JPH0924698A - インクジェットプリンタ・プロッタ - Google Patents

インクジェットプリンタ・プロッタ

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JPH0924698A
JPH0924698A JP8136970A JP13697096A JPH0924698A JP H0924698 A JPH0924698 A JP H0924698A JP 8136970 A JP8136970 A JP 8136970A JP 13697096 A JP13697096 A JP 13697096A JP H0924698 A JPH0924698 A JP H0924698A
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ink reservoir
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マーク・イー・ヤング
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エリザベス・ザパタ
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ケニース・ジェイ・カーリアン
George T Kaplinsky
ジョージ・ティー・カプリンスキー
David W Swanson
デイヴィッド・ダヴリュ・スワンソン
James E Clark
ジェームズ・イー・クラーク
Tofigh Khodapanah
トフィー・コーダパナー
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ばね偏倚袋型インクレザーバ・カートリッジ
によってインクの増量補給が可能なインクジェットプリ
ンタ・プロッタを提供する。 【解決手段】 本発明のインクジェットプリンタ・プロ
ッタは、インクジェット・プリントヘッド、及び負圧下
で液体インクの内部供給を収容する密閉式ばね偏倚袋型
主インクレザーバから成り、該密閉式ばね偏倚袋型主イ
ンクレザーバが、内部ばねを具備しているインクジェッ
ト・カートリッジ；プリンタ・プロッタの枠体；印刷媒
体前進機構；カートリッジ・キャリッジ；カートリッジ
・キャリッジ駆動機構；液体インクの補助供給を収容す
る密閉式補助インクレザーバ；密閉流路を備えるために
両レザーバ間を接続するための接続管；及び補助インク
レザーバを位置決めするための装置；から成り、インク
の大量連続補給及び多色大判印刷品質の向上を可能にす
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、サーマルインクジ
ェット（TIJ)プリンタに関するものであり、特に、そこ
に使用されるペン構造における改良に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】TIJ プリンタは, 通常、TIJ プリントヘ
ッドに連結されたインクレザーバを有するペンを備えて
いる。或る種のペンは、ポリマー発泡体の毛管作用がイ
ンクのプリントヘッドからの漏れあるいは垂れ流しを防
止するように、インクレザーバ内に前記ポリマー発泡体
を配設してある。このような発泡体ペンにおいて、空気
が別の通気孔を経てレザーバに入り、プリントヘッドを
通してレザーバから分配されるインクと入れ替わる空気
流通装置が設けられている。
【０００３】別のTIJ プリンタは、インクがプリントヘ
ッドから漏れたり垂れないように、通常、減圧あるいは
負圧下に維持されるインクレザーバを具備している。可
動プリンタキャリッジに取付けられた再充填可能インク
レザーバカートリッジ、プリンタキャリッジに取付けら
れた使い捨て取り替え可能カートリッジ、及びそこから
インクが配管によりプリンタキャリッジのプリントヘッ
ドに移送される遠隔又は器外インクレザーバを具備する
各種インクレザーバが使用可能である。
【０００４】インクジェットプリンタ用の萎縮性インク
レザーバが、1983年12月20日に発行されたSaito の米国
特許第4,422,084 号明細書に開示されている。袋の各器
壁を互いに分離するように偏倚させる各種のばねにより
ポリプロピレンのインク袋内に負圧が維持される。これ
らのばねは、インク袋の内部又は外部に取付けることが
できるが、ばね圧力調整装置構造はインク袋を略完全に
空にし得ず、袋自体はプリンタ・キャリッジ上に支持さ
れていないものである。
【０００５】外部ばね又はエラストマーの空気袋を介し
て一定した負背圧を達成する別のインクレザーバが、19
85年４月２日に発行された米国特許第 4,509,062号明細
書に開示されている。
【０００６】ヒューレット・パッカード社により販売さ
れている DESIGNJETシリーズのような大型インクジェッ
トプリンタ・プロッタは、従来の X-Yベクトルプロッタ
に比較して速度で相当の改善されている。インクジェッ
トプリンタ・プロッタは、通常、複数のプリントカート
リッジを具備し、各プリントカートリッジはノズル列を
有するプリントヘッドを備えている。これらのカートリ
ッジは、連続するスウォースでページを横断して移動す
るキャリッジに取付けられている。各インクジェット・
プリントヘッドは、励起されると、関連ノズルからイン
クを放出させるヒータ回路を有している。そのカートリ
ッジが所定位置上方に位置決めされると、インクのジェ
ットがノズルから放出されて所定位置にインクの画素を
形成する。このように形成された各画素のモザイクは所
望の合成画像を形成する。
【０００７】最近、多様な色の複数のインクジェットカ
ートリッジから成るフルカラーインクジェットプリンタ
・プロッタが開発されてきている。通常のカラーインク
ジェットプリンタ・プロッタは、四種のインクジェット
プリントカートリッジを備え、一つは黒インク（Ｋ）
用、三つは、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）及び黄
（Ｙ）のカラーインクである。三つのカラーカートリッ
ジからの色が混合されて色のフルスペクトルを得る。こ
れらのカートリッジは、通常、プリンタ・プロッタのキ
ャリッジに取付けられている組立体内部の各仕切り内に
取付けられている。キャリッジ組立体は、インクジェッ
トカートリッジを位置決めし、通常、インクジェットカ
ートリッジのヒータ回路に接続するのに必要な回路を保
持している。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】内部ばね偏倚袋型レザ
ーバ付きカートリッジを使用する大型プリンタ・プロッ
タが開発されている。この装置が受ける過酷な取扱いは
勿論、多数のプロットを形成することに使用されるイン
ク量のために、ユーザはその内部レザーバのインクが枯
渇しているカートリッジを手動で取り替える必要があっ
た。このことは、大量のプロットが開始されて、一個以
上のカートリッジがインクを使い果たすのでプロットを
放棄しなければならず、莫大な浪費を招来させる。その
上にこのようなプロットがなされる印刷媒体は、通常、
比較的高価なものある。更に、プロットが完了する前に
カートリッジ群の一つがインクを使い果たすので、大量
のプロットを開始するに当たりそのプロットを放棄すべ
き時間が空費される。
【０００９】従って、ばね偏倚袋型レザーバ付きカート
リッジを採用しているプリンタ・プロッタにおいてイン
クの増量供給を行う装置及び技術が求められている。
【００１０】本発明は、前述した従来技術の問題点を解
消し、ばね偏倚袋型レザーバ付きカートリッジによりイ
ンクの増量供給が可能なインクジェットプリンタ・プロ
ッタを提供することを目的とするものである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明のかかる目的は、
インクジェット・プリントヘッド、及び該プリントヘッ
ドに流体連通状態で負圧下で液体インクの内部供給を収
容する密閉式ばね偏倚袋型主インクレザーバから成り、
該密閉式ばね偏倚袋型主インクレザーバが、可動側壁及
び印刷作動中にインクが前記密閉式ばね偏倚袋型主イン
クレザーバから引き出され、前記プリントヘッドから印
刷媒体上に排出されると、前記側壁が萎まないように偏
倚させるための内部ばねを具備しているインクジェット
・カートリッジ；プリンタ・プロッタの枠体；印刷領域
に対する媒体前進方向における媒体経路に沿って印刷媒
体を前進させるための印刷媒体前進機構；前記カートリ
ッジを支持するためのカートリッジ・キャリッジ；スウ
ォースを印刷するためのキャリッジ軸に沿って前記枠体
に対し前記カートリッジ・キャリッジを移動させるため
のカートリッジ・キャリッジ駆動機構；前記枠体に対し
て固定されて液体インクの補助供給を収容する密閉式補
助インクレザーバ；前記密閉式ばね偏倚袋型主インクレ
ザーバと前記密閉式補助インクレザーバ間に密閉流路を
備えるために両レザーバ間を接続するための接続管；及
び背圧を破壊しないように前記密閉式ばね偏倚袋型主イ
ンクレザーバに対する垂直高さ位置に前記密閉式補助イ
ンクレザーバを位置決めするための装置；から成ること
を特徴とする印刷媒体上にインクジェット印刷するため
のインクジェットプリンタ・プロッタによって達成され
る。
【００１２】本発明のインクジェットプリンタ・プロッ
タは、インクジェット・プリンタヘッドと、該プリンタ
