JP5353185B2 - 液体供給装置及び液体容器 - Google Patents

Description

本発明は、液体供給装置及び液体容器に関する。

従来から、様々な技術分野において、各種装置に設けられた容器装着部に交換可能に装着される液体容器（一般的に、カートリッジとも呼ばれる）が広く知られている。その中でも、容器内部に液面の変動に応じて移動するフロート等の移動部材を備え、この移動部材の位置に基づいて液量（液面レベル）を検出することが可能に構成されているものがある。

例えば、特許文献１には、インクジェットプリンタのカートリッジ装着部に取り外し可能に装着されるインクカートリッジが開示されている。このインクカートリッジは、フロート及び遮光板を両端に備えたセンサアームを有し、インク液面変動に応じてフロートが上下動したときの遮光板の位置を、カートリッジ装着部に設けられた光センサで認識することで、インクカートリッジのインク残量を検出することが可能となっている。

ところで、上述したようなフロート等の移動部材を有する液体容器においては、使用していない状態（例えば、輸送中など）において外部から作用した振動によって、液面が大きく揺れたときに移動部材が激しく移動すると、この移動部材や容器内部に損傷や劣化が生じるといった問題があった。また、移動部材の移動によって液体容器中に泡が発生し、この泡が残存した状態で使用されると、泡によって移動部材の移動が阻害されて、液量を正確に検出することができないという問題もあった。そこで、使用していない状態では、液体を貯留する容器本体にフロート等の移動部材を固定することが可能に構成された液体容器が提案されている。

例えば、特許文献２には、液量検出用のフロートを有する自動車用燃料タンクが開示されている。この燃料タンクには、フロートの上下動を規制するストッパーと、このストッパーに連結されたひも（連結部材）を備えている。そして、燃料タンクの輸送時にはストッパーによりフロートの上下動を規制しつつ、輸送が終了したときにはひもを引っ張ることによりストッパーを取り外し、フロートの上下動規制を解除することが可能となっている。

特開２００８−０８７１５９号公報 特開２００５−１４５１２６号公報（図２）

前記特許文献２の液体容器（燃料タンク）において、ストッパーはフロートに直接接触することでその上下移動を機械的に規制するものであり、使用時には容器外からストッパーを取り外すことができるように、ストッパーにはひもが連結されている。しかし、容器外からひもを引っ張ってストッパーによる直接的な移動規制を解除する際に、フロートにひもの引っ張り力が強く作用するなどしてフロートが損傷したり、あるいは、ストッパーが容器外に取り出される前に容器内に接触して損傷を生じたりする虞がある。

本発明の目的は、容器本体内の液量に応じて移動する移動部材を、磁力を利用して容器本体に間接的に固定することができる液体供給装置を提供することである。

第１の発明の液体供給装置は、液体容器とこの液体容器が取り外し可能に装着される容器装着部とを有する液体供給装置であって、
前記液体容器は、前記液体を貯留する容器本体と、前記容器本体に設けられ、前記容器本体内の液量に応じて前記容器本体に対して移動する移動部材とを備え、
前記移動部材と前記容器本体には、互いに引き合う方向の磁力が作用する一対の磁性体が設けられ、前記液体容器が前記容器装着部に装着されていない状態では、前記一対の磁性体間に作用する磁力により前記移動部材は前記容器本体に固定されており、
前記容器装着部は、前記液体容器が装着されている状態で、前記一対の磁性体間に離間する方向の磁力を生じさせて、前記移動部材の前記容器本体に対する固定を解除する固定解除手段を備え、
前記移動部材は、前記容器本体内の液量が少なくなるほど所定の一方向に移動するように構成されており、前記移動部材は、前記所定の一方向と反対の方向に関する移動限界位置において、前記一対の磁性体間の磁力により前記容器本体に固定されていることを特徴とするものである。

液体容器が容器装着部に装着されていない状態では、容器本体と移動部材とに設けられた一対の磁性体間に作用する磁力により、移動部材は容器本体に固定されている。一方、液体容器が容器装着部に装着された状態では、容器装着部に設けられた固定解除手段で発生した離間方向の磁力が一対の磁性体間に作用することで、移動部材の容器本体に対する固定が解除される。

これによれば、未装着状態で液体容器に振動が作用した場合でも、容器本体内の液面変動によって移動部材が移動することはなく、移動部材及び容器本体の損傷や異音発生を防止でき、さらには、液体中の泡の発生をも防止できる。また、移動部材は一対の磁性体間に作用する磁力によって間接的に容器本体に固定されており、容器装着部への装着後に、固定解除手段によって一対の磁性体間に離間方向の磁力が作用することで、移動部材の固定が解除されることになり、直接的に移動部材を固定している場合と違って、固定解除時に無理な力が移動部材に作用して損傷が生じるということはない。
また、移動部材は、液量が多い側の移動限界位置において固定されていることから、特に、容器装着部に液体容器を装着した後の、液量が十分にある状態の液体容器において、移動部材を強固に固定できる。

第２の発明の液体供給装置は、前記第１の発明において、前記固定解除手段は、通電により前記離間する方向の磁力を発生させる電磁石であり、前記電磁石への通電を制御する通電制御手段をさらに備えていることを特徴とするものである。

この構成によれば、通電制御手段により電磁石の通電を制御することによって、任意のタイミングで移動部材の固定を解除できる。

第３の発明の液体供給装置は、前記第２の発明において、前記容器装着部への前記液体容器の装着を検出する装着検出手段をさらに備え、前記通電制御手段は、前記装着検出手段により前記液体容器の装着が検出されたときに、前記電磁石への通電を開始することを特徴とするものである。

