JP5901482B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は画像形成装置に関する。

プリンタ、ファクシミリ、複写装置、プロッタ、これらの複合機、印刷機等の画像形成装置として、例えば液滴を吐出する液体吐出ヘッド（液滴吐出ヘッド）からなる記録ヘッドを用いた液体吐出記録方式の画像形成装置が知られている。

このような画像形成装置として、長時間の連続印刷を行えるようにするため、大容量の液体収容容器としての液体カートリッジを装置本体に対して交換可能に装着するようにしたものが知られている。

このような大容量の液体カートリッジとして、従来、液体が貯蔵される密閉構造の変形可能な記録液容器と、周上に複数の穴部を有し、記録液容器に装着され、外部へ記録液を導出する導出管を配置したものがある（特許文献１）。

また、インクを収容するインク袋の内部にインクを外部に導出するインク導出管を設け、インク導出管端部近傍のインク袋の厚みを他の部分に比べて厚くすることで、インク導出管から離れたところからインク袋を変形させるようにしたものがある（特許文献２）。

特開昭５６−１３１１６９号公報 特許第３３４２３７２号公報

ところで、上述したような大容量の液体カートリッジにあっては、液体供給口部をカートリッジ下部に設けると、液体供給口部に不具合が生じた場合に多量の液体がすべて流出することになるため、液体供給口部はカートリッジ上部に設ける必要がある。

そのため、特許文献１に開示の構成にあっては、インク導出管が長くなる上、記録液容器の全域にインク導出管を蛇行して配置することが困難であることから、カートリッジ内に未使用のまま残留する液体量が多くなるという課題がある。

また、特許文献２に開示の構成にあっても、インク袋内部に存在する稜線部の周辺は形状の複雑さから均一に変形させることが難しく、複数のインク残留部が形成されてしまい、同様にカートリッジ内に未使用のまま残留する液体量が多くなるという課題がある。

本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、消費されない残留液体量を可及的に低減することを目的とする。

上記の課題を解決するため、本発明に係る画像形成装置は、
液体を収容する変形可能な液体収容部材と、
前記液体収容部材を収納した筺体と、
前記液体収容部材内に配置された導出管部材と、
前記導出管部材の一端部が接続された、前記液体を外部に供給するための液体供給口部と、を備え、
前記導出管部材の他端部は前記液体収容部材の底面に近接又は接触して配置され、
前記液体収容部材の底部を支持する支持部材を有し、
前記支持部材は、前記筺体に対して変位可能に設けられた、液体収容容器を交換可能に装着可能であって、
前記液体収容容器を収納する液体収容容器収納部には、前記液体収容容器の前記支持部材の一端部側を押し上げて、前記支持部材を傾斜状態にする傾斜付与手段を有する
構成とした。

本発明によれば、消費されない残留液体量を可及的に低減することができる。

本発明の第１実施形態における本発明に係る液体収容容器としての液体カートリッジを装置本体側のカートリッジ収納部と共に示す模式的断面説明図である。 同じく液体カートリッジのインク袋が傾斜された状態を示す模式的断面説明図である。 インク袋の模式的断面説明図である。 インク袋の模式的斜視説明図である。 インク袋の模式的斜視説明図である。 インク袋のインク残量の減少に伴う形状の変化の説明に供する角部の模式的側面説明図である。 図６を矢印Ａ方向から見た模式的正面説明図である。 本発明の第２実施形態における本発明に係る液体収容容器としての液体カートリッジを装置本体側のカートリッジ収納部と共に示す模式的断面説明図である。 同じく液体カートリッジのインク袋が傾斜された状態を示す模式的断面説明図である。

以下、本発明の実施の形態について添付図面を参照して説明する。本発明の第１実施形態について図１及び図２を参照して説明する。図１は本発明に係る液体収容容器としての液体カートリッジを装置本体側のカートリッジ収納部と共に示す模式的断面説明図、図２は同じく液体カートリッジのインク袋が傾斜された状態を示す模式的断面説明図である。

液体収容容器である液体カートリッジ１は、外壁を構成する筐体２と、筐体２の内部に収納され、液体収容部３を形成する液体収容部材である変形可能なインク袋４と、インク袋４内に配置された導出管部材８と、導出管部材８の一端部が接続された液体供給口部６とを備えている。

ここで、インク袋４について図３ないし図５を参照して説明する。図３は液体カートリッジの概略を示す模式的断面説明図、図４は同じく斜視説明図、図５は同じく斜視説明図である。

インク袋４は、図３ないし図５に示すように、６つの平面から構成される略直方体形状をなし、底面部５の内壁には、少なくとも３つの平面が交差する４つの角部ａ１、ｂ１、ｃ１、ｄ１を有している。

このインク袋４には、上述したように、上部に液体供給口部（液体取り出し口部）６が設けられ、液体供給口部６には供給コネクタ７を介して導出管部材８の一端部８ａが接続されている。

