JPH09150524A - インク・ジェット・プリンタのインク供給 - Google Patents

インク・ジェット・プリンタのインク供給

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JPH09150524A
JPH09150524A JP8131212A JP13121296A JPH09150524A JP H09150524 A JPH09150524 A JP H09150524A JP 8131212 A JP8131212 A JP 8131212A JP 13121296 A JP13121296 A JP 13121296A JP H09150524 A JPH09150524 A JP H09150524A
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Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 高い信頼性でプリントヘッドにインクを供給
する、インクジェット・プリンタのインク供給容器。 【解決手段】 インク・ジェット・プリンタ用のインク
供給容器１０には、通常は周囲圧力に維持されているメ
インの槽が備えられる。メインの槽は、一方向逆止弁を
経由して、容積を変えることができるチャンバと結合さ
れている。一方向逆止弁は、槽からチャンバへのインク
の流れを許容し、チャンバから槽へのインクの流れを防
止する。チャンバは流体出口２０と結合されている。流
体出口２０は、通常閉状態で、インクが流れないように
している。しかし、インク供給容器１０をプリンタ内に
取り付けると、流体出口２０により、チャンバとプリン
タとの間の液体の連絡が確立する。チャンバは、インク
を槽からプリンタに供給するよう動作可能な、インク供
給容器１０を備えたポンプの一部である。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の背景】本発明は、インク・ジェット・プリンタ
のインク供給に関し、より詳細には、インク供給容器内
の槽からインク・ジェット・プリンタのプリントヘッド
にインクを供給するように動作させることができる自己
完結的(self-contained)ポンプを有する交換可能なイン
ク供給容器(ink supply)に関する。
【０００２】インク・ジェット・プリンタは、信頼性の
ある効果的な印字装置として確立している。通常、イン
ク・ジェット・プリンタでは、印字表面に関して移動す
るキャリッジ上に搭載したプリントヘッドを利用する。
制御システムが移動するプリントヘッド上のインク・ジ
ェットを適切な位置で起動して、プリントヘッドが印字
表面上にインク滴を噴出または噴射するようにし、所望
の画像および文字を形成する。
【０００３】このようなプリンタが適切に作動するため
には、プリントヘッドのインク供給が信頼性のあるもの
でなければならない。インク・ジェット・プリンタに
は、キャリッジに搭載することができる使い捨て式のイ
ンク・ペンを用いるものが多い。このようなインク・ペ
ンは、通常プリントヘッドとプリントヘッドへの供給イ
ンクを収容する槽を含む。また、通常、プリントヘッド
が用いるのに適切な圧力に供給インクを維持する圧力調
整機構も含む。供給インクが枯渇すると、インク・ペン
全体が交換される。このシステムは、容易でユーザに優
しいインク・ジェット・プリンタのインク供給の方法を
提供するものである。
【０００４】プリンタの重要な特性の１つは、印字速度
である。インク・ジェット・プリンタにおいて、この速
度を増大する方法の１つとして、プリントヘッドの移動
速度を増大する、というものがある。しかし、インク・
ペンを用いたプリンタにおいては、プリントヘッドとと
もに、槽を含むインク・ペン全体が移動する。したがっ
て、槽をできる限り小さくしてインク・ペンの質量を小
さくし、より速い速度で効果的に移動できるようにする
ことが望ましい。その一方で、槽を小さくするとインク
がより早く枯渇し、そのためインク・ペンの交換と使い
捨てをより頻繁に行わねばならなくなる。
【０００５】カラープリンタがますます普及するにつれ
て、このインク槽の大きさの制限によりもたらされる問
題は大きくなってきた。カラープリンタにおいては、通
常１色よりも多い色のインクをプリントヘッドに供給す
ることが必要である。通常、それぞれ別個の槽に収容せ
ねばならない３色または４色の異なるインクが必要であ
る。これらの槽すべてを一緒にした容積が、通常の１色
のプリンタの単一の槽と同じように制限されるわけであ
る。したがって、それぞれの槽は、１色のプリンタの通
常の槽の大きさの一部分しか占めることができない。
【０００６】さらに、１個の槽が枯渇しただけでも、も
うこのインク・ペンでは思うように印字することができ
なくなる。したがって、通常このインク・ペンは最初の
槽が枯渇すると交換し廃棄せねばならない。さらに、イ
ンク・ペンの有効寿命も短いものとなってしまう。
【０００７】理解できるように、インク・ペンは、プリ
ントヘッドと圧力調整機構を用いることで、コストを本
質的に下げている。こういった機構はまた、槽内の供給
インクよりもはるかに長い有効余命を有することができ
