JPH06255130A - インクレベル表示器用の通路を備えたインクカートリッジ - Google Patents

インクレベル表示器用の通路を備えたインクカートリッジ

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JPH06255130A
JPH06255130A JP5325179A JP32517993A JPH06255130A JP H06255130 A JPH06255130 A JP H06255130A JP 5325179 A JP5325179 A JP 5325179A JP 32517993 A JP32517993 A JP 32517993A JP H06255130 A JPH06255130 A JP H06255130A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 インク残量の目視表示機能付きスプリング偏
倚式インクリザーバを備えたインクジェット式ペンの供
給カートリッジを提供すること。 【構成】 リザーバは、印加される差圧によってインク
供給源が枯渇するにつれ、横方向に収縮しようとする。
このスプリング式リザーバは剛性カートリッジ(50)に収
容される。一対の可撓性ストリップ(13、14)はスプリン
グ式リザーバの各側面(42、44)のそれぞれに１つずつ接
合剤で結合されるか溶接される。ストリップ部材(13、1
4)は、カートリッジの小幅の端部表面に対して全体的に
平行に伸びており、そこにおいて重なりあって、窓(25)
を通して見ることができる。ストリップ部材(13、14)の
重なり合う関係によって、スプリング式リザーバの収縮
がストリップ部材(13、14)相互を互いにずれて行くよう
に引っ張ることで、変化するインク量の表示が提供され
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、一般に、業務用カラー
プリンタのような、高速インクプリンタのためのインク
リザーバに関するものであり、とりわけ、インクリザー
バ用のインク残量表示器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】インクリザーバを備えたインクジェット
式プリンタのような、あらゆるタイプの高速プリンタに
おけるインクレベルをモニター（監視）するという課題
については、さまざまなやり方で取り組まれてきた。い
わゆる背圧式表示器は、ペンカートリッジアセンブリ内
に複数の複雑なシールを必要とし、したがって、比較的
高価であり、信頼性が乏しくなりがちである。他のイン
ク量表示器は、インクのバルク導電率の測定に依存して
いる。インクの導電率は、制御が困難であり、将来、イ
ンクが改良されると、こうしたシステムは廃れる可能性
がある。
【０００３】任意のペンからの「ドット」または小滴を
カウントする試みもなされてきた。こうしたシステムに
必要なカウンタ、アクチュエータ及びセンサによって、
該システムは比較的高価なものになっている。さらに、
全てのペンについての平均小滴体積を仮定することが必
要になることによって、正確さが損なわれることにな
る。ペン／カートリッジアセンブリの除去またはプリン
タの停止によって生じるような中断も、最後の更新以降
にインクジェットから噴射された小滴数の記録が失われ
ることになりやすいので、別の信頼できない原因となっ
ている。
【０００４】出願人にとって既知の先行技術には、米国
特許第4196625号、第4202267号、第4371790号、第44158
86号、第4551734号、第4587535号、第4626874号、第471
9475号、及び第4935751号、さらに、「毛管貯留式イン
クレベルセンサ」について、John Mohr他の名義で1989
年10月18日に提出され、現在では、本出願人によって所
有されている係属中の出願第07/423158号がある。
【０００５】後述する米国特許第4935751号、及び感圧
式システムを開示した米国特許第4587535号を除けば、
上述の特許は全て、インクの導電率の測定または検出に
依存した監視システムについて記述している。
【０００６】本出願人が所有する米国特許第4935751号
には、インクバッグハウジングの窓を通してストリップ
の一方の端部が見えるようになっている、収縮式インク
バッグの片側に固定された剛性板を利用する、インクバ
ッグ用の機械式レベルセンサが開示されている。表示用
ストリップのエッジの位置は、バッグ内におけるインク
の残量を表すが、バッグ内に使用可能な量のインクが残
っていても、「空」の表示が生じる。
【０００７】1992年８月12日にKaplinsky他によって提
