JP5461412B2 - インクジェットモジュール - Google Patents

Description

本開示は、インクジェット印刷に関し、特に、コンティニュアス（continuous；連続噴射）インクジェット・プリンタのようなインクジェット・プリンタのインク供給システムのコアモジュールに関する。

インクジェット印刷システムにおいて、印刷は、ノズルで生成されて基板の方へ飛ばされる個々のインク滴から成る。必要な時に印刷用のインク滴が生成されるドロップ・オンデマンドと、インク滴が連続的に生成されて選択されたインク滴のみが基板の方へ向けられ、残りのインク滴がインク供給へ再循環されるコンティニュアス・インクジェット印刷との２つの基本的なシステムが存在する。

コンティニュアス・インクジェット・プリンタは、例えば発振圧電素子によって、ノズルから放出された連続的なインク流が個々の一定の液滴に分割されるプリントヘッド・ドロップジェネレータへ、圧力を受けたインクを供給する。その液滴は、一対の偏向板の間で生成される横電場を通過する前に選択的・個別的に所定の電荷が付与される電荷電極を通り過ぎるように向けられる。それぞれの荷電した液滴は、基板に衝突する前に、電荷量に応じてその電場によって偏向され、一方、荷電しない液滴は、偏向されずに進み、ガター（gutter）で収集され、そこから再利用のためにインク供給へ再循環される。荷電した液滴は、ガターを迂回し、液滴の電荷によって決まる位置で、ならびにプリントヘッドに対する基板の位置で、基板に衝突する。偏向板は、基板のスピードを補償するように垂直傾向に向けられるが、一般に、基板は、プリントヘッドに対して一方向に移動し、液滴は、それに対して略垂直な方向へ偏向する（基板の移動方向に対して垂直に液滴のラインがよく伸びていない液滴到達手段間のプリントヘッドに対する基板の移動）。

コンティニュアス・インクジェット印刷において、文字は、ポテンシャル・ドロップ（potential drop）位置の一定の配列を含むマトリクスから印刷される。各マトリクスは、それぞれ、液滴に加えられる電荷によって決まる複数のポテンシャル・ドロップ位置（例えば、７）を含むラインによって画定される複数の列（ストローク）から成る。したがって、それぞれの利用可能な液滴は、ストローク内のその目的の位置に従って荷電される。特定の液滴が使用されない場合は、その液滴は、荷電されず、再循環用にガターに収容される。このサイクルが、マトリクス内のすべてのストロークのために繰り返され、次の文字マトリクスのために再度開始される。

インクは、一般に、制御回路用の分離した区画とユーザインターフェイスパネルを含むキャビネットの密閉された区画内に収容されるインク供給システムによって、圧力を受けてプリントヘッドへ伝送される。このシステムは、フィルタを介して貯蔵器またはタンクからインクを引き込み、圧力を受けてプリントヘッドへ伝送するメインポンプを含んでいる。インクが消費されると、必要に応じて、取り外し可能なように貯蔵器に連結された取り外し可能なインクカートリッジから、給水管によって貯蔵器が再充填される。インクは、フレキシブルな伝送管を介して貯蔵器からプリントヘッドへ供給される。ガターによって収容された使用されなかったインク滴は、ポンプによって、戻し導管を介して貯蔵器へ再循環される。それぞれの導管内のインク流は、通常、ソレノイドバルブおよび／または他の類似部品によって制御される。

システム内をインクが循環するので、溶媒蒸発の結果として、特にノズルとガターの間の移動で空気に触れた再循環されたインクに関して、インクが濃くなる傾向がある。これを補うため、インクの粘性を要求範囲内に保持するように、「メイクアップ（make-up）」溶媒が、必要に応じて、取り外し可能なインクカートリッジからインクに添加される。また、この溶媒は、クリーニングサイクルにおいて、ノズルやガターなどのプリントヘッドの洗浄コンポーネントとしても使用される。当然のことながら、溶媒の循環は、追加の流体管を必要とし、したがって、インク供給システム全体として、インク供給システムのコンポーネント間で接続された多くの導管を有している。コンポーネントと導管の間の多くの接続は、漏れや圧力低下の潜在的な要因を表す。コンティニュアス・インクジェット・プリンタが、通常、生産ラインで長時間継続して使用されることを考えれば、信頼性は重要な要素である。さらに、キャビネットのインク供給部分の内部に複数の導管が存在することは、サービスや修理の際、あるコンポーネントを取り扱うことを困難にする。

本開示の特徴は、特に、改良されたまたは代替のインクジェット・プリンタ、および／または、インクジェット・プリンタ用の代替のまたは改良されたインク供給システムを提供することである。

一態様において、インクジェット・プリンタ用のコアモジュールは、ハウジングと、ハウジング上に置かれ、かつ、コアモジュールの内外との流体連結を提供する複数のポートを有する接続マニホールドとを有する。複数のコンポーネントが、ハウジング内に置かれ、フィルタモジュール、インク貯蔵器およびインク回路を含んでいる。フィルタモジュールは、フィルタハウジング内に置かれた流体フィルタを含んでいる。フィルタハウジングは、入口および出口を有する。インク回路は、コンポーネントおよびポートと流体連結しており、コンポーネント間でインクを伝送する流体経路を有する。フィルタモジュールは、フィルタハウジングの入口および出口がそれぞれ、接続マニホールド上の複数のポートのうち１つと流体連結するように、接続マニホールドに接続されている。

別の態様において、インクジェット・プリンタにコアモジュールを接続する方法は、インクジェット・プリンタにインクを供給するためのプリンタコネクタを有するインクジェット・プリンタを用意することを含んでいる。コアモジュールが用意される。そのコアモジュールは、ハウジングを有する。接続マニホールが、ハウジング上に置かれ、コアモジュールの内外との流体連結を提供する複数のポートを有する。フィルタモジュールがハウジング内に置かれている。フィルタモジュールは、フィルタハウジング内に置かれた流体フィルタと、インク貯蔵器と、接続マニホールド、フィルタモジュールおよびポートと流体連結しているインク回路と、を有する。プリンタコネクタは、コアモジュールとインクジェット・プリンタとの間にインクの流体連結を提供するため、接続マニホールドに接続されている。