ヘッドと流体連通状態にあって負圧下で液体インクの内
部供給を収容するための密閉式ばね偏倚袋型主インクレ
ザーバを具備しているインクジェット・カートリッジか
ら成っている。前記主インクレザーバは、可動側壁及
び、印刷作動中に前記インクが該主インクレザーバから
引き出されて前記プリンタヘッドから印刷媒体上に排出
されると、前記側壁が萎まないように偏倚するための内
部ばねを具備している。前記プリンタ・プロッタは、枠
体及び、印刷領域への媒体前進方向における媒体経路に
沿って印刷媒体を前進させるための印刷媒体前進機構を
具備している。カートリッジ・キャリッジは、整合位置
に前記カートリッジを保持し、カートリッジ・キャリッ
ジ駆動機構は、前記カートリッジ・キャリッジをスウォ
ース印刷するためにキャリッジ軸に沿って移動させる。
【００１３】本発明のインクジェットプリンタ・プロッ
タによれば、補助インクレザーバが、液体インクの補助
供給を収容するための前記枠体に固定されている。接続
管が、前記密閉式ばね偏倚袋型主インクレザーバと前記
補助インクレザーバ間に密閉流路を備えるために該両レ
ザーバ間に延在する。前記プリンタ・プロッタは、前記
背圧を破壊しないように、前記密閉式ばね偏倚袋型主イ
ンクレザーバに対する高さ位置に前記補助インクレザー
バを位置決めするための手段を具備している。好ましく
は、前記補助インクレザーバの前記高さ位置は、印刷作
動中前記カートリッジが前記キャリッジに固定される間
に、前記ウリントヘッドが配置される高さよりも低い。
【００１４】前記補助インクレザーバは、インクが消費
されても背圧に変動が生じないように大量の液体インク
を収容する。好ましい実施態様では、前記補助インクレ
ザーバは比較的大きな深さと幅寸法を有する平坦な袋で
ある。
【００１５】本発明の別の局面によれば、前記補助イン
クレザーバは、該補助インクレザーの重量が変化する
と、その高さ変化するばね偏倚プラットフォームによっ
て支持されている。前記インクが、前記密閉式ばね偏倚
袋型主インクレザーバを補充するために前記補助インク
レザーバから引き出されると、前記補助インクレザーバ
の重量が減少し、前記プラットフォーム及び補助インク
レザーバが上昇する。このことによって前記インク補充
系における一定圧力及び高さ水頭が維持される。
【００１６】
【発明の実施の形態】各図面は、頑丈な外部ハウジング
10から成る取替え可能なインクカートリッジを示してい
て、該ハウジング10は熱結合、接着剤あるいは好ましく
は連結タブを介してプレスばめによって、プラスチック
周壁部16の両側に取り付けられる一対の間隔を置いたカ
バー板 12,14有している。前記カートリッジの筒口部13
は、そこに電動プリントヘッド（図示せず）が取り付け
られる最下方端壁（図１）におけるインク排出開口部19
を有している。
【００１７】比較的頑丈な内部プラスチック枠体20、及
び少なくともその一つが可撓性膜であり前記内部プラス
チック枠体20に取り付けられている一対のインク袋側壁
22,24から成る内部萎縮性レザーバ構造体25が、前記外
部ハウジング16内に組み込まれる。好ましくは、前記内
部プラスチック枠体20は、二段射出成形方法で前記外部
ハウジング16と共に成形される。前記内部プラスチック
枠体20は、それに前記袋側壁 22,24の熱結合を可能にす
るため、前記外部ハウジング10のプラスチック材よりも
柔軟で低融点プラスチック材から形成される。代わり
に、前記内部プラスチック枠体20は、前記外部ハウジン
グ16に対する該枠体20の組み込みを容易にするためにあ
る程度の可撓性を有して前記内部プラスチック枠体20と
別個に成形可能であるが、一方の前記内部プラスチック
枠体20は、後述する前記可撓性袋膜に対して頑強なもの
である。
【００１８】前記内部プラスチック枠体20は、一対の対
向側端部 21a,21bを有し、該一対の対向側端部 21a,21b
に前記可撓性プラスチックインク袋部材 22,24が、熱溶
着によってその周端縁が夫々結合されてレザーバ構造25
を形成する。前記レザーバ構造25は、圧力調整装置30を
有し、該装置30は、順次好ましくは弓形ばね60によって
前記可撓性膜 22,24に向けて付勢される一対の間隔を置
いて略平行する金属性側板 40,50を具備して成ってい
る。次に、前記内部プラスチック枠体20、可撓性膜 22,
24及び圧力調整装置30を具備するレザーバ構造組立体
が、前記カートリッジの前記プラスチック周壁部16の内
部に組み込まれ、その後、前記カバー板 12,14が前記プ
ラスチック周壁部16に取り付けられる。前記外部ハウジ
ング16の前記筒口部13は、前記可撓性インク袋レザーバ
と流体連通状態に配設されるインクフィルタ18を具備す
る。前記インクフィルタ18は、前記外部ハウジング16の
内部を除き前記レザーバ構造25の内部あるいは外部に、
前記レザーバ構造体25から前記インクフィルタ18まで流
体連通状態を保証するため小規模の出口及びシールの変
更を以て組み込み可能である。前記外部ハウジング16の
最下部（図１）は、インク排出口19が設けられ、該イン
ク排出口19を通して前記インクフィルタ18から前記プリ
ントヘッドに前記インクが下方に向け排出される。
【００１９】前記圧力調整装置30の側板 40,50は、ステ
ンレス鋼のような金属の連続板から個別に切断され、各
側板 40,50は前記可撓性膜 22,24の破損を減少させるた
め隅部に丸み付けした略長方形とする。
【００２０】前記弓形ばね60もステンレス鋼のような金
属の共通板から都合良く切断することができる。
【００２１】前記弓形ばね60は、好ましくは前記各側板
40,50 上の中間部の頂点をスポット溶接又はレーザ溶接
に溶着する。
【００２２】その一方の表面にアクリル接着剤を含有す
る薄いけれども丈夫なポリエチレン被膜 41,51の形態に
ある端縁保護部材が、必要に応じて前記各側板 40,50の
外表面に圧着することができる。前記被膜 41,51は、前
記金属板 40,50の各端縁から約 1.2ミリメートルの幅を
越えて拡張し、前記金属側板 40,50の各端縁が比較的デ
リケートな前記プラスチック袋部材 22,24に接触するこ
とを阻止している。
【００２３】前記圧力調整装置30は、前記内部プラスチ
ック枠体20と前記外部ハウジング10において中央に配設
された後、前記各可撓性プラスチックインク袋側壁 22,
24間の前記内部プラスチック枠体20における前記圧力調
整装置30及び前記被膜 41,51の中央位置決めを常に維持
するように留意しながら、前記二枚の可撓性プラスチッ
クインク袋側壁又は膜 22,24が、前記内部プラスチック
枠体20の一対の対向側端部 21a,21bに対しそれらの周縁
部を熱結合又は接合される。しかる後、前記袋側壁 22,
24は、好ましくは破線Ｂによって境界を示された領域内
の前記被膜 41,51に熱結合によって、前記圧力調整装置
30に強固に取り付けられる。前記熱結合は、前記圧力調
整装置30と前記袋側壁 22,24間の相対運動を阻止するこ
と、及び前記金属板 40,50が前記袋側壁 22,24を切断あ
るいは穿孔することを阻止するために、前記比較的デリ
ケートな袋側壁 22,24に対する前記金属板 40,50の直接
々触を阻止することを第一目的としている。前記保護被
膜が無い場合、前記袋側壁 22,24は、前記圧力調整装置
30に対し熱結合あるいは適正な接着剤によって直接的に
結合される。いずれの構成方法も前記袋側壁 22,24との
インク接触面積を減少させ、順次、前記袋側壁 22,24を
通した前記インクからの水分移動を最少にする。このよ
うな水分移動は、終始、インクの品質を劣化させるの
で、いずれの構成方法もかかる問題を最少にする。一実
施態様において、熱結合の前記破線面積域の広さは約 8
×29mmであり、前記熱結合領域は前記金属側板 40,50上
の中央に配設される。別の実施態様において、前記金属
側板 40,50及び前記袋側壁 22,24は、当初、互いに可動
接触状態に組み合わされ、その後、加熱された圧板が、
暫時、前記袋側壁 22,24に接触し、該袋側壁 22,24を前
記金属側板 40,50に融合させる。かかる融合の品質を改
良するため、僅かな真空が前記内部プラスチック枠体20
内に与えられねばならない。
【００２４】前記インクが前記レザーバ袋から引き出さ
れると、前記インク袋の可撓性袋側壁 22,24及び前記圧
力調整装置30の金属側板 40,50は、前記レザーバ袋の前
記インクが略完全に空になるように、前記弓形ばね60が
互いに上下に接触するようになって前記金属側板 40,50
と実質的に平坦な構造状態になるまで、次第に相互に接
近する。
【００２５】当業者は、好ましい実施態様から種々の変
更例が推考されることを容易に認めるであろう。従っ
て、権利保護の範囲は添付された各特許請求の範囲の各
限定によってのみ特定されるものである。例えば、前記
被膜 41,51は、或る実施例において不要であり、二枚の
可撓性袋側壁 22,24に代わり単一の可撓性袋側壁を有す
るインク袋を構成することも可能である。この実施例に
おいて、前記圧力調整装置は、単一の側板を一枚のばね
によって前記単一の可撓性袋側壁に係合状態に押圧させ
るだけで良い。
【００２６】従って、本発明は、前記圧力調整装置が前
記各可撓性袋側壁間の適正位置に中央で互いに離れて配
設されることを保証する熱結合技術、好ましくは前記二
