JP2010208095A - 記録剤収容容器及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】インク袋内のインクの使い残しが生じてインクの使用効率が悪い。
【解決手段】インクカートリッジ１は、インクパック２をカートリッジケース３内に収納して構成し、インク袋１１は変形可能な袋状部材であって、画像形成装置本体側の記録剤吸引部材を受け入れる供給口部１３が固定され、またインク袋１１の対向する側壁面の外面側には第１のプレート２１と第２のプレート２２が取付けられ、第１、第２のプレート２１、２２は、インク袋１１の供給口部１３と反対側の縁部の後ろ側で、支軸２３を揺動支点として折り畳み可能とされている。
【選択図】図１

Description

本発明は記録剤収容容器及び画像形成装置に関する。

プリンタ、ファクシミリ、複写装置、プロッタ、これらの複合機等の画像形成装置として、例えばインク液滴を吐出する記録ヘッドを用いた液体吐出記録方式の画像形成装置としてインクジェット記録装置が、また電子写真方式で画像を形成する画像形成装置が知られている。

例えば、液体吐出記録方式の画像形成装置は、記録ヘッドからインク滴を、搬送される用紙（紙に限定するものではなく、ＯＨＰなどを含み、インク滴、その他の液体などが付着可能なものの意味であり、被記録媒体あるいは記録媒体、記録紙、記録用紙などとも称される。）に対して吐出して、画像形成（記録、印字、印写、印刷も同義語で使用する。）を行なうものであり、記録ヘッドが主走査方向に移動しながら液滴を吐出して画像を形成するシリアル型画像形成装置と、記録ヘッドが移動しない状態で液滴を吐出して画像を形成するライン型ヘッドを用いるライン型画像形成装置がある。

なお、本願において、液体吐出方式の「画像形成装置」は、紙、糸、繊維、布帛、皮革、金属、プラスチック、ガラス、木材、セラミックス等の媒体に液滴を吐出する装置を意味し、また、「画像形成」とは、文字や図形等の意味を持つ画像を媒体に対して付与することだけでなく、パターン等の意味を持たない画像を媒体に付与すること（単に液滴を媒体に着弾させること、すなわち、液体吐出装置）をも意味する。また、「インク」とは、インクと称されるものに限らず、記録液、定着処理液、液体などと称されるものなど、画像形成を行うことができるすべての液体の総称として用い、例えば、ＤＮＡ試料、レジスト、パターン材料、樹脂なども含まれる。なお、以下では、主として、記録剤がインクである例について説明するが、現像剤（トナー）である場合に本願発明の記録剤収容容器及び画像形成装置を適用することができる。

このような画像形成装置において、例えば記録ヘッドを搭載したキャリッジ上に、記録ヘッドにインクを供給するサブタンク（バッファタンク、ヘッドタンクとも称される。）を搭載し、メインのインクカートリッジ（メインタンクとも称される）を画像形成装置本体（以下、単に「装置本体」という。）側に着脱自在に装着し、サブタンクに装置本体側のインクカートリッジからインクを補充供給するようにしたものが知られている。

インクカートリッジとしては、例えば、筐体内にインク袋が収納されて、インク袋を挟んで配置された２つの電極を挟み込む補強部材を有し、インク袋内のインクの増減にかかわらず互いに略平行に電極が移動するようにしたものもある（特許文献１）。

また、トナーを収容するトナー容器としては、例えばトナーの吸引と同時に容器を折り畳んで減容できるようにしたものがある（特許文献２）。

特開２００６−３２７１１１号公報 特開２００３−４３７９７号公報

しかしながら、上記特許文献１記載のインクカートリッジにあっては、インク袋を減容するときに補強部材によって押圧されないが箇所がインク袋に供給側とは反対の筐体奥側に生じて、減容の際に一部供給部から奥側にインクが逃げてしまい、インクカートリッジを最後まで使いきったときにインク袋に残るインク残量が増加してしまうという課題がある。

