カートリッジシステム及び液体カートリッジ
【課題】 耐光性の低い液体をも収容できるように遮光性壁面で構成したタンクを有する液体カートリッジを備え、視認によっても液体残量をより正確に把握することができるカートリッジシステムと、該システムに用いる液体カートリッジとを提供する。
【解決手段】 プリンタ装置１は、遮光性壁面で構成されるタンク３０を有するカートリッジ１０とカートリッジ装着部８とを備え、カートリッジ１０には、タンク３０内のインク３１の液面３１ａに対応する視認可能な模式的液面Ｓ１を表示する磁性シート３７が設けられ、該磁性シート３７は、インク３１の容量変化に伴って、液面３１ａの位置変化に比例して模式的液面Ｓ１の位置を変化させるよう構成されており、カートリッジ装着部８には、模式的液面Ｓ１の位置を検出する光学センサ４０が設けられている。
【解決手段】 プリンタ装置１は、遮光性壁面で構成されるタンク３０を有するカートリッジ１０とカートリッジ装着部８とを備え、カートリッジ１０には、タンク３０内のインク３１の液面３１ａに対応する視認可能な模式的液面Ｓ１を表示する磁性シート３７が設けられ、該磁性シート３７は、インク３１の容量変化に伴って、液面３１ａの位置変化に比例して模式的液面Ｓ１の位置を変化させるよう構成されており、カートリッジ装着部８には、模式的液面Ｓ１の位置を検出する光学センサ４０が設けられている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、遮光性壁面で構成されるタンクを有する液体カートリッジをカートリッジ装着部へ挿脱可能に装着するカートリッジシステム、及びこれに用いられる液体カートリッジに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、液体を収容するタンクを有する液体カートリッジをカートリッジ装着部に装着して使用するものとして、例えばインクジェットプリンタ装置などの液体吐出装置がある。該液体吐出装置では、フォトインタラプタなどの光学素子を用いてタンク内の液体残量を検出し、残量が一定未満になった場合にユーザに通知することにより、新たな液体カートリッジへの効果を促すようにしている。このような残量検出手段では、カートリッジ装着部に発光素子と受光素子とが対向配置され、液体カートリッジには、前記両素子に挟まれる位置の壁面に透光性の窓が設けられると共に、液面に応じて変位するフロートがタンク内に収容されている。そして、残量が一定以上のときは、発光素子からの光は窓を通過する光路を経て受光素子にて受光される一方、残量が一定未満になると、フロートが上記光路を遮断し、発光素子からの光を受光素子は受光できなくなる。従って、受光素子での受光の有無を検出することにより、液体の残量が一定未満か否かを検出可能になっている。
【０００３】
しかしながら、このような残量検出手段の場合、タンクに収容する液体として、発光素子からの光だけでなく、その他の外部からの光に対しても比較的耐性の高いものを用いる必要があり、使用できる液体に制限がある。
【０００４】
これに対して、タンクを遮光部材によって構成したものもある（特許文献１参照）。特許文献１に係る液体カートリッジでは、軟質のインクバックと該インクバックの左右の側面から延びるフィルム状の２本のストリップとを有し、各ストリップの先端部はインクバックの上方にて重ね合わされている。そして、タンク内のインクが減少するに従って、２本のストリップに位置ズレが生じるため、この位置ズレ量を各ストリップの先端部にて視認することにより、液体の残量を検出できるようになっている。
【０００５】
一方、残量検出手段として光学素子を用いないものもある（特許文献２参照）。特許文献２に係る液体カートリッジでは、磁性体を含むフロートをタンク内に収容し、このフロートをタンクの下部に設けた磁気センサにて検出することにより、液面が磁気センサの位置に到達したことを検出するようにしている。
【特許文献１】特開平０５−２０１０１９号公報
【特許文献２】特開平０１−１２０３５３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ここで、特許文献１に開示された構成によれば、液体カートリッジが貯留する液体に耐光性の点で制約が生じないものの、タンク内の液体残量をユーザが正確に把握し辛いという課題がある。より具体的に言えば、特許文献１の構成では、ストリップのズレ量に基づいて液体残量の目安的に視認することができるが、当該文献の段落００１４に「側面１１ａと１１ｂとでバッグのへこみに多少のばらつきがある場合を考慮して」と記載されているように、ストリップのズレ量は液体残量に対して一義的ではなく、あくまで目安とすることができる程度であり、正確な残量の把握には不向きである。
【０００７】
また、特許文献２の構成では、磁気センサがフロートを検出する構成であるため、光学素子を用いることなく液体残量検出することができるが、磁気センサを動作させた状態でなければ液体残量を把握することはできない。さらに、磁気センサの故障や誤作動によって、液体残量を把握することができなくなる。
【０００８】
そして、このような、タンク内の液体残量を視認によっても正確に把握したいという課題は、インクジェットプリンタ装置のようにタンクにインクを収容するカートリッジシステムの他、エタノール等の燃料をタンクに収容する燃料電池におけるカートリッジシステムなど、他のカートリッジシステムにおいても同様に存在又は内在している。
【０００９】
そこで本発明は、耐光性の低い液体をも収容できるように遮光性壁面で構成したタンクを有する液体カートリッジを備え、視認によっても液体残量をより正確に把握することができるカートリッジシステムと、該システムに用いる液体カートリッジとを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明に係るカートリッジシステムは、液体を内部に収容して遮光性壁面で構成されるタンクを有する液体カートリッジと、該液体カートリッジが挿脱可能に装着されるカートリッジ装着部とから成るカートリッジシステムであって、前記液体カートリッジには、前記タンク内の残留液体の液面に対応する視認可能な模式的液面を表示する表示部が設けられ、該表示部は、前記残留液体の容量変化に伴って、該残留液体の液面の位置変化に比例して前記模式的液面の位置を変化させるよう構成されており、前記カートリッジ装着部には、前記模式的液面の位置を検出する液面検出部が設けられている。
【００１１】
このような構成とすることにより、タンクが遮光性壁面で構成されているため、耐光性の制約を受けない液体を収容することができると共に、残留液体の液面の位置変化に比例する模式的液面が表示されるため、視認によって液体残量を正確に把握することができる。
【００１２】
また、前記タンク内には、前記残留液体の液面位置の変化に伴って位置変動する磁石が収容され、前記表示部は、前記磁石の位置に対応する部分が変色する磁性シートから成るものであってもよい。このような構成とすることにより、磁性シートの変色境界位置を、残留液体の模式的液面として視認可能に表示させることができる。
【００１３】
また、前記タンク内には、前記磁石を有して前記液体に浮遊するフロート部材が設けられていてもよい。このような構成とすることにより、液面の位置変動に対して磁石を正確に追従させ、その位置を模式的液面としてより正確に表示させることができる。
【００１４】
また、前記磁性シートは、前記磁石が通過することによって変色した領域に記号が表示されるべく成してあってもよい。このような構成とすることにより、例えば磁石が通過した変色領域に「empty」と表示させるようにし、この表示が全て視認可能になると液体カートリッジの交換時期である、ということを文字情報によってもユーザに促すことができる。また、表示する記号としては文字に限られず、図形などであってもよい。
【００１５】
また、前記磁石は、永久磁石から成るものであってもよい。このような構成とすることにより、液体カートリッジの構成が簡単になり、本システムを低コストによって実現することができる。
【００１６】
また、前記磁石は、前記カートリッジ装着部に前記液体カートリッジが装着されることによって通電して磁化される電磁石であり、該電磁石は軟磁性体から成る芯材を有していてもよい。このような構成とすることにより、液体カートリッジがカートリッジ装着部に装着されていない状態では、磁石の位置変化によって磁性シートの表示が変化しないようにすることができる。従って、例えばユーザが、液体カートリッジをカートリッジ装着部から取り外して持ち運んだ場合であっても、取り外す直前に表示していた模式的液面の位置情報を保持することができる。
【００１７】
また、前記磁石は、前記カートリッジ装着部に前記液体カートリッジが装着されることにより、該液体カートリッジの外部に配設された磁石によって磁化される軟磁性材料から成る磁性体であってもよい。このような構成とすることにより、未装着状態では磁性シートの表示が変化しない液体カートリッジを、簡単な構成によって実現することができる。
【００１８】
また、前記表示部は、熱に反応して変色する感熱紙から成り、前記カートリッジ装着部には、前記液体カートリッジが装着された状態で前記感熱紙に対向するように熱源が設けられていてもよい。このような構成とすることにより、感熱紙のうち液体に浸されている部分に比べて、液面より上方に位置する部分は加熱によって温度が上昇しやすくなるため、液面上の部分だけが変色することによって、模式的液面を表示することができる。
【００１９】
また、前記液面検出部は、前記表示部における変色部分を検出する光学センサを有するようにしてもよい。例えば、上述したような変色部分は、反射型フォトインタラプタ等の光学センサによって読み取ることができ、これにより、液体残量を電気的に検出することができる。
【００２０】
また、前記カートリッジ装着部は、前記液体カートリッジが挿脱される挿脱口を有し、前記表示部は、前記液体カートリッジが前記カートリッジ装着部に装着された状態で前記挿脱口を通じて視認可能な部分に設けられていてもよい。このような構成とすることにより、カートリッジ装着部に液体カートリッジが装着された状態であっても、別途の窓を設けることなく、挿脱口を通じてユーザが表示部を視認することができる。
【００２１】
また、前記液体カートリッジは前記タンク内に前記液体としてインクを収容しており、該インクを被記録体へ吐出して画像を形成するプリンタであってもよい。このような構成とすることにより、耐光性の点で制約されないインクを使用することができ、且つ、インクの残量を視認によって直感的に把握することができるプリンタを実現することができる。
【００２２】
本発明に係る液体カートリッジは、液体を内部に収容して遮光性壁面で構成されるタンクを有し、カートリッジシステムに装着される液体カートリッジであって、前記タンク内の残留液体の液面に対応する視認可能な模式的液面を表示する表示部を備え、該表示部は、前記残留液体の容量変化に伴って、該残留液体の液面の位置変化に比例して前記模式的液面の位置を変化させるよう構成されている。
【００２３】
このような構成とすることにより、タンクが遮光性壁面で構成されているため、耐光性の制約を受けない液体を収容することができると共に、残留液体の液面の位置変化に比例する模式的液面が表示されるため、視認によって液体残量を正確に把握することができる。
【００２４】
また、前記タンク内には、前記残留液体の液面位置の変化に伴って位置変動する磁石が収容され、前記表示部は、前記磁石の位置に対応する部分が変色する磁性シートから成るものであってもよい。このような構成とすることにより、磁性シートの変色境界位置を、残留液体の模式的液面として視認可能に表示させることができる。
【００２５】
また、前記タンク内には、前記磁石を有して前記液体に浮遊するフロート部材が設けられていてもよい。このような構成とすることにより、液面の位置変動に対して磁石を正確に追従させ、その位置を模式的液面としてより正確に表示させることができる。
【００２６】
また、前記表示部は、前記カートリッジシステムに装着された状態で外部熱源から発せられる熱に反応して変色する感熱紙から成るものであってもよい。このような構成とすることにより、感熱紙のうち液体に浸されている部分に比べて、液面より上方に位置する部分は加熱によって温度が上昇しやすくなるため、液面上の部分だけが変色することによって、模式的液面を表示することができる。
【発明の効果】
【００２７】
