JP4813671B2

JP4813671B2 - Replaceable ink container for inkjet printing system

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Publication number: JP4813671B2
Application number: JP2001022653A
Authority: JP
Inventors: デイル・キング; スコット・ディー・スタージェン; デビット・シー・ジョンソン
Original assignee: Hewlett Packard Co
Current assignee: HP Inc
Priority date: 2000-01-31
Filing date: 2001-01-31
Publication date: 2011-11-09
Anticipated expiration: 2021-01-31
Also published as: EP1122077A2; KR20010082030A; JP2001253086A; DE60124800T2; EP1122077B1; EP1122077A3; DE60124800D1; TW505573B; KR100676032B1

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、インクジェット・プリンタにインクを提供するインク容器に関する。より具体的には、本発明は、インクジェット・プリンタ内の収容機構にインク容器を着脱する方法および装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
インクジェット・プリンタはしばしば、紙などの印刷媒体に対して移動するキャリッジ内に取り付けられたインクジェットプリントヘッドを使用している。プリントヘッドが印刷媒体に対して移動するとき、制御システムがプリントヘッドを作動させて印刷媒体上にインク滴を付着または放出して画像と文字を形成する。インクは、使い捨て印刷カートリッジの場合はプリントヘッドと一体化したインク供給源によって、あるいはプリントヘッドと分離した交換可能なインク供給源によってプリントヘッドに提供される。
【０００３】
これまで使用されてきた印刷システムの１つのタイプは、キャリッジによって搬送されるインク供給源を利用している。このインク供給源は、プリントヘッドと一体的に形成されており、インクを使い終わったときにプリントヘッド全体とインク供給源とが交換される。あるいは、インク供給源がキャリッジと共に搬送され、プリントヘッドと別に交換することも可能である。インク供給源が別に交換可能な場合、インク供給源は、空になったときに交換される。プリントヘッドは、該プリントヘッドの寿命の終わりで交換される。インク供給源が印刷システム内に配置されている場所に関係なく、インク供給源がインクジェットプリントヘッドにインクを確実に供給できることがきわめて重要である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
脱着が容易な交換式インク容器を利用するインクジェット印刷システムが常に必要とされている。インク容器の取り付けは、プリンタへの確実な流体接続を作り出さなければならない。そのようなインク容器は、製造が比較的容易で、それによりインク供給源のコストを削減するものでなければならない。インク供給源のコストの削減は、印刷システムの１ページ当たりの印刷コストを削減する結果となる。さらに、そのようなインク容器は、コンパクトでなければならず、薄型の印刷システムを可能にする印刷システム全体の比較的低い高さを維持するようにインクジェット印刷システムに挿入されるように構成されなければならない。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明の１つの態様は、インクジェット印刷システムにインクを提供するための交換式インク容器である。インクジェット印刷システムは、走査キャリッジに取り付けられた収容機構を有する。収容機構は、流体入口と、流体入口の両側に沿って延びる１対のガイド・レールとを有する。交換式インク容器は、収容機構と関連付けられた流体入口に接続するように構成された流体出口を含む。また、１対の外方に突出するガイド・レール係合特徴形状を含む。１対のガイド・レール係合特徴形状はそれぞれ、１対のガイド・レールのそれぞれと係合するように交換式インク容器上に配置されて配列され、交換式インク容器を収容機構内に水平方向と垂直方向の両方に導く。１対の外方に突出するガイド・レール係合特徴形状と１対のガイド・レールは協力して、流体出口を流体入口と位置合わせしてインク容器と収容機構との間に流体連通を確立する。
【０００６】
本発明のもう１つの態様は、交換式インク容器を、最初に収容機構の後壁の方に向かって内方に直線運動で導き、次に後壁の方と収容機構内の下方に向かって内方と下方の両方の運動で導く収容機構と関連付けられたガイド特徴形状である。
【０００７】
本発明のさらにもう１つの態様は、電気的記憶装置に電気的に接続された複数の電気接点である。インク容器ガイド特徴形状は、収容機構ガイド特徴形状と係合し、交換式インク容器を最初に後壁の方に向かって内方に導き、次に後壁と収容機構底面の両方の方向に導くように配置されて配列される。インク容器上のガイド特徴形状は、収容機構と関連付けられたガイド特徴形状と協力して、流体出口を流体入口と位置合わせし、交換式インク容器上の複数の電気接点を収容機構上の複数の電気接点と位置合わせして、インク容器と収容機構との間に電気接続と流体接続の両方を確立する。
【０００８】
【発明の実施の形態】
図１は、収容機構１４に取り付けられた少なくとも１つの交換式インク容器１２を含む印刷システム１０の１つの例示的な実施形態を、そのカバーを開けた状態で示した斜視図である。交換式インク容器１２が収容機構１４内に適切に取り付けられた場合は、交換式インク容器１２からインクが少なくとも１つのインクジェットプリントヘッド１６に提供される。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印刷媒体上にインクを付着させる。インクがプリントヘッド１６から放出されると、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。好ましい１つの実施形態において、交換式インク容器１２、収容機構１４およびインクジェットプリントヘッド１６はそれぞれ、印刷媒体２２に対して移動して印刷を達成する走査キャリッジの一部である。プリンタ部１８は、印刷媒体２２を収容するための媒体トレイを含んでいる。印刷媒体２２が印刷ゾーン内を段階的に進行するとき、走査キャリッジ２０がプリントヘッド１６を印刷媒体２２に対して移動させる。プリンタ部１８は、選択的にプリントヘッド１６を作動させて印刷媒体２２上にインクを付着させ、印刷を達成する。
【０００９】
走査キャリッジ２０は、該走査キャリッジ２０が走査軸に沿って移動するときに、走査キャリッジ２０が摺動するスライド・ロッド２６を含む走査機構上の印刷ゾーン内で移動させられる。走査キャリッジ２０を正確に位置決めするために、位置決め手段（図示せず）が使用される。さらに、走査キャリッジ２０が走査軸に沿って移動するときに、印刷ゾーン内で印刷媒体２２を段階的に進める用紙前進機構（図示せず）が使用される。走査キャリッジ２０には、リボン・ケーブル２８などの電気結合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提供される。
【００１０】
本発明の重要な態様は、インク容器１２がプリンタ１８と適切な流体相互接続と電気相互接続を構成するようにインク容器１２を収容機構１４に挿入する方法および装置である。インク容器１２とプリンタ部１８の間に適切な流体相互接続と電気相互接続の両方が達成されることがきわめて重要である。流体相互接続は、交換式インク容器１２内のインク供給源をプリントヘッド１６に流体的に結合してプリントヘッド１６にインクを供給することを可能にする。電気相互接続は、交換式インク容器１２とプリンタ部１８との間で情報を渡すことを可能にする。交換式インク容器１２とプリンタ部１８との間で渡される情報は、たとえば、交換式インク容器のプリンタ部１８との適合性に関連する情報や、インク・レベル情報などの動作状況情報を含む。
【００１１】
本発明の方法および装置は、図２から図９に関連して考察するように、交換式インク容器１２と収容機構１４との間に確実な電気接続と流体接続が確立されるように交換式インク容器１２を収容機構１４に挿入することを可能にする特徴形状を示している。さらに、本発明の方法と装置は、交換式印刷部品たるインキ容器１２をプリンタ部１８から確実に着脱することを可能にし、同時に、図１に「ｈ」として示した寸法によって表されたプリンタ部１８の全体の高さを比較的小さい寸法にし、それにより比較的薄型の印刷システム１０を提供することを可能にする。印刷システム１０が、よりコンパクトな印刷システムを提供するように高さが低く、またプリンタ部を様々な印刷用途に使用できるようにすることが重要である。
【００１２】
図２は、収容機構１４に適切に取り付けられた１対の交換式インク容器１２を示す走査キャリッジ２０の一部分の斜視図である。インクジェットプリントヘッド１６は、収容機構１４と流体連通している。好ましい実施形態において、図１に示したインクジェット印刷システム１０は、３つの異なる色のインク色を含む３色インク容器と、単色のインクを含む第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、４色刷りを達成するために、３色インク容器が、シアン、マジェンタおよびイエローのインクを含み、単色インク容器が黒インクを含む。交換式インク容器１２は、３色よりも少ない色のインク、あるいはもっと多い色が必要な場合は３色よりも多い色のインクを含むように異なる区分を行うことができる。たとえば、高忠実度印刷の場合には、６色以上の色を使用して印刷が達成される。
【００１３】
図２に示した収容機構１４は、簡略化するために１つのプリントヘッド１６に流体的に結合されて示されている。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はそれぞれ、収容機構１４に流体的に結合される。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、交換式インク容器に入れられた４色のインクのそれぞれに流体的に結合される。したがって、シアン、マジェンタ、イエローおよびブラックのプリントヘッド１６はそれぞれ、それらの対応するシアン、マジェンタ、イエローおよびブラックのインク供給源に結合されている。４つよりも少ない数のプリントヘッドを利用する他の構成も可能である。たとえば、プリントヘッド１６は、該プリントヘッド１６を適当に区分し、第１のインク色を第１グループのインク・ノズルに提供できるようにし、第２のインク色を第１のグループと異なる第２のグループのインクノズルに提供できるようにすることによって、複数のインク色を印刷するように構成することができる。この方式において、単一のプリントヘッド１６を使用して複数のインク色を印刷することができ、４つよりも少ない数のプリントヘッド１６で４色印刷を達成することができる。交換式インク容器１２のそれぞれとプリントヘッド１６との間の流体経路を、図３と関連してより詳細に説明する。
【００１４】
交換式インク容器１２はそれぞれ、交換式インク容器１２を収容機構１４に固定するラッチ３０を含んでいる。好ましい実施形態における収容機構１４は、交換式インク容器１２上の対応するキー特徴形状（図示せず）と相互作用する１組の被キー特徴形状３２を含んでいる。交換式インク容器１２上のキー特徴形状は、交換式インク容器１２が収容機構１４と確実に適合するように収容機構１４上の被キー特徴形状３２と相互作用を行う。
【００１５】
図３は、図２に示した走査キャリッジ部分２０の側面図である。走査キャリッジ部分２０は、収容機構１４内に適切に取り付けられて示され、それにより交換式インク容器１２とプリントヘッド１６との間の流体連通が確立されたインク容器１２を含んでいる。
【００１６】
交換式インク容器１２は、１つまたは複数の数量のインクを入れるリザーバ部分３４を含んでいる。好ましい実施形態において、３色交換式インク容器１２は、それぞれ異なる色のインクを含む３つの個別のインク収容リザーバを有する。この好ましい実施形態において、単色交換式インク容器１２は、単色のインクを入れる単一のインク・リザーバ３４である。
【００１７】
好ましい実施形態において、リザーバ３４内には、毛管貯蔵部材（図示せず）が配置されている。この毛管貯蔵部材は、インク容器１２を印刷システム１０に着脱する際に、リザーバ３４からインクが漏れるのを防ぐためにインクを保持するのに十分な毛管現象を有する多孔部材である。この毛管作用の力は、温度や圧力の変化などの様々な環境条件にわたってインク・リザーバ３４からインクが漏れるのを防ぐことができるように十分に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・リザーバのすべての向きならびに通常の操作中にインク容器が受ける可能性のある妥当な大きさの衝撃と振動に対してインクをインク・リザーバ３４内に保持するのに十分である。好ましい毛管貯蔵部材は、本発明の譲受人に譲渡され、参照により本明細書に組み込まれ、１９９９年１０月２９日に出願された、出願番号０９／４３０，４００、代理人整理番号１０９９１４０７の「Ink Reservoir for an Inkjet Printer」と題する米国特許出願に記載された熱結合高分子ファイバ網である。
【００１８】
インク容器１２が収容機構１４に適切に取り付けられた場合、インク容器１２は、流体相互接続３６によってプリントヘッド１６に流体的に結合される。プリントヘッド１６が作動すると、インクが放出部分３８から放出され、プリントヘッド１６内に、しばしば背圧と呼ばれる負のゲージ圧が生成される。プリントヘッド１６内のこの負のゲージ圧は、インク・リザーバ３４内に配置された毛管部材内に維持された毛管作用による力に打ち勝つのに十分である。この背圧によって、交換式インク容器１２からプリントヘッド１６にインクが引き出される。このようにして、プリントヘッド１６には、交換式インク容器１２によって提供されるインクが補充される。
【００１９】
流体相互接続３６は、インク容器１２内の上方に延びインクジェットプリントヘッド１６の方に下方に延びる直立のインク・パイプであることが好ましい。流体相互接続３６は、図３で大幅に簡略化して示されている。好ましい実施形態において、流体相互接続３６は、プリントヘッド１６の走査軸方向の位置ずれを許容し、それによりプリントヘッド１６を対応する交換式インク容器１２からずらして配置できるようにするマニホールドである。好ましい実施形態において、流体相互接続３６は、リザーバ３４内に延びて毛管部材を圧縮し、それにより流体相互接続３６の近くに毛管作用の大きい領域が形成される。この毛管作用の大きい領域は、インクを流体相互接続３６の方に引き込むは働きをし、それにより流体相互接続３６からプリントヘッド１６にインクが流れることができる。後で考察するように、インク容器１２が収容機構内１４に挿入されたときに、毛管部材の適切な圧縮が行われるようにインク容器１２が収容機構１４内に適切に位置決めされることがきわめて重要である。インク容器１２からプリントヘッド１６へのインクの確実な流れを確立するためには、毛管部材の適切な圧縮が必要である。
