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JP4094709B2 - インクジェットプリンタ及びインクジェット・プリント方法 - Google Patents

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JP4094709B2
JP4094709B2 JP28852497A JP28852497A JP4094709B2 JP 4094709 B2 JP4094709 B2 JP 4094709B2 JP 28852497 A JP28852497 A JP 28852497A JP 28852497 A JP28852497 A JP 28852497A JP 4094709 B2 JP4094709 B2 JP 4094709B2
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Description

【0001】
【産業上の利用分野】
本発明は、インクジェット・プリンタに関し、より詳細には、インク源からプリントヘッドにインクを供給するインクジェット・プリンタ用インク配送システムに関する。
【0002】
【従来技術及びその問題点】
インクジェット・プリンタはよく知られている。この種のプリンタにおいては、プリントヘッドが媒体を横切って走査するときにプリントヘッド内のオリフィスからインク滴が噴出される。ある種のインクジェット・プリンタでは、夫々プリントヘッドと供給インクを収容している使い捨てのプリント・カートリッジが走査キャリッジ内に取り付けられている。インクの供給源が枯渇すると、そのプリント・カートリッジは処分される。その結果、1枚当たりのプリント・コストはかなり高いものになる。
【0003】
別のタイプのインクジェット・プリンタでは、ユーザは、プリントヘッド自体を処分することなく走査キャリッジ内のインク供給容器を交換することができる。上述のいずれの場合においても、走査キャリッジがプリントヘッド用インク供給容器を支持している。インク供給容器を頻繁に交換しなくてすむようにインク容器の容量はかなり大きくなくてはならないので、キャリッジはかなり大きくなければならない。このようにキャリッジが大きいため、インクジェット・プリンタの大きさを小さくするには限界がある。
【0004】
軸上に設置されたインク供給容器の欠点を克服するために、走査キャリッジ上に保持されていないインク供給容器を用いる、軸外のインク供給容器を持つプリンタが開発されている。柔軟性を有する管が、軸外のインク供給容器を走査プリントヘッドに接続している。このような軸外のインク配送システムの問題の1つは、プリントヘッドとインク供給容器の高度差がプリントヘッドにかかるインク圧力に直接関係する、ということである。従って、プリンタが傾いたりひっくり返ったりすれば、インクがプリントヘッドのノズルから垂れる可能性が高い。さらに、キャリッジが走査する間に、柔軟な管内のインクの運動量によって、プリントヘッドに印加されるインク圧力が変動する。
【0005】
従って、上述した既存のインクジェット・プリンタの持つ様々な欠点のない、インクジェット・プリンタ用インク配送システムが必要とされる。
【0006】
【概要】
インクジェット・プリンタの好適な実施例によれば、インク配送システムは、柔軟性を有する管を経由して静止圧力レギュレータのインク出力に結合されたインクの相互接続部を有する走査キャリッジを含む。圧力レギュレータのインク入力は、管を経由して、交換式のインクのカートリッジを有する静止したインク供給容器に接続されている。比較的小さく半永久的ではあるが交換できる、あるいは永久的な、プリント・カートリッジは、1つまたは複数のプリントヘッドと1つまたは複数のインクの相互接続部を収容しており、相互接続部は、そのプリント・カートリッジでプリントできるカラー・インク毎に1つずつある。プリント・カートリッジは、プリントヘッドと走査キャリッジへ通じる柔軟性を有する管との間に流体結合を形成するように、走査キャリッジに挿入される。プリントヘッドが静止したインク供給容器からインクを受け取るので、プリント・カートリッジの内部に大きなインク・チャンバを作る必要がなく、プリント・カートリッジとキャリッジを小型化することができる。
【0007】
好適な実施例において、インク圧力レギュレータはキャリッジの休止位置に近接して配置されている。これにより、プリンタが万一水平でない向きに傾いても、プリントヘッドからのインク垂れが防止される。キャリッジが媒体を横切って走査する際、柔軟なインク管内のインクの運動量によってインク圧力の急変を避けるために、プリント・カートリッジのインク・チャンバ内に、柔軟性を有するダイアフラムが組み込まれている。
【0008】
以下では様々な圧力レギュレータを説明し、様々なプリント・カートリッジを説明する。好適な実施例においては、キャリッジを小型化するのが望ましいので、夫々のプリント・カートリッジは2つの異なるカラーのインクを収容する2重チャンバを有しており、ブラック、シアン、マゼンタ、イエローのインクをプリントするフルカラープリンタで必要なプリント・カートリッジが2つだけになるようにしている。
【0009】
【実施例】