この構成によれば、装着検出手段により液体容器が装着されたことを検出してから、電磁石への通電を開始して、移動部材の固定を解除することができる。

第４の発明の液体供給装置は、前記第３の発明において、前記通電制御手段は、前記装着検出手段により前記液体容器の装着が検出された後の所定のタイミングで前記電磁石への通電を行って、前記移動部材の前記容器本体に対する固定を一時的に解除させるものであり、
前記所定のタイミングにおいて前記移動部材の固定が一時的に解除されたときの、前記移動部材の移動を検出する移動検出手段と、前記移動検出手段の検出結果に基づいて、前記容器本体内の前記液体の有無を判定する判定手段を備えていることを特徴とするものである。

移動部材が、液体残量が多い側の移動限界位置で容器本体に固定されるように構成されている場合に、電磁石への通電によって移動部材の固定が解除されたときには、液体容器内の液量によって移動部材の挙動が異なる。即ち、容器本体内に液量が十分にある場合には、移動部材は、電磁石の磁力により前記移動限界位置から離れてもすぐに戻ってきて、再び前記移動限界位置で固定される。一方、液量が少ない場合には、移動部材は前記移動限界位置から一旦離れると前記移動限界位置には戻ってこない。従って、固定解除後の移動部材の移動を移動検出手段で検出することで、容器本体内の液体の有無を判定することが可能となる。また、容器本体内に十分な液量がある場合には、移動部材は、電磁石への通電時にのみ前記移動限界位置から離れ、それ以外は前記移動限界位置に固定されて動かないことから、使用中において外部から作用する振動等により移動部材が移動して、泡が発生するということがない。

第５の発明の液体供給装置は、前記第１〜第４の何れかの発明において、前記移動部材は、前記容器本体内の液面変動に応じて移動するフロートであることを特徴とするものである。

この構成によれば、移動部材が容器本体に固定されていない状態では、容器本体内の液面変動に応じて、フロートである移動部材は、上下方向（重力方向）に移動する。

第６の発明の液体供給装置は、前記第１〜第４の何れかの発明において、前記容器本体内に、液面変動に応じて移動するフロートと、一端に前記フロートが連結されるとともに前記容器本体に対して回動可能に構成されたアームとが設けられ、前記移動部材は前記アームの他端に連結されて、前記アームを介して前記フロートの移動に応じて前記容器本体に対して移動するように構成されていることを特徴とするものである。

この構成によれば、移動部材が容器本体に固定されていない状態では、容器本体内の液面変動に応じて、アームの一端に連結されたフロートが上下方向（重力方向）に移動し、これに伴ってアームが回動して、アームの他端に連結された移動部材がフロートとは逆方向に移動する。

第７の発明の液体容器は、前記第１〜第６の何れかの発明の液体供給装置の前記容器装着部に、取り外し可能に装着される液体容器であって、液体を貯留する容器本体と、前記容器本体に設けられ、前記容器本体内の液量に応じて前記容器本体に対して移動する移動部材とを備え、
さらに、前記移動部材は、前記容器本体内の液量が少なくなるほど所定の一方向に移動するように構成されており、
前記移動部材と前記容器本体には、互いに引き合う方向の磁力が作用する一対の磁性体が設けられ、前記移動部材は、前記所定の一方向と反対方向に関する移動限界位置において、前記一対の磁性体間に作用する磁力により前記容器本体に固定されていることを特徴とするものである。

これによれば、使用していない状態で液体容器に振動が作用した場合でも、容器本体内の液面変動によって移動部材が移動することはなく、移動部材及び容器本体の損傷や異音発生を防止でき、さらには、液体中の泡の発生をも防止できる。また、移動部材は一対の磁性体間に作用する磁力によって間接的に容器本体に固定されており、外部からこれら一つの磁性体間に離間方向の磁力を作用させることで、移動部材の固定を解除できる。その際、直接的に移動部材が固定されている場合とは違って、固定解除時に無理な力が移動部材に作用して損傷が生じるということはない。

さらに、移動部材は、液量が多い側の移動限界位置において固定されていることから、特に、液量が十分にある未使用状態の液体容器において、移動部材を強固に固定できる。

本発明によれば、未装着状態で液体容器に振動が作用した場合でも、容器本体内の液面変動によって移動部材が移動することはなく、移動部材及び容器本体の損傷や異音発生を防止でき、さらには、液体中の泡の発生をも防止できる。さらに、移動部材は一対の磁性体間に作用する磁力によって間接的に容器本体に固定されており、容器装着部への装着後に、固定解除手段によって一対の磁性体間に離間方向の磁力が作用することで、移動部材の固定が解除されることになり、直接的に移動部材を固定している場合と違って、固定解除時に無理な力が移動部材に作用して損傷が生じるということはない。

次に、本発明の実施の形態について説明する。 次に、本発明の実施の形態について説明する。本実施形態は、液体供給装置として、記録用紙に対してインクを噴射して画像等を記録する、インクジェットプリンタのインク供給系に本発明を適用したものである。

図１は、本実施形態に係るインクカートリッジが装着されるプリンタの概略構成を示す平面図である。図１に示すように、プリンタ１は、図１の走査方向に沿って往復移動可能に構成されたキャリッジ２と、このキャリッジ２に搭載されたインクジェットヘッド３及びサブタンク４ａ〜４ｄと、４つのインクカートリッジ５ａ〜５ｄと、これら４つのインクカートリッジ５ａ〜５ｄが装着されるホルダ１０と、記録用紙Ｐを図１の紙送り方向に搬送する搬送機構６等を備えている。

キャリッジ２は、図１の左右方向（走査方向）に平行に延びる２本のガイド軸１７に沿って往復移動可能に構成されている。また、キャリッジ２には、無端ベルト１８が連結されており、キャリッジ駆動モータ１９によって無端ベルト１８が走行駆動されたときに、キャリッジ２は、無端ベルト１８の走行に伴って走査方向に移動するようになっている。

