(57)【要約】【課題】　ユーザが画像形成カートリッジ内の画像形成物質の近似残量を求めることを可能にする単純で効果的な画像形成カートリッジ装置を提供する。【解決手段】　画像形成物質を収容するように構成された画像形成物質室（１１０）を画定するカートリッジ本体（１０２）と、画像形成物質レベル指示装置と、を備える画像形成物質カートリッジ（１００）において、前記画像形成物質レベル指示装置は、前記カートリッジ本体に支持され、前記画像形成物質室内の蒸気体積を押し退けるように構成されるレベル指示アクチュエータ（１５０）と、前記カートリッジ本体によって支持され、前記画像形成物質室内の前記押し退けられた蒸気体積に応答する画像形成物質レベル指示器（１３０）と、を備える。【選択図】図３
2004070360.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
　画像形成物質を収容するように構成された画像形成物質室を画定するカートリッジ本体と、画像形成物質レベル指示装置と、を備える画像形成物質カートリッジにおいて、前記画像形成物質レベル指示装置は、
　前記カートリッジ本体に支持され、前記画像形成物質室内の蒸気体積を押し退けるように構成されるレベル指示アクチュエータと、
　前記カートリッジ本体によって支持され、前記画像形成物質室内の前記押し退けられた蒸気体積に応答する画像形成物質レベル指示器と、を備える、
ことを特徴とする画像形成物質カートリッジ。
【請求項２】
　前記レベル指示アクチュエータは、前記カートリッジ本体に支持され、第１の位置から第２の位置へ移動可能であるピストンを有し、該ピストンは、前記第１の位置から前記第２の位置へ移動されると、前記画像形成物質室内へ移動して前記画像形成物質室内の前記蒸気体積を押し退けることを特徴とする請求項１に記載の画像形成物質カートリッジ。
【請求項３】
　前記カートリッジ本体によって前記画像形成物質室内に支持されるアクチュエータスリーブを備え、前記ピストンは、前記アクチュエータスリーブ内に収容されることを特徴とする請求項２に記載の画像形成物質カートリッジ。
【請求項４】
　前記ピストンと接触し、前記ピストンを前記画像形成物質室の外へ押し出すように構成されるアクチュエータ付勢部材を備えることを特徴とする請求項３に記載の画像形成物質カートリッジ。
【請求項５】
　前記カートリッジ本体は、外面によって画定され、前記レベル指示アクチュエータは、前記カートリッジ本体の外面から外部へ突出するように付勢され、前記画像形成物質室内に貫入するように移動可能であるダイヤフラムを有することを特徴とする請求項１に記載の画像形成物質カートリッジ。
【請求項６】
　前記画像形成物質レベル指示器は、前記カートリッジ本体に移動可能に支持される細長の部材を有し、該細長の部材は、前記画像形成物質室に露出した第１の端部を有し、前記画像形成物質室内の圧力上昇により前記カートリッジ本体内で移動することを特徴とする請求項１に記載の画像形成物質カートリッジ。
【請求項７】
　前記細長の部材と接触し、該細長の部材を前記画像形成物質室に押し込むように構成される指示器付勢部材を備えることを特徴とする請求項６に記載の画像形成物質カートリッジ。
【請求項８】
　所定の容積を有し、その容積の少なくとも一部分は蒸気によって占められる実質的に密閉された画像形成物質室を持つ画像形成物質カートリッジ内の画像形成物質の近似レベルを求める方法において
　前記画像形成物質室の前記容積を一時的に減少させ、前記画像形成物質室内の前記蒸気の圧力上昇を生じさせるステップと、
　前記画像形成物質室内の前記蒸気の前記圧力上昇を測定するステップと、
　前記画像形成物質室内の前記蒸気の前記測定した圧力上昇を表示するステップと、
を備えることを特徴とする方法。
【請求項９】
　前記画像形成物質室内の前記蒸気の前記測定した圧力上昇を前記画像形成物質室内の画像形成物質の近似レベルと相関させるステップを備えることを特徴とする請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
　前記画像形成物質室の前記容積は、体積押し退け要素を前記画像形成物質室内へ一時的に移動させることにより、一時的に減少することを特徴とする請求項８に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
　本明細書中で請求および開示する発明は、画像形成装置が画像を生成するために使用する画像形成物質（例えばインクやトナー）を収容するカートリッジ、ならびに当該カートリッジにより画像形成物質のレベルを指示する方法および装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
　本発明は、一般に「プリンタカートリッジ」や「画像形成カートリッジ」として知られるものに関する。これらのカートリッジは、画像形成物質、例えばインクやトナーを収容するように構成されているので、「画像形成物質カートリッジ」と呼ぶほうがよいかもしれない。画像形成物質は、画像形成装置（以下で定義する）によって、画像形成媒体上（例えば紙など）に画像を生成するために用いられる。画像形成装置のユーザが画像形成物質を取り扱うのを容易にするために、画像形成物質は通常、画像形成装置に対して取り付け・取り外しされるように構成された容器（「カートリッジ」）内に設けられる。カートリッジは通常、ユーザが取り扱う際や装置に取り付けられる際にカートリッジから画像形成物質が漏れることを防ぐように設計されるが、画像形成装置が画像形成プロセス中に画像形成物質をカートリッジから選択的に取り出すことを可能にするようにも設計される。
【０００３】
　「画像形成装置」とは、画像形成物質を用いてシート媒体上、例えば紙やトランスペアレンシ上に画像を生成するように構成された任意の装置を意味する。画像形成装置の例には、（制限なしで）プリンタ、コピー機、ファクシミリ装置、プロッタ、およびそれらの組み合わせ（すなわち、一般に「オールインワン」画像形成装置や「多機能周辺機器」として知られる画像形成装置）がある。画像形成装置が用いることのできる画像形成プロセスの例には、レーザ印刷を含む電子写真画像形成、およびインクジェット印刷を含むインク印刷がある。２つの主なタイプの画像形成物質がカートリッジを介して画像形成装置に供給される。これらの主なタイプの画像形成物質には、湿式のインクおよび乾式のトナーが含まれる。乾式のトナー（「トナー」）は通常、粉末状のカーボンブラックまたは非常に小さなプラスチック粒子（黒でないトナーの場合）として提供される。
【０００４】
　ユーザは通常、カートリッジ内の画像形成物質がなくなると、追加の画像形成物質を含む交換用カートリッジと使用済みのカートリッジを交換する。ユーザは、交換用カートリッジを常に用意してあるとは限らず、また交換用カートリッジが容易には入手できない場合もある。したがってユーザは、画像形成物質の不足のために画像形成ジョブを完了させることができない状態に陥る可能性がある。したがって、ユーザが画像形成カートリッジ内の画像形成物質の残量レベルを定期的に調べ、それによってカートリッジから画像形成物質がなくなりつつあるという何らかの予告を得られることが望ましい。
【０００５】
　画像形成カートリッジ内の画像形成物質の残量を検出または推定するための、いくつかの異なる従来技術による方法および装置が存在する。このような従来技術による方法の１つに、「画素カウンタ」を用いるものがある（例えば、特許文献１参照）。この画素カウンタは実質的に、画像形成装置のプロセッサによって実行され、現在の画像形成カートリッジが取り付けられた時点から画像形成装置が形成した（imaged）画素数を基に画像形成物質の使用量を計算（推定）するアルゴリズムを含む。しかしながら、かかる画素カウンタは常に精確であるわけではなく、明らかな望ましくない結果をもたらす（具体的には、カートリッジ内の画像形成物質がなくなることを画素カウンタが示す前に画像形成物質がなくなる）。ユーザが画像形成カートリッジ内の画像形成物質の残量を求めることを可能にする別の従来技術による方法は、透明または半透明の覗き窓（viewing window）をカートリッジに配設することである（例えば、特許文献２参照）。しかしながら、画像形成物質が覗き窓の内側を覆ってしまい、カートリッジを覗き込むこと、よってカートリッジ内の画像形成物質の残量を求めることを困難または不可能にする可能性がある。
