(57)【要約】【課題】ノズル及び捕捉器を洗浄するためのシステムを有するインクジェットプリンタを提供する。【解決手段】連続インクジェットプリンタのための洗浄システムは、供給口（４２）を通ってプリントヘッド（１２）の前面（３４）上に溶媒を運ぶために溶媒供給源（４４）に接続した第１の溶媒供給導管（４０）を含む。第２の溶媒供給導管（７１）は、供給口を通って捕捉器（２０）の表面上に溶媒を運ぶために溶媒供給源（４４）に接続されている。プリントヘッド（１２）及び捕捉器（２０）に供給された溶媒は、真空下で除去され、インク供給システム（３０）に戻される。洗浄システムは、上述の前面上に配置された上述の溶媒をインクが印刷のために上述のオリフィスを通って流れる方向とは逆にこのオリフィスに流入させるオリフィス目詰まり除去機構を含むことができる。洗浄システムはまた、洗浄中にプリントヘッドに応力波を発生させるための圧電素子を含むことができる。圧電素子は、離間した液滴の流れをノズルから発生させるために、ノズルにおいてインク流れに摂動を作り出すのに印刷中に同じく用いられる圧電結晶発振器を含むことができる。【選択図】図１
2007529338.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
インク流動システムを有する種類の連続インクジェットプリンタのための洗浄システムであって、該インク流動システムでは、基体（２１）の表面に液滴を印加することによって画像が形成される該基体（２１）に向けてインクが一連の個別の液滴で噴出されるプリントヘッド（１２）に該インクがリザーバ（３０）から流れるようになっており、かつ該基体（２１）に付加されない液滴が捕捉器（２０）に集められ、再利用のために帰還ライン（３１）を通じて該インク流動システムに再循環され、該プリントヘッド（１２）は、前面（３４）及び該前面（３４）を通って延びる少なくとも１つのオリフィス（３６）を含み、該オリフィス（３６）は、該インクを噴出するためのノズルを形成しており、
溶媒の供給源（６２）と、
供給口（４２）を通ってプリントヘッド（１２）の前面（３４）上に溶媒を運ぶために前記溶媒供給源（６２）に接続した第１の溶媒供給導管（４０）と、
供給口を通って捕捉器（２０）の表面上に溶媒を運ぶために前記溶媒供給源（６２）に接続した第２の溶媒供給導管（７１）と、
を含むことを特徴とするシステム。
【請求項２】
前記前面上に配置された前記溶媒をインクが印刷のために前記オリフィスを通って流れる方向とは逆に該オリフィスに流入させるオリフィス目詰まり除去機構を更に含むことを特徴とする請求項１に記載の洗浄システム。
【請求項３】
前記プリンタは、前記オリフィスにインクを供給するための主導管を更に含み、
前記オリフィス目詰まり除去機構は、前記主導管に接続した真空導管を更に含み、そのために前記前面から前記オリフィスを通って該真空導管内に溶媒を吸引するために負圧を印加することができる、
ことを特徴とする請求項２に記載の洗浄システム。
【請求項４】
前記真空導管を通って第１の方向に溶媒を吸引させるために開き、該導管を通って反対方向に逆流するのを防ぐために閉じるようになった、該真空導管に配置された逆止弁を更に含むことを特徴とする請求項３に記載の洗浄システム。
【請求項５】
前記逆止弁は、エラストマー部材を含むことを特徴とする請求項４に記載の洗浄システム。
【請求項６】
洗浄中に前記プリントヘッドに応力波を発生させるための圧電素子を更に含むことを特徴とする請求項１に記載の洗浄システム。
【請求項７】
前記圧電素子は、離間した液滴の流れを前記ノズルから発生させるために該ノズルにおいて前記インクの流れに摂動を作り出すのに印刷中に同じく用いられる圧電結晶発振器を含むことを特徴とする請求項６に記載の洗浄システム。
【請求項８】
前記プリントヘッドの前記前面から溶媒を吸引するための排水導管を更に含むことを特徴とする請求項１に記載の洗浄システム。
【請求項９】
