JP4210368B2 - プライミングステーション - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、一般的にはインクジェットプリンタに関し、特に、定期的保守処理に際してプリントヘッドをインクで満たして動作できるようにするためのプライミング（priming:インク充填）システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
いわゆる「ドロップオンデマンド（drop-on-demand）」タイプのインクジェットプリンタは少なくとも１つのプリントヘッドを有し、このプリントヘッドからインクの液滴は記録媒体へ向かって噴射される。プリントヘッド内部において、インクは複数のチャネルの中に含まれ、また、要求に応じてチャネル端部のオリフィスからインクの液滴を噴射させるのに、エネルギーパルスが用いられる。
【０００３】
例えば、プリンタが使用されているときにはオリフィスを定期的にクリーニングすることにより、及び／又は、プリンタが使用されていないとき又は長期間稼働していないときにはプリントヘッドにふたをすることにより、インクジェットプリンタのインク噴射オリフィスを保守する必要があることが認められている。プリントヘッドにふたをするのは、プリントヘッドのインクが完全に乾いてしまうのを防ぐことを意図したものである。また確実に、プリントヘッドチャネルが完全にインクで満たされ、汚染物質又は気泡を含まないようにするために、使用前にプリントヘッドを満たす必要もある。さまざまなタイプのインクジェットプリンタのプリントヘッドのための保守及び／又はプライミングステーションは、例えば米国特許第 5,555,461号及び第 5,432,538号に述べられている。
【０００４】
図１に示された１つの好適なプライミング方法において、プリントヘッド１０のノズル面６を密封状態にするように係合するキャップ４に接続されたダイアフラムポンプ２によって真空が作られる。インクアキュムレータ８は、それぞれポート１４及び１６に接続された管１１及び１２により、プリントヘッドとポンプとの間に接続される。アキュムレータは、ポンプにより付与される真空力に耐えるのに十分な強度、製造の容易さ、低コスト、及び集められるインクとの適合性というような特性を有する材料で形成されなければならない。インクアキュムレータに好適な材料の１つはポリプロピレンであり、これは製造を容易にしやすい安価な工学材料である。ポリプロピレンの欠点は、極めて透湿度が低いという点である。アキュムレータ８の容量には限りがあるので、プライミング機能により溜められる廃インクを処理する保守システムに制限が生ずる。最もはっきりした制限は、アキュムレータが満杯になって定期的に交換しなければならない頻度である。もう１つの制限は、真空圧の低下又は停止によりキャップ４自体がインクでいっぱいになり、その結果プリンタにより形成された出力プリントの質が低下してしまうときである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
従って、本発明の１つの目的は、プライミング処理の際にプリントヘッドから噴射されるインクをより能率的に貯蔵することのできるインクアキュムレータ（貯蔵器）を設けることにより、プライミング機能を向上させることである。本発明のもう１つの目的は、インク廃棄の頻度を減らすことによりアキュムレータの寿命を延ばすことである。
【０００６】
本発明のさらなる目的は、アキュムレータに用いられる材料の望ましい特徴を犠牲にすることなく、アキュムレータの透湿度（ＭＶＴＲ：moisture vapor transfer rate）を高めることである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
これらの及び他の目的は、少なくとも一部がその他の壁面に比べて高い透湿度を有する薄い透湿性フィルムによって形成された、タンクの壁面を有するアキュムレータタンクを設けることにより実現される。透湿性フィルムは貯蔵されたインクの蒸発を増進させ、また、インクアキュムレータの交換までの期間を長くする。
【０００８】
１つの実施の形態において、アキュムレータは、比較的厚い側壁、底部、及び上部カバーを有するがその上部カバーは多数の貫通孔を有する、ポリプロピレンタンクから成る。孔は、薄くて透湿度の高いシリコーンフィルムで被覆される。孔のあいた表面は構造上の強度を保持し真空圧に耐える一方で、貯蔵されたインクが透湿性フィルムを通して蒸発するのを増進させる。
