(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
印刷システムのための装置であって、該印刷システムが、走査キャリッジを有するプリンタを含み、該走査キャリッジが、第２の相互接続部材を含み、該第２の相互接続部材が、中空の針及び弾性隔壁のうちの一方であり、該装置が、プリントカートリッジを含み、該プリントカートリッジが、
本体と、
該本体の外面に取り付けられた接点パッドと、
前記本体内のプリントヘッドであって、プリント時に前記キャリッジ内に取り付けられた際に前記接点パッドからの付勢信号を受容し、媒体上に下方方向へインク滴を射出する、プリントヘッドと、
該プリントヘッドと流体連通した、前記本体内のインクリザーバと、
前記プリントカートリッジの外部のインク供給源からのインクを受容するインク入口ポートであって、前記インクリザーバと流体連通した第１の相互接続部材を有しており、該第１の相互接続部材が、前記中空の針及び前記弾性隔壁のうちの他方であって、前記プリントカートリッジが前記走査キャリッジ内に第１の方向で挿入された際に前記走査キャリッジ上の前記第２の相互接続部材に対する係合及び気密流体接続を行って、前記プリントカートリッジを前記キャリッジ内に第１の方向で挿入した際に前記流体接続が自動的に行われるようになっており、該第１の方向が、前記プリントヘッドにより射出される前記インク滴の前記下方方向である、インク入口ポートと
を含む、印刷システムのための装置。
【請求項２】
前記第１の相互接続部材が、前記プリントカートリッジから前記第１の方向に延びる中空の針であり、前記第２の相互接続部材が、前記走査キャリッジに取り付けられた弾性隔壁である、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記プリントカートリッジ内の前記インクリザーバが、周囲圧力に対して負の内圧を有する、請求項１に記載の装置。
【請求項４】
前記走査キャリッジが前記第２の相互接続部材を支持する、請求項１に記載の装置。
【請求項５】
前記プリントカートリッジ及び前記キャリッジの外部に配設され、前記プリントカートリッジのためのインクを収容する、インク供給源と、
該インク供給源と前記キャリッジとの間に配設され、前記第２の相互接続部材へインクを供給する、可撓性チューブと
を更に含む、請求項４に記載の装置。
【請求項６】
印刷システムのための装置であって、該印刷システムが、プリント領域及びプリントカートリッジを有しており、該プリントカートリッジが、プリント時に第１の方向にインク滴を射出するプリントヘッドを有しており、前記第１の方向が下方であり、前記プリントカートリッジが、前記プリントヘッドと流体連通したインクリザーバを有しており、前記プリントカートリッジが、第２の相互接続部材を含むインク入口ポートを有しており、該第２の相互接続部材が、中空の針及び弾性隔壁のうちの一方であり、該装置が、
前記プリント領域を横切って走査を行うための走査キャリッジであって、インク源からのインクを受容するための第１の相互接続部材を含み、該第１の相互接続部材が前記中空の針及び前記弾性隔壁のうちの他方であって、前記プリントカートリッジが前記走査キャリッジ内に第１の方向で挿入された際に該プリントカートリッジ上の前記第２の相互接続部材に対する係合及び気密流体接続を行って、前記プリントカートリッジを該走査キャリッジ内に前記第１の方向で挿入した際に前記流体接続が自動的に行われるようになっており、該走査キャリッジが、前記プリントヘッドが前記第１の方向に媒体上へインク滴を射出することを可能にする開口部を有している、走査キャリッジ
を含む、印刷システムのための装置。
【請求項７】
前記インク源と前記キャリッジとの間に接続されて前記第１の相互接続部材にインクを提供するインク導管を更に含む、請求項６に記載の装置。
【請求項８】
前記第１の相互接続部材が、
中央孔を有する前記弾性隔壁と、
該弾性隔壁に結合された支持部材であって、インク入口を有し、及び該インク入口と前記弾性隔壁との間を連絡する、支持部材と、  前記インク入口と前記インク導管との間に接続された可撓性流体接続手段であって、前記第２の相互接続部材が前記弾性隔壁内の前記孔内に挿入された際に前記支持部材が一定の度合のx,y,z方向の運動を行うことを可能にする、可撓性流体接続手段と
を含む、請求項７に記載の装置。
【請求項９】
印刷システムの使用方法であって、
本体と、該本体の外面に形成された接点パッドと、プリント時に前記接点パッドからの付勢信号を受容して下方方向である第１の方向にインク滴を射出するプリントヘッドと、該プリントヘッドと流体連通したインクリザーバと、該インクリザーバと流体連通した第１の相互接続部材とを有するプリントカートリッジを設け、前記第１の相互接続部材が、中空の針及び弾性隔壁のうちの一方であり、
第２の相互接続部材を有し、インク供給源と流体連通した、走査キャリッジと、付勢信号を伝達するための電極とを設け、該第２の相互接続部材が、前記中空の針及び前記弾性隔壁のうちの他方であり、
前記プリントカートリッジを前記キャリッジ内に前記第１の方向で挿入し、該挿入ステップにおいて、前記第１の相互接続部材及び前記第２の相互接続部材が互いに接続して、前記プリントヘッド内の前記インクリザーバと前記インク供給源との間に気密流体連通経路を提供し、及び前記接点パッドが前記電極に電気的に接続し、前記下方方向で媒体上に印刷するよう前記キャリッジの底部の開口内に前記プリントヘッドを露出させる、
という各ステップを含む、印刷システムの使用方法。
【請求項１０】
プリント領域及びプリントカートリッジを有するプリンタのためのインク供給システムであって、前記プリントカートリッジが、プリント時に第１の方向にインク滴を射出するプリントヘッドを有しており、前記第１の方向が下方であり、前記プリントカートリッジが、前記プリントヘッドと流体連通したインクリザーバを有しており、前記プリントカートリッジが、第１の流体相互接続部を含むインク入口ポートを有しており、該第１の流体相互接続部が中空の針及び弾性隔壁のうちの一方であり、前記プリンタがまた、前記プリント領域を横切って走査を行うための走査キャリッジを有しており、該走査キャリッジが、インク源からのインクを受容するための第２の流体相互接続部を有しており、該第２の流体相互接続部が、前記中空の針及び前記弾性隔壁のうちの他方であって、前記プリントカートリッジが前記走査キャリッジ内に前記第１の方向で挿入された際に該プリントカートリッジ上の前記第１の流体相互接続部に対する気密流体接続を行って、前記プリントカートリッジを該走査キャリッジ内に前記第１の方向で挿入した際に前記流体接続が自動的に行われるようになっており、該走査キャリッジが、前記プリントヘッドが前記第１の方向に媒体上へインク滴を射出することを可能にする開口部を有しており、前記プリンタがまた、インク導管に接続されたインク出口を有する固定式インク供給ステーションを有しており、該インク導管が、前記走査キャリッジ上の前記第２の流体相互接続部に接続されており、前記システムが、
第１のインクリザーバと、該第１のインクリザーバと流体連通した放出ポートとを含む、キャリッジ外（off-carriage）インク供給源であって、前記固定式インク供給ステーションに取り外し可能な状態で取り付けることが可能である、キャリッジ外インク供給源と、
前記インク供給源が前記固定式インク供給ステーション内に取り外し可能な状態で取り付けられた際に、前記放出ポートから、前記導管を介して、前記走査キャリッジ上の前記第２の流体相互接続部へと流出するように、前記第１のインクリザーバ内に収容されたインクであって、前記プリントヘッドが前記キャリッジに取り外し可能な状態で取り付けられた際に、前記中空の針及び前記弾性隔壁を介して前記第１の流体相互接続部へ及び前記プリントヘッドへと流れることができるようになっている、インクと
を含む、印刷システムのための装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、インクジェットプリンタに関し、特に、固定インク供給部を備えた走査型プリントヘッドを有するインクジェットプリンタに関する。
【０００２】
【従来の技術】
インクジェットプリンタは周知のものである。一般的なタイプのインクジェットプリンタの１つに、プリントヘッド及び内部に収められたインク供給部を備えた交換可能なプリントカートリッジを使用したものがある。該プリントカートリッジは再充填を目的としたものではなく、インクの当初の供給量を使い切ると、プリントカートリッジは処分され、新しいプリントカートリッジが走査キャリッジ内に取り付けられる。プリントカートリッジを頻繁に交換すると、運用コストが比較的高いものとなる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
プリントヘッドの耐用期間は、プリントカートリッジ内のインクを使い切るのに要する時間よりも大幅に長い。プリントカートリッジを貫通する開口を作成し、該プリントカートリッジに手作業でインクを補充することによって、プリントカートリッジを間欠的に再充填することは周知である。しかしながら、これらの再充填方法は、ユーザによる操作を必要とし、その他の各種の理由から望ましくないものである。
【０００４】
チューブを介して走査型プリントカートリッジに接続された外部固定インクリザーバを設けることも知られている。しかしながら、これらのタイプの印刷システムには、プリントカートリッジ内のインク圧力の望ましくない変動、プリントカートリッジと外部インク供給部との間の低信頼性で複雑な流体シール、プリントカートリッジへの外部インク供給部の接続によるプリンタサイズの増大、インク送出システムの閉塞、プリントカートリッジにつながっているチューブ中での空気の蓄積、インクの漏れ、高コスト、及び複雑であることを含む各種の欠点がある。
【０００５】
交換可能なプリントカートリッジ、及び該プリントカートリッジに接続可能な別個のインク分配システムを備えた、改善されたインクジェットプリンタが必要とされている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
好適実施例では、インクジェットプリンタは、走査キャリッジに挿入される交換可能なプリントカートリッジを備えている。インクチューブが、走査キャリッジから、プリンタ内に配置されている個々のインク供給部へと延びている。キャリッジにプリントカートリッジが挿入される際にプリントカートリッジの流体相互接続部がキャリッジの流体相互接続部に接続されて、外部インク供給部とプリントカートリッジとの間の流体接続が完了する。一実施例では、プリントカートリッジを走査キャリッジ内の所定の区画内に配置するだけで、プリントカートリッジとインクチューブとの間に流体相互接続が形成される。圧力調整器（プリントカートリッジ内部のものであっても外部のものであってもかまわない）が外部インク供給部からプリントカートリッジへのインクの流れを調整する。外部インク供給部は、加圧されても加圧されなくてもよい。
【０００７】
【発明の実施の形態】
プリンタの実施例の概要
図１は、各種の本発明の特徴が組み込まれた一実施例としてのインクジェットプリンタ10をカバーを取り除いた状態で示す斜視図である。一般にプリンタ10は新しい紙を保持するトレイ12を備えている。印刷動作が開始されると、トレイ12からの紙がシートフィーダを使用してプリンタ10へ給送され、次いでＵ字形に方向転換され、トレイ12に向かって逆方向へ移動する。紙は印刷区域14で停止し、１つまたは２つ以上のプリントカートリッジ18を収容した走査キャリッジ16が紙を横切って走査してインクのスワス(swath:一列・一幅)を印刷する。
【０００８】
１回または２回以上の走査の後、紙は周知のステップモータ及びフィードローラ20を使用して印刷区域14内の次の位置へ増分的にシフトされ、キャリッジ16が紙を再度走査して、インクの次のスワスを印刷する。紙への印刷が完了すると、紙はトレイ12の上方位置へと送られ、インクが完全に乾燥するようにその位置で保持された後に解放される。
【０００９】
別の実施形態のプリンタとして、プリンタ10の後部に配置された出力トレイを備えたものが挙げられる。かかる場合には、紙はＵ字形方向へ戻されることなく印刷帯域14を通って給送されることになる。
【００１０】
キャリッジ16の走査機構は従来と同様のものでよく、一般には、キャリッジ16が摺動するスライドロッド22と、キャリッジ16を精確に位置決めするためにキャリッジ16内の光電検出器によって光学的に検出される符号化ストリップ24とを備えている。従来の駆動ベルト及びプーリによる構成を使用してキャリッジ16に接続されたステップモータ（図示せず）はおり、印刷帯域14を横切ってキャリッジ16を移動させるために使用される。
【００１１】
本明細書に記載するインクジェットプリンタ10及びその他のプリンタの新規な特徴は、プリントカートリッジ18へ、最終的にはプリントヘッド内のインク射出チャンバへとインクを供給するインク分配システムに関するものである。このインク分配システムは、交換可能なインク供給カートリッジ31,32,33,34を有する軸外(off-axis)インク供給部30を備えたものであり、それらのカートリッジは加圧されたものでも大気圧下のものでもよい。カラープリンタの場合、典型的には、ブラックインク、イエローインク、マゼンタインク、及びシアンインク用の個別のインク供給カートリッジがある。
【００１２】
４本のチューブ36は、４個の交換可能なインク供給カートリッジ31〜34から４個のプリントカートリッジ18へとインクを搬送する。
【００１３】
軸外インク供給を用いた走査キャリッジ及びプリントカートリッジの様々な実施例を本明細書で説明する。
【００１４】
図２は図１と極めて類似しているが、用紙トレイが除去された別のプリンタ10を示す平面図である。プリンタ10とパーソナルコンピュータとの間に接続された電気コネクタ37が示されている。全図にわたり、同一符号が付されている構成要素は同一のものである。
【００１５】
図３は、代替的な実施例としてのプリンタ40のインク分配システムを示すものである。該実施例では、走査キャリッジ48の上方の固定部46に装着された４個の交換可能なインク供給カートリッジ42〜45が示されている。この固定部46の特定の位置とインク供給カートリッジ42〜45の水平方向の構成とによって、プリンタ40内の利用可能な空間を効率よく利用することが可能となる。別の実施例では、固定部46は実質的にプリンタ40内の任意の位置に配置することができる。
