JP4639047B2 - 廃インク除去装置、インク滴センサを移動させる方法及びプリント機構 - Google Patents

Description

本発明はプリンタの分野に関し、より詳細には、ドロップオンデマンド方式のプリンタにおいて用いる低コストのインク滴検出器に関する。

［関連出願］
本願は、参照によりその開示全体が本明細書に援用される、以前に出願された、本願の譲受人に譲渡された「DETERMINING INKJET PRINTER PEN TURN-ON VOLTAGES」という名称の２００１年８月２７日出願の米国特許出願第０９／９４０，３１３号、「INK DROP SENSOR」という名称の２００１年７月２５日出願の米国特許出願第０９／９１５，９８０号、「INK DROP DETECTOR」という名称の２００１年７月２５日出願の米国特許出願第０９／９１５，４６１号、「UNI-DIRECTIONAL WASTE INK REMOVAL SYSTEM」という名称の２００１年１月３１日出願の米国特許出願第０９／７７３，８８１号、および「INK DROP DETECTOR WASTE INK REMOVAL SYSTEM」という名称の２００１年１月３１日出願の米国特許出願第０９／７７３，８７３号に関連する。

モノクロおよびカラーのプリンタを含む従来のプリンタは通常、紙上にインク滴を噴射する少なくとも１つのプリントヘッドを含む。そのようなプリントヘッドは、インク滴が噴射される際に通る複数のノズルを含みうる。プリントヘッドは、プリンタ内のプリント制御回路が生成する駆動信号に応答してインクを噴射してもよい。駆動信号に応答してインク滴を噴射するプリントヘッドを、ドロップオンデマンド方式のプリントヘッドと呼ぶことがある。

インクジェットプリントヘッドは、ドロップオンデマンド方式のプリントヘッドの一例である。インクジェットプリントヘッドは、さまざまなタイプの媒体上に画像を形成することができる。インクジェットプリントヘッドは、紙等の所与の媒体が「プリントゾーン」すなわちプラテン領域を通って前進する間に、複数のオリフィスすなわちノズルを通してその媒体上に、カラーインクの小滴を噴射することができる。プリントゾーンは、媒体に対するプリントヘッドの何らかの走査および／または往復移動によってプリントヘッドのオリフィスがアクセス可能な平面領域によって画定されてもよい。プリントヘッドのオリフィスすなわちノズルからインクを吐出する方法の例としては、既知の圧電技法およびサーマル技法が含まれる。例えば、ともに本願の譲受人であるヒューレット・パッカード社に譲渡され、参照によりその全体が本明細書に援用される、米国特許第５，２７８，５８４号および第４，６８３，４８１号には、これまでのサーマルインク噴射機構が２つ示されている。

インクジェットプリント機構において高レベルの画質を達成するためには、インク滴のサイズが一定かつ小さいこと、プリントヘッドのノズルからプリント媒体までのインク滴の飛翔経路が一定であること、および、インクジェットノズルが目詰まりしやすくないこと、を含むいくつかの特質を、プリントヘッドが呈することが望ましいことが多い。この目的のために、インクジェットプリント機構は、インクジェットプリントヘッドの保守を行う整備ステーションを含んでもよい。このような整備ステーションは、スクレーパ、インク−溶剤アプリケータ、プライマ、およびノズルが休止期間中に乾燥してしまわないようにしておくのに役立つキャップを含んでもよい。さらに、インクジェットプリント機構は、ノズル詰まりをもたらす乾燥したインクの形成を防止するために、それぞれのノズルから廃インクスピトゥーン（spittoon：捕集容器あるいは吐き出し壺）内へとインクを発射することによってプリントヘッドを働かせるよう設計されている、整備ルーチンを含んでもよい。

このような予防措置にもかかわらず、インクジェットプリント機構内では、インクジェットノズルを目詰まりさせてインクジェットノズルの故障を引き起こす可能性がある要因が多く作用している。例えば、紙ぼこりの粒子がノズル上にたまり、最終的にノズルを詰まらせてしまうことがある。インクのエーロゾル（煙霧質）または部分的に詰まったノズルからの廃インクが、整備ステーションのプリントヘッドのスクレーパによって、詰まっていないノズル内に広がり、それによってさらに多くのノズルを詰まらせてしまうこともある。プリントヘッド内部のインクからの沈着物が蓄積したものもまた、インクのチャネルおよびノズルを閉塞してしまうことがある。さらに、サーマルインクジェットプリントヘッドにおけるヒータ素子が通電せず、それによってノズルが故障することもある。

プリントヘッドのノズルが目詰まりするかまたは故障すると、その結果、バンディング（もしそうでなければ均一なカラーの領域になるところに、異なる色合いまたはカラーが帯状に現れること）または完全な色抜け等、好ましくなく容易に分かるプリント品質の欠陥が、画像に生じる可能性がある。実際、インクジェットプリントシステムはノズルの目詰まりに非常にデリケートなので、数百個のうちの１個のノズルが詰まっても、プリント出力において分かり、好ましくない可能性がある。

