JP4570239B2 - 自己洗浄式インクジェットプリンタ - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、一般的には、自己洗浄式インクジェットプリンタとその洗浄方法とに関するものであり、とくには、固定されたひさし型の溝部を有するインクジェットプリンタのためのワイパーブレードアセンブリに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
インクジェットプリンタは、インク液滴を画像的な形態でレシーバ媒体（receiver medium）上に噴射することにより画像を生成する。普通紙である媒体に印刷することができるといった印刷能力に加えて、非押圧、低騒音、低エネルギ消費、低コスト操作といった利点があり、市販のインクジェットプリンタとしての幅広い利用に大いに対応することができる。
【０００３】
「オンデマンド（on demand）」式のインクジェットプリンタは、プリントヘッドのオリフィスでインクジェット液滴を生成するために、加圧アクチュエータを利用する。ここにおいて、熱式アクチュエータ及び圧電式アクチュエータの２つのタイプのアクチュエータのうち、いずれか一方が用いられることができる。
熱式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し、ある量のインクがガス状の蒸気気泡に相変化し、インク液滴が記録媒体に放出されるのに十分となるよう、内部のインク圧力を上昇させる。圧電式アクチュエータでは、機械的な応力が加えられたときに電場が生成されるといった特性をもつ圧電材料が用いられる。逆もまた真である。すなわち、電場が加えられたときには、材料内に機械的な応力が生成される。このような特徴をもつ天然産出の材料は水晶及び電気石（トルマリン）である。最も普通に製造される圧電セラミックは、ジルコン酸チタン酸鉛、チタン酸バリウム、チタン酸鉛、メタニオブ酸鉛である。
【０００４】
「連続式」のインクジェットプリンタの場合は、インク液滴が流れの形態で噴射されている地点に近接して、静電気帯電トンネルが配置される。選択された液滴は、帯電トンネルによって帯電させられる。帯電させられた液滴は、それらの間に予め決められた電位差をもつ偏向板の存在により、下流に向かって偏向させられる。帯電された液滴を遮るのに溝部が用いられるが、帯電されていない液滴は自由に記録媒体に衝突する。
【０００５】
高速インクジェットプリンタ用のインクは、「連続式」のタイプであるか「圧電式」のタイプであるかにかかわりなく、多数の特別な特徴をもたなければならない。例えば、インクは非乾燥性を備えるべきであり、これによりインク噴射室内のインクが乾燥し、インク液滴がたまにしか吐出されないことに起因して空洞部及びこれに対応するノズルが開きっぱなしになるといった状態が防止又は低減される。グリコールの添加は、インクジェット室を通してのインクの自由な流れを促進する。もちろん、インクジェットプリントヘッドは、インクジェット印刷が行なわれる環境に露出される。かくして、前記のノズルは、空気中に生じた多種の粒子にさらされる。粒子状の異物は、ノズルの周囲に形成された表面部に堆積するかもしれず、かつノズル及び室自体に堆積するかもしれない。すなわち、インクは、このような粒子状の異物と結合して、ノズルを閉塞し、あるいはインク液滴の適切な形成を禁止するための表面濡れ性を低下させるぎざぎざ状の障害物（interference burr）を形成するかもしれない。粒子状の異物は、表面部及びノズルから掃除（洗浄）・除去されて、適切な液滴の形成が回復されるべきである。従来技術においては、この掃除は、普通、ブラシがけ、拭い取り、スプレーがけ、真空吸引、及び／又はノズルを通してのインクの吐出により実施されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
かくして、インクジェットプリンタは、次のような問題を有するといえる。すなわち、インクは、ノズルの中及び周囲で乾燥して、ノズルに閉塞を引き起こす傾向がある。ノズルプレートの拭い取りは、プレート及びワイパーに磨耗を生じさせ、ワイパー自体がノズルを閉塞する粒子を生成する。さらに、固定された溝部の配置に起因する限定された受入性をもつインクジェットプリンタの掃除（洗浄）は、掃除部材の設計及びその使用方法に格別の要求をもたらす。
【０００７】
インクジェットヘッドの掃除器（クリーナ）は既知である。インクジェットプリントヘッド用の拭い取りシステムは、ウィリアム Ｓ．オズボーンらの名において、１９９７年３月２５日に発行された「インクジェットプリントヘッド用の直交式回転拭い取りシステム」と題された米国特許第５,６１４,９３０号に開示されている。この特許は、ワイパー支持タンブラを有する回転式サービスステーションを開示している。タンブラは、回転して直線状に整列されたノズルの全長にわたってプリントヘッドを拭う。さらに、ワイパー掻き取りシステムは、ワイパーを掻き取り、該ワイパーを掃除する。しかしながら、オズボーンらにかかる特許は、掃除を助ける外部溶剤の使用を開示しておらず、また外部溶剤の完全な除去も開示していない。また、ワイパー掻き取りシステムは、プリントヘッド自体によって課せられる寸法制限による制約を受ける。これは、プリントヘッドの表面部を部分的に覆っている固定溝部インクジェットプリントヘッドシステムについて、とくに当てはまる。固定溝部システムは、プリントヘッドを掃除するために、一体化された溝部によって課せられる小さい許容範囲内で働くことができる機構（メカニズム）を要求する。
【０００８】
それゆえ、掃除機構を備えた適切なインクジェットプリンタと、掃除機構がプリントヘッド表面を掃除することができるようになっているインクジェットプリンタの組み立て方法とを提供する必要がある。また、洗浄液（掃除液）を供給して、プリントヘッドノズルプレートの磨耗を生じさせない仕様で、掃除を円滑化し、助勢することが必要である。さらに、固定されたひさし型の溝部によって課せられる小さい許容範囲内で操作することができる機構を必要とする。
【０００９】