このキャリッジ２には、インクジェットヘッド３と４つのサブタンク４ａ〜４ｄが搭載されている。インクジェットヘッド３は、その下面（図１の紙面向こう側の面）に多数の液滴噴射用ノズルを備えている。また、４つのサブタンク４ａ〜４ｄは、走査方向に沿って並べて配置されており、これら４つのサブタンク４ａ〜４ｄにはチューブジョイント２０が一体的に設けられている。そして、チューブジョイント２０に連結された可撓性のチューブ１１によって、４つのサブタンク４ａ〜４ｄと４つのインクカートリッジ５ａ〜５ｄとがそれぞれ接続されている。

ホルダ１０は、一方向（図１では走査方向）に配列された４つのカートリッジ装着部７を備え、これら４つのカートリッジ装着部７に、４つのインクカートリッジ５ａ〜５ｄがそれぞれ装着される。４つのインクカートリッジ５ａ〜５ｄには、ブラック、イエロー、シアン、マゼンタの、４色のインクがそれぞれ貯留されている。

そして、４つのインクカートリッジ５ａ〜５ｄにそれぞれ貯留された４色のインクは、ホルダ１０に接続された４本のチューブ１１を介して４つのサブタンク４ａ〜４ｄに供給され、サブタンク４ａ〜４ｄにおいて一時的に貯留された後、インクジェットヘッド３に供給される。そして、インクジェットヘッド３は、キャリッジ２とともに走査方向に往復移動しつつ、その下面に設けられた多数のノズルから、搬送機構６により図１の下方（紙送り方向）に搬送される記録用紙Ｐにインクの液滴を噴射する。

搬送機構６は、インクジェットヘッド３よりも紙送り方向上流側に配置された給紙ローラ２５と、インクジェットヘッド３よりも紙送り方向下流側に配置された排紙ローラ２６とを有する。給紙ローラ２５と排紙ローラ２６は、それぞれ、給紙モータ２７と排紙モータ２８により回転駆動される。そして、この搬送機構６は、給紙ローラ２５により、記録用紙Ｐを図１の上方からインクジェットヘッド３に供給するとともに、排紙ローラ２６により、インクジェットヘッド３によって画像や文字等が記録された記録用紙Ｐを図１の下方へ排出するように構成されている。

次に、インクカートリッジ５について説明する。尚、４色のインクをそれぞれ貯留する４つのインクカートリッジ５ａ〜５ｄは同じ構成を有するものであるため、以下では、それらのうちの１つについて説明する。図２は、インクカートリッジ５の、ホルダ１０への装着方向を含む平面に関する断面図である。尚、図２において、ホルダ１０への装着方向を前方、装着方向と逆の方向（取り外し方向）を後方と定義する。

図２に示すように、インクカートリッジ５は、インクを貯留するとともにインク導出孔３７を有するカートリッジ本体３０（容器本体）と、カートリッジ本体３０内のインク残量を検出するためのセンサアーム３１と等を備えている。

カートリッジ本体３０は、合成樹脂材料等の光透過性材料により、ほぼ直方体形状に形成されている。このカートリッジ本体３０内には、インクを貯留するためのインク貯留室３３が形成されている。また、カートリッジ本体３０には、その内部にインク貯留室３３と連通するセンサ室３４を備えた突出部３５が、前壁部３６よりもさらに前方へ突出するように設けられ、この突出部３５内のセンサ室３４には、後述するセンサアーム３１の遮光板３１ｃが配置される。

カートリッジ本体３０の前壁部３６の下端部には、インク貯留室３３の下部空間と連通し、このインク貯留室３３からインクを導出するためのインク導出孔３７が設けられている。尚、前壁部３６のインク導出孔３７が設けられた部分には、ゴム等からなる環状のシール部材３９が取り付けられている。さらに、前壁部３６の上端部には、インク貯留室３３の上部空間と連通し、インク貯留室３３に大気を導入する大気連通孔３８が設けられている。また、カートリッジ本体３０の上面には、カートリッジ装着部７にインクカートリッジ５が装着されたときに、カートリッジ装着部７に設けられた係止部材５５（図３参照）が係合する係合凹部３０ａが形成されている。

センサアーム３１は、インク貯留室３３内においてカートリッジ本体３０に回動自在に支持されたアーム部３１ａと、このアーム部３１ａの一端に設けられ、インク貯留室３３内のインク量に応じて上下に移動するフロート３１ｂと、アーム部３１ａの他端に設けられた遮光板３１ｃとを有する。遮光板３１ｃは、突出部３５内のセンサ室３４に収容されており、後述するカートリッジ装着部７への装着状態において、センサ室３４の底面に当接した下限位置にあるときに、カートリッジ装着部７に設けられた光センサ５３（図３参照）の光を遮断するように構成されている。

そして、センサアーム３１は、カートリッジ本体３０に形成されたインク貯留室３３のインク量に応じてフロート３１ｂが上下に移動したときには、このフロート３１ｂとアーム部３１ａを介して連結された遮光板３１ｃが、センサ室３４内においてカートリッジ本体３０に対して上下に移動（揺動）するように構成されている。より具体的には、インク貯留室３３内に十分なインクがある場合には、フロート３１ｂに大きな浮力が作用し、アーム部３１ａに図２の反時計回りの方向のモーメントが働くため、遮光板３１ｃはセンサ室３４の底面に当接する。一方、インク貯留室３３内のインク残量が少なくなってフロート３１ｂが液面から一部露出すると、フロート３１ｂに作用する浮力が小さくなり、アーム部３１ａは図２の時計回りの方向に回動して、遮光板３１ｃはセンサ室３４の天井面に当接する。