本発明に係るコンティニュアス・インクジェットプリンタの一実施形態を示す図である。 図１のインク供給システムの部分を上から見た分解斜視図である。 図１のプリンタのインク供給システムの部分の更なる分解斜視図である。 部分的に組み立てられた状態の図１、２Ａおよび２Ｂのインク供給システムを下から見た斜視図である。 図２Ａおよび２Ｂのインク供給システムのフィード板の上面の平面図である。 分かりやすくするため部品を取り除いた、図３Ａのフィード板の下面の平面図である。 図３Ｂの矢印ａの方向におけるフィード板の側面図である。 図２Ａおよび２Ｂのインク供給システムのマニホールド板の下面の平面図である。 部品が取り付けられたときの図４Ａのマニホールド板の上面の平面図である。 分かりやすくするため部品を取り除いた、図４Ｂの矢印ａの方向におけるマニホールド板の側面図であり、フィード板は破線で示され、インクレベルセンサーガードは断面で示される。 図１、２Ａおよび２Ｂのインク供給システムの部分の一部断面の側面図である。 図５ＡのＸで囲まれた部分の拡大図である。 インク供給システムのフィルタモジュールの部分の端面図である。 インク供給システムのフィルタモジュールの部分の端面図である。 図４Ｃのインクレベルセンサーガードの斜視図である。 図４Ｃのインクレベルセンサーガードの側面図である。 図７Ｄの線Ｂ−Ｂにおける、図４Ｃのインクレベルセンサーガードの断面図である。 図４Ｃのインクレベルセンサーガードの底面図である。 図２に示した配置の分解側面図であり、インク供給システムのミキサータンクが一部断面で示される。 図８のミキサータンクの平面図である。 図９のミキサータンクの下から見た斜視図である。 モジュールの一実施形態の背面図である。 図１１のモジュールのマニホールドの一部の側面図である。 インクジェット・プリンタ用のコネクタの一実施形態の斜視図である。

図１を参照すると、インクが、圧力を受けてインク供給システム１０からプリントヘッド１１へ伝送され、「アンビリカル（umbilical、供給パイプライン）」管１２として図に示される中に他の流体チューブと電気線（図示せず）と一緒に束ねられたフレキシブルチューブを介して返送される。インク供給システム１０は、通常、テーブルに取り付けられたキャビネット１３内に置かれており、プリントヘッド１１は、キャビネットの外側に置かれている。動作時に、インクが、システムポンプ１６によって、ミキサータンク１５内のインク貯蔵器１４から引き出され、ミキサータンク１５は、必要に応じて、取り外し可能なインクカートリッジ１７および溶媒カートリッジ１８からインクとメイクアップ溶媒が補給される。インクは、必要に応じて、圧力を受けてインクカートリッジ１７からミキサータンク１５へ伝送され、溶媒は、後述するように吸引圧力によって、溶媒カートリッジ１８から引き出される。

以下の説明からも分かるように、インク供給システム１０およびプリントヘッド１１は、二重コイル・電磁方式・双方向、２ポート流量制御バルブなどの通常タイプと同じである数多くの流量制御バルブを有している。各バルブの動作は、ポンプの操作も制御する制御システム（図示せず）によって管理される。

タンク１５から引き出されたインクは、プリントヘッド１１へのインクフィードライン２２へ伝送される前に、システムポンプ１６の上流にある粗いフィルタ２０によって最初にろ過され、システムポンプ１６の下流にある細かいメインインクフィルタ２１によってろ過される。メインインクフィルタ２１の上流に置かれた従来の構成の流体ダンパー２３は、システムポンプ１６の動作によって生じる圧力変動を除去する。

プリントヘッドにおいて、フィードライン２２からのインクは、第１の流量制御バルブ２５を介して、液滴生成器２４へ供給される。液滴生成器２４は、圧力をかけられたインクが放出されるノズル２６と、所定の周波数の圧力摂動をインク流内に発生させて、定型寸法・間隔を有する液滴２８にインク流を分解するように増幅する圧電発振器２７とを有している。分解する位置は、ノズル２６の下流であり、所定の電荷が各液滴に加えられる荷電電極２９と同一の空間を占める。この電荷は、実質上一定の電界を維持する一対の偏向板３０を通過するときの、液滴２８の偏向の度合いを決定する。荷電されない液滴は、実施上偏向されずにガター３１へ移動する。ガター３１からは、リターンライン３２を介してインク供給システム１０へインクが再循環される。荷電された液滴は、プリントヘッド１１を通過する基板３３の方へ投射される。基板３３上で各液滴が衝突する位置は、液滴の偏向量と基板の移動速度によって決定される。例えば、基板が水平方向へ移動する場合、液滴の偏向は、文字マトリクスのストローク内の垂直位置を決定する。

液滴生成器２４の効果的な動作を確実にするため、プリントヘッド１１へ入るインクの温度は、第１の制御バルブ２５を通過する前にヒータ３４によって必要レベルに維持される。プリンタが休止状態から起動する場合、ガター３１または基板３３の方へ投射されることなく、ノズル２６を通ってインクが流出可能であることが望ましい。リターンライン３２へのインクの移動は、流出したものか、またはガター３１によって収容された再循環未使用インクかにかかわらず、第２の流量制御バルブ３５によって制御される。戻ったインクは、インク供給システム１０内のジェットポンプ配列３６および第３の流量制御バルブ３７によってミキサータンク１５へ引き戻される。

インクがシステムの中を流れて、タンク１５内およびプリントヘッド１１で空気に触れるようになると、その溶媒の中味の一部が蒸発する傾向になる。したがって、使用に適した予め決められた範囲内にインクの粘度が維持されるように、インク供給システム１０は、メイクアップ溶媒を必要に応じて供給するように設計される。また、カートリッジ１８から供給されるそのような溶媒は、閉塞の除去を維持するため、適当な時にプリントヘッド１１を洗浄（flush）するのに使用される。後述するように、フラッシュ（flush）溶媒は、第４の流量制御バルブ４２の制御の下、分岐管４１の中のインク流によって駆動されるフラッシュ（flush）ポンプバルブ４０によってシステム１０を通って引き出される。フラッシュ溶媒は、フィルタ４３を介して、アンビリカル（umbilical、供給パイプライン）管１２を通ってインク供給システム１０からプリントヘッド１１内の第１の流量制御バルブ２５へ伸びるフラッシュライン４４（図１では破線で示される）を通って送り出される。ノズル２６を通過してガター３１へ入った後、溶媒は、第２の流量制御バルブ３５を介してリターンライン３２の中へ、そして第３の流量制御バルブ３７へ引き込まれる。戻ってくる溶媒は、ジェットポンプ配列３６からの吸引圧力を受けて流れる。

