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JP4819581B2 - 液体貯留装置および画像形成装置 - Google Patents

液体貯留装置および画像形成装置 Download PDF

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Description

本発明は液体を貯留する液体貯留装置およびその液体貯留装置を備えた画像形成装置に関する。
インク吐出ヘッドへ供給されるインクを貯留する各種の液体貯留装置が知られている。インク吐出ヘッドは液体貯留装置から供給されるインクを、紙などの被吐出媒体に向けて吐出して被吐出媒体上に画像を形成する。
特許文献1には、第1の流体槽を画定するハウジングと、該ハウジングにより支持される取り付け具を有する空気管理システムと、第2の流体槽を画定し、かつ前記取り付け具により第1の流体槽内に支持されるワンピースの膨張式ブラダであって、膨張することにより、第2の流体槽を第1の容積から第2の容積へ増大させるように構成され、形状記憶性の材料から製造されることにより、前記第1の容積に向けて付勢されるワンピースの膨張式ブラダとを備えたインクカートリッジが記載されている。
特許文献2には、インクタンク収納部にインクタンク重量とばねバランスする昇降器を設け、インクタンクはインク重量が変化しても水頭差が変化しない圧縮コイルばねを介して可動支持部材により支持されており、インクタンク内のインクの重量に応じて、バネの付勢力によりインクタンクを昇降させるようにしたものが記載されている。
特開2004−230890号公報 特開2004−174815号公報
特許文献1に記載のものは、膨張式プラダの弾性変形による膨張を利用してインク室に微小な負圧を発生させており、小容量のインクタンクにおいては、一般にインクの消耗まで適正な範囲内で負圧を発生させられるが、インクタンクが大容量化した場合には、弾性変形による力が増大して適正な範囲以上の負圧が発生するので、インク吐出ヘッドの吐出状態に影響してしまい、印刷品質が低下する。
ところで、産業用途では、比重、粘度、表面張力等の物性が異なる液体が用いられる。例えば、水性インク、油性インク、光硬化型液体、金属ペースト等が挙げられる。これらのような比重の異なる液体を入れ替えて使用する場合、特許文献2に記載のものでは、液体の重量に応じてバネの付勢力によりインクタンクを昇降させるようになっているので、液体の比重に因って液面の位置が異なってしまうことになる。
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、液体を安定して供給することができる液体貯留装置およびその液体貯留装置を備えた画像形成装置を提供することを目的とする。
前記目的を達成するために、請求項1に記載の発明は、可撓性の袋体からなり、液体を貯留する液体貯留室と、所定の変態温度以下で自在に伸縮する一方で所定の形状回復温度以上で特定の記憶形状に回復する形状記憶材によって構成された壁を有するとともに、前記液体貯留室を密閉空間内に収納する外装容器と、前記外装容器の前記壁を収縮させる方向に付勢する付勢部材と、前記外装容器の前記壁を構成する前記形状記憶材を直接的または間接的に温度調節し、前記外装容器の前記壁を構成する前記形状記憶材のうちで前記変態温度以下の温度に調節されて前記付勢部材の付勢力により収縮する部分の割合と前記形状回復温度以上の温度に調節されて前記変態温度以下での形状よりも伸長した形状に回復する部分の割合とを切り換えて、前記形状記憶材の変形に伴う前記外装容器の容積変化により前記液体貯留室内の圧力を定める温度調節器と、前記温度調節器によって前記形状記憶材の温度を調節することにより、前記液体貯留室内の圧力を一定の範囲内に設定する制御部と、を備えたことを特徴とする液体貯留装置を提供する。
このような構成において、形状記憶材のうちで温度が変態温度以下に低下した伸縮自在な部分は、付勢部材の付勢力により収縮し、この収縮に応じて外装容器の容積が減少して、液体貯留室の容積も減少するので、液体貯留室の圧力を上昇させる。その一方で、形状記憶材のうちで温度が形状回復温度以上に上昇した形状回復部分は、特定の記憶形状に回復して伸長し、この伸長に応じて外装容器の容積が増加して、液体貯留室の容積も増加するので、液体貯留室の圧力を低下させる。温度調節器の温度調節によって、形状記憶材のうちで変態温度以下の温度に調節されて付勢部材の付勢力により収縮する部分の割合と形状回復温度以上の温度に調節されて変態温度以下の形状よりも伸長した形状に回復する部分の割合とが切り換えられるので、液体貯留室が大容量化しても、液体貯留室内の圧力を適切に設定することが可能となり、液体を安定して供給することができることになる。
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の発明において、前記外装容器の密閉空間内の圧力および前記液体貯留室内の圧力のうちで少なくとも何れか一方の圧力を検知する圧力センサと、前記外装容器の温度および前記液体貯留室内の液体の温度のうちで少なくとも何れか一方の温度を検知する温度センサと、を備え、前記制御部は、前記圧力センサによって検知された圧力および前記温度センサによって検知された温度に基づいて、前記温度調節器により前記形状記憶材の温度を調節することにより、前記圧力センサによって検知される圧力を前記一定の範囲内に設定することを特徴とする液体貯留装置を提供する。
請求項3に記載の発明は、請求項1または2に記載の発明において、前記外装容器の前記形状記憶材は、蛇腹形状であることを特徴とする液体貯留装置を提供する。
請求項4に記載の発明は、請求項1ないし3の何れか1項に記載の発明において、前記温度調節器は、前記外装容器の前記壁に設けられた電熱器によって構成されていることを特徴とする液体貯留装置を提供する。
この発明によれば、外装容器の壁を加熱するので、その壁を構成している形状記憶材を効率よく変形させることができ、液体貯留室内の圧力の精度の向上および液体貯留室内の圧力変化に対する応答性の向上を図ることができる。また、液体貯留室内の液体の温度調節と、形状記憶材の変形による液体貯留室内の圧力調節とを、ひとつの電熱器で行うことも可能であり、その場合には、安価な構成とすることができる。
請求項5に記載の発明は、請求項1ないし3の何れか1項に記載の発明において、前記温度調節器は、前記外装容器の前記壁に設けられた第1の電熱器と、前記液体貯留室に設けられた第2の電熱器とを含んで構成されていることを特徴とする液体貯留装置を提供する。
この発明によれば、外装容器の壁を加熱するので、その壁を構成している形状記憶材を効率よく変形させることができ、液体貯留室内の圧力の精度の向上および液体貯留室内の圧力変化に対する応答性の向上を図ることができる。また、外装容器と液体貯留室内の液体とをそれぞれの電熱器で加熱するので、液体貯留室内の液体の温度変化を小さくすることもできる。
請求項6に記載の発明は、請求項1ないし3の何れか1項に記載の発明において、前記温度調節器は、前記液体貯留室に設けられた電熱器によって構成され、該電熱器によって間接的に前記外装容器の前記形状記憶材を加熱することを特徴とする液体貯留装置を提供する。
この発明によれば、液体貯留室内の液体の温度調節と、形状記憶材の変形による液体貯留室内の圧力調節とを、ひとつの電熱器で行うことが可能であり、安価な構成とすることができる。
