JPH1086402A - 印刷システム及びその動作方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】インクジェット・プリンタにおいて、エア蓄積
の問題を回避すること。 【解決手段】インクジェット・プリンタは、走査キャリ
ッジ(13)に挿入される交換式の印刷カートリッジ(14)を
含む。インク管(23)が、走査キャリッジから、プリンタ
内に配置された別個のインク供給容器(18)へと延びる。
管とインク供給容器の間の別個の弁(64)によって、管内
の圧力が、確実に周囲圧力と概ね同一になる。これによ
って、水分損失と管内へのエアの吸い込みが最小限にな
ると共に、管内のエアがいかに膨張しても、インク供給
容器に達することが防止される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、インクジェット・
プリンタに関し、より詳細には、固定のインク供給容
器、及び走査プリントヘッドを有するインクジェット・
プリンタに関する。

【０００２】

【従来の技術】インクジェット・プリンタは周知のとこ
ろである。一般的な型式のインクジェット・プリンタに
は、プリントヘッドと、印刷カートリッジ内に収容され
るインクの供給器とを収容する、交換式の印刷カートリ
ッジを用いるものがある。この印刷カートリッジは、補
充可能なように意図されたものではなく、最初の供給イ
ンクが欠乏すれば、印刷カートリッジは処分され、新し
い印刷カートリッジが走査キャリッジ内に取り付けられ
る。印刷カートリッジを頻繁に交換すると、結果として
稼働費用が比較的高くなる。

【０００３】プリントヘッドの使用できる寿命は、印刷
カートリッジ内のインクが欠乏するのにかかる時間より
もかなり長い。印刷カートリッジを貫く開口部を設け、
印刷カートリッジにインクを手動で補充することによっ
て、印刷カートリッジを間欠的に補充することが知られ
ている。しかし、こういった補充方法では、ユーザによ
る操作が必要であり、その他様々な理由からも望ましく
ない。

【０００４】管を経由して走査印刷カートリッジに接続
された、インクを収容する軟質のバッグ等の、外部の固
定インク貯蔵室を設けることも、知られている。しか
し、こういったタイプの印刷システムには、様々な欠点
がある。それら欠点には、印刷カートリッジ内のインク
圧の望ましくない変動、印刷カートリッジと外部のイン
ク供給容器の間の流体シールが信頼性の低い複雑なもの
になること、外部のインク供給容器を印刷カートリッジ
に接続するためにプリンタの大きさが大きくなること、
インク送出システム内での遮断、印刷カートリッジへ通
じる管内でのエアの蓄積、コスト高、および複雑になる
ことが含まれる。このような外部のインク供給容器を、
軸外れのインク供給容器と呼ぶ。

【０００５】本開示に最も関連するものとして、出願人
は、気泡を成長させ、インク送出システムを加圧さえす
る働きを有する拡散機構があることを発見した。配管内
の気泡は、内部の相対湿度が１００％である。通常、管
は、インクを収容する軟質のバッグと液体連通状態にあ
る。したがって、気泡内の圧力は大気圧と等しい。たい
ていの環境においては、周囲湿度は１００％よりも低
い。管内の全圧は部分圧の和であるので、管内のエアの
部分圧は、周囲のエアの部分圧よりも低い。わかるよう
に、この圧力差は、周囲湿度が１００％に近づくにつれ
てゼロに減る。したがって、この圧力差は、アリゾナの
ような地域で最大になり、フロリダのような地域で最小
になる傾向がある。その結果、管内へのエアの急速な拡
散が起こり、気泡が発生する。高温低湿の環境において
は、（管の材料、直径、および厚さによっては）数日の
うちにエアが充満する管もある。

【０００６】管内のエアが過剰であると、結局はエアが
プリントヘッドに引き込まれる。プリントヘッド内にエ
アがあると、印刷カートリッジの内部の、または印刷カ
ートリッジに通じる、いかなる圧力調整装置も機能しな
くなる。加圧しないインク供給システムの場合、管が過
剰なエアを送出すると、プリントヘッドのインク切れも
起きる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】必要なのは、印刷カー
トリッジと、１本またはそれ以上の管を経由して印刷カ
ートリッジに接続された別個のインク送出システムを有
し、上記のエアの蓄積問題を回避する、改良したインク
ジェット・プリンタである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】好適な実施例において、
インクジェット・プリンタは、走査キャリッジに挿入さ
れる交換式の印刷カートリッジを含む。インク管が、走
査キャリッジから、プリンタ内に配置された別個のイン
ク供給容器へと延びる。この外部のインク供給容器は、
絶えず加圧しても、間欠的に加圧しても、また加圧しな
くてもよい。

【０００９】管とインク供給容器の間の別個の弁によっ
て、管内の圧力が、確実に周囲圧力と略同一になる。こ
れによって、水分損失と管内へのエアの吸い込みが最小
限になる。また、これによって、管内のエアがいかに膨
張しても、インク供給容器に達することが防止される。
この弁は、プリンタが使用されていないことが検出され
ると、自動的に作動する。

【００１０】印刷カートリッジが調整弁を含まない場合
には、第２の弁が、印刷カートリッジと管の間に挿入さ
れるため、プリンタが使用されていない場合には、管
が、その端において２個の弁によってシールされる。

【００１１】インク供給容器と管の間の弁の代わりに、
管を正圧の圧力源によって加圧してもよい。

【００１２】

【発明の実施の形態】図１は、各種発明性のある特徴を
組み込んだ、カバーを取り除いた状態の、インクジェッ
ト・プリンタ１０の１つの実施例の斜視図である。一般
的に、プリンタ１０は、未使用の紙を保持するトレー１
１を含む。印刷動作が開始されると、紙のシートが、シ
ート送り装置を用いてトレー１１からプリンタ１０内に
送られ、次にＵ字の向きにされて、今度は反対方向にト
レー１１に向かって進む。シートは印刷ゾーン１２で停
止し、次に１個またはそれ以上の印刷カートリッジ１４
を含む走査キャリッジ１３が、シートを横切って走査
し、その上に１つの帯のインクを印刷する。

【００１３】単一のまたは多数の走査の後、シートは次
に、従来技術のステッピング・モータおよび送りローラ
１５を用いて、印刷ゾーン１２内の次の位置へと漸増的
にシフトされ、キャリッジ１３が再びシートを横切って
走査し、次の１つの帯のインクを印刷する。そのシート
上への印刷が終了すると、シートは、トレー１１の上の
位置へと進められ、その位置に保持されて、インクを確
実に乾燥し、その後解放される。

【００１４】代替実施例のプリンタには、プリンタ１０
の後ろに配置された出力トレーを備えるプリンタもあ
り、この場合、紙のシートは、Ｕ字の向きに送り返され
ることなく、印刷ゾーン１２を通り抜ける。

【００１５】キャリッジ１３の走査機構は、従来技術の
ものでもよく、一般的に、スライドロッド１６を含み、
それに沿ってキャリッジ１３が摺動し、また、コード付
きストリップ１７を含み、これは、キャリッジ１３内の
光検出器によって光学的に検出されて、キャリッジ１３
が正確に位置決めされる。ステッピング・モータ（図示
せず）が、従来技術の駆動ベルトとプーリ構成を用いて
キャリッジ１３に接続されるが、キャリッジ１３を印刷
ゾーン１２を横切って搬送するのに用いられる。

【００１６】本明細書に記載のインクジェット・プリン
タ１０、および他のインクジェット・プリンタの斬新な
特徴は、インクを印刷カートリッジ１４に、そして最終
的にはプリントヘッド内のインク射出室に供給するため
の、インク送出システムに関する。このインク送出シス
テムは、交換式のインク供給カートリッジ１９、２０、
２１、２２を収容する、軸外れのインク供給ステーショ
ン３０を含む。インク供給カートリッジは、加圧しても
大気圧でもよい。カラープリンタの場合、通常、ブラッ
クのインク、イエローのインク、マゼンタのインク、お
よびシアンのインクに対して、別個のインク供給カート
リッジがある。

