(57)【要約】  インクを収容するとともにプリントヘッドに取り外しできるように取り付け可能なインクリザーバであって、インクリザーバは、インクを収容するための自由インクチャンバと；自由インクチャンバ内に延びるとともに、インクがインクリザーバから流れることを可能にする第１位置とインクリザーバからのインクの流れを止める第２位置とを含む、バルブ組立体と；プリントヘッドへの配送のためにインクリザーバからのインクを受容するウィックと、を有する。
2013500184.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
インクを収容するとともにプリントヘッドに取り外しできるように取り付け可能なインクリザーバであって、前記インクリザーバは：
前記インクを収容するための自由インクチャンバと；
前記自由インクチャンバ内に延びるとともに、前記インクが前記インクリザーバから流れることを可能にする第１位置と前記インクリザーバからの前記インクの流れを止める第２位置とを含む、バルブ組立体と；
前記プリントヘッドへの配送のために前記インクリザーバからの前記インクを受容するウィックと、を有する、
インクリザーバ。
【請求項２】
前記ウィックは、前記プリントヘッドへの接続のための出口ポートに配置される、
請求項１に記載のインクリザーバ。
【請求項３】
前記バルブ組立体は：
シール部材と；
前記インクの流れを止めるために前記シール部材を受けるとともに、前記インクの流れを可能にするために前記シール部材との離間した関係にあるシール面と；
前記シール部材を前記ウィックと接触するように付勢する圧縮ばねと、を有する、
請求項１に記載のインクリザーバ。
【請求項４】
前記シール部材はボールを有する、
請求項３に記載のインクリザーバ。
【請求項５】
前記バルブ組立体は：
シール部材と；
前記インクの流れを止めるために前記シール部材を受けるとともに、前記インクの流れを可能にするために前記シール部材との離間した関係にあるシール面と；
前記シール部材に作用する関係にあるプランジャと；
前記プランジャを前記シール部材と接触するように付勢する圧縮ばねと、を有する、
請求項１に記載のインクリザーバ。
【請求項６】
前記バルブ組立体は前記ウィックに付勢力を提供する、
請求項１に記載のインクリザーバ。
【請求項７】
前記ウィックは繊維状の材料を含む、
請求項１に記載のインクリザーバ。
【請求項８】
前記ウィックは焼結した材料を含む、
請求項１に記載のインクリザーバ。
【請求項９】
前記インクに逆圧を提供するための圧力調整器をさらに有する、
請求項１に記載のインクリザーバ。
【請求項１０】
前記圧力調整器は、前記自由インクチャンバ内の前記インクと流体接続する毛細管媒体を含む圧力調整チャンバを有する、
請求項９に記載のインクリザーバ。
【請求項１１】
前記圧力調整器は：
自由インクと接触する可撓性の部材と；
圧力調整を提供するために前記可撓性の部材と接触するばねと、を有する、
請求項９に記載のインクリザーバ。
【請求項１２】
前記可撓性の部材はインク収容袋の壁である、
請求項１１に記載のインクリザーバ。
【請求項１３】
前記インクは３０ナノメートル超の粒子サイズを有する顔料インクである、
請求項１に記載のインクリザーバ。
【請求項１４】
インクジェットプリントヘッド組立体であって、前記インクジェットプリントヘッド組立体は：
（ａ）インク入口ポートを含むインクジェットプリントヘッドと；
（ｂ）前記プリントヘッドに取り外しできるように取り付け可能なインクリザーバと；を有し、
前記インクリザーバは：
（ｉ）インクを収容するための自由インクチャンバと；
（ｉｉ）前記自由インクチャンバ内に延びるとともに、前記インクが前記インクリザーバから流れることを可能にする第１位置と前記インクリザーバからの前記インクの流れを止める第２位置とを含む、バルブ組立体と；
（ｉｉｉ）前記バルブ組立体からの前記インクを受けるとともに前記インクを前記プリントヘッドの前記インク入口ポートに配送するためのインク出口ポートと；
（ｉＶ）前記インク出口ポートに配置されたウィックと、を有する、
インクジェットプリントヘッド組立体。
【請求項１５】
前記インク入口ポートは端部を有するスタンドパイプを有し、
前記インクリザーバが前記プリントヘッドの前記インク入口ポートに取り付けられたときに前記スタンドパイプの前記端部が前記ウィックと接触する、
請求項１４に記載のインクジェットプリントヘッド組立体。
【請求項１６】
前記インク入口ポートは、前記スタンドパイプの前記端部に配置されたフィルタをさらに有する、
請求項１５に記載のインクジェットプリントヘッド組立体。
【請求項１７】
前記バルブ組立体は、前記ウィックに付勢力を提供する、
請求項１４に記載のインクジェットプリントヘッド組立体。
【請求項１８】
前記プリントヘッドと前記インクリザーバとを一緒に保持するラッチ機構をさらに有し、
前記インクリザーバが前記プリントヘッドの前記インク入口ポートに取り付けられるとともに前記ラッチ機構がかみ合ったとき、前記インク入口ポートは、前記ウィックを移動させるように前記バルブ組立体の付勢力に打ち勝ってウィックに接触する、
請求項１７に記載のインクジェットプリントヘッド組立体。
【請求項１９】
前記インクリザーバが前記プリントヘッドの前記インク入口ポートに取り付けられるとともに前記ラッチ機構がかみ合ったとき、前記バルブ組立体は押し開けられ、したがって前記インクが前記ウィックに流れることを可能にする、
