JP2010000671A - インクカートリッジ及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】プリンタからインクカートリッジを取り外す際に、プリンタ周辺、及びユーザの手を汚すことなく取り外せるようにする。
【解決手段】インクを貯留するインク貯留手段と、インク貯留手段に貯留するインクを排出する排出手段と、排出手段の外部との接触を保護する保護手段とを備え、保護手段は、軸にして９０度回転するための支点を有し、一端を押されることによって９０度回転して排出手段の外部との接触を可能にし、９０度回転した状態でさらに保護手段を押し込むことによってカートリッジ内に水平に収容され、排出手段よりも外側に突出した状態で停止して排出手段から垂れるインクの受け皿となることを特徴とする。
【選択図】図４

Description

本発明は、インクカートリッジ交換の際に、インクがこぼれたり、カートリッジに触れて手が汚れたりすることを防止するインクカートリッジ及び画像形成装置に関する。

図１０は、従来のインクカートリッジを示す図である。ヘッドにインクカートリッジを装着しないインクジェットプリンタでは、サブタンクにチューブを介してインクを供給するために、図のようなインクカートリッジ１０１を装着する。

インクカートリッジ１０１は、ブラック、シアン、マゼンタ、イエローなどのインクが入った袋１０２と、プリンタにインクを供給するためのインク供給口１０３及び、カートリッジ情報をプリンタが認識するための記録チップ１０４から構成される。

インク供給口１０３は、プリンタに装着する際に、プリンタ側に備えられた受け針によって穴が空けられ、プリンタ側へインクを供給することが可能となる。記録チップ１０４には、インク色情報、残インク量などの情報が保持されており、インクが空になった場合にプリンタ側に備えられた電極などによってインクの空情報が読み書きされる。

プリンタに装着された従来インクカートリッジは、ユーザが交換する際などにインク供給針に付着したインクがインク供給口に移ることがあり、インク供給口からインクカートリッジの装着部に垂れてしまっていた。このようにインクが垂れてしまうと、新たに装着した別のインクカートリッジにもインクが付着してしまうという問題があった。

そこで、この問題を解決する方法として、カートリッジのインク供給口より下方に、インク滴受け板を設置する技術が知られている。

例えば、特許文献１では、インクカートリッジをプリンタより取り外される際に、プリンタ内にインク滴が垂れ落ちるのを低減するために、インクカートリッジのインク供給口の下部に、突起板を設け、インクが垂れたとしても該突起板にてインク垂れを受けるようにする技術が開示されている。
特開２００７−２６８７９２号公報

しかしながら、特許文献１における発明においては、インク供給口下方に突出部を設けることによって、インクがプリンタ内に垂れることを防止しているが、インク交換時にユーザが突出部に触れてしまった場合などには、ユーザの手が汚れてしまうといった問題がある。

本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、プリンタからインクカートリッジを取り外す際に、プリンタ周辺、及びユーザの手を汚すことなく取り外せるようにすることを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明におけるインクカートリッジは、インクを貯留するインク貯留手段と、インク貯留手段に貯留するインクを排出する排出手段と、排出手段の外部との接触を保護する保護手段とを備え、保護手段は、軸にして９０度回転するための支点を有し、一端を押されることによって９０度回転して排出手段の外部との接触を可能にし、９０度回転した状態でさらに保護手段を押し込むことによってカートリッジ内に水平に収容され、排出手段よりも外側に突出した状態で停止して排出手段から垂れるインクの受け皿となることを特徴とする。

保護手段は、インク垂れを受ける面にインクを吸収するための吸収手段を有することを特徴とする。

インク貯留手段に貯留されているインクの色によって、支点の位置が異なることを特徴とする。

保護手段は、支点の側部にカートリッジ外側方向へ作用する弾性体を有し、保護手段がカートリッジ内側へ押し込まれない場合には、支点をカートリッジ外側方向へ押し出し、排出手段の外部との接触を保護することを特徴とする。

また、本発明における画像形成装置は、上記のインクカートリッジにおける保護手段の前記一端を押し、前記保護手段を９０度回転させる押し当て手段を有することを特徴とする。

本発明により、プリンタ装着時にはインク垂れ用の受け皿の役割をするカバーが、プリンタに装着していないときには該カバーがインク供給口を覆うように保護するため、インク垂れ受け部にユーザの手が触れるのを防ぐことが可能である。

