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JP2001130024A - Method and apparatus for refilling ink container - Google Patents

Method and apparatus for refilling ink container

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Publication number
JP2001130024A
JP2001130024A JP2000325123A JP2000325123A JP2001130024A JP 2001130024 A JP2001130024 A JP 2001130024A JP 2000325123 A JP2000325123 A JP 2000325123A JP 2000325123 A JP2000325123 A JP 2000325123A JP 2001130024 A JP2001130024 A JP 2001130024A
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JP
Japan
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ink
ink container
storage member
container
replaceable
Prior art date
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JP2000325123A
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Japanese (ja)
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Winthrop D Childers
ウインスロプ・ディー・チャイルダース
David Olsen
デヴィッド・オルセン
C Johnson David
デヴィッド・シー・ジョンソン
K Pugh Jeffrey
ジェフリー・ケィ・ピュウ
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HP Inc
Original Assignee
Hewlett Packard Co
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Priority claimed from US09/627,958 external-priority patent/US6402306B1/en
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    • B41PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41JTYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/005Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
    • B41J2/01Ink jet
    • B41J2/17Ink jet characterised by ink handling
    • B41J2/175Ink supply systems ; Circuit parts therefor
    • B41J2/17503Ink cartridges
    • B41J2/17506Refilling of the cartridge
    • B41J2/17509Whilst mounted in the printer

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an apparatus for refilling a replaceable ink container. SOLUTION: This ink container comprises an upper section and a bottom section disposed in a gravity coordinate system. In addition, the replaceable ink container is equipped with a capillary storage member disposed therein and an outlet disposed on the bottom section. A refilling apparatus includes a fluid interconnect which is so constituted that it is inserted into the bottom section to compress the capillary storage member.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明はインクジェットプリ
ンタにインクを供給するインク容器に関し、より具体的
には、インク容器にインクを保持し、またインクの放出
を制御する毛細管貯蔵部材を有する交換可能なインク容
器を補充する方法および装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an ink container for supplying ink to an ink jet printer, and more particularly, to an exchangeable ink container having a capillary storage member for holding ink in the ink container and controlling the release of ink. The present invention relates to a method and an apparatus for refilling an ink container.

【0002】[0002]

【従来の技術】インクジェットプリンタはキャリッジ内
に搭載されたインクジェットプリントヘッドを利用する
ことが多く、キャリッジは紙等の印刷媒体を横切って端
から端に移動する。プリントヘッドが印刷媒体を横切っ
て移動すると、制御システムはプリントヘッドを作動さ
せて印刷媒体上にインク滴を付着つまり射出して、画像
および文字を形成する。インクは、キャリッジにより移
動される、あるいはキャリッジと共に移動しない印刷シ
ステムに備えられる、インクの供給源によりプリントヘ
ッドに供給される。
2. Description of the Related Art Ink jet printers often utilize an ink jet print head mounted within a carriage, which moves from end to end across a print medium such as paper. As the printhead moves across the print media, the control system activates the printhead to deposit or eject ink drops onto the print media to form images and characters. Ink is supplied to the printhead by a supply of ink provided in a printing system that is moved by the carriage or does not move with the carriage.

【0003】インク供給源がキャリッジと共に移動しな
い場合、インク供給源は、連続的にプリントヘッドに補
充するための管を使用して、プリントヘッドに連続的に
結合している。代替的に、プリントヘッドとインク供給
源との結合を容易にする補充ステーションの近くにプリ
ントヘッドを位置決めして、プリントヘッドをインク供
給源と断続的に結合させることもできる。
When the ink supply does not move with the carriage, the ink supply is continuously coupled to the printhead using a tube for continuously refilling the printhead. Alternatively, the printhead may be intermittently coupled to the ink supply by positioning the printhead near a refill station that facilitates coupling of the printhead to the ink supply.

【0004】インク供給源がキャリッジと共に移動する
場合、インク供給源はプリンタヘッドと一体化していて
もよく、このときプリンタヘッドとインク供給源の全体
がインクの尽きたときに交換される。代替的に、インク
供給源はキャリッジと共に移動しプリントヘッドと分離
して交換可能であってもよい。インク供給源が分離して
交換可能である場合、インク供給源はインクが尽きると
交換され、プリントヘッドはプリントヘッドの寿命が終
わると交換される。インク供給源が印刷システムのどこ
に位置しているかに関わらず、インク供給源はインクジ
ェットプリントヘッドに確実にインクを供給することが
重要である。
When the ink supply moves with the carriage, the ink supply may be integral with the printer head, and the printer head and the ink supply are replaced when the entire ink supply runs out. Alternatively, the ink supply may move with the carriage and be replaceable separately from the printhead. If the ink supply is separately replaceable, the ink supply is replaced when the ink runs out and the printhead is replaced at the end of the printhead life. Regardless of where the ink supply is located in the printing system, it is important that the ink supply reliably supply ink to the inkjet printhead.

【0005】インクジェットプリントヘッドにインクを
供給することに加えて、インク供給源によりいくつかの
機能が印刷システムに付加されることが多い。例えば、
インク供給源およびインクジェットプリントヘッド内で
負のゲージ圧(しばしば背圧と呼ばれる)を維持するこ
と等である。ゲージ圧とは大気圧を基準としたインクジ
ェットプリントヘッド内の圧力である。この負ゲージ圧
は、インク供給に伴うヘッド圧を大気圧より低い値に保
ち、インク供給源あるいはインクジェットプリントヘッ
ドからのインク漏れ(しばしばドローリング(droolin
g)と呼ばれる)を防ぐために、十分でなければならな
い。インク供給源は、インクジェットプリンタが保管中
および動作中に遭遇する幅広い範囲の温度および大気圧
において負ゲージ圧すなわち背圧を提供するよう要求さ
れる。
[0005] In addition to supplying ink to an ink jet printhead, ink supplies often add some functionality to the printing system. For example,
Maintaining a negative gauge pressure (often called back pressure) in the ink supply and the inkjet printhead, and so on. Gauge pressure is the pressure in an ink jet print head based on atmospheric pressure. This negative gauge pressure keeps the head pressure associated with the ink supply below atmospheric pressure, causing ink leakage from the ink supply or the ink jet printhead (often drooling).
g) must be enough to prevent). The ink supply is required to provide negative gauge or back pressure at the wide range of temperatures and atmospheric pressures encountered by ink jet printers during storage and operation.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】インクジェットプリン
トヘッドに確実にインクを供給するインク容器が常に必
要とされている。これらインク容器は、通常の取り扱い
中、およびインク容器が通常の使用および保管中に遭遇
する温度および圧力の変化の間、インク漏れを防ぐため
に十分な背圧を提供しなければならない。加えて、これ
らインク容器は、ページあたりの印刷コストを削減する
ため、相対的に低いコストで製造される必要がある。
There is always a need for an ink container that reliably supplies ink to an ink jet printhead. These ink containers must provide sufficient back pressure to prevent ink leakage during normal handling and during temperature and pressure changes encountered during normal use and storage of the ink containers. In addition, these ink containers need to be manufactured at relatively low cost to reduce printing costs per page.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明の一形態は、交換
可能なインク容器を補充する装置である。インク容器は
重力座標系を基準として上部および底部を有する。交換
可能なインク容器は、さらに、その中に配置される毛細
管貯蔵部材および底部に配置される流出入口を有する。
補充装置は毛細管貯蔵部材を押しつけるために底部に挿
入されるよう形成された流体接続部を含み、さらに、交
換可能なインク容器を満たすインクの量を決定する手段
も含まれる。さらに、決定した量のインクを流体接続部
を介して交換可能なインク容器に供給するインク送出装
置が含まれる。インク送出装置は、流出入口近くの毛細
管貯蔵部材にインクを供給するために、重力座標系を基
準として底を下にして位置付けられるインク容器にイン
クを送出するように構成されている。
One aspect of the present invention is an apparatus for refilling replaceable ink containers. The ink container has a top and a bottom with respect to a gravitational coordinate system. The replaceable ink container further has a capillary storage member disposed therein and an outlet disposed at the bottom.
The refilling device includes a fluid connection configured to be inserted into the bottom to press the capillary storage member, and further includes means for determining an amount of ink to fill the replaceable ink container. Also included is an ink delivery device that supplies a determined amount of ink to a replaceable ink container via the fluid connection. The ink delivery device is configured to deliver ink to an ink container positioned bottom-down with respect to the gravitational coordinate system to supply ink to the capillary storage member near the outlet.