出された「収縮式インクリザーバの構造及びプリンタ用
インクカートリッジ」と題する先行する同時係属中の米
国特許出願第07/929615号、及び1992年８月11日にKhoda
panah他によって提出された「サーマルインクジェット
式プリンタ用のインク圧力調整器」と題する先行する同
時係属中の米国特許出願第07/928811号も重要なもので
あり、これらは両方とも本出願人によって所有されてい
る。
【０００８】この収縮式バッグの技術のさらなる展開に
ついては、本出願に対応する米国特許出願と同日に出願
された、発明者Dale D.Timm,Jr.他によって提出された
「サーマルインクジェット式ペンに対する金属カバーの
取り付け技法」と題する米国特許出願（出願人の事件整
理番号は、191150ー1）、発明者David W.Swanson他によ
って提出された「サーマルインクジェット式ペンに対す
る剛性ループケースの構造」と題する米国特許出願（出
願人の事件整理番号は、1093060-1)、及び発明者David
W.Swanson他によって提出された「サーマルインクジェ
ット式カートリッジ用の異種特性を有する二材料フレー
ム」と題する米国特許出願（出願人の事件整理番号は、
1093057-1）に開示されており、これらはすべて本出願
人によって所有されている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】以上の従来文献には、
単純で、安価なインク量表示器を提供するものはない。
実際、エンクロージャ（外囲い）が透明であっても、イ
ンクの使用時におけるリザーバの収縮によって、現実に
は量の変化は生じているのに直接的なレベル変化が生じ
ないので、収縮式インクバッグリザーバにおけるインク
の目視観測は信頼できない。
【００１０】改良されたインク量表示器の一例が、1991
年６月19日にDavid S.Hunt及びW.Bruce Reidによって提
出され、本出願人に譲渡された「残量表示器付きスプリ
ングバッグ式のプリンタ用インクカートリッジ」と題す
る米国特許出願第07/717735号に開示されている。該出
願に開示のカートリッジは基本的に、インクの可撓性バ
ッグを含む角形ハウジング、インクフィルタ、及びフィ
ルタからインクを受け取る印刷ヘッドから構成される。
インクバッグ内のスプリングが、可撓性壁面を相互に離
すように押しやるので、インクが印刷ヘッドから放出さ
れる際に克服される、リザーバ内の負の圧力または大気
中より低い圧力が維持される。本発明が、収縮式リザー
バアセンブリにおけるインク量のモニターに関して技術
的水準を進歩させる仕方については、本発明に関する下
記の説明から明らかになる。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、外側の
ケース部材と、インク供給リザーバが満杯の第１の位置
から、前記リザーバが部分的に空の中間位置を経て、前
記リザーバがほとんど空の第３の位置まで移動する可動
部分を備えた内部のインクリザーバと、一方の端部が前
記内部インクリザーバの前記可動部分に取り付けられ
て、前記インクリザーバ内のインク量の変化を表示する
ためのタブ手段と、及び前記外部ケース部材に取り付け
られて、前記タブ手段を受ける通路を形成し、視覚表示
を示すための上部表面と前記タブ手段の上に完全に重な
る底部表面を具備するガイド手段とから構成される、イ
ンク供給リザーバを備えたインクカートリッジが提供さ
れる。
【００１２】
【実施例】図１を参照すると、スプリングで偏倚された
収縮式インクリザーバを収容した、インクカートリッジ
50が示されている。このインクカートリッジは通常、プ
ラスチックまたは金属のような不透明な材料で製造され
ており、外周フレーム10と、内部の構成部品の取り付け
後、溶接、接着、または圧入によって外周フレーム10に
固定された、１対の平行に向かい合ったカバー板46（不
図示）及び48とから構成されている。外周フレーム10に
カバー板46（不図示）及び48を固定する望ましい方法
は、本出願に対応する米国特許出願と同日に発明者Dale
D.Timm他によって提出された、「サーマルインクジェ
ット式ペンに対する金属カバーの取り付け技法」と題す
る米国特許出願（出願人の事件整理番号は、191150-1）
に記述されており、この出願の内容はここでの参照によ
って本明細書に取り込むものとする。インクカートリッ
ジ50の筒先部分11は、電気的に駆動される印刷ヘッド
（不図示）に固定されるその端部（図１の底部）に、イ
ンク吐き出し口12（不図示）を備えている。
【００１３】図２を参照すると、リザーバ側壁は、42、
44として識別されている。比較的剛性の内周フレーム20
