軸方向内側に向けて（お互いに向けて）テーパがついていて、後方プレートの真空用開口部の３２におけるような縁はＺ軸方向内側に向けてテーパがついている。この多方向式テーパは、チャンネル４８内の流体を、単にチャンネル４８の基部のテーパの付いた領域（５０ｄにおけるような）に集めるというよりは、むしろ真空用開口部２８に向けてその中へ導入することを容易にしていることが判明した。このことがメンテナンスプレートのチャンネル４８内におけるチャンバプレート／オリフィスプレート１４の前面を落下するいずれの流体をも除去すなわち真空吸引することを非常に容易なものとしている。
【００２９】
前述したように、メンテナンスプレート４０は金属好ましくはステンレス鋼から作られている。しかしながら、プレート４０は比較的薄い要素である。このため、メンテナンスプレート４０は好ましくは、例えば接着剤により後方プレート１４に接着されている。接着剤は、いずれのオリフィス２６内部あるいは近傍において接着剤の露出を回避するように塗布されるべきである。コーティング（５４で示すような）をメンテナンスプレート４０外表面に塗布してもよいことが判明している。例えば、ＴＥＦＬＯＮ（登録商標名）のようなフッ素樹脂のコーティング５４は、プレート４０の洗浄を容易にしかつプレート４０にほこりがないように保つために塗布されてもよい。
【００３０】
本流体ジェット式装置１２及びメンテナンスモジュール１０は垂直方向（すなわち縦軸１６が垂直）に図示されているけれど、当業者においては、本発明の範囲及び精神を逸脱することなく、本プレート１０を水平向きあるいは垂直と水平との間の角度のジェット式装置へ取りつけるために配向してもよいことは理解されるであろう。
【００３１】
前述から、本発明における新規な概念の精神及び範囲を逸脱することなく多くの修正及び変更が可能であることは理解されるべきであろう。例示した特定の実施例に限定することを意図したり、意味したりするものではないことが理解されるべきである。本開示は前述の特許請求の範囲により、特許請求の範囲にかかわるようなすべての修正を保護することを意図しているものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明の実施例であるメンテナンスモジュールを取りつけた例示のプリントヘッドの斜視図である。
【図２】図２は、図１におけるメンテナンスモジュールの正面図である。
【図３】図３は、メンテナンスモジュールの右側側面図である。
【図４】図４は、メンテナンスモジュールの左側側面図である。
【図５】図５は、メンテナンスモジュールの平面図である。
【図６】図６は、図１における円で囲んだ部分に示す、メンテナンスモジュール下部の部分図である。
【符号の説明】
１０…メンテナンスモジュール
１２…流体ジェット装置
１４…第一プレート、後方プレート
２６…オリフィス
２８…真空用開口部
４０…第二プレート、前方プレート
４８…チャンネル

Claims (11)

1. 流体ジェット装置用メンテナンスモジュールが第一プレートと第二プレートとを具備していて：
   該第一プレートは、縦軸と該縦軸に直交している横軸とを画成しており、縦軸に平行に該第一プレートの縦の縁の内側に延在している、該第一プレートに形成された複数のオリフィスを有していて、さらに該第一プレートの横の縁附近において該第一プレートに形成された真空用開口部を含んでおり、該真空用開口部が該縦軸と該横軸とに画成された平面に直交して形成されていて；
   該第二プレートは、該第一プレートに取りつけられており、縦軸と該縦軸に直交している横軸とを画成していて、該第二プレートは該第一プレートを覆って延在している細長いチャンネルを有し該オリフィスが該細長いチャンネルを通して露出されるようになっており、該細長いチャンネルは、該縦軸に平行に延在している対向した縦の縁により画成されていて、さらに弧状の漏斗領域に集まるテーパ付きの縁を該細長いチャンネルの端部附近に有しており、該第二プレートは、該漏斗領域が該真空用開口部の縁に沿って延在するように該第一プレートに重なっている；
   ところの流体ジェット装置用メンテナンスモジュール。
2. 該第一プレートに形成された該複数のオリフィスが平行な二つの列に配置されている、請求項１に記載の流体ジェット装置用メンテナンスモジュール。
3. 該真空用開口部が該縦軸に形成されているところの、さらに該細長いチャンネルが該縦軸に関して対称的に形成されているところの、請求項１に記載の流体ジェット装置用メンテナンスモジュール。
4. 該第一プレートが、該第一プレートに形成された複数の取りつけ用開口部を含んでいて、該取りつけ用開口部は、該第一プレートの対向している縦の縁に沿って、かつ該縦軸に平行に、さらに該オリフィスから外側に離間して延在しているところの、請求項１に記載の流体ジェット装置用メンテナンスモジュール。
5. 該取りつけ用開口部が座ぐり加工されているところの、請求項４に記載の流体ジェット装置用メンテナンスモジュール。
6. 該第二プレートが、該第一プレートの取りつけ用穴に対応し上方で整列している複数の留め金具開口部を含んでいるところの、請求項４に記載の流体ジェット装置用メンテナンスモジュール。
7. 該真空用開口部が内側に向けてテーパのついた壁面を有して形成されているところの、請求項１に記載の流体ジェット装置用メンテナンスモジュール。
8. 該第二プレートに形成された配向用ノッチと該第一プレートを部分的に貫通して形成された配向用ノッチとを含んでいて、両方の該ノッチがお互いに整列しているところの、請求項１に記載の流体ジェット装置用メンテナンスモジュール。
9. 該第一プレートが、該第一プレートの外周囲に延在しているフランジを含んでいるところの、請求項１に記載の流体ジェット装置用メンテナンスモジュール。
10. 該第二プレートがポリマーコーティングを有しているところの、請求項１に記載の流体ジェット装置用メンテナンスモジュール。
11. 該第二プレートが該第一プレートに接着されているところの、請求項１に記載の流体ジェット装置用メンテナンスモジュール。

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