JP2006068958A - インクカートリッジ交換装置、およびインクジェット記録装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 インクカートリッジおよび記録ヘッドを有するキャリッジの停止位置制御に悪影響を与えることなく、インクカートリッジの手動交換頻度を低減できるようにする。
【解決手段】 インクジェットプリンタ１ａは、複数の交換用のインクカートリッジ８１ａを、インクの噴射方向である下方向に積層状態で保持可能な交換用カートリッジ保持部８９と、使用後のインクカートリッジ８１ａをインクの噴射方向である下方向に積層状態で保持可能な不要カートリッジ保持部８８と、を備えている。そして、インクジェットプリンタ１ａは、キャリッジ１１に搭載された使用後のインクカートリッジ８１ａを退避位置に移動させると同時に、キャリッジ１１において使用後のインクカートリッジ８１ａが搭載されていた位置に、交換用カートリッジ保持部８９により保持された複数の交換用のインクカートリッジ８１ａのうちの１つを搭載する。
【選択図】 図７

Description

本発明は、インクジェット記録装置に搭載されたインクカートリッジを交換するインクカートリッジ交換装置、およびインクジェット記録装置に関する。

従来より、インクカートリッジおよび記録ヘッドを有するキャリッジを備え、キャリッジを走査しながら、記録ヘッドからインクを噴射することにより被記録媒体に画像を形成するインクジェット記録装置において、インクカートリッジを自動的に交換可能に構成したものが知られている（例えば、特許文献１および引用文献２参照）。

これらインクジェット記録装置においては、予備のインクカートリッジを１つだけ備えており、キャリッジに装着されたインクカートリッジ内のインク残量が所定量よりも少なくなると、このインクカートリッジを予備のインクカートリッジに交換する。
特開平８−２８１９２８号公報 特開平８−１６９１２１号公報

しかしながら、上記インクジェット記録装置においては、予備のカートリッジを１つしか備えていないので、キャリッジに装着されたインクカートリッジ内のインクがなくなり、さらにこの予備カートリッジ内のインクがなくなると、その度に、手動でインクカートリッジを交換する必要がある。

ここで、手動によるインクカートリッジの交換の頻度を減らすためには、インクカートリッジに大量のインクを搭載することが考えられるが、このようにすると、キャリッジの重量が重くなり、この結果、キャリッジの停止位置制御が困難になるという問題が発生する。

そこで、このような問題点を鑑み、インクカートリッジおよび記録ヘッドを有するキャリッジの停止位置制御に悪影響を与えることなく、インクカートリッジの手動交換頻度を低減できるようにすることを本発明の目的とする。

かかる目的を達成するために成された請求項１に記載の発明は、記録ヘッドとインクカートリッジとを搭載したキャリッジを走査しながら、前記記録ヘッドから予め設定された方向にインクを噴射することにより被記録媒体に画像を形成するインクジェット記録装置に備えられ、前記キャリッジに搭載された使用後のインクカートリッジを交換用のインクカートリッジと交換するインクカートリッジ交換装置であって、前記キャリッジに搭載された使用後のインクカートリッジを退避位置に移動させる退避手段と、保持位置にて、複数の交換用のインクカートリッジを、前記記録ヘッドがインクを噴射する方向と同一方向に積層状態で保持可能な交換用カートリッジ保持手段と、前記キャリッジにおいて前記使用後のインクカートリッジが搭載されていた位置に、前記交換用カートリッジ保持手段により保持された複数の交換用のインクカートリッジのうちの１つを搭載する搭載手段と、を備えたことを特徴としている。

従って、このようなインクカートリッジ交換装置によれば、インクの噴射方向と同一の方向にインクカートリッジを積層するので、キャリッジの厚みにより生じるスペースを有効に使用することができる。

また、このようなインクカートリッジ交換装置を備えたインクジェット記録装置によれば、キャリッジを重くすることなく、大容量の画像形成を行うことができる。
ところで、請求項１に記載のインクカートリッジ交換装置において、記録ヘッドがインクを噴射する方向は、例えば、インクカートリッジ交換装置の上方向や横方向等の任意の方向であってもよいが、より好ましくは、請求項２に記載のように、記録ヘッドは、インクカートリッジ交換装置の下方向にインクを噴射することが好ましい。

このようなインクカートリッジ交換装置によれば、記録ヘッドを汚れ難くすることができるので、記録ヘッドの噴射特性を良好に維持することができる。
また、この場合には、交換用のインクカートリッジを下方向に積層するので、装置の高さを低く抑え、装置の形状を扁平にすることができる。

さらに、請求項１または請求項２に記載のインクカートリッジ交換装置においては、使用後のカートリッジを、退避位置からこの装置の外部に排出するよう構成してもよいが、より好ましくは、請求項３に記載のように、退避位置にて、退避手段により移動させられた使用後のインクカートリッジを記録ヘッドがインクを噴射する方向と同一方向に積層状態で保持可能な不要カートリッジ保持手段を備えていることが望ましい。

このようなインクカートリッジ交換装置によれば、不要となった複数のインクカートリッジを良好に保持することができる。このため、このインクカートリッジ交換装置がインクカートリッジを交換する度に、使用者に使用後のインクカートリッジの処分を求める必要がなくなるので、使用者にとって便利である。

また、請求項１〜請求項３の何れかに記載のインクカートリッジ交換装置において、インクカートリッジは、請求項４に記載のように、退避手段または搭載手段により移動される際の移動方向に対する前端面の下縁部に、傾斜面が形成されていることが好ましい。

