JPH0357652A - インク・カートリッジ及びそこに用いるための流れ制御ユニット - Google Patents

インク・カートリッジ及びそこに用いるための流れ制御ユニット

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JPH0357652A
JPH0357652A JP2190374A JP19037490A JPH0357652A JP H0357652 A JPH0357652 A JP H0357652A JP 2190374 A JP2190374 A JP 2190374A JP 19037490 A JP19037490 A JP 19037490A JP H0357652 A JPH0357652 A JP H0357652A
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    • B41J2/175—Ink supply systems ; Circuit parts therefor
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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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は一般的にインク・カートリッジ印刷装置に係り
、特に、インクや空気がカートリッジのインク溜に逆流
するのを阻止するように設計された制御ユニットを有す
るインク・カートリッジに関するものである。
〔従来技術とその問題点〕
複雑なインク・ジェット印刷装置の開発に伴ない、イン
ク供給カートリッジも改良する要望を生している。この
要望を満たすため、オリフィス・プレートおよび抵抗器
アセンブリと流体的に連絡状態にあるインク溜を包含す
る種々のインク・カートリッジが製造されている。抵抗
器アセンブリを付勢することによって、インクを熱的に
励起してカートリッジからインクを排出する熱を発生す
る。この供給方法はこの技術分野で周知のものであり、
例えばヒューレットパッカード・ジャーナル（１９８５
年５月号、Ｖｏｌ．３６、Ｎｏ．　５　）に説明されて
いる。さらに、熱的インク付勢を使用するカートリッジ
の例が米国特許第４，５００，８９５号に説明されてい
る。
上記の装置の場合は、インク溜内のインクは通常負圧に
維持されている。インクが励起された時に発生する毛細
管作用によってインクはインク溜から引き出され、そし
てオリフィス・フレートから排出される。しかしながら
、この型の装置は空気およびインクがインク溜に逆流す
ることに関連する問題をしばしば経験する。このことは
、力一トリッジ内に空気を引き込みかつオリフィス・プ
レートからインキを引っぱるインク溜内の負圧によって
生じる。インクがオリフィス・プレートから移動せしめ
られるとき、印刷プロセスが中断され、“デプライム（
ｄｅｐｒｉｍｅ）　”とし７一般に知られていることを
生じる。その上、カートリッジおよびインク溜中ヘの空
気の導入はこの中のインクに発泡性を帯びさせて、（バ
ブルや泡状にする）カートリッジの作動効率を減少させ
る。さらに、インク溜内に少しでも空気が存在すると周
囲温度が上昇すると膨張することになる。この膨張が非
使用時におけるインク溜およびカートリッジからインク
を強制排出して、制御に基づかない漏洩を生じる。
カートリッジ中へのインクおよび空気の逆流に関連する
諸問題を除去するために種々の方法が試みられている。
たとえば、インク溜とオリフィス・プレートとの間のカ
ートリッジ内に小スクリーンを配置したー装置がある。
インクの表面張力とこのスクリーンの小メッシュ寸法と
により、インク溜中ヘの空気およびインクの逆流を最小
限化している。しかしながらこの技法は完全には効果的
なものではなく、インク溜からの真空がスクリーンを通
して空気を引く時にカートリッジ内に気泡（空気バブル
）の発生を生しる。結果として、カートリッジの作動効
率が低下する。したがって空気およびインクの逆流を効
果的に制御する手段を有するインク・カートリッジ装置
が望まれる。
本発明は、以下に説明するように、この技術分野で現在
に至るまで知られていない方法でこの要望を満たすもの
である。
〔発明の目的〕
本発明の一目的は、改良された効率および設計のインク
・カートリッジ装置を提供することである。
本発明の他の目的は、円滑・迅速かつ均一の方法でイン
クを供給するインク・カートリッジ装置を提供すること
である。
本発明の他の目的は、最低限の清浄および整備しか要し
ないインク・カートリッジ装置を提供することである。
本発明のさらに他の目的は、最低限数の作動構成要素し
か使用しないインク・カートリッジ装置を提供すること
である。
本発明のさらに他の目的は、カートリッジ中への空気の
導入に関連する諸問題を解消するインク・カートリッジ
装置を提供することである。
本発明のさらに他の目的は、インク・デプライムに関連
する諸問題を解消することによって、インクの円滑かつ
無拘束（中断のない）流れを容易にするインク・カート
リッジ装置を提供することである。
（発明の概要〕 上記の諸目的に基づき、インク供給／印刷装置（たとえ
ば、加熱抵抗ユニット）と流体連絡状態にあって負圧に
