(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
連続インクジェット・プリンタ用の目詰まり解消式ノズル装置であって、
（ａ）インクの流れを放出することができるオリフィス（４６）を有するノズル（１０、４０）を備え、前記オリフィス（４６）は、前記ノズル（１０、４０）の外に向いた第１の口と、前記ノズル（１０、４０）の中へ向いた第２の口とを有しており、
前記ノズル装置は、さらに、
（ｂ）加圧インク供給源（１８、２０、２６）と、前記ノズルに設けられた入口通路及び出口通路（１２、２８、４２、４４）とを含み、目詰まりを最小限に抑えるために、過剰量のインクを前記オリフィス（４６）に供給し、使用されなかったインクを前記インク供給源に戻して、印刷中に、前記オリフィスの第２の口を横切る連続的なインクの交差流を創り出すための手段を備えており、前記入口通路及び出口通路（１２、２８、４２、４４）は、前記ノズル（１０、４０）の中へ向いた前記オリフィス（４６）の第２の口に向かうように構成されており、前記第２の口に近接した前記ノズル（１０、４０）の中の位置（４８）で連通するようになっており、
前記ノズル装置は、さらに、
（ｃ）印刷の目的のために、インクの所望の部分を前記オリフィスを通して流すために、前記オリフィス（４６）のところで、選択されたインク圧力を維持するための手段（３０）と、
（ｄ）目詰まりが生じた場合に、前記オリフィスの目詰まりを解消させるために、前記オリフィス（４６）のところで、インク圧力を周期的に変化させるように構成された手段（３４、３６）と、
を備えていることを特徴とするノズル装置。
【請求項２】
前記選択されたインク圧力を維持するための手段は、前記出口通路と前記インク供給源との間で回路内に設けられ、印刷中に前記オリフィス（４６）のところで所望のインク圧力を維持する一定流れリストリクタ（３０）を含むことを特徴とする請求項１に記載のノズル装置。
【請求項３】
さらに、目詰まりが生じた場合に、前記インク圧力を周期的に変化させるための手段を始動させ、前記オリフィス（４６）の目詰まりが解消されるまで、前記インク圧力を周期的に変化させるための手段の動作を維持するための手段（３８）を備えていることを特徴とする請求項２に記載のノズル装置。
【請求項４】
前記始動させるための手段（３８）は、出口通路と関連していて、目詰まりによる圧力増加を検出して、前記周期的に変化させるための手段の動作を開始させるための圧力センサを含むことを特徴とする請求項３に記載のノズル装置。
【請求項５】
前記始動させるための手段（３８）は、前記ノズルへのインクの流量を測定し、目詰まりによる前記ノズルへのインクの流量の低下を検出し、かつ、前記インク圧力を周期的に変化させるための手段の動作を開始させるための手段を含むことを特徴とする請求項３に記載のノズル装置。
【請求項６】
前記インク圧力を周期的に変化させる手段は、目詰まり解消弁（３４）と、前記始動させるための手段に応答して、前記弁を周期的に作動させるための制御手段（３６）とを含むことを特徴とする請求項３から５までのうちのいずれか１項に記載のノズル装置。
【請求項７】
前記目詰まり解消弁（３４）は、前記出口通路と前記インク供給源との間に設けられた前記一定流れリストリクタ（３０）を備えた並列回路に設けられ、前記弁（３４）の動作は、前記オリフィス（４６）のところの圧力を減らすことを特徴とする請求項６に記載のノズル装置。
【請求項８】
前記インク圧力を周期的に変化させるための手段が、圧力センサ（３）の出力を閾値と比較し、圧力センサ（３８）の出力が閾値を上回るときに出力信号を発生するための手段（６２）を含むことを特徴とする請求項４に記載のノズル装置。
【請求項９】
さらに、前記目詰まり解消弁（３４）を備えた回路内に設けられ、前記目詰まり解消弁が作動されたときに前記オリフィスのところのインク圧力を低下させるための真空源（２７）を備えていることを特徴とする請求項６に記載のノズル装置。
【請求項１０】
さらに、前記圧力センサ（３８）が、ノズルの目詰まりが解消されたことを表す圧力の減少を検出したときに、前記インク圧力を周期的に変化させるための手段の動作を終了させるための手段（３６）を備えていることを特徴とする請求項４に記載のノズル装置。
