JP2004524197A - 交換式インク容器およびシールを形成する方法 - Google Patents

Abstract

【解決手段】本開示は、インクジェット印刷システムにインクを供給するための交換式インク容器（１２）に関する。インクジェット印刷システムは、交換式インク容器を収容するための収容ステーションを有する形式のものである。収容ステーションは流体入口およびシール構造を有する。交換式インク容器は、流体出口および該流体出口に近接したシール表面（９８）を画定する槽を有する。交換式インク容器はまた、槽内に収容したシール材（１０４）も有し、シール表面を湿潤させてシール表面とシール構造との間の欠陥をシールするようにする。
【選択図】図１０ａ

Description

【背景技術】
【０００１】
本発明は、インクジェットプリンタにインクを供給するためのインク容器に関する。インクジェットプリンタには、紙等の印刷媒体を横切って前後または左右(back and forth)に往復移動するキャリッジ上に搭載されたインクジェットプリントヘッドが多く使用されている。プリントヘッドが印刷媒体を横切って移動するにつれ、コントロールシステムがプリントヘッドを作動させて印刷媒体上にインク滴を付着または噴射させ、これにより画像または文字が印刷されるようになる。インクは、キャリッジによって保持されているか、あるいはキャリッジとともに移動しないように印刷システムに搭載されているインク供給部からプリントヘッドに供給されている。
【０００２】
インク供給部がキャリッジによって保持されない場合には、インク供給部は、プリントヘッドに絶え間なくインクを補充する導管を使用することにより、プリントヘッドへ連続的に流体を流すことができるようになっている。あるいは、プリントヘッドは、インク供給部にプリントヘッドを容易に接続させる補充ステーションの近傍にプリントヘッドを位置決めすることによってインク供給部と断続的に接続することができるようになっている。
【０００３】
インク供給部がキャリッジによって保持される場合には、インク供給部は、プリントヘッドと一体にすることができ、その場合、インクが消耗したときにはプリントヘッドおよびインク供給部の全体が交換されるようになっている。あるいは、インク供給部はキャリッジにより保持され、プリントヘッドとは別個に交換可能になっている。インク供給部が別個に交換可能である場合、インク供給部は消耗したときに交換され、プリントヘッドはプリントヘッドの寿命が終わったときに交換されることになる。インク供給部は、印刷システム内のどこに配置されているかにかかわらず、インクジェットプリントヘッドにインクを確実に供給することが重要である。
【０００４】
低コストの材料を使用するとともに、製造が比較的容易であるインク供給部が必要とされており、このインク供給部は、インク供給コストを低くすることによりページあたりの印刷コストを低くすることができる。さらに、これらのインク容器は、印刷システムの全体のサイズを縮小するために、比較的小型のインク供給部が提供できるよう体積効率(volumetrically efficient)が高いものであるべきである。さらに、これらのインク供給部は、印刷システムのサイズが最適化され得るような異なる形状係数（in different form factors）でつくられることが可能であるべきである。最後に、これらのインク供給部は、印刷システムへの挿入時に、印刷システムとの確実な流体接続を形成することを可能とするべきである。このような流体接続は、水分および他の揮発性インク成分の蒸発を減らすとともに、インク送出システムから空気および汚染物が入り込むのを最小限にとどめるべきである。
【０００５】
［発明の概要］
本発明の一態様は、交換式印刷部品を収容するように構成されたインクジェット印刷システム用の交換式印刷部品である。インクジェット印刷システムは、流体入口およびシール構造を備えている。交換式印刷部品は、インクジェット印刷システムの対応するシール構造に係合するように構成されたシール表面を備えている。シール表面は、このシール表面を湿潤させるシール材がシール表面とシール構造との間の欠陥(defect)をシールするように構成されている。
【０００６】
本発明の別の態様は、インクジェット印刷システムにインクを供給するための交換式インク容器である。インクジェット印刷システムは、交換式インク容器を収容するための収容ステーションを備えた形式のものである。収容ステーションは、流体入口およびシール構造を備えている。交換式インク容器は、流体出口および該流体出口に近接したシール表面を画定する槽を備えている。交換式インク容器は、シール表面を湿潤させてシール表面とシール構造との間の欠陥をシールするための、槽内に収容されたシール材も備えている。
【０００７】
好適な一実施形態では、シール材には顔料インクを使用している。顔料インクは、乾燥すると、シール表面とシール構造との間で固化するようになる。
