JPH06226994A - サーマルインクジェットペンの複合フィルター/エアチェックバルブ - Google Patents

サーマルインクジェットペンの複合フィルター/エアチェックバルブ

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JPH06226994A
JPH06226994A JP5346230A JP34623093A JPH06226994A JP H06226994 A JPH06226994 A JP H06226994A JP 5346230 A JP5346230 A JP 5346230A JP 34623093 A JP34623093 A JP 34623093A JP H06226994 A JPH06226994 A JP H06226994A
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JP
Japan
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ink
print head
reservoir
ink reservoir
mesh
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JP5346230A
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English (en)
Inventor
George T Kaplinsky
ジョージ・ティー・カプリンスキー
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HP Inc
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Hewlett Packard Co
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Publication date
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41JTYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/005Typewriters 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
    • B41J2/01Ink jet
    • B41J2/17Ink jet characterised by ink handling
    • B41J2/19Ink jet characterised by ink handling for removing air bubbles
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B41J2/00Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/005Typewriters 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
    • B41J2/01Ink jet
    • B41J2/17Ink jet characterised by ink handling
    • B41J2/175Ink supply systems ; Circuit parts therefor
    • B41J2/17563Ink filters

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  • Ink Jet (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 負圧下におけるインク溜めへの気泡の漏れの
問題を解決するサーマルインクジェットペンを提供す
る。 【構成】 サーマルインクジェット印刷ヘッド76と、
負圧下においてインクの供給を維持するためのインク溜
め62と、インク溜め62と印刷ヘッド76の間の流路
94、および流路94中に配設され、空気が流路94を
経由して印刷ヘッド76からインク溜め62に流れるの
を防止し、一方で必要に応じて、インク溜め62から印
刷ヘッド76への適当なインク流れを可能とする空気逆
止弁90、92とからなる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はサーマルインクジェット
(TIJ)プリンタに関し、より詳細にはそれに使用さ
れるペンの改良に関する。
【0002】
【従来の技術】TIJプリンタは通常、TIJ印刷ヘッ
ドに結合されたインク溜めを有する、TIJペンを有す
る。ある種のペンは、インク溜め内に配設されたポリマ
ーフォームを有し、このフォームの毛細管動作によっ
て、印刷ヘッドからのインク漏れを防止している。かか
るペンにおいては、インク溜めと印刷ヘッドの間の流路
に、細かいメッシュフィルターが設けられて、混入粒子
が印刷ヘッドに達しないようにこれを捕えて、印刷ヘッ
ドの動作を妨害しないようにしている。このフォームペ
ンにあっては、空気供給システムを有し、印刷動作中に
インク溜めからインクが引き出されるとき、空気が別の
通気開口部から、インク溜めに入る。
【0003】図1に示すTIJペン50は、それを用い
るように構成された印刷システムに、多くの利点を提供
する。このペンは薄く構成され、その結果プリンタキャ
リッジの幅とプリンタ全体の幅が小さくなる。インク供