ジェットポンプ配列３６は、メインフィルタ２１の出口から分岐ライン５３から圧力を受けたインクが供給される一対の並列なベンチュリ（venturi）ポンプ５０，５１を有する。このポンプは、公知の構成であり、導管制限内を通って流体が流れると、その制限内で高速噴流が増加し、低圧領域が発生するという、ベルヌーイの法則を利用して製造される。もし、その制限内にサイドポートが設けられると、この低圧は、サイドポートに接続された導管内の第２の流体を引き込むのに利用することができる。この場合、圧力を受けたインクは、一対の導管５４，５５の中を流れ、ミキサータンク１５へ戻る。導管５４，５５のそれぞれは、ベンチュリ制限内のサイドポート５６，５７を有する。インクの流速の増加は、サイドポート５６，５７に吸引圧力を生成し、これは、第３の流量制御バルブ３７が開いているときに、ライン５８，５９を通って戻ってくるインクおよび／または溶媒を引き込むように働く。流量制御バルブ３７は、戻ってくるインク／溶媒の各ベンチュリポンプ５０，５１への流れを個別に制御可能なように動作する。特に、制御システムは、分岐ライン５３内の温度センサ６０によって確認されるインクの温度に応じて、ベンチュリポンプ５０，５１の１つまたは両方のどちらを流れるのかを決定する。もし、インクが、比較的低い温度を有する場合、比較的高い速度を有し、したがって、ガター３１からインクを引き戻すのに大きいポンビングパワーが必要になるであろう。この場合、ポンプ５０，５１の両方が動作する。インクが比較的高い温度を有する場合、比較的低い速度を有するであろう。この場合、十分な吸引力を生成するのに１つのポンプ５０のみが必要となる。たしかに、溶媒の余計な蒸発を引き起こすように働き、それによって、メイクアップ溶媒の消費が増加するような、空気を供給システム内に取り込む危険性があるので、両方のポンプの動作は、後者の状況ではさけるべきである。

分岐ライン５３は、流量制御バルブ４２を介してフラッシュポンプバルブ４０へインクを運ぶライン４１に接続されている。プリントヘッド１１の洗浄を行うため、流量制御バルブ４２が制御システムによって適切に動作しているとき、フラッシュポンプバルブ４０は、ライン４１からのインクによって圧力が加えられる。フラッシュポンプバルブ４０は、弾力のある「トップハット（top-hat）」ダイヤフラム６１がバルブハウジング６２を第１および第２の容量可変チャンバ６３，６４に分離するローリングダイヤフラム（rolling diaphragm）型である。インクが、圧力を受けて第１のチャンバ６３へ供給され、メイクアップ溶媒が、カートリッジ１８から圧力変換器６６および逆止めバルブ６７を介して溶媒供給ライン６５を通って第２のチャンバ６４へ伝送される。第１のチャンバ６３に入っているインクの圧力が溶媒と比較して高い場合は、図１に示すような通常位置から、第２のチャンバ６４の容積を犠牲にして第１のチャンバ６３の容積が増加する位置へ、ダイヤフラム６１が偏向し、溶媒が第２のチャンバ６４から押し出されてフラッシュライン４４を介してプリントヘッド１１の方へ追いやられる。当然のことながら、他のフラッシュポンプの設計が、同じ動作を実現するために用いられ得る。

使用中、ミキサータンク１５の上の雰囲気は、やがて、溶媒で飽和し、これは、インク供給システムの第５の制御バルブ７２を介して、圧縮されて溶媒リターンライン７１へ排出されるコンデンサ（condenser）ユニットの中に引き込まれる。

図１の回路で示されたインク供給システム１０は、図２Ａ〜図２Ｃおよび図１１に示すモジュラーユニットまたはコアモジュール２００として物理的に具体化される。ミキサータンク１５は、ベースウォール（base wall）７５と、直立したサイドウォール（sidewall）７６と、マウス（mouth）７７を画定するオープントップとを備えた貯蔵器を有する。サイドウォール７６は、マウス７７の周りの周辺フランジ７８内の上端で終端し、マニホールドブロック７９を支持する。マニホールドブロック７９は、インク供給システムのコンポーネントの間で流体が流れる導管を提供し、その多くは、マニホールドブロック７９上で便利に支えられている。

マニホールドブロック７９は、垂直に積み重ねられ相互接続された２つの部品を有する。その２つの部品は、タンク１５内のインクをこえて多くのコンポーネントを支えるタンク側フィード（tank-side feed）板８０と、追加のコンポーネントを支える上部マニホールド（upper manifold）板８１である。図３Ａ〜図３Ｃおよび図４Ａ〜図４Ｃに詳細に示されるタンク側フィード板８０および上部マニホールド板８１は、外形が略正方形であり、タンク側フィード板８０は、上部マニホールド板８１の周辺端部８２がタンクマウス７７周辺のフランジ７８の上に載ったときに、マウス７７の内側にフィットするように、わずかに小さい。周辺フランジ７８と、上部マニホールド板８１の周辺端部８２との間にシール８３が設けられている。タンク側フィード板８０および上部マニホールド板８１のそれぞれは、上面８０ａ，８１ａおよび底面８０ｂ，８１ｂを有し、積層配列は、マニホールド板の底面８１ｂが横たわり、フィード板８０の上面８０ａと隣接して接触しているようなものである。