【請求項１１】
連続インクジェット式印刷に使用されるノズルの目詰まりを減らし、また、目詰まりを解消する方法であって、オリフィス（４６）が、ノズルの外に向いた第１の口と、ノズルの中へ向いた第２の口とを有しており、
前記方法は、
（ａ）目詰まりを最小限に抑えるために、入口通路（４２）及び出口通路（４４）を介して前記オリフィス（４６）に過剰量のインクを供給して、印刷中に、前記オリフィスの第２の口を横切る連続的なインクの交差流を創り出す段階を含み、前記入口通路及び出口通路（１２、２８、４２、４４）は、前記ノズル（１０、４０）の中へ向いた前記オリフィス（４６）の第２の口に向かうように構成されており、前記第２の口に近接した前記ノズル（１０、４０）の中の位置（４８）で連通するようになっており、
前記方法は、さらに、
（ｂ）通常、前記オリフィス（４６）のところで、選択されたインク圧力を維持して、印刷の目的のために、インクの所望の部分を前記オリフィス（４６）を通して流す段階と、
（ｃ）目詰まりが生じた場合に、目詰まりを解消させるために、前記オリフィス（４６）のところでインク圧力を周期的に変化させる段階と、
を含むことを特徴とする方法。
【発明の詳細な説明】
本発明は、連続インクジェット・プリンタ用の目詰まり解消式ノズル装置に関する。
連続噴流式インクジェット・プリンタは、バー・コード、日付コード、その他の重要な情報を製品に記録する産業上の目的のために使われている。
連続噴流式インクジェット・プリンタは、この技術分野においては周知のものであり、本明細書において詳細に説明するまでもない。
背景技術については、本明細書に援用するディーボルド（Diebold）等の米国特許第4,121,222号を参照。簡単に説明すれば、このタイプのインクジェット・プリンタは、典型的には、圧電装置で刺激してインクの流れを生じさせ、ノズルに形成したオリフィスから放出して個別のインク滴に分解するものである。分解の際、帯電リングまたは類似した装置を用いて選択的にインク滴を帯電させ、記録しようとしている基板又は製品上へそらせるようになっている。全てのインク滴を帯電させるのではなく、使用されなかったインク滴はガターあるいは回収装置に回される。帯電していないインク滴はインク供給源装置に戻され、再利用される。
特に小さいオリフィスを利用して高精度印刷を行うときに、連続噴流式プリンタの目詰まり（クロッギング）が問題となる。目詰まりを減らすために、ノズルをクリーンルーム状態で製作し、粒子あるいは塵埃がノズル、又は、ノズルにインクを送る供給導管内に付着しないようにしている。インク供給装置においては、通常、フィルタを使用してインク内に残留する可能性のある不純物、又は、装置作動中にインクに形成される可能性のある不純物を捕獲するようにしている。それにもかかわらず、目詰まりは多様な理由のために起こる。たとえば、インク滴の帯電プロセスでは、ノズル・オリフィスの近くにインク染料の沈殿を生じさせる可能性がある。時間経過と共に、これらの沈澱物がノズルの目詰まりを生じさせる可能性がある。
ノズルの目詰まりを防止する努力は、この技術においては知られている。特に、たとえば、レチェヘブ（Lecheheb）の米国特許第4,771,297号に開示されているように、入口および出口を有するノズルが使用されてきた。このような装置においては、インクは入口４を通してノズルに供給され、出口５は、通常、閉じていて導管１０／１１内にディスク状のインク溜まりを形成し、インクへの刺激されたエネルギの伝達を容易にしている。目詰まりが生じた場合には、ノズル・オリフィス１７の目詰まりを解消するために、印刷は中断される。オリフィス１７は、バヨネット取り付けによって突出部２０に取り付けた着脱可能なキャップ３に形成される。目詰まりは、キャップを取り外し、必要に応じて出口または抽気ポート５を使用してインクをフラッシュすることによって手動で取り除く。これは、デュアルポート・ノズルの出口を真空又は大気圧に接続し、交互にオリフィスを通して空気を吸ったり、オリフィスの口を横切ってインクを通したりして堆積物あるいは目詰まり原因物質を除去することによって行われる。目詰まり解消のために印刷を中断しなければならないこの作業は、適切な短い間隔で行うのが望ましい。
