JPH0596746A - 感熱式インクジエツトプリンタのインク供給装置および方法 - Google Patents
感熱式インクジエツトプリンタのインク供給装置および方法Info
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- JPH0596746A JPH0596746A JP4087823A JP8782392A JPH0596746A JP H0596746 A JPH0596746 A JP H0596746A JP 4087823 A JP4087823 A JP 4087823A JP 8782392 A JP8782392 A JP 8782392A JP H0596746 A JPH0596746 A JP H0596746A
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- compartment
- chamber
- liquid
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-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
- B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
- B41J2/00—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
- B41J2/005—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
- B41J2/01—Ink jet
- B41J2/17—Ink jet characterised by ink handling
- B41J2/175—Ink supply systems ; Circuit parts therefor
Landscapes
- Ink Jet (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】インク溜め内の負圧を調整する圧力弁の劣化を
防止する。 【構成】各インク室32ａ〜32ｃに連通する隔室40を設
け、この隔室40内に液体を封入すると供に、その底部に
疏水隔膜43を設ける。インク室内の負圧が一定値を越え
ると疏水隔膜43を通して空気が導入され、負圧は一定に
保たれる。疏水隔膜43はインク室内のインクから隔離さ
れるので、インク中に含まれる成分による悪影響を受け
ることがない。
防止する。 【構成】各インク室32ａ〜32ｃに連通する隔室40を設
け、この隔室40内に液体を封入すると供に、その底部に
疏水隔膜43を設ける。インク室内の負圧が一定値を越え
ると疏水隔膜43を通して空気が導入され、負圧は一定に
保たれる。疏水隔膜43はインク室内のインクから隔離さ
れるので、インク中に含まれる成分による悪影響を受け
ることがない。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は一般に感熱式インク・ジ
ェット（ＴＩＪ）ペンのペン・ボディーの構造に関し、
特にペン内のインク貯蔵容量と背圧の調整の双方を同時
に向上させる構造に関する。
ェット（ＴＩＪ）ペンのペン・ボディーの構造に関し、
特にペン内のインク貯蔵容量と背圧の調整の双方を同時
に向上させる構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】例えば使い捨てのＴＩＪペンで動作する
形式の感熱式インク・ジェット・プリンタを使用した白
黒及びカラーのインク・ジェット印刷の分野では、これ
らのペンが商品として受け入れられる寿命を持つために
相当大きいインク貯蔵容量を持つような構造にするた
め、種々の方法が講じられてきた。従来はこのようなペ
ンを構成する際に、薄膜抵抗（ＴＦＲ）形の印書ヘッド
装置をペン・ボディーのハウジングの一表面上に、又は
その近傍に実装し、インク貯蔵隔室をハウジング内に設
け、この隔室と薄膜の抵抗形印書ヘッドとでインクの流
れが連通するようにすることが一般的であった。しか
し、このような使い捨てのインク・ジェット・ペンに適
切なインク貯蔵容量を付与することの他、薄膜抵抗の印
書ヘッドの出力インク噴出オリフィス板において制御さ
れた負圧もしくは背圧が保持されることも必要である。
これはインク貯蔵隔室内の背圧が不十分であるためにイ
ンクが印書ヘッドから流下もしくは滴下することがない
ようにし、又はインク貯蔵室内に発生する負圧が大きす
ぎることによるインクのデプライム（プライミングがな
されない状態）が生じないようにするためである。
形式の感熱式インク・ジェット・プリンタを使用した白
黒及びカラーのインク・ジェット印刷の分野では、これ
らのペンが商品として受け入れられる寿命を持つために
相当大きいインク貯蔵容量を持つような構造にするた
め、種々の方法が講じられてきた。従来はこのようなペ
ンを構成する際に、薄膜抵抗（ＴＦＲ）形の印書ヘッド
装置をペン・ボディーのハウジングの一表面上に、又は
その近傍に実装し、インク貯蔵隔室をハウジング内に設
け、この隔室と薄膜の抵抗形印書ヘッドとでインクの流
れが連通するようにすることが一般的であった。しか
し、このような使い捨てのインク・ジェット・ペンに適
切なインク貯蔵容量を付与することの他、薄膜抵抗の印
書ヘッドの出力インク噴出オリフィス板において制御さ
れた負圧もしくは背圧が保持されることも必要である。
これはインク貯蔵隔室内の背圧が不十分であるためにイ
ンクが印書ヘッドから流下もしくは滴下することがない
ようにし、又はインク貯蔵室内に発生する負圧が大きす
ぎることによるインクのデプライム（プライミングがな
されない状態）が生じないようにするためである。
【０００３】ロイ・ティー・ブックに付与され、本発明
の出願人に譲渡された米国特許第４，５００，８９５号
には、ペン用のインク貯蔵隔室として変形可能袋体を使
用した使い捨ての感熱式インク・ジェット・ペンが開示
されている。この袋体は内部でインクが減少すると次第
にへこむように構成されており、ペンのインクが満タン
状態から空状態に減少するにつれて、比較的一定範囲の
背圧が保持されるように動作する。しかし、このような
ペンでは、ペンの背圧とインク減少特性とが非直線的な
