JPH07117236A - 使い捨てインクジェットカートリッジのための自動インク再充填装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 印刷速度を低下させずに、漏れを防ぎつつイ
ンクの再充填ができるインク再充填装置を提供する。 【構成】 インク再充填装置110は、複数の使い捨てイ
ンクジェットカートリッジ112を収容できるプリントキ
ャリッジをもつインクジェットプリンタに用いられ、印
刷ヘッド122と、所定の負圧条件で第１インク量の液体
インクを貯えるインク供給容器124をもつ内蔵式の使い
捨てインクジェットカートリッジ112を備える。インク
貯蔵用容器114は、第２インク量のインクを貯え、接続
パイプ装置116は、上記第２インク量から上記第１イン
ク量へインクを補給すべく、容器114と容器124を接続す
る。容器114から容器124への再充填は、容器124への再
充填が、カートリッジ112の上記負圧条件を維持するよ
うに行なわれる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、概ね、インクジェット
プリンタに関し、より詳しくは、インクジェットカート
リッジをその流体力的特性を維持しつつ再充填する使い
捨てインクジェットカートリッジのための自動インク再
充填装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】インクジェットプリンタやプロッタは、
よく知られている。これらのプリンタによる印刷の質
は、時間に伴って詰まりや故障が起こり易くなるインク
ジェット式の印刷ヘッドの一貫した良好な動作に依存す
る。インクジェットプリンタの時間に伴う印刷ヘッドの
劣化に関する問題を克服するために、印刷ヘッドを定期
的に取り換える必要がある。このような問題に対する初
期の解決方法は、例えば米国特許第4,074,284号に示さ
れているように、印刷ヘッドのみを取り換えることであ
った。より最近では、この問題を解決するために、例え
ば米国特許第4,500,895号、第4,921,811号、第4,931,81
2号および第5,182,579号において説明されているよう
に、使い捨てインクジェトカートリッジが開発された。

【０００３】この種の使い捨てインクジェットカートリ
ッジは、ヘッド要素が、使い捨てカートリッジの寿命期
間の極めて高い期間率(つまり９９％期間率)に亘って機
能するように、耐用寿命の間動作すべく設計されてい
る。この要求性能を維持することを保証するために、従
来の使い捨てインクジェットカートリッジは、印刷ヘッ
ドを経て分配され得る所定のインク量をカートリッジ内
に有している。使い捨てインクジェットカートリッジに
収容される最大インク量は、印刷ヘッド要素が、極めて
高い性能率で機能しなくなるまでにどれだけの印刷を行
ったかの関数である。使い捨てインクジェットカートリ
ッジの所定のインク量が一旦使われてしまうと、使い捨
てインクジェットカートリッジ全体が捨てられる。

【０００４】使い捨てインクジェットカートリッジの使
用が、特定の使い捨てインクジェットカートリッジを用
いることによって、指定された故障率の下でインクジェ
ットプリンタの印刷の質を効果的に保証している一方、
インクジェットプリンタの印刷ヘッドの耐用寿命の延長
と引き換えにより高い潜在故障率を容認し得るプリンタ
の多くの適用例がある。不幸にも、現在の使い捨てイン
クジェットカートリッジは、インクがなくなっても、非
常に多くの場合、印刷ヘッドが依然として十分に機能す
る。まだ十分に機能する印刷ヘッドをもつ使い捨てイン
クジェットカートリッジを捨てると、資源を浪費する。
さらに、使い捨てインクジェットカートリッジの頻繁な
交換は、広汎なプリンタの使用にとって時間と労力を集
中することになる。その結果、多くのユーザは、印刷ヘ
ッドの耐用寿命を引き延ばすために使い捨てインクジェ
ットカートリッジを再充填する手段を採る。

【０００５】使い捨てインクジェットカートリッジを手
で再充填する作業は、著しく熟練した機械的技術を必要
とする汚くて潜在的に危険な作業である。使い捨てイン
クジェットカートリッジを手で再充填するためには、ユ
ーザは、使い捨てインクジェットカートリッジ内の当初
のインク供給容器に近づいて、このインク供給容器に汲
み上げまたは注ぎ込みなどによってインクを入れなけれ
ばならない。かかるインクの継手にどれに近づいても、
ユーザはインクに晒され、インクは汚染に晒されること
になる。さらに、ユーザは、インク流および鮮明で均一
な印刷を提供するインクの能力に悪影響を与える気泡を
装置内にうっかりして導入するかもしれない。

【０００６】使い捨てインクジェットカートリッジを用
いないインクジェットプリンタのための自動インク補給
・再充填装置は、代表的なものが公知である。自動イン
ク補給・再充填装置は、この装置を通ってインクを流す
のに重力差や圧力差に頼る受動的インク再充填装置、ま
たはこの装置を通ってインクを流すのに、ある種のポン
プや機械的補助装置を用いる能動的インク再充填装置の
いずれかに分類することができる。

【０００７】能動的インク再充填装置は、米国特許第4,
399,466号、第4,462,037号および第4,680,696号に記載
されたような連続インク供給装置、または米国特許第4,
074,284号および第4,432,005号に記載されたような即時
応答式のインク供給装置のいずれかと一緒に用いられ
る。この種の能動的インク再充填装置が、使い捨てイン
クジェットカートリッジの再充填に有効でない主たる理
由は、これらの装置が、大気圧状態または流体力学的な
正圧状態に頼って印刷ノズルにインクを供給する印刷ヘ
ッドを有するからである。かかるものとして、上記イン
ク再充填装置は、印刷ヘッドの流体力学的状態が大気圧
以下に下がるのを防止すべく、フィードバックポートや
出口ポートを有するのが代表的である。

【０００８】受動的インク再充填装置は、例えば米国特
許第4,959,667号に述べられているように、プリントキ
ャリッジに載せられる交換可能な単一のユニットの一部
としてのインク供給容器にインク貯蔵器からインクを供
給するように３方弁によって制御される重力をインクの
供給に用いる。この種の交換可能な単一のユニットイン
ク分配装置の初期の変形が、例えば米国特許4,714,937
号および第4,885,595号に示されている。この手法は、
印刷ヘッドが垂直方向に印刷し、インク貯蔵器が印刷ヘ
ッドの背後でかつインク供給容器の上方に配置できる場
合には有効であろう。しかし、印刷ヘッドが大きな水平
面を印刷する場合、大きなインク貯蔵器の重量と体積
が、印刷媒体を横切って動くプリントキャリッジによっ
て支持される必要があるならば、印刷ヘッドの性能は、
著しく低下するであろう。

【０００９】これら総ての理由により、使い捨てインク
ジェットカートリッジと一緒に用いられる既存のインク
再充填装置の殆ど総ては、一種のサービス・ステーショ
ンを備えている。このサービス・ステーションは、イン
クジェットカートリッジがこのサービス・ステーション
に連結できるように、プリントキャリッジが印刷軸のど
ちらかの一端にあるときにのみ、インクジェットカート
リッジを再充填する。連結するや否や、インクジェット
カートリッジ内のインク貯蔵器は、速やかに再充填さ
れ、プリントキャリッジは、印刷動作に復帰することが
可能になる。使い捨てインクジェットカートリッジのた
めのサービス・ステーション型インク再充填装置の種々
の例は、米国特許第3,967,286号、第4,831,389号、第4,
967,207号、第4,968,998号、第4,999,652号および第5,1
36,305号に示されている。