図１及び２は、インクジェット記録装置における全体構成を示す図である。これらを用いて、インクジェット記録装置の内部構成について詳細に説明する。

フレーム２１は、左右の側板２１Ａ、２１Ｂ、及び後板２１Ｃとで構成されており、２１Ａ及び２１Ｂに横架したガイド部材であるガイドロッド３１とステー３２とでキャリッジ３３を保持している。また、図示しない主走査モータによってタイミングベルトを介して主走査方向（矢印方向）に摺動自在に移動走査する。

キャリッジ３３は、イエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、ブラック（Ｂｋ）の各色のインク滴を吐出する４個の液滴吐出ヘッドからなる記録ヘッド３４を有し、複数のインク吐出口を主走査方向と交叉する方向に配列し、インク滴吐出方向を下方に向けて装着している。

インク吐出口は、全てを同時に駆動させる以外に、時間的に分割して駆動させてもよい。全インク吐出口を同時に駆動させると、各インク吐出口間のクロストークの影響による記録品位の低下や、一時的に大電流が必要になるため、電源の大容量化などの不利益が生じる場合があるが、時分割駆動することでこれらの不利益を避けることが可能である。

記録ヘッド３４を構成するインクジェットヘッドとしては、圧電素子などの圧電アクチュエータ、発熱抵抗体などの電気熱変換素子を用いて液体の膜沸騰による相変化を利用するサーマルアクチュエータ、温度変化による金属相変化を用いる形状記憶合金アクチュエータ、静電力を用いる静電アクチュエータなどを、液滴を吐出するための圧力を発生する圧力発生手段として備えたものなどを使用可能である。

この記録ヘッド３４にはドライバＩＣを搭載し、図示しない制御部との間でハーネス（フレキシブルプリントケーブル）２２を介して接続される。

また、キャリッジ３３は、記録ヘッド３４に各色のインクを供給するための各色のサブタンク３５を搭載している。サブタンク３５は、各色に対して備えられ、インク供給チューブ３６を介して、カートリッジ装填部４に装着された各色のインクカートリッジ１０から各色のインクが補充供給される。なお、このカートリッジ装填部４にはインクカートリッジ１０内のインクを送液するための供給ポンプユニットが設けられており、また、インク供給チューブ３６は、絡まることのないように這い回しの途中で後板２１Ｃに備えられた係止部材２５にて固定されている。

一方、給紙トレイ２は、圧板から成る用紙積載部４１上に用紙４２が積載される。用紙積載部４１から用紙４２を１枚ずつ分離供給するために、半月状の給紙コロ４３及びそれに対向して備えられた摩擦係数の大きな材質からなる分離パッド４４が備えられる。

この給紙部から給紙された用紙４２を記録ヘッド３４の下方側に送り込むために、用紙４２を案内するガイド部材４５と、カウンタローラ４６と、搬送ガイド部材４７と、先端加圧コロ４９を有する押さえ部材４８とを備えるとともに、給送された用紙４２を静電吸着して記録ヘッド３４に対向する位置で搬送するための搬送手段である搬送ベルト５１とを備えている。

この搬送ベルト５１は、無端状ベルトであり、搬送ローラ５２とテンションローラ５３との間に掛け渡されて、図示しない副走査モータによって搬送ローラ５２が回転駆動され、ベルト搬送方向（副走査方向）に周回するように構成される。この搬送ベルト５１は、例えば、抵抗制御を行っていない純粋な厚さ４０μｍ程度の樹脂材、例えば、ＥＴＦＥピュア材で形成した用紙吸着面となる表層と、この表層と同材質でカーボンによる抵抗制御を行った裏層（中抵抗層、アース層）とを有している。

搬送ベルト５１の下部には、表面を帯電させるための帯電ローラ５６を備えている。帯電ローラ５６は、搬送ベルト５１の表層に接触し、搬送ベルト５１の回動に従動して回転するように配置され、加圧力として軸の両端に所定の押圧力をかけている。なお、搬送ローラ５２はアースローラの役目も担っており、搬送ベルト５１の中抵抗層と接触配置される。

また、搬送ベルト５１の裏側には、記録ヘッド３４による印写領域に対応するガイド部材５７を配置している。ガイド部材５７は、上面が搬送ベルト５１を支持する２つのローラ（搬送ローラ５２とテンションローラ５３）の接線よりも記録ヘッド３４側に突出しており、これにより搬送ベルト５１の平面性を高精度に維持している。

