JP3528985B2 - 液体インク供給カートリッジ及びその製造方法 - Google Patents

液体インク供給カートリッジ及びその製造方法

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JP3528985B2 JP30934394A JP30934394A JP3528985B2 JP 3528985 B2 JP3528985 B2 JP 3528985B2 JP 30934394 A JP30934394 A JP 30934394A JP 30934394 A JP30934394 A JP 30934394A JP 3528985 B2 JP3528985 B2 JP 3528985B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、インクジェットプリン
タ用のインク供給カートリッジに関し、さらに詳細に
は、カートリッジと印字ヘッドとの間にインク流出通路
を作り出し、それと同時に、それらの間にシール(密
閉)を提供するための改良手段に関する。
【0002】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】既存の
インクジェット印刷では、印字ヘッドは、米国特許第
4,774,530号で開示されているように、1つ以
上のインク充填チャネルを含み、該インク充填チャネル
は、比較的小さいインク貯蔵チャンバ、即ちインク溜め
とその一端で連通するとともに、その他端にノズルと称
する開口部を有している。通常はレジスタ(抵抗器)で
ある熱エネルギー発生器が、ノズルから所定の距離を置
いて各チャネル内に配置される。レジスタは、個々に電
流パルスでアドレスされており、インクを瞬時にして気
化させるとともに、インクの小滴を発射する気泡を形成
する。気泡が成長している間のノズルからのインクの加
速は、実質的に直線方向へ、紙等の記録媒体へ向かう小
滴の運動量(勢い)及び速度を与える。インクの小滴
は、レジスタが作動する時のみ発射されるので、この一
般的なタイプのサーマルインクジェット印刷は、「ドロ
ップ・オン・デマンド(要求に応じて滴下を行う)」印
刷として知られている。
【0003】ドロップ・オン・デマンドのサーマルイン
クジェットプリンタの現在実用されている具体例では、
プリンタは、印字ヘッドのノズル内のインクの圧力が、
所定範囲内のゲージ圧に維持される時に最も有効的に作
用するということがわかった。特に、個々のノズル又は
全体の印字ヘッドが、インクの小滴を積極的に発射しな
い動作中に、ある負圧、即ち「背圧」が、各ノズルに、
そして延いては印字ヘッドのインク貯蔵マニホルド内に
存在することが重要である。サーマルインクジェット印
刷における背圧の望ましい範囲の説明は、「ゼロックス
・ディスクロージャー・ジャーナル(Xerox Disclosure
Journal)」16巻第4号(1991年 7/8月)の233頁
でなされている。この背圧は、ノズルからコピー表面上
への液体インクの不随意の漏出、即ち「漏れ」を防止す
るために、実用されている適用物にとって重要である。
液体インクが印字ヘッドから制御不可能的に漏れると、
このような滴下がコピーの質に悪い結果をもたらすこと
は明らかであろう。
【0004】当該技術において典型的な最終製品は、プ
リパッケージ(事前包装)された、通常は使い捨てのア
イテムの形態のカートリッジであり、該カートリッジ
は、供給用のインクを保持するシール(密閉)されたコ
ンテナと、コンテナに動作上取り付けられ、線形又はマ
トリックスアレイのチャネルを有する印字ヘッドとを含
む。一般にカートリッジは、プリンタの電子制御部とイ
ンタフェースするためのターミナル(端子)を含み、カ
ートリッジ自体の中の電子部品は、レジスタ及びあらゆ
る電子温度センサ等の印字ヘッド内のインクチャネル
と、入ってくる信号をヒータの像様動作に変換するデジ
タル手段とに関連している。或る一般的な設計のプリン
タでは、カートリッジは、印字ヘッドとともに、画像が
印刷されるシートに向かって保持され、次に、タイプラ
イタのように周期的にシートを細幅ずつ横切って移動し
て画像を形成する。シートの全幅にわたって延在する線
形アレイのチャネルを通ってシートを移動させる全幅線
形アレイもまた知られている。一般に、カートリッジ
は、必要に応じて消費者により購入され、供給用インク
を使い終わるまで、又は、より重要ではないとしても、
カートリッジ内のインク量が、使用範囲にありながら印
字ヘッドへのインクの背圧を維持するのに十分でなくな
るまで使用される。
【0005】その他の考慮事項も、実用的なインク供給
にとって重要である。例えば背圧は、インクカートリッ
