JP2012086563A - インクジェットプリンタにおけるインクの供給および除去されたインクの回収のための方法およびシステム - Google Patents

Abstract

【課題】除去されたインクの効率的な回収および移動を行う。
【解決手段】インクジェット印刷装置には、複数のインクジェット排出器１１６と、複数のインクジェット排出器に隣接して取り付けられ、複数のインクジェット排出器から除去されたインクを受け取るように構成された開口部１３２を有し、インク槽１５４に流体連結されている放出口１３８を有する容器１３２と、単一の導管１６０がインク槽１５４にインクを供給できるようにするための、および、容器１３２からインク槽１５４に除去されたインクを引き出すための、一方向弁１４０が備えられている。双方向性のポンプ１５８が、インク槽１５４にインクを供給するときに容器１３２からインクを引き出すために、両方向に交互に操作される。
【選択図】図１

Description

本開示は、装置から流体を供給および回収するシステムに関し、より詳細には、インクジェット印刷装置内のインク槽に液体インクを供給して、インクジェット印刷装置に付随した容器から液体インクを回収するように構成されたインクジェットプリンタに関する。

流体運搬システムが、よく知られており、多くの用途に用いられている。機械において流体を運搬する１つの特定の適用例が、プリンタにおけるインクの運搬である。インクの一般例として、水性のインク、および、相転移インク、または、固体インクが挙げられる。水性のインクは、画像処理操作に用いられる前の格納時には、液状のままである。固体インクまたは相転移インクは、通常、プリンタ内の搬送経路に、開口部を介して上記経路へと挿入される、シアン、イエロー、マゼンダ、および、ブラックインクの色のついた、ペレットまたはインクスティックのような固形の形状をしている。インクスティックがプリンタに搬送された後、インクスティックは、重力または機械的な作動装置によってプリンタの加熱器アセンブリへ強く押される。加熱器アセンブリは、加熱器および溶解板を含んでいる。電気エネルギーを熱に変換する加熱器は、溶解板に隣接して位置付けられており、溶解板と接触するインクスティックが溶解される温度で、溶解板を加熱する。溶解板を、溶解したインクを槽に滴らせるように位置合わせでき、槽に格納されたインクは、続く使用を待つ間、加熱され続ける。

色のついた液体インクの各槽は、インクジェット印刷装置に流動的に連結されていてもよい。液体インクは、槽からインクジェット印刷装置のマニホールドにポンプで注入される。インクジェット印刷装置のインクジェット排出器が受信媒体または画像処理部材にインクを排出するとき、インクジェット排出器の仕切り板の作用がインクをマニホールドから引き付ける。インクジェット排出器は、駆動信号を有する制御装置によって選択的に活性化された、圧電性の装置であってもよい。

槽と１つまたは複数のインクジェット排出器との間でのインクの運搬に通常用いられる導管は、「供給線」と呼ばれる場合がある。供給線は、一端部においてインクジェット印刷装置に流動的に連結されたたわみやすい導管であり、１つまたは複数のインクがもう１つの端部に供給される。供給線が、インクなどの流体を運搬するための１つまたは多くの個々の経路を含んでいてもよい。典型的な従来技術の供給線アセンブリは、例えば押出シリコンといったたわみやすい材料から形成された１つまたは複数の導管を含んでいる。動作中に、供給導管がインクによって充填されることにより、インクジェット排出器に気泡が入るのを回避することができる。大量の噴出物を供給するインクに浮遊した気泡により、画像処理操作中に排出器が機能しない場合がある。

メンテナンス操作および洗浄操作中、インクジェット印刷装置内のインクは、インクジェット排出器を介して除去されてもよい。容器または捕獲器は、除去されたインクを獲得および保持するために用いられてもよい。容器は、陰圧源が加えられたもう１つの導管を介して、容器の中からインクを引き付けることによって、除去動作後に空になる。回収され、除去されたインクは、インクをインクジェット印刷装置に戻すことができるように、槽へと方向付けられる。除去されたインクの効率的な回収および移動は、インクジェットプリンタにおいて重要である。

容器と選択的に流体連結しているインク槽を備えるように構成されたインクジェット印刷装置が開発されてきた。インクジェット印刷装置は、液体インクを格納するためのインク槽と、インク槽と流体連結する複数のインクジェット排出器と、複数のインクジェット排出器に隣接して取り付けられ、複数のインクジェット排出器から除去されたインクを受け取るように構成された開口部を有し、インク槽に流動的に接続されている放出口を有する、容器と、容器の放出口に位置付けられた一方向弁と、一方向弁を操作し、容器から容器の放出口を介してインク槽にインクを引き付けるために、インク槽内に陰圧を発生させることができるように構成されたインク槽の接続部とを含む。各インクジェット排出器は、インク槽からインクを受け取り、各インクジェット排出器において形成された開口からインクを排出する、ように構成されている。一方向弁は、容器のインクがインク槽に流れることができ、かつ、インク槽から容器の放出口を介して容器へのインクの流れに抵抗することができるように構成されている。

