JP2006001632A - 液体容器および液体吐出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 収容したインクを有効に利用することができる液体容器、および、液体容器を搭載した液体吐出装置を提供すること。
【解決手段】 インクパック４２のパック背面４５は、ケース上面５８に接着固定され、パック腹面４６の下方には、押圧部材５１を備え、パック腹面４６を押圧する構成となっている。インクパック４２の脇には、ガイド軸４７と、送りねじ４８を備え、送りねじ４８の他端側は、ケース４１の外部に突き出していて、先端部に駆動力受動部５０が設けられている。押圧部材５１の側面には、ナット部４９が設けられており、送りねじ４８と螺合して、いわゆるリードスクリューの構成となっている。駆動力受動部５０に駆動部７０から駆動力を与えることにより、押圧部材５１はインクパックの長手方向に移動する。
【選択図】 図３

Description

本発明は、液体容器および液体容器を搭載した液体吐出装置に関する。

従来、液体吐出ヘッドのノズルから液滴を吐出する液体吐出装置として、インクジェット式プリンタがある。このインクジェット式プリンタには、インクカートリッジをキャリッジ以外の場所に搭載するオフキャリッジタイプのインク供給システムを備えるものがある。

このようなオフキャリッジタイプのインク供給システムに供するインクカートリッジとしては、可撓性の袋（以下、インクパックとする）にインクを充填し、これをプラスチック等のケース内に収容したものが一般的に使用されている。このようなインクカートリッジは、収容インクと外気とをほぼ完全に遮断し、収容インクの品質を維持するのに有効である。

一方で、インクパックを用いた場合には、インクの有効利用量についての不確定性の問題がある。すなわち、インクを消費していく過程において、インクパックのつぶれ方が均一にならず、そのつぶれ方によっては、インクパック内にまだインクが残っているにも拘わらず、その残ったインクを利用できないといった不都合を生じる。

このような課題を解決するための技術として、特許文献１に記載されているように、インクパックをローラで押圧して、パックが均一につぶれるような構成とすることで、インクの有効利用量を高めようとするものがある。

実開昭５４−１１４９５６号公報（第２図）

ところが、特許文献１に記載されているインクカートリッジの場合、以下のような理由により、インクの有効利用量を低下させてしまう恐れがある。
すなわち、ローラによって押圧される部分がしっかりと押し潰されていないと、押圧箇所の隙間を介してインクが自由に移動できることになる。そして、該隙間を挟んで、供給口を含むインクパックの一端側から他端側に、何らかの外的要因によりインクが移動してしまった場合には、そのインクを利用することができないというものである。

本発明は、以上の課題を解決するためになされたもので、収容したインクを有効に利用することができる液体容器、および、液体容器を搭載した液体吐出装置を提供することを目的としている。

上述の目的は、ケース内に液体を貯留する可撓性容器を収容し、前記可撓性容器の少なくとも一面を押圧することで、前記一面の一部を押し潰すように構成された押圧部材を備えた液体容器であって、前記押圧部材を、前記一面に沿って、前記可撓性容器の一端側と他端側の間を移動可能にする押圧部材移動手段を備え、前記押圧部材移動手段が前記ケースの外部から駆動可能となるように構成されていることを特徴とする、液体容器により達成される。

この液体容器は、可撓性容器の少なくとも一面を押圧して該容器を押し潰している押圧部材が、押圧部材移動手段によって移動可能となっており、押圧部材移動手段を液体容器の外部から駆動可能なように構成されている。
この構成によれば、押圧部材による可撓性容器の押圧箇所を、外部駆動によって可撓性容器の一端側から他端側にかけて自由に移動させることができる。この結果、以降で記載する様々な効果を得ることができる。特に、押圧部材の押圧箇所を挟んで、供給口を含む可撓性容器の一端側から他端側に、何らかの外的要因によりインクが移動してしまったとしても、液体容器の外部から押圧部材移動手段を駆動して、押圧部材の位置を該他端側へ戻すことにより、そのようなインクを再度、該一端側へ押し出すことができる。

上述の目的を達成するための液体容器は、前記ケース外部からの駆動力を受けて、前記押圧部材移動手段に前記駆動力を伝達する駆動力受動部を、前記ケースの外部に露出して備えることを特徴とする。

この構成によれば、液体容器外部からの駆動力を駆動力受動部によって直接的に且つ効率よく押圧部材移動手段に伝達することができる。

上述の目的を達成するための液体容器は、前記押圧部材ないし前記押圧部材移動手段に機械的に接続されて、前記ケースの外部に露出して設けられた位置表示手段であって、前記一端側と前記他端側の間における前記押圧部材の、前記ケースに対応する位置を示す、位置表示手段を備えることを特徴とする。

この構成によれば、液体容器外部に露出した位置表示手段によって、可撓性容器の一端側から他端側にかけての押圧部材の位置を知ることができる。この構成の液体容器はさらに、後述する押圧部材移動手段の外部駆動と組み合わせることにより、位置表示手段のケースにおける位置と連動させた液体残量を、外部から知ることができるようになる。

