KR100602017B1

KR100602017B1 - 재순환잉크용매시스템,잉크젯인쇄메커니즘및잉크젯프린트헤드의청소방법

Info

Publication number: KR100602017B1
Application number: KR1019980047148A
Authority: KR
Inventors: 토드 알 메딘; 알랜 시바타
Original assignee: 휴렛-팩커드 컴퍼니(델라웨어주법인)
Priority date: 1997-11-05
Filing date: 1998-11-04
Publication date: 2006-09-22
Also published as: DE69802891D1; EP0914951A1; TW393408B; JP3655108B2; KR19990045001A; US6145958A; EP0914951B1; DE69802891T2; JPH11198411A

Abstract

재순환 잉크 용매 시스템은 프린트헤드로부터 잉크 잔류물을 청소하기 위한 와이핑 위치와 와이퍼로부터 잔류물을 스크레이핑하기 위한 스크레이핑 위치 및 용매 도포 위치 사이에서 이동하는 와이퍼를 이용해 잉크젯 프린트 장치내의 잉크젯 프린트헤드를 청소한다. 잉크 용매 재순환 부재는 와이퍼로부터 잉크 잔류물을 스크레이프하는 스크레이퍼 부분을 형성하는 몸체와 잉크 용매를 와이퍼에 도포하는 어플리케이터 부분을 갖는다. 몸체는 잉크 용매가 스며드는 다공성 재료로 제조되며, 세공은 잉크 용매가 모세관 작용하에 스크레이퍼 위치에서 어플리케이터쪽으로 이동하도록 및, 잉크 용매로부터 용해된 잉크 잔류물을 여과하도록 선택된다. 또한, 재순환 시스템을 갖는 잉크젯 프린트 장치와 함께, 재순환 부재를 이용해 잉크젯 프린트헤드를 청소하기 위한 방법이 제공된다.

Description

재순환 잉크 용매 시스템, 잉크젯 인쇄 메커니즘 및 잉크젯 프린트헤드의 청소 방법{RECYCLING INK SOLVENT SYSTEM FOR INKJET PRINTHEADS}

본 발명은 잉크젯 인쇄 메커니즘에 관한 것으로, 특히 잉크젯 프린트헤드를 청소하기 위한 와이퍼 시스템과 더불어 사용되는 잉크젯 잉크 용매를 여과 및 재순환시키는 재순환 잉크 용매 시스템에 관한 것이다.

잉크젯 인쇄 메커니즘은 종종 "펜(pens)"이라 불리우는 카트리지를 사용하며, 이 카트리지는 본원에서 일반적으로 "잉크"로 불리는 액체 착색제의 방울을 페이지상에 분출한다. 각각의 펜은 매우 작은 노즐이 형성된 프린트헤드를 가지며, 상기 노즐을 통해 잉크 방울이 발사된다. 이미지를 프린트하기 위해, 프린트헤드는 페이지를 가로질러 전후방으로 이동되며, 상기 프린트헤드가 이동함에 따라 소망의 패턴으로 잉크 방울을 분출한다. 프린트헤드내의 특정 잉크 분출 메커니즘은 본 기술분야에 숙련된 사람들에게 공지된 압전(piezo-electric) 또는 열 프린트헤드 기법과 같은 각종 상이한 형태를 취할 수 있다. 예를 들면, 2개의 초기 열 잉크 분출 메커니즘이 미국 특허 제 5,278,584 호 및 제 4,683,481 호에 개시되어 있다. 열 시스템에 있어서, 잉크 채널 및 기화 챔버를 가지는 배리어 층은 노즐 오리피스 플레이트와 기판 층 사이에 위치된다. 이 기판 층은 레지스터와 같은 가열 요소의 선형 배열을 통상적으로 가지며, 이 가열 요소는 기화 챔버내에서 잉크를 가열하도록 전력이 가해진다. 가열되면, 잉크 방울은 전력이 인가된 레지스터와 결합된 노즐로부터 분출된다. 프린트헤드가 페이지를 가로질러 이동함에 따라 레지스터에 선택적으로 전력을 인가함으로써, 잉크는 인쇄 매체상에 소정 패턴으로 배출되어 소망의 이미지[예를 들면, 그림, 차트(chart) 또는 문자]를 형성한다.

프린트헤드를 청소 및 보호하기 위해, 통상적으로 "서비스 스테이션(service station)" 메커니즘이 프린터 새시에 의해 지지되어 프린트헤드는 유지보수를 위해 스테이션상에서 이동될 수 있다. 보관 동안, 또는 비인쇄 주기 동안, 일반적으로 서비스 스테이션은 프린트헤드 노즐을 오염물질 및 건조로부터 실질적으로 밀봉하는 캡핑 장치(capping system)를 포함한다. 또한, 일부 캡은 프린트헤드상을 진공으로 흡인하는 펌프 유닛에 연결되는 것과 같이 프라이밍(priming)을 촉진하도록 설계된다. 작동중, 프린트헤드내의 클로그(clogs)는 "스피팅(spitting)"으로 공지된 공정에서 각 노즐을 통해 다수의 잉크 방울을 발사시킴으로써 주기적으로 청소되며, 폐잉크는 서비스 스테이션의 "스피툰(spittoon)" 저장부에 수집된다. 스피팅, 언캡핑 후, 또는 때때로 인쇄중에, 대부분의 서비스 스테이션은 탄성중합체 와이퍼를 가지며, 이 탄성중합체 와이퍼는 프린트헤드상에 수집되는 임의의 종이 먼지 또는 다른 부스러기뿐만 아니라 잉크 잔류물을 제거하기 위해 프린트헤드 표면을 와이핑한다. 일반적으로 와이핑 작동은 프린트헤드와 와이퍼의 상대 운동, 예를 들면 와이퍼를 가로질러 프린트헤드를 이동시킴으로써, 프린트헤드를 가로질러 와이퍼를 이동시킴으로써, 또는 프린트헤드와 와이퍼 양자를 이동시킴으로써 이루어진다.

인쇄된 이미지의 선명도 및 콘트라스트를 개선하기 위해, 최근의 연구는 잉크 자체의 개선에 집중하고 있다. 보다 어두운 검정색 및 보다 선명한 칼라를 가지면서 보다 빠르고, 물에 색이 바래지 않는 인쇄를 제공하기 위해, 안료 기재 잉크가 개발되었다. 이 안료 기재 잉크는 초기의 염료 기재 잉크보다 큰 고형 함유량을 가지며, 이는 신규한 잉크용의 보다 높은 광학 밀도를 야기한다. 양 유형의 잉크는 빨리 건조되며, 이는 잉크젯 인쇄 메커니즘이 쉽게 이용가능하고 경제적인 보통 종이 뿐만 아니라 최근에 개발된 특수 코팅된 종이, 투명지, 직물 및 다른 매체상에 고품질 이미지를 형성하도록 한다.

잉크젯 산업이 새로운 프린트헤드 설계에 투자함에 따라, 프린트헤드 설계는 이 산업 부분에서 "오프-축(off-axis)" 프린터로 공지된 영구적인 또는 반영구적인 프린트헤드를 사용하는 쪽으로 향하는 경향이 있다. 오프-축 시스템에 있어서, 프린트헤드는 인쇄 영역을 가로질러 작은 잉크 서플라이만을 이송하며, 이러한 서플라이는 프린터내의 원격의 고정 위치에 위치된 "오프-축" 고정 저장 용기로부터 잉크를 이송하는 배관 장치에 의해 새로이 보충된다. 이러한 영구적인 또는 반영구적인 프린트헤드가 작은 잉크 서플라이만을 운반하기 때문에, 상기 프린트헤드는 종래의 것인 교체가능한 카트리지보다 물리적으로 폭이 좁을 수 있다. 보다 폭이 좁은 프린트헤드는 보다 좁은 폭의 인쇄 메커니즘을 가능하게 하며, 상기 인쇄 메커니즘은 보다 작은 "풋프린트(footprint)"를 가져 사용중 인쇄 메커니즘을 수납하는데 보다 작은 데스크탑 공간을 필요로 한다. 일반적으로 보다 폭이 좁은 프린트헤드는 보다 소형이고 경량이며, 따라서 보다 작은 캐리지, 베어링 및 구동 모터가 사용될 수 있어, 소비자에게 보다 경제적인 인쇄 유닛을 제공할 수 있다.

