(57)【要約】      （修正有）【課題】ポータブルなインクジェットのプリントヘッドのキャッピングシステムを提供する。【解決手段】プリントヘッド用のキャッピングシステム１４は、プリントヘッドを有する手持ち式プリントジェットプリント装置１２と、柔軟性を有するワイパーを含んだキャップ１６とを備え、キャップ１６は、手作業でプリント装置１２上に配置されるように構成されており、手作業でキャップ１６をプリント装置１２上に配置する間に、ワイパーがプリントヘッドをワイピングするようになっている。【選択図】図１
2004216900.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
プリントヘッド用のキャッピングシステムであって、
プリントヘッドを有する手持ち式プリントジェットプリント装置と、
柔軟性を有するワイパーを備えたキャップであって、手作業で前記プリント装置上に配置されるように構成されており、手作業で前記キャップを前記プリント装置上に配置する間に、前記ワイパーが前記プリントヘッドをワイピングするようになっているキャップと、
を備えているキャッピングシステム。
【請求項２】
前記ワイパーはさらに、手作業で前記キャップを前記プリント装置上に配置した後、前記プリントヘッドをシールするようになっている、請求項１に記載のキャッピングシステム。
【請求項３】
前記プリントヘッドはさらに複数のノズル開口部を有し、前記ワイパーは、手作業で前記キャップを前記ノズル開口部上に配置する間に、前記ノズル開口部をワイピングしてシールするようになっている、請求項１に記載のキャッピングシステム。
【請求項４】
前記プリント装置は、略円筒形の本体を有するペンを備え、前記キャップを前記ペン上に配置することによって、前記キャップが前記ペンに摩擦によって固定されている、請求項１に記載のキャッピングシステム。
【請求項５】
プリントヘッド用のキャッピングシステムであって、
前記プリントヘッドを有する手持ち式プリントジェットプリント装置と、
柔軟性を有するワイパーを備えたキャップであって、手作業で前記プリント装置上に配置されるよう構成されており、手作業で前記キャップを前記プリント装置から取り外す間に、前記ワイパーが前記プリントヘッドをワイピングするようになっているキャップと、
を備えているキャッピングシステム。
【請求項６】
前記ワイパーはさらに、手作業で前記キャップを前記プリント装置から取り外す間に、前記プリントヘッドのキャップを取るようになっている、請求項５に記載のキャッピングシステム。
【請求項７】
前記プリントヘッドはさらに複数のノズル開口部を有し、前記ワイパーは、手作業で前記キャップを前記ノズル開口部上に配置する間に、前記ノズル開口部をワイピングして前記ノズル開口部のキャップを取るようになっている、請求項５に記載のキャッピングシステム。
【請求項８】
前記プリント装置は、前記プリントヘッドから射出する流体を内部に有し、該流体は、化粧用流体、薬物流体、およびインクからなる群から選択されている、請求項１に記載のキャッピングシステム。
【請求項９】
前記プリント装置は、動作可能に前記プリントヘッドに接続された流体槽、動作可能に前記プリントヘッドに接続されたコントローラ、動作可能に前記コントローラに接続された自立型電源、および動作可能に前記電源に接続されたスイッチを有している、請求項１に記載のキャッピングシステム。
【請求項１０】
前記柔軟性を有するワイパーは、前記キャップの内面に固定された第１の領域と、該第１の領域とは反対側に配置され前記プリントヘッドをワイピングするよう構成された第２の領域とを備え、
前記柔軟性を有するワイパーは前記キャップに固定され、前記第２の領域が前記キャップの前記内面に対して鋭角を規定するようになっており、手作業で前記キャップを前記プリント装置上に配置することによって、前記柔軟性を有するワイパーの前記第２の領域が前記キャップの前記内面から遠ざかる向きに動かされ、それによって前記鋭角が大きくなるようになっている、
請求項１に記載のキャッピングシステム。
【請求項１１】
手持ち式プリンタのプリントヘッドの整備方法であって、
プリントヘッドを有する手持ち式プリンタを設ける段階と、