また、特許文献２記載のトナーカートリッジにあっては、トナー出力部が下方で、剛性部材が重力方向上方にあって、トナーが出力される際に重力で自然とトナー出力側（上から下）に搬送される作用があって成立するもので、横置きで使用することができない。

本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、記録剤収容容器の低コスト化を図りつつ安定した記録剤の供給を行えるようにすることを目的とする。

上記の課題を解決するため、本発明に係る記録剤収容容器は、
画像形成用記録剤を収納し、かつ画像形成装置内で使用される記録剤収納容器であって、
少なくとも２つの対向する側壁面を有する変形可能な袋状の記録剤収容部と、
前記記録剤収容部に取付けられて、前記画像形成装置側の記録剤吸引部材を受け入れる記録剤供給部と、
前記記録剤収容部の各側壁面の外面に取付けられた板状部材と、を有し、
前記各板状部材は前記記録剤供給部と反対側の端部を支点として折り畳み可能である
構成とした。

ここで、前記記録剤収容部及び各板状部材は外箱部材内に収納されている構成とできる。

本発明に係る記録剤収容容器は、
画像形成用記録剤を収容し、かつ画像形成装置本体内で使用される記録剤収納容器であって、
少なくとも２つの対向する側壁面を有する変形可能な袋状の記録剤収容部と、
前記記録剤収容部に取付けられて、前記画像形成装置側の記録剤吸引部材を受け入れる記録剤供給部と、
前記記録剤収容部の一側壁面の外面に取付けられた板状部材と、
前記記録剤収容部及び前記板状部材を収納する外箱部材と、を有し、
前記板状部材は前記記録剤供給部と反対側の端部を支点として前記外箱部材の内壁面に対して折り畳み可能である
構成とした。

これらの本発明に係る現像剤収容容器においては、前記記録剤収容部の対向する側壁面にはそれぞれ検知電極が設けられて、前記画像形成装置本体側と電気的に接続する端子が設けられている構成とできる。

また、前記記録剤がインク又はトナーである構成とできる。

本発明に係る画像形成装置は、本発明に係る記録剤収容容器を備えたものである。

本発明に係る記録剤収容容器によれば、少なくとも２つの対向する側壁面を有する変形可能な袋状の記録剤収容部と、記録剤収容部に取付けられて、画像形成装置側の記録剤吸引部材を受け入れる記録剤供給部と、記録剤収容部の各側壁面の外面に取付けられた板状部材とを有し、各板状部材は記録剤供給部と反対側の端部を支点として折り畳み可能である構成としたので、構成が簡単で記録剤収容容器の低コスト化を図りつつ、記録剤の使い残しが少なく、安定した記録剤の供給を行うことができる。

本発明に係る記録剤収容容器によれば、少なくとも２つの対向する側壁面を有する変形可能な袋状の記録剤収容部と、記録剤収容部に取付けられて、画像形成装置側の記録剤吸引部材を受け入れる記録剤供給部と、記録剤収容部の一側壁面の外面に取付けられた板状部材と、記録剤収容部及び板状部材を収納する外箱部材とを有し、板状部材は記録剤供給部と反対側の端部を支点として外箱部材の内壁面に対して折り畳み可能である構成としたので、構成が簡単で記録剤収容容器の低コスト化を図りつつ、記録剤の使い残しが少なく、安定した記録剤の供給を行うことができる。

本発明に係る画像形成装置によれば、本発明に係る記録剤収容容器を備えているので、安定した画像品質で画像形成を行うことができる。

本発明に係る記録剤収容容器の第１実施形態の説明に供する斜視説明図である。 同じく断面説明図である。 同じく作用説明に供する断面説明図である。 本発明に係る記録剤収容容器の第２実施形態の説明に供する斜視説明図である。 本発明に係る記録剤収容容器の第３実施形態の説明に供する断面説明図である。 同じく作用説明に供する断面説明図である。 本発明に係る記録剤収容容器の第３実施形態の説明に供する断面説明図である。 本発明に係る記録剤収容容器を備える本発明に係る画像形成装置の一例を示す斜視説明図である。 同装置の機構部の概要を示す側面説明図である。 同じく要部平面説明図である。