ジ内に供給用インクがあるうちのできるだけ長い間、使
用可能なレベルに維持されなければならない。従って、
カートリッジのインクレベルの全範囲のできるだけ大き
い割合に対して、背圧を有用な範囲に維持するように、
カートリッジを設計しなければならない。背圧を維持し
損なうと、カートリッジに残っているインクが、印字ヘ
ッドを通って漏出したりして浪費される。
【0006】本発明は、上記従来技術の欠点を克服する
ことを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段及び作用】本発明では、サ
ーマルインクジェット印刷装置に液体インクを供給する
カートリッジは、出口を備える壁を有する単一チャンバ
を規定するハウジングを含む。吸収媒体は、チャンバの
少なくとも一部分を占拠し、吸収媒体は、液体インクの
量を保つように使用される。ハウジングの壁の外部面に
おける長尺状の凹所を、所定の形状を有し1つの側に熱
硬化性接着剤層を有する多孔性又はメッシュ材料によっ
てカバーすると、インクの通路が形成される。所定形状
の多孔性又はメッシュ材料中の小さいスロットは、通路
からの出口として作用するとともに、印字ヘッドの入口
と整合し且つそれをシールする。多孔性又はメッシュ材
料は、接着剤層がカートリッジ壁と接触されて、長尺状
凹所の上のカートリッジ壁上に配置される。多孔性又は
メッシュ材料が多孔性であることにより、接着及び硬化
の間に、接着剤が多孔性又はメッシュ材料の孔を通って
その1つの側から他の側へと移行し、多孔性又はメッシ
ュ材料が印字ヘッドに接着される。多孔性又はメッシュ
材料を通る熱硬化性接着剤のこのような移行と、それに
続く硬化とにより、多孔性又はメッシュ材料がインクに
対して不透過性になると同時に、印字ヘッド入口の回り
にシールが形成される。
【0008】本発明の請求項1の態様は、インクを含む
カートリッジと、前記カートリッジに固定的に取り付け
られ、ノズルとインク入口とを有する印字ヘッドと、の
間に境界シールを有する、インクジェットプリンタ用の
液体インク供給カートリッジであって、液体インクを含
むチャンバを有するハウジングであり、前記チャンバ
が、通気口と壁とを有し、前記壁が、内部面及び外部面
と、壁を通る出口とを有する、前記ハウジングと、チャ
ンバの出口に連結された、チャンバの壁の外部面におけ
る凹所と、を含み、前記境界シールが、所定の厚さと形
状とを有し、所定の位置に貫通するスロットを有する可
撓性の多孔性部材であり;前記多孔性部材が、第1の表
面と第2の表面とを有し、前記第1の表面が、インクに
侵されることに対して抵抗性の高い熱硬化性接着剤層を
その上に有し;前記多孔性部材の第1の表面が、多孔性
部材により凹所及び出口がカバーされて、出口から多孔
性部材のスロットへの通路が形成されるように、チャン
バ壁の外部面と整合され且つ外部面に接着され、前記印
字ヘッドが、多孔性部材のスロットを印字ヘッドの入口
と整合して、多孔性部材の第2の表面に接着され、その
結果、接着剤の硬化により、接着剤が多孔性部材を通っ
て移動し、多孔性部材中の全ての孔即ち空所が充填さ
れ、多孔性部材の第2の表面がコーティングされ、それ
によって印字ヘッドの入口と多孔性部材スロットとの間
にシールが提供され、それと同時に、多孔性部材が空気
及びインクに対して不透過性となるとともに、チャンバ
壁と印字ヘッドとの間の直接的な結合が可能になる、こ
とを含む。
【0009】本発明の請求項2の態様は、上記請求項1
の態様において、多孔性部材の第1の表面上の接着剤
が、硬化されている時に十分に粘性であり、その結果、
接着剤が多孔性部材における孔又は空所を通って移動
し、孔又は空所を充填するとともに多孔性部材の第2の
表面をコーティングし、それによって、印字ヘッドがカ
ートリッジのチャンバ壁に直接結合されることが可能に
なる、ことを含む。
【0010】本発明の請求項3の態様は、カートリッジ
と、カートリッジに固定的に取り付けられる印字ヘッド
との間に境界シールを有する、インクジェットプリンタ
用の液体インク供給カートリッジを製造する方法であっ
て、(a)通気口を有する内部チャンバと、前記チャン
バの出口を備える壁とを有するハウジングを提供するス
テップであり、前記ハウジング壁が、チャンバの一部を
形成する内部面と、前記出口に連結する凹所を有する外
部面とを有する、前記ハウジングを提供するステップ
と、(b)所定の厚さと、同一の、等しく離間された一
連の可撓性多孔性部材とを有するポリマキャリアストリ
ップを提供するステップであり、各多孔性部材が、所定
の厚さ及び形状と、第1及び第2の対向する表面と、多
孔性部材の所定の位置を貫通するスロットと、を有し、
前記第1の表面が、その上に熱硬化性接着剤を有し、前
記接着剤が、キャリアストリップから剥離可能である、