【０００８】
［好適な実施形態の詳細な説明］
図１は、カバーが開いた状態で示された、印刷システム１０の例示的な一実施形態の斜視図であり、この印刷システム１０は、収容ステーション１４に取り付けられる少なくとも１つの交換式インク容器１２を備えている。交換式インク容器１２が収容ステーション１４に適切に取り付けられた状態で、インクが交換式インク容器１２から少なくとも１つのインクジェットプリントヘッド１６に供給されるようになっている。インクジェットプリントヘッド１６は、小型のインク槽と、プリンタ部１８からの作動信号に応答してインクを印刷媒体上に付着させるインク噴射部とを備えている。インクがプリントヘッド１６から噴射されると、プリントヘッド１６には、インク容器１２からインクが補充されるようになっている。
【０００９】
例示的な一実施形態では、交換式インク容器１２、収容ステーション１４、およびインクジェットプリントヘッド１６は、印刷媒体２２と相対的に移動して印刷を行う走査プリントキャリッジ２０の各部分として備えられている。あるいは、インクジェットプリントヘッド１６は固定されており、印刷媒体２２がプリントヘッド１６を通過して印刷が行われるようになっている。プリンタ部１８は、印刷媒体２２を収容するための媒体トレイ２４を備えている。印刷媒体２２は、印刷領域内を徐々に進む際に、走査キャリッジが印刷媒体２２と相対してプリントヘッド１６を移動させるようになっている。プリンタ部１８は、プリントヘッド１６を選択的に作動させて印刷媒体２２上にインクを付着させることによって印刷を行なっている。
【００１０】
走査キャリッジ２０は、走査機構の印刷領域内を通過するようになっている。この走査キャリッジ２０は、スライダロッド２６を備え、走査キャリッジ２０が走査軸を通過する際にそのスライダロッド上を摺動するようになっている。走査キャリッジ２０を正確に位置決めするために位置決め手段（図示せず）が用いられている。さらに、走査キャリッジ２０が走査軸に沿って移動する際に、印刷領域内に印刷媒体２２を徐々に進めさせるために紙送り機構（図示せず）が用いられている。リボンケーブル２８等、電気的リンク（link）によって、プリントヘッド１６を選択的に作動させるために、電気信号が走査キャリッジ２０に供給されるようになっている。
【００１１】
インク容器１２がプリンタ部１８と適切に流体および電気的に相互に接続されるように、インク容器１２を収容ステーション１４に挿入する方法および装置が提供されている。流体相互接続部３６(fluidic interconnecting)により、交換式インク容器１２内のインク供給部がプリントヘッド１６と流体接続し、インク源がプリントヘッド１６に供給されるようになる。電気相互接続部により、交換式インク容器１２およびプリンタ部１８間に渡されるべき情報が与えられるようになる。交換式インク容器１２およびプリンタ部１８間に渡される情報は、いくつか例を挙げると、プリンタ部１８との交換式インク容器１２の互換性に関する情報、およびインクレベル情報等の動作状態情報である。
【００１２】
本発明の一態様は、水分および他の揮発性インク成分の損失を減らし、インク送出システムへの空気の搬送を最小限にとどめる流体相互接続技術である。この技術は、より詳細には図８から図１１を用いて後述するように、インク容器１２に保持されるシール材を使用してシール部材の欠陥をシールすることによりインクの揮発損失を制限している。シール材は、シール表面における汚染作用を減らしてシール剛性を増加させることになる。インクの揮発損失を防止することによって、印刷システムの信頼性を高めている。
【００１３】
図２は、図１に示したインクジェット印刷システム１０の簡略図である。図２は、単一のインク容器１２と接続している単一のプリントヘッド１６を簡略化して示してある。インクジェット印刷システム１０は、プリンタ部１８およびインク容器１２を備え、このインク容器１２は、プリンタ部１８に収容されるように構成されている。プリンタ部１８は、インクジェットプリントヘッド１６およびコントローラ２９を備えている。インク容器１２がプリンタ部１８に適切に挿入されている場合、電気および流体接続部が、インク容器１２とプリンタ部１８との間に確立されることになる。この流体接続部により、インク容器１２内に貯蔵されているインクがプリントヘッド１６に供給されることが可能となる。電気接続部により、インク容器１２に配置された電気記憶素子８０およびプリンタ部１８間では、情報交換ができるようになる。インク容器１２とプリンタ部１８との間の情報交換により、プリンタ部１８の動作が交換式インク容器１２内に収容されているインクと互換性があることが保証されることになるため、印刷システム１０の高品質の印刷および確実な動作が行われるようになる。
【００１４】
