(57)【要約】【課題】改良されたプリントヘッドのデプライミング方法を提供する。【解決手段】インクをインク溜めからプリントヘッドへ供給し（ステップ３０５）、インクは、インク供給流路を介してプリントヘッドへ供給され、コントローラが、プリントヘッドのインクの固化の可能性に基づいて、電力の損失、パワーダウン、又は プリントヘッド温度が閾値温度以下であることのいずれかを含む故障状態を検出し（ステップ３１０）、弁が開くと、圧力格納室からプリントヘッドへ加圧され（ステップ３１５）、圧力は、プリントヘッドからインクを除去し、廃棄物トレイへ送る（ステップ３２０）。ボール逆止弁は、インクがインク溜めに逆戻りすることを防止する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像形成装置においてプリントヘッドをデプライミングする方法であって、
前記プリントヘッドにインクを供給し、
前記プリントヘッド内の前記インクの固化の可能性に基づく複数の前記故障状態の一つを検出し、
前記プリントヘッドから前記インクを除去するように圧力を構成し、
弁を開いて、前記プリントヘッドへ加圧する
ことを含む方法。
【請求項２】
前記インクが、インク供給流路を介して、インク溜めから供給される、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記圧力が、圧力格納室から供給される、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
複数の故障状態の一つを検出することが、電力損失、パワーダウン、又はプリントヘッド温度が閾値温度以下であることの一つを検出することを含む、請求項１に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、広く、画像形成装置においてプリントヘッドをデプライミング（ノズル等に空気を取り込むこと）に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＭＥＭＳ（マイクロエレクトロニックマシンシステム：マイクロマシン技術）ジェットプリンタなどの従来の固体インクは、インクを溶かして、溶けたインクをプリントヘッドのインク溜めに分配することによって、画像基板に画像を作成する。画像は、プリントヘッド内の面板を介して基板へ転写される。固体インクプリンタは、電源がオフされるか、又は 、電力が損失した場合、プリントヘッドのインク溜めに残っているインクが固化し、約１５〜２０％、容積が減少する。インクが固化する際、プリントヘッドに配置された可撓性の液滴吐出膜がインクに密接に接触している場合、膜は、インク容積の減少により、破壊ポイントまで変形する可能性がある。更に、プリントヘッド内のインクが固化した場合、固化したインクの容積の減少によって、インク供給機構システムから、更なるインクが、プリントヘッドへ吸い込まれる。インクが融解すると、プリントヘッドのインク容積の増加によってプリントヘッドに圧力が加圧され、結果的に、膜に対しても更なる圧力が加圧される。
【０００３】
プリンタが固化及び／又は融解の周期を経た後、破壊された膜によって、ＭＥＭＳジェットプリントヘッドの性能が低下する。また、一旦破壊されると、破壊された膜が、インク液滴を吐出させるために使用できなくなり、インクは、次に、膜の下に到達し、通気システム以外の部分へ流れ込むため、プリントヘッドが著しく損傷されるか又は破壊される。また、融解プロセスによっても、アクチュエータの壁からノズル板が剥離するほどの圧力の蓄積が生じるため、プリントヘッドが著しく損傷されるか又は破壊される。
【０００４】
このような損傷を防止する公知の方法は、プリントヘッドをデプライミングすること、又はインクが固化する前にプリントヘッドからインクを除去（パージ）することを含む。公知のデプライミングプロセスは、通常のプリンタの停止時又は電源故障時に行なわれる。公知のデプライミングプロセスは、インクをプリントヘッドから吐出させ、通常インクが格納されるインク溜めへ戻すことができる。しかしながら、このプロセスを用いた場合、例えば、ノズル、プリントヘッド、及びインク溜めに不純物が入り込むなどの様々な問題が生じる。従って、上記の問題及び従来技術の他の問題を解決することが必要とされている。