本発明によれば、耐光性の低い液体をも収容できるように遮光性壁面で構成したタンクを有する液体カートリッジを備え、視認によっても液体残量をより正確に把握することができるカートリッジシステムと、該システムに用いる液体カートリッジとを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
以下、本発明の実施の形態に係るカートリッジシステム及び液体カートリッジについて、インクジェットプリンタ装置（以下、「プリンタ装置」と称する）と、液体インクを収容する液体カートリッジ（以下、「カートリッジ」と称する）とを例にとって、図面を参照しつつ説明する。
【００２９】
［プリンタ装置全体の概要］
図１は、本発明に係るカートリッジシステムを適用したプリンタ装置１の外観構成を示す斜視図であり、本実施の形態ではプリンタ装置１としてプリンタ機能、スキャナ機能、コピー機能、及びファクシミリ機能等を備える所謂複合機を図示している。図１に示すようにプリンタ装置１は、インクジェット方式によって画像を記録するプリンタ部２を、略直方体形状の筐体１ａの下部に備え、且つスキャナ部３を筐体１ａの上部に備えて構成されている。
【００３０】
プリンタ装置１のプリンタ部２は、筐体１ａの正面（前側）に開口４を有しており、この開口４の内側には、下側の給紙トレイ５と上側の排紙トレイ６とが２段にして設けられている。給紙トレイ５には被記録体として複数枚の記録用紙を収容でき、例えば、Ａ４サイズ以下の各種サイズの記録用紙が複数枚収容できるようになっている。
【００３１】
プリンタ部２の正面の右下部分には扉７が開閉自在に設けられ、該扉７の内方にはカートリッジ装着部８（図２参照）が設けられている。従って、扉７が開かれるとカートリッジ装着部８が正面側に露出し、カートリッジ１０（図２参照）が水平方向から、カートリッジ装着部８の開口である挿脱口８ａを通じて着脱可能になっている。カートリッジ装着部８には、使用されるインク色に対応したカートリッジ１０の収容ケース９（図２参照）が備えられており、本プリンタ部２では、例えば、染料インクであるシアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）の３色のカラーインクと、顔料インクであるブラック（Ｂｋ）のブラックインクとが使用される。したがって、カートリッジ装着部８には内部が４つに区分けされた収容ケース９が設けられており、区分けされた各スペースに、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）、ブラック（Ｂｋ）の各色インクを貯留するカートリッジ１０が収容される。
【００３２】
プリンタ装置１の上部に設けられたスキャナ部３は、所謂フラットベッドスキャナとして構成されている。即ち、図１に示されるようにプリンタ装置１の上面には、該プリンタ装置１の天板として開閉自在に設けられた原稿カバー１ｂが備えられている。そして、原稿カバー１ｂの下側に、原稿が載置されるプラテンガラスや原稿の画像を読み取るイメージセンサなどが配設されている。
【００３３】
プリンタ装置１の正面上部には、プリンタ部２やスキャナ部３を操作するための操作パネル１１が設けられている。操作パネル１１は、各種操作ボタンや情報を出力する出力部としての液晶ディスプレイ１１ａ等から構成されており、プリンタ装置１は、オペレータによる操作パネル１１の操作の結果、該操作パネル１１から出力される指示に基づいて動作可能になっている。また、プリンタ装置１が外部のコンピュータに接続されている場合には、該コンピュータからプリンタドライバ又はスキャナドライバを介して送信される指示に基づいてもプリンタ装置１は動作可能になっている。
【００３４】
プリンタ装置１の正面左上部分にはスロット部１２が設けられている。スロット部１２には、記憶媒体である各種小型メモリカードが装填可能であり、操作パネル１１において所定の操作を行うことにより、スロット部１２に装填された小型メモリカードに記憶されたデータが読み出し可能となっている。読み出されたデータは、操作パネル１１の液晶ディスプレイに表示させることも可能であり、この表示に基づいて任意に選択された画像をプリンタ部２により記録用紙に記録させることができる。
【００３５】
図２は、プリンタ装置１が有するプリンタ部２の構成を示す模式的断面図である。図２に示すように、プリンタ装置１の底部近傍には給紙トレイ５が設けられており、該給紙トレイ５の上方には、図１の左右方向に長寸を成す平坦な板状のプラテン１４が設けられている。このプラテン１４の更に上方には、キャリッジ１６に収容された画像記録ユニット１７が設けられており、この画像記録ユニット１７は、図示しないノズル孔からインクを吐出する吐出ヘッド１５ａ、該吐出ヘッド１５ａへインクを供給するサブタンク１５ｂ、及び吐出ヘッド１５ａが備える圧電アクチュエータ（図示せず）への駆動信号を出力するヘッド制御基板１５ｃ（例えばＣＯＦ：Chip on Film）等から構成されている。この画像記録ユニット１７が有するサブタンク１５ｂは、プリンタ装置１のカートリッジ装着部８へ装着されたカートリッジ１０との間で、可撓性のチューブ２２を介して連通するようになっており、カートリッジ１０から供給されたインクを一時的に貯留し、更にこれを吐出ヘッド１５ａへと供給する。
【００３６】
また、給紙トレイ５の後方からは用紙搬送路１８が延設されている。この用紙搬送路１８は、給紙トレイ５の後方から上方へ向かい更に前方へ向かうように湾曲した湾曲パス１８ａと、該湾曲パス１８ａの終点から更に前方へ延びるストレートパス１８ｂとから成り、画像記録ユニット１７の配設箇所以外の部分では、所定間隔で対向する外側ガイド面と内側ガイド面とで構成されている。
【００３７】
給紙トレイ５の直上には、該給紙トレイ５内の記録用紙を用紙搬送路１８へ供給する給紙ローラ１９が設けられている。また、用紙搬送路１８における湾曲パス１８ａの下流部分近傍には、搬送ローラ及びピンチローラから成る一対の搬送ローラ対２０が、両ローラによって用紙搬送路１８を上下から挟むようにして設けられている。更に、用紙搬送路１８におけるストレートパス１８ｂの下流部分近傍には、排紙ローラ及びピンチローラから成る一対の排紙ローラ対２１が、両ローラによって用紙搬送路１８を上下から挟むようにして設けられている。上述した画像記録ユニット１７とプラテン１４とは、搬送ローラ対２０と排紙ローラ対２１との間にて、ストレートパス１８ｂを上下から挟むようにして設けられている。
【００３８】
［カートリッジの構成］
（実施例１）
図３は、上述したプリンタ装置１に用いられるカートリッジ１０の一例として、実施例１に係るカートリッジ１０Ａの構成を示す模式的図面であり、（ａ）は側方から見たときの断面図を示し、（ｂ）は（ａ）でのIIIb-IIIb矢視断面図を示している。図３（ａ），（ｂ）に示すように、カートリッジ１０Ａは、左右方向の厚み寸法が上下方向寸法及び前後方向寸法よりも小さい扁平な直方体形状を成すタンク３０を備えている。このタンク３０は、外部から自然光などの光を内部に透過させないように遮光性壁面部材で構成されており、その内部には、記録用紙へ吐出されて画像を形成するためのインク３１と、該インク３１の残量に応じて位置変化するフロート３２とが収容されている。
【００３９】
このフロート３２は、図３（ａ）に示すように略前後方向へ延びるアーム形状を成し、その後端にはタンク３０の壁部に枢支される枢支部３３が設けられ、先端部（前端部）３４には、タンク３０の一方の側壁部３０ａへ向くようにして磁石３５が設けられている。また、枢支部３３と先端部３４との間には中空を成す浮力体３６が設けられている。この浮力体３６は、フロート３２の先端がタンク３０の内壁面に接触するなどの外的な阻害要因がない限り、フロート３２の姿勢（傾き）に関わらず、インク３１の液面３１ａから一部が露出可能なだけの浮力を生じ得るように構成されている。従って、図３（ａ）にて二点鎖線で示すように、カートリッジ１０のタンク３０内のインク３１が比較的多く残されている場合には、磁石３５及び浮力体３６は相対的に上方に位置しており、この状態からインク３１の減少に伴って（即ち、液面３１ａの位置が下降するのに伴って）図３（ａ）に実線で示すように下降するようになっている。また、このような浮力体３６の下降動に伴って磁石３５も下降動し、本実施例に係る磁石３５の場合、枢支部３３に対して浮力体３６よりも離隔して位置しているため、磁石３５の移動範囲は浮力体３６の移動範囲より広くなっている。
【００４０】
SHAPE \* MERGEFORMAT 図３（ｂ）に示すように、タンク３０の一方の側壁部３０ａ外面には磁性シート（表示部）３７が貼付されており、且つ、図３（ａ）にて破線で示すように、この磁性シート３７は側面視で磁石３５の可動範囲の全てを含むように設けられている。この磁性シート３７は、磁性粉を内包材とするマイクロカプセルである磁性粉カプセル３７ａを透明フィルム３７ｂに付着させたものであり、外部からの磁界によって磁性粉カプセル３７ａ内の磁性粉が転向し、その向きに応じて二色（例えば、白及び黒）を切り換えて表示できるようになっている。また、本実施例に係る磁性シート３７は、外部から見たときに、磁石３５からの磁界の影響を未だ受けていない部分では濃色（例えば、黒色）を表示する一方、磁石３５からの磁界を受けた部分は薄色（例えば、白色）に反転（変色）して表示するようになっている。また、一般に磁性シート３７における色の反転（変色）状態は、新たに外部磁界が作用しない限り保持される。なお、図３（ｂ）に示す磁性シート３７は、構成の理解を容易にするために厚みを大きくして磁性粉カプセル３７ａを拡大して示しているが、実際には、厚み１ミリメートル以下のフィルム状を成している。
【００４１】
このような実施例１に係るカートリッジ１０Ａの場合、側壁部３０ａを挟んで磁石３５と対向する磁性シート３７の部分であってタンク３０に接触する面とは反対側の面（即ち、外方から視認できる面）は、磁石３５からの磁界によって薄色を表示する。そして、インク３１が消費されてタンク３０内の液面３１ａが下降すると、これに伴って磁石３５も下降し、磁性シート３７において薄色の領域が拡大していく。ここで、磁石３５が対向する前の磁性シート３７の濃色領域は、タンク３０内にてインク３１が存在する領域に対応する模式的充填領域Ａ２を成し、薄色領域はインク３１が存在しない領域に対応する模式的空隙領域Ａ１を成している。そして、模式的空隙領域Ａ１と模式的充填領域Ａ２との境界線は、タンク３０内におけるインク３１の液面３１ａに対応する模式的液面Ｓ１を成している（図３（ｂ）参照）。
【００４２】
以上のような構成により、本実施例に係るカートリッジ１０Ａは、ユーザが磁性シート３７に表示される模式的液面Ｓ１を視認することができ、インク残量を把握することができる。また、この模式的液面Ｓ１は、実際のインク３１の液面３１ａに比例して変位するため、インク残量をより正確かつ直感的に把握することができる。また、タンク３０が遮光性壁面から構成されているため、インク素材として耐光性の点で制約を受けることがなく、選択の自由度が高くなる。
【００４３】
なお、上記説明では、フロート３２の構成として、枢支部３３に対して浮力体３６よりも磁石３５が離隔したものを示したが、浮力体３６よりも磁石３５が枢支部３３に近接した構成としてもよい。この場合、浮力体３６は、より小さい浮力であってもよくなるため、カートリッジ１０Ａの小寸法化、又はインク貯留容量の増大を図ることができる。また、浮力体３６と磁石３５とを、枢支部３３からの等距離の位置に設けてもよい。
【００４４】
また、枢支部３３を挟んで磁石３５と浮力体３６とを配置するようにフロート３２を構成してもよい。この場合、液面３１ａの下降に伴って磁石３５は上昇するため、上述した説明の例とは模式的空隙領域Ａ１と模式的充填領域Ａ２との上下位置関係が反対になる。
【００４５】
更に、上記説明では、磁性シート３７を側面視で磁石３５の可動範囲の全てを含むように設けるものとしたが、これに限られない。例えば、磁石３５の全可動範囲のうち、最も下方の位置を含む一部分の範囲を含むように設けてもよい。この場合であっても、インク３１の残量が少なくなってきた途中の時点から、磁性シート３７に模式的空隙領域Ａ１を表示させることができる。
【００４６】
