印刷要素のデ・プライム方法
【課題】インクの凍結に伴う問題を解決する。
【解決手段】イメージ形成装置は、リザーバインクを収容するインクリザーバを含む。インクリザーバは、含まれたインク供給チャネルによりリザーバインクを印刷要素に与えるように配置され、印刷要素インクが印刷要素に供給されるようになっている。（ａ）印刷要素インクの凍結の可能性に基づく故障状態を検出し、（ｂ）この故障状態が検出された時、印刷要素インクが、インク供給チャネルによって印刷要素から流れるようにする、というステップを含む。
【解決手段】イメージ形成装置は、リザーバインクを収容するインクリザーバを含む。インクリザーバは、含まれたインク供給チャネルによりリザーバインクを印刷要素に与えるように配置され、印刷要素インクが印刷要素に供給されるようになっている。（ａ）印刷要素インクの凍結の可能性に基づく故障状態を検出し、（ｂ）この故障状態が検出された時、印刷要素インクが、インク供給チャネルによって印刷要素から流れるようにする、というステップを含む。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、イメージ形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
固体インクは、凍結するとその体積が約１７％縮む。ＭＥＭＳジェット印刷ヘッドの柔軟性のある液滴排出膜が、凍結時にインクに密接に接触している場合には、この収縮のために破断点まで変形する可能性がある。
【０００３】
用語「ＭＥＭＳ」は「マイクロ・エレクトロメカニカル・システム」を指すことに留意されたい。それ故、用語「ＭＥＭＳジェット印刷ヘッド」は、一般にマイクロ・エレクトロメカニカル・システムのインク液滴エゼクタ・マーキング装置を指す。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
同様に、圧力の増加のために、融解段階で損傷を被る可能性がある。破断されると、膜は、液滴を排出するのに用いることはできなくなり、更に悪いことには、インクが膜の下及び通気システムの残りの部分に入って、印刷ヘッドを損なうことになる。融解工程は、また、アクチュエータ壁からノズルプレートを剥離し、それ故ヘッドを破壊するほどの圧力増加を引き起こす可能性がある。固体インクと膜の組み合わせをベースとするＭＥＭＳ直接マーキング装置は新規なものであり、これまで問題に対峙したことがない。
【０００５】
故に、本発明の必要性がある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の最初の態様においては、イメージ形成装置で印刷要素をデ・プライムするための方法が提供され、イメージ形成装置は、リザーバインクを収容するインクリザーバを含み、インクリザーバは、含まれたインク供給チャネルによりリザーバインクを印刷要素に与えるように配置されて、印刷要素インクが印刷要素に供給されるようになっており、この方法は、（ａ）印刷要素インクの凍結の可能性に基づく故障状態を検出し、（ｂ）この故障状態が検出された時、印刷要素インクが、インク供給チャネルによって印刷要素から流れるようにする、ステップを含む。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
本発明に従って簡単に説明すると、イメージ形成装置１は、リザーバインク１１を収容するインクリザーバ１０を備える。インクリザーバ１０は、含まれたインク供給チャネル２０によって、リザーバインク１１を、含まれた印刷要素３０に与えるように配置される。印刷要素インク３１は、このように印刷要素３０に供給される。印刷要素インク３１の凍結の可能性を示す故障状態が検出された時、印刷要素３０は、インク供給チャネル２０によって、印刷要素インク３１が印刷要素３０から真空吸引される、放出される、引き込まれる、又は流れるようにすることによりデ・プライムされる。この故障状態は、電力の損失、電力低下工程、又は閾値以下であるか又はこれに等しい印刷要素温度３３のいずれかを含む。
【０００８】
ここで図面を参照すると、本発明による印刷要素デ・プライム方法の第１の実施形態を示す有益な装置が示されている。インクリザーバ１０、印刷要素３０、及びその間に連結したインク供給チャネル２０を備えるイメージ形成装置１が示される。インクリザーバ１０は、リザーバインク１１を収容する。インクリザーバ１０及びインク供給チャネル２０は、次いで、インクを印刷要素３０に供給するように配置され、このように印刷要素インク３１を印刷要素３０に形成する。
【０００９】
また、インクリザーバ１０、インク供給チャネル２０及び印刷要素３０を備える印刷ヘッド４０が示される。
【００１０】
更に図面を参照すると、多様な実施形態においては、本発明の印刷要素３０は、Ａｒｔｈｕｒ Ｍ．Ｇｏｏｒａｙ他に２００２年７月１６日に付与された米国特許番号第６，４１９，３３５号の図１、図３、図４、及び図７中の参照番号１００によって示される印刷要素に類似しており、この特許番号第６，４１９，３３５号の完全な、全体的な、完璧な開示は、こうした開示が全体的にここで提示され再現されるように、同じ効果をもって、引用により言葉通りに本明細書に組み入れられる。
【００１１】
更に図面を参照すると、多様な実施形態においては、本発明の印刷要素３０は、Ａｒｔｈｕｒ Ｍ．Ｇｏｏｒａｙ他に２００２年４月９日に付与された米国特許番号第６，３６７，９１５号の図１、図２、図３、図４、及び図５中の参照番号１００、参照番号２００、参照番号３００、参照番号４００、及び参照番号５００によって示される印刷要素に類似しており、この特許番号第６，３６７，９１５号の完全な、全体的な、完璧な開示は、こうした開示が全体的にここで提示され再現されるように、同じ効果をもって、引用により言葉通りに本明細書に組み入れられる。
【００１２】
更に図面を参照すると、多様な実施形態においては、本発明の印刷要素３０は、Ｊｏｅｌ Ａ．Ｋｕｂｂｙ他に２００２年３月１９日に付与された米国特許番号第６，３５７，８６５号の図４、図５、及び図６中の参照番号１００によって示される印刷要素に類似しており、この特許番号第６，３５７，８６５号の完全な、全体的な、完璧な開示は、こうした開示が全体的にここで提示され再現されるように、同じ効果をもって、引用により言葉通りに本明細書に組み入れられる。
【００１３】
更に図面を参照すると、多様な実施形態においては、本発明印刷要素３０は、Ｃｈａｒｌｅｓ Ｐ．Ｃｏｌｅｍａｎ他に２００１年１１月２０日に付与された米国特許番号第６，３１８，８４１号の図１、図２、図３、図４、図５、及び図６中の参照番号１００、参照番号２００、及び参照番号３００によって示される印刷要素に類似しており、この特許番号第６，３１８，８４１号の完全な、全体的な、完璧な開示は、こうした開示が全体的にここで提示され再現されるように、同じ効果をもって、引用により言葉通りに本明細書に組み入れられる。
示されるように、インクリザーバ１０は、リザーバ圧１２を含む。
【００１４】
また示されるように、印刷要素３０は、印刷要素圧３２、印刷要素温度３３及び印刷要素ノズル３９を含む。
【００１５】
印刷要素３０をデ・プライムする方法の第１の実施形態に従って、本発明によれば、示される電力損失検出器５１、電力低下検出器５２、及び印刷要素温度検出器５３は、印刷要素インク３１の凍結の可能性に基づく少なくとも１つの故障状態を検出するように配置される。
【００１６】
電力損失検出器５１は、電力の損失を含む第１の故障状態を検出するように配置される。電力の損失を検出すると、検出器５１は、示される、対応する電力損失検出器の出力６１によって、示される制御手段９０に信号を送る。
【００１７】
電力低下検出器５２は、電力低下工程を含む第２の故障状態を検出するように配置される。電力低下工程を検出すると、検出器５２は、示される、対応する電力低下検出器の出力６２によって、制御手段９０に信号を送る。