【００２０】
交換式インク容器１２は、さらに、図７ａ〜図７ｃおよび図８ａ〜図８ｂに関連して考察するように、プリントヘッド１６との確実な流体相互接続を達成して交換式インク容器１２と走査キャリッジ２０との間に確実な電気相互接続を構成するようにインク容器１２を収容機構１４に挿入できるようにするガイド特徴形状４０、係合特徴形状４２、ハンドル４４およびラッチ特徴形状３０を含んでいる。
【００２１】
収容機構１４は、ガイド・レール４６、係合特徴形状４８およびラッチ係合特徴形状５０を含んでいる。ガイド・レール４６は、ガイド・レール係合特徴４０および交換式インク容器１２と協力して、インク容器１２を収容機構１４内に導いている。交換式インク容器１２が収容機構１４に完全に挿入された場合、交換式インク容器と関連付けられた係合特徴形状４２が、収容機構１４と関連付けられた係合特徴形状４８と係合し、交換式インク容器の前縁または後縁が収容機構１４に固定される。次に、インク容器１２が押し下げられ、収容機構１４と関連付けられたラッチ係合特徴形状５０がラッチ部材３０と関連付けられたフック特徴形状５４と係合してインク容器１２の後縁または前縁が収容機構１４に固定されるまで、収容機構１４と関連付けられたばね付勢部材５２を圧縮する。インク容器１２上の特徴形状と収容機構１４と関連付けられた特徴形状の協力が、交換式インク容器１２と収容機構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と関連して収容機構１４についてより詳細に考察する。
【００２２】
図４は、単独で示したインク収容機構１４の正面斜視図である。図４に示した収容機構１４は、内部に単色インクを含むインク容器１２を受ける白黒ベイ５６と、３つの個別の色のインクを含むインク容器を受ける３色ベイ５８とを含んでいる。この好ましい実施形態において、白黒ベイ５６は、黒インクを含む交換式インク容器１２を受け、３色ベイ５８は、インク容器１２内の別のリザーバ内にそれぞれ区分されたシアン、マジェンタ、およびイエローのインクを含む交換式インク容器を受けている。交換式インク容器１２も収容機構１４も、内部に異なる数の個別のインクを含むインク容器を受けるようなベイ５６および５８の他の構成を有することができる。さらに、収容機構１４の収容ベイ５６および５８の数は、２つよりも少なくとも多くてもよい。たとえば、収容機構１４は、各インク容器が４色印刷を達成するために個別の色のインクを含む４つの個別の単色インク容器１２を受ける４つの個別のベイを有することができる。
【００２３】
収容機構１４の各ベイ５６および５８は、中に延びる直立流体相互接続３６を受けるための開口６０を含んでいる。流体相互接続３６は、インク容器１２と関連付けられた対応する流体出口から出るインクの流体入口である。また、電気相互接続６２は、それぞれの収容ベイ５６および５８に含まれる。電気相互接続６２は、複数の電気接点６４を含んでいる。好ましい実施形態において、電気接点は、４つのばね式電気接点の構成であり、交換式インク容器１２が収容機構１４の対応するベイに適切に取り付けられている。各電気コネクタ６２と流体相互接続３６との適切な係合が確実に確立されなければならない。
【００２４】
各ベイ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は、インク容器１２の両側の対応するガイド特徴形状４０と係合してインク容器を収容機構内に導いている。インク容器１２が収容機構１４内に完全に挿入されたとき、収容機構１４の後壁６６に配置された係合特徴形状４８が、図３でインク容器１２上に示された対応する係合特徴形状４２と係合している。係合特徴形状４８は、電気相互接続６２の両側に配置される。収容機構１４内に板ばねなどのバイアス手段５２が配置されている。板ばね５２は、インク容器１２を収容機構１４の底面６８から上方に付勢する付勢力を提供する。後で図８および図９に関して考察するように、板ばねは、インク容器１２を収容機構１４にラッチするのに役立ち、また収容機構１４からインク容器１２を取り外すのに役立つ。
【００２５】
図５ａ、図５ｂ、図５ｃおよび図５ｄはそれぞれ、本発明の交換式インク容器１２の正面図、側面図、後面図および底面図を示している。図５ａに示したように、交換式インク容器１２は、１対の外方に突出するガイド・レール係合特徴形状４０を含んでいる。好ましい実施形態において、そのようなガイド・レール係合特徴形状はそれぞれ、交換式インク容器１２の直立側面７０に対して垂直な方向に外方へ突出している。係合特徴形状４２は、インク容器７２の正面または前縁から外方に突出する。係合特徴形状４２は、電気的インタフェース７４の両側に配置され、交換式インク容器１２の底面７６の方へ向かって配置されている。電気的インタフェース７４は、複数の電気接点７８を含み、その結果、各電気接点７８は、電気的記憶装置８０に電気的に接続されている。
【００２６】
図５ｃは、前縁７２と反対側の後縁８２を示している。交換式インク容器１２の後縁８２は、係合フック５４を有するラッチ特徴形状（ラッチ部材）３０を含んでいる。ラッチ特徴形状３０は、該ラッチ特徴形状が後縁から外側に突出し、それにより係合特徴形状が収容機構１４と関連付けられた対応する係合特徴形状の方に向かって外方に突出できるようにする弾性材料から形成されている。後で考察するように、ラッチ部材３０が後縁８２の方に向かって内方に押圧されるとき、ラッチ部材が付勢力を外方に働かせて、係合特徴形状５４が収容機構１４と関連付けられた対応する係合特徴形状５０と係合状態になり、インク容器１２が収容機構１４内に確実に固定される。
【００２７】
また、交換式インク容器１２は、該交換式インク容器１２の後縁に配置されたキー８４を含んでいる。これらキーは、交換式インク容器１２の底面７６に向けてラッチ部材３０の両側に配置されることが好ましい。キー８４は、収容機構１４上の被キー特徴形状３２との相互作用により、インク容器１２が収容機構１４内の適切なベイ５６および５８に確実に挿入されるようにしている。さらに、キー８４と被キー特徴形状３２は、交換式インク容器１２が色と化学的性質の両方で適合しあるいは収容機構１４内の対応する収容ベイ５６および５８と適合するインクを含むことを保証する。
【００２８】
また、交換式インク容器１２は、該交換式インク容器１２の後縁８２の上面８６に配置されたハンドル部４４を有する。このハンドル部４４により、インク容器１２をその後縁８２をつかんで収容機構１４の適切なベイに挿入することができる。
【００２９】
最後に、インク容器１２は、交換式インク容器１２の底面７６に配置された開口（流体出口）８８を含んでいる。流体出口８８は、流体相互接続３６がリザーバ３４内に延びて中に配置された毛管部材と係合することを可能にする。３色交換式インク容器１２の場合は、３つの流体出口８８があり、それぞれの流体出口は異なるインク色に対応している。３色チャンバの場合、３つの流体相互接続３６がそれぞれ各流体出口８８内に延び、各インク・チャンバとそれに対応するそのインク色のプリントヘッドとの間に流体連通を提供する。
【００３０】
図６は、図４に示した収容機構１４内の単色（白黒）ベイ５６に挿入するように位置決めされた単色インク容器の斜視図である。図６に示した単色インク容器は、底面７６に流体出口８８が１つだけが設けられた点以外は、図５ａから図５ｄに示した３色インク容器と類似している。単色交換式インク容器１２は、単色のインクを含み、したがって対応する流体相互接続３６を１つだけ受け入れてインクをインク容器１２から対応するプリントヘッドに提供する。
【００３１】
図７ａ、図７ｂおよび図７ｃは、交換式インク容器１２を収容機構１４に挿入して収容機構１４との確実な電気接続と流体接続を形成するための本発明の技術を示す一連の図である。
【００３２】
図７ａは、収容機構１４に部分的に挿入されたインク容器１２を示している。好ましい実施形態において、インク容器１２は、ハンドル部４４をつかみ、前縁または正面７２を先にしてインク容器を収容機構に挿入することによって収容機構１４に差し込まれる。前縁７２が収容機構１４に入るとき、インク容器上の外方に突出するガイド部材４０が、１対のガイド・レール４６のそれぞれと係合する。ガイド・レール４６は、インク容器１２を収容機構１４の後壁６６の方に向かって真っ直ぐまたは水平に導いている。ガイド・レール４６は、次に、交換式インク容器を、後壁６６の方に向かって水平方向と収容機構１４の底面の方に向かって垂直方向の両方に導き、その結果、図７ｂに示したように、インク容器１２上の係合特徴形状４２が、収容機構１４の後壁６６の対応する係合特徴形状４８によって受けられる。インク容器１２の挿入には、該インク容器をガイド・レール４６に沿って直線的に付勢する挿入力だけが必要である。インク容器１２に働く重力によって、このインク容器は、ガイド・レールが下方に延びているときにガイド・レール４６をたどり、係合特徴形状４２と４８の係合が可能になる。ガイド・レール係合特徴形状４０は、ガイド・レール４６に沿って自由に摺動するようになだらかな丸い面であることが好ましい。
【００３３】
図７ｂは、係合特徴形状４２が収容機構１４と関連付けられた係合特徴形状４８と係合状態になるように収容機構１４に挿入されたインク容器１２を示している。インク容器１２には、矢印９０で表したような下方の力が加えられ、板ばね５２が圧縮され、インク容器１２の後縁８２が収容機構１４の底面６８の方に向かって下方に付勢される。キー８４は、収容機構１４上の被キー特徴形状３２に適切に対応しなければならない。インク容器１２上のキー８４が被キー特徴形状３２に対応しない場合、キー結合システムは、インク容器１２が収容機構１４内にそれ以上挿入されるのを防ぐ。キー８４と被キー特徴形状３２からなるこのキー結合システムは、収容機構１４に適合しないインク容器が収容機構１４内にそれ以上挿入されるのを妨げる。インク容器１２が収容機構１４内にそれ以上挿入されると、流体相互接続３６がインク容器１２内の毛管部材と接触することになり、それにより流体相互接続３６が適合しないインクで汚染される。流体相互接続３６に適合しないインクが混じると、析出物が生じて、プリントヘッド１６が損傷することがある。化学的に適合しないインクの他に、インク容器は色混合を生じ、それにより出力された印刷品質が低下する適合しない色を有することがある。
【００３４】
インク容器１２上のキー８４と収容機構１４上の被キー特徴形状３２は、適切なインク容器１２が適切な収容機構１４に完全に挿入されるようにするものである。インク容器１２の後縁８２に加えられる下向きの力により、インク容器１２が旋回軸のまわりに回転して板ばね５２を圧縮し、それによりインク容器１２の後縁８２が収容機構１４の底面６８の方に向かって移動することになる。インク容器１２が、収容機構１４内の下方に付勢されるとき、弾性ラッチ部材３０が、インク容器１２の後縁８２の方に向かって少し内方に圧縮される。インク容器１２が下方に十分に付勢されたとき、図７ｃに示したように、ラッチ部材３０の係合特徴形状５４が収容機構１４の対応する係合特徴形状５Ｏと係合し、インク容器１２が収容機構１４に固定される。
【００３５】
図７ｃに示したように、インク容器１２が収容機構１４に適切に固定された場合、流体相互接続３６がリザーバ３４内に延びて毛管部材を圧縮し、それにより流体相互接続３６の近くに毛管作用の大きい領域が形成される。毛管作用の大きいこの領域は、流体相互接続３６の方に向かってインクを引き出す働きをし、それによりインクが流体相互接続３６を通ってプリントヘッド１６まで流される。好ましい実施形態において、収容機構１４に挿入されたとき、インク容器１２は、重力座標系に向けられ、それによりインク容器１２内のインクに重力が働いて、インクがインク容器１２の底面７６の方に向かって引き出される。したがって、インク容器１２内のインクは底面７６まで引き出され、このインクが毛管引力によって流体相互接続３６の方に引き出され、それによりインク容器１２内のインクの流れが減少するかまたは最小になる。
【００３６】
図８ａと図８ｂは、図７ａ、図７ｂおよび図７ｃと関連して示された挿入プロセスにおけるある位置を示し、インク容器１２の前縁７２が流体相互接続３６の上に位置決めされている。図８ａは側面図であり、図８ｂは端面図である。図８ａと図８ｂから、挿入の際にインク容器の前縁７２が流体相互接続３６と衝突しないように、ガイド特徴形状４０が、インク容器１２の底面７６の方に向かって十分に低い位置でインク容器１２上に配置されなければならないことが分かる。ガイド部材４０の位置決めのもう１つ制約は、係合特徴形状４２が収容機構１４上の対応する係合特徴形状４２と適切に係合するように、ガイド部材４０をインク容器１２の上面８６の十分近くに位置決めしなければならないことである。
【００３７】
さらに、インク容器上の外方に突出するガイド部材４０は、ガイド・レール４６と係合するように十分に外方に延びていなければならない。しかしながら、外方に突出するガイド部材４０は、該ガイド部材４０が収容機構１４の直立側面と係合して、インク容器１２の収容機構１４内への挿入を妨げる摩擦力と拘束力を生成する干渉を生成するように外側に突出しすぎてはならない。
【００３８】
図９ａ、図９ｂおよび図９ｃは、収容機構１４からインク容器１２を取り外す方法を示している。本発明のインク容器１２を取り外す方法は、最初に、ラッチ部材３０を後面８２の方に向かって付勢することにより、係合特徴形状を収容機構１４上の対応する係合特徴形状５０から解放する。インク容器１２の後縁が解放されると、図９ｂに示したように、板ばね５２が、インク容器の後縁を上方に付勢する。インク容器１２をハンドル部４４でつかめば、インク容器１２を挿入方向と反対方向に取り出すことができる。インク容器１２が収容機構１４から取り出されるとき、ガイド部材４０がガイド・レール４６をたどってインク容器から持ち上げられ、それにより流体相互接続３６とインク容器１２の底面上の流体出口との干渉が防止される。
【００３９】
本発明のインク容器１２は、収容機構１４と係合し相互作用してインク容器１２を収容機構１４内に導き、収容機構１４との確実な流体接続と電気接続を行うように構成されている。本発明の技術は、この挿入プロセスを比較的簡単かつ容易にし、インク容器１２の不適切な挿入を防ぐことができる。顧客は、インク容器１２をそのハンドル部４４でつかみ、インク容器１２を収容機構１４内の水平方向に摺動させる。ガイド・レール４６とガイド特徴形状４０は協力して、インク容器１２を収容機構１４内に適切に導いている。インク容器１２が下方に押圧され、インク容器１２がラッチされ、インク容器１２と収容機構１４との間の有効な相互接続が電気的および流体的の両方で達成される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の複数の交換式インク容器を示すためにカバーを開いた状態で示された本発明のインクジェット印刷システムの１つの例示的な実施形態を示す斜視図である。
【図２】交換式インク容器と１つまたは複数のプリントヘッドとの間に流体連通を提供する収容機構内に位置決めされた本発明の交換式インク容器を示す走査キャリッジの一部分の拡大斜視図である。
【図３】各交換式インク容器と関連付けられたガイドおよびラッチ特徴形状と、交換式インク容器を固定しそれによりプリントヘッドとの流体連通を可能にする収容機構とを示す走査キャリッジの一部分の側面図である。
【図４】本発明の１つまたは複数の交換式インク容器を収容するために単独で示された収容機構を示す斜視図である。
