(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
一体形成構造体を備える、プリントヘッド内のインク圧力を制御するための装置（１）であって、
前記一体形成構造体（５）が、
堰（１３，１３‘）によって第１のチャンバ（１４，１４’）と第２のチャンバ（１５，１５‘）とに分離された少なくとも１つの制御リザーバ（１０，１０’）と、
インクを遠隔供給源から前記制御リザーバ（１０，１０’）の前記第１のチャンバ（１４，１４’）内に供給するための、前記第１のチャンバ（１４，１４’）から前記一体形成構造体（５）の縁部上の入口ポート（２１，２１‘）へ延びる少なくとも１つの入口通路（１１，１１‘）と、
前記制御リザーバ（１０，１０’）からインクの前記遠隔供給源に流体を再循環させるための、前記第２のチャンバ（１５，１５‘）から前記構造体（５）の縁部上の出口ポート（２３，２３’）へ延びる少なくとも１つの流体出口通路（２０，２０‘）と、
インクをプリントヘッドに供給するための又はプリントヘッドから受け取るための、前記第１のチャンバ（１４，１４’）と連通している少なくとも１つのインク供給ポート（２２，２２‘）と、
前記制御リザーバ（１０，１０‘）内の空気圧を感知するための、前記制御リザーバ（１０，１０‘）から前記一体形成構造体（５）の縁部上の圧力ポート（２６，２６’）へ延びる、圧力感知のための通路を有する圧力制御システムであって、前記圧力感知のための通路は空気チャンバ（２４，２４‘）を含み、前記空気チャンバ（２４，２４’）は少なくとも一つのバッフル（２５，２５‘）を含む、前記圧力制御システムと、
を有する、装置。
【請求項２】
前記第１のチャンバから少なくとも１つの前記インク供給ポートへ延びる少なくとも１つのインク接続通路をさらに含む、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記一体形成構造体が付加的製造プロセスによって形成される、請求項１に記載の装置。
【請求項４】
前記付加的製造プロセスが光造形である、請求項３に記載の装置。
【請求項５】
前記制御リザーバの各々が専用入口通路及び／又は専用流体出口通路を有する、請求項１に記載の装置。
【請求項６】
前記バッフルが、使用中、該バッフルと前記圧力ポートとの間の流体が排出して前記制御リザーバ内に戻るように傾斜される、請求項１に記載の装置。
【請求項７】
前記圧力ポートに接続された又は前記圧力ポート内に保持された圧力センサをさらに備える、請求項１に記載の装置。
【請求項８】
圧力感知のための前記通路の一部から前記一体形成構造体の前記縁部上の圧力制御ポートへ延びる圧力制御通路をさらに備える、請求項１に記載の装置。
【請求項９】
前記圧力制御通路が前記空気チャンバから前記圧力制御ポートへ延びる、請求項８に記載の装置。
【請求項１０】
前記制御リザーバの各々が専用圧力制御システムを有する、請求項１に記載の装置。
【請求項１１】
前記プリントヘッドに供給するために、リンス流体及び／又は空気が前記一体形成構造体を通って流れることを可能にする少なくとも１つの通路をさらに備える、請求項１に記載の装置。
【請求項１２】
少なくとも１つのリンス通路と、少なくとも１つの空気通路とを備える、請求項１１に記載の装置。
【請求項１３】
前記リンス通路の少なくとも１つと前記空気通路の１つとが併合して組み合わせ流を形成する、請求項１２に記載の装置。
【請求項１４】
リンス通路が空気通路内に出ていく、請求項１２に記載の装置。
【請求項１５】
前記一体形成構造体が２つ以上のリザーバを含む単一の構造体であり、
前記リザーバの各々が、
インクを遠隔供給源から前記リザーバの前記第１のチャンバ内に供給するための、前記第１のチャンバから前記構造体の縁部上の入口ポートへ延びる少なくとも１つの入口通路と、
流体を前記リザーバからインクの前記遠隔供給源に再循環させるための、前記第２のチャンバから前記構造体の縁部上の出口ポートへ延びる少なくとも１つの流体出口通路と、
インクをプリントヘッドへ供給するための又はプリントヘッドから受け取るための、前記第１のチャンバと連通している少なくとも１つのインク供給ポートと
を有する、請求項１に記載の装置。
【請求項１６】
前記リザーバの各々が、前記第１のチャンバから前記少なくとも１つのインク供給ポートへ延びる少なくとも１つのインク接続通路をさらに有する、請求項１５に記載の装置。
【請求項１７】
当該装置が少なくとも１つの付加的な一体形成構造体を含み、
