JPH04348952A - インクジェット式印刷ヘッドのノズル面の清掃装置 - 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】

【０００１】本発明は、サーマル・インクジェット式の
印刷に関し、より詳細には、印刷ヘッドのノズル面が回
転式清掃装置によって清掃される清掃・準備部に関する
ものである。

【０００２】インクジェット式印刷システムは、キャリ
ッジ型のプリンタ又はページ幅型のプリンタのいずれに
おいても組み込まれることが可能である。キャリッジ型
プリンタは、一般的に、インク流路及びノズルを収容し
ている比較的小さな印刷ヘッドを有する。当該印刷ヘッ
ドは、通常、使い捨て可能なインク供給カートリッジに
対して密閉装着され、印刷ヘッド及びカートリッジの結
合組立体は、静止状態に保持された紙のような記録媒体
上において一度に一列の情報を印刷するように往復運動
される。その列が印刷された後、用紙は印刷された列の
高さに等しい間隔だけ段送りされ、印刷される次の列が
それと隣接することになる。ページ全体が印刷されるま
で、その手順が繰り返されることになる。これに対して
、ページ幅型プリンタは、用紙の幅に等しいかまたはそ
れ以上の長さを有する固定式の印刷ヘッドを有する。 用紙は、印刷プロセスの間、印刷ヘッドの長手方向に対
して直交する向きにページ幅の印刷ヘッドを通過して一
定速度で連続的に移動させられる。

【０００３】サーマル・インクジェット式の印刷装置は
、記録媒体と印刷ヘッドのノズルとの間における厳しい
公差及びノズル自身の小さな寸法の故に、記録媒体の繊
維及び塵埃の蓄積、更にそれらの表面に蓄積するインク
に起因して、印刷ヘッドのノズル面の定期的な清掃を必
要とすることになる。殆どのインク及び異物は、インク
が準備部においてノズルから減圧によって引き出される
か或いはインクが準備部においてノズルから圧力を掛け
て押し出されることになる準備運転の間において、ノズ
ルの近傍から取り除かれる。しかし、ノズル近傍内にお
ける部分的に乾燥したか又は完全に乾燥したインク及び
いかなる汚染異物も、噴射される飛沫に関する方向性の
問題を引き起こすことになる。それ故に、印刷ヘッドの
ノズル面は、当該プリンタによる商業的に許容され得る
印刷文書を可能とするためには、清掃されなければなら
ないのである。蓄積したインク及びその他の汚染物質を
印刷ヘッドのノズル面からワイパ及びブレード等の使用
によって取り除くようなノズル面清掃装置の数多くの構
成が周知であるが、それらの総てはプリンタのコスト、
サイズ、或いはプリンタの運転に悪影響を及ぼすことに
なる幾分かの制約又は妥協を課すものなのである。

【０００４】本発明の目的は、準備運転即ちノズル内へ
汚染物質を引き込まない印刷運転の後における余分なイ
ンクをノズル面を穏やかに擦り洗いすることによって取
り除く印刷ヘッドのノズル面の清掃装置を提供すること
にある。

【０００５】本発明において、回転式清掃装置は、イン
クジェット式プリンタの清掃・準備部の中に配置され、
印刷ヘッドが清掃・準備部に位置決めされている間にポ
リマー製のメッシュ材料で被覆された吸収材料がインク
ジェット式印刷ヘッドのノズル面からインクその他の異
物を取り除くために利用されるように成した少なくとも
１つのスロットを有する回転ドラムを含んで成る。実施
例の１つにおいて、当該プリンタは、清掃部が印刷区域
の一方の側面に配されるキャリッジ型のものである。こ
のドラムは、印刷ヘッドと向かい合っている開口部を備
えたハウジングによって囲繞され、被覆された吸収材料
は、印刷ヘッドのノズル面に接触して拭い去るようにし
て回転させられる。この吸収材料は、ノズル面の清掃を
支援し、更にノズル面から取り除かれたインクがメッシ
ュ材料の表面で乾燥することを防止するように湿されて
いる。回転式清掃装置が湿潤環境を要件とする準備部の
一部として使用されるので、吸収材料の湿気を保つこと
は問題とならない。第２の実施例において、ドラムは、
一方が乾燥した清掃部材のためのものでありもう一方が
湿された清掃部材のものである２つのスロットを有する
。ページ幅型プリンタのノズル面を清掃する同様な清掃
装置も開示されている。総ての実施例において、メッシ
ュ被覆された吸収材料は、熟練技術者を呼び寄せる必要
もなくインクジェット式プリンタのエンド・ユーザーに
よってドラム・スロットから容易に取り除かれ取替えら
れるのである。

