JPH07205446A - 感熱インクジェットプリンタへインクを貯蔵および供給する方法および装置 - Google Patents

感熱インクジェットプリンタへインクを貯蔵および供給する方法および装置

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JPH07205446A
JPH07205446A JP7000055A JP5595A JPH07205446A JP H07205446 A JPH07205446 A JP H07205446A JP 7000055 A JP7000055 A JP 7000055A JP 5595 A JP5595 A JP 5595A JP H07205446 A JPH07205446 A JP H07205446A
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JP
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ink
printhead
storage chamber
chamber
liquid
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Application number
JP7000055A
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English (en)
Inventor
Michael Carlotta
マイケル・カーロッタ
Steven J Dietl
ステーブン・ジェイ・ディートル
Sr David P Breemes
デイビッド・ピー・ブリームス・シニア
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Xerox Corp
Original Assignee
Xerox Corp
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    • 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
    • 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
    • B41J2/17—Ink jet characterised by ink handling
    • B41J2/175—Ink supply systems ; Circuit parts therefor
    • B41J2/17503—Ink cartridges
    • B41J2/17513—Inner structure

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  • Ink Jet (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 高い空隙率および改良されたインク吸収性を
有する非網状化処理フォーム物質を内蔵するようなカー
トリッジを有するプリントヘッドを提供する。 【構成】 感熱インクジェットプリンタへ液体インクを
貯蔵および供給する装置は、インク噴射ノズル４０とイ
ンク供給ハウジング３４とを有するプリントヘッド２０
を備える。インク供給ハウジング３４は、インク貯蔵チ
ャンバー３６、およびプリントヘッド２０とインク貯蔵
チャンバー３６とを連通するインク流路を規定する。イ
ンク貯蔵媒体４６およびスカベンジャ部材４５は、プリ
ントヘッドにおける所要の背圧範囲内でチャンバー３６
からの一定量の流体インクを保有し、かつ調整可能に供
給するために、インク貯蔵チャンバー内に置かれる。イ
ンク貯蔵媒体４６は、本質的にポリエーテルとポリエス
テル物質の配合物から成る、非網状化処理で製造された
中密度共重合体ポリウレタンフォーム４４である。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、インクジェット印刷、
特に液体インクをインクジェットプリンタ内のプリント
ヘッドへ貯蔵および供給する方法および装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】既存の感熱インクジェットプリンタはそ
れぞれ、１つ以上のインクを充填した通路を有するプリ
