(57)【要約】  インク送出システム用のインクタンクは、インク入口ポート及びインク出口ポートを有する第１のインク室と、大気に開放されている気体ポートを有する第２のインク室と、第１及び第２のインク室を相互接続する拡散管とを含む。第１のインク室は、第２のインク室よりも小さい体積を有し、拡散管は、第２のインク室から第１のインク室への空気の拡散を最小化するように構成されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
インク送出システム用のインクタンクにおいて、
インク入口ポート及びインク出口ポートを有する第１のインク室と、
大気に開放されている気体ポートを有する第２のインク室と、
前記第１及び第２のインク室を相互接続する拡散管と、
を含み、
前記第１のインク室は、前記第２のインク室よりも小さい体積を有することを特徴とするインク送出システム用のインクタンク。
【請求項２】
請求項１に記載のインクタンクにおいて、
前記第１のインク室は、前記第２のインク室の下に位置決めされていることを特徴とするインクタンク。
【請求項３】
請求項２に記載のインクタンクにおいて、
前記第１のインク室の天井は、前記拡散管の方へ向かって先細にされていることを特徴とするインクタンク。
【請求項４】
請求項３に記載のインクタンクにおいて、
前記拡散管は、前記第２のインク室のベースと前記第１のインク室の前記天井との間に延在することを特徴とするインクタンク。
【請求項５】
請求項２に記載のインクタンクにおいて、
前記第１のインク室と前記第２のインク室との間に延在する複数の拡散管を含むことを特徴とするインクタンク。
【請求項６】
請求項１乃至５の何れか１項に記載のインクタンクにおいて、
前記拡散管は、前記第２のインク室に含まれるインクに分散されている空気が、５日間を超える拡散時間スケールで前記拡散管の長さに沿って伝搬するように構成されていることを特徴とするインクタンク。
【請求項７】
請求項１乃至６の何れか１項に記載のインクタンクにおいて、
前記第２のインク室は、前記第１のインク室よりも大きい断面積を有することを特徴とするインクタンク。
【請求項８】
請求項１乃至７の何れか１項に記載のインクタンクにおいて、
前記拡散管は、泡耐性内部断面形状を有することを特徴とするインクタンク。
【請求項９】
請求項８に記載のインクタンクにおいて、
前記内部断面形状は、泡閉塞に耐性を持つ１つ又は複数の液流区分を含むことを特徴とするインクタンク。
【請求項１０】
請求項９に記載のインクタンクにおいて、
前記内部断面形状は、星形、三角形、「Ｔ」形、十字形、クローバー形、及び切り欠き部分を有する多角形からなる群から選択されていることを特徴とするインクタンク。
【請求項１１】
請求項１乃至１０の何れか１項に記載のインクタンクにおいて、
前記インクは、０．５〜１．０μｍ２／ｍｓの範囲にある拡散率を有することを特徴とするインクタンク。
【請求項１２】
請求項１乃至１１の何れか１項に記載のインクタンクにおいて、
前記拡散管は、空気不透過性側壁を有することを特徴とするインクタンク。
【請求項１３】
請求項１乃至１２の何れか１項に記載のインクタンクにおいて、
前記拡散管は、１ｃｍ〜１０ｃｍの範囲にある長さを有することを特徴とするインクタンク。
【請求項１４】
請求項１乃至１３の何れか１項に記載のインクタンクにおいて、
前記拡散管は、少なくとも３対１のアスペクト比を有することを特徴とするインクタンク。
【請求項１５】
インクジェットプリンタ用のインク送出システムにおいて、
請求項１乃至１４の何れか１項に記載の中間インクタンクと、
前記インク入口ポートに接続されているインク供給貯蔵庫と、
前記インク出口ポートに接続されている印字ヘッド入口ポートを有するインクジェット印字ヘッドと、
前記印字ヘッドに送出されるインクのインク圧力を制御する前記中間インクタンクと協調する制御システムと、
を含むことを特徴とする、インクジェットプリンタ用のインク送出システム。
【請求項１６】
請求項１６に記載のインク送出システムにおいて、
前記制御システムは、前記第２のインク室におけるインクのレベルを検出する１つ又は複数のセンサーと、インク供給線を通るインクの流量を制御する流量制御機構と、前記センサー及び前記流量制御機構に接続されている制御器とを含むことを特徴とするインク送出システム。
