(57)【要約】最大充填体積Ｖを有するインクリザーバを含むインクタンクを提供し、インクリザーバに保存するインク充填体積Ｖｉを選択することによって、いくつかの選択可能なインク充填体積のうちの一つまでインクタンクを充填する方法。その後、インクリザーバに追加するペレット（２７８）の量が決定される。なお、総ペレット体積Ｖｐは、（Ｖ−Ｖｉ−２）立方センチメートルより大きい。決定された量のペレットをインクリザーバに加えた後、インクリザーバは蓋でシールされる。その後すぐに、体積Ｖｉのインクがインクリザーバに加えられる。
2012512054.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の選択可能なインク充填体積のうちの一つまでインクタンクを充填する方法であって、
最大充填体積Ｖを有するインクリザーバを含むインクタンクを提供するステップと、
前記インクリザーバに蓄えるインク充填体積Ｖｉを選択するステップと、
前記インクリザーバに加えるペレットの量を決定するステップであり、総ペレット体積Ｖｐが（Ｖ−Ｖｉ−２）立方センチメートルより大きいところのステップと、
決定された量のペレットを前記インクリザーバに加えるステップと、
前記インクリザーバを蓋でシールするステップと、
体積Ｖｉのインクを前記インクリザーバに加えるステップと、
を有する方法。
【請求項２】
前記ペレットのそれぞれは、実質的にｖＰに等しい体積を有し、
前記インクリザーバに加えるペレットの量を決定するステップは、前記インクリザーバに加えるペレットの数Ｎｐを決定することを更に含み、
Ｎｐは、（Ｖ−Ｖｉ−２）／ｖｐ立方センチメートルよりも大きい、
請求項１に記載の方法。
【請求項３】
ｖｐが０．００１立方センチメートルより大きく、１立方センチメートルより小さい、
請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記決定された量のペレットを前記インクリザーバに加えるステップは、前記インクリザーバの内面に前記ペレットを固着することを更に含む、
請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記ペレットは、１立方センチメートル当たり１グラムより小さい密度を有する、
請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記ペレットは、前記インクの単位体積当たり質量よりも小さい単位体積当たり質量を有する、
請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記インクリザーバを蓋でシールするステップは、前記インクを前記インクリザーバに加えるステップの前に実行される、
請求項１に記載の方法。
【請求項８】
インクジェット印刷システム用インクタンクであって、
タンクボディと、
前記タンクボディにシールされる蓋と、
前記蓋によってシールされる前記タンクボディの中に形成されるインクリザーバであり、最大充填体積Ｖを有するインクリザーバと、
前記インクリザーバ内に収容されるインクであり、１立方センチメートル当たりＤｉグラムの密度を有し、体積Ｖｉを有するインクと、
前記インクリザーバの中に収容される複数のペレットであり、１立方センチメートル当たりＤｐグラムの密度を有し、総ペレット体積Ｖｐを有し、ＤｐがＤｉより小さく、Ｖｐが（Ｖ−Ｖｉ−２）立方センチメートルよりも大きいところの複数のペレットと、
を含むインクタンク。
【請求項９】
前記タンクボディは、前記蓋の反対に配置されるタンク底部を更に有し、
前記ペレットの少なくとも３分の２は、浮力により、前記タンク底部よりも前記蓋に近いところに位置付けられるように強いられる、
請求項８に記載のインクタンク。
【請求項１０】
前記蓋よりも前記タンク底部に近いところに位置付けられるインクタンクポートを更に有する、
請求項９に記載のインクタンク。
【請求項１１】
前記インクタンクポートは、バルブを含む、
請求項１０に記載のインクタンク。
【請求項１２】
前記ペレットは、可塑性樹脂を含む、
請求項８に記載のインクタンク。
【請求項１３】
前記ペレットは、再生プラスチックを含む、
請求項１２に記載のインクタンク。
【請求項１４】
前記複数のペレットは、３〜３００の個数のペレットを含む、
請求項８に記載のインクタンク。
【請求項１５】
前記ペレットは、丸い面を含む、
請求項８に記載のインクタンク。
【請求項１６】
前記インクリザーバは、第一のタイプのインクを収容する第一のインクリザーバであり、
前記インクタンクは、第二のタイプのインクを収容する第二のインクリザーバをさらに含み、
前記第二のインクリザーバは、前記第一のインクリザーバとは異なる数のペレットを含む、
請求項８に記載のインクタンク。
【請求項１７】
メモリ装置を更に含み、
前記メモリ装置に記憶される情報は、前記複数のペレットの総体積Ｖｐを含む、
請求項８に記載のインクタンク。
【請求項１８】
インクジェット印刷システムであって、
プリントヘッドと、
前記プリントヘッドを動かすためのキャリッジと、
前記キャリッジに搭載されるインクタンクと、を含み、
前記インクタンクが、
タンクボディと、
前記タンクボディに対してシールされる蓋と、
前記蓋によってシールされる前記タンクボディの中に形成されるインクリザーバであり、最大充填体積Ｖを有するインクリザーバと、
前記インクリザーバ内に収容されるインクであり、１立方センチメートル当たりＤｉグラムの密度を有し、体積Ｖｉを有するインクと、
前記インクリザーバ内に収容される複数のペレットであり、１立方センチメートル当たりＤｐグラムの密度を有し、総ペレット体積Ｖｐを有し、ＤｐがＤｉより小さく、Ｖｐが（Ｖ−Ｖｉ−２）立方センチメートルよりも大きいところの複数のペレットと、を含む、
インクジェット印刷システム。
【請求項１９】
前記インクタンクは、インクタンクポートのところで、前記プリントヘッドに取り外し可能に取り付けられる、
請求項１８に記載のインクジェット印刷システム。
【請求項２０】
前記インクタンクポートは、バルブを含む、
