JP3004966B2

JP3004966B2 - 流量制御弁を備えた液体収容・分配装置

Info

Publication number: JP3004966B2
Application number: JP10198431A
Authority: JP
Inventors: シーカンプディヴィッド
Original assignee: オウエンス−イリノイズクロージャーインコーポレイテッド
Priority date: 1997-07-14
Filing date: 1998-07-14
Publication date: 2000-01-31
Anticipated expiration: 2018-07-14
Also published as: JPH1170669A; ID20572A; SG65081A1; TW390845B; KR19990013808A; US6692117B1; CA2242306A1; EP0891866A2; BR9802479A; EP0891866A3

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、所定体積の小用量
で液体を分配する内蔵ポンプを備えた液体収容装置に関
し、より詳しくは、上記特徴を有する交換可能な収容装
置であって、印刷インキのサプライ（供給源）を収容し
かつ内蔵ポンプが付勢されると印刷インキを印刷ヘッド
に分配する、インキジェットプリンタに有効な収容装置
に関する。本願は、本件出願人が共同発明者となってい
る係属中の米国特許出願第08・429,987 号に開示された
発明の改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】「インキジェットプリンタ用インキサプ
ライ（Ink Supply For An Ink-Jet Printer)」という名
称の発明についてのBruce Cowger及びNorman Pawlowsk
i, Jr.の出願に係る係属中の米国特許出願には、プリン
タのインキペンとは別体でありかつインキサプライが空
になるとインキペンを交換する必要なく交換できるイン
キジェットプリンタ用インキサプライが記載されてい
る。上記米国特許出願のインキサプライはポンピングチ
ャンバからインキを分配する内蔵ポンプ装置を使用して
おり、このようなポンピング装置の一実施形態としてベ
ローズポンプが説明されている。しかしながら、ベロー
ズポンプは、ポリマー材料のような半剛性材料からなる
比較的大きな表面を必要とし、かつベローズの材料を通
る比較的高い割合の酸素及び水分の移動が生じる。この
酸素及び／又は水分の移動は、特に、めったに使用され
ないプリンタのインキサプライ内のインキの劣化を引き
起こす。また、ベローズでは、インキサプライの他の部
分へのベローズの取付け位置における漏洩が生じる。上
記係属中の米国特許出願第08/429,987号によれば、ベロ
ーズの使用に付随するこれらの及び他の問題は、好まし
くはインキサプライの関連シャーシ構造と一体に成形さ
れた剛性周壁を備えたポンピング装置と、剛性壁により
形成されたポンピングチャンバ内で移動可能な、ポンピ
ングチャンバ内のインキを加圧するための直線運動する
ポンピング部材と、ポンピング部材上に重ねられた連続
パターンで周壁の縁部にヒートシールされた可撓性のあ
る水分及び酸素バリヤフィルムとを使用することにより
防止できる。

【０００３】上記米国特許出願第08/429,987号によるイ
ンキサプライは、分配サイクル中のインキ加圧時に、イ
ンキがポンピングチャンバからパウチ（小袋）に戻るこ
とを防止するための、シャーシにヒートステーキング
（熱かしめ）された薄い可撓性フラッパ弁の形態をなす
逆止弁を有している。しかしながら、フラッパ弁をシャ
ーシにヒートステーキングするのに必要なフラッパ弁の
加熱により、フラッパ弁に永久歪みを生じさせ、このた
め、インキ分配サイクル中の流量減少特性の有効性が損
なわれる。しかしながら、今や、本発明の或る実施形態
によれば、フラッパ弁により閉塞すべきシャーシの開口
と整合するばね又はこのような開口に対してオフセット
しているばねの形態をなす、シャーシに対してフラッパ
弁を押圧するばねを設けることにより、フラッパ弁をシ
ャーシにヒートステーキングするヒートステーキングす
る必要がないフラッパ弁の形態をなす適当な逆止弁を提
供できることが判明している。また、本発明の他の実施
形態によれば、ポンピングサイクル中にインキがポンピ
ングチャンバからパウチに戻ることを阻止する一方、ポ
ンピングサイクルの終了時にはパウチからポンピングチ
ャンバへのインキの流れを許容すべく、固定座に対して
選択的に座合するばね押圧形又は自由浮動形逆止ボール
の形態をなす適当な逆止弁を設けることができることも
判明している。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従って本発明の目的
は、改良された液体収容・分配装置を提供することにあ
る。また、本発明の必然的な目的は、インキジェットプ
リンタでのインキの収容及び分配に有効な上記特性をも
つ改良された装置を提供することにある。より詳しく
は、本発明の目的は、ポンピングサイクル中に、液体が
装置のポンピング要素から液体収容パウチに戻ることを
防止する改良された逆止弁を備えた液体収容・分配装置
を提供することにあり、また本発明の必然的な目的は、
インキジェットプリンタでのインキの収容及び分配に有
効な上記特性をもつ装置を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明の上記目的は、開
放端を備えた全体としてカップ状の剛性外側シェルと、
該シェルの開放端に固定される成形プラスチックシャー
シとを有し、該シャーシは液体出口を有するポンピング
機構を備え、開放端及び閉鎖端を備えた可撓性パウチを
有し、閉鎖端はシェル内に配置されかつ開放端はポンピ
ング機構と流体連通しており、ポンピング機構から可撓
性パウチを分離する逆止弁を有し、該逆止弁は、可撓性
パウチからポンピング機構への液体の流れを許容する一
方、ポンピング機構から可撓性パウチへの液体の流れを
防止し、ポンピング機構から液体出口を通して液体を分
配する液体収容・分配装置において、前記逆止弁のいか
なる部分もシャーシにヒートステーキングされていない
ことを特徴とする液体収容・分配装置により達成され
る。