インク流動システムを有する種類の連続インクジェットプリンタを洗浄する方法であって、該インク流動システムでは、基体（２１）の表面に液滴を印加することによって画像が形成される該基体（２１）に向けてインクが一連の個別の液滴で噴出されるプリントヘッド（１２）に該インクがリザーバ（３０）から流れるようになっており、かつ該基体（２１）に付加されない液滴が捕捉器（２０）に集められ、再利用のために帰還ライン（３１）を通じて該インク流動システムに再循環され、該プリントヘッド（１２）は、前面（３４）及び該前面（３４）を通って延びる少なくとも１つのオリフィス（３６）を有しており、
溶媒をプリントヘッド（１２）の前面（３４）まで溶媒供給導管（４０）を通して該溶媒がオリフィス（３６）に隣接する該前面（３４）に沿って移動するように流す段階と、
前記溶媒を前記プリントヘッド（１２）の前記前面（３４）から除去するために、該溶媒を該前面（３４）から排水導管（５０）内に吸引する段階と、
前記捕捉器（２０）の表面上に溶媒を直接に流す段階と、
前記溶媒を前記捕捉器（２０）から帰還ライン（３１）を通して吸引する段階と、
を含むことを特徴とする方法。
【請求項１０】
前記プリントヘッドの前記前面上に配置された前記溶媒をインクが印刷のために前記オリフィスを通って流れる方向とは逆に該オリフィス内に流す段階を更に含むことを特徴とする請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
洗浄処理中に前記プリントヘッドに応力波を発生させる段階を更に含むことを特徴とする請求項９に記載の方法。
【請求項１２】
洗浄中に前記プリントヘッドの圧電素子を作動する段階を更に含むことを特徴とする請求項９に記載の方法。
【請求項１３】
印刷サイクル中に基体（２１）に向けて液滴流を放出するためのオリフィス（３６）を呈する前面（３４）を備えたプリントヘッド（１２）を有する種類の連続インクジェットプリンタを洗浄する方法であって、
溶媒をプリントヘッド（１２）の前面（３４）に該溶媒がオリフィス（３６）に隣接する該前面（３４）に沿って移動するように供給する段階と、
前記プリントヘッド（１２）における乾燥したインクを緩めるために、洗浄処理中に該プリントヘッド（１２）に応力波を発生させる段階と、
を含むことを特徴とする方法。
【請求項１４】
応力波を発生させる前記段階は、洗浄中に前記プリントヘッドの圧電素子を作動させる段階を含むことを特徴とする請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記プリンタは、前記基体に付加されない液滴を集めるための捕捉器を更に含み、
前記捕捉器の表面上に溶媒を直接に流す段階と、
前記溶媒を前記捕捉器から帰還ラインを通して吸引する段階と、
を更に含むことを特徴とする請求項１３に記載の方法。
【請求項１６】
前記プリントヘッドの前記前面上に配置された前記溶媒をインクが印刷のために前記オリフィスを通って流れる方向とは逆に該オリフィス内に流す段階を更に含むことを特徴とする請求項１３に記載の方法。
【請求項１７】
マーク付けされる基体（２１）にインクを向ける、インクジェットプリンタのための自浄式プリントヘッド（１０）であって、
印刷サイクル中に基体（２１）に向けて液滴流を放出するためのオリフィス（３６）を含む前面（３４）を有する液滴発生器（１２）と、
前記印刷サイクル中に前記液滴流におけるインク液滴を選択的に荷電するための荷電電極（１４）と、
前記印刷サイクル中に前記基体（２１）に向けてインクの荷電液滴を偏向させるために静電場が間に形成される偏向板（１８）及びチャンネルが形成された接地板（１６）と、
前記印刷サイクル中にインクの非荷電液滴を受け取るための捕捉器（２０）と、
洗浄サイクル中に前記液滴発生器（１２）の前記前面（３４）に対して及び前記捕捉器（２０）に対して溶媒を直接に供給する溶媒供給システム（４４）と、
を含むことを特徴とするプリントヘッド（１０）。
【請求項１８】
マーク付けされる基体（２１）にインクを向ける、インクジェットプリンタのための自浄式プリントヘッド（１０）であって、
印刷サイクル中に基体（２１）に向けて液滴流を放出するためのオリフィス（３６）を有する液滴発生器（１２）、
を含み、
前記液滴発生器（１２）は、圧電素子（２６）を含み、該圧電素子は、該液滴発生器（１２）に応力波を発生させるように洗浄サイクルに作動可能であり、かつ離間した液滴の流れを前記オリフィス（３６）から発生させるために該オリフィス（３６）においてインクの流れに摂動を作り出すように印刷サイクル中に作動可能であり、
