JP5359938B2 - 液体供給装置および画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、液体供給装置および画像形成装置に関し、さらに詳しくは、インク残量が規定以下となり交換を必要とするカートリッジの識別機構に関する。

周知のように、プリンタ、ファクシミリ、複写装置、これらの機能を複合させて備えた画像形成装置には、インクなどの液滴を吐出する液体吐出ヘッドで構成した記録ヘッドを備えた液滴吐出装置を用いる構成が知られている。

液滴吐出装置では、記録紙等の記録媒体に対して記録ヘッドから吐出される液滴を付着あるいは浸透させることで画像を形成するようになっている。
なお、記録媒体の対象となるものとして、上述した記録紙だけでなく、糸などの繊維、皮革や金属さらには樹脂やガラス、木材そしてセラミックスなどの液体の付着あるいは浸透が可能な材質がある。

液滴吐出装置には、記録ヘッドを装備するキャリッジに設けられているサブタンクに対して供給チューブなどを用いてメインタンクとなるインクカートリッジからインクを供給する液体供給装置が備えられている。
液体供給装置に備えられているインクカートリッジは、複数色の画像形成が可能なように、複数の色に対応する数を備えることがある。

ところで、インクカートリッジは、収容されているインクの残量が既定値以下に達すると交換が必要となる部材である。
従来、複数装備されているインクカートリッジのうちで、交換を必要とするインクカートリッジの識別には次の方式が知られている。
インクジェットプリンタがパソコンなどに接続されて使用されるオンデマンド方式の場合、複数のインクカートリッジのうち、いずれかのインク残量が空になったことが検出されると、カラーインクジェットプリンタに接続されている画像情報出力手段であるパソコン上のディスプレイにその旨が表示される。
ユーザーは、ディスプレイ上の表示を確認すると、ユーザーが席を離れてインクジェットプリンタの近くに行き、カバーを開けて複数並んだカートリッジのうちで、該当する色のインクカートリッジを取り外して交換する。
この時、ユーザーがディスプレイ上に表示された空になったカートリッジの色を正確に記憶していないと、誤って他のインクカートリッジを取り外してしまう場合がある。

そこで、プリンタ本体のインクカートリッジの装着部近傍に光源を設けておき、光源を点灯あるいは点滅させることによりユーザーに交換を促すようにすることが考えられる。
しかし、このような構成とした場合、ユーザーが光源の点灯あるいは点滅が何を示しているのか、すなわち空になったのか、あるいはまだ十分残っているのか、十分理解できない場合があり、やはり誤って別のカートリッジを取り外してしまう場合があった。

このようなインクカートリッジの交換時での不具合を解決するために、空になったインクカートリッジを自動的に排出させ、ユーザーが供給した新しいインクカートリッジを自動ローディング機構でキャリッジに自動的に装着させるプリンタが提案されている（例えば、特許文献１）。
しかし、このような構成では、自動ローディング機構をプリンタ内に特別に設けておく必要がある、このため、構成が複雑化するだけでなくコスト高となる。
しかも、インクカートリッジとプリンタ本体との間のジョイント部が離間してしまうことで、インク漏れや、ユーザーが直ぐにインクカートリッジを交換しない場合にはインク供給路に気泡やゴミが混入する虞やインクが乾燥することによりインク供給機能に問題が生じる可能性がある。

このような問題を解決するための構成として、インクカートリッジとプリンタ本体のジョイント部を離間せず、インク残量が空になったことを検知した際にアクチュエータなどを動作させる手段により、インクカートリッジの外形を変化させ、ユーザーに取り外すべきインクカートリッジを視認させるように構成したインクカートリッジが提案されている（例えば、特許文献２）。
一方、インク容器の構成として、主室とベローズ構成からなる副室とを分岐流路で連通させ、主室側からのインクの流出により主室内のインクが減少すると副室からのインクの流出を行うことでベローズの収縮動作を誘起し、収縮動作に連動する部材を介してカートリッジの保持部との係合を解除するようにして、インク消費に伴う減容部材を用いてカートリッジのロック状態を解除して交換ができるようにした構成が提案されている（例えば、特許文献３）。

上記特許文献２に開示されている構成においては、視覚的に交換対象となるカートリッジの確認ができる反面、このための構成がアクチュエータなどを必要とすることから、特許文献１と同様に、インクカートリッジが空になったことを検出するための検知手段と、さらにはインクが空になったことを検出してインクカートリッジ２の外形を変化させるためのトリガとなる特別なアクチュエータなどの動作手段が必要であるため、機構が複雑となり、コスト高になるという課題は未だ解決されないままである。
また、特許文献３に開示されている構成では、カートリッジの交換に際してカートリッジのロックをインク消費に伴う減容部材を利用することで特許文献２に開示されているようなアクチュエータなどの機構部品を用いないで部品コストの低減化を図ることができる。
しかし、特許文献３に開示されている構成は、インクの消費により副室内からインクが供給されるのに伴い、副室を構成するベローズの収縮変化を利用してロック解除部材を移動させてロック部材との係合を解除すること、そして、ロックが解除された時点でカートリッジを外部に排出する付勢が行われていることから、外部に排出される過程で、再度、ロック部材がベローズ側の係合部に対面するとロック状態となる構成であり、カートリッジの排出が中断されかねない構成である。
しかも、ロック解除時には、カートリッジそのものを排出する必要があることから、排出付勢力はかなり大きいといえ、付勢力付与手段の構成を含めて装置の大型化や複雑化は避けられないといえる。
また、排出されたカートリッジは、副室のべローズが自身の形状復元力によって収縮態位を維持できるものではないために、カートリッジ内に外気や異物を取り込んでしまう虞がある。このように、排出されたカートリッジ内に外気や異物が侵入すると、再利用の際に支障を来し、環境対策では不利となる。

