(57)【要約】【課題】  負圧を発生する材料を使用しないインクタンクの提供。【解決手段】  インク用コンテナを画定するハウジングと、コンテナ内に配置される非多孔の毛管部材と、を含むインクタンクとその製造方法。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
インク用コンテナを画定するハウジングと、
前記コンテナ内に配置される非多孔の毛管部材と、
を含む、
インクタンク。
【請求項２】
前記毛管部材は前記ハウジングの一部として形成される、請求項１に記載のインクタンク。
【請求項３】
前記毛管部材は毛細管である、請求項１に記載のインクタンク。
【請求項４】
前記ハウジングに形成された出口に配置される芯を更に含む、請求項１に記載のインクタンク。
【請求項５】
インク用コンテナを画定するハウジングを含み、
前記コンテナは、負圧を発生する材料を実質的に含まない、
インクタンク。
【請求項６】
インク用コンテナを画定するハウジングを形成するステップと、
前記コンテナ内に非多孔の毛管部材を形成するステップと、
を含む、
インクタンクの製造方法。
【請求項７】
前記ハウジングに出口を形成するステップと、
前記出口に芯を形成するステップと、
を更に含む、
請求項６に記載のインクタンクの製造方法。
【請求項８】
所望の負圧を得るため、前記芯の材料と、前記毛管部材の相当径とを選択するステップを更に含む、請求項７に記載のインクタンクの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プリントヘッド用インクタンク、インクジェットカートリッジ等に関する。
【背景技術】
【０００２】
プリントヘッドは、インクタンクやカートリッジの一部として形成されてもよく、１つ以上のインクタンクやカートリッジを取り付けられるプリントヘッドインクタンク支持構造の一部として形成されてもよい。インクジェットプリントカートリッジの一例を図１に断面図で示す（例えば、特許文献１参照。）。カートリッジ１０は、インクコンテナ２２と、関連するプリントヘッド２４とを備える。インクコンテナ２２には出口３５が形成されている。インクコンテナ２２からプリントヘッド２４にインクを流すためのマニホルド部材４２が、インクパイプ４６Ａを介して出口に挿入されている。インクコンテナ２２にはインク含浸フォーム部材４０が収容され、図示された動作位置でインクパイプ４６Ａにより圧迫されている。インク含浸フォーム部材４０としてクローズドセル（独立気泡）・ネオプレンを使用できる。負圧を発生する材料をインクタンク内に使用するインクタンクとして、他にも多様な設計が知られている。
【０００３】
【特許文献１】米国特許第5,821,966号
【特許文献２】米国特許第5,971,531号
【特許文献３】米国特許第5,959,649号
【特許文献４】米国特許第5,519,425号
【特許文献５】米国特許第5,491,501号
【特許文献６】米国特許第5,420,625号
【特許文献７】米国特許第5,786,834号
【特許文献８】米国特許第5,563,643号
【特許文献９】米国特許第5,486,855号
【特許文献１０】米国特許第5,233,369号
【特許文献１１】米国特許第5,898,449号
【特許文献１２】米国特許第5,696,546号
【特許文献１３】米国特許第5,742,312号
【特許文献１４】米国特許第5,289,212号
【特許文献１５】米国特許第5,479,968号
【特許文献１６】米国特許第5,657,065号
【特許文献１７】米国特許第6,464,347号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、負圧を発生する材料をインクタンク内で使用することに伴う種々の不都合や欠点を回避したインクタンクに関する。本発明は、負圧を発生する材料をインクタンク内でほとんどあるいは全く使用しない「フォームレス」設計を提供する。
【０００５】
本発明は、インクをよりよく保持せしめ、インク漏れを低減する。
【０００６】
本発明は、インクをよりよく供給せしめ、インクと共に運ばれる空気を減少させる。
【０００７】
本発明は、インクの保持・供給のための圧力を改良する。
【０００８】
本発明は、性能を向上するため圧力変動を低減する。