【０００６】
　他の従来技術によるレベル検出デバイスは、カートリッジ内に配設されたセンサを含む。このタイプのレベル検出システムの一例に、発光素子および受光素子をトナーカートリッジ内に配設したものがある（例えば、特許文献３参照）。（トナーレベルが低いことに起因して）当該２素子間にトナーがない場合、受光素子は発光素子から光を受光することができ、トナーレベルが低いことが示されることになる。別のセンサベースのデバイスに、電気デバイスを背圧調整装置とともに用いて、画像形成物質がなくなった後のカートリッジ内の背圧を感知するものがある（例えば、特許文献４参照）。これらのシステムに共通する問題は、通常、カートリッジに画像形成物質がなくなった（あるいは、ほぼなくなる）時点でしかユーザに警告を行わないことである。さらに、これらのタイプのレベル検出システムは、本来消耗部品であるもの（カートリッジ）に比較的複雑なシステムを追加する。
【特許文献１】米国特許第５，７２４，６２７号明細書
【特許文献２】米国特許第５，８９０，０４９号明細書
【特許文献３】米国特許第５，５８７，７７０号明細書
【特許文献４】米国特許第５，５８３，５４５号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
　したがって、ユーザが画像形成カートリッジ内の画像形成物質の近似残量を求めることを可能にする単純で効果的な方法が必要である。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
　一実施形態において、本発明は、画像形成物質室を画定するカートリッジ本体を備える画像形成物質カートリッジを提供する。上記画像形成物質室は、画像形成物質、例えばトナーや液体インクを収容することができる。上記カートリッジは、画像形成物質レベル指示装置を備える。当該画像形成物質レベル指示装置は、上記カートリッジ本体に支持され、上記画像形成物質室内の蒸気体積を押し退けるように構成されるレベル指示アクチュエータを備える。上記画像形成物質レベル指示装置は、上記カートリッジ本体によって支持される画像形成物質レベル指示器をさらに備える。当該画像形成物質レベル指示器は、上記画像形成物質室内の上記押し退けられた蒸気体積に応答する。
【０００９】
　次に、添付図面を参照して本発明の上記および他の態様および実施形態を詳細に説明する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
　本発明は、画像形成装置において用いる画像形成物質カートリッジに関する。「画像形成装置」、「画像形成物質」、および「画像形成物質カートリッジ」すなわち「画像形成カートリッジ」という用語の意味するところは上述した。これらの用語を本発明の以下の説明で用いる。本発明は、画像形成物質カートリッジにおいて用いられる従来技術による画像形成物質レベル指示装置に伴う問題（上述）に対処する。本発明は、画像形成物質カートリッジ内部に単純なレベル指示装置を提供する。概して、本発明の画像形成物質レベル指示装置は、上記画像形成カートリッジ内の蒸気体積を押し退けるレベル指示アクチュエータと、上記カートリッジ内の上記押し退けられた体積に応答する画像形成物質レベル指示器とを備える。本発明は、画像形成物質カートリッジ、例えば（通常レーザ画像形成装置において用いる）トナーカートリッジや（通常インクジェット画像形成装置において用いる）湿式インクカートリッジに特に有用である。
【００１１】
　次に、添付図面を参照して本発明の特定の実施形態および実施例を説明する。しかしながら、図面は、本発明の実施例を示すに過ぎないことが理解され、よって、以下で説明し特許請求項において記載する本発明の範囲を限定するものとして理解されるべきではない。
【００１２】
　図１を参照して、画像形成装置１０を正面図で示す。画像形成装置１０は、簡略化して描かれ、主に本発明の画像形成物質カートリッジが使用される環境を説明する目的で示される。画像形成装置１０は、電動ローラ１８を用いてシート媒体１４を媒体経路１６に沿って移動させる電子写真画像形成装置（例えばレーザプリンタやレーザコピー機）であり得る。シート媒体１４が画像形成部１２を通過する際、画像形成物質、例えばトナーが画像形成物質カートリッジ（「カートリッジ」）１００からシート媒体上に付着する。カートリッジ１００からシート媒体上への画像形成物質の付着は、直接的であるか、あるいは中間転写部、例えば転写ベルトや転写ドラムの使用により間接的であり得る。画像形成されたシート媒体は次に、出力トレイ２０に置かれる。図示の構成において、カートリッジ１００は、図面が描かれているシート平面からカートリッジを取り出すことによって画像形成部１２から取り外すことができる。
【００１３】
　本発明の画像形成物質レベル指示装置（「レベル指示装置」）は、トナーを収容するように構成された画像形成物質カートリッジ（「トナーカートリッジ」）ならびに液体インクを収容するように構成された画像形成物質カートリッジ（「インクカートリッジ」）に等しく適用可能である。したがってレベル指示装置は、装置が用いられる特定の用途に応じて「トナーレベル指示装置」または「インクレベル指示装置」として知られている場合がある。概して、本発明の画像形成物質レベル指示装置は、カートリッジ本体に支持される画像形成物質レベル指示アクチュエータ（用途に応じて「トナーレベルアクチュエータ」または「インクレベルアクチュエータ」となるが、より一般的には「アクチュエータ」）を備える。このアクチュエータは、画像形成物質室（用途に応じて「トナー室」または「インク室」）内の蒸気体積を押し退けるように構成される。レベル指示装置はまた、カートリッジ本体によって支持され、画像形成物質室内の押し退けられた蒸気体積に応答する画像形成物質レベル指示器（用途に応じて「トナーレベル指示器」または「インクレベル指示器」、あるいは総称して「レベル指示器」）も備える。
【００１４】
　以下の議論の目的で、画像形成装置１０はレーザ画像形成装置であり、カートリッジ１００はトナーカートリッジであるものと仮定する。この場合、レベル指示装置はトナーレベル指示装置である。（カートリッジが湿式インクカートリッジであり、レベル指示装置がインクレベル指示装置である本発明の一実施形態を後ほど説明する。）図２を参照して、図１のトナーカートリッジ１００の一部の等角図を示す。このカートリッジ１００は、通常は１つまたは複数のプラスチック部品から作製され、カートリッジ内の他の部品を支持するカートリッジ本体１０２を有する。可動ドア１０６が、カートリッジ１００の一部であり得る光感光体（optical photoconductor）（後述）を覆う。カートリッジ１００は、本発明の第１の実施形態による画像形成物質レベル指示装置１９０を備える。このレベル指示装置１９０は、以下でより完全に説明する画像形成物質レベル指示器（「レベル指示器」）１３０とレベル指示アクチュエータ（「アクチュエータ」）１５０とを備える。この実施形態においてユーザは、カートリッジ１００内のトナーの残量レベルを知りたいと思った場合、アクチュエータ１５０を押し下げ、それによって、指示器１３０がカートリッジ本体１０２の外へ押し出される。指示器１３０が本体１０２から突出する度合は、カートリッジ１００内のトナーレベルを示す。この動作原理は以下でさらに説明するが、まず最初に本発明の一実施形態を説明して、後の動作原理の説明を容易にすることにする。
【００１５】
