JP6583406B2 - プリントカートリッジおよびインクジェットプリンタ - Google Patents

Description

本発明は、インクジェットプリントヘッドに関し、より具体的には、インクジェットプリントヘッドの歩留まりを決定するためのシステムおよび方法に関する。

再製造またはリサイクルされるプリンタカートリッジは、インクを在庫に戻して損傷しているかまたは正常に作動しないあらゆる部品を交換または補修する製造者のもとへと送られる。インクジェットカートリッジを再製造または補充する場合、再製造カートリッジ内のインクの量は、そのカートリッジの初期充填により提供されたインクの量と等価でないことが多い。これには、たとえば、限定はしないが、再製造業者のインク充填能力、再製造後に保持できるインクの量を減らし得る使用済カートリッジに関する技術的問題、また単に再製造業者が充填を望むインクの量、といった様々な理由が挙げられる。

この再製造カートリッジをプリンタに据え付けるとき、プリンタはどれくらいのインクがカートリッジ内に残っているのかを把握する必要がある。この情報は、ユーザーに伝達され得る、残存インクを追跡するためのゲージを提供するために用いられる。また、この情報は、新しいカートリッジの購入もしくは消費者への発送をいつすべきかを示すために、または一定量のインクが使用されたとき（つまりカートリッジが空である場合）にカートリッジの機能を不能にするために、用いることができる。

再製造中にカートリッジ内に充填されるインクは必ずしも最初に充填されたインクと等価ではないため、再製造カートリッジについてのこの情報を、カートリッジメモリに最初にプログラムされた情報に基づいてプリンタが決定することはできない。

本発明の目的は、カートリッジに任意の量のインクを補充する手段を提供することである。このインクの量は、初期カートリッジに充填された量に関係がある必要はない。

これは、再製造時にプログラムされる、インクジェットカートリッジのメモリマップにおけるフィールドを与えることによって、成し遂げられる。これらのフィールドは、再製造カートリッジを据え付けて再製造カートリッジ内のインクの量を決定するときにプリンタＦＷによって使用される。

本発明の一例示的実施形態によるプリントカートリッジは、カートリッジ本体と、カートリッジ本体内に配置された、流体を受け入れ収容する流体容器と、プリントカートリッジから流体を吐出する複数の加熱素子を備える流体吐出チップと、プリントカートリッジが再製造された回数についての情報に関する第１データ、および、各々のカートリッジ再製造事象に関するプリントカートリッジの印刷歩留まりについての情報に関する第２データを記憶するメモリデバイスと、を備える。

本発明の一例示的実施形態によるインクジェットプリンタは、ハウジングと、ハウジング内に配置されたシャフトに沿って往復動するのに適合したキャリッジと、制御機構によりキャリッジがシャフトに沿って往復動する際に、印刷媒体上にインクを吐出するようにキャリッジ上に配置された、１つ以上のプリントヘッドアセンブリと、を備え、当該１つ以上のプリントヘッドアセンブリのうちの少なくとも１つはプリントヘッドカートリッジを備え、当該プリントヘッドカートリッジは、カートリッジ本体と、カートリッジ本体内に配置された、インクを受け入れ収容するインク容器と、インク容器からインクを吐出する複数の加熱素子を備えるインク吐出チップと、プリントヘッドカートリッジが再製造された回数についての情報に関する第１データ、および、各々のカートリッジ再製造事象に関するプリントヘッドカートリッジの印刷歩留まりについての情報に関する第２データを記憶するメモリデバイスと、を備える。

少なくとも１つの実施形態によれば、第１データは１つ以上の第１データフィールドを含み、各第１データフィールドは、プリントカートリッジが新品であるかまたは再製造品であるかのいずれかを示すように設定されたデータビットを含む。

少なくとも１つの実施形態によれば、プリントカートリッジが再製造品であることを示すように設定されたデータビットの数は、プリントカートリッジが再製造された回数に対応する。

少なくとも１つの実施形態によれば、第２データは１つ以上の第２データフィールドを含み、各第２データフィールドは、カートリッジ再製造事象に対応しており、かつ、当該カートリッジ再製造事象に関する印刷歩留まりを示す１つ以上のデータビットを含む。

