JP4195460B2 - インク送出システム - Google Patents

Description

本発明は、インク送出に関する。より詳細には、本発明は、インク送出システム、インク送出システムを含むプリンタ、およびインク送出システム用の構成要素に関する。

あるインクジェットプリンタは、使い捨てでないプリントヘッドを使用し、プリントヘッドは、使い捨てインク供給源からインクを供給される。インクは、ポンプ機構によって、インク供給源からプリンタのプリントヘッド（複数可）へ送出される。

ポンプ機構の使用は、プリンタの設計に対して一定の制約を与える。ポンプ機構は、インク供給源からインクを取り出し、インクをプリントヘッドへ供給する機械的構成要素を必要とする。これらの機械的構成要素は、部品数、部品コスト、およびプリンタの組み立て時間の一因となる。機械的構成要素は、プリンタの製造のためのロジスティクスを増大させる。

さらに、プリンタが複数のプリントヘッドを有する場合には、プリントヘッドのそれぞれに供給するために、複数のポンプ機構が設けられる。これは、プリンタの複雑さを増加させる。さらに、複数のポンプ機構を収容するために、プリンタの占有面積が大きくなる。

ポンプ機構はまた、プリンタの騒音の一因になり、プリンタの騒音をさらに増加させる消耗を受け易く、定期的な保守を必要とする。

インク送出システムは、第１容器を備える。第２容器は、少なくとも一部は柔軟性があり、プリンタのプリントヘッドに供給されるインクを収容する。第２容器は、第１容器内に収容され、第１容器の外部からアクセス可能であるように配置される流出口を画成する。推進物質は、第１容器の内面と第２容器の外面の間に挿入され、第２容器の流出口を通してインクの放出をオンデマンドで行う。

図面の図１では、参照数字１００はインク送出システム全体を示す。インク送出システム１００は、上部部材１０４によって閉じられる缶１０２の形態をした第１の剛性容器を有する。袋１０６の形態をした第２の柔軟性のある容器は、容器１０２の内部１０８に収容される。袋１０６は多量のインク１１０を含む。

容器１０２の内部１０８は、容器１０２の内部１０８に配置され、かつ、容器１０２と１０６の間に挿入された推進物質１１２によって加圧下に維持される。

インク送出システム１００は、以下でさらに詳細に述べるように、所定の圧力で、プリントヘッドにインク１１０を供給する。袋１０６内でインク１１０に対して維持される実際の圧力は、インク送出システム１００と共に使用されるプリントヘッド、および、プリントヘッドのノズルからのインク流量によって決まる。

インク流量は通常、約４〜８ｃｃ／分の範囲内であり、より詳細には、約６ｃｃ／分である。この吐出流量を維持するために、推進物質１１２がインク１１０に対して加える必要があるゲージ圧力は、約０．０５ａｔｍ〜０．７５ａｔｍの範囲にあり、より詳細には、約０．０６ａｔｍ〜０．６６ａｔｍの範囲にある。

この低圧を提供するために、適した推進物質１１２は圧縮ガスであり、より詳細には、圧縮窒素である。圧縮ガスは、広い温度範囲にわたって安定した圧力を与える。

インク１１０に対して必要とされる圧力を提供しながら、缶１０２のサイズを減らすために、使用時に、制御デバイスまたは圧力調整器１１４が、袋１０６の流出口１１６に接続される。圧力調整器１１４は、プリンタ３００（図３）に取り付けられ、缶１０２の流出口１１６に接続される。

適切な圧力調整器１１４を使用することによって、缶１０２のサイズは、約１２ｃｍの高さと、約３ｃｍ〜４ｃｍの範囲、通常、約３．２５ｃｍ〜３．７５ｃｍの範囲、最適には、約３．３４ｃｍの直径を有するものに縮小される。

ここで、図面の図２を参照すると、インク供給配置構成２００が示される。インク供給配置構成２００は、プリンタ３００のプリントヘッド２０２にインクを給送するインク送出システム１００を含む。インクは、圧力調整器１１４の出口開口に取り付けられた導管２０４を介してプリントヘッド２０２に供給される。

インク送出システム１００を使用することの利点は、缶１０２を、任意所望の向きに配置することができることである。キャニスタ１０２を垂直に配置する必要はない。結果として、また、ここで、図面の図３を参照すると、複数のキャニスタ１０２を、プリンタ３００の任意所望の場所に配置することができる。そのため、缶１０２は、プリンタの前面３０２に、３０４で示すプリンタ３００の上面に、かつ／または、プリンタ３００の側面３０６に配置することができる。これらは、缶１０２が配置される場合の例に過ぎず、プリンタ３００の任意の適した場所を使用して、缶１０２を収容することができることが強調される。

缶１０２のサイズが小さいため、缶１０２を、たとえば、図面の図３に示す向きに配置することによって、プリンタ３００の占有面積および高さを最小にすることができることが理解されるであろう。その結果、プリントヘッド２０２にインクを供給するためのポンプ機構を使用するプリンタよりもコンパクトなプリンタ３００を開発することができる。