【０００６】本発明の更なる完全な理解は、同様の索引
番号が同様の部品を示している添付図面に関連して以下
の詳細な説明を検討することによって得られることにな
る。

【０００７】図１は、印刷区域の一方の端部に配置され
て示された本発明のノズル面清掃装置を備えて一体的な
印刷ヘッドを並進可能なキャリッジ上に装着せしめてい
る複数の使い捨て可能なインク・カートリッジを示して
いる、多色刷りキャリッジ型のサーマル・インクジェッ
ト式プリンタの概略的な等角投映図である。

【０００８】図２は、図１において示された清掃装置の
上面図である。

【０００９】図３は、図２において示された清掃装置の
代替的な実施例の側面図である。

【００１０】図４は、本発明の代替的実施例の上面図で
ある。

【００１１】図５は、ページ幅型印刷ヘッドのノズル面
を清掃する構成に配列された本発明の清掃装置が部分的
に示されている等角投映図である。

【００１２】図６は、本発明のもう１つの実施例の側面
図である。

【００１３】図１において、多色刷りのサーマル・イン
クジェット式プリンタ１０は、それぞれに印刷ヘッド１
４が一体的に装着されている数個の使い捨て可能なイン
ク供給カートリッジ１２を収容するようにして示されて
いる。インク・カートリッジ及び印刷ヘッドの組合せは
、円筒プラテン１６の表面１７における紙のような記録
媒体１８に隣接して配設された並進可能なキャリッジ２
０上において脱着可能に装着される。印刷モードの間、
このキャリッジは、矢印２３で示されるようにプラテン
１６の軸に平行して、例えば、ガイドレール２２上にお
いて前後に往復運動する。このプラテンは、１０ｃｍか
ら２０ｃｍの間の直径を有するものであり、一端に装着
されるプーリ３３を貫通して有し、ステッピング・モー
タ（示されていない）を介して調時ベルト３２によって
駆動されるように成したシャフト１３Ａを含む端部キャ
ップ１３を備えて、例えばアルミニウム製のスリーブ１
１によって構成される。このプラテン・シャフトは、ガ
イドレール２２の端部も含むフレーム側面２１内におい
て回転可能に装着される。このキャリッジは、例えば、
可逆モータ（示されていない）を備えたケーブル及びプ
ーリのような周知の手段によって、中間ドラムの長さ全
体に渡って前後に駆動されることになる。