前記ポリマキャリアストリップを提供するステップと、
(c)キャリアストリップから剥離可能な多孔性部材の
1つをロボットにより取り外し、その多孔性部材の第1
の表面上の接着剤が、外部壁面と接触し且つ凹所及び出
口をカバーするように、多孔性部材をハウジングの外部
壁面上に取り付けるステップと、(d)ハウジング壁に
多孔性部材を付着させるために、多孔性部材上の接着剤
を所定の温度に加熱し、接着剤を室温に冷却するステッ
プと、(e)ハウジング壁上に印字ヘッドアセンブリを
整合させ且つ取り付けるステップであり、前記印字ヘッ
ドアセンブリが、ヒートシンクに接着された印字ヘッド
を含み、前記印字ヘッドが、ノズルとインク入口を有す
る表面とを有し、前記印字ヘッドが、多孔性部材と整合
され、インク入口を有する印字ヘッドの表面が、多孔性
部材の第2の表面と接触するように配置される、前記印
字ヘッドアセンブリを整合させ且つ取り付けるステップ
と、(f)接着剤が、多孔性部材を通って移動して多孔
性部材中の孔又は空所を充填するとともに、多孔性部材
スロットと印字ヘッドの入口とをハーメチックシールす
るように、接着剤を加熱し且つ硬化し、それと同時に印
字ヘッドをハウジング壁に接着するステップと、を含
む。
【0011】
【実施例】図1は、あるタイプのサーマルインクジェッ
トプリンタ13の概略等角図であり、印字ヘッド14と
印字ヘッド14へのインク供給部は単一のパッケージに
組み合わされ、それを以後カートリッジ10と呼ぶ。カ
ートリッジ10の主な部分は、ハウジング12に含まれ
るインク貯蔵部であり、その他の部分に実際の印字ヘッ
ド14が含まれている。本発明のこの実施例では、カー
トリッジ10は、キャリッジ15上でサーマルインクジ
ェットプリンタ13内に取り付けられ、キャリッジ15
は、例えば用紙シート等の記録媒体を横切って行きつ戻
りつして、ガイドレール51上を並行移動する。キャリ
ッジ15による印字ヘッド14の並行移動の間、印字ヘ
ッドはシート17に相対的に移動し、シート17に文字
を印刷するが、それは幾分タイプライタの様式に似てい
る。ここで示す例では、印字ヘッド14は、カートリッ
ジ10のシート17に沿う各並行移動により、印字ヘッ
ドのノズルアレイの高さとシートの幅とによって規定さ
れる細片(swath )を印字ヘッドが印刷することが可能
である、というような寸法である。各細片が印刷された
後、シート17は矢印19の方向に(図示されない手段
によって)導かれ、そうして印字ヘッド14があらゆる
回数行き来して、シート17上にテキスト又は画像が生
成される。カートリッジ10はまた、デジタル画像デー
タを印字ヘッド14の多様な加熱素子(図示せず)の中
に入力し、望ましい画像をプリントアウトし得る、概し
てケーブル21として示す手段を含む。この手段21
は、例えば、カートリッジ10内に具備され、装置のデ
ータ処理部(図示せず)からバス又はケーブルを受け入
れ、該バス又はケーブルから印字ヘッド14における加
熱素子への動作上の接続を可能にするプラグ手段を含み
得る。
【0012】図2は、カートリッジ10の概略断面正面
図である。カートリッジ10は、ハウジング12の形態
の主要部を有する。ハウジング12は一般に、軽量であ
りながら耐久性のあるプラスチックから製造される。ハ
ウジング12は、外気に通じる通気ポート又は通気口2
3を有する壁25と出力ポート又は出口16とを有す
る、液体インク貯蔵用の内部チャンバ11を規定する。
深さが変わる長尺状の凹所又はトレンチ(溝)30が、
外部壁面26の中に形成され、外部壁面26は、壁25
の厚さを増すために壁25から延びており、それによっ
てハウジング壁25上に段52が形成される。凹所30
は、ハウジング12の製造と同時に、チャンバの壁面の
中に一体的に形成されてよい。長尺状凹所30の一端は
出口16と連結し、他端は、部材36(後述)がチャン
バ壁25に取り付けられると印字ヘッドの入口34と整
合する位置に落ちつく。出口16の中心部から印字ヘッ
ドの入口34の中心までの距離Xは、約10mmである。
チャンバの出口16と印字ヘッドの入口34との間のオ
フセット距離Xが必要であり、それはなぜなら、印字ヘ
ッドノズルフェイス42におけるノズル37が、例えば
約0.0508cm(約20ミル)の距離だけ記録媒体か
ら密接的に離間されなければならないからである。この
離間は、用紙等の記録媒体の表面上で湿ったインクに応
答する記録媒体の反り又はしわの寸法の範囲内である。
よって、ハウジングが、先に印刷された湿ったインク画
像を有する記録媒体と接触したり、そのような記録媒体
の位置上を引きずって移動したりしないように、印字ヘ
ッドノズルフェイスは、カートリッジハウジング12の
外部に突き出ていなければならない。カートリッジから
