(57)【要約】インクジェットプリンタ用のセルフクリーニング式（自己清浄）プリントヘッドはマーキングする基材にインクを差し向ける。プリントヘッドは、フロントフェース、インク供給導管及びフロントフェースを貫通した少なくとも１つのオリフィスを備えた本体を含む液滴発生器を有する。オリフィスは又、インク液滴を噴射するノズルを構成する。溶剤を液滴発生器のフロントフェースに送る溶剤供給導管が設けられると共に溶剤をフロントフェースから吸引して受け入れる排出導管が設けられている。供給導管及び排出導管は、フロントフェースに設けら互いに対し且つオリフィスと関連して設けられた開口部を有し、供給導管から放出された溶剤が、プリントヘッドの空間的配向状態とは無関係にオリフィスに隣接してフロントフェースに沿って排出導管内へ移動する。これにより、プリントヘッドの配向状態がどのようになっていても、溶剤は、残留物をフロントフェースから排出導管内へ移動させることができる。
2004508985.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
マーキングする基材（６）にインクを差し向けるインクジェットプリンタ用のセルフクリーニング式プリントヘッド（２）であって、前記プリントヘッド（２）は、
フロントフェース（１４）と、インク供給導管（８）と、前記フロントフェースを貫通しインクを噴射するノズルを構成する少なくとも１つのオリフィス（９）とを備えた本体（７）を含む液滴発生器（３）と、
溶剤を前記液滴発生器（３）の前記フロントフェース（１４）に供給する溶剤供給導管（１１）と、
溶剤を前記フロントフェース（１４）から吸引して受け入れる排出導管（１６）とを有し、
前記供給導管（１１）及び前記排出導管（１６）は、前記フロントフェース（１４）に設けられ、互いに対し且つ前記オリフィス（９）と関連して設けられた開口部（１３，１５）を有し、前記供給導管（１１）から放出された前記溶剤が、プリントヘッド（２）の空間的配向状態とは無関係に前記オリフィス（９）に隣接して前記フロントフェース（１４）に沿って前記排出導管（１６）内へ移動する、
ことを特徴とするプリントヘッド。
【請求項２】
前記フロントフェースは、全体として平らな表面及び前記フロントフェースの前記平らな表面から延びる全体として連続した周囲側壁を備えた窪みを更に有し、前記オリフィス、前記供給開口部及び前記排出開口部は、前記窪み内に設けられ、前記側壁は、前記溶剤を前記窪み内に維持することを特徴とする請求項１記載のプリントヘッド。
【請求項３】
前記排出導管は、溶剤を前記窪み内のどこからでも排出するよう負圧下に維持されている、
ことを特徴とする請求項２記載のプリントヘッド。
【請求項４】
前記フロントフェースに設けられた隆起部分を更に有し、
前記隆起部分は、全体として平らな表面及び底部及び周囲側壁を備えた窪みを構成する凹みを有し、
前記窪みの前記底部は、前記凹みの底部によって構成され、
前記側壁は、前記隆起部分の前記平らな表面から前記窪みの前記底部に、且つ前記隆起部分に対して内方に延びている、
ことを特徴とする請求項１記載のプリントヘッド。
【請求項５】
前記フロントフェースの少なくとも一部は、滴下を減少させるよう溶剤の流れを制限する非溶剤湿潤性材料を有している、
ことを特徴とする請求項１記載のプリントヘッド。
【請求項６】
前記材料は、ポリテトラフルオロエチレン（ＴＥＦＬＯＮ）から成る群から選択されている、
ことを特徴とする請求項５記載のプリントヘッド。
【請求項７】
前記排出導管及び前記溶剤供給導管のそれぞれの開口部は、互いに対して傾斜している、
ことを特徴とする請求項１記載のプリントヘッド。
【請求項８】
前記溶剤供給導管は、溶剤をビーズ又は液滴ではなく前記フロントフェース上の薄膜として流れるように溶剤の流れを制限するフローレストリクタを更に有している、
ことを特徴とする請求項１記載のプリントヘッド。
【請求項９】
前記本体は、前記フロントフェース上の溶剤が、印刷のためにインクが前記オリフィスを通って流れる方向とは逆の方向で前記オリフィス内へ流入するようにするオリフィス詰まり防止機構を更に有している、
ことを特徴とする請求項１記載のプリントヘッド。
【請求項１０】
前記オリフィス詰まり防止機構は、前記インク供給導管に連結された真空導管を有し、負圧をかけて溶剤を前記フロントフェースから前記オリフィスを通って前記真空導管内へ引き込むようになっている、
ことを特徴とする請求項９記載のプリントヘッド。
【請求項１１】
前記液滴発生器は、オリフィスのアレイを有し、
前記排出開口部及び前記供給開口部は、溶剤を前記アレイの前記オリフィスの全ての上を流れるように設けられたスリットである、