【請求項１７】
請求項１６に記載のインク送出システムにおいて、
前記第１のインク室は、インク戻りポートを含み、前記印字ヘッドは、前記印字ヘッドと前記第１のインク室との間の閉流体ループを与えるインク戻り線を介して前記インク戻りポートに接続されている印字ヘッド出口ポートを含むことを特徴とするインク送出システム。
【請求項１８】
請求項１７に記載のインク送出システムにおいて、
前記閉流体ループは、ポンプと、少なくとも１つの弁とを含むことを特徴とするインク送出システム。
【請求項１９】
請求項１５に記載のインク送出システムにおいて、
前記第１のインク室に含まれるインクは、比較的動きやすく、前記第２のインク室に含まれるインクは、比較的静止していることを特徴とするインク送出システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、インクジェットプリンタのインク送出システム用のインクタンクに関する。本発明は、インク圧力の重力調整を用いて脱気インクを印字ヘッドに供給するために主に開発されている。
【背景技術】
【０００２】
Ｍｅｍｊｅｔ（登録商標）技術を用いたインクジェットプリンタは、小規模事業所（「ＳＯＨＯ（ソーホー）」）プリンタ、ラベルプリンタ及びワイドフォーマットプリンタを含む、多くの異なる印刷フォーマットに商業的に利用できる。Ｍｅｍｊｅｔ（登録商標）プリンタは典型的に、ユーザが交換可能である１つ又は複数の固定インクジェット印字ヘッドを含む。例えば、ＳＯＨＯプリンタは、単一のユーザ交換可能な多色印字ヘッドを含み、高速ラベルプリンタは、媒体送り方向に沿って整列された複数のユーザ交換可能な単色印字ヘッドを含み、ワイドフォーマットプリンタは、ワイドフォーマットのページ幅間にわたるように千鳥重複配置で複数のユーザ交換可能な印字ヘッドを含む。
【０００３】
高速印字ヘッドへのインクの供給は、高いインク流れ要件、及び所定の圧力範囲内で供給インクを維持する必要性のために、問題になることがある。典型的に、インクジェット印字ヘッドは、インクが負インク圧力（即ち、大気圧未満）で供給されることを必要とし、様々なインク送出システムは、安定した負インク圧力を印字ヘッドに与えるために開発されている。
【０００４】
重力送りインク送出システムにおいて、圧力調整タンクは、印字ヘッドの高さの下に位置決めされ、大気に開放されている気体ポートを有する。このタンクのインクのレベルは、例えば、タンクへのインクの供給を制御することによって、比較的一定に維持される。圧力調整タンクにおけるインクの上部と印字ヘッドとの間の高さの差は、印字ヘッドにおける背圧を制御する。圧力調整タンクにおけるインクのレベルの制御を、任意の適切な手段によって達成してもよい。例えば、内容がここに参照として取り込まれる米国特許第８０６６３５９号明細書に記載のように、フロート弁機構を使用して、タンクへのインクの供給を制御してもよい。代わりに、センサーを使用して、圧力調整タンクにおけるインクのレベルを検出してもよく、弁及び／又はインクポンプ構成を使用して、適切なフィードバック及び制御システムを介してタンクへのインクの流量を制御してもよい。
【０００５】
他のインク送出システムにおいて、圧力調整タンクの気体ポートをポンプに接続することによって、負圧を与える。ポンプは、タンクの上部空間における可変圧力、例えば、通常印刷に対する一定負上部空間圧力を与えるように動作できる。このようにして、インク圧力は、タンクの高さと無関係であり、これによって、プリンタ設計の柔軟性を一層高めることができる。
【０００６】
上述のインク送出システムに関する問題は、インクが空気に必ず暴露されることである。しかし、幾つかの印字ヘッドは、長期印刷中に印字ヘッドの性能に影響を及ぼす気泡の危険性を最小化する脱気インクが供給された場合、最適に実行する。インク（特に、乱流インク）は、空気と接触するとすぐに再ガス化され、これによって、脱気インクを用いた利益が無効になるので、空気への脱気インクの暴露は、問題になる。従って、インクを空気に暴露するインク送出システムは、脱気インクでの使用に適していると通常考えられない。
【０００７】
圧力調整のために脱気インクが空気に暴露された場合でも脱気インクでの使用に適しているインク送出システム及びインクタンクを提供することが望ましい。