【0008】一つの実施形態において、インクの量を決
定する手段は、毛細管貯蔵部材に向けてインクを吸い込
む背圧を測定する背圧測定装置である。
[0008] In one embodiment, the means for determining the amount of ink is a back pressure measuring device for measuring a back pressure for drawing ink toward the capillary storage member.

【0009】[0009]

【発明の実施の形態】図1は、カバーを開けた状態の印
刷システム10の一つの例示的な実施形態の透視図であ
る。印刷システム10は、本発明による方法および装置
を用いた補充に適する少なくとも一つのインク容器12
を含む。印刷システム10は、さらに、プリンタ部14
に設置された少なくとも一つのインクジェットプリント
ヘッド(図示せず)を含む。インクジェットプリントヘ
ッドはプリンタ部14からの起動信号に応答してインク
を射出する。インクジェットプリントヘッドはインク容
器12によりインクを補給される。
FIG. 1 is a perspective view of one exemplary embodiment of a printing system 10 with a cover open. The printing system 10 includes at least one ink container 12 suitable for replenishment using the method and apparatus according to the present invention.
including. The printing system 10 further includes a printer unit 14
And at least one inkjet printhead (not shown) installed in the printer. The inkjet print head ejects ink in response to a start signal from the printer unit 14. The ink jet print head is supplied with ink by the ink container 12.

【0010】インク容器12を補充する本発明の方法お
よび装置の詳細を述べる前に、最初にインク容器12に
ついてさらに詳細に述べることが助けとなろう。本発明
の方法および装置は図7から図10を参照して論述され
る。
Before describing the details of the method and apparatus of the present invention for refilling ink container 12, it will be helpful to first describe ink container 12 in more detail. The method and apparatus of the present invention will be discussed with reference to FIGS.

【0011】インクジェットプリントヘッドは、好まし
くはスキャニングキャリッジ18に搭載され、図1に示
すように印刷媒体に相対して移動する。代替的には、イ
ンクジェットプリントヘッドは固定され、印刷媒体が印
刷を実行すべくプリントヘッドを通過する。インクジェ
ットプリンタ部14は印刷媒体22を受けるメディアト
レイ20を含む。印刷媒体22が印刷ゾーンに進むと、
スキャニングキャリッジは印刷媒体22に対してプリン
トヘッドを動かす。プリンタ部14はプリントヘッドを
選択的に動作させ、印刷媒体にインクを付着させて印刷
を実行する。
The ink jet printhead is preferably mounted on a scanning carriage 18 and moves relative to the print medium as shown in FIG. Alternatively, the inkjet printhead is stationary and the print media passes through the printhead to perform printing. Inkjet printer section 14 includes a media tray 20 that receives print media 22. When the print medium 22 advances to the print zone,
The scanning carriage moves the print head with respect to the print medium 22. The printer unit 14 selectively operates a print head to execute printing by attaching ink to a print medium.

【0012】図1に示す印刷システム10は、二つの交
換可能なインク容器12、つまり、黒インク用のインク
容器12とシアン、マゼンタ、およびイエローのインク
を含む3色に分割されたインク容器12と共に示されて
おり、これによって4色印刷が可能になる。インク容器
12は、4色より多いあるいは少ないインクの色を使用
する印刷システムのように、さらに多いあるいは少ない
インクの色を使用する印刷システム10にも適してい
る。例えば、典型的に6色以上の色を使用する高忠実度
印刷における印刷システムである。
The printing system 10 shown in FIG. 1 includes two replaceable ink containers 12, an ink container 12 for black ink and an ink container 12 divided into three colors including cyan, magenta, and yellow inks. , Which enables four-color printing. The ink container 12 is also suitable for printing systems 10 that use more or less ink colors, such as printing systems that use more or less than four ink colors. For example, a printing system in high fidelity printing that typically uses six or more colors.

【0013】図2は、インク供給源すなわちインク容器
12、インクジェットプリントヘッド24、およびイン
ク容器12とプリントヘッド24とを流体的に相互接続
する流体接続部26を含む印刷システム10を模式図化
したものである。
FIG. 2 schematically illustrates a printing system 10 including an ink supply or ink container 12, an ink jet printhead 24, and a fluid connection 26 that fluidly interconnects the ink container 12 and the printhead 24. Things.

【0014】プリントヘッド24は、ハウジング28お
よびインク射出部30を含む。インク射出部30はプリ
ンタ部14による起動信号に応答して、インクを射出し
て印刷を実行する。ハウジング28は、インクを射出す
る射出部30により使用されるインク32を収容する小
さなインクリザーバを形作っている。インクジェットプ
リントヘッド24がハウジング28に蓄えられたインク
32を射出するか使い果たすかすると、インク容器12
はプリントヘッド24を補充する。インク容器12に蓄
えられるインクの量は、典型的にはハウジング28内の
インク容器の量より極めて多い。従って、インク容器1
2はプリントヘッド24のインクの主要供給源である。
The print head 24 includes a housing 28 and an ink ejection section 30. The ink ejection unit 30 ejects ink to execute printing in response to a start signal from the printer unit 14. Housing 28 forms a small ink reservoir that contains ink 32 used by ejection section 30 that ejects ink. When the ink jet print head 24 ejects or runs out of the ink 32 stored in the housing 28, the ink container 12
Replenishes the print head 24. The amount of ink stored in ink container 12 is typically much larger than the amount of ink container in housing 28. Therefore, the ink container 1
Reference numeral 2 denotes a main supply of ink for the print head 24.

【0015】インク容器12は流出入口36および吸気
口38を有するリザーバ34を含む。リザーバ34内に
は、接点で熱融合した網状の繊維が配置され、毛細管貯
蔵部材40を形作っている。毛細管貯蔵部材40はイン
クジェット印刷システム10においていくつかの重要な
機能を果たす。毛細管貯蔵部材40は、印刷システム1
0からインク容器12を抜き差ししている間にリザーバ
34からインクが漏れないようインクを保持するために
十分な毛管現象を有しなければならない。この毛管力
は、温度や圧力の変化といった環境状態の幅広い変化に
対して、インクリザーバ34からのインク漏れを防ぐほ
ど十分に強くなければならない。毛管現象は、インク容
器12が取り扱い中に受ける可能性のある衝撃や振動は
もちろん、リザーバ34のすべての方向に対してインク
をインク容器12内に留めておけるほど十分であるべき
である。
The ink container 12 includes a reservoir 34 having an outlet 36 and an inlet 38. Within the reservoir 34, a network of fibers fused together at the points of contact is arranged to form a capillary storage member 40. Capillary storage member 40 performs several important functions in inkjet printing system 10. The capillary storage member 40 includes the printing system 1.
It must have sufficient capillary action to hold the ink so that it does not leak from the reservoir 34 while the ink container 12 is being inserted and removed from zero. This capillary force must be strong enough to prevent ink leakage from the ink reservoir 34 over a wide range of environmental conditions, such as changes in temperature and pressure. Capillarity should be sufficient to keep ink in the ink container 12 in all directions of the reservoir 34, as well as any shock or vibration that the ink container 12 may experience during handling.

