(57)【要約】  本発明は、上流の圧力吸収器（２）を備え、インク又はインクジェットプリンタヘッドを操作および／またはクリーニングする装置（１）に関し、圧力吸収器（２）は、ダンパフィルム（３）によって少なくとも部分的に限定された閉鎖されたダンパチャンバ（４）を有している。ダンパチャンバ（４）には、補充バルブ（５）が配置され、補充バルブ（５）は、ダンパチャンバ（４）へのダンパフィルム（３）の湾曲に応じて、ダンパチャンバ（４）内にインクを補充するように設計されている。ダンパチャンバ（４）の外側には、制御可能な装置（６）が配置され、制御可能な装置（６）は、ダンパチャンバ（４）に配置された補充バルブ（５）を開放し、また、インク又はインクジェットプリンタヘッドをクリーニングするための圧力吸収器を通る連続的な開放流路を形成し、および／または、ダンパチャンバ（４）に配置された補充バルブ（５）に調整可能な予張力を与えるために、ダンパチャンバ（４）を限定するダンパフィルム（３）の少なくとも１領域に外部圧力を与える。
2020527477.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
上流の圧力吸収器（２）を備え、インク又はインクジェットプリンタヘッドをクリーニングするための装置（１）であって、圧力吸収器（２）は、ダンパフィルム（３）によって少なくとも部分的に限定された閉鎖されたダンパチャンバ（４）を有しており、
ダンパチャンバ（４）において配置され、ダンパチャンバ（４）へのダンパフィルム（３）の湾曲に応じて、ダンパチャンバ（４）内にインクを補充するための補充バルブ（５）と、
ダンパチャンバ（４）の外側に配置された制御可能な装置（６）であって、ダンパチャンバ（４）に配置された補充バルブ（５）を開放し、また、インク又はインクジェットプリンタヘッドをクリーニングするための圧力吸収器を通る連続的な開放流路を形成するために、ダンパチャンバ（４）を限定するダンパフィルム（３）の少なくとも１領域に外部圧力を及ぼすための制御可能な装置（６）と
を備えることを特徴とする、装置（１）。
【請求項２】
ダンパチャンバ（４）を限定するダンパフィルム（３）の領域に面する少なくとも１つの開口部（３７）を有する制御チャンバ（３６）を備えることを特徴とする、請求項１に記載の装置（１）。
【請求項３】
制御チャンバ（３６）の開口部（３７）が、ダンパフィルム（３）によって形成されたダンパチャンバ（４）の縁領域と実質的に同じ寸法を有することを特徴とする、請求項２に記載の装置（１）。
【請求項４】
制御チャンバ（３６）の開口部（３７）が円形の周縁を有することを特徴とする、請求項２または３に記載の装置（１）。
【請求項５】
制御チャンバ（３６）のハウジング（３１）が、圧力吸収器（２）に固定されている、または、固定可能であることを特徴とする、請求項２〜４のいずれかに記載の装置（１）。
【請求項６】
制御チャンバ（３６）のハウジング（３１）に、制御ライン（３７）のためのコネクタが配置され、制御流体が制御チャンバ（３６）に流入すること、または、制御流体が制御チャンバ（３６）から流出することが可能であることを特徴とする、請求項２〜５のいずれかに記載の装置（１）。
【請求項７】
制御流体として空気を用いることを特徴とする、請求項６に記載の装置（１）。
【請求項８】
制御圧力を記録および／または調整することができるように、制御チャンバ（３６）および／または制御ラインに、圧力センサが配置されることを特徴とする、請求項２〜７のいずれかに記載の装置（１）。
【請求項９】
ダンパチャンバ（４）における補充バルブ（５）の開放を検出することを可能にするために、圧力吸収器（２）またはその下流に圧力センサが配置されていることを特徴とする、請求項１〜８のいずれかに記載の装置（１）。
【請求項１０】
ダンパチャンバ（４）における補充バルブ（５）には、ばね要素（３０）によって閉鎖位置へと予張力がかけられていることを特徴とする、請求項１〜９のいずれかに記載の装置（１）。
【請求項１１】
ばね要素（３０）が、予張力状態において、補充バルブ（５）の可動要素または可動プレート（２９）を内側からダンパフィルム（３）に押圧することを特徴とする、請求項１０に記載の装置（１）。
【請求項１２】
補充バルブ（５）を開くために必要な制御流体の制御圧力は、補充バルブ（５）を閉じるのに必要なばね要素（３０）の力を、ダンパチャンバ（４）を直接限定するダンパフィルム（３）の表面積で割ったものよりも大きいことを特徴とする、請求項１１に記載の装置（１）。
【請求項１３】
上流の圧力吸収器（２）を備えたインク又はインクジェットプリンタヘッドを操作するための装置（１）であって、圧力吸収器（２）が、ダンパフィルム（３）によって少なくとも部分的に限定される閉鎖されたダンパチャンバ（４）を有しており、ダンパチャンバ（４）には、ダンパフィルム（３）の湾曲に応じてダンパチャンバ（４）をインクで補充するために補充バルブ（５）が配置されており、ダンパチャンバ（４）内に配置された補充バルブ（５）に調整可能な予張力を与えるために、ダンパチャンバ（４）を限定するダンパフィルム（３）の少なくとも１つの領域に外部圧力を及ぼすための制御可能な装置（６）が、ダンパチャンバ（４）の外側に配置されていることを特徴とする、装置（１）。
【請求項１４】
請求項２〜１２のいずれかに記載の構成を有することを特徴とする、請求項１３に記載の装置（１）。
【請求項１５】
上流の圧力吸収器（２）を備えたインク又はインクジェットプリンタヘッドを操作及び／又はクリーニングするための方法であって、
圧力吸収器（２）は、ダンパチャンバ（４）へのダンパフィルム（３）の湾曲に応じてダンパチャンバ（４）にインクを補充するためにダンパチャンバ（４）内に配置された補充バルブ（５）を取り囲むダンパフィルム（３）によって少なくとも部分的に限定された閉鎖されたダンパチャンバ（４）を含み、
