JPH04284256A - インクジェット印刷装置及びプリントヘッド面洗浄方法 - Google Patents

インクジェット印刷装置及びプリントヘッド面洗浄方法

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JPH04284256A
JPH04284256A JP3284788A JP28478891A JPH04284256A JP H04284256 A JPH04284256 A JP H04284256A JP 3284788 A JP3284788 A JP 3284788A JP 28478891 A JP28478891 A JP 28478891A JP H04284256 A JPH04284256 A JP H04284256A
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JP
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printhead
ink
cap member
orifice
channel
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JP3284788A
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Paul J Rowe
ポール・ジェイ・ローウィ
Richard A Morano
リチャード・エイ・モラーノ
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Original Assignee
Xerox Corp
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Publication date
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    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/005—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
    • B41J2/01—Ink jet
    • B41J2/135—Nozzles
    • B41J2/165—Prevention or detection of nozzle clogging, e.g. cleaning, capping or moistening for nozzles
    • B41J2/16517—Cleaning of print head nozzles
    • B41J2/16552—Cleaning of print head nozzles using cleaning fluids
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
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    • B41J2/005—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
    • B41J2/01—Ink jet
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    • B41J2/16505—Caps, spittoons or covers for cleaning or preventing drying out
    • B41J2/16508—Caps, spittoons or covers for cleaning or preventing drying out connected with the printer frame

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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】〔発明の背景〕本発明はインクジェット印