【００１０】サービス・ステーション型インク再充填装
置には２つの基本的な問題がある。即ち、第１に、イン
クジェットプリンタの印刷速度は、連結および再充填動
作を行うのに必要な時間によって低下する。第２に、よ
り重要なことであるが、連結と再充填動作に要する時間
を最小にするために、代表的にはインクジェットカート
リッジの公称の流体力学的特性を超えた圧力で、インク
がインクジェットカートリッジに速やかに送られる。そ
の結果、再充填動作中に、印刷ヘッドからインクが漏れ
たり、流れ出たりすることがある。インクの漏れや流れ
出しという問題は、例えば、エルタック、イー(Ertuk、
E.)等による、ヒューレット・パッカードジャーナルの１
９８８年8月号の第41〜44頁の 「カラー ターミナル イ
ンクジェットプリンタにおけるインク保持」に述べられ
ている。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】使い捨てインクジェッ
トカートリッジの使用は、インクジェットプリンタの印
刷の質を著しく向上させる一方、この印刷の質の向上
は、印刷ヘッドのための長い残存耐用寿命をまだもって
いる空のインクジェットカートリッジという形で、資源
の著しい浪費をもたらす。使い捨てインクジェットプリ
ンタを再充填するための既存の技術には、多くの欠点が
ある。従って、使い捨てインクジェットカートリッジを
再充填するための現存の技術を改善した使い捨てインク
ジェットカートリッジのための自動インク再充填装置
は、その大きな真価を認められるであろう。

【００１２】

【発明の構成，作用，効果】本発明は、所定の第１イン
ク量をもつ使い捨てインクジェットカートリッジを用い
たインクジェットプリンタのための連続インク再充填装
置である。プリントキャリッジの外部にあって、使い捨
てインクジェットカートリッジが取り付けられるインク
貯蔵手段は、必要なインクを上記インク貯蔵手段から吸
い出すためのインク供給容器とインク貯蔵手段との間の
受動的圧力差によって使い捨てインクジェットカートリ
ッジを連続的に再充填するための所定の第２インク量を
有する。上記使い捨てインクジェットカートリッジは、
上記プリントキャリッジ内に着脱可能に取り付けられ得
るとともに、印刷ヘッドと,この印刷ヘッドに第１イン
ク量のインクを供給するような負圧に維持されたインク
供給容器とを有する内蔵式ユニットである。上記インク
供給容器を再充填する第２インク量のインクを貯えるイ
ンク貯蔵手段は、上記印刷ヘッドがそれを超えると信頼
性を維持して動作できなくなる値である上記第１インク
量の整数倍に制限される。チューブ手段は、上記インク
供給容器と上記インク貯蔵手段との間の受動圧力差によ
って、これら両者間でインクを送るべく、インク供給容
器をインク貯蔵手段に接続する。開位置と閉位置とに切
り換えが可能な調節手段は、上記開位置において、上記
インク貯蔵手段から上記インク供給容器へのインク流れ
を制御すべく、上記チューブ手段に配置される。

【００１３】好ましい実施例では、上記インク貯蔵手段
に貯えられるインクの第２インク量は、インクジェット
カートリッジの一部である上記インク供給容器の第１イ
ンク量によって設定される非常に高い性能下における生
存率よりも小さく選ばれた上記印刷ヘッドの生存率に基
づく所定体積である。この条件に応じて、上記インク貯
蔵手段のインク容量を選択することによって、印刷ヘッ
ドの耐用寿命は、他の使い捨てインクジェットカートリ
ッジ(例えば40cc)の耐用寿命の８倍から１２倍(例えば4
00cm³(cc))まで延長することができる。別の実施例で
は、ユーザは、与えられた適用プリンタに対して生存率
の値を効果的に選択すべく、幾つかの第２インク量(例
えば、200ccから600cc)のうちから選択してもよい。

【００１４】上記好ましい実施例のインク貯蔵手段は、
小端部よりも低く、かつ深い大端部をもち台形形状の側
部を有する略矩形の容器である。インクバックは、上記
容器内に取り付けられ、チューブ手段は、使い捨てイン
クジェットカートリッジのインク供給容器に上記インク
バックからインクを吸い出すために、上記インクバック
内挿入される。また、上記チューブ手段は、上記大端部
付近のインクバックの底部内面に取り付けられる。こう
して、上記インクバックが殆ど空になっても、空気は上
記チューブ手段に入らない。

【００１５】好ましい実施例の使い捨てインクジェット
カートリッジは、一般に水平な印刷受け手段に対して横
方向に移動するインクジェットプリンタのプリントキャ
リッジ内に着脱可能に可動式に取り付けられ得る。使い
捨てインクジェットカートリッジは、複数のインクジェ
ットをもつ印刷ヘッドと、この印刷ヘッドに第１インク
量のインクを供給するような負圧に維持されるインク供
給容器とを備えた内蔵式ハウジングから成る。上記チュ
ーブ手段は、上記プリントキャリッジの外部にあって、
上記インク供給容器と上記インク貯蔵手段との間の圧力
差によって、上記第１インク量よりも多い第２インク量
のインクを上記インク供給容器に供給するインク貯蔵手
段に接続すべく、上記ハウジングの頂部面の穴を通って
伸びている。

【００１６】インクジェットプリンタの動作中、使い捨
てインクジェットカートリッジ内の上記インク供給容器
と上記インク貯蔵手段との間の圧力差は、使い捨てイン
クジェットカートリッジの底付近に設けられた印刷ヘッ
ドが所定の体積流量を放出するように維持される。上記
印刷ヘッド内のインクジェットノズルの動作は、印刷の
質に悪影響を与えずに、5.08〜7.62cm(２〜３インチ)の
液頭を生じることができることが確認された。第１実施
例では、使い捨てインクジェットカートリッジ内の上記
インク供給容器が、シールされた容器として形成され、
上記圧力差は、インク貯蔵手段から使い捨てインクジェ
ットカートリッジ内のインク供給容器へインクを吸い出
すための真空を発生させる。別の実施例では、使い捨て
インクジェットカートリッジ内のインク供給容器は、シ
ールされないが、発泡体(form)の毛管作用によって上記
圧力差を発生させる発泡体要素(form element)を備えて
いる。

【００１７】

【実施例】本発明の好ましい実施例は、能動的インク再
充填装置の実施例と受動的インク再充填装置の実施例の
両方を含んでいる。各実施例の具体例には、詳細におい
て相違する点がある一方、両実施例には、インクジェッ
トプリンタのプリントキャリッジの外部にあるインク貯
蔵用容器から使い捨てインクジェットカートリッジ内の
インク供給容器に再充填するための機構があることが判
るであろう。既存のサービス・ステーション型のインク
再充填装置と異なり、本発明による使い捨てインクジェ
ットカートリッジの再充填は、プリントキャリッジが印
刷媒体を横切る際のインクジェットプリンタの動作中に
行われる。使い捨てインクジェットカートリッジを使用
しないインクジェットプリンタ用の既存のインク再充填
装置と異なり、インクジェットカートリッジ内のインク
供給容器への再充填は、インクジェットカートリッジの
固有の流体力学的特性を維持するような方法で行われ
る。

【００１８】以下、本発明を図示の実施例により詳細に
説明するが、これらの図において同一の参照番号は、同
一の部材を表している。図１において、インクジェット
プリンタのための好ましい第１実施例たる連続インク再
充填装置110は、概略的には、使い捨てインクジェット
カートリッジ112と、インク貯蔵用容器114と、接続パイ
プ装置116およびインク流れ調節部材118とによって構成
されている。