給システムは、簡単で効率的なものである。インクは、
フレーム60上の相容性のプラスティック材料に熱接着
された、2片の薄いポリエチレンバッグ材料によって形
成される、インク溜めに収容されている。このバッグの
中の2つのピストンとばねによって、印刷ヘッドからの
インク漏れを防止するための負圧が提供される。すなわ
ち、インクはインク溜め内で、負圧下で保持される。フ
レーム60は、2つの異なるプラスティック材料ででき
ている。1つの材料は外面を形成し、支持構造を提供す
るエンジニアリングプラスティックであり、他の材料は
インクの流路をなし、バッグ材料を熱によって取り付け
るのに適している。薄い金属製サイドカバー70および
80は、内部の部品を保護し、システムにかなりの強度
を与え、高い体積効率(ペンの外部体積に対する供給可
能なインクの体積)を可能とする。前塗装した材料、あ
るいはPVC圧着材料等のような、表面を有する金属で
できたサイドカバーを用いて、このTIJペンのスプリ
ングバッグおよびその他の部品を覆っている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】インク溜め中のインク
に対する負圧は、ペンが衝撃をうけるとき、印刷ヘッド
と流路を介して、気泡をインク溜めに引き込む傾向があ
る。図1に示すような負圧ペンの問題点は、印刷ヘッド
を介して気泡がインク溜めに漏れ、それによってインク
溜め中のインクに対する負圧が小さくなり、最終的には
均衡する。負圧が低下するか、あるいはなくなったと
き、ペンがその取扱中あるいは動作中に衝撃を受ける
と、小さな衝撃であっても、インクは印刷ヘッドから簡
単に漏れ出てしまう。本発明は、上記のような従来技術
の問題点を解決すべく為されたもので、負圧下における
インク溜めへの気泡の漏れの問題を解決する、サーマル
インクジェットペンを提供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明に係るサーマルインクジェットペンは、サー
マルインクジェット印刷ヘッド、負圧下においてインク
の供給を維持するためのインク溜め、前記インク溜めと
前記印刷ヘッドの間の流路、および前記流路中に配設さ
れ、空気が前記流路を経由して前記印刷ヘッドから前記
インク溜めに流れるのを防止し、一方で必要に応じて、
前記インク溜めから前記印刷ヘッドへの適当なインク流
れを可能とする空気逆止弁からなることを特徴とする。
【0006】
【作用】本発明に係るサーマルインクジェットペンは、
そのインク溜めが剛性のフレーム、およびこのフレーム
を密封するように結合され、互いに離間された可撓性で
かつ不浸透性の1対の膜と、これらの膜を相互に押圧し
負圧を生成するばね手段とを備え、インク溜めと印刷ヘ
ッドの間に設けたインクの流路を経由して、サーマルイ
ンクジェット印刷ヘッドへインクを供給する。
【0007】この流路に設けられた空気逆止弁は、ペン
の通常の使用あるいは保管状態において、その細かいワ
イヤメッシュが、必要に応じてインク溜めからサーマル
インクジェット印刷ヘッドへのインクの流れを可能にす
る一方で、公称気泡圧での気泡の通過を許さないから、
印刷ヘッドからこの流路を経由してインク溜めに流れ
る、空気の流れを防止する。よって、気泡が印刷ヘッド
からインク溜めへ流れて、負圧を打ち消すのを防止し、
それによって印刷ヘッドからのインク漏れの発生を防止
する。
【0008】また、空気逆止弁がフィルターとして機能
して、粒子状の異物がインク溜めから印刷ヘッドに達す
るのを防止する。
【0009】
【実施例】図1から図9は、本発明の実施例であるサー
マルインクジェットペンカートリッジ50を示す。ペン
50は、ペン50の外周をなす閉じた帯あるいはループ
を形成する外部フレーム構造60を有する。このフレー
ム構造60は、2つの化学的に異なるプラスティック部
材78、68からなる。外部プラスティック部材78
は、ジェネラル・エレクトリック・カンパニー(General
Electric Company)から“NORYL”の商標で販売さ
れている材料のような、ガラス含有改質ポリフェニレン
オキシド等の比較的剛性の高いエンジニアリングプラス
ティックで成型される。内部プラスティック部材(以
下、内部フレーム部材と呼ぶことがある)68は外部プ
ラスティック部材(以下、外部フレーム部材と呼ぶこと
がある)78の内周に射出成型され、インク溜め膜6
4、66の取り付けに適したプラスティック材料で形成
される。内部プラスティック部材68に適したプラステ
ィックは、ポリオレフィン系プラスチックアロイか、あ
るいは10%のガラスを含有するポリエチレンである。
【0010】フレーム60は、ほぼ直線で囲まれた形状
の開放領域110と、領域110の1つの角から突出し
た突出部75を形成する。外部プラスティック部材78
は、内部開口部あるいは流路94が形成された供給パイプ
93を形成するように成型される。 供給パイプ流路9
4は、該流路94の外端部に交差して固定されたTIJ
印刷ヘッド76に通じている。インクはこの供給パイプ
流路94を流れて、印刷ヘッド76に供給される。イン
ク粒子が印刷ヘッドのノズルから押し出されるとき、イ
ンクは矢印97および99で示す流路経由で、インク溜
め62から供給パイプ流路94を流れて、印刷ヘッド7
6に利用できるインクを補充供給する。
【0011】内部プラスティック部材68は、さらに突
出部75の根元を横切って伸長して、この突出部75と
主インク貯め領域62を隔てる、支持リブ120を有す
る。ほぼ矩形の内部チャンバ122が、リブ120と供
給パイプ流路94の内部開口の間に伸長する、内部プラ
スティック部材68の周囲構造によって形成される。
