JPH09136435A - インク体積の感知および補充システム - Google Patents
インク体積の感知および補充システムInfo
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- JPH09136435A JPH09136435A JP8294420A JP29442096A JPH09136435A JP H09136435 A JPH09136435 A JP H09136435A JP 8294420 A JP8294420 A JP 8294420A JP 29442096 A JP29442096 A JP 29442096A JP H09136435 A JPH09136435 A JP H09136435A
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Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【課題】プリンタのキャリッジから離れた静止したイン
クから、キャリッジに搭載されたインク槽に導くインク
補充するインク供給システム。 【解決手段】プリントヘッドのキャリッジに搭載されて
運搬されるインク槽内のインク体積を監視し、プリント
ヘッドのキャリッジ上に配置されていない搭載されてい
ない供給インクからインクを補充して、プリントヘッド
のキャリッジのインク槽内のインクを適当な体積に維持
するように必要に応じてインクを補充する。
クから、キャリッジに搭載されたインク槽に導くインク
補充するインク供給システム。 【解決手段】プリントヘッドのキャリッジに搭載されて
運搬されるインク槽内のインク体積を監視し、プリント
ヘッドのキャリッジ上に配置されていない搭載されてい
ない供給インクからインクを補充して、プリントヘッド
のキャリッジのインク槽内のインクを適当な体積に維持
するように必要に応じてインクを補充する。
Description
【０００１】
【発明の分野】本発明は、一般的に、インク・ジェット
・プリンタやプロッタ等の、高速でコンピュータが駆動
するプリンタのプリントヘッドのインク供給に関する。
本発明は、より詳細には、インクを引き出すキャリッジ
に搭載されたプリントヘッドに供給するプリンタのキャ
リッジに搭載されたインク槽における、プリンタのキャ
リッジから離れた静止した供給インクからキャリッジに
搭載されたインク槽に導くインク補充を特徴とするイン
ク供給システムに関する。
・プリンタやプロッタ等の、高速でコンピュータが駆動
するプリンタのプリントヘッドのインク供給に関する。
本発明は、より詳細には、インクを引き出すキャリッジ
に搭載されたプリントヘッドに供給するプリンタのキャ
リッジに搭載されたインク槽における、プリンタのキャ
リッジから離れた静止した供給インクからキャリッジに
搭載されたインク槽に導くインク補充を特徴とするイン
ク供給システムに関する。
【０００２】
【関連技術の説明】コンピュータが駆動するインク・ジ
ェット・プリンタやプロッタにおいては、供給インクは
通常プリントヘッドにすぐ隣接するプリントヘッドのキ
ャリッジ上の槽内に保持され、準備のできた供給インク
をプリントヘッドに供給する。この槽は、通常、単一の
カートリッジ内で、プリントヘッドと組み合わされてい
る。かかるプリンタにおいて、例えば、この「搭載され
ている」インク槽は、通常、大気圧より低い、すなわち
負の圧力に維持されていて、インクがプリントヘッドか
ら漏れたり「垂れ」たりしないようになっている。従
来、補充することのできるインク槽のカートリッジを含
む、様々なタイプのインク槽が用いられている。この補
充することのインク槽のカートリッジは、移動可能なプ
リンタのキャリッジ上に搭載されている、使い捨ての取
り替え可能のカートリッジであり、搭載されているイン
ク槽と、離れた、つまり「搭載されていない」インク槽
の組み合わせである。搭載されていない供給インクが用
いられるときには、インクは引き出されてプリントヘッ
ドのユニットつまりカートリッジに供給されるが、これ
は通常、今言及した搭載されているインク槽を組み込ん
でいる。インクは、搭載されていないインク供給槽か
ら、例えば柔軟性を有する配管を経由してキャリッジに
搭載されたプリントヘッドのユニットに運ぶことができ
る。
ェット・プリンタやプロッタにおいては、供給インクは
通常プリントヘッドにすぐ隣接するプリントヘッドのキ
ャリッジ上の槽内に保持され、準備のできた供給インク
をプリントヘッドに供給する。この槽は、通常、単一の
カートリッジ内で、プリントヘッドと組み合わされてい
る。かかるプリンタにおいて、例えば、この「搭載され
ている」インク槽は、通常、大気圧より低い、すなわち
負の圧力に維持されていて、インクがプリントヘッドか
ら漏れたり「垂れ」たりしないようになっている。従
来、補充することのできるインク槽のカートリッジを含
む、様々なタイプのインク槽が用いられている。この補
充することのインク槽のカートリッジは、移動可能なプ
リンタのキャリッジ上に搭載されている、使い捨ての取
り替え可能のカートリッジであり、搭載されているイン
ク槽と、離れた、つまり「搭載されていない」インク槽
の組み合わせである。搭載されていない供給インクが用
いられるときには、インクは引き出されてプリントヘッ
ドのユニットつまりカートリッジに供給されるが、これ
は通常、今言及した搭載されているインク槽を組み込ん
でいる。インクは、搭載されていないインク供給槽か
ら、例えば柔軟性を有する配管を経由してキャリッジに
搭載されたプリントヘッドのユニットに運ぶことができ
る。
【０００３】特に、ある知られているインクのカートリ
ッジは、その中に含まれたばねによって２つの側板が離
れる方向にバイアスされている、柔軟性のある膜状のシ
ート材で形成された袋を含む、「ばね袋」の内部インク
槽を用いている。ばねは袋の容積を増大する（そして収
縮に抵抗する）傾向があり、内部の大気圧より低い圧力
を維持する。かかるカートリッジに関するさらなる情報
は、すべて本出願の譲受人に譲渡されておりその言及に
よって本明細書に組み込まれる、１９９４年１月１８日
にFong他に対して発行された米国特許番号第５，２８
０，３００号、１９９４年６月２８日にFongに対して発
行された米国特許番号第５，３２５，１１９号、および
１９９４年１０月２５日にHunt他に対して発行された米
国特許番号第５，３５９，３５３号、において得ること
ができる。
ッジは、その中に含まれたばねによって２つの側板が離
れる方向にバイアスされている、柔軟性のある膜状のシ
ート材で形成された袋を含む、「ばね袋」の内部インク
槽を用いている。ばねは袋の容積を増大する（そして収
縮に抵抗する）傾向があり、内部の大気圧より低い圧力
を維持する。かかるカートリッジに関するさらなる情報
は、すべて本出願の譲受人に譲渡されておりその言及に
よって本明細書に組み込まれる、１９９４年１月１８日
にFong他に対して発行された米国特許番号第５，２８
０，３００号、１９９４年６月２８日にFongに対して発
行された米国特許番号第５，３２５，１１９号、および
１９９４年１０月２５日にHunt他に対して発行された米
国特許番号第５，３５９，３５３号、において得ること
ができる。
【０００４】使い捨て式のインクのカートリッジ、そし
て可能な限りにおいて、無駄なインク、を省くことが、
無駄なインクおよびインク容器の処分に関する環境問題
に鑑みて、そしてさらに、プリンタおよびプロッタのユ
ーザの購入および運転コストを低くするということに鑑
みて、望ましい目的である。プリンタ機器のオペレータ
が供給インクを補充する時間間隔を長くすることがで
き、使用済のインクのカートリッジまたはインクを処理
する頻度が高くならないので、容易に補充することがで
きる搭載されていないインク供給容器を備えることがこ
の方向での重要な段階である。
て可能な限りにおいて、無駄なインク、を省くことが、
無駄なインクおよびインク容器の処分に関する環境問題
に鑑みて、そしてさらに、プリンタおよびプロッタのユ
ーザの購入および運転コストを低くするということに鑑
みて、望ましい目的である。プリンタ機器のオペレータ
が供給インクを補充する時間間隔を長くすることがで
き、使用済のインクのカートリッジまたはインクを処理
する頻度が高くならないので、容易に補充することがで
きる搭載されていないインク供給容器を備えることがこ
の方向での重要な段階である。
【０００５】かかる搭載されていない供給インクおよび
搭載されているインク槽を備えることについては、直面
してきた困難がある。特に、搭載されているインクのば
ね袋の槽内での準備のできた供給量のインクは、ある限
界内に保たねばならず、それと同時に、袋内の負圧を保
たねばならない。この過程は困難である、というのも、
袋内の圧力が大気圧まで上がってしまうことを防ぐため
に、インクを槽内に注入することを規制せねばならず、
搭載されている槽の袋内のインク体積を注意深く監視せ
ねばならないからである。インク体積を監視することへ
の解決法のひとつは、「滴をカウントすること」、すな
わち、インクの個々の噴出をカウントすることによっ
て、プリントヘッドから噴出されたインクの量を監視す
ることである。この滴のカウントおよび他の試みられた
公知の方法では、正確な結果がもたらされていなかっ
た。
搭載されているインク槽を備えることについては、直面
してきた困難がある。特に、搭載されているインクのば
ね袋の槽内での準備のできた供給量のインクは、ある限
界内に保たねばならず、それと同時に、袋内の負圧を保
たねばならない。この過程は困難である、というのも、
袋内の圧力が大気圧まで上がってしまうことを防ぐため
に、インクを槽内に注入することを規制せねばならず、
搭載されている槽の袋内のインク体積を注意深く監視せ
ねばならないからである。インク体積を監視することへ
の解決法のひとつは、「滴をカウントすること」、すな
わち、インクの個々の噴出をカウントすることによっ
て、プリントヘッドから噴出されたインクの量を監視す
ることである。この滴のカウントおよび他の試みられた
公知の方法では、正確な結果がもたらされていなかっ
た。
【０００６】さらに、プリンタが適切に動作することを
確実にするために、供給インクの補充に関して、空気の
プリントヘッド内への導入は防止せねばならない。さら
に、プリントヘッドのキャリッジの運動、そしてその結
果、搭載されていない供給インクと搭載されている槽の
間をつなぐ柔軟性を有する管路により、運ばれているイ
ンクの圧力および送り出し速度におけるゆらぎが起こ
り、管路を越えてくる空気の泡が搭載されている槽を汚
染することも促進される。こういった状況は、空気が搭
載されている槽に入りプリントヘッドに引き込まれる場
合、またはかかる圧力または流れのゆらぎによって内部
圧力が大気圧にまたはそれ以上に上昇してインクがプリ
ントヘッドから垂れる場合に、プリントヘッドが適切に
機能することを危うくする可能性がある。
確実にするために、供給インクの補充に関して、空気の
プリントヘッド内への導入は防止せねばならない。さら
に、プリントヘッドのキャリッジの運動、そしてその結
果、搭載されていない供給インクと搭載されている槽の
間をつなぐ柔軟性を有する管路により、運ばれているイ
ンクの圧力および送り出し速度におけるゆらぎが起こ
り、管路を越えてくる空気の泡が搭載されている槽を汚
染することも促進される。こういった状況は、空気が搭
載されている槽に入りプリントヘッドに引き込まれる場
合、またはかかる圧力または流れのゆらぎによって内部
圧力が大気圧にまたはそれ以上に上昇してインクがプリ
ントヘッドから垂れる場合に、プリントヘッドが適切に
機能することを危うくする可能性がある。
【０００７】こういった困難を認識して、本発明は、無
理のない低コストで、搭載されているインク槽を補充す
るシステムを提供し、それによって廃棄物を減少させる
ことに向けられている。より詳細には、大気圧より低い
圧力に維持された搭載されているインク槽と共に用いる
ようになっており、搭載されている槽内のインク体積を
監視することおよびその槽を必要に応じて制御された方
法で補充することを含む、システムが提供される。
理のない低コストで、搭載されているインク槽を補充す
るシステムを提供し、それによって廃棄物を減少させる
ことに向けられている。より詳細には、大気圧より低い
圧力に維持された搭載されているインク槽と共に用いる