洗浄処理中に前記液滴発生器（１２）の少なくとも一部分を洗浄するために該液滴発生器（１２）に溶媒を供給する溶媒供給システム（４４）、
を更に含み、
前記溶媒は、前記補給流体が前記液滴発生器（１２）の上を流れる時に該液滴発生器（１２）からインク残留物を除去するように調製されている、
ことを特徴とするプリントヘッド（１０）。
【請求項１９】
前記溶媒供給システムは、前記オリフィスに隣接する前記液滴発生器の外部表面に溶媒を供給することを特徴とする請求項１８に記載のプリントヘッド。
【請求項２０】
前記プリントヘッドは、更に、前記印刷サイクル中に非荷電インク液滴を捕捉するための捕捉器を含み、
前記溶媒供給システムは、更に、前記洗浄処理中に前記捕捉器の表面に溶媒を直接に供給する、
ことを特徴とする請求項１８に記載のプリントヘッド。
【請求項２１】
前面（３４）と該前面（３４）を通って延びる少なくとも１つのオリフィス（３６）とを含むプリントヘッド（１２）を有する、連続インクジェットプリンタのための洗浄システムであって、
オリフィス（３６）に隣接するプリントヘッド（１２）の前面（３４）に溶媒を供給するための導管（４０）と、
前記オリフィス（３６）にインクを供給するための主インク導管（２４）と、
真空導管（１１０）と、
を含み、
前記真空導管（１１０）は、前記前面（３４）から前記オリフィス（３６）を通って該真空導管（１１０）内に溶媒を吸引するために負圧を印加することができるように前記主導管（２４）に接続しており、
前記真空導管（１１０）を通って第１の方向に溶媒を吸引させるために開き、かつ該導管（１１０）を通って反対方向に逆流するのを防ぐために閉じるようになった、該真空導管（１１０）に配置された逆止弁（１１４）、
を更に含むことを特徴とするシステム。
【請求項２２】
前記逆止弁は、エラストマー逆止弁を含むことを特徴とする請求項２１に記載の洗浄システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、全体的にはインクジェットプリンタのためのプリントヘッドに関し、より詳細には、ノズル及び捕捉器を洗浄するためのシステムを有するインクジェットプリンタに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の連続インクジェットプリンタは、一般的に直線配列に配置された１つ又は複数のオリフィス（ノズル）を有する液滴発生器へ加圧下で導電インクを供給する。インクは、フィラメントの形態で各オリフィスから吐出し、続いて液滴の流れに分かれる。流れ中の個々の液滴は、フィラメントから分かれた領域で選択的に荷電され、これらの荷電された液滴は、次に静電場によって望ましい方向に偏向される。偏向された液滴は、印刷受容媒体に進むことができるが、非偏向液滴は、溝又は捕捉器に捕らわれて再循環される。
【０００３】
プリンタがある一定の期間にわたって停止された後に、オリフィスの周りのインクは乾き上がり、多くの場合にオリフィスへの外側開口部を部分的に詰まらせ、かつ完全に目詰まりさせることもある。更に、１日中又は週末のような長い停止期間中に、乾いたインクは、インクの種類によりオリフィス又はオリフィスに取り付けた通路内に塊を形成する場合がある。
【０００４】
一般的に、プリントヘッド洗浄システム及び方法は、ノズル又は液滴発生器に限定されている。しかし、インク堆積物及び残留物はまた、例えば捕捉器の周りに蓄積する。インク液滴は、多くの場合に捕捉器上又は内に沈殿する。インク堆積物及び残留物は、これらの構成要素上に蓄積するので、構成要素及びその間の導管の目詰まりのために、又は蓄積残留物とインク液滴の間の干渉のために印刷品質が阻害される。すなわち、これらの構成要素を通るインク及び他の流体の再利用率は、堆積物及び残留物の蓄積が増加すると減少する。多くの場合に、インクジェットプリンタは、操作者が手作業でこれらの構成要素を洗浄するために完全に停止され、それによってプリンタの使用を不可能にする。
【０００５】
すなわち、インクジェットプリンタのプリントヘッドの様々な構成要素をより有効に洗浄するためのシステム及び方法に対する必要性が存在する。全体として、インクジェットプリンタのプリントヘッドを洗浄する効率的なシステム及び方法に対する必要性が存在する。