図1は、様々な発明的特徴を組み込んだ、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。一般的に、プリンタ10は、新しい紙を保持するトレー12を含む。プリント動作が開始すると、紙送り装置を用いてトレー12から紙のシートが1枚プリンタ10内に送られ、U字形の向きに向けられて、反対向きにトレー12に向かって進む。シートはプリント・ゾーン14で停止し、1つまたは複数のプリント・カートリッジ18を収容した走査キャリッジ16がシートを横切って走査し、その上に1回分のインクをプリントする。
【0010】
1回または複数回の走査の後、シートは、従来技術のステッパ・モータと送りローラ20を用いて、プリント・ゾーン14内の次の位置に一段階移動し、キャリッジ16が再びシートを横切って走査し、次の1回分のインクをプリントする。シート上へのプリントが完了すると、シートはトレー12上方の位置に送られ、確実にインクが乾くようにその位置に保持され、その後開放される。
【0011】
他の実施例のプリンタには、プリンタ10の背面に出力トレーを配置したものがある。このようなプリンタでは、紙のシートは、U字形の向きに送り戻されることなく、プリント・ゾーン14を通って送られる。
【0012】
キャリッジ16の走査機構は従来技術のものでよく、通常、それに沿ってキャリッジ16が摺動する摺動ロッド22、及びキャリッジ16内の光電検出器によって光学的に検出されてキャリッジ16を正確に位置決めするコードが付けられた線条部材24を含む。従来技術の駆動ベルト・滑車構成を用いてキャリッジ16に接続されたステッパ・モータ(図示せず)を用いて、キャリッジ16がプリント・ゾーン14を横切って運搬される。
【0013】
本明細書で説明するインクジェット・プリンタ10及び他のインクジェット・プリンタの新規な特徴は、インクをプリント・カートリッジ18に、そして最終的にはプリントヘッドのインク噴出チャンバに供給する、インク配送システムに関する。このインク配送システムは、交換式のインク供給カートリッジ31、32、33、34を収容する軸外のインク供給ステーション30を含み、これらのインク供給カートリッジは、加圧しても、あるいは大気圧でもよい。カラー・プリンタについては、通常、ブラックのインク、イエローのインク、マゼンタのインク、シアンのインクについて個別のインク供給カートリッジがある。
【0014】
柔軟なものでも良いしあるいは剛体でもよい4本の管36は、インクを4つの交換式のインク供給カートリッジ31ないし34から圧力レギュレータのハウジング38内の4つの圧力レギュレータに運ぶ。レギュレータは、インク供給カートリッジ31ないし34からの調整されていないインク圧力を、調整されたインク圧力に変換する。調整されたインク圧力は、プリントヘッドその他の要因によるが、通常約−2から−10水柱インチの間に設定される。一実施例において、プリントヘッドは、1インチ当たり300dpiないし600dpiの解像度でプリントする。将来のもっと高解像度のプリントヘッドでは、圧力設定値を−10から−25水柱インチの範囲にすることが必要かもしれない。レギューレータの圧力はまた、インク通路及びはめあい構造を支持するように選択される。開示したレギューレータ・システムでは、すべてのこのような圧力範囲に対応する。
【0015】
インク供給カートリッジ31ないし34内のインクは加圧してもしなくてもよい。インク供給カートリッジ31ないし34の一実施例についての詳細は、代理人整理番号1094053−2、James Cameron他による"Ink Supply for an Ink-Jet Printer"という名称の、1995年4月27日出願の米国特許出願番号第08/429,915号に見出される。
【0016】
ハウジング38内のレギュレータの出口から、キャリッジ16上のマニホルド42まで、柔軟性を有する4本の管40が接続されている。
【0017】
軸外のインク供給容器、レギュレータ、走査キャリッジ、プリント・カートリッジの様々な実施例をこれから説明する。
【0018】
図2は、図1に示すものと非常に類似しているが、紙トレーを取り外しプリント・カートリッジ18を1つ取り外した状態の、他のプリンタ44の平面図である。様々な図面を通して同一の参照番号で識別される要素は、同一であってもよい。
【0019】
好適な実施例において、ハウジング38内のレギュレータは、キャリッジ16の休止位置46(図2)にできるだけ近接して配置されている。従って、サービス・ステーション48に近接することになろう。サービス・ステーション48は、プリントヘッドのプライミングや、プリントヘッドのノズル板のクリーニング等の機能を果たす。このようにレギュレータを配置することによって、プリントヘッドのノズルの休止位置と圧力レギュレータの間の距離が最小になる。プリンタが水平な場合には、このように近接させなくてもよい。しかし、プリンタが傾くと、圧力レギュレータとノズルの高度差が変化する。レギュレータが十分な距離だけノズルよりも上に動けば、インク垂れが起こる。この距離を臨界値よりも小さくすることによって、このようなインク垂れが防止される。これは、以下に表す式によって最もよく説明される。