このようなインクカートリッジ交換装置によれば、インクカートリッジを移動させるときに、インクカートリッジの前端面の下縁部を、インクカートリッジ交換装置を構成する各部に引っ掛かり難くすることができる。

さらに、請求項４に記載のインクカートリッジ交換装置において、請求項５に記載のように、インクカートリッジは、退避手段または搭載手段により移動される際の移動方向に対する後端面の上縁部にも傾斜面が形成されており、不要カートリッジ保持手段は、インクカートリッジの積層状態が密になるように、不要カートリッジ保持手段が保持するインクカートリッジをインクカートリッジ交換装置の上方向に付勢する付勢手段を備えていることが望ましい。

つまり、キャリッジに搭載された使用後のインクカートリッジは、退避手段により移動させられるときに、このインクカートリッジの前端面下縁部に形成された傾斜面が、不要カートリッジ保持手段により退避位置にて保持されているインクカートリッジの後端面上縁部に形成された傾斜面と摺動し、不要カートリッジ保持手段により保持されているインクカートリッジを付勢手段による付勢力に抗して押し下げながら、退避位置に移動する。

従って、このようなインクカートリッジ交換装置によれば、インクカートリッジの積層をスムーズに行うことができる。
また、不要カートリッジ保持手段は、新たに移動してくるインクカートリッジのためのスペースを形成する必要がないため、不要カートリッジ保持手段の構成を簡単にすることができる。

加えて、請求項１〜請求項５の何れかに記載のインクカートリッジ交換装置において、退避位置および保持位置が、キャリッジが移動可能な領域を挟んで、互いに対向する位置に配置されている場合には、請求項６に記載のように、搭載手段は、退避手段が使用後のインクカートリッジを移動させると同時に、交換用のインクカートリッジをキャリッジに搭載することが望ましい。

このようなインクカートリッジ交換装置によれば、インクカートリッジの交換時間を短くすることができる。
ところで、請求項１〜請求項５の何れかに記載のインクカートリッジ交換装置において、請求項６に記載のように、退避位置および保持位置は、キャリッジが移動可能な領域を挟んで、互いに対向する位置に配置されていてもよいが、請求項７に記載のように、キャリッジの移動方向と同一方向に並べて配置されていてもよい。

このようなインクカートリッジ交換装置によれば、キャリッジ移動方向と直交する方向の長さを短くすることができる。
次に、請求項８に記載の発明は、記録ヘッドとインクカートリッジとを搭載したキャリッジを走査しながら前記記録ヘッドからインクを噴射することにより被記録媒体に画像を形成するインクジェット記録装置であって、前記キャリッジに搭載されたインクカートリッジを交換用のインクカートリッジと交換するインクカートリッジ交換装置として請求項１〜請求項７の何れかに記載のインクカートリッジ交換装置を備えたこと、を特徴としている。

従って、このようなインクジェット記録装置によれば、請求項１〜請求項７の何れかに記載のインクカートリッジ交換装置を備えているので、キャリッジを重くすることなく、大容量の画像形成を行うことができる。

以下に本発明にかかる実施の形態を図面と共に説明する。

図１は本発明が適用された実施例１のインクジェットプリンタ１ａ（本発明でいうインクジェット記録装置）を示す斜視図である。なお、図１に示すインクジェットプリンタ１ａは、上部カバーを取り外した状態にされている。

図１に示すように、インクジェットプリンタ１ａは、記録ヘッド１０と、記録ヘッド１０およびインクカートリッジ８１ａを搭載したキャリッジ１１と、キャリッジ１１を用紙の左右方向（用紙の進行方向に対して垂直な方向）である走査方向へ移動自在にガイド支持するガイド機構（図示省略）と、キャリッジ１１を左右方向へ移動させるキャリッジ移動機構（図示省略）と、を備えている。また、インクジェットプリンタ１ａは、内部に用紙を保持可能な給紙カートリッジ２と、給紙カートリッジ２内の用紙を搬送する用紙搬送機構１３と、用紙搬送機構１３により排出された用紙を蓄積する排紙トレイ５と、キャリッジ１１に搭載されたインクカートリッジ８１ａを交換するカートリッジ交換機構８０ａと、を備えている。なお、排紙トレイ５は、給紙カートリッジ２の上部を利用した構成にされている。

記録ヘッド１０は、下方に向けて設けられた４組のインクノズル群（図示省略）を備え、これらのインクノズル群から４色（ブラック、シアン、イエロー、マゼンダ）のインクを下側に噴射することにより、給紙カートリッジ２から搬送され、この記録ヘッド１０の真下に位置する用紙に画像を形成する。

カートリッジ交換機構８０ａは、交換用のインクカートリッジ８１ａを保持する交換用カートリッジ保持部８９（本発明でいう交換用カートリッジ保持手段）と、不要となったインクカートリッジ８１ａを保持する不要カートリッジ保持部８８（本発明でいう不要カートリッジ保持手段）と、キャリッジ１１にインクカートリッジ８１ａを脱着する押出部材８４と、この押出部材８４を駆動し、インクカートリッジ８１ａを交換用カートリッジ保持部８９、キャリッジ１１、および不要カートリッジ保持部８８の間で移動させる交換モータ８５と、を備えている。