【発明の概要】
【０００８】
１．インク入口ポート及びインク出口ポートを有する第１のインク室と、
大気に開放されている気体ポートを有する第２のインク室と、
第１及び第２のインク室を相互接続する拡散管と、
を含む、インク送出システム用のインクタンクにおいて、
第１のインク室は、第２のインク室よりも小さい体積を有することを特徴とするインクタンク。
【０００９】
第１の態様によるインクタンクは、重力送りインク送出システムにおける中間タンクとしての使用に適している。使用中、入口ポートを介して第１のインク室に脱気インクを供給することができ、第１のインク室は、出口ポートを介して印字ヘッドにこの脱気インクを供給することができる。しかし、第２のインク室は、拡散管によって第１のインク室から比較的拡散的に分離されているので、第１のインク室における任意の暴気インクは、プリンタの通常動作中に脱気インクと混合しない。それにもかかわらず、第２のインク室と第１のインク室との間の流体連通は、第１のインク室におけるインク圧力の重力制御を可能にする。従って、有利なことに、インクタンクは、インクの再ガス化無しで重力を用いて脱気インクの供給でインク圧力を調整する。
【００１０】
幾つかの実施形態において、拡散管は、第１のインク室の天井から第２のインク室のベースに延在する。他の実施形態において、拡散管は、第１のインク室から第１のインク室の内部空間に延在する。好ましくは、第１のインク室は、第２のインク室よりも小さい体積を有する。
【００１１】
好ましくは、第１のインク室の天井は、拡散管の方へ先細にされている。有利なことに、この構成は、拡散管を介して第２のインク室の方へ浮上するように気泡を促進する。
【００１２】
好ましくは、第２のインク室は、第１のインク室よりも大きい断面積を有する。有利なことに、この構成は、第２のインク室におけるインクのレベルの高さ変動を抑制する。
【００１３】
好ましくは、拡散管は、泡耐性内部断面形状を有する。
【００１４】
好ましくは、内部断面形状は、泡閉塞に耐性を持つ１つ又は複数の液流区分を含む。例えば、内部断面形状は、星形、三角形、「Ｔ」形、十字形、クローバー形、及び切り欠き部分を有する多角形からなる群から選択されてもよい。これら及び他の泡耐性管のタイプは、当業者に周知であり、例えば、内容がここに参照として取り込まれる米国特許第８１１８４１８号明細書に記載されている。
【００１５】
好ましくは、インクは、０．５μｍ２／ｍｓから１．０μｍ２／ｍｓの範囲にある拡散率を有する。例えば、インクは、０．６μｍ２／ｍｓから０．９μｍ２／ｍｓの範囲にある拡散率を有してもよい。インクは、染料ベース又は顔料ベースのインクであってもよい。
【００１６】
好ましくは、拡散管は、空気不透過性側壁を有する。
【００１７】
好ましくは、拡散管は、１ｃｍから１０ｃｍの範囲にある長さを有する。例えば、拡散管は、３ｃｍから６ｃｍの範囲にある長さを有してもよい。
【００１８】
好ましくは、拡散管は、少なくとも３対１、少なくとも４対１、又は少なくとも５対１のアスペクト比を有する。
【００１９】
好ましくは、拡散管は、第２のインク室に含まれるインクに分散されている空気が、５日間を超える拡散時間スケールで拡散管の長さに沿って伝搬するように構成されている。好ましくは、拡散時間スケールは、１０日間を超える、２０日間を超える、又は５０日間を超える。
【００２０】
第２の態様において、
インク供給貯蔵庫と、
上述のような中間インクタンクと、
第１のインク室の出口ポートに接続されている印字ヘッド入口ポートを有するインクジェット印字ヘッドと、
印字ヘッドに送出されるインクのインク圧力を制御する中間インクタンクと協調する制御システムと、
を含むことを特徴とする、インクジェットプリンタ用のインク送出システムを提供する。
【００２１】
一実施形態において、制御システムは、第２のインク室におけるインクのレベルを検出する１つ又は複数のセンサーと、インク供給線を通るインクの流量を制御する流量制御機構と、センサー及び流量制御機構に接続されている制御器とを含む。
【００２２】
代替の実施形態において、制御システムは、第２のインク室の上部空間における気体圧力を検出する１つ又は複数のセンサーと、気体ポートに接続されている真空ポンプとを含む。
【００２３】