以下、本発明の実施の形態について添付図面を参照して説明する。まず、本発明に係る記録剤収容容器の第１実施形態について図１及び図２を参照して説明する。なお、図１は同記録剤収容容器としてのインクカートリッジの斜視説明図、図２は同インクカートリッジの断面説明図である。
このインクカートリッジ１は、インクパック２を外箱部材であるカートリッジケース３（図１では透過状態で図示している。）内に収納して構成している。

インクパック２のインク袋１１は、記録剤収容部であり、ポリエチレン、ナイロン、ＰＥＴなどの柔軟性のあるシート材料で形成された変形可能な袋状部材である。このインク袋１１内にはインク１０が充填されている。そして、このインク袋１１には、内部のインクを画像形成装置本体側の記録剤吸引部材、例えば中空ノズル部材を受け入れる記録剤供給部である供給口部１３が熱溶着で固定されている。供給口部１３内には、画像形成装置本体に装着されているとき、着脱時、取り外している状態において内部のインクを漏れないようにするための弾性部材、例えばゴムシール１４が配置されている。また、インク袋１１の供給口部１３はカートリッジケース２の一側壁部に取付けられている。

インク袋１１の対向する側壁面の外面側には板状部材である第１のプレート２１と第２のプレート２２が取付けられている。第１、第２のプレート２１、２２のインク袋１１の外面への取付けは、熱溶着、接着剤、両面テープなどで行うことができる。そして、第１、第２のプレート２１、２２は、インク袋１１の供給口部１３と反対側の縁部の後ろ側で、支軸２３を揺動（又は回動）支点として折り畳み可能とされている。

ここで、インク袋１１の第１、第２のプレート２１，２２の揺動支点側（奥側）の縁部２ａは、袋側面の折り畳みによる稜線又は側面の貼り合わせによる稜線を有している。これにより、インク袋１１内のインク１０が吸引されて減圧されるときに、インク袋１１は方向性を持って収縮することになり、インクの使い残しが少なくなる。

また、第１、第２のプレート２１、２２には、それぞれ第１の電極板２５と第２の電極板２６が設けられ、２つの電極板２５、２６からリード線２７にてカートリッジケース２の外壁面に設けた基板２８に接続している。この基板２８と画像形成装置本体とはバネ接点等を利用して画像形成装置本体内の図示しない検知電極に導通される。

なお、画像形成装置本体では、第１の電極板２５と第２の電極板２６間の静電容量を検出し、検出した静電容量が所定値となったときに図示しない制御部によって表示手段やホスト側を通じてインクエンド又はインクニアエンドになったことをユーザに通知する。

このように構成したインクカートリッジ１においては、画像形成装置本体に装着されてインク袋１１内のインク１０が使用されるに従って、インク袋１１内は減圧されて、図２に示す満タン状態から図３（ａ）、（ｂ）に示すようにインク袋１１が収縮する。

このとき、インク袋１１の対向する側壁面には第１、第２のプレート２１，２２が設けられて、これらの第１、第２のプレート２１、２２は、供給口部１３と反対側を支点として回転するので、図３（ａ）、（ｂ）に示すように、インク袋１１を供給口部１３の容積よりも反対側である奥側の容積を常に小さくするようにインク袋１１を押圧規制する。

これにより、インク袋１１内のインクは奥側から供給口部１３側に効率よく移動し、インク袋１１内のインクの使い残し量が低減する。

また、第１、第２のプレート２１，２２の対向距離が変化することで電極板２５，２６間の静電容量が変化するので、一定印加電圧に対する抵抗変化が生じるので、装置本体側ではこの抵抗変化を検知してインク袋１１内のインク残量を検知してインクエンドやインクニアエンドを検出する。

