JP4677788B2 - インクジェット式記録装置およびそのインク廃液管理方法 - Google Patents

Description

本発明は、インクカートリッジを被うインクカバーが開けられたときに、配管系に残留するインク廃液の量を把握するインクジェット式記録装置およびそのインク廃液管理方法に関する。

インクジェット式記録装置は、印刷時の騒音が比較的少なく、しかも小さなドットを高い密度で形成できるため、カラー印刷を含めた多くの印刷に使用されている。このようなインクジェット式記録装置は、一般にキャリッジ上に搭載されて記録用紙の幅方向に移動するインクジェット式記録ヘッドと、記録用紙を記録ヘッドの移動方向に対して直交する方向に相対的に移動させる紙送り手段が備えられ、印刷データに基づいて記録ヘッドよりインク滴を吐出させることにより、記録用紙に対して印刷が行われる。

そして、キャリッジ上に例えばブラック、イエロー、シアン、マゼンタの各インクの吐出が可能な記録ヘッドを搭載することで、ブラックインクによるテキスト印刷だけでなく、各インクの吐出割合を変えたフルカラー印刷を可能にしている（例えば、特許文献１参照）。

ところで、このようなカートリッジホルダに対するインクカートリッジの装着および脱抜の機構としては、カートリッジホルダのインクカートリッジ装着部にインク供給針を配置しておき、当該インク供給針にインクカートリッジの側に形成したインク取り出し口を差し込んで、インクカートリッジをカートリッジホルダに対しスライドさせて装着する構成のものが知られている。

このようなインクカートリッジの装着および脱抜の機構では、インクカートリッジとして、インクが封入された可撓性のインク袋と、当該インク袋に形成したインク取り出し口と、前記インク袋が内蔵された長方形の硬質プラスチックケースとから構成されたものが使用されている（例えば、特許文献２参照）。

この硬質プラスチックケースの前端面にはインク袋に形成した前記インク取り出し口が露出している。従って、このインク取り出し口に、インクジェット式記録装置側のインクカートリッジ装着部（カートリッジホルダ）に設けられた前記インク供給針を差し込むことにより、インク袋からのインクの取り出しを可能にしている。

ところで、従来のインクジェット式記録装置におけるインクカートリッジの装着機構にあっては、インクカートリッジをカートリッジホルダに繰返し付け替えると、インク供給針に対するインク取り出し口の抜き差し部分が次第に疲労し、形状変化による隙間が発生する。このためこの隙間から、インクカートリッジや、このインクカートリッジと記録ヘッドとを結ぶインクチューブ内に残ったインクが外に漏れやすくなる。

また、インクカートリッジを装着しているカートリッジホルダにおいて、インクカートリッジを取り出すためにカートリッジホルダ側のインクカバーを開くと、これまで加圧ポンプによってインクカートリッジに掛けられていた圧力が開放される。
この圧力は徐々に低下するが、当初の数秒間は未だ高い圧力を維持しており、インクカートリッジや、このインクカートリッジと記録ヘッドとを結ぶチューブ内の、インクがその抜き差し部から外に漏れるという問題があった。

これに対して、前記の抜き差し部から漏れ出るインクをスポンジなどのインク廃液吸収部材に吸収させることで、カートリッジホルダ内にインク廃液が溜まったり、付着したりしないようにし、またインクカートリッジの交換時等に手が汚れるのを回避可能にしている。

ところが、従来のカートリッジホルダに設置されるインク廃液のインク廃液吸収部材は、設計上の都合などからサイズが限られているため、インク廃液の吸収容量が小さく、従ってインク廃液がそのインク吸収容量を超えると、カートリッジホルダ内に溢れてカ−トリッジホルダ内が汚染され、インクカートリッジの交換時に手を汚してしまうという不都合があった。

そこで、本発明の目的は前記課題を解決することに係り、インク廃液量を把握しておき、事前に必要とする厚みやインク吸収容量の廃液インク吸収部材に交換しておくことで、インク廃液によるカートリッジホルダの汚れを未然に回避できるインクジェット式記録装置およびそのインク廃液管理方法を提供することである。

