JPH11291519A - 低コストの加圧可能なインク容器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 高価な及び／または複雑な圧力源を利用しな
い加圧式インク供給システムを提供すること。 【解決手段】 加圧されたインクをインクジェットプリ
ントシステムに供給するためのインク供給システム。該
インク供給システムは、インクを収容した可潰性インク
リザーバ(34)と、該可潰性インクリザーバに圧力を加え
る圧力体積(28)と、該圧力体積内へのガス入口(26)と、
前記圧力体積内へのガスの流入を可能にする一方向弁(7
1,81,91,171,171')と、前記ガス入口に加圧ガスを供給
する圧力源(16)と、加圧ガスの圧力を制限する逃がし弁
とを備えている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、インクカートリッ
ジを含む交換可能な消耗部品を用いるインクジェットプ
リントシステムに関し、特に、加圧式インク供給システ
ムに関する。

【０００２】

【従来の技術】インクジェットプリント技術は比較的十
分に開発されている。コンピュータ用のプリンタ、グラ
フィックスプロッタ、及びファクシミリといった商品
は、プリントされた媒体を作成するためのインクジェッ
ト技術と共に実施されてきた。一般的に、インクジェッ
トイメージは、インクジェットプリントヘッドとして知
られるインク滴生成装置により放出されるインク滴をプ
リント媒体上に精確に配置することによって形成され
る。通常、インクジェットプリントヘッドは、プリント
媒体の表面上を横切る可動キャリッジ上に支持され、マ
イクロコンピュータ、またはその他の制御装置の命令に
従って適当な時点でインク滴を噴出するように制御され
る。この場合、インク滴の塗布のタイミングは、プリン
トされるイメージの画素パターンに対応するよう意図さ
れる。

【０００３】公知のプリンタには、例えば、プリントヘ
ッドとは別個に交換可能なインク容器を利用するプリン
タ等、加圧したインクをプリントヘッドに供給する加圧
式インク源を利用するものがあり、この場合には、イン
クを加圧することによって、インク送出経路内の動的な
圧力低下による影響が低減され又はなくなる。

【０００４】公知の加圧式インク源の実施例に関して考
慮すべき事項として、最低圧力以上に圧力を維持する一
定の圧力源または継続的な圧力源が必要であることが挙
げられるが、これは、装置を高価で複雑にする傾向を有
するものであり、またインク供給上の設計を柔軟性のな
いものにするものとなる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明の利点は、安価
な加圧式インク供給システムを提供することにある。

【０００６】本発明の別の利点は、高価な及び／または
複雑な圧力源を利用しない加圧式インク供給システムを
提供することにある。

【０００７】本発明の更なる利点は、継続的な圧力源で
加圧することを必要としない加圧式インク容器を提供す
ることにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上述その他の利点は、イ
ンクを収容した潰れることが可能な（以下、可潰性と称
す）インクリザーバと、該可潰性インクリザーバに圧力
を印加する圧力体積(pressure volume)と、該圧力体積
内へのガス入口と、及び前記圧力体積内へのガスの流入
を可能にする一方向（逆止？）弁とを備えた、本発明に
よるインク容器において提供される。本発明の更なる態
様によれば、非一定の圧力源がガス入口へとガスを加圧
し、該加圧ガスの圧力を逃がし弁が制限する。

【０００９】

【発明の実施例】本発明の利点及び特徴は、以下の詳細
な説明を図面と共に参照することにより当業者には容易
に理解されよう。

【００１０】以下の詳細な説明及び図面では、同様の構
成要素は同様の符号で識別することとする。

【００１１】図１には、本発明を用いることができるイ
ンクジェットプリントシステムの概要を示す説明図を示
す。本発明は一般的に、非一定の圧力源（例えば、断続
的な圧力を供給する圧力源）を利用する加圧式インク供
給システムを意図し、更に、非一定の圧力源と共に利用
することができる加圧式インク容器を意図したものであ
る。

