JP4072087B2 - インクジェットプリントヘッド用のクリーニング装置およびその組立て方法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は包括的にプリントヘッドのクリーニングの装置および方法に係り、より詳細には、インクジェットプリントヘッドをクリーニングするクリーニング装置およびその組立て方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
インクジェットプリンタは、画像的な(image−wise)方法でインク滴を記録媒体上に噴出させることによって、その記録媒体上に画像を生成するものである。このプリンタが、普通紙に印刷することができるだけでなく、ノンインパクト、静音、節電(low energy use)、低コストで動作する、という利点が、インクジェットプリンタが市場に広く受け入れられている主な理由である。
【0003】
より具体的には、インクジェットプリンタは、複数のインク噴出チャンバと、インク噴出チャンバのそれぞれに連通する複数のインク噴出オリフィスとを含むプリントヘッドカートリッジを備えている。そして、それぞれのオリフィスのところでインク噴出器を用いてインク滴を生成している。この点に関して、2つのタイプのインク噴出器のうちのどちらを用いてもよい。これら2つのタイプのインク噴出器とは、熱によって作動するインク噴出器と、圧電効果によって作動するインク噴出器である。圧電効果によって作動するインク噴出器に対しては、圧電材料が用いられている。この圧電材料は、機械的応力が加わると電界が生成されるという圧電特性を有している。この逆も当てはまる。すなわち、電界を印加することによって、材料内に機械的応力が生成されることになる。圧電効果によって作動するインク噴出器をインクジェット印刷に用いる場合には、圧電材料に電気パルスを印加して、圧電材料が曲がるようにし、それによって、圧電材料に接触しているインク本体からインク滴をしぼり出している。その後、このインク滴は、インク噴出オリフィスを通って進み、記録媒体上に落ちている。Edmond L.Kyser他の名義で1976年3月23日に発行された「Method And Apparatus For Recording With Writing Fluids And Drop Projection Means Therefor」という名称の米国特許番号第3,946,398号には、このような圧電インクジェットプリンタのひとつが開示されている。
【0004】
熱インクジェットプリンタにおいて見出されるもののような、熱によって作動するインク噴出器については、ヒータが局所的にインク本体を加熱し、ある量のインクの相がガス状の蒸気泡に変わるようにしている。この蒸気泡が内部インク圧力を十分に上昇させるので、インク滴がインク噴出オリフィスを通って記録媒体に向かって吐出されることになる。熱インクジェットプリンタは周知であり、例えば、Buck他への米国特許番号第4,500,895号、Cowger他への米国特許番号第4,794,409号、Baker他への米国特許番号第4,771,295号、Keefe他への米国特許番号第5,278,584号、およびHewlett−Packard Journal,Vol. 39,No.4 (August 1988)、において説明されている。
【0005】
プリントヘッドカートリッジ自体は、プリントヘッドカートリッジに接続されたコントローラがインク噴出チャンバのうちの個々のものを選択的に発射するときに、記録媒体に対して横方向に(すなわち、記録媒体の幅を横切って)往復運動をする、キャリッジに取り付けられたプリントヘッドカートリッジであってもよい。プリントヘッドが記録媒体を横切る度に、記録媒体上に1スワス(swath)の情報がプリントされることになる。そのスワスの情報の印刷後、プリンタはスワス幅だけ記録媒体を前進させ、プリントヘッドカートリッジは、すぐ上で言及したような方法にて、別の1スワスの情報を印刷することになる。記録媒体上に所望の画像が印刷されるまで、このプロセスが繰り返される。または、プリントヘッドカートリッジは、静止しており記録媒体の幅の端から端まで印刷するのに十分な長さの、ページ幅のプリントヘッドカートリッジであってもよい。この場合には、印刷プロセス中、記録媒体は頻繁に、静止したプリントヘッドカートリッジに対して垂直に動くことになる。
【0006】
圧電および熱インクジェットプリンタとともに用いることができるインクは、そのようなプリンタがキャリッジに取り付けられたプリントヘッドカートリッジを有していようとページ幅のプリントヘッドカートリッジを有していようと、記録媒体上に好適な画像を提供するように特別に作られている(formulated)。このようなインクは通常、顔料や染料等の着色剤と、水等の水性液と、および/または蒸気圧の低い溶剤とを含んでいる。より具体的には、インクは、溶剤またはキャリア液体、染料または顔料、湿潤剤、有機溶剤、洗浄剤、増粘剤、防腐剤、その他の成分を含む、液体組成である。さらに、溶剤またはキャリア液体は、水単独であっても、多価アルコール等の水混和性溶剤や多価アルコール等の有機材料を水と混ぜたものであってもよい。例えば、Masafumi Uehara他の名義で1983年5月3日に発行された「Ink Composition For Ink−Jet Recording」という名称の米国特許番号第4,381,946号には、さまざまな液体インク組成が開示されている。
【0007】
このようなインクジェットプリンタ用のインクは、圧電タイプのものであれ、熱タイプのものであれ、多数の特別な特性を有している。例えば、インクは、不乾特性を組み込み、インク噴出チャンバ内のインクが乾燥するのを防止または遅延させて、インク滴が時折吐出されるだけであっても、噴出チャンバおよび対応するオリフィスが開いていて乾燥インクのない状態に保たれるようにすべきである。しかし、プリントヘッドやプリントヘッドの電気相互接続の上にインクが蓄積してしまう可能性があるということが観察されている。このインクの蓄積は、以下の3つの主な原因から生じる可能性がある。すなわち、(1)インク噴出時のインクの溜まりと跳ね返り、(2)プリントヘッド上でのインクのエアロゾルの固化(condensation)、および(3)整備ステーションのキャップおよびワイパーによるインクの再付着、である。このようにインクが蓄積してしまうと、以下の望ましくない結果につながる可能性がある。すなわち、(1)プリントヘッドの電気的相互接続を短絡するまだ乾いていないインクによってプリントヘッドの電気的動作不良を引き起こすこと、(2)プリントヘッド上のインクに張り付いた濡れた紙の繊維を引きずることによって記録媒体上にインクの不所望の線を生じる紙の繊維の跡、(3)インク噴出オリフィスの性能不良によって滴噴出誤差と、滴速度または滴体積の低落とを生じること、および(4)プリントヘッドから落ちるインク滴によって記録媒体上に不所望のインクのしみを生じること、である。
【0008】
さらに、インクジェットプリントヘッドカートリッジは、インクジェットプリントが行われる環境に晒されている。すなわち、前述のインク噴出オリフィスは、ほこり、ちり、および前述の紙の繊維等、空気によって運ばれる多くの種類の粒子に晒されている。粒子状のくずは、オリフィス付近の表面上に蓄積するかもしれず、オリフィスやチャンバ自体の中に蓄積するかもしれない。すなわち、インクはこのような粒子状のくずと組合わさって、オリフィスを詰まらせたり表面の湿潤(surface wetting)を変えてインク滴の適切な形成を妨げてしまう干渉バリ(interference burr)を形成する可能性がある。オリフィスが詰まると、インク滴の適切な噴出が妨げられ、それによって、インク滴の飛翔経路が変わり、記録媒体の意図しない位置にインク滴が当たってしまうことがある。粒子状のくずと蓄積インクとは、クリーニングによりプリントヘッド表面とオリフィスから落として、適切な滴形成と適切なインク滴の飛翔経路とを回復すべきである。
【0009】