　図３を参照して、図２の画像形成カートリッジ１００を側面断面図で示す。カートリッジ１００は、この図中には示さない画像形成物質（この場合はトナー）を収容することができる画像形成物質室１１０を画定する。カートリッジ１００は、ここでは光感光体すなわち「ＯＰＣ」として示す画像形成物質（トナー）分配装置（distribution device）１０４をさらに備える。このＯＰＣ１０４は、画像形成物質（トナー）を、シート媒体に塗布できるようにカートリッジ１００から取り出すために用いられる。具体的に言うと、トナーは、トナー室１１０から出口チャネル１１８へ流れることができ、この出口チャネル１１８においてＯＰＣ１０４と接触する。シール１１６は、トナーが静電付着によってＯＰＣに貼り付かない限り、トナーが室１１０から流出することを防ぐ。可動カバー１０６は、カートリッジ１００が画像形成装置（図１の１０）から取り外された際にＯＰＣ１０４を保護するが、カートリッジ１００が画像形成装置に取り付けられると「Ｑ」方向に移動してＯＰＣ１０４を曝露する。ＯＰＣは、曝露されると、パルスレーザまたは発光ダイオード（図示せず）を用いて電子写真的に（electrographically）露光され得る。ＯＰＣが「Ｒ」方向に回転すると、ＯＰＣの露光部分が出口チャネル１１８へ移動し、この出口チャネル１１８において、トナーがＯＰＣ１０４の露光部分に引き付けられて付着する。このようにしてトナーはカートリッジ１００の室１１０から取り出される。カートリッジ１００はまた、廃棄物室（waste chamber）１１４と、ＯＰＣ１０４から残留トナー（すなわち、ＯＰＣからシート媒体または中間転写部に転写されなかったトナー）を掻き取るためのドクターブレード１１５とを備えるクリーニングステーションも備える。シール１２０は、廃棄物室１１４内のトナーが廃棄物室から流出することを防ぐ。
【００１６】
　概して、トナーカートリッジの場合、トナー室１１０には、蒸気、例えば空気が注入される。しかしながら、トナーの潜在的な蒸気圧のために、画像形成物質室１１０には、空気だけでなく画像形成物質からの排出蒸気（emissive vapors）も含み得る蒸気が注入されていると言うほうが適切である。例えば、画像形成物質が液体インクである場合、画像形成物質室内の蒸気は、インクの着色成分を溶液中に溶かし込んでいる溶剤および／または水からの蒸気を含み得る。画像形成物質がポリマー粒子を含有するトナーである場合、画像形成物質室内の蒸気は、トナー粒子を可塑状態に保つ可塑剤からの蒸気を含み得る。したがって、画像形成物質自体が占めるのでない画像形成物質室内の容積は「蒸気空間」として規定するのが適切である。後述のように、本発明は、画像形成物質室内の蒸気空間すなわち「蒸気体積」を所定の容積量だけ減少させることによって画像形成物質室内の画像形成物質の残量の推定を行う。実質的に密閉された画像形成物質室内で蒸気空間の容積を減少させることによって、室内の圧力は（少なくとも一時的に）上昇する。この圧力上昇を測定することによって、画像形成物質室内の画像形成物質の残量（すなわち「レベル」）の近似を出すことができる。このプロセスは、以下でより完全に説明する。
【００１７】
　概して、画像形成物質室内の画像形成物質の「レベル」の測定および指示を言う場合、画像形成カートリッジ内の画像形成物質の元の体積の残りの割合の近似を行うことを意味する。例えば、画像形成カートリッジが最初のトナー充填（charged (filled)）時に０．５ｋｇ（〜０．２３ｌｂｍ）のトナーを含み、使用によってカートリッジから０．１２５ｋｇのトナー（すなわちトナーの元の質量の２５％）が消費された場合、トナーの残量「レベル」は７５％である（すなわち、カートリッジにはトナーの元の量の７５％が残っている）。したがって、本発明において「画像形成物質レベル指示装置」を言う場合、画像形成物質室内の画像形成物質の「レベル」（すなわち元の質量の残りの割合）の指示（すなわち近似）を行うように構成された装置を意味する。
【００１８】
　図３のカートリッジ１００は、「Ｇ」および「Ｈ」方向に回転してトナーがトナー室１１０の角すなわち「デッドゾーン」に沈殿することを防ぎ、またトナーに空気を注入してトナーを半流動状態に保つ役割も果たす攪拌パドル１１２をさらに備えることができる。これは、トナーが室１１０内のトナーをトナー出口チャネル１１８に向かって移動させるのに役立つ。トナー室１１０は、実質的に密閉された気密の室であって、トナー室１１０の外側の周囲空気「ＡＡ」とトナー室１１０内の蒸気との間に差圧が生じ得るようにすることが好ましい。カートリッジ１００には、カートリッジ本体１０２に支持され、空気「Ａ」が画像形成物質室１１０に入ることを可能にしながらも空気が室１１０から逃げることを防ぐ一方向通気弁１２２がさらに設けられ得る。このようにして、使用によりカートリッジ１００からトナーがなくなるにつれて、周囲空気「ＡＡ」が室１１０に加えられてカートリッジの崩壊を防ぐことができる。
【００１９】
　トナーカートリッジ１００は、画像形成物質レベル指示装置１９０（トナーカートリッジ１００の場合には「トナーレベル指示装置」と言うほうが適切であるかもしれない）をさらに備える。（簡潔さを期して「レベル指示装置」という略語も用いることにする。）レベル指示装置１９０は、カートリッジ本体１０２に支持され、画像形成物質室１１０内の蒸気体積を押し退けるように構成されるレベル指示アクチュエータ１５０を備える。このレベル指示装置１９０は、カートリッジ本体１０２によって支持され、画像形成物質室１１０内の押し退けられた蒸気体積に応答する画像形成物質レベル指示器（「トナーレベル指示器」）１３０をさらに備える。したがって、アクチュエータ１５０が操作されて室１１０内の蒸気体積を押し退けると、レベル指示器１３０は、カートリッジ１００内のトナー残量の近似レベルをユーザに指示することによって応答する。
【００２０】
　より具体的には、レベル指示アクチュエータ１５０は、カートリッジ本体１０２に支持されるピストン１５２を含み得る。図４に示すように、ピストン１５２は、第１の位置（実線で示す）から第２の位置（破線で１５２ａとして示す）へ移動可能であり得る。ピストン１５２は、第１の位置から第２の位置へ「Ｐ」方向に移動すると、画像形成物質室１１０内へ移動し、それによって蒸気体積を押し退ける。図４に示す例では、ピストンが円形であって直径が「ｄ１」であり、室１１０内へ距離「ｈ１」を移動する場合、ピストン１５２によって押し退けられることになる蒸気体積はｄｖ1＝ｐ（ｄ１）2（ｈ１）／４である。図３および図４に示すように、レベル指示アクチュエータ１５０は、カートリッジ本体１０２によって支持されるアクチュエータスリーブ１５３をさらに備え得る。このアクチュエータスリーブ１５３は、ピストン１５２を収容し、当該ピストンを画像形成物質室１１０内に支持する。スリーブ１５３の底の開口１５４は、ピストン１５２の第１の位置から第２の位置（図４のピストン１５２ａ）への移動に応答して、室１１０内の蒸気がスリーブ１５３によって画定される中央の穴から流出することを可能にする。開口１５４は、ピストン１５２が第１の位置へ戻る際に、蒸気が室１１０からスリーブ１５３の中央の穴に流入することも可能にする。またレベル指示アクチュエータ１５０には、ピストン１５２とカートリッジ本体１０２の間に配置され、それによって画像形成物質室１１０内に蒸気（およびトナー）を封じ込めるアクチュエータ蒸気シール１５６も設けられ得る。ピストン１５２の周囲に嵌まってスリーブ１５３の内面と接触するＯリング１５８（図３）といった二次シールも設けられ得る。レベル指示アクチュエータ１５０には、ピストン１５２と接触し、当該ピストンを第１の位置へ（すなわち、図３に示すように画像形成物質室１１０の外へ）押し出すように構成されるアクチュエータ付勢部材（ばね１６０）が設けられることが好ましい。このようにして、ユーザがアクチュエータピストン１５２を図４に１５２ａとして示す位置へ「Ｐ」方向に押し下げ、それから当該ピストンを離した後、このピストンは（図３に示すような）第１の位置に戻ることになる。ピストン１５２は、スリーブ１５３の内面上に支持されてピストンの境界画定スロット（delimited slot）１５９内に嵌まるピン１５７（図４）といった抑止部材によってスリーブ１５３内に固定され得る。図３および図４に示すレベル指示アクチュエータ１５０の実施形態に加えて、レベル指示アクチュエータのさらなる実施形態を後述する。
