(57)【要約】【課題】インクジェットプリンタのインク容器内の圧力を制御する比較的単純で耐久性のある装置を提供する。【解決手段】本発明は、インクジェットプリンタのインク容器内の圧力を制御する装置に関する。本発明は、また、インク容器を有するプリンタヘッドを備えるインクジェットプリンタに関し、インク容器は、液体インクおよびこのインクのレベル上方の気体容積を収容する。本発明は、さらに、インクジェットプリンタのインク容器内の圧力を制御する方法に関する。【選択図】      図１
2006150963.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
インクジェットプリンタのインク容器内の圧力を制御する圧力制御装置であって、
インク容器内に圧力を印加すると共に、第１の導管を介してインク容器と連通する圧力印加手段と、
第１の導管と異なる第２の導管を介してインク容器と連通するバッファ容器と、
インク容器内の実際の圧力を監視すると共に、少なくとも一つの電子圧力センサを備える検出手段と、
検出手段によって監視された実際の圧力に従って圧力印加手段を制御する制御手段とを備える、装置。
【請求項２】
圧力印加手段が、少なくとも一つのポンプを備え、ポンプの容量は調整可能である、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
ポンプが、メンブランポンプによって形成される、請求項２記載の装置。
【請求項４】
第２の導管が、圧力印加手段とインク容器との間の位置においてバッファ容器を第１の導管に接続する、請求項１から３のいずれか一項に記載の装置。
【請求項５】
前記バッファ容器の容積が、調整可能である、請求項１から４のいずれか一項に記載の装置。
【請求項６】
インク容器を有するプリンタヘッドを備えるインクジェットプリンタであって、インク容器が、液体インクおよびインクのレベル上方の気体容積を収容し、
前記気体容積が、請求項１から５のいずれか一項に記載の圧力制御装置に接続されていることを特徴とする、インクジェットプリンタ。
【請求項７】
装置が、プリンタの固定フレームに取り付けられていると共に、可撓性ホースによって移動するプリントヘッドに接続される、請求項６に記載のインクジェットプリンタ。
【請求項８】
圧力制御装置が、プリンタの移動キャリッジに取り付けられ、インク容器から気体を引き出し、またはインク容器へ気体を加える圧力印加手段が、キャリッジと前記移動キャリッジを担持するプリンタの支持構造体との相対的移動によって駆動される、請求項７に記載のインクジェットプリンタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インクジェットプリンタのインク容器内の圧力を制御する装置に関する。本発明は、また、インク容器を有するプリンタヘッドを備えるインクジェットプリンタに関し、インク容器は、液体インクおよびこのインクのレベル上方の気体容積を収容する。本発明は、さらに、インクジェットプリンタのインク容器内の圧力を制御する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
インクジェットプリンタは、典型的には、一つ以上のノズルアレイを有するプリントヘッドと、インク容器とを備え、インク容器から液体インクが、ノズルアレイのノズルに供給される。インクの液滴は、この技術分野において一般的に知られるように、熱作用または圧電作用によってノズルから噴出されることができる。インク容器内のインクのレベルが、ノズルのレベルより高いとき、インクがノズルを通って漏出するのを回避するために、インク容器は、大気圧より低い圧力に保持されるべきである。インク容器の内圧と大気圧の差が、液滴発生プロセス、したがってプリント画像の品質に影響を与えるので、この圧力差を一定に保持することが望まれる。しかしながら、インク容器の内圧は、インク容器に含まれるインクの体積、熱膨張等の変化に応じて変わる場合があるので、インク容器の内圧を制御する必要がある。
【０００３】
インク容器の負圧をある所定の圧力範囲に維持するために、検出手段によって監視される過剰の圧力降下を補正することを可能にする、ポンプに結合された圧力調節弁を用いるのが一般的である。しかしながら、圧力調節弁は、一般的に、比較的高価であり且つ故障しがちである。加えて、インク容器内の圧力を比較的高精度に調節するのに、比較的大きなメンブランが必要とされる。さらに、一般的に、他の重要な要素が必要とされ、多くの場合、比較的高い相互摩擦をもたらし、したがって多くの場合、かなりの量の摩耗をもたらす。インク容器内の圧力を制御するための知られている装置に一般的に使用されるゴム部品は、比較的早く疲労して、その結果、装置の作動中に負荷に対抗する能力が低下する。したがって、知られている装置は、構造的な観点から比較的複雑であり、比較的高価である。さらに、知られている装置で使用されている要素は、一般的に、作動使用中にかなりの量の摩耗する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の目的は、インクジェットプリンタのインク容器内の圧力を制御する比較的単純で耐久性のある装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明によれば、この目的は、インクジェットプリンタのインク容器内の圧力を制御する圧力制御装置を提供することによって達成されることができ、この圧力制御装置は、前記インク容器内に所定の圧力を印加する圧力印加手段と、前記インク容器内の実際の圧力を監視すると共に、少なくとも一つの電子圧力センサを備える検出手段と、前記検出手段によって監視された実際の圧力に従って圧力印加手段を制御する制御手段とを備える。