【００１９】上記使い捨てインクジェットカートリッジ
112は、印刷ヘッド122と、使い捨て内蔵式ユニットの一
部としてのインク供給容器124とによって概略的に構成
されており、この使い捨て内蔵式ユニットは、カートリ
ッジの頂部126,底部128,前部130,後部132および両側部1
34を備えている。図２および図３の図に関連してより詳
細に説明すれば、上記使い捨てインクジェットカートリ
ッジ112は、一般に水平に向けられた印刷媒体106に対し
て横方向に移動するプリントキャリッジ104に取り付け
られることによって、インクジェットプリンタ102に搭
載される。上記印刷ヘッド122は、インクジェットプリ
ンタ102内の制御装置(図示せず)に電気的に接続される
複数のヘッド要素136を備えている。上記インク供給容
器124を印刷ヘッド122に接続する方法は、例えば、米国
特許4,500,895号、第4,921,811号および第4,931,812号
に示された技術によって公知である。

【００２０】上記使い捨てインクジェットカートリッジ
112は、ヒューレット・パッカード社から市販されてい
る製品番号51626AのＨＰ製大容量インクジェットカート
リッジ、あるいはこれと同等で、製品番号51608A等の挿
入発泡体(form insert)をもつＨＰ製小容量インクジェ
ットカートリッジを含む使い捨てインクジェットカート
リッジである。大容量の実施例では、上記インク供給容
器124は、少なくとも４０cm³(cc)のインクを貯えること
ができる。小容量の実施例では、上記インク供給容器12
4は、約２４ccのインクを貯える。両実施例において、
使い捨てインクジェットカートリッジ112は、ヘッド要
素136の印刷ヘッド穴からインクが漏れたり,にじみ出た
りするのを防止するために、印刷ヘッド122と液接触す
るインク供給容器124の部分と大気との間に必ず負圧が
維持されるような所定の流体力学的特性を有している。
この負圧のための流体力学的特性は、インクジェットカ
ートリッジの種々の型によって変化するが、印刷ヘッド
122と液接触するインク供給容器124の部分との負圧は、
典型的には水柱で少なくとも約0.635cm(0.25インチ)で
ある。また、負圧のための流体力学的特性は、ＨＰ製大
容量カートリッジなどのシールされたカートリッジを有
すること、またはＨＰ製小容量カートリッジなどのよう
にインク供給容器124内に挿入発泡体等を供給すること
のいずれかによって、維持できることが知られている。

【００２１】さて、図５を参照すると、インク貯蔵用容
器114は、貯蔵器底部138、貯蔵器頂部140、貯蔵器小端部
142、貯蔵器大端部144および互いに対向する貯蔵器側部
146を備えた略矩形の箱である。上記貯蔵器側部146は、
上記貯蔵器底部138が貯蔵器大端部144から貯蔵器小端部
142に向かって上向きに傾斜するような台形形状であ
る。この好ましい実施例では、貯蔵器底部138は、水平
面に対して上向きに５°から１５°で傾斜する。また、
上記好ましい実施例では、インク貯蔵用容器114は、典
型的な長さが12.7cmから17.78cm(5〜7インチ)、典型的
な幅が5.04cmから10.16cm(2〜4インチ)、小端部の典型
的な高さが1.27cmから6.35cm(0.5〜2.5インチ)、大端部
の典型的な高さが3.81cmから8.85cm(1.5〜3.5インチ)で
ある。インク貯蔵用容器114は、インクバック148を収納
するのに十分な大きさの空間を呈するような構造を備え
ている。上記インク貯蔵用容器114の寸法は、インクバ
ック148のサイズに応じて変化させてもよいことが理解
されるであろう。この好ましい実施例では、インク貯蔵
用容器114は、所望の形状にしっかりとにかわ付けされ
た剛で重い厚紙で組み立てられている。

【００２２】上記インクバック148は、貯蔵器底部138の
大端部144に隣接する内面に接着により取り付けられた
ひだ付きの柔軟な袋である。上記好ましい実施例では、
上記インクバック148は、金属箔の外観をもつ柔軟な弾
性ポリマーから成る。上記インクバック148は、インク
供給容器124に収容されるインク体積の数倍の所定体積
のインクを入れるのに十分な寸法である。上記好ましい
実施例では、上記インクの所定体積量は、上記インク供
給容器124に収容されたインクの体積の整数倍の値であ
り、インク供給容器124に収容された４０ccのインク体
積に対して約400cc〜600ccまでである。上記インクバッ
ク148は、ユーザが連続インク再充填装置110を取り扱う
間にインクをこぼすことを防ぐために主として用いられ
ること、および上記インクバック148は、連続インク再
充填装置110の動作に必要な圧力差を発生させることが
要求されていないことが理解されるであろう。

【００２３】図１を再び参照すると、上記接続パイプ装
置116は、インク供給容器124からインク貯蔵用容器114
に伸びる１つ以上の極めて柔軟なチューブ160を備えて
いる。ある好ましい実施例では、上記柔軟なチューブ16
0は、カートリッジ頂部126の穴127を経て挿入されると
ともに、柔軟なチューブ160の末端161が位置するインク
供給容器124の略底部にまで伸びている。上記柔軟なチ
ューブ160は、穴127に接着されていて、インク供給容器
124をシールし、柔軟なチューブ160のための歪みの軽減
を提供する。

【００２４】図１に示される別の実施例では、接続パイ
プ装置116は、形成可能でしかも剛なチューブ162と柔軟
なチューブ160とシール166を備えている。上記剛なチュ
ーブ162は、カートリッジ後部132およびカートリッジの
対向する側部134の一方に隣接するカートリッジ頂部126
を経てインク供給容器124内に挿入され、インク供給容
器124内を下方に伸びている。上記剛なチューブ162は、
気密シール内でカートリッジ頂部126に接続され、適切
な歪み軽減部材を備えている。上記剛なチューブ162
は、カートリッジ頂部126の上方に上方向に伸びかつ略
水平に伸びる上部164を備えている。この実施例では、
柔軟なチューブ160は、シール166によって剛なチューブ
162の上部164に動作可能に接続されている。この実施例
では、シール166は、剛なチューブ162および柔軟なチュ
ーブ160よりも僅かに大きい直径の中空円筒であり、耐
久性の気密シールを形成すべく、剛なチューブ162の上
部164とチューブ160に重なってこれを囲んでいる。

【００２５】上記柔軟なチューブ160は、貯蔵器側端部1
72を有する。この好ましい実施例では、柔軟なチューブ
160は、約0.3175cm(0.125インチ）の外径を有し、0.158
8cm(1/16インチ）のチューブはめあいに適合する内径を
有する。上記貯蔵器側端部172は、穴171を経て上記イン
クバック148内へ伸びるとともに、貯蔵器の大端部144付
近の底部内面に沿ってインクバック４８に取り付けられ
ている。インク供給容器124と同様、インク貯蔵用容器1
14内の貯蔵器側端部172には、適切な歪み軽減部材が設
けられている。好ましい実施例では、上記歪み軽減部材
は、例えば、インク貯蔵用容器114の内側かつインクバ
ック148の外側で、穴171付近の小端部に設けられ、穴17
1よりも大きい直径を有する小円板173の周囲に貯蔵器端
172の一部分を取り付けることによって提供される。