이러한 오프-축 인쇄 시스템과 연관된 각종 이점이 있지만, 프린트헤드의 영구성 또는 반영구성 때문에, 서비스시에, 특히 프린트헤드로부터 잉크 잔류물을 와이핑하는 경우에는 특별한 배려가 필요하며, 프린트헤드 수명을 단축시킬 수 있는 어떠한 인식가능한 마모도 없이 실행되어야 한다. 이러한 목적을 달성하기 위해, 잉크 용매를 사용하는 것이 제안되었다. 이 제안된 시스템에서, 잉크 용매, 즉 폴리에틸렌 글리콜("PEG") 화합물은 저장 용기와 밀착하는 플라스틱 또는 발포체(foam) 블록과 같은 다공성 매체내에 보관되며, 이 다공성 블록은 탄성중합체 와이퍼가 어플리케이터에 접촉할 수 있도록 노출된 어플리케이터 부분을 갖는다. 이 탄성중합체 와이퍼는 어플리케이터를 가로질러 이동하여 PEG를 수집하며, 그런 후 프린트헤드를 가로질러 와이핑되어 축적된 잉크 잔류물을 용해시키고 PEG의 비부착성 코팅을 프린트헤드 표면상에 부착시켜 잉크 잔류물의 축적을 지연시킨다. 그런후 와이퍼는 강성 플라스틱 스크레이퍼(scraper)를 가로질러 이동하여 다음 와이핑 스트로크를 시작하기 전에 용해된 잉크 잔류물 및 더러워진 PEG를 와이퍼로부터 제거한다. 또한, PEG 유체는 윤활제로서도 작용하여, 와이퍼의 마찰 작용이 프린트헤드를 불필요하게 마모시키지 않는다. 불행히도, 이 제안된 시스템은 이러한 와이핑 루틴을 수행하기 위해 다수의 부품을 사용하며, 다수의 부품은 많은 공구의 준비 비용, 발주, 제고 관리 및 조립을 필요로 한다. 또한, 프린터의 수명에 걸쳐, PEG 잉크 용매는 최적의 프린트헤드 기능을 유지하기 위해 보충되어야 한다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 잉크젯 인쇄 메커니즘에서의 잉크젯 프린트헤드를 청소하기 위한 재순환 잉크 용매 시스템이 제공된다. 이 시스템은 와이퍼와, 이 와이퍼를 프린트헤드로부터 잉크 잔류물을 청소하기 위한 와이핑 위치와 와이퍼로부터 잉크 잔류물을 스크레이핑하기 위한 스크레이핑 위치와, 적용 위치 사이에서 이동하도록 지지하는 플랫폼을 포함한다. 또한, 이 시스템은 본체 및 와이퍼가 스크레이핑 위치로 이동될 경우 와이퍼로부터 잉크 잔류물을 스크레이핑하도록 위치된 스크레이퍼 부분을 가지는 잉크 용매 재순환 부재를 포함한다. 재순환 부재 본체는 잉크 용매가 스며든 다공성 재료로 이루어진다. 또한, 재순환 부재 본체는 와이퍼가 적용 위치로 이동될 경우 잉크 용매를 와이퍼에 적용하도록 위치된 어플리케이터 부분을 규정한다.

본 발명의 다른 실시예에 따르면, 잉크 용매 재순환 부재는 잉크젯 인쇄 메커니즘내의 잉크젯 프린트헤드로부터 잉크 잔류물을 청소하기 위해 와이퍼에 의해 사용된 잉크 용매를 제순환하도록 제공된다. 재순환 부재는 와이퍼가 스크레이핑 위치로 이동될 경우 와이퍼로부터 잉크 잔류물을 스크레이핑하도록 위치된 스크레이퍼 부분을 규정하는 본체를 구비한다. 상기 본체는 잉크 용매가 스며든 다공성 재료로 이루어진다. 또한, 본체는 와이퍼가 적용 위치로 이동될 경우 잉크 용매를 와이퍼에 적용하도록 위치된 어플리케이터 부분을 규정한다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 잉크젯 인쇄 메커니즘내의 잉크젯 프린트헤드를 청소하기 위한 방법이 제공되며, 상기 방법은 잉크 용매를 와이퍼에 적용하는 단계와, 프린트헤드로부터 잉크 잔류물을 와이핑하는 단계와, 적용된 잉크 용매중의 잉크 잔류물의 일부분을 용해시키는 단계를 포함한다. 스크레이핑 단계에 있어서, 잉크 잔류물, 및 그내에 용해된 잉크 잔류물을 갖는 잔류 잉크 용매는 와이퍼로부터 다공성 재료의 재순환 부재의 스크레이퍼 부분상으로 스크레이핑된다. 재순환 단계에 있어서, 잉크 용매는 재순환 부재의 스크레이퍼 부분으로부터 재순환 부재의 어플리케이터 부분까지 재순환 부재의 다공성 재료를 통해 잉크 용매를 이동시킴으로써 재순환된다. 잉크 용매를 이동시키는 동안, 여과 단계에서, 용해된 잉크 잔류물은 잉크 용매로부터 다공성 재료로 여과된다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 잉크젯 인쇄 메커니즘은 전술한 바와 같이 재순환 잉크 용매 시스템이 제공될 수 있다.

본 발명의 목적은 프린트헤드 및 인쇄 메커니즘의 수명에 걸쳐, 특히 급속 건조성 안료 또는 염료 기재 잉크를 사용하는 경우 및 바람직하게는 오프-축 시스템이 배제된 경우 또렷하고 선명한 이미지를 인쇄하는 잉크젯 인쇄 메커니즘을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 잉크젯 인쇄 메커니즘내의 프린트헤드를 청소하기 위한 재순환 용매 시스템을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 잉크젯 인쇄 메커니즘에 재사용하도록 잉크 용매를 여과하기 위한 재순환 용매 시스템을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 잉크젯 인쇄 메커니즘내의 프린트헤드를 청소하기 위한 재순환 용매 시스템을 제공하는 것으로, 이 시스템은 종래의 시스템보다 제조가 용이한 적은 수의 부품을 가지며, 따라서 소비자에게 신뢰성 있고 경제적인 잉크젯 인쇄 유닛을 제공한다.

도 1은 본 발명에 따라 구성된 "오프-축(off-axis)" 잉크젯 프린터(20)로서 도시된 잉크젯 인쇄 메커니즘의 실시예를 도시하고 있으며, 이 잉크젯 프린터는 공장, 관공서, 가정 또는 다른 환경에서 업무 문서, 서신, 전자 출판물(desktop publishing) 등을 인쇄하는데 사용될 수 있다. 각종 잉크젯 인쇄 메커니즘이 상업적으로 이용가능하다. 예를 들면, 본 발명을 구체화할 수 있는 일부 인쇄 메커니즘은 플로터, 휴대용 인쇄 유닛, 복사기, 카메라, 비디오 프린터 및 팩시밀리 장치뿐만 아니라 팩시밀리/프린터의 조합체와 같은 몇몇 또는 각종 조합 장치를 포함한다. 편의상 본 발명의 개념은 잉크젯 프린터(20)의 실시예로 도시되어 있다.