請求項１８に記載のインクジェットプリントヘッド組立体。
【請求項２０】
前記バルブ組立体は：
シール部材と；
前記インクの流れを止めるために前記シール部材を受けるとともに、前記インクの流れを可能にするために前記シール部材との離間した関係にあるシール面と；
前記シール部材を前記ウィックと接触するように付勢する圧縮ばねと、を有する、
請求項１４に記載のインクジェットプリントヘッド組立体。
【請求項２１】
前記シール部材はボールを有する、
請求項２０に記載のインクジェットプリントヘッド組立体。
【請求項２２】
前記バルブ組立体は：
シール部材と；
前記インクの流れを止めるために前記シール部材を受けるとともに、前記インクの流れを可能にするために前記シール部材との離間した関係にあるシール面と；
前記シール部材に作用する関係にあるプランジャと；
前記プランジャを前記シール部材と接触するように付勢する圧縮ばねと、を有する、
請求項１４に記載のインクジェットプリントヘッド組立体。
【請求項２３】
前記ウィックは繊維状の材料を含む、
請求項１４に記載のインクジェットプリントヘッド組立体。
【請求項２４】
前記ウィックは焼結した材料を含む、
請求項１４に記載のインクジェットプリントヘッド組立体。
【請求項２５】
前記インクに逆圧を提供するための圧力調整器をさらに有する、
請求項１４に記載のインクジェットプリントヘッド組立体。
【請求項２６】
前記圧力調整器は、前記自由インクチャンバ内の前記インクと流体接続する毛細管媒体を含む圧力調整チャンバを有する、
請求項２５に記載のインクジェットプリントヘッド組立体。
【請求項２７】
前記圧力調整器は：
自由インクと接触する可撓性の部材と；
圧力調整を提供するために前記可撓性の部材と接触するばねと、を有する、
請求項２５に記載のインクジェットプリントヘッド組立体。
【請求項２８】
前記可撓性の部材はインク収容袋の壁である、
請求項２５に記載のインクジェットプリントヘッド組立体。
【請求項２９】
前記インクは３０ナノメートル超の粒子サイズを有する顔料インクである、
請求項１４に記載のインクジェットプリントヘッド組立体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、概してインクリザーバの分野に関し、より具体的には、インクのウィックへの流れをより効率的に許容および停止するためのバイアス（付勢）バルブを有するインクジェットプリンタ用インクタンクに関する。
【背景技術】
【０００２】
インクジェットプリンタは通常１つまたは複数のプリントヘッドとそれに対応したインク供給部とを含む。プリントヘッドは、液滴噴出器のアレイ、インクチャンバからなる各噴出器、噴出アクチュエータおよびそこを通ってインクの液滴が排出されるノズルを含む。噴出アクチュエータは、様々なタイプの１つであり得、液滴をノズルの外に押し出すためにチャンバ内でインクの一部を蒸発させるヒータ、または、液滴を噴出する圧力波を生成するためにチャンバの壁形状を変化させる圧電素子を含む。液滴は通常、プリント媒体がプリントヘッドに対して動かされるにつれて液滴噴出器のために電気的な発射パルス変換される画像データに従って画像を生成するために紙または他の記録媒体に向けられる。
【０００３】
インクはプリントヘッドの入口ポートを経由してプリントヘッドに供給される。一部のプリンタでは、対応するインク供給部がプリントヘッドから離れて配置され得るとともに、例えば配管によりそれに接続される。また別のプリンタでは、インクタンクまたはインクリザーバとも呼ばれるインク供給部がプリントヘッドに直結され得る。キャリッジプリンタのキャリッジに取付けられたインクタンクの場合、インクタンクはプリントヘッドに取り外せないように取付けられ得るので、インクが使い果たされるとプリントヘッドが交換される必要がある、あるいは、インクタンクはプリントヘッドに取り外し可能に取付けられ得るので、インクが使い果たされるとインクタンク自体のみが交換される必要がある。インクタンクが取付けられたキャリッジは通常、最大数百プリントまでのインクのみを含む。これは、移動の各端部においてキャリッジの加速度がプリンタを前後に揺する大きな力を生じないように、キャリッジの全質量が制限される必要があるからである。その結果、取り外し可能に取り付けられたインクタンクを有するキャリッジプリンタのユーザは、プリンタの使用量に応じて、通常年に数回、インクタンクを周期的に交換する必要がある。取り外し可能なインクタンクの容易で清潔な設置を促進するインクタンクの設計は有益である。
【０００４】
ある種類の取り外し可能なインクタンクはインク出口ポートに浸透性部材（ウィックまたは捕集部材とも呼ばれる）を含む。プリントヘッド入口ポートは、例えばその入口端部にフィルタ部材を有する、スタンドパイプを含み得る。インクタンクがプリントヘッドに取り付けられたとき、インクタンクのウィックは、プリントヘッドの入口ポートのスタンドパイプのフィルタ部材に接触して保持される。いったん、液体インクがプリントヘッドのウィックとノズルとの間の様々なインク通路を満たすようにプリントヘッドが準備されると、毛細管は、印刷するために必要とされるときにインクを供給するために必要な力を提供する。このようなインクタンクはプリントヘッドへの容易で清潔な設置を促進する。
【０００５】
