JP4453400B2 - インクカートリッジ - Google Patents

Description

本発明は、インクを貯留するインクカートリッジに関する。

従来より、インクを貯留するインクカートリッジが装着されるインクジェットプリンタとして、インクカートリッジ内のインク残量を検出するインク残量センサが設けられているものがある。さらに、このようなインク残量センサとしては、例えば、発光体と、この発光体から発光されて透光性のインクカートリッジ内を透過した光を受光する受光体とを備えた、光学式のインク残量センサを備えたものがある（例えば、特許文献１参照）。

特許第２９６０６１４号公報

ところで、前述の光学式のインク残量センサが設けられているインクジェットプリンタにおいては、実際にインクカートリッジ内のインクの残量が少ない状態だけでなく、インクカートリッジが装着されていない状態もインクの残量が少ない状態として判定されてしまう。また、インクカートリッジ内のインクの残量が少ない状態で、使用者によりインクカートリッジが装着部から取り外されてしまった場合には、インク残量センサのみではインクカートリッジが取り外されたことを検出することができない。従って、インクカートリッジが装着されているか否かをインクジェットプリンタが認識できないことになり、インクの吐出等の、インクジェットプリンタにおける種々の動作に不都合が生じる。また、インクカートリッジの装着状態を検出する為のカートリッジ検出用センサをインク残量センサとは別に設ければ、前述の問題は解決することはできるが、別のセンサを設けることによるコストアップが生じる。

本発明の目的は、インクカートリッジの装着状態とインクカートリッジ内のインク残量とを１つの検出手段により検出することが可能なインクカートリッジを提供することである。

課題を解決するための手段及び発明の効果

第１の発明のインクカートリッジは、インクを貯留するインク室の側壁部から外側に突出する突出部と、前記インク室内の液量が所定量以上ある場合の前記突出部内の位置と、前記インク室の液量が所定量未満である場合の前記突出部から外れた位置と、に変位可能な第１の遮光部と、前記第１の遮光部から所定距離離隔した位置に配置される第２の遮光部と、前記側壁部と連絡する前記インク室の一壁部に設けられて前記インク室の一側に位置して前記インク室内のインクを外部へ導出するインク導出孔の、孔軸方向と平行に延びる直線上に前記第１の遮光部と第２の遮光部が配置され、前記突出部を形成する面のうちの、前記側壁部から突出し且つ前記孔軸方向と平行に延びる、相対向する二つの面が少なくとも透光性を有し、前記第２の遮光部は、前記突出部に位置する第１の遮光部を通る、前記孔軸方向と平行な直線上において、前記第１の遮光部よりも前記インク導出孔側に配置され、且つ、前記突出部の前記二つの面をそれぞれ含む二平面に挟まれる領域内に配置されることを特徴とするものである。

インクジェットプリンタのカートリッジ装着部にインクカートリッジが装着されている状態では、インクカートリッジの第１の遮光部がインク残量検出手段により検出されて、インクカートリッジ内のインク残量が検出される。一方、インクカートリッジをカートリッジ装着部に装着する際、あるいは、カートリッジ装着部から取り外す際には、インク導出孔の孔軸方向において、前記第１の遮光部より前記インク導出孔側に配置された第２の遮光部が、インク残量検出手段により検出される。そのため、インクカートリッジがカートリッジ装着部に装着されているか否かをインク残量検出手段により検出することが可能になり、インクカートリッジの装着状態を検出する為の、インク残量検出手段とは別の検出手段が不要となる。
また、第１の遮光部と第２の遮光部が、インク導出孔の孔軸方向に沿って配設されているため、この孔軸方向にインクカートリッジを装着（又は取り外し）するだけで、着脱時に第２の遮光部がプリンタのインク残量検出手段に検出される一方で、装着状態では、第１の遮光部のみがインク残量検出手段に検出されることになる。従って、第２の遮光部をインク残量検出手段で検出する為の複雑な操作がなく、インクカートリッジの着脱作業が容易になる。

第２の発明のインクカートリッジは、前記第１の発明において、前記第２の遮光部の、前記孔軸方向と直交する方向に関する両側には、前記孔軸方向に延びるリブが前記第２の遮光部から所定間隔をもって配置されていることを特徴とするものである。

第３の発明のインクカートリッジは、前記第１又は第２の発明において、前記インク室を有するカートリッジ本体と、このカートリッジ本体の一端側を覆うキャップとを備え、前記第１の遮光部は前記カートリッジ本体に設けられ、前記第２の遮光部は前記キャップに設けられることを特徴とするものである。このように、カートリッジ本体とキャップとを別部材とすることにより、インクジェットプリンタの仕様毎にキャップを異なる形状に形成して、特定のインクジェットプリンタのカートリッジ装着部に対しても、特定の仕様のインクカートリッジとして装着されるように構成することができる。
第４の発明のインクカートリッジは、前記第３の発明において、前記カートリッジ本体は第１弁収容室を有し、前記第１弁収容室にはインク供給弁が備えられ、前記インク供給弁の弁体を通って前記インク導出孔と前記インク室が連通していることを特徴とするものである。
第５の発明のインクカートリッジは、前記第４の発明において、前記カートリッジ本体は第２弁収容室を有し、前記第２弁収容室には大気導入弁が備えられていることを特徴とするものである。