前記付加的な一体形成構造体の各々が、
堰によって第１のチャンバと第２のチャンバとに分離された少なくとも１つの制御リザーバと、
インクを遠隔供給源から前記制御リザーバの前記第１のチャンバ内に供給するための、前記第１のチャンバから前記付加的な一体形成構造体の縁部上の入口ポートまで延びる少なくとも１つの入口通路と、
前記制御リザーバからインクの前記遠隔供給源に流体を再循環させるための、前記第２のチャンバから前記一体形成構造体の縁部上の出口ポートへ延びる少なくとも１つの流体出口通路と、
インクをプリントヘッドに供給するための又はプリントヘッドから受け取るための、前記第１のチャンバと連通している少なくとも１つのインク供給ポートと、
を有する、請求項１に記載の装置。
【請求項１８】
前記付加的な一体形成構造体の各々は、前記第１のチャンバから前記少なくとも１つのインク供給ポートへ延びる少なくとも１つのインク接続通路をさらに有する、請求項１７に記載の装置。
【請求項１９】
前記付加的な一体形成構造体の少なくとも１つが２つ以上のリザーバを含み、
前記リザーバの各々が、
インクを遠隔供給源から前記リザーバの前記第１のチャンバ内に供給するための、前記第１のチャンバから前記付加的な一体形成構造体の縁部上の入口ポートへ延びる少なくとも１つの入口通路と、
流体を前記リザーバからインクの前記遠隔供給源に再循環させるための、前記第２のチャンバから前記一体形成構造体の縁部上の出口ポートへ延びる少なくとも１つの流体出口通路と、
インクをプリントヘッドへ供給するための又はプリントヘッドから受け取るための、前記第１のチャンバと連通している少なくとも１つのインク供給ポートと、
を有する、請求項１７に記載の装置。
【請求項２０】
前記リザーバの各々が、前記第１のチャンバから前記少なくとも１つのインク供給ポートへ延びる少なくとも１つのインク接続通路をさらに有する、請求項１９に記載の装置。
【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で用いる又はこれと共に用いるための装置に関する。具体的には、本発明は、プリントヘッドのプライミング（ｐｒｉｍｉｎｇ）のために、供給されるインクの圧力を変えることができ、かつ、制御された圧力でインク吐出位置にインクを供給できる、装置に関する。重要なことに、本発明は、複数のリザーバからインクを供給することができる装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
インクジェットプリンタでは、プリントヘッドからの一貫したインクの吐出を達成するために、吐出位置におけるインクの静圧を正確に制御することが必要である。欧州特許第１２２４０７９号及び欧州特許第１３６６９０１号に記載されるようなプリントヘッドにおいては、インク流量の正確な制御も必要である。欧州特許第１２２４０７９号及び欧州特許第１３６６９０１号に記載されるプリントヘッドにおける圧力は、約±２０Ｐａまで正確である必要があり、それらの周期的な変動は、印刷品質における視認可能なばらつきをなくすために、約±２Ｐａ未満でなければならないことが、経験から分かっている。
【０００３】
プリントヘッドに供給されるインクの圧力を制御する簡単な方法は、重力を用いることである。インクリザーバは、インクの表面が大気圧に開かれ、インクリザーバは、プリントヘッドのレベルの上方又は下方に取り付けられ、プリントヘッドによって要求されるような、正又は負のインク圧力を発生する。吐出位置において必要な入口圧力は、プリントヘッドに対してインクリザーバの相対的高さを機械的に調整することにより、設定することができる。また、ポンプによって、リザーバにインクを供給することもできる。
【０００４】
幾つかのインクジェットプリンタは、プリントヘッドを通ってインクが絶えず流れることを必要とし、これは、プリントヘッドが入口と出口の両方を有し、インクがプリントヘッドの内外に流れることを可能にすることを必要とする。これらのプリンタにおいては、出口管から、プリントヘッドの下方の所定のレベルへ、インクを大気圧に流すことを可能にすることにより、この出口におけるインクの圧力を重力によって制御することもできる。このレベルは、吐出位置において正しい動作条件（インク圧力及び流量など）を達成するように、機械的に調整することもできる。
【０００５】
重力供給システムの周知の不利な点は、以下の通りである。：
・圧力を変えるのに、リザーバを物理的に動かす必要がある。