インクジェット印刷装置の液体インクを供給するためのシステムが、開発されてきた。システムは、インクジェット印刷装置によって排出される液体インクを格納するためのインク槽によって構成されたインクジェット印刷装置と、インク槽と流体連結する複数のインクジェット排出器であって、各インクジェット排出器は、インク槽からインクを受け取り、各インクジェット排出器において形成された開口から排出するように構成されている、複数のインクジェット排出器と、複数のインクジェット排出器を介してインク槽から除去されたインクを受け取るように構成されている複数のインクジェット排出器に隣接して取り付けられ、インク槽に流動的に接続されている放出口を有する、容器と、容器の放出口に位置付けられた一方向弁と、液体インクを受け取るための注入口、および、液体インクをインク槽に供給するための放出口、を有する液体インクの入れ物と、導管と、導管に動作可能に接続され、可逆的な操作用に構成された、ポンプと、ポンプに動作可能に接続されている制御装置とを含んでいる。インク槽は、インクがインク槽に流れることができ、インクをインク槽から引き付けることができる、接続部を備えている。一方向弁は、容器内のインクがインク槽に流れることができ、インク槽から容器の放出口を介して容器へのインクの流れに抵抗することができる、ように構成されている。導管は、インク槽の接続部、および、液体インクの入れ物の放出口に、流動的に接続されている。制御装置は、液体インクの入れ物から接続部を介してインク槽にインクを供給するために第１方向にポンプを操作し、一方向弁を開いて容器から容器の放出口を介してインク槽にインクを引き付けるために、インク槽の接続部において陰圧を発生させるために第２方向にポンプを操作するように構成されている。

逆止め弁によってインク注入口チャンバに動作可能に接続されている容器を含む、加圧フィルタ構造を備えたインクジェット印刷装置の概略図である。 逆止め弁によってインクマニホールドに動作可能に接続されている容器を含む、非加圧フィルタ構造を備えたインクジェット印刷装置の概略図である。 除去操作の後、再利用される容器のインクを含んだ、図１のインクジェット印刷装置の概略図である。 除去操作の後、再利用される容器のインクを含んだ、図２のインクジェット印刷装置の概略図である。 ２つ導管によるインク供給部に動作可能に接続されているインクジェット印刷装置の概略図である。 容器に入るインクの量を制御しながら、インク槽にインクを供給するためのプロセスのブロック図である。

図面では、同様の参照符号が、全体にわたって、同様の構成要素を示すために用いられている。「メニスカス強度」という用語は、液体用の経路の全域に位置付けられた、薄膜の細孔といった材料の開口部を取り囲む材料に対する、インクなどの液体の引力のことである。メニスカス強度は、薄膜材料に対する液体引力を遮断して細孔を介して気体を引き付ける、より高い圧力に達するまで、細孔の中に液体を保持する。結果として、濡れた細孔の全域に加えられた圧力がメニスカスを遮断する圧力よりも低いままである限り、濡れた細孔を有する薄膜が、薄膜の細孔を介して液体を引き付けることができつつ、気体が薄膜を通り抜けないようにする。「堰」という用語は、上記チャンバと同様に広いが、このチャンバと同じ高さではない、室内に位置付けられた壁のことである。従って、液体は、堰の上端に達し、次に、チャンバにあふれ出るまで、堰の後ろで徐々に増える。このように、堰の両側での液体レベルは、異なる高さで維持されてもよい。「導管」という用語は、液体または気体の運搬用の通路または管状空洞を有する物体を意味する。ここで用いられるように、「インクを除去する」とは、故意か偶然か、受け取り部材に着地しない、インクジェット排出器からのインクの任意の放出を意味する。除去されたインクは、除去している間に排出器から放出されたインクを意味する。

図１を参照すると、外部のインク供給部１５０に動作可能に接続されている、加圧フィルタ構造を有するインクジェット印刷装置１００が示される。インクジェット印刷装置１００は、マニホールドチャンバ１０４、通気孔１０８、堰１１２、インクジェット排出器１１６、注入口チャンバ１２０、および、インクジェット排出器１１６に隣接して取り付けられたインク容器１３２を含む。ソレノイドといった作動装置１１０が、通気孔１０８の開口部に位置付けられており、作動装置１１０は、印刷動作の間、開いており、空気などの外部気体がマニホールド１０４に入ることができる。通気孔１０８が開いているとき、インクジェット排出器１１６に沿った圧力は均一にされ、マニホールド１０４内のインク供給部１２６は、印刷動作の間、インクジェット排出器１１６を満たすことができる。インクジェット排出器１１６は、図１では、マニホールド１０４と直接流体連結していることが示されているが、様々な他の実施形態では、排出器は、マニホールド１０４からいくぶん離れることができ、様々な導管および中間にあるチャンバを介してインク供給部に連結されていてもよい。マニホールド１０４は、インクジェット排出器１１６の仕切り板の作用がマニホールド１０４からインクジェット排出器１１６にインク１２６を引き付ける陰圧を引き起こし、次に、インクジェット排出器１１６の開口を介してインクを排出するまで、インク１２６を保持する。排出器１１６は、技術的によく知られているようなインクジェット排出器積層によって形成される。さらにはっきりと以下に記載したように、インクジェット排出器を介して除去されたインクが、上記開口から流れ落ち、容器１３２に集められる。