即ち、遮光板３１ｃは、カートリッジ本体３０内のインク液面変動によってフロート３１ｂが上下に移動する際に、そのフロート３１ｂの移動に応じてカートリッジ本体３０に対して移動するものであり、本願発明の移動部材に相当する。

さらに、このインクカートリッジ５には、インク貯留室３３内で回動可能なセンサアーム３１を、ホルダ１０のカートリッジ装着部７に装着されていない状態においては回動不能に固定するための構成が付加されている。その構成について以下説明する。

センサアーム３１の遮光板３１ｃには、永久磁石４６が設けられている。一方、カートリッジ本体３０の突出部３５の下側の壁部の、遮光板３１ｃのほぼ直下の位置には軟質磁性体の金属片４５が設けられている。ここで、軟質磁性体とは、磁性体の中でも比較的簡単に磁極が消えたり反転したりするものを指す。すなわち、永久磁石の磁界によって比較的簡単に磁化することで永久磁石と引き合う磁力が発生し、永久磁石の磁界が及ばない範囲では、磁極が消えることで自ら磁界を発生させないものを指す。したがって、永久磁石４６の磁界によって磁化される金属片４５も軟質磁性体に含まれる。そして、突出部３５に設けられた金属片４５と遮光板３１ｃに設けられた永久磁石４６との間に引き合う方向の磁力が作用して、図２に示すように、遮光板３１ｃは、センサ室３４の底面に当接した下限位置（インク液量が多い側の移動限界位置）でカートリッジ本体３０に移動不能に固定されている。

尚、遮光板３１ｃはその上限位置（インク液量が少なくなる側の移動限界位置）で固定されてもよいのであるが、上述したように、下限位置で固定される場合には、カートリッジ装着部７に装着された後のインク残量が多い状態のインクカートリッジ５においては、永久磁石４６と金属片４５との間の磁力だけでなく、センサアーム３１のフロート３１ｂに作用する浮力も遮光板３１ｃをセンサ室３４の底面に押しつける力として働く。そのため、下限位置では、遮光板３１ｃをフロート３１ｂの浮力に抗せずに、無理なく強固に固定することができる。そのため、キャリッジ２や搬送機構６の駆動による振動や、プリンタ１を移動させることによって発生する振動によって遮光板３１ｃの固定が容易に解除されることがなく、センサアーム３１の損傷が防止され、インク貯留室３３内が泡立つこともない。

次に、インクカートリッジ５が装着されるホルダ１０について説明する。図１に示すように、ホルダ１０は、一方向（図１では走査方向と平行な方向）に配列されて、４つのインクカートリッジ５が装着される４つのカートリッジ装着部７を有する。尚、４つのカートリッジ装着部７は同じ構成を有するものであるため、以下ではそれらのうちの１つについて説明する。

図３（ａ）はインクカートリッジ５が装着されていない状態におけるホルダ１０の断面図、図３（ｂ）はインクカートリッジ５が装着されている状態におけるホルダ１０の断面図である。図３（ａ）に示すように、ホルダ１０の１つのカートリッジ装着部７は、後方に開口したカートリッジ収容室５０と、カートリッジ収容室５０を形成するホルダ１０の前壁部５１に形成されたインク導出路５２と、前壁部５１に設けられた光センサ５３及び電磁石５４を備えている。

カートリッジ収容室５０には、開口した後方からインクカートリッジ５が挿入される。また、前壁部５１の下端部はそれよりも上の部分と比べて後方へ張り出しており、この張出部分５１ａに、インク導出路５２が設けられている。このインク導出路５２は、図１に示すチューブ１１を介してインクジェットヘッド３と接続されている。また、カートリッジ収容室５０を形成するホルダ１０の上壁部には、カートリッジ収容室５０に装着されるインクカートリッジ５の係合凹部３０ａに係合可能な係止部材５５が、上下に移動可能に取り付けられている。

光センサ５３は、前壁部５１の上下方向中央部に設けられており、図３の紙面垂直方向に関して所定間隔を空けて対向配置された発光部５３ａと受光部５３ｂとを備えている。前壁部５１には、光センサ５３の下方において後方に突出する支持部５１ｂが設けられており、この支持部５１ｂの先端に電磁石５４が支持されている。また、電磁石５４には通電回路５６が接続されており、通電回路５６からの通電時には、電磁石５４（固定解除手段）は、遮光板３１ｃの永久磁石４６とカートリッジ本体３０の金属片４５の間に互いに反発する方向（離間する方向）の磁力を生じさせ、遮光板３１ｃのカートリッジ本体３０に対する固定を解除する。

次に、ホルダ１０（カートリッジ装着部７）へインクカートリッジ５を装着する際の一連の作用について、図３（ｂ）を参照して説明する。インクカートリッジ５のカートリッジ本体３０が、カートリッジ装着部７のカートリッジ収容室５０に挿入されると、カートリッジ本体３０がシール部材３９を介して前壁部５１の張出部分５１ａと当接すると同時に、張出部分５１ａに形成されたインク導出路５２と、カートリッジ本体３０に形成されたインク導出孔３７とが連通する。このとき、カートリッジ本体３０に形成された大気連通孔３８は開放された状態となっており、その結果、大気連通孔３８からインク貯留室３３内に大気が導入されて、インク貯留室３３内のインクがインク導出孔３７から、ホルダ１０側のインク導出路５２へ導出されることになる。

また、これと同時に、カートリッジ本体３０に設けられた突出部３５が、光センサ５３の発光部５３ａと受光部５３ｂの間に挿入される。センサアーム３１の遮光板３１ｃは、その永久磁石４６と突出部３５に設けられた金属片４５の間に作用する磁力により、センサ室３４の底面に当接する下限位置においてカートリッジ本体３０に固定されている。さらに、遮光部３１ｃが下限位置にあるときに、発光部５３ａからの光が遮断されるように、光センサ５３は構成されている。従って、遮光板３１ｃが下限位置で固定された状態でインクカートリッジ５がカートリッジ装着部７に装着されると、光センサ５３の発光部５３ａからの光は必ず遮光板３１ｃにより遮断されることから、インクカートリッジ５の装着が光センサ５３により検出されることになる。つまり、光センサ５３が本願発明の装着検出手段に相当する。