ようになっており、搭載されている槽内のインク体積を
監視することおよびその槽を必要に応じて制御された方
法で補充することを含む、システムが提供される。
【０００８】
【発明の概要】従って、本発明は、移動可能なプリント
ヘッドのキャリッジ、キャリッジ位置モニタ、プリント
ヘッド、およびキャリッジに搭載されキャリッジによっ
て運搬されるインク槽、を有する、コンピュータが駆動
するプリンタにおける、キャリッジに搭載されたインク
槽を補充する方法において、 ａ．キャリッジがそれを通り過ぎて移動するときに前記
キャリッジに搭載されたインク槽内のインクレベルイン
ジケータの位置を感知するように構成された光学的イン
クレベルモニタを備えること、 ｂ．その中に組み込まれたインクレベルインジケータ視
(viewing)位置を含む不連続を有するインク槽のハウジ
ングを備えること、 ｃ．視位置において観察することができ、観察すること
ができるその位置がインク槽内に含まれるインクの体積
に関係するインクレベルインジケータを備えること、 ｄ．前記インクレベルインジケータを感知すること、 ｅ．前記キャリッジに搭載されたインク槽におけるイン
クを補充するための搭載されていないインク供給容器を
備えること、 ｆ．前記キャリッジに搭載されたインク槽に、必要に応
じて、前記キャリッジに搭載されたインク槽内の感知さ
れたインクレベルをベースにした補充をすることを含む
方法を提供する。
ヘッドのキャリッジ、キャリッジ位置モニタ、プリント
ヘッド、およびキャリッジに搭載されキャリッジによっ
て運搬されるインク槽、を有する、コンピュータが駆動
するプリンタにおける、キャリッジに搭載されたインク
槽を補充する方法において、 ａ．キャリッジがそれを通り過ぎて移動するときに前記
キャリッジに搭載されたインク槽内のインクレベルイン
ジケータの位置を感知するように構成された光学的イン
クレベルモニタを備えること、 ｂ．その中に組み込まれたインクレベルインジケータ視
(viewing)位置を含む不連続を有するインク槽のハウジ
ングを備えること、 ｃ．視位置において観察することができ、観察すること
ができるその位置がインク槽内に含まれるインクの体積
に関係するインクレベルインジケータを備えること、 ｄ．前記インクレベルインジケータを感知すること、 ｅ．前記キャリッジに搭載されたインク槽におけるイン
クを補充するための搭載されていないインク供給容器を
備えること、 ｆ．前記キャリッジに搭載されたインク槽に、必要に応
じて、前記キャリッジに搭載されたインク槽内の感知さ
れたインクレベルをベースにした補充をすることを含む
方法を提供する。
【０００９】より詳細な１態様において、柔軟性を有す
るインク供給ラインを有するインク管路が、搭載されて
いないインク供給容器とキャリッジに搭載された供給イ
ンクの間に配置されている。圧力および流れの制限およ
び安定化手段を含む構造がインク補充システムに組み込
まれており、キャリッジに搭載された槽に隣接して配置
され、補充されるキャリッジに搭載された槽に制御され
た流れのインクを与え、キャリッジに搭載された槽が１
補充サイクルの間ずっと大気圧より低い圧力のままであ
ることができる。この流れの制限および安定化手段は、
狭窄した流体の管路を含むことができ、さらに、キャリ
ッジに搭載されたインク槽と柔軟性を有する供給ライン
の間の針と隔壁のコネクタの内腔(inner lumen)によっ
て規定されてもよい。さらに、前記管路内には、立ち上
がり管(riser)および一方向通気孔を含む空気タンクが
組み込まれており、空気がプリントヘッドに達すること
を防止している。一方向通気孔によって、空気は空気タ
ンクを出ることができるが、インクの逃げや空気その他
の不純物の入り込みは防止される。
るインク供給ラインを有するインク管路が、搭載されて
いないインク供給容器とキャリッジに搭載された供給イ
ンクの間に配置されている。圧力および流れの制限およ
び安定化手段を含む構造がインク補充システムに組み込
まれており、キャリッジに搭載された槽に隣接して配置
され、補充されるキャリッジに搭載された槽に制御され
た流れのインクを与え、キャリッジに搭載された槽が１
補充サイクルの間ずっと大気圧より低い圧力のままであ
ることができる。この流れの制限および安定化手段は、
狭窄した流体の管路を含むことができ、さらに、キャリ
ッジに搭載されたインク槽と柔軟性を有する供給ライン
の間の針と隔壁のコネクタの内腔(inner lumen)によっ
て規定されてもよい。さらに、前記管路内には、立ち上
がり管(riser)および一方向通気孔を含む空気タンクが
組み込まれており、空気がプリントヘッドに達すること
を防止している。一方向通気孔によって、空気は空気タ
ンクを出ることができるが、インクの逃げや空気その他
の不純物の入り込みは防止される。
【００１０】さらにより詳細な態様において、光源およ
び光電センサを用いてインクレベルを感知することがで
きる。インク槽のハウジングにおける開口部によって、
カートリッジを貫き、内部のばね袋のインク槽の移動可
能な壁を含むインクレベルを観察することができる一筋
の視野が与えられる。開口部は、様々な位置のインクレ
ベルを観察することができるような大きさになってお
り、プリンタのキャリッジ上に搭載されると、インクレ
ベルは、光源が放ち光電センサが受け取る光の変化によ
って感知することができる。キャリッジが光電センサを
通り過ぎて移動すると、光源からセンサへの直線(direc
t line)に位置するインクのレベルが検出され、光の変
化によってキャリッジ位置が感知され、カートリッジの
位置は、光学的エンコーダ・バーおよびそれに関連する
光学的センサを参照してキャリッジ位置モニタに基づい
て知られる。こういった各要素の相対的位置がこのよう
に感知されるので、カートリッジの残りの部分に関する
インクレベル位置の既知の関係に従って、インク体積が
決定される。
び光電センサを用いてインクレベルを感知することがで
きる。インク槽のハウジングにおける開口部によって、
カートリッジを貫き、内部のばね袋のインク槽の移動可
能な壁を含むインクレベルを観察することができる一筋
の視野が与えられる。開口部は、様々な位置のインクレ
ベルを観察することができるような大きさになってお
り、プリンタのキャリッジ上に搭載されると、インクレ
ベルは、光源が放ち光電センサが受け取る光の変化によ
って感知することができる。キャリッジが光電センサを
通り過ぎて移動すると、光源からセンサへの直線(direc
t line)に位置するインクのレベルが検出され、光の変
化によってキャリッジ位置が感知され、カートリッジの
位置は、光学的エンコーダ・バーおよびそれに関連する
光学的センサを参照してキャリッジ位置モニタに基づい
て知られる。こういった各要素の相対的位置がこのよう
に感知されるので、カートリッジの残りの部分に関する
インクレベル位置の既知の関係に従って、インク体積が
決定される。
【００１１】
【発明の実施例】図面はすべて限定としてではなく例と
して与えられたものであるが、そのうちの図１を参照し
て、当業者に公知のとおり非常に小さなインクの噴出に
よって印字が行われるインク・ジェットタイプのコンピ
ュータが駆動するプリンタ１０は、支持具１４、１５上
に摺動可能に支持されるキャリッジ１２、および光学的
スキャナ（図示せず）と共にキャリッジの位置を監視す
るエンコーダ・バー１６を含む。搭載されているプリン
トヘッドおよびインク槽のカートリッジ１７、１８、１
９、２０は、キャリッジ上に搭載され、それぞれが、例
えば、カラーのインク（例えばシアン、マゼンタ、また
はイエロー）、またはブラックのインクを含み、例えば
カラーの印字およびブラックのインクのみの印字ができ
るようにしている。本説明上は単一のインクのカートリ
ッジについて言及するが、この説明が、示されるいかな
るそしてすべてのインクのカートリッジにも適用するこ
とができるのは、明白となろう。
して与えられたものであるが、そのうちの図１を参照し
て、当業者に公知のとおり非常に小さなインクの噴出に
よって印字が行われるインク・ジェットタイプのコンピ
ュータが駆動するプリンタ１０は、支持具１４、１５上
に摺動可能に支持されるキャリッジ１２、および光学的
スキャナ（図示せず）と共にキャリッジの位置を監視す
るエンコーダ・バー１６を含む。搭載されているプリン
トヘッドおよびインク槽のカートリッジ１７、１８、１
９、２０は、キャリッジ上に搭載され、それぞれが、例
えば、カラーのインク（例えばシアン、マゼンタ、また
はイエロー）、またはブラックのインクを含み、例えば
カラーの印字およびブラックのインクのみの印字ができ
るようにしている。本説明上は単一のインクのカートリ
ッジについて言及するが、この説明が、示されるいかな
るそしてすべてのインクのカートリッジにも適用するこ
とができるのは、明白となろう。
【００１２】図２に本発明のインクのカートリッジ２０
を示す。カートリッジは、鋳造した堅いプラスチック樹
脂の外部ハウジング２２を含む。外部ハウジングは、ハ
ウジングの残りの部分にセメント付けまたは溶接によっ
て固定することを意図した蓋板２４を有する。カートリ
ッジは、その一番下の端壁にインク放出開口部（図示せ
ず）を有しており、そこには電気的に駆動されるプリン
トヘッド２６が固定されている。第１の側３２における
第１のスロット３０および、図３において見えるよう
に、第１のスロットと整列し第１の側から第２の反対の
側３６へハウジングを貫いて一筋の視野を与える第２の
スロット３４によって規定される、ハウジング２２にお
ける不連続によって、視位置２８が規定される。
を示す。カートリッジは、鋳造した堅いプラスチック樹
脂の外部ハウジング２２を含む。外部ハウジングは、ハ
ウジングの残りの部分にセメント付けまたは溶接によっ
て固定することを意図した蓋板２４を有する。カートリ
ッジは、その一番下の端壁にインク放出開口部（図示せ
ず）を有しており、そこには電気的に駆動されるプリン
トヘッド２６が固定されている。第１の側３２における
第１のスロット３０および、図３において見えるよう
に、第１のスロットと整列し第１の側から第２の反対の
側３６へハウジングを貫いて一筋の視野を与える第２の
スロット３４によって規定される、ハウジング２２にお
ける不連続によって、視位置２８が規定される。
【００１３】図２および図３の両方を参照して、インク
供給ライン３８は、コネクタを経由してカートリッジ２
０に接続することができる。コネクタは、本実施例にお
いては、インクに関して不活性のエラストマー材で形成
されハウジング２２内の開口部４２に配置された隔壁４
０、および隔壁を突き刺すようになっている針４４を含
む。このコネクタによって、空気その他の不純物による
汚染のない接続を行うことができる。針を貫く内腔を含
む毛管（図示せず）はまた、柔軟性を有する供給ライン
３８からのカートリッジ２０内の搭載されているインク
槽のインク補充に関する圧力および流れのゆらぎの制限
器としての役割も果たし、流れを、カートリッジ２０の
インク槽内の圧力を予め選択した大気圧より低い圧力以
上に上昇させるような量よりも小さい量に安定化する。
隔壁には、予め細長い切り込みを入れて、先端が比較的
丸い針が接続できるようにしていてもよく、隔壁は圧縮
的に装填されて、針４４の挿入によって針４４が引っ込
められたときにそこを貫いて形成されるいかなる開口も
シールすることができる。
供給ライン３８は、コネクタを経由してカートリッジ２
０に接続することができる。コネクタは、本実施例にお
いては、インクに関して不活性のエラストマー材で形成
されハウジング２２内の開口部４２に配置された隔壁４
０、および隔壁を突き刺すようになっている針４４を含
む。このコネクタによって、空気その他の不純物による
汚染のない接続を行うことができる。針を貫く内腔を含
む毛管（図示せず）はまた、柔軟性を有する供給ライン
３８からのカートリッジ２０内の搭載されているインク
槽のインク補充に関する圧力および流れのゆらぎの制限
器としての役割も果たし、流れを、カートリッジ２０の
インク槽内の圧力を予め選択した大気圧より低い圧力以
上に上昇させるような量よりも小さい量に安定化する。
隔壁には、予め細長い切り込みを入れて、先端が比較的
丸い針が接続できるようにしていてもよく、隔壁は圧縮
的に装填されて、針４４の挿入によって針４４が引っ込
められたときにそこを貫いて形成されるいかなる開口も
シールすることができる。