【００１２】図１のインクジェットプリントシステム
は、圧力源16により加圧され、プリント媒体45上にイン
クを選択的に堆積させるインクジェットプリントヘッド
14に加圧したインクを供給するようになっている、イン
ク容器12を備えている。より詳細には、圧力源16は、プ
リンタ制御電子装置20により制御されて、空気等の加圧
ガスを圧力管路22を経由してインク容器12に供給する。
該圧力管路22はガス出口24に連結されており、該ガス出
口24はインク容器12のガス入口26に接続されている。該
ガス入口26は、例えば圧力容器から構成される圧力体積
28に連結されている。

【００１３】該圧力体積28は、インクを収容すると共に
液出口36に対して液体が通過可能な状態で連結されたイ
ンクリザーバ34へ圧力を印加する。前記液出口36は、液
管路18の一端に配置された液入口38に連結されている。
該液管路18の他端はプリントヘッド14に連結されてい
る。一例として、インクリザーバ34は、圧力体積28内に
配置され圧力体積28内の圧力をインクリザーバ34内のイ
ンクに伝達する可潰性の袋から構成される。

【００１４】インクジェットプリントヘッド14は、調整
器部分40、内部インクリザーバ42、及び噴出部分44を備
えている。調整器40は、内部リザーバ内の液圧を調整ま
たは制御し、その一実施例では、液管路18に接続された
弁40ａを有するものとなる。該調整器40は、内部リザー
バ42内の変化に応じて弁40ａを開閉して内部リザーバ42
内の適当なゲージ圧力を維持する。内部インクリザーバ
42は、噴出器部44に対して液体が通過可能な状態で連結
しており、該噴出器部44は、プリンタの電子装置20の制
御に従ってプリント媒体45上に選択的にインクを堆積さ
せる。

【００１５】インクジェットプリントヘッド14は、最大
プリント速度を達成するために液出口36において最小イ
ンク動作圧Ｐomを必要とし、本発明の一態様における意
図は、圧力体積28内へのガスの一方向の流れを可能にす
る一方向弁を用いることにより、最低インク動作圧力Ｐ
om以上の連続的な圧力を液出口において維持することに
ある。本発明の別の態様における意図は、圧力源16を非
一定の圧力源（例えば圧力パルスを供給するもの）から
構成し及び圧力源16と圧力体積28との間の圧力管路22内
に圧力逃がし弁17を配置して過加圧を回避することにあ
る。このため、圧力源16は、圧力逃がし弁17と相まっ
て、Ｐmin〜Ｐmaxの範囲内の圧力を提供するものとな
る。その一例として、圧力逃がし弁は、ダックビル弁ま
たはポペット弁を備える。

【００１６】一方向弁は、圧力体積内に向かう前進方向
を有するものであり、ガス入口26における圧力が弁開口
圧力Ｐvalve以上になった際に圧力源16から圧力体積28
へとガスが流れることが可能となっている。ここで、Ｐ
valveは、圧力逃がし弁17により画定されるＰmaxよりも
小さいものであり、及び最低インク動作圧力Ｐomと同じ
かそれよりも大きくなるよう選択されたものである。

【００１７】圧力源が断続的な圧力を提供する実施例で
は、ポンプは、圧力サイクルとリフレッシュサイクルと
を交互に行う。圧力サイクルではガス入口26における圧
力は正となり、リフレッシュサイクルではガス入口26に
おける圧力は負となり得る。ガス入口26における圧力
が、Ｐvalveと圧力体積の内部圧力とのうち圧力の高い
方と等しいかまたはそれよりも高い場合にのみ、弁が開
くので、ガス入口26における圧力が、Ｐvalveと圧力体
積の内部圧力とのうち圧力の高い方よりも低い場合に
は、圧力体積内の圧力が維持される。

