JPH01148559A - インクジェット印刷システム用平衡毛管インクジェットペン - Google Patents

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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は一般的にはインクジェット印刷システム用のイ
ンクジェットペンに関し、詳しくはインク貯蔵能力が増
大され、インク分配特性が改良されたインクジェットペ
ンに関する。

〔従来の技術〕

種々のタイプのインクジェットプリンタ用の使い捨てペ
ンを製造するにあたり、印刷動作の間にインクが満杯か
ら空へと減少する場合にペンのインクリザーバに実質的
に一定の背圧が与えられるようにするために、種々の方
法が採用されている。これにより、ペンのオリフィス板
から排出されるインク滴の大きさはインクの減少の間一
定に保たれ、またこの一定の背圧は、ペンが作動してい
ないときにオリフィス板からインクが漏れるのを防ぐ。

熱インクジェットペンのインクリザーバに実質的に一定
の背圧を与えるこのような方法の一つは、ロウ氏（Ｒｏ
ｂｅｒｔＬｏｗ）等に付与された「本質的に一定の負の
背圧を備えたインクリザーバ」という表題の米国特許４
，５０９，０６２号に開示され、クレームされている。

上記ロウ氏等の特許に記載された方法は非常に満足でき
るものであり、また多くの点で独特なものであるが、そ
れにもかかわらず、インクが減少する一定の範囲にわた
ってインクリザーバにおける実質的に一定の背圧を維持
するために、収縮式の袋（ｂｌａｄｄｅｒ）を必要とし
ている。

この収縮式の袋を必要とすることは、それに伴い一定の
欠点を有しているが、それらは本発明によって克服され
るものであり、また以下の説明からよりよく認識され理
解されるものである。

上記とは種類の異なるステンシル（謄写）型のペンのイ
ンクリザーバに制御された背圧を与えるための、別の従
来の方法は、ペンの主インクリザーバが毛管インク流路
又は溝に接続される、いわゆる毛管補償技術を用いてい
る。この流路又は溝はインクリザーバの減少の間に量の
変化するインクを受け取るように働き、それによって主
インクリザーバに実質的に一定の背圧を維持する。ステ
ンシルペンにおいて用いられるこのような毛管補償技術
の一つは、ヴイッツ氏（Ｗｉｔｚ）等に付与されたドイ
ツ特許２，８４４，８８６号に開示されている。

ドイツ特許２，８４４，８８６号の上記方法は、容積の
限られたインクリザーバや、ある限定された範囲の作動
温度については適しているが、このトイ゛ン特許のステ
ンシルペンは、比較的大きく変化するインク作動温度に
おいて動作するような比較的大きな容積のインクリザー
バを扱うことはできない。また上記ドイツ特許２，８４
４，８８６号に開示されたペンの毛管溝の容積は典型的
にはインクリザーバの容積の８〜１０％程度であるが、
この比率は、インクリザーバの容量を所望に応じて増大
すれば、毛管溝の容積も比較的大きく増大することを意
味している。従って、このヴイッツ氏等のドイツ特許に
おける毛管溝の８〜１０％の容積という条件は、ペンの
インクリザーバの大きさをかなり大きくする必要がある
場合に、ペンの構造に実質的な制約を課することになる
。

使い捨てインクジェットペンのインクリザーバに対し、
ある制御された背圧を与える最近の別の方法は、１９８
６年７月１日に出願され、本出願人に譲渡されたべ一カ
ー氏（Ｊｅｆｆｒｅｙ　Ｂａｋｅｒ）等の米国特許出願
第８８０．７７４号に開示され、クレームされている。

この開示の内容は、参照として本明細書に取り込むこと
とする。この方法では網状のポリウレタンフォームが、
黒色及び色付きの両方のインクジェットペン用のインク
貯蔵媒体として用いられている。ポリウレタンフォーム
のような多孔性媒体にインクを貯蔵するこのより最近の
方法は、以前の袋貯蔵技術と比較して、新規かつ有用な
改良及び明確な利点をもたらすものである。しかしなが
ら、ペンのインク貯蔵室に多孔性のフオーム状貯蔵媒体
を必要とすることによって、インク貯蔵効率が量的に限
定される。