図４は、上述したカートリッジ１０Ａをカートリッジ装着部８に装着した状態を正面方向から模式的に示す断面図である。図４に示すように、カートリッジ装着部８には、磁性シート３７に対向するようにして光学センサ４０が設けられている。この光学センサ４０は、反射型のフォトインタラプタなどから成り、発光部４１及び受光部４２を有している。また、カートリッジ装着部８には図示しないアクチュエータが備えられており、光学センサ４０を磁性シート３７に沿って昇降動可能になっている。従って、磁性シート３７の表示は、光学センサ４０によってスキャンすることが可能であり、そのスキャン・データを用いて模式的液面Ｓ１の位置を検出し、検出結果に基づいて、液晶ディスプレイ１１ａ（図１参照）にカートリッジ１０Ａの交換を促す情報を表示させることが可能である。
【００４７】
なお、インク３１の残量が所定未満であることを検出するだけで済む場合には、上記光学センサ４０を昇降動可能に構成する必要はなく、アクチュエータを設けずに、光学センサ４０をタンク３０の下部所定位置に対向配置させればよい。これにより、光学センサ４０が対向する磁性シート３７の位置に模式的液面Ｓ１が表示されると、この表示を読み取って、インク３１の残量が所定未満であることを検出することができる。
【００４８】
また、図４に示すカートリッジ装着部８では、磁石３５に対して、タンク３０に貼付された磁性シート３７とは反対側に位置するカートリッジ装着部８の壁面８ｂにも磁性シート４３が設けられている。この磁性シート４３も、タンク３０に貼付された磁性シート３７と同様の構成になっており、側面視で磁石３５の可動範囲の全てを含むように、又は、磁石３５の可動範囲のうち最も下方位置を含む一部分の範囲を含むように設けられている。これにより、磁性シート４３においても、模式的空隙領域Ａ１、模式的充填領域Ａ２、及び模式的液面Ｓ１を表示させることができ、カートリッジ１０Ａを抜き出した後、該カートリッジ１０Ａのインク残量をこの磁性シート４３から視認して把握することができる。
【００４９】
なお、図４では、この磁性シート４３として上記磁性シート３７と同様の特性を有するものを用いた場合を示しているため、結果的に磁性シート４３の表示色は磁性シート３７の表示色の反転色になっている。但し、磁石３５からの磁界の作用がない場合に濃色を表示し、磁界の作用によって薄色を表示するものを用いれば、磁性シート３７と同様に、模式的空隙領域Ａ１では薄色を呈し、模式的充填領域Ａ２では濃色を呈するようにすることも可能である。
【００５０】
図５は、未使用状態の上記カートリッジ１０Ａの構成を模式的に示す正面断面図であり、未使用時の磁石３５の変位によって磁性シート３７に模式的液面Ｓ１が表示されないようにするための構成を例示している。この図５に示すように、本実施例に係る未使用状態のカートリッジ１０Ａには、磁性シート３７の外表面にシート状の永久磁石から成るシート磁石４５が重ねられており、このシート磁石４５は、保護シール４６によってタンク３０に支持されている。また、シート磁石４５は、磁性シート３７に磁界を作用させて全領域を濃色に表示させるようになっている。
【００５１】
このような構成により、搬送中や店頭に陳列されている未使用状態のカートリッジ１０Ａにおいて、磁石３５からの磁界によって磁性シート３７に模式的液面Ｓ１が表示されるのを防止することができる。なお、保護シール４６を外す際にシート磁石４５も外すことができるため、その後は、上述したように磁石３５からの磁界によって磁性シート３７にて模式的液面Ｓ１を表示させることができる。
【００５２】
（実施例２）
図６は、上記カートリッジ１０の他の例として、実施例２に係るカートリッジ１０Ｂをカートリッジ装着部８に装着した状態を正面方向から模式的に示す断面図である。この図６に示すように、カートリッジ１０Ｂは、実施例１に係るカートリッジ１０Ａと大部分において同様の構成を備えており、カートリッジ１０Ａの磁石３５に代えて、カートリッジ１０Ｂでは軟磁性体５０がフロート３２の先端部３４に備えられている点で相違している。また、カートリッジ装着部８において、軟磁性体５０に対して磁性シート３７とは反対側に位置する壁面８ｂに、磁石５１が設けられている。この磁石５１は永久磁石でも電磁石でもよく、軟磁性体５０の可動範囲のうち、側面視で少なくとも磁性シート３７が占める領域を含むように設けられている。なお、カートリッジ１０Ｂにおいて、カートリッジ１０Ａと同様の構成を備える部分には同符号を付し、その詳細な説明は省略する。
【００５３】
このような構成により、カートリッジ装着部８に装着されたカートリッジ１０Ｂは、磁石５１によって軟磁性体５０が磁化され、該軟磁性体５０からの磁界によって磁性シート３７に模式的液面Ｓ１を表示させることができる。一方、カートリッジ１０Ｂがカートリッジ装着部８から取り外された状態では、軟磁性体５０は磁化されておらず、磁界を生じさせないため、磁性シート３７は、軟磁性体５０の変位に関わらずその表示が変更されることがない。従って、搬送中や店頭に陳列されている未使用状態のカートリッジ１０Ｂにおいて、磁性シート３７に模式的液面Ｓ１が表示されるのを防止することができる。
【００５４】
（実施例３）
図７は、上記カートリッジ１０の他の例として、実施例３に係るカートリッジ１０Ｃをカートリッジ装着部８に装着した状態を側方から模式的に示す断面図である。この図７に示すように、カートリッジ１０Ｃは、実施例１に係るカートリッジ１０Ａと部分的に同様の構成を備えているが、カートリッジ１０Ａの磁石３５に代えて、鉄心にコイルが巻回されて成る電磁石５３がフロート３２の先端部３４に備えられている。また、タンク３０の前壁部３０ｃには上下に配された２つの電極５５が取り付けられており、各電極５５と電磁石５３が有するコイル（図示せず）との間は、タンク３０内の空中を架線された導線５４によって接続されている。また、カートリッジ装着部８において、装着されたカートリッジ１０Ｃの前壁部３０ｃに対向する壁部には、図示しない電源から電力が供給される電極５６が設けられており、カートリッジ１０Ｃが装着された状態では、電極５５，５６が互いに導通するようになっている。なお、カートリッジ１０Ｃにおいて、カートリッジ１０Ａと同様の構成を備える部分には同符号を付し、その詳細な説明は省略する。
【００５５】
このような構成のカートリッジ１０Ｃの場合、カートリッジ１０Ｃがカートリッジ装着部８に装着されると、電極５５，５６が導通してコイルが通電され、電磁石５３が磁化される。その結果、電磁石５３からの磁界によって、上述したカートリッジ１０Ａ，１０Ｂと同様に、磁性シート３７に模式的液面Ｓ１を表示させることができる。また、カートリッジ１０Ｃがカートリッジ装着部８から取り外された状態では、電磁石５３は磁化されておらず、磁界を生じさせないため、磁性シート３７は、電磁石５３の変位に関わらずその表示が変更されることがない。従って、搬送中や店頭に陳列されている未使用状態のカートリッジ１０Ｃにおいて、磁性シート３７に模式的液面Ｓ１が表示されるのを防止することができる。
【００５６】
（実施例４）
図８は、上記カートリッジ１０の他の例として、実施例４に係るカートリッジ１０Ｄを模式的に示す図面であり、（ａ）は側方から見た断面図であり、（ｂ）は上方から見た断面図である。図８（ａ）に示すように、カートリッジ１０Ｄは、実施例３に係るカートリッジ１０Ｃと大部分において同様の構成を備えているが、本実施例に係るカートリッジ１０Ｄでは、カートリッジ１０Ｃにおいて空中を架線された導線５４に代えて、フロート３２及びタンク３０に配線された導線５８を備えている。即ち、図８の破線で示すように、電磁石５３から引き出された２本の導線５８は、フロート３２内を通って先端部３４から枢支部３３まで配線され、該枢支部３３の軸芯を通ってタンク３０の左右の側壁部３０ａ，３０ｂ外へ引き出されている。更に、左右へ引き出された各導線５８は、側壁部３０ａ，３０ｂに沿ってタンク３０の前壁部３０ｃまで配線され、ここに設けられた電極５９に接続されている。なお、カートリッジ１０Ｄにおいて、カートリッジ１０Ｃと同様の構成を備える部分には同符号を付し、その詳細な説明は省略する。
【００５７】
このような構成のカートリッジ１０Ｄの場合、カートリッジ１０Ｄがカートリッジ装着部８に装着されると、電極５９から導線５８を通じてコイルが通電され、電磁石５３が磁化される。その結果、電磁石５３からの磁界によって、上述したカートリッジ１０Ａ〜１０Ｃと同様に、磁性シート３７に模式的液面Ｓ１を表示させることができる。また、導線５８はフロート３２内を配線されているため、液面３１ａが下降したときのフロート３２の動作に影響することがない。その他の作用効果について、上記カートリッジ１０におけるものと同様である。
【００５８】
（実施例５）
図９は、上記カートリッジ１０の他の例として、実施例５に係るカートリッジ１０Ｅをカートリッジ装着部８に装着した状態を正面方向から模式的に示す断面図である。この図９に示すカートリッジ１０Ｅは、上述したカートリッジ１０Ａ〜１０Ｄと同様に、左右方向の厚み寸法が上下方向寸法及び前後方向寸法よりも小さい扁平な直方体形状を成すタンク３０を備えている。このタンク３０は、外部から自然光などの光を内部に透過させないように遮光性壁面部材で構成されており、その内部には、記録用紙へ吐出されて画像を形成するためのインク３１が収容されているが、カートリッジ１０Ａ〜１０Ｄのようなフロート３２は備えられていない。
【００５９】
一方、タンク３０の一方の側壁部３０ａには感熱紙（表示部）６０が貼付されており、この感熱紙６０は、インク３１の液面３１ａの可動範囲の全てを含むように、上下方向に長い範囲にわたって設けられている。この感熱紙６０は、外部からの所定温度以上の熱に反応して変色するものであり、本実施例では、常温で白色を示し、所定温度以上になると黒色になるものを用いている。また、カートリッジ装着部８において、感熱紙６０に対向する部分には熱源６１が設けられており、この熱源６１によって感熱紙６０の全領域を加熱することができる。
【００６０】
このような構成のカートリッジ１０Ｅは、カートリッジ装着部８に装着された状態で熱源６１によって加熱されると、感熱紙６０のうち、インク３１の液面３１ａより上方に位置する領域は所定温度以上に加熱されて黒色を呈し、液面３１ａより下方に位置する領域は、熱源６１からの熱がインク３１に吸収されて所定温度に至らず、白色を呈したままとなる。従って、感熱紙６０において黒色を呈する領域は模式的空隙領域Ａ１を成し、白色を呈する領域は模式的充填領域Ａ２を成し、その境界線は模式的液面Ｓ１を成すこととなる。そして、この模式的液面Ｓ１を視認することにより、インク３１の液面３１ａを正確に把握することができる。
【００６１】
なお、本実施例に係るカートリッジ１０Ｅにおいても、図４に示した光学センサ４０を用いることによって模式的液面Ｓ１の位置を検出し、検出結果に基づいて、液晶ディスプレイ１１ａ（図１参照）にカートリッジ１０Ａの交換を促す情報を表示させることが可能である。
【００６２】
（実施例６）
図１０は、上記カートリッジ１０の他の例として、実施例６に係るカートリッジ１０Ｆをカートリッジ装着部８に装着した状態を正面方向から模式的に示す断面図である。この図１０に示すカートリッジ１０Ｆは、上述したカートリッジ１０Ｅと同様に、タンク３０の一方の側壁部３０ａに感熱紙６０が貼付された構成となっている。一方、このカートリッジ１０Ｅは、タンク３０内のインク残量に応じて昇降動する可動台６４に載置されている。該可動台６４は、カートリッジ１０Ｅが載せられる基台６５と、該基台６５の下部に接続されたコイルバネ等から成る弾性体６６とから構成されており、タンク３０内での液面３１ａの下降距離と略同一寸法だけ基台６５が上昇する機構になっている。また、カートリッジ装着部８において、感熱紙６０に対向する部分には熱源６７が設けられており、この熱源６７は、タンク３０内のインク３１の液面３１ａに側方から対向するように高さ位置が固定されている。
【００６３】
このような構成のカートリッジ１０Ｆは、カートリッジ装着部８に装着された状態で熱源６７によって加熱されると、感熱紙６０において、液面３１ａに対応する部分を含むその近傍領域が加熱され、模式的液面Ｓ１が表示される。また、インク３１が消費されると、その重量の減少に伴って弾性体６６が伸長し、カートリッジ１０Ｆを上昇させ、熱源６７は常に液面３１ａに側方から対向して位置することとなる。従って、液面３１ａの位置が変化した場合であっても、熱源６７からの熱によって、感熱紙６０には模式的液面Ｓ１を表示させることができ、視認によってインク３１の液面３１ａを正確に把握することができる。
【００６４】
（実施例７）
図１１は、上記カートリッジ１０の他の例として、実施例７に係るカートリッジ１０Ｇをカートリッジ装着部８に装着した状態を正面方向から模式的に示す断面図である。この図１１に示すカートリッジ１０Ｇは、上述したカートリッジ１０Ｆと大部分において同様の構成になっているが、熱源６７が上下方向に可動となっており、且つ熱源６７と基台６５とが、滑車６８に掛けられたワイヤ６９を介して接続されている点で異なっている。
