JPH09123474A - Ink jet cartridge capable of being replenished - Google Patents

Ink jet cartridge capable of being replenished

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JPH09123474A
JPH09123474A JP22707496A JP22707496A JPH09123474A JP H09123474 A JPH09123474 A JP H09123474A JP 22707496 A JP22707496 A JP 22707496A JP 22707496 A JP22707496 A JP 22707496A JP H09123474 A JPH09123474 A JP H09123474A
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JP
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Application
Patent type
Prior art keywords
ink
cartridge
reservoir
end
vent
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP22707496A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Renato P Apollonio
Jr Robert V Lorenze
レナート・ピイ・アポロニオ
ロバート・ブイ・ロレンツェ・ジュニア
Original Assignee
Xerox Corp
ゼロックス コーポレイション
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a cartridge utilized in replenishing work performing the replenishment with ink by passing ink through the ink reservoir of a printing head cartridge from a replenishing reservoir through the nozzles of a printing head. SOLUTION: An ink supply reservoir 22 and a printing head 20 are provided and an opening part is formed to the outer wall of a cartridge 12 and an air passing pipe 56 having the first end part continuing to the reservoir 22 and a second end part to which a perforated terminal cap facing to the circumference and allowing air to flow in the reservior from the circumference is attached to the opening part.

Description

【発明の詳細な説明】 DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】 [0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、インクジェットプリンタ装置に関するものであり、更に詳しく言うと、カートリッジの補充を可能にする構造を備えたインクジェットカートリッジに関するものである。 BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to an ink jet printer, More particularly, it relates to an ink jet cartridge having a structure that allows replenishment of cartridges.

【0002】 [0002]

【従来の技術】いわゆる「ドロップオンデマンド」方式のインクジェットプリンタまたはプロッタは、記録媒体の方向にインク滴を方向づける少なくとも1個のプリントヘッドを有している。 Inkjet printers or plotters of the Prior Art So-called "drop-on-demand" method includes at least one printhead directing ink drops toward the recording medium. プリントヘッド内で、インクは複数のチャネルに収容されており、エネルギーパルスがトランスデューサに加えられることにより、必要に応じて、チャネル端部のノズルからインク滴が噴射される。 In the print head, the ink is contained in a plurality of channels, by the energy pulse is applied to the transducer, if desired, the ink droplets from the nozzles of the channel ends is injected.

【0003】 [0003]

【発明が解決しようとする課題】現在のインクジェットプリンタならびにプロッタの多くは、内蔵式インク用品が組み込まれた使い捨てのプリントヘッドカートリッジを利用していた。 Many of the current ink jet printers and plotters [0005], built-in ink utensils have utilized disposable print head cartridge incorporated. しかしながら、現在のプリントヘッド技術は、抵抗ヒータ素子のようなプリントヘッド構造機器の寿命と信頼性が内蔵式インク用品の耐用年数をはるかに越えるまでに進歩した。 However, the current print head technology, the life and reliability of such printhead structure device as a resistive heater element is advanced until far exceeds the service life of the built-in ink supplies. 例えば、Xerox400 For example, Xerox400
4プリントヘッドの場合、ヒータの信頼性として1回の注入量あたりパルス5×10 7個を越える寿命を備えているのに、標準的な装填インクで続くのは1回の注入量あたりパルス5×10 6個である。 4 If the print head, although provided with a single injection volume per pulse 5 × 10 7 pieces of exceeding life as reliability of the heater, Following the pulses per injection volume once a standard loading ink 5 × 10 is six. このように、装填インクを使い切ったことによるインクカートリッジ用品の廃棄は、不経済で環境に好ましくないと思われる。 Thus, disposal of the ink cartridge supplies due to the run out of loading the ink seems to unfavorable environmental uneconomical.

【0004】それ故、インクジェットカートリッジの補充を行って寿命を延ばす必要性が十分に認識されており、これを遂行するためのいくつかの方法と装置が提示されてきた。 [0004] Therefore, the need to extend the life by performing the replenishment of the ink jet cartridge has been well recognized, devices with several ways to accomplish this have been proposed. そのようなアプローチの一つは、第二補助インクリザーバを主プリントヘッドカートリッジに連結し、動作時に連続再供給を行うことである。 One such approach is the second auxiliary ink reservoir is connected to the main print head cartridge is to perform a continuous re-supplied during operation. この技術は米国特許第5,369,429号明細書に提示されている。 This technique is presented in U.S. Patent No. 5,369,429.