請求項１９に記載のインクジェット印刷システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、概して、インクジェットプリンタ用インクタンクに関し、より詳細には、インクによるインクタンクの充填に関する。
【背景技術】
【０００２】
インクジェット印刷システムは、典型的には、一以上のプリントヘッドと、それらに対応するインク供給部とを含む。各プリントヘッドは、そのインク供給部に接続されるインク入口と、滴放出器の配列とを含み、各放出器は、インクチャンバと、放出用アクチュエータと、インクの液滴が放出される開口部とで構成される。放出用アクチュエータは、液滴を開口部の外へ押し出すためにチャンバ内のインクの一部を蒸発させるヒータ、又は、液滴を放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装置を含む、様々なタイプのうちの一つであってもよい。それら液滴は、通常は、印刷媒体がプリントヘッドに対して動かされる際に滴放出器のための電気的発射パルスに変換される画像データにしたがって画像を創出するために、紙又は他の記録媒体の方に向けられる。
【０００３】
プリントヘッドに対する印刷媒体の動きは、プリントヘッドを動かさないこと、及び、滴が放出されている間にそのプリントヘッドを通過するように印刷媒体を前進させることで構成され得る。プリントヘッドのノズル配列が印刷媒体の幅を超えて関心領域全体に対処できるのであれば、このアーキテクチャは適切である。そのようなプリントヘッドは、ページ幅プリントヘッドと呼ばれることもある。
【０００４】
第二のタイプのプリンタアーキテクチャは、プリントヘッドノズル配列が、印刷媒体上における印刷のための関心領域の範囲よりも若干小さく、かつ、プリントヘッドがキャリッジに取り付けられるところの、キャリッジプリンタである。キャリッジプリンタにおいて、印刷媒体は、印刷媒体進行方向に沿って所与の距離だけ前進させられ、その後に停止する。印刷媒体が停止している間、プリントヘッドキャリッジは、滴がノズルから放出される際に、印刷媒体前進方向と実質的に直交する方向に動かされる。印刷媒体を横切りながらキャリッジが画像の１スワスを印刷した後、印刷媒体は前進させられ、キャリッジの動作方向が反転され、そして、画像がスワス毎に形成される。
【０００５】
キャリッジプリンタにおけるインク供給部は、キャリッジ上に、或いは、キャリッジから離れて搭載され得る。インク供給部がキャリッジ上に搭載される場合には、インクタンクは恒久的にプリントヘッドに取り付けられてもよく、その結果、インクが使い尽くされたときにプリントヘッドの置き換えが必要となり、また、インクタンクは取り外し可能にプリントヘッドに取り付けられてもよく、その場合、インクが使い尽くされたときにインクタンク自身のみの置き換えが必要となる。キャリッジに搭載されるインクタンクは、典型的には、数百回程度の印刷に十分なだけのインクを含む。これは、毎回の移動の終わりでのキャリッジの加速が、プリンタを前後に揺することができるほどの大きな力をもたらすことがないように、キャリッジの総質量が制限される必要があるためである。結果として、キャリッジプリンタのユーザは、キャリッジ搭載型インクタンクを、その印刷用法に応じて、典型的には年に数回、定期的に置き換える必要がある。
【０００６】
インクタンクのコストは、どれくらいのインクをそれが収容するかに関係する。高い印刷スループットのユーザは、より高い販売価格となるがそれほど頻繁に置き換える必要のない大きい限度容積のインクタンクを好むかもしれない。低い印刷スループットのユーザは、より低い販売価格となる小さい限度容積のインクタンクを好むかもしれない。インクタンク製造業者は広い範囲のユーザの要求を満たすことを望み、そのため、インクタンクにおける様々なインク充填体積を提供できることが有利となる。
【０００７】
様々に異なるインク充填体積を提供することは、インクタンクにおけるインクリザーバを異なるレベルに充填することほど単純なものではない。インクタンクは、環境条件によりタンク内の圧力が変化する条件下であってもインクを収容できるものでなければならない。例えば、インクタンク内の圧力変動は、高温となる倉庫又は特定の地理的地域に高温の状態でタンクが保管されるときのように、周囲温度の変化に起因して発生し得る。インクタンク内の圧力変動はまた、航空機によるタンクの輸送や海抜の高いところへの地理的上昇のように、気圧の変化にタンクがさらされた場合にも発生し得る。インクタンク設計におけるいくつかのタイプは、インクタンク内のエアが多すぎると、インクタンク内の圧力変動に起因する漏れの影響を特に受けやすい。例えば、米国特許第５７４２３１２号明細書及びそこで引用されている参考文献のいくつかに記載されているような自由流動性の液体インクを収容するチャンバを有するベント付きインクタンクは、インクの全てを多孔性毛細管媒体内に保持させるインクタンクよりも、そのような圧力変動に起因する漏れの影響をより受けやすい。インクタンクにおけるインクリザーバが部分的に自由流動性の液体インクで満たされており、かつ、インクリザーバ容積の残りがエアで占有されている場合、環境圧及び環境温度における変動に起因するインクタンク内の圧力変動は行き過ぎたものとなり、輸送中及び保管中におけるインクタンクからのインク漏れを引き起こし得る。
【０００８】
これは、ユーザにとっての損失と不便さの双方をもたらす。
【０００９】
一般的に用いられている取り組みの一つは、様々な充填体積を有する様々な形状のインクタンクを提供することである。キャリッジ内に収容可能なインクタンクの外形寸法（高さ、幅、及び長さ）における変化量には制限がある。マルチカラーインクジェットプリンタでは、キャリッジの外側領域に位置付けられるインクタンクの一つ（例えばブラックインクのためのインクタンクである。）を選択し、インク限度容積を変えるためにその外形寸法を変更することが可能である。しかしながら、一般的に、インクタンク一式の外形寸法を、キャリッジに適合するようにしたまま、標準的なサイズよりもかなり大きくしたり或いはかなり小さくしたりすることは不可能である。
【００１０】