프린턴 구성 요소는 모델마다 다를 수 있지만, 전형적인 잉크젯 프린터(20)는 통상적으로 플라스틱재인 하우징, 케이싱 또는 외피(24)로 둘러싸인 프레임 또는 새시(chassis)(22)를 포함한다. 인쇄 매체의 시트는 매체 처리 시스템(media handling system)(26)에 의해 인쇄 영역(printzone)(25)을 통해 공급된다. 인쇄 매체는 종이, 카드-스톡(card-stock), 투명지, 인화지, 직물, 마일라(mylar) 등과 같은 임의의 유형의 적절한 시트재일 수 있지만, 편의상 도시된 실시예는 인쇄 매체로서 종이를 사용하여 설명된다. 매체 처리 시스템(26)은 인쇄전에 종이의 시트를 보관하기 위한 공급 트레이(feed tray)(28)를 구비한다. 스탭퍼 모터(stepper motor)와 구동 기어 조립체(도시되지 않음)에 의해 구동되는 종래의 일련의 종이 구동 롤러는 입력 공급 트레이(28)로부터의 인쇄 매체를 인쇄 영역(25)을 통해, 그리고 인쇄후에 도 1에서 후퇴 위치 또는 정지 위치로 도시된 한쌍의 연장된 출력 건조 날개 부재(output drying wing members)(30)상으로 이동하는데 사용될 수 있다. 날개 부재(30)는 출력 트레이 부분(32)에서 아직 건조중인 이전에 인쇄된 시트 위에 새로이 인쇄된 시트를 일시적으로 유지하며, 그런 후 날개 부재(30)는 측면으로 후퇴하여 새로이 인쇄된 시트를 출력 트레이(32)내로 떨어뜨린다. 매체 처리 시스템(26)은 상이한 크기의 인쇄 매체[레터, 리걸(legal), A-4, 봉투(envelope) 등을 포함함]를 수용하기 위해 활주 길이 조절 레버(34), 활주 폭 조절 레버(36) 및 봉투 공급 포트(38)와 같은 일련의 조절 메커니즘을 포함할 수 있다.

또한, 프린터(20)는 마이크로프로세서(40)로 개략적으로 도시된 프린터 제어기를 구비하며, 이 프린터 제어기(40)는 호스트 장치, 통상적으로 개인용 컴퓨터(도시되지 않음)와 같은 컴퓨터로부터 정보를 수신한다. 또한, 프린터 제어기(40)는 케이싱(24)의 외부상에 위치된 키 패드(42)를 통해 제공된 사용자 입력에 응답하여 작동할 수도 있다. 컴퓨터 호스트에 연결된 모니터는 프린터 상태 또는 호스트 컴퓨터상에서 실행되는 특정 프로그램과 같은 가시적인 정보를 작업자에게 보여주는데 사용될 수 있다. 개인용 컴퓨터, 키보드 및/또는 마우스 장치와 같은 입력 장치, 및 모니터는 본 기술 분야에 숙련된 사람들에게 널리 공지되어 있다.

캐리지 가이드 로드(44)는 새시(22)에 의해 지지되어, 스캐닝 축(46)을 따라 인쇄 영역(25)을 가로질러 전후방으로 이동하도록 오프-축 잉크젯 펜 캐리지 시스템(45)을 활주식으로 지지한다. 또한, 캐리지(45)는 하우징(24)의 내부에 위치된 서비스 영역(servicing region)[포괄적으로 화살표(48)로 표시됨]내로 가이드 로드(44)를 따라 이동된다. 종래의 캐리지 구동 기어 및 DC(직류) 모터 조립체는 무한 벨트(도시되지 않음)를 구동시키도록 연결될 수 있으며, 이 무한 벨트는 통상적인 방법으로 캐리지(45)에 고정될 수 있으며, DC 모터는 제어기(40)로부터 수신된 제어 신호에 응답해 작동하여 DC 모터의 회전에 응답해 가이드 로드(44)를 따라 캐리지(45)를 전진적으로 전진시킨다. 프린터 제어기(40)에 캐리지 위치 피드백 정보를 제공하기 위해, 종래의 인코더 스트립은 인쇄 영역(25)의 길이를 따라서 및 서비스 스테이션 영역(48) 위로 연장될 수 있으며, 종래의 광학 인코더 판독 장치는 프린트헤드 캐리지(45)의 배면상에 장착되어 인코더 스트립에 의해 제공된 위치 정보를 판독한다. 인코더 스트립 판독 장치에 의해 위치 피드백 정보를 제공하는 방법은 본 기술 분야에 숙련된 사람에게 공지된 각종 상이한 방법으로 이루어질 수 있다.

인쇄 영역(25)에 있어서, 매체 시트(34)는 도 2에 개략적으로 도시된 검정색 잉크 카트리지(50) 및 3개의 단색 칼라 잉크 카트리지(52, 54, 56)와 같은 잉크젯 카트리지로부터 잉크를 수용한다. 또한, 본 기술 분야에서 카트리지(50, 52, 54, 56)는 "펜(pens)"이라 종종 불리운다. 검정색 잉크 펜(50)은 안료 기재 잉크를 함유하는 것으로 본 명세서에 도시되어 있다. 도시된 칼라 펜(52, 54, 56)은 안료 기재 잉크를 포함할 수 있으며, 도시를 위해 칼라 펜(52-56)은 각기 청록색, 자홍색 및 노란색의 염료 기재 잉크를 함유하는 것으로 설명된다. 염료 및 안료 특성을 모두 갖는 하이브리드 또는 복합물 잉크뿐만 아니라 파라핀 기재 잉크와 같은 다른 유형의 잉크가 펜(50, 52, 54, 56)에 사용될 수 있다.

도시된 펜(50, 52, 54, 56) 각각은 오프-축 잉크 이송 시스템으로 공지된 공급 잉크를 저장하기 위한 작은 저장 용기를 가지며, 이 오프-축 잉크 이송 장치는 프린트헤드가 스캔 축(46)을 따라 인쇄 영역(25) 위를 왕복 운동할 때 각각의 펜이 전체 잉크 서플라이를 이송하는 저장 용기를 갖는 교체가능한 카트리지 시스템과 대비된다. 여기서, 교체가능한 카트리지 시스템은 "온-축(on-axis)" 시스템이라 간주되는 반면, 인쇄 영역 스캔 축으로부터 멀리 떨어진 고정 위치에 메인 잉크 서플라이를 저장하는 시스템은 "오프-축(off-axis)" 시스템이라 불리운다. 도시된 오프-축 프린터(20)에 있어서, 각각의 프린트헤드용 각 칼라의 잉크는 도관 또는 배관 시스템(58)을 통해 각기 메인 고정 저장 용기(60, 62, 64, 66)의 그룹으로부터 펜(50, 52, 54, 56)의 내장형 저장 용기로 이송된다. 고정 또는 메인 저장소(60, 62, 64, 66)는 프린터 새시(22)에 의해 지지되는 용기(68)에 저장되는 교체가능한 잉크 서플라이이다. 각각의 펜(50, 52, 54, 56)은 프린트헤드(70, 72, 74, 76)를 가지며, 상기 프린트헤드는 인쇄 영역(25)에서 매체의 시트상에 이미지를 형성하도록 선택적으로 잉크를 분출한다. 프린트헤드(70, 72, 74, 76)를 청소하기 위해 본원에 설명된 개념은 전체적으로 교체가능한 잉크젯 카트리지뿐만 아니라 도시된 오프-축 반영구적 프린트헤드 또는 영구적 프린트헤드에 동일하게 적용하지만, 도시된 시스템의 가장 큰 장점은 연장된 프린트헤드 수명이 특히 바람직한 오프-축 시스템에서 실현될 수 있다.