なお、先行技術としては特許文献１に開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】米国特許第４３２９６９６号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従って、本発明の目的は、上記の問題及び従来技術の他の問題を解決することができるプリントヘッドのデプライミング方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的達成するため請求項１記載の発明は、画像形成装置においてプリントヘッドをデプライミングする方法であって、前記プリントヘッドにインクを供給し、前記プリントヘッド内の前記インクの固化の可能性に基づく複数の前記故障状態の一つを検出し、前記プリントヘッドから前記インクを除去するように圧力を構成し、弁を開いて、前記プリントヘッドへ加圧することを含む。請求項２記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記インクが、インク供給流路を介して、インク溜めから供給される。請求項３記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記圧力が、圧力格納室から供給される。請求項４記載の発明は、請求項１に記載の発明において、複数の故障状態の一つを検出することが、電力損失、パワーダウン、又はプリントヘッド温度が閾値温度以下であることの一つを検出することを含む。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】デプライミングシステム及び方法を実行する画像形成装置の一例を概略的に示す図である。
【図２】デプライミングシステム及び方法を実行する画像形成装置の一部の一例を概略的に示す図である。
【図３】プリントヘッドをデプライミングする方法の一例を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
固体インク画像形成装置からのインクが固化し、固体状態になった時、インクは、その液状の形態に比べて、通常、約１５〜２０％の範囲で、容積が減少する。この縮小は、容積減少の程度が通常のプリンタ動作中にプリントヘッド膜が通常に移動する距離を超過する可能性があるため、プリンタのプリントヘッド内でインクが固化する時に特に問題となる。膜とインクの間に接着剤が存在すると仮定した場合、このような容積の減少によって、プリントヘッドの膜が破裂したり、亀裂が生じたりする。
【００１０】
インクの固化プロセスから推測される損失による影響以外に、インクの融解工程において損失が発生することもある。例えば、プリントヘッドのアクチュエータにインクをたっぷり充填し、インクが固化した場合、液体インクは、インクの固化によって生じた容積の減少を埋め合わせるためにインク供給システムからアクチュエータへ流れ込む。この途中、インク供給システムにおいてインクが固化する。
【００１１】
プリントヘッドとインク供給システムを再加熱した時、インク供給システムンのインクが溶ける前に、プリントヘッドのインクが溶ける場合、プリントヘッドインク供給システム内の固体インクによって、プリントヘッドのインクが流れてシステム内へ戻されることが阻止される。唯一残る析出物は、プリントヘッドの膜であるが、この膜においても、融解インクからの十分な圧力及び／又は容積の変化によって徐々に亀裂が生じる。
【００１２】
インクが固化される前に、画像形成装置のプリントヘッドがデプライミングされた場合、固化又は融解周期の間に膜が破壊される可能性が低くなる。デプライミングプロセスは、アクチュエータ内に残されたインクの容積減少によって、膜からの加圧を緩和することができる。更に、空気は、アクチュエータ室に導入され、容積の変化を吸収するように機能する。例えば、プリンタが利用可能な電源出力の壁がない場合、デプライミングプロセスは、通常のプリンタの停止時だけでなく電源故障時にも発生させることができる。
【００１３】