フィード板８０およびマニホールド板８１には、接触表面８０ａ，８１ｂの平面と実質上垂直方向に、板を一緒に連結するのに使用される、ねじ（図示せず）を固定するための多くの位置決めされた固定用開口８４（図３Ａ）が貫いている。さらに、マニホールド板８１は、タンク１５のフランジ７８上の直立したペグ（peg）を置くための外周に間隔を置いて空けられた複数の開口８６と、インク供給システム１０のコンポーネントを接続するための複数のポート８８（図３Ａ参照）とを有している。ポート８８の間の流れ（すなわちインク供給システムのコンポーネント）は、マニホールド板８１の底面８１ｂ内で画定される複数の分離したチャンネルＡ〜Ｋによって提供される。図３Ａおよび図４Ａに示されるように、チャンネルＡ〜Ｋは、予め定められた関係でポート８８を相互接続する。フィード板８０およびマニホールド板８１の接触面８０ａ，８１ｂが接合されたとき、チャンネルＡ〜Ｋは、フィード板８０の上面８０ａによって覆われ、上面８０ａで画定される溝パターン９０で受け入れられるシーリング材８９によって封止される。シーリング材８９は、Ｏ−リングシールに使用されるような合成ゴムなどの成型されたエラストマー系（elastomeric）材料で作られており、フィード板８０およびマニホールド板８１がしっかりと固定されているとき、溝の中に押し込められている。それは、フィード板８０とマニホールド板８１とが接合しているとき、特定のチャンネルの周りを封止するようにそれぞれが設計された複数のリングシールを有するように構成されている。それらのシールは、便宜上、ある部材を形成するように相互接続されている。シーリング材８９は、マニホールド板８１上で画定されたチャンネルＡ〜Ｋのパターンにほぼ対応する、上面８０ａの選択領域９１の境界線を画定する。これらの領域９１は、漏れに対してシーリング材８９がチャンネルＡ〜Ｋを封止するのと同時に、チャンネルＡ〜Ｋを閉じるように働く。シーリング材８９によって境界をつけられたいくつかの領域９１は、チャンネルＡ〜Ｋとフィード板８０上に取り付けられたコンポーネントとの間の流体連結を可能にするポート８８を有する。複数のスピゴット（spigot）９２が、フィード板８０の底面８０ｂ上のポート８８から実質上垂直に伸びており、コンポーネントのポート８８への接続を容易にしている。

マニホールド板８１の上面８１ａは、周辺の開口８６の内側へ間隔をあけて置かれた直立したサイドウォール９３を有している。サイドウォール９３の内部領域は、インク供給システム１０のコンポーネントを支持するように構成されている。マニホールド板８１内のチャンネルＡ〜Ｋの配列が、図４Ａに詳細に示されている。シーリング溝９０およびチャンネル封止領域９１が、図３Ａのフィード板８０上に示されている。フローラインへのチャンネルＡ〜Ｋと図１のインク供給システム１０の導管との関係が、以下に要約される。

チャンネルＡは、フィード板８０上のポートＡ５と、ポートＡ１に接続されたジェットポンプ３６入口とに接続された、メインフィルタ２１の出口から伸びた、圧力を受けたインク用の分岐ライン５３および接続ライン４１を画定する。ライン４１は、ポートＡ４を介して第４の流量制御バルブ４２（フラッシュポンプの起動を制御する）に接続されている。圧力変換器６１は、ポートＡ３を介して導管と、およびポートＡ２を介して温度センサ６０と流体連結されている。

チャンネルＢは、第２のベンチュリジェットポンプ５１と、ポンプ５１への流れをスイッチオンおよびスイッチオフする第３の流量制御バルブ３７とを相互接続する。マニホールド板８１内のポートＢ１は、流量制御バルブ３７に接続され、フィード板８０内のポートＢ２（図３Ａ）は、ベンチュリポンプ５１に接続されている。

チャンネルＣは、プリントヘッド１１からのインクリターンライン３２の部分を画定し、プリントヘッド１１から第３の制御バルブ３７（ポートＣ３）へのアンビリカル管１２内のリターンライン（ポートＣ２）を相互接続する。ポートＣ１は使用されない。

チャンネルＤは、フラッシュポンプ４０の第１のチャンバ６３から戻ってくる（第４の制御バルブ４２を介して）インク流および／またはコンデンサ（condenser）ユニット７０から戻ってきた溶媒を、ジェットポンプ配列３６の第１のベンチュリポンプ５０へ運ぶ導管を画定する。フィード板８０上のポートＤ１は第１のベンチュリポンプ５０に接続され、マニホールド板８１上のポートＤ２は第３の制御バルブ３７の出口に接続され、ポートＤ３は第４の制御バルブ４２に接続され、ポートＤ４は第５の制御バルブ７２に接続されている（コンデンサユニット７０から戻ってきた溶媒の流れを制御する）。

チャンネルＥは、圧力を受けたインクをフラッシュポンプバルブ４０へ伝送し、第４の制御バルブ４２の出口（マニホールド板８１内のポートＥ１）を、フラッシュポンプバルブ４０の第１のチャンバ６３の入口（マニホールド板８１内のポートＥ２）に相互接続する導管４１を画定する。

チャンネルＦは、コンデンサユニット７０からの溶媒リターンライン７１の部分を画定し、コンデンサドレイン（マニホールド板８１内のポートＦ１）を第５の制御バルブ７２（マニホールド板８１内のポートＦ２）に相互接続する。

チャンネルＧは、溶媒フラッシュライン４４の部分を画定し、プリントヘッド１１へのアンビリカル管１２内のフラッシュラインチューブ（マニホールド板８１上のポートＧ１）と、溶媒フラッシュフィルタ４３の出口（フィード板８０上のポートＧ２）を相互接続する。

チャンネルＨは、インクフィードライン２２の部分を画定し、ダンパー２３の出口（フィード板８０内のポートＨ２）と、アンビリカル管１２内のインクフィードラインチューブを相互接続する。

チャンネルＩは、溶媒カートリッジ１８からの溶媒供給ライン６５を画定し、溶媒カートリッジ１８からの導管の終端（この終端は、マニホールド板８１内のポートＩ４に接続されている）を第５の制御バルブ７２（マニホールド板８１内のポートＩ１）に相互接続する。また、これは、逆止めバルブ６７（フィード板８１内のポートＩ２）と圧力変換器６６（ポートＩ３）を流体連結する。

チャンネルＪは、逆止めバルブ６７とフラッシュポンプ４０との間の溶媒導管を画定する。フィード板８０内のポートＪ１は、フラッシュポンプ４０の第２のチャンバ６４への入口と、逆止めバルブ６７の出口を有するフィード板８０内のポートＪ２を流体連結する。

