JP2007536116A - インク両立性保証システム - Google Patents

Abstract

制御された流体システムを有するプリントステーション（１０）は、プリントヘッド（７０）と、そのプリントヘッドに流体を供給するリザーバ（１２）と、交換流体（１７）を収容する交換可能流体コンテナ（１６）とを含む。流体供給ライン（１４）は、交換可能流体コンテナとリザーバを接続し、流体ライン（８４）は、リザーバとプリントヘッドに接続されている。ポンプ（８６）が流体をリザーバからプリントヘッドに供給する。制御可能バルブ（１８）が流体供給ラインに位置し、コントローラ（２２）に接続され、交換可能流体コンテナからリザーバへの流体の放出を制御する。このステーションは、コントローラと通信してリザーバ内の流体レベルを確認するセンサ（７４）と、コントローラと通信するリーダ／ライタ（２４）と、リーダ／ライタによって読み取り可能なスマートカード（２０）とを含む。これは、交換可能流体コンテナに関する情報を含んでいる。

Description

本実施形態は、流体の流れを追跡・監視して連続インクジェットプリンタに対するインク及びその他の流体の両立性を保証する方法に関する。

現在のインクジェット印刷システムは、一つ又はそれ以上のプリントヘッドをサポートする流体システムから成っている。典型的なインクジェットプリントヘッドは、流体にオリフィスのアレイを含む小滴生成器を通過させ、インク滴を形成することによって動作する。プリントヘッドで使用されるインクのタイプが重要である。使用されるインクのタイプが、システムの全体的な信頼性を向上させたり、プリントヘッドの故障を生じさせたりする。

連続インクジェット印刷システムでは、システムのプリントヘッド部と共に機能するように、インクパラメータが細かく調整される。特定のシステムと共に機能することが確認されていないインクの使用は、印刷の質、プリントシステムの故障の頻度、及び／又は、プリントシステム構成要素の寿命に悪影響を与えることがある。

プリントヘッドは、印刷システム内でおそらく高コストの消耗要素と考えらるので、ある信頼性基準を満たすことが製造者によってしばしば保証され、それゆえ、しばしば製造者が、プリントシステムで顧客が未承認のインクを使用したことの多大なコストを負担する結果となる。これは、製造者が避けたいと望む支出である。

米国特許第５，３６５，３１２号明細書 米国特許第６，１５８，８３７号明細書 米国特許第６，１１６，７１５号明細書 米国特許第６，０６２，６６９号明細書

典型的には、顧客は、顧客は承認されたインクを使用しなければならないという合意と共にシステムを購入する。様々な理由（すなわち、低コストや、プリントヘッド寿命の短縮を代償としたより良好な短期間における性能、特定の色の利用可能性、など）から、顧客は、未承認のインクを使用したくなる可能性がある。

インクジェット印刷システムによるインク又はその他の流体の消費を追跡するトラッキングシステムに対するニーズが存在する。未承認のインクが顧客によって使用されたら、保証書の条件が破られたことを製造者に知らせる装置に対するニーズが存在する。

ヒルマン（Hillmann）の米国特許第5,365,312号は、交換可能なインクリザーバ、トナーカートリッジ、及びリボンカセットの使用を、これらの装置に関連した電子メモリを永久的に改変することによってトラックする技法を開示している。小滴カウント技法が使用されて、インクの使用量及び誤使用を判定する。

インクカートリッジの状態を検出する他のシステムが当該技術分野で知られており、これらは例えば、ヒルトン（Hilton）の米国特許第6,158,837号、レフェブール（Lefebvre）の米国特許第6,116,715号、及びリー（Lee）の米国特許第6,062,669号によるものである。ここでリストされた従来技術は、参照によってここに援用される。

