JP6303349B2 - 液体カートリッジ及び画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は液体カートリッジ及び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としてのインクジェット記録装置が知られている。

このような画像形成装置に着脱自在に装着されるインクカートリッジなどの液体カートリッジに、収容する液体の種類、残量、使用量などを記憶するＩＤチップなどの情報記憶素子を備えるようにしている。

例えば、情報記憶部と、装置本体に設置された本体側端子に接触して、装置本体との間で情報を通信するための端子と、情報記憶部と端子とが保持されるとともに、本体に設置された突起部が挿入される穴部又は切欠部のうち少なくとも一方が形成された基板とを備え、本体側端子に対して端子が近づいて接触するときに、その移動方向に対して交差する仮想平面上を移動できるように保持する保持部を備えるものが知られている（特許文献１）。

また、情報記憶素子であるＩＤチップを保持する部分が２分割されるケース部で構成されるカートリッジケースを有し、ＩＤチップを両面テープや熱溶着で固定したものも知られている（特許文献２）。

特開２０１２−２２６２９５号公報 特開２０１１−０５１３２１号公報

しかしながら、特許文献２に開示されているように、ＩＤチップを溶着して保持する構成にあっては、装置本体側の読取り端子との位置ずれが生じないように高い部品寸法精度としなければならないという課題がある。

この場合、２分割されたケース部にＩＤチップ保持部材を設けてＩＤチップを保持することも考えられるが、この構成では、液体カートリッジとして組み付けた状態でなければ、カートリッジケースにＩＤチップを保持できないという制約がある。

この場合、カートリッジケース内に収容する液体収容部材に対する液体充填工程とカートリッジのケース部及びＩＤチップの組み立て工程が一連の工程内行われるのであれば問題ないが、カートリッジケースとＩＤチップの組み立てと液体充填が別の拠点（工場など）に分かれている場合には、拠点間の輸送時にケースとＩＤチップを個別に梱包する必要が生じる。

そのため、カートリッジのケース部には色や機種を物理的に識別するための非互換形状が設けられており、同時に、ＩＤチップにも色や機種などの識別情報がそれぞれ記録されているが、ＩＤチップの内容は外観から目視で判別することができないため、液体を充填してカートリッジを組み立てるときに、誤ってカートリッジの種類や形状と異なるＩＤチップを組み合わせて組み立てるおそれがある。

本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、情報記憶素子を保持する面が少なくとも２つに分かれるケース部で構成される場合でも、ケース部を分離したまま情報記憶素子を保持して輸送可能とすることを目的とする。

上記の課題を解決するため、本発明に係る液体カートリッジは、
画像形成装置の装置本体に着脱可能に装着される液体カートリッジであって、
装置本体に装着するときの装着方向の面を前面とするとき、前記前面を形成する少なくとも２つに分かれるケース部で構成されるカートリッジケースと、
前記カートリッジケースの前面に保持される情報記憶素子と、を備え、
前記２つに分かれる一方の前記ケース部に、前記情報記憶素子を保持する保持部を有し、
前記保持部は、前記情報記憶素子を受ける溝部と、前記溝部との間で前記情報記憶素子を保持する変位可能な爪部と、を備え、
前記情報記憶素子が前記装着方向に交差する平面上を移動できるように、一方の前記ケース部のみで前記情報記憶素子を保持する
構成とした。

本発明によれば、情報記憶素子を保持する面が少なくとも２つに分かれるケース部で構成される場合でも、ケース部を分離したまま情報記憶素子を保持して輸送可能とすることができる。