関係であるため、ペン・ボディーの構造をより大きくし
た場合は、ブラダによって保持される背圧がほぼ一定に
厳密に制御されるようにするのは困難である。
の出願人に譲渡された米国特許第４，５００，８９５号
には、ペン用のインク貯蔵隔室として変形可能袋体を使
用した使い捨ての感熱式インク・ジェット・ペンが開示
されている。この袋体は内部でインクが減少すると次第
にへこむように構成されており、ペンのインクが満タン
状態から空状態に減少するにつれて、比較的一定範囲の
背圧が保持されるように動作する。しかし、このような
ペンでは、ペンの背圧とインク減少特性とが非直線的な
関係であるため、ペン・ボディーの構造をより大きくし
た場合は、ブラダによって保持される背圧がほぼ一定に
厳密に制御されるようにするのは困難である。
【０００４】感熱式インク・ジェット・ペンの薄膜抵抗
形印書ヘッドにおいて必要な一定の背圧を保持し、制御
を向上するための別の方法は、ペンの黒又はカラー・イ
ンクの貯蔵隔室内に網状のポリウレタン製フォームを使
用することであった。この形式のフォーム材料はペン内
の必要な背圧を一定に保持するだけではなく、感熱式イ
ンク・ジェット・ペンのペン・キャリッジ部材のペン内
での急速な往復運動中にペン・ボディーのハウジング内
でインクが跳ねることを防止するためにも極めて優れた
機能をはたすものであった。インク貯蔵媒体としてフォ
ーム材料を使用した方法はジェフリー・ピー・ベーカー
他に付与され、これも本件の出願人に譲渡された米国特
許第４，７７１，２９５号に開示され、特許請求されて
いる。
形印書ヘッドにおいて必要な一定の背圧を保持し、制御
を向上するための別の方法は、ペンの黒又はカラー・イ
ンクの貯蔵隔室内に網状のポリウレタン製フォームを使
用することであった。この形式のフォーム材料はペン内
の必要な背圧を一定に保持するだけではなく、感熱式イ
ンク・ジェット・ペンのペン・キャリッジ部材のペン内
での急速な往復運動中にペン・ボディーのハウジング内
でインクが跳ねることを防止するためにも極めて優れた
機能をはたすものであった。インク貯蔵媒体としてフォ
ーム材料を使用した方法はジェフリー・ピー・ベーカー
他に付与され、これも本件の出願人に譲渡された米国特
許第４，７７１，２９５号に開示され、特許請求されて
いる。
【０００５】感熱式インク・ジェット・ペンの印書ヘッ
ドにおける背圧の良好な制御を保持しつつ、同時にその
インク貯蔵容量を増大するための更に別の方法を提供す
るため、我々はその他の部品と並んで、インク溜め容器
と、ペンのインク受け隔室内の空気空間との間に配置さ
れた薄い疏水隔膜を使用した新規の別のペン・ボディー
構造を発見し、開発した。インク受け隔室の出力面の近
傍に薄膜抵抗の印書ヘッドが実装され、これは薄い疏水
隔膜を隔てた差圧が隔膜本来の気泡圧を超えると、主イ
ンク溜めからインク受け隔室へとインクを引き込むよう
に動作する。この新規のペン・ボディー構造は、アルフ
レッド・エル・パン及びシー・エス・チャンの米国係属
出願番号第０７／４１４，８９３号「プリンタ用のイン
ク給送システム」に開示され、特許請求されている。
ドにおける背圧の良好な制御を保持しつつ、同時にその
インク貯蔵容量を増大するための更に別の方法を提供す
るため、我々はその他の部品と並んで、インク溜め容器
と、ペンのインク受け隔室内の空気空間との間に配置さ
れた薄い疏水隔膜を使用した新規の別のペン・ボディー
構造を発見し、開発した。インク受け隔室の出力面の近
傍に薄膜抵抗の印書ヘッドが実装され、これは薄い疏水
隔膜を隔てた差圧が隔膜本来の気泡圧を超えると、主イ
ンク溜めからインク受け隔室へとインクを引き込むよう
に動作する。この新規のペン・ボディー構造は、アルフ
レッド・エル・パン及びシー・エス・チャンの米国係属
出願番号第０７／４１４，８９３号「プリンタ用のイン
ク給送システム」に開示され、特許請求されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明の基本的な目的
と課題は、更に新規で且つ洗練された感熱式インク・ジ
ェット・ペンのボデー構造を追求し、前記出願に開示さ
れているインク給送システムとは別の構造を提供するこ
とである。すなわち、本発明は感熱式インク・ジェット
・ペンの分野と技術に更に新規で有用な改良を加え、且
つ、前記の出願に開示され、特許請求されているインク
給送システムの新規な変化形と別の実施形態を提示する
ものである。本発明の別の課題はペン内の背圧調整の良
好な制御を保持しつつ、同時にペン内の背圧調整素子が
ペンのインク隔室内のインク染料及びその他の添加物の
ような汚染に晒されることを防止するように動作する感
熱式インク・ジェット・ペンのボテー構造を提供するこ
とである。
と課題は、更に新規で且つ洗練された感熱式インク・ジ
ェット・ペンのボデー構造を追求し、前記出願に開示さ
れているインク給送システムとは別の構造を提供するこ
とである。すなわち、本発明は感熱式インク・ジェット
・ペンの分野と技術に更に新規で有用な改良を加え、且
つ、前記の出願に開示され、特許請求されているインク
給送システムの新規な変化形と別の実施形態を提示する
ものである。本発明の別の課題はペン内の背圧調整の良
好な制御を保持しつつ、同時にペン内の背圧調整素子が
ペンのインク隔室内のインク染料及びその他の添加物の
ような汚染に晒されることを防止するように動作する感
熱式インク・ジェット・ペンのボテー構造を提供するこ
とである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明の新規な特徴は、
ペン・ボディー・ハウジング内の単一又は複数個のイン
クを含む隔室内の背圧を制御するために使用される単一
の背圧調整素子を備えることにある。この単一の負の背
圧調整素子は消イオン水又はジエチルグリコーム（ＤＥ
Ｇ）のような不活性液によって前記のインクを含む隔室
内から遮断され、それによって、背圧調整素子は前記隔
室から遮断された状態に保持される。同時に、この新規
の構造によって単一の背圧調整素子は複数の隔室を有す
る感熱式インク・ジェット・ペン内の複数の黒及びカラ
ーインク隔室の全ての負の背圧を制御することが可能に
なる。
ペン・ボディー・ハウジング内の単一又は複数個のイン
クを含む隔室内の背圧を制御するために使用される単一
の背圧調整素子を備えることにある。この単一の負の背