Pp=ペンのプリントヘッド内のゲージ圧力の設定値。ゲージ圧力は、絶対圧力から絶対大気圧を差し引いたものに等しい。好適な実施例において、ゲージ圧力の設定値は、−4.5水柱インチである。
H0=プリンタが水平な場合のレギュレータの高さからプリントヘッドの高さを差し引いたもの。プリンタが水平な場合に、レギュレータがプリントヘッドよりも1インチ高く配置されるよう設計されている、と仮定する。
Pr=レギュレータのゲージ圧力の設定値=Pp−H0。本例においては、通常動作中におけるレギュレータのプリントヘッドに対する高度差を補償するためには、レギュレータの設定値は−5.5水柱インチであろう。
△P=レギュレータ間で予想される圧力のばらつき。
【0020】
上述の例においては、通常の最悪の場合の許容誤差のばらつきのために、レギュレータの圧力は±1.5水柱インチ変化し得る。従って、最悪の状況の下では、レギュレータの圧力は−4水柱インチにもなり得る。インク垂れを防ぐためには、レギュレータをプリントヘッドよりも4インチよりも高くしてはならない。従って、製品が最悪の場合のインク垂れを引き起こす向きに傾くとき、それは通常、レギュレータがプリントヘッドよりも上になった状態でプリンタが横倒しになるときであるが、そのときにインク垂れを防止するためには、レギュレータがプリントヘッドから4インチ以内になるように配置せねばならない。
【0021】
従って、次式のようになる。
Dmax=Pp(単位:水柱インチ)−H0−△P
ただし、Dmax=プリントヘッドの休止位置とレギュレータの間の最大安全距離(単位:インチ)。
【0022】
ハウジング38内の夫々のレギュレータは、本質的に、レギュレータの入口と出口の間の開口部を制御する弁から成っている。弁は、レギュレータの出口側のインク圧力の下降に応答して開き、出口側のインク圧力の上昇に応答して閉じる。出口側における所望のインク圧力は、出口側の圧力と周囲圧力(大気圧)の予め定められた圧力差である。典型的な負の調整圧力は、約−4水柱インチであろう。例として、出口側のインク圧力が、例えば−5水柱インチであるしきい値に達したと感知されると、例えば圧力が−3水柱インチに達するまで弁が開き、−3水柱インチに達すると弁が自動的に閉じる。ノズルの直径が小さくなれば、最適インク圧力は負の方向に値が大きくなる。従って、−10水柱インチあるいは更に大きな負のしきい値圧力も達成できる。
【0023】
プリンタ10または44が動作していないときは、夫々のレギュレータ内の弁は閉じている。レギュレータのこれ以上の詳細事項については、図8ないし図11を参照して説明する。
【0024】
図2及び図3において、キャリッジ16には単一のプリント・カートリッジ18を取り付けて示している。夫々が圧力レギュレータの出口に接続された4本の管40は、キャリッジ16に支持されたゴムの隔壁52と流体的につながっている。プリント・カートリッジ18をキャリッジ16内の関連する区画55(図3)に押し込むと、夫々のプリント・カートリッジ18の一部として形成された中空のニードル54(図4)が、ゴムの隔壁52を通って挿入され、特定のインク供給カートリッジ31ないし34と特定のプリント・カートリッジのプリントヘッドの間に、プリントヘッドへのインクの供給を提供する液体伝達通路ができる。
【0025】
夫々の剛体の隔壁の肘接手58(図4)には、柔軟性を有するベローズ56(図3)が設けられており、ニードル54が隔壁52に挿入されたときに隔壁の肘接手58がある程度x,y,z軸方向に動いて、ニードル54にかかるx、y、z軸方向の負荷を最小にし、ニードル54のまわりが確実に液密及び気密にシールされるようになっている。ベローズ56は、ブチルゴム、高acnニトリル、ラテックス、その蒸気や気体をあまり通さない特性を持った柔軟性を有する材料で形成されていてもよい。一実施例において、ベローズ56は円形または長方形の柔軟性を有するダイアフラムであり、弾性部材を形成するかあるいは弾性部材で裏打ちされた膜片から成っていてもよい。または、ベローズ56の代わりに、U字形または円形の柔軟性を有する管を用いてもよい。
【0026】
隔壁52は、ばね(図示せず)によって上方へ付勢されている。これによって、隔壁52がz軸方向の許容誤差を吸収することができ、ニードル54にかかる負荷が最小になり、ニードル54のまわりがしっかりとシールされる。
【0027】
インクチャネル59は、夫々のニードル54からプリント・カートリッジ18のてっぺんを越えてインク・チャンバ内へ延びている。
【0028】
インクの相互接続に関するもっと詳細な説明は、Norman Pawlowski, Jr.他による"Inkjet Printer With Off-Axis Ink Supply"という名称の、1996年8月30日出願の米国特許出願番号第08/706,062号に見出される。
【0029】
図4は、複数のチャンバを有するプリント・カートリッジ18の底面側を示す。2本の平行な行のオフセットのかかったノズル60が、テープ62を貫いてレーザ・アブレーションによって形成されて示されている。プリント・カートリッジ18がプリントするカラーインク毎に1本のノズルの行が設けられている。一実施例において、300個のノズルが間隔をおいて配置され、600dpiの垂直解像度でプリントを行う。最初にプリント・カートリッジのインク・チャンバをインクで充填するのに、インク充填穴64を用いる。ストッパ(図示せず)が、この最初の充填後穴64を永久にシールするよう意図されている。