【００２１】
　図４に示すように、画像形成物質レベル指示器１３０は、カートリッジ本体１０２に移動可能に支持される細長の部材１３２を含み得る。この細長の部材１３２は、画像形成物質室１１０に露出した第１の端部１４５を有し、当該画像形成物質室１１０内の圧力上昇によりカートリッジ本体１０２内で移動するようになっている。この移動は、以下でより完全に説明するが、概して、上述したようにアクチュエータ１５０を第１の位置から第２の位置へ移動させたことにより室１１０内で押し退けられた蒸気体積に応答した移動である。ピストン１５２と同様に、トナーレベル指示器１３０は、細長の部材１３２とカートリッジ本体１０２の間に配設され、それによって画像形成物質室１１０内に蒸気（およびトナー）を封じ込める指示器蒸気シール１３６を含み得る。図３および図４に示すように、レベル指示器１３０は、カートリッジ本体１０２によって支持される指示器スリーブ１３３をさらに含み得る。この指示器スリーブ１３３は、細長の部材１３２を収容し、また当該細長の部材を画像形成物質室１１０内に支持することができる。指示器スリーブ１３３の底の開口１３４は、室１１０内の圧力上昇に応答して、室１１０内の蒸気がスリーブ１３３によって画定される中央の穴に流入することを可能にする。このスリーブ１３３の穴の中への蒸気の移動により、細長の部材１３２は第１の位置（図４に実線で１３２として示す）から第２の位置（破線で１３２ａとして示す）へ「Ｘ」方向に移動する。開口１３４は、細長の部材１３２が第１の位置（図４の位置１３２）へ戻る際に、蒸気がスリーブ１３３の中央の穴から室１１０内へ移動することも可能にする。レベル指示器１３０には、細長の部材１３２と接触し、当該細長の部材を第１の位置へ（すなわち、図３に示すように画像形成物質室１１０内に）押し込むように構成される指示器付勢部材（例えば図３のばね１４０）が設けられることが好ましい。図示のように、ばね１４０は、カートリッジ本体１０２と、細長の部材１３２の底に取り付けられたフランジ１４５とに対して作用する。このようにして、ユーザがアクチュエータピストン１５２を第２の位置（図４の１５２ａ）から離した後、細長の部材１３２は第１の位置（すなわち図３に示す位置）に戻ることになる。細長の部材１３２は、フランジ１４５（図３および図４）といった抑止部材によってスリーブ１３３内に固定され得る。
【００２２】
　図３および図４に示す例において、カートリッジ本体１０２は外面１０１（図４）によって画定され、細長の部材１３２は、細長の部材１３２が画像形成物質室１１０内の圧力上昇を受けるとカートリッジ本体の外面から離れるように移動する第２の端部１３１を有する。すなわち、室１１０内の圧力上昇により、細長の部材１３２はカートリッジ本体１０２の上部へ突き出す（すなわちカートリッジ本体１０２から「ポップアップする」）。以下でより完全に説明するように、細長の部材１３２がカートリッジ本体１０２の外面１０１から突き出す距離すなわち高さ「ｈ２」（図４）は、カートリッジ１００内の画像形成物質（トナーまたはインク）のレベルを示すものである。高さ「ｈ２」は、カートリッジ本体１０２の外へ突出することのできる細長の部材１３２の長さを規定することができる。図５に示すように、細長の部材１３２にはその長さに沿って、画像形成物質室１１０内に収容されている画像形成物質のレベルを示す目盛をつけることができる。例えば、細長の部材には、「Ｅ」、「１／４」、「１／２」、「４／３」および「Ｆ」という目盛をつけることができる。「Ｆ」という表示はカートリッジ１００がトナーすなわち画像形成物質でほぼ満たされていることを示し、「３／４」という表示はカートリッジが画像形成物質の元の充填量の約４分の３を収容していることを示し、といった具合で「Ｅ」の表示まで続き、この目盛「Ｅ」は、カートリッジ１００に画像形成物質がほぼないことを示す。レベルマーカ１４２をカートリッジ本体１０２に接続して、細長の部材１３２につけられた目盛の読み取りを容易にすることができる。したがってユーザは、水準線「Ｌ」のところでレベルマーカ１４２を細長の部材１３２上の目盛に合わせて、その目盛が示すレベルを読み取ることができる。図３ないし図５に示すレベル指示器１３０の実施形態に加えて、レベル指示器のさらなる実施形態を以下で説明する。
【００２３】
　概して、本発明は、定温の閉じた系の場合の理想気体の法則の原理に基づいて機能する。かかる系は、式Ｐ1Ｖ1＝Ｐ2Ｖ2によって数学的に表すことができる。本発明において、体積Ｖ1およびＶ2は、画像形成物質室（例えば図３の室１１０）内の蒸気体積を表し、Ｐ1およびＰ2は、体積Ｖ1およびＶ2にそれぞれ対応する室内の圧力を表し得る。すなわち、体積Ｖ1および圧力Ｐ1はレベル指示アクチュエータ（例えば図４の１５０）が第１の位置にある場合の画像形成物質室の体積および圧力にそれぞれ対応し、体積Ｖ2および圧力Ｐ2はレベル指示アクチュエータが第２の位置にある場合の上記室の体積および圧力にそれぞれ対応する。したがって、上述のように、ピストン１５２（図４）を室１１０内の１５２ａ（図４）で示される位置へ移動させることによって、室１１０の容積はｄｖ1だけ減少する。図３のトナーカートリッジ１００の簡略化した概略図を示し、ピストン１５２を第２の位置で示す図６Ａに関して、Ｖ2はＶ１に相当し、Ｖ1はＶ１＋ｄｖ1に相当する。圧力Ｐ2は（ピストン１５２が第２の位置にある）図示の状態に相当し、圧力Ｐ1は（ピストン１５２が第１の位置にある）図３に示す状態に相当する。したがって、図６Ａに示す状態の場合に、室内の圧力Ｐ2は次式によって定義される。
Ｐ2＝Ｐ1（Ｖ１＋ｄｖ1）／（Ｖ１）
この（Ｐ1からＰ2への）圧力上昇は、レベル指示器（図６Ａでは細長の部材１３２）に作用し、細長の部材の質量（そしてあれば付勢部材（図３のばね１４０）の力）に打ち勝って、細長の部材１３２をカートリッジ本体１０２からＸ１方向に押し出す。
【００２４】
　画像形成物質が使用によって画像形成カートリッジから取り出されるにつれて、画像形成物質室内の蒸気体積は増加する（室の容積自体は変わらない）。図６Ａおよび図６Ｂを参照すると、画像形成物質（トナー）がトナー質量（および対応するトナー体積）Ｔ１（図６Ａ）からトナー質量（および体積）Ｔ２（図６Ｂ）に引き下げられていることが分かる。したがって、画像形成物質がカートリッジから取り出されるにつれて、室１１０の蒸気体積Ｖは増加する。蒸気体積が（例えば図６ＡのＶ１から図６ＢのＶ２へ）増加するにつれて、ピストン１５２を押し下げることによって室１１０内の容積を減少させる影響は少なくなる。上記の式（すなわち、Ｐ2＝Ｐ1（Ｖ１＋ｄｖ1）／（Ｖ１））を用いると、図６Ｂに示すシナリオの圧力Ｐ2はＰ2＝Ｐ1（Ｖ２＋ｄｖ1）／（Ｖ２）である。図６Ａに示す系の圧力をＰ１2、図６Ｂに示す系の圧力をＰ２2と定める。両方の場合に、ピストンを前進位置（deployed position）（図示）へ移動させる前の圧力はほぼ同じ（通常は大気圧）であるので、圧力Ｐ１2とＰ２2の比率は、［（Ｖ１＋ｄｖ1）／（Ｖ１）］／［（Ｖ２＋ｄｖ1）／（Ｖ２）］となる。したがって、Ｖ２と比較してＶ１が小さい場合、蒸気圧力にｄｖ1を加える影響は圧力Ｐ2に遥かに大きい上昇をもたらす。例えば、カートリッジ１００がトナーでほぼ満たされている場合の体積Ｖ１を１、カートリッジのトナーがほぼなくなりかけている場合の体積Ｖ２を４と仮定する。また、ｄｖ1（ピストン１５２が押し退ける体積）は０．１２５で一定であるものと仮定する。すると、Ｐ１2は１．１２５となり、Ｐ２2は１．０３１となる。高いほうの圧力Ｐ１2が図６Ａのように細長の部材１３２を距離「Ｘ１」だけ移動させる一方、低いほうの圧力Ｐ２2は図６Ｂのように細長の部材１３２を距離Ｘ２だけしか移動させない。図５に示す細長の部材１３２上の表示は、本発明のレベル検出システムを用いることによって、上記関係がどのように用いられて、画像形成物質室１１０内の画像形成物質の残量レベルの指示が提供され得るのかを示す。
【００２５】
