JPH0811324A - プリンティングヘッドのインク供給回路 - Google Patents

プリンティングヘッドのインク供給回路

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JPH0811324A
JPH0811324A JP7146257A JP14625795A JPH0811324A JP H0811324 A JPH0811324 A JP H0811324A JP 7146257 A JP7146257 A JP 7146257A JP 14625795 A JP14625795 A JP 14625795A JP H0811324 A JPH0811324 A JP H0811324A
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valves
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 モータ及び圧力センサをそれぞれ１つしか使
用せず、コンパクトな構造を有するプリンティングヘッ
ドのインク供給回路を提供する。 【構成】 供給回路はその特徴の１つとして、センサは
圧力センサ５しか含まず、この単一センサ５によってア
センブリの良好な機能に必要な測定、即ちジェット用に
供給されるインクの圧力測定、インクの粘度の測定、エ
アポケットを再生する場合のリザーバ18の液面レベルの
検査、リザーバ17の空白度の測定、溶媒リザーバ16の空
白度の測定、主に温度に関連したパラメータであるリザ
ーバ15のインクの粘度の測定、インクリザーバ15の下方
液面レベル及び空白度の測定、モータ４のロータの角位
置Prに対するバルブの動作の同期を実施せしめる。この
単一センサ５はそれだけで、現在公知の供給回路に必ず
使用されている総てのセンサの機能を果たす。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】本発明は、プリンティングヘッドのインク
供給回路に係り、更に詳しくは、容積を変化させ得るチ
ャンバを有し、種々の機能、例えば或る流量の流体の発
生、粘度測定、流体の均一性の測定、温度測定、モータ
のロータの角位置の測定等の機能を果たすインク供給回
路に係わる。
【０００２】本発明のインク供給回路は、連続インクジ
ェット式プリンティングヘッドに有用であり、これらの
インク供給回路の使用によって印刷装置の大きさが著し
く小型化され、しかも動作の性能及び信頼性が向上す
る。
【０００３】本発明のインク供給回路の用途はインクジ
ェットには限定されないが、本明細書ではこのインクジ
ェット式印刷用ヘッドでの使用を例にとって詳細な説明
を行う。先ず、連続インクジェット式印刷用ヘッドのイ
ンク供給回路が満たさなければならない特定要件を説明
しておくことにする。これらの要件の主なものは下記の
通りである： − ４バールに達し得る圧力下で、通常20cm3 ／分より
小さい流量のインクジェットを発生させること； − 供給圧力の残留変動が１％未満であること； − 発生したが印刷には使用されなかった分のインクを
全部回収し再循環させること； − 金属もしくはガラスのような非多孔性材料でも急速
に乾燥するように、揮発性の極めて高い溶媒を用いるイ
ンクを使用できること； − 信頼性が高いこと； − 工業的には完全に自動的に機能し、保守の必要も、
供給回路を長時間停止させる前の強制的洗浄処理も必要
としないこと。
【０００４】現在知られているインクジェット式マーキ
ングプリンタでは、前述の要件を満たすために種々の方
法がとられている。その中には例えば、ジェットの加圧
とジェット回収溝の減圧とを実施するための歯車ポンプ
を、使用インクが揮発性溶媒を含む場合に溶媒の粘度を
測定し且つ溶媒添加を行うべく組込んだ手段と協働させ
る、などの方法がある。このタイプの供給回路の一例
は、本出願人によって出願され番号 2,553,341で公開さ
れた仏国特許出願明細書第 8316440号に記載されてい
る。このような構造の回路は性能が極めて高く、或る種
の用途には極めて良く適合するが、欠点も幾つか有し得
る。特に、歯車ポンプは小型ではあるが、例えば連続ジ
ェット技術で必要とされるように、中程度の圧力で小さ
い流量の流体を発生させる場合には不向きである。この
種のポンプは機能上機械的間隙が必要であり、そのため
構造的に内部洩れ口を有する。このような洩れ口がある
と、ジェットに必要な流量より明らかに大きい実流量を
発生させない限り、ポンプを好条件で作動させることは
できない。必要な圧力で大きな流量を得るためには、ジ
ェットに必要な流量を得る場合とは比べものにならない
ほどの機械的及び電気的出力が必要であり、従って加
熱、換気及び大規模な給電が必要になる。
【０００５】更に、この種のポンプは前記の用途では信
頼性が極めて小さい。なぜなら、メチルエチルケトン(M
ethyl Ethyl Cethone)のような軽質溶媒に適合する材料
は希有だからである。歯車はしばしばテフロンで形成さ
れるが、この材料は機械的摩耗特性が小さい。
【０００６】このような回路を満足な状態で機能させる
ためには、圧力センサ、浸漬プローブ使用液面レベルセ
ンサ、粘度計、インクの粘度を補正するための温度セン
サ、大規模管路等のごとき様々なセンサを使用しなけれ
ばならない。この種の回路はまた、洗浄処理が面倒であ
る。
【０００７】別タイプの装置として、加圧に圧縮空気を
使用するものがある。工業用圧縮空気を用いる場合に
は、これを入念に濾過しなければならない。ジェットを
回収するための減圧操作はベンチュリ効果によって実施
される。この供給システムの大きな欠点は、インクを減
圧部分から加圧部分に移送することにある。このような
移送を行うためには複数の移送用ロック室を配置しなけ
ればならない。また、圧縮空気が入手できない時には、
コンプレッサが必要になる。
【０００８】本発明の目的は、モータ及び圧力センサを
それぞれ１つしか使用せず、コンパクトな構造を有する
プリンティングヘッドのインク供給回路を提供すること
にある。
【０００９】本発明の前記目的は、ケーシング、前記ケ
ーシング内に滑動自在に設けられたピストン、一端が前
記ピストンに連結されたピストンロッド、ステッパモー
タ、前記ステッパモータの回転力を受容すべく、前記ス
テッパモータに設けられたロータ、前記ピストンとシリ
ンダの内壁によって規定されるチャンバの容積を変化さ
せるべく、前記ピストンロッドの他端に機械的に接続さ
れると共に、前記ロータに連結された偏心輪、流体の二
方向の流れを許容するように構成されており、前記チャ
ンバとそれぞれ連通するように第１の管を介して前記ケ
ーシングに並列に連結された複数の第１のバルブ、前記
第１のバルブのそれぞれを介して前記チャンバと連通す
るように、前記第１のバルブのそれぞれに連結された第
２の管の複数、流体が前記第２の管の内部を通過した際
に当該第２の管の両端間で圧力差が生じるように、前記
第２の管内に形成された制限部、前記制限部のそれぞれ
の中で生じた圧力差を検出すべく、前記ケーシングに連
結された圧力センサ、及び、前記ロータの角位置に応じ
て前記第１のバルブのそれぞれの開閉を電気的に制御す
べく、前記ステッパモータにそれぞれ連結されると共に
前記複数の第１のバルブのそれぞれと電気的に接続され
た複数の制御手段を有する第１の組立体と、他のケーシ
ング、当該他のケーシング内に滑動自在に設けられた他
のピストン、一端が前記他のピストンに連結され、他端
が前記偏心輪に機械的に結合された他のピストンロッ
ド、流体の二方向の流れを許容するように構成されてお
り、前記他のケーシングの内壁と前記他のピストンとに
よって規定される他のチャンバとそれぞれ連通するよう
に第３の管を介して前記他のケーシングに並列に連結さ
れた複数の第２のバルブ、及び、前記ロータの角位置に
応じて前記第２のバルブの開閉を電気的に制御すべく、
前記ステッパモータにそれぞれ連結されると共に前記複
数の第２のバルブのそれぞれと電気的に接続された複数
の他の制御手段を有する第２の組立体とからなり、前記
複数の第２の管は４本であり、これらの４本の第２の管
は、第１のインクリザーバ、溶媒リザーバ、インク回収
リザーバ及び第２のインクリザーバにそれぞれ連結され
ており、前記第１及び第２の組立体の前記各ピストンロ
ッドに同じ偏心輪が機械的に結合されており、前記複数
の第２のバルブの数は３個であり、これらの３個の第２
のバルブの一つは前記インク回収リザーバに連結される
前記第１のバルブに前記第１の管を介して連結されてお
り、前記３個の第２のバルブの他の一つは前記インク回
収リザーバに直接連結され、前記３個の第２のバルブの
更に他の一つは、プリンティングヘッドに連結されてお
り、前記第２のバルブの前記他の一つは回収溝に連結さ
れる第３のバルブに第４の管を介して連結され、当該第
３のバルブには、前記ロータの角位置に応じて当該第３
のバルブの開閉を電気的に制御すべく、前記ステッパモ