【００１４】各々のカートリッジ１２には１つは黒色で
ある異なったインクが収容され、１つから３つのカート
リッジは選択された異なった色のものである。カートリ
ッジ及び印刷ヘッドの組合せは、カートリッジ内におけ
るインクの供給源が枯渇した後、取り除かれ廃棄される
。この環境において、ノズルの幾つかは、キャリッジの
完全な一回の横移動の間、飛沫を噴出せず、印刷ヘッド
が中間ドラムの縁を越えて移動するときには、概ね何れ
のノズルも飛沫を噴出しない。このキャリッジ横移動の
端部には、記録媒体を備えたプラテンが矢印１９の方向
において一列分の高さだけ段送りされる僅かな休止時間
が存在する。清掃・準備部２４はプラテンの一方の側面
に配置され、そこで印刷ヘッド１４（図２を参照）のノ
ズル２６を含んでいるノズル面２５は後に説明されるよ
うに清掃され、使用頻度が少なかったノズルは、ノズル
清掃飛沫を発射することが可能であり、更に／或いはプ
リンタが使用されない長引いた休止時間の間に乾燥して
しまうことを防止するために（示されていない周知の手
段によって）キャップを取付けられることも可能である
。紙のような切断シート記録媒体１８の供給源は、プリ
ンタ１０の背面に挿入されるカセット２７内に備えられ
、用紙は、プラテン１６及びアイドルローラ２８によっ
て形成されるニップを介してそこから前送りされること
になる。インクジェット画像は、プラテン上における記
録媒体即ち用紙の幅によって画成される印刷区域内にお
いて一度に一列ずつ印刷される。用紙を備えたプラテン
は印刷された一列の情報の高さの間隔だけ段送りされ、
用紙の全体が印刷されるまでは次の一列がそこに隣接し
て印刷され、その後、印刷された用紙はプリンタの背面
におけるカセット上のトレー（示されていない）の中へ
吐き出されることになる。

【００１５】清掃・準備部２４はプラテン１６の一方の
端部から外れてガイドレール２２に隣接して位置してい
るので、キャリッジ２０は印刷ヘッド１４を定期的にそ
こへ移動させることが可能であり、また、プリンタが印
刷していないときには、印刷ヘッドはこの清掃部にきわ
めて近くに隣接して留め置かれる。清掃・準備部は、回
転シャフト２９に垂直に装着され、独立した電気モータ
（示されていない）のような周知の手段によって矢印３
１の方向において選択的に回転される中空の円筒ドラム
３０のような回転可能な構造からなる。ドラム３０は、
開口部３５（図２を参照）と駆動モータへの連結のため
にドラム・シャフト２９を貫通する軸受けシール材（示
されていない）とを有するハウジング３４によって包囲
されている。このドラムは、弾力的で消耗可能な清掃部
材３８が手で挿入されることになる少なくとも１つの垂
直スロット（図２及び図４を参照）をドラムの長さ全体
に渡って延在させて設けている。清掃部材及びドラム・
スロットの幾何学的形状は、清掃部材がスロットの中に
挿入されるとき、新しい清掃部材に取替えられるまでは
清掃部材をスロット内に保持するに足る十分な摩擦的係
合が存在するようにして決定される。これに代えて、ス
ロットの一方の側面は、補足的な把持力のためにバネ付
勢（示されていない）されることも可能である。

【００１６】ハウジング３４（図１では部分的に示され
ている）の頂部は、例えば、ハウジングの側面（示され
ていない）に固定して取付けられる旋回可能なクリップ
によって、脱着可能ではあるが密閉して取付けられる。 このことは、汚れた清掃部材３８を取替えるためのハウ
ジング頂部の取外しを可能とする。各々の清掃部材３８
は、例えば、リントフリー布で巻回されるか又は１０ミ
クロンから４０ミクロンの細孔サイズを有するメッシュ
材料として製造される適切な塗膜形成ポリマーの中に収
容されるような吸収材料から構成される。特に好適な塗
膜形成ポリマーはナイロン（登録商標）であり、これは
非常に丈夫で耐摩耗性があるからである。吸収材料は、
ばらばらに壊れるか又は被覆メッシュ材料の細孔を通っ
て漏れ出すことになる汚染粒子又は汚染繊維を生じない
限り、いかなるものであっても十分である。

【００１７】本発明の１実施例の頂部が部分的に示され
ている図２に注目すると、このドラムは、それぞれが清
掃部材３８を収容している２つのスロット３６，３７を
有する。スロット３６内の清掃部材は、プリンタに使用
されるインクが水性であるので、適切な溶剤即ち水であ
り得る洗浄液によって湿気を保たれる。洗浄液は、微小
な通路又はウイック（示されていない）によって内部の
清掃部材に連結されることになるドラム・スロット３６
の底部に隣接している小さなタンク（示されていない）
から清掃部材に塗布される。洗浄液のタンクは、脱着可
能な蓋３９を介して補給される。ハウジング開口部３５
は、それらが清掃・準備部に移動されるとき印刷ヘッド
１４と対面する。ドラム３０の駆動モータの作動によっ
て、ドラムは、矢印３１の方向において、シャフト２９
の回転軸の廻りにおける１５度から３０度の間の円周運
動である弧状の清掃区域Θを掃除するようにして回転す
ることになる。