インク注入口チャンバ１２０は、接続部１１８、堰１１２、および、槽フィルタ１２８を含む。インク注入口チャンバ１２０は、注入口チャンバ１２０の側面を通じて、接続部１１８を介して、導管１６０のような導管と流体連結するように設置されていてもよい。槽フィルタ１２８は、堰１１２と接続部１１８との間に設置されている。図１の実施形態では、槽フィルタ１２８は、複数の細孔を含む薄膜であり、各細孔の大きさは、ほぼ１０μｍであり、槽フィルタ１２８は、インク注入口チャンバ１２０の全幅および全高さに広がっている。堰１１２は、インク注入口チャンバ１２０とマニホールド１０４との間の上方に伸びており、インク注入口チャンバ１２０におけるインク１２４のレベルをマニホールド１０４におけるインク１２６のレベルよりも高く維持している。インク注入口チャンバ１２０は、一方向弁１４０を経由して容器１３２に流体連結されている。

容器１３２は、インクジェット排出器１１６に隣接して取り付けられており、容器注入口１３７と放出口１３８との間の開口部に広がっている容器フィルタ１３６を備えた容器インク注入口１３７を含む。インクジェット排出器１１６を介してマニホールド１０４から除去されたインクは、容器注入口１３７を介して容器１３２に流れ込む。容器フィルタ１３６は、槽フィルタ１２８の細孔と同様の大きさをした細孔を有する多孔質膜から形成されていてもよい。一方向弁１４０は、放出口１３８の真上に位置付けられており、インクが容器１３２からインク注入口チャンバ１２０に流れるように構成されている。一方向弁１４０は、ボール１４２と、インク注入口チャンバ１２０の壁に形成された弁開口部１４４とを含む。図１の構成では、容器１３２の放出口１３８を覆い、注入口チャンバ１２０から容器１３２へのインク１２４の流れを妨げるために、重力がボール１４２を引き下ろす。一方向弁１４０は、ボール１４２を退かせるのに十分な陰圧が接続部１１８に加えられたときに、インクが容器１３２からインク注入口チャンバ１２０に流れることができるように構成されている。ボール１４２を退かせるのに必要な陰圧の量は、放出口１３８の直径によって、少なくとも部分的に決定されている。図１の構成では、一方向弁１４０は、放出口１３８に位置するボール１４２によって閉じられている。この構成では、インク注入口チャンバ１２０からのインクは、容器１３２への流れ込みを阻害される。

一方向弁１４０によって、除去されたインクを、インクジェット印刷装置１００のインク槽に戻すことができる。結果として、容器１３２をインク供給部１５０と流動的に連結している第２導管は必要ではない。従って、インクジェット印刷装置１００の構造は、従来知られているインクジェット印刷装置よりも効率的である。実用的な実施形態では、しかし、一方向弁１００によって提供された効率の良さは、インク注入口チャンバ１２０から一方向弁１４０を介して外部のインク槽への漏れによって弱められてしまう。この漏れは、インクジェット印字ヘッドに必要な大きさの一方向弁の製造に用いられる構成要素の機械的な許容範囲から生じてしまう。

外部のインク供給部１５０は、インク供給線であってもよい導管１６０を経由してインクジェット印刷装置１００に動作可能に接続されている。外部のインク供給部１５０は、インク槽１５４およびポンプ１５８を含んでいる。インク槽１５４は、導管１６０と流動的に通信し、ポンプ１５８は、順方向および逆方向に動作するように構成されている。すなわち、ポンプ１５８は、供給部１５０から導管１４４を介して注入口チャンバ１２０にインクを吐き出すために陽圧を引き起こすように一方向に操作されてもよいし、注入口チャンバ１２０および／または容器１３２からインクを引き付けるために陰圧を引き起こすように反対方向に操作されてもよい。水性のインク用プリンタでは、液体インクは、インクカートリッジに保持されてもよく、他方、相転移インク用プリンタでは、固体インクが、加熱された溶解板を用いて液化してもよいし、槽１５４に搬送されてもよい。ポンプ１５８は、図１では順方向への動作として示されており、順方向は、外部のインク供給部１５０から導管１６０を経由してインクジェット印刷装置１００にインクを供給する。図１の実施形態では、順方向および逆方向のポンプに構成された他のポンプが用いられてもよいが、ポンプ１５８は歯車ポンプである。

インクは、圧力によって、外部のインク供給部１５０に、および、外部のインク供給部１５０から、ポンプで供給され、ポンプ１５８によってインクに加えられる陰圧のレベルは、外部のインク供給部１５０が動作中に、あらかじめ定められたレベルに維持される。陰圧のレベルは、以下でさらに論じるように、空気通過フィルタ１２８および１３６を通るのに必要な圧力よりも低いが、インクジェット印刷装置１００からインクを引き出すのに十分である。外部のインク供給部１５０は、ポンプ１５８の流体経路に効果的に連結された側管援助弁１６２を含んでいてもよい。側管援助弁１６２がポンプ１５８によって加えられた陰圧に応じて開くと、側管援助経路１６３は、インク注入口チャンバ１２０から外部のインク供給部１５０へのインクの流れを制限する。側管援助経路１６３および側管援助弁１６２は、空気通過フィルタ１２８および１３６を通るのに必要な圧力よりも低い、ポンプ１５８のあらかじめ定められた陰圧レベルを規定する流量制限器の機能を果たす。