さらに、記録ヘッド３４で記録された用紙４２を排紙するため、搬送ベルト５１から用紙４２を分離するための分離爪６１と、排紙ローラ６２及び排紙コロ６３とを備え、排紙ローラ６２の下方に排紙トレイ３を備えている。ここで、排紙ローラ６２と排紙コロ６３との間から排紙トレイ３までの高さは排紙トレイ３にストックできる量を多くするためにある程度高く構成される。

また、装置本体１の背面部には両面ユニット７１が着脱自在に装着される。この両面ユニット７１は、搬送ベルト５１の逆方向回転で戻される用紙４２を取り込んで反転させて再度カウンタローラ４６と搬送ベルト５１との間に給紙する。また、この両面ユニット７１の上面には用紙を手差しで供給するための手差しトレイ７２が備えられる。

さらに、キャリッジ３３の主走査方向一方側の非印字領域には、記録ヘッド３４のノズルの状態を維持し、回復するための回復手段を含む維持回復機構８１が配置される。この維持回復機構８１には、記録ヘッド３４の各ノズル面をキャッピングするための各キャップ部材８２ａ〜８２ｄ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８３と、増粘した記録液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の液滴を受ける空吐出受け８４などを備えている。ここでは、キャップ８２ａを吸引及び保湿用キャップとし、他のキャップ８２ｂ〜８２ｄは保湿用キャップとしている。

維持回復機構８１による維持回復動作で生じる記録液の廃液、キャップ８２に排出されたインク、あるいはワイパーブレード８３に付着してワイパークリーナで除去されたインク、空吐出受け８４に空吐出されたインクは、図示しない廃液タンクに排出されて収容される。

また、キャリッジ３３の主走査方向他方側の非印字領域には、記録中などに増粘した記録液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の液滴を受ける空吐出受け８８を備える。空吐出受け８８は、記録ヘッド３４のノズル列方向に沿った開口８９などを備える。

装置本体１の内部後方側には、ホストとの間でデータを送受信するためのＵＳＢなどの通信回路部（インタフェース）と、インクジェット記録装置全体の制御を行う制御部を構成する制御回路基板が設けられる。

給紙された用紙４２はガイド４５で案内され、搬送ベルト５１とカウンタローラ４６との間に挟まれて搬送され、更に先端を搬送ガイド４７で案内されて先端加圧コロ４９で搬送ベルト５１に押し付けられ、９０°搬送方向を転換される。

このとき、図示しない制御回路によってＡＣバイアス供給部から帯電ローラ５６に対してプラス出力とマイナス出力とが交互に繰り返すように、交番する電圧が印加され、搬送ベルト５１が交番する帯電電圧パターン、すなわち、周回方向である副走査方向に、プラスとマイナスが所定の幅で帯状に交互に帯電されたものとなる。このプラス、マイナスで交互に帯電した搬送ベルト５１上に用紙４２が給送されると、用紙４２が搬送ベルト５１に吸着され、搬送ベルト５１の周回移動によって用紙４２が副走査方向に搬送される。

そこで、キャリッジ３３を移動させながら画像信号に応じて記録ヘッド３４を駆動することにより、停止している用紙４２にインク滴を吐出して１行分を記録し、用紙４２を所定量搬送後、次の行の記録を行う。記録終了信号、又は用紙４２の後端が記録領域に到達した信号を受けることにより、記録動作を終了して、用紙４２を排紙トレイ３に排紙する。

また、印字（記録）待機中にはキャリッジ３３は維持回復機構８１側に移動し、キャップ８２で記録ヘッド３４がキャッピングされて、ノズルを湿潤状態に保ち、インク乾燥による吐出不良を防止する。このとき、キャップ８２で記録ヘッド３４をキャッピングした状態で図示しない吸引ポンプによってノズルから記録液を吸引し（「ノズル吸引」又は「ヘッド吸引」という）、増粘した記録液や気泡を排出する回復動作が行われる。また、記録開始前、記録途中などに記録と関係しないインクを吐出する空吐出動作が行われ、記録ヘッド３４の安定した吐出性能が維持される。

図３は、本発明の実施形態におけるインクカートリッジを示す図である。本実施形態におけるインクカートリッジは、インク供給口１０３、記録チップ１０４、及びそれらを保護するためのカバー１０５、１０６とを有する。