また、電磁石５４は、光センサ５３によりインクカートリッジ５の装着が検出された後に、金属片４５と永久磁石４６との間に反発しあう方向に磁力を作用させることにより、遮光板３１ｃの固定を一旦解除することで、カートリッジ本体３０内のインクの有無を検出するためのものである。これについては後で詳細に説明するものとする。

次に、プリンタ１の制御系について、図４のブロック図を参照して簡単に説明する。図４に示されるプリンタ１の制御装置８は、例えば、中央処理装置であるＣＰＵ（Central Processing Unit）と、プリンタ１の全体動作を制御する為の各種プログラムやデータ等が格納されたＲＯＭ（Read Only Memory）と、ＣＰＵで処理されるデータ等を一時的に記憶するＲＡＭ（Random Access Memory）等を備え、ＲＯＭに格納されたプログラムがＣＰＵで実行されることにより、以下に説明するような種々の制御を行うものであってもよい。あるいは、演算回路を含む各種回路が組み合わされたハードウェア的なものであってもよい。

制御装置８の記録制御部６１は、ＰＣ６０から入力された記録画像等に関するデータに基づいて、インクジェットヘッド３、キャリッジ２を駆動するキャリッジ駆動モータ１９、搬送機構６の給紙モータ２７及び排紙モータ２８等を制御して、記録用紙Ｐへの所望の画像等の記録を行わせる。

さらに、制御装置８は、電磁石５４への通電を行う通電回路５６を制御する通電制御部６２（通電制御手段）と、通電回路５６が電磁石５４への通電を行ったときの光センサ５３の出力信号に基づいて、装着されたインクカートリッジ５のインクの有無を判定する、残量判定部６３を有する。

本実施形態のプリンタ１においては、インクカートリッジ５がカートリッジ装着部７に装着されている状態であっても、通電回路５６から電磁石５４への通電が行われていない場合には、遮光板３１ｃは金属片４５と永久磁石４６との間に作用する磁力により、下限位置においてカートリッジ本体３０に固定された状態が維持される。つまり、装着後に、インクがインクジェットヘッド３で消費されることによって、カートリッジ本体３０内のインク量が減っても、電磁石５４への通電が行われない限り、遮光板３１ｃは上方へ移動しない。

本実施形態のプリンタ１は、インクカートリッジ５の装着直後やプリンタ１への電源投入直後において、通電回路５６から電磁石５４へ瞬間的に通電を行い、遮光板３１ｃの固定を一時的に解除するように構成されている。固定が解除される際の遮光板３１ｃの挙動（移動）を光センサ５３で検出することにより、センサアーム３１の動作確認とカートリッジ本体３０内のインクの有無を検出することができる。さらに、カートリッジ本体３０内のインクが有ることが検出された後、カートリッジ本体３０内のインクの有無を検出する場合に、所定のタイミングで通電回路５６から電磁石５４へ瞬間的に通電を行い、遮光板３１ｃの固定を一時的に解除するように構成されている。このように、遮光板３１ｃの固定が解除されると、この遮光板３１ｃは、カートリッジ本体３０内のインク量に応じたフロート３１ｂの上下移動に連動して、センサ室３４内で上下方向に移動することになるが、固定が解除される際のカートリッジ本体３０内のインク量によって遮光板３１ｃの挙動は異なる。この遮光板３１ｃの挙動（移動）を光センサ５３で検出することにより、カートリッジ本体３０内のインクの有無を検出することができる。

即ち、通電制御部６２は、装着検出手段としての光センサ５３によってインクカートリッジ５がカートリッジ装着部７に装着されたことが検出された後の所定のタイミングで、通電回路５６に電磁石５４への通電を開始させる。これにより、遮光板３１ｃの永久磁石４６とカートリッジ本体３０の金属片４５の間に互いに反発する方向の磁力を生じさせ、遮光板３１ｃのカートリッジ本体３０に対する固定を解除させる。また、残量判定部６３（第１判定手段）は、遮光板３１ｃの固定が解除されたときの、光センサ５３により検出された遮光板３１ｃの移動（位置）に基づいて、カートリッジ本体３０のインクの有無を検出する。

図５は、固定を解除したときの遮光板３１ｃの挙動を示す図であり、（ａ）はインク残量が十分にある状態、（ｂ）はインク残量がほとんどない状態をそれぞれ示す。図５（ａ）に示すように、カートリッジ本体３０内に十分なインクが存在する場合に、電磁石５４へ瞬間的に通電を行い、遮光板３１ｃの固定を解除したときには、電磁石５４による反発方向の磁力により、図中太線矢印で示されるように、遮光板３１ｃは下限位置から一旦上方へ移動するものの、浮力によるフロート３１ｂの上昇に伴ってすぐに下限位置に戻り、再び下限位置で固定される。このとき、光センサ５３の発光部５３ａからの光は、遮光板３１ｃが上方へ移動したときに一旦受光部５３ｂで受光されるものの、すぐに再び遮断される。即ち、光センサ５３の出力は、ＯＮ（遮断）→ＯＦＦ（透過）→ＯＮ（遮断）となる。