刷装置に関する、そして更に詳述するとそのような装置
のプリントヘッドの保守に関する。
【０００２】所謂“ドロップオンディマンド”タイプの
インクジェットプリンタはインク小滴が記録媒体の方向
へ向けられる少なくとも１個のプリントヘッドを有する
。プリントヘッド内では、インクが複数個のチャネルに
含まれることが可能であり、エネルギーパルスが必要に
応じてチャネルの端部にあるオリフィスからインク小滴
を放出させるために使用されている。
【０００３】サーマルインクジェットプリンタでは、通
常、レジスタがエネルギーパルスを発生し、そのレジス
タの各々はチャネルの夫々に設置され、チャネルは個々
に電流パルスによってアドレス指定され、チャネル中の
インクを加熱し且つ蒸発させることが可能である。ベー
パーバブルはチャネルのいずれかで成長するにつれて、
インクはチャネルオリフィスから膨れ出て、遂には電流
パルスが止まり、バブルが潰れ始める。その段階で、チ
ャネル内のインクは引っ込められ、膨れ出たインクから
分離し、小滴を形成し、チャネルから遠ざかる方向へ、
そして記録媒体の方向へ移動する。チャネルはそのとき
毛管作用によって再充填され、それがまたインクを供給
容器から引き込む。サーマルインクジェットプリンタの
操作は例えば米国特許第４，８４９，７７４号明細書に
記述されている。
【０００４】サーマルインクジェットプリンタの一つの
特殊形式がヨーロッパ特許第０，２１０，８４８号明細
書に記述されている。前記プリンタはキャリッジタイプ
であって、各々にそれ専用のインク供給カートリッジを
備えた複数個のプリントヘッドが往復運動キャリッジ上
に搭載されている。各プリントヘッドのチャネルオリフ
ィスは前記キャリッジの移動線に直角に位置合せされ、
そして一群の情報はキャリッジが一方向に移動するにつ
れて、固定された記録媒体に印刷される。次に記録媒体
は印刷群の幅に等しい距離だけキャリッジ移動線に直角
に進められ、そして次にキャリッジは逆方向に移動して
、もう一つの情報群を印刷する。
【０００５】例えば、プリンタの使用時にはオリフィス
を定期的に洗浄することにより、そして／あるいはプリ
ンタを使用せず、または長期間使用されないでいるとき
にはプリントヘッドに蓋をすることによって、インクジ
ェットプリンタのインク噴出オリフィスを維持する必要
があることは知られている。プリントヘッドのキャッピ
ングはプリントヘッド中のインクの乾燥を防止するため
に考えられている。また同時に、使用前にプリントヘッ
ドに呼びインクを差し、プリントヘッドチャネルが完全
にインクで満たされ、汚染物あるいは空気バブルを全く
含んでいないことを保証する必要がある。インクジェッ
トプリンタの各種タイプのプリントヘッド用保守並びに
／あるいはプライミング装置は例えば、米国特許第４，
８５５，７６４号、第４，８５３，７１７号並びに第４
，７４６，９３８号明細書に記述され、一方印刷時にお
けるプリントヘッドのインク容器からのガスの除去は米
国特許第４，６７９，９５９号明細書に記述されている
。
【０００６】プライミング操作は通常インクをプリント
ヘッドを通して押し込むかあるいは吸い込むかのいずれ
かを伴うが、インクの液滴をプリントヘッド面に残存さ
せることがあり、そして究極的にプリントヘッド面上に
インク残留分を形成することが知られている。その残留
分は印刷品質に有害な影響をもたらすことがある。また
同時に、印刷が進行するにつれて、ペーパー繊維及び他
の異物がプリントヘッド面に集まることがあり、そして
インク残留分と同様に、また有害な影響を印刷品質にも
たらすことがあることが知られている。印刷操作の終り
に、プリントヘッドがワイパーブレードを横断して移動
し、その結果ペーパーダスト及び他の汚染物がオリフィ
スプレートから掻き落された後にプリントヘッドに蓋が
されるのが米国特許第４，８５３，７１７号明細書で以
前から提案されている。インクジェットプリンタに洗浄
装置が設けられ、印刷操作の終りに水をプリントヘッド
面に送り、プリントヘッドを洗浄後、それに蓋をするの
がまた同時に、米国特許第４，７４６，９３８号明細書
で提案されている。日本特許出願公開第６２−９９５７
号公報では印刷ノズルから漏洩したインクが前記ノズル
に係合した繊維系材料片によって吸収されるのが提案さ
