JPH022013A - インク供給システム - Google Patents

インク供給システム

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JPH022013A
JPH022013A JP63323229A JP32322988A JPH022013A JP H022013 A JPH022013 A JP H022013A JP 63323229 A JP63323229 A JP 63323229A JP 32322988 A JP32322988 A JP 32322988A JP H022013 A JPH022013 A JP H022013A
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    • B41J2/17Ink jet characterised by ink handling
    • B41J2/175Ink supply systems ; Circuit parts therefor
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    • B41J2/17513Inner structure
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    • B41J2/1752Mounting within the printer
    • B41J2/17523Ink connection

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  • Ink Jet (AREA)
  • Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は一般的にはインクジェット・プリンタ用のイン
ク供給システムに関し、特にオフボード供給源からイン
クジェット・ペン本体ノAウジングに対し【インクを移
動させるために能動式ポンプまたは重力に頼ることなく
受動モードで作動するインク供給システムに関するもの
である。
〔従来技術およびその問題点〕
インクジェット・プリントの分野においてよく行われて
きたことのひとつとして、インクジェット・プリンタの
キャリッジ内に取外し可能に装着される使い捨てのペン
が使用される。このようなタイプのペンのひとつは特開
昭63−87242号[インクジェットペン]に開示さ
れている。このペン本体ハウジング内のインクの量が枯
渇すると、このペンをプリンタのペン・キャリッジから
取り外して新しいものと取り換える。
ペンの有効寿命をこのペンについているプリントヘッド
の寿命まで延ばすために、ペンにある種の故障モードが
発生するまで、ペン本体ハウジング内のインキ溜めに周
期的に再充填を行なうようないくつかのアプローチが提
案されている。これらのアプローチではオフボード・イ
ンク補給源が使用されるが、このことはこの比較的大き
い補給源がインクジェット・プリンタのペンおよびベン
・キャリッジ・アセンブリから離れている場所に位置し
ていることを意味している。
本出願発明者が知るところでは、これらの従来技術のア
プローチは皆、インクをオフボード・インク補給源から
ペン本体ハウジング内のインク溜めへ移動させるために
、ある種のポンプ装置もしくは重力(オフボード供給源
とペン本体との間の正の圧力)の利用および機械的制御
のいずれかを必要とする。たとえば、ある種のこのよう
な能動ポンプ”装置はKoto他に与えられた米国特許
第4.368.478号に開示されている。これら従来
のアプローチはいずれも能動ポンプ装置または重力の利
用に関しての固有の欠点を有している。
〔発明の目的〕
本発明は、周知の従来技術のインク供給システムの上述
した固有の欠点のすべてではないにしてもその大部分を
克服する受動式のインク供給システムを提供することを
目的とする。
〔発明の概要〕
本発明の一実施例によれば、新規で改良されたオフボー
ド・インク供給システム、および実際上受動式であって
、オフボード・インク供給源からインクジェット・ペン
本体内のオンボード・インク溜めまたはキャビティに対
してインクを移送するために能動式ポンプ装置も正の圧
力も必要としないインク・ジェット・プリンタの作動の
方法が提供される。ここにおいて、最初にインクが充填
してあり、その後インク流路によってオフボード・イン
ク供給源に接続されるオンボード多孔性インク蓄積媒体
が本システムに設けられている。最初充填されたインク
蓄積媒体を使用しているペン本体では、このインク蓄積
媒体内に初期負水頭(1nitial negativ
e head) (ボンビングカ)が生じている。しか
しながら、インクジェット・プリント中にこのインク蓄
積媒体内のインクが消費されるKっれて、このインク蓄