【図５】ａ、ｂ、ｃおよびｄは、単独で示した本発明の３色交換式インク容器の等角図である。
【図６】本発明の単色交換式インク容器の斜視図である。
【図７】ａ、ｂおよびｃは、交換式インク容器を供給機構に挿入する方法を示す側面図である。
【図８】ａとｂはそれぞれ、収容機構の直立の流体入口の上にある交換式インク容器の通路を示す側面図と端面図である。
【図９】ａ、ｂおよびｃは、収容機構から交換式インク容器を取り外す方法を示す側面図である。
【符号の説明】
１０印刷システム
１２交換式インク容器
１４インク収容機構
１６インクジェットプリントヘッド
１８プリンタ部
２０走査キャリッジ
２２印刷媒体
３２被キー特徴形状
３６流体相互接続
４０ガイド特徴形状
４２係合特徴形状
４６ガイド・レール
４８係合特徴形状
５２板ばね
７２後縁
７６底面
８４キー特徴形状[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an ink container that provides ink to an inkjet printer. More specifically, the present invention relates to a method and apparatus for attaching and detaching an ink container to a storage mechanism in an ink jet printer.
[0002]
[Prior art]
Inkjet printers often use an inkjet printhead mounted in a carriage that moves relative to a print medium such as paper. As the printhead moves relative to the print media, the control system activates the printhead to deposit or eject ink drops on the print media to form images and characters. Ink is provided to the printhead by an ink supply that is integral with the printhead in the case of a disposable print cartridge, or by a replaceable ink supply that is separate from the printhead.
[0003]
One type of printing system that has been used to date utilizes an ink supply carried by a carriage. This ink supply source is formed integrally with the print head, and when the ink is used up, the entire print head and the ink supply source are exchanged. Alternatively, the ink supply source can be transported with the carriage and replaced separately from the print head. If the ink supply is separately replaceable, the ink supply is replaced when it becomes empty. The print head is replaced at the end of the life of the print head. Regardless of where the ink supply is located in the printing system, it is extremely important that the ink supply can reliably supply ink to the inkjet printhead.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
There is always a need for ink jet printing systems that utilize replaceable ink containers that are easy to detach. The ink container attachment must create a reliable fluid connection to the printer. Such an ink container should be relatively easy to manufacture, thereby reducing the cost of the ink supply. The reduction in the cost of the ink supply results in a reduction in the printing cost per page of the printing system. Further, such ink containers must be compact and configured to be inserted into an inkjet printing system to maintain a relatively low height of the overall printing system that allows for a low profile printing system. I must.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
One aspect of the present invention is a replaceable ink container for providing ink to an inkjet printing system. The ink jet printing system has a receiving mechanism attached to the scanning carriage. The containment mechanism has a fluid inlet and a pair of guide rails extending along opposite sides of the fluid inlet. The replaceable ink container includes a fluid outlet configured to connect to a fluid inlet associated with the containment mechanism. It also includes a pair of outwardly protruding guide rail engagement features. A pair of guide rail engagement features are each disposed and arranged on the replaceable ink container to engage with each of the pair of guide rails, and the replaceable ink container is horizontally disposed within the receiving mechanism. And lead both vertically. A pair of outwardly projecting guide rail engagement features and a pair of guide rails cooperate to align the fluid outlet with the fluid inlet and establish fluid communication between the ink container and the receiving mechanism. To do.
[0006]
Another aspect of the invention is that the replaceable ink container is first guided in a linear motion inwardly toward the rear wall of the receiving mechanism, and then toward the rear wall and downward in the receiving mechanism. A guide feature associated with a containment mechanism that is guided by both inward and downward motion.
[0007]
Yet another aspect of the present invention is a plurality of electrical contacts electrically connected to an electrical storage device. The ink container guide feature engages the containment mechanism guide feature and directs the replaceable ink container first inward toward the rear wall and then in both the rear wall and the containment mechanism bottom surface. Are arranged and arranged. The guide feature on the ink container cooperates with the guide feature associated with the containment mechanism to align the fluid outlet with the fluid inlet and to connect the plurality of electrical contacts on the replaceable ink container to the multiple on the containment mechanism. Aligned with the electrical contacts, both electrical and fluid connections are established between the ink container and the receiving mechanism.
[0008]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
FIG. 1 is a perspective view of one exemplary embodiment of a printing system 10 that includes at least one replaceable ink container 12 attached to a containment mechanism 14 with its cover open. Ink is provided from the replaceable ink container 12 to the at least one ink jet print head 16 when the replaceable ink container 12 is properly installed in the receiving mechanism 14. The ink jet print head 16 deposits ink on the print medium in response to an operation signal from the printer unit 18. When ink is discharged from the print head 16, the print head 16 is replenished with ink from the ink container 12. In one preferred embodiment, replaceable ink container 12, containment mechanism 14, and inkjet print head 16 are each part of a scanning carriage that moves relative to print medium 22 to effect printing. The printer unit 18 includes a medium tray for storing the print medium 22. As the print medium 22 advances stepwise through the print zone, the scanning carriage 20 moves the print head 16 relative to the print medium 22. The printer unit 18 selectively activates the print head 16 to deposit ink on the print medium 22 to achieve printing.
[0009]
The scanning carriage 20 is moved in a print zone on a scanning mechanism that includes a slide rod 26 on which the scanning carriage 20 slides as the scanning carriage 20 moves along the scanning axis. In order to accurately position the scanning carriage 20, positioning means (not shown) are used. Furthermore, a paper advance mechanism (not shown) is used that advances the print medium 22 in stages within the print zone as the scan carriage 20 moves along the scan axis. The scanning carriage 20 is provided with an electrical signal that selectively activates the print head 16 by electrical coupling, such as a ribbon cable 28.
[0010]