枚の側板 40,50の外面を被覆する端縁保護被膜に対する
前記各可撓性袋側壁の熱結合を提供するものであること
が前述の説明から理解されるであろう。
【００２７】本発明のこのような好ましい実施態様にお
いて、前記圧力調整装置による前記薄い袋側壁の不注意
な穿孔が、前記金属側板の外面に結合された頑丈なプラ
スチックの被膜形態の端縁保護部材によって阻止され
る。
【００２８】図２は、本発明を具現化している部分的に
組立られたインクカートリッジを示し、該カートリッジ
は、複合枠体構造 16,20及び一対のカバー側板 12,14か
ら成る外部ペンケースを具備している。前記枠体構造は
前記インクレザーバの開放域315を画成している。ペン
筒口部13は、前記カートリッジの一つの隅部に形成さ
れ、プリントヘッド17は前記筒口部13の端部21に取付け
られている。TIJ プリントヘッドは当技術分野で周知で
あり、プリントヘッド平面に配設された複数のオリフィ
スノズルを具備している。この好ましい実施態様におい
て、前記各ノズルは、前記プリントヘッド平面に略垂直
な方向にインク液滴を放出する。前記カートリッジ及び
キャリッジは、当技術分野で周知であるように、前記プ
リントヘッド17の作動を制御するプリンタ制御装置に前
記プリントヘッド17を接続する電気配線要素（図示せ
ず）を具備している。
【００２９】前記圧力調整装置30は、前記各可撓性プラ
スチックインク袋側壁 22,24間の前記内部プラスチック
枠体20における前記圧力調整装置30の中央位置決めを常
に維持するように留意しながら、前記内部周辺枠体20の
前記開放域 315の中心に配設され、前記二枚の可撓性イ
ンク袋側壁 22,24がその周辺端縁を前記側端部21に熱結
合又は接合されている。その後、前記各可撓性インク袋
側壁 22,24が、好ましくは 144として示されている領域
に熱結合によって、前記金属側板 40,50に強固に取り付
けられる。この熱シールは、前記金属側板 40,50の各端
縁による前記各可撓性インク袋側壁 22,24の切断又は穿
孔を阻止ため、前記金属側板 40,50の前記各可撓性イン
ク袋側壁22,24に対する直接々触を阻止することと同様
に、前記圧力調整装置30と前記各可撓性インク袋側壁 2
2,24間の相対運動を阻止することを第１目的としてい
る。図６に最も良く示されているように、各カバー板 1
46は、整合タブ 148及びスロット 149を介して前記外部
周辺枠体に取り付けられる。
【００３０】前記各袋側壁 22,24に使用される材料は、
前記レザーバからの液漏れあるいは移動を阻止するため
に、可撓性、耐穿孔性、水分の非浸透性及びそこに収容
する前記インクとの化学的な両立性且つ非反応性を有す
べきであり、空気、塵埃、液体等の外部汚染物に対し非
浸透性を有すべきである。
【００３１】前記レザーバは入口 122を通して前記イン
クが充填され、該入口 122はその後で出荷のため栓で塞
がれる。前記プリントヘッド17のオリフィスを通して前
記インク液滴を放出するために必要な手段は当技術分野
で周知であり、その手段は前記インク容量が減少する
と、前記各袋側壁 22,24が内方に収縮するように前記前
記レザーバの漸進的萎縮をもたらす。
【００３２】図４〜図６を参照すると、前記外部周辺枠
体は、薄肉溝15の両側に一対の間隔を置いた平行スロッ
ト 10a,10bが設けられている。各カバー板は、前記各ス
ロット 10a,10bに整合する付加的に中央に配設されたス
ロット（図示せず）を具備して前記各袋側壁 22,24に熱
結合されるインクレベル指示器板 113,114のための通路
を形成している。前記結合領域は、図４に領域 142,144
として示されている。静止観察窓 125を有する窓装置 1
24が前記薄肉溝15上に整合して配設され、前記指示器板
113,114の移動のための通路を形成している。
【００３３】図７〜図９の略図は、前記レザーバからの
前記インクの消耗中に、前記弓形ばね60により与えられ
る負圧の範囲を最適化するために、前記カートリッジ内
に前記ばね組立体が予め装填される仕方を示している。
前記ばね60に必要な実際の負圧は、前記ノズルオリフィ
スの構造、前記カートリッジの形態（前記カートリッジ
の厚さにより決まる前記レザーバの外部拡張限界を含
む）及び前記キャリッジにおける印刷位置に配設された
ときの前記カートリッジの水平・垂直方向の向きにより
決まる前記レザーバの静的インク液頭等を含む各因子に
基づいている。この点に関し、前記インクが前記入口 1
22を経て前記レザーバ内に供給されると、前記可撓性イ
ンク袋側壁 22,24に対す作用する前記ばね力は、前記カ
ートリッジの保管中、前記カートリッジの前記キャリッ
ジ載置中あるいは前記キャリッジ上で作動中に前記プリ
ントヘッド17を通した垂れ流しのような好ましくない前
記インク液漏れを防止するに十分な背圧（即ち、負圧）
を発生するように校正されねばならないことを強調する
ことが重要である。従って、図８に最も良く示されてい
るように、前記可撓性インク袋側壁 22,24は、充填作業
が終了後、前記ケースのカバー側板又は頑丈な枠体部材
に接触させるべきでない。
【００３４】図11は、その最長寸法をＺ軸、中間寸法を
Ｙ軸、最小寸法をＸ軸として直立姿勢で取付けた前記カ
ートリッジを組み込んだ TIJプリンタ 230の好ましい実
施態様をを示している。前記プリンタ 230は、紙シート
のような印刷媒体 236を支持する圧板 234を具備した各
種要素を支持するハウジング 232を具備している。前記
プリンタ 230は、走査軸 240に沿って駆動されてインク
滴を前記ペン 250から前記印刷媒体上に排出するペンキ
ャリッジ 238を具備している。当業界で周知のように、
前記プリンタ 230は、更に、図示してない媒体前進機構
を備え、媒体を媒体前進軸に沿って前進方向矢印242に
前進させ、前記走査軸 240に沿い前記キャリッジ 238に
よって遂行される次の後段スウォースに対して前記媒体
を位置決めするために、媒体前進軸に沿った前記Ｙ軸 2
42の方向に前記媒体を前進させる。本発明の一局面によ
れば、前記キャリッジ 238は、複数の薄いペン 250を保
持し、前記キャリッジ 238の前記Ｘ方向の移動に沿った
前記ペン 250の薄さのために比較的狭幅に形成されてい
る。その結果、前記プリンタ 230の求められている幅も
又、従来プリンタよりも比較的小さく形成される。更
に、前記ペン 250の前記深さ寸法は、その高さ寸法より
も小さく、それによって大容量のペン 250を提供する一
方、前記ペンのフットプリント(Footprint) を最少にし
ている。
【００３５】本発明の好ましい実施態様において、前記
キャリッジ 238は、例えば、ブラック、シアン、マゼン
タ、イエローのような各異色の四個のペン 250を支持す
るために適用された区画室群を具備している。前記各ペ
ン 250は、緊密に詰められた配列で固定され、図10に示
されているように、新しいペン 250と入れ換えるため前
記キャリッジ 238から選択的に取り外される。前記各ペ
ン 250の前記プリントヘッド17は、前記印刷媒体に面し
ている前記ペン区画室における各開口部を通して露出さ
れている。
【００３６】前述の実施態様はTIJ カートリッジである
が、本発明は、前記カートリッジの一部としてインクレ
ザーバを組み入れている他のプリントカートリッジとと
もに使用することもできる。同様に、本発明は二種複合
枠体に限定されず、該枠体に対し可撓性袋側壁が熱かし
め、糊付け、結合、圧着等で取付け可能なように、単一
又は複合式枠部材に適応可能である。
【００３７】本発明の別の局面によれば、軸外補助イン
クレザーバが前記ばね偏倚袋型インクレザーバに連結さ
れ、従って、この装置によってできるだけ簡便に印刷量
を増加させている。この局面は、特に、大判印刷(LFP)
に関連する諸問題の解消に適している。前記軸外補助イ
ンクレザーバは、前記大判印刷顧客に増強されたプリン
タの簡便性及び減少された顧客サイドの干渉を提供す
る。これはインク使用の広範囲にわたり印刷品質を維持
しながら達成される。
【００３８】好ましい装置は、前記ばね偏倚袋型主イン
クザーバ、インク供給管、及び前記供給管を介して前記
主インクレザーバに連結される補助インクレザーバを具
備している。前記補助インクレザーバから前記主インク
ザーバに前記インク流を送り込むために前記主インクザ
ーバの背圧（真空）と供給袋正圧との組合せを使用しな
がら、前記ばね偏倚袋型主インクザーバは前記インクに
よって連続的に再充填される。前記供給管の内径は、前
記ばね偏倚袋型主インクザーバにおける前記インク供給
を維持するために、大きな印刷負荷で前記インクを供給
するに十分なものである。この装置は、前記供給管を通
した毛細管流に依存していない。前記カートリッジの背
圧に対する印刷品質の敏感性のため、前記補助インクレ
ザーバは、前記プリントヘッド・ノズルでの前記インク
の垂れ流しと枯渇を防止する前記配管系出口での前記イ
ンク液頭を確立し、更に、前記補助インクレザーバから
前記主インクザーバまでの前記インクの連続流を保証す
る垂直位置に配設される。
【００３９】前記供給管は、この発明と同時に出願さ
れ、共通に譲渡され、同時係属中の米国特許出願第08/4
55,478号明細書のINK-JET SWATH PRINTER WITH AUXILIA
RY INKRESERVOIR 、発明者 J.H.Bohorquez氏等、代理人