ノズルが突き出すように印字ヘッドを取り付けると、印
字ヘッドの入口は、カートリッジハウジングの外に位置
する。チャンバ11におけるインク貯蔵部と印字ヘッド
14との間にインクの通路を提供する凹所30は、印字
ヘッドのインク溜めのタイムリーな再充填の欠如及び/
又はノズルからインクを滴下させる圧力サージを防止す
るために、適切な割合のインク流出を許容する大きさで
なけらばならない。再充填が遅すぎると、印字ヘッドは
良く作用しないであろう。従って、インク流出のイナー
タンスは、印字ヘッドが印刷を行っている時の印字ヘッ
ドのインク流出イナータンスに等しくなければならな
い。イナータンスは、流体インクの加速によって生成さ
れる瞬間的な圧力又は圧力パルスと定義される。好適実
施例では、印字ヘッド入口34とインク貯蔵チャンバ1
6との間のインク通路は、幾何学的に、印字ヘッド入口
からチャンバ出口へと増大する断面流出領域を有するよ
うに形状化される。好適実施例は1つのみの凹所30を
有するが、複数の凹所を設けることが可能である。印字
ヘッドへのインクの流出率を最大化し且つインク流出イ
ナータンスを等化することに加えて、増大する断面領域
によって、凹所30におけるあらゆる気泡が、カートリ
ッジチャンバの中に出ていくことが可能になり、それに
よって、流出を妨害する気泡のない通路を維持する。
【0013】比較的薄い多孔性部材36は、所定形状を
有するとともにその中を通るスロット35を有してお
り、壁面26上に置かれて接着され、チャンバ壁25の
外部面26において凹所30をカバーする。スロット3
5は、印字ヘッドの入口と実質的に同じサイズである。
多孔性部材は、図4で示される対向する面31及び33
を有し、薄膜材36の面31は、あらゆる適切な熱硬化
性接着剤38によりコーティングされている。接着剤コ
ーティング又は層38は、凹所30と多孔性部材36と
によって形成される通路を通って流出するインクと直接
接触するので、インクに使用される成分により溶解しな
いものであるべきである。一般に好ましい接着剤は、コ
ーティング・サイエンス・インコーポレイテッド(Coat
ing Science, Inc. )から入手可能なニトリルラバーと
フェノール樹脂との組合せを含む。フェノール樹脂と合
成ゴムから製造される接着剤は、室温で、かなりの可撓
性を有して強力な接着を与え、良い衝撃抵抗を有する。
機械的な強さ、可撓性、特定表面への接着、及び耐久性
に対する要求により、成分の特性は変わる。フェノール
樹脂は、フェノール又は置換フェノールをアルデヒド、
例えばホルムアルデヒド、アセトアルデヒド、及びフル
フラール等、と縮合させたものにより得られる数タイプ
の合成熱硬化性樹脂のいずれかである。このような接着
剤は適合可能であるとともに、硬化プロセスの間に多孔
性部材を通って移行するが、接着剤は、多孔性部材のス
ロットの中や印字ヘッドの入口の中には流入しない。
【0014】基部即ちハウジングチャンバ壁25の外部
面26に多孔性部材36を配置し、多孔性部材の温度を
約80℃まで上げて、接着剤38が多孔性部材を完全に
通って移動することのないように、表面31上の接着剤
38を外部面26に付着させる又は取り付ける。多孔性
部材は、後述するように、ハウジングと一体的に形成又
は成形されるとともに、印字ヘッド14とヒートシンク
24とを固定的に取り付けるように使用される複数の位
置決め及び結合ピン40を避けるように形作られる。長
尺状凹所30は、多孔性部材と硬化された接着剤とによ
ってハーメチックシールされ、カートリッジチャンバ1
1から印字ヘッドノズル37まで密閉(気密)インク通
路を形成する。
【0015】多孔性部材は、1つの側面上に望ましい接
着剤をコーティングした、ペーパやプラスチック材料等
のあらゆる適切な多孔性材料から製造される。多孔性部
材は、約0.1016〜0.254mm(約4〜10mil
)、好ましくは0.1778mm(7mil )、の厚さを
有する。コーティングされた多孔性材料はさらに、接着
剤層38を有する側で、0.0508〜0.1524mm
(2〜6mil )、好ましくは0.0762mm(3mil
)、の厚さのポリエステル剥離キャリアストリップ5
0(図7を見よ)へ積層(ラミネート)される。進歩し
たパンチ操作を用いて、インクスロット35と、印字ヘ
ッドノズルフェイス42と同一平面上の正面端39と、
の重要な特徴を貫通するように第1のパンチングを行
い、次いで、多孔性部材36の残りのプロファイル又は
外周を、ポリエステル剥離キャリアストリップ50にわ
ずか0.0254mm(1mil )の深さで刻みをつける。
0.1778mm(7mil )の厚さの多孔性ストリップと
その上の接着剤層のスクラップ材料を除去して、完全な