【００２６】上記好ましい実施例では、上記インク流れ
調節部材118は、止コック174である。当業者に理解され
るように、上記止コック174は、開位置のときにはイン
クが接続パイプ装置116を通って流れ、閉位置のときに
はインクが接続パイプ装置116を通って流れないように
開閉位置間で切り換え可能な、たとえば、慣用の直角回
し玉弁止コック等の任意のタイプのものでよい。図１に
示されている実施例では、上記止コック174は、チュー
ブ溝176と圧力ホイール178を呈する構造を備えている。
上記チューブ溝176は、傾斜した溝床180と対向する側壁
182とを備えている。上記溝床180は、上記チューブ溝17
6の第１端184からこれと反対側の第２端186へ向かって
上方へ傾斜している。上記チューブ溝176は、第１端184
において、上記柔軟なチューブ160および少なくとも圧
力ホイール178の半分を支持するのに十分な幅と深さを
有する。第２端186においては、チューブ溝176の深さ
は、第１端184の深さよりも浅く、かつ、柔軟なチュー
ブ160を通ってインクが流れないように、この柔軟なチ
ューブ160を圧力ホイール178が溝床180に向けて挟みつ
けうるように圧力ホイール178を支持できるに十分な深
さである。止コック174の他のタイプの止コックに勝る
一つの利点は、止コック174が、止コックを収容するた
めに柔軟なチューブ160を切ることを要求しないという
ことである。

【００２７】図４には、インク貯蔵用容器114と共に使
用する随意のチェック弁190が示されている。このチェ
ック弁190は、外径が0.3175cm(0.125インチ）のチュー
ブ内への挿入に適合せしめられており、上半部分192と
下半部分194から形成され、これらの間の内部室198内に
ボール196が浮かびうるようになっている。この実施例
では、上記ボール196は、直径が0.3175cm(0.125イン
チ）であり、チェック弁190を作動させるのに必要な圧
力が極めて小さくなるようにポリプロピレンで作られて
いる。通常の動作では、ボール196は、例えば、上半部
分192の弁座に当接するように浮いており、印刷ヘッド1
22の操作によって生じる圧力変化に対応するインクの流
れによって押し下げられる。上記インク貯蔵用容器114
が空になって、気泡が接続パイプ装置116に導かれる場
合には、ボール196が落下して下半部分194の弁座に当接
し、使い捨てインクジェットカートリッジ１２内に空気
が侵入することを防ぐ。上記チェック弁190は、インク
貯蔵用容器114の内部または外部のどちらに配置しても
よいが、上記止コック174よりも手前に配置される。別
の実施例では、上記下半部分194の弁座はシールされて
おらず、インクの前方への流れが上記チェック弁によっ
て何ら阻止されない。この別の実施例では、上記インク
バック148自体が、使い捨てインクジェットカートリッ
ジ112内の真空損失を防ぐため、シールされなければな
らない。

【００２８】操作において、受動的・連続式インク再充
填装置110は、インク流れ調節部材118を開いた箇所に設
置し、外部インク源によりインクバック148を充填する
ことによって下準備がなされる。次に、接続パイプ装置
116から総ての空気が吸い出される。そして、インク漏
れを防ぐのに十分な負圧を使い捨てインクジェットカー
トリッジ112内に発生させるべく、使い捨てインクジェ
ットカートリッジ112は、インクバック148内のインクレ
ベルよりも少なくとも約２〜３インチだけ高いレベルま
で垂直方向に持ち上げられる。その後、上記流れ調節部
材118は、閉位置にセットされる。受動的インク再充填
装置110を下準備することによって、連続インク再充填
装置110内の望ましくない空気の存在を最小にし、また
連続インク再充填装置を汚れから遮断する。ユーザは、
インクジェットプリンタ102に取り付ける用意ができて
いる受動的インク再充填装置110を受け取る。

【００２９】図２と図３を参照すると、インクジェット
プリンタ102は、複数のカートリッジホルダ105をもつプ
リントキャリッジ104と、貯蔵器用支持台107と、インク
ラインハウジング108およびプリントテーブル109を備え
ている。上記使い捨てインクジェットカートリッジ112
は、各印刷ヘッド122がプリントテーブル109の上方近傍
に配置されて他の全ての印刷ヘッド122と一列をなすよ
うに、カートリッジホルダ105内に取り付けられ、他の
同様の使い捨てインクジェットカートリッジ112と一列
に並べられる。上記使い捨てインクジェットカートリッ
ジ112用のインク貯蔵用容器114は、貯蔵器用支持台107
の対応する部分に置かれる。上記接続パイプ装置116
は、使い捨てインクジェットカートリッジ112のインク
供給容器124とインク貯蔵用容器114との間をインクライ
ンハウジング108を通って伸びている。プリントテーブ
ル109は、制御装置(図示せず)の制御の下で所定のパタ
ーンが印刷されるべき紙やその他の印刷媒体106を支持
する。

【００３０】ある実施例では、上記貯蔵器用支持台107
は、インク貯蔵用容器114の底が、使い捨てインクジェ
ットカートリッジ112のインク供給容器124の底から約5.
08cmから7.62cm(２から３インチ）下にあるように配置
されている。この配置は、最初に充填されたときに受動
的インク再充填装置110が有すると同じ受動圧力を効果
的に維持する。インク貯蔵用容器114とインク供給容器1
24との間に圧力差を発生させるべく毛管作用が用いられ
る別の実施例では、貯蔵器用支持台107は、インク貯蔵
用容器114の底が、使い捨てインクジェットカートリッ
ジ112のインク供給容器124の底と本質的に同一平面にな
るように配置される。毛管作用によるインク供給ができ
るのは、発泡体の毛管作用が、インクシ゛ェットカート
リッシ゛112内を負圧に維持するに十分な圧力差を発生す
るからである。上記受動的インク再充填装置110の両実
施例において、ポンプ等のいかなる機械的補助も用いず
に、インク貯蔵用容器114からインク供給容器124へのイ
ンクの送給に受動圧力の差が用いられる。

【００３１】上記インク貯蔵用容器114から接続パイプ
装置116を通ってインク供給容器124へのインクの流れを
開始するために、ユーザはインク流れ調節部材118を開
位置にセットする。インクは、インク供給容器124とイ
ンク貯蔵用容器114との圧力差によってインク貯蔵用容
器114からインク供給容器124へ流れる。下準備(呼び
水）過程の間に、接続パイプ装置１１６内に生ぜしめら
れた真空状態へ移行する。この好ましい実施例では、印
刷ヘッド要素136にこの技術分野で公知の方法によって
通電されると、インクは、連続インク再充填装置110を
介して印刷ヘッド122へ流れる。内蔵式で,液密で,シー
ルされた構造の連続インク再充填装置110は、インク流
れ調節部材118が開位置にある限り、インクの連続補充
を維持する。上記インク貯蔵用容器114の傾斜した貯蔵
器底部138は、インクバック148が空になったとき、重力
に頼って柔軟なチューブ160の貯蔵器側端部172にインク
が接触し続けるようにする。

【００３２】ポンプや機械的な弁等の機械部材が動作し
ないので、本発明の連続インク再充填装置は、機械的に
故障する傾向が少ない。本発明の受動的インク再充填装
置110の内蔵式構造は、この装置の使用および取り付け
を容易にし、インクの漏れや汚れの可能性を最小限にす
る。受動的インク再充填装置110は、印刷ヘッド122への
一貫した確実なインクの流れを提供して、慣用の使い捨
てインクジェットカートリッジ112の耐用寿命を当初の
設計寿命を超えて延長する。

【００３３】本発明の能動的な実施例では、インクは、
受動圧力差によってではなく、機械ポンプ等によって、
外部のインク貯蔵用容器114から使い捨てインクジェッ
トカートリッジ112に送られる。能動的なインク再充填
装置110の２つの異なる具体例を説明することにする。
両具体例は、使い捨てインクジェットカートリッジ112
の負圧の流体力学的特性を維持するために発泡体を利用
する。しかし、第１具体例では、上記発泡体は使い捨て
インクジェットカートリッジ112の外部にある一方、第
２具体例では、上記発泡体は使い捨てインクジェットカ
ートリッジ112の内部にある。