第１のインク室は、インク戻りポートを含んでもよく、印字ヘッドは、印字ヘッドと第１のインク室との間の閉流体ループを与えるインク戻り線を介してインク戻りポートに接続されている印字ヘッド出口ポートを含んでもよい。
【００２４】
好ましくは、閉流体ループは、ポンプと、少なくとも１つの弁とを含む。
【００２５】
好ましくは、第１のインク室に含まれるインクは、比較的動きやすく、第２のインク室に含まれるインクは、比較的静止している。
【００２６】
ここで使用されるように、用語「インク」は、インクジェット印字ヘッドから印刷される任意の印刷流体を意味するものとする。インクは、着色剤を含んでもよく、又は含まなくてもよい。従って、用語「インク」は、従来の染料ベース又は顔料ベースのインク、赤外線インク、定着剤（例えば、プレコート、フィニッシャー）、三次元印刷流体などを含んでもよい。
【００２７】
ここで使用されるように、用語「プリンタ」は、印刷媒体に印を付ける任意の印刷デバイス、例えば、従来のデスクトッププリンタ、ラベルプリンタ、複写機、コピー機、デジタルインクジェットプレス機などを意味する。一実施形態において、プリンタは、枚葉印刷デバイスである。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
これより本発明の実施形態について、添付図面を参照してほんの一例として説明する。
【００２９】
【図１】図１は、第２の態様によるインク送出システムを概略的に示す。
【図２】図２は、第１の態様によるインクタンクの斜視図である。
【図３】図３は、図２に示すインクタンクの正面図である。
【図４】図４は、図２に示すインクタンクの斜視正面図である。
【図５】図５は、図２に示すインクタンクの斜視上面図である。
【図６】図６は、第１の態様による代替のインクタンクの斜視図である。
【図７】図７は、図６に示すインクタンクの斜視正面図である。
【図８】図８は、図６に示すインクタンクの斜視側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
重力送りインク送出システム
重力送りインク送出システムについて、第１の態様によるインクタンクの１つの例示的な使用として、以下説明する。しかし、第１の態様によるインクタンクは、中間インクタンクを空気に暴露する任意のインク送出システムでの使用に等しく適していることが分かる。
【００３１】
図１において、インクを印字ヘッド４に供給するインク送出システムを有するプリンタ１を概略的に示す。インク送出システムは、内容がここに参照として取り込まれる米国特許出願公開第２０１１／０２７９５６６号明細書及び米国特許出願公開第２０１１／０２７９５６２号明細書に記載のインク送出システムと機能が同様の重力送りシステムである。
【００３２】
インク送出システムは、第１のインク線１０を介して印字ヘッド４の印字ヘッド入口ポート８に接続されているインク出口ポート１０６を有する中間インクタンク１００を含む。中間インクタンク１００のインク戻りポート１０８は、第２のインク線１６を介して印字ヘッド４の印字ヘッド出口ポート１４に接続されている。従って、中間インクタンク１００、第１のインク線１０、印字ヘッド４及び第２のインク線１６は、閉流体ループを規定する。典型的に、第１のインク線１０及び第２のインク線１６は、幾つかの可撓管の長さ分含まれる。
【００３３】
印字ヘッド４は、印字ヘッド入口ポート８及び第１のインク線１０を解除可能に相互接続する第１の連結器３と、印字ヘッド出口ポート１４及び第２のインク線１６を解除可能に相互接続する第２の連結器５とによってユーザが交換可能である。印字ヘッド４は、典型的にページ全体の印字ヘッドであり、例えば、内容がここに参照として取り込まれる米国特許出願公開第２０１１／０２７９５６６号明細書、又は「Ｍｏｎｏｃｈｒｏｍｅ  Ｉｎｋｊｅｔ  Ｐｒｉｎｔｈｅａｄ  Ｃｏｎｆｉｇｕｒｅｄ  ｆｏｒ  Ｈｉｇｈ−Ｓｐｅｅｄ  Ｐｒｉｎｔｉｎｇ」と称する２０１６年５月２日に出願の米国特許出願第６２／３３０，７７６号明細書に記載のような印字ヘッドであってもよい。
【００３４】