多孔性部材36だけを、スプール又はリール54上に巻
かれた10,160cm(4,000インチ)の長さのポ
リエステルキャリアストリップ50上に3.81cm
(1.5インチ)ずつ等しく離間させて置いていく。多
孔性部材のリールを、ロボットデバイス(図示せず)の
ピックアンドプレイス(取り上げ配置)領域に供給し、
多孔性部材36をキャリアストリップ50からバキュー
ムにより取り外して、ビジョンシステム(vision syste
m )(図示せず)を用いてハウジング壁面26上に位置
決めし、約50psi の特定的な圧力と約80℃の温度で
ハウジング壁面26上に配置する。この圧力及び温度に
より、接着剤が多孔性部材を完全に通って移動すること
なく、壁表面26に多孔性部材が取り付けられる。印字
ヘッド14及び接着されたヒートシンク24(アセンブ
リ46とする)を、待ち受ける多孔性部材と整合し且つ
その上に配置する。印字ヘッド14を、その入口34が
ヒートシンクに垂直な方向を向くようにして、ヒートシ
ンク24に接着する。プリント回路基板44も、印字ヘ
ッドに隣接させてヒートシンクに接着する。印字ヘッド
14及び回路基板44のターミナル即ちコンタクトパッ
ド(図示せず)は、ワイヤボンド45により相互接続さ
れる。ハウジングステークピン40を中に挿入すること
により、ハウジングに対して印字ヘッド入口及びノズル
フェイスを整合させて印字ヘッド・ヒートシンクアセン
ブリ46を取り付ける場合に、ヒートシンク内に位置決
め孔43を使用する。位置決め孔43は、その中に存す
るステークピン40の部分より大きいので、それらの間
に、例えばUV光で露光されることにより硬化するUV
硬化接着剤等の適切な接着剤(図示せず)で充填される
空間55が存在することとなる。次にステーク(止め
棒)ピンの端41を、ピンヘッド41を形成するように
超音波的に杭打ちし、印字ヘッド・ヒートシンクアセン
ブリの取付けが完成する。
【0016】印字ヘッド14のノズルフェイス42は、
ヒートシンク24のエッジ56とハウジングチャンバ壁
25の上部端の一部と同一平面上にある。カートリッジ
10のこの領域は、その外部端の回りにリップ57を有
するとともにハウジングの方向に延出する矩形形状フレ
ーム又はフェイスプレート48によりカバーされる。フ
レームとハウジングとの間の空隙領域は、印字ヘッドの
回りに完全にハーメチックシールを形成するために、熱
硬化性の不動態化(パッシベーション)物質(図示せ
ず)で充填される。ワイヤボンド45は、例えば噴射注
入器(シリンジ)によりフェイスプレート48の回りに
使用されるものと同じ熱硬化性物質(図示せず)で包ま
れ、それによって印字ヘッドの後部キャビティが充填さ
れるとともに、ワイヤボンドがカバーされる。ハウジン
グ12と取り付けられた印字ヘッド・ヒートシンクアセ
ンブリ46をオーブンで硬化し、こうして、熱硬化性接
着剤38と、ワイヤボンドを包む不動態化物質とがそれ
と同時に硬化される。熱硬化性接着剤38を硬化するこ
とにより、多孔性部材36の孔(図示せず)を通って接
着剤が移行又は拡散して、多孔性部材と印字ヘッドとの
良い接触が確立され、それによって、カートリッジハウ
ジング壁25と印字ヘッド14との間に直接的な接着が
形成され、多孔性部材が強固になるとともに空気及びイ
ンクに対して不透過性になる。印字ヘッドの上及び印字
ヘッド入口34の回りの接着剤38による良い接触のた
めに、カートリッジ出口16と印字ヘッドの入口34と
の間に、ハーメチックシールが施される。通気開口部2
9を有する化粧基部カバー28を、印字ヘッド・ヒート
シンクアセンブリ46の上のハウジング上に配置し、ハ
ウジングに超音波によって溶接する。
【0017】インク保持媒体18は、3つの別個の部分
として示され、チャンバ11の大部分を占める。インク
保持媒体18をインクで飽和し、ハウジングと同じ耐久
性のプラスチック物質の頂部ハウジングカバー27を、
ハウジング上に置くとともに、超音波によってハウジン
グに溶接する。管47は、通気口23からハウジングに
おけるチャンバ11の内部の中心まで、そして、インク
保持媒体の各々における開口部を通って延在する。産業
上よく知られているように、印字ヘッドは、プリンタコ
ントローラ(図示せず)の電気信号によってアドレスさ
れる通りにサーマルインクジェット印字ヘッド14の加
熱素子(図示せず)を選択的に作動させる搭載回路を有
し、該コントローラは、カートリッジをキャリッジ15
上に取り付けると、ケーブル21(図1)によってカー
トリッジ印刷回路基板に連結される。
【0018】媒体18は、フェルトが内壁に対して適度
の接触と圧縮を与えるようにして、ハウジング12のチ
ャンバ11の内部に詰められる。本発明の商業的に実用
的な或る実施例では、媒体18は、各々の厚さを約1.