柔軟性を有するワイパーを固定したキャップを設ける段階と、
手作業で前記キャップおよび前記プリンタのうちの少なくとも一方を動かす段階であって、それによって、前記キャップを前記プリンタに摩擦によって固定するように動かす段階と、
前記手作業で動かす段階の間に、前記プリントヘッドを横切って前記ワイパーでワイピングする段階と、
を含むプリントヘッドの整備方法。
【請求項１２】
前記プリントヘッドは、ノズル表面上に配置されたノズルを有し、前記キャップが前記プリンタに摩擦によって固定されているときに、前記ワイパーは前記ノズル表面上の前記ノズルのそれぞれをシールする、請求項１１に記載のプリントヘッドの整備方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プリントヘッド用のキャッピングシステムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
デスクトッププリンタにおいて用いられるもの等のインクジェットプリント機構は、本明細書において一般的に「インク」と呼ぶ液体着色剤の滴をページ上に発射することができるプリントヘッドを用いている。それぞれのプリントヘッドは、そこを通ってインク滴が発射される非常に小さなノズルを有している。画像のプリントは、プリントヘッドがページを横切って左右に進み、動いている間に所望のパターンでインク滴を発射することによって行われている。プリントヘッド内の特定のインク射出機構は、圧電プリントヘッド技術や熱プリントヘッド技術を用いるもの等、さまざまな異なる形式をとっている。例えば、共に本願の譲受人であるヒューレット・パッカード社に譲渡されている米国特許第５，２７８，５８４号および４，６８３，４８１号において、２つの先行の熱インク射出機構が示されている。熱インクジェットシステムにおいては、インクチャネルおよび気化チャンバを含むバリアー層が、ノズルのオリフィス板と基板層との間に配置されている。この基板層は、通常、抵抗器等のヒータ素子が直線状のアレイになったものを含み、これらに通電して、気化チャンバ内のインクを加熱するようになっている。加熱すると、通電した抵抗器に関連するノズルから、インク滴が射出されることになる。プリントヘッドがページを横切って動いている間に選択的に抵抗器に通電をすることによって、あるパターンとなるようにインクがプリント媒体上に吐出されて、所望の画像（例えば、絵、グラフ、またはテキスト）が形成されている。
【０００３】
プリントヘッドをクリーニングして保護するためには、プリンタのシャシ内に「整備ステーション」機構を取付け、プリントヘッドをそのステーションの上方に動かして整備することができるようにしてもよい。保管、または非プリント期間中のために、整備ステーションは、プリントヘッドをワイピングするワイピングシステム、および／またはプリントヘッドのノズルをコンタミナントや乾燥からシールするキャッピングシステムを有していてもよい。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
インクジェット技術の新しい用途には、インクおよび／またはその他の流体を含む流体を用いて、従来のものではないプリント媒体上にプリントを行う、手持ち式のポータブルプリント装置が含まれることになるかもしれない。このような装置は、インク以外の流体を用いて「プリント」する可能性があるので、本明細書においては、このような装置をプリントジェット装置と呼ぶものとする。このような用途には、化粧品のアプリケータ、医療用局所送達装置、芸術家（artist）のペン、およびその他そのようなポータブルインクジェットアプリケータが含まれていてもよい。従来のサーボ駆動の整備ステーションは、機械的および電気的に複雑なので、このような新しい安価でポータブルのプリントジェット塗布装置において用いるにはあまり適していない。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