【0030】
金属の接触パッド68は、インク噴出要素を保持する基板上の電極と電気的に接続されている。
【0031】
図5は、その頂部を取り外して夫々が特定のカラーのインク用である2つのインク・チャンバ72、73が見えるようにした、プリント・カートリッジ18を示す。インク・チャンバ72、73は、夫々、前述の管及びインクの相互接続を経由して、夫々のニードル54(図4)及び関連するインク供給カートリッジ31ないし34と流体的に連結している。夫々のチャンバ72、73は、そのチャンバと関連する単一のプリントヘッドの一部あるいは別個のプリントヘッドと流体的に連結している。
【0032】
走査キャリッジ16の加速及び減速によるインク圧力の急峻な変動の影響を緩和するため、夫々のチャンバ72、73の壁には、ダイアフラム76として識別される柔軟性を有する(例えばゴムの)部分がある。ダイアフラム76は、インク圧力の急峻な上昇と共にわずかに外側に曲がり、流入するインクの圧力の上昇を吸収する。逆に、ダイアフラム76はインク・チャンバ72、73内へと内側に曲がって、インク中の負力の急激な上昇を吸収する。ダイアフラム76の特性は、走査の加速度、柔軟性を有する管40の寸法、インク・チャンバの寸法、その他の要因を考慮して、そのインクジェット・プリンタの特性に基づいて通常経験的に決定される。
【0033】
図6は、プラスチックのプリント・カートリッジのフレーム78に接着または圧縮クランプされた柔軟性を有するダイアフラム76の、図5中の6−6線での断面図である。一実施例において、ダイアフラム76の面積は約1平方センチメートルであり、厚さは約0.5mmである。面積及び厚さは、ダイアフラム76の材料の柔軟性及びそのシステムの要求事項によって決まる。
【0034】
図7は、二重のチャンバ72、73内のインクA、Bの、シリコン基板80の外縁のまわり及びインク噴出チャンバ82、83内への通路を示す、図4中の7−7線での断面図である。中央の壁84によって2つのチャンバが分離されている。夫々のインク噴出チャンバ内のヒータ抵抗器85、86が選択的に通電されて、対応するノズル60からインク滴88、89が噴出される。図7の特性を持つように変更できるプリントヘッドについてのもっと詳しい事項は、Keefe他による米国特許番号第5,278,584号に説明されている。
【0035】
好適な実施例において、ノズル部材92はKapton(商標)等の柔軟性を有するテープ62であり、ノズル60がテープ62を貫いてレーザ・アブレーションによって形成されている。柔軟性を有するテープ62上に形成された接触パッド68(図4)は、テープ62の裏の導電トレースに接続されている。トレースの他端は、基板80上の電極に接続されており、基板80上の電極は、最終的にはヒータ抵抗器85、86に接続されている。他の実施例においては、ヒータ抵抗器の代わりに圧電素子が用いられる。テープ62は、接着剤94によって、プリント・カートリッジのフレーム78に固着されている。インク噴出チャンバ82、83を形成するバリヤー層96は、フォトレジストで形成してもよい。バリヤー層96は、柔軟性を有するテープ62の底に接着層98によって固着されている。接着剤100によって、基板80が中央の壁84に固定されており、チャンバ72、73の間でのインクのシールがなされている。
【0036】
好適な実施例では、走査キャリッジ16を小型化するために二重チャンバを持つプリント・カートリッジ18を2つ用いて示しているが、チャンバが単一のプリント・カートリッジ(壁84がない)を4つ用いることもできる。Keefe他による米国特許番号第5,278,584号は、単一のカラーをプリントするプリント・カートリッジを示している。このプリント・カートリッジを小さくしてインク入口ポートを組み込んだものを本発明のプリンタ内に用いることにより、プリント・カートリッジを2つではなく4つ用いてもよい。本開示の図1は、破線でこのような4つのプリント・カートリッジを示している。あるいは、単一のブラックのインクのプリント・カートリッジと3色入りのプリント・カートリッジを用い、3色入りのプリント・カートリッジが、これらのカラー用の3組のノズルを組み込んでもよい。
【0037】
図8は、本発明の一実施例によるインク配送システムのブロック図である。図8において、プリント・カートリッジ18は、単一のインク・チャンバまたは二重インク・チャンバを含む。説明を簡単にするために1つのインクカラーの通路のみを示すが、夫々のカラーのインク毎に別個のインク配送システムがある。
【0038】
プリント・カートリッジ18内の夫々のインク・チャンバの内部には、比較的小型のインクのアキュムレータがある。この小型のアキュムレータは、キャリッジの動きによって引き起こされる急峻な圧力変動を吸収するためのものである。一実施例において、このアキュムレータは、インク・チャンバの壁を形成する図5及び図6の柔軟性を有するダイアフラム76で構成される。他のタイプのアキュムレータを図9に示すが、アキュムレータは、インクをプリント・カートリッジ18の許容サイズによって数立方センチメートルから数十立方センチメートルだけどこに保持するものであっても良い。一実施例において、図9に示すアキュムレータ110はインク袋112を含み、このインク袋112の側壁114、115は内部のばね118によって外側に付勢されており、チャンバ72または73に通じている出口120において負圧が提供されるようになっている。このような負圧は、プリントヘッドの特性によるが、通常−2水柱インチから−10水柱インチ程度である。入口122が、プリント・カートリッジに供給されるインクを受け取る。