【0005】別の技術は、装置からインクカートリッジを外して、既設の通気孔を介してインクを満たした注入器により、或いは、新たな通気孔を形成するまたは既設の通気孔を拡大する専用工具を利用することにより、補充を行うことに関するものである。 [0005] Another technique is to remove the ink cartridge from the apparatus, the syringe filled with ink through the existing vents or special tool to expand or existing vent to form a new vent by utilizing it relates to perform replenishment. そして、カートリッジは、補助供給源から管または注入器により補充される。 Then, the cartridge is supplemented by a tube or syringe from the auxiliary source. この種の補充の開示は、米国特許第5,199,4 Disclosure of such supplementation, U.S. Patent No. 5,199,4
70号と第5,329,294号明細書にある。 In 70 No. and Specification No. 5,329,294. 米国特許第4,968,998号明細書は、プリントヘッドをサービスステーションに移動して、カートリッジ本体の開孔部に補充チューブを挿入することによって、プリントヘッドからカートリッジを外さずに行うカートリッジの補充を開示している。 U.S. Patent No. 4,968,998, move the print head to the service station, by inserting a fill tube into the opening portion of the cartridge body, refill cartridge performed from the printhead without removing the cartridge It discloses.

【0006】 [0006]

【課題を解決するための手段】既設のカートリッジが交換されるのではなく補充されるのであれば、カートリッジは、どのような補充技術がしようされた場合でも対応できるように設計しねければならない。 If the the existing cartridge SUMMARY OF THE INVENTION is supplemented rather than being replaced, the cartridge, shall Ne designed to be able to respond even if what kind of replenishment techniques have been private. 本発明は、プリントヘッドのノズルを介して補充リザーバからプリントヘッドカートリッジのインクリザーバにインクを通すことによって補充がなされる補充作業で利用される補充可能なカートリッジの設計技術に関するものである。 The present invention relates to refillable cartridge design techniques utilized in replenishing operation of replenishing is done by passing the ink from the refill reservoir to the ink reservoir of the printhead cartridge via the nozzles of the print head. この補充インク流を可能にする機構は、カートリッジの通気孔を介して作用する真空機構動作である。 Mechanism that allows the replenishment ink flow is a vacuum mechanism operation acting through the vent holes of the cartridge.

【0007】更に詳しく言うと、本発明は、インク供給リザーバと、プリントヘッドとを備え、カートリッジは外壁に形成された開孔部を有し、開孔部には、リザーバまで続く第一端部と、周囲に面し且つ周囲からリザーバに空気が流れ込めるように有孔端末キャップを適合させた第二端部とを有する通気管が取り付けられることを特徴とするインクジェットプリンタ用の補充可能なインクカートリッジに関するものである。 [0007] More particularly, the present invention includes an ink supply reservoir, and a print head, cartridge has an opening formed in the outer wall, the aperture has a first end portion which continues until the reservoir If, refillable ink for ink jet printer, wherein a vent tube having a second end adapted perforated end cap so that Nagarekome air to the reservoir and from the periphery facing the surroundings is attached it relates to the cartridge.

【0008】 [0008]

【発明実施の形態】図1は、本発明の補充可能なインクカートリッジを組み込んだインクジェット印刷装置の概略図である。 BRIEF Embodiment] FIG. 1 is a schematic view of an ink jet printing apparatus incorporating a refillable ink cartridge of the present invention. 図2は、補充装置の近傍に配置された遠隔補充位置にある補充可能なインクカートリッジの概略端面図である。 Figure 2 is a schematic end view of the refillable ink cartridge in a deployed remotely supplemented located in the vicinity of the replenishment system. 図3は、図1の補充可能なカートリッジの第一実施例の通気孔の拡大図である。 Figure 3 is an enlarged view of a vent in the first embodiment of the refill cartridge of FIG. 図4は、カートリッジの第二実施例を示す。 Figure 4 shows a second embodiment of the cartridge. 図5は、本発明の補充可能なカートリッジの第3実施例の拡大図である。 Figure 5 is an enlarged view of a third embodiment of a refill cartridge of the present invention.