〔発明の解決しようとする課題〕

本発明の一般的な課題は、多孔性の材料又は他のインク
貯蔵媒体及びこれらに伴いペン本体のハウジング内の主
たるインクリザーバ内に必要とされる空間のないインク
貯蔵能を含めて、インクジェットペンのさらに新規かつ
有効な改良をもたらすことである。

別の課題は、上記の型式のインクジェットペンであって
、インクジェットペンのフオーム式貯蔵及び他の同様な
種類の貯蔵媒体と比較してインク貯蔵容積が大きく増加
した、新規かつ改良されたインクジェットペンを提供す
ることである。

別の課題は、上記の型式のインクジェットペンであって
、所定の広い温度範囲にわたり、またインクが満ばいか
ら空に減るまでのペンの動作の間、実質的に一定の作動
背圧で動作する形式のインクジェットペンを提供するこ
とである。

ここで用いられる「背圧」という用語は、大気圧より低
い圧力を意味している。

別の課題は、上記の型式のインクジェットペンであって
、適当な背圧動作のために主インクリザーバの容量の約
１％という少ない補償用毛管容積しか必要としない、新
規かつ改良されたインクジェットペンを提供することで
ある。

本発明のさらなる課題は、上記の型式のインクジェット
ペンであって、高い生産性でもって容易且つ改善された
製造を行うのに適している、新規かつ改良されたインク
ジェットペンを提供することである。

〔課題を解決するための手段〕

本発明の上記課題及び他の利点、新規な特徴は、主イン
クリザーバ及び副インクリザーバを含むインク供給ハウ
ジングを有するインクジェットペンを提供することによ
り達成される。平衡毛管部材がインク供給ハウジング内
に配置され、主インクリザーバとび副インクリザーバの
間に延びるインク流路を有している。この毛管部材は、
主インクリザーバ内の温度及び圧力が増大するにつれ、
副インクリザーバ内に、又は副インクリザーバへと向け
て、毛管作用により主インクリザーバからインクを抜く
ように動作する。逆に、ハウジング内の温度及び圧力が
減少すると、インクは主インクリザーバ内に、又は主イ
ンクリザーバの方に引き戻される。また、主インクリザ
ーバは適当なインク送り路を介してインクジェットプリ
ントヘッドへと接続されており、インクジェットプリン
ト動作を行う際にそのプリントヘッドにインクを供給す
る。

本発明の上記概要、課題、新規な特徴及びこれに付随す
る利点は、以下の添付図面の説明から充分に理解される
であろう。

〔実施例〕

さて第１Ａ図を参照すると、そこに概略的に示されてい
る流路は、インクリザーバタンク１゜と、該タンクから
インクジェットペンのプリントヘッドへと延びるインク
送り管１２を含んでいる。垂直毛管１４が図示の角度で
上方へと延び、該垂直毛管１４の高さが増すにつれて断
面積が段々と小さ（なるように先細となっている。イン
クリザーバ１０内の圧力が該リザーバ内の温度上昇とと
もに増大するとき、インク１６は垂直毛管１４内で上方
に引かれる。これにより、インクのメニスカス１８で発
生し、ペン本体のハウジングがプリントヘッドと接する
位置における圧力である背圧は、はぼ一定に維持される
。ハウジング及びプリントヘッドについては後で詳述す
る。

逆に、インクリザーバ１０内の圧力が減少した場合には
、垂直毛管１４内のインク１６は再び下方へと移動し、
メニスカス１８をほぼ一定の背圧に維持しようとする。

第２図以下にさらに詳細に示されているように、垂直毛
管１４の形状は、インクシェツトペンの複数個のインク
室の各々について、行きつ戻りつしながら上方へと垂直
に延伸するパターンである曲がりくねったタイプの形状
に形成できる。これにより、所定の容積内における毛管
の容量を大きく増大しうる。

第１Ｂ図を参照すると、そこにおける本発明の実施例で
は、右側の垂直毛管２０も頂部２２に向かって断面積が
小さくなるように先細りになっており、やはり先細りで
あってそれ自体で抜気用毛管２８を有し、副インクリザ
ーバ２６へと続いている先細りの左側の毛管２４と一体
に結合されている。かくしてこの第１Ｂ図の実施例では
、毛管のインク貯蔵能力は第１Ａ図の場合と比較して大
きく増大しており、主インクリザーバ３０及び副インク
リザーバ２６の二つと共に、それらの間のかなりの長さ
の毛管路を有している。インクが右側の毛管２０内で上
昇すると、プリントヘッド部材３２に僅かな負水頭が維
持される。この状態は、インクが頂部２２を通過し、副
インクリザーバ２６へ向かって毛管２４内で下方運動を
始めた後においても継続される。