請求項7に記載の発明は、請求項1ないし6の何れか1項に記載の発明において、前記外装容器の前記形状記憶材は、少なくとも形状回復温度が互いに異なる複数の形状記憶部材を連結して形成されていることを特徴とする液体貯留装置を提供する。
この発明によれば、単一の温度調節器を用いて液体貯留室内の圧力を調節できる。
請求項8に記載の発明は、請求項4または5に記載の発明において、前記外装容器の前記壁に設けられた前記電熱器は、一端から他端に向って密度が変化する電熱線からなることを特徴とする液体貯留装置を提供する。
この発明によれば、単一の形状記憶材を用いて液体貯留室内の圧力を調節できる。また、電熱器全体の消費電力が小さくなり、省電力が図れる。
請求項9に記載の発明は、所定の変態温度以下で自在に伸縮する一方で所定の形状回復温度以上で特定の記憶形状に回復する形状記憶材によって構成された壁を有するとともに、該壁に接液する液体を貯留する液体貯留容器と、前記液体貯留容器の前記壁を収縮させる方向に付勢する付勢部材と、前記液体貯留容器の前記壁を構成する前記形状記憶材を直接的または間接的に温度調節し、前記液体貯留容器の前記壁を構成する前記形状記憶材のうちで前記変態温度以下の温度に調節されて前記付勢部材の付勢力により収縮する部分の割合と前記形状回復温度以上の温度に調節されて前記変態温度以下での形状よりも伸長した形状に回復する部分の割合とを切り換えて、前記形状記憶材の変形により前記液体貯留容器内の液面の高さを定める温度調節器と、を備え、前記温度調節器は、前記液体貯留容器内の液体を前記形状回復温度以上の温度に加熱するヒータであり、前記液体貯留容器の前記壁のうちで前記液体貯留容器内の液体に接液する部分が伸長形状になるとともに、前記液体貯留容器の前記壁のうちで前記液体貯留容器内の液体に接液しない部分が収縮形状になることにより、前記液体貯留容器内の液面の高さを一定の範囲内に設定することを特徴とする液体貯留装置を提供する。
このような構成において、形状記憶材のうちで温度が変態温度以下に低下した伸縮自在な部分は、付勢部材の付勢力により収縮し、この収縮に応じて液体貯留容器内の液面が上昇する。その一方で、形状記憶材のうちで温度が形状回復温度以上に上昇した形状回復部分は、特定の記憶形状に回復して伸長し、この伸長に応じて液体貯留容器内の液面は降下する。温度調節器の温度調節によって、形状記憶材のうちで変態温度以下の温度に調節されて付勢部材の付勢力により収縮する部分の割合と形状回復温度以上の温度に調節されて変態温度以下の形状よりも伸長した形状に回復する部分の割合とが切り換えられることにより、液体貯留器内の液面の高さを適切に設定することが可能となり、液体を安定して供給することができることになる。
請求項10に記載の発明は、請求項1乃至9の何れか1項に記載の液体貯留装置と、前記液体貯留装置から供給されるインクを所定の被吐出媒体に向けて吐出する液体吐出ヘッドと、を備えたことを特徴とする画像形成装置を提供する。
この構成により、液体貯留装置から液体吐出ヘッドに対して液体を安定して供給することができるので、液体吐出ヘッドの吐出性能にばらつきが生じないようにして、印刷品質を低下させないようにすることができる。
本発明によれば、貯留される液体の圧力または液面高さを適切に調整することができ、液体を安定して供給することができる。
以下、添付図面に従って、本発明の実施形態について、詳細に説明する。
図1は、本発明に係る液体貯留装置を備えた画像形成装置10の全体構成を示すブロック図である。
図1において、画像形成装置10は、主として、液体吐出ヘッド50、通信インターフェース110、システムコントローラ112、メモリ114、152、被吐出媒体搬送用のモータ116、モータドライバ118、給液部142、給液制御部144、プリント制御部150、および、ヘッドドライバ154、を含んで構成されている。
液体吐出ヘッド50は、2次元配列された多数のノズルを有し、インクを吐出する。本例の画像形成装置10は、黒(K)、シアン(C)、マゼンタ(M)、イエロ(Y)の各インク色ごとにひとつずつ、合計で4つの液体吐出ヘッドを備えている。
通信インターフェース110は、ホストコンピュータ500から送信される画像データを受信する。通信インターフェース110には、USB(Universal Serial Bus)、IEEE1394などの有線、又は、無線のインターフェースを適用することができる。この通信インターフェース110によって画像形成装置10に取り込まれた画像データは、この画像データ記憶用の第1のメモリ114に一旦記憶される。
システムコントローラ112は、マイクロコンピュータ及びその周辺回路等から構成されており、所定のプログラムに従って画像形成装置10の全体を制御する。すなわち、システムコントローラ112は、通信インターフェース110、モータドライバ118、プリント制御部150等の各部を制御する。
被吐出媒体搬送用のモータ116は、紙などの被吐出媒体を搬送するためのローラやベルト等に動力を与える。このモータ116によって、被吐出媒体と液体吐出ヘッド50とが相対的に移動される。モータドライバ118は、システムコントローラ112からの指示に従って被吐出媒体搬送用のモータ116を駆動する回路である。
給液部142は、インク供給源としてのメインタンク60と、液体吐出ヘッド50へ供給されるインクを一時的に貯留する、本発明に係る液体貯留装置としてのサブタンク20とを含んで構成されている。この給液部142については、後に詳説する。
給液制御部144は、マイクロコンピュータ及びその周辺回路等から構成されており、所定のプログラムに従い、給液部142を用いて、液体吐出ヘッド50に対してインクを供給する制御を行う。
プリント制御部150は、マイクロコンピュータ及びその周辺回路等から構成され、所定のプログラムに従って、給液制御部144およびヘッドドライバ154を制御する。プリント制御部150は、画像形成装置10に入力される画像データに基づいて、液体吐出ヘッド50が被吐出媒体に向けて吐出(打滴)を行って被吐出媒体上にドットを形成するために必要なデータ(ドットデータ)を生成する。すなわち、プリント制御部150は、システムコントローラ112の制御に従い、第1のメモリ114内の画像データから打滴用のドットデータを生成し、生成したドットデータをヘッドドライバ154に供給する。プリント制御部150には第2のメモリ152が付随しており、プリント制御部150における画像処理時にドットデータ等が第2のメモリ152に一時的に格納される。
ヘッドドライバ154は、プリント制御部150から与えられるドットデータ(実際には第2のメモリ152に記憶されたドットデータである)に基づき、液体吐出ヘッド50に対して吐出用駆動信号を出力する。このヘッドドライバ154から出力された吐出用駆動信号が液体吐出ヘッド50に与えられることによって、液体吐出ヘッド50から被吐出媒体に向けて液体(液滴)が吐出される。
なお、図1ではシステムコントローラ112、給液制御部144、プリント制御部150を分けて表したが、1つのマイクロコンピュータによって構成されていてもよい。
図2は、画像形成装置10の給液部142の一例を示す構成図である。
図2において、インク供給源としてのメインタンク60から本発明に係る液体貯留装置としてのサブタンク20へ至る第1の液体供給路61には、第1の弁63とインク供給ポンプ65が設けられている。第1の弁63を開いてインク供給ポンプ65を駆動すると、メインタンク60からサブタンク20へインクが供給される。