従来のプリンタには、通常、プリントヘッドが実際にクリーニングを必要としているかどうかを判定する機構がない。そのようなプリンタは、プリントヘッドがもしかするとクリーニングを必要としているかもしれないという判定をベースにして、そのプリントヘッドに整備ステーションを使うことがある。都合の悪いことに、この場合そのようなプリンタは、必要に応じてのクリーニングではなく、定期的なクリーニングを用いなければならない。その場合、通常プリントの全体の速度が落ち、また、結果として不必要な保守によるインクのロスおよび磨耗が生じる可能性があるか、または、クリーニングを行う頻度が少な過ぎると、故障を防止できない可能性がある。

インクジェットプリントヘッドのノズルが発射しているかどうかを検出するために、本願の譲受人であるヒューレット・パッカード社に譲渡され参照によりその全体が本明細書に援用される米国特許第６，０８６，１９０号において説明されているもの等の低コストのインク滴検出システムを、プリント機構に設けてもよい。この滴検出システムは、インクジェットプリントヘッドから噴射される一連のインク滴のバースト（burst：一連射）が当たると電気刺激が与えられる、静電検知素子を利用している。

しかし、実際の実施態様においては、この静電検知素子にはいくつか制限がある可能性がある。検知素子は、インク滴のバーストと接触した結果形成される廃インクと不都合に反応してしまうかもしれない。さらに、検知素子から検知電子機器に供給される滴検出信号は、振幅が比較的小さいために、ノイズの影響を受けやすいかもしれない。さらに、廃インクが導電性を有したままで、検知電子機器を短絡させてしまう可能性がある。

プリントヘッドからのインク滴の噴射を検出する、可能性のある方法としては他に、滴検出ステーションをプリンタに設ける、というものがある。この滴検出ステーションは、検出ステーションに当たるインク滴の衝撃を検出する、圧電材料および関連回路を用いる。都合の悪いことに、そのような圧電材料は比較的高価であり、プリンタの製造コストが増大してしまう。さらに、そのような機構は通常、高解像度およびカラーのプリンタにおいて用いられる極めて小さいインク滴を検出することはできない。さらに、圧電材料は、その表面上にインクが蓄積するにつれて感度が下がり、それによってインク滴の衝撃を検出する能力が下がる可能性がある。

可能性のある解決策としては他に、光源と検出器とを含む光検出器をプリンタに設ける、というものがある。インクジェットノズルは、光源と検出器との間をインク滴が通過して、光源と検出器との間を進む光線を遮るような向きにすることができる。そのような光検出器の回路によって、プリンタの製造コストが甚だしく増大してしまうかもしれない。さらに、そのような技法には、テストしているノズルに関する光検出器の位置決めを非常に精密に制御することが必要かもしれない。さらに、ノズルからのミストまたは飛沫が光検出器を汚染して、信頼性に関する問題を引き起こすかもしれない。

サーマルインクジェットプリントヘッドに特有の、可能性のある解決策としては他に、プリントヘッド自体に音響検出器を設ける、というものがある。そのような音響滴検出器は、プリントヘッド内でインクの気泡がつぶれることに関連する衝撃波を検出することができる。しかしそのようなインクの気泡の衝撃波は、プリントヘッドからインクが噴射されていない場合であっても生じる。さらに、音響測定値は、プリンタの動作中に生じる大きな電流パルスによって損なわれるかもしれない。さらに、音響検出器およびそのような音響検出器の信号増幅器回路によって、プリンタの全製造コストが甚だしく増大してしまうかもしれない。

したがって、廃インクの潜在的に有害な影響を略受けることがなく、さまざまなプリント機構の設計に容易に組み込むことができる、検知素子を有することが望ましい。また、そのような検知素子を効率的かつ経済的に構成する方法を有することも望ましい。また、インクジェットノズルをクリーニングするより効果的なシステムを有することも望ましい。

本発明は、枢軸によって枢支され、第１の向きと第２の向きとの間で枢動する、組立体と、組立体上に配置されたインク滴センサと、組立体に接続された枢動装置と、組立体が第２の向きであるときにインク滴センサに接触するよう配置された吸収パッドとを含み、枢動装置の動作によって、組立体が第１の向きと第２の向きとの間で枢動し、組立体が第２の向きであるときに廃インクがインク滴センサから除去されるようになっている、プリント機構においてインク滴検出センサから廃インクをクリーニングで取り除く廃インク除去装置のシステムおよび方法に関する。

図１は、ここではインクジェットプリンタ１００として示す、本発明の実施形態に従って構成されたプリント機構の実施形態を示す。これは、産業、オフィス、家庭、またはその他の環境において、紙、透明シート、コーティングした媒体、厚紙、写真画質紙、および封筒等のさまざまな媒体上にプリントするのに用いることができる。さまざまなインクジェットプリント機構が市販されている。例えば、本明細書において説明している概念を実施してもよいプリント機構には、少数の例を挙げれば、デスクトッププリンタ、ポータブルプリントユニット、ワイドフォーマットプリンタ、ハイブリッド電子写真方式インクジェットプリンタ、複写機、カメラ、ビデオプリンタ、およびファクシミリ等を含む。単に説明の便宜上、本明細書において導入する概念を、インクジェットプリンタ１００の環境において説明する。

