(57)【要約】  インクジェット印刷ヘッドおよびインクジェット印刷ステーションをシャットダウンする方法は、インク滴生成器における一定の正圧を保持することを含み、この保持は、クロスフラッシュバルブを閉じる、またはクロスフラッシュバルブが閉じていることを確かめ、それにより流体帰還ラインを閉じてインク滴生成器およびオリフィスから流体ラインまでに一定の正圧を生成することにより行われる。次に、流体供給ラインからの流体の流れを停止させ、洗浄用流体を一つ以上のフィルタを通してインク滴生成器内に流動させ、さらにオリフィス機構を通して流体ライン内および貯液容器内に流動させる。最後に、好適には微粒状物を除去した圧搾空気がフィルタ、インク滴生成器、オリフィス機構、および流体ラインを通して流され、それによりほぼ全ての洗浄用流体がフィルタ、インク滴生成器、およびオリフィス機構から除去される。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
インクジェット印刷ステーションのインクジェット印刷ヘッドをシャットダウンする方法であって、前記インクジェット印刷ステーションは、導入口および排出口を備えたインク滴生成器、オリフィス機構、複数のノズル、流体供給ライン内の一つ以上のフィルタ、前記インク滴生成器に接続された流体供給ポンプ、流体ライン、クロスフラッシュバルブを備えた流体帰還ライン、貯液容器、および圧搾空気源並びに洗浄用流体源を含み、前記方法は、
ａ．インクジェット印刷ヘッドをシャットダウンするためにインク滴生成器の箇所で一定の正圧を保持するステップであって、前記一定の正圧は０．１ｐｓｉ〜３５ｐｓｉの範囲にあり、前記一定の正圧の保持は、
ｉ．前記クロスフラッシュバルブが前記排出口に接続された前記流体帰還ラインを閉じていることを確かめて前記フィルタおよび前記インク滴生成器上に前記一定の正圧を生成し、それにより流体を前記オリフィス機構から前記流体ラインに流入させるステップ、および
ｉｉ．前記流体供給ラインからの流体の流れを停止するステップ、
により行われるステップ、
ｂ．洗浄用流体を洗浄用流体源から一つ以上のフィルタを通して前記インク滴生成器内に流動させ、さらに前記オリフィス機構から前記流体ライン内および前記貯液容器内へ流動させるステップ、および
ｃ．前記一つ以上のフィルタ、前記インク滴生成器、前記オリフィス機構、および前記流体ラインを通して清浄な圧搾空気を流してほぼ全ての前記洗浄用流体を前記一つ以上のフィルタ、インク滴生成器、およびオリフィス機構から除去するステップ、
を含むことを特徴とする方法。
【請求項２】
請求項１の方法において、
前記流体は水性インク、溶剤系インク、顔料インク、染料系インク、高分子インク、およびそれらの組合せであることを特徴とする方法。
【請求項３】
請求項１の方法において、
前記印刷ヘッド中に洗浄用流体を流動させる前記ステップは洗浄用流体供給ポンプを用いて行われることを特徴とする方法。
【請求項４】
請求項１の方法において、
前記洗浄用流体源は加圧されていることを特徴とする方法。
【請求項５】
請求項１の方法において、
前記流体供給ラインからの流体の流れを停止する前記ステップは前記流体供給ポンプを切ることにより行われることを特徴とする方法。
【請求項６】
請求項１の方法はさらに、
洗浄用流体を流動させるステップの前に前記流体ラインを真空排気するステップを含むことを特徴とする方法。
【請求項７】
請求項１の方法において、
清浄な圧搾空気を流すステップは前記清浄な圧搾空気に対しては低圧を用いて行われ、前記低圧は０．１ｐｓｉ〜３ｐｓｉの範囲にあってかつ前記圧搾空気源により及ぼされる圧力は徐々に増加することを特徴とする方法。
【請求項８】
請求項１の方法はさらに、
清浄な圧搾空気を前記印刷ヘッド内に流すステップの後に前記クロスフラッシュバルブを開放するステップを含むことを特徴とする方法。
