JP5813201B2 - インクカートリッジ - Google Patents

Description

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に用いられるインクカートリッジにおいて、インク残量の状態やインクカートリッジの装着状態といったインクカートリッジの状態を、プリンタが正確に判定できるとともに、ユーザにも認識しやすい新規な報知手段を備えたインクカートリッジに関する。

一般に、プリンタのインクカートリッジ内のインク残量、あるいはインクカートリッジの装着状態等について、ＰＣを介してモニタ上に表示して確認する手法が知られている。近年、デジタルカメラの普及に伴って、パーソナルコンピュータ（ＰＣ）を介さない「ノンＰＣ記録」が行われている。これらは、デジタルカメラや携帯端末等と、記録装置としてのプリンタとを直接接続する場合や、デジタルカメラや携帯端末等に着脱可能に用いられる情報記憶媒体であるカードタイプの情報記憶媒体を、直接プリンタに装着してデータ転送を行う場合等である。上記ノンＰＣ記録を行う場合においても、プリンタがインクカートリッジ内のインク残量や、インクカートリッジの状態等について把握し、ユーザが印刷を開始する前に、予め新しいインクカートリッジの交換、あるいはインクカートリッジの状態をユーザに報知する必要性も出てきている。

このような市場において、報知手段として可視光を採用したインクカートリッジが実用化されている。この可視光による報知手段としては、特許文献１にあるように、個々のインクカートリッジにＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）発光部を設けると共に、プリンタに備えるキャリッジに開口を設け、発光部からの可視光に、受光部へ直接投光せしめると共に、操作者へ可視認識せしめるだけの発光量を必要としている。

また特許文献２には、特許文献１と同様のＬＥＤ発光部が設けられ、特許文献１の開口に変えて、可視光が拡散する前にプリンタに備えた受光部へ導くための光路を構成する技術が開示されている。特許文献２には、「例えば、インク残量が少なくなり、それを検知して発光体を点灯すると、その光がインクカートリッジに設けられた光路を通って、インクカートリッジの構成部材である操作部などの変位部材の端部に導かれ、その部分を発光させることができる。特定の光路部材により、発光体を点灯すると、その光はインクカートリッジに設けられた光路を通って、インクカートリッジの構成部材である操作部などの変位部材の端部に導かれ、その部分を発光させることができる。」と記載されている。

一方、特許文献３、特許文献４は、上述の特許文献１や特許文献２にて開示されている可視光報知部に代わる方式として、可視光よりも長い波長の赤外線あるいは紫外線を発信する発信素子を備えたインクカートリッジが受光部用として開示されている。

特許登録第３７９３２１６号公報 特開２００７−１１２１５０号公報 実用新案登録第３１６３０１６号公報 実用新案登録第３１６１５４６号公報

しかしながら、上述のように１つのＬＥＤ発光による可視光報知部を採用したインクカートリッジでは、プリンタに備えた受光部に向けて可視光を発信すると共に、操作者へ報知情報を可視認識させるために、ＬＥＤ自体の発光量をかなり大きなものにせざるを得ないため、ＬＥＤ自体が高価であるだけでなく、発光した光の拡散・散乱による認識不良が発生してしまう。これを防止するための補助的機構をさらに設ける従来の方式は、全体として複雑で高価であるだけでなく、受光・非受光を判別するための受光部認識閾値にも影響を与えるので、プリンタ自体の設計を高価なものにせざるを得ない。

別の観点から見ても、プリンタのホルダに備えた個々（各色）のインクカートリッジは何れも報知手段である発信部が高光量である上に、同じ波長、即ち同色（例えば赤色）で発光するため、ユーザはどのインクカートリッジから発光されているのか非常に認識しにくいという他の問題もあった。

本発明の目的は、プリンタ側では赤外線発信部による赤外線による信号によって、誤認識することなく確実にインクカートリッジの状態を認識でき、ユーザ側では可視光線発信部による信号によって、インクカートリッジの状態をプリンタ側の認識に影響を及ぼさずに、低電圧下でも発信可能であり、ユーザが混乱することなく確実に認識できるための新規な報知手段を備えたインクカートリッジを提供することである。