・リザーバの位置は、必要とされる圧力によって決定される。
・リザーバの全ての調整可能な範囲に適応するように、大きな体積の空間が必要になる。
・印刷中に必要とされる圧力とは大変異なる圧力でインクを供給することにより、インクによるプリントヘッドのプラミングを助けることができる。重力供給システムでは、リザーブを動かして、これらの圧力を達成するために、大きな空間と、典型的には、かなりの時間が必要である。
・インクの表面は、大気に開かれていなければならず、埃又は他の汚染物がインクを汚染するリスクが高まる。
【０００６】
国際公開第９７／４４１９４号及び欧州特許第１０９２５４８号は、インクが、堰を用いて、リザーバ内の一定のレベルすなわち高さに維持される、インク供給システムを記載するが、これらのシステムは全て、重力を用いて吐出位置における圧力を設定するものである。
【０００７】
国際公開第２００６／０３０２３５号は、流体供給装置を含むノズルの入口及び出口におけるインクの圧力が、流体供給装置を含むノズルからの、入口及び出口における堰の上方の空気の圧力を制御することによって制御されるシステムを記載する。堰の機能を維持するために、リザーバから堰を超えて流れたインクを取り除く必要がある。
【０００８】
国際公開第２００６／０３０２３５号は、このことを、主インクタンク内のインク圧力を下げることによって、流れ制限部を通って主インクタンクにインクを吸い戻すことを可能にすることによって行い得る方法を記載する。しかしながら、インクがリザーバから主インクタンク内に引き込まれる速度は、リザーバに対するインクタンクの位置に依存し、そのことを考慮して制限量を補償することが必要になる。さらに、インクがリザーバから主インクタンク内に引き出される速度は、任意の特定の瞬間において、ガス又はインクのいずれが流量制限部を通るかに依存する。非常に短い応答時間をもった制御システムを用いて圧力を非常に慎重に制御しない限り、流量の変動がリザーバ内の圧力の変動につながる傾向がある。
【０００９】
この問題を回避するために、国際公開２００６／０３０２３５号において、フロートを用いる方法が提示される。これらのフロートの高さは、センサを用いて監視され、そのため、オーバーフローが十分に迅速に排出されないこと、又は空気が引き抜かれることが回避される。しかしながら、フロートとセンサを含ませることで、システムのコストが高くなり、付加的な故障のメカニズムを導入することになる。
【００１０】
国際公開第２００８／０３５１２０号は、閉鎖したリザーバと、リザーバ内に配置され、リザーバを第１及び第２のチャンバに分離するように構成された堰とを含み、第１のチャンバは、第１の遠隔位置から液体を受け取るための入口を有し、堰は、第１のチャンバ内の液体のレベルを一定の高さに維持できるように配置され、リザーバは、周囲大気から密封される、制御された圧力で液体を供給する又は受け取るためのインク管理システムを開示し、このシステムは、第２のチャンバ内に配置され、リザーバ内に収容された液体及びガスを取り除くように構成された圧送出口をさらに含む。
【００１１】
周囲大気とは独立した堰をもつリザーバを有する利点は、リザーバ又は堰の高さを調整する必要なしに、インクの表面へのガスの圧力を調整することによって、インクの圧力を制御できることである。ガスの圧力の制御には、圧力センサ、アクチュエータ、及び圧力を制御するために能動的フィードバックループ内に配置された幾つかの制御電子回路を要することがある。
【００１２】
プリントヘッドに近いインク圧力制御装置（ローカル・インク・フィード（Ｌｏｃａｌ  Ｉｎｋ  Ｆｅｅｄ）すなわちＬＩＦと呼ばれることもある）は、プリントヘッドが正しく機能するように、インク圧力を正確かつ確実に制御する必要がある。
【００１３】
典型的には、周知のＬＩＦは、インク、リンス流体、及び空気を構成要素間で運ぶために可撓性チューブで相互接続された、金属シャーシ上に支持される別個の構成要素から組み立てられる。接続を容易にするために、構成要素には、典型的には、有棘チューブコネクタが取り付けられるか、又は必要に応じてマニホルド・ブロック上に取り付けられるので、構成要素の数が増える。多数の構成要素及びコネクタは、流量の考慮事項からのそれらの相対位置に対する制約と併せて、製造するのに費用がかかり、組み立て及び保守が困難な複雑な組立体をもたらす。また、多数の構成要素及びコネクタは、重く大きいものとなり、ローカル・インク・フィードを、圧力を調節するプリントヘッドから離して配置させることを余儀なくし、接続チューブ内の圧力降下により引き起こされるプリントヘッドにおける圧力制御が不正確になる。大きなサイズのＬＩＦはまた、プリンタ機器を望ましくなく大きいものにもする。さらに別の問題は、流体コネクタが気泡を閉じ込め、プリントヘッドに信頼できないインクの流れをもたらす傾向があることである。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