交換用カートリッジ保持部８９および不要カートリッジ保持部８８は、各色のインクカートリッジ８１ａを積層状態で所定個数（４個）ずつ保持可能に構成されている（図７参照）。この交換用カートリッジ保持部８９および不要カートリッジ保持部８８については、後に詳述する。

なお、押出部材８４と交換モータ８５とは、各色のインクカートリッジ８１ａを独立して交換することができるように、それぞれの色毎に（それぞれ４つずつ）設けられている。

また、押出部材８４は、交換モータ８５がピニオン８６を回転駆動することにより移動させられる。
ガイド機構は、ガイド軸２５と、ガイドレール２６とを有し、キャリッジ１１の前端部がガイド軸２５に摺動自在に外嵌され、キャリッジ１１の後端部がガイドレール２６に摺動自在に係合されている。

キャリッジ移動機構は、キャリッジモータ３０（図３参照）や、キャリッジモータ３０による駆動力をキャリッジ１１に伝達するためのベルト機構（図示省略）を備え、後述する処理実行装置７０（図３参照）により駆動制御がなされる。つまり、キャリッジモータ３０が駆動されることより、ベルト機構を介してキャリッジ１１は駆動される。

次に、用紙搬送機構１３について図２を用いて説明する。図２はインクジェットプリンタ１ａの中央断面図である。
用紙搬送機構１３は、図２に示すように、給紙カートリッジ２の最上位に位置する用紙と接触し、この用紙をインクジェットプリンタ１ａの内部に搬送する給紙ローラ７５と、ガイドレール２６の下側にて回動自在に支持され、給紙ローラ７５により搬送されてきた用紙を画像形成位置（キャリッジ１１の真下の位置）に搬送するレジストローラ４１と、ガイド軸２５のほぼ真下にて回動自在に支持されたピンチローラ４５と、ピンチローラ４５よりも前側に配置され、画像形成された用紙を排紙トレイ５に排出する排紙ローラ４７と、を備えている。

なお、給紙ローラ７５は給紙モータ６５（図３参照）により駆動され、その他の各ローラ（レジストローラ４１および排紙ローラ４７）は、用紙搬送モータ４０により駆動される。

このようなインクジェットプリンタ１ａにおいて、給紙ローラ７５により給紙された用紙は、インクジェットプリンタ１ａの内部に導入され、ガイド３４に沿って搬送されることにより進行方向が反転され、レジストローラ４１の位置まで送られる。その後、この用紙は、レジストローラ４１によりキャリッジ１１の真下の位置に搬送され、この位置にて記録ヘッド１０により画像が形成される。そして、この用紙は、レジストローラ４１により排紙ローラ４７の位置まで搬送され、その後、排紙ローラ４７により排紙トレイ５に排出される。

なお、各種ローラを用いた用紙の搬送制御や、キャリッジ１１を走査しながら記録ヘッド１０からインクを吐出する記録制御は、処理実行装置７０により行なわれる。ここで、この処理実行装置７０ついて説明する。図３は、処理実行装置７０の概略構成を表すブロック図である。

処理実行装置７０は、図３に示すように、ＣＰＵ７１とＲＯＭ７２とＲＡＭ７３とＥＥＰＲＯＭ７４とを有するマイクロコンピュータとして構成されている。また、処理実行装置７０は、給紙モータ６５、用紙搬送モータ４０、キャリッジモータ３０、記録ヘッド１０、交換モータ８５、を夫々駆動するための駆動回路７６ａ〜７６ｅと、キャリッジ１１およびインクカートリッジ８１ａを接続する係止部材１１１（図５参照）を駆動するソレノイド１１４と、キャリッジ１１に搭載されたインクカートリッジ８１ａの残量を検知する残量検出センサ８２と、が電気的に接続されている。また、この処理実行装置７０は、パーソナルコンピュータ７７（ＰＣ７７）等のホスト装置を接続可能に構成されている。

この処理実行装置７０において、ＣＰＵ７１はＰＣ７７から送られた画像形成データを一旦ＲＡＭ７３に格納した後に、ＲＡＭ７３に格納された画像形成データを予めＲＯＭ７２に格納されたプログラムに従って、画像データに変換する処理を行う。また、ＣＰＵ７１は、残量検出センサ８２や駆動制御用のセンサ（図示省略：例えば、用紙やキャリッジ１１の位置を検出するセンサ）による検知結果に基づいて、処理実行装置７０に接続された各構成要素の駆動制御を行なう。

次に、キャリッジ１１に搭載されるインクカートリッジ８１ａについて図４を用いて説明する。図４（ａ）はインクカートリッジ８１ａを斜め上方から見た斜視図、図４（ｂ）はインクカートリッジ８１ａを斜め下方から見た斜視図、図４（ｃ）は長手方向におけるインクカートリッジ８１ａの中央断面図である。

インクカートリッジ８１ａは、図４（ａ）に示すように、略箱型に形成されている。そして、このインクカートリッジ８１ａの一端面側の下縁部と、このインクカートリッジ８１ａの他端面側の上縁部とには、傾斜面８１２，８１３が形成されている。

なお、下縁部に傾斜面８１２が形成された端面は、インクカートリッジ８１ａが交換用カートリッジ保持部８９からキャリッジ１１に移動させられるとき、およびインクカートリッジ８１ａがキャリッジ１１から不要カートリッジ保持部８８に移動させられるときに前側の面（前端面）となる。