プリントヘッド用のキャッピングシステムは、プリントヘッドを含む手持ち式プリントジェットプリント装置と、柔軟性を有するワイパーを含むキャップとを備えている。キャップは、手作業でプリント装置上に配置されるように構成されており、プリント装置上に配置する間にワイパーがプリントヘッドをワイピングするようになっている。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
図１は、ここでは手持ち式のポータブルプリント機構１０として示す、プリントジェットプリント機構の一実施形態を例示している。手持ち式のポータブルプリント機構１０は、手持ち式ペンまたはアプリケータとも呼ばれ、化粧品、薬物、インク、他のそのような流体の塗布に用いることが可能となっている。（当業者であれば、プリント機構１０によって塗布される「流体」は、プリント機構内での使用前に、固体の塊や粉末物質の形態等、他の形態で保管されていてもよい、ということを理解しよう。）プリント機構１０は、プリンタ１２と、キャップ１６等のキャッピングシステム１４とを備えている。キャップ１６は一般的に、プリンタ軸１８に沿って、手作業でプリンタ１２上に配置可能であり、そこから取り外すことができるようになっている。
【０００７】
図示の実施形態において、プリンタ１２は、細長いグリップ部２０を備えている。グリップ部２０は、プリンタ軸１８と垂直に画定する断面形状が略円形すなわち円筒形であり、ユーザがこの手持ち式ペンを快適に握ることができるようになっている。グリップ部２０は、ユーザが快適なようにやわらかいフォームクッション（図示せず）、グリップ部の中身がユーザに見えるようにする透明プラスチックのシェル、装飾用の外部コーティング、または他のそのような美しいデザインを有していてもよい。図示の実施形態において、プリンタ１２は、手持ち式ペン形装置を備えており、プリンタの長さ１２ａは約８インチ（約２０．３センチメートル）で通常１２インチ（約３０．５センチメートル）よりも小さく、直径１２ｂ等の幅は、約１／２インチ（約１．２７センチメートル）で一般的に１インチ（２．５４センチメートル）よりも小さい。図示の実施形態において、キャップ１６は一般的に、従来の筆記用具と同様に、内部が略円筒形で先細りの中空であり、プリンタ１２の端領域２２の先細りの外形に嵌合するようになっている。図示の実施形態の形状は、単にユーザになじみのある形状のペンを提示するものであり、当業者であれば、いかなる大きさおよび形状の手持ち式アプリケータを利用してもよい、ということが理解されよう。
【０００８】
キャップ１６とプリンタ１２の端領域２２とはそれぞれ、断面形状が「Ｄ」字形であり、キャップ１６を単一の所定の向きでのみプリンタ１２の端領域２２上に配置されるようになっていてもよい。もちろん、プリンタ１２およびキャップ１６には、キャップ１６を単一の所定の向きでのみプリンタ１２上に配置できることを保証する他の形状を含む、他の断面形状を利用してもよい。例えば、プリンタおよびキャップはそれぞれ、三角形、「Ｕ」字形、または不揃いの長斜方形等、キャップを単一の所定の向きでのみプリンタ上に配置することを保証する、嵌まり合う断面形状を有していてもよい。他の実施形態において、プリンタ１２およびキャップ１６は、単一の所定の向きでの配置を保証する整列させる仕組み（alignment devices）を含んでいてもよい。例えば、プリンタ１２は、端領域２２の外面に切欠きを有し、キャップ１６はその内面に突出部を有しており、突出部は切欠きに嵌合して適切な整列を保証するようになっていてもよい。キャップ１６をそのような単一の所定の向きでプリンタ１２上に配置することによって、当該キャップをプリンタ上に配置するたびにまたはそこから取り外すたびに、キャップ１６内に配置されたワイパーが正確に配置されて、プリンタ上に位置するプリントヘッドをワイピングすることが保証されることになる。これについては、以下でより詳細に説明する。しかし、キャップ１６を単一の所定の向きでプリンタ１２上に配置することは、本発明の要件ではない。言い換えれば、キャップ１６内に配置されるワイパーは、プリンタに対するキャップの向きにかかわらず、プリンタ１２上に配置されたプリントヘッドのほぼ全面をワイピングすることになる。したがって、キャップ１６およびプリンタ１２はそれぞれ、通常の筆記ペンと同様に断面形状が円形等、対称形状で製造してもよく、その場合、キャップ１６はいかなる回転構成でプリンタ１２上に配置されていてもよい。