関連技術、すなわち、インクジェット・アレイ印刷では、マッカン（McCann）の米国特許第4,591,873号に例示されているように、２つのポートを使用することも公知である。アレイを横切る流れが、アレイのためにインク溜まりを生じさせ、それを維持するのために必要である。加えて、インクをオリフィス内で片側から反対側へ、すなわち、インク・キャビティから外部へ、そして戻すというように交互に押圧することは公知である（マッカン（McCann）の米国特許第4,591,873号、第６欄、第１３〜３４行参照）。しかしながら、印刷作業を開始させること以外に、目詰まり解消をどのように検出するのかは、まったく教示されていない。この技術は、垂れ落ち問題の増大、したがって、インク供給量の増大のために、シングル連続ジェット技術では使用されていない。
したがって、本発明の目的は、交差流ノズルを設け、連続噴流式インクジェット・プリンタのための改良した目詰まり解消装置を提供することにある。特に、オリフィスの目詰まりの可能性を減らすと共に、目詰まりが生じたとには、それを検出し、解消させ、そして、プリンタを最適な時間内に通常の動作に戻す目詰まり解消装置を得ることが望ましい。
本発明の他の目的は、非常に信頼性が高く、ほとんど目詰まりがなく、すなわち目詰まりを原因とする停機時間のない動作時間を拡大できる上記タイプの装置を提供することにある。
本発明の他の目的は、インクジェット・プリントヘッド・オリフィスの閉塞を検出して目詰まり解消動作を開始し、閉塞の解消を検出することができる目詰まり解消装置を提供することにある。
本発明の更なる目的は、本発明の目詰まり解消装置と共に用いるのに適しているタイプのインクジェット・ノズルを提供することにある。
本発明の第１の観点によれば、連続インクジェット・プリンタ用の目詰まり解消式ノズル装置であって、
（ａ）インクの流れを放出することができるオリフィス（４６）を有するノズル（１０、４０）を備え、前記オリフィス（４６）は、前記ノズル（１０、４０）の外に向いた第１の口と、前記ノズル（１０、４０）の中へ向いた第２の口とを有しており、
前記ノズル装置は、さらに、
（ｂ）加圧インク供給源（１８、２０、２６）と、前記ノズルに設けられた入口通路及び出口通路（１２、２８、４２、４４）とを含み、目詰まりを最小限に抑えるために、過剰量のインクを前記オリフィス（４６）に供給し、使用されなかったインクを前記インク供給源に戻して、印刷中に、前記オリフィスの第２の口を横切る連続的なインクの交差流を創り出すための手段を備えており、前記入口通路及び出口通路（１２、２８、４２、４４）は、前記ノズル（１０、４０）の中へ向いた前記オリフィス（４６）の第２の口に向かうように構成されており、前記第２の口に近接した前記ノズル（１０、４０）の中の位置（４８）で連通するようになっており、
前記ノズル装置は、さらに、
（ｃ）印刷の目的のために、インクの所望の部分を前記オリフィスを通して流すために、前記オリフィス（４６）のところで、選択されたインク圧力を維持するための手段（３０）と、
（ｄ）目詰まりが生じた場合に、前記オリフィスの目詰まりを解消させるために、前記オリフィス（４６）のところで、インク圧力を周期的に変化させるように構成された手段とを備えていることを特徴とするノズル装置を得ることができる。
本発明の第２の観点によれば、連続インクジェット式印刷に使用されるノズルの目詰まりを減らし、また、目詰まりを解消する方法であって、オリフィス（４６）が、ノズルの外に向いた第１の口と、ノズルの中へ向いた第２の口とを有しており、
前記方法は、さらに、
（ａ）目詰まりを最小限に抑えるために、入口通路（４２）及び出口通路（４４）を介して前記オリフィス（４６）に過剰量のインクを供給して、印刷中に、前記オリフィスの第２の口を横切る連続的なインクの交差流を創り出す段階を含み、前記入口通路及び出口通路（１２、２８、４２、４４）は、前記ノズル（１０、４０）の中へ向いた前記オリフィス（４６）の第２の口に向かうように構成されており、前記第２の口に近接した前記ノズル（１０、４０）の中の位置（４８）で連通するようになっており、
前記方法は、さらに、
（ｂ）通常、前記オリフィス（４６）のところで、選択されたインク圧力を維持して、印刷の目的のために、インクの所望の部分を前記オリフィス（４６）を通して流す段階と、