【０００６】

【発明の実施の形態】添付図面及びその簡単な説明、本
発明の好ましい実施形態の詳細な説明、及び特許請求の
範囲の記載を留意して読むことにより、本発明及びその
目的が一層良く理解されよう。前述の米国特許出願第08
/429,987号に記載された発明の実施形態によるインキ収
容・分配装置が、図１に参照番号１０で示されている。
装置１０は硬い保護シェル１２を有し、該保護シェル１
２は、インキを収容する可撓性パウチ１４を収容してい
る。シェル１２は、ポンプ１８及び流体出口２０を収容
するシャーシ１６に取り付けられている。シャーシ１６
には保護キャップ２２が取り付けられている。装置１０
のシェル１２及びキャップ２２の外面にはラベル２４が
接着され、シェル１２、シャーシ１６及びキャップ２２
を確実に一体に固定する。キャップ２２には、ポンプ及
び流体出口へのアクセスを許容する孔が設けられてい
る。

【０００７】装置１０は、インキジェットプリンタ内の
ドッキング・ベイ（図示せず）内に着脱可能に挿入され
るようになっている。装置１０がプリンタ内に挿入され
ると、ドッキング・ベイの流体入口が流体出口２０と係
合し、インキが装置１０からプリンタへと流れ得るよう
になっている。ドッキング・ベイのアクチュエータ（図
示せず）はポンプ１８と係合するようになっている。ア
クチュエータを付勢するとポンプ１８が作動され、所定
体積の一連の小用量のインキが、可撓性パウチ１４か
ら、流体出口２０を通って、ドッキング・ベイの流体入
口、次にプリンタへと供給される。シャーシ１６の一端
には充填ポート３２が設けられ、他端には排出ポート３
４が設けられている。インキは、充填ポート３２からイ
ンキサプライに添加され、これと同時に、添加インキに
より排除される空気が排出ポート３４から排出される。
インキサプライが充填されると、充填ポート３２内に圧
嵌めされるボール３５により充填ポート３２がシールさ
れる。

【０００８】剛性周壁３７（該周壁は、シャーシ１６と
一体に成形するのが好ましい）内のシャーシ１６の底部
には開放底を備えたポンピングチャンバ３６が形成され
ている。より詳細に後述するように、パウチ１４の内部
を加圧することなく、チャンバ３６を加圧してインキを
プリンタに供給することができる。チャンバ３６の頂部
には入口ポート３８が設けられており、インキは、重力
及び／又はチャンバ３６内の負圧により、パウチ１４か
ら入口ポート３８を通ってチャンバ３６内に流入でき
る。出口ポート４０も設けられており、インキは、該出
口ポート４０を通ってチャンバ３６から排出される。入
口ポート３８の底部には一方向フラッパ弁４２が配置さ
れており、該フラッパ弁４２は、チャンバ３６からパウ
チ１４へのインキの戻りを制限する。フラッパ弁４２
は、可撓性材料の矩形部片からなる。図示の実施形態で
は、弁４２は入口ポート３８の底部上に配置されかつそ
の短辺の中間点がシャーシ１６にヒートステーキングさ
れている。チャンバ３６内の圧力がパウチ１４内の圧力
より低くなると、弁４２のヒートステーキングされてい
ない各辺が撓み、インキが、入口ポート３８を通ってチ
ャンバ３６内に流入できるようにする。弁４２を、その
対向する１対の辺に沿ってシャーシ１６にヒートステー
キングすることにより、弁４２をその単一の辺に沿って
のみステーキングする場合よりも、弁４２の撓みは小さ
くて済み、これにより、より正確な閉鎖が確保される。
この効果は、長辺ではなく、短辺の中間点をヒートステ
ーキングすることにより高められる。

【０００９】図示の実施形態では、フラッパ弁４２は２
プライ材料で作られている。外側プライは、0.0015イン
チの厚さの低密度ポリエチレンの層である。内側プライ
は、0.0005インチの厚さのポリエチレンテレフタレート
（ＰＥＴ）の層である。図示のフラッパ弁４２は、幅が
約5.5 mm、長さが約8.7 mmである。このような材料は、
弁４２がその閉鎖位置にあるとき、該弁４２を通るイン
キの流れに対して不透過性を呈する。チャンバ３６の底
部は、可撓性ダイアフラム４４で覆われている。ダイア
フラム４４はチャンバ３６の底部の開口より僅かに大き
く、かつチャンバ３６を形成する周壁３７の自由縁の周
囲にシールされている。過大サイズのダイアフラム４４
の過剰材料は、ダイアフラムが上下に撓んで、チャンバ
３６の体積を変えることができるようにする。図示の装
置では、ダイアフラム４４の変位により、チャンバ３６
の体積を約0.7 cm³だけ変えることができる。図示のチ
ャンバ３６の完全に拡大した体積は、約2.2 〜2.5 cm³
の範囲内にある。