ここで、正圧のデプライミングシステム及び方法が記載されている。プリントヘッドインクを、真空を介して、インク溜めに引き戻す公知のデプライミングシステムの代わりに、本発明のシステム及び方法は、正圧をプリントヘッドに加え、プリントヘッドからインクを除去し、廃棄物トレイへ送ることができる。正圧のデプライミングシステム及び方法の利点としては、ノズル、プリントヘッド、及びインク溜めへの不純物の混入を最小限にすることができ、インク及びインク供給部への空気の取り込みを最小限にすることができ、空気の流れとガス膨張によってプリントヘッドを冷却でき、最低限の複雑さを有するシステム及び方法を実施でき、成分の再利用が可能であり、余分な電力又は電池が不要であることが挙げられる。
【００１４】
故障状態を検出した時、正圧がプリントヘッドに加圧される。具体的には、故障状態の検出に応答して、弁が開き、圧力をプリントヘッドに伝達すると同時に、プリントヘッドの空気につながる経路を閉鎖して遮断することができる。加圧は、公知のインク除去（パージ）動作と同様に行われるが、それだけではなく、正圧の容積及び加圧期間の点ではるかに上回っているため、結果として、プリントヘッドからの十分または完全なインクの除去を達成することができる。電力ゼロ状態において、圧力は、圧力格納室から、又は、電池などの補助電源を用いることによって、加圧され、ポンプ又は任意の必要な制御メカニズムを付勢することができる。
【００１５】
システム及び方法の実施の形態は、既存のハードウェア、又は既存のインク分配システムの構成要素を利用することができる。システム及び方法は、圧力格納室又はタンクと、既存のハードウェアに接続された逆止弁と、を含むことができる。圧力は、例えば、ポンプ（システムの既存のポンプであってよい）を用いて、通常の電動動作中、この容器（圧力格納室又はタンク）内で維持されてもよい。
【００１６】
逆止弁は、通気管路を介してプリントヘッドノズルに取り付けられ、プリントヘッドが連続的に稼働している間、弁を圧力に対しては閉鎖し、空気に対しては弁を開放した状態に保つことによって、プリントヘッドから圧力を隔離することができる。プリントヘッドへのインク分配は、インクレベル検知プロセスによって制御され監視され、インク分配は、プリントヘッドの通気管路が空気に対して開放された時に実行され、不注意な除去を防止することができる。システム内には、システムの内側に配置され、インクがインク溜めへ逆流するのを防ぐことができるボール（玉）逆止弁が設けられている。
【００１７】
以下のテキストは、プリントヘッドにインクを分配するためにインク溶融装置及び供給パイプラインを利用する固体インク分配システムに関する本発明のシステム及び方法の様々な実施の形態を記載している。本発明の実施の形態におけるシステム及び方法は、他の印刷システムにおいても同様に実施することができる。
【００１８】
図１を参照すると、デプライミングシステム及び方法を実施する画像形成装置１の一例が概略的に示されている。本発明のシステムと方法の実施の形態によれば、画像形成装置１は、印刷要素４０を含むことができる。印刷要素４０は、貯蔵インク１１を含むインク溜め１０と、プリントヘッド３０を含むことができる。インク溜め１０は、インク供給流路２０を介して、プリントヘッド３０に貯蔵インク１１を供給し、これによって、プリントヘッド３０内にプリントヘッドインク３１を形成することができる。プリントヘッドインク３１は、画像形成装置１の動作中、プリントヘッド３０内に格納されることができる。ボール逆止弁４４は、インク供給流路２０に沿って、且つ、インク溜め１０近傍に、位置決めされ、プリントヘッドインク３１がインク溜め１０に逆流することを防止することができる。実施の形態において、プリントヘッド３０は、保守キャップ（図示しない）を含み、圧力の変動を処理することができる。
【００１９】
プリントヘッドインク３１の固化の可能性を示す故障状態が検出された時、プリントヘッド３０は、出口ノズル４１及び液滴栓４２を介して、プリントヘッド３０から廃棄物トレイ４６へ、プリントヘッドインク３１を強制的に除去し、抜き取り、吐出させ、回収し、又は、流出させることによって、デプライミングされる。例えば、実施の形態において、液滴ビブ（栓）４２は、出口ノズル４１から除去されたインクを回収し、除去されたインクから液滴を形成することができ、形成された液滴は、液滴栓４２の底から滴下されて廃棄物トレイ４６へ供給される。故障状態は、電力の損失、パワーダウンプロセス、又は、プリントヘッド３３の温度が閾値温度（Ｔ０）以下であることのいずれかを含むことができる。