ントヘッドと、およびプリントヘッドへ取り付けられる
インク供給ユニットとから構成されるプリントカートリ
ッジを備える。一般的に、インク供給ユニット内のイン
クは、毛管作用によりプリントヘッドへ供給される。プ
リントヘッド通路はそれぞれ、その一端においてインク
供給ユニットのインクチャンバーと連通し、またプリン
トヘッドの他端においてインク噴射開口部またはノズル
と連通する。通常抵抗器である熱エネルギー発生器は、
ノズルから所定距離で通路のそれぞれに設けられる。各
抵抗器は、プリンタの電気制御器へ電気的に接続可能で
あり、かつかくして、それぞれの通路内のインクを瞬時
に蒸発するために、電流パルスで個別にアドレスまたは
作動できる。そのようにインクを蒸発すると、蒸気泡が
通路に形成され、ついで膨張して、インクの小滴をそれ
ぞれのノズルを通して放出する。蒸気泡が膨張している
間にノズルから出るインクを加速すると、小滴にモーメ
ンタムと速度が通常与えられて、ノズルの近くに支持さ
れる記録媒体に向けて実質的に直線方向で小滴が動かさ
れる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】感熱インクジェットプ
リンタの現在の実用的な実施例において、プリントヘッ
ドノズルにおけるインクの圧力がゲージ圧力の所定の範
囲に保たれるときに、プリンタは最も効果的に作動する
ことが分かっている。具体的には、全体のプリントヘッ
ドの個別のノズルまたは全てのノズルがインクの小滴を
能動的に放出していない作動中のときに、一定の負圧、
すなわち「背圧」がノズルのそれぞれに存在すること、
および範囲を広げると、プリントヘッドのインク供給ユ
ニット内に存在することが重要である。この背圧は、液
体インクのノズルからの、および記録媒体の表面上への
偶発の漏れ、すなわち「したたり」を防止するために、
実際の用途において重要である。
【０００４】この技術における代表的なエンドユーザ製
品は、通常は、プリントヘッドとインク供給ユニツトと
から成る単一の使い捨て品目である、プリパッケージ形
態のプリントカートリッジである。
【０００５】高品質のプリントを一貫して生成するため
に、プリントカートリッジのインク供給ユニットからプ
リントヘッドへの毛管インク供給は、強くかつ一貫して
いなければならない。加えて、プリントカートリッジの
インク供給ユニットに残るインクの背圧は、供給ユニッ
ト内に使用できるインクの供給量が依然ある間、できる
限り所要の範囲内に維持しなければならない。したがっ
てプリントカートリッジは、インク供給ユニット内のイ
ンクレベルの全範囲の可能な限りの大きい割合を保つた
めに、インク背圧を所要の範囲内に保持するように設計
しなければならない。上に指摘したように、そのような
インク背圧の維持ができないと、カートリッジ内に残る
インクは、プリントヘッドのノズルを通して望ましくな
い漏れ、すなわち「したたり(weeping) 」を生じること
になる。
【０００６】プリントカートリッジ内で取り扱われてい
るインク用の、毛管作用発生媒体として、および背圧生
成媒体として、それぞれスカベンジャユニットおよび特
定数の規定されたフォームを使用することが知られてい
る。
【０００７】米国特許第４，７７１，２９５号におい
て、インクの貯蔵と供給用構造が開示され、かつ、所要
の毛管供給および背圧を生成するために、網状のポリウ
レタンインク貯蔵フォームを備える。加えて開示された
フォームは、調整された毛管現象およびインチ (25.4m
m) 当たり６０〜７５孔の調整された有孔率を有する。
このフォームは、その中の孔径およびフォーム厚さを減
少するために圧縮される。フォーム厚さを減少すると、
その密度およびフォームにより生成される毛管作用力が
増加する。網状のフォーム物質を製造するため、通常フ
ォーム物質は、孔が、密閉したフォームセル膜を通して
焼かれる網状化処理を受ける必要がある。このようにし
て網状化されたフォーム物質は、追加の網状化処理の理
由で、およびインク汚染の危険を防止するために清浄化
により除去する必要がある焼き切れた膜粒子を含む理由
で、比較的高価であるという欠点を有する。
【０００８】米国特許第４，９２９，９６９号は、均一
な孔構造を有することを請求する、熱硬化性メラミンホ
ルムアルデヒド縮合物の網状化されたポリウレタンフォ
ームを使用するインクの貯蔵と供給システムを備えるイ
ンクジェット印刷方法を開示している。このフォーム物