각각의 프린트헤드(70, 72, 74, 76)는 본 기술분야에 숙련된 사람에게 널리 공지된 방법으로 다수의 노즐이 관통 형성된 오리피스 플레이트를 구비한다. 통상적으로, 각각의 프린트헤드(70, 72, 74, 76)의 노즐은 오리피스 플레이트를 따라 적어도 하나이지만, 통상적으로 2개의 선형 배열로 형성된다. 따라서, 본원에서 사용되는 "선형(linear)"이라는 용어는 "거의 선형" 또는 실제적으로 선형으로 해석될 수 있으며, 서로 약간 편심인 배열, 예를 들면 지그재그 배열인 노즐 배열을 가질 수 있다. 통상적으로 각각의 선형 배열은 스캐닝 축(46)에 수직인 종방향으로 정렬되며, 각각의 배열의 길이는 프린트헤드의 단일 패스용 최대 이미지 스와스(swath)를 결정한다. 도시된 프린트헤드(70, 72, 74, 76)는 열 잉크젯 프린트헤드지만, 압전 프린트헤드와 같은 다른 유형의 프린트헤드도 사용될 수 있다. 통상적으로 열 프린트헤드(70, 72, 74, 76)는 노즐과 결합되는 다수의 레지스터를 포함한다. 선택된 레지스터에 전압을 가할 때, 가스의 기포가 형성되며, 이 기포는 노즐 아래의 인쇄 영역(25)에서 노즐로부터 종이의 시트상으로 잉크 방울을 분출한다. 프린트헤드 레지스터는 다중 도체 스트립(78)에 의해 제어기(40)로부터 프린트헤드 캐리지(45)로 전송된 발사 명령 제어 신호에 반응해 선택적으로 전압이 가해진다.

도 2는 본 발명에 따라 구성된 재순환 잉크 용매 서비스 스테이션(80)의 일 형태를 도시한다. 서비스 스테이션(80)은 프린터 캐이싱(24)내의 서비스 영역(48)에 있는 프린터 새시(22)에 의해 지지되는 프레임(82)을 포함한다. 펜(50, 52, 54, 56)의 프린트헤드(70, 72, 74, 76)를 서비스하기 위해, 서비스 스테이션(80)은 서비스 스테이션 프레임(82)에 의해 지지되는 이동가능한 플랫폼을 포함한다. 본원에서, 서비스 플랫폼은 축(84)을 중심으로 화살표(83)로 도시된 방향으로 회전하도록 서비스 스테이션 프레임(82)에서 베어링 또는 부싱(bushings)(도시되지 않음)에 의해 지지되는 회전 부재로 도시되며, 도시된 실시예에서 축(84)은 프린트헤드 스캐닝 축(46)과 평행하다. 도시된 회전 부재는 텀블러 본체(85)를 포함하며, 이 텀블러 본체(85)는 종래의 서비스 스테이션 모터와 구동 기어 조립체(도시되지 않음)에 의해 구동되는 구동 기어(86)를 가질 수 있다. 텀블러(85)는 캡핑 조립체(88)와 같은 일련의 서비스 구성 요소를 프린트헤드(70, 72, 74, 76)를 서비스하기 위한 위치로 이송시킨다. 캡핑 조립체(88)는 각각의 프린트헤드(70, 72, 74, 76)를 밀봉하기 위한 4개의 개별 캡을 포함하는 것이 바람직하지만, 하나의 캡핑 유닛만을 도 2에서 볼 수 있다. 또한, 텀블러(85)는 도 2의 양방향 화살표로 도시된 바와 같이 수직방향으로의 이동을 위해 서비스 스테이션 프레임(82)에 장착가능하여, 캡핑을 촉진한다. 변형 실시예에 있어서, 캡핑 조립체(88)는, 예를 들어 본 출원인인 미국 캘리포니아주 팔로 앨토 소재의 휴렛트-팩카드 캄파니에 의해 모델 850C DeskJet(등록상표) 잉크젯 프린터로 최초로 판매된 캡핑 방식을 사용하여 펜(50, 52, 54, 56) 또는 캐리지(45)와 접촉하도록 이동될 때 텀블러(85)로부터 멀리 상방으로 이동하도록 텀블러(85)에 장착가능하다.

회전 플랫폼(85)에 의해 이송된 다른 서비스 구성 요소는 검정색 프린트헤드(70)를 서비스하기 위한 검정색 프린트헤드 와이퍼(90)와, 각각의 칼라 프린트헤드(72, 74, 76)를 서비스하기 위한 3개의 칼라 와이퍼(92, 94, 96)를 포함하지만, 도 2의 측면도에 있어서, 노란색 와이퍼(96)는 청록색 및 자홍색 와이퍼(92, 94)를 가리고 있다. 각각의 와이퍼(90, 92, 94, 96)는 바람직하게는 니트릴 고무, 보다 바람직하게는 에틸렌 폴리프로필렌 디엔 단량체(ethylene polypropylene diene monomer : EPDM), 또는 본 기술분야에 공지된 다른 필적하는 재료와 같은 가요성이고 탄성을 갖는 비마모성 탄성중합체 재료로 이루어진다. 와이퍼(90, 92, 94, 96)에 대해, 적절한 듀로미터 즉 탄성중합체의 상대적인 강도는 쇼어 에이 스케일(Shore A scale)로 35 내지 80 범위로부터 선택될 수 있으며, 보다 바람직하게는 60 내지 80 범위, 보다 더 바람직하게는 70±5의 듀로미터로서, ±5는 표준 제조 공차이다.

텀블러(85) 상의 칼라 와이퍼(92, 94, 96)가 위치된 반경과는 상이한 반경 위치를 따라 검정색 와이퍼(90)를 배치함으로써, 도시를 위해 본원에서는 검정색 와이퍼와 칼라 와이퍼가 180° 떨어져 도시되어 있으며, 검정색 프린트헤드(70)를 청소하기 위해 또한 칼라 프린트헤드(72, 74, 76)를 청소하기 위해 상이한 와이핑 방법이 사용되는 것이 바람직하다. 예를 들면, 염료 기재 잉크를 이송하는 칼라 펜(52, 54, 56)은 검정색 안료 기재 잉크를 분배하는 검정색 펜(50)을 와이핑하는데 요구되는 와이핑 속도보다 빠른 와이핑 속도로 와이핑될 수 있다. 종래에, 다수의 서비스 스테이션은 검정색 및 칼라 프린트헤드를 동시에 와이프하는데 필요한 와이퍼를 사용하며, 이 때문에 검정색 안료 기재 잉크 및 칼라 염료 기재 잉크용의 최적 와이핑 속도 사이에서 절충이 이루어져야 한다. 종래에는 검정색 프린트헤드를 청소하는데 요구되는 보다 느린 와이핑 스트로크에서는 칼라 프린트헤드로부터 과도한 잉크가 추출되기 때문에 문제가 발생했다. 칼라 잉크가 오리피스 플레이트와 칼라 와이퍼 사이로 스며나올 잉여 시간을 허용하지 않고, 칼라 펜용의 보다 빠른 와이핑 스트로크를 사용하는 경우, 검정색 와이퍼는 검정색 프린트헤드상의 검정색 잉크 잔류물을 건너뛴다. 이러한 문제점은 서비스 스테이션(80)에 의해 회피되며, 이 서비스 스테이션(80)은 검정색 와이퍼(90) 및 칼라 와이퍼(92, 94, 96)를 텀블러(85)의 주변부 둘레의 상이한 위치에 위치시키며, 그에 따라 검정색 프린트헤드(70) 및 칼라 프린트헤드(72, 74, 76)에 대해 와이핑이 최적화되게 한다. 또한, 검정색 프린트헤드(70)와 칼라 프린트헤드(72, 74, 76)를 별도로 와이핑하면 텀블러(85)를 구동하는데 사용되는 서비스 스테이션 모터로부터 작은 토크가 필요하며, 따라서 보다 경제적인 모터가 사용될 수 있다.