【０００６】
【特許文献１】米国特許第６，５７５，５５６号
【発明の開示】
【０００７】
本発明の実施形態によれば、連続インクジェットプリンタのための洗浄システムが提供される。プリンタは、インクがリザーバからプリントヘッドへ流れるインク流動システムを有する。インクは、基体の表面に液滴を印加することによって画像が形成される基体に向けて、プリントヘッドから一連の個別の液滴で噴出される。基体に付加されない液滴は、捕捉器内に集められ、再利用のためにインク流動システムへの帰還ラインを通じて再循環される。プリントヘッドは、前面及びこの前面を通って延びる少なくとも１つのオリフィスを含む。洗浄システムは、供給口を通ってプリントヘッドの前面上へ溶媒を運ぶために溶媒供給源に接続した第１の溶媒供給導管を含む。第２の溶媒供給導管は、供給口を通って捕捉器の表面上へ溶媒を運ぶために溶媒供給源に接続されている。
【０００８】
洗浄システムは、上述の前面上に配置された上述の溶媒をインクが印刷のために上述のオリフィスを通って流れる方向とは逆にこのオリフィス内に流入させるオリフィス目詰まり除去機構を含むことができる。一実施形態によれば、プリンタは、このオリフィスにインクを供給するための主導管を更に含み、オリフィス目詰まり除去機構は、負圧を印加して前面からオリフィスを通って真空導管内に溶媒を吸引することができるように主導管に接続した真空導管を含む。逆止弁は、真空導管に配置することができ、この逆止弁は、この真空導管を通って第１の方向に溶媒を吸引させるために開き、反対方向にこの導管を通る逆流を防ぐために閉じるようになっている。逆止弁は、好ましくは、始動又は停止時に起こる小さな漏れを防ぐか又は最小限にすることが見出されているゴム製ダックビル弁として作られる。
【０００９】
洗浄システムはまた、洗浄中にプリントヘッドに応力波を発生させるための圧電素子を含むことができる。圧電素子は、離間した液滴の流れをノズルから発生させるためにノズルでインク流れに摂動を作り出すために印刷中に同じく用いられる圧電結晶発振器を含むことができる。
【００１０】
別の実施形態は、インクが、基体の表面に液滴を印加することによって画像が形成される基体に向けて一連の個別の液滴でインクが噴出されるプリントヘッドにリザーバから流れるようになっており、かつ基体に付加されない液滴が、捕捉器内に集められて再利用のためにインク流動システムへの帰還ラインを通じて再循環され、プリントヘッドが、前面及びこの前面を通って延びる少なくとも１つのオリフィスを含み、オリフィスが、インクを噴出するためのノズルを形成する、インク流動システムを有する種類の連続インクジェットプリンタを洗浄する方法に関する。洗浄方法は、オリフィスに隣接する前面に沿って溶媒が移動するように溶媒供給導管を通ってプリントヘッドの前面に溶媒を流す段階と、プリントヘッドの前面からこの溶媒を除去するために前面から排水導管内に溶媒を吸引する段階と、捕捉器の表面上へ直接に溶媒を流す段階と、捕捉器から帰還ラインを通して溶媒を吸引する段階とを含む。本方法はまた、インクが印刷のためにオリフィスを通って流れる方向とは逆にプリントヘッドの前面上に配置された溶媒をオリフィスに流入させる段階を含むことができる。本方法はまた、プリントヘッド内の乾燥したインクを緩めるために洗浄中にプリントヘッドに応力波を発生させる段階を含むことができる。
【００１１】
別の実施形態は、印刷サイクル中に基体に向って液滴流を放出するためのオリフィスを呈する前面を備えたプリントヘッドを有する種類の連続インクジェットプリンタを洗浄する方法に関する。洗浄方法は、このオリフィスに隣接するこの前面に沿って溶媒が移動するようにプリントヘッドの前面に溶媒を供給する段階と、プリントヘッド内の乾燥したインクを緩めるために洗浄処理中にプリントヘッドに応力波を発生させる段階とを含む。
【００１２】
別の実施形態は、前面とこの前面を通って延びる少なくとも１つのオリフィスとを含むプリントヘッドを有する連続インクジェットプリンタのための洗浄システムに関する。洗浄システムは、オリフィスに隣接するプリントヘッドの前面に溶媒を供給するための導管を含む。インクをオリフィスに供給するために、主インク導管が設けられる。負圧を印加して前面からオリフィスを通って真空導管内に溶媒を吸引することができるように、真空導管が主導管に接続される。逆止弁は、真空導管に配置される。逆止弁は、真空導管を通って第１の方向に溶媒を吸引させるために開き、反対方向に導管を通る逆流を防ぐために閉じるようになっている。