【００１８】
示されるように、印刷要素温度３３は、示される印刷要素温度信号３４によって、印刷要素温度検出器５３に与えられる。
【００１９】
第３検出器５３は、閾値（Ｔ0）以下であるか又はこれと等しい印刷要素温度３３を含む第３の故障状態を検出するために、印刷要素温度信号３４と協働するように配置される。印刷要素温度３３が、閾値以下であるか又はこれと等しいことを検出すると、検出器５３は、示される、対応する印刷要素温度検出器の出力６３によって、制御手段９０に信号を送る。
【００２０】
以下に詳述するように、印刷要素デ・プライム方法に従って、本発明によれば、少なくとも１つの故障状態が検出器５１、５２、５３のいずれかによって検出される時、制御手段９０は、各検出器の出力６１、６２、６３によって信号を送られる。代わって、すぐに制御手段９０は、印刷要素インク３１がインク供給チャネル２０によって、印刷要素３０から真空吸引される、放出される、引き込まれる、又は流れるように作動する。
【００２１】
更に、印刷要素３０から真空吸引される、放出される、引き込まれる、又は流れる印刷要素インク３１の作動は、一般に、参照番号２９によって図面に示される。
【００２２】
印刷要素デ・プライム方法の第１の実施形態においては、本発明によれば、方法は、リザーバ圧１２を減圧することを含み、それによって、一般的に参照番号２９によって示されるように、印刷要素インク３１が印刷要素３０から真空吸引される、放出される、引き込まれる、又は流れる。
【００２３】
示されるように、制御手段９０は、示される制御手段の減圧手段弁の出力９１によって、示される減圧手段弁５を起動させるように配置される。減圧手段弁５を起動させることにより、示される減圧手段チャネル３及び示される減圧手段インクリザーバチャネル７によって、示される減圧手段２は、インクリザーバ１０に連結する。
【００２４】
多様な実施形態においては、減圧手段２は、与えられた貯蔵手段又は容器に保持される陰圧空気又は真空源を備える。
【００２５】
多様な実施形態においては、減圧手段２は、空気吸引部又は膨張ポンプを備える。
【００２６】
印刷要素デ・プライム方法の第２の実施形態においては、本発明によれば、方法は、印刷要素圧３２を増加させることを含み、それによって、一般的に参照番号２９によって示されるように、印刷要素インク３１が印刷要素３０から真空吸引される、放出される、引き込まれる、又は流れる。
【００２７】
示されるように、制御手段９０は、示される制御手段の増圧手段弁の出力９２によって、示される増圧手段弁１０５を起動させるように配置される。増圧手段弁１０５を起動させることにより、示される増圧手段１０２は、示される増圧手段チャネル１０３及び示される増圧手段印刷要素チャネル１０７によって、印刷要素３０に連結する。
【００２８】
多様な実施形態においては、方法は、印刷要素ノズル３９を、示されるメンテナンスキャップ１８０と接触させ、次いで、このメンテナンスキャップが増圧手段１０２に連結されるステップを含む。
【００２９】
本発明のメンテナンスキャップ１８０を参照すると、多様な実施形態においては、メンテナンスキャップ１８０は、Ｎｏｒｉｙｕｋｉ Ｙａｍａｄａ他に２００４年６月１日に付与された米国特許番号第６，７４２，８６２号の図１中の参照番号９ａ及び参照番号９ｂによって示されるメンテナンスキャップに類似しており、この特許番号第６，７４２，８６２号の完全な、全体的な、完璧な開示は、こうした開示が全体的にここで提示され再現されるように、同じ効果をもって、引用により言葉通りに本明細書に組み入れられる。
【００３０】
更に本発明のメンテナンスキャップ１８０を参照すると、多様な実施形態においては、メンテナンスキャップ１８０は、Ｔｈｏｍａｓ Ｊ．Ｗｙｂｌｅ他に２００２年６月４日に付与された米国特許番号第６，３９８，３３７号の図２及び図３中の参照番号５２によって示されるメンテナンスキャップに類似しており、この特許番号第６，３９８，３３７号の完全な、全体的な、完璧な開示は、こうした開示が全体的にここで提示され再現されるように、同じ効果をもって、引用により言葉通りに本明細書に組み入れられる。
【００３１】
更に本発明のメンテナンスキャップ１８０を参照すると、Ｎｏｒｉｙｕｋｉ Ｙａｍａｄａ他の付与された米国特許第６，７４２，８６２号、具体的には同特許第６，７４２，８６２号の特許テキスト６欄の１９から２２行に類似しており、本発明の図面には示さないが、本発明のイメージ形成装置１は、本発明のメンテナンスキャップ１８０を本発明の印刷要素３０に密接に接触させ及び接触から離すための構成を含む。
【００３２】
多様な実施形態においては、増圧手段１０２は、与えられた貯蔵手段又は容器に保持される陽圧空気源を備える。
【００３３】
多様な実施形態においては、増圧手段１０２は、与えられた空気送風装置又は圧縮ポンプを備える。
【００３４】
印刷要素デ・プライム方法の第３の実施形態においては、本発明によれば、方法は、上記に記載の多様な方法によってリザーバ圧１２を減圧する第１の作動、及び上記に記載された多様な方法によって印刷要素圧３２を増圧させる第２の作動を含み、それによって、一般的に参照番号２９によって示されるように、印刷要素インク３１が印刷要素３０から真空吸引される、放出される、引き込まれる、又は流れる。
【００３５】
要約すると、本発明によれば、印刷ヘッドが凍結可能になる前にデ・プライムされる場合、凍結／融解サイクル中に、膜が破断する可能性はかなり低い。デ・プライム工程は、通常のプリンタのシャットダウン時のみならず、電源故障時、すなわち、プリンタが壁コンセント電力を使用できない時にも必要である。本発明は、電力が無い時に印刷ヘッドをデ・プライムする多数の異なる方法を提供する。デ・プライミングは、ノズル上の空気と印刷ヘッドのインクキャビティとの間の圧力差を生むことによって達成される。この圧力差は、真空又は圧力を貯蔵し、それをゼロ電力状態の印刷ヘッドに適用することにより、又はポンプ及び必要とされる随意の制御機構を活性化するためのバッテリのような補助電力源を用いることにより生み出される。
【００３６】
ＭＥＭＳジェットヘッドの破断された膜は、破断したアクチュエータが紛失ジェットを表すばかりでなく、インクが他の膜の下に入ることによって通気システム全体を汚染しヘッドの性能を低下させるため、壊滅的である。ＭＥＭＳジェット印刷ヘッドの性能は、システムが凍結／融解サイクルを行った後で破断した膜により低下することが最近観察された。本発明は、効果的にこの問題を扱う。
【００３７】
固体インクが凍結する時、典型的には、１５から２０％の範囲の重大な体積変化を受ける。体積変化が仮に１７％である場合には、どのような所与の寸法も約６％だけ縮むと思われる。これは、厳密には正確ではないが、「概算」を始めるのには適している。現在のＭＥＭＳジェット装置においては、アクチュエータ間のＳＵ８壁の高さは８０ミクロンである。従って、インクは、ノズルプレート平面に対して垂直の方向に約５ミクロン縮む。これは、膜が通常動作中に通常に移動するよりも一桁大きく、ミクロンのオーダーでの変形が２ｕｍ厚の膜の破壊を引き起こすことになる場所を見るのは容易である。この失敗機構のメンタルモデルは、凍結インクと膜表面との間の粘着の仮定を含む。粘着がない場合には、インクが膜を引き上げるときの膜の最大圧力差は、膜に損傷を引き起こす可能性が低い１つの空気になる。しかしながら、粘着力は、膜上に付加的な歪み力をもたらして、これを破壊することがある。
【００３８】
