(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
スナウト機構を有する流体吐出装置用のキャッピング装置において、
剛体を有するキャップと、
前記剛体によって画成されたキャビティの内周を取り囲むように配置され、前記流体吐出装置の前記スナウト機構の側部を弾性的に受け取ることによって前記流体吐出装置の密封を行うグランドシールと、を備え、
前記グランドシールは、前記シールの前記側部と接触する縁部に組み込まれたノッチ状チャネルを有し、キャッピング中に前記スナウト機構の下方に閉じ込められた容積から空気圧を放出できるようにしたことを特徴とするキャッピング装置。
【請求項２】
スナウト機構を有する流体吐出装置用のキャッピング装置において、
剛体を有するキャップと、
前記剛体によって画成されたキャビティの内周を取り囲むように配置され、前記流体吐出装置の前記スナウト機構の側部を弾性的に受け取ることによって前記流体吐出装置の密封を行うグランドシールと、を備え、
前記グランドシールは、前記流体吐出装置の前記スナウト機構の側部を弾性的に受け取るためのノッチ付き弾性傾斜シールであることを特徴とするキャッピング装置。
【請求項３】
前記ノッチは、キャッピング中の空気圧増加に対処するために、垂直面に配置されていることを特徴とする請求項２記載のキャッピング装置。
【請求項４】
スナウト機構を有する流体吐出装置のキャッピング方法において、
キャップ機構の剛体のキャビティの内周上にグランドシールとしてエラストマーを形成するステップと、
前記スナウト機構の側部を前記キャビティの内周を取り囲むように配置された前記グランドシールで弾性的に受け取るステップと、
前記グランドシールで面外密封を行うステップと、
前記グランドシールの、前記側部と接触する縁部に組み込んで前記グランドシールに設けられたノッチ状チャネルを通して、キャッピング中に前記スナウト機構の下方に閉じ込められた容積から空気圧を放出するステップと、
を備えることを特徴とする方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明の１つの実施形態は、包括的にはインクジェット印刷機構に、特にインクジェットキャッピング作業部(capping stations)で使用できるキャッピング装置および方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
インクジェット印刷ヘッドアセンブリのクリーニングおよび保護は、プリンタまたはプロッタなどのインクジェット印刷機構の適当なメンテナンスにかかわる重要な側面である。一般的に、インクジェット印刷機構は、インクジェット印刷ヘッドアセンブリのクリーニングおよび保護用にプリンタシャシ内に取り付けられた整備作業部機構(service station mechanism)を備えている。作動の際に、印刷ヘッドアセンブリを作業部全体にわたって移動させることによって、一定の予め定められたメンテナンス作業を実施することができる。
【０００３】
一般的に、キャッピング作業部が整備作業部に設けられており、保管または印刷非実行期間(non-printing periods)中に使用される。すなわち、キャッピング装置は、実質的に印刷ヘッドアセンブリのノズルを封止して汚染物が入らないようにすると共に、印刷ヘッドアセンブリ内でのインクの乾燥を防止するように構成されている。多くのキャッピング作業部は、気密封止を行うために、印刷ヘッドアセンブリに押しつけられる弾性キャップを使用している。
【０００４】
しかし、現在のキャップ構造は、印刷ヘッドアセンブリのオリフィス板の平面に過大な面積を必要とする。したがって、印刷ヘッドアセンブリの、インク吐出素子を備えた基板などの一定の構成部材を、キャッピングシール用の面積が小さいか、必要なかった場合より大きくする必要がある。したがって、シリコンなどの基板材料のコストは大きさに伴って増加するので、現在のキャッピング作業部で使用されている不必要なシール面積が、印刷ヘッドアセンブリの製造コストを増加させる可能性がある。