상기 종래기술 부분에서 설명된 바와 같이, 특히 안료 기재 검정색 잉크 및 염료 기재 칼라 잉크와 같은 상이한 유형의 잉크를 사용하는 프린터(20)와 같은 오프-축 프린터에 사용하기 위한 영구적인 또는 반영구적인 잉크젯 프린트헤드의 출현에 의해 서비스 스테이션 설계자의 과제가 입증되었다. 프린트헤드의 수명을 연장하기 위해 신규한 서비스 접근 방법이 펜을 청소 및 유지하는데 요구되었다. 각종 서비스 루틴을 연구할 때, 잉크 용매의 사용이 프린트헤드를 청소하기 위한 최선의 방법일 수 있다는 것을 감지하였다. 특히, 와이핑중에 잉크 용매가 프린트헤드 오리피스 플레이트를 윤활하도록 작용한다면 훨씬 더 바람직하며, 이는 프린트헤드에 대한 불필요한 마모 또는 손상을 피할 수 있으며, 그에 따라 긴 프린트헤드 수명을 보장한다. 또한, 잉크 용매가 비부착 코팅으로서 작용하는 것도 바람직하며, 이 잉크 용매가 프린트헤드에 적용될 때, 이 잉크 용매는 잉크 축적물을 제거하는 기능을 한다. 상기 종래기술 부분에서 설명된 하나의 초기 와이핑 시스템은 불행히도 다수의 조립 부품을 필요로 하며, 프린터(20)의 수명중에 용매의 보충을 필요로 한다.

과도한 조립 부품의 복잡성, 및 용매 시스템의 재충전 필요성을 피하기 위해, 도 2는 본 발명에 따라 구성된 잉크 용매 재순환 부재 또는 필터 어플리케이터 부재(filter applicator member)(100)를 포함하는 재순환 서비스 스테이션(80)을 도시한다. 재순환 어플리케이터 부재(100)는 서비스 스테이션 프레임(82)에 의해 지지되는 본체(102)를 갖지만, 별도 용기 또는 컨테이너(도시되지 않음)가 본체(102)를 서비스 스테이션 프레임(82)에 장착하는데 사용될 수 있다. 바람직하게, 어플리케이터 본체(102)는 다공성 재료, 예를 들면 폴리우레탄 발포체와 같은 오픈 셀 열경화성 플라스틱, 소결된 폴리에틸렌, 또는 본 기술분야에 숙련된 사람들에게 공지된 기능적으로 유사한 재료로 제조된다.

도 3 및 도 4는 재순환 용매 어플리케이터(100)를 보다 상세하게 도시하는 것으로, 도 4는 텀블러 플랫폼(85) 및 하나의 와이퍼(90)를 도시한다. 프린트헤드(70, 72, 74, 76)를 왕복 운동시킨 후, 와이퍼(90)상에 검정색 잉크 잔류물(104)로 도시된 바와 같이 잉크 잔류물은 와이퍼(90, 92, 94, 96)상에 수집된다. 바람직하게, 재순환 본체(102)는 잉크젯 잉크 용매, 바람직하게는 공기중에서 수분을 흡수하는 흡습성 재료(물은 도시된 잉크용으로 양호한 용매이기 때문)로 포화되거나 젖는다. 적합한 흡습성 용매 재료는 폴리에틸렌 글리콜("PEG"), 리포닉-에틸렌 글리콜("LEG"), 디에틸렌 글리콜("DEG"), 글리세린 또는 유사한 특성을 갖는 것으로 본 기술분야에 숙련된 사람들에게 공지된 다른 재료를 포함한다. 이러한 흡습성 재료는, 거의 제로인 증기압을 갖기 때문에 연장된 시간 동안 쉽게 건조되지 않는 액체 또는 젤라틴 화합물이다. 도시를 위해, 어플리케이터 본체(12)는 바람직한 잉크 용매인 PEG(105)로 젖는다.

도시된 실시예에 있어서, 회전 플랫폼(85)상에 장착된 와이퍼(90, 92, 94, 96)와 함께 사용하기 위해, 본체(102)는 잔류물 침전 단부 또는 스크레이퍼(106) 및 용매 어플리케이터 단부(108)를 갖는 개략적으로 말굽형 구조를 갖는다. 도 4에 도시된 바와 같이, 프린트헤드(70)를 청소한 후 와이퍼(90)상에 남아있는 모든 과잉 PEG 뿐만 아니라 모든 잉크 잔류물(104)은 스크레이퍼 단부(106)의 표면상으로 침전된다. 이러한 잔류물(104)중 일부는 도 4에서 화살표(109)로 개략적으로 도시된 바와 같이 결국 벗겨져 스피툰 프레임(82)의 바닥쪽으로 떨어진다.

도 3 및 도 4에 가변 두께의 해칭으로 나타낸 바와 같이, 재순환 본체(102)는 상이한 공극률에 의해 제공된 상이한 모세관 압력을 갖는 2개 또는 그 이상의 상이한 섹션으로 이루어지는 것이 바람직하다. 도 3은 상이한 밀도의 2개 또는 그 이상의 섹션을 갖는 본체(102)를 도시하며, 상이한 밀도는 음영선의 간격에 의해 표시되는데, 폭이 넓은 것일 수록 보다 낮은 모세관 압력을 갖는 보다 높은 다공성 재료를 나타내며, 이 다공성 재료는 보다 낮은 모세관 압력을 가지며, 기공이 그 크기가 작아짐에 따라 폭이 좁은 간격을 갖고, 여기서 본체(102)는 보다 높은 모세관 압력을 갖는다. 도시된 실시예에 있어서, 재순환 본체(102)는 기공 크기를 감소시킴으로써 모세관 압력이 증가되는 6개의 섹션 또는 스테이지를 갖는 것으로 도시되어 있으며, 본원에서는 세그먼트 또는 스테이지(110, 112, 114, 116, 118, 120)가 도시되어 있으며, 제 1 세그먼트(110)는 가장 큰 기공을 갖는 스크레이퍼 단부(106)쪽에 위치되며, 어플리케이터 단부(108)는 마지막 세그먼트(120)에서 가장 미세한 기공 크기로 형성된다. 보다 작은 직경의 기공 크기는 잉크 용매가 도 4의 화살표(122)로 표시된 바와 같이 증가하는 모세관 압력하에서 제 1 스테이지의 가장 큰 기공 세그먼트(110)로부터 다음 스테이지(112, 114, 116, 118)를 통해 결국 어플리케이터 단부(108)의 최종 스테이지(120)로 유동하도록 한다. PEG 잉크 용매(105)의 이러한 흐름은 모세관 힘에 의해 제공된 위킹 작용(wicking action)을 이용하여 이루어지며, 상기 모세관 힘은 액체 용매를 점차적으로 작아지는 영역으로 추출하며, 본원에서 이는 스테이지(110, 112, 114, 116, 118, 120)의 감소하는 세공 크기에 의해 제공된다.

