JP2012206371A - 流体カートリッジ - Google Patents

Abstract

【課題】印刷流体カートリッジに設けられた電気的インターフェースを用いて印刷流体カートリッジの種別を判定可能とする手段を提供する。
【解決手段】インクカートリッジ３０は、インクが貯留可能なインク室３６を有する本体３１と、前壁４０に設けられており、インク室３６から外部にインクを流出可能なインク供給部４３と、カートリッジ装着部１１０に装着される途中において、接点１３１，１３２，１３３に接触可能なＩＣ基板８０と、を具備する。ＩＣ基板８０のＨＯＴ電極８２及びＧＮＤ電極８４のパターンが奥行き方向５３において異なる。
【選択図】図２

Description

本発明は、流体が貯留される流体カートリッジに関する。

従来、インクを用いて記録用紙（被記録媒体）に画像を記録するインクジェット記録装置が広く知られている。インクジェット記録装置は、インクジェット方式の記録ヘッドを備える。記録ヘッドは、インクカートリッジから供給されたインクを記録用紙へ向けてノズルから選択的に噴出する。インクカートリッジは、インクジェット記録装置に着脱可能に設けられる。

上記インクカートリッジには、シアン、マゼンタ、イエロー、ブラックのようないずれか一色を有するインクが貯留されている。また、顔料系のインクや染料系のインクなど、インクの特性が異なるものが貯留されていることもある。インクの混色や固化などを防止する観点から、ユーザにより取り付けられるインクカートリッジが、何色のインクを貯留するものであるか、或いは、どのような特性を有するインクを貯留するものであるかを、インクジェット記録装置が判別できることが望まれる。この判別をするための構成の一つとして、ＩＣチップのように、インク色などの情報を記憶可能な記憶手段を備えたインクカートリッジが公知である（特許文献１，２）。

特開平０９−３９２６５号公報 特開２３００３−５４００３号公報

しかしながら、インクカートリッジの輸送や保管、ユーザによる取り扱いに際して、記憶手段に記憶された情報が消失することが想定される。そのような場合に、記憶手段から情報を読み出せないことをもって、インクカートリッジが全く使用できなくすることは望ましくない。一方、インクの混色や固化などインクジェット記録装置に及ぼす重大な影響を考慮すると、仮に記憶手段から情報が読み出せないとしても、少なくともインクカートリッジの種別に対して判定することが望ましいものもある。

本発明は、前述された事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、印刷流体カートリッジに設けられた電気的インターフェースを用いて印刷流体カートリッジの種別を判定可能とする手段を提供することにある。

本発明は、カートリッジ装着部に装着される途中において、接点と導通する電極を備えた印刷流体カートリッジに関する。印刷流体カートリッジは、前面及び当該前面から離れて配置される後面を有し、内部に設けられた部屋に印刷流体を貯留可能な本体と、上記前面に設けられており、上記部屋から上記本体の外部に印刷流体を流出可能な印刷流体供給部と、上記カートリッジ装着部に装着される途中において、上記接点に接触可能な電気的インターフェースと、を具備する。上記電気的インターフェースの電極パターンが前後方向において異なる。

電気的インターフェースの電極パターンが異なるので、印刷流体カートリッジがカートリッジ装着部に装着される途中の前後方向の位置によって、電気的インタフェースと接点との導通状態が変化する。この導通状態の変化に基づいて、印刷流体カートリッジの種別を判定することができる。

本発明は、カートリッジ装着部に装着される途中において、接点と導通する電極を備えた印刷流体カートリッジを備えた記録装置であって、上記印刷流体カートリッジは、前面及び当該前面から離れて配置される後面を有し、内部に設けられた部屋に印刷流体を貯留可能な本体と、上記前面に設けられており、上記部屋から上記本体の外部に印刷流体を流出可能な印刷流体供給部と、上記カートリッジ装着部に装着される途中において、上記接点に接触可能な電気的インターフェースと、を具備し、上記電気的インターフェースの電極パターンが前後方向において異なるものであり、上記カートリッジ装着部は、上記電気的インターフェースと上記接点との導通により発生する信号に基づいて、上記流体カートリッジの種別を判定する判定手段を具備するものである記録装置として捉えられてもよい。