【０００５】
また、現在のキャッピング作業部は一般的に、印刷ヘッドアセンブリのノズルの周囲が密封されるまで、キャップを印刷ヘッドアセンブリのオリフィス板に密着状に押しつける。インクの蒸発を抑えるために、この密着封止が使用される。しかし、密着封止には一般的に比較的大きい力が必要であり、そのために印刷ヘッドアセンブリがそれぞれの基準面から離脱し、それによって印刷ヘッドアセンブリのアラインメントが変化する可能性がある。したがって、現在のキャッピング作業部に関する上記問題に加えて、それらはキャップ力の変動に敏感ではない(they are also not sensitive to variations in cap force)。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、スナウト機構を有する流体吐出装置用のキャッピング装置を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、１つの実施形態として、スナウト機構を有する流体吐出装置用であって、剛体を有するキャップと、剛体によって画成されたキャビティの内周を取り囲むように配置されて、流体吐出装置のスナウト機構の側部を弾性的に受け取ることによって流体吐出装置の密封を行うグランドシールとを備え、このグランドシールが、シールの側部と接触する縁部に組み込まれたノッチ状チャネルを有し、キャッピング中にスナウト機構の下方に閉じ込められた容積から空気圧を放出できるようにしたキャッピング装置を提供している。
【０００８】
本発明は、好適な実施形態を示す以下の説明および図面を参照すれば、さらに十分に理解されるであろう。他の特徴および利点は、例示として本発明の原理を説明する添付図面と組み合わせた好適な実施形態の以下の詳細な説明から明らかになるであろう。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明の以下の説明で、その一部を形成する添付図面を参照し、図面には、説明のために、本発明を実施する特定例が示されている。他の実施形態を使用することができ、また、添付の請求項によって定義される本発明の範囲から逸脱することなく、構造変化を加えることができることを理解されたい。
【００１０】
全体的概要
図１は、１つの実施形態の印刷システム全体のブロック図を示している。印刷システムは、入力データ１０８と、印刷ヘッド本体１１１を有する印刷ヘッドアセンブリ１１０と、インク供給源１１２（印刷ヘッドアセンブリ１１０から遠隔位置に設けても、それと一体化することもできるので、点線で示す）、印刷媒体１１４と、キャッピング装置１１６とを備えている。印刷ヘッド本体は、離脱可能にキャッピング装置１１６に連結されるスナウト機構１１８も備えている。
【００１１】
印刷作業中、インクがインク供給源１１２から印刷ヘッド本体１１１の内部（インクタンクなど）へ送られる。印刷ヘッド本体１１１の内部は、インクをインクチャネルおよび室１２０を通してノズル部材１２２に供給する。すなわち、インクヘッドアセンブリ１１０は、プロセッサ（図示せず）からコマンドおよび入力データ１０８を受け取って、インクを印刷して印刷媒体（１１４）上にテキストおよび像を生じる所望パターンを形成する。
【００１２】
印刷ヘッドアセンブリが印刷中でない時、スナウト機構１１８はキャッピング装置１１６に固定的に連結される。キャッピング装置は、剛体を有するキャップ１２８と、剛体のキャビティの内周を取り囲むように配置されて、印刷ヘッドアセンブリのスナウト機構の側部を弾性的に受け取ることによって印刷ヘッドアセンブリを面外密封する被せ成形(overmolded)グランドシール１３０（図４を参照しながら詳細に後述する）とを備えている。グランドシールの断面は、好ましくは円形であって、スナウト機構１１８とはめ合わされる。このはめ合わせによって、スナウト機構１１８の各側に直交するシール力が生じる。この構造では、シール力が互いに対向し、したがって、スナウト機構１１８をキャッピング装置１１６とはめ合わせるために使用されるキャッピング力を減少させるため、印刷ヘッドアセンブリ１１０をそれぞれの基準面から離脱させようとしないであろう。また、このキャッピング装置１１６によって、小型で、したがってコスト効率のよいシリコン印刷ヘッドが可能になる。さらに、このキャッピング装置１１６は、ノズルオリフィス板と接触して密封する補助的な、すなわち「面内」キャッピング面を必要としない。