【0012】第1および第2の膜64および66が、熱
融着、接着剤、あるいはその他の従来の接着方法で内部
プラスティック部材68に取り付けられて、内部プラステ
ィック部材68とこれらの膜の間に、漏れのないシール
が形成される。膜64および66は、インク溜めに蓄え
られるインクに対して不透過性であり、内部プラスティ
ック部材68を構成するプラスティック材料に対して相
容的な材料で形成される。このインク供給システムは、
インク溜め内の2つの対向するピストン板72A、72
Bに該ピストン板を分離する力を加え、それによって膜
64と膜66を分離するばね74を有する。これらばね
およびピストン要素は、インク溜め内のインクに対する
負圧を維持して、印刷ヘッド76からのインク漏れを防
止する。インクがインク溜めから消費されるにつれ、膜
64と66に対する大気圧によってばねが収縮し、ピス
トン板72A、72Bが互いに引き付けられる。
【0013】膜64および66は、供給パイプ93領域
上に伸長し、本実施例ではエッジ領域68A、68Bお
よび68C(図5)に沿って熱融着され、突出部75の
外周に沿って、これらの膜の密封状態を維持する。膜6
4、66は、リブ120の領域では密封されない。内部
プラスティック部材68を構成するスタンドオフ69
A、69Bが、これらの膜をリブ120の領域から離れ
た状態に保持して、これらの膜が支持リブ構造に向かっ
てたるみ、インク溜めから供給パイプ93へのインクの
流れを阻止しないようになっている。
【0014】本発明によれば、印刷ヘッド76とインク
溜め62の間の流路に空気逆止弁が設けられ、気泡が印
刷ヘッドからインク溜め62に流れるのを防止してい
る。この弁はまた、粒子状の異物がインク溜め62から
印刷ヘッド76に流れて印刷ヘッドのノズルを塞ぐこと
を防止するための、フィルターの機能をはたす。本実施
例では、この弁はフレームの両側に1つずつの、2つの
弁部材90、92を含む。これらの弁部材90、92
は、それぞれ本実施例では細かく編まれたステンレスス
チールのメッシュ部を含み、このメッシュ部の端部は内
部プラスティック部材68に取り付けられている。この
メッシュは、隣り合うメッシュストランド間の公称流路
寸法が15ミクロンであり、厚みは0.006インチ
(15ミリ)以下である。本実施例では、各メッシュ部
材90、92は方形であり、約1センチ×1センチの領
域をカバーする。オレゴン州、ユージーンのエングル・
ツール・アンド・ダイ(Engle Tool and Die)から”RI
GIMESH―J”の商標で販売されているメッシュ
が、この逆止め弁の機能を実行するのに適している。こ
のメッシュの流路サイズは、インクがメッシュの流路を
通過することができ、同時に通常の大気圧下での気泡
が、インクで濡れたメッシュを通過できないように十分
小さくなっている。気泡がメッシュを通過するのに必要
な気泡圧は、本実施例では約30インチの水圧であり、
これはペンの通常の保管、取扱、および動作条件下で発
生する圧力より十分に高い。その結果、このメッシュは
このペンに対する空気逆止弁の機能を発揮する。
【0015】このメッシュ弁の第2の機能は、粒子フィ
ルターとしての機能であり、15ミクロンという微小な
粒子が、このメッシュを通過することを防止する。通気
され、フォームが詰められたインク溜めの粒子フィルタ
ーとして、このメッシュ開口サイズのメッシュを用いる
ことは知られているが、かかるインク溜めは空気逆止弁
を必要としなかった。
【0016】メッシュ部材90および92を横切って、
圧力の降下がある。メッシュ開口サイズが小さすぎる
と、必要なだけのインクが流れず、印刷ヘッド76は機
能を発揮できない。2つに分割したメッシュ部材90お
よび92を用いることで、インク溜め92から供給パイ
プ流路94への十分なインク流量を確保するものであ
る。
【0017】図4と図5は、ペン50の突出部75を示
す。図4は図3の線4―4に沿った断面図であり、図5
はカバーと弁要素90、92がない状態の突出部を示
す。外部フレーム部材78は、突出部75の内周の周囲
に成型された内部フレーム部材68の部分を支持する、
1対の内向きに対向するタブ78A、78Bを有する。
内部フレーム部材68は内部チャンバ122を形成し、
直線で囲まれた形状のフレーム部分がこのチャンバの周
囲縁に伸長する。このフレーム部分は、側面領域68A
〜68Dによって形成される。図3に示すように、部材
68の幅がチャンバ122の幅を限定する。したがっ
て、側面領域68A〜68Dは、部材68のそれぞれの
カバーに向き合う側面にチャンバ122への窓を形成す
る。カバー70および80の平面に対して直角に伸長す
るチャンバ122の各側面は、プラスティックからなる
内部フレーム部材68によって限定される。
【0018】動作中、気泡がチャンバ122内に蓄積さ
れることがある。ペン50が設置されるプリンタには、
印刷ヘッドに真空を与えて印刷ヘッドから気泡を除去
し、そしてインク溜めからインクを引き込んで、供給パ
イプの開口部とチャンバ122に満たす、プライミング
ステーションを設けることができる。かかるプライミン
グステーションは、当該技術分野において周知である。
【0019】内部フレーム部材68は、側面領域68A
〜68Dから突出し、フレーム部分の周囲を伸長する薄
いリップ124を形成するように成型される。かかるリ
ップは、部材68のそれぞれのカバーに向いた側面に形
成される。リップ124は、図5にのみ示してある。
【0020】図6から図9は、本実施例においてメッシ
ュ90および92を内部フレーム部材68に取り付ける