このように、少なくとも２つの対向する側壁面を有する変形可能な袋状の記録剤収容部と、記録剤収容部に取付けられて、画像形成装置側の記録剤吸引部材を受け入れる記録剤供給部と、記録剤収容部の各側壁面の外面に取付けられた板状部材とを有し、各板状部材は記録剤供給部と反対側の端部を支点として折り畳み可能である構成とすることで、構成が簡単で記録剤収容容器の低コスト化を図りつつ、記録剤の使い残しが少なく、安定した記録剤の供給を行うことができる。

次に、本発明に係る記録剤収容容器の第２実施形態について図４を参照して説明する。
この実施形態は、前記第１実施形態のインクパック２をカートリッジケース３に収納しないで、そのまま記録剤収容容器（インクカートリッジ）として使用する形態である。なお、インクパック２の構成は前記第１実施形態と同様であるので、その説明を省略する。

次に、本発明に係る記録剤収容容器の第３実施形態について図５及び図６を参照して説明する。
この実施形態では、前記第１実施形態の第１のプレート２１、第２のプレート２２の一方をカートリッジケース３の壁面部３１で構成したものであり、この例では第１のプレート２１がカートリッジケース３の壁面部３１の支軸２４で揺動可能に支持されている。

この場合には、インク袋１１内のインクが使用されるに従って図５の満タン状態から図６（ａ）、図６（ｂ）に示すように第１のプレート２１が支軸２３を支点としてカートリッジケース３の壁面部３１に近づくように揺動するので、前記第１実施形態と同様の作用効果を得ることができるとともに、プレートが１枚で済み、構成が簡単になる。

次に、本発明に係る記録剤収容容器の第４実施形態について図７を参照して説明する。
この実施形態は、前記第３実施形態において、第１のプレート２１が傾斜して配置されることによって生じる空間に対応してインク袋カートリッジケース３の一部の凹部３２を設けたものであり、この凹部３２に指などを掛けてインクカートリッジ１を装置本体に対して着脱することができ、操作性を向上することができる。

次に、本発明に係る記録剤収容容器を使用する本発明に係る画像形成装置の一例について図８ないし図１０を参照して説明する。なお、図８は同画像形成装置の外観斜視説明図、図９は同画像形成装置の機構部の概要を示す側面説明図、図１０は同じく要部平面説明図である。
この画像形成装置は、シリアル型インクジェット記録装置であり、装置本体２０１と、装置本体２０１に装着したまま所定の用紙補給位置まで引出し可能な給紙カセット２０２と、給紙カセット２０２の蓋部材を兼ね、装置本体２０１に揺動可能に装着されて給紙カセット２０２の上方を開閉可能な排紙トレイ２０３とを備えている。給紙カセット２０２は装置本体１内に給紙する用紙がストックされ、排紙トレイ２０３には画像が記録（形成）された用紙がストックされる。さらに、装置本体２０１の前面の一端部側には、本発明に係る記録剤収容容器であるインクカートリッジを装填するためのカートリッジ装填部２０４を有し、このカートリッジ装填部２０４の上面は操作ボタンや表示器などを設ける操作／表示部２０５としている。

そして、装置本体２０１内では、左右の側板２０１Ａ、２０１Ｂに横架したガイド部材である主従のガイドロッド２３１、２３２でキャリッジ２３３を主走査方向に摺動自在に保持し、図示しない主走査モータによってタイミングベルトを介して矢示方向（キャリッジ主走査方向）に移動走査する。

このキャリッジ２３３には、イエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、ブラック（Ｋ）の各色のインク滴を吐出するための本発明に係る液体吐出ヘッドからなる記録ヘッド２３４ａ、２３４ｂ（区別しないときは「記録ヘッド２３４」という。）を複数のノズルからなるノズル列を主走査方向と直交する副走査方向に配列し、インク滴吐出方向を下方に向けて装着している。