そして、このインクカートリッジ８１ａの下面には、図４（ｂ）に示すように、シャッタ８１４ａが備えられている。このシャッタ８１４ａは、キャリッジ１１に装着されると同時に開状態になるよう設定されており、開状態のときには内部のインクを抽出可能とし、閉状態のときには内部のインクを抽出不能とし、且つ、内部のインクが外部に漏出することを防止するよう設定されている。

また、インクカートリッジ８１ａには、図４（ｃ）に示すように、シャッタ８１４ａが開状態のときに、このシャッタ８１４ａを収納するための収納部８１５ａが形成されている。

ここで、インクカートリッジ８１ａがキャリッジ１１に装着されるときの状態について図５および図６を用いて説明する。図５はインクカートリッジ８１ａが交換用カートリッジ保持部８９からキャリッジ１１上に移動させられた状態を示す説明図、図６はキャリッジ１１にインクカートリッジ８１ａが装着されている状態を示す説明図である。

キャリッジ１１は、図５に示すように、インクカートリッジ８１ａの抽出孔８１９に挿通可能な係止部材１１１と、この係止部材１１１を上方向に付勢する付勢部材１１２と、リンク機構１１３を介して係止部材１１１を上下に移動させるソレノイド１１４とを備えている。

ここで、交換用カートリッジ保持部８９からキャリッジ１１にインクカートリッジ８１ａが移動される直前には、処理実行装置７０のＣＰＵ７１は、ソレノイド１１４をＯＮ状態にする。すると、係止部材１１１は、付勢部材１１２の付勢力に抗して下方向に移動し、インクカートリッジ８１ａとは接触しない状態となる。

そして、この状態で、インクカートリッジ８１ａはキャリッジ１１上に移動される。このとき、インクカートリッジ８１ａのシャッタ８１４ａは、この先端部が係止部材１１１の近傍に位置する突起部１１６と係合し、このままインクカートリッジ８１ａが移動させられることにより、開けられる。

そして、インクカートリッジ８１ａがキャリッジ１１上の所定の位置に到達すると、処理実行装置７０のＣＰＵ７１は、ソレノイド１１４をＯＦＦ状態にする。すると、係止部材１１１は、図６に示すように、付勢部材１１２により押し上げられ、係止部材１１１とインクカートリッジ８１ａとは密着状態となる。この状態において、インクカートリッジ８１ａ内のインクが記録ヘッド１０に供給される。

なお、インクカートリッジ８１ａの上面は、ガイド（図示省略）により、インクカートリッジ８１ａが上下に移動しないよう固定されている。このため、係止部材１１１が押し上げられたときには、この係止部材１１１によりインクカートリッジ８１ａを固定することができる。

また、残量検出センサ８２によりインクの残量が所定量よりも減少していることが検出された場合には、処理実行装置７０のＣＰＵ７１は、キャリッジ１１をカートリッジ交換機構８０ａの位置まで移動させ、ソレノイド１１４をＯＮ状態にする。すると、係止部材１１１は、再び、図５に示すような状態となり、インクカートリッジ８１ａは移動可能な状態となる。

次に、不要カートリッジ保持部８８と交換用カートリッジ保持部８９とについて、およびキャリッジ１１に搭載されたインクカートリッジ８１ａの交換動作について、図７および図８を用いて説明する。図７および図８は、インクカートリッジ８１ａの移動の様子を示す説明図である。なお、以下に示す各部の駆動制御は、処理実行装置７０のＣＰＵ７１により行なわれる。

まず、不要カートリッジ保持部８８について説明する。
不要カートリッジ保持部８８は、図７（ａ）に示すように、不要となったインクカートリッジ８１ａを載置するためのテーブル８８ｂ（このテーブル８８ｂ上の位置が、本発明でいう退避位置に相当）と、このテーブル８８ｂを上下に移動可能に支持する支持柱８８ｃとを備えている。この支持柱８８ｃには、テーブル８８ｂを上方向に付勢するための付勢部材８８ａ（本発明でいう付勢手段）が備えられている。

このため、テーブル８８ｂにインクカートリッジ８１ａが載置されている場合には、不要カートリッジ保持部８８は、このインクカートリッジ８１ａをテーブル８８ｂとテーブル８８ｂの上方に位置するガイド（図示省略）とにより挟持する。従って、不要カートリッジ保持部８８は、このインクカートリッジ８１ａが移動してしまうことを防止している。

なお、テーブル８８ｂにインクカートリッジ８１ａが載置されていない場合には、テーブル８８ｂは、このテーブル８８ｂの端部が、キャリッジ１１から移動させられるインクカートリッジ８１ａの傾斜面８１２と接触する位置まで上昇した状態で停止するよう設定されている。

次に、交換用カートリッジ保持部８９について説明する。
交換用カートリッジ保持部８９は、交換用のインクカートリッジ８１ａを載置するためのテーブル８９ｂ（このテーブル８９ｂ上の位置が、本発明でいう保持位置に相当）と、このテーブル８９ｂを上下に移動可能に支持する支持柱８９ｃとを備えている。この支持柱８９ｃには、テーブル８８ｂを上方向に付勢するための付勢部材８９ａが備えられている。即ち、交換用カートリッジ保持部８９は、不要カートリッジ保持部８８と同様に構成されている。このため、交換用カートリッジ保持部８９の最上位に位置するインクカートリッジ８１ａがキャリッジ１１に供給されると、交換用カートリッジ保持部８９は、付勢部材８９ａによりテーブル８９ｂを押し上げ、次のインクカートリッジ８１ａを供給可能な状態に設定する。