ことを特徴とする請求項１記載のプリントヘッド。
【請求項１２】
マーキングする基材（６）にインクを差し向けるインクジェットプリンタ用のセルフクリーニング式プリントヘッド（２）であって、該プリントヘッド（２）が、
フロントフェース（１４）と前記フロントフェースを貫通しインクを噴射するノズルを構成する少なくとも１つのオリフィス（９）とを備えた本体（７）を有する液滴発生器（３）と、
インクを前記オリフィス（９）に供給する主導管（８）と、
溶剤源（１７）に連結されていて、前記溶剤を供給開口部（１３）を通って前記液滴発生器（３）の前記フロントフェース（１４）に供給する溶剤供給導管（１１）と、
前記フロントフェース（１４）上の溶剤が、印刷のためにインクが前記オリフィス（９）を通って流れる方向とは逆の方向で前記オリフィス（９）内へ流入するようにするオリフィス詰まり防止機構（３３，３５，４０）と、
を有していることを特徴とするプリントヘッド。
【請求項１３】
前記オリフィス詰まり防止機構は、前記インク供給導管に連結された真空導管を更に有し、負圧をかけて溶剤を前記フロントフェースから前記オリフィスを通って前記真空導管内へ引き込むようになっている、
ことを特徴とする請求項１２記載のプリントヘッド。
【請求項１４】
プリントヘッドは、前記フロントフェースに設けられていて、
前記溶剤を前記フロントフェースから吸引する排出開口部を備えた排出導管を更に有し、
前記フロントフェースの前記供給開口部及び前記排出開口部は、互いに対し且つ前記オリフィスと関連して構成されると共に設けられ、
前記供給開口部から放出された前記溶剤が、プリントヘッドの空間的配向状態とは無関係に前記オリフィスに隣接して前記フロントフェースに沿って前記排出開口部及び排出導管内へ移動するようになっている、
ことを特徴とする請求項１２記載のプリントヘッド。
【請求項１５】
インクジェットプリンタのプリントヘッド（２）をクリーニングする方法であって、
溶剤を溶剤供給導管（１１）を通ってプリントヘッド（２）のフロントフェース（１４）に流す段階を有し、前記フロントフェース（１４）は、全体として平らな表面及び前記フロントフェース（１４）を貫通しインクを噴射するノズルを構成する少なくとも１つのオリフィス（９）を有し、前記方法は、
吸引力を用いて前記溶剤が前記オリフィス（９）に隣接して前記フロントフェース（１４）に沿って排出導管（１６）内へ移動し、それにより前記溶剤をプリントヘッド（２）の空間的配向状態とは無関係に前記フロントフェース（１４）から除去する段階を更に有している、
ことを特徴とする方法。
【請求項１６】
溶剤を流す段階は、前記溶剤を前記フロントフェースによって構成された窪み内に流す段階を更に含み、
前記窪みは、前記フロントフェースの前記平らな表面から延びる全体として連続した周囲側壁を有し、
前記オリフィスは、前記窪みの底部に設けられ、
前記供給開口部及び前記排出開口部は、前記窪み内に設けられ、
溶剤を流す前記段階は、前記溶剤を前記側壁によって前記窪み内に維持する段階を含む、
ことを特徴とする請求項１５記載のプリントヘッドのクリーニング方法。
【請求項１７】
溶剤を流す段階は、前記溶剤を前記フロントフェースに設けられた隆起部分によって構成された窪み内に流す段階を更に含み、
前記窪みは、前記隆起部分の平らな表面から延びる全体として連続した周囲側壁を有し、
前記オリフィスは、前記窪みの底部に設けられ、
前記供給開口部及び前記排出開口部は、前記窪み内に設けられ、
溶剤を流す前記段階は、前記溶剤を前記側壁によって前記窪み内に維持する段階を含む、
ことを特徴とする請求項１５記載のプリントヘッドのクリーニング方法。
【請求項１８】
溶剤を流す前記段階は、前記溶剤を前記オリフィスに隣接して設けられた前記フロントフェースの溶剤湿潤性部分上及び前記溶剤湿潤性部分を完全に包囲する前記フロントフェースの非溶剤湿潤性部分内に流し、前記溶剤を前記溶剤湿潤性部分内に維持し、溶剤が前記フロントフェースから滴下しないようにする段階を更に含む、
ことを特徴とする請求項１５記載のプリントヘッドのクリーニング方法。
【請求項１９】
前記溶剤がビーズ又は液滴の状態ではなく前記フロントフェース上に薄膜の状態で流れるよう前記溶剤に影響を及ぼすのに十分、前記フロントフェースに供給される前記溶剤の流れを制限する段階を更に有している、
ことを特徴とする請求項１５記載のプリントヘッドのクリーニング方法。
【請求項２０】
前記フロントフェース上の前記溶剤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の方向で前記オリフィス内へ流す段階を更に有している、