【0016】インク容器12が印刷システム10に取り
つけられ、流体接続部26を通ってプリントヘッドと流
体的に接続されると、毛細管貯蔵部材40はインク容器
12からインクジェットプリントヘッド24にインクが
流れ出るようにするべきである。インクジェットプリン
トヘッド24が射出部30からインクを射出すると、負
ゲージ圧(背圧)がプリントヘッド24に発生する。プ
リントヘッド24内の負ゲージ圧は、毛細管部材40内
にインクを保持している毛管力に打ち勝つほど十分でな
ければならず、これにより平衡に達するまでインクがイ
ンク容器12からプリントヘッド24に流れる。一旦平
衡に達しプリントヘッド24内のゲージ圧がインク容器
12内のインクを保持する毛管力と等しくなると、イン
クはもはやインク容器12からプリントヘッド24に流
れ込まなくなる。プリントヘッド24内のゲージ圧は一
般的にインク射出部30からのインク射出速度に依存す
る。印刷速度すなわち射出速度が増加するにつれ、プリ
ントヘッド内のゲージ圧もより負になってインクはさら
に速い速度でインク容器12からプリントヘッド24に
流れ込む。一つの好ましいインクジェット印刷システム
10において、プリントヘッド24は水10インチに等
しい最大背圧すなわち水10インチに等しい負ゲージ圧
を作り出す。
When the ink container 12 is attached to the printing system 10 and fluidly connected to the printhead through the fluid connection 26, the capillary storage member 40 allows ink to flow from the ink container 12 to the ink jet printhead 24. Should be. When the inkjet print head 24 ejects ink from the ejection unit 30, a negative gauge pressure (back pressure) is generated in the print head 24. The negative gauge pressure in the printhead 24 must be sufficient to overcome the capillary forces holding the ink in the capillary member 40 so that ink flows from the ink container 12 to the printhead 24 until equilibrium is reached. . Once equilibrium is reached and the gauge pressure in printhead 24 equals the capillary force holding the ink in ink container 12, ink no longer flows from ink container 12 into printhead 24. The gauge pressure in the print head 24 generally depends on the ink ejection speed from the ink ejection unit 30. As the printing speed, or ejection speed, increases, the gauge pressure in the printhead becomes more negative and ink flows from the ink container 12 into the printhead 24 at a faster rate. In one preferred ink jet printing system 10, the printhead 24 creates a maximum back pressure equal to 10 inches of water or a negative gauge pressure equal to 10 inches of water.

【0017】プリントヘッド24は、温度変化や圧力変
化等の環境の変化を補償するために調整装置を備えるこ
とができる。これらの変化が補償されないと、プリント
ヘッド射出部30から制御されないインク漏れが発生し
得る。印刷システム10のいくつかの構成において、プ
リントヘッド24は調整装置を含まず、代わりに毛細管
部材40が、通常の圧力および温度の変移に対してプリ
ントヘッド24内の負の背圧を維持するのに使用される
こともある。毛細管部材40の毛管力はインクを毛細管
部材中に引き戻すのに役立ち、これによりプリントヘッ
ド24内にわずかな負の背圧を作り出す。このわずかな
負圧は、圧力変化や温度変化等の大気状態の変化中にイ
ンクが射出部30から漏れる(ドローリング)のを防ぐ
のに役立つ。毛細管部材40は、通常の貯蔵および動作
状態中のドローリングを防ぐためプリントヘッド24内
に十分な背圧つまり負のゲージ圧を提供するべきであ
る。
The print head 24 can include an adjustment device to compensate for environmental changes such as temperature and pressure changes. If these changes are not compensated for, uncontrolled ink leakage from the printhead ejector 30 may occur. In some configurations of the printing system 10, the printhead 24 does not include a conditioning device, instead the capillary member 40 maintains a negative back pressure in the printhead 24 for normal pressure and temperature transitions. Sometimes used for. The capillary force of the capillary member 40 helps draw ink back into the capillary member, thereby creating a slight negative back pressure in the printhead 24. This slight negative pressure helps to prevent the ink from leaking (drawing) from the ejection unit 30 during a change in atmospheric conditions such as a pressure change or a temperature change. Capillary member 40 should provide sufficient back pressure or negative gauge pressure within printhead 24 to prevent draw during normal storage and operating conditions.

【0018】図2の実施形態は、それぞれ分離して交換
可能であるインク容器12およびプリントヘッド24を
示している。インク容器12はインクが尽きたとき交換
され、プリントヘッド24は寿命が尽きると交換され
る。本発明の方法および装置は、図2に示されたもの以
外の構成を持つインクジェット印刷システム10にも適
用可能である。例えば、インク容器12とプリントヘッ
ド24は単一のプリントキャリッジにまとめることがで
きる。インク容器12およびプリントヘッド24を含む
プリントキャリッジは、キャリッジ内のインクが尽きる
と交換される。
The embodiment of FIG. 2 shows an ink container 12 and a printhead 24, each of which is separately replaceable. The ink container 12 is replaced when the ink is exhausted, and the print head 24 is replaced when the life is expired. The method and apparatus of the present invention are also applicable to an inkjet printing system 10 having a configuration other than that shown in FIG. For example, the ink container 12 and the printhead 24 can be combined into a single print carriage. The print carriage, including ink reservoir 12 and printhead 24, is replaced when the carriage runs out of ink.

【0019】図2に示すインク容器12およびプリント
ヘッド24は単一のカラーインクを収容する。代替的
に、インク容器12は、3つの分離された小室(チェン
バー)に区切られてそれぞれの小室が異なる色のインク
を収容することができる。この場合、3つのプリントヘ
ッド24は、それぞれのプリントヘッドがインク容器1
2内の異なった小室と流体的に接続することが必要とな
る。他の構成もまた可能である。例えば、インク容器1
2に付随する小室がより多いかあるいは少ない構成や、
またプリントヘッドを分割してそれぞれのインク色をプ
リントヘッドあるいは射出部30の異なる小室に供給す
る構成などである。
The ink container 12 and printhead 24 shown in FIG. 2 contain a single color ink. Alternatively, the ink container 12 may be partitioned into three separate chambers, each containing a different color ink. In this case, each of the three print heads 24 is
It is necessary to fluidly connect to the different compartments in 2. Other configurations are also possible. For example, ink container 1
Configuration with more or less chambers associated with 2,
In addition, the print head is divided and each ink color is supplied to a different small chamber of the print head or the ejection unit 30.

【0020】図3は図2に示したインク容器12の分解
図である。インク容器12はインクリザーバ部34、毛
細管部材40、およびインクリザーバ34内に空気を吸
入するための空気口38を有する蓋42を含む。毛細管
部材40はインクリザーバ34内に挿入される。リザー
バ34は図7を参照して後述されるようにインクで満た
される。好ましい実施形態において、h、w、lでそれ
ぞれ表される高さ、幅、長さの寸法は、インク容器12
が十分な容量を持つようにすべて1インチより大きい。
FIG. 3 is an exploded view of the ink container 12 shown in FIG. The ink container 12 includes an ink reservoir portion 34, a capillary member 40, and a lid 42 having an air port 38 for sucking air into the ink reservoir 34. The capillary member 40 is inserted into the ink reservoir 34. The reservoir 34 is filled with ink as described below with reference to FIG. In a preferred embodiment, the height, width, and length dimensions, denoted by h, w, and l, respectively, are
Are all larger than one inch so that they have enough capacity.

【0021】好ましい実施形態において、毛細管部材4
0は接触点で熱で融合する網状の繊維から形成される。
これらの繊維は好ましくは二構成要素の繊維で形成さ
れ、被覆を作るポリエステル(ポリエチレンテレフタレ
ート(PET)あるいはそれの共重合体など)および低コ
スト、低収縮率、高強度の熱可塑性ポリマー(好ましく
はポリプロピレンあるいはポリブチレンテレフタレー
ト)で形成されたコア材料を有する。
In a preferred embodiment, the capillary member 4
0 is formed from a network of fibers that fuse with heat at the point of contact.
These fibers are preferably formed of two-component fibers and comprise a polyester (such as polyethylene terephthalate (PET) or copolymer thereof) and a low cost, low shrinkage, high strength thermoplastic polymer (preferably It has a core material formed of polypropylene or polybutylene terephthalate).