【００３４】さて、図６を参照すると、インクジェット
プリンタと共に使用される使い捨てインクジェットカー
トリッジのための自動で即時応答式のインク再充填装置
110の能動的な第１具体例は、概略的には、負圧の流体
力学的特性をもつ使い捨てインクジェットカートリッジ
112と、バッファ貯蔵器113と、外部のインク貯蔵用容器
114と、ポンプ機構115と、接続パイプ装置116と、イン
クレベルセンサ117と、インク流れ調節部材118およびイ
ンクレベル検出・制御装置119とを備えている。

【００３５】受動的な実施例と同じく、上記使い捨てイ
ンクジェットカートリッジ112は、概略的には、印刷ヘ
ッド122と、使い捨て内蔵式ユニットの一部としてのイ
ンク供給容器124とを概略的に備えており、上記使い捨
て内蔵式ユニットは、カートリッジ頂部126と,底部128
と,前部130と,後部132と,両側部134とを有する。インク
再充填装置110の能動的な実施例のこの具体例におい
て、使い捨てインクジェットカートリッジ112は、ヒュ
ーレット・パッカード社から市販されているＨＰ製大容
量プリントカートリッジ、またはこれと同等で少なくと
も４０ccの第１インク量のインクが貯えられるインク供
給容器を備えた使い捨てインクジェットカートリッジで
ある。上記使い捨てインクジェットカートリッジ112
は、詳細を既に述べた図２,３に示されたと同様の方法
で、インクジェットプリンタに搭載される。

【００３６】上記バッファ貯蔵器113は、内蔵式ユニッ
トとして使い捨てインクジェットカートリッジ112の外
部に取り付けられた流体圧力緩衝装置であり、この流体
圧力緩衝装置は、概略的には、上部201と,底部202と,両
側部203と,前端部204と,後端部205とを有するインク供
給容器200を備えており、小さな穴206を通って、インク
ジェットカートリッジ112に第１インク量のインクを補
充すべく、柔軟なチューブ210に第２インク量のインク
が吸い込まれる。上記インク供給容器200は、周知の流
体力学的特性をもつ多量の毛細発泡体207(capillary fo
am)および第２インク量のインクを収容するに十分な体
積を有する。再充填動作の間中、毛細発泡体207により
引き起こされる作用によって、使い捨てインクジェット
カートリッジ112内の負圧を維持するに十分な小さな圧
力差が、インク供給容器200内に発生せしめられる。

【００３７】上記外部のインク貯蔵用容器114は、使い
捨てインクジェットカートリッジ112とバッファ貯蔵器1
13を搭載したプリントキャリッジの外部に取り付けられ
ると共に、概略的には、内蔵式ユニット,コンポーネン
ト部分をもつシール可能なユニットまたは密閉可能なユ
ニットとしてのインク補給容器220を備えている。この
インク補給容器220は、底部222と,上部224と,両側部226
と,前端部228と,後端部230と,小さな穴232とを有してお
り、この穴232を通って、バッファ貯蔵器113に第２イン
ク量のインクを補充すべく、柔軟なチューブ212に第３
インク量のインクが吸い込まれる。外部のインク貯蔵用
容器114は、第３インク量のインクを手で補給するため
のより大きな穴249を備えており、また大気に通じる通
気孔247を備えていてもよい。この好ましい実施例で
は、インク貯蔵用容器114は、弾性と耐引裂性をもち,襞
付きで折畳み可能なプラスチック袋から成るとともに、
第３インク量のインクを貯えるに十分な体積をもつイン
クバック148を備えている。好ましい実施例では、第３
インク量を補給する大きな穴249も、大気に通じる通気
孔247も必要ではない。別の実施例では、外部のインク
貯蔵用容器114は、第２インク量を貯えるためのガラス,
プラスチック,またはその他適切な形成材料からなる剛
な殻で構成される。この実施例の場合、第３インク量の
インクを補給する大きな穴249と大気に通じる通気孔247
は必要とされる。

【００３８】上記ポンプ装置115は、典型的な形式と製
品の任意の吐出容量機構であり、上記接続パイプ装置11
6を通って外部のインク貯蔵用容器114からバッファ貯蔵
器113にインクを送るのに十分で操作可能な手段を提供
する。

【００３９】上記接続パイプ装置116は、使い捨てイン
クジェットカートリッジ112からバッファ貯蔵器113,ポ
ンプ装置115,外部のインク貯蔵用容器114に次々伸びる
３つ以上のチューブ210,211,212を備えている。好まし
い実施例では、柔軟なチューブ210,211,212は、非常な
弾力性があり、約0.3175cm(0.125インチ)の外径と、Ｎ
ＰＴ規格の0.1588cm(1/16インチ)のチューブはめあいに
適合する内径とを有する。別の実施例では、上記チュー
ブ210,211,212の幾つかまたは全てを、剛にすることが
できる。

【００４０】上記インクレベルセンサ117は、概略的に
は、バッファ貯蔵器113のインク供給容器200内に操作可
能に配置され、上部空隙208に伸びるとともに、インク
レベル検出・制御装置119に信号を送るべく操作可能に接
続されたセンサヘッドを備えている。好ましい実施例で
は、センサヘッド117は、バッファ貯蔵器113の側面203,
204,205のいずれか１つに取り付けられた一対の連続電
極から成る。別の実施例では、センサヘッド117は、使
い捨てインクジェットカートリッジ112の側面130,132,1
34のいずれか１つに取り付けられた一対の連続電極から
成る。一対の連続電極が、センサヘッド117のセンサと
して用いられるが、インクの有無を検出する多くの異な
った型のセンサヘッドを用いてもよいことが判るであろ
う。

【００４１】当業者に知られているように、上記インク
レベル検出・制御装置119は、インクレベルセンサ117の
現在の状態を絶えず監視するとともに、インク供給容器
200内またはインク供給容器124内のセンサ位置でのイン
クの有無の直接結果として状態変化が起こる時点を検出
するに十分で、かつ操作可能な手段を概して用いてい
る。好ましい実施例では、インクがセンサ位置にあると
きは、連続電極117',117"に電気的に連続または比較的
低抵抗な状態が生ぜしめられる。逆に、インクがセンサ
位置にないときには、連続電極117',117"に電気的に不
連続または比較的高抵抗な状態が生ぜしめられる。

【００４２】上記インクレベル検出・制御装置119は、イ
ンクレベルセンサ117の現在の状態に応じた動作を開始
させるに十分で操作可能な手段を用いている。この第２
実施例の好ましい具体例では、センサ位置にインクが無
いことを示す電気的に不連続または高抵抗の状態が検出
されたときに、上記インクレベル検出・制御装置119は、
ポンプ装置115を起動する。逆に、センサ位置にインク
が有ることを示す電気的に連続または低抵抗の状態が検
出されたときに、インクレベル検出・制御装置119は、ポ
ンプ装置115を停止させる。

【００４３】動作中に、インク供給容器200またはイン
ク供給容器124のインクレベルが、連続電極117',117"の
センサ位置よりも下に下がると、インクの無いことによ
って電気的連続が遮断される。インクレベル検出・制御
装置119が、この状態変化を検出して、ポンプ機構115を
起動してインク送給を開始させる。すると、インクが、
外部のインク貯蔵用容器114内の第２インク量から供給
されて、インク供給容器200またはインク供給容器124に
第１のインク量を補充する。逆に、インク供給容器200
またはインク供給容器124のインクレベルが、ポンプ機
構115の動作によって連続電極117',117"のセンサ位置ま
で上がると、インクの有ることによって電気的連続が回
復される。インクレベル検出・制御装置119は、この状態
変化を検出して、ポンプ機構115を停止させ、インクの
送給を停止させる。