凍結工程に対して立てた仮説の損傷の影響に加えて、損傷は、融解工程中にも誘起されることがある。凍結時のインク分配が何であったか及びどのように融解したかに応じて、壊滅的な状況が簡単に生まれる可能性がある。印刷ヘッド及びインク送給システムのインクの巨視的塊は１７％だけ縮まるが、特定のアクチュエータ内では、１００％充填体積があるように、アクチュエータ内のインクが凍結するのを想像されたい。印刷ヘッド及びインクシステム間で温度勾配がある場合には、これは容易に起こり得ることであり、インクが最初にノズルから凍結する時に、溶融インクが体積減少を埋め合わせるためにインク供給システムから引き出されることが可能である。
【００３９】
ここで印刷ヘッド及びインク供給システムが再加熱される時、印刷ヘッドのインクがインク供給システムのインクよりも前に溶融する場合には、システムの後方において、圧力が除去されることはない。ノズルプレートは加熱されず、印刷ヘッドの最冷部分の１つであるため、印刷ヘッドノズルもまた凍結する可能性が高い。従って、この方向においても圧力除去は無い。得られる可能性のある唯一のものは膜であり、十分な圧力／体積の変化で最終的には破壊するであろうことを想像することは可能である。
【００４０】
凍結／融解サイクルは、膜の破壊及び破断の原因になることは実験的に観察された。
【００４１】
以下は本発明の概説である。インクが凍結する前に印刷ヘッドをデ・プライムすることは、幾つかの要因のために、ヘッドをこれらの応力誘起機構のいずれからも緩和する。第一に、アクチュエータに残っているインクの体積が大幅に削減されて、全インク体積変化が少なくなくなるようにする。第二に、空気がアクチュエータ・チャンバに導入されて、体積変化を吸収できる膜に加えて別の適合性のあるエンティティがあるようにする。
【００４２】
凍結する前に印刷ヘッドを故意にデ・プライムすることは、ヘッドは凍結／融解サイクル後にともかくプライムされる必要があるため、プリンタが再度オンラインにされた時に、付加的なプライミング・ステップを生まない。これは、インクが凍結したときに、空気がインクから離溶して、泡が沈殿するためである。印刷が確実に行われるために、これらの泡は、積極的にシステムから除去される必要がある。印刷ヘッド及びインク送給システムを積極的にデ・プライムすることは、それが多数の小さなランダムに位置する泡に対してプライムアウトされる必要のある唯一の大きな「気泡」であるため、実際にはシステムをよりリ・プライムしやすくすることができる。いずれの場合においても、プライミングは、システムから気泡を除去するのに、ほとんどインクを使用しないことが理想的である。現在のＭＥＭＳジェット設計にとっては、無泡プライミングは、非常に達成しやすく、現在の圧電ベース設計とは対照的にインクの無駄が極めて少ない。
【００４３】
デ・プライム工程は、印刷ヘッドが凍結する時はいつでも実行されることが必要であり、そうでなければ膜を破断する危険性がある。これが起きる時には２つの状況がある。１つは、プリンタの電源が切られシャットダウンのルーチンを行う時である。機械は依然として論理機能を有し、電気機械的に機能可能であるため、コントローラベースの工程フローを実施することができる。第２の場合は、より注意が必要である。停電又はプラグが抜かれたために印刷ヘッドへの電力が無くなる状況では、論理がなく、ＡＣ電源（又はＡＣ電力を使用するＤＣ電力供給）に頼るいかなる電気機械システムも機能しなくなる。デ・プライム機能は、デ・プライムの失敗が高価な印刷ヘッドの破壊に繋がるため、依然として何らかの方法で機能する必要がある。
【００４４】
以下の文は本発明の多様な実施形態を説明する。概念は、加熱された供給管を介して印刷ヘッドに接続するインクリザーバを有するＪｕｐｉｔｅｒインク送給システムの内容において説明される。リザーバは、通常の印刷動作中は空気に対して開放されているエアチューブを通ってインクを印刷ヘッドへ送給するように加圧されることができる。前世代のインク送給システムは、ヘッドに直接取り付けられたオープンインクリザーバの上の溶融インクスティックから構成されていた。リザーバは空気に対して開放されており、オープンシステムに真空を引く方法がないため、以下に挙げる最初の２つの概念を実施することは実践的ではない。しかしながら、デ・プライミングに与えるのにメンテナンスキャップに依存するため、３番目の概念は可能である。
【００４５】
ここで真空リザーバの実施形態を説明する。本発明の好ましい実施形態は、真空を保持することができる密閉されたキャビティを使用する。これは、印刷システム内の都合の良い位置に嵌まるように形成された成形プラスティック容器とすることができる。真空は、通常の電気作動中、ポンプを用いることにより、この容器内で保持される。このポンプは、機械に既存のポンプであってもよいし又は蠕動ポンプのような高価でない専用ポンプであってもよい。場合によっては印刷ヘッド通気管に取り付けられる弁は、連続通電中、この弁が真空に対して閉じられ、空気に対して開放された状態を維持することによって、真空を印刷ヘッドリザーバから隔離する。電力が損失されると、又はプリンタコントローラが意図的に制御電圧を除去した時、弁は開き、真空がヘッドへ伝送されることが可能になり、同時に空気に対する通気管の経路を塞ぐ。これは、アクチュエータがデ・プライムする原因となり、それ故損傷を防ぐ。
【００４６】
より高レベルの安全性は、バイメタル又は他の温度感性スイッチを真空弁用の制御電圧と直列に置くことによって実施可能である。印刷ヘッドの温度が既定温度まで下がると、スイッチが開き、制御電圧が弁から切られて、印刷ヘッドをデ・プライムさせる。これは、コントローラが、印刷ヘッドが事実に反して或る温度であると誤って感知するコントローラ誤作動の場合をカバーする。直列の温度自動調節スイッチの付加的な利点は、望むのであれば、デ・プライム工程を開始する凍結直前の瞬間まで待つことである。このことは、印刷ヘッドは凍結するまで比較的長い時間がかかり、真空チャンバの体積により、真空を冷却工程全体に適用することができないことがあるために、有効であろう。
【００４７】
ここで代替的な電源の実施形態を持つ真空ポンプを説明する。デ・プライミング動作は、バッテリに取り付けた真空ポンプを用いることによっても達成可能である。これは、システムをプライムする陽圧を生成するように用いられる、逆に稼動されるに過ぎない既存のポンプとすることができる。別のポンプが用いられる場合には、空気に対すて印刷ヘッド通気部を遮断する弁は、好ましい実施形態におけるように必要である。バッテリは、多数の異なる機能を実行するコントローラボードに電力を供給することが可能である。ボードは印刷ヘッドの温度を感知し、ポンプをオンにし、ソレノイド弁又はこれらのいずれかの組み合わせの電源を入れることが可能である。
【００４８】
ここで代替的な電源の実施形態を持つ陽圧リザーバ又はポンプを説明する。真空を用いる代わりに、陽圧を用いることができる。しかしながら、圧力はヘッドの正面に適用される必要がある。これを行うために、正面に密閉されたメンテナンスキャップが必要である。現在の固体インクジェット（「ＳＩＪ」）プリンタは、プライミング動作中に用いられるまさにそのようなキャップを有する。この方法での主要問題は、停電又はプラグが抜かれた時に、印刷ヘッドが、そのメンテナンスキャップにドッキングしない可能性があることである。バッテリのような代替的な電源は、デ・プライムを引き起こすために、コントローラボード、モータ、センサ及び陽圧ソレノイド弁又はポンプを供給する必要がある。
【００４９】
要約すると、上記実施形態は、凍結／融解工程中の体積変化の影響を削減し、ＭＥＭＳベース印刷ヘッドを損傷から保護する。
【００５０】
このように、本発明の第１の態様、すなわち、イメージ形成装置１で印刷要素３０をデ・プライムするための方法が提供され、イメージ形成装置１は、リザーバインク１１を収容するインクリザーバ１０を含み、インクリザーバ１０は、含まれたインク供給チャネル２０によりリザーバインクを印刷要素に与える２１ように配置されて、印刷要素インク３１が印刷要素３０に供給されるようになっており、この方法は、（ａ）検出器５１、５２、５３のいずれかにより、印刷要素３０における印刷要素インク３１の凍結の可能性に基づく故障状態を検出し、（ｂ）この故障状態が検出された時、印刷要素インク３１が、インク供給チャネル２０によって印刷要素３０から真空吸引される、放出される、引き込まれる、又は流れるようにする、ステップを含む。