本発明の目的は、上記従来の液滴吐出装置における問題、特にカートリッジ交換に際しての問題に鑑み、インク漏れやインク供給路への気泡あるいは異物の侵入を防止しながら特別な構成等の付設構造を用いることなくユーザーによる視覚的識別が容易に行える構成を備えた液滴供給装置および画像形成装置を提供することにある。

上記目的を達成するため、本発明は次の構成よりなる。
（１）記録用液体が貯蔵されているメインタンクとして用いられる交換可能なカートリッジと、該カートリッジに対して供給経路を介して接続され、前記カートリッジ内のインクが供給されるサブタンクと、該サブタンクに貯留されている記録用液体を吐出するノズルと、前記カートリッジを着脱可能に収容するインクカートリッジ搭載部とを備え、
前記インクカートリッジは、インクを収容し、インクの収容量に応じて伸縮自在に体積を変化させる第１のインク容器と、
第１のインク容器を内包する第２のインク容器とを有し、
前記第１のインク容器は、インクの残量に応じて下降する方向へ位置が変化する保持部材を有し、
前記第２のインク容器は、該第２のインク容器の側壁に近接している位置から前記インクカートリッジ搭載部の外部からの操作が可能な位置に向けて外側に向けて突出する方向へ開放可能なカートリッジ交換用の操作部材と、該操作部材を開放方向に付勢する付勢手段と、該第２のインク容器の側壁に設けられ、前記操作部材を前記付勢手段に抗して前記第２のインク容器の側壁に近接する位置に固定するロック手段とを有し、
前記ロック手段は、前記第１のインク容器内のインク残量が規定以下に達して前記保持部材が前記ロック手段と係合するまでは前記操作部材と係合し、前記第１のインク容器のインク残量が規定以下に達して前記保持部材が前記ロック手段と係合すると、前記操作部材との係合を解除し、
前記操作部材は、前記ロック手段との係合が解除されることにより、前記インクカートリッジ搭載部の外側へ突出して外部からの操作が可能な位置に開放することを特徴とする液体供給装置。

（２）（１）記載の液体供給装置において、
前記ロック手段は、前記第１のインク容器に対して揺動可能に支持された係合爪を備え、前記操作部材は、前記第２のインク容器の外郭に対して揺動可能に支持された壁面部材で構成され、前記係合爪は、前記第１のインク容器内のインク残量が規定以下に達した時点で前記保持部材に押し動かされることにより前記操作部材との係合を解除されることを特徴とする液体供給装置。

（３）（１）または（２）２記載の液体供給装置において、
前記第１，第２のインク容器は複数設けられ、前記第２のインク容器の外側にはインク容器支持部において開閉可能に支持された開閉扉が設けられ、
前記開閉扉は、開閉されるまでの閉じ態位を維持する力が、前記ロック手段との係合が解除された際に前記操作部材が外部から操作できる位置に向け開放されるときの力よりも大きい関係を設定されていることを特徴とする液体供給装置。

（４）（１）または（２）記載の液体供給装置において、
前記第１のインク容器のインク残量が規定以下に向け移動する状態を外部から識別できる表示手段として、前記保持部材の一部を用いて外部から識別できる構成としたことを特徴とする液体供給装置。

（５）（１）乃至（４）のうちの一つに記載の液体供給装置において、
前記操作部材が設けられている第２のインク容器には、該操作部材が開放された際に、交換対象のインク容器であることを表示する操作喚起手段が設けられていることを特徴とする液体供給装置。

（６）（１）乃至（５）のうちの一つに記載の液体供給装置において、
前記第１のインク容器には、インク残量が規定以下に達した位置に保持する形状復元阻止機構が設けられていることを特徴とする液体供給装置。

（７）（１）乃至（５）のうちの一つに記載の液体供給装置において、
前記第１のインク容器には、インク残量が規定以下に達した位置で該第１のインク容器と供給チューブとを連通する流路を遮断する機構が設けられていることを特徴とする液体供給装置。

（８）（１）乃至（７）のうちの一つに記載の液体供給装置を用いることを特徴とする画像形成装置。

本発明によれば、第１のインク容器内のインク残量に応じて変位する保持部材を用いてロック手段と操作部材との係合および係合解除を制御することにより、交換の際に用いられる操作部材の動作態位を、特別な検知機構や大がかりな駆動機構などを要することなく、第１のインク容器の体積変化を利用するだけで交換すべきカートリッジを外部から識別可能にできる。

また、本発明によれば、第１のインク容器での体積変化に応じて操作部材を開放するだけではなく、インク残量を表示できることで交換すべきカートリッジの誤認をより確実に防止することができる。