ータに接続された更に他の制御手段が連結されているこ
とを特徴とするプリンティングヘッドのインク供給回路
によって達成される。
【００１０】以下、添付図面に基づき、非限定的具体例
を挙げて本発明をより詳細に説明する。尚、簡明化のた
め、これらの図面を通して同一部材には同一符号を付し
た。
【００１１】第１図は本発明のインク供給回路のセルを
示している。このセルは主に、ピストンｐの移動に応じ
て容量が変化し得るチャンバ１からなる。ピストンはピ
ストンロッドとしての手段２を介して偏心輪３に機械的
に接続され、この偏心輪はステッパモータ４によって駆
動する。このモータの機能モードは後で説明する。可変
容量のチャンバ１は圧力センサ５に接続されると共に、
管としての管路６を介して１つ、２つ又はそれ以上のバ
ルブに接続される。これらのバルブは制御手段としての
コイルｂによって電気的に制御される。第１図には２つ
のバルブ７及び９のみを示したが、この個数は非限定的
なものであり、後述の使用説明で明らかにするように、
単一のチャンバに複数のバルブを対応させることができ
る。これらのバルブは２方向の循環流体を受容し、電気
信号が無い場合には通常閉鎖されている（第１図）。滑
弁ｔの位置は、例えばバルブ７が閉塞位置にあることを
示す。また、各バルブの出口から延びる管としての管路
71及び91には通常、制限部としての狭小部８、10が設け
られる。第２図にこれら狭小部の構造を詳細に示した。
これらの狭小部は、粘度がゼロではない流体がこれらの
部分を通過した時に、これら部分の先端で圧力差が生じ
るように形成される。この圧力差の発生は圧力降下とな
って現れ得る。これらの狭小部は特に、その中で流体が
推し動かされている時にその流体の粘度を圧力差△P と
して示す機能を果たす。そのためには、第２図に示した
ように、前記狭小部を当該流体圧回路に直列に組み込ん
だ管100 で構成する。この管は長さＬが直径Ｄより遥か
に大きい。一例として、この管の長さＬは直径Ｄの約15
倍であり、流体はこの管の中を矢印Ｆのように通過す
る。長さＬ、直径Ｄのこの管は、第１図に符号８及び10
で示した狭小部に対応する。これら狭小部は他の図面で
は別の符号でも示されている。
【００１２】第3a図は、変化△P をステッパモータ４の
ロータが完全に（０°から 360°まで）一回転する場合
の角位置Prの関数として示す圧力グラフである。このグ
ラフは第3b図に示したセル１の状態、即ち電気的に制御
されるバルブ７のみが恒常的に開放される状態に対応す
る。電気的に制御されるバルブ９は閉鎖されたままであ
り、点線で示されている。以下の説明では約束事とし
て、角位置０°はチャンバ１の容量が最小になるモータ
４のロータの角位置Prに対応し、 180°はチャンバ１の
容量が最大になる角位置に対応するものとする。ピスト
ンｐの移動は矢印F1及びF2で示す。このピストンの移動
に対応して狭小部８内を粘性流体が移動するが、その方
向はピストンｐの移動方向に依存するため、矢印F3及び
F4で示した。
【００１３】可変用量のチャンバ１のピストンｐが移動
すると流体がバルブ７及び狭小部８内を移動する。粘性
流体が狭小部分８内を移動すると、ピストンの移動方向
に応じて正又は負の圧力差△P が圧力センサ５で検出さ
れる。この圧力の瞬間値は、流体の瞬間流量とその粘度
とに依存する。チャンバの容量が増加する時（吸込み
時）の△P は負であり、チャンバの容量が減少する時
（送出し時）の△P は正である。
【００１４】第3a図のグラフは、モータ４のロータが０
°から 360°まで完全に一回転する時にセンサ５で測定
される圧力の変化を示している。但し、回転速度は一定
であり、モータとピストンｐとの機械的接続は偏心輪３
を介して行われるものとする。
【００１５】従って、このセルを用いれば、ロータの角
位置Prを検出するセンサは不要になる。但し、この角位
置Prの測定は、バルブの動作を同期させるのに不可欠で
ある。この測定は、前述の圧力グラフを用いて下記のよ
うに行う。先ず、流体及び圧力センサ５を用いてモータ
４のロータの角位置０°、即ちPr=0°を測定する。２つ
のバルブ７及び９を閉鎖する。ステッパモータ４のロー
タを一方向に数ステップ移動させ、且つ他方向に数ステ
ップ移動させて圧縮方向及び膨張方向を決定する。次い
でロータを、圧力が増加する方向に継続的に移動させ
る。この過程を第4a図にグラフで示した。このグラフは
圧力差△P の変化を、一方向、他方向及び圧縮に対応す
る方向でのロータのステップ式前進の関数として順次示
している。
【００１６】圧力がセンサ５で測定できる最大値に達す
れば流体は圧縮不能な粘性流体、例えばインクであり、
この方法ではチャンバ１の最小容量に対応する角位置Pr
=0°に対応する最大圧縮点を測定することはできない。
この問題を解決するためには、バルブの１つを開放し、
ロータを完全に一回転させる（第4b図）。次いで、開放
バルブ７又は９に対応する狭小部８又は10によって生じ
た圧力差△P を測定する。その結果、第4b図に示されて
いるような、△P の最大値(maxi)と最小値(mini)との間
の中間点によって角位置Pr=0°が測定される。
【００１７】これに対し、２つのバルブ７及び９を閉鎖
してセンサ５によって測定できる最大圧力差△P に到達
しなければ、流体は圧縮可能である。従ってこの流体
は、本例では空気とインクの混合物ということになる。
この場合は、バルブ７及び９を閉鎖したままロータを完
全に一回転させ、第4c図に示されているような最大△P
の点によって角位置Pr=0°が測定される。
【００１８】従ってこのような方法を使用すれば、モー
タ４のロータの角位置を示すための特別のセンサを使用
する必要がなくなる。この方法によって前述の角位置が
検出されれば、バルブ７及び９を同期させることができ
る。
【００１９】このセルの別の特徴として、関連する狭小
部の値及びモータ４の回転速度が既知で一定している場
合には、関数△P=f （粘度）が既知であるため、ピスト
ンｐによって生じる瞬間最大流量に対応する圧力差の最
大値（△Pmaxi 及び△Pmini）から流体の粘度を求める
ことができる。セル１のこの別の機能は、流体の２つの
異なる粘度(VI)及び(V2)に関する２つのグラフ△P=f(P
r) を示す第５図に示した。
【００２０】以上、モータ４のロータの角位置Prを測定
するセル１の機能と、流体の粘度を測定する機能とにつ
いて説明してきたが、このセルは更に別の特徴として、
或る流量の流体を発生させる機能も有する。この場合の
セルは、真のポンピングセルとして作動する。
【００２１】或る流量の流体の発生は２つの半サイクル
を通して実施される。第１の半サイクル（第6a図）で
は、モータが角位置Pr=0°から角位置Pr=180°まで半回
転する間、即ちチャンバ１の容量が増加する間（矢印F
1）、バルブ７を開放させておく。この場合は流体が吸
込まれる（矢印F3）。第２の半サイクル（第6b図）で
は、モータが角位置Pr=180°から角位置Pr=360°まで半
回転する間、即ちチャンバの容量が減少する間、バルブ
９を開放させておく。この場合は流体が送出される（矢
印F2）。第７図は前述の２つの半サイクル、即ちバルブ
７の開放によって生じる吸込み段階と、バルブ９の開放
に対応する送出し段階とにおいてセンサ５により測定さ
れる圧力差△P を示している。このような条件では、バ
ルブ７及び９の動作を逆にすれば或る流量の流体を２方
向で発生させることができ、又は第3b図のように２つの
バルブのうち一方を開放し他方を閉鎖した状態でモータ
を回転させれば、流体が２方向で発生することはない。
これら２つの特定機能モードはこのセルの特徴であり、
後述の用途では不可欠である。また、後で述べるよう
に、複数の入口と複数の出口とを有するポンピングシス
テムを形成すべく、同一の可変容量のチャンバに対応す
る「バルブ- 狭小部」対の数を増やすこともできる。
【００２２】上記のセルが果たし得るその他の機能とし
ては、加圧下のリザーバを特に別のリザーバによって有
利なように空にする廃放処理が挙げられる。この操作を
行うためには、これら２つのリザーバに夫々対応する２
つのバルブを同時に開放するだけでよい。
【００２３】上記のセルを用いる回路構造では、チャン
バ１を圧力測定の対象となる機構に直接接続することに
よって、圧力をセンサ５で直接測定することもできる。
この場合は下流に位置する前述の機構を制御するバルブ
を開放状態に維持し、モータを停止させ、チャンバ１を
介して圧力センサ５を前述の機構と直接連結する。この
機構は図面には示さなかったが、後で具体例を挙げて説
明する。
【００２４】輸送流体が複数の相を含んでいる場合に
は、圧力グラフは第７図のようにはならず、第８図のよ
うになる。このグラフ△P=f(Pr) には明らかな擾乱ゾー
ンｚが見られるが、これらのゾーンは２相流体（例えば
インク＋空気）の粘度変化を表すものである。これも、
上記のセルが果たし得る機能の１つ、即ち輸送流体の均