それゆえ、本発明の１つの目的は、掃除機構を備えた自己洗浄式インクジェットプリンタと、プリンタに属するプリントヘッドの表面部を掃除（洗浄）するインクジェットプリンタの組み立て方法とを提供することである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記の目的に鑑みてなされた本発明は、以下のように定義される。
すなわち、本発明にかかる自己洗浄式インクジェットプリンタは、（ａ）その上に表面部を有するプリントヘッドと、（ｂ）インクを収容しているインク容器と、（ｃ）非印刷モードにおいて上記インキを遮るための、上記プリントヘッドに一体的に連結された溝部（groove）と、（ｄ）ワイパーブレードアセンブリ（組立体）を備えた、上記プリントヘッド表面部を洗浄（掃除）するための洗浄アセンブリ（組立体）とを含んでいることを特徴とするものである。
【００１１】
本発明にかかる洗浄機構（掃除機構）は、その中に複数のオリフィスを含んでいる表面部を有するプリントヘッドを備えたインクジェットプリンタ用の洗浄機構であって、上記プリンタは、非印刷モードにおいてインクを遮るための、上記プリントヘッドに一体的に連結（接続、結合）された溝部を有していて、これらの組立体は、（ａ）上記プリントヘッド表面部を洗浄（掃除）するためのワイパーブレードアセンブリと、（ｂ）上記ワイパーブレードアセンブリを移動させ、位置決めし、かつ整列（align）させるための手段と、（ｃ）上記プリントヘッド表面部への洗浄液（掃除液）の流れを促進するためのひさし部（canopy）と、（ｄ）上記洗浄液を供給するための供給手段と、（ｅ）上記洗浄液を真空吸引（vacuum suction）するための吸引手段と、（ｆ）上記ひさし部の真空吸引により還流された上記液体から汚染物（contaminant）を除去するためのフィルタと、（ｇ）上記液体を吸引するための真空ポンプと、（ｈ）液体容器とを含み、上記液体が、上記供給手段によって上記プリントヘッド表面部に供給され、そして上記吸引手段により上記フィルタに吸い戻され、これにより、上記液体が上記供給手段を介して戻されるべき上記液体容器に排出される前に、上記吸引手段を介して戻された上記液体から上記汚染物が除去されるようになっていることを特徴とするものである。
【００１２】
本発明にかかるワイパーブレードアセンブリは、その中に複数のノズルを含んでいる表面部を有するプリントヘッドを備えた自己洗浄式インクジェットプリンタのワイパーブレードアセンブリであって、上記プリンタは、非印刷モードにおいて上記ノズルを介して流れているインクを遮るための、上記プリントヘッドに一体的に連結された溝部と、取り付けブロック（mounting block）とを有していて、これらの組立体は、（ａ）上記プリントヘッド表面部を洗浄するためのワイパーブレードと、（ｂ）上記ワイパーブレードを移動させ、位置決めし、そして整列させるための手段と、（ｃ）上記ワイパーブレードに取り付けられ、洗浄液の供給及び真空吸引のための通路を有するひさし部と、（ｄ）上記ひさし部の上記真空吸引により還流された上記液体から汚染物を除去するためのフィルタと、（ｅ）上記液体を吸引するための真空ポンプと、（ｆ）液体容器とを含み、上記液体が、上記ひさし部内の上記供給通路によって上記プリントヘッド表面部に供給され、そして上記真空通路を介して上記フィルタに吸い戻され、これにより、上記液体が上記ひさし部の上記供給通路を介して戻されるべき上記液体容器に排出される前に、上記通路を介して戻された上記液体から上記汚染物が除去されるようになっていることを特徴とするものである。
【００１３】
本発明にかかる方法は、自己洗浄式プリンタにおいて、その上にプリントヘッド表面部を有するインクジェットプリンタヘッドを洗浄する方法であって、上記インクジェットプリンタは、固定された溝部アセンブリと、ワイパーブレードと、上記表面部から汚染物を除去するための洗浄アセンブリと、コントローラとを含んでいて、上記方法が、（ａ）上記コントローラからメンテナンスモードを示す電気信号（電子信号）を受け取るステップと、（ｂ）上記プリントヘッドを、予め設定されたメンテナンス位置に移動させるステップと、（ｃ）上記ワイパーブレード洗浄アセンブリを、予め設定された基本位置（home position）から第１の位置に移動させるステップと、（ｄ）上記第１の位置から最後の位置への上記ワイパーブレード洗浄アセンブリの移動を含む洗浄サイクル（掃除サイクル）を管理する（導く）ステップと、（ｅ）上記ワイパーブレード洗浄アセンブリを洗浄するステップと、（ｆ）上記ワイパーブレード洗浄アセンブリを、上記最後の位置から上記基本位置まで移動させるステップと、（ｇ）上記プリントヘッドを、予め設定された印刷位置まで移動させるステップとを含んでいることを特徴とするものである。
【００１４】
本発明の典型的な態様によれば、それぞれノズル内に終端する複数のインク通路を内部に形成しているプリントヘッドを含む自己洗浄式プリンタが提供される。プリンタヘッドはまた、その上に、全てのノズルを囲む表面部を有している。
プリントヘッドは、ノズルを介してインクを噴射することができ、このインクジェットはこの後加熱されて液滴を形成し、印刷を行なうために液滴を選択的に偏向させる。インクの液滴は、レシーバ又は溝部のいずれかによって遮られる。１つの操作方法によれば、インクは、プリントヘッドと隣り合って配置されたプラテン（platen）によって支持されたレシーバ（例えば、紙又は透明物）の上に偏向させられ、他方偏向させられなかったインク液滴は、溝部によって遮られる。
溝部によって遮られたインクは循環させられることができる。油性のフィルム状堆積物又は粒状物などの汚染物は、表面部に留まり、ノズルを完全に又は部分的に閉塞させるかもしれない。油性のフィルムは、例えばグリースであるかもしれず、粒状物はごみ、ちり、金属及び／又は乾燥インクのかさぶた（encrustation）であるかもしれない。汚染物の存在は、各ノズルからのインク液滴の適切な噴射を妨害し、それゆえ帯模様などといった望ましくない画像物を生じさせるかもしれない。それゆえ、表面部及びノズルから汚染物を洗浄（掃除）するのが望ましい。
【００１５】