【００１３】
キャッピング装置はまた、変更例として、幾つかの他の機械的機構１３２を備えることができる。すなわち、それは、シール力の調節を高めるために、水平面にノッチを設けた傾斜シール（図５および図６を参照しながら詳細に後述する）を備えることができる。これはまた、インク路からの垂れ落ちによる汚染の可能性も低減させる。キャッピング処理中または環境条件の変化時の空気圧増加に対処するために、傾斜シールは垂直面にノッチを付けることもできる。これらの機械的機構は、キャップ付け時のシールを維持しながら、キャッピング力を制御する。均一なシールがインクの蒸発を防止し、半径方向に作用する力が、より均一なシールを容易にする。
【００１４】
印刷システムの例
図２は、本発明の実施形態を組み込んだインクジェット印刷機構、ここでは高速プリンタの１つの実施形態であって、説明のためだけに示されている。一般的に、プリンタ２００は、図１の印刷ヘッドアセンブリ１１０を組み込むことができ、さらに、印刷媒体を保持するためのトレイ２２２を含む。印刷作業を開始すると、紙などの印刷媒体が、好ましくは用紙フィーダ２２６を使用してトレイ２２２からプリンタ２００に送り込まれる。用紙はＵ字形に旋回した後、逆方向に出口トレイ２２８に向かって移動する。直線的紙経路などの他の紙経路も使用することができる。
【００１５】
用紙は、印刷ゾーン２３０内で停止し、１つまたは複数の印刷ヘッドアセンブリ２３６を支持しているスキャニングキャリッジ２３４が、用紙を横方向に走査して、それにインクスウォースを印刷する。１回または複数回の走査の後、たとえば、ステップモータまたは送りローラを使用して、用紙を段階的に印刷ゾーン２３０内の次の位置へ移動させる。キャリッジ２３４が再び用紙を走査して、次のインクを印刷する。像全体が用紙に印刷されるまで、処理を繰り返して、それが印刷された時点で、用紙が出口トレイ２２８へ排出される。
【００１６】
印刷ヘッドアセンブリ(print assemblies)２３６は、スキャニングキャリッジ２３４に着脱式に取り付けることも、永久的に取り付けることもできる。また、印刷ヘッドアセンブリ２３６は、図１のインク供給源１１２のような自蔵インクタンクを有することができる。あるいは、各印刷カートリッジ２３６をたわみ管路２４０で、図１のインク供給源１１２として機能する複数の固定式または着脱式インク容器２４２の１つに流体接続することができる。
【００１７】
図３は、説明のためだけに、インクジェット印刷カートリッジ（図１の印刷ヘッドアセンブリ１１０の一例）の斜視図を示す１つの実施形態であるが、当面の個々の実施に応じて、他の印刷ヘッドおよびプリンタ構造を使用してもよい。
【００１８】
図１および図２を図３と共に参照すると、印刷ヘッドアセンブリ１１０は、スナウト機構１１８にノズル部材１２２を配置した印刷ヘッド本体１１１からなる。印刷ヘッドアセンブリ１１０はフレキシブル回路３２０を有し、これは、カバー層３２２によって印刷ヘッドアセンブリ１１０に接合させた、一般的にテープオートメーテッドボンディング（ＴＡＢ）回路と呼ばれる可撓性材料にすることができる。フレキシブル回路３２０は、図２のキャリッジ２３４上の電極（図示せず）と整合して電気接続する相互接続接点パッドを備えた相互接続領域３２４も備えている。図示の印刷ヘッドアセンブリ１１０は、印刷ヘッド面を形成するオリフィス板３２５を末端に有するスナウト機構１１８を有する。
【００１９】