　上記のように、圧力上昇に応答したレベル指示器１３０の移動量は、圧力上昇の量、ならびにレベル指示器が示す移動に対する抵抗に左右されることになる。移動に対する抵抗は、（例えば指示器シール１３６と細長の部材１３２と（図３）の間の）摩擦力、指示器ばね１４０の力、および細長の部材１３２の質量に起因するものであり得る。指示器系において大きな抵抗が存在する場合、レベルアクチュエータ１５０の作動による圧力の変化に応答した指示器の移動量は非常に小さくなる。しかしながら、カートリッジ内の画像形成物質の近似レベルの良好な視覚検出をユーザに提供するために、「満杯」状態の指示から「空」位置の指示の間の範囲を表示する場合には、指示器が視覚的に顕著な距離を移動するように構成することが好ましい。したがってレベル指示器１３０の部品は、レベル指示器が（レベルアクチュエータ１５０の作動に起因する）物質室内の圧力上昇によって生じる移動に対して大きな抵抗を示さないように設計されることが好ましい。
【００２６】
　本発明のレベル指示装置は、レベル指示器を移動させるのに画像形成物質室内の一時的な圧力上昇に頼るものであるため、画像形成物質レベル指示装置が用いられている時に画像形成物質レベル指示器および画像形成物質カートリッジが実質的に気密な系を形成するように設計することが好ましい。カートリッジから空気が逃げる可能性のある場所として、レベル指示アクチュエータ１５０（図３）のところ、レベル指示器１３０のところ、およびＯＰＣ１０４のところがある。この目的で多数の異なる構成を提供することができ、これらを次に説明する。
【００２７】
　図９を参照して、レベル指示アクチュエータ３５０の側面図を示す。このレベル指示アクチュエータ３５０は、上述した図３のレベル指示アクチュエータ１５０と概ね同一の原理に基づいて機能する。すなわち、アクチュエータ３５０は、カートリッジ本体３０２によってアクチュエータスリーブ３５３に移動可能に支持されるピストン３５２を含み、このピストンが画像形成物質室３１０内へ移動することを可能にしている。アクチュエータ３５０は、ピストン３５２と画像形成物質室３１０の間に配設されるアクチュエータベローズ３５８をさらに備える。このアクチュエータベローズ３５８は、例えばスリーブ３５３の底の開口３５４の周囲に嵌まるシール３６４によって画像形成物質室３１０に対して蒸気シールされる。開口３５４は、蒸気がベローズ３５８に対して流入および流出することを可能にする。ピストン３５２には、ピストンがスリーブ３５３内へ押し下げられた際にベローズ３５８に対して均一な力の分布を与えるために用いることができる下部フランジ３５６が設けられ得る。下部フランジ３５６はまた、スリーブ３５３の境界画定切り欠き部（cut-out area）３６２に嵌まることができる。この境界画定切り欠き部３６２は、ピストン３５２をスリーブ内に抑止するだけでなく、ピストンの固定された移動範囲を生じ、その結果、ピストンが第２の位置（例えば図４のピストン１５２ａ）に移動される度に一定の蒸気体積が押し退けられるようになる。ベローズ３５８には、ピストン３５２を第１の位置に付勢する役割を果たし、またベローズ３５８を膨張した形状（図示）に付勢し続けるのに役立つ内部ばね、すなわち内部付勢部材３６０が設けられ得る。ベローズ３５８はまた、ベローズを膨張位置に付勢するのに別個のばね部材３６０が必要ないように、予備成形プラスチックまたはエラストマー材料から作られ得る。
【００２８】
　同様に、本発明のレベル指示装置には、レベル指示器のところにベローズを設けて、レベル指示器のところで画像形成物質室をシールすることができる。図１０を参照して、レベル指示器３３０の側面図を示す。このレベル指示器３３０は、上述した図３のレベル指示器１３０と概ね同一の原理に基づいて機能する。すなわち、指示器３３０は、カートリッジ本体３０２によって指示器スリーブ３３３に移動可能に支持される細長の部材３３２を含み、この細長の部材が画像形成物質室３１０の外へ移動することを可能にしている。指示器３３０は、細長の部材３３２と画像形成物質室３１０の間に配設される指示器ベローズ３４８をさらに備える。この指示器ベローズ３４８は、例えばスリーブ３３３の底の開口３４４の周囲に嵌まるシール３４４によって画像形成物質室３１０に対して蒸気シールされる。開口３４４は、蒸気がベローズ３４８に対して流入および流出することを可能にする。細長の部材３３２には、ベローズ３４８が細長の部材３３２をスリーブ３３３の外へ押し出す際に当該ベローズが細長の部材３３２に対して均一な力の分布を与えることを可能にするために用いることができる下部フランジ３４５が設けられ得る。下部フランジ３４５はまた、細長の部材３３２をカートリッジ本体３０２内に抑止することができる。外部ばね３４０をカートリッジ本体３０２と下部フランジ３４５の間に設けて、アクチュエータ（図９の３５０）の作動による室３１０内の圧力上昇の作用を受けるまで、ベローズ３４８をデフォルトの折り畳み位置に、また細長の部材３３２を後退位置（retracted position）に維持することができる。ベローズ３４８はまた、ベローズを折り畳み位置に付勢するのに別個のばね部材３４０が必要ないように、予備成形プラスチックまたはエラストマー材料から作られ得る。
【００２９】
　図１４を簡単に参照して、本発明によるレベル指示アクチュエータのさらに別の構成の側面断面図を示す。図１４のアクチュエータ５５０は、カートリッジ本体５０２の外面５０１から外部へ突出するように付勢されるダイヤフラム５５２を含む。このダイヤフラム５５２は、第１の位置（実線で示す）から第２の位置（破線で５５２ａとして示す）へ「Ｐ」方向に移動可能であり、画像形成物質室５１０内に貫入するようになっている。このようにして、アクチュエータ５５０は、室５１０内の既知の蒸気体積を押し退けながらも、室５１０とカートリッジ本体５０２の間で実質的に気密なシールを維持することができる。ダイヤフラム５５２は、予備成形された付勢を有するため、いったんユーザが離すと元の位置（実線で示す）に戻る。
【００３０】
　図３、図５および図１０に（１３０および３３０として）示す「ポップアップ」型のレベル指示器に加えて、レベル指示器の他の実施形態も用いることができる。そのような代替的な一実施形態を図７のトナーカートリッジ２００の側面断面図に示す。この画像形成物質（「トナー」）カートリッジ２００には、レベル指示アクチュエータ２５０とレベル指示器２３０とを備える画像形成物質レベル指示装置２９０が設けられる。アクチュエータ２５０は本質的に、図３に示し上述したアクチュエータ１５０と同じである。すなわち、アクチュエータ２５０は、カートリッジ本体２０２によってアクチュエータスリーブ２５３に移動可能に支持されるピストン２５２を含み、このピストン２５２がカートリッジ室２１０内へ移動することを可能にしている。アクチュエータスリーブ２５３の底の開口２５４は、室２１０からの蒸気がスリーブ２５３によって画定される中央の領域に対して流入および流出することを可能にする。アクチュエータばね２６０がピストン２５２を「上昇」位置に付勢しており、このピストンは、ユーザが「Ｐ」方向に押し下げると、下方へ移動して室２１０内の蒸気体積を押し退けるようになっている。
【００３１】
　カートリッジ２００は、図３の「ポップアップ」型の指示器１３０に対して摺動型の指示器であるレベル指示器２３０をさらに備える。図７の指示器２３０は、アクチュエータ２５０が操作された際にカートリッジ内の画像形成物質の近似レベルをユーザに視覚的に表示するために用いられる摺動移動可能な部材２３２を含む。図８を簡単に参照して、図７のレベル指示器２３０の領域におけるカートリッジ本体２０２の外面２０１の平面図を示す。見ての通り、摺動部材２３２は、カートリッジ本体２０２に対して「Ｙ」方向に移動し、それによってユーザに対してカートリッジ内の画像形成物質の近似レベルの視覚的な指示を行うことができる。カートリッジ本体２０２の外面２０１に印（indicia）を付けて、カートリッジ内の画像形成物質のレベルの定量的近似（quantitative approximation）を、空（「Ｅ」）から満杯（「Ｆ」）まで、その中間の「残量（fullness）」の割合（例えば４分の１が満たされている場合は「１／４」）とともにユーザに提供することができる。