【００１６】
図３では、キャリッジ48に装着された単一のプリントカートリッジ50のみが示されている。インク供給カートリッジ42〜45に各々接続された４本のチューブ36は、キャリッジ48の４つの各区画毎のゴム隔壁52と流体接続される。各プリントカートリッジ50の一部として形成された中空針60（図４）は、プリントカートリッジ50をキャリッジ48内の関連する区画へ押し込んだ際にゴム隔壁52を貫通して挿入され、これにより、プリントカートリッジ50にインクを供給するための流体連通路が、特定のインク供給カートリッジ42〜45と特定のプリントカートリッジ50との間に存在するようになる。
【００１７】
用紙は、プリンタ40の底部を通って矢印53の方向に進入し、次いでＵ字形に逆方向へと案内され、矢印54の方向に印刷区域14を通って搬送される。次いで、キャリッジ48が印刷区域14を走査して用紙に印刷を行う。別の実施例では、用紙は矢印53の方向で印刷区域14に進入する。
【００１８】
既に図示及び説明を行った構成要素についてはその再度の説明を省略することとする。
【００１９】
キャリッジ及びプリントカートリッジの実施例についての説明
図４は、キャリッジ48の底面を示す斜視図であり、プリントカートリッジ50及び隔壁52が断面で示されている。この断面には、孔65を開閉させることによって圧力を調整するプリントカートリッジ50内の調整器バルブは示されていない。キャリッジ48の底面の開口は、各プリントカートリッジ50のプリントヘッド位置58を露出させる。キャリッジ電極49は、プリントカートリッジ50上に配置された接点パッドに対向している。
【００２０】
上述の調整器バルブが開放した場合、中空針60はプリントカートリッジ50内部のインクチャンバ61と流体連通する。該中空針60は隔壁52の中心を通って形成される自己シールスリットを貫通して延びる。該自己シールスリットは、針60を取り除いた際にゴム隔壁52の弾性によって自動的にシールされる。
【００２１】
プラスチックのインク導管62は、針60から孔65を介してインクチャンバ61へとつながっている。該導管62は、プリントカートリッジ本体との一体形成が可能なものである。該導管62はまた、接着、加熱溶着、超音波溶接その他の手段によってプリントカートリッジ本体に固定可能なものである。
【００２２】
インクは、プラスチック製のマニホルド66に接続されたチューブ36によってキャリッジ48に供給される。チューブ36は、Saran（商標）等のポリ塩化ビニリデン（ＰＶＤＣ）又はその他の適当なプラスチックから形成することができる。チューブ36はまた、極めて高い可撓性を有するポリマー材料から形成し、チューブを通る空気の拡散を低減させるためにＰＶＤＣに浸漬させることも可能である。好適実施例では、非加圧タイプのインクチューブ36の内径は約1.5〜2.5mmであり、加圧タイプのインクチューブ36の内径は約1〜1.5mmである。マニホルド66は、インク流の約90゜の方向転換を何度か提供するものである。かかるマニホルド66は、チューブ36が十分に細くてバックリング(buckling)を生じさせることなく曲げることが可能な場合には不要である。加圧された軸外インク供給部（以下で説明する）は、かかる細いチューブを使用可能なものである。マニホルド66の代替実施例として、加熱形成により形成されたチューブから成形または形成された一連の肘部が挙げられる。
【００２３】
隔壁肘部71は、インクをマニホルド66から隔壁52へと送り、及び隔壁52を支持するものである。該隔壁52は、クリンプキャップ(crimp cap)73を使用して肘部71に固定される。
【００２４】
ベローズ67（断面で示されている）が各区画68毎に設けられており、これにより、針60が隔壁52に挿入された際における隔壁52のある程度のｘ,ｙ,ｚ方向の運動を可能として、針60に対するｘ,ｙ,ｚ方向の負荷を最小限とし、針60の周囲に液密で気密なシールを確保する。ベローズ67は、ブチルゴム、アクリロニトルの含有率の高いニトリルゴム、あるいは蒸気及び空気伝達特性の低い他の可撓性材料から形成することが可能である。ベローズ67は、任意の長さとすることができ、また可撓性のダイアフラムとすることも可能である。
【００２５】
バネ70は、隔壁52を上方へ付勢する。これにより、隔壁52がｚ方向の公差を吸収することが可能となり、針60に対する負荷が最小限となり、及び針60の周囲に緊密なシールが確保される。
【００２６】
キャリッジ48内の各区画68毎に形成されたスロット72は、各プリントカートリッジ50のタブと位置合わせされており、該区画68内でのプリントカートリッジ50の運動を制限するようになっている。
【００２７】
プリントカートリッジ50の上部に形成された空気抜き74は、以下で説明するプリントカートリッジ50内の圧力調整器によって使用される。代替実施例では、軸外インク供給部と各プリントカートリッジ50との間に別個の圧力調整器を接続することが可能である。
【００２８】
図５は、キャリッジ48を上から見て示す斜視図であり、プリントカートリッジ50は１つだけ装着されている。
【００２９】
図６ないし図９に示す別の実施例では、ベローズ67をＵ字形、環状、又は直線状の可撓性チューブと置き換えられている。
【００３０】
図６は、肘部71とマニホルド66との間に接続された環状の可撓性チューブ63を示している。
【００３１】
図７は、チューブ63を組み込んだキャリッジ16の平面図である。
【００３２】
図８に示す別の実施例では、マニホルド66が除去され、チューブ63がチューブ36（またはその一部）に接続されている。プラスチック製のガイド64を使用してチューブ63を案内することも可能である。
【００３３】
図９の場合、チューブ36は、コイル状とされることなく、隔壁52を支持する剛性のプラスチック製の肘部71に直接接続される。
【００３４】
必要であれば、手動式またはバネ付勢式の別個のラッチによってプリントカートリッジを走査キャリッジ内に固定することができる。この場合、前記ラッチはプリントカートリッジのタブまたは隅部を押し下げるものとなる。別の実施例の場合には、ヒンジ付きバー等の単一のラッチが４個のプリントカートリッジ全てをキャリッジ内の所定位置に固定する。
【００３５】
図１０は、図４に関して説明したマニホルド66、チューブ36、クリンプキャップ73、隔壁52、隔壁肘部71、バネ70、及びベローズ67を詳細に示す部分拡大図である。同図には、チューブ36のための応力除去器77も示されている。
【００３６】
図１１は、プリントカートリッジ50の一実施例を示す斜視図である。シュラウド76（図５にも示す）は、針60を取り囲んでおり（図示上、針60はシュラウド76に隠れている）、これにより、針60との偶発的な接触が防止され、また、プリントカートリッジ50をキャリッジ48に装着する際における隔壁52（図４）と針60との接触が防止される。
【００３７】
符号化タブ79は、キャリッジ区画68内の符号化スロットと整合し、これにより正しいカラープリントカートリッジ50が正しい区画68内に配置されるようになる。別の実施例では、符号化タブ79は、シュラウド76上に配置される。
【００３８】
プリントヘッド基板につながっている接点パッド86を備えた可撓性テープ80は、プリントカートリッジ50に固定されている。これらの接点パッド86は、キャリッジ48上の電気接点電極49（図４）と位置合わせされている。キャリッジ48上の該電極49は、プリントカートリッジ50に向かって弾性的に付勢されて、信頼性の高い接触を確保するようになっている。かかるキャリッジの電極については、本出願人に譲渡されたJeffrey Thoman等の「Datum Formation for Improved Alignment of Multiple Nozzle Members in a Printer」と題する米国特許第5408746号に記載されている。なお、本引用をもってその開示内容を本明細書中に包含させたものとし、その説明は省略する。
【００３９】
プリントヘッドのノズルアレイは位置58に位置している。集積回路チップ78は、プリントカートリッジ50の所定のパラメータについてプリンタにフィードバックを提供する。
【００４０】
図１２は、プリントカートリッジ50の底面側を示すものである。同図には、テープ80のレーザ融除により形成されたオフセットノズル82の２本の平行な行が示されている。インク充填孔81を使用して、プリントカートリッジ50へのインクの最初の充填が行われる。ストッパ（図示せず）は、その最初のインク充填の後に孔81を永久的にシールするためのものである。
【００４１】
図１３は、図１１の5C-5C断面図であり、テープ80のない状態でプリントカートリッジ50を示すものである。図示のシュラウド76は、隔壁52を受容し、及び隔壁52を針60と芯合わせするための円錐形または先細り形状の内側部75を有している。代替的な実施例では、針60は別個のサブアセンブリの一部をなし、シュラウド76は別個のサブアセンブリとなり、これにより、製造が容易となり、更に、カラーキータブがシュラウド上に配置されていれば、シュラウドを変更することによるカラーキーの変更が可能となる。
【００４２】
これまで説明してきたプリントカートリッジとインク供給部との接続は、プリントカートリッジをキャリッジ中に押し下げた際にインクの接続が行われる押し下げ接続式のものである。この場合には、インク経路がプリントカートリッジの上方に延びないため、結果的に得られるプリンタを極めて低い形状のものとすることができる。プリントカートリッジから延びる針を有している図示の各種の実施例において、それらの針を隔壁と置き換え、走査キャリッジ上の隔壁を中空の針と置き換えることも可能である。
【００４３】
図１４、図１５及び図１６は、プリントヘッドアセンブリ83の基本原理を示すものである。プリントヘッドアセンブリ83は、レーザ融除によりノズル82が形成された可撓性のポリマーテープ80（図１２）であることが好ましい。導体84（図１５）は、テープ80の背面に形成されており、その一端は、キャリッジ48上の電極と接触するための接点パッド86で終端している。該導体84の他端は、窓87を通して基板88（図１５）の端子にボンディングされている。該基板88には、各種のインク射出チャンバ及びインク射出要素が形成されている。該インク射出要素は、ヒータ抵抗体であっても圧電素子であってもよい。該プリントヘッドアセンブリは、本出願人に譲渡されたBrian Keefe等の「Ink Delivery System for an Inkjet Printhead」と題する米国特許第5278584号に記載されているものと同様のものとすることが可能である。なお、本引用を持ってその開示内容を本明細書中に包含させたものとし、その説明は省略する。かかるプリントヘッドアセンブリにおいて、プリントカートリッジ50内のインクは、矩形の基板88の周囲から、各インク射出チャンバにつながっているインクチャネル90へと流れる。
【００４４】
図１６は、プリントカートリッジ50内のインクチャンバ61からインク射出チャンバ94へのインク92の流れを示すものである。インク射出要素96,98を付勢することにより、インク滴101,102が関連するノズル82から射出される。フォトレジストバリア層104は、インクチャネル及びチャンバを画定し、接着層106は、可撓性テープ80をバリア層104に固定する。別の接着剤108は、テープ80とプラスチック製のプリントカートリッジ本体110との間のシールを提供する。一実施例では、壁部112が、基板88の２つの縁部の周囲のインク流路を分離し、壁部112の各側に異なるカラーのインクが供給される。
【００４５】
可撓性テープ80の導体部分は、プリントカートリッジ本体110に対して接着または加熱溶着される。
【００４６】
基板88上のデマルチプレクサは、接点パッド86に印加される到来電気信号の多重分離を行い、各種のインク射出要素を選択的に付勢して、プリントヘッド79が印刷区域を横切って走査した際にノズル82からインク滴を射出する。一実施例では、1インチ当たりのドット数（ｄｐｉ）で表した解像度は300dpiであり、300個のノズル82が存在する。別の実施例では、少なくともブラックのインクカートリッジが600dpiの解像度で印刷を行う。
【００４７】
図１７は、４個のプリントカートリッジ122〜125が装着される別の実施形態の走査キャリッジ120を示す斜視図である。プリントカートリッジのうちの１つを図１９に符号122で示す。軸外インク供給部128（図１８）からのチューブ36は、インクをマニホルド130に供給し、該マニホルド130は、プリントカートリッジ122〜125の各々に配設された90゜インタフェースキャップ132へとインクの方向を変えるものである。各キャップ132は、各プリントカートリッジ122〜125内のカラーインクと同様の色のものであることが好ましい。この実施例は、隔壁52（４）内に針60（図４）を押し込むのではなくプリントカートリッジ122の上部から延びる中空針134（図１９）上に隔壁133（図２０）を押し下げることによりプリントカートリッジ122〜125にインクが結合される点で、図４に示したものと異なる。図１９はまた、内圧調整器用の空気抜き74、正しいカラーのプリントカートリッジを正しいキャリッジ区画に確実に装着できるようにする符号化タブ135、及びプリントヘッドの位置58を示している。
【００４８】
図１８に示した特定の実施例では、４個のカラーインク供給カートリッジ136〜139のうちの３個だけがインク供給部128に装着されている。以下で図２３及び図２４に関して詳細に説明するインク供給部128の一区画から延びる中空針142は、チューブ36のうちの１本と流体連通する。各インク供給カートリッジ136〜136内のインクは大気圧下にあり、各プリントカートリッジ内部の調整器によって決定される各プリントカートリッジ122〜125内の負圧によってインクがプリントカートリッジ122〜125各々へと吸い込まれる。
【００４９】
後述する別の実施例では、軸外インク供給カートリッジが加圧される。加圧式及び非加圧式のインク供給カートリッジの何れの場合も、各プリントカートリッジ内の調整器が、プリントカートリッジに供給されるインクの圧力を調整する。
【００５０】
