JPH10157155A - インクジェット印字システム用インク配送システム - Google Patents
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Abstract
従順性、および印字カートリッジ用補助インク源を与
え、インク補給のためにカートリッジの入口ポートに解
放自在に且つ流体的に接続する流体継手を提供するこ
と。 【解決手段】ハウジングと、ハウジングに固定されてイ
ンク滴を媒体上に放出する印字ヘッドと、ハウジング内
に配置された調整器と、印字ヘッドに補給するためのイ
ンク源と、インク源と弁入口を接続するためのインク通
路とを含む。調整器は、入口と出口を有し、出口が印字
ヘッドと流体連通する弁と、基準表面およびインク表面
を有し、基準表面は外気と連通し、インク表面は印字ヘ
ッドと流体接続し、外側大気と印字ヘッドとの間の圧力
差により、インク表面の方に片寄せられる、カートリッ
ジ内の柔軟部材と、柔軟部材のインク表面から力を受
け、基準表面と外気との間の差圧に基づき弁を作動させ
るアクチュエータとを備える。
Description
ンタに関し、更に詳細には、静止インク供給源付き走査
印字ヘッドを有するインクジェットプリンタに関する。
機、および複写機のような感熱式インクジェットハード
コピー装置は、広く受け入れられてきた。これらハード
コピー装置は、Output Hardcopy Devicesの(サンデ
ィエゴのアカデミック・プレス1988年発行、R.C.Dur
beckおよびS.Sherr 編集)の第13章「インクジェット
装置」にW.J.LloydおよびH.T.Taub により、およ
び米国特許第4,490,728号および第4,313,684 号に説明
されている。この技術の基本は更に、ヒューレット・パ
ッカード・ジャーナルの幾つかの号[Vol.36,No.5
(May 1985),Vol.39,No.4(August 1988),Vo
l.39,No.5(October 1988),Vol.43,No.4(Augus
t 1992),Vol.43,No.6(December 1992), および
Vol.43,No.4(February 1994)の色々な論文に記さ
れており、それらを参照により本明細書に取り込む。イ
ンクジェットハードコピー装置は、高品質のプリントを
生成し、コンパクトで持運びでき、且つインクが紙を叩
くだけなので素早く静かに印刷を行う。
いて規定された配列の特定の場所に、個別ドットのパタ
ーンを印刷することにより、印刷画像を形成する。その
場所は直線配列を成す小さいドットであるように便利に
目に見えるようになっている。これらの場所を、時に
「ドット場所」、「ドット位置」、または「画素」とい
う。したがって、印刷動作は、ドット場所のパターンを
インクのドットで埋めることと見なすことができる。
に小さいインク滴を印刷媒体上に放出することによりド
ットを印刷し、通常、各々がインク放出ノズルを有する
一つ以上の印字ヘッドを支持する可動キャリッジを備え
る。キャリッジは、印刷媒体の表面上を通過し、ノズル
は、インク滴をマイクロコンピュータまたは他の制御器
の命令に従って、適切な時機に放出するよう制御され、
インク滴を加えるタイミングは、印刷される画像の画素
のパターンに対応させるよう意図されている。
ち、シリコン基板、基板上に構成された構造、および基
板との接続)は、液体インク(すなわち、溶解着色剤ま
たは溶媒内に分散した顔料)を使用している。該印字ヘ
ッドは、液体インクをインク溜めから受け取るインク放
出室の配列を組み込んだ印字ヘッド基板に取付けられ
た、精密に形成されたオリフィスまたはノズルの配列を
備える。各室は、インクが室とノズルとの間に集まるこ
とができるように、ノズルと反対に配置される。インク
滴の放出は通常、マイクロプロセッサの制御下で行わ
れ、その信号は、電気線路により抵抗器素子に伝えられ
る。電気的印字パルスが、インクジェット発射室の抵抗
器を加熱すると、それに隣接したインクの小部分が蒸発
し、インク滴を印字ヘッドから放出する。正しく配列さ
れたノズルは、ドット行列パターンを形成する。各ノズ
ルの動作を正しい順序で行うと、印字ヘッドが紙を通過
するにつれて、紙の上に文字または画像が印刷される。
の上に印刷しようとする媒体の幅を横断して繰り返し移
動する。媒体を横断するこの移動の増分の指定数ごと
に、各ノズルは、制御マイクロプロセッサのプログラム
出力に従って、インクを放出またはインクの放出を抑制
せしめられる。媒体を横断する移動が完了するごとに、
インクカートリッジの列に配列されたノズルの数に、ノ
ズル中心間の距離を乗じた程の広さの帯を印刷すること
ができる。このような移動または帯が完了するごとに、
媒体は帯の幅だけ前進し、インクカートリッジは次の帯
を始める。信号の選択およびタイミングを正しくするこ
とにより、媒体上に所要プリントが得られる。
は普通、色の完全スペクトルを発生するのに、プリンタ
のキャリッジに取付けた複数の、通常は2個か4個の印
字カートリッジを採用している。4個のカートリッジを
有するプリンタでは、各印字カートリッジは、普通使用
される基本色をシアン、マゼンタ、黄、および黒とし
て、別々の色のインクを備える。2個のカートリッジを
有するプリンタでは、一つのカートリッジに通常、黒イ
ンクが入っており、他のカートリッジは、基本色のシア
ン、マゼンタ、および黄のインクが入っている、3区画
カートリッジである。基本色は、所要色のインク滴をド
ット場所に堆積させることにより媒体上で作られるが、
二次色または濃淡色は、別々の基本色のインクの多数の
滴を同じドット場所に堆積させることにより形成され、
二つ以上の基本色を重ね印刷することにより、十分に確
立されている光学原理に従って二次色が作られる。
ファックス機のような、多数の用途の場合、インク溜め
が、ペン本体に組み込まれるので、ペンのインクが尽き
ると、印字ヘッドを含むペン全体が交換される。
大型描画のような他のハードコピー用途の場合、交換可
能なペンの中に入れることができるよりはるかに大きい
体積のインクを使用するという必要性が存在する。した
がって、最近、管を介して走査カートリッジに接続され
た外部静止インク供給源を提供する、種々の盤外インク
溜めシステムが開発されてきている。外部インク供給源
は通常、「軸外」、「盤外」、または「キャリッジ外」
インク供給源と言われる。インク容量が大きくなるが、
これらキャリッジ外システムには多数の問題も存在す
る。キャリッジ外インク溜めおよび配管用の空間を必要
とすることが、プリンタの大きさに影響し、その結果コ
ストが上昇する。
は、印字カートリッジ内のインク圧力の不要な変動、印
字カートリッジと外部インク供給源との間の流体シール
の不確実さおよび複雑さ、印字カートリッジへの外部イ
ンク供給源の接続によるプリンタの大きさの増大、イン
ク配送システムの詰まり、印字カートリッジに至る管の
内部の空気の蓄積、インクの漏れ、高価格、および複雑
さなどがある。
ートリッジの溜めの中の内部インク容量が、非常に小さ
いことである。新しい印字カートリッジを製造する都
度、自動印字品質テスタ(APQT)により、印字カー
トリッジを動作させる必要がある。これにより、製造業
者は、最低品質規格を満たすことができないカートリッ
ジをふるい落とすことができる。この試験にはインクを
使用する必要がある。インクを使用する別の生産ライン
プロセスには、ノズルのダウンフラッシュ、湿り発射、
および再印刷がある。新しい軸外カートリッジ構成の場
合、内部で利用できるインクの量は、APQT試験を通
じてそれを行うのに、および他のインク使用に十分でな
いことがある。
は輸送および保管の状態にある。したがつて、入口ポー
トを潤滑し保護する手段を設けることも必要である。特
に、ポートを乾燥、インク漏れ、および空気流入から保
護すべきである。
気からのシール、従順性、および印字カートリッジ用補
助インク源を与えるように、インク補給のために印字カ
ートリッジの入口ポートに解放自在に且つ流体的に接続
する流体継手である。
ッジの入口ポートに解放自在に且つ流体的に接続する流
体継手を提供する。流体継手は、印字カートリッジが輸
送および保管状態にある間、印字カートリッジのシール
および入口ポートを潤滑し、乾燥、インク漏れ、および