第６の発明のインクカートリッジは、前記第１〜第５の何れかの発明において、前記第２の遮光部は、インクの最大容量が互いに異なる複数種類のインクカートリッジに関して互いに異なる形状に形成されていることを特徴とするものである。このように、インクの最大容量が互いに異なる複数種類のインクカートリッジに関して、第２の遮光部が互いに異なる形状に形成されているため、インク残量検出手段による遮光部の検出態様が複数種類のインクカートリッジに関して異なることになり、装着されたインクカートリッジの最大容量を認識することが可能になる。さらに、このインクカートリッジの最大容量のデータに基づいて、インク残存量等の情報をパーソナルコンピュータ等の外部装置に出力することも可能になる。

第７の発明のインクカートリッジは、前記第１〜第６の何れかの発明において、前記第２の遮光部の少なくとも一部を覆うカバー部を有することを特徴とするものである。従って、インクカートリッジの着脱時等に、凸部が折れたりして破損するのを極力防止できる。

本発明の実施の形態について説明する。本実施形態は、４色のインクを吐出可能なカラーインクジェットプリンタに本発明を適用したものである。
図１に示すように、カラーインクジェットプリンタ１は、記録用紙Ｐに対してシアン（Ｃ）、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）及びブラック（Ｋ）の４色のインクを吐出するノズル２ａを備えたインクジェットヘッド２と、４色のインクを夫々貯留する４つのインクカートリッジ３（３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ（３ｄ’））が装着されるカートリッジ装着部としての４つのホルダ４（４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ）と、インクジェットヘッド２をガイド９に沿って一方向（紙面に対して垂直方向）に直線的に往復移動させるキャリッジ５と、記録用紙Ｐをインクジェットヘッド２の移動方向に対して垂直で且つインクジェットヘッド２のインク吐出面に平行な方向に搬送する搬送機構６と、インクジェットヘッド２内のエアや高粘度化したインクを吸引するパージ機構７と、インクジェットプリンタ１全体の制御を司る制御装置８等を備えている。

このインクジェットプリンタ１においては、インクジェットヘッド２がキャリッジ５により図１の紙面垂直方向に往復駆動されつつ、搬送機構６により図１の左右方向に搬送される。これに連動して、インクカートリッジ３が装着されたホルダ４から供給チューブ１０を介してインクジェットヘッド２のノズル２ａにインクが供給されるとともに、記録用紙Ｐに向けてノズル２ａからインクが吐出されて、記録用紙Ｐが印刷される。

また、パージ装置７は、インク吐出面に対して接近／離隔する方向に移動可能で且つインクジェットヘッド２にインク吐出面を覆うように装着可能なパージキャップ１１と、ノズル２ａからインクを吸引する吸引ポンプ１２を備えている。そして、インクジェットヘッド２が記録用紙Ｐに印刷可能な印刷範囲外にあるときに、吸引ポンプ１２により、インクジェットヘッド２内に混入したエアや、あるいは、水分が蒸発して高粘度化したインクをノズル２ａから吸引することが可能になっている。

４つのホルダ４ａ〜４ｄは、一列に並べて設けられており、これら４つのホルダ４ａ〜４ｄには、シアン、イエロー、マゼンタ及びブラックのインクを貯留する４つのインクカートリッジ３ａ〜３ｄが夫々装着される。ここで、４色のインクのうち、ブラックのインクは、他の３色のカラーインクに比べて使用頻度が高くなることが多く、その場合には、ブラックのインクカートリッジの容量が、カラーインクのインクカートリッジ３ａ〜３ｃよりも大きいことが好ましい。しかし、常に、大容量のブラックのインクカートリッジをホルダに装着していると、インクジェットプリンタ１自体の使用頻度が低い時期には、インクが長期間にわたって使用されずに放置されるため、その間にインクが劣化してしまう。そこで、図１に示すように、本実施形態のインクジェットプリンタ１においては、ブラックのインクカートリッジが装着されるホルダ４ｄは、カラーインクのインクカートリッジ３ａ〜３ｃが装着されるホルダ４ａ〜４ｃに比べて幅が広くなっており、ブラックのインクの使用頻度に応じて、ホルダ４ｄに、小容量（カラーインクと同容量）のインクカートリッジ３ｄと、それよりも幅の広い大容量のインクカートリッジ３ｄ’（図８参照）の、何れか一方を選択的に装着できるようになっている。