【００６５】
このようなカートリッジ１０Ｇの場合、タンク３０内でのインク３１の液面３１ａの下降距離に対して、基台６５がその半分の寸法だけ上昇する機構（即ち、そのようなバネ常数の弾性体６６）になっている場合に、熱源６７を液面３１ａに対向する位置に保持することができる。即ち、液面３１ａがタンク３０内でＨだけ下降した場合、この機構では基台６５がＨ／２だけ上昇するため、タンク３０の外部の系から見ると液面３１ａはＨ／２だけ下降したことになる。一方、基台６５の上昇に伴って、これにワイヤ６９を介して接続された熱源６７はＨ／２だけ下降する。従って、タンク３０内の液面３１ａと熱源６７との相対位置は常に一定に保たれる。
【００６６】
このように、本実施例に係る構成の場合、液面３１ａの下降距離に対する基台６５の上昇距離を小さくすることができるため、高さ寸法の抑えることができる。なお、弾性体６６のバネ定数や、滑車６８及びワイヤ６９による基台６５と熱源６７との接続態様は、上述した構成に限られず、弾性体６６のバネ定数に応じて他の接続態様を採用することができる。また、弾性体６６のバネ定数を小さくするほど、カートリッジ１０Ｆの昇降範囲を小さくすることができる。
【００６７】
（実施例８）
図１２は、上記カートリッジ１０の他の例として、実施例８に係るカートリッジ１０Ｈを側方から模式的に示す断面図である。この図１２に示すカートリッジ１０Ｈは、実施例１に係るカートリッジ１０Ａと部分的に同様の構成を備えているが、本カートリッジ１０Ｈでは、タンク３０の側壁部３０ａではなく、後壁部３０ｄに磁性シート（表示部）７０が貼付されている。また、タンク３０内には略前後方向へ延びるアーム形状を成すフロート７１が設けられており、その前端にはタンク３０の壁部に枢支される枢支部７２が設けられ、先端部（後端部）７３には、タンク３０の後壁部３０ｄへ向くようにして磁石７４が設けられている。また、枢支部７２と先端部７３との間には中空を成す浮力体７５が設けられている。
【００６８】
このようなカートリッジ１０Ｈの場合、実施例１に係るカートリッジ１０Ａと同様に、液面３１ａの下降に伴って磁石７４も下降し、該磁石７４からの磁界によって磁性シート７０には模式的空隙領域Ａ１と模式的充填領域Ａ２と模式的液面Ｓ１とが表示される。一方、本カートリッジ１０Ｈでは、磁性シート７０がタンク３０の後壁部３０ｄに設けられているため、カートリッジ装着部８に装着された状態であっても、プリンタ部２の正面に設けられた扉７（図１参照）を開くことにより、挿脱口８ａを通じて磁性シート７０の表示を視認することができ、カートリッジ１０Ｈを取り外さなくてもインク残量を把握することができる。
【００６９】
なお、このようにタンク３０の後壁部３０ｄに磁性シート７０を設ける構成は、軟磁性体５０を有する実施例２、及び電磁石５３を有する実施例３，４にも適用することができる。更には、感熱紙６０を有する実施例５〜７においても、感熱紙６０をタンク３０の後壁部３０ｄに設けることにより、扉７を開いて挿脱口８ａを通じてインク残量を視認することが可能である。
【００７０】
また、磁性シート３７，７０を表示部として備える実施例１〜４，８の変形例として、これら磁性シート３７，７０をタンク３０の上壁部に設けることも可能である。この場合は、フロート３２，７１において磁石３５等が取り付けられた部分が、液面３１ａの下降に伴い、タンク３０の上壁部の磁性シート３７，７０に沿って移動するように適宜構成すればよい。これにより、例えば筐体１ａの上部に窓を設け、扉７を操作せずとも、この窓を通じて磁性シート３７，７０の表示を視認することができる。
【００７１】
（実施例９）
図１３は、上記カートリッジ１０の他の例として、実施例９に係るカートリッジ１０Ｉを側方から模式的に示す断面図である。この図１３に示すカートリッジ１０Ｉは、実施例１に係るカートリッジ１０Ａと大部分において同様の構成になっており、磁性シート３７の模式的空隙領域Ａ１に文字列等の記号が表示されるように構成されている点が異なっている。即ち、本カートリッジ１０Ｉの磁性シート３７は、複数の磁性粉カプセル３７ａ（図３（ｂ）参照）に混じって磁界によって不変の粒子（図示せず）が透明フィルム３７ｂ（図３（ｂ）参照）に付着されており、この粒子の配列によって記号（図１３に示す「empty」）が形成されている。
【００７２】
この粒子は、模式的充填領域Ａ２における磁性粉カプセル３７ａの表示色と同様の色彩を有しており、磁性シート３７においてインク３１の残量が僅かになったときに磁石３５が対向する位置（本実施例では、磁性シート３７の下部）に設けられている。そして、この位置に磁界が作用し、磁性粉カプセル３７ａの表示色が変化して模式的空隙領域Ａ１になると、この模式的空隙領域Ａ１に記号が視認可能に表示されるようになっている。
【００７３】
このようなカートリッジ１０Ｉによれば、磁性シート３７には、模式的液面Ｓ１を表示するだけでなく、文字や図形といった記号によってもユーザへ情報を表示することができ、インク残量が少なくなったときに、カートリッジ１０Ｉの交換を促すことができる。なお、実施例５〜７に係るカートリッジ１０Ｅ〜１０Ｇのように、表示部として感熱紙６０を備える構成の場合においても、感熱紙６０の下部など所定箇所に予め記号を形成しておくことにより、熱源６１，６７からの熱で黒色を呈した模式的空隙領域Ａ１に同様の記号を表示させることができる。
【産業上の利用可能性】
【００７４】
本発明は、耐光性の低い液体をも収容できるように遮光性壁面で構成したタンクを有する液体カートリッジを備え、視認によっても液体残量をより正確に把握することができるカートリッジシステムと、該システムに用いる液体カートリッジとに適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７５】
【図１】本発明に係るカートリッジシステムを適用したプリンタ装置の外観構成を示す斜視図であり、本実施の形態では記録装置としてプリンタ機能、スキャナ機能、コピー機能、及びファクシミリ機能等を備える所謂複合機を図示している。
【図２】図１に示す記録装置が有するプリンタ部の構成を示す模式的断面図である。
【図３】プリンタ装置に用いられるカートリッジの一例として、実施例１に係るカートリッジの構成を示す模式的図面であり、（ａ）は側方から見たときの断面図を示し、（ｂ）は（ａ）でのIIIb-IIIb矢視断面図を示している。
【図４】実施例１に係るカートリッジをカートリッジ装着部に装着した状態を正面方向から模式的に示す断面図である。
【図５】未使用状態のカートリッジの構成を模式的に示す正面断面図であり、未使用時の磁石の変位によって磁性シートに模式的液面が表示されないようにするための構成を例示している。
【図６】カートリッジの他の例として、実施例２に係るカートリッジをカートリッジ装着部に装着した状態を正面方向から模式的に示す断面図である。
【図７】カートリッジの他の例として、実施例３に係るカートリッジをカートリッジ装着部に装着した状態を側方から模式的に示す断面図である。
【図８】カートリッジの他の例として、実施例４に係るカートリッジを模式的に示す図面であり、（ａ）は側方から見た断面図であり、（ｂ）は上方から見た断面図である。
【図９】カートリッジの他の例として、実施例５に係るカートリッジをカートリッジ装着部に装着した状態を正面方向から模式的に示す断面図である。
【図１０】カートリッジの他の例として、実施例６に係るカートリッジをカートリッジ装着部に装着した状態を正面方向から模式的に示す断面図である。
【図１１】カートリッジの他の例として、実施例７に係るカートリッジをカートリッジ装着部に装着した状態を正面方向から模式的に示す断面図である。
【図１２】カートリッジの他の例として、実施例８に係るカートリッジを側方から模式的に示す断面図である。
【図１３】カートリッジの他の例として、実施例９に係るカートリッジを側方から模式的に示す断面図である。
【符号の説明】
【００７６】
１ 記録装置（液滴吐出装置）
８ カートリッジ装着部
８ａ 挿脱口
１０，１０Ａ〜１０Ｉ カートリッジ
３０ タンク
３１ インク
３１ａ 液面
３２，７１ フロート
３５，７４ 磁石
３６，７５ 浮力体
３７，４３，７０ 磁性シート
４０ 光学センサ
５０ 軟磁性体
５１ 磁石
５４，５８ 導線
５５，５６，５９ 電極
６０ 感熱紙
６１，６７ 熱源
６４ 可動台
Ａ１ 模式的空隙領域
Ａ２ 模式的充填領域
Ｓ１ 模式的液面
【技術分野】
【０００１】
本発明は、遮光性壁面で構成されるタンクを有する液体カートリッジをカートリッジ装着部へ挿脱可能に装着するカートリッジシステム、及びこれに用いられる液体カートリッジに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、液体を収容するタンクを有する液体カートリッジをカートリッジ装着部に装着して使用するものとして、例えばインクジェットプリンタ装置などの液体吐出装置がある。該液体吐出装置では、フォトインタラプタなどの光学素子を用いてタンク内の液体残量を検出し、残量が一定未満になった場合にユーザに通知することにより、新たな液体カートリッジへの効果を促すようにしている。このような残量検出手段では、カートリッジ装着部に発光素子と受光素子とが対向配置され、液体カートリッジには、前記両素子に挟まれる位置の壁面に透光性の窓が設けられると共に、液面に応じて変位するフロートがタンク内に収容されている。そして、残量が一定以上のときは、発光素子からの光は窓を通過する光路を経て受光素子にて受光される一方、残量が一定未満になると、フロートが上記光路を遮断し、発光素子からの光を受光素子は受光できなくなる。従って、受光素子での受光の有無を検出することにより、液体の残量が一定未満か否かを検出可能になっている。
【０００３】
しかしながら、このような残量検出手段の場合、タンクに収容する液体として、発光素子からの光だけでなく、その他の外部からの光に対しても比較的耐性の高いものを用いる必要があり、使用できる液体に制限がある。
【０００４】
これに対して、タンクを遮光部材によって構成したものもある（特許文献１参照）。特許文献１に係る液体カートリッジでは、軟質のインクバックと該インクバックの左右の側面から延びるフィルム状の２本のストリップとを有し、各ストリップの先端部はインクバックの上方にて重ね合わされている。そして、タンク内のインクが減少するに従って、２本のストリップに位置ズレが生じるため、この位置ズレ量を各ストリップの先端部にて視認することにより、液体の残量を検出できるようになっている。
【０００５】
一方、残量検出手段として光学素子を用いないものもある（特許文献２参照）。特許文献２に係る液体カートリッジでは、磁性体を含むフロートをタンク内に収容し、このフロートをタンクの下部に設けた磁気センサにて検出することにより、液面が磁気センサの位置に到達したことを検出するようにしている。
【特許文献１】特開平０５−２０１０１９号公報
【特許文献２】特開平０１−１２０３５３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ここで、特許文献１に開示された構成によれば、液体カートリッジが貯留する液体に耐光性の点で制約が生じないものの、タンク内の液体残量をユーザが正確に把握し辛いという課題がある。より具体的に言えば、特許文献１の構成では、ストリップのズレ量に基づいて液体残量の目安的に視認することができるが、当該文献の段落００１４に「側面１１ａと１１ｂとでバッグのへこみに多少のばらつきがある場合を考慮して」と記載されているように、ストリップのズレ量は液体残量に対して一義的ではなく、あくまで目安とすることができる程度であり、正確な残量の把握には不向きである。
【０００７】
また、特許文献２の構成では、磁気センサがフロートを検出する構成であるため、光学素子を用いることなく液体残量検出することができるが、磁気センサを動作させた状態でなければ液体残量を把握することはできない。さらに、磁気センサの故障や誤作動によって、液体残量を把握することができなくなる。
【０００８】
そして、このような、タンク内の液体残量を視認によっても正確に把握したいという課題は、インクジェットプリンタ装置のようにタンクにインクを収容するカートリッジシステムの他、エタノール等の燃料をタンクに収容する燃料電池におけるカートリッジシステムなど、他のカートリッジシステムにおいても同様に存在又は内在している。