前述した理由のすべてから、プリントヘッドをクリーニングして不所望のインクおよびくずを落とすことが重要となる。従来技術の装置には、プリントヘッドをワイピングすることによって、またはインクおよびくずをプリントヘッドから吸収することによって、このようなクリーニングを行うものがある。
【0010】
Eric Joseph Johnson他の名前で1999年5月25日に発行され本発明の譲受人に譲渡されている「Wet Wiping Printhead Cleaning System Using A Non−Contact Technique For Applying A Printhead Treatment Fluid」という名称の米国特許番号第5,907,335号において、ワイパーブレードを用いてプリントヘッドのワイピングを行う代表的なインクジェットプリントヘッドカートリッジのクリーナーが開示されている。Johnson他の特許は、「ワイパー」ブレードを用いる、プリンタにおけるクリーニングを開示している。このワイパーブレードは、プリントヘッドカートリッジのノズルオリフィス板表面と摺動して係合し、ワイピングを行って余分なインクと蓄積したくずを取り除くものである。余分なインクと蓄積したくずを取り除くことは、プリントヘッドの性能およびプリント品質を改善することを目的としている。Johnson他の開示によれば、クリーニングシステムは、プリントヘッド整備ステーションを備えている。プリントヘッド整備ステーションは、その整備ステーションに属するキャップの近くに配置された処理流体源を含んでいる。キャップは、シールを行うようにプリントヘッドと接触している。整備ステーションの一実施形態に含まれるワイパーは、プリントヘッドに接触し、乾燥したインクおよびくずを取り除いている。処理流体は、ワイパーの潤滑剤として働き、ワイパーの摩耗を低減するものである。また、処理流体は、プリントヘッド上に蓄積されている乾燥した残留インクのうちのいくらかを溶かしている。さらに、処理流体は薄い膜を残している。この薄い膜は乾燥しにくく、それにより、プリントヘッド上のこの流体の層の上にその後付着する残留インクおよびその他のくずがより容易に拭き取られるようになっている。整備ステーション内にはスクレーパーが設けられ、ワイパーのクリーニングを行うようになっている。
【0011】
キャノン株式会社が出願人である1989年8月19日公開の「インクジェット記録装置」という名称の特開平3−189163号において、インクジェットプリントヘッドをクリーニングする他の技術が開示されている。キャノン特許は、紙粉、ほこり、インク等をプリントヘッドの前面吐出部から取り除く方法を開示している。より具体的には、プリントヘッドがキャリッジモータによってプリンタ内のクリーニング位置に配置されると、当該プリントヘッドは押されて、多孔性材料でできたリボンに接触するようになっている。吐出部と多孔性材料との間の毛管作用によって、インクや泡等が、プリントヘッドの吐出部から吸収されることになる。紙粉やほこりを含んでいるかもしれないインク、泡等が吸収される量は、多孔性材料との接触時間に比例している。クリーニングの後、プリントヘッドは、キャリッジモータの動作によってプリント位置に戻るようになっている。プリントヘッドがもはやクリーニング位置にないということを確認した後、多孔性材料は前進して、多孔性材料の別の部分に次のクリーニング事象(event)への準備をさせている。
【0012】
Johnson他の特許が開示するもの等、従来技術のプリントヘッドカートリッジのクリーニング技術は、十分に機能するかもしれないが、経時的にインクがワイパー上に蓄積するということが観察されている。この結果、ワイパーの寿命にわたってワイパーの有効性が低くなっていく。Johnson他の特許が開示するもの等のスクレーパーを設けて、ワイパーをクリーニングすることもあるが、スクレーパーを用いても問題の発生原因がなくなるわけではなく、スクレーパー自体にインクが蓄積し、それによって経時的にスクレーパーの有効性が低くなっていく可能性がある。さらに、キャノン特許は、紙粉やほこりを含んでいるかもしれないインク、泡等を取り除く多孔性材料を開示しているが、多孔性材料がプリントヘッドに接触するときのクリーニングの有効性を高めるために、この多孔性材料がしわのないままに保持するということは、キャノン特許には開示されていないようである。また、キャノン特許によれば、毛管作用のプロセスが比較的ゆっくりしていることから、インク、泡、紙粉、またはほこりを十分吸収するために、多孔性材料は特定の時間の間、プリントヘッドに接触したままでなければならない。したがって、キャノン特許のクリーニング技術を用いると、クリーニング時間が長くなってしまうことになる。
【0013】
【発明が解決しようとする課題】
したがって、インクジェットプリントヘッドをクリーニングするクリーニング装置およびその組立て方法が必要とされている。この装置および方法は、(1)ワイパーおよびスクレーパーを不要にし、しかもプリントヘッドの外面から蓄積インクおよび粒子状のくずを取り除いて、まだ乾いていないインクがプリントヘッドの電気的相互接続を短絡することがないようにし、(2)記録媒体上にインクの不所望の線を生じる紙の繊維の跡を取り除き、(3)別の状況では、滴噴出誤差と、滴速度または滴体積の低落とから生じるインク噴出オリフィスの性能不良を改善し、(4)記録媒体上に不所望のインクのしみを生じることにより、インク滴がプリントヘッドから落ちる危険性を低下させ、(5)プリントヘッドをクリーニングするのに、毛管作用の比較的ゆっくりしたプロセスに依存しないようにしている。
【0014】
【課題を解決するための手段】
広範な形態において、本発明は、インクジェットプリントヘッドをクリーニングするクリーニング装置およびその組立て方法である。クリーニング装置は、そこからウェブを供給する、ウェブ供給源を備えている。ウェブ供給源には、ウェブを受け取るウェブ受けが組合わされており、ウェブは、ウェブ供給源からウェブ受けへ延伸可能であり、プリントヘッドと摺動可能に係合してプリントヘッドをクリーニングしている。ウェブ供給源とウェブ受けとには、ウェブ供給源からウェブ受けへウェブを駆動するウェブ駆動装置が組合わされている。ウェブ駆動装置は、第1の張力でウェブ供給源からウェブを引っ張り、第1の張力よりも大きい第2の張力でウェブ受け上にウェブを引っ張るようになっており、ウェブがプリントヘッドと摺動可能に係合する間、ウェブにしわがないようにしている。
【0015】
本発明の一態様によれば、クリーニング装置は、自由に回転可能な第1のスピンドルに巻き付けたウェブ供給源を備えている。第1のスピンドルの近傍には、その上にウェブを受け取る回転可能な第2のスピンドルを備えたウェブ受けが配置されている。このようにして、ウェブは、該ウェブがプリントヘッドの外面と摺動可能に係合してプリントヘッドの表面をクリーニングしている間、第1のスピンドルから第2のスピンドルへ延伸可能となっている。
【0016】
クリーニング装置はさらに、自由に回転可能な第1のスピンドルから第2のスピンドルへとウェブを駆動し、第2のスピンドルに結合されるウェブ駆動装置を備えている。これに関連して、ウェブ駆動装置は、第1のスピンドルの近傍に配置した第3のスピンドル上に同心に取り付けられた駆動ローラを備えている。第1のスピンドルから延伸しているウェブの一部は、部分的に駆動ローラに巻き付いており、駆動ローラが回転すると、ウェブが第1のスピンドルから引っ張られるようになっている。また、ウェブ駆動装置は、第2のスピンドルに結合している。すなわち、ウェブ駆動装置に属する駆動ローラがウェブを第1のスピンドルから引っ張ると、ウェブ駆動装置は、同時にウェブを第2のスピンドル上に引っ張っている。言い換えれば、ウェブ駆動装置は、ウェブをウェブ供給源から引っ張るとともに、ウェブをウェブ受け上に引っ張ることになる。さらに、プリントヘッド表面と係合してプリントヘッド表面をクリーニングするのは、ウェブのうちで、部分的に駆動ローラに巻き付いた部分である。
【0017】