【００１４】インク供給ライン３８内には、コネクタの
針４４に隣接して空気タンク４６が組み込まれており、
空気タンクは、立ち上がり管４８、および多孔性の膜に
よって形成され空気は通すがインクは通さない空気弁５
０を含む。空気が逃げることができるように小さな開口
部５４を組み込んだ蓋板５２は、立ち上がり管４８のて
っぺんを閉じている。膜の上には、グリコール等の不揮
発性の液体の層５７が配置されており、たとえタンク４
６の立ち上がり管４８の内部に真空がかかって内部圧力
が大気圧よりも低い圧力に下がるとしても、空気が膜を
通って立ち上がり管内に浸透することを防止する。また
は、あるいは液体の層５７を設けることに加えて、閉位
置にバイアスされたフラッパまたはダックビル弁等の逆
止弁（図示せず）を設けてもよい。逆止弁は蓋板の開口
部５４を制御して、立ち上がり管から空気は逃げること
ができるが立ち上がり管内の圧力が大気圧よりも低くな
った場合も空気が立ち上がり管に引き込まれることを防
止する。空気タンクが適切に機能して気泡を捕らえるた
めには、立ち上がり管が比較的垂直に立ったままでいる
ことが不可欠なので、ハウジング２２内には水平の出っ
張り５８が組み込まれていて、空気タンク４６が針のコ
ネクタの中央軸の回りを回転することが防止される。
針４４に隣接して空気タンク４６が組み込まれており、
空気タンクは、立ち上がり管４８、および多孔性の膜に
よって形成され空気は通すがインクは通さない空気弁５
０を含む。空気が逃げることができるように小さな開口
部５４を組み込んだ蓋板５２は、立ち上がり管４８のて
っぺんを閉じている。膜の上には、グリコール等の不揮
発性の液体の層５７が配置されており、たとえタンク４
６の立ち上がり管４８の内部に真空がかかって内部圧力
が大気圧よりも低い圧力に下がるとしても、空気が膜を
通って立ち上がり管内に浸透することを防止する。また
は、あるいは液体の層５７を設けることに加えて、閉位
置にバイアスされたフラッパまたはダックビル弁等の逆
止弁（図示せず）を設けてもよい。逆止弁は蓋板の開口
部５４を制御して、立ち上がり管から空気は逃げること
ができるが立ち上がり管内の圧力が大気圧よりも低くな
った場合も空気が立ち上がり管に引き込まれることを防
止する。空気タンクが適切に機能して気泡を捕らえるた
めには、立ち上がり管が比較的垂直に立ったままでいる
ことが不可欠なので、ハウジング２２内には水平の出っ
張り５８が組み込まれていて、空気タンク４６が針のコ
ネクタの中央軸の回りを回転することが防止される。
【００１５】図示しないさらなる実施例において、従来
のダックビルまたはフラッパ逆止弁等の一方向弁や、フ
ロート弁と逆止弁の組み合わせが、膜の空気弁の代わり
になる。
のダックビルまたはフラッパ逆止弁等の一方向弁や、フ
ロート弁と逆止弁の組み合わせが、膜の空気弁の代わり
になる。
【００１６】うね付きの接続部５６によって、柔軟性を
有するインク供給ライン３８を立ち上がり管４８に接続
することができる。針４４は、好ましくは立ち上がり管
と一体であり、同様のインクに関して不活性なプラスチ
ックで形成されている。インク供給ライン３８は、印字
インクと反応しないエラストマーで形成されており、必
要に応じてラインが実質的に曲がって印字キャリッジ１
２上で移動するカートリッジを静止している搭載されて
いない供給インク６０に接続することができるが、供給
ライン内の正圧および負圧により、過度のひずみは阻止
されている。
有するインク供給ライン３８を立ち上がり管４８に接続
することができる。針４４は、好ましくは立ち上がり管
と一体であり、同様のインクに関して不活性なプラスチ
ックで形成されている。インク供給ライン３８は、印字
インクと反応しないエラストマーで形成されており、必
要に応じてラインが実質的に曲がって印字キャリッジ１
２上で移動するカートリッジを静止している搭載されて
いない供給インク６０に接続することができるが、供給
ライン内の正圧および負圧により、過度のひずみは阻止
されている。
【００１７】図２を特に参照して、搭載されていない供
給インク６０は、容器の内部に加圧する（または必要な
らば排気する）ように構成された動作させることができ
るポンプ６４を有する、シールすることができる容器６
２を組み込んでいる。容器に隣接して、容器６２からの
インク供給ライン３８を通るインクの流れを制御する弁
６６が設けられており、この弁は、ポンプ６４と共に、
カートリッジ２０内の搭載されているインク槽を制御し
て補充するのに用いられる。この弁は、割れる圧力がポ
ンプ６４によってインクが加圧される圧力よりも低いが
搭載されているインク槽内の負圧に逆らって閉状態に保
つのに必要な圧力より大きい逆止弁であり、したがっ
て、プリンタ１０の通常の動作中はシステム内で必要な
十分な真空に逆らって持ちこたえるが、システムがポン
プ６４で加圧されると開いて補充ができるようになる。
または、弁６６は、例えばコック等の、必要に応じて開
閉できる、動作させることができる弁にすることができ
る。他の実施例において、供給インク６０は、ただカー
トリッジ２０よりも垂直に低い位置に配置され、両者の
垂直距離は、正常なプリンタの機能に必要なインク槽内
の負圧を維持するのに十分にしてある。この真空の量
は、通常少なくとも３から７インチの垂直差の距離と関
係する(implicates)。
給インク６０は、容器の内部に加圧する（または必要な
らば排気する）ように構成された動作させることができ
るポンプ６４を有する、シールすることができる容器６
２を組み込んでいる。容器に隣接して、容器６２からの
インク供給ライン３８を通るインクの流れを制御する弁
６６が設けられており、この弁は、ポンプ６４と共に、
カートリッジ２０内の搭載されているインク槽を制御し
て補充するのに用いられる。この弁は、割れる圧力がポ
ンプ６４によってインクが加圧される圧力よりも低いが
搭載されているインク槽内の負圧に逆らって閉状態に保
つのに必要な圧力より大きい逆止弁であり、したがっ
て、プリンタ１０の通常の動作中はシステム内で必要な
十分な真空に逆らって持ちこたえるが、システムがポン
プ６４で加圧されると開いて補充ができるようになる。
または、弁６６は、例えばコック等の、必要に応じて開
閉できる、動作させることができる弁にすることができ
る。他の実施例において、供給インク６０は、ただカー
トリッジ２０よりも垂直に低い位置に配置され、両者の
垂直距離は、正常なプリンタの機能に必要なインク槽内
の負圧を維持するのに十分にしてある。この真空の量
は、通常少なくとも３から７インチの垂直差の距離と関
係する(implicates)。
【００１８】インク供給容器６２内には、供給ライン３
８に接続された入口管（図示せず）が設けられており、
容器の底からインクを引き出すとともに、インク供給ラ
イン３８内に空気が導入されるのを防止している。しか
し、インク供給ラインに引き込まれるいかなる空気も空
気ポンプ４６に捕らえられ、インク供給容器６２および
ラインがポンプ６４の動作によって加圧されるときに、
空気弁５０を通してシステムから吐出される。または、
インクを充填した柔軟性を有する袋（図示せず）が、例
えば上述の針および隔壁のコネクタによってシールする
ように供給ラインと連結され、容器６２内に配置され
る。この配置によって、貯蔵されているインクと容器内
の空気が接触することなく、供給インクに加圧すること
ができる。さらなる実施例（図示せず）において、かか
るインク袋は対向する表面によって絞られる。さらに他
の実施例において、接続点の両側の管路内に配置された
一方向弁と共に管路に接続された容積を変えることがで
きるチャンバを含むシリンジポンプ(syringe pump)（図
示せず）を用いて、インク供給管路内のインクを加圧す
る。
８に接続された入口管（図示せず）が設けられており、
容器の底からインクを引き出すとともに、インク供給ラ
イン３８内に空気が導入されるのを防止している。しか
し、インク供給ラインに引き込まれるいかなる空気も空
気ポンプ４６に捕らえられ、インク供給容器６２および
ラインがポンプ６４の動作によって加圧されるときに、
空気弁５０を通してシステムから吐出される。または、
インクを充填した柔軟性を有する袋（図示せず）が、例
えば上述の針および隔壁のコネクタによってシールする
ように供給ラインと連結され、容器６２内に配置され
る。この配置によって、貯蔵されているインクと容器内
の空気が接触することなく、供給インクに加圧すること
ができる。さらなる実施例（図示せず）において、かか
るインク袋は対向する表面によって絞られる。さらに他
の実施例において、接続点の両側の管路内に配置された
一方向弁と共に管路に接続された容積を変えることがで
きるチャンバを含むシリンジポンプ(syringe pump)（図
示せず）を用いて、インク供給管路内のインクを加圧す
る。
【００１９】これから明白になるように、本補充システ
ムにおける搭載されているインク槽のカートリッジ２０
内へのインクの流れは、コネクタの針４４の内腔を含む
毛管部分によって計量されると共に安定化される。この
狭窄した毛管によって、プリントヘッドのキャリッジ１
２の移動、従って供給ライン３８によって生じる圧力の
ゆらぎの上に重なる、補充のための加圧によって引き起
こされるインク供給ライン３８内のある範囲の圧力のゆ
らぎにわたって、変動が小さな既知で許容できる、あら
かじめ選択された流れのみが、コネクタを通りインクの
カートリッジ内へ流れることができる。供給ライン内の
圧力および流れのゆらぎの振幅は減衰され、針４４の遠
端(distal end)においては比較的安定したあらかじめ選
択された流量および液体圧力となる。このあらかじめ選
択された流量は、カートリッジ２０の搭載されている槽
が比較的低速で充填されて、供給容器６２および供給ラ
イン３８内のインクの圧力が大気圧より高い、すなわち
「正」の圧力であっても、補充中のインク槽内の圧力が
大気圧より低い、すなわち「負」の圧力に維持されるよ
うに、選択される。低速で補充することにより、充填中
に監視して補充しすぎたり補充が不十分であったりする
ことを防止することもできる。図示の実施例の搭載され
ているインク槽内の負圧が作り出され維持される方法を
以下に説明するが、この負圧は、搭載されているインク
槽に入ってくる補充インクの圧力および流量がその生来
の圧力調整機能を圧倒しない限り維持することができ
る、ということが理解されよう。
ムにおける搭載されているインク槽のカートリッジ２０
内へのインクの流れは、コネクタの針４４の内腔を含む
毛管部分によって計量されると共に安定化される。この
狭窄した毛管によって、プリントヘッドのキャリッジ１
２の移動、従って供給ライン３８によって生じる圧力の
ゆらぎの上に重なる、補充のための加圧によって引き起
こされるインク供給ライン３８内のある範囲の圧力のゆ
らぎにわたって、変動が小さな既知で許容できる、あら
かじめ選択された流れのみが、コネクタを通りインクの
カートリッジ内へ流れることができる。供給ライン内の
圧力および流れのゆらぎの振幅は減衰され、針４４の遠
端(distal end)においては比較的安定したあらかじめ選
択された流量および液体圧力となる。このあらかじめ選
択された流量は、カートリッジ２０の搭載されている槽
が比較的低速で充填されて、供給容器６２および供給ラ
イン３８内のインクの圧力が大気圧より高い、すなわち
「正」の圧力であっても、補充中のインク槽内の圧力が
大気圧より低い、すなわち「負」の圧力に維持されるよ
うに、選択される。低速で補充することにより、充填中
に監視して補充しすぎたり補充が不十分であったりする
ことを防止することもできる。図示の実施例の搭載され
ているインク槽内の負圧が作り出され維持される方法を
以下に説明するが、この負圧は、搭載されているインク
槽に入ってくる補充インクの圧力および流量がその生来
の圧力調整機能を圧倒しない限り維持することができ
る、ということが理解されよう。
【００２０】次に図３および図５を参照して、ハウジン
グの一部に含まれ、比較的堅い不活性のプラスチック樹
脂で形成され、槽６７のフレームとして、そして内部の
封入容器の一部としての役割も果たす内部インク槽構造
６７、および、弾性が低くインクに関して不活性でもあ
り、熱ボンディング(heat bonding)によって膜状のシー
トの周縁がハウジングの内部周囲に取り付けられてい
る、柔軟性を有するインク袋の膜状のシート６８、がハ