本発明の第１実施形態に係る液体カートリッジの外観斜視説明図である。 同じく正面説明図である。 同じく一方のケース部のチップ保持部の説明に供する正面説明図である。 図３の左側面説明図である。 同じく要部斜視説明図である。 本発明の第２実施形態に係る液体カートリッジのチップ保持部の説明に供する正面説明図である。 チップ保持部の爪部の変位量の説明に供する正面説明図である。 爪部とＩＤチップの関係を説明する説明図である。 ＩＤチップの読み取りの説明に供する要部断面説明図である。 本発明の第３実施形態に係る液体カートリッジの一方のケース部の斜視説明図である。 同液体カートリッジを装着する装置本体側のカートリッジ装着部（カートリッジホルダ）の正面説明図である。 カートリッジホルダの色識別溝を形成している色識別部材の一例の説明に供する色識別部材の斜視説明図である。 本発明に係る画像形成装置の一例の外観斜視説明図である。 同じく側面模式的説明図である。 同じく画像形成部の要部平面説明図である。

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実施形態に係る液体カートリッジについて図１ないし図５を参照して説明する。図１は同液体カートリッジの外観斜視説明図、図２は同じく正面説明図、図３は同じく一方のケース部のチップ保持部の説明に供する正面説明図、図４は図３の左側面説明図、図５は同じく要部斜視説明図である。

この液体カートリッジ１は、内部に液体収容袋など液体収容部材を収納したケース本体であるカートリッジケース２を有する。

カートリッジケース２は、前面（装置本体に装着する方向の面を前面とする）２ａに、内部に収容された液体収容袋の供給口部３が臨む開口部２１を有している。

ここで、カートリッジケース２は、液体供給方向（装置本体に装着する方向）に沿って分割される２つのケース部２Ａ、２Ｂで構成されている。

そして、一方のケース部２Ａの前面に、ケース部２ＡのみでＩＤチップ４（図３にハッチングを施して示す部材）を保持するチップ保持部２２を設けている。

チップ保持部２２は、平板状で、略矩形状のＩＤチップ４の下端部を受けるチップ取り付け溝部２３と、溝部２３との間でＩＤチップ４の上端部を押えてＩＤチップ４を保持する変位可能なスナップフィット部としてのチップ保持爪部２４を備えている。

溝部２３は、ＩＤチップ４が嵌り込む溝２３ａを有している。爪部２４は、ＩＤチップ４を引っ掛けてケース部２ＡにＩＤチップ４を保持するための下方に突出したカギ状の突起部２４ａを有している。

このように構成したので、図３及び図５に示すように、チップ取り付け溝部２３とチップ保持爪部２４との間に、矢印Ａ方向からＩＤチップ４を差し込む。このとき、チップ保持爪部２４が矢印Ｂ方向に変位して、ＩＤチップ４がチップ取り付け溝部２３とチップ保持爪部２４との間に嵌め込まれる。そして、チップ保持爪部２４が元に戻って、チップ保持爪部２４の突起部２４ａがＩＤチップ４を係り止めるので、ＩＤチップ４はチップ取り付け溝部２３とチップ保持爪部２４との間に保持される。

ＩＤチップ４がチップ取り付け溝部２３に嵌り込んでチップ保持爪部２４との間で保持されることにより、ＩＤチップ４のカートリッジケース２内における一方向（カートリッジを装置本体に装着する方向）の移動範囲が規制される。

また、保持部２２が爪部２４を有することによって、片側のケース部２ＡだけでＩＤチップ４がカートリッジケース２から外れることなく保持され、かつ、保持部２２内で略平面方向に移動することができる。平面方向とはカートリッジケース２の前面２ａに沿う方向である。

これにより、カートリッジケース２として結合する前の一方のケース部２Ａ単体でＩＤチップ４を保持することができる。

このようにして、情報記憶素子を保持する面が少なくとも２つに分かれるケース部で構成される場合でも、ケース部を分離したまま情報記憶素子を保持して輸送可能とすることができる。

