JP2007508168A - インキジェットプリントヘッド用の液体給送システム - Google Patents

Abstract

本発明の流体給送システムは、相互連結された１個以上のカートリッジ組立体を備える。各カートリッジ組立体は相互連結された複数個のカートリッジを備え、その各はジェット用流体を収容するための容器及びこの容器に機能的に接続されたインキジェットプリントヘッドを備える。各カートリッジ組立体は、第１の相互連結組立体及び第２の相互連結組立体により相互に連結される。第１の相互連結組立体は、相互連結された複数個のカートリッジを負圧に維持する。第２の相互連結組立体は、複数個のカートリッジの容器の各の中のジェット用流体の少なくも本質的に等しい液位を維持する。ジェット用流体は、選定されたカートリッジ内のジェット用流体を補充し、そして相互連結されたカートリッジの容器の間でジェット用流体を分配するように第２の相互連結組立体を使用することにより相互連結された複数個のカートリッジ内において補充される。カートリッジ組立体内のジェット用流体の液位を監視するために選定された容器にセンサーが結合される。

Description

本発明は、インキジェットプリントヘッドの組に機能的に連結されたジェット用流体収容容器の対応した組を備えるインキジェットプリントヘッド用の改良された流体給送システムに関する。

インキジェットプリンター用の自動インキ供給及び補充システムは良く知られている。自動インキ供給及び補充システムは、システムを通してインキを流すために重力又は圧力差をあてにする受動型補充システム、或いはシステムを通してインキを動かすためにポンプ又は機械的援助を使用する能動型システムのいずれかに分類することができる。

能動型インキ補充システムは、特許文献１、特許文献２及び特許文献３に説明されたような連続インキ供給システム、或いは特許文献４及び特許文献５に説明されたようなオンデマンドインキ供給システムのいずれかが使用され、これら特許の各の主題はその全文が参考文献としてここに取り入れられる。これらの能動型インキ補充システムは、プリントノズルにインキを供給するために大気圧又は正圧の流体力学的条件を頼みにしている。

受動型インキ補充システムは、インキを供給するために重力を使用する。参考文献としてその主題全体がここに取り入れられた特許文献６に説明された一例においては、システムは、プリントカートリッジにより担持される交換可能な１個のユニットの部品としてインキ容器からインキ供給容器にインキを供給する３方向弁により制御される。このシステムの欠点は、プリントヘッドが大きい媒体に印刷する場合、プリントカートリッジが印刷媒体を横切って移動するとき、インキ容器の大きい重量及び体積をプリントカートリッジが支持する必要があるならば、プリントヘッドの性能が大幅に低下する可能性のあることである。

大きなインキ容器をプリントカートリッジ上に支持する欠点を克服するために、多くの従来技術のインキ給送システムは、プリントカートリッジがプリント軸の一方の端部又は他方の端部にあるときにだけインキジェットカートリッジがサービスステーションとドッキングできインキカートリッジを補充するサービスステーションを備える。ドッキングすると、インキジェットカートリッジ内のインキ容器は迅速に補充され、そしてプリントカートリッジはその印刷運転に戻ることが許される。インキジェットカートリッジ用のサービスステーション形のインキ補充システムの種々の例が特許文献７、特許文献８、特許文献９、特許文献１０、特許文献１１及び特許文献１２に示される、これらの各の主題全体は参考文献としてここに組み入れられる。
米国特許第４，３９９，４６６号 明細書 米国特許第４，４６２，０３７号 明細書 米国特許第４，６８０，６９６号 明細書 米国特許第４，０７４，２８４号 明細書 米国特許第４，４３２，００５号 明細書 米国特許第４，９５９，６６７号 明細書 米国特許第３，９６７，２８６号 明細書 米国特許第４，８３１，３８９号 明細書 米国特許第４，９６７，２０７号 明細書 米国特許第４，９６８，９９８号 明細書 米国特許第４，９９９，６５２号 明細書 米国特許第５，１３６，３０５号 明細書 米国特許第６，１６４，７６６号 明細書