【００１７】４本の管２３が、インクを、４個の交換式
インク供給カートリッジ１９−２２から４個の印刷カー
トリッジ１４に運ぶ。

【００１８】各種図面を通して、同じ符号で識別される
要素は同一である。

【００１９】図２は、印刷カートリッジ１４および隔壁
２８を示す、キャリッジ１３を見下ろす斜視図である。

【００２０】図３は、印刷カートリッジ１４の、図２の
３−３線に沿った断面図である。キャリッジ１３の底の
開口部によって、各々の印刷カートリッジ１４のプリン
トヘッドの位置２９（図３）が露出している。キャリッ
ジの電極が、印刷カートリッジ１４上に配置された接触
パッドと対向している。

【００２１】印刷カートリッジ１４の内部の調整弁２７
（図３）が開くと、中空のニードル３０が、印刷カート
リッジ１４の内部のインク室３１と液体連通状態とな
る。この中空のニードル３０は、隔壁２８の中央を貫い
て形成された自己密封スリットを貫いて延びている。こ
の自己密封スリットは、ニードル３０が取り除かれる
と、ゴムの隔壁２８の弾性によって自動的に密封され
る。

【００２２】プラスチックのインク管路３２（カバーを
取り除いた状態で図３に示す）が、穴３４（図３）を経
由して、ニードル３０からインク室３１へ通じている。
初期インク充填孔３３が、初期にインク室３１を充填す
るのに用いられ、その後ストッパで永久的に密封され
る。

【００２３】インクは、キャリッジ１３に管２３により
供給されるが、この管２３は、サラン^TM等のポリ塩化ビ
ニリデン（ＰＶＤＣ）、その他適当なプラスチックで形
成され、プラスチックのマニホルド３５に接続されてい
る。マニホルド３５によって、インクの流れはそれぞれ
９０°方向を変えられる。かかるマニホルド３５は、管
２３が十分細くて座屈することなく湾曲可能な場合に
は、不要である。加圧した（または間欠的に加圧した）
軸外れのインク供給容器（以下で説明する）が、かかる
細い配管を利用することもできる。好適な実施例におい
て、加圧しないインク管２３の内径は、約１．５ｍｍと
２．５ｍｍの間であり、一方、加圧したインク管２３の
内径は、約１ｍｍと１．５ｍｍの間である。

【００２４】隔壁のＬ字管３６（図３）が、インクを、
マニホルド３５から隔壁２８へと経路指定し、また隔壁
２８を支持する。隔壁２８は、圧着キャップ３８を用い
てＬ字管３６に固定されている。

【００２５】柔軟なベローズ３９（図２）が、キャリッ
ジ１３内の個々の区画４０の各々に対して設けられてお
り、ニードル３０を隔壁２８内に挿入する際に、隔壁２
８にある程度のｘ、ｙ、ｚ軸方向の移動を可能にして、
ニードル３０へのｘ、ｙ、ｚ軸方向の荷重が最小にされ
ると共に、ニードル３０の周りでの液密且つ気密シール
が保証される。ベローズ３９は、ブチルゴム、高アクロ
ルニトリルのニトリルゴム、その他の、蒸気およびエア
の透過率が低いという特性を有する柔軟な材料で形成す
ることができる。代替として、ベローズ３９の代わり
に、Ｕ字型のまたは円形の柔軟な管を用いることもでき
る。

【００２６】印刷カートリッジ１４の頂部に形成される
排気口４１が、印刷カートリッジ１４内の圧力調整装置
によって用いられる。これについては、図４−図９に関
して説明するが、更に詳細については、Norman Pawlows
ki, Jr. 他による「インク・ジェット・プリントヘッド
にインクを供給し捕捉エアを補償する装置」と称する、
１９９５年１０月３１日付け出願の米国特許出願第08/5
50,902号に記載されており、この特許出願を参照として
本明細書に取り込む。内部の調整装置によって、インク
室３１内にわずかな負圧（例えば、−２から−６水柱イ
ンチ）が引き起こされる。代替実施例において、別個の
調整装置を、軸外れのインク供給容器と各印刷カートリ
ッジ１４の間に接続することもできる。

【００２７】所望であれば、印刷カートリッジを、個々
のラッチによって走査キャリッジ内に固定することもで
きる。これらのラッチは、手動で動作させてもばね負荷
してもよいが、印刷カートリッジのタブまたは角を押し
下げる。他の実施例において、蝶番式バー等の単一のラ
ッチが、４個の印刷カートリッジ全てをキャリッジ内の
所定位置に固定する。

【００２８】シュラウド４２がニードル３０を取り囲む
と、印刷カートリッジ１４をキャリッジ１３内に取り付
ける際に、ニードル３０と不注意に接触することが防止
され、また隔壁２８をニードル３０と位置合わせするの
に役立つ。インクは、管２３内のインクと内部インク貯
蔵室の間の圧力差に起因して、ニードル３０を通って印
刷カートリッジ１４に流入する。

【００２９】コード付きタブ４３が、キャリッジの区画
４０内のコード付きスロットと位置が合って、適切な色
の印刷カートリッジ１４が、適切な区画４０内に確実に
配置される。代替実施例において、ニードル３０は、別
個のサブアセンブリの一部であり、シュラウド４２は別
個のサブアセンブリであり、それにより、製造が容易に
なると共に、色キーのタブがシュラウド上に配置される
と仮定すると、シュラウドを変えることによって、色キ
ーを変えることが可能となる。

【００３０】プリントヘッドのアセンブリは、図３の位
置２９において固定されているが、好ましくは、レーザ
・アブレーションによって内部に形成されたノズルを有
する、柔軟なポリマーのテープである。複数の導体が、
テープの後ろに形成されており、導体の端部は、キャリ
ッジ１３上の電極と接触するための接触パッドになって
いる。導体の他方の端部は、テープの窓を通して基板の
端子に接合されており、基板上には、各種のインク射出
室およびインク射出要素が形成されている。インク射出
要素は、ヒータ抵抗器であっても圧電素子であってもよ
い。プリントヘッドのアセンブリは、「インクジェット
・プリントヘッド用インク送出システム」と称し、本出
願人に譲渡された、Brian Keefe他による米国特許第5,2
78,584号に記載のものと同様とすることができ、この特
許を参照として本明細書に取り込む。かかるプリントヘ
ッドのアセンブリにおいて、印刷カートリッジ内のイン
クは、矩形基板の縁の周りを流れ、インク射出室の各々
に通じるインク流路へと流入する。

【００３１】今まで説明してきた印刷カートリッジおよ
びインク供給接続部は、ダウン接続タイプであり、この
場合、印刷カートリッジ１４をキャリッジ１３内に押し
下げたときにインクの接続が行われる。このようにする
ことによって、結果としてのプリンタの高さを非常に低
くすることができる。印刷カートリッジ１４から延びる
ニードル３０の代わりに隔壁を用いてもよく、また、走
査キャリッジ１３上の隔壁２８の代わりに中空のニード
ルを用いてもよい。

【００３２】図４−図９は、圧力調整装置４５を記載し
ており、これは、本明細書に記載のいかなる印刷カート
リッジの実施例にも用いることができ、それにより、印
刷カートリッジ内のインク室の圧力が調整される。した
がって、軸外れのインク供給システム内の圧力は調整し
なくてもよい。この調整装置によって、印刷カートリッ
ジ内のインク室は、わずかな、しかし略一定の負圧（例
えば、−２から−７水柱インチ）を有し、プリントヘッ
ドのノズルからのインクの垂れが防止される。軸外れの
インク供給システムが大気圧にあれば、印刷カートリッ
ジ内のこのわずかな負圧は又、インク供給システムの位
置が印刷カートリッジよりもわずかに下であったとして
も、軸外れのインク供給システムからインクを引き出す
働きもする。調整装置よって又、印刷カートリッジ内の
インク室内の所望の負圧を維持しながら、加圧した軸外
れのインク供給容器を用いることも可能となる。調整装
置は、プリントヘッドの設計に依存して、０から−５０
水柱インチという広範囲の負圧（または背圧）を与える
ように設計することができる。