【０００９】
そこで本発明は、耐光性の低い液体をも収容できるように遮光性壁面で構成したタンクを有する液体カートリッジを備え、視認によっても液体残量をより正確に把握することができるカートリッジシステムと、該システムに用いる液体カートリッジとを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明に係るカートリッジシステムは、液体を内部に収容して遮光性壁面で構成されるタンクを有する液体カートリッジと、該液体カートリッジが挿脱可能に装着されるカートリッジ装着部とから成るカートリッジシステムであって、前記液体カートリッジには、前記タンク内の残留液体の液面に対応する視認可能な模式的液面を表示する表示部が設けられ、該表示部は、前記残留液体の容量変化に伴って、該残留液体の液面の位置変化に比例して前記模式的液面の位置を変化させるよう構成されており、前記カートリッジ装着部には、前記模式的液面の位置を検出する液面検出部が設けられている。
【００１１】
このような構成とすることにより、タンクが遮光性壁面で構成されているため、耐光性の制約を受けない液体を収容することができると共に、残留液体の液面の位置変化に比例する模式的液面が表示されるため、視認によって液体残量を正確に把握することができる。
【００１２】
また、前記タンク内には、前記残留液体の液面位置の変化に伴って位置変動する磁石が収容され、前記表示部は、前記磁石の位置に対応する部分が変色する磁性シートから成るものであってもよい。このような構成とすることにより、磁性シートの変色境界位置を、残留液体の模式的液面として視認可能に表示させることができる。
【００１３】
また、前記タンク内には、前記磁石を有して前記液体に浮遊するフロート部材が設けられていてもよい。このような構成とすることにより、液面の位置変動に対して磁石を正確に追従させ、その位置を模式的液面としてより正確に表示させることができる。
【００１４】
また、前記磁性シートは、前記磁石が通過することによって変色した領域に記号が表示されるべく成してあってもよい。このような構成とすることにより、例えば磁石が通過した変色領域に「empty」と表示させるようにし、この表示が全て視認可能になると液体カートリッジの交換時期である、ということを文字情報によってもユーザに促すことができる。また、表示する記号としては文字に限られず、図形などであってもよい。
【００１５】
また、前記磁石は、永久磁石から成るものであってもよい。このような構成とすることにより、液体カートリッジの構成が簡単になり、本システムを低コストによって実現することができる。
【００１６】
また、前記磁石は、前記カートリッジ装着部に前記液体カートリッジが装着されることによって通電して磁化される電磁石であり、該電磁石は軟磁性体から成る芯材を有していてもよい。このような構成とすることにより、液体カートリッジがカートリッジ装着部に装着されていない状態では、磁石の位置変化によって磁性シートの表示が変化しないようにすることができる。従って、例えばユーザが、液体カートリッジをカートリッジ装着部から取り外して持ち運んだ場合であっても、取り外す直前に表示していた模式的液面の位置情報を保持することができる。
【００１７】
また、前記磁石は、前記カートリッジ装着部に前記液体カートリッジが装着されることにより、該液体カートリッジの外部に配設された磁石によって磁化される軟磁性材料から成る磁性体であってもよい。このような構成とすることにより、未装着状態では磁性シートの表示が変化しない液体カートリッジを、簡単な構成によって実現することができる。
【００１８】
また、前記表示部は、熱に反応して変色する感熱紙から成り、前記カートリッジ装着部には、前記液体カートリッジが装着された状態で前記感熱紙に対向するように熱源が設けられていてもよい。このような構成とすることにより、感熱紙のうち液体に浸されている部分に比べて、液面より上方に位置する部分は加熱によって温度が上昇しやすくなるため、液面上の部分だけが変色することによって、模式的液面を表示することができる。
【００１９】
また、前記液面検出部は、前記表示部における変色部分を検出する光学センサを有するようにしてもよい。例えば、上述したような変色部分は、反射型フォトインタラプタ等の光学センサによって読み取ることができ、これにより、液体残量を電気的に検出することができる。
【００２０】
また、前記カートリッジ装着部は、前記液体カートリッジが挿脱される挿脱口を有し、前記表示部は、前記液体カートリッジが前記カートリッジ装着部に装着された状態で前記挿脱口を通じて視認可能な部分に設けられていてもよい。このような構成とすることにより、カートリッジ装着部に液体カートリッジが装着された状態であっても、別途の窓を設けることなく、挿脱口を通じてユーザが表示部を視認することができる。
【００２１】
また、前記液体カートリッジは前記タンク内に前記液体としてインクを収容しており、該インクを被記録体へ吐出して画像を形成するプリンタであってもよい。このような構成とすることにより、耐光性の点で制約されないインクを使用することができ、且つ、インクの残量を視認によって直感的に把握することができるプリンタを実現することができる。
【００２２】
本発明に係る液体カートリッジは、液体を内部に収容して遮光性壁面で構成されるタンクを有し、カートリッジシステムに装着される液体カートリッジであって、前記タンク内の残留液体の液面に対応する視認可能な模式的液面を表示する表示部を備え、該表示部は、前記残留液体の容量変化に伴って、該残留液体の液面の位置変化に比例して前記模式的液面の位置を変化させるよう構成されている。
【００２３】
このような構成とすることにより、タンクが遮光性壁面で構成されているため、耐光性の制約を受けない液体を収容することができると共に、残留液体の液面の位置変化に比例する模式的液面が表示されるため、視認によって液体残量を正確に把握することができる。
【００２４】
また、前記タンク内には、前記残留液体の液面位置の変化に伴って位置変動する磁石が収容され、前記表示部は、前記磁石の位置に対応する部分が変色する磁性シートから成るものであってもよい。このような構成とすることにより、磁性シートの変色境界位置を、残留液体の模式的液面として視認可能に表示させることができる。
【００２５】
また、前記タンク内には、前記磁石を有して前記液体に浮遊するフロート部材が設けられていてもよい。このような構成とすることにより、液面の位置変動に対して磁石を正確に追従させ、その位置を模式的液面としてより正確に表示させることができる。
【００２６】
また、前記表示部は、前記カートリッジシステムに装着された状態で外部熱源から発せられる熱に反応して変色する感熱紙から成るものであってもよい。このような構成とすることにより、感熱紙のうち液体に浸されている部分に比べて、液面より上方に位置する部分は加熱によって温度が上昇しやすくなるため、液面上の部分だけが変色することによって、模式的液面を表示することができる。
【発明の効果】
【００２７】
本発明によれば、耐光性の低い液体をも収容できるように遮光性壁面で構成したタンクを有する液体カートリッジを備え、視認によっても液体残量をより正確に把握することができるカートリッジシステムと、該システムに用いる液体カートリッジとを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
以下、本発明の実施の形態に係るカートリッジシステム及び液体カートリッジについて、インクジェットプリンタ装置（以下、「プリンタ装置」と称する）と、液体インクを収容する液体カートリッジ（以下、「カートリッジ」と称する）とを例にとって、図面を参照しつつ説明する。
【００２９】
［プリンタ装置全体の概要］
図１は、本発明に係るカートリッジシステムを適用したプリンタ装置１の外観構成を示す斜視図であり、本実施の形態ではプリンタ装置１としてプリンタ機能、スキャナ機能、コピー機能、及びファクシミリ機能等を備える所謂複合機を図示している。図１に示すようにプリンタ装置１は、インクジェット方式によって画像を記録するプリンタ部２を、略直方体形状の筐体１ａの下部に備え、且つスキャナ部３を筐体１ａの上部に備えて構成されている。
【００３０】
プリンタ装置１のプリンタ部２は、筐体１ａの正面（前側）に開口４を有しており、この開口４の内側には、下側の給紙トレイ５と上側の排紙トレイ６とが２段にして設けられている。給紙トレイ５には被記録体として複数枚の記録用紙を収容でき、例えば、Ａ４サイズ以下の各種サイズの記録用紙が複数枚収容できるようになっている。
【００３１】
プリンタ部２の正面の右下部分には扉７が開閉自在に設けられ、該扉７の内方にはカートリッジ装着部８（図２参照）が設けられている。従って、扉７が開かれるとカートリッジ装着部８が正面側に露出し、カートリッジ１０（図２参照）が水平方向から、カートリッジ装着部８の開口である挿脱口８ａを通じて着脱可能になっている。カートリッジ装着部８には、使用されるインク色に対応したカートリッジ１０の収容ケース９（図２参照）が備えられており、本プリンタ部２では、例えば、染料インクであるシアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）の３色のカラーインクと、顔料インクであるブラック（Ｂｋ）のブラックインクとが使用される。したがって、カートリッジ装着部８には内部が４つに区分けされた収容ケース９が設けられており、区分けされた各スペースに、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）、ブラック（Ｂｋ）の各色インクを貯留するカートリッジ１０が収容される。
【００３２】
プリンタ装置１の上部に設けられたスキャナ部３は、所謂フラットベッドスキャナとして構成されている。即ち、図１に示されるようにプリンタ装置１の上面には、該プリンタ装置１の天板として開閉自在に設けられた原稿カバー１ｂが備えられている。そして、原稿カバー１ｂの下側に、原稿が載置されるプラテンガラスや原稿の画像を読み取るイメージセンサなどが配設されている。
【００３３】
プリンタ装置１の正面上部には、プリンタ部２やスキャナ部３を操作するための操作パネル１１が設けられている。操作パネル１１は、各種操作ボタンや情報を出力する出力部としての液晶ディスプレイ１１ａ等から構成されており、プリンタ装置１は、オペレータによる操作パネル１１の操作の結果、該操作パネル１１から出力される指示に基づいて動作可能になっている。また、プリンタ装置１が外部のコンピュータに接続されている場合には、該コンピュータからプリンタドライバ又はスキャナドライバを介して送信される指示に基づいてもプリンタ装置１は動作可能になっている。
【００３４】
プリンタ装置１の正面左上部分にはスロット部１２が設けられている。スロット部１２には、記憶媒体である各種小型メモリカードが装填可能であり、操作パネル１１において所定の操作を行うことにより、スロット部１２に装填された小型メモリカードに記憶されたデータが読み出し可能となっている。読み出されたデータは、操作パネル１１の液晶ディスプレイに表示させることも可能であり、この表示に基づいて任意に選択された画像をプリンタ部２により記録用紙に記録させることができる。
【００３５】
図２は、プリンタ装置１が有するプリンタ部２の構成を示す模式的断面図である。図２に示すように、プリンタ装置１の底部近傍には給紙トレイ５が設けられており、該給紙トレイ５の上方には、図１の左右方向に長寸を成す平坦な板状のプラテン１４が設けられている。このプラテン１４の更に上方には、キャリッジ１６に収容された画像記録ユニット１７が設けられており、この画像記録ユニット１７は、図示しないノズル孔からインクを吐出する吐出ヘッド１５ａ、該吐出ヘッド１５ａへインクを供給するサブタンク１５ｂ、及び吐出ヘッド１５ａが備える圧電アクチュエータ（図示せず）への駆動信号を出力するヘッド制御基板１５ｃ（例えばＣＯＦ：Chip on Film）等から構成されている。この画像記録ユニット１７が有するサブタンク１５ｂは、プリンタ装置１のカートリッジ装着部８へ装着されたカートリッジ１０との間で、可撓性のチューブ２２を介して連通するようになっており、カートリッジ１０から供給されたインクを一時的に貯留し、更にこれを吐出ヘッド１５ａへと供給する。
【００３６】
