JPH11508506A - インクジェットプリントヘッド用インク供給システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 オリフィス（１４）を有するインクジェットプリントヘッド（１０）用インク供給システムは、空気ポンプ（５２）と、バルブ（３４）およびルアーコネクタ（３３）を通ってインク供給コンテナ（２８）に接続されたインクリザーバ（３８）とを備える。リザーバは所望のインクレベルセンサ（４４）、低インク状態センサ、およびリザーバ内に真空状態を形成するために低インク状態センサに反応するポンプを制御し、これによってコンテナからインクを吸い上げる制御ユニット（５０）を有する。制限された通路（５６）は、フィルタ（５４）を介してリザーバを待機と接続している。清浄リザーバ（４２）はインクリザーバからプリントヘッドへ通じる供給ライン（２４）に接続されている。別の空気ポンプ（６４）は清浄リザーバへ空気圧を加える。清浄リザーバおよびインクリザーバの間のソレノイドバルブ（４０）はインク補充と清浄のために閉じている。

Description

【発明の詳細な説明】 インクジェットプリントヘッド用インク供給システム 技術分野 本発明は、インクジェットプリントヘッド用インク供給システムに関するもの である。 背景技術 多数のインクジェットプリントヘッドにおいて、インクが噴出されるオリフィ スにおいて負圧を維持することは、プリントヘッドが作動していないときにオリ フィスからインクが垂れることを防止するために重要なことである。また、圧力 を作用させてプリントヘッドからインクを噴出することによってプリントヘッド を清浄する必要がある場合がある。さらに多くの場合、インクリザーバ内のイン クを所望とするレベルに維持するために、定期的に離れたインクサプライからプ リントヘッドへインクを供給するリザーバを補充するとともに、安価な方法でプ リントヘッドに迅速かつ容易に接続し得る離れたインクサプライを提供すること も必要である。 米国特許第４，１８７，５１１号（発明者 ロビンソン）、同第４，５３６， ７７７号（発明者 松本）、同第４，６０２，６６２号（発明者 エレミティ他 ）および同第４，６７７，４４８号（発明者 水沢他）などに記載されているよ うな従来技術の構成は、真空構成によってインクジェットヘッド用のリザーバに インクを吸い上げる離れたインクサプライを提供するが、これらの構成は複雑か つ高価である。また例えば、米国特許第５，４８５，１８７（発明者 岡村）に 記載されているような他の従来技術の構成において、プリントヘッドへインクを 供給するリザーバにおけるインクのレベルは、インクジェットヘッド内のオリフ ィスに所望の負圧を作用させるためにプリントヘッド内のオリフィスよりも下方 の所望とされる空間に保持され、正圧は清浄のために用いられるが、離れたイン クサプライ内のインクレベルはリザーバ内のインクレベルと同一でなければなら な い。さらに、この従来技術は、いかなるレベルに配置されてもよい離れたインク サプライ（以下リモートインクサプライという）からリザーバへの簡便な補充を 許容したり、簡便な方法でプリントヘッドを清浄する一方で、リザーバ内のイン クを所望とするレベルに維持し得る、簡易かつ安価なインクジェットプリントヘ ッド用のデュアルリザーバインク供給システムを開示せず、かつリモートインク サプライを接続したり取り外したりするための単純かつ簡便な構成を提供しない ものである。 発明の開示 したがって、本発明は、従来技術の欠点を克服するインクジェットプリントヘ ッド用デュアルリザーバインク供給システムを提供することを目的とするもので ある。 また、本発明は、必要なときにプリントヘッドの清浄を行い、簡便かつ安価な 方法でインクリザーバの補充を行う一方で、プリントヘッドにインクを供給する インクリザーバ内のインクを正常に所望のレベルに維持するインクジェットプリ ントヘッド用デュアルリザーバ真空インク供給システムを提供することを目的と するものである。 