ダンパチャンバ（４）の外部に配置された制御可能な装置（６）を用いて、
ダンパフィルム（３）の少なくとも１つの領域に外圧を加えることにより、ダンパチャンバ（４）内に配置された補充バルブ（５）を開き、また、インク又はインクジェットプリンタヘッドをクリーニングするために圧力吸収器を通る連続的な開放流路を形成し、及び／又は、ダンパチャンバ（４）内に配置された補充バルブに調整可能な予張力を加えることを特徴とする、インク又はインクジェットプリンタヘッドを操作及び／又はクリーニングするための方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、上流の圧力吸収器を備えた、インクまたはインクジェットプリンタヘッドをクリーニングおよび／または操作するための装置および方法に関し、好適には、圧力吸収器が、気密性または液密性のフィルムによって少なくとも部分的に限定された密閉チャンバを有している装置および方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
インクまたはインクジェットプリンタの開発において、できるだけ均一にインクの供給を行うという課題が早くから認識されていた。例えば、ＤＥ２２２４５９０Ａには、インク供給チューブの振動について記載されており、インク供給が一時的に停止する可能性について触れられている。このため、実際のインク容器によって供給される小型の補助リザーバを、筆記装置を支持するキャリッジ上に配置し、そこから、インクを、できるだけ振動のない短く細いチューブで実際のスタイラスに供給することが提案されている。ただし、キャリッジに振動が生じることがあり、これにより例えば気泡がより多く発生するという不利点があることが記載されている。また、キャリッジを搬送されるインクは、キャリッジの速度が変化するたびに追加加速される追加質量を表し、インクシステム内に、より大きい圧力衝撃が生じる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】独国特許出願公開第ＤＥ２２２４５９０Ａ号
【特許文献２】独国特許出願公開第ＤＥ３１３７９７０Ａ１号
【特許文献３】独国特許出願公開第ＤＥ３５２５８１０Ａ１号
【特許文献４】独国特許翻訳第ＤＥ６９００６５２１Ｔ２号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
キャリッジに運ばれるインク用の補助リザーバ内の圧力変動を可能な限り抑制するために、ＤＥ３１３７９７０Ａ１には、内部空間が大気に接続される補助リザーバ内に可撓性ブラダを配置し、補助リザーバ内のインクの圧力を実質的に常時一定にすなわち実質大気圧のレベルに維持することが提案されている。しかし、この種のシステムは構築するのが極めて面倒である。
【０００５】
ＤＥ３５２５８１０Ａ１は、底部にトレイ形状の蛇行凹部を有するインクジェットプリントヘッドへのインク供給のためのダンピング（減衰）要素およびフィルタ要素を開示している。この凹部は、可撓性の壁によって上部がシールされ、したがって可撓性壁の上方の大気圧からは分離されている。圧力変動が生じた場合、可撓性壁は短時間の間、一時的に内側または外側に歪むことができ、それによって、圧力変動をダンピングさせる。トレイ形状の窪み内の空間は、大気からは密閉されているが供給管からは密閉されておらず、弁がない場合、供給管から圧力変動が絶えず生じることがある。底部には、封止板として機能する固定壁が設けられており、この固定壁には、実際のインクジェットプリンタヘッドをネジ手段によって固定することができる。吸引路は、底部の蛇行凹部から封止板とインクジェットプリンタヘッドとの間のギャップへと通じており、捕捉した空気を有しないインク液体を、インクジェットプリンタヘッドのピエゾセラミック圧力発生器を有する中空空間に供給する。おそらくは、クリーニングの目的のために、外側コネクタ（おそらくクリーニングチューブ用）上で終端する第２の流路が、インクジェットプリンタヘッドの組立てのため、封止板として機能する固定壁に設けられている。クリーニングチューブは、クリーニング目的のために、前記コネクタに手動で接続されなければならない。この種のクリーニングチューブでは、圧力変動が印刷システムに戻り導入されるので、永続的に接続したままにしておくことはできない。しかし、クリーニングチューブの手動による接続および取り外しは自動クリーニングを妨げることになる。
【０００６】
ＤＥ６９００６５２１Ｔ２は、プレートの底面の（各）領域内の可撓性フィルムによって限定される１つまたは複数のダンパチャンバを有する、インクジェットプリンタ用のプレート状の圧力吸収器を記載している。この（これらの）可撓性フィルムは、対応する撓みによって圧力変動を補償することができる。また、気泡や他の不純物をインクから除去するためのフィルタが設けられている。インクジェットプリンタヘッドで、インクの不規則な排出が生じた場合には、インクライン中のインクに圧力や張力を加えてクリーニングを行い、詰まったジェットから異物を追い出す。しかしながら、この装置では圧力吸収器がその入口から出口まで連続した流路を有し、この流路は、一方でダンピング能力を損ない、他方では負圧が発生するたびにインクがすぐ吸い戻されるので、現代のピエゾインクジェットプリンタヘッドに必要とされる負圧を生成するのが困難である。
【０００７】
