(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
単一の第１のプリントカートリッジを取り外し可能に収容し支持する第１のモジュール式プリントカートリッジ容器と、
単一の第２のプリントカートリッジを取り外し可能に収容し支持する第２のモジュール式プリントカートリッジ容器と、
前記第１および第２のプリントカートリッジを前記第１および第２のモジュール式プリントカートリッジ容器内に個別にロックする、該モジュール式プリントカートリッジ容器上のロック機構と、
前記第１のモジュール式プリントカートリッジ容器を前記第２のモジュール式プリントカートリッジ容器と整列させインターロックする、該第１および第２のモジュール式プリントカートリッジ容器上の整列表面と
を含み、
前記整列表面は、前記プリントカートリッジのプリントヘッドのノズル列と平行な側壁に位置しており、前記第１のモジュール式プリントカートリッジ容器の一方の側壁上に設けられた複数の突起と、前記第２のモジュール式プリントカートリッジ容器の対向する側壁上に設けられた複数の整列凹みを含み、前記第１のモジュール式プリントカートリッジ容器と前記第２のモジュール式プリントカートリッジ容器との整列およびインターロックを行うべく、前記複数の突起および前記複数の整列凹みは前記ノズル列と平行な水平方向に間隔を開けて配置されている一方、1回分のプリント幅に応じてインターロックする前記プリントカートリッジの数が選択可能であると共に、前記プリントカートリッジの一直線整列配置、ジグザグ配置、整列およびジグザクを組み合わせた配置から選択した設置形態に応じて嵌合させる前記突起および前記整列凹みの組み合わせが可能であるプリントカートリッジ容器装置。
【請求項２】
前記第１および第２のモジュール式プリントカートリッジ容器上の第１および第２の電気相互接続を更に含み、該第１および第２の電気相互接続によって、前記第１および第２のモジュール式プリントカートリッジ容器が個別にプリンタからの信号を受け取れる、請求項１に記載のプリントカートリッジ容器装置。
【請求項３】
前記第１および第２の電気相互接続から信号を個別に受け取って該信号を前記第１および第２のプリントカートリッジに供給する、前記第１および第２のモジュール式プリントカートリッジ容器上の第１および第２の電極を更に含み、該電極は、前記プリントカートリッジが前記モジュール式プリントカートリッジ容器内に取り付けられると、前記第１および第２のプリントカートリッジ上の電気接点と整列し電気接触するように搭載されている、請求項１に記載のプリントカートリッジ容器装置。
【請求項４】
前記第１および第２のモジュール式プリントカートリッジ容器の底部が取り付けられるベースを更に含む、請求項１に記載のプリントカートリッジ容器装置。
【請求項５】
単一の第１のプリントカートリッジを取り外し可能に収容し支持する第１のモジュール式プリントカートリッジ容器と、
単一の第２のプリントカートリッジを取り外し可能に収容し支持する第２のモジュール式プリントカートリッジ容器と、
前記第１および第２のプリントカートリッジを前記第１および第２のモジュール式プリントカートリッジ容器内に個別にロックする、該モジュール式プリントカートリッジ容器上の別個のロック機構と、
前記第１および第２のモジュール式プリントカートリッジ容器上に搭載され、該第１および第２のモジュール式プリントカートリッジ容器上の第１および第２の電気相互接続と電気接続されて該第１および第２の電気相互接続からの信号を受け取る、第１および第２のプリントカートリッジドライバ回路と
含み、
前記プリントカートリッジのプリントヘッドのノズル列と平行な側壁に位置し、前記モジュール式プリントカートリッジ容器の一方の側壁上に設けられた複数の突起と前記モジュール式プリントカートリッジ容器の対向する側壁上に設けられた複数の整列凹みを有する整列表面を更に含み、前記第１のモジュール式プリントカートリッジ容器と前記第２のモジュール式プリントカートリッジ容器との整列およびインターロックを行うべく、前記複数の突起および前記複数の整列凹みは前記ノズル列と平行な水平方向に間隔を開けて配置されている一方、1回分のプリント幅に応じてインターロックする前記プリントカートリッジの数が選択可能であると共に、前記プリントカートリッジの一直線整列配置、ジグザグ配置、整列およびジグザクを組み合わせた配置から選択した設置形態に応じて嵌合させる前記突起および前記整列凹みの組み合わせが可能であるプリントカートリッジ容器装置。
【請求項６】
前記第１および第２のモジュール式プリントカートリッジ容器上に搭載され、前記第１および第２のプリントカートリッジドライバ回路から信号を個別に受け取り、該信号を前記第１および第２のプリントカートリッジに供給する、第１および第２の電極を更に含み、該第１および第２の電極は、前記第１および第２のプリントカートリッジが前記第１および第２のモジュール式プリントカートリッジ容器内に取り付けられると、前記プリントカートリッジ上の電気接点と整列して電気接触するように搭載されている、請求項５に記載のプリントカートリッジ容器装置。
【発明の詳細な説明】
【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関し、より詳細には、モジュール式プリントカートリッジ容器を用いるインクジェット印字システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
プリンタ、グラフィックスプロッタ、ファクシミリ機および複写機等の熱インクジェットハードコピー装置は、広く受け入れられている。これらのハードコピー装置は、W．J．LloydおよびH．T．Taubによって、Output Hardcopy Devices（Ed．R．C．Durbeck and S．Sherr，San Diego： Academic Press，１９８８）の第１３章“Ink Jet Devices”において、および、米国特許第４，４９０，７２８号および第４，３１３，６８４号に記載されている。この技術の基本原理は更に、引用することによって本明細書の一部をなすものとされるHewlett−Packard Journalのいくつかの版［Vol．36，No．5（May 1985）、Vol．39，No．4（August 1988）、Vol．39，No．5（October 1988）、Vol．43，No4（August 1992）、Vol．43，No．6（December 1992）およびVol．45，No．1（February 1994）］における様々な論文において開示されている。インクジェットハードコピー装置は、高品質のプリントを行い、コンパクトで持ち運びでき、紙に当たるのがインクのみなのでプリントが高速かつ静かである。