【００１３】
上述の要約、並びに本発明のいくつかの実施形態の以下の詳細説明は、添付図面と併せて読むと更に良く理解されるであろう。本発明を例示する目的のために、いくつかの実施形態を図面に示している。しかし、本発明は、添付図面に示す配置及び手段に限定されないことを理解すべきである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
図１は、本発明の実施形態による洗浄システムを組み込むプリンタを示している。プリンタは、液滴発生器１２と、荷電電極１４と、接地板１６と、高圧偏向板１８と、捕捉器２０とを有するプリントヘッド１０を含む。荷電電極１４、接地板１６、高圧偏向板１８、及び捕捉器２０は、液滴発生器１２とプリントヘッド窓（図示せず）から遠隔に位置する基体２１との間に位置決めされる。本明細書においてその全内容が引用により組み込まれている「インクジェットプリンタのための自浄式プリントヘッド」という名称の米国特許第６，５７５，５５６号に示されて説明されているように、印刷中に、液滴発生器１２は、主導管２４からインクを受け取る。液滴発生器１２によって受け取られたインクに対して選択振動数の振動エネルギを与えるために、圧電シリンダ２６が主導管２４の周りに結合されている。液滴流は、このようにして作り出され、荷電電極１４によって選択的に荷電される。偏向板１８と接地板１６の間に形成された静電場は、捕捉器２０の上のインクの荷電液滴を基体２１上へ偏向する。偏向板１８と接地板１６の間を通る非荷電液滴は、偏向されず、帰還ライン３１を通じてインクリザーバ３０内にインクを再循環させて戻すために真空で支援された捕捉器２０内に直接通される。
【００１５】
液滴発生器１２は、前面３４を有する外側ハウジング又は本体３２を有する。前面３４は、’５５６特許に説明されているように溶媒可溶性のほぼ平面的な表面を含むことができる。この表面は、溶媒の粘性が低い時に溶媒を広げて薄膜として溶媒を維持するために溶媒可溶性である。溶媒可溶性材料は、例えば、ＰＥＥＫ（ポリエーテルエーテルケトン）とすることができる。この用途のためには、溶媒可溶性表面は、溶媒がその上で広がる傾向があるものであるが、溶媒不溶性表面は、溶媒がその上で玉になる傾向があるものである。
【００１６】
オリフィス３６は、インク流れを放出するために主導管２４の端部で前面３４を通って延びている。液滴発生器１２はまた、一端がオリフィス３６の近くの前面３４上の供給口４２で終端する溶媒供給導管４０を有する。溶媒供給導管４０の反対端は、溶媒供給システム４４に接続される。’５５６特許に説明されているように、溶媒が供給口４２から流れる時の溶媒に対する圧力を軽減することにより、供給口４２で薄膜を形成する加圧溶媒に影響を与えるために、細い隙間又は孔を有する流量制限器（図示せず）を溶媒供給導管４０内に位置決めすることができる。
【００１７】
溶媒供給口４２の位置からオリフィス３６の反対側で、排水口４８は、溶媒帰還システム５２に接続した排水導管５０と連通している。排水口４８は、供給口４２よりも大きくすることができる。排水導管５０は、真空下にある（例えば、約１０インチ水銀）。溶媒５４が、供給口４０から出てオリフィス３６の上を通って排水口４８内に流れることは、’５５６特許に説明されている。
【００１８】
図２を参照すると、溶媒供給システム４４は、溶媒補給容器６２から導管６４を通って液滴発生器１２の供給導管へ洗浄液又は溶媒を流すポンプ６０を含む。導管６４は、溶媒供給システム４４において接続した代替的な流量制限器６６と共に示されている。代替的な流量制限器６６は、液滴発生器１２における溶媒供給導管４０内に配置された流量制限器の代わりに用いることができる。流量制限器６６は、溶媒供給圧の調節によって溶媒の流量を制御するために設けられる。液滴発生器１２への溶媒の流量を制御するために、導管６４と供給導管４０の間に電磁作動弁のような弁６８が相互接続される。同様に、電磁作動弁のような弁７０が、溶媒供給導管４０から捕捉器２０への溶媒の流量を制御するために導管６４と捕捉器供給ライン７１の間に相互接続される。代替的に、捕捉器２０及び液滴発生器１２の両方への溶媒の流量を調節するために、単一の弁を用いることもできると考えられる。