上述の目的を達成するための液体容器は、前記可撓性容器の前記一端には、前記液体を導出させるための供給口を備え、前記液体容器は、前記駆動力を発生する駆動部を備える液体吐出装置に搭載されるものであって、前記駆動部からの駆動力を受けて前記押圧部材移動手段が駆動され、前記液体容器が前記液体吐出装置に搭載された状態において、前記駆動部が制御されることにより、前記押圧部材は前記一端側へ移動した位置から前記他端近傍に移動し、前記押圧部材移動手段が前記他端近傍まで移動した後に、前記押圧部材は、前記一端側に移動するように駆動されることを特徴とする。

この構成によれば、押圧部材の押圧箇所を挟んで、供給口を含む可撓性容器の一端側から他端側に、何らかの外的要因によりインクが移動してしまったとしても、押圧部材の位置を該他端近傍にまで戻すことにより、そのようなインクを再度、供給口の側へ押し戻すことができる。

上述の目的を達成するための液体容器は、前記液体吐出装置に前記液体容器が搭載された状態において、前記液体吐出装置により、前記押圧部材が、前記他端近傍から前記一端側へ移動する場合において、当該移動の開始から、当該移動によって変化する前記可撓性容器内の液圧が所定値を超えた時点までの、前記駆動部が発生させた駆動量を検出することにより、前記押圧部材は、当該時点における前記一端側と前記他端側の間における位置情報を取得されることを特徴とする。

このような液体容器の望ましい態様は、例えば、次である。すなわち、インク容器前記液体吐出装置に前記液体容器が搭載された状態において、前記液体吐出装置により、前記押圧部材が、前記他端近傍から前記一端側へ移動する場合において、当該移動の開始から、当該移動によって変化する前記押圧部材が前記可撓性容器から受ける反力が所定値を超えた時点までの、前記駆動部が発生させた駆動量を検出することにより、前記押圧部材は、当該時点における前記一端側と前記他端側の間における位置情報を取得されることを特徴とする。
または、インク容器前記液体吐出装置に前記液体容器が搭載された状態において、前記液体吐出装置により、前記押圧部材が、前記他端近傍から前記一端側へ移動する場合において、当該移動の開始から、当該移動によって変化する前記押圧部材移動手段の駆動負荷が所定値を超えた時点までの、前記駆動部が発生させた駆動量を検出することにより、前記押圧部材は、当該時点における前記一端側と前記他端側の間における位置情報を取得されることを特徴とする。
または、インク容器前記液体吐出装置に前記液体容器が搭載された状態において、前記液体吐出装置により、前記押圧部材が、前記他端近傍から前記一端側へ移動する場合において、当該移動の開始から、前記押圧部材駆動手段の駆動が停止した時点までの、前記駆動部が発生させた駆動量を検出することにより、前記押圧部材は、当該時点における前記一端側と前記他端側の間における前記押圧部材の位置情報を取得されることを特徴とする。

押圧部材が可撓性容器の他端側から一端側へ移動するにつれて、可撓性容器は押圧部材によって押し潰され、可撓性容器内の液圧が上昇する。このときの液圧は、押圧部材の可撓性容器の他端側から一端側にかけての位置と、可撓性容器内の液体残量によって一義的に決まるので、逆に、該液圧の情報と押圧部材の該位置の情報を得ることで、液体残量を知ることができる。
これらの液体容器の構成によれば、液体残量を知るための可撓性容器内の液圧情報と押圧部材の位置情報のうち少なくとも一方を、間接的に知ることができるので、これらの情報を得るための特別な部品等を増やすことなく、簡単な構成の液体容器を提供することができる。

上述の目的を達成するための液体容器は、ケース内に液体を貯留する可撓性容器を収容し、前記可撓性容器の少なくとも一面を押圧することで、前記一面の一部を押し潰すように構成された押圧部材を備えた液体容器であって、前記押圧部材を、前記一面に沿って、前記可撓性容器の一端側と他端側の間を移動可能にする押圧部材移動手段を備え、前記液体容器が液体吐出装置に搭載された状態において、前記一面は、略鉛直方向下向きの面であることを特徴とする。

この液体容器においては、押圧部材は、可撓性容器の鉛直下向きの面を押圧することで、可撓性容器を押し潰す構成となっている。この構成によれば、押圧箇所を挟んだ可撓性容器の一端側と他端側の領域において、その箇所の隙間を介して、可撓性容器内の液体が自由に移動しにくくなる。すなわち、該隙間は、可撓性容器内において高い位置に存在するため、位置エネルギーの障壁として作用し、液体は該隙間を介して移動しにくくなる。