圧調整素子は消イオン水又はジエチルグリコーム（ＤＥ
Ｇ）のような不活性液によって前記のインクを含む隔室
内から遮断され、それによって、背圧調整素子は前記隔
室から遮断された状態に保持される。同時に、この新規
の構造によって単一の背圧調整素子は複数の隔室を有す
る感熱式インク・ジェット・ペン内の複数の黒及びカラ
ーインク隔室の全ての負の背圧を制御することが可能に
なる。
【０００８】前述の目的、課題、新規の特徴及びそれに
関連する利点は、本発明に従って、その他の機構と共
に、インク容積とインクの流れが連通するように実装さ
れたインク・ジェット印書ヘッドを有するインク・ジェ
ット・ペンの、単一又は複数の隔室のインク容積内にお
けるインクの自由表面上の背圧を調整するためのインク
給送システムを備えることによって達成される。このシ
ステムにはペン・ボディー・ハウジング内の液体表面
と、ハウジング外側の隣接する空気空間との間に実装さ
れ、インク・ジェット印書ヘッドから噴射されるインク
によってそこを隔てて発生される差圧の変化に応答する
薄い疏水隔膜のような背圧調整素子が備えられている。
このように、差圧が増大すると、空気はハウジングの外
側から圧力素子調整素子を経てペン・ボディー・ハウジ
ング内の単数又は複数のインクを含む隔室へと通気せし
められる。この作用はひいては、圧力調整素子で再び平
衡状態が確立されて、空気が前記素子を流れなくなるま
で、隔室の各々の液体の自由表面上の背圧を低下させ
る。
関連する利点は、本発明に従って、その他の機構と共
に、インク容積とインクの流れが連通するように実装さ
れたインク・ジェット印書ヘッドを有するインク・ジェ
ット・ペンの、単一又は複数の隔室のインク容積内にお
けるインクの自由表面上の背圧を調整するためのインク
給送システムを備えることによって達成される。このシ
ステムにはペン・ボディー・ハウジング内の液体表面
と、ハウジング外側の隣接する空気空間との間に実装さ
れ、インク・ジェット印書ヘッドから噴射されるインク
によってそこを隔てて発生される差圧の変化に応答する
薄い疏水隔膜のような背圧調整素子が備えられている。
このように、差圧が増大すると、空気はハウジングの外
側から圧力素子調整素子を経てペン・ボディー・ハウジ
ング内の単数又は複数のインクを含む隔室へと通気せし
められる。この作用はひいては、圧力調整素子で再び平
衡状態が確立されて、空気が前記素子を流れなくなるま
で、隔室の各々の液体の自由表面上の背圧を低下させ
る。
【０００９】本明細書で開示する好ましい実施例では、
本発明のインク給送システムには次の装置が含まれてい
る。 ａ．上部に準大気圧の気体空間を有する液体隔室、 ｂ．液体隔室と、それを囲む周囲との間に実装され、周
囲の気体が液体隔室内の液体内で気泡化することができ
るようにし、一方、液体が隔膜を通って反対方向に流れ
ることを防止するための疏水隔膜、 ｃ．上部に準大気圧の気体空間を有するインク溜めとな
る少なくとも一つの室、 ｄ．液体隔室内の気体空間をインク室内の気体空間と連
結するマニホルド、及び、 ｅ．インク室とインクの流れが連通するように実装さ
れ、インクが印書される用紙に噴射するようにされた感
熱式インク・ジェット印書ヘッドであって、インクはほ
ぼ一定の背圧によって調整された流量でインク室から感
熱式インク・ジェット印書ヘッドに流れる形式のインク
・ジェット印書ヘッド。
本発明のインク給送システムには次の装置が含まれてい
る。 ａ．上部に準大気圧の気体空間を有する液体隔室、 ｂ．液体隔室と、それを囲む周囲との間に実装され、周
囲の気体が液体隔室内の液体内で気泡化することができ
るようにし、一方、液体が隔膜を通って反対方向に流れ
ることを防止するための疏水隔膜、 ｃ．上部に準大気圧の気体空間を有するインク溜めとな
る少なくとも一つの室、 ｄ．液体隔室内の気体空間をインク室内の気体空間と連
結するマニホルド、及び、 ｅ．インク室とインクの流れが連通するように実装さ
れ、インクが印書される用紙に噴射するようにされた感
熱式インク・ジェット印書ヘッドであって、インクはほ
ぼ一定の背圧によって調整された流量でインク室から感
熱式インク・ジェット印書ヘッドに流れる形式のインク
・ジェット印書ヘッド。
【００１０】更に、好ましい実施例では、本発明のイン
ク給送システムでは複数のインク室が備えられ、その各
々は別個の印書ヘッドと関連しており、それによって各
々のインク室が異なる色のインクを含んでいる場合は多
色印書ができるようにされている。更に好ましい実施例
では、疏水隔膜は非湿性のポリマー材料から成ってい
る。代表的な実施例では、非湿性のポリマー材料は孔の
直径が約１００ミクロン未満であり、通常は約５ミクロ
ンないし約２０ミクロンの範囲の多孔性材料である。
ク給送システムでは複数のインク室が備えられ、その各
々は別個の印書ヘッドと関連しており、それによって各
々のインク室が異なる色のインクを含んでいる場合は多
色印書ができるようにされている。更に好ましい実施例
では、疏水隔膜は非湿性のポリマー材料から成ってい
る。代表的な実施例では、非湿性のポリマー材料は孔の
直径が約１００ミクロン未満であり、通常は約５ミクロ
ンないし約２０ミクロンの範囲の多孔性材料である。
【００１１】
【実施例】概略的に述べると、図１は用紙２１に印書す
るためのインク・ジェット・ペン２４を搬送するインク
・ジェット・ペン・キャリッジ２０を示している。図示
した実施例では、キャリッジ２０は駆動されて案内軸２
２上を滑動して、インク・ジェット・ペンを用紙２１と
平行に往復移動させる。キャリッジ２０を案内軸２２に
沿って駆動するために適当なモータ（図示せず）が接続
されていることが理解されよう。個々の用紙をインク・
ジェット・ペン２４の下に送るためのローラ２８が備え
られている。
るためのインク・ジェット・ペン２４を搬送するインク
・ジェット・ペン・キャリッジ２０を示している。図示
した実施例では、キャリッジ２０は駆動されて案内軸２
２上を滑動して、インク・ジェット・ペンを用紙２１と
平行に往復移動させる。キャリッジ２０を案内軸２２に
沿って駆動するために適当なモータ（図示せず）が接続
されていることが理解されよう。個々の用紙をインク・
ジェット・ペン２４の下に送るためのローラ２８が備え
られている。
【００１２】図１に更に示されているように、インク・