なお、本実施形態においても、後述する実施形態で説明する色識別リブ２５や機種識別形状部２７を備えている。

次に、本発明の第２実施形態に係る液体カートリッジについて図６を参照して説明する。図６は同液体カートリッジのチップ保持部の説明に供する正面説明図である。

本実施形態では、チップ保持部２２を設けていない他方のケース部２Ｂに、ケース部２Ａと組み立てたときに、爪部２４の変位を規制する変位規制部３１を設けている。

これにより、カートリッジケース２として組み立てた状態において、チップ保持部２２の爪部２４が変位規制部３１で規制されて変位しなくなる。

したがって、液体カートリッジ１を装置本体に装着して使用するときに、爪部２４の変形が防止されてＩＤチップ４の可動範囲が適正な位置に維持される。

次に、チップ保持部の爪部の変位量について図７及び図８を参照して説明する。図７はチップ保持部の正面説明図、図８は爪部とＩＤチップの関係を説明する説明図である。

チップ保持部２２の爪部２４を押し上げて開口部を広げた位置の開口高さＨＢ１に比べてＩＤチップ４の外形高さＨＡが低いときに、ＩＤチップ４の取り付け及び取り外しが可能となる。

逆に、爪部２４の初期高さＨＢ０に比べてＩＤチップ４の外形高さＨＡが高いときに、ＩＤチップ４は溝部２３と爪部２４との間に保持される。

したがって、爪部２４は上述した関係を満たす範囲で変位可能に形成する。

次に、ＩＤチップ４の読み取りについて図９を参照して説明する。図９は同説明に供する要部断面説明図である。

装置本体側には、ＩＤチップ４に設けられたガイド穴４１に挿入可能なガイド部５１を有する読取り部５０が配置されている。

液体カートリッジ１が装置本体に差し込まれることによって、読取り部（コネクタ）５のガイド部５１がＩＤチップ４のガイド穴４１に挿入されて、ＩＤチップ４がガイド部５１に倣って平面的に移動する。

これにより、読取り部５０の読取り端子（コネクタ）５２がＩＤチップ４の接点部４２に接触して、ＩＤチップ４に記憶された情報が装置本体側で読取り可能となる。

ここで、ガイド穴４１に挿入するガイド部５１には、誘い込みのためのテーパ形状が設けられている。ガイド部５１の軸中心から外径までの半径Ｄと、ＩＤチップ４の上端部に押し当てられたときの、ＩＤチップ端部〜爪部２４の変位規制部３１までの距離ＨＣ１を比べて、ＨＣ１＜Ｄのとき、ＩＤチップ４はガイド部５１の誘い込み（テーパ）形状により、ガイド部５１に嵌り込み、接点部４２と読取り端子５２が正しい位置に接触する位置を保証することが可能となる。

そして、カートリッジケース２として組み立てられた状態では、変位規制部３１が爪部２４の変位量を規制することで、前記ＨＣ１＜Ｄの関係が維持される。

次に、本発明の第３実施形態について図１０及び図１１を参照して説明する。図１０は同実施形態に係る液体カートリッジの一方のケース部の斜視説明図、図１１は同液体カートリッジを装着する装置本体側のカートリッジ装着部（カートリッジホルダ）の正面説明図である。

チップ保持部２２を有するケース部２Ａの底部側には、内部に収納している液体収容部に収容された液体の種類、例えばインクの色を識別する色識別リブ２５が装着方向に沿う方向に設けられている。また、色識別リブ２５が設けられた面には予め定めた色識別番号２６が設けられている。

また、チップ保持部２２を有するケース部２Ａの前面側には、この液体カートリッジ１を装着する装置本体の種類（機種）を示す機種識別形状部２７が設けられている。機種識別形状部２７は、機種に応じた形状の凹部で形成されている。

一方、装置本体のカートリッジホルダ５には、奥側の面（液体カートリッジ１の前面に対向する面）に、前述した読取り部５０が設けられているとともに、液体カートリッジ１の供給口部３に連結されるニードルなどの供給口５３が配置されている。

また、カートリッジホルダ５には、液体カートリッジ１の挿入方向に沿って、色に応じた位置に色識別リブ２５が嵌り込む色識別溝（凹部）５５が設けられている。液体カートリッジ１の装着位置が、当該液体カートリッジ１の色が正しい色であるときに、色識別溝５５に色識別リブ２５が嵌り込むことができる。