プリンタの各構成要素はモデルによってさまざまであってもよいということは明白であるが、通常のインクジェットプリンタ１００はシャシ１０１を含み、このシャシ１０１は、通常はプラスチック材料でできている、フレームすなわち筐体１０２によって取り囲まれている。プリンタ１００はまた、概略的にマイクロプロセッサ１０３として示す、プリンタコントローラも有する。プリンタコントローラは、コンピュータまたは携帯情報端末（ＰＤＡ）等のホスト装置（図示せず）から命令を受け取る。ホスト装置に結合したスクリーンもまた用いて、プリンタのステータスやホスト装置上で実行されている特定のプログラム等の視覚情報をオペレータに表示してもよい。コンピュータおよびＰＤＡ等のプリンタのホスト装置、キーボード、マウス装置、スタイラス装置等、ホスト装置の入力装置、および液晶表示画面やモニタ等の出力装置は、すべて当業者に既知である。

従来のプリント媒体取扱システム（図示せず）を用いて、プリント媒体のシート（図示せず）を媒体入力トレイ１０４からプリントゾーン１０５を通って出力トレイ１０６へと前進させてもよい。シャシ１０１には、キャリッジ案内ロッド１０７が搭載されて、走査軸１０８を画定している。キャリッジ案内ロッド１０７は、プリントヘッド組立体あるいはキャリッジ組立体１０９を、プリントゾーン１０５を横切って左右に往復移動するよう、摺動可能に支持する。従来のキャリッジ駆動モータ（図示せず）を用いて、コントローラ１０３から受け取る制御信号に応答してキャリッジ組立体１０９を推進してもよい。キャリッジ位置フィードバック情報をコントローラ１０３に供給するために、従来のエンコーダ・ストリップ（図示せず）を、プリントゾーン１０５の長さに沿って、そして周辺の整備領域１１０の上に延在させてもよい。

キャリッジ組立体１０９は、２つのインクジェットカートリッジ１１１、１１２を保持する。キャリッジ案内ロッド１０７によって、キャリッジ組立体１０９は走査軸１０８の方向に沿って左右に移動することができる。例えば、本願の譲受人であるヒューレット・パッカード社に譲渡され、参照によりその全体が本明細書に援用される、米国特許第５，２７６，９７０号において説明されているように、従来の光学エンコーダ読取装置をキャリッジ組立体１０９の裏面に搭載して、エンコーダ・ストリップが供給する位置情報を読み取ってもよい。エンコーダ・ストリップ読取装置によって位置フィードバック情報を供給することは、さまざまな方法で行ってもよい、ということに留意されたい。

プリントゾーン１０５において、プリント媒体は、ブラックのインクカートリッジ１１１および／またはカラーのインクジェットカートリッジ１１２等のインクジェットカートリッジから、インクを受け取る。カートリッジ１１１、１１２はまた、当業者には「ペン」と呼ばれることも多い。本明細書においては、ブラックのペン１１１は、顔料系インクを含むものとして説明する。説明のために、カラーのペン１１２を、シアン、マゼンタ、およびイエローのカラーの、３つの別個の染料系インクを含むものとして説明するが、実施態様によっては、カラーのペン１１２はまた、顔料系インクを含んでもよい。ペン１１１、１１２内には、パラフィン系インク、ならびに染料と顔料の両方の特性を有するハイブリッドインクすなわち複合インク等、他のタイプのインクを用いてもよい。

図示のプリンタ１００は、交換式のプリントヘッドカートリッジを用いる。これらのプリントヘッドカートリッジにおいて、それぞれのペンは、プリントヘッドがプリントゾーン１０５の上方を往復運動するときの供給インク全部を保持する、一体型の槽を有する。本明細書において、「ペン」または「カートリッジ」という用語は、インク供給領域に配置されたそれぞれのインク（システム内のインク数によって決まる、ブラック、シアン、マゼンタ、イエロー、またはその他のカラー）ごとに主な槽（図示せず）を有する、「軸外」のインク送出システムもまた指す。軸外のシステムにおいては、ペンは、プリントヘッドの移動経路から「軸外」（外れた位置）に配置された、静止した主な槽から、従来の柔軟性を有する管システムを通じて運搬されるインクで補充することができるので、プリントゾーン１０５を横切ってキャリッジ組立体１０９が推進させる供給インクは、少量だけである。永久的なまたは半永久的なプリントヘッドにはまるインク槽を有する「スナッパー方式」のカートリッジ等、その他のインク送出システムまたは流体送出システムもまた、本明細書において説明するシステムを用いてもよい。