る。したがって、インク・ペンが廃棄されるときには、
プリントヘッドと圧力調整機構にはまだ多くの使用でき
る寿命が残っている可能性がある。さらに、マルチカラ
ーのインク・ペンにおいて、すべてのインク槽が同時に
枯渇するということはありそうもない。したがって、廃
棄されるインク・ペンは、十分に機能するプリントヘッ
ドおよび圧力調整機構だけでなく、未使用のインク、も
含んでいるであろう。この結果、ユーザのコストは増大
し、資源もいくぶん無駄に非能率的に使用されることに
なる。
【０００８】使い捨て式のインク・ペンに関連する問題
のいくつかを軽減するのに、キャリッジに搭載されない
インク供給容器を用いているインク・ジェット・プリン
タもある。こういったインク供給容器は、プリンタ内で
静止しているため、キャリッジとともに移動するインク
供給容器のような大きさの制限を全く受けることがな
い。静止したインク供給容器を有するプリンタの中に
は、プリンタに内蔵した補充することのできるインク槽
を有するものもある。インクは、槽から、プリントヘッ
ドから延びた管を通って、プリントヘッドに供給され
る。または、プリントヘッドが小さなインク槽を含んで
いて、プリントヘッドを静止した内蔵式の槽にある補充
機構に移動することによってこの小さなインク槽を定期
的に補充するようにすることもできる。このどちらにお
いても、インクは、プリンタ内のポンプまたは重力によ
って引き起こされる流れのどちらかにより、槽からプリ
ントヘッドに供給することができる。
【０００９】しかしながら、このような内蔵式の槽に補
充するのは、困難で汚れることが多い。さらに、内蔵式
のインク槽は交換されることがないので、プリンタの性
能に悪影響を及ぼす可能性のある粒子やコンタミナント
が集まりやすい。
【００１０】これらの問題に鑑みて、交換できる槽を用
いるプリンタもある。こういった槽も、内蔵式の槽と同
様、キャリッジ上に配置されておらず、したがって、印
字中にプリントヘッドとともに移動することがない。交
換できる槽は、インクを満たしたプラスチック製の袋で
あることが多い。この袋には、中空の針で穴を開けるこ
とができるダイヤフラム等の機構が設けられていて、こ
れにより袋とプリンタが連結し、インクが袋からプリン
トヘッドに流れることができる。袋を絞ったりその他の
方法で加圧して、インクが槽から流れるようにすること
が多い。この袋が加圧された状態で破裂したり漏れたり
すると、プリンタにとって大惨事の結果となる可能性が
ある。
【００１１】
【発明の概要】したがって、本発明の目的は、高い信頼
性でプリントヘッドにインクを供給する、インク・ジェ
ット・プリンタのインク供給を提供することである。
【００１２】本発明の他の目的は、複雑でなく、簡単に
低コストで製造でき容易に使用できるインク供給を提供
することである。
【００１３】本発明の他の目的は、無駄を制限しインク
その他インク供給容器の部品をより効率的に用いる、よ
り費用対効果が大きく環境に優しいインク供給を提供す
ることである。
【００１４】本発明の１態様によるインク供給容器は、
供給インクを保持するメインの槽を有する。メインの槽
は、通常略周囲圧力に維持されているが、一方向逆止弁
を経由して容積を変えることができるチャンバと連結さ
れている。一方向逆止弁は、インクが槽からチャンバに
流れるようにし、チャンバから槽へは流れないようにし
ている。チャンバは流体出口と連結されている。流体出
口は、通常閉状態でインクが流れないようにしている。
しかし、インク供給容器をプリンタ内に取り付けると、
流体出口が開いて、チャンバとプリンタの間で液体の連
絡が確立する。
【００１５】チャンバは、インクを槽からプリンタに供
給するポンプの一部の役目をする。特に、チャンバの容
積が増大すると、インクが槽から弁を通してチャンバ内
に引き込まれる。チャンバの容積が減少すると、インク
はチャンバから流体出口を通して圧入され、プリントヘ
ッドに供給される。
【００１６】本発明の他の目的および態様は、本発明の
詳細な説明により、当業者には明白になるであろう。詳
細な説明は、例として示すものであって、本発明を限定
するものではない。
【００１７】
【実施例の説明】本発明の好適な実施例によるインク供
給容器を、図１に参照番号１０で示す。インク供給容器
１０は、硬質の保護シェル１２を有する。シェル１２
は、インクを収容する柔軟性を有する槽１４（図２に示
す）を収容している。シェル１２は、ポンプ１８および
流体出口２０をしまうシャシ１６に取り付けられてい
る。シャシ１６には保護ふた２２が取り付けられてお
り、インク供給容器１０の外側にはラベル２４が接着さ
れていてシェル１２、シャシ１６、ふた２２をしっかり
と一緒に固定している。ふた２２には開口部が設けられ
ており、これらの開口部からポンプおよび流体出口にア
クセスすることができる。
【００１８】図３および図４に示すように、インク供給
容器１０は、インク・ジェット・プリンタ内のドック(d
ocking bay)２６内に取り外し可能に挿入することがで
きる。インク供給容器がプリンタに挿入されると、ドッ
ク２６内の流体入口２８が流体出口２０と連結し、イン
クがインク供給容器１０からプリンタに流れるようにな