一性欠陥を検出する機能である。このようにして、例え
ば輸送インク中の気泡の存在を検出することができる。
第８図に示したプロフィルは単なる一例にすぎず、他の
総てのパラメータが正確であるのに正弦曲線とは異なる
プロフィルをもつグラフが形成されれば、当該流体はグ
ラフのプロフィルに係わりなく必ず多重相流体である。
【００２５】上記のセルの機能は、逆流阻止膜及び弁を
用いるタイプのポンプの従来の機能とは異なることに留
意されたい。即ち、前記逆流阻止弁に代えて２方向バル
ブ７及び９を使用し、これらのバルブを適当な電子シス
テムによりステッパモータ４のロータの絶対角位置と同
期するように制御する。このような構造にすると、前述
のセルが果たし得る総ての機能を得ることができる。
【００２６】次に、上記セルを有しており、連続インク
ジェット式印刷用ヘッドにインクを供給し且つ印刷に使
用されずに集められたインクを回収溝で回収できる新規
の流体圧式供給回路を構成すべく、インクリザーバ及び
溶媒リザーバと組合わせて配置した場合のインク供給回
路の例を説明する。
【００２７】第10a 図において、インク供給回路は静止
状態にあり、バルブは総て閉鎖位置にある。この回路は
４つのリザーバを含み、そのうち２つが脱着可能であ
る。貯蔵インクリザーバ15は未使用の貯蔵インク30を収
容するカートリッジタイプの容器からなる。このリザー
バ15は脱着可能である。溶媒リザーバ16は使用するイン
クの純粋溶媒31を収容するカートリッジタイプの容器か
らなる。この溶媒31は、使用後にシステムを再循環する
インクの粘度維持に必要な溶媒補給に使用される。ジェ
ットのインクの粘度維持は、インクを再循環させる時の
溶媒の蒸発に左右される。このリザーバ16も脱着可能で
ある。
【００２８】インク34を収容する供給インクリザーバ18
は、機能的には、セル１をポンピングセルとして使用す
る場合に該セルから送出される流量を、ジェットの形成
に直接使用される一定圧力の一定流量に変換するために
用いられる圧力アキュムレータの役割を果たす。そのた
めにこのリザーバ18は、ダンパの役割を果たす圧縮エア
ポケット180 を有する。このエアポケット180 は後述の
ように印刷を開始する毎に新しく形成される。
【００２９】回収リザーバ17は回収溝22から送り返され
る回収インク33と空気とを受容して、これらインク及び
空気を分離する機能を果たす。アキュムレータ18内の圧
力維持に必要なインクはこのリザーバで採取される。リ
ザーバ17は後述の理由からアキュムレータ18と同じ容量
を有する。
【００３０】このインク供給回路では、これら４つのリ
ザーバ15,16,17,18 はいずれも管としての１つの共通管
路66によって可変容量のチャンバ１に接続されるが、こ
の場合リザーバ18はバルブ- 狭小部対9-10を介して管と
しての管路66に接続され、リザーバ17はバルブ- 狭小部
対7-8 を介して接続され、リザーバ16はバルブ- 狭小部
対11-12 、リザーバ15はバルブ- 狭小部対13-14 を介し
て接続される。前述のごとく、これらの制限部としての
狭小部はいずれも第２図に示すようなタイプのものであ
る。チャンバ１を心臓部とするこれらセルの組立体とし
てのアセンブリは全体を符号Ａで示す。
【００３１】アセンブリＡは、チャンバ１と、ピストン
と、ステッパモータ４と、バルブ7,9,11,13 と、偏心輪
３と、管路66と、狭小部8,10,12,14と、各バルブにそれ
ぞれ連結されたコイルから構成される。
【００３２】圧力センサ５は前述のチャンバ１に接続さ
れて、後述のように前述の諸機能に対応する検査及び測
定を総て行う。この供給回路はその特徴の１つとして、
センサは圧力センサ５しか含まず、この単一センサ５に
よってアセンブリの良好な機能に必要な測定、即ちジェ
ット用に供給されるインクの圧力測定、インクの粘度の
測定、エアポケットを再生する場合のリザーバ18の液面
レベルの検査、リザーバ17の空白度の測定、溶媒リザー
バ16の空白度の測定、主に温度に関連したパラメータで
あるリザーバ15のインクの粘度の測定、インクリザーバ
15の下方液面レベル及び空白度の測定、モータ４のロー
タの角位置Prに対するバルブの動作の同期を実施せしめ
る。以上の説明から明らかなように、この単一センサ５
はそれだけで、現在公知の供給回路に必ず使用されてい
る総てのセンサの機能を果たす。
【００３３】他の可変容量のチャンバ23も複数のバルブ
と協働する。このチャンバ23とバルブの組立体としての
アセンブリは全体を符号Ｂで表す。
【００３４】アセンブリＢは、チャンバ23と、ピストン
と、偏心輪３に連結されたピストンロッドと、バルブ2
4,25,19と、共通管路67と、各バルブに連結されたコイ
ルとから構成される。
【００３５】このアセンブリＢの主要機能は、回収溝22
のレベルでジェット21のインクを回収することにある。
即ち、他のチャンバ23は後述の機能をもつ３つのバルブ
29,24,25と協働する。このセルはチャンバ１と共通の偏
心輪３に機械的に接続されているため、対応するバルブ
の動作の同期がチャンバ１の同期によって得られる限
り、狭小部はもたない。２つのアセンブリＡ及びＢをこ
のように組み合わせれば、即ち単一のモータ４と単一の
圧力センサ５とに接続すれば、回路は更に小型化され
る。チャンバ１を含むアセンブリ、即ちヘッドＴへの供
給に係わるアセンブリに対応するセルはセルＡと呼び、
溝22でのインク回収を制御するチャンバ23を含むアセン
ブリに対応するセルはセルＢと指称する。溝22は管路26
を介してバルブ25に接続され、バルブ25はアセンブリＢ
の管としての共通管路67に接続される。バルブ29は２つ
の管路66及び67を連結し、バルブ24はリザーバ17と管路
67とに接続される。
【００３６】バルブ19及び28の動作は印刷ヘッドＴから
送出されるジェット21の動作に直接関係し、公知技術、
特に前出の本出願人による特許出願明細書に記載の技術
の一部分をなす。そのため、この部分は点線の囲い150
を介して回路の残りの部分から名目上分離される。尚、
バルブ19は加圧下のリザーバ18とインクジェット21を形
成するヘッドＴとに接続される。バルブ28はドレンバル
ブであり、セルＢのバルブ24,25,29に連結される。使用
されなかったインクジェットは回収溝22のレベルで回収
される。
【００３７】ここで、本発明のインク供給回路の機能
を、様々な機能の主要ステップに関して説明する。
【００３８】尚、いずれの場合も指示がない限り、モー
タ４は一定の速度で周期的に回転し、従って互いに連結
された２つの可変容量のチャンバ１及び23は各々の容量
を周期的に形成するものとする。この回転サイクル(T1
＋T2) は一回転毎に、静圧測定に必要な停止期間T1を含
む。この静圧測定は、狭小部8,10,12 及び14における流
量によって生起する圧力差に影響されない圧力の測定で
ある。この停止期間では、カートリッジ内のインク30、
カートリッジ内の溶媒31及びリザーバ18の加圧インク34
の静圧測定を行うことができる。これらの測定の有用性
については後で説明する。第９図には、これに対応して
ロータの角位置Prを時間tpの関数として表すグラフを示
した。
【００３９】このように、主要機能サイクルは、種々の
バルブを前述のごとくモータ４のロータの瞬間角位置Pr
と同期するように電気的に制御することによって実施さ
れる。
【００４０】これらのサイクルがより良く理解されるよ
うに、所定作動段階における種々のバルブの状態を各バ
ルブ毎に第10b 図から第10i 図に示した。対応状態で開
放されるバルブ（流体を通過させる）は実線で示し、閉
鎖されるバルブ（流体を遮断）は点線で示した。当該バ
ルブが終始開放される場合（通過）には、コイルｂ全体
に陰影をつけて示し、滑弁ｔを実線で示した。当該バル
ブが各半サイクル毎に順に開閉する場合には、コイルｂ
の半分に陰影をつけ、滑弁ｔを濃い点線で示した。当該
動作に関与しないバルブは総て薄い点線で示す。
【００４１】印刷実行時にはバルブ19が開放され、ヘッ
ドＴにインクが供給され、ジェット21が送出される。こ
れらの図面を参照すれば、回路の種々の部材の間の流体
の軌道、特にリザーバからリザーバに送られるインク及
び溶媒の軌道と、ヘッドＴへの供給と、溝22からリザー
バ17までの未使用インクの回収とが一目瞭然に理解され
る。
【００４２】以下、第10b 図から第10i 図に基づき、こ
れらの主要機能を１つずつより詳細に説明する。
【００４３】ａ）ジェットが送出される間、アキュムレ
ータ18内の圧力を維持する機能（第10b 図） バルブ19が開放されジェット21が送出されると、アキュ
ムレータ18のエアポケット180 の圧力下にあるインク34
の容量が経時的に減少し、その結果空気180 の量が増え
て圧力が低下する。この圧力の維持、従ってリザーバ18
内のインク容量の維持は、或る量のインクをリザーバ17
から採取してリザーバ18内に加えることによって行う
