JPH02108549A - インクジェット・ヘッドの洗浄方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明はインクジェット・ヘッドの洗浄方法及び装置に
関わり、特にインクジェット・ヘッドのオリフィスを洗
浄する方法及び装置に関する。

［従来の技術及び発明が解決しようとする課題］インク
ジェット・ヘッドのひとつの基本的な形式では、インク
滴はオン・デマンドでつくられる。

典型的なドロップ・オン・デマンド形式のインクジェッ
ト・ヘッドは、ミウラらに対して発行された米国特許第
４１０６０３２号、及びり−らに対して発行された米国
特許第４７２７３７８号の中に開示されている。これら
のインクジェット・ヘッドは、インク滴形成用のオリフ
ィスにてインク滴を形成する。このインク滴は、空気室
を通り、インクジェット・ヘッドの外側主要オリフィス
に向かって進む、圧力を加えられた空気は、空気室に供
給され、−数的に同軸的な空気の流れの中にインク滴を
巻き込み、空気室を通ってインク滴が飛行できるように
する。

印刷中は、インク滴は、インクジェット・ヘッドのオリ
フィスの中及び周りに集まり易い。ここにインクが溜ま
ってくると、インク滴の噴出を妨げるようになり、ある
いはインク滴の飛翔経路をゆがめたり、インク滴の大き
さを不均一にする原因となる。従って、印刷中オリフィ
スをいつもきれいに保っておくためには、オリフィスの
領域は、余分なインクを定期的に洗浄する必要がある。

ピーケマらに発行された米国特許第４５９８３０３号に
は似たようなインクジェット・ヘッドが説明されている
。ここでは、インク・ジエ’／トのオリフィスの周りに
インクが集まる傾向は、インク滴の大きさ及び飛翔経路
を標準化するために、存続している。この種のヘッドは
、空気室の中にインクを通過させて、インク室及びシス
テムから不純物及び空気の泡を除去している。不要なイ
ンクは、空気室から廃液溜めに向かって、空気圧システ
ムによって吹き散らされる。このようなパージングは、
オレゴン州ビーバートンのテクトロニクス社による型式
４６９２カラーグラフイツクプリンタのサービスマニュ
アルの中と同様、リーらによる特許公報の中にも記され
ている。

インクジェット・ヘッドの外側オリフィスの周りの外面
を洗浄するために考案された装置もある。

例えば、ゴムまたは布の材料が、この面の上を動いたり
ぬぐいとったりするような物理的なワイパである。この
ような装置の場合、オリフィスに洗剤をい（らか残して
しまう可能性がある。

外部で作動する形式の洗浄装置の従来のものとしては、
先立って出願されている特願昭６１−１３６１６５号（
特開昭６２−２９２４３８号に対応）に基づいたドイツ
特許ＥＤ３７１９７０４Ａ１の中で記述されている。こ
の洗浄装置は、インクジェット・ヘッドのオリフィスに
隣接したインクジェット・ヘッドの面に向かって配置す
ることの可能な拡張された空洞を提供している。この空
洞の中に吸収材料を設け、オリフィスのところに気体を
吹き付ける。そしてオリフィスの下方にてオリフィスの
まわりから吹き散らされたインクを捕捉している。

この装置は、いくつかの理由により、流れが必ずしもオ
リフィスを良く通過しない。まず第１に、空洞と、オリ
フィスが設けられている面との間の密封が充分行われて
いない。このため、気体及びこの気体によって除去され
るインクがインクジェット・ヘッドと、空洞を形成して
いる部品との隙間から漏れてしまう。第２に、ノズルか
ら噴出して衝突する空気流の量が、固体の案内部材を設
けることによって完全に制御できていないので、空気流
が、インクジェット・ヘッド上に当たるとき、空気流は
、分散してしまう。このように、気体は制御されておら
ず、分散する傾向にある。このように分散してしまうた
めに、流体の流れが、オリフィスからインクを除去する
特性が不安定になってしまう。