27cm(1/2 インチ)にして穿刺(ニードル)フェルト
の3つの層を積み重ね、ハウジング12の内部にそれら
を詰めることによって形成される。
【0019】ハウジング12の内部には、スカベンジャ
(捕集部材)20として示される、高い毛管圧を提供す
る材料からなる部材も配される。スカベンジャ20は、
媒体18より高い毛管圧を有する比較的小さい部材であ
り、媒体18と出口16との間の多孔性毛管バリアとし
て作用し、チャンバ壁25における凹所30と多孔性部
材36とによって形成される通路に通じる。スカベンジ
ャ20は、音響メラミン気泡であり得、その1つの適切
なタイプは、米国ミネソタ州ミネアポリスのイルブルッ
ク(Illbruck )によって製造され「ウィルテック(Wilt
ec)」という商品名で売られている。スカベンジャ20
はさらに、参照番号22で示すフィルタクロス(濾布)
を含むことが好ましく、フィルタクロス22は多孔性の
熱溶解性の積層接着剤を用いてメラミンに付着される。
一般にフィルタクロス22に好ましい材料は、モノフィ
ラメント型ポリエステルのスクリーニング繊維である。
【0020】図2では、スカベンジャ20の外面の一部
分が、インク保持媒体18と当接し、その一方で、スカ
ベンジャ20の外面の別の部分が、媒体18とチャンバ
11の内壁との間の開口空間49に露呈されているとい
うことがわかる。単一のチャンバ11は、既定量のイン
クが、考えられるように媒体18からスカベンジャ20
へ、そしてスカベンジャより高い毛管圧を有するフィル
タ22を通って出口16へ、そして長尺状凹所30と多
孔性部材36とによって形成される通路を通り、印字ヘ
ッドの入口34へと流出するように設計される。
【0021】図3は、ハウジング12を図2の3−3の
線に沿って見たものの底面図であり、ハウジング壁25
のこの領域においてハウジング壁面26の形状を適合さ
せ且つステークピン40を避けるために必要な多孔性部
材36の幾何学的形状を示す。多孔性部材は、ハウジン
グ壁25の面26に接着され、破線で示される凹所30
とそれに連結する出口16とをカバーする。凹所30と
多孔性部材36とによって形成される通路は、印字ヘッ
ド入口34とサイズ及び形状において類似する通路スロ
ット35で終結する。従って通路は、比較的薄いスロッ
トに変わる。多孔性部材表面31(図4)上の熱硬化性
接着剤38は、硬化ステップの間に、多孔性部材を通っ
てその全ての孔を充填し、多孔性部材の反対側の表面3
3の上まで移動するとともに、印字ヘッドの入口34の
回りを囲み、その結果、接着剤38と多孔性部材36と
によって、ハウジングと印字ヘッドとの間に流体に対す
るシールが提供される。多孔性部材36におけるスロッ
ト35に加えて、ロボットのエンドエフェクタ(図示せ
ず)による使用のために多孔性部材にホール58を随意
に刻み、それにエンドイフェクタを整合させる。ロボッ
トは、図7のキャリアストリップ50から多孔性部材3
6を取り外し、それをハウジング12の壁面部分26上
に配置する。図4は、多孔性部材の断面図であり、多孔
性部材スロット35、表面31、33、そして表面31
上のみに有り好ましくはフェノルニトリルである熱硬化
性接着剤38を示す。
【0022】図2〜図4で明らかなように、インクは、
薄膜部材36の表面31上に置かれる熱硬化性接着剤3
8と接触して流れなければならない。この接着剤は、イ
ンクに使用される成分により溶解しないものであるべき
である。さもなくば、インクが接着剤に含有され、接着
剤が腐食されて、インクが、ハウジング壁面26と多孔
性部材36との間に漏出するおそれがある。多孔性部材
36を一旦ハウジング壁25の面26上に配置すると、
接着剤38を軟化させるために50〜90psiの圧力で
約8秒間約80℃に加熱する。軟化した接着剤は調和
し、ハウジング壁の接着面の全てを湿らせ、そして、多
孔性部材を部分的に通って別の表面33の方に移動す
る。次に接着剤38を室温に冷却し、接着剤38がその
元々の硬度に戻ることによって、ハウジング壁面26に
多孔性部材36が強固に付着する。接着剤を軟化させ、
次いで冷却することにより、印字ヘッド・ヒートシンク
アセンブリをハウジング上に多孔性部材に対して取り付
けた時に、印字ヘッド・ヒートシンクアセンブリとハウ
ジングとの相対的な移動を防止するのに十分な強さで、
ハウジング壁に薄膜部材が接着される。従って、接着剤
に対する最終硬化処理により、接着剤が多孔性部材を通
って移動して多孔性部材の他の表面33をコーティング
し、多孔性部材の孔の全てが充填される。しかしなが
ら、接着剤は、カートリッジ10の組立中及び組立後
も、多孔性部材におけるスロット35の中や印字ヘッド