ウィックを含む従来技術インクタンクでは、フェルトまたはフォームなどの毛細管媒体がインクをインクタンク内部に保持するために使われるとともに、インクがプリントヘッドのノズルの外に落ちないようにわずかに負のインク圧力を提供する。このインクを保持する毛細管媒体はしたがって、圧力調整器としての機能を果たすとともにインクをインク出口ポートのウィックに供給する。
【０００６】
特許文献１により詳細に記載されているように、顔料インク内の顔料粒子が、インクが毛細管媒体圧力調整器の中に蓄えられるインクタンクの設計では、部分的には毛細管媒体内での顔料粒子の移動の制限により、沈降し得ることが見出されている。このような顔料粒子の沈降は、特により大きい顔料粒子（例えば３０ナノメータより大きい）に関して、印刷プロセス中に欠陥のある画像をもたらし得る。この結果、インクを蓄えるための毛細管媒体を利用するインクタンクは、使用され得る顔料粒子のサイズの制限につながり得る。このような大きい粒子は印刷領域のより高い光学濃度を提供するために有益であり得るので、このような制限は不都合になり得る。
【０００７】
したがって、プリントヘッドへの容易で清潔な設置を促進するが、毛細管媒体内にインクを蓄えないインクタンクの必要性が存在する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】米国特許出願第１２／１３９、５３３号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、上述の１つまたは複数の問題を克服することを対象とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
簡潔に要約すると、本発明の１つの態様によれば、本発明は、インクを収容するとともにプリントヘッドに取り外し可能に取り付けられるインクリザーバであって、インクリザーバはインクを収容するための自由インクチャンバを含む、インクリザーバと；自由インクチャンバ内に延びるとともにインクがインクリザーバから流れることを可能にする第１位置とインクリザーバからのインクの流れを止める第２位置とを含むバルブ組立体と；プリントヘッドへの移動のためにインクリザーバからのインクを受容するウィックとを有する。
【００１１】
本明細書は、本発明の主題を特に指摘するとともに明確に請求する特許請求の範囲により完結するが、本発明は、添付の図面とともに以下の説明からより良く理解されると考えられる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】図１は、インクジェットプリンタシステムの概略図である。
【図２】図２は、プリントヘッドシャシーの一部の斜視図である。
【図３】図３は、キャリッジプリンタの一部の斜視図である。
【図４】図４は、キャリッジプリンタ内の例示的な紙の経路の概略側面図である。
【図５】図５は、マルチチャンバインクリザーバの底部の斜視図である。
【図６】図６は、マルチチャンバインクリザーバの上部斜視図である。
【図７】図７は、取り付けられたインクタンク無しのプリントヘッドシャシーの斜視図である。
【図８】図８は、閉じた位置にあるバルブ組立体を持つ、第１実施形態によるインクリザーバの一部の断面図である。
【図９Ａ】図９Ａは、閉じた位置にあるバルブ組立体を持つ、第１実施形態によるインクリザーバの一部の拡大断面図である。
【図９Ｂ】図９Ｂは、開いた位置にあるバルブ組立体を持つ、第１実施形態によるインクリザーバの一部の拡大断面図である。
【図１０】図１０は、開いた位置にあるバルブ組立体を持つ、第１実施形態によるインクリザーバの一部の断面図である。
【図１１】図１１は、第２実施形態によるインクリザーバの一部の断面図である。
【図１２】図１２は、第３実施形態によるインクリザーバの一部の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
図１を参照すると、インクジェットプリンタシステム１０の概略図が本発明に対して有用であるために示されるとともに米国特許第７、３５０、９０２号に完全に記載される。インクジェットプリンタシステム１０は画像データソース１２を含み、この画像データソース１２はコントローラ１４により液滴を噴出する命令として解釈されるデータ信号を提供する。コントローラ１４は印刷のための画像を表示するための画像処理ユニット１５を含み、信号をインクジェットプリントヘッド１００に入力される電気エネルギパルスの電気パルスソース１６に出力する。このインクジェットプリントヘッド１００は少なくとも１つのインクジェットプリントヘッドダイ１１０を含む。
【００１４】
図１に示された例では、２つのノズルアレイがある。第１ノズルアレイ１２０内のノズル１２１は第２ノズルアレイ１３０内のノズル１３１より大きい開口面積を有する。この例では、２つのノズルアレイそれぞれは、２つの互い違いの列のノズルを有し、各列はインチ当り６００のノズル密度を有する。各アレイの有効ノズル密度はインチあたり１２００である（すなわち、図１ではｄ＝１／１２００）。記録媒体２０上の画素が紙の送り方向に沿って順に番号を付けられる場合、アレイの一方の列のノズルが奇数の画素を印刷する一方、アレイの他の列のノズルは偶数の画素を印刷する。
【００１５】
