JP4404099B2 - インクカートリッジ及びそれを装着可能なインクジェット記録装置、その記録装置の制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、ノズルからインク滴を吐出して記録紙に記録を行うインクジェット記録装置と、インク供給源として用いられるインクカートリッジに関し、特に、廃インク吸収機能を備えたインクカートリッジと、記録装置内に残留したインクを排出するための技術に関する。

従来から、インクを吐出するインクジェットヘッドと、インクを貯蔵するインクカートリッジとが離れた位置に配置された、いわゆるオフキャリッジタイプのインクジェット記録装置（以下インクジェットプリンタと称す）が提案されている。

このようなインクジェットプリンタにおいては、インクカートリッジからインクジェットヘッドにインクを供給するためのインク流路が長く、インク流路内のインクを排出しないでインクジェットプリンタを輸送すると、インク流路から流れ出たインクによってプリンタ内部が汚染され、その後の使用ができなくなる。このため、この種のインクジェットプリンタにおいては、インクジェットプリンタを輸送する前に、インクジェットヘッド及びインク流路からインクを排出する必要がある。

また、インクジェットプリンタの修理において、インクジェットヘッドやインク流路を交換する場合や、インクジェットプリンタを倒置する場合にも、同様にインクを排出する必要がある。

ところで、この種のインクジェットプリンタにおいては、インクジェットヘッドのノズル目詰まりを防止するための空吐出や、ノズル周辺に付着した異物やインクを除去するためのポンプ吸引、ノズル目詰まりを回復するためのポンプ吸引によって、印刷には使用されない無駄なインク、すなわち廃インクが発生する。

そこで、従来、このような不要になった廃インクを吸収したり、インクジェットプリンタを輸送したり修理したりする前にインク流路内のインクを吸収するための廃インク吸収材を備えたインクジェットプリンタが提案されている。

しかしながら、この種のインクジェットプリンタとしては、小型化を図るためプリンタ内に上述した廃インク吸収材を備えていないものがあり、そのようなプリンタにおいては、輸送時やインクジェットプリンタの修理時にインクを排出することができないという課題があった。

そこで上記の課題を解決するために、本願人は、廃インク吸収専用カートリッジを提案しているが、この場合には、インクジェットプリンタのユーザーやサービスマンは、インクカートリッジのみでなく、廃インク吸収専用カートリッジも所有する必要がある。廃インク吸収専用カートリッジは、インクジェットプリンタの輸送前や修理時にのみ使用するものであるため、所在が解らなくなりがちである。それを解消するため、インクジェットプリンタに、廃インク吸収専用カートリッジの保管場所を設けると、プリンタが大きくなってしまい、小型化を図るという意図に反するという課題があった。

本発明は、このような従来の技術の課題を解決するためになされたもので、不要なインクを吸収する手段を備えていないインクジェットプリンタにおいて、空吐出やポンプ吸引で発生した廃インクのみでなく、プリンタ内に残留したインクも確実かつ簡単に排出しうるインクカートリッジ及びそれを装着可能なインクジェットプリンタを提案することを目的とする。

また本発明の目的は、不要なインクを吸収する手段を備えていないインクジェットプリンタにおいて、廃インク吸収専用のカートリッジが不要なインクカートリッジ及びそれを装着可能なインクジェットプリンタを提案することにある。

更に本発明の目的は、不要なインクを吸収する手段を備えていないインクジェットプリンタの小型化を図ることにある。

本発明の別の目的は、不要なインクを吸収する手段を備えていないインクジェットプリンタに使用するインクカートリッジにおいて、リサイクルを簡単且つ経済的に行えると共に、軽量化、小型化に有利な構成のインクカートリッジを提案することにある。

上記の課題を解決するためになされた第１の発明は、少なくともインクを貯留するインク袋と、廃インクを吸収する廃インク吸収材と、これらインク袋及び廃インク吸収材を収容しているカートリッジケースを有し、インクジェット記録装置のインクカートリッジ装着部に着脱可能なインクカートリッジであって、前記カートリッジケースは少なくとも６つの面から構成され、その１つの面である第１の面に、前記インク袋に接続されたインク取り出し口と、前記廃インク吸収材に前記廃インクを排出するための第１のインク排出口と、を有し、前記第１の面と対向する第２の面に、前記インク袋に接続されない擬似インク取り出し孔と、前記廃インク吸収材に前記廃インクを排出するための第２のインク排出口と、を有し、前記第１の面と前記第２の面のいずれの面からも前記インクカートリッジ装着部に装着可能なことを特徴とするインクカートリッジである。

このように構成したインクカートリッジにおいては、インクジェットヘッドにインクを供給しつつ、廃インクの吸収ができると共に、別の場面においては、インクジェットヘッドにインクを供給せずに、廃インクの吸収のみを行うことができる。すなわち、１つのカートリッジを、通常の印刷に使用するインクカートリッジとして使用できるだけでなく、廃インク吸収専用カートリッジとしても使用できる。よって、インクジェットプリンタのユーザーやサービスマンは、プリンタを輸送したり修理したりする場合に、通常使用しているインクカートリッジを使って、インク流路内の廃インクを排出することができる。そのため廃インク吸収専用カートリッジを準備しておく必要がない。

この場合、前記第１のインク排出口と前記第２のインク排出口を弾性体で封止することが望ましく、更には、その弾性体がゴムであることが望ましい。

このように構成したインクカートリッジは、廃インク導入口からインクが漏れて、ユーザーにかかったり、プリンタ内部を汚染したりするという被害を生じさせない。

更に、本発明においては、カートリッジケースの少なくとも一部分をプラスチックフィルムによって形成している。従って、プラスチックフィルムを切断あるいははぎ取ることにより、区画室内の廃インク吸収材を交換できる。よって廃インク吸収材の交換が簡単で、経済的になる。また、廃インク吸収材をプラスチック板などで隔離する場合に比べて、インクカートリッジを全体として小型化、軽量化できる。

ここで、前記カートリッジケースの典型的な構成は、相互に組み合わされて前記インク袋及び前記廃インク吸収材の収納部分を区画形成している第１のケース片及び第２のケース片を備えた構成である。