【請求項９】
請求項１の方法はさらに、
前記洗浄用流体の流動ステップおよび清浄な圧搾空気を流すステップを繰り返すステップを含むことを特徴とする方法。
【請求項１０】
請求項１の方法において、
前記洗浄用流体はインクと相溶性のある液体であることを特徴とする方法。
【請求項１１】
請求項１０の方法において、
前記洗浄用流体は無着色であることを特徴とする方法。
【請求項１２】
請求項１の方法において、
前記清浄な圧搾空気は、前記フィルタに流す前に圧搾空気を濾過することにより形成されることを特徴とする方法。
【請求項１３】
請求項１の方法において、
前記インク滴生成器上で保持される前記一定の正圧は０．１ｐｓｉ〜３ｐｓｉの範囲の低圧であることを特徴とする方法。
【請求項１４】
請求項１の方法において、
前記方法は、二重送給式供給ラインを含む２フィルタ型インクジェットシステムとの併用に適合することを特徴とする方法。
【請求項１５】
請求項１の方法において、
前記インクジェット印刷ステーションは連続式インクジェット印刷ステーションであることを特徴とする方法。
【請求項１６】
インクジェット印刷ステーションであって、導入口および排出口を備えたインク滴生成器、オリフィス機構、複数のノズル、前記インク滴生成器に接続されると共に、流体供給ポンプを備えたインク供給源に接続された流体供給ライン内の一つ以上のフィルタ、前記複数のノズルから流体を受ける流体ライン、前記排出口に接続された流体帰還ライン、前記流体帰還ライン内のクロスフラッシュバルブ、および前記流体ラインから流体を受ける貯液容器を含む印刷ステーションは、
ａ．前記一つ以上のフィルタ、前記インク滴生成器、および前記オリフィス機構に接続された洗浄用流体源であって、この洗浄用流体源により前記インク滴生成器において０．１ｐｓｉ〜３５ｐｓｉの範囲の一定の正圧が確保される洗浄用流体源、および、
ｂ．一つ以上のフィルタ、インク滴生成器、オリフィス機構、および流体ラインから流体を除去する圧搾空気源であって、前記圧搾空気源により前記インク滴生成器への一定の正圧が保持されると共に、前記インク滴生成器から流体が除去される圧搾空気源、
を含むことを特徴とする印刷ステーション。
【請求項１７】
請求項１６のインクジェット印刷ステーションにおいて、
前記流体は水性インク、溶剤系インク、顔料インク、染料系インク、高分子インク、およびそれらの組合せを含むことを特徴とする印刷ステーション。
【請求項１８】
請求項１６のインクジェット印刷ステーションはさらに、
前記洗浄用流体を流動させる洗浄用流体供給ポンプを含むことを特徴とする印刷ステーション。
【請求項１９】
請求項１６のインクジェット印刷ステーションにおいて、
前記圧搾空気源は清浄な圧搾空気源であることを特徴とする印刷ステーション。
【請求項２０】
請求項１６のインクジェット印刷ステーションはさらに、
空気供給用ポンプを含むことを特徴とする印刷ステーション。
【請求項２１】
請求項１９のインクジェット印刷ステーションにおいて、
前記清浄な圧搾空気源は０．１ｐｓｉ〜０．３ｐｓｉの範囲で加圧されていることを特徴とする印刷ステーション。
【請求項２２】
請求項１６のインクジェット印刷ステーションにおいて、
前記洗浄用流体はインクと相溶性のある液体であることを特徴とする印刷ステーション。
【請求項２３】
請求項１６のインクジェット印刷ステーションにおいて、