コントローラ２９は、特に、プリンタ部１８および交換式インク容器１２間の情報の転送を制御している。さらに、コントローラ２９は、プリントヘッド１６を作動させて印刷媒体２２上にインクを選択的に付着させるようにプリントヘッド１６およびコントローラ２９間の情報の転送を制御している。さらに、コントローラ２９は、プリントヘッド１６と印刷媒体２２の相対移動を制御している。コントローラ２９は、印刷システム１０およびホストコンピュータ等のホスト装置（図示せず）間の情報転送を制御するといったさらなる機能を果たしている。
【００１５】
図３は、収容ステーション１４に適切に取り付けられた一対の交換式インク容器１２を示した走査キャリッジ２０の一部の斜視図である。インクジェットプリントヘッド１６は、収容ステーション１４と流体連通している。例示的な一実施形態では、インクジェット印刷システム１０は、異なる３色のインクを収容している３色インク容器と、単色インクを収容している第２のインク容器とを有している。この実施形態では、３色インク容器はシアン、マゼンタ、およびイエローのインクを収容し、単色インク容器はブラックインクを収容しているため、４色の印刷が行われている。交換式インク容器１２は、別々に仕切られて、３色よりも少ないかまたは多い（より多くの色のインクが必要とされる場合）インクを収容することができる。たとえば、高忠実度（high fidelity：ハイファイ）印刷の場合では、しばしば６色以上を用いて印刷が行われている。
【００１６】
例示的な一実施形態では、４つのインクジェット印刷プリントヘッド１６（そのうち１つはブラックインクの印刷用、３つはシアン、マゼンタ、およびイエローの印刷用）がそれぞれ収容ステーション１４と流体が流れるように結合（以下、流体結合という）されている。この例示的な実施形態では、４つのプリントヘッド１６のそれぞれは、交換式インク容器１２に収容された４色のインクのうち１つと流体結合されている。したがって、シアン、マゼンタ、イエロー、およびブラックのプリントヘッド１６は、それぞれ、対応するシアン、マゼンタ、イエロー、およびブラックのインク供給部と結合されている。４つよりも少ないプリントヘッド１６を使用する他の構成も可能である。たとえば、プリントヘッド１６は、第１のインク色が第１の群のインクノズルに、および第２のインク色が第１の群とは異なる第２の群のインクノズルに供給されることができるように適切にプリントヘッド１６を仕切ることによって２色以上のインク色を印刷するように構成することができる。このようにして、単一のプリントヘッド１６を用いて２色以上のインクを印刷することができるため、４色印刷を行うのに４つのプリントヘッド１６よりも数が少なくてすむ。
【００１７】
例示的な別の実施形態では、４つの交換式インク容器１２、およびこれらの交換式インク容器１２に収容されている４色インクのうち１つと流体結合している各カートリッジを備え、それぞれプリントヘッドを１つずつ有する４つのプリントヘッド１６を用いることができる。したがって、この代替実施形態では、シアン、マゼンタ、イエロー、およびブラックのプリントヘッド１６は、各自が対応するシアン、マゼンタ、イエロー、およびブラックインク供給部とそれぞれ結合されている。
【００１８】
図３に示した走査キャリッジ部２０は、簡略化のために、１つのプリントヘッド１６に流体結合されて示されている。それぞれの交換式インク容器１２は、交換式インク容器１２を収容ステーション１４に固定するためのラッチ３０を備えている。好適な実施形態の収容ステーション１４は、交換式インク容器１２上のキーイング機構８４と相互作用する一組のキー３２を備えている。交換式インク容器１２上のキーイング機構１０は、収容ステーション１４のキー３２と相互に作用して、交換式インク容器１２が収容ステーション１４と互換性があるようにしている。
【００１９】
図４は、図２に示した走査キャリッジ部２０の側面図である。走査キャリッジ部２０は、収容ステーション１４内に適切に取り付けられて示されているインク容器１２を有しており、これによって、交換式インク容器１２とプリントヘッド１６との間の流体連通を確実にしている。
【００２０】
交換式インク容器１２は、１つまたは複数の量のインクを収容するために槽部３４を備えている。好適な実施形態では、３色交換式インク容器１２は、それぞれ異なる色を有するインクを収容する３つの個別のインク収容槽を有する。この好適な実施形態では、単色交換式インク容器１２は、単色インクを収容する単一インク槽３４である。
【００２１】