本発明の目的は、以下の構成により達成される。
（１） インクカートリッジを着脱可能に装着するカートリッジホルダと、カートリッジホルダに装着され、加圧されたインクカートリッジからのインクの供給により、印刷制御データに基づいてインク滴を吐出して記録媒体に画像を形成する記録ヘッドとを備え、インクカバーを開けたときに前記加圧を抜き、インクカートリッジをカートリッジホルダから外したときに漏れるインク廃液を、前記カートリッジホルダに設けられたインク廃液吸収部材に吸収するインクジェット式記録装置であって、
前記インクカバーを開けたときから、前記インクカートリッジが前記カートリッジホルダから外されたときまでの時間を計測してインク漏れ量を検出することを特徴とするインクジェット式記録装置。
（２） インクカートリッジをカートリッジホルダに着脱可能に装着し、加圧されたインクカートリッジからのインクの供給により、印刷制御データに基づいてインク滴を記録ヘッドから吐出して記録媒体に画像を形成し、インクカバーを開けたときに前記加圧を抜いて、インクカートリッジをカートリッジホルダから外したときに漏れるインク廃液を、前記カートリッジホルダに設けられたインク廃液吸収部材に吸収させるインクジェット式記録装置のインク廃液管理方法であって、
前記インクカバーを開けたときから、前記インクカートリッジが前記カートリッジホルダから外されたときまでの時間に応じてインク廃液の量を求めることにより、前記インク廃液吸収部材に吸収されるインク廃液を管理することを特徴とするインクジェット式記録装置のインク廃液管理方法。

本発明に係るインクジェット式記録装置およびそのインク廃液管理方法では、インクカバーをあけたときから、インクカートリッジがカートリッジホルダから外されるまでの時間に応じて、インク廃液の漏れ量を測定することで、この測定結果に適応するインク廃液吸収部材の交換をユーザに促す。これにより、インク廃液吸収部材をインク廃液の吸収容量を超えた環境での使用を回避することができ、カートリッジホルダや、インクカートリッジを交換するユーザの手などを汚すことがなくなる。
また、インク廃液の漏れ量を時間値で捉えるため、インク廃液の漏れ量の測定値が正確になる。この測定値は、各インクカートリッジがカートリッジホルダから外されたときだけ個別に報知することができる。

以下、本発明に係るインクジェット式記録装置の好適な実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。

図１は本発明のインクジェット式記録装置の一実施の形態を示す斜視図、図２は図１のインクジェット式記録装置の詳細を、一部を取り除いて示す斜視図、図３は図1のカートリッジホルダをインクカートリッジとの対応で示す斜視図、図４は図１のカートリッジホルダにおけるインクカバー開閉部を示す斜視図、図５はインクカートリッジから記録ヘッドへ流れるインクの流路を示す流路系統図、図６はインクカートリッジの全体を示す斜視図、図７はインク廃液量演算装置を示すブロック図、図８はインク廃液の漏れの時間特性図である。

本実施の形態のインクジェット式記録装置１は、フロント給排紙タイプの業務用プリンタであり、図１に示すように、上部ケース２と下部ケース３とから構成される装置ケース４の前面中央に、紙葉類である記録用紙を装填した略箱形の用紙カセット５が着脱自在に挿着されている。

また、用紙カセット５上には、用紙カセット５の上面開放部を覆うように、印刷が終了した記録用紙を受ける排紙トレイ６が装着されている。また、装置ケース４の前面の両側には、動作状態を表示する発光ダイオード等からなる表示部７、７が設けられている。

そして、この表示部７、７の下方には、黒インクタンクを収納する黒インク収納部の前方を覆う黒インクカバー８ａと、複数のカラーインクタンクを収納するカラーインク収納部の前方を覆うカラーインクカバー８ｂとがそれぞれ左右に設けられている。

これらの黒インクカバー８ａとカラーインクカバー８ｂは、それぞれ開閉可能に取り付けられており、それぞれのインクカバー８ａ、８ｂを開くことで、内部に着脱自在に装着されるインクカートリッジにアクセス可能である。

また、黒インクカバー８ａの下方には、図２に示すようにインクジェット式記録装置１への電力のオンオフを切り替えるボタンスイッチ式の電源スイッチ９が設けられている。電源スイッチ９をオンにすることで、搬送機構１０のほか図示しない処理機構としての印刷処理機構、処理ギャップ調整機構、複数のセンサ及び制御部等に電力が供給され、インクジェット式記録装置１が稼働する。