上記および他の本発明の目的は、リモートインクサプライに接続可能なインク リザーバと、インクリザーバに接続された空気ポンプであって、それによってリ モートインクサプライからバルブを介してインクリザーバへインクを吸い上げる のに真空が用いられる空気ポンプとを有するインク供給システムを提供すること によって達成される。インクリザーバはインクリザーバ内の所望とするレベルに インクがあるか否かを検出するインクセンサを有し、またインク供給システムは 、通常インクリザーバ内と同一レベルにインクが維持される清浄リザーバであっ て、清浄リザーバとインクリザーバとに接続している別のバルブが閉じたときに プリントヘッドを清浄するために圧力が作用され得る清浄リザーバを有する。一 つの空気ポンプはリモートインクサプライからの補充用としてインクリザーバに 真空を供給するために提供され、他の空気ポンプは清浄が必要なときに清浄リザ ーバ内のインクに圧力を作用させるために提供されることが好ましい。リモート イン クサプライを簡便に交換するために、フリクションフィットルアー接続（fricti on fit luer connection）が用いられる。 図面の簡単な説明 本発明の他の目的および効果は、添付の図面を参照して、以下の説明から明ら かである。 第１図は、本発明にしたがってって構成されたインクジェットプリントヘッド 用インク供給システムの代表的な実施形態の概略図、 第２図はリモートインク供給手段の代表的な実施形態の分解斜視図である 発明を実施するための最良の形態 第１図に示すように本発明の代表的な実施形態において、インクジェットプリ ントヘッド１０は、図中に概略的に示されているインク圧力室１６内のインクに 加えられる圧力パルスに応じて、インクの滴が選択的に噴出されるオリフィス１ ４が形成されたオリフィスプレート１２を有する。例えば、本発明の引用例とし て添付した出願中の１９９４年４月２２日出願のシリアル番号第０８／２３１， １０２号（発明者 モイニハン）に記載されているように、圧力室１６とオリフ ィス１４との間に配されたフィルタ１８は、オリフィス１４を塞いでしまうほど 大きい固体粒子は捕捉するが、より小さな固体粒子はオリフィスを通過できるよ うに設計されている。各圧力室１６は、内部プリントヘッドマニホールド２０か らインクを受容し、内部プリントヘッドマニホールド２０にはそれとは交互にイ ンク受容ライン２４に接続されたフィルタ２２を通してインクが供給される。 インクジェットプリントヘッド１０にインクを供給するために、空気孔３０お よびインクフィルタ３２を有するリモートインク供給ユニット２８が、ルアーコ ネクタ３３を通ってインク供給ライン３６に通じる、通常閉状態にあるソレノイ ドバルブ３４に接続されている。所望であれば、ソレノイドバルブ３４はインク がライン３６からインク供給ユニット２８に流出することを防止する向きに配さ れたチェックバルブとしてもよい。 インク供給ユニット２８の内部フィルタ３２は、プリントヘッドの故障の原因 となるあらゆる汚れがインクに入り込んだ場合にプリントヘッドを保護し、また 製造および組立の際にインク供給ユニットに入り込んだあらゆる固体物質を濾過 するために提供される。これにより、供給コンテナを清掃し、供給ユニット内を 清浄な空気で満たす必要がなくなる。 ルアーコネクタ３３は、雌雄テーパ密接部材間において堅固な摩擦ばめを形成 し、これにより、インク供給ユニット２８がシステムから容易に接続および切り 離され得る簡便かつ安価な構造を提供する。 本発明によるリモートインク供給ユニット２８の代表的な実施形態は第２図に 示されている。この実施形態において、インク供給ユニットはプラスチックカッ プ８０と、このカップのリム８４の周囲において超音波溶接によりカップに密着 されたプラスチックカバー８２とからなる。カバー８２は、ユニットがインクで 満たされた後にフィルタプラグ８８がその中に同様に溶接される孔８６を有する 。 