副インクリザーバ２６が毛管２４からインクを取り始め
ると、プリントヘッド部材３２の圧力は、プリントヘッ
ド部材３２と副インクリザーバ２６内の自由インク表面
との間の垂直方向の距離によって、僅かに正となる。こ
のことは、これから説明する第１Ｃ図の概略的なダイヤ
グラムにお、いても同様である。これら二つの実施例に
おいて、副インクリザーバは、該副インクリザーバの充
填によって生じるプリントヘッドでの若干の許容可能な
正水頭を最小にするために、垂直方向において物理的に
可能な限りプリントヘッドに近づけて配置すべきである
。主インクリザーバ３０内の圧力が減少し始めた場合、
インクは副インクリザーバ２６から引かれ、毛管２４．
２０のそれぞれを通って戻り、主インクリザーバ３０に
入る。

設計の点で可能であるならば、副インクリザーバはイン
クジェットプリントヘッドの下側に配置するのが望まし
く、この設計によって、ペンが常に一定の背圧で動作す
ることを確実ならしめることができる。残念ながら、ペ
ン構造に要求される他の設計的制約の故に、このような
設計が常に利用できるとは限らない。

第４図に示された本発明の第三の実施例の概略図である
第１Ｃ図を参照する。この実施例は本明細書において、
第二の複式インクリザーバ毛管システムと呼ばれる。こ
の実施例はまた本明細書において、「排水ポンプ」の実
施例とも呼ばれるものであり、主インクリザーバ３６と
副インクリザーバ３８の間で図示のようにしてインクを
直接通過させる、断面が先細りになった毛管３４を有し
ている。第１Ｂ図と同様に、副インクリザーバ３８はそ
れ自体、本発明のこの実施例において付加的なインクオ
ーバフロー能力をもたらす垂直な抜気用毛管３９を有し
ている。毛管３４のインクの位置は、主インクリザーバ
３６内の圧力及び温度の変化とともに、前述した態様に
おいて、プリントヘッド４０における背圧をほぼ一定に
維持しようとする。第一の実施例と同様に、副インクリ
ザーバ内のインクは若干ではあるが許容可能な正の圧力
を生じ、それに従って位置決めされる。本実施例の重要
性は、毛管３４が第１Ｂ図の場合よりずっと短くされて
いるところにあり、この特徴によってペン本体のハウジ
ング内で主インクリザーバと副インクリザーバをより近
づけて配置できるようになる。第１Ａ図、第１Ｂ図及び
第１Ｃ図の総ての制御された毛管作用の正確な特徴は、
これらに対応する本発明の三つの好適実施例についての
以下の説明からよりよく理解されるであろう。

通常の温度範囲でのプリント動作（「動的ｊ動作）即ち
動作モード、及び通常の準備モード即ち「静的」な場合
の両者については、以下に説明する三つの実施例の各々
において、実質的に一定の「負水頭」即ち「背圧」が、
上記各構造体内のプリントヘッドにおいて維持される。

温度が上昇した場合で副インクリザーバがインクを取り
入れているとき、大部分は副リザーバの形状及び位置に
よって、プリントヘッドにおける僅かな正の圧力が規定
される。しかしながら、ペンの作動の上記したモード状
態のすべてについて、一定の既知の動作パラメータによ
り、プリントヘッドの出口における圧力を正確に制御す
る態様でもって、当業者がインクリザーバ及び毛管の寸
法、形状を定めることが可能になる。

イ ンク 本体のハウジング構造に用いられる物質とそのインクと
の相互作用から知ることができる。次いで表面張力及び
インター固体の接触角（ぬれ角・）のパラメータを用い
て毛管の適切な寸法及び形状を確定でき、また主インク
リザーバ中における気泡の形成を制御するのに使用でき
る。