未承認のインクが使用されていることをプリントヘッド製造者に警告する間も顧客が動作を継続することを許容する装置に対するニーズが存在する。

ここに具現化された装置は、これらのニーズを満たすように設計されている。

制御された流体システムを有するプリントステーションは、連続インクジェットプリントヘッドに制御されたインクを提供するためのものである。このプリントステーションは、プリントヘッドと、そのプリントヘッドに流体を供給するリザーバと、交換流体を収容している交換可能流体コンテナとを含む。流体供給ラインは、交換可能流体コンテナとリザーバを接続している。流体ラインはリザーバとプリントヘッドを接続し、流体戻りラインはプリントヘッドとリザーバを接続している。このプリントステーションは、流体ラインに配置されて流体をリザーバからプリントヘッドに供給するポンプを含む。コントローラが、流体供給ラインに位置する制御可能バルブに接続されている、この制御可能バルブは、交換可能流体コンテナからリザーバへの流体の制御された放出を提供する。このプリントステーションは、コントローラと通信してリザーバ内の流体レベルを確認するセンサと、コントローラと通信するリーダ／ライタと、リーダ／ライタによって読み取られるように適合されたスマートカードとを含む。このスマートカードは、交換可能流体コンテナに関する情報を含んでいる。

以下に提示される好適な実施形態の詳細な記述では、添付の図面が参照される。

本実施形態は、リストされた図面を参照して以下に記述される。

本実施形態を詳細に説明する前に、実施形態が特定の記載に限定されないこと、及びそれが様々な方法で実施又は実行されることができることが、理解されるべきである。

具現化されるプリントステーションは、連続インクジェットプリントヘッドに制御されたインクを提供する方法を提供する。このプリントステーションは、顧客によって使用されるインクに関する情報をプリントヘッド製造者に関係付けることができるスマートカードを使用する。

しばしば、顧客が製造者によって承認されていないインクを使用すると、プリントヘッドの寿命は劇的に短縮され、及び／又は、プリントヘッドがダメージを受けて、かつ最終的に修復できなくなることがあり、これらはリサイクル及び環境的な観点からは浪費にあたる。

承認されていないインクが印刷装置で使用されると、その装置は完全に破損するか又は故障することがある。なぜなら、印刷機械に対する他のパラメータが、非承認インクを使用したためリセットされないからである。本装置は、顧客の承認されたインク及び流体の使用を追跡・監視することによって、寿命を最大限延ばし、かつ印刷システムに対する修理の必要性を低減するように設計された。

このシステムは、非保証のインクを顧客が使用することによってプリントヘッドにダメージを与えて、そのプリントヘッドを交換のために製造者に返還するときに、製造者が財政的に受ける程度を最小限にすることを手助けする。

このシステムは、２つの両立しないが承認されたインクが印刷システムにて使用されることを防止すること助ける。それによってこの装置は、第２のインクが第１のインクの後に使用されて詰まり（clogging）が生じるような場合に、２つの承認されたインクの使用の間において、プリントステーションの適切な洗浄（フラッシュ；flushing）が確実に実行される手助けをする。

制御された流体システムを有するプリントステーションの実施形態は、プリントヘッドを含む。このプリントヘッドは、流体を流体ラインによってプリントヘッドに供給するリザーバと連通している。このリザーバは、交換流体を収容している交換可能流体コンテナと、流体供給ラインによって接続されている。ポンプが流体ラインと係合して、流体をリザーバからプリントヘッドに供給する。流体戻りラインは、プリントヘッドからリザーバに連通している。制御可能バルブが流体供給ラインに配置されて、流体供給ラインを開閉する。コントローラが制御可能バルブと通信して、交換可能流体コンテナからリザーバへの制御された流体の放出を提供する。リーダ／ライタがコントローラと通信して、交換可能流体コンテナに関する情報を有するスマートカードに読み書きする。

スマートカードの好適な実施形態はクレジットカードサイズのプラスチックカードであって、情報を確実に記憶することができて、かつ他の装置とリンクしてチップに埋め込まれた情報を確実に伝達することができるチップが、そのカードには収容されている。スマートカードのバリエーションによっては、情報は、確実に記憶され、かつ検索されることができる。