（ｃ）目詰まりが生じた場合に、目詰まりを解消させるために、前記オリフィス（４６）のところでインク圧力を周期的に変化させる段階と、
を含むことを特徴とする方法を得ることができる。
以下、添付図面を参照しながら本発明を具体例によって説明する。添付図面において、
第１図は、本発明の目詰まり解消装置をブロック図の形式で示す。
第１ａ図は、目詰まり解消コントローラの機能的構成要素を示。
第２ａ図は、本発明で使用するのに適したデュアルポート交差流ノズルを示す。
第２ｂ図は、デュアルポート交差流ノズルの第２の実施の形態を示す。
第２ｃ図は交差流ノズルの第３の好ましい実施の形態を示す。
第３ａ図及び第３ｂ図は、第１作動モードに従う目詰まり解消装置の動作を説明するための波形を含んでいる。
第４ａ図及び第４ｂ図は、本発明の第２の、好ましいモードの動作を理解する際に役立つ波形を含む。
第５図は、ノズルの目詰まりを解消したときの装置の動作およびそこでの変化を示している時間に対する電圧の波形を示す。
第６図は、インクと直接接触して置かれた圧力トランスジューサの発生する波形を示す。
冒頭で指摘したように、オリフィスの目詰まり解消の目的でデュアルポート（二重ポート）をプリント・ヘッドに設けることは、従来技術において公知である。しかしながら、従来技術においては、目詰まりの解消の手順は、プリンタをシャットダウンした後、オフラインで行われていた。本発明によれば、第１のポートを通してインクがノズルに送られるデュアルポート・ノズルを使用する。送られたインクの一部は、ノズル・オリフィスを通して強制的に送られて、インク滴印刷のためのインクの流れを形成する。インクの残りの部分はオリフィスの口を横切る「交差流」の目的のために使用され、堆積物を追い出した状態にオリフィスを保つ。オリフィスの口を横切るこの連続的なインクの流れは、プリンタの通常の使用中にオリフィスが目詰まりする可能性を低下させる。
従来技術と違って、本発明によれば、目詰まりしたノズルの検出と、目詰まり解消の検出と、最適期間内でのプリンタの正常動作への復帰とが可能である。目詰まり解消が検出されるとすぐに正常動作が再開する。その結果、クリーンルーム組立技術の使用の必要性が少なくなるので、本発明のための製造プロセスが単純化され、コスト低減となる。
本発明によれば、周波数変調式の目詰まり解消装置を使用して、オリフィスを閉塞する粒子を簡単に除去することができる。さらに、オリフィスの口のところにインクの交差流があるため、正常のプリンタ動作中に目詰まりが生じる機会が少なくなる。ノズルの閉塞が起きた場合、それを検出して、容易に除去することができる。ノズルを通すためにノズルの分解も修理も不要であり、目詰まりのままプリンタを動作に復帰させることもないし、装置内のインクを清掃用流体、溶剤そのたの外部物質によって希釈することもない。
第１図を参照すると、本発明のブロック図を示す。ノズル１０は供給管路１２を介して連続的にインクの供給を受ける。供給管路１２内には、フィルタ１４およびインク・オン／オフ弁１６が配置されている。インクは、この技術分野で普通に使用されるタイプのインク・コントローラ２０の動作の下に、加圧インク・シリンダ１８から供給管路１２に送られる。たとえば、アーウェイ（Arway）等の米国特許第4,555,712号を参照。この米国特許をここに援用する。ノズル１０に達したインクの部分は、２５〜８０ミクロンのオーダーの開口部を有する宝石オリフィスを通して放出される。放出されたインク滴の若干量が帯電され、記録しようとしている製品または基板（サブストレート）に向かってそらされる。帯電していないインク滴はインク・キャッチャ２２に流れ、このインク・キャッチャが管路２４を経由してインクをインクリザーバ（インク溜め）２６に戻す。インクは、真空源２７からインクリザーバに加えられた真空によって戻される。