【００１８】図２のドラムは常に回転されていて、先ず
湿った清掃部材が印刷ヘッドのノズル面を拭いて穏やか
に擦り洗いし、続いて乾いた清掃部材によるノズル面の
拭き取りと穏やかな擦り落としが行われることになる。 数個の印刷ヘッドが要求される多色刷りにおいて、キャ
リッジは第１の印刷ヘッドのノズル面が初めに清掃され
るようにして弧状清掃区域に隣接して停止させられ、続
いてその他の印刷ヘッドのそれぞれは総てのノズル面が
清掃されるまで一度に１つずつ清掃位置へ段送りされる
ことになる。

【００１９】図３は、ドラム３０及び清掃部材３８の実
施例の側面図であって、対面するノズル面２５及びこれ
に含まれたノズル２６を破線で示しているものである。 湿った清掃部材３８のスロット３６ａとスロット３７ａ
（示されていない）がドラムの回転軸に対して５度から
１０度の角度Φだけ僅かに傾いているので、ノズル面の
上部が初めに清掃され、ノズル面の残りが概ね下向き方
向において清掃され、その結果、インクその他の異物が
プリンタの中へ入る代わりに、ドラムの底部及びハウジ
ング３４の床面に向かって確実に放出される。

【００２０】図２の実施例と類似しているが唯１つの清
掃部材３８を有する代替的な実施例が図４において示さ
れている。この実施例において、ハウジング３４は、清
掃部材３８を被覆するものと同様に、好ましくはナイロ
ン（登録商標）のメッシュである適切な塗膜形成ポリマ
ー・メッシュによって被覆されたスポンジから成るスポ
ンジ組立体４１を収容している垂直の樋４０を有する。 樋４０内における入口（これもまた示されていない）の
ための脱着可能なカバーによって、湿った状態にスポン
ジ４１が保たれるように洗浄液をスポンジ４１に定期的
に補充することができる。スポンジを被覆するメッシュ
は、ドラム３０の回転の間に接触するときにスポンジを
清掃部材３８から隔離し、メッシュの細孔サイズよりも
大きな粒子の移動を防止する。清掃部材が湿ったスポン
ジ組立体と遭遇するとき、湿気が交換され、従って清掃
部材３８における湿気の量が制御されることになる。清
掃部材の湿気は、スポンジの堅さ、スポンジを被覆する
メッシュの細孔サイズ、更に清掃部材と共に生じる干渉
の量によって決定される。印刷ヘッドのノズルが約６０
ミクロンの範囲にあるので、清掃部材及びスポンジを被
覆するメッシュは、６０ミクロン以下であって好ましく
は１０ミクロンから４０ミクロンの間にある細孔を有す
べきである。このようにすれば、いかなる汚染粒子又は
汚染繊維も清掃部材からノズルへは進入しなくなる。本
発明の清掃装置のもう１つの利点は、プリンタが再配置
又は整備の間に傾けられる場合であっても、洗浄液がこ
ぼされないということにある。

【００２１】図６では、回転軸がガイドレール２２即ち
キャリッジ２０の並進方向に対して平行になるようにド
ラム３０ａが方向付けされている以外は、図１及び図４
のものと類似している本発明のもう１つの実施例が示さ
れている。回転軸は矢印３１ａによって示されるように
ノズル面２５の頂部から下向きであり、清掃部材３８に
よって運び去られなかった汚染物質即ち異物もドラム・
ハウジング３４ａ内に投げ入れられることになる。この
ような構成の清掃装置を有することの２つの利点は、清
掃部材の同じ部分が同じノズルと接触するのでメッシュ
材料によって除去されたインクが異なった印刷ヘッド内
のインクとは混ざらないことと、ノズル面の総てが連続
的にではなく同時に清掃され得ることである。ドラム３
０ａ内におけるスロット３６の幅は、図２から図４まで
の各図における同様のスロットよりも僅かに大きくでき
るので、清掃部材は、この構成においてはその他の実施
例よりもドラムの回転方向において長いものであるノズ
ル面の全体に渡った清掃関係を可能とするに足るほど十
分に幅広のものであって、ドラムから外側にまで延在す
ることが可能なのである。