少なくとも１つの実施形態によれば、印刷歩留まりは、プリントカートリッジを使用して印刷できる最大ページ数に対応する。

少なくとも１つの実施形態によれば、印刷歩留まりは、プリントカートリッジから吐出できる流体の最大量に対応する。

少なくとも１つの実施形態によれば、印刷歩留まりは、プリントカートリッジから吐出される流体の最大総液滴数に対応する。

本発明の実施形態のその他の特徴および利点は、以下の詳細な説明、添付図面および別記の請求項から容易に明らかになる。

本発明によるプリントヘッドアセンブリは、カートリッジに任意の量のインクを補充する手段を提供することができる。

本発明の例示的実施形態の特徴および利点は、添付図面と照らし合わせながら以下の詳細な説明を参照することで、さらに完全に理解される。

図１は、本発明の一例示的実施形態によるインクジェットプリントヘッドの斜視図である。 図２は、本発明の一例示的実施形態によるインクジェットプリンタの斜視図である。 図３は、本発明の一例示的実施形態によるプリンタ内への据え付け時にプリントカートリッジの歩留まりを決定する方法を示すフローチャートである。

本明細書で使用する見出し項目は、構成上の目的しかなく、明細書または請求項の範囲を限定するために使用するものではない。本出願全体で使用する「してもよい」および「できる」という言葉は、強制（つまり「ねばならぬ」）の意味ではなく、許容（つまり「可能性がある」）の意味で使用している。同様に、「含む」および「含んでいる」という言葉は、何かを含むが限定的ではないことを意味する。理解しやすいように、可能な場合は、諸図に共通する類似の要素を表すのに類似の番号を付与している。

図１を参照すると、本発明の一例示的実施形態によるインクジェットプリントヘッドが全体的に１０として示されている。プリントヘッド１０は、インクを保持するのに適切な任意の材料で形成されたハウジング１２を有する。その形状は様々であり得、プリントヘッドを担持または収容する外部デバイスに依るところが大きい。ハウジングはその内部に、初回または補充のインクを収容するコンパートメント１６を少なくとも１つは有する。ある実施形態では、コンパートメントは単一のチャンバを有し、ブラックインク、フォトインク、シアンインク、マゼンタインクまたはイエローインクのうちの１種類を収容している。他の実施形態では、コンパートメントは複数のチャンバを有し、３種類のインクを収容している。好ましくは、それにはシアン、マゼンタおよびイエローのインクが含まれる。さらに他の実施形態では、コンパートメントは、ブラック、フォト、シアン、マゼンタまたはイエローのインクのうちの複数種を収容している。しかし、コンパートメント１６はプリントヘッドのハウジング１２内に局所的に一体化して示されているが、その代わりに遠隔のインク源に接続して、たとえばチューブからインクの供給を受ける場合もあることが理解される。

ハウジング１２の１つの表面１８に接着されているのは、フレキシブル回路の、特にはテープ自動接合（ＴＡＢ）回路２０の部分１９である。ＴＡＢ回路２０のもうひとつの部分２１は、ハウジングの別の表面２２に接着されている。この実施形態では、２つの表面１８，２２は、ハウジングのエッジ２３のところで互いに対して直角に配置されている。

ＴＡＢ回路２０はその表面に、使用中にヒーターチップ２５をプリンタ、ファックス機、コピー機、写真複写機、プロッター、複合機などの外部デバイスに電気的に接続するための複数の入力／出力（Ｉ／Ｏ）コネクタ２４を支持している。ＴＡＢ回路２０には複数の導電体２６が存在して、Ｉ／Ｏコネクタ２４をヒーターチップ２５の入力端子（接合パッド２８）に電気的に接続したり短絡したりする。当業者であれば、そのような接続を容易に行う種々の技法を心得ている。図１は、簡潔にするために８つのＩ／Ｏコネクタ２４、８つの導電体２６、および８つの接合パッド２８しか示していないが、今日のプリントヘッドはより多くの数量を有しており、本明細書では任意の数が等しく包含される。さらに、当業者であれば、コネクタ、導電体および接合パッドのそのような数は互いに等しいものの、実際のプリントヘッドが等しくない数を有し得ることを理解するはずである。