動作中、ポンプ１５８のポンプ作用は、接続部１１８を介してインク注入口チャンバ１２０へと流れる導管１６０のインクに陽圧を加える。陽圧は、インク注入口チャンバ１２０を十分に充填する、インク供給部１２４へのさらなるインクを促すには十分である。さらなるインクが陽圧によってインク供給部１２４に加えられると、余分なインクが槽フィルタ１２８を通り抜け、方向１６８へと堰１１２の上端を超えてインクマニホールド１０４に流れる。一方向弁１４０により、たくさんのインクが、インク１４８を構成するインク容器１３２の中へ漏れることができてもよい。ポンプ１５８は、インク容器１３２からインク１４８を引き出すために、陰圧を加えるあらかじめ定められた時間周期の間、逆方向に動作してもよい。

通気孔１０８の作動装置１１０を開始および終結し、ポンプ１５８を操作し、インクジェット排出器１１６を操作することを含む（が、それらに限定されていない）、インクジェット印刷装置１００および外部のインク供給部１５０における構成要素の操作は、制御装置１７０によって管理されている。制御装置１７０の典型的な実施形態は、中央処理装置（ＣＰＵ）、特定用途向けＩＣ（ＡＳＩＣ）、フィールドプログラマブル機器、または、マイクロコントローラといった、マイクロプロセッサ装置を含んでいる。制御装置１７０は、ソフトウェアまたはファームウェアの命令に従って、インクジェット印刷装置１００および外部のインク供給部１５０を操作してもよい。様々な印刷装置は、制御装置１７０の機能性を備えた１つまたは複数の電子装置を用いてもよい。制御装置は、電気部品と、インクジェットプリンタを操作するための他の知られている機能に加えて、本明細書に記載した機能を実行するために、制御装置に動作可能に接続された記憶装置に格納されたプログラム学習とによって構成されている。

図２を参照すると、外部のインク供給部１５０に動作可能に接続された非加圧フィルタ構造を備えたインクジェット印刷装置２００が示されている。インクジェット印刷装置２００は、マニホールドチャンバ２０４、接続部２１８、通気孔２０８、インクジェット排出器２１６、槽フィルタ２２８、および、マニホールドチャンバ２０４に外部から取り付けられたインク容器１３２を含んでいる。槽フィルタ２２８は、インクジェット排出器２１６と接続部２１８との間に挿入されている。槽フィルタ２２８は、直径がほぼ１０μｍの複数の細孔を有する薄膜である。ソレノイドといった作動装置２１０は、通気孔２０８の開口部に位置付けられており、空気といった外部気体がマニホールド２０４に入ることができるように、印刷動作中に開始されている。通気孔２０８が開かれているとき、インクジェット排出器２１６に沿った圧力は、均一にされ、マニホールド２０４内のインク供給部２２６は、印刷動作の間、インクジェット排出器を満たすことができる。図１では、インクジェット排出器１１６は、マニホールド１０４と直接流体連結していることが示されているが、様々な他の実施形態では、排出器は、マニホールド１０４からいくぶん離れることができ、様々な導管および中間にあるチャンバを介してインク供給部に連結されていてもよい。マニホールド２０４は、インクジェット排出器２１６の仕切り板の作用がマニホールド２０４からインクジェット排出器２１６にインク２２６を引き付ける陰圧を引き起こし、次に、インクジェット排出器２１６の開口を介してインクを排出するまで、インク１２６を保持する。排出器２１６は、技術的によく知られているようなインクジェット排出器積層によって形成される。さらにはっきりと以下に記載したように、インクジェット排出器を介して除去されたインクが、開口から流れ落ち、容器２３２に集められる。

容器２３２は、インクジェット排出器２１６に隣接しており、容器注入口２３７と放出口２３８との間に設置された容器フィルタ２３６を含んでいる。図２の実施形態では、フィルタ２３６は、直径がほぼ７０μｍの複数の細孔を有する薄膜である。放出口２３８を介して容器２３２へのインクの流れを妨げながら、一方向弁２４０により、容器２３２のインクを、内部導管２４４を介してインクマニホールド２０４にポンプで供給することができる。一方向弁２４０は、放出口２３８の真上に位置されるボール２４２を含み、図２に見られる閉鎖位置において、重力によって所定の位置に保持されている。図２の実施形態では、内部導管２４４は、マニホールド２０４におけるインク２２６のレベルよりも上の、一方向弁２４０の上方に伸びている。内部導管２４４は、インク２２６が一方向弁２４０と接触しないようにする。内部導管２４４は、他のインクジェット印刷装置の実施形態から削除されてもよい。内部導管２４４に保持されたたくさんのインクが、インク容器２３２のインク２４８によって見られるように弁を介して逆流して漏れてもよいし、インク２４８の一部または全てが、ポンプ１５８の逆動作によって引き出されてもよい。