別の取り組みは、内形寸法を修正することによって、例えば、インクタンクボディ内の内壁又は隔壁の位置を変えることによって、インクタンクにおけるインクリザーバの容積を変えることである。しかしながら、インク限度容積における変動のそれぞれは、新しいインクタンクボディの型が別々に細工され、かつ、射出成形されることを必要とし、製造に関するコスト及び複雑度を増大させる。
【００１１】
同様に、２００８年６月１６日に出願された同一出願人による同時係属の米国特許出願第１２／１３９５４４号に記載するように、インクタンクにおけるインクリザーバの内形寸法は、インクタンクの蓋からリザーバ内に延びる突起のサイズを変更することによって修正され得る。しかしながら、この場合もやはり、インク限度容積における変動のそれぞれは、新しいインク蓋の型が別々に細工され、かつ、射出成形されることを必要とし、製造に関するコスト及び複雑度を増大させる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】米国特許第５７４２３１２号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
必要なのは、リザーバに過度のエアを残すことなく、また、各インク充填レベルのための様々なタンクボディ又は蓋の型を必要とすることなく、インクタンクにおけるリザーバの様々なインク充填レベルを提供する方法である。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
最大充填体積Ｖを有するインクリザーバを含むインクタンクを提供し、かつ、インクリザーバ内に蓄えるインク充填体積Ｖｉを選択することで、選択可能な複数のインク充填体積のうちの一つまでインクタンクを充填する方法を提供することによって、その要求は満たされる。その後、インクリザーバに追加されるペレットの量が決定される。なお、総ペレット容積Ｖｐは、（Ｖ−Ｖｉ−２）立方センチメートルよりも大きいものとなる。決定された量のペレットがインクリザーバに追加されると、インクリザーバは蓋でシールされる。そして、体積Ｖｉのインクがインクリザーバに追加される。
【００１５】
別の実施例は、インクジェット印刷システム用インクタンクを採用し、そのインクタンクは、タンクボディと、タンクボディに対してシールされる蓋と、その蓋によってシールされたタンクボディ内に形成されるインクリザーバとを含み、そのインクリザーバは、最大充填体積Ｖを有する。インクリザーバ内に収容されるインクは、１立方センチメートル当たりＤｉグラムとなる密度と、体積Ｖｉとを有する。数個のペレットがインクリザーバ内に収容され、それらペレットは、１立方センチメートル当たりＤｐグラムとなる密度と、総ペレット体積Ｖｐとを有し、ＤｐはＤｉより小さく、かつ、Ｖｐは、（Ｖ−Ｖｉ−２）立方センチメートルよりも大きい。
【００１６】
さらに別の実施例は、プリントヘッドと、そのプリントヘッドを動かすためのキャリッジと、そのキャリッジに搭載されるインクタンクとを含むインクジェット印刷システムを採用する。インクタンク自身は、シールされる蓋を持つタンクボディと、シールされるタンクボディ内に形成されるインクリザーバとを含む。インクリザーバは、最大充填体積Ｖを有し、１立方センチメートル当たりＤｉグラムとなる密度と体積Ｖｉとを有するインクを収容する。ペレットは、インクリザーバ内に収容され、それらペレットは、１立方センチメートル当たりＤｐグラムの密度と、総ペレット体積Ｖｐとを有する。なお、ＤｐはＤｉより小さく、Ｖｐは（Ｖ−Ｖｉ−２）立方センチメートルよりも大きい。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】インクジェットプリンタシステムの概略図である。
【図２】プリントヘッドシャーシの一部の斜視図である。
【図３】キャリッジプリンタの一部の斜視図である。
【図４】インクタンクが搭載されたプリントヘッドシャーシの斜視図である。
【図５】複式リザーバインクタンクの斜視図である。
【図６】インクタンクが搭載されていないプリントヘッドシャーシの斜視図である。
【図７Ａ】近上限インク充填レベルまで液体インクを充填したインクリザーバの概略図である。
【図７Ｂ】下限インク充填レベルまで液体インクを充填したインクリザーバの概略図である。
【図８Ａ】ある量のエアを置き換えるために、決定された量のペレットが追加された、本発明の実施例にしたがったインクリザーバの概略図である。
【図８Ｂ】選択された量のインクがリザーバに充填された、図８Ａに示すインクリザーバの概略図である。
【図９Ａ】選択された量のペレットがリザーバの蓋に固着される本発明の実施例の概略図である。
【図９Ｂ】選択された量のペレットがリザーバの蓋に固着される本発明の実施例の概略図である。
【図９Ｃ】選択された量のペレットがリザーバの蓋に固着される本発明の実施例の概略図である。
【図９Ｄ】選択された量のペレットがリザーバの蓋に固着される本発明の実施例の概略図である。
【図９Ｅ】選択された量のペレットがリザーバの蓋に固着される本発明の実施例の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
図１を参照すると、本書において参照によりその全部が援用される米国特許第７３５０９０２号で十分に説明されるインクジェットプリンタシステム１０の概略図が、本発明によるその実用性の説明のために示されている。インクジェットシステム１０は、コントローラ１４により、滴を放出するためのコマンドとして解釈されるデータ信号を提供する画像データソース１２を含む。コントローラ１４は、印刷のために画像を描画するための画像処理ユニット１５を含み、少なくとも一つのインクジェットプリントヘッドダイス１１０を含むインクジェットプリントヘッド１００に対して入力される電気的エネルギパルスの電気パルス源１６に対して信号を出力する。
【００１９】