【０００３】
インクジェットプリンタは、プリント媒体について規定したアレイの特定の位置に個々のドットのパターンをプリントすることによって、プリント画像を形成する。これらの位置は、直線を成すアレイの小さなドットとして都合よく視覚化される。これらの位置は、「ドット場所」「ドット位置」または「画素」と呼ぶことがある。従って、プリント動作は、ドット場所のパターンにインクのドットを満たすことであると考えることができる。
【０００４】
インクジェットハードコピー装置は、非常に小さいインク滴をプリント媒体上に噴出させることによってドットをプリントし、通常、それぞれがインクを噴出するノズルを有する１つまたは複数のプリントヘッドを支持する可動キャリッジを含んでいる。キャリッジはプリント媒体表面上を横切り、ノズルは、マイクロコンピュータまたはその他の制御装置の命令に従って適切な時点でインク滴を噴出するように制御され、インク滴を塗布するタイミングは、プリント中の画像の画素パターンに対応するように意図されている。
【０００５】
通常のインクジェットのプリントヘッド（すなわち、シリコン基板、基板上に形成された構造、および基板への接続）は、液体のインク（すなわち、溶剤に拡散して溶解した着色剤すなわち色素）を用いている。プリントヘッドは、インク槽から液体のインクを受け取るインク噴出チャンバのアレイを組み込んだプリントヘッド基板に取り付けた、精密に形成されたオリフィスすなわちノズルのアレイを有する。それぞれのチャンバはノズルに対向して配置されており、チャンバとノズルとの間にインクが溜めることが可能になっている。インク滴の噴出は通常、マイクロプロセッサの制御下にあり、その信号は、抵抗器要素への電気的トレースによって伝えられる。それぞれのノズルの動作を適切に順序づけることによって、制御マイクロプロセッサの出力に応じてインクの噴出が行われるか、または噴出が行われず、プリントヘッドが紙を通過したり、あるいは紙がプリントヘッドを通過する時に文字や画像が紙上にプリントされる。
【０００６】
カラーインクジェットハードコピー装置は一般的に、プリンタのキャリッジ内に搭載された通常２つから４つの複数のプリントカートリッジを用いて、全範囲のカラーを作り出す。４つのカートリッジを有するプリンタにおいて、それぞれのプリントカートリッジは異なるカラーのインクを収容することができ、一般的に用いられる基本カラーは、シアン、マゼンタ、イエローおよびブラックである。２つのカートリッジを有するプリンタにおいては、一方のカートリッジがブラックのインクを収容し、他方のカートリッジが、基本カラーのシアン、マゼンタおよびイエローのインクを収容する３区画のカートリッジであってもよく、または、２区画のカートリッジを２つ用いて４つのカラーのインクを収容してもよい。更に、３区画のカートリッジを２つ用いて６つの基本カラー、例えば、ブラック、シアン、マゼンタ、イエロー、ライトシアン、およびライトマゼンタのインクを収容してもよい。更に、用いる異なる基本カラーのインク数によって、他の組合せを用いてもよい。
【０００７】
基本カラーは、必要なカラーの滴をドット場所上にデポジットすることによって媒体上に作り出されるが、二次のすなわちぼかしたカラーは、異なる基本カラーの多数のインク滴を同じドット場所上にデポジットすることによって作り出され、確立された光学原理に従って２つまたはそれよりも多い基本カラーを重ねてプリントすることにより、二次カラーが作り出される。
【０００８】
パーソナルコンピュータのプリンタやファクシミリ機等の多くの用途については、インク槽がペン本体内に組み込まれ、ペンのインクがなくなると、プリントヘッドを含むペン全体が交換されるようになっている。
【０００９】
しかし、設計図のフォーマットの大きいプロッティング、カラーポスター等のようなハードコピーを大量にプリントする他の用途では、交換式のペン内に収容できるよりもはるかに大量のインクを用いる必要がある。従って、管を経由して走査カートリッジに接続された外部静止インク供給容器を設けた様々な非搭載インク槽システムが、最近開発されている。この外部インク供給容器は通常、「オフ・アクシス」、「オフ・ボード」、または「オフ・キャリッジ」のインク供給容器として知られている。
【００１０】
インクジェットプリントは、デスクトッププリンタやファクシミリ機と比較しても、またはフォーマットが大きなプロッタとも非常に異なる、新しい特殊プリントシステムにおいて用いられる傾向がある。このような特殊プリントシステムには、郵便印刷、郵便別納証印刷およびバーコードプリント等の用途が含まれる。現在のところ、技術的にかなり努力せずには特殊プリントシステムを設計する手段はない。
【００１１】
特殊プリントの要件に対する従来技術の解決法には、現在のプリントカートリッジ容器の機械的取り付けおよび電子機器が、同一の製品コンセプトの延長ではない用途に用いるには十分フレキシブルまたはモジュール的でない、という欠点がある。例えば、プリンタまたはファクシミリ機用のキャリッジおよび電子機器は、大量の郵便別納証印刷やバーコード付け等の特殊プリントを必要な用途に応用する(leveraged)のが容易ではない。従って、従来技術の解決法では、技術的にかなり努力せずに特殊プリントシステムを設計する手段はない。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
