JPH07205444A - 液体インク供給システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 良好な光学的密度を有する高品質の印刷を達
成し且つ維持するインク供給システムを提供すること。 【構成】 種々のサイズの粒子、ファイバ、及びデブリ
スを濾過し除くと共にノズルへ強力且つ安定したインク
フローを保持することが可能なインク送出及び濾過媒体
４２が提供され、この多孔質のインク送出及び濾過媒体
４２はインク格納媒体３２とインク濾過出口領域４３の
間の領域内のハウジング２４内に配置され、インク格納
媒体３２からインク出口５１及びプリントヘッド１２へ
流れ、インクを送出し且つ濾過する。或いは、インク送
出及び濾過媒体４２はチャンバ２６内のインクとインク
濾過出口領域４３の間に配置され、インクをインク出口
５１及びプリントヘッド１２へ濾過し且つ送出してもよ
い。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、インクジェットのイン
ク送出システムに係り、特にインク送出及び濾過のため
の媒体に関する。

【０００２】

【従来の技術】インクジェットプリントシステムは、一
般に、二つのタイプがある。それらは連続ストリーム方
式及びドロップ・オン・デマンド（drop-on-demand）方
式である。連続ストリームのインクジェットシステムに
おいて、インクは少なくとも一つのオリフィス又はノズ
ルを介して圧力下で連続的な流れにおいて押し出され
る。インクの流れは、ディジタルデータ信号による圧力
調整によって周期的に摂動され、これによってインクの
流れがノズルから一定距離で液滴に分割される。この分
割点において、液滴は帯電され且つ静電界を通過し、こ
の静電界は、液滴を再循環のための側溝（ガッタ）や記
録媒体上の特定位置へ方向付けるために各液滴の軌道を
調整する。ドロップ・オン・デマンド方式において、液
滴はディジタルデータ信号によって記録媒体上の位置へ
ノズルから直接吐出される。液滴はそれが記録媒体上に
滴下されない限り、形成されないし且つ吐出されない。

【０００３】ドロップ・オン・デマンド方式は、これら
の方式がインクの回収、帯電、又は偏向を必要としない
ので連続流れ方式より簡単である。三つのタイプのドロ
ップ・オン・デマンド・インクジェットシステムがあ
る。ドロップ・オン・デマンド方式の第１のタイプは、
一端にノズルを有し、その他端の近くに圧力パルスを生
成するための圧電トランスデューサを有するインク充填
チャネル又は通路をその主要部品として有している。比
較的大きなサイズのトランスデューサはノズルの接近離
間を妨げ、且つトランスデューサの物理的な制限によっ
てインク滴下の低速化が生じる。滴下の低速は、滴下速
度の変化及び方向性に対する許容範囲を相当低減し、こ
れによって高品質のコピー（複写）を生成するシスムの
能力に影響を与える。インク液滴を射出するために圧電
デバイスを用いるドロップ・オン・デマンド方式も印刷
速度が遅いという欠陥を有している。

【０００４】第２のタイプのドロップ・オン・デマンド
方式は、音響インクジェットシステムとして知られてお
り、この方式は音響方式によってノズル又はオリフィス
からインクを押し出す。ディジタルデータ信号がインク
溜めの下部近くに位置する音響トランスデューへ送ら
れ、且つインクを介して伝搬する音響波の形成を生じ
る。音響波は、インクレベル（高さ）の上部近くに焦点
を合わされ、且つインクをノズルからノズルの上部に位
置する記録媒体へ押し出すのに必要なエネルギを提供す
る。このタイプの音響インクジェットデバイスを用いた
場合、複数配列の音響トランスデューサとノズルを、小
さな距離で極めて正確に近接するように詰め込むことは
難しい。このインクジェットシステムは高速印刷に充分
には適さない。

【０００５】第３のタイプのドロップ・オン・デマンド
印刷システムは、熱インクジェット印刷である。既存の
熱インクジェット印刷システム（米国特許第4,463,359
号参照）において、プリントヘッドは一つ又はそれより
多くのインク充填チャネルを備え、これらのチャネルは
比較的小さなインク供給チャンバ又はマニフォールドと
連通している一端を有し且つ反対端にノズルと呼ばれる
開口を備えている。熱エネルギジェネレータ、通称、抵
抗器は、ノズルから所定の距離にある複数のチャネルの
各々の中に配置されている。抵抗器は電流パルスによっ
て個々にアドレスされ、抵抗器のすぐ近傍で一時的にイ
ンクを気化させて圧力を瞬間的に高め、且つインク液滴
を押し出す気泡を形成する。気泡が成長するにつれて、
ノズルから膨出するインクの蒸発によって増圧を受けた
インクは、インクの表面張力によってメニスカス（表面
張力によって形成される湾曲面）として一時的に保たれ
る。気泡が崩壊し始めると、後部チャネル内のインク
や、ノズルと気泡の間のチャネル内にまだ残っているイ
ンクが、壊れかかった気泡へ向かって移動し始め、次い
でノズルでインクの容量の収縮を生じ、これにより液滴
としての膨張するインクの分離が得られる。気泡が成長
している間のノズルからのインクの加速によって、液滴
の運動量及び速度が用紙及び透明紙のような記録媒体上
へ向かってほぼ直線方向で提供される。空になったイン
クは、インク供給システムと連結されている後部チャネ
ルから補充される。インクの流体力学的動作が停止した
時、この処理はすべて最初から繰り返される用意ができ
ている。インクの液滴が吐出されるのは、抵抗器がディ
ジタルデータ信号によって起動された時のみであるの
で、この一般的なタイプの熱インクジェット印刷は、
「ドロップ・オン・デマンド」印刷方式として知られて
いる。熱インクジェット印刷は、一般に、「気泡射出」
印刷方式としても知られている。このタイプの印刷方式
は、連続ストリーム方式より単純且つ低コストのデバイ
スを提供し、さらにほぼ同じ高速印刷能力を有してい
る。

【０００６】米国特許第4,463,359 号のプリントヘッド
は、毛管作用によってインク溜めからインクを補給する
一つ又はそれより多くのインク充填チャネルを有する。
メニスカスは小さな負背圧によって各ノズルで部分的に
形成され、インクが（ノズルから）垂れるの妨げる。背
（又は背圧）における小さな負圧は、毛管作用によっ
て、又はインクチャネルにおける位置よりわずかに低い
位置においてインクレベル（高さ）を有するインク溜め
を配置することによって生成され得る。抵抗器又は加熱
器（ヒーター）は、ノズルから上方の各チャネル内に配
置される。データ信号を表す電流パルスは抵抗器に印加
され、これらの抵抗器と接触しているインクを一時的に
気化し、且つ電流パルスごとに気泡を形成する。インク
液滴はこれらの気泡の成長及び崩壊によって各ノズルか
ら押し出される。加熱器に対する電流パルスは、各液滴
が押し出された後、インクをチャネル内のさらに遠くへ
縮退させ得るようなインクの過剰駆逐や未完成のメニス
カス破壊を回避するために適切に用いられる。ヒートシ
ンキング基体の上部と下部に取り付けられたプリントヘ
ッドの線形及びスタッガード（互い違いの）線形配列を
有する熱インクジェットデバイスや、複数のカラー印刷
用の異なるプリントヘッド内の異なるカラーインクを有
する熱インクジェットデバイスのような様々の熱インク
ジェットデバイスの線形配列の例が知られている。

【０００７】プリントヘッドの一般的なタイプは「サイ
ドシュータ（sideshooter ）」として知られている。サ
イドシュータがこのように名付けられたのは、インク液
滴が加熱素子によって生成される気泡の形成及び成長の
方向に相対して直角にインクノズルから吐出されるから
である。米国特許第4,774,530 号は、このような構成に
ついて非常に詳しく述べている。米国特許第4,638,337
号は、ブローアウト（噴出）として知られる気化された
インクを突然の吐出が加熱器を凹所に配置することによ
って回避されるサイドシュータを開示している。他のタ
イプのプリントヘッドは、「ルーフシュータ（roofshoo
ter ）」として知られており、このルーフシュータは気
泡の形成及び成長の方向と同じ方向へインク液滴をノズ
ルから吐出する。

