JPH10329342A - インクジェット式印字ヘッドから空気を除去する方法および装置 - Google Patents
インクジェット式印字ヘッドから空気を除去する方法および装置Info
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- JPH10329342A JPH10329342A JP10132211A JP13221198A JPH10329342A JP H10329342 A JPH10329342 A JP H10329342A JP 10132211 A JP10132211 A JP 10132211A JP 13221198 A JP13221198 A JP 13221198A JP H10329342 A JPH10329342 A JP H10329342A
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-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
- B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
- B41J2/00—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
- B41J2/005—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
- B41J2/01—Ink jet
- B41J2/17—Ink jet characterised by ink handling
- B41J2/175—Ink supply systems ; Circuit parts therefor
- B41J2/17503—Ink cartridges
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- B41J2/19—Ink jet characterised by ink handling for removing air bubbles
Landscapes
- Ink Jet (AREA)
- Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 インクジェット式印字ヘッドのリザーバから
減圧技術を用いてエアポケットを効果的に除去する。 【解決手段】 印字ヘッド１２はノズル２７とリザーバ
３４を有し、リザーバ入口３２がカートリッジ１０に密
着している。高バキューム源２２からノズル２７とカー
トリッジ１０の通気孔１８とに高いバキューム圧を作用
させると、減圧によりヘッドとカートリッジのエアポケ
ットが拡大する。ノズル２７へのチャネルよりもリザー
バ入口３２の流動抵抗が低いので、リザーバ３４のエア
ポケットは入口３２を通り抜けカートリッジ１０のエア
ポケットに合わさる。バキューム解除でカートリッジ１
０内のエアポケットが縮小する。印字品質に影響するリ
ザーバ３４内のエアポケットはなくなる。複数のカート
リッジ１０を収容した容器にバキューム源を接続して
も、バキューム源を含む付属品をプリンタに取り付けて
もよい。
減圧技術を用いてエアポケットを効果的に除去する。 【解決手段】 印字ヘッド１２はノズル２７とリザーバ
３４を有し、リザーバ入口３２がカートリッジ１０に密
着している。高バキューム源２２からノズル２７とカー
トリッジ１０の通気孔１８とに高いバキューム圧を作用
させると、減圧によりヘッドとカートリッジのエアポケ
ットが拡大する。ノズル２７へのチャネルよりもリザー
バ入口３２の流動抵抗が低いので、リザーバ３４のエア
ポケットは入口３２を通り抜けカートリッジ１０のエア
ポケットに合わさる。バキューム解除でカートリッジ１
０内のエアポケットが縮小する。印字品質に影響するリ
ザーバ３４内のエアポケットはなくなる。複数のカート
リッジ１０を収容した容器にバキューム源を接続して
も、バキューム源を含む付属品をプリンタに取り付けて
もよい。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はインクジェット式印
刷装置に関し、特に印刷装置の印字ヘッドから空気を除
去することによる、インクジェット・プリンタの印刷品
質低下の防止に関する。
刷装置に関し、特に印刷装置の印字ヘッドから空気を除
去することによる、インクジェット・プリンタの印刷品
質低下の防止に関する。
【０００２】
【従来の技術】ドロップ・オン・デマンド（: drop-on-
demand）式インクジェット・プリンタによる印刷の品質
を保持するためには、周知のようにプリンタの印字ヘッ
ドにエアポケットあるいは気泡が存在しないべきであ
り、印字ヘッドのノズル面は周期的に掃除し、プリンタ
を使わない時は、これにキャップを被せておくべきであ
る。気泡あるいはエアポケットが印字ヘッドの内部、特
にノズルに通じるインク・マニホルドやリザーバに形成
されると、エアポケットはインクの流れを制限するため
その規模が大きければ印刷の品質を低下させることにな
る。インクの流れが制限されるとノズルへ至る通路すな
わち流路への補充が遅れ、液滴放出の安定性は大幅に低
下する。空気は一般に、たとえば米国特許第５，４０
４，１５８号で開示された、印字ヘッドの保守部位（ス
テーション）におけるプライミングによって取り除かれ
るが、多くの場合、インクが印字ヘッドから引き出され
てもエアポケットはそのまま残る。乾燥した残留インク
や紙の繊維、ほこり、その他異物は印字ヘッドのノズル
面に集まり液滴の方向に影響を与えるため、印字ヘッド
のノズル面は、たとえば米国特許第４，８５３，７１７
号および同第５，４０４，１５８号に開示されたワイパ
ー・ブレード（:wiper blade）によって周期的に掃除し
なければならない。印字ヘッドのノズルにキャップを被
せる目的は、印字ヘッドのノズルに露呈したインクを乾
燥させないためである。米国特許第５，３３９，１０２
号に開示されたように、印字ヘッドのノズル面は、たと
えば印刷領域から保守部位まで印字ヘッドが移動してプ
リンタが印刷中でない時に、印字ヘッドを支持するキャ
リッジの動きで保守部位において自動的にキャップを被
せられる。米国特許第５，３３９，１０２号では、プラ