ウジング２２内に形成されている。この目的のために、
ハウジングの内部の回りには、一連の同心の桟のうちの
一番外の桟７０が設けられている。内部インク槽構造
は、ステンレス鋼の圧力調整装置７２を含み、この圧力
調整装置は、１対の間隔をおいて配置した略平行な板７
４、７６を含む。これらの板は、溶接ばね７８によって
互いから離れるように付勢され、柔軟性を有する膜状の
シート６８およびさらなる同心の桟８０と係合してい
る。容積を変えることができるチャンバ８２がこのよう
にハウジング内に形成され、このチャンバは、ハウジン
グ内に形成されたチャネル８４を経由してコネクタの隔
壁４０と、そしてさらなるチャネル８６を経由してプリ
ントヘッドと、液体を伝達している。プリントヘッドへ
の前記さらなるチャネル８６への入口は、一番内側の同
心の桟８８および、その周縁において桟８８に支持され
取り付けられているフィルタ９０、によって規定されて
いる。外部ハウジング２２の一番下の部分には（図５に
おいて見えるように）、インク放出開口部９２が設けら
れており、このインク放出開口部を通って、インクが、
フィルタ９０からプリントヘッド２６に通じているチャ
ネル８６から、下向きに放出される。
グの一部に含まれ、比較的堅い不活性のプラスチック樹
脂で形成され、槽６７のフレームとして、そして内部の
封入容器の一部としての役割も果たす内部インク槽構造
６７、および、弾性が低くインクに関して不活性でもあ
り、熱ボンディング(heat bonding)によって膜状のシー
トの周縁がハウジングの内部周囲に取り付けられてい
る、柔軟性を有するインク袋の膜状のシート６８、がハ
ウジング２２内に形成されている。この目的のために、
ハウジングの内部の回りには、一連の同心の桟のうちの
一番外の桟７０が設けられている。内部インク槽構造
は、ステンレス鋼の圧力調整装置７２を含み、この圧力
調整装置は、１対の間隔をおいて配置した略平行な板７
４、７６を含む。これらの板は、溶接ばね７８によって
互いから離れるように付勢され、柔軟性を有する膜状の
シート６８およびさらなる同心の桟８０と係合してい
る。容積を変えることができるチャンバ８２がこのよう
にハウジング内に形成され、このチャンバは、ハウジン
グ内に形成されたチャネル８４を経由してコネクタの隔
壁４０と、そしてさらなるチャネル８６を経由してプリ
ントヘッドと、液体を伝達している。プリントヘッドへ
の前記さらなるチャネル８６への入口は、一番内側の同
心の桟８８および、その周縁において桟８８に支持され
取り付けられているフィルタ９０、によって規定されて
いる。外部ハウジング２２の一番下の部分には（図５に
おいて見えるように）、インク放出開口部９２が設けら
れており、このインク放出開口部を通って、インクが、
フィルタ９０からプリントヘッド２６に通じているチャ
ネル８６から、下向きに放出される。
【００２１】図３において一番よく見える、圧力調整装
置の側板７４、７６は、略長方形の構造であり、角を丸
めてあって、柔軟性を有する袋の膜状のシート６８を傷
つけないようにしている。それぞれの板には１つまたは
それ以上の開口部９４が設けてあり、インクがそこを通
って組み立てたインク槽内のフィルタ９０に流れること
ができるようになっている。圧力調整装置は、隔壁４０
を設置した後の、カートリッジの２０の、逆にでき手助
けをするアセンブリであり、プリントヘッド２６、フィ
ルタ９０、圧力調整装置７２、膜状のシート６８、およ
び蓋板２４がこの順に取り付けられる。これから明白に
なるように、同心の桟７０、７１、７６および、部品を
きちんと積み重ねて配置することにより、内部のインク
槽を組み立てることが非常に容易になる。膜状のシート
６８をハウジング２２に取り付ける前またはそれと同時
に、調整装置７２が所定位置に配置され、ばね力に逆ら
って部分的につぶすことによってあらかじめ搭載され、
ハウジング２２および膜状のシート６８によって形成さ
れる内部インク槽の袋のチャンバ内で、調整装置がプレ
ストレスを与えられた状態になるようにする。このプレ
ストレスの量は、所望の特性およびばね７８の圧縮量を
設計者が選択することによって、容易に制御することが
できる。
置の側板７４、７６は、略長方形の構造であり、角を丸
めてあって、柔軟性を有する袋の膜状のシート６８を傷
つけないようにしている。それぞれの板には１つまたは
それ以上の開口部９４が設けてあり、インクがそこを通
って組み立てたインク槽内のフィルタ９０に流れること
ができるようになっている。圧力調整装置は、隔壁４０
を設置した後の、カートリッジの２０の、逆にでき手助
けをするアセンブリであり、プリントヘッド２６、フィ
ルタ９０、圧力調整装置７２、膜状のシート６８、およ
び蓋板２４がこの順に取り付けられる。これから明白に
なるように、同心の桟７０、７１、７６および、部品を
きちんと積み重ねて配置することにより、内部のインク
槽を組み立てることが非常に容易になる。膜状のシート
６８をハウジング２２に取り付ける前またはそれと同時
に、調整装置７２が所定位置に配置され、ばね力に逆ら
って部分的につぶすことによってあらかじめ搭載され、
ハウジング２２および膜状のシート６８によって形成さ
れる内部インク槽の袋のチャンバ内で、調整装置がプレ
ストレスを与えられた状態になるようにする。このプレ
ストレスの量は、所望の特性およびばね７８の圧縮量を
設計者が選択することによって、容易に制御することが
できる。
【００２２】柔軟性を有する膜状のシート６８および調
整装置７２の側板７４は、内部インク槽の移動可能な壁
９６を形成し、この移動可能な壁は、動作中のプリント
ヘッド２６によって槽のインクが空になっていくにつれ
て、ハウジング２２に向かって徐々に移動する。移動可
能な壁は、視位置２８を規定するスロット３０、３４を
通る視野のラインに沿って見ることができる。膜状のシ
ート６８は、ハウジング２２の一番外の同心の桟７０へ
の取付の縁の近くに十分な余分の膜状のシート材がある
ように作ってあるので、壁は自由に移動可能であり、側
板は、図５に一番よく示すいっぱいの位置と空の位置の
間で位置をとる。図５および図６を参照して、内部イン
ク槽６７がインクでいっぱいのときには、移動可能な壁
９６および内部インク槽が、視位置２８ハウジングを貫
く視界ラインにおける向こう側の見えない(opaque)障害
物を含むインクレベル９８として見える、ということが
理解されよう。
整装置７２の側板７４は、内部インク槽の移動可能な壁
９６を形成し、この移動可能な壁は、動作中のプリント
ヘッド２６によって槽のインクが空になっていくにつれ
て、ハウジング２２に向かって徐々に移動する。移動可
能な壁は、視位置２８を規定するスロット３０、３４を
通る視野のラインに沿って見ることができる。膜状のシ
ート６８は、ハウジング２２の一番外の同心の桟７０へ
の取付の縁の近くに十分な余分の膜状のシート材がある
ように作ってあるので、壁は自由に移動可能であり、側
板は、図５に一番よく示すいっぱいの位置と空の位置の
間で位置をとる。図５および図６を参照して、内部イン
ク槽６７がインクでいっぱいのときには、移動可能な壁
９６および内部インク槽が、視位置２８ハウジングを貫
く視界ラインにおける向こう側の見えない(opaque)障害
物を含むインクレベル９８として見える、ということが
理解されよう。
【００２３】圧力調整装置７２は、移動可能な壁９６
を、どの時点においても内部インク槽内に現在あるイン
クの体積が許す最もハウジング２２から離れた位置に、
絶えずバイアスする。従って、インクレベル９８は、イ
ンクの体積が許すのと同じだけの視位置を遮り、このイ
ンクレベルの位置により、容易に求めることができるイ
ンクレベルの位置と内部槽の袋内に残っているインクの
体積の間の関数関係に従って、内部槽内のインクの真の
体積が高い信頼性で示される。この関数関係は非線形で
あるが、経験的な方法によって容易に確かめることがで
き、あるいは、例えばコンピュータ支援モデル化技術を
用いることによって計算することができる。いったんこ
の関数関係が既知となれば、これを用いて、インクレベ
ルを、カートリッジ２０の内部インク槽内のインク体積
と相関させることができる。
を、どの時点においても内部インク槽内に現在あるイン
クの体積が許す最もハウジング２２から離れた位置に、
絶えずバイアスする。従って、インクレベル９８は、イ
ンクの体積が許すのと同じだけの視位置を遮り、このイ
ンクレベルの位置により、容易に求めることができるイ
ンクレベルの位置と内部槽の袋内に残っているインクの
体積の間の関数関係に従って、内部槽内のインクの真の
体積が高い信頼性で示される。この関数関係は非線形で
あるが、経験的な方法によって容易に確かめることがで
き、あるいは、例えばコンピュータ支援モデル化技術を
用いることによって計算することができる。いったんこ
の関数関係が既知となれば、これを用いて、インクレベ
ルを、カートリッジ２０の内部インク槽内のインク体積
と相関させることができる。
【００２４】次に図４、図５、図６を参照して、本発明
による搭載されているインク槽補充システム１００のさ
らなる部品および動作を次に説明する。当業者には公知
のように、キャリッジの位置は、エンコーダ・バー１６
を位置基準として組み込んだ光学的エンコーダ１０２を
含む位置監視システムによって決定される。この位置モ
ニタによって、いかなる時点におけるキャリッジ１２の
位置も、プリンタ（図示せず）において実施されたイン
ク補充制御装置１０４が知る。制御装置はさらに、プロ
セッサ１０６、メモリ１０８、およびクロック１１０を
含む。これから明白になるように、制御装置の部品は単
一のＩＣチップ上で実施することができ、こういったシ
ステムの要素の実施の詳細は、当業者が用いる公知の方
法の１つであってもよい。現存するプリンタのキャリッ
ジ位置モニタを用いれば、コストが下がる結果になる。
による搭載されているインク槽補充システム１００のさ
らなる部品および動作を次に説明する。当業者には公知
のように、キャリッジの位置は、エンコーダ・バー１６
を位置基準として組み込んだ光学的エンコーダ１０２を
含む位置監視システムによって決定される。この位置モ
ニタによって、いかなる時点におけるキャリッジ１２の
位置も、プリンタ（図示せず）において実施されたイン
ク補充制御装置１０４が知る。制御装置はさらに、プロ
セッサ１０６、メモリ１０８、およびクロック１１０を
含む。これから明白になるように、制御装置の部品は単
一のＩＣチップ上で実施することができ、こういったシ
ステムの要素の実施の詳細は、当業者が用いる公知の方
法の１つであってもよい。現存するプリンタのキャリッ
ジ位置モニタを用いれば、コストが下がる結果になる。
【００２５】インク補充制御装置１０４は、搭載されて
いるインク槽のカートリッジ２０内のインクの補充を制
御し、カートリッジ内のインクが印字動作においてプリ
ントヘッド２６によって引き出されてあらかじめ選択し
た量より少ない体積になるとインク補充を行う。補充
は、搭載されていない供給インク６０からインク供給ラ
イン３８およびコネクタの針４４内に組み込まれた針コ
ネクタ毛管を通り搭載されている内部インク槽チャンバ
内へ、とインクを移動するのに必要な超過圧力を与える
ことによって行われる。前述した逆止弁の代わりに動作
させることができる弁６６を用いる場合は、弁のアクチ
ュエータ１１２を設けて、必要に応じてインク供給ライ
ン３８内の弁６６を動作して、インク供給ラインを通る
液体の伝達を開閉する。搭載されていない供給インクに
圧力を与えるポンプ６４を動作するために、圧力のアク
チュエータ１１４が設けられている。図示の実施例にお
いて、インク補充制御装置１０４と弁および加圧のアク
チュエータの間の適当なインターフェースを、アクチュ
エータ制御装置１１６と呼ぶものとする。
いるインク槽のカートリッジ２０内のインクの補充を制
御し、カートリッジ内のインクが印字動作においてプリ
ントヘッド２６によって引き出されてあらかじめ選択し
た量より少ない体積になるとインク補充を行う。補充
は、搭載されていない供給インク６０からインク供給ラ
イン３８およびコネクタの針４４内に組み込まれた針コ
ネクタ毛管を通り搭載されている内部インク槽チャンバ
内へ、とインクを移動するのに必要な超過圧力を与える
ことによって行われる。前述した逆止弁の代わりに動作
させることができる弁６６を用いる場合は、弁のアクチ
ュエータ１１２を設けて、必要に応じてインク供給ライ
ン３８内の弁６６を動作して、インク供給ラインを通る