【００３３】図４は、調整装置４５の動作が更に良く理
解されるように、膨張可能なエアバッグ（後で説明する
が）がない状態の、印刷カートリッジの調整装置部分を
示す。調整装置は、圧力調整レバー４６と、蓄圧レバー
４７を含む。レバー４６と４７は、印刷カートリッジ・
ハウジングの頂部５０（図４）の支持部に形成された孔
４８（図３）に挿入される枢軸ピンを支点に枢動する。
図４のカートリッジ・ハウジングの頂部５０は、調整装
置４５がより良く見えるように簡略化して、ニードル３
０およびシュラウド４２を含むインクの相互接続は図示
していない。

【００３４】排気口４１（図３）は、エアバッグ（図４
には示さず、図７−図９に示す）へ通じている。図７−
図９に関して以下で説明するように、印刷カートリッジ
内のインク圧がより負になるために、エアバッグが膨張
するにつれて、レバー４６と４７が外向きに広がって、
ばね５２が与えるばね力に打ち勝つ。調整レバー４６
は、弁座５４を含み、これは、レバー４６が閉位置にあ
る場合、調整装置の入口弁２７と嵌合する。レバー４６
が外向きに広がると、インクは、印刷カートリッジのイ
ンク室に入ることができ、負のインク圧が低減され、し
たがってエアバッグが畳まれて再び弁２７が閉じる。

【００３５】図５は、調整レバー４６の外側を示す斜視
図であり、図６は調整レバー４６の内側を示す斜視図で
ある。

【００３６】図７−図９は、様々な状態にある調整装置
４５の動作を示す。蓄圧レバー４７およびエアバッグ５
６は、一緒に動作して、印刷カートリッジ本体内に捕捉
される恐れのあるエアに起因するだけでなく、他の圧力
変化にも起因した、容量の変化を吸収する。蓄圧レバー
４７は、背圧のいかなる変動も調整する働きをする。蓄
圧レバー４７は、その内側が周囲圧力にあるバッグ５６
を圧搾し、バッグからエアを押しだし、印刷カートリッ
ジ内の捕捉エアの膨張を可能にする。蓄圧レバー４７の
回転軸に近接して、ばね５２が蓄圧レバー４７に接続さ
れており、それにより、調整レバー４６が動く前に、蓄
圧レバー４７が作動せしめられる。

【００３７】図７は、調整装置４５が見えるように、一
方の側が開いた状態の印刷カートリッジ１４を示す。図
７は、印刷カートリッジ１４の初期状態を示し、インク
室３１内にはインクがなく、エアバッグ５６はぐにゃっ
としている。インク室３１内の背圧は周囲圧力と等し
く、ばね５２が、２個のレバー４６と４７を完全に合わ
さるように付勢している。

【００３８】印刷カートリッジがキャリッジ１３内に取
り付けられ、印刷カートリッジの中空のニードル３０
（図３）がインクをインク管２３から受け取ると、プリ
ンタ内のサービス・ステーションによって、プリントヘ
ッドのノズルが真空引きされる。かかるサービス・ステ
ーションは周知であり、真空状態にしながら、ノズルに
わたってシールを生成する。この真空状態に応答して、
蓄圧レバー４７がまず動き、バッグ５６が、図８に示す
ように膨張し始める。蓄圧レバー４７はその回転軸を中
心にして回転し続け、ついに図８に示すように印刷カー
トリッジ本体の側壁と係合する。この時点で、調整レバ
ー４６が外向きに動き始め、インク５７が入口弁２７
（図４）を通ってインク室３１に入り始める。

【００３９】図９は、インク入口弁２７の完全開放位置
を示し、最大のインク流れが、印刷カートリッジ内に供
給される。調整レバー４６の位置は、印刷速度によって
決まる。

【００４０】いったんインク室３１がインクで満たさ
れ、または印刷が停止すると、ばね５２の付勢により調
整レバー４６が弁２７（図４）を閉じ、レバー４６と４
７は図８に示す状態に戻る。

【００４１】図１０は、インク供給ステーション１８の
斜視図である。図１０に示す特定の実施例の場合、４個
のカラーのインク供給カートリッジのうちの３個２０、
２１、２２のみが、インク供給ステーション１８内に取
り付けられている。インク供給ステーション１８内の区
画から延びる中空のニードル６０は、管２３のうちの１
本と液体連通状態にあり、次いで、印刷カートリッジ１
４の１つと接続される。インク供給カートリッジ２０−
２２の各々内のインクは、大気圧にあり、各印刷カート
リッジ１４の内部の調整装置４５により決定される、各
印刷カートリッジ１４内の負圧によって、印刷カートリ
ッジ１４の各々にインクが引き込まれる。ニードル６０
の周りのばね負荷された保湿装置（図示せず）が、イン
ク供給カートリッジ２０−２２を取り外した場合に、ニ
ードル６０の端部の側孔を覆うゴム部を有する。プラス
チックのＬ字管、すなわちマニホルド６２が、ニードル
６０からのインクの方向を変える。

【００４２】後述する他の実施例において、軸外れのイ
ンク供給カートリッジは、間欠的に加圧される。インク
供給容器を加圧する実施例と、加圧しない実施例の両方
において、各印刷カートリッジの内部の調整装置が、印
刷カートリッジに供給されるインクの圧力を調整する。

【００４３】別個の弁６４が、管２３とインク供給ステ
ーション１８の間に接続されている。弁６４はまた、イ
ンク供給ステーション１８の一部を形成することもでき
る。弁６４は、任意の型式の適切な弁とすることがで
き、閉位置にある場合に、管２３の信頼性の高い流体シ
ールを与える。弁６４は、モータ６６が制御回路６７に
よって閉位置となるように制御されると、モータ・シャ
フト６５の回転その他の手段により、閉位置になされ
る。制御回路６７は、プリンタの電源がオフになった
（そうでなければ、使用されていない）ときを検知し、
単に、弁６４を閉じるのに必要な制御電圧をモータ６６
に供給する。逆に、プリンタの電源がオンになるか、そ
うでなければ使用の準備ができたときには、制御回路６
７は、弁６４を開くために信号をモータ６６に供給し、
それにより、管２３が、インク供給ステーション１８と
連通可能となる。制御回路６７は、プリンタ・オフ／オ
ン信号６８によってセットおよびリセットされる、簡単
なラッチまたはスイッチとすることができる。

【００４４】弁６４の目的は、管２３内で一定容量状態
を作り出して、プリンタ未使用期間の間、管２３内のい
かなる気泡（主に酸素および窒素から成る）の部分圧
も、少なくとも管２３の外側のエアの周囲圧力を下らな
いようにすることである。弁６４の主な機能は、管２３
内へのエアの吸い込みを制限することである。

【００４５】インクジェット・プリンタの１つ実施例に
おいて、インク供給カートリッジ内の一方向フラッパ弁
が、管２３からインク供給カートリッジ内へのインクの
逆流を防止しようとする。インク供給カートリッジ２０
−２２内のフラッパ弁等のいかなる一方向弁も、受動的
な（電気的に作動しない）ものであり、廉価であって、
インクが欠乏した場合に、インク供給カートリッジを処
分するのに採算が合う。かかるフラッパ弁は、浸出のレ
ベルが非常に低く、より大きなインク圧を保持できるの
は短時間の間だけである。それゆえ、かかるフラッパ弁
を弁６４の代わりに用いることはできない。

【００４６】管２３を通してのエアの吸い込みは、比較
的長期間にわたって起こり、プリンタの未使用期間が長
い場合に、主として問題になる。エアの吸い込みには、
管２３内に以前から存在する気泡の成長が伴い、これに
より、固定された供給ステーション１８内に取り外し可
能に搭載される、インクを収容する軟質のバッグが、キ
ャリッジ１３と共に走査する印刷カートリッジ１４と、
流体的に接続される可能性がある。管２３内の気泡は、
周囲大気と圧力平衡状態（すなわち、全圧が略等しい）
にある。しかし、気泡内の相対湿度は大まか１００％で
あり、これは通常、周囲のエアの湿度よりもはるかに高
い。全圧が大まか等しく、また、気体の全圧はその部分
圧の和であるので、気泡内のエアの部分圧は通常、周囲
のエアの部分圧よりも低い。この部分圧の差は、アリゾ
ナで見出されるような、低湿の環境においてはさらに大
きくなる。したがって、管２３を通って外部のエアから
気泡内へとエアが拡散し、その拡散速度は、この部分圧
の差に比例する。夏のアリゾナのような高温低湿の環境
においてポリエチレンの配管を用いれば、数日内に気泡
が膨張して配管を満たしてしまうであろう。これは、定
量的に以下のように表される。

