(57)【要約】【課題】  インクリザーバを通気するための構成および方法を提供する【解決手段】  インクリザーバー１００には、本体１３２と、前記本体１３２に設けられたカバー１３６とが設けられている。通気口１２０は、カバー１３６に設けられている。通気口１２０は、通気穴１３８を備えている。通気口１２０は、カバー１３６を貫通していると共に、通気穴１３８と流体結合してインクリザーバの外部を取り巻く大気へ延在している。疎油化処理が施されている多孔性膜１６０通気穴１３８を覆うように設けられ、それにより前記多孔性膜がインクをはじくよう作用し、かつ前記多孔性膜および前記通気口を通って空気が流れることができる多孔性膜とを備えている。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
本体と、
前記本体に設けられたカバーと、
前記カバー内に設けられ、前記カバーを貫通する通気穴および前記通気穴をインクリザーバの外部を取り巻く大気に流体連通させる細長い通気路を備えた通気口と、
疎油化処理が施されていると共に前記通気穴を覆うように配置された多孔性膜とを備え、
前記多孔性膜がインクをはじくよう作用すると共に、前記通気口および前記多孔性膜を通って空気が流れることができるようにしているインクリザーバ。
【請求項２】
前記本体内に設けられ、インクを収容し、かつ前記本体を貫通する出口からインクが漏れるのを防止するよう作用している多孔性媒体をさらに備えている、請求項１に記載のインクリザーバ。
【請求項３】
前記細長い通気路は蛇行形状に形成されている、請求項１に記載のインクリザーバ。
【請求項４】
前記細長い通気路は、前記カバーの外面に設けられシールによって覆われている溝を備え、前記シールは、前記多孔性膜と反対側の前記通気穴を閉鎖している、請求項１に記載のインクリザーバ。
【請求項５】
プリントヘッドに流体結合されている、請求項１に記載のインクリザーバ。
【請求項６】
可撓性導管によってプリントヘッドに流体結合されている、請求項１に記載のインクリザーバ。
【請求項７】
インクリザーバのカバーに通気穴を貫通させるステップと、
前記カバー内に、前記インクリザーバの外部を取り巻く大気と前記通気穴との間の細長い通気路を配置することであって、それによって前記通気穴を前記大気に連通結合させる、細長い通気路を配置するステップと、
前記通気穴を覆うように、疎油化処理した多孔性膜を配置するステップを含み、
前記多孔性膜からインクをはじくと共に、前記大気と前記インクリザーバの内側との間に、前記細長い通気路、前記通気穴および前記多孔性膜を通って空気が流れることができるようにしているインクリザーバを通気する方法。
【請求項８】
インクリザーバからプリントヘッドにインクを供給するステップと、
前記プリントヘッドからインクを吐出するステップと、
前記インクリザーバ内の前記吐出されたインクを空気と置き換えるステップと
とを含み、
前記空気は、前記インクリザーバの外部を取り巻く大気から、前記インクリザーバのカバーに配置された細長い通気路を介して、前記細長い通気路に接続されるとともに前記カバーを貫通する通気穴を介して、前記通気穴を覆うように配置された疎油化処理した多孔性膜を介して、前記インクリザーバに流入し、前記疎油化処理した多孔性膜は、前記多孔性膜からインクをはじくようになっている、インクを定量供給する方法。
【請求項９】
前記インクの表面張力を低下させるように前記インクに界面活性剤を添加するステップをさらに含む、請求項８に記載のインクを定量供給する方法。
【請求項１０】
前記インクの表面張力を低下させるように前記インクに界面活性剤を添加するステップには、前記表面張力を約３０ダイン／ｃｍ以下になるように低下させることを含む、請求項９に記載のインクを定量供給する方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、包括的にインクリザーバに関する。
【背景技術】
【０００２】
プリンタ、ファクシミリ機等の画像形成装置には、紙等の印刷可能媒体上に印刷するためのプリントヘッドが使用されている。通常、インクは、流路を介してインクリザーバからプリントヘッドに供給されている。一つの用途では、インクリザーバとプリントヘッドは単一のユニット（たとえばプリントカートリッジ）を形成し、印刷の際、インクは、流路を介してインクリザーバからプリントヘッドに流れている。別の例では、インクリザーバとプリントヘッドは分離しており、印刷の際、インクは、インクリザーバとプリントヘッドを相互接続する可撓性ダクトを介してインクリザーバからプリントヘッドに流れている。インクジェット装置に用いられるような多くのプリントヘッドは、プリントヘッドに供給されるインクを気化させる抵抗器を備えている。これにより、インクをプリントヘッドのオリフィスから噴射させて、印刷可能媒体上にインクドットを印刷している。