【００１９】
弁７４は、ポンプ６０に圧縮空気７６を供給するために溶媒供給システム４４に設けられる。ポンプ６０は、プリントヘッド１２及び捕捉器２０へ溶媒を強制するか又は押し出すために圧縮空気７６を用いる。しかし、圧縮空気を用いない他のポンプシステムを代わりに用いることができると考えられることは認められるであろう。
【００２０】
溶媒帰還システム５２は、インク圧調整器８４に導管８２を通って接続したインク圧電磁作動弁８０（以後、単にインク圧ソレノイド８０と呼ぶ）を有し、このインク圧調整器は、次に、導管８８を通ってインク圧力タンク８６に接続されている。インク圧力タンク８６は、更に、導管９０を通って主導管２４に接続されている。ソレノイド８０はまた、導管９４を通って弁９２と接続する。１つの方向において、弁９２はまた、液滴発生器１２において排水導管５０と連結する導管９６に接続する。別の方向において、弁９２は、インクリザーバ３０に対して開いた導管９８に接続する。
【００２１】
図１及び図２を参照すると、インクジェットプリンタが作動している時、インクは、移送ポンプ１００によってリザーバ３０から送り込まれ、インク圧力タンク８６内で加圧され、次に、印刷のために導管９０を通じて主導管２４に供給される。インクは、導管８２、インク圧調整器８４、導管８８、及びインク圧力タンク８６内への圧縮空気を可能にするインク圧ソレノイド８０を作動することによって加圧される。導管９４内の圧縮空気は、インクリザーバ真空導管９６からの導管９６を閉鎖する空気作動弁９２を閉じる。
【００２２】
洗浄処理に対して（好ましくは、始動前、停止後、及び／又は保守運転中の）、主導管２４に供給されたインクは、インク流れを止めるインク圧力タンク８６を減圧するためにインク圧ソレノイド８０の電源を切ることによって遮断される。ソレノイド８０の電源を切ることはまた、弁９２を開かせて、導管９６を通ってインクリザーバ３０（真空下）に導管５０を接続させる。これは、液滴発生器１２の前面３４からの使用済み溶媒及び残りのインクをインクリザーバ３０に入れることを可能にする。同様に、洗浄中に捕捉器２０に供給された溶媒は、帰還ライン３１を通ってリザーバ３０内に吸引される。洗浄中にインクシステムに付加される溶媒の総量が比較的少ないので、インク組成制御は、洗浄作動によって実質的に影響を受けない。
【００２３】
インク圧ソレノイド８０の電源が切られると間もなく、弁７４が作動される。これは、導管７８を通って空気作動ポンプ６０へ圧縮空気７６を流すことを可能にする。弁６８及び７０は、ポンプ６０から液滴発生器１２及び捕捉器２０への溶媒の流量を調節するために選択的に開かれる。導管６４は、逆流又は還流を防止するために逆止弁１０２を含むことができる。溶媒供給システム４４は、導管６４から溶媒供給導管４０を通って液滴発生器１２内及び前面３４上へ加圧下で溶媒を供給する。溶媒は、前面３４上のオリフィス３６に隣接する区域にわたって広がる。溶媒流れは、均一又は振動性とすることができる。溶媒流れの種類は、その供給圧機構によって決まることになる。例えば、異なるポンプ制限又はポンプ制御システムは、均一又は振動性流体圧力のいずれかを提供し、従って、均一又は振動性溶媒流れのいずれかを提供することができる。
【００２４】
溶媒の流れは、前面３４及びオリフィス３６上の残留物、インク蓄積物、又はあらゆる他の粒子を溶解するが、溶媒は、排水口４８内に吸引され、排水導管５０を辿って溶媒帰還システム５２に戻る。’５５６特許に説明されているように、排出管５０からの適切な負圧又は真空は、重力とは無関係にあらゆるプリントヘッドの空間的な向きで溶媒流れを前面１４上に維持し、溶媒がプリントヘッド１２から落ちることを防ぐ。所定の洗浄時間の後、弁７４は、電源が切られて圧縮空気７６の流れは停止し、ポンプ６０は止まり、それによって溶媒の流れが止まる。
【００２５】