次に、キャリッジ１１に搭載されたインクカートリッジ８１ａの交換動作について説明する。
まず、残量検出センサ８２がキャリッジ１１に搭載されているインクカートリッジ８１ａ内部のインクの量が減少していることを検知すると、図７（ａ）に示すように、キャリッジ１１は、不要カートリッジ保持部８８と交換用カートリッジ保持部８９との間で停止させられる。このとき、交換用カートリッジ保持部８９には、インクが充填された交換用のインクカートリッジ８１ａが（図７（ａ）では４つ）準備されている。

そして、この状態において、図７（ｂ）に示すように、キャリッジ１１に搭載されたインクカートリッジ８１ａは、不要カートリッジ保持部８８に移動させられる（本発明でいう退避手段に相当）。これと同時に、交換用カートリッジ保持部８９の最上位に位置するインクカートリッジ８１ａがキャリッジ１１に搭載される（本発明でいう搭載手段に相当）。

ここで、不要カートリッジ保持部８８のテーブル８８ｂにインクカートリッジ８１ａが載置されている場合には、キャリッジ１１から移動させられるインクカートリッジ８１ａは、図７（ｂ）および図８（ａ）に示すように、このインクカートリッジ８１ａの前端面に形成された傾斜面８１２と、テーブル８８ｂに載置されたインクカートリッジ８１ａの後端面に形成された傾斜面８１３とを摺動させ、テーブル８８ｂに載置されたインクカートリッジ８１ａを、付勢部材８８ａの付勢力に抗して押し下げながら、このインクカートリッジ８１ａに載置される。

そして、処理実行装置７０のＣＰＵ７１は、図８（ｂ）に示すように、キャリッジ１１を不要カートリッジ保持部８８および交換用カートリッジ保持部８９の間以外の場所に移動させ、押出部材８４を元の位置に戻す。即ち、押出部材８４を交換用カートリッジ保持部８９側に移動させる。

なお、押出部材８４に備えられた係合部材８４１は、押出部材８４が交換用カートリッジ保持部８９側に移動させられているときに、障害物（図８（ｂ）では交換用カートリッジ保持部８９にて保持されたインクカートリッジ８１ａ）に接触すると、不要カートリッジ保持部８８側（図８（ｂ）では時計回り）に回動するよう構成されている。これにより、交換用カートリッジ保持部８９のテーブル８９ｂを上下に移動させることなく、押出部材８４を元の位置に戻すことができる。

以上のようにして、インクカートリッジ８１ａの交換動作が行なわれる。
上記に詳述したインクジェットプリンタ１ａにおいては、保持位置にて、複数の交換用のインクカートリッジ８１ａを、記録ヘッド１０がインクを噴射する方向と同一方向である下方向に積層状態で保持可能な交換用カートリッジ保持部８９と、退避位置にて、退避手段により移動させられた使用後のインクカートリッジ８１ａを記録ヘッド１０がインクを噴射する方向と同一方向に積層状態で保持可能な不要カートリッジ保持部８８と、を備えている。そして、インクジェットプリンタ１ａは、キャリッジ１１に搭載された使用後のインクカートリッジ８１ａを退避位置に移動させると同時に、キャリッジ１１において使用後のインクカートリッジ８１ａが搭載されていた位置に、交換用カートリッジ保持部８９により保持された複数の交換用のインクカートリッジ８１ａのうちの１つを搭載する。

従って、このようなインクジェットプリンタ１ａによれば、インクの噴射方向と同一の方向にインクカートリッジ８１ａを積層するので、キャリッジ１１の厚みにより生じるスペースを有効に使用することができる。

また、このようなインクジェットプリンタ１ａによれば、キャリッジ１１を重くすることなく、大容量の画像形成を行うことができる。
さらに、記録ヘッド１０は下方向にインクを噴射するので、記録ヘッド１０を汚れ難くすることができる。このため、記録ヘッド１０の噴射特性を良好に維持することができる。

また、交換用のインクカートリッジ８１ａを下方向に積層するので、装置の高さを低く抑え、装置の形状を扁平にすることができる。
さらに、不要カートリッジ保持部８８を備えているので、不要となった複数のインクカートリッジ８１ａを良好に保持することができる。

加えて、インクジェットプリンタ１ａにおいて使用されるインクカートリッジ８１ａは、移動される際の移動方向に対する前端面の下縁部および後端面の上縁部に、傾斜面８１２，８１３が形成されている。また、不要カートリッジ保持部８８は、インクカートリッジ８１ａの積層状態が密になるように、不要カートリッジ保持部８８が保持するインクカートリッジ８１ａをインクジェットプリンタ１ａの上方向に付勢する付勢部材８８ａを備えている。

従って、このようなインクジェットプリンタ１ａによれば、インクカートリッジ８１ａを移動させるときに、前端面の下縁部を、インクジェットプリンタ１ａを構成する各部に引っ掛かり難くすることができる。

また、キャリッジ１１に搭載された使用後のインクカートリッジ８１ａは、退避位置に移動させられるときに、このインクカートリッジ８１ａの前端面下縁部に形成された傾斜面８１２が、不要カートリッジ保持部８８により退避位置にて保持されているインクカートリッジ８１ａの後端面上縁部に形成された傾斜面８１３と摺動し、不要カートリッジ保持部８８により保持されているインクカートリッジ８１ａを付勢部材８８ａによる付勢力に抗して押し下げながら、退避位置に移動する。