サービスステーション形のインキ補充システムには二つの基本的な問題がある。第１に、ドッキング及び補充作業に行うに要する時間のためインキジェットプリンターの印刷速度が低下する。第２に、ドッキング及び補充作業の時間を最短にするために、インキは、インキジェットカートリッジの通常の流体力学的特性を典型的に越える圧力でインキジェットカートリッジに速やかに移される。その結果、補充作業中、プリントヘッドの漏洩又は滲出があり、劣悪な印刷品質をもたらす。

参考文献としてその全体がここに組み込まれたエリクソン（Ｅｒｉｃｋｓｏｎ）の特許文献１３は、インキジェットプリンター用のインキ給送システムであって、プリントキャリッジに着脱自在に取り付けられかつプリントヘッドと与えられた負圧の流体力学的条件で第１の量の液体インキを蓄えるインキ供給容器とを有する自給型ユニットとして構成されたインキジェットカートリッジを備えたインキジェットプリンター用のインキ供給システムを説明する。インキ容器は、プリントカートリッジと無関係に、インキ供給容器内の第１の量のインキを補給するために第２の量のインキを貯蔵する。外部インキ容器はインキジェットカートリッジ内のインキ供給ユニットに連結され、インキジェットプリンターの運転中にプリントカートリッジが印刷媒体を横切って移動したとき、第２の量のインキから第１の量のインキを供給する。

エリクソンのこの改良されたインキ給送システムは、サービスステーション組立体を必要としないが、このシステムの欠点は、各プリンターカートリッジが外部インキ容器に別々に接続され、そしてこれから補充されることを要する点である。更に、各個別のカートリッジ内のインキ液位が別々に監視される。

容易に分かるように、本技術において、従来技術の問題を解決する改良されたインキ給送システムに対する要求が残る。

本発明は、相互に結合された複数のカートリッジ組立体を備えた改良された流体給送システムからなる。各カートリッジ組立体は、相互に連結され複数のカートリッジを備え、相互に連結されカートリッジの各は、ジェット用流体を収容するための容器を備え、この容器はインキジェットプリントヘッドに機能的に連結される。各カートリッジ組立体は、第１の相互連結組立体及び第２の相互連結組立体により互いに連結される。第１の相互連結組立体は複数個の相互連結カートリッジを負圧に維持する。第２の相互連結組立体は、複数の流体カートリッジの容器の各の中に少なくも本質的に等しい液位のジェット用流体を維持する。本発明の改良された流体給送システムにおいては、ジェット用流体は、選定されたカートリッジ内のジェット用流体の補給により複数の相互連結されたカートリッジに補給される。第２の相互連結組立体は、相互連結されたカートリッジの容器の間でジェット用流体を分配するために使用される。

本発明の改良された流体給送システムは１個又はそれ以上の相互連結されたカートリッジ組立体を備え、相互連結されたカートリッジ組立体の各は異種のジェット用流体を収容することができ、相互連結されたカートリッジ組立体の各は以下を備える。

ａ．相互連結された複数個のカートリッジであって、相互連結されたカートリッジの各 がジェット用流体を収容するための容器を有し、各容器がインキジェットプリントヘッ ドに機能的に結合される前記カートリッジ；
ｂ．相互連結された複数個のカートリッジを相互連結するため及び前記相互連結された 複数個のカートリッジを負圧に維持するための第１の相互連結組立体；及び
ｃ．ジェット用流体が内部に収容されているとき相互連結された複数個のカートリッジ の各容器内のジェット用流体の液位を少なくも本質的に等しく維持するための第２の相 互連結組立体。

流体給送システムは、相互連結された複数個のカートリッジの選定された１個の容器に機能的に結合された感知用組立体も備え、これが選定されたカートリッジの容器内のジェット用流体の液位を監視する。選定されたカートリッジの容器は、遠隔の供給源から容器へのジェット用流体の補充を許すための開口を更に備える。第２の相互連結された組立体は、相互連結された複数個のカートリッジの各の容器内のジェット用流体の液位を少なくも本質的に等しく維持するために、相互連結された複数個のカートリッジの容器間のジェット用流体の分配を許す。