それゆえ、洗浄機構は、表面部に沿う及び／又はノズルを横切る洗浄液の流れを方向付けるための表面部及び／又はノズルに対して相対的に配置され、表面部及び／又はノズルから汚染物を洗浄（掃除）するためにワイパーブレード組立体と直接摺接する。ここに詳しく述べられているように、洗浄機構は、ワイパーブレードアセンブリによる洗浄を促進し、増大させるために、洗浄液をプリントヘッド表面部に導入するように構成されている。さらに、ワイパーブレードアセンブリは、ワイパー本体部（body）を含み、洗浄液を供給するための内部通路と洗浄液を除去するための真空吸引部とを有している。あるいは、ワイパーブレードは、洗浄液を供給するための通路と、ワイパーブレードの先端領域の吸引部とを含む別体の部材と組み合わされてもよい。もう１つの実施態様においては、洗浄液は、溝部内に設けられた通路を介してプリントヘッドの表面部に供給されることができる。この場合、ワイパーブレード内の真空通路は、プリントヘッド表面部から洗浄液を除去するのに用いられることができる。ワイパーブレード又は溝部を介して洗浄液を供給し、かつワイパーブレード内の真空通路を吸引するためのポンプが設けられている。さらに、液体から粒状物をろ過して後で廃棄するために、フィルタが設けられている。また、ワイパーブレードに付着しているごみを除去するために、拭い取りパッドも設けられている。さらにもう１つの実施態様においては、ワイパーブレード本体部は、超音波トランデューサと組み合わされてもよい。
【００１６】
本発明の特徴は、プリントヘッド表面部と溝部との間の限定されたスペースに適合（fit）し、表面部及び／又はノズルから汚染物を除去することができる、液体及び真空を供給するための通路を備えた細長いワイパーブレードを備えていることである。
本発明のもう１つの特徴は、プリントヘッド表面部に対して洗浄液を供給し及び除去するためのパイプ回路を備えていることである。
本発明のさらにもう１つの特徴は、洗浄操作時にワイパーブレードを配置（align）し及び移動させるための機構を備えていることである。
本発明のさらにもう１つの特徴は、ワイパーブレード及び洗浄液により洗浄動作を活発化させる超音波トランデューサを備えていることである。
【００１７】
本発明の１つの利点は、本発明に属する洗浄アセンブリが、プリントヘッド表面部と固定された溝部との間の限定されたスペース内で、表面部及び／又はノズルから汚染物を洗浄（掃除）することである。
【００１８】
【発明の実施の形態】
本発明の目的、特徴及び利点は、本発明の図示的な実施の形態を示し、ないしは記述している添付の図面を参照しつつなされる以下の詳細な記述を読むことにより、当業者にとって明らかなものとなるであろう。すなわち、本発明は、添付の図面を参照しつつなされる以下の詳細な記述からより良く理解されるであろうと確信される。
【００１９】
ここでの記載は、とくに、本発明にかかる装置の一部を形成し、又はより直接的に協働する部材に向けられたものである。とくに示されず又は記述されていない部材は、当業者にとって既知の種々の形態をとることができるということが理解されるべきである。
【００２０】
かくして、図１及び図２には、自己洗浄式プリンタシステムの実施形態が、それぞれ、４００及び４１０で包括的に示されている。このシステムは、ラスター画像データ、ページ記述語（page description language）の形態の概略画像データ（outline image data）、又はその他の形態のデジタル画像データを与えるスキャナ又はコンピュータなどといった画像源１０を含んでいる。画像源１０は、メモリ内に画像データを格納する画像処理ユニット１２によって、中間色のビットマップ（bitmap）画像データに変換される。複数のヒータ制御回路１４は、画像処理ユニット１２内のメモリからデータを読み、経時的に変化する電気パルスを、プリントヘッド１６の一部である１組のノズルヒータ５０に印加する。印刷に用いられる際におけるノズルヒータ５０及びプリントヘッド１６の動作は、図４に示されている。ここでは、電気パルスは、適当な時刻に、適当なノズルに印加され、その結果液滴２３が連続的なインクの流れを形成して、記録媒体１８、典型的には紙の上の、画像処理ユニット１２のメモリ内のデータによって指定された適当な位置に、スポット（点）を生成する。非印刷領域内に形成された偏向されていないインク液滴２１は、図示されているように、プリントヘッド１６に固定された溝部１７によって遮られる。
【００２１】
図１及び図２に示すように、記録媒体１８は、記録媒体搬送システム２０によって、プリントヘッド１６に対して相対的に移動させられる。ここで、、記録媒体搬送システム２０は、マイクロコントローラ２４により制御される紙搬送制御システム２２（紙搬送制御器）によって電子的に制御される。図１及び図２中に示された紙媒体搬送システム２２は、典型的な形態で示されているだけであり、当業者にとっては、多数の異なる機械的な構成が可能である。例えば、記録媒体１８へのインク液滴２３の移動を促進するために、搬送ローラを、紙媒体搬送システム２２として用いることができる。このような搬送ローラ技術は、この技術分野ではよく知られている。ページ幅プリントヘッドの場合は、記録媒体１８を静止型のプリントヘッドの上で移動させるのが最も便利である。しかしながら、走査プリントシステムの場合は、（図２中に模式的に示されているように）、通常、相対的なラスター運動における垂直軸に沿って（主走査方向に）記録媒体１８を移動させ、かつ１つの軸に沿って（副走査方向に）プリントヘッドを移動させるのが最も便利である。
【００２２】
図１、図２、図４及び図５に示すように、インクは、加圧状態でインク容器２８内に貯留されている。非印刷状態においては、連続的なインクジェット液滴の流れは、この流れを妨げてインクの一部がインク循環ユニット１９によって循環させられるのを可能にする溝部１７のため、記録媒体１８に到達することができない。インク循環ユニット１９は、インクを元の状態に戻してインク容器２８に還流させる。このようなインク循環ユニットは、この技術分野ではよく知られている。最適な操作に適したインク圧力は、ノズルの形状及び熱的な特性、並びにインクの熱的特性を含む多数の要因に依存する。一定のインク圧力は、インク圧力調整器２６（レギュレータ）の制御下でインク容器２８に圧力をかけることによって達成される。