【０００９】
上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、インクジェットプリンタ用のプライミングステーションが提供される。かかるプライミングステーションは、プリントヘッドのノズル面にシール状態で取り付けられるキャップ部材と、キャップ部材からインクを受け取り、キャップ部材と接続される入口部および真空ポンプと接続される出口部を備えるインクアキュムレータと、を備える。インクアキュムレータは、インクを収集する液槽部と、外面を有し、液槽部をシールするように取り付けられるカバー部と、所定の透湿度を有し、カバー部の外面に設けられた透湿性フィルムと、貯蔵されたインクがインクアキュムレータから出口部を介して真空ポンプに入るのを防止するために出口部に設けられた一方向シールと、からなる。カバー部は、透湿性フィルムに覆われた複数の貫通孔を備え、透湿性フィルムに覆われた複数の貫通孔を介して水蒸気の蒸発を可能にするとともに、真空圧に耐え得る強度を保持することを特徴とする。
【００１０】
ここで、液槽部およびカバー部はポリプロピレンからなり、透湿性フィルムは、厚さが０．６３５〜０．７８０ｍｍのシリコンフィルムから形成することができる。あるいは、液槽部およびカバー部はポリプロピレンからなり、透湿性フィルムは、厚さが０．６３５〜０．７８０ｍｍのマイラーから形成することもできる。また、透湿性フィルムは、カバー部の外面に接着させるために、片面にエッチング処理を施してもよい。透湿性フィルムの透湿度は、例えば温度３８℃相対湿度８０％において、０．６ｇ／２４時間／１００平方インチとすることができる。
【００１１】
本発明のインクジェットプリンタ用のプライミングステーションは、プリントヘッドのノズル面にキャップ部材をシール状態で取り付ける手段を有し、真空源を有し、キャップ部材と真空源との間に接続されたインクアキュムレータタンクを有し、ノズル面を通してプリントヘッドからインクを吸引しアキュムレータタンクの中にインクを集める真空源を作動させる手段を有し、このアキュムレータタンクは、透湿性の異なる複数の壁を有することを特徴とする。ここで、アキュムレータタンクは、複数の貫通孔を有するカバー部を有する液槽部を有する。カバー部は液槽部に接合されており、液槽部は孔を被覆し、液槽部およびカバー部よりも透湿性の高いフィルムを有する。アキュムレータは、少なくとも１つの表面領域が他の表面領域よりも高い透湿性を有する単一液槽部材に形成することもできる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
図２はインクジェットプリンタプライミングステーション２０の側面図を示していて、このプライミングステーションは、インクアキュムレータタンク２８の入口部２６に管２４で接続されたキャップ部材２２を有する。タンク２８の出口部３０は真空ポンプ３４に管３２で接続される。出口部３０は一方向シール３６を有し、満杯のタンクから管３２及びインクポンプ３４へインクが流れるのを防ぐ。
【００１３】
プライミングステーションは、ノズル面４２を有するプリントヘッド４０を含むプリンタの一部である。プリントヘッドはインク供給カートリッジに固定され、このインク供給カートリッジは、プリントゾーンからプライミングステーションへと動くキャリッジ上に着脱可能に取り付けられる。キャリッジの動き及びプリントヘッドのキャップ部材２２との係合について記載したプリンタの詳細は、米国特許第 5,555,461号に開示されていて、その内容は引用により本出願の一部として含まれる。
【００１４】
図２についての記述を続けると、タンク２８は液槽部５０とカバー５２の２つの部分から成り、カバー５２にはそれを貫通して複数の孔５４があけられている。薄い透湿性フィルム５６が、カバー５２の表面に接着されている。液槽部５０及びカバー５２は、超音波により一緒に接着された厚さ１．５ｍｍのポリプロピレンであり、漏れのないシールを形成する。好適な実施の形態において、フィルム５６は厚さ０．７８ｍｍのシリコーンフィルムであり、このフィルムはカバー５２に接着するように片面にエッチングされている。フィルム５６の透湿度は、温度３８℃相対湿度８０％において、０．６グラム／２４時間／１００平方インチであることが測定された。例えば、厚さ１．５ｍｍのポリプロピレン液槽部及びカバーの透湿度は、温度３８℃相対湿度８０％において、０．００２グラム／２４時間／１００平方インチというかなり低い値であり、透湿性がはるかに低いことを示している。この好適な実施の形態の利点は、アキュムレータの水蒸気の蒸発による損失を増大させ、また同時にアキュムレータの構造上の一体性を保つという点である。さらに、シリコーンはポリプロピレンのようにほとんどのインクセットと十分に適合する。