ことを特徴とする請求項１５記載のプリントヘッドのクリーニング方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
（技術分野）
本発明は、概略的に、インクを射出し、インクで基材をマーキングするインクジェットプリンタ用のプリントヘッドに関し、詳細には、溶剤をプリントヘッドのノズル領域に自動的に供給するセルフクリーニング式（自己清浄）プリントヘッドに関する。
【０００２】
（背景技術）
従来型の連続インクジェットプリンタは、加圧した導電性インクを液滴発生器に供給し、この液滴発生器は、１つのオリフィス又は典型的には直線アレイの状態に配列されたオリフィス（ノズル）を有している。インクは、フィラメントの形態で各オリフィスから放出され、次いで、このフィラメントが壊れて液滴流になる。この液滴流中の個々の液滴は、フィラメントからの破断部（ｂｒｅａｋ ｏｆｆ）の付近で選択的に荷電され、次いで、これら荷電液滴が、電界によって所望に応じて偏向される。偏向された液滴は、印刷受容媒体に向かって進むことができ、これに対し、偏向されなかった液滴はガター又はキャッチャで捕捉されて再循環される。
【０００３】
プリンタを或る期間にわたって作動停止させた後、オリフィス周りのインクが乾燥し、オリフィスに通じる外部外側開口部を部分的に塞ぐ場合が多く、場合によっては、完全に詰まらせることがある。さらに、長期間にわたる作動停止期間中、例えば、丸１日又は週末の間、乾燥したインクは、インクの性状に応じて、オリフィス又はオリフィスに取り付けられた通路内に障害物を形成する場合がある。
【０００４】
例えば米国特許第５，８７７，７８８号明細書及び第４，５２８，９９６号明細書に開示されている公知のプリントヘッドは、オリフィス及びプリントヘッドのフロントフェースを掃過して望ましくない残留物を落とす流体洗浄方式を利用している。しかしながら、この種の公知のプリントヘッドでは、洗浄剤をオリフィスに沿って流すために重力が用いられるのでクリーニングのためにはプリントヘッドを或る程度位置設定する必要がある。この理由で、これら形式のプリントヘッドは、プリントヘッドの全ての方向における配向状態が必要とされる多くの産業上の用途ではクリーニングを行うことができない。
【０００５】
加えて、溶剤は重力により下方に流れるので、公知のプリントヘッドのフロントフェースをクリーニングするには比較的多量の溶剤が必要である。というのは、比較的圧力が低いからである。しかしながら、クリーニングに用いられる溶剤は、インクシステム内で再循環されるので、クリーニングに用いられる溶剤の量は、インクシステム内のインクの量と比較して少ないことが重要である。そうでなければ、インク制御システムは、オリフィス洗浄の実施後、インクの組成又は粘度を正しく維持することができない。
【０００６】
他の従来型プリントヘッドは、オリフィスの外部をクリーニングするようノズルのフロントフェースに向いた複雑な機構を利用しているに過ぎない。かかる機構は、フロントフェースのところにシャッタを備えたチャンバを包囲し、このチャンバをクリーニング流体で満たす。しかしながら、これら形式のクリーニングシステムは依然として典型的には、チャンバを空にするために重力を必要とする。別の形式の機構は、液滴発生器の外部のオリフィスに向かい合った状態で設けられ、クリーニング中、ノズルから噴射されたインク又は溶剤を捕捉し、又はノズルからインクを吸引する受け器、カートリッジ又はチャンバを用いている。これら形式の機構は、例えばオリフィスが接地プレート及び偏向プレートの背後又はこれら相互間に位置する変更チャンバに設けられている場合、使用するのが困難であり、又は非常に複雑であり、接地プレート及び偏向プレートは、クリーニングのために取り外され、回避され、又は一体化されなければならない。この種の複雑なシステムは、同一所有権者の米国特許出願第０９／１６２，６１１号明細書に開示されている。
【０００７】
オリフィスの内部のクリーニングを目的とする他の公知のプリントヘッドは、インクが印刷のために噴射されるのと同一の方向にオリフィスのクリーニングのための溶剤又はインクを噴射する。別の形式のプリントヘッドは、インク又は溶剤をオリフィスの背後のチャンバ中に流してオリフィスに吸引力を生じさせ、それにより、残留物をオリフィスに引き込んで溶剤と共に運び去り、又は、例えば米国特許第５，９８０，０３４号に開示されている直交流ノズルシステムの場合のように直交流を生じさせて詰まりを防止するようになっている。これら方式は十分に効果的ではない。というのは、これら方式は、他の残留物が最終的に集まってオリフィスの外側開口部を塞ぐオリフィス近くのフロントフェースの表面をクリーニングするわけではないからである。