本発明者は、前記課題を新たに見出し鋭意検討した結果、本発明を完成した。即ち、本発明は、プリンタに備える受光部に対しては、可視光線より長い波長の赤外線を発信する受光部用赤外線発信部を、ユーザに対しては、ユーザが認識可能な可視光線を発信する視認用可視光線発信部を備えることで、プリンタ及びユーザいずれもインクカートリッジの状態を確実に認識可能とすることで、これらの課題を解決した。本発明のインクカートリッジ及びキャリッジに搭載されるユニットは下記のとおりである。
（１）大気口とインク充填口を備えた上面と、インク吐出口を備えた底面と、前面と、後面とを備えた略箱型のインクカートリッジであって、
プリンタの受光部の方向に可視光線より長い波長の赤外線を発信する赤外線発信部と、
前記受光部以外の方向に可視光線を発信する可視光発信部とを備え、前記赤外線発信部は前記前面に備えられ、前記可視光発信部は前記上面に備えられており、
前記可視光発信部の近傍に可視光線の散乱を防止する覆い部が備えられていることを特徴とするインクカートリッジ。
（２）前記上面にはプリンタのキャリッジに係止固定する係止部材が備えられており、前記係止部材は上方に回動可能な支持部を備えることを特徴とする上記（１）に記載のインクカートリッジ。

本発明（１）によれば、大気口とインク充填口を備えた上面と、インク吐出口を備えた底面と、前面と、後面とを備えた略箱型のインクカートリッジであって、プリンタの受光部の方向に可視光線より長い波長の赤外線を発信する赤外線発信部と、前記受光部以外の方向に可視光線を発信する可視光発信部とを備え、前記赤外線発信部は前記前面に備えられ、前記可視光発信部は前記上面に備えられており、前記可視光発信部の近傍に可視光線の散乱を防止する覆い部が備えられているインクカートリッジよって、ＬＥＤの発光量を抑えかつ、補助的機構をさらに設けることなくインクカートリッジの状態をプリンタが正確に認識できるとともに、ユーザもインクカートリッジの状態を認識しやすいな報知手段を備えたインクカートリッジの提供が可能となる。
さらに、プリンタの受光部の方向に可視光線より長い波長の赤外線を発信する赤外線発信部をカートリッジの前面に備えた構成とするとこにより、下記の発明の効果を奏する。
まず第１の点として、指向性に優れ、屈折することなく目的に到達することができる点である。よって、照射方向を受光部に合わせるのみで高価な導光路等の部材を新たに設ける必要がない。
第２の点として、可視光線では透過できない透明又は半透明な樹脂性部材等も、赤外線は透過できるという点にある。従って、例えば赤外線発信部と受光部の間に、透明又は半透明な樹脂性部材（本実施形態では第１係止部材１１）が存在するような場合であっても、赤外線を用いることによって信号が確実にプリンタの受光部に到達できるという効果が得られる。
第３の点として、市場に流通している受光部付の既存のプリンタに対しても赤外線を受光部に投光することで問題なく適用可能であり、インクカートリッジに受光部用赤外線発信部を備えるという構成を採用するのみで対応できるため、交換用のインクカートリッジとして十分実用可能なものであるという利点もある。
第４の点として、可視光線を用いる場合と比較して、低電圧下でも赤外線をプリンタに備える受光部に受信させることが十分可能であるという点がある。よって、可視光線を用いるよりも省電力で駆動可能であるため、近年、環境問題として提唱されている省電力化にも十分対応することができる
さらに、可視光線発信する可視光発信部をインクカートリッジの上面に備えた構成とすることにより、ユーザがインクカートリッジの状態をより認識しやすいという効果が得られる。
第５の点として、前記可視光発信部の近傍に可視光線の散乱を防止する覆い部が備えられたインクカートリッジにより、さらに、視認用可視光線発信部から発信される信号（ここでは可視光線）が、例えば、高光量、あるいは散乱によって受光部に誤って受信されないように、若しくは受光部に可視光線が到達されないよう構成されているので、誤認識を防止できるという効果が得られる。

本発明（２）によれば、前記上面にはプリンタのキャリッジに係止固定する係止部材が備えられており、前記係止部材は上方に回動可能な支持部が備えられたインクカートリッジにより、支持部が回動可能であるから指示部をつまんでインクタンクを容易に取り出すことができるという効果が得られる。

本発明のインクカートリッジ１を示した側面透視図である。 本発明のインクカートリッジ１の上面３ａ側を示した平面図である。 本発明のインクカートリッジ１の前面３ｃ側を示した平面図である。 従来のインクカートリッジを示した回路図である。 本発明のインクカートリッジ１を示した回路図である。 本発明のインクカートリッジ１を示した他の回路図である。