サブタンク20から液体吐出ヘッド50へ至る第2の液体供給路62には、第2の弁64とフィルタ67が設けられている。なお、本例では、後に詳説する液体貯留装置としてのサブタンク20の圧力あるいは高さを調節することで、常時、液体吐出ヘッド50に所定の背圧(具体的には、ノズル51のメニスカスを維持できる負圧である)を付与し、第2の弁64が開かれた状態で、サブタンク20からフィルタ67を介して液体吐出ヘッド50へインクが供給される。
また、サブタンク20の下方近傍には、サブタンク20を冷却する冷却器68が設けられている。
以下、本発明に係る液体貯留装置としてのサブタンク20の各種の実施形態について、詳細に説明する。
[第1実施形態]
図3は、第1実施形態の液体貯留装置としてのサブタンク20Aの内部構造を示す断面図である。
図3において、サブタンク20Aは、可撓性の袋体からなる液体貯留室21を、蛇腹形状の側壁302を有する外装容器30内に収納して構成されている。具体的には、外装容器30の内側(詳細には外装容器30の内面と液体貯留室21の外面との間)に密閉空間304が形成されており、インクを貯留する液体貯留室21が密閉空間304内に収納されている。液体貯留室21の可撓性に因り、液体貯留室21内の圧力は密閉空間304内の圧力と略同一に保たれる。
外装容器30の側壁302には、蛇腹形状の形状記憶材40が配置されている。
形状記憶材40の例としては、合金ではNi−Ti系、Cu−Al−Ni系、Cu−Zn−Al系など、ポリマーではポリノルボルネン、トランス型ポリイソプレンなどが挙げられる。以下では、形状記憶材40が合金(形状記憶合金)である場合を例に説明する。
外装容器30の側壁302には、形状記憶材40に沿うようにして、形状記憶材40を加熱する電熱器31(以下「外装容器ヒータ」という)が設けられている。この外装容器ヒータ31を流れる電流を制御することにより形状記憶材40の温度を変化させる。
また、外装容器30の外側には、図2を用いて既に説明したように、外装容器30を冷却する冷却器68が設けられている。
バネからなる付勢部材32は、一端が外装容器30の底面板301に固着され、他端が外装容器30の天面板303に固着されており、外装容器30の蛇腹状の側壁302を高さ方向(図の上下方向)において常に収縮させるように付勢する。すなわち、付勢部材32によって、外装容器30内の密閉空間304の容積が小さくなるように、外装容器30の側壁302は常に収縮する方向に付勢されている。
形状記憶材40は、蛇腹形状で形成されており、それ単体では、マルテンサイト変態開始温度(「Ms点」、または「変態温度」ともいう)以下の温度に冷却されると自在に伸縮する一方で、オーステナイト変態終了温度(「Af点」、「逆変態温度」、または「形状回復温度」ともいう)以上の温度に加熱されると予め記憶された記憶形状に回復する性質を有する。形状記憶材40のうちで変態温度以下の温度に低下した伸縮自在な部分は、付勢部材32の付勢力により収縮し、この収縮に応じて外装容器30の容積が減少し、外装容器30の密閉空間304の容積とともに液体貯留室21の容積も減少するので、液体貯留室21の圧力を上昇させる。その一方で、形状記憶材40のうちで形状回復温度以上の温度に上昇した形状回復部分は、特定の記憶形状に回復して伸長し、この伸長に応じて外装容器30の容積が増大し、外装容器30の密閉空間304の容積とともに液体貯留室21の容積も増大するので、液体貯留室21の圧力を低下させる。
液体貯留室21は、この液体貯留室21に連通する連通室22を介して、第1の液体供給路61および第2の液体供給路62に接続されている。第1の液体供給路61を介して図2のメインタンク60から液体貯留室21へインクが供給され、一方で、第2の液体供給路62を介して液体貯留室21から図2の液体吐出ヘッド50に対してインクが供給される。連通室22には、インクの温度を検知するインク温度センサ23が配置されている。
外装容器30には、外装容器30の密閉空間304内の圧力を検知する圧力センサ33と、外装容器30の側壁302の温度を検知する温度センサ34(以下「外装容器温度センサ」と称する)と、液体貯留室21内のインクの残量を検知する近接センサ35(以下「インク残量センサ」と称する)が設けられている。
液体貯留室21内の圧力は外装容器30の密閉空間304内の圧力と略同一なので、圧力センサ33によって外装容器30の密閉空間304内の圧力を検知することにより、液体貯留室21内の圧力も検知される。
形状記憶材40の温度は、外装容器30の側壁302の温度および底面板301の温度と略同一なので、外装容器30の側壁302(または底面板301)に配置した外装容器温度センサ34によって、検知される。
液体貯留室21内のインクの温度、および、液体貯留室21から図2の液体吐出ヘッド50へ供給されるインクの温度は、液体貯留室21に連通する連通室22に配置されているインク温度センサ23によって、検知される。
液体貯留室21の材料としては、例えば、ポリエチレン、ポリエチレンテレフタレート
、ナイロン、アルミ箔、エチレン-ビニルアルコール共重合体(EVOH)が挙げられる。これらの材料から選択した材料からなる複数のシートを多層構造に結合したシートを用いてもよい。液体貯留室21の厚さは、例えば、0.1〜1.0mmとする。
外装容器30の基材としては、例えば、ゴムが挙げられる。なお、外装容器30の天面板303は、断熱性の材料によって形成されていることが、好ましい。
ところで、第1実施形態では、形状記憶材40は、変態温度(Ms点)が互いに異なるとともに形状回復温度(Af点)が互いに異なる複数の形状記憶部材41、42、43を連結して形成されている。
以下では、説明の便宜のために、変態温度(Ms点)が形状回復温度(Af点)に近似している場合を例にして説明する。
図3および図4において、第1の形状記憶部材41の変態温度(形状回復温度)t1、第2の形状記憶部材42の変態温度(形状回復温度)t2、および、第3の形状記憶部材43の変態温度(形状回復温度)t3の関係は、t1<t2<t3としてあり、t1、t2、t3の全てを室温よりも十分に高い温度範囲内(例えば40〜50℃)に設定してある。
図3では、外装容器30の側壁302の温度がt1よりも低い場合、すなわち形状記憶材40を構成する全部材41、42、43の温度がそれぞれの形状回復温度よりも低い場合を示している。この状態では、付勢部材32の付勢力によって全部材41、42、43が収縮状態となっている。
ここで、外装容器ヒータ31によって形状記憶材40が加熱されて、外装容器30の側壁302の温度tが上昇し、t1≦t<t2となったとき、すなわち形状記憶材40を構成する部材41、42、43のうちで第1の形状記憶部材41のみが形状回復温度以上に温度上昇して形状回復し、他の部材42、43が形状回復温度未満であって形状回復していない場合を図4に示す。この状態では、第1の形状記憶部材41のみが伸長状態に形状回復し、第2の形状記憶部材42および第3の形状記憶部材43が付勢部材32の不勢力によって収縮状態となっている。
図3に示したようにt<t1である状態の形状記憶材40を拡大して図5(A)に示し、図4に示したt1≦t<t2である状態の形状記憶材40を拡大して図5(B)に示す。図5(C)はt2≦t<t3となった状態、すなわち第1部材41および第2部材42が形状回復温度以上に温度上昇して伸長状態に形状回復しており第3部材43のみが付勢部材32の不勢力によって収縮状態となっている場合を示している。図5(D)はt3≦tとなった状態、すなわち形状記憶材40の全部材41、42、43が形状回復温度以上に温度上昇して伸長状態に形状回復した場合を示している。