また、装置ケース４内には、図２に示すように、後述する用紙繰り出し機構のピックアップローラによって用紙カセット５から一枚ずつ繰り出される記録用紙を搬送経路に沿って搬送する前記搬送機構１０と、この搬送機構１０による搬送経路の途中に記録用紙の搬送方向と直交する方向へ往復移動自在に設けられたキャリッジ１１と、このキャリッジ１１の下面に搭載されて記録用紙に記録用インクの微少粒を噴射する後述の記録ヘッドと、この記録ヘッドに供給する記録用インクを貯留したインクカートリッジ１２とが設けられている。

キャリッジ１１は、用紙幅方向に延在するキャリッジ軸１３により用紙幅方向に移動自在に支持されると共に、図２に示したキャリッジモータ１４によって駆動されるタイミングベルト１５に固定されて、タイミングベルト１５の走行に応じて用紙幅方向に往復移動させられる。

このインクジェット式記録装置１は、記録用紙の搬送方向を副走査方向、キャリッジ１１の移動方向を主走査方向として、キャリッジ１１に搭載された記録ヘッドからのインク吐出を制御することで、記録用紙に文字や図形等の画像記録（印刷）を行う。

図３は、キャリッジ１１に接続されたカートリッジホルダ１６とインクカートリッジ１２との関係を示し、カートリッジホルダ１６はインクカートリッジ１２を収納する所定形状のケースからなる。このカートリッジホルダ１６はインクカートリッジ１２を差し込むことができる空間部１７を有し、この空間部１７を形成する一側壁から突出するように、インク供給管(インク供給針）１８が設けられている。また、前記空間部１７を形成する他の側壁には、インクカートリッジ１２側からインク残量等の電気信号を取り込む端子Ｔが設けられている。

また、インク供給管１８の設置部付近には、インクカートリッジ１２の加圧空気導入管に接続される加圧空気供給パイプ１９が臨んでいる。なお、インク供給管１８の基部およびその周辺を被う所定領域には、インク廃液を吸収するためのインク廃液吸収部材(例えば、樹脂スポンジ）２０が設けられている。インク廃液吸収部材２０は所定形状のブロックをなし、カートリッジホルダ１６の前記一側壁に、一側面のみが空間部１７側に露出するように埋設されている。

図４は、前記したカートリッジホルダ１６の前面側の構成を示したものである。このカートリッジホルダ１６には、インクカートリッジ１２を着脱操作する場合に開放されるインクカバー８が配備されている。
このインクカバー８はカートリッジホルダ１６の開口前面に配置されて、回動軸３１が図示せぬ記録装置本体側に形成された支持孔によって支持されており、回動軸３１を回動中心としてカートリッジホルダ１６の開口前面が開放（実線で示す状態）または閉塞（鎖線で示す状態）できるように構成されている。

前記インクカバー８を閉塞状態とした内側には、各カートリッジホルダ１６に対応させて複数の操作レバー３２が配置されている。この操作レバー３２の基端部には係止孔３３形成されていて、各操作レバー３２におけるそれぞれの係止孔３３に挿通して支持する図示せぬ支持ロッドによって、回動可能に支持されている。

そして、操作レバー３２はインクカバー８を開放した状態において、インクカバー８の開放方向と同方向に回動させることによって、インクカートリッジ１２の装填または取り出しができるようになされている。
すなわち、インクカートリッジ１２をカートリッジホルダ１６に装填させる場合においては、操作レバー３２をインクカバー８の開放方向と同方向に回動させた状態でインクカートリッジ１２をカートリッジホルダ１６内に挿入し、操作レバー３２を起立させる。
これにより、操作レバー３２に形成された押当部３４がインクカートリッジ１２の手前側端部に当接し、テコの原理によりインクカートリッジ１２は、カートリッジホルダ１６側に装填される。

また、カートリッジホルダ１６側に装填された状態のインクカートリッジ１２を引き出す場合においては、操作レバー３２を同じくインクカバー８の開放方向と同方向に回動させることによって、図には示されていないが、操作レバー３２の一部に係合されたリンクロッドを介してインクカートリッジ１２を奥側から押し出すように作用する。
したがって、手前方向に押し出されたインクカートリッジ１２を容易に引き出すことができる。

前記カートリッジホルダ１６には、さらに前記インクカバー８の開放を検出するスイッチ３５が配備されている。このスイッチ３５はインクカバー８が閉じられた状態で、インクカバー８の裏面に接してオン状態になされ、インクカバー８が開放された状態で、オフ状態になされる例えばタクトスイッチが用いられている。