電子圧力センサは、電子的に、比較的単純だが精密に、負圧および／または過圧を検出する。このため、インク容器内の気体部分の圧力を正確に測定するのに、複雑でありかつ移動する構成要素を必要としない。この省略は、装置の摩擦による摩耗を低減し、したがって低保守装置の寿命を延ばすことができる。さらに、複雑な（移動する）構成要素が使用されていないので、装置の原価は十分に低減され得る。ノズルを介する制御できないインクの液だれを防止するために、一般的に負圧がインク容器内に適用されることに、注意すべきである。しかしながら、ある状況において、洗浄目的で、前記インク容器内に所定の過圧を印加することはやはり有利である。双方の圧力（負圧および過圧）は、電子圧力センサによって検出されることができるが、一般的には、通常負圧を検出できるに過ぎない従来の機械的（一方向の）検出手段によっては不可能である。過圧および負圧という表現は、装置、特にノズルのまわりの圧力に関する相対的な表現である。一般的に、すべてのプリントヘッドにおける負圧を同時に監視するために、単一の電子圧力センサが用いられる。しかしながら、本発明に係る装置の複数の部分における圧力を監視するために、複数の電子圧力センサを用いることはあり得ることである。このため、特定色のインクを備えるプリントヘッドと夫々連通する複数の電子圧力センサを用いることができる。また、複数の電子圧力センサを用い、第１の電子圧力センサが故障した場合、第２の電子圧力センサが、第１の電子圧力センサのバックアップセンサを形成することも考えられる。
【０００６】
圧力印加手段は、インク容器内の所定の負圧および／または所定の過圧を発生するように構成されることができる。これにより、圧力印加手段は、さまざまな方法で形成され得る。好ましくは、圧力印加手段は、少なくとも１つのポンプ、さらに好ましくは、容量調整可能なポンプを備える。それによってポンプの容量は、可変の周波数および／または電圧を適用することによって調節することができ、ポンプのプランジャの移動速度は、電磁石によって調節されることができる。前記ポンプは、好ましくは、メンブランポンプ、または出力が電子的に調節され得る任意の他のポンプによって形成される。ポンプの仕様は、本発明に係る装置の置かれた状況に応じて当業者によって選択され得る。例えば、０ミリバールから３００ミリバールの圧力を達成するために、１分当たり約１リットルのポンプ吐出量のある（メンブラン）ポンプが、適用され得る。しかしながら、上述のように、作動使用中におけるインク容器内の負圧は、むしろ重要であり、通常は、５ミリバールから５０ミリバールの間にあり、インク容器内の所望の負圧に応じて数ミリバールの許容範囲がある。
【０００７】
好ましい実施形態において、前記圧力印加手段は、少なくとも一つのバッファ容器を備える。前記バッファ容器は、インク容器内の気体容積と連通する（気体の）媒体を所定の（負）圧力を加えた状態で収容するように構成されている。このように、従来のポンプを使用することなく、インク容器内の所望の負圧および／または過圧を達成することもできる。バッファ容器の容積は、一定、好ましくは１リットルから２０リットルであるか、または、調節されることができる。後者の実施形態において、バッファ容器の容量は、例えば、プランジャによって調節されることができる。特に好ましい実施形態では、前記バッファ容器は、前記インク容器と前記ポンプとの間に位置している。この場合、バッファ容器は、ポンプによって発生したポンピングパルスを吸収して、インク容器の内圧の（極端な）変動を避けるために用いられることができる。さらに、実際のポンプが、例えば電力遮断により停止した場合、または、実際のポンプが、例えば二つのプリントセッションの間で一時的にスタンバイモードに切り換えられた場合に、バッファ容器が、代理ポンプとして作動することができる。好ましくは、前記バッファ容器は、例えば、インク容器を洗浄するために、一時的な過圧がインク容器に印加される必要がある場合に、ポンプおよびインク容器の間の連通から隔離することができる。ポンプおよびインク容器からのバッファ容器の隔離は、スイッチ、特に空気式、または最終的に油圧式、または電子式スイッチによって実現され得る。別の実施形態では、複数のバッファ容器を使用することが考えられ、例えば、各プリントヘッドは、個別のバッファ容器に連通されてもよい。このように、プリントヘッド毎の圧力は、他のプリントヘッドに行き渡る圧力とは関係なく、より正確に調節され得る。
【０００８】
本発明は、また、前提部に係るインクジェットプリンタであって、前記気体容積が、本発明に係る装置に接続されていることを特徴とする、インクジェットプリンタに関する。
【０００９】
インクジェットプリンタのプリントヘッドは、一般的に移動キャリッジに取り付けられているが、圧力制御装置は、好ましくは、プリンタの固定フレームに取り付けられていると共に、好ましくは、可撓性ホースを介してプリントヘッドのインク容器に接続されている。可撓性ホースを使用すると、一般的に、インクジェットプリンタの設計の自由度が増加する一方、ホースの変形により、一方ではプリントヘッドと、他方では本発明に係る装置との互いの方向決めを、容易に適合させることができる。プリントヘッドが、例えばカラープリンタにおいて複数のインク容器を備えるときは、すべてのインク容器は、必ずしも必要ではないが、同じ圧力制御装置に接続されてもよい。