イミング動作により印字ヘッドから気泡を除去し、保守
部位において印字ヘッドのノズル面にキャップを被せる
試みがなされているが、必ずしもインクの引出しによっ
て印字ヘッドのリザーバからエアポケットは除去され
ず、一部のノズルはインクが切れて（スターブド・オブ
・インク: starved of ink）インク液滴を放出しなくな
る。
demand）式インクジェット・プリンタによる印刷の品質
を保持するためには、周知のようにプリンタの印字ヘッ
ドにエアポケットあるいは気泡が存在しないべきであ
り、印字ヘッドのノズル面は周期的に掃除し、プリンタ
を使わない時は、これにキャップを被せておくべきであ
る。気泡あるいはエアポケットが印字ヘッドの内部、特
にノズルに通じるインク・マニホルドやリザーバに形成
されると、エアポケットはインクの流れを制限するため
その規模が大きければ印刷の品質を低下させることにな
る。インクの流れが制限されるとノズルへ至る通路すな
わち流路への補充が遅れ、液滴放出の安定性は大幅に低
下する。空気は一般に、たとえば米国特許第５，４０
４，１５８号で開示された、印字ヘッドの保守部位（ス
テーション）におけるプライミングによって取り除かれ
るが、多くの場合、インクが印字ヘッドから引き出され
てもエアポケットはそのまま残る。乾燥した残留インク
や紙の繊維、ほこり、その他異物は印字ヘッドのノズル
面に集まり液滴の方向に影響を与えるため、印字ヘッド
のノズル面は、たとえば米国特許第４，８５３，７１７
号および同第５，４０４，１５８号に開示されたワイパ
ー・ブレード（:wiper blade）によって周期的に掃除し
なければならない。印字ヘッドのノズルにキャップを被
せる目的は、印字ヘッドのノズルに露呈したインクを乾
燥させないためである。米国特許第５，３３９，１０２
号に開示されたように、印字ヘッドのノズル面は、たと
えば印刷領域から保守部位まで印字ヘッドが移動してプ
リンタが印刷中でない時に、印字ヘッドを支持するキャ
リッジの動きで保守部位において自動的にキャップを被
せられる。米国特許第５，３３９，１０２号では、プラ
イミング動作により印字ヘッドから気泡を除去し、保守
部位において印字ヘッドのノズル面にキャップを被せる
試みがなされているが、必ずしもインクの引出しによっ
て印字ヘッドのリザーバからエアポケットは除去され
ず、一部のノズルはインクが切れて（スターブド・オブ
・インク: starved of ink）インク液滴を放出しなくな
る。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】このような背景の下、
印字ヘッドのリザーバ内のエアポケットを効果的に除去
し、印字品質のさらなる向上を図れるようにすることが
望まれる。特に、インクをできるだけ無駄にすることな
くエアポケットを除去可能にすることが望まれる。
印字ヘッドのリザーバ内のエアポケットを効果的に除去
し、印字品質のさらなる向上を図れるようにすることが
望まれる。特に、インクをできるだけ無駄にすることな
くエアポケットを除去可能にすることが望まれる。
【０００４】本発明の目的は、印刷品質を低下させるエ
アポケットを印字ヘッドから効果的に除去する方法を提
供することにある。
アポケットを印字ヘッドから効果的に除去する方法を提
供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明の一態様は、細管
状（毛管状）の充填されたチャネル（流路）を介してイ
ンクリザーバと流体が通るように接続された複数の液滴
放出ノズルを有するインクジェット式印字ヘッドであっ
て、前記リザーバが、通気孔（ベント）とを介して大気
と通気するインク充填供給カートリッジに密閉状態で取
り付けられた入口を有し、前記リザーバの入口では前記
チャネルよりも流動抵抗が低くなっているインクジェッ
ト式印字ヘッドからの空気除去方法であって、高バキュ
ーム源から前記印字ヘッドのノズルおよびカートリッジ
の通気孔にバキューム圧（バキューム、真空、減圧）を
適用する工程と、前記バキューム源による前記バキュー
ム圧を所定の値まで増加させ、前記印字ヘッドおよびカ
ートリッジ内の周囲空気（ambient air）のポケットを
拡大（膨張）させる工程と、前記リザーバの入口の前記
低流動抵抗を利用して、前記印字ヘッドのリザーバ内の
拡大（膨張）エアポケットを前記チャネルではなく前記
カートリッジへの前記リザーバの入口を通って移動させ
る工程と、前記印字ヘッドのリザーバからの前記拡大エ
アポケットを前記カートリッジ内の拡大エアポケットに
合わせる工程と、前記印字ヘッドのノズルとカートリッ
ジの通気孔に適用した前記バキューム圧を解除すること
によりエアポケットを縮小（収縮）させ、前記カートリ
ッジ内では周囲空気条件のエアポケットへの縮小が行わ
れ、前記印字ヘッドのリザーバにはエアポケットがない
状態にする工程と、を含むことを特徴とする。
状（毛管状）の充填されたチャネル（流路）を介してイ
ンクリザーバと流体が通るように接続された複数の液滴
放出ノズルを有するインクジェット式印字ヘッドであっ
て、前記リザーバが、通気孔（ベント）とを介して大気
と通気するインク充填供給カートリッジに密閉状態で取
り付けられた入口を有し、前記リザーバの入口では前記
チャネルよりも流動抵抗が低くなっているインクジェッ
ト式印字ヘッドからの空気除去方法であって、高バキュ
ーム源から前記印字ヘッドのノズルおよびカートリッジ
の通気孔にバキューム圧（バキューム、真空、減圧）を
適用する工程と、前記バキューム源による前記バキュー
ム圧を所定の値まで増加させ、前記印字ヘッドおよびカ
ートリッジ内の周囲空気（ambient air）のポケットを
拡大（膨張）させる工程と、前記リザーバの入口の前記
低流動抵抗を利用して、前記印字ヘッドのリザーバ内の
拡大（膨張）エアポケットを前記チャネルではなく前記
カートリッジへの前記リザーバの入口を通って移動させ
る工程と、前記印字ヘッドのリザーバからの前記拡大エ
アポケットを前記カートリッジ内の拡大エアポケットに
合わせる工程と、前記印字ヘッドのノズルとカートリッ
ジの通気孔に適用した前記バキューム圧を解除すること
によりエアポケットを縮小（収縮）させ、前記カートリ
ッジ内では周囲空気条件のエアポケットへの縮小が行わ
れ、前記印字ヘッドのリザーバにはエアポケットがない