各ノズルアレイと流体接続するのは対応するインク供給経路である。インク供給経路１２２は第１ノズルアレイ１２０に流体接続し、インク供給経路１３２は第２ノズルアレイ１３０に流体接続する。インク供給経路１２２および１３２の一部が図１にプリントヘッドダイ基板１１１を通る開口として示される。１つまたは複数のインクジェットプリントヘッドダイ１１０がインクジェットプリントヘッド１００に含まれるが、より明確にするために１つのインクジェットプリントヘッドダイ１１０のみが図１に示される。プリントヘッドダイは図２に関連して以下で示される支持部材に配置される。図１では、第１流体源１８がインクを第１ノズルアレイ１２０にインク供給経路１２２を経由して供給し、第２流体源１９がインクを第２ノズルアレイ１２０にインク供給経路１３２を経由して供給する。別個の流体源１８および１９が示されているが、用途によってはインクを第１ノズルアレイ１２０および第２ノズルアレイ１２０の両方にインク供給経路１２２および１３２それぞれを経由して供給する単一の流体源を有することが有益であり得る。また、ある実施形態では、２未満または２を超えるノズルアレイがプリントヘッドダイ１１０に含まれ得る。ある実施形態では、インクジェットプリントヘッドダイ１１０上の全てのノズルが、インクジェットプリントヘッドダイ１１０上に複数のサイズのノズルを有するというより、同じサイズであり得る。
【００１６】
ノズルに関連した液滴形成メカニズムは図１に示されていない。液滴形成メカニズムはさまざまなタイプにでき、いくつかのものでは、インクの一部を蒸発させて液滴の噴出を生じさせる加熱要素、または流体チャンバの容積を収縮させて噴出を生じさせる圧電トランスデューサ、または（例えば、二層要素の加熱等によって）移動して噴出を生じさせるように作られたクチュエータを含む。いずれの場合も、パルスソース１６からの電気パルスが所望の堆積パターンに応じてさまざまな液滴噴出器に送られる。図１の例では、ノズルアレイ１２０から噴出される液滴１８１は、より大きいノズル開口面積のために、ノズル１３０から噴出される液滴１８２よりも大きい。一般的には、ノズルアレイ１２０および１３０とそれぞれ関連づけられる液滴形成メカニズムの他の態様（図示せず）も、異なるサイズの液滴の液滴噴出工程を最適化するために、異なるサイズに形成される。動作中、インクの液滴は記録媒体２０上に堆積される。
【００１７】
図２はプリントヘッドシャシー２５０の一部の底部の斜視図を示し、このプリントヘッドシャシー２５０はインクジェットプリントヘッド１００の例である。プリントヘッドシャシー２５０は３個のプリントヘッドダイ２５１（図１のプリントヘッドダイ１１０と類似する）を含み、各プリントヘッドダイ２５１は２つのノズルアレイ２５３を含むので、プリントヘッドシャシー２５０は全体で６個のノズルアレイ２５３を含む。この例の６個のノズルアレイ２５３はそれぞれ、シアン、マゼンタ、黄、テキストブラック、フォトブラック、および無色の保護印刷流体等、別個のインク源（図２には示されていない）に接続され得る。６個のノズルアレイ２５３それぞれはノズルアレイ方向２５４に沿って配置され、ノズルアレイ方向２５４に沿った各ノズルアレイ２５３の長さは通常約１インチ以下である。記録媒体の定型的な長さは、写真プリント（４インチ×６インチ）に対して６インチまたは紙（８．５インチ×１１インチ）に対して１１インチである。したがって、完全な画像を印刷するために、プリントヘッドシャシー２５０を記録媒体２０を横切って動かす間に多数の長い列が連続的に印刷される。長い列の印刷に続いて、記録媒体２０はノズルアレイ方向２５４に略平行な媒体送り方向に沿って進められる。
【００１８】
また、図２には、例えば、ワイヤボンディングまたはタブ（ＴＡＢ）により、プリントヘッドダイ２５１が電気的に相互接続されるフレックス回路２５７が示される。相互接続はそれらを保護するために封入剤２５６により覆われる。フレックス回路２５７は、プリントヘッドシャシー２５０の側面の周りに曲がるとともにコネクタボード２５８と接続する。プリントヘッドシャシー２５０がキャリッジ２００（図３参照）内に取り付けられると、コネクタボード２５８はキャリッジ２００上のコネクタ（図示せず）に電気的に接続されるので、電気信号がプリントヘッドダイ２５１に送信され得る。
【００１９】
以下に記載されるように、１つまたは複数のリザーバ（ここではインクタンクとも呼ばれる）がリントヘッドシャシー２５０に取り外し可能に取付け可能である。図２の底部斜視図には、プリントヘッドシャシー２５０の出っ張りは、インクタンク（図２には示されていない）のラッチとかみ合う止め具２６１として提供される。止め具２６１がインクタンクのラッチとかみ合うとき、インクタンクはその取付け位置に保持される。
【００２０】
図３はデスクトップキャリッジプリンタの一部を示す。プリンタの部品のいくつかは、他の部品がより明らかに見られ得るように図３に示された図では隠されている。プリンタシャシー３００は、そこを横切ってキャリッジ２００が、プリンタシャシー３００の右側３０６および左側３０７の間の、Ｘ軸に沿ったキャリッジ走査方向３０５に往復して動かされる一方、液滴がキャリッジ２００に取り付けられたプリントヘッドシャシー２５０のプリントヘッドダイ２５１（図３には示されていない）から噴出される、印刷領域３０３を有する。キャリッジモータ３８０がキャリッジガイドレール３８２に沿ってキャリッジ２００を動かすためにベルト３８４を動かす。エンコーダセンサ（図示せず）がキャリッジ２００に取り付けられるとともにエンコーダフェンス３８３に対するキャリッジ位置を示す。
【００２１】
