(57)【要約】本開示は、インクジェットプリントシステムにインクを供給する、交換可能なインク容器に関する。インクジェットプリントシステムは、複数のプリントモードを有し、それぞれのプリントモードは、それに関連するインク使用速度を有する。交換可能なインク容器は、プリントモード制御情報を含む情報記憶装置を含む。交換可能なインク容器をインクジェットプリントシステム内に取り付けることによって、プリントモード制御情報をインクジェットプリントシステムに提供することができる。このプリントモード制御情報をプリントシステムが用いて、交換可能なインク容器内の利用可能なインクを基にして、複数のプリントモードからプリントモードを選択する。【選択図】図１１
2004535311.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のプリントモードを有し、各プリントモードは関連するインク使用速度を有するインクジェットプリントシステムにインクを供給する交換可能なインク容器であって、
プリントモード制御情報を含む情報記憶装置であって、前記交換可能なインク容器を前記インクジェットプリントシステム内に取り付けることによって、前記交換可能なインク容器内の利用可能なインクを基にして前記複数のプリントモードからプリントモードを選択するための前記プリントモード制御情報が前記インクジェットプリントシステムに提供される、情報記憶装置、
を備えている、交換可能なインク容器。
【請求項２】
前記複数のプリントモードが、第１のインク使用速度での第１のプリントモードと、前記第１の使用速度とは異なる第２のインク使用速度での第２のプリントモードとを含み、前記プリントモード制御情報が、前記交換可能なインク容器内のインクレベルを基にして、前記第１のインク使用速度と前記第２のインク使用速度のうちの一方を指定する、請求項１に記載の交換可能なインク容器。
【請求項３】
前記交換可能なインク容器が、該交換可能なインク容器内のインクレベルとともに変化するインク抽出特性を有する、請求項１に記載の交換可能なインク容器。
【請求項４】
前記交換可能なインク容器が、該インク容器内のインクレベルとともに変化するインク使用量を基にしたゲージ圧特性を有する、請求項１に記載の交換可能なインク容器。
【請求項５】
前記交換可能なインク容器を前記インクジェットプリントシステム内に取り付けることによって、前記プリントシステムから異なるインク使用速度を選択するための前記プリントモード制御情報が前記インクジェットプリントシステムに提供される、請求項１に記載の交換可能なインク容器。
【請求項６】
前記情報記憶装置が半導体記憶装置である、請求項１に記載の交換可能なインク容器。
【請求項７】
第１のインク使用速度での第１のプリントモードと、前記第１の使用速度とは異なる第２のインク使用速度での第２のプリントモードとを有するインクジェットプリントシステムにインクを供給する、交換可能なインク容器であって、
前記インク容器内のインクレベルとともに変化するインク抽出特性を有する、インクを収容するインク槽と、
前記インク容器内のインクレベルを基にして前記第１のプリントモードと前記第２のプリントモードのうちの一方を選択する制御情報を記憶する情報記憶装置と、
を備えている、交換可能なインク容器。
【請求項８】
前記抽出特性が、前記交換可能なインク容器内の対応するインクレベルについての使用速度の仕様である、請求項７に記載の交換可能なインク容器。
【請求項９】
前記抽出特性が、前記交換可能なインク容器の動的背圧特性である、請求項７に記載の交換可能なインク容器。
【請求項１０】
前記交換可能なインク容器が、該交換可能なインク容器内のインクレベルとともに変化するインク抽出特性を有する、請求項７に記載の交換可能なインク容器。
【請求項１１】
前記交換可能なインク容器が、該インク容器内のインクレベルとともに変化するインク使用量を基にしたゲージ圧特性を有している、請求項７に記載の交換可能なインク容器。
【請求項１２】
前記情報記憶装置が半導体記憶装置である、請求項７に記載の交換可能なインク容器。
【請求項１３】
第１のインク使用速度での第１のプリントモードと、前記第１の使用速度よりも低い第２のインク使用速度での第２のプリントモードとを有するインクジェットプリントシステムにインクを供給する、交換可能なインク容器であって、
前記インク容器内のインクレベルとともに変化するインク使用量を基にしたゲージ圧特性を有する、インクを収容するインク槽と、
そのレベルより下では前記インクジェットプリントシステムが前記第１のプリントモードから前記第２のプリントモードに切り替わる、前記インク容器内のしきい値インクレベルを指定する情報を記憶する情報記憶装置と、
を備えている、交換可能なインク容器。
【請求項１４】
前記情報記憶装置に電気的に接続された複数の電気接点をさらに含み、該電気接点は、前記インクジェットプリントシステムに関連する対応する電気接点に係合して、前記交換可能なインク容器と前記インクジェットプリントシステムとの間で前記しきい値インクレベルを指定する情報を伝達するよう構成されている、請求項１３に記載の交換可能なインク容器。
【請求項１５】
前記電気的記憶装置が半導体記憶装置である、請求項１３に記載の交換可能なインク容器。
【請求項１６】
所与のインク使用速度について、前記インク槽が、該インク槽内の第１のインクレベルについての第１のゲージ圧と、前記インク槽内の第２のインクレベルについての第２のゲージ圧とを有し、前記第２のインクレベルは前記第１のインクレベルよりも低く、前記第２のゲージ圧は前記第１のゲージ圧よりも高い、請求項１３に記載の交換可能なインク容器。
【請求項１７】
インクレベルとともに変化するインク供給特性を有する交換可能なインク容器内のインクレベルを求めるステップと、
プリントシステムのインク使用速度を変更するプリンタ特性を決定するステップと、
前記プリントシステムの使用速度が前記インク供給特性に対応するように、前記求めたインクレベルと前記決定したプリンタ特性とを基にして、プリントシステムの動作特性を調整するステップと、
を含む、プリントシステムの動作方法。
【請求項１８】
前記交換可能なインク容器内のインクレベルを求めるステップが、インク使用量を追跡することによって実施される、請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