ジェット・ペン２４は参照符号３０ａ、３０ｂ及び３０
ｃで概略的に示された複数個のインク・ジェット印書素
子、すなわち「印書ヘッド」を備えている。更に、イン
ク・ジェット・ペン２４はそれぞれの印書ヘッド３０
ａ、３０ｂ及び３０ｃにインクを給送するためのインク
溜めを成す複数個のインク供給室３２ａ、３２ｂ及び３
２ｃを備えている。実際には、インク供給室３２ａ、３
２ｂ及び３２ｃは並行して取り付けられ、各々の室は異
なる色のインクを含んでいる。（従って、図示したシス
テムは三色印刷ができる。）個々のインク供給室３２
ａ、３２ｂ及び３２ｃの寸法と形状は設計上の選択の問
題である。
ジェット・ペン２４は参照符号３０ａ、３０ｂ及び３０
ｃで概略的に示された複数個のインク・ジェット印書素
子、すなわち「印書ヘッド」を備えている。更に、イン
ク・ジェット・ペン２４はそれぞれの印書ヘッド３０
ａ、３０ｂ及び３０ｃにインクを給送するためのインク
溜めを成す複数個のインク供給室３２ａ、３２ｂ及び３
２ｃを備えている。実際には、インク供給室３２ａ、３
２ｂ及び３２ｃは並行して取り付けられ、各々の室は異
なる色のインクを含んでいる。（従って、図示したシス
テムは三色印刷ができる。）個々のインク供給室３２
ａ、３２ｂ及び３２ｃの寸法と形状は設計上の選択の問
題である。
【００１３】印書ヘッド３０ａ、３０ｂ及び３０ｃは従
来型の設計であるので、ここでは詳細には説明しない。
図１に更に示されるように、インク供給室３２ａ、３２
ｂ及び３２ｃは全て共通のマニホルド３６に気流連通式
に連結されており、一方、前記マニホルドは隔室４０と
気流連通している。隔室４０は消イオン水又はジエチル
グリコール（ＤＥＣ）のような液体性を含むようにされ
ている。隔室４０の下部はアパーチャ４１を備えてお
り、これを覆って隔膜４３がシーリングされ、隔室４０
に入る空気は全て隔膜４３を通過しなければならないよ
うにされている。後述するように、疏水隔膜４３は印書
素子３０ａ、３０ｂ及び３０ｃへのインクの流量をほぼ
一定の背圧に調整するように補助する。
来型の設計であるので、ここでは詳細には説明しない。
図１に更に示されるように、インク供給室３２ａ、３２
ｂ及び３２ｃは全て共通のマニホルド３６に気流連通式
に連結されており、一方、前記マニホルドは隔室４０と
気流連通している。隔室４０は消イオン水又はジエチル
グリコール（ＤＥＣ）のような液体性を含むようにされ
ている。隔室４０の下部はアパーチャ４１を備えてお
り、これを覆って隔膜４３がシーリングされ、隔室４０
に入る空気は全て隔膜４３を通過しなければならないよ
うにされている。後述するように、疏水隔膜４３は印書
素子３０ａ、３０ｂ及び３０ｃへのインクの流量をほぼ
一定の背圧に調整するように補助する。
【００１４】隔膜４３は非湿性の（すなわち疏水性の）
ポリマー材料から成っていることが好ましい。適切な疏
水ポリマーの例には孔の直径が約１０ミクロンないし約
２０ミクロンの範囲にあるテフロン（登録商標）及び孔
の直径が約５ミクロンないし約２０ミクロンの範囲のナ
イロン（登録商標）が含まれる。ゴアテックス（登録商
標）の商標の元で市販されているより最近になって開発
された疏水材料も疏水隔膜４３の材料として使用でき
る。このような隔膜材料は疏水性であるので、空気が隔
膜を通って圧力調整隔室４０へと流入し、一方、液体が
隔膜を通って反対方向に流れることを防止することがで
きる。すなわち隔膜４３は気流に対して一方向弁として
動作する。隔膜４３の孔のサイズはぺンの印書ヘッドで
生成される背圧を決定する要因の一つであり、液体が隔
膜を貫いて流れることを防止するために充分小さくなけ
ればならない。この目的のためには孔の直径は通常は約
１００ミクロン未満で充分である。隔膜４３の特定の表
面特性もペン内の背圧に影響する。
ポリマー材料から成っていることが好ましい。適切な疏
水ポリマーの例には孔の直径が約１０ミクロンないし約
２０ミクロンの範囲にあるテフロン（登録商標）及び孔
の直径が約５ミクロンないし約２０ミクロンの範囲のナ
イロン（登録商標）が含まれる。ゴアテックス（登録商
標）の商標の元で市販されているより最近になって開発
された疏水材料も疏水隔膜４３の材料として使用でき
る。このような隔膜材料は疏水性であるので、空気が隔
膜を通って圧力調整隔室４０へと流入し、一方、液体が
隔膜を通って反対方向に流れることを防止することがで
きる。すなわち隔膜４３は気流に対して一方向弁として
動作する。隔膜４３の孔のサイズはぺンの印書ヘッドで
生成される背圧を決定する要因の一つであり、液体が隔
膜を貫いて流れることを防止するために充分小さくなけ
ればならない。この目的のためには孔の直径は通常は約
１００ミクロン未満で充分である。隔膜４３の特定の表
面特性もペン内の背圧に影響する。
【００１５】気泡が疏水隔膜４３を通過すると、気泡の
直径が一定の寸法に達した場合に限り水を通って上方に
進行し、液体の自由表面から外側に出続ける。気泡の半
径をｒb とした場合、気泡は気泡に加わる差圧、デルタ
Ｐが２γ／ｒb 未満であるならば水と隔膜の境界を離れ
ることはないことを示すことができる。ここにγは液体
の表面張力であり、デルタＰは（隔膜４３の外側の大気
圧−液体の圧力水頭ｈ−プレナム、すなわち圧力調整隔
室内の液体表面上の空間、内の圧力）である。
直径が一定の寸法に達した場合に限り水を通って上方に
進行し、液体の自由表面から外側に出続ける。気泡の半
径をｒb とした場合、気泡は気泡に加わる差圧、デルタ
Ｐが２γ／ｒb 未満であるならば水と隔膜の境界を離れ
ることはないことを示すことができる。ここにγは液体
の表面張力であり、デルタＰは（隔膜４３の外側の大気
圧−液体の圧力水頭ｈ−プレナム、すなわち圧力調整隔
室内の液体表面上の空間、内の圧力）である。
【００１６】しかし、単一、の小さい気泡が空気を取り
込んで大きくなり始めると、又は気泡と液体の界面での
２つ又はそれ以上の小さい気泡がより大きい気泡へと合
体してｒb の値が増大し、デルタＰが２γ／ｒb 以上に
なると、気泡は圧力調整隔室内の液体の自由表面まで上
昇する。表面張力がセンチメートル当たり約５０−７０
ダインであり、Ｈ2 Ｏの圧力水頭が５インチである水の
ような液体を用いた場合、気泡の半径ｒb が約６９マイ
クロメータを超えると、気泡は圧力調整隔室内の液体自
由表面へと伝播する。しかし、デルタＰと２γ／ｒb と