【００１８】適当な可変圧力源の一例として、可変体積
チャンバ式ポンプ(variable volumechamber pumps)（例
えばダイアフラム式ポンプやベローズ式ポンプ）やぜん
動式ポンプが挙げられる。多くのインクジェットプリン
タは、可変体積チャンバ式ポンプまたはぜん動式ポンプ
からなるインクジェットプライマポンプを備えており、
かかるインクジェットプライマポンプを圧力源16として
利用することにより、インク容器を加圧するための装置
を別個に設けるための装置のコスト化及び複雑化が回避
される。かかる実施形態では、図１に破線で示すよう
に、真空ライン23によって、プリントヘッド係合キャッ
プ21が圧力源16に液体流通可能な状態で連結される。該
プリントヘッド係合キャップ21は、従来の技術によって
プリントヘッドに係合させることができる。

【００１９】図２は、本発明を用いることが可能な大判
プリンタ／プロッタの典型的な形態を示す斜視図であ
る。該プリンタ／プロッタは、１つまたは２つ以上の受
容スロット48を有するプリントシャシ46を備えており、
該受容スロット48内に、本発明のインク容器12が取り外
し可能並びに摺動可能に取り付けられる。一例として、
図２に示す実施例は、４つのインク容器12を収容するよ
う構成されており、その各インク容器12は、シアン、イ
エロー、マゼンタ、及びブラックインク等の異なるカラ
ーインクを収容する。該４つのインクの各々は、それぞ
れの関連するプリントヘッド14へと供給される。プリン
タシャシ46は更に、プリンタ／プロッタの動作を制御す
るためのコントロールパネル50と、プリント媒体が排出
される媒体スロット52とを備えている。

【００２０】図３及び図４には、本発明によるインク容
器12の具体的な実施が概略的に示されている。インク容
器12は一般に、圧力容器62、該圧力容器62の前端の首領
域62Aに取り付けられたシャシ部材58、及び前記圧力容
器62内に配置されたインクリザーバ34（典型的な一例と
して可潰性インクバッグとして示す）を備えている。イ
ンクリザーバ34は、外部の大気から圧力容器62の内部を
シールするシャシ58のキール部59にシール状態で取り付
けられる。該シャシ58は、圧力容器62の内部へのエア入
口ポート63と、インクリザーバ34内に収容されたインク
のインク出口ポート65とを提供する。インクリザーバ34
の外面と圧力容器62の内面との間の体積により、圧力体
積28が画定される。一例として、ガス入口26は、ガス隔
壁からなり、ガス出口24は、前記ガス隔壁内に挿入され
た中空のニードル24ａからなり、液出口36は、液隔壁70
からなり、液入口38は、液隔壁70内に挿入された中空の
ニードル38ａからなる。

【００２１】一例として、圧力容器62は、ポリエチレン
製の比較的硬いボトル形の封入容器である。

【００２２】シャシ58は、例えば、圧力容器62の上部の
フランジとこれに当接するシャシ部材58のフランジとに
係合する環状のクリンプリング67により、圧力容器62の
首領域62Aの開口部に固定される。シャシ58上の周囲の
溝内に適当に捕捉された圧力シールＯリング68が、圧力
容器62の首領域62Aの内面に係合する。

【００２３】可潰性インクリザーバ34は、より詳細に
は、ひだ付きのバッグから構成される。該バッグは、例
えば、細長いシート状のバッグ材料の対向する横方向の
縁を折り畳み、該バッグ材料の対向する横方向の縁部が
重なり合い又は１つになるようにし、細長い円筒が形成
されるようにすることにより、形成される。該横方向の
縁部は共にシールされ、その結果として得られる構成に
おいて、ひだが横方向の縁部のシールと位置合わせされ
た状態となる。バッグの底部即ち供給のない側の端部
は、横方向の縁部のシールを横切るシーム(seam)に沿っ
てひだ付きの構造を熱融着することにより形成される。
インクリザーバの上部即ち供給のある側の端部も同様に
形成されるが、シャシ58のキール部59にバッグをシール
状態で取り付けるための開口部は残しておく。特定の例
として、インクリザーバのバッグは、熱かしめ(heat st
aking)によりキール部59にシール状態で取り付けられ
る。