フレキシブル回路３２０内の回路は好ましくは、複数のオリフィスまたはノズル３２６に対応したインク吐出素子（図示せず）の発射を制御する電気信号を介して通信するデジタル回路を備えている。ノズル３２６は、インク滴の生成を行うために、レーザーアブレーションなどによってオリフィス板３２５に貫設されている。サーマルインクジェット印刷ヘッドの図示の実施形態では、１つまたは複数の抵抗器が電圧印加されることによって、印刷ヘッド内のインクが泡を生成し、それが対応のノズルを通ってはじける。圧電印刷ヘッドなどの他のインクジェット印刷ヘッド技法を用いてもよい。
【００２０】
構成部材の詳細
図４は、説明のためだけでに、グランドシールおよびスナウト機構１１８がキャッピング装置１１６に係合した状態にあるキャッピング機構の側部断面図を示す１つの実施形態である。キャッピング装置１１６は、好ましくは従来型射出成形技法で製造されて内部機構４１２に連結された剛体４１０を有する。内部機構４１２は、（シール１３０と同様の）グランドシール４１４を有する。好ましくは、内部機構４１２およびグランドシール４１４を被せ成形して、剛体の内壁上およびその内部に軟質弾性機構を形成する。被せ成形機構の軟度の好適な範囲は、ショアＡ硬度計尺度で３０〜８０、さらに好適な範囲はショアＡ尺度で５０〜７０(50-7-)である。
【００２１】
あるいは、グランドシール４１４は、内壁４１０に接着された別体の軟質弾性機構にすることもできる。グランドシール４１４は、剛体４１０の内周を取り囲むように延在する円形断面を有する。グランドシール４１４の全体形状は好ましくは、スナウト機構１１８の形状に一致している。グランドシール４１４は、楕円形、卵形、角に丸みを付けた矩形、角に丸みを付けた正方形などの全体形状を有することができる。
【００２２】
グランドシール４１４は好ましくは、軟質エラストマーで形成され、軟質エラストマー部材片をスナウト機構１１８の側部４２０とシール４１４との間に捕らえることによって密封が行われ、したがって半径方向寸法の差が、シールの断面より小さい。たとえば、該シール４１４の断面は、（一定縮尺ではないが点線で示された）未圧縮状態４２１で約１ｍｍであり、直径方向の圧縮率が約２９％である。スナウト機構１１８の側部４２０とグランドシール４１４とをはめ合わせることによって、シールは、図４に点線で示されている未圧縮状態でのシールの断面直径より小さい寸法の容積内に捕らえられる。
【００２３】
特に、部材のはめ合いによってシールが部材間で押し潰されて、シール力を生じる。したがって、部材を合体保持するためにシール面に直交する方向の力を必要としないで、密封が行われる。このことは、スナウト機構のオリフィス板３２５をキャップと接触させて密封する現在のキャッピング装置と異なっている。これによって、小型化した印刷ヘッドアセンブリ１１０とはめ合わせることができるため、システムのコスト効率が高くなると共に、さまざまな形状の印刷ヘッドアセンブリに対応することができる。
【００２４】
図５は、説明のために、ノッチ付きの傾斜シールリップ５０８を離脱位置に示す変更実施形態である。傾斜シール５０８は、図１の機械的機構１３２の１つである。シール５０８は、複数のノッチ５２０を有し、好ましくは、キャッピング中にノッチ５２０が押し潰される時にシール５０８を屈曲および圧縮することができるように、角度５３０を付けて成形されている。その結果、シール５０８は、キャッピング処理における印刷ヘッドアセンブリ１１０の密封を容易にする。
【００２５】
図６は、説明のために、ノッチ付きの傾斜シールを、キャッピング処理を行った後のキャップ付き位置に示す変更実施形態である。ノッチ５２０は、係合中に圧縮されて、シール５０８がスナウト機構１１８の側部４２０と弾性的に接触できるようにする。これによって、（オリフィス板３２５の水平向きに対して）垂直方向に印刷ヘッドアセンブリ１１０を押しつける圧力が、したがって、図２のプリンタ２００のキャリッジ２３４に加わる垂直圧力が最小限に抑えられる。キャップ１２８からスナウト機構１１８に作用する力６１０は、キャッピング処理が完了するまで、垂直方向から水平方向に変換される。さらに、スナウトの各側に加えられた対向力は、矢印６１０で示されているように、互いに打ち消し合うので、キャッピング中に印刷ヘッドアセンブリ１１０が離脱する危険を最小限に抑えることができる。