る。ドック２６内のアクチュエータ３０は、ポンプ１８
とかみ合う。アクチュエータ３０が動作すると、ポンプ
１８がインクを槽１４から液体出口２０、液体入口２８
を通してプリンタに供給する。
【００１９】図２、図４、図５に示すように、シャシ１
６の一端には充填ポート３２が設けられており、他端に
は排気ポート３４が設けられている。インクを充填ポー
ト３２を通してインク供給容器に加えることができ、加
えたインクで置換された分の空気は排気ポート３４を通
して排気される。インク供給容器が充填されると、充填
ポート３２は、充填ポートに圧入されるボール３５でシ
ールされる。
【００２０】シャシ１６の底には、底が開いたチャンバ
３６が形成されている。以下により詳細に説明するとお
り、チャンバ３６は、加圧されてインクをプリンタに供
給することができるポンプチャンバの役目をする。チャ
ンバ３６のてっぺんには、そこを通ってインクが槽１４
からチャンバ３６に入ることができる入口ポート３８が
設けられている。そこを通ってインクがチャンバ３６か
ら吐出されることができる出口ポート４０も設けられて
いる。
【００２１】入口ポート３８の底に配置された一方向フ
ラップ弁４２は、インクがチャンバ３６から槽１４に戻
ることを制限する役目をする。図２、図４、図５、図７
に示すフラップ弁４２は、柔軟性を有する材料でできた
長方形片である。図示の実施例においては、弁４２は入
口ポート３８の底を覆って配置され、その短い方の辺の
中央点でシャシ１６に熱でかしめられている（熱でかし
めた領域は、図において黒くしてある）。チャンバ内の
圧力が槽内の圧力よりも下がると、図７に示すように弁
４２のかしめていない方の両辺がそれぞれ曲がり、イン
クが入口ポート３８を通ってチャンバ３６に流れ込むよ
うになる。他の実施例においては、フラップ弁の１辺の
みを熱でかしめて熱でかしめた辺の周囲で弁全体が曲が
るようにしたり、３辺を熱でかしめて弁の１辺のみが曲
がるようにすることができる。他のタイプの弁も適切か
もしれない。
【００２２】図示の実施例においては、フラップ弁４２
は２層の材料でできている。上側の層は、厚さ０．００
１５インチの低密度ポリエチレンの層である。下側の層
は、厚さ０．０００５インチのポリエチレンテレフタレ
ート（ＰＥＴ）の層である。図示のフラップ弁４２は、
幅が約５．５ミリ、長さが約８．７ミリである。もちろ
ん、他の実施例においては、他の材料、タイプ、大きさ
の弁を用いてもよい。
【００２３】チャンバ３６の底は、図２、図４において
一番よく見える柔軟性を有するダイヤフラム４４で覆わ
れている。ダイヤフラム４４は、チャンバの底の開口部
よりもわずかに大きく、チャンバ３６の底縁の周囲でシ
ールされている。ダイヤフラムがチャンバの底の開口部
よりも大きい分材料が過剰であるので、上下に曲がって
チャンバの容積を変えることができる。図示のインク供
給容器においては、ダイヤフラムが移動することによっ
て、チャンバ３６の容積を約０．７立方センチメートル
変えることができる。図示のチャンバ３６を完全に膨張
させたときの容積は、約２．２から２．５立方センチメ
ートルの間である。
【００２４】図示の実施例において、ダイヤフラムは、
厚さ０．０００５インチの低密度ポリエチレンの層、接
着剤の層、厚さ０．０００４８インチの金属で被覆した
ポリエチレンテレフタレートの層、接着剤の層、厚さ
０．０００５インチの低密度ポリエチレンの層、を有す
る多層の材料でできている。もちろん、他の適切な材料
を用いてダイヤフラムを形成してもよい。図示の実施例
におけるダイヤフラムは、従来技術の方法を用いてチャ
ンバの底縁に熱でかしめてある。熱でかしめる工程の間
に、ダイヤフラム内の低密度ポリエチレンがダイヤフラ
ム内の折り目やしわをシールする。
【００２５】チャンバ３６内に、ダイヤフラム４４に隣
接して、圧力板４６が配置されている。図示の実施例に
おいてはステンレス鋼でできている、ポンプのばね４８
が、圧力板４６にダイヤフラム４４を押すように力をか
け(biases)、チャンバ３６の大きさが膨張するようにダ
イヤフラムを外側に付勢する。ポンプのばね４８を所定
の位置に保持するために、ポンプのばね４８の一端はチ
ャンバ３６のてっぺんに形成したスパイク(spike)５０
が受け、他端は圧力板４６に形成したスパイク５２が受
けている。図示の実施例における圧力板４６は、高密度
ポリエチレンを鋳造したものである。
【００２６】中空の円筒形のボス５４が、シャシ１６か
ら下向きに延びて流体出口２０のハウジングを形成して
いる。図２、図４に示すように、中空のボス５４の穴５
６は、下端に狭いのど部を有する。図示の実施例におい
てはステンレス鋼でできている、シールをするボール５
８が、穴５６内に配置されている。シールをするボール
５８は、穴５６内で自由に移動することはできるが狭い
のど部を通り抜けることはできないような大きさであ
る。穴５６内にはシールをするばね６０が配置されてお
り、シールをするボール５８を狭いのど部を押すように
付勢し、シールを形成してインクが液体出口を通って流
れないようにしている。図示の実施例においてはステン
レス鋼でできている、保持するボール６が、穴のてっぺ
んに圧入されており、シールをするばね６０を所定の位