積媒体内の上述の負水頭は増大し、これにより毛細管作
用の働きでオフボード・インク供給源からインク蓄積媒
体に対してインクを引き込むようになる。
したがって1本発明の好ましい方法の実施例によれば、
インクジェット・ペンに対してインクを供給する方法が
提供される。すなわち、ペン本体ハウジングのインク溜
めチャンバ内にインクを蓄積し、遠隔インク供給源を設
け、前記インク溜めチャンバとインク供給源との間にイ
ンク流路を設け、インクジェット・プリントの間に前記
インク溜めチャンバ内の負水頭を増大させ、このインク
溜めチャンバ内のインクが消費されるにつれてペン本体
ハウジング内の増大した負水頭によって生じる毛細管作
用によってインク供給源からインク流路を通してインク
溜めチャンバに対してインクを引き込む諸段階を含む方
法が提供されている。
本発明のユニークな機能と利点は、プリント時のインク
ジェット・ペンのプリントベツドに対する駆動エネルギ
ーがインク蓄積媒体内の負水頭を増大させるための役割
をも果している事実に在もこの動作は同時に、オフボー
ド供給源からインク蓄積媒体に対してインクを引き込む
ために必要である負水頭も提供している。したがって、
この駆動エネルギーはこれら2つの目的を同時に果たし
、とくに後者の機能はペン本体ハウジングに対してイン
クを供給するために必要な装置を著しく簡単にしている
本発明の他の非常に重要な利点は、中間蓄積媒体として
ここに開示されかつペンに対するインク伝達システムに
過度の負担をかけない発泡体のような多孔材の使用に在
る。これに加えて、また最も重要なことには、オフボー
ド供給源とともに中間発泡体蓄積媒体を使用することに
より、各インク蓄積室から、のインク需要の大幅な変動
(変化率)にシステムが迅速に対応できるようになると
ともに、ユーザに対して大インク容量システムを提供し
ている。
インク溜めとして上述の発泡体を使用する他の利点は、
プリントヘッドからみた過渡負圧力の変化を最小限度に
することであり、これによってプリントヘッドの性能が
安定化しかつ向上する。
上述の発泡体はまた急激なペンの移動時にインクが飛び
はねる(slosh)  のを防止し、したがってペン
の負水頭を安定化する役割を果たしている。
その上、この発泡体は入来液体インクに対する気泡トラ
ップとして作用する。また発泡体の特性を適切に選択す
れば、ペン本体ハウジングのカバーが気密シールである
必要がなくなる。従って決定的な製造上の利点がもたら
される。
(needle/septum)デバイスを使用する特
徴をも有し、このためペンは交換容易性でありかつユー
ザ・フレンドリである。このニードルには発泡体にイン
クを均一に供給するために多数の孔が設けられている。
またこのニードルへの供給チューブはほたて貝の貝殻状
の断面を有することによってチューブの内表面積を最大
限化し、そしてこれによってその毛細管力を増大させて
いる。
本発明の上記の諸利点および他の新規の諸機能は、一実
施例についての以下の説明で一層よく理解できるであろ
う。
〔発明の実施例〕
ここで第1図を参照゛すると、その全体が参照番号10
で指示されかつ前述の特開昭63−87242号に記載
されているペン本体ハウジングと構造的に同一の外側ハ
ウジング壁12を含むペン本体ハウジングが示されてい
る。このペン本体ハウジング10には、たとえば、底壁
部20から垂直に上方に向かって延びかつ外部側壁22
.24によって囲まれている3つの仕切壁14.16.
18によって定義されている4つの区画発泡体蓄積構造
体が含まれている。外部側壁22.24は、はめ合わさ
れている外側ハウジング壁12の内方延長部30.32
上に置かれているオフセットされたフランジ部26.2
8を含んでいる。トップ・カバー・プレート34は外部
側壁22.24の頂部で受は止められていて、ペン本体
ハウジング10の頂部クロージャを提供する。また上方
に延びているハンドル36は図示のようにトップ・カバ
ー・プレート34の中心に位置している。このハンドル
36はペンが正しい向きになっているかどうかを示すた
めと、インクジェット・プリンタ(図示せず)上のカー
トリッジにペン本体ハウジング10を容易に着脱できる
ようにするために使用されている。しかしながら、この
タイプのペン本体ハウジング10を使用するべく特に適
しているこのようなプリンタの一例は、特願昭63−5
7751号「インクジェット・プリンタ」に開示されて
いる。
底壁部すなわち支持部材20は薄膜タイプのインクジェ
ット・プリントヘッド38の下方を向いている表面を受
けるようになっていて、またこのインクジェット・プリ
ントヘッド38は前述の特開昭63−87242号に開
示されているタイプのものでかまわないので、ここKさ
らに詳述しないことにする。しかしながら、ここに使用
するのに適したタイプの熱インクジェット・プリントヘ