図１に示す例では、二つのノズル配列が存在する。第一ノズル配列１２０における第一配列１２１のノズルは、第二ノズル配列１３０における第二配列１３１のノズルより大きな開口面積を有する。この例では、二つのノズル配列のそれぞれが、二つの互い違いのノズル行を有し、各行が１インチ当たり６００のノズル密度を有する。その結果、各配列における有効ノズル密度は、１インチ当たり１２００となる。記録媒体２０上のピクセルに紙進行方向に沿って順番に番号が付けられた場合、一の配列における一方の行にあるノズルは奇数番号のピクセルを印刷し、一方、その配列における他方の行にあるノズルは偶数番号のピクセルを印刷する。各ノズル配列は、対応するインク供給通路と流体的に連通している。インク供給通路１２２は第一ノズル配列１２０と流体的に連通し、インク供給通路１３２は第二ノズル配列１３０と流体的に連通する。流体供給通路１２２及び１３２の一部は、プリントヘッドダイス基板１１１を貫く開口として図１に示されている。一以上のインクジェットプリントヘッドダイス１１０がインクジェットプリントヘッド１００に含まれるが、図１では、明瞭化のために、ただ一つのインクジェットプリントヘッドダイス１１０が示されている。それらプリントヘッドダイスは、図２に関連して以下で説明するように、支持部材上に配置される。図１において、第一流体源１８は、インク供給通路１２２を介して第一ノズル配列１２０にインクを供給し、第二流体源１９は、インク供給通路１３２を介して第二ノズル配列１３０にインクを供給する。個別の流体源１８及び１９が示されているが、用途によっては、インク供給通路１２２及び１３２のそれぞれを介して第一ノズル配列１２０及び第二ノズル配列１３０にインクを供給する単一の流体源を有することが有益な場合もある。また、実施例によっては、２未満又は２より多くのノズル配列がプリントヘッドダイス１１０に含まれていてもよい。実施例によっては、多様なサイズのノズルをインクジェットプリントヘッドダイス１１０に備えるのではなく、インクジェットプリントヘッドダイス１１０における全てのノズルが同じサイズであってもよい。
【００２０】
図１では示されていないが、滴形成機構がノズルに関連付けられている。滴形成機構は、様々なタイプのもので構成可能であり、それらのいくつかは、インクの一部を蒸発させそれによって液滴の放出をもたらすようにする加熱要素、又は、流体チャンバの体積を圧縮しそれによって放出をもたらすようにする圧電変換器、又は、（例えば二層要素を加熱することによって）動くように作られそれによって放出をもたらすようにするアクチュエータを含む。いずれにせよ、電気パルス源１６からの電気的パルスが、所望の被着パターンに応じて、様々な滴放出器に送信される。図１の例では、第一ノズル配列１２０から放出される液滴１８１は、より大きなノズル開口面積のため、第二ノズル配列１３０から放出される液滴１８２よりも大きい。典型的には、ノズル配列１２０及び１３０のそれぞれに関連付けられる滴形成機構（図示せず。）の他の特徴も、互いに異なるサイズの滴のための滴放出処理を最適化するために、互いに異なるサイズで形成される。動作中、インクの液滴は、記録媒体２０上に被着する。
【００２１】
図２は、インクジェットプリントヘッド１００の一例である、プリントヘッドシャーシ２５０の一部の斜視図を示す。プリントヘッドシャーシ２５０は、（プリントヘッドダイス１１０と同様の）３つのプリントヘッドダイス２５１を含み、プリントヘッドシャーシ２５０が全部で６つのノズル配列２５３を含むように、それらプリントヘッドダイスのそれぞれは２つのノズル配列２５３を含む。この例におけるそれら６つのノズル配列２５３のそれぞれは、シアン、マゼンタ、イエロー、テキストブラック、フォトブラック、及び無色保護用印刷流体のような別々のインク源（図２では図示せず。）に接続される。それら６つのノズル配列２５３のそれぞれは、ノズル配列方向２５４に沿って配置され、それらノズル配列のそれぞれの長さも方向２５４に沿う。
【００２２】
また、図２には、プリントヘッドダイス２５１が例えばワイヤボンディング又はＴＡＢボンディングによって電気的に相互接続されるところのフレックス回路２５７が示されている。それら相互接続は、保護のためにカプセル材料２５６によって覆われる。フレックス回路２５７は、プリントヘッドシャーシ２５０の側部のあたりで曲がり、コネクタボード２５８につながる。プリントヘッドシャーシ２５０がキャリッジ２００（図３参照。）に取り付けられると、コネクタボード２５８は、キャリッジ２００にあるコネクタ（図示せず。）に電気的に接続され、電気信号がプリントヘッドダイス２５１に伝送されるようにする。
【００２３】
図３は、デスクトップキャリッジプリンタの一部を示す。そのプリンタの部品のいくつかは、他の部品が見やすくなるように、図３では省略されている。プリンタシャーシ３００は、キャリッジ２００に搭載されたプリントヘッドシャーシ２５０のプリントヘッドダイス２５１から滴が放出される際に、プリンタシャーシ３００の右側部３０６と左側部３０７との間で、キャリッジ２００がＸ軸に沿ってキャリッジ走査方向３０５に前後に動くところである印刷領域３０３を有する。キャリッジモータ３８０は、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。）は、キャリッジ２００に搭載され、エンコーダフェンス３８３に対するキャリッジの位置を示す。
【００２４】
プリントヘッドシャーシ２５０は、キャリッジ２００に取り付けられ、複式リザーバインク供給部２６２及び単式リザーバインク供給部２６４は、プリントヘッドシャーシ２５０に取り付けられる。プリントヘッドシャーシ２５０の取り付け方向は、図２での表示に対して回転されており、プリントヘッドダイス２５１がプリントヘッドシャーシ２５０の底側に位置付けられ、インクの液滴が下向きに、図３の表示における印刷領域３０３において記録媒体上に放出されるようにする。この例において、複式リザーバインク供給部２６２は、シアン、マゼンタ、イエロー、フォトブラック、及び無色保護用流体の５つのインク源を含む。一方、単式リザーバインク供給部２６４は、テキストブラックのためのインク源を含む。紙又は他の記録媒体（本書では、総称的に紙又は媒体として参照される場合がある。）は、紙ロード進入方向３０２に沿ってプリンタシャーシ３０８の前部に向けてロードされる。
【００２５】