【００３２】
　摺動部材２３２は、レベル指示アクチュエータ２５０の作動に応答して、図６Ａおよび図６Ｂに関して上述した方法で移動する。部材２３２の摺動動作を生じさせるために、いくつかの変形を用いることができる。一変形では、第１の磁石２４０が画像形成物質レベル指示器２３０の摺動部材２３２に接続される。摺動可能部材２３２は、カートリッジ本体に形成されたチャネル２３１内で摺動自在である。磁石２４０、および摺動可能部材２３２は、カートリッジ本体２０２によって支持されるハウジング２４３内に受け取られる。ハウジング２４３は、カートリッジ室２１０とカートリッジ２００の外側の領域「ＡＡ」との間で実質的に気密なシールを形成する。第２の磁石２４４が、指示器本体２３３によって画像形成物質室２１０内に移動可能に支持される。指示器本体２３３の開口２３４は、室２１０内の蒸気圧力が第２の磁石２４４に対して作用することを可能にする。第２の磁石２４４は、第１の磁石２４０の近くにあって、第１の磁石２４０（よって摺動部材２３２）を第２の磁石２４４の移動と連動して移動させる。さらに第２の磁石２４４は、アクチュエータ２５０の動作に起因して画像形成物質室２１０内で押し退けられた体積に応答して移動可能である。このように、摺動部材２３２を移動させて、カートリッジ２００内の画像形成物質のレベルの視覚的な指示を行うことができる。第２の磁石２４４は、指示器本体２３３に配設される指示器ばね２３８によって第１の位置（図７に示す位置である）へ付勢され得る。好ましくは、指示器本体２３３の内部２４６は通気口（vent）２３５によって周囲空気「ＡＡ」に通気している。指示器本体２３３の内部２４６を周囲空気「ＡＡ」に対してシールする（よって真に気密なレベル指示器を提供する）こともできるが、第２の磁石２４４の右方向への移動に起因する指示器本体２３３の内部２４６での圧力上昇は、磁石２４４のさらなる顕著な移動を阻害することになる。さらに、室２１０を指示器本体２３３の内部２４６から隔てるシールが磁石２４４に設けられない限り、アクチュエータ２５０の作動による室２１０内の圧力変化に起因する磁石２４４の移動はほとんど、あるいは全く生じない（摺動部材２３２の移動は室２１０と周囲空気「ＡＡ」の間の差圧から生じるものであるため）。したがって、好ましい構成において、指示器本体２３３の内部２４６は通気されており、磁石２４４は指示器本体２３３内に気密的に（sealingly）収容されて、室２１０内の蒸気が磁石２４４を通過して通気口２３５から流出しないようになっている。
【００３３】
　図１２は、本発明に用いることができる摺動型のレベル指示器の別の変形の側面断面図を示す。図１２のレベル指示器５３０は、レベル指示アクチュエータ（本明細書中に記載した形態のいずれか、例えば図７のアクチュエータ２５０であり得る）の作動に応答して、カートリッジ本体５０２に対して「Ｙ」方向に移動することができる摺動部材５３２を含む。図７および図８のレベル指示器２３０と同様に、カートリッジ本体５０２の外面には、（図８のような）レベルの印をつけることができる。しかしながら図１２のレベル指示器５３０では、摺動部材５３２は、カートリッジ本体５０２に固定される透明窓５３７の奥に位置する。好ましくは、摺動部材５３２はカートリッジ本体５０２の色と対照的な色で着色され、それによってユーザによるカートリッジ内の画像形成物質の残量レベルの指示の視覚認識を高める。図１２に示すように、摺動部材５３２は、カートリッジの室５１０内に配置される指示器本体５３３内に受け取られる。指示器本体５３３には開口５３４が設けられて、室５１０内の圧力が摺動部材５３２に作用することを可能にしている。レベル指示器５３０には、摺動部材５３２を受動状態（passive state）（すなわち、レベル指示アクチュエータが作動されていないときに摺動部材が占める、図１２の左側の位置）へと付勢するためのレベル指示器付勢部材（ばね５３８）が設けられ得る。図７のレベル指示器２３０と同様に、好ましくは、指示器本体５３３の内部５４６（すなわち摺動部材５３２によって室５１０から分離された領域）はシール５３６によって室５１０と隔てられる。より好ましくは（図７の指示器２３０と同様に）、指示器本体５３３の内部５４６は、通気口５３５によって周囲「ＡＡ」に通気しており、（レベル指示アクチュエータの作動に起因する）室５１０内の圧力上昇に応答した摺動部材５３２のより大きな移動範囲を可能にしている。
【００３４】
　上記したように、画像形成物質室と周囲の間で実質的に気密なシールを設けることが好ましいトナーカートリッジ内の別の領域は、ＯＰＣ（図３の１０４）のところである。ＯＰＣ１０４は、カートリッジ本体１０２に対して回転運動し、それによってトナーが室１１０から出て行くことを可能にするように構成されることが好ましい。シール１１６は、トナーが静電荷によりＯＰＣ１０４に付着しない限り、トナーが室１１０から流出することを防ぐ。好ましくは、シール１１６は、室１１０内のわずかな圧力上昇を可能にするように構成され、それによって、レベル指示装置１９０が図６Ａおよび図６Ｂに関して概略的に上述した方法で動作することを可能にする。ＯＰＣ１０４に不十分なシールが設けられた場合、アクチュエータ１５０が反復されると、結果として生じる室１１０内の圧力上昇により、トナーがＯＰＣを通過して室から外へ流出しかねない。これは、明白な理由で望ましくない。トナーの漏れを防ぎながらも、ＯＰＣがトナーを室１１０から取り出すように動作することを可能にするシールを依然として提供するようにＯＰＣ１０４の周囲のシールを構成可能な一方法を図１３に示す。図１３は、図３のようなカートリッジ本体１０２に固定されたシール１１６Ａの側面断面図を示す。出口通路１１８内を移動してＯＰＣ１０４に接触するトナーは、シール１１６Ａによってトナー室１１０から出ることを防止される。シール１１６Ａは、エラストマーゴムやプラスチックといった弾性の可撓性材料から製造され、当該シール１１６Ａに作用する力（室１１０内の圧力上昇によって生じる力など）によって一時的に変形され得るが、いったん当該シール１１６Ａに作用する力が除去されると基本の形状に戻るようになっていることが好ましい。見ての通り、シール１１６Ａは、出口チャネル１１８に向かって内側へ曲がっている。したがって、室１１０内の圧力が上昇すると、力「Ｓ」がシーリング部材１１６Ａの先端１１７をＯＰＣ１０４に対してきつく押圧する。いったん室１１０内の圧力が減少すると、シーリング部材１１６Ａの先端１１７は通常の形状を取り戻し、ＯＰＣの自由な動作を可能にする。カートリッジが画像を生成するために使用されている最中にユーザがカートリッジ内の画像形成物質のレベルを調べる可能性は非常に低いため、シール１１６Ａが（室１１０内の一時的な圧力上昇に起因して）変形された状態でＯＰＣ１０４の自由な回転を阻害するかどうかは問題とならない。
【００３５】
　本発明の装置の実施例をこれまで、画像形成物質がトナーである画像形成物質カートリッジ（よって当該カートリッジは「トナーカートリッジ」である）に関して説明してきたが、本発明は、画像形成物質が液体インクである画像形成カートリッジ（よって当該画像形成物質カートリッジは「インクカートリッジ」である）にも等しく適用可能である。この後者の実施形態において、カートリッジ本体は、内部に液体インクを収容するように構成されたインク室を画定し、画像形成物質レベル指示装置はインクレベル指示装置である。本発明によるインクレベル指示装置の一例を図１１に示す。図１１は、インクレベル指示装置４９０を備えるインクカートリッジ４００の側面断面図を示す。このインクカートリッジ４００は、インクカートリッジ４００の室４１０内のインクが任意のインク分配プロセス（例えば、ともに当技術分野において既知であるサーマルインクジェット分配またはピエゾ電気インク分配）によって画像形成媒体上に分配されることを可能にするインク分配システム４０６を備える。インクフロー膜（ink flow membrane）４０８が、シール１１６（図３）がトナー室１１０の外側へのトナーの流れを制限するのとほぼ同様に、室４１０からインク分配システム４０６へのインクの流れを制御することができる。一方向弁４２２は、インクがカートリッジから取り出されると周囲空気「Ａ」がカートリッジ４００に流入することを可能にするが、蒸気のインク室４１０外への移動は阻止することができる。