上述の目的は、ケース内に液体を貯留する可撓性容器を収容し、前記可撓性容器の少なくとも一面を押圧することで、前記一面の一部を押し潰すように構成された押圧部材を備えた液体容器、を搭載した液体吐出装置であって、前記押圧部材を、前記一面に沿って、前記可撓性容器の一端側と他端側の間を移動可能にする押圧部材移動手段と、前記押圧部材移動手段を前記液体容器の外部から駆動する駆動部と、前記押圧部材移動手段を駆動するために行う、前記駆動部の駆動動作を制御する駆動制御部と、を備えることを特徴とする、液体吐出装置により達成される。
この液体吐出装置に搭載される液体容器は、可撓性容器の少なくとも一面を押圧して該容器を押し潰している押圧部材が、押圧部材移動手段によって移動可能となっており、押圧部材移動手段を液体容器の外部から駆動可能なように構成されている。
この構成によれば、押圧部材による可撓性容器の押圧箇所を駆動部の駆動によって駆動可能であり、この駆動部は駆動制御部によって制御されるため、駆動制御部の働きで可撓性容器の一端側から他端側にかけて自由に移動させることができる。この結果、上述したような様々な効果を得ることができる。特に、押圧部材の押圧箇所を挟んで、供給口を含む可撓性容器の一端側から他端側に、何らかの外的要因によりインクが移動してしまったとしても、液体容器の外部から押圧部材移動手段を駆動して、押圧部材の位置を該他端側へ戻すことにより、そのようなインクを再度、該一端側へ押し出すことができる。

上述の目的を達成するための液体吐出装置は、前記駆動制御部は、前記駆動動作において前記駆動部に与えるパワー量情報を生成するための、パワー量情報生成手段と、前記パワー量情報を監視するパワー量情報監視手段と、前記駆動動作において、前記駆動部が出力した駆動量を取得する駆動量取得手段と、を備えることを特徴とする。

押圧部材移動手段の駆動により、押圧部材が可撓性容器の供給口を含む一端側に移動すると、押圧部材は可撓性容器を押し潰しつつ、可撓性容器内のインクを該一端側へ押し出す働きをする。このとき該一端側の液圧は上昇を続け、その反力として、押圧部材は可撓性容器から負荷を受ける。この負荷の上昇に伴い、駆動制御部が駆動部に与えるパワー量（電流量など）も上昇する。
この構成によれば、このパワー量情報を監視することで、間接的に、押圧部材が可撓性容器から受ける当該反力、ひいては可撓性容器内の液圧を監視することができる。また、駆動動作において駆動部が出力した駆動量を、駆動量取得手段から得ることで、押圧部材の位置を知ることができる。そして、該負荷は、可撓性容器内の液量と押圧部材の位置によって一義的に決まるので、逆に、該負荷の情報と押圧部材の位置情報から、可撓性容器内の液量を正確に知ることができる。すなわち、液体残量を知るための可撓性容器内の液圧情報と押圧部材の位置情報の両方を、間接的に知ることができるので、液体容器に特別なセンサ等を設ける必要がなく、簡単な構成で、安価な液体容器を提供することができる。

上述の目的は、ケース内に液体を貯留する可撓性容器を収容し、前記可撓性容器の少なくとも一面を押圧することで、前記一面の一部を押し潰すように構成された押圧部材を備えた液体容器、を搭載した液体吐出装置であって、前記押圧部材を、前記一面に沿って、前記可撓性容器の一端側と他端側の間を移動可能にする押圧部材移動手段を備え、前記一面は、前記液体吐出装置を使用する設置状態において、略鉛直方向下向きの面であることを特徴とする、液体吐出装置により達成される。

この構成において、押圧部材は、可撓性容器の鉛直下向きの面を押圧することで、可撓性容器を押し潰す構成となっている。この構成によれば、押圧箇所を挟んだ可撓性容器の一端側と他端側の領域において、その箇所の隙間を介して、可撓性容器内の液体が自由に移動しにくくなる。すなわち、該隙間は、可撓性容器内において高い位置に存在するため、位置エネルギーの障壁として作用し、液体は該隙間を介して移動しにくくなる。

以下、本発明の好適な実施の形態を添付図面に基づいて詳細に説明する。
なお、以下に述べる実施の形態は、本発明の好適な具体例であるから、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの形態に限られるものではない。

まず、図１および図２を参照して、液体吐出装置の全体構成の説明を行う。
図１は、本発明に係る液体吐出装置の一例を表す概略斜視図である。
液体吐出装置としてのプリンタ１０は、設置面１５を底面として、水平な台上に設置され、その外観として、外部ケース１１と、印刷用紙を収納する給紙カセット１２と、印刷した用紙を排出する排紙トレー１３とを有する。

プリンタ１０の上面には凹部１４が設けられていて、色材等を含んだ液体（以下、インクとする）を収容した液体容器としてのインクカートリッジ４０を収納するようになっている。凹部１４の内面には、供給針１６〜１９が設けられていて、それぞれの供給針は、供給管２０〜２３に接続している。
尚、プリンタ１０は、含まれる色材の異なった数種のインクを使用するようになっており、本実施形態においては、ブラック、マゼンタ、シアン、イエローの４色のインクを含んだインクカートリッジを使用する。上述した複数の供給針および供給管は、各色のインクカートリッジに対応して設けられている。
凹部１４には、さらに、駆動部７０が設けられている。駆動部７０は、インクカートリッジ４０の外部に露出して設けられた駆動力受動部５０と連結して、カートリッジ内部の機構を動作させる（詳しくは後述する）ためのものであり、図示しない駆動機構によって、両頭矢印Ｓの方向に移動可能となっている。駆動部７０もまた、各色のインクカートリッジに対応して設けられている。