チャンネルＫは、メインインクフィードライン２２の部分を画定し、システムポンプ１６の出口（マニホールド板８１上のポートＫ２）と、メインフィルタ２１の入口（フィード板８０上のポートＫ１）の間を伸びている。

マニホールド板８１上のポートＬ１およびフィード板８０上のポートＬ２は、中間のフローチャンネル無しで、単に、粗いフィルタ２０の出口とシステムポンプ１６の入口との間の直接接続を可能にする。

図５Ａおよび図５Ｂに示されているように、フィード板８０およびマニホールド板８１の接触面８０ａ，８１ｂのそれぞれは、フィード板８０とマニホールド板８１が接合されたときに、フラッシュポンプ４０を収容するチャンバ９５を形成するように、大きい円筒状の溝９５ａ，９５ｂを有する。同様に、逆止めバルブ６７が、溝９６ａと溝９６ｂの間で画定される小さいチャンバ９６内に位置する。

図２Ａおよび図２Ｂを参照すると、インク供給システム１０のモジュラーの特徴がより明らかになるであろう。マニホールドブロック７９構造は、種々のインク供給システム・コンポーネントが、ポート８８（またはポートから伸びるスピゴット（spigot））との流体連結内に接続されることを可能にし、したがって、流体は、モジュラー形式でチャンネルを流れる。

図２から図７を参照して、マニホールドブロック７９上で支持されるインク供給システム・コンポーネントのいくつかを、ここで説明する。図２Ｂおよび図２Ｃに示されるように、一体化されたフィルタおよびダンパーモジュール１００が、５つのスピゴット９２によってフィード板８０の底面８０ｂに接続されている。スピゴットのうち２つは取り付け用であるが、他のスピゴット９２は、板内のポートＫ１，Ｇ２およびＨ２から後方へ伸びている。図６Ａおよび図６Ｂで別々に示されているモジュール１００は、ダンパー２３（図２Ｂ，図２Ｃおよび図５Ａには示されているが、図６Ａおよび図６Ｂには示されていない。）用のマウンティングサポート１０５と一体的に形成された一対の円筒状ハウジング１０３，１０４を有する。第１のハウジング１０３は、メインインクフィルタ２１と、溶媒フィルタ４３を収容する第２のハウジング１０４を有する。円筒状ハウジング１０３，１０４のそれぞれは、各スピゴット９２に摩擦フィットでフィットする中央入口１０６を有する。その入口は、ポートＫ１でスピゴットに接続するメインインクフィルタ２１用であり、その入口は、ポートＪ２でスピゴットに接続する溶媒フィルタ４３用である。各スピゴット９２と入口１０６との間に、ぴったりしたシーリングリングを設けてもよい。ろ過されたインクが、開口１０２のハウジング１０３から出ていき、マウンティングサポート１０５を通ってダンパー２３の入口へ流れ、開口２３ａのダンパーおよびサポート１０５から出て、円筒状のハウジング１０３，１０４の軸と実質上平行に伸び、かつポートＨ２でスピゴット９２に接続された一体形成された出口管１０７へ流れていく。追加の導管１０８が、インクフィルタハウジング１０３内の側開口から伸び、チャンネルＡで画定される分岐ライン５３へ向けてインクが流れ出すポートＡ５でスピゴット９２に接続されている。ろ過された溶媒は、ハウジング内の側開口を通過し、チャンネルＧで画定されるフラッシュライン４４へ向けて流れ出すポートＧ２でスピゴット９２に接続されている導管１０９へ流れていく。

図からも分かるように、入口および導管が各スピゴット９２を滑って、モジュール１００がマニホールドブロック７９に比較的容易に差し込めるように、入口１０６および出口管１０７，１０８，１０９が、実質上平行に置かれている。

また、フィルタおよびダンパーモジュール１００は、追加の円筒状のハウジング１１０内に粗いフィルタ２１を有している。ハウジング１１０の入口は、ミキサータンク１５の底のインク１４まで伸びているチューブ（図示せず）に接続するためのテイクアップパイプ１１１を有している。動作時に、システムポンプ１６（粗いフィルタ２１の上流）は、テイクアップパイプ１１１を通ってタンク１５から粗いフィルタ２１へインクを引き込むように動作する。粗いフィルタ２１の出口は、マニホールド板内のポートＬ１に接続される一体化された直角の出口管１１２に沿ってろ過されたインクを導く。マニホールド板からは、インクが、システムポンプ１６の入口パイプ１１３（図４Ｃおよび図５Ａ）へ流れる。入口パイプ１１３は、ポートＬ２，Ｌ１を通って、フィルタ出口管１１２の端まで伸びている。

インク供給システム１０のいくつかのコンポーネントは、マニホールド板８１の上面８１ａ上に取り付けられる。これらは、具体的には、ジェットポンプ配列３６、システムポンプ１６、第３〜第５の流量制御バルブ３７，４２，７２、温度センサ６０、圧力変換器６１、並びに、バルブ、ポンプおよび変換器を制御システムに接続する電線を終端するための回路ボード１１５を含む。図４Ｂでは、これらのコンポーネントの多くは、回路ボード１１５によって隠れている。

上述のように、３つのフローライン２２，３２，４４は、アンビリカル管１２内の各チューブによって部分的に画定され、これらは、マニホールド板８１の上面８１ａ上で画定される接続ブロック１１６（図４Ｂ）で簡便上一緒にまとめられた各ポートＨ１，Ｃ２，Ｇ１に接続されている。これらのチューブは、サイドウォール９３内の切り込み１１７で支持される。