中間インクタンク１００は、タンクの天井に位置決めされている通気口１０９の形で気体ポートを介して大気に開放されている。従って、通常印刷中に、インクを、重力下での負静水圧（「背圧」）で印字ヘッド４に供給する。換言すれば、印字ヘッド４の下に位置決めされている中間インクタンク１００からのインクの重力送りは、所定の負静水圧でインクを印字ヘッドに供給する圧力調整システムを提供する。印字ヘッド４のノズル板１９で受ける背圧の量は、中間インクタンク１００におけるインク２０のレベルより上のノズル板の高さｈで決まる。
【００３５】
インクを、カートリッジ２４によって収容された折り畳み式インク袋２３を含むバルクインク貯蔵庫から中間インクタンク１００のインク入口ポート１１０に供給する。インクをシステムによって消費する時に、折り畳み式インク袋２３が折り畳めるように、カートリッジ２４は、カートリッジ通気口２５を介して大気に開放されている。折り畳み式インク袋２３は、典型的に、インク供給線２８を介してインク入口ポート１１０に供給される脱気インクを含む空気不透過性箔袋である。カートリッジ２４は、典型的に、ユーザが交換可能であり、適切なインク供給連結器３２を介してインク供給線２８に接続されている。
【００３６】
制御システムは、中間インクタンク１００におけるインクの実質的に一定レベル、従って一定高さｈ及び対応する背圧を維持するために使用される。図１に示すように、制御弁３０は、インク供給線２８に位置決めされ、カートリッジ２４から中間インクタンク１００へのインクの流量を制御する。中間インクタンク１００の側壁に位置決めされた「高い」及び「低い」センサー１０２及び１０４（例えば、光センサー）からフィードバックを受信する第１の制御器１０７の制御下で、制御弁３０を動作させる。インク２０のレベルが「低い」センサー１０４を下回った場合、第１の制御器１０７は、開くように弁３０に合図し、インクのレベルが「高い」センサー１０２に到達した場合、第１の制御器１０７は、閉じるように弁３０に合図する。このようにして、中間インクタンク１００におけるインク２０のレベルを、比較的一定に維持してもよい。中間インクタンク１００の構成について、より詳細に後述する。
【００３７】
中間インクタンク１００、第１のインク線１０、印字ヘッド４及び第２のインク線１６を組み込む閉流体ループは、始動、停止及び他の必要な流体動作を容易にする。第２のインク線１６は、この流体ループの周りにインクを循環させる可逆蠕動ポンプ４０を含む。単に慣習の目的で、第１のポンプ４０の「順」方向は、インク出口ポート１０６からインク戻りポート１０８へのインクの注入に対応し（即ち、図１に示すような時計回り）、ポンプ４０の「逆」方向は、インク戻りポート１０８からインク出口ポート１０６へのインクの注入に対応する（即ち、図１に示すような反時計回り）。
【００３８】
ポンプ４０は、ピンチ弁装置４２と協力して、様々な流体動作を協調させる。ピンチ弁装置４２は、第１のピンチ弁４６及び第２のピンチ弁４８を含み、例えば、内容がここに参照として取り込まれる米国特許出願公開第２０１１／０２７９５６６号明細書、米国特許出願公開第２０１１／０２７９５６２号明細書、及び米国特許第９１８０６７６号明細書に記載のピンチ弁装置の何れかの形をとってもよい。
【００３９】
第１のピンチ弁４６は、第１のインク線１０から分岐された空気路５０を通る空気の流量を制御する。空気路５０は、大気に開放され、閉流体ループに対する空気取り入れ口の機能を果たすエアフィルター５２で終わる。
【００４０】
空気路５０によって、第１のインク線１０を、インク出口ポート１０６と空気路５０との間の第１の区分１０ａと、印字ヘッド入口ポート８と空気路５０との間の第２の区分１０ｂと分ける。第２のピンチ弁４８は、第１のインク線１０の第１の区分１０ａを通るインクの流量を制御する。
【００４１】
ポンプ４０、第１のピンチ弁４６及び第２のピンチ弁４８を、様々な流体動作を協調させる第２の制御器４４によって制御する。上述から、図１に示すインク送出システムは、幅広い流体動作を与えることが分かる。表１は、プリンタ１で使用される流体動作の幾つかの例に対する様々なピンチ弁及びポンプ状態を表す。当然、流体動作のこれらの例の様々な組み合わせを使用してもよい。
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【００４２】