さらに、本発明によれば、インク残量が規定以下に達した第１のインク容器の形状復元を防止することや容器に接続されるインク供給路を遮断することにより、気泡や異物侵入を確実に防止して取り出されたカートリッジの再使用を可能にできる。

本発明による液滴吐出装置を用いる画像形成装置の外観図である。 図１に示した画像形成装置に用いられる液滴吐出機構の主要構成を説明するための平面図である。 図２に示した主要構成に用いられる液滴供給部の構成を説明するための側面視的な模式図である。 本発明の第１実施例による液滴吐出装置に用いられる第一、第２のインク容器の構成を説明するための図である。 本発明の第２実施例による液滴吐出装置に用いられる第一、第２のインク容器の構成を説明するための図である。 本発明の第３実施例による液滴吐出装置に用いられる第一、第２のインク容器の構成を説明するための図である。 本発明の第４実施例による液滴吐出装置に用いられる第一、第２のインク容器の構成を説明するための図である。 図５に示した構成の一部変形例を示す図である。 本発明の第５実施例による液滴吐出装置に用いられる第一、第２のインク容器の構成を説明するための図である。 本発明の第６実施例による液滴吐出装置に用いられる第一、第２のインク容器の構成を説明するための図である。

以下、図面により本発明を実施するための最良の形態について説明する
図１は本発明による液滴吐出装置を用いる画像形成装置の一つであるインクジェットプリンタ１００の外観図である。
図１に示されているインクジェットプリンタ１は、前面の右下部に、色毎のインクを貯蔵している交換可能なインクカートリッジ２Ｋ，２Ｃ，２Ｍ，２Ｙ（以下、便宜上、これらのインクカートリッジに符号２を用いることもある）を装着可能なインクカートリッジ搭載部１０が設けられている。インクカートリッジ搭載部１０の前面には、各インクカートリッジの前面を覆うことができる開閉扉３３を装備することもある。なお、図１では、各インクカートリッジの前面に位置する開閉扉を纏めて符号３３で示している。なお、図１において符号ＯＰは、操作盤を示している。
ユーザーは空になったインクカートリッジ２をインクジェットプリンタ１００の前面側から交換操作することができるようになっている。また、インクジェットプリンタ１の下部には給紙トレイ３が設けられており、用紙などの印刷媒体１２が補給できるようになっている。
さらに給紙トレイ３の上部は排紙トレイ４になっており、印刷が終了した用紙が取り出せるようになっている。

このようにインクや用紙などの補給、印刷が終了した用紙を取り出す操作をインクジェットプリンタ１の装置本体前面側から操作できるように構成したことで、棚や机上の小さな空間に設置することが可能となり、さらには左右に隣接して他のものを置く、また事務所等の壁の角部に沿ってインクジェットプリンタ１を設置でき、狭い空間に設置しても良好な操作性を実現することができる。

図２は、液滴供給装置の主要部を示す模式的な平面図であり、同図において、インクジェットプリンタ１には、対向する左右の側板１Ａ、１Ｂ間に横架された一対のガイドロッド５Ｒ，５Ｆが設けられており、ガイドロッド５Ｒ，５Ｆには、画像形成ユニット６が摺動可能に支持されている。

画像形成ユニット６は、インクジェット記録ヘッド７を搭載するケーシングとなるキャリッジ８を有しており、キャリッジ８にはインクを貯蔵できる２つのサブタンク９が設けられている。キャリッジ８は図示しないタイミングベルトに接合されており、ガイドロッド５Ｆ、５Ｒの長手方向と平行に配設され、プーリなどを介して図示しないモータなどの駆動源により回転動力を伝達され、モータの正逆回転駆動によりガイドロッド５Ｆ、５Ｒに沿って往復運動するように構成されている。

一方、図１，２においてインクジェットプリンタ１の右手前には、インクカートリッジ搭載部１０が設けられており、カラー画像を形成するための４色のインクが貯蔵された４つのインクカートリッジ２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋが着脱自在に、換言すれば、交換可能に装着されている。
この４色のインクカートリッジ２は、インクを貯蔵するメインタンクに相当しており、インク供給チューブ１１を介してキャリッジ８上のサブタンク９にそれぞれ接続されており、４つの供給ポンプ１２０Ｙ、１２０Ｍ、１２０Ｃ、１２０Ｋは、各インクカートリッジ２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋから対応する色のサブタンク９にインクを供給する。供給ポンプ１２０Ｙ、１２０Ｍ、１２０Ｃ、１２０Ｋはピストンポンプでもよく、正転することによりインクカートリッジ２からサブタンク９にインクを供給し、逆転することによりサブタンク９からインクカートリッジ２にインクを逆送可能なロータリーポンプでもよい。

なお、図２において符号１０３は、キャリッジ８の走査方向一方側の非印字領域に設けられている維持回復機構を示しており、維持回復機構１０３は、インクジェット記録ヘッド７に装備されているノズル内でのインクのメニスカスを復元させると共に異物等の除去を行ってノズルの機能を回復させる機構である。このため、維持回復機構１０３には、インクジェット記録ヘッド７の各ノズル面をキャピングするための各キャップ部材１０３Ａ、１０３Ｂ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１０３Ｃと、増粘したインク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１０３Ｄなどが備えられている。

