(57)【要約】【課題】出荷中等にインクが吐出されてしまうのを防止することのできる交換式インク供給源を提供する。【解決手段】複数の壁（３８）から形成された内部チャンバ（４５）を有するインク容器（１２）と、前記内部チャンバ（４５）内のインク槽ブロック（４０）と、前記内部チャンバ（４５）の前記壁（３８）のうちの少なくとも１つに形成され、前記インク槽ブロック（４０）の一部を露出する開いた側面を有するチャネル（５０）とを備えることを特徴とする。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の壁から形成された内部チャンバを有するインク容器と、
前記内部チャンバ内のインク槽ブロックと、
前記内部チャンバの前記壁のうちの少なくとも１つに形成され、前記インク槽ブロックの一部を露出する開いた側面を有するチャネルと
を備えることを特徴とする、交換式インク供給源。
【請求項２】
前記インク槽ブロックからのインクは環境の変化に応答して前記チャネルに入ることを特徴とする、請求項１に記載の交換式インク供給源。
【請求項３】
前記チャネルはやや粗い無方向の表面仕上げを有することを特徴とする、請求項１に記載の交換式インク供給源。
【請求項４】
前記チャネルは断面形状が略矩形又は円筒形であることを特徴とする、請求項１に記載の交換式インク供給源。
【請求項５】
前記チャネルは第１の端の形状が略半円形又は半球形であることを特徴とする、請求項１に記載の交換式インク供給源。
【請求項６】
前記チャネルは第２の端において開いていることを特徴とする、請求項５に記載の交換式インク供給源。
【請求項７】
前記インク容器に取り付けられ前記内部チャンバを覆う蓋をさらに備え、
前記蓋は、前記チャネルの前記第２の端と整合し該第２の端の終点となるフィーチャを有することを特徴とする、請求項６に記載の交換式インク供給源。
【請求項８】
前記フィーチャは通気用切欠きを有することを特徴とする、請求項７に記載の交換式インク供給源。
【請求項９】
前記蓋は、前記内部チャンバを外部雰囲気につなぐラビリンス通路を有することを特徴とする、請求項７に記載の交換式インク供給源。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、包括的には交換式インク供給源に関する。
【背景技術】
【０００２】
通常のタイプのインクジェットプリンタは、インクを非常に小さいノズルすなわちオリフィスに供給する交換式インク供給源を用いる。ノズルすなわちオリフィスは、インクを微小液滴に形成して印刷媒体上に噴射する。インクジェットシステムにおいては、圧電トランスデューサや波伝搬器（wave propagators）等のインクジェットノズル液滴発生器を用いてもよい。大部分のインクジェット装置では、インク吐出装置すなわちペンが通常キャリッジ上に搭載され、このキャリッジが印刷媒体を横切って走査する。キャリッジが走査するときに、微小液滴がプリントヘッドを介して印刷媒体上に塗布される。
【０００３】
インクジェットペンには、プリントサイクル中に適切な量のインクを保管し、プリントヘッドに供給する内蔵式の槽が取り付けられていてもよい。このような自立内蔵型の槽は、通常インクカートリッジと呼ばれる。プリントカートリッジではなく、再利用可能であって半永久的な若しくは永久的なペンを用いる場合には、インクは離れたインク容器から供給されるか、又はそのインク容器がペンとともにキャリッジ上に搭載されるかのいずれかである。
【０００４】
大部分のインクジェットプリンタは、カラーインクとブラックインクの両方を供給することができる。カラープリント機能を提供するには、それぞれのカラー用のインクカートリッジすなわち容器はカラーインクをプリントヘッドに供給することができ、プリントヘッドが印刷媒体上で各色を調合して所望の色合い及び濃淡の度合いを得る。同様に、ブラックインクをブラックインクカートリッジすなわち容器からプリントヘッドに供給することができ、プリントヘッドは次にこのインクを印刷媒体上に塗布して所望の濃淡度を生成する。
【０００５】
１つ又は複数のインク槽容器を利用する通常のインクジェットプリントシステムからのインク漏れを防止するために、通常インクに圧力を加えてインク槽内にインクを保持する。例えば、多くのインク槽は、インクを吸収し保持することができるフォーム（すなわちインクスポンジ）等の毛細管媒体を収容している。この毛細管媒体の毛細管現象は力（毛細管力）を及ぼし、それによってこの毛細管媒体にインクが引き込まれて、この毛細管媒体と共に槽からのインク漏れが防止される。多くのインク槽では、例えば毛細管媒体の高さに対して或る割合（例えば７５〜９５％）まで毛細管媒体を浸すのに十分なインクを最初に収容しており、毛細管媒体の残りの上部は空気を収容している。さらにインク槽は、毛細管媒体の頂部とインク槽のカバーとの間に空気が満ちた空間を有することが多い。