図２Ｂ，図２Ｃおよび図４Ｃに示されたインクレベルセンサデバイス１２０が、所定の時間にミキサータンク内のインクのレベルを検出するために、マニホールドブロック７９上に設けられている。それは、マニホールド板８１の底面８１ｂに従属する４つの導電性ピン１２１，１２２，１２３，１２４を有する。それらは、フィード板８０のスロット１２５を通って、タンク１５の中へ伸びており、それらはインク１４の中に浸かるように設計されている。第１および第２のピン１２１，１２２は同じ長さを有し、第３のピン１２３は中間の長さを有し、第４のピン１２４は最も短い長さを有する。これらのピンは、１つ以上の電気センサ（例えば電流または容量センサ）と、マニホールド板８１の上面８１ａ上に取り付けられた関連する電気回路１１５に接続されている。センサ１２０は、第１のピン１２１と、他のピン１２２，１２３，１２４のうち１つ以上との間で電気回路を完成するとき、導電性インクの存在を感知するように設計されている。例えば、タンク内のインクのレベルが比較的高いとき、ピン１２１〜１２４のすべての端がインクに浸され、すべての回路が完成していることをセンサが検出するであろう。一方、インクのレベルが比較的低いとき、長い第１および第２のピン１２１，１２２のみがインクに浸され、回路がそれらの２つのピンの間でのみ完成する。インクの計測レベルを示す信号が制御システムへ送られ、より多くのインクをタンク１５の中に送るべきかどうかを決定することができる。当然のことながら、同様の効果を得るため、他の形態のインクレベル感知デバイスを使用することが可能である。

動作時に、リターンライン３２からタンクの中に戻ってくるインクおよび溶媒は、特にインク１４の表面で、インク内の表面活性剤に起因するインク表面に形成される泡などの乱流を引き起こすかもしれない。戻ってくるインクおよび溶媒によって引き起こされる乱流を減らすために、リターンラインの出口に、そらせ板を使用できることが知られているが、これは、必ずしも完全に泡を除去できるものではない。泡の出現は、タンク内のインクの実際のレベルを覆い隠し、レベルセンサ１２０による検出に誤差を生じさせるおそれがある。レベルセンサ１２０の正確な動作に対する妨害を打ち消すため、フィード板８０の底面８０ｂにガード１３０が接続され、インクまたは溶媒の流入によって生成される表面泡からピン１２０〜１２４をシールドするようにタンク１５の中の下方に漬かっている。これは、図４Ｃに描かれている。図７Ａ〜図７ｄに詳細に示されるように、ガード１３０は、フィード板８０を接続するための一体的な横方向に伸びるフランジ１３１を含む上端１３０ａと、使用時にタンク１５のベースウォール７５に接近する下端１３０ｂを備えた、例えば多孔質ポリプロピレン材料から成る連続的な薄い壁を有する。その壁は、その上端１３０ａと下端１３０ｂとの間で内側方向に傾斜し、その領域内のインクが実質上泡のない状態を維持できるように、かつ正確なレベルの読み取りが確認できるように、ピン１２０〜１２４を囲んでいる。当然のことながら、ガード１３０は、タンク内のインク内の浸漬に応じたレベルセンサのいかなる形状を使用してもよく、壁は、多孔質または他の適した材料で製造することが可能である。

図８〜図１０に、ミキサータンク１５がより詳細に示されている。タンク１５のベースウォール７５は、そのコーナー１５２に小さくて浅い井戸を画定する溝を含む略平坦な上面を有する。井戸（ウェル）１５１は、図示された実施形態では実施上正方形であるが、当然のことながら、他の適した形状を採用することもできる。使用時に、他の空のタンクの底に残っているすべての残余インクが、傾斜の底の井戸１５１に集まるようにベースウォール７５の残りの部分は、反対のコーナー１５３から井戸１５１へと下方へ傾斜している。この傾斜は、図８〜図１０の観察から明らかであろう。図示した実施形態において、ベースウォールは、図９および図１０の矢印Ａ，Ｂによって表されるように、２つの直行方向で下方へ傾斜している。ベースウォール７５は、強度と剛性を提供する複数のテーパーリブ（tapering rib）１５４，１５５によって、その下側で支持されている。間隔をおいて置かれた３つの平行リブ１５４の第１のセットは、第１の方向に伸び、間隔をおいて置かれた３つの平行リブ１５５の第２のセットは、第１の方向に対して垂直な第２の方向に伸びている。

当然のことながら、それ自身が傾斜するベースウォールの代わりとして、壁の底面に対して上面が傾斜するだけでも十分である。

マニホールドブロック７９がタンク２５上に取り付けられているとき、フィルタおよびダンパーモジュール１００のテイクアップパイプ１１１に従属するチューブ１５０が、その端が井戸１５１の中へ伸びるように置かれる。または、個別のチューブ１５０の必要なしに、テイクアップパイプ１１１が、井戸１５１の中へ直接伸びるようにしてもよい。したがって、タンク１５内のインク量が空に近づいたような状態であっても、システムポンプ１６は、井戸１５１に集められた残余のインクを引き込むことができる。これは、タンク内の利用可能なインクが無駄になることが非常に少ないことを確実にし、最後の瞬間までインクの供給が阻害されない。

図１１は、組み立てられたコアモジュール２００を示す。コアモジュール２００は、インク供給システム１０の一部である。上述したように、好ましくは、コアモジュール２００は、フィルタモジュール１００、インク補給器／ミキサータンク１５、システムポンプ１６、溶媒フィルタ４３、およびその他のコンポーネントを有する。したがって、コアモジュール２００は、インクのクリーニング、インクおよびメイクアップ溶媒の混合、プリントヘッドへのインク供給、インクおよび溶媒の受け入れなどの複数の機能を実行する。コアモジュール２００の表面上に接続マニホールド２０２が配置されている。また、図１２に示されているように、接続マニホールド２０２は、マニホールドブロック７９（図２Ａに示される）と流体連結する複数の接続ポート２０４を有している。接続マニホールド２０２は、インク、溶媒、およびその他をプリンタ８へ供給するために、インクジェット・プリンタ８と接続するように構成される。ポート２０４は、モジュール２００の１つの表面２０６上に置いてもよい。

図１３は、モジュール２００とプリンタ８との間を流体連結するために、マニホールド２００の接続用に構成されたプリンタ８のコネクタ２２０を示している。コネクタ２２０は、インクジェット・プリンタ８のフィードおよびリターンライン(図示せず)の接続用に構成されたバーブ（barb、かかり）２２２，２２４，２２６を有する。さらに、コネクタ２２０の開口２３２，２３４が、マニホールド２０２の接続ポート２０４の接続用に構成されている。ポート、バーブ、開口の特定の構成が図に示されているが、他の適当な構成も可能である。好ましくは、接続ポート２０４およびコネクタ２２０の構成は、コネクタ２２０が、マニホールド２０２の接続ポート２０４に、一段階で容易に接続されるようなものがよい。