本発明は、上で特定された問題の少なくとも１つを克服すること、すなわち、信頼性の高い圧力制御装置を製造すること、コンパクトで軽量であり、好ましくはプリントヘッド自体に統合することができる装置を作製すること、及びはるかに低コストで、組み立てが非常に簡単な装置を製造することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明によれば、プリントヘッド内のインク圧力を制御するための装置が提供され、この装置は、一体形成構造体であって、堰によって第１のチャンバと第２のチャンバに分離された少なくとも１つの制御リザーバと、インクを遠隔供給源からリザーバの第１のチャンバ内に供給するための、第１のチャンバから構造体の縁部上の入口ポートへ延びる少なくとも１つの入口通路と、リザーバからインクの遠隔供給源に流体を再循環させるための、第２のチャンバから構造体の縁部上の出口ポートへ延びる少なくとも１つの流体出口通路と、インクをプリントヘッドに供給する又はプリントヘッドから受け取るための、第１のチャンバと連通している少なくとも１つのインク接続通路とを有する、一体形成構造体を含む。
【００１６】
本発明のさらに別の実施形態によれば、プリントヘッド内のインク圧力を制御するための装置が提供され、この装置は、一体形成構造体であって、堰によって第１のチャンバと第２のチャンバに分離された少なくとも１つの制御リザーバと、インクを遠隔供給源からリザーバの第１のチャンバ内に供給するための、第１のチャンバから構造体の縁部上の入口ポートへ延びる少なくとも１つの入口通路と、リザーバからインクの遠隔供給源に流体を再循環させるための、第２のチャンバから構造体の縁部上の出口ポートへ延びる少なくとも１つの流体出口通路と、インクをプリントヘッドへ供給する又はプリントヘッドから受け取るための、第１のチャンバと連通している少なくとも１つのインク供給ポートとを有する、一体形成構造体を含む。
【００１７】
従って、本発明は、ＬＩＦを単一の構成要素に統合し、それにより、内部の可撓性チューブ及びコネクタをなくし、相互接続部の長さを低減して、ＬＩＦをはるかにより信頼性の高いものにすることにより、信頼性問題を克服する。組み立て及び保守のために相互接続部にアクセスする必要がないので、ＬＩＦの内部要素を互いにより近接して配置することができ、そのため、結果として得られるＬＩＦは、はるかに小さいものとなり、プリントヘッド自体とより近接させることが可能になる。
【００１８】
この装置は、第１のチャンバから少なくとも１つのインク供給ポートへ延びる少なくとも１つのインク接続通路を含むことが好ましい。
【００１９】
構造体は、光造形（ｓｔｅｒｅｏｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｙ）などの付加的製造プロセスによって形成されることが好ましい。光造形などの付加的プロセスで構造体を製造することにより、これは、典型的には軽量の樹脂で作製された単一の構成要素内に、再入可能な構造部（ｒｅ−ｅｎｔｒａｎｔ  ｆｅａｔｕｒｅ）及びブラインド通路を簡単かつ安価に作製することを可能にする。
【００２０】
各リザーバは、専用入口通路及び／又は専用流体出口通路を有することができる。
【００２１】
リザーバ内の空気圧を感知するための、リザーバから構造体の縁部上の圧力ポートへ延びるさらに別の通路を有する圧力制御システムを設けることができる。
【００２２】
圧力感知通路は、空気チャンバを含むことが好ましい。空気チャンバは、少なくとも１つのバッフルを含むことが好ましい。バッフルは、使用中、バッフルと圧力ポートとの間の流体が排出してリザーバに戻るように傾斜させることができる。制御リザーバの真上にあることが好ましい空気チャンバの使用及び／又はバッフルの使用により、ＬＩＦ洗浄動作中、流体が圧力センサ内に入るのが阻止される。圧力センサは、圧力ポートに接続されてもよく、又は圧力ポート内に保持されてもよい。
【００２３】