An important aspect of the present invention is the method and apparatus for inserting the ink container 12 into the containment mechanism 14 such that the ink container 12 constitutes a suitable fluid and electrical interconnect with the printer 18. It is crucial that both proper fluid and electrical interconnections be achieved between the ink container 12 and the printer section 18. The fluid interconnect allows an ink supply in the replaceable ink container 12 to be fluidly coupled to the print head 16 to supply ink to the print head 16. The electrical interconnect allows information to be passed between the replaceable ink container 12 and the printer section 18. Information passed between the replaceable ink container 12 and the printer unit 18 includes, for example, information related to the compatibility of the replaceable ink container with the printer unit 18 and operation status information such as ink level information.
[0011]
The method and apparatus of the present invention is replaceable so that a secure electrical and fluid connection is established between the replaceable ink container 12 and the containment mechanism 14, as discussed in connection with FIGS. A characteristic shape that enables the ink container 12 to be inserted into the storage mechanism 14 is shown. Furthermore, the method and apparatus of the present invention allows the ink container 12 as a replaceable printing part to be securely attached to and detached from the printer unit 18 and at the same time, the printer unit represented by the dimension shown as “h” in FIG. The overall height of 18 can be made relatively small, thereby providing a relatively thin printing system 10. It is important that the printing system 10 is low in height so as to provide a more compact printing system and that the printer unit can be used for various printing applications.
[0012]
FIG. 2 is a perspective view of a portion of the scanning carriage 20 showing a pair of replaceable ink containers 12 suitably attached to the storage mechanism 14. The ink jet print head 16 is in fluid communication with the receiving mechanism 14. In a preferred embodiment, the inkjet printing system 10 shown in FIG. 1 includes a three-color ink container that includes three different ink colors and a second ink container that includes a single color ink. In this preferred embodiment, to achieve four-color printing, a three-color ink container contains cyan, magenta and yellow inks and a single-color ink container contains black ink. The replaceable ink container 12 can be partitioned differently to include less than three colors of ink, or more than three colors of ink if more colors are needed. For example, in the case of high fidelity printing, printing is achieved using more than six colors.
[0013]
The containment mechanism 14 shown in FIG. 2 is shown fluidly coupled to one print head 16 for simplicity. In the preferred embodiment, each of the four inkjet printheads 16 is fluidly coupled to the receiving mechanism 14. In this preferred embodiment, each of the four printheads is fluidly coupled to each of the four color inks contained in the replaceable ink container. Accordingly, the cyan, magenta, yellow and black printheads 16 are each coupled to their corresponding cyan, magenta, yellow and black ink sources. Other configurations utilizing fewer than four printheads are possible. For example, the print head 16 may properly partition the print head 16 to provide a first ink color to a first group of ink nozzles, and a second ink color different from the first group. A plurality of ink colors can be printed by allowing the ink nozzles to be provided to a group of ink nozzles. In this manner, a single print head 16 can be used to print multiple ink colors, and four color printing can be achieved with fewer than four print heads 16. The fluid path between each of the replaceable ink containers 12 and the print head 16 will be described in more detail in connection with FIG.
[0014]
Each replaceable ink container 12 includes a latch 30 that secures the replaceable ink container 12 to the receiving mechanism 14. The containment mechanism 14 in the preferred embodiment includes a set of keyed features 32 that interact with corresponding key features (not shown) on the replaceable ink container 12. The key feature shape on the replaceable ink container 12 interacts with the keyed feature shape 32 on the containment mechanism 14 to ensure that the replaceable ink container 12 fits the containment mechanism 14.
[0015]
FIG. 3 is a side view of the scanning carriage portion 20 shown in FIG. The scanning carriage portion 20 includes an ink container 12 that is shown suitably mounted within the containment mechanism 14, thereby establishing fluid communication between the replaceable ink container 12 and the printhead 16.
[0016]
The replaceable ink container 12 includes a reservoir portion 34 that contains one or more quantities of ink. In a preferred embodiment, the three color replaceable ink container 12 has three separate ink storage reservoirs, each containing a different color ink. In this preferred embodiment, the single color replaceable ink container 12 is a single ink reservoir 34 that contains a single color ink.
[0017]
In a preferred embodiment, a capillary storage member (not shown) is disposed in the reservoir 34. The capillary storage member is a porous member having a capillary phenomenon sufficient to hold ink in order to prevent ink from leaking from the reservoir 34 when the ink container 12 is attached to and detached from the printing system 10. This capillary action force must be large enough to prevent ink from leaking from the ink reservoir 34 over various environmental conditions such as temperature and pressure changes. In addition, the capillary action of the capillary member keeps the ink in the ink reservoir 34 against all orientations of the ink reservoir and the reasonable magnitude of shock and vibration that the ink container may experience during normal operation. Enough to do. A preferred capillary storage member is assigned to the assignee of the present invention and incorporated herein by reference and filed on Oct. 29, 1999, application number 09 / 430,400, attorney docket number 10991407. A thermally coupled polymer fiber network described in a US patent application entitled “Ink Reservoir for an Inkjet Printer”.
[0018]
When the ink container 12 is properly attached to the containment mechanism 14, the ink container 12 is fluidly coupled to the printhead 16 by a fluid interconnect 36. When the print head 16 is activated, ink is ejected from the ejection portion 38 and a negative gauge pressure, often referred to as back pressure, is generated in the print head 16. This negative gauge pressure in the print head 16 is sufficient to overcome the capillary action forces maintained in the capillary member located in the ink reservoir 34. This back pressure draws ink from the replaceable ink container 12 to the print head 16. In this way, the print head 16 is replenished with ink provided by the replaceable ink container 12.