従って、このようなインクジェットプリンタ１ａによれば、インクカートリッジ８１ａの積層をスムーズに行うことができる。
また、不要カートリッジ保持部８８は、新たに移動してくるインクカートリッジ８１ａのためのスペースを形成する必要がないため、不要カートリッジ保持部８８の構成を簡単にすることができる。

加えて、インクジェットプリンタ１ａにおいては、退避位置および保持位置が、キャリッジ１１が移動可能な領域を挟んで、互いに対向する位置に配置されており、使用後のインクカートリッジ８１ａを移動させると同時に、交換用のインクカートリッジ８１ａをキャリッジ１１に搭載する。

従って、インクジェットプリンタ１ａによれば、インクカートリッジ８１ａの交換時間を短くすることができる。
なお、本発明の実施の形態は、上記の実施形態に何ら限定されることはなく、本発明の技術的範囲に属する限り種々の形態を採りうる。

例えば、本実施例のインクジェットプリンタ１ａにおいては、インクの噴射方向を下方向に設定したが、例えば、インクの噴射方向を横方向や上方向等の任意の方向に設定してもよい。

また、本実施例のインクジェットプリンタ１ａにおいては、不要カートリッジ保持部８８により、使用後のインクカートリッジ８１ａを保持するよう構成したが、インクジェットプリンタ１ａの外部に排出するよう構成してもよい。

ところで、特許請求の範囲には、交換用カートリッジ保持部８９は、インクカートリッジ８１ａを「インクを噴射する方向と同一方向に積層状態」で保持する旨を記載したが、ここでいう「同一方向」とは、完全同一のみを意味するものではない。つまり、本発明の趣旨は、キャリッジ１１の厚みを有効に使用してインクカートリッジ８１ａを積層することであるため、交換用カートリッジ保持部８９は、インクカートリッジ８１ａをインクの噴射方向に対して斜め方向に積層するものも含まれるものとする。このようにしても、上記実施例のインクジェットプリンタ１ａと同様の効果が得られる。

次に、別形態のインクジェットプリンタ１ｂについて説明する。本実施例（実施例２）にて説明するインクジェットプリンタ１ｂは、キャリッジ１１の構成、カートリッジ交換機構８０ａの構成、およびインクカートリッジ８１ａの構造等が異なるのみであって、その他の構成は実施例１のインクジェットプリンタ１ａと同様の構成である。従って、本実施例（実施例２）では、実施例１のインクジェットプリンタ１ａと異なる箇所のみを詳述し、実施例１のインクジェットプリンタ１ａと同様の箇所については、同一の符号を付して説明を省略する。

まず、本実施例（実施例２）におけるインクジェットプリンタ１ｂについて、図９を用いて説明する。図９は実施例２のインクジェットプリンタ１ｂを示す斜視図である。
インクジェットプリンタ１ｂは、図９に示すように、実施例１のカートリッジ交換機構８０ａに換えて、別形態のカートリッジ交換機構８０ｂが配置されている。

即ち、カートリッジ交換機構８０ｂには、不要カートリッジ保持部８８と交換用カートリッジ保持部８９とが、キャリッジ１１の移動領域の片側に並べて配置されている。また、インクカートリッジ８１ｂをキャリッジ１１と不要カートリッジ保持部８８との間で移動するための、交換モータ８５ａ、ピニオン８６ａ、押出部材８４と、インクカートリッジ８１ｂをキャリッジ１１と交換用カートリッジ保持部８９との間で移動するための、交換モータ８５ｂ、ピニオン８６ｂ、押出部材８４とが、それぞれ配置されている。

また、本実施形態のキャリッジ１１おいては、実施例１のキャリッジ１１とは異なり、インクカートリッジ８１ｂを前後逆方向に向けて装着するよう構成されている（図１１〜図１３参照）。この構成に伴い、残量検出センサ８２の位置は、キャリッジ１１の後側に変更されている。

このインクジェットプリンタ１ｂにおいて、キャリッジ１１に搭載されたインクカートリッジ８１ｂの交換する動作について、以下に説明する。
処理実行装置７０のＣＰＵ７１は、残量検出センサ８２がキャリッジ１１に搭載されているインクカートリッジ８１ｂ内部のインクの量が減少していることを検知すると、不要カートリッジ保持部８８の位置に、キャリッジ１１を移動させ、停止させる。

そして、処理実行装置７０のＣＰＵ７１は、交換モータ８５ａを駆動し、キャリッジ１１に搭載されたインクカートリッジ８１ｂを不要カートリッジ保持部８８のテーブル８８ｂ上に移動させる。このとき、処理実行装置７０のＣＰＵ７１は、下縁部に形成された傾斜面８１２を有する端面が移動方向前側（前端面）となるよう、このインクカートリッジ８１ｂを移動させる。

次に、処理実行装置７０のＣＰＵ７１は、キャリッジ１１を交換用カートリッジ保持部８９の位置に移動させ、停止させる。
そして、交換モータ８５ｂを駆動し、この交換用カートリッジ保持部８９のテーブル８９上にて保持されている交換用のインクカートリッジ８１ｂをキャリッジ１１に搭載する。このとき、処理実行装置７０のＣＰＵ７１は、上縁部に形成された傾斜面８１３を有する端面が移動方向前側（前端面）となるよう、このインクカートリッジ８１ｂを移動させる。