のに用いられる、熱融着処理を示す。図6は、突出した
内部フレーム部材68のリップ124を有する突出部7
5の断面図である。メッシュ部材92を内部フレーム部
材68に取り付けるさいに、メッシュ部材92がリップ
124の上に配置される(図7)。加熱されたダイ部材
150がメッシュ部材92の上に配され、メッシュ部材
に向かって押し下げられる。このダイ部材150の温度
は、リップ124を形成するプラスティック材料を軟化
させる、あるいは溶かすのに十分であり、溶けたプラス
ティックの一部がメッシュの隣あう網目に流れ込む(図
8)。ダイ部材150が除去され、プラスティックが冷
却された後、メッシュ部材92がチャンバ122への窓
の周囲全体において部材68に固着される。同じ処理を
用いてメッシュ部材90が、部材68の対向する窓枠に
取り付けられる。
【0021】上述の実施例は、本発明の原理を示す具体
的な実施例を説明するものにすぎない。当業者には、本
発明の範囲と精神から逸脱することなく、かかる原理に
したがって他の構成を工夫することは容易であろう。
【0022】
【発明の効果】上述の実施例のように、本発明に係るサ
ーマルインクジェットペンは、負圧インク溜めと印刷ヘ
ッドの間のインク流路内に細かいメッシュ網からなる空
気逆止弁を配設して構成したので、ペンの通常の使用あ
るいは保管状態において、その細かいワイヤメッシュ
が、必要に応じてインク溜めからサーマルインクジェッ
ト印刷ヘッドへのインクの流れを可能にする一方で、公
称気泡圧での気泡の通過を許さないから、印刷ヘッドか
らこの流路を経由してインク溜めに流れる、空気の流れ
が阻止できる。よって、気泡が印刷ヘッドからインク溜
めへ流れ込んで、負圧を打ち消すという事態を防止で
き、この結果、印刷ヘッドからのインク漏れの発生を防
止することが可能となる。
【0023】また、空気逆止弁がフィルターとして機能
するから、粒子状の異物がインク溜めから印刷ヘッドに
達するのを防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例のサーマルインクジェットペン
カートリッジの斜視図で、カバーを分解した形で示すも
のである。
【図2】図1の突出部の拡大図である。
【図3】図1のペンの突出部の長手方向の断面図であ
る。
【図4】図3の線4−4に沿った突出部の切欠断面図で
ある。
【図5】空気逆止弁の配置前における、図4の突出部の
断面図である。
【図6】空気逆止弁の網を図1のペンの突出部に取り付
ける技術を示す図である。
【図7】空気逆止弁の網を図1のペンの突出部に取り付
ける技術を示す図である。
【図8】空気逆止弁の網を図1のペンの突出部に取り付
ける技術を示す図である。
【図9】空気逆止弁の網を図1のペンの突出部に取り付
ける技術を示す図である。
【符号の説明】
50 サーマルインクジェットペンカートリッジ 60 外部フレーム構造 62 インク溜め 64、66 インク溜め膜 68、78 プラスティック部材 68A、68B エッジ領域 69A、69B スタンドオフ 72A、72B ピストン板 74 ばね 75 突起部 76 TIJ印刷ヘッド 78A、78B タブ 90、92 弁部材 93 供給パイプ 94 流路 110 開放領域 120 支持リブ 122 チャンバ領域 124 リップ 150 ダイ部材

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 サーマルインクジェット印刷ヘッドと、 負圧下においてインクの供給を維持するためのインク溜
    めと、 前記インク溜めと前記印刷ヘッドの間の流路、および前
    記流路中に配設され、空気が前記流路を経由して前記印
    刷ヘッドから前記インク溜めに流れるのを防止し、一方
    で必要に応じて、前記インク溜めから前記印刷ヘッドへ
    の適当なインク流れを可能とする空気逆止弁とからなる
    ことを特徴とするサーマルインクジェットペン。
JP5346230A 1992-12-22 1993-12-22 サーマルインクジェットペンの複合フィルター/エアチェックバルブ Pending JPH06226994A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US07/995,109 US5426459A (en) 1992-12-22 1992-12-22 Combined filter/aircheck valve for thermal ink-jet pen
US995,109 1992-12-22

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH06226994A true JPH06226994A (ja) 1994-08-16

Family

ID=25541404

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP5346230A Pending JPH06226994A (ja) 1992-12-22 1993-12-22 サーマルインクジェットペンの複合フィルター/エアチェックバルブ

Country Status (4)

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US (2) US5426459A (ja)
EP (1) EP0603504B1 (ja)
JP (1) JPH06226994A (ja)
DE (1) DE69313422T2 (ja)

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