【0022】網状の繊維は、好ましくはメルトブロウフ
ァイバプロセス(melt blown fiberprocess)を用いて
形成される。このようなメルトブロウファイバプロセス
において、被覆ポリマーのメルトインデックスと類似の
メルトインデックスのコア材料を選択するのが望まし
い。このようなメルトブロウファイバプロセスを使用し
て、コア材料の主な必要条件は、押し出された時に結晶
化するかあるいはメルトブロウプロセス中に結晶化でき
ることである。従って、高密度ポリエチレンテレフタレ
ート等の他の高い結晶性の熱可塑性ポリマーも、ナイロ
ンおよびナイロン66等のポリアミドと同様に、使用す
ることができる。値段が安く成形がし易いので、ポリプ
ロピレンが好ましいコア材料である。加えて、ポリプロ
ピレンのコア材料を使用すると、さまざまなメルトブロ
ウ技術を用いた精密(fine)繊維の製造を可能にするコ
ア強度が得られる。コア材料は同様に被覆材料への接着
が可能であるべきである。
[0022] The reticulated fibers are preferably formed using a melt blown fiber process. In such a meltblown fiber process, it is desirable to select a core material with a melt index similar to that of the coated polymer. Using such a meltblown fiber process, the main requirement of the core material is that it can crystallize when extruded or be crystallizable during the meltblown process. Thus, other highly crystalline thermoplastic polymers such as high density polyethylene terephthalate can be used, as well as polyamides such as nylon and nylon 66. Polypropylene is a preferred core material because it is inexpensive and easy to mold. In addition, the use of a polypropylene core material provides a core strength that allows for the production of fine fibers using various meltblown techniques. The core material should be capable of bonding to the coating material as well.

【0023】図4(b)は、毛細管部材40を形成する網
状の繊維を単純化して表しており、図4(a)に示した毛
細管部材40のライン4B−4Bで切り取った部分を拡
大して示している。毛細管部材40は、個々の繊維46
が他の繊維と接触点で熱で接着しているか熱で融合して
いる網状の繊維から構成されている。毛細管部材40を
構成している網状の繊維46は折りたたまれた単一の繊
維46から形成されてもよいし、あるいは複数の繊維4
6から形成されてもよい。網状の繊維は、矢印44で表
される繊維方向を全体的に有する自己支持構造を形成す
る。網状の繊維46で形作られる自己支持構造は、繊維
46の間に曲折する格子間のパスを形成する空間つまり
ギャップをつくる。この曲折したパスは毛細管部材40
内にインクを保持する優れた毛管特性を有するように形
成される。
FIG. 4B is a simplified view of the net-like fiber forming the capillary member 40. FIG. 4B is an enlarged view of a portion of the capillary member 40 cut along line 4B-4B shown in FIG. Is shown. Capillary member 40 includes individual fibers 46.
Is composed of a network of fibers that are thermally bonded or fused at the point of contact with other fibers. The mesh fibers 46 constituting the capillary member 40 may be formed from a single folded fiber 46, or a plurality of fibers 4.
6 may be formed. The reticulated fibers form a self-supporting structure that generally has the fiber direction represented by arrow 44. The self-supporting structure formed by the reticulated fibers 46 creates a space or gap between the fibers 46 that forms a path between the bent gratings. This bent path is the capillary member 40
It is formed to have excellent capillary properties to retain the ink within.

【0024】一つの実施形態において、毛細管部材46
は、網状の繊維全体に渡っていくつかの接触点で個々の
繊維46が熱で接着するかあるいは溶け合って融合する
メルトブロウプロセス(melt blowing process)を使用
して形成される。この網状の繊維は、型を通って冷却さ
れたとき、硬化して自己支持の三次元構造を形成する。
In one embodiment, the capillary member 46
Is formed using a melt blowing process in which individual fibers 46 are thermally bonded or fused and fused at several points of contact throughout the network of fibers. The net fibers, when cooled through the mold, harden to form a self-supporting three-dimensional structure.

【0025】図5(a)は図4のライン5A−5Aを通る
断面を表し、個々の繊維46の断面を示す。個々の繊維
46のそれぞれは二構成要素の繊維であり、コア50と
被覆52を有している。繊維46のサイズ、および被覆
52とコア50の対応する部分は明示のために誇張され
ている。コア材料は繊維の成分全体の重量の最低30%
から90%までを構成しているのが好ましい。好ましい
実施形態では、個々の繊維46はそれぞれ平均して12
ミクロン以下の直径を有する。
FIG. 5 (a) shows a cross-section through line 5A-5A of FIG. Each of the individual fibers 46 is a two-component fiber, having a core 50 and a coating 52. The size of the fibers 46 and corresponding portions of the coating 52 and the core 50 are exaggerated for clarity. The core material is at least 30% of the total weight of the fiber components
From 90% to 90%. In a preferred embodiment, each individual fiber 46 averages 12
It has a diameter of less than a micron.

【0026】図5(b)は図5(a)に示した繊維46と同様
の代替的な繊維46を表すが、図5(b)の繊維は円形の
断面ではなく十字のつまりX字型の断面を有する点が異
なっている。図5(b)に示す繊維46は丸くない十字型
のコア50と、コア材料50を完全に覆う被覆52を有
している。さまざまな他の代替的な断面が使用でき、ほ
んの一例を挙げると、三突き出し型つまりy字型の繊
維、あるいはh字型断面の繊維等である。丸くない繊維
を使用すると繊維の表面積が増加する。網状の繊維40
の毛管圧力および吸収力は、吸湿性の繊維表面に正比例
して増加する。従って、丸くない繊維の使用により毛管
圧力および毛細管部材40の吸収力が増加する傾向があ
る。
FIG. 5 (b) shows an alternative fiber 46 similar to the fiber 46 shown in FIG. 5 (a), except that the fiber of FIG. Is different. The fiber 46 shown in FIG. 5 (b) has a non-round, cross-shaped core 50 and a coating 52 that completely covers the core material 50. A variety of other alternative cross-sections can be used, such as tri-extruded or y-shaped fibers, or fibers with an h-shaped cross section, just to name a few. The use of non-round fibers increases the surface area of the fibers. Reticulated fiber 40
The capillary pressure and absorbency increase in direct proportion to the hygroscopic fiber surface. Thus, the use of non-round fibers tends to increase capillary pressure and the absorbency of the capillary member 40.

【0027】毛管圧力および吸収力を向上する別の方法
は、繊維46の直径を減少させることである。繊維の密
度および重量を一定の大きさにしたとき、小さい繊維4
6を使用すると繊維の表面積が増加する。より小さい繊
維46はより一様の保持を提供する。従って、繊維46
の形状を変化させるのと同様、繊維46の直径を変化さ
せることで、印刷システム10にとって望ましい毛管圧
力を得ることができる。
Another way to improve capillary pressure and absorption is to reduce the diameter of the fibers 46. When the density and weight of the fibers are fixed, small fibers 4
Use of 6 increases the surface area of the fiber. Smaller fibers 46 provide more uniform retention. Therefore, the fibers 46
Changing the diameter of the fibers 46, as well as changing the shape of the fibers, can provide the desired capillary pressure for the printing system 10.

【0028】図6は個々の繊維46の熱による接着また
は熱による融合を表している。図6は2つの個々の繊維
間の接触点でのライン6−6で切った断面である。個々
の繊維46はそれぞれコア50および被覆52を含む。
2つの繊維46間の接触点において、被覆52は近接の
繊維46の被覆と溶け合うか融合している。個々の繊維
の融合は接着剤あるいは接着物を使用せずに達成され
る。さらに、個々の繊維46は維持する手段を必要とせ
ずに接着を保ち、これによって自己支持構造を形成す
る。
FIG. 6 illustrates the thermal bonding or fusion of the individual fibers 46. FIG. 6 is a cross-section taken along line 6-6 at the point of contact between two individual fibers. Each individual fiber 46 includes a core 50 and a coating 52.
At the point of contact between the two fibers 46, the coating 52 is fused or fused with the coating of the adjacent fibers 46. The fusion of the individual fibers is achieved without the use of adhesives or glues. Further, the individual fibers 46 remain adherent without the need for a retaining means, thereby forming a self-supporting structure.