液体の伝達を開閉する。搭載されていない供給インクに
圧力を与えるポンプ６４を動作するために、圧力のアク
チュエータ１１４が設けられている。図示の実施例にお
いて、インク補充制御装置１０４と弁および加圧のアク
チュエータの間の適当なインターフェースを、アクチュ
エータ制御装置１１６と呼ぶものとする。
【００２６】インクのカートリッジ２０の搭載されてい
るインク槽内のインク体積は、インクレベルのインジケ
ータ９８の相対的な位置を感知することによって監視さ
れる。インクレベルのインジケータは、カートリッジ内
の視位置２８を貫く視界ラインにおいて見られる、向こ
う側の見えないインクを充填した内部インク槽インク袋
の移動可能な壁９６を含む。特に図４を参照して、２つ
の仮想平面１２２、１２４の間の領域によって規定され
る、仮想インク感知領域１２０を示す。光源１２６およ
びフォトセンサ(photosensor)１２８が一直線をなして
配置されており、カートリッジが光源からフォトセンサ
へ投じられた光のビームを貫いて移動するときに、カー
トリッジ２０の視位置２８を貫く視界ラインに沿って光
を投じるようになっている。インク感知領域１２０は、
実際は、光源からフォトセンサへの直線が視位置の開口
部３０、３４を貫いて通る場合のキャリッジ１２の位置
の範囲を単に示すだけであり、光源からの光は、潜在的
に、視位置がインクレベル９８によって遮られない場合
は、視位置を貫くフォトセンサによって検出することが
できる。これは、開口部が光源およびフォトセンサとそ
のように整列する時間の間に、キャリッジ上の単一のと
びとびの点がそこを通り過ぎるような、キャリッジの動
きの道のいかなる部分と考えることもでき、従って、開
口部の幅と等しいまたはそれより狭い距離にわたり、具
体的に言うと、その時間の間に光学的エンコーダ１０２
が横切るエンコーダ・バー１６の部分として言及され
る。
るインク槽内のインク体積は、インクレベルのインジケ
ータ９８の相対的な位置を感知することによって監視さ
れる。インクレベルのインジケータは、カートリッジ内
の視位置２８を貫く視界ラインにおいて見られる、向こ
う側の見えないインクを充填した内部インク槽インク袋
の移動可能な壁９６を含む。特に図４を参照して、２つ
の仮想平面１２２、１２４の間の領域によって規定され
る、仮想インク感知領域１２０を示す。光源１２６およ
びフォトセンサ(photosensor)１２８が一直線をなして
配置されており、カートリッジが光源からフォトセンサ
へ投じられた光のビームを貫いて移動するときに、カー
トリッジ２０の視位置２８を貫く視界ラインに沿って光
を投じるようになっている。インク感知領域１２０は、
実際は、光源からフォトセンサへの直線が視位置の開口
部３０、３４を貫いて通る場合のキャリッジ１２の位置
の範囲を単に示すだけであり、光源からの光は、潜在的
に、視位置がインクレベル９８によって遮られない場合
は、視位置を貫くフォトセンサによって検出することが
できる。これは、開口部が光源およびフォトセンサとそ
のように整列する時間の間に、キャリッジ上の単一のと
びとびの点がそこを通り過ぎるような、キャリッジの動
きの道のいかなる部分と考えることもでき、従って、開
口部の幅と等しいまたはそれより狭い距離にわたり、具
体的に言うと、その時間の間に光学的エンコーダ１０２
が横切るエンコーダ・バー１６の部分として言及され
る。
【００２７】従って、カートリッジ２０のハウジング２
２に関して移動可能な壁９６によって規定されたインク
レベル９８の位置を感知することができるこのインクレ
ベル感知領域は、常に既知となる、というのも、インク
のカートリッジ２０、キャリッジ１２、および視位置２
８の間の位置関係は常に、プリントヘッドのキャリッジ
におけるカートリッジの固定位置のために既知であるか
らである。これにより、キャリッジ、従って視位置、が
インク感知領域にあるときのみ、インクレベルの感知を
することができる。これから明白になるように、本シス
テムは、キャリッジがインク感知領域になければインク
レベルを感知せず、蓋板２４または視位置を含む開口部
３０、３４の縁とインクレベル９８を識別する必要がな
いようにしている。これもこれから明白になるように、
キャリッジ内の開口部（図示せず）は、キャリッジが光
源１２６からフォトセンサ１２８への視界ラインをその
他の方法で遮るとしても、光が通り抜けるように、視位
置に隣接して設けねばならない。
２に関して移動可能な壁９６によって規定されたインク
レベル９８の位置を感知することができるこのインクレ
ベル感知領域は、常に既知となる、というのも、インク
のカートリッジ２０、キャリッジ１２、および視位置２
８の間の位置関係は常に、プリントヘッドのキャリッジ
におけるカートリッジの固定位置のために既知であるか
らである。これにより、キャリッジ、従って視位置、が
インク感知領域にあるときのみ、インクレベルの感知を
することができる。これから明白になるように、本シス
テムは、キャリッジがインク感知領域になければインク
レベルを感知せず、蓋板２４または視位置を含む開口部
３０、３４の縁とインクレベル９８を識別する必要がな
いようにしている。これもこれから明白になるように、
キャリッジ内の開口部（図示せず）は、キャリッジが光
源１２６からフォトセンサ１２８への視界ラインをその
他の方法で遮るとしても、光が通り抜けるように、視位
置に隣接して設けねばならない。
【００２８】上記の他に取り得る方法として、例えばそ
の開口部の幅をキャリッジの動きの方向に関して視位置
２８の開口部３０、３４と同じまたはそれよりも狭い幅
にすることによって、キャリッジ１２は光源１２６から
の光を遮蔽するように働くことができる。従って、光
は、キャリッジがある特定のペンに関連するインク感知
領域にあるときのみにフォトセンサ１２８に達すること
ができる。しかし、この後者の場合には、システムが、
インクレベルを、視位置２８を含む開口部の縁と識別せ
ねばならず、このことにより、キャリッジの動きの向き
を考慮に入れねばならない。
の開口部の幅をキャリッジの動きの方向に関して視位置
２８の開口部３０、３４と同じまたはそれよりも狭い幅
にすることによって、キャリッジ１２は光源１２６から
の光を遮蔽するように働くことができる。従って、光
は、キャリッジがある特定のペンに関連するインク感知
領域にあるときのみにフォトセンサ１２８に達すること
ができる。しかし、この後者の場合には、システムが、
インクレベルを、視位置２８を含む開口部の縁と識別せ
ねばならず、このことにより、キャリッジの動きの向き
を考慮に入れねばならない。
【００２９】図示の実施例に戻って、キャリッジ１２が
インクレベル感知領域内に移動すると、インク補充制御
装置１０４によってインクレベルの位置が求められる。
位置は、内部のインク槽６７の移動可能な壁の向こう側
の見えないインクレベル９６が、光源１２６からフォト
センサ１２８への視界ラインに沿って投じられる光のビ
ームを遮るときに、感知される。より正確には、プリン
トヘッドのキャリッジ１２の位置は、インクレベル９８
による遮りのための投じられた光における変化をフォト
センサが検出した時刻において、光学的エンコーダ１０
２が検知する。その時刻におけるインクレベルの位置
は、光源１２６とフォトセンサ１２８の間の直線の位置
に対応することが知られており、その時刻におけるキャ
リッジの位置はキャリッジ位置モニタの光学的エンコー
ダおよびエンコーダ・バー１６によってわかるので、そ
の時刻について、インクレベル９８と搭載されているイ
ンク槽のカートリッジ２０の相対的位置がわかる。プロ
セッサ１０６は、この情報が与えられて、インクレベル
９８を含む移動可能な壁９６の位置とメモリ１０８内に
記憶されているインクレベルのカートリッジのハウジン
グ(ink level cartridge housing)２２の間の既知の関
数関係から、この情報を、その時刻における搭載されて
いる槽内のインク体積と相関させることができる。この
関数関係は、当業者に公知のように、例えば参照用テー
ブルまたはこの関数に近似する数列、または一連の計算
ステップの形式で記憶することができる。
インクレベル感知領域内に移動すると、インク補充制御
装置１０４によってインクレベルの位置が求められる。
位置は、内部のインク槽６７の移動可能な壁の向こう側
の見えないインクレベル９６が、光源１２６からフォト
センサ１２８への視界ラインに沿って投じられる光のビ
ームを遮るときに、感知される。より正確には、プリン
トヘッドのキャリッジ１２の位置は、インクレベル９８
による遮りのための投じられた光における変化をフォト
センサが検出した時刻において、光学的エンコーダ１０
２が検知する。その時刻におけるインクレベルの位置
は、光源１２６とフォトセンサ１２８の間の直線の位置
に対応することが知られており、その時刻におけるキャ
リッジの位置はキャリッジ位置モニタの光学的エンコー
ダおよびエンコーダ・バー１６によってわかるので、そ
の時刻について、インクレベル９８と搭載されているイ
ンク槽のカートリッジ２０の相対的位置がわかる。プロ
セッサ１０６は、この情報が与えられて、インクレベル
９８を含む移動可能な壁９６の位置とメモリ１０８内に
記憶されているインクレベルのカートリッジのハウジン
グ(ink level cartridge housing)２２の間の既知の関
数関係から、この情報を、その時刻における搭載されて
いる槽内のインク体積と相関させることができる。この
関数関係は、当業者に公知のように、例えば参照用テー
ブルまたはこの関数に近似する数列、または一連の計算
ステップの形式で記憶することができる。
【００３０】さらなる１実施例においては、光学的エン
コーダ１０２およびフォトセンサ１２８が生成するデー
タから、システムは単に、キャリッジが光源１２６とフ
ォトセンサ１２８の間の視界ラインを通って動くとき
の、キャリッジ１２の動きの向きおよび速度、および、
検出されるそれぞれの期間の明暗の持続時間を含む検出
される光のパターン、を監視する。キャリッジおよびそ
の上に搭載された例えばカートリッジ１７、１８、１
９、２０、に対応するパターンの要素はわかり、唯一の
変数は、それぞれのカートリッジ内のインクレベル９８
の位置に対応する属性(attributes)である。このように
検出された光のパターンのそれぞれのカートリッジ内の
インクの体積との相関は、ここでまた、先に決定され制
御装置１０４のメモリ１０８内にプログラムされた関数
関係に従う。この相関は、ある特定のカートリッジ２０
が補充を必要とするときを決定するのに用いられ、モニ
タの取り替え(refilling)に用いられることができる。
コーダ１０２およびフォトセンサ１２８が生成するデー
タから、システムは単に、キャリッジが光源１２６とフ
ォトセンサ１２８の間の視界ラインを通って動くとき
の、キャリッジ１２の動きの向きおよび速度、および、
検出されるそれぞれの期間の明暗の持続時間を含む検出
される光のパターン、を監視する。キャリッジおよびそ
の上に搭載された例えばカートリッジ１７、１８、１
９、２０、に対応するパターンの要素はわかり、唯一の
変数は、それぞれのカートリッジ内のインクレベル９８
の位置に対応する属性(attributes)である。このように
検出された光のパターンのそれぞれのカートリッジ内の
インクの体積との相関は、ここでまた、先に決定され制
御装置１０４のメモリ１０８内にプログラムされた関数
関係に従う。この相関は、ある特定のカートリッジ２０
が補充を必要とするときを決定するのに用いられ、モニ
タの取り替え(refilling)に用いられることができる。
【００３１】図示の実施例は、１つの移動可能な壁９６
を有する槽を用いているが、本発明を対向する両側の２
つの移動可能な壁（そしてそれゆえそれらに関連する２
つの視位置）を有するインク槽に適用することができる
ことは明白である。本実施例においては、移動可能な壁
（図示せず）間の距離が槽内のインクの体積に関係す
る。２つの壁の相対的位置が、壁が単一の実施例と同様
に感知されるが、この場合には、ハウジングに関してで
はなく２つの壁の互いに関してである。その後、図示の
実施例と同様に、壁間の距離と、制御装置内に含まれる
体積を関係づける経験的または数学的方法によって前も
って決定され記憶されている関数をベースにして、体積
が決定される。
を有する槽を用いているが、本発明を対向する両側の２