【０００８】ドロップ・オン・デマンドの熱インクジェ
ットプリンタの現在の実施例において、プリンタが最も
効果的に働くのは、プリントヘッドノズル内のインクの
圧力が所定範囲のゲージ圧力に保たれている時であるこ
とがわかった。特に、個々のノズル又はプリントヘッド
全体がインクの液滴を積極的に吐出しないような動作の
時点において、いくらかの負圧又は「背圧」が各ノズル
内に存在し、さらに延びてプリントヘッドのインク供給
マニフォールド内に存在することが重要である。熱イン
クジェット印刷における背圧の望まれる範囲に付いて
は、１９９１年７月及び８月の「ゼロックス公開ジャー
ナル（Xerox Disclosure Journal）」第１６巻、第４号
の２３３頁に説明されている。この背圧は液体インクが
ノズルから記録媒体の表面上へ意図しないのに漏れた
り、「垂れ（weeping ）」たりするのを回避するための
実践的なアプリケーションに重要である。このような垂
れは、液体インクがプリントヘッドから制御不可能に漏
れてしまうように、記録媒体の印刷品質に明らかに悪影
響を与える。

【０００９】当技術分野における一般的なエンドユーザ
プロダクト（製品）は、プリパッケージ（事前に詰め込
まれた）された通常は使い捨てタイプのカートリッジで
あり、このカートリッジはインクの供給部を保持する密
封容器と、該供給部に作動的に取り付けられ、且つ線形
配列又はマトリックス配列のインクノズル及びチャネル
を有するプリントヘッドを備える。カートリッジは一般
にプリンタの電子制御部とインターフェースするための
端子を含んでいてもよい。抵抗器及びあらゆる電子的温
度センサと共に、加熱器の画像形成動作のための入力信
号を変換するためのディジタル手段などのカートリッジ
自体の中の電子部品が、プリントヘッド内のインクチャ
ネル及びノズルと協働している。プリンタの一般的なデ
ザインにおいて、カートリッジは、画像が描画されよう
とする記録媒体又はシートに近接するプリントヘッドと
共に保持され、且つタイプライターとほぼ同様に、印刷
幅（swath ：スワス）の要求に従って記録媒体又はシー
トを周期的に横切って移動されて、画像を形成する。一
般に、カートリッジは消費者が必要とする時に購入さ
れ、且つインクの供給部が空になる迄、プリントヘッド
へインクを送るのにカートリッジ内のインクの量が足り
なくなる迄、又は妨害や目詰まりが発生する迄、使用さ
れる。

【００１０】他の考察も実践的なインク供給のために重
要である。例えば、背圧は、インクカートリッジ内にイ
ンクの供給が有る間はできるだけ長く利用可能なレベル
で保持されなければならない。従って、カートリッジ
は、カートリッジ内の総合的な範囲のインクレベルので
きるだけ大きな割合に対して使用可能な範囲内で所望さ
れる背圧を保持するようにデザインされ且つ位置決めさ
れなければならない。背圧は、インク格納媒体の毛管作
用によって又はインク溜めのインクレベルをプリントヘ
ッド内のインクレベルに合わせて調整することによって
提供され得る。必要な背圧が保持されない場合、カート
リッジ内に残っているインクはプリントヘッドのノズル
を介して漏洩するか、そうでなければ、浪費される。

【００１１】他のデザインにおいて、カートリッジ及び
プリントヘッドは、異なるカラーのインク及びインクジ
ェットプリントヘッドの異なるインク入口及びチャネル
に連結されている異なるインク出口を有するいくつかの
部分に仕切られ得る。各カラーインクは、それ自体のイ
ンク保持チャンバ又はインク溜めを有し、且つ多数のイ
ンクノズル及びチャネルを有するプリントヘッドの専用
の部分と連結されているインク出口を有する。このタイ
プのインクジェットデザインは、単一の印刷幅モード
で、選択されたインク（例えば、黒、シアン、マゼン
タ、イエローその他）の単色刷り又は数色のインクの多
色刷りを可能にする。カラー画像は、プリントヘッドが
それを横切って移動すると、記録媒体又はシート上に形
成され得る。

【００１２】迅速なインクジェット印刷方法は、線形又
はマトリックス配列のノズルを含む当接されたプリント
ヘッドの全幅配列を使用する。全幅の印刷プロセスは、
加熱器又は抵抗器及びインクノズルの配列を備えたプリ
ントヘッドの全幅の配列を用いる。全幅の印刷プロセス
は、記録媒体の印刷領域の全幅を横切って延出するノズ
ルの線形配列を通って高速で移動される記録媒体又はシ
ートを含む。線状印刷が実行されるや否や、記録媒体は
前進して次の列のプリントを可能にする。通常、インク
はインク溜めから全幅配列のプリントヘッドへ供給され
る。

【００１３】米国特許第4,095,237 号は移動可能なプリ
ントヘッドへのインクの供給を開示しており、ここで
は、流れの経路がそのプリントヘッドと連通している液
体インク溜めの流れの経路内に位置している。このフィ
ルタに対して開示されている材料は発泡ゴム又は発泡プ
ラスチックである。プリントヘッドの高さはインク溜め
の出口部分より高い位置まで持ち上げられる。

【００１４】米国特許第4,419,678 号はインクジェット
プリンタ用のモジュールのインク供給システムを開示し
ており、この特許において、液体インク供給容器が印刷
装置内へ挿入され、且つ連絡管がこの容器に穴を空け
て、容器の出口部分及び通気部分に対して密封（緊密な
シール）を形成する。

【００１５】初期の特許においては、フェルト物質が液
体インクの流れを制御するために使用された。米国特許
第4,751,527 号は、複数の穴がフィルムに形成され且つ
インクが充填されるインクジェット「タイププリンタ」
を開示している。このフィルムの選択的加熱領域はイン
ク内に気泡を発生し、且つこれらの気泡の圧力によって
インクを吐き出し、これによってシート上に画像を印刷
する。このプロセスの開始時にインクをフィルムへ移行
するため、フェルトインク供給部材は、このフィルムへ
のインクの漸次的な流れに対する芯材（ウィック）とし
て作用するために使用される。

【００１６】米国特許第4,394,669 号は、コピー面に相
対して移動するプリントヘッドを有するインクジェット
記録装置を開示している。フェルト部材はプリントヘッ
ドから余分な流出液を集めるための吸収手段として作用
するために使用される。

【００１７】米国特許第4,803,502 号は、画像形成シー
トにインクを付着するために多数のローラを有する画像
形成カートリッジを開示している。各インク付着ローラ
はポリテトラフルオロエチレンのフェルトのような材料
から作られたインク送出素子と接触している。

【００１８】米国特許第4,771,295 号は、複数のインク
格納コンパートメント（室）を有するインク供給カート
リッジ構成を開示している。インクは調整された多孔率
及び毛管現象の網状のポリウレタンフォームの媒体内に
格納される。この媒体はインクを空にしてインクパイプ
にし、これらのパイプはインクから気泡や固体粒子を濾
過するためのワイヤステンレスフィルタを具備してい
る。このフォーム（発泡材）は中で孔サイズを減少する
ように圧縮され、これによってフォームの厚みを減少す
ると共にその密度を高める。このように、フォームの毛
管引力は高められるが、インク流量の速度が低下する。
通常、ポリウレタンの孔サイズは均一ではないし、且つ
製造プロセスでこれらを制御することは難しい。更に、
添加剤、潤滑剤、及びジイソシアン酸エステルのような
未反応の材料は、インクと相互作用して、所望されない
染料吸収、顔料凝集、及びインク汚染を生じ、これによ
り不良コピー画像品質が生成され得る。

【００１９】米国特許第4,791,438 号は第１のインク溜
めと第２のインク溜めを含むインクジェットペン（イン
ク供給部）を開示しており、これらの二つのインク溜め
の間にインク流路を形成する毛管部材を有している。こ
の毛管部材は、第１のインク溜め内の温度と圧力が高ま
るにつれて、毛管作用によって第１のインク溜めから第
２のインク溜めへインクを引き出す。これに対して、ハ
ウジング内の温度と圧力が下がった時、インクは第２の
インク溜めから第１のインク溜めへ逆戻りする。

【００２０】米国特許第4,929,969 号は、大量の発泡材
料の形態における媒体を有するドロップ・オン・デマン
ド方式のインクジェット印刷用インク供給溜めを開示し
ている。この発泡材料は、均一サイズの隙間孔を生成す
る微細フィラメントの３次元で分岐した網状構造（ネッ
トワーク）を備えている。開示されている発明の好まし
い実施例において、この発泡材料は熱硬化性メラミン縮
合体である。この特許において、発泡材料が液体インク
用の媒体として用いられた時、制御された毛管背圧を発
することがさらに指摘されている。メラミンフォームは
少々脆く、且つ組立てプロセスに壊れやすい。デブリス
（残骸）がプリントヘッド内のインクチャネル内に入り
易く、これにより、迷い射出、爆発射出、インク方向指
示違い、及び他の問題を発生し、結果的に画像の品質が
低下する。更に、インクカートリッジ内のメラミンホル
ムアルデヒドフォームは耐薬品性ではない。メラミンホ
ルムアルデヒドフォームは暑い気候の時の保管や輸送の
際に達し得る温度、約５０℃で水や他のインク成分によ
って部分的に浸食されるか又は分解され得る。分解され
た発泡材料はプリントヘッドのインクチャネル内に堆積
することができ、て、これによりインク経路の妨害や他
の印刷上の問題を生じることになる。