前記プリンタ特性を決定することは、前記交換可能なインク容器上の情報記憶装置に対してプリンタ特性を検索することである、請求項１７に記載の方法。
【請求項２０】
前記プリントシステムの動作特性を調整することは、プリントモードを、異なるインク使用速度を有するプリントモードに変更することである、請求項１７に記載の方法。
【請求項２１】
対応するインク使用速度をそれぞれ有する複数のプリントモードを有するインクジェットプリントシステムにおいて使用するための交換可能なインク容器の製造方法であって、
情報記憶装置にプリントモード制御情報を記憶するステップと、
前記情報記憶装置を前記交換可能なインク容器に取り付けるステップであって、前記交換可能なインク容器を前記インクジェットプリントシステム内に取り付けることによって、前記交換可能なインク容器内の利用可能なインクを基にして前記複数のプリントモードからプリントモードを選択するための前記プリントモード制御情報が、前記インクジェットプリントシステムに提供される、ステップと、
を含む方法。
【請求項２２】
前記プリントモード制御情報を記憶することが、前記交換可能なインク容器内のインクレベルを基にして、第１のインク使用速度と第２のインク使用速度のうちの一方を指定する情報を記憶することである、請求項２１に記載の方法。
【請求項２３】
前記情報記憶装置が半導体メモリデバイスである、請求項２１に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、交換可能なプリント構成要素を利用するインクジェットプリントシステムに関する。特に、本発明は、プリントシステムに情報を提供する電気的記憶装置を含む交換可能なプリント構成要素に関する。
【背景技術】
【０００２】
インクジェットプリンタは、紙等のプリント媒体を横切って左右に動かされる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しばしばである。プリントヘッドがプリント媒体を横切って動かされるときに、プリント媒体上にインク滴を堆積してすなわち射出して画像およびテキストを形成するよう、制御システムがプリントヘッドを作動する。プリントヘッドには、インク供給源によってインクが供給される。インク供給源は、キャリッジによって保持されるか、プリントシステムに搭載されてキャリッジとともに動くことはないかの、どちらかである。インク供給源がキャリッジによって保持されない場合については、インク供給源を断続的にまたは常にプリントヘッドに接続して、プリントヘッドを補充することができる。どちらの場合も、インク容器やプリントヘッド等の交換可能なプリント構成要素は、定期的な交換が必要である。インク供給源は、枯渇すると交換される。プリントヘッドは、プリントヘッド寿命の終わりに交換される。
【０００３】
本発明の譲受人に譲渡された、「Replaceable Part With Integral Memory For Usage, Calibration And Other Data」という名称の米国特許出願第０８／５８４，４９９号において説明されているもの等、プリンタ構成要素の交換と同時にプリンタのパラメータを変更することが望ましいことがしばしばである。特許出願第０８／５８４，４９９号は、交換可能な部品に関するパラメータを含むメモリデバイスを使用することを開示している。交換可能な部品を取り付けることによって、プリンタが交換可能な部品のパラメータにアクセスし、それによって高いプリント品質を保証することができる。メモリデバイスを交換可能な部品に組み込んで、その交換可能な構成要素内のそのメモリデバイスに交換可能な部品のパラメータを記憶することによって、プリントシステム内に取り付けるとプリントシステムがそのようなパラメータを確認することができる。このようにプリンタのパラメータを自動更新することによって、ユーザは、交換可能な構成要素が新しく取り付けられるたびにプリンタのパラメータを更新する必要がなくなる。プリンタのパラメータを、交換可能な構成要素のパラメータで自動更新することによって、高いプリント品質が保証される。さらに、このようにパラメータを自動更新すると、インク供給源が枯渇した後の動作や、不適切なまたは適合しないプリンタ構成要素での動作等、不適切な動作のために、プリンタが不注意で損傷してしまうことがないことが保証される傾向がある。
【発明の開示】
【０００４】
本発明の一態様は、インクジェットプリントシステムにインクを供給する、交換可能なインク容器である。インクジェットプリントシステムは、複数のプリントモードを有し、それぞれのプリントモードは、それに関連するインク使用速度を有する。交換可能なインク容器は、プリントモード制御情報を含む情報記憶装置を含む。交換可能なインク容器をインクジェットプリントシステム内に取り付けることによって、プリントモード制御情報をインクジェットプリントシステムに提供することができる。このプリントモード制御情報をプリントシステムが用いて、交換可能なインク容器内の利用可能なインクに基づいて、複数のプリントモードからプリントモードを選択する。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００５】
図１は、カバーを開けた状態で示されている、収容ステーション１４内に取り付けられた少なくとも１つの交換可能なインク容器１２を含む、プリントシステム１０の例示的な一実施形態の斜視図である。交換可能なインク容器１２を収容部１４内に適切に取り付けると、交換可能なインク容器１２から少なくとも１つのインクジェットプリントヘッド１６にインクが供給される。インクジェットプリントヘッド１６は、プリンタ部１８からの作動信号に応答して、プリント媒体上にインクを堆積する。プリントヘッド１６からインクが射出されると、プリントヘッド１６にはインク容器１２からインクが補充される。
【０００６】
例示的な一実施形態において、交換可能なインク容器１２、収容ステーション１４、およびインクジェットプリントヘッド１６はそれぞれ、プリント媒体２２に関して動かされてプリントを行う走査キャリッジの一部である。プリンタ部１８は、プリント媒体２２を受け取る媒体トレイを含む。プリント媒体２２がプリントゾーンを通って進むにつれて、走査キャリッジ２０は、プリント媒体２２に対してプリントヘッド１６を動かす。プリンタ部１８は、プリントヘッド１６を選択的に作動して、プリント媒体２２上にインクを堆積し、それによってプリントを行う。