【００４７】 Ｐ_{total tube} ＝ Ｐ_{total bag} ＝ Ｐ_{total outside} Ｐ_{total tube} ＝ Ｐ_air,tube ＋ Ｐ_vapor,tube ＝ Ｐ_air,outside ＋ Ｐ_{vapor,outside} よって、（Ｐ_air,outside−Ｐ_air,tube）＝（Ｐ
_vapor,tube−Ｐ_{vapor,outside}）となる。

【００４８】上式から分かるように、蒸気圧の差は、外
部から気泡内へのエアの拡散速度に比例する。管２３内
の蒸気圧は、温度と共に増大し、蒸気圧曲線の表（相対
湿度が１００％と仮定した）に基づく。

【００４９】他の問題源は、配管から拡散する水であ
る。ＦＥＰ等、水の拡散の問題のない配管材料は多い
が、エアの拡散速度の低いものは非常に少ない。今まで
のところ、ＰＣＴＦＥおよびポリ塩化ビニリデン（ＰＶ
ＤＣ）の配管材料が、エアの拡散の観点から好ましいよ
うである。しかし、これらの材料は高価であったり、必
要な特性を有するものは入手が困難である。

【００５０】その方向へのエアの成長を制限する、管２
３とプリントヘッドの間の逆止弁があれば、エアは、イ
ンク供給容器に向かって膨張しその中に入る。結局、イ
ンクバッグの圧力は、インク蒸気圧に達する。暖かい環
境では、これによって、バッグが破裂してインクがプリ
ンタ内にまき散らされ得る。いずれにせよ、管２３内の
エアは結局プリントヘッドに引き込まれる。これによっ
て、調整装置が機能しなくなり得、そうすると、暖かい
期間の間に、インクが垂れプリンタが損傷する。更に、
エアによって、プリントヘッドのインク切れが起き得
る。

【００５１】印刷カートリッジが、印刷カートリッジの
インク入口（図３におけるインク弁２７）を遮断する弁
を組み込んだ調整装置を備える場合、エアは、管内でイ
ンク供給ステーションに向かう方向に膨張する。

【００５２】弁６４が、インク供給ステーションの直
後、またはインク供給ステーション自体の内部に付け加
えられる場合、インク供給カートリッジへのインク浸出
戻りがないので、配管内で捕捉されたいかなるエアも、
膨張することができない。平衡状態の圧力は、インクの
蒸気圧と大まか等しいので、エアの気泡が成長するため
には、インクがシステムを離れるか、またはシステム自
体が膨張せねばならない。それゆえ、気泡の成長は、流
体損失の速度と等しくなり、それにより、適切な配管材
料で制御することが容易になる。

【００５３】弁６４を付け加えることによって、管２３
を形成するのにより広範囲の材料を用いることができ
る。それゆえ、管２３を形成するのに用いる材料は、通
気性に基づくのではなく、柔軟性、曲げ半径、疲労寿命
等の属性に基づいて選択することができる。これによっ
てまた、より低コストの管を用いることができ、その結
果より小さなシステムにすることができる。

【００５４】弁６４によってまた、インク供給カートリ
ッジとインク供給ステーションの間のインク漏れに対し
て、さらなる防御が得られる。印刷カートリッジ本体に
入るエアが少なくなるため、印刷カートリッジの寿命も
延びる。インク供給ステーションと走査印刷カートリッ
ジの間に、圧力調整装置を備えないプリンタの場合、イ
ンクが印刷カートリッジ内へと浸出するのを防止するた
めに、管２３とキャリッジ１３の間に（または、印刷カ
ートリッジの直前に）他の弁が接続されることになる。
かかる弁６９を図２に示してあり、そこで、弁６９は、
管２３とマニホルド３５の間に接続されている。弁６９
はロータリ弁とすることもでき、これは、図４の弁６４
に関して説明したように、モータその他のアクチュエー
タによって作動する。

【００５５】図１１は、ＦＥＰ配管を想定して、プリン
タが未使用である間の、配管内へのエアの拡散（エアの
立方センチメートル）対時間のグラフである。そこから
分かるように、３ヶ月後から、かなりの量のエアがシス
テムに入り始める。

【００５６】図１２は、温度が上昇するにつれて、管の
内部の平衡状態の圧力（水柱インチ）（管内の容量が一
定であると仮定）を示す。これは、印刷カートリッジと
インク供給ステーションでの完全なシールを仮定してい
る。管内でのエアの圧力がこのように上昇すると、管内
のエアが膨張することになる。

【００５７】図１３および図１４は、弁６４の１つの実
施例の更なる詳細を示すが、弁６４は、信頼性の高いシ
ールを与え、また、プリンタがオンかオフに切り換えら
れる場合、または印刷動作の中止や開始が判定された場
合に、作動することができるものであれば、実質上どん
な型式の弁であってもよい。

【００５８】図１３は、図４の１１ー１１線に沿って二
分割された、開位置にある弁６４を示し、この場合弁６
４は、開位置にある場合、弁６４の入口および出口ポー
トと位置が合う貫通管路を備えた中央シリンダ７０を有
するロータリ型式の弁である。管２３は、出口ポートに
接続して示し、一方、管７４その他インク管路は、入口
ポートおよびインク供給ステーションに接続して示す。
インクの流れを矢印７５で示す。潤滑シール７６が、中
央シリンダ７０と、弁６４の外側本体との間に設けられ
ている。

【００５９】図１４は、モータ・シャフト６５に接続さ
れたシリンダ７０の回転により、閉位置にある弁６４を
示す。そこから分かるように、入口ポートと出口ポート
の間のインク通路が、中央シリンダ７０によって遮断さ
れる。

【００６０】図１３および図１４の実施例では、ロータ
リ型式の弁を用いたが、他の弁を用いることもできる。

【００６１】図１５は、本発明の他の実施例を示し、そ
こでは、プリンタが使用されていないことが制御回路６
７によって検知されると、正の圧力源７７を用いて、管
２３が加圧される。圧力源７７は、管２３内のエアの部
分圧が外部のエアの圧力と略等しくなるように、管２３
を加圧し、それにより、エアが管２３内へと拡散するの
を防止する。圧力源７７は多くの形態をとることができ
る。圧力源７７は、ピストン、ベローズ、その他適当な
装置とすることができる。適切な圧力源の１つは、図１
７および図１８に関して後ほど説明する。ピストンまた
はベローズによって与えられる力は、機械的ばねや気体
が発生する一定のばね力によって与えることもできる。
プリンタがオフである場合に、制御回路６７によって制
御される弁が、圧力源７７を管２３に連結することも、
また、圧力源７７を、制御回路６７によって選択的に作
動することもできる。

【００６２】他の実施例において、インク供給カートリ
ッジまたはインク供給ステーション１８は、ばね負荷さ
れたインクバッグ、ピストン、ベローズ等の定圧源で、
インクを十分加圧するため、別個の圧力源や制御回路６
７は不要である。

【００６３】調整弁または別個の弁のどちらかを形成す
る、管２３と印刷カートリッジ１４の間の弁６９は、イ
ンクがプリントヘッドのノズルから垂れるのを防止する
ために用いられる。

【００６４】図１６は、図１および図１０に示すよう
な、加圧しないインク供給カートリッジ７８の分解図で
ある。かかるインク供給カートリッジ７８は、いったん
供給インクが欠乏すると、インク供給ステーション１８
（図１０）から単に取り外して処分するだけである。か
かるインク供給カートリッジ７８の流体相互接続部への
接続については、図１０に関して前述した。