質は、均一なサイズの細隙孔を生成する微細フィラメン
トの三次元的に枝分かれした網状組織から構成される。
網状化処理されたフォーム物質（上述した）の欠点に加
えて、メラミン系フォーム物質は、比較的脆いセル構造
を有する。したがって乾燥すると、メラミンは、望まし
くないかなりの量のメラミンダスト粒子を生成する傾向
があり、その粒子は、プリントカートリッジ内のインク
流路に落ち込む。粒子の一部は、結局最後にカートリッ
ジのプリントヘッドの内側に落ち込み、プリント品質に
欠陥を生じやすい。加えてメラミンは、高温で一定のイ
ンクに溶解する傾向がある。
【０００９】したがって、清浄インク操りフォーム物質
を内蔵し、かつ製造コストが比較的安いプリントカート
リッジが要求されている。特に、高い空隙率および改良
されたインク吸収性を有する非網状化処理フォーム物質
を内蔵するようなカートリッジが要求されている。その
ようなフォーム物質は好ましくは、良好な毛管作用力お
よび背圧発生特性に加えて、信頼性のある非脆性セル構
造および改良されたインク離脱性を有する。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明の一態様に従う
と、感熱インクジェットプリンタへインクを貯蔵および
供給する装置は、インク噴射ノズルを備えるプリントヘ
ッドと、プリントヘッドへ接続されかつインク貯蔵チャ
ンバーを規定するハウジングと、およびプリントヘッド
およびインク貯蔵チャンバーと連通するインク流路とか
ら構成される。インク貯蔵媒体は、インク貯蔵チャンバ
ーの少なくとも一部を占め、また一定量の液体インクを
保有するように適合される。インク貯蔵媒体は、本質的
にポリエーテルおよびポリエステル物質の配合物から成
る非網状化処理共重合体ポリウレタンフォームから構成
される。
【００１１】他の態様に従うと、本発明の方法は、液体
インク貯蔵チャンバーおよびそのチャンバーからのイン
ク流出開口部を規定するインクハウジングを、インク流
出通路および放出ノズルを有するプリントヘッドへ取り
付ける段階を含む。またその方法は、一定量の液体イン
クを液体インク貯蔵チャンバーへ補給する段階と、およ
びインク供給ユニットからプリントヘッドへのインク供
給を所要のインク流量で制御するために、本質的にポリ
エーテルおよびポリエステル物質の配合物から成る一定
量の共重合体ポリウレタンフォームを液体インク貯蔵チ
ャンバー中に挿入する段階とを含む。
【００１２】
【実施例】本発明は、その好ましい実施例に関連して以
下に説明するが、その実施例に本発明を限定するのを意
図しないことが分かるであろう。反対に、本発明は、添
付の特許請求の範囲において規定されるように、本発明
の精神と範囲に含まれる全ての代案、変形および均等物
を包含することを意図する。
【００１３】図１を参照すると、感熱インクジェットプ
リンタは、全体を符号１０として示され、またフレーム
１１、記録媒体１４（用紙など）を支持する手段１２お
よびプリントカートリッジ１６を備える。プリントカー
トリッジ１６は、以下に説明するように、プリントヘッ
ド２０へ封止されるプリントインク供給ユニット１８を
備える。
【００１４】図示のようにプリントカートリッジ１６
は、キャリッジ２２上に着脱自在に取り付けられ、矢印
３０で示されるように、ガイドレール２６上を前後に移
動するための手段２４を通して、印刷ゾーン２８内で駆
動される。矢印３０の方向での各移動の間、記録媒体す
なわち用紙１４は、プリントカートリッジにその用紙上
に帯状の情報を印刷させるために、固定している。各方
向の移動の最後に、記録媒体すなわち用紙１４は、矢印
３２で示される方向に、かつ印刷されている帯状の情報
の高さに等しい距離を進む。
【００１５】ここで図２、３および４を参照すると、プ
リントカートリッジ１６の分解図は、図２に示され、特
にカートリッジ１６の各構成部材がどのようにして、コ
ンパクトな顧客交換式ユニットに組み立てできるかを図
示する。図３は、図２の拡大等角図であり、また図４
は、プリントカートリッジ１６の断面立面図である。図
示のようにプリントカートリッジ１６は、軽量であるが
耐久性のあるプラスチック材から一般的に作られるハウ
ジング３４の形態の主要部分を有するインク供給ユニッ
ト１８を備える。供給ユニット１８のハウジング３４
は、液体インク貯蔵用のチャンバー３６、大気に開放し
ている換気口３８、および貯蔵チャンバー３６からイン