そして、主インクリザーバにおけるこの気泡の形成の制
御、及び毛管における所定の毛管作用により、三つの実
施例の各々についての上記二つの動作状態について、主
インクリザーバ内及びインクジェットプリントヘッドに
おける圧力の制御が与えられる。例えば、これら三つの
実施例の主インクリザーバの各々における動作モードで
の圧力制御は、各リザーバでの気泡形成の組み合わせに
よって達成される。準備モードでは、圧力調節は接続毛
管内の毛管作用によって維持される。オーバフローモー
ド（温度又は圧力変化による）では、圧力は複式リザー
バシステムの副インクリザーバの位置的な配置によって
制限される。

第２Ａ図、第２Ｂ図及び第２Ｃ図において、第２Ａ図の
分解等測図には、図示の態様で前部プレート４６を受容
するための一方の外壁４４を有する主インクリザーバ部
材４２が示されている。

前部プレート４６は、主インクリザーバ４２の底壁４９
の下側に図示の如く受容された一体の棚板４８を含んで
いる。前部プレート４６の右側の隠れている壁５０は、
後で説明する曲がりくねった毛管インク流路を含み、前
部プレート４６はさらに、図示しない薄膜抵抗プリント
ヘッド又は他の同様のタイプのインクジェットプリント
ヘッドを受けるための凹んだ下側の下問き部分５２をさ
らに有している。このプリントヘッドは、可撓性のある
回路要素など（図示せず）によって接続されて電気的に
駆動されるのが有利であり、これらの回路要素などは傾
斜した壁５４を回り、前面プレート４６の前面５６に沿
って配線される。直立部材５８は、ペンのペンカートリ
ッジなどへの係止を容易にするラッチ装置であるが、こ
れは本発明の動作にとって重要ではない機械上の細部で
ある。

後部プレート６０は主インクリザーバ４２の後壁６２に
ある大きな開口に対するカバーとなるよう構成されてお
り、この後部プレート６０は、主インクリザーバ４２の
内側に構成される三つの異なる色インク室（図示せず）
用のインク供給路として好ましく用いることができる複
数個のインク送りポート６４．６６及び６８を含んでい
る。これらの内側の別々の室は、ハウジングの外壁４４
にあるインク送り開ロア３．７４及び７５を介して、図
示しない対応する複数のインクジェットプリントヘッド
に接続される。しかし、これらの多数室構造は一般に周
知であり、上記ペーカー氏等の米国特許出願第８８０，
７７４号においてより詳細に開示されている。

第２Ｂ図において、前部プレート４６の右側の壁は曲が
りくねった溝７２を有しており、この溝は前部プレート
４６のインク送り部７４から頂壁７６へと行きつ戻りつ
しながら上方へと断面積が城少しながら連続する流路で
ある。これらの溝７２は、例えば三色インクジェットペ
ンの三色インク用の三つの連続した個別の毛管路の形で
構成できる。このような曲がりくねった毛管路の二つが
、第２Ｃ図の部分破断図に示されている。

これらの曲がりくねった溝７２は、主インクリザーバ４
２の隣接し当接する前壁によって閉じられており、毛管
インク送り管７８が第２Ｂ図に示されるように鉛直に下
方へ延びて、インクを薄膜抵抗型プリントヘッド８０な
どに送るが、それらのヘッドの詳細についてはここには
示していない。しかし、このプリントヘッドは上記ベー
カー氏等の米国特許出願第８８０．７７４号に開示され
た形式のものでよい。

こうして、第１Ａ図に関連して上記に説明したように、
インクは主インクリザーバ４２内の温度及び圧力が上昇
するにつれて、抜気と平衡毛管とを組み合わせてなる溝
７２内を上昇し、主インクリザーバ４２内の圧力及び温
度が再び下がるにつれて、溝７２内を下降する。この作
用は、ブリントヘッド８０及び毛管インク送り管７８内
を実質的に一定の負圧に維持する効果を有する。

第２Ｃ図を参照すると、この図の破断部は二つの毛管供
給管即ち溝７２の曲がりくねった形状を示しており、そ
の一つは主インクリザーバへのアクセスポートであるイ
ンク送り開口の一つ７４から上方へと、図示の如くペン
構造体の頂部に向けて延びている。第２Ｃ図のペン構造
はまた図示のように、インク送り開ロア４からインクジ
ェットプリントヘッド８０の方へと角度をなして下方へ
延びる送り管７８を有する。多色を使用する用途に第２
図のインクジェットペンを用いる場合、各色及び黒色、
並びに所望の場合は透明なビヒクル用の個別の毛管即ち
溝７２が存在することになる。