そこで本発明の目的は、オリフィスの洗浄に用いられる
流体、特にオリフィスに堆積したインクの除去に直接あ
づかる流体の流量、流れ方向、圧力等を確実に制御する
ことのできる洗浄方法及び装置を提供することにある。

本発明の他の目的は、オリフィスに堆積したインクを確
実に除去し、物質を残留させない洗浄方法及び装置を提
供することにある。

本発明の更に他の目的は、除去したインクの回収が比較
的簡単な洗浄方法及び装置を提供することにある。

本発明の更に他の目的は、インクジェット・ヘッドのオ
リフィス面を損傷するおそれのな・いインクジェット・
ヘッドの洗浄方法及び装置を提供することにある。

［課題を解決するための手段及び作用］本発明は、外部
からインクジェット・ヘッドを洗浄するための装置を提
供し、固体材料がオリフィスの領域に接触することなく
、洗浄するべき領域、インクジェットのオリフィスのま
わり、及びその外側において流体の流れを制御し続ける
。この場合の流体とは気体と液体の両方を含む。特に、
形状がよく整えられた連続的な通路が設けられていて、
これにより流体が滑らかにオリフィスを通過し、オリフ
ィスの近傍においては、圧力、流量、流体の流れ方向が
制御される。このため、オリフィスの領域で、インク滴
が効果的に除去され、しかもインクジェット・ヘッドか
らはインクを完全に除去することができる。

このことは、インクジェット・ヘッドの面に対向して配
置される第１の面をもつ部品を設けることによって達成
される。この第１の面は、これがインクジェット・ヘッ
ドの面に対向して配置されたときインクジェットのオリ
フィスを包囲することができるだけの寸法となっている
。この部品には、開口から広がっている空洞を有すると
ともに、開口のひとつの縁に隣接して流入路が設けられ
ている。流出路は、開口の縁の一般に反対側に隣接して
設けられている。この空洞の開口からの深さは、好適に
は、開口における流入路と流出路との距離よりも短いほ
うがよい。最後に、流入路から空洞を通って流出路へと
至る流体の量を制御する手段が設けられている。

本発明は、インクジェット・ヘッドの面に配置されたオ
リフィスを洗浄するための方法を提供する。この方法に
は、空洞が設けられた部品の開口、この開口の縁に隣接
して設けられた流入路、及びこの開口の縁の流入路の位
置と対向するところの流出路がある第１面を、インクジ
ェット・ヘッドの面に対向させることによってインクジ
ェット・ヘッドのオリフィスをつつみこむことが含まれ
る。

流体の供給は、オリフィスに対して実質的に垂直な方向
に沿って流入路から空洞をへて流出路へと供給される。

このためオリフィスの周りにあるインクを流出路へと運
ぶことになる。

本発明によって、簡便で効果的なインクシェアド・ヘッ
ドの洗浄装置が提供できる。オリフィスに対して実質的
に直角に流れるように方向つけされた流体は、開口の周
りで密封した室を形成する小さな空洞の中で、実質的に
方向の定まらない流れの中で、制御が維持されている状
態となる。これら及びその他の特徴及び利点は、以下の
図面を参照しての好適な実施例の詳細な説明によって明
かになろう。

［実施例］ これから述べる好適な実施例は、熱によって溶融するイ
ンク（以下相変化インクと呼ぶことにする）を用いるイ
ンクジェット・ヘッドに適用できるように意図されてい
る。相変化インクは、堆積させるとき熱によってこれを
溶融することができ、冷却によって固体になるように処
理されている。

水性インクまたは油性インクのようなその他のインクは
、一定の液体の状態を扱うために若干の変更を必要とす
るものの、同様に使用可能である。

第１図は、本発明に基づくインクジェット・ヘッドの洗
浄装置の斜視図である。第２図は、第１図における線Ｉ
Ｉ−ＩＩに沿う断面図である。第３図は、第２図に示す
インクジェット・ヘッドと洗浄装置の部分を拡大した断
面図である。これらの図に示す装置（１０）は、インク
ジェット・ヘッド（１２）の洗浄に用いられる。装置（
１０）は、殻状部材（１６）と背面板（１８）からなる
本体（１４）を含んでいる。殻状部材（１６）には、開
口（１６ｂ）が設けられている第１平面（１６ａ）があ
る。この開口は、インクジェット・ヘッド（１２）のオ
リフィスの配列を縦方向にも横方向にも包含するように
寸法が決められている。