また、前記カートリッジケースの典型的な外形は、薄い直方体形状であり、この場合、前記第１のケース片を、矩形のケース底板部分と、当該ケース底板部分の周縁に形成されているケース外枠部分とを備えた構成とし、前記第２のケース片を、矩形のケース蓋部分と、当該ケース蓋部分の周縁に形成されているケース内枠部分とを備えた構成とすればよい。更に、当該ケース内枠部分を、その幅が前記ケース外枠部分よりも狭く、かつ、前記ケース外枠部分の内側に差し込み可能な大きさとなるように設定すればよい。そして、前記第２のケース片の前記ケース蓋部分と前記ケース内枠部分によって区画形成される矩形の凹部に前記廃インク吸収材を収納し、当該凹部の開口を前記プラスチックフィルムで塞げばよい。

この場合において、前記凹部の前記開口を規定している前記ケース内枠部分の開口端面に対して、前記プラスチックフィルムの周縁部分を熱融着すれば、前記廃インク吸収材を収納している前記区画室を密閉状態にでき、廃インクが外部に漏れ出ることを確実に防止できる。

このように前記廃インク吸収材が収納されている前記区画室を密閉状態にした場合には、前記第１及び第２のケース片を、スナップフィット等の形態で、着脱可能に組み合わせる構成とすることが望ましい。このようにすれば、インクカートリッジのリサイクルに当たり、ケースを開閉する作業が簡単になり、また、ケースを傷めることもない。

ここで、前記廃インク吸収材が収納されている前記区画室を密閉状態とした場合には、それによって廃インクの吸収性能が阻害されることの無いように、前記プラスチックフィルムには空気孔を形成しておくことが望ましい。

一方、前記プラスチックフィルムを前記カートリッジケースに熱融着する場合には、その結合力を高めるために、前記プラスチックフィルムを前記カートリッジケースと同一素材とすることが望ましい。

また本発明のインクカートリッジにおいては、廃インク吸収材を収納している区画室に突起を設け、廃インク吸収材の動きを抑制しているため、例えばユーザーがインクカートリッジを落下させたりしてインクカートリッジに衝撃がかかったり、インクカートリッジの輸送で振動がかかっても、廃インク吸収材によって、区画室の一部を形成しているプラスチックフィルムが破けるということがない。すなわち使用途中のインクカートリッジを落下させても、インクが漏れない。

上記の課題を解決するためになされた第２の発明は、第１の発明のインクカートリッジを装着可能なインクジェットプリンタであって、前記インクカートリッジを前記第１の面から前記インクカートリッジ装着部に装着した場合において、前記インクカートリッジの前記インク袋からインク供給路を介して供給されたインクをノズルから吐出するインクジェットヘッドと、該インクジェットヘッドに連結され、インク排出路を介して前記インクカートリッジの前記廃インク吸収材にインクを排出するためのポンプ手段と、前記インクカートリッジの有無を検出するカートリッジ検出手段と、前記インクジェット記録装置に、前記ポンプ手段の動作命令を与えるための命令入力手段と、前記カートリッジ検出手段にて得られた検出結果と、前記命令入力手段からの動作命令に基づいて、前記ポンプ手段の排出動作を制御する制御手段とを有し、前記インクカートリッジを前記第２の面から前記インクカートリッジ装着部に装着した場合において、前記制御手段は、前記カートリッジ検出手段における検出結果がオンで、かつ、前記命令入力手段から前記ポンプ手段の動作命令を与えられた場合に、前記インク吸収材に、前記インク供給路及び前記インクジェットヘッド内のインクを排出するように前記ポンプ手段の動作を制御することを特徴とするインクジェットプリンタである。

このような構成を有する第２の発明のインクジェットプリンタのインクカートリッジ装着部に第１の発明のインクカートリッジを第２の面から装着（例えば、廃液針を有するインクジェットプリンタにおいて、疑似インク取り出し孔が廃液針に挿入される方向に装着）した場合において、ポンプ手段を駆動すれば、インクジェットヘッド等に残っているインクがインク排出路を介して廃インク吸収材に排出される。その結果、本発明によれば、インクを吸収する手段を備えていないインクジェットプリンタであっても、確実且つ簡単にインクを排出することが可能になる。更に、本発明のインクジェットプリンタには、その内部に、廃インクを吸収する手段を備えておらず、また、廃インク吸収専用カートリッジを保管する場所も必要ないため、非常に小型なプリンタにすることができる。

上記第２の発明に係わるインクジェットプリンタにおいてプリンタ内に残留したインクを排出する場合には、第３の発明のように、前記インクカートリッジを前記第２の面から前記インクカートリッジ装着部に装着した場合において、前記制御手段によって、前記カートリッジ検出手段における検出結果がオンで、かつ、前記命令入力手段から前記ポンプ手段の動作命令を与えられた場合に、前記廃インク吸収材に、前記インク供給路及び前記インクジェットヘッド内のインクを排出するように前記ポンプ手段の動作を制御するとよい。

第３の発明によれば、インクジェットプリンタの操作者が、インクカートリッジの挿入方向を確認して、ポンプ手段の動作命令を入力することにより、インクを排出されることが可能になる。その結果、本発明によれば、確実にインク流路及び印字ヘッドからインクを排出することができる。

以下に、図面を参照して、本発明を適用したインクカートリッジ及びそれを装着可能なインクジェットプリンタの好ましい一実施の形態を説明する。

図１〜図４は、本発明を適用したインクカートリッジを示す図であり、図５及び図６は、それぞれ、本発明を適用したインクジェットプリンタを斜め前方及び斜め後方から見た斜視図である。一方、図７は、インクジェットプリンタのインク供給・排出系を示す概略図であり、図８及び図９は、インクカートリッジを本発明を適用したインクジェットプリンタのインクカートリッジ装着部に装着する様子を示す図であり、図１０は、本発明を適用したインクジェットプリンタの制御手段における主たる制御動作のシーケンスを示すフローチャートである。