本発明のインクカートリッジの１実施形態について図面を参照して説明するが、本発明はこの事例に限られるものではなく、適宜選択が可能である。

図１で示すように本実施形態のインクカートリッジ１は、上面３ａ、底面３ｂ、前面３ｃ、後面３ｄ及びそれらをつなぐ１対の側面３ｅ及び３ｆからなる概ね箱型の容器であり、容器内部にはインクが収納される。このインクカートリッジ１は、プリンタのキャリッジ（不図示、以下同じ）に装着され、例えば、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）、ブラック（ＢＫ）等の各色で略同一形状のインクカートリッジ１をこのキャリッジに収容する。

このインクカートリッジ１の上面３ａには図１、図２で示すように、大気を導入する大気孔４及び大気孔４を密封する大気孔ゴム栓５とインク充填孔を密封するゴム栓６、本インクカートリッジ１をプリンタのキャリッジに係止固定するための弾性復帰可能な剛性を有する第１係止部材１１と前記第１係止部材１１をインクカートリッジ１に支持し、上方に回動可能な支持部１４、視認用可視光線発信部１７と、その近傍に覆い部１８が構成されている。

第１係止部材１１は透明又は半透明な樹脂部材で構成されており、上面３ａに第１係止部材１１の支持部１４を、前面側にはラッチ爪１２と、その上方に操作部１３が設けられており、プリンタのキャリッジに係止固定が可能となっている。なお、第１係止部材１１はキャリッジ側の構成に対応して、係合できるものであれば本実施形態以外の構成でも適宜選択が可能である。

また上述の視認用可視光線発信部１７は、発光素子としてＬＥＤにより可視光線を発信するように構成されており、視認用可視光線発信部１７の近傍周辺には可視光線の散乱を防ぐ覆い部１８が構成されている。

ここで、視認用可視光線発信部１７は、インクカートリッジ１の状態をユーザに対して正確に認識できるように可視光線を発信するものである。例えば、インクカートリッジを装着した際や、インク残量が僅かである、あるいはインク無し等によりインクカートリッジの交換を促す状態であることを報知する場合に、この視認用可視光線発信部１７が可視光線により点灯あるいは点滅するよう構成されている。なお、本実施形態ではユーザが認識しやすいように上面３ａの略中央部分に視認用可視光線発信部１７を配置しているが、ユーザが視認しやすい配置であれば本実施形態以外の構成でも適宜選択が可能である。

また、視認用可視光線発信部１７は、例えばシアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）といった各色のインクカートリッジの色に近似した波長を発信するように構成されている。具体的には、シアン（Ｃ）については青色の波長、マゼンタ（Ｍ）については赤色の波長、イエロー（Ｙ）については黄色の波長を視認用可視光線発信部１７から発信するよう構成させる。但し、ブラック（ＢＫ）のインクカートリッジについては、他のインクカートリッジと誤認しないような白色等の波長を発するように構成されている。

このように、視認用可視光線発信部１７から発信する可視光を各色のインクカートリッジの色に近似した波長を発信するように構成させることで、ユーザがどの色のカートリッジから報知されているかを明確に認識できるという優れた効果がある。この構成により、例えばユーザが報知されていない他のインクカートリッジを誤って交換してしまうことなく、報知されているインクカートリッジのみを明確に認識して交換することができる。

なお、視認用可視光線発信部１７から各色のインクカートリッジの色に近似した波長を発信するにあたり、ＬＥＤの発光自体を近似した波長で発信する構成でもよく、あるいはＬＥＤ自体は白色発光で発信させ、そのＬＥＤに各色のインクカートリッジの色に近似した波長から構成される半透明フィルムやプラスチック等で覆う等によって、各色のインクカートリッジの色に近似した波長を発信する構成にしてもよい。

さらに、インクカートリッジ１には視認用可視光線発信部１７とは別に、後述する赤外線を発信する受光部用赤外線発信部１５がプリンタに備える受光部１６に向けて発信されるように構成されている。このプリンタに備える受光部１６に視認用可視光線発信部１７から発信される信号（ここでは可視光線）が、例えば、高光量、あるいは散乱によって受光部１６に誤って受信されないように、視認用可視光線発信部１７の近傍に覆い部１８を配置することで、受光部１６に可視光線が到達されないよう構成されている。