状態にする工程と、を含むことを特徴とする。
【０００６】本発明の一態様では、上述の方法を、印字
ヘッドのエアポケットあるいは気泡が印字ヘッドのリザ
ーバ容積の約３０％のサイズに達したとき、印字ヘッド
を一体的に具備するインク供給カートリッジに対して行
う。インク供給カートリッジの通気孔にはホースに接続
する手段が設けてある。インク供給カートリッジは、イ
ンクジェット式プリンタの移動（並進）可能なキャリッ
ジに取り付けられると、印刷領域の記録媒体を横切って
進退したり、印字ヘッドのノズルにキャップを被せるプ
リンタの保守部位（メンテナンスステーション）へ周期
的に移動したりする。保守部位のキャップは低バキュー
ム源に接続し、ピンチ弁（ピンチバルブ: pinch valv
e）により低バキューム源に対して選択的に開放する。
本方法を用いて印字ヘッドから空気を除去する前に、キ
ャップとインク供給カートリッジの通気孔を高バキュー
ム源に接続する手段を設け、本空気除去方法を製造の最
終段階だけでなくプリンタにおいても行うことができ
る。
ヘッドのエアポケットあるいは気泡が印字ヘッドのリザ
ーバ容積の約３０％のサイズに達したとき、印字ヘッド
を一体的に具備するインク供給カートリッジに対して行
う。インク供給カートリッジの通気孔にはホースに接続
する手段が設けてある。インク供給カートリッジは、イ
ンクジェット式プリンタの移動（並進）可能なキャリッ
ジに取り付けられると、印刷領域の記録媒体を横切って
進退したり、印字ヘッドのノズルにキャップを被せるプ
リンタの保守部位（メンテナンスステーション）へ周期
的に移動したりする。保守部位のキャップは低バキュー
ム源に接続し、ピンチ弁（ピンチバルブ: pinch valv
e）により低バキューム源に対して選択的に開放する。
本方法を用いて印字ヘッドから空気を除去する前に、キ
ャップとインク供給カートリッジの通気孔を高バキュー
ム源に接続する手段を設け、本空気除去方法を製造の最
終段階だけでなくプリンタにおいても行うことができ
る。
【０００７】
【発明の実施の形態】図１に本実施形態の、一体印字ヘ
ッド１２を具備する使い捨てインク・カートリッジ１０
を示す。このカートリッジは、本明細書に参照する米国
特許第５，５１９，４２５号に開示のカートリッジに類
似したものである。カートリッジは、典型的にはチャン
バ１６を構成する軽量、丈夫なプラスチック製のハウジ
ング１４を含み、チャンバに内蔵されるたとえばポリエ
ステルの針状（ニードルド:needled）フェルトのような
第１の吸収体（図示せず）にインクを貯蔵する。チャン
バは気密に封止されるが、後述する印字ヘッドのノズル
へ通じる封止されたインク流動通路と、チャンバの床部
２０に貫通し大気に開口する通気孔（ベント）１８とは
その限りではない。通気孔は適当な導管２４および弁２
６を介して高バキューム源（高減圧源または高真空源）
２２に選択的に接続できるようにしてある。高バキュー
ム源２２はプリンタと一体部分であっても、後述する別
個の付属品であっても構わない。この選択的な接続によ
り、通気孔は、プリンタの印刷モード時には大気に開口
し、カートリッジに高バキューム源からのバキューム
（減圧）をはたらかせるには弁により大気に対して閉塞
される。凹部すなわち窪み２８はチャンバの床部に一体
形成され、出口（アウトレット）３８を有する移行流路
に接続する開口すなわち出力ポート３０を含み、出口３
８は印字ヘッドのリザーバ３４の入口（インレット）３
２と位置あわせされ、これを封止している。第２の吸収
部材３１は、第１の吸収体より大きい毛管引力（capill
ary force）を持ち、凹部２８の開放端を覆っている。
フィルター３３は選択的に第２の吸収部材と凹部２８の
開放端との間に差し込まれる。移行流路３６は、インク
流動抵抗を最小にするように幾何学的に整形され、その
形状は気泡が移行流路からカートリッジの凹部２８へ移
動するのに寄与する。移行流路を図２に、想像線で等角
的により分かりやすく示す。
ッド１２を具備する使い捨てインク・カートリッジ１０
を示す。このカートリッジは、本明細書に参照する米国
特許第５，５１９，４２５号に開示のカートリッジに類
似したものである。カートリッジは、典型的にはチャン
バ１６を構成する軽量、丈夫なプラスチック製のハウジ
ング１４を含み、チャンバに内蔵されるたとえばポリエ
ステルの針状（ニードルド:needled）フェルトのような
第１の吸収体（図示せず）にインクを貯蔵する。チャン
バは気密に封止されるが、後述する印字ヘッドのノズル
へ通じる封止されたインク流動通路と、チャンバの床部
２０に貫通し大気に開口する通気孔（ベント）１８とは
その限りではない。通気孔は適当な導管２４および弁２
６を介して高バキューム源（高減圧源または高真空源）
２２に選択的に接続できるようにしてある。高バキュー
ム源２２はプリンタと一体部分であっても、後述する別
個の付属品であっても構わない。この選択的な接続によ
り、通気孔は、プリンタの印刷モード時には大気に開口
し、カートリッジに高バキューム源からのバキューム
（減圧）をはたらかせるには弁により大気に対して閉塞
される。凹部すなわち窪み２８はチャンバの床部に一体
形成され、出口（アウトレット）３８を有する移行流路
に接続する開口すなわち出力ポート３０を含み、出口３
８は印字ヘッドのリザーバ３４の入口（インレット）３
２と位置あわせされ、これを封止している。第２の吸収
部材３１は、第１の吸収体より大きい毛管引力（capill
ary force）を持ち、凹部２８の開放端を覆っている。
フィルター３３は選択的に第２の吸収部材と凹部２８の
開放端との間に差し込まれる。移行流路３６は、インク
流動抵抗を最小にするように幾何学的に整形され、その
形状は気泡が移行流路からカートリッジの凹部２８へ移
動するのに寄与する。移行流路を図２に、想像線で等角
的により分かりやすく示す。
【０００８】印字ヘッド１２と回路板４２とはヒートシ
ンク４０に接合し、ワイヤボンド４１により電気的に接
続され、印字ヘッド組立体４６を形成する。組立体４６
は、かしめピン（ステイクピン:stake pins）４４によ
りカートリッジのハウジング１４に取り付けられ、かし
めピン４４はカートリッジのハウジングと一体成形さ
れ、ヒートシンクの位置決め孔４３に挿通している。か