【００４４】図６を引き続き参照すると、好ましい実施
例では、上記接続パイプ装置116は、使い捨てインクジ
ェットカートリッジ112に接続するための形成可能だが
剛なチューブ162と,柔軟なチューブ210と,シール166と
を備えている。剛なチューブ162は、カートリッジ後部1
32と一方のカートリッジ側部134とに隣接するカートリ
ッジ頂部126を通って、インク供給容器124内に挿入され
てこのインク供給容器124内を下方に伸びている。剛な
チューブ162は、カートリッジ頂部126の穴127に気密シ
ールされて接続されるとともに、適切な歪軽減部材を備
えている。剛なチューブ162は、カートリッジ上部126の
上方で上方向に伸びかつ略水平に伸びる上部164を備え
ている。上記柔軟なチューブ210の基端210'は、シール1
66によって剛なチューブ162の上部164に動作可能に接続
されている。上記シール166は、剛なチューブ162および
柔軟なチューブ210よりも僅かに大きい直径の継手であ
り、永久的ではないが気密なシールを形成すべく、剛な
チューブ162の上部164および柔軟なチューブ210の基端2
10'に重なってこれを囲んでいる。別の実施例では、柔
軟なチューブ210の基端210'は、カートリッジ上部126の
穴127を直接通って挿入されて、基端210'がインク供給
容器124の略底に位置する箇所まで、インク供給容器124
内を下方に伸びている。この実施例では、柔軟なチュー
ブ210は穴127に接着されていて、これにより使い捨てイ
ンクジェットカートリッジ112をシールするとともに、
適切な歪軽減部材を提供している。上記柔軟なチューブ2
10は、先端210"を有する。好ましい実施例では、この先
端210"は、前部204および一方の側部203に隣接する頂部
201の穴206を経てバッファ貯蔵器113内を下方に伸び
て、バッファ貯蔵器113の底部内面に沿って取り付けら
れている。柔軟なチューブ210は、穴206に接着されてい
て、これによりバッファ貯蔵器113をシールするととも
に、適切な歪軽減部材を提供する。図７に示された別の
実施例では、剛なチューブ162'は、前部204および一方
の側部203に隣接するする頂部201を通って、バッファ貯
蔵器113に挿入され、このバッファ貯蔵器113内を下方に
伸びている。剛なチューブ162'は、頂部201の穴206に気
密シールされて接続されるとともに、適切な歪軽減部材
を備えている。チューブの先端210"は、シール209によ
って剛なチューブ162'に動作可能に接続されている。上
記シール209は、永久的ではない気密的なシールを形成
する継手である。

【００４５】図６を再び参照すると、柔軟なチューブ21
1は、基端211'を有する。好ましい実施例では、インク
が空隙208に自由に流れ込むことが必要とされる限りに
おいてのみ、上記基端211'は、後端部205および一方の
側部203に隣接する上部201の穴230を通って、バッファ
貯蔵器113内の空隙208に伸びる。上記柔軟なチューブ21
1は、穴230に接着されていて、これによりバッファ貯蔵
器113をシールするとともに、適切な歪軽減部材を提供
する。

【００４６】柔軟なチューブ211は、先端211"を有す
る。好ましい実施例では、先端211"は、ポンプ機構115
の出口115"に動作可能に接続されている。同様に、柔軟
なチューブ212は、ポンプ機構115の入口115'に動作可能
に接続された基端212'を有する。図８に示された別の実
施例では、柔軟なチューブ211と柔軟なチューブ212は、
柔軟なチューブ211"'の単一ユニットを構成しており、
インクは蠕動ポンプ115"'の動作によって送られる。こ
の実施例では、当業者なら判るであろうように、蠕動ポ
ンプ115"'は、弾力性のあるチューブ壁を交互に圧縮,膨
張させることによって、柔軟なチューブ211"'を経てイ
ンクを押し流す。このようなポンプの動作は、文献に詳
細に記載されている。

【００４７】図６を再び参照すると、柔軟なチューブ21
2は、先端172を有する。好ましい実施例では、柔軟なチ
ューブ212の先端172は、インクバック148の穴173を経て
挿入され、先端172がインクバック148の略底に位置する
箇所まで伸びている。柔軟なチューブ212は、穴173に接
着剤などで永久的に取り付けられて、適切な歪軽減部材
を提供する。

【００４８】連続電極117',117"は、バッファ貯蔵器113
の後端部205の穴231,232を貫いて、空隙208内に伸びて
いる。この連続電極117',117"は、電極対間において、
通常の電気状態では、電気的不連続をもたらすようなギ
ャプを形成するように配置されているとともに、補充動
作中では、インクの流れからの妨害を取り除くように配
置されている。明らかに、上記バッファ貯蔵器113の後
端部205の穴231,232の位置は、設計目的の便宜のためだ
けのものであって、連続電極の動作を可能する手段では
ない。

【００４９】自動で即時応答式のインク再充填装置は、
まず柔軟なチューブ210の基端210'によって、剛なチュ
ーブ162の上部164において使い捨てインクジェットカー
トリッジ112に取り外し可能に接続され、シール166によ
って気密継手内に永久的にではないが動作可能に接続さ
れる。そして、この自動で即時応答式のインク再充填装
置110を起動するために、インクレベル検出・制御装置11
9に電力が供給される。

【００５０】給電下で動作可能になると、インクレベル
検出・制御装置119は、連続電極117',117"からなるイン
クレベルセンサ117の電流状態を常時監視し、バッファ
貯蔵器113のインク供給容器200内のセンサ位置でのイン
クの有無の結果として、電気的な状態変化がいつ生じた
かを検出するということが判るだろう。換言すれば、バ
ッファ貯蔵器113が下準備(呼び水された)状態でないこ
とにより、インクがセンサ位置で初めから無いときは、
この結果として連続電極117',117"は、電気的に不連続
な状態になる。

【００５１】好ましい実施例の初期操作において、自動
で即時応答式のインク再充填装置が下準備されると、バ
ッファ貯蔵器113内にインクが無い結果として電気的に
不連続な状態が生じ、この状態がインクレベルセンサよ
って検出され、インクレベル検出・制御装置119が、第２
インク量のインクを供給させるべくポンプ機構115を動
作させる。ポンプ機構115の体積押しのけ容積作用によ
って、インク再充填装置110内に能動圧力差が引き起こ
され、ポンプ機構115は、外部のインク貯蔵用容器114内
の第３インク量からインクを自由に吸引し、これを接続
パイプ装置116の内部流路に沿ってバッファ貯蔵器113に
送る。続いて、インクは、バッファ貯蔵器113を第２イ
ンク量のインクで満たすように、上部201の穴230を経て
インク供給容器200内に入る。バッファ貯蔵器113のイン
ク供給容器200内のインクレベルが、ポンプ機構115の動
作によって連続電極117',117"のセンサ位置まで上昇す
ると、連続電極117',117"の間に電気的な連続状態が確
立され、これがインクレベル検出・制御装置119によって
検出される。そして、インクレベル検出・制御装置は、
ポンプ機構115を停止させて、インク流れを止める。イ
ンク送りが達成されると、上記インク再充填装置は下準
備が終わり、自動で即時応答式の補充動作がいつでもで
きるようになる。

【００５２】好ましい実施例の次の動作において、ヘッ
ド要素136にこの分野で周知の方法で通電がされると、
インクは、印刷ヘッド122を通って使い捨てインクジェ
ットカートリッジ112から流出する。印刷動作中の印刷
ヘッド122のジェット作用が、インク供給容器124内の第
１インク量のインクの幾らかを排出して、インク供給容
器124内のインク量が減少すると、このインク供給容器
内に生じる負圧によって、バッファ貯蔵器113内の第２
インク量から柔軟なチューブ210を経てインクが自由に
吸い込まれ、第２インク量から連続式に第１インク量の
インクが補充される。