図２１に示す別の実施例では、キャリッジ120に装着されたプリントカートリッジ122が、針134に直接接続されたインク供給カートリッジ139を有しており、キャリッジ120が、プリントカートリッジ122とインク供給カートリッジ139とを支持するようになっている。インク供給カートリッジ139の隔壁は、図２０に示したものと同様の態様で針134に接続される。インク供給カートリッジ139は、高さの低いプリンタを実現するために、高さを低く設計することが好ましい。
【００５１】
図２２は、チューブ36を介して軸外インク供給部128に接続される図１７のキャリッジ120及びプリントカートリッジアセンブリを示す側面図である。
【００５２】
図２３は、図１８の軸外インク供給部128内のインク供給カートリッジ138の12B-12B断面図である。図示のように、インク供給部144から上方に延びる中空針142は、インク供給カートリッジ138のゴム隔壁146を貫通して挿入され、これにより、インク供給カートリッジ138内のインクリザーバ148とマニホルド150内のインク導管との間に流体連通路が形成される。一実施例では、インクリザーバ148は、以下で説明する折り畳み式のインクバックを備えている。マニホルド150のインク導管は、走査キャリッジ120内の各種のプリントカートリッジに接続されたチューブ36に結合される。
【００５３】
図２４は、インク供給部128から延びる針142を詳細に示す部分断面図である。同図はまた、インク供給カートリッジ138が除去される際に針の穴147を覆うゴム部分145'を有するバネ付勢式保湿器145と、チューブ36に接続されるプラスチック製の肘部149を示している。図２４の実施例における肘部149は、図２３のマニホルド150に取って代わるものである。
【００５４】
図２５は、図２３の軸外インク供給部128におけるマニホルド150を詳細に示す斜視図である。同図では、内部インク導管152〜155を示すためにマニホルド150が開かれている。
【００５５】
図２６は、チューブ36からのインクの流れの方向を図１７のプリントカートリッジ122〜125の方へと変えるための、図１７の走査キャリッジ120のマニホルド130内の４つのインク導管156を示す斜視図である。
【００５６】
図２７は、別の実施形態のプリントカートリッジ158を部分的に断面して示す斜視図である。
【００５７】
図２７のプリントカートリッジ158は、図１７に示したプリントカートリッジ122〜125のうちの任意の１つと同様のものとすることができるが、プリントカートリッジの上面から突出する針を有しているのではなく、中空針を受容するためのゴム隔壁160をプリントカートリッジ158が有している点で異なるものである。プリントカートリッジ158は、図１７のキャリッジ120と同様のキャリッジ内に装着されるものである。軸方向の通路162は、隔壁160に形成された中央スリットとプリントカートリッジ158内のインクチャンバ164との間に連通している。ネック168及び隔壁160上にキャップ166がかしめられて、隔壁160とプリントカートリッジ158の残りの部分との間のシールが形成される。キャップ166をかしめることは、隔壁160を圧縮して中央スリットがシールされるようにする働きもする。
【００５８】
図２７において、プリントカートリッジ158の一方の側面には、プリントヘッドアセンブリの一部を形成する可撓性テープ80が示されている。また、キャリッジ上の電極への接続のための接点パッド86も示されている。
【００５９】
図２８は、インク供給チューブ36とプリントカートリッジ158の隔壁160との間の流体相互接続部を示すものである。軸外インク供給部に接続されたチューブ36は中空針170に嵌合されている。針170は、直径が約1.2mmの18番ゲージのステンレス鋼であることが好ましい。走査キャリッジ上のハウジング172は、バネ174と、剛性のプラスチック製カラー176及び従動内側部178からなるスライド式保湿器とを収容している。従動内側部178内のポケット180は、該従動内側部178と針170との間の摩擦を低減させるものである。図２８において、プリントカートリッジ158がキャリッジに装着された後、流体相互接続が形成される。
【００６０】
図２９は、キャリッジの流体相互接続部がプリントカートリッジ158に押し込まれた後に軸外インク供給部とプリントカートリッジ158との間に形成された流体相互接続を示すものである。流体相互接続部の下方への力により、バネ174が圧縮されると共に、針170が隔壁160の中央スリットを通って挿入される。従動内側部178とゴム隔壁160とは互いに接触する。該段階において、インクは、軸外インク供給部からチューブ36を通り、中空針170を通り、中空針170に形成された孔182を通り、軸方向通路162を通って、プリントカートリッジのインクチャンバ164（図２７）中へと流れる。
【００６１】
別の実施例では、針170は、交換可能なインク供給カートリッジから、例えば図２１のインク供給カートリッジ139から直接延び、インク供給カートリッジ及びプリントカートリッジ158は走査キャリッジによって支持される。
【００６２】
隔壁160に形成された中央スリットは、針170の周囲に気密シールを作り出す。該スリットは、針170が隔壁160から抜き出された際にシールされる。
【００６３】
このようにして、プリントカートリッジ158に軸外インク供給部からインクが供給される。
【００６４】
以上、多数のプリントカートリッジの実施例、及び軸外インク供給部とプリントカートリッジとの間のインク相互接続を示してきた。
【００６５】
プリントカートリッジ内部の調整器の説明
図３０ないし図４７は、プリントカートリッジ内のインクチャンバの圧力を調整するために、本明細書に記載したプリントカートリッジの実施例の何れにおいても使用可能な圧力調整器を示すものである。このため、軸外インク供給システム内の圧力は無調整とすることができる。該調整器により、プリントカートリッジは、僅かではあるが実質的に一定の負圧（例えば、水柱約-50.8〜-177.8mm(-2〜-7inch)）が生じ、これにより、プリントヘッドのノズルからのインク垂れが防止される。軸外インク供給システムが大気圧下にある場合、プリントカートリッジ内のこの僅かな負圧はまた、軸外インク供給システムの位置がプリントカートリッジよりも若干低い場合であっても該軸外インク供給システムからインクを吸い込む働きもする。該調整器はまた、加圧式軸外インク供給部を使用することを可能とすると共に、プリントカートリッジのインクチャンバ内に所望の負圧を維持することを可能とする。調整器は、プリントヘッドの設計に応じて、水柱約0〜-1270mm(0〜−50inch)といった広範囲の負圧（又は背圧）を提供するように設計することが可能である。
【００６６】
図３０〜図４７に示す実施例では、調整器は、図２７のプリントカートリッジ158と同様のタイプの隔壁235（図３０）を有するプリントカートリッジに関して説明されているが、同様の思想を用いた調整器をそれ以外のプリントカートリッジの実施例で使用可能であることが理解されよう。
【００６７】
ここで図３０を参照する。符号214は、プリントカートリッジを全体的に示すものであり、該プリントカートリッジは、カートリッジのハウジングであるペン本体242と、該ハウジングのキャップを形成する冠部243とを備えている。ペン本体242の遠隔端には、タブヘッドアセンブリ244が配置されている。タブヘッドアセンブリ244は、可撓性回路245と、プリントヘッド240を形成するシリコンダイ246とを備えている。該タブヘッドアセンブリは従来と同様の構成を有するものである。ペン本体242内には、圧力調整器レバー248、アキュムレータレバー250、及び可撓性バッグ252も配置されている。図３０には完全に膨張したバッグが示されているが、明瞭化のため図３１では省略されている。圧力調整器レバー248及びアキュムレータレバー250は、図３１に示すバネ253、253'により共に付勢されている。バッグは、外方へ膨張する際にバネに抗して２本のレバーを広げる。バッグは、冠部243に圧入された取付部254に融着されている。該取付部254は、螺旋状及び迷路状の経路の形を有する大気圧への通気口255を備えている。該通気口255は、バッグが基準圧力に維持されるようにバッグの内部に接続し及び流体連通している。該螺旋状の経路は、バッグからの水の拡散を制限する。
【００６８】
圧力調整器レバー248の詳細を図３２及び図３３に示す。符号257は、バッグ252がレバーに直接押し付けられる領域の位置を全体的に示している。レバー248は、該レバー248の回転軸を形成する２本の対向する軸258を中心として回転する。レバー248の回転は、図４７に示すように該レバー248がペン本体242に係合した際に停止する。前記軸258は、深いスロットによって形成されるカンチレバー259の端部に配置されているので、カンチレバー259及び軸259は、製造時に広げられて図４４に示すように冠部243の定位置へとスナップ止めされる。レバー248の平面と直交する方向にバルブシート261及びバルブシートホルダ262がある。バルブシート261は、バルブホルダ262の定位置へ圧入されたものであり、弾性材料で製造される。バッグ252の膨張及び収縮に応じて、調整器レバー248が軸258、258'を中心として回転して、以下で説明するように、冠部243上の対応面に対するバルブシート261の開放及び閉鎖が生じることになる。この回転運動により、インク溜め(ink plenum)238（図４６）中へのインクの流れが制御される。バルブシート上の力の最大化とレバーの十分な動きの獲得との間には最適化が存在する。実際に構成された一実施例では、全体的に点257に位置するレバーの重心と軸258との間の距離と、バルブシートの中心と軸258との間の距離との間のてこ比は、２対１と５対１との間であり、なかでも４対１が好ましい。圧力調整器はまた、バネ突起264を備えており、バネ253（図３１）に係合する。バネ突起264は、製造時に２つの肩部265（図３１には図示せず）によって保護される。
【００６９】
図３４にアキュムレータレバー250を示す。該レバー250は、バッグ252が直接押圧する作動領域268を備えている。該レバー250は、その回転軸を形成する２本の対向する軸270,270'を中心として回転する。これらの軸270,270'は、カンチレバー271上に離隔させて配置されており、以下で説明するように製造時に軸及びカンチレバーを広げて冠部243上の定位置へスナップ止めすることが可能である。該アキュムレータレバー250はまた、前記バネ253（図３１）の他端に係合するバネ突起272を備えている。圧力調整器のバネ突起64と同様に、アキュムレータの突起272は、製造中に肩部273によって保護される。これらの肩部は図３１には図示していない。
【００７０】
アキュムレータレバー250及びバッグ252が一緒に動作して、プリントカートリッジ214内に捕捉された空気並びにその他の圧力変化に起因する容積変化に適応する。該アキュムレータは、背圧のあらゆる変動を調整するように働く。アキュムレータレバーは、内部が大気圧となっているバッグを圧搾して、バッグから空気を追い出し、プリントカートリッジ内に捕捉された空気が膨張することを可能にする。
【００７１】
畜圧のほとんどはアキュムレータレバー250及びバッグ250の運動によって行われるが、弾性バルブシート261（図３２）と協働した圧力調整器レバー248によって付加的な畜圧が行われる。バルブシートは、バネとして作用し、バルブが閉じられる際の調整器レバー248の若干の運動を可能とする。換言すれば、インク溜め(plenum)238（図４６）内の背圧が減少すると、バッグ252がレバーに及ぼす力が小さくなり、バネ253がレバーを共に付勢することになる。この調整器レバーの運動により、バルブシートが圧縮されて、調整器レバーが更に少し閉じる。このバッグ252による調整器レバー248の運動により、空気に対する適応が更に行われる。
【００７２】
圧力調整器レバー上の突起264（図３２及び図３３）から該圧力調整器レバーの回転軸までの距離よりも、アキュムレータレバー250上の突起272から該アキュムレータレバーの回転軸までの距離の方が短い、ということが理解されよう。この距離の差により、圧力調整器レバーが動く前にアキュムレータレバーが作動することになる。
【００７３】
アキュムレータレバー250は、該レバー250上の停止部材275が図４３に示すように冠部243内の表面276に係合するまで軸270を中心として回転する。該停止部材275は、インク溜め内の背圧の低下時に該レバー250が接近しすぎて圧力調整器レバー248と干渉するのを防止する。アキュムレータレバー250は、図４６及び図４７に示すようにペン本体242と接触するまで反対方向へ回転する。
【００７４】
ここで図３１を参照する。符号253は、２つのレバー248,250を一緒に付勢する螺旋形の伸張バネを全体的に示している。このバネには予荷重がかけられており、両端のコイルループで突起264,272と係合している。各ループは、平行で、交差し、完全に閉じており、及び芯合わせされたループである。このバネは、背圧をできる限り厳密に調整することができるように、その全行程においてバネ定数の変動が最少限となるように設計されている。
【００７５】
図３０及び図３５に示す取付部254は、バッグ252を支持して該バッグ252を冠部243に取り付ける。該取付部254は、冠部と係合して該冠部との気密シールを形成するリップ278を有している。該取付部254の内部には、バッグ内部と大気圧との間の連通をもたらす通気口255がある。該取付部254の末端には、隆起した円形突起279と、長円形の（race-track shaped:競走用トラック状の)外部突起280がある。バッグ252は両方の突起に融着される。該円形突起279は、バッグと取付部との間のメインシールとなる。長円形の突起280は、二次的な冗長的なシールを提供すると共に、バッグに対して付加的な支持及び位置決めを提供する。
【００７６】