しめピンは超音波的にかしめられ固定ヘッド４５を形成
し、固定ヘッド４５は印字ヘッド組立体をカートリッジ
に固着し、印字ヘッドのリザーバの入口は移行流路の出
口３８と整列しこれを封止している。
ンク４０に接合し、ワイヤボンド４１により電気的に接
続され、印字ヘッド組立体４６を形成する。組立体４６
は、かしめピン（ステイクピン:stake pins）４４によ
りカートリッジのハウジング１４に取り付けられ、かし
めピン４４はカートリッジのハウジングと一体成形さ
れ、ヒートシンクの位置決め孔４３に挿通している。か
しめピンは超音波的にかしめられ固定ヘッド４５を形成
し、固定ヘッド４５は印字ヘッド組立体をカートリッジ
に固着し、印字ヘッドのリザーバの入口は移行流路の出
口３８と整列しこれを封止している。
【０００９】図２に印字ヘッド１２の拡大略等角図を示
す。印字ヘッドは、加熱要素とアドレス指定（アッドレ
ッシング:addressing）電極（図示せず）とを具備する
ヒーター板（プレート）４８と、並列する流路（チャネ
ル）５１（破線で表示）のアレイと入口３２を有するリ
ザーバ３４（破線で表示）とを具備する流路板（channe
l plate）５０とを含み、流路の一端は印字ヘッドの前
面２９を通って開口しノズル２７としての働きをする。
リザーバは、ノズルとして働く流路端部の反対の端と流
体連通している。厚いフィルムの層５２、たとえばポリ
イミドを、加熱要素と電極を含むヒーター板の表面に堆
積させるが、加熱要素および電極端子（図示せず）上の
フィルム層は取り除くようにパターン化して、加熱要素
をピット（図示せず）に配置し、電極端子と印刷回路板
４２（図１参照）とのワイヤ接合が可能になっている。
流路板は、本明細書に参照する米国特許第４，７７４，
５３０号に開示されたように、各流路に加熱要素がある
ように、厚いフィルムの層と接合される。説明上、ノズ
ルから放出された液滴１３の軌跡１５を示す。
す。印字ヘッドは、加熱要素とアドレス指定（アッドレ
ッシング:addressing）電極（図示せず）とを具備する
ヒーター板（プレート）４８と、並列する流路（チャネ
ル）５１（破線で表示）のアレイと入口３２を有するリ
ザーバ３４（破線で表示）とを具備する流路板（channe
l plate）５０とを含み、流路の一端は印字ヘッドの前
面２９を通って開口しノズル２７としての働きをする。
リザーバは、ノズルとして働く流路端部の反対の端と流
体連通している。厚いフィルムの層５２、たとえばポリ
イミドを、加熱要素と電極を含むヒーター板の表面に堆
積させるが、加熱要素および電極端子（図示せず）上の
フィルム層は取り除くようにパターン化して、加熱要素
をピット（図示せず）に配置し、電極端子と印刷回路板
４２（図１参照）とのワイヤ接合が可能になっている。
流路板は、本明細書に参照する米国特許第４，７７４，
５３０号に開示されたように、各流路に加熱要素がある
ように、厚いフィルムの層と接合される。説明上、ノズ
ルから放出された液滴１３の軌跡１５を示す。
【００１０】上述のように、カートリッジのチャンバ床
部の移行流路３６は、その中のエアポケットあるいは気
泡５５、５６の位置を分かりやすくするために、ファン
トム線で示してある。エアポケット５４は印字ヘッドの
リザーバ内にファントム線で示し、エアポケット５７は
カートリッジの凹部２８（図１参照）内にファントム線
で示す。カートリッジのチャンバ１６に最初にインクを
充填し、かつ印字ヘッドのプライミングを行うと、熱イ
ンクジェット式印字ヘッドのリザーバ内部に気泡あるい
はエアポケットがしばしば形成される。これら印字ヘッ
ドのリザーバ３４内のエアポケットあるいは気泡は、リ
ザーバの容積に対するエアポケットの容積の割合が約３
０％すなわちほぼ３分の１にまで大きくなると、印刷の
品質に影響を与える。リザーバのエアポケット５４は十
分な大きさになると、隣接流路（チャネル）へのインク
の流れを局部的に制限する。流れが制限されると流路補
充のプロセスを遅らせ、影響を受けた流路のノズルから
液滴が放出されなくなる。エアポケットあるいは気泡は
いったん印字ヘッドのリザーバから取り除かれると、移
行流路３６およびカートリッジの凹部２８内にあるエア
ポケットは流路や流路のノズルへの流れを制限しないた
め、印刷の品質に影響を及ぼさない。
部の移行流路３６は、その中のエアポケットあるいは気
泡５５、５６の位置を分かりやすくするために、ファン
トム線で示してある。エアポケット５４は印字ヘッドの
リザーバ内にファントム線で示し、エアポケット５７は
カートリッジの凹部２８（図１参照）内にファントム線
で示す。カートリッジのチャンバ１６に最初にインクを
充填し、かつ印字ヘッドのプライミングを行うと、熱イ
ンクジェット式印字ヘッドのリザーバ内部に気泡あるい
はエアポケットがしばしば形成される。これら印字ヘッ
ドのリザーバ３４内のエアポケットあるいは気泡は、リ
ザーバの容積に対するエアポケットの容積の割合が約３
０％すなわちほぼ３分の１にまで大きくなると、印刷の
品質に影響を与える。リザーバのエアポケット５４は十
分な大きさになると、隣接流路（チャネル）へのインク
の流れを局部的に制限する。流れが制限されると流路補
充のプロセスを遅らせ、影響を受けた流路のノズルから
液滴が放出されなくなる。エアポケットあるいは気泡は
いったん印字ヘッドのリザーバから取り除かれると、移
行流路３６およびカートリッジの凹部２８内にあるエア
ポケットは流路や流路のノズルへの流れを制限しないた
め、印刷の品質に影響を及ぼさない。
【００１１】米国特許第５，３３９，１０２号に開示さ
れたように、プリンタが印刷モードでない時、印字ヘッ
ドのノズルに選択的にキャップを被せる装置を設けた保
守部位（ステーション）を設けることは周知である。キ
ャップを被せた際、印字ヘッドのノズルは湿った環境に
置かれノズル内に露呈されたインクの乾燥を防ぐ。ま
た、インクの液滴がキャップへ放出されても差し支えな
く、粘性の高いインクのスラグ（:slug）がノズル内に
形成されるのを防ぐことになり、かつノズルが吸入管と
なってインクを引出しインクと共存している気泡の吸出
しを行うことによって印字ヘッドのプライミングが可能
となる。同特許では、キャップを水位約３０５ｃｍ（１
２０インチ）の低バキューム源に短期間選択的に接続す
る。印字ヘッドのリザーバ内の大きなエアポケットはこ