【００２０】
実施の形態において、インク溜め１０は、インク溜め１０の中の貯蔵インク１１の圧力に等しい測定値である貯蔵圧１２を含むことができる。同様に、プリントヘッド３０は、プリントヘッド３０のプリントヘッドインク３１の圧力に等しい測定値であるプリントヘッド圧３２を含むことができる。プリントヘッド３０は、プリントヘッド３０内の温度に等しい測定値であるプリントヘッド温度３３を更に含むことができる。
【００２１】
プリントヘッド３０をデプライミングするためのシステム及び方法によれば、電力損失検出器５１、パワーダウン検出器５２、及びプリントヘッド温度検出器５３が配置されており、プリントヘッドインク３１が固化する可能性の前兆である複数の故障状態の少なくとも１つを検出する。
【００２２】
電力損失検出器５１は、例えば、画像形成装置１のプラグが抜かれている場合などの電力の損失を含む第１の故障状態を検出するように構成することができる。電力損失を検出すると、電力損失検出器５１は、対応する電力損失検出器出力６１を介して、コントローラ９０へ信号を送ることができる。
【００２３】
パワーダウン検出器５２は、例えば、画像形成装置１が停止した場合などのパワーダウンプロセスを含む第２の故障状態を検出するように構成することができる。パワーダウンプロセスを検出すると、パワーダウン検出器５２は、対応するパワーダウン検出器出力６２を介して、コントローラ９０へ信号を送ることができる。
【００２４】
プリントヘッド温度検出器５３は、プリントヘッド３３の温度が閾値温度（Ｔ０）以下である第３の故障状態を検出するように構成することができる。図１を参照すると、プリントヘッド温度３３は、プリントヘッド温度信号３４を介して、プリントヘッド温度検出器５３へ送ることができる。プリントヘッド温度３３が閾値温度以下であることを検出すると、プリントヘッド温度検出器５３は、対応するプリントヘッド温度検出器出力６３を介して、コントローラ９０へ信号を送ることができる。
【００２５】
少なくとも一つの故障状態が検出器５１、５２、５３のいずれかによって検出された時、検出器出力６１、６２、６３は、それぞれ、コントローラ９０へ信号を送ることができる。次に、コントローラ９０は、図１の矢印４３によって示されるように、液滴栓４２を介して、プリントヘッド３０から廃棄物トレイ４６へ、プリントヘッドインク３１を除去し、抜き取り、吐出させ、回収させ、又は流出させるように信号を送る。実施の形態において、プリントヘッドインク３１は、廃棄物トレイ４６を用いなくても除去される。
【００２６】
実施の形態において、本発明のシステム及び方法によれば、プリントヘッド圧力３２の増圧によって、プリントヘッド３０から、プリントヘッドインク３１が、除去され、抜き取られ、吐出され、回収され、又は流出される。図１に示されるように、コントローラ９０は、制御圧力弁出力９１を介して、圧力弁１２２を作動させるように構成されることができる。圧力格納室１２０は、圧力収納流路１２６を介して、圧力弁１２２に連結され、圧力弁１２２は、プリントヘッド流路１２４を介して、プリントヘッド３０のプリントヘッドノズル３９に連結されることができる。
【００２７】
実施の形態において、圧力格納室１２０は、送風機、圧縮ポンプ、又はボール逆止弁（図示しない）を用いて維持される正圧ソースを含む。圧力弁１２２を起動させることによって、圧力格納室１２０からの正圧がプリントヘッド３０に加圧され、プリントヘッド３０によって、図１の矢印４３によって示されるように、出口ノズル４１及び液滴栓４２を介して、プリントヘッド３０から廃棄物トレイ４６へ、プリントヘッドインク３１が除去され、抜き取られ、吐出され、回収され、又は流出される。実施の形態において、画像形成装置１の通常の電動動作の間、圧力弁１２２は、空気流路１３０を介して、空気１２８に連結される。
【００２８】