再度図１を参照すると、液滴発生器１２にはまた、オリフィス３６の直後で主導管２４に一端で接続された真空導管１１０を設けることができる。真空導管１１０の他端は、真空下で導管１１２を通じてインクリザーバ３０に接続されている。導管１１０が負圧又は真空を印加している洗浄処理中に、オリフィス３６の上を流れる溶媒の一部は、印刷中のインク流れの方向と逆にオリフィス３６を通って引き込まれる。溶媒は、次に、主導管２４及び真空導管１１０内に引き込まれ、最後に導管１１２を通じてインクリザーバ３０に戻る。溶媒流れのこの部分は、オリフィス３６の内部、並びに主導管２４の隣接部分を有効に洗浄する。前面３４上の溶媒の残りの部分は、上述のように排水導管５０に流入する。振動流を使用して、オリフィス３６の内部の残留物を溶解するのを助けることができる。
【００２６】
導管１１０には、エラストマー逆止弁１１４が設けられる。弁１１４は、オリフィス３６からリザーバ３０の方向への溶媒の流れを可能にするために開き、逆方向への流体流れを防止するために閉じる。逆止弁は、好ましくはダックビル弁の形態であり、ゴムのようなエラストマー材料で作ることができる。洗浄処理の終わりに逆流を防ぐことに加えて、弁１１４はまた、始動及び停止中のインク流れの抑制をもたらす。弁１１４によってもたらされた抑制は、始動及び停止中のインクの飛び散りを低減するのに有用である。具体的には、始動時に、ジッタ流動効果を引き起こす圧力の急速増加がある。それによって、始動中にインクの飛び散りを引き起こす可能性がある。インクの飛び散りは、プリントヘッドの部品上に沈殿し、凝固し、かつ経時的に蓄積する。インクのこれらの蓄積物は、インクジェットを妨害し又はそれと干渉する可能性がある。同様に、インクの飛び散りは、インク圧が直ちにゼロに落ちないので、停止中に起こる可能性がある。インクジェットが圧力を失うと、それは、バラバラになり、インクの飛び散りをもたらす可能性がある。エラストマーダックビル弁は、始動及び停止中のインクの流れを抑制し、それによってインクの飛び散りが起こる傾向を低減する。
【００２７】
上述の洗浄手順中に、供給口４２から出た溶媒の流れは、導管５０及び１１０の間で分割される。導管５０及び１１０を通る流量の比率は、これらの導管内の真空の量及びこれらの導管の幾何学的寸法に依存する。例えば、６６ミクロン程度とすることができる比較的小さな直径のオリフィス３６は、比較的少量の流量を導管１１０内に引き込ませ、大部分の溶媒は、面３４を横切ってオリフィス３６の周りで排水口４８内に流れる。認められるように、流量比は、導管５０及び１１０の一方又は両方の真空の量を変えることによって調節することができる。この比率は、これらのラインの一方又は両方の真空量を変えることによって最適化することができる。
【００２８】
一実施形態のいくつかの態様により、圧電素子２６が洗浄処理中に作動される。圧電素子２６は、洗浄処理を助ける応力波を発生させる。応力波は、粒子を緩め、補給流量によるこれらの除去を容易にする。圧電素子２６に印加された電圧及び周波数は、印刷中に用いられたものと同じとすることができる。例えば、３０−７５Ｖ及び６６ＫＨｚである。代替的に、より効率的な洗浄のために、周波数掃引３０−９０ＫＨｚが印加される場合があると考えられる。
【００２９】
図３を参照すると、ノズル内の圧電素子の設計及び位置は、有効な応力波の生成に寄与するものである。１つの現時点の好ましい実施形態によれば、圧電素子２６のパラメータ間の比率は、Ｌt：ＯＤ：ＩＤ＝２．０：１．４：１であり、ここで、Ｌtは、圧電チューブ長さであり、ＯＤは、チューブ外径であり、ＩＤは、チューブ内径である。
【００３０】
望ましい応力波を発生させるために、圧電素子２６並びにそれが結合される形態は、円筒形の形態を有するべきである。圧電素子２６は、金属メッキされたセラミックチューブであり、外側部分は負電荷を有し、内側部分は正電荷を有する。正及び負のリードワイヤ１４０及び１４２は、圧電素子２６の正及び負に荷電した部分１４４及び１４６に接続される。圧電チューブの円筒形の形態又はそれが取り付けられた形態を破壊することなく、正のリードワイヤ１４２を正に荷電した内側部分に取り付けるのは困難である。従って、正の部分１４４は、それが、正のリードワイヤ１４０のための接続ポイントを設けるためにチューブ（１４４ａとして表された）の外側の小部分を覆うように拡張されている。この設計は、リードワイヤ１４０及び１４２の両方を圧電素子２６の外側に取り付けることを可能にする。好ましくは、圧電素子２６は、外径区域の負の部分が外径区域全体の少なくとも６６％で残るように構成される。
