JP4719222B2 - 除去可能な栓を有するリザーバ及びインクペンアセンブリ - Google Patents

Description

いくつかのインクジェット印刷システムは、ペンにインクを再供給するために、インクペンの近くに配置されるか又は搬送される、交換可能なインク供給カートリッジを使用する。インク供給カートリッジでは、インクがカートリッジからインクペンの中へ流れることができるように通気口が開けられていなければならない。供給カートリッジの通気口は、貯蔵されているインクが蒸発するか又はこぼれることを防ぐために、インクペンに意図的にインクが再供給されるまで、シールされているべきである。

本発明の実施形態は、交換可能なインク供給カートリッジの通気口をシールするために使用するのに適した、破棄可能なシールを提供するために開発された。したがって、本発明のいくつかの実施形態は、インクジェット印刷及びインクペンを参照して説明されるであろう。インクペンは一般に、インクカートリッジ、プリントカートリッジ又はインクジェットプリントヘッドアセンブリとも呼ばれる。しかしながら、本発明の実施形態は、インクジェット印刷での使用、インクペンでの使用、又はインクを伴う使用に限定されない。むしろ、本発明の実施形態は、こうしたシールから利益を得る可能性のある、あらゆる用途又は環境において使用されることができる。図示するとともに以下に説明する例示的な実施形態は、本発明を例示するが限定はしない。他の形態、詳細、及び実施形態が作成され、実施されてもよい。それゆえ、以下の説明は、本発明の範囲を限定するものと解釈されるべきではなく、それはこの説明に添付される特許請求の範囲において規定される。

図１は、カラーインクペン１２、及びインクペン１２に取り付けられるインク供給カートリッジ１４、１６及び１８を備える、インクペンアセンブリ１０の斜視図である。カートリッジ１４、１６及び１８の中のシアン、マゼンタ、イエローは、インクペン１２において使用される色の一例として図１に示されている。図２は、図１のイエロー供給カートリッジ１８を通る線２−２に沿った、インクペンアセンブリ１０の側断面図である。図３は、供給カートリッジ１８がインクペン１２から取り外されていることを除いて、図２と同様である。図４は、インクペン１２のインク吐出ノズル領域を示す正面部分立面断面図である。図２〜図４に示すアセンブリ１０の機構のうちのいくつかの相対的な縮尺及び寸法は大幅に調節されており、インクジェット印刷分野の当業者には既知であるいくつかの従来の機構は、明瞭にするために省略されている。

まず図１〜図３を参照すると、各供給カートリッジ１４、１６及び１８は、インクペン１２のハウジング２６から延在しているレシーバ２０、２２及び２４に嵌まっている。各カートリッジ１４、１６及び１８は、インク貯蔵タンク３０、出口３２、及び通気口３４を密閉するハウジング２８を備える。ユーザがカートリッジ１４、１６又は１８を設置し且つ取り除く際に掴みやすくするために、平坦なフランジ３６がハウジング２８の背面に延びている。出口３２は、タンク３０の一端、図２及び図３に示す実施形態では右下の角に位置している。通気口３４は、タンク３０の別の端部、図２及び図３に示す実施形態では左上の角に位置している。出口３２及び通気口３４の位置は、カートリッジ１４、１６又は１８の特定の構成及び／又は配置に応じて変わってもよいが、出口３２は通常、できるだけ多くのインクがタンク３０から流れ出ることを可能にするために、タンク３０の下側の端部に位置し、通気口３４は通常、タンク３０内のインクの液位より上方の、タンク３０の上側の端部に位置することが期待される。

供給カートリッジハウジング２８は、本体３８及び蓋４０を備える。本体３８及び蓋４０は、互いに固着する別個の部品として形成されてもよく、又は一体型のユニットとして形成されてもよい。通気口３４は、蓋４０の開口として形成される。蓋４０の一例が図５に示されている。ここで、図５も参照すると、通気口３４は蛇行したトンネル４２を介して大気に晒されている。供給カートリッジ２８のいくつかの応用形態では、通気口３４はインク送出システムの戻り側に対して露出されていてもよく、圧送、遠隔通気、ブリーディング又は加圧、及び再循環が可能になる。それゆえ、大気に対して直接通気することは通気口３４の一例に過ぎない。一般にラビリンスと呼ばれるトンネル４２は、蓋４０の上部４６にある、ラベル又は他の適したカバー４８によって覆われる窪み４４によって形成される。インクジェット印刷の分野では既知であるラビリンスは、蒸発の速度を遅くするために、インクペンの通気に一般に使用される。図２及び図３に示す実施形態では、出口３２は弾性膜５０でシールされている。図２に示すように、供給カートリッジ１４、１６又は１８がレシーバ２０、２２又は２４内に設置される際に、針５２がインクペンハウジング２６から突出して膜５０を貫通し、インクが供給カートリッジ１４、１６又は１８からインクペン１２へと流れるための経路を提供する。ボールコルクシール５３が、供給カートリッジの通気口３４をシールする。