通常印刷（「ＰＲＩＮＴ」モード）中に、印字ヘッド４は、重力下での負背圧でインクを中間インクタンク１００からくむ。このモードでは、蠕動ポンプ４０は、遮断弁の機能を果たす一方、第１のピンチ弁４６を閉じ、第２のピンチ弁４８を開放して、インク出口ポート１０６から印字ヘッド４の第１のポート８にインクが流れることができる。印刷中に、インクを、第１の制御器１０７の制御下で、中間インクタンク１００のインク入口ポート１１０に供給して、印字ヘッド４に対して比較的一定の背圧を維持する。
【００４３】
印字ヘッドの始動又は洗浄（「ＰＲＩＭＥ」モード）中に、制御弁３０を閉じた状態で順方向に（即ち、図１に示すような時計回りに）閉流体ループの周りに、インクを循環させる。このモードでは、蠕動ポンプ４０を注入順方向に作動させる一方、第１のピンチ弁４６を閉じ、第２のピンチ弁４８を開放して、インク出口ポート１０６から印字ヘッド４を介してインク戻りポート１０８にインクが流れることができる。このようにして、始動を使用して、停止印字ヘッドにインクを与えてもよい。
【００４４】
「ＳＴＡＮＤＢＹ」モードでは、ポンプ４０のスイッチを切る一方、第１のピンチ弁４６を閉じ、第２のピンチ弁４８を開放する。「ＳＴＡＮＤＢＹ」モードは、印字ヘッド４で負静水圧インク圧力を維持し、プリンタがアイドル状態にある場合、ノズル板１９上の色混合を最小化する。通常、このモードで、印字ヘッドにキャップを付けて、ノズル板からのインクの蒸発を最小化する（例えば、内容がここに参照として取り込まれる米国特許出願公開第２０１１／０２７９５１９号明細書を参照）。
【００４５】
印字ヘッド４の各ノズルにインクを十分に与えることを保証する、及び／又は詰まっている任意のノズルを取り除くために、「ＰＵＬＳＥ」モードを使用してもよい。「ＰＵＬＳＥ」モードでは、第１及び第２のピンチ弁４６及び４８を閉じる一方、ポンプ４０を、逆方向に（即ち、図１に示すような反時計回りに）作動させて、印字ヘッド４のノズル板１９におけるノズルにインクを無理に通す。パルス始動中に、制御弁３０を閉じ、中間インクタンク１００は、パルス始動に必要なインクの蓄積を供給する。
【００４６】
使用済みの印字ヘッド４を交換するために、印字ヘッドをプリンタから取り外す前に、印字ヘッドを停止する必要がある。「ＤＥＰＲＩＭＥ」モードでは、第１のピンチ弁４６を開放し、第２のピンチ弁４８を閉じ、第１のポンプ４０を順方向に作動させて、空気路５０を介して大気から空気を吸い込む。一旦印字ヘッド４のインクが停止されると、プリンタは、印字ヘッドをインク供給から分離する「ＮＵＬＬ」モードに設定され、これによって、最小のインクこぼれで印字ヘッドを安全に取り外すことができる。
【００４７】
上述から、図１に関連して上述のインク送出システムを用いて、多くの流体動作を実行することができることが分かる。
【００４８】
中間インクタンク
図２〜図４において、上述の重力送りインク送出システムで使用されるタイプの中間インクタンク１００を示す。インクタンク１００は、内部室を収容する略段付き外部構造体を有する硬質プラスチックハウジング１０１を含む。ハウジング１０１の下部は、インク入口ポート１１０と、インク出口ポート１０６と、インク戻りポート１０８とを規定する側壁１２１を有する第１のインク室１２０を含む。上部の第２のインク室１２２は、大気に開放されている気体ポート１０９を有する第２のインク室天井１２３を含む。使用中、第２のインク室１２２は、印字ヘッド４で背圧を制御するインクの比較的一定のヘッドを有する。例えば、図１に示すセンサー１０２及び１０４を、第２のインク室１２２の側壁１２５に嵌合してもよく、第１の制御器１０７及び制御弁３０と一緒に、センサー１０２及び１０４を使用して、第２のインク室におけるインクのレベルを調整してもよい。第２のインク室１２２は、第２のインク室におけるインクレベルの変動を効果的に抑制する、第１のインク室１２０よりも大きい体積及び断面積を有する。
【００４９】
第２のインク室１２２を、第１のインク室と第２のインク室との間に延在する拡散管１２４を介して第１のインク室１２０に流体的に接続する。拡散管１２４は、硬質空気不透過性プラスチックで形成され、第２のインク室１２２に含まれるインクに分散されている空気が、少なくとも５日間の拡散時間スケールで第１のインク室１２０の方へ拡散管の長さに沿って伝搬するように構成されている。一次元チャネルに沿って拡散する溶質に対する拡散時間スケールは、下記のフィックの拡散法則によって与えられる。
τ＝Ｌ２／Ｄ