ある実施形態では、スマートカードは、水性インクのような流体を収容した各々の交換可能コンテナと共に流通される。

スマートカードは、プリントステーションが交換可能コンテナからインクを使用した量を追跡することを可能にする。システムにインクが充填されるたびに、スマートカードはその使用を追跡・監視して、その流体使用量に対応する現在の蓄えられた量（クレジット；credits）を提供することができ、それは書き込んでおくこと（デビット；debit）ができる。クレジットが零に達しても、リザーバは依然として充填されることができるが、プリントステーションコントローラはユーザインターフェース又はプリントヘッドに、リザーバの充填が非承認インクで発生していることを示す。

図面を参照すると、図１は、オハイオ州デイトンのコダック・バーサマーク（Kodak Versamark）から入手可能なコダック・バーサマークＤＴ９２プリントステーションのようなインクジェットプリントステーション１０を描いている。プリントステーションはリザーバ１２に接続されたプリントヘッド７０を有し、このリザーバ１２は、クリーニングのため又は印刷のためにプリントステーションにおいて使用可能な流体１３を保持する。

流体供給ライン１４は、リザーバ１２及び交換可能流体コンテナ１６と連通している。交換可能流体コンテナ１６は、プリントステーションのための流体を保持することができる。この流体１７は、インク、クリーニング流体、補充流体、又はこれらの流体の組合せであることができる。

制御可能バルブ１８が流体供給ライン１４に配置され、流体供給ライン１４を通る流体の流れを制御する。制御可能バルブはコントローラ２２によって制御され、これが今度は、リーダ／ライタ２４から情報を受け取る。スマートカード２０は、交換可能流体コンテナ１６に関する情報２１を有する。スマートカード２０の上の情報は、リーダ／ライタ２４によって読み取られることができる。コントローラ２２がスマートカード２０から情報を受け取った後に、コントローラは、交換可能コンテナ１６からリザーバへの流体１３の制御された放出を提供することができる。

フローメータ２６がオプションとして流体供給ライン１４に配置されることができて、コントローラ２２と通信することができる。

プリントステーションは、コントローラ２２と通信しているユーザインターフェース７２を有することができて、これは、コントローラ２２がユーザに、リザーバ内の流体がプリントステーションとは適合しないことをアドバイスすることを可能にする。プリントステーションはユーザに、カード上に容積が残存している有効なスマートカードが使用されていることをアドバイスすることができる。プリントステーションは、第２の交換可能コンテナの新しいインクがリザーバのインクと適合しない、あるいは第２の交換可能コンテナの新しいインクの使用に先立って洗浄（フラッシュ；flushing）を行う必要があるというメッセージのような、他のメッセージも同様に提供することができる。プリントステーションが提供することができる他の例示的なｅメッセージは、交換可能コンテナ内の流体の有効期限期日が過ぎたというメッセージ、スマートカードがインストールされていないというメッセージ、及びスマートカードの容積クレジットが低いというメッセージを含む。

プリントステーションは、コントローラと通信してコンテナ内の流体のレベルを測定するセンサ７４を有する。

プリントステーションは、リザーバとプリントヘッドの間を接続する流体ライン８４を有する。ポンプ８６が流体ラインに配置されて、リザーバからプリントヘッドへ流体を供給する。加えて、プリントステーションは、プリントヘッドからリザーバまでの流体戻りライン８８を有する。

プリントステーションと共に使用可能なスマートカードの一例は、ルクセンブルグのゲムプラス（GemPlus）から入手可能な型式MPCOS-EMV16Kである。このスマートカードからの読み出し及びこれへの書き込みのための例示的なスマートカードリーダは、ルクセンブルグのゲムプラス（GemPlus）から入手可能な型式410である。スマートカードは、好ましくは、ISO標準ISO7816に準拠したものである。

コントローラは、中央処理ユニット（CPU）又はゲートアレイ論理装置であることができる。コントローラは、プリントステーションを結合的に動作させることができる。ゲートアレイ論理装置は、ザイリンクス（Xilinx）から入手可能な型式スパルタン（Spartan）XC2S100Eであることができる。