プリンタを通じてその媒体を前進させるために、フィードローラ３１２を含む様々なローラが使用される。紙前進ローラに動力を供給するモータは図３には図示されていないが、プリンタシャーシ３００の右側部３０６にある穴３１０は、排出ローラ（図示せず。）のためのギア、及び、フィードローラ３１２のためのフィードローラギア３１１をかみ合わせるために、モータギア（図示せず。）が突出するところである。通常の紙のピックアップ及び供給のために、全てのローラが順方向３１３に回転することが望ましい。図３の例における左側部３０７のほうには、メンテナンスステーション３３０がある。
【００２６】
この例におけるプリンタの後部３０９のほうには、電子機器用ボード３９０が位置付けられており、それは、ケーブル（図示せず。）を介したプリントヘッドキャリッジ２００との通信、及びそこからプリントヘッドへの通信のためのケーブル接続部３９２を含む。また、電子機器用ボード上には、典型的には、キャリッジモータ３８０及び紙前進モータのためのモータコントローラ、（図１においてコントローラ１４及び画像処理ユニット１５として概略的に示す）印刷処理を制御するためのプロセッサ及び／又は他の制御用電子機器、並びに、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搭載されている。
【００２７】
図４は、図２の表示に対して回転させられているプリントヘッドシャーシ２５０の斜視図を示す。交換式のインクタンク（複式リザーバインクタンク２６２及び単式リザーバインクタンク２６４）がプリントヘッドシャーシ２５０に取り付けられているところが示されている。複式リザーバインクタンク２６２はメモリ装置２６３を含み、単式リザーバインクタンク２６４はメモリ装置２６５を含む。メモリ装置２６３及び２６５は、典型的には、プリンタのコントローラ１４に情報を提供するために、また、インクタンクにおける各リザーバからの、使用されたインクの量に関するデータを保存するために使用される。メモリ装置２６３及び２６５は、プリントヘッドシャーシ２５０における穴２４３及び２４５のそれぞれを通じて突出する。このようにして、メモリ装置２６３及び２６５のコンタクトパッド並びにコネクタボード２５８は、キャリッジ２００のコネクタが容易に接触し、そこからケーブルを通じて電子機器用ボード３９０のケーブルコネクタ３９２に容易に接続され得る。
【００２８】
図５は、プリントヘッドシャーシ２５０から取り外された複式リザーバインクタンク２６２の斜視図を示す。複式リザーバインクタンク２６２は、タンクボディ２６６と、（例えば溶接によって）蓋密封接合部２６８のところでタンクボディ２６６にシールされる蓋２６７とを含む。蓋２６７は、インクタンクにおけるリザーバ２７０の全てを個別にシールする。この例では、複式リザーバインクタンク２６２が蓋２６７の下に５つのリザーバ２７０を有し、各リザーバが、インクをプリントヘッドダイス２５１に送るのに用いられる対応するインクタンクポート２７２を有する。図３で示すように、インクタンク２６２及び２６４は、プリンタシャーシ３００のキャリッジ２００に取り付けられ、蓋２６７が上面となり、それに応じて、インクタンクポート２７２が下面となるようにする。インクタンクポート２７２は、設計（図示せず。）によっては、インクタンクリザーバ２７０の側部に位置付けられるが、典型的には、蓋２６７の反対にあるタンク底部２７１に位置付けられる。
【００２９】
いずれにせよ、リザーバ２７０における液体インクの使用のためにアクセス可能とするのを手助けするために、インクタンクポート２７２は、通常、インクタンクポート２７２が実際にタンク底部２７１に位置付けられるか否かを問わず、蓋２６７よりもタンク底部２７１により近いところに位置付けられる。リザーバ位置のそれぞれに対応して、ベント２６９（明瞭化のため図５ではそれらのうちの二つのみがラベル付けされている。）のところで蓋２６７の側部を出る（点線で示される）遠回りの空気路が蓋２６７に存在する。ベント２６９は、使用中にインクが使い尽くされたときに、リザーバ２７０における圧力差を和らげるのに役立つ。しかしながら、（例えば、輸送中又は保管中における気圧又は温度の逸脱に起因して）リザーバ２７０内の圧力が過度に高められた場合には、インクは、望ましくないことに、ベント２６９から外へ出され得る。
【００３０】
図６は、交換式のインクタンク２６２及び２６４が取り付けられていないプリントヘッドシャーシの斜視図を示す。複式リザーバインクタンク２６２はプリントヘッドシャーシ２５０の領域２４１に取り付け可能であり、単式リザーバインクタンク２６４はプリントヘッドシャーシ２５０の領域２４６に取り付け可能である。領域２４１は、隔壁２４９によって領域２４６から分離されている。隔壁２４９は、装着の際にインクタンクをガイドするのにも役立つ。装着されたときに複式リザーバインクタンク２６２のインクタンクポート２７２と接続する５つのポート２４２が領域２４１内に示されており、また、単式リザーバインクタンク２６４にあるインクタンクポートのための１つのポート２４８が領域２４６内に示されている。インクタンクがプリントヘッドシャーシ２５０に装着されると、インクタンクポート２７２とポート２４２又は２４８との接続により、それは、プリントヘッドと流体的に連通する。
【００３１】
インクタンクは、典型的には、インクがノズルから垂れない十分な負圧ではあるが、同時に、高密度、高スループットの印刷中にインクの欠乏を引き起こし得る過度の負圧ではない負圧でインクがプリントヘッドに供給されるように、何らかの圧力調整手段を含む。多くのタイプのインクタンクには、圧力調整手段に加え、自由流動性の液体インクを収容するリザーバがある。２００８年６月１６日に出願された同一出願人による同時係属の米国特許出願第１２／１３９５３３号は、蓋から自由液体インクリザーバまで下方に延びるベント付き筐体を含む圧力調整器を開示する。その筐体内には、圧力調整をもたらす毛細管媒体が収容されている。インクジェットプリンタの動作中にインクが使用される際に空気がその自由液体インクリザーバに入れるようにその筐体には一以上の穴が備えられる。
【００３２】