ウェブ駆動装置はさらに、第2のスピンドル(ウェブ受け)と第3のスピンドル(駆動ローラ)とを制御可能に回転させる歯車列を備えている。第2のスピンドルには、調整可能なオーバードライブスリップクラッチ(overdriveslip clutch)が結合されている。このオーバードライブスリップクラッチは、第2のスピンドルに所定量の滑り摩擦を加えて、第2のスピンドルの回転速度を制御するように調整可能となっている。第2のスピンドルの回転速度を制御すれば、ウェブに作用する前方への張力が制御されることになる。これに関連して、オーバードライブスリップクラッチは、ウェブに作用する所望の前方への張力を加えるように調整することができるようになっている。さらに、ウェブのうちで、部分的に駆動ローラに巻き付いた部分は、「受動スリップクラッチ(passiveslip clutch)」装置として効果的に機能している。この受動スリップクラッチ装置は、駆動ローラとウェブとの間に、所定の「巻き付き角度」(すなわち、ウェブが部分的に駆動ローラに巻き付くときにウェブが形成する角度)によって決まる所定量の摩擦を加えて、駆動ローラが滑りなしにウェブを動かせるようにしている。これに関連して、受動スリップクラッチ装置は、ウェブに作用する所望の逆張力を加えるようになっている。オーバードライブスリップクラッチの調整と、受動スリップクラッチの存在によって、オーバードライブスリップクラッチと受動スリップクラッチとが協働して、ウェブをピンと張った状態に保つように作用し、ウェブがしわのないままであるようにしている。ウェブがしわのないままである、ということが重要なのは、接触カバーの範囲(contact coverage)に間隙のない状態で、ウェブ表面が確実にプリントヘッド表面に接触するようにするためである。これによって、しわのあるウェブと比較してクリーニングの有効性が高められることになる。
【0018】
また、歯車列を作動するアクチュエータも設けられている。歯車列を作動する結果として、第2のスピンドルと駆動ローラとが所定量回転することになる。これに関連して、ウェブがプリントヘッドを十分にクリーニングした後、次のクリーニング事象用にウェブの未使用部分を出すために、第2のスピンドルと駆動ローラとを所定量回転することによって、アクチュエータがウェブを割り出すようになっている。
【0019】
さらに、クリーニング装置は、カートリッジのオリフィスから噴出すなわち「吐出」されるインクを受け取って、オリフィスから乾燥したインクおよびくずを取り除く複数の従来のつぼを備えている。クリーニング装置はまた、プリントヘッドが使用中でないときにオリフィスをキャッピングし、インクが乾燥しきってしまう危険性を低下させるような複数の従来のキャッピングステーションも備えている。したがって、クリーニング装置は、クリーニングの有効性を高めるために、ウェブおよびウェブ駆動装置と組合わせた従来のつぼおよび/またはキャッピングステーションを工夫して備えていてもよい。
【0020】
本発明の特徴のひとつは、プリントヘッドと摺動可能に係合してプリントヘッドをクリーニングすることができるウェブを設けることである。
【0021】
本発明の他の特徴は、ウェブを精密に駆動して、ウェブがプリントヘッドと摺動可能に係合する間、ウェブにしわがないようにするウェブ駆動装置を設けることである。
【0022】
本発明の利点は、本発明を利用することによって、ワイパーおよびスクレーパーが不要になり、しかもプリントヘッドの外面から蓄積インクおよび粒子状のくずが取り除かれるということである。
【0023】
本発明の他の利点は、本発明を利用することによって、(1)まだ乾いていないインクがプリントヘッドにおける電気的相互接続を短絡することがなくなり、(2)記録媒体上にインクの不所望の線を生じる紙の繊維の跡が取り除かれ、(3)別の状況では、滴噴出誤差と、滴速度または滴体積の低落とを生じるインク噴出オリフィスの性能不良が改善され、(4)記録媒体上に不所望のインクのしみを生じることによりインク滴がプリントヘッドから落ちる危険性が低下するということである。
【0024】
本発明の他の利点は、本発明を利用することによって、クリーニング時間が短くなるということである。
【0025】
本発明のこれらおよびその他の特徴および利点は、以下の詳細な説明を本発明の例示的実施形態を示して説明する図面とともに読めば、当業者には明白になろう。
【0026】
本明細書の特許請求の範囲は、本発明の主題を特に指摘してはっきりと特許を請求しているが、以下の説明を添付図面とともに検討すれば、本発明がよりよく理解されると考えられる。
【0027】
【発明の実施の形態】
本発明は、特に、本発明による装置の一部を形成したり、またはより直接に本発明による装置と協働する要素に向けられている。具体的に示したり、説明したりしていない要素は、当業者に周知のさまざまな形態で採用してもよい、ということを理解されたい。
【0028】
したがって、図1を参照すると、全体的に10で表すインクジェットプリンタが示されており、このインクジェットプリンタ10は、記録媒体30上に画像20をプリントするものである。記録媒体30は、紙、織物等、あるいは反射性の記録媒体であってもよく、また透明シート等の透過性の記録媒体であってもよい。
【0029】
図1、図2および図3を参照すると、プリンタ10は、外面45を有する熱インクジェットプリントヘッド40を備えている。プリントヘッド40は、複数の隣接するインクカートリッジ50a,50b,50c,50dを備えており、これらインクカートリッジには、それぞれシアン、マゼンタ、イエローおよびブラックのカラーのインクが収容されている。本明細書においては、4つのインクカートリッジ50a,50b,50c,50dを開示しているが、必要な特定のプリント用途に応じて、インクカートリッジはこれよりも多くても少なくてもよい、ということが理解されるべきである。それぞれのインクカートリッジ50a,50b,50c,50dの中には、少なくとも1つのインク噴出チャンバ60が形成されている。インク噴出チャンバ60は、インク本体65を収容している。インク噴出チャンバ60は、記録媒体30の上に画像20を形成するために記録媒体30上に複数のインク滴80を噴出させるものであり、終わりが複数の同一直線上で整合したインク噴出オリフィス70(そのうちのいくつかのみを示す)になっている。チャンバ60内には、略長方形のダイ90が水平に配置されている。ダイ90は、目下開示する諸理由で、下面100を有している。これに関連して、ダイ90の下面100には、オリフィス70のそれぞれの1つと整合してインク本体65をオリフィス70近傍で局所的に沸騰させる複数の耐熱ヒータ素子、すなわち薄膜抵抗器110が取り付けられている。抵抗器110はそれぞれ、コントローラ(図示せず)に電気接続されており、スキャナ、コンピュータ、またはデジタルカメラ(すべて図示せず)等の画像源から受け取った出力信号に応答して、このコントローラが抵抗器110への電気エネルギーの流れを選択的に制御するようになっている。これに関連して、電気エネルギーがいずれかの抵抗器110に少しの間流れると、抵抗器110はインク本体65を局所的に加熱して、抵抗器110に隣接して気泡(図示せず)が形成されるようにしている。この気泡は、インク本体65を変位させることによってチャンバ60を加圧し、インク本体65からインク滴80を絞り出している。インク滴80はオリフィス70を通って進み、記録媒体30によって妨げられる。所定時間の後、コントローラは抵抗器110に電気エネルギーを供給するのをやめている。インク本体65へのエネルギー入力がないために、その後、気泡はつぶれることになり、次いでインクは、2つの矢印115で示す流れの線に略沿ってチャンバ60を補充している。チャンバ60を補充するインクを供給するために、全体的に120で表す大量の(bulk)インク供給源を設けてもよい。もちろん、このような大量のインク供給源120は、複数のインク槽130a,130b,130c,130dを有しており、各インク槽には、それぞれシアン、マゼンタ、イエローおよびブラックのカラーのインクが収容されている。槽130a,130b,130c,130dはそれぞれ、柔軟性を有するホース(図示せず)等によって、カートリッジ50a,50b,50c,50dに接続されており、カートリッジ50a,50b,50c,50d内のチャンバ60を補充するようになっている。槽130a,130b,130c,130dは、ハウジング135内にあってもよい。ハウジング135は、両方向の矢印138の方向等に回転してハウジング135を開閉することが可能なふた137を有している。熱プリントヘッド40は、好ましくは、Robert C. Mazeの名前で2001年5月15日に発行され本発明の譲受人に譲渡されている「Ink Jet Print Head With Flow Control Manifold Shape」という名称の米国特許番号第6,231,168号において開示されているようなタイプであってもよい。以上ではプリントヘッド40を熱プリントヘッドとして開示しているが、プリントヘッド40は、所望であれば圧電プリントヘッドであってもよい。