【0009】図1に、本発明の補充可能なインクカートリッジを利用できるサーマルインクジェットプリンタ1 [0009] Figure 1, a thermal ink jet printer 1 available refillable ink cartridge of the present invention
0の実施例を示す。 It shows an embodiment of a 0. プリンタ10は、ガイドレール17 The printer 10, guide rail 17
上を前後に移動できる走査キャリッジ16に取り付けられた補充可能プリントヘッドカートリッジ12を備えている。 And a refillable print head cartridge 12 attached to the scanning carriage 16 which can move on the back and forth. カートリッジ12は、プリントヘッド20と、インクまたはインク含浸フォーム構成材で満たされた一体型インク供給リザーバ22とを備えている。 Cartridge 12 includes a printhead 20, and an integral ink supply reservoir 22 filled with ink or ink impregnated foam structure material. プリントヘッド内には、各々が抵抗ヒータを備え且つプリントヘッド充填孔を介してリザーバから連続的にインクが供給される複数のチャネルが形成されている。 In the print head, each plurality of channels to ink continuously supplied from the reservoir through the and printhead fill hole comprises a resistance heater is formed. インクチャネルはノズル面28内のノズル26にて終端している。 The ink channel terminates at a nozzle 26 in the nozzle face 28. 使用時、走査キャリッジ16は矢印29の方向に往復直線運動し、抵抗ヒータが選択的に通電されて対応プリントヘッドノズルからインク滴が噴出される。 In use, the scanning carriage 16 is linearly reciprocated in the direction of arrow 29, ink drops from the corresponding printhead nozzle resistance heater is selectively energized is ejected. インク滴は、印刷ゾーンすなわち印刷幅32に沿って記録媒体30の方向に向けられる。 Ink drops are directed in the direction of the recording medium 30 print zone or along the swath 32. 走査キャリッジの各通過時には記録媒体は静止している。 Recording medium during each pass of the scanning carriage is stationary. それぞれの通過の最後に記録媒体3 Finally the recording medium of each passage 3
0が次の印刷行に送られる。 0 is sent to the next print line. 印刷装置10の動作に関する更なる詳細は、米国特許第4,638,337号明細書ならびに米国再発行特許第32,572号明細書に記載されており、それらの内容は参考としてここに組み込まれる。 Further details regarding the operation of the printing apparatus 10, are described in US Patent No. 4,638,337 and U.S. Reissue Patent No. 32,572, the contents of which are incorporated herein by reference .

【0010】図2を参照すると、カートリッジ12は、 [0010] Referring to FIG. 2, cartridge 12,
キャリッジ16上の所定位置から取り外された状態で示されており、真空装置42と組み合わせて補充装置40 It is shown in a state detached from the predetermined position on the carriage 16, replenishment system in combination with vacuum devices 42 40
によって補充される準備が整っている位置で示されている。 It is shown in a position that is ready to be refilled by.