【００２４】本発明によれば、インク容器12は、エア入
口63の内側端部に配設された一方向弁71を備えており、
これにより、圧力源16（図１）を非一定の圧力源とする
ことが可能となる。特に、該一方向弁71は、インク容器
12への入力圧力がインク容器12内の内部圧力を僅かに越
えた場合に加圧を行うことを可能とし、これにより、イ
ンク容器12への入力圧力がインク容器12内の内部圧力と
等しいかまたはそれよりも低い場合における逆流を防止
する。インク容器12への最大入力圧力は、圧力逃がし弁
17（図１）により制御され、圧力源16は、圧力逃がし弁
17により画定される圧力までインク容器12を加圧するの
に十分な圧力及び体積を供給し、漏洩やインクの使用に
より消散された圧力を補充するよう選択される。このよ
うにして、インク容器12内の圧力は、圧力逃がし弁17
（図１）により画定される圧力付近に維持される。

【００２５】圧力逃がし弁17が実施されない場合には、
インク容器12内の圧力は、非一定の圧力源16（図1）に
より供給される最大圧力付近に維持されることになる。

【００２６】本発明の特定の一態様によれば、図１の圧
力源16は、市販のインクジェットプリンタで利用されて
いるようなプライミングポンプ（例えば真空ポンプ）か
ら構成され、この場合には、該プライミングポンプの圧
力側により圧力が供給される。圧力源としてプライミン
グポンプを用いることにより、別個の圧力源が不要にな
り、信頼性が証明されている装置を利用することにな
る。

【００２７】典型的な一例として、一方向弁は、図３及
び図４に示すようなダックビル弁、またはシャシ58の部
分図である図５に示すようなフラップ弁81から構成され
る。他の代替策として、インク容器12の一方向弁は、シ
ャシ58の別の部分図である図６に示すようなポペット弁
91から構成される。

【００２８】図７及び図８は、可潰性の外側バッグ162
内に配置された可潰性の内側バッグ134を備えている本
発明による更なるインク容器の概要を示すものである。
該可潰性の内側バッグ134は、図３のシャシ58とほぼ同
様のシャシ158の内側キール部159にシール状態で取り付
けられ、該シャシ158は、可潰性の内側バッグ134の内部
を外気からシールする一方、該可潰性の内側バッグ134
の内部への第１の液体ポート163を提供する。可潰性の
外側バッグ162は、シャシ158の外側キール部161にシー
ル状態で取り付けられ、該シャシ158は、可潰性の外側
バッグ162の内部を外気からシールする一方、該可潰性
の外側バッグ162の内部への第２の液体ポート165を提供
する。内側キール部159は、外側キール部161よりも（図
７で見て）軸方向下方に位置し、外側キール部161より
も周囲が小さく、内側キール部159が、外側キール部161
の周囲の下向きに突出した部分内に収容され、可潰性の
外側バッグ162の内部に位置するようになっている。シ
ャシ158は、可潰性バッグ134、162を内包する厚紙製の
箱等のハウジング164の開口部内に固定されており、取
り扱いやすいようになっている。

【００２９】一実施例では、可潰性の内側バッグ134と
可潰性の外側バッグ162との間に圧力体積28が形成さ
れ、可潰性の内側バッグ134内にインクが収容される。
かかる実施例では、第１のポート163がインク出口ポー
トを構成し、第２のポート165がガスを加圧する入口ポ
ートを構成し、該第２のポート165に一方向弁171が配置
される。

【００３０】更に別の実施例では、圧力体積28が可潰性
の内側バッグ134の内部により形成され、可潰性の内側
バッグ134と可潰性の外側バッグ162との間の領域にイン
クが収容される。この実施例では、第１のポート163が
加圧ガス用の入口ポートを構成し、第２のポート165が
インク出口ポートを有し、第１のポート163内に一方向
弁171’（破線で示す）が配置される。

