JP2005193682A - 流体容器のための再充填接合部、再充填可能な流体リザーバ、溢出した流体を捕捉するための方法、及び、再充填可能な流体リザーバを含むインクジェット式プリントヘッド - Google Patents

Abstract

【課題】 流体噴射ヘッドの再充填の間に溢出した流体を捕捉する。
【解決手段】 流体リザーバのための再充填システムにおいて、流体噴射ヘッド再充填接合部にベント・ポート及び流体流入ポートが設置される。流体噴射ヘッド再充填接合部は、固定用クリップによって覆われる。上部ポートは、ベント・ポートであり、底部ポートは、流体流入ポートである。流体は、圧力を受けて底部ポートに流入されたり、又は、流体を底部ポート内へと引き込むように上部ポートが吸引される。流体は、ポートと係合するニードル又は管材を介して流入される。溢出した流体を捕捉するために、溢出した流体が蓄積する流域内に毛管が設けられる。この溢出した流体は、固定用クリップの面から離れて廃棄リザーバに搬送される。
【選択図】 図２

Description

本発明は、流体噴射ヘッドの再充填の間に溢出した流体を捕捉することに関する。すなわち、本発明は、流体容器のための再充填接合部、再充填可能な流体リザーバ、溢出した流体を捕捉するための方法、及び、再充填可能な流体リザーバを含むインクジェット式プリントヘッドに関する。

例えば、ドロップオンデマンド液体インクプリンタなどの流体噴射システムは、流体の液滴を受容シートに対し射出する、少なくとも１つの流体イジェクタを有する。例えば、走査形インクジェット・プリンタは、流体インクを含むプリントヘッドを備えている。流体は、コンピュータ、スキャナ、又は、同様の装置から受信される印刷データに基づく配列でシートに塗布される。流体のシートへの送出を制御するために、流体噴射ヘッドは、流体をシートに付与するようにシートを横切って移動され、流体は液滴として射出される。各液滴は、画素と呼ばれる液体量と一致する。各画素は、特定の単位面積を暗くしたり、又はカバーするのに必要な量に関連付けられる。

コストを下げて、慣性を制限することによって性能を改良するために、可動ヘッド流体噴射システムは、低重量流体噴射ヘッドとともに設計される。重量を最小にするために、流体噴射ヘッドは、比較的小量の流体を含む。従って、流体噴射ヘッド（又は、それらの流体リザーバ）は、定期的に交換又は再充填（補充）されなければならない。再充填可能なカートリッジは、家庭用のプリンタで一般に使用されている。一部の使用頻度の多い産業用のプリンタは、連続的な再充填のために、アンビリカル（umbilical）チューブ（導管）を介して流体イジェクタを大型のタンクに接続する。その他の使用頻度の多いプリンタは、流体噴射ヘッドを定期的に再充填する。

カートリッジを交換することは、ユーザによる頻繁な相互作用を必要とし、大量生産で使用されたり、又は、ネットワークによって噴射データソースに連結される流体イジェクタにとって不都合であると考えられる。アンビリカル・システムは、費用がかかり、高圧密封法、管成形、管にハーネスを付けることを必要とし、水分蒸発、加速による圧力変動又は温度変化による性能の低下を被る可能性があり、管成形ハーネス抗力による動作ヒステリシスを受けることがある。

定期的再充填システムも、また、ユーザによる相互作用を必要とする。定期的再充填システムは、１つ以上の再充填ポートを必要とする。これらのポートは、結合するときや、分離するときに、漏れを生じる傾向がある。この結果、流体噴射媒体が汚染されることになったり、あるいは、流体がユーザに接触することになる可能性がある。

したがって、流体噴射の種々の用途において消耗性流体用の容器では、漏出した流体を捕捉する必要があり得る。このような用途は、インクジェット・プリンタ、燃料電池、調剤、薬品、受信媒体上の写真結果などや、放出を制御するために還元剤をエンジン排気に注入したり、冷却等の間に結露を排出することなどが挙げられるが、上記に限定されるものではない。