本発明によれば、電気的インターフェースの電極パターンが前後方向において異なるので、この電極パターンと接点との導通状態によって、印刷流体カートリッジの種別を判定することができる。

図１は、本発明の一実施形態としてのカートリッジ装着部１１０を備えたプリンタ１０の内部構造を模式的に示す模式断面図である。 図２は、本発明の実施形態のインクカートリッジ３０の外観構成を示す斜視図である。 図３は、本発明の実施形態のインクカートリッジ３０の内部構成を示す断面図である。 図４は、本発明の実施形態のＩＣ基板８０及び接点１３１，１３２，１３３を示す模式図である。 図５は、本発明の一実施形態としてのカートリッジ装着部１１０の構成を示す断面図である。 図６は、本発明の実施形態のインクカートリッジ３０がカートリッジ装着部１１０に装着された状態を示すインクカートリッジ３０及びカートリッジ装着部１１０の断面図である。 図７は、出力Ａ及び出力Ｂの波形を示す図である。

以下、適宜図面を参照して本発明の実施形態について説明する。なお、以下に説明される実施形態は本発明が具体化された一例にすぎず、本発明の要旨を変更しない範囲で実施形態を適宜変更できることは言うまでもない。

［プリンタ１０の概要］
図１に示されるように、プリンタ１０は、インクジェット記録方式に基づいて、記録用紙に対してインク滴を選択的に吐出することにより画像を記録するものである。プリンタ１０は、インク供給装置１００を備えている。インク供給装置１００には、カートリッジ装着部１１０が設けられている。カートリッジ装着部１１０には、インクカートリッジ３０が装着され得る。カートリッジ装着部１１０には、その一面が外部に開放された開口１１２が設けられている。インクカートリッジ３０は、開口１１２を介してカートリッジ装着部１１０に挿入され、或いはカートリッジ装着部１１０から抜き出される。インクカートリッジ３０が印刷流体カートリッジに相当する。プリンタ１０が記録装置に相当する。

インクカートリッジ３０には、プリンタ１０で使用可能なインクが貯留されている。インクカートリッジ３０がカートリッジ装着部１１０に装着された状態において、インクカートリッジ３０と記録ヘッド２１とがインクチューブ２０で接続される。記録ヘッド２１にはサブタンク２８が設けられている。サブタンク２８は、インクチューブ２０を通じて供給されるインクを一時的に貯留する。記録ヘッド２１は、インクジェット記録方式によって、サブタンク２８から供給されたインクをノズル２９から選択的に吐出する。

給紙トレイ１５から給紙ローラ２３によって搬送路２４へ送給された記録用紙は、搬送ローラ対２５によってプラテン２６上へ搬送される。記録ヘッド２１は、プラテン２６上を通過する記録用紙に対してインクを選択的に吐出する。これにより、画像が記録用紙に記録される。プラテン２６を通過した記録用紙は、排出ローラ対２２によって、搬送路２４の最下流側に設けられた排紙トレイ１６に排出される。

なお、本実施形態に係るプリンタ１０の概略構成は一例に過ぎず、例えば、記録用紙の給紙方式や搬送方式、搬送路の形状などは、公知のインクジェットプリンタにおける他の構成が採用されてもよいことは言うまでもない。

［インク供給装置１００］
図１に示されるように、インク供給装置１００は、プリンタ１０に設けられている。インク供給装置１００は、プリンタ１０が備える記録ヘッド２１へインクを供給するものである。インク供給装置１００は、インクカートリッジ３０を装着可能なカートリッジ装着部１１０を備えている。なお、図１においては、カートリッジ装着部１１０にインクカートリッジ３０が装着された状態が示されている。

［インクカートリッジ３０］
図２，３に示されるように、インクカートリッジ３０はインクが貯留される容器である。インクカートリッジ３０の内部に形成されている空間がインクを貯留するインク室３６である。インク室３６が部屋に相当する。インク室３６は、本体３１により区画されている空間であるが、本体３１とは別の部材によってインク室３６が区画されていてもよい。