ッドの製作についての補足説明のため、Hewlett
−Packard  Jornal  1985年5月
、 No、 5、Vol。
38を参考文献として示しておく。
ペン本体ハウジング10内の4つのインク蓄積室は黄色
、マゼンタ、シアン、および図示のとおり左側の区画に
文字にで識別されている黒色のインクを通常含んでいる
。好ましくは、4つの区画内の発泡体は5種々の色イン
クに対する良好な多孔蓄積媒体を与えるため、網状のポ
リウレタン発泡体でできている。
ペン本体ハウジング10内の発泡体蓄積区画(foam
 storage compartment )の各々
は、これら4つの区画の各々の下側かつ後側に位置して
いる各ニードル部40.42,44.46によって、フ
レキシブル毛細管チューブ48.50.52.54にそ
れぞれ持続されている。これらのチューブは、4本のチ
ューブ48.50.52.54 が第1図の左側のイン
ク供給源(C,M、 Y、K)ステーションにそれぞれ
延びて行く際にこれらを定位置であってかつ相互に分離
するように維持する役割を果たしている共通チューブ・
サポート兼スペーサ部材56によって図示のとおり接続
可能である。第1図のこれらのインク供給部58.60
.62,640各々はそれぞれ変換可能なインク瓶66
.68.70.72 を受は入れるようになっている。
また各々のインク瓶66.68.70,72は各インク
供給部58.60.62.64の中央直立部材76に接
触させられた際に開くような破けるシール74を備えて
いる。このシール74が破れると、インク供給部58の
たとえばインク瓶66内のインクはシアンのインクで満
たされる。同様な作用が図示のとおり他のインク供給部
58,60.62.64内の他の色(および黒および/
または透明)についても起こる。
このインク充填動作を容易にするために、コイル・スプ
リング79により開く側にバイアスされているプライム
およびベント機構78が第2図に示されているように含
まれていて、インク供給部の各々における空気圧逃がし
を提供するととも風インク充填動作時に各部、たとえば
、インク供給部58から空気を逃がすことができるよう
にしている。
ここで第3図を参照すると、発泡体蓄積区画へのニード
ル部40の挿入の正確な特徴がより詳しく示されている
。この詳細はこの図では断面図で示されている。ニード
ル部40はペン本体ハウジング10の壁82の開口88
を通して延び、またこのニードル部40は外部ハウジン
グ壁12と内部区画の壁82との間の側壁の区画内に図
示のように位置している直立した供給部84を含んでい
る。ニードル部40には、発泡体から外部側壁区画80
へのインクのいかなる漏洩をも防止するため開口88に
直接に接しているフレキシブル(たとえば、ゴム製の)
・シーリング・リングつまり隔壁86も備えられている
。ニードル部40の直立した供給部84は、図示の通り
インクをチューブ84およびニードル部40に下向きに
通して発泡体蓄積室へ送るための鋸歯状またはほたて貝
の貝殻状(以下、スカラフプ状と称する)の開I」89
を有している。ニードル部40には、所与の区画内の発
泡体に対してインクを均一に分配するための多数の間隔
をおいて配置された孔が設けられている。
ニードルの直立部84のスカランプ状断面開口89は、
第4図の拡大図に見られるように、これにはまp合うイ
ンク供給チー−プ、たとえばチューブ48のスカラップ
状内側表面の断面に合致する。この幾何学的形状をとる
ことにより、これらの部品の内表面面積が増大しかつ最
大になり、従ってそれらの毛管現象が増大する。
このニードルの直立した供給部84は、密閉された区画
88に対して容易に回転挿入・取外しが可能であるとと
もに、使用済みペンの発泡体区画から迅速に取り去って
それを新しいペンの同様な区画へ挿入することができる
。このため、各発泡区画に隣接するこのニードル/隔壁
装着および挿入アセンブリを用いることにより、オフボ
ード・インク供給システムはユーザが使いやすいものと
なり、かつ種々のタイプの発泡体充填使い捨てインクジ
ェット・ペンとともに使用するように容易に適応させる
ことができる。
供給部58.60.62.64  の各部内の上方自由
表面インク・ライン、たとえば90.はインクジェット
・プリントヘッド38の水平レベル92より下にあり、
これによって発泡体蓄積区画からのインクのサイフオン
作用による吸収を防止している。したがって、ペン本体
ハウジング10の種々のインク蓄積区画が最初インクで
充填されると、これらの供給部58.60.62.64
  内のインクとペン本体ハウジング10内の諸区画の
底部壁2゜との間に小さい負流体圧力差が生じる。しか
じなら、インクジェット・プリントヘッド38が動作す
ることによりプリントヘッド38のポンプ作用が発泡体
内に負圧力を誘発し、これの負圧力がインク供給部58
.60.62.64から夫々対応するフレキシブル毛細