装置は、圧力感知通路の一部から構造体の縁部上の圧力制御ポートへ延びる圧力制御通路をさらに含むことができる。圧力制御通路は、空気チャンバから圧力制御ポートへ延びることが好ましい。典型的には装置の上部において圧力感知要素及び圧力制御要素が同一場所配置（ｃｏ−ｌｏｃａｔｉｏｎ）は、圧力隔離弁が不要にするので、ここでも構成要素の数の低減を意味する。このことは、装置の複雑さを低減させ、構成要素の数を低減させる。
【００２４】
圧力感知要素は、典型的には、空気圧力により働くように設計されており、インク及び／又はリンス流体が、感知要素と接触するのを防止することが重要である。従来の方法は、圧力下でリンスを制御リザーバ内に導入する自動洗浄動作中は閉にされる隔離弁を採用していた。しかしながら、圧力感知要素及び圧力制御要素の同一場所配置は、洗浄動作中、オリフィス弁（圧力制御要素）を閉にし、それにより空気チャンバ内の空気を加圧し、リンスが空気チャンバに入ることを防止し、センサを乾燥状態に保持することによって、リンスがセンサに達するのを防止することを意味する。このことは、隔離弁をチャンバとセンサとの間に配置する必要性をなくす。
【００２５】
各リザーバは、それ自体の専用の圧力制御システムを有することが好ましい。
【００２６】
装置は、プリントヘッドに供給するために、リンス流体及び／又は空気が構造体を通って流れることを可能にする少なくとも１つの通路をさらに含むことができる。少なくとも１つのリンス通路及び少なくとも１つの空気通路が設けられることが好ましい。リンス通路の少なくとも１つ及び空気通路の１つは併合して組み合わせ流を形成することができる。少なくとも１つのリンス通路が、空気通路内に出ていくことができる。空気通路ごとに１つのリンス通路があることもあり、又は１つより多いリンス通路が、任意の所定の空気通路内に出ていくこともある。
【００２７】
一方のリザーバがプリントヘッドに液体を供給し、他方のリザーバがプリントヘッドから液体を受け取り、それによりプリントヘッドに供給された液体の圧力、及びプリントヘッドから取り除かれた液体の圧力が制御され、インクが、制御された速度及び制御された圧力でプリントヘッドを通って流れるようにする、本発明による装置を含むインクジェットプリンタを提供することができる。
【００２８】
或いは、複数のリザーバは、異なるインクをプリントヘッド又は複数のプリントヘッドに供給することができ、１つのインク、又は、例えば、シアン、マゼンタ、イエロー及びブラックのインクなどの複数のインクをさらに供給することができる。
【００２９】
一体形成構造体は、少なくとも２つのリザーバを含む単一の構造体とすることができ、各々のリザーバは、インクを遠隔供給源からリザーバの第１のチャンバ内に供給するための、第１のチャンバから構造体の縁部上の入口ポートへ延びる少なくとも１つの入口通路と、流体をリザーバからインクの遠隔供給源に再循環させるための、第２のチャンバから構造体の縁部上の出口ポートへ延びる少なくとも１つの流体出口通路と、インクをプリントヘッドに供給する又はインクをプリントヘッドから受け取るための、第１のチャンバからインク供給ポートへ延びる少なくとも１つのインク接続通路とを有する。
【００３０】
一体形成構造体は、２つ又はそれより多いリザーバを含む単一の構造体とすることができ、各々のリザーバは、インクを遠隔供給源からリザーバの第１のチャンバ内に供給するための、第１のチャンバから構造体の縁部上の入口ポートへ延びる少なくとも１つの入口通路と、流体をリザーバからインクの遠隔供給源に再循環させるための、第２のチャンバから構造体の縁部上の出口ポートへ延びる少なくとも１つの流体出口通路と、インクをプリントヘッドに供給する又はインクをプリントヘッドから受け取るための、第１のチャンバからインク供給ポートへ延びる少なくとも１つのインク供給ポートとを有する。
【００３１】
各々のリザーバは、第１のチャンバから少なくとも１つのインク供給ポートへ延びる少なくとも１つのインク接続通路を有することができる。
【００３２】
装置は、少なくとも１つの付加的な一体形成構造体を含むことができ、その構造体の各々は、堰によって第１のチャンバと第２のチャンバに分離された少なくとも１つの制御リザーバと、インクを遠隔供給源からリザーバの第１のチャンバ内に供給するための、第１のチャンバから構造体の縁部上の入口ポートまで延びる少なくとも１つの入口通路と、リザーバからインクの遠隔供給源に流体を再循環させるための、第２のチャンバから構造体の縁部上の出口ポートまで延びる少なくとも１つの流体出口通路と、インクをプリントヘッドに供給する又はプリントヘッドから受け取るための、第１のチャンバからインク供給ポートへ延びる少なくとも１つのインク接続通路とを有する。