空気流入から保護する手段として動作する。流体継手は
また、印字カートリッジ用補助インク溜めを提供する。
流体継手は更に、外部インク供給源から印字ヘツドへの
インク導管を提供する。
に挿入される交換可能な印字カートリッジを備えたイン
クジェットプリンタに有利に利用される。印字カートリ
ッジの流体相互接続部が、印字カートリッジをキャリッ
ジに挿入して、外部インク源と印字カートリッジとの間
の流体接続を完成すると、キャリッジの流体相互接続部
と接続される。流体相互接続は、印字カートリッジとイ
ンク管との間で、単に印字カートリッジを走査キャリッ
ジの区画の中に配置することにより行われる。圧力調整
器が、印字カートリッジの内部でも外部でもよいが、外
部インク源から印字カートリッジまでのインクの流れを
調整する。外部インク源を加圧してもよいし、加圧しな
くてもよい。
定されてインク滴を媒体上に放出する印字ヘッドと、ハ
ウジング内部に配置された調整器と、印字ヘッドに補給
するためのインク源と、インク源と弁入口を接続するた
めのインク通路とを含む、インクジェット印字システム
のインク配送システムである。調整器は、入口および出
口を有し、出口が印字ヘッドと流体連通している弁と、
印字カートリッジ内部にあって、基準表面およびインク
表面を有する柔軟部材であって、基準表面は外側大気と
連通し、インク表面は印字ヘッドと流体接続し、外側大
気と印字ヘッドとの間の圧力差により、インク表面の方
に片寄せられる柔軟部材と、柔軟部材のインク表面から
力を受け、基準表面と外側大気との間の差圧に基づき弁
を作動させるアクチュエータとを備える。
入れた、そのカバーを取り外した状態の、インクジェッ
トプリンタ10の一実施例の斜視図である。一般に、プリ
ンタ10は未使用の紙を保持するトレー12を備える。印刷
動作を開始すると、トレー12からの紙のシートが、シー
トフィーダを使用してプリンタ10に送られ、次にU方向
に回って今度はトレー12に向かって反対方向に進む。シ
ートは印刷領域14で停止し、一つ以上の印字カートリッ
ジ18を備える走査キャリッジ16がシートを横断して走査
され、シート上にインクの帯を印刷する。
常のステッパモータおよび送りローラ20を使用して、印
刷領域14内の次の位置まで歩進的にシフトさせ、キャリ
ッジ16が再びシートを横断して走査し、次のインク帯を
印刷する。シートへの印刷が終了すると、シートをトレ
ー12の上方位置まで前進させ、その位置に保持してイン
クを確実に乾燥させてから解放する。
部に配置された出力トレーを有するものであり、紙シー
トは、U方向に送り返されることなく、印刷領域14を通
して送られる。
く、一般に、キャリッジ16がそれに沿って滑る滑り棒2
2、およびキャリッジ16にある光検出器により光学的に
検出されて、キャリッジ16を精密に位置決めするための
符号ストリップ24を備える。ステッパモータ(図示せ
ず)は、通常の駆動ベルト及びプーリ装置を使用してキ
ャリッジ16に接続されるが、キャリッジ16を印刷領域14
を横断して移動させるのに使用される。
に記した他のインクジェットプリンタの斬新な特徴は、
印字カートリッジ18へと、結局は印字ヘッドのインク放
出室へとインクを供給するインク配送システムに関連す
る。このインク配送システムは、交換可能なインク供給
カートリッジ31、32、33、および34を備えた軸外インク
供給ステーション30を備えており、これらは加圧されて
いても大気圧であってもよい。カラープリンタの場合、
通常は黒インク、黄インク、マゼンタインク、およびシ
アンインクに対して別々のインク供給カートリッジが存
在する。
供給源カートリッジ31-34から4個の印字カートリッジ1
8に運ぶ。
び印字カートリッジの種々の実施例を本明細書で説明す
る。
ているが、紙トレーを取り外した他のプリンタ10の俯瞰
図である。図示のように、電気コネクタ37が、プリンタ
10とパーソナルコンピュータとの間に接続される。種々
の図を通じて同じ番号で識別する要素は同じである。
配送システムを示す。この実施例の場合、図示のよう
に、4個の交換可能なインク供給源カートリッジ42-45
が、走査キャリッジ48の上方の固定ステーション46に配
置される。ステーション46のこの特定の場所およびイン
ク供給カートリッジ42-45の水平配置の結果として、プ
リンタ40の内部の利用可能な空間を効率良く利用できる
ことになる。他の実施例の場合、ステーション46を、プ
リンタ40の内部のどこにでも垂直に配置することもでき
る。
キャリッジ48に配置される。4本の管36は、各々インク
供給カートリッジ42-45に接続されるが、キャリッジ48
の四つの区画の各々について、ゴム隔壁52で流体連通し
ている。各印字カートリッジ50の一部として形成される
中空針60(図4)は、印字カートリッジ50をキャリッジ
48の内部のその関連隔壁に押し込むと、ゴム隔壁52を貫
いて挿入されるので、特定のインク供給カートリッジ42
-45と特定の印字カートリッジ50との間に、印字カート
リッジ50にインク供給を行う流体連通経路が存在する。
矢印53の方向に入り、次にU方向に案内されて戻り、印
刷領域14を通って矢印54の方向に移動する。キャリッジ
48は次に、印刷領域14を横断して走査して、シート上に
印刷する。他の実施例の場合、紙のシートは矢印53の方
向で印刷領域14に入る。
あり、印字カートリッジ50および隔壁52を断面で示して
いる。この断面図では、穴65を開閉することにより圧力
を調整する、印字カートリッジ50内の調整弁は示されて
いない。キャリッジ48の下部にある開口が、各印字カー
トリッジ50の印字ヘッド位置58を露出させる。キャリッ
ジ電極49が、印字カートリッジ50に配置された接触パッ
ドに対向している。
カートリッジ50の内部のインク室61と流体連通する。中
空針60は、隔壁52の中心を貫いて形成された自己封止ス
リットを通して延伸している。この自己封止スリット
は、針60を取り外すと、ゴム隔壁52の弾力により自動的
に封止される。
穴65を経てインク室61に達している。導管62は、印字カ
ートリッジ本体と一体にすることもできる。導管62は、
印字カートリッジ本体に、糊付け、熱かしめ、超音波溶
接、または別様で固定することができる。
れる管36により、キャリッジ48に供給される。管36は、
SaranTMのような塩化ポリビニリデン(PVDC)、ま
たは他の適切なプラスチックで形成することができる。
管36は、非常に柔軟なポリマ材料で形成し、PVDCに
浸漬して管による空気の拡散を減らすこともできる。好
適実施例の場合、非加圧インク管36の内径は約1.5-2.5m
m であるが、加圧インク管36の内径は約1-1.5mm であ
る。多岐管66は、インク流をそれぞれ90°方向を向けな
おす。このような多岐管66は、管36が十分細長く座屈せ
ずに曲げることができれば、不要であろう。加圧軸外イ
ンク源(後で説明する)は、このような細長い管を使用
する。多岐管66の代替例として、熱形成管からモールド
または成形された一連のエルボがある。
壁52に経路指定し、隔壁52を支持する。隔壁52は、クリ
ンプキャップ73を使用して、エルボ71に固定される。
の区画68に設けられて、針60を隔壁52に挿入したとき、
隔壁52をx、y、およびz方向に或る程度移動可能にし
て、針60にかかるx、y、およびz方向の負荷を最小に
し、針60の周りに液密および気密シールを確保する。ベ
ロー67は、ブチルゴム、高アクロルニトリルのニトリル
ゴム、または他の、蒸気および空気伝達性の低い柔軟材
料から形成することができる。ベロー67は、どんな長さ
にすることもでき、柔軟ダイアフラムにさえすることが
できる。
り、隔壁52がz公差を大きくし、針60にかかる負荷を最
小にし、針60の周りに緊密なシールを確保することが可
能となる。
ット72は、各印字カートリッジ50のタブと整列して、区
画68内での印字カートリッジ50の移動を制限する。
気口74は、印字カートリッジ50の圧力調整器により使用
されるが、後で説明することにする。代替実施例の場
合、別々の調整器を、軸外インク源と各印字カートリッ
ジ50との間に接続することができる。
ジ48の斜視図であり、配置された一つの印字カートリッ
ジ50を示している。