リザーバ１２は、１リットルから６リットルの間の容量を有することができる。交換可能コンテナは１リットルから２２０リットルの間の容量を有することが想定される。

リザーバ又は交換可能流体コンテナの流体は、水性インク、油性インク、溶媒性インク、クリーニング流体、補充流体、又はトナーであることができる。このプリントステーションで使用されることができるインクの一例は、オハイオ州デイトンのコダック・バーサマーク（Kodak Versamark）からの型式ＦＤ７１０１である。クリーニング流体の一例は、オハイオ州デイトンのコダック・バーサマークからの型式ＦＦ５０００である。補充流体の一例は、オハイオ州デイトンのコダック・バーサマークからの製品番号ＦＲ１０１４である。

流体供給ラインは、０．２５ｃｍから２．５ｃｍの間の内径を有するフレキシブルチューブであることができて、これは流体に適合する。

制御可能バルブは、好ましくは、モーターバルブ、ソレノイドバルブ、液圧バルブ、空気圧バルブ、又はその他の電気的に制御されたバルブである。

図２は、本発明のプリントステーションで使用可能なスマートカードの好適な実施形態を描いている。このスマートカードは、基板３０に埋め込まれたマイクロチップ２８を含み、このマイクロチップは、フラッシュメモリ３２、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）３４、マイクロプロセッサ３６、及びデータを非カードソース４０から伝送及び受信するための通信リンク３８を有している。

図３は、カード上に記憶された以下の情報、すなわち、コンテナに関する情報４２、流体の動作特性４４、流体の信頼性特性４６、コンテナ内の流体の物理的特性に関する仕様４８、コンテナ内の流体の容積測定値５０、バッチ有効期限期日５２、バッチ番号５４、製造工場識別情報５６、顧客名５８、顧客住所６０、印刷された量に基づいた課金の認可６２、規定された時間期間の間にシステムがより高速に動作することを可能にする性能パラメータ６４、プリントヘッド情報６６を有するスマートカードを示す。スマートカードはまた、スマートカードとの未認可の通信を妨げるための安全暗号化アルゴリズム６８も含む。

図４は、本発明で使用可能なインクジェットプリントヘッドの実施形態を示しており、より具体的には、小滴生成器７６がオリフィス構造体７８を有し、これは小滴生成器に取り付けられてジェットアレイ８０を形成する。ジェットアレイに対向して配置されているのは、キャッチャ８２に接続されたオプションの帯電装置８１である。小滴生成器には、流体ライン８４から流体が供給される。キャッチャ８２は流体戻りライン８８と連通して、キャッチャからリザーバ１２へ流体を戻す。

インク充填率は、フローメータ２６を使用して決定されることができる。動作的には、スマートカード及びスマートカードリーダが以下のように作用する。交換可能流体コンテナ、例えばインクを有するものをインストールする時に、オペレータは、コントローラと通信しているユーザインターフェースにて、インク番号「xxx」を入力する。

交換可能流体コンテナに関連したスマートカードが、スマートカードリーダに挿入される。スマートカードは、交換可能流体コンテナがリザーバに接続されている間、リーダにとどまる。

コントローラは、定期的にスマートカードをチェックする。コントローラに入力されたインク番号「xxx」がスマートカードから読み取られた番号に合致しないと、コントローラは、「誤ったインクが取り付けられています」のようなメッセージをユーザインターフェースに生成する。スマートカードは、「xxx」ではなく「xyx」という番号を有しているかもしれない。

コントローラがスマートカードリーダ内のスマートカードを検出しないときには、コントローラは、「インクカードがインストールされていません」のようなメッセージをユーザインターフェースに発する。

オペレータによって入力された特定のインク「xxx」に関するファイル、及び番号「xxx」を有するそれに付随するスマートカードに関するファイルが、この特定のタイプのプリントヘッド「PH92」におけるインク「xxx」の適切な動作のために必要とされる情報を収容しており、ここでは「インクデックス・ファイル（inkdex file）」と呼ばれる。

スタートアップの間、及び新しいスマートカードがインストールされたときにはいつでも、システムは、そのスマートカードのインクデックス・ファイル上のバージョン番号をチェックし、そのバージョン番号をシステム上で動作されているバージョン番号と比較する。スマートカードのバージョンがより最近のものであると、システムは、自動的にスマートカードのバージョンをシステムプロセッサの上に転送してインクデックス・ファイルを再ロードする。「製造日」「バッチ番号」及び「有効期限期日」のような他の情報は、スマートカード上に記憶される。スマートカードを参照して、インクの有効期限期日が過ぎているとシステムが判定したら、システムは、インク保管寿命が満了していますというような警告を発する。