本発明は、上記問題点に始まり、上述の従来技術の欠点から生じたものであり、上流の圧力吸収器を含むプリンタヘッドをクリーニングするための可能な限り簡単な装置を開発することにあり、圧力吸収器が良好なダンピング特性を有することを想定でき、ピエゾインクジェットプリンタヘッドに必要な負圧を生成、維持することも想定できる。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題に対する解決策は、チャンバ内に配置されたバルブを有するこの種の装置において、チャンバの外部に配置された制御可能な装置であって、チャンバに配置されたバルブが開くまで、チャンバを限定するフィルムの少なくとも１つの領域に外圧を及ぼす制御可能な装置を手段として用いて、チャンバ内へのフィルムの湾曲に応じてインクリザーバまたは中間容器からインクをチャンバに補充し、それにより、圧力吸収器を通る連続的な開放流路を形成してインクまたはインクジェットプリンタヘッドをクリーニングすることによって成功する。
【０００９】
圧力吸収器のダンパチャンバ内の補充バルブにより、ＤＥ６９００６５２１Ｔ２におけるダンパ内の左右方向に開いた流路は、補充バルブが閉じている限り入口側でシールされる。その結果、一方で、ダンパチャンバ内の圧力は、入口側の圧力変動からは完全に切り離され、他方で、短い補充工程の間の短時間だけインク入口システムにのみ結合される。また、補充バルブは、ピエゾインクジェットプリンタヘッドの典型的な負圧閾値よりも低い負圧閾値があるときにのみ開くように調整することができ、連続して負圧値があるとき（すなわち、大気圧より低いとき）に再び閉じるように調整することもでき、このため、ダンパチャンバ内の圧力が大気圧まで到達することはない。この補充バルブは、インクの内圧と外気圧との圧力差の結果として、ダンパフィルムの撓みに応答することができる。しかし、完全にダンパチャンバの内部に配置されているため、外部から開放することができず、圧力吸収器によるクリーニング工程が実施不可能である。したがって、ＤＥ３５２５８１０Ａ１と同様に、外部クリーニングコネクタが設けられている。しかしながら、この場合も、圧力変動を回避するために各クリーニング工程の後、クリーニングチューブを手動で取り外さなければならず、自動洗浄は不可能である。したがって、チャンバを限定するフィルムの少なくとも１つの領域に外部圧力を加えるための外部駆動可能な装置が、チャンバの外側に設けられる。その結果、ダンパチャンバ内のインクの圧力よりも大きいダンパフィルム上での圧力差が生成され、それによって内部の負圧をシミュレートし、それによって内部の補充バルブが開き、それによってプリンタヘッドを洗浄するための連続的な流路が開放される。クリーニング工程が完了した後、適切な制御信号によってダンパフィルムから外圧が除去され、次いで大気圧のみが加えられ、したがって、補充バルブは再度、内側の負圧のみに応答し、それを超えていると閉じることになる。
【００１０】
本発明はまた、ダンパチャンバを限定するダンパフィルムの領域に面した少なくとも１つの開口部を有する制御チャンバによって特徴付けられる。この設計の結果、ダンパチャンバと制御チャンバとは互いに直接に対向配置され、ダンパフィルムによってのみ互いに分離される。ダンパフィルムは、ダンパチャンバ内の圧力と制御チャンバ内の圧力との間の圧力差にさらされ、圧力がより低いチャンバ内に湾曲する。ダンパチャンバ内の圧力は通常、大気圧に近く、おそらく、プリンタヘッドは典型的にはわずかな負圧を必要とするので大気圧よりわずかに低いが、その一方で、制御チャンバ内の圧力は広い範囲内で変化させることができ、原理的には大気圧に対する負の圧力と大気圧に対する過剰の圧力との両方が考えられる。しかしながら、制御チャンバ内のこの圧力は、ダンパチャンバ内の圧力とは対照的に、外部から能動的に影響を与えることができる。したがって、ダンパフィルムの湾曲は常に意図的に影響され、したがって、結果としてダンパチャンバ内の補充バルブが開放されるように調整することもできる。補充バルブがこのようにして開かれる場合、インクリザーバ側から例えばポンプを用いて単に加圧することによって、プリンタヘッドをインクによって洗浄することができる。
【００１１】
制御チャンバ内の圧力に意図的に影響を及ぼすことができるようにするために、制御チャンバは、環境、すなわち大気に対して気密封止された状態であるか、または封止可能でなければならない。制御チャンバは通常、ダンパフィルムに面するただ１つの開口部と、任意の別のコネクタとを有し、そこから充填圧力または充填容積に影響を及ぼすことができる。２つ以上のプリンタヘッドが同時に洗浄される場合、制御チャンバは、各圧力吸収器のダンパフィルムにそれぞれ面する複数の開口部を有することもできる。
【００１２】
制御チャンバの開口部が、ダンパフィルムによって覆われたダンパチャンバの開口部と実質的に同じ大きさであり、ダンパフィルムが２つのチャンバの間で、可撓性領域全体で自由に動くことができる場合に、最善の効果が得られる。
【００１３】
ダンパフィルムの位置は、制御チャンバ内の充填圧力の変化に応じて、および／または制御チャンバ内の流体の質量または量の変化に応じて、異なる位置に調整できる。いずれも、制御チャンバの圧力および実際の容積に影響を及ぼし、したがって制御チャンバとダンパチャンバとの間のダンパフィルムの変位に影響を及ぼす。制御チャンバは、ダンパチャンバとは異なる流体、特にインクまたは水などの液体であっても満たされていてもよい。しかしながら、制御チャンバを空気によって充填する場合、制御チャンバを伴わない大気空気と全く同じように振る舞うという利点を提供し、したがって、制御チャンバは、与圧されていない状態、すなわち、大気圧に対する過剰圧力および負圧がない状態では、ダンパフィルムによって感知されない。したがって、元の切り替え挙動、すなわち、ダンパチャンバ内が負圧であるときの圧力依存性の補充バルブの開放、および、均圧化の後などの補充バルブの閉鎖は正常に機能する。この非与圧状態は、制御チャンバと大気との間の弁を開くことにより、いつでも生成することができる。
【００１４】