【０００９】
さらに図１を参照すると、アプリケータ１２のグリップ部２０は、アプリケータの外面２６上に配置されたスイッチ２４を備えていてもよい。図示の実施形態において、スイッチ２４は、軸１８に沿って「オン」位置と「オフ」位置との間で可動であり、オン位置において、アプリケータ内に配置された回路には電力が供給され、プリントヘッドから流体を射出するようになっており、オフ位置において、回路には電力が供給されないようになっている。これについては以下でより詳細に説明する。端領域２２とは反対側に配置されたグリップ部２０の端領域２８は、凹んだ領域２９を有していてもよい。凹んだ領域２９は、プリント期間中等、アプリケータの端領域２２からキャップ１６を取り外すときにキャップの先端１６ａを摩擦によって収容する大きさとなっている。
【００１０】
図２は、プリンタの領域２２とキャッピングシステムとの断面形状を示す、図１の２−２線断面図である。図示の実施形態において、キャップ１６とアプリケータ１２の端領域２２とは両方とも、断面形状が「Ｄ」字形であり、キャップ１６を単一の所定の向きでのみ端領域２２上に配置することが可能になっている。この所定の向きによって、キャップ１６の内面３２に固定されたワイパー３０が、アプリケータ１２上の端領域２２に配置されたプリントヘッド３４を横切ってワイピングすることが保証されることになる。しかし、ワイパー３０が、プリントヘッド３４上のノズル開口部３４ａのそれぞれを横切ってワイピングする大きさであれば、本発明において、いかなる形状のプリンタ１２およびキャップ１６を利用してもよい（本図においては、説明しやすくするためにワイパー３０の向こうにある開口部３４ａを示しているが、通常開口部３４ａはワイパー３０の下に隠れて見えない）。プリントヘッド３４をワイピングすることによって、プリントヘッド表面から余分な残留流体を取り除き、それによって、そのような余分な残留流体がノズル開口部３４ａをふさぐその他の方法で遮る可能性が少なくなる。
【００１１】
図３は、その上の所定位置に示すキャッピングシステムを有するものであって、図１の一態様のプリント機構の側断面図である。プリンタ１２は、端領域２２のプリントヘッド３４、流体槽３６、コントローラとも呼ばれる駆動電子回路３８、および電源４０を備えた状態で示されている。プリントヘッド３４、槽３６、コントローラ３８、電源４０、およびスイッチ２４はそれぞれ、配線４２その他接続手段等によって、動作可能に互いに接続されている。プリントヘッド３４は通常、通路４４によって動作可能に槽３６に接続されている。流体槽３６は通常、化粧品、薬物、インク、または特定の用途において用いる他の流体等の流体を内部に含んでいる。上述のように、槽３６は、塗布する「流体」を、固体や粉末の形態等、他の形態で保管してもよい。その場合、塗布する「流体」は、プリントヘッド３４を通る前、通る間、または通った直後に、液体の形態に変換されることになる。
【００１２】
駆動電子回路３８は、プリントヘッド３４が流体を射出するようプリントヘッド３４を動作すべく機能するいかなるタイプの回路またはコントローラを備えていてもよい。電源４０は、標準の電池、充電式電池、太陽電池セル、その他、アプリケータ１２に動力を供給するように機能するいかなるタイプの電力供給装置（動力供給装置）を備えていてもよい。電源４０は通常、独立型電源を備えている。これは、その電源がプリンタ１２内で自立していること、すなわち、アプリケータのハウジング２６の外側に配置された電源に接続する必要がない、ということを意味している。プリンタ１２の端領域２８は、ねじって外す端部品（エンドピース）等の取り外し可能な端壁２８ａを備えており、プリンタの動作寿命の間に使用済みの電源を交換したり、あるいは槽３６を補充または交換するようになっていてもよい。
【００１３】