【００２６】
両実施形態は、印刷ヘッドアセンブリ１１０のノズル１２２に加えられる力をなくすだけでなく、力を面３２５ではなく、むしろスナウト機構１１８の側部４２０に向かわせる。力が半径方向に加えられるので、十分な密封を確保できるように、力を強めることができる。また、シール４１４および５０８の形状から、印刷ヘッドアセンブリ１１０から漏れたインクの経路に入る確度が低減する。
【００２７】
図７Ａは、説明のために、ノッチ状通気チャネルを有する通気路を備えたシールを示す変更実施形態である。図７Ｂは、図７ＡのＡＡから見たシールの部分図である。図５および図６を図７Ａおよび図７Ｂと共に参照すると、ノッチ状チャネル５５０として構成された通気路は、スナウト機構１１８と接触するシール縁部５５２に組み込むことができる。ノッチ状通気チャネル５５０は、スナウト機構１１８がシール５０８に係合する時に圧縮された空気圧５１０を、シール５５２の縁部がスナウト機構１１８と接触する前に、（矢印７０８で示されたように）逃がすことができる。
【００２８】
言い換えると、この構造により、初期圧縮およびキャッピング中にスナウト機構１１８の下方に閉じ込められた容積から空気圧５１０を放出することができる。好ましくは、チャネル５５０の深さは、完全にキャップを付けた時に気密封止が得られるように、構成される。そのため、チャネル５５０の深さは、好ましくはスナウト機構１１８をシール５０８とはめ合わせた時のシール５０８の寸法に対応させて決められる。これによって、初期キャッピング処理中にキャップ１２８内の空気圧５１０を減じることができ、印刷ヘッドアセンブリ１００の不必要な排気(depriming)が避けられる。図５、図６、図７Ａおよび図７Ｂの変更実施形態では、通気路はわずかに開いたままであって、たとえば、異なった高度へ移動する時など、環境の変化に対応するために周囲雰囲気に通じた通気チャネルを設けるようにしている。
【００２９】
図４、図５、図６、図７Ａおよび図７Ｂの実施形態の各キャップ１２８は、好ましくはそれぞれのキャッピング装置が、蒸発によってインクからの過剰な水分損失を防止しながら、必要に応じて空気の取り込みおよび追い出しを行うことができるようにする通気システムを有する。通気システムは、たとえば、本出願の譲受人であるヒューレットパッカード社(Hewlett-Packard Company)にすべて譲渡されている米国特許第５，８６７，１８４号、第５，７１２，６６８号、第５，２１６，４４９号、第５，１４６，２４３号および第５，４４８，２７０号に見られるものなどの、いずれの適当なものでもよい。
【００３０】
本発明を、構造的と方法的特徴に関してある程度特定的な言葉で説明したが、本明細書に開示した手段は本発明を実施する好ましい形態を含むものであり、本発明はこれら図示し記載された特定の特徴に制限されないことを理解されたい。したがって、本発明は、均等の原則に従って適切に解釈される特許請求の範囲に記載された範囲内におけるいかなる形態または変更についても含むものである。
【００３１】
本発明は、以下に要約される。
【００３２】
１．  スナウト機構（１１８）を有する流体吐出装置（１１０）用のキャッピング装置（１１６）において、
剛体（４１０）を有するキャップ（１２８）と、
前記剛体（４１０）によって画成されたキャビティの内周（４１２）を取り囲むように配置され、前記流体吐出装置（１１０）の前記スナウト機構（１１８）の側部（４２０）を弾性的に受け取ることによって前記流体吐出装置の密封を行うグランドシール（４１４）と、
を備えたことを特徴とする第キャッピング装置。
【００３３】
２．  前記グランドシール（４１４）と前記キャビティの前記内周（４１２）との間に位置する成形部分を備えたことを特徴とする第１項に記載のキャッピング装置。