２フィルタ型インクジェットステーションが二重送給式供給ラインと併用されることを特徴とする印刷ステーション。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は連続式インクジェットプリンタに関し、特にそのプリンタに関連したシャットダウン方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在のインクジェット印刷システムは流体システムで構成されており、この流体システムによって一つ以上の印刷ヘッドが支持されている。一般に、インクジェット印刷ヘッドの動作は、オリフィスのアレイを備えた、インク滴を生成するインク滴生成器から流体を強制放出することにより行われる。印刷ヘッドは全体が流体システムに支持されている。信頼性の高い印刷ヘッドの動作に必要な機能を果たすために、流体システムにおいては種々のバルブおよびポンプの制御が行われる。それら機能として洗浄、始動およびシャットダウンがある。この中でシャットダウンは、長時間連続して行われる印刷ヘッドおよび流体システムの動作を停止し、動作の再スタートを可能にする手段となるものである。インクや洗浄用流体がインク滴生成器内に残留していると、その流体等がオリフィスの内部または周囲で干からび、固形またはゲル状態で不揮発性の部品の裏側に残ることがある。次の始動時に、このオリフィスの内部または周囲の残留物を除去または再溶解しきれないと、出現するジェットの形や方向に乱れが生じる。
【０００３】
McCannの米国特許第５，４６３，４１５号にインクジェット印刷システムの印刷ヘッドをシャットダウンする一操作が記載されている。このシャットダウンの構成は、濾過式の制限部材を介して大気に開口した導入口を供えたインク滴生成器の排出口を高真空引きすることからなる。濾過式制限部材およびインク滴生成器のオリフィスを通して空気がインク滴生成器内に引き込まれてインク滴生成器の内部からインクを除去するようになっている。このMcCannの引例による方法では、空気の流量が不十分であって巨大なジェットアレイを有するインク滴生成器から大量のインクを除去しきれない場合に問題が生じる。
【０００４】
Enzの米国特許第６，６７９，５９０号には、パルス状の空気流による印刷ヘッドの乾燥についての開示がある。
【０００５】
Loydの米国特許第６，３５２，３３９号にインクジェットプリンタの洗浄に用いる真空装置が開示されている。ここに述べた先行技術は引用して援用されるものである。
【０００６】
オリフィスの周囲に微粒状物を堆積させることなく、かつ真空やパルスシステムを用いることなくインク滴生成器およびオリフィス機構から効果的にインクを除去するシャットダウン手順が必要とされている。
【０００７】
【特許文献１】米国特許第５，４６３，４１５号明細書
【特許文献２】米国特許第６，６７９，５９０号明細書
【特許文献３】米国特許第６，３５２，３３９号明細書
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本インクジェット印刷ステーションは、導入口および排出口を備えたインク滴生成器、オリフィス機構、複数のノズル、インク滴生成器に接続され、かつ流体供給ポンプを備えたインク供給源に接続された流体供給ライン内の一つ以上のフィルタ、複数のノズルから流体を受ける流体ライン、排出口に接続された流体帰還ライン、流体帰還ライン内のクロスフラッシュバルブ、および流体ラインから流体を受ける貯液容器を有する。この印刷ステーションにおいては、一つ以上のフィルタ、インク滴生成器、およびオリフィス機構に接続された洗浄用流体源が使用される。この洗浄用流体源によりインク滴生成器における０．１ｐｓｉ〜３５ｐｓｉの範囲の一定の正圧が確保される。圧搾空気源を用いて一つ以上のフィルタ、インク滴生成器、オリフィス機構、および流体ラインからの流体の除去が行われる。圧搾空気源によってインク滴生成器に対する一定の正圧が保たれると共に、インク滴生成器から流体が除去される。
【０００９】