【0011】図2は、カートリッジ12のリザーバ22 [0011] Figure 2, the cartridge 12 reservoir 22
がプリントヘッドのノズル26を介してどのように補充されるかを示した概略端面図であり、補充装置40と連結させる前の位置に保持されたカートリッジ12を示している。 There is a schematic end view showing how is replenished how through the nozzles 26 of the printhead, shows a cartridge 12 which is held at a position before linking with replenishing device 40. 装置40は、機械的挟持機構44と、補充インク容器46と、ノズル面28の表面と接合してノズル2 Device 40 includes a mechanical clamping mechanism 44, the refill ink container 46, the nozzle 2 bonded to the surface of the nozzle surface 28
6を囲む可撓性圧縮可能ガスケット48を備えている。 And a flexible compressible gasket 48 surrounding the 6.
カートリッジ12は、ノズル面28に沿って形成された複数のノズル26を有するプリントヘッド20を備えている。 Cartridge 12 includes a printhead 20 having a plurality of nozzles 26 formed along the nozzle surface 28. インクリザーバ22は、フォーム構成材23に含浸された所定量のインクを保持している。 The ink reservoir 22 holds a predetermined amount of ink impregnated in the foam structure material 23. リザーバ22 Reservoir 22
は、軽い負圧によりカートリッジ内で気密密閉される。 It is hermetically sealed within the cartridge by slight negative pressure.
インク流は従来様式によるもので、充填孔を介し、プリントヘッド20に形成されたインクチャネルへの、毛細管作用によるものである。 Ink flow is due to the conventional manner, via the fill hole, into the ink channels formed in the print head 20, is by capillary action. それぞれのインクチャネルは、選択的に通電されることによりインクを加熱し、ノズルを介してインクを噴出する抵抗を備えている。 Each ink channel includes an ink was heated by being selectively energized to eject ink through a nozzle resistor. チャネルは、インクが排出されるたびに絶えず補充される。 Channel is continually replenished each time the ink is discharged.
大気圧は、容器内では、カートリッジの壁に形成され、 Atmospheric pressure, the vessel is formed in the wall of the cartridge,
図3に更に詳細に図示されている二重機能通気孔54により保たれる。 Maintained by dual function vent holes 54 are shown in more detail in FIG.

【0012】図3に記載されているように、この第一実施例では、通気孔54の開孔部55は、カートリッジ1 [0012] As described in FIG. 3, in this first embodiment, opening 55 of the vent 54, the cartridge 1
2の壁12aに形成されている。 It is formed in the second wall 12a. 開孔部55には、通気管56が挿入されており、一端はリザーバ22内に突き出し、他端は壁12Aを僅かに越えて周囲に突き出している。 The aperture 55 is inserted vent pipe 56, one end protrudes into the reservoir 22 and the other end protrudes around slightly beyond the wall 12A. 通気管56は、空気流を可能にする有孔端末キャップ57を有し、且つ、通常の作動条件下で空気の通過は許すがカートリッジからの液状インクの流出は妨げるGortex(登録商標)又は類似の構成材とすることができる防壁部材58を備えている。 Vent tube 56 has a perforated end cap 57 to allow for air flow, and passage of air under normal operating conditions allow Although outflow of liquid ink from the cartridge interfere Gortex (TM) or similar and a barrier member 58 which may be a constituent material. 好適実施例では、 In the preferred embodiment,
端末キャップには、直径0.2mm以下のせん孔がある。 The terminal cap has the following drilling diameter 0.2 mm. 図4に記載の代替実施例では、有孔端末キャップは、Gortex(登録商標)材料と端末キャップ57 In an alternative embodiment according to FIG. 4, a perforated end cap is, Gortex (TM) material and the terminal cap 57
の間に挿入された、好適実施例ではステンレススチールである、網状円板によって裏打ちされており、同じく0.2mm以下の孔径を提供する。 Inserted between the, in the preferred embodiment is stainless steel, is lined by mesh disc, also provides the following pore size 0.2 mm.

【0013】図2の説明を更に続けると、装置40が矢印45方向に移動してプリントヘッドと密封接触すると、ガスケット48はノズル面28の表面と接合してノズル26を囲む。 [0013] Continuing with FIG. 2, when the device 40 is in sealing contact with the print head moves in the arrow 45 direction, the gasket 48 surrounds the nozzle 26 and bonded to the surface of the nozzle face 28. 装置42は、注入器タイプの真空吸引機構60と協力して作動する。 Device 42 operates in cooperation with the vacuum suction mechanism 60 of the injector type. 機構60は、通気管56 Mechanism 60, the vent pipe 56
の一端に取り付けられた可撓管66によってリザーバ2 The reservoir 2 by a flexible tube 66 which is attached to one end of
2に接続される。 It is connected to the 2.

【0014】好適実施例において、挟持機構44は安価な成形プラスチック部品である。 [0014] In a preferred embodiment, the clamping mechanism 44 is an inexpensive molded plastic parts. ガスケット48は、機械的挟持圧力によりプリントヘッドのノズル面領域との漏れ防止密封を実現するシリコンのような成形エラストマー材料である。 The gasket 48 is a shaped elastomeric material such as silicon to achieve a leak-proof seal between the nozzle surface region of the print head by mechanical clamping pressure. 容器46は、制限開孔部70とフィルタ72にインクが最適に流れるようにする所望量の補充インクを保持する。 Container 46, ink limiting aperture 70 and the filter 72 to hold the desired amount of replenishing ink to flow optimally.