本発明は、１個又はそれ以上の相互連結されたインキカートリッジ組立体を備えた改良された流体給送システムを備える。

図１及び２は、本発明の典型的なカートリッジ組立体（１）を図示する。カートリッジ組立体（１）は、複数個の相互連結されたカートリッジ（２）、（３）、（４）、及び（５）を備える。前記相互連結されたカートリッジ（２）、（３）、（４）、及び（５）の各は、ジェット用流体を収容するための容器（６）を備え、そして各容器（６）はインキジェットプリントヘッド（７）に機能的に結合される。ジェット用流体を引用したが、本技術熟練者は、ジェット用流体をインキとなし得ることを知るであろう。ただし本発明はインキには限定されない。

複数個の相互連結されたカートリッジ（２）、（３）、（４）、及び（５）を互いに連結するため、及び複数個の相互連結されたカートリッジ（２）、（３）、（４）、及び（５）を負圧に維持するために第１の相互連結組立体（８）が使用される。ジェット用流体を中に収容しているときの各容器（６）内のジェット用流体の液位を本質的に少なくも等しく維持するために第２の相互連結組立体（９）が使用される。

第１の相互連結組立体（８）は、複数個の相互連結されたカートリッジ（２）、（３）、（４）、及び（５）の容器（６）の少なくも２個を機能的に一緒に連結している複数個の導管（１０）、（１１）、及び（１２）を備える。インキジェットプリントヘッド（７）のプリントヘッドオリフィス（図示せず）からのジェット用流体の漏洩又は滲出を防ぐために、流体給送システム内で負圧が維持される。システムに負圧を与えるために開口（２５）を使うことができる。

図１及び２は、３個の導管（１０）、（１１）、及び（１２）により互いに機能的に連結された４個の相互連結されたカートリッジ（２）、（３）、（４）、及び（５）を示す。容易に分かるように、導管の所要数は、システムにおいて使用される相互連結されたカートリッジの数に依存するであろう。４個の相互連結されたカートリッジを備えた流体給送システムが示されるが、本発明は４個の相互連結されたカートリッジには限定されない。発明者は、各カートリッジ組立体（１）が相互連結されたカートリッジを８個まで又はそれ以上持ち得ると判断した。

カートリッジ組立体（１）は、相互連結された複数個のカートリッジの内の選定された
１個（３）の容器（６）内のジェット用流体の液位を測定するために、選定されたカートリッジ（３）の容器（６）に機能的に結合された感知用組立体（１３）も備える。限定するものではないが感知用組立体（１３）の例には、熱電対、フロート、超音波センサー、などが含まれる。その他の感知用組立体も本技術熟練者に良く知られている。

図２及び４に示されるように、複数個のカートリッジ（２）、（３）、（４）、及び（５）の１個の容器（６）は、大気に開口しかつ容器（６）内のジェット用流体に対して閉鎖された室（１６）を更に備える。

選ばれたカートリッジ（３）の容器（６）は、遠隔の供給源（図示せず）から容器（６）へのジェット用流体の補充を許すための開口（１７）も備える。開口（１７）は選ばれたカートリッジの容器（６）内に伸び、このため、ジェット用流体は容器（６）内のジェット用流体の液位の下方で容器（６）内に導入される。第２の相互連結組立体（９）が、相互連結された複数個のカートリッジ（２）、（３）、（４）、及び（５）の容器（６）の間のジェット用流体の分配を許し、相互連結された複数個のカートリッジ（２）、（３）、（４）、及び（５）内のジェット用流体の液位を少なくも本質的に等しく維持する。

好ましい実施例においては、第２の相互連結組立体（９）は、相互連結された複数個のカートリッジ（２）、（３）、（４）、及び（５）の容器（６）の少なくも２個を互いに機能的に連結する複数個の導管（１８）、（１９）、及び（２０）を備える。

複数個のカートリッジ（２）、（３）、（４）、及び（５）の容器（６）は、容器（６）を、それの組み合わせられたインキジェットプリントヘッド（７）と結合するための組立体（２１）を備える。各容器（６）及びその組み合わせられたインキジェットプリントヘッド（７）は、容器（６）とその組み合わせられたプリントヘッド（７）との間でジェット用流体が連続することを許すように、組立体（２１）内の通路（２２）により機能的に連結される。