図示のブラックのペン１１１は、ブラックのインクを噴射するプリントヘッド（図示せず）を有し、カラーのペン１１２は、減法三原色に対応するシアン、マゼンタ、およびイエローのインクを噴射する、３色のプリントヘッド（図示せず）を有する。プリントヘッドは、インクを選択的に噴射して、媒体のシートがプリントゾーン１０５内にあるときにその媒体上に画像を形成する。プリントヘッドはそれぞれ、複数のノズルが貫通して形成された、オリフィス板を有する。それぞれのプリントヘッドのノズルは通常、オリフィス板に沿って、少なくとも１並びの、しかし通常は２並びの、直線状のアレイになるように形成される。以下のように、本明細書において用いられる「直線状」という用語は、「ほとんど直線状」すなわち略直線状であると解釈してもよく、互いにわずかに食い違いになった、例えば千鳥状の配置になった、ノズル配置を含んでもよい。それぞれの直線状のアレイは、通常、走査軸１０８と垂直に（直交する）、縦方向に整列しており、それぞれのアレイの長さによって、プリントヘッドの１回のパスでの最大画像スワス（印刷幅）が決まる。ペンはサーマルインクジェットプリントヘッドを含んでもよいが、圧電プリントヘッド等、他のタイプのプリントヘッドを用いてもよい。サーマルインクジェットプリントヘッドは通常、ノズルに関連した複数の抵抗器を含む。選択した抵抗器に通電すると、結果として生じる熱エネルギーによって気泡が形成され、この気泡によって、インク滴がノズルから、プリント媒体の、ノズルの真下のプリントゾーン１０５内にある部分の上に噴射される。プリントヘッドの抵抗器は、コントローラ１０３からキャリッジ組立体１０９に送出される発射コマンド制御信号に応答して、選択的に通電される。プリント中またはプリント後、キャリッジ組立体１０９は、キャリッジ案内ロッド１０７に沿って整備領域１１０へと移動してもよい。整備領域１１０において、整備ステーション１１３は、プライミング、スクレーピング、および不使用期間中の保管用のキャッピング等、さまざまな整備機能を果たして、インクが乾燥したりインクジェットプリントヘッドのノズルを詰まらせたりしないようにしてもよい。

図２は、整備ステーション１１３を詳細に示す。整備ステーションフレーム２０１が、シャシ１０１に搭載され、可動パレット２０２を収容している。可動パレット２０２は、フレーム２０１内で移動するよう、モータ（図示せず）によって駆動してもよい。可動パレット２０２は、当業者に既知の方法に従ってマイクロプロセッサ１０３に応答する、モータおよびラックアンドピニオンの歯車列によって、正および負のＹ軸方向に駆動してもよい。これもまた本願の譲受人であるヒューレット・パッカード社に譲渡され、参照によりその全体が本明細書に援用される、米国特許第５，９８０，０１８号において、インクジェットクリーニング整備ステーションにおけるこのようなラックアンドピニオンシステムの例を見出すことができる。その最終的な結果として、可動パレット２０２を、正のＹ軸方向に整備位置まで、および負のＹ軸方向にキャップ外し位置まで、移動させることができる。可動パレット２０２は、可動パレット２０２が整備位置にあるときにプリントヘッドをシールする、ブラックのプリントヘッドのキャップ２０３および３色のプリントヘッドのキャップ２０４を支持している。

図２はまた、整備ステーションフレーム２０１によって支持されるインク滴センサ２０５の実施形態も示す。インク滴センサ２０５はまた、インク滴検出器と呼んでもよい。インク滴センサ２０５は、本説明のために特定の場所において示すが、例えば、整備ステーションフレーム２０１の右側２１１、整備ステーション１１３の内部、または、プリンタの、整備ステーション１１３とは反対側の端を含む、走査軸１０８に沿ったその他の場所に搭載してもよい。センサ２０５内には、検知素子すなわち「ターゲット」２０６と、ターゲット２０６からの信号のフィルタリングおよび増幅を行う電気部品（図示せず）とが、一体的に形成されている。ターゲット２０６はまた、静電検知素子と呼んでもよい。センサ２０５は、単一のプリント回路基板（ＰＣＢ）２０７上に組み立ててもよい。ＰＣＢ２０７はまた、プリント回路基板組立体（ＰＣＡ）または静電滴検出（ＥＤＤ）ピックアップＰＣＡと呼んでもよい。導線２０８がインク滴センサ２０５をコントローラ１０３に接続して、滴検出信号が処理される。図２にはまた、スクレーパ２１０も示す。スクレーパ２１０は、スクレーパスライダ２１４によって推進されるスライダカバー２０９に取り付けられている。スクレーパスライダ２１４は、整備ステーションフレーム２０１から突出しているポスト２１３に、戻しばね２１２を介して取り付けられている。