【００１０】図示の実施形態では、ダイアフラム４４
は、0.0005インチの厚さの低密度ポリエチレンの層と、
接着剤の層と、0.00048 インチの厚さの金属化されたポ
リエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）の層と、接着剤の
層と、0.0005インチの厚さの低密度ポリエチレンの層と
を備えた多プライ材料で作られている。もちろん、他の
適当な材料を使用してダイアフラム４４を形成すること
もできる。図示の実施形態のダイアフラム４４は、慣用
的な方法を用いて、チャンバ３６の壁３７の自由縁にヒ
ートステーキングされる。ヒートステーキング工程中、
ダイアフラム４４の低密度ポリエチレンは、ダイアフラ
ム４４のあらゆる襞又は皺をシールする。かくして、ダ
イアフラム４４は、酸素及び水分に対する不透過性を有
し、これにより、チャンバ３６内のインキがこれらの物
質に曝されることにより劣化しないように保護する。

【００１１】チャンバ３６内では、ダイアフラム４４に
隣接して圧力板４６が配置されており、該圧力板４６は
チャンバ３６に対してピストンとして機能する。ポンプ
ばね４８（図示の実施形態ではステンレス鋼で作られて
いる）が、チャンバ３６のサイズを拡大するように、圧
力板４６をダイアフラム４４に対して押圧してダイアフ
ラムを外方に押している。ポンプばね４８を所定位置に
保持するため、ポンプばね４８の一端はチャンバ３６の
頂部に形成されたスパイク５０上に受け入れられ、かつ
他端は圧力板４６に形成されたスパイク５２上に受け入
れられる。図示の実施形態の圧力板４６は、高密度ポリ
エチレンで成形されている。中空円筒状ボス５４がシャ
ーシ１６から下方に延びており、流体出口２０のハウジ
ングを形成している。ボス５４はシャーシ１６と一体に
形成されている。中空ボス５４のボア５６の下端部に
は、細いのど部５４ａが設けられている。ボア５６内に
は、シーリングボール５８（図示の実施形態ではステン
レス鋼で作られている）が配置されている。シーリング
ボール５８は、ボア５６内で自由に移動できるが、細い
のど部５４ａは通過できないサイズを有している。ボア
５６内には、のど部５４ａに対してシーリングボール５
８を押圧してシールを形成しかつ流体出口２０を通るイ
ンキの流れを防止するシーリングばね６０が配置されて
いる。ボア５６の頂部内には、シーリングばね６０を所
定位置に保持するための保持ボール６２（図示の実施形
態ではステンレス鋼で作られている）が圧嵌めされてい
る。ボア５６は、インキが、保持ボール６２を通ってボ
ア５６内に自由に流入できるように構成されている。

【００１２】シャーシ１６の頂部には、隆起マニホルド
６４が形成されている。マニホルド６４は、充填ポート
３２及び入口ポート３８の各々が隔絶されるように、充
填ポート３２の頂部の回りに円筒状ボスを形成しかつ入
口ポート３８の頂部の回りに同様なボスを形成してい
る。マニホルド６４は流体出口２０及び出口ポート４０
の基部の回りに延びていて、両出口を結合する開頂形導
管６６を形成している。可撓性インキパウチ１４はマニ
ホルド６４の頂部に取り付けられ、導管６６の頂カバー
を形成している。図示の実施形態では、これは、矩形プ
ラスチックシート６８をマニホルド６４の頂面にヒート
ステーキングし、導管６６を包囲することにより達成さ
れる。図示の実施形態では、シャーシ１６は高密度ポリ
エチレンで成形され、プラスチックシート６８は0.002
インチの厚さの低密度ポリエチレンである。これらの２
つの材料は、慣用的な方法を用いて容易に相互ヒートス
テーキングできかつ容易にリサイクルできる。

【００１３】プラスチックシート６８がシャーシ１６に
取り付けられた後、シートは折り畳まれかつその両面及
び頂部の回りでシールされ、可撓性インキパウチ１４が
形成される。図示の実施形態では、可撓性パウチ１４の
周囲をシールするのに、ヒートステーキングを使用でき
る。充填ポート３２及び入口ポート３８上のプラスチッ
クシート６８は、これらのポートを通るインキの流れを
妨げないように、破断、穿刺又は除去することができ
る。可撓性パウチ１４はインキを収容する理想的な形態
を構成するが、容易に破断又は破裂し易くかつインキか
らの比較的多量の水分損失を許容する。従って、パウチ
１４を保護しかつ水分損失を制限するため、パウチ１４
は保護シェル１２内に封入される。図示の実施形態で
は、シェル１２は、プリンタの適正作動のための充分な
体積のインキが残留しているか否かを決定するため、パ
ウチ１４内のインキを検査するのに充分な半透明性を有
する明るいポリプロピレンで作られる。約１mmの厚さ
は、頑丈な保護を与えかつインキからの許容できない水
分損失を防止することが判明している。しかしながら、
シェル１２の材料及び厚さは、他の実施形態では変える
ことができる。