整理番号10950575-1、に記載されているように、そこを
通して前記主インクレザーバが、通常、前記インクによ
って当初充填される前記インク充填口、例えば、入口12
2(図4)を介して前記主インクレザーバに連結される。そ
の全開示内容は、本書に参照例として組み入れられてい
る。変更例として、前記供給管は、例えば、詳細に後述
するコーナハンドル領域にある前記カートリッジ枠体を
通して延伸する第２補充口を介して前記主インクレザー
バに連結される。
【００４０】前記ばね偏倚袋型主インクジェットカート
リッジの印刷品質は、背圧に依存するころが知られてい
る。これは、一般に、本発明の一局面に基づいて前記補
助インクレザーバが前記インクを収容している間に一定
にたもたれるので、前記印刷品質は、増加された印刷時
間又は印刷量を介してある程度まで調整される。前記主
インクレザーバの前記背圧は、該主インクレザーバ内の
前記インク容量に大きく依存し、依って、前記補助イン
クレザーバから前記主インクレザーバに流動している前
記インク量は重要になる。本質的に、前記主インクレザ
ーバ内の所要量は、前記補助インクレザーが前記プリン
トヘッド・ノズルより低い高さに関して設置される場所
を指示する。前記カートリッジ内の前記背圧が特定範囲
内に維持されていると、優れた印刷品質が得られる。前
記補助インクレザーバが前記プリントヘッド・ノズルに
対し余りにも高く配設されると、前記背圧の減少をもた
らし、前記カートリッジに前記プリントヘッド・ノズル
を通した前記インク液漏れを発生させていまう。一方、
前記補助インクレザーが前記プリントヘッド・ノズルに
対し余りにも低く配設されると、前記インクが前記主イ
ンクレザーバカートリッジから前記補助インクレザーバ
に流れてしまう前記インクの逆流がし生じ、前記背圧の
増加及びノズルの枯渇を招くことになる。好ましい前記
ばね偏倚袋型主インクレザーバ及び前記インクジェット
・プリントヘツドは、前記背圧の通常範囲が、２〜10イ
ンチ水柱であり、好ましくは３〜７インチ水柱の狭い範
囲である。所定の前記カートリッジが正しく動作するた
めの前記背圧の範囲は、ばねレート及びプリントヘッド
の形式に依存する。
【００４１】本発明の別の局面によれば、前記プリント
ヘツド・ノズルの高さに対する前記補助インクレザーバ
の高さは、前記補助インクレザーバに上向きの力を連続
的に与えるばね機構を使用しながら調節される。前記イ
ンクが前記補助インクレザーバから前記主インクレザー
バ内に排液されると、前記補助インクレザーバに作用し
ている前記ばね力は、前記補助インクレザーバに前記イ
ンクが排液される前の初期位置に対応して上昇をもたら
す。その結果、前記装置は、前記補助インクレザーバに
相対的な一定量のエネルギー（圧力水頭及び高さ水頭）
を維持するための手段を提供する。前記主インクレザー
バの前記背圧は、該主インクレザーバ内の前記インク量
に大きく依存している。少量の前記インクが前記プリン
トヘツド・ノズルを介して排出されると、前記主インク
レザーバで前記背圧の増加が認められる。これは、前記
主インクレザーバ内のインク量が、前記流量が零になる
点に前記背圧が減少するまで、前記補助インクレザーバ
から前記主インクレザーバへの前記インク流量の増加を
もたらす。本発明のこの局面は、前記インクが前記補助
インクレザーバに存在する限り、それによって前記主イ
ンクレザーバ内の前記インク量が一定に維持される作用
を生成する。更に、前記インク液の排出につれて増加す
る前記補助インクレザーの高さは、前記補助インクレザ
ーバ袋の重量、従ってそのインク量がポテンショメー
タ、線形可変作動変換器又は他の変位変換器を使用して
電子的に監視可能な方法を提供する。
【００４２】本発明のこの局面を利用している好ましい
実施態様が、図12〜図29に示されている。この実施態様
は大版印刷用スウォースプリンタ・プロッタ1000であ
る。図12は、サーマルインクジェット大判プリンタ・プ
ロッタ1000の斜視図である。前記プリンタ1000は、左右
の駆動機構格納部 1016,1018及び制御盤1020を備えたス
タンド1014上に取り付けられたハウジング1012を具備し
ている。キャリッジ組立体1100は、キャリッジバー1024
に沿った往復運動用に作られていて、両者はカバー1022
の下に仮想線で示されている。紙のような印刷媒体1030
は、媒体軸駆動機構（図示せず）により垂直又は媒体軸
に沿って位置決めされる。当技術分野で普通なように、
前記媒体軸はＸ軸と呼ばれ、キャリッジ走査軸はＹ軸と
呼ばれる。
【００４３】図14に示されているように、水平軸又は前
記キャリッジ走査軸Ｘ上の前記キャリッジ組立体1100の
位置は、キャリッジ位置決め機構1110によりエンコーダ
ストリップ1120に関して決定される。前記キャリッジ位
置決め機構1110は、キャリッジ位置決めモータ1112を具
備し、該モータ1112から延伸し、それを介して前記モー
タ1112が小さなベルト1116を駆動する軸1114を有してい
る。前記小さなベルト1116を介して、前記キャリッジ位
置決めモータ1112は、シャフト1118を経由してアイドラ
ー1122を駆動する。前記アイドラー1122は、順次、第２
アイドラー1126により支持されているベルト1124を駆動
する。前記ベルト1124は前記キャリッジ組立体1100に取
付けられ、それを通じて滑動するように構成されてい
る。
【００４４】前記走査軸Ｙにおける前記キャリッジ組立
体1100の位置は、前記エンコーダストリップ1120の使用
によって精密に決定される。前記エンコーダストリップ
1120は、一方端を第一支柱1128に、他方端を第二支柱11
29によって固定される。光学読取装置（図示せず）が前
記キャリッジ組立体1100に設置され、後述する方法で最
適なイメージ記憶を遂行するために、本発明によって利
用されているキャリッジ位置信号を発信する。
【００４５】前記媒体及びキャリッジ位置情報は、前記
キャリッジ組立体1100が前後に移動すると、前記キャリ
ッジ組立体1100に設置されている回路盤1170にあるプロ
セサに供給される。前記プロセサは、スウォース軸に沿
った前記キャリッジ組立体1100の移動を調節するため
に、引込回路に配置された可撓性電線束を経て前記ハウ
ジング1012内に固定された前記制御盤1020に接続されて
いる。
【００４６】図12〜図14を参照すると、前記プリンタ10
00は、各内部ばね偏倚袋型主インクレザーバ内に異色
の、例えば、ブラック、イエロー、マゼンタ及びシアン
のインクを貯蔵する四個のインクジェット・カートリッ
ジ 1102,1104,1106,1108を有している。前記キャリッジ
組立体1100が前記Ｘ軸及びＹ軸に沿い前記媒体1030に対
して移動すると、前記インクジェット・カートリッジ 1
102,1104,1106,1108における選択されたノズルが作動
し、前記インクが前記媒体1030上に付着する。前記イン
クジェット・プリントヘッドからの異なるインク色は混
合して色の全スペクトルを得る。
【００４７】前記キャリッジ組立体1100は、前記インク
ジェットカートリッジ 1102,1104,1106,1108を位置決め
し、該各インクジェットカートリッジにおけるヒータ回
路に接続するのに必要な回路を保持している。前記キャ
リッジ組立体1100は、前方スライダー（図示せず）及び
後方スライダー1024上を往復動するように構成されてい
るキャリッジ1101を具備している。前記各カートリッジ
は、緊密に詰め込まれた状態の配列に固定され、選択的
に前記キャリツジ1101から取り外され、新しいペンと入
れ替えられる。前記キャリッジ1001は、一対の対向側壁
1101A,1101B及び間隔を置いた短い内壁 1101C,1101D,1
101Eを具備し、これらは各キャリッジ区画室を画成して
いる。前記各カートリッジ壁は、頑丈なエンジニアリン
グ・プラスチックから成っている。前記カートリッジの
プリントヘッドは、前記印刷媒体1030に面している前記
カートリッジ区画室の開口部を通して露出している。
【００４８】前述したように、全カラー印刷及びプロッ
トは、各カートリッジからの色が前記媒体1030上に付着
されることを必要とするので、前記カートリッジ内部レ
ザーバからの前記インクの枯渇をもたらす。
【００４９】本発明に基づき大量のインクを供給するた
めに、補助インクレザーバが接続管を介して各ばね偏倚
袋型カートリッジ内部レザーバに接続される。従って、
図15〜図16に示されているように、補助インクレザーバ
1410が、接続管1310を介してカートリッジ1102に接続さ
れている。補助インクレザーバ1420が、接続管1320を介
してカートリッジ1104に接続されている。補助インクレ
ザーバ1430が、接続管1330を介してカートリッジ1106に
接続されている。補助インクレザーバ1440が、接続管13
40を介してカートリッジ1108に接続されている。前記各
接続管は、前記回路盤1170上の前記プロセサに対し電気
的接続を与えるために使用される前記引込回路の所定長
さの前記可撓性電線束によって保持され、それによって
前記スウォース軸に沿って前記キャリッジ組立体1100の
移動を調節する。例えば、所定長さのケーブルチェーン
が前記電気引込回路及び前記各接続管を保持するために
使用可能である。前記ケーブルチェーンは、ピボットピ
ンと連結された各チェーンリンクによって可撓性を有