ロー67が、U形、円形、または真直ぐの柔軟な管で置換
えられている。
された円形の柔軟管63を示す。
上面図である。
なく、管63は管36(またはその一部)に接続される。管
63を案内するのに、プラスチックガイド64を使用するこ
とができる。
に、隔壁52を支持している剛いプラスチックエルボ71に
直接接続される。
ことができる個別ラッチにより、走査キャリッジ内部に
固定することができ、この場合ラッチは、印字カートリ
ッジのタブまたは隅に押し下げる。他の実施例の場合、
蝶番式バーのような単一ラッチが、4個のすべての印字
カートリッジをキャリッジ内部の所定位置に固定する。
66、管36、クリンプキャップ73、隔壁52、隔壁エルボ7
1、ばね70、およびエルボ67の詳細図である。管36用の
応力解放器77も図示されている。
の斜視図である。覆い76(図5にも図示してある)が、
針60(覆い76により隠されている)を囲み、印字カート
リッジ50をキャリッジ48に配置したとき、針60に不注意
に接触するのを防止するとともに、隔壁52(図4)と針
60との整列を補助する。
号付きスロットと整列して、正しいカラー印字カートリ
ッジ50が、正しい区画68に確実に配置されるようにす
る。他の実施例の場合、符号付きタブ79は覆い76に配置
される。
る柔軟テープ80が、印字カートリッジ50に固定される。
これら接触パッド86は、キャリッジ48にある電極49(図
4)と整列し、これと電気的に接触している。好適に
は、キャリッジ48にある電極は、印字カートリッジ50の
方に弾力的に片寄せられ、信頼性の良い接触を確保して
いる。このようなキャリッジ電極は、Jeffrey Thoman
他による「Datum Formation for Improved Alignment o
f Multiple Nozzle Members in a Orinter(プリンタの
多数ノズル部材の整列を改良するためのデータム形
成)」と称する、本出願人による米国特許第5,408,746
号に見出され、この特許を参照により本明細書に組み込
む。
積回路チップ78が、印字カートリッジ50の幾つかのパラ
メータに関して、プリンタにフィードバックを行う。
す。図示のように、平行な2列の偏りノズル82が、テー
プ80を貫いてレーザ融除される。インク充填穴81を利用
して、初期に印字カートリッジ50にインクが充填され
る。ストッパ(図示せず)は、初期充填後に、穴81を永
久的にシールしようとするものである。
C−5Cに沿ってとった、印字カートリッジ50の断面図
である。図示のように、覆い76は、隔壁52を受け、隔壁
52を針60に対して中心付ける、内部円錐形または先細の
部分75を有している。代替実施例の場合、針60は別々の
部分組立体の一部であり、覆い76は別々の部分組立体で
あり、それは、製造しやすくするためと、カラーキータ
ブが覆いに配置されると仮定すると、覆いを変えること
によりカラーキーを変えることができるようにするため
である。
続は、印字カートリッジをキャリッジ内に押し下げると
きインク接続が行われる、押し下げ接続式のものであ
る。これにより、インク経路が印字カートリッジの上方
に突出しないので、得られるプリンタを極めて低背型に
することができる。印字カートリッジから突出した針を
有する図示した実施例の場合、針を隔壁で置換ることが
でき、走査キャリッジの隔壁を中空針で置換ることがで
きる。
ッド組立体83の基本原理を示す。印字ヘッド組立体83
は、好適には、内部にレーザ融除により形成されたノズ
ル82を有する柔軟なポリマテープ80(図12)である。
導体84(図15)が、テープ80の裏面に形成され、キャ
リッジ48の電極と接触するための接触パッド86に終端す
る。導体84の他端は、種々のインク放出室およびインク
放出素子が形成される基板88の端子に、窓87を通して接
合される(図15)。インク放出素子は、ヒータ抵抗器
または圧電要素とすることができる。印字ヘッド組立体
は、Brian Keefe他による「Ink Delivery System for
an Inkjet Printhead(インクジェット印字ヘッド用イ
ンク配送システム)」と称する、本出願人による米国特
許第5,278,584 号に記載されているものと同じである。
尚、この特許を参照により本明細書に組み込む。このよ
うな印字ヘッド組立体の場合、印字カートリッジ50内の
インクは、長方形基板88の縁の周りを流れ、各インク放
出室に至るインク溝90に流入する。
室61からインク放出室94までのインク92の流れを示す。
インク放出素子96および98を付勢すると、インク滴10
1、102が関連ノズル82を介して放出される。ホトレジス
ト障壁層104が、インク溝およびインク室を形成し、接
着剤層106が、柔軟テープ80を障壁層104に固定する。他
の接着剤108によって、テープ80とプラスチック印字カ
ートリッジ本体110との間のシールが与えられる。一実
施例の場合、壁112が、基板88の二つの縁の周りのイン
ク経路を分離し、異なる色のインクが壁112の両側に供
給される。
ッジ本体110に、糊付けまたは熱かしめされる。
ド86に加えられた到来電気信号を多重分離し、印字ヘッ
ド79が印刷領域を横断して走査する際に、種々のインク
放出素子を選択的に付勢して、ノズル82からインク滴を
放出させる。一実施例の場合、インチあたりのドット
(dpi)解像度は300dpiであり、300個のノズル82が存在
する。他の実施例の場合、少なくとも黒インクカートリ
ッジが600dpiの解像度で印刷を行う。
5が配置される、他の実施例の走査カートリッジ120の斜
視図である。印字カートリッジの一つ122を図19に示
してある。軸外インク供給ステーション128(図18)
からの管36は、インクを多岐管130に供給し、そこでイ
ンクは、各印字カートリッジ122-125について、90°イ
ンターフェースキャップ132に向け直される。好適に
は、各キャップ132は、各印字カートリッジ122-125内の
カラーインクと同様の色のものである。この実施例と図
4の実施例の相違点は、針60(図4)を隔壁52(図4)
に押し込むのではなく、隔壁133(図20)を、印字カ
ートリッジ122の上から突出する中空針134(図19)の
上に押し下げることにより、インクが印字カートリッジ
122-125と結合される、という点にある。また図19に
図示されるものとして、内部圧力調整器用の排気口74、
正しいカラー印字カートリッジを確実に正しいキャリッ
ジ区画に配置するための符号付きタブ135、および印字
ヘッドの場所58がある。
カラーインク供給カートリッジ136-139の内3個だけが
インク供給ステーション128に配置される。インク供給
ステーション128の区画から突出している中空針142は、
図23および図24に関して更に詳細に説明することに
するが、管36の一つと流体連通している。各インク供給
カートリッジ136-139の中のインクは大気圧にあり、イ
ンクは、各印字カートリッジ内部の調整器により決定さ
れる、各印字カートリッジ122-125内部の負圧により各
印字カートリッジ122-125へと引き込まれる。
ク供給カートリッジが加圧される。加圧および非加圧イ
ンク供給の両実施例において、各印字カートリッジ内部
の調整器は、印字カートリッジに供給されるインクの圧
力を調整する。
ジ120に配置された印字カートリッジ122は、針134に直
接接続されたインク供給カートリッジ139を備えるの
で、キャリッジ120は、印字カートリッジ122およびイン
ク供給カートリッジ139を支持している。インク供給カ
ートリッジ139の隔壁が、図20に示したと同じように
して、針134に接続される。インク供給カートリッジ139
は、好適には、低背型プリンタを達成するよう、背を低
くするように作られる。
ーション128に接続される、図17のキャリッジ120およ
び印字カートリッジ組立体の側面図である。
軸外インク供給ステーション128のインク供給カートリ
ッジ138の断面図である。そこで分かるように、インク
源支持体144から上向き方向に突出している中空針142
が、インク供給カートリッジ138のゴム隔壁146を貫いて
挿入され、インク供給カートリッジ138内のインク溜め1
48と、多岐管150内の一つのインク導管との間に流体連