【００１４】シェル１２の頂部には、シェル１２をドッ
キング・ベイに挿入又はドッキング・ベイから引き出す
ときにシェル１２の把持を容易にする多数の隆起リブ７
０が設けられている。シェル１２の各側部からは、垂直
リブ７２が横方向に突出している。垂直リブ７２は、イ
ンキサプライがプリンタ内に配置されるときに、インキ
サプライに対する側方支持及び安定性を与えるべくドッ
キング・ベイのスロット（図示せず）内に受け入れられ
る。シェル１２の底部には２つの周方向の溝すなわち凹
部７６が設けられており、これらの溝すなわち凹部７６
は、シャーシ１６の垂下周壁７９に形成された２つの周
方向リブすなわちビード７８と係合して、シェル１２を
スナップ嵌合によりシャーシ１６に取り付ける。シェル
１２とシャーシ１６との間の取付けは、シェルからのシ
ャーシの不意の分離を防止しかつシェルからのインキの
流れを妨げ、可撓性リザーバが漏洩を生じないようにす
るのに充分な程度にぴったり嵌合することが望ましい。
しかしながら、この取付けが気密シールを形成すること
なく、インキがリザーバ１４から出るときにシェル１２
内への空気のゆるやかな流入を許容し、シェル１２内の
圧力を周囲の大気圧とほぼ同程度に維持することが望ま
しい。このように構成されなければ、シェル１２内に負
圧が生じ、リザーバ１４からのインキの流れを妨げる。
しかしながら、シェル１２内に高い湿度を維持しかつイ
ンキからの水分損失を最小にするには、空気の流入は制
限すべきである。

【００１５】図示の実施形態では、シェル１２及び該シ
ェルに収容される可撓性パウチ１４は、約３０cm³のイ
ンキを保持できる容量を有している。シェル１２は、約
６７mmの幅、１５mmの厚さ及び６０mmの高さを有する。
可撓性パウチ１４は、むやみに過剰の材料を用いないで
シェル１２を充填できるサイズを有する。もちろん、所
与のプリンタの特定ニーズに応じて他の寸法及び形状を
用いることもできる。装置１０を充填するため、インキ
が充填ポート３２を通って注入される。インキが充填さ
れると、可撓性パウチ１４が拡大され、シェル１２が実
質的に充填される。インキがパウチ１４内に導入される
と、シーリングボール５８が押し下げられて流体出口２
０が開かれ、流体出口２０に部分真空が加えられる。流
体出口２０での部分真空により、パウチ１４からのイン
キが、チャンバ３６、導管６６及び円筒状ボス５４のボ
ア５６を充填し、このため、インキと接触する空気が残
留することは殆どない。流体出口２０に加えられる部分
真空は、また、充填工程をスピードアップする。パウチ
１４の迅速充填を一層容易にするため、リザーバ１４の
拡大時にシェル１２からの空気の逃散を許容する排出ポ
ート３４が設けられている。インキサプライがひとたび
充填されると、ボール３５が充填ポート３２内に圧嵌め
され、インキの逃散又は空気の流入を防止する。

【００１６】もちろん、本発明のインキ収容・分配装置
を充填するのに種々の他の方法を使用することもでき
る。或る場合には、装置にインキを充填する前に、二酸
化炭素で装置全体を洗浄することが望ましい。これによ
り、充填工程中に装置内に捕捉されたあらゆるガスが、
空気ではなく二酸化炭素になる。これが望ましい理由
は、二酸化炭素は或るインキに溶解するが、空気は溶解
しないからである。一般に、気泡等が印刷ヘッド又はこ
れに接続されるチューブに流入しないようにするには、
装置からできる限り多量のガスを除去することが好まし
い。リザーバ１４が充填された後、装置１０には保護キ
ャップ２２が取り付けられる。保護キャップ２２には、
シャーシ１６のリブ８２を受け入れて、キャップ２２を
シャーシ１６に取り付けるための溝８０が設けられてい
る。キャップ２２はラグ８４を支持しており、該ラグ８
４は、排出ポート３４を封栓してシャーシ１６内への空
気の流れを制限しかつインキからの水分損失を低減させ
る。シャーシ１６の各端部からはスタッド８６が延びて
おり、該スタッド８６はキャップ２２の孔内に受け入れ
られて、キャップの整合を補助しかつキャップとシャー
シとの一体化を強化する。キャップ２２が所定位置に配
置された後、キャップ２２の孔から突出するスタッド８
６の自由端は、例えば加熱工具と接触させることにより
変形され、シャーシ１６へのキャップ２２のいたずら防
止アタッチメントを形成するのが好ましい。更に、シェ
ル１２、シャーシ１６及びキャップ２２を確実に一体に
保持するため、ラベル２４は装置１０の両側に接着され
る。図示の実施形態では、ラベルが剥がれることを防止
しかつインキサプライに対するいたずらを防止できる態
様でラベルを接着するのに、ホットメルト感圧接着剤又
は他の接着剤を使用できる。

【００１７】図示の実施形態のキャップ２２には、各側
部から突出する垂直リブ９０が設けられている。リブ９
０はシェル１２の垂直リブ７２の延長線上にあり、垂直
リブ７２と同様な態様で、ドッキング・ベイに設けられ
たスロット内に受け入れられる。リブ９０に加え、キャ
ップ２２には、リブ９０の各側に配置された突出キー９
２が設けられている。色又は形式による特定インキサプ
ライのユニークな識別を与えるため、１つ以上のキー９
２を任意に省略又は変更することができる。ドッキング
・ベイには、インキサプライの特定の形式又は色を識別
するための相手キー（図示せず）を形成することができ
る。これにより、使用者が、不注意により誤った形式又
は色のインキサプライをドッキング・ベイに挿入するこ
とがなくなる。この構成は、種々の色のインキサプライ
用の隣接ドッキング・ベイが設けられた多色プリンタに
特に有効である。