し、前記電気引込回路及び各接続管は、バインド線によ
って前記ケーブルチェーンに沿い種々の箇所に連結ある
いは前記ケーブルチェーンによって画成された溝内に固
定される。前記ケーブルチェーンの一方端は、前記キャ
リッジ組立体1100に接続され、他方端は、前記プリンタ
躯体部に固定される。前記ケーブルチェーンの可撓性
は、前記載置型引込回路及び前記各接続チューブと共に
該ケーブルチェーンに前記キャリッジ組立体1100の移動
に制御された状態で追従することを許容する。適正なケ
ーブルチェーンは、例えば、米国 Rhode Island 州 Eas
t Providence にあるIgnus社から販売されているIgnus
Energy Chainシリーズ 07 製品が利用できる。
【００５０】前記四個の補助インクレザーバ1410〜1440
は、前記キャリッジ組立体1100に隣接する前記プロッタ
躯体部から吊設されたプラットフォーム 1510,1520,153
0,1540に保持され、そこで前記各補助インクレザーバ14
10〜1440と前記印刷媒体1030間と同様に、前記各補助イ
ンクレザーバ1410〜1440と前記キャリッジ組立体1100間
の相対運動補助が存在する。前記各補助インクレザーバ
1410〜1440は、前記各可撓性接続管を介して前記各カー
トリッジ 1102,1104,1106,1108の前記各内部レザーバに
接続されている。前記各可撓性接続管は、前記各インク
ジェット・プリントヘッドを駆動させるために、前記各
ペンに接続されている電気制御リボンコネクタに固定さ
れている。
【００５１】図15は、前記プリンタ・プロッタ1000の概
略前方立面図であり、前記各カートリッジ1102,1104,11
06,1108 に取付けられた前記各可撓性接続管1310,1320,
1330,1340 を示している。これらの可撓性接続管1310,1
320,1330,1340 は、図16の後方立面図に示されているよ
うに、前記各補助インクレザーバ1410〜1440,1108 に連
通している。前記各補助インクレザーバ1410〜1440は、
平坦で大容量の袋である。前記ばね偏倚袋型主インクレ
ザーバ、接続管及び補助インクレザーバから成る各組
は、互いに接続されて密封された連続的インク補充系を
形成する。
【００５２】前記各補助インクレザーバ1410〜1440は、
前記各ばね付勢されたプラットフォーム 1510,1520,153
0,1540上に支持される。図17及び18は、前記プラットフ
ォーム 1510 と前記補助インクレザーバ1410、及びその
高さ調節形態を示している。他のプラットフォームは前
記プラットフォーム1510と同じである。前記プラットフ
ォーム1510は、コイルばね1514によって支持され、各支
柱1512上で上下に滑動する。前記Ｚ軸方向の前記プラッ
トフォーム1510の高さ位置は、その後の前記補助インク
レザーバ1410の袋の重量に依存する。図17に示されてい
るように、前記インクが充填された前記補助インクレザ
ーバ1410の袋に対する前記高さ位置は，Ａで示された比
較的低い平衡位置で安定している。前記カートリッジ11
02内の前記ばね偏倚袋型主インクレザーバを補充するた
めに、前記インクが前記補助インクレザーバ1410の袋か
ら引き出されると、前記補助インクレザーバ1410の袋は
軽くなり、前記プラットフォーム1510に作用している前
記ばね力は、前記補助インクレザーバ1410にその初期位
置に対する高さを上昇させる。図18は高さＢにある前記
プラットフォーム1510と共に一部消費された前記補助イ
ンクレザーバ1410の袋を示している。
【００５３】前記密閉流体通路で前記カートリッジ内の
前記ばね偏倚袋型主インクレザーバに接続された前記補
助インクレザーバの結果として、比較的一定した量のエ
ネルギー（圧力水頭及びよび高さ水頭）が維持される。
前記ばね偏倚袋型主インクレザーバの前記背圧が、その
中に収容されている前記インク量によって主に調節され
る。印刷作動中に、少量のインクが前記プリントヘッド
・ノズルを通して排出されると、前記背圧の増加が認め
られる。このことは、順次、前記主インクレザーバ内の
インク量が、前記流量が零になる点に前記背圧が減少す
るまで、前記補助インクレザーバから前記主インクレザ
ーバへの前記インク流量の増加をもたらす。従って、本
発明は、前記補助インクレザーバ内に前記インクが存在
する限り、前記主インクレザーバが一定に保たれる技術
を提供する。
【００５４】前記コイルばねを利用している構成が開示
されているが、板ばね等を具備する別型式のばね偏倚装
置が使用可能である。
【００５５】正確に作動する前記カートリッジと前記補
助インクレザーバ袋の高低差は狭い範囲にあり、その高
低差が余りにも小さいと、余りにも小さい背圧のため、
前記主インクレザーバは過充填され、前記プリントヘッ
ドから前記インクを垂れ流すことになる。その高低差が
余りにも大きいと、余りにも高い背圧のため、前記主イ
ンクレザーバは充填不足になり、印刷することができな
くなる。過充填のため、前記ばね偏倚袋側板が前記外部
枠体カバーに触れないように、、及び前記補助インクレ
ザーバのインク供給が枯渇するまで前記側板が完全に萎
まないように、この装置が構成されることことが望まし
い。
【００５６】この高低差は、前記カートリッジの統計的
に有意の母集団を試験することにより経験的に決定する
ことができる。理想的な高低差は、統計的に最悪のカー
トリッジに垂れ流し又は跳ね飛ばしを許容させない、即
ち、この装置が作動するように設計された最高の背圧に
よるばね偏倚袋型主インクレザーバを具備するカートリ
ッジである。これらのカートリッジの背圧は通常の背圧
よりも高く、そのように高いと、他のカートリッジがイ
ンク流を生じないような大きな高低差で、前記インクに
流出することを許容する。これらの最悪のカートリッジ
が垂れ流し又は跳ね飛ばしをしないことを保証するた
め、高低差、即ち、高所のカートリッジと低所の補助イ
ンクレザーバ間の高低差が、公称距離からある程度の余
裕を与えられて増加される。前記公称距離は、所定の充
填されたカートリッジに関する平均背圧、例えば、好ま
しいカートリッジクにおける３インチ水柱の背圧の相当
する40ccのインクに基づいている。
【００５７】好ましい一実施態様において、前記カート
リッジ−袋系は、前記カートリッジ・ノズルプレートよ
りも１〜４インチ低くした前記袋の上面によって良好に
作動する。前記カートリッジから前記補助インクレザー
バ袋までの前記接続管は、エアーロックの形成を回避す
るために、前記カートリッジの上面よりも低く保たれね
ばならないが、この系は適度なエアーを調節可能であ
る。
【００５８】図24は、前記補助インクレザーバに接続さ
れていない前記内部ばね偏倚袋型インクレザーバから排
出されたインク容積の百分率の関数として、三つの異な
ったレザーバばね剛性に関する好ましい密閉式ばね偏倚
袋型インクレザーバの背圧を示している。前記ばね剛性
が高まるにつれて、前記背圧も高くなる。図24は、前記
インクが前記主インクレザーバから排出されると、前記
背圧も高くなることを示している。これらは平均背圧で
あり、補助インクレザーバに対する開始点を与えてい
る。
【００５９】図17及び図18は、前記補助インクレザーバ
の重量、従って前記補助インクレザーバ内の前記インク
容積を電子的に監視するための回路1610を示している。
この好ましい実施態様は、ポテンショメータ1612、及び
定電圧源によって基準電圧が供給されている分圧器回路
を形成するために直列に接続されている固定抵抗1614を
具備している。インクレベル計1618は、接続点1620にお
ける電圧の表示を行なっている。ポテンショメータワイ
パー1622は、前記プラットフォーム1510のレベルが変わ
ると、ワイパー1622が移動し、前記ポテンショメータ16
12を介して前記抵抗を、従って前記接続点1620における
前記電圧を変化させるように、前記プラットフォーム15
10に結合されている。前記インクレベル計1618によって
与えられた前記表示は校正され、前記プラットフォーム
1510のレベル及び前記補助インクレザーバ内の前記イン
クの対応レベルの正確な表示を行う。この表示は、前記
プリンタ・プロッタ制御装置に電子的に提示され、前記
補助インクレザーバの低レベルの警報を出すことを含む
種々の目的に使用される。前記回路1610及びコイルばね
1514は、本質的に前記補助インクレザーバを含む懸垂部
の重量を示す目盛りとして作動する。
【００６０】図19〜図24は、本発明に基づく補助インク
レザーバに対する接続用に特に適用される好ましいばね
偏倚袋型カートリッジ1102を示している。前記カートリ
ッジ1102は、インク補充口1750がカートリッジ筒口部17
30から斜めに設置されている前記カートリッジ枠体のハ
ンドルコーナーに設けられていることを除き、図１〜図
９の前記カートリッジ10と略同一である。前記カートリ
ッジ1102は、周辺枠体構造1710を具備し、これに図19の
分解図に示されている各側板 1720,1722が取付けられて
いる。一方の袋薄膜1726が図19に認められる。前記周辺
枠体構造1710は、頑丈な外部枠体部材1712( 図１の枠体
20に略相当する）及び柔軟なプラスチック材料から形成
される内部枠体部材1714( 図１の枠体20の略相当する）
を具備している。前記内部枠体部材1714の組立に適用さ
れる材料は、1993年５月３日に出願された同時係属中の