図３は、インクジェットプリンタの側面視的な模式図であり、同図において、インクジェットプリンタ１００の下部には給紙トレイ３が着脱可能に設けられており、印刷媒体１２である記録紙などの用紙束を積載収容できるようになっている。給紙トレイ３は、インクジェットプリンタ１００から引き出すことにより用紙の補充作業ができるようになっている。

給紙トレイ３の用紙送り方向先端には、給紙コロ１３が配設され、そして、給紙トレイ３の用紙束の下には用紙を積載するための底板１４が配設され、さらに、用紙束を給紙コロ１３へ加圧・付勢するための用紙加圧・付勢手段１５が配設されている。
給紙コロ１３が回転することにより給紙トレイ３内の用紙束から用紙が抽出されると、用紙は、分離部材１６との協働により１枚ずつに分離され、装置内部に供給される。１枚に分離された用紙は、Ｕターン搬送路１７に設けられた第一搬送ローラ１８により搬送され、第二搬送ローラ１９を経て、画像形成部に送り込まれる。

画像形成部にはインクジェット記録ヘッド７を備えたキャリッジ８が配設されており、動力源である主走査モータ２０により主走査方向（図１において紙面に垂直な方向）に往復運動するようになっている。

また、図３において破断したインクジェットプリンタ１の左側にはインクカートリッジ２が配設されており、供給ポンプ１２０によりインクカートリッジ２からインク供給チューブ１１を通してインクがキャリッジ８上のサブタンク９に供給されて一時貯蔵され、インクはサブタンク９よりインクジェット記録ヘッド７に供給される。
サブタンク９に供給されたインクは、キャリッジ８が往復運動をすることでインクジェット記録ヘッド７からインクが微小なインク滴として吐出され、プラテン２１上を搬送される用紙に着弾することで印刷が行われる。

プラテンの用紙搬送方向の上流側には先端加圧コロ対２２、下流側には拍車コロ対２３が配設され、印刷中の用紙の平面性を保つようになっており、プラテン２１との協業でインクジェット記録ヘッド７と用紙の間の距離を一定に保つことで、着弾ズレのない良好な画像が形成されるようになっている。用紙は続いて排紙ローラ２４により搬送され、排紙トレイ４上に排出される。

一方、インクカートリッジ２はインクカートリッジ搭載部１０に装着されており、カラー画像を形成するための４色のインクが貯蔵された４つのインクカートリッジ２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋが着脱自在に装着されており、インク残量が空となった場合には交換できるようになっている。

次に、上述した構成を対象として、インク残量が空となった場合の識別機構について説明する。
図４は、本発明により液体供給装置の第１実施例を示す図であり、同図は、液体供給装置に用いられるインクカートリッジ２の内部を拡大して示す図であり、各色のインクを貯蔵するインクカートリッジも同様な構成であることを前置きしておく。

インクカートリッジ２は、インクを内包しその内容量に応じて伸縮自在に体積を変化させる第１のインク容器２５と、第１のインク容器２５を内包しインクカートリッジ２の外形を構成する第２のインク容器２６とで構成されている。
第１のインク容器２５には、上面に保持部材２７が一体化されており、保持部材２７と第２のインク容器２６の天井面内側との間にはコイルバネを用いた付勢部材２８が配置されている。
第１のインク容器２５は、付勢部材２８の付勢によりインク残量の減少に伴い体積を減少させる状態に変位することができる。インクカートリッジ搭載部１０は、供給チューブ１１の先端にニードル３２を有する。インクカートリッジ２は、インクカートリッジ搭載部１０に挿入されたときに、ニードル３２と対応する位置に第一の供給口１３０及び第二の供給口１３２を有し、インクカートリッジ２をインクカートリッジ搭載部１０に装着すると、インクカートリッジ２の第一の供給口１３０及び第二の供給口１３２をニードル３２が貫通し、ニードル３２が第１のインク容器２５内に挿入される。第一の供給口１３０は、第１のインク容器に形成され、第二の供給口１３２は第２のインク容器に形成される。

一方、第２のインク容器２６は、第１のインク容器２５を内包できる空間を有したケース状部材であり、その外郭をなす壁面には、操作部材２９およびロック手段３０が設けられている。
ロック手段３０は、第２のインク容器２６の側壁における、インク消費による体積減少によりインク残量が規定以下に達した状態に相当する位置に設けられる。ロック手段３０は、インク残量が規定以下に達した状態に相当する位置まで第１のインク容器２５の保持部材２７が下降すると、保持部材２７と係合する係止爪（以下、便宜上、ロック手段を係止爪３０という）で構成されており、係止爪３０の回動支点１３４をはさんで保持部材２７側に延出する端部３０Ｂと操作部材２９側に延出する端部３０Ａとを備えている。
係止爪３０には、通常、図４において反時計方向の回動習性を付与する付勢手段１３５が設けられており、その習性による回動は第２のインク容器２６に形成されたスリット２６Ａの下面部にて規制されている。