【００３６】
　図１１のインクレベル指示装置４９０は、カートリッジ本体４０２に支持され、インク室４１０内の蒸気体積を押し退けるように構成されるインクレベル指示アクチュエータ４５０を備える。これは全て、図３のトナーレベル指示アクチュエータ１５０に関して説明した通りである。すなわち、インクレベル指示アクチュエータ４５０は、カートリッジ本体４０２に支持されるピストン４５２を含む。図１１に示すように、ピストン４５２は、第１の位置（図示）から第２の位置（図４に破線で示した１５２ａと同様）へ移動可能であり得る。ピストン４５２が第１の位置から第２の位置へ「Ｐ」方向に移動すると、ピストンは、画像形成物質室４１０内へ移動し、それによって室４１０内の蒸気体積を押し退ける。図１１に示すように、レベル指示アクチュエータ４５０は、カートリッジ本体４０２によって支持されるアクチュエータスリーブ４５３をさらに備え得る。アクチュエータスリーブ４５３は、ピストン４５２を受け取り、当該ピストンを画像形成物質室４１０内に支持する。スリーブ４５３の底の開口４５４は、ピストン４５２の第１の位置から第２の位置への移動に応答して、室４１０内の蒸気がスリーブ４５３によって画定される中央の穴から流出することを可能にする。開口４５４は、ピストン４５２が第１の位置へ戻る際に、蒸気が室４１０からスリーブ４５３の中央の穴に流入することも可能にする。またレベル指示アクチュエータ４５０には、ピストン４５２とカートリッジ本体４０２の間に配置されて、画像形成物質室４１０内に蒸気（およびインク）を封じ込めるアクチュエータ蒸気シール４５６も設けられ得る。ピストン４５２の周囲に嵌まってスリーブ４５３の内面と接触するＯリング４５８といった二次シールも設けられ得る。レベル指示アクチュエータ４５０には、ピストン４５２と接触し、当該ピストンを第１の位置へ（すなわち、画像形成物質室４１０の外へ）押し出すように構成されるアクチュエータ付勢部材（ばね４６０）が設けられることが好ましい。このようにして、ユーザがアクチュエータピストン４５２を「Ｐ」方向に押し下げ、それから当該ピストンを離した後、このピストンは第１の位置に戻ることになる。ピストン４５２は、スリーブ１５３の内面上に支持されてピストンの境界画定スロット１５９内に嵌まるピン１５７（図４）と同じような抑止部材によってスリーブ４５３内に固定され得る。図１１に示すレベル指示アクチュエータ４５０の実施形態に加えて、トナーカートリッジに関して上述したレベル指示アクチュエータの他の実施形態のいずれをもインクカートリッジの実施形態に用いることができる。
【００３７】
　図１１のインクレベル指示システム４９０はまた、カートリッジ本体４０２によって支持され、（インクレベル指示アクチュエータ４５０の作動に起因する）インク室４１０内の押し退けられた蒸気体積に応答するインクレベル指示器４３０も備える。このインクレベル指示器は、上述した画像形成物質レベル指示器（例えば図３ないし図５のレベル指示器１３０、図７および図８の指示器２３０、図１０のレベル指示器３３０、およびレベル指示器５３０（図１２））のいずれかの形態をとることができる。図示のように、図１１のインクレベル指示器４３０は、図３のトナーレベル指示器１３０と同様に構成される。すなわち、図１１のインクレベル指示器４３０は、インクカートリッジ本体４０２に移動可能に支持される細長の部材４３２を含み得る。この細長の部材４３２は、画像形成物質室４１０に露出した第１の端部４４５を有し、当該画像形成物質室４１０内の圧力上昇によりカートリッジ本体４０２内で移動するようになっている。このタイプの移動は、図３の指示器１３０に関して上述しており、概して、図３のアクチュエータ１５０に関して上述したようにアクチュエータ４５０を第１の位置から第２の位置へ移動させたことにより室４１０内で押し退けられた蒸気体積に応答した移動である（図４、図６Ａおよび図６Ｂに関するアクチュエータ１５０の説明を参照）。ピストン４５２と同様に、インクレベル指示器４３０は、細長の部材４３２とカートリッジ本体４０２の間に配設され、それによって画像形成物質室４１０内に蒸気（およびインク）を封じ込める指示器蒸気シール４３６を含み得る。インクレベル指示器４３０は、カートリッジ本体４０２によって支持される指示器スリーブ４３３をさらに含み得る。指示器スリーブ４３３は、細長の部材４３２を受け取り、かつ当該細長の部材を画像形成物質室４１０内に支持する。スリーブ４３３の底の開口４３４は、室４１０内の圧力上昇に応答して、室４１０内の蒸気がスリーブ４３３によって画定される中央の穴に流入することを可能にする。このスリーブ４３３内への蒸気の移動により、細長の部材４３２は第１の位置（図１１に示す）から第２の位置（図６Ａおよび図６Ｂに示した細長の部材１３２と同様）へ「Ｘ」方向に移動する。開口４３４は、細長の部材４３２が第１の位置（すなわち図１１に示す位置）へ戻る際に、蒸気がスリーブ４３３の中央の穴から室４１０内へ移動することも可能にする。レベル指示器４３０には、細長の部材４３２と接触し、当該細長の部材を第１の位置へ（すなわち、画像形成物質室４１０内に）押し込むように構成される指示器付勢部材（ばね４４０）が設けられることが好ましい。図示のように、ばね４４０は、カートリッジ本体４０２と、細長の部材４３２の底に取り付けられたフランジ４４５とに対して作用する。このようにして、ユーザがアクチュエータピストン４５２を第２の位置（図４のアクチュエータ１５２ａと同様の「押し下げ」位置）から離した後、細長の部材４３２は第１の位置（図１１に示す）に戻ることになる。細長の部材４３２は、フランジ４４５といった抑止部材によってスリーブ４３３内に固定され得る。
【００３８】
　トナー室１１０内の圧力上昇に抗して図３のトナーカートリッジ１００内にトナーを封じ込める傾向のあるシール１１６（図３）および１１６Ａ（図１３）と同様に、図１１のインクカートリッジ４００は、同様のシールを備えて、インクレベルアクチュエータ４５０が作動された際にインク室４１０内に液体インクを封じ込めることが好ましい。かかるシールの一例を図１５Ａおよび図１５Ｂに示す。図１５Ａに示すように、インクカートリッジ６００は、インク出口６５８を画定するインクカートリッジ本体６０２を有する。インク出口６５８は、インク室６１０内の液体インクがインク室６１０からインク分配システム（図示せず）に渡されることを可能にし、それによって液体インクが画像形成媒体に塗布されることを可能にする。図１５Ａに示す実施形態において、インクレベル指示装置は、インクレベル指示アクチュエータ６５０と連絡し、このインクレベル指示アクチュエータ６５０がインク室６１０内の蒸気体積を押し退けるとインク出口６５８をシールするように構成されるインク出口シール６８０を備える。より具体的には、インクレベル指示装置は、ピストン６５２を含むインクレベル指示アクチュエータ６５０を備える。ピストン６５２は、インクカートリッジ本体６０２に支持され、（図１５Ａに示すような）第１の位置から（図１５Ｂに示すような）第２の位置へ移動可能である。ピストン６５２は、第１の位置（図１５Ａ）から第２の位置（図１５Ｂ）へ移動すると、インク室６１０内に移動し、それによってインク室６１０内の蒸気体積を押し退ける。これによりインクレベル指示器（図１１の４３０など）が、室６１０内の圧力上昇に応答して作動され、よって室６１０内のインクレベルの指示を与える。
【００３９】
