JP5087682B2 - 流体を噴射するための部品 - Google Patents

Description

インクジェットプリンタの運転では、インク吐出オリフィス周辺領域に印字ヘッドに不要な余剰インクが堆積してしまうことがある。こうしたインクの堆積によって、正確なインク滴吐出が妨げられる、或は印刷品質に悪影響を及ぼす可能性がある。余剰インクを印字ヘッドから除去する整備では、オリフィスプレート及び隣接領域を可撓性ブレード又は他の適当なワイパーで払拭することが多い。ワイパーはオリフィスプレート及び隣接領域を往復移動して、オリフィスプレートから離れた領域へ余剰インクを移動させることで除去する。しかしながら、ワイパーを整備しても、ワイパー経路の周囲で、印字ゾーンに極近い部分にまだ廃インクが残存することがあり得る。更に使い続けると、廃インクが多量に堆積して、印刷媒体に垂れたり、移ったりする、でなければ、印刷媒体に接触して、その結果プリント出力の質が悪くなる可能性もある。

本開示の１実施形態によるインクジェットプリンタを示す斜視図である。 本開示の１実施形態による、図１で示したプリンタの印字ヘッド組立体を示す斜視図である。 本開示の１実施形態による、図１で示したプリンタの印字ヘッド組立体を示す斜視図である。 図２及び図３の印字ヘッド組立体のワイパーバンパーを示す詳細な分解図である。 図２及び図３の印字ヘッド組立体のワイパーバンパーを示す詳細図（分解せず）である。 図２及び図３の印字ヘッド組立体のワイパーバンパーを示す、詳細な部分断面図である。 図２及び図３で示したような印字ヘッド組立体用ワイパーバンパーの第２実施形態を示す、詳細な部分断面図である。

本開示の実施形態は、インクジェット印字ヘッドのワイパーによる整備の際に、ワイパーから廃インクを除去して、印字ゾーンから不要な廃インクを取除く取組みの中で、開発されたものである。交換可能なインク容器を保持するインクジェット印字ヘッド組立体について、実施形態で説明する。しかしながら、本開示の実施形態は、そうした印字ヘッド組立体に限定するものではなく、他の種類の印字ヘッド組立体又はインクカートリッジで実施してもよく、インクカートリッジには、印字ヘッド組立体とインク容器とを一体化させて、単一のユニット／カートリッジとするインクカートリッジを含むが、これに限定されない。インク以外の流体を噴射するインクジェット技術を使用することが増えている。本開示の実施形態は、インクジェットプリンタの部品に限定するものではなく、他の種類の流体を噴射する部品に、実施してもよい。図面に示し、以下で説明する例示的実施形態は、従って、本開示の範囲について説明するものであって、限定するものではない。

本文書では、「バンパー」は、緩衝する又は緩衝されるよう構成した物を意味する。方向を示す用語「上に」及び「下に」、「左」及び「右」、「上」及び「下」等は、適用可能な図面で示す通りに記載してある部品の方向に関連して用いるものとする。しかしながら、そうした部品を図示したものと異なる向きにしてもよく、従って、方向を示す用語は、説明にだけ使用するもので、本開示の範囲を限定するものではない。

図１では、本開示の１実施形態を実施するインクジェットプリンタ１０を示す。インクジェットプリンタ１０の運転時には、紙又は他の印刷媒体のシートを、給送トレー１２から、印字ゾーン１４を通過させて、出力トレー１６へと給送する。プリンタのハウジング１８内では、シャーシ２２に取付けたガイドロッド２０で、往復動するキャリッジ２４を支持する。キャリッジ２４により印字ヘッド組立体２６は、印字ゾーン１４を通りガイドロッド２０に沿って、往復搬送される。交換可能なインク容器３０及び３２を、印字ヘッド組立体２６に取付ける。ハウジング１８内の電子制御装置（図示せず）の指示に基づき動作するプリンタのモータにより、キャリッジ２４及び印字ヘッド組立体２６を、印字ゾーン１４を通り往復、及びサービスステーション２８に出入りするよう移動させる。サービスステーション２８には、印字ヘッド組立体２６の面である正面を往復する可撓性ワイパー３６及び３８を搬送させるワイパースレッド３４が備えられている。また、サービスステーション２８には、インク吐出オリフィスの詰まりを防ぐ又は詰まりを解消するといった、キャッピング機能や清掃機能も含んでもよい。