このため、フレキシビリティで適応容易性があり、プリントカートリッジを整列する正確かつ安価な方法を提供し、プリントカートリッジとプリンタとの間のモジュール式電気接続を行う、特殊プリントシステムの変化するニーズへの解決法が必要である。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明は、単一の第１のプリントカートリッジを取り外し可能に収容し支持する第１のモジュール式プリントカートリッジ容器と、単一の第２のプリントカートリッジを取り外し可能に収容し支持する第２のモジュール式プリントカートリッジ容器と、第１および第２のプリントカートリッジを第１および第２のモジュール式プリントカートリッジ容器内に個別にロックするモジュール式プリントカートリッジ容器上の別個のロック機構と、第１のモジュール式プリントカートリッジ容器を第２のモジュール式プリントカートリッジ容器と整列させインターロックする第１および第２のモジュール式プリントカートリッジ容器上の整列表面とを含む、プリントカートリッジ容器装置を提供する。
別の実施形態は、単一の第１のプリントカートリッジを取り外し可能に収容し支持する第１のモジュール式プリントカートリッジ容器と、単一の第２のプリントカートリッジを取り外し可能に収容し支持する第２のモジュール式プリントカートリッジ容器と、第１および第２のプリントカートリッジを第１および第２のモジュール式プリントカートリッジ容器内に個別にロックするモジュール式プリントカートリッジ容器上の別個のロック機構と、第１および第２のモジュール式プリントカートリッジ容器上に搭載され、第１および第２のモジュール式プリントカートリッジ容器上の第１および第２の電気相互接続と電気接続されて第１および第２の電気相互接続からの信号を受け取る、第１および第２のプリントカートリッジドライバ回路とを含む、プリントカートリッジ容器装置を提供する。また、本発明は、プリントゾーンの上方でモジュール式プリントカートリッジ容器装置を横に動かす機構および媒体をプリントゾーンに通す媒体移動機構を設けると共に、上記実施形態を用いるプリントシステムも提供する。
【００１４】
本発明は、特定のまたは独特の用途のプリンタ設計において、フレキシビリティを考慮したモジュール式プリントシステムを提供する。本発明は、一緒に組み立てられ、機能的な特殊プリントシステムを迅速に作製する多数のモジュール式プリントカートリッジ容器を考慮している。
【００１５】
【発明の実施の形態】
図１、図２および図３は、本発明に用いられるインクジェットプリントカートリッジ１０を示す。このインクジェットプリントカートリッジ１０は、２つの側壁１２、周囲壁１３、および周囲壁１３の「鼻（snout)」部１５に固定されたプリントヘッド１４を含んでいる。プリントヘッド１４は、柔軟性を有するポリマーでできたフレキシブル回路１８に、例えばレーザ・アブレーションによって形成された平行な２列の偏心穴すなわちオリフィス１７から成るノズル板１６を含んでいる。
【００１６】
フレキシブル回路１８は、プリントカートリッジの「鼻」の後端で折り曲げられ、鼻の後方の周囲壁に延びている。このフレキシブル回路１８のフラップ部は、基板電極（図示せず）に接続される導電トレース１９のルーティングに必要である。周囲壁１３の背面に固定されたフレキシブル回路１８上には、接触パッド２０が配置されており、導電トレース１９は曲げの部分を越えてルーティングされ、基板電極に接続されている。
【００１７】
プリントヘッド１４は、複数の個々に通電可能な薄膜抵抗器を有するシリコン基板をフレキシブル回路１８の背面に固定している。それぞれの抵抗器は、１つのオリフィス１７の略後方に配置され、１つまたは複数の接触パッド２０に順次または同時に印加される１つまたは複数のパルスによって選択的に通電されると、インク滴を噴出するヒータ抵抗器として作用する。
【００１８】
窓２２は、フレキシブル回路１８を通って延びており、この窓２２は、導電トレース１９をシリコン基板上の電極に容易に接合させるために用いられている。導電トレース１９をシリコン基板上の電極に接合した後は、この下にあるトレースおよび基板部分を保護するため、窓２２にカプセル材が充填される。
【００１９】
フレキシブル回路１８の後面上には、従来技術の写真エッチングおよび／またはメッキ工程を用いて形成された導電トレース１９を有している。これらの導電トレースの終端は、接触パッド２０になっており、接触パッド２０は、後述するモジュール式プリントカートリッジ容器と相互接続するように設計されている。プリントカートリッジ１０は、プリントカートリッジがモジュール式プリントカートリッジ容器内に取り付けられると、フレキシブル回路１８の前面上の接触パッド２０が電極と接触するように、設計されている。
【００２０】
また、プリントカートリッジ１０は、後述する本発明のモジュール式プリントカートリッジ容器において、プリントカートリッジとノズル板１６とを正確に整列するための基準面も含む。プリントカートリッジ１０には、プリントカートリッジ１０の側壁の周囲に配置され、かつ正確で安定した整列を行うのに十分な間隔を互いに開けて配置された３つの基準面２６が設けられている。プリントカートリッジには、鼻の前方下部上に配置された前向きの４番目の基準面２５、およびこの４番目の基準面に隣接したプリントカートリッジの周囲壁上の下向きの５番目の基準面２７も設けられ、鼻の上方および前方に旋回軸が設置されるようになっており、プリントカートリッジの周囲壁１３の上端で後方に向かって６番目の基準面２４も設けられている。５番目の基準面２７は、ノズルのプリント媒体までの間隔を決定するのに用いられ、６番目の基準面は、旋回点を中心にしたプリントカートリッジの角方位を決定するのに用いられる。
【００２１】
モジュール式プリントカートリッジ容器内に取り付けられているプリントカートリッジに固定された２つまたはそれよりも多いノズル板同士の整列は、ノズル板１６をプリントカートリッジに永久的に固定した後にそれぞれのプリントカートリッジ上の基準面（突起）２４〜２７を機械加工することによって行われる。プリントカートリッジ上の機械加工された基準突起２４〜２７は、プリントカートリッジ１０が後述のモジュール式プリントカートリッジ容器内に取り付けられると、モジュール式プリントカートリッジ容器上のかみ合い面と接触する。基準面は、モジュール式プリントカートリッジ容器内のカートリッジ１０、従ってノズル板１６の位置に影響を与えることになる。また、プリントカートリッジ１０は、後述するモジュール式プリントカートリッジ容器上のラッチ機構と係合する、水平方向と垂直方向との間に角度のついた面２９を有するラッチ係合部２８を備えている。