【００２１】既存のインク供給システムは、既存の発泡
材及びフェルトインク媒体の分散及び劣化によって、大
部分が、良好な光学的密度を有する高品質のプリントを
提供し且つ保持することができない。除去されたファイ
バ（繊維）、粒子、及びデブリスはインクチャネルの妨
害の大きな原因として認識される。インクチャネルの妨
害は、インクの滴下、迷い射出、爆発射出、その他の射
出上の問題を生じ得る。ワイヤメッシュ又は単一層フィ
ルタが、粒子を濾過するためにインク媒体とノズルの間
で使用されるが、これらのフィルタは、これらが単一平
面上で粒子、デブリス、又はファイバを濾過するにすぎ
ないので、不十分な濾過や妨害を受けることになる。こ
の濾過によって、プリントヘッドにおいて低速なインク
の補充及び空気の摂取問題を発生し、これによって印刷
速度の低速化及びインクジェット印刷の品質の低下が生
じる。

【００２２】

【発明が解決しようとする課題】様々なサイズの粒子、
ファイバ、又はデブリスを濾過して除くと共にノズルに
対して強力且つ安定したインクフロー（インクの流れ）
を保持することが可能なインク送出及び濾過媒体が必要
とされ、これによって良好な光学的密度を有する高品質
の印刷が達成され且つ維持され得る。

【００２３】

【課題を解決するための手段】従って、本発明の一つの
目的は、インク送出及び濾過媒体を提供することにあ
る。

【００２４】本発明の他の目的は、制御可能な孔サイズ
と多孔率並びに調整可能なインク経路を有するインク送
出及び濾過媒体を提供することにある。

【００２５】本発明の他の目的は、インクチャンバ又は
インク格納媒体からインクを吸収又は抽出し、且つ濾過
されたインクをプリントヘッドへ供給することが可能な
カートリッジのための親水性のインク送出及び濾過媒体
を提供することにある。

【００２６】本発明の他の目的は、所定の孔サイズ及び
多孔率を有する材料によって選択的に層状化されたイン
ク送出及び濾過媒体を提供することにある。

【００２７】本発明の他の目的は、カートリッジ内、特
に、プリントヘッド内のインク通路に目詰まり領域が発
生するのを避けるため、ファイバ、発泡材粒子、及びデ
ブリスのような大、中、小の物体を順次に取り除くため
にマルチプレーナ（多重平面）濾過が可能であるインク
送出及び濾過媒体を提供することにある。この順次濾過
プロセスは選択的濾過又はグラジェント（勾配）濾過プ
ロセスとも呼ばれる。

【００２８】本発明の他の目的は、少なくとも一つの織
物（織物状材料）の層と少なくとも一つの熱的押出又は
供給成形された多孔性材料の層の組み合わせを備える層
状化構造を有するインク送出及び濾過媒体を提供するこ
とにある。

【００２９】本発明の他の目的は、多孔性層状材料の組
成を備えるインク送出及び濾過媒体を提供することにあ
る。

【００３０】本発明の他の目的は、多重平面及び管状の
構造を含む異なるように組み立てられたインクカートリ
ッジ又はインク溜めを適応するために異なる物理的形状
を有することが可能であるインク送出及び濾過媒体を提
供することにある。

【００３１】本発明の他の目的は、特に、上昇した温度
での作用、輸送、及び保管中に改善された熱的安定性及
びインクの適合性を有するインク送出及び濾過媒体を提
供することにある。

【００３２】本発明の他の目的は、簡単にクリーニング
され且つルーズファイバ（目の荒い繊維）を発生しない
インク送出及び濾過媒体のための材料を提供することに
ある。

【００３３】本発明の他の目的は、多孔性毛管バリヤー
として作用することができ、且つ更に気泡がプリントヘ
ッドに入るのを防止するインク送出及び濾過媒体を提供
することにある。

【００３４】本発明の他の目的は、良好な光学的密度を
有する高品質のプリントが得られるようにインク送出を
妨害しないインク送出及び濾過媒体を提供することにあ
る。

【００３５】上記の目的は、インクジェットプリントシ
ステムのためのインク送出及び濾過媒体を含む本発明に
よって得られる。インク送出及び濾過媒体は、制御可能
な孔サイズと多孔率を有す多孔性媒体を備える。好まし
い実施例において、インク送出及び濾過媒体は織物を備
える。さらに好ましい実施例において、本発明による織
物は、ナイロン、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ
エーテルスルフォン、ポリエステル、レーヨン、ポリ弗
化ビニリデン、及びポリテトラフルオエチレンのような
モノフィラメントファイバ（単繊維）を含む。織物は、
インク供給及び濾過媒体の厳密な要求条件を満たすた
め、可撓性であり、使用中は熱的に安定しており、イン
ク成分による浸食に対して耐薬品性であり、且つ洗浄及
びクリーニングが可能である。織物の孔サイズ及び多孔
率は、１インチ当たりのステッチ（編目）の数、繊維編
目パターン、及び繊維の厚さ又は直径を調整することに
よって調整され得る。更に、多孔率は織物をあらゆる所
望の形状に層状化することによって調整される。更に、
織物は層ごとにあらゆる所望の孔サイズを有する織物を
組み合わせて層状化され得る。従って、各層の孔サイズ
は調整され得るだけでなく、媒体全体の多孔率が同一の
又は異なる孔サイズを有する織物の層を積み重ねてスタ
ックすることによって調整され得る。インク送出及び濾
過媒体の特に順次濾過プロセスは、望ましくないインク
の目詰まりや妨害を生じずに円滑なインクフローをプリ
ントヘッドへ提供し、これによって迷い射出、爆発射
出、及びインクの方向違いのような射出上の問題を実質
的に取り除くことができる。更に、印刷スピードの低速
化及びインクジェットプリントの品質の低下を結果的に
招く低速インク再充填や空気摂取の問題を発生する粒
子、デブリス又はファイバによるインクフローの非効率
的な濾過や妨害によって制限されるインクフローが、本
発明による生成され且つ保持されるインクの安定且つ強
力な流れによって回避され又は低減される。インク送出
及び濾過媒体のための織物は、ルーズファイバのない連
続のモノフィラメント及びマルチフィラメント（複繊
維）の材料によって織られ、且つ既存のフェルトやフォ
ームが欠点として見なすルーズファイバ、デブリス、及
び粒子の問題を避けることができる。インク送出及び濾
過媒体は、例えば、インクジェットプリントシステム用
インクカートリッジの中で使用され得る。更に、織物
は、ナイロン（ポリアミドの形式）、ポリエチレン、ポ
リプロピレン、ポリエステル、ポリアクリルニトリル、
ポリエーテルスルフォン、ポリテトラフルオロエチレ
ン、ポリ弗化ビニリデン、セルロース（レーヨン）、グ
ラスファイバ、及びこれらの組み合わせからモノフィラ
メント又はマルチフィラメントの形態において選択され
得る。本発明による織物は、可撓性であり、動作中は熱
的に安定しており、且つインクジェット用途において使
用される共通のインク成分に対して耐薬品性である。

【００３６】本発明の一つの態様は、インクジェットプ
リントヘッドへ液体インクを供給するためのシステムで
あって、液体インクとインク濾過出口領域を収容するた
めの少なくとも一つのチャンバを有するハウジングと、
第１の側と第２の側を有するインク送出及び濾過媒体
と、を有し、前記第１の側が前記プリントヘッドと流体
的に連通している前記インク濾過吐出領域に隣接するよ
うに配置されており、且つ前記第２の側が前記少なくと
も一つのチャンバ内の前記液体インクに当接しており、
前記インク送出及び濾過媒体が少なくとも一つの多孔性
織物を備える、液体インク供給システムである。