【００５３】ある時点で、バッファ貯蔵器113内の第２
インク量の幾らかが、このバッファ貯蔵器113内のイン
クレベルを連続電極117',117"のセンサ位置以下にさせ
るに十分な程度にまで排出される。すると、連続電極11
7',117"間の電気的連続が遮断され、この状態変化がイ
ンクレベル検出・制御装置119によって検出されて、イン
クを補給させるべくポンプ機構115が起動される。上述
のように、ポンプ機構115の動作によってインク供給容
器200のインクレベルが、連続電極117',117"のセンサ位
置まで上昇すると、電気的連続状態が連続電極間で回復
され、これがインクレベル検出・制御装置119によって検
出されて、ポンプ機構115が停止され、インク流れを止
める。次に、図９を参照すると、インクジェットプリン
タと一緒に用いられる使い捨てインクジェットカートリ
ッジのためのインク再充填装置110についての能動的で
即時応答式の第２実施例は、概略的には、大気に連通す
る毛細発泡体型の使い捨てインクジェットカートリッジ
112と、外部のインク貯蔵用容器114と、ポンプ機構115
と、接続パイプ装置116と、インクレベルセンサ117と、
インク流れ調節部材118と、インクレベル検出・制御装置
119とを備えている。

【００５４】上記使い捨てインクジェットカートリッジ
112は、概略的に、印刷ヘッド122と、使い捨て内蔵式ユ
ニットの一部としてインク供給容器124とを備えてお
り、この使い捨て内蔵式ユニットは、カートリッジ頂部
126,底部128,前部130,後部132および両側部134を備えて
いる。上記インク供給容器124は、公知の流体力学的特
性をもつ多量の毛細発泡体123および第１インク量のイ
ンクを収容するのに十分な体積を有している。毛細発泡
体123によって引き起こされる作用によって、インク供
給容器124内に、印刷ヘッド122に直接用いられる第１イ
ンク量のインクと大気との間の小さな圧力差が生じ、こ
の圧力差は、ヘッド穴を通ってインクがしみ出すのを防
止するのに十分である。好ましい実施例では、使い捨て
インクジェットカートリッジ112はＨＰ製小容量インク
ジェットカートリッジである。ヒューレット・パッカー
ド社から市販されているキャパシティ・プリントカート
リッジ、或はインク供給容器を備えたこれと同等の使い
捨てインクジェットカートリッジは、少なくとも２４cc
の第１インク量のインクを貯えることができる。使い捨
てインクジェットカートリッジ112は、その詳細におい
て、図２,３に示された既述と同様の方法で、インクジ
ェットプリンタに搭載される。

【００５５】上記外部のインク貯蔵用容器114は、図６
に示され既に述べられた好ましい実施例および他の実施
例の双方の好ましい第１具体例のインク貯蔵用容器と詳
細において同様である。

【００５６】上記ポンプ機構115は、図６に示され既に
述べられた好ましい実施例および他の実施例の双方の好
ましい第１具体例のポンプ機構とその詳細において同様
である。

【００５７】上記接続パイプ装置116は、図６に示され
既に述べられた好ましい実施例および他の実施例の双方
の好ましい第１具体例の接続パイプ装置とその詳細にお
いて同様である。上記インクレベルセンサ117は、イン
クレベルセンサ117が、使い捨てインクジェットカート
リッジ112のインク供給容器124内に配置されることを除
いて、図６に示され既に述べられた好ましい実施例およ
び他の実施例の双方の好ましい第１具体例のインクレベ
ルセンサとその詳細において同様である。上記インクレ
ベル検出・制御装置119は、図６に示され既に述べられた
好ましい実施例と他の実施例の双方の好ましい第１具体
例のインクレベル検出・制御装置とその詳細において同
様である。

【００５８】図９を参照すると、この好ましい実施例で
は、毛細発泡体123の作用によって引き起こされた圧力
差を保つように、インクが空隙124'内に自由に流れるこ
とが要求される限りにおいて、柔軟なチューブ162の基
端162'は、カートリッジ頂部126の穴127を通って直接挿
入されて、インク供給容器124内に延びている。柔軟な
チューブ162は、適切な歪軽減部材を提供するような具
合に、使い捨てインクジェットカートリッジ112に取り
付けられる。

【００５９】さて、図１０を参照すると、別の実施例の
好ましい第２具体例において、センサ継手240は、一対
の連続電極の第１の要素を提供するステンレス鋼管241
を備えている。このステンレス鋼管241は、電気的絶縁
材料の絶縁被覆242で覆われ、この絶縁被覆242は、一対
の連続電極の第２の要素を提供し,中間にフランジ244が
形成されたステンレス鋼管243で覆われている。上記セ
ンサ継手240は、カートリッジ頂部126の通常上方に上方
向に延びる上部245を備える。上記鋼管241,243は、電気
的に絶縁されると共に、導電体246に動作可能に接続さ
れている。鋼管241は、鋼管243の先端より下の箇所で、
センサ継手240の先端のみから露出している。この実施
例では、センサ継手240は、カートリッジ頂部126の穴12
7を通って、使い捨てインクジェットカートリッジ112内
に挿入され、フランジ244によって制限される深さまで
毛細発泡体128に浅く入り込むように、インク供給容器1
24内を下方に延びている。こうして、ステンレス鋼管24
1,243は、毛細発泡体128の表面直下のセンサ位置で、イ
ンク供給容器124内に露出している。センサ継手240は、
適切な歪軽減部材を備えた適切な方法で、使い捨てイン
クジェットカートリッジ112に取り付けられる。

【００６０】図９を再び参照すると、柔軟なチューブ16
2の基端162'は、図６に示され既に述べられた好ましい
第１具体例のものとその詳細において同様の方法で、シ
ール165によってセンサ継手240の上部245に動作可能に
接続されている。柔軟なチューブ162内の体積流量絞り
手段(図示せず)は、毛細発泡体123の作用によってイン
ク供給容器124内に生じる圧力差を包摂しない程度に、
センサ継手240を通るインクの流れを制限する。柔軟な
チューブ162は、図６に示され既に述べられた好ましい
実施例および他の実施例の双方の好ましい第１具体例の
柔軟なチューブとその詳細において同様の方法で、ポン
プ機構115の出口ポート115"に動作可能に接続された先
端162"を有する。

【００６１】柔軟なチューブ164は、図６に示され既に
述べられた好ましい実施例および他の実施例の双方の好
ましい第１具体例の柔軟なチューブとその詳細において
同様の方法で、ポンプ機構115の入口ポート115'に動作
可能に接続された基端164'を有する。

【００６２】柔軟なチューブ164は、図６に示され既に
述べられた好ましい実施例および他の実施例の双方の好
ましい第１具体例の柔軟なチューブとその詳細において
同様の方法で、外部のインク貯蔵用容器114に動作可能
に接続された先端172を有する。

【００６３】動作において、好ましい第２実施例の動作
特性は、その好ましい実施例および他の実施例のどちら
においても、この好ましい第２実施例がバッファ貯蔵器
を含まないということを除いて、図６に示され既に述べ
られた好ましい第１実施例の動作特性とその詳細におい
て同様である。図９に示された外部のインク貯蔵用容器
114は、使い捨てインクジェットカートリッジ112のイン
ク供給容器124内に貯えられる第１インク量のインクを
最初に呼び水するため,または再び呼び水するために、
あるいは印刷動作中に第１インク量のインクを補充する
ために、ポンプ機構115の動作によって自由に吸い込ま
れる第２インク量のインクを貯えていることが判るであ
ろう。その他の点では、本発明の好ましい第２実施例の
自動で即時応答な動作は、既に述べられた好ましい実施
例および他の実施例の双方の好ましい第１具体例の動作
とその詳細において同様である。