第２のインク容器２６側のスリット下縁により係止爪３０の動きが規制された状態は、図４（Ａ）に示すように、第１のインク容器２５側の保持部材２７と干渉する位置に端部３０Ｂが張り出していると共に、第２のインク容器２６側に設けられている操作部材２９に形成されている係合孔２９Ａ に端部３０Ａが係合する状態に相当している。

第２のインク容器２６側には、その外郭の一部をなす操作部材２９が、図４において上側端部を揺動支点１３６として揺動可能に支持されている。
揺動支点１３６に装着されている捻りコイルバネなどの操作用付勢手段３１は、操作部材２９が第２のインク容器２６の側壁に近接して第２のインク容器２６の外郭の一部をなす位置からインクカートリッジ搭載部１０の外部に突出してインクカートリッジ２を外部から操作が可能な位置に向けて操作部材２９を開放させる向きへ押圧する。

このような構成の第１のインク容器２５および第２のインク容器２６においては、第１のインク容器２５内のインク残量が規定以下に達するまでの間、第１のインク容器２５に対する保持部材２７による係止爪３０の解除操作が行われないので、図４（Ａ）に示すように、操作部材２９は、閉じられており、第２のインク容器２６の側壁に接して外郭の一部を構成する。このときに操作部材２９が係止爪３０と係合している状態が維持される。

一方、インクカートリッジ２内でインクが消費されるに従って、第１のインク容器２５は体積を減少させるように変位し、インク残量が規定以下に達すると、保持部材２７の操作部２７ａが係止爪３０の端部３０Ｂを蹴飛ばす。これにより係止爪３０が揺動し、回動支点１３４を中心にして回動し、操作部材２９との係合が解除される。
操作部材２９は、操作用付勢手段３１によってインクカートリッジ搭載部１０の外側に向けて押圧され、図４（Ｂ）において矢印Ｐで示すように、第２のインク容器の外郭をなす位置から操作部材２９がインクカートリッジ搭載部１０の外部から操作できる向きに開放され、第２のインク容器２６の外郭の形態を変化させる。

本実施例は以上のような構成であるから、空になったインクカートリッジ２の操作部材２９が、外部から操作できる位置に向け開放されて第２のインク容器２６の外郭の形態を変化させるので、ユーザーにとって、取り外すべきインクカートリッジ２を容易に視認させることができるようになり、ユーザーは空になったインクカートリッジ２を簡単かつ確実に交換できるようになる。

また、インクカートリッジ２とインクジェットプリンタ本体側のインク供給路であるインク供給チューブ１１の先端のニードル３２とのジョイント部が離間しないので、インク漏れや、インク供給路に気泡やゴミが混入することもない。
さらにはインクカートリッジ２が空になったことを検出するための特別な検知手段及びインクが空になったことを検出してインクカートリッジ２の外郭の形態を変化させるためのトリガとなるソレノイドなど特別なアクチュエータなどの動作手段が不要となるため、機構が簡単になり、安価な構成でユーザーがインクカートリッジ２を簡単かつ確実に交換できる構成を実現することができるようになる。

次に本発明の第２実施例について説明する。
図５は、図１において説明した開閉扉３３を用いる場合を対象としている。なお、図５において、図４に示した構成と同じものに関しては同符号により示してある。
図５に示す構成において図４に示した構成と異なる点は、開閉扉３３の係止機構を設けた点と交換すべきインクカートリッジの識別表示機構を設けた点にある。

つまり、本実施例の特徴は、インク残量が規定以下に達した場合を検知部材により検知して交換対象のインクカートリッジを表示すると共に、表示されたインクカートリッジが装着されているインクカートリッジ搭載部１０の前面に位置する開閉扉を開放するのに連動して操作部材２９が外側に向けて開放されるようになっている。以下、この構成について説明する。

開閉扉３３は、インクカートリッジ搭載部１０の底部に設けられているインク容器支持部１０４に対し、図５において下側を揺動支点３３Ａとして揺動可能に支持されている。
開閉扉３３の揺動端には、開閉扉３３に基端を支持された揺動可能な爪部材からなる係止部材３４が設けられており、係止部材３４は、図示しない捻りバネなどの付勢部材により、通常、インクカートリッジ搭載部１０上部に形成されている係止部１０Ａに係合する向きの揺動習性が与えられており、その習性を利用してインクカートリッジ搭載部１０の上面に設けられている係止部１０Ａに係合するようになっている。

一方、第１のインク容器２５の体積減少に連動して移動する保持部材２７の移動位置において、インク残量が規定以下に達した場合に移動する位置には、第１のインク容器内面に保持部材２７の移動位置を検知可能な光センサ３５が配置されている。光センサ３５は、保持部材２７の端面２７ｂを反射面とした反射型が用いられ、保持部材２７の端面２７ｂが対向した際の反射状態の変化を検知することで第１のインク容器２５でのインク残量の判別を行う構成が用いられている。

光センサ３５は、図示しないが、各色のインクカートリッジ搭載部１０の前面上部などに設けられているランプなどの表示部材１１１を出力側に接続された制御部１１０の入力側に接続されており、インク残量が空になった位置に保持部材２７が移動した際の検知信号を出力するようになっている。
制御部１１０では、光センサ３５からの信号が入力されると、インク残量が空になったインクカートリッジに対応する表示部材１１１を点灯させて交換対象となるインクカートリッジを識別できるようにしている。