クを供給するインク放出口４０を規定する。放出口４０
の端部（図４の切り欠き部分で示される）には、インク
供給マニホールド４２を備える、取り付けられたインク
ジェットプリントヘッド２０が設けられる。
【００１６】さらに図示されるように、本発明のプリン
トカートリッジ１６は、全体を符号４４として示される
インク操りフォーム物質（以下に詳細に示す）を内蔵す
る。インク操り(ink handling)フォーム物質４４は、例
えば、インク供給毛管作用力を発生するスカベンジャ部
材４５として、および／またはインクがチャンバー３６
から流出できるように所要の背圧を生成するために、チ
ャンバー３６中に充填されるインク貯蔵媒体４６とし
て、プリントカートリッジ１６において使用される。フ
ォーム物質４４は、貯蔵媒体４６として使用されると
き、単一の大形ブロックに形成されるか、または例え
ば、それぞれ符号４６として示される３つの個別ブロッ
クのように、複数の小形ブロックに形成される。
【００１７】インク供給ユニット１８のインク放出口４
０上に取り付け可能なプリントヘッド２０は、図３にお
いて一層明確に示される。図示のようにプリントヘッド
２０は、互いに結合され、かつマザーボード６４へ取り
付けられる、それぞれ６０および６２として示される第
１および第２の基板を備える。第１および第２の基板６
０、６２は、結合されると、（図示されないインク通路
を通して）インク流入開口部６８と連通するインク放出
ノズル６６を規定する。インク流入開口部６８が貫通さ
れて形成される、７０として示されるプリントヘッドの
表面は、インク供給ユニット１８へ取り付けられる表面
である。周知のように、電気的に接続可能な端子７４を
有する熱電極７２は、各電極７２の加熱エレメント（図
示されない）が、プリントヘッド２０のインク通路内に
位置するように、第２の基板６２上に形成される。
【００１８】本発明の実施例において有用な、カートリ
ッジ１６の他の部分は、ヒートシンク４８と、およびハ
ウジング３４の内部をまた換気するために貫通する開口
部５２を有するカバー５０とを備える。一般的にプリン
トカートリッジ１６は、プリントヘッド２０の加熱エレ
メントへ接続し、かつ加熱エレメントを選択的に作動す
るボード上の回路手段を有する。
【００１９】また図２および図４で示すように、付加的
な内部換気を行うチューブ５４は、換気口３８からハウ
ジング３４の内部の中心に向けて、貯蔵媒体の各ブロッ
ク内の開口部を通して延びるように、インク供給ユニッ
ト１８内に設けることができる。
【００２０】本発明の好ましい実施例において、インク
操りフォーム物質４４は、本質的にポリエーテルおよび
ポリエステル物質の特定配合物から成る非網状化処理共
重合体ポリウレタンフォームである。したがってフォー
ム物質４４は、製造コストが比較的安価であり、また除
去する必要がある焼き切れた膜粒子を含まない。それ
は、水分除去が可能である水性ベースシリコーン発泡界
面活性剤で製造されるので、無フレオンの洗剤水洗浄プ
ロセスを使用できる。またそれは、約８０％もの高い空
隙率を有する。さらに、それは、親水性が高く、高いイ
ンク吸収性を示し、しかも高いインク離脱性も示す。
【００２１】フォーム物質４４の一例は、カリフォルニ
ア・ケーソン（Carson）にあるウィルシャイアー・テク
ノロジー社（Wilshire Technologies Inc.） (フォーム
加工業者) から、商標名ウルトラ・ソーブ（ULTRA-SOR
B）で入手できる。それは、ニューヨーク・ナイアガラ
フォールズ（Niagara Falls ）にあるタイム・リリース
・サイエンス社（Time Release Science Company）( フ
ォーム製造業者) により製造される。さらに重要な点と
して、ウルトラ・ソーブＭＤ（ULTRA-SORB MD)(中密度)
またはウルトラ・ソーブ３１２(ULTRA-SORB 312)とし
て入手できるウルトラ・フーブ(ULTRA-SORB)非網状化処
理フォーム物質４４の特定配合物は、インク貯蔵媒体４
６として特に有効であることが判明している。その利点
としては、所要の範囲内でインク背圧を生成する能力、
ならびに吸収できるインク量および使用に際し離脱する
インク量を最大にする能力がある。ウルトラ・ソーブＭ
Ｄ(ULTRA-SORB MD) またはウルトラ・ソーブ３１２(ULT
RA-SORB 312)物質は一般的に、不規則な形状で、５０μ
〜３５０μの範囲内の不均一なサイズの孔を有する。そ