図３は、カバー１０５及び１０６がインク供給口１０３及び記録チップ１０４を保護するために閉じられた状態を示している。カバー１０５及び１０６は、インク供給口１０３、及び記録チップ１０４を保護すると共に、インクカートリッジがプリンタに装着された際には、カバーの一端がインクカートリッジ内部に収容され、インク供給口より外部に突き出した他方がインク供給口付近から垂れたインクを受ける受け皿として機能する。そのため、カバーのサイド部が高くなるよう構成される。また、プリンタ側にはカバー１０５及び１０６を開くための押し当て部が備えられており、プリンタ装着時に該押し当て部にカバー１０５及び１０６の一端が押されることによって開き、インク供給口１０３、及び記録チップ１０４が外部と接触できるようになる。

本実施形態では、カバー１０５及び１０６を独立して設け、２つのカバーを備えてインク供給口１０３及び記録チップ１０４とをそれぞれの専用カバーによって保護しているが、1枚のカバーによってインク供給口１０３及び記録チップ１０４を共に保護しても良い。1枚のカバーでインク供給口１０３及び記録チップ１０４を両方保護する場合には、インク垂れの受け皿としてカバーが機能するように、カバーをインク供給口下部に収容可能なように備えつける必要がある。

図４は、本発明の実施形態におけるインクカートリッジのインク供給口１０３、及び記録チップ１０４を保護するカバー１０５、１０６が開いた状態を示す図である。カバー１０５は、記録チップ１０４よりプリンタセット時における上端を押すことにより９０度回転して水平になり記録チップ１０４が外部と接触可能な状態となる。また、プリンタセット時における下方に備えられたカバー１０６は、インク供給口１０３より下端を押すことにより９０度回転して水平になりインク供給口１０３が外部と接触可能な状態となる。また、カバー１０５及び１０６は、インクカートリッジ内部に収容可能に構成されており、９０度回転した状態で押し込むことによって収容される。その際、下方に備えられるカバー１０６は、インク供給口１０３よりも突き出した状態で停止し、インクが垂れた場合の受け皿としての機能を果たす。また、カバー１０６上に垂れたインクを効果的に吸い込むために、インクが垂れ落ちる側には、綿などの吸収体１１７を備える。

図５は、プリンタのインクカートリッジ装着場所を示す図である。一般的に、サブタンクを持つプリンタでは、インクジェットヘッドに直接インクカートリッジ１０１を取り付けるのではなく、カートリッジ装着場所を別途設けている。多くの場合、図に示すようにプリンタの操作を行う操作パネル１０７の下などのスペース空間に、カートリッジ装着場所とカバー１０８とを備え、インクカートリッジが並べてセットされる。

図６は、本発明の実施形態に係るプリンタのインクカートリッジ装着部におけるインクカートリッジの受け部の構造を示す図である。本実施形態によるインクカートリッジ受け部は、針１０９、電極１１２、押し当て部材１１０、１１１が備えられる。該受け部にインクカートリッジが装着されると、押し当て部材にインクカートリッジに備えられたカバーの一端が押されてカバーが開くことによりインクを供給することが可能となる。

針１０９は、インクカートリッジがセットされた際にインク供給口が接することになり、装着と同時に供給口に穴を開け、カートリッジからプリンタへインクの供給が可能となる。

押し当て部材は、インクカートリッジのカバーに対応して備えられ、インク供給口と記録チップのカバーがそれぞれ独立して２個備えられる場合には、押し当て部材も２箇所必要となる。もし、インクカートリッジの記録チップとインク供給口をカバー１つで保護するよう構成されているならば、押し当て部材は一つ有ればよい。カバー１つで構成する場合には、インク垂れを防止するためにプリンタセット時にインク供給口下方にてカバーを受け皿とする必要があるため、押し当て部材も下方に備える必要が有る。

図７〜９は、本発明の実施形態におけるインクカートリッジ装着時の模式図を示す。それぞれ、図７は装着直前を、図８は装着中、図９は装着後のカバーの動きを示す図である。

プリンタのインクカートリッジ装着部には、インクカートリッジのカバーを開ける為の押し当て部材１１０、１１１と、記録チップの読み書きを行なうための電極１１２と、インクを吸引するための受け針１０９を有する。

一方、インクカートリッジ１０１は、インク供給口１０３と記録チップ１０４を有しており、それらを保護するカバー１０５、１０６を備える。カバー１０５は、軸にして回転するための支点１１５を有する。また、支点ガイド１１３が設けられ、カバーに固定された支点は、ガイドに沿ってプリンタセット時の水平方向へ動くよう構成され、水平に９０度回転したカバーを押し付けることによってカートリッジ内部へ水平に収容可能となっている。支点１１５の側部には、支点１１５をカートリッジ外部へ押し出す方向に作用するバネ１１４が備えられ、力が加わっていないときにはカバーが閉じるように力が働く。カバー１０６も同様に構成されており、支点ガイド１１６、バネ１１７、支点１１８を有する。