[0019]
The fluid interconnect 36 is preferably an upright ink pipe that extends upwardly within the ink container 12 and extends downwardly toward the inkjet printhead 16. The fluid interconnect 36 is shown greatly simplified in FIG. In a preferred embodiment, the fluid interconnect 36 is a manifold that allows misalignment of the print head 16 in the scan axis direction, thereby allowing the print head 16 to be offset from the corresponding replaceable ink container 12. In a preferred embodiment, the fluid interconnect 36 extends into the reservoir 34 and compresses the capillary member, thereby creating a region of high capillary action near the fluid interconnect 36. This area of high capillary action serves to draw ink toward the fluid interconnect 36, thereby allowing ink to flow from the fluid interconnect 36 to the printhead 16. As will be discussed later, it is highly likely that the ink container 12 is properly positioned within the storage mechanism 14 such that proper compression of the capillary member occurs when the ink container 12 is inserted into the storage mechanism 14. is important. In order to establish a reliable flow of ink from the ink container 12 to the print head 16, proper compression of the capillary member is required.
[0020]
The replaceable ink container 12 further scans with the replaceable ink container 12 to achieve a reliable fluid interconnection with the printhead 16, as discussed in connection with FIGS. 7a-7c and 8a-8b. Includes a guide feature 40, an engagement feature 42, a handle 44, and a latch feature 30 that allow the ink container 12 to be inserted into the receiving mechanism 14 to form a secure electrical interconnection with the carriage 20. Yes.
[0021]
The receiving mechanism 14 includes a guide rail 46, an engagement feature 48 and a latch engagement feature 50. The guide rail 46 cooperates with the guide rail engagement feature 40 and the replaceable ink container 12 to guide the ink container 12 into the receiving mechanism 14. When the replaceable ink container 12 is fully inserted into the storage mechanism 14, the engagement feature 42 associated with the replaceable ink container engages with the engagement feature 48 associated with the storage mechanism 14 and is replaced. The front edge or the rear edge of the ink cartridge is fixed to the storage mechanism 14. Next, the ink container 12 is depressed and the latch engagement feature 50 associated with the containment mechanism 14 engages the hook feature 54 associated with the latch member 30 so that the trailing or leading edge of the ink container 12 is The spring biasing member 52 associated with the accommodation mechanism 14 is compressed until it is fixed to the accommodation mechanism 14. The cooperation of the feature on the ink container 12 and the feature associated with the receiving mechanism 14 allows for proper insertion and functional connection between the replaceable ink container 12 and the receiving mechanism 14. Next, the accommodation mechanism 14 will be discussed in more detail in connection with FIG.
[0022]
FIG. 4 is a front perspective view of the ink storage mechanism 14 shown alone. The containment mechanism 14 shown in FIG. 4 includes a black and white bay 56 that receives an ink container 12 containing a single color ink therein and a three-color bay 58 that receives an ink container containing three individual color inks. In this preferred embodiment, black and white bay 56 receives replaceable ink container 12 containing black ink, and three-color bay 58 is cyan, magenta, and yellow, each partitioned into a separate reservoir in ink container 12. A replaceable ink container containing ink is received. Both the replaceable ink container 12 and the containment mechanism 14 can have other configurations of bays 56 and 58 that receive ink containers containing different numbers of individual inks therein. Further, the number of the receiving bays 56 and 58 of the receiving mechanism 14 may be at least more than two. For example, the containment mechanism 14 may have four separate bays that receive four separate single color ink containers 12 that each ink container contains a separate color ink to achieve four color printing.
[0023]
Each bay 56 and 58 of the containment mechanism 14 includes an opening 60 for receiving an upright fluid interconnect 36 extending therethrough. The fluid interconnect 36 is a fluid inlet for ink exiting from a corresponding fluid outlet associated with the ink container 12. An electrical interconnect 62 is also included in each receiving bay 56 and 58. The electrical interconnect 62 includes a plurality of electrical contacts 64. In the preferred embodiment, the electrical contacts are in the form of four spring-type electrical contacts, with the replaceable ink container 12 suitably attached to the corresponding bay of the receiving mechanism 14. Appropriate engagement between each electrical connector 62 and the fluid interconnect 36 must be established.
[0024]
Guide rails 46 located on either side of the fluid interconnect in each bay 56 and 58 engage corresponding guide features 40 on either side of the ink container 12 to guide the ink container into the receiving mechanism. When the ink container 12 is fully inserted into the storage mechanism 14, the engagement feature 48 disposed on the rear wall 66 of the storage mechanism 14 corresponds to the corresponding engagement feature shown on the ink container 12 in FIG. Engage with shape 42. Engagement features 48 are located on either side of electrical interconnect 62. A biasing means 52 such as a leaf spring is disposed in the accommodation mechanism 14. The leaf spring 52 provides a biasing force that biases the ink container 12 upward from the bottom surface 68 of the storage mechanism 14. As will be discussed later with respect to FIGS. 8 and 9, the leaf spring serves to latch the ink container 12 in the receiving mechanism 14 and to remove the ink container 12 from the receiving mechanism 14.
[0025]
5a, 5b, 5c and 5d show a front view, a side view, a rear view and a bottom view, respectively, of the replaceable ink container 12 of the present invention. As shown in FIG. 5 a, the replaceable ink container 12 includes a pair of outwardly projecting guide rail engagement features 40. In a preferred embodiment, each such guide rail engagement feature projects outwardly in a direction perpendicular to the upstanding side 70 of the replaceable ink container 12. The engagement feature 42 projects outward from the front or front edge of the ink container 72. Engagement features 42 are disposed on opposite sides of electrical interface 74 and are directed toward bottom surface 76 of replaceable ink container 12. The electrical interface 74 includes a plurality of electrical contacts 78 so that each electrical contact 78 is electrically connected to an electrical storage device 80.