れは、３．０〜４．５ｌｂ／ｆｔ3 （４８〜７２ｋｇ／
ｍ3 ）の範囲内の密度、好ましくは３．５ｌｂ／ｆｔ3
（５６ｋｇ／ｍ3 ）の密度を有する。またそれは、６５
〜７５％の貯蔵インク供給効率を有する。
【００２２】同様に重要な点として、ウルトラ・ソーブ
(ULTRA-SORB)非網状化処理フォーム物質４４の他の特定
配合物は、ウルトラ・ソーブＨＤ(ULTRA-SORB HD( 高密
度))またはウルトラ・ソーブ３１７(ULTRA-SORB 317)と
して入手できる。この特定配合物は、プリントカートリ
ッジ内のインク操りプロセスにおいて、毛管作用力発生
スカベンジャ部材４５として非常に効果的であることが
判明している。そのような有効性は、チャンバー３６内
でインク貯蔵媒体として使用されるフォーム物質の種類
に関係なく当てはまる。ウルトラ・ソーブＨＤ(ULTRA-S
ORB HD) またはウルトラ・ソーブ３１７(ULTRA-SORB 31
7)は同様に、不規則な形状で、５０μ〜３５０μの範囲
内の不均一なサイズの孔を有し、かつ約６．５ｌｂ／ｆ
ｔ3 （１０４ｋｇ／ｍ3 ）の密度を有する。したがっ
て、それは０．１〜０．２”Ｈ2 Ｏ／ｃｃ／ｍｉｎ
（２．５４〜５．０８ｍｍＨ2 Ｏ／ｃｃ／ｍｉｎ）の流
量インピーダンスを示す。
【００２３】図５および図６を参照すると、ウルトラ・
ソーブ(ULTRA-SORB)インク操りフォーム物質４４は一般
に、セル７８を形成するウエブフレーム７６から成る。
それぞれのセル７８は、少なくとも非網状化処理により
生成された空隙または孔８０をその中に含む。ウエブフ
レーム７６は一般に、断面が三葉状であり、さらに空隙
または孔８０を形成するように構成および相互接続され
る。各空隙または孔８０の周りでは、１つのウエブフレ
ーム７６は、３つの隣接するセルの周りのウエブフレー
ムと同一の空間を占めることができる。したがって各ウ
エブフレームの断面は一般に、通常サイズが同様である
（正三角形の辺と全く同様な）３つの辺を有する。しか
しながら、幾つかの場合に、３つの辺の２つが第３の辺
よりも実質的に長いことがあるので、長く薄いウエブを
生成したり、またフォーム構造物を通して不規則で、明
らかに不均一な空隙または孔８０を生成する。
【００２４】空隙または孔８０の手段により、セル７８
は、フォーム構造物を通して流体的に相互連通する。上
述したように各セルは、少なくとも非網状化処理により
生成された空隙または孔８０を含む。事実、若干のフレ
ームまたはセル壁は、１つのセルを他のセルへ連結する
幾つかのそのような開口部を有することがある。そのよ
うな開口部およびそれ自体の個別セルは、好都合には１
つから他へサイズが大幅に変わる。そのようなサイズ可
変性から得られる利点は、比較的小さいセルと小さい開
口部は、大きいものよりも比較的高い毛管現象を示し、
また比較的大きいセルと大きい開口部は、小さいものよ
りも比較的低い毛管現象を示すという事実にある。
【００２５】加えて、各セル７８を形成するウエブフレ
ーム７６の厚さは、セル内の開口部または孔８０に向け
て、およびそれらから離れてかなり大幅に変わる傾向が
ある。各そのようなウエブフレーム７６の外皮表面も、
不規則または不均一である。セルと孔のサイズ可変性に
加えて、この後者の特性は、インクジェットプリントカ
ートリッジで印刷中に、一般的にかなりの量の液体イン
クを吸収かつ保持し、また一定量の液体インクを効果的
に離脱するウルトラ・ソーブ(ULTRA-SORB)物質の有利な
機能に大きく寄与する。言い換えればセルサイズの変
動、セル壁の空隙サイズ、表面構造および物質組成は全
て互いに作用して、インクジェットプリントカートリッ
ジ１６の所要のインク操り特性を生じる。
【００２６】また図２および図４を参照すると、インク
貯蔵媒体４６は、フォーム物質が、チャンバーの内壁に
対して妥当な接触と圧縮を及ぼすように、ハウジング３
４のチャンバー３６の内側に充填される。本発明の実用
化されている一実施例において、貯蔵媒体４６は、ウル
トラ・ソーブＭＤ（３１２）(ULTRA-SORB MD(312))物質
の単一の大きいブロックまたは積載した３層（図示され
る）をハウジング３４の内側に充填することにより、生
成される。
【００２７】インクジェットプリントカートリッジ製造
において周知のように、ハウジング３４内のフォーム貯
蔵媒体４６に加えて、高い毛管圧を生じる適切な物質か