第３Ａ図から第３Ｅ図を参照すると、第３Ａ図の分解等
測図は、上部及び下部の領域のそれぞれに図示のように
配置された主インクリザーバ９２及び副インクリザーバ
９４を有するインクリザーバハウジング部材９０を含ん
でいる。周囲の対面し合った外壁部分９６．９８．１０
０．１０２及び１０４は、ペンが完全に組み立てられた
場合に、中間の毛管部１０８の後壁１０６に直接に接す
る。毛管部１０８は垂直抜気管１１０と、毛管部内部の
中央に配置されたインク送り毛管１１２と、左側の反転
Ｕ字形平衡毛管１１４とを有している。これらの管１１
０．１１２及び１１４は、実際には毛管部１０８の表面
内に図示のように溝によって形成され、毛管部１０８の
前面１１８がインクジェットペン用の前部カバープレー
ト１２２の右側壁１２０に直接隣接するようにされた場
合に、閉じたインク送り管となる。組み立てられると、
薄膜プリントヘッド１２４は、前記毛管部１０８と前部
カバープレート１２２の下側に沿って画定される中央に
位置した凹んだ領域１２６内に配置される。前部カバー
プレート１２２は、ペンカートリッジ部材などに対する
ペンのロード及びアンロードを容易にするラッチ部材１
２８を含み、インク充填プラグ１３０が、インクリザー
バハウジング部材９０の頂壁１３４にあるインク充填口
１３２内へ挿入するため、図示のように配置されている
。

前述した第３Ａ図に関連して第３Ｂ図から第３Ｅ図を参
照すると、第３Ｂ図における断面図は抜気管１１０の中
央線に沿って取られたものであり、この抜気管１１０は
副インクリザーバ９４及び横方向のインク流れ部９５か
ら、毛管部１０８の頂面まで延びている。抜気管１１０
は外側の大気への空気の流れを与えるとともに、副イン
クリザーバ９４が一杯になり、且つペン本体のハウジン
グ内の温度及び圧力が上昇し続けてインクに力を作用し
続けた場合にインクがオーバーフローする容量を与え、
インクを抜気管１１０内で上方に移動させる。この作用
は、ペンの動作が行われる作動温度範囲の上限以上にお
いて生ずるものである。抜気管１１０は、第１Ｂ図の垂
直な毛管２８に対応する。

第３Ｃ図において、インク送り毛管１１２は水平インク
リザーバアクセスポート１３６から前述したインクジェ
ットプリントヘッド１２４へと下方へ延びる。このイン
ク送り毛管１１２は、主インクリザーバ９２からインク
ジェットプリントヘッド１２４へとインクを供給するよ
う動作する主たるインク溝である。

第３Ｄ図を見ると、この図はＵ字形の平衡毛管１１４の
右手部分に沿って取った断面図であって、横方向のイン
ク通路１３８から、図示の如く副インクリザーバ９４及
び平衡毛管１１４の頂点１３９へと延びている。

第３Ｅ図の断面図はＵ字形平衡毛管１１４の左手部分に
沿って取ったものであり、主インクリザーバ９２から副
インクリザーバ９４へのインクの流れの通路が完結する
ことを示している。これにより、毛管によるインク送り
の方向は、第３Ｅ図の矢印に従いこの図の上方に向かい
、次に第３Ｄ図において下方へと戻り、副インクリザー
バ９４へと入る。従って、第３Ｅ図及び第３Ｄ図の矢印
の方向に流れるインクが副インクリザーバ９４を満たし
た後においてのみ、インクは第３Ｂ図の矢印の方向に、
そこに図示された抜気管１１０内を上方へと流れ始める
ことになる。このことは、ペンがその温度範囲の上限以
上で動作するときにのみ生しる。

次に第４Ａ図及び第４Ｂ図を参照すると、そこに示され
た第二の複式インクリザーバ毛管システムは、第１Ｃ図
に概略的に示されたものに対応している。第４Ａ図にお
いて、主インクリザーバハウジング１４０は頂部リム即
ち棚部１４２を含んでおり、この棚部はハウジング１４
０から横方向に外方へと延び、また図示の如き形状のペ
ンカートリッジラッ李アセンフ慣月４６を有する頂部プ
レート１４４を受容するように形成されている。ハウジ
ング１４０は、副インクリザーバハウジング１５２内の
副インクリザーバ１５０の領域へと下方へ延びる円錐形
の内外形状の平衡毛管１４８に一体に結合されている。