記録ヘッド２３４は、それぞれ２つのノズル列を有し、記録ヘッド２３４ａの一方のノズル列はブラック（Ｋ）の液滴を、他方のノズル列はシアン（Ｃ）の液滴を、記録ヘッド２３４ｂの一方のノズル列はマゼンタ（Ｍ）の液滴を、他方のノズル列はイエロー（Ｙ）の液滴を、それぞれ吐出する。

また、キャリッジ２３３には、記録ヘッド２３４のノズル列に対応して各色のインクを供給するためのヘッドタンク２３５ａ、２３５ｂ（区別しないときは「ヘッドタンク２３５」という。）を搭載している。このサブタンク２３５には各色の供給チューブ２３６を介して、本発明に係る各色の記録剤収容容器であるインクカートリッジ２１０（第１実施形態で図示）から各色のインクが補充供給される。

一方、給紙カセット２０２の用紙積載部（圧板）２４１上に積載した用紙２４２を給紙するための給紙部として、用紙積載部２４１から用紙２４２を１枚ずつ分離給送する半月コロ（給紙コロ）２４３及び給紙コロ２４３に対向し、摩擦係数の大きな材質からなる分離パッド２４４を備え、この分離パッド２４４は給紙コロ２４３側に付勢されている。

そして、この給紙部から給紙された用紙２４２を記録ヘッド２３４の下方側に送り込むために、用紙２４２を案内するガイド部材２４５と、カウンタローラ２４６と、搬送ガイド部材２４７と、先端加圧コロ２４９を有する押さえ部材２４８とを備えるとともに、給送された用紙２４２を静電吸着して記録ヘッド２３４に対向する位置で搬送するための搬送手段である搬送ベルト２５１を備えている。

この搬送ベルト２５１は、無端状ベルトであり、搬送ローラ２５２とテンションローラ２５３との間に掛け渡されて、ベルト搬送方向（副走査方向）に周回するように構成している。また、この搬送ベルト２５１の表面を帯電させるための帯電手段である帯電ローラ２５６を備えている。この帯電ローラ２５６は、搬送ベルト２５１の表層に接触し、搬送ベルト２５１の回動に従動して回転するように配置されている。この搬送ベルト２５１は、図示しない副走査モータによってタイミングを介して搬送ローラ２５２が回転駆動されることによってベルト搬送方向に周回移動する。

さらに、記録ヘッド２３４で記録された用紙２４２を排紙するための排紙部として、搬送ベルト２５１から用紙２４２を分離するための分離爪２６１と、排紙ローラ２６２及び排紙コロ２６３とを備え、排紙ローラ２６２の下方に排紙トレイ２０３を備えている。

また、装置本体２０１の背面部には両面ユニット２７１が着脱自在に装着されている。この両面ユニット２７１は搬送ベルト２５１の逆方向回転で戻される用紙２４２を取り込んで反転させて再度カウンタローラ２４６と搬送ベルト２５１との間に給紙する。また、この両面ユニット２７１の上面は手差しトレイ２７２としている。

さらに、キャリッジ２３３の走査方向一方側の非印字領域には、記録ヘッド２３４のノズルの状態を維持し、回復するための回復手段を含む本発明に係るヘッドの維持回復装置である維持回復機構２８１を配置している。この維持回復機構２８１には、記録ヘッド２３４の各ノズル面をキャピングするためのキャップ２８２ａ、２８２ｂ（区別しないときは「キャップ２８２」という。）と、ノズル面をワイピングするためのブレード部材であるワイパーブレード２８３と、増粘した記録液を排出するために記録に寄与しない液滴を吐出させる空吐出を行うときの液滴を受ける空吐出受け２８４などを備えている。