【００３４】
３．  前記グランドシール（４１４）は、前記シール（４１４）の前記側部（４２０）と接触する縁部に組み込まれたノッチ状チャネル（５５０）を有し、キャッピング中に前記スナウト機構（１１８）の下方に閉じ込められた容積から空気圧を放出できるようにしたことを特徴とする第１項に記載のキャッピング装置。
【００３５】
４．  前記グランドシール（４１４）は、前記流体吐出装置（１１０）の前記スナウト機構（１１８）の側部（４２０）を弾性的に受け取るためのノッチ（５５０）付き弾性傾斜シールであることを特徴とする第１項に記載のキャッピング装置。
【００３６】
５．  前記ノッチ（５５０）は、キャッピング中の空気圧増加に対処するために、垂直面に配置されていることを特徴とする第４項に記載のキャッピング装置。
【００３７】
６．  スナウト機構（１１８）を有する流体吐出装置（１１０）のキャッピング方法において、
前記スナウト機構（１１８）の側部（４２０）をキャップ機構（１２８）の剛体（４１０）のキャビティの内周（４１２）を取り囲むように配置されたグランドシール（４１４）で弾性的に受け取ることステップと、
前記グランドシール（４１４）で面外密封を行うステップと、
備えることを特徴とする第方法。
【００３８】
７．  キャビティの前記内周（４１２）上に前記グランドシール（４１４）としてエラストマーを形成するステップを備えることを特徴とする第６項に記載の方法。
【００３９】
８．  軟質エラストマー部材片を前記スナウト機構（１１８）の側部と前記グランドシール（４１４）との間に捕らえることによって密封を行うステップを備えることを特徴とする第６項に記載の方法。
【００４０】
９．  前記スナウト機構（１１８）の前記側部（４２０）を前記グランドシール（４１４）とはめ合わせることにより、前記シール（４１４）の断面直径より小さい寸法の容積内に前記シールを捕らえるステップを備えることを特徴とする第８項に記載の方法。
【００４１】
１０．  前記グランドシール（４１４）の、前記側部（４２０）と接触する縁部に組み込んで前記グランドシール（４１４）に設けられたノッチ状チャネル（５５０）を通して、キャッピング中に前記スナウト機構（１１８）の下方に閉じ込められた容積から空気圧を放出するステップを備えることを特徴とする第７項に記載の方法。
【図面の簡単な説明】
【図１】印刷システム全体の一実施形態を示すブロック図である。
【図２】典型的なインクジェット印刷機構の一実施形態を示す図である。本明細書において、本発明の一実施形態を組み込んだプリンタは、例を示す目的のためだけに示される。
【図３】スナウト機構によって支持された印刷ヘッドアセンブリを備えた典型的なインクジェット印刷カートリッジの例示目的のためだけの一実施形態を示す斜視図である。
【図４】被せ成形されたグランドシールを備えたキャッピング機構の例示目的のためだけの一実施形態を示す側部断面図である。
【図５】離脱位置にノッチを有する傾斜シールの、例示目的のための別の実施形態を示す図である。
【図６】キャップ付き位置にノッチを有する傾斜シールの、例示目的のための別の実施形態を示す図である。
【図７】Ａはノッチ状通気チャネルを有する通気路を備えたシールの、例示目的のための別の実施形態を示す図である。ＢはＡのＡＡから見たシールの部分図である。
【符号の説明】
１１０  流体吐出装置
１１６  キャッピング装置
１１８  スナウト機構
１２８  キャップ
４１０  剛体
４１２  キャビティの内周
４１４  グランドシール
５５０  ノッチ状チャネル、ノッチ
【図１】
0003806092.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
0003806092.tif 000005
【図５】
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【図６】
0003806092.tif 000007
【図７】
0003806092.tif 000008