プリントステーションの流体システムは、通常は真空下で動作する。より多くのインクが必要であるとコントローラが判定すると、インク充填バルブが開けられて、インクを外部インクリザーバから内部インクタンクに、フローセンサを通って流す。フローセンサは、フローレート又は容積使用量を電子的にコントローラに報告する。

信号がプリントヘッドに送られて、「無効なインクが使用された」ビットを、反転不能にプリントヘッドメモリに設定する。

スマートカードは、以下の点でメモリが安全であるために使用される：（ａ）スマートカード出力は他の装置によって模擬（エミュレート；emulate）されることができない、（ｂ）スマートカードは「再チャージ」されることができない（すなわち、プロセッサのみが暗号化アルゴリズム及びキーを知っているので、カード上のメモリ位置は安全なインターフェースを介して書き込まれることができない）、及び（ｃ）スマートカードメモリはコピーされることができない。

加えて、スマートカードメモリは不揮発性であり、メモリ保持のために外部電源を必要としない。代替的な実施形態では、任意の安全なメモリ装置が使用されることができる。スマートカードの実施形態は、情報を暗号化するために様々なアルゴリズムを使用するが、当業者は、コード変換を安全化するために使用されることができる多くのアルゴリズム及びキーを認識するであろう。

いくつかの実施形態が、そのある好適な実施形態を特に参照して詳細に記述されてきたが、変更及び改変が実施形態の範囲内で行われることができることが、特に当業者には理解されるであろう。

印刷システム及びスマートカードの全体的な模式図を描いた図である。 スマートカードの構成要素の代表的な様子を描いた図である。 スマートカードに記憶されることができるデータフィールドのグラフィック表示を描いた図である。 装置のプリントステーションの内部で動作するプリントヘッドを描いた図である。

符号の説明

１０ プリントステーション、１２ リザーバ、１３ 流体、１４ 流体供給ライン、１６ 交換可能流体コンテナ、１７ 交換流体、１８ 制御可能バルブ、２０ スマートカード、２１ 情報、２２ コントローラ、２４ リーダ／ライタ、２６ フローメータ、２８ マイクロチップ、３０ 基板、３２ フラッシュメモリ、３４ ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、３６ マイクロプロセッサ、３８ 通信リンク、４０ 非カードソース、４２ データ−コンテナについての情報、４４ データ−流体の動作特性、４６ データ−流体の信頼性特性、４８ データ−コンテナ内の流体の物理的特性に関する仕様、５０ データ−コンテナ内の流体の容積測定値、５２ データ−バッチ有効期限期日、５４ データ−バッチ番号、５６ データ−製造工場識別情報、５８ データ−顧客名、６０ データ−顧客住所、６２ データ−印刷された量に基づいた課金の認可、６４ データ−性能パラメータ、６６ データ−プリントヘッド情報、６８ 安全暗号化アルゴリズム、７０ プリントヘッド、７２ ユーザインターフェース、７４ センサ、７６ 滴生成器、７８ オリフィス構造体、８０ ジェットアレイ、８１ 帯電装置、８２ キャッチャ、８４ 流体ライン、８６ ポンプ、８８ 流体戻りライン。

Claims (15)