米国特許出願第08/058,730号「 Two Material frame Ha
ving Dissimilar Properties for Thermal Ink-Jet Car
tridge」に記述されている。前記各袋薄膜は前記内部枠
体部材1714に取付られる。
【００６１】図20は、前記頑丈な枠体部材1712を示して
いる側面図である。図21〜図23は、前記補充口及び接続
管の好ましい実施態様を示している。本来、インク補充
口1750が前記頑丈な枠体部材1712の隅部中に成形され、
該インク補充口1750は、前記内部カートリッジレザーバ
と流体連結状態にある。前記柔軟な内部枠体部材1714
は、前記頑丈な枠体部材1714によって画成される前記イ
ンク補充口1750を裏打ちしている。接続管取付け具1756
は、前記補助インクレザーバに通じる前記可撓性接続管
1310の一方端1310A を取り付けるための抜け止め具1756
A を具備している。前記接続管取付け具1756は、前記イ
ンク補充口1750内への挿入のための短い中空状接続管17
56B を具備している。前記接続管取付け具1756は、更
に、前記頑丈な枠体部材1712に形成される嵌合凹部1712
A に受容される外部管状要素1756C を具備している。前
記インク補充口1750は、ある適応例において、当初、例
えば前記接続管1310に接続される前に前記カートリッジ
が充填されて格納される場合、鋼球1758によって密封さ
れる。前記接続管取付け具1756の前記接続管1756B は、
前記接続管取付け具1756が前記インク補充口1750中に挿
入されると、前記鋼球1758を前記カートリッジ内に移動
させ、前記インク補充口1750に緊密に受容されて密封状
態を形成する。その後、前記インクは、前記可撓性接続
管1310及び頑丈な接続管1756B を介して前記補助インク
レザーバから前記主インクレザーバに流出可能になる。
前記インク補充口1750は、前記接続管取付け具1756の取
り外し後、そこに別の球栓を押し込むことによって密封
される。
【００６２】図20〜図23に示されている管接続構造は例
示だけのものである。別形式の管接続装置が代わりに採
用可能である。例えば、ある適用例は、前記枠体を介し
て前記可撓性接続管の端部が挿入される開口部を単に使
用することもできる。
【００６３】図25〜図29は、好ましい補助インクレザー
バ1410、接続管1310及びカートリッジ1102を更に詳細に
示している。前記接続管1310は、前記主インクレザーバ
の充填口に接続される一方端部1310A を有している。前
記接続管1310は、更に、図25〜図29に示されているよう
に、前記補助インクレザーバ1410にその他方端部1310B
で接続されている。前記補助インクレザーバ1410は、そ
こに前記他方端部1310B が接続可能な構造を備えた継手
要素1450を具備している。前記継手要素1450は、ｑ字状
平坦部1450B を貫通して延伸する接続管1450A を具備し
ている。前記ｑ字状平坦部1450B は前記補助インクレザ
ーバ1410に付着されている平坦面1450E 及び該平坦面14
50Eの反対面に刻設された溝群1450D を有している。前
記溝群1450D は、管開口部1450C に連通し、前記補助イ
ンクレザーバ袋1410が空になり萎むと、前記開口部1450
が前記補助インクレザーバ袋1410により閉止されないよ
うに作用する。従って、前記溝群1450D は、前記補助イ
ンクレザーバ袋1410に前記インクを一層完全に空にする
ことを可能にさせている。好ましい実施態様における前
記継手要素1450は低密度ポリエチレンから一体構造に成
形される。
【００６４】好ましい実施態様において、前記補助イン
クレザーバ1410は、前記液体インクに対し非浸透性材料
から構成される袋材であり、前記ばね偏倚袋型カートリ
ッジにおける前記ばね偏倚袋薄膜に使用される材料と同
一であって良い。適正な前記袋材は、厚さが２ミルのポ
リエチレン膜と袋外面になる厚さが0.75ミルのポリエス
テル(MYLAR) を接合した二層薄膜から成る市販されてい
る組合体である。前記補助インクレザーバ袋は、下記の
好ましい方法に基づいて作製される。
【００６５】先ず、前記袋材料片を幅約６インチ、長さ
約24インチに切断する。次に、前記継手要素1450のため
の 1/4インチの穴を前記袋材料の中心に透設する。前記
袋材片は、該袋材の前記穴を通して挿入された前記管 1
450Aと共に前記継手要素1450上に載置される。前記継手
要素1450の位置は、その長手寸法が前記袋材料片の長手
側に平行するように調整される。次に、1/4 インチの穴
を透設した 2×2 インチのテフロン布片と前記袋材料が
前記継手要素1450を挟むように、前記テフロン布が前記
管 1450A上に配設される。継手要素溶接機が前記袋材料
と前記継手要素1450を熱溶着するために使用される。前
記継手要素溶接機は、前記管 1450Aの直径よりも大きな
すきま開口部を画成し、はんだ用こてに取り付けられた
中空状アルミニウム・シリンダから成っている。溶着温
度は、最良の継手要素シールを得るために、例えば、前
記はんだ用こての電源を切る等によって制御できる。ロ
ール状のテフロン布から成る円筒体が、前記接続管 145
0A上に配設されて該接続管 1450Aを溶融することから保
護している。ロール状のテフロン布から成る第２円筒体
が、前記継手要素溶接機の前記すきま開口部内に配設さ
れる。前記継手要素溶接機は、前記接続管 1450A上に慎
重に降下され、溶融を防止する前記袋材料と前記継手要
素1450を互いに溶融するために押圧する。この溶接は、
前記接続管 1450Aの溶融あるいは前記袋材料の過度の溶
融を阻止するために可成り迅速な回転運動が要求される
が、又、前記袋材料と前記継手要素1450との完全なシー
ルを保証する必要もある。
【００６６】前記継手要素が適所に在れば、前記袋材料
の周辺はプラスチック製袋に、通常、使用されるインパ
ルスヒートシーラによってシールされる。前記袋材料片
は長手方向に折り重ねられて、前記袋の一方の側壁から
突出する前記管 1450Aを有し、６×12インチの袋に製袋
される。前記袋材料の長辺は揃えられ、短辺は前記継手
要素の端部から約11.5インチヒートシールされる。附加
されるシール保証のために第１シールに隣接して第２シ
ールが配設される。更に、前記袋材料の各長辺はその長
辺から約１インチシールされる。その結果、この袋は、
その一方の側壁から突出する前記接続管 1450Aを有し、
約４×11.5インチのシールされた領域を有することにな
る。前記袋が前記インクによって充満すると、その高さ
は、通常、約 1.5インチになる。
【００６７】前記補助インクレザーバ袋1410は少なくと
も二つの好ましい方法で充填可能である。一つの方法は
スポイト充填である。前記インクが該スポイト中に吸引
され、前記スポイトはルア継手(Luer fitting)を介して
前記接続管 1450Aに連結されて前記インクが前記補助イ
ンクレザーバ袋1410内に押し出される。他の方法はサイ
フォン充填である。前記補助インクレザーバ袋1410は、
インク壜内の自由液レベルよりも低いレベルに配置され
る。接続管が前記インク壜に配設される。Ｔ管継手1350
は、前記補助インクレザーバ袋1410の前記ルア継手と前
記インク壜からの前記接続管間に連結される。前記スポ
イトは、前記Ｔ管継手1350の開放端部に連結される。前
記スポイトが前記接続管と袋内の空気を排出させるため
に使用されると、前記壜から吸引された前記インクは、
サイフォン作用で前記補助インクレザーバ袋1410内に注
入される。前記補助インクレザーバ袋1410が所望量の前
記インクを充填されると、前記ルア継手は雄型ルア栓に
よって閉止される。気泡を除去するために、前記補助イ
ンクレザーバ袋1410は、前記ルア継手に前記気泡が集ま
るように方向付けられ、前記雄型ルア栓は前記気泡を排
出させるに足る大きさに開口している。前記補助インク
レザーバ袋1410は、前述した技術で再充填される。
【００６８】Ｌ管継手1460は、前記接続管 1450Aの中に
該Ｌ管継手1460の抜け止め付端部を押し込むことによっ
て前記接続管 1450Aに取り付けられる。前記接続管 145
0Aの材料は、前記Ｌ管継手1460の抜け止め付端部を液漏
れ生じない接続状態に受容するに足る可撓性を有してい
る。前記Ｌ管継手1460の露出端部も抜け止めが付けられ
ていて、前記接続管1310の他方端部1310B が前記抜け止
め付端部に押し付けられて、その接続がなされる。
【００６９】前記カートリッジ1102を前記補助インクレ
ザーバ袋1410に取り付けるために、前記Ｔ管継手1350が
前記カートリッジ1102と前記補助インクレザーバ1410間
に延在する前記接続管1310に挿入されると便利である。
この挿入は使用前の気泡の排出にも役立つ。
【００７０】好ましい実施態様において、前記接続管13
10は、毛細管流に依存することなく十分な流れを許容す
るために 1/8インチの内径を有する。前記カートリッジ
レザーバ及び補助レザーバが、例えば、出荷あるいは在
庫中に前記プリンタに装着されないと、前記両レザーバ
間の高低差が適正な差にならず前記補助レザーバから前
記カートリッジまでの前記インクの流れを妨げ、前記イ
ンクに前記プリントヘッドからの垂れ流しをさせる惧れ
がある。これを阻止するため、止め弁が前記カートリッ