の手順で取り除かれるが、カートリッジ内の固定供給源
からのインクの損失が発生する。このプライミング動作
は一般に印刷の品質を維持するが、印字ヘッドのリザー
バにほぼ常駐する小さなエアポケットが全て除去されて
はいない。印字ヘッドのリザーバ内のエアポケットは時
間とともにまた使用されるごとに大きくなるため、適正
な印刷品質の維持には周期的なプライミングが不可欠で
あり、またインクの無駄使いも避けられない。
れたように、プリンタが印刷モードでない時、印字ヘッ
ドのノズルに選択的にキャップを被せる装置を設けた保
守部位（ステーション）を設けることは周知である。キ
ャップを被せた際、印字ヘッドのノズルは湿った環境に
置かれノズル内に露呈されたインクの乾燥を防ぐ。ま
た、インクの液滴がキャップへ放出されても差し支えな
く、粘性の高いインクのスラグ（:slug）がノズル内に
形成されるのを防ぐことになり、かつノズルが吸入管と
なってインクを引出しインクと共存している気泡の吸出
しを行うことによって印字ヘッドのプライミングが可能
となる。同特許では、キャップを水位約３０５ｃｍ（１
２０インチ）の低バキューム源に短期間選択的に接続す
る。印字ヘッドのリザーバ内の大きなエアポケットはこ
の手順で取り除かれるが、カートリッジ内の固定供給源
からのインクの損失が発生する。このプライミング動作
は一般に印刷の品質を維持するが、印字ヘッドのリザー
バにほぼ常駐する小さなエアポケットが全て除去されて
はいない。印字ヘッドのリザーバ内のエアポケットは時
間とともにまた使用されるごとに大きくなるため、適正
な印刷品質の維持には周期的なプライミングが不可欠で
あり、またインクの無駄使いも避けられない。
【００１２】最初の充填後印字ヘッドのリザーバ３４か
らエアポケットを除去することにより、リザーバは使用
時でもエアポケットのない状態となりやすい。この発明
の１実施形態では、インクを充填したカートリッジ１０
を約６８９．５Ｐａ（０．１psia（pounds per squair
inch absolute、以下同じ））の高いバキューム（高真
空）に露呈することにより、印字ヘッドのリザーバ内の
エアポケット５４は印字ヘッドの外側の位置へ再配置さ
れあるいは移動する。図３ないし図９は、瞬間時間ｔ0
ないしｔ5におけるカートリッジの凹部２８、移行流路
３６、および印字ヘッドのリザーバ３４のインク含有ボ
リュームを顕微鏡使用エックス線写真（マイクログラフ
ィック エックスレイズ:micrographic x-rays）で概略
示したもので、エアポケット５４が高バキューム下でリ
ザーバ３４から除去されあるいは移動する過程を示した
ものである。
らエアポケットを除去することにより、リザーバは使用
時でもエアポケットのない状態となりやすい。この発明
の１実施形態では、インクを充填したカートリッジ１０
を約６８９．５Ｐａ（０．１psia（pounds per squair
inch absolute、以下同じ））の高いバキューム（高真
空）に露呈することにより、印字ヘッドのリザーバ内の
エアポケット５４は印字ヘッドの外側の位置へ再配置さ
れあるいは移動する。図３ないし図９は、瞬間時間ｔ0
ないしｔ5におけるカートリッジの凹部２８、移行流路
３６、および印字ヘッドのリザーバ３４のインク含有ボ
リュームを顕微鏡使用エックス線写真（マイクログラフ
ィック エックスレイズ:micrographic x-rays）で概略
示したもので、エアポケット５４が高バキューム下でリ
ザーバ３４から除去されあるいは移動する過程を示した
ものである。
【００１３】図３と図９に示した時間ｔ0において、イ
ンク充填カートリッジ１０は真空可能容器６０に載置さ
れる。商業生産ではもっと多くのカートリッジが容器６
０に保持されるだろうが、図１０では、エアポケットを
印字ヘッドのリザーバから同時に取り除くために代表的
に８個のカートリッジを保持した容器を示す。カートリ
ッジ１０に高バキューム源２２が作用し始めると、図４
と図９に示すように、時間ｔ1において圧力Ｐ1は約１．
３８×１０4Ｐａ（２psia）に等しくなり、周囲に加圧
されたエアポケット５４、５５、５６、および５７は膨
張を始める。インクは、流路５１よりもカートリッジの
凹部２８の出口３０を通る方が流動抵抗が低いため、印
字ヘッドのノズルからではなく移行流路３６から矢印５
９の方向へ移動する。バキューム圧（真空）は、増大を
続け、図９のグラフの時間ｔ2では圧力Ｐ2＝約２．０７
×１０3Ｐａ（０．３psia）になり、エアポケットは図
５に示すように成長を続ける。圧力Ｐ2では、リザーバ
３４内のエアポケット５４はリザーバの入口３２と移行
流路の出口３８を通って移行流路３６へ膨らみ始め、ダ
ンベルの形状になる。インクが矢印５９の方向へ移動す
ると、エアポケット５４は移行流路３６内へ膨張する。
図９のグラフの圧力Ｐ3および時間ｔ3では、バキューム
圧は約６８９．５Ｐａ（０．１psia）であり、エアポケ
ットはまだ膨張しているが、図６に示すように、移行流
路の出口領域のエアポケット５５は印字ヘッドのリザー
バ３４からのエアポケット５４と結合している。この段
階でインクのスラグ６２は各ノズルから押し出されてい
る。各カートリッジからのインクスラグは、図１に示す
印刷モードで放出される通常のインク液滴１３の２、３
滴分の量であるが、これはプライミング動作によって引
出されるであろう量よりもはるかに少ない。図９のグラ
フの時間ｔ4は、バキューム圧が所望の圧力６８９．５
Ｐａ（０．１psia）に達した後間もない時間であり、高
バキューム源は容器６０から除去されている。容器内の
圧力Ｐ4が増加するとともに、エアポケットは図７に示
すように収縮を始め、エアポケット５５と５６はエアポ
ケット５６’として混合する。時間ｔ5では、真空化可
能な容器６０内の圧力Ｐ5は通常の周囲圧力に戻り、エ
アポケット５７も元のサイズに戻っているが、エアポケ
ット５６’は元のサイズより若干大きくなっている。充
填されたカートリッジを高真空に露呈することによりエ
アポケット５４は全体的にリザーバ３４から移動し、リ
ザーバはエアポケットのない状態になった。高真空に露
呈する減圧処理により印字ヘッドのリザーバからエアポ
ケットを除去したカートリッジで次に行ったテストで
は、他の部位にいたエアポケットは印刷品質に影響せ
ず、またリザーバに戻ったりすることもなかった。