【００２３】
図５に示すように、インクは、インク通路デバイス３０によって、インク通路３１を介してプリントヘッド１６の裏側の表面に分布させられる。インクは、好ましく、プリントヘッド１６のシリコン基板を貫通して、複数のノズル２５及びヒータ５０が位置する基板前面１５（表面部）までエッチングされたスロット及び／又は穴部を通って流れる。図３は、プリントヘッド１６及び溝部１７の等方的な図（isotropic view）である。シリコンで形成されたプリントヘッド１６においては、ヒータ制御回路１４をプリントヘッド１６と一体化することが可能である。偏向されていないインク液滴２１は、溝部１７によって遮断され、他方偏向されたインク液滴２３は記録媒体１８の上に到達する。偏向は、チワレク（Chwalek）らにかかる米国特許出願第０８／９５４３１７号中で論じられている非対称加熱方法（asymmetric heating method）を含む種々の方法によって惹起されることができる。
【００２４】
ここにおいて、図６に示すように、前面１５が汚染物５５（contaminant）によって汚染されるかもしれない。汚染物５５は、例えば、前面１５の表面に留まっている油性フィルム又は粒状物であるかもしれない。汚染物５５はまた、複数のノズル２５中の１つ又は複数を部分的に又は完全に閉塞させるかもしれない。
粒状物は、例えば、ごみ、ちり、金属及び／又は乾燥したインクのかさぶたの粒子であるかもしれない。油性フィルムは、例えば、グリース又はこれに類するものであるかもしれない。汚染物５５が複数のノズル２５の１つ又は複数を完全に閉塞させたときには、インクがノズル２５から噴射されるのが妨げられるので、汚染物５５の存在は望ましくない。なお、「ノズル」との語は、単数又は複数のいずれの場合についても用いられるものである。
【００２５】
また、汚染物５５がノズル２５を部分的に閉塞させたときには、インク液滴６０の飛行コースは（図示されているように）第１の軸６３からそらされ、インク液滴６０は第２の軸６５に沿って移動するかもしれない。もし、インク液滴６０が第２の軸６５に沿って移動すると、インク液滴６０は、記録媒体１８の、意図から外れた位置に付着するであろう。このように、かかるノズル２５の完全な又は部分的な閉塞は、「帯状模様」などといった印刷加工（printing artifact）、すなわち非常に望ましくない結果につながる。もし、選択されていない液滴２１が第３の軸６６に沿って移動すると、同様の印刷加工が生じる結果となる。また、汚染物５５の存在は、表面の濡れ性を減衰させ、液滴６０の適切な形成を妨害する。それゆえ、上記の印刷加工を回避するため、汚染物５５を洗浄（清掃）する（すなわち、除去する）のが望ましい。
【００２６】
それゆえ、本発明にかかる自己洗浄式プリンタシステム４００、５００には、プリントヘッド１６及びノズル２５の前表面１５から汚染物５５を同時に除去するために用いられることができる洗浄機構１４０（掃除機構）が設けられている。洗浄機構１４０は、表面部１５に沿って及びノズル２５を横切って移動しこれらから汚染物５５を洗浄（掃除）するとともに、ワイパーブレード１９０を用いて洗浄液３００の流れを方向付けるためのワイパーブレードアセンブリ３２を含む。上記洗浄液３００としては、水、イソプロパノール、ジエチレングリコール、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、オクタン、酸及び塩基、界面活性剤溶液、及びこれらの任意の組み合わせなどといったあらゆる適当な液体溶剤組成物を用いることができる。ミクロエマルジョン（microemulsion）、ミセル界面活性剤溶液（micellar surfactant solution）、気泡（vesicle）及び固体粒子が洗浄液３００中に分散させられたものなどといった複合液組成物もまた用いられることができる。
【００２７】
図７に、ワイパーブレードアセンブリ３２の断面模式図が示されている。ワイパーブレードアセンブリ３２は、ひさし部８０及びワイパーブレード１９０をワイパー本体部１９３に取り付けた構成とされている。ワイパーブレード１９０は、「ショアＡ（Shore Ａ）」硬度が７０〜８０であるポリウレタンなどといった弾性重合体材料（エラストマ材料）で好ましく構成されることができる。好ましく、ワイパーブレード１９０の先端は、傾斜したエッジ１９５を有している。
ひさし部８０は、ろ過された又は未使用の洗浄液３００を前表面１５に供給し、かつ吸引を行なって使用済みの洗浄液３０５を除去するために、内部通路２５０、２６０と一体的に構成されている。図示されているように、循環ポンプ３６との連携により、吸引は通路２６０を介して行なわれ、洗浄液３００は通路２５０を介して供給される。
【００２８】
この構成により、洗浄液３００の流れは、ワイパーブレード１９０とひさし部８０と前表面１５との間のスペースに形成されたギャップ２１０内に生成され、ノズル２５と前表面１５とから汚染物５５を洗浄（掃除）することができる。洗浄液３００の流れは、もし必要であれば、通路２５０、２６０を切り替えることにより逆転させることができる。１つの実施形態においては、ひさし部８０は、ワイパー本体部１９３を貫通するようにくり貫いて配列された通路２５０、２６０に取り付けられている。ワイパー本体部１９３には、循環ポンプ３６の動作により、フィルタ２８０を介して流れている使用済みの洗浄液３０５を貯留している洗浄液容器２７０から洗浄液３００が供給される。吸引（真空）もまた循環ポンプ３６によって行なわれる。ワイパーブレードアセンブリ３２を介して、ろ過された洗浄液３００及び使用済み洗浄液３０５の両方を運ぶのに用いられるフローチューブ３１０、３２０には、可撓性パイプを用いるのが好ましいであろう。
あるいは、ワイパー本体部１９３に吸引を行なうのに、別のポンプ（図示せず）が用いられてもよい。フィルタ２８０は、使用済みの洗浄液３０５中の汚染物５５を除去するのに用いられる。
【００２９】