スライダカバー２０９は、ＰＣＢ２０７に取り付けられており、スクレーパスライダ２１４が移動する際のガイドの役割を果たす。スライダカバー２０９はまた、プリントヘッドから発生するインクのエーロゾルからインク滴検出器（センサ）２０５上の電気部品を保護するよう設計してもよい。スクレーパスライダ２１４は、正および負のＹ軸方向に移動することができ、引張ばねまたは戻しばね２１２等の付勢部材によって、整備ステーション１１３の後部に向かって（負のＹ軸方向に）付勢される。戻しばね２１２は、スクレーパスライダ２１４と、整備ステーションフレーム２０１から突出しているポスト２１３との間に接続されている。スクレーパスライダ２１４は、スライダカバー２０９の前端上に取り付けられた、または好ましくはオーバーモールド（overmold：被覆成形）された、スクレーパ２１０を有する。スクレーパ２１０は、好ましくは、ターゲット２０６の全幅をスクレーピングするのに十分な幅を有する。スクレーパ２１０は、好ましくは、スライダカバー２０９上にオーバーモールドされた熱可塑性エラストマー（ＴＰＥ）等の弾性部材で構成されている。スクレーパ２１０はまた、オーバーモールドされていない、硬質の一体型プラスチックで構成されていてもよい。戻しばね２１２は、好ましくは、スクレーパ２１０に与える下向きのスクレーピング力を最小にし、それによってターゲット２０６の磨耗を最小にするために、スライダカバー２０９の上方に向かう角度を有して搭載される。

インク滴センサ２０５はまた、ターゲット２０６からインクを除去する、一方向の廃インク除去システム２１５も含んでもよい。廃インク除去システム２１５は、セルロースまたはポリエステルで構成されていてもよいが、好ましくは、焼結プラスチックで構成されている。廃インク除去システム２１５は、スクレーパ２１０が、正のＹ軸方向にターゲット２０６を横切り吸収材堆積部表面上へと移動したときに、ターゲット２０６からスクレーピングされたインクを受け取るよう構成されている。移動は、好ましくは、図２に示すキャップ外し位置から正のＹ軸方向の整備位置まで可動パレット２０２が移動するときの、可動パレット２０２の移動によって、スクレーパスライダ２１４からスクレーパ２１０に与えられる。

図３および図４は、ターゲット２０６から廃インクを除去する他の方法を示す。本実施形態において、ＰＣＢ３０２は、測定位置３０１（図３）と休止または廃棄物除去位置４０１（図４）という２つの位置の間で枢動または並進（すなわち並進運動）するよう、搭載されている。

図３は、測定位置にあるＰＣＢ３０２を示す。ＰＣＢ３０２は、戻しばね３０８、可動パレット３０３、スライダカバー３０４、およびＰＣＢ枢軸３０５の相互作用によって、測定位置に移動する。可動パレット３０３は、測定位置と休止位置との間でＰＣＢが枢動することができるようにする、別のアクチュエータであってもよい。前述のように、可動パレット３０３は、キャップ外し位置（図２に示す）と整備位置（可動パレットが図２の正のＹ軸方向に移動する）との間を移動することができる。戻しばね３０８は、保持ポスト３０９とスライダカバー３０４とを接続している。可動パレット３０３がキャップ外し位置（図２に示す）にあるときには、戻しばね３０８によって、確実に、スライダカバー３０４は後退位置３１０にある、すなわち図３の左方へと水平に並進する。後退位置３１０において、スライダカバー３０４のスライダアーム３１１はＰＣＢ３０２を、ＰＣＢ枢軸３０５に関して負のＹ軸方向に（図３のＰＣＢ枢軸３０５の左方へと）付勢する。スライダカバー３０４のスライダアーム３１１が（ばね３１２と協働して）負のＺ軸方向に（図３において下方へ）ＰＣＢ枢軸３０５の左方へと圧力をかけているときには、ＰＣＢ３０２は測定位置３０１に配置されている。フレキシブル導線３１３がインク滴センサ３１４をコントローラ１０３に連結して、滴検出信号が処理される。フレキシブル導線３１３は、未処理の増幅していない、または処理後の静電滴検出（ＥＤＤ）信号を伝達してもよく、ＰＣＢ３０２上に電子機器が存在している場合には、増幅した信号を伝達してもよい。可動パレットはまた、パレットタワー３０６がスライダカバー突出部３０７に接触しないように、図３に示す位置から負のＹ軸方向に配置することができる。この位置において、整備ステーションは、過剰なインクをペンからワイピングすることを含む、その他の機能を果たしてもよい。このようなさまざまな機能はそれぞれ、同じ機械的組立体を用いている、ということに留意されたい。

カラーのインクジェットカートリッジまたはブラックのインクジェットカートリッジまたはカラーのペン１１２を、キャリッジ組立体１０９の上方と下方の両方に示す。ＰＣＢ３０２が測定位置３０１にあるときには、インク滴センサ３１４は上方位置に枢動し、それによって、カラーのペン１１２またはブラックのペン（図示せず）に関連するノズル（図示せず）からのインク滴３１９を、インク滴センサ３１４が検出することができる。ノズルまたは滴噴射機構（図示せず）は、プリントヘッドすなわちペンの表面３１５上に配置されている。吸収パッド３１６は、ＰＣＢ３０２が休止すなわち廃棄物除去位置４０１にあるときに、インク滴センサ３１４から過剰なインクを吸い取るよう設計されている。吸収パッド３１６は、吸収パッド容器３１７内に搭載されていてもよい。吸収パッド３１６および吸収パッド容器３１７は、整備ステーション組立体３１８の一部として構成されていても、そこに取り付けられていても、またはその近くに配置されていてもよい。