【００２２】
基準面に関する更なる詳細については、引用することによって本明細書の一部をなすものとされる、“Side Biased Datum Scheme for Inkjet Cartridge and Carriage”という名称の米国特許第５，６４６，６６５号、“Printhead−carriage Alignment and Electrical Interconnect Lock−inmechanism”という名称の米国特許第４，９０７，０１８号、“Alignment of Multiple Nozzle Members in a Printer”という名称の米国特許第５，６１７，１２８号、および“Datum Formation for Improved Alignment of Multiple Nozzle Members in a Printer”という名称の米国特許第５，４０８，７４６号を参照されたい。
【００２３】
図１〜図３に示すプリントカートリッジ１０は一体型のインク供給容器を有しているが、プリントカートリッジ１０は、オフ・アクシスのインク供給容器からインクを受け取るように容易に変形されている。引用することによって本明細書の一部をなすものとされる、“Inkjet Print Cartridge Having Handle Which Incorporates an Ink Fill Port”という名称の米国特許第５，６７５，３６７号、Wu他の“Alignment Coupling Device for Manually Connecting an Ink Supply to an Inkjet Print Cartridge”という名称の１９９８年３月１９日出願の米国特許出願番号第０９／０４５，１５１号、およびWu他の“Ink Replenishment System with an Open−valve Printhead Fill Port Continuously Connected to an Ink Supply”という名称の１９９８年３月１９日出願の米国特許出願番号第０９／０４５，１５０号を参照されたい。
【００２４】
図４は、オフ・アクシスのインク供給容器を用いた別のプリントカートリッジ１１の斜視図である。シュラウド２９が入口ニードルを取り囲み、モジュール式プリントカートリッジ容器３０をプリンタ内に取り付けるときにプリンタ上の隔壁（図示せず）をプリントカートリッジの入口ニードルと整列させるのに役立つ。この隔壁はオフ・アクシスのインク供給容器３０と液通している。従って、入口ニードルが隔壁内に挿入されると、プリントカートリッジ１１がオフ・アクシスのインク供給容器と液通する。プリントカートリッジ１１内のレギュレータ弁（図示せず）が、プリントカートリッジ１１の内部インク槽１２への入口穴を開閉することによって、圧力を調整している。レギュレータの設計および動作の説明については、引用することによって本明細書の一部をなすものとされる“Inkjet Printing System with Off−Axis Ink Supply Having Ink Path Which Does Not Extend above Print Cartridge”という名称の１９９６年８月３０日出願の米国特許出願番号第０８／７０６，１２１号を参照されたい。プリントカートリッジ１１の他の機能面は、上記プリントカートリッジ１０について説明したのと同様である。
【００２５】
デマルチプレクサ（図示せず）は、多重化された入信号を多重分離し、アドレス信号および基本(primitive)信号をヒータ抵抗器に分配するため、基板上に形成してもよい。このデマルチプレクサは、入電気信号をヒータ抵抗器に印加する信号に多重分離し、様々なヒータ抵抗器に選択的に通電して、インク滴をノズル１７からプリントゾーン内の受け取り媒体上に噴出する。デマルチプレクサによれば、接触パッド２０の使用数をヒータ抵抗器よりも少なくすることができる。多重化に関する更なる詳細は、引用することによって本明細書の一部をなすものとされる“Printhead with Reduced Interconnections to a Printer”という名称の１９９６年７月３０日発行の米国特許第５，５４１，２６９号において提供されている。
【００２６】
好ましくは、単に多重化したアドレス信号および基本信号よりも複雑な入データ信号を復号するために、デマルチプレクサの代わりに基板上にＣＭＯＳ技術を用いた集積回路ロジックを配置してもよく、これによって、必要な接触パッド２０の数が更に少なくなる。入データ信号は、プリントヘッド上の集積ロジック回路によってアドレスラインおよび基本発射信号に復号される。プリントヘッド上の集積ロジック回路においてこの動作を行うことによって、プリントヘッドの信号処理速度および発射頻度が増大する。
【００２７】
以下の説明および図は、図１〜図３で示すプリントカートリッジに関するものであるが、その説明は図４のプリントカートリッジにも等しく適用可能であるということが容易に理解されよう。図５、図６、および図７は、本発明の単一のモジュール式プリントカートリッジ容器３０を前方および後方から見た斜視図である。
【００２８】
モジュール式プリントカートリッジ容器３０は、右側壁３４、左側壁３６および側壁３４、３６に強固に取り付けた後壁３８を含んでいる。後壁３８は、電気接続すなわち電極３２、プリントカートリッジドライバ回路すなわちプリントＡＳＩＣ４８、およびプリンタ制御装置に電気接続するための電気ピンコネクタ４９を含んでいる。後壁３８の前後、または外側および内側の更なる詳細は、図８を参照して後述する。また、モジュール式プリントカートリッジ容器３０は、右側壁３４および左側壁３６の一部に取り付けられて側壁３４、３６および基準面(datum reference surface)の剛性を維持する部分底部３９も含む。この底部は、プリントカートリッジ１０の鼻１５用の開口部を有し、プリントカートリッジ１０がモジュール式容器３０内に取り付けられると、プリントカートリッジ１０上の基準面２７と係合する基準かみ合い面を有しており、それによって、プリントヘッドとプリント媒体との間隔が精密になる。しかも、モジュール式容器３０は、オプションでモジュール式容器を更に剛性にする前壁４２を有していてもよい。
