JP2001026125A - インク供給システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 レギュレータや圧力センサを用いずにプリン
トヘッド内の圧力を一定に維持する。 【解決手段】 インクライン１２２の第１のセットが熱
交換アセンブリー１２０に動作的に接続されて、熱交換
アセンブリー１２０からプリンタキャリッジ１２４上に
配置されたプリントヘッド１１２へインクを運ぶ。イン
クライン１２２の第２のセットは、プリントヘッド１１
２に供給されたインクに対する戻りラインとして機能
し、インクを連続的に再循環させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、オリフィスと整列
した小滴放出器を有する音響式のインクプリントヘッド
を使用する音響式のインクプリンティング（acoustic i
nk printing）に適用するためのインク供給システムに
関する。より詳細には、本発明は、複数の音響式のイン
クプリントヘッドを通過する高速で、脈動がない、均一
なインクのフローを提供する、比較的コンパクトでシー
ルのないシステムに関する。このシステムによって、周
囲の圧力、それぞれのインクリザーバ内のインクの体
積、またはフィルタのブロッケージの量とは無関係にそ
れぞれのプリントヘッド内のインクの圧力を受動的に維
持することによって、それぞれの異なるプリントヘッド
の各オリフィスにおけるメニスカスの正確な位置決めが
可能になる。単一のモータおよびマルチヘッドのポンプ
もこのシステムに設ける。さらに、このシステムは、そ
れぞれのプリントヘッドに対して加熱手段、冷却手段、
および熱感知手段を備えて、イメージ（結果として、放
出エネルギー）の内容とは無関係にそれぞれのプリント
ヘッド内のインク温度を維持できるようにする。加え
て、このシステムは、インクフィルタおよびインクレベ
ル感知装置を用いるインクリザーバを含んでいる。別の
実施形態においては、プリントヘッド上のセグメントに
分かれたマニホールドを用いることによってインクをプ
リントヘッドを通して供給して、複数のインクカラーを
単一のプリントヘッドによってプリントすることができ
る。

【０００２】

【従来の技術】本発明は特に音響式のインクプリンティ
ングの技術に関しており、このため、特にそれの説明に
よって記述されているが、本発明は他の分野および適用
における有効性を有していることは理解されよう。例え
ば、本発明は、均一、一定で高速なインクのフローが使
用されている、どのようなタイプのプリントヘッドを用
いても適用でき、均一にプリンティングするためにイン
クの圧力を均一に維持／保持しながら、プリントヘッド
の温度を冷却／維持することができる。本発明は、イン
ク以外の材料が音響式の放出器から放出される分野の適
用を見つけることもできる。

【０００３】音響式の小滴放出器を用いて音響式のイン
クプリンティングを行うためには、それぞれの放出器
は、選択された音響ビームを角度収束して、収束する音
響ビームをインクのプール内に放射し、音響ビームをプ
ールの自由面（すなわち、液体／空気の界面）すなわち
メニスカスに、またはその近くに集中させる。さらに、
各ビームがインクの自由面に対して動作する放射圧を変
調するためのコントロールを設ける。これにより、各ビ
ームからの放射圧が、短いコントロールされた十分に高
い圧力レベルまでのエクスカーションを行って、表面張
力の抑止力に打ち勝つことができ、このため、個々のイ
ンクの小滴が指令に応じて、十分な速度でインクの自由
面から放出され、近くの記録媒体上に小滴を堆積させ
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】メニスカスに関連する
音響式のインクプリントヘッド内の圧力をメンテナンス
することは、均一なプリント品質を維持する上で重要な
ファクタである。インクを放出するために設けられた開
口部、すなわちオリフィス内のメニスカスの位置が一定
に保持されて、収束されたビームが一貫してプールの表
面にまたは表面近くに収束することが要求される。さら
に、プリントヘッド内のインクの温度は、正確に放出す
るために重要なインクの物理的特性を維持するために、
上昇したり下降したりすることを防ぐ必要がある。

【０００５】音響式のインクプリンティングについての
主な関心事は、小滴を放出するノズルのサイズによるの
ではなく加えられた信号の周波数に基づいて、小滴のサ
イズをコントロールする能力である。例えば、ＡＩＰプ
リンタは、大きさがＡＩＰの開口部よりも小さい小滴を
放出できる。他方、従来のインクジェットプリンティン
グでは、小さい小滴を得るために、ノズル自体を最小化
する必要がある。