ヒーターチップ２５は、使用中にコンパートメント１６からインクを吐出する役割を果たす複数の流体噴射素子のカラム３４を収容している。流体噴射素子は、薄膜層としてシリコン基板上に形成される熱抵抗ヒーター素子（略してヒーター）を具現化したものであってもよく、またはヒーターチップという名称から熱技術が暗示されるにも拘らず圧電素子を具現化したものであってもよい。簡潔にするために、カラム３４の複数の流体噴射素子は、インクビア３２に隣接して一列に並んだ５つのドットとして示しているが、実用では数百個または数千個の流体噴射素子が含まれる場合もある。以下に説明するように、垂直方向に隣接する流体噴射素子は、間に水平方向の間隙があってもなくても、または水平方向に互い違いになっていてもよい。一般に、流体噴射素子は、適宜プリンタの解像度（１インチ当たりのドット数）に合わせて、垂直方向に間隔がとってある。間隔のいくつかの例としては、ビアの長手方向に沿って、１インチの１／３００、１／６００、１／１２００、１／２４００などが挙げられる。ビアを形成するには、ヒーターチップを厚さ方向に貫通して切断またはエッチングによりビア３２を形成する多くの方法が知られている。いくつかのさらに好ましい方法としては、グリットブラスティングやエッチング、たとえばウエット、ドライ、反応性イオンエッチング、深堀り反応性イオンエッチングなどが挙げられる。ノズルプレート（図示せず）には各ヒーターにそろって複数の孔があり、使用中にインクを発射する。ノズルプレートは、接着剤またはエポキシで接着しても、薄膜層として製造してもよい。

メモリユニット２７は、たとえば製造日、寿命、および補充を行える回数などの情報に関係するデータを記憶する。

図２を参照すると、外部デバイスが、プリントヘッド１０を収容するインクジェットプリンタとして、全体的に４０として示されている。プリンタ４０には、１つ以上のプリントヘッド１０を収容する複数のスロット４４を有するキャリッジ４２が含まれる。キャリッジ４２は、当該技術分野においてよく知られているように、ドライブベルト５０に供給される推進力によって、シャフト４８に沿って（コントローラ５７の出力５９に従い）印刷ゾーン４６の上方で往復動する。キャリッジ４２の往復動は、プリンタ４０内で給紙トレイ５４から用紙搬送路に沿って印刷ゾーン４６を通過し排紙トレイ５６へと送られる用紙５２などの印刷媒体に対して相対的に生じる。

印刷ゾーンでは、キャリッジ４２は、矢印で示すように、用紙送り方向に送られている用紙５２に対して概ね垂直の往復動方向に往復動する。そのようなときに、コンパートメント１６（図１）からのインク滴は、プリンタのマイクロプロセッサまたは他のコントローラ５７の指令に応じてヒーターチップ２５から吐出されることになる。インク滴放出のタイミングは、印刷中の画像のピクセルパターンに対応する。多くの場合、そのようなパターンは、プリンタ外部の、コントローラ５７に（外部入力により）電気的に接続されたデバイス、たとえば、限定はしないがコンピュータ、スキャナ、カメラ、視覚的表示装置、携帯情報端末などで生成される。

インク一滴を印刷または放出するために、流体噴射素子（図１のカラム３４のドット）に少量の電流が個別に流されて、少量のインクを急速に加熱する。それによってインクは局所のインクチャンバ内でヒーターとノズルプレートとの間で蒸発し、ノズルプレートから印刷媒体に向けて吐出されて発射される。そのようなインク滴を放出するのに必要な噴射パルスは、単一またはスプリット噴射パルスを具現化してもよく、接合パッド２８、導電体２６、Ｉ／Ｏコネクタ２４およびコントローラ５７間の接続から入力端子（たとえば接合パッド２８）のヒーターチップで受信される。入力端子からの噴射パルスは、内部ヒーターチップ配線により、１個または多数の流体噴射素子へと搬送される。

コントローラ５７への入力６２として、ユーザー選択インターフェース６０を有するコントロールパネル５８も多くのプリンタに付属して、プリンタの追加の性能や堅牢性を提供している。

再製造カートリッジ内に充填されるインクは必ずしも最初に充填されたインクと等価ではないため、再製造カートリッジについての特定の情報を、カートリッジメモリに最初にプログラムされた情報に基づいてプリンタが決定することはできない。そのような情報は、たとえば、どれくらいのインクがカートリッジに残っているかについての情報を含んでもよく、そしてその情報は、新しいカートリッジの購入もしくは消費者への発送をいつすべきかを示すために、または一定量のインクが使用されたとき（つまりカートリッジが空である場合）にカートリッジの機能を不能にするために、用いることができる。