【００３３】
装置は、少なくとも１つの付加的な一体形成構造体を含むことができ、その構造体の各々は、堰によって第１のチャンバと第２のチャンバに分離された少なくとも１つの制御リザーバと、インクを遠隔供給源からリザーバの第１のチャンバ内に供給するための、第１のチャンバから構造体の縁部上の入口ポートまで延びる少なくとも１つの入口通路と、リザーバからインクの前記遠隔供給源に流体を再循環させるための、第２のチャンバから構造体の縁部上の出口ポートまで延びる少なくとも１つの流体出口通路と、インクをプリントヘッドに供給する又はプリントヘッドから受け取るための、第１のチャンバと連通している少なくとも１つのインク供給ポートとを有する。
【００３４】
各々の付加的な一体形成構造体は、第１のチャンバから少なくとも１つのインク供給ポートへ延びる少なくとも１つのインク接続通路をさらに有することができる。
【００３５】
付加的な一体形成構造体の少なくとも１つは、２つ又はそれより多いリザーバを含むことができ、各々のリザーバは、インクを遠隔供給源からリザーバの第１のチャンバ内に供給するための、第１のチャンバから構造体の縁部上の入口ポートへ延びる少なくとも１つの入口通路と、流体をリザーバからインクの前記遠隔供給源に再循環させるための、第２のチャンバから構造体の縁部上の出口ポートへ延びる少なくとも１つの流体出口通路と、インクをプリントヘッドへ供給する又はプリントヘッドから受け取るための、第１のチャンバと連通している少なくとも１つのインク接続通路とを有する。
【００３６】
付加的な一体形成構造体の少なくとも１つは、２つ又はそれより多いリザーバを含むことができ、各々のリザーバは、インクを遠隔供給源からリザーバの第１のチャンバ内に供給するための、第１のチャンバから構造体の縁部上の入口ポートへ延びる少なくとも１つの入口通路と、流体をリザーバからインクの前記遠隔供給源に再循環させるための、第２のチャンバから構造体の縁部上の出口ポートへ延びる少なくとも１つの流体出口通路と、インクをプリントヘッドへ供給する又はプリントヘッドから受け取るための、第１のチャンバと連通している少なくとも１つのインク供給ポートとを有する。
【００３７】
各々のリザーバは、第１のチャンバから少なくとも１つのインク供給ポートへ延びる少なくとも１つのインク接続通路をさらに有することができる。
【００３８】
ここで、本発明のシステム例を、添付の図面を参照して説明する。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】周知のシステムの概略図である。
【図２】本発明の一例の正面及び片側からの斜視図である、
【図３】後面からの図２の装置の部分内部図を示す。
【図４】正面からの図２の装置の部分内部図である。
【図５】本発明の別の例の概略斜視図である。
【図６】プリントヘッドに接続された図５の例の立面図である。
【発明を実施するための形態】
【００４０】
図１は、インクリザーバ１０を示し、このインクリザーバ１０には、遠隔位置（図示せず）から入口管１１を通してインク１が供給される。インクは、出口管１２を介してリザーバの底部からプリントヘッド（図示せず）へ出ていく。リザーバ１０内には、リザーバを第１のチャンバ１４と第２のチャンバ１５に分離する堰１３が配置される。インクは、堰１３の上部の高さに達するまで、入口管１１を通して第１のチャンバ１４に圧送され、上部の高さに達した時点で、堰１３を超えて第２のチャンバ１５へとオーバーフローする。一定の高さの堰は、第１のリザーバ内のインクの体積、及び、インク表面とプリントヘッド吐出位置との間の垂直方向の変位を一定にする。インクは、オーバーフロー戻りライン２０を通してインクを圧送することによって、第２のチャンバ１５から取り除かれる。オーバーフロー戻りラインは、第２のチャンバ１５からインクとガスの両方を圧送するように構成される。
【００４１】
また、リザーバ１０におけるインク１の表面の上方の空気圧も制御され、この空気圧は、圧力センサ１６によって測定することができる。空気は、（任意の所定の圧力の空気を供給できる）抽気弁１７を通して、リザーバ１０の内外に抽気することができ、又は、ポンプ１８によってリザーバ内に又はそこから圧送して、リザーバ内の圧力を設定点に維持することができる。リザーバ１０内のインク１の表面の上方の空気圧は、制御すること、制御電子回路１９によって所望の設定点に設定すること、又はコンピュータ（図示せず）を介してプログラムすることができる。本例では、空気が説明されるが、任意の他の適切なガスを用いてもよい。