図5(A)〜(D)において、h1L<h1H、h2L<h2H、h3L<h3Hである。外装容器30の側壁302の温度を上昇させて、図5(A)→図5(B)、図5(B)→図5(C)、図5(C)→図5(D)というように形状記憶材40の高さを変化させると、外装容器30の側壁302の高さは、それぞれ、(h1H―h1L)、(h2H―h2L)、(h3H―h3L)ずつ増加する。このような外装容器30の側壁302の高さの変化に応じて、外装容器30の容積が変化し、もって密閉空間304内の圧力および液体貯留室21内の圧力が変化する。
変態温度が互いに異なる形状記憶部材41、42、43を形成するには、合金の組成、加工法、熱処理条件などを変える。
NiおよびTiからなる形状記憶合金での、Niの組成(単位:原子%)と変態温度との関係を図6に示す。図6において、Niの組成を50.4〜49.8原子%の間で変化させることで、変態温度を少なくとも25℃〜50℃の間で変化させることができる。例えば、変態温度がそれぞれ40℃、45℃、50℃となるようにNiの組成(原子%)を微調整して、変態温度が互いに異なる形状記憶部材41、42、43を形成する。さらに、V、Cr、Mn、Fe、Coなど、Ni、Ti以外の合金元素を、数原子%だけ、添加(または置換)することで、形状記憶合金の変態温度を下げることもできる。このように元素の組成を調整することで、変態温度が互いに異なる形状記憶部材41、42、43の作成が可能である。
Ni−Ti系合金を用いる場合には、一般に5〜100℃の間で変態温度を変化させることが可能であり、Cu−Zn−Al系合金を用いる場合には、一般に―100〜100℃の間で変態温度を変化させることが可能である。
実際には、インク溶媒に因って、変態温度を決定する。例えば、沸点、溶存気体量の許容範囲に対応する温度範囲、融点などによって、変態温度の範囲が制限される点に留意する。
図7は、図1の形状記憶材40の温度調節を行うことによって液体貯留室21内の圧力を制御する処理(圧力制御処理)の一例の流れを示すフローチャートである。この圧力制御処理は、図1の給液制御部144によって所定のプログラムに従い実行される。
まず、外装容器30の設定温度(すなわち形状記憶材40の設定温度)を下限温度に設定する(S2)。ここで冷却器68を駆動する。
次に、インク残量センサ35によって、液体貯留室21のインク残量を検知し(S4)、液体貯留室21のインク残量が所定の許容範囲内であるか否かを判定する(S6)。具体的には、図1のメモリ152に予め記憶されたインク残量の許容値以上であるか否かを判定する。
液体貯留室21のインク残量が許容値よりも小さいときには、図2のインク供給ポンプ65を駆動してメインタンク60から液体貯留室21へインクを補給し(S8)、ステップS4へ戻る。
一方で、液体貯留室21のインク残量が許容値以上であるときには、圧力センサ33によって外装容器30の密閉空間304内の圧力を検知し(S10)、検知された圧力が目的の範囲内であるか否かを判定する(S12)。ここで、検知された圧力は液体貯留室21内の圧力と略同一である。具体的には、圧力センサ33で検知された圧力が図1のメモリ152に予め記憶された圧力の上限値および下限値の範囲内であるか否かを判定する。
検知された圧力が目的の範囲内でないときには、外装容器温度センサ34によって外装容器30の温度を検知し(S14)、ステップS10で検知された圧力およびステップS14で検知された温度に基づいて、外装容器ヒータ31および冷却器68を用いて外装容器30の設定温度(すなわち形状記憶材40の設定温度)を変更する(S16)。
具体的には、インク残量の増加にともなって外装容器30の密閉空間304内の圧力が上昇して、検知した圧力が上限値よりも大きくなったときには、外装容器ヒータ31の設定温度を、外装容器温度センサ34によって検知された温度よりも上げる。そうすると、外装容器30の側壁302を構成している形状記憶材40の温度が上昇し、形状記憶材40を構成する部材41、42、43のうちで形状回復温度以上となった部材が付勢部材32の付勢力に抗して伸長した記憶形状に変形するので、外装容器30の容積が増加し、液体貯留室21内の圧力が低下する。
また、インク残量の減少にともなって外装容器30の密閉空間304内の圧力が低下して、検知した圧力が下限値よりも小さくなったときには、外装容器ヒータ31の設定温度を、外装容器温度センサ34によって検知された温度よりも下げるとともに冷却器68を駆動する。そうすると、外装容器30の側壁302を構成している形状記憶材40の温度が低下し、形状記憶部材40を構成する部材41、42、43のうちで変態温度以下となった部材が付勢部材32の付勢力によって伸縮方向に変形するので、外装容器30の容積が減少し、液体貯留室21内の圧力が上昇する。
外装容器30の密閉空間304内の圧力が目的の範囲内であるときには、インク温度センサ23によってインクの温度(すなわち図2の液体吐出ヘッド50へ供給されるインクの温度)を検知して(S20)、検知されたインク温度に基づいて、液体吐出ヘッド50の駆動波形を切り替えて(S22)、液体吐出ヘッド50によって印刷を実行する(S24)。例えば、検知されたインク温度が予め決められた基準値よりも低いときには、液体吐出ヘッド50に与える駆動電圧を高くする一方で、検知されたインク温度が予め決められた基準値よりも高いときには、液体吐出ヘッド50に与える駆動電圧を低くする。
なお、本例では、サブタンク20Aに設けられたインク温度センサ23を用いてインク温度を検知するが、このような場合に特に限定されず、液体吐出ヘッド50または液体供給流路62にインク温度センサを設けてもよい。
そして、印刷を継続するか否かを判定し(S26)、継続する場合にはステップS4へ戻り、継続しない場合には、処理を終了する。
[第2実施形態]
図8は、第2実施形態の液体貯留装置としてのサブタンク20Bの内部構造を示す断面図である。なお、図3に示した第1実施形態に係るサブタンク20Aの構成要素と同じ構成要素には同じ符号を付してあり、既に説明した内容については説明を省略する。
図8において、外装容器30の側壁302に設けられた形状記憶材400は、上端から下端に至るまで全部にわたって材質が均一であり、よって形状記憶材400の全部にわたって変態温度および形状回復温度が同じである。
また、外装容器30の側壁302において形状記憶材400の全部に沿って設けられている外装容器ヒータ310は、図8中に矢印Dで示すように、その外装容器ヒータ310を構成している電熱線の密度が外装容器30の天面板303から離れて底面板301に近づくに従って疎から密になるように形成されている。
外装容器ヒータ310によって加熱されている状態の形状記憶材400は、天面板303から離れるにつれて温度が高くなる温度勾配を持つことになるので、形状記憶材400のうちで形状回復温度以上の温度になる部分の割合が変化する。したがって、圧力センサ33によって検知される外装容器30の密閉空間304内の圧力に応じて外装容器ヒータ310の設定温度を変化させることにより、外装容器30の容積を変化させて、液体貯留室21内の圧力を目的の範囲内に設定できる。