ンク充填カートリッジ１０は真空可能容器６０に載置さ
れる。商業生産ではもっと多くのカートリッジが容器６
０に保持されるだろうが、図１０では、エアポケットを
印字ヘッドのリザーバから同時に取り除くために代表的
に８個のカートリッジを保持した容器を示す。カートリ
ッジ１０に高バキューム源２２が作用し始めると、図４
と図９に示すように、時間ｔ1において圧力Ｐ1は約１．
３８×１０4Ｐａ（２psia）に等しくなり、周囲に加圧
されたエアポケット５４、５５、５６、および５７は膨
張を始める。インクは、流路５１よりもカートリッジの
凹部２８の出口３０を通る方が流動抵抗が低いため、印
字ヘッドのノズルからではなく移行流路３６から矢印５
９の方向へ移動する。バキューム圧（真空）は、増大を
続け、図９のグラフの時間ｔ2では圧力Ｐ2＝約２．０７
×１０3Ｐａ（０．３psia）になり、エアポケットは図
５に示すように成長を続ける。圧力Ｐ2では、リザーバ
３４内のエアポケット５４はリザーバの入口３２と移行
流路の出口３８を通って移行流路３６へ膨らみ始め、ダ
ンベルの形状になる。インクが矢印５９の方向へ移動す
ると、エアポケット５４は移行流路３６内へ膨張する。
図９のグラフの圧力Ｐ3および時間ｔ3では、バキューム
圧は約６８９．５Ｐａ（０．１psia）であり、エアポケ
ットはまだ膨張しているが、図６に示すように、移行流
路の出口領域のエアポケット５５は印字ヘッドのリザー
バ３４からのエアポケット５４と結合している。この段
階でインクのスラグ６２は各ノズルから押し出されてい
る。各カートリッジからのインクスラグは、図１に示す
印刷モードで放出される通常のインク液滴１３の２、３
滴分の量であるが、これはプライミング動作によって引
出されるであろう量よりもはるかに少ない。図９のグラ
フの時間ｔ4は、バキューム圧が所望の圧力６８９．５
Ｐａ（０．１psia）に達した後間もない時間であり、高
バキューム源は容器６０から除去されている。容器内の
圧力Ｐ4が増加するとともに、エアポケットは図７に示
すように収縮を始め、エアポケット５５と５６はエアポ
ケット５６’として混合する。時間ｔ5では、真空化可
能な容器６０内の圧力Ｐ5は通常の周囲圧力に戻り、エ
アポケット５７も元のサイズに戻っているが、エアポケ
ット５６’は元のサイズより若干大きくなっている。充
填されたカートリッジを高真空に露呈することによりエ
アポケット５４は全体的にリザーバ３４から移動し、リ
ザーバはエアポケットのない状態になった。高真空に露
呈する減圧処理により印字ヘッドのリザーバからエアポ
ケットを除去したカートリッジで次に行ったテストで
は、他の部位にいたエアポケットは印刷品質に影響せ
ず、またリザーバに戻ったりすることもなかった。
【００１４】この発明の別の実施形態では、プリンタに
取り付けられてからインクジェット式カートリッジ１０
と共に使われる付属品一式（キット）も、印字ヘッドの
リザーバ３４からエアポケットを効果的に除去または移
動させる。図１を参照すると、導管すなわちホース２４
が、通気孔１８の端部１９および本明細書に参照する米
国特許第５，３３９，１０２号に開示のものと類似した
保守部位のキャップ３９に接続できる構成になってい
る。同特許では、キャップはフレキシブルホースとピン
チ弁とにより比較的低いバキューム源に接続されてい
る。本実施形態では、キャップ３９と低バキューム源
（低真空源、低減圧源）２３を互いに連結するフレキシ
ブルホース２５は、多位置弁（マルチプルポジションバ
ルブ:multipleposition valve）２６とも接続されてい
る。これにより、キャップ３９が、印字ヘッド１２の面
部２９のノズル２７を密閉するためにカートリッジに対
してシールされる時は、キャップ３９の内部および弁の
端部１９に、バキューム源２２からの高バキューム圧が
選択的にかけられる。またカートリッジは気密に封止さ
れるので、バキューム源２２からの高バキュームは図３
ないし図８に示すのと同様のエアポケット除去プロセス
をもたらすことになる。したがって、付属品一式は、ホ
ース・テイー３５、導管２４、多位置弁２６、および高
バキューム源２２より構成される。別の実施態様（図示
せず）では、付属品一式はプリンタの一体部品である。
取り付けられてからインクジェット式カートリッジ１０
と共に使われる付属品一式（キット）も、印字ヘッドの
リザーバ３４からエアポケットを効果的に除去または移
動させる。図１を参照すると、導管すなわちホース２４
が、通気孔１８の端部１９および本明細書に参照する米
国特許第５，３３９，１０２号に開示のものと類似した
保守部位のキャップ３９に接続できる構成になってい
る。同特許では、キャップはフレキシブルホースとピン
チ弁とにより比較的低いバキューム源に接続されてい
る。本実施形態では、キャップ３９と低バキューム源
（低真空源、低減圧源）２３を互いに連結するフレキシ
ブルホース２５は、多位置弁（マルチプルポジションバ
ルブ:multipleposition valve）２６とも接続されてい
る。これにより、キャップ３９が、印字ヘッド１２の面
部２９のノズル２７を密閉するためにカートリッジに対
してシールされる時は、キャップ３９の内部および弁の
端部１９に、バキューム源２２からの高バキューム圧が
選択的にかけられる。またカートリッジは気密に封止さ
れるので、バキューム源２２からの高バキュームは図３
ないし図８に示すのと同様のエアポケット除去プロセス
をもたらすことになる。したがって、付属品一式は、ホ
ース・テイー３５、導管２４、多位置弁２６、および高
バキューム源２２より構成される。別の実施態様（図示
せず）では、付属品一式はプリンタの一体部品である。
【００１５】
【発明の効果】以上のように、本発明によれば、印字ヘ
ッドのリザーバのエアポケットが効果的に除去され、印
字品質の向上が図れる。少ないインクロスでのエアキャ
ップの除去やインクスラグの除去の実現を図れる。
ッドのリザーバのエアポケットが効果的に除去され、印
字品質の向上が図れる。少ないインクロスでのエアキャ
ップの除去やインクスラグの除去の実現を図れる。
【図１】 本発明の１実施形態の空気除去装置を示す、
印字ヘッドを一体的に取り付けたインク・カートリッジ
の概略の側面図である。
印字ヘッドを一体的に取り付けたインク・カートリッジ
の概略の側面図である。