【００３１】
圧電素子２６からオリフィスまでの距離は、好ましくは１．１ＯＤ未満に等しい。更に、ＯＤの導電部分／端部は、好ましくはオリフィス３６の方向に向けられている。これらのパラメータは、有効洗浄をもたらすことが見出されている。
【００３２】
洗浄開始はまた、ある一定の順序付け及びタイミングによってもたらされる。詳細には、導管２４を通る液滴発生器１２内へのインクが可能にされた後に、空洞１２０は、インクで空洞１２０を満たすのに必要な期間にわたって真空状態に接続したままである。これは、空気がプリントヘッド１２の内側に残されないことを保証するものである。このような空気は、そうでなければ印刷中にインク流れ内に引きこまれ、それによって流れの中に間隙を作り出し、正常な印刷作動を妨げると考えられるので、プリントヘッドから空気を排除することは有用である。
【００３３】
液滴発生器１２の設計はまた、プリンタの始動を清浄にするのに寄与している。より詳細には、インクをオリフィス３６に送り出す導管２４は、直線的であり、これは、始動及び停止中のインクの飛び散りを低減するのに有効であることが見出されている。バイパス導管１１０は、製造を容易にするために直角に主導管２４に接続する第１の部分１１８を含む。１つの現時点の好ましい実施形態によれば、導管２４及び１１８は、以下のように構成されている。
Ｌ／ｄ＝２．３
ｄ＝ｄC
ここで、Ｌは、オリフィスから導管２４及び１１０間の相互接続部までの距離であり、ｄは、導管２４の直径であり、ｄCは、導管１１０の直径である。
【００３４】
この比率は、インクジェット及び洗浄の両方に有効であることが見出されている。
【００３５】
以上説明したように、空洞１２０からの逆流は、逆止弁１１４によって防止される。エラストマー弁１１４は、圧力変動を受け入れ、停止及び始動中のインクの飛び散りを防止する。このような飛び散りは、接地板又は偏向板上に沈澱するので、たとえ小さな飛び散りの防止でも重要である。時間と共にこのようなインクの飛び散りは蓄積し、インクジェットを遮断し、従って、正常な印刷処理を妨げる可能性がある。
【００３６】
図３に示すように、液滴発生器の本体３２は、嵌合第１及び第２部分１５０及び１５２を含むことができる。管状圧電素子２６は、第１の部分の内部上に形成された管状部材１５４の上に取り付けられる。管状部材１５４は、主導管２４を形成する。逆止弁１１４は、区画１２０内に取り付けられ、第１及び第２部分１５０及び１５２間に挟まれる。
【００３７】
本発明をいくつかの実施形態を参照して説明したが、本発明の範囲から逸脱することなく様々な変更を行うことができ、かつ均等物で置換することができることが当業者によって理解されるであろう。更に、特定の状況又は材料を本発明の教示に適応させるために、その範囲から逸脱することなく多くの修正を行うことができる。従って、本発明は、開示した特定的な実施形態に限定されず、本発明は、特許請求の範囲に属する全ての実施形態を含むことになるように意図されている。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】液滴発生器を断面で示す本発明の実施形態のインクジェットプリンタの構成要素の簡略側面図である。
【図２】本発明の実施形態によるインクジェットプリンタ内で溶媒を循環させるためのシステムの図である。
【図３】本発明の実施形態による液滴発生器の断面図である。
【符号の説明】
【００３９】
１２  プリントヘッド
２０  捕捉器
３０  インク供給システム
３４  プリントヘッドの前面
４０  第１の溶媒供給導管
４２  供給口
４４  溶媒供給源
７１  第２の溶媒供給導管
【図１】
2007529338.tif 000003
【図２】
2007529338.tif 000004
【図３】
2007529338.tif 000005
【国際調査報告】
2007529338.tif 000006
2007529338.tif 000007
2007529338.tif 000008