液体カートリッジ及び画像形成装置
【課題】構造が簡単で低コストでありしかも液体残量を正確に検出できるものとする。
【解決手段】画像形成装置に装着されるカートリッジケース１１０と、カートリッジケース１１０内に配置され２枚のシート体１２１，１２２の内部にインク１２５が収納されると共にインク供給口１２３を具備するインク袋１２０とを備えており、インク袋１２０のシート体１２１，１２２の内側部又は外側部にマグネット１３１が配置されると共に、シート体１２１，１２２の間にインク袋１２０の形状を保持するバネ部材１４０を備える。複数個のインクカートリッジ１００Ｂｋ，１００Ｃ，１００Ｍ，１００Ｙを配置するときには、各インクカートリッジ１００Ｂｋ，１００Ｃ，１００Ｍ，１００Ｙの両端及び間にシールド壁２０１，２０２，２０３，２０４，２０５を配置する。
【解決手段】画像形成装置に装着されるカートリッジケース１１０と、カートリッジケース１１０内に配置され２枚のシート体１２１，１２２の内部にインク１２５が収納されると共にインク供給口１２３を具備するインク袋１２０とを備えており、インク袋１２０のシート体１２１，１２２の内側部又は外側部にマグネット１３１が配置されると共に、シート体１２１，１２２の間にインク袋１２０の形状を保持するバネ部材１４０を備える。複数個のインクカートリッジ１００Ｂｋ，１００Ｃ，１００Ｍ，１００Ｙを配置するときには、各インクカートリッジ１００Ｂｋ，１００Ｃ，１００Ｍ，１００Ｙの両端及び間にシールド壁２０１，２０２，２０３，２０４，２０５を配置する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は液体カートリッジ及び画像形成装置に係り、特に画像形成装置に装着されるカートリッジケースと該カートリッジケース内に配置され内部に液体が収納される液体袋とを備える液体カートリッジ及びこの液体カートリッジを備える画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
プリンタ、ファクシミリ、複写装置、これらの複合機等の画像形成装置として、例えば液滴吐出ヘッドを記録ヘッドに用いたインクジェット記録装置を用いたものが知られている。インクジェット記録装置は、液体であるインクをインク記録ヘッドから用紙に吐出して画像形成（記録、印字、印写、印刷も同義語で使用する。）を行うものである。ここで用紙は、紙に限定されるものではなく、ＯＨＰシート等を含み、インク滴、その他の液体などが付着可能なもの、被記録媒体あるいは記録媒体、記録紙、記録用紙などとも称される。
【０００３】
ここで、インクジェット記録装置を使用する画像形成装置にはインクを貯留しておくインクカートリッジが搭載されている。カートリッジケース内において、インクはインク袋内に収納されており、このインク袋からインクをインクジェット記録装置内のヘッドへ送液するには、様々な方法がある。一つの方法として供給ポンプ装置を備えインクをインク袋から送出するものがある。他の方法としてインク袋を覆う加圧袋を備えこの加圧袋を空気圧で加圧し、インク袋からインクを送液するものがある。そして、このようなインクジェット記録装置において、インクカートリッジはインクが無くなって使えなくなる前に、ユーザに対してニアエンドの通知をして、新しいカートリッジの準備を促す通知を行うようにしている。
【０００４】
このとき、インクを使い切ってしまってから通知を行うとすると、印字が不可能になるだけでなく、ヘッドのノズル面から空気が入り込んでしまい、新しいカートリッジを装填したときに、気泡を取るためのメンテナンスが必要となり、インクと時間を無駄にしてしまうこととなる。このため、インクカートリッジ内のインク量を把握する必要がある。また、インクを加圧袋の加圧で送出するタイプのものでは、インクカートリッジ内のインクを完全に使い切る直前ではインク袋へ加圧した圧力が、インク流路へと伝達しにくくなり必要流量を確保できなくなる。これに対処するためにもインクカートリッジ内のインクが完全に使い切る前に、画像形成装置を停止させ、ユーザにインクカートリッジを交換させる必要がある。
【０００５】
インクカートリッジの管理に際して、インクカートリッジのインク量をソフトカウントで管理して、ニアエンドやエンドの指令を出す方法がある。しかし、ソフトカウントでは、装置のばらつきや使用環境等の違いにより、精度が悪くなったり、ニアエンドのタイミングが悪かったりする他、インクを使い切らないために、逆にインクを充分残した状態でエンドとしてしまうために不経済であり、環境上も良くない。そのため、インクカートリッジ内のインク量を正確に検知する必要がある。
【０００６】
特許文献１には、インク袋に磁気発生部材（マグネット）を取り付け、静止部材に磁電変換素子（ホール素子）を取り付けて、磁気発生部材と磁電変換素子の距離の変化によって、インク袋の状態を見てインク量を検知するものが記載されている。