ホルダ４の底部において、後述のインクカートリッジ３のインク供給弁２１と大気導入弁２２に夫々対応する位置には、インク供給管１２と大気導入管１３が夫々立設されている。また、ホルダ４には、インクカートリッジ３内のインク残量を検出する為の光学式のセンサ１４（インク残量検出手段）も設けられている。このセンサ１４は、同じ高さ位置でインクカートリッジ３を両側から挟み込むように相対向して取り付けられた発光部１４ａ（発光源）及び受光部１４ｂを有し、発光部１４ａからの光が後述のインクカートリッジ３内に設けられたシャッター機構２３により遮断されたか否かを検出して、制御装置８に出力する。

次に、インクカートリッジ３について詳細に説明する。尚、３種類のカラーインクを夫々貯留するインクカートリッジ３ａ〜３ｃと、ブラックのインクを貯留する小容量のインクカートリッジ３ｄは同じ構造を有するため、そのうちの１つについて説明する。また、ブラックのインクを貯留する大容量のインクカートリッジ３ｄ’については、小容量のインクカートリッジ３ｄと異なる点について説明する。

図２〜図４に示すように、インクカートリッジ３は、インクを貯留するカートリッジ本体２０と、カートリッジ本体２０内のインクをインクカートリッジ３へ供給するインク供給流路を開閉可能なインク供給弁２１と、外部からカートリッジ本体２０内に大気を導入する大気導入路を開閉可能な大気導入弁２２と、インク残量を検出するセンサ１４の発光部１４ａからの光を遮断するシャッター機構２３と、カートリッジ本体２０の下端部を覆うキャップ２４とを備えている。

カートリッジ本体２０は、光透過性を有する合成樹脂で形成されている。図４に示すように、カートリッジ本体２０内には水平に延びる仕切壁３０が一体形成されており、この仕切壁３０によりカートリッジ本体２０の内部空間が、上側のインク室３１と下側の２つの弁収容室３２，３３とに仕切られている。インク室３１内には各色のインクが充填され、２つの弁収容室３２，３３には、インク供給弁２１と大気導入弁２２とが夫々収容されている。図２（ｂ）に示すように、カートリッジ本体２０の側壁部の高さ方向の略中央の位置には、やや外側へ突出する突出部３４が形成されている。この突出部３４内の空間には、後述のシャッター機構２３の遮光板６０が配置される。そして、インクカートリッジ３がホルダ４に装着されている状態では、突出部３４はセンサ１４の発光部１４ａと受光部１４ｂに挟まれるようになっている。また、カートリッジ本体２０の上端部には蓋部材３５が溶着されており、カートリッジ本体２０内のインク室３１が蓋部材３５により閉塞されている。

２つの弁収容室３２，３３の間には、空のインクカートリッジ３のインク室３１内にインクを注入する為の注入孔３６が形成されており、この注入孔３６には、合成ゴム製の栓部材３７が圧入されている。また、注入孔３６の奥端はカートリッジ本体２０内のインク室３１と連通している。そして、注入孔３６内の栓部材３７に注入針（図示省略）が貫通され、この注入針を介してインク室３１内にインクが充填される。

インク供給弁２１が収容されている弁収容室３２の天井部を構成する仕切壁３０の部分には、下方へ突出する筒状部３８が一体形成されており、筒状部３８の下端には、筒状部３８内に形成された連通路を塞ぐ薄膜部３９が設けられている。一方、大気導入弁２２が収容されている弁収容室３３の天井部を構成する仕切壁３０の部分には、上方及び下方へ夫々突出する２つの筒状部４０，４１が一体形成され、下側の筒状部４１の下端には、筒状部４０，４１内に形成された連通路を塞ぐ薄膜部４２が設けられている。さらに、筒状部４０の上側には、インク室３１の上端部まで延びる筒部材４３が設けられている。

図４、図５に示すように、インク供給弁２１は、合成ゴム等で略円筒形に形成され弾力性を有する弁本体４５と、この弁本体４５内に収納された合成樹脂製の弁体４６とを備えている。弁本体４５は、上側（インク室が３１側）から順に並ぶ、付勢部４７、弁座部４８及び嵌合部４９が一体形成されて構成されている。

弁座部４８の上面（インク室３１側の端面）には、弁体４６の下面が当接するようになっており、弁座部４８の軸心側の部分には上下方向に延びる貫通孔４８ａが形成されている。嵌合部４９には、貫通孔４８ａに連通し且つ下方へ延びる誘導孔４９ａが形成されており、この誘導孔４９ａは、下方ほど径が大きくなる末広がりの形状に形成されている。誘導孔４９ａの周囲には、環状の溝４９ｂが形成されており、誘導孔４９ａを形成する壁部が、誘導孔４９ａが拡径する方向に容易に弾性変形できるようになっている。従って、誘導孔４９ａにインク供給管１２が挿入されたときに、誘導孔４９ａとインク供給管１２との密着性を向上させてインク漏れを極力防止できる。また、誘導孔４９ａに対してインク供給管１２が傾斜した状態あるいはずれた状態で挿入された場合でも、誘導孔４９ａが拡径する方向に壁部が変形するため、インク供給管１２が誘導孔４９ａに確実に挿入される。