【０００３】
インクリザーバからのインクの漏れを防止するために、インクをインクリザーバ内に保持する（retain）力をインクに及ぼすことが一般的である。たとえば、多くのインクリザーバは、インクを吸収および保持することが可能な、発泡体（またはインクスポンジ）等の多孔性媒体を収容している。インクスポンジの毛管作用は、インクをインクスポンジ中に引き込む力（毛管力）を及ぼして、インクスポンジから、したがってインクリザーバからインクが漏れるのを防止している。インクに保持力を及ぼすためにインクリザーバ内にブラダーを用いることも一般的である。
【０００４】
多くのインクリザーバは、大気圧に晒されて、リザーバ内の過度の減圧（プリントヘッドへのインクの流れを減少させるかまたは妨げる可能性がある）が防止されている。さらに、インクリザーバは、通気により、極端な環境条件に晒された場合に生じる可能性がある圧力上昇から軽減されるようになっている。極端な環境条件とは、たとえば出荷の際に被る可能性がある自動車内の高温または高高度での航空機内の低圧等である。
【０００５】
インクリザーバによっては、通気のために多孔性膜を使用するものもある。これらの膜は、通気口を通って空気が流れるようにすることができるとともに、通気口からインクが漏れるのを防止するように作用している。しかしながら、これらの膜の孔は、インクによって湿潤されると、これらの膜の孔が遮断される場合がある。さらに、最近多く開発されているタイプのインクは、高速印刷のためにインク送出速度を増大させることができるように表面張力が低くなっている（したがって、湿潤能力がより高い）。これらのインクが膜を湿潤させないようにするために、インクリザーバは、たとえばインクスポンジの約５０％〜７０％しかインクにより湿潤されないように充填されている。したがって、インクが膨張するか、またはリザーバが転倒した場合、インクスポンジの残部３０％〜５０％は、インクが多孔性膜と接触するのを防止するためにインクを吸収することになる。これらのインクが膜を湿潤させるのをさらに防止するために、多くの場合には、インクスポンジの毛管作用を高めており、インクスポンジ内にインクを保持するのに優れたより大きな毛管力をインクに及ぼすようにしている。これに伴う１つの問題としては、印刷する場合に、毛管作用がより低いインクスポンジよりも毛管作用が高いインクスポンジの方が、抽出することができるインクが少ないということである。このことは、印刷する場合に、インクスポンジからもはやインクを抽出することができないときに、毛管作用がより低いインクスポンジよりも毛管作用が高いインクスポンジの方が、内部に保持された送出不可能なインク（残留インク（stranded ink））が多くあることを意味している。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記の理由、および下記に述べる他の理由から、本明細書を読んで理解すれば、インクリザーバを通気するための代替形態が当該技術分野に必要とされていることが当業者には明らかとなるであろう。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の１つの実施形態は、本体および該本体に配置されたカバーを有するインクリザーバを提供する。通気口は、カバー内に配置されている。通気口は、カバーを貫通する通気穴、およびこの通気穴をインクリザーバの外部を取り巻く大気に連通結合させる細長い通気路を備えている。疎油化処理(an oleophobically treated)した多孔性膜が通気穴を覆うように配置され、それを配置することにより多孔性膜からインクがはじかれ、多孔性膜および通気口を通って空気が流れることができるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
本実施形態の以下の詳細な説明において、その一部をなす図面であって、本発明を実施することができる例示的な特定の実施形態が示されている添付の図面を参照する。これらの実施形態は、当業者が本発明を実施することができるように十分に詳細に説明され、本発明の範囲から逸脱されることなく、他の実施形態を用いることができ、かつ工程上、電気または機械上の変更がなされ得ることを理解されたい。したがって、以下の詳細な説明は、限定的な意味でとられるべきではなく、本発明の範囲は、本発明の添付の特許請求の範囲および等価物によってのみ定義される。