インクカートリッジ３０は、図２に示された起立状態、つまり、同図の下側の面を底面とし、同図の上側の面を上面として、カートリッジ装着部１１０に対して矢印５０（図６参照）で示される方向（以下「挿入及び取出方向５０」と称する。）に沿って挿抜される。すなわち、インクカートリッジ３０は、挿入向き５６（図６参照）に沿ってカートリッジ装着部１１０に挿入され、また、取出向き５５（図６参照）に沿ってカートリッジ装着部１１０から抜き出される。インクカートリッジ３０は、起立状態のままカートリッジ装着部１１０に挿抜される。インクカートリッジ３０がカートリッジ装着部１１０に装着される向きが挿入向き５６であり、抜き出される向きが取出向き５５である。起立状態における高さ方向５２が、重力方向に相当する。

本体３１の外形は、略直方体形状である。本体３１は、幅方向（左右方向）５１に細く、高さ方向（上下方向）５２と奥行き方向（前後方向）５３が幅方向５１よりも大きい扁平形状である。インクカートリッジ３０がカートリッジ装着部１１０へ装着されるときに前方側となる本体３１の壁が前壁４０であり、後方側となる本体３１の壁が後壁４２である。前壁４０と後壁４２とは、奥行き方向５３において対向している。前壁４０及び後壁４２は、前壁４０及び後壁４２とを接続し、かつ前壁４０の上端から後壁４２の上端に向けて延びる上壁３９、及び前壁４０の下端から後壁４２の下端に向けて延びる下壁４１、の４つの壁によりそれぞれ区画されている。また、上壁３９、前壁４０、下壁４１及び後壁４２は、幅方向５１に離れて位置される一対の側壁３７，３８により接続されている。なお、挿入及び取出方向５０は奥行き方向５３と平行である。前壁４０は前面に相当し、後壁４２は後面に相当する。

本体３１の前壁４０における高さ方向５２の中央より下側に、インク供給部４３が設けられている。インク供給部４３は、円筒形状の外形をなしており、前壁４０から挿入及び取出方向５０に沿って外側へ突出している。インク供給部４３の突出端にはインク供給口７１が形成されている。このインク供給口７１からインク供給部４３の内部空間を通じて、挿入及び取出方向５０に延びて第１部屋８１へ通ずるインク流路７２が形成されている。インク供給口７１は、インク供給バルブ７０によって開閉可能に構成されている。インクカートリッジ３０がカートリッジ装着部１１０に装着されると、カートリッジ装着部１１０に設けられたインクニードル１２２（図５参照）が、インク供給口７１に挿入されてインク供給バルブ７０を開く。これにより、インク流路７２を通ってインク室３６から、カートリッジ装着部１１０に設けられたインクニードル１２２へインクが流出される。インク供給部４３が印刷流体供給部に相当する。

なお、インク供給口７１は、必ずしもインク供給バルブ７０によって開閉可能な構成に限定されず、例えば、インク供給口７１がフィルムやゴム栓などで閉塞されており、インクカートリッジ３０がカートリッジ装着部１１０に装着されると、インクニードル１２２がフィルムを突き破ることによりインク供給口７１が開かれる構成であってもよい。

本体３１の上壁３９には、ＩＣ基板８０が設けられている。ＩＣ基板８０は、インクカートリッジ３０がカートリッジ装着部１１０に装着される途中において接点１３１，１３２，１３３（図５参照）と導通し、かつインクカートリッジ３０がカートリッジ装着部１１０に装着された状態においても接点１３１，１３２，１３３と導通する。ＩＣ基板８０が電気的インターフェースに相当する。

ＩＣ基板８０には、ＩＣ８１、ＨＯＴ電極８２、ＧＮＤ電極８３及びシグナル電極８４が搭載されている。ＩＣ８１は、所謂半導体集積回路であり、インクカートリッジ３０に関する情報、例えば、ロット番号や製造年月日、インク色などの情報を示すデータが読み出し可能に格納されている。ＩＣ８１が記憶手段に相当する。

ＨＯＴ電極８２、ＧＮＤ電極８３及びシグナル電極８４はＩＣ８１と電気的に接続されている。ＨＯＴ電極８２、ＧＮＤ電極８３及びシグナル電極８４は、それぞれが奥行き方向（前後方向）５３に沿って延出されており、幅方向５１に離間されて配置されている。ＨＯＴ電極８２が第１電極に相当し、ＧＮＤ電極８３が第２電極に相当し、シグナル電極８４が第３電極に相当する。