14のノズルフェイス42の上に流出しない十分な粘性
である。
【0023】熱硬化性接着剤38は、約60分間約15
0℃の温度にカートリッジをオーブンで加熱することに
よって、加圧なしで完全に硬化される。この温度は、カ
ートリッジハウジング12に使用されるプラスチックの
ような、一般のプラスチック材料の温度範囲内でよいの
で、熱硬化性接着剤38の硬化はハウジングには悪影響
を及ぼさない。フェノルニトリル等の熱硬化性接着剤3
8は、ショアーA型硬度55の硬さを有する可撓性の半
硬質ゴム状材料の中に熱で硬化する。ワイヤボンドに対
する不動態化物質と、印字ヘッドフェイスとヒートシン
クエッジ56を囲むフェイスプレート又はフレーム48
の回りをシールする接着剤とが、多孔性部材接着剤38
と同時に硬化する。
【0024】図5及び図6で別の実施例を示すが、そこ
では、プラスチック又は金属のメッシュ材料の層60を
多孔性材料の代わりに用いる。多孔性部材36において
多孔性材料をメッシュ層60に置き換えたことを除い
て、本発明の境界シールとカートリッジ10の製造方法
は同じである。図5では、多孔性部材36の断面図は、
対向する表面61、63を有するとともに、0.101
6〜0.254mm(4〜10mil )、好ましくは0.1
778mm(7mil )、の厚さを有する薄いメッシュ層6
0を有する。図7におけるキャリアストリップ50上に
メッシュ層のストリップを置く前に、熱硬化性接着剤層
38をその表面61上に配置する。多孔性材料の時と同
じように、1つの面を接着剤層38でコーティングされ
たメッシュ層を有する多孔性部材に刻みをつける又は多
孔性部材をパンチングし、スクラップ材料を取り除い
て、キャリアストリップ50に沿ってメッシュ層の多孔
性部材のみを等しく離間させる。接着剤層38を壁面2
6に接触するように置いて、メッシュ層を有する多孔性
部材をカートリッジ壁面26上に配置するために、前と
同様の手順を用いることができる。カートリッジの部分
側面断面図である図6は、図2と類似する。図6は、接
着剤層38が、メッシュ材料を通って移動するように硬
化され、その中の全ての空所領域を充填し且つ反対側の
表面63をコーティングし、それによって、図2で示し
た多孔性部材における多孔性材料によって実行されたも
のと同じ方法で、印字ヘッド14をそれに接着する。
【0025】
【発明の効果】本発明では、サーマルインクジェットプ
リンタにおけるインク供給カートリッジと印字ヘッドと
の間に、ハーメチックシールされたインク流出通路を作
り出す装置及び手段が提供される。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の境界シールを有するインク供給カート
リッジを有するサーマルインクジェットプリンタの等角
図である。
【図2】図1におけるカートリッジの概略断面正面図で
あり、本発明の境界シールを示している。
【図3】図2を線3−3に沿って見たカートリッジの断
面平面図である。
【図4】図2で示す境界シールの断面図であり、接着剤
を移行させる硬化の前の、一側面上の接着剤を示す。
【図5】図4で示す境界シールの別の実施例の断面図で
ある。
【図6】図5で示す境界シールを有するカートリッジの
部分概略断面正面図である。
【図7】剥離可能に保持される複数の所定形状化薄膜を
含むキャリアストリップのロールの概略等角図である。
【符号の説明】
10 カートリッジ 11 チャンバ 12 ハウジング 13 サーマルインクジェットプリンタ 16 チャンバ出口 18 インク保持媒体 14 印字ヘッド 23 通気口 24 ヒートシンク 25 壁 26 壁外部面 30 長尺状凹所 34 印字ヘッド入口 35 スロット 36 多孔性部材 37 ノズル 38 熱硬化性接着剤層 42 印字ヘッドノズルフェイス 46 印字ヘッドアセンブリ 50 キャリアストリップ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ウィリアム アール.バーガー アメリカ合衆国 ニューヨーク州 14450 フェアポート ブライアー ウ ェイ 14 (56)参考文献 特開 平5−8387(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B41J 2/175 BEILSTEIN(STN)

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 インクを含むカートリッジと、前記カー
    トリッジに固定的に取り付けられ、ノズルとインク入口
    とを有する印字ヘッドと、の間に境界シールを有する、
    インクジェットプリンタ用の液体インク供給カートリッ