【００２９】
図８（ｂ）を参照すると、後壁３８は、後壁３８の内壁上に搭載された電極３２を有している。モジュール式プリントカートリッジ容器３０は、プリントカートリッジ１０がモジュール式プリントカートリッジ容器３０内に取り付けられると、プリントカートリッジのフレキシブル回路１８上の接触パッド２０がモジュール式プリントカートリッジ容器３０上の電極３２と整列して接触するように設計されている。電極は、外部で生成された通電信号をプリントカートリッジ１０に供給している。好ましくは、モジュール式プリントカートリッジ容器３０上の電極３２は、プリントカートリッジ１０上の接触パッド２０に向かって弾性的に付勢されており、信頼性の高い接触を確実にしている。このような電極は、すべて本出願の出願人に譲渡され、引用することによって本明細書の一部をなすものとされる、米国特許第５，６０８，４３４号、第５，４６１，４８２号、第５，３７２，５１２号および第５，６８４，５１８号において見出される。
【００３０】
また、図８（ｂ）に示すように、モジュール式プリントカートリッジ容器３０は、モジュール式プリントカートリッジ容器専用でその上に搭載されたプリントＡＳＩＣすなわち集積回路を含んでいる。プリントＡＳＩＣは、モジュール式プリントカートリッジ容器上であればどこに搭載してもよいが、好ましくは、電気接続を容易にするために、後壁３８上に搭載される。プリントＡＳＩＣは、プリンタ制御装置からの信号を解釈し、制御信号を電極３２に送出する。電極３２は次にその制御信号をプリントカートリッジ１０に供給する。図８（ａ）に示すように、モジュール式プリントカートリッジ容器３０は、プリンタに接続するための電気コネクタ４９も含んでいる。好ましくは、電気コネクタ４９は、電気接続を容易にするために、後壁３８上に搭載される。
【００３１】
多数のノズルを有する高解像度のプリントヘッドを用いる場合には、インクがプリント媒体上に正確に配置されるようにすべてのノズルを正確に整列させることが、非常に重要である。水平軸および垂直軸のいずれにおいてもドットを整列させなければならない。このためには、すべてのプリントカートリッジ上のノズル板が、モジュール式容器内に取り付けられた後、また各モジュール式容器を一緒にして組み立てた後に、互いに関して精密に整列する必要がある。好適な整列方法において、モジュール式プリントカートリッジ容器３０内に取り付けられるプリントカートリッジに固定した２つまたはそれよりも多いノズル板同士の整列は、ノズル板をプリントカートリッジに永久的に固定した後にそれぞれのプリントカートリッジ１０上の基準突起２４〜２７を機械加工することによって行われる。プリントカートリッジ上の機械加工された基準突起は、プリントカートリッジがモジュール式プリントカートリッジ容器内に取り付けられると、モジュール式プリントカートリッジ容器上の面と接触し、基準面の寸法がモジュール式プリントカートリッジ容器内でのカートリッジ、従ってノズル板の位置に影響を与えるようになっている。
【００３２】
モジュール式プリントカートリッジ容器３０は、右側壁３４に取り付けられた１つまたは複数の板ばね４４を有している。片持ち式板ばね４４によって、横向きの力が提供される。非圧縮状態の板ばね４４は、側壁３４に対して平らではなく、モジュール式プリントカートリッジ容器３０の内部へと延びている。従って、板ばね４４は、プリントカートリッジ１０に対して、プリントカートリッジ１０上の３つの基準面２６と整列し係合する左側壁３６の内部上の基準かみ合い面に向かう、右から左への横向きの付勢力を提供している。
【００３３】
プリントカートリッジは、軸４７を中心に旋回する蝶番式ラッチ４６等のロック機構によって、モジュール式プリントカートリッジ容器３０内に固定されている。ラッチ４６が下がると、プリントカートリッジ１０のラッチ係合部２８を押し下げる。プリントカートリッジ１０上のラッチ係合部２８は、モジュール式プリントカートリッジ容器３０上のラッチ機構４６と係合すべく、水平方向と垂直方向との間に角度のついた面２９を有している。角度のついた面２９によって、プリントカートリッジ１０は下向きおよび左向きのいずれにも付勢されており、基準面２６が、モジュール式容器３０の左側壁３６上のかみ合い面と係合する。あるいは、ロック機構は、移動可能にプリントカートリッジをモジュール式プリントカートリッジ容器３０に嵌まるようにするため、ばね装置を備えていてもよい。他のロック機構に関する更なる詳細については、“Side Biased Datum Scheme for Inkjet Cartridge and Carriage”という名称の米国特許第５，６４６，６６５号を参照されたい。
【００３４】
モジュール式容器３０の右側壁３４の外部は、整列突起５０、５２、５４を含み、モジュール式容器３０の左側壁３６は、整列開口部６０、６２、６４を含んでいる。整列突起５０、５２、５４および整列開口部６２、６４は円形であり、整列開口部６０は楕円形である。整列突起および整列開口部は円形または楕円形であるものとして示しているが、整列突起および整列開口部に適するものであればいかなる他の形状を用いてもよい。整列突起５０、５２、５４および整列開口部６０、６２、６４は、後述のように２つまたはそれよりも多いモジュール式容器３０を一緒に整列するのに用いられる。
【００３５】
また、モジュール式プリントカートリッジ容器３０は、機械的整列および電気的相互接続を行うのに加えて、モジュール式プリントカートリッジ容器上に配置されたプリントドライバＡＳＩＣを通じて、他の機能も提供する。このような機能には、以下のものが含まれる。すなわち、（１）印字カートリッジ用の制御されかつ正確なパルス発射エネルギー、（２）電気的パルス駆動、（３）自動パルスウォーミング(warming)、（４）周囲温度測定、（５）プリントヘッド温度測定、（６）ＥＳＤ保護、（７）断線および短絡の検出と断線および短絡からの保護、および（８）その他インクジェットプリントカートリッジをサポートするのに通常用いられる整備機能、である。モジュール式プリントカートリッジ容器３０の統合されたこれら特徴によって、熱インクジェット技術について十分な知識がなくても、特殊プリントシステムを容易に開発することができる。