さらに、カートリッジホルダ５の奥側の面に、機種を示す機種識別形状部５７が設けられている。液体カートリッジ１を装着できる機種であるときに、機種識別形状部５７に機種識別形状部２７が嵌り込む。

なお、色識別リブと色識別溝（凹部)との関係、機種識別形状部の関係については、上述した液体カートリッジ１と装置本体のカートリッジホルダ５との間で、逆の関係にもできる。

このように構成したので、液体カートリッジ１のカートリッジケース２及びＩＤチップ４を製造する拠点と、液体収容部材内に液体（インク）を充填して組み立てを行う拠点が異なった場合でも、ＩＤチップ４に保持された機種及びインク色の情報と、ケース部２Ａの機種及びインク色毎の非互換形状は一致した状態で、拠点間で輸送されるため、インク充填後の組み立て工程でのＩＤチップ４とカートリッジケース２の取り付けミスを防止することができる。

ここで、カートリッジホルダ５の色識別溝５５を形成している色識別部材の一例について図１２を参照して説明する。図１２は同説明に供する色識別部材の斜視説明図である。

色識別部材６０Ａは、複数の異なる取り付け向きで取り付け可能なブロック体であり、ブロック体には液体カートリッジ１に設けられる非互換の色識別リブ２５を案内するスリットである色識別溝５５が交差して形成されている。これにより、取り付け向きを変えることで、色識別溝５５にて異なる液体カートリッジ１を案内可能となる。

また、色識別部材６０Ｂには液体カートリッジ１に設けられる非互換の色識別リブ２５を案内するスリットである色識別溝５５が両端面からの距離を異にした位置に形成されている。これにより、取り付け向きを変えることで、色識別溝５５にて異なる液体カートリッジ１を案内可能となる。

また、色識別部材６０Ａ，６０Ｂには、取り付け向きと色との関係を示す色識別番号５６が設けられている。

これにより、液体カートリッジの配列順序や色構成を容易に変更することができるようになる。

次に、本発明に係る画像形成装置の一例について図１３ないし図１５を参照して説明する。図１３は同画像形成装置の外観斜視説明図、図１４は同じく側面模式的説明図、図１５は同じく画像形成部の要部平面説明図である。

この画像形成装置は、シリアル型画像形成装置であり、装置本体１０１と、装置本体１０１の下側に配置した給紙装置１０２とを備えている。

装置本体１０１の内部には、図示しない両側板にガイド部材であるガイドロッド２０１及びガイドステー２０２が掛け渡されている。そして、これらのガイドロッド２０１及びガイドステー２０２にキャリッジ２０５が主走査方向に移動可能に保持されている。

キャリッジ２０５は、主走査モータ２０６によって、駆動プーリ２０７、従動プーリ２０８及びタイミングベルト２０９を介して主走査方向に往復移動される。

キャリッジ２０５には、インク液滴を吐出する複数の液体吐出ヘッド及びこの液体吐出ヘッドに液体を供給するヘッドタンクを一体にした記録ヘッド２１１ａ〜２１１ｅ（区別しないときは「記録ヘッド２１１」という。）を搭載している。なお、記録ヘッド２１１ａ、２１１ｂはヘッドホルダ２５１Ａに保持され、記録ヘッド２１１ｃ〜２１１ｅはヘッドホルダ２５１Ｂに保持されている。

ここで、記録ヘッド２１１ａと記録ヘッド２１１ｂ〜２１１ｅは主走査方向と直交する方向である副走査方向に１ヘッド分（１ノズル列分）位置をずらして配置されている。また、記録ヘッド２１１ａ〜２１１ｅはいずれも２列のノズル列を有している。そして、記録ヘッド２１１ａ、２１１ｂはいずれも同色である黒色の液滴を吐出し、記録ヘッド２１１ｃ〜２１１ｅはそれぞれマゼンタ（Ｍ），シアン（Ｃ），イエロー（Ｙ）の液滴を吐出する。