【０００８】
（発明の開示）
本発明の一特徴によれば、導管が、溶剤を印刷のために用いられたオリフィス近くに位置する液滴発生器のフロントフェースに供給し、次に、排出導管に送る。排出導管は、フロントフェース上の溶剤を維持すると共に次に溶剤をフロントフェースから排出するのに負圧を利用している。この構成により、プリントヘッドの配向状態とは無関係に、しかも重力の助けを借りないで液滴発生器のフロントフェースをクリーニングできるプリントヘッドが得られる。
【０００９】
具体的に述べると、マーキングする基材にインクを差し向けるインクジェットプリンタ用のセルフクリーニング式（自己清浄）プリントヘッドが、フロントフェース、インク供給導管及びフロントフェースを貫通した少なくとも１つのオリフィスを備えた本体を含む液滴発生器を有している。オリフィスは、インクフィラメント及びインク液滴の流れを形成するノズルを構成する。プリントヘッドは、溶剤を液滴発生器のフロントフェースに供給する別個の溶剤供給導管及び溶剤をフロントフェースから吸引して受け入れる排出導管を更に有している。さらに、供給導管及び排出導管は、フロントフェースに設けられ、互いに対し且つオリフィスと関連して設けられた開口部を有し、供給導管から放出された溶剤が、プリントヘッドの空間的配向状態とは無関係にオリフィスに隣接してフロントフェースに沿って排出導管内へ移動する。
【００１０】
本発明の別の特徴によれば、プリントヘッドは、液滴発生器のフロントフェースのオリフィスの内部及びインクを印刷のためにオリフィスに供給する主導管をクリーニングする極めて効果的な機構を有している。これは、真空導管をオリフィスのすぐ後で主導管に取り付けて液滴発生器のフロントフェースのオリフィスの外部に付着している溶剤がオリフィス及び主導管を介して真空導管内へ吸引されるようにすることによって達成される。これにより、溶剤は印刷中にオリフィスを通るインクの流れの方向とは逆の方向でオリフィスを完全に流通する。
【００１１】
より詳細に述べると、インク液滴をマーキングされるべき基材に飛ばすインクジェットプリンタ用のプリントヘッドは、フロントフェース及びフロントフェースを貫通した少なくとも１つのオリフィスを備えた本体を含む液滴発生器を有している。オリフィスは、インクフィラメント及びインク液滴の流れを形成するノズルを構成している。プリントヘッドは、インクをオリフィスに供給する主導管及び溶剤源に連結され、供給開口部を通して溶剤をフロントフェース上に運ぶ供給導管を更に有している。フロントフェースに付着した溶剤をオリフィス内へ強制的に送り込んで溶剤が逆方向にオリフィスを通って流れるようにするオリフィス詰まり防止機構がプリントヘッド中に更に設けられるが、このようにするかどうかは任意である。この構造は、オリフィスの内部を塞ぐ残留物を溶剤で効果的に除去する。
【００１２】
本発明は又、インクジェットプリンタ用のプリントヘッドをクリーニングする方法を提供する。この方法は、供給導管を通して溶剤をプリントヘッドの本体のフロントフェースまで流す段階を有する。フロントフェースは、全体として平らな表面を有すると共にフロントフェースを貫通した少なくとも１つのオリフィスを有している。オリフィスは又、インクフィラメント及びインク液滴の流れを形成するノズルを構成している。この方法は、インクをオリフィスに隣接してフロントフェースに沿って移動させ、溶剤をフロントフェースから吸引して排出導管に送り込む段階を更に有している。吸引段階では、プリントヘッドの配向状態とは無関係に溶剤をフロントフェースから除去し、溶剤は残留物をフロントフェースから排出導管内へ移動させる。
【００１３】
本発明の実施形態の利点は、プリントヘッドのオリフィス及びその周りの領域を効率的にクリーニングする改良型自動セルフクリーニング式プリントヘッドが得られることにある。
本発明の実施形態の別の利点は、プリントヘッドの配向状態とは無関係にオリフィスのフロントをクリーニングする改良型セルフクリーニング式プリントヘッドが得られることにある。
本発明の実施形態の別の利点は、オリフィスの内部及びフロントフェースのところの外面を効率的にクリーニングする改良型セルフクリーニング式プリントヘッドが得られることにある。
【００１４】
本発明の更に別の利点は、プリントヘッドをクリーニングするのに必要な手作業をなくすことにより保守が容易な改良型セルフクリーニング式プリントヘッドが得られることにある。