一方、図５（ｂ）に示すように、カートリッジ本体３０内にインクがほとんどない場合に、電磁石５４へ瞬間的に通電を行い、遮光板３１ｃの固定を解除したときには、電磁石５４による反発方向の磁力により、図中太線矢印で示されるように、遮光板３１ｃは下限位置から上方へ移動する。さらに、インク残量が少ないとフロート３１ｂに作用する浮力が小さいためにフロート３１ｂは下方へ移動することから、遮光板３１ｃはセンサ室３４の天井面に当接する上限位置に達する。この状態では、金属片４５との間の引き合う方向の磁力は非常に小さくなるため、もはや遮光板３１ｃは下限位置には戻らなくなる。このとき、光センサ５３の発光部５３ａからの光は、遮光板３１ｃに遮断されなくなり受光部５３ｂで受光されることになる。即ち、光センサ５３の出力は、ＯＮ（遮断）→ＯＦＦ（透過）となる。

このように、固定を解除したときの遮光板３１ｃの挙動は、インク残量によって異なることから、残量判定部６３は、遮光板３１ｃの移動を検出する光センサ５３からの出力信号に基づいて、カートリッジ本体３０内のインクの有無を判定することができる。尚、本実施形態では、光センサ５３は、インクカートリッジ５の装着を検出する装着検出手段だけではなく、遮光板３１ｃの移動を検出する第１移動検出手段をも兼ねている。

また、通電制御部６２が通電回路５６による電磁石５４への通電を制御することによって行う、遮光板３１ｃの固定解除は任意のタイミングで行うことができる。つまり、固定解除されたときの遮光板３１ｃの挙動に基づく、インクの有無の判定は、インクカートリッジ５が装着されている状態であれば、どのタイミングで行ってもよい。例えば、プリンタ１への電源投入直後や、ＰＣ６０から画像等の記録に関する指令が入力されたときに行うことができる。

尚、上述したように、本実施形態では、インクの有無を検出するために電磁石５４に通電されるとき以外は、遮光板３１ｃは下限位置においてカートリッジ本体３０に固定される。そのため、使用中において外部から作用する振動等によりセンサアーム３１が揺動して、泡が発生するということがない。また、遮光板３１ｃが下限位置において固定されている状態では、カートリッジ装着部７側の光センサ５３は待機状態にして、発光部５３ａから光を発しないようにしても問題はなく、インクの有無を検出するために遮光板３１ｃの固定を解除する際にのみ発光部５３ａから光を発する動作状態にすればよい。この場合には、光センサ５３への給電時間が一時的でよいため、電力消費を抑えられるという効果がある。

以上説明した本実施形態のプリンタ１においては、インクカートリッジ５がカートリッジ装着部７に装着されていない状態では、センサアーム３１の遮光板３１ｃとカートリッジ本体３０にそれぞれ設けられた一対の磁性体（永久磁石４６と金属片４５）間に作用する磁力により、センサアーム３１（遮光板３１ｃ）がカートリッジ本体３０に固定されるため、カートリッジ本体３０内に生じた液面変動によってセンサアーム３１が回動（遮光板３１ｃが上下動）することがなく、センサアーム３１及びカートリッジ本体３０の損傷や異音発生を防止できる。

また、未装着状態でセンサアーム３１が揺動してしまうと、インク中に泡が発生するが、このような泡が残存した状態でインクカートリッジ５が装着されると、センサアーム３１の動きが泡によって阻害されてしまうということも考えられる。しかし、本実施形態においては、センサアーム３１を揺動不能に固定することで、泡の発生を防止することができる。

また、カートリッジ装着部７にインクカートリッジ５が装着された後に、電磁石５４への通電によって遮光板３１ｃの永久磁石４６とカートリッジ本体３０の金属片４５の間に、反発する方向の磁力を作用させることで、遮光板３１ｃの固定が解除されることになり、直接的に遮光板３１ｃを固定している場合と違って、固定解除時に無理な力が遮光板３１ｃに作用して損傷が生じるということはない。

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。但し、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］遮光板とカートリッジ本体にそれぞれ設けられる磁性体は、両者の間に引き合う方向の磁力を発生させるものであれば、前記実施形態の構成に限定されない。例えば、遮光板側に金属片が設けられ、カートリッジ本体側に永久磁石が設けられてもよい。または、遮光板とカートリッジ本体の両方に永久磁石が設けられてもよい。尚、カートリッジ本体３０側に永久磁石が設けられる場合、電磁石５４によって、永久磁石から発生する磁界自体を変化させることはできないが、永久磁石と電磁石５４の水平方向位置をずらすなどすれば、電磁石５４で発生した逆向きの磁界によって、永久磁石と遮光板３１ｃの金属片との間の引き合う方向の磁力を弱めることができるため、遮光板３１ｃの固定を解除することは十分可能である。また、両者の間に引き合う方向の磁力を発生させるものであれば、金属片である必要はなく、セラミックス等であってもよい。

２］図６に示すインクカートリッジ５Ａのように、カートリッジ本体３０側の磁性体４５が、センサ室３４の天井面を形成する突出部３５の上壁部に設けられ、遮光板３１ｃが、センサ室３４の天井面と当接する上限位置（インクが少なくなる側の移動限界位置）で固定されてもよい。

この変更形態では、カートリッジ装着部７Ａ側の電磁石５４で遮光板３１ｃの固定を解除したときの、遮光板３１ｃの挙動が前記実施形態と異なる。図７（ａ）に示すように、カートリッジ本体３０内に十分なインクが存在する場合に、電磁石５４へ瞬間的に通電を行って遮光板３１ｃの固定を解除したときには、図中太線矢印で示されるように、電磁石５４で発生した反発方向の磁力により、遮光板３１ｃは上限位置から下方へ移動する。さらに、浮力が作用するフロート３１ｂの上昇に連動して遮光板３１ｃは下方へ移動することになり、遮光板３１ｃはセンサ室３４の底面に当接する下限位置に達する。この状態では、カートリッジ本体３０側の磁性体４５との間の引き合う方向の磁力は非常に小さくなるため、もはや遮光板３１ｃは上限位置には戻らなくなる。