以上の構成において、インクカートリッジ４０の装着は、次のように行われる。
まず、装着に先立って、操作パネル３４によってカートリッジ装着／交換の命令操作を行う。このとき、駆動部７０は、図示しない駆動機構の働きによって、Ｙ２方向に退避する。
この状態において、インクカートリッジ４０を図１に示すようにカートリッジ載置部３２上に置き、Ｙ１方向へスライドさせることで、インクカートリッジ４０の供給口（図示せず）と供給針１６とが結合する。
インクカートリッジ４０の供給口と供給針１６との結合を確認したら、再度、操作パネル３４によってカートリッジ装着／交換の命令操作を行う。このとき、駆動部７０は、図示しない駆動機構の働きによって、Ｙ１方向へ移動し、インクカートリッジ４０の駆動力受動部５０と連結（詳しくは後述する）する。

図２は、プリンタ１０の内部構造を示す概略平面図である。プリンタ１０はフレーム３５ａ，３５ｂ，３５ｃを備えていて、フレーム３５ｂの背面から矢印Ｐに沿って用紙が給紙され、プラテン３３上で印字がなされ、矢印Ｑに沿って用紙が排出される構成となっている。

プラテン３３の上方には、図示しない印字ヘッドを搭載するキャリッジ２８を備えている。キャリッジ２８は、キャリッジガイド軸３１によって支持され且つ規定されて、キャリッジ駆動モータ３０により、ベルト２９を介して、Ｘ１−Ｘ２方向に沿って往復運動できるようになっている。
印字ヘッド（図示せず）上には、サブタンク２４〜２７がマウントされており、サブタンクと印字ヘッドとは図示しないインク連通路によって接続されている。サブタンク２４〜２７は、上述した供給管２０〜２３によって、インクカートリッジに接続されている。

以上の構成において、インクカートリッジ４０から印字ヘッド（図示せず）へのインク供給は、次のようになされる。
インクカートリッジ４０は、図１に示すようにプリンタ１０の上方に収納されるようになっており、サブタンク２４よりも高い位置にある。このため、この位置水頭差によって、さらには、後述する加圧動作によって、インクカートリッジ４０内のインクは、供給針１６、供給管２０を通って、図２に示すサブタンク２４に強制的に供給される。このような強制的な供給は、供給管２０内で発生する損失水頭による供給不足を解消するために有効である。
サブタンク２４は、インクカートリッジ４０から加圧状態で供給されてきたインクの供給圧力を調節する機能を備えている。この圧力調節機能の働きで、適度な負圧の状態で印字ヘッドへインクを供給することができ、印字ヘッドのノズル開口部には、適度なメニスカスが形成される。

次に、図３および図４を参照して、インクカートリッジおよび駆動部の内部構造ついて説明する。図３は、インクカートリッジをプリンタに装着した場合において、インクカートリッジ周辺の詳細を示す概略斜視図であり、図４は、インクカートリッジ内部の一部を示す概略平面図である。
図３において、インクカートリッジ４０は、ポリプロピレン等で成型されたケース４１内に、可撓性容器としてのインクパック４２を収納している。インクパック４２は、例えば、アルミ箔を中間層として２枚のフィルムにより挟み込んだアルミラミネートフィルムで、袋状に形成されている。インクパック４２は、図示するようにＹ１−Ｙ２方向にやや長く、Ｚ１−Ｚ２方向に扁平な形状をしており、短辺の一端側が溶着されて後端溶着部４４を形成し、短辺の他端側にはプラスチック成形品からなる供給口４３が熱溶着等によって取り付けられている。

インクパック４２のパック背面４５および後端溶着部４４は、ケース上面５８に両面粘着テープ（図示せず）等によって接着固定されている。インクパック４２のパック腹面４６は、ケース底面５９から離れた状態となっている。
図３および図４において、インクパック４２のパック腹面４６の下方（Ｚ２方向）には、押圧部材５１を備えている。押圧部材５１は、図３および図４に示すように、表面が滑らかな円筒形状の部材であり、例えば、ポリエチレン等を成型してつくられている。押圧部材５１は、インクパック４２の短辺よりも長い範囲で、該短辺の方向（Ｘ１−Ｘ２方向）にわたってパック腹面４６を押圧する構成となっている。すなわち、押圧部材５１により、インクパック４２は、短辺方向全体にわたって均一に押し潰される。

図３および図４において、インクパック４２の脇には、インクパック４２の長手方向（Ｙ１−Ｙ２方向）に沿ってガイド軸４７と、送りねじ４８を備えている。ガイド軸４７はなめらかな表面を有した円柱状の部材であり、例えば、ポリプロピレン等を成型してつくられている。ガイド軸４７は、押圧部材５１の側面に設けられたガイド受け６１を貫通し、押圧部材５１を支持すると共に、押圧部材５１の移動方向をガイド軸４７の軸方向であるＹ１−Ｙ２方向に規定している。
送りねじ４８は表面がねじ切りされた円柱状の部材であり、例えば、ポリプロピレン等を成型してつくられている。送りねじ４８の一端側は、ねじ軸受け６０によって回転可能に支持されている。また、その他端側は、図示しない軸受けに支持された状態で、ケース４１の外部に突き出していて、先端部に駆動力受動部５０が設けられている。押圧部材５１のガイド受け６１と反対側の側面には、ナット部４９が設けられており、送りねじ４８と螺合して、いわゆるリードスクリューの構成となっている。ナット部４９と送りねじ４８によるリードスクリューの構成は、押圧部材をＹ１−Ｙ２方向に移動可能にするための押圧部材移動手段６２としての機能を果たす。
以上の構成において、駆動力受動部５０にインクカートリッジ外部から駆動力を与えることにより、押圧部材移動手段６２が駆動し、押圧部材５１をインクカートリッジ４０の長手方向（Ｙ１−Ｙ２方向）に移動させることが可能となる。