【００２２】図５は、ページ幅型のプリンタの構成にお
ける本発明の清掃装置を開示している。十分に機能的な
印刷ヘッド・サブユニット６２は、端と端が接するよう
に当接されて、構造棒材５３に対して固定され、プリン
タ（示されていない）の中に固定して装着されるページ
幅型の印刷ヘッド４８を形成する。この清掃・準備部は
、シャフト４９に装着されて、このシャフト軸の廻りに
おいて回転するように為される伸長した回転ドラム５０
を含んで成る。これらのドラム及びシャフトは、ページ
幅型の印刷ヘッドとそれに結合されたノズル面における
ノズルの長さ方向に対して概ね平行なものであり、従っ
て、ページ幅型のノズル面は、印刷ヘッド・サブユニッ
トのノズル面の端と端が接した共面組立体なのである。 ドラム５０の表面内におけるスロット５６もまたドラム
・シャフト即ち回転軸に対して平行であり、単独の伸長
した清掃部材５８或いは端と端が接してスロット内に挿
入され得る複数の短めの清掃部材を受容するようにして
輪郭形成される。スロット５６は、清掃部材の摩擦的係
合を可能とし、或いは例えば１つ又はそれ以上のバネ付
勢されたプレート（示されていない）のように清掃部材
を脱着可能に保持するその他の手段を任意に包含するこ
とも可能である。ページ幅型の印刷ヘッド４８が固定さ
れているので、スロット５６内の清掃部材５８を備えた
回転ドラムは、印刷ヘッドのノズル面に接近隣接した清
掃及び／又は準備位置から、記録媒体が概ね約２０ミル
の所定の間隔をおいて一定速度でページ幅を越えて搬送
される印刷運転には干渉しない位置にまで移動されなけ
ればならない。キャリッジ型の清掃装置と同様に、ペー
ジ幅型の清掃装置の回転ドラム５０もまたハウジング５
４の中に配置される。示されたような構成において、こ
の実施例は、湿気を保つ手段を備えた単独の清掃部材を
描写している。図４において示された実施例と同様に、
スポンジ及びそれを被覆するポリマー製のメッシュから
成るスポンジ組立体６１もまた、樋６０の中に挿入され
る。図４において使用されたものと同じ技術が、スポン
ジ組立体６１から清掃部材５８へ湿気を移動するために
使用されている。洗浄液もまた、取外し可能な蓋（これ
もまた示されていない）を備えた開口部を介する手動の
補給によってスポンジ組立体へ補給され、その中に保持
される。清掃装置即ち回転ドラム５０及び囲繞ハウジン
グ５４は、軸（示されていない）の廻りにおいて角範囲
α度に渡って旋回可能であり、清掃装置を印刷運転の間
における収納位置からページ幅型のノズル面に隣接した
清掃及び／又は準備位置へ移動させることになり、当該
位置において、ドラム５０の回転が、清掃部材に矢印５
１で示されたような下向き方向においてノズル面を拭っ
て穏やかに擦り洗いさせることになる。このハウジング
は、清掃部材を貫通して延在させ、ページ幅型の印刷ヘ
ッド４８のノズル面と接触するように回転させるに足る
十分な伸長した開口部を有する。