[0026]
FIG. 5 c shows the trailing edge 82 opposite the leading edge 72. The trailing edge 82 of the replaceable ink container 12 includes a latch feature 30 (latching member) 30 having an engagement hook 54. The latch feature 30 projects outward from the trailing edge so that the engagement feature can project outward toward the corresponding engagement feature associated with the receiving mechanism 14. Made of elastic material. As will be discussed later, when the latch member 30 is pressed inward toward the trailing edge 82, the latch member exerts a biasing force outward so that the engagement feature 54 is associated with the containment mechanism 14. The ink container 12 is securely fixed in the storage mechanism 14 by being engaged with the corresponding engagement feature 50 formed.
[0027]
In addition, the replaceable ink container 12 includes a key 84 disposed at the rear edge of the replaceable ink container 12. These keys are preferably disposed on both sides of the latch member 30 toward the bottom surface 76 of the replaceable ink container 12. The key 84 ensures that the ink container 12 is inserted into the appropriate bays 56 and 58 in the receiving mechanism 14 by interaction with the keyed feature 32 on the receiving mechanism 14. In addition, the key 84 and keyed feature 32 ensure that the replaceable ink container 12 contains ink that is compatible in both color and chemistry, or compatible with the corresponding receiving bays 56 and 58 in the receiving mechanism 14. To do.
[0028]
The replaceable ink container 12 also has a handle portion 44 disposed on the upper surface 86 of the rear edge 82 of the replaceable ink container 12. With this handle portion 44, the ink container 12 can be inserted into an appropriate bay of the storage mechanism 14 by grasping the rear edge 82.
[0029]
Finally, the ink container 12 includes an opening (fluid outlet) 88 disposed on the bottom surface 76 of the replaceable ink container 12. The fluid outlet 88 allows the fluid interconnect 36 to extend into the reservoir 34 and engage a capillary member disposed therein. In the case of the three-color replaceable ink container 12, there are three fluid outlets 88, each fluid outlet corresponding to a different ink color. In the case of a three color chamber, three fluid interconnects 36 each extend into each fluid outlet 88 and provide fluid communication between each ink chamber and its corresponding print head of that ink color.
[0030]
FIG. 6 is a perspective view of a single color ink container positioned to be inserted into a single color (monochrome) bay 56 in the storage mechanism 14 shown in FIG. The single color ink container shown in FIG. 6 is similar to the three color ink container shown in FIGS. 5a to 5d except that the bottom surface 76 is provided with only one fluid outlet 88. FIG. The single color replaceable ink container 12 contains a single color ink and thus accepts only one corresponding fluid interconnect 36 to provide ink from the ink container 12 to the corresponding printhead.
[0031]
FIGS. 7a, 7b and 7c are a series of diagrams illustrating the technique of the present invention for inserting a replaceable ink container 12 into a receiving mechanism 14 to form a reliable electrical and fluid connection with the receiving mechanism 14. FIG. is there.
[0032]
FIG. 7 a shows the ink container 12 partially inserted into the receiving mechanism 14. In a preferred embodiment, the ink container 12 is inserted into the receiving mechanism 14 by grasping the handle portion 44 and inserting the ink container into the receiving mechanism with the leading edge or front face 72 first. As the leading edge 72 enters the receiving mechanism 14, the outwardly projecting guide member 40 on the ink container engages each of the pair of guide rails 46. The guide rail 46 guides the ink container 12 straight or horizontally toward the rear wall 66 of the receiving mechanism 14. The guide rail 46 then guides the replaceable ink container both horizontally towards the rear wall 66 and vertically towards the bottom of the containment mechanism 14, resulting in that shown in FIG. As such, the engagement feature 42 on the ink container 12 is received by a corresponding engagement feature 48 on the rear wall 66 of the receiving mechanism 14. Insertion of the ink container 12 requires only an insertion force that urges the ink container linearly along the guide rail 46. Gravity acting on the ink container 12 causes the ink container to follow the guide rail 46 when the guide rail extends downward, allowing engagement features 42 and 48 to engage. The guide rail engagement feature 40 is preferably a gently rounded surface so that it slides freely along the guide rail 46.
[0033]
FIG. 7 b shows the ink container 12 inserted into the receiving mechanism 14 such that the engaging feature 42 is engaged with the engaging feature 48 associated with the receiving mechanism 14. A downward force as indicated by an arrow 90 is applied to the ink container 12, the leaf spring 52 is compressed, and the trailing edge 82 of the ink container 12 is biased downward toward the bottom surface 68 of the storage mechanism 14. Is done. The key 84 must appropriately correspond to the keyed feature shape 32 on the receiving mechanism 14. If the key 84 on the ink container 12 does not correspond to the keyed feature 32, the key coupling system prevents the ink container 12 from being inserted further into the receiving mechanism 14. This key coupling system comprising the key 84 and the keyed feature 32 prevents ink containers that are not compatible with the receiving mechanism 14 from being inserted further into the receiving mechanism 14. As the ink container 12 is further inserted into the containment mechanism 14, the fluid interconnect 36 will come into contact with the capillary member in the ink container 12, thereby contaminating the fluid interconnect 36 with the incompatible ink. Ink that is not compatible with the fluid interconnect 36 can cause deposits and damage the printhead 16. In addition to chemically incompatible inks, ink containers may have incompatible colors that cause color mixing and thereby reduce the output print quality.
[0034]