プリントヘッドシャシー２５０はキャリッジ２００に取り付けられ、マルチチャンバインクリザーバ２６２およびシングルチャンバインクリザーバ２６４はプリントヘッドシャシー２５０に取り付けられる。図３のようにインクリザーバ２６２および２６４がプリントヘッドシャシー２５０に取り付けられるとき、プリントヘッドシャシー２５０とインクリザーバ２６２および２６４との組み合わされた組立体はインクジェットプリントヘッド組立体と呼ばれる。プリントヘッドシャシー２５０の取付け方向は、プリントヘッドダイ２５１がプリントヘッドシャシー２５０の底部側に配置され、インクの液滴が図３の図の印刷領域３０３内の記録媒体上に下向きに噴出されるように、図２の図に対して回転される。この例では、マルチチャンバインクリザーバ２６２は５個のインク源、シアン、マゼンタ、黄、フォトブラック、および無色の保護流体を含み、一方、シングルチャンバインクリザーバ２６４はテキストブラックのためのインク源を含む。紙あるいは他の記録媒体（ここでは時々総称的に紙または媒体と呼ばれる）が、プリンタシャシーの前部３０８に向かって給紙入口方向３０２に沿って入れられる。
【００２２】
図４の側面図に概略的に示されるように、様々なローラがプリンタを通って媒体を送るために使用される。この例では、ピックアップローラ３２０が紙または他の記録媒体の積み重ね３７０の最上部の１枚またはシート３７１を、矢印の方向の給紙入口方向３０２に動かす。ターンローラ３２２は、紙がプリントヘッドシャシーの後部３０９（図３も参照）から媒体送り方向３０４に沿って進み続けるように、紙をＣ形状の経路（湾曲した後壁表面と協働して）の周りに動かすように作用する。紙は次に、Ｙ軸に沿って印刷領域３０３を横切り、そして印刷された紙が媒体送り方向３０４に沿って出るようにそこから排紙ローラ３２４およびスターホイール３２５に進めるために、供給ローラ３１２および遊びローラ３２３により動かされる。供給ローラ３１２はその軸に沿って供給ローラシャフトを含み、供給ローラギヤ３１１（図３参照）が供給ローラシャフトに取り付けられる。供給ローラ３１２は、供給ローラシャフトに取り付けられた別個のローラを含み得る、或いは、供給ローラシャフト上の薄い高摩擦コーティングを含み得る。ロータリエンコーダ（図示せず）が供給ローラの角度回転を監視するために供給ローラシャフトに同軸に取り付けられ得る。
【００２３】
紙送りローラに動力を供給するモータは図３に示されていないが、供給ローラギヤ３１１、および排紙ローラ（図示せず）のためのギヤに噛み合うようにモータギヤ（図示せず）が貫通するプリンタシャシーの右側３０６の穴３１０がある。通常の紙の取り上げおよび供給に対して、全てのローラが正転方向３１３に回転することが望まれる。図３の例では、メンテナンスステーション３３０がプリンタシャシーの左側３０７に面している。
【００２４】
この例では、電子装置ボード３９０がプリントヘッドシャシーの後部３０９に面して配置される。この電子装置ボード３９０は、ケーブル（図示せず）を介してプリントヘッドキャリッジ２００とおよびそこからプリントヘッドシャシー２５０と通信するためのケーブルコネクタ３９２を含む。また、電子装置ボードには、通常キャリッジモータ３８０のためのおよび紙送りモータのためのモータコントローラ、印刷工程を制御するための処理装置および／または他の制御電子装置（図１にコントローラ１４および画像処理ユニット１５として概略的に示される）、およびホストコンピュータへのケーブルのためのオプションのコネクタが取付けられる。
【００２５】
図５はマルチチャンバインクリザーバ２６２の底部の斜視図を示し、図６はマルチチャンバインクリザーバ２６２の上部斜視図を示す。５個の出口ポート２７２（それぞれがインク源に対応する）マルチチャンバインクリザーバ２６２の底部から延びる。各出口ポート２７２は出口開口２７３を有し、この出口開口２７３は図５の例では楕円形である。ウィック２７４が対応するプリントヘッドシャシー２５０の入口ポートへのインクの配送のために各出口開口２７３に配置される。ウィック２７４は、（フェルト状にされた材料等）繊維状の材料または（焼結プラスチック等）焼結した材料で作られ得る浸透性部材である。ラッチレバー２７６がマルチチャンバインクリザーバ２６２の後壁２７５から外に向かって延びる。ラッチレバー２７６は、マルチチャンバインクリザーバ２６２がプリントヘッドシャシー２５０に取り付けられたときにプリントヘッドシャシー２５０の止め具２６１にかみ合うラッチ２７８を含む。ガイド機構２７９が、マルチチャンバインクリザーバ２６２をプリントヘッドシャシー２５０の適切な位置に案内するために、後壁２７５に対向する壁に設けられる。
【００２６】