【００３１】図７び図８のインク容器は、例えば、第１
に、第１のフィルムバッグを内側キール部159に対して
加熱によりシールし、次いで第２のフィルムバッグを外
側キール部161に対して加熱によりシールして、該第２
のフィルムバッグが前記第１のフィルムバッグを取り囲
むようにすることにより、組み立てられる。該第１のフ
ィルムバッグ及び該第２のフィルムバッグは、ひだ付き
のバッグとすることが可能である。代替的に、互いに対
向する第１の対を成すフィルムシートをそれらの周囲で
及び内側キール部159の周囲でシールすることにより可
潰性の内側バッグ134を形成し、互いに対向する第２の
対をなすフィルムシートをそれらの周囲で及び外側キー
ル部161の周囲でシールすることにより可潰性の外側バ
ッグ162を形成することも可能である。図７及び図８の
インク容器は、低コストで組み立てることが可能なもの
であり、このため、該インク容器を使用することになる
プリントシステムの運転コストが低減する。

【００３２】図９は、比較的硬い圧力容器262内に配置
された弾性を有するブラダ(bladder)234を備えた本発明
による別のインク容器の概要を示す断面図である。弾性
を有する（例えばゴム製の）ブラダを用いることによ
り、任意形状の圧力容器を使用することが可能になる。
図３のシャシ58とほぼ同様のシャシ部材258が、剛性を
有する圧力容器262の前端の首領域262Aに取り付けら
れ、弾性を有するブラダ234が、前記シャシ258の管259
にシール状態で取り付けられる。該シャシ258は、剛性
を有する圧力容器262の内部及び弾性を有するブラダ234
の内部を外気からシールする一方、弾性を有するブラダ
234の内部への第１の液体ポート263を提供し、及び圧力
容器262の内部への第２の液体ポート265を提供する。

【００３３】シャシ258は、例えば圧力容器262の上部の
フランジ及びこれと当接するシャシ部材258のフランジ
に係合する環状のクリンプリング267により、圧力容器2
62の首領域262Aの開口部に固定される。シャシ258上の
周方向の溝内に適切にはめられた、圧力をシールするＯ
リング268は、圧力容器262の首領域262Aの内面に係合す
る。

【００３４】一実施例では、圧力体積28は、弾性を有す
るブラダ234と圧力容器262との間に形成され、インクは
弾性を有するブラダ234内に収容される。かかる実施例
では、第１のポート263はインク出口ポートを構成し、
第２のポート265は加圧ガス用の入口ポートを構成し、
該第２のポート265内に一方向弁271が配設される。

【００３５】更に別の実施例では、圧力体積28は、弾性
を有するブラダ234の内部により形成され、インクは、
該弾性を有するブラダ234と圧力容器262との間の領域に
収容される。該実施例では、第１のポート263は加圧ガ
ス用の入口ポートを構成し、第２のポート265はインク
出口ポートを構成し、第１のポート263内に一方向弁27
1'（破線で示す）が配設される。

【００３６】上記は、有利に設計上の柔軟性を提供し非
一定の圧力源を利用するインクジェットプリンタ用の低
コストのインク供給システムについて開示したものであ
る。

【００３７】上記では、本発明の特定の実施例について
説明及び図示したものであるが、当業者であれば、特許
請求の範囲に規定する本発明の範囲及び思想から逸脱す
ることなくかかる実施例に対して様々な変形及び変更を
行うことが可能である。

【００３８】以下においては、本発明の種々の構成要件
の組み合わせからなる例示的な実施態様を示す。

【００３９】１．加圧したインクをインクジェットプリ
ントシステムに供給するためのインク供給装置であっ
て、インクを収容するインクリザーバ(34)と、該インク
リザーバ内の前記インクに圧力を加えるための圧力体積
(28)と、該圧力体積(28)内へのガス入口(26)と、前記圧
力体積へのガスの流入を可能にする一方向弁(71,81,91,
171,171’)とを備えている、インク供給装置。