置に保持している。穴５６は、インクが自由に保持する
ボールを通って穴に流れ込むことができるような構成に
なっている。
【００２７】図６、図７に示すように、シャシ１６のて
っぺんには、一段高くした(raised)マニホルド６４が形
成されている。マニホルド６４は、充填ポート３４のて
っぺんの周囲に円筒形のボスを形成し、入口ポート３８
のてっぺんの周囲に同様のボスを形成して、これらのポ
ートをそれぞれ隔離している。マニホルド６４は、流体
出口２０と出口ポート４０のベースの周囲に延び、２つ
の出口をつなぐてっぺんが開いた管路６６を形成してい
る。
【００２８】図４に示すように、マニホルド６４のてっ
ぺんには、管路６６のてっぺんのカバーを形成するよう
に柔軟性を有するインク槽１４が取り付けられている。
図示の実施例においては、この取り付けは、図６に示す
長方形のプラスチックシート６８をマニホルド６４の上
面に熱でかしめることによってなされ、これにより管路
６６が封入される。熱でかしめる領域は、図６にクロス
ハッチングで示す。図示の実施例において、シャシは高
密度ポリエチレンを成形したものであり、プラスチック
シートは厚さ０．００２インチの低密度ポリエチレンで
ある。これら２つの材料は、従来技術の方法を用いて容
易に熱でかしめることができ、また容易にリサイクルす
ることができる。
【００２９】プラスチックシート６８をシャシ１６に取
り付けた後、シートは図２に示すように折ることがで
き、２つの側面とてっぺんの周囲をシールして、柔軟性
を有するインク槽１４を形成する。図示の実施例におい
て、ここでもまた、熱でかしめることを用いてプラスチ
ックシートの周辺をシールすることができる。
【００３０】充填ポート３２と入口ポート３８を覆うプ
ラスチックシートは、穴を開けたり、突き刺したり、そ
の他の方法で取り除いて、インクがこれらのポートを通
って流れることを阻止しないようにすることができる。
【００３１】柔軟性を有する槽１４は、インクを収容す
るには理想的なものであるが、容易に穴があいたり破裂
してインクから比較的多量の水分が損失する可能性があ
る。したがって、槽１４を保護し水分の損失を制限する
ために、槽１４は保護シェル１２内に封入されている。
図示の実施例において、シェル１２は透明ポリプロピレ
ンでできている。厚さが約１ミリメートルであれば、破
裂から保護してインクから受け入れることができない水
分の損失がないようにすることができることがわかって
いる。しかし、シェルの材料および厚さは、他の実施例
において変えることができる。
【００３２】図１ないし図３に示すように、シェル１２
の上部は一段高くしたリブ７０を多数有し、シェル１２
をドック２６に挿入したり引き出したりするときに握り
やすいようにしている。シェル１２の両側からは、垂直
なリブ７２が横に突出している。垂直なリブ７２は、図
３において一番よく見えるドック内の溝７４内に収容す
ることができ、インク供給容器をプリンタ内に配置した
ときに側面が支持され安定するようになっている。シェ
ルの底には、２個の円形の溝７６が設けられており、こ
れらの溝７６は、図４において一番よく見えるように、
シャシ１６に形成した２個の円形のリブ７８とかみ合っ
て、シェル１２をシャシ１６に取り付ける。
【００３３】シェルのシャシへの取り付けは、好ましく
は、シャシが偶発的にシェルから分離しないように、そ
して万一柔軟性を有する槽が漏れを起こしてもシェルか
らインクが流れないように、十分きちんと合っているべ
きである。しかし、この取り付けはまた、インクが槽１
４から枯渇したときシェル内の圧力を周囲圧力と略同じ
に維持するように空気がゆっくりとシェル内に入ること
ができるようなものであることが望ましい。または、シ
ェル内を負圧にしてインクが槽から流れないようにして
もよい。しかし、シェル内を高湿度に維持してインクか
らの水分の損失を最小限にするために、入る空気は制限
するべきである。
【００３４】図示の実施例において、シェル１２とその
中に収容する柔軟性を有する槽１４は、約３０立方セン
チメートルのインクを保持することができる。シェルは
幅が約６７ミリメートル、厚さが約１５ミリメートル、
高さが約６０ミリメートルである。柔軟性を有する槽
は、材料が不当に過剰でなくシェルを満たすような大き
さである。もちろん、与えられたプリンタに何が必要か
によって、他の寸法や形のものも用いることができる。
【００３５】インク供給容器を充填するには、インクを
充填ポート３２を通して注入することができる。充填す
ると、柔軟性を有する槽１４は膨張してシェル１２を略
満たす。インクが槽に導入されているとき、シールをす
るボール５８は押され、流体出口を開き、流体出口２０
が部分的に真空となる。流体出口において部分的に真空
となることによって、槽１４からのインクがチャンバ３
６、管路６６、円筒形のボス５４の穴を満たし、インク
と接触するインクが、もしあったとしてもほとんどない
ようにする。流体出口が部分的に真空となることによっ
て、充填工程も速まる。槽がさらに迅速に充填されるよ
う、排気ポート３４が設けられて、槽が膨張するときに
シェルから空気が逃げることができるようになってい
る。いったんインク供給容器が充填されると、ボール３