つの移動可能な壁（そしてそれゆえそれらに関連する２
つの視位置）を有するインク槽に適用することができる
ことは明白である。本実施例においては、移動可能な壁
（図示せず）間の距離が槽内のインクの体積に関係す
る。２つの壁の相対的位置が、壁が単一の実施例と同様
に感知されるが、この場合には、ハウジングに関してで
はなく２つの壁の互いに関してである。その後、図示の
実施例と同様に、壁間の距離と、制御装置内に含まれる
体積を関係づける経験的または数学的方法によって前も
って決定され記憶されている関数をベースにして、体積
が決定される。
【００３２】さらなる他の実施例（図示せず）におい
て、２つの移動可能な壁、および移動可能な壁のうちの
１つを見ることができる１つの視位置、を有する槽が設
けられる。２つの移動可能な壁は、インク槽を充填する
または空にするとき、略同一の距離だけ反対方向に移動
する。本実施例は、他の点ではすべて、ハウジング２２
内の１つの移動可能な壁９６を有する槽と同じように機
能するが、２つの壁が一様に移動しないかもしれず、２
つの壁が両方ともハウジング２２に関して単一の方向に
移動するかもしれないので、インクレベルが視位置内で
見られるインクレベルよりも高すぎたり低すぎたりし、
生来的に槽内のインク体積を監視できる正確さの程度が
より低い。
て、２つの移動可能な壁、および移動可能な壁のうちの
１つを見ることができる１つの視位置、を有する槽が設
けられる。２つの移動可能な壁は、インク槽を充填する
または空にするとき、略同一の距離だけ反対方向に移動
する。本実施例は、他の点ではすべて、ハウジング２２
内の１つの移動可能な壁９６を有する槽と同じように機
能するが、２つの壁が一様に移動しないかもしれず、２
つの壁が両方ともハウジング２２に関して単一の方向に
移動するかもしれないので、インクレベルが視位置内で
見られるインクレベルよりも高すぎたり低すぎたりし、
生来的に槽内のインク体積を監視できる正確さの程度が
より低い。
【００３３】動作において、インク体積は、周期的に、
例えばプリンタ１０が完全な１ページを印字する毎に１
度、監視される。搭載されているインク槽内で必要なイ
ンクの最小体積は、例えば、完全な真っ黒にした１ペー
ジを印字するのに必要な体積に対応する。こういったパ
ラメータを例として想定して、最小体積に近づくと、補
充が開始されるが、補充は以下の２つの形式のうちのど
ちらでもあり得る。１）「いっぱい」に対応するあらか
じめ選択した体積に達するまで充填し、充填の間の感知
をより頻繁にすることによる補充、または、２）あらか
じめ選択した最小の体積の限度と「いっぱい」の差に対
応する単なる設定量、または実際に感知された体積をベ
ースにした他の量、であるあらかじめ決定した体積分の
補充。第２の方法であれば、補充しすぎることを緩和す
るための予備容量、および／または体積が理論的にいっ
ぱいに近づく計算によって出した時間におけるレベルの
チェック、を用いることができる。
例えばプリンタ１０が完全な１ページを印字する毎に１
度、監視される。搭載されているインク槽内で必要なイ
ンクの最小体積は、例えば、完全な真っ黒にした１ペー
ジを印字するのに必要な体積に対応する。こういったパ
ラメータを例として想定して、最小体積に近づくと、補
充が開始されるが、補充は以下の２つの形式のうちのど
ちらでもあり得る。１）「いっぱい」に対応するあらか
じめ選択した体積に達するまで充填し、充填の間の感知
をより頻繁にすることによる補充、または、２）あらか
じめ選択した最小の体積の限度と「いっぱい」の差に対
応する単なる設定量、または実際に感知された体積をベ
ースにした他の量、であるあらかじめ決定した体積分の
補充。第２の方法であれば、補充しすぎることを緩和す
るための予備容量、および／または体積が理論的にいっ
ぱいに近づく計算によって出した時間におけるレベルの
チェック、を用いることができる。
【００３４】補充インクは、図示の実施例において、イ
ンクのカートリッジ内の隔壁４０も含む針のコネクタの
針４４の内腔を含む狭窄した毛管を設けることにより、
上述のようにインクのカートリッジ２０の搭載されてい
る内部インク槽内に計量されて入る。理解できるよう
に、供給インク６０にあらかじめ選択した一定の圧力を
かけ、弁６６を開いてインクがインク供給ライン３８を
通って立ち上がり管４８および針のコネクタの針４４を
含む空気タンク４６に流入するようにすることで、空気
タンクの立ち上がり管内に大気圧より高い圧力を与え
る。さらに理解できるように、この選択された値のイン
ク供給圧力において、既知の時間内に既知の直径および
長さの針４４の毛管を既知の体積のインクが通り抜け
る。この圧力は、充填速度を低速にし、圧力調整装置７
２によって内部インク槽８２内の負圧が維持されるよう
に選択される。さらに理解できるように、毛管は、例え
ば印字キャリッジおよび供給ラインの移動や弁６６が開
くことによって引き起こされる周期的な圧力の急激な上
昇が減衰し、毛管を通る流れが制限されて、搭載されて
いるインク槽内の大気圧より低い圧力を維持する圧力調
整装置７２の機能がいかなる時においても弱まらないよ
うな大きさになっている。
ンクのカートリッジ内の隔壁４０も含む針のコネクタの
針４４の内腔を含む狭窄した毛管を設けることにより、
上述のようにインクのカートリッジ２０の搭載されてい
る内部インク槽内に計量されて入る。理解できるよう
に、供給インク６０にあらかじめ選択した一定の圧力を
かけ、弁６６を開いてインクがインク供給ライン３８を
通って立ち上がり管４８および針のコネクタの針４４を
含む空気タンク４６に流入するようにすることで、空気
タンクの立ち上がり管内に大気圧より高い圧力を与え
る。さらに理解できるように、この選択された値のイン
ク供給圧力において、既知の時間内に既知の直径および
長さの針４４の毛管を既知の体積のインクが通り抜け
る。この圧力は、充填速度を低速にし、圧力調整装置７
２によって内部インク槽８２内の負圧が維持されるよう
に選択される。さらに理解できるように、毛管は、例え
ば印字キャリッジおよび供給ラインの移動や弁６６が開
くことによって引き起こされる周期的な圧力の急激な上
昇が減衰し、毛管を通る流れが制限されて、搭載されて
いるインク槽内の大気圧より低い圧力を維持する圧力調
整装置７２の機能がいかなる時においても弱まらないよ
うな大きさになっている。
【００３５】充填速度を低速にすることにより、上述の
充填の間にインク体積を監視することもまた可能にな
る。この監視は数秒、または、補充の間印字が継続して
いる場合には、あらかじめ選択した印字行数をカウント
することによって規定される期間ごとに行うことができ
る。クロック１１０がインク補充制御装置１０４内に設
けられており、１実施例におけるいかなる必要なタイミ
ング機能も果たす。さらなる１実施例において、制御装
置が毛管を通る既知の速度を用いて、供給インクが加圧
される期間を計ることによって、選択された体積のイン
クを搭載されている槽８２に加えることができる。
充填の間にインク体積を監視することもまた可能にな
る。この監視は数秒、または、補充の間印字が継続して
いる場合には、あらかじめ選択した印字行数をカウント
することによって規定される期間ごとに行うことができ
る。クロック１１０がインク補充制御装置１０４内に設
けられており、１実施例におけるいかなる必要なタイミ
ング機能も果たす。さらなる１実施例において、制御装
置が毛管を通る既知の速度を用いて、供給インクが加圧
される期間を計ることによって、選択された体積のイン
クを搭載されている槽８２に加えることができる。
【００３６】選択された量のインクを計量して搭載され
ているインク槽に入れるのに十分な時間が経過すると、
および／またはシステムが槽８２内にいっぱいの体積の
インクを感知すると、圧力のアクチュエータ１１４およ
びポンプ６４が停止し、弁６６が閉じ、または閉じられ
て、搭載されている供給インクを密封する。このように
供給インクを密封することにより、インク補充とインク
補充の間の期間にわたって、搭載されている槽内の大気
圧より低い圧力が維持される。
ているインク槽に入れるのに十分な時間が経過すると、
および／またはシステムが槽８２内にいっぱいの体積の
インクを感知すると、圧力のアクチュエータ１１４およ
びポンプ６４が停止し、弁６６が閉じ、または閉じられ
て、搭載されている供給インクを密封する。このように
供給インクを密封することにより、インク補充とインク
補充の間の期間にわたって、搭載されている槽内の大気
圧より低い圧力が維持される。
【００３７】前述したように、空気タンク４６により、
インク供給チューブ３８を通過するいかなる空気も、空
気弁の膜５０にぶつかって立ち上がり管４８内に蓄積す
る。供給インクの加圧の間、空気タンク内の圧力によっ
て、この捕らえられた空気が膜を通り空気タンクの蓋板
５２の開口部５４を通ってシステムの外に押し出され
る。空気弁は、例えば空気を閉め出す液体層５７を膜５
０の上に設けることにより、空気が空気弁を反対向きに
通り抜けないように構成されている。かかる液体層は、
グリコールまたは通常のプリンタの動作条件の下で蒸発
しないその他の物質で形成することができる。または、
あるいはかかる液体層を設けることと共同で、一方向逆
止弁（ダックビル、バイアスして閉じた(biased-close
d)フラッパ弁等）を蓋５２に組み込んで、補充の間に空
気が立ち上がり管４８から押し出されかかる弁を通る間
以外はそこを通って空気が逃げないように開口部５４を
密封する。従って、空気弁５０は、搭載されている槽内
の大気圧より低い圧力に逆らって真空を保持し、針４４
の毛管を通ってインクを引き出す結果につながるが、シ
ステムは、他の点では、インク供給ライン３８内の弁６
６が閉じていることにより、シールされている。かかる
膜の材料は、多数のメーカから商業的に入手可能であ
る。例えば、ゴアテックス（テフロン微小孔材に対する
W. L. Gore & Associatesの登録商標）を用いることが
できる。前述のとおり、ダックビルまたはフラッパ弁等
の逆止弁（図示せず）をシステムの膜の外側に付け加え
て、システム内の負圧の維持をさらに保証することがで
き、または膜の代わりにさえすることができる。
インク供給チューブ３８を通過するいかなる空気も、空
気弁の膜５０にぶつかって立ち上がり管４８内に蓄積す
る。供給インクの加圧の間、空気タンク内の圧力によっ
て、この捕らえられた空気が膜を通り空気タンクの蓋板
５２の開口部５４を通ってシステムの外に押し出され
る。空気弁は、例えば空気を閉め出す液体層５７を膜５
０の上に設けることにより、空気が空気弁を反対向きに
通り抜けないように構成されている。かかる液体層は、
グリコールまたは通常のプリンタの動作条件の下で蒸発
しないその他の物質で形成することができる。または、
あるいはかかる液体層を設けることと共同で、一方向逆
止弁（ダックビル、バイアスして閉じた(biased-close
d)フラッパ弁等）を蓋５２に組み込んで、補充の間に空
気が立ち上がり管４８から押し出されかかる弁を通る間
以外はそこを通って空気が逃げないように開口部５４を
密封する。従って、空気弁５０は、搭載されている槽内
の大気圧より低い圧力に逆らって真空を保持し、針４４
の毛管を通ってインクを引き出す結果につながるが、シ
ステムは、他の点では、インク供給ライン３８内の弁６
６が閉じていることにより、シールされている。かかる
膜の材料は、多数のメーカから商業的に入手可能であ
る。例えば、ゴアテックス（テフロン微小孔材に対する
W. L. Gore & Associatesの登録商標）を用いることが
できる。前述のとおり、ダックビルまたはフラッパ弁等
の逆止弁（図示せず）をシステムの膜の外側に付け加え
て、システム内の負圧の維持をさらに保証することがで
き、または膜の代わりにさえすることができる。
【００３８】他の実施例において、所望の量のインクが
計量されて搭載されている槽６７に入ると、ポンプ６４
が逆転して、供給ライン３８内の圧力が減少して大気圧
より低くなる。コネクタの隔壁４０が搭載されている槽
の一番上の部分に配置されているので、槽６７内に導入
されたいかなる空気も、コネクタに隣接して集まる。圧
力が真空に転じると、集まった空気は針４４を通って引
き出され空気タンク４６に入る、または、供給ライン３
８を通って例えば供給インク６０に結合した搭載されて
いない空気タンク（図示せず）に行く。
計量されて搭載されている槽６７に入ると、ポンプ６４