図３はまた、第１のスペーサ３２０および第２のスペーサ３２１も示す。第１のスペーサ３２０と第２のスペーサ３２１とは、別々にまたは一緒に用いて、ペンとＰＣＡ（ＰＣＢ）３０２との間の適切な間隔を確保することができる。本発明の実施形態の第１のスペーサ３２０および第２のスペーサ３２１は、ペンと、ピックアップ組立体、ＰＣＡ（ＰＣＢ）３０２、または静電滴検出器の組立体との間の距離が、ある位置においてプリントヘッドからある特定の既知の距離で一定に保持されることを確実にする、ある特定の機械的仕組みの一実施形態を表す。距離をこのように固定することによって、ペン１１２とインク滴センサ３１４との間の電界が確実に一様になり、この電界の振幅が複数の検出動作の間で異ならないことが確実になる。第１のスペーサ３２０は、プリントヘッドからピックアップまでの間隔を決定する、スペーサの一実施形態を示し、第２のスペーサ３２１は、プリントヘッドからピックアップまでの間隔を決定する、スペーサの別の実施形態を示す。スペーサ３２０、３２１は、その他の補助電子機器を含んでもよいＰＣＢ３０２に固定されていてもよい。図３および図４に示す実施形態において、第１および第２のスペーサ３２０、３２１は、一緒に用いられ、ＰＣＡ（ＰＣＢ）３０２に永久的に取り付けられて、ＰＣＡ（ＰＣＢ）３０２とともに並進する。スペーサを用いて、キャリッジ組立体１０９とペンのうちの少なくとも１つの表面とのどちらかに接触してもよい。スペーサはまた、キャリッジ組立体またはペンの上に搭載してもよい、ということに留意されたい。

図４は、ＥＤＤのＰＣＡ（ＰＣＢ）３０２が第２の、あるいは休止位置にある状態で示す、図１のものとともに用いる本発明の実施形態の整備ステーションの拡大側面図である。可動パレット３０３が正のＹ軸方向に（図４の右方へと）移動すると、パレットタワー３０６はスライダカバー突出部３０７に係合する。可動パレット３０３が前方（図４の右方向）へと移動すると、パレットタワー３０６とスライダカバー突出部３０７との相互作用によって、スライダカバー３０４もまた強制的に正のＹ軸方向に（図４の右方へと）移動する（水平に並進する）。このようにスライダカバー３０４が水平に並進することによって、戻しばね３０８が伸びる。さらに、スライダカバー３０４が図４の右方へと水平に並進すると、スライダカバー３０４のスライダアーム３１１も正のＹ軸方向に（図４の右方へと）移動し、ついにはスライダアーム３１１がＰＣＢ枢軸３０５の右に来る。スライダアーム３１１は、ばね３１２と協働して、負のＺ軸方向に（図４の下方へ）力を加え、その結果ＰＣＢ３０２が廃棄物除去位置４０１に停止する。ＰＣＡ（ＰＣＢ）３０２が廃棄物除去位置４０１にある間、インク滴センサ３１４は吸収パッド３１６に接触し、インク滴センサ３１４上の過剰なインクが吸収される。この過剰なインクは吸収パッド容器３１７内に保管され、インク滴センサ３１４上にインクが蓄積されるのを防止する。米国特許第６，０８６，１９０号において説明されているように、過剰なインクを除去することができなければ、ピックアップ上に大量のインクが蓄積されてしまい、それによって最終的に、ＥＤＤ装置の装置動作が妨げられてしまう。戻しばね３０８と可動パレット３０３の移動との相互作用によって、ＰＣＢ３０２が測定位置３０１と廃棄物除去位置４０１との間を行き来する、ということに留意されたい。ＰＣＢ３０２のこの回動は、矢印３２２が示す経路に沿っている。

キャリッジ組立体１０９が整備ステーションの真上に配置されるとＰＣＢ３０２が確実にその廃棄物除去位置に配置されるようにするためのものが含まれていてもよい、ということに留意されたい。

また、本発明は複数のさまざまな実施形態において実施してもよい、ということにも留意されたい。他の実施形態において、ＰＣＢ３０２は、垂直にまたは横方向に２つの位置の間を並進してもよい。本発明の実施形態は、スペーサを用いて、第１の位置においてペンのノズルとＰＣＢ３０２等の静電滴検出システムとの間に存在する距離が確実に一定になるようにすることを含んでもよい。本発明の実施形態はまた、第２の位置において、過剰なインクがインク滴センサ上に蓄積されるのを防止する吸収性のシステムにインク滴センサが接触することを含んでもよい。