【図面の簡単な説明】

【図１】 破線で示された種々の部材を有する本発明の
第１実施例による使い捨てインクジェットカートリッジ
のための受動的・連続インク再充填装置の斜視図であ
る。

【図２】 インクジェットプリンタに取り付けられた図
１の受動的・連続式インク再充填装置の斜視図である。

【図３】 インクジェットプリンタに取り付けられた図
６の能動的・即時応答式インク再充填装置の平面図であ
る。

【図４】 図１の受動的・連続式インク再充填装置と一
緒に用いるチェック弁の縦断面図である。

【図５】 図１の受動的・連続式インク再充填装置のた
めのインク貯蔵用容器の斜視図である。

【図６】 本発明の第２実施例による使い捨てインクジ
ェットカートリッジのための能動的・即時応答式インク
再充填装置の第１例を示す図である。

【図７】 図６の能動的・即時応答式インク再充填装置
のバッファ貯蔵器の択一的な実施例を示す一部破断図で
ある。

【図８】 図６の能動的・即時応答式インク再充填装置
のポンプ機構の択一的な実施例を示す一部破断図であ
る。

【図９】 本発明の第２実施例による使い捨てインクジ
ェットカートリッジのための能動的・即時応答式インク
再充填装置の第２例を示す図である。

【図１０】 図９の能動的・即時応答式インク再充填の
センサ機構の択一的な実施例を示す一部破断図である。

【符号の説明】

110…連続インク再充填装置、112…使い捨てインクジェ
ットカートリッジ、 114…インク貯蔵用容器、115…ポンプ機構、116…接続
パイプ装置、117…インクレベルセンサ、117',117"…連
続電極、118…インク流れ調節部材、119…インクレベル
検出・制御装置、122…印刷ヘッド、124…インク供給容
器、174…止コック、178…圧力ホイール。

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 印刷媒体を横切って移動するとともに、
   １つ以上のインクジェットカートリッジを収容するよう
   になっているプリントキャリッジを有するインクジェッ
   トプリンタのためのインク再充填装置において、 (a) 上記プリントキャリッジに着脱可能に搭載され得
   るとともに、印刷ヘッドと,第１インク量の液体のイン
   クを流体力学的に所定の負圧状態で貯えるインク供給容
   器とを備えた内蔵式ユニットとして構成された使い捨て
   インクジェットカートリッジと、 (b) 上記インク供給容器内に上記第１インク量のイン
   クを補充するための第２インク量のインクを貯えるイン
   ク貯蔵手段と、 (c) 上記インク貯蔵手段と上記インク供給容器を動作
   しうるように接続し、上記プリントキャリッジが印刷媒
   体を横切って移動するインクジェットプリンタの動作中
   に、上記第２インク量から上記第１インク量にインクを
   供給するためのチューブ手段と、 (d) 上記プリントキャリッジが印刷媒体を横切って移
   動するインクジェットプリンタの動作中に、上記インク
   供給容器の再充填を、上記インクジェットカートリッジ
   の流体力学的な所定の負圧状態が維持されるように行な
   う上記インク貯蔵手段からインク供給容器を再充填する
   ための再充填手段とを備えたことを特徴とするインク再
   充填装置。
2. 【請求項２】 請求項１に記載のインク再充填装置にお
   いて、上記再充填手段は、上記インク供給容器を定期的
   に再充填する即時応答式の能動的な装置であるととも
   に、 (d)(i) 上記インク供給容器内の第１インク量のインク
   が所定の閾値以下になったときを検出するための検出手
   段と、 (d)(ii) 上記検出手段に応答して、上記第２インク量
   の一部を上記インク貯蔵手段から上記インクジェットカ
   ートリッジのインク供給容器へ圧送するための圧送手段
   と、 (d)(iii) 上記印刷ヘッドに動作可能に接続される少な
   くとも１つの第１表面と、上記第２インク量の一部が上
   記チューブ手段からそのレベルまで圧送される第２表面
   とを有する発泡体(foam body)とから構成されることを
   特徴とするインク再充填装置。
3. 【請求項３】 請求項２に記載のインク再充填装置にお
   いて、上記インクジェットカートリッジの流体力学的な
   負圧状態は、僅かな負圧に維持され、上記インクは、毎
   分５ミリリットル以下の流量で上記チューブ手段から上
   記発泡体に圧送されることを特徴とするインク再充填装
   置。
4. 【請求項４】 請求項２に記載のインク再充填装置にお
   いて、上記インクジェットカートリッジは、上記インク
   ジェットカートリッジの上記インク供給容器内に貯えら
   れた第１インク量のインクが、３０立方センチメートル
   以下であり、上記発泡体が、上記インクジェットカート
   リッジ内に収容されている小容量のインクジェットカー
   トリッジであることを特徴とするインク再充填装置。
5. 【請求項５】 請求項２に記載のインク再充填装置にお
   いて、上記インクジェットカートリッジは、上記インク
   ジェットカートリッジの上記インク供給容器内に貯えら
   れた第１インク量のインクが、３０立方センチメートル
   以上である大容量のインクジェットカートリッジである
   とともに、上記発泡体は、上記インクジェットカートリ
   ッジの外部にあることを特徴とするインク再充填装置。
6. 【請求項６】 請求項２に記載のインク再充填装置にお
   いて、上記検出手段は、 (d)(ia) 夫々が上記インクジェットカートリッジの側
   面の穴を通って取り付けられて上記発泡体内に延びてい
   る少なくとも２つの電気接触子を有するインクレベルセ
   ンサと、 (d)(ib) 上記インクレベルセンサの状態変化を監視
   し、その状態変化に応答して上記圧送手段を起動させる
   ための回路手段とから成ることを特徴とするインク再充
   填装置。
7. 【請求項７】 請求項１に記載のインク再充填装置にお
   いて、上記再充填手段は、上記インク貯蔵手段と上記イ
   ンクジェットカートリッジのインク供給容器との間の受
   動圧力差を維持することによって、上記インク供給容器
   を連続的に再充填する受動的装置から成り、上記インク
   貯蔵手段は、シールされた容器から成り、上記チューブ
   手段は、上記インク貯蔵手段と上記インクジェットカー
   トリッジ上の上記インク供給容器の双方に固定して接続
   されていることを特徴とするインク再充填装置。
8. 【請求項８】 請求項７に記載のインク再充填装置にお
   いて、開位置と閉位置との間の切り換えが可能であると
   ともに、上記開位置にある場合、上記インクジェットカ
   ートリッジのインク供給容器にインクを連続的に補充す
   る必要があるときに、上記インク貯蔵手段から上記イン
   ク供給容器へのインク流れを制御するための上記チュー
   ブ手段に動作しうるように接続された調節手段をさらに
   備えたことを特徴とするインク再充填装置。
9. 【請求項９】 請求項８に記載のインク再充填装置にお
   いて、上記調節手段は、直列型止コックを備え、この止
   コックは、この止コックが閉位置にあるときに上記チュ
   ーブ手段を締め付ける圧力ホイールをを有することを特
   徴とするインク再充填装置。
10. 【請求項１０】 請求項１に記載のインク再充填装置に
    おいて、上記インク貯蔵手段は、上記プリントキャリッ
    ジの外部にあり、上記チューブ手段は、柔軟なチューブ
    から成ることを特徴とするインク再充填装置。