【００４２】
また、リザーバ１０は、インクの表面の上方の空気圧を制御するために、ポンプ１８を必要としないように構成することもできる。本例においては、オーバーフロー戻りライン２０の圧送速度は、インクが堰１３をオーバーフローする際、リザーバ１０の第２のチャンバ１５内にインクが供給される速度よりも速い。従って、インクと空気の両方が、常にリザーバ１０から圧送されることになる。これは、リザーバ１０における空気の圧力を低下させる。リザーバ１０内の圧力は、抽気弁１７を通して空気をリザーバ１０内に抽気して、圧力を所望の設定点に維持することにより、制御することができる。ポンプ１８がない本例においては、部品の数が少なく、従って、信頼性がより高いため、あまり複雑でないシステムがもたらされる。
【００４３】
リザーバ１０の設計のため、リザーバ内のインクは一定の動きに保たれ、このことは、幾つかのシステムでは、顔料などのインク内の不溶解材料の良好な分散を維持するために必要とされる穏やかな撹拌をインク内に生じさせる。
【００４４】
リザーバ１０内の空気圧の制御によって、リザーバをプリントヘッドの近くに取り付け、長さの長い配管の必要性をなくすことが可能になる。これは、例えば走査プリントヘッドと併せて走査することもできる、よりコンパクトな印刷システムをもたらす。
【００４５】
幾つかのインクジェットシステムにおいては、（図示されるような）単一のリザーバで十分であるが、他のシステムでは、インクが、プリントヘッドの周りを流れることを必要とし、このため、２つのリザーバが必要とされる。重力供給式の２つのリザーバ・システムにおいては、一方のリザーバは、プリントヘッドからインクを受け取り、吐出位置の下方のレベルに配置されることを必要とし、もう一方のリザーバは、プリントヘッドにインクを供給し、他方のリザーバよりも上方のレベルに配置されることを必要とする。本発明のシステムにおいては、両方のリザーバとも、それらの位置に関係なく、リザーバ内のガスの圧力を変化させることによって、所望の圧力に設定することができる。従って、２つのリザーバをプリントヘッドに対して正確な高さに維持する必要はない。さらに、２つのリザーバ・システムにおいては、プリントヘッドを通る流れは、各リザーバ内の圧力を調整することによって、容易に逆にすることができる。
【００４６】
特定の例においては、リザーバは、−５０Ｐａの圧力で、プリントヘッドにインクを供給するために用いられる。リザーバは、プリントヘッドの約１５０ｍｍ上方に取り付けられ、リザーバ内の空気圧は、大気圧に対して約−１５５０Ｐａである。インクは、入口リザーバ内に２５ｍｌ／分で圧送され、インクと空気は、オーバーフローから３０ｍｌ／分で圧送される。インクは、リザーバからプリントヘッドへ、約２０ｍｌ／分で流れる。チャンバ内の圧力は監視され、チャンバ内への空気流は、所望の圧力に維持するために、電子的に制御されるオリフィスを用いて制御される。制御回路の測定周波数は、１０ｋＨｚであり、実際の応答時間は、１０ミリ秒より良好であり、インク供給ポンプ及びインクオーバーフロー・ポンプからのパルスが、±５Ｐａ内に平滑化されることを可能にする。リザーバ内のインクの体積は、いつでも、１．８ｍｌであり、空気の体積は、２．４ｍｌである。
【００４７】
本発明は、図２〜図４に示される。本発明の本例においては、多数のリザーバが、単一の一体形成構造体内に形成される。多数のリザーバは、複数の供給リザーバ、複数の受け取りリザーバ（すなわち、プリントヘッドからインクを受け取るもの）、又は供給リザーバと受け取りリザーバの組み合わせとすることができる。
【００４８】
図２〜図４は、後述の種々の構成要素が一体的に形成された一体形成構造体５を有する、一般的に統合ローカル・インク・フィード（ＬＩＦ）と呼ばれる装置１を示す。特に、図３及び図４は、各々が図１の構成と一致して設計される、２つのリザーバ１０、１０’を示す。従って、各リザーバ１０は、それぞれのリザーバを第１のチャンバ１４と第２のチャンバ１５に分離する、一定の高さの堰１３を含む。
【００４９】
各リザーバは、さらに以下を有する。：
・インクの遠隔供給源（図示せず）から、ＬＩＦの上面の入口ポート２１に接続されたチューブを介して、インクを第１のチャンバ内に供給する、第１のチャンバ内への入口通路１１。