次のように、コアモジュール２００は、インクジェット・プリンタ８に接続されてもよい（図１に示すように）。プリンタコネクタ２２０は、モジュールコンポーネントとインクジェット・プリンタ８との間のインクの流体連結を提供するために、マニホールド２０２に接続される。モジュール２００とインクジェット・プリンタ８との間の電気接続（図示せず）もまた、提供される。電気接続は、どんな接続であってもよいが、好ましくは、ソケット接続を備えた電線を有する。インクジェット・プリンタ８は、キャビネット１３内に置かれたレシービングベイ（receiving bay、図示せず）を備えてもよい。コアモジュール２００は、プリンタが使用されている間、キャビネット１３のレシービングベイ内に置かれてもよい。

特に、一実施形態では、インクのろ過と、３段階以下で、インクジェット・プリンタ８用の流体貯蔵器を提供するために、コアモジュール２００が、インクジェット・プリンタ８に動作可能なように接続される。この３段階は、プリンタ８に隣接してモジュール２００を置くこと（プリンタキャビネット１３の中のような）；モジュール２００とプリンタ８との間の電気接続を提供すること；およびマニホールド２０２にコネクタ２２０を接続することである。電気接続には、プリンタ８とコアモジュール２００との間のソケット接続を備えた複数の電線が含まれ、それによって、単一接続ですべての電気接続が提供される。

インク回路とインクジェット・プリンタ８との間のモジュール２００内外の流体連結は、もっぱら、複数の接続ポート２０４を通じて提供される。特に、マニホールド２０２とコネクタ２２０との間の接続は、追加の接続を必要とすることなく、モジュール２００とインクジェット・プリンタ８との間のすべての流体連結を提供する。すべての流体ライン用に、１つの接続ポイントのみが必要であるので、この配列は、モジュール２００の設置と取り外しのプロセスを大いに簡素化する。

マニホールドブロックの構成と、特に、マニホールド板とフィード板との間の接触部で画定されるチャンネルは、インク供給システムのコンポーネントを相互接続する多くのパイプ、チューブ、ホース等の必要性を事前に除去する。したがって、この配列は、組み立てが非常に簡単であり、システムの構築に関連する時間とエラーの発生率を減少させる。一般に、キャビネットの内側の領域は、個別のコンポーネントにアクセスすることを容易にするように、非常に整然としている。また、マニホールドブロックは、リークの潜在的原因となり得るようなパイプに付随するコネクタを不要にする。したがって、システムの信頼性が改善され、サービスの要求が減少する。さらに、プリンタコネクタ２２０および接続マニホールド２０２の構成は、サービス中のコアモジュール２００の取り替えを容易にする。

当然のことながら、添付の特許請求の範囲で画定される本発明の範囲から逸脱することなく、上述の実施形態について多くの変更がなされ得る。例えば、フィード板およびマニホールド板のチャンネルの正確な寸法・配列は、インク供給回路のレイアウトによって、変化し得る。さらに、必ずしも、インク供給回路で使用されるすべてのコンポーネントが、マニホールドブロックに直接接続される必要はない。当然のことながら、マニホールドブロックのフィード板およびマニホールド板のチャンネルは、流体ハンドリングコンポーネントを相互接続するのに流体回路が必要とされるような、他の用途に使用することが可能である。さらに、プリンタコネクタ２２０および接続マニホールド２０２の構成は、変化し得る。

記載および表示された実施形態は、例証となるものとして考えられるべきであり、特徴を制限するものではない。当然のことながら、好ましい実施形態のみが示されて説明され、特許請求の範囲で画定される本発明の範囲内に基づいたすべての変更および修正が保護されることが望まれる。当然のことながら、記載中の「好ましい」「好ましくは」または「より好ましい」のような用語の使用は、記載された特徴が望ましいことを示唆するが、それらは必ずしも必要ではなく、そのような特徴を有しない実施形態も、添付した特許請求の範囲で画定される本発明の範囲内であると解すべきである。特許請求の範囲に関して、特徴の前置きとして「ａ（１つの）」「ａｎ（１つの）」「少なくとも１つの」または「少なくとも１つの部分の」のような用語が使用されるとき、特許請求の範囲で反対のことを具体的に述べる場合を除いて、このような特徴をただ１つのみに、特許請求の範囲を限定する意図はない。「少なくとも一部分」および／または「一部分」という用語が使用されるとき、その部分は、反対のことを具体的に述べる場合を除いて、一部分および／または全部分を含むものである。

８：プリンタ
１０：インク供給システム
１１：プリントヘッド
１２：アンビリカル管
１３：キャビネット
１４：貯蔵器
１５：ミキサータンク
１６：システムポンプ
１７：インクカートリッジ
１８：溶媒カートリッジ
２０：粗いフィルタ
２１：メインインクフィルタ
２２：インクフィードライン
２３：流体ダンパー
２４：液滴生成器
２５：流量制御バルブ
２６：ノズル
２７：圧電発振器
２８：液滴（インク滴）
３０：偏向板
３１：ガター
３２：リターンライン
３３：基板
３４：ヒータ
３５：流量制御バルブ
３６：ジェットポンプ配列
３７：流量制御バルブ
４０：フラッシュポンプバルブ
４１：分岐管
４２：流量制御バルブ
４３：溶媒フィルタ
４４：フラッシュライン
５０，５１：ベンチュリポンプ
５３：分岐ライン
５４，５５：導管
５６，５７：サイドポート
６０：温度センサ
６１：トップハットダイヤフラム
６２：バルブハウジング
６３，６４：容量可変チャンバ
６５：溶媒供給ライン
６６：圧力変換器
６７：逆止めバルブ
７０：コンデンサユニット
７１：溶媒リターンライン
７２：制御バルブ
７５：ベースウォール
７６：サイドウォール
７７：マウス（開口）
７８：周辺フランジ
７９：マニホールドブロック
８０：タンク側フィード板
８１：上部マニホールド板
８０ａ：フィード板の上面（接触面）
８１ａ：マニホールド板の上面
８０ｂ：フィード板の底面
８１ｂ：マニホールド板の底面（接触面）
８２：周辺端部
８４：固定用開口
８３：シール
８６：開口
８８：ポート
８９：シーリング材
９０：溝パターン（シーリング溝）
９１：選択領域
９１：チャンネル封止領域
９２：スピゴット
９３：サイドウォール
９５ａ，９５ｂ：円筒状の溝
１００：一体化されたフィルタおよびダンパーモジュール
１０２：開口
１０３，１０４：ハウジング
１０５：マウンティングサポート
１０６：中央入口
１０７，１０８，１０９：出口管
１１０：ハウジング
１１１：テイクアップパイプ
１１２：出口管
１１３：入口パイプ
１１５：回路ボード
１１６：接続ブロック
１１７：切り込み
１２０：インクレベルセンサデバイス
１２１，１２２，１２３，１２４：導電性ピン
１２５：スロット
１３０：ガード
１３０ａ：上端
１３０ｂ：下端
１３１：フランジ
１５１：井戸（ウェル）
１５３：コーナー
１５４，１５５：テーパーリブ
２００：モジュラーユニットまたはコアモジュール
２０２：接続マニホールド
２０４：接続ポート
２２０：コネクタ
２２２，２２４，２２６：バーブ（かかり）
２３２，２３４：開口