【００３７】

【実施例】図示するため、本発明は、例えば、インクカ
ートリッジの実施例に使用するために説明されている。
本発明を含むインクカートリッジの実施例が図２及び図
３に示されている。しかしながら、あらゆる市場入手可
能なカートリッジを使用することは本発明の範囲を逸脱
しない。更に図示するため、図８及び図９に示されてい
るように、全幅配列（アレイ）の熱インクジェットプリ
ントヘッドの実施例に用いるための本発明も以下に説明
されている。更に、インク送出及び濾過媒体をあらゆる
種類のインク供給システムに組み入れることは本発明の
範囲を逸脱するものでなく、且つそれは熱インクジェッ
ト印刷システムでの使用に限定されない。

【００３８】図１は、カートリッジ１０と呼ばれる単一
パッケージ内にプリントヘッドとインク供給システムが
一体化されたタイプの熱インクジェット・プリンタ（印
刷装置）を示す一般的な図である。カートリッジ１０の
主要部分は、インク供給システムとプリントヘッド１２
を備えている。本発明の実施例において、カートリッジ
１０はより大きな熱インクジェット印刷装置内に配置さ
れている。カートリッジ１０は、タイプライターのよう
に、カートリッジ１０が用紙を横切って移動すると、プ
リントヘッド１２が、用紙（又はあらゆる記録媒体）１
６に相対して移動しながら、その用紙１６上に点や文字
を印刷することができるように、キャリッジ（往復台）
１４を伝って移動せしめられる。例示した実施例におい
て、プリントヘッド１２は、用紙１６に沿ったカートリ
ッジ１０の各経路（パス）が、プリントヘッド１２が行
又はテキストの単一行の一部分をプリントアウト（印刷
出力）するのを可能にするだけの大きさを有している
が、一般に、テキストの行（ライン）がカートリッジ１
０の印刷幅に無理に合う必要はない。カートリッジ１０
の各印刷幅ごとに、シート１６上へテキストや画像を発
生するためにプリントヘッド１２の何度でも通過され得
るように、シート１６は矢印１８の方向へ（図示してい
ない手段によって）送られてもよい。カートリッジ１０
は、所望される画像をプリントアウトするため、ディジ
タル画像データ信号がプリントヘッド１２の種々の加熱
素子へ入力され得る公知の手段２０も含む。これらの手
段２０は、例えば、回路、電気的接続部、又はプラグ手
段を含み、且つこれらの手段はカートリッジ１０内に組
み込まれており、且つインクジェットプリンタのデータ
処理部分からバス又はケーブルを介して電子データ信号
を受け、且つプリントヘッド１２内の加熱素子との作動
的接続が可能となっている。

【００３９】図２は、カートリッジ１０の断面図であ
る。カートリッジ１０はハウジング２４とカーバープレ
ート（覆い板）４８の形態が大部分を占めている。ハウ
ジング２４は、一般に、軽量だが耐久性のあるプラスチ
ック製である。ハウンジング２４の内壁５２は、液体イ
ンクを格納（貯蔵）するためのチャンバ２６、大気と該
チャンバ２６に対して開口しているベント開口部２８、
インク出口５１、及びインク井戸３０を画定する。イン
ク井戸３０は、プリントヘッド１２へインクを供給する
ため、インクチャネル５０を介してインクジェットプリ
ントヘッド１２に接続されているインク出口５１と流体
的に連通している。インク濾過出口領域４３が、図２に
おいて、インク送出及び濾過媒体４２の第１の側４１と
インク井戸３０の上部に近い該インク井戸３０の間の領
域内に配置されているのが示されている。他の実施例に
おいては、インク濾過出口領域４３は、第１の側４１と
インク出口５１の間に配置されてもよい。好ましい実施
例においては、インク送出及び濾過媒体４２が、インク
井戸３０に近い内壁５２の一部分と部分的に当接してい
る。図２においては、インク送出及び濾過媒体４２の第
２の側３９が、インク格納媒体３２に当接しているのが
更に示されている。インク送出及び濾過媒体４２の第１
の側４１は、インクが、インク濾過出口領域４３とイン
ク出口５１に達する前に、媒体４２の中を通過しなけれ
ばならない最も外側の又は一番最後の層である。他の実
施例においては、インク格納媒体は、全く存在しない
か、又は第２の側３９が液体インクだけと当接するよう
なサイズを有するだけでよい。それぞれが３２の参照番
号を有する三つの分離した部分として本明細書中に示さ
れているインク格納媒体３２は、ハウジング２４のチャ
ンバ２６の大部分を占有している。開口空間４４はイン
クのオーバーフロー（過剰流出）及び空気圧の均衡化の
ために設けられている。

【００４０】図３は、カートリッジ１０の種々の素子が
コンパクトなユーザが交換可能な装置（ユニット）へい
かにして成形され得るかを示すカートリッジ１０の分解
図である（大きさは比例せず）。本発明の実用的な実施
例において有用なカートリッジ１０の他の部分は、ヒー
トシンク３４と通気カバー３６を有し、該通気カバー
は、例えば、ハウジング２４の下部の内部からの熱の通
気を許容するための開口３８を有する。実用設計は、一
般に、プリントヘッド１２内の加熱素子の選択的な起動
に対するオンボード回路のための空間を含んでいる。

【００４１】均圧のためにベント開口部２８からハウジ
ング２４の内部又はチャンバ２６（図２）の中心へ向け
て（外部大気圧と接続している）ベント開孔部２８から
延出している通気パイプ４０も図２及び図３に示されて
いる。

【００４２】図２及び図３に示された実施例において、
インク格納媒体３２はポリエステル繊維のニードルドフ
ェルト（needled felt）を含むことができる。ニードル
ドフェルトは、例えば、ニードル織機の作用によって物
理的に絡み合わされた繊維から作られるが、更に、繊維
が集結してマット状にされたり又はソーキング（浸
漬）、蒸気加熱、若しくは加圧によって処理され得る。
本発明の実施例において、ニードルドフェルトは１立方
センチメートル当たり０．０２乃至０．２５グラムの密
度であってもよい。インク格納媒体３２を形成するポリ
エステルのニードルドフェルトの最適密度は１立方セン
チメートル当たり約０．０９５グラムであるのが好まし
い。このフェルトのこの好ましい密度は、液体インクを
保持するための良好な容積効率を反映している。この目
的に適したフェルトのタイプは、ニューヨーク州メディ
ナ市、ビーエムピー（ＢＭＰ）・オブ・アメリカによっ
て製造されている。ナイロン繊維（ファイバ）又はメラ
ミンポリマー繊維から作られた他の耐薬品性フェルト
は、これらのフェルトがインクジェット印刷に使用され
るインクと適合性である場合は、カートリッジ内のイン
ク格納媒体３２のために使用され得る。所望される親水
性と網状構造を有する多孔性ポリマー発泡材はカートリ
ッジ内のインク格納媒体３２としても使用され得る。

【００４３】所望の範囲で液体インクの背圧を提供する
と共に有用な容積効率と可搬性を提供するため、ニード
ルドフェルトを成形するポリエステル繊維は２種類の繊
維の混紡したタイプのものでなければならず、第１のタ
イプのポリエステル繊維の細さは、第２のタイプのポリ
エステル繊維の細さよりはるかに高い。とりわけ、ニー
ドルドフェルトの好ましい組成例は、ほぼ等しい割合の
６デニールと１６デニールのポリエステル繊維を備え
る。

【００４４】インク格納媒体３２は、フェルトが内壁５
２とインク送出及び濾過媒体４２に適度な接触と圧縮を
及ぼすようにハウジング２４内部に充填される。本発明
の一つの業務用実践向け実施例において、インク格納媒
体３２は、各々が厚さ１／２インチ（１．２７ｃｍ）の
ニードルドフェルトの三つの層を積み重ね、且つそれら
の三つの層をハウジング２４の内部に充填することによ
って、創成される。

【００４５】本発明によれば、多孔性インク送出及び濾
過媒体４２は、インク格納媒体３２とインク濾過出口領
域４３の間の領域内のハウジング２４内に配置されて
（図２）、インク格納媒体３２からインク出口５１及び
プリントヘッド１２へ流れるインクを送出し且つ濾過す
る。或いは、インク送出及び濾過媒体４２はチャンバ２
６内のインクとインク濾過出口領域４３の間に配置され
て、且つインクをインク出口５１及びプリントヘッド１
２へ濾過し且つ送出してもよい。従って（この場合）、
インク格納媒体３２を使用しても又は使用しなくともよ
い。

【００４６】本発明の好ましい実施例において、インク
送出及び濾過媒体４２は、調整可能な孔サイズを有する
織物（織物状材料）から作られている。選択された織物
は、インクを容易に流れさせるように多孔性であるのみ
ならず、（水性インク用途のために）親水性であること
が重要である。織物の少なくとも孔サイズは、良好な毛
管現象を提供するのみならず、調整可能であるので、イ
ンク送出及び濾過媒体として使用するのに理想的であ
る。更に、インク送出及び濾過媒体のための織物は、ル
ーズファイバ（荒い繊維）を用いずに織られ、且つルー
ズファイバ、デブリ、及び粒子による問題を引き起こさ
ない。