このようにして、インクジェットプリンタ１ｂは、再び画像形成が可能な状態となる。
次に、本実施形態のインクジェットプリンタ１ｂにて使用されるインクカートリッジ８１ｂについて図１０を用いて説明する。図１０（ａ）はインクカートリッジ８１ｂを斜め上方から見た斜視図、図１０（ｂ）はインクカートリッジ８１ｂを斜め下方から見た斜視図、図１０（ｃ）は長手方向におけるインクカートリッジ８１ｂの中央断面図である。

インクカートリッジ８１ｂは、図１０（ａ）に示すように、略箱型であって、一端面にインクを補充するための補充孔８１１が形成されている。
そして、インクカートリッジ８１ｂの補充孔８１１の近傍には、図１０（ｃ）に示すように、補充孔８１１を塞ぐためのキャップ８１６と、このキャップ８１６を補充孔８１１側に付勢する付勢部材８１７とが備えられている。このため、キャップ８１６が外部から付勢部材８１７による付勢力に抗して押圧された場合に、補充孔８１１からインクを補充可能な状態となり、キャップ８１６が押圧されていない場合には、キャップ８１６は内部を密閉状態とするので、インクカートリッジ８１ｂは、インクを補充不能な状態となる。また、この状態のときには、インクカートリッジ８１ｂの内部のインクが補充孔８１１から外部に流出することはない。

この構成により、この補充孔８１１からインクを充填することができるので、不要カートリッジ保持部８８に保持されたインクカートリッジ８１ｂを捨てることなく容易に再利用することができる。

また、このインクカートリッジ８１ｂには、図１０（ｂ）および図１０（ｃ）に示すように、実施例１のインクカートリッジ８１ａに備えられていたシャッタ８１４ａおよび収納部８１５ａに換えて、キャップ８１４ｂおよび付勢部材８１５ｂが備えられている。このキャップ８１４ｂおよび付勢部材８１５ｂは、補充孔８１１付近に配置されたキャップ８１６および付勢部材８１７と同様のものであり、キャップ８１４ｂが外部から付勢部材８１５ｂによる付勢力に抗して押圧された場合に、抽出孔８１９からインクを抽出可能な状態となり、キャップ８１４ｂが押圧されていない場合には、キャップ８１４ｂは内部を密閉状態とするので、インクカートリッジ８１ｂは、インクを抽出不能な状態となる。また、この状態のときには、インクカートリッジ８１ｂの内部のインクが抽出孔８１９から外部に流出することはない。

ここで、インクカートリッジ８１ｂがキャリッジ１１に装着されるときの状態について図１１、図１２、および図１３を用いて説明する。図１１はキャリッジ１１にインクカートリッジ８１ｂが装着されている状態を示す説明図、図１２はキャリッジ１１から使用後のインクカートリッジ８１ｂを取り外す状態を示す説明図、図１３はキャリッジ１１に交換用のインクカートリッジ８１ｂを装着する状態を示す説明図である。

インクカートリッジ８１ｂがキャリッジ１１に装着されているときには、図１１に示すように、ソレノイド１１４はＯＦＦ状態であり、係止部材１１１はキャリッジ１１の抽出孔８１９に挿通され、キャップ８１４ｂを押し上げた状態になっている。このため、抽出孔８１９からインクを抽出することができる。また、係止部材１１１により、インクカートリッジ８１ｂは位置決め固定されている。従って、このインクジェットプリンタ１ｂでは、係止部材１１１と抽出孔８１９とを係合させることにより、インクカートリッジ８１ｂがキャリッジ１１から移動してしまうことを防止している。

ここで、残量検出センサ８２によりインクの残量が所定量よりも減少していることが検出された場合には、処理実行装置７０のＣＰＵ７１は、キャリッジ１１を不要カートリッジ保持部８８の位置まで移動させ、図１２に示すように、ソレノイド１１４をＯＮ状態にする。

すると、係止部材１１１は、付勢部材１１２の付勢力に抗して下方向に移動し、インクカートリッジ８１ｂから離れた状態となる。このとき、インクカートリッジ８１ｂのキャップ８１４ｂは、付勢部材８１５ｂの付勢力により、インクカートリッジ８１ｂの内部を密閉状態とする。

この状態において、インクカートリッジ８１ｂは押出部材８４によりキャリッジ１１から取り外され、不要カートリッジ保持部８８に搬送されることになる。
次に、キャリッジ１１に交換用のインクカートリッジ８１ｂを装着するときには、処理実行装置７０のＣＰＵ７１は、キャリッジ１１を交換用カートリッジ保持部８９の位置まで移動させる。そして、図１３に示すように、処理実行装置７０のＣＰＵ７１は、ソレノイド１１４をＯＮ状態にしたままで、押出部材８４をキャリッジ１１方向に移動させることにより、交換用カートリッジ保持部８９に保持されていたインクカートリッジ８１ｂをキャリッジ１１上に搬送する。

そして、処理実行装置７０のＣＰＵ７１は、インクカートリッジ８１ｂを所定の位置まで搬送したときに、ソレノイド１１４をＯＦＦ状態にする。すると、図１１に示すように、新たなインクカートリッジ８１ｂがキャリッジ１１に装着される。

以上のように詳述したインクジェットプリンタ１ｂにおいては、交換用カートリッジ保持部８９および不要カートリッジ保持部８８が、キャリッジ１１の移動方向と同一方向に並べて配置されている。