このスイッチ３５はオフ状態において、図５に示した圧力調整弁４７を強制開放するようになされている。これにより、各インクカートリッジ１２の交換作業に際してインクカバー８が開放された時に、加圧ポンプから各インクカートリッジ１２に与えられている加圧空気を大気開放させるように作用する。なお、本実施の形態では、加圧ポンプを用いて説明を行うが、ポンプに限らず加圧できる装置を用いることも可能である。

インクジェット式記録装置１に用いられるインクとしては、例えば、ブラック（黒）、カラーインク（マゼンタ、シアン、イエロー）が使用される。これらのインクの流路系統図を図５に示す。
図５に示す例では、各インクに対応するインクカートリッジ１２としては、ブラック（黒）インクのインクカートリッジ４２、４３と、カラーインク（マゼンタ、シアン、イエロー）の各インクカートリッジ４４、４５、４６とが使用される。この図５に示す流路系統では、加圧ポンプ４１で圧縮した空気が、ブラック（黒）のインクカートリッジ４２、４３およびマゼンタ、シアンおよびイエローの各インクカートリッジ４４、４５、４６に供給される。これらのインクカートリッジ４２〜４６からはインク袋などから各色のインクが各一のチョーク弁４８〜５２、チューブ５３〜５７、継手流路５８〜６１、自己封止弁６２〜６５をそれぞれ介して、記録ヘッド６６に供給される。

記録ヘッド６６では、各色対応のノズルからインク滴を吐出して記録用紙上に印刷を行う。符号Ｓは、加圧ポンプ４１から各インクカートリッジ４２〜４６へ供給される空気圧力を検出する加圧センサであり、この検出出力に応じて加圧ポンプ４１を適正圧力となるように制御可能としている。

図６は、前記インクカートリッジ１２を示す斜視図である。このインクカートリッジ１２には、一端面に前記カートリッジホルダ１６のインク供給管１８が差し込まれるインク供給口７１と、加圧空気供給パイプ１９に接続されて圧縮空気を導入するための圧縮空気導入管７２とが設けられている。

さらに、インクカートリッジ１２の一端部の側面には、回路基板７４が取り付けられている。回路基板７４の片面には、電気信号端子７５があり、その裏面には、電気信号端子７５と電気的に接続されたＩＣチップが取り付けられている（図示せず）。ＩＣチップは、インク残量データなどを記憶する不揮発性メモリを備える。電気信号端子７５は、前述のカートリッジホルダ１６の電気信号端子Ｔと接続されることにより、ＩＣチップとインクジェット式記録装置１本体に設置された後述の中央演算処理装置（ＣＰＵ）８０と信号の送受信を行うことができる。

図７は、インクカバー８を開けたときから、インクカートリッジ１２がカートリッジホルダ１６から外されたときまでのインク廃液量を計測する廃液量計測手段としてのインク廃液量演算装置を示す。このインク廃液量演算装置は、演算部としての例えば中央演算処理装置（ＣＰＵ）８０に前記スイッチ３５、圧力調整弁４７および発光ダイオード８１を接続したものからなる。ここで、前記スイッチ３５はインクカバー８の開閉検出用スイッチであり、圧力調整弁４７は加圧ポンプ４１の出力圧を大気に対して開閉する電磁弁である。

このインク廃液演算装置では、インクカートリッジ１２を交換する場合に、インクカバー８を開操作すると、前記スイッチ３５が直ちに動作し、このスイッチ３５の動作を受けて、中央演算処理装置８０が圧力調整弁４７を開動作させる。このため、加圧ポンプ４１からの圧縮空気が大気に開放され、加圧が抜かれ始める。
この結果、インクカートリッジ１２内の圧力が低下し、インクカートリッジ１２から記録ヘッドへ送出されるインクの圧力も低下し、一部が配管中に残る。

ここで、ユーザはインクカートリッジ１２をカートリッジホルダ１６から抜き取る（外す）と、配管中に残って印刷に使用されなくなったインク廃液が、これらの繋ぎ部分から漏れ出る。このインク廃液の漏れ量は、実験値または計算値から、図８の特性図を参照すれば、時間に応じて変化する。これによれば、インク廃液の漏れ量を時間値から正確に求めることができる。

つまり、インクカバー８を開けたとき（インク加圧解除）からインクカートリッジ１２が取り外されたときまでの時間に応じてインク漏れ量が減少する。なお、この図８の特性はインク供給管８の形状やカートリッジホルダ１６の大きさなどにより多少異なる。