図３において、駆動部７０は、駆動力受動部５０に駆動力を与え、押圧部材移動手段６２を駆動させるために設けられている。その構成として、回転力を発生させる駆動モータ７１と、回転力を伝達するスピンドル部７３と、駆動力受動部５０に連結するためのクラッチ部７２と、を備える。また、駆動部７０は、エンコーダスケール７４およびエンコーダセンサ７５を備え、駆動モータ７１の回転量を検出することができる。
駆動部７０から駆動力受動部５０への駆動力の伝達は、クラッチ部７２と駆動力受動部５０との接触面に作用する摩擦力を介してなされる。このような摩擦力を得るために、クラッチ部７２の表面は適度な表面粗さを有している。
尚、駆動部７０による押圧部材移動手段６２の駆動は、プリンタ本体に備えられた駆動制御部８０によって制御されるようになっている。駆動制御部８０の詳しい構成は後述する。

次に、図５を参照して駆動部の制御について説明する。図５は、駆動部の制御構造を示すブロック図である。
中央制御部８１は、インターフェース８３を介してホストコンピュータ８４に接続され、さらに、印字制御部８２、駆動制御部８０などの各種制御部と接続されて、プリンタ全体の制御を統括している。また、中央制御部８１は、インク残量の管理なども行っている。
駆動制御部８０は、エンコーダセンサ７５、駆動モータ７１と接続しており、駆動モータ７１を回転駆動させるためのパワー、例えば、電流を制御する。駆動制御部８０は、その構成として、目標値設定部８６、パワー量情報生成手段としてのパワー演算部８７、パワー制御部８８、パワー量情報監視手段としてのトルク管理部９０、駆動量取得手段としての回転量演算部８５を備える。

中央制御部８１から、駆動モータ７１を正転駆動する命令が駆動制御部８０に伝えられると、目標値設定部８６が、最初の制御ステップにおける目標回転量を設定し、パワー演算部８７にこの情報を送る。このとき、回転量演算部８５は、エンコーダセンサ７５からの信号をもとに、（正転駆動命令を受けてからの）駆動量としての回転量を演算し、パワー演算部８７にこの情報を送る。
パワー演算部８７は、回転量演算部８５からの現在の回転量と、目標値設定部８６からの目標値としての回転量とを比較し、次の制御ステップにおいて、回転量が目標値に到達するように、パワー量情報としての出力電流量を決定し、パワー制御部８８およびトルク管理部９０にこの情報を送る。パワー制御部８８は、出力電流量の情報に従って駆動モータ７１に電流を印加し、駆動モータ７１を回転駆動させる。以下、回転量が最終目標値に到達するまで、同様のステップが繰り返される。

ここで、トルク管理部９０は、各制御ステップごとに、出力電流量の値を監視している。そして、出力電流量の値が所定の値を超える場合には、パワー制御部８８に対して、駆動停止の命令を出し、目標値設定部８６に対して、目標値を現在値にするように命令を出す。すなわち、ある制御ステップにおいて、出力電流量が所定の値を超えると、駆動モータ７１の駆動を止めるようになっている。
出力電流量の値は、駆動モータ７１が発生するトルク（回転力）と関係しており、出力電流量が大きいほど発生するトルクも大きい。すなわち、トルク管理部９０は、駆動モータ７１が押圧部材移動手段６２に与える駆動トルクを監視し、一定量以上のトルクが必要となった場合に、その駆動を止める役割を果たしている。

次に、図５および図６を参照して、押圧部材によるインクパックの押し潰し動作と、その制御について説明する。
図６は、インクカートリッジ４０の内部機構動作を示す概略断面図である。図６（ａ）において、押圧部材５１はパック腹面４６を上方（Ｚ１方向）に押圧し、押圧箇所６４においてインクパック４２は押し潰されている。このような状態において、押圧箇所６４を中心として、供給口４３を含む側の容量部分を供給口側容量部６５、後端溶着部４４を含む側の容量部分を後端側容量部６６と、便宜的に呼ぶことにする。
押圧箇所６４はごく狭い流路となるため、また、容量全体の中で高い位置を占めていて、位置エネルギー的な障壁も高いため、通常、供給口側容量部６５と後端側容量部６６との間で、積極的なインクの移動は起こらない。すなわち、供給管２０を通じて供給できるインクは、供給口側容量部６５のインクだけである。ところが、例えば、供給管２０の下流側において余分な圧力が加わった場合などに、押圧箇所６４を通して、供給口側容量部６５から後端側容量部６６へインクが移動することがある。このような事情により、図６（ａ）においては、後端側容量部６６にいくらかのインクが溜まっており、このままでは、後端側容量部６６に溜まったインクを利用することができない。