【００５１】
変形態様においては、実質的には請求項２に説明するように、方法は、電力損失検出器５１により電力の損失を検出するステップを含む。
【００５２】
更なる変形態様においては、実質的には請求項３に説明するように、方法は、電力低下検出器５２により電力低下状態を検出するステップを含む。
【００５３】
別の変形態様においては、実質的には請求項４に説明するように、印刷要素３０は、印刷要素温度３３を含み、方法は、印刷要素温度検出器５３によって閾値以下であるか又はこれと等しい印刷要素温度３３を検出するステップを含む。
【００５４】
印刷要素デ・プライム方法の最初の実施形態において、本発明によれば、実質的には請求項５に説明するように、インクリザーバ１０はリザーバ圧１２を含み、方法はリザーバ圧１２を減圧するステップを含む。
【００５５】
第１の実施形態の変形態様においては、実質的には請求項６に説明するように、方法は、インクリザーバ１０の減圧手段弁５によって、与えられた減圧手段２へ連結するステップを含む。
【００５６】
更なる変形態様においては、実質的には請求項７に説明するように、減圧手段２は、与えられた貯蔵手段に保持される陰圧空気源を備える。
【００５７】
別の変形態様においては、実質的には請求項８に説明するように、減圧手段２は、与えられた空気吸引部又は膨張ポンプを備える。
【００５８】
印刷要素デ・プライム方法の第２の実施形態においては、本発明によれば、実質的には請求項９に説明するように、印刷要素３０は印刷要素圧３２を含み、方法は印刷要素圧３２を増圧させるステップを含む。
【００５９】
第２の実施形態の変形態様においては、実質的には請求項１０に説明するように、方法は、印刷要素３０の増圧手段弁１０５によって、与えられた増圧手段１０２へ連結するステップを含む。
【００６０】
更なる変形態様においては、実質的には請求項１１に説明するように、印刷要素３０は印刷要素ノズル３９を含み、方法は、印刷要素ノズル３９を、与えられたメンテナンスキャップ１８０に接触させ、次いで、メンテナンスキャップ１８０が増圧手段１０２に連結されるステップを含む。
【００６１】
別の変形態様においては、実質的には請求項１２に説明するように、増圧手段１０２は、与えられた貯蔵手段に保持される陽圧空気源を備える。
【００６２】
更なる変形態様においては、実質的には請求項１３に説明するように、増圧手段１０２は、与えられた空気送風装置又は圧縮ポンプを備える。
【００６３】
印刷要素デ・プライム工程の第３の実施形態においては、本発明によれば、実質的には請求項１４に説明するように、インクリザーバ１０はリザーバ圧１２を含み、印刷要素３０は印刷要素圧３２を含み、方法は、リザーバ圧１２を減圧し、印刷要素圧３２を増圧するステップを含む。
【００６４】
第３の実施形態の変形態様においては、実質的に請求項１５に説明するように、方法は、インクリザーバ１０の減圧手段弁５によって、与えられた減圧手段２へ連結するステップ、及び、印刷要素３０の増圧手段弁１０５によって、与えられた増圧手段１０２へ連結するステップを含む。
【００６５】
更なる変形態様においては、実質的には請求項１６に説明するように、減圧手段２は、与えられた貯蔵手段に保持される陰圧空気源を備える。
【００６６】
別の変形態様においては、実質的には請求項１７に説明するように、減圧手段２は、与えられた空気吸引部又は膨張ポンプを備える。
【００６７】
更なる変形態様においては、実質的には請求項１８に説明するように、印刷要素３０は印刷要素ノズル３９を含み、方法は、印刷要素ノズル３９を、与えられたメンテナンスキャップ１８０に接触させ、次いで、このメンテナンスキャップ１８０が増圧手段１０２に連結されるステップを含む。
【００６８】
別の変形態様においては、実質的には請求項１９に説明するように、増圧手段１０２は、与えられた貯蔵手段に保持される陽圧空気源を備える。
【００６９】
更なる変形態様においては、実質的には請求項２０に説明するように、増圧手段１０２は、与えられた空気送風装置又は圧縮ポンプを備える。
【００７０】
上記に具体的な実施形態が説明されたが、現在では予見されない又は予見される可能性がある、代替的手法、変更、変形態様、改良、及び実質的に同等なものは、出願人又は他の当業者に生じることができる。従って、出願され修正可能な特許請求の範囲は、全てのそのような代替的手法、変更、変形態様、改良、及び実質的に同等なものを包含することを意図する。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１】図面は、インクリザーバ１０、印刷要素３０及びその間に連結するインク供給チャネル２０を備えるイメージ形成装置１を示す。インクリザーバ１０は、示されるリザーバインク１１を収容する。インクリザーバ１０及びインク供給チャネル２０は、代わって、リザーバインク１１を印刷要素３０に供給する２１ように配置され、このように印刷要素３０に備えられる、示される印刷要素インク３１を形成する。
【符号の説明】
【００７２】
以下の表は、対応する説明と共に、図面の要素参照番号を挙げる。
１：イメージ形成装置
２：減圧手段
３：減圧手段チャネル
５：減圧手段弁
７：減圧手段リザーバチャネル
１０：インクリザーバ
１１：インクリザーバ１０に備えられるリザーバインク
１２：インクリザーバ１０に備えられるリザーバ圧
２０：インクリザーバ１０及び印刷要素３０を連結するインク供給チャネル
２１：リザーバ１０から印刷要素３０に向かうインクの流れ
２９：印刷要素３０から真空吸引される、放出される、引き込まれる、又は流れる印刷要素インク３１
３０：印刷要素
３１：印刷要素３０に備えられる印刷要素インク
３２：印刷要素３０に備えられる印刷要素圧
３３：印刷要素３０に備えられる印刷要素温度
３４：印刷要素温度信号
３９：印刷要素ノズル
４０：インクリザーバ１０、インク供給チャネル２０、及び印刷要素３０を備える印刷ヘッド
５１：電力損失検出器
５２：電力低下検出器
５３：印刷要素温度検出器
６１：電力損失検出器の出力
６２：電力低下検出器の出力
６３：印刷要素温度検出器の出力
９０：制御手段
９１：制御手段減圧手段弁の出力
９２：制御手段増圧手段弁の出力
１０２：増圧手段
１０３：増圧手段チャネル
１０５：増圧手段弁
１０７：増圧手段印刷要素チャネル
１８０：メンテナンスキャップ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、イメージ形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
固体インクは、凍結するとその体積が約１７％縮む。ＭＥＭＳジェット印刷ヘッドの柔軟性のある液滴排出膜が、凍結時にインクに密接に接触している場合には、この収縮のために破断点まで変形する可能性がある。
【０００３】
用語「ＭＥＭＳ」は「マイクロ・エレクトロメカニカル・システム」を指すことに留意されたい。それ故、用語「ＭＥＭＳジェット印刷ヘッド」は、一般にマイクロ・エレクトロメカニカル・システムのインク液滴エゼクタ・マーキング装置を指す。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