操作時においては、マイクロコントローラ２４及び洗浄アセンブリ制御器４０から適当な電子信号を受けて、プリントヘッド１６は、第１の矢印４４ａの方向に移動させられ、ワイパーブレードアセンブリ３２は、エレベータ（図示せず）又はその他の類似の装置でもって、第４の矢印４６ｂの方向に持ち上げられる。
ワイパーブレードアセンブリ３２は、前表面１５に接触し、かつ溝部１７との衝突を回避するよう、予め好ましく配列（配置）されている。これに代えて、洗浄アセンブリ３２は、ワイパーブレードアセンブリ３２と表面部１５との間での精密なドッキング（docking）を確実化するための追加の移動及び配列を行なうことができる。プリントヘッド１６がワイパーブレードアセンブリ３２に向かって第１の矢印４４ａの方向に移動するのに伴い、ワイパーブレード１９０が表面部１５に接触するので、汚染物５５はワイパーブレード１９０によって洗浄（掃除）される。さらに、ひさし部８０に導入される真空吸引と洗浄液の流れとに起因して、ノズル２５もまた洗浄されるであろう。プリントヘッド１６の移動の最後に、ワイパーブレードアセンブリ３２は、第３の矢印４６ａの方向に下降させられ、ワイパーブレード１９０を表面部１５から離脱させる。この後、プリントヘッド１６は、その印刷位置に向かって、第２の矢印４４ｂの方向に戻され、ワイパーブレードアセンブリ３２は、第４の矢印４６ｂの方向に沿って上昇させられ、次の洗浄操作の間にプリントヘッド１６を受け入れることになる。
【００３０】
ワイパーブレードアセンブリ３２は、プリントヘッド１６及びノズル２５の表面部１５を洗浄するのに用いられることができる多数の設計形態（design）の一例である。かくして、図８は、包括的に１９７で示され、洗浄液３００を輸送するとともに吸引を行なうようになっている内部通路２５０、２６０を備えた代替的なワイパーブレードアセンブリを示している。これに代えて、もう１つの設計形態は、別体の手段を用いて洗浄液３００が供給される、内部通路を備えていないワイパーブレードを含んでいる。さらにもう１つの設計態様は、溝部１７などといったその他の装置を介して供給される洗浄液３００を除去するための適正な吸引通路を備えたワイパーブレードを有している。
【００３１】
１つの実施形態においては、インク２９自体が、洗浄溶液として用いられる。
再び図１、図２及び図３に示すように、インク２９は、圧力調整器２６によって加えられた低い正圧を用いて、ノズル２５を介して表面部１５に供給されることができる。それゆえ、このような代替的なワイパーブレードの設計形態は、ワイパーブレードアセンブリ３２と置き換えられることができるといったことが予測される。
【００３２】
図１及び図２中に示された構成では、ワイパーブレード１９０は、一時、ノズルの１つと交差し、汚染物５５を他のノズルに向かって押し出すことがあるということが注目されるべきである。汚染物５５を他のノズルに向かって押し出すのを避けるために、図９中に示されているように、第５の矢印７０ａの方向にワイパーブレードアセンブリ３２を移動させるのが有利である。それゆえ、本発明のもう１つの実施形態によれば、自己洗浄式インクジェットプリンタシステム４２０には、第５の矢印７０ａの方向に移動させられるときに、少なくともプリントヘッド１６の長さと等しい長さをもつワイパーブレード１９０を有するワイパーブレードアセンブリ３２が設けられている。
【００３３】
操作時には、洗浄アセンブリ制御器４０及びマイクロコントローラ２４から適当な電子信号を受けて、プリントヘッド１６は、、ワイパーブレードアセンブリ３２に向かって、予め設定された位置まで第１の矢印４４ａの方向に移動させられる。洗浄アセンブリ動作制御器４０を経由して、マイクロコントローラ２４から電子信号を受け取ると、ワイパーブレードアセンブリ３２は、エレベータ（図示せず）を用いて第４の矢印４６ｂの方向に持ち上げられ、その結果ワイパーブレード１９０を表面部１５と係合させる。この後、ワイパーブレード１９０は、モータ（図示せず）を用いて、第５の矢印７０ａの方向に摺動（移動）させられる。
【００３４】
ワイパーブレードアセンブリ３２が移動するときに、ワイパーブレード１９０は、プリントヘッドの前表面１５と摺接する。ワイパーブレード１９０は、同時に全てのノズル２５を洗浄し、汚染物５５がノズルからノズルへ押し出されるのを防止する。ワイパーブレードアセンブリ３２は、溝部１７との衝突を避けるため、予め設定されたスピードで、予め設定された距離を移動するようにプログラム化されることができる。移動の最後に、ワイパーブレードアセンブリ３２は、表面部１５と摺接しながら、第６の矢印７０ｂの方向に引っ込められる（後退させられる）ことができる。これに代えて、ワイパーブレードアセンブリ３２は、ワイパーブレードアセンブリ３２が第６の矢印７０ｂの方向に引っ込められる前に、エレベータ（図示せず）を用いて、第３の矢印４６ａの方向に下降させられてワイパーブレード１９０を表面部１５から離脱させることができる。ワイパーブレードアセンブリ３２が安息位置（rest position）にあるときに、マイクロコントローラ２４は、ワイパーブレード１９０を洗浄するために、オプションとして、ギャップ２１０を介して洗浄液３００を循環させるようプログラム化されることができる。図９は、単なる例示として、１ページ幅のプリントヘッドを示していることが理解されるべきである。ページ幅サイズよりも小さい走査タイプのプリントヘッドも、上記の方法の変形例を用いて洗浄されることができる。
【００３５】
図１０、図１１及び図１２に示すように、第３の実施形態にかかる自己洗浄式プリンタシステム４３０は、表面部１５とノズル２５とから、汚染物５５を同時に除去することができる。プリンタシステム４３０は、ワイパーブレードアセンブリ３３ａがプリントヘッド１６と同一のブロック（block）に取り付けられていることを除けば、プリンタシステム４００と実質的に同様（類似）である。第３の実施形態にかかるプリンタシステム４３０によれば、ワイパーブレードアセンブリ３３ａは、プリントヘッド１６に隣り合って、かつ予め表面部１５及び溝部１７と並んで取り付けられている。洗浄アセンブリ制御器４０及びマイクロコントローラ２４から適当な電気信号を受けると、図１１に示すように、ワイパーブレードアセンブリ３３ａは活動し、ガイドバー７７を用いて、第７の矢印７５ａの方向に移動させられる。ワイパーブレードアセンブリ３３ａを駆動するモータは図示されていない。