の前記の比率は、前記の計算を行うために想定されたよ
うに気泡が球である場合に限り、気泡が疏水隔膜４３の
孔壁との間に形成する鈍角の接触角度に左右されない。
込んで大きくなり始めると、又は気泡と液体の界面での
２つ又はそれ以上の小さい気泡がより大きい気泡へと合
体してｒb の値が増大し、デルタＰが２γ／ｒb 以上に
なると、気泡は圧力調整隔室内の液体の自由表面まで上
昇する。表面張力がセンチメートル当たり約５０−７０
ダインであり、Ｈ2 Ｏの圧力水頭が５インチである水の
ような液体を用いた場合、気泡の半径ｒb が約６９マイ
クロメータを超えると、気泡は圧力調整隔室内の液体自
由表面へと伝播する。しかし、デルタＰと２γ／ｒb と
の前記の比率は、前記の計算を行うために想定されたよ
うに気泡が球である場合に限り、気泡が疏水隔膜４３の
孔壁との間に形成する鈍角の接触角度に左右されない。
【００１７】次に図１に示したインク・ジェット・ペン
２４の動作を説明する。最初に、準大気圧（すなわち負
圧）がインク供給室３２ａ、３２ｂ及び３２ｃ内のイン
ク液位上の空間に生成されることが理解されよう。次
に、マニホルド３６によって供給室３２ａ〜３２ｃと隔
室４０との間の気流連通がなされると共に、供給室３２
ａ、３２ｂ及び３２ｃ内の液位上にも負圧が生成され
る。
２４の動作を説明する。最初に、準大気圧（すなわち負
圧）がインク供給室３２ａ、３２ｂ及び３２ｃ内のイン
ク液位上の空間に生成されることが理解されよう。次
に、マニホルド３６によって供給室３２ａ〜３２ｃと隔
室４０との間の気流連通がなされると共に、供給室３２
ａ、３２ｂ及び３２ｃ内の液位上にも負圧が生成され
る。
【００１８】前述の初期状態が確立されると、印書ヘッ
ド３０ａ、３０ｂ及び３０ｃは選択的にインクを噴射す
るように動作可能になる。印書ヘッドのいずれか一つか
らインクが噴射されると、インク供給室３２ａ、３２ｂ
及び３２ｃの対応する一つの内部のインク容積が減少す
る。一方、このインク容積の減少によって、インク供給
室上の空間の負圧が増大する。次に、マニホルド３６が
インク供給室と隔室４０との気流連通をなすことによ
り、インク供給室３２ａ〜３２ｃ内の増大した負圧によ
って隔膜４３を隔てた液圧の差圧が増大する。隔膜４３
によって隔てられた差圧が隔膜の本来の気泡圧を超える
状態に達すると、空気が周囲の大気から隔室４０へと流
入される。隔膜４３によって隔てられた圧力差が隔膜の
気泡圧未満である値へと減少する程に、充分にインク・
ジェット・ペン２４内の負圧が変化するまで、空気は隔
室４０内の液体を通って気泡化する。従って、本明細書
で説明し、特許請求されているインク給送システムは自
己調整式のものであり、印書ヘッド３０ａ、３０ｂ及び
３０ｃから噴射されるインクの量に関わりなく、ペン・
ボディー・ハウジングのインク収納隔室内の背圧はほぼ
一定に保たれる。更に、各々のインク供給室ごとに個々
の背圧調整装置は必要なく、この利点は多色印刷におい
ては特に重要である。
ド３０ａ、３０ｂ及び３０ｃは選択的にインクを噴射す
るように動作可能になる。印書ヘッドのいずれか一つか
らインクが噴射されると、インク供給室３２ａ、３２ｂ
及び３２ｃの対応する一つの内部のインク容積が減少す
る。一方、このインク容積の減少によって、インク供給
室上の空間の負圧が増大する。次に、マニホルド３６が
インク供給室と隔室４０との気流連通をなすことによ
り、インク供給室３２ａ〜３２ｃ内の増大した負圧によ
って隔膜４３を隔てた液圧の差圧が増大する。隔膜４３
によって隔てられた差圧が隔膜の本来の気泡圧を超える
状態に達すると、空気が周囲の大気から隔室４０へと流
入される。隔膜４３によって隔てられた圧力差が隔膜の
気泡圧未満である値へと減少する程に、充分にインク・
ジェット・ペン２４内の負圧が変化するまで、空気は隔
室４０内の液体を通って気泡化する。従って、本明細書
で説明し、特許請求されているインク給送システムは自
己調整式のものであり、印書ヘッド３０ａ、３０ｂ及び
３０ｃから噴射されるインクの量に関わりなく、ペン・
ボディー・ハウジングのインク収納隔室内の背圧はほぼ
一定に保たれる。更に、各々のインク供給室ごとに個々
の背圧調整装置は必要なく、この利点は多色印刷におい
ては特に重要である。
【００１９】実際には、印書素子３０ａ、３０ｂ及び３
０ｃのいずれかからインク滴を噴射することによって、
負圧はインク・ジェット・ペン２４内で最初に生成され
る。必要ならば、インク容積を視覚的に検出できるよう
にインク・ジェット・ペン２４のハウジングを透明にし
てもよい。しかし、本発明は透明なペン・ボディー・ハ
ウジングにも、不透明なものにも等しく利用できる。
０ｃのいずれかからインク滴を噴射することによって、
負圧はインク・ジェット・ペン２４内で最初に生成され
る。必要ならば、インク容積を視覚的に検出できるよう
にインク・ジェット・ペン２４のハウジングを透明にし
てもよい。しかし、本発明は透明なペン・ボディー・ハ
ウジングにも、不透明なものにも等しく利用できる。
【００２０】このように、前記米国係属出願番号第０７
／４１４，８９３号においては、インクを含む隔室の各
々に圧力調整疏水隔膜の素子が使用され、この素子がイ
ンク内の染料又はその他の添加物のような汚染物に直接
晒されたものとは対照的に、本発明の新規の別の構造に
よって、単一の圧力調整素子４３を使用してペン２４を
製造することが可能になる。この素子は単一の圧力調整
隔室４０の下部のアパーチャ４１の部位に実装され、そ
れによって、隔膜４３を隔てて異なる気泡圧を生成する
手段として隔室４０内で使用される消イオン水又はジエ
チルグリコールのような不活性液によって遮断される。
このように、前述の米国係属出願のインク給送システム
の動作が、関連する各々のインク受け隔室内の背圧をほ
ぼ一定に保持するために、疏水隔膜が隣接するインク受
け隔室内に液体を通過させるものであるのに対して、本
発明に基づく疏水隔膜４３の動作はインクではなく、気
泡を３つの隔室の各々のインクの自由表面の上の領域３
２ａ、３２ｂ及び３２ｃへと通過させるものである。こ
れらの気泡はマニホルド２４の開放領域３６内の３つの
点線の矢印で示すように、前記３つの隔室の上壁の開口
部を通過する。
／４１４，８９３号においては、インクを含む隔室の各
々に圧力調整疏水隔膜の素子が使用され、この素子がイ