本発明は、流体再充填動作が流体イジェクタに対し実行されるときに溢出流体を捕捉するためのシステム、方法、及び、構造を提供する。

本発明は、流体再充填動作の間に捕捉された溢出流体を貯留するためのシステム、方法、及び、構造を提供する。

本発明は、流体再充填動作の間に捕捉及び貯留された溢出流体を廃棄するためのシステム、方法、及び、構造を提供する。

本発明は、流体再充填動作の間に、流体の溢出を防止するためのシステム、方法、及び、構造を提供する。

種々の例示的な実施の形態において、流体リザーバのための再充填システムは、流体噴射ヘッド再充填接合部に設置されるベント・ポート及び流体流入ポートを含む。流体噴射ヘッド再充填接合部は、固定用クリップによって一般的に覆われている。一般的に、上部ポートは、ベント・ポートであり、底部ポートは、流体流入ポートである。流体は、圧力を受けて底部ポートに流入されるか、又は、流体を底部ポート内へと引き込むように上部ポートが吸引される。流体は、ポートと係合するニードル又は管材を介して流入される。種々の例示的な実施の形態において、溢出した流体を捕捉することは、溢出した流体が蓄積する流域内に毛管を設けることを含む。この溢出した流体は、固定用クリップの面から離れて廃棄リザーバに搬送される。

種々の例示的な実施の形態において、流体は、破棄できるようになるまで維持されるように、流体吸収媒体によって廃棄リザーバ内に保持される。

種々の例示的な実施の形態において、廃棄リザーバは、流体の蒸発を促進するために固定用クリップの面に開口する通気孔を備えている。流体の蒸発は、流体リザーバの動作によって、通気孔を通して空気が通過するので、さらに促進される。

種々の例示的な実施の形態において、流体流入ポート及びベント・ポートは、流体が溢出することを防止するように球体バルブシールによって封止される。

本発明の請求項１に記載の発明は、流体容器のための再充填接合部であって、該再充填接合部は、外部表面と、外側面及び内側面を有する固定用クリップと、を含み、上記外部表面と内側面の少なくとも１つが少なくとも１つの毛管を含むことを特徴とする。

本発明の請求項２に記載の発明は、上記請求項１に記載の発明において、上記少なくとも１つの毛管が、少なくとも２つの毛管リブによって形成されることを特徴とする。

本発明の請求項３に記載の発明は、上記請求項１に記載の発明において、上記少なくとも１つの毛管が、外部表面及び内側面の少なくとも１つに形成される少なくとも１つの溝を含むことを特徴とする。

本発明の請求項４に記載の発明は、上記請求項１に記載の発明において、上記固定用クリップは、上記外側面及び上記内側面に形成されるスルーホールを更に含み、隆起リップが、上記スルーホールを少なくとも部分的に包囲する内側面上に形成されていることを特徴とする。

本発明の請求項５に記載の発明は、上記請求項１に記載の発明において、上記固定用クリップは、リザーバ廃棄流体ステーションを更に含むことを特徴とする。

本発明の請求項６に記載の発明は、上記請求項５に記載の発明において、上記固定用クリップは、上記リザーバ廃棄流体ステーションに設置されている流体廃棄物パッドを更に含むことを特徴とする。

本発明の請求項７に記載の発明は、上記請求項５に記載の発明において、上記固定用クリップは、上記リザーバ廃棄流体ステーションに近接して、上記外側面及び内側面に形成される少なくとも１つの蒸発穴を更に含むことを特徴とする。