도 4에서, 점각된 음영은 잉크 입자(124)를 도시하며, 이 잉크 입자(124)는 본체(102)를 통해 PEG에 의해 운반된다. PEG가 본체(102)를 통해 이동함에 따라, 안료 입자는 세그먼트(110, 112, 114, 116, 118, 120)의 기공을 연결하는 통로를 따라 포획되며, 이 때문에 본체(102)는 PEG 용매로부터 잉크 안료 또는 염료 입자를 청소하는 필터와 같은 기능을 한다. 이것은 도 4에서 세그먼트(110)의 스크레이퍼 단부(106)에서 조밀하게 밀집된 점각으로 도시되어 있으며, 밀도가 감소하여 거의 눈에 뛰지 않게, 어플리케이터 단부(108)에서 최종 기공 스테이지(120)의 잉크 입자(124')로 도시되어 있다. 따라서, 재순환 용매 어플리케이터(100)는 PEG가 본체(102)를 통해 스크레이퍼 단부(106)에서 어플리케이터 단부(108)쪽으로의 위킹 또는 모세관 작용에 의해 이동함에 따라 잉크 입자의 PEG 용매를 정화하도록 기능한다.

또한, 안료대 용매의 비율이 낮은 것이 안료 입자가 응고하는 것을 방지하는데 유리하다. 본체(102)내의 잉크 용매(105)는 유리하게도 검정색 안료 입자를 용액 또는 현탁액내로 재분배하며, 이는 이들 입자가 친화력을 갖는 인터로킹 공정을 정지시킨다. 잉크가 인쇄 매체의 섬유내로 이동함으로써 번지는 것을 방지하도록 도시된 안료 기재 검정색 잉크는 점착성의 매트릭스를 형성하도록 설계된다. 따라서, 이러한 인터로킹 안료 입자는 검정색 문자를 인쇄할 경우 특히 중요한 선명하고 뚜렷한 에지를 갖는 인쇄된 이미지를 생성한다. 또한, 양 검정색 및 칼라 잉크의 액체 성분은 본체(102) 내측에서 PEG 잉크 용매(105)에 부가하여 잉크 용매로서 작용한다.

본체(102)가 텀블러(85)상에 장착된 와이퍼를 갖는 회전식 와이퍼 시스템과 더불어 사용되도록 도시되어 있는 반면에, 비록 원래의 설계가 도면에 도시된 회전식 와이핑 시스템용으로 고안되었지만, 본체(102)는 와이퍼로부터 잔류물을 청소하고 그런 후 PEG를 다른 유형의 서비스 플랫폼(즉, 병진 운동 또는 미끄럼운동 플랫폼)상에 장착된 와이퍼에 가하도록 그 형상이 쉽게 변경될 수 있음을 알 수 있다. 또한, 재순환 부재(100)를 서비스 스테이션 프레임(82)의 바닥 표면을 따라 장착하는 것보다는, 다른 실시예에 있어서 재순환 부재(100)를 직립벽의 측면을 따라 장착하는 것이 보다 바람직할 수 있다. 변형 실시예에 있어서, 재순환 부재(100)는 서비스 스테이션 프레임 또는 지지체의 천장 부분으로부터 현수될 수 있고, 와이퍼는 잉크 용매(105)의 스크레이핑 및 적용을 위해 재순환 부재(100) 아래로 이동하며, 이는 바람직한 잉크 용매가 표면 장력을 가져서 잉크 용매가 재순환 부재(102)내에 매립되는 경우에 및 도 3 및 도 4의 도면에서 거꾸로된 경우 조차도 모세관 압력은 용매(105)가 배출되지 않도록 하기 때문에 매우 실용적이다. 또한, 도시를 위해, 필터 본체(102)는 대칭형 부재로 도시되어 있으며, 어플리케이터 단부(108)와 상이한 구조를 갖도록 스크레이퍼 단부(106)를 구성하는 것이 유리할 수 있으며, 이는 조립이 쉽도록 하며, 서비스 스테이션 프레임(82)내로의 어플리케이터 본체(102)의 오조립을 방지한다.

검정색 와이퍼(90)만이 청소되는 것으로 도 4에 도시되어 있지만, 바람직하게는 본체(102)는 프린터(20)를 가로질러 폭방향으로 연장된 단일 부재[스캐닝 축(46)에 평행하며, 도 4에서 도면의 평면내임]여서, 칼라 와이퍼(92, 94, 96)에 대해 용매(105)를 스크레이핑하고 적용한다는 것은 명백하다. 변형 실시예에 있어서, 각각의 와이퍼(90, 92, 94, 96)용으로 4개의 개별 용매 재순환 본체(102)를 갖는 것이 이롭다. 다른 실시예에 있어서, 2개의 재순환 본체, 즉 검정색 안료 기재 잉크 와이퍼(90)용 재순환 본체와, 모든 칼라 염료 기재 잉크 와이퍼(92, 94, 96)용 다른 본체(102)를 갖는 것이 바람직하다.

와이퍼 본체(102)용으로 6개의 가변 공극률 세그먼트(110, 112, 114, 116, 118, 120)가 도시되어 있지만, 점진적으로 감소하는 기공 크기를 갖는 단일 세그먼트를 갖는 것이 보다 바람직하다. 변형 실시예에 있어서, 단지 2개 또는 3개의 세그먼트와 같이 소수의 세그먼트를 갖거나, 또는 길이 및 단면적이 변하는 세그먼트를 갖는 것이 바람직하다. 예를 들면, 보다 조대한 필터링 용량을 위한 보다 긴 경로를 제공하도록 스크레이퍼 단부 제 1 세그먼트(110)가 보다 큰 체적을 가지며, 어플리케이터 단부(108)에서 최종의 미세한 기공 세그먼트쪽으로 용매를 보다 빠르게 이동시키도록 중간 섹션이 보다 작은 체적을 갖는 것이 유리하다. 대안적으로, 일부 실시예에서 조대한 초기 섹션은 PEG가 통과하기 위한 비교적 짧은 경로를 가지며, PEG 이동 및 보다 작은 크기의 잉크 입자를 여과하기 위한 보다 긴 중간 섹션을 갖는다. 따라서, 기공의 크기 및 각 세그먼트의 체적을 제어함으로써, 본체(102)를 통과하는 용매 이동 속도는 조절될 수 있다. 흐름 속도의 제어뿐만 아니라 본체(102)의 각종 여과 특성을 제어하기 위해 본체에 다른 조절이 이루어질 수 있다. 예를 들면, 상이한 유형의 잉크를 사용하는 경우, 하나의 잉크 유형으로부터의 보다 조대한 입자 물질은 제 1 스테이지의 하나에서 수집될 수 있으며, 다른 유형의 잉크로부터의 보다 미세한 잉크 입자는 이후의 보다 작은 기공 스테이지의 하나에서 수집된다.

용매 재순환 시스템(100)의 여과 및 흐름 특성을 변경하기 위해 다른 변형이 본체(102)에 이루어질 수 있다. 예를 들면, 양호하게 형성된 기공 크기를 갖는 스크린이 본체(102)내에 삽입 성형되어 본체(102)의 여과 특성을 보다 엄격하게 제어할 수 있다. 상기 삽입 성형된 스크린은 금속 또는 플라스틱, 또는 관통 부재, 또는 직포 또는 부직포 직물일 수 있다. 다른 실시예에 있어서, 바람직한 실시예로는 본체(102)가 고밀도 폴리에틸렌(high density polyethylene : HDPE)으로 제조될 수 있으며, 이 고밀도 폴리에틸렌은 플라즈마 처리되어 PEG 용매(105)와 친화력을 갖는다. 이 플라즈마 처리 공정은 본체의 모세관 구배를 조절하도록 제어되어 재순환 시스템(100)을 통한 습윤 각도(wetting angle)를 변경할 수 있다.