維持されているインク溜を包含するインク・カートリッ
ジが提供される。インクが供給装置によってカートリッ
ジから排出されると、新鮮なインクが毛細管作用によっ
てインク溜から引き出される。インク溜への空気および
インクの逆流を阻止するために、特別な制御ユニットが
設けられている。この制御ユニットはインク溜と供給／
印刷装置との間でカートリンジ内に位置し、かつインク
供給スタンドパイプと連絡している少なくとも１本のイ
ンク導管を包含している。このスタンドパイプは、イン
ク溜に取り付けられていてここからインクを引き出す。
インク導管とスタンドパイプとの間の結合部に、中間部
が設けられていてこれは徐々に減少する直径をもつ開口
を有している。この中間部はまた、前記開口を囲む環状
の内方に傾斜する内壁部を有している。この中間部は、
インク導管内に配置された自由浮動球状部材（たとえば
、ボール）を受けるように設計されている。このボール
は中央部の開口より大である直径を有し、この開口を通
過することができない。動作時には、インクがインク溜
から、スタンドパイプを通し、カートリッジからの供給
のためインク導管に移動する。しかしながら、インク溜
への空気およびインクの逆移動はボールによって中央部
における開口を塞ぐことによって阻止される。特に、前
記ポールがインクによって中央部の開口に移動され、こ
の開口を通してのインクおよび空気の流れを阻止する。
この結果、カートリッジ内でのインク・デプライム、お
よび気泡の発生が制御される。その上、このボールは拘
束を受けることなくかつ完全に自由浮動状態にあるので
、インクの流れの方向変化に敏感である。
本発明の上記および他の目的、機能および利点は、図面
についての下記の簡単な説明および以下に提示の実施例
の詳細な説明によってさらに十分説明されている。
［実施例］ 本発明は、高度の効率および最少限度の整備（メインテ
ナンス）を必要とするにすぎない改良型インク・カート
リッジ装置を提供する。
第１図は本発明による流れ制御ユニントを具えることが
可能なインク・カートリッジ１０を示している。第２図
を参照すると、カートリッジ１０はハウジング１２、あ
て板１４、および袋状インク溜ｌ６を包含している。さ
らに、インク供給穴２２および薄膜抵抗パターン２３を
有する基板２０も包含している。
第２図に示されているように基板２０には、インク供給
穴２２と連絡しているインク滴排出穴２８を有するオリ
フィス・プレート２６が固着されている。この装置の詳
細作動特性は米国特許第４，５００，８９５号に開示さ
れている。
しかしながら、本明細書に記載の発明は特定の種類のイ
ンク・カートリッジまたは印刷装置に限定されるもので
はない。すなわち、本発明は負圧に維持されているイン
ク溜を有するすべてのインク供給／印刷装置に併用する
ことができる。
第３図〜第５図を参照すると、本発明に基づいて製作さ
れた流れ制御ユニッ｝４０が図示されている。第３図は
流れ制御ユニットの断面図である。
この制御ユニット４０は、外側カバー４２およびインク
供給オリフィス４４を包含している。インク供給オリフ
ィス４４は、インク供給／印刷装置４５と連絡している
。この装置４５は、前述の米国特許第４，５００．８９
５号に記載されている抵抗ユニットを包含し、種々の形
をとることができる。
この制御ユニット４０が第１図および第２図のカートリ
ッジ１０に使用される場合は、基板２０は外側カバー４
２として機能することができる。同様に、インク供給オ
リフィス４４は上記のインク供給穴２２として働くこと
ができる。
制御ユニット４０の内部は、負圧に維持されているイン
ク溜４７に取り付けられている第１の導管４６（一般的
に周知のものはスタンドパイプ）を包含している。この
制御ユニット４０が第１図および第２図のカートリッジ
１０に使用される場合は、インク溜４７は第２図に示さ
れている袋状構造１６で構成することができる。
制御ユニット４０は、第５図に図示されているように断
面が円形であり、かつ直径ＤＩ　　（第３図）を有する
第１インク路４９を構戊する第２導管４８を含んでいる
。第１インク路４９は、第３図に示されている第２イン
ク路５６と連絡している。好適実施例の場合は、第３図
のように、第１インク路４９は第２インク路５６に関し
て約９０度の角“Ｘ゜゛に位置決めされている。第３図
をさらに参照すると、第２インク路５６は高さＨ，を有
している。好適実施例の場合は、第２インク路５６は位
置５７（第４図〜第５図）において最大幅Ｗ１を有して
いる。第２インク路５６は、第４図〜第５図に図示され
ているように、内側方向に傾斜している側壁５８の使用
によってインク供給オリフィス４４に向かって位置５７
から幅が徐々に減少している。
第■インク路４９とスタンドパイプ４６との間に位置し
ているものは、第３図に図示されている切頭円すい中央
部６２である。この中央部６２は、インク溜４７の方向
に向って徐々に減少する直径を有する開口６３を有して
いる。この間口６３は、環状・内側方向に傾斜をもつ内
部壁６４によって囲まれている。
開口６３は、内部壁６４の内方傾斜構或により直径が徐
々に減少している。
第１インク路４９内に、ボール８０の形の球状流れ制御
部材が配置される。このボール８０は、インクによる腐
食または反応を受けにくい材料で構築されることが好ま
しい。ポール８０は、ポリプロプレン・プラスチックを