【0039】
インクは柔軟性を有する管40を経由してプリント・カートリッジ18に配送される。管40は、好ましくは、DuPont社によってSaran(商標)という商品名で販売されているポリ塩化ビニリデンである。柔軟性を有する管40は、レギュレータのハウジング38(図1及び図2)の内部の、レギュレータ125の一部を形成する、より大きなアキュムレータ124(アキュムレータ110と類似)の出力に接続されている。アキュムレータ124によって気泡への耐性が提供され、インク供給容器31からのインクの圧力調整が正確になる。大きなアキュムレータ124は、レギュレータの弁126によって、交換式のインク供給カートリッジ31から通じている固定された管36に接続されている。レギュレータの弁126は、ロータリ弁やフラッパ弁等、いかなる形の弁であってもよい。
【0040】
好適な実施例において、レギュレータの弁126は、大きなアキュムレータ124の入口122と管36の間の穴を塞いだり開けたりするフラッパ弁であり、ある量のインクを選択的に交換式のインク供給容器31から大きなアキュムレータ124に流す。弁126の開閉は、大きなアキュムレータ124の出口120におけるインク圧力によって決まる。このようなインク圧力は、ダイアフラムによって、あるいは好適な実施例においては図9のアキュムレータ124の物理的寸法を監視することによって、決定することができる。プリントヘッドがインクを噴出するにつれて、大きなアキュムレータ124はつぶれる。アキュムレータ124がある点までつぶれると、インク袋112の側壁114に接続された位置センサが、弁126を開くコントローラ回路にトリガをかける。この位置センサは、インク袋112がつぶれてある点に達すると光電検出器とLEDの間の光路を遮断するところの、アキュムレータ124の側壁114に取り付けられた単なる遮光部材であってもよい。弁126が開いている間、アキュムレータ124の背圧によって、弁126の開時間とインクの流量によって決まる制御された量のインクがインク供給容器31から引き込まれる。ばね118のつぶれはアキュムレータ124の出口120における負圧に関係するので、インク袋のつぶれに基づいて弁126を作動させれば、出口120における負圧がかなり一定のレベルに維持される。
【0041】
インク袋112のつぶれを感知する他の方法は、導線と接触する金属の板ばねをインク袋112の上または下に配置する、というものである。インク袋112がつぶれると、板ばねは導線との接触が切れ、弁126を開いてアキュムレータ124を再充填する時機であるということを知らせる。感知の他の方法として、例えば静電容量を用いた感知や電磁誘導を用いた感知がある。
【0042】
インク袋112の物理的つぶれを感知する代わりに、アキュムレータ124の出口120に置かれた従来技術の圧力変換器を用いて、出口120における背圧を感知してもよい。
【0043】
圧力を感知するこれら様々の手段は、図8における弁コントローラ回路127として識別される。
【0044】
好適な実施例において、圧力センサは、インク袋112のつぶれを検出するにせよ、アキュムレータ124の出口120における圧力を直接検出するにせよ、インク供給容器31のインクがなくなった時点も検出する。システムが弁126を開くと、負圧の絶対値が減少しまたアキュムレータ124が元のように大きくなるはずである。そうならない場合には、そのことが検出されるので、システムはそれによって、インク供給容器31のインクがなくなり、弁126を閉じて空気が管40やプリント・カートリッジ18に入らないようにしなければならない、と判定する。このように判定されることによって、ユーザにインク切れの警告を行うようプリンタに対して指示がなされる。
【0045】
図10は、インクジェット・プリンタ用インク配送システムの他の実施例を示す。図において、プリント・カートリッジ18は、柔軟性を有する管40を経由して、固定された機械的圧力レギュレータ128に接続されている。このような機械的圧力レギュレータ128は、図8に関して説明したレギュレータにおけるよりも一層在来型の技術を用いてもよい。このような機械的レギュレータ128の1つは、可動レバーを組み込んでおり、レバーの位置は周囲圧力とレギュレータ内のインク圧力の差に基づいている。この圧力差に応答したレバーの動きによって、レギュレータの入口における弁が機械的に開閉され(弁を開くと、レギュレータの圧力が正側に大きくなる)、レギュレータの出口におけるインク圧力が比較的一定に維持される。このようなレギュレータは、本開示を読めば、当業者にはよく理解されるであろう。このレギュレータの特性は、所望の負圧を達成するように調節される。
【0046】