【００６５】加圧しないインク供給カートリッジ７８
は、畳むことのできるインクバッグ７９と、２個の堅い
プラスチックのハウジング部材８０、８１とから成る。
インクバッグ７９は、マイラーやＥＶＡ等の柔軟なフィ
ルム、または多層フィルムで形成することができる。適
したフィルムの１つは、本出願人に譲渡され、参照とし
て本明細書に取り込む米国特許第5,450,112 号に記載の
９層フィルムである。インクバッグ７９の端部は、イン
クバッグ７９の動きを制限するために、ハウジング部材
８０または８１に、熱かしめまたは超音波溶接すること
ができる。

【００６６】コード付きタブ８２が、インク供給支持体
に形成されたスロットと整合して、適切な色のインク供
給カートリッジが、インク供給支持体の正しい区画に確
実に挿入される。１つの実施例において、インク供給支
持体は又、ばね負荷のラッチを用いて、タブ８２を把持
して、カートリッジ７８を固定し、またユーザに対し
て、カートリッジ７８が適切に取り付けられているとい
う触感をフィードバックする。

【００６７】プラスチックのインクバッグの嵌合部材８
３が、インクバッグ７９の開口部８４を介して部分的に
挿入され、接着剤または熱融着によって、開口部８４に
対してシールされる。ポペット８５が嵌合部材８３から
延びている。バッグの嵌合部材８３は、プラスチックの
ハウジング部材８０、８１に形成されたスロット８６に
よって、所定位置にしっかりと保持される。

【００６８】ポペットばね８７が、ポペット８５の孔８
８を介して挿入され、その後にポペットボール８９が続
く。ボール８９は、ステンレス鋼またはプラスチックと
することができる。

【００６９】次に、ゴムの隔壁９１が、ポペット８５の
孔８８へと挿入される。隔壁９１はその後、圧着キャッ
プ９２を用いて圧着されポペット８５に固定される。

【００７０】隔壁９１は、中央を貫いて形成されたスリ
ット９３を有し、このスリット９３を介して、管２３と
液体連通状態にある中空のニードル６０（図１０）が挿
入される。ニードル６０が取り外されると、隔壁９１の
弾性によって、隔壁９１のスリット９３は自動的に閉じ
るように付勢される。

【００７１】ポペットばね８７およびポペットボール８
９は、短期間では、隔壁９１のスリット９３を通ってイ
ンクが漏れないようにさらに確実にするのに役立つ。ス
リット９３を介して挿入されるニードルがない場合、ポ
ペットばね８７が、ポペットボール８９を、閉じたスリ
ット９３に対して押しつけるため、ボール８９は、スリ
ット９３の閉止と関連して、インク漏れに対するシール
を与える。

【００７２】ポペットなしで隔壁を用いたり、隔壁なし
でポペットを用いて、流体の相互接続を設計することが
可能である。ポペットのない隔壁ならば、径方向のシー
ルが、ニードルの周りを高い信頼性で密封する。しか
し、隔壁を有するインク供給容器が、長時間プリンタ内
に取り付けられていると、隔壁は、圧縮硬化を受ける傾
向がある。取り外すと、隔壁は、それ自体で完全には再
び密封しない恐れがある。供給容器がひっくり返ったり
落ちたりすれば、インクが漏出する恐れがある。ポペッ
ト弁（単独で）には、圧縮硬化の問題なしに、自己密封
するという利点がある（隔壁と比較して）。しかし、ニ
ードルの周りを密封しないという点において、信頼性は
低くなる。したがって、カートリッジとの漏れのない流
体相互接続を確実にするために、何らかの種類の面シー
ルを確立せねばならない。更に、ポペット弁は、それら
が密封する表面が硬質プラスチックの場合、信頼性が変
化する。すなわち、密封表面に小さな欠陥があると、漏
れにつながる傾向がある。隔壁とポペット弁を組み合わ
せると、両方の利点を利用することにより、これらの制
約が克服される。すなわち、隔壁によって、ニードルの
周りに非常に良好なシールが施せると同時に、ポペット
弁によって、圧縮硬化の問題が排除される。さらに、隔
壁の内面によって、欠陥の影響を受けにくい、ポペット
弁に対する従順な密封表面が与えられる。

【００７３】好適な実施例において、センサ／メモリの
集積回路９４が、インク供給カートリッジ７８に永久的
に実装される。この回路は、多数の機能を与え、それに
は、インク供給容器の挿入の確認、供給容器内に残って
いるインクの指示、及びシステムの残りとインク供給容
器との互換性を確実にするコードの提供、等が含まれ
る。

【００７４】代替実施例において、インクバッグ７９に
は正圧がかけられる。これによって、インク供給容器を
印刷カートリッジに接続する管３６を、更に細くするこ
とができ、また、インク供給ステーションを、印刷カー
トリッジよりもかなり下に配置することが可能となる。
一定の正圧を達成するために、ばねを用いて、インクバ
ッグ７９の両側を共に押しつけて、正の内圧を作り出す
こともできる。かかるばねを用いる場合、インクバッグ
７９には、ばね力を分配するために、堅い側面パネルが
設けられる。弓ばね、渦巻ばね、泡、気体、その他の弾
性素子によって、ばね力を供給することができる。

【００７５】他の実施例において、インクバッグ７９
は、気体等の間欠的な圧力源によって加圧することがで
きる。

【００７６】図１７および図１８は、間欠的に加圧され
る軸外れのインク供給カートリッジ９５と、インク供給
カートリッジを加圧するための装置を示す。

【００７７】インク供給カートリッジ９５は、インクを
収容するインク貯蔵室９７、ポンプ９８、および流体出
口９９を担持するシャーシ９６（図１８）を有する。シ
ャーシ９６は、堅い保護シェル９８に包まれており、保
護シェル９８の下端には、キャップ１００が固定されて
いる。キャップ１００には、ポンプ９８へのアクセスを
可能にする開口部１０２と、流体出口９９へのアクセス
を可能にする開口部１０４とが設けられている。

【００７８】インク供給カートリッジ９５は、インクジ
ェット・プリンタのドッキング・ベイ１０６に挿入され
る。インク供給カートリッジ９５を挿入すると、ドッキ
ング・ベイ１０６内のアクチュエータ１０８が、開口部
１０２を通してポンプ９８と接触する。さらに、ドッキ
ング・ベイ１０６内の流体入口１１０が、開口部１０４
を介して液体出口９９と結合されて、インク供給容器か
らプリンタへの流体経路が作り出される。アクチュエー
タ１０８が動作することによって、ポンプ９８が、イン
クを貯蔵室９７から引き出して、そのインクを、流体出
口９９および流体入口１１０を介してプリンタへと供給
する。

【００７９】貯蔵室９７からのインクが欠乏すると、ま
たは他のどんな理由によっても、インク供給カートリッ
ジ９５は、ドッキング・ベイ１０６から容易に取り外す
ことができる。取り外すと、流体出口９９および流体入
口１１０は閉じられて、いかなる残留インクも、漏れて
プリンタ内に入ったりユーザにかかったりすることを防
止するのに役立つ。その後、インク供給カートリッジ９
５は、廃棄してもよく、後で再び取り付けるために保管
してもよい。このようにして、本発明のインク供給カー
トリッジ９５によって、インクジェット・プリンタのユ
ーザに対して、信頼性が高く容易に交換可能な、インク
ジェット・プリンタへのインク供給容器をもたらすため
に、簡単で経済的な方法が提供される。

【００８０】インク貯蔵室９７は、柔軟なプラスチック
のシートで形成されており、それによって、インクが貯
蔵室から欠乏するにつれて、貯蔵室の容積が変化可能と
なる。これは、インクが貯蔵室から欠乏するにつれて作
り出される背圧の量を低減することによって、貯蔵室内
の全てのインクを引き出して用いることを可能にするの
に役立つ。図示のインク供給カートリッジ９５は、満杯
時に、約３０立方センチメートルのインクを収容するよ
うに意図したものである。したがって、フレームにより
規定されるインク貯蔵室の概略の寸法は、高さ約５７ミ
リメートル、幅約６０ミリメートル、厚さ約５．２５ミ
リメートルである。この寸法は、インク供給容器の所望
の大きさと、インク供給容器を用いようとするプリンタ
の寸法に依存して変わる。