ここに説明される本発明は、相互連結された複数個のカートリッジ組立体（１）を備えた流体給送システムであって、相互連結されたカートリッジ組立体の各が同一又は異種の流体を収容するシステムも想定する。一実施例においては、異種の流体は異なった色のインキである。相互連結されたカートリッジ組立体の各は、上述のように複数個の相互連結されたカートリッジを備える。

図５に示されるような本発明の一実施例においては、本発明のカートリッジ組立体（１）は、往復するカートリッジ（２３）上に取り付けられ、一方、このカートリッジはインキジェットプリンター（２４）上に取り付けられる。本発明の別の実施例においては、カートリッジ組立体は静止し、そして媒体がこのカートリッジ組立体の下方で動く。その他の変更例も本技術熟練者に知られる。

本発明の有利な点は、複数個のカートリッジ組立体のどれかが故障し、或いは保守し又は何かの理由で取り外すことが必要となったとき、設計のモジュラー性のため、相互連結された複数個のカートリッジのカートリッジを迅速に外して交換できることである。

ジェット用流体の流れの自由面をプリント入り口の真上にする仕様も可能であり、これによりインキジェットプリントヘッドへのジェット用流体の良好な流れを常に維持することができる。

本発明の改良された流体給送システムは、ジェット用流体を使用し得る最大速度より速くジェット用流体を供給することもでき、これがインキジェットプリントヘッド（７）に
おけるジェット用流体の適切な供給を常に維持する。このことは、従来技術と比較したときの本発明のカートリッジの改良された印刷能力に役立つ。

本発明の流体給送システムは、大型印刷機（即ち、約１８５４ｍｍ（７３インチ）までの媒体を印刷できるもの）を含んだ適宜のインキジェットプリンターで使用することができる。この流体給送システムは、紙、フィルム、布、及びビニルを含んだ種々の媒体上に印刷するための適宜の種類のジェット用流体に使用することができる。

本発明の鍵となる特徴は、本発明の流体給送システムが、印刷機の長さを横切って前後に動くカートリッジにおいて使用されるとき、個別のプリンターカートリッジのための又は従来技術のカートリッジ容器ではより厄介であった溢れが最小であることである。加えて、本発明のこの新規な流体給送システムは、システム全体に亙って一定の負圧を維持することにより、容器システムにあける圧力スパイクを最小にする。

本発明の流体給送システムの斜視図である。 本発明の流体給送システムの異なった斜視図であり、相互連結されたカートリッジの容器の内部の特徴を示すために容器側面を外した状態の本発明のカートリッジ組立体を示す。 本発明の流体給送システム内の複数の相互連結されたカートリッジの１個のカートリッジ要素を示す。 カートリッジ要素の容器の内部の特徴を示すために容器側面を外した状態の本発明の１個のカートリッジ要素を示す。 流体給送システムがインキジェットプリンターのカートリッジ組立体上に取り付けられた本発明の一実施例における流体給送システムを示す。

Claims (17)

