(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
インクジェットプリンター構成要素から汚染物を除去するための方法において、
出力を発生できるＮｄ−ＹＡＧレーザーを提供する工程と、
Ｎｄ−ＹＡＧレーザー出力の周波数２倍のビームを発生可能で、かつ、Ｎｄ−ＹＡＧレーザー出力の周波数３倍のビームを発生可能な周波数逓倍構成要素を提供する工程と、
前記の周波数逓倍したＮｄ−ＹＡＧレーザー出力のビームのうちの一方を選択的にインクジェットプリンター構成要素に加え、インクジェットプリンター構成要素に付着した汚染物を除去する工程と、
を含む方法。
【請求項２】
請求項１に記載の方法において、周波数逓倍したＮｄ−ＹＡＧレーザー出力を加える前記工程は、パルス化されたレーザー出力を加える工程を更に含む方法。
【請求項３】
請求項１に記載の方法において、周波数逓倍したＮｄ−ＹＡＧレーザー出力を加える前記工程は、３００ｍＪ以上で３０００ｍＪ以下のパルスをインクジェット構成要素に加える工程を更に含む方法。
【請求項４】
インクジェットプリンターの構成要素から汚染物を除去するための装置において、
出力を発生できるＮｄ−ＹＡＧレーザーと、
Ｎｄ−ＹＡＧレーザー出力の周波数２倍のビームを発生可能で、かつ、Ｎｄ−ＹＡＧレーザー出力の周波数３倍のビームを発生可能な、該Ｎｄ−ＹＡＧレーザー出力と共に使用される周波数逓倍構成要素と、
前記の周波数逓倍したＮｄ−ＹＡＧレーザー出力のビームのうちの一方を選択的にインクジェットプリンター構成要素に加え、インクジェットプリンター構成要素に付着した汚染物を除去するための手段と、
を含む装置。
【請求項５】
請求項４に記載の装置において、クリーニングが施されるインクジェットプリンター構成要素を視認するために顕微鏡が連結されている装置。
【請求項６】
請求項４に記載の装置において、クリーニングされるべきインクジェットプリンター構成要素を観察するための手段が連結されている装置。
【請求項７】
請求項６に記載の装置において、周波数逓倍したＮｄ−ＹＡＧレーザー出力をインクジェットプリンター構成要素に加える前記手段は、前記観察手段によって選択されたインクジェット構成要素に、前記周波数逓倍したＮｄ−ＹＡＧレーザー出力を加える装置。
【請求項８】
請求項４に記載の装置において、周波数逓倍したＮｄ−ＹＡＧレーザー出力をインクジェットプリンター構成要素に加える前記手段は、Ｎｄ−ＹＡＧレーザー出力を差し向けるための光ファイバ手段を含む装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はレーザークリーニングに関し、更に詳細には、インクジェットプリントヘッドをクリーニングする目的で紫外線レーザー及び緑色ネオジム−イットリウム・アルミニウム・ガーネット（Ｎｄ−ＹＡＧ）レーザーを使用することに関する。
【０００２】
【従来の技術】
プリントヘッドが一つ又はそれ以上のオリフィス列を形成するインクジェットプリントシステムが周知である。これらのオリフィスは、例えば水性インク等の導電性記録流体を加圧流体供給マニホールドから受け入れ、流体を平行な流れからなる列をなして噴出する。このようなプリントヘッドを使用するプリンターは、流れの各々の液滴を選択的に帯電させて偏向し、これらの液滴の少なくとも幾つかを印刷受容媒体上に付着させることにより、画像を再生する。この際、他の液滴は液滴キャッチャー装置に当たる。
【０００３】
液滴発生器へのオリフィスプレートの取り付け中にエポキシの薄膜及びエポキシ粒子が発生する。製造プロセスによって固体粒子が付着する場合があり、又は製品の使用により汚染物が付着する場合がある。インクジェットプリンターは、インクを噴射するオリフィス周囲の粒子及び薄膜による汚染に弱いということは周知である。このような汚染物は、製造中にプリントヘッドを損傷してしまう。汚染は、更に、プリントヘッドの作動中に早期破損をもたらす。現在の技術では、このような汚染は、典型的には、擦り洗いその他の構成要素との接触によって、除去されてきた。残念なことに、このような汚染除去方法は、インクジェット構成要素を物理的に損傷してしまい、生産量に悪影響を及ぼし、インクジェットプリントヘッドの製造及び保守と関する費用を増加させる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