ら作られるスカベンジャ部材４５も使用される。そのよ
うなスカベンジャ部材４５は、好ましくは比較的薄く、
かつ貯蔵媒体４６とプリントヘッド２０のインクマニホ
ールド４２に通じる放出口４０との間の多孔性毛管遮断
物として役立つ。しかしながら、非網状化処理フォーム
ウルトラ・ソーブＭＤ（３１２）(ULTRA-SORBMD(312))
が、ハウジング３４内の貯蔵媒体４６として使用される
と、スカベンジャ部材４５は通常必要とされないことが
判明している。ただし貯蔵媒体４６がウルトラ・ソーブ
ＭＤ（３１２）(ULTRA-SORB MD(312))でないならば、例
えば、それがニードルドフェルト物質であると、スカベ
ンジャ部材４５はウルトラ・ソーブＨＤ（３１７）(ULT
RA-SORB HD(317))であるのが好ましい。
【００２８】スカベンジャ部材４５としてウルトラ・ソ
ーブＨＤ（３１７）(ULTRA-SORB HD(317))を使用する利
点は、それは、「フェルト化」を必要とせず、すなわち
向上した毛管作用を確実にするために、意図されたイン
ク流れ方向に熱と圧力で圧縮される（従来の慣習のよう
に）必要がないことである。図示のようにスカベンジャ
部材４５は通常、例えば多孔性ホットメルト積層接着剤
を使用する、スカベンジャ部材４５に取り付けられ、符
号５６として示される濾布をさらに備える。一般に濾布
５６にとつて好ましい物質は、モノフィラメントポリエ
ステル篩分け用繊維である。ウルトラ・ソーブ(ULTRA-S
ORB)フォーム物質は、網状化処理の段階無しに製造され
るので、本質的に廃棄粒子が無く、また貯蔵媒体ブロッ
ク４６またはスカベンジャ部材４５として、通常は濾布
５６を必要としない。しかしながらプリントヘッドを重
複的に保護するために、濾布が使用されることがある。
【００２９】そのため濾布５６は、多くの実用上の利点
を提供する。一般的に、インク放出口４０中への開口部
に対してスカベンジャ部材４５を保持する特定の構造物
（例えば金網）は必要とされない。さらに、濾布５６と
放出口４０との間にいかなる接着剤も不必要である。ス
カベンジャ部材４５により発生された高い毛管作用力
は、スカベンジャ部材４５に対する濾布５６の平たさ
（すなわち、しわまたは隆起部が無いこと）の理由によ
り、およびインク放出口４０に対するスカベンジャ部材
４５の飽和および圧縮の理由により、濾布５６とインク
放出口４０との間にインクの膜を生成するように作用す
る。
【００３０】また図４を参照すると、スカベンジャ部材
４５の外面の一部は、貯蔵媒体４６に当接し、一方、そ
の外面の他の部分は、貯蔵媒体４６とハウジング３４の
内壁との間で、符号５８として示される開放空間に露出
される。ハウジング３４の単一チャンバー３６は、一定
量のインクが、貯蔵媒体４６との間で、またはスカベン
ジャ部材４５との間で多分流通できるように設計され
る。代わりにインクは、チャンバー３６内のインクの流
れに対して中実の内部遮断物が無いので、チャンバー３
６内の自由空間５８との間で流通できる。一般的に、チ
ャンバー３６内の貯蔵媒体４６、スカベンジャ部材４５
および濾布５６のこの配置は、印刷中にプリントカート
リッジ１６において液体インクが徐々に抜き出される
間、液体インクの背圧を、管理できる所要の範囲内に維
持するのに役立つ。
【００３１】貯蔵媒体４６を通してのインク伝達は通
常、印刷中にインクをプリントヘッド２０へ連続的に供
給するには不十分な速さであるので、さらに貯蔵媒体４
６は通常、放出口４０を通してインクを連続的に空気無
しに送るのに必要な封止を行わないので、スカベンジャ
部材４５は、インクコンデンサとして作用するように意
図され、そのコンデンサからインクは、印刷中に高速の
インク要求がある状態でも、それに応じて引き出すこと
ができる。
【００３２】本発明の実用化されている一実施例におい
て、貯蔵媒体４６は、最初に６５．２立方センチメート
ルの液体インクで飽和され、カートリッジの背圧が０．
５〜６．０”Ｈ2 Ｏ（１２．７ｍｍＨ2 Ｏ）の使用可能
な範囲内にある間、その中から印刷目的のために、少な
くとも５５立方センチメートルを得るのが望ましい。ス
カベンジャ部材４５の代表的な容積は、１．６立方セン
チメートルである。文書を印刷する間に代表的な８イン
チの帯状情報を印刷する際、スカベンジャ部材４５は、
０．５秒内に、そこにあるインクの２．５％まで脱飽和
され、この脱飽和により、プリントヘツド２０での背圧
が増加し、ついでこの背圧が印刷中に用紙を通る単一帯