さらに図３を参照すると、キャップ１６は、当該キャップの開口部４８のまわりに配置された突出部４６を含んで示されている。突出部４６は、プリンタ１２の外面２６上の凹み７０と摩擦によって係合し、そこにキャップを摩擦によって固定する大きさを有している。キャップ１６はさらに、そこに固定したワイパー３０を有する内面３２を備えている。ワイパー３０は、ニトリルゴム等、形状を記憶する柔軟性および弾性を有する材料で製造されていてもよい。しかし、プリントヘッド３４に接触すると曲がる、所望されるいかなる材料も、プリントヘッド３４をワイピングするように機能している。ワイパー３０は、内面３２に固定された第１の領域５０と、ワイパーにおける第１の領域５０とは反対側の端に配置された第２の領域５２とを有していてもよい。第２の領域５２は通常、内面３２には固定されず、プリントヘッド３４に接触すると自由に曲がるようになっている。ワイパー３０はデュロメータ、すなわち硬度計(a measure of flexibility)を有して製造されてもよい。これによって、図示のように、キャップをプリンタに固定するときに、ワイパーの第２の領域５２をプリントヘッド３４に直接接触した状態に配置し、それによって、非使用期間中にプリントヘッド３４のノズル３４ａをキャッピングすなわちシールすることが可能となっている。非使用期間中にノズルをシールすることによって、残留インクがノズル内部またはノズル上で乾燥することが防止されると共に、コンタミナントがノズルに入ることが防止され、その結果、ノズルがふさがれたり、その他の方法で遮られる可能性が少なくなる。言い換えれば、ワイパー３０は、キャップ１６をプリンタ上に配置している間およびそこから取り外している間、プリントヘッド３４をワイピングするよう機能し、また、キャップ１６がプリンタ１２の端領域２２に固定されている間には、プリントヘッド３４のノズル３４ａをキャッピングすなわちシールするように機能している。さらに、この多機能のワイパー、すなわち、ワイパー３０のワイピングおよびキャッピングの機能は、モータや、デスクトップタイプのプリント装置において用いられる整備ステーションの複雑な駆動回路を必要とすることなく、ユーザが手作業で行われるものである。
【００１４】
図４は、キャップ１６を手持ち式インクジェットプリンタ１２から部分的に取り外して示す、プリント機構の側断面図である。特に、キャップ１６の突出部４６がもはやプリンタ１２の外面２６に係合していないように、キャップ１６は、軸１８に沿って向き５６に動かされて示されている。この位置において、ワイパー３０の第２の領域５２は、向き５８にプリントヘッド３４を横切ってワイピングされ、ワイパーの第２の領域５２がプリントヘッド３４から余分なインクおよび／またはくずをワイピングしている過程で示されている。ワイパー３０が柔軟性および弾性を有する性質であるために、キャップ１６が向き５６に動くと、ワイパー３０の第２の領域５２は、プリントヘッド３４のノズルを含む表面６０を横切って、向き５８にワイピングされることになる。キャップ１６が向き５６に動き続けると、その結果として、ワイパー３０がプリントヘッド３４のノズルを含む表面６０全体を向き５８にワイピングし、その時点で、ワイパー３０はプリントヘッド３４との係合から外れることになる。
【００１５】
図５は、キャップ１６を手持ち式インクジェットプリンタ１２から完全に取り外し、ワイパー３０がもはやプリントヘッド３４に接触していない状態で示す、プリント機構の側断面図である。この位置において、ワイパー３０の第２の領域５２の先端は、公称で（nominally）キャップ１６の内面３２から遠ざかる向きにバイアスされており、ワイパー３０の第２の領域５２が鋭角６３を規定するようになっている。鋭角６３は通常、ゼロから４５度の範囲の角度である。言い換えれば、キャップ１６をプリンタ１２から取り外しても、ワイパー３０はキャップの内面３２から遠ざかる向きにバイアスされたままであり、キャップ１６をプリンタ上に戻すとワイパーがプリントヘッド３４に係合するようになっている。これについては以下でより詳細に説明する。
【００１６】