好ましい実施形態において、プリント中、ＰＣＢ３０２は、休止すなわち廃棄物除去位置に配置される。この位置においては、ＰＣＢ３０２はキャリッジ組立体１０９の移動に干渉しない。さらに、この期間中、インク滴センサ３１４から過剰なインクが除去される。プリントの一時停止中、長期間不使用だった後、プリントの完了時、またはプリントの前などにおいて、マイクロプロセッサ１０３内のプログラミングがプリントヘッドのノズルの測定を必要とする場合には、プリントヘッドの適切なノズルがインク滴センサ３１４の真上に配置される。ＰＣＢ３０２は測定位置に配置され、スペーサによって適切な間隔が確保される。測定シーケンスが開始され、これによって、テストするノズルの機能が確認される。プリントヘッドの位置を移動させて、さらなるノズルをテストしてもよい。一度にすべてのノズルをテストしてもよく、またはノズルの一部をテストしてもよい。

通常、このような測定は、所与のペン内の１行のノズルに対して行われる。例えばブラックのペンは、それぞれが最高で数百個のノズルを含む、垂直な２行のノズルを有している場合がある。いったん所与の行がインク滴センサ３１４の真上に配置されると、その行のノズルで一度に１個のノズルから、インク滴が発射される。それぞれのノズルは、各ノズルの測定につき１０００分の６秒の間発射を行ってもよい。２００個のノズルを含むノズルについては、テストに約１．２秒必要である。そのペンのその行のテストが完了した後、次の行のノズルが測定され、ついにはそのペンにおけるノズルのテストが終了する。故障したノズルに関する情報は、保存され、それを用いて、以後のプリントジョブ中にその故障したノズルが確実に隔離されることと、保守が必要であるという通知とのいずれか一方、あるいは双方が行われるようにする。

図５は、インク滴センサから廃インクを除去する方法のフローチャートである。ステップ５０１において、戻しばね３０８がスライダカバー３０４を第１の位置に付勢する。ステップ５０２において、ＰＣＢ３０２が測定位置３０１（図３）に配置される。ステップ５０３において、前述のように滴検出が行われる。ステップ５０４において、可動パレット３０３すなわちアクチュエータが第１の位置から第２の位置へと並進し、可動パレット３０３のパレットタワー３０６がスライダカバー突出部３０７と係合して、スライダカバー３０４を第２の位置へと並進する。ステップ５０５において、スライダカバー３０４のスライダアーム３１１が、ばね３１２と協働して、ＰＣＢ３０２に下向きの力を加え、ＰＣＢ枢軸３０５の右の位置（図４）にする。スライダカバー３０４の弾性率を大きくすることで、ばね３１２の代わりとしてもよい、ということに留意されたい。ステップ５０６において、スライダアーム３１１によって下向きの力が加えられると、ＰＣＢ３０２は測定位置３０１（図３）から廃棄物除去位置４０１（図４）へと移動する。廃棄物除去位置４０１において、インク滴センサ３１４は吸収パッド３１６と接触し、ステップ５０７において、インク滴センサ３１４から廃インクが除去される。

本発明の実施の形態は、ＰＣＡまたはＰＣＢ３０２に接触するスライダアーム３１１を含むスライダカバー３０４と、スライダカバーに接続された戻しばね３０８と、スライダカバーと係合して枢動運動を引き起こす可動パレット３０３等のアクチュエータとに関して説明した、ということにもまた留意されたい。その他の枢動装置もまた、本発明の実施の形態において想定される。例えば、ＰＣＢの向きを変える役割を果たすトグル機構を実施してもよい。または、本発明の別の実施形態において、カートリッジ自体が向きを変えるようにしてもよく、または向きを変えることができるようにする別の機械機構を実施してもよい。上記枢動装置の動作によって、ＰＣＡ（ＰＣＢ）が第１の向きと第２の向きとの間で枢動し、ＰＣＡ（ＰＣＢ）が第２の向きであるときに廃インクがインク滴センサから除去されるようになっている。本発明にとって、ばね負荷されたスペーサ（単数または複数）が特に重要である。ばね負荷によって、インクジェットカートリッジ１１２とインク滴センサ３１４との間の距離を確実に再現可能になり、枢軸を用いて、ＰＣＢ３０２の向きが測定位置と廃棄物除去位置との間で確実に変えられる。

インク滴センサの実施形態を示すインクジェットプリント機構の一部切欠き斜視図である。 図１のインクプリントヘッド整備ステーションに取り付けられたインク滴センサの拡大斜視図である。 インクジェットプリントヘッドが、第１の、すなわち測定位置において静電インク滴検出器および静電滴検出（ＥＤＤ）のＰＣＡ内へとインクを発射している状態で示す、図１のものとともに用いる本発明の実施形態の整備ステーションの拡大側面図である。 ＥＤＤのＰＣＡが第２のすなわち休止位置にある状態で示す図１のインクジェットプリント機構とともに用いる、本発明の実施の形態の整備ステーションの拡大側面図である。 インク滴センサから廃インクを除去する方法を示すフローチャートである。

Claims (9)