【００１８】図１０及び図１１の実施形態では、図１〜
図９の実施形態の構成部品に相当する構成部品は、１０
０のオーダの参照番号で示されており、該参照番号にお
いて十位及び一位の数字は、図１〜図９の実施形態の構
成部品の十位及び一位の数字に一致する。図１０及び図
１１の実施形態のフラッパ弁は、参照番号１４２で示さ
れている。薄い可撓性シート又は積層体で形成されたフ
ラッパ弁１４２は、インキが、成形プラスチックシャー
シ１１６の入口ポート１３８を通って、周壁１３７によ
り形成されたポンピングチャンバ１３６内に流入できる
ように機能する。ポンピングチャンバ１３６内の圧力が
入口ポート１３８内の圧力より低いときに、入口ポート
１３８を通ってポンピングチャンバ１３６に流入するイ
ンキの流れが生じる。この実施形態では、フラッパ弁１
４２はシャーシ１１６の隣接構造にヒートステーキング
されているのではなく、シャーシ１１６の隣接構造に対
してポンプばね１４８により弾性的に押圧されている。
ポンプばね１４８の反対側の端部（図示せず）は、圧力
板（これも図示しないが、その構造及び機能は図１〜図
９の実施形態の圧力板４６と同じである）と係合してい
る。いずれにせよ、ポンピングチャンバ１３６内の圧力
が入口ポート１３８内の圧力より低いときは、フラッパ
弁１４２はシャーシ１１６の隣接構造との座合を離脱
し、これにより、インキは、重力及び／又は圧力によ
り、入口ポート１３８を通ってポンピングチャンバ１３
６内に流入できる。しかしながら、ポンピングチャンバ
１３６内の圧力の方が入口ポート１３８内の圧力より高
い場合（これは、フラッパ弁１４２を備えたインキジェ
ット収容・分配装置のポンピングサイクル中の場合であ
る）には、ポンプばね１４８が伸長して、フラッパ弁１
４２を、ポンピングチャンバ１３６内の入口ポート１３
８の開口に対して確実に押圧し、これにより、ポンピン
グチャンバ１３６から入口ポート１３８へのインキの逆
流を防止する。図１０及び図１１から明らかなように、
ポンプばね１４８は入口ポート１３８と軸線方向に整合
している。

【００１９】図１２の実施形態では、図１〜図９の実施
形態の構成部品に相当する構成部品は、２００のオーダ
の参照番号で示されており、該参照番号において十位及
び一位の数字は、図１〜図９の実施形態の構成部品の十
位及び一位の数字に一致する。図１２の実施形態のフラ
ッパ弁は参照番号２４２で示されている。薄い可撓性シ
ート又は積層体で形成されたフラッパ弁２４２は、ポン
ピングチャンバ２３６内の圧力が入口ポート２３８内の
圧力より低いときに、インキが、成形プラスチックシャ
ーシ２１６の入口ポート２３８を通って、周壁（図示し
ないが、図１〜図９の実施形態の周壁３７と同じであ
る）により形成されたポンピングチャンバ２３６内に流
入できるように機能する。この実施形態では、フラッパ
弁２４２はシャーシ２１６の隣接構造にヒートステーキ
ングされているのではなく、シャーシ２１６の隣接構造
に対してポンプばね２４８により弾性的に押圧されてい
る。ポンプばね２４８の反対側の端部（図示せず）は、
圧力板（これも図示しないが、その構造及び機能は図１
〜図９の実施形態の圧力板４６と同じである）と係合し
ている。いずれにせよ、ポンピングチャンバ２３６内の
圧力が入口ポート２３８内の圧力より低いときは、フラ
ッパ弁２４２はシャーシ２１６の隣接構造との座合を離
脱して上方に押圧され、これにより、インキは、重力及
び／又は圧力により、入口ポート２３８を通ってポンピ
ングチャンバ２３６内に流入できる。しかしながら、ポ
ンピングチャンバ２３６内の圧力の方が入口ポート２３
８内の圧力より高い場合（これは、フラッパ弁２４２を
備えたインキジェット収容・分配装置のポンピングサイ
クル中の場合である）には、フラッパ弁２４２が下方に
押圧されて、ポンピングチャンバ２３６内の入口ポート
２３８の開口に対して座合し、これにより、ポンピング
チャンバ２３６から入口ポート２３８へのインキの逆流
を防止する。図１２から明らかなように、ポンプばね２
４８は入口ポート２３８に対して軸線方向からオフセッ
トしている。従って、フラッパ弁２４２は、ばねのよう
な何らかの固有の特性を有することが好ましく、ポンピ
ングチャンバ２３６内の入口ポート２３８の開口に対す
るフラッパ弁２４２の座合は、フラッパ弁２４２の自由
端（すなわち、ポンピングチャンバ２３６内の入口ポー
ト２３８の開口に座合する側の端部）が図１２に示すよ
うに上方に撓む必要があるように構成することにより増
強される。

【００２０】図１３の実施形態では、図１〜図９の実施
形態の構成部品に相当する構成部品は、３００のオーダ
の参照番号で示されており、該参照番号において十位及
び一位の数字は、図１〜図９の実施形態の構成部品の十
位及び一位の数字に一致する。成形プラスチックシャー
シ３１６は、周壁（図示しないが、図１〜図９の実施形
態の周壁３７と同じである）により囲まれたポンピング
チャンバ３３６内へのインキの流れを許容する入口ポー
ト３３８を有する。シャーシ３１６は入口ポート３３８
内の環状かつ截頭円錐状の座３１６ａを有し、浮動逆止
ボール３４２により、入口ポート３３８を通ってポンピ
ングチャンバ３３６に流入するインキの一方向流れが与
えられる。ボール３４２は、シーリングばね３４２ａに
より、常時、座３１６ａに対して押圧されている。シー
リングばね３４２ａの一端はボール３４２に当接してお
りかつ他端はポンプばね３４８の一端により保持されて
いる。この実施形態では、ポンプばね３４８の図示され
た端部は、シャーシ３１６と一体に形成されたスパイク
３５０上に受け止められている。ポンプばね３４８の他
端（図示せず）は、圧力板（これも図示しないが、その
構造及び機能は図１〜図９の実施形態の圧力板４６と同
じである）と係合している。