【０００７】
また、特許文献２には、記録装置のインクタンク内におけるインク残留を検出する記録装置用インク検出装置において、インクタンク内に、連続気孔を持つ多孔質体を配置した多孔質体部と、該多孔質体部を配設していない空洞部と、前記多孔質体部に近接してインク吐出口を有し、該空洞部内にインク残留を検知する複数の電極が配置されているものが記載されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献１に記載のものは、インク袋の縮まり方がばらつくため、磁気発生部材（マグネット）と磁電変換素子（ホール素子）の距離とインク残量の関係に、ばらつきが生じてしまい、正確なインク残量検知ができず、ソフトカウントでエンド検知する方法と同じ問題が発生してしまう。
【０００９】
また、特許文献２のものは、インクタンク内に多孔質部と、空洞部の他電極を配置しなければならず、構造が複雑でコストがかさむという問題がある。
【００１０】
そこで本発明は、構造が簡単で低コストでありしかもインク残量を正確に検出することができるインクカートリッジ及びこのインクカートリッジを使用した画像形成装置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】
【００１１】
請求項１の発明は、画像形成装置に装着されるカートリッジケースと、前記カートリッジケース内に配置され膜体で構成されてその内部に液体が収納されると共に液体供給口を具備した液体袋と、を備えてなり、前記液体袋は、液体袋の内側部又は外側部にマグネットを備えることを特徴とする液体カートリッジである。
【００１２】
請求項２の発明は、請求項１記載の液体カートリッジにおいて、前記液体袋には液体を送出する液体ポンプが接続されていることを特徴とする。
【００１３】
請求項３の発明は、請求項１又は２記載の液体カートリッジにおいて、前記液体袋を構成する膜体のうちのマグネットが配置された膜体に対向して配置される膜体の一部は、前記カートリッジケースの内面に固定されていることを特徴とする。
【００１４】
請求項４の発明は、請求項１記載の液体カートリッジにおいて、前記液体袋には液体袋を覆うと共に内部に液体袋加圧用の気体が送られる加圧袋を備えることを特徴とする。
【００１５】
請求項５の発明は、請求項３記載の液体カートリッジにおいて、前記液体袋を構成する膜体のうちマグネットが設けられた膜体に対向して配置された膜体の一部は、前記加圧袋の一部に固定され、加圧袋のうち前記液体袋が固定された個所の近傍は前記カートリッジケースに固定されていることを特徴とする。
【００１６】
請求項６の発明は、請求項１乃至５のいずれか記載の液体カートリッジにおいて、前記液体袋の形状を保持する形状保持手段を備えることを特徴とする。
【００１７】
請求項７の発明は、請求項６記載の液体カートリッジにおいて、前記形状保持手段は、前記液体袋における前記マグネットが設けられた位置近傍において、液体袋を構成する膜体を内側から外側に向け付勢するバネ部材であることを特徴とする。
【００１８】
請求項８の発明は、請求項６又は７記載の液体カートリッジにおいて、前記形状保持手段は、前記液体供給口の近傍に配置されていることを特徴とする。
【００１９】
請求項９の発明は、請求項６記載の液体カートリッジにおいて、前記形状保持手段は、前記液体袋の少なくとも一部分に肉厚寸法が他の部分の肉厚寸法より大きい厚肉部であることを特徴とする。
【００２０】
請求項１０の発明は、求項６記載の液体カートリッジにおいて、前記液体袋の厚肉部は、前記肉厚部以外の部分より多い数の層が積層されて構成されていることを特徴とする請。
【００２１】
請求項１１の発明は、請求項９又は１０記載の液体カートリッジにおいて、前記厚肉部は、前記液体供給口の近傍に設けられることを特徴とする。
【００２２】
請求項１２の発明は、請求項１乃至１１のいずれか記載の液体カートリッジにおいて、前記液体はインクであることを特徴とする。
【００２３】
請求項１３の発明は、請求項１乃至１１のいずれか記載の液体カートリッジにおいて、前記液体は、洗浄液であることを特徴とする。
【００２４】
請求項１４の発明は、請求項１乃至１３のいずれか記載の液体カートリッジが収納されると共に、収納された液体カートリッジの液体袋に配置されたマグネットに対応する位置に設けられ、前記マグネットの磁束を検出する磁束検出素子を備えることを特徴とする画像形成装置である。
【００２５】
請求項１５の発明は、請求項１４記載の画像形成装置において、液体カートリッジが複数配置され、前記各液体カートリッジ間にシールド壁を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２６】