・インクと空気を第２のチャンバからインクの遠隔供給源に圧送して戻すことができる、第２のチャンバから戻りポート２３への出口通路２０。
・リザーバ内のインクのレベルよりも上方の空気圧を測定するために、圧力センサ１６が取り付けられるポート２６に、リザーバの上部を接続する通路。この通路は、本例では、バッフル２５（少なくとも１つのバッフルを使用することができる）によって細分された空気チャンバ２４を含む。バッフルは、特に、ＬＩＦが洗浄用「リンス」流体で流される動作モードの間、圧力センサの動作に悪影響を与える恐れがある流体が、圧力センサ１６に達するのを防止する働きをする。バッフル２５は、あらゆる流体が、バッフルから排出してリザーバ内に戻るように傾斜される。このことは、従来の設計における、リザーバ１０と圧力センサ１６との間に配置されていた隔離弁に対する必要性をなくす。
・ポート２６に隣接する前述のバッフル付き空気チャンバの上部からつながる通路２７も、空気がリザーバの内外に周囲大気との間で流れることを可能にするように制御可能な比例弁１７（すなわち、電気的に制御されたオリフィス）に接続するためのポートに接続される。空気チャンバン２４から弁１７及び圧力センサ１６への接続部の同一場所配置は、弁１７がその閉位置に設定され、それによりバッフル付きチャンバ２４を通って上昇しようする流体の作用がチャンバ２４内の空気を加圧し、流体がセンサ１６に達するほど上昇するのを防止するように構成することによって、前述の洗浄動作中に流体が圧力センサに達する可能性をさらに低減させる。
・プリントヘッドにインクを供給する又はプリントヘッドからインクを受け取るための、第１のチャンバと連通しているプリントヘッド接続（インク供給又は戻り）ポート２２。このインク供給ポートは、第１のチャンバに直接接続することができる。例えば、プリントヘッド接続（インク供給又は戻り）ポート２２は、第１のチャンバ上（図示せず）、例えば第１のチャンバの基部に配置することができる。或いは、第１のチャンバの基部をプリントヘッド接続（インク供給又は戻り）ポート２２と接続するインク接続通路１２を設けることもできる。
【００５０】
ＬＩＦは、プリントヘッドを洗浄するためにリンス流体の供給を空気と混合するのに用いられる内部通路の構成をさらに含む。これは、空気入口ポート３０から出口ポート３１への空気経路３５を含み、空気経路３５の中に、リンス入口ポート３３から前述の空気経路内の空気流内にリンスを吐出するリンス供給経路３２が入っていく。
【００５１】
上述のような１つのヘッド用のＬＩＦの機能要素を単一のＳＬＡ構成要素内に容易に複製し、例えば、４つのプリントヘッドのＣＭＹＫセットなどの、多数のプリントヘッドを供給することができる。
【００５２】
装置１００（ＬＩＦ）が別個の一体形成構造体５、５’を有する、本発明のさらに別の例が、図５及び図６に示される。本例では、各構造体５、５’は、図１に関して上述されたタイプの単一のリザーバを有するが、図２〜図４に関して説明された統合された通路及びポートを有する。こうした構成は、内部の可撓性チューブ及びコネクタをなくし、相互接続部の長さを低減させることによって信頼性問題を克服するといった同じ利点から利益を得る。組み立て及び保守のために相互接続部にアクセスする必要がないので、種々の内部要素を互いにより近接して配置することができ、そのため、結果として得られる装置は、はるかに小さいものとなり、プリントヘッド１１０自体とより近接させることが可能になる。
【００５３】
この構成の理由の１つは、特定のデバイスが、ＬＩＦが占める領域を通って駆動電子回路に接続するために、可撓性回路がプリントヘッド１１０の背面から出ていることが必要となり得ることである。このことは、ＬＩＦ１が、２つの半体５、５’であり、２つの半体の各々がリザーバの少なくとも１つを有した状態で、出てくる可撓性回路の両側に１つずつあることを余儀なくさせる。
【００５４】
従って、構造体は、典型的には、対でプリントヘッドに取り付けられ、２つの構造体しか示されないが、多数のプリントヘッドが使用された場合には、典型的には、多数の対を提供できると考えられる。
【００５５】
図５及び図６は、各々が単一のリザーバを含む別個の構造体を示すが、別個の構造体は、図２〜図４の構成のような多数のリザーバを含み得ると考えられる。
【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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