    ジであって、 液体インクを含むチャンバを有するハウジングであり、
    前記チャンバが、通気口と壁とを有し、前記壁が、内部
    面及び外部面と、壁を通る出口とを有する、前記ハウジ
    ングと、 チャンバの出口に連結された、チャンバの壁の外部面に
    おける凹所と、を含み、 前記境界シールが、所定の厚さと形状とを有し、所定の
    位置に貫通するスロットを有する可撓性の多孔性部材で
    あり;前記多孔性部材が、第1の表面と第2の表面とを
    有し、前記第1の表面が、インクに侵されることに対し
    て抵抗性の高い熱硬化性接着剤層をその上に有し;前記
    多孔性部材の第1の表面が、多孔性部材により凹所及び
    出口がカバーされて、出口から多孔性部材のスロットへ
    の通路が形成されるように、チャンバ壁の外部面と整合
    され且つ外部面に接着され、 前記印字ヘッドが、多孔性部材のスロットを印字ヘッド
    の入口と整合して、多孔性部材の第2の表面に接着さ
    れ、その結果、接着剤の硬化により、接着剤が多孔性部
    材を通って移動し、多孔性部材中の全ての孔即ち空所が
    充填され、多孔性部材の第2の表面がコーティングさ
    れ、それによって印字ヘッドの入口と多孔性部材スロッ
    トとの間にシールが提供され、それと同時に、多孔性部
    材が空気及びインクに対して不透過性となるとともに、
    チャンバ壁と印字ヘッドとの間の直接的な結合が可能に
    なる、 ことを含む液体インク供給カートリッジ。
  2. 【請求項2】 多孔性部材の第1の表面上の接着剤が、
    硬化されている時に十分に粘性であり、その結果、接着
    剤が多孔性部材における孔又は空所を通って移動し、孔
    又は空所を充填するとともに多孔性部材の第2の表面を
    コーティングし、それによって、印字ヘッドがカートリ
    ッジのチャンバ壁に直接結合されることが可能になる、
    ことを含む請求項1の液体インク供給カートリッジ。
  3. 【請求項3】 カートリッジと、カートリッジに固定的
    に取り付けられる印字ヘッドとの間に境界シールを有す
    る、インクジェットプリンタ用の液体インク供給カート
    リッジを製造する方法であって、 (a)通気口を有する内部チャンバと、前記チャンバの
    出口を備える壁とを有するハウジングを提供するステッ
    プであり、前記ハウジング壁が、チャンバの一部を形成
    する内部面と、前記出口に連結する凹所を有する外部面
    とを有する、前記ハウジングを提供するステップと、 (b)所定の厚さと、同一の、等しく離間された一連の
    可撓性多孔性部材とを有するポリマキャリアストリップ
    を提供するステップであり、各多孔性部材が、所定の厚
    さ及び形状と、第1及び第2の対向する表面と、多孔性
    部材の所定の位置を貫通するスロットと、を有し、前記
    第1の表面が、その上に熱硬化性接着剤を有し、前記接
    着剤が、キャリアストリップから剥離可能である、前記
    ポリマキャリアストリップを提供するステップと、 (c)キャリアストリップから剥離可能な多孔性部材の
    1つをロボットにより取り外し、その多孔性部材の第1
    の表面上の接着剤が、外部壁面と接触し且つ凹所及び出
    口をカバーするように、多孔性部材をハウジングの外部
    壁面上に取り付けるステップと、 (d)ハウジング壁に多孔性部材を付着させるために、
    多孔性部材上の接着剤を所定の温度に加熱し、接着剤を
    室温に冷却するステップと、 (e)ハウジング壁上に印字ヘッドアセンブリを整合さ
    せ且つ取り付けるステップであり、前記印字ヘッドアセ
    ンブリが、ヒートシンクに接着された印字ヘッドを含
    み、前記印字ヘッドが、ノズルとインク入口を有する表
    面とを有し、前記印字ヘッドが、多孔性部材と整合さ
    れ、インク入口を有する印字ヘッドの表面が、多孔性部
    材の第2の表面と接触するように配置される、前記印字
    ヘッドアセンブリを整合させ且つ取り付けるステップ
    と、 (f)接着剤が、多孔性部材を通って移動して多孔性部
    材中の孔又は空所を充填するとともに、多孔性部材スロ
    ットと印字ヘッドの入口とをハーメチックシールするよ
    うに、接着剤を加熱し且つ硬化し、それと同時に印字ヘ
    ッドをハウジング壁に接着するステップと、 を含む液体インク供給カートリッジ製造方法。
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