【０００６】音響式のインクプリンティングシステムに
おいては、好適なインク供給システムを備えることが好
ましい。特に、このインク供給システムは、均一で、脈
動がなく、高い流量で、プリンタのプリントヘッドにイ
ンクを供給する必要がある。これらの要求事項について
の理由は、前述したように、音響式のインクプリンティ
ングシステムを使用するプリンティングのプロセスは極
めて精密であるためである。このため、プリントヘッド
に対する流量は、プロセスにおける劣化を避けるため
に、均一で脈動がないことが必要である。

【０００７】さらに、音響式のインクプリンティングシ
ステムにおいては、プリントヘッド内の圧力と温度とを
均一なレベルに維持することが好ましい。その理由は、
前述した開口部内のインクのメニスカスを維持すること
が、システムを許容できるように動作させるために極め
て重要であるからである。圧力を維持するための周知の
方法には、インクをポンピングするポンプヘッドを駆動
するモータの電圧をコントロールすること、およびイン
ク系統に取り付けた圧力センサからフィードバックを提
供することが含まれる。しかしながら、これらの方法
は、圧力を維持するためにレギュレータやセンサを使用
する必要がある。プリンタの寿命にわたってインク用フ
ィルタ内や熱交換器内の抵抗が少し増加することや、環
境が変化したり回路内のインクの量が変化することに関
わらず、そのような外部のコンポーネントの使用を避け
ることが望ましい。

【０００８】さらに、ある適用においては、前述した困
難を処理して、複数カラーのインクを単一のプリントヘ
ッドに供給することが望ましい。

【０００９】このため、本発明は、音響式のインクプリ
ントヘッドを用いた特別な適用を見出し、またこれまで
知られている問題点を克服するような、新規なインク供
給システムを企図している。

【００１０】

【課題を解決するための手段】インクが放出される少な
くとも１つの音響式のインクプリントヘッドを内部に組
み込んだ、音響式のインクプリンタに使用するためのイ
ンク供給システムが提供される。本発明は、音響式のイ
ンクプリントヘッドを通過する高速で、脈動がなく、ま
た一定の温度および圧力に維持されたインクの均一なフ
ローを提供する、比較的コンパクトでシールがなく、外
部の条件に対して影響されないシステムに関する。

【００１１】本発明の１つの態様においては、このシス
テムは、駆動ギヤ／プーリを持つモータと、底部の中に
定義された第１の通路を備えた底部を有すると共に、イ
ンクリザーバの中に配置されたヒータとフィルタとを有
するインクリザーバと、互いに動作的に係合するように
ポンプヘッド内に配置されインクリザーバから第１の通
路を通じて受け取ったインクをポンプヘッドの外へ排出
口を経由して放出する第１および第２のポンプギヤを有
するポンプヘッドと、第１のポンプギヤからインクリザ
ーバの第２の通路を通じ、またインクリザーバを通じ駆
動ギヤに動作的に係合されたシャフトのギヤ／プーリま
で伸びる駆動シャフトと、ポンプヘッドから排出口を通
って放出されたインクを受けるようにオプション的に位
置決めされた熱交換器と、この熱交換器からプリントヘ
ッドの注入口までの注入口ラインと、プリントヘッドの
排出口からインクリザーバまでの戻りラインであって、
周囲に開かれた出口端部を有する戻りラインとを備えて
いる。なお本発明では、インクリザーバの上部に位置し
たマニホールドプレートに取り付けられ、戻ってくるイ
ンクを受け取ると共にそれをマニホールドプレート内の
内部通路を通ってインクリザーバに戻すじょうご形の構
造体とを備えていてもよい。

【００１２】本発明の別の態様においては、セグメント
に分かれたマニホールドをシステムの各プリントヘッド
に設けて、複数カラーのインクを単一のプリントヘッド
に供給できるようにする。

【００１３】

【発明の実施の形態】図１は、本発明による典型的な音
響式のインクプリンティング用のエジェクタ１０の図面
を示す。別の構成にも、本発明を適用できることは無論
である。さらに、単一のエジェクタ１０が図示されてい
るが、音響式のインクプリントヘッドはアレイ構造で配
置された多数のエジェクタ１０から構成され、また本発
明はそのようなアレイを用いて動作するように意図され
ている。さらに、本願の実施形態は、プリントヘッドに
よってインクを放出することを含む適用に関連して説明
されているが、インク以外の材料をこのヘッドによって
放出することもでき、またこの結果、本発明の態様をそ
のような応用に適切な限り適用できることは理解されよ
う。