本発明の実施形態の更に別の利点は、比較的少ない量の溶剤を用いて効率的なクリーニングを行うことができる改良型セルフクリーニング式プリントヘッドが得られることにある。
【００１５】
（発明を実施するための最良の形態）
次に、図面を参照して本発明を例示として説明する。
図１を参照すると、インクジェットプリンタは、全体を符号３で示した液滴発生器を備えたプリントヘッド２を有している。液滴発生器３は、フロントフェース１４を備えた外側ハウジングすなわち本体７を有している。フロントフェース１４はこの実施形態においては、溶剤で湿潤できる全体として平らな表面３７を有している。表面３７は、溶剤の粘度が低い場合、溶剤を広げて溶剤を薄膜として維持するために溶剤湿潤性である。溶剤湿潤性材料は、ＰＥＥＫ（ポリエーテルエーテルケトン）であるのがよい。この用途の目的上、溶剤湿潤性表面は、溶剤がその上で広がる傾向のある表面であり、非溶剤湿潤性表面は、溶剤がその上で玉のようになる傾向のある表面である。
【００１６】
電荷電極４Ａ、接地プレート４Ｂ及び高電圧偏向プレート４Ｃは、液滴発生器３の前に配置されている。印刷中、液滴発生器３は、主導管８内を矢印Ａで示すように流れているインク（図示せず）を受け入れる。圧電シリンダ１０が、本体７内の主導管８の周りに結合され、選択された周波数の振動エネルギを液滴発生器３によって受け入れられたインクに与えるようになっている。これにより、電極４Ａによって選択的に荷電された液滴流の形成が行われる。プレート４Ｂ，４Ｃ相互間に形成された電界は、荷電液滴を偏向させてキャッチャ５を越え、そして移動中の印刷媒体又は基材６上に飛ばす。電極４Ａ及びプレート４Ｂ，４Ｃを通過した非荷電状態の液滴は、偏向されず、直接キャッチャ５内へ飛び、このキャッチャは、インクをインクリザーバ４０内へ再循環させて戻すように真空支援されている。
【００１７】
図１及び図２Ａを参照すると、フロントフェース１４を貫通するオリフィス９が、主導管８の端部のところに設けられインク流を放出するようになっている。液滴発生器３は、一端がオリフィス９の近くでフロントフェース１４に設けられた供給開口部１３のところで終端した溶剤供給導管１１を更に有している。溶剤供給導管１１の反対側の端部は、溶剤供給システム１７に連結されている。幅の狭いスリット又は穴１２ａを備えたフローレストリクタ（流れ絞り）１２が、溶剤供給導管１１内に設けられ、加圧された溶剤に影響を及ぼして溶剤が供給開口部１３から流れるときに溶剤に加わる圧力を減少させることにより供給開口部１３のところに薄膜３６を形成するようになっている。一例を挙げると、溶剤は適例では、比較的低圧（約３〜５ｐｓｉｇ）で５ｍｌ／分）で供給され、レストリクタは、溶剤の薄膜の効果的な形成のためには内径が約０．００５インチ（０．１２７ｍｍ）又は０．０１０インチ（０．２５４ｍｍ）である。先に説明したように、溶剤湿潤性表面３７は、薄膜３６をフロントフェース１４上に保持するために設けられている。
【００１８】
溶剤供給開口部１３の位置から見てオリフィス９の反対側の側部で、排出開口部１５が、溶剤戻りシステム１８に連結された排出導管１６と連通している。排出開口部１５は好ましくは、供給開口部１３よりも大きい。排出導管１６も又、真空圧（好ましくは、約１０インチ（２５．４ｃｍ）水銀柱）下にある。溶剤３６の薄い層は、図２Ａに示すように供給開口部１３から流れ出て、オリフィス９上を流れ、そして排出開口部１５に流れ込む。
【００１９】
図２Ａは、液滴発生器が例えば射出成形法により製造された場合における湾曲した導管開口部１３，１５を備えた好ましい構成例を示している。液滴発生器が機械加工（又は、穴あけ）によって作られた場合における溶剤供給導管１１及び排出導管１６の好ましい構成例は、それぞれ傾斜部分５０，５２を有している（図２Ｂ）。この傾斜又は湾曲形態は更に、溶剤の流れをオリフィス９及びこれに隣接した領域上に差し向けてその状態を維持する。好ましい実施形態では、傾斜部分５０（及び供給開口部１３）は、フロントフェース１４に対し４０゜の角度をなして傾斜した直径が０．０２５インチ（０．６３７ｍｍ）のものである。これと同様に、好ましい実施形態では、傾斜部分５２（及び排出開口部１５）は、フロントフェース１４に対して５５゜の角度で傾斜した直径が０．０５０インチ（１．２７ｍｍ）のものである。
【００２０】