【０００９】
本発明は、プリントヘッドや、インクレベル検知器等の関連デバイスの性能を向上する。
【００１０】
本発明は、インクタンク充填方法を改良する。
【００１１】
本発明は、インクタンク内の初期気泡サイズを縮小する。
【００１２】
本発明は、インクタンク製造時の複雑さを緩和する。
【００１３】
本発明は、インクタンク製造時のコストを低減する。
【００１４】
本発明は、インクタンクのリサイクルや補充、再利用を改良する。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明の諸例示的実施形態により、インク用コンテナを画定するハウジングと、該コンテナ内に配置される非多孔の毛管部材と、を含むインクタンクが提供される。毛管部材はハウジングの一部として形成されてもよく、また毛細管であってもよい。
【００１６】
本発明の諸例示的実施形態では、ハウジングに形成された出口に芯を設けてもよい。芯の材料として、高密度フェルトフォーム、圧縮フェルト、フォームラバー、フォームプラスチック、ニードルドフェルト材料、織物、「ポリソーブ(polysorb)」材料（優れた毛管作用を持つ、高密度、高吸収性材料）、スカベンジャー材料、金属、成形プラスチック等が挙げられる。芯は、フォームパッド、フィルタ、マイクロスクリーン、ミクロポア（微小孔）構造、これらを組み合わせたものとすることができる。
【００１７】
芯が出口に設けられた諸例示的実施形態では、芯を保持し、又は芯を適所に保つための延長リブをハウジングに設けてもよい。また、諸例示的実施形態において、芯をハウジングの一部として形成してもよい。
【００１８】
本発明の上記その他の特徴及び利点は、本発明に従った諸例示的実施形態の以下の詳細な説明から明白となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
本発明は多様なインクタンク構成に適用でき、例示的実施形態により開示される構成に限定されない。本発明に従った「フォームレス」インクタンクであって、例示的実施形態により開示される諸特徴の全てを備えていない構成は当業者には自明である。
【００２０】
図２及び図３は、本発明に従った第一の例示的実施形態である、インクタンク１００を示す。インクタンク１００は、インク１２０を供給するためのコンテナ１１２を画定するハウジング１１０を備える。インクタンク１００は、ハウジング１１０の底部１１４に向けられた開口部１３２を有する、少なくとも１つの毛管部材１３０を備える。毛管部材１３０はリザーバ１３４を具備してもよく、このリザーバ１３４と開口部１３２との間に毛管部又は毛細管１３６を配置してもよい。底部１１４はハウジング１１０の一部として形成してもよいし、溶着（接）等の密封方法によりハウジング１１０に取り付けられる覆いとしてもよい。
【００２１】
毛管部材１３０は、図２に示すようにハウジング１１０の一部として形成されてもよいし、ハウジング１１０により画定されるコンテナ１１２内に配置される別体の要素として形成されてもよい。
【００２２】
インク１２０を要求に応じ供給するための出口１１６が底部１１４に形成されている。インク１２０をコンテナ１１２内に保持し、インク１２０をコンテナ１１２から供給する際に補助的役割を果たす芯１４０が出口１１６に設けられている。芯１４０は任意の手段・機構により適所に保持され得る。例えば、図２に示すように、リブ１５０により芯１４０を出口１１６における適所に保持してもよい。リブ１５０はハウジング１１０の一部として形成されてもよいし、コンテナ１１２内に配置され、ハウジング１１０に取り付けられる別体の要素として形成されてもよい。
【００２３】
図２及び図３に示すように、ハウジング１１０の上部１１８に１つ以上のスピルオーバ領域１６０を画定してもよい。スピルオーバ領域１６０はコンテナ１１２の外側に、毛管部材１３０のリザーバ１３４と１つ以上のホール１６２で流体連通するよう画定される。スピルオーバ領域１６０は、インクタンク１００の内外圧力差の発生の原因となる、天候や標高の急激な変化等の種々の条件下でインク１２０が流入する場所となる。すなわち、インク１２０がインクタンク１００から不用意に溢れた場合の保護手段となる。
【００２４】