図２〜図４を参照すると、プリントヘッド５４がインクペン１２の底部に配置されている。プリントヘッド５４は、インク吐出オリフィス５８を有するオリフィス板５６と、インク吐出オリフィス５８の後方に位置する集積回路チップ６２上に形成されている噴射抵抗６０とを備える。可撓性回路６４が、電気トレースを外部の接触パッド（図示せず）から噴射抵抗６０に搬送する。インクペン１２がプリンタに設置されるとき、ペン１２は接触パッドを介してプリンタコントローラに電気的に接続される。動作時に、プリンタコントローラは可撓性回路６４内の信号トレースを介して噴射抵抗６０に選択的に電圧を印加する。噴射抵抗６０が電圧を印加されると、抵抗６０に隣接する蒸発チャンバ６６内のインクが蒸発し、オリフィス５８を通ってプリント媒体上にインク滴を吐出する。その後、蒸発チャンバ６６は、次の吐出に備えてインクリザーバ７０、７２又は７４からインクを補充する。プリントヘッド５４を通るインクの流れが、図４において矢印６８により示される。各インクリザーバ７０、７２及び７４は、それぞれの供給カートリッジ１４、１６又は１８から、針５２を通って、各リザーバ７０、７２及び７４の入口ポート７６においてインクを再供給されることができる。供給カートリッジ１４、１６又は１８の通気口シール５３を破棄することにより、インクが供給カートリッジ１４、１６又は１８から各リザーバ７０、７２又は７４へと流れることが可能になる。

図６〜図８は、ボールコルクシール５３の一実施形態をより詳細に示す。図６〜図８を参照するとボール７８が、カートリッジハウジング２８の蓋４０に通気口３４を形成する円形の開口８０に押し込まれる。開口８０は導入部８４、ボールシート８６及び導出部８８を備える側壁８２によって画定される。導入部８４は、ボールシート８６の鋭い上側縁部９０に向かって徐々に細くなっている。鋭い上側縁部９０は、インクのメニスカスがタンク３０からトンネル４２へ毛管現象で移動するのを止めるのに役立つ。導出部８８は、ボールシート８６の鋭い下側縁部９２から徐々に広くなっている。開口８０は、ボール７８をボールシート８６に押し込むために必要とされる力がより大きくなるように、ボール７８をボールシート８６から押し出すのに必要とされる力がより小さくなるように構成される。例えば、上側縁部９０における開口８０の直径は小さくされて、ボール７８が上側縁部９０を越えてボールシート８６に完全に押し込まれるのに必要とされる力がより大きくなり、下側縁部９２における開口８０の直径は大きく作られて、ボール７８が下側縁部９２を越えてボールシート８６から押し出されるのに必要とされる力が、ボール７８が上側縁部９０を越えて押し戻されるのに必要とされる力よりも小さくなる。鋭い下側縁部９２は、インクのメニスカスのタンク３０からボールシート８６への毛管現象の移動をも止めるのに役立つ。導出部８８は、ボール７８の直径が下側縁部９２を越えると、例えば側壁８２の下側部分が、シート８６からボール７８を押し出すように曲がることを可能にすることによって、ボール７８を開口８０から押し出すように構成される。導出部８８の底部の丸みを付けられた弁（図示せず）は、形成されるあらゆるインクのメニスカスからのメニスカス力を低減するのに役立つ。外側壁９４は導出部８８で徐々に細くなっていることで、側壁８２の出口断面が下側縁部９２及び導出部８８において弱くなっている。