本発明は、ダンパフィルムに面する制御チャンバ内の開口部が制御フィルムによって覆われるように、さらに発展させることができる。この種の薄い制御フィルムは、顕著な屈曲弾性または伸長弾性の利点を提供し、したがって、制御チャンバ内の変化した充填質量および／または変化した充填圧力に敏感に応答することができる。その場合、この種の制御フィルムは、ダンパフィルムとの面接触を形成することができ、その結果、それらの両方が一緒になって、実質的に単一のフィルムのようにして振る舞う。しかしながら、制御流体として空気を使用しない場合には、専用の制御フィルムの使用が原則的には推奨される。また、制御装置を、制御流体を逃がさすことなく、圧力吸収器から分解することができる。この種の制御フィルムは、もちろん、気密および／または液密であるように構成されるべきである。この種の制御フィルムは、その変位が容易に制御可能であるように可撓性および／または弾性を有していなければならず、また、制御フィルムを固定し同時に制御チャンバを封止するために、制御チャンバに設けた開口部の縁の周りにしっかりと固定されなければならない。
【００１５】
さらに、制御チャンバの開口部は、ダンパフィルムによって形成されるダンパチャンバの縁領域と実質的に同じ寸法を有することが有効であることがわかった。その結果、２つのチャンバ間の圧力差が、ダンパフィルムに最大の影響を与え、ダンパフィルムの最適な撓みにつながる。
【００１６】
制御チャンバの開口は、各表面領域における局所的な過度応力を生じさせず、ダンパフィルムがその表面全体にわたって均一に撓むことができるように、円形の周縁を有しているべきである。
【００１７】
制御チャンバのハウジングは、圧力吸収器に固定されているか、または固定可能であるので、制御チャンバ内の圧力によって生じるスラスト軸受力、および、過剰な圧力の場合に例えば制御装置を圧力吸収器から押し離そうとする力は、圧力吸収器に直接転換することができる。接着は、例えば、固定の簡単な方法をもたらし、ねじのような他のタイプの固定は取り外し可能であり、したがって、任意選択により、圧力吸収器自体とは関係なく本発明による制御装置の交換を可能にする。
【００１８】
制御チャンバへのまたは制御チャンバからの制御流体の流れを生じさせることは、制御チャンバのハウジング上に、制御ライン用のコネクタを配置することによって実現可能である。
【００１９】
本発明はまた、制御流体として空気を使用することによっても特徴付けられる。空気は常に大気中に十分な量で存在し、従ってそれを貯蔵する必要がない。コンプレッサは制御チャンバを充填するための空気を圧縮することができ、制御チャンバを空にするためには出口弁を開くだけでよく、その結果、大気との均圧化を行うことができる。
【００２０】
制御圧力を記録および／または調整できるように、制御チャンバ上および／または制御ライン上に圧力センサを配置することは、本発明の範囲内である。これにより、例えば、信頼性のある動作を保証するため、及び／又は過剰な圧力によるフィルムの破れを回避するために、制御ループを形成することが可能になる。
【００２１】
圧力センサはまた、ダンパチャンバ内の補充バルブの開放を検出することができるように、圧力吸収器においてまたはその下流側において配置することができる。これは、この種の補充バルブが通常、ダンパフィルムの内側への湾曲の結果として開放され、特に、ダンパチャンバ内の負圧に起因して内側への湾曲が生じた場合に開放されるからである。この圧力は、補充バルブが開放されると再び上昇する。
【００２２】
ダンパチャンバ内の補充バルブは、閉鎖位置を取るようにばね要素によって予め張力をかけておくことができる。ばね要素は、ダンパフィルムに直接または間接的に同時に作用し、ダンパフィルムを外側に向かって予め張力をかけるか、またはダンパフィルムを外側に向かって湾曲させ、それによって、通常は補充バルブを開くことができない外部圧力に対しての反作用を形成することができる。あるレベルのヒステリシスに続いて、ダンパチャンバ内の圧力が、ダンパチャンバ内に収容されたインクの消費によって低下した場合にのみ、外部圧力が支配的となり、補充バルブが開くことができ、このようにして、シンプルな２点制御が提供される。
【００２３】
この結合は、予め張力がかけられた状態で、ばね要素が補充バルブの可動要素を内側からダンパフィルムに押し付けるようにし、また任意にダンパフィルムと共に外側に向かう方向に押し付けるようにして実行され得る。
【００２４】
最後に、補充バルブを開くのに必要な制御流体の制御圧力を、補充バルブを閉じるのに必要なばね要素の力をダンパフィルムの表面積で割ったものよりも大きくすることは、本発明が教示するところである。この場合、圧力は、ダンパフィルム上で交換可能であり、すなわち、定常状態において、一方で制御チャンバの内側で、他方でダンパチャンバの内側で、ダンパフィルムの両側の有効合力が実質的に等しくなる。制御チャンバの側では、チャンバに含まれる制御圧力のみが影響を及ぼし、ダンパチャンバの側では、ダンパチャンバの圧力、また任意にばね要素の予張力が影響を及ぼす。ダンパチャンバ内の圧力が実質的に大気圧に対応するという仮定のもとでは、大気圧は、追加の制御圧力なしに既に補償されており、言い換えると、制御チャンバ内に大気圧が既に行き渡っている。制御チャンバ内の制御圧力すなわち大気圧に対する過剰な圧力は、原則として、まず、ダンパチャンバ内のばね要素の予張力に適合するかまたは打ち勝たなければならない。
【００２５】
本発明による装置は、上流の圧力吸収器を備えたインクまたはインクジェットプリンタヘッドを操作するためにも使用することができる。圧力吸収器は、ダンパフィルムによって少なくとも部分的に限定された閉鎖ダンパチャンバを含む。ダンパチャンバにおいて、ダンパフィルムの湾曲に応じてダンパチャンバにインクを補充するための補充バルブが配置されている。ダンパチャンバを限定するダンパフィルムの少なくとも１領域に好ましくは可変及び／又は所定の外部圧力を加えるための制御可能な装置が、ダンパチャンバの外側において設けられ、これによって、ダンパチャンバに配置された補充バルブに調整可能な予張力を加える。この種の装置がなければ、予張力は、気象に関して変動する大気圧にのみ依存して与えられる。なお、海面より上の高度もまた大気圧に相応の影響を及ぼす。スイッチオン閾値およびスイッチオフ閾値は、数ミリバールの差圧に過ぎないので、この種の変動又は偏差は、圧力結果に悪影響を及ぼす可能性がある。しかしながら、本発明による装置では、内部の補充バルブのスイッチング閾値を、特定の値に調整することができる。この動作を行うために、ダンパチャンバの膜から離れたところ、すなわちダンパチャンバの外側において、外側から作用する（逆の）圧力を、正確に一定に保つ、および／または、必要に応じて特定の圧力値に制御することができる。