通経路を作っている。一実施例の場合、インク溜め148
は、後に説明する潰れ得るインク袋を備える。多岐管15
0内のインク導管は、走査キャリッジ120の中の色々な印
字カートリッジに接続する管36に結合される。
ら突出している針142の詳細図である。また図示されて
いるのは、インク供給カートリッジ138を取り外したと
き、針穴147を覆うゴム部分145′を有するばね負荷加湿
器145、および管36に接続されたプラスチックのエルボ1
49である。エルボ149は、図24の実施例の場合、多岐
管150(図23)に置き変わるものである。
ション128の多岐管150の斜視図である。多岐管150は、
内部インク導管152-155を明示するよう開いてある。
7の印字カートリッジ122-125に向けなおすための、図
17の走査キャリッジ120の多岐管130の4本のインク導
管156の斜視図である。
158の部分断面で示す斜視図である。
ートリッジの上面から突出する針を備える代わりに、中
空針を受けるゴム隔壁160を備える点を除けば、図17
に示す印字カートリッジ122-125のいずれか一つと同じ
とすることができる。印字カートリッジ158は、図17
のキャリッジ120と同様のキャリッジに配置すべきであ
る。軸方向通路162が、隔壁160に形成された中心スリッ
トと、印字カートリッジ158内部のインク室164とを連通
している。キャップ166が、頚部168および隔壁160にク
リンプされ、隔壁160と印字カートリッジ158の残りの部
分との間にシールを形成している。また、キャップ166
をクリンプすることにより、隔壁160を圧縮すべく機能
するため、中心スリットが確実にシールされる。
軟テープ80は、印字カートリッジ158の側面に明示され
ている。キャリッジの電極に接続するための接触パッド
86も図示されている。
ッジ158の隔壁160との間の流体相互接続を示す。管36
は、軸外インク供給源に接続されるが、中空針170の外
側に嵌まっている。針170は、好適には、直径が約1.2mm
の18ゲージのステンレス鋼である。走査キャリッジのハ
ウジング172が、ばね174、および剛いプラスチックカラ
ー176および従順な内側部分178から成る滑り加湿器を収
容している。従順な内側部分178にあるポケット180が、
従順な内側部分178と針170との間の摩擦を軽減する。図
28で、印字カートリッジ158は、流体相互接続を行う
前にキャリッジに配置される。
テムを印字カートリッジ158の上に降ろした後、軸外イ
ンク供給源と印字カートリッジ158との間で完成した流
体相互接続部を示す。流体相互接続システムの下向き力
は、針170を隔壁160の中心スリットを通して挿入させな
がら、ばね174を圧縮する。従順な内側部分178およびゴ
ム隔壁160は互いに接触している。インクは今や、軸外
インク供給ステーションから、管36を通り、中空針170
を通り、中空針170に形成された穴182を通り、軸方向経
路162を通って、印字カートリッジのインク室164に入る
(図27)。
ンク供給カートリッジ139からのような、交換可能なイ
ンク供給カートリッジから直接突出し、インク供給カー
トリッジおよび印字カートリッジ158は、走査キャリッ
ジにより支持される。
70の周りに気密シールを作る。スリットは、針170が隔
壁160から引き出されるとシールされる。
軸外インク供給ステーションからインクが供給される。
例および軸外インク供給源と印字カートリッジとの間の
インク相互接続を図示してきた。
インク室の圧力を調整するために、本明細書に記載の印
字カートリッジ実施例のどれかに使用できる、圧力調整
器を示している。したがって、軸外インク供給システム
の圧力は調整されない。調整器は、印字カートリッジ内
のインク室を、わずかではあるが一定な負圧(たとえ
ば、水柱-2から-7インチ)にさせて、インクが印字ヘッ
ドのノズルから垂れるのを防止する。また、軸外インク
供給システムが大気圧にあれば、たとえインク供給シス
テムの位置が印字カートリッジよりわずかに下にあって
も、印字カートリッジ内のこのわずかな負圧が、軸外イ
ンク供給システムからインクを引き出すように作用す
る。調整器はまた、印字カートリッジのインク室内を所
望の負圧に維持しながら、加圧軸外インク供給源の使用
を可能にする。調整器は、印字ヘッドの構成にもよる
が、水柱0から-50インチまでの広い範囲の負圧(または
背圧)を与えるように設計することができる。
器の説明において、隔壁235(図30)を有する図27
の印字カートリッジ158と同様の型式の印字カートリッ
ジを参照するが、同様の概念を用いる調整器が、どんな
他の印字カートリッジ実施例にも使用できることを理解
すべきである。
ね、カートリッジ用ハウジングであるペン本体242と、
ハウジングのキャップを形成する冠243とを備えた印字
カートリッジを示す。ペン本体の遠端に配置されるの
は、タブヘッド組立体244すなわちTHAである。TH
Aは、フレックス回路245と、印字ヘッド240を形成する
シリコンダイ246とを備える。THAは通常の構造のも
のである。またペン本体242の内部に配置されるのは、
圧力調整器レバー248、アキュムレータレバー250、およ
び柔軟な袋252である。図30では、袋を完全に膨れて
いるように示してあるが、明瞭にするため図31には図
示してない。圧力調整器レバー248およびアキュムレー
タレバー250は、図31に示したばね253、253′により
共に押される。ばねに対抗して、袋が外側に膨れるにつ
れて二つのレバーを離して広げる。袋は、冠243にプレ
ス嵌めされる留め具254にかしめられる。この留め具に
は、弦巻迷路の形状をとる周囲圧力への排口255があ
る。排口は、袋の内側に接続し流体連通しているので、
袋は基準圧力に維持される。弦巻経路は、袋から水が拡
散するのを制限する。
3に詳細に示す。参照番号257は概ね、袋252がレバーを
直接押している区域の位置を示している。レバー248
は、レバーの回転軸を形成する二つの対向軸258の周り
を回転する。レバーの回転は、図47に示すように、レ
バーがペン本体242と係合すると停止する。軸は、深い
スロットにより形成された片持ち梁259の端に配置され
るので、片持ち梁および軸は、製造中広げて離しておく
ことができ、図44に示すように、冠243の適所にスナ
ップ留めすることができる。圧力調整器レバー248の平
面と垂直に、弁座261および弁座ホルダ262がある。弁座
は、ホルダの所定位置に押し込まれ、弾力材料から製作
される。袋252の膨張および収縮に応答して、圧力調整
器レバー248は、軸258、258′の周りを回転し、弁座を
開かせ、下に説明するように、冠243の相手面に対して
遮断させる。この回転運動は、インクプレナム238(図
46)へのインクの流入を制御する。弁座にかかる力を
最大にすることと、レバーの十分な運動を得ることとの
間には最適化が存在する。実際に構成された実施例の場
合、概ね点257にあるレバーの重心と軸258の間の距離
と、弁座の中心と軸258の間の距離とのレバー比は、2
対1と5対1の間にあり、4対1が好適である。圧力調
整器はまた、ばねボス264を備え、ばね253(図31)に
係合する。ばねボスは、製造時に、図31に示してない
二つの肩265により保護される。
てあるが、これは、袋252がレバーを直接支承する作動
区域268を備える。レバーは、二つの対向軸270、270′
の周りを回転し、これらはアキュムレータレバーの回転
軸を形成する。軸は、片持ち梁271の遠隔に配置される
ので、軸および片持ち梁は、製造時に、広げ離しておく
ことができ、下に説明するように、冠243の所定位置に
スナップ留めすることができる。アキュムレータレバー
はまた、ばね253(図31)の他端に係合するばねボス2
72を備える。圧力調整器のばねボス64と同様に、アキュ
ムレータのボス272は、製造時に肩273により保護され
る。これらの肩は図31に示してない。
印字カートリッジ214に捕らえられる空気に起因するだ
けでなく、他の圧力変化にも起因して、体積変化に適応
するよう共に動作する。アキュムレータは背圧の変動を
和らげるよう機能する。アキュムレータレバーは、その
内側が周囲圧力にある袋を絞り、空気を袋から押し出