【0030】
図1および図4において最もよくわかるように、プリントヘッド40は、少なくとも記録媒体30の幅だけ延伸しているレール140上に摺動可能に取付けられており、両方向の矢印145の方向にプリントヘッド40が往復運動をしてレール140を行き来するようになっている。プリントヘッド40は、当該プリントヘッド40に接続され、かつレール140と係合する第1のモータ150によって、レール140を行き来するようになっている。プリントヘッド40は、プリントヘッド40に接続され、かつレール140と係合する第1のモータ150によって駆動されるものとして示しているが、所望であれば、その代わりにプリントヘッド40は、ベルトと滑車のアセンブリ(図示せず)によって駆動されてもよいことが理解されよう。プラテン160等の支持部材は、プリントヘッド40から間隔を置いてプリントヘッド40に対向して配置され、記録媒体30を支持している。プラテン160は、当該プラテン160を回転する第2のモータ170によって動作可能な細長い円筒形のローラとして構成され、記録媒体30が矢印175の方向に動くようになっている。
【0031】
以上の説明から、プリントヘッド40は、第1のプリント方向のレール140を行き来することによって、画像20を形成する複数のプリントスワスのうちの第1のものをプリントする、ということが理解できる。第1のプリントスワスがプリントされるとき、プラテン160は回転せず、静止したままであるようになっている。そして、第1のスワスのプリント後、プラテン160が所定の角度を回転し、記録媒体30を矢印175の方向に所定の距離前進させている。その時点で、プリントヘッド40は、第1のプリント方向と反対の第2のプリント方向にレール140を行き来させ、プリントスワスのうちの第2のものをプリントすることになる。言い換えれば、プリントヘッド40は、矢印145の方向に往復運動をしてレール140を走行するようになっている。プリントヘッド40のそれぞれの往復運動中、プリントヘッド40がレール140の端部に達した後のみ、プラテン160が回転することになる。往復運動するプリントヘッド40と回転するプラテン160とのこのようなプロセスは、すべてのプリントスワスがプリントされ記録媒体30が所望の画像20の全体を受け取るまで、繰り返されるようになっている。
【0032】
しかし、図2および図3において最もよくわかるように、プリントヘッド表面45およびプリントヘッド40の電気的相互接続(図示せず)の上には、インクが蓄積して不所望のインクのこびり付き、すなわち付着物180が形成される可能性がある。このようなインク付着物180は、以下の3つの主な原因から生じる可能性がある。すなわち、(1)インクの溜まりと跳ね返り、(2)表面45上でのインクのエアロゾルの固化、および(3)整備ステーションのキャップおよびワイパーによる表面45上へのインクの再付着、である。このようなインク付着物180は、以下の望ましくない結果につながる可能性がある。すなわち、(1)、プリントヘッドの電気的相互接続を短絡するまだ乾いていないインクによってプリントヘッド40の電気的動作不良を引き起こすこと、(2)表面45上のインクに張り付いた濡れた紙の繊維を引きずることによって、記録媒体30上にインクの不所望の線を生じる紙の繊維の跡、(3)インク噴出オリフィスの性能不良によって滴噴出誤差と、滴速度または滴体積の低落とを生じること、および(4)表面45から落ちるインク滴によって記録媒体30上に不所望のインクのしみを生じること、である。
【0033】
さらに、インクカートリッジ50a,50b,50c,50dは、ほこり、ちり、および前述した紙の繊維等、空気によって運ばれる多くの種類の粒子状のくずに晒されている。このような粒子状のくずは、オリフィス70を取り囲む表面45上に蓄積して粒子状付着物180を形成するかもしれず、最終的にオリフィス70やチャンバ60自体の中に蓄積するかもしれない。すなわち、このような粒子付着物180は、蓄積して、オリフィス70を詰まらせたり、表面の湿潤を変えてインク滴80の適切な形成を妨げてしまう干渉バリを形成する可能性がある。オリフィス70が詰まると、インク滴80の適切な噴出が妨げられ、それによって、インク滴80の飛翔経路が変わり、記録媒体30の意図しない位置にインク滴80が当たってしまうことになる。粒子およびインク蓄積付着物180は、クリーニングで表面45およびオリフィス70から落として、適切な滴形成と適切なインク滴の飛翔経路とを回復すべきである。
【0034】
図1に戻ると、プリンタ10はさらに、一体的に取り付けた開放型のクレードル190を備えており、該クレードル190によって全体的に200で表すプリントヘッドクリーニング装置を取り外し可能に収容している。クレードル190は後壁192を有している。クレードル190はまた、プリントヘッド40がレール140に沿ってクレードル190内へと進み、プリントヘッド40をクリーニング装置200によってクリーニングすることを可能とする開口部195も有している。開口部195はまた、クリーニング装置200によるクリーニング後、プリントヘッド40がレール140に沿ってクレードル190から出て進むことを可能とするものである。以下により詳細に説明するように、クリーニング装置200は、プリントヘッド40の表面45をクリーニングして粒子付着物180を落とすことができるようになっている。クレードル190は、クレードル190内に形成され、クリーニング装置200をクレードル190内に正確に摺動可能に位置決めするための位置決め凹部210を備えていてもよい。クレードル190はまた、回転可能なカバー220を備えており、カバー220は、クレードル190の内部をちり、ほこり等から保護するために、両方向の矢印225の方向等に回転してクレードル190を開閉することができるようになっている。
【0035】
図5、図6および図7を参照すると、クリーニング装置200は、全体的に230で表すウェブ供給源を備えており、該ウェブ供給源230からクリーニングウェブ240を供給するようになっている。ウェブ240を含む材料は、好ましくは、ウェブ240自体がプリントヘッド40の表面45上に繊維を付着させてしまう危険性を低減させるために、遊動(errant)繊維を生成する傾向を低くべきである。この点に関して、ウェブ240を含む材料は、厚さが約0.32mmのFreudenberg Evolon(商標)や、厚さが約0.23mmのContac EXNW0039(商標)や、ドイツのワインハイムにあるFreudenberg Vliesstoffe KGから入手可能な同様のウェブ材料であってもよい。ウェブ240の供給源は、自由に回転可能な第1のスピンドル250に巻き付けられている。第1のスピンドル250の直径は、約0.348インチ(8.84mm)とすることができる。第1のスピンドル250の近傍には、その上にウェブ240を受け取る回転可能な第2のスピンドル260を備えるウェブ受けが配置されている。第2のスピンドル260の直径は、約0.350インチ(8.89mm)とすることができる。ウェブ240は、第1のスピンドル250から第2のスピンドル260へ延伸可能であり、また、プリントヘッド40の外面45と摺動可能に係合して、以下により十分に開示する方法で表面45をクリーニングすることも可能となっている。