【０００６】
毛細管媒体をベースにしたインク槽は、通常大気圧に通気されて、槽内が過度の負圧（例えば真空状態のもの）にならないようにする。過度の負圧が生じると、プリントヘッドへのインク流が少なくなる又はなくなってしまう可能性がある。通気は、インク槽のカバーに配置した通気孔によって行われることが多い。この状況においては、インク槽外部を取り囲んでいる雰囲気とインク槽内部との間の通気孔を通って空気が流れることができる。その上、通気によって、インク槽が過酷な環境条件にさらされると生じる可能性がある圧力蓄積が緩和される。例えば、出荷中において自動車内での高温や高い高度の飛行機内での低圧等の過酷な条件に遭遇する可能性がある。そのような状況において、通気孔を通ってインク槽内部とインク槽外部を取り囲む雰囲気との間を空気が流れる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
状況によっては、毛細管媒体内に空気が捕捉され（例えば、インクをインク槽に追加している間に）、毛細管媒体内に空気ポケットすなわち空隙が形成されてしまう。この状況は、親水性の毛細管媒体を伴う用途では増幅される。これは、親水性の毛細管媒体は通常充填中に真空を必要としないためである。さらに、出荷及び／又は取扱い中に、インク槽を落とす等インク槽に応力がかけられると、捕捉された空気の量が増えてしまう可能性がある、すなわち、毛細管媒体の上の空間からの空気が置換されて毛細管媒体内に入ってしまう可能性がある。毛細管媒体内に空気があると、インク槽が高温及び／又は低圧にさらされるときに故障を招いてしまう可能性がある。特にこのような高温及び／又は低圧によって、毛細管媒体内の空気が膨張し、通気孔から空気の代わりにインクを吐出してしまう。
【０００８】
出荷中にインクが吐出されてしまうと、吐出されたインクはインク容器外部及び周囲のパッケージのどこかを汚す可能性がある。吐出されたインクはまた、槽内のインクの特性と相互に作用してプリント品質全体を劣化させる可能性がある。さらに、マルチカラー容器においてインクが吐出されると、他の色を汚してしまう可能性がある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係る交換式インク供給源は、複数の壁から形成された内部チャンバを有するインク容器と、前記内部チャンバ内のインク槽ブロックと、前記内部チャンバの前記壁のうちの少なくとも１つに形成され、前記インク槽ブロックの一部を露出する開いた側面を有するチャネルとを備えることを特徴とする。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
次に図示の例示的な実施形態を参照し、例示的な実施形態を説明するのに特定の文言を用いる。それでもなお、それによって本発明の範囲を限定することは意図されない、ということが理解されよう。本開示を保有する関連技術分野の熟練者に思い浮かぶ、本明細書において説明する本発明の特徴の変更及びさらなる修正、そして本明細書において説明する本発明の原理のさらなる用途は、本発明の範囲内であると考慮すべきである。本発明の以下の詳細な説明及び例示的な実施形態は、添付図面を参照することによって最良に理解されよう。添付図面において、本発明の要素及び特徴は全体を通して数字で示す。
【００１１】
図１は、全体を１０で示す、カバーが開いた状態で示したインクジェットプリントシステムの一実施形態の斜視図を示す。厳密に言うと、図１は、レセプタクル１４内に取り付けられた複数の交換式インク容器１２を有するインクジェットプリントシステムを示す。インクは、交換式インク容器から各ポートを通ってインクジェットプリントヘッド１６に供給される。インクジェットプリントヘッドは、紙等の印刷媒体２２の上にインクを塗布する。プリントヘッドからインクが噴射されるときには、プリントヘッドには交換式インク容器からインクが補充される。
【００１２】
交換式インク容器１２、レセプタクル１４、及びインクジェットプリントヘッド１６は、可動のプリンタキャリッジ２０に取り付けられており、プリンタキャリッジ２０は、摺動ロッド２６上を印刷媒体に対して移動してプリントを行う。印刷媒体は、収納トレイ２８から引き出されプリンタを通って排紙トレイ２４内に置かれる。印刷媒体がプリンタを通って動くときに、プリンタキャリッジがプリントヘッドを印刷媒体を横切って動かし、それによってその印刷媒体上にインクを塗布する。