キャップ１６は、プリンタから取り外した後、概してプリントヘッド３４の前方の位置から動かされ、スイッチ２４が向き６２のオン位置へと動かされて、プリントジェット装置からのプリントを開始するようになっている。特に、スイッチ２４をオン位置へと動かすことによって、電源４０と駆動回路３８との間の接続が閉じ、駆動電子回路３８がプリントヘッド３４に、槽３６からプリントヘッド３４を通って流体６４を射出するよう命令するようになっている。上述のように、流体６４は、化粧品、薬物、インク、その他のアプリケータ１０によって塗布することができるいかなるそのような流体も含んでいてもよい。プリンタ１２およびプリントヘッド３４の寸法が小さいので、流体６４を複雑かつ精密に塗布することができる。さらに、プリントヘッド３４のノズル表面６０が露出している、すなわち、ノズル表面６０が標準のデスクトッププリンタのハウジング内に収容されていないために、ノズル表面６０は、いかなるプリント媒体表面にも隣接して配置されていてもよい。例えば、プリントヘッド３４のノズル表面６０は、人間や動物の皮膚、壁や天井、本、パッケージ、衣類、スーツケースやバッグ、芸術家のキャンバス、その他流体６４を塗布することが所望される流体を受取るなんらかの表面等のプリント媒体表面に当たった状態で配置されていてもよい。
【００１７】
再び図４を参照すると、ある期間使用した後にプリントヘッド３４をクリーニングし、かつキャッピングするために、キャップ１６を向き６６に動かして、キャップ１６をプリンタ１２に固定している。キャップ１６が向き６６に動く間、ワイパー３０の第２の領域５２はまず、ワイパー３０に隣接したプリントヘッド３４のノズルを含む表面６０に係合する。キャップ１６が向き６６に動き続ける間、ワイパー３０の第２の領域５２は、プリントヘッド３４のノズルを含む表面６０全体を横切って向き６８に動き、プリントヘッドのノズル表面６０上に残っているいかなる余分なインクおよび／またはくずも取り除くようになっている。
【００１８】
再び図３を参照すると、キャップ１６が向き６６に完全に動くと、すなわち、キャップ１６の内面３２上の突出部４６がプリンタ１２上の凹み７０内に収容されるまでキャップが動くと、ワイパー３０の第２の領域５２が、プリントヘッド３４のノズルを含む表面６０全体と接触しそれを覆うよう配置されることになる。したがって、プリントヘッド３４のキャッピング中、ワイパー３０はプリントヘッド３４からくずを取り除き、その後ワイパーはプリントヘッドをキャッピングすなわちシールして、コンタミナントがプリントヘッドに入ることができないようにし、プリントヘッドのノズル開口部３４ａ内に残っている流体が乾燥して次の使用期間中にプリントヘッドをふさいだり、プリントヘッドが機能しないようにすることがないようにしている。
【００１９】
図１〜図５に示す実施形態は、添付の特許請求の範囲において述べる本発明の原理および概念を説明するために示すものであり、さまざまな実施態様において、やはり添付の特許請求の範囲内にあるさまざまな変更および変形を用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の実施形態による一態様のキャッピングシステムをその上に配置した、ここではポータブルの手持ち式プリントジェットプリンタとして示す、一態様のプリントジェットプリント機構の斜視図である。
【図２】プリンタと本発明の実施形態によるキャッピングシステムとの断面形状を示す、図１の２−２線断面図である。
【図３】その上の所定位置に示す本発明の実施形態によるキャッピングシステムを有するものであって、一態様のプリント機構の、図１の３−３線側断面図である。
【図４】本発明の実施形態による、手持ち式インクジェットプリンタから部分的に取り外して示すキャッピングシステムを有するものであって、図１の一態様のプリント機構の側断面図である。
【図５】本発明の実施形態による、手持ち式インクジェットプリンタから完全に取り外して示すキャッピングシステムを有するものであって、図１の一態様のプリント機構の側断面図である。
【符号の説明】
【００２１】
１２  プリントジェットプリント装置
１４  キャッピングシステム
１６  キャップ
３０  ワイパー
３４  プリントヘッド
【図１】
2004216900.tif 000003
【図２】
2004216900.tif 000004
【図３】
2004216900.tif 000005
【図４】
2004216900.tif 000006
【図５】
2004216900.tif 000007