５が充填ポートに圧入され、インクが逃げたり空気が入
ったりしないようにする。
【００３６】もちろん、本インク供給容器を充填するの
に他の様々な方法を用いることもできる。インクを充填
する前にインク供給容器全体を二酸化炭素で洗浄するこ
とが望ましい場合もある。このようにすることで、充填
工程の間にインク供給容器内にとどまるいかなるガス
も、空気ではなく二酸化炭素となる。二酸化炭素が溶解
するインクはあるが、空気が溶解するインクはないの
で、こうすることが望ましいのである。一般的に、泡等
がプリントヘッドやそこから延びた管に入らないよう、
インク供給容器からはできるだけ多くの気体を除去する
ことが望ましい。
【００３７】槽が充填された後、保護ふた２２がインク
供給容器の上に配置される。図４に示すように、保護ふ
たには、シャシのリブ８２を収容してふたをシャシに取
り付ける溝８０が設けられている。ふたには突起８４が
設けられており、排気ポート３４に栓をして、空気のシ
ャシへの流れ込みを制限しインクからの水分の損失を低
減する。シャシ１６の両端からは植え込みボルト８６が
延びており、ふた２２内の開口部内に収容されて、ふた
の整列に役立ちふたとシャシの結合を強くする。用途に
よっては、植え込みボルトの端をスエージしてふたをシ
ャシによりしっかり固定することが望ましいかもしれな
い。
【００３８】さらに、図１、図３に示すラベル２４をイ
ンク供給容器１０の複数面(sides)に接着して、シェル
１２、シャシ１６、ふた２２をしっかりと一緒に保持す
ることができる。図示の実施例においては、ホットメル
ト接着剤を用いて、ラベルが剥離せずインク供給容器が
むやみにいじられないようにラベルを接着する。
【００３９】図示の実施例におけるふた２２には、両側
から突出する垂直なリブ９０が設けられている。リブ９
０は、シェルの垂直なリブ７２の延長となっており、垂
直なリブ７２と同様の方法でドック２６内に設けた溝７
４内に収容される。リブ９０に加えて、図示のふたはリ
ブ９０の両側に配置した突出するキー９２を有する。特
定のインク供給容器とその中身の独特の識別ができるよ
うに、１個またはそれ以上のキーを任意に削除したり変
更することができる。これらとかみ合う、特定のタイプ
のインク供給容器を識別するキー（図示せず）を、ドッ
ク内に形成することができる。このようにすることによ
り、ユーザは、ドックに誤ったタイプまたはカラーのイ
ンク供給容器を不注意で挿入することができなくなる。
この構成は、様々なカラーのインク容器のドックが隣接
するマルチカラーのプリンタにおいては特に有利であ
る。
【００４０】図３、図４に示すように、ドック２６は、
インク供給容器１０とかみ合ってインク供給容器をベー
スプレート９６に対して所定の位置にしっかりと保持す
る２個のばねクリップ９４を有する。図示のように、ば
ねクリップは、ふた２２のリブ９０およびキー９２のて
っぺんとかみ合う。他の実施例においては、ばねクリッ
プはシェルの垂直なリブ９０に形成したもどり止めとか
み合うようにすることができる。このような構成におい
ては、ばねクリップが生み出す保持力の大部分がシェル
にかかる。
【００４１】ドック機構２６は、インクをプリントヘッ
ドに供給する延びた管９８（図示せず）と連結した流体
入口２８を含む。大部分のプリンタにおいては、プリン
トヘッドは通常、少量のインクを保持する小さなインク
たまりと、インクたまり内の圧力を適切に維持するある
タイプの圧力調整器を含む。通常、インクたまり内の圧
力は周囲圧力よりもわずかに低いことが望ましい。この
「背圧」が助けとなって、インクはプリントヘッドから
したたることがない。プリントヘッドにおける圧力調整
器は、通常、インクがプリントヘッドから戻って延びた
管に流れ込まないようにする逆止弁を含む。
【００４２】図４の実施例において、流体入口２８は、
表面からは見えない穴１０２と横向きに開けた穴１０４
を有する上向きに延びた植え込みボルト１００を含む。
植え込みボルト１００を取り囲む滑動するカラー１０６
には、ばね１０８によって上向きの力がかかる。植え込
みボルト１００は、ベースプレート９６内の開口部を貫
いて上向きに延びている。滑動するカラー１０６の環状
の留め金１１２がベースプレート９６の下に配置されて
おり、滑動するカラー１０６の上向きの動きを制限す
る。カラー１０６のてっぺんには、柔軟性を有する座金
１１０が配置されている。座金１１０は、カラー１０６
よりわずかに上に延びた上部と、植え込みボルト１００
にきちんと合って取り囲む下部を有する。
【００４３】滑動するカラー１０６が最上位置にあると
きには、ベースプレート９６に接している留め金１１２
が決めるように、座金１１０が植え込みボルト９０のて
っぺんに配置されて、横向きに開けた穴１０４をシール
する。インク供給容器１０がドック機構２６に挿入され
ると、座金１１０の上部は円筒形のボス５４の端部とか
み合い、インク供給容器とプリンタの間のシールを形成
する。より強固なシールが形成されるように、円筒形の
ボス５４の端部には、その周囲で座金１１０が変形する
ような一段高くした環状のリブ１１４が設けられてい
る。
【００４４】図示の構成において、インク供給容器の流