なお、図8では、形状記憶材400の全部の温度が形状回復温度よりも低く、したがって形状記憶材400の全部が付勢部材32の付勢力により収縮した形状となっている。この形状記憶材400を拡大して図9(A)に示す。外装容器ヒータ310に電流を流して駆動するとともに、設定温度を大きくしていくと、図9(A)、図9(B)、図9(C)および図9(D)に示すように形状記憶材400が伸長していく。ここで、図9(B)では形状記憶材400のうちで約1/3の部分の温度が形状回復温度以上となって伸長した形状となっており、図9(C)では形状記憶材400のうちで約2/3の部分の温度が形状回復温度以上となって伸長した形状となっており、図9(D)では形状記憶材400の全部が形状回復温度以上となって伸長した形状となっている。形状記憶材400の高さは、図9(A)では収縮部分の高さhSAのみであり、図9(B)では収縮部分の高さhSB+伸長部分の高さhEBに等しく、図9(C)では収縮部分の高さhSC+伸長部分の高さhECに等しく、図9(D)では伸長部分の高さhEDのみになる。ここで、hSA<hSB+hEB<hSC+hEC<hEDである。これらの形状記憶材400の高さの増分は等しい。すなわち、外装容器ヒータ310の設定温度を大きくしていくと形状記憶材400のうちで形状回復温度以上となる部分の割合が増えていき、この割合の変化に応じて、形状記憶材400が伸長して、外装容器30の容積が増加し、液体貯留室21の圧力が低下する。
逆に、外装容器ヒータ310の設定温度を小さくしていくと、形状記憶材400のうちで変態温度以下となる部分の割合が増えていき、この割合の変化に応じて、形状記憶材400が付勢部材32の付勢力により収縮して、外装容器30の容積が低下し、液体貯留室21の圧力が増加する。
[第3実施形態]
図10は、第3実施形態の液体貯留装置としてのサブタンク20Cの内部構造を示す断面図である。なお、図3に示した第1実施形態のサブタンク20Aの構成要素と同じ構成要素には同じ符号を付してあり、既に説明した内容については説明を省略する。
図10において、液体貯留室21内には、液体貯留室21内のインクを加熱するヒータ25(以下「インクヒータ」という)が設けられている。本例のインクヒータ25は、棒形状であって、上部が外装容器30の天面板303に支持されている一方で、中部および下部が液体貯留室21内に配置されて液体貯留室21内のインクに接している。
簡単に説明すると、第3実施形態のサブタンク20Cは、インクヒータ25および外装容器ヒータ31の2つのヒータを備えている点で、外装容器ヒータ31のみを備えた第1実施形態のサブタンク20Aと相違している。
図11は、第3実施形態における圧力制御処理の一例の流れを示すフローチャートである。この圧力制御処理は、図1の給液制御部144によって所定のプログラムに従い実行される。
まず、外装容器30の設定温度(すなわち形状記憶材40の設定温度)を下限温度に設定する(S2)。次に、インク温度センサ23によってインク温度を検知しながら、インクヒータ25によって、液体貯留室21内のインクの温度を予め決められた下限温度に設定する。
その後、インク残量を検知し(S4)、インク残量が許容範囲内か判定し(S6)、インク残量が許容範囲内でないときにはインクを補給し(S8)、外装容器30の密閉空間304内の圧力を検知し(S10)、検知された圧力が目的の範囲内であるか否か判定する(S12)の処理は、図7を用いて説明した第1実施形態における処理を同じであり、既に説明した内容なので、詳細な説明を省略する。
本実施形態においては、外装容器30の密閉空間304内の圧力が目的の範囲内にないときには、外装容器温度センサ34によって外装容器30の温度を検知するとともにインク温度センサ23によってインク温度を検知し(S140)、ステップS10で検知された圧力およびステップS140で検知された温度に基づいて、外装容器ヒータ31、インクヒータ25および冷却器68を用いて、外装容器30の設定温度(すなわち形状記憶材40の設定温度)と、液体貯留室21内のインクの設定温度とを変更する(S160)。
ここで、設定温度変更(S160)の態様には各種ある。
第1に、外装容器ヒータ31とインクヒータ25とが連動して設定温度が変わるように外装容器ヒータ31およびインクヒータ25の駆動回路を構成し、圧力センサ33によって検知された圧力と外装容器温度センサ34によって検知された温度とに基づいて、外装容器ヒータ31、インクヒータ25および冷却器68を用いて、主として外装容器30の設定温度を変更する。なお、液体貯留室21内のインクの温度については、予め決められた許容範囲内での温度変化に抑える。この態様では、回路構成および制御を簡易にすることができる。
第2に、外装容器ヒータ31とインクヒータ25とが独立に設定温度が変わるように外装容器ヒータ31およびインクヒータ25の駆動回路を構成し、圧力センサ33によって検知された圧力と外装容器温度センサ34によって検知された温度およびインク温度センサ23によって検知された温度とに基づいて、外装容器ヒータ31、インクヒータ25および冷却器68を用いて、外装容器30の設定温度と液体貯留室21内のインクの温度とを独立に変更する。この態様では、外装容器30とインクとをそれぞれのヒータで独立に加熱するので、インクの温度変化を小さくでき、液体吐出ヘッド50の吐出信頼性の向上が図れる。
外装容器30の密閉空間304内の圧力が目的の範囲内であるときに行う各ステップ(S20、S22、S24)の処理内容、および、印刷継続の判定ステップ(S26)の処理内容については、図7を用いて説明した第1実施形態における処理と同じであり、既に説明したので、ここでは説明を省略する。
[第4実施形態]
図12は、第4実施形態の液体貯留装置としてのサブタンク20Dの内部構造を示す断面図である。なお、図10に示した第3実施形態のサブタンク20Cの構成要素と同じ構成要素には同じ符号を付してあり、既に説明した内容については説明を省略する。
図12において、形状記憶材400および外装容器ヒータ310は、図8に示す第2実施形態のサブタンク20Bのものと同じである。簡単に説明すると、形状記憶材400は、その全部にわたって材質が均一であって変態温度および形状回復温度が同じである。外装容器ヒータ310は、図12中に矢印Dで示すように、電熱線の密度が外装容器30の天面板303から離れて底面板301に近づくに従って疎から密になるように形成されている。
[第5実施形態]
図13は、第5実施形態の液体貯留装置としてのサブタンク20Eの内部構造を示す断面図である。なお、図10に示した第3実施形態のサブタンク20Cの構成要素と同じ構成要素には同じ符号を付してあり、既に説明した内容については説明を省略する。
図13に示す本実施形態のサブタンク20Eでは、第3実施形態のサブタンク20Cと異なり外装容器ヒータ310は設けられていないが、第3実施形態のサブタンク20Cと同様にインクヒータ25が設けられており、このインクヒータ25によって間接的に外装容器30の側壁302の形状記憶材40を加熱する。すなわち、インクヒータ25を、インク加熱用と形状記憶材40の加熱用とで共用する。
図14は、第5実施形態における圧力制御処理の一例の流れを示すフローチャートである。この圧力制御処理は、図1の給液制御部144によって所定のプログラムに従い実行される。