図２及び図３は、インク容器３０及び３２を取除いて、印字ヘッド組立体２６をより詳細に示した斜視図である。図２及び図３を参照すると、印字ヘッド組立体２６には、組立体２６の本体４２に取付けた印字ヘッド４０が備えられている。図１に示すように、印字ヘッド組立体２６をプリンタ１０のキャリッジ２４に取付けた際に、印字ヘッド４０が印字ゾーン１４の直ぐ近くに位置するように、印字ヘッド４０は本体４２に取付けられている。図１に示したプリンタの構成では、印字ヘッド４０を組立体２６の底部に取付けている。本体４２にはベイ４４が形成され、図１に示すインク容器３０及び３２のような着脱可能／交換可能なインク容器を１個又は複数個保持している。印字ヘッド４０は、微小なインク吐出オリフィス５０が複数配列４８されているオリフィスプレート４６を備えている。（個々のオフィリス５０については、図４〜図７に示される。）

図示した実施形態では、各配列４８を１列のオリフィス５０とする。また、図示した実施形態では、印字ヘッド組立体２６には、２枚のオリフィスプレート４６を含み、各プレートは、各インク容器３０及び３２に関連付けられた印字ヘッド４０と対応している。こうした２個の印字ヘッドから成る構成では、インク容器３０には異なる３色のインク、通常シアン、マゼンタ、黄色を収容し、インク容器３２には単色のインク、通常黒色を収容できる。各印字ヘッド４０を、個別のダイとして別々に構築してもよい、或は２個の印字ヘッド４０を、１個のダイとして一体化したユニットとして構築してもよい。他の構成も可能である。例えば、オリフィス５０の列を、交互にし、別々の容器を各インクに使用することもできる。

サーマルインクジェットプリンタでは、各印字ヘッド４０の一部としてＩＣチップに形成された発射抵抗器が、オリフィスプレート４６の裏側に配設されている。フレキシブル回路５２には、外部接触パッド５４から発射抵抗器への電気トレースが形成されている。印字ヘッド組立体２６をプリンタ１０に設置（図１）すると、印字ヘッド組立体２６は、プリンタ制御装置に接触パッド５４を介して電気的に接続される。運転中、プリンタ制御装置は、フレキシブル回路５２の信号トレースを介して発射抵抗器を選択的に通電して、インク滴をオリフィス５０から吐出させる。圧電式インクジェットプリンタでは、圧電式発射要素を発熱抵抗器の代わりに使用して、インク滴を吐出させる。

次に、図４〜図６の詳細図も参照すると、オリフィスプレート４６が、印字ヘッド組立体２６の底部に沿った平面である正面５６に形成される。上述したように、各印字ヘッド４０、及びそれに対応した各オリフィスプレート４６が組立体本体４２に取付けられる。本体４２の一部は、典型的には、正面５６の一部としてオリフィスプレート４６の周りに延びている。また、オリフィスプレート４６は、図３に示すように、組立体２６の底部に延びるフレックス回路５２の一部分に隣接して配置され、及び／又は本体４２の僅かに凹部に配置させてもよい。そのため、正面５６は完全に平坦又は平滑でないかも知れない。このように、正面５６は、オリフィスプレート４６の略平坦な表面を形成している（明瞭化のため、図４及び図５の斜視図ではオリフィスプレート４６の大きさを小さくしたので、各オリフィスプレート４６には１列のオリフィス５０だけが示されている。）