【００４７】図５の（ａ）乃至（ｄ）、図６の（ａ）乃
至（ｆ）、及び図７は、図で示すため、本発明によって
異なる多孔率を達成するために使用され得る複数の異な
る織り目を示している。図５の（ａ）乃至（ｄ）は、ポ
リマー繊維織物に好ましい幾つかの織り目であり、図６
の（ａ）乃至（ｆ）は、グラスクロス（ガラス繊維布）
に好ましい織り目（パターン）であり、且つ図７は、モ
ノフィラメントナイロン繊維で調製されたナイロン製織
物であるミラクルワイプ（Miracle Wipe）４０００の顕
微鏡写真である。特に、図５の（ａ）は綾織り、図５の
（ｂ）は変わりタフタ（taffeta ）織り、図５の（ｃ）
は平織り（square weave）、図５の（ｄ）はオランダ逆
平織り（plain reverse Dutch weave ）、図６の（ａ）
は平織り（plain weave ）、図６の（ｂ）は絡み織、図
６の（ｃ）は千鳥朱子織り、図６の（ｄ）は８本通糸朱
子織り、図６の（ｅ）は３×１（本）綾織り、及び図６
の（ｆ）は高モジュラス織りを示す。図７は、インク供
給のために形成された穴又は孔（図７の暗い部分）を有
する複数のモノフィラメントナイロン繊維を示す。上記
の織物のうちの幾つかは、テキサス州のスペクトラム社
（Spectrum Company）、ニューヨーク州のテトコ社（Te
tko Inc.）、及びテクスワイプ社（TexWipesCo.）（Ｖ
ＷＲ科学研究会社（VWR Scientific Co.）のサプライヤ
ー）から入手できる。

【００４８】織物の孔サイズ及び多孔率は、例えば、１
インチ当たりの接結（stitching ）の数、繊維の接結パ
ターン、及び繊維の厚さ又は直径によって調整され得
る。織物の孔サイズ及び多孔率は、要求されるインクの
流量によって変化し得る。例えば、織物は複数の孔サイ
ズを有する複数の孔を有する。本発明の一つの実施例に
おいて、織物の平均孔サイズは０．１ミクロン乃至５５
００ミクロンである。本発明の好ましい実施例におい
て、織物の平均孔サイズは０．１ミクロン乃至２０００
ミクロンである。例えば、本発明によれば、プリントヘ
ッド側に隣接する最も外側の層として位置するための微
細層は１乃至１３０ミクロンであり、好ましくは１乃至
３０ミクロンの微細な孔サイズを有する。選択された織
物は、織り方に基づいて変化し且つ好ましくは０．１％
乃至７４％に及ぶ多孔率即ち開口領域を有し得る。更な
る好ましい実施例において、織物は１％乃至５０％の開
口領域を有する。織物は、１０乃至２０００ミクロンの
直径を有する繊維を有し得る。

【００４９】調整可能な多孔率を有する一個体の織物の
他に、多孔率は織物を積層することによってさらに調整
され得る。織物の層のスタック（積層）は、仕上げ製品
がインクジェットの用途に必要とされる所望される集結
度（統一性）、多孔率、及び親水性を維持しさえすれ
ば、縫合、射出成形、熱溶融ポリマーによるラミネー
ト、超音波接合、接着剤塗布及び接着（ボンディング）
によって共に結合され得る。

【００５０】ある織物の厚みは、例えば、１／１６イン
チ（約０．１６ｃｍ）より薄くなる傾向を有するので、
織物はインク送出及び濾過媒体の用途を満たす厚みへス
タッキングするのに理想的である。さらに、インク送出
及び濾過媒体の剛性を高め且つ厚みをより厚くするため
に、以下に示す目の荒いポリマー（高分子）ネット材
料、繊維、及び多孔性焼結プラスチック、並びにポリエ
チレン、ポリプロピレン、ポリ弗化ビニリデン、ポリテ
トラフルオロエチレン、ポリオレフィン、ポリウレタ
ン、ポリエステル、ナイロン、ポリカーボネート、及び
ポリエーテルスルフォンを含む材料のような実質的に剛
性の材料が織物と共に使用され得る。これらの材料の内
のいくつかは、ジョージア州のポーレックス・テクノロ
ジ（Porex Technologies）、テキサス州のスペクトラム
・カンパニー（Spectrum Company）、及びニューヨーク
州のテトコ社（Tetko Inc.）などから入手可能である。
本発明による一つの実施例において、織物は、グリッド
（格子）、網、ブロック、又はスクリーン（遮蔽）の形
態で熱的に押出され得るか又は射出成形され得る多孔性
プラスチックと界面を接している。

【００５１】本発明の一つの実施例において、織物層は
孔サイズに従ってスタック内に順次に配列され得る。図
４は、これらの孔サイズに従って配列された織物の順次
配列された層の実施例を示す。インクフロー（インクの
流れ）矢印５４は、プリントヘッド１２へのインクフロ
ー方向を示す。層５６は、大きな孔サイズを有する目の
荒い織物を表し、且つ中ぐらいの孔サイズを有する織物
である層５８と結合し、且つこの層５８は、比較的小さ
な孔サイズを有する微細な織物である層６０と結合して
いる。従って、インクフローの間、粒子、ルーズファイ
バ、及びデブリスは、プリントヘッドへ向かうインク経
路に沿って、フィルタ５６、５８、及び６０のそれぞれ
によって、順次、濾過されて取り除かれる。この実施例
の利点は、異なるサイズの粒子、ファイバ、及びデブリ
スがインクフローをせき止めずに、異なる層において濾
過されて取り除かれ得ることである。従って、粒子、フ
ァイバ、及びデブリスの集積が、円滑なインクジェット
プリントのために必要とされる安定し且つ強力なインク
フローを妨害しないように、インク送出及び濾過媒体４
２内に収容されたこれらの粒子、ファイバ、及びデブリ
スの周辺で、及びこれらを通り抜けて、インクフロー方
向を変えるだけである。安定且つ強力なインクフロー
は、インクの供給及び高速印刷のため、プリントヘッド
において適切なインク補充を行うために特に重要であ
る。更に、粒子、ファイバ、及びデブリスをこれらの層
を介して濾過して取り除くことによって、目詰まりを生
じずに、粒子、ファイバ、及びデブリスを完全に又は全
体的に濾過する可能性が非常に高められる。更に、本発
明による多層構造体によって提供される効率的なインク
供給及び濾過処理が、迷い（ミス）射出、爆発射出、方
向指示ミス、及びベタ領域の付着量の低下などの射出上
の問題が更に低減されるか又は取り除かれる。

【００５２】本発明の他の実施例において、織物の各層
が同じ平均孔サイズを有するか、又は異なる平均孔サイ
ズを有する層のあらゆる所望される組み合わせを有す
し、これにより、層のスタックは所望される最終濾過多
孔率を有するように組み立てられ得る。しかしながら、
上記のあらゆる実施例において、織物の層を積み重ねる
ことによって、粒子、ファイバ、及びデブリスが異なる
層で濾過されて取り除かれやすくなるので、所望されな
い粒子、ファイバ、及びデブリスは、インク送出及び濾
過媒体４２を介して分散される。従って、図４に示した
実施例に対して先に説明したように、インクは、安定し
且つ強力なインクフローに対して所望されない妨害や規
制を生成するようなフィルタの片面に沿って集積するの
ではなく、他の経路を通って、粒子、ファイバ、及びデ
ブリスの周りを移行することができる。

【００５３】他の実施例においては、織物を積層するこ
とによって、所定のインクチャネルが特定経路に沿って
インクを方向付けするために設定され得るように、各層
の孔が調整可能に位置合わせされ得る。例えば、大きな
孔を有する多数の荒い目を有する織物層が、隣接する織
物層とわざと「心ずれ（位置合わせ違い）」するように
位置決めされ、これによって効果的に小さな孔のインク
送出及び濾過媒体が生成される。

【００５４】他の実施例においては、インク送出及び濾
過媒体４２の孔サイズは、種々のタイプのインクを適応
するように作られる。特に、孔サイズと多孔率は、粒状
材料を含まない染料ベースのインクを収容するように調
整され得る。これに対して、他のインク送出及び濾過媒
体４２は、通常、５ミクロンより下であり且つ好ましく
は１ミクロンより下の顔料粒子を含む顔料ベースのイン
クを適応するように組み立てられ得る。