The key 84 on the ink container 12 and the keyed feature 32 on the storage mechanism 14 ensure that the appropriate ink container 12 is fully inserted into the appropriate storage mechanism 14. The downward force applied to the trailing edge 82 of the ink container 12 causes the ink container 12 to rotate about the pivot axis and compress the leaf spring 52, so that the trailing edge 82 of the ink container 12 is the bottom surface 68 of the storage mechanism 14. It will move toward. When the ink container 12 is urged downward in the housing mechanism 14, the elastic latch member 30 is compressed slightly inward toward the rear edge 82 of the ink container 12. When the ink container 12 is fully urged downward, the engagement feature 54 of the latch member 30 engages the corresponding engagement feature 5O of the receiving mechanism 14 as shown in FIG. 12 is fixed to the accommodation mechanism 14.
[0035]
As shown in FIG. 7 c, when the ink container 12 is properly secured to the containment mechanism 14, the fluid interconnect 36 extends into the reservoir 34 and compresses the capillary member, thereby causing the capillary near the fluid interconnect 36. A region having a large effect is formed. This region of high capillary action serves to draw ink toward the fluid interconnect 36, thereby causing the ink to flow through the fluid interconnect 36 to the print head 16. In a preferred embodiment, when inserted into the containment mechanism 14, the ink container 12 is oriented in a gravitational coordinate system, thereby exerting gravity on the ink in the ink container 12, so that the ink is directed toward the bottom surface 76 of the ink container 12. It is pulled out toward. Thus, the ink in the ink container 12 is drawn to the bottom surface 76 and this ink is drawn toward the fluid interconnect 36 by capillary attraction, thereby reducing or minimizing the flow of ink in the ink container 12.
[0036]
FIGS. 8 a and 8 b show a position in the insertion process shown in connection with FIGS. 7 a, 7 b and 7 c, with the leading edge 72 of the ink container 12 positioned over the fluid interconnect 36. 8a is a side view and FIG. 8b is an end view. From FIGS. 8a and 8b, the guide feature 40 is at a position sufficiently low toward the bottom surface 76 of the ink container 12 so that the leading edge 72 of the ink container does not collide with the fluid interconnect 36 during insertion. It can be seen that it must be placed on the ink container 12. Another constraint on the positioning of the guide member 40 is that the guide member 40 is positioned on the upper surface 86 of the ink container 12 such that the engagement feature 42 properly engages the corresponding engagement feature 42 on the containment mechanism 14. It must be positioned close enough.
[0037]
Further, the outwardly protruding guide member 40 on the ink container must extend sufficiently outward to engage the guide rail 46. However, the outwardly protruding guide member 40 generates frictional force and restraining force that prevent the ink container 12 from being inserted into the storage mechanism 14 by engaging the guide member 40 with the upright side surface of the storage mechanism 14. Don't protrude too far out to create interference.
[0038]
FIGS. 9 a, 9 b and 9 c show a method of removing the ink container 12 from the storage mechanism 14. The method of removing the ink container 12 of the present invention first releases the engagement feature from the corresponding engagement feature 50 on the receiving mechanism 14 by biasing the latch member 30 toward the rear surface 82. To do. When the trailing edge of the ink container 12 is released, the leaf spring 52 biases the trailing edge of the ink container upward, as shown in FIG. 9b. If the ink container 12 is grasped by the handle portion 44, the ink container 12 can be taken out in the direction opposite to the insertion direction. When the ink container 12 is removed from the containment mechanism 14, the guide member 40 follows the guide rail 46 and is lifted from the ink container, thereby preventing interference between the fluid interconnect 36 and the fluid outlet on the bottom surface of the ink container 12. Is done.
[0039]
The ink container 12 of the present invention is configured to engage and interact with the storage mechanism 14 to guide the ink container 12 into the storage mechanism 14 and to make a reliable fluid connection and electrical connection with the storage mechanism 14. . The technique of the present invention makes this insertion process relatively simple and easy and prevents improper insertion of the ink container 12. The customer grasps the ink container 12 with the handle portion 44 and slides the ink container 12 in the horizontal direction in the accommodation mechanism 14. The guide rail 46 and the guide feature 40 cooperate to properly guide the ink container 12 into the receiving mechanism 14. The ink container 12 is pressed downward, the ink container 12 is latched, and an effective interconnection between the ink container 12 and the receiving mechanism 14 is achieved both electrically and fluidically.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view of one exemplary embodiment of an inkjet printing system of the present invention shown with the cover open to show a plurality of replaceable ink containers of the present invention.
FIG. 2 is an enlarged perspective view of a portion of a scanning carriage showing a replaceable ink container of the present invention positioned within a containment mechanism that provides fluid communication between the replaceable ink container and one or more printheads. is there.
FIG. 3 is a side view of a portion of a scanning carriage showing guide and latch features associated with each replaceable ink container and a containment mechanism that secures the replaceable ink container and thereby allows fluid communication with the printhead. FIG.
FIG. 4 is a perspective view of a receiving mechanism shown alone for containing one or more replaceable ink containers of the present invention.
FIG. 5 is an isometric view of the three-color exchangeable ink container of the present invention shown alone, a, b, c and d.
FIG. 6 is a perspective view of a single color replaceable ink container of the present invention.
FIGS. 7A, 7B, and 7C are side views showing a method for inserting a replaceable ink container into a supply mechanism. FIGS.
FIGS. 8a and 8b are a side view and an end view, respectively, showing the path of the replaceable ink container above the upstanding fluid inlet of the containment mechanism.
FIGS. 9A, 9B, and 9C are side views showing a method of removing the replaceable ink container from the storage mechanism. FIGS.
[Explanation of symbols]
10 Printing system
12 Replaceable ink container
14 Ink storage mechanism
16 Inkjet printhead
18 Printer section
20 Scanning carriage
22 Print media
32 Keyed features
36 Fluid Interconnect
40 Guide feature shape
42 Engagement feature shape
46 Guide rail
48 engagement feature shape
52 leaf spring
72 trailing edge
76 Bottom
84 Key shape