し、印字カートリッジに捕らえられた空気を膨張させ
る。
0および袋252の移動により与えられるが、弾力性弁座26
1(図32)と協働して圧力調整器レバー248により与え
られる追加の蓄積がある。弁座はばねとして動作し、弁
を遮断しながら調整器レバー248が幾らか移動できるよ
うにする。換言すれば、プレナム238(図46)の背圧
が減少するにつれて、袋252がレバーに及ぼす力は少な
くなり、ばね253がレバーを共に押す。調整器レバーの
運動により弁座は圧縮され、調整器レバーは更に少し遮
断する。この、調整器レバー248が袋252と共に移動する
ことにより、幾らか追加の空気順応が生ずる。
力調整器レバーのボス264(図32および21)がその
回転軸に対するよりも、アキュムレータレバーの回転軸
に近いことを認めるベきである。この距離の差により、
アキュムレータレバーは、圧力調整器レバーが移動する
前に作動せしめられる。
すように、レバーの止め275がクラウン243内部の表面27
6に係合するまで、軸270の周りを回転する。この止めに
より、インクプレナムの背圧が降下したとき、アキュム
レータレバーが、圧力調整器レバー248に近付きすぎて
これを妨害するのが防止される。アキュムレータレバー
は、図46および図47に示すように、ペン本体242と
接触するまで反対方向に回転する。
バー248、250を共に押す弦巻引っ張りばねを示してい
る。ばねは、予備負荷されており、コイルのループを各
遠端にした状態で、ボス264、272と係合する。各ループ
は平行な、交差する、完全に閉じた、中心のあるループ
である。このばねは、その全移動範囲にわたり、その力
の変動の最小量を一定にするように設計されているの
で、背圧を可能なかぎり厳密に調整することができる。
袋252を支持し、その袋を冠243に取付ける。この留め具
は、冠に係合し、それで密封シールを形成するリップ27
8を備える。留め具内には、袋の内部と周囲圧力とを連
通する排口255がある。留め具の遠端には、隆起した円
形ボス279と、競走トラック形状のボス280がある。袋25
2は二つのボスにかしめられる。円形ボスは、袋と留め
具との間の主シールを与える。競争トラック形状のボス
は、二次的な冗長シール面を与えるだけでなく、袋の更
なる支持および位置決めをも与える。
は、インクプレナム238(図46)の背圧と、留め具254
の排口255を介して連通する周囲圧力との間の差圧の関
数として膨張および収縮する。袋は、図36において、
完全に膨張しているように示してある。袋は、レバーの
行程の全範囲を通じて、最大接触面積で二つのレバー24
8、250に抗して押すように設計されている。袋は、多層
膜の単一シートから形成され、軸284の周りで膨張およ
び収縮する二つの肺282を備える。肺は互いに連通し、
同じ基準圧力に維持される。各肺には両側に二つの隆起
域283があるので、全体で四つの隆起域がある。互いに
支え合う二つの内部隆起域は、図36には図示されてい
ないが、参照番号283′および283″で示してある。留め
具とは反対の側には、袋が完全に収縮しているとき、空
気が流れる経路となる、隆起域の間の隆起連通溝285
(図38、図40)を備える。隆起域は、袋の残りの部
分よりも薄く、軸284の周りのレバーの移動および肺の
運動に対して、一層大きい柔軟性を与える。隆起域は、
レバーに対する袋の相対運動または滑りを排除するよう
に設計されている。非常にわずかの圧力で動作するシス
テムの場合、この不要な影響をヒステリシスと呼んでい
る。肺および隆起領域を組合せると、その中に袋が膨張
できる余分な材料が得られるだけでなく、差圧の変化に
より、袋が押しのけるインク体積の変化が最大にもな
る。
示す。最初に、平らな膜のシート287が所定の大きさに
切断される(図37)。膜は、厚さが1ミル(0.0254m
m)と3ミル(0.1572mm)との間の多層構造であり(一
つのレールは25.4ミクロンである)、1.5ミル(0.0381m
m)が好適な厚さである。好適実施例の場合、三つの材
料が受容可能な性能を示している。すなわち、(1)P
E/結合材/PVDC/結合材/PE、(2)PE/結合材/
PVDF/結合材/PE、および(3)PE/結合材/EV
OH/結合材/PEである。PVDCは、ポリ塩化ビニリ
デンであり、そのダウ社の商品がサランとして知られて
いる。EVOHは、エチレン-ビニルアルコール共重合
体である。PEはポリエチレンである。結合材は、異物
質を共に結合するのに使用される層である。PVDFは
ポリ弗化ビニリデンであり、KynarTMの商標名で販売さ
れている。次に、シートをダイ板の上に置き、熱および
真空を加えて四つの隆起領域288、288′を形成する(図
38)。四つの隆起区域またはポケット288′の内二つ
は連通していることに注目されたい。その後、シート28
7を、図39に示すように、留め具254の二つのボス27
9、280に熱かしめする(図35)。次に、穴289を膜
の、円形ボスの中心にあけ、留め具の排口255との連通
を確立する。次にシートを軸290に沿って折畳み、余裕
ができる袋の周辺をかしめる。このかしめは、三つの開
継目に沿って行うが、図41に参照番号291で示してあ
る。次に袋の周縁を切り落とす。その後、袋を、図41
に示すように、留め具の長手軸296に沿って折り畳む。
これにより、袋に二つの肺282、282′が形成される。図
41、図42、および図36を参照すると、留め具の長
手軸296および図41の折畳み線は、袋の膨張/収縮を含
む二つの肺の回転の軸284に平行である。
クがプレナム238に入る先細ノズルまたはオリフィス292
とを備えた冠243の下面を示す。弁面は、圧力調整器レ
バー248にある弁座261(図32)と嵌合する。この嵌合
は、図44にも示してある。インクは、流体相互接続
部、隔壁235、およびオリフィス292を通って流れる。先
細オリフィス292は、弁座261と弁面293との間の接触面
積を減らし、それにより、弁のシール圧力が増大する。
46)内部の背圧は、レバー248により制御される。冠2
43の弁面293の隣に、嵌合材254(図36)のリップ278
を受ける円形ボス294がある。ボス294およびリップは密
閉シールを形成する。圧力調整器レバー248の軸258、25
8′(図33)は、上述の片持ち梁構造により許容され
るように、ジャーナル295、295′にスナップ嵌めされ
る。同様にアキュムレータレバー250の軸270、270′
は、ジャーナル297、297′(図43)に受けられる。ま
た冠の下側に配置されているのは、アキュムレータレバ
ー250にある止め275(図34)に係合する表面27
6である。止め275および表面276は、アキュムレータレ
バーが圧力調整器レバー248を妨害しないようにする。
46、および図47に示す。カートリッジの初期状態で
は、インクプレナム238の内部にインクが存在せず、袋2
52はしなやかである。プレナムの背圧は周囲圧力に等し
い。ばね253は二つのレバー248、250を共に完全に押
す。
印字ヘッド240(図30)のノズルで引き、インクを印
字カートリッジに引き込む。この真空に応答して、アキ
ュムレータレバー250が最初に移動し、図36に示すよ
うに、袋が膨張し始める。アキュムレータレバーは、図
36に示すように、ペン本体242の側壁に係合するま
で、その回転軸の周りを回転し続ける。この時点で、圧
力調整器レバー248が移動し始め、インクは、オリフィ
ス292(図43)を通ってプレナム238に入り始める。
に、ペン本体242の側壁に係合するまで、その回転軸の
周りを回転することができる。これは弁の全開位置であ
る。調整器レバーは、印刷の速さ、および印字ヘッドが
どれだけ速くインクを必要とするかに依存して、図46
と図47に示す状態の間を移動する。
たは印刷が停止すると、圧力調整器レバー248は、ゆっ
くり回転してばね253の押しによりオリフィスを閉じ
る。レバー248および250は、印字カートリッジの正常状
態または定常状態である図46に示す状態に戻る。この
状態は、印刷の直前または印刷に続いて発生する。
ンクプレナム238に入った気泡を示す。印字カートリッ
ジが温度上昇を受けるか、またはその高度が増大する
と、気泡はプレナム内で膨張する。気泡の膨張は、泡の
体積変化が原因である圧力変化に起因した袋252の収縮