従って、特殊プリントシステムは次の機能を果たすだけでよい。すなわち、（１）プリントカートリッジ発射エネルギーレベルの設定（エネルギーレベルは、プリントドライバＡＳＩＣによって確実かつ正確に供給される）、（２）プリントカートリッジの発射順の設定、（３）それに沿ってノズルが発射されるロジックタイミング信号を供給することによるプリントカートリッジ発射時点の設定、および（４）発射パルスのパルス幅の設定、である。
【００３６】
プリントカートリッジの制御に関する更なる詳細については、“Thermal Ink Jet Print Head and Printer Energy Control Apparatus and Method”という名称の１９９７年１０月２８日出願の米国特許出願番号第０８／９５８，９５１号、“Determining the Operating Energy of a Thermal Ink Jet Printhead Using an Onboard Thermal Sense Resistor”という名称の米国特許第５，４１８，５５８号、“Thermal Turn on Energy Test for an Inkjet Printer”という名称の米国特許第５，４２８，３７６号、および“Energy Management Scheme for an Ink Jet Printer”という名称の米国特許第５，６８２，１８５号を参照されたい。本出願の出願人に譲渡された上記特許および特許出願は、引用することによって本明細書の一部をなすものとされる。
【００３７】
モジュール式プリントカートリッジ容器３０は、様々な構成に組み立ててもよく、そのうちのいくつかのみを後述する。当業者であれば、他の可能な組合せが容易にわかるであろう。第１に、モジュール式プリントカートリッジ容器３０は、整列配置してモジュール式プリントカートリッジ容器装置７０に組み立ててもよい。整列配置してモジュール式プリントカートリッジ容器装置７０を組み立てるためには、整列突起５０、５４を整列させて、第２のモジュール式容器３０の外部左側壁３６における整列開口部６０、６４にそれぞれ挿入する。図９は、整列配置してモジュール式プリントカートリッジ容器装置７０に組み立てた４つのモジュール式プリントカートリッジ容器３０の斜視図であり、モジュール装置内に取り付けた１つのプリントカートリッジを示している。
【００３８】
第２に、モジュール式プリントカートリッジ容器３０は、モジュール式プリントカートリッジ容器装置７０にジグザグに配置して組み立ててもよい。モジュール式プリントカートリッジ容器装置７０をジグザグに配置して組み立てるためには、整列突起５２、５４を整列させて、第２のモジュール式容器３０の外部左側壁３６における整列開口部６０、６２にそれぞれ挿入する。図１０は、モジュール式プリントカートリッジ容器装置にジグザグに配置して組み立てた４つのモジュール式プリントカートリッジ容器の斜視図である。異なるモジュール式容器３０に取り付けられた異なるカートリッジ上のノズル板の精密な整列は、整列突起５０、５２、５４と整列開口部６０、６２、６４を精密に配置することによって行われる。
【００３９】
前述のように、プリントカートリッジ１０の機械加工された基準面２４〜２７がモジュール式容器３０においてプリントカートリッジ１０を精密に整列するので、本発明では、プリントカートリッジ同士の整列が簡単かつ安価になる。モジュール式プリントカートリッジ装置７０に組み立てた後の隣接するモジュール式容器３０内に配置されたプリントカートリッジ同士の正確な整列は、整列突起５０、５２、５４と整列開口部６０、６２、６４との精密な整列機構（feature)によって行われる。
【００４０】
モジュール式プリントカートリッジ容器３０は、ジグザグおよび整列したモジュール式プリントカートリッジ容器３０の両方を組み合わせたものを含む、様々な構成に組み立ててもよい。モジュール式プリントカートリッジ容器３０は、プリントシステムによって、モノクロのまたは多数のカラーインクプリントカートリッジと共に組み立ててもよい。図１１は、モジュール式プリントカートリッジ容器３０および関連するプリントカートリッジのいくらか異なる可能な組立構成のプリントカートリッジの下方から上向きに見たノズルアレイ１６を示す平面図である。整列した配置では、ノズルアレイ１６におけるそれぞれのオリフィス、すなわちノズル１７は、他のプリントカートリッジ１０の対応するノズルと１列に整列されている。ジグザグの配置では、ノズルアレイ１６のオリフィス１７は、１つのプリントカートリッジの一番上のノズルが、隣接するプリントカートリッジ１０の一番下のノズルと整列するように、重なり合っている。あるいは、ジグザグの配置においては、ノズルアレイ１６のオリフィス１７は、１つのプリントカートリッジの一番上のノズルが、隣接するプリントカートリッジ１０の下から２番目のノズルと整列するように、重なり合う。この場合、個々のノズルを選択的にオン／オフ制御することによる電子整列もまた利用してもよい。
【００４１】
図１１（ａ）は、完全に一直線に整列配置してモジュール式プリントカートリッジ容器装置７０に組み立てた４つのモジュール式プリントカートリッジ容器３０および関連するプリントカートリッジ１０を示す。いくつかのモジュール式プリントカートリッジ容器３０および関連するプリントカートリッジ１０をこのように配置して組み立ててもよく、所望のいかなるカラーを含んでもよい。図１１（ｂ）は、完全にジグザグに配置して、１回分のプリント幅がプリントカートリッジ４つ分に略等しいモジュール式プリントカートリッジ容器装置７０に組み立てた、４つのモジュール式プリントカートリッジ容器３０および関連するプリントカートリッジ１０を示す。いくつかのモジュール式プリントカートリッジ容器３０および関連するプリントカートリッジ１０を完全にジグザグに配置して組み立てて、１回分のプリント幅を所望のものにしてもよい、ということは明白である。図１１（ｃ）は、整列およびジグザグを組み合わせたモジュール式プリントカートリッジ容器装置７０に組み立てた、８つのモジュール式プリントカートリッジ容器３０および関連するプリントカートリッジ１０を示す。いくつかのモジュール式プリントカートリッジ容器３０および関連するプリントカートリッジ１０を図１１（ｃ）のように組み立てて、１回分のプリント幅を所望のものにしてもよい、ということは明白である。図１１に示す配置は、モジュール式プリントカートリッジ容器装置７０に組み立てたモジュール式プリントカートリッジ容器３０のジグザグ、整列および数に基づく多くの可能な組合せを単に例示したものである。