【００１３】
図２は、例示的なインク送出システムの図を示す。具体的に言うと、図２は、一方がブラックインク用であり他方がカラーインク用である、一対の交換式インク容器１２を示す。プリント容器はレセプタクル（図１に１４で示す）内に取り付けられ、インクを保持する親水性フォームの毛細管材料を収容している。インクジェットプリントヘッド１６はマニホルド１００を通じて容器と液通しており、マニホルド１００はインク容器をプリントヘッドと相互接続している。図２に示すインクジェットプリントシステムは、通常シアン、マゼンタ、及びイエローである３つの別個のインクカラーを収容している三色インク出力２１２と、ブラックインク出力２１４を提供する第２のカートリッジとを有する。説明する交換式インク容器は標準のインクジェットプリンタにおいて一般的であるが、六色カートリッジ等他の構成もまた用いてもよい、ということが理解されよう。
【００１４】
いくつかの実施例においては、インクアキュムレータの仕組みを有するインクジェットプリンタに交換式インク供給システムが設けられ、インク供給システムにおけるインク容器の、出荷における及び環境に対する頑強性を高める傾向がある。
【００１５】
例として、インクアキュムレータの仕組みの一つは、フォームをベースにした又はその他同様のインク槽ブロックがインクチャンバ内に配置されると槽ブロックがチャネルの開いた側面を略覆うように、インク容器のインクチャンバ内の少なくとも１つの壁に少なくとも１つの浅い側面が開いたチャネルを形成することを含む。チャネルの開いた側面を閉じることによって、槽ブロックは、出荷中インク供給源がさかさまになったり、落とされたり、その他の方法で環境圧力の変化に遭遇した場合にインクが流入することができるチャネルを有する、１つ又は複数の毛細管を作り出すことができる。
【００１６】
いくつかの実施例においては、インク容器の蓋部は、蓋からインクチャンバ内へと延び、空洞を形成するためにチャネル頂部と略整合しチャネル頂部を略密閉する、一連の高くなったキャステレーション又はその他同様のフィーチャ（features）を含んでもよい。蓋部のキャステレーションでチャネルを覆った状態では、気泡が形成される空洞内へとインクを上げることによって、チャネルの毛細管内に捕捉された空気を押し動かすことができる。
【００１７】
いくつかの実施例においては、そのようなキャステレーションはまた、形成された気泡を空洞から排出することができるようにする、通気用切欠き等を含んでもよい。このようにして、蓋部を貫く１つ又は複数の開口部を通って空気が出て行くときに、インクチャンバ内の圧力を一様にすることができる。いくつかの実施例においては、そのような開口部は、インクチャンバに出入りする空気の通路を提供する、蓋部の内側及び／又は外側の１つ又は複数のラビリンスにつながっていてもよい。このようなラビリンスは、インク容器の全体的な寿命を延ばすためにインクの全水蒸気透過率（ＷＶＴＲ）を下げながら、実質的にインクチャンバの内部と外部との間に空気連絡路を提供する。
【００１８】
図３を参照して、図１に示す例示的なインク供給容器１２の斜視図を示す。具体的に言うと、図３は、レセプタクル（図１において１４で示す）に嵌合するよう構成された本体３６を有する三色容器１２を示す。インク容器は、本体３６の背面上に配置されたラッチ（図示せず）とともに一組のロックタブ及びガイド３０でレセプタクルにロックすることができる。プリントが行われているときには、インクはおおむね、インクカートリッジの底部に配置されたポート３２を通ってインク容器から流出する。
【００１９】
図４は、図３のＡ−Ａ線に沿った、上述した交換式インク供給源１２の破断図を示す。この例示的なインク容器は、複数の壁３８と底部４２とから形成された３つの内部チャンバ４５を有する。
【００２０】
内部チャンバ４５のうちの１つの中にインク槽ブロック４０を示す。この例示的な実施形態における槽ブロック４０は、内部チャンバの壁にぴったりと嵌合するよう構成されている。
【００２１】
図４の例においてさらに示すように、内部チャンバの１つ又は複数の壁に１つ又は複数のチャネル５０を形成してもよい。後述するように、チャネル５０によって、例えば環境の変化又は流通での取扱いの結果として、インクをチャネル内に貯めておくことができる。これまでインクチャンバ内のインクをインク容器から吐出させてきた環境の変化には、加圧状態の変化、温度変化、又は取扱いや衝撃から引き起こされる応力が含まれる。
【００２２】