但し、Ｌは、拡散管の長さであり、Ｄは、インク中の空気の拡散率である。
【００５０】
空気は、インクの粘度、温度及び水質量分率などの要因によってインク中の所定の拡散率を有する。出願人のモデリングでは、様々なインク中の空気の拡散率Ｄを次式によって表すことができることが分かっている。
2020508239.tif 000004
但し、
2020508239.tif 000005
Ｔは、インク温度（ケルビン）であり、μｉｎｋは、インク粘度（ｍＰａ  ｓ）であり、ωｗは、インク中の水質量分率である。
【００５１】
従って、長さＬの不透過性管に沿った空気の拡散に対する特性時間スケールτを、下記のように表すことができる。
2020508239.tif 000006
【００５２】
更に、所与の期間τに対して第１のインク室１２０を保護するのに必要な不透過性管の長さは、次式によって与えられる。
2020508239.tif 000007
【００５３】
一例として、表１は、上述のモデリングを用いて、２５℃での２つの顔料ベースのインクの拡散率を推定する。
2020508239.tif 000008
【００５４】
表２は、拡散管１２４の様々な長さに対する２つのインクの拡散率時間スケールτを推定する。
2020508239.tif 000009
【００５５】
４ｃｍの拡散管長の場合、推定拡散時間スケールは、約２５日間であり、中間インクタンクの設計制約と脱気インクの再ガス化期間との間の許容できる妥協点である。脱気インクが第１のインク室１２０で暴気した場合、このインクを、初期印刷中にシステムからすぐに洗浄して、新しい脱気インクで再び満たすことができる。典型的に、暴気インクは、気体放出が印字ヘッドで時間と共に増進することがある長期印刷中に最も問題になる。
【００５６】
図３及び図４に最も良く示すように、第１のインク室天井１２８は、拡散管１２４の方へ先細にされ、拡散管１２４と接触する。この先細化は、拡散管１２４の方へ上昇して、浮上によって第２のインク室１２２に入るように、第１のインク室１２０に閉じ込められた任意の浮遊気泡を促進する。
【００５７】
図５において、拡散管１２４は、星形内部断面１３０を有する。星形内部断面１３０は、泡耐性を持ち、気泡が星の中心部を閉塞する場合でも、星構造体の周辺点を通る液体の流れを可能にする。第１のインク室１２０が、第２のインク室１２２から上部圧力を常時受け、従って、インク送出システムで圧力調整を維持するように、拡散管１２４は泡耐性を持つことが好ましい。泡耐性管の他のタイプは、当業者に周知である。
【００５８】
図６〜図８において、第１の態様による代替のインクタンク２００を示す。関連する場合、同じ参照符号を使用して、インクタンク１００及び２００の同じ特徴を説明する。従って、代替のインクタンク２００は、図２〜図５に関連して上述のインクタンク１００と同様の機能特徴を有することが分かる。特に、ハウジング１０１は、第１のインク室天井１２８から第２のインク室の本体に延在する拡散管１２４を介して相互接続されている下部の第１のインク室１２０及び第２のインク室１２２を含む。第１のインク室は、インク入口ポート１１０、インク出口ポート１０６及びインク戻りポート１０８を有する一方、第２のインク室は、大気に開放されている気体ポート１０９を有する。インクタンク１００と同様な方法で、第１のインク室天井１２８は、拡散管１２４の方へ先細にされて、第２のインク室１２２への気泡の浮上を促進する。上述のように、代替のインクタンク２００の拡散管１２４は、第１のインク室１２０への暴気インクの侵入を最小化するように、第１のインク室１２０と第２のインク室１２２との間の拡散障壁の機能を果たす。
【００５９】
しかし、インクタンク１００と対照的に、代替のインクタンク２００は、特定の始動動作のためにインクを必要とする場合にインクが第２のインク室１２２から出ることができる追加のドレン管２０２を有する。従って、第２のインク室１２２は、インクのレベルが拡散管１２４の上部を下回る場合、インク貯蔵庫の機能を更に果たすことができる。
【００６０】
ドレン管２０２は、第２のインク室１２２のベースにおけるドレン入口２０４から第１のインク室１２０のベースの方へ延在し、拡散管１２４と同様な方法で、拡散を最小化するように寸法決定されている。
【００６１】
当然、本発明はほんの一例として説明されており、添付の特許請求の範囲で定義される本発明の範囲内で、詳細の変更を加えることができることが分かる。