により補償されるが、次いで泡の体積変化により、アキ
ュムレータレバーが、図46に示す状態から図45に示
す状態の方に移動する。加えて、弁座261の弾力のた
め、調整器レバー248が付随して幾らか運動する。他
方、気泡が収縮すると、袋は応答して膨張し、圧力調整
器レバー248がオリフィスを開き、インクをプレナムに
入れる。換言すれば、気泡の膨張または収縮により、袋
が逆に、すなわち、膨張に対して収縮することにより、
収縮に対して膨張することにより補償される。各レバー
は袋の運動を追跡し、アキュムレータレバー250は、レ
バー腕の距離の差のため、調整器レバー248より先に回
転する。
源30)のインクが空になると、レバー248、250は図47
の全開位置へと回転し、印字ヘッドがインクの放出を停
止する。
示すような非加圧インク供給カートリッジ300の分解図
である。このようなインク供給カートリッジ300は、そ
のインク供給源が空になってしまうと、インク供給源支
持体(たとえば、図23の支持体144)から簡単に取り
外され処分される。流体相互接続部へのこのようなイン
ク供給カートリッジ300の接続は、図23に関して説明
した。
れ得るインク袋302と、二つの剛いプラスチックハウジ
ング部材303および304から構成される。インク袋302
は、MylarまたはEVAのような柔軟膜、低密度ポリエ
チレン層と、接着剤と、金属化ポリエチレンテレフタレ
ートとを有する多層膜、または参照により本明細書に組
み込む、本出願人による米国特許第5,450,112号に記載
の9層膜から形成することができる。インク袋302の端
をハウジング部材303または304に熱かしめまたは超音波
溶接して、袋302の移動を制限することができる。
に形成されたスロットと整列して、正しいカラーインク
供給カートリッジが、確実にインク供給源支持体の正し
い区画に挿入される。一実施例の場合、インク供給源支
持体も、ばね負荷ラッチを使用して、タブ305にラッチ
してカートリッジ300を固定し、またユーザにカートリ
ッジ300が正しく配置される旨の触覚フィードバックを
与える。
口307を通してインク袋302に部分的に挿入され、糊また
は熱融着により、開口307に対してシールされる。ポペ
ット308が留め具306から突出している。袋留め具306
は、プラスチックハウジング部材303および304に形成さ
れたスロット307により、適所に堅く保持される。
を通してに挿入され、続いてポペット玉311が挿入され
る。玉311は、ステンレス鋼またはプラスチックとする
ことができる。
の穴310に挿入される。隔壁313を次にクリンプし、クリ
ンプキャップ314を使用してポペット308に固定する。
通している中空針142(図23)が、図29に示すよう
に、挿入されるその中心を貫いて形成されたスリット31
5がある。隔壁313のスリット315は、針を取り外すと、
隔壁313の弾力により自動的に押されて閉じる。
インクが隔壁313のスリット315を通して漏れないという
追加の保証を与える働きをする。スリット315を通して
針が挿入されていないと、ポペットばね309は、ポペッ
ト玉311を、閉じたスリット315に対して押すので、玉31
1は、スリット315の閉鎖に連携して、インク漏れに対す
るシールを与える。
ペットを使用して、流体相互接続を設計することが可能
である。ポペットの無い隔壁は、針の周りを半径方向シ
ールで確実にシールする。しかし、隔壁のあるインク源
がプリンタに長期間設置されていると、隔壁は圧縮固化
する傾向がある。取り外すと、隔壁はそれ自身を完全に
再シールしないことがある。供給源を傾けたり、落とし
たりすれば、インクが漏れだすことがある。ポペット弁
には(それ自身で)、圧縮固化の問題なく、自己シール
するという長所(隔壁に比較して)がある。しかし、ポ
ペット弁は、針の周りをシールしないという点で信頼性
が少ない。したがって、カートリッジを用いて耐漏洩流
体相互接続を確保するには、或る種の面シールを確立し
なければならない。加えて、ポペット弁は、シールして
いる表面が硬質プラスチックである場合、信頼性が変化
する。すなわち、シール表面の小さい欠陥によって漏洩
する傾向がある。隔壁/ポペット弁の組合せは、両者の
長所、すなわち、圧縮固化の問題を排除しながら、針の
周りの隔壁の非常に良好なシールを利用することによ
り、これらの制限を克服する。更に、隔壁の内面は、欠
陥にあまり敏感でないポペット弁に対する従順なシール
表面を与える。
装置316が、インク供給カートリッジ300に永続的に取付
けられる。この回路は、インク供給源の挿入を確認する
こと、供給源内の残存インクの指示を与えること、およ
びインク供給源とシステムの残りの部分との互換性を保
証する符号を与えること、などの多数の機能を提供す
る。
圧力が与えられる。これにより、インク供給源を印字カ
ートリッジに接続する管を更に細くすることができ、ま
たインク供給ステーションを印字カートリッジの下にう
まく配置することができる。インク袋302に剛い側面パ
ネル318を設けて、ばね力を分散させることにより、ば
ねを使用してインク袋302の側面を共に押し、正の内部
圧力を作り出すことができる。弓形ばね、渦巻きばね、
泡、ガス、または他の弾力装置が、ばね力を供給するこ
とができる。他の実施例の場合、インク袋302をガスの
ような間歇圧力源により加圧することもできる。代替と
して、本出願人により1996年8月30日に出願された「Ink
jet Printing System with Off-Axis Ink Supply Havin
g Ink Path Which Does Not Extend above Print Cartr
idge(印字カートリッジの上に突出しないインク経路を
有する軸外インク供給源を備えたインクジェット印刷シ
ステム)」と称する、米国特許出願第08/706,121号に記
載されているような、インク供給源内のポンプを使用す
ることもできる。この特許出願を参照により本明細書に
組み込む。
は他のなんらかの理由により、インク供給源320をドッ
キングベイ338から容易に取り外すことができる。取り
外すと、流体出口328および流体入口342は閉じて、残り
のインクがプリンタ内にまたはユーザに漏れないように
するのに役立つ。次に、インク供給源は廃棄されるか、
または後に再設置するために保管される。このようにし
て、本発明のインク供給源320は、インクジェットプリ
ンタのユーザに、インクジェットプリンタに信頼性があ
り且つ容易に交換可能であるインク供給源を与える、簡
単で経済的な方法を提供する。
り、インクが溜めから空になるにつれて、溜めの体積を
変化させることが可能となる。これは、インクが溜めか
ら空になるにつれて作り出される背圧の量を減らすこと
によって、溜めの中のすべてのインクを引き出して使用
可能とするのに役立つ。
リッジ、および軸外インク配送システムは、インクを印
字カートリッジ印字ヘッドのノズルに与える種々の組合
せに使用することができる。一例として、記載の印字カ
ートリッジのいすれかを、加圧または非加圧インク供給
カートリッジに使用することができる。インク供給カー
トリッジは、アクセスを便利にするため、使用しやすく
するため、空間を最大限利用するため、および所望の配
送インク体積を可能とするためのプリンタに構成するこ
とができる。圧力調整器は、好適実施例の場合、印字カ
ートリッジと一体であるが、それによって、印字ヘッド
の性能をインク供給源および印字ヘッドの相対高さに無
関係にすることができる。
備えているものである。しかし、或る状況では加圧が必
要なことがある。これは、動圧または静圧変化の原因を
考察することにより最も良く理解される。印字ヘッドの
静圧は、印字ヘッドが止まっていて、且つ通常、調整器
のばねにより水柱-2から−6インチに最適に設定されて
いる場合に存在する圧力として規定される。しかし、イ
ンク供給源が、印字ヘッドの下6インチを越えて配置さ
れていれば、調整器は常に開いており(上の設定点範囲
を仮定すると)、静圧は常に高さが異なる。更に事態を
悪くするのは、問題とする圧力が、印字ヘッドが動作時
に受ける圧力として規定される、動圧である。したがっ
て、実際の動圧は、大きい負数になることさえあり、調
整器範囲外にある。