が逆転して、供給ライン３８内の圧力が減少して大気圧
より低くなる。コネクタの隔壁４０が搭載されている槽
の一番上の部分に配置されているので、槽６７内に導入
されたいかなる空気も、コネクタに隣接して集まる。圧
力が真空に転じると、集まった空気は針４４を通って引
き出され空気タンク４６に入る、または、供給ライン３
８を通って例えば供給インク６０に結合した搭載されて
いない空気タンク（図示せず）に行く。
【００３９】次に図６を参照して、インクレベル９８の
感知の正確さを増すために、光源１２６は十分小さくす
るべきであり、さらに、フォトセンサ（図示せず）は感
知される光における変化を高い信頼性で検出する、すな
わちインクレベル９８の同じあらかじめ選択された位置
において、好ましくは簡単にするために光源とフォトセ
ンサの間の仮想直線の位置において、一致して「作動」
する、ような大きさになっている、ということが理解で
きる。理解できるように、フォトセンサのこの作動は、
視位置２８のある部分が光源からフォトセンサへのこの
仮想線によって横断されるある瞬間に起こる。実例で説
明する目的のために、これは、カートリッジ２０がキャ
リッジ（図示せず）とともに図６に見られるように左か
ら右へ１３２の方向に動いているとき、線１３３に対応
する前縁が線１２１と１２３の間の部分１２０内にある
ときに起こる。前述のとおり、この空間１２０の幅は、
視位置２８の幅に対応する、線１３１と線１３３の間の
幅１３０に等しい。
感知の正確さを増すために、光源１２６は十分小さくす
るべきであり、さらに、フォトセンサ（図示せず）は感
知される光における変化を高い信頼性で検出する、すな
わちインクレベル９８の同じあらかじめ選択された位置
において、好ましくは簡単にするために光源とフォトセ
ンサの間の仮想直線の位置において、一致して「作動」
する、ような大きさになっている、ということが理解で
きる。理解できるように、フォトセンサのこの作動は、
視位置２８のある部分が光源からフォトセンサへのこの
仮想線によって横断されるある瞬間に起こる。実例で説
明する目的のために、これは、カートリッジ２０がキャ
リッジ（図示せず）とともに図６に見られるように左か
ら右へ１３２の方向に動いているとき、線１３３に対応
する前縁が線１２１と１２３の間の部分１２０内にある
ときに起こる。前述のとおり、この空間１２０の幅は、
視位置２８の幅に対応する、線１３１と線１３３の間の
幅１３０に等しい。
【００４０】１実施例において、フォトセンサ１２８
は、キャリッジ１２がインクレベル感知領域内にあると
きに作動「できるようになる」が、他の時には作動でき
ない、というようにしてもよい。これにより、先に説明
したとおり、例えば蓋板２４またはハウジング１２２に
おける第１および第２のスロット３０、３４の縁１３４
の通過に応じたフォトセンサの作動によって生じるノイ
ズ信号が除去される。
は、キャリッジ１２がインクレベル感知領域内にあると
きに作動「できるようになる」が、他の時には作動でき
ない、というようにしてもよい。これにより、先に説明
したとおり、例えば蓋板２４またはハウジング１２２に
おける第１および第２のスロット３０、３４の縁１３４
の通過に応じたフォトセンサの作動によって生じるノイ
ズ信号が除去される。
【００４１】図７および図８を参照して、移動可能な壁
９６が水平方向に向いている他の実施例を示す。ここ
で、同じ参照番号は前述の実施例における対応する要素
を表し、一般的に、上記説明がこのさらなる実施例の説
明および動作にも当てはまるということが理解されよ
う。しかし、この移動可能な壁は垂直に、それゆえキャ
リッジ１２および搭載されているインク槽のカートリッ
ジ２０の動きの方向とは直角に移動する。本実施例にお
いて、インクレベル９８の位置は、垂直方向に向いてい
るとびとびのフォトセンサ（例えば１３８、１３９、１
４０）の直線状の光線１３６で検出することができる。
視位置２８が移動してインクレベル感知領域１２０に入
ると、一番上のフォトセンサのみが作動し、列の一番下
のフォトセンサはインクレベル９８の位置に対応して作
動される。ここでもまた、図示のインクレベル感知領域
１２０は、視位置２８の前縁が図８の左から右へ１３２
の向きに移動する部分に一致する。他の図示のインク感
知領域１６０は、搭載されているインク槽のカートリッ
ジ２０の反対方向への移動に一致する。しかし、理解さ
れるように、垂直方向に向いている一連の点（十分小さ
いセンサで近似させる）とは対照的に、列が幅寸法１６
２を有する場合、視位置２８の開口部の幅同様に列の幅
を考慮に入れなければならない。
９６が水平方向に向いている他の実施例を示す。ここ
で、同じ参照番号は前述の実施例における対応する要素
を表し、一般的に、上記説明がこのさらなる実施例の説
明および動作にも当てはまるということが理解されよ
う。しかし、この移動可能な壁は垂直に、それゆえキャ
リッジ１２および搭載されているインク槽のカートリッ
ジ２０の動きの方向とは直角に移動する。本実施例にお
いて、インクレベル９８の位置は、垂直方向に向いてい
るとびとびのフォトセンサ（例えば１３８、１３９、１
４０）の直線状の光線１３６で検出することができる。
視位置２８が移動してインクレベル感知領域１２０に入
ると、一番上のフォトセンサのみが作動し、列の一番下
のフォトセンサはインクレベル９８の位置に対応して作
動される。ここでもまた、図示のインクレベル感知領域
１２０は、視位置２８の前縁が図８の左から右へ１３２
の向きに移動する部分に一致する。他の図示のインク感
知領域１６０は、搭載されているインク槽のカートリッ
ジ２０の反対方向への移動に一致する。しかし、理解さ
れるように、垂直方向に向いている一連の点（十分小さ
いセンサで近似させる）とは対照的に、列が幅寸法１６
２を有する場合、視位置２８の開口部の幅同様に列の幅
を考慮に入れなければならない。
【００４２】または、単一のフォトセンサ（図示せず）
を、インクレベル９８が選択した最小のインク体積に対
応するあらかじめ選択した位置よりも低くなるときに作
動するように配置することもできる。こうすると、この
選択した最小の体積と「いっぱい」の体積の間の体積の
差に等しい量のインクの補充が開始される。第２の単一
のフォトセンサ（図示せず）を設けていっぱいになった
状態を検出することができる。
を、インクレベル９８が選択した最小のインク体積に対
応するあらかじめ選択した位置よりも低くなるときに作
動するように配置することもできる。こうすると、この
選択した最小の体積と「いっぱい」の体積の間の体積の
差に等しい量のインクの補充が開始される。第２の単一
のフォトセンサ（図示せず）を設けていっぱいになった
状態を検出することができる。
【００４３】当業者であれば、本明細書で開示された本
発明の好適な実施例から様々の変更をすることができ、
保護の範囲は添付の特許請求の範囲の限定によってのみ
規定されるよう意図されている、ということを容易に理
解するであろう。
発明の好適な実施例から様々の変更をすることができ、
保護の範囲は添付の特許請求の範囲の限定によってのみ
規定されるよう意図されている、ということを容易に理
解するであろう。
【図１】本発明の環境を示す、コンピュータが駆動する
プリンタの斜視図である。
プリンタの斜視図である。
【図２】本発明によるプリントヘッドのカートリッジ
と、接続された搭載されていない供給インクの、斜視図
である。
と、接続された搭載されていない供給インクの、斜視図
である。
【図３】つぶれることのできるインク槽の構造を含む熱
インク・ジェット・プリンタ用のプリントヘッドのイン
クのカートリッジの分解斜視図である。
インク・ジェット・プリンタ用のプリントヘッドのイン
クのカートリッジの分解斜視図である。
【図４】コンピュータが駆動するプリンタにおける、本
発明によるインク供給システムを概略的に示す図であ
る。
発明によるインク供給システムを概略的に示す図であ
る。
【図５】一部が立面図である、図３のカートリッジの５
−５線縦断面図である。
−５線縦断面図である。
【図６】図５のカートリッジの立面図である。
【図７】本発明の搭載されたインク槽のプリントヘッド
のカートリッジの他の実施例の図８の７−７線断面図で
ある。
のカートリッジの他の実施例の図８の７−７線断面図で
ある。
【図８】図７のカートリッジの図７の８−８線から見た
立面図である。
立面図である。
１２ ・・・ キャリッジ ２８ ・・・ インク視位置 ６７ ・・・ インク槽 ９８ ・・・ インクレベル １２０ ・・・ インクレベル感知領域 １２６ ・・・ 光源 １２８ ・・・ フォトセンサ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 トフィフ・コーダパナ アメリカ合衆国カリフォルニア州サンディ エゴ、ソセロ・コート 11156 (72)発明者 デイヴィッド・ダブリュー・スワンソン アメリカ合衆国カリフォルニア州エスコン ディード、フェリリタ・ロード 2750 (72)発明者 ジェイムス・イー・クラーク アメリカ合衆国オレゴン州アルバニー、ノ ース・ウエスト・ブランブルウッド・レイ ン 4771
Claims (27)
- 【請求項１】移動可能なプリントヘッドのキャリッジを
有するコンピュータが駆動するプリンタにおけるプリン
タのキャリッジに搭載されたインク槽のインクレベルを
感知する方法において、 ａ．ハウジング、およびインク槽内のインクの体積に関
係するインクレベルを観察することができるインク視位
置を含む前記ハウジング内の不連続、を有するインク槽
を設ける段階、 ｂ．前記インク槽が前記キャリッジと共にその中を通っ
て動くインク感知領域を設ける段階、 ｃ．前記インク槽を、前記インク体積感知領域の中を通
って移動する段階、 ｄ．前記インク槽の前記インク体積感知領域の中を通る
道を横切る向きで、前記槽が前記インク体積感知領域の
中を通って移動するときに前記インク槽のインク視位置
上への向きの、光のビームを設ける段階、 ｅ．前記光のビームを検出するセンサを設ける段階、 ｆ．前記キャリッジおよび前記槽の位置を検出する段
階、 ｇ．前記インク槽内のインクレベルによって検出される
光が変わる、前記光のビームを検出する段階を含む方
法。 - 【請求項２】前記インク槽内のインクレベルの感知にお
いて得られたインクレベル情報をベースにして前記イン
ク槽内のインクの体積を決定する段階をさらに含む、請
求項１に記載の方法。 - 【請求項３】槽がインク体積感知領域の中を通って移動
するとき、前記インク槽視位置上に光ビームが向けられ
インク感知領域を横切って投じられた検出された光にお
ける変化が前記光センサによって検出されるときのキャ
リッジの位置を決定することによって、前記インク槽内
の前記インクレベルをを感知する段階をさらに含む、請
求項１に記載の方法。 - 【請求項４】インクレベルを、インク槽に関して、前記
キャリッジおよびインク槽の動きと平行な方向に移動す
るように構成する段階をさらに含む、請求項３に記載の
方法。 - 【請求項５】ａ．その位置が前記槽内の前記インクレベ
ルと関係する、移動可能な壁を設ける段階、 ｂ．前記槽がインク感知領域の中を通って移動されると
きに前記槽内の前記視位置における移動可能なばね壁の
位置を感知する段階をさらに含む、請求項３に記載の方
法。 - 【請求項６】ａ．前記インク感知領域における既知の固
定位置に単一のフォトセンサを設ける段階、 ｂ．キャリッジおよびインク槽の位置を感知するエンコ
ーダを設ける段階、 ｃ．前記移動可能なばね壁が前記光ビームを遮る点にお
ける、インク槽の相対的な位置およびフォトセンサによ
って検出された移動可能な壁の既知の位置よりインクレ
ベルを決定する段階をさらに含む、請求項５に記載の方
法。 - 【請求項７】前記槽のハウジング内の前記インクレベル
視位置を通して見ることができる移動可能なばね壁を有
するばね袋を前記インク槽のハウジング内に設ける段階
をさらに含む、請求項６に記載の方法。 - 【請求項８】移動可能なばね壁を１つだけ有するばね袋
を設ける段階をさらに含む、請求項７に記載の方法。 - 【請求項９】ａ．移動可能なキャリッジ上以外に配置さ
れた搭載されていない供給インクを設ける段階、 ｂ．前記インク槽内のインクの体積を、搭載されていな
い供給インクから、前記槽内の感知されたインクレベル
をベースにして補充する段階をさらに含む、請求項１に
記載の方法。 - 【請求項１０】ａ．前記搭載されていない供給インクと