本例において、チャネル５０は断面形状が略矩形であり、半円形の端部５２を有する。チャネルはインク容器１２の略頂部から略底部まで延びていてもよい。いくつかの実施形態において、チャネル５０は内部チャンバ４５の底部４２から所定距離だけ上まで延びていてもよい。これは、チャネル内に残ったインクが底部４２に沿って流れ、ポート３２（図３）から漏れてしまう可能性があるという状況を回避するのに役立つ。
【００２３】
チャネル５０の端部５２は、形状が半円形であり（例えば半径縁を用いて）、インクが後でチャネル５０から流出し槽ブロック４０内に戻るときに鋭角部に捕捉されるのを抑制することができる。
【００２４】
ここで、本例において、チャネル５０は縦に配置されていて、インク及び空気が蓋部（図４には図示せず）に向かって上向きに流れることができるようになっており、その結果空気はチャンバ４５から（例えば蓋部の開口部を通って）、場合によっては蓋部の１つ又は複数のラビリンスを通って、流出することができる。
【００２５】
図４に示すチャネルは断面形状が略矩形であるが、他の幾何学的形状も用いてもよい、ということが理解されよう。例えば、チャネルは断面形状が円筒形であってもよい。端部５２もまた、これとは異なる形状であってもよい。例えば、端部５２は半球状又は部分的に半球状の底端を含んでもよい。
【００２６】
図４において、チャネル５０の頂部５４は開いており、図５に関して以下でより詳細に説明するように、蓋部の内側の或る一定のフィーチャと整合するよう構成されている。
【００２７】
さらなる例として、図４に示すチャネル５０は深さが約０．５ｍｍ、幅が約３．０ｍｍ、長さがインク容器１２の略頂部から底部まで延びるものであってもよい。他の実施例において、チャネル（複数可）５０をより深くして、蓋が上向き（例えば出荷／保管中）での頑強性を高めてもよい。しかしこれによって、蓋が下向きでの効率及び頑強性が下がる可能性がある。
【００２８】
内部チャンバの壁１つにチャネルが１つだけあってもよく、又は、特定の構成に必要な複数のチャネルがあってもよい。図４に示すインク容器の１つのチャンバ内の１つの壁上にしかチャネルを示していないが、チャネル５０は、１つ又は複数のインクチャンバのいかなる数の側壁に組み込んでもよい。
【００２９】
いくつかの実施例においては、１つ又は複数のチャネル５０は表面仕上げを行ってもよい。例えばチャネル５０は、約０．８μｍのやや粗い無方向の表面仕上げを行ってもよい。この例示的な表面仕上げは、チャネル内での毛細管現象を促進するのに有用である。やや粗い表面仕上げはまた、インクをチャネルへ均一に吸込むよう促進する。この吸込みは、インクの表面張力がチャネル表面上の微小な各頂点と相互に作用することによって行われる。同様に、表面仕上げが無方向であることによって、微小な各溝のチャネルにインクが流入する又はそこから流出することが妨げられる傾向がある。当業者であれば、説明する実施形態の表面仕上げは０．８μｍであるが、他の仕上げ構成を用いてもよい、ということを理解しよう。例えば、表面仕上げは粗くてもやや滑らかでもよく、それでもなお所望の毛細管現象特性を実現する。
【００３０】
いくつかの実施形態において、インク槽ブロック４０は、結合ポリエステル／ポリオレフィン繊維又はメラミン等、インクを保持する親水性毛細管材料を収容するフォームブロックである。当業者には既知のように、その他の親水性材料もまたインク槽ブロックに用いてもよい。フォームブロックは内部インクチャンバ４５にぴったりと嵌合するよう設計されていてもよい。フォームブロックが内部インクチャンバ内にあるときには、フォームブロックは内部インクチャンバの壁に形成されたチャネルの開いた側面を略封鎖して、毛細管５６を作り出す。
【００３１】
親水性毛細管フォーム材料は空気ポケットを含み、インクを吸収するときにブロック内に捕捉される、ということがわかっている。このような空気ポケットは、大気圧変化が生じると材料からインクを吐出してしまう可能性がある。するとこのインクは、最も抵抗の低い通路を通って容器から出て行こうとする可能性がある。この、最も抵抗の低い通路は、インク容器上のポートの上に配置された封止テープ（sealing tape）やインク容器の蓋のラビリンスを通るものであることが多い。温度又は圧力の変化中、チャネルが存在することによって、槽によって吐出される自由なインクを蓄積する容量が提供され、捕捉された空気が排出されるようにし、容器からのインク漏れを最小限にする。
【００３２】
図５を参照して、例示的な蓋３４の斜視図を示す。蓋３４の内側は、インク容器本体（図３に３６で示す）を密閉する縁６８と、蓋内部からインク容器内部へと突出する一連のリッジ６２すなわちフィーチャとを有していてもよい。リッジすなわちフィーチャは、半円形の側面６２と１／４球形の内部空洞６４とを有する。１／４球形のフィーチャは、インク容器の内部チャンバ内のチャネル（図４に５４で示す）の位置に整列している。このような半円形のフィーチャは、城の様式における小塔や狭間胸壁に似ているので、「キャステレーション」と呼んでもよい。