まず、インク温度センサ23によってインク温度を検知しながら、インクヒータ25によって、液体貯留室21内のインクの温度を予め決められた下限温度に設定する。同時に、外装容器30の設定温度(すなわち形状記憶材40の設定温度)が下限温度に設定される。
その後、インク残量を検知し(S4)、インク残量が許容範囲内か判定し(S6)、インク残量が許容範囲内でないときにはインクを補給し(S8)、外装容器30の密閉空間304内の圧力を検知し(S10)、検知された圧力が目的の範囲内であるか否か判定する(S12)の処理は、図7を用いて説明した第1実施形態における処理を同じであり、既に説明した内容なので、詳細な説明を省略する。
本実施形態においては、外装容器30の密閉空間304内の圧力が目的の範囲内にないときには、外装容器温度センサ34によって外装容器30の温度を検知するとともにインク温度センサ23によってインク温度を検知し(S140)、ステップS10で検知された圧力およびステップS140で検知された温度に基づいて、インクヒータ25および冷却器68を用いて、主として外装容器30の設定温度を変更する。なお、液体貯留室21内のインクの温度については、予め決められた許容範囲内での温度変化に抑える。
外装容器30の密閉空間304内の圧力が目的の範囲内であるときに行う各ステップ(S20、S22、S24)の処理内容、および、印刷継続の判定ステップ(S26)の処理内容については、図7を用いて説明した第1実施形態における処理と同じであり、既に説明したので、ここでは説明を省略する。
[第6実施形態]
図15は、第6実施形態の液体貯留装置としての大気解放型のサブタンク20Fの内部構造を示す断面図である。
図15において、サブタンク20Fは、図2のメインタンク60から第1の液体供給路61を通じて供給されるとともに図2の液体吐出ヘッド50に対して第2の液体供給路62を通じて供給されるインクを貯留する大気解放型の液体貯留容器300と、液体貯留容器300内に配置されて液体貯留容器300内のインクを加熱するインクヒータ25と、液体貯留容器300を図中の矢印Aで示す付勢方向へ付勢する付勢部材320と、を含んで構成されている。
形状記憶材400は、図8に示した第2実施形態のサブタンク20Bのものと同じであり、材質が均一である。
貯留容器300は、形状記憶材400によって構成されている側壁302を有する。貯留容器300の側壁302の下端(すなわち形状記憶材40の下端)は、貯留容器300の底面板301に接合されており、その一方で、貯留容器300の側壁302の上端(すなわち形状記憶材400の上端)は、支持面308からの高さHが固定されている基準面309に当接している。
付勢部材320は、例えばバネによって構成されている。付勢部材320の上端は、貯留容器300の底面板301に当接しており、その一方で、付勢部材320の下端は、支持面308によって支持されている。すなわち、付勢部材320は、貯留容器300の側壁302を当該側壁302が収縮する方向Aに付勢している。
インクヒータ25は液体貯留容器300内のインクを加熱し、液体貯留容器300内のインクの温度を形状記憶材400の形状回復温度(Af点)以上の温度に設定する。なお、本例の形状記憶材400は、形状回復温度(Af点)の近傍に変態温度(Ms点)を有しており、大気などにより変態温度(Ms点)以下の温度まで冷却されると付勢部材320の付勢力によって収縮した形状に変形する一方で、インクを介して形状回復温度(Af点)以上の温度まで加熱されると、変態温度以下での収縮形状と比較して伸長した特定の記憶形状に回復する。これにより、形状記憶材400のうちで、液体貯留容器300内のインクに接液する部分は、伸長形状になるとともに、インクに接液しない部分は、収縮形状となる。すなわち、インクヒータ25は、インクを介して形状記憶材400の温度を調節することにより、形状記憶材400のうちで収縮形状部分の割合および伸長形状部分の割合を切り換える。
図15に示す貯留容器300内のインクが消費されて、貯留容器300のインク残量が減少すると、図16に示すように、貯留容器300の側壁302のうちでインクに接触しない領域の温度が低下して変態温度以下になり、付勢部材320の付勢力により貯留容器300の側壁302が収縮して、貯留容器300の底面板301が上昇するので、貯留容器300内の液面の高さが所定の許容範囲内に維持されることになる。
図15に示すインク残量が多い状態における形状記憶材400のうちでインクに接液して形状回復した伸長部分の高さhE1と、図16に示すインク残量が少ない状態における形状記憶材400のうちでインクに接液して形状回復した伸長部分の高さhE2との関係は、hE1>hE2である。また、図15におけるインク残量が多い状態における形状記憶材400のうちでインクに接液しない収縮部分の高さhS1と、図16に示すインク残量が少ない状態における形状記憶材400のうちでインクに接液しない収縮部分の高さhS2との関係は、hS1<hS2である。ここで、形状記憶材400が変態温度(Ms点)以下で十分に収縮することにより、|hE1―hE2|は|hS1―hS2|よりも十分大きくなり、基準面309を基準とした液面の高さの変動|hS1―hS2|を無視できる程度に小さくできる。
また、図16に示す貯留容器300内へインクが補給されて、貯留容器300のインク残量が増加すると、図15に示すように、貯留容器300の側壁302のうちでインクに接触する領域の温度が上昇して形状回復温度以上になり、付勢部材320の付勢力に抗して貯留容器300の側壁302が伸長して、貯留容器300の底面板301が下降するため、貯留容器300内の液面の高さが所定の許容範囲内に維持されることになる。
なお、第6実施形態において、インクを直接加熱する場合を例に説明したが、このような場合に本発明は特に限定されず、液体貯留容器300を加熱するヒータを設けてもよい。形状記憶材の収縮部分の割合および伸長部分の割合を切り換えるには、第1実施形態において既に説明したように変態温度が異なる部材を連結して形状記憶部材を形成する態様や、第2実施形態において既に説明したようにヒータを構成する電熱線の密度がヒータの上端から下端へ疎から密になるように形成する態様がある。
以上、本発明の実施形態について詳細に説明したが、本発明は、本明細書において説明した例や図面に図示された例には限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、各種の設計変更や改良を行ってよいのはもちろんである。
本発明に係る液体貯留装置を備えた画像形成装置の全体構成を示すブロック図である。 図1の画像形成装置の給液部の一例を示す構成図である。 第1実施形態に係る液体貯留装置の内部構造を示す第1の断面図である。 第1実施形態に係る液体貯留装置の内部構造を示す第2の断面図である。 形状記憶材の一例の伸縮の説明に用いる拡大図である。 形状記憶材の組成と変態温度との関係を示す図である。 第1実施形態の圧力制御処理の一例の流れを示すフローチャートである。 第2実施形態に係る液体貯留装置の内部構造を示す断面図である。 形状記憶材の他の例の伸縮の説明に用いる拡大図である。 第3実施形態に係る液体貯留装置の内部構造を示す断面図である。 第3実施形態の圧力制御処理の一例の流れを示すフローチャートである。 第4実施形態に係る液体貯留装置の内部構造を示す断面図である。 第5実施形態に係る液体貯留装置の内部構造を示す断面図である。 第5実施形態の圧力制御処理の一例の流れを示すフローチャートである。 第6実施形態に係る液体貯留装置の内部構造を示す第1の断面図である。 第6実施形態に係る液体貯留装置の内部構造を示す第2の断面図である。