플라즈마 처리에 있어서, 전체 본체(102)는 압력이 제어된 캐비티내에 위치되며, 잔류 공기는 실질적으로 배출되며, 그 후 가스가 캐비티에 주입되며 고주파 전압이 캐비티에 인가된다. 이러한 고주파 전압은 가스를 플라즈마로 변화시키며, 그 후 이 플라즈마는 일부 HDPE 원자를 가스로부터의 원자로 교체함으로써 고체 표면의 화학적 성질을 변경한다. 이러한 플라즈마 처리 공정을 통하여, 플라스틱의 표면 에너지는 급격하게 변화될 수 있으며, 도시된 실시예에 있어서, 이러한 표면 에너지는 증가되어 보다 작은 습윤 각도를 야기하며, 이는 보다 큰 모세관 압력을 발생시킨다. 통상적인 가스 첨가제는 이산화질소, 산소, 또는 헬륨이다. 이 플라즈마 처리 공정 후, 본체(102)를 액체 용매(105)내에 침적함으로써 잉크 용매(105)가 본체(102)내로 스며들 수 있다. 변형 실시예에 있어서, 본체(102)는 잉크 용매의 유입 후 기공내의 공기를 제거하기 위해 이러한 성분을 통해 진공을 얻은 후 잉크 용매를 유입함으로써 잉크 용매(105)로 강제 충전되며, 이는 플라즈마 처리의 필요성을 제거한다.

도 5는 재순환 서비스 스테이션(80)용으로 본 발명에 따라 구성된 잉크 용매 재순환 부재 또는 필터 어플리케이터 부재(130)의 다른 실시예를 도시하고 있다. 실제로, 도 5는 도시된 바와 같이 함께 사용될 수 있거나, 또는 별도로 사용될 수 있는 여러 개념을 도시한다. 특히 도 5는 ① 분리 스크레이퍼 부재, ② 용매의 액체 풀(pool)을 수납하는 저장 용기, 및 ③ 스크레이퍼 입구 단부로부터 어플리케이터 출구 단부로 용매를 배출하기 위한 모세관 압력에 부가하여 중력 공급(gravity feed)의 사용의 개념을 나타내고 있다.

재순환 어플리케이터 부재(130)는 서비스 스테이션 프레임(82)에 의해 지지되는 프레임(132)과, 본체(102)용으로 전술된 동일한 유형의 다공성 재료로 제조되는 것이 바람직한 세그먼트식 본체를 구비한다, 이 재순환 본체의 제 1 부분은 부재(130)에 대해 입구쪽에 위치되며, 제 1 스테이지(134)를 포함하는데, 이 제 1 스테이지(134) 뒤로 스테이지(134) 보다 작은 크기의 기공을 갖는 제 2 스테이지(135)가 있다. 세그먼트식 재순환 본체의 제 2 부분은 부재(130)의 출구 또는 어플리케이터 단부에 위치되며, 스테이지(134) 보다 작은 크기의 기공을 갖는 중간 스테이지(136) 및 최종 스테이지(138)를 포함한다.

컨테이너(140)는 그내에 저장 챔버(142) 뿐만 아니라 입구(144) 및 출구(146)를 형성한다. 저장 용기(142)는 액체 잉크 용매(105)의 서플라이를 포함한다. 컨테이너 입구(144)는 재순환 본체의 제 2 스테이지(135)를 수납하는 반면, 출구(146)는 본체의 중간 스테이지(136)를 수납한다. 따라서, 컨테이너(140)는 재순환 본체의 입구 부분(134, 135)을 출구 부분(136, 138)에 유체식으로 연결하여 모세관 압력에 의해 제 1 스테이지(134)로부터 최종 스테이지(138)로 유체가 흐르도록 한다. 제 1 스테이지(134)를 제 2 스테이지(135) 위로 상승시킴으로써, 화살표(148)로 도시된 중력은 스테이지(134, 135)를 통한 유체 흐름 뿐만 아니라, 스테이지(134, 135) 사이의 상이한 세공 크기로 인한 모세관 압력에 의해 제공된 흐름을 촉진시키는 것을 돕는 것이 유리하다.

또한, 재순환 어플리케이터 부재(130)는 스크레이퍼 부분을 갖는데, 이 스크레이퍼 부분은 본원에서는 텀블러(85)에 의해 화살표(83) 방향으로 회전되는 경우 와이퍼(90, 92, 94, 96)를 청소하기 위한 제 1 스크레이퍼 에지(152)를 갖는 강성 스크레이퍼(150)로서 도시되어 있다. 텀블러(85)가 화살표(83) 방향과 반대 방향으로 회전될 경우, 소망한다면 와이퍼 블레이드의 다른 표면을 청소하기 위해 스크레이퍼(150)는 제 2 스크레이퍼 에지(154)를 갖는다. 스크레이프된 잉크 잔류물(104)은 스크레이퍼(150)의 배출 표면(156)을 따라 도시되어 있으며, 도시된 잉크 용매(105)의 방울은 중력(148)하에서 제 1 스테이지(134)상으로 떨어진다. 도 4에 대해 전술한 바와 같이, 본체 세그먼트(134, 136, 138)의 상대적인 음영 및 점각은 기공 크기의 변화 및 스테이지(134, 136, 138) 내의 상대적인 잉크량(124, 124')을 나타낸다. 용매(105)가 재순환 부재(130)를 통해 이동할 때, 잉크의 초기 여과가 스테이지(134, 135)에서 발생하며, 스테이지(135)를 빠져나가는 용매(105)는 중력(148)의 영향하에서 저장 용기(142)내의 용매 풀로 떨어지는 것으로 도시되어 있다. 모세관 힘은 저장 용기(142)로부터 중간 스테이지(136)를 거쳐 부재(130)의 어플리케이터 부분(158)을 형성하는 최종 스테이지(138)로 용매(105)를 배출한다. 어플리케이터(158)로부터 잉크 용매(105)를 수용하고 새로운 와이핑 스트로크 시퀀스를 시작하는 와이퍼(90)는 점선으로 도시되어 있다.

결 론

따라서, 용매 어플리케이터(100)의 재순환 능력은, 서비스 스테이션(80)내에서 PEG를 보존 및 청소하고, 프린터(20)의 수명 동안 잉크 용매(105)의 불필요한 재충전없이 서비스 스테이션(80)의 수명을 연장하도록 기능한다. 또한, 본체(102)의 모세관 작용이 본체(102)를 통해 용매(105)를 어플리케이터 단부(108)쪽으로 연속적으로 배출할 때, 필터 어플리케이터(100)는 청정 잉크 용매(105)가 이후의 와이핑 스트로크를 위해 어플리케이터 단부(108)에서 쉽게 이용가능하게 하는 이점이 있다. 다른 이점으로는, 용매 어플리케이터(100)는 이전에 제안된 설계에서는 별도 부품을 필요로 하는 여러 기능을 제공하는데, 본원에서는 ① 스크레이퍼 단부(106)에서 와이퍼 클리너로, ② 잉크 용매(105)용 보관 본체 또는 저장 용기로, ③ 용매 어플리케이터(108)로, 그리고 마지막으로 ④ 용매 재순환 클리너 또는 필터로 작용하며, 이 모든 것은 단일 부품내에서 이루어진다. 따라서, 어플리케이터(100)의 이용은 프린터(20)의 조립을 촉진시키는 반면, 서비스 스테이션(80)을 조립하는데 필요한 부품수를 감소시키며, 이는 소비자에게 보다 경제적인 프린터 제품(20)을 공급한다.

본 발명의 용매 어플리케이터의 재순환 능력은, 서비스 스테이션내에서 PEG를 보존 및 청소하고, 프린터의 수명 동안 잉크 용매의 불필요한 재충전없이 서비스 스테이션의 수명을 연장하도록 기능한다. 필터 어플리케이터는 청정 잉크 용매가 이후의 와이핑 스트로크를 위해 어플리케이터 단부에서 쉽게 이용가능하며, 용매 어플리케이터는 ① 스크레이퍼 단부에서 와이퍼 클리너로, ② 잉크 용매용 보관 본체 또는 저장 용기로, ③ 용매 어플리케이터로, 그리고 ④ 용매 재순환 클리너 또는 필터로 작용하는데 이 모든 것은 단일 부품내에서 이루어지며, 따라서 어플리케이터의 이용은 프린터의 조립을 촉진시키는 반면, 서비스 스테이션을 조립하는데 필요한 부품수를 감소시켜, 소비자에게 보다 경제적인 프린터를 제공한다.