本発明によれば、ノズル１０はデュアルポート・ノズルであり、ノズル・オリフィスから放出されるよりも多い量のインクが管路１２を介してノズルを通過するようになっている。インクの残りの部分は、第２のもどり管路２８を介してインクリザーバ２６に戻される。管路２８は、一定流れリストリクタ３０および管路３２を介してリザーバ２６に戻りインクを運ぶ。一定流れリストリクタ３０を備えた並列回路には、ソレノイド作動式目詰まり解消弁３４があり、この目詰まり解消弁３４が開いたときに、インクを管路２８から管路３２に流せるようになっている。目詰まり解消弁３４の動作は自動目詰まり解消コントローラ３６の制御の下にある。コントローラ３６は、設定圧力と、圧力センサ３８によって測定されるような管路２８内の圧力とを比較するフィードバックタイプのコントローラである。センサ３８によって検出された圧力（絶対圧力又は圧力差）が閾値を上回るとき（ノズル・オリフィスが目詰まりしているか、あるいは、目詰まりしそうなことを示している）、目詰まり解消弁３４が上記の方法で作動し、目詰まりを除く。目詰まり解消状態が検出された後、プリンタは作動状態に戻される。
第１ａ図を参照すると、目詰まり解消式コントローラ３６のブロック図を示す。好ましくは、このコントローラはマイクロプロセッサ６０を含むマイクロプロセッサベースのシステムである。プロセツサへの１つの入力は、管路２８における圧力を表わすような圧力センサ３８の発生する電圧を閾値電圧と比較する普通のタイプの閾値回路６２からのものである。センサからの電圧が閾値電圧を上回るとき、信号がマイクロプロセッサに送られ、ノズル１０のオリフィスにおける目詰まりの存在を示す。これによって、順次に、プロセッサがドライバ回路６４を作動させ、目詰まり解消弁３４を作動させる。先に指摘したように、正常な印刷中、ノズル出口は一定流れリストリクタ３０によって絞られていて、オリフィスのところに適切なインク圧力を生じさせることにより、印刷の目的のためにインクの流れがオリフィスから放出される。目詰まり解消プロセスが起動したとき、目詰まり解消弁３４の動作によって、かなりの圧力の低下がノズルで起こる。これは、流体が目詰まり解消弁３４と一定流れリストリクタ３０の両方を通過するからである。後述するように、コントローラ３６は、目詰まり解消プロセス中、圧力レベルをモニターする。圧力が第２閾値より下に低下するとすぐに、コントローラは目詰まり解消プロセスを終了する。
第２ａ図を参照すると、本発明で使用するのに適したノズルの横断面立面図を示す。ノズル４０は、セルコン（Celcon）のような適当な材料のブロックから形成される。インク入口ポート４２が設けられ、また、インク出口ポート４４も設けられている。入口ポートは出口ポートおよび第２ａ図に４８で示す位置でブロックの内部に設けた印刷オリフィス４６とに連通する。位置４８のところでの矢印の相対寸法によって示すように、かなりの量のインクがポート４２を通って流れる。インクの一部はオリフィス４６を通して放出されて、印刷の目的のためのインクの流れを形成する。残りのインクは出口４４を通り、管路２８を経て第１図のインクリザーバ２６に戻る。オリフィスから放出されたインクの流れは、圧電装置からの励起エネルギによりインク滴に分解する。この圧電装置は、開口部５０内でブロックに取り付けられ、この技術分野では周知の方法で作動させられる。オリフィス４６の寸法は、その中に設置された宝石の開口直径によって制御される。典型的には、これらの宝石は、２５〜８０ミクロンの範囲にある孔を有し、３６ミクロンおよび６６ミクロンが普通の寸法である。
第２ｂ図は、本発明で使用するのに適したノズルの第２のバージョンを示している。第２ｂ図の実施の形態の利点は、入口ポート及び出口ポートの矩形配置により可能となる全ノズル寸法の減少にあり、これは、現存のプリンタ装置で使用できるように改造するのに、より適したものである。
本発明のデュアルポート式ノズルにより、印刷中にオリフィスの口（第２ａ図および第２ｂ図の位置４８）を横切って一定のインクの流れが可能となる。この交差流は、主に、目詰まりが生じる可能性がある、その領域に粒子が堆積するのを防止する。所望ならば、ノズルを非常に小型にすることができる。これは、励起の目的のために平板タイプの圧電結晶を使用することによって容易になる。結晶は、ノズルの背面に形成したスロット５０に位置決めされ、組み立てが容易になる。第２ｃ図は、現在のところ好適な第３のノズルを示す。ＰＺＴ結晶５０は、オリフィスの近くに位置し、入口通路４２に沿って配置される。これは、インクの流れにインク滴形成用エネルギを、より効果的に伝え、より良い印刷能力を発揮させる。