また、光センサ３５に代えて、インク残量が空になったことを検知する手法としては、印刷データのドットカウンタ値を積算し、その積算値、いわゆる、インクの消費によってインク残量が空になった場合に相当する値に達した場合に表示部材１１１を用いて報知するようにしても良い。さらに、保持部材２７に設けられている係止爪３０の回動量を検知することも可能である。

一方、開閉扉３３に設けられている係止部材３４は、その習性により係合力が、第２のインク容器２６に設けられている操作部材２９の開放力、つまり、操作部材２９が係止爪３０との係合を解除されて外部から操作できる位置に向け開放される際の回動力よりも大きくされている。これにより、操作部材２９の開放は開閉扉３３によって規制され、開閉扉３３の係止部材３４による係合を解除しない限り操作部材２９は外部から操作できる位置に向けた開放が中断されることになる。

本実施例は以上のような構成であるから、第１のインク容器のインク残量が空になった場合には、その状態が光センサ３５および制御部１１０を介して表示部材１１１により報知される。
ユーザーは、表示部材１１１により交換対象であるインクカートリッジを識別すると、係止部材３４の係合を解除して開閉扉２２を、図４において矢印Ｑで示す方向に開放する。これにより、開閉扉３３によって開放を中断されていた操作部材２９は、外部操作が可能な位置に開放されることになり、ユーザーも操作部材の形態変化を確認することで交換対象のインクカートリッジであることを識別することができる。

ユーザーは、別の場所からインクジェットプリンタ１００の設置箇所に移動して交換する場合、インクカートリッジ搭載部１０前面に開閉扉３３が設けられていても、報知された箇所の開閉扉３３を開放することにより操作部材２９が外部操作可能な位置に向け開放されることになるので、取り外すべきインクカートリッジの識別が容易に行えることになる。開閉扉３３の開放に連動して操作部材２９が外部に向けて開放されることになるので、交換対象となるインクカートリッジの取り扱いを間違えることがない。

次に本発明の第３実施例について説明する。
図６に示す実施例は、図４に示した構成を対象として、保持部材２７の一部を用いてインクの残量表示が行える構成を設けた点を特徴としている。
つまり、第２のインク容器２６における操作部材２９が設けられている側の壁部には、保持部材２７の端面２７ａの一部が入り込んで縦方向に摺動することができる矩形長孔２６Ｂが形成されている。
矩形長孔２６Ｂが形成されている壁面の表面には、図６中、左側の図に示すように、保持部材２７の端面２７ａの移動に沿ってインク残量を表示した表示部材２６Ｃが設けられている。

この構成においては、第１のインク容器２５の体積減少に連動して移動する保持部材２７の位置を表示部材２６Ｃによって識別することができるので、インク残量の確認と共に、スリット２６Ｂ内での位置に対応する表示部材２６Ｃの内容によって、交換対象となるインクカートリッジの識別が可能となる。

次に本発明の第４実施例について説明する。
本実施例の特徴は、図４に示した構成を対象として操作部材の構成およびこれを備えた第２のインク容器２６の構成を変更し、さらに、操作部材２９の開放に伴いカートリッジの交換を喚起する操作喚起手段を設けたことを特徴としている。

つまり、図７において操作部材２９は、図４に示した上側を揺動支点とした場合と違って、下側を揺動支点１３６とし、捻りコイルバネなどの操作部付勢手段３１により矢印Ｒで示す方向の揺動習性、換言すれば、開放する向きの揺動習性が付与されている。また、操作部材２９の揺動支点１３６側には、図４に示した場合と同様な係止爪３０が対向している。

操作部材２９の揺動端２９Ａには、図７（Ｂ）に示すように、この端部以外の形状よりもサイズが大きくされて操作の際に指などを入れやすくして引き出しやすくできる円環状に形成されており、第２のインク容器２６における壁部には、図７（Ａ）に示すように、円環状の揺動端２９Ａを挿入可能な幅を持つ溝部２６Ｄが形成されている。
操作部材２９は、第１のインク容器のインク残量が規定以下、つまり空になっていない場合には、保持部材２７の位置が係止爪３０を操作する位置にないので、図７（Ｂ）において二点鎖線で示すように、自身の習性により第２のインク容器２６側に形成されている溝部２６Ｄ内に入り込み、第２のインク容器の外郭の一部をなしている。

一方、溝部２６Ｄが形成されている第２のインク容器２６の壁部には、図７（Ａ）に示すように、ユーザーに目視されるラベルや刻印などを用いた操作喚起手段３６が設けられている。
操作喚起手段３６は、操作部材２９が外部から操作できる位置に開放された際に、開放されている意味を識別できる部材であり、例えば「インクがなくなりました。交換してください。」などの文字を表記しておく。表記方法としては、外国語表示や絵文字などを用いることも可能である。

本実施例は以上のような構成であるから、第１のインク容器２５のインク残量が規定以下、つまり空になるまでの間、操作部材２９は、揺動端２９Ａが第２のインク容器２６側の溝部２６Ｄに入り込んでいる。これにより、不用意に揺動端を操作することが防がれる。