このような汚染物をプリントヘッド構成要素から除去するための改良された方法を提供でき及びこれによって生産量を向上するのが望ましい。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、プリントヘッド構成要素から汚染物を除去することによってインクジェットプリントヘッドをクリーニングするため、紫外線レーザー及び緑色Ｎｄ−ＹＡＧレーザーを使用することを提案する。本発明のレーザークリーニング技術は、プリントヘッドの製造中に有用であり、生産量を向上する。作動中に損傷したプリントヘッドの修復にも有用である。
【０００６】
本発明の一つの特徴によれば、インクジェットプリンター構成要素から汚染物を除去するための方法及び装置が提供される。インクジェットプリンター構成要素から粒子及び薄膜を除去できるようにするため、Ｎｄ−ＹＡＧレーザーの通常の出力を周波数逓倍する。レーザークリーニング技術は、生産量に劇的な効果を提供する。
【０００７】
本発明のこの他の目的及び利点は、以下の説明、添付図面、及び特許請求の範囲から明らかである。
【０００８】
【発明の実施の形態】
本発明は、インクジェットプリントヘッド及びインクジェット構成要素をクリーニングする目的で紫外線レーザー及び緑色ネオジム−イットリウム・アルミニウム・ガーネット（Ｎｄ−ＹＡＧ）レーザーを使用することを提案する。プリントヘッドの製造中及び使用中、インクの噴射に用いられるオリフィスの周囲に粒子及び薄膜が溜まる場合がある。これらは、噴射されたインクから形成された液滴のいずれを印刷媒体に当てるのかを選択するために使用される帯電電極にも溜まり、或いは、プリントヘッドキャッチャー又は溝手段にも溜まる。これらのオリフィスを特徴として備えたオリフィスプレート及び帯電電極を特徴として備えた帯電プレートは、本発明によってクリーニングされ得る二つの構成要素である。本発明のレーザークリーニング技術は、インクの薄膜、エポキシの薄膜、固体粒子、及び構成要素を実際に物理的に損傷するものを除く任意の他の汚染物を除去できる。
【０００９】
本発明によれば、図１のレーザークリーニング装置１０は、レーザー経路１２に沿って照射される周波数逓倍されたＮｄ：ＹＡＧレーザーを含む。Ｎｄ−ＹＡＧレーザー光からの通常の出力の周波数を二倍にすると、緑色レーザー光が発生する。Ｎｄ−ＹＡＧレーザー光からの通常の出力の周波数を三倍にすると、紫外線（ＵＶ）レーザー光が発生する。緑色光及び紫外線の両方をクリーニングに使用できる。一般に、緑色レーザー光は、無機塩、染料残滓、及び紙屑等の粒子の除去に特に適しており、これに対し紫外線レーザー光は、有機薄膜の除去に特に適している。この用途には周波数逓倍Ｎｄ−ＹＡＧレーザーが好ましい。なぜならば、これは、所望の出力及び所望のパルス幅を提供でき、作動周波数を選択でき、使用が容易であり、価格が低いからである。ＵＶ用エキシマーレーザー等の他のレーザーは、作動が遙かに困難であり、緑色光を提供するために別のレーザーを必要とする。
【００１０】
図１を参照し続けると、経路１２に沿ったレーザー光は、光線ビームを焦合する対物レンズ１４を通して、クリーニングされるべき部品又は構成要素１６に向かって差し向けられる。好ましい実施例では、レーザーには、周波数逓倍構成要素が一体化してある。オペレータは、構成要素のクリーニングに必要な周波数に関し、見える汚染物の種類に基づいて決定できる。別の態様では、緑色レーザー光を構成要素に亘って走査した後、必要であれば、更にクリーニングを行う必要がある場合には、紫外線を構成要素に亘って走査する。
【００１１】
本発明のレーザークリーニング技術は、汚染物を除去するためのプリントヘッドの製造中及び磨き直し中に使用できる。図２には、オリフィスプレートノズルが、クリーニングされるべき構成要素１６として示してある。汚染物１８がオリフィスプレートノズル１６上に付着している。これらの汚染物１８は、製造中及び作動中にプリントヘッドを故障させる。当業者には明らかなように、構成要素１６及び汚染物１８は、図２及び図３では拡大してある。代表的には、オリフィスプレートノズル及びこれに付着したゴミは、裸眼ではほとんど見えない。図１のレーザークリーニング装置は、構成要素１６に物理的損傷を加えることなく汚染物１８を除去するのに使用できる。本発明のレーザークリーニング技術を図２の汚染物に加えると、オリフィスプレートノズルは図３に示すようにクリーニングされる。
【００１２】