ノズル１０の出口は管路２８に連結され、一定流れリストリクタ３０と目詰まり解消弁３４の並列組み合わせを生じさせている。一定流れリストリクタ３０の目的は、印刷時にオリフィスのところに適正なインク圧力を生じさせることにある。通常の印刷中、インクは目詰まり解消弁３４を通らない。しかしながら、目詰まり解消プロセスが開始したときに、インクは目詰まり解消弁３４ならびに一定流れリストクタ３０を通る。これまで説明した装置の動作を例証するために、２つの実施例を以下に説明する。
実施例１
オリフィスの寸法：６６ミクロン
入口ポートの流量：１０ｍｌ／分
オリフィスの流量：５ｍｌ／分
出口の流量：５ｍｌ／分
実施例２
オリフィスの寸法：３６ミクロン
入口ポートの流量：４ｍｌ／分
オリフィス：１ｍｌ／分
出口：３ｍｌ／分
両方の実施例でわかるように、ノズルに流入するインクのかなりの部分（少なくとも半分）が連続交差フラッシングの目的のために使用されて、目詰まりの可能性を減らし、それによって、目詰まりから目詰まりまでの間の平均の時間をかなり延ばすことができる。
第３ａ図および第３ｂ図を参照すると、本発明による第１の目詰まり解消作動モードを示す。第３ａ図および第３ｂ図に示すモードは、ここでは、「順方向」目詰まり解消モードと呼ぶ。第４ａ図、第４ｂ図に示す第２のモードは「逆方向」目詰まり解消モードと呼ぶ。通常のプリンタ動作中、供給導管１２内のインク圧力は、典型的には、６６ミクロンのオリフィスの場合、約２７5.８〜約３１0.３ｋＰａ（４０〜４５ｐｓｉ）の範囲にある。３６ミクロンのオリフィスの場合、典型的な圧力は、約１７２．４〜約２０６．８ｋＰａ（２５〜３０ｐｓｉ）の範囲にある。順方向の目詰まり解消プロセス中、インク・スイッチ１６（第１図）はオンのままであり、従って、インクはノズルを通って流れる。目詰まりがセンサ３８によって検出されると、目詰まり解消弁３４が作動し、かなり圧力を低下させ、オリフィスの口を通って流れるインクの流量が増やす。すなわち、オリフィス口を通る流量が、通常の印刷動作中よりもかなり大きくなる。流量の増加と同時に、オリフィスを通る流れの流量が著しく低下する。これは、オリフィスのところに部分的な吸引力を生じさせ、オリフィス内の空気を吸い出し、目詰まりの原因である粒子を除去しようとする。これらの粒子は、オリフィスを通って流れるインクの流れによって洗い流され、インクリザーバに戻される。そこで、粒子はフィルタ１４によって最終的に捕えられる。
特に、第３ａ図、第３ｂ図を参照すると、ここでわかるように、好ましくは、マイクロプロセッサ６０が、スイッチオンしてからスイッチオフとするパルス化モードで目詰まり解消弁３４を作動させる。第３ａ図には、目詰まり解消弁がオンにされてから次いでオフにされるときの装置（Ｐ8）の公称作動圧力が時間経過と共に変化する状態が示してある。オンとなる毎に、オリフィス圧力は、ノズル１０のオリフィスのところで測定してほとんどゼロまで急速に低下する。したがって、不充分な圧力がオリフィスを通してインクを送ろうとし、事実、背圧がわずかである可能性がある。第３ｂ図に示すように、オリフィスを通るインクの流量は圧力低下に密接に一致し、ゼロに達してから目詰まり解消弁が閉じたときに上昇する。この振動作用は、それが目詰まりを除去することを保証するので重要である。閉塞解除作用を最大限とするためには、弁の動作を切替える周波数は、ブロックの領域における流体振動の振幅を最大にするように選ばれなければならない。好ましい周波数は、使われるノズルのタイプ、インク及び導管のタイプおよびオリフィスの直径によって変化する。幸いにも、好ましい頻度は、経験的な手段によって、過度な実験なしに簡単に決定することができる。典型的には、この周波数は約１〜１０ヘルツの範囲である。あるいは、変形例として、可変周波数を使用して好ましい範囲を「掃引」し、それによって、目詰まり解消サイクルの少なくとも或る部分を特に確実に効果的とすることも可能である。この掃引作用は、インクの欠陥、製造ばらつき、種々の粒子寸法、形状を補正して急速な目詰まり除去を確保するので、好ましい。
第４ａ図、第４ｂ図を参照すると、第２の好ましい目詰まり解消モードを示す。このモード（逆方向目詰まり解消モードと呼ぶ）は、開始時にインク・スイッチ１６をシャットオフするという点で異なる。したがって、スイッチ１６とノズル１０の間で管路１２内に捕らえられた少量のインクのみがノズルを通して吸引され、リザーバ２６に戻される。この逆方向モードにおいては、パルス化された負圧がノズル１０のオリフィスに加えられてオリフィス内のいかなる堆積粒子も吸い出す。第１図に示すように、負圧は、真空源７０からの真空の結果として創り出される。