【００２６】
本発明は、上流の圧力吸収器を備えたインクまたはインクジェットプリンタヘッドを操作および／またはクリーニングするための装置としても説明することができる。圧力吸収器は、ダンパフィルムによって少なくとも部分的に限定され、ダンパチャンバ内へのダンパフィルムの湾曲に応じてダンパチャンバ内にインクを補充するためのダンパチャンバ内に配置された補充バルブを取り囲む閉鎖ダンパチャンバと、ダンパチャンバの外側に配置された制御可能な装置とを含む。制御可能な装置は、ダンパチャンバ内に配置された補充バルブを開くために設けられ、インクまたはインクジェットプリンタヘッドをクリーニングするための圧力吸収器を通る連続的な開放流路を形成するため、および／または、ダンパチャンバ内に配置された補充バルブに調整可能な予張力を加えるために、ダンパチャンバを限定するダンパフィルムの少なくとも１つの領域に、外部圧力を加えるために設けられている。
【００２７】
本発明のさらなる特徴、詳細、利点および効果は、以下の好ましい実施形態の説明および以下の図面を参照して明らかになる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明にかかるインクまたはインクジェットプリンタヘッドをクリーニングするための装置の斜視図であり、インクまたはインクジェットプリンタヘッドの上流に圧力吸収器が設けられている。
【図２】図１に示した圧力吸収器の正面図であり、クリーニング装置が取り外された状態を示す。
【図３】図２に示す圧力吸収器の背面図である。
【図４】通常の圧力条件下における図２の装置の縦断面図である。
【図５】クリーニング中における図２の装置の図４に対応する縦断面図である。
【図６】図２と同様の正面図であり、本発明の別の実施形態による圧力吸収器を示す。
【図７】図６に示す圧力吸収器の背面図である。
【図８】図６に示す圧力吸収器の、前面に平行な中央断面に沿った断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
図１に示す装置１は、上流に設けた圧力吸収器２を介して、インク又はインクジェットプリンタヘッド（図示せず）を、インクによってクリーニングするために役立つ。
【００３０】
圧力吸収器２の内部構造は、図２〜図５に示されている。
【００３１】
圧力吸収器２は、ダンパフィルム３によって少なくとも部分的に限定された閉鎖のダンパチャンバ４を含む。閉鎖ダンパチャンバ４には、ダンパチャンバ４へのダンパフィルム３の湾曲に応じてダンパチャンバ４へのインクの補充を制御するための補充バルブ５が設けられている。
【００３２】
圧力吸収器モジュール２が全体として平行六面体構造を有しているのに対して、その中に収容される実際のダンパチャンバ４は、実質的に円形ディスク形状をなしている。ただし、圧力吸収器２のハウジング７は、互いに接続された４つの壁、すなわち、上側面９、下側面１０、および、それらを互いに接続する２つの長手方向側面１１を有し、両平坦面が開放されたフレーム８の形状を有している。
【００３３】
例えばインク容器に通じている第１のチューブのための第１のチューブコネクタ支持体１２が、上側面９に配置されている。
【００３４】
実際のプリンタヘッド上にインクを供給する第２のチューブのための第２のチューブコネクタ支持体１３が、下側面１０に配置されている。この接続は、圧力吸収器がプリンタヘッドのすぐ近くに配置されている場合には、もちろんチューブなしで行うこともできる。
【００３５】
好適には射出成形品として作製されるハウジング７の２つの平坦面は開放されているが、上側面９、下側面１０、および２つの長手方向側面１１は、好ましくは図２に示されるフレーム８の前面１６よりも図３に示されるフレーム８の裏面１５に近い位置の中間壁１４によって互いに接続されている。
【００３６】
上側面に入口を有し、下側面に出口を有する垂直配置によって、インクは、重力の影響のみで圧力吸収器内を流れることができる。
【００３７】
圧力吸収器２の内部の構造は、上側部分１７と下側部分１８とに分けられる。中間壁１４の前の下側部分１８の空間は、下側部分１８の中心水平軸と同心に配置された円筒形ケーシング表面１９によって囲まれたチャンバ４によってほぼ完全に占められている。ダンパチャンバ４は、圧力吸収器２の厚さ全体にわたって完全には拡がっておらず、むしろフレーム状ハウジング７の開放前面１５から中間壁１４までしか拡がっていない。円筒形ケーシング表面１９は、図２に示すように、下側面１０および２つの長手方向側面１１に部分的に接続されている。
【００３８】
圧力吸収器の上側部分１７において、中間壁１４の背面側には、一方で上側面９に、他方で２つの長手方向側１１のうちの一方に隣接する実質的に矩形のフィルタチャンバ２０が配置されている。フィルタチャンバ２０には、中間壁１４に平行なベース面を有する微細メッシュ状のインクフィルタ２１が設けられている。インクフィルタ２１は、中間壁１４及びハウジング７の裏面１５の両方から距離を置いて配置されている。
【００３９】
ハウジング７の開放前面１６の全体が、可撓性の弾性フィルム２２によって覆われており、このフィルム２２は、上側壁９、下側壁１０、及び長手方向壁１１の前縁に接着され、ダンパチャンバ４の領域においてダンパフィルム３を形成している。