図２に示すように、ハウジング１１０の上部１１８は少なくとも部分的に通気性の層１７０で覆われている。通気性の層１７０は、インク１２０の溢れを防ぎ、また、標高や温度等の環境変化によるインク漏れの可能性を低下させるべく、インクを大気圧に触れさせるため、ハウジング１１０の上部１１８を概ね密閉するよう配置される。図示していないが、ハウジング１１０に金属被覆ラベルを貼付することで、インクタンク１００からのインク溢れの可能性をさらに低減できる。
【００２５】
第一実施形態では、毛管部材１３０及び芯１４０は、インク供給のための負圧を調節する役割を有する。毛管部材１３０は非多孔構造である。毛管部材１３０及び芯１４０を設けることで、インク１２０を保持するためコンテナ１１２内に多孔フォーム材料を配する必要は低減され、もしくは不要となる。芯１４０の材料及び毛管部材１３０の相当径を選択することで、インク供給圧及びインクタンク１００を用いたインク供給システムの静圧（インクを要しない）を調節できる。例えば、毛管部材１３０の相当径を０．３５６ｍｍ（０．０１４インチ）とし、ターボスカベンジャ材料を芯１４０に用いると、水の約−５０．８ｍｍ（２．０インチ）の静圧が得られる。毛管部材１３０の相当径を０．４８３ｍｍ（０．０１９インチ）とすれば、負圧プロファイルは小さくなる。
【００２６】
図４及び図５は、本発明に従った第二の例示的実施形態である、インクタンク２００を示す。インクタンク２００は、インク２２０を供給するためのコンテナ２１２を画定するハウジング２１０を備える。インクタンク２００は、ハウジング２１０の底部２１４に向けられた開口部２３２を有する、少なくとも１つの毛管部材２３０を備える。毛管部材２３０はリザーバ２３４を具備してもよく、このリザーバ２３４と開口部２３２との間に毛管部又は毛細管２３６を配置してもよい。第二の実施形態では、底部２１４はハウジング２１０の一部として形成される。
【００２７】
図４に示すように、毛管部材２３０はハウジング２１０の一部として形成される。インク２２０をオンデマンドで供給するための出口２１６が底部２１４に形成されている。出口２１６には芯２４０が設けられており、芯２４０は成形された凹部２５０により出口２１６内の適所に保持される。凹部２５０の形状や大きさ、対応する芯２４０の形状や大きさは、用途や設計上の意図に応じて変更できる。
【００２８】
図４及び図５に示すように、リザーバ２３４は、ハウジング２１０の上部カバー２１８に画定された蛇行パス２６２を通じて、ベントホール２６０により大気に開放されている。蛇行パス２６２は水分や蒸気が物質に浸透する速度である水分及び蒸気の移動速度又はＭＶＴＲを低下もしくは最小化するものであれば、任意の構成・形状とすることができ、浸透や蒸発によりインク２２０が損耗する速度を低下させる。上部カバー２１８は、インク２２０が不用意に漏れた場合の保護手段として、溶着等の密封方法によりハウジング２１０に取り付けられてもよい。ベントホール２６０及び蛇行パス２６２も、標高や温度等の環境変化によるインク漏れの可能性を低下させるようインクを大気圧に触れさせることで、インク２２０がインクタンク２００から不用意に漏れた場合の保護手段となる。蛇行パス２６２は、空気の流入を阻止し、蒸発による損耗を減ずることで、インクタンク２００の収容量を増大させる。
【００２９】
この第二実施形態では、毛管部材２３０や芯２４０は上述の第一実施形態と同様の目的に供される。
【００３０】
図６乃至図１０は、本発明に従ったインクタンクに適用可能な芯の各種実施形態を示す。これらの実施形態によりさまざまな例を示すが、芯の実施形態はこれらに限定されない。本発明に従い、種々の他の材料・構成の芯を利用することができる。芯の材料として、例えば、特許文献２乃至１６に開示されたものを適宜使用できる（これらの特許の全文を参照により本明細書中に援用する。）。また、特許文献１７に開示されるようなフィルタで芯を構成してもよい（この特許の全文を参照により本明細書中に援用する。）。
【００３１】
図６は高密度フェルトフォーム製の芯３４０を示す。芯３４０の一部は凹部３５０の上方、すなわちインクタンク３００のコンテナ内に延出する。高密度フェルトフォームとして、圧縮フェルト、ポリウレタンフォーム、圧縮天然ファイバー、圧縮合成ファイバー、及び援用文献に記載された材料等、既知の又は今後開発される任意の材料を適宜使用できる。
【００３２】