さらに、チユーブ９２がカバーに形成されたコネクタハウジング９４からカッ プの底まで延在し、空気孔９０がハウジング９４に設けられている。フィルタ３ ２はコネクタハウジングおよびプラスチック製の雌ルアーコネクタ９６に挿入さ れ、そしてインク供給ユニット２８の組立を完了するために、例えば超音波溶接 により、コネクタハウジングに密閉状態で取り付けられる。インクジェットシス テムに取り付けるために、プリントヘッドに通じるインク供給ライン３６の端部 にある雄ルアーコネクタ９８は、第１図に示す方法により雌コネクタ９６に摩擦 ばめにより接続されている。雄ルアーコネクタ９８はステンレス鋼からなること が好ましい。 インク供給ライン３６は真空リザーバ３８に接続され、また、通常開状態にあ るソレノイドバルブ４０を介して清浄リザーバ４２およびプリントヘッドインク 受容ライン２４に接続されている。真空リザーバ３８内において、インクレベル センサ４４がリザーバ内のインクのレベルを調節するために設けられている。真 空リザーバ３８のインクサプライを補充するために、制御ユニット５０が、ライ ン７０を介してソレノイドバルブ３４を開くための信号を、ライン５１を介して リザーバ３８から空気を吸い出す空気ポンプ５２を作動させるための信号を、さ らにライン４８を介してソレノイドバルブ４０を閉じるための信号を送ることに よって、センサ４４からライン４５を介して供給される信号により表されるよう な、リザーバ内の低インクレベルの検出に反応する。これにより、真空リザーバ 内がリモートインク供給ユニット２８から開状態にあるバルブ３４を介して真空 リザーバにインクを供給する真空状態となる。真空リザーバを補充するのに十分 であるが、補充しすぎない程度の所定の時間が経過したとき、空気ポンプ５２は 停止され、バルブ３４，４０は通常の状態に戻る。リザーバ内のインクを大気圧 に保つために、リザーバ内に残った真空により、フィルタ５４および制限された 通路５６を介して大気がリザーバ内へ吸い戻される。制限された通路５６は、例 えば、直径約０．０１インチ（０．２５４ｍｍ）のオリフィスあるいはより小さ い直径のコンジット部であってもよく、空気ポンプ５２を迂回し、作動中に空気 ポンプ５２の回路がショートするのを防止するのに十分なほど遅いが、プリント ヘッド使用中にリザーバ３８内のインクを大気圧に保つのに十分なほど速い空気 流を供給する。 空気ポンプ５２は、例えば、水槽に空気を供給するのに用いられるタイプの簡 易かつ安価なダイアフラムポンプであってもよく、インクサプライがリザーバ３ ８の下方から１２インチかそれ以上まで上昇したとき、フィルタ３２を介してイ ンク供給ユニット２８からインクを吸い上げるのに適した負の空気圧を供給する 。 ポンプを１〜２回作動させてもインクがセンサ４４のレベルに達しない場合、 これはリモートインク供給ユニット２８が空であることを示しているものであり 、制御ユニット５０はオペレーターにリモートインク供給ユニットを取り替える ように警告をするために信号７２を発する。 オリフィス１４からインクが垂れるのを防止すべくオリフィス１４のインクの 圧力を所望とする負のレベルに制御するために、真空リザーバのインクセンサ４ ４は、例えばオリフィス１４内に、水位計で、対応する約１〜４インチ（２５． ４〜１０１．６ｍｍ）の負圧を作用させるために、オリフィス１４のレベル６０ の下方から約１〜４インチの間隔６２をあけたレベル５８に位置する。 清浄リザーバ４２は空気ポンプ６４に接続されている。空気ポンプ６４は空気 ポンプ５２と同様なものであるが、作動中に清浄リザーバ内の空気に圧力を加え るために逆方向を向いている。直径約０．０１インチ（０．２５４ｍｍ）のオリ フィスあるいはより小さい直径のコンジット部であってもよい制限された通路６ ６は、空気ポンプを迂回してフィルタ６８に通じており、リザーバへの空気の吸 引による汚染を防ぐために、洗浄リザーバはフィルタ６８を介して大気に接続さ れている。