管チューブ50.52.54.56を通してインクを引
出す。
インクジェット・プリント動作時にインクがこれら4つ
の発泡体蓄積区画から引出されてインクジェット・プリ
ントヘッド38から外へ出されると、これら4つの蓄積
区画の各々の負水頭が増大し、毛細管作用によってそれ
ぞれインク瓶58.60.62.64から各チューブ5
4.52.50.48を通してペン本体ハウジング1o
の4つの区画へ液体が引き出される。この作用は、これ
ら4つの発泡体蓄積区画の各々のインク・レベルが回復
してきて、プリントヘッド38中の負圧力がプリントヘ
ッド38とインキ溜めの各々の液体レベル9゜との間の
静水頭差よりも小であるようなレベルまで戻った時点ま
で継続する。
種々の変更を本発明の範囲から離れることなく。
上述の具体例に対して行なうことができる。たとえば、
多くの構造的変更を本発明の機械装置的側面に対して加
えることにより、種々の異なるタイプのインクジェット
・プリンタおよび異なるタイプのペン・キャリッジ・ア
センブリに対してさらに適合性を有するようにすること
ができる。その上、別の発泡体蓄積区画および別のオフ
ボード・インク供給ステーションを上記の実施例に付加
して、他の色を使えるようにしたり、また黒色インクお
よび透明な溶剤(Vehicle)の両者を使うことも
できる。また、上述の発泡体蓄積区画は他のタイプのプ
リントヘッド(たとえば、圧電式)に接続可能であって
、熱インクジェット・プリントヘッドとの併用に限られ
るものではない。
〔発明の効果〕
以上詳細に説明した通り1本発明によれば、インクジェ
ット・ペンの外部にインク供給源を設ける際に、そのイ
ンク移送機構を極めて簡単に構成することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例を説明するための断面図、第
2図および第3図は第1図に示す構成の断面図、第4図
は第3図中の一部分の形状を詳細に示す図である。 10:ペン本体ハウジング 12:外部側壁区画 14.16.18:仕切壁 20:底壁部 22.24:外部側壁 26.28:フランジ部 30.32:内方延長部 34ニドツブ・カバー・グンート 36:ハンドル 38:インクジェット・プリントヘッド40.42.4
4.46 :ニードル部48%50.52.54 :フ
レキシフル毛細管チュー756一部材 58. 66゜ 60.62.64:インク供給部 68.70,72 :インク瓶 :シール :中央直立部材 ニブライムおよびベント機構 :コイル・スプリング :外部側壁区画 :壁 :供給部 :隔壁 二開口 :断面開口 二上方自由表面インク・ライン。 出願人  ヒユーレット・ハンカード・カンパニー代理
人 弁理士  長 谷 川  次  男り千Jら

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 インクジェット・ペンの外部に設けられたインク蓄積手
    段と、 前記インク蓄積手段と前記インクジェット・ペンとの間
    に設けられたインク流路と、 インクジェット・プリント動作にともなって前記インク
    ジェット・ペン内の負圧を増大させて前記インク蓄積手
    段から前記インク流路を通して前記インクジェット・ペ
    ンへインクを毛細管現象によって引込む手段 とを有してなるインク供給システム。
JP63323229A 1987-12-21 1988-12-21 インク供給システム Expired - Fee Related JP2732871B2 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US07/136,060 US4831389A (en) 1987-12-21 1987-12-21 Off board ink supply system and process for operating an ink jet printer
US136,060 1987-12-21

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JPH022013A true JPH022013A (ja) 1990-01-08
JP2732871B2 JP2732871B2 (ja) 1998-03-30

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ID=22471086

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EP (1) EP0322131B1 (ja)
JP (1) JP2732871B2 (ja)
KR (1) KR910007325B1 (ja)
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