図２の外部のインク供給部１５０は、槽１５４、ポンプ１５８、および、側管援助弁１６２を含んだ、図１の外部のインク供給部と同じであり、非加圧インクジェット印刷装置用に供給された他の外部のインクも同様に用いられる。例えば、容量がより小さいポンプが、非加圧インクジェット印刷装置へのインクの供給に用いられてもよいのだが、それは、堰などを乗り越えるのに十分な圧力によってインクをポンプで供給する必要がないためである。加圧インクジェット印刷装置１００と非加圧インクジェット印刷装置２００との両方は、単一の導管１６０を経由して外部のインク供給部１５０と流体連結するように設置されている。さらに、外部のインク供給部１５０が、インクジェット印刷装置１００および２００の接続部１１８および２１８よりも上流にそれぞれあると示されているが、外部のインク供給部１５０は、動作中、インクジェット印刷装置の上流および下流に配置されていてもよい。図２では、ポンプ１５８は、槽１５４から導管１６０を介して方向２６４へインクをポンプで供給する順方向に、動作する。ここで、インクは、接続部２１８を通り抜け、マニホールド２０４のインク供給部２２６に加わる。

制御装置２７０は、通気孔２０８の作動装置２１０を開始および終結し、ポンプ１５８を操作し、インクジェット排出器２１６を操作することを含む（が、それらに限定されていない）、インクジェット印刷装置２００および外部のインク供給部１５０における構成要素の操作を管理している。制御装置２７０の典型的な実施形態は、中央処理装置（ＣＰＵ）、特定用途向けＩＣ（ＡＳＩＣ）、フィールドプログラマブル機器、または、マイクロコントローラといった、マイクロプロセッサ装置を含んでいる。制御装置２７０は、非加圧インクジェット印刷装置２００による動作に適した構成において、図１の制御装置１７０の電子部品と同じまたは同様の電子部品を用いてもよい。

図３を参照すると、インクジェット印刷装置１００および外部のインク供給部１５０は、再利用する除去されたインクを示している。除去操作の間、マニホールド１０４由来のインクが、インクジェット印刷装置１００からインクジェット排出器１１６を介して押し流される。除去操作の間、通気孔１０８のソレノイド作動装置１１０は、インクがインクジェット印刷装置のマニホールド１０４に加えられた圧力によって、インクジェット印刷装置の排出器を介して促されると、閉じてもよい。インクが滴の形状でインクジェット排出器１１６から排出される通常の画像処理操作とは違って、除去されたインクは、容器注入口１３７および容器１３２へとインクジェット排出器１１６の開口を流れ落ちる。容器１３２は、除去されたインク３２６を、再利用するために集める。

除去されたインク３２６を再利用するために、制御装置１７０は、図３に示された逆方向にポンプ１５８を操作して、インクジェット印刷装置１００からインクを引き出すために、陰圧を加える。ポンプ１５８によって加えられた陰圧は、インク注入口チャンバ１２０から接続部１１８を介してインク１２４を引き出すには十分である。接続部１１８を介して引き出されたインクは、インク槽１５４に導入されてもよい。引き出し中、堰１１２の後ろのインク量の一部または全ては、図３に示したように、堰１１２の一側面を部分的に覆うインク３１２によって引き出されてもよい。堰１１２からインクが引き出されると、堰１１２のインクに接触している槽フィルタ１２８の表面領域は減少し、堰１１２の後ろからインクを引き出すために必要な陰圧は、一方向弁１４０を開くために必要な陰圧よりも大きい。一方向弁１４０は、方向３６８へ、放出口１３８から引き付けられたボール１４２によって、陰圧に応じて開く。一方向弁１４０が開くと、除去されたインク３２６は、インク注入口チャンバ１２０へと引き出される。同様の操作が、動作中に容器１３２に保持されたインクを引き出すために行われてもよい。

ポンプ１５８によって加えられた陰圧は、容器１３２からのインクの引き出しに十分であり、かつ、インク注入口チャンバ１２０に保持されたインク１２４に気体を引き込むであろう圧力よりも少ないように、選択される。接続部１１８と槽フィルタ１２８との間で保持された注入口チャンバ１２０のインクが、フィルタ１２８を濡らす。フィルタ１３６と放出口１３８との間で保持された容器１３２のインクが、フィルタ１３６を濡らす。フィルタ１２８および１３６における各細孔の全域において維持されたインクメニスカスは、インク注入口１２０に保持された大量のインク１２４が通過する際に空気といった外部気体を妨げる。加圧インクジェット印刷装置１００を例に挙げると、ポンプ１５８は、約０．３ｐｓｉ以上から約０．６ｐｓｉより少ない範囲の圧力によってインクを引き出す。より低い圧力の範囲が、一方向弁１４０を開くのに必要な陰圧によって決定され、より高い圧力の範囲が、槽フィルタでのインクのメニスカス強度によって決定される。

図４を参照すると、インクジェット印刷装置２００および外部のインク供給部１５０が、動作中の除去されたインク４２６の再利用動作に関して示されている。マニホールド２０４のインクは、インクジェット排出器２１６を介して除去され、インクは、続いて、開口部２３７を介して容器２３２に流れ込む。容器２３２は、除去されたインク４２６を、再利用のために保持する。