【0036】
図6、図7、図8および図9を参照すると、クリーニング装置200はさらに、全体的に270で表すウェブ駆動装置を備えている。ウェブ駆動装置270は、第2のスピンドル260(ウェブ受け)に結合して、ウェブ240を第1のスピンドル250(ウェブ供給源)から第2のスピンドル260へ駆動するようになっている。ウェブ駆動装置270は、第1のスピンドル250の近傍に配置した第3のスピンドル290上に同心に取付けられている回転可能な円筒形の駆動ローラ280を備えている。駆動ローラ280の壁厚は、約0.157インチ(4mm)とすることができる。駆動ローラ280の材料は、表面45に適合して良好なワイピング性能を付与するのに十分柔らかく、滑りなしに効果的にウェブ240を駆動するのに十分に堅いフォームであってもよい。駆動ローラ280は、第1のスピンドル250から供給されるウェブ240と係合するようになっており、駆動ローラ280が以下に開示するようにしてウェブ240を第1のスピンドル250から引っ張るようになっている。図示のように、ウェブ240は、部分的に駆動ローラ280に巻き付いている。すなわち、ウェブ240は部分的に駆動ローラ280に巻き付いて、所定の「巻き付き角度」φを規定するようになっている。巻き付き角度φの量すなわち値は、予め決まっており、巻き付き角度φによって、ウェブ240と駆動ローラとの間の摩擦が、駆動ローラ280が回転するときにウェブ240を動かすのに確実で十分なものである。このようにして、ウェブ240が部分的に駆動ローラ280に巻き付くと、「受動スリップクラッチ」装置が設けられ、巻き付き角度φを規定することになる。さらに、巻き付き角度φを維持するために、略円筒形の第1の引っ張りバー(tensioning bar)300が、ウェブ供給源230と駆動ローラ280との間に置かれ、ウェブ240と係合している。第1の引っ張りバー300は、駆動ローラ280とウェブ供給源230との間にあるウェブ240の部分に、逆張力を加える助けとなる。この逆張力は、駆動ローラから遠ざかりウェブ供給源230に向かう方向305に作用している。さらに、略円筒形の第2の引っ張りバー310が、第1の引っ張りバー300に対向して駆動ローラ280と第2のスピンドル260との間に置かれ、ウェブ240と係合している。第2の引っ張りバー310は、駆動ローラ280と第2のスピンドル260との間にあるウェブ240の部分に、前方への張力を加える助けとなる。さらにまた、第1のスピンドル250と第2のスピンドル260との略中間には、略円筒形の第3の引っ張りバー320が配置され、これもまた、駆動ローラ280と第2のスピンドル260との間にあるウェブ240の部分に、前方への張力を加える助けとなる。この前方への張力は、駆動ローラ280から遠ざかり第2のスピンドル260に向かう方向315に作用している。したがって、上記説明から、およびこれらいくつかの図面を参照して、ウェブ240が、ウェブ供給源230から第1の引っ張りバー300の下、駆動ローラ280の上、第2の引っ張りバー310の下、第3の引っ張りバー320の上、そして第2のスピンドル260上へ延伸するウェブ経路を規定している、ということが理解できる。さらに、第1のスピンドル250、第2のスピンドル260、第3のスピンドル290、第1の引っ張りバー300、第2の引っ張りバー310および第3の引っ張りバー320はそれぞれ、これらの構成要素を支持する、プラスチック、アルミニウム等からできた軽量フレーム330に結合している。さらに、以下により十分に説明するように、部分的に駆動ローラ280に巻き付いているウェブ240の部分は、プリントヘッド表面45と係合してプリントヘッド表面45をクリーニングするようになっている。
【0037】
再び図6、図7、図8、および図9を参照すると、駆動ローラ280の横断面が円形として示されている。しかし所望であれば、駆動ローラ280は、楕円、三角形、または正方形等、非円形の横断面を有してもよい。さらに、表面45のクリーニングを高めるために、駆動ローラ280のより鋭い縁を設けるような方法で、駆動ローラ280のこのような非円形の断面の角を表面45に提供してもよい。
【0038】
さらに再び図6、図7、図8および図9を参照すると、ウェブ駆動装置270はさらに、全体的に340で表す歯車列を備えている。歯車列340は、第2のスピンドル260(ウェブ受け)と第3のスピンドル290(駆動ローラ280)とに結合して、第2のスピンドル260と第3のスピンドル290とを制御可能に回転するようになっている。次に、歯車列340を詳細に説明する。すなわち、歯車列340は、ウェブ240の第1のスピンドル250によって支持される第1の歯車350を備えている。第1の歯車350は第1のスピンドル250によって支持されているが、第1の歯車350は第1のスピンドル250を回転するわけではなく、第1のスピンドル250は自由に回転可能である。言い換えれば、第1の歯車350は自由に回転可能である。第1の歯車350の直径は、約1.000インチ(25.4mm)とすることができる。第1の歯車350には、第2の歯車360が結合している。第2の歯車の直径は、約0.833インチ(21.2mm)であってもよい。また、第1の歯車には、第3の歯車370も結合しており、第3の歯車370の直径は、約0.833インチ(21.2mm)とすることができる。第4の歯車380は、第2のスピンドル260に接続され、第2の歯車360と係合している。第4の歯車380の直径は、約0.563インチ(14.3mm)とすることができ、第2の歯車360が回転するとともに第4の歯車380が回転するようになっている。もちろん、ウェブ240を第2のスピンドル260上に巻き取るために、第4の歯車380が回転するとともに第2のスピンドル260が回転するようになっている。調整可能なオーバードライブスリップクラッチ390は、第2のスピンドル260に摺動可能に結合し、第4の歯車380に取り付けられている。オーバードライブスリップクラッチ390は、ねじを切った貫通穴395を有している。穴395は、オーバードライブスリップクラッチ390に形成されたスロット397と連通している。穴395の目的は、第2のスピンドル260上でオーバードライブスリップクラッチ390を調整可能に締めたりゆるめたりするねじ(図示せず)を受け入れるということにある。すなわち、ねじを締めるとスロット397を閉じる結果になり、それによってクラッチ390が半径方向に締め付けられ、第2のスピンドル260の周囲で締まることになる。逆に、ねじをゆるめるとスロット397を開ける結果になり、クラッチ390が半径方向に広がって、第2のスピンドル260の周りでゆるむことが可能となる。したがって、オーバードライブスリップクラッチ390は、第2のスピンドル260に所定量の滑り摩擦を与えるように調整可能となっている。このようにして、オーバードライブスリップクラッチ390は、ウェブ240に全体的に矢印315で示す方向に作用する所望の前方への張力を加えるように調整することができる。
【0039】
さらに図6、図7、図8および図9を参照すると、歯車列340はまた、第5の歯車400も含んでいる。第5の歯車400の直径は、約0.563インチ(14.3mm)とすることができる。第5の歯車400は第3の歯車370と係合し、第3の歯車370が回転するとともに第5の歯車400が回転するようになっている。第5の歯車400には、第6の歯車410が結合している。第6の歯車410の直径は、約0.188インチ(4.76mm)とすることができる。第7の歯車420は、第6の歯車410と係合し、第3のスピンドル290(駆動ローラ280)に接続されている。第7の歯車420の直径は、約0.188インチ(4.76mm)とすることができ、第6の歯車410が回転するとともに第7の歯車420が回転するようになっている。もちろん、駆動ローラ280を回転させるために、第7の歯車420が回転するとともに第3のスピンドル290が回転するようになっている。オーバードライブスリップクラッチ390の調整と、前述の受動スリップクラッチ(すなわち、ウェブ240が部分的に駆動ローラ280に巻き付くときに、駆動ローラ280およびウェブ240によって設けられて巻き付き角度φを規定する)の存在によって、オーバードライブスリップクラッチ390と受動スリップクラッチとが協働して、前述の逆張力と前方への張力とを生成するように作用することができる。この逆張力と前方への張力とを適切に管理することによって、ウェブ240がピンと張った状態に保たれることになる。これにより、ウェブ240はピンと張ってしわのないままの状態に保持されることになる。ウェブ240がしわのないままである、ということが重要である。これが重要なのは、ウェブ240にしわがなければ、接触カバーの範囲において間隙のない状態で、ウェブ240が確実にプリントヘッド40の表面45に接触するからである。これによって、しわのあるウェブと比較してクリーニングの有効性が高められることになる。