同様に、圧力の増加のために、融解段階で損傷を被る可能性がある。破断されると、膜は、液滴を排出するのに用いることはできなくなり、更に悪いことには、インクが膜の下及び通気システムの残りの部分に入って、印刷ヘッドを損なうことになる。融解工程は、また、アクチュエータ壁からノズルプレートを剥離し、それ故ヘッドを破壊するほどの圧力増加を引き起こす可能性がある。固体インクと膜の組み合わせをベースとするＭＥＭＳ直接マーキング装置は新規なものであり、これまで問題に対峙したことがない。
【０００５】
故に、本発明の必要性がある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の最初の態様においては、イメージ形成装置で印刷要素をデ・プライムするための方法が提供され、イメージ形成装置は、リザーバインクを収容するインクリザーバを含み、インクリザーバは、含まれたインク供給チャネルによりリザーバインクを印刷要素に与えるように配置されて、印刷要素インクが印刷要素に供給されるようになっており、この方法は、（ａ）印刷要素インクの凍結の可能性に基づく故障状態を検出し、（ｂ）この故障状態が検出された時、印刷要素インクが、インク供給チャネルによって印刷要素から流れるようにする、ステップを含む。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
本発明に従って簡単に説明すると、イメージ形成装置１は、リザーバインク１１を収容するインクリザーバ１０を備える。インクリザーバ１０は、含まれたインク供給チャネル２０によって、リザーバインク１１を、含まれた印刷要素３０に与えるように配置される。印刷要素インク３１は、このように印刷要素３０に供給される。印刷要素インク３１の凍結の可能性を示す故障状態が検出された時、印刷要素３０は、インク供給チャネル２０によって、印刷要素インク３１が印刷要素３０から真空吸引される、放出される、引き込まれる、又は流れるようにすることによりデ・プライムされる。この故障状態は、電力の損失、電力低下工程、又は閾値以下であるか又はこれに等しい印刷要素温度３３のいずれかを含む。
【０００８】
ここで図面を参照すると、本発明による印刷要素デ・プライム方法の第１の実施形態を示す有益な装置が示されている。インクリザーバ１０、印刷要素３０、及びその間に連結したインク供給チャネル２０を備えるイメージ形成装置１が示される。インクリザーバ１０は、リザーバインク１１を収容する。インクリザーバ１０及びインク供給チャネル２０は、次いで、インクを印刷要素３０に供給するように配置され、このように印刷要素インク３１を印刷要素３０に形成する。
【０００９】
また、インクリザーバ１０、インク供給チャネル２０及び印刷要素３０を備える印刷ヘッド４０が示される。
【００１０】
更に図面を参照すると、多様な実施形態においては、本発明の印刷要素３０は、Ａｒｔｈｕｒ Ｍ．Ｇｏｏｒａｙ他に２００２年７月１６日に付与された米国特許番号第６，４１９，３３５号の図１、図３、図４、及び図７中の参照番号１００によって示される印刷要素に類似しており、この特許番号第６，４１９，３３５号の完全な、全体的な、完璧な開示は、こうした開示が全体的にここで提示され再現されるように、同じ効果をもって、引用により言葉通りに本明細書に組み入れられる。
【００１１】
更に図面を参照すると、多様な実施形態においては、本発明の印刷要素３０は、Ａｒｔｈｕｒ Ｍ．Ｇｏｏｒａｙ他に２００２年４月９日に付与された米国特許番号第６，３６７，９１５号の図１、図２、図３、図４、及び図５中の参照番号１００、参照番号２００、参照番号３００、参照番号４００、及び参照番号５００によって示される印刷要素に類似しており、この特許番号第６，３６７，９１５号の完全な、全体的な、完璧な開示は、こうした開示が全体的にここで提示され再現されるように、同じ効果をもって、引用により言葉通りに本明細書に組み入れられる。
【００１２】
更に図面を参照すると、多様な実施形態においては、本発明の印刷要素３０は、Ｊｏｅｌ Ａ．Ｋｕｂｂｙ他に２００２年３月１９日に付与された米国特許番号第６，３５７，８６５号の図４、図５、及び図６中の参照番号１００によって示される印刷要素に類似しており、この特許番号第６，３５７，８６５号の完全な、全体的な、完璧な開示は、こうした開示が全体的にここで提示され再現されるように、同じ効果をもって、引用により言葉通りに本明細書に組み入れられる。
【００１３】
更に図面を参照すると、多様な実施形態においては、本発明印刷要素３０は、Ｃｈａｒｌｅｓ Ｐ．Ｃｏｌｅｍａｎ他に２００１年１１月２０日に付与された米国特許番号第６，３１８，８４１号の図１、図２、図３、図４、図５、及び図６中の参照番号１００、参照番号２００、及び参照番号３００によって示される印刷要素に類似しており、この特許番号第６，３１８，８４１号の完全な、全体的な、完璧な開示は、こうした開示が全体的にここで提示され再現されるように、同じ効果をもって、引用により言葉通りに本明細書に組み入れられる。
示されるように、インクリザーバ１０は、リザーバ圧１２を含む。
【００１４】
また示されるように、印刷要素３０は、印刷要素圧３２、印刷要素温度３３及び印刷要素ノズル３９を含む。
【００１５】
印刷要素３０をデ・プライムする方法の第１の実施形態に従って、本発明によれば、示される電力損失検出器５１、電力低下検出器５２、及び印刷要素温度検出器５３は、印刷要素インク３１の凍結の可能性に基づく少なくとも１つの故障状態を検出するように配置される。
【００１６】
電力損失検出器５１は、電力の損失を含む第１の故障状態を検出するように配置される。電力の損失を検出すると、検出器５１は、示される、対応する電力損失検出器の出力６１によって、示される制御手段９０に信号を送る。
【００１７】
電力低下検出器５２は、電力低下工程を含む第２の故障状態を検出するように配置される。電力低下工程を検出すると、検出器５２は、示される、対応する電力低下検出器の出力６２によって、制御手段９０に信号を送る。
【００１８】
示されるように、印刷要素温度３３は、示される印刷要素温度信号３４によって、印刷要素温度検出器５３に与えられる。
【００１９】
第３検出器５３は、閾値（Ｔ0）以下であるか又はこれと等しい印刷要素温度３３を含む第３の故障状態を検出するために、印刷要素温度信号３４と協働するように配置される。印刷要素温度３３が、閾値以下であるか又はこれと等しいことを検出すると、検出器５３は、示される、対応する印刷要素温度検出器の出力６３によって、制御手段９０に信号を送る。
【００２０】
以下に詳述するように、印刷要素デ・プライム方法に従って、本発明によれば、少なくとも１つの故障状態が検出器５１、５２、５３のいずれかによって検出される時、制御手段９０は、各検出器の出力６１、６２、６３によって信号を送られる。代わって、すぐに制御手段９０は、印刷要素インク３１がインク供給チャネル２０によって、印刷要素３０から真空吸引される、放出される、引き込まれる、又は流れるように作動する。
【００２１】
更に、印刷要素３０から真空吸引される、放出される、引き込まれる、又は流れる印刷要素インク３１の作動は、一般に、参照番号２９によって図面に示される。
【００２２】
印刷要素デ・プライム方法の第１の実施形態においては、本発明によれば、方法は、リザーバ圧１２を減圧することを含み、それによって、一般的に参照番号２９によって示されるように、印刷要素インク３１が印刷要素３０から真空吸引される、放出される、引き込まれる、又は流れる。
【００２３】
示されるように、制御手段９０は、示される制御手段の減圧手段弁の出力９１によって、示される減圧手段弁５を起動させるように配置される。減圧手段弁５を起動させることにより、示される減圧手段チャネル３及び示される減圧手段インクリザーバチャネル７によって、示される減圧手段２は、インクリザーバ１０に連結する。
【００２４】
多様な実施形態においては、減圧手段２は、与えられた貯蔵手段又は容器に保持される陰圧空気又は真空源を備える。
【００２５】
多様な実施形態においては、減圧手段２は、空気吸引部又は膨張ポンプを備える。