【0029】図7は、インク容器12にインクを満た
す、本発明による補給装置54の模式図である。本発明
による補給装置54は、インク源56、インク源56と
流体接続部60を結合する圧縮装置58、およびインク
容器12に圧縮したインクを送る流体接続部60を含
む。圧縮装置58はインク源56からインク容器12に
インクを送るため十分な圧力をインクに与える。圧力
は、一般的に、インク容器12の流出入口36にインク
を供給するために打ち勝たなければならないインク柱高
さ、つまりインクヘッドに関係している。圧縮装置58
は、制御した量のインクをインク容器12の流出入口3
6に送るのに十分な、広範な装置でありえる。例えば、
圧縮装置58はポンプでもよいし、あるいはインク容器
12の流出入口36にインクを送るのに十分なインクヘ
ッドになるようにインク容器12の上にインク源56を
位置させてもよい。
FIG. 7 is a schematic diagram of a replenishing device 54 according to the present invention, which fills the ink container 12 with ink. The refill device 54 according to the present invention includes an ink source 56, a compression device 58 that couples the ink source 56 to the fluid connection 60, and a fluid connection 60 that sends the compressed ink to the ink container 12. Compressor 58 applies sufficient pressure to the ink to deliver ink from ink source 56 to ink container 12. The pressure is generally related to the ink column height or ink head that must be overcome to supply ink to the outlet 36 of the ink container 12. Compression device 58
Supplies a controlled amount of ink to the outlet 3 of the ink container 12.
6 can be a wide range of equipment, enough to send. For example,
The compression device 58 may be a pump or the ink source 56 may be positioned above the ink container 12 such that there is sufficient ink head to send ink to the outlet 36 of the ink container 12.

【0030】インクは本発明の補給装置54によりイン
ク容器12の流出入口36に運ばれる。インクが流出入
口36に運ばれると、インクは流出入口36に近接する
毛細管貯蔵部材すなわち網状の繊維40の部分へ供給さ
れる。この運ばれたインクは、網状の繊維の毛管現象に
よって網状の繊維40の繊維46間の格子間空間48に
吸い込まれる。インクが網状の繊維40の格子間空間に
吸い込まれると、格子間空間内の空気は押し退けられて
インク前部62を作る。インクがさらにインク容器12
に運ばれると、このインク前部62は前方に膨張してイ
ンク前部64で示されるように毛細管部材40に入る。
このインク前部62、64の膨張は、流出入口36に近
い領域から広がって、格子間空間48を満たし、流出入
口36を囲んでいる領域の網状の繊維40から空気を追
い出す。網状の繊維40から空気が追い出されインク容
器12に圧力がかかるのを防ぐため空気口38から大気
中に放出されると、インクが追加される。インク容器1
2を満たすのに必要な適当な量のインクが追加される
と、インク供給源56からのインクの流れは止まる。
The ink is conveyed to the outlet 36 of the ink container 12 by the supply device 54 of the present invention. As the ink is conveyed to the outlet 36, the ink is supplied to a portion of the capillary storage member, i.e., the mesh fiber 40, adjacent the outlet 36. This carried ink is sucked into the interstitial space 48 between the fibers 46 of the mesh fibers 40 by the capillary action of the mesh fibers. As ink is drawn into the interstitial space of the mesh fibers 40, the air in the interstitial space is displaced, creating an ink front 62. Ink is further stored in the ink container 12
The ink front 62 expands forward and enters the capillary member 40 as shown by the ink front 64.
This expansion of the ink fronts 62, 64 expands from a region near the outlet 36, filling the interstitial space 48 and driving air out of the mesh fibers 40 in the region surrounding the outlet 36. The ink is added when air is expelled from the mesh fibers 40 and released into the atmosphere through the air port 38 to prevent pressure on the ink container 12. Ink container 1
Once the appropriate amount of ink needed to fill 2 has been added, ink flow from ink supply 56 is stopped.

【0031】毛細管部材40にインクを吸い込むのを助
ける毛管力が増加した空間を作るために、流体接続部6
0は少なくともわずかに網状の繊維60を押しつけるの
が好ましい。一つの好ましい実施形態では、流体接続部
60は空洞のインク管であって、網状の繊維40を十分
に押しつけるよう流出入口36に挿入される。
To create a space with increased capillary force which helps to draw ink into the capillary member 40, the fluid connection 6
0 preferably presses at least a slightly reticulated fiber 60. In one preferred embodiment, the fluid connection 60 is a hollow ink tube that is inserted into the outflow inlet 36 to sufficiently press the braided fibers 40.

【0032】インク容器12を満たす過程を大いに簡素
化するため、毛細管部材40は、ポリプロピレンのコア
とポリエチレンテレフタレートの被覆を持つ少なくとも
一つの二構成要素の繊維から形成されるのが好ましい。
この毛細管部材40は、1998年9月13日に発行さ
れ本発明の譲受人に譲渡された「Thermal Inkjet PenBo
dy Construction Having Improved Ink Storage and Fe
ed Capability」と題するBakerらの米国特許第4,771,29
5号に開示されているようなサーマルインクジェットペ
ンにおける吸収性の材料のように以前から使用されてい
るポリウレタンフォームよりさらに親水性が高い。ポリ
ウレタンフォームは、未処理の状態では、インクの接触
角が大きく、従って、フォームをぬらすために真空充填
(vacuumfilling)のような高価で時間のかかるステッ
プを使用しないと、ポリウレタンフォームを含んだイン
ク容器を満たすのは困難である。ポリウレタンフォーム
はインク接触角を改善つまり減少させるために処理され
るが、この処理では、製造のコストと複雑さが増すのに
加えて、プリントヘッドの寿命と品質を低下させてしま
う不純物をインクに加える。本発明の毛細管部材40の
使用により相対的にインク接触角が低くなり、毛細管部
材40に処理をすることなく毛細管部材40にインクを
迅速に吸収させることが可能になる。
To greatly simplify the process of filling the ink container 12, the capillary member 40 is preferably formed from at least one two-component fiber having a polypropylene core and a polyethylene terephthalate coating.
This capillary member 40 was issued on September 13, 1998 and assigned to the assignee of the present invention.
dy Construction Having Improved Ink Storage and Fe
U.S. Pat.No. 4,771,29 to Baker et al. entitled "ed Capability"
It is even more hydrophilic than previously used polyurethane foams, such as the absorbent material in thermal ink jet pens as disclosed in US Pat. Polyurethane foam, when untreated, has a large ink contact angle, and therefore requires the use of expensive and time-consuming steps, such as vacuum filling, to wet the foam. Is difficult to meet. Polyurethane foam is treated to improve or reduce the ink contact angle, which adds to the cost and complexity of manufacturing and adds impurities to the ink that can reduce printhead life and quality. Add. By using the capillary member 40 of the present invention, the ink contact angle is relatively reduced, and the capillary member 40 can quickly absorb the ink without processing the capillary member 40.

【0033】図8は、交換可能なインク容器12を補充
する本発明の方法を示すフローチャートである。この方
法は、ステップ66に示すように、交換可能なインク容
器12を適切に満たすために必要なインクの量を決定す
るステップで始まる。ステップ68に示すように、流体
接続が交換可能なインク容器12になされ、インクをイ
ンク容器に提供することができる。好ましい実施形態に
おいて、流体の接続は流体接続部60を交換可能なイン
ク容器12の流出入口36に挿入することで終了する。
ステップ70で示すように、交換可能なインク容器12
を満たすのに必要なインクの量が交換可能なインク容器
に供給される。
FIG. 8 is a flowchart illustrating the method of the present invention for refilling the replaceable ink container 12. The method begins with determining the amount of ink required to properly fill the replaceable ink container 12, as shown in step 66. As shown in step 68, a fluid connection is made to the replaceable ink container 12 and ink can be provided to the ink container. In a preferred embodiment, the fluid connection is terminated by inserting the fluid connection 60 into the outlet 36 of the replaceable ink container 12.
As shown in step 70, the replaceable ink container 12
Is supplied to the replaceable ink container.