が、そのためには、特に第6a図及び第6b図に基づいて説
明したように、チャンバ１とバルブ７及び９とをポンピ
ングセルとして機能させる。前述の或る量とは、チャン
バ１のピストンｐとバルブ、本具体例ではバルブ７及び
９との協働によって得られる容量に対応する量を意味す
る。
【００４４】リザーバ18内の圧力を維持するためには、
この圧力を測定しなければならない。これは、モータの
ロータの停止期間T1中にセンサ５によって定期的に行
う。勿論、この測定期間はリザーバ18内でインクを再生
する期間より短い。換言すれば、リザーバ18の連続的静
圧測定は、リザーバ18内の圧力維持に必要なインク補給
操作より高い頻度で行われる。
【００４５】ｂ）ジェット形成インクの粘度測定及び所
定基準値に応じた該粘度の調整（第10c 図、第10d 図及
び第10e 図） 印刷の質を良くするためには作動パラメータが経時的に
安定していることが重要である。従ってインクの粘度
は、後述のように決定される基準値より高くなった場合
に溶媒の添加によって補正できるように、定期的に検査
する必要がある。
【００４６】インクの粘度は、第10c 図に示すように、
バルブ９を開放したままロータを完全に一回転させるこ
とによって定期的に検査する。この時に生じる圧力差△
P によってインク34の粘度が測定されるのである。この
粘度測定サイクルは、リザーバ18にインクを加える必要
がない時に行う。
【００４７】このサイクルはまた、リザーバ18が或る量
の溶媒を受容した時にインクが交互に撹拌されるため、
インクの均質化にも役立つ。従って、リザーバ18への溶
媒添加を後述のように行ったら、このサイクルを粘度測
定実施前に何回か繰り返す。
【００４８】使用インクの粘度は、溶媒の蒸発以外に、
温度に依存する。そこで、粘度の基準値を決定する場合
は、温度の関数としての粘性変化を考慮しなければなら
ない。そのためにはカートリッジ15の新しいインク粘度
を測定することによって使用インクの粘度基準値を決定
する。この測定はバルブ13を終始開放しておく（第10d
図）ロータサイクルで生じる圧力差△P の測定によって
行う。このようにすれば、温度に応じて異なる性質を示
す種々のタイプのインクの使用に関連した拘束条件にし
ばられなくてすむ。
【００４９】リザーバ18内のインクの粘度が高すぎると
判断された場合には、カートリッジ16からリザーバ18に
或る量の溶媒31を移送する。そのためには、第10e 図に
示すように、２つのバルブ11及び９を開放し、チャンバ
１とバルブ11及び９とを用いてセルＡをポンピングセル
として機能させる。
【００５０】ｃ）リザーバ17の液面レベルの測定及びリ
ザーバ18へのインク添加（第10f 図） リザーバ- アキュムレータ18にインクを加える必要があ
る時には、リザーバ17でインクを採取する。そのために
は２つのバルブ７及び９を開放し、チャンバ１との協働
によりポンピングセルとして機能させる（第10b 図）。
この添加操作では、吸い込み半サイクル時の空気の吸入
が、第８図に関して説明したように狭小部８の先端に生
じる圧力差のグラフの欠陥として表れた場合（リザーバ
17が空）には、バルブ９を開放しないでバルブ７を開放
させたまま送出し半サイクルを実施し、空気をリザーバ
17内に押し戻す。この場合はインクの添加が行われず、
従ってリザーバ18の圧力が小さ過ぎる状態を維持するた
め、次のサイクルで新たにインク添加を行うが、そのた
めには、チャンバ1 と共にポンピングセルとして機能す
るバルブ13及び９を順次使用してカートリッジ15からイ
ンクを送給する。この状態は第10f 図に対応する。
【００５１】ｄ）カートリッジ15及び16の下方液面レベ
ル及び空白度の測定 インク及び溶媒の脱着式カートリッジ15及び16はいずれ
も可撓性エンベロープからなり、それぞれ液体30及び31
を収容する。この可撓性エンベロープは剛性エンベロー
プによって保護されている。
【００５２】液体（インク又は溶媒）を収容する前述の
可撓性エンベロープはその構造上、液体残量が少なけれ
ば少ないほど変形し難いという特徴を有する。そのた
め、エンベロープ内の液体の減圧は液体残量が少ないほ
ど大きくなる。
【００５３】インク30又は溶媒31を採取するサイクルで
は、対応バルブ13又は11をロータの停止期間T1の間開放
して当該エンベロープの静圧を測定する（第９図）。こ
れらの変形性エンベロープ内の液体30,31 のレベルは、
測定した減圧が所定基準値より小さい場合に低いとみな
される。
【００５４】空になったカートリッジ15及び16から液体
を採取しようとしても、狭小部14及び12には流体が流れ
ない。この状態は、圧力グラフでは、カートリッジが空
であることを示すゼロ圧力差（グラフの平坦部）となっ
て現れる。ここで注意すべき重要な点は、カートリッジ
が空の場合に流体が通らないという理由で生じるゼロ圧
力差は周囲の圧力より大幅に低い静圧に関連するが、カ
ートリッジが存在しない場合に生じるゼロ圧力差は周囲
の圧力差と同等の静圧に関連する、ということである。
【００５５】ｅ）アキュムレータ18の機能に必要な圧縮
エアポケットの維持（第10g 図） リザーバ- 圧力アキュムレータ18の機能を満足に遂行さ
せるためには、このアキュムレータ内に最小の空気量を
保証しなければならない。このリザーバ内の空気は必ず
緩慢ではあるが確実にインク34中に溶解されるため、こ
の空気量を回復してリザーバの圧力アキュムレータとし
ての機能を保持する必要がある。そのためには、インク
リザーバを空にして、該リザーバが（作動時に空気がイ
ンク中に溶解するため不足した結果として）減圧状態に
あれば外部の空気が該リザーバ内に流入するようにし、
且つジェット作動圧力が得られるまで該リザーバに新た
にインクを充填する。この操作全体はジェット送出開始
の前に毎回行う。
【００５６】この操作は下記のように実施する。先ず、
モータ４を停止した状態でバルブ７及び９を同時に開放
して加圧状態のリザーバ18からインクを排出する。この
場合は圧縮空気によってインク34がリザーバ17内に送ら
れるが、その速度はジェットと同程度の流量のポンピン
グセルとして機能するセルによって得られる速度より速
い。この廃放処理時に記録される圧力は、リザーバ18の
圧力と周囲の圧力との間の中間圧力である。センサ５に
よって測定されるこの圧力が周囲の圧力とほぼ等しくな
ったら、モータを再始動させてポンピング動作を生起さ
せる。この場合バルブ９は半サイクルの吸い込みの間開
放し、バルブ７は半サイクルの送出しの間開放する。
【００５７】この逆動作（放出動作）は、狭小部10を通
る液体がなくなるまで、即ちリザーバ18が完全に空にな
るまで行う。リザーバ18はこのポンピングセルによって
吸い込まれるインク量だけ減圧する。その結果、最初リ
ザーバ18内にあったインク34は完全にリザーバ17内に収
容される。
【００５８】次いで、バルブ9,29及び25を開放して、溝
22からの外部空気によりリザーバ18内の空気の量が回復
されるようにする。
【００５９】最後の操作は、リザーバ17内のインクを回
収してリザーバ18内に戻し、前記の再生された空気で加
圧することからなる。そのためにはセルをポンピングセ
ルとして作動させ、吸い込み半サイクルの間バルブ７を
開放し、送出し半サイクルの間バルブ９を開放する。
【００６０】リザーバ18の廃放処理と低圧下での充填と
を行う段階では、流量を増加させるべく、バルブ29を終
始開放しておくことによってチャンバ23をチャンバ１に
接続するのが好ましい。バルブ29はこの場合前記２つの
チャンバを連結する役割を果たす。
【００６１】ｆ）溝22によるジェットの吸込み（第10h
図） 溝22によるインクジェットの吸い込みは、チャンバ23と
バルブ25,24 とをポンピングセルとして機能させること
によって可能になる。この場合チャンバ23は前述のごと
くモータ4 に接続される。管路26を介して溝22のレベル
で回収された空気−インク混合物は、リザーバ17に送ら
れる。
【００６２】ｇ）自動的に短時間停止させる方法（第10
i 図） 揮発性溶媒を用いるインクを使用するプリンタの問題の
１つは、インクの乾燥にある。即ち、インクの乾燥した
樹脂によって、相対移動式機械的部材を含む機構の機能
がしばしば阻害される。バルブは特にその影響を受け易
い。本発明のインク供給回路はこの問題を解消する。な
ぜなら、本発明の回路では、機械の停止前に総てのバル
ブに溶媒を充填することができ、従って溶媒が乾燥して
も、該溶媒は接着性樹脂を含まないためバルブが付着す
ることはないからである。この溶媒洗浄は、充填すべき
バルブの数に等しいサイクル数だけモータを作動させる
ことによって簡単に実施できる。即ち、バルブ11を開放
して、吸い込み半サイクル時にカートリッジ31から溶媒
を採取し、当該バルブを開放して前記溶媒を該バルブに
注入する操作を各バルブごとに行うのである。
【００６３】この操作はバルブ13,7及び9 と、バルブ24
及び25とについて実施し得、バルブ24及び25についてこ