【００２６】
印刷要素デ・プライム方法の第２の実施形態においては、本発明によれば、方法は、印刷要素圧３２を増加させることを含み、それによって、一般的に参照番号２９によって示されるように、印刷要素インク３１が印刷要素３０から真空吸引される、放出される、引き込まれる、又は流れる。
【００２７】
示されるように、制御手段９０は、示される制御手段の増圧手段弁の出力９２によって、示される増圧手段弁１０５を起動させるように配置される。増圧手段弁１０５を起動させることにより、示される増圧手段１０２は、示される増圧手段チャネル１０３及び示される増圧手段印刷要素チャネル１０７によって、印刷要素３０に連結する。
【００２８】
多様な実施形態においては、方法は、印刷要素ノズル３９を、示されるメンテナンスキャップ１８０と接触させ、次いで、このメンテナンスキャップが増圧手段１０２に連結されるステップを含む。
【００２９】
本発明のメンテナンスキャップ１８０を参照すると、多様な実施形態においては、メンテナンスキャップ１８０は、Ｎｏｒｉｙｕｋｉ Ｙａｍａｄａ他に２００４年６月１日に付与された米国特許番号第６，７４２，８６２号の図１中の参照番号９ａ及び参照番号９ｂによって示されるメンテナンスキャップに類似しており、この特許番号第６，７４２，８６２号の完全な、全体的な、完璧な開示は、こうした開示が全体的にここで提示され再現されるように、同じ効果をもって、引用により言葉通りに本明細書に組み入れられる。
【００３０】
更に本発明のメンテナンスキャップ１８０を参照すると、多様な実施形態においては、メンテナンスキャップ１８０は、Ｔｈｏｍａｓ Ｊ．Ｗｙｂｌｅ他に２００２年６月４日に付与された米国特許番号第６，３９８，３３７号の図２及び図３中の参照番号５２によって示されるメンテナンスキャップに類似しており、この特許番号第６，３９８，３３７号の完全な、全体的な、完璧な開示は、こうした開示が全体的にここで提示され再現されるように、同じ効果をもって、引用により言葉通りに本明細書に組み入れられる。
【００３１】
更に本発明のメンテナンスキャップ１８０を参照すると、Ｎｏｒｉｙｕｋｉ Ｙａｍａｄａ他の付与された米国特許第６，７４２，８６２号、具体的には同特許第６，７４２，８６２号の特許テキスト６欄の１９から２２行に類似しており、本発明の図面には示さないが、本発明のイメージ形成装置１は、本発明のメンテナンスキャップ１８０を本発明の印刷要素３０に密接に接触させ及び接触から離すための構成を含む。
【００３２】
多様な実施形態においては、増圧手段１０２は、与えられた貯蔵手段又は容器に保持される陽圧空気源を備える。
【００３３】
多様な実施形態においては、増圧手段１０２は、与えられた空気送風装置又は圧縮ポンプを備える。
【００３４】
印刷要素デ・プライム方法の第３の実施形態においては、本発明によれば、方法は、上記に記載の多様な方法によってリザーバ圧１２を減圧する第１の作動、及び上記に記載された多様な方法によって印刷要素圧３２を増圧させる第２の作動を含み、それによって、一般的に参照番号２９によって示されるように、印刷要素インク３１が印刷要素３０から真空吸引される、放出される、引き込まれる、又は流れる。
【００３５】
要約すると、本発明によれば、印刷ヘッドが凍結可能になる前にデ・プライムされる場合、凍結／融解サイクル中に、膜が破断する可能性はかなり低い。デ・プライム工程は、通常のプリンタのシャットダウン時のみならず、電源故障時、すなわち、プリンタが壁コンセント電力を使用できない時にも必要である。本発明は、電力が無い時に印刷ヘッドをデ・プライムする多数の異なる方法を提供する。デ・プライミングは、ノズル上の空気と印刷ヘッドのインクキャビティとの間の圧力差を生むことによって達成される。この圧力差は、真空又は圧力を貯蔵し、それをゼロ電力状態の印刷ヘッドに適用することにより、又はポンプ及び必要とされる随意の制御機構を活性化するためのバッテリのような補助電力源を用いることにより生み出される。
【００３６】
ＭＥＭＳジェットヘッドの破断された膜は、破断したアクチュエータが紛失ジェットを表すばかりでなく、インクが他の膜の下に入ることによって通気システム全体を汚染しヘッドの性能を低下させるため、壊滅的である。ＭＥＭＳジェット印刷ヘッドの性能は、システムが凍結／融解サイクルを行った後で破断した膜により低下することが最近観察された。本発明は、効果的にこの問題を扱う。
【００３７】
固体インクが凍結する時、典型的には、１５から２０％の範囲の重大な体積変化を受ける。体積変化が仮に１７％である場合には、どのような所与の寸法も約６％だけ縮むと思われる。これは、厳密には正確ではないが、「概算」を始めるのには適している。現在のＭＥＭＳジェット装置においては、アクチュエータ間のＳＵ８壁の高さは８０ミクロンである。従って、インクは、ノズルプレート平面に対して垂直の方向に約５ミクロン縮む。これは、膜が通常動作中に通常に移動するよりも一桁大きく、ミクロンのオーダーでの変形が２ｕｍ厚の膜の破壊を引き起こすことになる場所を見るのは容易である。この失敗機構のメンタルモデルは、凍結インクと膜表面との間の粘着の仮定を含む。粘着がない場合には、インクが膜を引き上げるときの膜の最大圧力差は、膜に損傷を引き起こす可能性が低い１つの空気になる。しかしながら、粘着力は、膜上に付加的な歪み力をもたらして、これを破壊することがある。
【００３８】
凍結工程に対して立てた仮説の損傷の影響に加えて、損傷は、融解工程中にも誘起されることがある。凍結時のインク分配が何であったか及びどのように融解したかに応じて、壊滅的な状況が簡単に生まれる可能性がある。印刷ヘッド及びインク送給システムのインクの巨視的塊は１７％だけ縮まるが、特定のアクチュエータ内では、１００％充填体積があるように、アクチュエータ内のインクが凍結するのを想像されたい。印刷ヘッド及びインクシステム間で温度勾配がある場合には、これは容易に起こり得ることであり、インクが最初にノズルから凍結する時に、溶融インクが体積減少を埋め合わせるためにインク供給システムから引き出されることが可能である。
【００３９】
ここで印刷ヘッド及びインク供給システムが再加熱される時、印刷ヘッドのインクがインク供給システムのインクよりも前に溶融する場合には、システムの後方において、圧力が除去されることはない。ノズルプレートは加熱されず、印刷ヘッドの最冷部分の１つであるため、印刷ヘッドノズルもまた凍結する可能性が高い。従って、この方向においても圧力除去は無い。得られる可能性のある唯一のものは膜であり、十分な圧力／体積の変化で最終的には破壊するであろうことを想像することは可能である。
【００４０】
凍結／融解サイクルは、膜の破壊及び破断の原因になることは実験的に観察された。
【００４１】
以下は本発明の概説である。インクが凍結する前に印刷ヘッドをデ・プライムすることは、幾つかの要因のために、ヘッドをこれらの応力誘起機構のいずれからも緩和する。第一に、アクチュエータに残っているインクの体積が大幅に削減されて、全インク体積変化が少なくなくなるようにする。第二に、空気がアクチュエータ・チャンバに導入されて、体積変化を吸収できる膜に加えて別の適合性のあるエンティティがあるようにする。
【００４２】
凍結する前に印刷ヘッドを故意にデ・プライムすることは、ヘッドは凍結／融解サイクル後にともかくプライムされる必要があるため、プリンタが再度オンラインにされた時に、付加的なプライミング・ステップを生まない。これは、インクが凍結したときに、空気がインクから離溶して、泡が沈殿するためである。印刷が確実に行われるために、これらの泡は、積極的にシステムから除去される必要がある。印刷ヘッド及びインク送給システムを積極的にデ・プライムすることは、それが多数の小さなランダムに位置する泡に対してプライムアウトされる必要のある唯一の大きな「気泡」であるため、実際にはシステムをよりリ・プライムしやすくすることができる。いずれの場合においても、プライミングは、システムから気泡を除去するのに、ほとんどインクを使用しないことが理想的である。現在のＭＥＭＳジェット設計にとっては、無泡プライミングは、非常に達成しやすく、現在の圧電ベース設計とは対照的にインクの無駄が極めて少ない。