【００１０】
好ましい実施形態では、圧力制御装置は、プリンタの移動キャリッジに取り付けられており、インク容器から気体を引き出し、またはインク容器に気体を加える圧力印加手段は、キャリッジと前記移動キャリッジを担持するプリンタの支持構造体との相対的移動によって駆動される。このように、比較的有利なプリンタ構造を得ることができる。
【００１１】
本発明は、さらに、インクジェットプリンタのインク容器内の圧力を制御する方法に関する。この方法は、Ａ）インク容器と連通する圧力印加手段によって所定の圧力をインク容器に印加するステップと、Ｂ）電子圧力センサによってインク容器内の実際の圧力を電子的に監視するステップと、Ｃ）この監視された圧力がある値を超える場合は、電子圧力センサによって監視された圧力を調整するステップとを有する。本発明に係るこの方法を使用する利点は、上記のように完全に明らかになった。
【００１２】
本発明は、次の非限定的な実施形態によりさらに説明されることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
図１は、複数のプリントヘッド２と、本発明に係る前記プリントヘッドの圧力制御装置３とのアセンブリ１の好ましい実施形態の概略図を示す。装置３は、メンブランポンプ４を備え、そのメンブランポンプ４の容量は、可変周波数をポンプ４に適用することによって調整されることができる。ポンプ４は、過圧および／または負圧を発生するように構成されており、前記プリントヘッド２に組み込まれたインク容器と連通している。過圧導管５および負圧導管６の双方は、切換弁７に結合されており、この切換弁７は、インク容器に過圧または負圧を印加するように構成されている。通常のプリント状態において、インク容器内に約５ミリバールから２０ミリバールの臨界負圧が必要である。切換弁７は、インク容器が負圧導管６と連通し、過圧導管５は行き止まりとなる（接続されていない）ように切り換えられる。切換弁７とプリントヘッド２との間には、電子圧力センサ８が、インク容器内の圧力を電子的に検出するために設けられている。インク容器の内圧を電子的に検出することは、構造が比較的単純で、比較的耐久性があり、したがって比較的安価である。装置３は、さらに、電子圧力センサ８によって監視されたインク容器内の圧力に基づいて、メンブランポンプ４のポンプ容量を制御する制御ユニット（図示せず）を備える。負圧導管６は、好ましくは１リットルから２０リットルの所定の容量を有するバッファチャンバ９と連通している。バッファチャンバ９は、多面的機能性を有する（空洞）スペースを内包している。バッファチャンバ９は、メンブランポンプ４によって発生した（負）圧のパルスを実質的に吸収するように構成されており、その結果インク容器内の望ましくない圧力変動を避けることができる。さらに、前記バッファチャンバ９は、例えば、電力が遮断したことによりメンブランポンプ４が動作していない場合、インク容器内の臨界負圧を少なくとも一時的に維持する自立型吸引装置として作動することができる。バッファチャンバ９は、一方側の切換弁７および漏れの無い弁１０によって十分に隔離されることができ、漏れの無い弁１０は、ポンプ４とバッファチャンバ９との間の負圧導管６に配置される。プリント中に、電力が遮断した場合、または少なくともメンブランポンプ４が停止した場合、漏れの無い弁１０は、切り換えられることができ、これにより、メンブランポンプ４をプリンタヘッド２から切り離し、したがってバッファチャンバ９からメンブランポンプ４への気体、好ましくは空気の漏洩を防止することができる。プリント動作中に、切換弁７は、すでに、負圧導管６に向かって切り換えられ、その結果、インク容器内の臨界負圧が、少なくとも一時的に維持されることができる。切換弁７および漏れの無い弁１０は、制御ユニットによって、空気式、油圧式、または電子式に切り換えることができる。装置３は、さらに、プリント中にインク容器内の過剰な負圧を防止する負圧制限部１１と、パージ中にインク容器内の過剰な過圧を防止する過圧制限部１２とを備える。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】複数のプリントヘッドと本発明に係るプリントヘッドの圧力制御装置とのアセンブリの好ましい実施形態の概略図である。
【符号の説明】
【００１５】
１  アセンブリ
２  プリントヘッド
３  プリントヘッドの圧力制御装置
４  メンブランポンプ
５  過圧導管
６  負圧導管
７  切換弁
８  電子圧力センサ
９  バッファチャンバ
１０  漏れの無い弁
１１  負圧制限部
１２  過圧制限部
【図１】
2006150963.tif 000003
【外国語明細書】
2006150963.tif 000004
2006150963.tif 000005
2006150963.tif 000006
2006150963.tif 000007
2006150963.tif 000008
2006150963.tif 000009
2006150963.tif 000010
2006150963.tif 000011
2006150963.tif 000012