加熱素子の対（１７）及び（１９）は、殻状部材（１６
）の露出面である面（１６ａ）に設けてもよいが、背面
板（１８）上に設けてもよい。素子（１７）及び（１９
）は、市販されているＭＩＮＣＯ（商標）の折り曲げら
れた抵抗のような、Ｋａｐｔｏｎ（商標）のテープによ
って挟まれた曲がりくねったヒータ抵抗器であることが
好ましい。このようなヒータは、インクジェット・ヘッ
ドが本体（１４）と接触しているとき、インクジェット
・ヘッドが甚だしく冷却されるのを防止する働きをする
。これらのヒータは、インクジェット・ヘッドが、室温
よりもかなり高い温度で使用されるときのみ必要となる
ものである。

背面板（１８）には、殻状部材（１６）の対応する後部
縁が取り付けられる部分（１８ａ）がある。背面板（１
８）には、殻状部材（１６）の内部に延びる突出部分（
１８ｂ）がある。殻状部材（１６）及び背面板（１８）
とは、これらが組合わさることによって、配給室（２４
）、流入路（２６）、ヘッドを洗浄するための空洞（２
８）、流出路（３０）及び収集室（３２）からなる通路
（２２）を形成する。部材の端部は、上述の通路以外に
は漏れないようにシールが施されている。

流入路（１８ｃ）は、図示するように背面板（１８）を
貫通し、流入管（３６）が取り付けられている結合管素
子（３４）がこれに取り付けられている。図示するよう
に、またこれから説明するように、管（３６）は、空気
圧源（３Ｂ）、またはいわゆる空気供給源に接続され、
本体（１４）を取り巻く外気の圧力と比較して高い圧力
を受ける。この圧力は、単に外気の圧力でもよい。空気
について特に述べたが、供給される流体は、窒素ガスの
ようなものでもよい。空気圧源（３日）と流入路（２６
）との間にフィルタを設けることが好ましい。さらに、
もし好適ならば、空気圧源（３８）は、空気の通路に設
けられた加熱コイルのような加熱装置（３９）を含んで
もよい。これにより、空洞（２８）を通過しヘッド（１
２）と接する空気は、熱せられた状態に維持され、ヘッ
ドを著しく冷却してしまうことを回避できる。

分配用の室（２４）、流入路（２６）及び供給される流
体により、実質的に圧力、及び流入路の長手方向に沿う
流体の量も一定となる。室（３２）の上部後方には、対
応する結合素子（４０）及び流出管（４２）がある。こ
の管は、空気圧源（３８）に正の圧力が用いられていれ
ば、単に外気に排出するだけの、または、真空ポンプの
ような大気圧をしたまわる吸引装置となる排出装置（４
４）と結合している。吸引装置（４４）が用いられてい
るときは、流出路と吸引装置との間の細かい粒子状の物
質を除去するために、フィルタを具えるとよい。

本体（１４）は、本体が上に乗っている床部材（４８）
及び本体がついている背面部材（４９）によって構成さ
れる後部アセンブリ（４６）に取り付けられている。こ
の本体は、好適には、後部アセンブリ（４６）に、本体
が後部アセンブリに対して角度を変えて動くように、弾
性的な取付けかたをするとよい。図示の実施例では、こ
の機能は、対向する端部が背面部材（４９）及び背面板
（１８）に夫々接続された銅め接続板（５２）によって
提供されている。この銅の接続板は、バネとして機能し
、本体は、本体の長手方向に沿ってのびる接続板の周り
に回動することがでる。