好適な実施形態では、槽３４は内部に毛管貯蔵部材９０（図８および図９）が配置されている。毛管貯蔵部材９０は、印刷システム１０に対するインク容器１２の挿脱の際に槽３４からインクが漏れるのを防止するためにインクを保持するのに十分な毛管作用を有する多孔性部材である。この毛管力は、温度や圧力の変化等、広範な環境条件にわたってインク槽３４からインクが漏れるのを防止できるほど十分に大きい。さらに、毛管部材の毛管作用は、インク槽３４の全方向に対して、ならびに通常の操作中にインク容器１２が被り得る妥当な量の衝撃および振動に対してインクをインク槽３４内に十分に保持できるようになっている。好適な毛管貯蔵部材９０は、本発明の譲受人に譲渡された、米国特許出願第０９／４３０，４００号、代理人整理番号１０９９１４０７（１９９９年１０月２９日出願）の「Ink Reservoir for an Inkjet Printer」（参照により本明細書に援用される）に記載されている熱接着した高分子繊維網である。
【００２２】
インク容器１２が収容ステーション１４に適切に取り付けられると、インク容器１２は、流体相互接続部３６によってプリントヘッド１６と流体結合するようになる。プリントヘッド１６の作動時にインクがプリントヘッド１６から噴射されて、負のゲージ圧（背圧と呼ばれることもある）がプリントヘッド１６内に生じることになる。プリントヘッド１６内のこの負のゲージ圧は、インク槽３４内に配置された毛管部材から生じる毛管力に打ち勝つのに十分である。インクは、この背圧によって交換式インク容器１２からプリントヘッド１６に引き込まれている。このようにして、プリントヘッド１６は、交換式インク容器１２によって供給されるインクで補充されるようになっている。
【００２３】
流体相互接続部３６は、インク容器１２へ上方に、かつインクジェットプリントヘッド１６へ下方に延出した直立インクパイプである。流体相互接続部３６は、図４に大幅に簡略化して示されている。好適な実施形態では、流体相互接続部３６は、走査軸に沿ったプリントヘッド１６の位置決めのためのオフセットを許容するため、対応する交換式インク容器１２からプリントヘッド１６をずらして配置することが可能である連結管である。好適な実施形態では、流体相互接続部３６が毛管部材を押圧するように槽３４に延出することにより、毛管作用が増大した領域が流体相互接続部３６に隣接して形成されている。この毛管作用増大領域は、流体相互接続部３６の方へインクを引き込む傾向が高いため、インクが流体相互接続部３６を通ってプリントヘッド１６へ流入することが可能となる。インク容器１２は、インク容器１２が収容ステーションへ挿入されたときに毛管部材の適切な押圧が行われるよう収容ステーション１４内に適切に配置されている。毛管部材の適切な押圧により、インク容器１２からプリントヘッド１６へのインクの確実な流れが確立されるようになる。
【００２４】
交換式インク容器１２は、さらに、インク容器１２を収容ステーション１４に挿入できるようにするガイド機構４０、係合機構４２、ハンドル４４、およびラッチ機構３０を備えることで、プリントヘッド１６との確実な流体相互接続が行なわれるとともに、交換式インク容器１２と走査キャリッジ２０との間に確実な流体相互接続が形成されるようになる。
【００２５】
この例示的な実施形態では、収容ステーション１４は、ガイドレール４６、係合機構４８、およびラッチ係合機構５０を備えている。ガイドレール４６は、ガイドレール係合機構４０および交換式インク容器１２と協働して、インク容器１２を収容ステーション１４へガイドしている。交換式インク容器１２が収容ステーション１４に完全に挿入されると、交換式インク容器に関連する係合機構４２は、収容ステーション１４に関連する係合機構４８と係合して、交換式インク容器１２の前方の端部、すなわち前端を収容ステーション１４に固定するようになる。次に、インク容器１２は、収容ステーション１４に関連するラッチ係合機構５０がラッチ部材３０に関連するフック機構５４に係合してインク容器１２の後方の端部、すなわち後端８２を収容ステーション１４に固定するまで収容ステーション１４に関連するばね付勢部材５２を押圧するよう、下方に押されるようになっている。
【００２６】
図５は、分離して示されたインク収容ステーション１４の前面斜視図である。図５に示した収容ステーション１４は、単一のインク色を収容しているインク容器１２を収容するための単色ベイ５６、および内部に３つの別個のインク色を有するインク容器を収容するための３色ベイ５８を備えている。この好適な実施形態では、単色ベイ５６には、ブラックインクの入っている交換式インク容器１２が収容され、３色ベイ５８には、内部がそれぞれ別個の槽に仕切られており、各槽にシアン、マゼンタ、およびイエローのインクの入っている交換式インク容器１２が収容されている。収容ステーション１４、ならびに交換式インク容器１２は、内部に入っている異なる数の別個のインクを収容しているインク容器を受け入れるために、他の構成のベイ５６および５８を有することができるようになっている。さらに、収容ステーション１４のための収容ベイ５６および５８の数は、２つよりも少なくても多くてもよい。たとえば、収容ステーション１４は、４つの別個の単色インク容器１２を収容するための４つの別個のベイを備え、各インク容器１２が別個のインク色を収容することで、４色印刷を行うことができるようになっている。