付勢部４７は、弁座部４８の外周側部分からインク室３１側へ立ち上がった円筒形状の側壁部４７ａと、この側壁部４７ａの上端から径方向内側に一体的に張り出した張出部４７ｂとを有する。張出部４７ｂの下面は弁体４６に当接しており、側壁部４７ａ及び張出部４７ｂの弾性力により、弁体４６は下方に付勢されている。さらに、張出部４７ｂの内側には開口４７ｃが形成されており、一体形成された側壁部４７ａと張出部４７ｂが容易に弾性変形できるように構成されている。

図５、図６に示すように、弁体４６は、弁座部４８に当接する底部５０と、この底部５０の外周側部分からインク室３１側に延びる円筒状の弁側壁部５１と、底部５０の中心部から弁側壁部５１よりもさらにインク室３１側に突出した破断部５２とを有する。

底部５０の下面（弁座部４８と対向する端面）には、弁座部４８側に突出する環状突起５０ａが形成されている。そして、付勢部４７により弁体４６が弁座部４８側に付勢され、環状突起５０ａが弁座部４８の上面に密着している状態では、弁座部４８の貫通孔４８ａが弁体４６により閉塞されて、インク供給流路が閉止されている。さらに、底部５０の、環状突起５０ａよりも外周側で且つ弁側壁部５１よりも内周側の部分における周方向等分位置には、弁体４６の上側の空間と下側の空間とを連通させる複数（例えば、８つ）の連通路５３が形成されている。

図５、図６に示すように、破断部５２は、平面視で十字形状に組み合わされた４つの板部材５２ａ，５２ｂ，５２ｃ，５２ｄで構成されており、底部５０の略中心部に立設されている。また、４つの板部材５２ａ〜５２ｄの間には上下方向に延びる溝５４が夫々形成されている。そして、破断部５２は、張出部４７ｂの内側の開口４７ｃを通って上方へ突出しており、図４に示すように、その先端は薄膜部３９よりも少し下方の位置に配置されている。

インクカートリッジ３がホルダ４に装着されるときには、ホルダ４に設けられたインク供給管１２が誘導孔４９ａ内に挿入される。すると、インク供給管１２の先端により付勢部４７の付勢力に抗して弁体４６が押し上げられ、弁体４６が付勢部４７を変形させながら上方へ移動して、弁体４６の環状突起５０ａが弁座部４８から離隔する。このとき、上方へ移動した弁体４６の破断部５２の先端により薄膜部３９が破断されるため、図４、図５（ｂ）に示すように、インク室３１内のインクが筒状部３８内の連通路を介して弁収容室３２内に流入し、さらに、弁体４６の連通路５３を介してインク供給管１２からインクがインクジェットプリンタ１側に供給される。

大気導入弁２２は、弁本体４５と、この弁本体４５内に収納された弁体４６とを備えており、インク供給弁２１と同一の構成を有する。即ち、弁本体４５の弁座部４８に、付勢部４７により下方へ付勢された弁体４６が密着して、弁体４６が貫通孔４８ａを塞ぐように構成されている。そして、インクカートリッジ３がホルダ４に装着されるときには、弁本体４５に形成された誘導孔４９ａに大気導入管１３が挿入され、インク供給弁２１と同様に、弁体４６が上方へ移動して破断部５２により筒状部４１の薄膜部４２が破断される。すると、外部の大気が大気導入管１３から弁体４６の連通路５３を介して弁収容室３３内に流入し、さらに、筒状部４０，４１及び筒部材４３の内部通路を介してインク室３１の上部に大気が導入される。

図４に示すように、シャッター機構２３は、インク室３１の下側の空間に設けられており、このシャッター機構２３は、光を透過しない遮光板６０（第１の遮光部）と、中空状のフロート６１と、遮光板６０とフロート６１とを連結する連結部材６２と、仕切壁３０の上側に設けられ連結部材６２を枢支する支持台６３とを備えている。遮光板６０とフロート６１は連結部材６２の両端部に夫々設けられており、連結部材６２は支持台６３の枢支点を中心に、図４の紙面に平行な鉛直面内で揺動可能に配設されている。

遮光板６０は、前記鉛直面に平行で且つ所定の面積を有する薄板状の部材である。ところで、インクカートリッジ３がホルダ４に装着された状態では、ホルダ４に設けられたセンサ１４の発光部１４ａ及び受光部１４ｂは、カートリッジ本体２０の側壁部に形成された突出部３４と等しい高さに位置する。そして、遮光板６０が突出部３４内の空間に位置するときには、遮光板６０は、センサ１４の発光部１４ａから、透光性のカートリッジ本体２０の壁部及びインク室３１のインクを透過してきた光（直接光）を遮断するようになっている。フロート６１は、その内部に空気が満たされた円筒形状の部材であり、フロート６１全体の比重はインク室３１内のインクの比重よりも小さくなっている。