ンク内の染料又はその他の添加物のような汚染物に直接
晒されたものとは対照的に、本発明の新規の別の構造に
よって、単一の圧力調整素子４３を使用してペン２４を
製造することが可能になる。この素子は単一の圧力調整
隔室４０の下部のアパーチャ４１の部位に実装され、そ
れによって、隔膜４３を隔てて異なる気泡圧を生成する
手段として隔室４０内で使用される消イオン水又はジエ
チルグリコールのような不活性液によって遮断される。
このように、前述の米国係属出願のインク給送システム
の動作が、関連する各々のインク受け隔室内の背圧をほ
ぼ一定に保持するために、疏水隔膜が隣接するインク受
け隔室内に液体を通過させるものであるのに対して、本
発明に基づく疏水隔膜４３の動作はインクではなく、気
泡を３つの隔室の各々のインクの自由表面の上の領域３
２ａ、３２ｂ及び３２ｃへと通過させるものである。こ
れらの気泡はマニホルド２４の開放領域３６内の３つの
点線の矢印で示すように、前記３つの隔室の上壁の開口
部を通過する。
【００２１】
【発明の効果】以上の如く本発明によれば、隔膜を前述
のインク室から遮断することができることにより、隔膜
の表面特性の完全性は長期間にわたって維持され、イン
ク中の汚染物に一定期間さらされた後にも前記の特性が
損なわれたり、劣化することが防止される。他方ではこ
の特徴によって、薄い疏水隔膜の圧力調整素子の背圧調
整能力が向上し、ひいては、単一の圧力調整素子と関連
する液体隔室によって、複数の隣接するインク収納隔室
の全ての内部の負の背圧のレベルを制御することが可能
になる。さらに、前述の新規のペン・ボディー構造によ
って、インク化学における公知のあるいは未知の添加物
又は成分の何れかが、疏水部材の表面特性にその背圧調
整機能を損なうような悪影響を及ぼすかどうかを心配す
る必要なく、より広範な異なる種類のインクを使用する
ことができる点である。
のインク室から遮断することができることにより、隔膜
の表面特性の完全性は長期間にわたって維持され、イン
ク中の汚染物に一定期間さらされた後にも前記の特性が
損なわれたり、劣化することが防止される。他方ではこ
の特徴によって、薄い疏水隔膜の圧力調整素子の背圧調
整能力が向上し、ひいては、単一の圧力調整素子と関連
する液体隔室によって、複数の隣接するインク収納隔室
の全ての内部の負の背圧のレベルを制御することが可能
になる。さらに、前述の新規のペン・ボディー構造によ
って、インク化学における公知のあるいは未知の添加物
又は成分の何れかが、疏水部材の表面特性にその背圧調
整機能を損なうような悪影響を及ぼすかどうかを心配す
る必要なく、より広範な異なる種類のインクを使用する
ことができる点である。
【図１】本発明の一実施例に係る背圧調整装置の側断面
図である。
図である。
２０：キャリッジ ２１：用紙 ２４：インクジェットペン ３０ａ、３０ｂ、３０ｃ：プリントヘッド ３２ａ、３２ｂ、３２ｃ：インク室 ３６：マニホルド ４０：隔室 ４１：アパーチャー ４３：疏水隔膜
Claims (5)
- 【請求項１】上部に準大気圧の気体空間を有する液体溜
め用の隔室と、 上記隔室内の液体と、該隔室外とを連係するように実装
され、隔室外の気体が上記隔室内の液体内に侵入して気
泡化することができるようにすると共に、該液体が上記
隔室外に流れ出ることを防止する疏水隔膜と、 上部に準大気圧の気体空間を有するインク溜めとなる少
なくとも一つの室と、 上記隔室の気体空間と上記室の気体空間とを該気体が流
通できるように連結するマニホルドと、 上記室のインクを印刷用紙上に吐出できるように、上記
室に連結されたインクジェットプリントヘッドと、 からなることを特徴とする感熱式インクジェットプリン
タのインク供給装置。 - 【請求項２】上部に準大気圧の気体空間を有する液体溜
め用の隔室と、 上記隔室内の液体と、該隔室外とを連係するように実装
され、隔室外の気体が上記隔室内の液体内に侵入して気
泡化することができるようにすると共に、該液体が上記
隔室外に流れ出ることを防止する疏水隔膜と、 上部に準大気圧の気体空間を有するインク溜めとなる複
数の室と、 上記各室のインクを印刷用紙上に吐出どきるように、上
記各室に連結されたインクジェットプリントヘッドと、 上記隔室の気体空間と上記各室の気体空間とを該気体が
流通できるように連結し、ほぼ一定の背圧を保つように
調整された流れの割合で、上記各室から上記インクジェ
ットプリントヘッドにインクを流すマニホルドと、 からなることを特徴とする感熱式インクジェットプリン
タのインク供給装置。 - 【請求項３】インクジェットペンのインク室内に貯蔵さ
れたインクの自由表面上の背圧を調整するための方法で
あって、上記インクジェットペンが、上記インク室のイ
ンクと連係する位置に設けられ、印刷媒体上に上記プリ
ントヘッドからのインク吐出中に生じるインク自由表面
上の負圧の増加を生じさせるものにおいて、 インクの自由表面上の負圧が所定の値を越えたとき空気
を一方向的に上記インク室内に通し、このインク室内の
インクの自由表面における負圧の調整が、上記インクジ
ェットプリントヘッドから吐出されるインク滴の量の均
一化を向上させ、それにより、印刷媒体への印字品質を
向上させる。ことを特徴とするインクジェットペンの背
圧調整方法。 - 【請求項４】インクジェットペンのインク室内に貯蔵さ
れたインクの自由表面上の背圧を調整するための装置で
あって、上記インクジェットペンが、上記インク室のイ
ンクと連係する位置に設けられ、印刷媒体上に上記プリ
ントヘッドからのインク吐出中に生じるインク自由表面
上の負圧の増加を生じさせるものにおいて、 インクの自由表面上の負圧が所定の値を越えたとき空気
を一方向的に上記インク室内に通す手段を備え、このイ
ンク室内のインクの自由表面における負圧の調整が、上
記インクジェットプリントヘッドから吐出されるインク
滴の量の均一化を向上させ、それにより、印刷媒体への
印字品質を向上させる、 ことを特徴とするインクジェットペンの背圧調整装置。 - 【請求項５】インクジェットペンの一又は二以上のイン
ク室内に貯蔵されたインクの自由表面上の背圧を調整す
るための装置であって、上記インクジェットペンが、上
記各インク室のインクと連係する位置に設けられるもの
において、 液体と該液体に近接する空気の空間との間に位置し、イ
ンクジェットプリントヘッドから吐出されるインクに応