符号の説明
10…画像形成装置、20…サブタンク(液体貯留装置)、21…液体貯留室、23…インク温度センサ、25…インクヒータ、30…外装容器、31…外装容器ヒータ、32、320…付勢部材、33…圧力センサ、34…外装容器温度センサ、35…インク残量センサ、40、400…形状記憶材、41,42,43…形状記憶部材、50…液体吐出ヘッド、60…メインタンク、61、62…液体供給路、68…冷却器、112…システムコントローラ、114、152…メモリ、142…給液部、144…給液制御部、150…プリント制御部、154…ヘッドドライバ、300…液体貯留容器(液体貯留装置)、301…外装容器の底面板、302…外装容器の側壁、303…外装容器の天面板、304…外装容器の密閉空間、308…支持面、309…基準面

Claims (10)

  1. 可撓性の袋体からなり、液体を貯留する液体貯留室と、
    所定の変態温度以下で自在に伸縮する一方で所定の形状回復温度以上で特定の記憶形状に回復する形状記憶材によって構成された壁を有するとともに、前記液体貯留室を密閉空間内に収納する外装容器と、
    前記外装容器の前記壁を収縮させる方向に付勢する付勢部材と、
    前記外装容器の前記壁を構成する前記形状記憶材を直接的または間接的に温度調節し、前記外装容器の前記壁を構成する前記形状記憶材のうちで前記変態温度以下の温度に調節されて前記付勢部材の付勢力により収縮する部分の割合と前記形状回復温度以上の温度に調節されて前記変態温度以下での形状よりも伸長した形状に回復する部分の割合とを切り換えて、前記形状記憶材の変形に伴う前記外装容器の容積変化により前記液体貯留室内の圧力を定める温度調節器と、
    前記温度調節器によって前記形状記憶材の温度を調節することにより、前記液体貯留室内の圧力を一定の範囲内に設定する制御部と、
    を備えたことを特徴とする液体貯留装置。
  2. 前記外装容器の密閉空間内の圧力および前記液体貯留室内の圧力のうちで少なくとも何れか一方の圧力を検知する圧力センサと、
    前記外装容器の温度および前記液体貯留室内の液体の温度のうちで少なくとも何れか一方の温度を検知する温度センサと、を備え、
    前記制御部は、前記圧力センサによって検知された圧力および前記温度センサによって検知された温度に基づいて、前記温度調節器により前記形状記憶材の温度を調節することにより、前記圧力センサによって検知される圧力を前記一定の範囲内に設定することを特徴とする請求項1に記載の液体貯留装置。
  3. 前記外装容器の前記形状記憶材は、蛇腹形状であることを特徴とする請求項1または2に記載の液体貯留装置。
  4. 前記温度調節器は、前記外装容器の前記壁に設けられた電熱器によって構成されていることを特徴とする請求項1ないし3の何れか1項に記載の液体貯留装置。
  5. 前記温度調節器は、前記外装容器の前記壁に設けられた第1の電熱器と、前記液体貯留室に設けられた第2の電熱器とを含んで構成されていることを特徴とする請求項1ないし3の何れか1項に記載の液体貯留装置。
  6. 前記温度調節器は、前記液体貯留室に設けられた電熱器によって構成され、該電熱器によって間接的に前記外装容器の前記形状記憶材を加熱することを特徴とする請求項1ないし3の何れか1項に記載の液体貯留装置。
  7. 前記外装容器の前記形状記憶材は、少なくとも形状回復温度が互いに異なる複数の形状記憶部材を連結して形成されていることを特徴とする請求項1ないし6の何れか1項に記載の液体貯留装置。
  8. 前記外装容器の前記壁に設けられた前記電熱器は、一端から他端に向って密度が変化する電熱線からなることを特徴とする請求項4または5に記載の液体貯留装置。
  9. 所定の変態温度以下で自在に伸縮する一方で所定の形状回復温度以上で特定の記憶形状に回復する形状記憶材によって構成された壁を有するとともに、該壁に接液する液体を貯留する液体貯留容器と、
    前記液体貯留容器の前記壁を収縮させる方向に付勢する付勢部材と、
    前記液体貯留容器の前記壁を構成する前記形状記憶材を直接的または間接的に温度調節し、前記液体貯留容器の前記壁を構成する前記形状記憶材のうちで前記変態温度以下の温度に調節されて前記付勢部材の付勢力により収縮する部分の割合と前記形状回復温度以上の温度に調節されて前記変態温度以下での形状よりも伸長した形状に回復する部分の割合とを切り換えて、前記形状記憶材の変形により前記液体貯留容器内の液面の高さを定める温度調節器と、を備え、
    前記温度調節器は、前記液体貯留容器内の液体を前記形状回復温度以上の温度に加熱するヒータであり、前記液体貯留容器の前記壁のうちで前記液体貯留容器内の液体に接液する部分が伸長形状になるとともに、前記液体貯留容器の前記壁のうちで前記液体貯留容器内の液体に接液しない部分が収縮形状になることにより、前記液体貯留容器内の液面の高さを一定の範囲内に設定することを特徴とする液体貯留装置。
  10. 請求項1乃至9の何れか1項に記載の液体貯留装置と、
    前記液体貯留装置から供給されるインクを所定の被吐出媒体に向けて吐出する液体吐出ヘッドと、
    を備えたことを特徴とする画像形成装置。
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Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20130089934A1 (en) 2011-10-07 2013-04-11 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Material Delivery System and Method
US9211703B2 (en) * 2012-12-13 2015-12-15 Palo Alto Research Center Incorporated Temperature dependent shape elements for void control in ink jet printers
CN103116370B (zh) * 2013-01-04 2015-06-03 北京银谷科讯信息技术有限公司 一种压力调节装置
US9128442B2 (en) * 2013-08-27 2015-09-08 Kabushiki Kaisha Toshiba Cartridge, image forming apparatus and quality determining method of cartridge
JP6218677B2 (ja) * 2014-05-30 2017-10-25 三菱電機株式会社 伸縮部材
US10836176B2 (en) 2017-02-10 2020-11-17 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Fluid cartridge
CN109572224B (zh) * 2019-01-31 2019-10-11 北海绩迅电子科技有限公司 一种墨盒接管扩容方法及其扩容墨盒
JP7451196B2 (ja) * 2020-01-31 2024-03-18 キヤノン株式会社 記録装置及び判定方法
CN111956949B (zh) * 2020-08-21 2022-05-03 宁湘龙 一种持续正压输液接头