【０００７】
走査キャリッジ２０は、走査機構上のプリントゾーンを通って動かされる。走査機構は摺動ロッド２６を含み、走査キャリッジ２０は、走査軸を通って動くときに、走査ロッド２６上を摺動する。位置決め手段（図示せず）を用いて、走査キャリッジ２０を精密に位置決めする。さらに、紙前進機構（図示せず）を用いて、走査キャリッジ２０が走査軸に沿って動くときにプリントゾーンを通ってプリント媒体２２を進める。走査キャリッジ２０には、リボンケーブル２８等の電気的リンクによってプリントヘッド１６を選択的に作動させる電気信号が供給される。
【０００８】
図１に示すインクジェットプリントシステム１０は、インク容器１２を収容するよう構成されている。インク容器１２は、インク容器内のインクレベルとともに変化する、インク抽出特性を有する。このようなインク抽出特性は、一般的に、インク容器１２のサイズとともに変化する。例示的なインク抽出特性の１つは、インク容器１２内での背圧特性である。インク容器１２からインクが抽出されるにつれて、インク容器１２内の背圧は変化する。この背圧の変化は、プリントシステム１０内で適切に補償しなければ、プリントシステム１０についてのさまざまな問題につながる可能性がある。このような問題には、少数の例を挙げれば、背圧が過大であることによるプリント品質の低下、空気を吸い込んでしまいインク容器１２内に取り残されるインクが増えることによるプリントヘッドの信頼性の低下、等が含まれる。
【０００９】
本発明の一態様は、交換可能なインク容器１２上にインク抽出特性を記憶する方法および装置である。抽出特性を用いて、プリンタ部１０の動作パラメータを更新する。プリントシステム１０は、このような抽出特性を利用してこのような特性を補償し、インク容器１２からインクをより十分に抽出しながら、高いプリント品質を達成する。
【００１０】
例えば、所与の抽出速度に関し、インク容器１２内のインクレベルとともにインク抽出特性が変化する場合において、インク容器１２からインクが抽出されるにつれて、背圧は高くなる。したがって、この抽出特性を適切に補償しなければ背圧が最高になり、その結果インク容器１２内でインクが出られずに残ってしまう低インクレベルにおいては、プリントシステム１０はインクを抽出することができない。インク容器１２内でインクが出られずに残ってしまうと、その結果、インクが無駄になり、１ページ当たりのプリントコストが高くなり、出られずに残るインクが廃棄物の流れに入ってしまう。
【００１１】
交換可能なインク容器１２のそれぞれに、電気的記憶装置が関連している。電気的記憶装置は、その特定の交換可能なインク容器１２に関係するインク抽出情報を含む。交換可能なインク容器１２をプリンタ部１０内に取り付けることによって、電気的記憶装置とプリンタ部１８との間でインク抽出情報を転送することができ、高いプリント品質を保証するとともに、交換可能なインク容器１２からのインク抽出を改良する。プリントシステム１０に提供される情報には、とりわけ、そのインク容器１２内でのさまざまな量のインクについてのインク抽出速度を指定する情報が含まれる。プリントシステム１０は、このような抽出特性を用いて、インク容器１２内に残っているインクを基にして、適切な抽出速度を選択する。インク容器１２からのインクが用いられるにつれてインク抽出速度を調整することによって、プリントシステム１０は、プリントシステム１０に関する問題を招くことなく、インク容器１２からより十分にインクを抽出することができる。本発明の技術については、図１０〜１２に関してより詳細に説明する。この技術を説明する前に、まずプリントシステム１０をより詳細に説明するのが有用であろう。
【００１２】
図１に示すプリントシステム１０は、走査キャリッジ２０上に搭載されたインク容器１２を利用するが、本発明は他のタイプのプリントシステム構成にも等しく好適である。そのような構成の１つは、交換可能なインク容器１２が走査キャリッジ２０から離れて搭載される場合のものである。または、プリントヘッド１６とインク容器１２とを、走査キャリッジ２０に搭載される一体型のプリントカートリッジに組み込んでもよい。最後に、プリントシステム１０は、ファクシミリ機、郵便料金計器、織物へのプリント装置、および、ディスプレイや屋外標識に用いるのに好適なフォーマットの大きなタイプのプリントシステム等、幅広くさまざまな用途に用いてもよい。
【００１３】
図２は、図１に示す本発明のインクジェットプリントシステム１０を簡略化し概略的に表す図である。図２は、単一のインク容器１２に接続された単一のプリントヘッド１６を説明するために簡略化している。
【００１４】
本発明のインクジェットプリントシステム１０は、プリンタ部１８とインク容器１２とを含む。インク容器１２は、プリンタ部１８に収容されるように構成されている。プリンタ部１８は、インクジェットプリントヘッド１６とコントローラ２９とを含む。インク容器１２をプリンタ部１８に適切に挿入すると、インク容器１２とプリンタ部１８との間に電気的および流体的結合が確立される。流体的結合によって、インク容器１２内に貯蔵されているインクをプリントヘッド１６に供給することができる。電気的結合によって、インク容器１２上に配置された電気的記憶装置８０とプリンタ部１８との間で情報を伝達することができる。インク容器１２とプリンタ部１８との間で情報をやりとりするのは、プリンタ部１８の動作が交換可能なインク容器１２内に収容されるインクと適合し、それによって高いプリント品質と信頼性の高いプリントシステム１０の動作とを達成することを保証するためである。
【００１５】
コントローラ２９はとりわけ、プリンタ部１８と交換可能なインク容器１２との間での情報の転送を制御する。さらに、コントローラ２９は、プリント媒体上にインクを選択的に堆積するようにプリントヘッドを作動するための、プリントヘッド１６とコントローラ２９との間での情報の転送を制御する。さらに、コントローラ２９は、プリントヘッド１６とプリント媒体との相対運動を制御する。コントローラ２９は、プリントシステム１０とホストコンピュータ等のホスト装置（図示せず）との間での情報の転送の制御等、さらなる機能を果たす。
【００１６】