除去されたインク４２６を再利用するために、制御装置２７０は、図４に見られる逆方向にポンプ１５８を操作して、マニホールド２０４から接続部２１８を介して気体を引き出すために陰圧を加える。通常は空気である気体は、方向４６４へと導管１６０を介してポンプで供給され、インク槽１５４から離れて導かれることにより、インク槽１５４に保持されたインクの中に気泡が形成されるのを防止することができる。空気がマニホールド２０４から除去されると、不完全真空が形成される。作動装置２１０は、図４の閉鎖位置において通気孔２０８を維持する。さらに、槽フィルタ２２８を濡らすインクが、一方向弁２４０を開くのに必要な圧力よりも高い相対抵抗圧力で、インクジェット排出器２１６からマニホールド２０４への空気の流れに抵抗するメニスカスを形成する。従って、マニホールド２０４の不完全真空は、方向４６８に、ボール２４２を上方に引き付け、一方向弁２４０を開く。除去されたインク４２６は、容器２３２から、開かれた一方向弁２４０および内部導管２４４を介して引き出され、ここで、インクは、方向４７２へ内部導管２４４の放出口を通り抜け、マニホールド２０４を満たす。同様の操作が、動作中に外部のインク槽２３２に漏れてしまうインクを引き出すために行われてもよい。

ポンプ１５８によって加えられた陰圧は、一方向弁２４０を開き、かつ、容器２３２からインクマニホールド２０４に除去されたインク４２６を引き出すには十分である。ポンプ１５８によって加えられた陰圧は、さらに、気泡が容器フィルタ２３６を越えないようにするには十分に低い。図４の実施形態では、容器フィルタ２３６を濡らすインクのメニスカス強度は、０．６ｐｓｉ未満の大きさの陰圧の場合、除去されたインクの中に気泡が形成されないようにするには十分である。

模式的なインクジェット印刷装置１００および２００の両方では、各インクジェット印刷装置のインク槽を介して伸びる接続部と流体連結する単一の導管１６０を用いて、インクが供給され、引き出される。インクジェット印刷装置１００もインクジェット印刷装置２００も、インク槽からインクが流れないようにするために、一方向弁を用いてインク槽と選択的で流動的に通信しているインク容器を設置している。さらに、動作中に、インクジェット印刷装置１００のフィルタ１２８および１３６と、インクジェット印刷装置２００の容器フィルタ２３６とは、それぞれ、インクによって濡れており、インクジェット印刷装置１００およびインクジェット印刷装置２００それぞれのインク槽内での気泡の形成を妨げるメニスカスを形成する。

図５は、他のインクジェット印刷装置５００と、２つのインク供給線を用いるインク供給部５５０とを示している。インクジェット印刷装置５００は、作動装置５１０に動作可能に接続されている通気孔５０８、および、インクジェット排出器５１６を介して排出するためのインク５２６を保持するインクマニホールド５０４からインク注入口チャンバ５２０を分離する堰５１２を含む、インクジェット印刷装置１００と、いくつかの特徴を共有している。インク供給部５５０はまた、インク槽５５４に、および、インク槽から、インクをポンプで供給するための可逆的な歯車ポンプ５５８を含んでおり、任意の側管援助弁５６２および側管援助流体経路５６３を含んでいる。インクジェット印刷装置５００はまた、堰５１２と槽インク導管５４８との間に配置された槽フィルタ５２８を含んでおり、インク５２４は、マニホールドインク５２６を供給するために、フィルタ５２８を通り抜け、堰５１２をあふれ出る。図１と同様に、制御装置５７０は、排出器５１６を介してインク５２６を除去するために、印刷装置５００およびインク供給部５５０を操作する。ここで、インクは、インクジェット印刷装置５００に取り付けられたインク容器５３２の注入口５３７に流れ込む。ポンプ５５８は、容器導管５４９を介してインク容器５３２にインクを引き出してもよい。図５の実施形態では、槽導管５４８および容器導管５４９は、２つの個々のインク供給線である。

図５の実施形態では、導管５４８および５４９は、それぞれ、逆止め弁５７４、５７８を介してインク供給部５４０と流体連結する。逆止め弁５７４は、ポンプ５５８が不十分な大きさの陽圧を加えると閉じ、逆止め弁５７８は、ポンプ５５８が不十分な大きさの陰圧を加えると、閉じてバイアスをかける。他の実施形態は、逆止め弁５７４を削除してもよく、巻き戻しモード時に動作するとき、ポンプ５５８がインク注入口５２０から少量のインクを引き出すことができる。

逆止め弁５７４および５７８は、閉じてバイアスがかけられているときでさえ、ある程度の漏れがあってもよい。ポンプ５５８は、ポンプの順動作の間、導管５４９および容器５３２にいくらかのインクを促してもよい。漏れたインクの一部は、容器５３２に入ってもよいし、多孔質膜５３６の後ろに保持されたインク量５３４の部分になってもよい。漏れたインクの一部は、薄膜５３６を通過してもよく、インク容器のインク回収量５３８の中に保持されてもよい。