また、給紙トレイ５の後方からは用紙搬送路１８が延設されている。この用紙搬送路１８は、給紙トレイ５の後方から上方へ向かい更に前方へ向かうように湾曲した湾曲パス１８ａと、該湾曲パス１８ａの終点から更に前方へ延びるストレートパス１８ｂとから成り、画像記録ユニット１７の配設箇所以外の部分では、所定間隔で対向する外側ガイド面と内側ガイド面とで構成されている。
【００３７】
給紙トレイ５の直上には、該給紙トレイ５内の記録用紙を用紙搬送路１８へ供給する給紙ローラ１９が設けられている。また、用紙搬送路１８における湾曲パス１８ａの下流部分近傍には、搬送ローラ及びピンチローラから成る一対の搬送ローラ対２０が、両ローラによって用紙搬送路１８を上下から挟むようにして設けられている。更に、用紙搬送路１８におけるストレートパス１８ｂの下流部分近傍には、排紙ローラ及びピンチローラから成る一対の排紙ローラ対２１が、両ローラによって用紙搬送路１８を上下から挟むようにして設けられている。上述した画像記録ユニット１７とプラテン１４とは、搬送ローラ対２０と排紙ローラ対２１との間にて、ストレートパス１８ｂを上下から挟むようにして設けられている。
【００３８】
［カートリッジの構成］
（実施例１）
図３は、上述したプリンタ装置１に用いられるカートリッジ１０の一例として、実施例１に係るカートリッジ１０Ａの構成を示す模式的図面であり、（ａ）は側方から見たときの断面図を示し、（ｂ）は（ａ）でのIIIb-IIIb矢視断面図を示している。図３（ａ），（ｂ）に示すように、カートリッジ１０Ａは、左右方向の厚み寸法が上下方向寸法及び前後方向寸法よりも小さい扁平な直方体形状を成すタンク３０を備えている。このタンク３０は、外部から自然光などの光を内部に透過させないように遮光性壁面部材で構成されており、その内部には、記録用紙へ吐出されて画像を形成するためのインク３１と、該インク３１の残量に応じて位置変化するフロート３２とが収容されている。
【００３９】
このフロート３２は、図３（ａ）に示すように略前後方向へ延びるアーム形状を成し、その後端にはタンク３０の壁部に枢支される枢支部３３が設けられ、先端部（前端部）３４には、タンク３０の一方の側壁部３０ａへ向くようにして磁石３５が設けられている。また、枢支部３３と先端部３４との間には中空を成す浮力体３６が設けられている。この浮力体３６は、フロート３２の先端がタンク３０の内壁面に接触するなどの外的な阻害要因がない限り、フロート３２の姿勢（傾き）に関わらず、インク３１の液面３１ａから一部が露出可能なだけの浮力を生じ得るように構成されている。従って、図３（ａ）にて二点鎖線で示すように、カートリッジ１０のタンク３０内のインク３１が比較的多く残されている場合には、磁石３５及び浮力体３６は相対的に上方に位置しており、この状態からインク３１の減少に伴って（即ち、液面３１ａの位置が下降するのに伴って）図３（ａ）に実線で示すように下降するようになっている。また、このような浮力体３６の下降動に伴って磁石３５も下降動し、本実施例に係る磁石３５の場合、枢支部３３に対して浮力体３６よりも離隔して位置しているため、磁石３５の移動範囲は浮力体３６の移動範囲より広くなっている。
【００４０】
SHAPE \* MERGEFORMAT 図３（ｂ）に示すように、タンク３０の一方の側壁部３０ａ外面には磁性シート（表示部）３７が貼付されており、且つ、図３（ａ）にて破線で示すように、この磁性シート３７は側面視で磁石３５の可動範囲の全てを含むように設けられている。この磁性シート３７は、磁性粉を内包材とするマイクロカプセルである磁性粉カプセル３７ａを透明フィルム３７ｂに付着させたものであり、外部からの磁界によって磁性粉カプセル３７ａ内の磁性粉が転向し、その向きに応じて二色（例えば、白及び黒）を切り換えて表示できるようになっている。また、本実施例に係る磁性シート３７は、外部から見たときに、磁石３５からの磁界の影響を未だ受けていない部分では濃色（例えば、黒色）を表示する一方、磁石３５からの磁界を受けた部分は薄色（例えば、白色）に反転（変色）して表示するようになっている。また、一般に磁性シート３７における色の反転（変色）状態は、新たに外部磁界が作用しない限り保持される。なお、図３（ｂ）に示す磁性シート３７は、構成の理解を容易にするために厚みを大きくして磁性粉カプセル３７ａを拡大して示しているが、実際には、厚み１ミリメートル以下のフィルム状を成している。
【００４１】
このような実施例１に係るカートリッジ１０Ａの場合、側壁部３０ａを挟んで磁石３５と対向する磁性シート３７の部分であってタンク３０に接触する面とは反対側の面（即ち、外方から視認できる面）は、磁石３５からの磁界によって薄色を表示する。そして、インク３１が消費されてタンク３０内の液面３１ａが下降すると、これに伴って磁石３５も下降し、磁性シート３７において薄色の領域が拡大していく。ここで、磁石３５が対向する前の磁性シート３７の濃色領域は、タンク３０内にてインク３１が存在する領域に対応する模式的充填領域Ａ２を成し、薄色領域はインク３１が存在しない領域に対応する模式的空隙領域Ａ１を成している。そして、模式的空隙領域Ａ１と模式的充填領域Ａ２との境界線は、タンク３０内におけるインク３１の液面３１ａに対応する模式的液面Ｓ１を成している（図３（ｂ）参照）。
【００４２】
以上のような構成により、本実施例に係るカートリッジ１０Ａは、ユーザが磁性シート３７に表示される模式的液面Ｓ１を視認することができ、インク残量を把握することができる。また、この模式的液面Ｓ１は、実際のインク３１の液面３１ａに比例して変位するため、インク残量をより正確かつ直感的に把握することができる。また、タンク３０が遮光性壁面から構成されているため、インク素材として耐光性の点で制約を受けることがなく、選択の自由度が高くなる。
【００４３】
なお、上記説明では、フロート３２の構成として、枢支部３３に対して浮力体３６よりも磁石３５が離隔したものを示したが、浮力体３６よりも磁石３５が枢支部３３に近接した構成としてもよい。この場合、浮力体３６は、より小さい浮力であってもよくなるため、カートリッジ１０Ａの小寸法化、又はインク貯留容量の増大を図ることができる。また、浮力体３６と磁石３５とを、枢支部３３からの等距離の位置に設けてもよい。
【００４４】
また、枢支部３３を挟んで磁石３５と浮力体３６とを配置するようにフロート３２を構成してもよい。この場合、液面３１ａの下降に伴って磁石３５は上昇するため、上述した説明の例とは模式的空隙領域Ａ１と模式的充填領域Ａ２との上下位置関係が反対になる。
【００４５】
更に、上記説明では、磁性シート３７を側面視で磁石３５の可動範囲の全てを含むように設けるものとしたが、これに限られない。例えば、磁石３５の全可動範囲のうち、最も下方の位置を含む一部分の範囲を含むように設けてもよい。この場合であっても、インク３１の残量が少なくなってきた途中の時点から、磁性シート３７に模式的空隙領域Ａ１を表示させることができる。
【００４６】
図４は、上述したカートリッジ１０Ａをカートリッジ装着部８に装着した状態を正面方向から模式的に示す断面図である。図４に示すように、カートリッジ装着部８には、磁性シート３７に対向するようにして光学センサ４０が設けられている。この光学センサ４０は、反射型のフォトインタラプタなどから成り、発光部４１及び受光部４２を有している。また、カートリッジ装着部８には図示しないアクチュエータが備えられており、光学センサ４０を磁性シート３７に沿って昇降動可能になっている。従って、磁性シート３７の表示は、光学センサ４０によってスキャンすることが可能であり、そのスキャン・データを用いて模式的液面Ｓ１の位置を検出し、検出結果に基づいて、液晶ディスプレイ１１ａ（図１参照）にカートリッジ１０Ａの交換を促す情報を表示させることが可能である。
【００４７】
なお、インク３１の残量が所定未満であることを検出するだけで済む場合には、上記光学センサ４０を昇降動可能に構成する必要はなく、アクチュエータを設けずに、光学センサ４０をタンク３０の下部所定位置に対向配置させればよい。これにより、光学センサ４０が対向する磁性シート３７の位置に模式的液面Ｓ１が表示されると、この表示を読み取って、インク３１の残量が所定未満であることを検出することができる。
【００４８】
また、図４に示すカートリッジ装着部８では、磁石３５に対して、タンク３０に貼付された磁性シート３７とは反対側に位置するカートリッジ装着部８の壁面８ｂにも磁性シート４３が設けられている。この磁性シート４３も、タンク３０に貼付された磁性シート３７と同様の構成になっており、側面視で磁石３５の可動範囲の全てを含むように、又は、磁石３５の可動範囲のうち最も下方位置を含む一部分の範囲を含むように設けられている。これにより、磁性シート４３においても、模式的空隙領域Ａ１、模式的充填領域Ａ２、及び模式的液面Ｓ１を表示させることができ、カートリッジ１０Ａを抜き出した後、該カートリッジ１０Ａのインク残量をこの磁性シート４３から視認して把握することができる。
【００４９】
なお、図４では、この磁性シート４３として上記磁性シート３７と同様の特性を有するものを用いた場合を示しているため、結果的に磁性シート４３の表示色は磁性シート３７の表示色の反転色になっている。但し、磁石３５からの磁界の作用がない場合に濃色を表示し、磁界の作用によって薄色を表示するものを用いれば、磁性シート３７と同様に、模式的空隙領域Ａ１では薄色を呈し、模式的充填領域Ａ２では濃色を呈するようにすることも可能である。
【００５０】
図５は、未使用状態の上記カートリッジ１０Ａの構成を模式的に示す正面断面図であり、未使用時の磁石３５の変位によって磁性シート３７に模式的液面Ｓ１が表示されないようにするための構成を例示している。この図５に示すように、本実施例に係る未使用状態のカートリッジ１０Ａには、磁性シート３７の外表面にシート状の永久磁石から成るシート磁石４５が重ねられており、このシート磁石４５は、保護シール４６によってタンク３０に支持されている。また、シート磁石４５は、磁性シート３７に磁界を作用させて全領域を濃色に表示させるようになっている。
【００５１】
このような構成により、搬送中や店頭に陳列されている未使用状態のカートリッジ１０Ａにおいて、磁石３５からの磁界によって磁性シート３７に模式的液面Ｓ１が表示されるのを防止することができる。なお、保護シール４６を外す際にシート磁石４５も外すことができるため、その後は、上述したように磁石３５からの磁界によって磁性シート３７にて模式的液面Ｓ１を表示させることができる。
【００５２】
（実施例２）
図６は、上記カートリッジ１０の他の例として、実施例２に係るカートリッジ１０Ｂをカートリッジ装着部８に装着した状態を正面方向から模式的に示す断面図である。この図６に示すように、カートリッジ１０Ｂは、実施例１に係るカートリッジ１０Ａと大部分において同様の構成を備えており、カートリッジ１０Ａの磁石３５に代えて、カートリッジ１０Ｂでは軟磁性体５０がフロート３２の先端部３４に備えられている点で相違している。また、カートリッジ装着部８において、軟磁性体５０に対して磁性シート３７とは反対側に位置する壁面８ｂに、磁石５１が設けられている。この磁石５１は永久磁石でも電磁石でもよく、軟磁性体５０の可動範囲のうち、側面視で少なくとも磁性シート３７が占める領域を含むように設けられている。なお、カートリッジ１０Ｂにおいて、カートリッジ１０Ａと同様の構成を備える部分には同符号を付し、その詳細な説明は省略する。
【００５３】
このような構成により、カートリッジ装着部８に装着されたカートリッジ１０Ｂは、磁石５１によって軟磁性体５０が磁化され、該軟磁性体５０からの磁界によって磁性シート３７に模式的液面Ｓ１を表示させることができる。一方、カートリッジ１０Ｂがカートリッジ装着部８から取り外された状態では、軟磁性体５０は磁化されておらず、磁界を生じさせないため、磁性シート３７は、軟磁性体５０の変位に関わらずその表示が変更されることがない。従って、搬送中や店頭に陳列されている未使用状態のカートリッジ１０Ｂにおいて、磁性シート３７に模式的液面Ｓ１が表示されるのを防止することができる。
【００５４】
（実施例３）