インクジェット印刷ステーションのインクジェット印刷ヘッドをシャットダウンする本方法は、インク滴生成器において０．１ｐｓｉ〜３５ｐｓｉの範囲の一定の正圧を保持しそれによってインクジェット印刷ヘッドをシャットダウンするようになっている。前記一定の正圧の保持は、クロスフラッシュバルブが排出口に接続された流体帰還ラインを閉じていることを確かめて、フィルタおよびインク滴生成器上に一定の正圧が生成するようにして、流体をオリフィス機構から流体ライン内に流入させることで行われる。この圧力は、流体供給ラインからの流体の流れの停止、洗浄用流体を洗浄用流体源から一つ以上のフィルタを通してインク滴生成器内に流動させ、さらにオリフィス機構を通して流体ライン内および貯液容器内に流動させること、および一つ以上のフィルタ、インク滴生成器、オリフィス機構、および流体ラインを通して圧搾空気を流すことによってさらに保持される。洗浄用流体によってほぼ全ての洗浄用流体がフィルタ、インク滴生成器、およびオリフィス機構から除去される。
【００１０】
以下に示す好適な実施形態の詳細な説明は添付図面を参照して行う。
【００１１】
添付図面を参照して本実施形態を以下に詳述する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本実施形態の詳細な説明に先立ち、本実施形態は本特定の説明に限定されず、様々な形で実施可能であることを明記しておく。
【００１３】
本インクジェット印刷ステーションおよび方法により、埃を含んだ空気のインクジェットオリフィス機構内への吸引を生じることなく、シャットダウンのためのインクジェット印刷ヘッドからのインクの除去が行われる。
【００１４】
オリフィス機構表面のゴミはインクジェット印刷システムにおける主要な誤動作の源である。本発明の方法によりゴミに起因する誤動作およびあらゆる印刷ヘッドの故障が低減される。本方法によって清浄な印刷ヘッドをシャットダウンすることにより、従来方法に比べて最大で１０％と起動の信頼性が飛躍的に向上する。
【００１５】
本方法およびそれにより得られる装置では公知技術による方法および装置に比べてシャットダウンおよび次の起動に必要な洗浄液が少なくてすむ、このためより高速かつ安価である。
【００１６】
さらに洗浄液の使用量が減少することで環境面での効果がもたらされる。洗浄液はオリフィス機構の箇所でのみ使用されるので、洗浄に要する流体が少なくてすむと共に、洗浄液が揮発性流体である場合に発生するヒューム量が減少する。加えて、シャットダウン工程の最後に処分する必要のある有毒化学物質の量が減少する。
【００１７】
また、オリフィス機構の洗浄に要する時間が短くなるので、使用者にとっては時間と金の両方の節約になる。
【００１８】
印刷ヘッドに用いるオリフィスが小型になる程、また大容量になる程、高品質の洗浄が必要になる。本発明はこのニーズに合致する。
【００１９】
本方法によりオリフィス機構内の気泡の形成を防止するシステムが提供される。本方法により過剰な飛散が良好に防止される。
【００２０】
各図を参照する。図１に本特有のシャットダウン装置を備えた印刷ステーションの図を示す。
【００２１】
インク滴生成器１２を備えた印刷ヘッドは、ノズル２０ａ，２０ｂおよび２０ｃを形成する複数のオリフィスを備えたオリフィス機構１８を有する。複数のノズル２０ａ，２０ｂおよび２０ｃから放出された流体は流体ライン３２内に流れ込む。流体ライン３２は貯液容器３８に通じており、貯液容器３８にはインク、洗浄用流体および／またはゴミが収容される。
【００２２】
流体はインク滴生成器の排出口１６から流出する。流体帰還ライン３４にはクロスフラッシュバルブ３６が設けられ、これによりインクや洗浄用流体などの流体がインク滴生成器１２から貯液容器３８に送給される。流体はインク供給源２９または洗浄用流体源４２から導入口１４を通じてインク滴生成器１２に導入される。洗浄用流体源４２から供給された洗浄用流体は洗浄用流体供給ポンプ４４を用いて圧送される。洗浄用流体は洗浄用流体ライン４５を通じて洗浄用流体供給ポンプ４４に流入した後、流体供給ライン２８を通じてインク滴生成器１２に流入する。