一方、第１のインク容器２５のインク残量が空になると、保持部材２７は係止爪３０を操作して操作部材２９に対する係止爪３０の係合を解除する。これにより、操作部材２０は、自身の習性により外部操作が可能に位置に向け開放され、揺動端２９Ａの円環状部が外部操作かが可能な位置に揺動する。

操作部材２９が開放されると、第２のインク容器２６側の壁部に設けられている操作喚起手段３６が外部から目視できるようになる。これにより、ユーザーは、操作部材２９が外部に開放された意義を識別することができるので、交換対象となるインクカートリッジを操作部材２９の揺動端に位置する円環状部を引き動かして外部に取り出すことができる。

本実施例においては、外部に向け開放されていわゆる外部に突き出た状態を設定できる操作部材２９が、インク残量が空になるまでの間、第２のインク容器２６の外郭の一部をなす際にユーザーによる引き出し操作ができない状態となるので、誤って操作部材２９を操作してしまうような事態が確実に防止できる。

また、このような機能を発揮させるための構成としては、上述したように操作部材２９の揺動端の形状およびこの揺動端が対向する第２のインク容器２６側の壁面での構成を、他の構成としても良い。例えば、操作喚起手段３６を対象として、壁部に設けるのではなく、開放された際の操作部材２９の上側となる表面に設けることも可能である。このような構成では、第２のインク容器の筐体部壁面から奥まった状態で構成されている壁部に操作喚起手段３６を設ける場合と違って、外側に突き出た部材である操作部材２９に直接、操作喚起手段３６が設けられているので、ユーザーによる目視が容易となる。

次に、図５に示した構成の要部変形例について説明する。
図８は、図５に示した光センサ３５の設置位置に関する変形例を示しており、同図において光センサ３５は、第１のインク容器２５の外部に設けられている。
一方、光センサ３５が配置されている側に位置する第２のインク容器２６の壁部には、保持部材２７から延長された端部２７ｂが入り込んでインク残量が空になる状態に相当する位置まで移動させることができる長手方向を有するスリット２６Ａ１が形成されている。
この構成においては、第１のインク容器２５がインクの消費に伴い、残量が空になる状態に相当する位置まで移動すると、保持部材２７の端部２７ｂが光センサ３５に対向することでインク残量が空になったことを検知することができる。このような構成では、第２のインク容器２６内の限られたスペース内に光センサ３５を配置しないで済むので、第１のインク容器２５の容積を拡大してインクの貯蔵量を多くすることが可能となる。

次に、本発明の第５実施例について説明する。
本実施例の特徴は、インク残量が空になった状態に体積減少した第１のインク容器の形状復元を阻止する機構を設けたことにある。

つまり、図９は、図４に示した構成を対象として上記特徴を説明するための図であり、同図において、第２のインク容器２６の内面には、保持部材２７の一端面２７ｂに対向する位置にラチェット機構を用いた形状復元阻止機構１０５が設けられている。

形状復元阻止機構１０５は、捻りバネなどの付勢手段によって保持部材２７の下降時に干渉されることで揺動して保持部材２７の移動を許容する一方、通過後の保持部材２７が上昇する動きを規制するラチェット機構であり、これに干渉する保持部材２７の一端面２７ｂは、干渉初期の衝突抵抗を小さくするために下向きに突出する片部の下面が傾斜面に形成されている。

本実施例は以上のような構成であるから、インク残量が空になった状態に相当する位置まで体積減少した第１のインク容器２５は、体積減少と共に下降する保持部材２７が形状復元阻止機構１０５と干渉してラチェットを回す。
形状復元阻止機構１０５は、保持部材２７が通過し終わり、干渉状態が解除されると、自身の習性により保持部材２７を係止する状態に復帰する。

これにより、第１のインク容器２５は、不用意に形状復元することがないので、形状復元した場合に発生するノズル側からの空気の吸い込みによる気泡や異物の侵入を避けることができる。このように、気泡や異物の侵入を阻止された第１のインク容器２５は、取り出されると、そのまま破棄するのではなく、再度、インク容器として用いることが可能となる。

次に、本発明の第６実施例について説明する。
本実施例の特徴は、第１のインク容器に連通する供給チューブを遮断することにより第一にインク容器内への気泡や異物侵入を阻止することにある。

つまり、図１０は図４に示した構成を対象として本実施例を説明するための図であり、同図において、第１のインク容器の体積減少に連動する保持部材２７の一端部２７ｂには、第１のインク容器２５内とインク供給チューブ１１とを連通する流路（便宜上、符号１１ａで示す）の一部を潰して流路の遮断を行える構成を備えた遮断部材２７ｂ１が設けられている。

遮断部材２７ｂ１により遮断される流路１１ａは、押し潰しが容易なように柔軟性を持たせてある。このため、インクの消費により第１のインク容器に体積減少が発生し、インク残量が規定以下に達した状態に相当する位置まで保持部材２７が下降すると、遮断部材２７ｂ１により第１のインク容器２５内とインク供給チューブ１１との連通流路１１ａの一部が押し潰されて第１のインク容器２５の内部とヘッドとを連結するインクの流路が遮断される。