従って、インク室３１内のインク残量が多く、連結部材６２の一端に設けられたフロート６１の全体がインク中に位置する状態では、浮力によりフロート６１が浮いて、他端に設けられた遮光板６０が、突出部内の発光部１４ａからの光を遮断する位置（図４の実線の位置）に位置する。しかし、インク室３１内のインク残量が少なくなり、フロート６１の一部がインクの液面から露出すると、フロート６１に作用する浮力が小さくなってフロート６１が下降する。すると、遮光板６０は突出部３４内よりも上方の、遮光板６０が発光部１４ａからの直接光を遮断しない位置（図４の鎖線の位置）に移動するため、発光部１４ａからの直接光は、直線的な光路中で光透過性の突出部３４を透過して直接的に受光部１４ｂに受光されるようになる。このようにして、センサ１４によりインク室３１内のインクの残量が少ない状態が検出される。

キャップ２４は、カートリッジ本体２０と異なり、光を透過しない非透光性の材料で形成されている。そして、図２〜図４に示すように、このキャップ２４は、カートリッジ本体２０の下端部を覆った状態で、超音波溶着等によりカートリッジ本体２０に固着されている。キャップ２４の底部において、インク供給弁２１及び大気導入弁２２と夫々対応する位置には、下方へ突出する２つの環状突起６５が夫々形成されており、インクカートリッジ３を机上に置いたときなどに、インク供給弁２１や大気導入弁２２の入口付近のインクが机の表面等に付着しにくくなっている。

カートリッジ本体２０に形成された突出部３４と同じ側のキャップ２４の側壁部には、上下方向に延びるリブ状の凸部６６（第２の遮光部）が形成されている。図２（ｂ）、図４に示すように、この凸部６６とカートリッジ本体２０の突出部３４内の遮光板６０は、鉛直方向（インクカートリッジ３の装着方向）に沿って所定距離離隔した位置に配設されており、凸部６６は遮光板６０よりも下側（装着方向先頭側）に位置している。従って、インクカートリッジ３をホルダ４に装着した状態では、凸部６６は、センサ１４の発光部１４ａ及び受光部１４ｂよりも下側の位置にある。さらに、図７に示すように、凸部６６は、平面視でセンサ１４の発光部１４ａと受光部１４ｂに挟まれる位置にある。

従って、凸部６６は、インクカートリッジ３がホルダ４に装着される場合、あるいは、ホルダ４からインクカートリッジ３が取り外される場合にのみ、センサ１４の発光部１４ａからの光を瞬間的に遮断することにより検出される。一方、インクカートリッジ３の装着状態においては、センサ１４により凸部６６は検出されず、インク室３１内に配設された遮光板６０のみがセンサ１４により検出可能となる。即ち、インクカートリッジ３の着脱時にのみセンサ１４で凸部６６が検出されることで、後述の制御装置８によりインクカートリッジ３が装着されているか否かを認識できることになる。また、インクカートリッジ３を一方向に着脱するだけで、凸部６６がセンサ１４により検出されるようになっている。そのため、凸部６６をセンサ１４で検出する為の複雑な操作が不要であり、さらに、外部に露出しており強度的にも弱い凸部６６がホルダ４と接触するなどして破損してしまうのを極力防止できる。

尚、キャップ２４は、カートリッジ本体２０とは別の部材で構成されている。従って、例えば、仕様が異なるインクジェットプリンタ１に対しても、装着されるインクカートリッジ３のキャップ２４を要求される仕様毎に異なる形状に形成して対応することが可能である。例えば、図３に示すように、あるインクカートリッジ３のキャップ２４において、凸部６６の幅方向両側部分に上下方向に延びる２つのリブ６７を夫々形成し、一方、ホルダ４には、これら２つのリブ６７と夫々係合する２つの係合溝（図示略）を形成しておくことにより、このインクカートリッジ３はキャップ２４が対応するインクジェットプリンタ１にのみ装着されることになる。そして、リブ６７の形状や数、あるいは位置が異なる複数種類のキャップ２４をカートリッジ本体２０と組み合わせることにより、特定の仕様のインクジェットプリンタ１に対して、対応する特定のインクカートリッジ３として装着されるように構成することができる。

以上、カラーインクを貯留するインクカートリッジ３ａ〜３ｃ及びブラックのインクを貯留する小容量のインクカートリッジ３ｄについて説明したが、前述したように、ブラックインク用のホルダ４ｄには、小容量のインクカートリッジ３ｄの他に、大容量のインクカートリッジ３ｄ’も装着可能である。この大容量のインクカートリッジ３ｄ’は、前述したように、小容量のインクカートリッジ３ｄと比較して、幅が広くなっている他に、凸部の形状が異なっている。