US11933281B2 (en) * 2021-11-05 2024-03-19 Hamilton Sundstrand Corporation Articles having thermally controlled microstructure and methods of manufacture thereof
US12146476B2 (en) * 2021-12-23 2024-11-19 Intel Corporation Flexible vapor chamber with shape memory material

Family Cites Families (26)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1141471A1 (ru) * 1983-11-10 1985-02-23 Предприятие П/Я Г-4213 Расцепитель максимального тока
JPS62253465A (ja) * 1986-04-28 1987-11-05 Fuji Xerox Co Ltd 感熱記録装置
JPH02261078A (ja) * 1988-10-17 1990-10-23 Nippon Oil Co Ltd 形状記憶合金応用のアクチュエータ及びこれを用いた関節アーム
US5045064A (en) * 1990-06-01 1991-09-03 Infusaid, Inc. Constant pressure implantable pump reservoir
JP3103184B2 (ja) * 1992-03-03 2000-10-23 キヤノン株式会社 インク貯留部材およびインクジェット記録装置
US5675367A (en) * 1992-12-23 1997-10-07 Hewlett-Packard Company Inkjet print cartridge having handle which incorporates an ink fill port
US5659171A (en) * 1993-09-22 1997-08-19 Northrop Grumman Corporation Micro-miniature diaphragm pump for the low pressure pumping of gases
US5886719A (en) * 1996-03-14 1999-03-23 Hewlett-Packard Company Ink valve having a releasable tip for a print cartridge recharge system
US6072154A (en) * 1996-09-05 2000-06-06 Medtronic, Inc. Selectively activated shape memory device
US6123414A (en) * 1997-03-12 2000-09-26 Samsung Electro-Mechanics Co., Ltd. Apparatus for injecting a recording solution of a print head using phase transformation of thin film shape memory alloy
US6247792B1 (en) * 1997-07-15 2001-06-19 Silverbrook Research Pty Ltd PTFE surface shooting shuttered oscillating pressure ink jet printing mechanism
US6130689A (en) * 1997-11-19 2000-10-10 Samsung Electro-Mechanics Co., Ltd. Apparatus and actuator for injecting a recording solution of a print head and method for producing the apparatus
US7022107B1 (en) * 1999-09-22 2006-04-04 Advanced Infusion, Inc. Infusion pump with pressure regulator
US6764472B1 (en) * 2000-01-11 2004-07-20 Bard Access Systems, Inc. Implantable refillable infusion device
US7445616B2 (en) * 2001-03-23 2008-11-04 Petrakis Dennis N Temperature responsive systems
JP3768119B2 (ja) * 2001-05-21 2006-04-19 シャープ株式会社 インク容器
US7052251B2 (en) * 2002-04-22 2006-05-30 Medtronic Minimed, Inc. Shape memory alloy wire driven positive displacement micropump with pulsatile output
JP2004174815A (ja) 2002-11-26 2004-06-24 Canon Inc インクヘッド一定負圧発生装置
US6966639B2 (en) * 2003-01-28 2005-11-22 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Ink cartridge and air management system for an ink cartridge
JP4411883B2 (ja) * 2003-07-16 2010-02-10 セイコーエプソン株式会社 液体貯留容器及び液体噴射装置
US7232208B2 (en) * 2004-01-21 2007-06-19 Silverbrook Research Pty Ltd Inkjet printer cartridge refill dispenser with plunge action
JP2006001123A (ja) * 2004-06-17 2006-01-05 Seiko Epson Corp 液体ポンプ、液体収容容器およびインクジェット式記録装置
WO2006010012A2 (en) * 2004-07-08 2006-01-26 Direct Methanol Fuel Cell Corporation Fuel cell cartridge and fuel delivery system
JP4498192B2 (ja) * 2005-03-31 2010-07-07 キヤノン株式会社 インクカートリッジおよびインクジェット記録装置
US7207930B2 (en) * 2005-04-08 2007-04-24 Marctec, Llc Exercise device
US7431440B2 (en) * 2005-12-05 2008-10-07 Silverbrook Research Pty Ltd Ink reservoir with air bag

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