【0040】
図1および図5に戻ると、クリーニング装置200はさらに、目下開示する諸理由でフレーム330に一体的に接続されたシャシ440を備えている。これに関連して、シャシ440は、カートリッジ50a,50b,50c,50dのインク噴出オリフィス70に整合してカートリッジ50a,50b,50c,50dから噴出、すなわち「吐出」されるインクを受け取る複数の従来のつぼ442を備えている。カートリッジ50a,50b,50c,50dのオリフィス70からのインクのこの時々の「吐出」は、不所望の乾燥したインクおよび粒子状のくずがない状態にオリフィス70を保つことを目的としている。シャシ440はさらに、プリントヘッド40が使用中でないときにオリフィス70に整合してオリフィス70をキャッピングするため、複数の従来のキャッピングステーション444を備えている。オリフィス70をキャッピングすることによって、インクが乾燥しきってしまう危険性を低減させている。さらに、シャシ440はまた、カートリッジ50a,50b,50c,50dがキャッピングされている間、カートリッジ50a,50b,50c,50dのそれぞれの1つに接して、カートリッジ50a,50b,50c,50dを損傷から守るバリアーを確立することが可能な複数のバリアー壁446を備えている。シャシ440と、一体的に取り付けたフレーム330とは、概して両方向の矢印447の方向に移動することが可能であり、つぼ442またはキャッピングステーション444をカートリッジ50a,50b,50c,50dのオリフィス70と整合させるようになっている。シャシ440と、一体的に取り付けたフレーム330とは、シャシ440と係合するモータ機構(図示せず)によって駆動されるようになっている。したがって、クリーニング装置200のウェブ240は、クリーニングの有効性を高めるために、従来のつぼ442およびキャッピングステーション444と発明的に組み合わせられている。
【0041】
さらに図1および図5を参照して、クリーニング装置200を用いるクリーニング技術を次に説明する。レール140およびプリントヘッド40に係合する第1のモータ150は、プリントヘッド40をレール140に沿って開口部195を通ってクレードル190内へと移動させて、クリーニング事象を開始する。第1のモータ150は、クレードル190内の所定位置にプリントヘッド40を配置し、ウェブ240によって表面45をクリーニングできるようにする。次に、シャシ440と係合する前述のモータ機構(図示せず)が、シャシ440を位置決め凹部210に沿って矢印447の方向へ前後に往復運動させる。本明細書においては、前後へのシャシ440の一回の往復運動を1クリーニングサイクルと定義する。シャシ440が前方向に(すなわち、プリンタ10の前面に向かって)平行移動すると、部分的に駆動ローラ280に巻き付いているウェブ240の部分が、プリントヘッド40の表面45と係合して表面45をクリーニングする。シャシ440が後ろ方向に(すなわち、プリンタ10の背面に向かって)平行移動すると、部分的に駆動ローラ280に巻き付いているウェブ240の部分が、プリントヘッド40の表面45と再び係合して表面45をクリーニングする。表面45をクリーニングするために、シャシ440がこのように動くことによって、ウェブ240が表面45をこすって粒子状のくず180を表面45から取り除く。こうして取り除かれた粒子状のくず180は、ウェブ240の構成のために、ウェブ240に付着することになる。ウェブ240は、前述のFreudenberg Evolon 100(商標)や、Contac EXNW0039(商標)であってもよい。好ましくは約7回のクリーニングサイクルを行って表面45をクリーニングする。しかし、画像20のプリントを継続するために、プリントヘッド40とレール140とに係合する第1のモータ150は、それぞれのクリーニングサイクルの最後で、プリントヘッド40を開口部195を通ってクレードル190外へと動かす。このプロセスは、クリーニング事象を構成しているすべてのクリーニングサイクル(例えば、7回のクリーニングサイクル)が完了するまで繰り返される。プリンタ10の動作中、所定時間の後、プリントヘッド40はすぐ上で説明したようにして再びクリーニングされる。しかし、各クリーニング事象同士の間に、ウェブ240が上で開示した方法で前進させられる。ウェブ240が前進することによって、各クリーニング事象の前に、プリントヘッド40をクリーニングするウェブ240のうち、きれいで未使用の部分が提供される。
【0042】
次に、ウェブ240が前進する方法を説明する。図1および図8において最もよくわかるように、クリーニング装置200はさらに、弾性レバーすなわちアクチュエータ448を備えている。アクチュエータ448は、フレーム330に接続され、後壁192と係合して第1の歯車350を所定量割り出す(index)ようになっている。第1の歯車350が割り出されると、第2のスピンドル260と駆動ローラ280とはそれぞれ、自らの直径に比例する所定量の割り出しを行う。第1の歯車350が割り出されると、第2のスピンドル260と駆動ローラ280とが割り出しを行うことになる。前述の方法で、第1の歯車350が、第2のスピンドル260および駆動ローラ280に結合しているからである。これに関連して、ステンレス鋼からなる比較的肉薄の部材であるアクチュエータ448は、以下により十分に説明する方法で後壁192と係合するため、外向きに突出する肘形状の部分450を有している。そして、最後のクリーニングサイクル(例えば、7回目のクリーニングサイクル)の後に前述のモータ機構(図示せず)がシャシ440を往復運動させると、モータ機構は後壁192に向かってシャシ440を動かし、ついには肘形状の部分450が後壁192と係合する。肘形状の部分450が後壁192と係合すると、アクチュエータ448は、全体的に矢印455で示す方向に弾性的に動く。アクチュエータ448が矢印455で示す方向に動くと、アクチュエータ448の端部460が第1の歯車350と係合して、第1の歯車350を所定量割り出すことになる。また、第1の歯車350を割り出すことによって、歯車360,370,380,400,410,420も割り出される。第1の歯車350と歯車360,370,380,400,410,420はすべて、歯車列340の相互に作用する部材だからである。もちろん、第1の歯車350と歯車360,370,380,400,410,420を割り出すことによって、駆動ローラ280、第2のスピンドル260および第3のスピンドル290が割り出され、ウェブ240が所定量前進する。前述のように、ウェブ240が前進することによって、クリーニング事象の前に、プリントヘッド40をクリーニングするウェブ240のうちのきれいで未使用の部分が提供される。第1の歯車350が割り出された後、モータ機構を制御するコントローラ(図示せず)が後壁192から遠ざかる方向にシャシ440を平行移動し、アクチュエータ448の肘形状の部分450が後壁192から係合解除される。アクチュエータ448は、弾性体であるので、次にリセットされ、すなわち初期位置に戻り、次のクリーニング事象を待つことになる。
【0043】