【００４３】
デ・プライム工程は、印刷ヘッドが凍結する時はいつでも実行されることが必要であり、そうでなければ膜を破断する危険性がある。これが起きる時には２つの状況がある。１つは、プリンタの電源が切られシャットダウンのルーチンを行う時である。機械は依然として論理機能を有し、電気機械的に機能可能であるため、コントローラベースの工程フローを実施することができる。第２の場合は、より注意が必要である。停電又はプラグが抜かれたために印刷ヘッドへの電力が無くなる状況では、論理がなく、ＡＣ電源（又はＡＣ電力を使用するＤＣ電力供給）に頼るいかなる電気機械システムも機能しなくなる。デ・プライム機能は、デ・プライムの失敗が高価な印刷ヘッドの破壊に繋がるため、依然として何らかの方法で機能する必要がある。
【００４４】
以下の文は本発明の多様な実施形態を説明する。概念は、加熱された供給管を介して印刷ヘッドに接続するインクリザーバを有するＪｕｐｉｔｅｒインク送給システムの内容において説明される。リザーバは、通常の印刷動作中は空気に対して開放されているエアチューブを通ってインクを印刷ヘッドへ送給するように加圧されることができる。前世代のインク送給システムは、ヘッドに直接取り付けられたオープンインクリザーバの上の溶融インクスティックから構成されていた。リザーバは空気に対して開放されており、オープンシステムに真空を引く方法がないため、以下に挙げる最初の２つの概念を実施することは実践的ではない。しかしながら、デ・プライミングに与えるのにメンテナンスキャップに依存するため、３番目の概念は可能である。
【００４５】
ここで真空リザーバの実施形態を説明する。本発明の好ましい実施形態は、真空を保持することができる密閉されたキャビティを使用する。これは、印刷システム内の都合の良い位置に嵌まるように形成された成形プラスティック容器とすることができる。真空は、通常の電気作動中、ポンプを用いることにより、この容器内で保持される。このポンプは、機械に既存のポンプであってもよいし又は蠕動ポンプのような高価でない専用ポンプであってもよい。場合によっては印刷ヘッド通気管に取り付けられる弁は、連続通電中、この弁が真空に対して閉じられ、空気に対して開放された状態を維持することによって、真空を印刷ヘッドリザーバから隔離する。電力が損失されると、又はプリンタコントローラが意図的に制御電圧を除去した時、弁は開き、真空がヘッドへ伝送されることが可能になり、同時に空気に対する通気管の経路を塞ぐ。これは、アクチュエータがデ・プライムする原因となり、それ故損傷を防ぐ。
【００４６】
より高レベルの安全性は、バイメタル又は他の温度感性スイッチを真空弁用の制御電圧と直列に置くことによって実施可能である。印刷ヘッドの温度が既定温度まで下がると、スイッチが開き、制御電圧が弁から切られて、印刷ヘッドをデ・プライムさせる。これは、コントローラが、印刷ヘッドが事実に反して或る温度であると誤って感知するコントローラ誤作動の場合をカバーする。直列の温度自動調節スイッチの付加的な利点は、望むのであれば、デ・プライム工程を開始する凍結直前の瞬間まで待つことである。このことは、印刷ヘッドは凍結するまで比較的長い時間がかかり、真空チャンバの体積により、真空を冷却工程全体に適用することができないことがあるために、有効であろう。
【００４７】
ここで代替的な電源の実施形態を持つ真空ポンプを説明する。デ・プライミング動作は、バッテリに取り付けた真空ポンプを用いることによっても達成可能である。これは、システムをプライムする陽圧を生成するように用いられる、逆に稼動されるに過ぎない既存のポンプとすることができる。別のポンプが用いられる場合には、空気に対すて印刷ヘッド通気部を遮断する弁は、好ましい実施形態におけるように必要である。バッテリは、多数の異なる機能を実行するコントローラボードに電力を供給することが可能である。ボードは印刷ヘッドの温度を感知し、ポンプをオンにし、ソレノイド弁又はこれらのいずれかの組み合わせの電源を入れることが可能である。
【００４８】
ここで代替的な電源の実施形態を持つ陽圧リザーバ又はポンプを説明する。真空を用いる代わりに、陽圧を用いることができる。しかしながら、圧力はヘッドの正面に適用される必要がある。これを行うために、正面に密閉されたメンテナンスキャップが必要である。現在の固体インクジェット（「ＳＩＪ」）プリンタは、プライミング動作中に用いられるまさにそのようなキャップを有する。この方法での主要問題は、停電又はプラグが抜かれた時に、印刷ヘッドが、そのメンテナンスキャップにドッキングしない可能性があることである。バッテリのような代替的な電源は、デ・プライムを引き起こすために、コントローラボード、モータ、センサ及び陽圧ソレノイド弁又はポンプを供給する必要がある。
【００４９】
要約すると、上記実施形態は、凍結／融解工程中の体積変化の影響を削減し、ＭＥＭＳベース印刷ヘッドを損傷から保護する。
【００５０】
このように、本発明の第１の態様、すなわち、イメージ形成装置１で印刷要素３０をデ・プライムするための方法が提供され、イメージ形成装置１は、リザーバインク１１を収容するインクリザーバ１０を含み、インクリザーバ１０は、含まれたインク供給チャネル２０によりリザーバインクを印刷要素に与える２１ように配置されて、印刷要素インク３１が印刷要素３０に供給されるようになっており、この方法は、（ａ）検出器５１、５２、５３のいずれかにより、印刷要素３０における印刷要素インク３１の凍結の可能性に基づく故障状態を検出し、（ｂ）この故障状態が検出された時、印刷要素インク３１が、インク供給チャネル２０によって印刷要素３０から真空吸引される、放出される、引き込まれる、又は流れるようにする、ステップを含む。
【００５１】
変形態様においては、実質的には請求項２に説明するように、方法は、電力損失検出器５１により電力の損失を検出するステップを含む。
【００５２】
更なる変形態様においては、実質的には請求項３に説明するように、方法は、電力低下検出器５２により電力低下状態を検出するステップを含む。
【００５３】
別の変形態様においては、実質的には請求項４に説明するように、印刷要素３０は、印刷要素温度３３を含み、方法は、印刷要素温度検出器５３によって閾値以下であるか又はこれと等しい印刷要素温度３３を検出するステップを含む。
【００５４】
印刷要素デ・プライム方法の最初の実施形態において、本発明によれば、実質的には請求項５に説明するように、インクリザーバ１０はリザーバ圧１２を含み、方法はリザーバ圧１２を減圧するステップを含む。
【００５５】
第１の実施形態の変形態様においては、実質的には請求項６に説明するように、方法は、インクリザーバ１０の減圧手段弁５によって、与えられた減圧手段２へ連結するステップを含む。
【００５６】
更なる変形態様においては、実質的には請求項７に説明するように、減圧手段２は、与えられた貯蔵手段に保持される陰圧空気源を備える。
【００５７】
別の変形態様においては、実質的には請求項８に説明するように、減圧手段２は、与えられた空気吸引部又は膨張ポンプを備える。
【００５８】
印刷要素デ・プライム方法の第２の実施形態においては、本発明によれば、実質的には請求項９に説明するように、印刷要素３０は印刷要素圧３２を含み、方法は印刷要素圧３２を増圧させるステップを含む。
【００５９】
第２の実施形態の変形態様においては、実質的には請求項１０に説明するように、方法は、印刷要素３０の増圧手段弁１０５によって、与えられた増圧手段１０２へ連結するステップを含む。