ワイパーバンパー５８は、略矩形な正面５６の一方の側に沿って本体４２の側面６０に延在している。通常、側面６０と正面５６とは角で直交している。側面６０と正面５６とは、別の角度、９０度前後で交差させてもよいが、よく知られているように側面６０と正面５６とを互いに比較的鋭利な角度で交差させると、廃インクの処理が困難になるという問題が生じる。正面５６の一方の側にある曲線の付いたレール６１は、フレキシブル回路５２の縁部を保護する助けになると共に、正面５６とバンパー５８との間でワイパー３６（図６）が円滑に移動するようにする。ワイパー３６から除去した廃インクは、バンパー５８の直ぐ上で正面５６から離れている空洞部６２へ堆積させ、従って印字ヘッド組立体２６をプリンタ１０に設置した際（図１）に、印字ゾーン１４から廃インクが離れるようにしてもよい。バンパー５８及び空洞部６２がない場合、廃インクは、側面にある面６０と正面５６との交差部付近に堆積する傾向がある。印字ゾーンに極めて近い面６０のこの領域に堆積した廃インクは、空洞部６２内やバンパー５８の上面７２に堆積した廃インクより、印字ゾーンに移ったり、落下したりする可能性が高い。

バンパー５８は、図４〜図６に示すように、組立体本体４２に取り付ける別の部品としてもよい、又はバンパー５８は、組立体本体４２と一体化させて形成してもよい。図４〜図６の実施形態では、例えば、バンパー５８の裏側から突出する鍵部６４が本体４２の鍵穴部６６に係合して、バンパー５８が本体４２の正確な位置に取り付けられている。また、鍵部と鍵穴との係合又は他の適当な組立体構造を使用することで、印字ヘッド組立体２６の全寿命の間行われる非常に多数の払拭動作でも、バンパー５８が適切な位置を維持する助けとなる。バンパー５８の凸曲面を有する突出外面６８は、上方に傾斜し正面５６から遠ざかる下部７０と、上方に傾斜し正面５６に向かって空洞部６２で終端する上部７２と、下部７０と上部７２とを繋ぐ頂部７４と、を備えている。

バンパー５８の寸法及び形状は、以下のようにすることが望ましい：（１）ワイパー３６が図６の左へ動く際に、外面を傾斜させた下部７０によって、これがなければ正面５６の端部で急峻となる縁部が緩やかになって、正面５６の拭き払われた平面から移り変わるのが円滑になり、ワイパー面７６の左側から飛沫するインクを抑制する；（２）頂部７４は、ワイパー３６が図６の右に移動する際に、途中で遮るほど十分低くしてあり、ワイパー面７８の右側に堆積しているインク（ワイパー３６が図６の左から右に移動することによって、正面５６から払拭したインク）を除去する；及び（３）バンパー５８に堆積したインクは、ワイパー３６が繰返しバンパー５８と当接するにしたがって、傾斜した外面上部７２に沿って上方の、空洞部６２に向かって移動する。例えば、正面５６上方に約４ミリ延伸するワイパー３６、これはインクジェットプリンタのサービスステーションによっては典型的なものだが、その場合、バンパー５８を２〜４ミリの高さ（正面５６の平面に垂直な方向に）、側面６０から１〜４ミリ頂部７４を突出させ、傾斜部７０と７２との間の角度を４５度とすると、インクの飛沫が発生するのを抑制し、ワイパー面７６に堆積したインクを除去し、そのインクを空洞部６２に向け移動させることが、期待される。