図５は、薄膜５３６の後ろに保持されたインク５３４の一部が薄膜５３６の細孔を介して容器５３２に漏れている状態を示している。漏れたインク５３８は、除去されたインクが容器にほとんどないときでさえ、容器に存在していてもよい。図５は、逆止め弁５７８を開いて導管５４９を介して容器５３２に陰圧を加えるために、巻き戻しモードで動作するポンプ５５８を示している。漏れたインク５３８は、陰圧に応じて矢印５８０によって示したように、多孔質膜５３６を介して引き出される。陰圧の大きさは、薄膜５３６の細孔を濡らすインク５３４のメニスカス強度を乗り越えるには不十分であり、空気が多孔質膜５３６を越えないようにする。インクは、ポンプ５５８を介してインク槽に戻すために、インク槽５５４から側管援助経路５６３を介して流れ、側管援助弁５６２を開く。側管援助経路５６３および側管援助弁５６２は、ポンプ５５８が巻き戻しモードで動作するときの空気通過フィルタ５３６を通るために必要な圧力より低い、ポンプ５５８用のあらかじめ定められた陰圧レベルを規定する、流量制限器を構成している。インクと多孔質膜５３６との間の表面張力は、漏れたインク５３８が引き出された後、多孔質膜５３６と接するインクを保持する。従って、インク容器５３２の空気は多孔質膜５３６を越えないが、漏れたインク５３８は、多孔質膜５３６の全域で引き下がる。図５の例では、多孔質膜５３６のインクのメニスカス強度より低い、漏れたインク５３８を引き出すのに適した陰圧の大きさは、０．４ｐｓｉである。

インク供給部５５０が、適切なレベルの陰圧を加えるように構成された歯車ポンプを含んでいる一方で、同様のレベルの陰圧を加えるように構成された他のポンピング機構が用いられてもよい。以下でより詳細に記載するように、インク容器５３２から漏れたインク５３８を引き出すために、ポンプ５５０は、あらかじめ定められた時間の長さで、逆方向に周期的に動作してもよい。

図６は、インク容器のインクを再利用しながら、インクジェット印刷装置にインクを供給するためのプロセス６００の流れ図を示している。プロセス６００は、あらかじめ定められた時間周期の間、インクジェット印刷装置におけるインク槽の接続部にインクを供給するために、陽圧を加える（ブロック６０４）。インクジェット印刷装置１００、２００、および、５００に見られるように、インク槽は、注入口チャンバ１２０といった中間にあるチャンバを含んでいても、インクが、マニホールド２０４といったマニホールド槽に直接流れ込んでもよい。ポンプが陽圧を加えてもよいし、インクが、インク槽の接続部に動作可能に接続されているインク供給線といった導管を介して流れていてもよい。制御装置が、あらかじめ定められた時間周期を設定してもよいし、あらかじめ定められた時間周期は、インク槽に移されるインクの流量およびインクの量を含んだたくさんの要素によって決定されてもよい。一実施形態では、ポンプは、９秒の時間増分で陽圧を加える。

ポンプは、あらかじめ定められた間隔で陰圧を加える（ブロック６０８）。この陰圧は、除去されたインクを保持するようにさらに構成された容器の中へ漏れるインクを引き出す。インクが、図１または図２に示したように一方向弁を介して、または、図５に示したように薄膜を介して、漏れてもよい。図１または図２のような単一の導管を用いた実施形態では、ポンプは、導管を介してインク槽に陰圧を加える。図５のような複数の導管を用いた他の実施形態では、ポンプは、インク容器に動作可能に接続されている導管を介してインク容器に陰圧を加える。加えられる陰圧の量は、インクを引き出すのに十分高いが、インク槽に保持されたインク中にガス泡を形成しないようにするには十分に低いように調整されている。陽圧を加えるポンプが、陰圧を加えるために逆方向に動作してもよい。

陰圧は、陽圧を加えるための時間周期よりも通常短い、あらかじめ定められた時間周期の間、加えられる。一実施形態では、陰圧が、陽圧を９秒間加えた後、１秒間加えられるが、もう１つの実施形態では、ポンプは、陽圧を１４秒間加えた後、陰圧を１秒間加える。陰圧を加える期間および頻度は、インク容器のインク回収領域における漏れたインクの蓄積を低減する。

プロセス６００は、インクジェット印刷装置のインク槽がいっぱいである場合に決定する（ブロック６１２）。槽内に設置された液面センサが、槽がいっぱいである時を決定してもよいし、あるいは、あらかじめ定められたインクの量が槽にポンプで供給されると、槽が、いっぱいであると見なされてもよい。槽内の識別されたレベルのインクが、槽がいっぱいであることを示す場合、次に、圧力はもはや加えられない（ブロック６１６）。識別されたレベルのインクが、槽がいっぱいではないことを示す場合、ポンプは、より多くのインクを供給するために陽圧を加えてもよい（ブロック６０４）。

Claims (10)