【0034】本発明の方法および装置は、交換可能なイ
ンク容器12を適切に満たすのに必要な量を決定し、こ
の量をインク容器12に運ぶ。適切な量のインクが交換
可能なインク容器12に供給されるのが重要である。多
すぎる量のインクが交換可能なインク容器12に供給さ
れると、毛細管貯蔵部材40はインクを保持するのに十
分な毛管力を持つことができない。インク容器12がイ
ンクを保持できないと、印刷システム10からのインク
容器12の抜き差しなどの取り扱い中にインクがリザー
バ34から漏れ出すことがある。さらに、多すぎる量の
インクをインク容器12に入れておくと、温度や圧力の
変化等の環境条件の変化中にインク漏れが起きることが
ある。従って、補充プロセス中にインク容器12が過度
に補給されないことが重要である。
The method and apparatus of the present invention determines the amount needed to properly fill the replaceable ink container 12 and conveys this amount to the ink container 12. It is important that an appropriate amount of ink be supplied to the replaceable ink container 12. If too much ink is supplied to the replaceable ink container 12, the capillary storage member 40 may not have enough capillary force to hold the ink. If the ink container 12 cannot hold the ink, the ink may leak from the reservoir 34 during handling, such as insertion and removal of the ink container 12 from the printing system 10. Furthermore, if too much ink is stored in the ink container 12, ink leakage may occur during changes in environmental conditions such as changes in temperature and pressure. Therefore, it is important that the ink container 12 not be overfilled during the refill process.

【0035】印刷システム10が交換可能なインク容器
12のインクの使用を探知できる場合、補充プロセス中
インク容器12が補給不足にならないようにすることが
重要である。交換可能なインク容器12を補給不足にす
ると、印刷システム10は、インク容器12がインクを
使い果たしているときにインクがインク容器12に残っ
ていると推論してしまうことが起こり得る。この場合の
印刷システム10はインク容器が使い果たされていても
印刷を続ける。もしインク容器12が補充プロセス中に
補給不足になると、プリントヘッドはインクなしで運転
され(「ドライファイアリング」と呼ばれる)、プリン
トヘッドに壊滅的なダメージを与えることがある。加え
て、インク容器12が使い果たされたときプリントヘッ
ドを動かすと、プリントヘッド24内に空気が取りこま
れてしまう。プリントヘッド24に十分な量の空気が取
りこまれてしまうと、プリントヘッド24はプリントヘ
ッド24内の背圧を適切に維持することができなくなっ
てしまい、プリントヘッド24からインクが無制御に漏
れてしまう結果になり得る。このプリントヘッド24か
らのインク漏れは印刷品質を低下させるばかりか印刷シ
ステム10にダメージを与えることがある。
When the printing system 10 is able to detect the use of ink in the replaceable ink container 12, it is important that the ink container 12 not be underfilled during the refilling process. Underfilling the replaceable ink container 12 can cause the printing system 10 to infer that ink remains in the ink container 12 when the ink container 12 is running out of ink. In this case, the printing system 10 continues printing even if the ink container is exhausted. If the ink container 12 becomes underfilled during the refilling process, the printhead may operate without ink (called "dry firing") and cause catastrophic damage to the printhead. In addition, moving the printhead when the ink container 12 is depleted causes air to be trapped in the printhead 24. If a sufficient amount of air is trapped in the print head 24, the print head 24 cannot properly maintain the back pressure in the print head 24, and ink leaks from the print head 24 without control. Can result. This ink leakage from the print head 24 not only degrades the print quality but may damage the printing system 10.

【0036】交換可能なインク容器12を満たすのに必
要な量のインクを決定することにはいくつか問題があ
る。一つの問題は、毛細管貯蔵部材40内のインクの残
量を決定することが困難なことである。毛細管貯蔵部材
40内のインクの残りは網状の繊維の格子間空間内に保
持されている。従って、この残ったインクの量を測定す
るのは困難である。
Determining the amount of ink needed to fill the replaceable ink container 12 has several problems. One problem is that it is difficult to determine the amount of ink remaining in the capillary storage member 40. The rest of the ink in the capillary storage member 40 is held in the interstitial space of the mesh fibers. Therefore, it is difficult to measure the amount of the remaining ink.

【0037】交換可能なインク容器12を満たすのに必
要なインクの量を決定する際の別の問題は、多くの場
合、交換可能なインク容器12は2つ以上のインク隔室
を持っているということである。それぞれのインク隔室
は典型的には異なるインクの色を収容する。例えば、3
色インク容器12はインクを入れる3つの分離した隔室
を持つ。それぞれの隔室は例えばシアン、マゼンタ、イ
エローのインクのうち一つの異なった色のインクを収容
する。印刷システム10が3インクのうち1つが使い果
たされたと指示されたとしても、印刷した物によって残
りの2インクのインクレベルは異なっているかもしれな
い。交換可能な3色インク容器12を適切に補充するに
は、交換可能なインク容器12のそれぞれの隔室を満た
すのに必要なインクの量を決定することが必要である。
交換可能な3色インク容器の場合、シアン、マゼンタ、
イエローのインクそれぞれの、対応する隔室を満たすの
に必要な量を決定することが必要である。
Another problem in determining the amount of ink required to fill the replaceable ink container 12 is that the replaceable ink container 12 often has more than one ink compartment. That's what it means. Each ink compartment typically contains a different ink color. For example, 3
The color ink container 12 has three separate compartments for containing ink. Each compartment contains, for example, one different color ink of cyan, magenta, and yellow inks. Even if the printing system 10 is instructed that one of the three inks has been exhausted, the ink levels of the remaining two inks may be different depending on what is printed. To properly refill the replaceable three-color ink container 12, it is necessary to determine the amount of ink required to fill each compartment of the replaceable ink container 12.
For replaceable three color ink containers, cyan, magenta,
It is necessary to determine the amount of each yellow ink required to fill the corresponding compartment.

【0038】毛細管貯蔵部材40に残留するインクを決
定するためにインク容器の重さを量ることは、インク容
器12の重さに基づいて単色のインク容器12を満たす
のに必要なインクの量を決定することに適している。し
かし、インク容器12の重さを量ることは、インクを貯
蔵する3つ以上の隔室を有するインク容器には適してい
ない。たとえインク容器の1つが使い果たされたと推測
されたとしても、残りの2つの隔室のそれぞれにどれだ
けインクが残っているかを決定する方法はない。図9お
よび図10に関して述べられるように、本発明の方法お
よび装置は、3つ以上の分離した隔室を有し、それぞれ
が異なる量のインクを収容する交換可能なインク容器1
2を満たすのに必要な量のインクを決定する手法を提供
する。3つより少ないインク隔室を有するインク容器1
2の場合は、前述の重さを量る手法が適している。
Weighing the ink container to determine the amount of ink remaining in the capillary storage member 40 depends on the amount of ink required to fill the single color ink container 12 based on the weight of the ink container 12. Suitable for determining. However, weighing the ink container 12 is not suitable for an ink container having three or more compartments for storing ink. Even if it is assumed that one of the ink containers has been exhausted, there is no way to determine how much ink remains in each of the remaining two compartments. As described with respect to FIGS. 9 and 10, the method and apparatus of the present invention includes a replaceable ink container 1 having three or more separate compartments, each containing a different amount of ink.
A method is provided for determining the amount of ink required to satisfy 2. Ink container 1 having less than three ink compartments
In the case of 2, the above-described method of weighing is suitable.