【０００９】
図１は、本発明の１つの実施形態を示すインクリザーバ１００の横断面図である。インクリザーバ１００は、外被１１０を備えており、この外被１１０は、通気口１２０および出口（または相互接続）ポート１３０を備えている。出口ポート１３０は、外被１１０の本体１３２を貫通している。１つの実施形態では、たとえばラベル、テープ等のシール１３４が本体１３２に固着（affix）されており、このシール１３４が出口ポート１３０を覆うように配置されている。シール１３４は、たとえばインクリザーバ１００を使用する前に出荷したり貯蔵したりする際に、出口ポート１３０を閉鎖するためのものである。シール１３４は、印刷する場合には外されるようになる。
【００１０】
１つの実施形態では、通気口１２０は、図１および図２（図１の線２−２に沿ったカバー１３６の図）に示すように、外被１１０のカバー１３６に配置されている。実施形態によっては、通気口１２０は、カバー１３６を貫通する通気穴１３８、および通気穴１３８に接続されるカバー１３６の外面１３５内に溝１４２を備えたものもある。１つの実施形態では、図２に示すように、溝１４２が蛇行形状に形成されている。カバー１３６の外面１３５に固着される、たとえばラベル、テープ等のシール１４６（図２に点線で示す）が、カバー１３６上に配置されて、外面１３５における通気穴１３８を閉鎖するようになっている。シール１４６は、また、溝１４２の開放側を閉鎖して、通気穴１３８に接続するとともに通気穴１３８から延出する細長い通気路１４４を形成している。しかしながら、図１および図２に示すように、シール１４６は、溝１４２の全範囲を覆わないようになっている。むしろ、溝１４２の部分１４０は、インクリザーバ１００の外部を取り巻く大気に晒されたままとなっている。したがって、通気路１４４は、インクリザーバ１００の外部を取り巻く大気に通気穴１３８を連通させている。１つの実施形態では、通気路１４４が蛇行形状に形成されている。別の実施形態では、通気穴１３８は、カバー１３６を略垂直方向に貫通しており、通気路１４４は、図１に示すように通気穴１３８に対し略垂直になっている。
【００１１】
通気口１２０は、インクリザーバ１００の外部の周囲条件の変化、たとえば周囲圧力および温度の変化に応じてインクリザーバ１００内の圧力を調整している。通気口１２０は、また、インクから流体を著しく蒸発させることなく、使用中にインクが出口ポート１３０を通ってインクリザーバ１００から引き出されるときに空気をインクに置き換えることができるようになっている。
【００１２】
多孔性膜１６０は、カバー１３６を挟んでシール１４６と反対側の位置で通気口１２０の通気穴１３８を覆うように配置されており、それにより空気が通気穴１３８、したがって通気口１２０を通って流れることができ、かつ多孔性膜１６０からインクをはじくように作用している。多孔性膜１６０からインクをはじくことにより、インクが多孔性膜１６０の孔、したがって通気口１２０を詰まらせることを防止している。通気路１４４と多孔性膜１６０を組み合わせることにより、空気が通気口１２０を通って流れることができ、インクが通気口１２０から漏れるのを防止している。各種実施形態の場合には、多孔性膜１６０は、熱かしめ、超音波溶接、接着等によってカバー１３６の内面１３７に固着されている。
【００１３】
１つの実施形態では、多孔性膜１６０は疎油化処理されている。別の実施形態では、疎油化処理により、多孔性膜１６０が、約３０ダイン／ｃｍ未満の表面張力を有するインクによる湿潤に耐える（あるいはインクをはじく）ことができるようにする。別の実施形態では、多孔性膜１６０は、疎油化処理された延伸ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）膜で形成されている。多孔性膜１６０のような多孔性膜を疎油化処理することは、多くの場合、多孔性膜１６０に対しフッ素原子を有する化合物、たとえばポリフルオロアルキル基、トリフルオロメチル(tryfluoromethyl)基、ペルフルオロアルキル基等を有する化合物を塗布することを含むことが当業者には理解されよう。疎油化処理した膜は、W.L.Gore&Associates（Newark,Delaware,USA）、日東電工株式会社（大阪、日本）、およびDonaldson Company,Inc.（Minneapolis,Minnesota,USA）から入手可能である。
【００１４】