状情報の密度をかなり増加することになる。
【００３３】しかしながら、スカベンジャ部材４５の脱
飽和により、プリントヘッド２０における背圧が増加す
るが、この増加した背圧は、同様に他の方向でも作用す
る。すなわちスカベンジャ部材４５の脱飽和は、貯蔵媒
体４６に対しても負圧を生じるので、一定量の液体イン
クが媒体４６からスカベンジャ部材４５へ移動させられ
る。スカベンジャ部材へのそのようなインクの流れは、
その部材を再飽和し、結果として、原因として作用した
背圧を下げる。このようにして、貯蔵媒体４６とスカベ
ンジャ部材４５との組合わせは、インクチャンバー３６
内のインク供給量を印刷中に使い切るにつれて、プリン
トヘッド２０での背圧を安定化するシステムとして作用
する。
【００３４】図７および図８は、本発明の好ましい実施
例に従う貯蔵媒体４６として非網状化処理共重合体フォ
ーム物質４４を内蔵するプリントカートリッジ１６の性
能を示すグラフである。グラフで図示されるように、プ
リントヘッド２０において維持される背圧は、プリント
カートリッジ１６内のインクレベルの大きな割合に対し
て、使用できる所要の範囲内に維持される。図７におい
てＸ軸は、印刷中に６５．２立方センチメートルのイン
ク容量のチャンバー３６からプリントヘッド２０までか
つ通して供給されるインク量を表す。一方、Ｙ軸は、プ
リントヘッド２０における対応する背圧（水のミリメー
トルで、ただし水のミリメートルは全体として液体イン
クのミリメートルにほぼ同じである）を表す。図７にお
いて明確に分かるように、プリントヘッド２０における
背圧は、０．５〜６．０”Ｈ2 Ｏ（１２．７〜１５２．
４ｍｍＨ2 Ｏ）の所要の範囲内に維持され、その範囲に
わたり、５５立方センチメートルを越える量のインク
が、６５．２立方センチメートルのインク容量のチャン
バー３６から供給されている。したがって、妥当な少量
のインクだけが、過大な背圧により浪費される。
【００３５】図７のグラフにおいて、２本のプロット線
が示され、その中の実線は、プリントヘッド２０におけ
る「毛管静圧」であり、また実線上の点線は、最大印刷
密度で用紙を通り個別の帯状情報を印刷中に、プリント
ヘッド２０において生じた瞬時の背圧スパイクを表す。
【００３６】図８を参照すると、図７のグラフの一部の
詳細図が示され、連続的な、または実質的に連続的な印
刷動作中、プリントヘッド２０における代表的な背圧挙
動を図示する。増加部分８２および減少部分８４を有す
る鋸歯パターンを形成する細かい点線は、実線（毛管静
背圧）と、図７におけるより大きい点線により一般に示
される局所最大値との間における背圧の実際の連続した
時間における挙動を図示する。各鋸歯パターンについ
て、増加部分８２により図示される瞬時増加は、帯状情
報を印刷中に、スカベンジャ部材４５がインクをプリン
トヘッド２０へ供給するときの背圧の増加を表す。一
方、各鋸歯パターンの比較的急速に下がる部分８４は、
貯蔵媒体４６からのインクによるスカベンジャ部材４５
の比較的急速な再飽和を表し、それにより媒体４６を脱
飽和する。媒体４６の脱飽和に加えて、符号１６のよう
なプリントカートリッジにおける他の背圧源は、例えば
貯蔵媒体４６およびスカベンジャ部材４５の内部および
それらの間の種々の剪断力により生じる、カートリッジ
１６の各構成部材を通るインク流の「インピーダンス」
である。
【００３７】
【発明の効果】このようにして、本発明の構造と物質
は、プリントカートリッジの寿命を越えてプリントヘッ
ドに向けて一貫して所要の範囲の背圧を提供するばかり
でなく、印刷作業において連続使用中でも、比較的一貫
した背圧レベルを維持する。
【００３８】本発明を、特定の装置に関連して説明して
きたが、多くの代案、変更態様および変形は、当業者に
とつて明らかなことは明白である。したがって、それ
は、添付特許請求の精神と広い範囲内に入る全てのその
ような代案、変更態様および変形を包含するのを意図す
る。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に従うプリントカートリッジを備える
感熱インクジェットプリンタの等角図である。
【図２】 プリントヘッドを備える、図１のプリントカ
ートリッジの分解図である。
【図３】 図２のプリントヘッドの部分的に拡大した等
角図である。
【図４】 本発明のフォーム物質を示す、図２のプリン
トカートリッジの断面立面図である。