ジレザーバ及び補助レザーバ間の前記流路に組み込ま
れ、前記両レザーバが前記プリンタに装着されない場
合、前記インクの流出を防止する。この止め弁は、例え
ば、前記接続管1310を閉止するための簡単なピンチバル
ブであっても良い。
【００７１】本発明を具現化しているプリンタの実施に
おいて、前記カートリッジレザーバ及び補助レザーバ間
の前記密閉流路は、本来、何れの前記レザーバが入れ換
えられても固定される前記流路部が、前記プリンタの耐
久部品であるプリンタ配管によって画成される。前記耐
久接続管は、前記カートリッジ・キャリッジ上の各要素
に接続している前記電線束、前記カートリッジの迅速接
続を可能にするために取り付けられる配管接続子、その
一方端及び又は前記補助レザーバに前記カートリッジと
接続される短管部、又はその他方端に前記補助レザーバ
と接続される短管部と共に取り付けられる。そのような
実施において、前記両レザーバは、前記プリンタにこれ
らの要素を接続する前に、前記配管を密封している着脱
可能なキャップ又は栓と共に、前記各出入口に取り付け
られる短尺の配管によって組立られる。別の変更例とし
て、配管付の前記カートリッジを前記キャリッジに容易
に装着させるために、小口径の接続管が前記カートリッ
ジの各出入口との接続に使用され、大口径の接続管より
も容易に前記カートリッジに位置決めされる。前記小口
径の接続管は、その後、前記補助レザーバまで延伸して
いる大口径の前記耐久接続管に接続される。
【００７２】前述した各実施態様は、本発明の原理を示
す実施可能な態様の単なる例証に過ぎないものである。
その他の構成は、本発明の範囲と精神から逸脱すること
なく、当業者によってかかる原理にしたがって容易に推
考できるものである。なお、本発明によるインクジェッ
トプリンタの実施態様を列挙すると、概ね次の通りであ
る。
【００７３】1) インクジェット・プリントヘッド、及
び該プリントヘッドに流体連通状態で負圧下で液体イン
クの内部供給を収容する密閉式ばね偏倚袋型主インクレ
ザーバから成り、該密閉式ばね偏倚袋型主インクレザー
バが、可動側壁及び印刷作動中にインクが前記密閉式ば
ね偏倚袋型主インクレザーバから引き出され、前記プリ
ントヘッドから印刷媒体上に排出されると、前記側壁が
萎まないように偏倚させるための内部ばねを具備してい
るインクジェット・カートリッジ1102；プリンタ・プロ
ッタの枠体1012；印刷領域に対する媒体前進方向Ｘにお
ける媒体経路に沿って印刷媒体を前進させるための印刷
媒体前進機構1100；前記カートリッジ1102を支持するた
めのカートリッジ・キャリッジ1100；スウォースを印刷
するためのキャリッジ軸に沿って前記枠体1012に対し前
記カートリッジ・キャリッジ1100を移動させるためのカ
ートリッジ・キャリッジ駆動機構1110；前記枠体1012に
対して固定されて液体インクの補助供給を収容する密閉
式補助インクレザーバ1410；前記密閉式ばね偏倚袋型主
インクレザーバと前記密閉式補助インクレザーバ1410間
に密閉流路を備えるために両レザーバ間を接続するため
の接続管1310；及び背圧を破壊しないように前記密閉式
ばね偏倚袋型主インクレザーバに対する垂直高さ位置に
前記密閉式補助インクレザーバ1410を位置決めするため
の装置1510,1512,1514；から成ることを特徴とする印刷
媒体1030上にインクジェット印刷するためのインクジェ
ットプリンタ・プロッタ1000。
【００７４】2) 上記1)のインクジェットプリンタ・プ
ロッタ1000であって、更に、前記密閉式補助インクレザ
ーバ1410が、前記インクが消費されても背圧に変動を生
じないように大量の液体インクを収容することを特徴と
するインクジェットプリンタ・プロッタ1000。
【００７５】3) 上記1)のインクジェットプリンタ・プ
ロッタ1000であって、更に、前記密閉式補助インクレザ
ーバ1410が、該レザーバ1410の小さな垂直方向の寸法に
対し比較的大きな深さと幅方向の寸法を有して平坦にな
っていることを特徴とするインクジェットプリンタ・プ
ロッタ1000。
【００７６】4) 上記1),2) 又は3)のインクジェットプ
リンタ・プロッタ1000であって、更に、前記密閉式補助
インクレザーバ1410の前記高さ位置が、印刷作動中に前
記カートリッジ1102が前記カートリッジ・キャリッジ11
00に固定されている間、前記プリントヘッドが配設され
る高さよりも低いことを特徴とするインクジェットプリ
ンタ・プロッタ1000。
【００７７】5) 上記1),2),3)又は4)のインクジェット
プリンタ・プロッタ1000であって、更に、前記カートリ
ッジ1102が、前記密閉式ばね偏倚袋型主インクレザーバ
を包囲する頑丈な枠体構造1712を具備し、前記プリント
ヘッドが印刷作動中に前記印刷媒体に対向する前記枠体
構造1712の表面に固定され、前記接続管1310が、前記枠
体構造1712を通して延伸している入口1750を経て前記密
閉式ばね偏倚袋型主インクレザーバに接続されているこ
とを特徴とするインクジェットプリンタ・プロッタ100
0。
【００７８】6) 上記1),2),3),4) 又は5)のインクジェ
ットプリンタ・プロッタ1000であって、更に、前記カー
トリッジ1102が、前記印刷媒体に対向する前記枠体構造
1712の壁に枠体構造1712を通して延伸しているインク充
填口122 を具備し、前記インク充填口122 がシール部材
によって密封されていることを特徴とするインクジェッ
トプリンタ・プロッタ1000。
【００７９】7) 上記1),2),3),4),5)又は6)のインクジ
ェットプリンタ・プロッタ1000であって、更に、前記密
閉式補助インクレザーバ1410が密封された袋1410から成
り、該袋1410は互いにシールされた各端縁を有する第１
及び第２側壁を具備し、前記各袋側壁前記液体インクに
対し非浸透性の薄い可撓性材料から成ることを特徴とす
るインクジェットプリンタ・プロッタ1000。
【００８０】8) 上記1),2),3),4),5),6) 又は7)のイン
クジェットプリンタ・プロッタ1000であって、更に、前
記密閉式補助インクレザーバ1410を位置決めするための
前記装置が、該レザーバ1410を支持するためのプラット
フォーム1510を具備していることを特徴とするインクジ
ェットプリンタ・プロッタ1000。
【００８１】9) 上記1),2),3),4),5),6),7)又は8)のイ
ンクジェットプリンタ・プロッタ1000であって、更に、
各カートリッジが一個のインクジェット・プリントヘッ
ドと、該プリントヘッドと流体連通状態にある負圧下で
液体インクの内部供給を収容するための一個の密閉式ば
ね偏倚袋型主インクレザーバを具備し、更に、前記主イ
ンクレザーバが、前記インクが印刷作動中に前記主イン
クレザーバから引き出され前記プリントヘッドから印刷
媒体上に排出されると、前記側壁が萎まないように偏倚
させるための第１可動側壁及び内部ばねを具備して、多
色の液体インクによる印刷を行うための複数のインクジ
ェット・カートリッジ1102,1104,1106,1108 ；各レザー
バが液体インクの補助供給を収容する前記各主インクレ
ザーバに対応する複数の密閉式補助インクレザーバ；各
接続管が前記各主インクレザーバと前記各補助インクレ
ザーバ間に密閉流路を備えるために該両レザーバ間を接
続する複数の接続管1310,1320,1330,1340;及び前記各主
レザーバにおける前記背圧を破壊しないように該各主イ
ンクレザーバに対する各垂直位置に前記各補助インクレ
ザーバを位置決めするための装置; を夫々具備して成る
ことを特徴とするインクジェットプリンタ・プロッタ10
00。
【００８２】10) 上記1)のインクジェットプリンタ・
プロッタ1000であって、更に、前記各補助インクレザー
バを位置決めするための装置が、前記側壁の一つに載置
した状態で前記各補助インクレザーバを支持するための
対応複数のプラットフォーム構造を具備することを特徴
とするインクジェットプリンタ・プロッタ1000。
【００８３】11) 上記1),2),3),4),5),6),7),8),9)又
は10) のインクジェットプリンタ・プロッタ1000であっ
て、前記各補助インクレザーバを位置決めするための装
置が、インク供給が前記補助インクレザーバ内に残存し
ている間前記主インクレザーバにおいて略一定した背圧
を維持するために、前記プリントヘッドの高さに対して
前記補助インクレザーバ内のインク量によって定まる該
補助インクレザーバの高さ位置を調整するための高さ調
整装置1510,1512,1524を具備することを特徴とするイン
クジェットプリンタ・プロッタ1000。
【００８４】12) 上記11) のインクジェットプリンタ
・プロッタ1000であって、更に、前記高さ調整装置が、
前記補助インクレザーバを支持するための支持構造1510
及び前記補助インクレザーバ内のインク容量が減少する
につれて、前記プリントヘッドの高さに対する前記補助
インクレザーバの高さを調整する装置1514から成ること
を特徴とするインクジェットプリンタ・プロッタ1000。
【００８５】13) 上記11) のインクジェットプリンタ
・プロッタ1000であって、更に、前記高さ調整装置が,
前記補助インクレザーバを支持するための支持構造151
0、及び前記補助インクレザーバの重量と補助インク供
給によって前記支持構造の高さを調整する高さ調整装置