の操作を実施する時は同時にバルブ29を開放する。
【００６４】ｈ）完全洗浄、長期停止又はインク交換を
自動的に行う方法 第１の段階は部材7,1 及び９を含むセルを作動させて、
インクをリザーバ17からリザーバ18に完全に移し換える
ことからなる。第２の段階は、バルブ9,29,25を開放し
てリザーバ18内に加圧状態で収容されているインクを溝
22に排出し、且つ残留インクが存在する場合には互いに
連結した２つのチャンバ１及び23とバルブ9,29,25 とか
らなるセルによってポンピングする。第３の段階はカー
トリッジ31内の溶媒をリザーバ17に移し換え、次いでリ
ザーバ18に移し換えることからなる。この圧力下の溶媒
は次いでヘッドＴのノズルボディを洗浄した後、溝22に
排出される（バルブ19,28,25）。これら一連の操作によ
って供給回路は全体が完全に自動的に洗浄される。必要
なのは、種々のバルブを正確に制御し且つセルアセンブ
リＡ及びＢをポンピングセルとして機能させることだけ
である。
【００６５】本発明のセルの別の具体例を第10j 図、第
10k 図及び第10l 図に示した。
【００６６】該回路の静止状態を示す第10j 図から明ら
かなように、該回路はリザーバを４個有し、そのうち２
個が脱着式である。リザーバ15は未使用の貯蔵インク30
を収容するカートリッジタイプの容器からなる。このリ
ザーバ15は脱着可能である。リザーバ16は使用するイン
クの純粋溶媒31を収容するカートリッジタイプの容器か
らなる。この溶媒31は、使用後にシステムを再循環する
インクの粘度維持に必要な溶媒補給に使用される。ジェ
ットのインクの粘度維持は、インクを再循環させる時の
溶媒の蒸発に左右される。このリザーバ16も脱着可能で
ある。
【００６７】インク34を収容するリザーバ18は、機能的
には、セルをポンピングセルとして使用する場合に該セ
ルから送出される流量を、ジェットの形成に直接使用さ
れる一定圧力の一定流量に変換するために用いられる圧
力アキュムレータの役割を果たす。そのためにこのリザ
ーバは、ダンパの役割を果たす圧縮エアポケット180を
有する。このエアポケット180 は後述のように印刷を開
始する毎に新しく形成される。
【００６８】リザーバ17は溝22から送り返えされる回収
インク33と空気とを受容して、これらインク及び空気を
分離する機能を果たす。アキュムレータ18内の圧力維持
に必要なインクはこのリザーバで採取される。
【００６９】本具体例では、これら４つのリザーバ15,1
6,17,18 はいずれも１つの共通管路66によって可変容量
チャンバ１に接続されるが、この場合リザーバ18はバル
ブ-狭小部対9-10を介して管としての管路66に接続さ
れ、リザーバ17はバルブ- 狭小部対7-8 を介して接続さ
れ、リザーバ16はバルブ- 狭小部対11-12 、リザーバ15
はバルブ- 狭小部対13-14 を介して接続される。チャン
バ１を心臓部とするこれらセルの組立体としてのアセン
ブリは全体を符号Ａで示す。
【００７０】他の可変容量のチャンバ23も複数のバルブ
と協働する。このチャンバ23とバルブの組立体としての
アセンブリは全体を符号Ｂで表す。
【００７１】他のチャンバ23は２つのバルブ24,25 と協
働する。このセルはチャンバ１と共通の偏心輪３に機械
的に接続されているため、対応するバルブの動作の同期
がチャンバ１の同期によって得られる限り、制限部とし
ての狭小部はもたない。本具体例の２つのアセンブリＡ
及びＢをこのように組み合わせれば、即ち単一のモータ
４と単一の圧力センサ５とに接続すれば、回路は更に小
型化される。前述のように、チャンバ１を含むアセンブ
リ、即ちヘッドＴへの供給に係わるアセンブリに対応す
るセルは符号Ａで示し、チャンバ23を含むアセンブリに
対応するセルは符号Ｂで示す。
【００７２】この構造ではポンプＢは空気しか吸い込ま
ず、そのためポンプＢが二相流体を吸い込む前述の具体
例と異なって、ピストンのレベルでトルクが大幅に減少
する。
【００７３】この回路の特徴の１つは、緩衝リザーバと
称するリザーバ17が管路220 を介して回収溝22に直接連
結され、減圧状態におかれて実際的減圧アキュムレータ
の機能を果たすことにある。このようにすれば、溝22レ
ベルでの二相流体のポンピングが回避され、従ってこの
溝のレベルにインクの跳ねが飛ぶ現象も回避される。ま
た、バルブ26が管路66に接続されると共に、コンデンサ
300 にも接続される。このコンデンサは凝縮物301 用の
容器と揮発性物質用排出管303 とを含み、狭小部31を介
してバルブ25にも接続される。
【００７４】第10k 図及び第10l 図は関連回路部分とバ
ルブとを示している。当該機能に係わる部分は実線で示
し、他の部分は点線で示した。当該バルブが一定（開
放）状態に維持される場合にはコイルｂ全体に陰影をほ
どこし、滑弁ｔを実線で示した。バルブが半サイクル毎
に開閉する場合にはコイルｂの半分に陰影をほどこし、
滑弁ｔを濃い点線で示した。
【００７５】第10k 図は管路220 を介して溝22レベルで
インクを回収するためのリザーバ17の減圧処理に対応
し、第10l 図は凝縮物をポンピングによってリザーバ17
に送り返えす操作を示す。その他の機能は前述の例の場
合と殆ど同じであるため、ここではこれら２つのステッ
プしか図示しない。但し、本発明がより良く理解される
ように、前述の別の機能についても説明する。
【００７６】ａ）ジェットが送出される間、アキュムレ
ータ18内の圧力を維持する機能 バルブ19が開放されジェット21が送出されると、アキュ
ムレータ18のエアポケット180 の圧力下にあるインク34
の容量が経時的に減少し、その結果空気180 の量が増え
て圧力が低下する。この圧力の維持、従ってリザーバ18
内のインク34容量の維持は、或る量のインクをリザーバ
17から採取してリザーバ18内に加えることによって行う
が、そのためには、特に第1a図及び第1b図に基づいて説
明したように、チャンバ１とバルブ７及び９とをポンピ
ングセルとして機能させる。前述の或る量とは、チャン
バ１のピストンｐとバルブ、本具体例ではバルブ７及び
９との協働によって得られる容量に対応する量を意味す
る。
【００７７】リザーバ18内の圧力を維持するためには、
この圧力を測定しなければならない。これは、モータの
ロータの停止期間T1中にセンサ５によって定期的に行
う。勿論、この測定期間はリザーバ18内でインクを再生
する期間より短い。換言すれば、リザーバ18の連続的静
圧測定は、リザーバ18内の圧力維持に必要なインク補給
操作（ジェット流量）より高い頻度で行われる。
【００７８】ｂ）ジェット形成インクの粘度測定及び所
定基準値に応じた該粘度の調整 印刷の質を良くするためには作動パラメータが経時的に
安定していることが重要である。従ってインクの粘度
は、後述のように決定される基準値より高くなった場合
に溶媒の添加によって補正できるように、定期的に検査
する必要がある。
【００７９】インクの粘度は、バルブ９を開放したまま
ロータを完全に一回転させることによって定期的に検査
する。この時に生じる圧力差△P によってインク34の粘
度が測定されるのである。この粘度測定サイクルは、リ
ザーバ18にインクを加える必要がない時に行う。
【００８０】このサイクルはまた、リザーバ18が或る量
の溶媒を受容した時にインクが交互に撹拌されるため、
インクの均質化にも役立つ。従って、リザーバ18への溶
媒添加を後述のように行ったら、このサイクルを粘度測
定実施前に何回か繰り返えす。
【００８１】使用インクの粘度は、溶媒の蒸発以外に、
温度に依存する。そこで、粘度の基準値を決定する場合
は、温度の関数としての粘性変化を考慮しなければなら
ない。そのためにはカートリッジ15の新しいインクの粘
度を測定することによって使用インクの粘度基準値を決
定する。この測定はバルブ13を終始開放しておく（第10
d 図）ロータサイクルで生じる圧力差△P の測定によっ
て行う。このようにすれば、温度に応じて異なる性質を
示す種々のタイプのインクの使用に関連した拘束条件に
しばられなくてすむ。
【００８２】リザーバ18内のインクの粘度が高すぎると
判断された場合には、カートリッジ16からリザーバ18に
或る量の溶媒31を移送する。そのためには、２つのバル
ブ11及び９を開放し、チャンバ１とバルブ11及び９とか
らなるセルＡをポンピングセルとして機能させる。
【００８３】ｃ）リザーバ17の液面レベルの測定及びリ
ザーバ18へのインク添加 リザーバ- アキュムレータ18にインクを加える必要があ
る時には、リザーバ17でインクを採取する。そのために
は２つのバルブ７及び９を開放し、チャンバ１との協働
によりポンピングセルとして機能させる。この添加操作
では、吸い込み半サイクル時に空気の吸入が狭小部８の
先端に生じる圧力差のグラフの欠陥として表れた場合
（リザーバ17が空）には、バルブ９を開放しないでバル
ブ７を開放させたまま送出し半サイクルを実施し、空気