【００３３】
チャネルは、インク容器のチャンバの内部頂端に開いていてもよく、したがってチャネルに収容されているいかなる空気又はインクも、整合している空洞すなわちフィーチャ内へと移動することができる。本例において、それぞれのキャステレーションの半円形の側面は、空洞と蓋の下の周囲環境との間が液通できるようにする、通気用切欠き６６を有していてもよい。この液通によって、インク容器内の圧力が一様になる傾向がある。
【００３４】
チャネルに一致する１／４球形のキャステレーションのフィーチャは、空気泡が成長してアキュムレータのチャネルの頂部において保持されるのを促進する。圧力又は温度の変化中、インク供給源が、蓋が上向きでも、そして、より重要なことであるが、蓋が下向きでも、このような気泡はチャネル内に自由なインクを保持する傾向がある。インクの表面張力が増大しチャネルの幅及び深さが小さくなるにつれて、この機構はより効果的になる。簡略化するために、蓋上のキャステレーションのフィーチャのうちの４つのみを図５に示す。しかし、蓋にはいかなる数のキャステレーションを用いてもよく、キャステレーションの数はただ１つのキャステレーションからいかなる実用的な数（たとえば、数百又は数千）のキャステレーションまでにおよんでもよい。
【００３５】
図６は、実施形態のいくつかのさらなるオプションの態様による蓋３４の外側の例を示す斜視図を示す。具体的に言うと、例示的な蓋３４の外側には、ラビリンス７０が形成されている。ラビリンス７０は、凹み、トンネル、又はその他同様の構成を含み得る通路を有する。ラビリンス穴７２によって、インク容器内部と蓋３４の外側のラビリンス７０との間が液通できるようになっている。蓋の、ラビリンスの終端には、通路の成型された端がなめらかな開口部を有するように、円形のくぼみ７４が含まれていてもよい。
【００３６】
ラビリンス７０によって、槽ブロックにおけるインクのＷＶＴＲを最小限にしながら、インク容器の外側の圧力に関して空気が通気できるようになっている。このラビリンスによってまた、プリント中にインク槽ブロックからインクが排出されるときにインク容器内の圧力が一様になる傾向がある。図６には３つのラビリンスを示す（それぞれのチャンバにつき１つ）が、本発明の特定の実施形態に適切であると考えられるいかなる数のラビリンスを用いてもよい。
【００３７】
前述の例は１つ又は複数の特定の用途における本発明の原理を示すが、当業者には、発明の機能を実施することなく、及び本発明の原理及び概念から逸脱することなく、インプリメンテーションの形式、使用、及び詳細の複数の変更を行うことができる、ということが明白となろう。したがって、以下に説明される特許請求の範囲によるもの以外に本発明を限定するようには意図されていない。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の例示的な実施形態におけるインク容器を有するインクジェットプリントシステムの斜視図である。
【図２】本発明の例示的な実施形態におけるマニホルド及びプリントヘッドが結合したインク供給源の斜視図である。
【図３】本発明の例示的な実施形態におけるインク供給カートリッジの斜視図である。
【図４】図３のインク容器のＡ−Ａ線に沿った例示的な実施形態の破断斜視図である。
【図５】図３の例示的なインク供給カートリッジの蓋部の内側を示す斜視図である。
【図６】図３の例示的なインク供給カートリッジの蓋部の外側を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００３９】
１０    インクジェットプリントシステム
１２    交換式インク容器
１４    レセプタクル
１６    インクジェットプリントヘッド
２０    プリンタキャリッジ
３４    蓋
３６    本体
３８    壁
４０    インク槽ブロック
４２    底部
４５    内部チャンバ
５０    チャネル
５２    端部
５４    頂部
５６    毛細管
６２    リッジ
６４    側面
６６    通気用切り欠き
６８    縁
７０    ラビリンス
７２    ラビリンス穴
７４    くぼみ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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