【００２３】
インク供給源２９からのインクはインク用ポンプ３０を用いて圧送され、流体供給ラインを通じてインク滴生成器１２に送られる。圧搾空気源４０によって圧搾空気が流体供給ライン２８に供給される。好適な一実施形態では、圧搾空気源４０は空気ポンプ４６を備えて加圧状態の空気を流体供給ライン２８に圧送する。別の実施形態では、圧搾空気源は圧搾ガス用シリンダまたはタンクを備えている。次いで、圧搾空気はインク滴生成器１２に流れ込む。一つ以上のフィルタ２６が、インク滴生成器１２と圧搾空気源４０、インク供給源２９、および洗浄用流体源４２の各々との間で、流体供給ライン２８に配置されている。
【００２４】
図２は、連続式インクジェット印刷ステーションのインクジェット印刷ヘッドのシャットダウン方法を示すフローチャート図である。このシャットダウン手順においては、最初にクロスフラッシュバルブが閉じていることを確かめる、もしくは開いている場合はクロスフラッシュバルブを閉じて流体帰還ラインを閉じるようにする（ステップ１００）。
【００２５】
クロスフラッシュバルブを閉じることにより、フィルタおよびインク滴生成器を通じてオリフィスから流体ラインおよび貯液容器に向かう流体の流れに正圧が加えられる。
【００２６】
本方法は、次に流体供給ラインからの流体の流れを停止させる（ステップ１０２）。流体の流れは流体供給ポンプを切ることによって停止させられる。
【００２７】
洗浄用流体は一つ以上のフィルタを通じて洗浄用流体源からインク滴生成器に流動される（ステップ１０４）。インク滴生成器の後、洗浄用流体はオリフィス機構から排出されて流体ラインおよび貯液容器内に流入する。洗浄用流体源は加圧されていてもよいが、加圧しておく必要はない。洗浄用流体源をポンプで汲み出すことにより正圧が確実にインク滴生成器に加えられる。図１に示すように、洗浄用流体の流動は洗浄用流体ポンプ４４を用いて行われる。
【００２８】
本方法においては最後に、一つ以上のフィルタ、インク滴生成器、オリフィス機構、および流体ラインを通じて圧搾空気が流される（ステップ１０６）。好適には、圧搾空気を流す前に濾過ステップによって該圧搾空気の洗浄が行われる（ステップ１０５）。
【００２９】
圧搾空気によってほぼ全部の洗浄用流体が一つ以上のフィルタ、インク滴生成器、およびオリフィス機構から除去される。圧搾空気は、最初は０．１ｐｓｉ〜３ｐｓｉの範囲の低圧であるが、時間と共に次第に高圧になる（ステップ１０６ａ）。
【００３０】
空圧を高める前に最初に低圧で圧搾空気を供給することにより、気泡および飛散を極力低減した状態で、該圧搾空気によるインク滴生成器およびオリフィス機構からの洗浄用流体の除去を行うことができる。好適にはこの圧搾空気は、フィルタに流す前の圧搾空気を濾過して形成される。
【００３１】
これら洗浄用流体の流動ステップおよび洗浄用圧搾空気を流すステップはシステムが完全に洗浄されるまで繰り返される（ステップ１０８）。
【００３２】
システム中に洗浄用流体を流動させるステップおよび圧搾空気を流すステップを繰り返すことにより、システム中に洗浄用流体を流動させる時間および圧搾空気を流す時間を延長することに比べて、インク残留物はより効果的にインク滴生成器から除去される。
【００３３】
本方法の別の実施形態はさらに、洗浄用流体の流動前に流体ラインを真空排気するステップを含む（ステップ１０３）。
【００３４】
本方法はさらに、印刷ステーション中に圧搾空気を流した後クロスフラッシュバルブを開放することを含む（ステップ１０７）。
【００３５】
本システムでは、ポンプ、バルブ、空気源および流体源に接続されたマイクロプロセッサによる制御を行って、空気、インク、および洗浄用流体が確実に連続供給され、それによりシャットダウン手順の間にインク滴生成器が完璧に洗浄されるようになっている。