これにより、モノクロ画像については記録ヘッド２１１ａ、２１１ｂを使用して１スキャン（主走査）で２ヘッド分の幅で画像を形成でき、カラー画像については例えば記録ヘッド２１１ｂ〜２１１ｅを使用して形成することができる。なお、ヘッド構成はこれに限るものではなく、複数の記録ヘッドを主走査方向に全て並べて配置するものでもよい。

記録ヘッド２１１のヘッドタンクには、本発明に係る液体カートリッジとしてのインクカートリッジ２１０ｋ、２１０ｃ、２１０ｍ、２１０ｙ（区別しないときは「インクカートリッジ２１０」という。）から撓むことが可能な供給チューブ２１６を介して各色のインクが供給される。このとき、同じ色の液滴を吐出する２つの記録ヘッド２１１ａ、２１１ｂには１つのインクカートリッジ２１０ｋからインクが供給される。

インクカートリッジ２１０は、装置本体に配置された前記第３実施形態で説明したいカートリッジホルダ５と同様なカートリッジホルダ２５５に着脱可能（交換可能）に装着される。

一方、キャリッジ２０５の主走査領域のうち、記録領域では、給紙装置１０２からロール紙１２０が給送され、搬送手段２２１によってキャリッジ２０５の主走査方向と直交する方向（副走査方向）に間欠的に搬送される。

搬送手段２２１は、給紙装置１０２から給紙されるロール状媒体であるロール紙１２０を搬送する回転体である搬送ローラ２２３及び搬送ローラ２２３に対向配置した加圧ローラ２２４を有している。そして、複数の吸引穴が形成された搬送ガイド部材２２５と、搬送ガイド部材２２５の吸引穴から吸引を行う吸引手段としての吸引ファン２２６を有している。

この搬送手段２２１の下流側には、記録ヘッド２１１で画像が形成されたロール紙１２０を所定の長さで切断する切断手段としてのカッタ２２７が配置されている。

このカッタ２２７は、例えばワイヤ或いはタイミングベルト２２８に取り付けられている。タイミングベルト２２８を主走査方向に移動することで、カッタ２２７でロール紙１２０を所定の位置で切断する。

さらに、キャリッジ２０５の主走査方向の一方側には搬送ガイド部材２２５の側方に記録ヘッド２１１の維持回復を行う維持回復機構２３０が配置されている。また、主走査方向の他方側には搬送ガイド部材２２５の側方に記録ヘッド２１１から画像形成に寄与しない液滴を吐出する空吐出を行う空吐出受け２３４がそれぞれ配置されている。

維持回復機構２３０は、装置本体１０１のフレーム部材に保持された第１維持回復部２３１と、維持回復機構２３０のフレーム部材に副走査方向に往復移動可能に保持された第２維持回復部２３２とを有している。第２維持回復部２３２は記録ヘッド２１１ａの維持回復を行うときには図１５の位置にあり、記録ヘッド２１１ｂ〜２１１ｅの維持回復を行うときには第１維持回復部２３１と同じ副走査方向位置まで移動する。

この維持回復機構２３０は、例えば記録ヘッド２１１のノズル面（ノズルが形成された面）をキャッピングする保湿キャップを兼ねた吸引キャップ２４１及び保湿キャップ２４２を備えている。また、維持回復機構２３０は、ノズル面を払拭するワイパ部材２４３、画像形成に寄与しない液滴（空吐出滴）を受ける空吐出受け２４４などを備えている。

給紙装置１０２は、スプール軸受け台１１１を有している。スプール軸受け台１１１内部にはロール体１１２からロール紙１２０を繰り出し、ロール紙１２０を巻き戻す繰り出し機構が設けられている。