【0015】図1〜図3を参照すると、動作時、補充動作を開始する決定がなされる。 Referring to FIGS. 1-3, during operation, a decision is made to initiate a replenishment operation. これは、オペレータ、または、内容が参考としてここに組み込まれる米国特許第5,136,305号明細書に開示されているタイプのインクレベル監視システムによって自動的になされうる。 This operator, or the contents may be automatically performed by the ink level monitoring system of the type disclosed in U.S. Pat. No. 5,136,305, incorporated herein by reference. 信号が発生されて、インクの補充が必要であることを示すインジケータ表示が行われる。 Signal is generated, an indicator display indicating that it is necessary to refill the ink is performed. オペレータはカートリッジを遠隔位置に外して、挟持機構44がカートリッジ12の切欠き72、74と嵌合し、ガスケット48 The operator can remove the cartridge to a remote location, the clamping mechanism 44 engages the notches 72, 74 of the cartridge 12, a gasket 48
がノズル面プレート28を覆うことによって密閉されるように装置40を動かす。 There move the device 40 to be sealed by covering the nozzle surface plate 28. 次いで、管66はカートリッジ12の通気管56に接続され、機構60のプランジャ62は、通気管56からのカートリッジリザーバへの負圧が、ノズル16を介した容器56からのインクの吸出しに十分であるように矢印64の方向に引き出される。 Then, the tube 66 is connected to the vent tube 56 of cartridge 12, the plunger 62 of the mechanism 60, the negative pressure to the cartridge reservoir from the vent tube 56 is sufficient to suction of ink from the container 56 through the nozzle 16 It is drawn in the direction of arrow 64 as.
満足の行く結果を生じるのは、200〜250トルの真空であることが判明している。 The produce satisfactory results have been found to be a vacuum of 200 to 250 torr.

【0016】ノズル26を介して容器46からインクが流れ始めると、インクは通常動作時のインク毛管流と逆に経路を流れ、例えばインクはインクチャネルを通って流れてリザーバ22を補充しはじめる。 [0016] When the ink from the container 46 through the nozzle 26 starts to flow, the ink is the ink capillary flow and reverse flow path during normal operation, for example, the ink begins to refill the reservoir 22 flows through the ink channel. 補充作業は、リザーバが所望レベルに満たされるまで継続され、そうなった時点で管66が外される。 Replenishing operation, the reservoir is continued until filled to a desired level, the tube 66 is removed at the time this happens.

【0017】その後、挟持機構は後退させられ、装置4 [0017] Then, the clamping mechanism is retracted, 4
2がプリントヘッドノズル面28との密封嵌合状態から移動される。 2 is moved from the sealed fitting state between the printhead nozzle face 28. 次にカートリッジが通常使用位置に戻される。 Then the cartridge is returned to the normal use position.

【0018】図5に変形された通気孔54を備えたカートリッジ12の第3実施例を示す。 [0018] shows a third embodiment of a cartridge 12 with a vent 54 which is deformed in FIG. この実施例の場合、 In the case of this embodiment,
カートリッジ壁12Aには、2個の凹部12B、12C The cartridge wall 12A, 2 pieces of the recess 12B, 12C
が作成されカートリッジ壁の円形出張り部12Dを生じるように変更されている。 There has been modified to produce a circular lug 12D of the created cartridge wall. この実施例の場合、通気管6 In this embodiment, the vent tube 6
6はカートリッジの出張り部12Dに取り付けられている。 6 is attached to the lug portion 12D of the cartridge.

【図面の簡単な説明】 BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

【図1】 本発明の補充可能なインクカートリッジを組み込んだインクジェット印刷装置の概略図である。 1 is a schematic view of an ink jet printing apparatus incorporating a refillable ink cartridge of the present invention.

【図2】 補充装置の近傍に配置された遠隔補充位置にある補充可能なインクカートリッジの概略端面図である。 2 is a schematic end view of the refillable ink cartridge in a remote replenishing position disposed in the vicinity of the replenishment system.