多孔性媒体１５０は、インクリザーバ１００の内側１４８、すなわち本体１３２内に配設されている。多孔性媒体１５０は、インクを収容するとともに、シール１３４が外されると出口ポート１３０からインクが漏れるのを防止するように作用している。特に、多孔性媒体１５０は、出口ポート１３０からインクが漏れるのを防止するように作用する毛管力をインクに及ぼす毛管作用を有している。各種実施形態では、多孔性媒体１５０は、接着ポリエステル繊維、ポリウレタン、メラミン等の親水性毛管材である。
【００１５】
１つの実施形態では、間隙１６２により、カバー１３６が多孔性媒体１５０と分離されている。別の実施形態では、スペーサ１６４が、間隙１６２内に配置され、カバー１３６と多孔性媒体１５０との間に延びている。１つの実施形態では、スペーサ１６４は、カバー１３６と一体形のキャスタレーション(castellations)の形をしている。スペーサ１６４により、印刷の際にインクリザーバ１００からインクが引き出されたときに、通気口１２０からの空気が多孔性媒体１５０へ移動してインクに置き換わることができるようになっている。
【００１６】
インクリザーバ１００は、初めに、たとえば高さｈの最大約７５〜９５％まで多孔性媒体１５０を湿潤させるのに十分なインクを収容している。多孔性媒体１５０の残部および間隙１６２は、空気を収容している。１つの実施形態では、インクは、約３０ダイン／ｃｍ以下の表面張力を有している。動作の際に、シール１３４が外され、インクが出口ポート１３０を通ってインクリザーバ１００から引き出されるようになる。インクが引き出されると、外部の周囲空気が通気口１２０および多孔性膜１６０を通ってインクリザーバ１００に入り、引き出されたインクに置き換わるようになる。具体的には、空気は、カバー１３６に沿って溝部分１４０を流れ、通気路１４４を通り、通気穴１３８を通り、多孔性膜１６０の孔を通ってインクリザーバ１００の内側１４８に流入している。これは、リザーバ１００内の過度な減圧（リザーバ１００からのインクの流れを減少させるかまたは妨げる可能性がある）を防止するように作用している。
【００１７】
インクおよび空気の膨張が生じる場合、たとえばインクリザーバ１００が十分な高温または低圧に晒される場合、多孔性膜１６０および通気口１２０を通ってインクリザーバ１００の内側１４８からインクリザーバ１００の外側に空気が流れている。さらに具体的には、空気は、多孔性膜１６０の孔、通気穴１３８、通気路１４４、および溝部分１４０を通って、インクリザーバ１００の外部に流れている。これは、インクリザーバ１００内の圧力を低減するように作用している。インクが膨張して間隙１６２に入り、多孔性膜１６０と対面すると、多孔性膜１６０はインクをはじくことによって、インクが多孔性膜１６０内を通るのを防止することになる。これは、多孔性膜１６０の孔をインクがない状態に保つよう作用し、したがってこの孔を通って空気が流れることができるようにしている。
【００１８】
多孔性膜１６０は、また、インクを多孔性膜１６０と対面させるようにインクリザーバ１００が配置されたとき（たとえば多孔性膜１６０が多孔性媒体１５０の側面または下側に配置されるようにリザーバ１００の向きを変えたとき）にインクをはじくようになっている。これは、多孔性膜１６０の孔をインクがない状態に保つよう作用し、それにより、インクがインクリザーバ１００から流れると、空気が多孔性膜１６０、したがって通気口１２０を通過できるようにしている。
【００１９】
図３は、本発明の別の実施形態によるインク（またはプリント）カートリッジ３００を示している。図１および図３に共通の要素は、図１のように符号を付され、上述されたようなものである。プリントカートリッジ３００は、1つの実施形態では、インクリザーバ１００と一体形のプリントヘッド３１０（たとえばインクジェットプリントヘッド）を備えている。プリントヘッド３１０は、流路３２０によってインクリザーバ１００の出口ポート１３０に流体結合されている。インクリザーバ１００は、印刷の際に、インク（たとえば約３０ダイン／ｃｍ以下の表面張力を有するインク）を、流路３２０を介してプリントヘッド３１０に供給している。プリントヘッド３１０は、プリントカートリッジが、たとえばプリンタ、ファクシミリ機等の画像形成装置（図示せず）の移動キャリッジ（図示せず）によって印刷可能媒体３４０の上に搬送されたときに印刷可能媒体３４０（たとえば紙）上に印刷するために、プリントヘッド３１０に供給されたインクを吐出するオリフィス３３０を備えている。別の実施形態では、多孔性媒体１５０の毛管作用は、プリントヘッド３１０が印刷するよう作動していない場合、出口ポート１３０から、したがってオリフィス３３０からインクが漏れるのを防止するよう作用する毛管力をインクに及ぼすことになる。
【００２０】