도 1은 잉크젯 프린트헤드를 청소하기 위한 본 발명의 재순환 용매 시스템의 일 형태를 갖는 프린트헤드 서비스 스테이션을 구비한 잉크젯 인쇄 메커니즘의 일 형태, 즉 잉크젯 프린터의 사시도,

도 2는 잉크젯 프린트헤드를 청소하는 것을 도시하는 것으로, 도 1의 재순환 용매 시스템의 측면도,

도 3은 도 2의 재순환 부재의 확대 단면도,

도 4는 와이핑 스트로크의 제 2 단계 동안의 와이퍼가 파선으로 도시된 것으로, 도 2의 재순환 부재의 확대 단면도,

도 5는 도 1의 인쇄 메커니즘에 사용하기 위한 본 발명의 재순환 부재의 변형 형태의 확대 측단면도.

도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

50, 52, 54, 56 : 카트리지

60, 62, 64, 66 : 메인 고정 저장 용기

85 : 텀블러 본체 88 : 캡핑 조립체

90, 92, 94, 96 : 와이퍼 100 : 필터 어플리케이터 부재

Claims

잉크젯 인쇄 메커니즘의 잉크젯 프린트헤드를 청소하기 위한 재순환 잉크 용매 시스템에 있어서,

와이퍼와,

상기 와이퍼를 지지하여, 어플리케이션 스트로크와, 상기 프린트헤드로부터 잉크 잔류물을 청소하기 위한 와이핑 스트로크와, 스크레이핑 스트로크를 통해 이동시키는 플랫폼과,

잉크 용매가 스며드는 다공성 재료로 이루어진 본체를 구비한 잉크 용매 재순환 장치를 포함하며,

상기 본체는 상기 와이핑 스트로크동안 모아지는 잉크 잔류물을 용해하기 위해 상기 어플리케이션 스트로크동안 와이퍼에 잉크 용매를 도포하는 어플리케이터 부분을 규정하고, 상기 잉크 용매 재순환 장치는 상기 스크레이핑 스트로크동안 용매 및 그것에 용해된 잉크 잔류물을 와이퍼로부터 긁어내는 스크레이퍼 부분을 또한 구비하며, 잉크 잔류물이 용해되어 있는 상기 용매는 상기 스크레이퍼 부분으로부터 상기 어플리케이터 부분까지 상기 본체의 다공성 재료에 의해 전달되는 동안 용해된 잉크 잔류물을 제거하여 용매를 재순환시키며, 상기 스크레이퍼 부분은 상기 와이퍼로부터 잉크 잔류물을 수용하는 스크레이퍼 블레이드를 갖는 강성 부재, 및 잉크 용매를 상기 스크레이퍼 블레이드로부터 재순환 장치 본체로 향하게 하는 배출 표면을 구비하는

재순환 잉크 용매 시스템.
제 1 항에 있어서,

상기 재순환 장치 본체의 다공성 재료는 상기 스크레이퍼 부분으로부터 상기 어플리케이터 부분으로 그 크기가 변하는 기공을 가지며, 상기 기공은 잉크 용매를 모세관 압력하에서 본체를 통해 어플리케이터 부분쪽으로 이동시키는 크기를 갖는

재순환 잉크 용매 시스템.
제 1 항에 있어서,

상기 재순환 장치 본체의 다공성 재료는 잉크 용매로부터 잉크 잔류물의 용해된 부분을 여과하는 크기의 기공을 갖는

재순환 잉크 용매 시스템.
제 1 항에 있어서,

상기 재순환 장치 본체의 다공성 재료는 복수의 스테이지로 구성되며, 각각의 스테이지는 바로 이전 스테이지의 기공보다 작은 크기의 기공을 갖도록 상기 스크레이퍼 부분으로부터 어플리케이터 부분까지 점진적으로 위치되는

재순환 잉크 용매 시스템.
제 4 항에 있어서,

상기 다수의 스테이지중 하나의 스테이지의 기공 크기 및 체적은 잉크 용매가 상기 다수의 스테이지중 다른 것을 통한 것보다 상기 하나의 스테이지를 통해서 더 빠르게 이동하도록 선택되는

재순환 잉크 용매 시스템.
제 1 항에 있어서,

상기 잉크 용매 재순환 장치의 본체는 스크레이퍼 부분을 형성하도록 구성되는

재순환 잉크 용매 시스템.
제 1 항에 있어서,

상기 스크레이퍼 부분과 상기 본체의 어플리케이터 부분 사이에 저장 용기를 규정하는 컨테이너를 더 포함하며, 상기 저장 용기는 잉크 용매의 서플라이를 수용하는

재순환 잉크 용매 시스템.
잉크젯 인쇄 메커니즘의 잉크젯 프린트헤드를 청소하는 방법에 있어서,

잉크 용매를 와이퍼에 적용하는 단계와,

상기 프린트헤드로부터 잉크 잔류물을 와이핑하고, 도포된 잉크 용매중의 상기 잉크 잔류물의 일부분을 용해시키는 단계와,

상기 잉크 잔류물 및 잉크 잔류물이 용해되어 있는 잔류 잉크 용매를 상기 와이퍼로부터 다공성 재료의 재순환 부재의 스크레이퍼 부분 위로 스크레이핑하는 단계로서, 상기 스크레이퍼 부분은 상기 와이퍼로부터 잉크 잔류물을 수용하는 스크레이퍼 블레이드를 갖는 강성 장치 및 배출 표면을 구비하는, 상기 스크레이핑 단계와,

상기 배출 표면을 이용하여 잉크 용매를 상기 스크레이퍼 블레이드로부터 재순환 장치 본체로 향하게 하는 단계와,

상기 재순환 부재의 스크레이퍼 부분으로부터 상기 재순환 부재의 어플리케이터 부분까지 상기 재순환 부재의 다공성 재료를 통해 상기 잉크 용매를 이동시킴으로써 상기 잉크 용매를 재순환시키며, 잉크 용매의 상기 이동 동안, 다공성 재료로 잉크 용매로부터 상기 용해된 잉크 잔류물을 여과하는 단계를 포함하는

잉크젯 프린트헤드 청소 방법.
제 3 항에 있어서,

상기 재순환 장치 본체의 다공성 재료는 상기 스크레이퍼 부분으로부터 상기 어플리케이터 부분으로 그 크기가 변하는 기공을 가지며, 상기 기공은 잉크 용매를 모세관 압력하에서 본체를 통해 어플리케이터 부분쪽으로 이동시키는 크기를 갖는

재순환 잉크 용매 시스템.
제 4 항에 있어서,

상기 다수의 스테이지중 하나의 스테이지의 기공 크기 및 체적은 상기 다수의 스테이지중 다른 것에 의해 여과되는 것보다 많이 잉크 잔류물의 용해 부분을 잉크 용매로부터 여과하도록 선택되는

재순환 잉크 용매 시스템.
제 1 항에 있어서,

상기 스크레이퍼 부분은 상기 스크레이퍼 부분으로부터 상기 어플리케이터 부분까지 용매의 유동을 촉진시키기 위해 중력을 이용하도록 상기 어플리케이터 부분 위에 위치되는

재순환 잉크 용매 시스템.
제 11 항에 있어서,

상기 잉크 용매 재순환 장치의 본체는 스크레이퍼 부분을 형성하도록 구성되는

재순환 잉크 용매 시스템.