図７Ａ及び７Ｂは、それぞれ、近上限インク充填レベル２８１まで、或いは、下限インク充填レベル２８２まで満たされた自由流動性の液体インク２７４を有するインクリザーバ２７０を概略的に示す。簡単にするために、インクリザーバ２７０のための圧力調整手段は図示されていない。しかしながら、“自由流動性液体インク２７４”は、例えばリザーバ２７０内でのその動きを制限する多孔性毛細管媒体の内部に保持されないインクを参照する。インクは、蓋２６７にあるインク充填穴２７６を通ってリザーバ２７０内に充填される。選択的に、インク充填穴２７６は、後に、接着剤でコーティングされたラベル（図示せず。）でシールされ得る。陰影領域２７４は自由液体インクを表し、自由液体インク２７４の上にあるリザーバ２７０内の領域２７３はエアで満たされている。インクタンクの設計によっては、エア空間２７３が約１〜２立方センチメートルよりも大きい場合、輸送及び保管の際の環境の変化に起因するタンク内の圧力変化が、ベント２６９（図７Ａ及び図７Ｂでは蓋２６７にある穴として示されている。）からのインクの漏れを引き起こし得ることが見出された。例えば、インクリザーバ２７０の体積が１６ｍｌであり、図７Ａの近上限インク充填レベル２８１の上にあるエア空間２７３ａが１ｍｌ（すなわち、１立方センチメートル）であり、リザーバ２７０におけるインクの正味量が１５ｍｌとなる場合を想定する。そのような充填レベルは、インク漏れの問題を引き起こすことがなく、許容可能となり得る。しかしながら、インクリザーバ２７０の体積が１６ｍｌであり、図７Ｂの下限インク充填レベル２８２の上にあるエア空間２７３ｂが３ｍｌ（すなわち、３立方センチメートル）であり、リザーバ２７０におけるインクの正味量が１３ｍｌとなる場合を想定する。この下限インク充填レベル２８２は、輸送及び保管での環境条件によってはインク漏れにつながる可能性があり、それ故に、許容できない充填レベルである。このように、蓋２６７及びタンクボディ２６６の単一の形状に対し、ベント付き自由インクリザーバにおける様々なインク充填体積を有する確実に漏れないインクタンクを提供することは、過去において実現不可能であった。
【００３３】
本願発明の実施例は、そうでなければ所望のインク充填レベルまで充填した後にエアによって占有されることとなる空間容積を占有するために、十分な充填材（本書ではペレットとも称される。）を加えることによって、ベント付き自由インクリザーバにおける様々なインク充填体積を有する確実に漏れないインクタンクを提供することができる。インク充填処理の最中にペレットがエアを置き換えるので、許容可能な量（例えば２立方センチメートル以下である。）のエアだけが残り、輸送及び保管の際の環境の変化に起因するタンク内の圧力変化がインク漏れを引き起こすことはない。特に、リザーバ容積がＶであり、所望のインク充填体積がＶiである場合、リザーバに加えられるペレットの体積Ｖｐは、Ｖｐが（Ｖ−Ｖｉ−２）立方センチメートルより大きく、かつ、（Ｖ−Ｖｉ）立方センチメートルより小さくなるようにされ、その結果、０〜２立方センチメートルのエアがリザーバ内に残るようにされる。
【００３４】
図８Ａ及び図８Ｂは、図７Ａ及び図７Ｂにおけるものと同様の図を用いて、本発明に係る実施例を示す。図８Ａでは、リザーバ２７０は、タンクボディ２６６が未だ蓋２６７によってシールされていない。図７Ｂで示すように、許容できないほど大きいエア空間をもたらし得るリザーバ２７０のためにインク充填体積が選択される。しかしながら、ペレット２７８は、蓋２６７を取り付ける前に、リザーバ２７０に加えられる。図８Ａに示す例では、ペレットの全てが丸く、実質的に同じ体積ｖｐを有する。ペレット２７８は、球形、卵形、円筒形、又は、曲面を有する若しくは曲面を有しない他の様々な形状であってもよい。例えば、ペレット２７８が、直径が５．８ｍｍで体積ｖｐが０．１０立方センチメートルの球形である場合を想定する。インクリザーバ２７０が１６ｍｌの内部容積（最大充填体積Ｖ＝１６ｍｌ）を有するが、選択されたインク充填体積Ｖｉが１０ｍｌである場合、残りの容積は６ｍｌとなる。しかしながら、インクを加えた後に許容可能な量のエアが残るよう、リザーバ２７０内のエアの実質的な部分はペレット２７８によって置き換えられる。例えば、図８Ａでは、４８個のペレット２７３が示されている。各ペレットが０．１０立方センチメートルの体積を有する場合、それら４８個のペレット２７８によって占有される総体積Ｖｐは４．８立方センチメートルであり、選択された量である１０ｍｌのインクがリザーバ２７０に加えられたとき、許容可能な１．２立方センチメートルのエアのみが残される。この例では、４０〜６０個のどこかである数のペレット２７３がリザーバ２７０に加えられ、結果として、１０ｍｌのインクが加えられた後の１６ｍｌのリザーバ２７０に、０〜２立方センチメートルのエアを残す。２立方センチメートルのエアをリザーバ２７０内に残すために、追加されるペレット２７８の数Ｎｐは、Ｎｐ＝（Ｖ−Ｖｉ−２）／ｖＰ＝４０である。０立方センチメートルのエアをリザーバ２７０内に残すために、追加されるペレット２７８の数Ｎｐは、Ｎｐ＝（Ｖ−Ｖｉ−２）／ｖＰ＝６０である。
【００３５】
図８Ｂにおいて、蓋２６７は、タンクボディ２６６に対してシールされ、自由液体インク２７４の選択された充填体積Ｖｉがインク充填穴２７６を通じてリザーバ２７０内に注入されている。未だエア空間２７３が存在するが、その体積は、ペレット２７３が加えられなかった場合よりも小さい。図８Ｂは、インクの単位体積当たり質量Ｄｉよりも小さい単位体積当たり質量Ｄｐをペレットが有する例を示し、浮力がペレット２７３を自由インク２７４に浮かせるようにする（水性インクでは、Ｄｉは典型的には１立方センチメートル当たり１グラム程度であり、そのため、ペレットの単位体積当たり質量Ｄｐは、１立方センチメートル当たり１グラム未満であることが適切である。）。これは、浮遊するペレット２７３がインクタンクポート２７２から遠ざけられ、その結果、インクがインクタンクポート２７２を通じて自由に流れる点で有利となり得る。ペレット２７８がインクタンクポート２７２を塞ぐのを防止するための他の方法は、それらを丸くすることを含み、また、小さな穴に詰まらない十分に大きなものとすることを含む。インクタンクポート２７２のいくつかのタイプは、プリントヘッドシャーシにおけるポート２４２又は２４８（図６参照。）のようなポートにインクを供給するための穴を備えた可動バルブを含む。例えば、同一出願人による同時係属の米国特許出願（整理番号９４２８４）はそのようなバルブを開示している。