（インクジェットプリンタの全体構成）
図５及び図６を参照して説明すると、インクジェットプリンタ１は、ロール紙装填機構１０２と、Ａ４サイズ等のカット紙、スリップ紙等の給紙口１０３とを有し、ロール紙装填機構１０２から供給されるロール紙１０４及び給紙口１０３から矢印方向に挿入されるスリップ紙１０５が、印刷位置１１１（図５において一点鎖線で囲まれた領域）を通って搬送されるように紙搬送経路が構成されている。印刷位置１１１を通過するロール紙１０４及びスリップ紙１０５の表面に対峙するように印字ヘッド１０８がキャリッジ機構１０９によって保持されている。本実施の形態における印字ヘッド１０８は、インクジェット方式により印字を行うものである。

キャリッジ機構１０９は、ガイドシャフト１０６と、このガイドシャフト１０６に沿ってロール紙１０４、スリップ紙１０５の搬送方向とは略直行する方向に往復移動可能に保持されたキャリッジ１０７と、キャリッジ駆動用のモータ（図示せず）を備えている。

キャリッジ１０７は、印刷位置１１１を包含する範囲を、その幅方向に往復移動可能であり、印刷位置１１１から幅方向の一方の側にはずれた位置には、印字ヘッド１０８の待避位置であるキャッピング機構１１２のヘッドキャップ１１３が配置されている。印字ヘッド１０８は、印字動作を待機する状態では、そのノズル面（図示せず）がヘッドキャップ１１３によって塞がれた状態に設定されて、各インクノズルのインクメニスカスの後退、インク乾燥等が防止される。

印字ヘッド１０８には、インク供給チューブ（図７の１４３）を経由して、ロール紙装填機構１０２と隣り合った位置に搭載されているインク供給部１１０からインクが供給される。インク供給部１１０は、図６からわかるように、インクカートリッジ２が着脱可能な状態で装着されたインクカートリッジ装着部１３０を備えている。

インクジェットプリンタ１の前面部のフロントパネル１５０には、インクジェットプリンタ１の印字ヘッド１０８や、キャリッジ駆動用のモータ、廃液ポンプ（図７の１４７）駆動用のモータ（図示せず）、これらの動作を制御する制御基板に電源を投入したり遮断するための電源スイッチ１５１と、前記廃液ポンプ駆動用のモータに動作命令を与えるためのポンプ動作スイッチ１５２と、インクカートリッジ２が装着されていなかったり、装着されていても、インク袋６内のインク量が残り少なくなった場合にその旨を表示するインクエンド表示器１５３が配置されている。

（インク供給・排出系）
図７は、本実施の形態のインクジェットプリンタ１にインクカートリッジ２を装着し、インク流路を形成した一状態を示す図である。次に、図７を参照して、印字ヘッド１０８にインクを供給し、また印字ヘッド１０８から不要なインクを排出するためのインク供給・排出系を説明する。インクカートリッジ装着部１３０には、インクカートリッジ２を検出するための例えばマイクロスイッチからなるカートリッジ検出器１４２が設けられ、インクカートリッジ２がカートリッジ装着部１３０に装着された場合に、このカートリッジ検出器１４２によってその存在が検出されるようになっている。またインクカートリッジ装着部１３０には、インク供給針１４０及び廃液針１４１が例えば水平に取り付けられている。これらの針１４０、１４１に対して、インクカートリッジ２を水平にスライドさせて、これらの針１４０、１４１を当該インクカートリッジ２の後述する所定の場所に差し込むと、当該インクカートリッジ２とインクジェットプリンタ１との間にインク流路が形成される。

インク流路が形成されると、インク供給針１４０を介してインクカートリッジ２に収納されているインク袋６に貯留されているインクがインク供給チューブ１４３に取り出される。インク供給チューブ１４３には、インク中のゴミや異物を濾過するフィルタ１４４が介在している。

インク供給チューブ１４３によって、インクはインクジェットプリンタ１の印字ヘッド１０８に導かれ、プラテン１４５の表面に沿って搬送される記録紙（ロール紙１０４、またはスリップ紙１０５）に対して印字が行われる。

印字動作を待機する状態では、印字ヘッド１０８のノズル面をヘッドキャップ１１３によって塞ぐだけでなく、印字ヘッド１０８の印字品質を維持するために、定期的に、印字ヘッド１０８のインクノズル（図示せず）のクリーニングやインクの吸引も行われる。ヘッドキャップ１１３には印字ヘッド１０８から回収あるいは吸引した廃インクを当該ヘッドキャップ１１３から回収するための廃液チューブ１４６が接続されている。廃インク回収用の動力源として当該廃液チューブ１４６には廃液ポンプ１４７が介捜されている。

廃液ポンプ１４７によって、廃液チューブ１４６を介して回収された廃インクは、廃液針１４１を介してインクカートリッジ２に収納されている後述の廃インク吸収材によって吸収され、ここに回収される。

（インクカートリッジ）
図１〜図４を参照してインクカートリッジ２の全体構成を説明する。図１はインクカートリッジ２の分解斜視図であり、図２はそのインク取り出し口から見た正面図であり、図３と図４はその概略断面図である。

これらの図に示すように、インクカートリッジ２は、インクを貯蔵したインク袋６と、廃インクを吸収する廃インク吸収材２０と、これらインク袋６及び廃インク吸収材２０を収納しているカートリッジケース３０とを有している。カートリッジケース３０は、相互に組み合わされてインク袋６及び廃インク吸収材２０の収納部分を区画形成しているケース本体４０（第１のケース片）と蓋５０（第２のケース片）を備えている。

ケース本体４０は長方形のケース底板部分４１と、当該ケース底板部分４１の周縁から直角に起立しているケース外枠部分４２とを備えている。このケース底板部分４１とケース外枠部分４２によって区画形成される長方形の凹部４３にはインク袋６が収納されている。一方、蓋５０は、ケース本体４０と略同一の大きさの長方形のケース蓋部分５１と、当該ケース蓋部分５１の周縁よりも内側の位置において直角に起立しているケース内枠部分５２を備えている。当該ケース内枠部分５２は、ケース外枠部分４２の内側に差し込み可能な大きさに設定されており、またその幅もケース外枠部分４２よりも大幅に狭いものとされている。