【００２１】図１４の実施形態では、図１〜図９の実施
形態の構成部品に相当する構成部品は、４００のオーダ
の参照番号で示されており、該参照番号において十位及
び一位の数字は、図１〜図９の実施形態の構成部品の十
位及び一位の数字に一致する。図１４の実施形態による
インキジェット収容・分配装置は成形プラスチックシャ
ーシ４１６を有し、該シャーシ４１６には入口ポート４
３８が設けられている。シャーシ４１６の入口ポート４
３８内には環状かつ截頭円錐状の座４１６ａが設けられ
ている。入口ポート４３８を通ってポンピングチャンバ
４３６（図１〜図９の実施形態の周壁３７と同じ周壁
（図示せず）により囲まれている）内に流入するインキ
の流れは、入口ポート４３８内に配置された自由浮動逆
止ボール４２２（該逆止ボールは、座４１６ａと係合す
ると、入口ポート４３８を通る流れを阻止する）により
選択的に許容又は阻止される。逆止ボール４４２は、座
４１６ａ及びポンプばね４４８（該ばねの図示した端部
は、座４１６ａから離れた方向へのボール４４２の移動
を制限する）により定められる限度内で、入口ポート４
３８内で自由に移動できる。シャーシ４１６と一体に形
成されたスパイク４５０によりボール４４２に対して固
定して位置決めされているポンプばね４４８は、図示し
ない他端を有し、この他端は、圧力板（これも図示しな
いが、その構造及び機能は図１〜図９の実施形態の圧力
板４６と同じである）と係合している。かくして、ボー
ル４４２は、ばね３４２ａにより座３１６ａに対して確
実に機械的に押圧される図１３の実施形態のボール３４
２とは異なり、座４１６ａに対して確実に機械的に押圧
されることはない。しかしながら、ポンピングチャンバ
４３６内の圧力及び入口ポート４３８内の圧力が高くな
ると、ボール４４２が流体により座４１６ａに対して押
圧され、これにより、図１４に示す本発明の実施形態の
ポンピングサイクル中に、ポンピングチャンバ４３６か
ら入口ポート４３８を通って戻るインキの逆流が阻止さ
れる。

【００２２】図１５の実施形態では、図１〜図９の実施
形態の構成部品に相当する構成部品は、５００のオーダ
の参照番号で示されており、該参照番号において十位及
び一位の数字は、図１〜図９の実施形態の構成部品の十
位及び一位の数字に一致する。図１５の実施形態は図１
４の実施形態の変更態様であり、変更箇所は、成形プラ
スチックシャーシ５１６の環状かつ截頭円錐状の座部分
５１６ａの下流側にある入口ポート５３８の一部（参照
番号５３８ａで示す）の形状にある。入口ポート５３８
の下流側部分５３８ａには、周方向に間隔を隔てており
かつ長手方向に延びている複数のリブ５３８ｂが設けら
れている。該リブ５３８ｂは、ポンピングチャンバ５３
６（図１〜図９の実施形態の周壁３７と同じ周壁（図示
せず）により形成されている）内に通じる下流側部分５
３８ａ内の圧力より、入口ポート５３８の上流側部分内
の圧力の方が高くなったときに座５１６ａから持ち上げ
られるボール５４２の移動を案内する。リブ５３８ｂの
存在により、入口ポート５３８の下流側部分５３８ａの
断面積の方が、図１４の実施形態の入口ポート４３８の
対応部分の断面積より大きくなり、従って、座５１６ａ
からのボール５４２の小さい揚程で、入口ポート５３８
を通って流れるインキの流量が増大する。また、入口ポ
ート５３８の下流側部分５３８ａの方が断面積が大きい
ため、チャンバ５３６が加圧されたときに、ボール５４
２は、いずれにせよ、入口ポート５３８内でのボール５
４２の移動は、ポンプばね５４８の存在により制限され
る。ポンプばね５４８は、図１４の実施形態のポンプば
ね５４８と同様であり、かつ図１４の実施形態のポンプ
ばね４４８がスパイク４５０により所定位置に保持され
るように、シャーシ５１６と一体に形成されたスパイク
５５０により保持される。

【００２３】図１６の実施形態では、図１〜図９の実施
形態の構成部品に相当する構成部品は、６００のオーダ
の参照番号で示されており、該参照番号において十位及
び一位の数字は、図１〜図９の実施形態の構成部品の十
位及び一位の数字に一致する。図１６の実施形態は図１
０及び図１１の実施形態の変更態様であると考えること
ができる。図１６の実施形態では、成形プラスチックシ
ャーシ６１６は入口ポート６３８を有し、該入口ポート
６３８は、インキがここを通ってポンピングチャンバ６
３６（図１〜図９の実施形態の周壁３７と同じ周壁（図
示せず）により形成されている）内に流入することを許
容する。入口ポート６３８を通ってポンピングチャンバ
６３６内に流入するインキの一方向流れはフラット弁
（flat valve) ６４２により確保される。フラット弁６
４２は、例えばシャーシ６１６を備えたインキ収容・分
配装置のポンピングサイクル中に、ポンピングチャンバ
６３６内の圧力の方が入口ポート６３８内の圧力より高
くなると、シャーシ６１６の環状座６１６ａに座合す
る。ポンプばね６４８は入口ポート６３８と整合した関
係をなして設けられている一方で、シャーシ６１６に
は、フラット弁６４２が座６１６ａから所定距離だけ持
ち上げられた後に、ポンプばね６４８とフラット弁６４
２との接触を制限するリブ６１６ｂが設けられている。
入口ポート６３８内の圧力とポンピングチャンバ６３６
内の圧力との圧力差の変化に対する応答時間を最適化す
るのに必要ならば、リブ６１６ｂの軸線方向長さを変化
させて、フラット弁６４２の揚程を調節可能にすること
ができる。