使用することができる1つのタイプの機械的レギュレータは、Norman Pawlowski, Jr.他による"Apparatus For Providing Ink To An Ink-Jet Print Head And For Compensating For Entrapped Air"という名称の、1995年10月31日出願の米国特許出願番号第08/550,902号に説明されているものと同様のものである。この出願に説明されているレギュレータはプリント・カートリッジ自体の内部にあるが、このようなレギュレータは、プリントヘッドがなくても図8の固定されたレギュレータの役割をすることができる。他の適当な機械的レギュレータは、Norman Pawlowski, Jr.他による"Pressure Regulated Free-Ink Ink-Jet Pen"という名称の、1995年8月24日出願の米国特許出願番号第08/518,847号に説明されている。他の適当な機械的レギュレータは、Winthrop Childers他による"An Ink Delivery System for an Inkjet Pen Having an Automatic Pressure Regulator System"という名称の、1996年8月30日出願の米国特許出願番号第08/705,394号に見出される。
【0047】
以下日本発明の実施態様の例を列挙する。
【0048】
〔実施態様1〕以下の(a)ないし(c)を設けたプリンタ:
(a) 少なくとも1つのインク・チャンバ(72、73)を収容するプリント・カートリッジ本体を有する第1のプリント・カートリッジ(18);
(b) 前記プリント・カートリッジ本体に支持され、表面上にインク噴出要素(85、86)を収容する少なくとも1つの基板(96)を含み、前記少なくとも1つのインク・チャンバと流体的に連絡している少なくとも1つのプリントヘッド;
(c) 前記少なくとも1つのインク・チャンバの少なくとも壁の1つの一部を形成し、インク圧力の急峻な変動を緩和する柔軟性を有するダイアフラム(76)。
【0049】
〔実施態様2〕前記少なくとも1つのインク・チャンバ(72、73)が、同じプリント・カートリッジ本体内に多数のインク・チャンバを含むことを特徴とする実施態様1に記載のプリント装置。
【0050】
〔実施態様3〕前記少なくとも1つのインク・チャンバ(72、73)が中央の壁(84)によって分離された2つのインク・チャンバを含み、
前記少なくとも1つの基板(96)が単一の基板を含み、
前記基板の裏面が前記中央の壁に関してシールされており、
前記2つのインク・チャンバの夫々の中のインクが、前記単一の基板の対応する外縁のまわりから前記基板の前記表面へ、更に前記基板の前記表面上の対応するインク噴出要素(85、86)へ流れる
ことを特徴とする実施態様2に記載のプリンタ。
【0051】
〔実施態様4〕前記柔軟性を有するダイアフラム(76)が外気と連絡している基準表面、及び
前記少なくとも1つのインク・チャンバ(72、73)内のインクと流体的に連絡している内部表面を有する
ことを特徴とする前記実施態様のいずれかに記載のプリンタ。
【0052】
〔実施態様5〕以下の(d)ないし(g)を設けたことを特徴とする実施態様1ないし4の何れかに記載のプリンタ:
(d) 前記プリント・カートリッジ本体を支持するキャリッジ(16):前記キャリッジはキャリッジ軸に沿った向きのキャリッジ通路に沿って走査し、媒体通路は前記キャリッジ軸と略垂直な媒体軸に沿った向きである;
(e) 開放可能に搭載された交換式のインク供給容器(34)を支持する固定されたインク供給ステーション(30);
(f) 入口、及び出口、を有する固定された圧力レギュレータ(38):前記入口は前記交換式のインク供給容器が前記固定されたインク供給ステーションに取外し可能に搭載されたときに前記交換式のインク供給容器と流体的に連絡している;
(g) 前記圧力レギュレータの前記出口と前記プリント・カートリッジ本体の間を流体的に連絡している、柔軟性を有する管路(40)。
【0053】
〔実施態様6〕第2のプリントヘッドを支持する第2のプリント・カートリッジ(18)を設け、前記キャリッジ(16)が前記第2のプリント・カートリッジ及び前記第1のプリント・カートリッジを隣り合う位置関係に支持することを特徴とする実施態様5に記載のプリンタ。
【0054】
〔実施態様7〕以下のステップ(a)及び(b)を設けたインクジェット・プリンタ動作方法:、
(a) 走査キャリッジ(16)が媒体を横切って走査するとき、前記走査キャリッジ内の少なくとも1つのプリントヘッド(96)に付勢信号を供給して、前記少なくとも1つのプリントヘッドからインク滴(88)を噴出する;
(b) 以下のステップ(b-1)ないし(b-3)を設け、前記少なくとも1つのプリントヘッドにインクを供給する:
(b-1) 前記少なくとも1つのプリントヘッドが前記媒体上にインク滴を噴出するときに、前記少なくとも1つのプリントヘッドを収容する少なくとも1つのプリント・カートリッジ(18)本体内に負圧を作り出す;
(b-2) 前記少なくとも1つのプリント・カートリッジ本体と前記プリンタ内の静止した圧力レギュレータ(38)の間を流体的に連絡している少なくとも1本の柔軟性を有する管(40)を経由して、前記少なくとも1つのプリント・カートリッジ本体にインクを供給する;