この蓋５０のケース蓋部分５１とケース内枠部分５２によって区画形成される長方形の凹部５３には、当該凹部５３に丁度嵌まり込む大きさ及び厚さの廃インク吸収材２０が収納され、当該凹部５３の開口は長方形のプラスチックフィルム６０で塞がれている。すなわち、当該凹部５３とプラスチックフィルム６０によって、廃インク吸収材６０の区画室７０が形成されている。

次に、インクカートリッジ２の各部分の詳細構造を説明する。まず、インク袋６は可塑性の素材から形成されており、ガスバリヤー性の向上のためにアルミニウム箔を２枚のプラスチックフィルム、例えば外側をナイロンフィルム、内側をポリエチレンフィルムにより挟み込んだ構成のアルミニウムラミネートフィルムから形成されている。図示の例では、２枚のアルミニウムラミネートフィルムを重ね合わせて、それらの周囲を熱融着等の方法によって接合することにより、インク袋６の本体部分６１が形成されている。図１において斜線で示す２枚のアルミニウムラミネートフィルムの接合部分のうちのインク袋前側縁に位置する部分には、インク袋６内のインクを外側に導出するインク取り出し口６２が熱融着等の方法によって取り付けられている。インク取り出し口６２は、例えばゴム等の弾性部材やプラスチックからなり、一体品であっても、二部品以上の組み合わせ品であっても良い。また、インク袋６は、両面テープ等により（図示せず）ケース本体４０の側に固定されている。

図１に示すように、インク袋６には検出板６３が両面テープ等の固定手段（図示せず）によって固定されている。この検出板６３はインク袋６の内部のインク残量が予め定めた量まで減少したことを検出するためのものである。当該検出板６３に形成した検出用突起６３１はインク残量が減少するのに伴って、ケース本体４０の底板部分４１に開けた開口４１１から外部への突出量が増加し、当該検出用突起６３１の突出量が定まった量以上になると、図不示のインクエンド検出機構によって当該検出用突起６３１が検出され、これにより、インクが無くなったことが判別される。

次に、ケース本体４０と蓋５０の間の接合機構について説明する。蓋５０は、そのケース蓋部分５１のケース内枠部分５２の外側位置において、その前端縁側に形成した垂直に延びる一対の掛止爪５４と、その後端の両側に形成した同じく垂直に延びる一対の掛止爪５５を備えている。これに対して、ケース本体４０の側は、各掛止爪５４が内側からスナップフィットする掛止孔４５と、同じく各掛止爪５５が内側からスナップフィットする掛止溝４６を備えている。従って、ケース本体４０に蓋５０を取り付けるためには、最初に、掛止爪５４を掛止孔４５に嵌め込み、次に掛止爪５５を掛止溝４６に嵌め込めばよい。

蓋５０をケース本体４０から外す場合には、ケース本体４０のケース外枠部分４２の後端壁部分の中央に形成した切り欠き４７に治具を入れて、蓋５０をこじ開ければ、簡単に当該蓋５０を外すことができる。

本例のインクカートリッジでは、そのカートリッジケースを構成しているケース本体と蓋とをスナップフィットにより着脱可能な状態で結合してある。従って、インクカートリッジのリサイクル時には、簡単に蓋を取り外すことができるので、インク袋の交換、廃インク吸収材の交換を簡単に行うことができる。

ここで、ケース本体４０のケース外枠部分４２における前端壁４８には、上記の掛止孔４５の他に、インク袋６のインク取り出し口６２を位置決めする位置決め開口４４と、インクカートリッジ２をインクカートリッジ装着部１３０に装着する際における位置決め用のガイド軸のガイド穴４８Ｂ、４８Ｃが形成されている。後端壁４９には、上記の切り欠き４７の他に、疑似インク取り出し孔４９Ａと、インクカートリッジ２をインクカートリッジ装着部１３０に装着する際における位置決め用のガイド軸のガイド穴４９Ｂ、４９Ｃが形成されている。また、蓋５０の内枠部分５２の前端壁５２１には廃液針１４１を差し込み可能な取入口ゴム５６が設けられ、同じく後端壁５２３にも、廃液針１４１を差し込み可能な取入口ゴム５７が設けられている。取入口ゴム５６と５７は、互いに、ケース蓋部分５１の外面からの垂直方向の距離が、概略同一になるように設定されている。また、インクカートリッジを組み立てた状態におけるインク袋６のインク取り出し口６２と、疑似インク取り出し孔４９Ａは、ケース本体４０と蓋５０を相互に組み合わせてカートリッジケース３０を形成した際に、ケース蓋部分５１の外面からの垂直方向の距離が、概略同一になるように設定されている。

図４から判るように、蓋５０の内枠部分５２の両側端壁５２２、５２４には、突起５２５が形成されており、区画室７０において、廃インク吸収材２０がインクカートリッジ２に加わる衝撃、振動等によって移動することを防止する。すなわち、インクジェットプリンタ１のユーザーが、インクカートリッジ２を落下させたり、インクカートリッジ２を製造後、ユーザーの手元に輸送する間において、インクカートリッジ２に衝撃や振動が加わっても、廃インク吸収剤が移動することがなくなり、よってプラスチックフィルム６０が破けることがなくなる。

次に、インク吸収材２０の区画室７０を形成しているプラスチックフィルム６０について説明する。図３に示すように、プラスチックフィルム６０は、その四周縁の部分が熱融着によって、蓋５０の内枠部分５２の開口端面に対して密閉状態となるように接合されている。

プラスチックフィルム６０は、熱融着対象の蓋５０と同一のプラスチック素材から形成されている。蓋５０は、インク吸収材６０のインク吸収性能を高めるために透湿性（水蒸気透過性）のあるポリスチレンが使用される。この理由は、インク容積の７０〜８０パーセントは水分であるので、水分を外部に放出できれば、その分、多量の廃インクを吸収可能だからである。

このように、本例のインクカートリッジ２においては、廃インク吸収材２０を収納するための区画室７０を、インクカートリッジの蓋５０と、当該蓋の裏面に形成した凹部５３の開口に熱融着により接合したプラスチックフィルム６０とによって形成してある。従って、廃インク吸収材２０を収納するための区画室を厚いプラスチック板によって形成している場合に比べて、プラスチックフィルムを使用する部分だけ、小型化及び軽量化することができる。