をリザーバ17内に押し戻す。この場合はインクの添加が
行われず、従ってリザーバ18の圧力が小さ過ぎる状態を
維持するため、次のサイクルで新たにインク添加を行う
が、そのためには、チャンバ１と共にポンピングセルと
して機能するバルブ13及び９を順次使用してカートリッ
ジ15からインクを送給する。
【００８４】ｄ）カートリッジ15及び16の下方液面レベ
ル及び空白度の測定 インク及び溶媒の脱着式カートリッジ15及び16はいずれ
も可撓性エンベロープからなり、それぞれ液体30及び31
を収容する。この可撓性エンベロープは剛性エンベロー
プによって保護されている。
【００８５】液体（インク又は溶媒）を収容する前述の
可撓性エンベロープはその構造上、液体残量が少なけれ
ば少ないほど変形し難いという特徴を有する。そのた
め、液体残量が少なくなるほど大きい液体減圧がエンベ
ロープ内に生じる。
【００８６】インク30又は溶媒31を採取するサイクルで
は、対応バルブ13又は11をロータの停止期間T1の間開放
して当該エンベロープの静圧を測定する。これらの変形
性エンベロープ内の液体30,31 のレベルは、測定した減
圧が所定基準値より小さい場合に低いとみなされる。
【００８７】空になったカートリッジ15及び16から液体
を採取しようとしても、狭小部14及び12には流体が流れ
ない。この状態は、圧力グラフでは、カートリッジが空
であることを示すゼロ圧力差（グラフの平坦部）となっ
て現れる。ここで注意すべき重要な点は、カートリッジ
が空の場合に流体が通らないという理由で生じるゼロ圧
力差は周囲の圧力より大幅に低い静圧に関連するが、カ
ートリッジが存在しない場合に生じるゼロ圧力差は周囲
の圧力差と同等の静圧に関連する、ということである。
【００８８】ｅ）溝22のレベルにおけるインクの吸込み
（第10k 図） 第10k 図に示すように、空気は管路67を介してチャンバ
23に接続されたバルブ24,25 によりリザーバ17内にポン
ピングされ、その結果リザーバ17が減圧される。この場
合リザーバは17は減圧アキュムレータの役割を果たすよ
うになる。この減圧状態のリザーバ17は管路220 を介し
て溝22に連結され、その結果インクジェットが管路220
を介して溝22レベルで直接回収される。
【００８９】前述のごとく、このような構造にすると、
インク及び空気からなる二相流体のポンピングによって
生じ得る溝22レベルでのインクの跳ねが回避される。
【００９０】ｆ）凝縮物の吸込み及びリザーバ17内への
回収（第10l 図） リザーバ17内にポンピングされる空気はかなりの量の溶
媒を伴い得る。そこで、これら空気と溶媒をコンデンサ
300 に通して、溶媒を凝縮物301 の形態で得、空気を排
出管303 から流出させる。この排出管のオリフィスは、
微量の揮発性物質が残留している場合に環境汚染を最大
限に低下させるべく、溝22のできるだけ近くに配置す
る。
【００９１】凝縮物301 は管路66a 及び66を介してチャ
ンバ１に連結されたバルブ26,7を作動させることにより
リザーバ17内に再導入する。
【００９２】ｇ）アキュムレータ18の機能に必要な圧縮
エアポケットの維持 リザーバ- 圧力アキュムレータ18の機能を満足に遂行さ
せるためには、このアキュムレータ内に最小の空気量を
保証しなければならない。このリザーバ内の遊離空気は
必ず、緩慢ではあるが確実にインク34中に溶解されるた
め、該リザーバの圧力アキュムレータとしての機能を保
持するためには前述の空気の量を回復する必要がある。
そのためには、インクリザーバを空にして、該リザーバ
が（作動時に空気がインク中に溶解するため不足した結
果として）減圧状態にあれば外部の空気が該リザーバ内
に流入するようにし、且つジェット作動圧力が得られる
まで該リザーバに新しくインクを充填する。この操作全
体はジェット送出開始の前に毎回行う。
【００９３】この操作は下記のように実施する。先ず、
モータ４を停止した状態でバルブ７及び９を同時に開放
して加圧状態のリザーバ18からインクを排出する。この
場合は圧縮空気によってインク34がリザーバ17内に送ら
れるが、その速度はジェットと同程度の流量のポンピン
グセルとして機能するセルによって得られる速度より速
い。この廃放処理時に記録される圧力は、リザーバ18の
圧力と周囲の圧力との間の中間圧力である。センサ５に
よって測定されるこの圧力が周囲の圧力とほぼ等しくな
ったら、モータを再始動させてポンピング動作を生起さ
せる。この場合バルブ９は半サイクルの吸い込みの間開
放し、バルブ７は半サイクルの送出しの間開放する。
【００９４】この逆動作は、狭小部10を通る液体がなく
なるまで、即ちリザーバ18が完全に空になるまで行う。
このポンピングセルによってインクが吸い込まれると、
リザーバ18は減圧状態におかれる。その結果、最初リザ
ーバ18内にあったインク34は完全にリザーバ17内に移送
される。
【００９５】次いで、バルブ９及び26を開放して、空気
がリザーバ18内に自由に流入できるようにする。
【００９６】最後の操作は、リザーバ17内のインクを回
収してリザーバ18内に戻し、前記の再生された量の空気
で加圧することからなる。そのためにはセルをポンピン
グセルとして作動させ、吸い込み半サイクルの間バルブ
７を開放し、送出し半サイクルの間バルブ９を開放す
る。
【００９７】ｈ）自動的に短時間停止させる方法（第10
i 図） 揮発性溶媒を用いるインクを使用するプリンタの問題の
１つは、インクの乾燥にある。即ち、インクの乾燥した
樹脂によって、相対移動式機械的部材を含む機構の機能
がしばしば阻害される。バルブは特にその影響を受け易
い。本発明のインク供給回路はこの問題を解消する。な
ぜなら、本発明の回路では、機械の停止前に総てのバル
ブに溶媒を充填することができ、従って溶媒が乾燥して
も、該溶媒は接着性樹脂を含まないためバルブが付着す
ることはないからである。この溶媒洗浄は、充填すべき
バルブの数に等しいサイクル数だけモータを作動させる
ことによって簡単に実施できる。即ち、バルブ11を開放
して、吸い込み半サイクル時にカートリッジ31から溶媒
を採取し、当該バルブを開放して前述の溶媒を該バルブ
に注入する操作を各バルブごとに行うのである。
【００９８】この操作はバルブ13,7及び９と、バルブ24
及び25とについて実施され、溶媒はコンデンサ300 で採
取される。
【００９９】ｉ）完全洗浄、長期停止又はインク交換を
自動的に行う方法 第１の段階はチャンバ１、バルブ７及び９を含むセルを
作動させて、インクをリザーバ17からリザーバ18に完全
に移し換えることからなる。第２の段階は、リザーバ18
内に加圧状態で収容されているインクを溝22に排出し、
残留インクが存在する場合にはチャンバ１とバルブ９及
び26との協働によってポンピングする。第３の段階はカ
ートリッジ31内の溶媒をリザーバ17に移し換え、次いで
リザーバ18に移し換えることからなる。この圧力下の溶
媒は次いでヘッドＴのノズルボディを洗浄した後、溝22
に排出される。これら一連の操作によって供給回路は全
体が完全に自動的に洗浄される。必要なのは、種々のバ
ルブを正確に制御し且つセルアセンブリＡ及びＢをポン
ピングセルとして機能させることだけである。
【０１００】本発明のセルの非限定的具体例の１つで
は、チャンバ１内に１mmの行程で 0.4cm3 の容量が発生
し、チャンバ23内には１mmの行程で 2cm3 の容量が発生
する。出力20ワットのステッパモータ４は回転サイクル
T2が 0.3秒、停止時間T1が 100ミリ秒である。インク回
路全体の大きさは約 500cm3 であり、リザーバ17及び18
の容量は約 260cm3 、脱着式カートリッジ15及び16の容
量は約 500cm3 である。管路66の容量はセル１によって
生じる容量よりかなり小さくする必要がある。一例とし
て、この容量比は４にし得る。また、狭小部14,12,8 に
対応する管路はチャンバ１によって生じる容量より大き
くなければならない。一例として、この容量比は２にし
得る。狭小部10の管はできるだけ小さくする必要があ
る。
【図面の簡単な説明】
【図１】圧力センサと「バルブ＋狭小部」対とを備え、
ステッパモータで制御される本発明のインク供給回路に
使用されるセルの簡略説明図。
【図２】図１のセルと協働する流体圧回路の狭小部の一
具体例を示すす簡略説明図。
【図３ａ】図3bに示す動作状態のセルの圧力グラフ。
【図３ｂ】２つのバルブのうち一方を開放し他方を閉鎖
した状態でモータを回転させた態様の説明図。
【図４ａ】モータのロータの角位置を測定する機能を果
たす場合のセルの圧力グラフ。
【図４ｂ】モータのロータの角位置を測定する機能を果
たす場合のセルの圧力グラフ。
【図４ｃ】モータのロータの角位置を測定する機能を果
たす場合のセルの圧力グラフ。
【図５】使用する流体の種々の粘度に対応するセルの圧
力グラフの変化を示す簡略説明図。
【図６ａ】吸い込みサイクル及び送出しサイクルにそれ
ぞれ対応するバルブの開放状態及び閉鎖状態を示す簡略