【００４０】２．前記圧力体積が圧力容器(62)から構成
され、前記インクリザーバが前記圧力容器内に配設され
た可潰性バッグ(34)から構成される、前項１に記載のイ
ンク供給装置。

【００４１】３．前記圧力体積が圧力容器(62)から構成
され、前記インクリザーバが前記圧力容器内に配設され
た弾性を有するブラダ(234)から構成される、前項１に
記載のインク供給装置。

【００４２】４．前記圧力体積が可潰性外側バッグ(16
2)から構成され、前記インクリザーバが前記可潰性外側
バッグ内に配設された可潰性内側バッグ(134)から構成
される、前項１に記載のインク供給装置。

【００４３】５．前記インクリザーバが可潰性外側バッ
グ(162)から構成され、前記圧力体積が前記可潰性外側
バッグ内に配置された可潰性内側バッグ(134)から構成
される、前項１に記載のインク供給装置。

【００４４】６．前記可潰性外側バッグが開口部を有
し、前記可潰性内側バッグが開口部を有し、前記可潰性
外側バッグの前記開口部及び前記可潰性内側バッグの前
記開口部にシール状態で取り付けられるシャシを更に備
えている、前項４または前項５に記載のインク供給装
置。

【００４５】７．前記シャシが、前記可潰性内側バッグ
の前記開口部に取り付けられる内側キール部と、前記可
潰性外側バッグの前記開口部に取り付けられる外側キー
ル部とを備えている、前項６に記載のインク供給装置。

【００４６】８．前記ガス入口に加圧ガスを供給する非
一定の圧力源(16)と、前記加圧ガスの圧力を制限する逃
がし弁(17)とを更に備えている、前項１に記載のインク
供給装置。

【００４７】９．前記圧力源が可変体積チャンバポンプ
から構成される、前項８に記載のインク供給システム。

【００４８】10．前記圧力源がぜん動ポンプから構成さ
れる、前項８に記載のインク供給システム。

【００４９】11．前記圧力源がインクジェットのプライ
マ真空ポンプから構成される、前項８に記載のインク供
給システム。

【００５０】12．加圧したインクをプリントヘッドに供
給する方法であって、非一定の圧力をインク容器に加
え、所定の圧力よりも絶えず大きい圧力で前記インク容
器から前記プリントヘッドへとインクを供給する、とい
う各ステップを有する、方法。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のインク容器及びインク供給システムを
用いたプリントシステムの概要を示す説明図である。

【図２】本発明のインク容器及びインク供給システムを
用いたプリントシステムの実施態様を簡略化して示す斜
視図である。

【図３】本発明によるインク容器の図２の3−3断面図で
ある。

【図４】図３のインク容器への液体接続及びガス接続を
示す部分断面図である。

【図５】本発明のインク容器の一方向弁の更なる実施例
を示す部分断面図である。

【図６】本発明のインク容器の一方向弁の更に別の実施
例を示す部分断面図である。

【図７】本発明による更に別の容器を示す断面図であ
る。

【図８】図７のインク容器のシャシの概要を示す斜視図
である。

【図９】本発明による更に別のインク容器を示す断面図
である。

【符号の説明】

12 インク容器 14 インクジェットプリントヘッド 16 圧力源 17 圧力逃がし弁 18 液管路 20 プリンタ制御電子装置 22 圧力管路 24 ガス出口 26 ガス入口 28 圧力体積 34 インクリザーバ 36 液出口 38 液入口 45 プリント媒体

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】加圧したインクをインクジェットプリント
   システムに供給するためのインク供給装置であって、 インクを収容するインクリザーバ(34)と、 該インクリザーバ内の前記インクに圧力を加えるための
   圧力体積(28)と、 該圧力体積(28)内へのガス入口(26)と、 前記圧力体積へのガスの流入を可能にする一方向弁(71,
   81,91,171,171’)とを備えている、インク供給装置。