図３０及び図３６に示した可撓性バッグ252は、インク溜め238（図４６）内の背圧と、取付部254の通気口25を介して連通する大気圧との間の差圧の関数として膨張及び収縮する。完全に膨張したバッグを図３６に示す。該バッグは、レバーの全移動範囲にわたり最大限の接触面積で２つのレバー248,250を押圧するように設計される。該バッグは、１枚の多層フィルムから形成され、２つの肺部282を含んでおり、これらの肺部は軸284を中心として膨張及び収縮する。該肺部は、互いに連通しており、同一の基準圧力に維持される。各肺部は、両側面に２つの隆起領域283を有し、全部で４つの隆起領域が存在するようになっている。互いに押圧する内側の２つの隆起領域は、図３６には図示されていないが、符号283',283”で示されている。取付部と反対側の側面には、隆起領域間の隆起した連通チャネル285（図３８及び図４０）があり、このチャネル285は、バッグが完全に収縮した際に空気の流れる経路を提供するものとなる。隆起領域は、バッグの他の部分よりも薄く、レバーの移動並びに軸284を中心とした肺部の運動に高い従動性を与えるものとなる。隆起領域は、レバーに対するバッグの相対的な運動又は滑動を排除するよう設計されている。ごく僅かな圧力で作動するシステムでは、この望ましくない影響をヒステリシスと呼ぶ。肺部と隆起領域との組み合わせにより、バッグが膨張することができる余剰材料が提供され、及び差圧の変化によってバッグに置換されるインク容積の変化が最大限になる。
【００７７】
バッグ252の作成工程を図３７〜図４２に示す。まず、平坦なフィルムからなるシート287を所定大きさに切断する（図３７）。該フィルムは、厚さが１〜３ミル（１ミル＝25.4μm）の多層構造であり、好適には、厚さは1.5ミルである。好適実施例としては、３つの材料、即ち、（1）ＰＥ／接合層(tie)／ＰＶＤＣ／接合層／ＰＥ、（2）ＰＥ／接合層／ＰＶＤＦ／接合層／ＰＥ、及び（3）ＰＥ／接合層／ＥＶＯＨ／接合層／ＰＥが許容可能な性能を示すものとなる。ＰＶＤＣはポリ塩化ビニリデンであり、Dow Chemical社による製品がSARAN（商標）として知られている。ＥＶＯＨはエチレンビニルアルコールコポリマーである。ＰＥはポリエチレンである。接合層(tie)は異種材料を互いに接着するのに使用される層である。ＰＶＤＦはポリフッ化ビニリデンであり、Kynarという商標で販売されている。次に、該シートをダイプレート上に載置し、熱及び真空をかけて、４つの隆起領域288,288'(図３８）を形成する。４つの隆起領域またはポケットのうちの２つの288'が連通していることに留意されたい。その後、シート287を図３９に示すように取付部254（図３５）の２つの突起279,280に融着する。次に、円形突起279の中心でフィルムに孔289を形成して、取付部254の通気口255との連通を確立する。次いで、シートを軸290に沿って折り畳み、縁が一緒になるバッグ周辺を融着する。この融着は、３つの開いた継ぎ目に沿って行われ、これを図４１に符号291で示す。次いでバッグの周囲がトリミングされる。その後、図４１に示す取付部254の長手方向の軸296に沿ってバッグを折り畳む。これにより、２つの肺部282,282'がバッグに形成される。図４１、図４２及び図３６を参照すると、取付部254の長手方向の軸296と図４１の折目とは、バッグの膨張／収縮を含めて２つの肺部の回転軸284と平行である。
【００７８】
図４３は、冠部243の底面を示しており、この底面は、バルブ面293と、インクがインク溜め238に進入するテーパ付きノズル又はオリフィス292とを備えている。バルブ面293は、圧力調整器レバー248上のバルブシート261（図３２）と係合する。この係合は図４４にも示されている。インクは、流体相互接続部、隔壁235、及びオリフィス292を通って流れる。テーパ付きオリフィス292は、バルブシート261とバルブ面293との間の接触面積を減らし、これによりバルブのシール圧力が増大する。
【００７９】
オリフィス292において、インク溜め238（図４６）内の背圧がレバー248によって制御される。冠部243上のバルブ面293の隣には、取付部254（図３６）上のリップ278を受容する円形突起294がある。該突起294及びリップ278は、気密シールを形成する。圧力調整器レバー248上の軸258,258'（図３３）は、上述のカンチレバー式の構成によって可能となるようにジャーナル295,295'中にスナップ止めされる。同様にして、アキュムレータレバー250上の軸270,270'は、ジャーナル297,297'（図４３）中に受容される。冠部の底面にはまた、アキュムレータレバー250上の停止部材275（図３４）に係合する表面276が配置されている。停止部材275及び表面276は、アキュムレータレバーが圧力調節器レバー248と干渉するのを防止する。
【００８０】
プリントカートリッジ214の動作を図４５、図４６及び図４７に示す。カートリッジの初期状態では、インク溜め238内にインクは存在せず、バッグ252はしぼんでいる。インク溜め内の背圧は大気圧と等しい。バネ253は、２つのレバー248,250を共に完全に付勢する。
【００８１】
次いで、中空針が隔壁235に挿入され、プリントヘッド240（図３０）のノズルが真空にされて、プリントカートリッジ中へインクが吸い込まれる。この真空化に応じて、まずアキュムレータレバー250が移動し、図３６に示すようにバッグが膨張し始める。アキュムレータレバー250は、図３４に示すように、ペン本体242の側壁に係合するまで回転軸を中心とした回転を継続する。ペン本体242の側壁に係合したとき、圧力調整器レバー248が動き始め、インクがオリフィス292（図４３）を介してインク溜め238へと入り始める。
【００８２】
圧力調整器レバー248は、図４７に示すように、ペン本体242の側壁に係合するまで回転軸を中心として回転することができる。これはバルブの全開位置である。圧力調整器レバー248は、印刷の速度と、プリントヘッドにより必要とされるインクの速度とに応じて、図４６及び図４７に示す状態間で移動する。
【００８３】
インク溜め238がインクで満たされるか又は印刷が停止した場合には、圧力調整器レバー248がゆっくりと回転し、バネ253の付勢でオリフィスを閉鎖する。レバー248,250は、プリントカートリッジの通常または定常状態である図４６に示す状態に戻る。この状態は印刷の直前または直後に生じる。
【００８４】
図４６において、符号298は、インク溜め238に進入した気泡を示している。プリントカートリッジの温度が上昇したり高度が高くなったりすると、気泡がインク溜め内で膨張することになる。この気泡の膨張は、気泡の容積変化によって引き起こされる圧力変化によるバッグ252の収縮、及びそれに次ぐアキュムレータレバーの図４６に示した状態から図４５に示した状態への移動によって補償される。更に、バルブシート261の弾性による圧力調整器レバー248の付随運動がある。一方、気泡が収縮した場合には、バッグはこれに応じて膨張し、圧力調整器レバー248がオリフィスを開き、インク溜めにインクが進入できるようにする。換言すれば、気泡の膨張または収縮は、バッグに逆方向の補償を行わせ、即ち、膨張に対しては収縮により収縮に対しては膨張により補償を行わせるものとなる。レバーの各々はバッグの運動に追随し、アキュムレータレバー250はレバーのアーム長が異なるため調整器レバー248よりも先に回転する。
【００８５】
軸外インク供給部（例えば、図１の供給部30）がインクを使い切ると、レバー248,250が図４７の全開位置へと回転し、プリントヘッドはインクの射出を停止する。
【００８６】
軸外インク分配システムの説明
図４８は、図３、図１８、及び図２３に示したような非加圧式インク供給カートリッジ300の分解斜視図である。このようなインク供給カートリッジ300は、そのインクを使い切った際に、単にインク供給部支持体（例えば、図２３の支持体144）から取り外されて処分される。かかるインク供給カートリッジ300の流体相互接続部への接続は、図２３に関して説明した通りである。
【００８７】
非加圧インク供給カートリッジ300は、折り畳み可能なインクバッグ302と、２つの剛性プラスチック製のハウジング部材303,304を備えている。インクバッグ302は、MylarまたはＥＶＡ等の可撓性フィルム、または図５１に関して説明するプラスチックシート350や本出願人の米国特許第5450112号に記載されている９層フィルムに類似した多層フィルムで形成することができる。インクバッグ302の端部は、バッグ302の運動を制限するようにハウジング部材303または304に融着または超音波溶接することが可能である。
【００８８】
符号化タブ305は、インク供給部支持体に形成されたスロットと位置合わせされ、これにより、正しいカラーのインクカートリッジをインク供給部支持体の正しい区画に確実に挿入可能となる。また、一実施例では、インク供給部支持体は、カートリッジ300を固定するために、及びカートリッジ300が適切に挿入されたことを蝕知できるフィードバックをユーザに提供するために、バネ付勢式のラッチを使用してタブ305にラッチ留めされる。
【００８９】
プラスチック製のインクバッグ取付部306は、インクバッグ302の開口307を通して部分的に挿入され、接着または融着によって開口307に対してシールされる。取付部306からポペット308が延びている。インクバッグ取付部306は、プラスチック製のハウジング部材303,304に形成されたスロット307によって所定位置に堅固に保持される。
【００９０】
ポペットバネ309は、孔310を通してポペット308に挿入され、次いでポペットボール311が挿入される。ボール311は、ステンレス鋼またはプラスチックとすることができる。
【００９１】
次いで、ゴム隔壁313の端部312がポペット308の孔310に挿入される。次いで、クリンプキャップ314を使用して隔壁313がクリンプされてポペット308に固定される。
【００９２】
隔壁313は、その中心を通して形成されたスリット315を有しており、このスリット315を通して中空針142（図２３）が図２３に示すように挿入されてプリントカートリッジと流体連通する。隔壁313のスリット315は、針が除去されたときに隔壁313の弾性により自動的に付勢されて閉鎖される。
【００９３】
ポペットバネ309及びポペットボール311は、インクが隔壁313のスリット315から漏れないことを更に確実にする働きをする。スリット315に針が挿入されていない場合には、ポペットバネ309が閉鎖したスリット315に対してポペットボール311を付勢し、ボール311がスリット315の閉鎖とあいまってインク漏れを防止するシールを提供するようにする。このタイプの二重シールバルブの詳細については、図５１に示す加圧インク式供給カートリッジの実施例に関して説明する。
【００９４】
ポペットなしで隔壁のみを使用して、あるいは隔壁なしでポペットのみを使用して流体相互接続部を設計することが可能である。ポペットなしの隔壁は、半径方向のシールにより針の周囲を高い信頼性でシールする。しかしながら、該隔壁を備えたインク供給部を長期間プリンタに装着しておいた場合には、該隔壁は圧縮永久ひずみを受ける傾向となる。かかる場合に針を除去すると、隔壁が完全に再シールしないことがある。また、インク供給部を傾けたり、落としたりした場合に、インクが漏れることがある。一方、ポペットバルブは、（隔壁と比べて）圧縮永久ひずみの問題を伴うことなく自己シールを行うという利点を有するものである。しかしながら、針の周囲をシールしないという点で信頼性が低い。従って、カートリッジとの耐漏洩性の流体相互接続を確保するためには、何らかの面シールを確立しなければならない。更に、ポペットバルブの信頼性は、そのシール対象となる表面が硬質プラスチックである場合に変動する。即ち、シール面の完全性が若干不足することによって、漏れが生じる傾向がある。隔壁及びポペットバルブの組み合わせは、両方の利点、即ち、隔壁が針の周囲を極めて良好にシールすること及び圧縮永久ひずみの問題をなくすことを利用して、上記の制限を解決するものとなる。更に、隔壁の内面は、その不完全性に対する感度が低くて従動性の高いポペットバルブ用の表面を与えるものとなる。
【００９５】
好適実施例では、集積回路センサ／メモリ316がインク供給カートリッジ300に永続的に取り付けられている。この回路は、インク供給部の挿入の確認、インク供給部に残留しているインクの指示、インク供給部以外のシステムの部分に対するインク供給部の適合性を確認するためのコードの提供等を含む、多数の機能を提供するものである。
【００９６】
代替的な実施例では、インクバッグ302には正圧がかけられる。これにより、インク供給部をプリントカートリッジに接続するチューブを細くすることが可能となり、またインク供給部をプリントカートリッジよりも十分下方に配置することが可能となる。図４９は、図４８のインク供給カートリッジ300の36B-36B断面図であり、バネ317がインクバッグ302の側面を共に押圧して正の内圧を生成する態様を示すものである。インクバッグ302には、バネ力を分配するために剛性の側面パネル318が設けられている。該バネ力は、湾曲バネ、螺旋バネ、フォーム、気体またはその他の弾性手段によって供給することが可能である。インクバッグ302内にはインク319が示されている。図５０は、ステンレス鋼製の螺旋バネとして形成されたバネ317の一実施態様を示す平面図である。
【００９７】
別の実施例では、インクバッグ302は、気体等の間欠的な圧力源によって加圧することが可能である。
【００９８】
図５１〜図６６は、加圧式の軸外インク供給カートリッジ、及び該軸外インク供給カートリッジを加圧するための装置を示すものである。
【００９９】
図５１はインク供給部320を示す分解斜視図である。
【０１００】
インク供給部320は、インクを収容するためのインクリザーバ324を支持するシャシ322と、ポンプ326と、流体出口328とを有している。該シャシ322は、下端部にキャップ332が取り付けられた硬質の保護シェル330内に収容される。キャップ332には、ポンプ326へのアクセスを可能とする孔334と、流体出口328へのアクセスを可能とする孔336とが設けられている。
【０１０１】
該インク供給部320を使用するために、図１及び図５８ないし図６１に示すように、該インク供給部320は、インクジェットプリンタのドッキングベイ338中に挿入される。該インク供給部320が挿入されると、ドッキングベイ338内のアクチュエータ340が孔334を通ってポンプ326と接触する。更に、ドッキングベイ338内の流体入口342が孔336を介して流体出口328と接続されて、インク供給部からプリンタへの流路が生成される。アクチュエータ340が動作すると、ポンプ326がリザーバ324からインクを吸い込み、該インクをインク出口328及びインク入口342を介してプリンタへと供給する。
【０１０２】