なお、本実施形態の覆い部１８を構成せずに、視認用可視光線発信部１７の発光素子の構成、あるいは周辺の構成を変更することでプリンタに備える受光部１６に可視光線が到達されないような構成にしてもよい。例えば、視認用可視光線発信部１７から発信される可視光線を受光部１６では認識できない閾値未満の光量で発光させる、または、照射角度の狭い発光素子を用いることで受光部１６に到達させないといった発光素子の構成を採用したり、視認用可視光線発信部１７を覆うように、光が透過されないラベルを張り付け受光部１６で認識されない程度の光量が漏れるような切欠きや孔を設ける、あるいは、受光部１６に到達しないような反射板を発光素子近傍に設けるといった視認用可視光線発信部１７周辺の構成でもよい。これらの構成は適宜選択が可能であり、組合わせて採用してもよい。

インクカートリッジ１の後面３ｄの下方には、プリンタのキャリッジに形成された第２の係止部材と係合する第２係止部材１０が設けられている。この第２係止部材１０は本実施形態では突起形状であるが、周知の開口や凹部でも良く、キャリッジの構成に対応して係合できるものであれば、本実施形態以外の構成でも適宜選択が可能である。

インクカートリッジ１の底面３ｂには、プリンタへインクを供給するインク供給口７が構成されており、インク供給口７の先端部分にはシール材８が装填されている。そして、底面３ｂと前面３ｃの稜部領域は、本実施形態では傾斜面３ｇとして構成されており、この傾斜面３ｇにはプリンタのキャリッジに備えられたコネクタと接続する複数の接点を備えた情報記憶媒体９が構成されている。なお、この情報記憶媒体９にはインクカートリッジの色情報や、インク残量情報等が記憶されている。

なお、プリンタのキャリッジは上述の構成をそれぞれ含むように、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）、ブラック（ＢＫ）等の複数のインクカートリッジ１が、収容されており、各インクカートリッジそれぞれの接点にコネクタが接続される。また、特許文献１に記載されているプリンタの構成（不図示）に開示されているように、これらは電気的にバス接続されている。

次に、インクカートリッジ１の前面３ｃには、図１、図３に示すように、可視光よりも長い波長の赤外線を発信する受光部用赤外線発信部１５が構成されており、発光素子としてＬＥＤを用いて赤外線を発信するよう構成されている。

この受光部用赤外線発信部１５は、上述の視認用可視光線発信部１７と同様にインクカートリッジの状態を報知するものであるが、この発信部は赤外線をプリンタの受光部１６に対して発信して報知するものである。その報知により、例えば、インクカートリッジを装着した際や、インク残量が僅かである、あるいはインク無し等によりインクカートリッジの交換を促す状態であることを報知する場合に、この受光部用赤外線発信部１５が赤外線により点灯あるいは点滅するよう構成されている。そして、プリンタに備える受光部１６がその赤外線を受信し、その信号をプリンタの内部処理で照合することよって、インクカートリッジがどのような状態であるかを判定する。

ここで、可視光線よりも赤外線を用いる利点は、まず第１の点として、指向性に優れ、屈折することなく目的に到達することができる点である。よって、照射方向を受光部に合わせるのみで高価な導光路等の部材を新たに設ける必要がない。

第２の点として、可視光線では透過できない透明又は半透明な樹脂性部材等も、赤外線は透過できるという点にある。従って、例えば赤外線発信部と受光部の間に、透明又は半透明な樹脂性部材（本実施形態では第１係止部材１１）が存在するような場合であっても、赤外線を用いることによって信号が確実にプリンタの受光部に到達できるという効果が得られる。

第３の点として、市場に流通している受光部付の既存のプリンタに対しても赤外線を受光部に投光することで問題なく適用可能であり、インクカートリッジに受光部用赤外線発信部を備えるという構成を採用するのみで対応できるため、交換用のインクカートリッジとして十分実用可能なものであるという利点もある。

第４の点として、可視光線を用いる場合と比較して、低電圧下でも赤外線をプリンタに備える受光部に受信させることが十分可能であるという点がある。よって、可視光線を用いるよりも省電力で駆動可能であるため、近年、環境問題として提唱されている省電力化にも十分対応することができる。

なお、受光部用赤外線発信部１５はプリンタに備える受光部１６の方向（図１で示す矢印の方向）に向けて、赤外線を発信するように構成されている。また、プリンタに備える受光部１６にこの赤外線が到達できれば、受光部用赤外線発信部１５の配置は本実施形態以外の構成でも適宜選択が可能である。

次に、受光部用赤外線発信部１５から発信される赤外線と、視認用可視光線発信部１７から発信される可視光線の発信制御について説明する。

一般的に、図４に示すように従来からある１つの発信部のみを備えるインクカートリッジが信号を発信（ここでは発光素子による点灯、点滅）するのは、インクカートリッジのキャリッジ装着判定時、色情報判定時、インク残量判定時、あるいはそれらに関するエラー時であり、それらの中で所定の信号発信時に発信された信号を、プリンタが備える受光部で受信することで光照合処理を行い、その照合結果に基づいてプリンタの制御を行われるように構成されている。