さらに図8を参照すると、第1の歯車350が、割り出し後、振動等のために方向が反対になることがないようにするのが望ましい。これが望ましいのは、ウェブ240が逆方向に進んで表面45上に粒子状のくず180を再付着させてしまうことがないようにするためである。したがって、細長いラチェットロック470も設けられており、第1の歯車350が、割り出し後、方向が反対になることがないようにしている。ラチェットロック470はフレーム330に接続されており、ラチェットロック470の端部475は第1の歯車350と係合するようになっている。ラチェットロック470によって、第1の歯車350は、その意図する方向に割り出すことができるが、割り出し後は、方向が反対になるということはない。
【0044】
上記説明から、第1のスピンドル250は、第1の歯車350の半径に、第1の歯車350がアクチュエータ448によって割り出されるときの第1の歯車350の回転角を掛けたものに等しい所定量の直線移動ΔSIを得る、ということを理解することができる。所定量のウェブ240は、第1の歯車350がアクチュエータ448によって割り出される度に、ウェブ供給源230から供給されるようになっている。例えば、第1の歯車350を1回割り出すことは、アクチュエータ448が約0.0524インチ(1.33mm)移動することに対応するものであり、第1の歯車350の3°の回転に等しくなり得る。これは次に、ウェブ240が約0.0269インチ(0.685mm)移動することに対応し得る。また、本発明によれば、ウェブ240が第2のスピンドル260によって巻き取られる速度は、ウェブ供給源230から供給されるウェブ240の速度よりも速い。このようにするのは、ウェブ240をたるみがなくピンと張った状態に維持して、ウェブ240にしわがないようにするためである。言い換えれば、ΔSE>ΔSI、または(ΔSE)/(ΔSI)>1である。ただしΔSEは、第4の歯車380の半径に、第4の歯車380が割り出されるときの第4の歯車380の回転角を掛けたものに等しい。当業者には、第2のスピンドル260が第4の歯車380に結合しており、したがって、ウェブ240が第2のスピンドル260に巻き付くとΔSEが増大する、ということが理解できよう。
【0045】
次に図10および図11は、本発明の第2の実施形態を示している。これは、全体的に480で表される第2の実施形態のクリーニング装置である。第2の実施形態のクリーニング装置480は、所定の横断面の押さえ(pressurefoot)490がフレーム330に接続され、ウェブ供給源230と駆動ローラ280との間に置かれていることを除いて、第1の実施形態のクリーニング装置200と略同様である。押さえ490の材料は、表面45に適合して良好なワイピング性能を付与するのに十分柔らかいフォームであってもよい。第2の実施形態のクリーニング装置480を用いることによって、第1の実施形態のクリーニング装置200では提供されない利点が得られる。この点に関して、押さえ490は、実際上いかなる所望の断面形状を有していてもよい。これによって今度は、駆動ローラ280のみを用いてプリントヘッド40の表面45をクリーニングする場合の駆動ローラ280の円形断面と比較して、ウェブ240とプリントヘッド40の表面45との間の相互作用の設計においてより大きな柔軟性が与えられることになる。
【0046】
再び図10および図11を参照すると、クリーニング装置480はまた、全体的に500で表す第2の実施形態の歯車列を備えていてもよい。歯車列500は、第1のスピンドル250(ウェブ供給源230)、第2のスピンドル260(ウェブ受け)、および第3のスピンドル290(駆動ローラ280)に結合して、以下で開示する方法で第1のスピンドル250、第2のスピンドル260、および第3のスピンドル290を制御可能に回転させるようになっている。この点に関して、第2の実施形態の歯車列500を次に詳細に説明する。より具体的には、歯車列500は、自由に回転可能な第1のスピンドル250によって支持される第8の歯車510を備えている。第8の歯車510の直径は、約1.000インチ(25.4mm)とすることができる。第8の歯車510には、第9の歯車520が結合しており、第9の歯車520の直径は、約0.833インチ(21.2mm)とすることができる。また、第8の歯車510には、第10の歯車530も結合しており、第10の歯車530の直径は、約0.667インチ(16.9mm)とすることができる。第11の歯車540は、第2のスピンドル260に接続され、第10の歯車530と係合している。第11の歯車540の直径は、約0.563インチ(14.3mm)とすることができ、第9の歯車が回転する間に第11の歯車540が回転するようになっている。前述のオーバードライブスリップクラッチ390は、第2のスピンドル260に摺動可能に結合し、第11の歯車540に取り付けられており、第2のスピンドル260に所定量の滑り摩擦を与えるようになっている。
【0047】
さらに図10および図11を参照すると、第2の実施形態の歯車列500はまた、第12の歯車550も備えている。第12の歯車550の直径は、約0.438インチ(11.1mm)とすることができる。第12の歯車550は第10の歯車530と係合しており、第10の歯車530が回転する間に第12の歯車550が回転するようになっている。第12の歯車550には、第13の歯車560が結合しており、第13の歯車560の直径は、約0.209インチ(5.31mm)とすることができる。第14の歯車570が、第13の歯車560と係合し第3のスピンドル290に接続されている。第14の歯車570の直径は、約0.229インチ(5.82mm)とすることができ、第13の歯車560が回転する間に第14の歯車570が回転するようになっている。さらに、ウェブ240が部分的に駆動ローラ280に巻き付いて、前述の受動スリップクラッチ装置を規定している。
【0048】
上記説明から、この第2の実施形態のクリーニング装置480によれば、第1のスピンドル250は、第8の歯車510の半径に、第8の歯車510が割り出されるときの第8の歯車510の回転角を掛けたものに等しい所定量の直線移動ΔSIを得る、ということを理解することができる。所定量のウェブ240は、第8の歯車510がアクチュエータ448によって割り出される度に、ウェブ供給源230から供給されることになる。例えば、第8の歯車510の1回の割り出しは、アクチュエータ448が約0.0524インチ(1.33mm)移動することに対応するものであり、第8の歯車510の3°の回転に等しくなり得る。これは次に、ウェブ240が約0.0182インチ(0.462mm)移動することに対応し得る。オーバードライブスリップクラッチ390の調整と、前述の受動スリップクラッチ装置(すなわち、ウェブ240が部分的に駆動ローラ280に巻き付くときに駆動ローラ280とウェブ240とによって設けられて巻き付き角度φを規定する)の存在によって、オーバードライブスリップクラッチ390と受動スリップクラッチ装置とが協働して、ウェブ240をピンと張った状態に保つよう作用し、ウェブ240がしわのないままであるようにすることができる。さらに、この第2の実施形態のクリーニング装置500は、上で開示した諸理由でフレーム330に一体的に接続された前述のシャシ440を備えている。
【0049】
【発明の効果】
上記説明から、本発明の利点は、本発明を利用することによって、ワイパーおよびスクレーパーが不要になり、しかもプリントヘッド40の外面45からインクの蓄積および粒子状のくずが取り除かれる、ということが理解できる。これは、本発明が、プリントヘッド40をクリーニングするためにウェブ240を用いて表面45をこするからである。
【0050】
本発明の他の利点は、(1)まだ乾いていないインクがプリントヘッドとコントローラとの間の電気的相互接続を短絡することを回避し、(2)記録媒体上にインクの不所望の線を生じさせる紙の繊維の跡が取り除かれ、(3)別の状況では、滴噴出誤差と、滴速度または滴体積の低落とを生じさせるインク噴出オリフィスの性能不良が改善され、(4)記録媒体上に不所望のインクのしみを生じ、インク滴がプリントヘッドから落ちる危険性が低減するようにするために、本発明を利用することによって、プリントヘッド40の表面45が徹底的にクリーニングされる、ということである。これは、しわのあるウェブと比較してより効率的に粒子状のくず180を取り除くために、ウェブ240がしわのないままで、カバー範囲に間隙のない状態でプリントヘッド40の表面45に接触するからである。