図７は、上記カートリッジ１０の他の例として、実施例３に係るカートリッジ１０Ｃをカートリッジ装着部８に装着した状態を側方から模式的に示す断面図である。この図７に示すように、カートリッジ１０Ｃは、実施例１に係るカートリッジ１０Ａと部分的に同様の構成を備えているが、カートリッジ１０Ａの磁石３５に代えて、鉄心にコイルが巻回されて成る電磁石５３がフロート３２の先端部３４に備えられている。また、タンク３０の前壁部３０ｃには上下に配された２つの電極５５が取り付けられており、各電極５５と電磁石５３が有するコイル（図示せず）との間は、タンク３０内の空中を架線された導線５４によって接続されている。また、カートリッジ装着部８において、装着されたカートリッジ１０Ｃの前壁部３０ｃに対向する壁部には、図示しない電源から電力が供給される電極５６が設けられており、カートリッジ１０Ｃが装着された状態では、電極５５，５６が互いに導通するようになっている。なお、カートリッジ１０Ｃにおいて、カートリッジ１０Ａと同様の構成を備える部分には同符号を付し、その詳細な説明は省略する。
【００５５】
このような構成のカートリッジ１０Ｃの場合、カートリッジ１０Ｃがカートリッジ装着部８に装着されると、電極５５，５６が導通してコイルが通電され、電磁石５３が磁化される。その結果、電磁石５３からの磁界によって、上述したカートリッジ１０Ａ，１０Ｂと同様に、磁性シート３７に模式的液面Ｓ１を表示させることができる。また、カートリッジ１０Ｃがカートリッジ装着部８から取り外された状態では、電磁石５３は磁化されておらず、磁界を生じさせないため、磁性シート３７は、電磁石５３の変位に関わらずその表示が変更されることがない。従って、搬送中や店頭に陳列されている未使用状態のカートリッジ１０Ｃにおいて、磁性シート３７に模式的液面Ｓ１が表示されるのを防止することができる。
【００５６】
（実施例４）
図８は、上記カートリッジ１０の他の例として、実施例４に係るカートリッジ１０Ｄを模式的に示す図面であり、（ａ）は側方から見た断面図であり、（ｂ）は上方から見た断面図である。図８（ａ）に示すように、カートリッジ１０Ｄは、実施例３に係るカートリッジ１０Ｃと大部分において同様の構成を備えているが、本実施例に係るカートリッジ１０Ｄでは、カートリッジ１０Ｃにおいて空中を架線された導線５４に代えて、フロート３２及びタンク３０に配線された導線５８を備えている。即ち、図８の破線で示すように、電磁石５３から引き出された２本の導線５８は、フロート３２内を通って先端部３４から枢支部３３まで配線され、該枢支部３３の軸芯を通ってタンク３０の左右の側壁部３０ａ，３０ｂ外へ引き出されている。更に、左右へ引き出された各導線５８は、側壁部３０ａ，３０ｂに沿ってタンク３０の前壁部３０ｃまで配線され、ここに設けられた電極５９に接続されている。なお、カートリッジ１０Ｄにおいて、カートリッジ１０Ｃと同様の構成を備える部分には同符号を付し、その詳細な説明は省略する。
【００５７】
このような構成のカートリッジ１０Ｄの場合、カートリッジ１０Ｄがカートリッジ装着部８に装着されると、電極５９から導線５８を通じてコイルが通電され、電磁石５３が磁化される。その結果、電磁石５３からの磁界によって、上述したカートリッジ１０Ａ〜１０Ｃと同様に、磁性シート３７に模式的液面Ｓ１を表示させることができる。また、導線５８はフロート３２内を配線されているため、液面３１ａが下降したときのフロート３２の動作に影響することがない。その他の作用効果について、上記カートリッジ１０におけるものと同様である。
【００５８】
（実施例５）
図９は、上記カートリッジ１０の他の例として、実施例５に係るカートリッジ１０Ｅをカートリッジ装着部８に装着した状態を正面方向から模式的に示す断面図である。この図９に示すカートリッジ１０Ｅは、上述したカートリッジ１０Ａ〜１０Ｄと同様に、左右方向の厚み寸法が上下方向寸法及び前後方向寸法よりも小さい扁平な直方体形状を成すタンク３０を備えている。このタンク３０は、外部から自然光などの光を内部に透過させないように遮光性壁面部材で構成されており、その内部には、記録用紙へ吐出されて画像を形成するためのインク３１が収容されているが、カートリッジ１０Ａ〜１０Ｄのようなフロート３２は備えられていない。
【００５９】
一方、タンク３０の一方の側壁部３０ａには感熱紙（表示部）６０が貼付されており、この感熱紙６０は、インク３１の液面３１ａの可動範囲の全てを含むように、上下方向に長い範囲にわたって設けられている。この感熱紙６０は、外部からの所定温度以上の熱に反応して変色するものであり、本実施例では、常温で白色を示し、所定温度以上になると黒色になるものを用いている。また、カートリッジ装着部８において、感熱紙６０に対向する部分には熱源６１が設けられており、この熱源６１によって感熱紙６０の全領域を加熱することができる。
【００６０】
このような構成のカートリッジ１０Ｅは、カートリッジ装着部８に装着された状態で熱源６１によって加熱されると、感熱紙６０のうち、インク３１の液面３１ａより上方に位置する領域は所定温度以上に加熱されて黒色を呈し、液面３１ａより下方に位置する領域は、熱源６１からの熱がインク３１に吸収されて所定温度に至らず、白色を呈したままとなる。従って、感熱紙６０において黒色を呈する領域は模式的空隙領域Ａ１を成し、白色を呈する領域は模式的充填領域Ａ２を成し、その境界線は模式的液面Ｓ１を成すこととなる。そして、この模式的液面Ｓ１を視認することにより、インク３１の液面３１ａを正確に把握することができる。
【００６１】
なお、本実施例に係るカートリッジ１０Ｅにおいても、図４に示した光学センサ４０を用いることによって模式的液面Ｓ１の位置を検出し、検出結果に基づいて、液晶ディスプレイ１１ａ（図１参照）にカートリッジ１０Ａの交換を促す情報を表示させることが可能である。
【００６２】
（実施例６）
図１０は、上記カートリッジ１０の他の例として、実施例６に係るカートリッジ１０Ｆをカートリッジ装着部８に装着した状態を正面方向から模式的に示す断面図である。この図１０に示すカートリッジ１０Ｆは、上述したカートリッジ１０Ｅと同様に、タンク３０の一方の側壁部３０ａに感熱紙６０が貼付された構成となっている。一方、このカートリッジ１０Ｅは、タンク３０内のインク残量に応じて昇降動する可動台６４に載置されている。該可動台６４は、カートリッジ１０Ｅが載せられる基台６５と、該基台６５の下部に接続されたコイルバネ等から成る弾性体６６とから構成されており、タンク３０内での液面３１ａの下降距離と略同一寸法だけ基台６５が上昇する機構になっている。また、カートリッジ装着部８において、感熱紙６０に対向する部分には熱源６７が設けられており、この熱源６７は、タンク３０内のインク３１の液面３１ａに側方から対向するように高さ位置が固定されている。
【００６３】
このような構成のカートリッジ１０Ｆは、カートリッジ装着部８に装着された状態で熱源６７によって加熱されると、感熱紙６０において、液面３１ａに対応する部分を含むその近傍領域が加熱され、模式的液面Ｓ１が表示される。また、インク３１が消費されると、その重量の減少に伴って弾性体６６が伸長し、カートリッジ１０Ｆを上昇させ、熱源６７は常に液面３１ａに側方から対向して位置することとなる。従って、液面３１ａの位置が変化した場合であっても、熱源６７からの熱によって、感熱紙６０には模式的液面Ｓ１を表示させることができ、視認によってインク３１の液面３１ａを正確に把握することができる。
【００６４】
（実施例７）
図１１は、上記カートリッジ１０の他の例として、実施例７に係るカートリッジ１０Ｇをカートリッジ装着部８に装着した状態を正面方向から模式的に示す断面図である。この図１１に示すカートリッジ１０Ｇは、上述したカートリッジ１０Ｆと大部分において同様の構成になっているが、熱源６７が上下方向に可動となっており、且つ熱源６７と基台６５とが、滑車６８に掛けられたワイヤ６９を介して接続されている点で異なっている。
【００６５】
このようなカートリッジ１０Ｇの場合、タンク３０内でのインク３１の液面３１ａの下降距離に対して、基台６５がその半分の寸法だけ上昇する機構（即ち、そのようなバネ常数の弾性体６６）になっている場合に、熱源６７を液面３１ａに対向する位置に保持することができる。即ち、液面３１ａがタンク３０内でＨだけ下降した場合、この機構では基台６５がＨ／２だけ上昇するため、タンク３０の外部の系から見ると液面３１ａはＨ／２だけ下降したことになる。一方、基台６５の上昇に伴って、これにワイヤ６９を介して接続された熱源６７はＨ／２だけ下降する。従って、タンク３０内の液面３１ａと熱源６７との相対位置は常に一定に保たれる。
【００６６】
このように、本実施例に係る構成の場合、液面３１ａの下降距離に対する基台６５の上昇距離を小さくすることができるため、高さ寸法の抑えることができる。なお、弾性体６６のバネ定数や、滑車６８及びワイヤ６９による基台６５と熱源６７との接続態様は、上述した構成に限られず、弾性体６６のバネ定数に応じて他の接続態様を採用することができる。また、弾性体６６のバネ定数を小さくするほど、カートリッジ１０Ｆの昇降範囲を小さくすることができる。
【００６７】
（実施例８）
図１２は、上記カートリッジ１０の他の例として、実施例８に係るカートリッジ１０Ｈを側方から模式的に示す断面図である。この図１２に示すカートリッジ１０Ｈは、実施例１に係るカートリッジ１０Ａと部分的に同様の構成を備えているが、本カートリッジ１０Ｈでは、タンク３０の側壁部３０ａではなく、後壁部３０ｄに磁性シート（表示部）７０が貼付されている。また、タンク３０内には略前後方向へ延びるアーム形状を成すフロート７１が設けられており、その前端にはタンク３０の壁部に枢支される枢支部７２が設けられ、先端部（後端部）７３には、タンク３０の後壁部３０ｄへ向くようにして磁石７４が設けられている。また、枢支部７２と先端部７３との間には中空を成す浮力体７５が設けられている。
【００６８】
このようなカートリッジ１０Ｈの場合、実施例１に係るカートリッジ１０Ａと同様に、液面３１ａの下降に伴って磁石７４も下降し、該磁石７４からの磁界によって磁性シート７０には模式的空隙領域Ａ１と模式的充填領域Ａ２と模式的液面Ｓ１とが表示される。一方、本カートリッジ１０Ｈでは、磁性シート７０がタンク３０の後壁部３０ｄに設けられているため、カートリッジ装着部８に装着された状態であっても、プリンタ部２の正面に設けられた扉７（図１参照）を開くことにより、挿脱口８ａを通じて磁性シート７０の表示を視認することができ、カートリッジ１０Ｈを取り外さなくてもインク残量を把握することができる。
【００６９】
なお、このようにタンク３０の後壁部３０ｄに磁性シート７０を設ける構成は、軟磁性体５０を有する実施例２、及び電磁石５３を有する実施例３，４にも適用することができる。更には、感熱紙６０を有する実施例５〜７においても、感熱紙６０をタンク３０の後壁部３０ｄに設けることにより、扉７を開いて挿脱口８ａを通じてインク残量を視認することが可能である。
【００７０】
また、磁性シート３７，７０を表示部として備える実施例１〜４，８の変形例として、これら磁性シート３７，７０をタンク３０の上壁部に設けることも可能である。この場合は、フロート３２，７１において磁石３５等が取り付けられた部分が、液面３１ａの下降に伴い、タンク３０の上壁部の磁性シート３７，７０に沿って移動するように適宜構成すればよい。これにより、例えば筐体１ａの上部に窓を設け、扉７を操作せずとも、この窓を通じて磁性シート３７，７０の表示を視認することができる。
【００７１】
（実施例９）
図１３は、上記カートリッジ１０の他の例として、実施例９に係るカートリッジ１０Ｉを側方から模式的に示す断面図である。この図１３に示すカートリッジ１０Ｉは、実施例１に係るカートリッジ１０Ａと大部分において同様の構成になっており、磁性シート３７の模式的空隙領域Ａ１に文字列等の記号が表示されるように構成されている点が異なっている。即ち、本カートリッジ１０Ｉの磁性シート３７は、複数の磁性粉カプセル３７ａ（図３（ｂ）参照）に混じって磁界によって不変の粒子（図示せず）が透明フィルム３７ｂ（図３（ｂ）参照）に付着されており、この粒子の配列によって記号（図１３に示す「empty」）が形成されている。
【００７２】
この粒子は、模式的充填領域Ａ２における磁性粉カプセル３７ａの表示色と同様の色彩を有しており、磁性シート３７においてインク３１の残量が僅かになったときに磁石３５が対向する位置（本実施例では、磁性シート３７の下部）に設けられている。そして、この位置に磁界が作用し、磁性粉カプセル３７ａの表示色が変化して模式的空隙領域Ａ１になると、この模式的空隙領域Ａ１に記号が視認可能に表示されるようになっている。
【００７３】
このようなカートリッジ１０Ｉによれば、磁性シート３７には、模式的液面Ｓ１を表示するだけでなく、文字や図形といった記号によってもユーザへ情報を表示することができ、インク残量が少なくなったときに、カートリッジ１０Ｉの交換を促すことができる。なお、実施例５〜７に係るカートリッジ１０Ｅ〜１０Ｇのように、表示部として感熱紙６０を備える構成の場合においても、感熱紙６０の下部など所定箇所に予め記号を形成しておくことにより、熱源６１，６７からの熱で黒色を呈した模式的空隙領域Ａ１に同様の記号を表示させることができる。