図７はポリソーブ材料製の芯４４０を示す。芯４４０は凹部４５０の概ね上方、すなわちインクタンク４００のコンテナ内に延出しない。芯４４０のポリソーブ材料として、援用文献に記載される材料等、既知の又は今後開発される任意の材料を適宜使用できる。
【００３３】
図８はフィルタリング芯５４０を示す。芯５４０は凹部５５０の概ね上方、すなわちインクタンク５００のコンテナ内に延出しない。芯５４０は、例えば金属のマイクロスクリーンとしてもよい。或いは、芯５４０のフィルタリング材料として、ゴアテックス（Gore-Tex：登録商標）、織りファイバ、ステンレススチールメッシュ、圧縮フォーム、バンドルドモノフィラメント、焼結粉末化高密度ポリエチレンもしくはポリプロピレン、及び援用文献に記載される材料等、既知の又は今後開発される任意の材料を適宜使用できる。
【００３４】
図９は、フィルタリング材料６４２と高密度フェルトフォーム６４４を含む芯６４０を示す。高密度フェルトフォーム６４４は、フィルタリング材料６４２と、インクタンク６００のコンテナとの間に配置され、その一部が凹部６５０の上方、すなわちコンテナ内に延出する。
【００３５】
図１０は、成形ミクロポア構造を含む芯７４０を示す。芯７４０は、インクタンク７００のハウジングの一部として形成されてもよい。この場合、ミクロポア構造はインクタンク７００に適した任意の材料、例えばポリエチレン、ポリプロピレン、テフロン（登録商標）（Teflon）、及び援用文献に記載される材料等、既知の又は今後開発される材料から適宜成形できる。或いは、芯７４０を別体として形成し、溶着、スエージング、ヒートステーキング（heat staking）等の手段によりハウジングに取り付けてもよい。この場合には、インクタンク７００に必ずしも適していないポリウレタンフォームや金属等の追加材料からミクロポア構造を成形することも可能である。
【００３６】
図１１及び図１２は、本発明に従った第八の例示的実施形態である、インクタンク８００を示す。インクタンク８００は、インクを収容するための内側チャンバ８２０を画定するハウジング８１０を備える。毛管部材８３０は、チャンバ８２０及び大気と流体連通している。毛管部材８３０は、ハウジング８１０の側壁８１２に形成された蛇行チャネルすなわち溝８３２により画定されている。チャネル８３２の一端はチャンバ８２０と流体連通し、他端は大気と流体連通している。図１２に示すように、チャネル８３２の上にカバー８３４が配置されている。カバー８３４は金属箔、もしくはマイラー（mylar：商標）やポリエチレン等のプラスチックフィルム等で形成できる。
【００３７】
本発明を上述の例示的実施形態について説明したが、多くの代替、修正、変更態様が可能であることは当業者には自明である。従って、上述した本発明の例示的実施形態はあくまで例であり、本発明を限定するものではない。本発明の精神及び及び範囲を逸脱することなく種々の変更が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】既知のインクタンク及びプリントヘッドの部分断面図である。
【図２】本発明に従ったインクタンクの第一実施形態の断面図である。
【図３】シールを取り除いた状態の、第一実施形態の上面図である。
【図４】本発明に従ったインクタンクの第二実施形態の断面図である。
【図５】第二実施形態の上面図である。
【図６】本発明の第三実施形態に従った芯の部分断面図である。
【図７】本発明の第四実施形態に従った芯の部分断面図である。
【図８】本発明の第五実施形態に従った芯の部分断面図である。
【図９】本発明の第六実施形態に従った芯の部分断面図である。
【図１０】本発明の第七実施形態に従った芯の部分断面図である。
【図１１】本発明に従ったインクタンクの第八実施形態の斜視図である。
【図１２】本発明の第八実施形態の部分上面断面図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【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９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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