前記インク槽の間をつなぐインク供給管路を設ける段
階、 ｂ．前記インク槽と前記搭載されていない供給インクの
間に圧力差を設け、インクが前記インク供給管路を通り
前記搭載されていない供給インクから前記インク槽に流
れるようにする段階をさらに含む、請求項９に記載の方
法。 - 【請求項１１】キャリッジ、インク槽、および供給管路
の移動によって起こる圧力および流れの変動を最小にす
るために、前記柔軟性を有する管路を通り前記インク槽
内へのインクの流れを制限し安定化する段階をさらに含
む、請求項１０に記載の方法。 - 【請求項１２】前記インク槽内へのインクの補充の流れ
の流れ、および圧力および流れの変動を制限するため
に、前記供給インク管路内で前記インク槽に隣接して狭
窄を設ける段階をさらに含む、請求項１１に記載の方
法。 - 【請求項１３】ａ．前記管路内に、前記管路内の空気を
前記空気が前記インク槽に入ることができる前に捕らえ
るように構成された立ち上がり管を設ける段階、 ｂ．前記立ち上がり管内に、空気が通って前記管路から
出ることができるがインクがそこから逃げることは防止
されるように構成された通気孔を設ける段階をさらに含
む、請求項１０に記載の方法。 - 【請求項１４】前記通気孔内に、空気がそこを通って前
記管路から出ることができるが同時にインクがそこから
逃げることは防止されるように構成された膜を設ける段
階をさらに含む、請求項１３に記載の方法。 - 【請求項１５】ａ．前記インク槽内に、少なくとも完全
にインクで覆われた１ページを印字するのに必要な体積
と同じ大きさのインク体積の容量を設ける段階、 ｂ．それぞれのページが印字される毎に１度、前記イン
ク槽内のインクの体積を感知する段階をさらに含む、請
求項９に記載の方法。 - 【請求項１６】ａ．前記管路内で前記インク槽に隣接し
て空気タンクおよび一方向空気弁を設ける段階、 ｂ．空気をタンク内に蓄積することによって空気が前記
インク槽に入ることを防止する段階、 ｃ．空気を前記一方向空気弁を通してタンクから押し出
す段階をさらに含む、請求項９に記載の方法。 - 【請求項１７】空気がそこを通って流れることができる
がインクがそこを通って流れることは防止する膜を含む
一方向空気弁を設ける段階をさらに含む、請求項１６に
記載の方法。 - 【請求項１８】請求項１の方法を実行する手段。
- 【請求項１９】移動可能なプリントヘッドのキャリッ
ジ、プリントヘッドのキャリッジによって運搬されるプ
リントヘッド、キャリッジ位置モニタ、プリントヘッド
のキャリッジによって運搬されプリントヘッドと液体を
伝達するように接続されたキャリッジに搭載されたイン
ク槽、を有するコンピュータが駆動するプリンタ用のイ
ンクレベル感知システムにおいて、 ａ．前記インク槽のハウジングに組み込まれたインクレ
ベルインジケータ視位置、および、その位置がインク槽
内に含まれるインクのレベルに関係する視位置における
観察することができるインクレベルインジケータ、を有
するインク槽のハウジング、 ｂ．その中を通って前記インク槽が前記プリントヘッド
のキャリッジと共に動く、前記インク槽がインク体積感
知領域の中を通って動くときに前記インク槽の道を横切
る向きの、前記槽が前記インク体積感知領域内の１点に
あるときの前記インク槽のインクレベル視位置上に向け
られる光のビームを投じる光源を有するインクレベル感
知領域、および前記光のビームを検出する光検出器、で
あって、前記インクレベル感知領域は、前記光検出器が
検出する投じられた光がインクレベル感知領域の中を通
るインクレベルインジケータの移動および槽のハウジン
グの前記光源から前記検出器への光の道を横断するイン
クレベル視位置の移動に関してインクレベルインジケー
タによって変えられるように構成される、 ｃ．前記位置モニタおよび前記光検出器からの情報信号
を受け取り、前記インク槽内のインクレベルの決定にお
いてかかる情報信号を用いるプロセッサを含む、インク
レベル感知システム。 - 【請求項２０】インク槽のハウジングの位置が、キャリ
ッジ位置モニタによって感知されるキャリッジの位置か
ら決定され、光検出器がインクレベルインジケータを検
出するときのインクレベルインジケータの位置と比較さ
れて、前記槽内のインクレベルが決定されることを特徴
とする、請求項１９に記載のインクレベル感知システ
ム。 - 【請求項２１】インク槽が、インクレベルインジケータ
がインク槽に関して前記プリントヘッドのキャリッジお
よびインク槽の動きと平行な方向に移動するように構成
されていることを特徴とする、請求項２０に記載のイン
クレベル感知システム。 - 【請求項２２】前記インクレベルが前記インクレベル視
位置における向こう側の見えない領域として見られ、前
記光検出器が光電セルであり、前記プロセッサが前記光
源から前記光電セルに投じられる光を遮るときの前記光
が遮られるときに前記インクレベル視位置内の向こう側
の見えない領域の縁の既知の位置を光が遮られるその同
じときのインク槽の位置と比較し、インク槽の位置がプ
リントヘッドのキャリッジのモニタによって供給される
情報信号をベースにしており、インクレベルが得られる
ことを特徴とする、請求項２１に記載のインクレベル感
知システム。 - 【請求項２３】プリントヘッドのキャリッジから離れて
位置し、そこから前記インク槽内にある体積のインクを
前記槽内の感知されたインクの体積をベースにして補充
するように構成されている、搭載されていない供給イン
クをさらに含む、請求項２２に記載のインクレベル感知
システム。 - 【請求項２４】流れおよび圧力の変動を制限するように
構成された流れの制限器をさらに含む、請求項２３に記
載のインクレベル感知システム。 - 【請求項２５】ａ．前記搭載されていない供給インクと
液体を伝達するように接続され空気が前記インク槽に入
ることができる前に前記空気を捕らえるように構成され
た立ち上がり管、 ｂ．空気が通ってそこから出ることはできるがインクが
そこから逃げることは防止するように構成された通気孔
をさらに含む、請求項２４に記載のインクレベル感知シ
ステム。 - 【請求項２６】移動可能なプリントヘッドのキャリッ
ジ、プリントヘッドのキャリッジによって運搬されるプ
リントヘッド、キャリッジ位置モニタ、プリントヘッド
のキャリッジによって運搬されプリントヘッドと液体を
伝達するように接続されたキャリッジに搭載されたイン
ク槽、を有するコンピュータが駆動するプリンタにおい
て、 ａ．前記キャリッジに搭載されたインク槽内のインクレ
ベルインジケータを感知するように構成されたインクレ
ベルモニタであって、（１）その中を通って前記インク
槽が前記プリントヘッドのキャリッジと共に動く、イン
ク体積感知領域、（２）前記インク槽が前記インク体積
感知領域の中を通って動くときに前記インク槽の道を横
切る向きの、前記槽が前記インク体積感知領域内の１点
にあるときの前記インク槽のインクレベル視位置上に向
けられる光のビームを投じる光源、（３）前記インクレ
ベル感知領域が、前記光検出器が検出する投じられた光
がインクレベル感知領域の中を通るインクレベルインジ
ケータの移動に関してインク槽のインクレベル視位置内
に配置されたインクレベルインジケータによって変えら
れるように構成され、前記プリントヘッドのキャリッジ
位置モニタによって感知される１点におけるインクレベ
ルを示すようになっており、前記インクレベル視位置が
前記光源から前記検出器への光の道を横断する、前記光
のビームを検出するように構成された光検出器、（４）
前記位置モニタおよび前記光検出器からの情報信号を受
け取り、前記インク槽内の、プリントヘッドのキャリッ
ジ上のインク槽内のインク体積に関係する、インクのレ
ベルの決定においてかかる情報信号を用いるプロセッサ
をさらに含むインクレベルモニタ、 ｂ．前記インク槽のハウジングに組み込まれたインクレ
ベルインジケータ視位置を有するインク槽のハウジン
グ、 ｃ．その位置がインク槽内に含まれるインクのインクレ
ベルに関係する、視位置において観察することができる
インクレベルインジケータ、 ｄ．インクレベルモニタが前記キャリッジに搭載された
インク槽内のあらかじめ選択した値よりも低いインクレ
ベルを感知するときに起こる、前記キャリッジに搭載さ
れたインク槽内へのインクの補充、のための搭載されて
いない供給インクを含むプリンタ。 - 【請求項２７】移動可能なプリントヘッドのキャリッ
ジ、プリントヘッドのキャリッジによって運搬されるプ
リントヘッド、キャリッジ位置モニタ、を有するコンピ
ュータが駆動するプリンタにおいて、 ａ．キャリッジに搭載されたプリントヘッドおよびプリ
ントヘッドのキャリッジに運搬されオフ・アクシスの(o
ff-axis)供給インクと液体を伝達するように接続された
インク槽のカートリッジであって、（１）第１の側と第
２の側を有する堅いハウジング、それによって前記第１
の側から前記ハウジングの内部を通り前記第２の側への
視界ラインが与えられる視位置を含む不連続、内部周
囲、および前記ハウジング内に一体的に配置されたプリ
ントヘッドと液体を伝達するインクのチャネル、（２）
周縁を有し、前記ハウジングの前記内部周囲にシールす
るように接合され、前記ハウジングと共にハウジング内
で容積を変えることができるインク槽チャンバおよびイ
ンクレベルインジケータを含む前記槽チャンバの移動可
能な壁を形成する、柔軟性を有する不透過性の(impervi
ous)膜状のシート、（３）前記ハウジングと前記膜状の
シートの間に配置され、両方の板の間に配置されたばね
によって離れるようにバイアスされた、圧力調整装置が
前記ハウジングと膜状のシートの間に位置するときには
液体が通って流れるように構成された第１の板、および
前記柔軟性を有する不透過性の膜状のシートと一緒にな
って前記移動可能な壁を形成する第２の板、をさらに含
み、前記ばねが前記両方の板上に圧力を及ぼす場合に
は、前記第１の板が前記ハウジングと力を伝達するよう
に接触し前記第２の板が前記膜状のシートと力を伝達す
るように接触した状態で圧縮状態に保持され、それによ
って前記インク槽チャンバが圧力調整装置によりその可
能な最大の内部容積にバイアスされ、前記インク槽チャ
ンバ内の大気圧より低い圧力を上昇させ、前記インクレ
ベルインジケータの壁の位置が前記ハウジングの外側の
位置から前記視位置において観察することができ、前記
インジケータ壁位置が前記キャリッジに搭載されたイン
ク槽内のインクの体積に関係する、圧力調整装置をさら
に含むカートリッジ、 ｂ．前記キャリッジに搭載されたインク槽内のインクレ
ベルインジケータの壁を感知するように構成されたイン
クレベルモニタであって、（１）その中を通って前記イ
ンク槽が前記プリントヘッドのキャリッジと共に動く、
インク体積感知領域、（２）前記インク槽が前記インク
体積感知領域の中を通って動くときに前記インク槽の道
を横切る向きの、前記槽が前記インク体積感知領域内の
１点にあるときの前記インク槽のインクレベル視位置上
に向けられる光のビームを投じる光源、（３）前記イン
クレベル感知領域が、前記光検出器が検出する投じられ
た光がインクレベル感知領域の中を通るインクレベルイ
ンジケータの移動に関してインク槽のインクレベル視位
置内に配置されたインクレベルインジケータによって変
えられるように構成され、前記プリントヘッドのキャリ
ッジ位置モニタによって感知される１点におけるインク
レベルを示すようになっており、前記インクレベル視位
置が前記光源から前記検出器への光の道を横断する、前
記光のビームを検出するように構成された光検出器、
（４）前記位置モニタおよび前記光検出器からの情報信
号を受け取り、前記インク槽内の、プリントヘッドのキ
ャリッジ上のインク槽内のインクの体積に関係する、イ
ンクのレベルの決定においてかかる情報信号を用いるプ
ロセッサをさらに含むインクレベルモニタ、 ｃ．インクレベルモニタが前記キャリッジに搭載された
インク槽内のあらかじめ選択した値よりも低いインクレ
ベルを感知するときに起こる、前記キャリッジに搭載さ
れたインク槽内へのインクの補充、のための搭載されて
いない供給インク、 ｄ．前記搭載されていない供給インクと前記インク槽の
間をつなぎ、前記インク槽内のインク体積の補充におい
てインクが前記搭載されていない供給インクから前記イ
ンク槽へ管路を通って移される、インク供給管路を含む
プリンタ。
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