【００５５】本発明によれば、織物は、合成材料又は自
然発生材料を含有してもよい有機材料又は無機材料を含
むことができる。それらは、特に、ナイロン（ナイロン
６、６／６、１２、その他）、ポリアクリル酸エステ
ル、ポリエステル、ガラス、セルロース（例えば、レー
ヨン又はコットン）、ウール、ポリエチレン、ポリプロ
ピレン、ポリエーテルスルフォン、ポリカーボネート、
ポリアミド（例えば、アラミド）、ポリテトラフルオロ
エチレン、ポリウレタン、ポリ弗化ビニリデン、金属及
び誘導体並びにそれらの組み合わせによって作られた織
物である。連続するモノフィラメント（単繊維）とマル
チフィラメント（複繊維）の両繊維が、図５に示した織
り目を含むあらゆる所望される織り目において織物を準
備する際に使用され得る。

【００５６】他の実施例においては、多孔性セラミッ
ク、焼結ガラス、多孔性スチール、及びポリエチレン、
ポリプロピレン、ポリスルフォン、ポリカーボネート、
ナイロン、ポリ弗化ビニリデンその他のような多孔性プ
ラスチックを含む多くの多孔性材料が、単独で、又はイ
ンク送出及び濾過媒体の構成においてナイロンなどのあ
らゆる上記の織物と組み合わされて使用され得る。

【００５７】本発明の他の実施例において、インク送出
及び濾過媒体のための織物はモノフィラメント織物から
作られ、このモノフィラメント織物は、機械的縫合、接
着剤有りか接着剤無しの、又は耐薬品性の塗布（コーテ
ィング）用グルー（接着剤）を用いた熱的ラミネーショ
ン（積層）、又は加熱又は加圧を含む処理によって結合
され得る。グルー又は接着剤を使用する場合は、孔やイ
ンクフローに所望されないあらゆる妨害を引き起こさな
いように注意され且つ配慮されなければならない。

【００５８】本発明の他の実施例によれば、インク送出
及び濾過媒体の織物は、クリーンルーム環境で洗浄さ
れ、清浄され、処理され、切り取られ、打抜かれ、且つ
充填される。これらの織物の内のいくつかはクリーンル
ームワイパを含むクリーンルームに使用するために市場
入手可能である。これらのクリーンルームワイパは、例
えば、Miracle Wipe 4000 （ミラクルワイプ）、Knitte
d Nylon Class 100 Cleanroom Wipers（ニット状ナイロ
ンクラスクリーンルームワイパ）（クラス１００クリー
ンルーム条件下でテクスワイプ社（Texwipe Co. ）によ
って洗浄され且つクリーニングされたモノフイラメント
ナイロンの織物）、Performix 900 （パフォーミック
ス）（バークシャー社（Birkshire Co. ）によって製造
されたナイロン繊維）、Superpolx 1200（スーパーポル
クス）ワイパ（モノフィラメントヤーンによって製造さ
れたダブルニットポリエステルで粒子発生率が低く且つ
抽出可能な材料）、（ポリエステルの連続モノフィラメ
ントによってバークシャー社によって製造された）Supe
rpolx 1200（スーパーポルクス）ワイパ、Alpha WipesC
lass 100 Cleanroom Wipers（アルファワイプクラス１
００クリーンルームワイパ）（クラス１００クリーンル
ームにおいて洗浄され且つ充填された連続フィラメント
ポリエステルから作られた「ノーラン（伝線しない）」
布）、Alpha 10（アルファ）ワイパ（バークシャー社に
よって１００％ポリエステルの連続フィラメントから製
造された）ダブルニットポリエステル・Ultra-Hem 2000
（ウルトラヘム））、及び他の同様の市販品などであ
る。

【００５９】本発明の他の実施例によれば、インク送出
及び濾過媒体４２は、プリントヘッド１２へ送出するた
めにインクを受け取り又は抽出することができる。一つ
の実施例において、インク送出及び濾過媒体の織物は、
カートリッジ内のインク溜め又はインク格納媒体３２か
らインクを吸収し又は受け取り、且つそのインクを濾過
した後にインク出口５１及びプリントヘッド１２へ効果
的に送るために優れた毛管引力を提供し得る極めて小さ
なサイズの孔を有する。概して、媒体の孔サイズが小さ
くなると、インクを吸収したり、抽出するためのより大
きな毛管引力（又は毛管作用）を有する。高速インクデ
マント（要求）の条件下にあっても、インク格納媒体３
２からインクをプリントヘッド１２へ効果的に送ること
を確実とするため、最適な毛管引力と（水性インク用途
のための）親水特性を有する適切な孔サイズを有する織
物を、インク送出及び濾過媒体のために選択することが
重要である。

【００６０】他の実施例において、インク送出及び濾過
媒体４２は小さな孔サイズを有し且つ所望されない気泡
がこの孔を通過するのを防止する。

【００６１】他の実施例において、インク送出及び濾過
媒体４２は、染料又は顔料、或いはこれらの組み合わせ
たものを含む水性又は非水性インクによって使用され得
る。織物が疎水性であれば、この織物は非水性インク用
に使用され得る。本発明によれば、織物は、好ましく
は、（水からなる）水性インクを使用するインクジェッ
ト用途に使用するために親水性である。

【００６２】更に本発明によれば、織物は、一般に使用
されているインク成分と一緒に使用した場合、化学的に
不活性であり、且つ浸透剤、保湿剤、染料若しくは顔料
成分、又はインクの他のインク成分を浸出したり又はこ
れらと反応することはない。更に、熱インクジェットプ
リンタ内の加熱手段に付随して発生したり、又は暑い天
候下の温かい倉庫内での保管や輸送に付随して発生する
熱が材料やインク特性に対して不当に影響を与えたり又
はこれらを変更しないように、織物は熱的に安定してい
る。

【００６３】図８及び図９はインク送出及び濾過媒体を
熱インクジェットシステムへ組み込んだ本発明の他の実
施例を示しており、この熱インクジェットシステムは小
さなプリントヘッドの配列を突き合わせることによって
作られた全幅配列のプリントヘッドを有している。特
に、図８は全幅配列の熱インクジェットプリントヘッド
の平面図を示している。全幅配列の熱インクジェットプ
リントヘッドを電源と電気的に接続させるための電気的
コネクタ６２が示されている。全幅配列の熱インクジェ
ットプリントヘッド（図８）は、電気的回路板６４と、
全幅配列プリントヘッドを備える回路板６４の下にある
冷却流体チャネルへ冷却流体を通すことにより熱を除去
するための冷却流体チャネル入口６８と冷却流体チャネ
ル出口６６を含む。取付け穴７０（図９）及び小さな挿
入穴７２（図８）が全幅配列のプリントヘッドとインク
供給デバイスを接続するために提供されている。インク
液滴７８を射出する多重ジェットプリントヘッド７４の
（図９に示したインク供給デバイスと接続している）上
部側に配置された多くのインク穴７６を有する（一連続
に集結された）複数のジェットプリントヘッド７４も示
されている。

【００６４】図９は、図８に示した全幅配列のプリント
ヘッドへインクを供給するためのインク供給デバイスの
平面図を示しており、且つこのデバイスは図８に示した
全幅配列のプリントヘッドを備える電気的回路板のほぼ
上部に位置している。インク供給デバイス（図９）は、
例えば、供給ハウジング８０、小さな挿入穴７２（図
８）と心合わせるための（図示しないがハウジング８０
の下に位置する）取付け挿入部８２、及び供給ハウジン
グ８０と対応するインク流入管８６とインク流出管８４
を含む。全幅配列のプリントヘッドを有する熱インクジ
ェットプリンタと共に使用するように適合されたインク
送出及び濾過媒体４２の他の実施例が示されている。イ
ンク送出及び濾過媒体４２と前縁９６の間の複数のスペ
ーサ９０は、インクがインク穴７６（図８）へ流れ、次
いでプリントヘッドへ流れる（開口スリットを有する）
インクフロー領域９２を画定する。図示すると、インク
は、インク流入管８６を介して流れ、多孔性のインク送
出及び濾過媒体４２をインクフロー矢印５４方向へ通過
し、スロット（切り込み）付インクフロー領域９２を介
して、複数のジェットプリントヘッド７４上のインク穴
７６（図８）へ入り、次いでこのプリントヘッド内のイ
ンクチャネルへ流入する。この実施例によれば、背圧
は、インク供給ハウジング８０内にインク格納媒体を提
供したり、連結しているインク溜め内のインク高さをプ
リントヘッド内のインク高さまで下げたり、又は任意の
他の手段によって制御され得る。インク溜め（図示しな
い）は、図９に示したインク流入管８６を介してインク
ハウジング８０に連結されている。図９に示したよう
に、インク送出及び濾過媒体４２の第２の側３９は、液
体インクと接しているが、インク格納媒体が使用されて
もよい。