【００２７】
収容ステーション１４の各ベイ５６および５８は、中を貫通する直立流体相互接続部３６のそれぞれを受け入れるための開口６０を備えている。流体相互接続部３６は、インク容器１２に関連して対応する流体出口からインクが出る流体入口である。電気相互接続部６２もまた、各収容ベイ５６および５８に備えられている。電気相互接続部６２は、複数の電気接点６４を備えている。好適な実施形態では、電気接点６４は、ばね負荷される４つの電気接点で構成されており、収容ステーション１４の対応するベイに交換式インク容器１２が適切に取り付けられている状態になっている。
【００２８】
図５に簡略化して示す収容ステーション１４には、流体相互接続部３６の詳細を示していない。別個の流体相互接続部３６は、各開口６０を通って延在し、インク容器１２と対応するプリントヘッド１６との間で流体結合されている。流体相互接続部３６は、図８、図９、図１０ａ、および図１０ｂにより詳細に示されている。
【００２９】
図６は、分離して示した本発明の３色の交換式インク容器１２の底面図である。交換式インク容器１２は、一対の外側に突設したガイドレール係合機構４０を備えている。好適な実施形態では、これらのガイドレール係合機構４０のそれぞれは、交換式インク容器１２の垂直側面７０(upright side)に直交する方向に外側に向かって延在している。係合機構４２は、インク容器１２の前面または前縁７２から外側に向かって延在している。係合機構４２は、電気インターフェイス（electrical interface）７４の両側に配置されるとともに、交換式インク容器１２の底面７６に配置されている。図７に示した電気インターフェイス７４は、電気記憶素子８０とそれぞれが電気接続する複数の電気接点７８を備えている。
【００３０】
インク容器１２が印刷システム１０に取り付けられ、流体相互接続部３６によりプリントヘッドと流体結合すると、毛管貯蔵部材９０により、インクがインク容器１２からインクジェットプリントヘッド１６へ流れることが可能となる。プリントヘッド１６がインクを噴射すると、負のゲージ圧（背圧と呼ばれる場合もある）がプリントヘッド１６内に生じるようになる。プリントヘッド１６内のこの負のゲージ圧は、毛管部材９０内のインクを保持する毛管力に打ち勝つのに十分でなければならず、それにより、均衡がとれるまでインクがインク容器１２からプリントヘッド１６に流れることが可能となるものでなければならない。均衡がとれ、プリントヘッド１６内のゲージ圧がインク容器１２内のインクを保持する毛管力に等しくなると、インクはそれ以上インク容器１２からプリントヘッド１６に流れなくなるようになる。プリントヘッド１６におけるゲージ圧は概して、プリントヘッド１６からのインク噴射速度によって決まっている。印刷速度またはインク噴射速度が増すにつれ、プリントヘッド内のゲージ圧がさらに負となるため、インクがインク容器１２からプリントヘッド１６に高速で流れるようになる。
【００３１】
１つの好適なインクジェット印刷システム１０では、プリントヘッド１６は、１０水柱インチ（２４．９１×１０²Ｐａ）に等しい最大背圧または１０水柱インチ（２４．９１×１０²Ｐａ）に等しい負のゲージ圧をもたらすようになっている。最大背圧は、本システムに用いられる特定のプリントヘッドによって決まっている。背圧が増すにつれ、プリントヘッド１６によって噴射されるインク滴のサイズは小さくなり、空気がプリントヘッドノズルから引き込まれるときに、最終的に印刷品質の問題につながり、最終的にデプライミング（depriming）をもたらすようになる。ノズルサイズが小さいほど、プリントヘッドにより許容される背圧が高くなり、その後では通常、印刷品質の問題を被る。したがって、熱インクジェットプリントヘッドの例示的な形態では、通常、ブラックインクプリントヘッドのデプライミングは約１９水柱インチ（４７．３３×１０²Ｐａ）の背圧で起こり、印刷品質の問題は約８水柱インチ（１９．９３×１０²Ｐａ）の背圧で起こる。例示的なカラーインクプリントヘッド（通常、プリントヘッドはブラックインクプリントヘッドよりも小さいノズルを有する）では、デプライミングは約３０水柱インチ（７４．７３×１０²Ｐａ）の背圧で起こり、印刷品質の問題は約１２水柱インチ（２９．８９×１０²Ｐａ）の背圧で起こる。
【００３２】
図７は、本発明の単色、すなわち単一カラーの交換式インク容器１２の斜視図である。単色インク容器１２は、３色インク容器１２内に収容された３つの別個のインク色の代わりに内部に単一のインクカラーのみが収容されていること以外は図６に示した３色インク容器１２と同様である。
【００３３】