プリントシステム１０がプリント媒体上に高品質の画像を提供することを保証するためには、コントローラ２９の動作が、プリンタ部１８内に取り付けられた特定の交換可能なインク容器１２を補償することが必要である。コントローラ２９は、電気的記憶装置８０が提供する各パラメータを利用して、プリンタ部１８内に取り付けた特定の交換可能なインク容器１２を補償して、信頼性の高い動作を保証し、高品質のプリント画像を保証する。
【００１７】
例えば、交換可能なインク容器１２に関連する電気的記憶装置８０に記憶してもよいさらなる情報としては、少数の例を挙げれば、初期インク体積、現在のインク体積、およびインク容器１２の設定情報を指定する情報が含まれてもよい。抽出特性に関係する、電気的記憶装置８０上に記憶される個々の情報については、以下でより詳細に説明する。
【００１８】
図３は、収容ステーション１４内に適切に取り付けられた１対の交換可能なインク容器１２を示す、走査キャリッジ２０の一部の斜視図である。インクジェットプリントヘッド１６は、収容ステーション１４に液通している。好ましい実施形態において、図１に示すインクジェットプリントシステム１０は、３つの別個のインクカラーを収容する３色のインク容器と、単一のインクカラーを収容する第２のインク容器とを含む。この好ましい実施形態において、３色のインク容器は、シアン、マゼンタ、およびイエローのインクを収容し、単色のインク容器はブラックのインクを収容して、４色プリントを行う。交換可能なインク容器１２は、別の方法で仕切って、３つよりも少ないインクカラーを収容してもよく、または、より多くが必要であれば、３つよりも多いインクカラーを収容してもよい。例えば、高忠実度プリントの場合には、６つまたはそれよりも多くのカラーを用いてプリントを行うことがしばしばである。
【００１９】
簡単のために、図３に示す走査キャリッジ部２０は、単一のプリントヘッド１６に液通して示す。好ましい実施形態において、４つのインクジェットプリントヘッド１６が、それぞれ収容ステーション１４に液通している。この好ましい実施形態において、４つのプリントヘッドはそれぞれ、交換可能なインク容器内に収容された４つのカラーのインクのそれぞれに液通している。したがって、シアン、マゼンタ、イエロー、およびブラックのプリントヘッド１６の各々は、対応するシアン、マゼンタ、イエロー、およびブラックのインク供給源にそれぞれ結合している。４つよりも少ないプリントヘッドを利用する、他の構成もまた可能である。例えば、プリントヘッド１６は、プリントヘッド１６を適切に仕切ることによって１つよりも多くのインクカラーをプリントするよう構成されて、第１のインクカラーを第１の群のインクノズルに供給でき、第２のインクカラーを、第１の群とは異なる第２の群のインクノズルに供給できるようにしてもよい。このようにして、単一のプリントヘッド１６を用いて１つよりも多くのインクカラーをプリントし、４つよりも少ないプリントヘッド１６が４色プリントを行えるようにしてもよい。交換可能なインク容器１２のそれぞれとプリントヘッド１６との間の流体経路については、図４に関してより詳細に説明する。
【００２０】
交換可能なインク容器１２はそれぞれ、交換可能なインク容器１２を収容ステーション１４に固定するラッチ３０を含む。好ましい実施形態における収容ステーション１４は、交換可能なインク容器１２上の対応するキーイング機構（図示せず）と相互作用する、１組のキー３２を含む。交換可能なインク容器１２上のキーイング機構は、収容ステーション１４上のキー３２と相互作用して、交換可能なインク容器１２が収容ステーション１４に適合することを保証する。
【００２１】
図４は、図２に示す走査キャリッジ部２０の側面図である。走査キャリッジ部２０は、収容ステーション１４内に適切に取り付けて示すインク容器１２を含む。インク容器１２が収容ステーション１４内に適切に取り付けられることによって、交換可能なインク容器１２とプリントヘッド１６との間の液通を確立する。
【００２２】
交換可能なインク容器１２は、１つまたはそれよりも多くのインクを収容する槽部３４を含む。好ましい実施形態において、３色の交換可能なインク容器１２は、それぞれ異なるカラーのインクを収容する、３つの別個のインク格納槽を有する。この好ましい実施形態において、モノクロの交換可能なインク容器１２は、単一のカラーのインクを収容する単一のインク槽３４である。
【００２３】
好ましい実施形態において、槽３４内には、毛管貯留（capillary storage）部材（図示せず）が配置されている。毛管貯留部材は、インクを保持して、インク容器１２をプリントシステム１０に挿入する間およびそこから取り外す間、槽３４からインクが漏れないようにするのに十分な毛管作用を有する、多孔性部材である。この毛管力は、温度変化や圧力変化等、幅広くさまざまな環境条件にわたって、インク槽３４からインクが漏れないようにするのに、十分大きくなければならない。さらに、毛管部材の毛管作用は、インク槽がどのような向きになっていても、かつ、通常の取扱い中にインク容器が受ける可能性のある適度な量の衝撃および振動に対しても、インク槽３４内にインクを保持するのに十分である。好ましい毛管貯留部材は、本発明の譲受人に譲渡され、参照により本明細書に援用される、「Ink Reservoir for an Inkjet Printer」という名称の、１９９９年１０月２９日出願の代理人整理番号第１０９９１４０７号の米国特許出願第０９／４３０，４００号において説明されている、熱融着したポリマー繊維の網状組織である。
【００２４】
インク容器１２は、いったん収容ステーション１４内に適切に取り付けられると、流体相互接続３６を介してプリントヘッド１６に液通する。プリントヘッド１６が作動すると、射出部３８からインクが射出され、背圧と呼ばれることもある負のゲージ圧をプリントヘッド１６内に発生する。ゲージ圧とは、インク容器内で測定される、大気圧と比較した圧力である。プリントヘッド１６内のこの負のゲージ圧は、インク槽３４内に配置された毛管部材に起因する毛管力に打ち勝つのに十分である。この背圧によって、インクが交換可能なインク容器１２からプリントヘッド１６に引き出される。このようにして、プリントヘッド１６には、交換可能なインク容器１２によって供給されるインクが補充される。
【００２５】