Claims

A replaceable ink container for providing ink to an inkjet printing system, the inkjet printing system having a receiving mechanism attached to a scanning carriage, the receiving mechanism being along a fluid inlet and both sides of the fluid inlet A pair of extending guide rails,
A fluid outlet configured to connect to the fluid inlet associated with the containment mechanism;
A pair of outwardly projecting guide rail engagement features, wherein each of the pair of guide rail engagement features is arranged to engage with the pair of guide rails. , Guiding the replaceable ink container into the receiving mechanism both horizontally and vertically and aligning the fluid outlet with the fluid inlet to establish fluid communication between the ink container and the receiving mechanism. In the replaceable ink container
The replaceable ink container has a leading edge and a trailing edge with respect to the insertion direction, and the replaceable ink container further includes:
An engagement feature configured to project from the front edge and associated with the receiving mechanism and configured to engage the lower and upper surfaces of the corresponding engagement feature projecting from the rear wall;
A latch feature that is disposed at the trailing edge and is configured to engage a corresponding latch feature to the receiving mechanism for securing the replaceable ink container to the receiving mechanism;
A plurality of keys disposed on both sides of the latch feature on the trailing edge of the replaceable ink container, including a plurality of keys extending in a vertical direction toward the bottom surface, and disposed on a wall facing the rear wall of the receiving mechanism. When each of the keys is inserted into the keyed feature shape when the rear edge of the replaceable ink container includes a keyed feature shape and is biased downward toward the bottom surface of the storage mechanism, Due to the interaction between the two, the replaceable ink container is inserted into the accommodating mechanism to be fitted,
The exchangeable ink container is inserted into the accommodation mechanism in a first direction and a second direction perpendicular to the first direction, and the engagement feature shape on the exchangeable ink container is the accommodation mechanism. The replaceable ink container is engaged with the engage feature shape above, and the engage feature shape on the replaceable ink container is engaged with the engage feature shape on the receiving mechanism. A replaceable ink container that is rotated about a pivot axis and wherein the latch feature is engaged with the corresponding latch feature on the receiving mechanism.

The pair of outwardly projecting guide rail engagement features engage the pair of guide rails to guide the replaceable ink container horizontally in the receiving mechanism first, and then The replaceable ink container according to claim 1, wherein the replaceable ink container is led in a vertical direction.

The replaceable ink container of claim 1, wherein the pair of outwardly projecting guide rail engagement features protrude perpendicularly from the surface of the replaceable ink container.

The replaceable ink container has a leading edge and a trailing edge with respect to the insertion direction, and the pair of outwardly projecting guide rail engagement features are configured so that the replaceable ink container and the The pair of outwardly projecting guide rail engagement features positioned at a sufficiently low position on the replaceable ink container so as not to collide with a fluid inlet has at least one engagement feature disposed on the leading edge. The replaceable ink container of claim 1, wherein the replaceable ink container is positioned sufficiently high on the replaceable ink container to ensure that a combined feature shape engages with an engaging feature shape associated with the receiving mechanism.

The replaceable ink container of claim 4, wherein the containment mechanism includes at least one engagement feature configured to engage a corresponding engagement feature associated with the replaceable ink container.

The replaceable ink container according to claim 4, wherein the engagement characteristic shape is a hook characteristic shape protruding outward from the front edge.

The replaceable ink container has a leading edge and a trailing edge with respect to the insertion direction, and the pair of outwardly protruding guide rail engagement features protrudes perpendicular to the insertion direction. The replaceable ink container according to claim 1.

The replaceable ink container according to claim 1, wherein the storage mechanism includes a spring that biases a rear edge of the replaceable ink container in a direction away from the storage mechanism.

The containment mechanism includes a spring that biases a trailing edge of the replaceable ink container away from the containment mechanism, and a latch feature on the replaceable ink container is the corresponding latch feature on the containment mechanism. The replaceable ink container according to claim 8, wherein the latch feature shape is configured to overcome the spring biasing force and secure the replaceable ink container to the receiving mechanism when engaged with a shape.

The replaceable ink container according to claim 1, wherein the horizontal direction is a direction perpendicular to the scanning axis, and the vertical direction is perpendicular to the horizontal direction.

The pair of guide rail engagement features further comprising a plurality of electrical contacts electrically connected to an electrical storage device and configured to connect to a plurality of electrical contacts disposed within the receiving mechanism Engages with each of the pair of guide rails, guides the replaceable ink container into the housing mechanism, and each of the plurality of electrical contacts is disposed within the housing mechanism. The replaceable ink container according to claim 1, wherein the replaceable ink container is arranged and arranged on the replaceable ink container so as to be aligned with each other.

A replaceable ink container for providing ink to an ink jet printing system, the ink jet printing system having a scanning carriage that moves along a scanning axis, wherein the scanning carriage has a receiving mechanism for receiving the replaceable ink container. The containment mechanism includes a fluid inlet for receiving ink;
A fluid outlet configured to connect to the fluid inlet associated with the containment mechanism;
Engaging with a receiving mechanism guide feature shape, guiding the replaceable ink container in an insertion direction perpendicular to the scanning axis in the receiving mechanism, engaging the fluid outlet with the fluid inlet, the ink container and the containing A replaceable ink container comprising an ink container guide feature arranged and arranged to establish fluid communication with the mechanism;
The replaceable ink container has a front edge and a rear edge with respect to the insertion direction, and the replaceable ink container is further disposed on the front edge so as to protrude from the rear wall. An engagement feature configured to engage a protruding lower surface portion and upper surface portion of the corresponding engagement feature shape , disposed on both sides of the latch feature shape of the trailing edge of the replaceable ink container; A plurality of keys extending in a vertical direction toward the bottom surface; and a keyed feature shape disposed on a wall facing the rear wall of the storage mechanism, wherein the rear edge of the replaceable ink container is the storage mechanism When each of the keys is inserted into the keyed feature shape when being urged downward toward the bottom surface, the exchangeable ink container is inserted into the matching storage mechanism due to the interaction between the keys. has become so that, the receiving machine When the replaceable ink container is inserted into the engaging feature shape on the replaceable ink container, the engaging feature shape on the receiving mechanism is engaged, and the replaceable ink container is pivoted. A replaceable ink container that is rotationally moved about and the fluid outlet is engaged with the fluid inlet.

The replaceable ink container according to claim 12, wherein the ink container guide feature shape extends in a direction perpendicular to the scanning axis.

A plurality of electrical contacts electrically connected to the electrical storage device and configured to connect to a plurality of electrical contacts disposed within the receiving mechanism;
The ink container guide feature shape engages the containment mechanism guide feature shape, guides the replaceable ink container into the containment mechanism, aligns each of the plurality of electrical contacts, and disposes within the containment mechanism. The replaceable ink container according to claim 12, wherein the replaceable ink container is disposed and arranged to engage with each of the plurality of arranged electrical contacts and to operably couple the replaceable ink container with the receiving mechanism.

The replaceable ink container according to claim 12, wherein the ink container guide feature associated with the receiving mechanism guides the replaceable ink container in a linear motion perpendicular to the scan axis.

The ink container guide feature associated with the receiving mechanism guides the replaceable ink container first in a linear motion inwardly toward the rear wall of the receiving mechanism and then toward the rear wall. The replaceable ink container according to claim 15, wherein the ink container is guided by an inward and downward movement toward the lower side in the housing mechanism.

The replaceable ink container has a leading edge and a trailing edge with respect to the insertion direction;
An engagement feature disposed on the leading edge configured to engage a corresponding engagement feature associated with the containment mechanism;
A latch position and an unlatching position disposed on the trailing edge and configured to engage a corresponding latch feature on the receiving mechanism, wherein the replaceable ink container has the latch position; The replaceable ink container of claim 12, further comprising a latch feature configured to secure the replaceable ink container to the receiving mechanism against a spring biasing force acting on a trailing edge.

The latch characteristic shape at the latch release position is urged by the spring urging force, and the rear edge of the replaceable ink container is urged away from the accommodating mechanism to place the replaceable ink container in the accommodating mechanism. The replaceable ink container according to claim 17, wherein the replaceable ink container can be removed from the ink container.