【0051】
本発明の他の利点は、本発明を利用することによって、クリーニング時間が短くなる、ということである。これは、ウェブ240が表面45をこすって粒子状のくず180を取り除き、インクの吸収によってプリントヘッド40の表面45をクリーニングするために毛管作用の比較的ゆっくりしたプロセスに依存することがないようにしているからである。また、本発明を利用することによって、ワイパーを用いる場合と比較してクリーニング時間が短くなる。これは、表面45をこすって表面45をクリーニングすることの方が、柔軟性を有する(例えばゴムの)ワイパーを表面45を横切って動かすことよりも、迅速に行えるからである。これは、この柔軟性を有するワイパーが表面45の外形(例えば、表面の凸凹)に適合する時間を与えるために、このようなワイパーが比較的ゆっくり動かされるからである。これに対して、駆動ローラ280(またはフット490)のフォーム材料は、表面45の凸凹に容易に適合するからである。
【0052】
本発明は、その好ましい実施形態を特に参照して説明したが、当業者であれば、本発明から逸脱することなく、好ましい実施形態の各要素にさまざまな変更を行ってもよく、好ましい実施形態の各要素の代わりに均等物を用いてもよい、ということを理解するであろう。例えば、所望であれば、歯車列340や第2の実施形態の歯車列500とは異なる構成の歯車列を用いてもよい。他の例として、熱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のものとして本発明を開示したが、本発明はまた、圧電インクジェットプリントヘッドをクリーニングするのにも同様に用いてもよい。
【0053】
したがって、インクジェットプリントヘッドをクリーニングするクリーニング装置およびその組立て方法が提供されることになる。
【図面の簡単な説明】
【図1】プリントヘッドと、その中に配置されプリントヘッドをクリーニングするクリーニング装置とを有する、インクジェットプリンタの斜視図である。
【図2】インク滴を噴出しており、外面上に粒子状のくずがあるプリントヘッドの一部を切欠いた正面図である。
【図3】プリントヘッドに属する複数のインクカートリッジのうちの1つで、一部を切欠いた断面正面図である。
【図4】図2の4−4線に沿った図である。
【図5】従来のインクつぼおよびプリントヘッドキャッピングステーションと組み合わせた、クリーニング装置に属するウェブの斜視図である。
【図6】クリーニング装置の斜視図である。
【図7】ウェブ供給源、ウェブ受けおよびウェブ駆動ローラを示す、クリーニング装置の正面斜視図である。
【図8】歯車列に属する第1の歯車と、第1の歯車と係合するアクチュエータおよびラチェットとを示す、クリーニング装置の斜視図である。
【図9】わかりやすくするためにいくつか部品を取り除いた状態の歯車列を示す斜視図である。
【図10】第2の実施形態のクリーニング装置の斜視図である。
【図11】第2の実施形態のクリーニング装置に属するもので、わかりやすくするためにいくつか部品を取り除いた状態の第2の実施形態の歯車列を示す斜視図である。
【符号の説明】
40 インクジェットプリントヘッド
200 クリーニング装置
230 ウェブ供給源
240 ウェブ
250 第1のスピンドル(ウェブ供給源)
260 第2のスピンドル(ウェブ受け)
270 ウェブ駆動装置
280 駆動ローラ
290 第3のスピンドル
300 第1の引っ張りバー
310 第2の引っ張りバー
320 第3の引っ張りバー
340 歯車列
Claims (2)
- インクジェットプリントヘッドをクリーニングするクリーニング装置であって、
a.ウェブを供給するウェブ供給源と、
b.該ウェブ供給源と連動し、その上に前記ウェブを受け取るものであって、前記ウェブは、前記プリントヘッドと摺動可能に係合して該プリントヘッドをクリーニングする間、前記ウェブ供給源からウェブ受けへ延伸可能であるウェブ受けと、
c.前記ウェブ供給源と前記ウェブ受けとに連動して、前記ウェブ供給源から前記ウェブ受けへ前記ウェブを駆動するものであって、第1の張力で前記ウェブ供給源から前記ウェブを引っ張り、前記第1の張力よりも大きい第2の張力で前記ウェブ受け上に前記ウェブを引っ張るようになされており、該ウェブが前記プリントヘッドと摺動可能に係合する間、前記ウェブにしわがないようにしているウェブ駆動装置と、を備えており、
前記ウェブ駆動装置は、前記ウェブが所定の巻き付き角度を規定するように部分的に巻き付いている駆動ローラと歯車列を備え、前記駆動ローラは、前記ウェブを前記ウェブ供給源から引っ張る位置に設けられ、前記巻き付き角度の値は、前記ウェブと前記駆動ローラとの間の摩擦が、前記駆動ローラが回転するときに前記ウェブを動かすのに十分なものであり、かつ前記ウェブ駆動装置は、前記歯車列の近くに配置され、該歯車列を作動するアクチュエータをさらに備えており、
前記歯車列は、前記ウェブ受けと前記駆動ローラとに結合しており、前記歯車列の1つの歯車が割り出されると、前記ウェブ受けと前記駆動ローラとが割り出しを行って回転され、前記アクチュエータが前記歯車列の方向に動くと、前記アクチュエータの端部が前記歯車列の1つの歯車と係合して、該歯車を含む前記歯車列の各歯車を割り出すことにより、前記ウェブを所定量前進させるように構成する一方、前記歯車列の1つの歯車が、割り出し後、意図する方向と反対方向に回転しないように、前記1つの歯車と係合するラチェットロックが前記歯車列と関連して設けられている、クリーニング装置。 - インクジェットプリントヘッドをクリーニングするクリーニング装置の組立て方法であって、
a.ウェブを供給するウェブ供給源を設ける段階と、
b.該ウェブ供給源に対して、その上に前記ウェブを受け取るウェブ受けを配置する段階であって、前記ウェブは、前記プリントヘッドと摺動可能に係合して該プリントヘッドをクリーニングする間、前記ウェブ供給源から前記ウェブ受けへ延伸可能である段階と、
c.前記ウェブ供給源と前記ウェブ受けとに対して、前記ウェブ供給源から前記ウェブ受けへと前記ウェブを駆動するウェブ駆動装置を配置する段階であって、該ウェブ駆動装置は、第1の張力で前記ウェブ供給源から前記ウェブを引っ張り、前記第1の張力よりも大きい第2の張力で前記ウェブ受け上に前記ウェブを引っ張るようになされており、該ウェブが前記プリントヘッドと摺動可能に係合する間、前記ウェブにしわがないようにしている段階と、を含み、
前記ウェブ駆動装置を配置する段階は、前記ウェブ供給源と前記ウェブ受けとに関連して、前記ウェブが所定の巻き付き角度を規定するように部分的に巻き付いている駆動ローラと歯車列を配置する段階を含み、前記駆動ローラは、前記ウェブを前記ウェブ供給源から引っ張る位置に設けられ、前記巻き付き角度の値は、前記ウェブと前記駆動ローラとの間の摩擦が、前記駆動ローラが回転するときに前記ウェブを動かすのに十分なものであるような段階を含み、かつ前記ウェブ駆動装置を配置する段階は、前記歯車列の近くに該歯車列を作動するアクチュエータを配置する段階をさらに含んでおり、
前記歯車列は、前記ウェブ受けと前記駆動ローラとに結合しており、前記歯車列の1つの歯車が割り出されると、前記ウェブ受けと前記駆動ローラとが割り出しを行って回転され、前記アクチュエータが前記歯車列の方向に動くと、前記アクチュエータの端部が前記歯車列の1つの歯車と係合して、該歯車を含む前記歯車列の各歯車を割り出すことにより、前記ウェブを所定量前進させる一方、前記歯車列の1つの歯車が、割り出し後、意図する方向と反対方向に回転しないように、前記歯車列と関連して設けられているラチェットロックが前記1つの歯車と係合する、方法。
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