【００８１】インク供給カートリッジ９５には、充填ポ
ート１１４が設けられており、これにより、インクを初
期に貯蔵室内に導入可能となる。貯蔵室を充填した後、
充填ポート１１４には栓１１６が挿入され、これによ
り、インクが充填ポートを通って逃げるのが防止され
る。図示の実施例において、栓は、ポリプロピレンのボ
ールであり、充填ポートに圧力嵌めされる。

【００８２】ポンプ９８は、インクを貯蔵室から汲み出
して、流体出口９９を経由してプリンタに供給するよう
機能する。図１８に示すように、ポンプ９８は、ポンプ
室１１８を含み、これはシャーシ９６と一体に形成され
る。

【００８３】ポンプ入口１２０が、ポンプ室１１８の頂
部に形成されており、それにより、ポンプ室１１８とイ
ンク貯蔵室９７の間で液体連通が可能となる。ポンプ出
口１２２も設けられており、そこを介して、インクをポ
ンプ室１１８から吐出することができる。弁１２４が、
ポンプ入口１２０内に配置されている。弁１２４によっ
て、インクは、インク貯蔵室９７からポンプ室１１８に
流入することができるが、ポンプ室１１８からインク貯
蔵室９７内に逆流することは制限される。このようにし
て、ポンプ室が減圧されると、インクは、インク貯蔵室
から引き出され、ポンプ入口を通って、ポンプ室内へと
引き込まれる。ポンプ室が加圧されると、ポンプ室内の
インクは、ポンプ出口を通って吐出される。

【００８４】図示の実施例において、弁１２４は、ポン
プ入口の底部に配置されたフラッパ弁である。フラッパ
弁１２４は、柔軟材料からなる矩形片である。弁１２４
は、ポンプ入口１２０の底部にわたって配置され、その
短辺の中点で、シャーシ９６に熱かしめされている。ポ
ンプ室内の圧力が、貯蔵室内の圧力より下に十分低下す
ると、弁のかしめられていない両辺がそれぞれ下向きに
曲がって、弁１２４の周りのインクが、ポンプ入口１２
０を通って、ポンプ室１１８に流入することができる。

【００８５】柔軟なダイアフラム１２６が、ポンプ室１
１８の底部を包んでいる。ダイアフラム１２６は、ポン
プ室１１８の底部の開口部よりもわずかに大きく、ポン
プ室壁の底縁の周りで密封されている。過大寸法のダイ
アフラムの余った材料によって、ダイアフラムが上下に
曲がって、ポンプ室内の容積を変化させることが可能と
なる。図示のインク供給容器において、ダイアフラムの
変位によって、ポンプ室１１８の容積を、約０．７立方
センチメートルだけ変化させることが可能となる。図示
のポンプ室１１８が完全に膨張したときの容量は、約
２．２から２．５立方センチメートルの間である。

【００８６】圧力板１３０およびばね１３２が、ポンプ
室１１８内に配置されている。圧力板１３０の下面は滑
らかで、その周辺から上向きに壁が延びている。圧力板
１３０の中央領域は、ばね１３２の下端を受けるべく成
形され、ばね保持スパイク１３４が設けられている。

【００８７】圧力板１３０は、その下面が柔軟なダイア
フラム１２６に近接した状態で、ポンプ室１１８内に配
置されている。ばね１３２は、図示の実施例においては
ステンレス鋼であるが、その上端は、シャーシ内に形成
されたスパイク１３４上に保持され、ばね１３２の下端
は、圧力板１３０上のスパイク１３４上に保持されてい
る。このようにして、このばねは、圧力板をダイアフラ
ムに対して下向きに偏倚させて、ポンプ室の容量を増大
させる。側壁は、圧力板１３０の配向を安定化すると共
に、ポンプ室１１８内で、圧力板１３０の自由なピスト
ン状移動を可能にするよう機能する。

【００８８】図１８に示すように、管路１３６が、ポン
プ出口１３８を流体出口９９に連結している。流体出口
９９は、シャーシ９６から下向きに延びる中空の円筒形
ボス１４０内に収容されている。ボス１４０の頂部は、
管路１３６内へと開口し、それにより、インクが管路か
ら流体出口へと流入可能となる。ばね１４およびシーリ
用ボール１４４が、ボス１４０内に配置され、従順な隔
壁１４６および圧着カバー１４８によって、所定位置に
保持されている。ばね１４２はわずかに圧縮されるた
め、ばね１４２によって、シール用ボール１４４が、隔
壁１４６に対して偏倚され、シールが形成される。圧着
カバー１４８は、隔壁１４６にわたって嵌合し、また、
ボス１４０上の環状突起と係合してアセンブリ全体を所
定位置に保持している。

【００８９】シール用ボール１４４の寸法決めは、それ
が、ボス１４０内で自由に動くことができ、密封位置に
ない場合には、ボール周りのインク流れを可能にするよ
うになされる。

【００９０】図１７に示すドッキング・ステーション１
５０は、カラープリンタに用いるように意図したもので
ある。したがって、ドッキング・ステーション１５０
は、異なる色の１つのインク供給カートリッジ９５を各
々が収容可能な、４個の並列なドッキング・ベイ１０６
を有している。図示のインク供給容器の構成によって、
比較的狭い幅が可能となる。これによって、プリンタの
底面積を過度に増大することなく、４個のインク供給容
器を、コンパクトなドッキング・ステーション内に並列
に配置することが可能となる。

【００９１】各ドッキング・ベイ１０６は、内側に向き
合った垂直な流路を規定する、対向壁を含む。係合プロ
ング１５２を有する板ばねが、各流路の下部内に配置さ
れて、インク供給カートリッジ９５上に形成された噛み
合いキー１５４を把持する。他の壁の流路内の噛み合い
キーは、各ドッキング・ベイによって異なり、そのドッ
キング・ベイ内で用いられるインクの色を識別する。ベ
ース板１５６が、各ドッキング・ベイ１０６の底部を規
定する。ベース板１５６は、アクチュエータ１０８およ
び流体入口１１０を受ける開口部を含む。

【００９２】アクチュエータ１０８の上端は、ベース板
１５６を貫いてドッキング・ベイ１０６内へと上向きに
延びている。アクチュエータ１０８の下部は、ベース板
より下に配置され、枢動点１６２で支持されるレバー１
６０の一端と枢動可能に結合されている。レバー１６０
の他端は、ばね支持部１６４と接触する圧縮ばね１６３
（簡略にするため、ばねは１個のみを示す）によって、
下向きに偏倚されている。このようにして、圧縮ばねの
力によって、アクチュエータ１０８は上向きに付勢され
ている。回転可能なシャフト１６８上に装着されたカム
１６６の位置決めは、係合位置へのシャフトの回転によ
って、カムが、圧縮ばね１６３の力に打ち勝ち、アクチ
ュエータ１０８を下向きに動かすようになされる。アク
チュエータの移動によって、ポンプ９８が、インクを貯
蔵室９７から引き出し、流体出口９９および流体入口１
１０を介して、プリンタにインクを供給する。

【００９３】フラグ（図示せず）が、アクチュエータ１
０８の底部から下向きに延び、光学検出器内に収容され
ている。光学検出器は、従来技術の構成をとり、光線を
センサに向けるものである。光学検出器の位置決めは、
アクチュエータ１０８が、ポンプストロークの頂部に対
応して、最上部位置にある場合に、フラグが光線よりも
上に上がって、光線がセンサに達して検出器を付勢する
ようになされる。低い方の位置のどこにおいても、フラ
グが光線を遮断し、光線がセンサに達するのを防止し
て、検出器は非勢状態にある。このようにして、センサ
を用いると、以下で更に詳細に説明するが、ポンプ動作
を制御して、インク供給容器が空であるときを検出する
ことができる。