後部アセンブリ　（４６）は、プリンタフレーム（５４
）に取り付けられ、このプリンタフレームに対してヘッ
ドは、洗浄のために位置を決めることがでる。これは、
印刷領域に対してヘッドが移動するときの端部において
従来より提供されているのと同様のものである。後部ア
センブリ（４６）及び本体（１４）は、適当な駆動手段
、例えば、プリンタフレーム（５４）と後部アセンブリ
（４８）との間に設けたアクチュエータ（５６）によっ
て、あるいは後部アセンブリ（４８）と本体（１４）と
の間に設けたアクチュエータ（５８）によって洗浄する
位置に移動する。面（１６ａ）は、アクチュエータ及び
接続板（５２）によって洗浄のためにヘッドの面に向け
られる。

典型的なヘッド（１２）は、印刷面（１２ａ）を含んで
いる。ヘッド（１２）は、印刷面（１２ａ）に沿っｔ列
（２０）をなした複数のインク噴射装置（６０）を含ん
でいる。各インク噴射装置（６０）は、第３図に示すよ
うに、インクの流入路（６２）、インクを噴射させるた
めの圧電素子（６４）、インク室（６６）及びインクが
通過して噴出するオリフィス（６８）を具えている。開
口と隣接した印刷面（１２ａ）は、例えばデュポン社に
よってテフロンの商標名で販売されている材料のような
坑湿潤材料層（７ｏ）によって被覆してもよい。層（７
０）は、「変形インクジェットプリントヘッド及びイン
クジェットプリント画像の形成方法」というタイトルで
出願されているシリアルＮｏ、２１５１２６の出願（日
本出願：特願平１−１６９７１２号「インクジェットヘ
ッド及びその製造方法」に対応）のなかで述べられてい
る方法により形成される。

面（１２ａ）及び面（１６ａ）は、相互に接触すること
なく合理的に可能な範囲で狭くすることがのぞましい。

空洞（２８）からの空気及びインクの連続的な流れを維
持するのを助けるために、オリフィス（６８）の下方の
面と面との間の空間は、好適には閉じられる。このこと
は、ある長さのカプトンテープ（７１）を、流出路（３
０）の−側面を形成すべく縁（１６ｄ）に沿って配置し
、洗浄しているときに面（１２ａ）に接触させることに
よって達成できる。その他シリコンゴムのような弾性体
も使用可能である。

破線（７２）によって示すように、空気は、流入路（２
６）から空洞（２８）を通って部分的に上昇する流れと
なり、この場合は、上部のオリフィス（６８）に向かう
。このために気体は、オリフィスを通って面（１２ａ）
に沿って垂直に流れる。

部材（１６）の面（１６ａ）には、開口（１６ｂ）の周
りに展開する連続的な溝（１６ｃ）が設けられてる０弾
性を有する０−リング（７４）がこの溝に収められてい
る。操作をしている間、印刷ヘッドは、洗浄装置（１０
）と隣接して配置される。

洗浄装置（１０）は、面（１６ａ）、（１２ａ）を同一
平面内にしてアクチュエータ（５６）によって位置決め
される。０−リング（７４）は、空洞（２８）が外気か
ら遮蔽されるように面（１２ａ）に接触している。この
柔軟なＯ−リングによる密封によって、洗浄装置（１０
）と印刷ヘッド（１２）を相互に接触させたとき、面（
１６ａ）が面（１２ａ）または被覆層（７０）を傷付け
ることを防止する。本発明の実施例のようにこの発明を
好適に実行に移した場合、流入路管（３６）は、フィル
タを経た外気のような空気源に接続する。流出路管（４
２）は、真空ポンプに接続する。

真空ポンプの運転に伴って、空気が、面（１２ａ）を横
切る角度でもって、流入路（２６）をへて空洞（２８）
に導かれる。この空気は、面（１２ａ）に沿って垂直に
連続的に流れ、オリフィス（６８）及び流出路（３０）
を通過する。インクの噴出面でオリフィスの外側に堆積
したインクは、流出路のほうに運ばれていく。このよう
に、印刷ヘッドの面は、下方に向かい、かつオリフィス
から遠ざかる方向に実質的に均一な空気の流れによって
完全に洗浄される。堆積したインクをとりさることをし
損なう原因となる渦や剥離領域の発生原因となる流路の
障害物は存在しない。