【００３６】
マイクロコントローラ２４及び洗浄アセンブリ制御器４０はまた、表面部１５上での拭い取り動作時に、ひさし部８０への洗浄液の供給及び吸引を行なわせるためにも電子信号を発する。また、ワイパーブレード１９０からごみを除去するための拭い取りパッド９０も、オプションとして設けられている。この後、ワイパーブレードアセンブリ３３ａは、表面部１５との接触を維持しながら、第８の矢印７５ｂの方向にその安息位置まで、すべり戻される。これに代えて、ワイパーブレードアセンブリ３３ａは、持ち上げられ、この後その安息位置まで、第８の矢印７５ｂの方向に移動させられてもよい。持ち上げて移動させるための機構は、この技術分野でよく知られているので、図示されていない。
【００３７】
図１３、図１４及び図１５に示すように、第４の実施形態にかかるインクジェットプリンタシステム４４０は、プリントヘッド表面部１５とノズル２５とから、汚染物５５を同時に除去することができる。第４の実施形態にかかるインクジェットプリンタシステム４４０は、ワイパーブレードアセンブリ３３ｂのワイパーブレード１９０が少なくともプリントヘッド１６と同一の長さをもち第９の矢印７９ａの方向に沿って移動することを除けば、第３の実施形態にかかるインクジェットプリンタシステム４３０と実質的に同様（類似）である。第４の実施形態にかかるプリンタシステム４４０では、ワイパーブレードアセンブリ３３ｂは、プリントヘッド１６に隣り合って、かつプリントヘッド１６と同一のブロックの上に取り付けられている。洗浄アセンブリ制御器４０を経由してマイクロコントローラ２４から適当な電気信号を受け取ると、ワイパーブレードアセンブリ３３ｂは、フレーム１１０を用いて第９の矢印７９ａの方向に移動させられ、正確な移動が確実化される。ワイパーブレードアセンブリ３３ｂを駆動するモータは図示されていない。
【００３８】
マイクロコントローラ２４はまた、洗浄アセンブリ動作制御器４０を経由して、表面部１５上での拭い取り動作時に、ひさし部８０への洗浄液の供給及び真空を行なうためにも電気信号を発する。また、ワイパーブレードアセンブリ３３ｂの安息位置に、ごみを除去してワイパーブレード１９５を乾燥させるための拭い取りパッド９０も、オプションとして設けられている。拭い取りパッド９０は、例えば、繊維（ファイバ）又は開放セルフォーム（open cell foam）の材料で形成されることができる。この後、ワイパーブレードアセンブリ３３ｂは、表面部１５との接触を維持しながら、第５の矢印７０ａの方向にその安息位置まで、すべり戻される。これに代えて、ワイパーブレードアセンブリ３３ｂは、持ち上げられ、この後その安息位置まで、第４の矢印７９ｂの方向に移動させられてもよい。持ち上げて移動させるための機構は、この技術分野でよく知られているので、図示されていない。
【００３９】
図１６及び図１７に示すように、第５の実施形態にかかるインクジェットプリンタシステム４５０の一例は、プリントヘッド表面部１５とノズル２５とから、汚染物５５を同時に除去することができる。第５の実施形態にかかるインクプリンタシステム４５０は、洗浄液３００が修正型の溝部１７ａを介して表面部１５に供給されることを除けば、それぞれ、第１、第２、第３及び第４の実施形態にかかるプリンタシステム４００、４１０、４２０、４３０と実質的に同様（類似）である。図１８に示すように、修正型の溝部１７ａは、洗浄液をプリントヘッド表面部１５に供給するための内部通路を有している。洗浄アセンブリ制御器４０を経由してマイクロコントローラ２４から電子信号を受け取ると、ワイパーブレードアセンブリ３３ｃの間での摺接時又はその直前のいずれかで、プリントヘッド表面部１５に洗浄液がスプレーされる。同時に吸引も行なわれる。
【００４０】
第５の実施形態においては、ワイパーブレードアセンブリ３３ｃには吸引だけが行なわれるのが好ましい。ワイパー本体部１９３及びひさし部８０もまた、洗浄液３００が修正型の溝部１７ａによってちょうど供給されるように、ギャップ２００に吸引を行なうためのただ１つの通路でもって構成されるのが好ましい。
修正型の溝部１７ａを介してプリントヘッド表面部１５に供給された洗浄液３００は、真空ポンプ３４により行なわれる吸引によって、表面部１５からギャップ２００にリカバー（recover）される。使用済みの洗浄溶液３０５は、容器３０７に集められ、再循環されることができる。再循環のための装置は図示されていない。
【００４１】
図１９及び図２０に示すように、第６の実施形態にかかるインクジェットプリンタシステム４６０の一例は、プリントヘッド表面部１５とノズル２５とから、汚染物５５を同時に除去することができる。第６の実施形態にかかるインクジェットプリンタシステム４６０は、ワイパーブレードアセンブリ３３ｄ又は内部通路１９７を備えたワイパーブレードが、超音波トランデューサ４９０と組み合わされていることを除けば、それぞれ、第１、第２、第３、第４及び第５の実施形態にかかるインクジェットプリンタシステム４００、４１０、４２０、４３０、４４０と実質的に同様（類似）である。図１９及び図２０は、限定的なものではなく、単なる例示として、超音波トランデューサ４９０がワイパーブレードアセンブリ３３ｄと組み合わされている自己洗浄式インクジェットプリンタシステム４６０を示している。電気的インターフェース４７０は、洗浄アセンブリ制御器４０からの電気信号及び電力を、電気コンジット４８０（electrical conduit）を介して超音波トランデューサ４９０に伝達する。図１９及び図２０にはただ１つの例が示されているだけであるが、トランデューサ４９０は、ワイパーブレードアセンブリ３３ｄと種々の仕様でもって結合されることができるのは明らかである。例えば、トランデューサ４９０は、ワイパーブレードアセンブリ３３ｄと関連する洗浄液を供給するパイプ又は通路と結合されことができ、また修正型の溝部１７ａへの洗浄液供給部とも結合されることができる。
【００４２】