【００１４】図示のように、エジェクタ１０は、その上
に配置された電極１４を含むガラス層１２を備えてい
る。好ましくは酸化亜鉛で形成された圧電層１６が電極
層１４上に配置され、電極１８が圧電層１６上に配置さ
れる。電極層１４および電極１８は、ライン２０および
２２によって代表的に示した表面配線パターンを介して
無線周波（ＲＦ）の電源２４に接続される。この電源２
４は、電極１４および１８に送られる電力を生成する。
電極層１４の反対側には、同心フレネルレンズまたは他
の適当なレンズなどのレンズ２６が形成される。レンズ
２６から間隔を置いて、中に開口部すなわちオリフィス
３０を形成した液体レベルコントロールプレート２８
（オリフィスプレートとも呼ぶ）が配置されている。液
体すなわちインク３２が、このオリフィスプレート２８
とガラス層１２との間に保持されている。オリフィス３
０はレンズ２６と整列して、小滴３４がインク表面すな
わちメニスカス３６から放出することを容易にする。イ
ンク表面３６は、無論、オリフィス３０により露出して
いる。

【００１５】レンズ２６、電極層１４、圧電層１６、お
よび電極１８は、フォトリソグラフィ技術によってガラ
ス層１２上に形成される。この後、オリフィスプレート
２８が、ガラス層１２から間隔を空けて配置される。イ
ンク３２が、インクサプライからオリフィスプレート２
８とガラス層１２との間の空間に送られる。

【００１６】本発明は、インクサプライからプリントヘ
ッド（およびその放出器）へのインクの供給、およびプ
リンティングの過程の間にすべてのエジェクタの最大放
出率の約２０倍の流量でインクを連続的に再循環するこ
とに関して、周知のシステムに対して多大な改良を行う
ことを意図している。この点に関して、図２は、音響式
のインクプリンティングシステムの部分図を提供する。
プリンタの構成により様々な方法で、図示した装置を音
響式のインクプリンタの中に組み込むことができること
は理解されるはずである。この点については、例えば、
特別なプリンタを内蔵しなおかつ本発明の範囲内に含ま
れるように、コンポーネントの相対位置を変化させるこ
とができる。

【００１７】図示のように、インク供給システム１１０
が、１枚のペーパＰに対する相対関係において示されて
いる。このペーパＰ上に、音響式のインクプリンタ（全
体は図示していない）のプリントヘッド１１２がインク
の小滴を放出する。インク供給システム１１０には、リ
ザーバおよびポンプのアセンブリー１１４、リザーバ用
マニホールド１１６、モータ１１８、および熱交換アセ
ンブリー１２０が含まれる。インクライン１２２も提供
される。インクライン１２２の第１のセットが熱交換ア
センブリー１２０に動作的に接続されて、熱交換アセン
ブリー１２０からプリンタキャリッジ１２４上に配置さ
れたプリントヘッド１１２へインクを運ぶ。インクライ
ン１２２の第２のセットは、プリントヘッドに供給され
たインクに対する戻りライン１３４（図３に示す）とし
て機能して、インクの連続的な再循環を可能にしてい
る。

【００１８】モータ１１８は、直流のリバーシブルモー
タ（約１．５ワット）であることが好ましい。このモー
タ１１８はまたギヤまたはプーリの構成の適当な駆動機
構を有して、複数のポンプヘッドを駆動することが好ま
しい。ギヤ構成およびプーリ構成の両者とも利点がある
が、ある許容度および／またはフレキシビリティが希望
される適用においては、プーリ構成が好ましいことは理
解されるはずである。図面の外観はギヤ構成を示してい
る。しかしながら、そのような同様の構成は変更すれば
容易にプーリ構成にできることは、当業者には理解され
よう。

【００１９】図２を続けて参照する。熱交換アセンブリ
ー１２０は、コイル状のまたは湾曲した肉厚の薄いステ
ンレススチールのチュービングで形成される熱交換器１
２８を備える。それぞれのインクカラーに対して設けら
れた単一の熱交換器１２８があることは、理解されるは
ずである。熱交換アセンブリー１２０は、複数のファン
１２９も備えている。この場合も、１つのファン１２９
が１つのインクのカラーごとに設けられる。直流でこれ
らのファン１２９を駆動することが好ましい。

【００２０】一般に、インクがリザーバおよびポンプの
アセンブリー１１４から、熱交換アセンブリー１２０と
インクライン１２２の第１のセットとを通過して、プリ
ントヘッド１１２に供給されることは理解されるはずで
ある。プリントヘッド１１２は、ペーパＰ上に画像をプ
リントするために、プリンタからのプリント指令に基づ
いて、ペーパＰを横切って選択的に前後に移動される。
インクライン１２２は、無論、キャリッジがペーパＰを
横切って移動するとき湾曲するために十分な可撓性を備
えている必要がある。戻りインクが、次に、ライン１２
２のグループの中の第２のセットすなわち戻りライン１
３４によって、リザーバおよびポンプのアセンブリー１
１４に再循環される。