ここで、図面の図４Ａ〜図４Ｃを参照すると、圧力調整器１１４がより詳細に述べられる。圧力調整器１１４は、流路画成部材としてのシリンダ４００を備える。シリンダ４００は、第１の部分４０２および取り外し可能な第２の部分４０４を有する。シリンダ４００は流路４０６を画成する。流路４０６は、流路４０６の上流端に配置された入口開口４０８および流路４０６の下流端に配置された出口開口４１０を有する。

入口開口４０８は、シリンダ４００に対して同心円状に配置された円筒部分４１２によって画成される。円筒部分４１２は、ボス４１４の周りに配置されて、ほぼ環状断面の入口開口４０８が画成される。

円筒部分４１２は、流路４０６内に突き出て、ボス４１４と共に、シート画成構造４１６を画成する。

プランジャ４１８の形態の流量制御部材は、流路４０６内に変位可能に配置される。プランジャ４１８は、プランジャ４１８の上流端がシート画成構造４１６に着座し、入口開口４０８を閉じる図面の図４Ａに示す第１位置と、プランジャ４１８の上流端が、ボス４１４から離れ、矢印４２２に示すように、インクが、プランジャ４１８の貫通ボア４２０内に流れるのを可能にする図面の図４Ｂに示す第２位置の間で変位可能である。

第１のＯリングシール４２４は、プランジャ４１８の上流端に近接して配置される。プランジャ４１８がその第１位置にある時、シール４２４は、円筒部分４１２の内面に対してシールし、インクが流路４０６内に進入するのを止める。第２のワイパータイプのシール４２６は、プランジャ４１８の下流端に近接して配置される。シール４２６は、シリンダ４００の壁の内面に対してシールして、シール４２６の下流に低圧領域４２８を生成するのに役立つ。この低圧領域４２８は、出口開口４１０を通ってインクが流出することによって生ずる。

圧力調整器１１４は、コイルバネ４３０の形態の調整要素を含む。コイルバネ４３０は、プランジャ４１８の周りで同心円状に配置される。コイルバネ４３０は、圧力調整器１１４の所望の出力圧に対応する弾性力を有するように選択され、プランジャ４１８がシート画成構造４１６のボス４１４から今にも持ち上がろうとする平衡状態にプランジャ４１８を維持するように配置される。

そのため、使用時、インク送出システム１００の流出口１１６は、圧力調整器のシリンダ４００の円筒部分４１２に接続される。インク送出システム１００の袋１０６からのインク１１０は、オンデマンドで、圧力調整器１１４を介して導管２０４を通ってプリントヘッド２０２へ供給される。より詳細には、インクをプリントヘッド２０２へ送出することが必要である時、圧力調整器１１４の出口開口４１０を通って取り出されるインクは、プランジャ４１８を、図面の図４Ａに示す位置から、図面の図４Ｂに示す位置まで移動させる傾向がある。これによって、インクは、プランジャ４１８のボア４２０を通り、出口開口４１０を通って出て、プリントヘッド２０２へ流れる。

プリントヘッド２０２による印刷が終了すると、プリントヘッド２０２へのインク供給が止まる。シリンダ４００の領域４２８での圧力の増加によって、プランジャ４１８は、第１位置へ戻るように駆動され、圧力調整器１１４の出口開口４１０を通るインク供給を閉じる。

したがって、可動部品を持たず、結果として、プリンタ３００内の騒音の増加を引き起こさないインク送出システム１００が提供されることが本発明の利点である。可動部品が無いため、インク送出システム１００は、消耗を受けにくく、騒音の低減にさらに寄与する。インク送出システム１００における推進物質１１２の使用は、キャニスタ１０２を、プリンタ３００内で、または、プリンタ３００上で、任意の向きに配置することができることを意味する。

少数の部品によって部品コストが低く、それに対応して組み立てコストが低いインク送出システム１００が提供されることが本発明の別の利点である。先に示したように、キャニスタ１０２を、連続した線形配置にすることは必要ではなく、それによって、より小型で、よりコンパクトなプリンタ３００を設計することが可能になる。缶１０２を、任意の向きに設置することができ、同様に、プリンタ３００の高さを実質的に増すことなく、プリンタ３００の上部に設置することができる。

さらに、缶１０２は、長期保存性を有し、細菌または埃による汚染を受けにくい。内容物は、気化せず、結果として、缶１０２の性能特性は、缶１０２の寿命にわたって変わらないはずである。

最小の可動部品を有する圧力調整器１１４の使用によって、空間が非常に貴重であるインクジェットプリンタ用途に適する小型デバイスがもたらされる。圧力調整器１１４の使用によって、同様に、缶１０２が、内容物をより高い圧力に保つことが可能になり、より小型の缶１０２がもたらされる。先に示したように、これは、プリンタ３００の全体のサイズを決める時に有利である。

大まかに述べた本発明の精神または範囲から逸脱することなく、多くの変形および／または変更を、特定の実施形態に示される本発明に行ってもよいことを当業者は理解するであろう。したがって、本実施形態は、あらゆる点で、例示であって、制限ではないと考えられるべきである。