図２を参照すると、デプライミングシステム及び方法を実行する画像形成装置の一部の一例が概略的に示されている。図示されているように、プリントヘッド３０は、サイフォン（吸上げ）流路５４、プリントヘッドインク３１、インクキャビティ６２、及び複数のインク出口５２を含むことができる。プリントヘッドインク３１は、インク供給流路２０を介して、インク溜め１０からインクキャビティ６２へ、入ることができる。印刷中、プリントヘッドインク３１は、吸上げ流路５４へ入り、複数のインク出口５２を通って、画像基板へ射出される。インクキャビティ６２のプリントヘッドインク３１の液体高さが複数のインク出口５２の高さより下がった場合、吸上げ流路５４は、プリントヘッドインク３１が、少なくとも複数のインク出口５２に等しい高さになるように、吸上げ流路５２へ吸上げることができる。従って、インクキャビティ６２内のプリントヘッドインク３１の高さが、複数のインク出口５２の高さより下がった場合、プリントヘッドインク３１は、プリントヘッド３０から吐出されることができる。
【００２９】
プリントヘッド３０は、プリントヘッド３０と、切替え流路５８を介してサイフォン（吸上げ）弁５６と、に接続されたニップル（突起部）６０を更に含む。吸上げ弁５６は、プリントヘッド流路１２４への延長線を介して圧力弁１２２に接続される。吸上げ弁５６は、開かれ、プリントヘッド流路１２４内の圧力を中継ぎ伝達して、切替え流路５８へ加圧することができる。例えば、圧力弁１２２が開いて、圧力格納室１２０から圧力を受け取った場合、吸上げ弁５６が開いて、突起部６０は、格納室１２０から圧力を受け取ることができる。
【００３０】
本明細書中に記載したように、デプライミングを必要とする故障状態が発生した場合、吸上げ弁５６が開き、吸上げ流路５４が圧力格納室１２０などから正圧を受け取ることができる。これによって、プリントヘッドインク３１は、複数のインク出口５２を介して吸上げ流路５４から除去される（参照番号４３）。除去されたインクは、廃棄物トレイ４６へ送られる。例えば、画像形成装置１が電力損失に遭った場合、吸上げ流路５４は、吸上げ弁５６を介して圧力格納室１２０から正圧を受け取ることができる。吸上げ流路５４に十分な量の圧力を加圧することによって、複数のインク出口５２を介してプリントヘッドインク３１が除去され、また、複数のインク出口５２の高さより高くならないようにプリントヘッドインク３１を後退させることもできる。吸上げ流路５４を除去するために必要な格納圧力の量は、インクキャビティ６２を除去するために必要な格納圧力の量より少なくてもよい。実施の形態において、圧力の量は、プリントヘッド３０の構成要素のサイズ、プリントヘッド３０のインクの量、圧力格納室１２０のサイズ、及び他の要因に応じて変化する。
【００３１】
図３を参照すると、プリントヘッドをデプライミングする方法（ステップ３００）のフローチャートが示されている。インクがインク溜めからプリントヘッドへ供給される（ステップ３０５）。例えば、インクは、インク供給流路を介して、プリントヘッドへ供給される。制御要素は、プリントヘッドのインクの固化の可能性に基づいて故障状態を検出する（ステップ３１０）。故障状態は、電力の損失、パワーダウン、又は プリントヘッド温度が閾値温度以下であることの一つを含む。弁が開くと、圧力源からプリントヘッドが加圧される（ステップ３１５）。実施の形態において、圧力源は、例えば、圧力格納室であってよい。圧力は、プリントヘッドからインクを除去し、除去されたインクが廃棄物トレイへ送られる（ステップ３２０）。インクはプリントヘッド以外の任意の場所又は溜めで除去されてよいことが理解されよう。実施の形態において、ボール逆止弁は、インクがインク溜めに逆戻りすることを防止することができる。
【符号の説明】
【００３２】
１０  インク溜め
３０  プリントヘッド
４６  廃棄物トレイ
５１  電源損失
５２  パワーダウン
９０  コントローラ
１２０  圧力格納室
１２８  空気
【図１】
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【図２】
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【図３】
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