図８は、押し当て部によってカバーが押された瞬間を示している。カバー１０５は、支点１１５の上方を押し当て部材１１１によって押されることにより、支点を中心にプリンタにセットしたときに水平になるように９０度回転する。一方、カバー１０６は、支点１１８の下方を押し当て部材１１０に押されることにより９０度回転する。押し当て部材によりカバーが水平にされた状態でそのままカートリッジを挿入していくと、カバーの先端は、カートリッジ装着部の壁に突き当たることになり、さらに押し込むことによってカバーはカートリッジ内部へ収容される。

図９は、さらにインクカートリッジを押し込みプリンタに装着した状態を示す図である。プリンタ装着部の壁に押されたカバーは、支点によってバネを縮めながらカートリッジ内に収容される。このとき、支点はガイドによって支持され、水平方向にしか動かず、ガイド内部から外れることは無いため、カバーも外れることはない。また、バネもガイド内部で動作するため、水平方向の動きのみ可能となり、バネが外れることはない。最後まで押し込んだ状態では、カートリッジ下部に備えられるカバー１０６はプリンタ側の壁と接触しておりインク供給口などから垂れるインクを受けることができる。

また、押し当て部材や支点、カバーの高さ位置を各色で換えることによって、インクカートリッジの種類を容易に判別することが可能となり、色違いの誤書き込みを防止することが可能である。

本実施形態では、カバーを２つ備え、それぞれが独立して記録チップとインク供給口を保護する場合について説明したが、一つのカバーで両方を保護する場合には、支点、支点の動くガイド、バネ、バネのガイド、押し当て部材はインク供給口から垂れたインクを受けられるようインク供給口より下方に一つずつ備えればよい。

以上、本発明の好適な実施の形態により本発明を説明した。ここでは特定の具体例を示して本発明を説明したが、特許請求の範囲に定義された本発明の広範囲な趣旨および範囲から逸脱することなく、これら具体例に様々な修正および変更が可能である。

本発明の実施形態に係るインクジェットプリンタの構成図である。 本発明の実施形態に係るインクジェットプリンタの構成図である。 本発明の実施形態に係るインクジェットカートリッジの構成図である。 本発明の実施形態に係るインクジェットカートリッジの構成図である。 インクカートリッジのプリンタへの装着例を示す図である。 本発明の実施形態に係るプリンタにおけるインクカートリッジの受け部の構造を示す図である。 本発明の実施形態におけるインクカートリッジ装着時における装着直前の模式図である。 本発明の実施形態におけるインクカートリッジ装着時における装着中の模式図である。 本発明の実施形態におけるインクカートリッジ装着時における装着後の模式図である。 従来のインクカートリッジを示す図である。

符号の説明

１０１ インクカートリッジ
１０２ インク貯留部
１０３ インク供給口
１０４ 記録チップ
１０５ カバー
１０６ カバー

Claims (5)

1. インクを貯留するインク貯留手段と、
   前記インク貯留手段に貯留するインクを排出する排出手段と、
   前記排出手段の外部との接触を保護する保護手段とを備え、
   前記保護手段は、軸にして９０度回転するための支点を有し、一端を押されることによって９０度回転して前記排出手段の外部との接触を可能にし、９０度回転した状態でさらに前記保護手段を押し込むことによってカートリッジ内に水平に収容され、前記排出手段よりも外側に突出した状態で停止して前記排出手段から垂れるインクの受け皿となることを特徴とするインクカートリッジ。
2. 前記保護手段は、インク垂れを受ける面にインクを吸収するための吸収手段を有することを特徴とする請求項１記載のインクカートリッジ。
3. 前記インク貯留手段に貯留されているインクの色によって、前記支点の位置が異なることを特徴とする請求項１又は２記載のインクカートリッジ。
4. 前記保護手段は、前記支点の側部にカートリッジ外側方向へ作用する弾性体を有し、
   前記保護手段がカートリッジ内側へ押し込まれない場合には、前記支点をカートリッジ外側方向へ押し出し、前記排出手段の外部との接触を保護することを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載のインクカートリッジ。
5. 請求項１から４のいずれか１項に記載のインクカートリッジにおける保護手段の前記一端を押し、前記保護手段を９０度回転させる押し当て手段を有することを特徴とする画像形成装置。

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