リザーバ324からのインクを使い尽くした場合に、または何らかの理由で、インク供給部320をドッキングベイ338から容易に取り外すことができる。インク供給部320を取り外すと、流体出口328及び流体入口342が閉鎖され、これは、プリンタ又はユーザに対する残留インクの漏出の防止に資するものとなる。次いで、該インク供給部を放棄し、または後で再装着するために保管することができる。このようにして、該インク供給部320は、インクジェットプリンタのユーザに対し、信頼性が高くて交換が容易なインク供給部をインクジェットプリンタに設けるための簡単で経済的な方法を提供する。
【０１０３】
図５１ないし図５４に示すように、シャシ322は本体344を有している。インクリザーバ324の画定及び支持に資するフレーム346が、シャシ322の本体344の上部から上方へと延びている。図示の実施例では、フレーム346は、該フレーム346の厚さによって決定される厚さを有すると共に開放した側面を有するほぼ正方形のリザーバ324を画定するものとなる。フレーム346の各側面には面348が設けられており、この面にプラスチックシート350（図５１）が固定されてリザーバ324の側面が包囲される。図示のプラスチックシートは可撓性を有するものであり、リザーバからインクが使用された際にリザーバの容積を変えることを可能にする。これは、リザーバからのインクが使用された際に生じる背圧の量を低減させることによってリザーバ内のインクの回収及びそのインク全ての使用を可能にする。図示のインク供給部320は、一杯になった際に約30cm3のインクを収納するよう意図したものである。したがって、フレームによって画定されるインクリザーバの全体的な寸法は、高さ約57mm、幅約60mm、厚さ約5.25mmである。これらの寸法は、インク供給部の所望寸法、及び該インク供給部が使用されるプリンタの寸法に応じて変更することができる。
【０１０４】
図示の実施例では、プラスチックシート350は、当業者に周知の態様でフレームの面348に融着される。プラスチックシート350は、図示の実施例の場合には、低密度ポリエチレンの外層、接着剤層、金属被膜ポリエチレンテレフタレート層、接着剤層、大２の金属被膜ポリエチレンテレフタレート層、接着剤層、及び低密度ポリエチレンの内層を有する多層シートである。低密度ポリエチレン層の厚さは約0.013mm(約0.0005inch)、金属被膜ポリエチレンポリテレフタレートの層の厚さは約0.012mm(約0.00048inch)である。プラスチックシートの内側及び外側の低密度ポリエチレンはフレームに簡単に融着可能であり、また金属被膜ポリエチレンテレフタレートの二重の層は蒸気損失及び漏洩に対する頑丈な防壁を提供する。勿論、別の実施例では、異なる材料や、プラスチックシートをフレームに取り付けるための代替的な方法や、他のタイプのリザーバを使用することができる。
【０１０５】
シャシ322の本体344には、図５１ないし図５４に示すように、リザーバ中へのインクの導入を可能にする充填ポート352が設けられている。リザーバの充填後、プラグ354（図５２）が充填ポート352に挿入されて、該充填ポートからのインクの漏出が防止される。図示の実施例では、該プラグは、充填ポートへ圧入されるポリプロピレン製のボールである。
【０１０６】
ポンプ326もまたシャシ322の本体344に支持される。該ポンプ326は、インクをリザーバから圧送し、これを流体出口328を介してプリンタへと供給する働きをするものである。図示の実施例では、図５１及び図５２に示すように、ポンプ326はポンプチャンバ356を備えており、このポンプチャンバ356はシャシ322と一体的に形成されている。該ポンプチャンバ356は、シャシ322の本体344から下方へと延びるスカート状の壁部358によって画定される。
【０１０７】
ポンプ入口360がチャンバ356の上部に形成されて、チャンバ356とインクリザーバ324との間の流体連通が可能となっている。該チャンバ356には、インクを該チャンバ356から排出するポンプ出口362も設けられている。バルブ364がポンプ入口360内に配置されている。該バルブ364は、インクリザーバ324からチャンバ356中へのインクの流れを可能とするが、チャンバ356からインクリザーバ324へのインクの逆流は制限する。このようにして、チャンバの加圧が解除された場合に、インクをインクリザーバからポンプ入口を介してチャンバへと吸い込むことが可能となる。チャンバが加圧されている場合には、チャンバ内のインクはポンプ出口を介して排出することが可能である。
【０１０８】
図示の実施例では、バルブ364は、ポンプ入口の底部に配置されたフラッパバルブである。図５１及び図５２に示すフラッパバルブ364は可撓性材料の矩形片からなる。該バルブ364は、ポンプ入口360の底部にわたって配置され、その短辺側の中点でシャシ322に融着される（融着領域は黒く図示してある）。チャンバ内の圧力がリザーバ内の圧力よりも十分に低下した際に、バルブの未融着の各辺が下方へ曲がり、バルブ364の周囲からポンプ入口360を通ってチャンバ356へのインクの流れが可能となる。代替的な実施例では、フラッパバルブを一辺のみで融着して、その融着された辺を中心としてバルブ全体が曲がるようにするか、または、フラッパバルブを３辺で融着して、該バルブの一辺のみが曲がるようにすることができる。他のタイプのバルブもまた適当なものとなる。
【０１０９】
図示の実施例では、フラッパバルブ364は２層材料からなる。上層は厚さ約0.038mm(0.0015inch)の低密度ポリエチレン層である。下層は厚さ約0.013mm(0.0005inch)のポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）層である。図示のフラッパバルブ364は、幅約5.5mm、長さ約8.7mmである。勿論、別の実施例では、他の材料または他のタイプあるいはサイズのバルブを使用することが可能である。
【０１１０】
可撓性のダイアフラム366はチャンバ356の底部を包囲する。該ダイアフラム366は、チャンバ356の底部の開口よりも若干大きく、壁部358の底縁の周囲をシールする。大きめのダイアフラム366の余分な材料により、ダイアフラムが上下に曲がってチャンバ内の容積を変動させることが可能となる。図示のインク供給部の場合、ダイアフラムの変位により、チャンバ356の容積を約0．7cm3だけ変動させることが可能となる。図示のチャンバ356が完全に膨張したときの容積は、約2.2〜2.5cm3である。
【０１１１】
図示の実施例では、ダイアフラム366は、プラスチックシート350と同じ多層材料から形成される。勿論、他の適当な材料を使用してダイアフラムを形成することも可能である。図示の実施例におけるダイアフラムは、従来の方法を使用してスカート状の壁部358の底縁に融着される。融着プロセス中に、ダイアフラムの低密度のポリエチレンがダイアフラムの折り目又はしわをシールして、漏れ防止接続を生成する。
【０１１２】
圧力プレート368及びバネ370がチャンバ356内に配置されている。図５５及び図５６に詳細を示す圧力プレート368は、滑らかな底面372を有しており、その周囲に壁部374が上方へと延びている。圧力プレート368の中央領域376はバネ370の下端を受容する形状になっており、該中央領域376にはバネ保持スパイク378が設けられている。４つのウィング380が壁部374の上部から横方向へと延びている。図示の圧力プレートは高密度ポリエチレンを成形したものである。
【０１１３】
圧力プレート368はチャンバ356内に配置され、その下面372は可撓性のダイアフラム366に隣接する。バネ370（図示の実施例ではステンレス鋼）の上端は、シャシに形成されたスパイク382上に保持され、該バネ370の下端は、圧力プレート368上のスパイク378に保持される。このようにして、バネは、ダイアフラムに向かって圧力プレートを下方へ偏移させてチャンバの容積を大きくする。壁部374及びウィング380は、圧力プレート368の向きを安定させる働きをすると共に、チャンバ356内における圧力プレート368の自由なピストン状の運動を可能にする。圧力プレート368の構造は、ウィングが小さい方の面から外方へと延びていることとあいまって、ダイアフラムと壁部との間の融着接合部のための間隙を提供し、圧力プレートが上下動する際にダイアフラムが挟まれることなく該ダイアフラムが曲がることを可能とする。ウィングはまた、ポンプ内の流体の流れを容易にするために離隔されている。
【０１１４】
ポンプ326の代替的な実施例を図５７に示す。この実施例の場合、ポンプは、シャシの本体344ａから垂れ下がるスカート状の壁部358ａによって画定されるチャンバ356ａを備えている。可撓性のダイアフラム366ａが、壁部358ａの下縁に取り付けられてチャンバ356ａの下縁を包囲している。チャンバ356aの上部のポンプ入口360aがチャンバ356aからインクリザーバ中へと延びており、ポンプ出口362aはインクがチャンバ356aから出ることを可能とする。ポンプ入口360aは、チャンバ356a内へと開口する幅広部分386と、インクリザーバ内へと開口する幅狭部分388と、前記幅広部分386を前記幅狭部分388に接合するショルダ390とを有している。バルブ364aは、ポンプ入口360a内に配置され、チャンバ356aへのインクの流れを可能にすると共に、チャンバ356aからインクリザーバへのインクの逆流を制限する。図示の実施例の場合、該バルブは円形のものである。しかしながら、正方形または長方形等の他の形状のバルブを使用することも可能である。
【０１１５】
図５７の実施例では、単一のバネ／圧力プレート392がチャンバ356a内に配置されている。該バネ／圧力プレート392は、ダイアフラム366aに隣接して配置された平坦な下面394と、該下面394を下方へと偏倚させるバネ部分396と、ポンプ入口の幅広部分386に摩擦係合する取付ステム398とを備えている。図示の実施例では、バネ部分396はほぼ円形の構成を有し、ダイアフラム366aにより曲げ位置へと予負荷がかけられている。バネ／圧力プレートを構成するのに使用される材料の自然の弾性がバネを当初の構成へと付勢し、これにより下面394を下方へと偏倚させてチャンバ356aの容積を膨張させる。単体一のバネ／圧力プレート392は、例えばHYTREL（商標）等の適当な様々な材料から形成することができる。
【０１１６】
この実施例では、バルブ364aは、フラッパバルブであり、取付ステム398の上部によってポンプ入口360aのショルダ390上の所定位置に保持される。取付ステム398は、十字状の断面を有しており、これにより、フラッパバルブ364aが４つの四分円内へと下方へ偏向して、インクがインクリザーバからチャンバへと流れることが可能になる。ショルダ390は、フラッパバルブが上方へ偏向するのを防止して、チャンバからリザーバへのインクの逆流を制限する。インクは逆流せずにポンプ出口362を通ってチャンバから出る。取付ステムは、「Ｖ」型断面、「Ｉ」型断面、あるいはチャンバへのインクの必要とされる流れを許容するようにフラッパバルブが十分に曲がることを可能にする上記以外の断面を有することが可能である、ということが理解されよう。
【０１１７】
図５２に示すように、導管384は、ポンプ出口362を流体出口328に接合する。図示の実施例では、導管384は、その上壁がフレーム346の下方部材によって形成され、その底壁がシャシの本体344によって形成され、その一方の側面がシャシの一部によって包囲されており、その他方の側面が一方のプラスチックシート350の一部によって包囲される。図５１及び図５２に示すように、流体出口328は、シャシ322から下方へと延びる中空のシリンダ状突起399内に収容される。該突起399の上部は、導管384内へと開口し、導管384から流体出口328へとインクが流れることが可能となっている。バネ400及びシーリングボール402は、前記突起399内に配置され、従動性を有する隔壁404及びクリンプカバー406によって所定位置に保持される。バネ400の長さは、ボール402を上にして倒立状態の突起399中に配置できるような長さである。次いで、隔壁404を突起399に挿入してバネ400を若干圧縮し、該バネ400がシーリングボール402を隔壁404に向かって偏倚させてシールを形成するようにする。クリンプカバー406は、隔壁404に係合し、及び突起399の環状突起408と係合して、アセンブリ全体を所定位置に保持する。
【０１１８】
図示の実施例では、バネ100及びシーリングボール402は両方ともステンレス鋼である。シーリングボール402は、突起399内で自由に運動することができ、シール位置にないときに該ボールの周囲でのインクの流れを可能とするような大きさとなっている。隔壁404は、ポリイソプレンゴムから形成され、ボール402の一部を受容して確実なシールを形成するための凹状の底部を有している。隔壁404には、引き裂きやコアリング(coring：芯が抜けること)を生じさせることなく容易に貫通することができるようにスリット410が設けられている。しかしながら、該スリット410は、隔壁自体が第２のシールを形成するように通常は閉鎖している。スリット410は、僅かにテーパがつけられてその幅の狭い方の端部がボール402に隣接することが好ましい。図示のクリンプカバー406は、アルミニウムで形成されており、約0.51mm(約0．020inch)の厚さを有している。クリンプカバー406が隔壁404の貫通を妨害しないよう該クリンプカバー406に孔412が設けられている。
【０１１９】
ポンプ及び流体出口が所定位置に配設されると、インクリザーバ324にインクを充填することが可能となる。インクリザーバ324を充填するために、インクを充填ポート352から注入することができる。インクがリザーバ中に導入されている際に、スリット410を介して針（図示せず）を隔壁404中に挿入してシーリングボール402を押し下げてリザーバ内から空気を逃がすことが可能である。代替的には、針を介して部分的な真空(partial vacuum)を形成することが可能である。流体出口における部分的な真空によって、インクと接触状態にある空気がなくなり又はほとんどなくなるようにリザーバ324からのインクがチャンバ356、導管384、及びシリンダ状突起399を充填することになる。流体出口に形成された部分的な真空はまた、充填処理速度を速めるものとなる。インク供給部が充填されると、プラグ354が充填ポートに圧入してインクの逃出または空気の進入を防止する。
【０１２０】