【図２】 インク供給カートリッジと印字ヘッドの入口
との間のインク流路およびその中のエアポケットを示す
印字ヘッドの図である。
との間のインク流路およびその中のエアポケットを示す
印字ヘッドの図である。
【図３】 カートリッジの真空減圧中、時間とともに印
字ヘッドのリザーバ内のエアポケットが除去される経過
を示す第１の図である。
字ヘッドのリザーバ内のエアポケットが除去される経過
を示す第１の図である。
【図４】 カートリッジの真空減圧中、時間とともに印
字ヘッドのリザーバ内のエアポケットが除去される経過
を示す第２の図である。
字ヘッドのリザーバ内のエアポケットが除去される経過
を示す第２の図である。
【図５】 カートリッジの真空減圧中、時間とともに印
字ヘッドのリザーバ内のエアポケットが除去される経過
を示す第３の図である。
字ヘッドのリザーバ内のエアポケットが除去される経過
を示す第３の図である。
【図６】 カートリッジの真空減圧中、時間とともに印
字ヘッドのリザーバ内のエアポケットが除去される経過
を示す第４の図である。
字ヘッドのリザーバ内のエアポケットが除去される経過
を示す第４の図である。
【図７】 カートリッジの真空減圧中、時間とともに印
字ヘッドのリザーバ内のエアポケットが除去される経過
を示す第５の図である。
字ヘッドのリザーバ内のエアポケットが除去される経過
を示す第５の図である。
【図８】 カートリッジの真空減圧中、時間とともに印
字ヘッドのリザーバ内のエアポケットが除去される経過
を示す第６の図である。
字ヘッドのリザーバ内のエアポケットが除去される経過
を示す第６の図である。
【図９】 図３ないし図８でカートリッジに適用された
バキュームの気圧を示す図である。
バキュームの気圧を示す図である。
【図１０】 エアポケットが製造段階で取り除かれる本
発明の一の実施形態を示す図である。
発明の一の実施形態を示す図である。
１０ カートリッジ、１２ 印字ヘッド、１４ ハウジ
ング、１６ チャンバ、 １８ 通気孔、２２ 高バキ
ューム源、２４ 導管、２５ フレキシブルホース、２
６ 弁、２７ ノズル、２８ 凹部、３０ 出力ポー
ト、３２ 入口、３３ フィルター、３４ リザーバ、
３６ 移行流路、 ３８ 出口、３９ キャップ、４０
ヒートシンク、４１ ワイヤボンド、 ４２ 回路
板、４６ 印字ヘッド組立体、４８ ヒーター板、５０
流路板、５１ 流路、５７ エアポケット。
ング、１６ チャンバ、 １８ 通気孔、２２ 高バキ
ューム源、２４ 導管、２５ フレキシブルホース、２
６ 弁、２７ ノズル、２８ 凹部、３０ 出力ポー
ト、３２ 入口、３３ フィルター、３４ リザーバ、
３６ 移行流路、 ３８ 出口、３９ キャップ、４０
ヒートシンク、４１ ワイヤボンド、 ４２ 回路
板、４６ 印字ヘッド組立体、４８ ヒーター板、５０
流路板、５１ 流路、５７ エアポケット。
Claims (1)
- 【請求項１】 細管状の充填されたチャネルを介してイ
ンクリザーバと流体が通るように接続された複数の液滴
放出ノズルを有するインクジェット式印字ヘッドであっ
て、前記リザーバが、通気孔を介して大気と通気するイ
ンク供給カートリッジに密閉状態で取り付けられた入口
を有し、前記リザーバの入口では前記チャネルよりも流
動抵抗が低くなっているインクジェット式印字ヘッドか
ら、印刷の品質を損なわせる空気を除去する方法であっ
て、 （ａ）高バキューム源から前記印字ヘッドのノズルおよ
びカートリッジの通気孔にバキューム圧を適用する工程
と、 （ｂ）前記バキューム源による前記バキューム圧を所定
の値まで増加させ、前記印字ヘッドおよびカートリッジ
内のエアのポケットを拡大させる工程と、 （ｃ）前記リザーバの入口の前記低流動抵抗を利用し
て、前記印字ヘッドのリザーバ内の拡大エアポケットを
前記チャネルではなく前記カートリッジへの前記リザー
バの入口を通って移動させる工程と、 （ｄ）前記印字ヘッドのリザーバからの前記拡大エアポ
ケットを前記カートリッジ内の拡大エアポケットに合わ
せる工程と、 （ｅ）前記印字ヘッドのノズルとカートリッジの通気孔
に適用した前記バキューム圧を解除することによりエア
ポケットを縮小させ、前記カートリッジ内では周囲空気
条件のエアポケットへの縮小が行われ、前記印字ヘッド
のリザーバにはエアポケットがない状態にする工程と、 を含むことを特徴とするインクジェット式印字ヘッドの
空気除去方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US08/867,642 | 1997-06-02 | ||
| US08/867,642 US5946015A (en) | 1997-06-02 | 1997-06-02 | Method and apparatus for air removal from ink jet printheads |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10329342A true JPH10329342A (ja) | 1998-12-15 |
| JP4143167B2 JP4143167B2 (ja) | 2008-09-03 |
Family
ID=25350181
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13221198A Expired - Fee Related JP4143167B2 (ja) | 1997-06-02 | 1998-05-14 | インクジェット式印字ヘッドから空気を除去する方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5946015A (ja) |
| JP (1) | JP4143167B2 (ja) |
Cited By (2)
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|---|---|---|---|---|
| JP2006095809A (ja) * | 2004-09-29 | 2006-04-13 | Seiko Epson Corp | 液滴吐出装置および、液滴吐出装置における液状体流路内の気泡の排出方法、並びに液滴吐出装置における液滴吐出方法 |