また、プラスチックフィルム６０を熱融着してあるので、廃インク吸収材２０の区画室７０を確実に密閉することができ、回収された廃インクがプラスチックフィルム６０と蓋５０の接合面から外部に漏れ出ることがない。

更に、インクカートリッジ２をリサイクルする際には、プラスチックフィルム６０を剥がすという簡単な作業により、廃インクが吸収された廃インク吸収材２０を交換することができる。よって、インクカートリッジ２のリサイクルを簡単に行うことができ、プラスチックフィルム６０のみを新たなものにすればよいので、経済的でもある。

これに加えて、プラスチックフィルム６０は、熱融着される側の蓋と同一のプラスチック素材からなっている。従って、熱融着による結合力を高めることができる。

以上、プラスチックフィルム６０の一例を説明したが、プラスチックフィルム６０は複数の層から形成されていてもよく、例えば、蓋５０と接する側には第一の層として蓋５０と同一素地からなるプラスチックフィルムがあり、第二の層は耐衝撃性の高いゴム系素材からなるフィルムとし、第三の層は第一の層とは別のプラスチックフィルムであるような３層構造のフィルムであってもよい。

ここで、インクカートリッジ２の蓋５０の裏面に形成した廃インク吸収材２０を封入している区画室７０は密封空間となっている。この密封空間内から空気を追い出すことができないと、廃インク吸収材２０のインク吸収性能が低下する場合がある。このような事態を確実に回避するために、本例では、図４から解るように、廃インク吸収材２０の一部分に矩形の空所（廃インク吸収材が存在しない部分）２１を形成し、当該空所２１が対峙しているプラスチックフィルム６０の部分に空気孔６４を形成してある。

（インクカートリッジ挿入機構）
次に、インクジェットプリンタ１に組み込まれているインク供給部１１０の構成を説明する。

図８は、インクカートリッジ２０を装着する前のインク供給部１１０の状態を示す図である。

この図に示すように、インク供給部１１０は、インクカートリッジ２を着脱可能に装着するインクカートリッジ装着部１３０を備えている。このインクカートリッジ装着部１３０は、インク供給針１４０及び廃液針１４１が略同一高さ位置の所に水平に取り付けられ、これらのインク供給針１４０及び廃液針１４１の先端側が開放状態となったフード部１３１を備えている。このフード部１３１の側面からは、２本の位置決めピン１３９Ｂと１３９Ｃがインク供給針１４０及び廃液針１４１と略同一方向に水平に突き出している。

更に、インクカートリッジ装着部１３０は、フード部１３１に対して、インク供給針１４０、廃液針１４１の略軸線方向、すなわち略水平方向にスライド可能な箱形のインクカートリッジ受け入れ部１３２と、当該インクカートリッジ受け入れ部１３２を略水平方向にスライドさせるためのスライド機構１３３を備えている。

まず、箱形のインクカートリッジ受け入れ部１３２について説明すると、このインクカートリッジ受け入れ部１３２は、上側が開口１３５となっており、この上側開口１３５の上側から略垂直下方向にインクカートリッジ２を当該受け入れ部１３２の内部に装着可能である。すなわち、インク供給針１４０に対して略直行する方向からインクカートリッジを受け入れ可能となっている。このインクカートリッジ受け入れ部１３２の前端面１３６には、図８の状態においては、装着されたインクカートリッジ２の前端面４８に設けたインク取り出し口６２と第１の取入口ゴム５６及びガイド穴４８Ｂと４８Ｃに対応する位置に開口１３６Ｄが形成されている。

このインクカートリッジ受け入れ部１３２をスライドさせるためのスライド機構１３３は、受け入れ部１３２をスライド可能に支持しているガイドフレーム１３７を有し、このガイドフレーム１３７には、受け入れ部１３２の底面に沿って形成したガイドレール１２０が摺動自在にはめ込まれたレール溝（図示せず）が形成されている。インクカートリッジ受け入れ部１３２の側面には、スライド方向に向けてラック１２１が下向きに形成されている。これに対して、ガイドフレーム１３７の側には、このラック１２１にかみ合った状態にピニオン１２２が回転自在に取り付けられている。このピニオン１２２の側面には操作レバー１３４がピニオン１２２の旋回中心１２３からほぼ半径方向に延びている。

（インクカートリッジ装着動作）
図８及び図９を参照して、上記のように構成した本実施の形態のインク供給部１１０におけるインクカートリッジ２の挿入動作を説明する。

まず、図８に示すように、インクカートリッジ受け入れ部１３２がフード部１３１から引き出された状態において、上側開口１３５にインクカートリッジ２を矢印で示す方向に落とし込む。このとき、インクカートリッジ２は、インク取り出し口６がフード部１３１側になる状態とする。この後、横に倒れた状態の操作レバー１３４を上方に起こす方向に操作する。この操作によって、インクカートリッジ２が装着された受け入れ部１３２はインク供給針１４０及び廃液針１４１の側に向けて水平方向にスライドする。

これにより、フード部１３１の側面に形成した位置決めピン１３９Ｂがインクカートリッジ２の前端壁４８に形成したガイド穴４８Ｂに挿入され、同じく位置決めピン１３９Ｃがガイド穴４８Ｃに挿入されると共に、時を前後して、インク供給針１４０がインク取り出し口６２に徐々に差し込まれ、また時を前後して廃液針１４１が第１の取入口ゴム５６に徐々に差し込まれる。そして、インク供給針１４０はインク袋６の内部に完全に差し込まれると共に、廃液針１４１は廃インク吸収材２０を収納する区画室７０に達する。この結果、インクカートリッジ２から印字ヘッド１０８へのインク供給系が形成される。

一方、空になったインクカートリッジ２を新しいものに交換する場合には、上記とは逆の操作を行えばよい。そして、インクカートリッジ受け入れ部１３２がフード部１３１から引き出された状態になった時に、インクカートリッジ受け入れ部１３２の両側面に形成した切り欠き部分１３８Ａ、１３８Ｂから露出しているインクカートリッジ２の両側面を手で掴み、上方に向けて垂直に引き出せばよい。