図７は、取り付けられた交換可能なインクタンク２６２または２６４のいずれも無しのプリントヘッドシャシー２５０の斜視図を示す。マルチチャンバインクリザーバ２６２は領域２４１に取付け可能であり、シングルチャンバインクリザーバ２６４はプリントヘッドシャシー２５０の領域２４６に取付け可能である。領域２４１は領域２４６から分割壁２４９により隔てられる。この分割壁２４９はまた取り付け中にインクタンクを案内するのに役立ち得る。マルチチャンバインクリザーバ２６２のガイド機構２７９（図６参照）は、マルチチャンバインクリザーバ２６２の取り付け中プリントヘッドシャシー２５０の穴２４３に挿入される。シングルチャンバインクリザーバ２６４の同様のガイド機構（図示せず）がシングルチャンバインクリザーバ２６４の取り付け中プリントヘッドシャシー２５０の穴２４４に挿入される。プリントヘッドシャシー２５０に取付けられたときにマルチチャンバインクリザーバ２６２の出口ポート２７２（図５および６参照）と接続する５個の入口ポート２４２が領域２４１内に示され、シングルチャンバインクリザーバ２６４のインクタンクポートのための１つの入口ポート２４８が領域２４６に示される。図７の例では、各入口ポート２４２または２４８は、プリントヘッドシャシー２５０の床から延びるスタンドパイプ２４０の形態を有する。通常、フィルタ（金網またはメッシュワイヤフィルタ等、図示せず）がスタンドパイプ２４０の端部２４５を覆う。スタンドパイプ２４０の端部２４５の直径はインクリザーバ２６２または２６４の出口開口２７３（図５参照）のものより小さいので、各スタンドパイプ２４０の端部２４５は対応するウィック２７４に接触して押し込まれる。インクリザーバがプリントヘッドシャシー２５０に取り付けられたとき、出口ポート２７２のウィック２７４の入口ポート２４２または２４８のスタンドパイプ２４０の端部２４５との接続により、プリントヘッドとの流体接続となる。
【００２７】
本発明によるインクリザーバの第１実施形態が図８の断面図に示される。実施形態はシングルチャンバインクリザーバ２６４（図３参照）を参照して記載されているが、本発明はマルチチャンバインクリザーバ２６２（図３、５および６参照）のチャンバにも適用可能である。図８に示されるインクリザーバ２６４の一部は、出口ポート２７２の近くに自由インクチャンバ２８０を含む。ここに使用される「自由インクチャンバ」の語は、毛細管部材に蓄えられるというよりむしろ、（少なくとも自由インクチャンバ２８０内で）自由に流れることができる液体インクを収容するチャンバを意味する。バルブ組立体２８１が、インクがインクリザーバ２６４から流れることを可能にするかどうかを制御するように、自由インクチャンバ２８０内に延びる。図８では、バルブ組立体２８１は、インクがインクリザーバ２６４から流れることを許可しない閉じた位置にある。バルブ組立体２８１は、インクリザーバがプリントヘッドに取り付けられていないときに閉じた位置にあることを目的としている。したがって、使用者は、インクタンクを出口ポート２７２からインクを流出させることなしに装着または交換することができる。
【００２８】
この実施形態では、バルブ組立体２８１は、ボール２８２、圧縮ばね２８３、キャップ２８４、およびシール面２８５を含む。ボール２８２は、圧縮ばね２８３によりシール面２８５に押し付けられるシール部材の機能を果たす。シール面２８５は、出口ポート２７２の内側部分の周りに配置された環状のリムである。シール面２８５は、ボール２８２をシール面２８５に対してしっかりと密封するためにボール２８２の形状に一致するように形成され、この閉じた位置ではインクが流れることを許さない。通常、多少の弾性コンプライアンスが、信頼性の高いシールを提供するためにシール部材（ボール２８２）とシール面２８５との間のシール境界面に与えられる。例えば、ボール２８２は、シール面２８５に対してシールするために、圧縮ばね２８３により与えられる圧力により僅かに変形し得るエラストマーのボールであり得る。ばね２８３の一方の端部はボール２８２に接触する一方、ばね２８３の反対側の端部はキャップ２８４を押す。ばね２８３がボール２８２に接触するところの反対側である、ボール２８２の一部は、出口ポート２７２の出口開口２７３に配置されたウィック２７４に接触する。
【００２９】
バルブ組立体２８１が閉じた位置にあるとき、図９Ａの拡大図により明確に示されるように、空間２８６がウィック２７４と出口ポート２７２の内面２８７との間に存在する。空間２８６は、バルブが閉じた位置から開いた位置（開いた位置に対して図９Ｂおよび図１０参照）に移動するときウィック２７４が上方に移動することを許容する。例えばバブル組立体２８１が閉じた位置にあるときに、空間２８６が約１ｍｍであり得ることに留意する。
【００３０】
図８の実施形態では、圧縮ばね２８３の長さ、ボール２８２の直径およびシール面２８５における開口の直径は、バブル組立体２８１が閉じた位置にあるときに、ボール２８２の一部がウィック２７４に大きな下向きの力を加えることなしにウィック２７４に接触するように、設計される。言い換えると、ウィック２７４の下向きの力は、ウィック２７４を出口ポート２７２から押し出すのに十分ではない。他の実施形態（図示せず）では、バブル組立体２８１が閉じた位置にあるときに、ボール２８２はウィック２７４の近傍にあるが、完全には接触しない。
【００３１】
図９Ｂおよび図１０は、図８の実施形態の断面図を示すが、バブル組立体２８１は開いた位置にある。インクリザーバ２６４がプリントヘッドシャシー２５０に取り付けられるとともに捕まれたときに、バブル組立体２８１は強制的に開いた位置にされる。上述のように（図５−７に関連して）、インクリザーバ２６４がプリントヘッドシャシー２５０に取り付けられると、入口ポート２４８のスタンドパイプ２４０がインクリザーバの出口ポート２７２の対応するウィック２７４に接触して押し込まれる。この発明の実施形態では、ウィック２７４、ガイド機構２７９、ラッチ２７８、およびウィック２７４と出口ポート２７２の内面２８７との間の空間２８６は、プリントヘッドシャシー２５０、止め具２６１および穴２４３および２４４（図７）に対して、インクリザーバ２６４がプリントヘッドシャシー２５０に取り付けられるとともに捕まれたときに、入口ポート２４８のスタンドパイプ２４０が対応するウィック２７４を上に向かって空間２８６内に押すように設計される。