【００９４】図示の流体入口１１０（図１８）には、閉
じた丸い上端、中央ボア、および横穴１７２を有する、
上向きに延びるニードル１７０が含まれる。垂れ下がっ
ている管２３が、図１７で見られるが、弁６４を経由し
てニードル１７０の下端に接続されている。弁６４、モ
ータ６６、および制御回路６７は、図１０、図１３、お
よび図１４に関して説明したものと同一とすることがで
きる。垂れ下がった管２３は、プリントヘッド（図示せ
ず）へと通じている。ドッキング・ベイ１０６の各々に
ついて、垂れ下がった管２３がある。大部分のプリンタ
の場合、プリントヘッドには通常、少量のインクを保持
する小さなインク溜めと、そのインク溜め内で適当な圧
力を維持する何らかの型式の圧力調整装置とが含まれ
る。通常、インク溜め内の圧力は、周囲圧力よりもわず
かに低いことが望まれる。この背圧は、インクが、プリ
ントヘッドから滴り落ちるのを防止するのに役立つ。プ
リントヘッドにおける圧力調整装置には一般的に、プリ
ントヘッドから、垂れ下り管内へと、インクが逆流する
のを防止する逆止弁が含まれる。

【００９５】摺動カラー１７４がニードル１７０を取り
囲み、ばね１７６によって上向きに偏倚されている。摺
動カラー１７４は、内面がニードル１７０と直接接触し
ている従順なシール部１７８を有する。さらに、図示の
摺動カラーには、下向きに延びてばね１７６を部分的に
収容する、実質的に堅固な部分１８０が含まれる。この
堅固な部分１８０の下縁から、環状ストップ１８２が外
側に延びている。環状ストップ１８２は、ベース板１５
６と接して、摺動カラー１７４の上向きの運動を制限
し、また、ニードル１７０上の摺動カラーの上側位置を
規定している。この上側位置において、横穴１７２が、
カラー１７４のシール部１７８によって取り囲まれて、
横穴が密封され、ニードル１７０の丸い端部は、カラー
の上側表面と略同一平面にある。

【００９６】図１０のインク供給ステーション１８と、
インク供給カートリッジ２０−２２との間の流体相互接
続は、上記のものと同一である。

【００９７】インク供給カートリッジ９５が、ドッキン
グ・ベイ１０６に挿入されると、アクチュエータ１０８
が、キャップ１００の開口部１０２を介して入り、ポン
プ９８を動作する位置になる。柔軟なダイアフラム１２
６が最下部位置にある場合、ポンプ室１１８の容量が最
大となり、アクチュエータ１０８の底部から延びるフラ
グが、光線をセンサから遮断している。ばね支持部１６
４を押し下げている圧縮ばね１６３によって、アクチュ
エータ１０８はダイアフラム１２６に押しつけられ、こ
れによって、ポンプ室の容量が低減せしめられ、ポンプ
室１１８内に圧力が生成される。弁１２４が、ポンプ室
から貯蔵室内へのインクの逆流を制限するので、インク
は、ポンプ室から、ポンプ出口１２２および管路１３６
を通って、流体出口９９へと進む。圧縮ばね１６３の選
定は、ポンプ室内に、約１．５ポンド／平方インチ（１
０．５６ｋｇ／ｍ² ）の圧力を生成するようになされ
る。もちろん、所望の圧力は、特定のプリンタの要求事
項に依存して変えることができ、ポンプストロークを通
じて変化することもできる。例えば、図示の実施例にお
いて、ポンプ室内の圧力は、ポンプのストローク時に、
約９０水柱インチから約４５水柱インチまで変化する。

【００９８】インクがポンプ室１１８から欠乏するにつ
れて、圧縮ばね１６３は、アクチュエータ１０８を上向
きにダイアフラム１２６に対して押し続けて、ポンプ室
１１８内の圧力を維持する。これによって、ダイアフラ
ムは、上向きに中間位置へと移動せしめられ、ポンプ室
の容積は小さくなる。この中間位置において、フラグ
は、光線が光学検出器内のセンサに達しないように遮断
し続ける。

【００９９】ポンプ室１１８から、さらに多くのインク
が欠乏すると、ダイアフラム１２６は押されて最上部位
置になる。この最上部位置において、ポンプ室１１８の
容量は最小動作容量となり、フラグは十分高く上がっ
て、光線はセンサに達し光学検出器を付勢することが可
能になる。

【０１００】プリンタ制御システム（図示せず）が、光
学検出器の付勢を検出して、リフレッシュ・サイクルを
開始する。リフレッシュ・サイクルの間、カム１６６が
回転してレバー１６０と係合し、圧縮ばねを圧縮して、
アクチュエータ１０８を最下部位置に動かす。この位置
において、アクチュエータ１０８は、ダイアフラム１２
６とは接触しない。

【０１０１】アクチュエータ１０８が、もはやダイアフ
ラム１２６を押さなくなると、ポンプばね１３２が、圧
力板１３０およびダイアフラム１２６を外向きに偏倚さ
せ、ポンプ室１１８の容量が膨張し圧力が低減する。ポ
ンプ室１１８内の圧力が低減することによって、弁１２
４を開放することが可能になり、インクが、貯蔵室９７
からポンプ室１１８へと引き込まれて、ポンプ９８がリ
フレッシュされる。プリントヘッドにおける逆止弁、垂
れ下がり管２３内の流体抵抗、またはその両方によっ
て、インクが管路１３６を通ってポンプ室１１８に戻る
ことが制限される。代替として、逆止弁を、出口ポート
９９に、またはある他の位置に設けて、出口ポート９９
を通ってポンプ室１１８内へのインクの戻りを防止する
こともできる。

【０１０２】所定量の時間が経過した後、カム１６６が
回転してその非係合位置に戻ることによって、リフレッ
シュ・サイクルは終了する。

【０１０３】ここで認識されたいのは、アクチュエータ
の位置を検出することができる、機械的スイッチ、電気
的スイッチ、またはある他のスイッチを、光学検出器の
代わりに用いることもできる、ということである。

【０１０４】ポンプ室内の比較的少量のインクのみが加
圧されるので、本発明のインク供給容器の構成は特に有
利である。大部分のインクは、貯蔵室内に概ね周囲圧力
で保持される。したがって、インク漏れの可能性は少な
くなり、漏れた場合でも、より容易に抑制することがで
きる。

【０１０５】図示のダイアフラムポンプは、非常に信頼
性が高く、インク供給容器に用いるのに非常に適してい
る、ということが立証済みである。しかし、他の型式の
ポンプを用いることもできる。例えば、ピストンポン
プ、ベローズポンプ、その他の型式のポンプを使用に適
合させることができる。

【０１０６】間欠的に加圧されるインク供給容器の更に
詳細については、John Barinaga 他による「二重密封隔
壁を備えた自己密封式流体相互接続」と称する、１９９
５年１２月４日付け出願の米国特許出願第08/566,821号
に記載されており、この特許出願を参照として本明細書
に取り込む。

【０１０７】前記の各種インク供給カートリッジの一定
加圧には、間欠的加圧に優る以下の利点がある。

【０１０８】（１）ポンプ・ステーションの排除によ
り、製造コストが安く、且つ製品の複雑さが最小限にな
る。

【０１０９】（２）管の加圧により、管内へのエア拡散
が低減または排除される（圧力レベルに依存して）。

【０１１０】間欠的加圧には、一定加圧に優る以下の利
点がある。

【０１１１】（１）流体シールおよび弁は、一定圧力に
耐える必要がなく、その結果として信頼性が向上する。

【０１１２】（２）プラスチックのシェルがそれほど強
固である必要がないので、インク供給容器がより廉価に
なる。

【０１１３】本発明の代替実施例において、管２３を加
圧してエアの吸い込みを防止するために、ポンプ・アク
チュエータ１０８と、ドッキング・ステーション１５０
の制御機構は、プリンタが未使用である間でも許可され
る。この一定加圧によって、図１０における弁６４の必
要性を無くすことができる。

【０１１４】インクジェット・プリンタ用のインク送出
システムの多数の実施例を説明した。これらの実施例に
は、軸外れのインク供給容器、プリンタの使用または未
使用に基づいて作動する弁（または、他の管加圧器）、
および弁から走査印刷カートリッジへと通じる管が含ま
れる。弁または他の管加圧器を組み込むことによって、
長期間未使用の後のプリンタの信頼性が向上し、また、
管を通るエア拡散が問題とならなくなるので、より細く
より柔軟な管を用いることができる。