【００４２】
従って、本発明は、フルページ幅プリントまで（フルページ幅プリントを含む）プリント幅が可変のプリントを提供するものである。モノクロプリントに単一のプリントカートリッジを用いる場合に、プリント幅は、そのプリントカートリッジのノズル部の長さによって決まる。本発明は、プリント幅が可変のプリントを容易にするために、モジュール式プリントカートリッジ容器３０を用いることによって、多数のプリントカートリッジ１０の搭載を提供している。プリント幅を所望のものにするのに必要なだけの数のプリントカートリッジ１０およびモジュール式プリントカートリッジ容器３０は、モジュール式プリントカートリッジ容器装置７０に組み立てることができる。プリント媒体上のプリント幅をより広くすれば、処理能力をより一層上げることが可能である。
【００４３】
図１２および図１３は、それぞれプリントカートリッジを取り付けた状態およびプリントカートリッジを取り付けていない状態で、モジュール式プリントカートリッジ装置７０を利用するのに適したインクジェットプリンタ８０の一実施形態を示す簡略化した概略斜視図である。モジュール式プリントカートリッジ装置７０を横に動かす機構は、一般的にモジュール式プリントカートリッジ容器装置７０が左右に動いてプリントゾーン８４を通り、プリントゾーンから出て整備ステーション９４およびキャッピングステーション(capping station)９６に沿って動く摺動ロッド８２を含んでもよい。モジュール式プリントカートリッジ容器装置７０は、割ブシュ８６またはその他何らかの適切な取り付け手段で、移動可能に摺動ロッド８２に取り付けられていてもよい。あるいは、モジュール式プリントカートリッジ容器装置７０の底部を水平ベース８７に搭載して、割ブシュ８６を水平ベース８７に搭載することもできる。媒体の上方でモジュール式プリントカートリッジ容器装置７０を支持し横に動かす他の手段もまた本発明の範囲内にあることが理解されよう。モジュール式プリントカートリッジ装置７０自体またはモジュール式プリントカートリッジ装置７０を支持するいかなる付加的手段も、モジュール式プリントカートリッジ容器装置支持構造またはキャリッジと呼ぶことができる。
【００４４】
モータ８８を用いて、媒体上のプリントゾーンを横切ってモジュール式プリントカートリッジ容器装置７０を横に動かせるようにしてもよい。モータ８８は、従来技術の駆動ベルト９０および滑車９１の装置に、またはねじ駆動機構（図示せず）に接続してもよく、それによりモジュール式プリントカートリッジ容器装置７０または水平ベース８７に接続されている。この装置を用いて、媒体９２の経路内の適切なプリントゾーン位置８４を通ってモジュール式プリントカートリッジ容器装置７０を左右に動かし、またモジュール式プリントカートリッジ容器装置７０を整備用のプリントカートリッジ整備ステーション９４および保管用のプリントカートリッジキャッピングステーション９６へと動かすことができる。
【００４５】
プリント動作を開始すると、媒体９２のシートがプリンタ８０内に送られ、媒体は媒体移動機構９８によってプリントゾーン８４を通って動く。媒体９２を動かす媒体移動機構９８は、例えば、媒体を１度だけプリントゾーンを通って動かすベルト駆動またはローラ駆動のどちらかであってもよい。一般的に、この状況では、モジュール式プリントカートリッジ容器装置７０は、１回分のプリント幅を所望のものにするのに必要な数だけのモジュール式プリントカートリッジ容器を有し、モジュール式プリントカートリッジ容器装置７０はプリント中、静止している。これらの実施形態において、モジュール式プリントカートリッジ容器装置７０は、媒体９２がプリントゾーンを通り過ぎる間のプリント中、静止している。プリントが完了すると、シートは媒体移動機構９８によってプリントゾーン８４外の位置に動かされる。モジュール式プリントカートリッジ装置７０を横に動かす機構および媒体移動機構は、従来技術で用いられている機構であってもよい。
【００４６】
あるいは、別の実施形態において、媒体移動機構９８は回転ドラムであってもよく、この回転ドラムが媒体９２を一時的に保持し、プリントゾーン８４を通って媒体を回転させている。本実施形態において、媒体は、出力口トレー９９へと解放される前に、プリントゾーンを１度通るように、すなわちドラムを１回転動かしてもよく、または、何度も通るように、すなわちドラムを何回転も動かしてもよい。本実施形態において、モジュール式プリントカートリッジ容器装置７０は、１回分のプリント幅が所望のものであり、対応する数のモジュール式プリントカートリッジ容器を有する静止したものであってもよく、あるいは、モジュール式プリントカートリッジ容器装置７０は、プリント動作中、媒体上を横に動いてもよい。
【００４７】
フレキシブル回路（図示せず）が、プリンタのマイクロプロセッサからモジュール式プリントカートリッジ容器装置７０における個々のモジュール式プリントカートリッジ容器上の電気相互接続４９に電気信号を伝える。インクジェットプリンタ８０の機構には、プリントカートリッジ１０内の搭載インク供給容器内部から、または図１４に示す実施形態のようなオフ・アクシスのインク供給容器に接続された管からのインク送出システムが含まれていてもよい。
【００４８】
図１４は、モジュール式プリントカートリッジ容器装置７０を利用するのに適したインクジェットプリンタ１００の別の実施形態の斜視図である。プリント動作が開始すると、入力口トレー１１２からの媒体シートが、シートフィーダを用いてプリンタ１００内に送られ、次にＵ字型の方向に回って、今度は反対向きの出力口トレー１１３に向かって進む。そして媒体は停止し、１つまたは複数のモジュール式プリントカートリッジ容器３０を収容するモジュール式プリントカートリッジ容器装置７０を支持するキャリッジ１１６が、媒体上を横に動き、プリントゾーン１１４内にある媒体上に１回分のインクをプリントする。１度または何度も横切った後、従来技術のステッパモータおよび送りローラを用いて媒体が漸進的にプリントゾーン１１４内の次の位置に移動し、キャリッジ１１６は再び媒体を横切って横に動き、次の１回分のインクをプリントする。媒体上へのプリントが完了すると、シートは、出力口トレー１１３の上方位置へと送られ、インクが確実に乾くようにその位置で保持された後、解放される。