(b-3) 前記プリント・カートリッジ本体内のダイアフラム(76)を撓ませることによって、前記プリント・カートリッジ本体の内部のインク圧力の急峻な変動を緩和する。
【0055】
〔実施態様8〕以下のステップ(c)及び(d)を設けたことを特徴とする実施態様7記載の方法:
(c) 前記少なくとも1本の柔軟性を有する管(40)に入る前記インクの圧力を前記レギュレータ(38)によって調整し、前記少なくとも1つのプリント・カートリッジ(18)本体へ通じるインクの圧力が大気圧に関して所望の負の圧力となるようにする;
(d) 固定されたインク供給ステーション(30)内に取り付けられた少なくとも1つの取り外し可能に搭載されたインク供給容器(34)のカートリッジから、前記レギュレータにインクを供給する。
【0056】
〔実施態様9〕以下の(a)ないし(c)を設け、媒体軸に沿って媒体を運搬する媒体運搬通路を有し、前記媒体軸に略垂直な走査軸に沿って動く走査キャリッジ(16)を有するインクジェット・プリント・システム用のインク配送システム:
(a) 第1のインク供給部(34)及び第2のインク供給部(33)を含む複数の取外し可能に搭載されたインク供給部(31ないし34)を支持する静止したインク供給ステーション(30);
(b) 前記走査キャリッジ内に搭載され、前記第1のインク供給部が前記静止したインク供給ステーション上に取外し可能に搭載されたときに前記第1のインク供給部から第1のインクのタイプを受け取る第1のチャンバ(72)及び前記第2のインク供給部が前記静止したインク供給ステーション上に取外し可能に搭載されたときに前記第2のインク供給部から第2のインクのタイプを受け取る第2のチャンバ(73)を含む少なくとも2つのチャンバ(72、73)を有するプリント・カートリッジ(18):前記第1のインクのタイプと前記第2のインクのタイプが異なり、前記プリント・カートリッジが前記第1及び第2のチャンバと夫々流体的に連絡し第1の向きに媒体上にインク滴を噴出する第1及び第2の組のインク噴出要素(85、86)を有するプリントヘッド(96)を含む;
(c) 前記第1のインク供給部と前記第1のチャンバの間及び前記第2のインク供給部と前記第2のチャンバの間にインクの流路を確立する複数の流体通路。
【0057】
〔実施態様10〕
前記第1のチャンバ(72)が、前記走査キャリッジ(16)の動きによって発生する前記プリントヘッドにおけるインク圧力の変動を低減する減衰要素(76)と流体的に連絡していることを特徴とする、実施態様9に記載のインク配送システム。
【図面の簡単な説明】
【図1】軸外のレギュレータを組み込んだインクジェット・プリンタの斜視図。
【図2】プリント・カートリッジを1つ取り付け、軸外のレギュレータを組み込んだ、他の実施例のインクジェット・プリンタの平面図。
【図3】走査キャリッジの一実施例の斜視図。
【図4】プリント・カートリッジとそのインクの相互接続の一実施例の斜視図。
【図5】2つの部分から成るチャンバを示す、図4のプリント・カートリッジの斜視図。
【図6】インク圧力の急激な上昇を低減する、インク・チャンバの壁の柔軟性を有するダイアフラムを示す、図5の6−6線断面図。
【図7】プリントヘッド基板の縁のまわりからインク噴出チャンバへのインクの流れを示す、図4の7−7線断面図。
【図8】インク配送システムの一実施例のブロック図。
【図9】図8の実施例に用いることができるインクのアキュムレータの断面図。
【図10】インク配送システムの他の実施例のブロック図。
【符号の説明】
10:プリンタ
16:キャリッジ
18:プリント・カートリッジ
30:インク供給ステーション
31、32、33、34:インク供給カートリッジ
38:圧力レギュレータのハウジング
40:柔軟性を有する管
72、73:インク・チャンバ
76:ダイアフラム
84:中央の壁
85、86:ヒータ抵抗器
88:インク滴
96:バリヤー層(プリントヘッド)

Claims (5)

  1. キャリッジ通路に沿って走査する移動可能なキャリッジと、前記移動可能なキャリッジに取り付けられる第1のプリント・カートリッジであって、第1のインク・チャンバを収容するプリント・カートリッジ本体を有し、前記第1のインク・チャンバは変更可能なインク量を収容している第1のプリント・カートリッジと、前記プリント・カートリッジ本体に支持され、表面上にインク噴出要素を有する基板を含み、前記第1のインク・チャンバと流体的に連絡しているプリントヘッドと、前記第1のインク・チャンバの少なくとも壁の1つの一部を形成し、前記第1のインク・チャンバ内で前記キャリッジの加速及び減速によるインク圧力の急激な変動を緩和する表面を有し、該表面が前記キャリッジの走査方向に対して垂直である、柔軟性を有するダイアフラムと、を備えているプリント装置において、
    前記キャリッジ通路はキャリッジ軸を有しており、
    該キャリッジ軸に対して略垂直な媒体軸を有する媒体通路と、
    固定されたインク供給ステーションと、
    前記固定されたインク供給ステーションに取外し可能に搭載された交換式のインク供給容器と、
    入口及び出口を有する固定された圧力レギュレータであって、前記入口は、前記交換式のインク供給容器が前記固定されたインク供給ステーションに取外し可能に搭載されたときに前記交換式のインク供給容器と流体的に連絡している固定された圧力レギュレータと、