図６（ｂ）は、図６（ａ）の状態から、押圧部材５１をＹ２方向に移動させたときの状態を示している。押圧部材５１の移動は、駆動力受動部５０を介して、送りねじ４８を回転させることによって行う。送りねじ４８の回転方向には二通りあるが、押圧部材５１をＹ１方向へ移動させる向きを正転方向、押圧部材５１をＹ２方向へ移動させる向きを逆転方向と呼ぶことにする。すなわち、図６（ａ）に示す状態から図６（ｂ）に示す状態への押圧部材５１の移動は、送りねじ４８を逆転方向に回転させること（以下、逆転駆動とする）によって行われる。
このときの押圧部材５１の位置は、いわゆる原点位置であり、押圧部材移動手段６２によって移動が可能な、Ｙ２方向の限界位置である。このように、押圧部材５１を原点復帰させることにより、後端側容量部６６の容量を供給口側容量部６５の容量に転換し、インクパック４２に収容されているインクを全て供給可能な状態に戻すことができる。
尚、後端側容量部６６の容量を供給口側容量部６５の容量に転換する場合において、押圧箇所６４の細い流路を通してインクの移動が起こるが、その移動抵抗が働いて、押圧部材移動手段６２には多少の負荷が働く。従って、以上に述べた逆転駆動の動作は、該負荷を小さくするために、低速で行うことが望ましい。また、押圧箇所６４の押し潰し量を可変できるような構成と組み合わせることで、該押し潰し量を広げて当該逆転駆動を行うようにしてもよい。

図６（ｃ）は、図６（ｂ）の状態から、押圧部材５１をＹ１方向へ移動させたときの状態を示している。送りねじ４８を正転方向に回転動作させて（以下、正転駆動とする）ゆくと、押圧部材５１はインクパック４２を押し潰しながらＹ１方向へ移動し、図示するように、供給口側容量部６５をＹ１−Ｙ２方向に圧縮する。この圧縮により、供給口側容量部６５の内圧が高くなるので、先に述べたように、インクカートリッジ４０からサブタンクへの強制的なインク供給を実現することができる。
このように、供給口側容量部６５が圧縮され、内圧が高まった状態においては、押圧部材５１は供給口側容量部６５から反力Ｆを受けることになる。このような状態においては、反力Ｆは、押圧部材移動手段６２の駆動負荷として作用する。

このような大きな駆動負荷を伴う場合においては、駆動制御部８０は大きな駆動トルクを発生させようとする。そして、反力Ｆの上昇に伴って駆動トルクが上昇を続けた結果、やがて、図５に示すトルク管理部９０が規定する駆動トルクの上限値に達する。駆動トルクが上限に達すると、既に説明したように、駆動制御部８０は、駆動部７０の駆動動作を停止させることになる。

以上の説明からわかるように、図６（ｃ）のように供給口側容量部６５が圧縮されて、供給口側容量部６５の内圧が一定値まで高まると、押圧部材移動手段６２の正転駆動は停止する。そして、供給口側容量部６５の内圧は、押圧部材５１のＹ１−Ｙ２方向における位置と、供給口側容量部６５の液量によって一義的に決まる。逆を言えば、正転駆動が停止したときの押圧部材５１の位置を知ることにより、供給口側容量部６５の液量、すなわち、インク残量を知ることができるといえる。
また、供給口側容量部６５の内圧が際限なく上昇することを防ぎ、一定の圧力でインクを供給することができる。

押圧部材５１の位置は、図５に示す回転量演算部８５が生成する情報をもとに知ることができる。すなわち、図６（ａ）に示す原点位置を押圧部材５１のゼロ点とすると、図６（ａ）〜図６（ｃ）までの、駆動モータ７１の累積回転量、すなわち、押圧部材移動手段６２の駆動量から、押圧部材５１の位置が一義的に求められる。かくして、インクカートリッジ４０にセンサ等を取り付けることなく、インク残量を知ることができる。

次に、図３、図５、図７、図８を参照して、実際のプリンタ動作における、インク残量検出のフローについて説明する。図７は、プリンタを起動したときにおける、インク残量検出のフローの一例を示すフローチャートであり、図８は、印字中における、インク残量検出のフローの一例を示すフローチャートである。

プリンタが起動されると、各種初期動作の一つとして、図７に示すインク残量検出の初期動作モードがスタートする。このモードを統括管理するのは、図５に示す中央制御部８１である。
まず、図３に示すクラッチ部７２と駆動力受動部５０が連結されているかをチェックし（図７のステップＳＴ１）、連結されていない場合には、クラッチを結合する（図７のステップＳＴ２）。クラッチ部７２が結合されていれば、押圧部材５１が原点位置にあるかをチェックし（図７のステップＳＴ３）、原点位置にない場合は原点復帰動作をする（図７のステップＳＴ４）。ここで、押圧部材５１が原点位置にあることの認識は、押圧部材移動手段６２を逆転駆動させることにより、図５に示すトルク管理部のトルクの監視によって行う。すなわち、押圧部材５１が原点位置に到達すると、押圧部材移動手段６２はそれ以上駆動できなくなるから、駆動トルクが上昇し、駆動制御部８０は、駆動部７０の停止命令を中央制御部８１に送り、原点復帰されたことを認識する。
以上のような原点復帰を行うことにより、駆動部７０が発生する駆動量の情報と押圧部材５１の（Ｙ１−Ｙ２方向における）位置の情報とが、リンクすることとなり、押圧部材５１の位置を知ることができるようになる。