次に、図９に示すように、疑似インク取り出し孔４９Ａをフード部１３１側になるように、上側開口１３５からインクカートリッジ２を落とし込み、操作レバー１３４を操作すると、フード部１３１の側面に形成した位置決めピン１３９Ｂ、１３９Ｃと、インク供給針１４０、廃液針１４１が、インクカートリッジ受け入れ部１３２の前端面１３６に形成した開口１３６Ｄを通って、位置決めピン１３９Ｂがインクカートリッジ２の後端壁４９に形成したガイド穴４９Ｃに挿入され、同じく位置決めピン１３９Ｃがガイド穴４９Ｂに挿入されると共に、時を前後して、インク供給針１４０が疑似インク取り出し孔４９Ａに挿入され、また時を前後して廃液針１４１が第２の取入口ゴム５７に徐々に差し込まれる。そして、廃液針１４１は廃インク吸収材２０を収納する区画室７０に達する。

（インクジェットプリンタの動作制御方法）
本実施の形態のインクジェットプリンタ１の制御手段における主たる動作制御方法を説明し、これによって本実施の形態のインクカートリッジ２を使って、インクジェットプリンタ１のインク流路から、インクを排出方法を説明する。

図１０は、本実施の形態のインクジェットプリンタ１の制御手段における主たる制御動作のシーケンスを示すフローチャートである。（Ａ）は、インクカートリッジ２のインク取り出し口６２を、インク供給針１４０側になるように装着して、インクカートリッジ２を印字用カートリッジとして使用する場合であり、（Ｂ）は、インクカートリッジ２の疑似インク取り出し孔４９Ａを、インク供給針１４０側になるように装着して、インクカートリッジ２により、インク流路内のインクの排出を行う場合である。

まず、図１０（Ａ）の場合を説明する。この場合、インクジェットプリンタ１の電源スイッチ１５１を押して電源をＯＮにすると、ステップＳ１において、カートリッジ検出器１４２からの検出結果に基づき、カートリッジ検出器１４２がＯＮであるか否かを判断し、「ＹＥＳ」であればステップＳ２に移行し、「ＮＯ」であればステップＳ３に移行する。ここで、カートリッジ検出器１４２がＯＮである場合というのは、インクカートリッジ２がインクカートリッジ装着部１３０に装着されている場合であり、ＯＮでない場合というのは、インクカートリッジ２が装着されていない場合である。よって、ステップＳ１において「ＮＯ」であれば、ステップＳ３において、フロントパネル１５０上のインクエンド表示器１５３により、インクカートリッジを要求する旨の表示を行う。

ステップＳ２では、インクジェットプリンタ１の初期設定動作を行い、その後、ステップＳ４に移行する。

ステップＳ４では、インクエンド検出機構からの検出結果に基づいて、インクエンド検出器がＯＮであるか否かを判断し、「ＹＥＳ」であればステップＳ５に移行し、「ＮＯ」であればステップＳ６に移行する。ここで、インクエンド検出器がＯＮである場合というのは、インク袋６内のインクがなくなった場合であり、ＯＮでない場合というのは、インク袋６内にインクが十分残っている場合である。よって、ステップＳ４において「ＹＥＳ」であれば、ステップＳ５において、フロントパネル１５０上のインクエンド表示器１５３により、インクカートリッジの交換を要求する旨の表示を行う。

ステップＳ６では、廃液ポンプ１４７を駆動してポンピング動作を行い、その後、ステップＳ７，ステップＳ８において、制御手段からの印字指令があるまで待機動作を行う。そして、ステップＳ８において制御手段から印字指令を受け取った場合には、ステップＳ９において印字ヘッド１０８を駆動して印字開始前のフラッシング動作を行った後、ステップＳ１０において印字動作を開始する。

次に、図１０（Ｂ）を説明する。インクカートリッジ２の疑似インク取り出し孔４９Ａを、インク供給針１４０側になるように装着して、インクジェットプリンタ１の電源スイッチ１５１を押して電源をＯＮにすると、ステップＳ１１において、ステップ１と同様に、カートリッジ検出器１４２からの検出結果に基づき、カートリッジ検出器１４２がＯＮであるか否かを判断し、「ＹＥＳ」であればステップＳ１２に移行し、「ＮＯ」であればステップＳ１３に移行する。ステップＳ１３においては、図１０（Ａ）の場合と同様に、フロントパネル１５０上のインクエンド表示器１５３により、インクカートリッジを要求する旨の表示を行う。

ステップＳ１２では、インクジェットプリンタ１の初期設定動作を行い、その後、ステップＳ１４に移行する。

ステップＳ１４では、ポンプ動作スイッチがＯＮであるか否かを判断し、「ＹＥＳ」であればステップＳ１５に移行し、「ＮＯ」であればステップＳ１６に移行する。ここで、インクジェットプリンタ１の操作者が、ポンプ動作スイッチ１５２を押すと、ステップＳ１４において「ＹＥＳ」となり、ステップＳ１５において、廃液ポンプ１４７を駆動してポンピング動作を行う。この場合、インク供給針１４０は、疑似インク取り出し孔４９Ａ内に挿入され、その先端は解放された状態にあるため、インク供給針１４０から、インク供給チューブ１４３、フィルタ１４４、印字ヘッド１０８、ヘッドキャップ１１３、廃液チューブ１４６、廃液針１４１内のインクが、廃インク吸収材２０内に排出される。

インクジェットプリンタ１の操作者が、ポンプ動作スイッチ１５２を押さないと、ステップＳ１４において「ＮＯ」となり、インクジェットプリンタ１は、ポンプ動作スイッチ１５２が押されるまで待機状態になる。

ところで、図１０（Ｂ）の場合において、インクカートリッジ２のインク取り出し口６２を、インク供給針１４０側になるように装着して、ポンプ動作スイッチ１５２を押すと、インク袋６内のインクがインク供給チューブ１４３に移動し、印字ヘッド１０８内のインクが廃液チューブ１４６に移動するのみで、それ以外の問題は発生しない。