図８に示すように、大容量のインクカートリッジ３ｄ’は、カートリッジ本体７０と、このカートリッジ本体２０の下端部を覆うキャップ７１とを有し、キャップ７１に凸部７６が設けられている。この凸部７６は、上下に並んだ２つの非透光性の被検出部７６ａ，７６ｂを有する二股形状に形成されている。従って、前述の小容量のインクカートリッジ３ｄの着脱時には、発光部１４ａからの光は凸部６６により１回遮断されるだけであるのに対し、大容量のインクカートリッジ３ｄ’の着脱時には、発光部１４ａからの光は凸部７６の２つの被検出部７６ａ，７６ｂにより２回遮断される。従って、光の遮断回数（凸部の検出回数）の違いにより、小容量のインクカートリッジ３ｄと大容量のインクカートリッジ３ｄ’の何れがホルダ４ｄに装着されたかを、次述の制御装置８により判別することが可能となる。

次に、制御装置８について説明する。制御装置８は、インクジェットヘッド２のノズル２ａからのインクの吐出や、インクジェットヘッド２への給紙、あるいは、インクジェットヘッド２により印字された用紙の排紙等、インクジェットプリンタ１の各種作業の制御を司るものであり、制御装置８は、演算処理装置であるＣＰＵ（Central Processing Unit）と、ＣＰＵが実行するプログラム及びプログラムに使用されるデータが記憶されているＲＯＭ（Read-Only Memory）と、プログラム実行時にデータを一時記憶するためのＲＡＭ（Random Access Memory）と、書き換え可能なＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory）等の不揮発性メモリと、入出力インターフェースやバス等で構成されている。そして、図１に示すように、制御装置８は、外部のパーソナルコンピュータ（ＰＣ）８２から入力された各種信号に基づいて、インクジェットヘッド２、キャリッジ５を駆動する搬送機構６のモータ、パージ装置７の吸引ポンプ１２等、インクジェットプリンタ１を構成する種々の装置を制御する。

さらに、制御装置８は、センサ１４からの出力信号に基づいて、ホルダ４におけるインクカートリッジ３の装着状態を判定する装着状態判定部８０（装着状態判定手段）と、インク室３１内のインク残量を算出するインク残量算出部８１とを備えている。

以下、装着状態判定部８０とインク残量算出部８１の作用について、図９の装着状態判定処理のフローチャートを参照して説明する。ここで、図９におけるＳｉ（ｉ＝１０，１１，１２・・・）は各ステップを示す。尚、このフローチャートは、ブラックのインクを貯留するインクカートリッジ３ｄ（３ｄ’）がホルダ４ｄに装着される際に適用されるものである。

まず、インクジェットプリンタ１の電源が投入されている状態で、キャップ２４に設けられた凸部６６（７６）がセンサ１４で検出されていない場合には（Ｓ１０：Ｎｏ）、Ｓ１６のインク残量算出処理に移行する。凸部６６（７６）がセンサ１４で検出された場合に（Ｓ１０：Ｙｅｓ）、この凸部６６（７６）の検出直前に、ホルダ４ｄにインクカートリッジ３ｄ（３ｄ’）が装着されていた場合には（Ｓ１１：Ｙｅｓ）、インクカートリッジ３ｄ（３ｄ’）がホルダ４ｄから取り外されたと判定して（Ｓ１２）、インクカートリッジ３ｄ（３ｄ’）が非装着状態にあることに対応する情報を記憶する。さらに、インク残量を算出する必要はないため、そのままリターンする。

凸部６６（７６）の検出直前にインクカートリッジ３ｄ（３ｄ’）が装着されていなかった場合であって（Ｓ１１：Ｎｏ）、凸部６６（７６）が１回だけ検出されたときには（Ｓ１３：Ｙｅｓ）、図３に示す小容量インクカートリッジ３ｄの凸部６６が検出されたことになるので、ホルダ４ｄに小容量のインクカートリッジ３ｄが装着されたと判定して（Ｓ１４）、インクカートリッジ３ｄが装着状態にあることに対応する情報を記憶する。さらに、Ｓ１６のインク残量算出処理に移行する。一方、凸部６６（７６）が２回検出されたときには（Ｓ１３：Ｎｏ）、図８に示す大容量インクカートリッジ３ｄ’の二股形状の凸部７６が検出されたことになるので、ホルダ４ｄに大容量のインクカートリッジ３ｄ’が装着されたと判定して（Ｓ１５）、インクカートリッジ３ｄ’が装着状態にあることに対応する情報を記憶する。さらに、Ｓ１６のインク残量算出処理に移行する。