【0039】図9は、インク容器12を満たすインクの
量を決定する装置72を示している。装置72は背圧測
定装置74、負圧すなわち真空装置76、および背圧測
定装置74とインク容器12内の毛細管貯蔵部材40と
を接続する流体接続部78を含む。真空装置76は、毛
細管貯蔵部材40内にインクを保持する毛管力を打ち負
かすに十分な負圧つまり真空を作り出す。背圧測定装置
74は背圧つまり毛細管貯蔵部材40内にインクを保持
する保持力を決定する。毛細管貯蔵部材40内のインク
の量と背圧つまり毛細管部材40の保持力との間の関係
を特徴付けることにより、所与の測定背圧に対する毛細
管貯蔵部材40内に残るインクの量を推測することがで
きる。
FIG. 9 shows an apparatus 72 for determining the amount of ink filling the ink container 12. The device 72 includes a back pressure measuring device 74, a negative pressure or vacuum device 76, and a fluid connection 78 connecting the back pressure measuring device 74 and the capillary storage member 40 in the ink container 12. Vacuum device 76 creates a negative pressure or vacuum sufficient to overcome the capillary forces that hold the ink in capillary storage member 40. The back pressure measuring device 74 determines the back pressure, that is, the holding force for holding the ink in the capillary storage member 40. Estimating the amount of ink remaining in the capillary storage member 40 for a given measured back pressure by characterizing the relationship between the amount of ink in the capillary storage member 40 and the back pressure or retention force of the capillary member 40 Can be.

【0040】図10は、インク容器12を満たすインク
の量を決定する本発明の方法を示した流れ図である。導
管つまり流体接続部78はまずインク容器12に挿入さ
れ、ステップ80で示すように毛細管貯蔵部材40と係
合する。ステップ82で示すように、インクは真空装置
76によって毛細管貯蔵部材40から流れ出る。ステッ
プ84で示すように、インク容器12の静的背圧は背圧
測定装置74により測定される。最後に、測定されたイ
ンク容器12の静的背圧に基づいて、毛細管貯蔵部材4
0に残ったインクの量を推測することができる。残留イ
ンクは、測定した静的背圧および毛細管貯蔵部材40の
残留インクと背圧とを対比した特徴に基づいて推測され
る。残留インクの量が推測されると、インク容器12を
満たすのに必要なインクの量は、一杯のインク容器12
の収容するインクの量と毛細管貯蔵部材40に残るイン
クの量との差に等しくなる。
FIG. 10 is a flowchart illustrating the method of the present invention for determining the amount of ink that fills the ink container 12. The conduit or fluid connection 78 is first inserted into the ink container 12 and engages the capillary storage member 40 as shown at step 80. As shown at step 82, ink flows out of capillary storage member 40 by vacuum device 76. As shown in step 84, the static back pressure of the ink container 12 is measured by the back pressure measuring device 74. Finally, based on the measured static back pressure of the ink container 12, the capillary storage member 4
The amount of ink remaining at zero can be estimated. The residual ink is estimated based on the measured static back pressure and the characteristic comparing the residual ink of the capillary storage member 40 with the back pressure. Once the amount of residual ink has been estimated, the amount of ink required to fill the ink container 12 will be
Is equal to the difference between the amount of ink to be stored and the amount of ink remaining in the capillary storage member 40.

【0041】図11は動作中のインクジェット印刷シス
テム10を示す。本発明の方法および装置を用いて補充
しインクジェット印刷システム10に適切に搭載された
インク容器12を用いて、流管26を介してインク容器
12とインクジェットプリントヘッド24の間が流体的
に接続される。インクを射出する滴下射出部30を選択
的に動かしてインクジェットプリントヘッド24内に負
ゲージ圧を発生させる。この負ゲージ圧により毛細管貯
蔵部材40内の繊維46間の格子間空間に保持されたイ
ンクが引き出される。インク容器12からインクジェッ
トプリントヘッド24に供給されたインクはインクジェ
ットプリントヘッド24を補給する。インクが流出入口
36を通ってリザーバを離れると、空気口38から空気
が流入してインクの代わりにリザーバ34に存在し、こ
れによって負圧つまり負ゲージ圧がリザーバ34内に発
生するのを防ぐ。
FIG. 11 shows the inkjet printing system 10 in operation. With the ink container 12 refilled using the method and apparatus of the present invention and properly mounted on the ink jet printing system 10, a fluid connection is provided between the ink container 12 and the ink jet print head 24 via a flow tube 26. You. A negative gauge pressure is generated in the inkjet print head 24 by selectively moving the drop ejecting unit 30 for ejecting ink. The ink held in the interstitial space between the fibers 46 in the capillary storage member 40 is drawn out by the negative gauge pressure. The ink supplied from the ink container 12 to the inkjet print head 24 replenishes the inkjet print head 24. As ink leaves the reservoir through the outlet 36, air enters through the air port 38 and is present in the reservoir 34 instead of ink, thereby preventing negative pressure or gauge pressure from being generated in the reservoir 34. .

【0042】[0042]

【発明の効果】本発明の方法および装置は、印刷品質の
低下、プリントヘッドの信頼性の損失または低下、印刷
システム10の信頼性の損失または低下という問題のう
ち1つまたはそれ以上の問題を引き起こす前述の数々の
問題につながるインク容器の補給の過大あるいは不足を
起こすことなく、広い種類のインク容器を補充する手法
を提供する。加えて、本発明の方法および装置は、流出
入口36からインク容器12を満たし、流出入口36か
ら空気を追い出しながら毛細管貯蔵部材40内に膨張す
る一様のインク前部62、64を提供する。インク容器
12が印刷システム10に搭載されると、毛細管部材4
0から吸い出されたインクは、毛細管貯蔵部材40から
流入するあるとしてもわずかの空気の泡を含む。この方
法でインク容器12を満たすと印刷システム10の空気
の流入は減少し、印刷システム10の信頼性が向上す
る。
The method and apparatus of the present invention eliminates one or more of the following problems: reduced print quality, reduced or reduced printhead reliability, and reduced or reduced printing system 10 reliability. A method is provided for replenishing a wide variety of ink containers without causing excessive or inadequate replenishment of the ink containers, which leads to the above-mentioned problems. In addition, the method and apparatus of the present invention provides a uniform ink front 62, 64 that fills the ink container 12 from the outlet 36 and expands into the capillary storage member 40 while displacing air from the outlet 36. When the ink container 12 is mounted on the printing system 10, the capillary member 4
The ink drawn from 0 contains little, if any, air bubbles flowing from the capillary storage member 40. Filling the ink container 12 in this manner reduces the inflow of air into the printing system 10 and improves the reliability of the printing system 10.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の方法および装置を用いた補充に適した
インク容器を組み込んだインクジェットプリンタの一つ
の例示的な実施形態の図。
FIG. 1 is a diagram of one exemplary embodiment of an ink jet printer incorporating an ink container suitable for refilling using the method and apparatus of the present invention.

【図2】インク容器およびインク容器からインクを受け
取って印刷を実行するインクジェットプリントヘッドの
模式図。
FIG. 2 is a schematic diagram of an ink container and an ink jet print head that receives ink from the ink container and executes printing.

【図3】インクリザーバと、リザーバに挿入される網状
の融合した繊維と、リザーバを包むリザーバカバーとを
示す、インク容器の透視図。
FIG. 3 is a perspective view of an ink container showing an ink reservoir, a network of fused fibers inserted into the reservoir, and a reservoir cover enclosing the reservoir.

【図4】(a)は図3に示す網状の融合した繊維を表す
図。(b)は、図3に示すインクリザーバに挿入される
(a)の網状の融合した繊維を線4B−4Bで切り取っ
た拡大透視図。
FIG. 4 (a) is a view showing a mesh-like fused fiber shown in FIG. 3; FIG. 4B is an enlarged perspective view of the mesh-like fused fiber inserted into the ink reservoir shown in FIG.

【図5】(a)は図4の線5A−5Aで切った単一の繊
維の断面図であり、(b)は十字型つまりX字型のコア
部を有する、図4の繊維の一代替的実施形態の図。
5A is a cross-sectional view of a single fiber taken along line 5A-5A of FIG. 4, and FIG. 5B is a cross-section of the fiber of FIG. 4 having a cross or X-shaped core. FIG. 7 is a diagram of an alternative embodiment.

【図6】図4の線6−6で切った接触点で融合した一組
の繊維の断面図。
FIG. 6 is a cross-sectional view of a set of fibers fused at a contact point taken along line 6-6 of FIG.