1. 制御された流体システムを有するプリントステーションであって、
   ａ．プリントヘッドと、
   ｂ．前記プリントヘッドに流体を供給するために前記プリントヘッドと連通し、流体を収容しているリザーバと、
   ｃ．交換流体を収容している交換可能流体コンテナと、
   ｄ．前記交換可能流体コンテナと前記リザーバを接続する流体供給ラインと、
   ｅ．前記リザーバから前記プリントヘッドまで延び、これらに接続された流体ラインと、
   ｆ．前記流体ラインに配置されて流体を前記リザーバから前記プリントヘッドに供給するポンプと、
   ｇ．前記プリントヘッドから前記リザーバまでの流体戻りラインと、
   ｈ．前記流体供給ラインに配置された制御可能バルブと、
   ｉ．前記制御可能バルブと通信して、前記交換可能流体コンテナから前記リザーバへの流体の制御された放出を提供するコントローラと、
   ｊ．前記コントローラと通信して前記リザーバ内の前記流体のレベルを確認するセンサと、
   ｋ．前記コントローラと通信するリーダ／ライタと、
   ｌ．前記交換可能流体コンテナに関する情報を備え、前記リーダ／ライタによって読み取られるように適合されている、スマートカードと、
   を備えている、プリントステーション。
2. 前記プリントヘッドが、ジェットアレイを形成するオリフィス構造体とキャッチャとを有する小滴生成器を備えている、請求項１に記載のプリントステーション。
3. 前記交換流体が、水性インク、油性インク、溶媒性インク、クリーニング流体、トナー、及び補充流体からなるグループから選択される、請求項１に記載のプリントステーション。
4. 前記プリントヘッドが、連続インクジェットプリントヘッドである、請求項１に記載のプリントステーション。
5. 前記リザーバが、１リットルから６リットルの間の容量を備えている、請求項１に記載のプリントステーション。
6. 前記交換可能流体コンテナが、１リットルから２２０リットルの間の容量を備えている、請求項１に記載のプリントステーション。
7. 前記流体供給ラインは、０．２５ｃｍから２．５ｃｍの間の内径を備えるフレキシブルチューブであり、前記フレキシブルチューブは前記流体に適合する、請求項１に記載のプリントステーション。
8. 前記制御可能バルブは、モーターバルブ、ソレノイドバルブ、液圧バルブ、空気圧バルブ、及びその他の電気的に制御されたバルブからなるグループから選択される、請求項１に記載のプリントステーション。
9. 前記流体供給ラインに配置されて前記コントローラと通信するフローメータをさらに備える、請求項１に記載のプリントステーション。
10. 前記スマートカードが基板に埋め込まれたマイクロチップを備えており、前記マイクロチップが、フラッシュメモリと、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）と、マイクロプロセッサと、前記マイクロプロセッサに接続された通信リンクとを備えており、前記通信リンクはデータを非カードソースから伝送及び受信するように適合されている、請求項１に記載のプリントステーション。
11. 前記スマートカードが、
    ａ．前記交換可能コンテナについての情報、
    ｂ．前記流体の動作特性、
    ｃ．前記流体の信頼性特性、
    ｄ．前記コンテナ内の前記流体の物理的特性に関する仕様、
    ｅ．前記コンテナ内の前記流体の容積測定値、
    ｆ．バッチ有効期限期日、
    ｇ．バッチ番号、
    ｈ．製造工場識別情報、
    ｉ．顧客名、
    ｊ．顧客住所、
    ｋ．印刷された量に基づいた課金の認可、
    ｌ．規定された時間期間の間に前記システムがより高速に動作することを可能にする性能パラメータ、
    ｍ．プリントヘッド情報、及び
    ｎ．それらの組み合わせ、
    を含む情報を備えている、請求項１に記載のプリントステーション。
12. 前記スマートカードが、前記スマートカードとの認可されていない通信を妨げる安全暗号化アルゴリズムをさらに備えている、請求項１に記載のプリントステーション。
13. 前記コントローラが、中央処理ユニット（ＣＰＵ）又はゲートアレイ論理装置である、請求項１に記載のプリントステーション。
14. 前記コントローラが、検証された適合流体ではない流体をユーザが使用すると、前記プリントステーションのプリントヘッドにメッセージを書き込むように適合されている、請求項１に記載のプリントステーション。
15. 前記コントローラと通信して、前記コントローラが、前記流体が前記プリントヘッドに適合していないことを前記ユーザにアドバイスし、残存容積を有する有効なスマートカードが使用されていることを前記ユーザにアドバイスし、又はそれらの組合せを可能にするユーザインターフェースをさらに備えている、請求項１に記載のプリントステーション。

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