本発明の例示的実施形態は、初期カートリッジおよびそれが再製造された後の同じカートリッジの中の残存インクをプリンタが決定できるように、メモリユニット２７において多数のフィールドを含むことによって、そのような情報を提供する。

たとえば、以下の表１は、本発明の１つの可能な実施をまとめたものである。各フィールドは、カートリッジ上のメモリにおいて用意された特定数のビットを有し、各ビットはページ数を表す。フィールドの数は、プリントヘッドを使用できる最大回数に対応し得る。たとえば、３つのフィールドの存在は、カートリッジをたった２回だけ再製造できることを示す。Ｎがビットの数であり、５０のページ増分が望まれる場合、最大ページ数は下記のとおり計算され得る：

合計ページ数＝２Ｎ^＊５０ （１）

代わりとなる例示的実施形態では、各ビットがその他の変数、たとえばインクのグラム数、または充填されたインクに関する総液滴数などを表してもよい。

再製造歩留まりの情報は、カートリッジが新品であるかもしくは使用済であるか、またはそれが再製造されたものであるか否かを示すフィールドと併せて用いられ得る。たとえば、カートリッジが使用されたことを示すために、各ビットをプリンタへのカートリッジ据え付けの事例に対応させて３つのビット（すなわち、新品／使用済１、新品／使用済２、新品／使用済３）が割り当てられている場合、プリンタはこの情報を用いて、どの歩留まりビットを使用すべきかを決定し得る。たとえば、全てのビットが、新品、と示している場合、カートリッジは新品であり、プリンタは初期歩留まりのフィールドを使用する（そうして新品／使用済１ビットを、使用済、と示すように設定する）こととなる。据え付け時に新品／使用済１が、使用済、と示しており、その他のものが、新品、と示している場合、カートリッジは１回使用され再製造されたものであり、それゆえプリンタは、カートリッジ内に充填されたインクの量についての情報を得るために、再製造１歩留まりビットを考慮することとなる。より確実な再製造操作が求められる場合には、どの歩留まりビットを使用すべきかを決定するために追加のフィールドを使用してもよい。表２は、この手順の可能な実施をまとめたものである。

図３は、本発明の一例示的実施形態によるプリンタ内への据え付け時にプリントカートリッジの歩留まりを決定する方法を示すフローチャートである。方法は、ステップＳ０２にて開始され、Ｘを０に等しく設定する。ステップＳ０４では、最初の新品／使用済ビットが「１」（使用済）に設定されているかまたは「０」（新品）に設定されているかを判定する。最初の新品／使用済ビットが「０」に設定されている場合、方法はステップＳ０６へと進み、初期歩留まりを計算する。このステップでは、初期歩留まりフィールド（表１）におけるビットの数を参照し式１を用いることによって、初期歩留まりを決定する。その後、プロセスはステップＳ０８にて終了する。

ステップＳ０４において、最初の新品／使用済ビットが「１」（使用済）に等しく設定されていると判定される場合、方法はステップＳ１０へと進み、ＸをＸ＋１に等しく設定する。次に、ステップＳ１２では、次の新品／使用済ビットが「１」（使用済）に設定されているかまたは「０」（新品）に設定されているかを判定する。次の新品／使用済ビットが「１」に設定されている場合、方法はステップＳ１０に戻り、ＸをＸ＋１に等しく設定し直す。

ステップＳ１２において、次の新品／使用済ビットが「０」に設定されていると判定される場合、方法はステップＳ１４に進み、「１」に設定されたビットの数「Ｘ」に対応するフィールドが決定される（表２）。その後、ステップＳ１６では、決定されたフィールドにおけるビットの数（表１）および式１に基づいて再製造カートリッジの歩留まりを決定する。その後、プロセスはステップＳ０８にて終了する。

本発明の具体的な実施形態を例示し説明してきたが、当業者にとっては本発明の精神と範囲を逸脱しない様々な他の変化形態および変更形態が明白であろう。したがって、本発明の範囲内のそのような変化形態および変更形態は全て別記の請求項に含まれるものとする。

１０ プリントヘッド
１２ ハウジング
１６ コンパートメント
１８，２２ 表面
１９，２１ 部分
２０ ＴＡＢ回路
２３ エッジ
２４ Ｉ／Ｏコネクタ
２５ ヒーターチップ
２６ 導電体
２７ メモリユニット
２８ 接合パッド
３２ インクビア
３４ カラム
４０ プリンタ
４２ キャリッジ
４４ スロット
４６ 印刷ゾーン
４８ シャフト
５０ ドライブベルト
５２ 用紙
５４ 給紙トレイ
５６ 排紙トレイ
５７ コントローラ
５８ コントロールパネル
５９ 出力
６０ ユーザー選択インターフェース
６２ 入力