Ｓ１６のインク残量算出処理においては、シャッター機構２３の遮光板６０が検出されている場合（インク残量が十分にある場合）には、インクカートリッジ３ｄ（３ｄ’）の最大容量（小容量のインクカートリッジ３ｄと大容量のインクカートリッジ３ｄ’とで異なる）と、インクカートリッジ３ｄ（３ｄ’）装着時からの吐出されたインク液滴数の積算値とから概略のインク残量を算出する。一方、シャッター機構２３の遮光板６０が検出されていない場合（インク残量が少なくなっている場合）には、遮光板６０が検出されなくなった状態でのインク残量（最大容量と同様に、小容量のインクカートリッジ３ｄと大容量のインクカートリッジ３ｄ’とで異なる）と、その状態となったときからの吐出されたインク液滴数の積算値とから、より正確なインク残量を算出する。そして、Ｓ１６で算出されたインク残量をＰＣ８２に転送して（Ｓ１７）、リターンする。

尚、以上の説明において、インクカートリッジ３の装着状態や、吐出されたドットの積算値等の情報は、インクジェットプリンタ１の電源が落ちた状態でも保持されるように、ＥＥＰＲＯＭ等の不揮発性メモリに記憶される。
また、以上の説明は、２種類のインクカートリッジ３ｄ、３ｄ’のうちの何れかが選択的に装着されるホルダ４ｄに関するものであるが、１種類のカラーインクのインクカートリッジ３ａ〜３ｃが夫々装着されるホルダ４ａ〜３ｃに関しては、図９のＳ１３〜Ｓ１５のような判断は不要である。

以上説明したインクカートリッジ３及びインクジェットプリンタ１によれば、次のような効果が得られる。
キャップ２４に設けられた非透光性の凸部６６（７６）と、カートリッジ本体２０の突出部内の遮光板６０とが、インクカートリッジ３の装着方向に沿って配設されており、さらに、凸部６６（７６）は、遮光板６０よりも下側（装着方向先頭側）に位置している。そのため、インクカートリッジ３の着脱時にのみ、インク残量を検出する為のセンサ１４により凸部６６（７６）を検出して、装着状態判定部８０によりインクカートリッジ３の装着状態を判定することができるため、インクカートリッジ３の装着状態を検出する為の検出手段をセンサ１４とは別に設ける必要はなく、製造コストの面で有利となる。また、インクカートリッジ３を一方向に着脱するだけで、凸部６６（７６）がセンサ１４により検出される。そのため、凸部６６をセンサ１４で検出する為の複雑な操作が不要であり、さらに、外部に露出しており強度的にも弱い凸部６６がホルダ４と接触するなどして破損してしまうのを極力防止できる。

ブラックのインクを貯留する小容量のインクカートリッジ３ｄと、大容量のインクカートリッジ３ｄ’において、装着状態を検出するための凸部６６（７６）の形状が異なるため、小容量と大容量の何れのインクカートリッジがホルダ４ｄに装着されたかを、制御装置８の装着状態判定部８０により判別することができる。さらに、装着状態判定部８０により判定されたインクカートリッジの種類に基づいて、インク残量算出部により正確なインク残量を算出することができる。

次に、前記実施形態に種々の変更を加えた変更形態について説明する。尚、前記実施形態と同様の構成を有するものについては、同じ符号を付して適宜その説明を省略する。
１］装着時に凸部が破損してしまうのをさらに確実に防止するために、インクカートリッジに、凸部の少なくとも一部を覆うカバー部を設けてもよい。例えば、図１０に示すように、インクカートリッジ９０において、キャップ９２に凸部９３が設けられ、カートリッジ本体９１には、上下に延びる角筒状のカバー部９４が設けられている。そして、このカバー部９４内に凸部９３の上端部が挿入されている。このインクカートリッジ９０では、カバー部９４により凸部９３が保護されるため、万が一、装着時に凸部９３がホルダ４等に接触しても凸部９３が破損しにくくなる。また、凸部全体を透光性の部材で形成されたカバー部で覆うようにしてもよい。これにより、確実に凸部９３の破損を防ぐことができる。

２］カートリッジ本体とキャップとを一体形成してもよい。この場合には、部品数が少なく、キャップをカートリッジ本体に固着する手間も省けるため、製造コスト的に有利である。
３］インク残量を検出するインク残量検出手段としては、前記実施形態のように、発光源と受光部とが直線的な光路で結ばれており、発光源からの直接光が受光部に到達したか否かに対応して信号が出力されるタイプの光学式センサ１４に限定されるものではなく、発光源から放射された光であっても、被検出体の表面から反射してくる光の有無に対応して信号が出力されるタイプの光学式センサであってもよい。この場合、発光源から直線的に放射される光の光路を、所定の反射率を有する部材で一旦遮ることで、この反射率に対応して反射されてくる間接光が受光部に入射することになる。
例えば、第２の被検出部としての凸部６６、７６、９３が所定の反射率を有した非透光性の部材で形成されており、インクカートリッジ３、９０の着脱時に、発光源からの光のうち凸部６６、７６、９３により反射されてきた間接光が所定の光量をもって受光部で検出されるように、インクカートリッジ３、９０の着脱経路とセンサとが組み合わされている。これにより、前記実施形態と同様の効果が得られる。さらに、キャップ２４、７１、９２の特定の部位に所定の反射率をもたせてもよい。この場合には、発光源と受光部とを対向させ、且つ光路を遮るための特定の構造を被検出部に形成する必要がない。一方、第１の被検出部としては、上述の凸部６６、７６、９３と同様に、遮蔽板６０に所定の反射率をもたせるようにしてもよいが、単にインクとカートリッジ本体２０、７０、９１の光透過性の壁面とが組み合わさった部位であってもよい。インクが壁面に接する状態ではインクと壁面との界面で反射してくる間接光が受光部に届き、インクが無くなれば光は壁面を透過してしまい受光部に届かなくなる。このように、インクの残量及びインクカートリッジの装着状態の検出系を、比較的簡単な構成で組むことができる。また、光学式のセンサ１４のような非接触式のものに限らず、接触式のセンサを用いることも可能である。