【００３６】
インクの単位体積当たり質量Ｄｉよりも小さい単位体積当たり質量Ｄｐを有するペレット２７８は、図３のプリンタシャーシの図にあるように、蓋２６７を上に向けた配置でインクタンクが位置付けられる場合、蓋２６７の近くにあるインク／エアインタフェースのところで浮く傾向にある。ペレット２７８のうちのいくつがインク内に完全に沈み、いくつが部分的にエア空間領域２７３のエアにさらされるかは、ペレットの単位体積当たり質量Ｄｐ、インクの単位体積当たり質量Ｄｉ、及び、最大充填体積Ｖとインク体積Ｖｉとの間の差に依存する。ペレット２７８がエア空間領域２７３においてエアを直接的に置き換えるか、或いは、エア空間領域２７３におけるエアを置き換えるインクを置き換えることによって間接的にエアを置き換えるかにかかわらず、ペレット２７８の存在は、輸送中及び保管中の漏れにつながり得るリザーバ２７０にトラップされたエアがより少なくなるという結果をもたらす。
【００３７】
充填済みのインクタンクでは、図８Ｂで示すように、Ｄｉより小さいＤｐを有するペレットがタンク底部２７１（及びインクタンクポート２７２）よりも蓋２６７に近づいて位置付けられるようにその浮力によって強制され、ペレット２７８の数字上の密度は蓋２６７の近くで高く、タンク底部２７１の近くで極めて低いもの（又はゼロ）となる。充填済みのインクタンクでは、本発明の実施例によると、典型的には、ペレット２７８の少なくとも３分の２がタンク底部２７１よりも蓋２６７に近いところにある。
【００３８】
本発明の実施例におけるペレット２７８の望ましいサイズは、次の検討事項に影響される。
ａ）上述のように穴に詰まらない十分大きい寸法を有すること。
ｂ）製造工程中に多数のペレットが加えられる必要がないように十分な体積ｖPを有すること。
ｃ）適切な分解能で所望のインク充填レベルが提供され得る十分小さい体積ｖPを有すること。
【００３９】
上述の例では、約６ｍｍの直径を有する各ペレットの体積が０．１立方センチメートルであることが説明された。このペレットのサイズは、要件a）、ｂ）、及びｃ）を満たし、必要であればインク充填レベル間の実現可能な分解能０．１ｍｌをもたらし、また、リザーバ２７０に追加されるペレット２７８の過度に大きな数を要求もしない。しかしながら、他の実施例では、ペレット２７８の体積は、０．００１立方センチメートルほどに小さくてもよく、１立方センチメートルほどに大きくてもよい。種々の実施例では、リザーバの最大充填体積、望ましいインク充填体積、及び、ペレットサイズに応じて、例えば、わずか３つのペレット２７８がリザーバ２７０に加えられ、また、３００もの数のペレット２７８がリザーバ２７０に加えられる場合もある。但し、本発明が３〜３００個の範囲のペレットに限定されることはない。
【００４０】
実施例によっては、複式リザーバインクタンク２６２における各リザーバ２７０の最大充填体積Ｖが同じであったとしても、個々のリザーバ２７０にそれぞれ異なる充填レベルを与えることが望ましい。例えば、プリンタ製造業者は、無駄及びコストを最小限にすべく、典型的な印刷用法において、（シアン、マゼンタ、イエロー、ブラック、保護用流体等の）インクの全てがほぼ同時に使い尽くされるように、各リザーバ２７０に供給される個々のインクの量を適切にバランスさせることを望む場合がある。所望のそれぞれ異なる充填レベルを実現するために、個々に総体積が異なるペレット（例えば、個々に数が異なるペレット２７８）が、複式リザーバインクタンク２６２における個々のリザーバ２７０に加えられてもよい。
【００４１】
ペレット２７８は、中実であっても中空であってもよいが、浮力のあるペレットを包含する実施例に関しては、単位体積当たり質量Ｄｐは、インク密度Ｄｉよりも小さいものとすべきである。ペレット２７８の材料は、インクに対して不活性とすべきである。ペレット２７８は、例えばポリプロピレンのような様々な可塑性樹脂を用いて製造され得る。非晶質ポリプロピレンは、１立方センチメートル当たり０．８５グラムの単位体積当たり質量を有し、一方、結晶性ポリプロピレンは、１立方センチメートル当たり０．９５グラムの単位体積当たり質量を有する。双方とも、典型的な水性インクにおける１立方センチメートル当たり１．１グラム程度となる典型的なインクのＤｉよりも小さい単位体積当たり質量を有する。
【００４２】
再生プラスチックのいくつかのタイプもペレット２７８の製造での使用に適しており、環境維持における更なる有利点をもたらす。実施例によっては、ペレット２７８は、使い尽くされたインクタンクから再生され、新しいインクタンクで再利用され得る。或いは、インクタンクが補充され、ペレット２７８はそのように再利用され得る。補充されるインクタンクに関しては、どの程度のインクが各リザーバ２７０に注入され得るかを知ることが有用である。その情報を提供するために、メモリ装置（例えば、図４を参照して既に説明された２６３又は２６５である。）は、各リザーバ２７０の最大充填体積ばかりでなく、各リザーバ２７０における総ペレット体積Ｖｐをも記憶し、また、印刷動作及びメンテナンス動作の後に未だ残っているインクの量を監視するようにプログラムされ得る。
【００４３】
蓋２６７がリザーバ２７０をシールする平坦な蓋であるインクタンク設計では、最大充填体積Ｖは、本質的には、タンクボディ２６６内のリザーバ２７０の部分の内部容積である。蓋２６７がリザーバ２７０内に下方に向かう突起（図示せず。）を有するインクタンク設計では、その突起の体積は、最大充填体積Ｖを計算する際に考慮される必要がある。同様に、蓋２６７がリザーバ２７０の上に凹部（図示せず。）を有するインクタンク設計では、その凹部の体積は、最大充填体積Ｖを計算する際に考慮される必要がある。
【００４４】