【０１１５】本発明の特定の実施例を例示および説明し
たが、当業者には明らかなように、更に広義の態様にお
いて、本発明から逸脱することなく、変更および修正を
行うことが可能であり。したがって、本発明の特許請求
の範囲は、本発明の真の精神および範囲内にあるような
全ての変更および修正を包含するものである。

【０１１６】以下に、本発明の実施態様を列挙する。

【０１１７】１．印刷システムにおいて、インクを収容
するインク源と、走査キャリッジと、該走査キャリッジ
により支持される、少なくとも１つの印刷カートリッジ
と、インクを前記インク源から前記少なくとも１つの印
刷カートリッジに供給するために、前記インク源と前記
少なくとも１つの印刷カートリッジとの間に接続され
る、少なくとも１つの柔軟な管と、第１の弁であって、
前記少なくとも１つの印刷カートリッジ内のインク室
と、前記少なくとも１つの柔軟な管との間に接続され、
前記印刷システムが未使用状態にある場合、閉位置にお
いて、前記少なくとも１つの管を前記インク室から自動
的に密封するための第１の弁と、前記少なくとも１つの
柔軟な管に接続され、前記管内の混合気体の部分圧が、
相当の時間にわたって、周囲圧力よりも相当低下するこ
とを防止するための手段と、からなる印刷システム。

【０１１８】２．前記圧力低下を防止するための手段
は、第２の弁であって、前記インク源と前記少なくとも
１つの柔軟な管との間に接続され、前記印刷システムが
未使用状態にあることが判定された場合には、閉位置に
おいて、前記少なくとも１つの柔軟な管を、前記インク
源から自動的に密封し、前記印刷システムが使用される
状態にあることが判定された場合には、開位置におい
て、前記少なくとも１つの柔軟性を有する管と前記イン
ク源との間に、流体連結をもたらすための第２の弁から
なる、前項１に記載のシステム。

【０１１９】３．前記圧力低下を防止するための手段
は、前記印刷システムが未使用状態にある場合、前記少
なくとも１つの柔軟な管と液体連通状態にある、圧力源
であることを特徴とする、前項１または２に記載のシス
テム。

【０１２０】４．前記圧力源は、インクを収容する前記
インク源内に配置されることを特徴とする、前項３に記
載のシステム。

【０１２１】５．コントローラであって、前記圧力低下
を防止するための手段に接続され、前記印刷システムが
未使用状態にあることが判定された場合に、前記圧力低
下を防止するための手段を作動させるためのコントロー
ラから更になる、前項１から４のいずれか一項に記載の
システム。

【０１２２】６．前記コントローラは、前記印刷システ
ムへの電力がオフに切り換えられたことを検出し、それ
に応答して、前記圧力低下を防止するための手段を作動
させることを特徴とする、前項５に記載のシステム。

【０１２３】７．前記インクは、前記周囲圧力よりも高
い圧力を間欠的に受け、それ以外の時間では、概ね周囲
圧力にあることを特徴とする、前項１から６のいずれか
一項に記載のシステム。

【０１２４】８．印刷システムを動作する方法であっ
て、該印刷システムは、インクを収容するインク源と、
走査キャリッジと、該走査キャリッジにより支持される
少なくとも１つの印刷カートリッジと、前記インク源と
前記少なくとも１つの印刷カートリッジとの間に接続さ
れ、インクを前記インク源から前記少なくとも１つの印
刷カートリッジに供給するための、少なくとも１つの柔
軟な管とを含むような方法において、前記印刷システム
が未使用状態にある場合、前記印刷カートリッジ内のイ
ンク室と、前記少なくとも１つの柔軟な管との間に接続
された第１の弁を作動させるステップと、前記少なくと
も１つの柔軟な管に接続され、前記管内の混合気体の部
分圧が、相当の時間にわたって、周囲圧力よりも相当低
下することを防止するための手段と、を含む方法。

【０１２５】９．前記印刷システムが未使用状態にある
ことが判定された場合に、前記圧力低下を防止するため
の手段を作動させるステップを更に含む、前項８に記載
の方法。

【０１２６】１０．前記圧力低下を防止するための手段
を作動させる前記ステップは、前記インク源と前記少な
くとも１つの柔軟な管との間の第２の弁を、前記印刷シ
ステムが未使用状態にあることが判定された場合に、閉
位置にすべく作動させて、前記少なくとも１つの柔軟な
管を、前記インク源から密封するステップと、前記第２
の弁を、前記印刷システムが使用される状態にあること
が判定された場合に、開位置にすべく作動させて、前記
少なくとも１つの柔軟な管と前記インク源との間に、流
体連結をもたらすステップと、を含む、前項９に記載の
方法。

【０１２７】

【発明の効果】本発明は上述のように構成したので、管
とインク供給容器の間の別個の弁によって、管内の圧力
が確実に周囲圧力と概ね同一になり、これによって、水
分損失と管内へのエアの吸い込みが最小限になると共
に、管内のエアがいかに膨張したとしても、インク供給
容器に達することが防止され、更に細く柔軟な管を使用
することが可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を組み込んだインクジェット・プリンタ
の１つの実施例の斜視図である。

【図２】１個の印刷カートリッジを取り付けたキャリッ
ジを見下ろす斜視図である。

【図３】キャリッジ上の流体相互接続部に接続された、
図２の印刷カートリッジの３−３線に沿った断面図であ
る。

【図４】図３の印刷カートリッジの内部の、インク弁を
開閉するインク圧力調整装置を示す図である。

【図５】図４の枢動レバーの一方の側を示す図である。

【図６】図４の枢動レバーの他方の側を示す図である。

【図７】圧力調整装置によりインク入口弁が閉じている
初期状態を示す図である。

【図８】圧力調整装置によりインク入口弁が開き始める
状態を示す図である。

【図９】圧力調整装置によりインク入口弁が完全に開い
た状態を示す図である。

【図１０】内部に取り付けたインク供給カートリッジを
有し、インク管とインク供給カートリッジの間に本発明
の１つの実施例による弁を有する、インク供給ステーシ
ョンを示す図である。

【図１１】管内へのエア拡散対時間のグラフである。

【図１２】管の内部での平衡状態のエア圧力対温度のグ
ラフである。

【図１３】管をインク供給ステーションに接続する図１
０の弁の１１−１１線に沿った断面図であり、弁は開位
置にある。

【図１４】管をインク供給ステーションに接続する図１
０の弁の１１−１１線に沿った断面図であり、弁は閉位
置にある。

【図１５】圧力源を用いてインク管を加圧する、インク
ジェット・プリンタの１つの実施例を示す図である。

【図１６】加圧されないインク供給カートリッジの分解
図である。

【図１７】間欠的加圧のインク供給カートリッジが、イ
ンクジェット・プリンタのドッキング・ベイに挿入され
る様子を示す図である。

【図１８】ドッキング・ベイに完全に挿入された、図１
７のインク供給カートリッジを示す、図１７の１５−１
５線に沿った断面図である。

【符号の説明】 １０ インクジェット・プリンタ １３ 走査キャリッジ １４ 印刷カートリッジ ２２ インク供給カートリッジ ２３ 管 ２７ 調整装置の入口弁（第１の弁） ３１ インク室 ４５ 圧力調整装置 ６４ 別個の弁（第２の弁） ６７ 制御回路 ７７ 圧力源

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 印刷システムにおいて、 インクを収容するインク源と、 走査キャリッジと、 該走査キャリッジにより支持される、少なくとも１つの
   印刷カートリッジと、 インクを前記インク源から前記少なくとも１つの印刷カ
   ートリッジに供給するために、前記インク源と前記少な
   くとも１つの印刷カートリッジとの間に接続される、少
   なくとも１つの柔軟な管と、 第１の弁であって、前記少なくとも１つの印刷カートリ
   ッジ内のインク室と、前記少なくとも１つの柔軟な管と
   の間に接続され、前記印刷システムが未使用状態にある
   場合、閉位置において、前記少なくとも１つの管を前記
   インク室から自動的に密封するための第１の弁と、 前記少なくとも１つの柔軟な管に接続され、前記管内の
   混合気体の部分圧が、相当の時間にわたって、周囲圧力
   よりも相当低下することを防止するための手段と、から
   なる印刷システム。