結果として、ウィック２７４は、バブル組立体２８１を強制的に開いた位置にさせるようにシール部材（例えば、ボール２８２）をシール面２８５から遠ざける。言い換えると、隙間がボール２８２とシール面２８５との間に存在するので、インクがその間をそして最終的にウィック２７４に流れる。インクの流れは図９Ｂに矢印で示される。図９Ｂおよび１０に示された開いた位置では、シール部材（例えば、ボール２８２）は圧縮ばね２８３により加えられた力より大きい力でシール面２８５から遠ざけられる。結果として、インクはインクリザーバ２６４の自由インクチャンバ２８０からシール面２８５と変位したボール２８２との間の隙間を通って流れることができる。開いたバブル組立体２８１を通過して流れるインクは、プリントヘッドへの配送のためにウィック２７４により受け取られる。開いた位置のバブル組立体２８１では、バブル組立体の圧縮ばね２８３は、ウィック２７４からスタンドパイプ２４０内へのインクの適切な流れを提供するために、シール部材（例えば、ボール２８２）をウィック２７４と接触するように押すとともに、ウィック２７４をこれにより対応する入口ポート２４８のスタンドパイプ２４０の端部２４５に接触して保持するための付勢力を供給する。
【００３２】
図１１は本発明の第２実施形態の断面図を示す。この実施形態では、バブル組立体２８１はプランジャ２８８、圧縮ばね２８３、キャップ２８４、Ｏリング２８９（シーリング部材として機能する）、およびシール面２８５を含む。プランジャ２８８は、Ｏリング２８９に接触するためのフランジ２９０、プランジャ２８８の上下動を案内するステム２９１、およびウィック２７４に接触する延長部２９２を含む。第１実施形態のように、バブル組立体２８１はインクリザーバ２６４の自由インクチャンバ２８０内に延びる。圧縮ばね２８３は、インクリザーバ２６４がプリントヘッドシャシー２５０に取り付けられておらず、バルブ組立体２８１が図１１のように閉じた位置にあるとき、フランジ２９０がＯリング２８９に接触するとともにシール面２８５にシール接触するように押すように、キャップ２８４からプランジャ２８８を押す。したがって、Ｏリング２８９がシール面２８５に対してしっかりと固定されるので、インクが流れることができない。図９Ｂおよび１０に示された（しかし図１１には示されていない）第１実施形態と同様に、インクリザーバ２６４がプリントヘッドシャシー２５０に取り付けられると、入口ポート２４８のスタンドパイプ２４０が対応するウィック２７４を空間２８６内に押し込む。ウィック２７４はプランジャ２８８の延長部２９２を押すので、プランジャ２８８およびＯリング２８９がシール面２８５から離れて移動される。これは、バブル組立体２８１を強制的に開いた位置にするとともにインクがプリントヘッドへの配送のために自由インクチャンバ２８０からウィック２７４に流れることを可能にする。キャップ２８４のガイド穴は、プランジャの動きがうまく制御されるようにプランジャ２８８のステム２９１を案内する。圧縮ばね２８３の付勢力は、プランジャの延長部２９２によりウィック２７４に伝達されるので、ウィック２７４は、ウィック２７４からスタンドパイプ２４０へのインクの適切な流れを可能にするようにプリントヘッドシャシー２５０対応する入口ポート２４２または２４８においてスタンドパイプ２４０の端部と接触して保持される。
【００３３】
ウィック２７４は、バブル組立体２８１および自由インクチャンバ２８０とともに、この発明の実施形態において、プリントヘッドシャシー２５０へのインクリザーバ２６４の用意で清潔な設置を提供する。さらに、ウィック２７４が浸透性部材であるにもかかわらず、インクはウィック２７４内に蓄えられず、自由インクチャンバ２８０からウィック２７４を経由してプリントヘッドシャシー２５０に流れる新しいインクとして絶えずリフレッシュされる。インクがウィック２７４を通って流れ続けるので、顔料粒子のサイズが３０ナノメートル超であるとしても、顔料インク内の顔料粒子は印刷された画像品質がそれにより低下する程度のインクの沈降を生じさせない。
【００３４】
顔料インクが自由インクチャンバ２８０に収容され、顔料粒子のサイズが３０ナノメートル超である本発明の実施形態に対して、インクを毛細管媒体内に蓄えないタイプのインクタンク内の圧力調整器はさらに有利である。
【００３５】
顔料粒子に画像品質が低下する程度の沈降を生じさせない、示されたある種の圧力調整器は、特許文献１に記載された圧力調整器である。特許文献１に記載されるとともに図８に示された圧力調整器は、自由インクチャンバ２８０内に延びるとともに自由インクチャンバ２８０に通じる穴２２２を有する囲い２２１を含む。第１毛細管部材２２４が囲いの中に大気につながるベント２２３の近くに配置される。第１毛細管部材２２４の孔径より小さい孔径を有する第２毛細管部材２２５が、囲い２２１内に、自由インクチャンバ２８０に通じる穴２２２に隣接して配置される。このような圧力調整器は、通常の動作状態の間はインクを締め出すが、必要な場合には、著しい圧力の変動（例えば、周囲圧力の変化等）の結果、インクを蓄えることができる。第２毛細管部材２２５は、自由インクチャンバ２８０のインクと流体接続するとともにプリントヘッドの適切な動作のための必要な量の負圧を提供し、一方インクを蓄えない。このような圧力調整器および自由インクチャンバ、本発明のバルブ組立体およびウィックを有するインクリザーバは、顔料粒子に画像品質が低下する程度の沈降を生じさせないことが判明している。