説明図。
【図６ｂ】吸い込みサイクル及び送出しサイクルにそれ
ぞれ対応するバルブの開放状態及び閉鎖状態を示す簡略
説明図。
【図７】前述の吸い込みサイクル及び送出しサイクルを
示す簡略説明図。
【図８】流体が均一でない場合の圧力グラフを示す説明
図。
【図９】インクジェットに使用した場合に可変容量のチ
ャンバを作動させるモータのロータの角位置を時間の関
数として示すグラフ。
【図１０ａ】本本発明のインク供給回路を、静止状態、
即ち停止状態で示す説明図。
【図１０ｂ】図10a に示した回路の種々の機構が占める
位置を、該回路が良好に作動する場合に必然的に得られ
る主要機能の各々に関して示す説明図。
【図１０ｃ】図10a に示した回路の種々の機構が占める
位置を、該回路が良好に作動する場合に必然的に得られ
る主要機能の各々に関して示す説明図。
【図１０ｄ】図10a に示した回路の種々の機構が占める
位置を、該回路が良好に作動する場合に必然的に得られ
る主要機能の各々に関して示す説明図。
【図１０ｅ】図10a に示した回路の種々の機構が占める
位置を、該回路が良好に作動する場合に必然的に得られ
る主要機能の各々に関して示す説明図。
【図１０ｆ】図10a に示した回路の種々の機構が占める
位置を、該回路が良好に作動する場合に必然的に得られ
る主要機能の各々に関して示す説明図。
【図１０ｇ】図10a に示した回路の種々の機構が占める
位置を、該回路が良好に作動する場合に必然的に得られ
る主要機能の各々に関して示す説明図。
【図１０ｈ】図10a に示した回路の種々の機構が占める
位置を、該回路が良好に作動する場合に必然的に得られ
る主要機能の各々に関して示す説明図。
【図１０ｉ】図10a に示した回路の種々の機構が占める
位置を、該回路が良好に作動する場合に必然的に得られ
る主要機能の各々に関して示す説明図。
【図１０ｊ】本発明のインク供給回路の他の例を静止状
態で示す簡略説明図。
【図１０ｋ】図10j に示した回路の種々の機構が占める
位置を示す説明図。
【図１０ｌ】図10j に示した回路の種々の機構が占める
位置を示す説明図。
【符号の説明】
１、23 可変容量のチャンバ ３ 偏心輪 ４ ステッパモータ ５ 圧力センサ ｐ ピストン ｂ コイル ８、10 狭小部 15 貯蔵インクリザーバ 16 溶媒リザーバ 17 回収リザーバ 18 供給インクリザーバ 22 回収溝 180 エアポケット 300 コンデンサ 303 排出管
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｂ４１Ｊ 2/02 Ｂ４１Ｊ 3/04 １０３ Ｅ

Claims (23)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 ケーシング、前記ケーシング内に滑動自
    在に設けられたピストン、一端が前記ピストンに連結さ
    れたピストンロッド、ステッパモータ、前記ステッパモ
    ータの回転力を受容すべく、前記ステッパモータに設け
    られたロータ、前記ピストンとシリンダの内壁によって
    規定されるチャンバの容積を変化させるべく、前記ピス
    トンロッドの他端に機械的に接続されると共に、前記ロ
    ータに連結された偏心輪、流体の二方向の流れを許容す
    るように構成されており、前記チャンバとそれぞれ連通
    するように第１の管を介して前記ケーシングに並列に連
    結された複数の第１のバルブ、前記第１のバルブのそれ
    ぞれを介して前記チャンバと連通するように、前記第１
    のバルブのそれぞれに連結された第２の管の複数、流体
    が前記第２の管の内部を通過した際に当該第２の管の両
    端間で圧力差が生じるように、前記第２の管内に形成さ
    れた制限部、前記制限部のそれぞれの中で生じた圧力差
    を検出すべく、前記ケーシングに連結された圧力セン
    サ、及び、前記ロータの角位置に応じて前記第１のバル
    ブのそれぞれの開閉を電気的に制御すべく、前記ステッ
    パモータにそれぞれ連結されると共に前記複数の第１の
    バルブのそれぞれと電気的に接続された複数の制御手段
    を有する第１の組立体と、 他のケーシング、当該他のケーシング内に滑動自在に設
    けられた他のピストン、一端が前記他のピストンに連結
    され、他端が前記偏心輪に機械的に結合された他のピス
    トンロッド、流体の二方向の流れを許容するように構成
    されており、前記他のケーシングの内壁と前記他のピス
    トンとによって規定される他のチャンバとそれぞれ連通
    するように第３の管を介して前記他のケーシングに並列
    に連結された複数の第２のバルブ、及び、前記ロータの
    角位置に応じて前記第２のバルブの開閉を電気的に制御
    すべく、前記ステッパモータにそれぞれ連結されると共
    に前記複数の第２のバルブのそれぞれと電気的に接続さ
    れた複数の他の制御手段を有する第２の組立体とからな
    り、 前記複数の第２の管は４本であり、これらの４本の第２
    の管は、第１のインクリザーバ、溶媒リザーバ、インク
    回収リザーバ及び第２のインクリザーバにそれぞれ連結
    されており、前記第１及び第２の組立体の前記各ピスト
    ンロッドに同じ偏心輪が機械的に結合されており、 前記複数の第２のバルブの数は３個であり、これらの３
    個の第２のバルブの一つは前記インク回収リザーバに連
    結される前記第１のバルブに前記第１の管を介して連結
    されており、前記３個の第２のバルブの他の一つは前記
    インク回収リザーバに直接連結され、前記３個の第２の
    バルブの更に他の一つは、プリンティングヘッドに連結
    されており、前記第２のバルブの前記他の一つは回収溝
    に連結される第３のバルブに第４の管を介して連結さ
    れ、当該第３のバルブには、前記ロータの角位置に応じ
    て当該第３のバルブの開閉を電気的に制御すべく、前記
    ステッパモータに接続された更に他の制御手段が連結さ
    れていることを特徴とするプリンティングヘッドのイン
    ク供給回路。
  2. 【請求項２】 前記プリンティングヘッドに前記第２の
    インクリザーバを連結する第４のバルブを有すると共
    に、当該第４のバルブと前記ステッパモータに電気的に
    連結された制御手段を備えている特許請求の範囲第１項
    に記載のインク供給回路。
  3. 【請求項３】 前記第２のインクリザーバが貯蔵インク
    を加圧状態に維持するエアポケットを有し、前記貯蔵イ
    ンクが前記第２のインクリザーバと前記プリンティング
    ヘッドとを連結する前記第２のバルブを介して前記プリ
    ンティングヘッドに供給される特許請求の範囲第２項に
    記載のインク供給回路。
  4. 【請求項４】 前記第１のインクリザーバ及び前記溶媒
    リザーバがいずれも可撓性エンベロープを含み、これら
    のエンベロープにそれぞれインク及び溶媒が収容され、
    このエンベロープは液体残量が小さければ小さいほど大
    きい液体減圧が生じるように形成されている特許請求の
    範囲第２項又は第３項に記載のインク供給回路。
  5. 【請求項５】 前記モータが一サイクル分作動する時
    は、このサイクルが線図（時間(tp)の関数たるPr）上の
    Pr=0°に対応する停止時間T1と、その後のPr=0°からPr
    =360°までの完全な一回転に対応する時間(T2)とを含
    み、当該時間(T2)が一定の値に維持される特許請求の範
    囲第２項から第４項のいずれか１項に記載のインク供給
    回路。
  6. 【請求項６】 前記第１及び第２の組立体は、異なるバ
    ルブをモータのロータの瞬間位置に同期するように電気
    的に制御することによって前記第１及び第２の組立体の
    それぞれの機能サイクルを実施する特許請求の範囲第２
    項から第５項のいずれか１項に記載のインク供給回路。
  7. 【請求項７】 前記第２のインクリザーバと前記プリン
    ティングヘッドとを連結する前記第４のバルブが開放さ
    れて、ジェットが形成される場合に、前記第２のインク
    リザーバに或る量のインクを添加する操作が、前記第１
    の組立体のチャンバと夫々吸込み及び送出しに対応する
    各半サイクル毎に作動する２つの第１のバルブを作動さ
    せて前記インク回収リザーバのインクを前記第２のイン
    クリザーバに移送し、前記第２のインクリザーバ中のイ
    ンクに加えることによって実施される特許請求の範囲第
    ２項から第６項のいずれか１項に記載のインク供給回
    路。
  8. 【請求項８】 前記第２のインクリザーバを前記圧力セ
    ンサに直接接続することによって、前記停止時間(T1)の