逆方向モードが順方向モードよりもノズルの目詰まりを解消するのにより効果的であるが、両方とも本発明の目的を満足に達成することができることはわかっている。作動中、センサ３８が目詰まりを検出したとき、逆方向の目詰まり解消モードが開始される。インク・スイッチ１６がシャットオフされてシリンダ１８からのインクの流れを停止させる。次に、コントローラ３６が目詰まり解消弁３４を開いてインクリザーバ２６を介して戻り通路２８を真空源２７に連結する。これは、管路１２、２８、３２およびノズル１０内にまだ残っているインクの供給分を急速に吸い出してリザーバに戻す。その後、真空がオリフィス４６を通して空気を吸い込み始める。コントローラが目詰まり解消弁を閉じたとき、短い作動期間後、残留圧力がオリフィスを通してインクを押し戻す。先の実施の形態と同様に、このサイクルは一定周波数（たとえば、５ヘルツ）あるいは可変周波数で繰り返され、オリフィスに支障がないことを圧力センサ３８が検出するまで、好ましい範囲を掃引する。
第４ａ図、第４ｂ図を参照すると、インク・スイッチ１６を閉じると、オリフィスのところの圧力が急速に負の値へ移行し、空気の流れをオリフィスに移動させ始める。目詰まり解消弁が閉じると、インクは再びノズルを通して流れ始めるが、サイクルの反復毎に、徐々にインクの流れが少なくなって行く。この現象は、プリンタが正常に作動する約１７2.４〜約３１0.３ｋＰａ（２５〜４５ｐｓｉ）まで加圧されたときに、インク供給導管１２が、その全長にわたってやや膨張する可撓性の管路であるという事実を認識することによって理解することができる。こうして、スイッチ１６が閉じた後でさえ、管路１２内に残留インク圧力があり、これは、目詰まり解消弁が閉じたときのサイクル部分でオリフィスを通してインクを押圧するのに利用することができる。第４ｂ図は、目詰まり解消弁の周期的な動作の結果として、オリフィスを通して空気およびインクの前後の移動を示している。その結果、目詰まりを確実に解消できる充分な力を与える。
第５図（Ａ〜Ｄ）図を参照すると、逆方向モードの目詰まり解消動作の効果を示す。第５図は３６ミクロン・ノズルについて行ったプロットである。頂部の波形１００は、マイクロプロセッサによって第１Ａ図のドライバ６４に供給されて目詰まり解消弁３４を作動させる弁制御信号である。この波形は、５ヘルツの周波数を有し、７０パーセントのデューティサイクルを有する。第２の波形１０２は、逆方向目詰まり解消動作モードにおいて圧力センサ３８によって測定した反応を示している。ここでわかるように、弁がスイッチオンとされる毎に、負圧がセンサのところに生じる。波形１０４においては、プロセスが継続し、コントローラが圧力振幅をモニターして、圧力が閾値より低い値に低下したときに、目詰まり解消が成功したことを指示することがわかる。最後に、波形１０６のところで、ノズルの目詰まりが解消したことを示す、ほぼ平らな曲線が得られる。目詰まり解消の閾値を１０７で示す。圧力が目詰まり解消閾値１０７よりも低いことを示す信号をセンサ３８から受け取ると、マイクロプロセッサ６０は目詰まり解消作動モードを終了し、印刷の即時再開を可能とする。
第５Ｄ図に示すように、目詰まりおよび目詰まり解消の両方を圧力トランスジューサで検出するのが好ましい。この場合、圧力センサが交差流ノズルからリザーバまでインクを運び戻す可撓性チューブの外面に位置する。したがって、目詰まり状態を示すのに充分なインク戻り管路における圧力が検出されたとき、目詰まり解消サイクルが開始される。目詰まり解消サイクルが進行するにつれて、コントローラは絶対値が第２の閾値（第５Ｄ図に示す閾値１０７）よりも低い値に低下するまで圧力信号をモニターする。圧力がこの閾値より低い圧力に低下したとき、それは、目詰まりが解消されてしまい、目詰まり解消サイクルが終わってもよいことを示す。その後、プリンタが急速に作動再開する。