れている。
【０００７】〔発明の概要〕インクジェットプリンタ用
の改良されたプリントヘッドアセンブリを提供し、プリ
ントヘッド面の効果的洗浄が比較的簡単な方法で且つプ
リントヘッドアセンブリの複雑さを増すことなく実行さ
れることを可能にするのが本発明の目的である。
【０００８】本発明によると、サーマルインクジェット
プリンタ用のプリントヘッドアセンブリはその中に少な
くとも１個のインクチャネルと、チャネルから放出され
るインク小滴を記録媒体の方へ向けるためのチャネルの
一端にあるインク噴出オリフィスと、インク噴出オリフ
ィスを含むプリントヘッド面を有するプリントヘッドと
、前記プリントヘッド面上に空気を吸気し且つそれによ
ってプリントヘッド面を洗浄するために操作することが
可能な洗浄部材とから構成されている。
【０００９】本発明によるサーマルインクジェットプリ
ンタでは、加熱素子が設けられて、チャネル中のインク
を加熱し、インク小滴をインク噴出オリフィスから放出
させる。洗浄部材は、プリンタの保守装置のキャップ部
材から構成され、前記キャップ部材はプリントヘッドの
方へ移動し且つそれから離れて移動する。そしてそれが
プリントヘッド面と係合し且つプリントヘッドオリフィ
スに蓋をする第一位置並びにそれがプリントヘッド面の
方へ向けられるがそれから間隔を置いて設置される第二
位置とを有することが出来る。第二位置でサクションを
キャップ部材に適用し、プリントヘッド面上の空気を吸
気し後者を洗浄するために手段が設けられ、そしてまた
同時に、第一位置でサクションをキャップ部材に適用す
るためにも操作することが可能である。本発明の一つの
実施例において、サクション適用手段は第一位置から第
二位置へのキャップ部材の移動時に、サクションをキャ
ップ部材に適用するために操作することが出来る。
【００１０】本発明は更に、プリンタのプリントヘッド
面を洗浄する方法を提供し、前記プリンタはプリントヘ
ッド内の少なくとも１個のインクチャネルと、プリント
ヘッド面のチャネルの一端にあるインク噴出オリフィス
と、熱をチャネル中のインクに加え、インク小滴をイン
ク噴出オリフィスから放出させ、記録媒体の方へ推進さ
せるために操作可能な加熱素子と、プリントヘッドが移
動可能であり、そしてプリントヘッドの方へまたそれか
ら離れて移動可能なキャップ部材を含む保守装置とから
構成されたタイプである。前記方法はキャップ部材をそ
れがプリントヘッド面の方へ向けられるがその面から離
して間隔を置いて設置された位置に移動させ、サクショ
ンをキャップ部材に加え、プリントヘッド面上に空気を
吸気して、プリントヘッド面を洗浄する工程を含んでい
る。
【００１１】〔図面の簡単な説明〕実施例にならって、
本発明の実施例が添付図を引用しながら、記述されてい
て、その中で、図１はサーマルインクジェットプリンタ
の概略図であり；図２はサーマルインクジェットプリン
タのプリントヘッド並びにプライミング／保守装置の一
部を示した概略断面図であり、そして図３Ａ及びＢは図
２と同様であるが、異なった相対位置での構成要素を示
している。
【００１２】〔好適な実施態様の説明〕図１に示したプ
リンタはキャリッジ２に搭載され且つインクを供給容器
３から受けるために接続されたプリントヘッド１を有し
ている。プリントヘッド１は複数個のインクチャネル（
図１には示されていない）を含み、これらはインクを供
給容器３から夫々のインク噴出オリフィス（これもまた
図１には示されていない）に運んでいる。使用時には、
キャリッジ２は矢印２Ａによって示された通りに往復運
動をし、そしてインク小滴はプリントヘッドオリフィス
の選ばれたオリフィスから放出され（既に記述したよう
に）、記録媒体４、例えばペーパーシートの方へ向けら
れる。キャリッジ２の各通過時に、記録媒体４は固定す
るが、各通過の終りに記録媒体は矢印４Ａの方向に進め
られる。プリントヘッド並びにそれによる印刷の更に詳
細な説明に関しては、参考までにこの中に取り込まれた
米国特許第４，５７１，５９９号明細書並びに米国再発
行特許第３２，５７２号明細書を引用する。
【００１３】プリンタの片側で印刷ゾーンの外側に、プ
ライミング／保守装置６がある。印刷操作の終りに、プ
リントヘッドキャリッジ２はこのプライミング／保守装