【００２１】今度は図３を参照すると、変更されたイン
ク供給システムが示されている。この図では、モータ１
１８が、４つのリザーバおよびポンプのアセンブリー１
１４の間に位置するように移動されており、これは上記
の実施形態でそのようなアセンブリーの上に配置されて
いたのとは対照的である。また図３には、じょうご状の
円錐部１３２を有するインク戻りダクト１３０（図２で
は見ることができない）が示されている。これらの円錐
部１３２は、ライン１２２内に含まれるインクの戻りラ
イン１３４の端部を受け止めている。その他の構成につ
いては、図２および図３に示した部分はほぼ同様であ
る。

【００２２】今度は特に図４（ａ）を参照すると、イン
ク戻りダクト１３０が断面図で示されている。図示のよ
うに、円錐部１３２が戻りライン１３４の排出口端部１
３６を受け入れている。この排出口端部１３６は周囲気
圧に開放していて、インク戻りダクト１３０に直接接続
されていないことは認識されるはずである。また、図４
（ａ）には、位置調整機構１３８が示されており、これ
は固定である受け側のインク戻りダクト１３０に関して
戻りライン１３４の相対位置を調整する。この位置調整
機構１３８は、カラー１４０および調整可能なセットス
クリュー１４２の形態を取ることが好ましい。これらの
カラー１４０およびセットスクリュー１４２は、プリン
トヘッドのオリフィス平面に関して戻りライン１３４の
位置を固定し選択的に調整するために、プリンタ内の任
意の適当な位置（例えば、フレームまたはポスト１４４
上に配置される）に位置決めおよびロックされる。この
目的を達成するために、当業者には明白などのような適
当な機構でも十分であることは言うまでもない。

【００２３】インク戻り用の排出口端部１３６およびそ
の位置調整機構１３８との相互作用の動作上の利点は、
音響式のインクプリントヘッド内の圧力を維持できるこ
とである。前述したように、このことは音響式のインク
プリンタにおける重要な特徴である。本発明において
は、戻りライン１３４は市場から入手できるシンプルな
可撓性のあるチュービングから成り、プリントヘッドと
受け側のインク戻りダクト１３０との間に配置される。
戻りライン１３４がその排出口端部１３６で周囲気圧に
開放しているため、プリントヘッド上の圧力は、プリン
トヘッドから戻りライン１３４が周囲気圧に開放してい
る位置までの高度差およびチューブ内の流量によっての
み決定される。重要なことには、音響式のインクプリン
トヘッド内の圧力は、インクリザーバ内のあらゆるイン
クレベルの変化、およびフィルタ内のインクの蓄積（bu
ildup）、熱交換アセンブリー１２０内のあらゆる蓄積
または劣化から分離されている。これらの事象はすべ
て、プリントヘッドの上流にある。

【００２４】プリントヘッド内の所望の絶対圧力を維持
するため、従って、プリントヘッド内のオリフィスプレ
ート２８に対するメニスカス３６の位置を維持するため
には、プリントヘッドから戻りのインクリザーバまでの
チュービングの抵抗を考慮しなければならない。このた
め、戻りのチューブ内の流量が、あるカラーと別のカラ
ーとで変化する可能性があるため、システムはキャリブ
レーションを必要とする。どのようなわずかな変動で
も、結果としてプリントヘッド内のメニスカス３６の位
置に影響する可能性がある。

【００２５】各プリントヘッド内の所望の圧力を維持す
るための１つの方法は、追って図４（ｂ）に関連して説
明するように、４つの独立したバルブを使用することで
ある。しかしながら、好ましい実施形態においては、各
プリントヘッド内の圧力は、戻りライン１３４が円錐形
のインク戻りダクト１３０上で周囲気圧に開放している
ため、戻りライン１３４の高さを調整することによって
設定される。好ましい実施形態においては、約１インチ
（２．５４ｃｍ）のチューブの調整がメニスカス３６に
おける３μｍの調整に相当する。

【００２６】前述したバルブ配置に関しては、図４
（ｂ）は、選択的に動作させることができるバルブ１４
６と接続させたインク戻りダクト１３０’を示してい
る。このバルブ１４６は、インク戻りダクト１３０’と
戻りライン１３４との間に配置されている。このバルブ
１４６は、任意の好適な形態を取ることができる。さら
に、単一のバルブ１４６と戻りライン１３４しか示して
いないが、バルブ１４６を各戻りライン１３４に設ける
ことは理解されるはずである。