一方、図７（ｂ）に示すように、カートリッジ本体３０内にインクがほとんどない場合に、電磁石５４へ瞬間的に通電を行い、遮光板３１ｃの固定を解除したときには、図中太線矢印で示されるように、電磁石５４で発生した反発方向の磁力により、遮光板３１ｃは一旦上限位置から下方へ移動する。しかし、インク残量が少ないとフロート３１ｂに作用する浮力が小さいためにフロート３１ｂは下方へ移動することから、それに伴って遮光板３１ｃはすぐに上限位置に戻り、上限位置で再び固定される。

このように、固定を解除したときの遮光板３１ｃの挙動は、インク残量によって異なることから、残量判定部６３は、遮光板３１ｃの移動を検出する光センサ５３からの出力信号に基づいて、カートリッジ本体３０内のインクの有無を判定することができる。

この変更形態においては、上述したように、カートリッジ本体３０内にインクが十分にある場合に、下限位置に到達した後では磁力の影響はほとんど受けず、遮光板３１ｃはカートリッジ本体３０内のインクの残量に応じて移動することになる。つまり、遮光板３１ｃの固定解除後に電磁石５４の通電を停止しても、インクが少なくなるまで、遮光板３１ｃが上限位置に戻って磁力で固定されることはない。前記実施形態では、インクカートリッジ５の装着後の所定のタイミングで電磁石５４に通電することでインクの有無を判定していたが、この変更形態では、光センサ５３の発光部５３ａからは常時光が発せられ、この光を遮光部３１ｃが遮断しているか否かを常に検出することで、カートリッジ本体３０内のインクの有無を常時監視することができる。

この変更形態では、光センサ５３が、固定が解除されたときの遮光板３１ｃの下方（インクが多い側）への移動を検出する第２移動検出手段に相当し、残量判定部６３が、第２移動検出手段としての光センサ５３の検出結果に基づいて、インクの有無を判定する第２判定手段に相当する。

３］カートリッジ本体に設けられた磁性体と、カートリッジ装着部側の電磁石とが、遮光板３１ｃに対して同じ側に位置する必要はなく、遮光板３１ｃを挟んで逆側に配置されてもよい。例えば、図８に示すインクカートリッジ５Ｂにおいては、カートリッジ本体３０側の磁性体４５が、センサ室３４の底面を形成する突出部３５の下壁部に設けられ、遮光板３１ｃが、センサ室３４の底面と当接する下限位置で固定されている。一方、カートリッジ装着部７Ｂにおいては、電磁石５４が、センサ室３４の天井面を形成する突出部３５の上壁部に対応する位置に設けられている。この構成において、通電回路５６から電磁石５４への通電が行われたときには、電磁石５４と遮光板３１ｃの磁性体４６との間に互いに引き合う方向の磁力（カートリッジ本体３０Ｂの磁性体４５と遮光板３１ｃの磁性体４６の間で見れば、離間させる方向の磁力）が作用することで、遮光板３１ｃが上方へ引き上げられ、下限位置における遮光板３１ｃの固定が解除される。尚、カートリッジ本体３０の磁性体４５と、カートリッジ装着部７Ｂの電磁石５４の位置関係が、上下逆になっていてもよい。

４］カートリッジ本体内の液量の変動に応じて移動する移動部材としては、フロートそのものであってもよい。例えば、図９に示すインクカートリッジ５Ｃにおいては、インクを貯留するカートリッジ本体３０Ｃの前壁部３６Ｃに、インク導出孔３７及び大気連通孔３８と、孔３７，３８の間に配置された凹部６６とが設けられ、凹部６６の下側にはセンサ室３４Ｃが形成されている。そして、このセンサ室３４Ｃ内に、フロートからなる遮光板３１Ｃが液量の変動に応じて、図中実線の位置と二点鎖線の位置とにわたって上下方向に移動可能に配設されている。また、カートリッジ本体３０Ｃの凹部６６の内側には磁性体４５が設けられており、この磁性体４５と遮光板３１Ｃの磁性体４６の間には引き合う方向の磁力が作用する。従って、フロートからなる遮光板３１Ｃは、カートリッジ本体３０Ｃに設けられた磁性体４５によって上方に引き寄せられ、センサ室３４Ｃの天井面（凹部６６の下側の壁部）に当接した状態でカートリッジ本体３０Ｃに固定されることになる。

一方、カートリッジ装着部７Ｃ側には電磁石５４が設けられ、インクカートリッジ５Ｃが装着された状態では、電磁石５４は、カートリッジ本体３０の凹部６６内に挿入されて、磁性体４５のすぐ上方に位置する。そして、通電回路５６から電磁石５４への通電が行われたときには、電磁石５４から２つの磁性体４５，４６の間に互いに反発する方向の磁力が作用し、フロートからなる遮光板３１Ｃのカートリッジ本体３０Ｃに対する固定が解除される。

５］移動部材とカートリッジ本体とにそれぞれ設けられた一対の磁性体の間に、離間する方向の磁力を生じさせて移動部材のカートリッジ本体に対する固定を解除する固定解除手段は、通電により磁力を発生させる電磁石には限られない。例えば、カートリッジ装着部側に、装着されるインクカートリッジに対して移動可能な永久磁石が設けられ、この永久磁石の位置を変更することにより、インクカートリッジ側の一対の磁性体に反発力を生じさせるように構成されてもよい。

６］前記実施形態では、カートリッジ装着部へのインクカートリッジの装着を検出する装着検出手段と、遮光板（移動部材）の移動を検出する移動検出手段が、１つの光センサによって構成されていたが、装着検出手段と移動検出手段が別々のセンサで構成されてもよい。例えば、移動検出手段を光センサで構成するとともに、装着検出手段を近接センサやリミットスイッチで構成してもよい。