【００１５】
動作に際しては、プリントヘッドノズル面４２は、上述の米国特許第 5,555,461号に記載されているように、シール状態でキャップ部材２２と接触している。ポンプ３４は８から１０ｐｓｉ（ポンド−力／平方インチ）の真空圧を生成するように作動され、インクがプリントヘッドノズルから吸引されてプライミング動作を開始する。インクは管２４を通って移動し液槽５０に集められる。ポリプロピレンはインクに対し不活性であり、インクは液槽５０を満たし始める。（フィルムがない場合の蒸発速度とは対照的に）集められたインクの孔５４を被覆するフィルムを通しての蒸発速度が高くなるため、タンクの交換が必要とされるレベルにインクが達するまでの期間がより長くなる。
【００１６】
図２の実施の形態では孔５４は上部カバーに設けられているが、この孔は液槽５０の他の面（例えば側壁、底部）に設けてもよいことは理解できるであろう。孔の数は、必要とされる剛性及び所望の透湿度によって決定される。不可欠な条件は、少なくとも液槽のどこかの面が他の面よりも透湿性が高いということである。また、好適な実施の形態ではフィルム５６は厚さ０．７８ｍｍであるが、０．６３５から０．７８ｍｍの範囲ならばほとんどの適用例を満足することがわかった。
【００１７】
アキュムレータの好適な実施の形態を上述のように開示したが、本発明の原理と一致する他の実施の形態も意図していることは理解されるであろう。一例として、アキュムレータは、少なくとも１つの面が他の面よりも透湿性が高い単一成型部品で形成することができる。
【００１８】
フィルム５６に適したもう１つの材料はマイラー(Mylar) である。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来技術のインクジェットプリンタプライミングステーションを示す。
【図２】本発明に従って形成されたインクアキュムレータタンクを有するインクジェットプリンタプライミングステーションを示す。
【図３】図２のアキュムレータタンクの拡大斜視図を示す。
【符号の説明】
２０ プライミングステーション
２２ キャップ部材
２８ アキュムレータタンク
３４ ポンプ
４０ プリントヘッド
４２ ノズル面
５０ 液槽
５２ カバー
５４ 孔
５６ フィルム

Claims (5)

1. インクジェットプリンタ用のプライミングステーションであって、
   プリントヘッドのノズル面にシール状態で取り付けられるキャップ部材と、
   前記キャップ部材からインクを受け取り、前記キャップ部材と接続される入口部および真空ポンプと接続される出口部を備えるインクアキュムレータと、
   を備え、
   前記インクアキュムレータは、
   インクを収集する液槽部と、
   外面を有し、前記液槽部をシールするように取り付けられるカバー部と、
   所定の透湿度を有し、前記カバー部の前記外面に設けられた透湿性フィルムと、
   貯蔵されたインクが前記インクアキュムレータから前記出口部を介して前記真空ポンプに入るのを防止するために前記出口部に設けられた一方向シールと、
   からなり、
   前記カバー部は、
   前記透湿性フィルムに覆われた複数の貫通孔を備え、
   前記透湿性フィルムに覆われた前記複数の貫通孔を介して水蒸気の蒸発を可能にするとともに、真空圧に耐え得る強度を保持する、プライミングステーション。
2. 前記液槽部および前記カバー部はポリプロピレンからなり、
   前記透湿性フィルムは、厚さが０．６３５〜０．７８０ｍｍのシリコンフィルムからなる、請求項１に記載のプライミングステーション。
3. 前記液槽部および前記カバー部はポリプロピレンからなり、
   前記透湿性フィルムは、厚さが０．６３５〜０．７８０ｍｍのマイラーからなる、請求項１に記載のプライミングステーション。
4. 前記透湿性フィルムは、前記カバー部の外面に接着するために、片面がエッチングされている、請求項１に記載のプライミングステーション。
5. 前記透湿性フィルムの透湿度は、温度３８℃相対湿度８０％において、０．６ｇ／２４時間／１００平方インチである、請求項１に記載のプライミングステーション。

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