流体相互接続３６は、好ましくは、上向きにインク容器１２内へと延び下向きにインクジェットプリントヘッド１６へと延びる、直立したインク管である。図４において、流体相互接続３６は非常に簡略化して示す。好ましい実施形態において、流体相互接続３６は、走査軸に沿ったプリントヘッド１６の配置のオフセットを見込み、それによって、対応する交換可能なインク容器１２からオフセットしてプリントヘッド１６を配置できるようにするマニホルドである。好ましい実施形態において、流体相互接続３６は、槽３４内に延びて毛管部材を圧縮し、それによって、流体相互接続３６に隣接して毛管作用が増大した領域を形成する。この毛管作用が増大した領域は、流体相互接続３６に向かってインクを引き出し、それによって、インクが流体相互接続３６を通ってプリントヘッド１６へと流れることができるようにするのに役立つ。
【００２６】
交換可能なインク容器１２はさらに、ガイド機構４０、係合機構４２、ハンドル４４、およびラッチ機構３０を含む。これらによって、インク容器１２を収容ステーション１４に挿入して、プリントヘッド１６との信頼性の高い流体相互接続を行うとともに、交換可能なインク容器１２と走査キャリッジ２０との間の信頼性の高い電気相互接続を行うことができる。
【００２７】
収容ステーション１４は、ガイドレール４６、係合機構４８、およびラッチ係合機構５０を含む。ガイドレール４６は、ガイドレール係合機構４０および交換可能なインク容器１２と協働して、インク容器１２を収容ステーション１４内へと案内する。いったん交換可能なインク容器１２が収容ステーション１４に完全に挿入されると、交換可能なインク容器に関連する係合機構４２が、収容ステーション１４に関連する係合機構４８に係合し、交換可能なインク容器１２の前端すなわち先端を収容ステーション１４に固定する。次にインク容器１２が押し下げられ、収容ステーション１４に関連するばね式付勢部材５２を圧縮し、ついには収容ステーション１４に関連するラッチ係合機構５０が、ラッチ部材３０に関連するフック機構５４に係合し、インク容器１２の後端すなわち終端を収容ステーション１４に固定する。インク容器１２上の各機構が収容ステーション１４に関連する各機構と協働することによって、交換可能なインク容器１２と収容ステーション１４との間の適切な挿入および機能的接続を可能にする。次に、図４に関して収容ステーション１４をより詳細に説明する。
【００２８】
図５は、切り離して示されている、インク容器収容ステーション１４の正面側から見た斜視図である。図５に示す収容ステーション１４は、単一のインクカラーを収容するインク容器１２を収容するモノクロのベイ５６と、３つの別個のインクカラーを内部に収容するインク容器を収容する３色のベイ５８とを含む。この好ましい実施形態において、モノクロのベイ５６は、ブラックのインクを収容する交換可能なインク容器１２を収容し、３色のベイは、それぞれがインク容器１２内で仕切られて別個の槽になっている、シアン、マゼンタ、およびイエローのインクを収容する、交換可能なインク容器を収容する。収容ステーション１４および交換可能なインク容器１２は、これとは異なる数の別個のインクを内部に収容するインク容器を収容する、他の構成としてベイ５６および５８を有してもよい。さらに、収容ステーション１４の収容ベイ５６および５８の数は、２個以外であってよい。例えば、収容ステーション１４は、それぞれが別個のインクカラーを収容して４色プリントを行う４つの別個のモノクロのインク容器１２を収容する、４つの別個のベイを有してもよい。
【００２９】
収容ステーション１４のベイ５６および５８はそれぞれ、そこを通って延びる直立の流体相互接続３６のそれぞれを収容する開口部６０を含む。流体相互接続３６は、インクがインク容器１２に関連する対応する液出口を出るための液入口である。それぞれの収容ベイ５６および５８にはまた、電気相互接続６２も含まれる。電気相互接続６２は、複数の電気接点６４を含む。好ましい実施形態において、電気接点６４は、収容ステーション１４の対応するベイ内に適切に取り付けた交換可能なインク容器１２との４つのばね式電気接点構成である。電気コネクタ６２のそれぞれおよび流体相互接続３６との適切な係合が、信頼性の高い方法で確立されなければならない。
【００３０】
それぞれのベイ５６および５８内の流体相互接続の両側に配置されたガイドレール４６が、インク容器１２の両側の対応するガイド機構４０に係合し、インク容器を収容ステーション内へと案内する。インク容器１２が収容ステーション１４に完全に挿入されると、収容ステーション１４の後壁６６上に配置された係合機構４８が、図４に示すインク容器１２上の対応する係合機構４２に係合する。係合機構４８は、電気相互接続６２の両側に配置されている。収容ステーション１４内には、板ばね等の付勢手段５２が配置されている。
【００３１】
図６は、本発明の交換可能なインク容器１２の底面図である。交換可能なインク容器１２は、１対の外向きに突出するガイドレール係合機構４０を含む。好ましい実施形態において、このようなガイドレール係合機構４０はそれぞれ、交換可能なインク容器１２の直立面７０と垂直な方向に、外向きに延びている。係合機構４２は、インク容器の前面すなわち前縁７２から外向きに延びている。係合機構４２は、電気的インターフェース７４の両側に配置され、交換可能なインク容器１２の底面７６に向かって配置されている。電気的インターフェース７４は、複数の電気接点７８を含み、それぞれの電気接点７８は、電気的記憶装置８０に電気的に接続されている。
【００３２】
先端７２の反対側には、終端８２がある。交換可能なインク容器１２の終端８２は、係合フック５４を有するラッチ機構３０を含む。ラッチ機構３０は、弾性を有する材料で形成されており、これによって、終端からラッチ機構が外向きに延び、それによって、係合機構を、収容ステーション１４に関連する対応する係合機構に向かって外向きに延ばすことができる。ラッチ部材３０が内向きに終端８２に向かって圧縮されると、係合機構５４が収容ステーション１４に関連する対応する係合機構５０と係合したままになってインク容器１２を収容ステーション１４内へと固定するのを保証するために、ラッチ部材は外向きに付勢力を及ぼす。
【００３３】
交換可能なインク容器１２はまた、交換可能なインク容器１２の終端上に配置したキー８４も含む。キーは、好ましくは、ラッチ３０の両側に、交換可能なインク容器１２の底面７６に向かって配置されている。キー８４は、収容ステーション１４上のキーイング機構３２と相互作用して、インク容器１２が収容ステーション１４内の正しいベイ５６および５８に挿入されることを保証する。さらに、キー８４とキーイング機構３２とは、交換可能なインク容器１２がカラーにおいても化学的性質においても適合するインクを収容しているということを、または、収容ステーション１４内の対応する収容ベイ５６および５８との適合性を保証する。