上記制限された通路５６と同様に、システム作動中に、通路６６は空 気ポンプ６４の回路がショートするのを防止するのに十分なほど小さいが、清浄 リザーバ４２内のインクを大気圧に保つのに十分なほど大きいものとされている 。その結果、ソレノイドバルブ４０が開状態にあり、空気ポンプ５２，６４のい ずれも作動していない限り、リザーバ間におけるあらゆるインクの流れが停止し た後、清浄リザーバ４２内のインクレベルは真空リザーバ３８内のインクレベル と同一となる。 オリフィス１４およびプリントヘッド内の関連したインク通路の汚れを除去す るためにプリントヘッド１０からインクを清浄することが必要であれば、清浄リ ザーバ４２内のインクに圧力を供給するために、通常開状態にあるソレノイドバ ルブ４０は制御ユニット５０からライン７０を通ってきた信号により閉じられ、 ライン７２を通ってきた信号により空気ポンプ６４が作動開始する。これにより 、プリントヘッド内のインクの圧力が上昇し、その結果気泡あるいは破片をこれ らの通路から取り除くために、オリフィスプレート内のオリフィスおよびプリン トヘッド内の隣接した通路からインクが強制的に追い出される。 空気ポンプ５２，６４は簡易かつ安価なダイアフラムポンプであってもよいた め、本発明のインク供給システムは、リモートインクサプライからインクリザー バへインクを移動するために従来のインク供給システムにおいて使用されていた ようなシリンダと液漏れを起こさないような関係を持って移動するピストンを必 要とするピストンタイプのポンプのように複雑なものではなく、かつコストも削 減される。上述したように、このような空気ポンプによって発生される負の空気 圧は、リモートインクサプライが装置の任意の場所に位置し得るように、実質的 にインクリザーバのレベルより下方にあるインクサプライから、そしてあらゆる 必要なインクフィルタを通して、インクを吸い上げるのに十分に高いものである 。さらに、インク供給ユニット２８の取り付け取り外しはルアー接続を用いるこ とにより、迅速かつ安価に行うことができる。 本発明について、特定の実施形態を参照してここに述べてきたが、当業者によ って様々な修正や変更が容易に行われるであろう。したがって、そのような全て の修正や変更は本発明の範囲に含まれるものである。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．インクジェットヘッド用インク供給装置であって、 インクジェットプリントヘッドにインクを供給するために、該インクジェッ トプリントヘッドに接続されたインクリザーバと、 インク供給コンテナであって、インクが前記インクリザーバから該インク供 給コンテナへ流れることを防止するために設けられた供給バルブを介して、前記 インクリザーバに接続されたインク供給コンテナと、 前記インク供給コンテナから前記インクリザーバへインクを吸い出すべく、 該インクリザーバ内に真空を発生させるために該インクリザーバに接続された空 気ポンプとからなることを特徴とするインク供給装置。 ２．前記空気ポンプを迂回し、かつ前記空気ポンプが作動していないときに前記 リザーバ内を大気圧に保持するために大気に開放された制限空気通路を有するこ とを特徴とする請求の範囲第１項記載のインク供給装置。 ３．フィルタであって、それを通じて前記制限空気通路が大気と通じるフィルタ を有することを特徴とする請求の範囲第２項記載のインク供給装置。 ４．前記供給バルブがソレノイドバルブであることを特徴とする請求の範囲第１ 項記載のインク供給装置。 ５．前記供給バルブがチェックバルブであることを特徴とする請求の範囲第１項 記載のインク供給装置。 ６．インクが前記インク供給コンテナから前記インクリザーバへ吸い出されたと きに、前記インク供給コンテナ内の固体汚染物質が前記インクリザーバへ流れる ことを防止する、前記インク供給コンテナに設けられたフィルタを有することを 特徴とする請求の範囲第１項記載のインク供給装置。 ７．前記インクリザーバを前記インクジェットプリントヘッドへ接続するインク 供給ラインと、 該インク供給ラインに接続された清浄リザーバと、 前記インク供給ラインにおける前記清浄リザーバと前記インクリザーバとの 間に設けられた、清浄中および前記インクリザーバに真空が発生したときに閉 じるように配された通常開状態にあるバルブとを有することを特徴とする請求の 範囲第１項記載のインク供給装置。 ８．圧力下にある空気を前記清浄リザーバへ供給するために配された他の空気ポ ンプであって、前記プリントヘッド内のインクを該プリントヘッドのインクジェ ットオリフィスを介して噴出させるために、前記供給ラインおよび該他の空気ポ ンプに接続されたインクジェットプリントヘッド内のインク圧力を上昇させるた めの他の空気ポンプを有することを特徴とする請求の範囲第７項記載のインク供 給装置。 ９．前記清浄リザーバを大気に接続するとともに、前記他の空気ポンプを迂回す る制限通路を有することを特徴とする請求の範囲第８項記載のインク供給装置。 10．前記清浄リザーバと大気との間に設けられたフィルタであって、それを通じ て前記清浄リザーバが大気に通じるフィルタを有することを特徴とする請求の範 囲第９項記載のインク供給装置。 11．前記インクリザーバ内に設けられたインクレベルセンサと、該インクレベル センサからの信号に基づいて、前記空気ポンプの作動を制御するための制御ユニ ットとを有することを特徴とする請求の範囲第１項記載のインク供給装置。 12．前記制御ユニットは、前記インクレベルセンサが信号を前記制御ユニットに 転送した後所定時間の間、前記インクリザーバ内へインクを吸い上げるように前 記空気ポンプの作動を制御することを特徴とする請求の範囲第１１項記載のイン ク供給装置。 13．前記インクレベルセンサにより検出される前記インクリザーバ内のインクの レベルが、前記インクジェットヘッド内のオリフィスに所望とする負の流体圧力 頭を供給するために、前記インクジェットプリントヘッドにおける前記オリフィ スのレベルよりも下方の位置に配されていることを特徴とする請求の範囲第１２ 項記載のインク供給装置。 14．前記インク供給コンテナを前記供給バルブへ接続するインク取り入れライン と、 前記インク供給コンテナの取り付けおよび取り外しを容易にするために前記 インク取り入れラインに設けられたルアーコネクタとを有することを特徴とす る請求の範囲第１項記載のインク供給装置。 15．インクジェットプリントヘッド用インク供給装置であって、 インクコンテナと、 該インクコンテナに設けられた空気孔と、 前記インクコンテナからのインク放出口であって、それを通じてインクを吸 い戻すインク放出口と、 前記インクコンテナからインクジェットプリントヘッド用のインク取り入れ 口へ前記インク放出口を接続するためのルアーコネクタとからなることを特徴と するインク供給装置。 16．前記インクコンテナからの前記インク放出口に設けられたフィルタを有する ことを特徴とする請求の範囲第１５項記載のインク供給装置。 17．前記インクコンテナが、プラスチック製カップと、 プラスチック製カバーとからなり、 前記プラスチック製カップおよび前記プラスチック製カバーが、該プラスチ ック製カップの縁部の周囲において溶接されることにより、一体とされているこ とを特徴とする請求の範囲第１５項記載のインク供給装置。 18．前記インクコンテナからのインク放出口が雌ルアーコネクタを有し、前記イ ンク取り入れ口が雄ルアーコネクタを有することを特徴とする請求の範囲第１５ 項記載のインク供給装置。 19．前記インクコンテナからのインク放出口および前記雌ルアーコネクタがプラ スチック材料からなり、一体に接続されてなることを特徴とする請求の範囲第１ ８項記載のインク供給装置。 20．前記雄ルアーコネクタがステンレス鋼からなることを特徴とする請求の範囲 第１８項記載のインク供給装置。