本発明の請求項８に記載の発明は、再充填可能な流体リザーバであって、該リザーバは、外部表面を有する再充填接合部と、上記再充填接合部の外部表面に形成される少なくとも１つの再充填ポートと、上記少なくとも１つの再充填ポートを覆う固定用クリップであって、上記少なくとも１つの再充填ポートにアクセスするようにスルーホールを有し、上記固定用クリップの内側面及び再充填接合部の外部表面のうちの少なくとも１つに形成される少なくとも１つの毛管を含む、上記固定用クリップと、を含むことを特徴とする。

本発明の請求項９に記載の発明は、上記請求項８に記載の発明において、上記少なくとも１つの毛管が、少なくとも２つの毛管リブによって形成されることを特徴とする。

本発明の請求項１０に記載の発明は、上記請求項８に記載の発明において、上記少なくとも１つの毛管が、上記固定用クリップの内側面及び上記再充填接合部の外部表面のうちの少なくとも１つにおいて形成される少なくとも１つの溝を含むことを特徴とする。

本発明の請求項１１に記載の発明は、上記請求項８に記載の発明において、上記スルーホールを少なくとも部分的に包囲するように上記固定用クリップの内側面に形成される隆起リップを更に含むことを特徴とする。

本発明の請求項１２に記載の発明は、上記請求項８に記載の発明において、上記固定用クリップに形成されるリザーバ廃棄流体ステーションを更に含むことを特徴とする。

本発明の請求項１３に記載の発明は、上記請求項１２に記載の発明において、上記リザーバ廃棄流体ステーションに設置される流体廃棄物パッドと、上記流体廃棄物パッドに近接して上記固定用クリップに形成される少なくとも１つの蒸発穴と、を含むことを特徴とする。

本発明の請求項１４に記載の発明は、上記請求項８に記載の発明において、上記少なくとも１つの再充填ポートが、球体バルブシールを含むことを特徴とする。

本発明の請求項１５に記載の発明は、再充填可能な流体リザーバを再充填するときに、溢出した流体を捕捉するための方法であって、上記再充填可能な流体リザーバが、少なくとも１つの再充填ポートと、該再充填ポートを覆う固定用クリップを含み、再充填ポートにアクセスできるようにするスルーホールを有し、上記方法は、毛管作用によって溢出した流体を運ぶことを含むことを特徴とする。

本発明の請求項１６に記載の発明は、上記請求項１５に記載の方法において、リザーバ廃棄流体ステーションにおいて運ばれた流体を収集することを含むことを特徴とする。

本発明の請求項１７に記載の発明は、上記請求項１６に記載の方法において、上記リザーバ廃棄流体ステーションに設置された流体廃棄物パッドに運ばれた流体を収集することを含むことを特徴とする。

本発明の請求項１８に記載の発明は、上記請求項１５に記載の方法において、運ばれた流体を蒸発させることを更に含むことを特徴とする。

本発明の請求項１９に記載の発明は、上記請求項１７に記載の方法において、上記運ばれた流体の蒸発を促進するために上記再充填可能な流体リザーバの動作を利用することを更に含むことを特徴とする。

本発明の請求項２０に記載の発明は、上記請求項８に記載の再充填可能な流体リザーバを含む、インクジェット式プリントヘッドである。

本発明のこれら及びその他の特徴と利点は、本発明によるシステム及び方法の種々の例示的な実施の形態の以下の詳細な説明に述べられ、又は、その説明から明らかである。

本発明の装置、システム、及び、方法の種々の例示的な実施の形態は、以下の図を参照して詳細に述べられる。

本発明による流体噴射システムの種々の例示的な実施の形態に関する以下の詳細な説明は、明確であり、またよく知られていることから、例えば、インクジェット・プリンタなどの１つの特定のタイプの流体噴射システムを想定してもよい。しかしながら、以下に概説されたり、あるいは論述されているように、本発明の原理が、本明細書中に詳細に議論される流体ジェット・プリンタを越えて、いずれの公知の、又は今後開発される流体噴射システムにも等しく適用され得ることは理解すべきである。