図８Ａ及び図８Ｂに関して既に説明された実施例では、単一の均一な体積ｖｐを有するペレット２７８が用いられた。実施例によっては、ペレット２７８は、二つ以上の所定の体積を有し得る。二つ以上の所定の体積を有することによる有利点の一つは、所要量のエアを置き換えるために、また、高い分解能をもたらすために、リザーバ２７０に加えられるペレット２７８がより少なくて済むという点にある。４．８立方センチメートルの総ペレット体積Ｖｐをもたらすために０．１立方センチメートルである単一のペレット体積ｖｐが用いられた上述の例では、４８個のペレットが用いられた。別の例では、第一の所定ペレット体積ｖｐ１が０．１立方センチメートルとなり、第二の所定ペレット体積ｖｐ２が０．５立方センチメートルとなり得る。４．８立方センチメートルの総ペレット体積Ｖｐをもたらすために、第一の所定ペレット体積ｖｐ１を有する３つのペレットと、第二の所定ペレット体積ｖｐ２を有する９つのペレットとが加えられる。
【００４５】
上述の実施例では、ペレット２７８はリザーバ２７０及びその蓋２６７に対して可動であった。ＤｐがＤｉ未満であるところのペレット２７８の場合、ペレット２７８は、自由液体インク２７４の表面の近くで浮遊する。図９Ａ〜図９Ｅは、ペレット２７８が蓋２６７の下側に固着される実施例を示す。固着されたペレットは、印刷及びメンテナンスのためにインクが使用される際に自由液体インク２７４のレベルにかかわらず、蓋２６７の近くに、インクタンクポート２７２から離れて留まる。図９Ａは、蓋２６７の下側から延びる一群のカラー２８４を有する蓋２６７を示す。各カラーは、開口２８５を有する。図９Ｂ〜図９Ｄは、ペレット２７８のいくつかの異なる形状を示し、ペレット２７８のそれぞれは、カラー２８４の開口２８５に適合するようにサイズが決められたピン２８６と、ボディ２８７とを含む。個々のペレットは、同じボディ体積を有していてもよく、個々に異なるボディ体積を有していてもよい。なお、ボディ体積は、図９Ｂ〜図９Ｄで見られるように、その長さと断面積とによって決定づけられる。上述の実施例にあるように、インク充填体積Ｖｉが選択され、総ペレット体積Ｖｐが（Ｖ−Ｖｉ−２）立方センチメートルより大きくなるように、総ペレット体積Ｖｐが決定される。そして、ペレット２７８の所要の数がペレット体積ｖＰに応じて決定される。そして、ペレット２７８は、例えばカラー２８４にある開口２８５にピン２８６を圧入することによって蓋２６７に固着される。そして、蓋２６７は、タンクボディ２６６に対してシールされ、それによって、固着されたペレット２７８がリザーバ２７０内に延びるようにリザーバ２７０をシールする。蓋２６７にあるインク充填穴２７６を通じてリザーバ２７０内に体積Ｖｉのインクが注入される。この例ではペレット２７８が（リザーバ２７０の内壁の一つである）蓋２６７の下側に固着されるが、他の実施例では、ペレット２７８は、インクタンクボディ２６６の一部であるリザーバ２７０の内面に固着され得る。
【符号の説明】
【００４６】
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    電気パルス源
１８    第一流体源
１９    第二流体源
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ス
１１１  基板
１２０  第一ノズル配列
１２１  第一ノズル配列のノズル
１２２  インク供給通路（第一ノズル配列用）
１３０  第二ノズル配列
１３１  第二ノズル配列のノズル
１３２  インク供給通路（第二ノズル配列用）
１８１  （第一ノズル配列から放出される）液滴
１８２  （第二ノズル配列から放出される）液滴
２００  キャリッジ
２４１  複式チャンバ型インクタンクを取り付ける領域
２４２  複式チャンバ型インクタンクにつながるポート
２４３  プリントヘッドシャーシにある穴
２４５  プリントヘッドシャーシにある穴
２４６  単式チャンバ型インクタンクを取り付ける領域
２４８  単式チャンバ型インクタンクにつながるポート
２４９  隔壁
２５０  プリントヘッドシャーシ
２５１  プリントヘッドダイス
２５３  ノズル配列
２５４  ノズル配列方向
２５６  カプセル材料
２５７  フレックス回路
２５８  コネクタボード
２６２  複式リザーバインクタンク
２６３  メモリ装置
２６４  単式リザーバインクタンク
２６５  メモリ装置
２６６  タンクボディ
２６７  蓋
２６８  蓋密封接合部
２６９  ベント
２７０  インクリザーバ
２７１  タンク底部
２７２  インクタンクポート
２７３  エア空間
２７４  自由液体インク
２７６  インク充填穴
２７８  ペレット
２８１  近上限インク充填レベル
２８２  下限インク充填レベル
２８４  カラー
２８５  開口
２８６  ピン
２８７  ボディ
３００  プリンタシャーシ
３０２  紙ロード進入方向
３０３  印刷領域
３０４  媒体進行方向
３０５  キャリッジ走査方向
３０６  プリンタシャーシの右側部
３０７  プリンタシャーシの左側部
３０８  プリンタシャーシの前部
３０９  プリンタシャーシの後部
３１０  （紙進行モータ駆動ギア用）穴
３１１  フィードローラギア
３１２  フィードローラ
３１３  （フィードローラの）順回転方向
３３０  メンテナンスステーション
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  プリンタ電子機器用ボード
３９２  ケーブル接続部
【図１】
2012512054.tif 000003
【図２】
2012512054.tif 000004
【図３】
2012512054.tif 000005
【図４】
2012512054.tif 000006
【図５】
2012512054.tif 000007
【図６】
2012512054.tif 000008
【図７Ａ】
2012512054.tif 000009
【図７Ｂ】
2012512054.tif 000010
【図８Ａ】
2012512054.tif 000011
【図８Ｂ】
2012512054.tif 000012
【図９Ａ】
2012512054.tif 000013
【図９Ｂ】
2012512054.tif 000014
【図９Ｃ】
2012512054.tif 000015
【図９Ｄ】
2012512054.tif 000016
【図９Ｅ】
2012512054.tif 000017
【国際調査報告】
2012512054.tif 000018
2012512054.tif 000019
2012512054.tif 000020