図８は、図３の８−８線に沿った断面図であり、槽部または収容容器３４を備え、毛管貯蔵部材９０が内部に配置されているインク容器１２をさらに詳細に示している。インク容器１２は、説明のために、インク容器収容ステーション１４の上側に配置された状態で示されており、インク容器１２は、流体相互接続部３６と接続されるようになっている。
【００３４】
インク容器収容ステーション１４は、インク容器１２との流体接続を確立するための流体相互接続部３６と、対応するプリントヘッド１６との流体接続を確立するための流体相互接続部９２と、流体相互接続部３６および９２のそれぞれと流体連通する流体接続部９４を備えている。インク容器１２が収容ステーション１４に適切に挿入されると、流体相互接続部３６は、槽３４内へ延びて、毛管部材９０を押圧し、インク容器１２とプリントヘッド１６との間に流体連通を確立するようになる。
【００３５】
インク容器収容ステーション１４は、また、インク容器１２と収容ステーション１４との間にシールを提供するためにシール構造９６を備えている。シール構造９６は、インク容器１２が収容ステーション１４へ適切に取り付けられると、インク容器１２内の水分等、揮発性インク成分の蒸発を制限する傾向がある。さらに、シール構造９６は、プリントヘッド１６に供給されるインクの汚染を防ぐ傾向が高い。好適な一実施形態では、シール構造９６は、弾性材料で形成される円周構造である。インク容器１２が収容ステーション１４内へ挿入されると、シール構造９６がインク容器１２の流体出口８８と近接するシール表面１００と係合し、シール構造９６とインク容器１２との間にシールを形成するようになる。シールは、シール構造９６に関連するシール表面９８がインク容器１２に関連するシール表面１００に係合する(engaging)ことよって確立されるようになっている。
【００３６】
例示的な一実施形態では、シール構造９６は、インク容器１２が収容ステーション１４に適切に挿入されるように流体相互接続部３６に取付けられ、シール構造９６は、インク容器１２のシール表面１００と流体相互接続部３６の外周との間にシールを形成するようになる。このようにして、インクが大気に晒されることが大幅に減ることで、インク容器１２内の揮発性成分が蒸発するのを制限することができるようになる。
【００３７】
図９は、インク容器１２と流体相互接続部３６との間にインクの流れを確立するように収容ステーション１４へ適切に挿入されたインク容器１２を示している。シール構造９６は、インク容器１２の流体出口８８の周囲にシールを形成してインク内の揮発性成分が蒸発するのを制限するように、インク容器１２のシール表面１００と係合した状態で示されている。このシールは、インク容器１２のシール表面１００と係合するシール構造９６上の対向面によって形成され、それらの間に面シール(face seal)を形成している。
【００３８】
好適な実施形態におけるインク槽３４は、槽３４内の圧力を均一にしてインク容器１２からインクを取り出すことができるようにする通気口３８を備えている。通気口３８は、好ましくは、インク内の揮発性成分の蒸発を制限するように形成されている。好適な一実施形態では、通気口３８は、空気の流入を最小限にとどめるとともに、インク容器１２内に圧力均衡をもたらし、過剰な背圧を形成することなくインク容器１２からインクが抽出されることができるようにするラビリンス(labyrinth)を用いることによって形成されている。ラビリンスを用いることにより、通気口３８によるインクの揮発損失が大幅に減ることになる。したがって、シール構造９６が、インク内の揮発性成分が逃げるのを抑制するように適切にシールすることが重要である。
【００３９】
例示的な一実施形態のシール構造９６は、エチレン−プロピレン−ジエンモノマー／ブチルの配合物（ＥＰＤＭ／ブチル）等のエラストマー構造等、弾性材料で形成されている。あるいは、シール構造９６は、インク容器１２が収容ステーション１４内に挿入されたときに押圧されるばねを備え、このばねがシール構造９６をインク容器１２に対し付勢してインク容器１２と収容ステーション１４との間にシールを確立することでインク内の揮発性成分が蒸発するのを防止するようになっている。ばねを有するシール構造９６の例示的な一形態としては、「LONG-LIFE SPRING-BACKED FLUID INTERCONNECT SEAL」とい名称の同時係属中の米国特許出願第０９／６５１，６８２号（２０００年８月３０日出願）に記載されている。
【００４０】
図１０ａは、図９に示したインク容器１２の外表面と係合しているシール構造９６の拡大図である。好適な一実施形態では、シール構造９６のシール表面９８は、内部に形成された環状溝１０２を備えている。環状溝１０２は、インク容器１２によって供給されるシール材１０４を保持するように構成されている。好適な実施形態では、インク容器１２によって供給されるシール材１０４は、中に粒子が懸濁しているインクである。環状溝１０２内のインクが乾くと、懸濁粒子が、懸濁液から生じ、固化して、シール表面９８と１００との間のいずれもの欠陥をシールするようになる。例示的な一実施形態では、シール材は、中にカーボンブラック粒子が懸濁している顔料インクである。このような例示的な顔料インク等の顔料インクは、米国特許第５，０８５，６９８号に詳述されている。