押圧部材５１が原点位置にあれば、図５に示す中央制御部８１は、駆動制御部８０に対し、駆動部７０を正転駆動させるように命令を出す（図７のステップＳＴ５）。正転駆動によるインクパックの押し潰し動作については、既に説明したので省略する。図５に示すトルク管理部９０の働きにより、駆動部７０が駆動動作を停止すると（図７のステップＳＴ６）、図５に示す回転量演算部８５の回転量情報をもとにインク残量の計算をおこない（図７のステップＳＴ７）、インク残量が所定量以上あるかどうかをチェックする（図７のステップＳＴ８）。そして、インク残量が所定量より少ない場合には、インクカートリッジの残量が無い旨のインクエンド命令を、各種制御部およびホストコンピュータ８４に送る（図７のステップＳＴ９）。インク残量が所定量以上であれば、図７に示すモードを終了し、印字命令を待つ。

プリンタの電源をＯＦＦにしたときには、終了モードとして、図５に示す中央制御部８１は、微量の逆転駆動の命令を出す。この微量逆転駆動により、インクパック４２内の液圧が緩和され、非使用時における、インク漏れなどを未然に防ぐことができる。

図８に示す印字モードは、印字命令が図５に示すホストコンピュータ８４から送られることによってスタートする。
まず、印字命令に従って１ページ目の印字が行われる（図８のステップＳＴ２１）。１ページ目の印字が終了すると、図５に示す中央制御部８１は、駆動制御部８０に正転駆動の命令を出す（図８のステップＳＴ２２）。駆動部７０が停止すると（図８のステップＳＴ２３）、インク残量の計算をおこない（図８のステップＳＴ２４）、インク残量が所定量以上あるかどうかをチェックする（図８のステップＳＴ２５）。インク残量チェックの結果、インク残量が所定量より少なければ、図５の中央制御部８１がインクエンド命令を出し（図８のステップＳＴ２６）、残りの印字命令を破棄する。インク残量が所定量より多ければ、次ページの印字命令があるかどうかをチェックし（図８のステップＳＴ２７）、印字命令があれば、図８のステップＳＴ２１に戻って同様のフローを繰り返す。また、印字命令がなければ、印字モードを終了する。
以上のように、図８に示す印字モードにおいては、ページ印刷ごとに正転駆動を行うようにすることで、印字中にインクパック４２内の供給圧力が変動することを防いでいる。

図９は、実施形態におけるインクカートリッジの変形例を示す概略斜視図である。
このインクカートリッジ４０−２は、ケース４１の上面に、インクカートリッジの長手方向に沿って伸びたスリット５６と、目盛り５７が設けられている。また、位置表示手段としての表示針５５が、インクカートリッジの内側からスリット５６を通して突き出しており、目盛り５７を指し示すようになっている。

表示針５５は、押圧部材５１の側面に設けられたナット部４９と連結しており、押圧部材５１の移動に連動して移動し、目盛り５７の表示位置を変化させる。既に説明したように、正転駆動させたときの押圧部材５１の位置と、インク残量とは連動しているので、このような構成により、ユーザーが視覚的にインク残量を知ることができるようになる。特に、インクカートリッジ４０−２がプリンタから取り外された場合においても、そのインク残量を知ることができる。

図１０は、実施形態における押圧部材の変形例を示す概略平面図である。
押圧部材５１−２は、内軸部５３と外輪部５２とを同軸に合わせて、内軸部５３と外輪部５２の間にボール５４を入れて、構成されている。この構成により、内軸部５３を回転軸として、外輪部５２が回転可能となっており、押圧部材５１−２のＹ１−Ｙ２方向の移動において、インクパックのパック腹面４６から受ける摺動摩擦を低減することができる。

本発明は上述の実施形態に限定されない。特に、押圧部材の形状や、押圧部材移動手段の構成は、その機能を実現する限り、自由に選択することができる。また、各実施形態の各構成はこれらを適宜組み合わせたり、省略したり、図示しない他の構成と組み合わせたりすることができる。

本発明に係る液体吐出装置であるプリンタの一例を示す概略斜視図。 図１のプリンタの内部構造を示す概略平面図。 プリンタにインクカートリッジを装着した場合において、インクカートリッジ周辺部の詳細を示す概略斜視図。 インクカートリッジの内部構造の一部を示す概略平面図。 駆動部の制御構造を示すブロック図。 インクカートリッジの内部機構動作を示す概略断面図。 インク残量検出のフローの一例を示すフローチャート。 インク残量検出のフローの一例を示すフローチャート。 インクカートリッジの変形例を示す概略斜視図。 図４の変形例を示す概略平面図。