勿論、該インク供給部の充填に使用可能な様々な他の方法が存在する。例えば、インクを充填する前にインク供給部を二酸化炭素でフラッシュするのが望ましい場合がある。これにより、充填処理中にインク供給部内に捕捉される気体が二酸化炭素となり空気ではなくなる。これが好ましいのは、二酸化炭素がある種のインクに溶解するのに対し、空気は溶解しないからである。一般には、できる限り多くの気体をインク供給部から除去して、気泡等がプリントヘッドまたは追従(trailing)チューブに進入しないようにすることが好ましい。このため、ガス抜きしたインクを使用して、インク供給部内での気泡の反応やその存在を回避することも好ましい。
【０１２１】
インクリザーバ324は、インクを収納するための理想的な方法を提供するものであるが、簡単に穴があいたり破裂したりし、またインクからのある程度の水分の損失を許容するものとなる。したがって、リザーバ324を保護し、かつ水分の損失を制限するために、リザーバ324は保護シェル330内に収容される。図示の実施例では、シェル330は、清澄化(clarified)ポリプロピレンである。約１mmの厚さが頑強な保護を与えると共にインクからの許容不能な水分の損失を防止することが判明している。しかしながら、シェルの材料及び厚さは、実施形態によって変更可能なものである。
【０１２２】
図５１に示すように、シェル330の上部は、輪郭が形成された(contoured)グリップ面414を有しており、該グリップ面414は、ユーザがインク供給部320を容易に把持し取り扱うことができるようにする形状及び表面構成に形成されている。下端の近傍に戻り止め418が形成された垂直リブ416がシェル330の各側面から横方向へ突出している。シェル330の基部は、シャシ322を挿入できるように開口している。停止部材420は、チャンバ356を画定する壁部358の各側面から横方向外方へと延びている。これらの停止部材420は、シャシ322の挿入時にシェル330の下縁に当接する。
【０１２３】
保護キャップ332は、シェル330の底部に係合してシャシ322を所定位置に維持する。キャップ332には、シャシ322上の停止部材420を受容する凹部428が設けられている。このようにして、停止部材は、キャップとセルとの間で確実に固定されてシャシを所定位置に維持する。キャップにはまた、ポンプ326へのアクセスを可能とする孔334と、流体出口328へのアクセスを可能とする孔336が設けられている。キャップ332は充填ポートを塞いでインク供給部との干渉を防止する。
【０１２４】
キャップには突出キー430が設けられており、該突出キー430は、インク供給部が目的とするプリンタのタイプ及び該インク供給部に入っているインクのタイプを識別するものである。例えば、インク供給部にブラックカラーインクが充填されている場合には、ブラックカラーインクを示すキーを有するキャップを使用することができる。同様に、インク供給部に特定カラーのインクが充填されている場合には、そのカラーを示すキャップを使用することができる。また、キャップの色を使用して、インク供給部に収容されているインクのカラーを示すことも可能である。
【０１２５】
かかる構成をとった結果、収納することになるインクの特定のタイプと無関係にシャシ及びシェルを製造し組み立てることが可能となる。次いで、インクリザーバを充填した後、その使用した特定のインクを示すキャップがシェルに取り付けられる。かかる場合には、空のシャシ及びシェルを在庫しておくことができるため、製造を経済的に行うことが可能となる。次いで、特定のタイプのインクが要求された際に、そのインクをインク供給部に導入し、適当なキャップをインク供給部に取り付けることができる。このため、該手法は、全てのタイプのインクを収納したインク供給部の大量の在庫を維持する必要をなくすものとなる。
【０１２６】
図示の実施例では、シェル330の底部には２本の円周溝422が設けられており、これらの溝422がキャップ332に形成された２本の円周リブ424と係合して、該キャップ332が該シェル330に固定される。キャップをシェルにより確実に固定するには超音波溶接またはその他の機構もまた望ましい。更に、ラベル（図示せず）をキャップとシェルの両方に接着して、これらを互いにより確実に固定することもできる。図示の実施例では、感圧接着剤を使用して、ラベルが剥離するのを防止し、インク供給部の邪魔になるのを禁止する態様で、ラベルを接着することができる。
【０１２７】
シェル、シャシ及びキャップの間の接続は、十分緊密なものとし、キャップがシェルから偶発的に分離するのを防止し、インクリザーバに漏れが生じたときにシェルからのインクの流れに抗するようにすることが好ましい。しかしながら、インクがリザーバからなくなっていく際に、接続部がシェル内への空気の緩やかな進入を可能とし、これによりシェル内部の圧力を周囲圧力とほぼ同じに維持することも望ましい。これを行わないと、シェル内に負圧が生じてリザーバからのインクの流れを妨げることとなる。しかしながら、シェル内の高い湿度を維持すると共にインクからの水分損失を最小限とするために、空気の進入は制限すべきである。
【０１２８】
図示の実施例では、シェル330及び該シェル330が収容する可撓性リザーバ324は、約30cm3のインクを保持する容積を有している。シェルは、幅が約67mm、厚さが約15mm、及び高さが約60mmである。勿論、所与のプリンタの特定の要件に応じて他の寸法及び形状を使用することも可能である。
【０１２９】
図示のインク供給部320は、図５８〜図６１に示すようなドッキング部432への挿入に理想的に適したものである。図５８に示すドッキング部432は、カラープリンタで使用することを目的としたものである。従って、該ドッキング部432は、４つの隣接するドッキングベイ338を有しており、これらの各々は異なるカラーのインク供給部320を１つずつ受容可能なものである。図示のインク供給部の構造は、幅を比較的狭くすることを可能にするものである。これにより、４つのインク供給部を、プリンタ内の占有面積を不必要に増大させることなく、コンパクトなドッキング部内に隣接して配列することが可能となる。
【０１３０】
各ドッキングベイ338は、互いに対向する壁部434,436を備えており、これらは、内側に面する垂直チャネル438,440を画定する。係合プロング(prong)444を有するリーフバネ442（図５９）は、各チャネル438,440の下側部分内に配置されている。各リーフバネ442の係合プロング444は、ドッキングベイ338に向かってチャネル内へと延び、該リーフバネ442によって内方に偏倚される。チャネル438,440には係合キー439が形成されている。図示の実施例では、一方の壁部のチャネル中の係合キーは、各ドッキングベイ毎に同じものであり、ドッキング部が使用されるプリンタのタイプを特定するものである。他方の壁部のチャネル中の係合キーは、各ドッキングベイ毎に異なるものであり、そのドッキングベイで使用されるインクのカラーを特定する。基部プレート446は、各ドッキングベイ338の底部を画定する。該基部プレート446は、アクチュエータ340を受容する孔448を有しており、及び流体入口342のためのハウジング450を支持している。
【０１３１】
図５８に示すように、アクチュエータの上端は、基部プレート446の孔448を通って上方に延び、及びドッキングベイ338中へと延びる。アクチュエータ340の下部は、基部プレート446の下方に位置し、回動軸454上に支持されたレバー452の一端に連結される。レバー452の他端は圧縮バネ456（図６１）により下方へ偏倚される。このようにして、圧縮バネ456の力がアクチュエータ340を上方へ付勢する。回転シャフト460に取り付けられたカム458（図６２）は、係合位置へのシャフトの回転によって該カム458が圧縮バネ456の力に打ち勝ってアクチュエータ340を下方へ移動させるように配置される。以下で詳述するように、アクチュエータの運動により、ポンプ326がインクをリザーバ324から吸い込んで、該インクを流体出口328及び流体入口342を介してプリンタへと供給する。
【０１３２】
図６１に示すように、尾部484は、アクチュエータ340の底部から下方へ延びて光検出器486中に受容される。光検出器486は、従来の構成のものであり、一方の脚部486aから他方の脚部486ｂに配置されたセンサ（図示せず）へと光ビームを送る。該光検出器486は、アクチュエータ340が最上位置にある際に、ポンプ行程の上部に対応して尾部484が光ビームの上方へと上昇し、光ビームがセンサに到達可能となって検出器が活動状態になるように配置される。下方位置では、尾部が光ビームを遮ってセンサに到達しないようにし、これにより光検出器は非活動状態となる。このようにして、以下で一層完全に説明するように、センサを使用して、ポンプの動作を制御し、インク供給部が空になった時期を検出することが可能となる。
【０１３３】
図５９に示すように、流体入口342は、基部プレート446上に支持されたハウジング450内に配置される。図示の流体入口342は、閉鎖した尖っていない(blunt)上端464と、ブラインドボア466と、横穴468とを有する上方に延びる針462を備えている。図６１に示す垂下(trailing)チューブ469は、ブラインドボア466と流体連通している針462の下端に接続される。該垂下チューブ469はプリントヘッド（図示せず）につながっている。ほとんどのプリンタの場合、プリントヘッドは、通常は、少量のインクを維持する小さいインクウェルと、該インクウェル内に適当な圧力を維持するための何らかの圧力調整器とを備えている。一般には、インクウェル内の圧力が周囲圧力よりも若干低いことが望ましい。この背圧は、プリントヘッドからのインク滴れの防止に資するものとなる。プリントヘッドの圧力調整器は、チェックバルブを一般に備えており、該チェックバルブは、プリントヘッドからのインクの逆流及び垂下チューブへのインクの逆流を防止する。
【０１３４】
スライドカラー470は、針462を取り囲み、バネ472によって上方へ偏倚される。該スライドカラー470は、従動性のシール部474を有しており、該シール部474は、露出した上面476と、針462と直接接触する内面478とを有している。更に、図示のスライドカラーは、バネ472を部分的に収容するように下方へと延びるほぼ剛性な部分480を有している。環状停止部482は、ほぼ剛性な部分480の下縁から外方へと延びる。該環状停止部482は、基部プレート446の下に配置され、これが基板と当接するすることにより、スライドカラー470の上方への移動を制限し、及び針462に関してスライドカラーの上側位置を画定するようになっている。該上側位置では、横穴468がスライドカラー470のシール部474によって包囲されてシールされ、また針の非尖端部464がカラーの上面476とほぼ同一面となる。
【０１３５】
図示の実施例では、針462は、18番ゲージのステンレス鋼の針であり、その内径は約1.04mm、外径は約1.2mm、長さは約30mmとなっている。その横穴は、ほぼ矩形であり、その寸法は約0.55×0.70mmであり、針の上端から約1.2mmのところに配置されている。スライドカラーのシール部分474は、エチレンプロピレンタイマモノマーから作成され、ほぼ剛性な部分476は、ポリプロピレンまたはその他の適当な剛性材料から作成される。シール部474には孔が成形され、該孔は、針を緊密に受容し、及び内面478と針462との間に頑強なシールを形成するためのものである。別の実施例では、代替的な寸法、材料、または構成もまた使用可能である。
【０１３６】
インク供給部320をドッキングベイ338に装着する場合、ユーザは単に、図５８に示すように、一方の垂直チャネル438の一方の縁部と他方の垂直チャネル440の他方の縁部とを用いて、互いに対向する壁部434,436間にインク供給部を配置すればよい。次いでインク供給部を図６０に示すように装着位置まで押し下げる。この位置でキャップ332の底部が基部プレート446に当接する。インク供給部を押し下げる際に、流体出口328及び流体入口342が自動的に係合し開口して、以下で詳述するようにインク供給部からプリンタへの流路が形成される。更に、以下で詳述するように、アクチュエータがキャップ332の孔334に入って、ポンプを加圧する。
【０１３７】
所定位置に配置されると、ドッキング部の各側面上の係合プロング444が、シェル330に形成された戻り止め418と係合して、インク供給部が所定位置に完全に保持される。インク供給部の挿入時に係合プロングが外方へ移動することを可能にするリーフバネ442は、該係合プロングを内方へ偏倚させて、インク供給部を装着位置に確実に保持する。装着工程全体にわたり、装着位置において、インク供給部320の縁部が垂直チャネル438,440内に捕捉され、これによりインク供給部に対して横方向の支持及び安定性が与えられる。実施例によっては、チャネル438,440の一方または両方に溝を形成し、これらの溝がシェルに形成された垂直リブ416を受容して、インク供給部に付加的な安定性を与えることが望ましい。
【０１３８】
インク供給部320を取り外す場合には、ユーザは単に、インク供給部を輪郭が形成されたグリップ表面414で把持して、リーフバネ442の力に打ち勝つように引き上げればよい。インク供給部320を取り外す際に、流体出口328及び流体入口342が自動的に外れ、残留インクを（もしあっても）ほとんど残さずに再シールを行い、ポンプ326が加圧解除され、インク供給部からの漏れの可能性が低減される。
【０１３９】
インク供給部の挿入時における流体相互接続部すなわち流体出口328及び流体入口342の動作を図５９及び図６０に示す。図５９は、流体入口342との最初の接触時の流体出口328を示すものである。同図に示すように、ハウジング450は、孔336を通ってキャップ332に部分的に入り込んでおり、流体出口328の下端は、ハウジング450の上部に入り込んでいる。この時点で、クリンプカバー406は、シールカラー470と接触して、流体出口328と流体入口342との間にシールを形成しているが、それらは両方とも依然としてシール位置にある。このシールは、結合工程中にインクが隔壁404を介してあるいは針462から漏れた場合の安全バリアとして作用する。
【０１４０】
図示の構成では、流体入口の底部と流体出口の上部とは類似した形状となっている。このため、インク供給部の流体出口とプリンタの流体入口との間のシール内に捕捉される空気は極めて少なくなる。これは、空気が流体出口328または流体入口342に進入してプリントヘッド内のインクジェットに到達する可能性を低減させることにより、プリンタの適正動作を促進させるものとなる。
【０１４１】