ボールシート８６の面９４が、ボール７８の直径よりもわずかに小さい直径を有する球状であることによって、ボール７８と面９４との間の締まり嵌めによる良好なシール力を保証することを促進することができる。ボールシート８６は、ボール７８が蓋４０の上部４６の平面の直ぐ下方にあるように、配置されている。ボールコルクシール５３は、図７及び図８に示すように、ボール７８が開口８０を飛び出るまでカバー４８を押下することにより破棄され、それによりタンク３０が通気される。ボール７８の相対的な幾何学的形状及び開口８０の関連する機構は、ボール７８をボールシート８６から押し且つ押し出すのに必要とされるストロークの長さを最短にするように、少なくとも部分的に確定される。

図９及び図１０は、供給カートリッジ１４、１６及び１８の通気口３４をシールするために使用できるような破棄可能なシール９６の別の実施形態を示す。図９及び図１０を参照すると、シール９６は、本体１０２から延びる上部フランジ９８及び底部フランジ１００を備える、概ね「ダンベル」形状の栓として構築されている。底部フランジ１００は、本体１０２から上部フランジ９８よりも長く延び、それにより栓９６をタンク３０へと押し込むのに必要とされる力が、栓を蓋４０の開口１０４から押し戻すのに必要とされる力よりも小さくなる。

図１１及び図１２は、供給カートリッジ１４、１６及び１８の通気口３４をシールするために使用できるような破棄可能なシール１０６の別の実施形態を示す。図１１及び図１２を参照すると、シール１０６は、蓋４０の弱められた「ブレイクアウト部分」１０８として構築されている。ブレイクアウト部分１０８は、支柱１１０及び細いネック１１２を備える。支柱１１０は、蓋４０の上部４６まで、又はその近くに延び、ネック１１２によって取り囲まれた（又は、ネックが連続していない場合はネック部１１２間の）部分１０８の概ね中心に位置している。シール１０６は、カバー４８を支柱１１０に押し付けてネック１１２を破壊することによって破棄され、タンク３０を、トンネル４２を介して大気に晒す。

図１３及び図１４は、供給カートリッジ１４、１６及び１８の通気口３４をシールするために使用できるような破棄可能なシール１１４の別の実施形態を示す。図１３及び図１４を参照すると、シール１１４は蓋４０の弱められた「ブレイクアウト部分」１１６として構築されている。ブレイクアウト部分１１６は、支柱１１８及び細いネック１２０を備える。蓋４０にねじ込まれて支柱１１８の上に達するスクリュ１２２を使用して、シール１１４が破棄される。シール１１４は、スクリュ１２２を支柱１１８まで回転させて、ネック１２０を破壊することによって破棄され、タンク３０を、蓋４０の内側に沿って形成されたトンネル１２２を介して大気に晒す。

図１５及び図１６は、供給カートリッジ１４、１６及び１８の通気口３４をシールするために使用できるような破棄可能なシール１２６の別の実施形態を示す。図１５及び図１６を参照すると、シール１２６は、蓋４０の開口１３２から離れて延びるトンネル１３０の上の貫通可能なラベル又は他のカバー１２８として構築されている。シール１２６は、カバー１２８を貫通することによって破棄され、タンク３０を、トンネル１３０を介して大気に晒す。カバー１２８を破棄しやすくするために、必要又は所望に応じて、トンネル１３０のより深い部分１３４が、カバー１２８を貫通するための所望の位置に形成されてもよい。

本説明の始めに述べたように、図示するとともに上で説明された例示的な実施形態は、本発明を例示するが限定はしない。他の形態、詳細及び実施形態が作成され、実施されてもよい。したがって、上記の説明は、本発明の範囲を限定するものと解釈されるべきではなく、それは添付の特許請求の範囲において規定される。

イエロー、マゼンタ及びシアンのインク供給カートリッジが取り付けられたカラーインクペンを含む、インクペンアセンブリの斜視図である。 図１の線２−２に沿った、図１のアセンブリの部分断面図である。 インク供給カートリッジをインクペンから取り外して示す、図１のアセンブリの部分断面図である。 図１の線４−４に沿った、図１のインクペンの断面図である。 図１〜図３に示すカートリッジのようなインク供給カートリッジの蓋を示す、詳細な斜視図である。 図２及び図３のカートリッジにおける通気口シールをより詳細に示す断面図である。 図２及び図３のカートリッジにおける通気口シールをより詳細に示す断面図である。 図２及び図３のカートリッジにおける通気口シールをより詳細に示す断面図である。 図２及び図３において示すもののようなインク供給カートリッジにおいて用いることができる他の通気口シールの例を示す断面図である。 図２及び図３において示すもののようなインク供給カートリッジにおいて用いることができる他の通気口シールの例を示す断面図である。 図２及び図３において示すもののようなインク供給カートリッジにおいて用いることができる他の通気口シールの例を示す断面図である。 図２及び図３において示すもののようなインク供給カートリッジにおいて用いることができる他の通気口シールの例を示す断面図である。 図２及び図３において示すもののようなインク供給カートリッジにおいて用いることができる他の通気口シールの例を示す断面図である。 図２及び図３において示すもののようなインク供給カートリッジにおいて用いることができる他の通気口シールの例を示す断面図である。 図２及び図３において示すもののようなインク供給カートリッジにおいて用いることができる他の通気口シールの例を示す断面図である。 図２及び図３において示すもののようなインク供給カートリッジにおいて用いることができる他の通気口シールの例を示す断面図である。