【００３６】
好適な実施形態では、印刷ヘッドは、オハイオ州デイトンのＫｏｄａｋ  Ｖｅｒｓａｍａｒｋから市販されているＫｏｄａｋ  Ｖｅｒｓａｍａｒｋ  ＤＨ９２である。
【００３７】
通常使用されるインクジェット印刷システムでは、オリフィスアレイ１インチ当り１０００〜３０００個で好適には２７００個のオリフィス、または状況により３００個のオリフィスを有するオリフィス機構が用いられる。
【００３８】
本システムに使用される好適なインクとして、水性インク、溶剤系インク、顔料インク、染料系インク、高分子インク、およびそれらの組合せがある。
【００３９】
好適な洗浄用流体の例としてインクと相溶性のある流体がある。この種の洗浄用流体は、Ｋｏｄａｋ  ＶｅｒｓａｍａｒｋからＶｅｒｓａｍａｒｋ  ＦＦ１０３５として市販されている。この洗浄用流体は所定の種類のインク用の界面活性剤を含むこと、および所定の種類のインク用の高いｐＨを有することが可能であり、さらに水性インク用に水性にすることが可能である。
【００４０】
好適には、圧搾空気源によって０．１ｐｓｉ〜５０ｐｓｉの一定で非パルス状の圧力がインク滴生成器に及ぼされる。２７００個のオリフィスを用いた印刷ヘッドの場合、インク滴生成器における好適な圧力は２０ｐｓｉ〜２５ｐｓｉである。
【００４１】
圧搾空気は「清浄」すなわち微粒状物が存在しない状態である必要がある。０．２ミクロン以下の径を有する微粒状物は濾過することが好ましい。また、液体、油、水、濃縮物、およびその他の汚染物の除去が可能なフィルタが設けられることが好ましい。
【００４２】
圧搾空気の品質を確保するためには、圧搾空気が圧搾空気供給源内に配置される前、または圧搾空気が流体供給ライン２８内に圧送される際のいずれかにおいて、圧搾空気をフィルタに通せばよい。圧搾空気は、最初は０．１ｐｓｉ〜３．０ｐｓｉの範囲の低圧になっている。圧力は時間と共に次第に上昇してインク滴生成器の箇所で最適な動作圧に達する。
【００４３】
流体ライン全体およびインク滴生成器への正圧を確保するために洗浄用流体供給源も同様に加圧することが可能であり、それによってオリフィスおよびオリフィス機構からのインクの洗浄がさらに促進される。
【００４４】
本実施形態による方法およびシステムは、二重送給式供給ラインを含む２フィルタ型インクジェットシステムとの併用に適合したものにすることができる。
【００４５】
好適な実施形態を参照して本実施形態を詳細に説明したが、言うまでもなく種々の変形および修正が本実施形態の範囲内で実施可能であることは、特に当業者に明らかである。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】システムの模式的構成図である。
【図２】連続式インクジェット印刷ステーションのインクジェット印刷ヘッドをシャットダウンする方法を示すフローチャート図である。
【符号の説明】
【００４７】
１２  インク滴生成器、１４  導入口、１６  排出口、１８  オリフィス機構、２０ａ  ノズル、２０ｂ  ノズル、２０ｃ  ノズル、２６  フィルタ、２８  流体供給ライン、
２９  インク供給源、３０  流体供給用ポンプ、３２  流体ライン、３４  流体帰還ライン、３６  クロスフラッシュバルブ、３８  貯液容器、４０  圧搾空気源、４２  洗浄用流体供給源、４４  洗浄用流体供給ポンプ、４５  洗浄用流体ライン、４６  空気供給ポンプ。
【図１】
2007536117.tif 000003
【図２】
2007536117.tif 000004
【国際調査報告】
2007536117.tif 000005
2007536117.tif 000006
2007536117.tif 000007