別の実施形態では、インクは、プリントヘッド３１０内に配置された抵抗器３５０を用いてインクを気化させることによってオリフィス３３０から吐出されている。実施形態によっては、界面活性剤をインクに添加して、表面張力を約３０ダイン／ｃｍ以下になるように低下させ、インクリザーバ１００がプリントヘッド３１０に、したがってオリフィス３３０にインクを供給する速度を増加させるようにするものもある。これは、オリフィス３３０がインクを吐出する周波数を増大させるよう作用している。インクがオリフィス３３０から吐出されると、空気が通気口１２０および多孔性膜１６０を通ってインクリザーバ１００に流入して、オリフィス３３０から吐出されたインクに置き換わるようになる。１つの実施形態では、プリントヘッド３１０に固着される、たとえばラベル、テープ等のシール３６０（点線で示す）は、たとえばインクカートリッジ３００を使用の前に出荷したり貯蔵したりする際に、オリフィス３３０を閉鎖するためにオリフィス３３０を覆うように配置されている。シール３６０は、印刷する場合は外されるようになる。
【００２１】
図４は、本発明の別の実施形態によるインク付着システム４００を示している。図１および図４に共通の要素は、図１のように符号を付され、上述されたようなものである。インク付着システム４００は、プラスチックまたはゴム管等のような可撓性導管４２０によってインクリザーバ１００の出口ポート１３０に流体結合されるプリントヘッド４１０（たとえばインクジェットプリントヘッド）を備えている。印刷の際に、インクリザーバ１００は、インク（たとえば約３０ダイン／ｃｍ以下の表面張力を有するインク）を、導管４２０を介してプリントヘッド４１０に供給している。
【００２２】
１つの実施形態では、プリントヘッド４１０は、プリンタ、ファクシミリ機等の画像形成装置（図示せず）の移動キャリッジ（図示せず）に取り付けられ、インクリザーバ１００は、プリントヘッド４１０から離れた所で画像形成装置に固定されている。印刷の際、プリントヘッド４１０は、印刷可能媒体４２５（紙等）を横切って移動して印刷可能媒体４２５上に画像を付着させるが、インクリザーバ１００は静止したままである。可撓性導管４２０により、プリントヘッド４１０がインクリザーバ１００に相対して移動することができるようになっている。
【００２３】
プリントヘッド４１０は、印刷可能媒体４２５上に印刷するためにプリントヘッド４１０に供給されるインクを吐出するオリフィス４３０備えている。１つの実施形態では、インクは、プリントヘッド４１０内に配置された抵抗器４４０を用いてインクを気化させることによってオリフィス４３０から吐出されている。実施形態によっては、界面活性剤をインクに添加して、表面張力を約３０ダイン／ｃｍ以下になるように低下させ、インクリザーバがプリントヘッド４１０に、したがってオリフィス４３０にインクを供給する速度を増加させるようにするものもある。これは、オリフィス４３０がインクを吐出する周波数を増大させるように作用している。インクがオリフィス４３０から吐出されると、空気が通気口１２０および多孔性膜１６０を通ってインクリザーバ１００に流入し、オリフィス４３０から吐出されたインクに置き換わるようになる。１つの実施形態では、プリントヘッド４１０に固着される、たとえばラベル、テープ等のシール４６０（点線で示す）は、たとえばインク付着システム４００を使用の前に出荷したり貯蔵したりする際に、オリフィス４３０を閉鎖するためにオリフィス４３０を覆うように配置されている。シール４６０は、印刷する場合は外されている。
【００２４】
特定の実施形態を本明細書で説明し記載してきたが、同じ目的を達成すると推定されるいかなる構成も、示した特定の実施形態の代わりとなり得ることは当業者には理解されよう。本発明の多くの適用は、当業者には明らかであろう。したがって、本願は、本発明のいかなる適用または変形をも含むことを意図している。本発明が添付の特許請求の範囲およびその等価物によってのみ限定されることがはっきりと意図されている。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の１実施形態によるインクリザーバの横断面図である。
【図２】図１の線２−２に沿った図である。
【図３】本発明の別の実施形態によるプリントカートリッジを示す図である。
【図４】本発明の別の実施形態によるインク付着システムを示す図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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