【００３６】
本発明の自由インクチャンバ、バルブ組立体およびウィックとともに使用され得るとともに顔料粒子に画像品質が低下する程度の沈降を生じさせない第２のタイプの圧力調整器は、自由インクと接触する可撓性の壁部材を有する自由インクチャンバを含む。図１２（図１０と同様の開放弁構造を有する）に示されるように、ばね２３１が可撓性の壁２３２と接触して自由インクチャンバ２８０の体積を増加させる傾向がある方向にこの壁を押すように配置される。ばね２３１は、図１２に示されるように、自由インクチャンバ２８０内にあり得るとともに可撓性の壁２３２を外側に押し得る、あるいは、自由インクチャンバ２８０の外にあり得るとともに可撓性の壁２３２を内側に押し得る。自由インクチャンバ２８０は、単一の可撓性の壁２３２に加えて１つまたは複数の剛体壁を有し得る、または可撓性の壁部材がインク収容袋の壁である、袋の形態を有し得る。このようなばね−袋圧力調整器は、例えば米国特許５、３５９、３５３に開示されている。
【００３７】
要約すると、本発明の実施形態は、プリントヘッドへのインクリザーバの清潔で容易な設置を提供する、プリントヘッドの適切な動作のための適切な量の負のインク圧力を提供する、および顔料粒子に画像品質が低下する程度の沈降を生じさせない、利点を有する。
【００３８】
本発明が特定の好適な実施形態を特に参照して詳細に説明されているが、本発明の精神および範囲の中で変形および修正が行われ得ることが理解されるであろう。
【符号の説明】
【００３９】
１０  インクジェットプリンタシステム
１２  画像データソース
１４  コントローラ
１５  画像処理ユニット
１６  電気パルスソース
１８  第１流体源
１９  第２流体源
２０  記録媒体
１００  インクジェットプリントヘッド
１１０  インクジェットプリントヘッドダイ
１１１  プリントヘッドダイ基板
１２０  第１ノズルアレイ
１２１  ノズル
１２２  インク供給経路（第１ノズルアレイ用）
１３０  第２ノズルアレイ
１３１  ノズル
１３２  インク供給経路（第２ノズルアレイ用）
１８１  液滴（第１ノズルアレイから噴出される）
１８２  液滴（第２ノズルアレイから噴出される）
２００  キャリッジ
２２１  囲い
２２２  穴
２２３  ベント
２２４  第１毛細管部材
２２５  第２毛細管部材
２３１  ばね
２３２  可撓性の壁
２４０  スタンドパイプ
２４１  領域（マルチチャンバインクリザーバ用）
２４２  入口ポート
２４３  穴
２４４  穴
２４５  端部
２４６  領域（シングルチャンバインクリザーバ用）
２４８  入口ポート
２４９  分割壁
２５０  プリントヘッドシャシー
２５１  プリントヘッドダイ
２５３  ノズルアレイ
２５４  ノズルアレイ方向
２５６  封入剤
２５７  フレックス回路
２５８  コネクタボード
２６１  インクタンクラッチ機構用止め具
２６２  マルチチャンバインクリザーバ（インクタンク）
２６４  シングルチャンバインクリザーバ（インクタンク）
２７１  ハウジング
２７２  出口ポート
２７３  出口開口
２７４  ウィック
２７５  後壁
２７６  ラッチレバー
２７８  ラッチ
２７９  ガイド機構
２８０  自由インクチャンバ
２８１  バルブ組立体
２８２  ボール
２８３  圧縮ばね
２８４  キャップ
２８５  シール面
２８６  空間
２８７  内面
２８８  プランジャ
２８９  Ｏリング
２９０  フランジ
２９１  ステム
２９２  延長部
３００  プリンタシャシー
３０２  給紙入口方向
３０３  印刷領域
３０４  媒体送り方向
３０５  キャリッジ走査方向
３０６  プリンタシャシーの右側
３０７  プリンタシャシーの左側
３０８  プリンタシャシーの前部
３０９  プリンタシャシーの後部
３１０  穴（紙送りモータ駆動ギヤ用）
３１１  供給ローラギヤ
３１２  供給ローラ
３１３  正転方向（供給ローラの）
３２０  ピックアップローラ
３２２  ターンローラ
３２３  遊びローラ
３２４  排紙ローラ
３２５  スターホイール
３３０  メンテナンスステーション
３７０  媒体の積み重ね
３７１  最上部の１枚の媒体
３８０  キャリッジモータ
３８２  キャリッジガイドレール
３８３  エンコーダフェンス
３８４  ベルト
３９０  プリンタ電子装置ボード
３９２  ケーブルコネクタ
【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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【図７】
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【図８】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【国際調査報告】
2013500184.tif 000016
2013500184.tif 000017
2013500184.tif 000018
2013500184.tif 000019
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