本発明の場合、流入路に空気の加圧源を接続しても実質
的に同様の結果をうることができる。しかしながら、外
気の圧力をしたまわる空気圧源、すなわち真空ポンプを
用いれば、面（１２ａ）と面（１６ａ）とのあいだのシ
ールがより確実に行われ、このために通路（２０）の信
頼度が増す。

空洞（２８）において、通過する流体によって除去され
るインクは、流出路の室（３２）に蓄積する。この流出
路は、この流出路の室がある下方に向かい、突出部（７
５）などから室へしたたるインクは、室の内壁に吹き付
けられる。そこで室からでる空気は、実質的にインクを
巻き込む。

除去されたインクをぬぐうことを容易にするために、部
材（１６）の端部における開口（１６ｄ）を通して引き
出しく７６）を設置する。引き出しく７６）は、室（３
２）の底部に位置し、室（３２）の壁と合致した壁を有
する。この引き出しの露出した面（７６ａ）は、ハンド
ル（７６ｂ）が備わっている。開口（１６ｄ）の周りに
おいて、面（７６ａ）の延長上にある縁と、これに関連
した部材（１６）の面との間には、引き出しく７６）の
周りに密封用のガスケラ）（７Ｂ）を具えている。引き
出しく７６）を室（３２）に固定するために、部材（１
６）にはラッチ（８０）が設けられている。ラッチ（８
０）を回転することによって引き出しを引き出すことが
できる。

引き出しく７６）は、テフロンのような可撓性と耐熱性
がある材料でつくるのがよい。インクが引き出しの底部
に固着すると、もしまだ固体化していないのなら固体化
する。引き出しが除去され、たわめられると、固体化し
たインクが粉々になり、引き出しからはがれるので、除
去が簡単である。

このように洗浄装置（１０）は、インクジェット・ヘッ
ドの表面から堆積したインクを除去するための流体を制
御するための効果的な方法と装置とを提供する。この洗
浄装置の形態と構造及び洗浄のための方法に関しては、
本発明の要旨から逸脱することなく様々に変更を加える
ことが可能である。

［発明の効果］ 本発明の洗浄装置では、本体に開口を有する空洞を設け
、更にこの空洞に接続する流入路及び流出路を設け、こ
れらに流体の制御手段を接続する構成をとり、開口を直
接洗浄したいインクジェット・ヘッドに密着させて、流
入路を通じて空洞に流体を流し、洗浄し、流出路から排
出するようにしているので、（１）流体の制御が容易で
確実であり、（２）オリフィスに堆積したインクを確実
に除去でき、（３）除去したインクの回収も容易であり
、（４）インクジェット・ヘッドのオリフィス面を損傷
するおそれもない、という効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に基づくインクジェット・ヘッドの洗
浄装置の斜視図、第２図は、第１図における線ＩＩ−Ｉ
Ｉに沿う断面図、第３図は、第２図に示すインクジェッ
ト・ヘッドと洗浄装置の部分を拡大した断面図である。 これらの図において、（１４）は本体、（２６）は流入
路、（２８）は空洞、（３０）は流出路、（３８）及び
（４４）は流体制御手段である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、開口を有する空洞、 該空洞に通じるような流入路、上記空洞から排出できる
   ような流出路が設けられた本体を上記開口がインクジェ
   ット・ヘッドのオリフィスを覆うように上記インクジェ
   ット・ヘッドに密着させ、 上記流入路から上記空洞を経て上記流出路に至るように
   流体を供給し、 上記インクジェット・ヘッドを洗浄することを特徴とす
   るインクジェット・ヘッドの洗浄方法。 ２、開口を有する空洞を含む本体と、 上記空洞に通じるように設けられた流入路、及び上記空
   洞から排出できるように設けられた流出路を夫々含む流
   路手段と、 該流路手段および上記空洞に流体を流すための流体供給
   手段とを具えたインクジェット・ヘッドの洗浄装置。