    間に前記第２のインクリザーバ内の圧力測定を実施する
    特許請求の範囲第７項に記載のインク供給回路。
  9. 【請求項９】 前記ロータが完全に一回転する間、前記
    第２のインクリザーバに対応する前記第１のバルブが開
    放状態に維持され、対応する制限部のレベルで得られる
    圧力差（△P ）の線図によって前記第２のインクリザー
    バのインクの粘度値が得られる特許請求の範囲第１項か
    ら第６項のいずれか１項に記載のインク供給回路。
  10. 【請求項１０】 粘度上の欠陥が検出された場合には、
    前記第１の組立体のチャンバと溶媒リザーバに対応する
    前記第１のバルブと第２のインクリザーバに対応する前
    記第１のバルブとを作動させて、或る量の溶媒を溶媒リ
    ザーバから第２のインクリザーバに移送する特許請求の
    範囲第９項に記載のインク供給回路。
  11. 【請求項１１】 前記インク回収リザーバが空の場合
    は、前記第１の組立体のチャンバと前記第１のインクリ
    ザーバに対応する前記第１のバルブと前記第２のインク
    リザーバに対応する前記第１のバルブとを作動させて、
    前記第１のインクリザーバから前記第２のインクリザー
    バにインクを移送する特許請求の範囲第１項から第６項
    のいずれか１項に記載のインク供給回路。
  12. 【請求項１２】 前記モータのロータの停止時間(T1)の
    間、第１のインクリザーバに対応する前記第１のバルブ
    又は溶媒リザーバに対応する前記第１のバルブが開放状
    態に維持され、対応エンベロープの静圧が前記圧力セン
    サによって測定される特許請求の範囲第１項から第６項
    のいずれか１項に記載のインク供給回路。
  13. 【請求項１３】 前記第２のインクリザーバの空気容量
    を回復するために、先ず前記モータを停止させた状態
    で、前記第２のインクリザーバに対応する前記第１のバ
    ルブと前記インク回収リザーバに対応する前記第１のバ
    ルブとを開放して前記第２のインクリザーバ内のインク
    を前記インク回収リザーバ内に移すことにより前記第２
    のインクリザーバを空にし、次いでポンピング動作によ
    って、前記第２のインクリザーバに対応する前記第１の
    バルブを半サイクルの間開放して吸込みを行い、且つ前
    記インク回収リザーバに対応する前記第１のバルブを別
    の半サイクルの間開放して送出しを行い、この操作を前
    記第２のインクリザーバに対応する制限部を通る液体が
    なくなるまで実施して前記第２のインクリザーバを減圧
    状態にし、次いで前記第２のインクリザーバに対応する
    前記第１のバルブと、前記インク回収リザーバに連結さ
    れた前記第２のバルブと、管路を介して前記回収溝に連
    通する前記第３のバルブとを開放して、回収溝レベルで
    採取された空気が通れるようにし、これらのステップの
    後で前記インク回収リザーバ内のインクを前記第２のイ
    ンクリザーバ内に送り返すことを特徴とする特許請求の
    範囲第１項から第６項のいずれか１項に記載のインク供
    給回路。
  14. 【請求項１４】 前記回収溝のレベルで回収されたイン
    クが管路を介して前記回収溝に連通する前記第３のバル
    ブ並びに当該第３のバルブと前記インク回収リザーバと
    の間に連結された前記第２のバルブにより管路を介して
    前記回収リザーバ方向にポンピングされる特許請求の範
    囲第１項から第６項のいずれか１項に記載のインク供給
    回路。
  15. 【請求項１５】 操作停止前に、前記溶媒リザーバに対
    応する前記第１のバルブとの協働によってポンピングに
    より前記溶媒リザーバに対応する第１のバルブ以外の第
    １のバルブ及び３つの前記第２のバルブに溶媒を順次充
    填する特許請求の範囲第１項から第６項のいずれか１項
    に記載のインク供給回路。
  16. 【請求項１６】 前記インク回収リザーバに対応する第
    １のバルブ及び前記第２のインクリザーバに対応する第
    １のバルブを介してポンピングにより前記インク回収リ
    ザーバのインクを前記第２のインクリザーバに移し換え
    ることからなる第１ステップと；前記第２のインクリザ
    ーバ内に加圧状態で収容されたインクを、前記第２のイ
    ンクリザーバに対応する第１のバルブと、前記インク回
    収リザーバに対応する第１のバルブに連結された前記第
    ２のバルブと、管路を介して回収溝に連通する前記第３
    のバルブとを開放することによって排出する第２ステッ
    プと；前記第２のインクリザーバに対応する前記第１の
    バルブ、前記インク回収リザーバに対応する第１のバル
    ブに連結された前記第２のバルブ及び管路を介して回収
    溝に連通する前記第３のバルブのポンピングセル機能を
    結合する第３ステップと；溶媒を前記インク回収リザー
    バ及び前記第２のインクリザーバに順次移し換え、その
    後、前記第２のインクリザーバと前記プリンティングヘ
    ッドとを連結する第４のバルブと、前記プリンティング
    ヘッドと、管路を介して前記回収溝に連通する前記第３
    のバルブとを介して前記溶媒を排出する第４ステップと
    を実施することによって、完全な洗浄が行われる特許請
    求の範囲第１項から第６項のいずれか１項に記載のイン
    ク供給回路。
  17. 【請求項１７】 前記第２の組立体は、流体の二方向の
    流れを許容するように構成されており、前記他のケーシ
    ングの内壁と前記他のピストンとによって規定される他
    のチャンバとそれぞれ連通するように第５の管を介して
    前記他のケーシングに並列に連結された２つの第５のバ
    ルブと、前記ロータの位置に応じて前記第５のバルブの
    開閉を電気的に制御すべく、前記ステッパモータにそれ
    ぞれ連結されると共に前記第５のバルブのそれぞれと電
    気的に接続された他の制御手段とからなる特許請求の範
    囲第２項に記載のインク供給回路。
  18. 【請求項１８】 前記２つの第５のバルブの一方は、前
    記インク回収リザーバに管を介して連結されており、前
    記２つの第５のバルブの他方は管を介してコンデンサの
    上部に連結されている特許請求の範囲第17項に記載のイ
    ンク供給回路。
  19. 【請求項１９】 前記コンデンサの底部と、前記第１の
    管とに連結された第６のバルブを備えていると共に、当
    該第６のバルブと前記ステッパモータに電気的に連結さ
    れた制御手段を備えている特許請求の範囲第18項に記載
    のインク供給回路。
  20. 【請求項２０】 前記第２の組立体は前記２つの第５の
    バルブの他方を介して前記インク回収リザーバを減圧さ
    せ且つ回収溝と前記インク回収リザーバとを接続する管
    路を介してインクを前記回収溝から前記インク回収リザ
    ーバ方向に吸い込ませることができると共に、前記第１
    の組立体と前記第６のバルブとの協働によって溶媒凝縮
    物を前記インク回収リザーバに送り返すことができる特
    許請求の範囲第19項に記載のインク供給回路。
  21. 【請求項２１】 前記コンデンサは、当該コンデンサの
    外部と連通する排出管を当該コンデンサの上部に有して
    おり、前記第２の組立体を空気のみを吸い込むポンプと
    して作動させることにより、空気を前記インク回収リザ
    ーバから外部に連通した前記排出管の方向に抽出せし
    め、その結果前記インク回収リザーバが減圧アキュムレ
    ータに変換され、且つ前記回収溝レベルで回収されたイ
    ンクが当該回収溝と前記インク回収リザーバとの間の管
    路を介して吸込まれる特許請求の範囲第20項に記載のイ
    ンク供給回路。
  22. 【請求項２２】 前記コンデンサは、空気と凝縮物の形
    態の溶媒とを分離し、空気と場合によって存在し得る過
    剰揮発性生成物とが前記排出管を介して外部に排出され
    る特許請求の範囲第21項に記載のインク供給回路。
  23. 【請求項２３】 前記凝縮物が、前記インク回収リザー
    バに対応する前記第１のバルブと、当該第１のバルブと
    コンデンサとの間に配置された前記第６のバルブとを介
    して前記インク回収リザーバに送り返される特許請求の
    範囲第22項に記載のインク供給回路。
JP14625795A 1986-12-10 1995-06-13 プリンティングヘッドのインク供給回路 Expired - Fee Related JP2650876B2 (ja)

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