【００４１】
シール材が環状溝１０２に入るように促すために、インク容器１２におけるシール表面１００は、湿潤性が高くなるように形成されていてもよい。湿潤性が高い表面は、シール表面１００にシール材を引き込む傾向がある。あるいは、毛管構造等の種々の機械的機構がインク容器１２内に形成されて環状表面にインクを引き込むことで、シール構造９６とインク容器１２との間の表面がその間の欠陥をシールするよう湿潤させるようにする。
【００４２】
図１０ｂは、線１０ｂに沿った断面図であって、一部を破断して示したシール構造９６のシール表面９８を示したものである。好適な一実施形態では、シール材１０４を保持するようシール表面９８内に環状溝１０２が形成されている。溝１０２内にシール材１０４を保持することにより、連続したシール表面全体に沿って存在する欠陥をシールするようにシール材１０４が存在することが保証される。シール表面に沿った欠陥は、シール表面の不均一性やシール表面上に汚染をもたらす可能性がある成形欠陥によるものである可能性がある。シール材１０４を用いて欠陥をシールすることにより、シール表面９８とシール表面１００との間のシール性が高まる。
【００４３】
図１１は、本発明の欠陥をシールするための密封材(sealant)を使用する場合および使用しない場合における、インク容器１２と流体相互接続部３６との間をシールするためのシールのパーセントに対する欠陥の大きさを示すグラフ図である。顔料インクを密封材として用いてシール表面９８とシール表面１００との間をシールする図１０ａに示すような面シールのシール能力は、曲線１０６で表されている。同一の面シールであるがシール材を使用しないシール能力は、破線で示した曲線１０８で表されている。シール材を使用しない場合、欠陥が２５ミクロンよりも大きいときはシールは形成されない。これとは対照的に、顔料インクを密封材として使用した場合には、１２５ミクロンよりも小さい欠陥についてシールが少なくとも部分的に形成されている。曲線１０６および１０８間の網掛け部分１１０は、本発明の技術を用いたシールの改善点を表している。顔料インクは、面シール等、表面シールに有効な密封材である。顔料インクをシール材として使用することは、システムを自己シール可能にすることができ、より小さいサイズの欠陥に特に有効である。
【００４４】
本発明は、インク容器内のインクからの水分等の揮発性成分の損失を防止するための改良型シールおよびインク送出システム全体を提供する。この改良型シールは、顔料インクの固有の特性を使用してシール表面におけるいずれもの欠陥をシールする。本発明の改良型シールにより、シールが比較的安価な面シールであるようにすることができるため、印刷システムの全体のコストが減る傾向にある。さらに、本発明のシール技術は、比較的容易に挿脱可能な必要要素に用いられ、それによって、収容ステーションのコストを減らしおよび形を小さくする傾向にある。最後に、インクからの揮発性成分の損失を防止することにより、印刷システムの確実性が高まるとともに、印刷画像の品質が向上する。
【００４５】
本発明を、インク容器１２と収容ステーション１４との間のシールの頑健性を高めるシール材の使用に関して説明してきた。本発明の技術は、同様にインク送出システムの他の流体シールをシールするのに適している。たとえば、インク容器１２と流体相互接続部３６との間に用いられるシール構成と同様のシール構成を、プリントヘッド１６と流体相互接続部９２との間に用いることができる。本発明のシール材は、プリントヘッド１６と流体相互接続部９２との間のシールに存在する欠陥をシールするのに用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明の複数の交換式インク容器を示すためにカバーが開いた状態で示された、本発明のインクジェット印刷システムの例示的な一実施形態である。
【図２】図１に示したインクジェット印刷システムの概略図である。
【図３】交換式インク容器と１つまたは複数のプリントヘッドとの間に流体連通を与える収容ステーションに配置された本発明の交換式インク容器を示した、走査キャリッジの一部の拡大斜視図である。
【図４】走査キャリッジの一部の側面図である。
【図５】本発明の１つまたは複数の交換式インク容器を収容する収容ステーションを分離して示した図である。
【図６】分離して示した、本発明の３色の交換式インク容器の底面図である。
【図７】本発明の単一色の交換式インク容器の斜視図である。
【図８】シール材を収容する槽部と収容ステーションのシール表面とを備えるインク容器をさらに詳細に示した、図３の線８−８に沿った断面図である。