周波数逓倍波長で構成要素１６をクリーニングするためには、パルス幅が５ｎｓ（ナノ秒）乃至１０ｎｓであるのが好ましい。パルスは、好ましくは、３００μＪ（マイクロジュール）乃至３０００μＪのエネルギを供給する。３００μＪ以下のエネルギレベルでは、クリーニングが効果的でないことがわかっているが、３０００μＪの以上のレベルのエネルギでは構成要素が損傷してしまう。
【００１３】
本発明の一つの特徴によれば、レーザークリーニングシステムは、反射したレーザー光からオペレータの眼を護るための適当なフィルタを備えた顕微鏡に連結できる。これにより、オペレータは、クリーニングが効果的であることを確かめるため、クリーニングされるべき表面を見ることができる。このシステムでは、レーザーのスポットの大きさは走査前及び走査中の両方で可変であり、口径によって制御できる。噴射オリフィス周囲の濡れる表面全体をクリーニングできるスポットの大きさが便利なスポットの大きさである。従って、スポットの大きさは、汚染物のクリーニングを行うのに十分大きな領域にマークを付けることによって選択される。
【００１４】
変形例では、レーザークリーニングエネルギをインクジェット構成要素に差し向けるのに光ファイバ手段を使用できる。このような光ファイバ手段により、顕微鏡に連結したレーザークリーニングシステムでクリーニングするには近付くことができない構成要素即ち特徴で、レーザークリーニングエネルギを使用できる。
【００１５】
レーザー光を最大４０Ｈｚのパルス速度で出力するが、これは、主に、機械速度限度で決まる。最大４０Ｈｚのパルス速度では、クリーニングには通常は穴毎に単一のパルスで十分であるが、必要に応じて追加のパルスを加えることができる。次いで液滴発生器を割り送りし、次のオリフィスをクリーニングできるようにし、レーザーパルスを発生する。別の態様では、パルスを連続的に発生し、部品１４をレーザーで連続的に走査できるようにする。レーザーについての最大パルス速度４０Ｈｚでは、５分間で３０．４８ｃｍ（１フィート）の走査速度が効果的であることがわかった。
【００１６】
本発明による構成要素クリーニングの目的について、レーザー光は、表面に対して直角に入射し又はこれよりも小さい角度で入射するといった任意の適当な角度で加えることができる。レーザー光を使用したクリーニングは、空気又はガスのクロスフローを必要とせずに有効である。本発明のレーザークリーニング技術は、本発明の範囲から逸脱することなく、様々な環境で及び方法で適用できるということは当業者には明らかであろう。例えば、本発明のレーザークリーニング技術は、全ての部品について使用でき、又は部品の破損が起こったときにだけ使用できる。更に、技術は、手動プロセスで又は自動プロセスで適用できる。自動プロセスは、レーザーパルスの適用時にオリフィスからオリフィスまで設定するための自動手段を含む。レーザークリーニングされるべきオリフィス又は他のインクジェット構成要素特徴を同定し、これらの特徴にレーザークリーニングエネルギを適用するため、インクジェット構成要素を観察するための視認システム手段を更に含むことができる。このような視認システムは、レーザークリーニングの有効性を確認するために構成要素を観察し、レーザークリーニングを必要に応じて第２波長で更に加えることができる。本発明のレーザークリーニング装置には、プリントヘッドの生産量を向上し、故障率を５０％乃至７５％低下させるという利点がある。
【００１７】
本発明をその特定の好ましい実施例を参照して詳細に説明したが、本発明の精神及び範囲内で変形及び変更を行うことができるということは理解されよう。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のレーザークリーニング装置の較正及びクリーニングを必要とする部品を示す概略図である。
【図２】図１の装置を使用してクリーニングする前のオリフィスプレートノズルを示す拡大概略図である。
【図３】図１のレーザークリーニング装置によってクリーニングした後の図２のオリフィスプレートノズルの拡大概略図である。
【符号の説明】
１０  レーザークリーニング装置
１２  レーザー経路
１４  対物レンズ
１６  クリーニングされるべき構成要素
１８  汚染物
【図１】
0004405714.tif 000002
【図２】
0004405714.tif 000003
【図３】
0004405714.tif 000004