1. プリント機構においてインク滴センサから廃インクをクリーニングで取り除く廃インク除去装置であって、
   枢軸によって枢支され、第１の向きと第２の向きとの間で枢動する、組立体と、
   前記組立体上に配置されたインク滴センサと、
   前記組立体に接続され、前記枢軸のまわりで前記組立体を枢動させるための枢動装置と、
   前記組立体が前記第２の向きにあるときに前記インク滴センサに接触するよう配置され,前記組立体が前記第１の向きにあるときに前記インク滴センサから離れるよう配置された吸収パッドと
   を備え、
   前記枢動装置の動作によって、前記組立体が前記第１の向きと前記第２の向きとの間で枢動し、前記組立体が前記第２の向きにあるときに廃インクが前記インク滴センサから前記吸収パッドに吸収されることと、前記第１の向きは前記インク滴センサが前記プリント機構のプリントヘッドから噴射されるインク滴を検出する測定位置の向きであることを特徴とする廃インク除去装置。
2. 前記枢動装置は、
   前記組立体に接触するスライダアームを含むスライダカバーと、
   前記スライダカバーの第１の端に接続された戻しばねと、
   前記スライダカバーに接触し、前記組立体を前記第２の向きと前記第１の向きとに枢動させるのに対応して前記戻しばねを伸ばすかまたは縮退させるように前記スライダカバーを水平に並進運動させる、アクチュエータと
   を備え、
   前記アクチュエータによる前記スライダカバーの前記水平な並進運動によって、前記組立体上で前記スライダアームが接触する部分を移動させ、それによって前記組立体が前記第１の向きと前記第２の向きとの間で枢動し、前記組立体が前記第２の向きであるときに廃インクが前記インク滴センサから除去されることを特徴とする請求項１に記載の廃インク除去装置。
3. 前記組立体はさらに上側の部分を含み、前記スライダアームは、前記組立体の前記上側の部分に接触することを特徴とする、請求項２に記載の廃インク除去装置。
4. 前記組立体上に配置され、前記第１の向きにおいてペンに接触して前記組立体と当該ペンに含まれる前記プリントヘッドが備えるノズルとの間の距離を決定するように構成される、スペーサ
   をさらに備えることを特徴とする、請求項１に記載の廃インク除去装置。
5. 測定位置と廃インク除去位置との間でインク滴センサを移動させる方法であって、
   測定位置において組立体上に設けられたインク滴センサがプリントヘッドから噴射されたインクを検出するように当該組立体を配置することと、
   前記組立体を前記測定位置と廃インク除去位置との間で枢動させることと、
   前記組立体が前記廃インク除去位置にあるときに、前記インク滴センサから廃インクを吸収パッドに吸収して除去することと
   を含むことを特徴とする方法。
6. 前記組立体を枢動させることは、
   戻しばねでスライダカバーを前記測定位置に対応する第１の位置に付勢することと、
   アクチュエータで前記スライダカバーを前記廃インク除去位置に対応する第２の位置へと並進運動させることと、
   前記スライダカバーに取り付けられたスライダアームから前記組立体に下向きの圧力を加えることと、
   前記組立体に取り付けられた前記インク滴センサを前記廃インク除去位置に付勢することと
   を含むことを特徴とする、請求項５に記載の方法。
7. インクを選択的に噴射するプリントヘッドと、
   前記プリントヘッドからインクを受け取り、上に廃インクが蓄積する、インク滴センサと、
   前記センサから廃インクを清掃して取り除く廃インク除去システムとを有するプリント機構であって、
   前記廃インク除去システムが、
   枢軸によって枢支され、第１の向きと第２の向きとの間で枢動する、組立体であって、前記インク滴センサは、当該の組立体に配置される、組立体と、
   前記組立体に接触するスライダアームを含むスライダカバーと、
   前記スライダカバーの第１の端に接続された戻しばねと、
   前記スライダカバーに接触し、前記戻しばねを伸ばすかまたは縮退させるように前記スライダカバーを水平に並進運動させる、アクチュエータと、
   前記組立体が前記第２の向きにあるときに前記インク滴センサに接触するよう配置され、前記組立体が前記第１の向きにあるときに前記インク滴センサから離れるよう配置された吸収パッドとを備え、
   前記アクチュエータの前記水平な並進運動によって、前記組立体上で前記スライダアームが接触する部分を移動させ、それによって前記組立体が前記第１の向きと前記第２の向きとの間で枢動し、前記組立体が前記第２の向きであるときに廃インクが前記インク滴センサから前記吸収パッドに吸収されることと、前記第１の向きは前記インク滴センサが前記プリント機構のプリントヘッドから噴射されるインク滴を検出する測定位置の向きであることを特徴とするプリント機構。
8. 前記アクチュエータは可動パレットであり、水平な並進運動により前記第１の向きと前記第２の向きとにそれぞれ対応するキャップ外し位置と整備位置との間で移動し、当該整備位置において前記プリントヘッドをシールすることを特徴とする、請求項７に記載のプリント機構。
9. 前記第１の向きにおいて前記組立体と前記プリントヘッドに含まれるノズルとの間の距離を決定するように、前記第１の向きにおいて前記プリントヘッドを備えるペンに接触するように構成されている、前記組立体上に配置されたスペーサ
   をさらに備えることを特徴とする、請求項７記載のプリント機構。

Images