【００２７】今度は図５を参照すると、リザーバおよび
ポンプのアセンブリー１１４が示されている。特に、イ
ンク１４８がインクリザーバ１５０内に蓄えられてい
る。このインクリザーバ１５０は、インクを熱交換器に
ポンピングするためのポンプヘッド１５２に取り付けら
れている。このポンプヘッド１５２は、螺旋形のギヤタ
イプのヘッドであることが好ましい。

【００２８】図示のように、駆動シャフト１５４は、一
方の端部に、モータの駆動機構と係合するシャフトのギ
ヤ／プーリ１５６を配置させている。駆動シャフト１５
４の反対側の端部には、ポンプ受動ギヤ１６０と係合し
て、インクをヘッドの外へ排出口１７４を通じて放出さ
せるためのポンプ駆動ギヤ１５８がある。図示したよう
に、インクリザーバ１５０の底部１６２には、駆動シャ
フト１５４がそこを通って延びるための通路１６４が含
まれる。

【００２９】また、図５には、インクリザーバ１５０内
のインクのレベルを検出するために使用されるレベル感
知器１６６および戻り経路１６８が示されている。戻り
経路１６８は、図３および図４に関連して説明したイン
ク戻りダクト１３０に、マニホールドを介して連通して
いる。レベル感知器１６６は、電気伝導、電気容量、周
波数振動、および／または光学経路長に基づいて動作す
る機器を含む種々の形態を取ることができるが、それら
の機器に限定されない。

【００３０】インクリザーバ１５０は、さらに、フィル
タ１７０およびヒータ１７２を備える。このフィルタ１
７０は、代表的に示してあるが、様々な形態を取ること
ができ、それらの１つを以下に説明する。ヒータ１７２
を選択的に動作させて、所定の基準に基づいてインクを
加熱する。排出チューブ１７４も示してあり、これはポ
ンプヘッド１５２から熱交換アセンブリー１２０までの
通路を提供する。この熱交換アセンブリー１２０も、所
定の基準に基づいて選択的に動作させる。例えば、ヒー
タ１７２を使用して、プリンティングの初期の間に、所
望の動作温度までインクを加熱する。しかしながら、プ
リンタがある期間プリントすると、インクは熱交換アセ
ンブリー１２０による冷却を必要とする場合がある。

【００３１】図６（ａ）は、本発明による、変形されて
いるが好ましいリザーバおよびポンプのアセンブリー１
１４の立面図である。図６（ｂ）は、その断面図を提供
する。特に、インクリザーバ１５０は中にフィルタ１７
０を備えており、このフィルタ１７０は、その中に形成
されたほぼ円筒形の凹部を備えたシリンダの形態を有し
ている。図示のように、このフィルタ１７０は、インク
リザーバ１５０の高さ全体にわたって延びている。駆動
シャフト用カラー１８０も示されている。

【００３２】この好ましいアセンブリーには、テフロン
（商標）のスリーブベアリングリング１８２およびテフ
ロン（商標）のスリーブベアリングリング１８４も含ま
れることに注意されたい。これらはポンプヘッド１５２
内で駆動シャフト１５４の回転を容易にするために配置
されている。ポンプヘッド１５２とインクリザーバ１５
０との間に配置された接合シール１８６も示されてい
る。この接合シール１８６は、インクリザーバ１５０お
よびポンプヘッド１５２の接合部におけるインクの漏れ
を防止する。図示のように、インクリザーバ１５０とポ
ンプヘッド１５２は別個の部品であるため、接合シール
１８６は好ましいものであることは理解されるはずであ
る。インクリザーバ１５０とポンプヘッド１５２とが、
接着または溶接技術を用いることによって、一体または
実質的に一体である場合は、接合シール１８６は不要で
ある。

【００３３】暗示的に、ポート１９０も図６（ｂ）に示
されている。選択された断面では見えないが、同様なポ
ートが図５に示した装置の中に存在することは、理解さ
れるはずである。このポート１９０は、インクリザーバ
１５０とポンプヘッド１５２との間の通路を提供する。

【００３４】１つの実施形態では、インクリザーバ１５
０は陽極処理アルミニウムで形成され、駆動シャフト１
８０はステンレススチールで形成されている。さらに、
ヒータ１７２はシリコンのヒータ（８０ワットおよび２
４ボルト）であることが好ましい。

【００３５】この説明はこれまで、各プリントヘッドが
一度に１つのインクカラーのみをプリントするような音
響式のインクプリントヘッドの放出器にインクを供給す
ることに注目してきた。そのような構成においては、各
プリントヘッドに設けたマニホールドがある。前に説明
した実施形態では、各プリントヘッドのマニホールド
は、戻りラインを経由してインクの再循環を容易にする
ための出口領域としてのみならず、インク供給ラインに
よって供給されたインク用の入口領域としての働きをす
る。