インク供給部320をドッキングベイ338中へ更に挿入すると、図６０に示すように、流体出口328の底部がスライドカラー470を押し下げる。同時に、針462がスリット410に進入し、隔壁404を貫通して、シーリングボール402を押し下げる。このため、完全に挿入された位置では、インクは、突起399からシーリングボール402の周囲を通り、横穴468に入り、ボア466を下降し、垂下チューブ469を通ってプリントヘッドへと流れることが可能となる。
【０１４２】
インク供給部320の取り外し時には、針462が抜き取られ、バネ400がシーリングボール402を隔壁に向かって押しつけて、頑強なシールを形成する。加えて、スリット410が閉じて第２のシールを確立し、これらは両方とも、インクが流体出口328から漏れるのを防止する働きをする。同時に、バネ472がスライドカラー470をその上方位置へと押し戻し、その上方位置において横穴468がカラー474のシール部分に取り囲まれて、流体入口342からのインクの逃出が防止される。最後に、クリンプカバー406とスライドカラーの上面476との間のシールが破られる。この流体相互接続により、流体出口328が流体入口342から分離された際に露出するインクが（もし存在したとしても）ほとんどなくなる。これは、ユーザ及びプリンタの双方を清浄に保つのに資するものとなる。
【０１４３】
図示の流体出口328及び流体入口342は、シール時に空気がほとんど捕捉されず、シール解除時にも余分なインクがほとんど生じない、確実なシールを提供するものであるが、他の流体相互接続を使用してインク供給部をプリンタへ接続することも可能である。例えば、図示の流体入口をインク供給部に配置し、図示の流体出口をドッキングベイに配置することが可能である。
【０１４４】
図６０に示すように、インク供給部320をドッキングベイ338に挿入した場合、アクチュエータ340は、キャップ332の孔334を貫通して所定位置へと進入して、ポンプ326を動作させる。図６２ないし図６６は、ポンプの様々な動作段階を示すものである。図６２は、ポンプ326の完全充填位置を示している。可撓性のダイアフラム366は最下位置にあり、チャンバ356の容積は最大になっており、尾部484はセンサからの光ビームを遮っている。アクチュエータ340は、圧縮バネ456によってダイアフラム366に対して押しつけられてチャンバ容積を小さくするようにチャンバを付勢し、ポンプチャンバ356内に圧力を発生させる。バルブ364がチャンバからリザーバへのインクの逆流を制限するので、インクはチャンバからポンプ出口362及び導管384を通って流体出口328へと流れる。図示の実施例では、圧縮バネは、チャンバ内に約0.106kg／cm2(1.5ポンド／inch2)の圧力を生成するように選択される。勿論、所望とする圧力は、特定のプリンタの要件によって異なり、また、ポンプのストローク全体にわたって変動するものである。例えば、図示の実施例では、チャンバ内の圧力は、ポンプのストローク中に水柱約2286〜1143mm(約90〜45inch)の範囲で変動する。
【０１４５】
ポンプチャンバ356内のインクが使用される際に、圧縮バネ456はダイアフラム366に対してアクチュエータ340を上方へ押圧し続けて、ポンプチャンバ356内の圧力を維持する。これにより、図６３に示すように、ダイアフラムが中間位置まで上方へと移動してチャンバの容積が小さくなる。該中間位置では、尾部484が光ビームを遮蔽し続けて光検出器486のセンサに到達しないようにする。
【０１４６】
ポンプチャンバ356内のインクが更に使用されると、図６４に示すように、ダイアフラム340が最上位置へと押し上げられる。該最上位置では、チャンバ356の容積が最小動作容積となり、尾部484が十分に高く上昇して光ビームがセンサに到達可能となり、光検出器486を活動化させる。
【０１４７】
プリンタ制御システム（図示せず）は光検出器486の活動化を検出し、リフレッシュサイクルを開始する。図６５に示すように、リフレッシュサイクル中に、カム458が回転してレバー452と係合し、これにより圧縮バネ456が圧縮されて、アクチュエータ340が最下位置へと移動される。該最下位置では、アクチュエータ340はダイアフラム366と接触しない。
【０１４８】
アクチュエータ340がもはやダイアフラム366を押圧しなくなると、ポンプバネ370が圧力プレート368とダイアフラム366を外方へ偏倚させ、これにより、チャンバ356内の容積が膨張して該チャンバ356内の圧力が低下する。チャンバ356内の圧力が低下することにより、図６５に示すように、バルブ364が開放可能となり、インクがリザーバ324からチャンバ356へと吸い込まれて、ポンプ326がリフレッシュされる。プリントヘッドの逆止バルブ、及び垂下チューブ内の流れ抵抗、又はその両方により、導管384を介したチャンバ356へのインクの逆流が制限される。代替的には、出口ポート又はその他の場所に逆止バルブを設けて、出口ポートを介したインクの逆流及びチャンバへのインクの逆流を防止することが可能である。
【０１４９】
所定時間の経過後、カム458を回転させて非係合位置に戻すことによりリフレッシュサイクルが完了し、インク供給部は典型的には図６２に示す構成に戻る。
【０１５０】
しかしながら、インク供給部のインクがなくなっている場合には、リフレッシュサイクル中にインクがポンプチャンバに進入することができなくなる。この場合には、インクリザーバ324内の背圧がチャンバ356の膨張を阻止することになる。その結果、カム458が回転して非係合位置に戻った際に、図６４に示すようにアクチュエータ340が最上位置に戻り、光検出器486が再度活動化される。リフレッシュサイクル直後の光検出器の活動化は、インク供給部にインクがないこと（あるいは、その他の何らかの動作不良によってインク供給部の適正動作が妨げられていること）を制御システムに通知するものとなる。これに応じて、制御システムは、インク供給部の交換が必要なことをユーザに通知する信号を生成する。これは、インクジェットの空射出を防止することによりプリントヘッドの寿命を大幅に延ばすものとなる。
【０１５１】
実施例によっては、プリンタが印刷を行っていないときに、カム458を係合位置へと回転させてチャンバ356から圧力を除去するのが望ましい。また、機械的スイッチ、電気的スイッチ、あるいはアクチュエータの位置を検出できるその他のスイッチを光検出器の代わりに使用することも可能であることが理解されよう。
【０１５２】
このインク供給部の構成が特に有利なものとなる理由は、チャンバ内の比較的少量のインクしか加圧されないことにある。インクの大部分はリザーバ内でほぼ大気圧に維持されている。このため、漏れが生じにくく、また漏れがあった場合であっても容易に収容することが可能となる。
【０１５３】
図示のダイアフラムポンプは、極めて信頼性が高く、インク供給部での使用に極めて適していることが実証されている。しかしながら、他のタイプのポンプも使用可能である。例えば、ピストンポンプ、ベローズポンプ、あるいはその他のタイプのポンプを使用することができる。
【０１５４】
上述のように、図示のドッキング部432（図５８）は、互いに隣接する４つのドッキングベイ338を備えている。この構成により、壁部434、壁部436、及び４つのドッキングベイのための基部プレート446を一体にすることが可能となる。図示の実施例では、４つのドッキングベイの各側面のリーフバネを、底部で接続される単体として形成することができる。更に、各ドッキング部のカム458は、単一のシャフト460に取り付けられている。単一のシャフトを使用する場合には、４つのインク供給部の何れか１つのポンプが最小作動容積に達した際に４つのインク供給部の各々がリフレッシュされることになる。代替的には、ブラックインク供給部だけが加圧される第３の位置を提供するようにカムとシャフトを構成することが望ましい。これにより、ブラックインクしか必要としない印刷ジョブ中にカラーインク供給部を大気圧に維持することが可能となる。
【０１５５】
互いに隣接する４つのドッキングベイの構成はカラープリンタでの使用を意図したものである。該ドッキングベイの１つは、ブラックインクを収容したインク供給部を受容することを意図したものであり、もう１つはイエローインクを収容したインク供給部、もう１つはシアンインクを収容したインク供給部、もう１つはマゼンタインクを収容したインク供給部を受容することを意図したものである。係合キー439は、４つの各ドッキングベイ毎に異なっており、各ドッキングベイについてのインクカラーにそれぞれ対応したものである。該係合キー439は、対応するカラーを有するインク供給部のキャップに形成された対応するキー430を受容する形状となっている。即ち、キー430及び係合キー439は、キャップ上のキーによって示される適正カラーのインクを有するインク供給部だけしか特定の位置のベイに挿入できないような形状となっている。係合キー439は、ドッキングベイに装着されるインク供給部の種類も特定することができる。このシステムは、ユーザが或るカラーのインク供給部を他のカラー用のドッキングベイに不注意で挿入したり、或る種類のプリンタ用のインク供給部を違う種類のプリンタへ挿入したりすることの防止に資するものとなる。
【０１５６】
上述した各種のインク供給部の一定の加圧は、間欠的な加圧に比べて次のような利点がある。
【０１５７】
（1）ポンプ部をなくすことによる低い製品コスト／最小限の製品複雑度
（2）チューブを加圧することによるチューブ中への空気の拡散の低減または排除（圧力レベルに依存する）。
【０１５８】
一方、間欠加圧は、一定加圧に比べて次のような利点がある。
【０１５９】
（1）流体シール及びバルブが一定圧力に耐える必要がなく、その結果として信頼性が向上する。
【０１６０】
（2）プラスチックシェルが強いものである必要がないため、インク供給部が廉価になる。
【０１６１】
結論
本明細書で説明した各種のプリントカートリッジ（例えば、下向き接続針、上向き接続針、及び隔壁タワー）、キャリッジ、及び軸外インク分配システムを、様々な組み合わせで使用して、プリントカートリッジ内のプリントヘッドのノズルにインクを供給することができる。その一例として、上述のプリントカートリッジの内の任意のものを加圧式インク供給部または非加圧式インク供給部と共に使用することができる。インク供給カートリッジは、アクセスに好都合であり、使い易く、スペースを最大限に利用し、必要とされる分配用インク容積が可能となるように、プリンタに配置することが可能である。好適実施例におけるプリントカートリッジと一体の圧力調整器により、プリントヘッドの性能を、インク供給部とプリントヘッドとの相対的な高さと無関係のものとすることができる。
【０１６２】
最低コストのシステムは典型的には非加圧式インク供給部を備えたものである。しかしながら、状況によっては加圧が必要となる。これは、動圧及び静圧の変化の原因を考慮することにより最もよく理解されよう。プリントヘッド内の静圧は、プリントヘッドが駐機して作動していないときに存在するものと定義され、典型的には、圧力調整器内のバネによって水柱約-50.8〜-152.4mm(-2〜-6inch)に設定されるのが最適である。しかしながら、インク供給部がプリントヘッドよりも約152.4mm(6inch)を越えて下方に配置されている場合には、圧力調整器が常に開いていることになり（上記の設定点(setpoint)の範囲を想定した場合）、静圧は常に高さの差となる。事態をより悪くするのは、問題となる圧力が、動作中にプリントヘッドが受ける圧力として規定される動圧であることである。このため、実際の動圧は更に高い負圧となり、これは調整器の範囲外のものとなる。
【０１６３】
この問題は、インク供給部を加圧することにより解決される。これは、上述の方法により、あるいは一定のインク供給圧をもたらすバネを用いることにより、達成することができる。これを実施することにより、相対高さその他の動圧降下に影響を及ぼす要因を打ち消すことができる。動圧降下を増大させる要因としては、プリントヘッドによるインク使用速度、チューブ直径の縮小、チューブ長さの増大、及びインク粘度の増大等が挙げられる。該加圧は、圧力が調整器によってプリント品質を目的とした圧力仕様内に完全に制御されるまで増大されなければならない。
【０１６４】
これらの設計上の選択肢の結果、当該圧力調整器は、図１及び図２に示したもの以外の広範な実施形態の製品を提供するものとなる。例えば、かかるインク分配システムは、図６７に示すようなファクシミリ装置500に使用されるインクジェットプリンタに組み込むことが可能である。図６７には、チューブ506を介して接続された走査型カートリッジ502及び軸外インク分配システム504が仮想線で示されている。
【０１６５】
図６８は、本明細書で説明したインク分配システムを組み込んだコピー装置510（ファクシミリ・コピー複合装置とすることも可能）を示すものである。同図においても、チューブ506を介して接続された走査型プリントカートリッジ502及び軸外インク供給部504が仮想線で示されている。
【０１６６】
図６９は、トレイ518により支持された幅の広い連続ロール紙に印刷を行う大判プリンタ516を示すものである。同図にも、チューブ506を介して軸外インク供給部504に接続された走査型プリントカートリッジ502が示されている。
【０１６７】
ファクシミリ装置、コピー装置、及び大判プリンタは、過酷な用途に使用される傾向にある。これらの装置は、無人で及び大量複製のために使用されることが多い。このため、これらの装置には、大容量（50〜500cc）のインク供給部が好ましいものとなる。これとは対照的に、家庭用プリンタまたは携帯型プリンタは、製品のサイズ及びコストを最小限にするために小容量のインク供給部を備えているのがよい。従って、図１及び図２に示す製品設計は、このような形状因子が小さかったり低コストの用途に最も適したものとなる。
【０１６８】
本発明の特定の実施例についてを図示及び説明を行ってきたが、当業者であれば、本発明から逸脱することなくその広範な特徴の範囲内で変更及び修正を行うことが可能であることは明らかであり、したがって、特許請求の範囲は、本発明の真の思想及び範囲に属するかかる変更及び改変の全てを包含するものである。
【０１６９】
以下においては、本発明の種々の構成要件の組み合わせからなる例示的な実施態様を示す。
【０１７０】
１．プリントカートリッジを備えた印刷システムであって、前記プリントカートリッジが、
電気信号を受信し、該電気信号に応じてインク滴を射出する、プリントヘッドと、
前記プリントヘッドと流体連通したインクリザーバと、