印刷媒体の位置及び形状は、大抵は、給送／ピンチローラによって、印刷媒体が印字ゾーンに入り、正面５６の下を通過し始めても、平坦に保つように、上手く制御されるが、ピンチローラと対向する印字ゾーンの端部では平坦に保てないかも知れない（印刷媒体は、正面５６の下を通り、図２及び図４〜図７で右から左に移動する）。ピンチローラは、乾いた媒体に印字ゾーンの直ぐ上流で接触するが、一方印字ゾーンの他端部では、印刷媒体がインクで非常に湿った状態となる可能性もあり、膨張したり皺（起伏のある皺）になったりもし得る。また、ピンチローラの反対側の印字ゾーン端部における湿った印刷媒体の、形状及び位置は、制御が一層難しい。従って、印刷媒体は、バンパー５８が無いと、側面６０の下縁部に沿って堆積する廃インクに接触する可能性が高くなる。バンパー５８は、廃インクが側面６０の下縁部に沿って堆積するのを防ぐのにも役立つ。バンパーの表面部分７０及び７４に対するワイパー７６の作用は、インクがそれら表面に堆積するのを防ぎ、廃インクが印字ゾーンで印刷媒体に接触するリスクを軽減するのに役立つ。

図４〜図６で示した実施形態では、頂部７４を、下部７０と上部７２との短い間隔で遷移させ、下部７０と上部７２とを略同じ長さとして、略同じ角度で傾斜する球状のバンパー５８を形成している。他の構成も可能である。例えば、図７で示した別の実施形態では、バンパー５８の頂部７４を、長い間隔にし、各傾斜部７０及び７２を略同じ長さに延伸させて、廃インクを印字ゾーンから更に隔離する。バンパー５８の最上部に延びるリブ８０を使用して、バンパー５８を補強してもよい。また、図７で示した実施形態では、バンパー５８が組立体本体４２に一体化している部分として形成されており、空洞部６２が本体４２のバンパー５８の最上面より下に窪んで設けられ、印字ゾーンから離隔して廃インクを保持するのに使用可能な空間を広げるようにしている。別の例では、インクをワイパー７６から掻き取る一層急峻な先端（頂部７４）を設けることが、実施形態によっては望ましいかも知れない。

前述の例示的な実施形態に関して本開示が示され説明された。しかし、当然ながら、他の形態、具体例が以下の請求項で規定する本開示の精神及び範囲を逸脱することなく、実施されてもよい。

Claims (9)

1. 流体を噴射するための部品であって、
   第１の面、及び、該第１の面に交差する第２の面を有する本体と、
   前記第１の面に配列された複数の流体吐出オリフィスと、
   前記第１の面と前記第２の面の交差部に沿って延在し、前記第２の面から突出する細長のワイパー清掃手段
   を備え、
   前記ワイパー清掃手段は突出外面を有し、該突出外面は、前記第２の面から遠ざかる方向に延在する第１部分と、前記第１部分に連続し、かつ、前記第２の面に向かって戻る方向に延在する第２部分とを有し、これによって、前記突出外面は凸面をなし、
   前記本体は前記第２部分に隣接する空洞部をさらに有することを特徴とする部品。
2. 前記第２の面は、前記第１の面と略直角に交差することを特徴とする請求項１に記載の部品。
3. 前記第１部分は、前記第２の面と前記第１の面との交差部あるいは前記交差部付近から前記傾斜が開始することを特徴とする請求項１に記載の部品。
4. 前記第１部分は、前記第１の面と連続する位置から開始することを特徴とする請求項１に記載の部品。
5. 前記第１の面に取り付けられ、前記流体吐出オリフィスが設けられているプレートをさらに備える請求項１に記載の部品。
6. 前記第２の面は、前記第１の面と角で交差し、前記第１部分は、前記角あるいは前記角の付近から前記傾斜が開始することを特徴とする請求項１または５に記載の部品。
7. 前記第１部分は、前記第１の面と前記第２の面との交差部と略連続する位置から前記傾斜が開始することを特徴とする請求項１または５に記載の部品。
8. 前記ワイパー清掃手段は、前記第２の面と一体化した部分であることを特徴とする請求項１または５に記載の部品。
9. 請求項１乃至８のいずれかの部品を、インク滴を噴射するための部品として備えることを特徴とするインクジェットプリンタ。

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