副インクリザーバハウジング１５２もまた、平衡毛管１
４８のような円錐形の外側形状で一体的な、上方へと延
びる抜気管１５４を含んでいる。

抜気管１５４は外側大気への空気排気を行うよう作用す
るために、本明細書では抜気管と呼んでいる。

第４Ｂ図を参照すると、ここに示されている断面図は２
つの対応する管１４８及び１５４の中央線に沿って取っ
たものであり、ハウジング１４０内の主インクリザーバ
１５８からプリントヘッド部材１６４へと延びる主イン
ク送り毛管１５６を示している。プリントヘッド１６４
は副インクリザーバハウジング部材１６２の下向きの面
に設けられている。

通常の室温の範囲で動作する場合、インクは主インクリ
ザーバ１５８から主インク送り毛管１５６を通ってイン
クジェットプリントヘッド１６４へと直接に供給される
。この動作状態において、気泡形成の表面張力によって
負の背圧が維持され、またこの背圧は、平衡毛管１４８
への入口の回りに井戸を形成する側板部材１４９の形状
によって高められる。主インクリザーバハウジング１４
０内の温度及び圧力があるレベルを越えた場合、インク
は毛管作用によって平衡毛管１４８を通り、副インクリ
ザーバ１５０内へと下方に引き出される。ハウジング１
４０内の温度及び圧力が通常の室温の動作範囲へと戻り
始めると、副インクリザーバ１５０内のインクは、主イ
ンクリザーバ内の圧力が減少することにより、平衡毛管
１４８を通って主インクリザーバ１５８へと引き戻され
る。この動作の間、抜気管１５４は副インクリザーバ１
５０と外側大気との間で空気の出し入れを行う。

第４Ａ図及び第４Ｂ図に示されるように、側板部材１４
９は平衡毛管１４８の上方へと延びており、インク井戸
として作用して、主インクリザーバ１５８内のインクレ
ベルがペン本体のハウジングの床面１５１に近付いた後
であってもインクで満たされる。このようにして、気泡
の形成が側板部材１４９によって形成された井戸内で起
こり、主インクリザーバハウジング１４０内のインクレ
ベルが床面１５１に近付いた場合であっても、その中に
おける圧力を調節し続ける。かくしてこの圧力調節は、
インクジェットペンのインクが完全になくなるまで続く
。

本発明の範囲から逸脱することなしに、上記実施例の種
々の設計変更が可能である。例えば本発明は、プリント
ヘッド１６４におけるような特定の形状又は取付方法、
或いはインクの流れ機構に限定されない。このような薄
膜プリントヘッド及びそれに関連する取付方法は一般に
技術的に周知であり、かかるプリントヘッドは通常、薄
膜抵抗基板、抵抗ヒーター又は他の同様なトランスジュ
ーサ用の個別のリザーバを画定する中間バリア層、及び
外側のオリフィスプレートを有している。この構造の詳
細な説明については、１９８５年５月のヒユーレット・
パラカード・ジャーナルＶｏ１．３８．　Ｎｏ、５を参
照されたい。

なおこの文献の内容は、参照として本明細書に取り込む
こととする。また、前述したべ一カー氏等の米国特許出
願第８８０．７７４号のプリントヘッド及びインク送り
構造を、上述したペン本体のハウジング及びこれに藺連
する毛管送り構造について使用することができる。

特許請求の範囲の範囲内において、当業者にｑ ｔ　。

よって選択されうる他の多くの設計的及び構造的な修正
例が存在しうる。それらの修正例には、第４図の平衡毛
管１４日の内部構造の変更や、第４図の側板部材１４９
の形状、位置、設計の変更が含まれるが、しかし勿論こ
れらに限定される訳ではない。また多色（並びに黒色及
び無階調ビヒクル）への応用では、各色、黒、透明ビヒ
クルの各々について、上記したものに類僚した別個の室
が存在するということが理解されるべきである。第３図
及び第４図における前記の実施例においては、簡単化の
ために単一の色（即ち黒）インクのリザーバ構造のみを
示しているが、特許請求の範囲は明らかに、黒ペンは勿
論のこと多色ペン或いは黒ペンとの組み合わせにも等し
く当てはまるものである。