じて動作し、上記各インク室内におけるインクの自由表
面上の背圧をほぼ一定に維持する圧力調整素子を備え
た、 ことを特徴とするインクジェットペンの背圧調整装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US07/667,710 US5113199A (en) | 1991-03-11 | 1991-03-11 | Ink delivery system for ink jet printers |
| US667,710 | 1991-03-11 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0596746A true JPH0596746A (ja) | 1993-04-20 |
| JP3110140B2 JP3110140B2 (ja) | 2000-11-20 |
Family
ID=24679317
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP04087823A Expired - Fee Related JP3110140B2 (ja) | 1991-03-11 | 1992-03-11 | サーマルインクジェットプリンタのインク供給装置および方法 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5113199A (ja) |
| EP (1) | EP0508125B1 (ja) |
| JP (1) | JP3110140B2 (ja) |
| DE (1) | DE69211747T2 (ja) |
| HK (1) | HK20997A (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5444473A (en) * | 1990-11-15 | 1995-08-22 | Canon Kabushiki Kaisha | Ink jet recording apparatus |
| US6183076B1 (en) * | 1992-04-02 | 2001-02-06 | Hewlett-Packard Company | Printer having multi-chamber print cartridges and off-carriage regulator |
| US5489925A (en) * | 1993-05-04 | 1996-02-06 | Markem Corporation | Ink jet printing system |
| US5600358A (en) * | 1993-06-30 | 1997-02-04 | Hewlett-Packard Company | Ink pen having a hydrophobic barrier for controlling ink leakage |
| US5971530A (en) * | 1993-10-27 | 1999-10-26 | Canon Kabushiki Kaisha | Refillable, evaporation-suppressing liquid container |
| EP0668165B1 (en) * | 1994-02-23 | 2000-12-27 | Hewlett-Packard Company | Method for optimizing printer operation |
| US5691755A (en) * | 1994-04-18 | 1997-11-25 | Hewlett-Packard Company | Collapsible ink cartridge |
| US5659345A (en) * | 1994-10-31 | 1997-08-19 | Hewlett-Packard Company | Ink-jet pen with one-piece pen body |
| JP3315589B2 (ja) * | 1995-06-21 | 2002-08-19 | キヤノン株式会社 | インクタンク及びこれを備えた記録装置 |
| US5988802A (en) * | 1996-08-30 | 1999-11-23 | Hewlett-Packard Company | Off-axis ink supply with pressurized ink tube for preventing air ingestion |
| JP3331976B2 (ja) * | 1998-07-30 | 2002-10-07 | カシオ計算機株式会社 | インクカートリッジ |
| US6019459A (en) * | 1998-09-10 | 2000-02-01 | Hewlett-Packard Company | Dual capillarity ink accumulator for ink-jet |
| US6186621B1 (en) | 1999-01-12 | 2001-02-13 | Hewlett-Packard Company | Volumetrically efficient printer ink supply combining foam and free ink storage |
| US6478418B2 (en) | 2001-03-02 | 2002-11-12 | Hewlett-Packard Company | Inkjet ink having improved directionality by controlling surface tension and wetting properties |
| US7219970B2 (en) * | 2003-10-14 | 2007-05-22 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Method and a system for single ligament fluid dispensing |
| WO2007042080A1 (en) * | 2005-10-14 | 2007-04-19 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Ink cartridge |