【００３４】
ハンドル部４４は、交換可能なインク容器１２の後縁８２において頂面８６上に配置されている。ハンドル部４４によって、インク容器１２を、収容ステーション１４の適切なベイに挿入する間、後縁８２においてつかむことができる。
【００３５】
インク容器１２は、交換可能なインク容器１２の底面７６に配置された開口部８８を含む。開口部８８によって、流体相互接続３６が槽３４を通って延び、内部に配置された毛管部材と係合することができる。３色の交換可能なインク容器１２の場合には、３つの液出口８８があり、それぞれの液出口は互いに異なるインクカラーに対応している。３色のチャンバの場合には、３つの流体相互接続３６はそれぞれ液出口８８のそれぞれの中へと延びて、それぞれのインクチャンバと、そのインクカラーについての対応するプリントヘッドとの間の液通を行う。
【００３６】
図７は、図５に示す収容ステーション１４におけるモノクロのベイ５６内に挿入するように配置された、モノクロのインク容器の斜視図である。図７に示すモノクロのインク容器は、底面７６に設けられている液出口８８が単一であるということを除いては、図６に示す３色のインク容器と同様である。モノクロの交換可能なインク容器１２は、単一のインクカラーを収容し、したがって、単一の対応する流体相互接続３６のみを収納して、インク容器１２から対応するプリントヘッドにインクを供給する。
【００３７】
図８は、電気的記憶装置８０と電気接点７８との非常に拡大した図である。好ましい一実施形態において、電気的記憶装置８０と電気接点とは基板８５上に搭載されている。それぞれの電気接点７８は、電気的記憶装置８０に電気的に接続されている。それぞれの電気接点７８は、基板８５によって互いから絶縁されている。好ましい一実施形態において、電気的記憶装置８０は、基板８５に搭載された半導体メモリである。好ましい実施形態において、基板８５は接着によってインク容器１２に接着結合されている。
【００３８】
好ましい一実施形態において、電源接続およびアース接続ならびにクロック接続およびデータ接続用の接点を表す、４つの電気接点７８がある。交換可能なインク容器１２をプリント部１８に挿入することによって、収容ステーション１４上の電気接点６４と交換可能なインク容器１２上の電気接点７８との間の電気的接続が確立される。電気的記憶装置８０に電源およびアースを接続した状態で、クロック信号が確立する速度で、プリント部１８と交換可能なインク容器１２との間でデータが転送される。それぞれ電気接点６４および７８によって形成される、プリンタ部１８と交換可能なインク容器１２との間の電気的接続が低抵抗接続であって、信頼性の高いデータ転送を保証する、ということが決定的に重要である。電気接点６４および７８が低抵抗接続を行わない場合には、データが適切に転送されないかもしれない、または、データが破損していたり誤っているかもしれない。したがって、インク容器１２とプリント部１８との間で信頼性の高い低抵抗接続が行われて、プリントシステム１０適切な動作を保証することが、決定的に重要である。
【００３９】
図９は、情報源またはホストコンピュータ９０に接続して示す、本発明のプリントシステム１０のブロック図を表す。ホストコンピュータ９０は、表示装置９２に接続して示す。ホスト９０は、少数の例を挙げれば、パーソナルコンピュータ、ワークステーション、またはサーバ等、データリンク９４を介してコントローラ２９に画像情報を提供するさまざまな情報源であってよい。データリンク９４は、電気的リンクや赤外線リンク等、ホスト９０とプリントシステム１０との間で情報を転送するさまざまな従来のデータリンクのうちのいずれであってよい。
【００４０】
図９に示すインク容器１２は、電気的記憶装置８０と、図６に示す３色のインク容器１２を表す３つの別個のインク供給源とを含む。３色の収容ベイ５８に適切に挿入されると、別個のインク供給源またはチャンバと、１つまたはそれよりも多くのインクジェットプリントヘッド１６との間に、液通が確立される。
【００４１】
コントローラ２９は、プリントヘッド１６とインク容器１２のそれぞれに関連する、電気的記憶装置８０に電気的に接続されている。さらに、コントローラ２９は、媒体搬送とキャリッジ２０の動きとを制御するプリンタ機構９６に電気的に接続されている。コントローラ２９は、ホスト９０、インク容器１２に関連するメモリ８０、およびプリントヘッド１６に関連するメモリ８０が提供するパラメータおよび情報を利用して、プリントを行う。
【００４２】
ホストコンピュータ９０は、プリント媒体上に画像を形成するための画像記述情報または画像データをプリントシステム１０に提供する。さらにホストコンピュータ９０は、プリントシステム１０の動作を制御するさまざまなパラメータを提供する。これは通常、プリンタ制御ソフトウェア内にあり、このプリンタ制御ソフトウェアは通常「プリントドライバ」と呼ばれる。プリントシステム１０が最高品質の画像を提供することを保証するためには、コントローラ２９の動作が、プリントシステム１０内に取り付けられた特定の交換可能なインク容器１２を補償することが必要である。交換可能なインク容器１２に特有のパラメータを提供する、それぞれの交換可能なインク容器１２に関連する電気的記憶装置８０によって、コントローラ２９が、このようなパラメータを利用してプリントシステム１０の信頼性の高い動作を保証し、高品質のプリント画像を保証することができる。
【００４３】
図１０は、インク容器１２内の背圧の大きさ対インク容器１２から抽出されるインクを表す図である。図１０に示す背圧すなわちゲージ圧は、負の圧力である。この圧力は大気圧よりも低いからである。簡単のために、インク容器内の背圧は、ゲージ圧の大きさとして、すなわちゲージ圧の負量として表される。図１０において、背圧は水柱インチで表し、抽出されるインクは立方センチメートルのインクで表す。一般的に、インク容器１２からインクが抽出されるにつれて、インク容器内の背圧すなわちゲージ圧は増大する、すなわち負の度合いが大きくなる傾向がある。図１０に示すように、背圧には２つの成分があり、静的背圧を曲線９８で表し、動的背圧を曲線１００で表す。インク容器１２内の背圧が増大するにつれて、プリントヘッド１６から射出される滴のサイズは小さくなる傾向がある。いったん背圧が直線１０２で表される最大動作背圧に達すると、さらに背圧が増大することによってプリント品質が低下してしまう。プリント品質が低下するのは、滴のサイズが変化するからである。滴のサイズの変化は、十分大きければ、出力画像を劣化させたり、プリントする画像における色合いを変化させたりしてしまう可能性がある。高背圧状態の下でプリントヘッド１６が動作する時間が長すぎる場合には、プリント品質が損なわれることに加えて、プリントヘッド１６の損傷が生じてしまう可能性がある。このプリントヘッド１６の損傷は、プリントヘッド１６を通るインク流が減少することによる、空気の取り込みまたは熱的損傷の結果生じる。