符号の説明

１０…液体吐出装置としてのプリンタ、１６〜１９…供給針、２０〜２３…供給管、４０…液体容器としてのインクカートリッジ、４１…ケース、４２…可撓性容器としてのインクパック、４３…供給口、４４…後端溶着部、４５…パック背面、４６…パック腹面、４７…ガイド軸、４８…送りねじ、４９…ナット部、５０…駆動力受動部、５１…押圧部材、５２…外輪部、５３…内軸部、５４…ボール、５５…位置表示手段としての表示針、５６…スリット、５７…目盛り、５８…ケース上面、５９…ケース底面、６０…ねじ軸受け、６１…ガイド受け、６２…押圧部材移動手段、６４…押圧箇所、６５…供給口側容量部、６６…後端側容量部、７０…駆動部、７１…駆動モータ、７２…クラッチ部、７３…スピンドル部、７４…エンコーダスケール、７５…エンコーダセンサ、８０…駆動制御部、８１…中央制御部、８２…印字制御部、８３…インターフェース、８４…ホストコンピュータ、８５…駆動量取得手段としての回転量演算部、８６…目標値設定部、８７…パワー量情報生成生成手段としてのパワー演算部、８８…パワー制御部、９０…パワー量情報監視手段としてのトルク管理部。

Claims (9)

1. ケース内に液体を貯留する可撓性容器を収容し、前記可撓性容器の少なくとも一面を押圧することで、前記一面の一部を押し潰すように構成された押圧部材を備えた液体容器であって、
   前記押圧部材を、前記一面に沿って、前記可撓性容器の一端側と他端側の間を移動可能にする押圧部材移動手段を備え、
   前記押圧部材移動手段が前記ケースの外部から駆動可能となるように構成されていることを特徴とする、液体容器。
2. 前記ケース外部からの駆動力を受けて、前記押圧部材移動手段に前記駆動力を伝達する駆動力受動部を、前記ケースの外部に露出して備えることを特徴とする、請求項１に記載の液体容器。
3. 前記押圧部材ないし前記押圧部材移動手段に機械的に接続されて、前記ケースの外部に露出して設けられた位置表示手段であって、
   前記一端側と前記他端側の間における前記押圧部材の、前記ケースに対応する位置を示す、位置表示手段を備えることを特徴とする、請求項１または２に記載の液体容器。
4. 前記可撓性容器の前記一端には、前記液体を導出させるための供給口を備え、
   前記液体容器は、前記駆動力を発生する駆動部を備える液体吐出装置に搭載されるものであって、
   前記駆動部からの駆動力を受けて前記押圧部材移動手段が駆動され、
   前記液体容器が前記液体吐出装置に搭載された状態において、前記駆動部が制御されることにより、前記押圧部材は前記一端側へ移動した位置から前記他端近傍に移動し、
   前記押圧部材移動手段が前記他端近傍まで移動した後に、前記押圧部材は、前記一端側に移動するように駆動されることを特徴とする、請求項１ないし３のいずれか一項に記載の液体容器。
5. 前記液体吐出装置に前記液体容器が搭載された状態において、前記液体吐出装置により、前記押圧部材が、前記他端近傍から前記一端側へ移動する場合において、
   当該移動の開始から、当該移動によって変化する前記可撓性容器内の液圧が所定値を超えた時点までの、前記駆動部が発生させた駆動量を検出することにより、前記押圧部材は、当該時点における前記一端側と前記他端側の間における位置情報を取得されることを特徴とする、請求項４に記載の液体容器。
6. ケース内に液体を貯留する可撓性容器を収容し、前記可撓性容器の少なくとも一面を押圧することで、前記一面の一部を押し潰すように構成された押圧部材を備えた液体容器であって、
   前記押圧部材を、前記一面に沿って、前記可撓性容器の一端側と他端側の間を移動可能にする押圧部材移動手段を備え、
   前記液体容器が液体吐出装置に搭載された状態において、前記一面は、略鉛直方向下向きの面であることを特徴とする、液体容器。
7. ケース内に液体を貯留する可撓性容器を収容し、前記可撓性容器の少なくとも一面を押圧することで、前記一面の一部を押し潰すように構成された押圧部材を備えた液体容器、を搭載した液体吐出装置であって、
   前記押圧部材を、前記一面に沿って、前記可撓性容器の一端側と他端側の間を移動可能にする押圧部材移動手段と、
   前記押圧部材移動手段を前記液体容器の外部から駆動する駆動部と、
   前記押圧部材移動手段を駆動するために行う、前記駆動部の駆動動作を制御する駆動制御部と、を備えることを特徴とする、液体吐出装置。
8. 前記駆動制御部は、前記駆動動作において前記駆動部に与えるパワー量情報を生成するための、パワー量情報生成手段と、
   前記パワー量情報を監視するパワー量情報監視手段と、
   前記駆動動作において、前記駆動部が出力した駆動量を取得する駆動量取得手段と、を備えることを特徴とする、請求項７に記載の液体吐出装置。
9. ケース内に液体を貯留する可撓性容器を収容し、前記可撓性容器の少なくとも一面を押圧することで、前記一面の一部を押し潰すように構成された押圧部材を備えた液体容器、を搭載した液体吐出装置であって、
   前記押圧部材を、前記一面に沿って、前記可撓性容器の一端側と他端側の間を移動可能にする押圧部材移動手段を備え、
   前記一面は、前記液体吐出装置を使用する設置状態において、略鉛直方向下向きの面であることを特徴とする、液体吐出装置。
   

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