本実施例においては、インク供給チューブの一部を押し潰してインクの流路を遮断するだけで第１のインク容器内への気泡や異物の侵入を防止することが可能となる。このような構成は、本出願人の先願である、特開２００８−１１９９６９号公報に原理構成が開示されている。

以上のような実施例においては、交換対象となるインクカートリッジの識別を、第１のインク容器の体積減少による保持部材の変位を利用する際に、インクカートリッジそのものを移動させるのではなく、インクカートリッジを引き出し操作するために用いられる操作部材の形態変化のみで行えるので、インクカートリッジを動かす場合のような大きな負荷抵抗の発生や負荷抵抗に抗してインクカートリッジを動かす際の駆動力の増加などを必要とする機構を一切用いないで済む。
これにより、簡単な構成でありながら、確実に交換対象とあるインクカートリッジの認識が行えることになる。
しかも、第１のインク容器のインク残量が規定以下に達した場合の状態をそのまま保持して外気や異物の侵入ができない状態が得られるので、再利用する際の気泡や異物の存在をなくすことができる。

１ インクジェットプリンタ
２ インクカートリッジ
２５ 第１のインク容器
２６ 第２のインク容器
２６Ｃ 表示部材
２７ 保持部材
２７ｂ１ 遮断部材
２９ 操作部材
２９Ａ 係合孔
３０ ロック手段に相当する係止爪
３１ 付勢手段
３６ 操作喚起手段
１０５ 形状復元阻止機構

特開２００７−６９５４１号公報 特開２００９−３９８７０号公報 特開２００９−８３２９０号公報

Claims (8)

1. 記録用液体が貯蔵されているメインタンクとして用いられる交換可能なカートリッジと、該カートリッジに対して供給経路を介して接続され、前記カートリッジ内のインクが供給されるサブタンクと、該サブタンクに貯留されている記録用液体を吐出するノズルと、前記カートリッジを着脱可能に収容するインクカートリッジ搭載部とを備え、
   前記インクカートリッジは、インクを収容し、インクの収容量に応じて伸縮自在に体積を変化させる第１のインク容器と、
   第１のインク容器を内包する第２のインク容器とを有し、
   前記第１のインク容器は、インクの残量に応じて下降する方向へ位置が変化する保持部材を有し、
   前記第２のインク容器は、該第２のインク容器の側壁に近接している位置から前記インクカートリッジ搭載部の外部からの操作が可能な位置に向けて外側に向けて突出する方向へ開放可能なカートリッジ交換用の操作部材と、該操作部材を開放方向に付勢する付勢手段と、該第２のインク容器の側壁に設けられ、前記操作部材を前記付勢手段に抗して前記第２のインク容器の側壁に近接する位置に固定するロック手段とを有し、
   前記ロック手段は、前記第１のインク容器内のインク残量が規定以下に達して前記保持部材が前記ロック手段と係合するまでは前記操作部材と係合し、前記第１のインク容器のインク残量が規定以下に達して前記保持部材が前記ロック手段と係合すると、前記操作部材との係合を解除し、
   前記操作部材は、前記ロック手段との係合が解除されることにより、前記インクカートリッジ搭載部の外側へ突出して外部からの操作が可能な位置に開放することを特徴とする液体供給装置。
2. 請求項１記載の液体供給装置において、
   前記ロック手段は、前記第１のインク容器に対して揺動可能に支持された係合爪を備え、前記操作部材は、前記第２のインク容器の外郭に対して揺動可能に支持された壁面部材で構成され、前記係合爪は、前記第１のインク容器内のインク残量が規定以下に達した時点で前記保持部材に押し動かされることにより前記操作部材との係合を解除されることを特徴とする液体供給装置。
3. 請求項１または２記載の液体供給装置において、
   前記第１，第２のインク容器は複数設けられ、前記第２のインク容器の外側にはインク容器支持部において開閉可能に支持された開閉扉が設けられ、
   前記開閉扉は、開閉されるまでの閉じ態位を維持する力が、前記ロック手段との係合が解除された際に前記操作部材が外部から操作できる位置に向け開放されるときの力よりも大きい関係を設定されていることを特徴とする液体供給装置。
4. 請求項１または２記載の液体供給装置において、
   前記第１のインク容器のインク残量が規定以下に向け移動する状態を外部から識別できる表示手段として、前記保持部材の一部を用いて外部から識別できる構成としたことを特徴とする液体供給装置。
5. 請求項１乃至４のうちの一つに記載の液体供給装置において、
   前記操作部材が設けられている第２のインク容器には、該操作部材が外部から操作可能な位置に変位した際に、交換対象のインク容器であることを表示する操作喚起手段が設けられていることを特徴とする液体供給装置。
6. 請求項１乃至５のうちの一つに記載の液体供給装置において、
   前記第１のインク容器には、インク残量が規定以下に達した位置に保持する形状復元阻止機構が設けられていることを特徴とする液体供給装置。
7. 請求項１乃至５のうちの一つに記載の液体供給装置において、
   前記第１のインク容器には、インク残量が規定以下に達した位置で該第１のインク容器と供給チューブとの連通流路を遮断する機構が設けられていることを特徴とする液体供給装置。
8. 請求項１乃至７のうちの一つに記載の液体供給装置を用いることを特徴とする画像形成装置。

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