【図3】 図1の補充可能なカートリッジの第一実施例の通気孔の拡大図である。 3 is an enlarged view of a vent in the first embodiment of the refill cartridge of FIG.

【図4】 カートリッジの第二実施例の図を示す。 Figure 4 shows a diagram of a second embodiment of the cartridge.

【図5】 本発明の補充可能なカートリッジの第3実施例の拡大図である。 5 is an enlarged view of a third embodiment of a refill cartridge of the present invention.

【符号の説明】 DESCRIPTION OF SYMBOLS

10 サーマルインクジェットプリンタ 12 プリントヘッドカートリッジ 16 走査キャリッジ 17 ガイドレール 20 プリントヘッド 22 一体型インク供給リザーバ 23 フォーム構成材 26 ノズル 28 ノズル面 30 記録媒体 32 印刷幅 40 補充装置 42 真空装置 44 機械的挟持機構 46 補充インク容器 48 ガスケット 54 二重機能通気孔 55 開孔部 56 通気管 57 端末キャップ 58 防壁部材 60 真空吸引機構 62 プランジャ 66 可撓管 70 制限開孔部 72 フィルタ 74 切欠き 10 thermal ink jet printer 12 printhead cartridge 16 scanning carriage 17 guide rails 20 the print head 22 integral ink supply reservoir 23 form configuration member 26 nozzle 28 nozzle surface 30 recording medium 32 print width 40 replenisher 42 vacuum device 44 mechanical clamping mechanism 46 -out refilling ink container 48 gasket 54 dual function vent 55 opening 56 notched vent pipe 57 end cap 58 barrier member 60 vacuum suction mechanism 62 plunger 66 the flexible tube 70 limits opening 72 filter 74

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 レナート・ピイ・アポロニオ アメリカ合衆国 ニューヨーク州 14617 ロチェスター セントポールブールバー ド 3970 ────────────────────────────────────────────────── ─── of the front page continued (72) inventor Renato Pii-Aporonio United States, NY 14617 Rochester, St. Paul, Boolean bar de 3970

Claims (2)

    【特許請求の範囲】 [The claims]
  1. 【請求項1】 インク供給リザーバと、 プリントヘッドとを備え、 カートリッジの外壁には開孔部が形成されており、開孔部には、リザーバまで続く第一端部と、周囲に面し且つ周囲からリザーバへ空気が流れ込めるように有孔端末キャップを適応させた第二端部とを有する通気管が取り付けられることを特徴とするインクジェットプリンタ用の補充可能なインクカートリッジ。 And 1. A ink supply reservoir, and a print head, the outer wall of the cartridge and openings are formed, the opening portion includes a first end continuing to the reservoir, and faces the periphery refillable ink cartridge for an inkjet printer, wherein a vent tube and a second end portion from the periphery to the reservoir air were adapted perforated end cap so that Nagarekome is attached.
  2. 【請求項2】 プリントヘッドカートリッジがプリントヘッドノズルを介してインク補充リザーバからのインクにより補充されるインク補充装置において、カートリッジの外壁に少なくとも1個の通気開孔部があり、開孔部には一端がカートリッジに突き出し他端が周囲に突き出した通気管が取り付けられ、前記通気管の他端には、周囲からリザーバへの空気流を許す有孔端末キャップが組み込まれ、更に前記通気管を介した空気の通過は許すが液体インクの流れは妨げる防壁部材も備わっていることを特徴とするインク補充装置。 2. A print head cartridge is an ink refill device is replenished with ink from the ink refill reservoir through the printhead nozzles, there is at least one vent opening in the outer wall of the cartridge, the opening portion one end and the other end protrudes in the cartridge is attached ventilation pipe projecting around, wherein the other end of the vent pipe, incorporates perforated end cap to allow the air flow from the surroundings into the reservoir, further via the vent tube ink supplement device was passage of air is permitted is characterized in that also provided barrier member flows interfere liquid ink.
JP22707496A 1995-09-05 1996-08-28 Ink jet cartridge capable of being replenished Withdrawn JPH09123474A (en)

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