本発明の一実施形態によるインク送出システムの側断面略図である。 プリントヘッドに接続されるインク送出システムの略図である。 インク送出システムを組み込んだ、本発明の一実施形態によるプリンタの平面略図である。 閉じた状態のインク送出システムの、本発明の一実施形態による構成要素の側断面図である。 開いた状態の構成要素の側断面図である。 構成要素の分解図である。

符号の説明

１００ インク送出システム
１０２ 缶
１０４ 上部部材
１０６ 袋
１０８ 容器の内部
１１０ インク
１１２ 推進物質
１１４ 圧力調整器
１１６ 流出口
２００ インク供給配置構成
２０２ プリントヘッド
２０４ 導管
３００ プリンタ
３０２ プリンタの前面
３０４ プリンタの上面
３０６ プリンタの側面
４００ シリンダ
４０２ 第１の部分
４０４ 第２の部分
４０６ 流路
４０８ 入口開口
４１０ 出口開口
４１２ 円筒部分
４１４ ボス
４１６ シート画成構造
４１８ プランジャ
４２０ 貫通ボア
４２２ 矢印
４２４ 第１のＯリングシール
４２６ 第２のワイパータイプのシール
４２８ 低圧領域
４３０ コイルバネ

Claims (5)

1. 第１容器と、
   プリンタのプリンタヘッドに供給されるインクを収容し、前記第１容器に収容され、前記第１容器の外部からアクセス可能であるように配置される流出口を有する、柔軟性のある第２容器と、
   前記第１容器の内面と前記第２容器の外面との間に挿入され、前記第２容器の流出口を通して前記インクの放出をオンデマンドで行う圧縮ガスと、
   前記第２容器の前記流出口と流体が連通する圧力調整器と、を備え、
   前記圧力調整器は、
   （i）入口開口および出口開口を有する流路を画成する流路画成部材と、
   （ii）前記流路内に配置されるプランジャであって、前記プランジャを貫通して伸びるボアを有し、前記流路の前記入口開口が閉じる第１位置と、前記入口開口が開いて、インクの流れが、前記ボアを通り、前記流路の前記出口開口を通って出ることを可能とする第２位置と、の間で変位可能である、プランジャと、
   （iii）前記プランジャの周りに配置され、前記出口開口から放出されるインクを所定の圧力に維持するように設定されたコイルバネと、を備えることを特徴とするインク送出システム。
2. 前記流路画成部材は、前記流路の前記入口開口に配置されるシート画成構造を含み、前記プランジャは、第１位置にある時、前記シート画成構造と協働して、前記プランジャの前記ボアを通るインクの流れを止めることを特徴とする請求項１に記載のインク送出システム。
3. 前記圧力調整器は、前記プランジャが第１位置にある時、前記流路の前記入口開口を閉じるように前記シート画成構造と協働する、前記プランジャの上流端にある第１シールを備え、前記プランジャの下流端に近接して配置され、前記流路の前記出口開口に圧力低下領域を生成するために、前記流路画成部材の内壁と協働する第２シールを備えることを特徴とする請求項２に記載のインク送出システム。
4. 少なくとも一つのプリンタヘッドと、
   第１容器と、インクを収容し、前記第１容器に収容され、前記第１容器の外部からアクセス可能であるように配置される流出口を画成する、柔軟性のある第２容器と、前記第１容器の内面と前記第２容器の外面との間に挿入され、前記第２容器の流出口を通して前記少なくとも１つのプリンタヘッドへの前記インクの放出をオンデマンドで行う圧縮ガスと、を備えるインク送出システムと、
   圧力調整器と、を備え、
   前記圧力調整器は、
   （i）入口開口および出口開口を有する流路を画成し、前記入口開口は前記第２容器の流出口と流体が連通し、前記出口開口は前記少なくとも１つのプリンタヘッドと液体が連通する流路画成部材と、
   （ii）前記流路内に配置されるプランジャであって、前記プランジャを貫通して伸びるボアを有し、前記流路の前記入口開口が閉じる第１位置と、前記入口開口が開いて、インクの流れが、前記ボアを通り、前記流路の前記出口開口を通って出ることを可能とする第２位置と、の間で変位可能である、プランジャと、
   （iii）前記プランジャの周りに配置され、前記出口開口から放出されるインクを所定の圧力に維持するように設定されたコイルバネと、を備えることを特徴とするプリンタ。
5. 前記流路画成部材は、前記プランジャが第１位置にある時、前記プランジャの前記ボアを通るインクの流れを止めるために前記プランジャが協働するように、前記流路の前記入口開口に配置されるシート画成構造を備え、
   前記圧力調整器は、第１シールと第２シールとをさらに備え、前記第１シールは、前記プランジャが前記第１位置にある時、前記流路の前記入口開口を閉じるように、前記シート画成構造に近接して設けられ、前記第２シールは、前記プランジャの下流端に近接して配置され、前記流路の前記出口開口に圧力低下領域を生成するために、前記流路画成部材の内壁と協働することを特徴とする請求項４に記載のプリンタ。

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