体出口とプリンタの流体入口の間のシール内にとどまる
空気はほとんどない。これにより、空気がプリントヘッ
ド内のインク・ジェットに到達する可能性が低減され、
プリンタがより適切に動作するようになる。
【００４５】インク供給容器がさらにドック機構２６に
挿入されると、植え込みボルト１００がシールするボー
ル５８を押し、のど部を通って穴５６内に入る。同時
に、ボス５４の端部が滑動するカラー１０６と柔軟性を
有する座金１１０を押し下げ、横向きに開けた穴１０４
が露出する。このようにして、流体はシールするボール
５８の周囲から横向きに開けた穴１０４内へ、そして穴
１０２を通って延びた管９８に流れ込むことができる。
【００４６】インク供給容器１０を取り外すと、シール
をするばね６０がシールをするボール５８にかける力に
より、シールをするボール５８が、円筒形のボス５４の
狭いのど部のシールする位置に戻る。同時に、ばね１０
８が滑動するカラー１０６と柔軟性を有する座金１１０
にかける力により、カラー１０６はその最上位置に戻
り、横向きに開けた穴１０４をシールする。流体出口２
０と流体入口２８の両方がシールされた後、円筒形のボ
ス５４の端部は柔軟性を有する座金１１０のてっぺんと
分離する。ここでも(Again)、図示の実施例の構成にお
いては、インク供給容器とプリンタの間のシールがなく
なったとき、過剰なインクはほとんど残らない。
【００４７】図示の流体出口２０と流体入口２８はしっ
かりとシールされていて、シールしたときにはとどまる
空気がほとんどなくシールをやめてもインクがほとんど
残らないが、他の流体相互接続を用いてインク供給容器
をプリンタに接続してもよい。
【００４８】図示の実施例のポンプ１８は、ダイヤフラ
ム４４を内側に押してチャンバ３６の容積を減少しチャ
ンバ３６内の圧力を増大することによって動作する。フ
ラップ弁４２によってインクが逃げて槽１４内に戻るこ
とが制限されるので、チャンバ３６から圧入されるイン
クは、出口ポート４０、管路６６を通って流体出口へと
出る。ダイヤフラム４４が解放されると、ポンプのばね
４８が圧力板４６とダイヤフラム４４にかける外向きの
力により、チャンバ３６の容積は膨張しチャンバ３６内
の圧力は減少する。チャンバ３６内の圧力が減少するの
で、フラップ弁４２が開き、インクを槽１４からチャン
バ３６内に引き込む。プリントヘッドにおける逆止弁、
延びた管内の流体抵抗、またはこれらの両方によって、
インクが管路６６を通ってチャンバ３６に戻ることは制
限される。または、逆止弁を出口ポートその他の位置に
設けてインクが出口ポートを通ってチャンバに戻らない
ようにしてもよい。
【００４９】図３に示すように、ドックにはポンプ１８
を動作するアクチュエータ３０が設けられている。イン
ク供給容器がドック内に取り付けられると、アクチュエ
ータ３０を押してダイヤフラム４４に接触させチャンバ
３６に加圧することができる。アクチュエータ３０はレ
バー１１６の一端と枢転可能に接続されている。レバー
１１６の他端には、圧縮ばね１１８によって下向きに力
がかかっている。このようにして、チャンバ３６内の圧
力を増大しインクがインク供給容器からプリンタ内に流
れるように、圧縮ばね１１８の力がアクチュエータ３０
をダイヤフラム４４を押すように上向きに付勢してい
る。図示の実施例において、圧縮ばねは、チャンバ内の
圧力を約１．５ポンド毎平方インチにするように選択さ
れている。もちろん、プリンタの要求事項によって、望
ましい圧力は変わる。
【００５０】チャンバ３６の容積が最少に近づくと、ア
クチュエータ３０の高さで示すように、カム１２０が回
転して、圧縮ばね１１８の力に打ち勝ちアクチュエータ
３０を回転させて最低位置にする。アクチュエータ３０
からの力が取り除かれるので、ポンプのばね４８がダイ
ヤフラム４４にかける外向きの力により、チャンバ３６
の容積が増大し、インクが槽１４からチャンバ３６内に
引き込まれる。いったんチャンバ３６が膨張すると、カ
ム１２０が回転して戻り、圧縮ばね１１８によって再び
アクチュエータがダイヤフラムを押すように付勢され、
システムが加圧される。
【００５１】実施例によっては、プリンタが印字中でな
いときにはいつでも、カム１２０を回転してチャンバか
らの圧力を取り除くことが望ましいかもしれない。また
は、プリンタが待機モードの時には圧力をすべてではな
くいくらか解放するような中間ローブを、カムに設ける
こともできる。
【００５２】本インク供給容器の構成は、チャンバ内の
比較的少量のインクのみが加圧されるため、特に有利で
ある。インクのほとんどは、槽内に略周囲圧力で保持さ
れる。したがって、漏れる可能性が少なくなり、漏れた
場合にも、より容易に収容する(contained)ことができ
る。
【００５３】アクチュエータ３０の位置を監視すること
により、インク供給容器がほとんど空になったときを正
確に検出してインク切れ警告を発することも可能であ
る。これにより、「インクのない状態」でインク・ジェ
ットを発射することがなくなるため、プリントヘッドの
寿命を非常に延ばすことができる。特に、槽１４からの
インクが枯渇してしまうと、槽内に背圧が生み出され、
チャンバ３６を減圧してもチャンバが完全に膨張しない
ようになってしまう。これは、システムを再加圧すると