【００４０】
他方、ハウジング７の開放裏面１５の全体は、上側壁９、下側壁１０、及び長手方向壁１１の後方前縁に接着された可撓性が乏しいフィルム２３によって覆われている。
【００４１】
ハウジング７に一体化された第１の流路２４は、上側面に設けられたインク入口としてのチューブコネクタ支持体１２から、インクフィルタ２１の背面においてフィルタチャンバ２０の後部へと通じている。
【００４２】
フィルタチャンバ２０の下方領域では、インクフィルタ２１と中間壁１４との間において、第２の流路２５がその前方部分から横方向に分岐し、中間壁１４の前方で、フィルタチャンバ２０からハウジング７の反対側の長手方向側面１１まで実質的に水平に延びている。
【００４３】
そこには中間壁１４を通る開口があり、第３の流路２６はそれに接続されており、第３の流路２６は、中間壁１４の背後で中間壁１４に沿って延び、背後において内側をダンパチャンバ４の半径方向に沿ってその中心２７まで延びている。
【００４４】
そこ、すなわちダンパチャンバ４の中心２７の背面側において、ダンパチャンバ４には別の開口が設けられ、最終的に下流側のオリフィスによってダンパチャンバ４に開口する補充バルブ５がそこに配置される。
【００４５】
補充バルブ５が開いているとき、インクは、入口側チューブコネクタ支持体１２から第１の流路２４を介してフィルタチャンバ部分の背面側に流入し、インクフィルタ２１を通ってフィルタチャンバ部分の前面側に流入することができる。そして、そこからさらに第２の流路２５および第３の流路２６を通り、補充バルブ５を介してダンパチャンバ４に流入することができる。
【００４６】
ダンパチャンバ４が補充されるとすぐに補充バルブ５は再び閉じ、インクがプリンタヘッドから吸引され、必要に応じて印刷することができる。一方で、補充バルブ５は閉じたままであり、その結果、ダンパチャンバ４ひいては実際の印刷システムから、上流の圧力サージを避けることができる。
【００４７】
補充バルブ５は、ダンパチャンバ４内の圧力状態の作用としてのみで開閉される。このために、第３の流路２６からダンパチャンバ４への開口部は、流路２６に面するオリフィス上で内部フィルムまたは膜によって覆われており、通常はダンパチャンバ４の上流の圧力によって開口部のオリフィス上にしっかり押し付けられ開口部を塞ぐ内部フィルムまたは膜によって覆われている。
【００４８】
上記の内部フィルムまたは膜は外側から開くことはできず、代わりに、ダンパチャンバ４の内側に配置された中央タペット２８によって、外側に、すなわちハウジング７の裏面１５に向かう方向に押されるのみである。このとき、内部フィルムまたは膜は、第３の流路２６およびダンパチャンバ４を通る開口部の上流側のオリフィスから持ち上げられており、それによって補充バルブ５が開かれる。
【００４９】
タペット２８は、ダンパフィルム３の内側において平らに配置されたプレート２９の裏側に配置される。プレート２９は円形ディスク形状を有し、タペット２８と一体化されて、例えば、共通の射出成形部品として共に作製され得る。
【００５０】
タペット２８は、第３の流路２６とダンパチャンバ４との間の開口部の内側で案内を失うことがあり、この開口部は、案内を改善するために、ダンパチャンバ４内に突出する円筒形の縁部またはスカートによって取り囲まれていてもよい。
【００５１】
そして、タペット２８は、その位置をプレート２９に伝達し、従って、常にダンパチャンバ４の中心２７に位置したままである。
【００５２】
さらに、タペット２８は、螺旋状にタペット周りに巻かれたスプリング要素、特にはコイルばね３０のための案内コアとしても機能する。コイルばね３０は、第３の流路２６とダンパチャンバ４との間の開口部近傍の中間壁１４によって支持され、また、プレート２９の裏面によって支持されている。コイルばね３０は、張力がない状態において、中間壁１４とダンパフィルム３との間のダンパチャンバ４の厚さよりもいくらかは長く、したがって、プレート２９を内側からダンパフィルム３にしっかり押圧し、弾性のダンパフィルム３をわずかに外側に向けて柔軟に押圧することができるように予め形成されている。
【００５３】
プリンタヘッドがプリンタヘッド４から徐々にインクを吸引すると、そこに負圧が発生し、ダンパフィルム３の外側を押圧する大気圧が、予め外側向きの張力が加えられたばね３０を次第に押圧し、タペット２８は、第３の流路２６とダンパチャンバ４との間の開口部内に次第に深く押圧され、最終的には、開口部の遠い方のオリフィス上のフィルムまたは膜がそこから持ち上がり、それによって補充バルブ５を開くことができる。次に、流入するインクによってダンパチャンバ４が補充され、その結果、ダンパフィルム３は、圧縮ばね３０によって再び外側に湾曲し、そのとき、タペット２８はその開口部から徐々に外に移動し、内部フィルムまたは膜を再び閉じることができる。
【００５４】
この構成によれば、インクフィルタ２１内の粒子および気泡が抑制されるだけでなく、閉鎖された補充バルブ５の膜によって、圧力サージおよび圧力変動が、実際のプリンタヘッドから避けられ、その結果、プリンタヘッドには印刷プロセスのために清浄で均等に流れるインクが最適に供給されるという利点が得られる。
【００５５】
しかしながら、この構成においては、補充バルブ５が全体的に外部からアクセス不能に、完全にダンパチャンバ４の内側に配置されるという事実に関する別の欠点がある。補充バルブ５の上流側における外部の過剰圧力はそれを開放することができず、その代わりに、ダンパチャンバ４と上流に直接配置される流路２６との間の開口部の縁部に対してさらに強く膜を押圧する。
【００５６】
このため、クリーニングの前にダンパチャンバ４内の補充バルブ５を開くことを失敗すると、圧力吸収器２を介してインクによってインクまたはインクジェットプリンタヘッドをクリーニングする前に圧力吸収器２が破壊されるおそれがある。