前記のように、中央演算処理装置８０では、インクカバーを開けたときから、インクカートリッジ１２がカートリッジホルダ１６から外される時点までの時間を計測し、図８の特性を参照することにより、この時間値から前記特性を参照してインク漏れ量を正確に検出することができる。

また、中央演算処理装置８０は、インク漏れ量の検出値に基づきホストコンピュータへインク廃液吸収部材２０の交換要求を発光ダイオード８１の点灯や音声出力により警告する。このように、インク廃液の漏れ量を把握して、漏れ出たインクがインク廃液吸収部材２０の容量を超える前に交換しておくことで、インク廃液がカートリッジホルダ内を汚したり、カートリッジ変換中に手が汚れたりするのを防止できる。

このように、インクカバー８を開けたときから、前記インクカートリッジ１２が前記カートリッジホルダ１６から外されたときまでの時間に応じたインク廃液の量を知ることにより、ユーザは、必要とする厚みやインク吸収容量のインク廃液吸収部材２０を事前に用意して交換することができ、インク廃液によるカートリッジホルダの汚れを未然に回避できる。

なお、前記においては、インクカートリッジがカートリッジホルダから外れたときまでの時間に応じたインク廃液の量を計測する場合について述べたが、インクカートリッジがカートリッジホルダから外れたときまでのインクカートリッジ側またはカートリッジホルダ側の流路内の圧力の変化に応じたインク廃液の量を計測するようにしても、正確にインク廃液の量を計測することができる。

本発明は、インク廃液の漏れ量を測定することで、この測定結果に適応するインク廃液吸収部材の交換をユーザに促すことにより、インク廃液吸収部材をインク廃液の吸収容量を超えた環境での使用を回避することができ、カートリッジホルダやインクカートリッジを交換するユーザの手を汚すこともなくなるという効果を有し、インクカートリッジを被うインクカバーが開けられたときに、配管系に残留するインク廃液の量を把握するインクジェット式記録装置のほか、ファクシミリ、コピー機、インクジェット式記録装置を含む複合機などに有用である。

本発明に係るインクジェット式記録装置の一実施の形態の斜視図である。 図１に示したインクジェット式記録装置から排紙トレイおよび上部ケースを取り外した状態の斜視図である。 本発明におけるカートリッジホルダの内部構成を示す斜視図である。 本発明におけるカートリッジホルダの前面側構成を示す斜視図である。 本発明におけるインクの流路系統を示す流路系統図である。 本発明におけるインクカートリッジを示す斜視図である。 本発明における廃液量演算装置を示すブロック図である。 カバー開放時におけるインク漏れ量の計時変化を示す特性図である。

符号の説明

１ インクジェット式記録装置
８ インクカバー
１２ インクカートリッジ
１６ カートリッジホルダ
２０ インク廃液吸収部材
４１ 加圧ポンプ
４７ 圧力調整弁
６６ 記録ヘッド
８０ 中央演算処理装置

Claims (2)

1. インクカートリッジを着脱可能に装着するカートリッジホルダと、カートリッジホルダに装着され、加圧されたインクカートリッジからのインクの供給により、印刷制御データに基づいてインク滴を吐出して記録媒体に画像を形成する記録ヘッドとを備え、インクカバーを開けたときに前記加圧を抜き、インクカートリッジをカートリッジホルダから外したときに漏れるインク廃液を、前記カートリッジホルダに設けられたインク廃液吸収部材に吸収するインクジェット式記録装置であって、
   前記インクカバーを開けたときから、前記インクカートリッジが前記カートリッジホルダから外されたときまでの時間を計測してインク漏れ量を検出することを特徴とするインクジェット式記録装置。
2. インクカートリッジをカートリッジホルダに着脱可能に装着し、加圧されたインクカートリッジからのインクの供給により、印刷制御データに基づいてインク滴を記録ヘッドから吐出して記録媒体に画像を形成し、インクカバーを開けたときに前記加圧を抜いて、インクカートリッジをカートリッジホルダから外したときに漏れるインク廃液を、前記カートリッジホルダに設けられたインク廃液吸収部材に吸収させるインクジェット式記録装置のインク廃液管理方法であって、
   前記インクカバーを開けたときから、前記インクカートリッジが前記カートリッジホルダから外されたときまでの時間に応じてインク廃液の量を求めることにより、前記インク廃液吸収部材に吸収されるインク廃液を管理することを特徴とするインクジェット式記録装置のインク廃液管理方法。

Images