きにアクチュエータ３０の位置を監視することによっ
て、検出することができる。すなわち、チャンバ３６が
完全に膨張しない場合には、アクチュエータ３０が、ダ
イヤフラム４４に接触する前に通常の高さよりも高い位
置まで上がる。
【００５４】図示のダイヤフラム・ポンプは、非常に信
頼性の高いものであり、インク供給容器内で用いるのに
非常に適していることがわかっている。しかし、他のタ
イプのポンプを用いてもよい。たとえば、ピストン・ポ
ンプ、ベローズ・ポンプ、その他のタイプのポンプを本
発明で用いるようにしてもよい。
【００５５】ベローズ・ポンプを用いたインク供給容器
である他の実施例を図８に示す。図８の実施例におい
て、柔軟性を有するインクを収容する槽１４ａは、上述
と同様の方法でシャシ１６ａに熱でかしめてある。槽１
４ａは、シャシ１６ａに取り付けた保護外部シェル１２
ａ内に収容されている。
【００５６】シャシ１６ａにはベローズ１２２が取り付
けられており、チャンバ３６ａを規定している。入口ポ
ート３８ａにより、インクが槽からチャンバ３６ａに流
れ込むようになっており、出口ポート４０ａにより、イ
ンクがチャンバ３６ａから出るようになっている。入口
ポート３８ａを覆ってフラップ弁４２ａが配置されてお
り、インクがチャンバ３６ａから流れて槽１４ａに戻る
ことを制限している。
【００５７】ベローズ・ポンプは、ベローズに力をかけ
ることによって動作する。この力により、ベローズ１２
２は圧縮され、チャンバ３６ａ内のインクが加圧されて
出口ポート４０ａを通って流体出口２０ａに流れる。こ
の力が取り除かれると、ベローズ１２２が本来持ってい
る弾力性により、ベローズ１２２は膨張してインクを槽
１４ａからチャンバ３６ａ内に引き込む。図示の実施例
において、ベローズは高密度ポリエチレンを鋳造したも
のであり、たとえば超音波溶接その他適切な方法により
シャシに取り付けることができる。しかし、その他多く
の材料および取り付け手段を用いてもよい。
【００５８】図８に示す流体出口は、シャシ１６ａ内に
形成したポート１２４を含む。ばねを保持するボス１２
６がポート１２４を取り囲んでいる。柔軟性を有するシ
ールをするふた１３０を有する圧縮ばね１２８がボスに
はまっており、これを狭いのど部１３４を有する出口管
１３２が覆っている。ばね１２８が、シールをするふた
１３０を、狭いのど部をシールしインクがインク供給容
器から流れ出さないように、付勢している。しかし、ド
ックに挿入すると、シールをするふたは押され、流体が
ふたの周囲から狭いのど部を通ってプリンタ内に流れる
ようになる。図示の実施例において、出口管１３２は高
密度ポリエチレンを鋳造したものであり、シャシに超音
波溶接したりその他適切は方法で取り付けることができ
る。もちろん、他の様々な構成を用いることもできる。
【００５９】この詳細な説明は、本発明の例を示すため
だけになされたものであり、いかなる意味でも本発明の
範囲を制限するものと考えるべきではない。明らかに、
添付の特許請求の範囲に規定する本発明およびその同等
物の範囲から逸脱することなく、本発明に多くの付け加
え、代替、その他の変更を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の好適な実施例によるインク供給容器の
斜視図である。
【図２】図１のインク供給容器の分解図である。
【図３】図１のインク供給容器のプリンタ内に取り付け
られる状態を示す図である。
【図４】インク供給容器をプリンタ内に取り付けた状態
の、図３の４−４線部分断面図である。
【図５】本発明の好適な実施例によるインク供給容器の
シャシの底面図である。
【図６】図５のシャシの平面図である。
【図７】図５の７−７線断面図である。
【図８】本発明によるインク供給容器の他の好適な実施
例の分解図である。
【符号の説明】
１０ ・・・ インク供給容器 １４ ・・・ 槽 １６ ・・・ シャシ １８ ・・・ ポンプ ２０ ・・・ 流体出口 ２６ ・・・ ドック ２８ ・・・ 流体入口 ３０ ・・・ アクチュエータ ３６ ・・・ チャンバ ３８ ・・・ 入口ポート ４０ ・・・ 出口ポート ４２ ・・・ 弁 ４４ ・・・ ダイヤフラム ４８ ・・・ ばね ９８ ・・・ 管 １２２ ・・・ ベローズ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ジョン・エイ・バリナガ，ジュニア アメリカ合衆国オレゴン州コーバリス、ノ ース・ウエスト・ウィッサム・ヒル・ドラ イブ 4006，アパートメント145

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】インク・ジェット・プリンタのドック内の
    ドック位置に取り外し可能に挿入される交換可能なイン
    ク供給容器であって、前記ドックはポンプのアクチュエ
    ータと移動できるプリントヘッドにインクを供給するた
    め延びた管に連結された流体入口とを有するものにおい
    て、 シャシ、 ある量のインクを収容する、シャシに連結された槽、 シャシに設けられ、前記インク供給容器が前記ドック位