【００６５】他の実施例において、インク送出及び濾過
媒体は、図１１に示した管状形態であってもよい。この
管状形態１０２は、インクがハウジングを充填し且つイ
ンクフロー領域９２、次いでプリントヘッド７４（図
８）へ流入する前にインクを濾過するため、インク流入
管排出部分８３（図９）に取り付けられてもよい。

【００６６】図１０は、本発明による他の実施例を示し
ており、この実施例において、インク格納媒体３２は本
発明の多孔性織物のカバー（覆い）１００によってほぼ
全表面領域上で覆われている。覆い１００は、プレ・フ
ィルタとして作用し、且つインク送出及び濾過媒体４２
が、インク格納媒体３２によって発生された粒子、ファ
イバ、及びデブリスを濾過するのを補助する。覆い１０
０の使用は、インク格納媒体３２がルーズファイバ（荒
い繊維）で作られたフェルトを有する時にもっと効果を
発揮する。他の実施例において、覆い１００は複数のイ
ンク格納媒体３２を単一装置として覆うこともでき、更
には、異なるように組み立てられたインク格納媒体を覆
う為のあらゆる方法も本発明の範囲を逸脱しない。

【００６７】以下の実施例は、図示目的のために提供さ
れ且つ本発明の範囲を限定することを意図しない。これ
らの実施例は例示することを意図しており、且つ本発明
はこれらの実施例において説明されているそれらの材
料、条件、又は処理パラメータに限定されない。変更及
び改良が可能であり且つ本発明の精神及び範囲を逸脱し
ないことが理解されよう。

【００６８】異なるカラー（例えば、ブラック（黒）、
シアン、マゼンタ、イエロー、他）を有する多くの染料
ベースのインク及び顔料ベースのインクが以下の実験に
おいて速乾性及び遅乾性のインクとして使用された。

【００６９】ミラクルワイプ（Miracle Wipe）４０００
（テクスワイプ社製クリーンルーム作業用）のモノフィ
ラメントナイロン繊維で作られた１インチ当たり約３０
乃至５０個の孔を有するメッシュ状ナイロン繊維布が８
層の織物を提供するために折り曲げられた。一枚のペー
パータオルが湿潤（濡れ）及び濾過テストのためにその
下に置かれた。乾きが遅い染料ベースの黒インクが２〜
３滴、布（織物）の上へ落とされた。黒インクはナイロ
ンの布に直ぐ吸収され、且つ布の反対側へ浸透し、これ
によってインクはペーパータオルへ移行した。同様に、
黒インクを染み込ませたポリエステルのフェルトが８層
のメッシュ状ナイロン織物（布）の上部に置かれた時
は、円滑なインクの吸収及び移行が観察された。更に、
インクの湿潤及び濾過テストが、一緒に縫合された６層
の網状ナイロン布で実行された時も良好な結果が観察さ
れた。

【００７０】他の実施例において、４層を有する網状
（メッシュ状）ナイロン布（テクスワイプ社（Texwipe
Co. ）のMiracle Wipe 4000 Knitted Nylon Class 100
Cleanroom Wipers（ミラクルワイプ４０００ニット状ナ
イロン・クラス１００・クリーンルームワイパ）が、熱
溶融ポリマーによって、１０ミクロンのポリエステル織
物フィルタ（インク送出及び濾過媒体４２の第１の側４
１）の上にラミネートされた。遅乾性染料を染み込ませ
たポリエステルフェルトを網状ナイロン織布上に重ねる
ことを含む湿潤及び濾過テストは、インクが布に速く吸
収され、反対側へ移行し、且つポリエステルフィルタを
通過したことを示した。この実験では、インク送出及び
濾過媒体として網状ナイロン布／ポリエステルフィルタ
パッケージが使用され得ることを示す。遅乾性のカーボ
ンブラック（顔料）インクが同じ湿潤及び濾過テストに
用いられた時に同様の良好な結果が得られた。成功した
インク湿潤及び濾過テストはまた、速乾性のシアン、マ
ゼンタ、及びイエローインクを用いたナイロン／ポリエ
ステルタイプの織物によって実行された。実験におい
て、１３ミクロンのナイロン織物フィルタ（テトコ社
製）が上記の１０ミクロンのポリエステルのフィルタに
替わって同様に使用された時に優良な結果が得られた
（ナイロン／ナイロン層構造）。

【００７１】他の実施例において、親水性のポリエチレ
ンプラスチックのような多孔性媒体（ポーレックステク
ノロジ（Porex Technologies）Ｘ−４７４４から入手し
た１／８インチ（約０．３２ｃｍ）厚さの親水性ポリエ
チレン）が１３ミクロン（テトコ社製）の孔サイズを有
するナイロン製織物によってラミネートされ、且つイン
ク送出及び濾過媒体として使用された。黒インクを染み
込ませたポリエステルフェルト（インク格納媒体）が多
孔性の親水性ポリエチレン媒体の上部に配置された。イ
ンクは多孔性のポリエチレン媒体によって受け取られ、
且つナイロン織物フィルタを首尾良く通過した。

【００７２】他の実施例においては、メラミンフォルム
アルデヒドファイバ（メラミンフォルムアルデヒドフォ
ームに類似しているバソフィル（Basofil ））によって
作られた多孔性フェルト材料が、熱溶融性メッシュ
（網）布（ハンドラーテキスタイルコーポレーション
（Handler Textile Corporation ）のナイロン織物）に
よって一つの側がラミネートされ、且つ他の側がモノフ
ィラメントのナイロン織物（１３ミクロンの孔サイズ）
によってラミネートされた。上記に説明されているテス
トと同様のインク湿潤及び濾過テストが実行された。そ
の結果は、フェルト材料は、インクを受け取り、格納
し、且つ移行するために多層のインク送出及び濾過媒体
の構成において使用され得ることを示した。

【００７３】他の実施例において、多孔性のセルロース
のスポンジ（ナショナルスポンジコーポレーション（Na
tional Sponge Corporation ）社製、３／１６インチ
（約０．４８ｃｍ）厚のフォーム（発泡材）を有する微
細な多孔性）が洗浄され、乾燥され、モノフィラメント
ナイロン布（１０ミクロン）によってラミネートされ、
且つインク送出及び濾過媒体として使用された。インク
はポリエステルフェルト（インク格納媒体）からフォー
ムへ、次いで織物を容易に移行され得る。セルロースフ
ォーム又はスポンジは細菌の生長を避けるために殺菌剤
によって殺菌処理される。殺菌剤（例えば、ドイチル
（Dowicil ）１５０）を含む乾くのが遅いシアン染料イ
ンクは、インク送出及び濾過媒体として使用するために
セルローススポンジ及び織物（１０ミクロンのポリエス
テル）を備える多孔性のインク送出及び濾過媒体によっ
て首尾良く用いられた。

【００７４】他の実施例において、糸屑が出ない非織物
状ポリエステル及びセルロースを備えた複合材料（テク
スワイプ社のテクニクロス２（Techni-cloth II ））が
インク送出及び濾過媒体として使用された。８層の複合
材料が、底層（インク送出及び濾過媒体の最終層）とし
てナイロン織物（１０ミクロン、テトコ社製）と共に結
合された。積層されたインク送出及び濾過媒体は乾きの
遅いマゼンタ染料インクを染み込ませたポリエステルの
フェルトによるインク湿潤及び濾過テストを受けた。こ
れによって、インクがポリエステル及びセルロースを有
する多層材料へ速やかに吸収され、且つナイロンフィル
タを容易に通過したことが示された。