【図7】図3に示すインク容器を満たすための本発明に
よる装置を単純化して示した図。
FIG. 7 is a simplified view of the device according to the invention for filling the ink container shown in FIG. 3;

【図8】インク容器を満たす本発明による方法のフロー
チャート。
FIG. 8 is a flow chart of a method according to the invention for filling an ink container.

【図9】インク容器を満たすのに必要なインクの量を決
定する、本発明による装置を単純化して示した図。
FIG. 9 is a simplified diagram of an apparatus according to the present invention for determining the amount of ink required to fill an ink container.

【図10】インク容器を満たすのに必要なインクの量を
決定する、本発明による方法のフローチャート。
FIG. 10 is a flowchart of a method according to the present invention for determining the amount of ink required to fill an ink container.

【図11】本発明の装置および方法を用いて補充するイ
ンク容器を含むインクジェット印刷システムの模式図。
FIG. 11 is a schematic diagram of an ink jet printing system including an ink container to be refilled using the apparatus and method of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

12 インク容器 24 インクジェットプリントヘッド 36 流出入口 38 空気口 40 毛細管貯蔵部材 78 流体接続部 12 Ink Container 24 Inkjet Printhead 36 Outflow Inlet 38 Air Port 40 Capillary Storage Member 78 Fluid Connection

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 デヴィッド・オルセン アメリカ合衆国97330オレゴン州コルヴァ リス、ノース・ウエスト・チャーミア・ヴ ィスタ 3118 (72)発明者 デヴィッド・シー・ジョンソン アメリカ合衆国97212オレゴン州ポートラ ンド、ノース・イースト36アベニュー 3902 (72)発明者 ジェフリー・ケィ・ピュウ アメリカ合衆国97034オレゴン州レイク・ オスウィーゴ、マリルクリーク・ドライブ 17754 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor David Olsen, United States 97330 Northwest Charmea Vista, Corvallis, Oregon 3118 (72) Inventor David Sea Johnson United States 97212 North, Portland, Oregon East 36 Avenue 3902 (72) Inventor Jeffrey K. Pew U.S.A. 9734 Lake Oswego, Oregon, Maryle Creek Drive 17754

Claims (10)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】毛細管貯蔵部材を内部に備える交換可能な
インク容器にインクを補充する装置であって、 前記毛細管貯蔵部材を押しつける流体接続部と、 前記毛細管貯蔵部材にインクを吸いこむ背圧を測定する
背圧測定装置と、 を備え、 前記背圧測定装置により決定された背圧に基づいて、前
記流体接続部を介してある量のインクが前記交換可能な
インク容器に供給される、 補充装置。
1. A device for refilling ink into a replaceable ink container having a capillary storage member therein, comprising: a fluid connection for pressing said capillary storage member; and a back pressure for sucking ink into said capillary storage member. A back pressure measuring device for measuring, based on the back pressure determined by the back pressure measuring device, a certain amount of ink is supplied to the replaceable ink container via the fluid connection portion. apparatus.
【請求項2】前記流体接続部が、前記交換可能なインク
容器に挿入され前記毛細管貯蔵部材を押しつける中空管
である、請求項1に記載の補充装置。
2. The refilling device according to claim 1, wherein said fluid connection is a hollow tube inserted into said replaceable ink container and pressing said capillary storage member.
【請求項3】前記インク容器の底部の流出入口を介して
前記交換可能なインク容器にインクを供給するインク送
出装置をさらに含み、該インク送出装置は重力座標系を
基準として底を下にして位置付けられる前記インク容器
にインクを送出するよう構成されインクを前記流出入口
に近い前記毛細管貯蔵部材に供給する、請求項1に記載
の補充装置。
3. An ink delivery device for supplying ink to said replaceable ink container via an outlet at the bottom of said ink container, said ink delivery device being bottom-down with respect to a gravitational coordinate system. The refill device of claim 1, wherein the refill device is configured to deliver ink to the positioned ink reservoir and supplies ink to the capillary storage member proximate the outlet.
【請求項4】交換可能なインク容器にインクを補充する
装置であって、前記インク容器は重力座標系を基準とし
て上部と底部を有し、さらに内部に毛細管貯蔵部材を備
え底部に流出入口を備えており、 前記毛細管貯蔵部材を押しつけるために底部に挿入する
よう構成された流体接続部と、 前記交換可能なインク容器を満たすインクの量を決定す
る手段と、 前記流体接続部を介して前記交換可能なインク容器に前
記決定した量のインクを供給するインク送出装置であっ
て、前記流出入口に近い毛細管貯蔵部材にインクを供給
するために、重力座標系を基準として底を下にして位置
付けられる前記インク容器にインクを送出するように構
成されているインク送出装置と、 を備える補充装置。
4. An apparatus for refilling ink into a replaceable ink container, said ink container having an upper portion and a bottom portion based on a gravitational coordinate system, further having a capillary storage member therein and an outlet port at the bottom portion. A fluid connection configured to be inserted into the bottom to press the capillary storage member; a means for determining an amount of ink to fill the replaceable ink container; and An ink delivery device for supplying said determined amount of ink to a replaceable ink container, said ink delivery device being positioned bottom-down with respect to a gravitational coordinate system to supply ink to a capillary storage member near said outlet. An ink delivery device configured to deliver ink to the ink container.
【請求項5】前記インク送出装置は前記インク容器にイ
ンクを供給して前記流出入口に近い領域の前記毛細管貯
蔵部材から空気を追い出すよう構成されている、請求項
4に記載の補充装置。
5. The refilling device of claim 4, wherein the ink delivery device is configured to supply ink to the ink container to expel air from the capillary storage member in a region near the outlet.
【請求項6】インクの量を決定する前記手段が前記毛細
管貯蔵部材にインクを吸いこもうとする背圧を測定する
背圧測定装置である請求項4に記載の補充装置。
6. The replenishing device according to claim 4, wherein said means for determining the amount of ink is a back pressure measuring device for measuring a back pressure for sucking ink into said capillary storage member.
【請求項7】インクを保持する毛細管貯蔵部材を内部に
備える交換可能なインク容器を補充する方法であって、 前記毛細管貯蔵部材内にインクを保持する背圧に基づい
て前記交換可能なインク容器を補充するインクの量を決
定するステップと、 前記決定した量のインクを前記交換可能なインク容器に
供給して前記毛細管貯蔵部材がインクで補給されるステ
ップと、を含む方法。
7. A method for refilling a replaceable ink container having a capillary storage member for holding ink therein, the replaceable ink container being based on back pressure for holding ink in the capillary storage member. Determining the amount of ink to refill; and supplying the determined amount of ink to the replaceable ink container to replenish the capillary storage member with ink.
【請求項8】前記交換可能なインク容器を補充するイン
クの量を決定するステップに先立って前記毛細管貯蔵部
材からインクを吸いこむステップを有する請求項7に記
載の方法。
8. The method of claim 7, further comprising the step of drawing ink from said capillary storage member prior to determining the amount of ink to refill said replaceable ink container.
【請求項9】前記交換可能なインク容器への前記決定し
た量のインクの供給は、前記重力座標系を基準として底
を下にして位置付けられる前記インク容器に、前記交換
可能なインク容器の底部の流出入口を介して行われて、
前記流出入口に近い前記毛細管貯蔵部材にインクを供給
する、請求項7に記載の方法。
9. The supply of said determined amount of ink to said replaceable ink container comprises providing said ink container positioned bottom-down with respect to said gravitational coordinate system to a bottom of said replaceable ink container. Done through the outlet of the
The method of claim 7, wherein ink is supplied to the capillary storage member proximate the outlet.
【請求項10】前記交換可能なインク容器への前記決定
した量のインクの供給は、前記流出入口に近い領域から
前記毛細管貯蔵部材内へ前方に膨張するインク前部を供
給するために行われる、請求項7に記載の方法。
10. The supply of the determined amount of ink to the replaceable ink container is performed to supply a forwardly expanding ink front from the area near the outlet to the capillary storage member. The method of claim 7.
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