【００５７】
この目的のために、本発明はダンパチャンバ４の外側に配置された制御可能な装置６が、ダンパチャンバ４を限定するダンパフィルム３の少なくとも１つの領域に外部圧力を及ぼし、ダンパチャンバ４内に配置された補充バルブ５を開放し、それによって、インクまたはインクジェットプリンタヘッドをクリーニングするための圧力吸収器２を通る連続的な開放流路を生成することを提供する。
【００５８】
外部から制御可能な装置６は、平行六面体状、好ましくは、２つの対向する平坦面３２と、それらを互いに接続する４つの面、すなわち、上側面３３、下側面３４、および２つの長手方向側面３５とを有するプレート状のハウジング３１を備えている。圧力吸収器２のハウジング７と同様に、ハウジング３１において、上側面３３と下側面３４は互いに同じ大きさであってよく、ただし、これらは、互いに同一である２つの長手方向側面３５よりも短い。
【００５９】
制御可能な装置６のハウジング３１の底面は、圧力吸収器２のハウジング７の底面と実質的に等しいことが好ましい。この場合、ハウジング３１は、ハウジング７の前面１６上に平らにかつ実質的に一致して設置され、さらに、接着剤等を用いてその位置に固定されてよい。
【００６０】
ハウジング３１は、ダンパチャンバ４と実質的に同じ幾何学形状及び底面を有しハウジング７内のダンパチャンバ４の位置に対応してハウジング３１内に配置された制御チャンバ３６を囲んでおり、これにより、圧力吸収器２と制御可能な装置６とが合致して結合された場合に、制御チャンバ３６もダンパチャンバ４と整列させることができる。
【００６１】
制御チャンバ３６は、制御可能な装置６の一方または両方の平坦面３２に開口部３７を有していてもよい。通常の単一のダンパフィルム３を制御するためには、単一の開口部３７のみが存在しなければならず、この場合、単一の開口部３７を有する平坦面３２は前面と称することができる。２つの圧力吸収器２が同時に制御される場合にのみ第２の開口部３７が設けられ、これは、他方の平坦面３２上に配置されてよい。
【００６２】
制御チャンバ３６の開口部３７を、圧力吸収器２に面するフィルムによって覆うことが考えられる。この種の制御フィルムは可撓性および弾性を有し、少なくともダンパフィルム３と同程度の可撓性および弾性を有するべきである。しかしながら、この種の制御フィルムは付加的な試みを示しており、主として、制御チャンバ３６内の充填媒体として空気が使用されない場合において妥当であり、この種の制御フィルムは、充填媒体を逃がすことなく制御装置を分解することを可能にする。
【００６３】
開口部３７が設けられた平坦面３２を有する制御可能な装置６は、制御チャンバ２６とダンパチャンバ４とが互いにほぼ同心に位置し、ダンパフィルム３によってのみ分離されるように、圧力吸収器２の前面１６に配置されている。
【００６４】
制御チャンバ３６は、ハウジング３１によって気密に封止され、他方、その平坦面３２の開口部３７を覆うダンパフィルム４によって封止されるが、チューブコネクタ支持体にねじ止めするための雌ねじを有してよい制御開口部３８が、制御チャンバ３６の縁部に配置され、制御開口部３８は、関連する面、すなわち、好適には、制御可能装置６の１つの長手方向側面３５または下面３４を貫通する。図１による実施形態では、制御チューブが固定される角要素３９が一例としてねじ止めされている。
【００６５】
次に、制御媒体は、この種の制御チューブを介して制御チャンバに供給されるか、または制御チャンバから再び排出される。このための好ましい制御媒体は、加圧空気または圧縮大気であるが、液体も考えられる。
【００６６】
生成された過剰内部圧力の下で、制御媒体が制御チャンバ３６内に供給または圧送されると、ダンパフィルム４は、制御チャンバ３６から外側にダンパチャンバ４内に湾曲する。そして、プレート２９により、補充バルブ５の内部フィルムまたは膜に対してタペット２８を押し付け、ダンパチャンバ４内に負圧が存在しない場合であっても、補充バルブ５を開く。こうして補充バルブ５を開いておけば、プリンタヘッドをインクで洗浄することができる。
【００６７】
クリーニング工程が終了したときには、制御チャンバ３６から過剰圧力を放出することができ、ばね３０は、タペット２８および隣接するダンパフィルム３を含めてプレート２９を外側すなわちダンパチャンバ４から制御チャンバ３６に向かう方向に再び押圧し、補充バルブ５は再び閉じられる。制御チャンバ３６から空気が完全に排出されているか、または加圧されていない場合には、大気圧が圧縮ばね３０の対抗として再び作用することになり、補充バルブ５が再び自律的に開閉され、これにより、２点制御にあっては、ダンパチャンバの内部圧力が狭い範囲内に調整される。
【００６８】
本発明において、ばね３０の動作点は、ダンパチャンバ４から離れた面であるダンパフィルム３の外側面に可変の圧力を与えることによって、設定することもできる。その意味は、例えば、ばね３０が経時的に張力を失っているとき、ダンパフィルム３の遠い側の圧力を増加させることによって、ばね３０のより強いたわみが生じ、その結果、再度補充バルブ５を開くために克服すべきより強いばね力が生成される動作点を有するように、ばねが設定されるということである。
【００６９】
図６〜図８に示す上流の圧力吸収器２’によってインクまたはインクジェットプリンタヘッド（図示せず）をインクでクリーニングする装置１’は、一体化された実施形態に対応するものであり、クリーニング装置１’が圧力吸収器２’と一体化されている。
【００７０】
基本的な構造および機能は、図１〜５における実施形態と同じであり、図面中の対応する部分には対応する参照番号を付している。
【００７１】
図８は、図２に最も密接に対応する図であり、双方の場合において、つまり、図２の装置１を除去することによって、また、圧力吸収器２’と一体化された装置１’を通る部分によって、実質的に圧力吸収器２、２’のみが、ダンパチャンバ４、４’を覆うダンパフィルム３、３’から観察される。