それゆえ、提供され開示されているものは、プリンタのプリントヘッド表面部１５とノズル２５とを同時に洗浄することができる洗浄機構１４０を備えた自己洗浄式プリンタに対応するメカニズム及び組み立て方法を提供する、ワイパーブレードアセンブリ３２、３３ａ、３３ｂ、３３ｃ、３３ｄと対応する自己洗浄式のプリンタシステム４００、４１０、４２０、４３０、４４０、４５０、４６０の実施形態及び変形例である。
【００４３】
本発明は、その好ましい実施形態にとくに関連して説明されているが、当業者にとっては、本発明の範囲から逸脱することなく、種々の変形が行なわれることができ、かつ均等なものが好ましい実施形態における各要素と置き換えられることができるということが理解されるであろう。例えば、ワイパーブレードの材料は、プラスチック、フォーム（発泡体）あるいはフェルトで構成されることができる。さらに、本発明の基本的な（ないしは必須の）教示から逸脱することなく、特別な場面及び材料を、本発明の教示に適合させる多数の修正がなされることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】 プリントヘッドと隣り合って配置された固定された溝部及び洗浄機構を備えた１ページ幅のプリントヘッドが装着された、第１の実施の形態にかかるプリンタの単純化されたブロック線図である。
【図２】 第１の実施の形態にかかるプリンタの単純化されたブロック線図であって、該プリンタには、プリントヘッドと隣り合って配置された固定された溝部及び洗浄機構を備えた往復移動するプリントヘッドが装着されている。
【図３】 固定された溝部を備えたプリントヘッドの等方的な図であり、該プリントヘッドは、その中に、それぞれノズル内に終端する複数の通路を画成している。
【図４】 本発明にかかるプリントヘッドの側面図であり、レシーバ媒体に向かって方向付けられた偏向されたインク液滴と、固定された溝部によって遮断された偏向されていないインク液滴とを示している。
【図５】 図４に示されたプリントヘッドの部分的な断面図である。
【図６】 汚染物に起因して誤って配列されたインク液滴の模式的な描写を伴った、汚染されたプリントヘッドの部分的な断面図である。
【図７】 第１の典型的な実施の形態にかかる、洗浄液の流れと、プリントヘッドの表面部からの汚染物の除去態様とを示す、ワイパーブレードアセンブリを含んでいる洗浄機構の拡大された断面図である。
【図８】 第２の典型的な実施の形態にかかる、洗浄液の流れと、プリントヘッドの表面部からの汚染物の除去態様とを示す、洗浄液を輸送するための内部通路を有するワイパーブレードアセンブリを含んでいる洗浄機構の拡大された断面図である。
【図９】 プリントヘッドと隣り合って配置された固定された溝部及び洗浄機構を備えた１ページ幅のプリントヘッドが装着された、典型的な第２の実施の形態にかかるプリンタの単純化されたブロック線図である。
【図１０】 プリントヘッドと同一のブロックに配置された固定された溝部及び洗浄機構を備えた往復移動するプリントヘッドが装着された、典型的な第３の実施の形態にかかるプリンタの単純化されたブロック線図である。
【図１１】 幅方向の移動のために配列されたワイパーブレードアセンブリを備えたプリントヘッドの等方的な図である。
【図１２】 幅方向の移動のために配列された、図１１に記載のワイパーブレードアセンブリの側面図である。
【図１３】 プリントヘッドと同一のブロックに配置された固定された溝部及び洗浄機構を備えた１ページ幅のプリントヘッドが装着された、典型的な第４の実施の形態にかかるプリンタの単純化されたブロック線図である。
【図１４】 第３の典型的な実施の形態にかかる、長手方向の移動のために配列されたワイパーブレードアセンブリを備えたプリントヘッドの等方的な図である。
【図１５】 図１４に記載のワイパーブレードアセンブリの側面図である。
【図１６】 プリントヘッドと同一のブロックに配置された固定された溝部及び洗浄機構を備えた１ページ幅のプリントヘッドが装着された、典型的な第５の実施の形態にかかるプリンタの単純化されたブロック線図であって、ここでは洗浄液が固定された溝部内の通路によって供給されている。
【図１７】 幅方向の移動モードに配列されたワイパーひさし部アセンブリの等方的な図であり、固定された溝部を介しての洗浄液の供給を示している。
【図１８】 内部洗浄液供給通路が設けられた、修正型の溝部の断面図である。
【図１９】 ワイパー本体部に結合された超音波トランデューサを用いているプリントヘッドと同一のブロックに配置された固定された溝部及び洗浄機構を備えた１ページ幅のプリントヘッドが装着された、典型的な第６の実施の形態にかかるプリンタの単純化されたブロック線図である。
【図２０】 長手方向の移動のために配列された超音波トランデューサと組み合わされたワイパーブレードアセンブリの側面図である。
【符号の説明】
１０…画像源、１２…画像処理ユニット、１４…ヒータ制御回路、１５…前面（表面部）、１６…プリントヘッド、１７…溝部、１７ａ…修正型の溝部、１８…記録媒体、１９…インク循環ユニット、２０…記録媒体移動システム、２１…偏向されていないインク液滴、２２…記録媒体移動制御システム、２３…偏向されたインク液滴、２４…マイクロコントローラ、２５…ノズル、２６…インク圧力調整器、２８…インク容器、２９…インク、３０…インク通路デバイス、３１…インク通路、３２…ワイパーブレードアセンブリ、３３ａ…ワイパーブレードアセンブリ、３３ｂ…ワイパーブレードアセンブリ、３３ｃ…ワイパーブレードアセンブリ、３３ｄ…超音波トランデューサを含んでいるワイパーブレードアセンブリ、３４…真空ポンプ、３６…循環ポンプ、３８…パイプ、４０…洗浄アセンブリ動作制御器、４２…洗浄アセンブリ動作制御器、４４ａ…第１の矢印、４４ｂ…第２の矢印、４６ａ…第３の矢印、４６ｂ…第４の矢印、５０…ノズルヒータ、５５…汚染物、６０…インク液滴、６３…第１の軸、６５…第２の軸、７０ａ…第５の矢印、７０ｂ…第６の矢印、７５ａ…第７の矢印、７５ｂ…第８の矢印、７７…ガイドバー、７９ａ…第９の矢印、７９ｂ…第１０の矢印、８０…ひさし部、９０…拭い取りパッド、１１０…フレーム、１４０…洗浄機構、１９０…ワイパーブレードアセンブリ、１９３…ワイパー本体部、１９５…エッジ、１９７…内部通路を備えたワイパーブレード、２５０…ひさし内の洗浄液通路、２６０…ひさし内の吸引通路、２７０…洗浄液容器、３００…洗浄液、３０５…使用済み洗浄液、３０７…使用済み洗浄液の容器、４００…第１の実施の形態にかかるプリンタシステム、４１０…第２の実施の形態にかかるプリンタシステム、４２０…第３の実施の形態にかかるプリンタシステム、４３０…第４の実施の形態にかかるプリンタシステム、４４０…第５の実施の形態にかかるプリンタシステム、４６０…第６の実施の形態にかかるプリンタシステム、４７０…超音波トランデューサのための電気インタフェース、４８０…電気コンジット（電線管）、４９０…超音波トランデューサ。