本インクカートリッジでは図５に示す回路図より、受光部用赤外線発信部１５（図中のＬＥＤ１に該当）と視認用可視光線発信部１７（図中のＬＥＤ２に該当）の少なくとも２つの発信部を備え、各発信部を並列接続で配線して構成させている。その構成により各発信部から信号が発信されるタイミングは、どちらも同一のタイミングでかつ、同内容（点灯、点滅等）の信号を発信するようになる。この場合、例えば、視認用可視光線発信部１７からの可視光線を、抵抗器（図中のＲ２に該当）により、受光部１６で認識できない閾値未満の低光量に調節して発光させると、上述した光照合処理時に可視光線が受光部１６に誤って照射されても光照合には影響を及ぼさずにユーザに視認させることができる。

さらに、上述の抵抗器による光量調節以外にも、照射角度の狭い発光素子を用いる、あるいは、視認用可視光線発信部１７を覆うように、光が透過されないラベルを張り付け受光部１６で認識されない程度の光量が漏れるような切欠きや孔を設ける、さらに、受光部１６に到達しないような反射板を発光素子近傍に設ける構成、あるいはこれらの構成を適宜組合わせてもよい。

次に、図６に示す回路図のように受光部用赤外線発信部１５（図中のＬＥＤ１に該当）と視認用可視光線発信部１７（図中のＬＥＤ２に該当）の少なくとも２つの発信部を備え、各発信部は図６のように配線されている。この配線によって、ＩＣ内部の制御部によって発信部に対する信号発信の制御を行う。例えば、各インクカートリッジの装着位置確認の際に、受光部用赤外線発信部１５（ＬＥＤ１）から受光部１６へ信号を発信し、光照合処理を行うような場合、視認用可視光線発信部１７（ＬＥＤ２）からは信号を発信させないような信号発信を規制する制御を、ＩＣ内部に備えられている制御部によって行う。

このＩＣ内部の制御によって、光照合処理時は受光部用赤外線発信部１５のみから信号を発信し、視認用可視光線発信部１７からは信号を発信させないため、光照合処理には影響を及ぼすことなくインクカートリッジの状態を認識することができる。なお、視認用可視光線発信部１７への信号発信を規制する制御は任意に切替えることが望ましい。

ここで、本実施形態では視認用可視光線発信部の発光素子の構成としてＬＥＤを採用しているが、省電力タイプで低光量の白熱光源や蛍光光源等を採用することも可能である。

なお、図１〜図６に記載した実施例については、種々の組み合わせが可能であり、前述した実施例に拘泥されることなく本発明の構成に含めることができる。

本発明のインクカートリッジは、印刷装置に備えるインクカートリッジに関する。さらに詳しくは、プリンタ、ファクシミリ、複写機、複合機等の印刷装置に装着されるトナーカートリッジ、インクジェットカートリッジ、ヘッド付インクカートリッジ等のインクカートリッジに関する。

１ インクカートリッジ
２ インク室
３ａ 上面
３ｂ 底面
３ｃ 前面
３ｄ 後面
３ｅ 側面
３ｆ 側面
３ｇ 傾斜面
４ 大気孔
５ 大気孔ゴム栓
６ インク充填孔を密封するゴム栓
７ インク供給口
８ シール材
９ 情報記憶媒体
１０ 第２係止部材
１１ 第１係止部材
１２ ラッチ爪
１３ 操作部
１４ 支持部
１５ 受光部用赤外線発信部
１６ 受光部
１７ 視認用可視光線発信部
１８ 覆い部

Claims (2)

1. 大気口とインク充填口を備えた上面と、インク吐出口を備えた底面と、前面と、後面とを備えた略箱型のインクカートリッジであって、
   プリンタの受光部の方向に可視光線より長い波長の赤外線を発信する赤外線発信部と、
   前記受光部以外の方向に可視光線を発信する可視光発信部とを備え、前記赤外線発信部は前記前面に備えられ、前記可視光発信部は前記上面に備えられており、
   前記可視光発信部の近傍に可視光線の散乱を防止する覆い部が備えられていることを特徴とするインクカートリッジ。
2. 前記上面にはプリンタのキャリッジに係止固定する係止部材が備えられており、前記係止部材は上方に回動可能な支持部を備え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。
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   

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