と、少なくとも一方がそれに固定される可撓性材料であ
る一対のインクリザーバ側壁42、44とから構成される収
縮式リザーバシステムは、外周フレーム10に取り付けら
れている。内周フレーム20は、２ステップの射出成形プ
ロセスによって、外周フレーム10と共に成形するのが望
ましい。内周フレーム20は、内周フレーム20の側エッジ
20a、20bに沿うリザーバ側壁42、44の熱融着を可能にす
るため、外周フレーム10のプラスチックよりも軟らか
く、融点の低いプラスチックで成形するのが望ましい。
代替案として、内周フレーム20は、外周フレーム10への
取り付けを助けるため、ある程度の可撓性を持たせて別
個に形成することもできるが、しかしフレーム20は、後
述のインクリザーバの可撓性側壁に比べて剛性である。
内周フレーム20は、１対の向かい合った側エッジ20a、2
0bを備えており、これらに対して、例えば熱溶接によっ
て、可撓性インクリザーバ側壁42、44のそれぞれを周縁
部で結合すると、外部リザーバ構造が形成されることに
なる。内周フレーム20及び外周フレーム10を形成する望
ましい方法については、発明者David W.Swanson他によ
って本出願に対応する米国特許出願と同日に提出され、
「サーマルインクジェット式カートリッジのための異種
特性を有する二材料フレーム」と題する米国特許出願
（出願人の事件整理番号は、1093057-1）に記述されて
おり、その内容はここでの参照によって本明細書中に取
り込むものとする。
【００１４】図３には、圧力調整器30のアセンブリが示
されている。圧力調整器の側板32、34は、ステンレス鋼
のような連続した金属ストリップから個別に切り取るこ
とができ、各板は、可撓性リザーバ側壁に対する損傷を
最小限に抑えるため、丸い角を備えた全体的に角形の構
造をなしている。湾曲スプリング36も、好都合にはステ
ンレス鋼のような共通の金属ストリップから切り取るこ
とができる。湾曲スプリング36は、側板32、34のそれぞ
れの中心に、その湾曲部37のそれぞれの頂点において好
ましくはスポット溶接またはレーザ溶接によって固定さ
れる。表面の片側にアクリル接着剤が塗布された、薄い
が、強靱なポリエチレンのカバー層38、39の形をなすオ
プション（任意選択）の保護結合層が、各側板32、34の
外部表面に圧着される。カバー層38、39はそれぞれ、側
板32、34よりわずかに大きい外形寸法になっているの
で、周縁幅が数ミリメートルのカバー層が金属板32、34
の各エッジを超えて延び、該エッジと比較的壊れやすい
リザーバ壁の側壁42、44との接触が阻止される。
【００１５】圧力調整器30は内周フレーム20の中心に配
置され、次に、２つの可撓性インクリザーバ側壁42、44
が、その周縁において内周フレーム20の側エッジ20a、2
0bのそれぞれに熱結合または接合剤で結合される。この
場合、調整器30が、常に可撓性側壁42、44の間の内周フ
レーム20の中心に位置するように保つべく注意が払われ
る。次いでリザーバ側壁42、44を、側板32、34に対し、
または図２に42b 、44b として示されている領域にある
場合にはカバー層38、39に対して好ましくは熱結合する
ことによって、圧力調整器30の側板32、34に確実に固定
することができる。この熱シーリングの主たる目的は、
圧力調整器30との間の相対運動を阻止し、金属側板32、
34と比較的壊れやすいリザーバの側壁42、44が直接接触
するのを阻止して、側板のエッジが側壁に切り傷をつけ
たり、あるいは、側壁に穴をあけたりしないようにする
ことにある。次に、カバー板46、48が、上述のようにし
て外周フレーム10に固定される。インクカートリッジ50
を形成する望ましい方法については、発明者David W.Sw
anson他によって本出願に対応する米国特許出願と同日
に提出され、「サーマルインクジェット式ペンに対する
剛性ループケースの構造」と題する米国特許出願（出願
人の事件整理番号は、1093060-1）に記述されており、
この出願の内容はここでの参照によって本明細書中に取
り込むものとする。
【００１６】リザーバ側壁42、44に用いられる材料は、
可撓性で、比較的破断耐性があり、水分を通さず、収容
されるインクと化学的に両立し且つ安定であり、リザー
バからのインクの漏れ、または移動を阻止し、空気、ほ
こり、液体等のような外部の汚染物を通さない。
【００１７】リザーバには、出荷のために後で栓がされ
る管接続口22を介して、インクが充填される。オリフィ
ス12を介してインク小滴を噴射するのに必要な手段は従
来のものであり、スプリング式リザーバを漸次圧縮する
ので、インク量が減少するにつれて、その側壁42、44
は、周囲フレーム中で等距離だけ内側に引っ込むことに
なる。