例えば、インクジェット式プリントヘッドなどの流体イジェクタ１００は、一般に、例えば、インクなどの流体が充填されたインクリザーバなどの流体リザーバとともに製造され、配給され、又は設置される。本発明によると、流体イジェクタは、流体再充填接合部１０２を覆うようにリザーバ１１０の一部の所定位置に固定される保持用クリップ１１１を含んでいる。保持用クリップ１１１は、以下に詳述される。

図１は、本発明のシステム、方法、及び構造による流体再充填システムとともに使用できる流体噴射ヘッド１００を示している。図１に示すように、流体噴射ヘッド１００は、再充填接合部１０２を備えた再充填可能な流体容器、即ち、リザーバ１１０を含む。流体噴射ヘッド１００の流体リザーバ１１０は、検出器１６０が、例えば、流体リザーバ１１０の流体レベルが所定のレベルよりも下にあることを検出するときに、再充填ステーション１５０に接続することができる。その後、流体噴射ヘッド１００の流体リザーバ１１０は、検出器が例えば、流体リザーバ１１０のレベルが、所定のレベルより上の位置まで上昇したことを検出するときに、再充填ステーション１５０から分離することができる。

図２に示すように、種々の例示的な実施の形態において、固定用クリップ１１１は、リザーバ１１０及び再充填ステーション１５０の間の再充填接合部１０２を覆う働きをする。図２は、固定用クリップの正面１１３を示している。空気吸入ポート及びインク流入ポートは、再充填ポート１１４として集合的に示される。各々の再充填ポート１１４は、再充填ステーション１５０側にある注入管又はニードルをそれぞれ入れて、再充填ステーションに対し位置合わせされる。

リザーバ１１０における流体が低位置にあるときに、プリントヘッド１００は再充填ステーション１５０へ移動される。再充填ポート１１４は、再充填ステーションのニードル又は管材と位置合わせされるように配置され、係合される。各々の再充填ポート１１４は、シール（封止）するように通常は閉鎖されているバルブを備えている。再充填ステーションのニードル又は管材が再充填ポートと係合するときに、バルブは開放される。種々の例示的な実施の形態において、ニードル又は管材のうちの１つは、大気圧よりも低い圧力を加えて、リザーバ１１０内の圧力を減少させ、流体供給部に接続される第２のニードル又は管材から流体を流出する。他の例示的な実施の形態において、ニードル又は管材のうちの１つは、１つの再充填ポートを介してリザーバ１１０を充填する流体の加圧源に接続され、一方で、もう１つの再充填ポートは大気圧に通気される。

このプロセスの間に、流体は、プリントヘッドの外側表面上にたまることがあり、結果として、汚れが生じ、印刷品質が悪くなり、ユーザ汚染を招くことになる。

図３は、本発明の例示的な実施の形態による固定用クリップ１１１の背面図である。図３に示すように、固定用クリップ１１１は、プリントヘッド１００に固定用クリップを固定するためにクリップ１１９を含んでいる。クリップ１１９が示されているが、固定用クリップ１１１をプリントヘッド１００に固定するために、好適な公知の、又は、今後開発されるシステム、方法、又は、構造を使用することもできる。

固定用クリップ１１１は、後面壁１３２をさらに含む。後面壁１３２は、プリントヘッド１００に固定するときに固定用クリップ１１１を位置合わせするように使用される位置合わせホール１３０を含むスルーホールを有する。好適な公知の、又は、今後開発される位置合わせのためのシステム、方法、又は、構造が、位置合わせホール１３０と代用できることは、認識すべきである。スルーホール１３１は、また、再充填ポート１１４に対して設けられる。

後面壁１３２の選択部分には、隆起毛管状リブ１１２が備えられている。リブ１１２は、溢出した流体を導いて、位置合わせホール１３０及びスルーホール１３１から流れていくように設置され、固定用クリップ１１１の面に流体が付着しないようにしている。流体は、重量によって固定用クリップ１１１の底部に向かい、この底部で、流体廃棄物パッド１１６（図４を参照）によって吸収される。流体廃棄物パッド１１６は、固定用クリップ１１１に形成される廃棄リザーバ１０９に設置される。