Claims (5)

1. （ａ）複数のノズル（２５）を備えた表面部（１５）を有するプリントヘッド（１６）と、
   （ｂ）インクを収容しているインク容器（２８）と、
   （ｃ）非印刷モードにおいて、上記ノズルから噴射されたインクを遮るための、上記プリントヘッドに一体的に連結されて固定された溝部（１７）と、
   （ｄ）上記プリントヘッドの表面部に直接摺接して該表面部を洗浄するためのワイパーブレードアセンブリ（３２）とを含んでいて、
   上記ワイパーブレードアセンブリは、上記直接摺接による洗浄を行うために、上記の一体的に連結されて固定された溝部と上記プリントヘッドの表面部との間に位置することができるように構成され、
   さらに、上記ワイパーブレードアセンブリは、洗浄液を供給するための通路（２５０）と洗浄液を真空吸引するための通路（２６０）とを有するひさし部（８０）を備えていることを特徴とする自己洗浄式インクジェットプリンタ。
2. その中に複数のオリフィスを含んでいる表面部を有するプリントヘッドを備えたインクジェットプリンタのための洗浄機構であって、
   上記インクジェットプリンタは、非印刷モードにおいてインクを遮るための、上記プリントヘッドに一体的に連結された溝部を有していて、該洗浄機構は、
   （ａ）上記プリントヘッドの表面部を洗浄するためのワイパーブレードアセンブリであって、ワイパー本体部と、上記ワイパー本体部に取り付けられたひさし部と、上記ワイパー本体部又はひさし部に設けられたワイパーブレードとを有し、上記ひさし部が上記プリントヘッドの表面部へ洗浄液を供給するとともに、上記プリントヘッドの表面部から上記洗浄液を還流させるように構成されているワイパーブレードアセンブリと、
   （ｂ）上記ワイパーブレードアセンブリを移動させ、位置決めするための手段（４０）と、
   （ｃ）上記洗浄液を上記ひさし部に供給するための供給手段と、
   （ｄ）上記洗浄液を上記ひさし部から真空吸引するための真空吸引手段と、
   （ｅ）上記真空吸引手段により還流された上記洗浄液から汚染物を除去するためのフィルタと、
   （ｆ）上記真空吸引手段内の上記洗浄液を吸引するための真空ポンプと、
   （ｇ）上記供給手段と上記真空吸引手段とに接続された、上記洗浄液を収容する液体容器とを含み、
   上記洗浄液が、上記供給手段によって上記プリントヘッドの表面部に供給され、そして上記真空吸引手段により上記フィルタに吸い戻され、
   これにより、上記洗浄液が上記液体容器に排出される前に、上記真空吸引手段を介して戻された上記洗浄液から上記汚染物が除去されるようになっていることを特徴とする洗浄機構。
3. その中に複数のノズルを含んでいる表面部を有するプリントヘッドを備えた自己洗浄式インクジェットプリンタのワイパーブレードアセンブリであって、
   上記インクジェットプリンタは、非印刷モードにおいて上記ノズルを介して流れているインクを遮るための、上記プリントヘッドに一体的に連結された溝部を有していて、該ワイパーブレードアセンブリは、
   （ａ）上記プリントヘッドの表面部を洗浄するためのワイパーブレードと、
   （ｂ）上記ワイパーブレードを移動させ、位置決めするための手段と、
   （ｃ）上記ワイパーブレードに取り付けられ、上記プリントヘッドの表面部への洗浄液の供給のための通路と上記プリントヘッドの表面部からの上記洗浄液の真空吸引のための通路とを有するひさし部と、
   （ｄ）上記ひさし部の上記真空吸引のための通路を介して還流された上記洗浄液から汚染物を除去するためのフィルタと、
   （ｅ）上記真空吸引のための通路内の上記洗浄液を吸引するための真空ポンプと、
   （ｆ）上記供給のための通路と上記真空吸引のための通路とに接続された、上記洗浄液を収容する液体容器とを含み、
   上記洗浄液が、上記ひさし部内の上記供給のための通路によって上記プリントヘッドの表面部に供給され、そして上記真空吸引のための通路を介して上記フィルタに吸い戻され、
   これにより、上記洗浄液が上記液体容器に排出される前に、上記真空吸引のための通路を介して戻された上記洗浄液から上記汚染物が除去されるようになっていることを特徴とするワイパーブレードアセンブリ。
4. 請求項２に記載の洗浄機構を用いて、インクジェットプリンタを制御するコントローラを備えている該インクジェットプリンタのプリントヘッドを洗浄する方法であって、上記方法は、
   （ａ）上記コントローラから非印刷モードを示す電気信号を受け取るステップと、
   （ｂ）上記プリントヘッドを、予め設定された非印刷位置に移動させるステップと、
   （ｃ）ワイパーブレードアセンブリを、予め設定された基本位置から第１の位置に移動させるステップと、
   （ｄ）上記第１の位置から最後の位置への上記ワイパーブレードアセンブリの移動を含む洗浄サイクルを管理するステップと、
   （ｅ）上記ワイパーブレードアセンブリにより上記プリントヘッドを洗浄するステップと、
   （ｆ）上記ワイパーブレードアセンブリを、上記最後の位置から上記基本位置まで移動させるステップと、
   （ｇ）上記プリントヘッドを、予め設定された印刷位置まで移動させるステップとを含んでいることを特徴とする方法。
5. 上記ひさし部は、ワイパー本体部に取り付けられ、該ひさし部と上記ワイパーブレードとの間に上記洗浄液の供給及び真空吸引を促進するギャップを形成していることを特徴とする、請求項１に記載の自己洗浄式インクジェットプリンタ。

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