ロール体１１２は、芯部材である管１１４に長尺のロール状媒体であるシート（上記の「ロール紙」）１２０をロール状に巻き付けたものである。なお、ロール体１１２は管１１４及びロール紙１２０を合わせた部材の総称とする。

そして、スプール軸受け台１１１に装着したロール体１１２を回転させて、ロール紙１２０をガイド部材１３０に沿って下流側に送り出す。

スプール軸受け台１１１の送り出し方向下流側には、ロール体１１２から送り出されたロール紙１２０を湾曲させて上方に給送する搬送ローラ対１３１が配置されている。また、スプール軸受け台１１１と搬送ローラ対１３１の間には、ロール紙１２０の下面を案内するガイド部材１３０が配置されている。

搬送ローラ対１３１を回転駆動することで、ロール体１１２から繰り出されるロール紙１２０は、搬送ローラ対１３１で搬送され、搬送ローラ対１３１を経て、搬送手段２２１の搬送ローラ２２３と加圧ローラ２２４との間に送り込まれる。

このように構成したこの画像形成装置においては、給紙装置１０２から給送されるロール紙１２０を、搬送手段２２１によって間欠的に搬送する。そして、キャリッジ２０５を主走査方向に移動し、記録ヘッド２１１を画像情報（印字情報）に応じて駆動して液滴を吐出させることによって、停止しているロール紙１２０上に所要の画像が形成される。

画像形成後のロール紙１２０は、カッタ２２７で所定の位置でカットされ、装置本体１０１の正面側に配置された図示しない排紙トレイへ排出される。

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る。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する。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る。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。

また、画像形成装置には、特に限定しない限り、シリアル型画像形成装置及びライン型画像形成装置のいずれも含まれる。

１ 液体カートリッジ
２ カートリッジケース
２Ａ、２Ｂ ケース部
３ 供給口部
４ ＩＤチップ（情報記憶素子）
５ カートリッジホルダ
２２ チップ保持部
２３ チップ取り付け溝部
２４ チップ保持爪部
３１ 変位規制部
２０５ キャリッジ
２１０ インクカートリッジ（液体カートリッジ、メインタンク）
２１１、２１１ａ〜２１１ｅ 記録ヘッド（液体吐出ヘッド）

Claims (7)

1. 画像形成装置の装置本体に着脱可能に装着される液体カートリッジであって、
   装置本体に装着するときの装着方向の面を前面とするとき、前記前面を形成する少なくとも２つに分かれるケース部で構成されるカートリッジケースと、
   前記カートリッジケースの前面に保持される情報記憶素子と、を備え、
   前記２つに分かれる一方の前記ケース部に、前記情報記憶素子を保持する保持部を有し、
   前記保持部は、前記情報記憶素子を受ける溝部と、前記溝部との間で前記情報記憶素子を保持する変位可能な爪部と、を備え、
   前記情報記憶素子が前記装着方向に交差する平面上を移動できるように、一方の前記ケース部のみで前記情報記憶素子を保持する
   ことを特徴とする液体カートリッジ。
2. 前記爪部と前記溝部との距離は、前記情報記憶素子の高さよりも大きい
   ことを特徴とする請求項１に記載の液体カートリッジ。
3. ２つの前記ケース部を嵌合させた状態でも、前記情報記憶素子は前記装着方向に交差する平面上を移動可能である
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の液体カートリッジ。
4. 他方の前記ケース部には、一方の前記ケース部の前記爪部の変位を規制する規制部が設けられていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の液体カートリッジ。
5. 前記保持部を有する一方の前記ケース部に、収容している液体の種類を識別する識別リブ又は識別溝部が設けられていることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の液体カートリッジ。
6. 前記保持部を有する一方の前記ケース部に、装着する前記画像形成装置本体の種類を識別する識別形状部が設けられている
   ことを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の液体カートリッジ。
7. 請求項１ないし６のいずれかに記載の液体カートリッジを備えていることを特徴とする画像形成装置。

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