ＨＯＴ電極８２及びＧＮＤ電極８３のパターンは、奥行き方向５３において異なる。ＨＯＴ電極８２は、奥行き方向５３においてシグナル電極８４の挿入向き５６の前端より前側まで延びている。また、ＨＯＴ電極８２は、奥行き方向５３においてシグナル電極８４の挿入向き５６の前端より前側において導通を遮断する絶縁部８５が設けられている。一方、ＧＮＤ電極８３は、奥行き方向５３においてシグナル電極８４の挿入向き５６の前端より前側まで延びている。また、ＧＮＤ電極８３は、奥行き方向５３においてシグナル電極８４の挿入向き５６の前端より前側において導通を遮断する箇所がなく連続している。つまり、絶縁部８５の有無により、ＨＯＴ電極８２とＧＮＤ電極８３のパターンが異なる。シグナル電極８４は、奥行き方向５３に延びており、挿入向き５６の前端が、ＨＯＴ電極８２の絶縁部８５より後側にある。

［カートリッジ装着部１１０］
図５に示されるように、カートリッジ装着部１１０の筐体としてのケース１０１は、プリンタ１０の正面側に開口１１２を有する箱形状である。開口１１２を通じてケース１０１へインクカートリッジ３０が挿入又は取り出される。ケース１０１には、例えば、シアン、マゼンタ、イエロー、ブラックの各色に対応する４つのインクカートリッジ３０が収容可能である。各実施形態で示される各図においては、１つのインクカートリッジ３０に相当するケース１０１のみが例示されている。

ケース１０１は、挿入及び取出方向５０において開口１１２とは対向位置にあり、ケース１０１の内部空間に面している終面１０２を有する。図５に示されるように、接続部１０３は、ケース１０１の終面１０２の下部に設けられている。接続部１０３は、終面１０２において、ケース１０１に装着された各インクカートリッジ３０のインク供給部４３に対応する位置にそれぞれ配置されている。

接続部１０３は、インクニードル１２２と、保持部１２１とを有する。同図には示されていないが、インクニードル１２２は、ケース１０１の終面と表裏をなすケース１０１の外面側で、インクチューブ２０に接続されている。各インクニードル１２２と接続された各インクチューブ２０は、プリンタ１０の記録ヘッド２１へインクを流通可能に接続されている。

保持部１２１は、例えば、ケース１０１の終面１０２に形成され、終面１０２の一部を円筒状に窪ませて形成されている。インクニードル１２２は、保持部１２１の中心に挿入及び取出方向５０に配置されている。図６に示されるように、インクカートリッジ３０がカートリッジ装着部１１０に装着されると、円筒状のインク供給部４３が円筒状の保持部１２１に挿入される。このとき、インク供給部４３の外周面が保持部１２１を画定している面に接触、例えば、密着する。インク供給部４３が保持部１２１へ挿入されると、インクニードル１２２がインク供給部４３のインク供給口７１に挿入され、インクニードル１２２がインク供給バルブ７０を移動させる。これにより、閉位置のインク供給バルブ７０が、コイルバネ７３の付勢に抗して開位置へ移動されて、インク室３６に貯留されているインクが外部へ流出可能となる。インク室３６から流出されたインクは、水頭差等により、インクニードル１２２内へ流入し、インクチューブ２０を通じて記録ヘッド２１へ流れる。

図５に示されるように、ケース１０１の天面１０４において、終面１０２と開口１１２との間には接点１３１，１３２，１３３が設けられている。各接点１３１，１３２，１３３は、挿入及び取出方向５０と直交する方向に離れて配置されている。各接点１３１，１３２，１３３の配置は、インクカートリッジ３０のＨＯＴ電極８２、ＧＮＤ電極８３及びシグナル電極８４の配置に対応している。