【００３６】このため、オプションとして、図７（ａ）
および図７（ｂ）に図示した実施形態を選択的に採用
（１つ以上のインクカラーを同じプリントヘッドを通し
て放出器に対してポンプで吸い上げることができるよう
に）するセグメントに分かれたマニホールドを、本発明
のインク供給システムに設ける。これまで説明したシス
テムの利点および特徴は、セグメントに分かれたマニホ
ールドに適合するように適当に変更すれば、これらの実
施形態に適用することもできることは認識されよう。

【００３７】図７（ａ）に示すように、音響式のインク
プリントヘッド（例えば、カバーのプレートは取り外し
てあるもの）の一部の代表的な図が、複数カラーのイン
クに適合するためにプリントヘッドの放出面を効果的に
区画しているセグメントに分かれたマニホールド７００
を示している。このマニホールド７００は、開口部７０
６にわたって延びているパーティション壁によって定義
されたインクチャンバ７０２を備える。パーティション
壁の１つは７０４として特定される。それぞれのインク
チャンバ７０２は、その１つが７０８として特定された
注入ポート、およびその１つが７１０として特定された
排出ポートを備えている。注入ポート７０８はインクラ
イン１２２の第１のセット（図２）の１つと連通し、排
出ポート７１０はインクライン１２２の第２のセット
（図２および図３）の戻りライン１３４と連通すること
は理解されるはずである。放出器は、それらの数個のみ
が７１２で代表的に示されており、インクを放出させる
ための適当な位置でインクチャンバ７０２の全体にわた
って配置される。

【００３８】無論、前述した実施形態によって受容され
た種々のカラーに対して、単一のプリントヘッドしか必
要とされないので、単一のプリントヘッドに対して複数
のインクリザーバ１５０（および、結果としてインクラ
イン）を接続することを容易にするために、当業者には
明白な適当な変更が必要なことがある。セグメントに分
かれたマニホールド７００は、本願で説明した実施形態
のみの中で使用することに限定されないことは、さらに
理解されるはずである。

【００３９】次に、図７（ｂ）を参照すると、同様のセ
グメントに分かれたマニホールド７５０の一部が示され
ている。図７（ａ）と図７（ｂ）のマニホールド７０
０，７５０の間の主な相違は、パーティション壁７５２
が、互いに角度を付けて配置された複数の部分を備えて
いることである。例えば、部分７５４，７５６および７
５８は、インクチャンバ７６０を別のインクチャンバか
ら区画する役目をする。パーティション壁７５２のそれ
ぞれの角度が、インクがインクチャンバ７６０に引き込
まれるときおよび放出器に対して供給されるときに、イ
ンクのかきまぜを容易にすることも、理解されるはずで
ある。

【００４０】マニホールド７００，７５０の正確な構成
はプリントヘッドの構成（適応の態様に応じて変化す
る）に大きく依存することは認識されよう。例えば、図
７（ｂ）に関連して説明した角度が付いたパーティショ
ン壁７５２が、プリントヘッドの表面に存在し、プリン
トヘッドはインクが放出される表面に垂直であってもよ
い。しかしながら、どのような構成においても、本発明
によるセグメントに分かれたマニホールド７００，７５
０の主要な特徴は、着色インクが供給されるインクチャ
ンバ７０２，７６０を定義し、単一のプリントヘッドが
複数カラーのインクをプリントできるようにするパーテ
ィション壁である。そのようなセグメント化によって、
プリンティングシステムにいくつかの変更が必要とされ
ることがあるが、本発明によるセグメントに分かれたマ
ニホールドによって、以下に説明するような各種の利点
が結果として発生する。

【００４１】前述したどの構成においても、各インクチ
ャンバ７０２，７６０は所定の放出器のグループに対応
するように配置されることも理解されるはずである。こ
のため、これらの放出器に向かうように指示（addres
s）するどのような方法も、このことを考慮すべきであ
る。この点において、単一のカラーのみに専用のプリン
トヘッドの指示の方法は、例えば、プリンティングシス
テムが、放出器＃１はシアンインクを放出し、また放出
器＃２５０はマゼンタインクを放出することを認識でき
るように変更することができる。この変更は、当業者に
とっては、複数の単一カラー用プリントヘッドに対する
指示方法が異なるプリントヘッドの間をすでに識別して
いるという事実からすれば、本願の説明を読むことによ
り明白であろう。この点に関しては、個々のカラーデー
タを単一ヘッドのデータフォーマットに統合できる。