Claims (15)

1. インクジェット・プリンタにコアモジュールを接続する方法であって、
   前記インクジェット・プリンタにインクを供給するためのプリンタコネクタを有するインクジェット・プリンタを用意するステップと、
   コアモジュールを用意するステップと、
   前記コアモジュールと前記インクジェット・プリンタとの間にインクの流体連結を提供するために、前記プリンタコネクタを前記接続マニホールドに接続するステップと、を有し、
   前記コアモジュールは、
   ハウジングと、
   前記ハウジング上に置かれ、前記コアモジュールの内方向及び外方向の流体連結を提供する複数のポートを有する接続マニホールドと、
   前記ハウジング内に置かれ、フィルタハウジング内に置かれた流体フィルタを有するフィルタモジュールと、
   前記ハウジング内に配置されたインク貯蔵器と、
   前記接続マニホールド、前記インク貯蔵器、前記フィルタモジュールおよび前記ポートと流体連結しているインク回路と、を有し、
   前記インク回路と、前記インクジェット・プリンタとの間の前記コアモジュールの内方向及び外方向の流体連結は、前記複数のポートを通ってのみ提供される、ことを特徴とする方法。
2. さらに、前記コアモジュールと前記インクジェット・プリンタとの間に電気接続を提供するステップを有することを特徴とする請求項１記載の方法。
3. 前記コアモジュールは、インクのろ過と、前記インクジェット・プリンタ用の流体貯蔵器とを提供するために、３つのステップ以下で、前記インクジェット・プリンタに動作可能なように接続される能力を有し、
   前記３つのステップは、前記インクジェット・プリンタの隣に前記コアモジュールを置くステップと、前記コアモジュールと前記インクジェット・プリンタとの間に電気接続を提供するステップと、前記接続マニホールドに前記プリンタコネクタを接続するステップと、からなることを特徴とする請求項２記載の方法。
4. 前記コアモジュールは、前記接続マニホールドを通って、前記インクジェット・プリンタのプリントヘッドへインクを提供することを特徴とする請求項３記載の方法。
5. 前記コアモジュールは、前記接続マニホールドを通って、インクおよび溶媒を受け取ることを特徴とする請求項３記載の方法。
6. 前記コアモジュールは、さらに、前記インク回路を通って、流体を伝送するポンプを有することを特徴とする請求項１記載の方法。
7. 前記流体フィルタは、インクフィルタであり、
   前記コアモジュールは、さらに、溶媒フィルタを有し、
   前記プリンタコネクタおよび前記接続マニホールドは、前記インクジェット・プリンタと前記溶媒フィルタとの間の溶媒の流体連結を提供することを特徴とする請求項１記載の方法。
8. インクジェット・プリンタ用のコアモジュールであって、
   ハウジングと、
   前記ハウジング上に置かれ、前記コアモジュールの内方向及び外方向の流体連結を提供する複数のポートを有する接続マニホールドと、
   前記ハウジング内に置かれた複数のコンポーネントと、
   前記コンポーネントおよび前記ポートと流体連結し、前記コンポーネント間でインクを伝送する流体経路を有するインク回路と、を有し、
   前記複数のコンポーネントは、入口および出口を有するフィルタハウジング内に置かれた流体フィルタを有するフィルタモジュールと、インク貯蔵器と、を有し、
   前記フィルタモジュールは、前記インク貯蔵器の上で支持され、
   前記フィルタモジュールは、前記フィルタハウジングの入口および出口がそれぞれ、前記接続マニホールド上の前記複数のポートのうち１つと流体連結するように、前記接続マニホールドに接続され、
   前記インク回路と前記インクジェット・プリンタとの間の前記コアモジュールの内方向及び外方向のインクの流体連結は、前記複数のポートを通ってのみ提供される、ことを特徴とするコアモジュール。
9. 前記複数のコンポーネントは、さらに、前記インク回路を通って流体を伝送するポンプを有することを特徴とする請求項８記載のコアモジュール。
10. 前記複数のポートは、すべて、前記ハウジングの単一面上に置かれていることを特徴とする請求項８記載のコアモジュール。
11. 前記接続マニホールドは、第１の接続マニホールドであり、
    前記インクジェット・プリンタは、第２の接続マニホールドを有し、
    前記第１の接続マニホールドは、前記インクジェット・プリンタと前記インク回路との間の流体連結を提供するため、前記複数のポートが、単一接続で、前記第２の接続マニホールドに接続されるように構成されていることを特徴とする請求項８記載のコアモジュール。
12. 前記フィルタハウジングの前記入口および前記出口のうち少なくとも１つは、前記複数のポートのうち１つを少なくとも部分的に画定する壁に、取り外し可能なように係合していることを特徴とする請求項８記載のコアモジュール。
13. 前記流体フィルタはインクフィルタであり、
    さらに、溶媒フィルタを有することを特徴とする請求項８記載のコアモジュール。
14. 前記コンポーネントは、前記インクの特性を感知する少なくとも１つの変換器を有することを特徴とする請求項８記載のコアモジュール。
15. 前記コンポーネントは、前記インク回路内の圧力変動を減衰させる流体ダンパーを有することを特徴とする請求項８記載のコアモジュール。

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