第６図を参照すると、異なるタイプの圧力トランスジューサの出力を表す波形を示す。このトランスジューサはインクと直接接触して配置される。図示の波形は、目詰まり解消動作が進行するにつれて、ポイントＡのところに小さい変曲点が現れるまでかなりの圧力低下があることを示している。ポイントＡのところの変曲点はノズルの目詰まり解消を表しており、それを信号として検出し、目詰まり解消動作を終了させ、プリンタを通常の動作に戻すのに使用することができる。第６図に示すグラフにおいて、目詰まり解消装置は一定周波数で作動しているが、可変周波数を使用してもよい。
要約すると、使用した圧力トランスジューサのタイプに応じて、閾値レベル、たとえば、第５Ｄ図に示すレベル１０７を用いて目詰まり解消状態を検出してもよいし、あるいは、圧力トランスジューサをインクと直接接触させて使用する場合に、第６図の変曲点Ａを用いて目詰まり解消状態を知らせてもよい。使用するトランスジューサおよび方法のタイプとは無関係に、目詰まり解消が検出されたとき、目詰まり解消作業を終了し、プリンタを通常動作に急速に戻す。
圧力センサ（たとえば、第１図におけるセンサ３８）によって目詰まり状態を検出するのが好ましいけれども、他の方法で行うのが望ましい環境もある。たとえば、本発明を適用できる或る種の既存のインクジェット印刷設備においては、圧力の小さいな増加だけで目詰まりを検出することは難しい。このような状況においては、他の手段、たとえば、位相合せの誤り、高電圧の誤り、又は、「信号がない」という誤りが生じたことを決定するような手段によってノズル目詰まりを検出することが可能である。これはノズルからのインクの流れの光学的検出を含んでいてもよい。加えて、流量時間測定値をノズル目詰まりのインジケータとして使うことができる。この技術分野では周知のように、たとえば、前記のアーウェイ（Arway）の米国特許第4,555,712号に開示されているように、インクリザーバ２６からノズル１０へのインクの流動時間を測定してもよい。
第１図に示してある装置の場合、以下の表に示すように、ノズル目詰まりを検出するのに流量時間情報をシステム・コントローラが使用できる。この表に示すように、通常の印刷動作中、流量時間は、オリフィスのところで4.５ｍｌ／分の流量の場合に３３秒のオーダーである。目詰まりの場合には、流量時間は、オリフィスのところでの流量がゼロあるいはその近くにまで低下したときに、約６１秒に劇的に（ほとんど、２倍に）変化する。この装置が流量時間測定値を使用する場合、圧力センサ３８を省略し、目詰まり解消弁３４を、流量時間または他の前述の欠陥指標の関数としてコントローラ３６で作動させてもよい。
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前記の説明からわかるように、本発明は基板（サブストレート）に対象物（オブジェクト）を記録するのに使用される連続噴流式インクジェット・プリンタに関するものである。本発明の目詰まり解消装置は、目詰まりを検出したときにはいつでも目詰まりを解消することによって、プリンタのほぼ連続的な動作を可能とする。ここでは、プリンタをオフラインにし、ノズルを分解する必要はまったくない。その代わりに、目詰まりが検出されたとき、目詰まり解消サイクルが自動的に開始されて、目詰まりを正確に除去し、通常は１０秒未満で装置を印刷モードに戻すことができる。
【図１】
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【図１Ａ】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図２Ｃ】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５】
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【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
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【図５Ｄ】
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【図６】
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