【図９】図８と同様であるが、インク容器と係合したシール表面を示した断面図である。
【図１０ａ】シール表面とインク容器との間に配置されたシール材を示した、図８の大幅な拡大断面図である。
【図１０ｂ】図１０ａに示した線１０ｂ−１０ｂに沿った断面図である。
【図１１】シール材が間に配置されたシール表面とインク容器との間に形成されたシールについてのシールパーセント対欠陥の大きさのグラフ図である。
【符号の説明】
【００４７】
１０ 印刷システム
１２ 交換式インク容器
１４ 収容ステーション
１６ インクジェットプリントヘッド
１８ プリンタ部
２０ 走査プリントカートリッジ
２２ 印刷媒体

Claims (20)

1. インクジェット印刷システムが収容ステーションを備え、該収容ステーションが流体入口およびシール構造を備え、該収容ステーションによって収容されるようになっている交換式インク容器であって、
   流体出口および該流体出口に近接したシール表面を画定する槽と、
   前記シール表面を湿潤させるように前記槽内に含まれ、前記シール表面と前記シール構造との間の欠陥をシールするシール材と
   を備えている、インクジェット印刷システムにインクを供給するための交換式インク容器。
2. 前記シール材は顔料粒子を含有している、請求項１に記載の交換式インク容器。
3. 前記シール材はカーボンブラック粒子を含有している、請求項１に記載の交換式インク容器。
4. 分散剤をさらに含んでいる、請求項１に記載の交換式インク容器。
5. 前記槽はある量のインクを収容している、請求項１に記載の交換式インク容器。
6. 前記シール表面は、該シール表面が前記シール材によって湿潤されるように十分に湿潤性があるように構成されている、請求項１に記載の交換式インク容器。
7. 前記交換式インク容器におけるシール表面を、前記交換式インク容器内に収容されているシール材で湿潤させることと、
   前記シール表面を前記シール構造と係合させることであって、それによって前記シール材が前記シール表面と前記シール構造との間に配置されて欠陥をシールすること
   を含む、交換式インク容器とシール構造との間にシールを形成する方法。
8. 前記シール材は、前記交換式インク容器内に収容されているインクである、請求項７に記載のシールを形成する方法。
9. 前記シール表面をシール構造と係合させることは、固体粒子が懸濁状態をやめるように前記シール材を固化させることを含む、請求項７に記載のシールを形成する方法。
10. 前記インクジェット印刷システムが収容ステーションを備え、該収容ステーションが流体入口およびシール構造を備え、該収容ステーションによって収容されるようになっている交換式インク容器であって、
    インクを保持するために内部に配置された毛管貯蔵部材を備え、流体出口および該流体出口に近接したシール表面を画定する貯蔵槽と、
    中に粒子が懸濁し、前記毛管貯蔵部材内に保持され、前記シール表面上で固化して前記シール表面と前記シール構造との間の欠陥をシールするように作用するインクと
    を備えている、インクジェット印刷システムにインクを供給するための交換式インク容器。
11. 前記インクは中に懸濁した顔料粒子を含有している、請求項１０に記載の交換式インク容器。
12. 前記インクはカーボンブラック粒子を含有している、請求項１０に記載の交換式インク容器。
13. 前記インクはさらに分散剤を含有している、請求項１０に記載の交換式インク容器。
14. 前記流体出口に近接した前記シール表面は、前記インク容器内に貯蔵された前記インクによって湿潤されるように構成されている、請求項１０に記載の交換式インク容器。
15. 前記シール表面は、シール材により湿らされて湿潤性が高くなるように構成されている、請求項１０に記載の交換式インク容器。
16. インクジェット印刷システムが流体入口およびシール構造を有し、このインクジェット印刷システムに収容されるようになっているインクジェット印刷システム用の交換式印刷部品であって、
    前記インクジェット印刷システムの対応するシール構造に係合するように構成されたシール表面を有し、
    前記シール表面は、前記シール表面を湿潤させるシール材が、前記シール表面と前記シール構造との間の欠陥をシールするよう構成されている、交換式印刷部品。
17. 交換式インク容器である、請求項１６に記載の交換式印刷部品。
18. 交換式プリントヘッドである、請求項１６に記載の交換式印刷部品。
19. 前記シール材は顔料インクである、請求項１６に記載の交換式印刷部品。
20. 前記シール表面は、前記インクジェット印刷システムの前記シール構造と係合して面シールを形成している、請求項１６に記載の交換式印刷部品。

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