【００７２】
上側面９’、下側面１０’、およびそれらを接続する２つの長手方向側面１１’を有し、外側で圧力吸収器２’を取り囲むフレーム８’の形態のハウジング７’が認識される。入口側チューブコネクタ支持体１２’が上側面９’に配置され、出口側チューブコネクタ支持体１３’が下側面１０’に配置されている。
【００７３】
圧力吸収器２を備えた装置１とは異なり、第２の実施形態では、フレーム８’の深さ寸法（すなわち、その裏面１５’とその前面１６’との間の距離）は、ダンパチャンバ４’またはそれを含む圧力吸収器２’の深さ寸法には対応しておらず、それよりも大きい。フレーム８’の深さ寸法は、圧力吸収器２’の深さ寸法とダンパチャンバ４’内の補充バルブ５’を制御するための本発明による装置１’の深さ寸法との合計に対応している。
【００７４】
圧力吸収器２’自体は、上側部分１７’と下側部分１８’とに分割されている。実際のダンパチャンバ４’は、好ましくは円筒形のケーシング面１９’によって囲まれた下側部分１８’に配置されている。一方、インクフィルタ２１’を有する任意のフィルタチャンバ２０’は、上側部分１７’に配置されている。フィルタチャンバ２０’は、入口側チューブコネクタ支持体１２’を有する第１の流路２４’によって、インクフィルタ２１’の上流に接続されている。一方、第２の流路２５’は、インクフィルタ２１’の下流においてフィルタチャンバ２０’の一部をダンパチャンバ４’の中心２７’に設けられた補充バルブ５’に接続する。
【００７５】
そして、第３の流路２６’は、ダンパチャンバ４’の周囲から出口側チューブコネクタ支持体１３’に通じている。
【００７６】
補充バルブ５’の内部構造は、図４および図５に示す補充バルブ５と同一であってもよく、または同様のまたは等しく有効な構造を有し得る。
【００７７】
実際の圧力吸収器２’は、第１の実施形態と同様に、その２つの平坦面を、それぞれ少なくとも１つのフィルム、すなわち前面フィルム２２’および裏面フィルム２３’によって覆われていてよい。
【００７８】
ただし、図示する実施例では、前面フィルム２２’が、圧力吸収器２’の上側部分１７’を覆う第１のフィルム部分４０と、圧力吸収器２’の下側部分１８’を覆う第２のフィルム部分４１とに分割されている。
【００７９】
２つのフィルム部分４０、４１は、同じ平面内にはなく、むしろ互いに平行な各平面内にある。具体的には、第１のフィルム部分４０は、ハウジング側フレーム８’の全深さに対応する距離だけ後部フィルム２３’から離れた位置にあり、一方、第２のフィルム部分４１は、ダンパチャンバ４’の深さ寸法に対応するだけの比較的短い距離だけ離れた位置にある。
【００８０】
その結果、フレーム８’は、その下側部分１８’において、すなわちその前面１６’において、好ましくは剛性のカバー４２によって、付加的に封止されることができる。カバー４２は、ハウジング７’の上側部分１７’において、第１フィルム部分４０と共通に整列して配置することができる。
【００８１】
その結果、カバー４２と、その背後に位置する第２のフィルム部分４１と、フレーム８’の下側面１０’と、その長手方向側面１１’との間で、外部から気密にシールされた制御チャンバ３６’と、２つの部分１７’、１８’を互いに分離する中間壁４３とが得られる。制御チャンバ３６’は、制御チャンバ３６’からフレーム８’に通じる流路４４、好ましくはその上側面９’に通じる流路４４を介してのみ、圧力吸収器２’および制御装置１’を含むアセンブリの外部空間と連通する。そして、制御チューブ（図示せず）を接続可能なチューブコネクタ支持体４５において終端する。
【００８２】
チューブコネクタ支持体４５を介して制御チャンバ３６’内に過剰な圧力が導入されたときには、第２の下側フィルム部分４１がダンパチャンバ４’内に湾曲し、それによって補充バルブ５’が開く。対照的に、制御チャンバ３６’が加圧されていない場合、下側フィルム部分４１は弛緩し、補充バルブ５’は閉じることになる。
【符号の説明】
【００８３】
１  装置
２  圧力吸収器
３  ダンパフィルム
４  ダンパチャンバ
５  補充バルブ
６  装置
７  ハウジング
８  フレーム
９  上側面
１０  下側面
１１  長手方向側面
１２  チューブコネクタ支持体
１３  チューブコネクタ支持体
１４  中間壁
１５  裏面
１６  前面
１７  上側部分
１８  下側部分
１９  ケース表面
２０  フィルタチャンバ
２１  インクフィルタ
２２  前面フィルム
２３  裏面フィルム
２４  第１の流路
２５  第２の流路
２６  第３の流路
２７  中央
２８  タペット
２９  プレート
３０  コイルばね
３１  ハウジング
３２  平坦面
３３  上側面
３４  下側面
３５  長手方向側面
３６  制御チャンバ
３７  開口部
３８  制御開口部
３９  角要素
４０  第１フィルム部分
４１  第２フィルム部分
４２  カバー
４３  中間壁
４４  流路
４５  チューブコネクタ支持体
【図１】
2020527477.tif 000003
【図２】
2020527477.tif 000004
【図３】
2020527477.tif 000005
【図４】
2020527477.tif 000006
【図５】
2020527477.tif 000007
【図６】
2020527477.tif 000008
【図７】
2020527477.tif 000009
【図８】
2020527477.tif 000010
【国際調査報告】
2020527477.tif 000011
2020527477.tif 000012
2020527477.tif 000013
2020527477.tif 000014
2020527477.tif 000015
2020527477.tif 000016