【００４４】
本発明の技術によって、インク容器内の背圧を最大動作背圧より低く維持し、プリント品質の劣化を防ぎ、プリントヘッド１６の損傷を防ぎ、インク容器１２からインクがより十分に抽出されるようにすることができる。本発明の詳細を説明する前に、まず静的背圧と動的背圧の成分を説明するのが有用であろう。静的背圧と動的背圧とはそれぞれ、プリント品質の低下をもたらす。
【００４５】
静的背圧とは、インクがインク容器１２から抽出されていないときに存在する、インク容器１２内の背圧すなわちゲージ圧である。静的背圧すなわち定常状態背圧は、プリントシステム１０がプリントしていないときにインク容器１２内に存在する。この静的背圧成分は、インク容器１２内の毛管貯留部材の毛管作用の結果生じる。好ましい実施形態において、毛管貯留部材は、自立構造を形成する繊維の網状組織である。このような繊維の網状組織は、繊維同士の間に間隔すなわち間隙を画定し、それが曲がりくねった隙間の経路を形成している。この隙間の経路は、毛管貯留部材内にインクを保持する優れた毛管作用特性を有するように形成されている。例示的な一実施形態において、毛管貯留部材内の曲がりくねった隙間の経路からインクが抽出されるときに、静的背圧は２水柱インチから約６水柱インチに増大する。
【００４６】
例示的な一実施形態において、毛管貯留部材は、ポリプロピレンのコア材料とポリエチレンテレフタレートの被覆材料とを有する、複合繊維である。この複合繊維は、David Olsen、Jeffrey Pew、およびDavid C. Johnsonへの、本発明の譲受人に譲渡されている、「Ink Reservoir For An Ink Jet Printer」という名称の、１９９９年１０月２９日出願の代理人整理番号第１０９９１４０７号の米国特許出願において、より詳細に説明されている。
【００４７】
曲線１００によって表される背圧の動的成分は、インク容器１２からのインク抽出の結果生じる、インク容器１２内の背圧である。インク容器１２からのインクが１分当たり１立方センチメートルという一定の抽出速度である曲線１００から、インク容器１２から抽出されるインクの量が増大するにつれて、背圧も増大するということがわかる。動的背圧成分は、曲線９８によって表される静的背圧成分よりも高くなる傾向がある。動的背圧成分は、毛管貯留部材内の曲がりくねった毛管のインク経路からのインク抽出に対する抵抗の関数である。毛管貯留部材から抽出されるインクが多くなるほど、インクが貯留部材から抽出されるにはその中を流れなければならない毛管の経路は、増大する傾向がある。このように抽出経路が増大することによって、インク容器１２内の背圧は増大する傾向がある。
【００４８】
インク容器１２からのインクが１分当たり１立方センチメートルという一定の抽出速度において、インク容器１２から約２７立方センチメートルが抽出されると、曲線１００によって表される動的背圧は、最大動作背圧１０２に達する。１分当たり１立方センチメートルという抽出速度で、最大動作背圧を越えてさらにインク容器１２からインクを抽出すると、結果としてプリント品質が損なわれる。本発明の技術によって、抽出特性を用いてインク抽出速度を調整し、最大動作背圧を越えてプリントシステム１０が動作しないようにすることができる。例示的な実施形態において、抽出速度は、１分当たり１立方センチメートルから１分当たり０．２５立方センチメートルに下がり、インク容器１２からインクをさらに抽出することができるようにする。１分当たり０．２５立方センチメートルという抽出速度では、インク容器１２から約３５立方センチメートルが抽出されるまで、曲線１０２によって表される最大動作背圧には達しない。インク容器１２からのインクの抽出速度を調整することによって、１分当たり０．２５立方センチメートルで抽出されるインクと１分当たり１立方センチメートルのインク抽出速度で抽出されるインクとの間の差によって表される、さらなる８立方センチメートルのインクを、インク容器１２から抽出することができる。
【００４９】
インク容器１２からのインクの抽出速度は、プリントヘッド１６のプリント速度に直接関係する。さまざまな技術を用いて、プリントヘッド１６のプリント速度を低くし、それによってインク容器１２からの抽出速度を低くすることができる。このような技術には、さまざまな互いに異なるプリントモードからプリントモードを選択することが含まれる。それぞれのプリントモードは、異なるインク抽出速度を有するように構成されている。このようにして、プリントモードまたは抽出速度は、インク容器１２のインク抽出特性を基にして選択される。
【００５０】
例えば、プリントモードの１つは、それぞれのプリントスウォースのプリント中の選択された期間の間一時停止して、プリントすることである。プリントにおけるこの一時停止は、プリントスウォース中のインク容器１２からの平均インク抽出速度を低くする傾向がある。プリントが一時停止される選択された期間がそれぞれ互いに異なる、さらなるプリントモードを付け加えてもよい。
【００５１】
または、プリントモードは、プリントヘッド上の利用できるノズルの一部のみを作動してもよい。そのようなプリントモードの１つは、同じプリントスウォースの２回の連続する走行でプリントヘッド１６上のノズルのうちの半分のみが動作される、デュアルパスプリントモードである。１つの完全なプリントスウォースがプリントされるが、すべてのプリントノズルが１回の走行で動作するシングルパスプリントの半分のインク抽出速度で行われる。
【００５２】