置６のところに置かれ、この装置はキャップ部材７並び
に前記キャップ部材の内部と配管９を通して連絡した関
連サクションポンプ８とから構成されている。キャップ
部材７は矢印７Ａによって示された通り、プリントヘッ
ド１の方へまたそれから離れる方へ移動可能であり、直
立形シール１０によって囲まれたその前面に細長い開口
部を有している。キャリッジ２が前記装置６のところに
置かれたとき、キャップ部材７はプリントヘッド１の方
へ移動し、遂にはシール１０がプリントヘッドに密着し
て、インク噴出オリフィスを取り囲む。この状態は図２
に図示されているが、プリントヘッド１の単一オリフィ
ス１１並びにその関連インク供給チャネル１２が本発明
の説明を容易にするために示されている、しかし実際の
プリントヘッドは図１の矢印２Ａによって示された往復
運動の方向に直角に位置合せされた線型配列で多数個の
オリフィスを有している。そのようにしてプリントヘッ
ドに蓋をすることによって、プリンタを使用していない
とき、プリントヘッド内のインクの蒸発を阻止すること
が可能である。印刷が開始される前に、ポンプ８が作動
して、サクションをキャップ部材７内の空洞に適用し、
それによってインクをプリントヘッドオリフィス１１か
ら吸い込む：即ちそのようにして、乾燥したインクある
いは空気バブルが除去される。
【００１４】前記装置６はまた同時に、新たなインク供
給容器が取り付けられた後に、プリントヘッド１に呼び
インクを差すために使用される。その場合、キャップ部
材７がプリントヘッドに適用されたら、サクションポン
プ８が作動して、オリフィス１１を通してプリントヘッ
ドから全ての空気を吸気し、それによって、印刷が開始
される前にプリントヘッドがインクで満たされることを
保証する。前記保守装置はまた同時に、印刷操作時にお
いて万一印刷品質の悪化が明らかになった場合、サクシ
ョンをオリフィスに適用し、後者を洗浄するために使用
することもある。
【００１５】プライミング保守装置６の操作はこれまで
に記述した通り、従来通りである。従来のやり方では、
サクションポンプ８の操作が終結した後、キャップ部材
７はプリントヘッド１から引っ込められる。インク小滴
はこのときプリントヘッド面１３（即ち、記録媒体４に
面し且つオリフィス１１が設置されたプリントヘッド表
面）に残留し、残渣として残ることがあり、これは増え
ることを許される場合には、印刷品質に影響を及ぼすこ
とがある。例えば、図２はサクションポンプ８の操作が
終結したとき、インク１４がどのようにキャップ部材７
の口の辺りに集まるかを示しており、それから見てもキ
ャップ部材が引き込められたとき、そのインクの幾らか
がプリントヘッド面１３上に残留することがあるのは明
らかである。プリントヘッド面はまた同時に、印刷操作
時にペーパー繊維または他の異物によって汚染されるよ
うになることがあり、これはまた同様に印刷品質に影響
を及ぼすことがある。
【００１６】本発明によると、プライミング／保守装置
６がまた同時に利用されて、プリントヘッド面１３を洗
浄し、インク残留分の形成を防止し且つ印刷操作時に集
まる異物を除去する。これはキャップ部材７をプリント
ヘッドから引っ込める前にサクションポンプ８の操作を
終結させるのではなく、その代りキャップ部材を引っ込
めるときは前記ポンプを作動し続けることによって達成
される。その場合、キャップ部材７がプリントヘッドか
ら離れて移動し始めると同時に、図３Ａの矢印１３Ａに
よって示されている通り、空気がプリントヘッド面１３
を越えてキャップ部材に吸気される、そして図示した通
り、それと一緒に蓄積したかも知れない全ての異物の他
に、前記プリントヘッド面上に残留したかも知れない全
てのインク小滴１５を運ぶ。吸気はまた同時に、キャッ
プ口辺りに残留したかも知れないインク１４の全てを更
にキャップに運び戻し、そのインクが全くしたたり落ち
ることなく、そしてプリントヘッド上に残留することが
ないことを確実にする。
【００１７】サクションポンプ８が依然作動した状態で
、プリントヘッド１及びキャップ部材７間において、こ
のとき相対的な横向き運動がもたらされるのが好ましい
。それは例えば、サクションポンプ８の作動が終結する
前に、プリントヘッドキャリッジ２を印刷位置に戻すこ