従って、このインクジェットプリンタ１ｂによれば、キャリッジ１１の移動方向と直交する方向の長さを短くすることができる。

実施例１のインクジェットプリンタ１ａを示す斜視図である。 実施例１のインクジェットプリンタ１ａの中央断面図である。 処理実行装置７０の概略構成を表すブロック図である。 実施例１のインクカートリッジ８１ａの説明図である。 実施例１のインクカートリッジ８１ａが交換用カートリッジ保持部８９からキャリッジ１１上に移動させられた状態を示す説明図である。 キャリッジ１１に実施例１のインクカートリッジ８１ａが装着されている状態を示す説明図である。 実施例１のインクカートリッジ８１ａの移動の様子を示す説明図である（前半）。 実施例１のインクカートリッジ８１ａの移動の様子を示す説明図である（後半）。 実施例２のインクジェットプリンタ１ｂを示す斜視図である。 実施例２のインクカートリッジ８１ｂの説明図である。 キャリッジ１１に実施例２のインクカートリッジ８１ｂが装着されている状態を示す説明図である。 キャリッジ１１から実施例２のインクカートリッジ８１ｂを取り外すとき状態を示す説明図である。 キャリッジ１１に交換用のインクカートリッジ８１ｂを装着する状態を示す説明図である。

符号の説明

１ａ，１ｂ…インクジェットプリンタ、２…給紙カートリッジ、５…排紙トレイ、１０…記録ヘッド、１１…キャリッジ、１３…用紙搬送機構、７０…処理実行装置、７１…ＣＰＵ、８０ａ，８０ｂ…カートリッジ交換機構、８１ａ，８１ｂ…インクカートリッジ、８２…残量検出センサ、８４…押出部材、８５，８５ａ，８５ｂ…交換モータ、８６，８６ａ，８６ｂ…ピニオン、８７…ソレノイド、８８…不要カートリッジ保持部、８８ａ…付勢部材、８８ｂ…テーブル、８８ｃ…支持柱、８９…交換用カートリッジ保持部、８９ａ…付勢部材、８９ｂ…テーブル、８９ｃ…支持柱、１１１…係止部材、１１２…付勢部材、１１３…リンク機構、１１４…ソレノイド、１１６…突起部、８１１…補充孔、８１２，８１３…傾斜面、８１４ａ…シャッタ、８１４ｂ…キャップ、８１５ａ…収納部、８１５ｂ…付勢部材、８１６…キャップ、８１７…付勢部材、８１９…抽出孔、８４１…係合部材。

Claims (8)

1. 記録ヘッドとインクカートリッジとを搭載したキャリッジを走査しながら、前記記録ヘッドから予め設定された方向にインクを噴射することにより被記録媒体に画像を形成するインクジェット記録装置に備えられ、前記キャリッジに搭載された使用後のインクカートリッジを交換用のインクカートリッジと交換するインクカートリッジ交換装置であって、
   前記キャリッジに搭載された使用後のインクカートリッジを退避位置に移動させる退避手段と、
   保持位置にて、複数の交換用のインクカートリッジを、前記記録ヘッドがインクを噴射する方向と同一方向に積層状態で保持可能な交換用カートリッジ保持手段と、
   前記キャリッジにおいて前記使用後のインクカートリッジが搭載されていた位置に、前記交換用カートリッジ保持手段により保持された複数の交換用のインクカートリッジのうちの１つを搭載する搭載手段と、
   を備えたこと特徴とするインクカートリッジ交換装置。
2. 前記記録ヘッドは、当該インクカートリッジ交換装置の下方向にインクを噴射することを特徴とする請求項１に記載のインクカートリッジ交換装置。
3. 退避位置にて、前記退避手段により移動させられた使用後のインクカートリッジを前記記録ヘッドがインクを噴射する方向と同一方向に積層状態で保持可能な不要カートリッジ保持手段を備えたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のインクカートリッジ交換装置。
4. 前記インクカートリッジは、前記退避手段または前記搭載手段により移動される際の移動方向に対する前端面の下縁部に、傾斜面が形成されていることを特徴とする請求項１〜請求項３の何れかに記載のインクカートリッジ交換装置。
5. 前記インクカートリッジは、前記退避手段または前記搭載手段により移動される際の移動方向に対する後端面の上縁部にも傾斜面が形成されており、
   前記不要カートリッジ保持手段は、前記インクカートリッジの積層状態が密になるように、該不要カートリッジ保持手段が保持するインクカートリッジを当該インクカートリッジ交換装置の上方向に付勢する付勢手段を備えたこと
   を特徴とする請求項４に記載のインクカートリッジ交換装置。
6. 退避位置および保持位置は、前記キャリッジが移動可能な領域を挟んで、互いに対向する位置に配置されており、
   前記搭載手段は、前記退避手段がインクカートリッジを移動させると同時に、交換用のインクカートリッジを前記キャリッジに搭載すること
   を特徴とする請求項１〜請求項５の何れかに記載のインクカートリッジ交換装置。
7. 退避位置および保持位置は、前記キャリッジの移動方向に並べて配置されていることを特徴とする請求項１〜請求項５の何れかに記載のインクカートリッジ交換装置。
8. 記録ヘッドとインクカートリッジとを搭載したキャリッジを走査しながら前記記録ヘッドからインクを噴射することにより被記録媒体に画像を形成するインクジェット記録装置であって、
   前記キャリッジに搭載されたインクカートリッジを交換用のインクカートリッジと交換するインクカートリッジ交換装置として請求項１〜請求項７の何れかに記載のインクカートリッジ交換装置を備えたこと
   を特徴とするインクジェット記録装置。

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