【００６０】
更なる変形態様においては、実質的には請求項１１に説明するように、印刷要素３０は印刷要素ノズル３９を含み、方法は、印刷要素ノズル３９を、与えられたメンテナンスキャップ１８０に接触させ、次いで、メンテナンスキャップ１８０が増圧手段１０２に連結されるステップを含む。
【００６１】
別の変形態様においては、実質的には請求項１２に説明するように、増圧手段１０２は、与えられた貯蔵手段に保持される陽圧空気源を備える。
【００６２】
更なる変形態様においては、実質的には請求項１３に説明するように、増圧手段１０２は、与えられた空気送風装置又は圧縮ポンプを備える。
【００６３】
印刷要素デ・プライム工程の第３の実施形態においては、本発明によれば、実質的には請求項１４に説明するように、インクリザーバ１０はリザーバ圧１２を含み、印刷要素３０は印刷要素圧３２を含み、方法は、リザーバ圧１２を減圧し、印刷要素圧３２を増圧するステップを含む。
【００６４】
第３の実施形態の変形態様においては、実質的に請求項１５に説明するように、方法は、インクリザーバ１０の減圧手段弁５によって、与えられた減圧手段２へ連結するステップ、及び、印刷要素３０の増圧手段弁１０５によって、与えられた増圧手段１０２へ連結するステップを含む。
【００６５】
更なる変形態様においては、実質的には請求項１６に説明するように、減圧手段２は、与えられた貯蔵手段に保持される陰圧空気源を備える。
【００６６】
別の変形態様においては、実質的には請求項１７に説明するように、減圧手段２は、与えられた空気吸引部又は膨張ポンプを備える。
【００６７】
更なる変形態様においては、実質的には請求項１８に説明するように、印刷要素３０は印刷要素ノズル３９を含み、方法は、印刷要素ノズル３９を、与えられたメンテナンスキャップ１８０に接触させ、次いで、このメンテナンスキャップ１８０が増圧手段１０２に連結されるステップを含む。
【００６８】
別の変形態様においては、実質的には請求項１９に説明するように、増圧手段１０２は、与えられた貯蔵手段に保持される陽圧空気源を備える。
【００６９】
更なる変形態様においては、実質的には請求項２０に説明するように、増圧手段１０２は、与えられた空気送風装置又は圧縮ポンプを備える。
【００７０】
上記に具体的な実施形態が説明されたが、現在では予見されない又は予見される可能性がある、代替的手法、変更、変形態様、改良、及び実質的に同等なものは、出願人又は他の当業者に生じることができる。従って、出願され修正可能な特許請求の範囲は、全てのそのような代替的手法、変更、変形態様、改良、及び実質的に同等なものを包含することを意図する。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１】図面は、インクリザーバ１０、印刷要素３０及びその間に連結するインク供給チャネル２０を備えるイメージ形成装置１を示す。インクリザーバ１０は、示されるリザーバインク１１を収容する。インクリザーバ１０及びインク供給チャネル２０は、代わって、リザーバインク１１を印刷要素３０に供給する２１ように配置され、このように印刷要素３０に備えられる、示される印刷要素インク３１を形成する。
【符号の説明】
【００７２】
以下の表は、対応する説明と共に、図面の要素参照番号を挙げる。
１：イメージ形成装置
２：減圧手段
３：減圧手段チャネル
５：減圧手段弁
７：減圧手段リザーバチャネル
１０：インクリザーバ
１１：インクリザーバ１０に備えられるリザーバインク
１２：インクリザーバ１０に備えられるリザーバ圧
２０：インクリザーバ１０及び印刷要素３０を連結するインク供給チャネル
２１：リザーバ１０から印刷要素３０に向かうインクの流れ
２９：印刷要素３０から真空吸引される、放出される、引き込まれる、又は流れる印刷要素インク３１
３０：印刷要素
３１：印刷要素３０に備えられる印刷要素インク
３２：印刷要素３０に備えられる印刷要素圧
３３：印刷要素３０に備えられる印刷要素温度
３４：印刷要素温度信号
３９：印刷要素ノズル
４０：インクリザーバ１０、インク供給チャネル２０、及び印刷要素３０を備える印刷ヘッド
５１：電力損失検出器
５２：電力低下検出器
５３：印刷要素温度検出器
６１：電力損失検出器の出力
６２：電力低下検出器の出力
６３：印刷要素温度検出器の出力
９０：制御手段
９１：制御手段減圧手段弁の出力
９２：制御手段増圧手段弁の出力
１０２：増圧手段
１０３：増圧手段チャネル
１０５：増圧手段弁
１０７：増圧手段印刷要素チャネル
１８０：メンテナンスキャップ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
イメージ形成装置で印刷要素をデ・プライムするための方法であって、前記イメージ形成装置は、リザーバインクを収容するインクリザーバを含み、前記インクリザーバは、含まれたインク供給チャネルにより前記リザーバインクを前記印刷要素に与えるように配置されて、印刷要素インクが前記印刷要素に供給されるようになっており、
（ａ）前記印刷要素インクの凍結の可能性に基づく故障状態を検出し、
（ｂ）前記故障状態が検出された時、前記印刷要素インクが、前記インク供給チャネルによって前記印刷要素から流れるようにする、
ステップを含むことを特徴とする方法。
【請求項２】
電力の損失を検出するステップを含むことを特徴とする請求項１に記載の前記方法。
【請求項３】
電力低下状態を検出するステップを含むことを特徴とする請求項１に記載の前記方法。
【請求項４】
前記印刷要素は印刷要素温度を含み、前記印刷要素温度は閾値以下であるか又はこれと等しいことを検出するステップを含むことを特徴とする請求項１に記載の前記方法。
【請求項１】
イメージ形成装置で印刷要素をデ・プライムするための方法であって、前記イメージ形成装置は、リザーバインクを収容するインクリザーバを含み、前記インクリザーバは、含まれたインク供給チャネルにより前記リザーバインクを前記印刷要素に与えるように配置されて、印刷要素インクが前記印刷要素に供給されるようになっており、
（ａ）前記印刷要素インクの凍結の可能性に基づく故障状態を検出し、
（ｂ）前記故障状態が検出された時、前記印刷要素インクが、前記インク供給チャネルによって前記印刷要素から流れるようにする、
ステップを含むことを特徴とする方法。
【請求項２】
電力の損失を検出するステップを含むことを特徴とする請求項１に記載の前記方法。
【請求項３】
電力低下状態を検出するステップを含むことを特徴とする請求項１に記載の前記方法。
【請求項４】
前記印刷要素は印刷要素温度を含み、前記印刷要素温度は閾値以下であるか又はこれと等しいことを検出するステップを含むことを特徴とする請求項１に記載の前記方法。
【図１】
【公開番号】特開２００９−６１７７９（Ｐ２００９−６１７７９Ａ）
【公開日】平成２１年３月２６日（２００９．３．２６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２２３３３２（Ｐ２００８−２２３３３２）
【出願日】平成２０年９月１日（２００８．９．１）
【出願人】（５９６１７０１７０）ゼロックス コーポレイション (1,961)
【氏名又は名称原語表記】ＸＥＲＯＸ ＣＯＲＰＯＲＡＴＩＯＮ
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年３月２６日（２００９．３．２６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年９月１日（２００８．９．１）
【出願人】（５９６１７０１７０）ゼロックス コーポレイション (1,961)
【氏名又は名称原語表記】ＸＥＲＯＸ ＣＯＲＰＯＲＡＴＩＯＮ
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]