以上述べたように本実施の形態によれば、インクカートリッジ２の疑似インク取り出し孔４９Ａをインク供給針１４０側になるように装着した場合には、インクの排出動作は行われず、廃インク吸収専用カートリッジを装着した場合と同様に、インク流路内のインクを排出させることができる。その結果、インクを吸収する手段を備えていないインクジェットプリンタ１において、確実且つ簡単にインク流路及び印字ヘッド１０８からインクを排出することができる。また、インクカートリッジ２は、常に、インクジェットプリンタ１のインクカートリッジ装着部１３０に装着されており、インクカートリッジ２の挿入方向を変えるだけで、上記の操作を行うことができ、その所在が判らなくなるということがない。また、インクカートリッジ２は、インクカートリッジ装着部１３０に装着されており、カートリッジの保管場所が不要になり、インクジェットプリンタの小型化を達成できる。

なお、本発明は上述の実施の形態に限られることなく、種々の変更を行うことができる。

例えば、上述の実施の形態においては、カートリッジ検出器１４２として、マイクロスイッチを用いたが、これに限られず、フォトダイオード等を用いた光学式のセンサーを使用することもできる。

また、上述の実施の形態におけるインクカートリッジの蓋の材質は、ポリスチレンに限定されることなく、例えば、ポリエチレンやポリプロピレンであっても良い。

更に、本発明はインクジェット方式のプリンタであれば、種々のプリンタに適用しうるものである。

以上説明したように、本発明のインクカートリッジは、インクジェットプリンタから発生する無駄なインク、すなわち廃インクを収納する廃インク吸収材を有し、インクカートリッジを構成するカートリッジケースの一つの面にインクを取り出すインク取り出し口と廃インク排出口を有し、この面に対向する面に疑似インク取り出し口と廃インク排出口を有する。従って、１つのカートリッジを、通常の印刷に使用するインクカートリッジとして使用できるだけでなく、廃インク吸収専用カートリッジとしても使用できる。よって、インクジェットプリンタのユーザーやサービスマンは、プリンタを輸送したり修理したりする場合に、通常使用しているインクカートリッジを使って、インク流路内の廃インクを排出することができる。そのため廃インク吸収専用カートリッジを準備しておく必要がないばかりか、その所在が判らなくなるということがない。

一方、本発明のインクジェットプリンタには、その内部に、廃インクを吸収する手段を備えておらず、また、廃インク吸収専用カートリッジを保管する場所も必要ないため、非常に小型なプリンタにすることができる。

また、本発明のインクカートリッジは、廃インク吸収材を収納するためにカートリッジケースの内部に形成した区画室の、廃インクを導入する口をゴム等の弾性体で封止しているために、廃インク導入口からインクが漏れて、ユーザーにかかったり、プリンタ内部を汚染したりするという被害を生じさせない。

更に、本発明のインクカートリッジにおいては、廃インク吸収材を収納している区画室に突起を設け、廃インク吸収材の動きを抑制しているため、例えばユーザーがインクカートリッジを落下させたりしてインクカートリッジに衝撃がかかったり、インクカートリッジの輸送で振動がかかっても、廃インク吸収材によって、区画室の一部を形成しているプラスチックフィルムが破けるということがない。また、使用途中のインクカートリッジを落下させても、インクが漏れない。

更には、本発明においては、カートリッジケースの少なくとも一部分をプラスチックフィルムによって形成している。従って、プラスチックフィルムを切断あるいははぎ取ることにより、区画室内の廃インク吸収材を交換できる。よって廃インク吸収材の交換が簡単で、経済的になる。また、廃インク吸収材をプラスチック板などで隔離する場合に比べて、インクカートリッジを全体として小型化、軽量化できる。

一方、本発明では、プラスチックフィルムを熱融着によってカートリッジケースに接合しているので、接合部分を確実に密閉状態にでき、廃インクが外部に漏れ出ることを確実に防止できる。

更に、本発明では、プラスチックフィルムをカートリッジケースと同一素材としてあるので、それらの熱融着による接合強度を更に高めることができる。

また、本発明では、カートリッジケースをスナップフィット等の形態で、ワンタッチで開閉できるので、インクカートリッジのリサイクルに当たり、ケースを開閉する作業が簡単になり、また、ケースを傷めることもない。

更には、本発明では、プラスチックフィルムに空気孔を形成してあるので、当該プラスチックフィルムによって廃インク吸収材が収納されている区画室を密閉したとしても、それによって廃インクの吸収性能が阻害されることがない。

本発明を適用したインクカートリッジの分解斜視図である。 図１のインクカートリッジのインク取り出し口の側を示す正面図である。 図１のインクカートリッジの概略断面図である。 図１のインクカートリッジの別の位置の概略断面図である。 本発明を適用したインクジェットプリンタを示す前側の斜視図である。 図５のインクジェットプリンタを示す後側の斜視図である。 図５のインクジェットプリンタにおいて、インクカートリッジをインクカートリッジ装着部に挿入することにより形成されるインク供給・排出系を示す概略構成図である。 図１のインクカートリッジを使用し印刷する場合に、インクカートリッジ装着部にインクカートリッジを挿入する動作を説明するための説明図である。 図１のインクカートリッジを廃インク吸収カートリッジとして使用する場合に、インクカートリッジ装着部に挿入する動作を説明するための説明図である。 本発明のインクジェットプリンタの制御手段における主たる制御動作のシーケンスを示すフローチャートである。

符号の説明

１…インクジェットプリンタ、２…インクカートリッジ、６…インク袋、２０…廃インク吸収材、２１…廃インク吸収材の空所、３０…カートリッジケース、４０…ケース本体（第１のケース片）、４４…インク袋のインク取り出し口の位置決め開口、４９Ａ…疑似インク取り出し孔、５０…蓋（第２のケース片）、５６…第１の取入口ゴム、５７…第２の取入口ゴム、６０…プラスチックフィルム、６２…インク取り出し口、６４…プラスチックフィルムに設けた空気孔、７０…区画室、１０２…ロール紙装填機構、１０３…給紙口、１０４…ロール紙、１０５…スリップ紙、１０６…ガイドシャフト、１０７…キャリッジ、１０８…印字ヘッド、１０９…キャリッジ機構、１１０…インク供給部、１１１…印刷位置、１１２…キャッピング機構、１１３…ヘッドキャップ、１３０…インクカートリッジ装着部、１３９Ｂ，Ｃ…位置決めピン、１４０…インク供給針、１４１…廃液針、１４２…カートリッジ検出器、１４３…インク供給チューブ、１４４…フィルタ、１４５…プラテン、１４６…廃液チューブ、１４７…廃液ポンプ、１５０…フロントパネル、１５１…電源スイッチ、１５２…ポンプ動作スイッチ、１５３…インクエンド表示器。