最後に、インクジェットプリントヘッドの構造及び取り
付けに関連した、スロット送りインク流技術及び単一点
テープ自動化接着（ＴＡＢ接着）電気的接続法について
は、ジョンソン氏（Ｓ、Ａ、　Ｊｏｈｎｓｏｎ）に付与
された米国特許第４，６８０゜８５９号及び第４，６８
３，４８１号、並びにハンソン氏（Ｇａｒｙ　Ｅ、　Ｈ
ａｎｓｏｎ）に付与された米国特許第４，６３５．０７
３号を参照されたい。これらの特許はすべて本出願人に
譲渡されたものであり、これらの内容は参照として本明
細書に取り込むこととする。

〔発明の効果〕

以上述べた如く本発明によれば、従来のように多孔性そ
の他の媒体などを使用することなしに、インクジェット
ペンのさらなる改良がもたらされる。従来のように袋や
ウレタンフオームなどによるインクの貯蔵は必要でない
ので、インク貯蔵容積が大きく増加され、また新規な主
及び副インクリザーバの使用によって、所定の広い温度
範囲にわたり、インクが満ばいから空に減るまでのペン
の動作の間、実質的に一定の作動背圧で動作させること
ができる。そして適当な背圧動作のために、主インクリ
ザーバの容量の約１％という少ない補償用毛管容積しか
必要としない。さらに本発明のインクジェットペンは、
高い生産性でもって容易且つ改善された製造を行うのに
適している。

【図面の簡単な説明】 第１Ａ図は、第２図に示された本発明の垂直毛管の実施
例を例示するための概略的な流体の流れのダイヤグラム
である。 第１Ｂ図は、第３図に示された第一の複式リザーバ毛管
システムを例示するための概略的な流体の流れのダイヤ
グラムである。 第１Ｃ図は、第４図に示された第二の複式リザーバ毛管
システムを例示するための概略的な流体の流れのダイヤ
グラムである。 第２Ａ図は、本発明の第一の実施例による多色のインク
ジェットペン用の垂直毛管ペン構造を示す等測分解図で
ある。 第２Ｂ図は、第２Ａ図のＢ−Ｂ線に沿って取った断面図
である。 第２Ｃ図は、第２Ａ図及び第２Ｂ図の構造における平衡
毛管の形状を一部破断して示す立面図である。 ′＋　９ 第３Ａ図は、本明細書で第一の複式リザーバ毛管システ
ムと称されている本発明の第二の実施例を図示している
等測分解図である。 第３Ｂ図、第３Ｃ図、第３Ｄ図及び第３Ｅ図は、それぞ
れ第３Ａ図のＢ、Ｃ，Ｄ及びＥ線に沿って取った断面図
である。 第４Ａ図は、本明細書で第二の複式リザーバ毛管システ
ムと称されている本発明の第三の実施例を図示している
等測分解図である。 第４Ｂ図は、第４Ａ図のＢ−Ｂ線に沿って取った断面図
である。 １０−　インクリザーバタンク １２−　インク送り管　　１４−・−垂直毛管１６−イ
ンク　　２０，２４．３４−毛管　　２２−頂部２６．
３８．９４，１５０−副インクリザーバ２８．３９−抜
気用毛管 ３０．３６，９２．１５８−主インクリザーバ３２、４
０．８０．１２４．１６４−プリントヘッド６４　、６
６　、６８−　インク送りポート７３、７４．７５−　
インク送り開ロ ア２−溝　　７８，１１２．１５６−　インク送り管１
０８−　　毛管部　　１１０．１５４−・・抜気管１１
４．１４８、−−一平衡毛管 出願人代理人　　　古　谷　　　蓄 量　　　溝部孝彦 同　　　古谷　聡