【００７５】他の実施例において、モノフィラメントの
ナイロン織物の幾つかの層を備える織物がインクジェッ
ト用途のためのカートリッジのインクチャンバ内のイン
ク送出及び濾過媒体として使用された。カートリッジ
は、図３に示したように組み立てられ、且つそれは黒の
染料系インク、３枚のポリエステルフェルトからなるイ
ンク格納媒体、本発明のインク送出及び濾過媒体、必要
な電気的接続を有する２５６個のノズルの付いた熱イン
クジェットプリントヘッド、及びヒートシンクを備え
る。４枚のモノフィラメントのナイロン織物（テクスワ
イプ社製のミラクルワイプ４０００（Miracle Wipe 400
0 ））が適切な大きさに切り取られた。これらは共に重
ねられ、且つそれらのエッジが糊でグルーされ且つポリ
カーボネート溶液で共に密封されて、且つ図２及び図３
に示したようにインク出口及びインク格納媒体の間に位
置に配置された多層のインク送出及び濾過媒体を形成す
る。約６４ｍｌの染料系黒インクがインクカートリッジ
の底部チャンバ内へ注意深く滴下された。後部の覆い４
８（図２及び図３参照）を密閉し且つプリントヘッド１
２（図２及び図３参照）を真空でプライミング（下塗
り）した後で、プリントヘッドはインクで充填された。
良好な背圧は、インクをプリントヘッドのノズルから一
滴も垂らさずにカートリッジ内のインクのために保持さ
れた。インクカートリッジは、１、２、３、及び４本の
画素行、数字、文字、異なる字体における英文テキス
ト、漢字（日本語）、図形、４分の１階調、及びベタ領
域を含む印刷テストのための熱インクジェットプリンタ
（MicroMarc printer of Texas Instrument Co. （テキ
サスインスツルメンツ社のマイクロマルクプリンタ））
内に配置された。

【００７６】良好な解像度（３００ｄｐｉ）を有する優
れた印刷品質が、あらゆる迷い射出、爆発射出、又は所
望されない誤った方向性指示の問題を発生せずに、普通
紙上で得られた。更に、本発明のインク送出及び濾過媒
体が、望ましくないインク妨害を受けずにインクカート
リッジ内で首尾よく作用したことを示す良好なベタ領域
の光学的密度データが種々の普通紙上で得られた。イン
クは、インク格納媒体を介してインクチャンバから受け
取られ、濾過され、次いでインク供給に伴って生じ得る
あらゆる問題や望ましくない気泡を発生せずにプリント
ヘッドへ高頻度で送出された。

【００７７】この実験に関して異なる普通紙上への熱イ
ンクジェット印刷によって得られる光学的密度データを
本明細書中にリストアップする。即ち、ギルバート（Gi
lbert ）ボンドペーパーは１．３１、ストラスモア（St
rathmore）ボンドペーパーは１．３４、クラシッククレ
スト（Classic Crest ）ペーパーは１．２８、クラシッ
クレイド（Classic Laid）ペーパーは１．３６、ハンマ
ーミル・フォア・デーピー（Hammermil fore DP ）ペー
パーは１．０７、ランク・ゼロックス・チャンピオン・
ブラジル（Rank Xerox Champion Brazil）ペーパーは
１．３６、スプリンギル（Springhill）ＡＳＡサイズペ
ーパーは１．３３、ゼロックス再生紙３Ｒ３７０４は
１．２８、カナダ産メモリウェア（Memoryware）ペーパ
ーは１．２７、ゼロックス画像シリーズ用スムースペー
パー（平滑紙）ＬＸは１．２３、及びゼロックス画像シ
リーズ用酸性スムースサイズペーパーは１．２７であ
る。白いシミ又は筋のような欠陥がプリント見本からは
全く見られない。このようにして、本発明によるインク
送出及び濾過媒体の効果的な使用によって好結果の実験
が示された。

【００７８】他の実施例において、５枚のナイロン織物
（計測された孔サイズが約３０乃至１１０ミクロンであ
り２孔間距離が約７５０ミクロンのテクスワイプ社製の
ミラクルワイプ４０００）が積層され且つそのエッヂが
ポリエステルポリマによって密着された。繊維の底部の
一枚は１１ミクロンの孔サイズと以下の特性（メッシュ
の数が１インチ当たり５１０個、糸の直径が２８ミクロ
ン、繊維の厚みが６０ミクロン、重量が１平方ヤード当
たり１．５オンス、及び６％の開口領域）を有するモノ
フィラメントのポリエステルの織物と接着剤によって熱
的にラミネートされる。インク送出及び濾過媒体の上記
の構成は、インクフロー方向に向かって小さくなってい
く孔サイズに従って織物層のシーケンシャルな配列を表
す。小さな孔サイズのポリエルテル織物の側がインクウ
ェル（井戸）３０とプリントヘッド１２（図２）に連結
されたインク出口５１（図２参照）に近接して配置され
た。また、カートリッジ内の全ての素子は、インク送出
及び濾過媒体がこの場合、異なる孔サイズを有し且つ更
なる織物を有するより多くの層を有していることを除い
て、最後の実施例（図３参照）に説明されているのと同
様に組み立てられる。下塗りした後、１、２、３、及び
４本の画素行、数字、文字、異なる字体における英文テ
キスト、漢字（日本語）、４分の１階調、図形、及びベ
タ領域を含む印刷テストが実行された。良好な解像度
（３００ｄｐｉ）を有する優れた印刷品質があらゆる迷
い射出、爆発射出、所望されない気泡や方向指示違いを
生じることなく普通紙上で得られた。非常に良い光学的
密度データが普通紙上で得られた。それらを以下にリス
トアップする。ギルバート（Gilbert ）ボンドペーパー
は１．２９、ストラスモア（Strathmore）ボンドペーパ
ーは１．３２、クラシッククレスト（Classic Crest ）
ペーパーは１．３６、ゼロックス画像シリーズ用スムー
スＬＸペーパー（平滑紙）は１．２２、ゼロックス画像
シリーズ用スムーズサイズペーパーは１．２６、及びチ
ャンピオンデータコピー紙は１．２６である。ここで
も、不十分なインク供給による白いシミ又は筋のような
欠陥はプリント見本から見られない。このようにして、
本発明のシーケンシャルな濾過方法によるインク送出及
び濾過媒体の効果的な使用の好結果の実験が示された。

【００７９】

【発明の効果】本発明は、様々なサイズの粒子、ファイ
バ、又はデブリスを濾過すると共に、ノズルに対して強
力且つ安定したインクフローを保持することが可能なイ
ンク送出及び濾過媒体を提供する。

【図面の簡単な説明】

【図１】インクカートリッジとプリントヘッドを有する
熱インクジェットプリンタを示す図である。

【図２】本発明を含むインクカートリッジの実施例を示
す断面図である。

【図３】本発明を含む図１に示したインクカートリッジ
を示す分解図である。

【図４】本発明の実施例によるインク送出及び濾過媒体
の実施例を示す分解図である。

【図５】図５の（ａ）は本発明と共に使用される限定さ
れない織物媒体の例を示す図である。図５の（ｂ）は本
発明と共に使用される限定されない織物媒体の例を示す
図である。図５の（ｃ）は本発明と共に使用される限定
されない織物媒体の例を示す図であ る。図５の（ｄ）
は本発明と共に使用される限定されない織物媒体の例を
示す図である。

【図６】図６の（ａ）は本発明と共に使用される限定さ
れない織物媒体の例を示す図である。図６の（ｂ）は本
発明と共に使用される限定されない織物媒体の例を示す
図である。図６の（ｃ）は本発明と共に使用される限定
されない織物媒体の例を示す図である。図６の（ｄ）は
本発明と共に使用される限定されない織物媒体の例を示
す図である。図６の（ｅ）は本発明と共に使用される限
定されない織物媒体の例を示す図である。図６の（ｆ）
は本発明と共に使用される限定されない織物媒体の例を
示す図である。

【図７】本発明と共に使用される限定されない織物媒体
の例を示す図である。

【図８】全幅アレイの熱インクジェットプリントヘッド
を示す図である。

【図９】本発明を含む図８に示した全幅アレイプリント
ヘッドのためのインク供給デバイスを示す平面図であ
る。

【図１０】本発明の他の実施例を含むインクカートリッ
ジの実施例を示す断面図である。

【図１１】本発明の他の実施例による管状形態のインク
送出及び濾過媒体を示す図である。

【符号の説明】

１０ カートリッジ １２ プリントヘッド １６ シート １８ キャリッジ ２０ 手段

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 インクジェットプリントヘッドへ液体イ
   ンクを供給するためのシステムであって、 液体インクとインク濾過出口領域を収容するための少な
   くとも一つのチャンバを有するハウジングと、 第１の側と第２の側を有するインク送出及び濾過媒体
   と、 を有し、 前記第１の側が前記プリントヘッドと流体的に連通して
   いる前記インク濾過吐出領域に隣接するように配置され
   ており、且つ前記第２の側が前記少なくとも一つのチャ
   ンバ内の前記液体インクに当接しており、 前記インク送出及び濾過媒体が少なくとも一つの多孔性
   織物を備える、 液体インク供給システム。