【００２３】清掃・準備部が印刷ヘッドの準備又は収納
のために使用されることになると、キャリッジ型である
かページ幅型であるかに関わらず、それぞれのドラムは
停止されなければならないので、清掃部材は印刷ヘッド
のノズルとは整列配置されないことになる。従って、ノ
ズルは、ノズルにおけるインクのメニスカスを乾燥から
保護するために、インク飛沫を噴出させるように定期的
に点火されることが可能である。更に、ノズルは湿潤環
境に維持されなければならないので、清掃部材のメッシ
ュ材料ばかりでなくノズル上においても乾燥しつつある
インクは、乾燥したインクによって閉塞されてしまうこ
とにはならない。この目的のため、各々のハウジングに
おける開口部は、印刷ヘッドのノズル面によって密閉さ
れなければならない。当該分野における周知の手段によ
り、一方の端部においてハウジングに対して取付けられ
、接触するように移動されるときにノズル面を囲繞する
シール材（示されていない）に対して固定される折り畳
みカバーは、湿った清掃部材を湿潤に保つことになる閉
じた環境を準備する。このシール材は、ソレノイドのよ
うな適切な手段によってノズル面と接触するように移動
させることが可能である。

【００２４】発明に関する以上の説明から多くの修正及
び変更が明白であり、そのような総ての修正及び変更は
、本発明の範囲の中に含まれるものであると意図される
。

【図面の簡単な説明】

【図１】印刷区域の一方の端部に配置されて示された本
発明のノズル面清掃装置を備えて一体的な印刷ヘッドを
並進可能なキャリッジ上に装着せしめている複数の使い
捨て可能なインク・カートリッジを示している、多色刷
りキャリッジ型のサーマル・インクジェット式プリンタ
の概略的な等角投映図である。

【図２】図１において示された清掃装置の上面図である
。

【図３】図２において示された清掃装置の代替的な実施
例の側面図である。

【図４】本発明の代替的実施例の上面図である。

【図５】ページ幅型印刷ヘッドのノズル面を清掃する構
成に配列された本発明の清掃装置が部分的に示されてい
る等角投映図である。

【図６】本発明のもう１つの実施例の側面図である。

【符号の説明】

１０　　プリンタ，１２　　インク供給カートリッジ，
１６　　円筒プラテン，１８記録媒体，２０　　キャリ
ッジ，２２　　ガイドレール，２４　　清掃・準備部，
２５　　ノズル面，２６　　ノズル，２９　　シャフト
，３０　　ドラム，３０ａ　　ドラム，３４　　ハウジ
ング，３４ａ　　ドラムハウジング，３５　　ハウジン
グ開口部，３６　　スロット，３７　　スロット，３８
　　清掃部材，３９　　蓋，４０　　桶，４１スポンジ
，４８　　印刷ヘッド，４９　　シャフト，５０　　回
転ドラム，５４　　ハウジング，５６　　スロット，５
８　　清掃部材，６０　　桶，６１　　桶，６２　　印
刷ヘッド・サブユニット

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　インクジェット式プリンタ内における
   清掃部に配置されて、ノズルの線形配列を収容している
   インクジェット式印刷ヘッドのノズル面からインクその
   他の異物を取り除くための清掃装置であって、回転軸と
   少なくとも１つの伸長した清掃部材をそれを軸として回
   転するように取替え可能に装着する手段とを有して、前
   記清掃部材は所定の細孔サイズを有するメッシュ材料に
   形成される適切な塗膜形成ポリマーによって少なくとも
   部分的に被覆される一定の長さの吸収材料を含んで成る
   回転可能構造と、回転可能構造をその回転軸の廻りにお
   いて回転させる手段と、清掃部材の湿気を保ってメッシ
   ュ材料が乾燥したインクから免れるように、清掃部材の
   吸収材料に洗浄液を塗布する手段と、回転可能構造の回
   転の際に、印刷ヘッドのノズル面が清掃部材のメッシュ
   材料によって穏やかに擦り洗いされ、インクその他の異
   物がそこから取り除かれるようにして、回転可能構造及
   びノズル面を互いに隣接するが清掃・準備部では所定の
   間隔をおいて離間されるように配置する手段とを含んで
   成る、インクジェット式印刷ヘッドのノズル面の清掃装
   置。