【００２４】図１７の実施形態では、図１〜図９の実施
形態の構成部品に相当する構成部品は、７００のオーダ
の参照番号で示されており、該参照番号において十位及
び一位の数字は、図１〜図９の実施形態の構成部品の十
位及び一位の数字に一致する。図１７の実施形態では、
成形プラスチックシャーシ７１６の入口７３８を通って
ポンピングチャンバ７３６（図１〜図９の実施形態の周
壁３７と同じ周壁（図示せず）により形成されている）
に流入するインキの一方向流れが、可撓性のある成形プ
ラスチック部材７４２により確保される。部材７４２
は、例えば、シャーシ７１６を備えたインキ収容・分配
装置のポンピングサイクル中に、ポンピングチャンバ７
３６内の圧力が入口ポート７３８内の圧力より高いとき
にシャーシ７１６の環状かつ截頭円錐状の座７１６ａと
係合する環状かつ截頭円錐状の表面７４２ａを有してい
る。しかしながら、入口ポート７３８内の圧力がポンピ
ングチャンバ７３６内の圧力より高いときは、部材７４
２がポンピングチャンバ７３６内に撓み、その表面７４
２ａが表面７１６ａから持ち上がるため、インキはポン
ピングチャンバ７３６内に流入できる。部材７４２は、
シャーシ７１６と一体に形成されたスパイク７５０上に
挿入することにより及びポンプばね７４８（該ポンプば
ねもスパイク７５０上に保持される）によりシャーシ７
１６に対して弾性的に押圧されることにより、シャーシ
７１６に対して確実に位置決めされる。部材７４２は、
該部材がポンピングチャンバ７３６に出入りできるよう
にするヒンジとして機能するアンダーカット部分７４２
ｂを有し、該アンダーカット部分７４２ｂの厚さ及び幅
は、ポンピングチャンバ７３６と入口ポート７３８との
間の圧力差の変化により部材７４２が座合及び離脱する
ばね定数を最適化すべく調節できる。

【００２５】図１８の実施形態では、図１〜図９の実施
形態の構成部品に相当する構成部品は、８００のオーダ
の参照番号で示されており、該参照番号において十位及
び一位の数字は、図１〜図９の実施形態の構成部品の十
位及び一位の数字に一致する。図１８の実施形態では、
成形プラスチックシャーシ８１６の入口ポート８３８内
に配置されたボール８４２を有し、該ボール８４２は、
入口ポート８３８を通ってポンピングチャンバ８３６
（図１〜図９の実施形態の周壁３７と同じ周壁（図示せ
ず）により形成されている）に流入するインキの流れを
制限する。シャーシ８１６は環状かつ截頭円錐状の表面
８１６ａを有し、ポンピングチャンバ８３６内の圧力が
入口ポート８３８内の圧力より高いときに、前記表面８
１６ａにボール８４２が座合して、ポンピングチャンバ
８３６から入口ポート８３８への逆流を防止する。入口
ポート８３８内の圧力がポンピングチャンバ８３６内の
圧力より高いときは、ボール８４２が表面８１６ａから
離脱し、インキが入口ポート８３８からポンピングチャ
ンバ８３６内に流れ得るようになる。

【００２６】入口ポート８３８内でのボール８４２の移
動は、シャーシ８１６の内方に突出する、周方向に間隔
を隔てた一連のタブ８１６ｂにより制限される。ボール
８４２は、圧嵌めにより入口ポート８３８内に挿入でき
る。シャーシ８１６のタブ８１６ｂは、シャーシ８１６
の直立する環状かつ截頭円錐状の部分８１６ｃ内に形成
されている。シャーシ８１６の部分８１６ｃが截頭円錐
状であるため、部分８１６ｃの外表面は、シャーシ８１
６の成形時に使用される金型及びコアからのシャーシ８
１６の取出しを容易にするテーパを有する。以上、本発
明の液体収容・分配装置の種々の実施形態を、本発明の
好ましい実施形態として、インキジェットプリンタの印
刷インキのサプライを収容及び分配する装置を特別に説
明した。しかしながら、本発明は、他のニュートン流体
（低粘性流体）の収容及び分配にも容易に適用できる。

【００２７】本発明者は、本願の出願日において本発明
を実施する最良の形態であると考えられるものを図示し
かつ説明したが、当業者には、本発明の範囲を逸脱する
ことなく種々の適当な変更が可能であることは明白であ
る。本発明の範囲は、特許請求の範囲の記載及びその法
的均等物によってのみ制限されるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態による液体収容・分配装置
を示す側面図である。