1. 流体給送システム用のカートリッジ組立体であって：
   ａ．第１の相互連結された複数個のカートリッジであって、前記相互連結されたカート リッジの各がジェット用流体を収容するための容器を有し、各容器がインキジェットプ リントヘッドに機能的に結合される前記カートリッジ；
   ｂ．第１の相互連結された複数個のカートリッジを相互連結するため及び前記第１の相 互連結された複数個のカートリッジを負圧に維持するための第１の相互連結組立体；及 び
   ｃ．ジェット用流体が内部に収容されているとき各容器内のジェット用流体の少なくも 本質的に等しい液位を維持するための第２の相互連結組立体
   を備えた前記カートリッジ組立体。
2. 第１の相互連結組立体が、前記第１の相互連結された複数個のカートリッジの少なくも２個の容器を機能的に一緒に連結している第１の複数個の導管を備える請求項１のカートリッジ組立体。
3. 第１の相互連結された複数個のカートリッジが少なくも４個のカートリッジよりなる請求項１のカートリッジ組立体。
4. 第１の相互連結された複数個のカートリッジが少なくも８個のカートリッジよりなる請求項１のカートリッジ組立体。
5. 選定されたカートリッジの容器内のジェット用流体の液位を監視するために、第１の相互連結された複数個のカートリッジの選定された１個の容器に機能的に結合された感知用組立体を備える請求項１のカートリッジ組立体。
6. 選定されたカートリッジの容器が、遠隔の供給源から容器へのジェット用流体の補充を許すための開口を有し、第２の相互連結組立体が、第１の相互連結された複数個のカートリッジ内のジェット用流体の少なくも本質的に等しい液位を維持するように、第１の相互連結された複数個のカートリッジの容器の間のジェット用流体の分配を許す請求項５のカートリッジ組立体。
7. 前記第２の相互連結組立体が第１の相互連結された複数個のカートリッジの容器の少なくも２個を機能的に一緒に連結している第２の複数個の導管を備える請求項６のカートリッジ組立体。
8. 前記第１の相互連結された複数個のカートリッジの容器が、容器をその組み合わせられたインキジェットプリントヘッドに結合するための組立体を備える請求項１のカートリッジ組立体。
9. 容器の各及びその組み合わせられたインキジェットプリントヘッドが、容器とその組み合わせられたプリントヘッドとの間を連絡することをジェット用流体に許すように、組立体内の通路により機能的に連結される請求項８のカートリッジ組立体。
10. ジェット用流体の補給を許すための開口が選定されたカートリッジの容器内に伸び、これによりジェット用流体が容器内のジェット用流体の液位の下方で容器内に導入される請求項６のカートリッジ組立体。
11. ａ．第２の相互連結された複数個のカートリッジであって、前記第２の相互連結された 複数個のカートリッジの各がジェット用流体を収容するための容器を備え、各容器がイ ンキジェットプリントヘッドに機能的に結合される前記第２の相互連結された複数個の カートリッジ；
    ｂ．第２の複数個のカートリッジを相互連結するため、及び第２の複数個のカートリッ ジを負圧に維持するための第３の相互連結組立体；及び
    ｃ．ジェット用流体が内部に収容されているとき各容器内のジェット用流体の少なくも 本質的に等しい液位を維持するための第４の相互連結組立体
    を更に備えた請求項１のカートリッジ組立体。
12. 相互連結された複数個のカートリッジ組立体を備え、相互連結された各カートリッジ組立体が異種のジェット用流体を収容し、そして相互連結されたインキカートリッジ組立体が：
    ａ．相互連結された複数個のカートリッジであって、前記相互連結されたカートリッジ の各がジェット用流体を収容するための容器を備え、各容器がインキジェットプリント ヘッドに機能的に結合される前記複数個のカートリッジ；
    ｂ．相互連結された複数個のカートリッジを相互連結するため及び前記相互連結された 複数個のカートリッジを負圧に維持するための第１の相互連結組立体；及び
    ｃ．ジェット用流体が内部に収容されているとき、相互連結された複数個のカートリッ ジの容器の各の中のジェット用流体の少なくも本質的に等しい液位を維持するための第 ２の相互連結組立体
    を備える前記流体給送システム。
13. 選定されたカートリッジの容器内のジェット用流体の液位を監視するために、第１の相互連結された複数個のカートリッジの選定された１個の容器に機能的に結合された感知用組立体を備える請求項１２の流体給送システム。
14. 選定されたカートリッジの容器が、遠隔の供給源から容器へのジェット用流体の補充を許すための開口を有し、第２の相互連結組立体が、相互連結された複数個のカートリッジ内のジェット用流体の少なくも本質的に等しい液位を維持するように、第１の相互連結された複数個のカートリッジの容器の間のジェット用流体の分配を許す請求項１３のカートリッジ組立体。
15. 感知用組立体が、選定されたカートリッジの容器内のジェット用流体の液位を測定する請求項１３の流体給送システム。
16. 各カートリッジ組立体が少なくも４個の相互連結されたカートリッジを備える請求項１２の流体給送システム。
17. 各カートリッジ組立体が少なくも８個の相互連結されたカートリッジを備える請求項１６の流体給送システム。

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