各接点１３１，１３２，１３３は、電気回路を介して演算装置１３４に電気的に接続されている。演算装置１３４は、例えばＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭなどからなるものであり、プリンタ１０の制御部として構成されていてもよい。接点１３１は、ＨＯＴ電極８２と電気的に導通されることによって電圧ＶｃをＨＯＴ電極８２に印加するためのものである。接点１３２は、ＧＮＤ電極８３と電気的に導通されることにより、ＧＮＤ電極８３がアースされる。接点１３１，１３２がＨＯＴ電極８２及びＧＮＤ電極８３と導通されることによって、ＩＣ８１に電力が供給される。接点１３３は、シグナル電極８４と電気的に導通されることにより、ＩＣ８１に格納されたデータにアクセス可能とするものである。電気回路からは出力Ａ及び出力Ｂが演算装置１３４に出力される。演算装置１３４が判定手段に相当する。

図６に示されるように、インクカートリッジ３０がカートリッジ装着部１１０へ装着される途中に、ＩＣ基板８０のＨＯＴ電極８２、ＧＮＤ電極８３及びシグナル電極８４は、所定のタイミングで各接点１３１，１３２，１３３にそれぞれ接触して電気的に導通された状態となる。前述したように、ＨＯＴ電極８２及びＧＮＤ電極８３は、シグナル電極８４の挿入向き５６の前端より前側へ延びているので、インクカートリッジ３０がカートリッジ装着部１１０へ装着される過程において、先ず、ＨＯＴ電極８２及びＧＮＤ電極８３が接点１３１，１３２に接触して電気的に導通される。

図７に示されるように、ＨＯＴ電極８２及びＧＮＤ電極８３の挿入向き５６の前端に各接点１３１，１３２が接触して電気的に導通されると（タイミングＴ１）、出力Ａは、ＨＩ信号となり、出力Ｂは電圧Ｖｃに応じたＨＩ信号となる。

さらに、インクカートリッジ３０が挿入向き５６へ挿入されると、ＨＯＴ電極８２の絶縁部８５に接点１３１が位置する（タイミングＴ２）。そうすると、出力Ａは、ＬＯＷ信号となる。さらに、インクカートリッジ３０が挿入向き５６へ挿入されると、絶縁部８５が接点１３１より終面１０２側へ移動して、ＨＯＴ電極８２が接点１３１と電気的に導通される（タイミングＴ３）。これにより、出力Ａは再びＨＩ信号となる。

さらに、インクカートリッジ３０が挿入向き５６へ挿入されると、シグナル電極８４が接点１３３と電気的に導通される（タイミングＴ４）。これにより、出力Ｂは電圧Ｖｃより回路抵抗の分だけ低い出力信号となる。演算装置１３４は、このタイミングにおいて、出力ＡがＬＯＷ信号に変化したか否かによって、インクカートリッジ３０の種別を判定する。例えば、出力ＡがＬＯＷ信号に変化したか、さらにはその回数によって、シアン、マゼンタ、イエロー、ブラックの各色が予め割り当てられたテーブルを参照することによって、インクカートリッジ３０のインク色が判定可能となる。もちろん、インク色ではなく、インク室３６に貯留されているインク量などが判定されてもよい。

そして、図６に示されるように、インクカートリッジ３０がカートリッジ装着部１１０へ装着されると、ＩＣ基板８０のＨＯＴ電極８２、ＧＮＤ電極８３及びシグナル電極８４の挿入向き５６の各後端部が各接点１３１，１３２，１３３にそれぞれ接触して電気的に導通された状態となる。これにより、ＨＯＴ電極８２及びＧＮＤ電極８３を通じてＩＣ８１に電源が供給され、シグナル電極８４を通じて演算装置１３４がＩＣ８１の情報にアクセス可能となる。

［実施形態の効果］
本実施形態によれば、ＩＣ基板８０のＨＯＴ電極８２及びＧＮＤ電極８３のパターンが奥行き方向５３において異なるので、ＨＯＴ電極８２及びＧＮＤ電極８３と接点１３１，１３２との導通状態によって生じる出力Ａ，Ｂに基づいて、インクカートリッジ３０のインク色などを判定することができる。したがって、仮にＩＣ８１のデータにアクセスできなかったり、ＩＣ８１からデータが消失されたりしたとしても、インクカートリッジ３０のインク色などを判定することができる。