    置にあるときに前記流体入口とかみ合う流体出口、 シャシに設けられ、前記槽と前記流体出口とに流体でつ
    ながり、前記インク供給容器が前記ドック位置にあると
    きにアクチュエータによって動作してインクを前記槽か
    ら引き出し前記流体出口を通して前記延びた管に供給す
    ることができるポンプを有することを特徴とするインク
    供給容器。
  2. 【請求項２】前記流体出口によって、前記ドック位置に
    あるときにインクが前記流体出口を通って前記流体入口
    に流れ込むことができ、前記ドック位置にないときにイ
    ンクが前記流体出口を通って流れないようになっている
    ことを特徴とする請求項１に記載の交換可能なインク供
    給容器。
  3. 【請求項３】前記ポンプと前記槽の間に置かれ、インク
    が前記槽から前記ポンプに流れ込むようにし前記ポンプ
    から前記槽に流れ込むことを制限する弁をさらに含む請
    求項１に記載の交換可能なインク供給容器。
  4. 【請求項４】前記ポンプが、膨張位置と収縮位置を有す
    るチャンバを含み、前記チャンバが内部で前記膨張位置
    に向けて力がかかっており、前記アクチュエータが前記
    チャンバの前記内部でかかる力に打ち勝って前記チャン
    バを前記収縮位置に向けて付勢し前記チャンバ内のイン
    クを加圧して前記ポンプから前記流体出口を通って前記
    流体入口に流れ込むように付勢することを特徴とする請
    求項１に記載の交換可能なインク供給容器。
  5. 【請求項５】前記チャンバがベローズであり、前記ベロ
    ーズが一体的に成形したプラスチック成分であり、前記
    ベローズの壁の弾力性によって前記ベローズが前記膨張
    位置に向けて付勢されることを特徴とする請求項４に記
    載の交換可能なインク供給容器。
  6. 【請求項６】少なくとも前記チャンバの一部が、前記膨
    張位置と前記収縮位置の間を移動することができる柔軟
    性を有するダイヤフラムを含み、さらに前記チャンバ内
    に前記柔軟性を有するダイヤフラムを前記膨張位置に向
    けて付勢するばねを有する請求項４に記載の交換可能な
    インク供給容器。
  7. 【請求項７】インク・ジェット・プリンタのドック内の
    ドック位置に挿入する交換可能なインク供給システムの
    シャシであって、前記ドックはポンプのアクチュエータ
    と移動できるプリントヘッドにインクを供給するための
    延びた管に流体でつながっている流体入口とを有するも
    のにおいて、 供給インクを収容するインク槽に連結するインク入口、 前記インク入口と流体でつながっているポンプ、 前記インク入口と関連し、インクが前記槽から前記イン
    ク入口を通って前記ポンプに流れ込むようにしインクが
    前記インク入口を通って戻って流れることを制限する
    弁、 前記ポンプと流体でつながっており、前記ドック位置に
    あるときには前記流体入口とかみ合ってインクが前記流
    体出口を通って前記流体入口に流れるようにし、前記ド
    ック位置にないときにはインクが前記流体出口を通って
    流れないようにする流体出口とを特徴とするシャシ。
  8. 【請求項８】前記ポンプが、膨張位置と収縮位置の間で
    動作することができる容積を変えることができるチャン
    バを含む請求項７に記載のシャシ。
  9. 【請求項９】ポンプのアクチュエータと、移動できるプ
    リントヘッドにインクを供給する延びた管に連結された
    流体入口と、を有するドックのあるインク・ジェット・
    プリンタにインクを供給する方法において、 ある量のインクを収容する槽に連結されたポンプ入口と
    流体出口に流体でつながったポンプ出口とを有するポン
    プをシャシに設け、そのポンプには容積を変えることが
    できるチャンバがあり、 前記シャシを前記プリンタの前記ドックに挿入して前記
    流体出口と前記流体入口の間に流体の伝達を形成し、 インクを前記槽から前記ポンプ内に引き込むように、前
    記容積を変えることができるチャンバを膨張位置に向け
    力をかけ、 前記容積を変えることができるチャンバを収縮位置に向
    けて力をかけ、前記ポンプ内のインクを前記ポンプ出口
    を通って前記流体出口に流れるよう前記アクチュエータ
    を前記ポンプとかみ合うように移動させるステップを特
    徴とする方法。
  10. 【請求項１０】少なくとも前記容積を変えることができ
    るチャンバの一部が、前記膨張位置と前記収縮位置の間
    を移動することができる柔軟性を有するダイヤフラムを
    含み、 前記容積を変えることができるチャンバ内に位置して前
    記柔軟性を有するダイヤフラムに前記膨張位置に向けて
    力をかけるばねを含む請求項９に記載の方法。
JP8131212A 1995-04-27 1996-04-26 インク・ジェット・プリンタのインク供給 Expired - Lifetime JP2766251B2 (ja)

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