この導出管部材８は、インク袋４内の液中に埋没させ、インクを吸い上げるためのものであり、弾性の樹脂などのチューブなどからなり、インク導出時にパイプとしての状態を維持できる程度の強度を有している。また、導出管部材８と供給コネクタ７との接続は、接着剤などを使用してもよいが、収容するインクの種類の選択肢を増やすために、嵌め合いによって接続することが好ましい。

また、液体供給口部６には、図３に示すように、インク袋４内で、導出管部材８の方向を規制するガイド部９が一体（別体でもよい。）に設けられている。このガイド部９により、導出管部材８の他端部である導入口部８ｂは、図４に示すように、インク袋４の内壁に存在する角部ａ１に突き当たる（接触する）よう向きが規制されている。

なお、ガイド部９によって規制する導出管部材８の導入口部８ｂが突き当たる位置は、角部ａ１に限らず、他の角部ｂ１、ｃ１、ｄ１のいずれでもよい。

また、ここでは、導出管部材８の導入口部８ｂをインク袋４の端部の角部に接触させているが、例えば、導出管部材８の他端部（導入口部８ｂ）側に錘を備えるなどして、導出管部材８がぶら下がり構造で配置されていても良い。

この構成では、通常、導出管部材８の導入口部８ｂは、底面部５には接触しているものの底面部５の内壁に存在する角部には接触していない。しかし、後述するように、インク袋４の底面が傾斜したときには、導出管部材８の他端部側の錘が移動することにより、底面部５の内壁に存在する角部に導出管部材８の導入口部８ｂが接触することになる。

供給コネクタ７には、上述した導出管部材８の一端部８ａを接続する導出管接続口１０のほか、図示しない画像形成装置本体側へインクを供給する本体接続口１１を接続するためのＯリング１２が組み付けられている。なお、装置本体側の本体接続口１１にはインクを吸引するための吸引口１１ａが設けられており、インクを供給するための導出チューブ１３が接続されている。

そして、液体カートリッジ１のインク袋４内のインクは、導出チューブ１３の外部に設けられるポンプ等の吸引手段により吸引される。吸引手段が作動することで、導出管部材８→導出管接続口１０→吸引口１１ａ→導出チューブ１３へとインク流路が形成されて、液体カートリッジ１から装置本体側にインクが導出されて供給される。

ここで、液体カートリッジ１のインク袋４内にインクを外部に導出することで、インク袋４は変形しながら次第に収縮する。このとき、インク袋４は、剛性の低い箇所から優先的に変形を行なうため、図５に示すように、インク袋４の稜線部ａ２〜ｌ２の周辺にはインクが残留する。

この場合、インク袋４の内壁角部ａ１には導出管部材８の導入口部８ｂが臨んでいる。そして、インク袋４の内壁角部ａ１は稜線部ａ２、ｂ２、ｅ２と交差しており、角部ａ１に残留インクが集まる。これにより、効率的に、インクを吸引することができるため、インク残りは大幅に減少する。

図１に戻って、筐体２の底部２ａとインク袋４の底面部５との間には、インク袋４の底面部５を支持する支持部材である底板１４が変位可能に配置されている。そして、筐体２の底部２ａには、インク袋４内の導出管部材８の導入口部８ｂが臨む端部と反対側に、開口部１５が設けられている。これにより、筐体２の開口部１５を通じて底板１４を筐体２に対して外部から変位させることができる構成としている。

一方、装置本体側の液体カートリッジ１を交換可能に装着する液体収容容器収納部であるカートリッジ収納部２１の底面には、液体カートリッジ１の筐体２の開口部１５に対応して、傾斜付与部材２２が配置されている。

傾斜付与部材２２としては、本実施形態では板ばねを使用している。傾斜付与部材２２は、液体カートリッジ１をカートリッジ収納部２１に装着（装填）したときに、液体カートリッジ１の開口部１５から筐体２の内部に進入して底板１４に当って接触する。

このように構成したので、液体カートリッジ１をカートリッジ収納部２１に装着（装填）した状態で、インク袋４内の液体収容部３内にインク３０が十分あるとき（液面３０ａまで充填されているとする。）には、インク袋４の自重が底板１４を介して傾斜付与部材２２を掛かるので、傾斜付与部材２２は撓んでいる状態になる。このとき、インク袋４は、図１に示すように、直立状態に維持される。

そして、印刷動作によってインク袋４内のインク３０が消費されていくのに伴い、インク３０の残量が減少し、インク袋４の重量も減少することになる。そのため、傾斜付与部材２２に掛かる力が減少し、傾斜付与部材２２の反力によって、図２に矢印で示すように、底板１４の導出管部材８の導入口部８ｂが臨む側と反対側の端部が押し上げられる。