決される。これは前述の方法によりまたはばねを使用し
て一定のインク供給圧を与えることにより行うことがで
きる。これは、相対高さ、または動圧降下に影響する他
の因子に対抗するように行うことができる。動圧降下を
増大させる因子には、印字ヘッドにより使用されるイン
クの割合、配管直径の減少、配管長さの増大、およびイ
ンク粘度の増大がある。加圧は、圧力が印刷品質推進圧
力仕様内に、調整器により完全に制御されるまで、増大
させねばならない。
3、19および27に示した印字カートリッジは、イン
ク供給ステーション30に解放可能に取付けられたキャリ
ッジ外インク供給源31-34と流体連通している。この流
体連通がなければ、新しい軸外構成インクカートリッジ
の溜め内のインク容量は非常に少なくなり、これら印字
カートリッジ50は、ほぼ1ccのインクしか放出できな
い。しかし、新しいカートリッジ50を製造すると、自動
印刷品質テスタに通す必要がある。これにより、製造業
者は、最低品質規格に合格できないカートリッジをふる
い分けることができる。インクを使用する別の生産ライ
ンプロセスには、ノズルのダウンフラッシュ、湿式発
射、および再印刷がある。この試験にはインクを使用す
る必要がある。新しい軸外カートリッジ構成の場合、内
部で利用できるインクの量は、自動印刷品質テスタを通
し、上記インクを他に利用するには不十分である。
に、カートリッジは輸送され、保管されている。したが
って、中空針60および印字カートリッジ50の入口ポート
を潤滑し保護する手段を設ける必要もある。特に、中空
針60および入口ポートを、乾燥、インク漏洩、および空
気流入から保護すべきである。
継手すなわちアダプタ400の一実施例である。流体継手
すなわちアダプタ400は、中心部または本体部402と、第
1肩部404と、第2肩部406を備える。第1の肩404は、
その端部において、中空針60および印字カートリッジの
入口ポートとインターフェースをとるための隔壁408を
備える。第2の隔壁(図示せず)は、第2の肩の端部に
含まれるが、それは、生産ラインインク供給源にある針
に接続するためである。流体継手またはアダプタ400
は、継手を印字カートリッジに挿入した場合に、流体継
手400を案内し整列させるための案内412を備える。また
図示されているのは、流体継手400の本体402に取付けら
れた把手414である。
された流体継手またはアダプタ400を示す。印字カート
リッジ420は、中空針(図示せず)を囲んで保護する覆
い422を備える。印字カートリッジ420は、流体継手また
はアダプタ400の把手414を受けるために、覆い422に開
口424を有する。覆い422は内部テーパを有し、これは、
肩404および案内412における対応するテーパと嵌合し
て、流体継手またはアダプタ400を針60に対して受け且
つ中心出しし、流体継手またはアダプタ400を、それが
上向きに覆い422に挿入されたとき摩擦により保持す
る。継手400を印字ヘッドに固定するために、どんな形
式のラッチ方法をも使用できることが認められよう。印
字カートリッジ420の下部に配置された印字ヘッドノズ
ル配列416は、インクを418の方向に下向きに放出する。
を図52に示してある。この実施例の場合、内部室430
には、インクで飽和した発泡樹脂材431が充填される。
図53に示す実施例の場合、内部室に浮袋432が入って
いる。浮袋432の壁434は弾性材料から作られる。図54
は、内部室430に配置されたばね袋436が存在する場合の
一実施例を示す。ばね袋の壁438は、MylarまたはEV
Aのような柔軟膜、低密度ポリエチレンと、接着剤と、
金属化ポリエチレンテレフタレートの層を有する多層
膜、または、参照により本明細書に組み込む、本出願人
による米国特許第5,450,112 号に記載の9層膜のよう
な、材料から作られる。インク浮袋またはインク袋の端
部は、流体継手400に熱かしめまたは超音波溶接を施し
て、移動を制限することができる。ばね袋436は、袋壁4
38の内面に配置された側板440に押しつけるばね442によ
り、片寄せられ開いている。図51は、図50の線A−
Aに沿って取った、印字カートリッジ420の断面図であ
る。図51は、隔壁408を貫いて、流体継手またはアダ
プタ400の本体402の内部に配置された内部室430へと入
る中空針60を示す。図51に示す実施例の場合、内部室
430は中空であり、隔壁410を貫いて挿入された針(図示
せず)から供給されるインク用の流体導管として働く。
浮袋432およびばね袋436は、従順部材として機能する。
インクが浮袋またはばね袋から引き出されるにつれて、
それらは内部室430の中で潰れる。この従順性により、
浮袋またはばね袋に背圧が生じ、この背圧は、浮袋また
はばね袋が潰れるにつれて増大する。たとえば、米国特
許第4,500,895 号(浮袋式インク溜め)、および米国特
許第5,359,353 号(ばね袋式インク溜め)を参照。これ
ら全ては、本出願人によるものであり、参照により本明
細書に組み込む。
施例は、上に示した機能を与えることに加えて、製造時
にカートリッジと共に走行できるインク溜めを提供し、
それにより、印字カートリッジの再充填の必要性が排除
される。認められるように、この溜めは、0.5から50cc
までのどれかの量のインクを保持するよう寸法決め可能
である。したがって、この溜めは、キャリッジ搭載の補
助インク溜めを提供することさえでき、それにより、軸
外インク供給源の必要性が排除される。
に対する異なる形状を示す。他の形状に変えることも可
能であり、また本発明の範囲内であることが認められる
であろう。
プタ400の実施例は、次の機能を備えている。すなわ
ち、(1)針および印字カートリッジの入口ポートから
のインクの漏れを防止し、(2)空気が印字カートリッ
ジ内に流入するのを防止し、(3)補助的な基板搭載イ
ンク溜めを提供し、(4)たとえば、印字カートリッジ
生産ラインでのような、他のインク供給源からの入口お
よび流体継手を提供することである。
(3)を提供するが、他のインク供給源との流体継手は
提供しない、本発明の一実施例である。この実施例の場
合、印字カートリッジ50の針60とインターフェースをと
るために、隔壁408が一つしか存在しない。インクで飽
和した発泡樹脂材431の下には、未飽和の発泡樹脂材が
ある。排気穴452が設けられ、インクが引き出される際
に空気を入れることができる。任意として、空気を通す
が液体を通さないGortexのような材料を、飽和した発
泡樹脂材の界面に使用することもできる。図57に示す
実施例は、発泡樹脂材を充填した内部室を備えるが、上
述の浮袋およびばね袋の実施例も利用することができ
る。
本体402および肩404、406の形状は、円筒であるが、他
のどんな形状も利用できる。その上、本体402および肩4
04、406の形状は同じである必要はない。唯一つの制約
は、流体継手400の肩404が、針60および肩422と嵌合し
て、流体継手400と印字カートリッジ420の入口ポートと
の間のシールを効果的にする能力にある。
する上に示した実施例の場合、針を隔壁で置換え、流体
継手の隔壁を中空針で置換ることができる。これはま
た、補助インク供給源に接続する隔壁に関する場合でも
ある。
型圧力調整器は、図1および図2に示したもの以外の広
い範囲の製品実施例を与える。たとえば、このようなイ
ンク配送システムは、図58に示すようなファクシミリ
機500に使用されるインクジェットプリンタに組み込む
ことができ、図58には、走査カートリッジ502と軸外
インク配送システム504が、管506を介して接続される様
子を想像線で示してある。
た、本明細書に記載のインク配送システムを組み込んだ
複合ファクシミリ/複写機とすることもできる。走査印
字カートリッジ502と軸外インク供給源504が、管506を
介して接続される様子を想像線で示してある。
れは、トレー518により支持される広い連続した紙ロー
ルに印刷を行う。図示のように、走査印字カートリッジ
502は、管506を介して軸外インク供給源504に接続され
ている。
は、重い仕事を共有する傾向にある。それら機械はしば
しば、無管理で多数枚コピーに使用される。したがっ
て、大容量(50-500cc)のインク供給源が、これら機械