固定用クリップ１１１は、１つの例示的な実施の形態による蒸発スリット１１８をさらに備えている。蒸発スリット１１８は、流体の蒸発を促進するために流体廃棄物パッド１１６に近接して固定用クリップ１１１の下部に設置されている。

本発明の例示的な実施の形態によると、蒸発スリットは、プリントヘッドの移動経路に対し垂直に設置されている。プリントヘッドが動作中であるときに、蒸発スリット１１８から空気が移動することにより、さらに蒸発を促進する。

本発明の他の例示的な実施の形態によると、後面壁１３２は、位置合わせホール１３０及び再充填ポート１１４を包囲しているか、又は、部分的に包囲している、隆起リップ１３３を備えていてもよい。１つの例示的な実施の形態によると、隆起リップ１３３は位置合わせホール１３０を完全に包囲するので、流体は重量によって流れ落ちる前に位置合わせホール１３０の周囲を流れる。これにより、更に漏出が軽減され、流体を捕捉することが促進される。

別の例示的な実施の形態によると、隆起リップ１３３は再充填ポート１１４を部分的に包囲するので、この結果、流体は再充填ポート１１４の周囲に部分的に流動し、その後、毛管状リブ１１２を含む領域に流れ落ちる。

本発明の他の例示的な実施の形態において、毛管状リブ１１２は、毛管状チャネルに代用することもできる。

図４は、流体再充填接合部１０２及び流体再充填ポート１１４の断面図を示している。本発明の例示的な実施の形態によると、球体バルブシール１２０は、再充填ステーション１５０及びリザーバ１１０の接合部に設けられている。球体バルブシール１２０は、シール１２６と接触するようにばね１２４によって付勢される球体１２２を含んでいる。１つの例示的な実施の形態において、シール１２６は、コンプライアント・シール（弾性シール）である。他の例示的な実施の形態において、シール１２６は、ニードルによって貫通されるか、若しくは、再充填ステーション１５０からニードル又は管材を受容するように穴部を形成した隔膜タイプのシールであるか、あるいは、隔膜タイプのシールと穴部の組み合わせであってもよい。

リザーバが再充填されるときに、ニードル又は管材は、球体１２２と係合し、ばね１２４の付勢力に打ち勝ち、シール１２６から球体１２２を分離し、再充填ステーションからリザーバ１１０に対し、若しくは、リザーバ１１０からの流体や空気の流路を生成する。ニードル又は管材が再充填ポート１１４からはずされると、球体１２２は、ばね１２４によって再び付勢されて、シール１２６と接触し、流体や空気が、リザーバ１１０内に、又は、リザーバ１１０から漏出するのを軽減あるいは防止する。

再充填接合部１０２は、固定用クリップ１１１によって覆われている面１１５を含む。種々の例示的な実施の形態において、面１１５は、毛管状リブ１１２と同じ機能を提供する毛管状リブを含むことができる。

本発明が上記概説される例示的な実施の形態と共に記載されたが、多くの代替、改良、及び変更は当業者にとって明らかである。したがって、前述のように、本発明の例示的な実施の形態は、図示して、制限しないことを意図する。種々の変更は、本発明の精神と範囲から逸脱することなく、実施することができる。

本発明のシステム、方法、及び、構造とともに使用できる流体再充填システムの例示的な実施の形態の等角投影図である。 再充填可能な流体リザーバを有する流体噴射ヘッドの例示的な実施の形態を示す図である。 本発明の例示的な実施の形態による固定用クリップの背面図である。 本発明の例示的な実施の形態による流体再充填接合部の断面図である。

Claims (20)