これにより、インク袋４の底面部５が傾斜して、図２に示すように、インク袋４内のインク３０は導出管部材８の導入口部８ｂが臨む端部側に集められ、導出管部材８によってインクを余すことなく吸い出すことができ、残留インクが極めて少なくなり、インクの無駄を低減することができる。

ここで、インク袋４のインク残量の減少に伴う形状の変化について図６及び図７を参照して説明する。図６は同説明に供する角部の模式的側面説明図、図７は図６を矢印Ａ方向から見た模式的正面説明図である。

インク袋４は、変形可能であるので、前述したように、インク袋４内のインクが吸引ポンプなどで導出されることによって、その負圧により、インク残量が減少するとともに液体収容部３の体積が減少し、萎んでいく。

このとき、前述したように、インク袋４の稜線部（角部）は、剛性が高いため、その部分は変形せず、図６及び図７に破線で示すように、底面部５の中央部分が凸になるように変形する。そうすると、インク袋４の稜線部に溝が形成される。

ここで、上述したように、インク袋４を導出管部材８の導入口部８ｂが下側になるように斜めに傾斜させることで、稜線部に形成される溝がインクの流路となり、確実に導出管部材８の導入口部８ｂに残留インクが集められ、導出管部材８によって導出される。

これにより、上述したように、液体カートリッジ１の使い残されるインク残量を大幅に低減することができる。

次に、本発明の第２実施形態について図８及び図９を参照して説明する。図８は本発明に係る液体収容容器としての液体カートリッジを装置本体側のカートリッジ収納部と共に示す模式的断面説明図、図９は同じく液体カートリッジのインク袋が傾斜された状態を示す模式的断面説明図である。

本実施形態では、導出管部材８の他端部（導入口部８ｂ）側に錘１７を備えている。この導出管部材８の導入口部８ｂは、インク袋４が直立状態にある図８に示す状態では、液体供給口部６から真っ直ぐ下に垂れ下がっている。

このように構成したので、前記第１実施形態で説明したように、底板１４が傾斜することによって、図９に示すように、錘１７が底板１４の下方になる側に向かって移動する。この錘１７に移動に伴って導出管部材８の導入口部８ｂもインクが集積する箇所に向かって移動する。

なお、導出管部材８の長さは、底面部５の内壁に存在する角部に接触するよう予め、長く構成されている。

これにより、前記第１実施形態と同様に、インク袋４内のインクを余すことなく導出することができ、残留インクが極めて少なくなり、インクの無駄を低減することができる。

なお、本願において、「用紙」とは材質を紙に限定するものではなく、ＯＨＰ、布、ガラス、基板などを含み、インク滴、その他の液体などが付着可能なものの意味であり、被記録媒体、記録媒体、記録紙、記録用紙などと称されるものを含む。また、画像形成、記録、印字、印写、印刷はいずれも同義語とする。

また、「画像形成装置」は、紙、糸、繊維、布帛、皮革、金属、プラスチック、ガラス、木材、セラミックス等の媒体に液体を吐出して画像形成を行う装置を意味し、また、「画像形成」とは、文字や図形等の意味を持つ画像を媒体に対して付与することだけでなく、パターン等の意味を持たない画像を媒体に付与すること（単に液滴を媒体に着弾させること）をも意味する。

また、「インク」とは、特に限定しない限り、インクと称されるものに限らず、記録液、定着処理液、液体などと称されるものなど、画像形成を行うことができるすべての液体の総称として用い、例えば、ＤＮＡ試料、レジスト、パターン材料、樹脂なども含まれる。

また、「画像」とは平面的なものに限らず、立体的に形成されたものに付与された画像、また立体自体を三次元的に造形して形成された像も含まれる。

１ 液体カートリッジ（液体収容容器）
２ 筐体
３ 液体収容部
４ インク袋（液体収容部材）
６ 液体供給口部
８ 導出管部材
１４ 底板（支持部材）
１５ 開口部
２１ カートリッジ収納部
２２ 傾斜付与部材

Claims (2)

1. 液体を収容する変形可能な液体収容部材と、
   前記液体収容部材を収納した筺体と、
   前記液体収容部材内に配置された導出管部材と、
   前記導出管部材の一端部が接続された、前記液体を外部に供給するための液体供給口部と、を備え、
   前記導出管部材の他端部は前記液体収容部材の底面に近接又は接触して配置され、
   前記液体収容部材の底部を支持する支持部材を有し、
   前記支持部材は、前記筺体に対して変位可能に設けられた、液体収容容器を交換可能に装着可能であって、
   前記液体収容容器を収納する液体収容容器収納部には、前記液体収容容器の前記支持部材の一端部側を押し上げて、前記支持部材を傾斜状態にする傾斜付与手段を有する
   ことを特徴とする画像形成装置。
2. 前記支持部材は、前記液体収容部材の液体残量が減少したときに、前記傾斜付与手段で一端部側が押し上げられる
   ことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。

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