【図１】
2020508239.tif 000010
【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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【手続補正書】
【提出日】平成30年6月1日(2018.6.1)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
インクジェットプリンタ用のインク送出システムにおいて、
インク入口ポート及びインク出口ポートを有する第１のインク室と、
大気に開放されている気体ポートを有する第２のインク室であって、前記第１のインク室は、前記第２のインク室よりも小さい体積を有する第２のインク室と、
前記第１及び第２のインク室を相互接続する拡散管と、
を含む中間インクタンクと、
前記インク入口ポートに接続されているインク供給貯蔵庫と、
前記インク出口ポートに接続されている印字ヘッド入口ポートを有するインクジェット印字ヘッドと、
前記印字ヘッドに送出されるインクのインク圧力を制御する前記中間インクタンクと協調する制御システムと、
を含み、
前記中間インクタンクは、前記印字ヘッドの下に位置決めされていることを特徴とするインクジェットプリンタ用のインク送出システム。
【請求項２】
請求項１に記載のインク送出システムにおいて、
前記制御システムは、前記第２のインク室におけるインクのレベルを検出する１つ又は複数のセンサーと、インク供給線を通るインクの流量を制御する流量制御機構と、前記センサー及び前記流量制御機構に接続されている制御器とを含むことを特徴とするインク送出システム。
【請求項３】
請求項２に記載のインク送出システムにおいて、
前記第１のインク室は、インク戻りポートを含み、前記印字ヘッドは、前記印字ヘッドと前記第１のインク室との間の閉流体ループを与えるインク戻り線を介して前記インク戻りポートに接続されている印字ヘッド出口ポートを含むことを特徴とするインク送出システム。
【請求項４】
請求項３に記載のインク送出システムにおいて、
前記閉流体ループは、ポンプと、少なくとも１つの弁とを含むことを特徴とするインク送出システム。
【請求項５】
請求項１乃至４の何れか１項に記載のインク送出システムにおいて、
前記第１のインク室は、前記第２のインク室の下に位置決めされていることを特徴とするインク送出システム。
【請求項６】
請求項５に記載のインク送出システムにおいて、
前記第１のインク室の天井は、前記拡散管の方へ向かって先細にされていることを特徴とするインク送出システム。
【請求項７】
請求項６に記載のインク送出システムにおいて、
前記拡散管は、前記第２のインク室のベースと前記第１のインク室の前記天井との間に延在することを特徴とするインク送出システム。
【請求項８】
請求項７に記載のインク送出システムにおいて、
前記第１のインク室と前記第２のインク室との間に延在する複数の拡散管を含むことを特徴とするインク送出システム。
【請求項９】
請求項１乃至８の何れか１項に記載のインク送出システムにおいて、
前記第２のインク室は、前記第１のインク室よりも大きい断面積を有することを特徴とするインク送出システム。
【請求項１０】
請求項１乃至９の何れか１項に記載のインク送出システムにおいて、
前記拡散管は、泡耐性内部断面形状を有し、前記内部断面形状は、星形、三角形、「Ｔ」形、十字形、クローバー形、及び切り欠き部分を有する多角形からなる群から選択されていることを特徴とするインク送出システム。
【請求項１１】
請求項１乃至１０の何れか１項に記載のインク送出システムにおいて、
前記拡散管は、空気不透過性側壁を有することを特徴とするインク送出システム。
【請求項１２】
請求項１乃至１１の何れか１項に記載のインク送出システムにおいて、
前記拡散管は、１ｃｍ〜１０ｃｍの範囲にある長さを有することを特徴とするインク送出システム。
【請求項１３】
請求項１乃至１２の何れか１項に記載のインク送出システムにおいて、
前記拡散管は、少なくとも３対１のアスペクト比を有することを特徴とするインク送出システム。
【国際調査報告】
2020508239.tif 000018
2020508239.tif 000019