［変形例］
なお、実施形態においては、残量検知部が省略されているが、インクカートリッジ３０に残量検知部が設けられていてもよい。この残量検知部は、インクカートリッジ３０の前壁４０からインク室３６から離れる向きに突出するようにして配置される。この残量検知部は、光透過性樹脂からなる。残量検知部を介してインク室３６内を外部から見て残量を視認することや光センサで検知することが可能である。光センサを用いる場合の残量検知部を構成する一対の側壁の距離は、光センサの発光素子と受光素子との間隔よりも小さく設定されている。なお、残量検知部内には、インク量に応じて移動するような遮光板が設けられていてもよい。また、この遮光板に代えて、インク室３６内のインク量に応じて、発光素子から出射された光の全部又は一部を反射、回折、または減衰させるようにして受光素子に至る光量を低下させるものであってもよい。

さらに、実施形態においては、インクジェット方式のプリンタ１０に対応して、印刷流体としてインクがインクカートリッジ３０に収納される態様が示されているが、印刷流体としてはインクに限られず、例えば、電子写真式の画像形成装置に対応する印刷流体としてのトナーを収納したカートリッジなどにも本発明を適用することは可能である。

１０・・・プリンタ（記録装置）
３０・・・インクカートリッジ（印刷流体カートリッジ）
３１・・・本体
３６・・・インク室（部屋）
３７・・・インク供給部（印刷流体供給部）
４０・・・前壁（前面）
４２・・・後壁（後面）
８０・・・ＩＣ基板
８１・・・ＩＣ（記憶手段）
８２・・・ＨＯＴ電極（第１電極）
８３・・・ＧＮＤ電極（第２電極）
８４・・・シグナル電極（第３電極）
８５・・・絶縁部
１１０・・・カートリッジ装着部
１３１，１３２，１３３・・・接点
１３４・・・演算装置（判定手段）

Claims (8)

1. カートリッジ装着部に装着される途中において、接点と導通する電極を備えた印刷流体カートリッジであって、
   前面及び当該前面から離れて配置される後面を有し、内部に設けられた部屋に印刷流体を貯留可能な本体と、
   上記前面に設けられており、上記部屋から上記本体の外部に印刷流体を流出可能な印刷流体供給部と、
   上記カートリッジ装着部に装着される途中において、上記接点に接触可能な電気的インターフェースと、を具備し、
   上記電気的インターフェースの電極パターンが前後方向において異なる印刷流体カートリッジ。
2. 上記電気的インターフェースは、少なくとも第１電極及び第２電極を有する記憶手段を具備しており、
   上記第１電極及び上記第２電極は、前後方向と直交する方向に配置されており、少なくともいずれか一方の電極は前後方向において導通を遮断する絶縁部を有する請求項１に記載の印刷流体カートリッジ。
3. 上記第１電極及び上記第２電極のうち上記絶縁部を有しない電極は、前後方向において連続している請求項２に記載の印刷流体カートリッジ。
4. 上記電気的インターフェースは、前後方向と直交する方向に配置された第３電極を更に有する請求項２又は３に記載の印刷流体カートリッジ。
5. 上記第３電極の前端は、上記第１電極及び上記第２電極の前端よりも後側にある請求項４に記載の印刷流体カートリッジ。
6. 上記第３電極は、上記記憶手段から情報を読み出すためのシグナル電極である請求項４又は５に記載の印刷流体カートリッジ。
7. 上記カートリッジ装着部に装着されたとき、上記第１電極、上記第２電極及び上記第３電極の前後方向における後端部が上記接点と導通する請求項１から６のいずれかに記載の印刷流体カートリッジ。
8. カートリッジ装着部に装着される途中において、接点と導通する電極を備えた印刷流体カートリッジを備えた記録装置であって、
   上記印刷流体カートリッジは、前面及び当該前面から離れて配置される後面を有し、内部に設けられた部屋に印刷流体を貯留可能な本体と、上記前面に設けられており、上記部屋から上記本体の外部に印刷流体を流出可能な印刷流体供給部と、上記カートリッジ装着部に装着される途中において、上記接点に接触可能な電気的インターフェースと、を具備し、上記電気的インターフェースの電極パターンが前後方向において異なるものであり、
   上記カートリッジ装着部は、上記電気的インターフェースと上記接点との導通により発生する信号に基づいて、上記流体カートリッジの種別を判定する判定手段を具備するものである記録装置。
   
   

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