本発明の技術によって、所与の抽出速度でインク容器１２からインクを抽出することができる。インク容器１２からのインク抽出速度を低くするのに適切な状態が生じると、抽出速度を低くすることができ、インク容器１２からより多くのインクが抽出できるようになっている。抽出速度を調整するそのような状態の１つは、インク容器内の背圧が、最大動作背圧等のしきい値背圧に達するときである。または、インク容器１２からしきい値量のインクが抽出されるときに、インク容器１２からのインク抽出速度を低くしてもよい。すると、インク容器１２からより多くの量のインクを抽出できるように、インク抽出速度が生成される。
【００５３】
本発明の技術を用いて、インク容器から抽出されるインクまたはインク容器内の背圧を基にして、複数の互いに異なるプリントモードから、プリントモードについての互いに異なる抽出速度を選択することができる。さらに、インク抽出または動的背圧を基にして、プリントシステム１０の動作中に抽出速度を継続的に変化させて、インク容器１２からのインク抽出を最適化してもよい。
【００５４】
図１１は、抽出速度を調整してインク容器１２からのインク抽出を改善する、本発明の技術の例示的な一実施形態のフロー図を示す。この例示的な実施形態において、インク容器１２上の電気的記憶装置８０内には、ルックアップテーブルが記憶されている。このルックアップテーブルは、インク容器１２から抽出されるさまざまな量のインクに対応する、一連の抽出速度値を含む。指定量の抽出されるインクにおいて、インク容器１２から抽出することができるインクの量を増大するための、抽出速度が指定される。
【００５５】
ステップ１０８によって表されるように、インク容器はまず、プリントシステム１０に挿入される。挿入されると、コントローラ２９は、インク容器１２に関連する電気的記憶装置８０に記憶されている抽出特性すなわちルックアップテーブルを読み取る。次に、ステップ１１２によって表されるように、コントローラ２９は、インク容器１２内に残っているインクの量を求める。インク容器１２に関連する電気的記憶装置８０上に、インク容器１２内に残っているインクの量が記憶されるか、または、コントローラ２９がプリントされるインクの量を常時監視して、インク容器１２内に残っているインクの量を求める。プリントされるインクの量をコントローラが常時監視する場合については、この情報を電気的記憶装置８０上に戻して記憶して、インク容器１２内に残っているインクの量を求めるための情報を、電気的記憶装置８０が含むようにしてもよい。
【００５６】
次に、ステップ１１４によって表されるように、コントローラ２９は、抽出特性を用いて、インク容器１２内に残っているインクを基にして、抽出速度を選択する。例示的な実施形態において、ルックアップテーブルを用いて、インク容器１２から抽出されるインクの量を基にして、抽出速度を決定する。所望の抽出速度を達成するために、コントローラ２９は、プリンタ機構９６とプリントヘッド１６の動作を調整して、所望の抽出速度が達成されるようにプリント動作を選択する。プリント動作中、インク容器１２から抽出されるインクの量が監視され、必要に応じて抽出速度が調整されて、インク容器１２からのインクの抽出を改善する。
【００５７】
図７に示すもの等のモノクロのインク容器は、一般的に、図６に示す３色のインク容器とは異なるインク抽出特性を有する。モノクロのインク容器は、３色のインク容器１２内のそれぞれのインクカラーに関連する槽３４内の、はるかに小さいチャンバよりも、槽３４内でより大きな部分を有し、したがって、インクが抽出されるときの背圧特性が異なる。このため、モノクロのインク容器１２に関連するルックアップテーブルは、３色のインク容器１２に関連するルックアップテーブルとは異なる値を有する。
【００５８】
本発明の技術は、インク容器１２に関連する抽出特性をメモリデバイス上に記憶する。インク容器１２からより十分にインクを抽出するために、このような抽出特性をプリントシステム１０が用いて、プリントシステムの動作を調整する。インク容器１２からより多くのインクを抽出することによって、インク容器をそれほど頻繁に交換しなくてもよくなり、それによって、プリントシステム１０のページ当たりのプリントコストを低くする。さらに、インク容器１２からより多くのインクを抽出することによって、廃棄物の流れに入るインクの量が少なくなる。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】本発明の複数の交換可能なインク容器を示すためにカバーを開けた状態で示す、本発明のインクジェットプリントシステムの例示的な一実施形態の図である。
【図２】図１に示すインクジェットプリントシステムを概略的に表す図である。
【図３】本発明の交換可能なインク容器を、交換可能なインク容器と１つまたはそれよりも多くのプリントヘッドとの間を液通する収容ステーション内に配置して示す、走査キャリッジの一部の非常に拡大した斜視図である。
【図４】交換可能なインク容器と交換可能なインク容器を固定する収容ステーションのそれぞれに関連し、それによってプリントヘッドとの液通を可能にする、ガイド機構およびラッチ機構を示す、走査キャリッジの一部の側面図である。
【図５】切り離して示す、本発明の１つまたはそれよりも多くの交換可能なインク容器を収容する、収容ステーションの図である。
【図６】切り離して示す、本発明の３色の交換可能なインク容器の底面図である。
【図７】本発明の単色の交換可能なインク容器の斜視図である。
【図８】複数の電気接点に電気的に接続された電気的記憶装置の平面図である。
【図９】ホストに接続して示し、それぞれが電気的記憶装置を含む交換可能なインク容器とプリントヘッドとを含む、図１のインクジェットプリントシステムの概略ブロック図である。
【図１０】さまざまな量の抽出されるインクについての、本発明のインク容器内の静的背圧と動的背圧の両方を表す図である。
【図１１】抽出特性とインク容器から抽出されるインクの量とを基にして、インク容器からのインク抽出速度を調整する、本発明の方法を表すフロー図である。
【符号の説明】
【００６０】
１０：プリントシステム
１２：交換可能なインク容器
１６：プリントヘッド
２９：コントローラ
８０：電気的記憶装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【国際公開パンフレット】
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【国際調査報告】
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