４］前記実施形態のインクカートリッジ３は、ホルダ４に対して一方向に装着されるものであるが、例えば、一旦下方へ押し込んでからその後に水平に移動させることによりホルダに装着されるものなど、２以上の方向に移動させることによりホルダに装着されるインクカートリッジに対しても本発明を適用できる。

本発明の実施形態に係るインクジェットプリンタの概略構成図である。 インクカートリッジを示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は左側面図、（ｃ）は底面図である。 インクカートリッジを下方から見た斜視図である。 図２（ｂ）のIV-IV線断面図である。 インク供給弁の断面図であり、（ａ）は閉弁した状態の図、（ｂ）は開弁した状態の図である。 弁体の斜視図である。 図４のVII-VII線断面図である。 大容量のインクカートリッジを示す図であり、（ａ）は左側面図、（ｂ）は下方から見た斜視図である。 インクカートリッジ着脱時における装着状態判定処理のフローチャートである。 変更形態のインクカートリッジを下方から見た斜視図である。

１ インクジェットプリンタ
３ インクカートリッジ
４ ホルダ
８ 制御装置
１３ 大気導入管
１４ センサ
１４ａ 発光部
１４ｂ 受光部
２０，７０ カートリッジ本体
２４，７１ キャップ
６０ 遮光板
６６，７６ 凸部
８０ 装着状態判定部
９０ インクカートリッジ
９１ カートリッジ本体
９２ キャップ
９３ 凸部
９４ カバー部

Claims (7)

1. インクを貯留するインク室の側壁部から外側に突出する突出部と、
   前記インク室内の液量が所定量以上ある場合の前記突出部内の位置と、前記インク室の液量が所定量未満である場合の前記突出部から外れた位置と、に変位可能な第１の遮光部と、
   前記第１の遮光部から所定距離離隔した位置に配置される第２の遮光部と、
   前記側壁部と連絡する前記インク室の一壁部に設けられて前記インク室の一側に位置して前記インク室内のインクを外部へ導出するインク導出孔の、孔軸方向と平行に延びる直線上に前記第１の遮光部と第２の遮光部が配置され、
   前記突出部を形成する面のうちの、前記側壁部から突出し且つ前記孔軸方向と平行に延びる、相対向する二つの面が少なくとも透光性を有し、
   前記第２の遮光部は、前記突出部に位置する第１の遮光部を通る、前記孔軸方向と平行な直線上において、前記第１の遮光部よりも前記インク導出孔側に配置され、且つ、前記突出部の前記二つの面をそれぞれ含む二平面に挟まれる領域内に配置されることを特徴とするインクカートリッジ。
2. 前記第２の遮光部の、前記孔軸方向と直交する方向に関する両側には、前記孔軸方向に延びるリブが前記第２の遮光部から所定間隔をもって配置されてい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。
3. 前記インク室を有するカートリッジ本体と、このカートリッジ本体の一端側を覆うキャップとを備え、
   前記第１の遮光部は前記カートリッジ本体に設けられ、前記第２の遮光部は前記キャップに設けられることを特徴とする請求項１又は２に記載のインクカートリッジ。
4. 前記カートリッジ本体は第１弁収容室を有し、
   前記第１弁収容室にはインク供給弁が備えられ、
   前記インク供給弁の弁体を通って前記インク導出孔と前記インク室が連通していることを特徴とする請求項３に記載のインクカートリッジ。
5. 前記カートリッジ本体は第２弁収容室を有し、
   前記第２弁収容室には大気導入弁が備えられている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。
6. 前記第２の遮光部は、インクの最大容量が互いに異なる複数種類のインクカートリッジに関して互いに異なる形状に形成されていることを特徴とする請求項１〜５の何れかに記載のインクカートリッジ。
7. 前記第２の遮光部の少なくとも一部を覆うカバー部を有することを特徴とする請求項１〜６の何れかに記載のインクカートリッジ。

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