にとって望ましい傾向にある。対照的に、家庭用プリン
タまたは可搬プリンタは、製品の大きさおよびコストを
最小にするために、低容量供給源を備えるのが最良であ
ろう。したがって、図1および図2に示す製品配置は、
このような形状係数の小さい、またはコストの低い用途
に最も適している。
たが、当業者には、本発明の更に広い態様から逸脱する
ことなく、変更および修正を行い得ることは明らかであ
り、したがって、特許請求の範囲は、本発明の真の精神
および範囲に入るようなすべての変更および修正を、請
求項の範囲内に包含するものである。
配送システムにおいて、ハウジングと、インク滴を媒体
上に放出するために、ハウジングに固定された印字ヘッ
ドと、ハウジング内に配置される調整器であって、入口
および出口を有し、出口は印字ヘッドと流体連通してい
る弁と、印字カートリッジ内の柔軟部材であって、該柔
軟部材は、基準表面およびインク表面を有し、基準表面
は外側大気と連通し、インク表面は印字ヘッドと流体連
通しており、外側大気と印字ヘッドとの間の圧力差によ
り、インク表面に向かって片寄せられる柔軟部材と、柔
軟部材のインク表面から力を受け、基準表面と外側大気
との間の差圧に基づいて弁を作動させるアクチュエータ
と、を備える調整器と、印字ヘッドに補給するためのイ
ンク源と、インク源と弁入口を接続するためのインク通
路と、からなることを特徴とするインク配送システム。
とは反対の方向に流れる部分を含むことを特徴とする、
前項1記載のインク配送システム。
と平行な方向に流れる部分を含むことを特徴とする、前
項1記載のインク配送システム。
と垂直な方向に流れる部分を含むことを特徴とする、前
項1記載のインク配送システム。
体連通し且つ第1の流体継手を有する第1の導管と、前
記弁と流体連通し且つ第2の流体継手を有する第2の導
管とを含み、第1および第2の流体継手は、前記インク
源と前記弁との間の流体接続を与えるように適応される
ことを特徴とする、前項1記載のインク配送システム。
え、前記第2流体継手は針および隔壁を備えることを特
徴とする、前項5記載のインク配送システム。
定されることを特徴とする、前項5記載のインク配送シ
ステム。
の内側は前記基準表面を与え、該袋の外側は前記インク
表面を与えることを特徴とする、前項1記載のインク配
送システム。
成り、前記アクチュエータは、少なくとも一つの袋を押
し、それにより弁を作動させる調整器レバーを備え、該
調整器レバーは、レバーが袋の膨張および収縮を追跡す
るように、袋の膨張および収縮の軸に平行な回転軸を有
することを特徴とする、前項8記載のインク配送システ
ム。
えるアキュムレータレバーから更になることを特徴とす
る、前項9記載のインク配送システム。
を備えることを特徴とする、前項1記載のインク配送シ
ステム。
上に取付けるべく適応されることを特徴とする、前項1
記載のインク配送システム。
走査するように適応されることを特徴とする、前項11
記載のインク配送システム。
れた固定位置に配置すべく適応されることを特徴とす
る、前項11記載のインク配送システム。
ッジと、該走査キャリッジに取付けられたハウジング
と、インクを放出方向にある媒体上に放出するために、
ハウジングに取付けられた印字ヘッドと、ハウジング内
に配置された調整器であって、入口および出口を有し、
出口は印字ヘッドと流体連通している弁と、印字カート
リッジ内の柔軟部材であって、基準表面およびインク表
面を有し、基準表面は外側大気と連通し、インク表面は
印字ヘッドと流体連通しており、外側大気と印字ヘッド
との間の圧力の差により、インク表面に向かって片寄せ
られる柔軟部材と、柔軟部材のインク表面から力を受
け、基準表面と外側大気との間の差圧に基づいて弁を作
動させるアクチュエータと、を備える調整器と、インク
源からインクを受け、インクを弁入口に供給する流体導
管と、からなることを特徴とする印字システム。
とは反対の方向に流れる部分を有することを特徴とす
る、前項15記載の印字システム。
と平行に流れる部分を有することを特徴とする、前項1
5記載の印字システム。
と垂直に流れる部分を有することを特徴とする、前項1
5記載の印字システム。
通している入口継手を備え、前記流体導管は、入口継手
に流体的に接続する出口継手を備えることを特徴とす
る、前項15記載の印字システム。
字カートリッジの入口ポートに解放自在に且つ流体的に
接続する流体継手を提供することが可能となる。流体継
手は、印字カートリッジが輸送および保管状態にある
間、印字カートリッジのシールおよび入口ポートを潤滑
し、乾燥、インク漏れ、および空気流入から保護する手
段として動作する。流体継手はまた、印字カートリッジ
用補助インク溜めを提供する。流体継手は更に、外部イ
ンク供給源から印字ヘツドへのインク導管を提供する。
一実施例の斜視図である。
タの上面図である。
トプリンタのインク配送システムおよびキャリッジの斜
視図である。
ャリッジの断面図である。
ジを俯瞰した斜視図である。
な管の使用を示す。
図である。
軟な管を組み込んだキャリッジの上面図である。
軟な管を組み込んだキャリッジの斜視図である。
キャリッジに配置された流体相互接続部との間のインタ
ーフェースの詳細図である。
の流体相互接続部分の斜視図である。
の流体相互接続の他の斜視図である。
ている図12の印字カートリッジの断面図である。
体の簡略前面図である。
ッジの部分の断面図であり、印字ヘッドのインク放出室
へのインクの流れを示している。
リッジを組み込んだ走査キャリッジの斜視図である。
ートリッジが配置されているインク供給ステーションで
ある。
る。
た図19の印字カートリッジの側面図である。
び図20の印字カートリッジのインク再充填ポートに係
合しようとしている交換可能なインク供給カートリッジ
を示す。
で表した側面図である。
インク供給ステーションに配置された流体相互接続部分
の詳細図である。
いる二つの部品の斜視図である。
の部品の斜視図である。
の部分切り開き図である。
と、走査キャリッジの流体相互接続部との間の相互接続
の前の状態を示す。
と、走査キャリッジの流体相互接続部との間の相互接続
の後の状態を示す。
た斜視図であり、本明細書に記載の印字カートリッジの
どれにでも内部に配置できる、インク圧力調整器を示し
ている。
ジの圧力調整器部分組立体の斜視図である。
レバーの斜視図である。
である。
のアキュムレータ・レバーの斜視図である。
図である。
び留め具の斜視図である。
ある。
ある。
ある。
ある。
ある。
ある。
ある。
冠および圧力調整器の、一部切り開いた、斜視図であ
る。
分断面で表した側部立面図である。
分断面で表した側部立面図である。
分断面で表した側部立面図である。
る。
る。
継手の斜視図である。
れた図49の流体継手を有する図50の印字カートリッ
ジの部分断面図である。
9の流体継手の断面図である。
断面図である。
断面図である。
れた流体継手の代替実施例を有する、図16の印字カー
トリッジの部分断面図である。
れた流体継手の代替実施例を有する、図16の印字カー
トリッジの部分断面図である。
したファクシミリ機の斜視図である。
ともできる複写機の斜視図であり、インク配送システム
の一実施例を想像線輪郭で示している。
判インクジェットプリンタの斜視図である。
Claims (1)
- 【請求項1】 インクジェット印字システム用インク配
送システムにおいて、 ハウジングと、 インク滴を媒体上に放出するために、ハウジングに固定
された印字ヘッドと、 ハウジング内に配置される調整器であって、 入口および出口を有し、出口は印字ヘッドと流体連通し
ている弁と、 印字カートリッジ内の柔軟部材であって、該柔軟部材
は、基準表面およびインク表面を有し、基準表面は外側
大気と連通し、インク表面は印字ヘッドと流体連通して
おり、外側大気と印字ヘッドとの間の圧力差により、イ
ンク表面に向かって片寄せられる柔軟部材と、 柔軟部材のインク表面から力を受け、基準表面と外側大
気との間の差圧に基づいて弁を作動させるアクチュエー
タと、を備える調整器と、 印字ヘッドに補給するためのインク源と、 インク源と弁入口を接続するためのインク通路と、から
なることを特徴とするインク配送システム。
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