Claims (14)

1. 密閉式チャンバを画定するハウジングであって、前記チャンバの一部分において第１の開口を内部に有し、また、前記チャンバの第１の部分の上方であって、前記チャンバの第２の部分において前記ハウジングの蓋に形成される第２の開口を内部に有する、ハウジングと、
   前記第２の開口に栓をする除去可能な栓と、
   前記栓が除去されると、前記第２の開口を介して前記チャンバを大気に晒す蛇行したトンネルと、
   前記蓋と共に前記トンネルを形成し、前記栓及び前記蓋の上部を覆うカバーとを備え、
   前記カバーの押圧により前記栓が押圧されて除去され、前記第２の開口及び前記トンネルを介して前記チャンバが大気に晒されることを特徴とする流体を保持するリザーバ。
2. 前記除去可能な栓は、前記第２の開口を施栓する栓であり、
   前記栓は、前記栓を前記第２の開口に押し込むために第１の力が必要とされ、前記栓を前記第２の開口から押し出すために、前記第１の力よりも小さい第２の力が必要とされるように構成されることを特徴とする請求項１に記載のリザーバ。
3. 前記第２の開口を施栓する前記栓は、前記第２の開口に収容されるボールで構成されることを特徴とする請求項２に記載のリザーバ。
4. 前記第２の開口を施栓する前記栓は、本体の一方の端から突出する第１のフランジと、前記本体の他方の端から突出して前記第１のフランジよりも大きい第２のフランジとを有するダンベル形状の栓で構成されることを特徴とする請求項２に記載のリザーバ。
5. 前記除去可能な栓は、前記第２の開口に跨る部分を備え、前記部分は、前記部分の内側において前記第２の開口の前記カバー近くまで延びる支柱を有し、また前記部分の外側において細く容易に破壊可能なネックを有することを特徴とする請求項１に記載のリザーバ。
6. 密閉式タンクと、
   前記タンクの一方の端部の出口と、
   前記タンクの蓋に形成され、前記タンクの他方の端部の開口と、
   前記開口に栓をする除去可能な栓と、
   前記栓が除去されると、前記タンクの内部を前記開口を介して大気に晒す蛇行したトンネルと、
   前記蓋と共に前記トンネルを形成し、前記栓及び前記蓋の上部を覆うカバーとを備え、
   前記カバーの押圧により前記栓が押圧されて除去され、前記開口及び前記トンネルを介して前記タンクが大気に晒されることを特徴とする流体を保持するリザーバ。
7. 密閉式チャンバを画定するハウジングであって、前記ハウジングの蓋に形成され前記チャンバの一方の端部における第１の開口を内部に有し、前記チャンバの他方の端部において第２の開口を内部に有する、ハウジングと、
   前記第１の開口に栓をする除去可能な栓と、
   前記栓が除去されると、前記第１の開口を介して前記チャンバを大気に晒す蛇行したトンネルと、
   前記蓋と共に前記トンネルを形成し、前記栓及び前記蓋の上部を覆うカバーとを備え、
   前記カバーの押圧により前記栓が押圧されて除去され、前記第１の開口及び前記トンネルを介して前記チャンバが大気に晒されることを特徴とする流体を保持するリザーバ。
8. インクリザーバ、及び前記インクリザーバに動作可能に接続されるプリントヘッドを有するインクペンと、
   供給カートリッジであって、インクが前記供給カートリッジから前記インクリザーバへと流れることができるように前記インクペンに取り外し可能に接続される、供給カートリッジとを備え、
   前記供給カートリッジが、
   密閉式チャンバを画定するハウジングであって、前記ハウジングの蓋に形成される第１の開口と、前記チャンバの底部における第２の開口とを有する、ハウジングと、
   前記第１の開口に栓をする除去可能な栓と、
   前記栓が除去されると、前記チャンバを前記第１の開口を介して大気に晒す蛇行したトンネルと、
   前記蓋と共に前記トンネルを形成し、前記栓及び前記蓋の上部を覆うカバーとを備え、
   前記カバーの押圧により前記栓が押圧されて除去され、前記第１の開口及び前記トンネルを介して前記チャンバが大気に晒されることを特徴とするインクペンアセンブリ。