該プリントカートリッジの外部のインク供給源からのインクを受容するインク入口ポートとを備えており、
前記インク入口ポートが、前記インクリザーバと流体連通した第１の相互接続部材を有しており、前記プリントカートリッジがプリンタ内の走査キャリッジに第１の方向で挿入された際に前記第１の相互接続部材が前記走査キャリッジ上の第２の相互接続部材と気密流体接続を行い、前記プリントカートリッジを前記走査キャリッジに前記第１の方向で挿入した際に前記流体接続が自動的に行われることを特徴とする、プリントカートリッジを備えた印刷システム。
【０１７１】
２．前記第１の相互接続部材が、前記プリントカートリッジから前記第１の方向に延びる中空の針であり、前記第２の相互接続部材が、前記走査キャリッジに取り付けられた弾性隔壁である、前項１に記載の印刷システム。
【０１７２】
３．前記第１の方向が、前記プリントヘッドの付勢時における前記プリントヘッドからのインク滴の射出方向と同一方向である、前項１または前項２の何れか１つに記載の印刷システム。
【０１７３】
４．前記第１の相互接続部材が、弾性隔壁であり、前記第２の相互接続部材が、前記第１の方向と平行に延びる中空の針からなる、前項１ないし前項３の何れか１つに記載の印刷システム。
【０１７４】
５．前記第２の相互接続部材を支持する前記走査キャリッジを更に備えている、前項１ないし４の何れか１つに記載の印刷システム。
【０１７５】
６．前記プリントカートリッジが、前記プリントヘッドに電気的に接続される接点パッドも備えており、該接点パッドが、前記プリントカートリッジを前記キャリッジへ前記第１の方向に挿入した際に前記キャリッジ上の電極と接触し、前記流体接続と、前記電極及び前記接点パッド間の前記電気接続とが、前記プリントカートリッジの前記キャリッジへの挿入動作によって同時に行われる、前項５に記載の印刷システム。
【０１７６】
７．前記カートリッジ及び前記キャリッジの外部にあり、前記プリントカートリッジのための供給用インクを収容する、インク供給源と、
前記インク供給源と前記キャリッジとの間に接続され、前記第２の相互接続部材にインクを供給する、可撓性チューブと
を更に備えている、前項５または前項６の何れか１つに記載の印刷システム。
【０１７７】
８．インクジェットプリンタの印刷区域を横切って走査する、前記プリンタ内の走査キャリッジを備えており、
前記キャリッジが、インク源からのインクを受容する第１の相互接続部材を有しており、プリントカートリッジを第１の方向で前記走査キャリッジに挿入した際に、前記第１の相互接続部材が前記プリントカートリッジ上の第２の相互接続部材との気密流体接続を行い、前記プリントカートリッジを前記第１方向で前記キャリッジに挿入した際に前記流体接続が自動的に行われるようになっていることを特徴とする、印刷システム。
【０１７８】
９．印刷システムの使用方法であって、
電気信号を受信し、該電気信号に応じてインク滴を射出するプリントヘッドと、前記プリントヘッドと流体連通するインクリザーバと、前記インクリザーバと流体連通する第１の相互接続部材とを有するプリントカートリッジを設け、
インク供給部と流体連通する第２の相互接続部材を有する走査キャリッジを設け、
前記プリントカートリッジを前記キャリッジに第１の方向で挿入する、
という各ステップを含み、前記プリントカートリッジの前記挿入ステップ中に、前記第１の相互接続部材と前記第２の相互接続部材とが互いに接続して気密流体接続をもたらすことを特徴とする、印刷システムを使用する方法。
【０１７９】
１０．前記第１の方向が、前記プリントヘッドの付勢時における該プリントヘッドからのインク滴の射出方向と同一方向である、前項９に記載の方法。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を用いたインクジェットプリンタの一実施例を示す斜視図である。
【図２】本発明を用いた別のインクジェットプリンタを示す平面図である。
【図３】本発明を用いた別のインクジェットプリンタのインク分配システム及びキャリッジを示す斜視図である。
【図４】プリントカートリッジの一実施例を備えた好適なキャリッジを示す部分断面図である。
【図５】プリントカートリッジが１つ取り付けられているカートリッジを上方から見た斜視図である。
【図６】剛性の肘部材及びマニホルドに接続された可撓性チューブの用法を示す側面図である。
【図７】図６の可撓性チューブを備えたキャリッジを示す平面図である。
【図８】マニホルドを備えておらず、剛性の肘部材に接続された可撓性チューブが組み込まれているキャリッジを示す平面図である。
【図９】マニホルドを備えておらず、剛性の肘部材に接続された可撓性チューブが組み込まれているキャリッジを示す斜視図である。
【図１０】外部インク供給部に接続された可撓性チューブとキャリッジ上に配置された流体相互接続部との間の相互関係を示す部分拡大図である。
【図１１】好ましいプリントカートリッジ及びキャリッジの流体相互接続部分を示す斜視図である。
【図１２】別の好ましいプリントカートリッジ及びキャリッジの流体相互接続部分を示す斜視図である。
【図１３】キャリッジの流体相互接続部に接続された状態で図１２のプリントカートリッジを示す断面図である。
【図１４】好ましいプリントカートリッジにおけるプリントヘッドアセンブリを簡略化して示す正面図である。
【図１５】プリントヘッドアセンブリの背面側を示す斜視図である。
【図１６】プリントヘッドアセンブリを備えたプリントカートリッジの一部を示す断面図であり、プリントヘッド内のインク射出チャンバへのインクの流れを示している。
【図１７】本発明の別の実施形態による４つのプリントカートリッジを備えた走査キャリッジを示す斜視図である。
【図１８】本発明の一実施形態によるインク供給カートリッジが取り付けられているインク供給部を示す斜視図である。
【図１９】他の実施形態のプリントカートリッジを示す斜視図である。
【図２０】走査キャリッジの流体相互接続部に接続された図１０のプリントカートリッジを示す側面図である。
【図２１】他の実施形態のプリンタにおける図１９及び図２０のプリントカートリッジ上のインク補充ポートに係合しようとしている交換可能なインク供給カートリッジを示す斜視図である。
【図２２】図１７のキャリッジの側面図である。
【図２３】図１８のインク供給部の部分断面図である。
【図２４】インク供給カートリッジへの接続のためにインク供給部に配置された流体相互接続部を示す部分拡大図である。
【図２５】インク供給部におけるマニホルドを構成している２つの部品を示す斜視図である。
【図２６】走査キャリッジにおけるマニホルドを構成している２つの部品を示す斜視図である。
【図２７】本発明の別の実施形態によるプリントカートリッジを部分的に切り欠いて示す斜視図である。
【図２８】図２７のプリントカートリッジの流体相互接続部と走査キャリッジの流体相互接続部との間の相互接続をその結合前の状態で示す断面図である。
【図２９】図２７のプリントカートリッジの流体相互接続部と走査キャリッジの流体相互接続部との間の相互接続をその結合後の状態で示す断面図である。
【図３０】図２７のプリントカートリッジの部分断面図であり、本明細書に記載の何れのプリントカートリッジの内部にも配設可能なインク圧力調整器を示している。
【図３１】図３０のプリントカートリッジの圧力調整器サブアセンブリを可撓性エアバッグのない状態で示す斜視図である。
【図３２】図３１の圧力調整器サブアセンブリにおける圧力調整器レバーを示す斜視図である。
【図３３】図３２の圧力調整器レバーの反対側を示す斜視図である。
【図３４】図３１の圧力調整器サブアセンブリのアキュムレータレバーを示す斜視図である。
【図３５】図３０のプリントカートリッジ用の取付部を示す斜視図である。
【図３６】図３０のプリントカートリッジ用の可撓性バッグ及び取付部を示す斜視図である。
【図３７】図３６の可撓性バッグを作成するための方法を示す説明図である(1/6)。
【図３８】図３６の可撓性バッグを作成するための方法を示す説明図である(2/6)。
【図３９】図３６の可撓性バッグを作成するための方法を示す説明図である(3/6)。
【図４０】図３６の可撓性バッグを作成するための方法を示す説明図である(4/6)。
【図４１】図３６の可撓性バッグを作成するための方法を示す説明図である(5/6)。
【図４２】図３６の可撓性バッグを作成するための方法を示す説明図である(6/6)。
【図４３】図３０のプリントカートリッジの冠部を示す斜視図である。
【図４４】アキュムレータを取り外した状態で図３１の冠部及び圧力調整器を部分的に切り欠いて示す斜視図である。
【図４５】図３０のプリントカートリッジの動作を示す部分断面図である(1/3)。
【図４６】図３０のプリントカートリッジの動作を示す部分断面図である(2/3)。
【図４７】図３０のプリントカートリッジの動作を示す部分断面図である(3/3)。
【図４８】非加圧式インク供給カートリッジを示す分解斜視図である。
【図４９】図４８に示すハウジングを使用することのできる加圧式インクバッグを示す断面図である。
【図５０】図４９のインクバッグに正圧をかけるために使用されるバネの一実施例を示す説明図である。
【図５１】本発明の一実施形態によるインク供給部を示す分解斜視図である。
【図５２】図５１の38−38断面図であり、図５１のインク供給部の一部を示している。
【図５３】図５１のインク供給部のシャシを示す側面図である。
【図５４】図５３のシャシの底面図である。
【図５５】図５１のインク供給部の圧力プレートを示す上部斜視図である。
【図５６】図５５の圧力プレートの底部斜視図である。
【図５７】本発明によるインク供給部に使用されるポンプの代替実施例を部分的に断面で示す分解断面図である。
【図５８】インクジェットプリンタのドッキングベイに挿入されようとする状態で図５１のインク供給部を示す斜視図である。
【図５９】インクジェットプリンタのドッキングベイに挿入された状態で図５１のインク供給部を示す図５８の45−45断面図である。
【図６０】ドッキングベイに完全に挿入された状態で図５９のインク供給部を示す断面図である。
【図６１】インク切れ検出器を示すために図５８のドッキングベイの一部を切り欠いて示す斜視図である。
【図６２】インク供給部及びドッキングベイの一部を示す図６１の48−48断面図であり、様々な動作段階におけるポンプ、アクチュエータ及びインク切れ検出器を示している(1/5)。
【図６３】インク供給部及びドッキングベイの一部を示す図６１の48−48断面図であり、様々な動作段階におけるポンプ、アクチュエータ及びインク切れ検出器を示している(2/5)。
【図６４】インク供給部及びドッキングベイの一部を示す図６１の48−48断面図であり、様々な動作段階におけるポンプ、アクチュエータ及びインク切れ検出器を示している(3/5)。
【図６５】インク供給部及びドッキングベイの一部を示す図６１の48−48断面図であり、様々な動作段階におけるポンプ、アクチュエータ及びインク切れ検出器を示している(4/5)。
【図６６】インク供給部及びドッキングベイの一部を示す図６１の48−48断面図であり、様々な動作段階におけるポンプ、アクチュエータ及びインク切れ検出器を示している(5/5)。
【図６７】インク分配システムの一実施例を仮想線で示す、ファクシミリ装置の斜視図である。
【図６８】インク分配システムの一実施例を仮想線で示す、ファクシミリ装置及びプリンタを組み合わせてなるコピー装置の斜視図である。
【図６９】インク分配システムの一実施例を示す大判インクジェットプリンタの斜視図である。
【符号の説明】
320        インク供給部
326        ポンプ
328        流体出口
334        孔
336        孔
340        アクチュエータ
342        流体入口
356        チャンバ
366        ダイアフラム
399        突起
402        シーリングボール
404        隔壁
416        垂直リブ
418        戻り止め
442        リーフバネ
444        係合プロング
446        基部プレート
462        針
470        シールカラー
472        バネ
474        カラー
【図１】
0004122077.tif 000002
【図２】
0004122077.tif 000003
【図３】
0004122077.tif 000004
【図４】
0004122077.tif 000005
【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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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
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【図４３】
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【図４５】
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【図４９】
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【図５０】
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【図５１】
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【図５６】
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【図５７】
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【図５９】
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【図６０】
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【図６１】
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【図６９】
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