1514から成り、インクが前記補助インクレザーバから引
き出されると、前記支持構造の高さが上昇し、その結
果、前記補助インクレザーバの重量と補助インク供給が
軽減することを特徴とするインクジェットプリンタ・プ
ロッタ1000。
【００８６】14) 上記11) のインクジェットプリンタ
・プロッタ1000であって、更に、前記高さ調整装置が,
前記支持構造の上方偏倚力を生じるばね偏倚機構1514を
具備し、前記補助インクレザーバがインクを排出する
と、前記支持構造上に作用する前記ばね力が前記補助イ
ンクレザーバを開始高さ位置に対し上昇させることを特
徴とするインクジェットプリンタ・プロッタ1000。
【００８７】
【発明の効果】以上、記述した本発明のインクジェット
プリンタ・プロッタ1000は、以下に記すような新規な効
果を奏するものである。即ち、本発明のインクジェット
プリンタ・プロッタ1000は、前記インクジェット・プリ
ンタヘッド17と、該プリンタヘッド17と流体連通状態に
あって負圧下で前記液体インクの内部供給を収容するた
めの前記密閉式ばね偏倚袋型主インクレザーバを具備し
ている前記インクジェット・カートリッジ1102から成っ
ているので、前記主インクレザーバは、印刷作動中に前
記インクが該主インクレザーバから引き出されて前記プ
リンタヘッド17から前記印刷媒体 130上に排出されて
も、前記内部ばね60の偏倚作用よる前記背圧によって、
前記可動側壁22,24 は漸進的に萎縮あるいは収縮し、前
記インク液を円滑に且つ完全に排出させることが可能に
なった。
【００８８】一方、前記内部ばね60の偏倚作用による前
記背圧によって、待機又は在庫中の前記インクジェット
・カートリッジ1102から不要なインク液漏れの発生を防
止することも可能になった。
【００８９】本発明のインクジェットプリンタ・プロッ
タ1000は、更に、前記補助インクレザーバ1410を前記密
閉流路を介して前記密閉式ばね偏倚袋型主インクレザー
・カートリッジ1102に接続させるので、前記液体インク
の補助供給系が附加され、その結果、大容量のインク連
続補給系が確立され、大判印刷の作業性を大幅に向上さ
せることが可能になった。
【００９０】更に、本発明のプリンタ・プロッタ1000
は、前記密閉式ばね偏倚袋型主インクレザーバに対する
前記補助インクレザーバ1410の高さ位置を適正に調節す
るための手段を具備しているので、前記背圧が適正に維
持され、前記インク補充系における圧力水頭及び高さ水
頭を一定に維持されることによって多色大判印刷の品質
の維持、向上を図ることが可能になった。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の好ましい実施態様の取り替え可能又は
使い捨てインクカートリッジの組立前の分解斜視図であ
る。
【図２】図４の2-2 線に沿って切断し且つばね組立体を
図示してない断面図である。
【図３】図２の2-2 線に沿って切断し且つ部分的に拡大
して示したカートリッジの断面図である。
【図４】組立後の本発明カートリッジの分解斜視図であ
る。
【図５】組立後の本発明カートリッジにおいて側面カバ
ーを外した斜視図である。
【図６】組立後の本発明カートリッジにおいて側面カバ
ーを外した拡大斜視図である。
【図７】本発明のばね組立体が最小限に撓んだ圧縮状態
を示している略図である。
【図８】本発明のばね組立体が適正に撓んだ圧縮状態を
示している略図である。
【図９】本発明のばね組立体が最大限に撓んだ圧縮状態
を示している略図である。
【図10】多数ペンキャリッジにおける本発明カートリッ
ジの装着操作を３段階で示した斜視図である。
【図11】プリンタ・プロッタに取付けられた本発明の多
数カートリッジの斜視図である。
【図12】本発明の他の局面を具体化している大判プリン
タ・プロッタの斜視図である。
【図13】図12のプリンタ・プロッタのキャリッジ組立体
の斜視図である。
【図14】図13のキャリッジ組立体の更に細部を示す部分
斜視図である。
【図15】図12のプリンタ・プロッタの簡略した前方立面
図である。
【図16】図12のプリンタ・プロッタの簡略した後方立面
図である。
【図17】インクレベル検出回路及びインク充填済の補助
インクレザーバ用ばね付勢プラットフォームを示した概
略図である。
【図18】補助インクレザーバからインクを一部排出した
状態を示す排出している状態を示している図17と同様の
概略図である。
【図19】図12のプリンタ・プロッタに使用されるばね偏
倚袋型カートリッジの部分的に分解して示した斜視図で
ある。
【図20】補助インクレザーバからインクを補充する管に
接続されるカートリッジの補充口を示す側面図である。
【図21】カートリッジを構成する枠体構造の補充口領域
を部分的に示した斜視図である。
【図22】補充口に対する接続管の接続前の状態を示す断
面図である。
【図23】補充口に対する接続管の接続後の状態を示す断
面図である。
【図24】インク背圧を、各種ばね偏倚袋型インクレザー
バのばねレートに関し、ばね偏倚袋型インクレザーバ・
カートリッジから排出されるインクの関数としてインク
背圧を示すグラフである。
【図25】ばね偏倚袋型インクレザーバ・カートリッジと
補助インクレザーバ間のインク密閉流路路を示す略図で
ある。
【図26】補助インクレザーバ及び接続管の底面図であ
る。
【図27】継手要素を含めて補助インクレザーバの一部を
拡大して示した平面図である。
【図28】図27の 24-24線に沿って切断した継手要素の断
面図である。
【図29】補助インクレザーバ、継手要素及び接続管の一
部を拡大して示した断面図である。
【符号の説明】
12,14 カバー板 13 筒口部 20 内部プラスチック枠体 22,24 袋側壁 30 圧力調整装置 40,50 金属側板 41,51 被膜 60 弓形ばね 122 インク充填口 1000 プリンタ・プロッタ 1012 ハウジング 1030 印刷媒体 1100 キャリッジ組立体 1101 キャリッジ 1102,1104,1106,1108 カートリッジ 1110 キャリッジ位置決め機構 1310,1320,1330,1340 接続管 1410,1420,1430,1440 補助インクレザーバ 1450 継手要素 1612 ポテンショメータ 1618 インクレベル計 1730 筒口部 1750 インク補充口
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 エリザベス・ザパタ アメリカ合衆国カリフォルニア州サンディ エゴ マターリン・ドライヴ 15357、 ＃140 (72)発明者 ケニース・ジェイ・カーリアン アメリカ合衆国カリフォルニア州サンディ エゴ シーホーン・サークル 3536 (72)発明者 ジョージ・ティー・カプリンスキー アメリカ合衆国カリフォルニア州サンディ エゴ ロザーハム・アヴェニュー 9050 (72)発明者 デイヴィッド・ダヴリュ・スワンソン アメリカ合衆国カリフォルニア州エスコン ディド フェリシタ・ロード 2750 (72)発明者 ジェームズ・イー・クラーク アメリカ合衆国オレゴン州アルバニー ブ ランブルウッド・レーン・ノース・ウエス ト 4771 (72)発明者 トフィー・コーダパナー アメリカ合衆国カリフォルニア州サンディ エゴ ソコーロ・コート 11156

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 インクジェット・プリントヘッド、及び
    該プリントヘッドに流体連通状態で負圧下で液体インク
    の内部供給を収容する密閉式ばね偏倚袋型主インクレザ
    ーバから成り、該密閉式ばね偏倚袋型主インクレザーバ
    が、可動側壁及び印刷作動中にインクが前記密閉式ばね
    偏倚袋型主インクレザーバから引き出され、前記プリン
    トヘッドから印刷媒体上に排出されると、前記側壁が萎
    まないように偏倚させるための内部ばねを具備している
    インクジェット・カートリッジ（1102）；プリンタ・プ
    ロッタの枠体（1012）；印刷領域に対する媒体前進方向
    （Ｘ）における媒体経路に沿って印刷媒体を前進させる
    ための印刷媒体前進機構（1100）；前記カートリッジ
    （1102）を支持するためのカートリッジ・キャリッジ
    （1100）；スウォースを印刷するためのキャリッジ軸に
    沿って前記枠体（1012）に対し前記カートリッジ・キャ
    リッジ（1100）を移動させるためのカートリッジ・キャ
    リッジ駆動機構（1110）；前記枠体（1012）に対して固
    定されて液体インクの補助供給を収容する密閉式補助イ
    ンクレザーバ（1410）；前記密閉式ばね偏倚袋型主イン
    クレザーバと前記密閉式補助インクレザーバ（1410）間
    に密閉流路を備えるために両レザーバ間を接続するため
    の接続管（1310）；及び背圧を破壊しないように前記密
    閉式ばね偏倚袋型主インクレザーバに対する垂直高さ位
    置に前記密閉式補助インクレザーバ（1410）を位置決め
    するための装置（1510,1512,1514）；から成ることを特
    徴とする印刷媒体（1030）上にインクジェット印刷する
    ためのインクジェットプリンタ・プロッタ（1000）。
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