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　インクジェットペンにおける背圧を制御するための
   方法であって： ａ、ペン本体のハウジングに主及び副インクリザーバ（
   ３０、２６）を設け、及び ｂ、ある温度範囲にわたり実質的に一定の背圧において
   インクが前記主インクリザーバ （３０）からインクジェットプリントヘッド（３２）へ
   と供給されるように、大気温度の変化の 関数として前記リザーバの間でインクを行 き来させて流すことからなる方法。 ２　リザーバ（３０、２６）の間でのインクを行き来さ
   せて流すことは、前記主インクリザーバへの毛管インク
   流路から該リザーバへと気泡を導入し、前記主インクリ
   ザーバ内における気泡の形成及び前記毛管インク流路に
   おけるインクの表面張力及び毛管作用の組み合わせによ
   って前記主インクリザーバ（３０）における圧力調節が
   維持されるようにすることを含む、請求項１記載の方法
   。 ３　以下の構成要素、即ち： ａ、内部に主インクリザーバ（３０）及び副インクリザ
   ーバ（２６）を有するインク供給ハウジングと、 ｂ、前記インク供給ハウジングに隣接して或いは該ハウ
   ジング内に配置され、前記主イ ンクリザーバと前記副インクリザーバとの 間を延伸するインク流路（２０、２２、２４）を含むと
   共に、前記ハウジング内における温度の 上昇に伴って毛管作用により前記主インク リザーバから前記副インクリザーバ内へ又 は副インクリザーバの方へとインクを引き 出すよう動作する平衡毛管部材と、及び ｃ、インクジェットプリント動作の際にインクジェット
   プリントヘッド（３２）へとインクを供給するために、
   前記主インクリザーバ （３０）と前記プリントヘッドとを相互に結合する手段
   とからなるインクジェットペン。 ４　前記平衡毛管部材は前記主及び副インクリザーバ（
   ３０、２６）への開口に隣接して配置されており、前記
   主インクリザーバのインク送りポートから前記副インク
   リザーバのインク送りポートへと延伸するインク流路を
   内部に含む、請求項３記載のインクジェットペン。 ５　前記平衡毛管部材はさらに、前記主インクリザーバ
   （３０）とプリントヘッド（３２）支持表面との間を延
   伸する主インク給送路と、前記副インクリザーバと外側
   大気との間を延伸するインクオーバーフロー路（２８、
   ３９）とをさらに含む、請求項４記載のインクジェット
   ペン。 ６　前記プリントヘッド（３２）は前記支持表面上に設
   けられた薄膜プリントヘッドであり、前記主インクリザ
   ーバ（３０）へと直接に延伸する路から供給されている
   、請求項５記載のインクジェットペン。 ７　インクを貯蔵するための主インクリザーバ（３０）
   を内部に備えたペン本体のハウジングと、該ハウジング
   上に設けられインクジェットプリント動作に際して前記
   主インクリザーバからインクを受け取るよう作動するイ
   ンク排出手段を備えたプリントヘッド（３２）とを有す
   るインクジェットペンにおいて、前記ハウジングがさら
   に、副インクリザーバ（２６）と、大気温度の変化の関
   数として前記主インクリザーバと前記副インクリザーバ
   との間でインクを行き来して流すための手段（２０、２
   ２、２４、３４）を含んでいることを特徴とするインク
   ジェットペン。 ８　前記副インクリザーバは、前記主インクリザーバか
   ら外側大気へと延伸する管状形状の送り路（１４）であ
   る、請求項７記載のペン。 ９　前記副インクリザーバは前記主インクリザーバから
   分離されており、前記流すための手段は前記主及び副イ
   ンクリザーバを接続している非線形の毛管（２０、２２
   、２４）である、請求項７記載のペン。 １０　前記非線形毛管は前記ハウジングの毛管部に形成
   され、前記主及び副インクリザーバの間でインクを通す
   ためにこれらのリザーバの開口の間に直接配置されてい
   る、請求項９記載のペン。 １１　前記副インクリザーバ（３８）は前記主インクリ
   ザーバ（３６）から分離されており、且つ該主インクリ
   ザーバに対して毛管（３４）によって接続されている、
   請求項７記載のペン。 １２　前記副インクリザーバ（３８）は前記主インクリ
   ザーバ（３６）の下側に配置されており、且つ該主イン
   クリザーバに対して毛管（３４）によって接続されてい
   る、請求項１１記載のペン。 １３　前記副インクリザーバ（３８）は、外側大気へと
   延伸する空気抜気管（３９）を有する、請求項１２記載
   のペン。 １４　前記主インクリザーバからインクが出ていく際の
   前記主インクリザーバにおける気泡の形成能を増大する
   ために、前記垂直毛管の開口の周囲から前記主インクリ
   ザーバ内へと別個のインク井戸が形成されている、請求
   項１３記載のペン。