　アクチュエータピストン６５２は、シール６５３（Ｏリングなど）によってカートリッジ本体６２０に対してシールされ、それによってインク室６１０とインクカートリッジ６００の外側の周囲環境「ＡＡ」との間で空気／液体シールを維持することができる。さらに、インクカートリッジ６００には、インク出口シール６８０が設けられて、レベルアクチュエータ６５０の作動によりインク室６１０内の圧力が上昇した際に、液体インクがインク出口６５８から「Ｆ」方向（図１５Ａ）に流出することを軽減することができる。図１５Ａおよび図１５Ｂに示す実施形態において、インク出口シール６８０は、ピストン６５２に接続された可動シーリング部材６６２を備える。この可動シーリング部材６６２は、ピストン６５２が第１の位置（図１５Ａ）にあるときにインク出口開口６５８と整合し、ピストン６５２が第２の位置（図１５Ｂ）にあるときはインク出口６５８との整合位置から外れ、それによってインク出口６５８をシールするように構成される開口６５７を含む。シーリング部材６６２は、接続部材６５５を介して作動ピストン６５２に接続され得る。さらに、インク出口シール６８０は、付勢部材（ばね６６０など）を備えて、（通常の使用中に液体インクがインク室６１０から流出できるように）シーリング部材６６２を開放位置に付勢することができる。
【００４０】
　本発明の別の実施形態は、画像形成物質カートリッジ（例えば、図３のカートリッジ１００のようなトナーカートリッジ、または図１１のカートリッジ４００のようなインクカートリッジ）内の画像形成物質（例えばトナーまたは液体インク）の近似レベルを求める方法を提供する。画像形成物質カートリッジは、容積によって規定され、少なくとも部分的に蒸気（空気および／または画像形成物質から発生する蒸気など）によって占められる実質的に密閉された画像形成物質室（例えば、図３のトナー室１１０、または図１１のインク室４１０）を画定することが好ましい。本方法は、画像形成物質室（例えば室１１０（図３）または４１０（図１１））の容積を一時的に減少させることであって、それによって、画像形成物質室内の蒸気の圧力上昇を生じさせる、一時的に減少させることを含む。この一例は、図６Ａおよび図６Ｂに関して上述しており、ピストン１５２の室１１０内への移動により室１１０内の圧力上昇が生じた。本方法は、（上述のレベル指示器１３０、２３０、３３０、４３０のいずれかの使用などにより）画像形成物質室内の蒸気の圧力上昇を測定することをさらに含む。本方法は次に、画像形成物質室内の蒸気の測定した圧力上昇を表示することを含む。上述したように、測定した圧力上昇（よってカートリッジ内の画像形成物質のレベルの近似）は、図３、図５、図１０および図１１の「ポップアップ」型の細長の部材１３２、３３２および４３２、ならびに図７、図８および図１２の２３２および５３２などの「摺動部材」といった視覚的な指示器の使用による目視検査のために表示することができる。
【００４１】
　本方法は、画像形成物質室（例えば室１１０、２１０、３１０、４１０、５１０、６１０）内の蒸気の測定した圧力上昇を画像形成物質室内の画像形成物質の近似レベルと相関させることをさらに含み得る。例えば、（図３のトナー室１１０内の圧力上昇を測定する役割を果たす）細長の部材１３２は、（図５のように）「Ｆ」ないし「Ｅ」の印と相関し、（図３のレベル指示器１３０が測定したような）測定した圧力の相関関係を提供して、画像形成物質室１１０内の画像形成物質のレベルを近似することができる。同様に、（図７のトナー室２１０内の圧力上昇を測定する役割を果たす）図８の摺動部材２３２は、（図８のように）「Ｆ」ないし「Ｅ」の印と相関し、（図７のレベル指示器２３０が測定したような）測定した圧力の相関関係を提供して、画像形成物質室２１０内の画像形成物質のレベルを近似することができる。
【００４２】
　本方法はさらに、体積押し退け要素を画像形成物質室内へ一時的に移動させることによって画像形成物質室の容積を一時的に減少させるようになっている。例えば、体積押し退け部材は、（図６Ａおよび図６Ｂに示すように）室１１０内へ移動するピストン１５２、ならびにピストン２５２（図７）、３５２（図９）および４５２（図１１）、ダイヤフラム５５２（図１４）、ならびに部材６５２（図１５Ａおよび図１５Ｂ）とすることができる。本方法において、画像形成物質室（例えば室１１０、２１０、３１０、４１０、５１０および６１０）内の蒸気の圧力上昇は、画像形成物質室内の蒸気の圧力上昇に応答して移動する感圧性可動要素（例えば細長の部材１３２、３３２および４３２、ならびに摺動要素２３２および５３２）によって測定することができる。
【００４３】
　上記発明を構造的特徴および方法的特徴に関して多少具体的な文言で記載してきたが、本明細書中に開示した手段は本発明を実施する好ましい形態を構成するものであるため、本発明は図示および説明した具体的な特徴に制限されないことが理解されるべきである。したがって本発明は、均等論に従って適切に解釈される併記の特許請求項の適切な範囲内の形態または変更のいずれにおいても請求される。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】トナーカートリッジを用いる画像形成装置を示す概略正面図（front elevation schematic）である。
【図２】図１に示した、本発明の一実施形態によるトナーレベル指示装置を有するトナーカトリッジの一部を示す等角図である。
【図３】図２のトナーカートリッジを示す側面断面図である。
【図４】図３のトナーカートリッジにおいて用いられるレベル指示装置を示す詳細図である。
【図５】図４のトナーレベル指示装置において用いられるトナーレベル指示器の変形を示す詳細側面図（side elevation detail diagram）である。
【図６Ａ】画像形成カートリッジ内にトナーが比較的高いレベルで存在する場合に図４のレベル指示装置がどのように動作するかを示す概略側面図である。
【図６Ｂ】画像形成カートリッジ内にトナーが比較的低いレベルで存在する場合に図４のレベル指示装置がどのように動作するかを示す概略側面図である。
【図７】本発明の別の実施形態によるトナーレベル指示装置を有するトナーカートリッジを示す正面断面図である。
【図８】図７のトナーレベル指示装置において用いられるトナーレベル指示器を示す平面図である。
【図９】本発明によるトナーレベル指示装置において用いることができるトナーレベル指示アクチュエータを示す側面断面図である。
【図１０】本発明による画像形成物質レベル指示装置において用いることができるトナーレベル指示器を示す側部断面図である。
【図１１】本発明の一実施形態によるインクレベル指示装置を有するインクカートリッジの側面断面図である。
【図１２】図４のトナーレベル指示装置において用いることができるトナーレベル指示器の変形を示す詳細側面図である。
【図１３】トナーカートリッジの光感光体のところで用いることができるシールを示す詳細側面図である。
【図１４】図４のトナーレベル指示装置において用いることができるトナーレベル指示アクチュエータの変形を示す詳細側面図である。
【図１５Ａ】本発明の一実施形態によるインクレベル指示アクチュエータを有するインクカートリッジの側面断面図を示す。
【図１５Ｂ】本発明の一実施形態によるインクレベル指示アクチュエータを有するインクカートリッジの側面断面図を示す。
【符号の説明】
【００４５】
１００　画像形成物質カートリッジ
１０２　カートリッジ本体
１１０　画像形成物質室
１３０　画像形成物質レベル指示器
１５０　レベル指示アクチュエータ
【図１】
2004070360.tif 000003
【図２】
2004070360.tif 000004
【図３】
2004070360.tif 000005
【図４】
2004070360.tif 000006
【図５】
2004070360.tif 000007
【図６Ａ】
2004070360.tif 000008
【図６Ｂ】
2004070360.tif 000009
【図７】
2004070360.tif 000010
【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５Ａ】
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【図１５Ｂ】
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