図３を参照すると、溶剤供給システム１７は、クリーニング溶液又は溶剤を溶剤補給容器４２から導管３１を通って液滴発生器３のところの供給導管１１に圧送するポンプ２９を備えている。溶剤は、導管３１に設けられた逆止弁３２を通って流れ、この溶剤は又、溶剤供給システム１７中に連結された変形例としてのフローレストリクタ３０を通って流れるものとして示されている。変形例としてのフローレストリクタ３０を、液滴発生器３内の溶剤供給導管１１内に設けられたフローレストリクタ１２に代えて用いてもよい。フローレストリクタ１２に類似したフローレストリクタ３０は、溶剤供給圧の調節により溶剤の流量を調整するために設けられている。溶剤供給システム１７には、導管２８を通って圧縮空気４４をポンプ２９に提供する弁２７も又設けられている。ポンプ２９は、圧縮空気４４を用いてインクをプリントヘッド２に強制的に送り又は押し込む。しかしながら、圧縮空気を用いない他の圧送システムをこれに代えて用いてもよいことは理解されよう。
【００２１】
溶剤戻りシステム１８は、導管２０を介してインク圧力調整器２１に連結されたインク圧力ソレノイド操作弁１９を有し、このインク圧力調整器は、導管２２を介してインク圧力タンク４６に連結されている。インク圧力タンク４６は導管４１を介して主導管８に連結されている。ソレノイド１９は又、導管２３を介して弁２４に連結されている。弁２４は又、一方向において、導管２５に連結され、この導管２５は、液滴発生器３のところで排出導管１６に連結されている。弁２４は、別の方向において、導管２６に連結され、この導管２６は、インクリザーバ４０に開口している。
【００２２】
再び図１及び図３を参照すると、インクジェットプリンタの作動中、インクは移送ポンプ４８によってリザーバ４０から圧送され、インク圧力タンク４６内で加圧され、次に、印刷のために導管４１を経て主導管８に供給される。インクの加圧は、インク圧力ソレノイド１９を付勢することによって行われ、これにより、圧縮空気５４が導管２０、インク圧力調整器２１、導管２２及びインク圧力タンク４６に流入することができる。導管２３内の圧縮空気５４により、空気圧式弁２４が閉じ、これにより、インクリザーバ真空導管２６からの導管２５が閉鎖される。
【００２３】
しかしながら、クリーニング目的のため（好ましくは、始動前、作動停止後又は保守作業中）、主導管８に供給されるインクは、インク圧力ソレノイド１９を消勢してインク圧力タンク４６を減圧することにより遮断され、それにより、インクの流れが止まる。また、ソレノイド１９を消勢することにより、弁２４が開いて導管２５を導管２６を介してインクリザーバ４０（真空下にある）に連結する。これにより、液滴発生器３のフロントフェース１４からの使用済み溶剤及び残留インクをインクリザーバ４０内に取り込むことができる。クリーニング中、インクシステムに追加される溶剤の総量は比較的少ないので、インクの組成制御はクリーニング作業によっては実施的に影響を受けない。
【００２４】
インク圧力ソレノイド１９の消勢後すぐに弁２７を付勢する。これにより、圧縮空気４４が導管２８を介して空気圧式ポンプ２９に流れ、この空気圧式ポンプ２９は、溶剤を導管３１及び逆止弁３２を通って溶剤を圧送する。逆止弁３２は、溶剤供給導管１１に低圧液体が無い状態を保つと共に逆流を阻止するのに十分な開弁圧又はクラッキング圧のものである。溶剤供給システム１７は、導管３１から液滴発生器３内の溶剤供給導管１１、フローレストリクタ１２（又は、変形例としてフローレストリクタ３０）、供給開口部１３を介して溶剤を加圧下でフロントフェース１４上に供給する。フロントフェース１４上において、溶剤は、図２Ａに最もよく示すように、薄膜３６の状態でオリフィス９に隣接した領域上で広がる。溶剤の流れは一様であるのがよいが、脈動流が好ましい。溶剤の流れの種類は、その供給圧力機構で決まることになる。例えば、種々のポンプ絞り、又はポンプ制御システムは、一様な流体の圧力又はパルス化流体圧力の何れをももたらすことができ、一様な又は脈動する流体の流れの何れも得られる。
【００２５】
溶剤の流れがフロントフェース１４上及びオリフィス９内の残留物、又はインク堆積物又は任意他の粒子を溶解するが、溶剤は排出開口部１５内へ吸い込まれ、そして排出導管１６を辿って溶剤戻りシステム１８に戻る。排出導管１６からの適当な負圧又は真空は、重力とは無関係に、任意のプリントヘッドの空間的配向状態でフロントフェース１４上の薄膜をなした溶剤の流れを維持し、溶剤がプリントヘッド２から落下するのを阻止する。所定のクリーニング時間後、弁２７を消勢して圧縮空気４４の流れを停止すると共にポンプ２９をオフにし、それにより、溶剤の流れを停止させる。
【００２６】