含み種々の材料で製造することができる。このボール８
０は、第１インク路４９の直径Ｄ１より小である直径Ｄ
２を有している。この結果として、ボール８０は第１イ
ンク路４９内を自由に移動することができる（第３図参
照）。第１インク路４９内のボール８０の自由かつ非拘
束移動は、重要なことである。したがって、第１インク
路４９の断面が円形であると否とにかかわらず、ボール
８０の自由移動を可能ならしめるために、この第１イン
ク路４９は十分に大でなければならない。
第２インク路５６に関しては、ボール８０の直径Ｄ２は
幅Ｗ＋（第４図）より小であるが、第２インク路５６の
高さＨ．（第３図）より大である。この設計は、第３図
に点線で示されているように、第２インク路５６内に第
１インク路４９からボール８０が通過することを阻止し
ている。しかしながら、前述されかつ第４図に図示され
ているように、ボール８０の直径Ｄ２が第２インク路５
６の幅Ｗ１より小であるので、インク路４９とインク路
５６との間をインクが通過可能である。
その上、第３図に示されているようにボール８０は開口
６３より大である。この設計は、以下にさらに詳しく説
明されているように、ボール８０が中央部６２を通して
スタンドバイブ４６に通過することを防止している。
動作時には、前述のとおり、種々の形をとることができ
る供給／印刷装置４５を使用してインクがカートリッジ
から排出される。この結果、インクが排出前に、毛細管
作用によってインク溜４７からスタンドパイプ４６、中
央部６２、第１インク路４９、および第２インク路５６
を通して流れる。ボール８０は、前述のとおりボール８
０と第１インク路４９とのボール８０は第３図に点線で
示されている位置をとる。しかしながら、インク溜４７
内の負圧が空気をカートリッジ中に侵入させると、イン
クが供給／印刷装置から逆方向に排出されることになる
。この結果、インクおよび空気がインク溜４７に向かっ
て逆方向に移動し始める。このことが起こると、ボール
８０はインクによって中央部６２の方向そしてその中へ
向かって移動せしめられる。ポール８０は中央部６２の
開口６３より大であるので、第３図に実線で示されてい
るように開口６３を囲む壁部６３に係合することになる
。この結果として、インクおよび空気はスタンドパイプ
４６およびインク溜４７の中に後方に向かって流れるこ
とを阻止され、これによってインク溜の中への空気の導
入を最少限化しかつデプライムを制御する。
〔発明の効果〕
上述したように制御ユニット４０の使用は、インク供給
の技術分野における重要な進歩を提供する。
この装置は従来のスクリーン装置に比してよりすぐれた
或果を提供する。その上、自由浮動・非拘束ボール８０
の使用は、ポール８０がインク流れの微小方向変化に極
度に応動することを可能ならしめている。この結果、制
御ユニッｌ−４０は瞬間的に動作し、かつ他の流れ制御
装置と比較してインクの外方流れに対して最小の抵抗を
提供する。そしてインクの漏れを防止できる． 本発明の好適実施例を説明したが、この技術分野の当業
者には適切な変更等が可能であることを理解されたい。
そのような変更も本発明の範囲内のものである。
【図面の簡単な説明】 第１図は本発明を適用できるインク・カートリッジの斜
視図、 第２図は第１図のインク・カートリッジの分解斜視図 第３図は本発明によるインク・カートリッジ中のインク
流制御体の断面図、 第４図は第３図の線４−４における断面図、第５図は第
３図の線５−５における断面図である。 １０：インク・カートリッジ、 １２：ハウジング、 １６二袋状インク溜、 ２０：基板、 ２２：インク供給穴、 ２６：オリフィス、 ４５：インク供給／印刷装置、 ４７：インク溜、 ４６： ４８： ６２： ８０： 第１導管、 第２導管． 中間体、 インク流ｒｌｉｌＩ御体。

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）印刷手段と、前記印刷手段と関連して負圧に維持
    されているインク溜と、前記インク溜と流体的に結合し
    ている第１導管と、前記印刷手段と前記第１導管との間
    に配置された第２導管と、前記第１、第２導管の間に配
    置された中間体と、前記第２導管中に配置されて前記中
    間体の穴直径よりも大きく、前記第２導管の直径よりも
    小さな直径を有する球状のインク流制御体とより成り、
    前記インク流制御体により前記穴を塞ぐことにより空気
    およびインクが前記インク溜に逆流することを防止した
    インク・カートリッジ。
  2. （２）前記中間体の穴の直径は徐々に減少している請求
    項第１項記載のインク・カートリッジ。
  3. （３）前記第２導管は主インク経路と副インク経路を有
    し、前記インク流制御体は前記主インク経路中に配置さ
    れている請求項第１項記載のインク・カートリッジ。
  4. （４）前記主インク経路は前記副インク経路に対して約
    ９０度の角度で配置されている請求項第３項記載のイン
    ク・カートリッジ。
  5. （５）前記副インク経路は前記インク流制御体の直径よ
    りも小さな高さと、該直径よりも大きな幅を有する請求
    項第尾３項記載のインク・カートリッジ。
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