Claims (13)

1. 少なくともインクを貯留するインク袋と、廃インクを吸収する廃インク吸収材と、これらインク袋及び廃インク吸収材を収容しているカートリッジケースを有し、インクジェット記録装置のインクカートリッジ装着部に着脱可能なインクカートリッジであって、
   前記カートリッジケースは少なくとも６つの面から構成され、
   その１つの面である第１の面に、前記インク袋に接続されたインク取り出し口と、前記廃インク吸収材に前記廃インクを排出するための第１のインク排出口と、を有し、
   前記第１の面と対向する第２の面に、前記インク袋に接続されない擬似インク取り出し孔と、前記廃インク吸収材に前記廃インクを排出するための第２のインク排出口と、を有し、
   前記第１の面と前記第２の面のいずれの面からも前記インクカートリッジ装着部に装着可能なことを特徴とするインクカートリッジ。
2. 請求項１に記載のインクカートリッジにおいて、
   前記第１のインク排出口と前記第２のインク排出口を弾性体で封止したことを特徴とするインクカートリッジ。
3. 請求項２に記載のインクカートリッジにおいて、
   前記弾性体がゴムであることを特徴とするインクカートリッジ。
4. 請求項１に記載のインクカートリッジにおいて、
   前記廃インク吸収材を収容するために前記カートリッジケースの内部に形成した区画室と、当該区画室の少なくとも一部分を形成しているプラスチックフィルムを有することを特徴とするインクカートリッジ。
5. 請求項４記載のインクカートリッジにおいて、
   前記カートリッジケースは、相互に組み合わされて前記インク袋及び前記廃インク吸収材の収納部分を区画形成している第１のケース片及び第２のケース片を備えていることを特徴とするインクカートリッジ。
6. 請求項５記載のインクカートリッジにおいて、
   前記第１及び第２のケース片は着脱可能な状態で相互に組み合わされていることを特徴とするインクカートリッジ。
7. 請求項５記載のインクカートリッジにおいて、
   前記第１のケース片は、矩形のケース底板部分と、当該ケース底板部分の周縁に形成されているケース外枠部分とを備えており、前記第２のケース片は、矩形のケース蓋部分と、当該ケース蓋部分の周縁に形成されているケース内枠部分とを備えており、当該ケース内枠部分は、その幅が前記ケース外枠部分よりも狭く、かつ、前記ケース外枠部分の内側に差し込み可能な大きさに設定されており、
   前記第２のケース片の前記ケース蓋部分と前記ケース内枠部分によって区画形成される矩形の凹部に前記廃インク吸収材が収納され、当該凹部の開口が前記プラスチックフィルムに塞がれて前記区画室が形成されていることを特徴とするインクカートリッジ。
8. 請求項７に記載のインクカートリッジにおいて、
   前記廃インク吸収材が、前記矩形の凹部内で動かないように保持するための突起が、前記第２のケース片の前記ケース内枠部分に形成されていることを特徴とするインクカートリッジ。
9. 請求項７記載のインクカートリッジにおいて、
   前記凹部の前記開口を規定している前記ケース内枠部分の開口端面に対して、前記プラスチックフィルムの周縁部分が熱融着されていることを特徴とするインクカートリッジ。
10. 請求項９記載のインクカートリッジにおいて、
    前記プラスチックフィルムには通気口が形成されていることを特徴とするインクカートリッジ。
11. 請求項９に記載のインクカートリッジにおいて、
    前記カートリッジケースはプラスチック製であり、前記プラスチックフィルムは、一層ないし複数の層から構成されており、少なくとも前記ケース内枠部分の開口端面に熱融着される側のプラスチックフィルムが、前記カートリッジケースと同一素材から形成されていることを特徴とするインクカートリッジ。
12. 請求項１ないし１１のうちの何れかの項に記載のインクカートリッジを装着可能なインクジェット記録装置であって、
    前記インクカートリッジを前記第１の面から前記インクカートリッジ装着部に装着した場合において、前記インクカートリッジの前記インク袋からインク供給路を介して供給されたインクをノズルから吐出するインクジェットヘッドと、
    該インクジェットヘッドに連結され、インク排出路を介して前記インクカートリッジの前記廃インク吸収材にインクを排出するためのポンプ手段と、
    前記インクカートリッジの有無を検出するカートリッジ検出手段と、
    前記インクジェット記録装置に、前記ポンプ手段の動作命令を与えるための命令入力手段と、
    前記カートリッジ検出手段にて得られた検出結果と、前記命令入力手段からの動作命令に基づいて、前記ポンプ手段の排出動作を制御する制御手段とを有し、
    前記インクカートリッジを前記第２の面から前記インクカートリッジ装着部に装着した場合において、前記制御手段は、前記カートリッジ検出手段における検出結果がオンで、かつ、前記命令入力手段から前記ポンプ手段の動作命令を与えられた場合に、前記インク吸収材に、前記インク供給路及び前記インクジェットヘッド内のインクを排出するように前記ポンプ手段の動作を制御する
    ことを特徴とするインクジェット記録装置。
13. 請求項１２記載のインクジェット記録装置の制御方法であって、
    前記インクカートリッジを前記第２の面から前記インクカートリッジ装着部に装着した場合において、前記制御手段によって、前記カートリッジ検出手段における検出結果がオンで、かつ、前記命令入力手段から前記ポンプ手段の動作命令を与えられた場合に、前記インク吸収材に、前記インク供給路及び前記インクジェットヘッド内のインクを排出するように前記ポンプ手段の動作を制御することを特徴とするインクジェット記録装置の制御方法。

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