次に、図４を参照すると、好ましい実施形態の別の特徴として、液滴発生器３は、真空導管３３を更に備えており、この真空導管３３は、一端がオリフィス９のすぐ後で主導管８に連結されている。真空導管３３の他端部は、導管３５を介して真空下にあるインクリザーバ４０に連結されている。クリーニング中、導管３３が負圧又は真空を引いているとき、オリフィス９上を流れている溶剤の一部が、印刷中のインクの流れの方向とは逆の方向でオリフィス９中へ引き込まれる。次に、溶剤は、主導管８及び真空導管３３内へ引き込まれ、最終的にインクリザーバ４０に戻される。溶剤の流れのこの部分は、オリフィス９の内部及びこれに隣接した主導管８の部分を効果的にクリーニングする。フロントフェース１４上の溶剤の残部は、上述したように排出導管１６内へ流れる。オリフィス９の内部の残留物の溶解を助けるために脈動流を用いるのがよい。
【００２７】
図５Ａ及び図５Ｂを参照すると、本発明の別の特徴では、液滴発生器３のフロントフェース１４は、オリフィス９のアレイ５６を有している。排出開口部１５及び供給開口部１３はスロットとして形作られ供給開口部１３から流れる溶剤が全てのオリフィス９上を流れてスロット状排出開口部１５内へ流れるようになっている。フローレストリクタ１２も又、スロット又はオリフィス９と整列した穴のアレイとして形作るのがよい。
【００２８】
図６Ａ及び図６Ｂを参照すると、本発明の更に別の特徴において、液滴発生器３のフロントフェース１４は、オリフィス９、供給開口部１３及び排出開口部１５の周りのフロントフェース１４の外部周囲表面部分上に非溶剤湿潤性材料、例えば、ＴＥＦＬＯＮ（ポリテトラフルオロエチレン）の表面３４を有している。薄膜を維持する溶剤湿潤性の内面３８が好ましくは周囲表面３４内にのみ設けられる。フロントフェース１４上により厚い溶剤層（図示せず）を形成する粘度のより高い溶剤により幾分かのインク残留物を一層効果的に除去することができる。この厚い層をなす溶剤の場合、導管１６内の吸引力を増強しても、オリフィスの周りの望ましくない過度の湿潤を阻止し又は滴下を阻止するには十分ではない場合がある。このように、フロントフェース１４は、望ましくない方向への溶剤の広がりを阻止すると共に溶剤がフロントフェースから滴下するのを阻止する非溶剤湿潤性表面３４を備えている。
【００２９】
次に、図７及び図８を参照すると、変形例としての液滴発生器が全体を符号６０で示されている。図１〜図６に開示した構造的特徴部と類似した特徴部に言及する場合には同一の符号が付けられたままである。液滴発生器６０は、フロントフェース１４を備えた本体７を有している。全体として平らな表面６２及び窪み６４が、フロントフェース１４に設けられている。窪み６４は、平らな表面６２から延びる全体として環状の周囲側壁６６を有している。側壁６６は好ましくは高さが約０．０３０インチの環状であるが、側壁６６について他の多くの形状寸法を採用できることは理解されよう。
【００３０】
インク液滴の流れを放出するオリフィス９、供給開口部１３及び排出開口部１５は全て好ましくは、窪み６４内に設けられる。オリフィス９は好ましくは、全体に延びる平面７０を構成する窪み６４の底部６８に設けられる。窪みの内径は約０．１８０インチ（４．５７２ｍｍ）である。ただし、他の寸法でも適している。側壁６６は、排出開口部１５からの吸引力を直ちに逃れてフロントフェース１４に沿って窪み６４内を流れている溶剤及び残留物を閉じ込め又は維持するのに十分高い。この場合、排出導管１６（図８に示す）は、溶剤を窪み６４内のどの場所からも数秒以内で排出するのに十分な負圧をもたらす。これは、プリントヘッド２の配向状態とは無関係に生じる。
【００３１】
側壁６６は好ましくは、窪み６４の底部６８の平面７０に対して傾斜した内面７２を有している。傾斜した内面７２は、薄膜を維持するのに役立つと共に溶剤が玉になるのを阻止する。また、好ましい一実施形態では、窪み６４の底部は、溶剤湿潤性である。
【００３２】
次に、図９を参照すると、別の実施形態において、液滴発生器６１は、窪み６４に代えて窪み７６を有している。窪み７６は、フロントフェース１４上に設けられた隆起部分８４の平らな表面８６に設けた凹み又は凹部として設けられている。窪み７６の底部８０は、凹みの底部であり、好ましくは、フロントフェース１４と同一平面上に位置する。ただし、窪みについて他の深さを採用することが可能である。側壁８０には、隆起部分８４の平らな表面８６から隆起部分８４に対して内方に窪み７６の底部８０まで延びている。この実施形態では、溶剤供給導管１１の供給開口部１３と排出導管１６の排出開口部１５は共に、側壁８２に沿って設けられている。ただし、これら開口部を他の位置に設けてもよい。好ましい実施形態では、隆起部分８４は、窪み７６の深さに対応するよう設けられている。隆起部分８４を本体７と一体に形成してもよく、或いは、着脱自在な別個の部品であってもよいことは理解されよう。何れの場合においても、隆起部分８４は好ましくは、窪み７６の側壁８２を構成する。また、開口部１３，１５を窪み７６内又はその近くのどの場所に設けてもよいことは理解されよう。ただし、溶剤がオリフィス９の近くの領域に送られること及び排出開口部１５からの吸引力が溶剤を窪み７６から適度に除去することを条件とする。