【００１８】図１、図２及び図４を参照すると、外周フ
レーム10には、厚さの薄くなったチャネル15の両側に１
対の間隔のあいた平行なスロット10a及び10bが設けられ
ている。カバー板46、48は、図１及び図６に示すよう
に、タブ延長部46a、48aをそれぞれ形成している。タブ
46a及び48aはそれぞれ、スロット10a、10bと位置合わせ
がとれており、向かい合ったリザーバ側壁42、44のそれ
ぞれに対して接合剤で結合されるか熱シールされる、薄
い表示用ストリップ13、14のための通路を形成してい
る。表示用ストリップ13、14及び側壁42、44の接合領域
は、図２、図５及び図８において、それぞれ領域13a、1
4a及び42a、44aとして示されている。図５、図７及び図
８を参照すると、表示用ストリップ13、14は、タブ46
a、48aとスロット10a、10bの間を通り、相互に折り重な
って、厚さの薄くなったチャネル15に入り込む。表示用
ストリップ14は、表示用ストリップ13、14が所定位置に
つくと、表示用ストリップ13の窓16を介して見える表示
をなす、色（例えば、緑色）を有する下方すなわち内側
の表示用ストリップである。表示用ストリップ13は、周
囲フレーム材料と同じ色（例えば、黒色）であることが
望ましい。外周フレーム10の厚さの薄くなったチャネル
15は、重なり合った表示用ストリップ13及び14を受け取
る。固定視界窓25を備えた窓装置24が、厚さの薄くなっ
たチャネル15の上に重ねられ、これと位置合わせがとら
れて、表示用ストリップ13、14の移動のための通路が形
成される。表示用ストリップ13の窓16が移動することに
よって、表示器ストリップ13及び対照をなす色（例え
ば、緑色）の表示用ストリップ14との移動を目視観測す
ることが可能になる。
【００１９】表示用ストリップ13、14は、窓装置24の窓
25のすぐ下方を移動するので、表示用ストリップ13、14
と接触している窓装置24の背面は、この移動を妨げては
ならない。窓装置24は、表示用ストリップ13、14の移動
を妨げる接着剤によって、ペン本体に固定されている。
図11(A) 及び(B) を参照すると、この問題を解決するた
め、窓装置24は、ペン本体に施与され適用された場合
に、ライナ（裏板）の選択された部分を窓装置24に取り
付けられたままの状態に保つことが可能な、図11(B) に
示す独特な背面打ち抜き部27を備えている。ライナの背
面は、剥離コーティングで処理して、さらに粘着を阻止
することも可能である。表示用ストリップ13、14及び厚
さの薄くなったチャネル領域15の上に、且つカバー板4
6、48の側面に沿って下へと窓装置24に巻き付けること
は、窓装置24がタブ46a、48aの上及びカバー板46、48に
沿って巻き付くラインに沿った、窓装置24のミシン目26
によって容易になっている。
【００２０】窓装置24は、オプションによりラベルとし
て働くようにし、インクレベルの表示方式の意味、イン
クの色、部品番号、生産国、インクカートリッジの製造
会社に関して顧客に知らせる情報を含めることも可能で
ある。ラベルのバーコードは、パッケージ装置がカート
リッジを正しい包装に入れるため、カートリッジがどの
インクの色及びプリンタ用のものかを識別する問題を解
決する。図12には、カートリッジ50がプリンタに取り付
けられると、窓装置24及びインクレベル表示器の帯が見
えることを示すため、プリンタカートリッジに取り付け
られたインクカートリッジが示されている。
【００２１】次に、図９及び図10を参照する。図９に
は、ほぼ満杯な状態の表示（全て緑色）を示しており、
一方図10は、インク供給源がほぼ空になり、緑色の狭い
帯が固定窓25に見え、窓25の残りの部分が黒く見える、
表示器の外観が示されている。インク供給源がさらに枯
渇すると、固定窓25が全て黒に見えるまで、狭い緑色の
帯が細くなる。全て緑色から、漸次緑色の帯が狭くな
り、最終的に全て黒になるこの外観は、黒の色が黒の周
囲フレームから、左（緑色の表示用ストリップ14のエッ
ジが右に引っ込むため）及び右（表示用ストリップ13に
おける窓16の黒の右エッジが左に移動するため）から漸
次見え始めることを人が見ることによって生じる。この
外観は、外周フレーム10が表示用ストリップ13と同じ色
（黒色）である場合に得られるが、本発明の思想の範囲
内において、他の色の組み合わせまたは表示型式を選択
することができるのは明らかである。通常はスプリング
36の作用によって、周囲フレームの中心に収縮可能なリ
ザーバを保持することが期待できるので、窓内において
狭くなる緑色の表示用帯がその中心に保持されることに
なるが、こうしたセンタリングは不可欠ではない。
【００２２】以上から明らかなように、インク供給源が