【００４９】
キャリッジ１１６の機構は従来技術のものであってもよく、一般的に、それに沿ってキャリッジ１１６が摺動する摺動ロッド１２２、電気信号をプリンタのマイクロプロセッサからモジュール式プリントカートリッジ容器装置７０を構成するモジュール式プリントカートリッジ容器３０に個別に伝えるフレキシブル回路（図１４には示さず）を含んでいる。従来技術の駆動ベルトおよび滑車装置を用いてキャリッジ１１６に接続されたステッパモータ（図示せず）は、キャリッジ１１６を摺動ロッド１２２に沿ってプリントゾーン１１４を横切って運ぶために用いられている。
【００５０】
インクジェットプリンタ１００の機構には、交換式インク供給カートリッジ１３１、１３２、１３３、１３４を収容するオフ・アクシスのインク供給ステーション１３０からプリントカートリッジ１０にインクを供給するインク送出システムが含まれていてもよい。管１３６は、４つの交換式インク供給カートリッジ１３１〜１３４からプリントカートリッジ１０にインクを送る。あるいは、インクジェットプリンタ１００は、搭載インク供給容器内部からプリントカートリッジ１０へのインク送出システムを含んでもよい。
【００５１】
【発明の効果】
従って、モジュール式プリントカートリッジ装置７０は、プリント動作中に（１）静止したモジュール式プリントカートリッジ装置を通って媒体を動かしたり、（２）横に動くモジュール式プリントカートリッジ装置を通って媒体を動かしたり、（３）静止した媒体を横切ってモジュール式プリントカートリッジ装置を横に動かしたりする等の、多くの異なる実施形態において用いることができる。
【００５２】
これらの設計上のオプションの結果、モジュール式プリントカートリッジ容器は、図１２、図１３、図１４に示すものの他に、広範囲の製品を実現することができる。例えば、このようなモジュール式プリントカートリッジ容器システムは、フォーマットの大きいプリンタ、ファクシミリ、複写機、またはファクシミリ／複写機を組み合わせたものにおいて用いられるインクジェットプリンタに組み込んでもよい。
【００５３】
本発明の特定の実施形態を示し説明したが、当業者であれば、その最も幅広い態様において本発明から逸脱することなく変更および変形を行うことができることは明白であり、従って、特許請求の範囲は、本発明の真の精神および範囲内にあるこのような変更および変形のすべてを、その範囲に包含するものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に用いられる第１のインクジェットプリントカートリッジを底面後方から見た斜視図である。
【図２】本発明に用いられる第１のインクジェットプリントカートリッジを頂面後方から見た斜視図である。
【図３】本発明に用いられる第１のインクジェットプリントカートリッジを底面前方から見た斜視図である。
【図４】本発明に用いられる第２のインクジェットプリントカートリッジの斜視図である。
【図５】本発明の単一のモジュール式プリントカートリッジ容器を前面右方から見た斜視図である。
【図６】本発明の単一のモジュール式プリントカートリッジ容器を後面右方から見た斜視図である。
【図７】本発明の単一のモジュール式プリントカートリッジ容器を前面左方から見た斜視図である。
【図８】（ａ）および（ｂ）は、モジュール式プリントカートリッジ容器から取り外したモジュール式プリントカートリッジ容器の前後壁の図である。
【図９】整列配置してモジュール式プリントカートリッジ容器装置に組み立てられた４つのモジュール式プリントカートリッジ容器の斜視図であり、モジュール装置内に取り付けられた１つのプリントカートリッジを示すものである。
【図１０】ジグザグに配置してモジュール式プリントカートリッジ容器装置に組み立てる４つのモジュール式プリントカートリッジ容器の斜視図である。
【図１１】（ａ）、（ｂ）および（ｃ）は、モジュール式プリントカートリッジ容器および関連するプリントカートリッジのいくらか異なる組立構成のプリントカートリッジの下方から上向きに見た、ノズルアレイを示す平面図である。
【図１２】モジュール式プリントカートリッジ容器装置に組み立てた、プリントカートリッジを取り付けた状態で、４つのモジュール式プリントカートリッジ容器を組み込んだインクジェットプリンタの簡略化した概略斜視図である。
【図１３】モジュール式プリントカートリッジ容器装置に組み立てた、プリントカートリッジを取り付けていない状態で、４つのモジュール式プリントカートリッジ容器を組み込んだインクジェットプリンタの簡略化した概略斜視図である。
【図１４】本発明のモジュール式プリントカートリッジ容器を組み込んだ走査キャリッジを有するインクジェットプリンタの斜視図である。
【符号の説明】
１０  プリントカートリッジ
２０  電気接点
３０  モジュール式プリントカートリッジ容器
３２  電極
４６  ロック機構
４８  プリントカートリッジドライバ回路
４９  電気相互接続
５０、５２、５４  整列突起
６０、６２、６４  整列凹み
７０  プリントカートリッジ容器装置
【図１】
0004271314.tif 000002
【図２】
0004271314.tif 000003
【図３】
0004271314.tif 000004
【図４】
0004271314.tif 000005
【図５】
0004271314.tif 000006
【図６】
0004271314.tif 000007
【図７】
0004271314.tif 000008
【図８】
0004271314.tif 000009
【図９】
0004271314.tif 000010
【図１０】
0004271314.tif 000011
【図１１】
0004271314.tif 000012
【図１２】
0004271314.tif 000013
【図１３】
0004271314.tif 000014
【図１４】
0004271314.tif 000015