| WO2008006139A1 (en) * | 2006-07-10 | 2008-01-17 | Silverbrook Research Pty Ltd | Ink pressure regulator with bubble point pressure regulation |
| DE102006043915A1 (de) | 2006-09-19 | 2008-03-27 | BSH Bosch und Siemens Hausgeräte GmbH | Wasserführendes Haushaltsgerät mit einem Reinigungsmitteldosiersystem sowie Kartusche hierfür |
| DE102006043913A1 (de) | 2006-09-19 | 2008-03-27 | BSH Bosch und Siemens Hausgeräte GmbH | Kartusche für ein wasserführendes Haushaltsgerät mit einem Reinigungsmitteldosiersystem |
| US7794038B2 (en) * | 2006-12-18 | 2010-09-14 | Silverbrook Research Pty Ltd | Ink pressure regulator with regulator channel fluidically isolated from ink reservoir |
| JP4246787B1 (ja) * | 2007-11-14 | 2009-04-02 | ジット株式会社 | インク貯蔵容器 |
| US8070273B2 (en) * | 2007-11-14 | 2011-12-06 | Jit Co., Ltd. | Ink storage container |
| US8256880B2 (en) * | 2009-07-17 | 2012-09-04 | Lexmark International, Inc. | Fluid height backpressure device in a system for supplying fluid to a printhead |
| WO2013132484A1 (en) * | 2012-03-04 | 2013-09-12 | Stratasys Ltd. | System and method for depositing liquids |
| US8820904B2 (en) | 2012-03-12 | 2014-09-02 | Funai Electric Co., Ltd. | Air removal and ink supply system for an inkjet printhead |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4511906A (en) * | 1982-10-13 | 1985-04-16 | Sharp Kabushiki Kaisha | Ink liquid reservoir in an ink jet system printer |
| JPH0698774B2 (ja) * | 1984-02-09 | 1994-12-07 | キヤノン株式会社 | インク容器 |
| US4575738A (en) * | 1984-07-20 | 1986-03-11 | Tektronix, Inc. | Ink jet printing apparatus having an ink pressure transient suppressor system |
| US4571599A (en) * | 1984-12-03 | 1986-02-18 | Xerox Corporation | Ink cartridge for an ink jet printer |
| US4771295B1 (en) * | 1986-07-01 | 1995-08-01 | Hewlett Packard Co | Thermal ink jet pen body construction having improved ink storage and feed capability |
-
1991
- 1991-03-11 US US07/667,710 patent/US5113199A/en not_active Expired - Lifetime
-
1992
- 1992-03-09 EP EP92104027A patent/EP0508125B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1992-03-09 DE DE69211747T patent/DE69211747T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1992-03-11 JP JP04087823A patent/JP3110140B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1997
- 1997-02-20 HK HK20997A patent/HK20997A/xx not_active IP Right Cessation
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0508125B1 (en) | 1996-06-26 |
| DE69211747T2 (de) | 1996-12-05 |
| EP0508125A2 (en) | 1992-10-14 |
| EP0508125A3 (en) | 1992-12-02 |
| JP3110140B2 (ja) | 2000-11-20 |
| DE69211747D1 (de) | 1996-08-01 |
| US5113199A (en) | 1992-05-12 |
| HK20997A (en) | 1997-02-20 |
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Legal Events
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