【産業上の利用可能性】
【００７４】
本発明は、耐光性の低い液体をも収容できるように遮光性壁面で構成したタンクを有する液体カートリッジを備え、視認によっても液体残量をより正確に把握することができるカートリッジシステムと、該システムに用いる液体カートリッジとに適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７５】
【図１】本発明に係るカートリッジシステムを適用したプリンタ装置の外観構成を示す斜視図であり、本実施の形態では記録装置としてプリンタ機能、スキャナ機能、コピー機能、及びファクシミリ機能等を備える所謂複合機を図示している。
【図２】図１に示す記録装置が有するプリンタ部の構成を示す模式的断面図である。
【図３】プリンタ装置に用いられるカートリッジの一例として、実施例１に係るカートリッジの構成を示す模式的図面であり、（ａ）は側方から見たときの断面図を示し、（ｂ）は（ａ）でのIIIb-IIIb矢視断面図を示している。
【図４】実施例１に係るカートリッジをカートリッジ装着部に装着した状態を正面方向から模式的に示す断面図である。
【図５】未使用状態のカートリッジの構成を模式的に示す正面断面図であり、未使用時の磁石の変位によって磁性シートに模式的液面が表示されないようにするための構成を例示している。
【図６】カートリッジの他の例として、実施例２に係るカートリッジをカートリッジ装着部に装着した状態を正面方向から模式的に示す断面図である。
【図７】カートリッジの他の例として、実施例３に係るカートリッジをカートリッジ装着部に装着した状態を側方から模式的に示す断面図である。
【図８】カートリッジの他の例として、実施例４に係るカートリッジを模式的に示す図面であり、（ａ）は側方から見た断面図であり、（ｂ）は上方から見た断面図である。
【図９】カートリッジの他の例として、実施例５に係るカートリッジをカートリッジ装着部に装着した状態を正面方向から模式的に示す断面図である。
【図１０】カートリッジの他の例として、実施例６に係るカートリッジをカートリッジ装着部に装着した状態を正面方向から模式的に示す断面図である。
【図１１】カートリッジの他の例として、実施例７に係るカートリッジをカートリッジ装着部に装着した状態を正面方向から模式的に示す断面図である。
【図１２】カートリッジの他の例として、実施例８に係るカートリッジを側方から模式的に示す断面図である。
【図１３】カートリッジの他の例として、実施例９に係るカートリッジを側方から模式的に示す断面図である。
【符号の説明】
【００７６】
１ 記録装置（液滴吐出装置）
８ カートリッジ装着部
８ａ 挿脱口
１０，１０Ａ〜１０Ｉ カートリッジ
３０ タンク
３１ インク
３１ａ 液面
３２，７１ フロート
３５，７４ 磁石
３６，７５ 浮力体
３７，４３，７０ 磁性シート
４０ 光学センサ
５０ 軟磁性体
５１ 磁石
５４，５８ 導線
５５，５６，５９ 電極
６０ 感熱紙
６１，６７ 熱源
６４ 可動台
Ａ１ 模式的空隙領域
Ａ２ 模式的充填領域
Ｓ１ 模式的液面
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体を内部に収容して遮光性壁面で構成されるタンクを有する液体カートリッジと、該液体カートリッジが挿脱可能に装着されるカートリッジ装着部とから成るカートリッジシステムであって、
前記液体カートリッジには、前記タンク内の残留液体の液面に対応する視認可能な模式的液面を表示する表示部が設けられ、該表示部は、前記残留液体の容量変化に伴って、該残留液体の液面の位置変化に比例して前記模式的液面の位置を変化させるよう構成されており、
前記カートリッジ装着部には、前記模式的液面の位置を検出する液面検出部が設けられていることを特徴とするカートリッジシステム。
【請求項２】
前記タンク内には、前記残留液体の液面位置の変化に伴って位置変動する磁石が収容され、前記表示部は、前記磁石の位置に対応する部分が変色する磁性シートから成ることを特徴とする請求項１に記載のカートリッジシステム。
【請求項３】
前記タンク内には、前記磁石を有して前記液体に浮遊するフロート部材が設けられていることを特徴とする請求項２に記載のカートリッジシステム。
【請求項４】
前記磁性シートは、前記磁石が通過することによって変色した領域に記号が表示されるべく成してあることを特徴とする請求項２又は３に記載のカートリッジシステム。
【請求項５】
前記磁石は、永久磁石から成ることを特徴とする請求項２乃至４の何れかに記載のカートリッジシステム。
【請求項６】
前記磁石は、前記カートリッジ装着部に前記液体カートリッジが装着されることによって通電して磁化される電磁石であり、該電磁石は軟磁性体から成る芯材を有していることを特徴とする請求項２乃至４の何れかに記載のカートリッジシステム。
【請求項７】
前記磁石は、前記カートリッジ装着部に前記液体カートリッジが装着されることにより、該液体カートリッジの外部に配設された磁石によって磁化される軟磁性材料から成る磁性体であることを特徴とする請求項２乃至４の何れかに記載のカートリッジシステム。
【請求項８】
前記表示部は、熱に反応して変色する感熱紙から成り、前記カートリッジ装着部には、前記液体カートリッジが装着された状態で前記感熱紙に対向するように熱源が設けられていることを特徴とする請求項１に記載のカートリッジシステム。
【請求項９】
前記液面検出部は、前記表示部における変色部分を検出する光学センサを有することを特徴とする請求項２乃至８の何れかに記載のカートリッジシステム。
【請求項１０】
前記カートリッジ装着部は、前記液体カートリッジが挿脱される挿脱口を有し、前記表示部は、前記液体カートリッジが前記カートリッジ装着部に装着された状態で前記挿脱口を通じて視認可能な部分に設けられていることを特徴とする請求項１乃至９の何れかに記載のカートリッジシステム。
【請求項１１】
前記液体カートリッジは前記タンク内に前記液体としてインクを収容しており、該インクを被記録体へ吐出して画像を形成するプリンタであることを特徴とする請求項１乃至１０の何れかに記載のカートリッジシステム。
【請求項１２】
液体を内部に収容して遮光性壁面で構成されるタンクを有し、カートリッジシステムに装着される液体カートリッジであって、
前記タンク内の残留液体の液面に対応する視認可能な模式的液面を表示する表示部を備え、該表示部は、前記残留液体の容量変化に伴って、該残留液体の液面の位置変化に比例して前記模式的液面の位置を変化させるよう構成されていることを特徴とする液体カートリッジ。
【請求項１３】
前記タンク内には、前記残留液体の液面位置の変化に伴って位置変動する磁石が収容され、前記表示部は、前記磁石の位置に対応する部分が変色する磁性シートから成ることを特徴とする請求項１２に記載の液体カートリッジ。
【請求項１４】
前記タンク内には、前記磁石を有して前記液体に浮遊するフロート部材が設けられていることを特徴とする請求項１３に記載の液体カートリッジ。
【請求項１５】
前記表示部は、前記カートリッジシステムに装着された状態で外部熱源から発せられる熱に反応して変色する感熱紙から成ることを特徴とする請求項１２に記載の液体カートリッジ。
【請求項１】
液体を内部に収容して遮光性壁面で構成されるタンクを有する液体カートリッジと、該液体カートリッジが挿脱可能に装着されるカートリッジ装着部とから成るカートリッジシステムであって、
前記液体カートリッジには、前記タンク内の残留液体の液面に対応する視認可能な模式的液面を表示する表示部が設けられ、該表示部は、前記残留液体の容量変化に伴って、該残留液体の液面の位置変化に比例して前記模式的液面の位置を変化させるよう構成されており、
前記カートリッジ装着部には、前記模式的液面の位置を検出する液面検出部が設けられていることを特徴とするカートリッジシステム。
【請求項２】
前記タンク内には、前記残留液体の液面位置の変化に伴って位置変動する磁石が収容され、前記表示部は、前記磁石の位置に対応する部分が変色する磁性シートから成ることを特徴とする請求項１に記載のカートリッジシステム。
【請求項３】
前記タンク内には、前記磁石を有して前記液体に浮遊するフロート部材が設けられていることを特徴とする請求項２に記載のカートリッジシステム。
【請求項４】
前記磁性シートは、前記磁石が通過することによって変色した領域に記号が表示されるべく成してあることを特徴とする請求項２又は３に記載のカートリッジシステム。
【請求項５】
前記磁石は、永久磁石から成ることを特徴とする請求項２乃至４の何れかに記載のカートリッジシステム。
【請求項６】
前記磁石は、前記カートリッジ装着部に前記液体カートリッジが装着されることによって通電して磁化される電磁石であり、該電磁石は軟磁性体から成る芯材を有していることを特徴とする請求項２乃至４の何れかに記載のカートリッジシステム。
【請求項７】
前記磁石は、前記カートリッジ装着部に前記液体カートリッジが装着されることにより、該液体カートリッジの外部に配設された磁石によって磁化される軟磁性材料から成る磁性体であることを特徴とする請求項２乃至４の何れかに記載のカートリッジシステム。
【請求項８】
前記表示部は、熱に反応して変色する感熱紙から成り、前記カートリッジ装着部には、前記液体カートリッジが装着された状態で前記感熱紙に対向するように熱源が設けられていることを特徴とする請求項１に記載のカートリッジシステム。
【請求項９】
前記液面検出部は、前記表示部における変色部分を検出する光学センサを有することを特徴とする請求項２乃至８の何れかに記載のカートリッジシステム。
【請求項１０】
前記カートリッジ装着部は、前記液体カートリッジが挿脱される挿脱口を有し、前記表示部は、前記液体カートリッジが前記カートリッジ装着部に装着された状態で前記挿脱口を通じて視認可能な部分に設けられていることを特徴とする請求項１乃至９の何れかに記載のカートリッジシステム。
【請求項１１】
前記液体カートリッジは前記タンク内に前記液体としてインクを収容しており、該インクを被記録体へ吐出して画像を形成するプリンタであることを特徴とする請求項１乃至１０の何れかに記載のカートリッジシステム。
【請求項１２】
液体を内部に収容して遮光性壁面で構成されるタンクを有し、カートリッジシステムに装着される液体カートリッジであって、
前記タンク内の残留液体の液面に対応する視認可能な模式的液面を表示する表示部を備え、該表示部は、前記残留液体の容量変化に伴って、該残留液体の液面の位置変化に比例して前記模式的液面の位置を変化させるよう構成されていることを特徴とする液体カートリッジ。
【請求項１３】
前記タンク内には、前記残留液体の液面位置の変化に伴って位置変動する磁石が収容され、前記表示部は、前記磁石の位置に対応する部分が変色する磁性シートから成ることを特徴とする請求項１２に記載の液体カートリッジ。
【請求項１４】
前記タンク内には、前記磁石を有して前記液体に浮遊するフロート部材が設けられていることを特徴とする請求項１３に記載の液体カートリッジ。
【請求項１５】
前記表示部は、前記カートリッジシステムに装着された状態で外部熱源から発せられる熱に反応して変色する感熱紙から成ることを特徴とする請求項１２に記載の液体カートリッジ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【公開番号】特開２０１０−１０５２５２（Ｐ２０１０−１０５２５２Ａ）
【公開日】平成２２年５月１３日（２０１０．５．１３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２７８６９６（Ｐ２００８−２７８６９６）
【出願日】平成２０年１０月２９日（２００８．１０．２９）
【出願人】（０００００５２６７）ブラザー工業株式会社 (13,856)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年５月１３日（２０１０．５．１３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１０月２９日（２００８．１０．２９）
【出願人】（０００００５２６７）ブラザー工業株式会社 (13,856)
【Ｆターム（参考）】
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