【００４２】本発明のセグメントに分かれたマニホール
ド７００，７５０に対する利点は、すべてのカラーにつ
いての放出器（すなわちエジェクタ１０）のコンポーネ
ントが同一のアンカットガラス上にあるため、カラー対
カラーの位置合わせが比較的正確であることである。こ
のため、カラーの正確な位置合わせは、複数ヘッドのミ
スアライメントや非均一性とは無関係である。ヘッド対
ヘッドの機構調整に関連する問題やエラーも取り除かれ
る。

【００４３】セグメントに分かれたマニホールド７０
０，７５０についての別の利点は、無線周波（ＲＦ）の
チャープ（chirp）を特に単一プリントヘッドに対して
カスタマイズすることがより実用的であることである。
現在、複数のプリントヘッドを使用する場合、個別の最
適化された中心周波数を各ヘッドに対して確立すること
が可能である。しかしながら、そうすることにより、必
要な動作電力や電子機器のコストが増加する。このた
め、単一の複数カラー用プリントヘッドに対してチャー
プを最適化するように電子機器を調整することは、結果
として動作電力が最小になりまたコストが減少する。

【００４４】単一のマルチカラー用プリントヘッドのみ
を多くの適用において使用することが好ましいが、本願
で意図したようにセグメントに分かれたマニホールド７
００，７５０を使用する別の利点は、複数のマルチカラ
ー用プリントヘッドを整列させてあるカラーのプリンテ
ィングの適用を最適化できることである。例えば、ｎ個
のマルチカラー用プリントヘッド（それぞれがｎ個の異
なるカラーをプリントするためにセグメントに分かれて
いる）が、隣接するプリントヘッドの共通のカラーに対
応するセグメントに分かれた部分が千鳥状に配置される
ように整列される場合、単一パスのプリンティングをプ
リントヘッドの長さに等しいプリンティング媒体の長さ
にわたって達成できる。単一のマルチカラー用プリント
ヘッドのみを使用する場合、複数のパス（pass）を使用
する必要がある。この構成は、マルチカラー用プリント
ヘッドだけしか利用できない場合には、特別な利点を提
供する。さらに別の実施例として、複数のプリントヘッ
ドを、隣接するプリントヘッドが異なる寸法の小滴を放
出するように使用できる。

【００４５】プリントヘッドの幅がより広くなると、結
果として速度が速くなる。しかしながら、プリントヘッ
ドの幅は、それにも関わらず、多くのセクション（例え
ば、８つのセクション）に分割することができ、またな
お、前述した利点の結果として、カラーの分解能が一層
高い、競争力のあるプリンティング速度を結果として生
むことができる。音響式のインクプリントヘッドの技術
が、一層幅の広いヘッドを製造するように発達するにつ
れて、この技術はより多くのインクカラーを加える機会
を提供し、またわずか１つのプリントヘッドを用いてそ
れを手際よく行う。どのカラーを各セグメントを通って
循環させるかの選択については、完全にカスタマイズす
ることができる。例えば、ある選択では、５個のセグメ
ントを黒インクに、３個のセグメントを主要なカラー
（primary color）に使用するが、一方別の選択では、
８つの異なるカラーに使用する。

【００４６】また、特殊なスポットカラーのプリンティ
ングは、半透明材料または光散乱材料などの特殊なイン
クを選択することによって可能である。このため、多く
の単一カラー用プリントヘッドを使用することに関連し
たコストを必要とせずに、「ハイファイ・カラー」のプ
リンティングを行うことができる。

【００４７】カラーについての要求事項が変わった場
合、インクを容易に洗い落として、新しいカスタムのセ
ットと交換することができる。この製品のセットは、イ
ンクや電子機器のサポートを備えることにより、１つよ
り多くのマルチカラー用プリントヘッド（スペース上プ
リンタ内で利用可能なプリントヘッドの数以上のカラー
を与えることができる）を含むようなオプションによっ
て高度化でき、複数のカスタムの構成を用いて顧客を増
やしたり維持し続ける（up-and-running）ことができ
る。前述したように、複数のマルチカラー用プリントヘ
ッドを加えて出力のスピードを増加させることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】 音響式のインクプリンティングの基本動作を
示す説明図である。