1. 外部表面と、
   外側面及び内側面を有する固定用クリップと、
   を含み、
   前記外部表面と内側面の少なくとも１つが少なくとも１つの毛管を含む、
   流体容器のための再充填接合部。
2. 前記少なくとも１つの毛管が、少なくとも２つの毛管リブによって形成される、請求項１に記載の再充填接合部。
3. 前記少なくとも１つの毛管が、外部表面及び内側面の少なくとも１つに形成される少なくとも１つの溝を含む、請求項１に記載の再充填接合部。
4. 前記固定用クリップは、前記外側面及び前記内側面に形成されるスルーホールを更に含み、隆起リップが、前記スルーホールを少なくとも部分的に包囲する内側面上に形成されている、請求項１に記載の再充填接合部。
5. 前記固定用クリップは、リザーバ廃棄流体ステーションを更に含む、請求項１に記載の再充填接合部。
6. 前記固定用クリップは、前記リザーバ廃棄流体ステーションに設置されている流体廃棄物パッドを更に含む、請求項５に記載の再充填接合部。
7. 前記固定用クリップは、前記リザーバ廃棄流体ステーションに近接して、前記外側面及び内側面に形成される少なくとも１つの蒸発穴を更に含む、請求項５に記載の再充填接合部。
8. 外部表面を有する再充填接合部と、
   前記再充填接合部の外部表面に形成される少なくとも１つの再充填ポートと、
   前記少なくとも１つの再充填ポートを覆う固定用クリップであって、前記少なくとも１つの再充填ポートにアクセスするようにスルーホールを有し、前記固定用クリップの内側面及び再充填接合部の外部表面のうちの少なくとも１つに形成される少なくとも１つの毛管を含む、前記固定用クリップと、
   を含む、再充填可能な流体リザーバ。
9. 前記少なくとも１つの毛管が、少なくとも２つの毛管リブによって形成される、請求項８に記載の再充填可能な流体リザーバ。
10. 前記少なくとも１つの毛管が、前記固定用クリップの内側面及び前記再充填接合部の外部表面のうちの少なくとも１つにおいて形成される少なくとも１つの溝を含む、請求項８に記載の再充填可能な流体リザーバ。
11. 前記スルーホールを少なくとも部分的に包囲するように前記固定用クリップの内側面に形成される隆起リップを更に含む、請求項８に記載の再充填可能な流体リザーバ。
12. 前記固定用クリップに形成されるリザーバ廃棄流体ステーションを更に含む、請求項８に記載の再充填可能な流体リザーバ。
13. 前記リザーバ廃棄流体ステーションに設置される流体廃棄物パッドと、
    前記流体廃棄物パッドに近接して前記固定用クリップに形成される少なくとも１つの蒸発穴と、
    を含む、請求項１２に記載の再充填可能な流体リザーバ。
14. 前記少なくとも１つの再充填ポートが、球体バルブシールを含む、請求項８に記載の再充填可能な流体リザーバ。
15. 再充填可能な流体リザーバを再充填するときに、溢出した流体を捕捉するための方法であって、前記再充填可能な流体リザーバが、少なくとも１つの再充填ポートと、該再充填ポートを覆う固定用クリップを含み、再充填ポートにアクセスできるようにするスルーホールを有し、前記方法は、
    毛管作用によって溢出した流体を運ぶことを含む、
    溢出した流体を捕捉するための方法。
16. リザーバ廃棄流体ステーションにおいて運ばれた流体を収集することを含む、請求項１５に記載の方法。
17. 前記リザーバ廃棄流体ステーションに設置された流体廃棄物パッドに運ばれた流体を収集することを含む、請求項１６に記載の方法。
18. 運ばれた流体を蒸発させることを更に含む、請求項１５に記載の方法。
19. 前記運ばれた流体の蒸発を促進するために前記再充填可能な流体リザーバの動作を利用することを更に含む、請求項１７に記載の方法。
20. 請求項８に記載の再充填可能な流体リザーバを含む、インクジェット式プリントヘッド。

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