また、キャリッジ２３３の走査方向他方側の非印字領域には、記録中などに増粘した記録液を排出するために記録に寄与しない液滴を吐出させる空吐出を行うときの液滴を受ける液体回収容器であるインク回収ユニット（空吐出受け）２８８を配置し、このインク回収ユニット２８８には記録ヘッド２３４のノズル列方向に沿った開口部２８９などを備えている。

このように構成したこの画像形成装置においては、給紙カセット２０２から用紙２４２が１枚ずつ分離給紙され、略鉛直上方に給紙された用紙２４２はガイド２４５で案内され、搬送ベルト２５１とカウンタローラ２４６との間に挟まれて搬送され、更に先端を搬送ガイド２３７で案内されて先端加圧コロ２４９で搬送ベルト２５１に押し付けられ、略９０°搬送方向を転換され、帯電した搬送ベルト２５１上に吸着され、搬送ベルト２５１の周回移動によって用紙２４２が副走査方向に搬送される。

そこで、キャリッジ２３３を移動させながら画像信号に応じて記録ヘッド２３４を駆動することにより、停止している用紙２４２にインク滴を吐出して１行分を記録し、用紙２４２を所定量搬送後、次の行の記録を行う。記録終了信号又は用紙２４２の後端が記録領域に到達した信号を受けることにより、記録動作を終了して、用紙２４２を排紙トレイ２０３に排紙する。

この画像形成装置は、本発明に係る記録剤収容容器を着脱自在に装着しているので、インク消費の無駄がなくなり、コストの低減を図ることができる。

なお、上記各実施形態では記録剤がインクである例で説明しているが、前述したように記録剤としては電子写真方式の画像形成装置で使用される現像剤、トナーを用いる場合にも同様に適用することができる。

１ インクカートリッジ
２ インクパック
３ カートリッジケース
１１ インク袋
１３ 供給口部
２１ 第１のプレート
２２ 第２のプレート
２０１ 装置本体
２０２ 給紙カセット
２０３ 排紙トレイ
２０４ カートリッジ装填部
２１０ インクカートリッジ
２３３ キャリッジ
２３４ 記録ヘッド

Claims (6)

1. 画像形成用記録剤を収納し、かつ画像形成装置内で使用される記録剤収納容器であって、
   少なくとも２つの対向する側壁面を有する変形可能な袋状の記録剤収容部と、
   前記記録剤収容部に取付けられて、前記画像形成装置側の記録剤吸引部材を受け入れる記録剤供給部と、
   前記記録剤収容部の各側壁面の外面に取付けられた板状部材と、を有し、
   前記各板状部材は前記記録剤供給部と反対側の端部を支点として折り畳み可能である
   ことを特徴とする記録剤収容容器。
2. 前記記録剤収容部及び各板状部材は外箱部材内に収納されていることを特徴とする請求項１に記載の記録剤収容容器。
3. 画像形成用記録剤を収容し、かつ画像形成装置本体内で使用される記録剤収納容器であって、
   少なくとも２つの対向する側壁面を有する変形可能な袋状の記録剤収容部と、
   前記記録剤収容部に取付けられて、前記画像形成装置側の記録剤吸引部材を受け入れる記録剤供給部と、
   前記記録剤収容部の一側壁面の外面に取付けられた板状部材と、
   前記記録剤収容部及び前記板状部材を収納する外箱部材と、を有し、
   前記板状部材は前記記録剤供給部と反対側の端部を支点として前記外箱部材の内壁面に対して折り畳み可能である
   ことを特徴とする記録剤収容容器。
4. 前記記録剤収容部の対向する側壁面にはそれぞれ検知電極が設けられて、前記画像形成装置本体側と電気的に接続する端子が設けられていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の記録剤収容容器。
5. 前記記録剤がインク又はトナーであることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の記録剤収容容器。
6. 請求項１ないし５のいずれかに記載の記録剤収容容器を備えることを特徴とする画像形成装置。

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