1. 液体インクを格納するためのインク槽と、
   前記インク槽と流体連結する複数のインクジェット排出器であって、各インクジェット排出器は、前記インク槽からインクを受け取り、前記各インクジェット排出器において形成された開口からインクを排出するように構成されている、複数のインクジェット排出器と、
   前記複数のインクジェット排出器に隣接して取り付けられ、前記複数のインクジェット排出器から除去されたインクを受け取るように構成された開口部を有し、前記インク槽に流体連結されている放出口を有する容器と、
   前記容器の前記放出口に位置付けられた、前記容器の前記インクが前記インク槽に流れることができ、かつ、前記インク槽から前記容器の前記放出口を介して前記容器へのインクの流れに抵抗することができるように構成されている、一方向弁と、
   前記一方向弁を操作し、前記容器から前記容器の前記放出口を介して前記インク槽にインクを引き付けるために、前記インク槽内に陰圧を発生させることができるように構成された、前記インク槽の接続部とを含む、インクジェット印刷装置。
2. 前記接続部に動作可能に接続されている陰圧源と、
   前記陰圧源に動作可能に接続されており、前記容器から前記インク槽にインクを引き付けるために、前記陰圧源を選択的に操作するように構成されている、制御装置とをさらに含む、請求項１に記載のインクジェット印刷装置。
3. 通気孔と、
   前記通気孔を大気圧に開くための、前記通気孔に動作可能に接続されている作動装置と、
   前記通気孔を開くために、および、前記複数のインクジェット排出器が前記インク槽からインクを引き付け、開口を介して前記複数のインクジェット排出器のそれぞれに前記インクを排出することができるように、前記作動装置を選択的に操作するための前記作動装置に動作可能に接続されている制御装置とをさらに含む、請求項１に記載のインクジェット印刷装置。
4. インクジェット印刷装置の液体インクを供給ためのシステムであって、
   前記インクジェット印刷装置によって排出される液体インクを格納するためのインク槽によって構成されたインクジェット印刷装置と、
   前記インク槽と流体連結する複数のインクジェット排出器であって、各インクジェット排出器は、前記インク槽からインクを受け取り、各インクジェット排出器において形成された開口から排出するように構成されている、前記複数のインクジェット排出器と、
   前記複数のインクジェット排出器を介して前記インク槽から除去されたインクを受け取るように構成されている前記複数のインクジェット排出器に隣接して取り付けられ、前記インク槽に流動的に連結されている放出口を有する、容器であって、前記インク槽は、インクが前記インク槽に流れることができ、インクを前記インク槽から引き付けることができる、接続部を備えている、前記容器と、
   前記容器の前記放出口に位置付けられた、前記容器内のインクが前記インク槽に流れることができ、かつ、前記インク槽から前記容器の前記放出口を介して前記容器へのインクの流れに抵抗するように構成されている、一方向弁と、
   液体インクを受け取るための注入口、および、前記液体インクを前記インク槽に供給するための放出口を有する液体インクの入れ物と、
   前記インク槽の前記接続部、および、前記液体インクの入れ物の前記放出口に、流動的に連結されている、導管と、
   前記導管に動作可能に接続され、可逆的な操作用に構成された、ポンプと、
   前記ポンプに動作可能に接続されており、前記液体インクの入れ物から前記接続部を介して前記インク槽にインクを供給するために第１方向に前記ポンプを操作し、前記一方向弁を開いて前記容器から前記容器の前記放出口を介して前記インク槽にインクを引き付けるために、前記インク槽の前記接続部において陰圧を発生させるために前記第２方向に前記ポンプを操作するように構成されている、制御装置とを含む、システム。
5. 前記インク槽の底から、第１チャンバと第２チャンバとに前記インク槽を分割する前記インク槽内の位置に伸びる堰と、
   前記インク槽中の前記堰と前記接続部との間にある前記インク槽の前記第１チャンバの中に位置付けられた細孔を有し、第１圧力において前記細孔を通過でき、前記第１圧力よりも大きい第２圧力において空気が前記細孔を通過することができるように構成されている、薄膜とをさらに含む、請求項４に記載のインク供給システム。
6. 前記薄膜と前記ポンプとの間の第１位置において前記導管に動作可能に接続されており、第２位置において前記インクの入れ物に動作可能に接続されており、前記第１圧力と前記第２圧力との間にある前記薄膜での圧力を規定するために、前記インクの入れ物から第２流体流出経路を介して前記第１位置にインクを流すことができるように構成されている、流量制限器をさらに含む、請求項５に記載のインク供給システム。
7. 通気孔と、
   前記通気孔を大気圧に開くための、前記通気孔に動作可能に接続されている作動装置と、
   前記作動装置に動作可能に接続されており、さらに、前記通気孔を開くために、および、前記複数のインクジェット排出器が前記インク槽からインクを引き付け、前記インクジェット印刷装置から前記インクを排出することができるように、前記作動装置を選択的に操作するように構成された、前記制御装置とをさらに含む、請求項４に記載のインク供給システム。
8. 前記一方向弁から前記インク槽のあらかじめ定められた位置に伸びる第２導管をさらに含む、請求項７に記載のインク供給システム。
9. 前記インク槽の幅に広がり、前記インク槽の底から、前記インク槽の高さ未満であるあらかじめ定められた位置に伸びる壁と、
   前記インク槽の前記幅に広がり、前記インク槽の前記底から前記インク槽の一番高い所まで伸びるフィルタとを含み、
   前記接続部、および、前記容器の前記放出口は、前記フィルタの一側面に位置付けられており、前記壁が、前記フィルタの反対側面に位置付けられている、請求項４に記載のインク供給システム。
10. 前記インクが前記容器の前記放出口を介して前記インク槽へと引き付けられる前に、前記複数のインクジェット排出器から除去されたインクをフィルタに通すために、前記容器に位置付けられた第２フィルタを含む、請求項９に記載のインク供給システム。