Claims (6)

1. プリントカートリッジであって、
   カートリッジ本体と、
   前記カートリッジ本体内に配置された、流体を受け入れ収容する流体容器と、
   前記プリントカートリッジから前記流体を吐出する複数の加熱素子を備える流体吐出チップと、
   前記プリントカートリッジが再製造された回数についての情報に関する第１データ、および、各々のカートリッジ再製造事象に関する前記プリントカートリッジの印刷歩留まりについての情報に関する第２データを記憶するメモリデバイスと、を備え、
   前記第２データは１つ以上の第２データフィールドを含み、各第２データフィールドは、カートリッジ再製造事象に対応しており、かつ、前記カートリッジ再製造事象に関する印刷歩留まりを示す１つ以上のデータビットを含み、
   前記印刷歩留まりは、前記プリントカートリッジを使用して印刷できる最大ページ数に対応し、
   前記プリントカートリッジの初期製造時における前記最大ページ数は、前記プリントカートリッジの初期製造時に、予め定められた前記第２データフィールドの前記データビットに基づいて算出され、
   前記プリントカートリッジの再製造時における前記最大ページ数は、前記プリントカートリッジを再製造する毎に、予め定められた前記第２データフィールドの前記データビットに基づいて算出される
   プリントカートリッジ。
2. 前記第１データは１つ以上の第１データフィールドを含み、各第１データフィールドは、前記プリントカートリッジが新品であるかまたは再製造品であるかのいずれかを示すように設定されたデータビットを含む
   請求項１に記載のプリントカートリッジ。
3. 前記プリントカートリッジが再製造品であることを示すように設定されたデータビットの数は、前記プリントカートリッジが再製造された回数に対応する
   請求項２に記載のプリントカートリッジ。
4. インクジェットプリンタであって、
   ハウジングと、
   前記ハウジング内に配置されたシャフトに沿って往復動するのに適合したキャリッジと、
   制御機構により前記キャリッジが前記シャフトに沿って往復動する際に、印刷媒体上にインクを吐出するように前記キャリッジ上に配置された、１つ以上のプリントヘッドアセンブリと、を備え、
   前記１つ以上のプリントヘッドアセンブリのうちの少なくとも１つはプリントヘッドカートリッジを備え、
   前記プリントヘッドカートリッジは、
   カートリッジ本体と、
   前記カートリッジ本体内に配置された、インクを受け入れ収容するインク容器と、
   前記インク容器から前記インクを吐出する複数の加熱素子を備えるインク吐出チップと、
   前記プリントヘッドカートリッジが再製造された回数についての情報に関する第１データ、および、各々のカートリッジ再製造事象に関する前記プリントヘッドカートリッジの印刷歩留まりについての情報に関する第２データを記憶するメモリデバイスと、を備え、
   前記第２データは１つ以上の第２データフィールドを含み、各第２データフィールドは、カートリッジ再製造事象に対応しており、かつ、前記カートリッジ再製造事象に関する印刷歩留まりを示す１つ以上のデータビットを含み、
   前記印刷歩留まりは、前記プリントヘッドカートリッジを使用して印刷できる最大ページ数に対応し、
   前記プリントヘッドカートリッジの初期製造時における前記最大ページ数は、前記プリントヘッドカートリッジの初期製造時に、予め定められた前記第２データフィールドの前記データビットに基づいて算出され、
   前記プリントヘッドカートリッジの再製造時における前記最大ページ数は、前記プリントヘッドカートリッジを再製造する毎に、予め定められた前記第２データフィールドの前記データビットに基づいて算出される
   インクジェットプリンタ。
5. 前記第１データは１つ以上の第１データフィールドを含み、各第１データフィールドは、前記プリントヘッドカートリッジが新品であるかまたは再製造品であるかのいずれかを示すように設定されたデータビットを含む
   請求項４に記載のインクジェットプリンタ。
6. 前記プリントヘッドカートリッジが再製造品であることを示すように設定されたデータビットの数は、前記プリントヘッドカートリッジが再製造された回数に対応する
   請求項５に記載のインクジェットプリンタ。

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