【００３３】
本発明の多くの利点が明らかである。供給開口部１３及び排出開口部１５は、液滴発生器３のフロントフェース１４のオリフィス９によって位置決めされ、したがって、プリントヘッド２の配向状態のいかんにかかわらず、フロントフェース上の溶剤が排出導管１６に引き込まれるようになる。フロントフェース１４上の溶剤が排出導管１６に引き込まれ、プリントヘッド２から滴下しないようにするのを一段と高めるため、溶剤供給導管１１は、溶剤の薄膜を形成するフローレストリクタ（１２又は３０）を有し、フロントフェース１４は、溶剤湿潤性材料で作られている。フロントフェース１４は、溶剤を閉じ込める側壁６６又は８２を備えた窪み６４又は７６を更に有するのがよく、排出導管１６及び供給導管１１を互いに向けて傾斜させるのがよい。オリフィス９の内部のクリーニングの度合いを一段と高めるため、溶剤を、インクが印刷のためにオリフィス９を通る方向とは逆の方向にフロントフェース１４からオリフィス９内へ引き込むための真空導管３３が設けられている。
【図面の簡単な説明】
【図１】
本発明のインクジェットプリンタの構成要素の概略側面図であり、液滴発生器が断面で示されている図である。
【図２Ａ】
本発明のインクジェットプリンタの液滴発生器の一構成例の部分断面図である。
【図２Ｂ】
本発明のインクジェットプリンタの液滴発生器の別の構成例の部分断面図である。
【図３】
本発明のインクジェットプリンタの溶剤循環システムの略図である。
【図４】
変形例としての液滴発生器を備えた本発明のインクジェットプリンタの構成要素の概略側面図である。
【図５Ａ】
本発明のインクジェットプリンタの構成要素の概略斜視図であり、マルチオリフィスアレイ形液滴発生器及び他の構成要素を断面で示す図である。
【図５Ｂ】
図５Ａの液滴発生器の部分拡大図である。
【図６Ａ】
本発明のインクジェットプリンタの別の変形例としての液滴発生器の概略断面図である。
【図６Ｂ】
本発明のインクジェットプリンタの変形例としての液滴発生器のフロントフェースの概略部分側面図である。
【図７】
本発明のインクジェットプリンタの別の変形例としての液滴発生器の概略３次元斜視図である。
【図８】
図７に示す変形例としての液滴発生器の図７の８−８線矢視部分概略断面図である。
【図９】
本発明の更に別の変形例としての液滴発生器の３次元斜視図である。
【図１】
2004508985.tif 000003
【図３】
2004508985.tif 000004
【図４】
2004508985.tif 000005
【図５Ａ】
2004508985.tif 000006
【国際公開パンフレット】
2004508985.tif 000007
2004508985.tif 000008
2004508985.tif 000009
2004508985.tif 000010
2004508985.tif 000011
2004508985.tif 000012
2004508985.tif 000013
2004508985.tif 000014
2004508985.tif 000015
2004508985.tif 000016
2004508985.tif 000017
2004508985.tif 000018
2004508985.tif 000019
2004508985.tif 000020
2004508985.tif 000021
2004508985.tif 000022
2004508985.tif 000023
2004508985.tif 000024
2004508985.tif 000025
2004508985.tif 000026
2004508985.tif 000027
2004508985.tif 000028
2004508985.tif 000029
2004508985.tif 000030
2004508985.tif 000031
2004508985.tif 000032
2004508985.tif 000033
2004508985.tif 000034
2004508985.tif 000035
2004508985.tif 000036
2004508985.tif 000037
【国際調査報告】
2004508985.tif 000038
2004508985.tif 000039
2004508985.tif 000040