【図５】 そのセル構造を示す、図４のフォーム物質の
一部の拡大図である。
【図６】 そのセル構造を示す、図４のフォーム物質の
一部の拡大図である。
【図７】 プリントカートリッジ内の液体インク量の関
数としての、本発明のプリントカートリッジの液体イン
ク背圧を図示するグラフである。
【図８】 プリントカートリッジ内の液体インク量の関
数としての、本発明のプリントカートリッジの液体イン
ク背圧を図示するグラフである。
【符号の説明】
１０ 熱インクジェットプリンタ、１２ 支持手段、１
４ 記録媒体、１６ プリントカートリッジ、１８ プ
リントインク供給ユニット、２０ プリントヘッド、２
２ キャリッジ、２４ 移動手段、２６ ガイドレー
ル、２８ 印刷ゾーン、３４ ハウジング、３６ チャ
ンバー、３８ 換気口、４０ 放出口、４２インク供給
マニホールド、４４ インク繰りフォーム物質、４５
スカベンジャ部材、４６ インク貯蔵媒体、４８ ヒー
トシンク、５０ カバー、５４ チューブ、５６ 濾
布、６０ 第１の基板、６２ 第２の基板、６４ マザ
ーボード、６６ 放出ノズル、６８ インク流入開口
部、７０ プリントヘッド、７２熱電極、７４ 端子
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 デイビッド・ピー・ブリームス・シニア アメリカ合衆国 ニューヨーク州 14522 パルミラ ロット＃19 サウスタウンラ インロード 3657

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 インク流入通路を有するインクジェット
    プリントヘッドへ液体インクを貯蔵および供給する、次
    の段階を含む方法： （ａ）前記ハウジングの前記インク流出開口部がプリン
    トヘッドのインク流入通路と連通するように液体インク
    貯蔵チャンバーおよびインク流出開口部を規定するハウ
    ジングをプリントヘッドへ取り付ける段階と、 （ｂ）一定量の液体インクを前記液体インク貯蔵チャン
    バーへ補給する段階と、および （ｃ）前記貯蔵チャンバーからプリントヘッドへ流れる
    インクについて所要のインク流量制御ができるように、
    一定量の非網状化処理共重合体ポリウレタンフォームを
    前記液体インク貯蔵チャンバー内に充填する段階。
  2. 【請求項２】 次のものを含むドロップオンデマンド式
    インクジェットプリンタ： （ａ）記録媒体を印刷ゾーン内に支持する第１の支持手
    段と、 （ｂ）プリントカートリッジを前記記録媒体に関して印
    刷状態に支持する第２の支持手段と、および （ｃ）前記記録媒体から離間して前記第２の支持手段上
    に支持されるプリントカートリッジであって、当該プリ
    ントカートリッジは、プリントヘッドと、および液体イ
    ンク貯蔵チャンバと、前記チャンバー内の一定量の液体
    インクと、前記プリントヘッドへインクを流入させる所
    要の毛管作用および前記プリントヘッドにおける所要の
    インク流背圧を生成するために前記チャンバー内に充填
    されるポリエーテルおよびポリエステル物質の配合物か
    ら本質的に成る一定量の中密度共重合体ポリウレタンフ
    ォーム物質とを規定するインク供給ユニツトとからなる
    もの。
  3. 【請求項３】 インクジェットプリントヘッドへ取り付
    けられる、次のものを含むインク供給ユニット： （ａ）インク放出開口部および液体インクを内蔵する液
    体インク貯蔵チャンバーを規定するハウジングと、 （ｂ）前記貯蔵チャンバー内の一定量の液体インクと、
    および （ｃ）前記インク放出開口部からプリントヘッドへのイ
    ンク流出のために所要の背圧を生成するために、貯蔵媒
    体として前記貯蔵チャンバー内に充填される一定量の中
    密度共重合体ポリウレタンフォーム物質であって、当該
    共重合体ポリウレタンフォーム物質は、ポリエーテルお
    よびポリエステル物質の非網状化処理された配合物から
    本質的に成るもの。
JP7000055A 1994-01-03 1995-01-04 感熱インクジェットプリンタへインクを貯蔵および供給する方法および装置 Pending JPH07205446A (ja)

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