【図２】図１の装置の分解図である。

【図３】図１の３−３線方向から見た図１及び図２の装
置の平面図である。

【図４】図５の４−４線方向から見た図１〜図３の装置
の構成部品を示す平面図である。

【図５】図４の構成部品を示す側面図である。

【図６】図５の６−６線方向から見た図４及び図５の構
成部品を示す平面図である。

【図７】図３の７−７線に沿う拡大部分断面図である。

【図８】図１〜図７の装置の一部を示す部分分解図であ
る。

【図９】互いに組み立てられた関係にある図８の構成部
品を示す図８と同様な部分図である。

【図１０】図１〜図９の液体収容・分配装置の一部の他
の実施形態を示す部分平面図である。

【図１１】図１０の１１−１１線に沿う部分断面図であ
る。

【図１２】図１〜図９の液体収容・分配装置の一部の更
に別の実施形態を示す一部を破断した部分側面図であ
る。

【図１３】本発明の更に別の実施形態を示す図１２と同
様な部分側面図である。

【図１４】本発明の更に別の実施形態を示す図１２と同
様な部分側面図である。

【図１５】本発明の更に別の実施形態を示す図１２と同
様な部分側面図である。

【図１６】本発明の更に別の実施形態を示す図１２と同
様な部分側面図である。

【図１７】本発明の更に別の実施形態を示す図１２と同
様な部分側面図である。

【図１８】本発明の更に別の実施形態を示す図１２と同
様な部分側面図である。

【符号の説明】

１０インキ収容・分配装置１２保護シェル１４可撓性パウチ１６シャーシ１８ポンプ２２キャップ３２充填ポート３４排出ポート３６ポンピングチャンバ３８入口ポート４２フラッパ弁

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開平８−310004（ＪＰ，Ａ) 特開平９−105472（ＪＰ，Ａ) 特開昭61−256072（ＪＰ，Ａ) 特開昭60−23047（ＪＰ，Ａ) 実開昭61−37933（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B41J 2/175 F16K 15/00

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】開放端を備えた全体としてカップ状の剛
性外側シェルと、該シェルの開放端に固定される成形プ
ラスチックシャーシとを有し、該シャーシはインク出口
を有するポンピング機構を備え、開放端及び閉鎖端を備
えた可撓性パウチを有し、閉鎖端はシェル内に配置され
かつ開放端はポンピング機構と流体連通しており、ポン
ピング機構から可撓性パウチを分離する逆止弁を有し、
該逆止弁は、可撓性パウチからポンピング機構へのイン
クの流れを許容する一方、ポンピング機構から可撓性パ
ウチへのインクの流れを防止し、ポンピング機構からイ
ンク出口を通してインクを分配する、インクジェットプ
リンターに使用するためのインク収容・分配装置におい
て、前記逆止弁のいかなる部分もシャーシにヒートステ
ーキングされておらず、インクを可撓性パウチからポン
ピング機構に流すために逆止弁が開いているとき、逆止
弁を装置内に保持する手段を有することを特徴とするイ
ンク収容・分配装置。
【請求項２】前記逆止弁は、ばねのような特性を有す
る可撓性材料から形成された平らな部材の形態をなして
いることを特徴とする請求項１に記載のインク収容・分
配装置。
【請求項３】前記平らな部材は、前記シャーシの開口
上に載る部分を有していることを特徴とする請求項２に
記載のインク収容・分配装置。
【請求項４】前記平らな部材の一部を前記シャーシに
対して押圧するばね手段を更に有することを特徴とする
請求項３に記載のインク収容・分配装置。
【請求項５】前記ばね手段は、前記シャーシの前記開
口と整合した位置で前記平らな部材に対して作用するこ
とを特徴とする請求項４に記載のインク収容・分配装
置。
【請求項６】前記ばね手段は、前記開口と整合しない
位置で前記平らな部材に対して作用することを特徴とす
る請求項４に記載のインク収容・分配装置。
【請求項７】前記逆止弁は、前記ポンピング機構に通
じるシャーシの入口開口を包囲する環状座に対して座合
するボールの形態をなしていることを特徴とする請求項
１に記載のインク収容・分配装置。
【請求項８】前記ボールを前記環状座と係合するよう
に弾性的に押圧するばね手段を更に有することを特徴と
する請求項７に記載のインク収容・分配装置。
【請求項９】前記逆止弁は可撓性を有する成形プラス
チック部材であり、該成形プラスチック部材は、該部材
がポンピング機構から可撓性パウチへのインキの流れを
阻止すべく位置決めされたときに、環状かつ截頭円錐状
の表面と係合する環状かつ截頭円錐状の表面を有し、前記成形プラスチック部材の環状かつ截頭円錐状の表面
の位置から離れた位置で前記成形プラスチック部材と係
合しかつ前記成形プラスチック部材を弾性的に押圧して
前記シャーシと係合させるばね手段を更に有することを
特徴とする請求項１に記載のインク収容・分配装置。
【請求項１０】パウチ及びポンピング機構と流体連通
する入口ポートを備えたシャーシを有する、インクジェ
ットプリンターに使用するためのインク収容・分配装置
のパウチから、シャーシのポンピング機構を通るインク
の一方向流れを得る方法において、ポンピング部材内の圧力がパウチ内の圧力より高いとき
に、ポンピング装置からパウチへの流れを阻止するため
の平らな弁部材を、入口ポートと整合するようにしてシ
ャーシ内に設け、平らな弁のいかなる部分もシャーシに
ヒートステーキングされず、インクをパウチからポンピ
ング装置に流すために弁部材が開いているとき、弁部材
を保持することを特徴とする方法。