    該圧力レギュレータの前記出口と前記プリント・カートリッジ本体との間を流体的に連絡している柔軟性を有する管路と、
    をさらに備え、
    前記圧力レギュレータは、前記入口及びレギュレータ弁を介して前記インク供給容器に流体的に連絡し、インク圧力に応じて前記レギュレータ弁を開閉させることによりある量のインクを前記インク供給容器から前記出口に流すようになっているプリント装置。
  2. 前記第1のインク・チャンバ内のインクが、前記基板の外縁のまわりから前記基板の表面に供給されていると共に、前記基板の前記表面上に形成された前記インク噴出要素に供給されていることを特徴とする、請求項1に記載のプリント装置。
  3. 第2のインク・チャンバを備え、中央の壁が前記第1のインク・チャンバを第2のインク・チャンバから分離しており、前記基板の裏面が前記中央の壁に対してシールされており、前記第1のインク・チャンバ内のインクが、前記基板の第1外縁のまわりから前記基板の前記表面に流れると共に、前記基板の前記表面上のインク噴出要素に流れ、前記第2のインク・チャンバ内のインクが、前記基板の第2外縁のまわりから前記基板の前記表面に流れると共に、前記基板の前記表面上のインク噴出要素に流れるようになっていることを特徴とする、請求項1に記載のプリント装置。
  4. インクジェット・プリンタ用のインク配送システムであって、前記インクジェット・プリンタは、固定されたインク供給ステーション、媒体通路及び移動可能な走査キャリッジを備え、該キャリッジは前記媒体通路に対して垂直なキャリッジ軸に沿って走査し、かつ前記キャリッジは媒体にインクを噴出するために取り付けられるプリントヘッドを有しており、前記プリンタは、前記インク供給ステーションに接続される固定されたインク圧力レギュレータを備え、該圧力レギュレータは入口及び出口を有し、前記プリンタは、前記圧力レギュレータと流体的に連絡している前記キャリッジに搭載するためのカートリッジを備え、該カートリッジはインク・チャンバを備え、該インク・チャンバは、前記カートリッジが前記キャリッジに搭載されるときに前記移動可能なキャリッジに配置され、前記インク・チャンバは、変更可能なインク量を収容し、前記インク・チャンバは、該インク・チャンバの少なくとも壁の1つの一部を形成する表面を有する柔軟なダイアフラムを有し、前記表面が前記キャリッジの走査方向に対して垂直であるインク配送システムにおいて、
    前記プリンタ上にある前記固定されたインク供給ステーションに取外し可能に搭載され、流体出口を有するインク・リザーバを備え、前記インク・リザーバから流れ出るインクで あって、該インクは、前記レギュレータ内でゲージ圧力に応じて開閉するバルブを有する前記レギュレータの前記入口を通り、前記レギュレータの前記出口を通って前記カートリッジの前記インク・チャンバに流れ出すものであり、前記移動可能なキャリッジは、前記インク・チャンバ内のみで生じるインク圧力の急激な変動を前記柔軟性を有するダイアフラムの前記表面を撓ませることによって緩和されていることを特徴とする、インク配送システム。
  5. インクジェット・プリンタ動作方法であって、該インクジェット・プリンタは、走査キャリッジ、該走査キャリッジに搭載されるプリント・カートリッジ本体、静止した圧力レギュレータ、固定されたインク供給ステーション、及び該固定されたインク供給ステーションに取外し可能に搭載されたインク供給カートリッジを備え、前記プリント・カートリッジ本体は、前記走査キャリッジに搭載され、かつ、プリントヘッド、該プリントヘッドと流体的に連絡しているインク・チャンバ及びダイアフラムを備え、前記インク・チャンバは変更可能なインク量を収容し、前記ダイアフラムは前記インク・チャンバの少なくとも壁の1つの一部を形成する表面を有し、前記表面が前記キャリッジの走査方向に対して垂直であり、前記プリンタは、前記レギュレータと前記インク・チャンバとの間を流体的に連絡している柔軟性を有する管をさらに備えており、
    前記走査キャリッジが媒体を横切って走査するとき、前記プリントヘッドに付勢信号を供給して、前記プリントヘッドからインク滴を噴出するステップを含み、
    前記プリントヘッドにインクを供給するステップは、
    前記プリントヘッドが前記媒体上にインク滴を噴出するときに、前記インク・チャンバ内に負圧を作り出すステップと、
    前記インク・チャンバと前記プリンタ内の前記静止した圧力レギュレータとの間を流体的に連絡している前記柔軟性を有する管を経由して、前記インク・チャンバにインクを供給するものであって、前記圧力レギュレータは、入口及びレギュレータ弁を介してインク供給容器に流体的に連絡し、インク圧力に応じて前記レギュレータ弁を開閉させることによりある量のインクを前記インク供給容器から流すステップと、
    前記プリント・カートリッジ本体内の前記ダイアフラムの表面を撓ませることによって、前記ダイアフラムの表面に対して垂直な前記走査キャリッジの移動に基づく前記インク・チャンバ内のみで生じるインク圧力の急激な変動を緩和するステップと、
    を含む方法。
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