| US7510274B2 (en) | 2005-01-21 | 2009-03-31 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Ink delivery system and methods for improved printing |
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|---|---|---|---|---|
| DE69716772T2 (de) * | 1996-12-24 | 2003-07-03 | Seiko Epson Corp., Tokio/Tokyo | Tintenstrahlaufzeichnungsgerät |
| JP3800806B2 (ja) * | 1998-06-10 | 2006-07-26 | ブラザー工業株式会社 | インクジェット記録装置 |
| US6062681A (en) * | 1998-07-14 | 2000-05-16 | Hewlett-Packard Company | Bubble valve and bubble valve-based pressure regulator |
| US6364448B2 (en) * | 1998-07-15 | 2002-04-02 | Seiko Epson Corporation | Ink jet printer and ink priming method therefor |
| US6846070B2 (en) * | 2000-10-06 | 2005-01-25 | Nu-Kote International, Inc. | Pressurized ink filling method for dual compartment ink-jet cartridge used in ink-jet printer |
| DE10109761C2 (de) * | 2001-02-28 | 2003-06-18 | Tally Computerdrucker Gmbh | Verfahren und Einrichtung zum Befüllen eines Tintenzuführungssystems in einem Tintendrucker |
| TW558516B (en) * | 2003-02-25 | 2003-10-21 | Benq Corp | Method for filling ink into inkjet cartridge |
| US7121658B2 (en) * | 2004-01-07 | 2006-10-17 | Xerox Corporation | Print head reservoir having purge vents |
| JP4770212B2 (ja) * | 2005-03-14 | 2011-09-14 | セイコーエプソン株式会社 | 液体収容体 |
| WO2006120048A2 (en) * | 2005-05-13 | 2006-11-16 | David Gethings | Air bubble removal from ink jet cartridges |
| US20070247497A1 (en) * | 2006-04-25 | 2007-10-25 | Lexmark International Inc. | Ink supply systems and methods for inkjet printheads |
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| JP5743529B2 (ja) * | 2010-12-20 | 2015-07-01 | 富士フイルム株式会社 | 画像形成装置 |
| JP6751256B2 (ja) * | 2016-04-21 | 2020-09-02 | セイコーエプソン株式会社 | 液体噴射ヘッドユニット及び液体噴射装置 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5844578A (en) * | 1990-01-30 | 1998-12-01 | Seiko Epson Corporation | Ink-jet recording apparatus and ink tank cartridge thereof |
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| US5339102A (en) * | 1992-11-12 | 1994-08-16 | Xerox Corporation | Capping carriage for ink jet printer maintenance station |
-
1997
- 1997-06-02 US US08/867,642 patent/US5946015A/en not_active Expired - Lifetime
-
1998
- 1998-05-14 JP JP13221198A patent/JP4143167B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| US7510274B2 (en) | 2005-01-21 | 2009-03-31 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Ink delivery system and methods for improved printing |
| US7997698B2 (en) | 2005-01-21 | 2011-08-16 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Ink delivery system and methods for improved printing |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP4143167B2 (ja) | 2008-09-03 |
| US5946015A (en) | 1999-08-31 |
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