とによって、達成されることが可能である。図３Ｂはキ
ャップ部材７に関するプリントヘッド１の横向き運動の
結果を矢印１６の方向で図示している：即ち、ポンプ８
が依然動作中にこの運動を実施することによって、プリ
ントヘッド面１３の最終洗浄が実施され、そして残留す
ることのある全ての汚染物はプリントヘッドオリフィス
１１から一掃される。プリントヘッドがオリフィス１１
の線型配列を有するとき、プリントヘッドの横向き運動
はその線に沿うのではなく、それに直角であるべきであ
る。この最終洗浄運動はキャップ部材７及びプリントヘ
ッド面１３間の接触を伴わないから、汚染物がオリフィ
ス１１に掃き戻されたり、あるいはプリントヘッド面へ
の破損の惧れが全くない。
【００１８】ポンプ８の作動が次に終結し、そしてプリ
ントヘッドは使用上の準備が完了する。ポンプ８の作動
中には、それによってインクがプリントヘッドオリフィ
スから吸い込まれるので、キャップ部材７はプリントヘ
ッド面１３に向かって戻されないことが重要である。
【００１９】その代りに、キャップ部材７はプリントヘ
ッドに呼びインクを差すとき、あるいはインクチャネル
１２を洗浄するとき、図２に示したようにプリントヘッ
ド面１３に向けて完全に移動する必要はなく、その代り
、図３Ａに示した位置に丁度移動することが可能であり
、その位置にプリントヘッド面１３から僅かに離して設
置される。次にポンプ８がキャップ部材７をその位置に
置いた状態で作動し、プリントヘッドに呼びインクを差
したり、あるいはインクチャネル１２を洗浄し、また同
時にプリントヘッド面も洗浄する。
【００２０】キャップ部材７のシール１０はシリコンゴ
ム製のこともあり、そしてキャップ部材の内部に通じる
比較的狭いサクション開口部を形成しているから、プリ
ントヘッド面１３を横断する比較的大きい空気流量（図
３Ａ並びに３Ｂ）が比較的小さいポンプ８を使って達成
することが可能であり有効である。図１は線型配列のオ
リフィス１１を有するプリントヘッド用に備えられるよ
うなキャップ部材７の内部に通じた細長い開口部を示し
ている：即ち、オリフィス１１の直径は一般的に６０ミ
クロンであり、キャップ部材のサクション開口部の内側
幅は千分の１５から千分の２０インチ（０．３８〜０．
５ｍｍ）の範囲内が好ましい。しかしながら、キャップ
部材のサクション開口部は図１に示された形状を有する
には及ばない：即ち、例えば単一プリントヘッドオリフ
ィスだけのプライミング用に適したサイズでもよい。
【００２１】図１の印刷装置には制御器が設けられて、
プリントヘッドのプライミング／保守装置６での正確な
位置付けを確実にし、その結果、キャップ部材のサクシ
ョン開口部はプリントヘッドオリフィス１１と位置合せ
される、そしてキャップ部材を正確に移動してプリント
ヘッド面１３との密封係合を確実にしている。これらの
前記制御器は容易に適合されて、図３Ａ並びにＢに図示
されたキャップ部材並びにプリントヘッドの洗浄移動を
達成することが可能である。一般に、図３Ａに示した通
り、プリントヘッドから離れたキャップ部材７の移動は
千分の１から千分の１０インチ（０．０２５〜０．２５
ｍｍ）の範囲内の距離によって行われ、最も望ましい距
離は千分の５インチ（０．１３ｍｍ）である。
【００２２】プリントヘッド面の洗浄がプリントヘッド
に蓋をするためだけでなく呼びインクを差すためにも設
けられた装置６を使用して実施され、そしてプリントヘ
ッドオリフィス１１を清掃することは重要なことではな
い（可能なとき、そのような装置を使用するのは便利で
はあるが）。例えば、印刷装置にキャッピング装置並び
にプライミング装置が夫々設けられている場合があるが
、この場合、記述した洗浄操作はプライミング装置で実
施される。あるいはまた、どんな適合した装置でも設け
て、プリントヘッド面から小さな距離の所でサクション
をプリントヘッドに適用することによって、プリントヘ
ッド面上の空気を吸気してもよい。例えば、図１の７で
示されたようなキャップ部材を使用し、サクションをオ
リフィス１１に適用することによってプリントヘッドに
呼びインクを差すことによるのではなく、正圧力をイン
ク供給源に加え、インクをオリフィスを通して押し込む
ことによって呼びインクを差すプリントヘッド用の装置
が設けられてもよい。