７］カートリッジ本体内の液量の変動に応じて移動する移動部材は、発光部と受光部を有する光センサにより位置が検出される遮光板には限られない。例えば、移動部材が、カートリッジ本体内に設けられたフロートと連結されるとともに、フロートの上下移動と連動してカートリッジ本体の外側において移動するものであってもよい。この場合には、ホルダ（カートリッジ装着部）側に設けられた、近接センサやリミットスイッチなどの光センサ以外のセンサ類により、カートリッジ本体の外側で移動する移動部材の位置を検出することができるため、移動部材を遮光板で構成する必要は特にない。

以上説明した実施形態は、インクジェットプリンタに用いられるインクカートリッジに本発明を適用した例であるが、本発明の適用対象はインクカートリッジに限られるものではない。即ち、液体を貯留する容器本体と、この容器本体内の液量に応じて移動する移動部材とを有するものであれば、用途や貯留される液体の種類に関わらず、本発明を適用することが可能である。

本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の断面図である。 （ａ）はインクカートリッジの未装着状態におけるホルダの断面図、（ｂ）はインクカートリッジ装着状態におけるホルダの断面図である。 プリンタの電気的構成を概略的に示すブロック図である。 固定を解除したときの遮光板の挙動を示す図であり、（ａ）はインク残量が十分にある状態、（ｂ）はインク残量がほとんどない状態をそれぞれ示す。 変更形態のインクカートリッジの断面図である。 別の変更形態における、固定を解除したときの遮光板の挙動を示す図であり、（ａ）はインク残量が十分にある状態、（ｂ）はインク残量がほとんどない状態をそれぞれ示す。 さらに別の変更形態における、インクカートリッジが装着された状態のホルダの断面図である。 さらに別の変更形態における、インクカートリッジが装着された状態のホルダの断面図である。

符号の説明

１ プリンタ
５，５Ａ，５Ｂ，５Ｃ インクカートリッジ
７，７Ａ，７Ｂ，７Ｃ カートリッジ装着部
３０，３０Ｃ カートリッジ本体
３１ａ アーム部
３１ｂ フロート
３１ｃ 遮光板
３１Ｂ 遮光板
４５ 金属片（磁性体）
４６ 永久磁石（磁性体）
５３ 光センサ
５４ 電磁石
６２ 通電制御部
６３ 残量判定部

Claims (7)

1. 液体容器とこの液体容器が取り外し可能に装着される容器装着部とを有する液体供給装置であって、
   前記液体容器は、
   前記液体を貯留する容器本体と、
   前記容器本体に設けられ、前記容器本体内の液量に応じて前記容器本体に対して移動する移動部材とを備え、
   前記移動部材と前記容器本体には、互いに引き合う方向の磁力が作用する一対の磁性体が設けられ、前記液体容器が前記容器装着部に装着されていない状態では、前記一対の磁性体間に作用する磁力により前記移動部材は前記容器本体に固定されており、
   前記容器装着部は、前記液体容器が装着されている状態で、前記一対の磁性体間に離間させる方向の磁力を生じさせて、前記移動部材の前記容器本体に対する固定を解除する固定解除手段を備え、
   前記移動部材は、前記容器本体内の液量が少なくなるほど所定の一方向に移動するように構成されており、
   前記移動部材は、前記所定の一方向と反対の方向に関する移動限界位置において、前記一対の磁性体間の磁力により前記容器本体に固定されていることを特徴とする液体供給装置。
2. 前記固定解除手段は、通電により前記離間する方向の磁力を発生させる電磁石であり、
   前記電磁石への通電を制御する通電制御手段をさらに備えていることを特徴とする請求項１に記載の液体供給装置。
3. 前記容器装着部への前記液体容器の装着を検出する装着検出手段をさらに備え、
   前記通電制御手段は、前記装着検出手段により前記液体容器の装着が検出されたときに、前記電磁石への通電を開始することを特徴とする請求項２に記載の液体供給装置。
4. 前記通電制御手段は、前記装着検出手段により前記液体容器の装着が検出された後の所定のタイミングで前記電磁石への通電を行って、前記移動部材の前記容器本体に対する固定を一時的に解除させるものであり、
   前記所定のタイミングにおいて前記移動部材の固定が一時的に解除されたときの、前記移動部材の移動を検出する移動検出手段と、
   前記移動検出手段の検出結果に基づいて、前記容器本体内の前記液体の有無を判定する判定手段を備えていることを特徴とする請求項３に記載の液体供給装置。
5. 前記移動部材は、前記容器本体内の液面変動に応じて移動するフロートであることを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載の液体供給装置。
6. 前記容器本体内に、液面変動に応じて移動するフロートと、一端に前記フロートが連結されるとともに前記容器本体に対して回動可能に構成されたアームとが設けられ、
   前記移動部材は前記アームの他端に連結されて、前記アームを介して前記フロートの移動に応じて前記容器本体に対して移動するように構成されていることを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載の液体供給装置。
7. 請求項１〜６の何れかに記載の液体供給装置の前記容器装着部に、取り外し可能に装着される液体容器であって、
   液体を貯留する容器本体と、
   前記容器本体に設けられ、前記容器本体内の液量に応じて前記容器本体に対して移動する移動部材とを備え、
   さらに、前記移動部材は、前記容器本体内の液量が少なくなるほど所定の一方向に移動するように構成されており、
   前記移動部材と前記容器本体には、互いに引き合う方向の磁力が作用する一対の磁性体が設けられ、
   前記移動部材は、前記所定の一方向と反対の方向に関する移動限界位置において、前記一対の磁性体間に作用する磁力により前記容器本体に固定されていることを特徴とする液体容器。

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