枯渇するにつれて、リザーバ側壁42、44が内側に引っ込
み、外周フレーム10の厚さの薄くなった部分のスロット
10a及び10bに通されてその側エッジに折重ねられた表示
用ストリップ13及び14は相互に引き離される。これによ
り窓装置24の固定窓25を介して、周囲フレームの対照色
（黒色）とその上に重なった表示用ストリップ13とを漸
次露出させることが実現される。
【００２３】リザーバ側壁42、44が、同じ量だけ内側に
収縮しなくても、表示用ストリップ13及び14の相対運動
は、ほぼ独立したものである。固定窓25は、側壁42、44
間におけるリザーバ収縮の変動をある程度見越してい
る。
【００２４】当業者には明らかなように、本発明の思想
の範囲内において開示された構造を変更することが可能
であり、従って本発明の範囲は、図面及び詳細な説明の
細部に限定されるものとみなされることを意図している
わけではなく、これらは、典型的な例示的なものにすぎ
ない。
【００２５】変更の１つとして、16のような窓が、外周
フレーム10の厚さが薄くなった部分に付された表示に関
して作用する、片側表示用ストリップ取り付け部を含む
ことが可能である。一方の側が固定されていて、もう一
方の側に全ての収縮動作が生ずるスプリング式リザーバ
が開発されない限り、こうした変更は、上記に開示した
二重の表示用ストリップに比べて正確度が劣ることにな
る。
【００２６】さらに、もう１つの発展として、光学的ま
たは磁気的に見える表示を検査して、プリンタの外部の
警告灯表示装置を起動する、あるいはインク量が少ない
ことを示すコンピュータのディスプレイモニタの表示用
信号を送信する光学センサまたは磁気センサを配置する
ことが可能である。
【００２７】
【発明の効果】本発明によって、消耗性のカートリッジ
の概念に完全に適合する、従来技術によるスプリング式
リザーバをなすインクリザーバ／ペンカートリッジの単
純で、安価な修正が提供されることは、明らかである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のインクカートリッジアセンブリの斜視
図である。
【図２】インクカートリッジ及びリザーバアセンブリ及
びインクレベル表示要素の展開図である。
【図３】圧力調整器のアセンブリの斜視図である。
【図４】外周フレームのスロットを示すため、カバー板
をはずしたインクカートリッジの斜視図である。
【図５】外周フレームのスロットに通る表示用ストリッ
プを示すため、カバー板をはずしたインクカートリッジ
の斜視図である。
【図６】タブ延長部を示すカバー板の斜視図である。
【図７】カバー板をはずしたインクカートリッジアセン
ブリ及びインクレベル表示装置の斜視図である。
【図８】外部のカバー板をはずしたインクカートリッジ
の側面図である。
【図９】上側のフィルム状ストリップの窓、及びほぼ満
杯のインク供給源の状態を表示する下側のストリップの
表示を示す図８の上面図である。
【図１０】上側のフィルム状ストリップの窓、及びほぼ
枯渇したインク供給源の状態を表示する下側のストリッ
プの表示を示す図８の上面図である。
【図１１】(A) 及び(B) それぞれ本発明による窓装置の
前面及び背面の平面図である。
【図１２】本発明によるインクカートリッジの取り付け
の略示斜視図である。
【符号の説明】
１０ 外周フレーム １０ａ，１０ｂ スロット １３，１４ 表示用ストリップ １５ チャネル １６ 窓 ２０ 内周フレーム ２０ａ，２０ｂ 側エッジ壁 ２４ 窓装置 ２５ 視界窓 ３０ 圧力調整器 ３２，３４ 側板 ３６ 湾曲スプリング ３７ 湾曲部 ３８，３９ カバー層 ４２，４４ リザーバ側壁 ４６ａ，４８ａ タブ ４８ カバー板 ５０ インクカートリッジ

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】外部のケース部材と、 内部のインクリザーバが満杯の第１の位置から、前記リ
    ザーバが部分的に空の中間位置を経て、前記リザーバが
    ほとんど空の第３の位置まで移動する、可動部分を備え
    た内部のインクリザーバと、 一方の端部が前記内部のインクリザーバの前記可動部分
    に取り付けられて、前記インクリザーバ内のインク量の
    変化を表示するためのタブ手段と、及び前記外部のケー
    ス部材に取り付けられて前記タブ手段を受ける通路を形
    成し、視覚表示を示す上部表面及び前記タブ手段の上に
    完全に重なる底部表面を具備するガイド手段とから構成
    される、インク供給リザーバを備えたインクカートリッ
    ジ。
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