9. インクリザーバ、及び前記インクリザーバに動作可能に接続されるプリントヘッドを有するインクペンと、
   供給カートリッジであって、インクが前記供給カートリッジから前記インクリザーバへと流れることができるように前記インクペンに取り外し可能に接続される、供給カートリッジとを備え、
   前記供給カートリッジが、
   密閉式タンクと、
   前記タンクの一方の部分にある、前記インクリザーバへの出口と、
   前記タンクの蓋に形成され、前記タンクの他方の部分にある通気口と、
   前記通気口に栓をする除去可能な栓と、
   前記栓が除去されると、前記タンクの内部を前記通気口を介して大気に晒す蛇行したトンネルと、
   前記蓋と共に前記トンネルを形成し、前記栓及び前記蓋の上部を覆うカバーとを備え、
   前記カバーの押圧により前記栓が押圧されて除去され、前記通気口及び前記トンネルを介して前記タンクが大気に晒されることを特徴とするインクペンアセンブリ。
10. インクリザーバ、及び前記インクリザーバに動作可能に接続されるプリントヘッドを有するインクペンと、
    供給カートリッジであって、インクが前記供給カートリッジから前記インクリザーバへと流れることができるように前記インクペンに取り外し可能に接続される、供給カートリッジとを備え、
    前記供給カートリッジが、
    密閉式タンクと、
    前記タンクの一方の部分にある、前記インクリザーバへの出口と、
    前記タンクの蓋に形成され、前記タンクの他方の部分の通気口と、
    前記通気口に栓をする除去可能な栓であって、前記通気口内に収容されるボールである栓と、
    前記通気口内へと前記栓を誘導する第１のテーパと、前記通気口の外へと前記栓を誘導する第２のテーパと、
    前記栓が除去されると、前記タンクの内部を前記通気口を介して大気に晒す蛇行したトンネルと、
    前記蓋と共に前記トンネルを形成し、前記栓及び前記蓋の上部を覆うカバーとを備え、
    前記カバーの押圧により前記栓が押圧されて除去され、前記通気口及び前記トンネルを介して前記タンクが大気に晒されることを特徴とするインクペンアセンブリ。
11. 前記第１のテーパと前記通気口との共通部分における第１の縁部と、前記第２のテーパと前記通気口との共通部分における第２の縁部とをさらに備えることを特徴とする請求項１０に記載のインクペンアセンブリ。
12. インクを貯蔵するための複数の内部リザーバを画定する本体と、前記リザーバに動作可能に接続されるプリントヘッドとを有するインクペンと、
    前記インクペンの、前記プリントヘッドとは逆の一方の側にわたって互いに隣接して配置される複数のインク供給カートリッジであって、前記供給カートリッジの各々は、インクが前記供給カートリッジから対応するインクリザーバに流れることができるように、前記インクペンに取り外し可能に接続され、前記供給カートリッジの各々は、インクを保持するための密閉式タンクと、前記タンクの蓋に形成される前記タンクへの通気口と、前記通気口に栓をする除去可能な栓と前記栓が除去されると、前記タンクの内部を前記通気口を介して大気に晒す蛇行したトンネルと、前記蓋と共に前記トンネルを形成し、前記栓及び前記蓋の上部を覆うカバーとを有する、複数のインク供給カートリッジとを備え、
    前記カバーの押圧により前記栓が押圧されて除去され、前記通気口及び前記トンネルを介して前記タンクが大気に晒されることを特徴とするインクペンアセンブリ。
13. 前記供給カートリッジの各々を収容するための、前記インクペン本体から延在する複数のレシーバをさらに備えることを特徴とする請求項１２に記載のアセンブリ。
14. 前記レシーバの各々は、前記インクペン本体の延長部として形成されることを特徴とする請求項１３に記載のアセンブリ。

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