【図２】 本発明の実施形態のインク供給システムの斜
視図である。

【図３】 本発明の他の実施形態のインク供給システム
の要部斜視図である。

【図４】 （ａ）および（ｂ）はインク戻りダクトの構
成例を示す正面図である。

【図５】 マニホールドプレート、およびリザーバおよ
びポンプのアセンブリーの断面図である。

【図６】 （ａ）はリザーバおよびポンプのアセンブリ
ーの別の実施形態の立面図、（ｂ）はその断面図であ
る。

【図７】 （ａ）および（ｂ）はセグメント化されたマ
ニホールドの構成例を示す平面図である。

【符号の説明】

１０ エジェクタ、１２ ガラス層、１４ 電極、１６
圧電層、１８ 電極、２４ 電源、２６ レンズ、２
８ オリフィスプレート、３０ オリフィス、３２ イ
ンク、３４ 小滴、３６ メニスカス、１１０ インク
供給システム、１１２ プリントヘッド、１１４ リザ
ーバおよびポンプのアセンブリー、１１６ マニホール
ド、１１８ モータ、１２０ 熱交換アセンブリー、１
２２ インクライン、１２８ 熱交換器、１３０ 戻り
ダクト、１３２ 円錐部、１３４戻りライン、１３６
排出口端部、１５０ インクリザーバ。

フロントページの続き (72)発明者 ダニエル チャイ ザン アメリカ合衆国 カリフォルニア州 ミル ピタス シェリー コート 582 (72)発明者 ステファン デビッド ホワイト アメリカ合衆国 カリフォルニア州 サン タ クララ ノース ウィンチェスタ ブ ラバード 212

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 インクが放出される少なくとも１つの音
   響式のインクプリントヘッドを内部に組み込んだ音響式
   のインクプリンタに使用するためのインク供給システム
   であって、 駆動ギヤを有するモータと、 底部の中で定義された第１の通路を備えた底部を有する
   と共に、インクリザーバの中に配置されたヒータおよび
   フィルタを有するインクリザーバと、 互いに動作的に係合するようにポンプヘッド内に配置さ
   れ、前記インクリザーバから前記第１の通路を通じて受
   け入れたインクを、前記ポンプヘッドの外へ排出口を経
   由して放出させる第１および第２のポンプギヤを有する
   ポンプヘッドと、 前記第１のポンプギヤから前記インクリザーバの第２の
   通路を通じまた前記インクリザーバを通じ前記駆動ギヤ
   と動作的に係合したシャフトのギヤまで延びる駆動シャ
   フトと、 前記ポンプヘッドの外へ放出されるインクを受けるよう
   に配置された熱交換器と、 前記熱交換器を前記プリントヘッドのインク注入口に接
   続する注入口ラインと、 前記プリントヘッドから前記インクリザーバへの戻りラ
   インであって、前記プリントヘッドからインクを受け取
   るように配置された第１の端部および第２の排出口端部
   を有する戻りラインと、 前記インクリザーバ上に配置されたマニホールドプレー
   トと、 受け取られたインクが前記マニホールドプレートを経由
   して前記インクリザーバに戻るように、前記戻りライン
   の前記第２の排出口端部からインクを受け取るように位
   置決めされたインクダクトであって、前記マニホールド
   プレート上に配置されたインクダクトと、を備えること
   を特徴とするインク供給システム。
2. 【請求項２】 請求項１に記載のインク供給システムで
   あって、前記プリントヘッドがセグメントに分かれたマ
   ニホールドを備えていることを特徴とするインク供給シ
   ステム。
3. 【請求項３】 インクが放出される複数の音響式のイン
   クプリントヘッドを内部に組み込んだ音響式のインクプ
   リンタに使用するためのインク供給システムであって、 駆動ギヤまたはプーリを有するモータと、 前記複数のプリントヘッドに対応し、これにより単一の
   プリントヘッドが単一のインクリザーバからインクを引
   き込む複数のインクリザーバであって、それぞれの前記
   インクリザーバが底部の中で定義された第１の通路を備
   えた底部および前記インクリザーバの中に配置されたヒ
   ータおよびフィルタおよびレベルセンサを有する複数の
   インクリザーバと、 前記複数のインクリザーバに設けられ、これにより単一
   のポンプヘッドが単一のインクリザーバに接続される複
   数のポンプヘッドであって、それぞれのポンプヘッド
   が、互いに動作的に係合するようにポンプヘッド内に配
   置され対応するインクリザーバから前記第１の通路を通
   じて受け入れたインクを前記ポンプヘッドの外へ排出口
   を経由して放出させる第１及び第２のポンプギヤを有す
   る複数のポンプヘッドと、 複数の駆動シャフトであって、各駆動シャフトが、対応
   するポンプヘッドの前記第１のポンプギヤから対応する
   前記インクリザーバの第２の通路を通じまた前記インク
   リザーバを通じ前記モータのドライブと動作的に係合し
   たシャフトのギヤ／プーリまで延びる複数の駆動シャフ
   トと、を備えることを特徴とするインク供給システム。