【００２３】また同時に、図２並びに３を引用して上に
記述した洗浄手順はプリントヘッド１のプライミング工
程と関連するが、正確には同上手順は印刷操作時に定期
的に、特に印刷品質の劣化が明らかになったときに実施
される、プリントヘッドオリフィス１１の洗浄工程に関
連することがある。
【００２４】上記のプリントヘッド面の洗浄手順は複数
個のプリントヘッドを有するプリンタ並びに遠隔インク
供給源の代りに各々のプリントヘッドがそれ専用のイン
クカートリッジを有し、それはまたキャリッジ２に搭載
されているプリンタを含むドロップオンディマンドプリ
ンタの他の形式によっても使用されることが可能である
。同一の洗浄手順はまた同時に、プリントヘッドが往復
運動が可能なキャリッジ上に搭載されないプリンタ、例
えば所謂“ページ幅”プリンタにも使用されることが可
能である。更に、この洗浄手順はインクジェット印刷の
分野以外にでも利用され、流体放出オリフィス／ノズル
の定期的洗浄を含む他の状況にも適用することが可能で
ある。
【図面の簡単な説明】
【図１】　　サーマルインクジェットプリンタの概略図
である。
【図２】　　サーマルインクジェットプリンタのプリン
トヘッド並びにプライミング／保守装置の一部を示した
概略断面図である。
【図３】　　Ａ及びＢはそれぞれ図２とは異なった相対
位置におけるサーマルインクジェットプリンタのプリン
トヘッド並びにプライミング／保守装置の一部を示した
概略断面図である。
【符号の説明】
１　　プリントヘッド、２　　キャリッジ、３　　供給
容器、４　　記録媒体、６　　プライミング／保守装置
、７　　キャップ部材、８　　サクションポンプ、９　
　配管、１０　　シール、１１　　オリフィス、１２　
　インク供給チャネル、１３　　プリントヘッド面、１
４　　インク、１５　　インク小滴

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】　　インクジェットプリンタ用のプリント
    ヘッドアセンブリであって、少なくともその中に１個の
    インクチャネルと、前記チャネルから放出されたインク
    小滴を記録媒体の方へ向けるための前記チャネルの一端
    にあるインク噴出オリフィスと、前記インク噴出オリフ
    ィスを含むプリントヘッド面とを有するプリントヘッド
    と、空気を前記プリントヘッド面上に吸気し、それによ
    って前記プリントヘッド面を洗浄するために操作出来る
    洗浄部材とから構成されたプリントヘッドアセンブリ。
  2. 【請求項２】　　記録媒体の方へ向けられたプリントヘ
    ッド面と、前記プリントヘッド内の少なくとも１個のイ
    ンクチャネルと、前記プリントヘッド面のチャネルの一
    端にあるインク噴出オリフィスと、インク小滴を前記イ
    ンク噴出オリフィスから放出させ且つ記録媒体へ推進さ
    せるために操作出来る手段とを有するプリントヘッドと
    、前記プリントヘッドが移動可能であり且つプリントヘ
    ッドの方向へそしてそれから離れる方向へ移動可能なキ
    ャップ部材を含む保守装置とから構成されたインクジェ
    ットプリンタにおいて、前記キャップ部材をそれが前記
    プリントヘッド面の方向に向けられしかもそれから離し
    て間隔を置いて設置された位置に移動させ、吸引を前記
    キャップ部材に加えて、空気をプリントヘッド面上で吸
    気し、前記プリントヘッド面を洗浄する工程を含むプリ
    ントヘッド面を洗浄する方法。
JP3284788A 1990-11-05 1991-10-30 インクジェット印刷装置及びプリントヘッド面洗浄方法 Pending JPH04284256A (ja)

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US07/608,857 US5138334A (en) 1990-11-05 1990-11-05 Pneumatic surface cleaning method and apparatus for ink jet printheads

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