本発明に係る液体カートリッジ及び画像形成装置によれば、液体袋の変形は、配置されたマグネットの磁束を検知することにより行えるので、液体カートリッジの構造を簡単なものとすることができると共に精度の高いインク量の検知が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】第１の実施例に係るインクカートリッジ及びこのインクカートリッジが配置された画像形成装置の周辺部の模式図である。
【図２】インクの消費に伴うインク袋の形状変化を示した模式図である。
【図３】インクの消費に伴うインク袋の形状変化を示した模式図である。
【図４】インクの消費に伴うインク袋の形状変化を示した模式図である。
【図５】インクの消費に伴うインク袋の形状変化を示した模式図である。
【図６】インクの消費に伴うインク袋の形状変化を示した模式図である。
【図７】インクの消費に伴うインク袋の形状変化を示した模式図である。
【図８】ホール素子の出力値を示すグラフである。
【図９】インクカートリッジを複数個セットした画像形成装置を示す模式図である。
【図１０】第２の実施例に係るインクカートリッジを示す概略断面図である。
【図１１】第３の実施例に係るインクカートリッジを示す概略断面図である。
【図１２】第４の実施例に係るインクカートリッジを示す概略断面図である。
【図１３】第５の実施例に係るインクカートリッジ及びこのインクカートリッジが配置された画像形成装置の周辺部を示すものであり、(ａ)は模式図、（ｂ）は斜視図である。
【図１４】インクの消費に伴うインク袋の形状変化を示した模式図である。
【図１５】インクの消費に伴うインク袋の形状変化を示した模式図である。
【図１６】インクの消費に伴うインク袋の形状変化を示した模式図である。
【図１７】インクの消費に伴うインク袋の形状変化を示した模式図である。
【図１８】インクの消費に伴うインク袋の形状変化を示した模式図である。
【図１９】ホール素子の出力値を示すグラフである。
【図２０】インクカートリッジを複数個セットした画像形成装置を示す模式図である。
【図２１】第５の実施例に係るインクカートリッジを示す概略断面図である。
【図２２】第７の実施例に係るインクカートリッジを示す概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
本発明に係る液体カートリッジは、画像形成装置に装着されるカートリッジケースと、前記カートリッジケース内に配置され膜体で構成されてその内部に液体が収納されると共に液体供給口を具備した液体袋と、を備えてなり、前記液体袋は、液体袋の内側部又は外側部にマグネットを備える。この液体袋内の液体は、液体ポンプあるいは、液体袋の外側を覆い、加圧気体が送られる加圧袋の加圧により液体供給口から送出される。また、前記袋体を構成する膜体のうちのマグネットが配置された膜体に対向して配置される膜体の一部は、前記カートリッジケースの内面に固定される。加圧袋を備える場合には、まくたいの一部が加圧袋の一部に固定され、更にこの近傍がカートリッジケースに固定される。更に液体袋にはこの液体袋の形状を保持する形状保持手段を備える。形状保持手段は、液体袋の前記マグネットが設けられた位置の内側で液体供給口の近傍に配置されたバネ部材とすることができる他、液体袋の一部分の肉厚寸法を他の部分より厚くして構成することができる。ここで、液体袋に充填する液体としてはインクや洗浄液とすることができる。
【００２９】
本発明に係る画像形装置は、前記の液体カートリッジを収納すると共に、収納された液体カートリッジの液体袋に配置されたマグネットに対応する位置に設けられ、前記マグネットの磁束を検出する磁束検出素子を備え、液体袋を複数配置するときには、各液体カートリッジ間にシールド壁を配置して構成する。
【実施例】
【００３０】
以下本発明に係る液体カートリッジとして内部に液体であるインクが充填されたインクカートリッジについて説明する。図１は第１の実施例に係るインクカートリッジ及びこのインクカートリッジが配置された画像形成装置の周辺部の模式図である。インクカートリッジ１００は、合成樹脂製の箱体のカートリッジケース１１０と、このカートリッジケース１１０内に配置されるインク袋１２０とを備えて構成される。
【００３１】
インク袋１２０は、２枚の弾力性のある可撓性のシート体１２１，１２２をその周囲で接合して構成され、インク供給口１２３が溶着して固定されている。インク供給口１２３は、その開口をゴム製シール部１２４で封印され、カートリッジケース１１０に溶着して固定されている。インク袋１２０のシート体１２１，１２２は、例えば、ＬＤＰＥ又はＬＬＤＰＥ上にドライラミネーション、アルミ膜、ドライラミネーション、ＰＡを順次積層した構造のアルミラミネートフィルムで構成される。尚、インク袋は、２枚の膜体の周囲を接合したものに限らず、筒状の部材の上下端を接合した構造、その他適宜の構造のものを採用することができる。
【００３２】
インク袋１２０には、顔料、染料を含有するインク１２５が封入されており、このインク１２５は、画像形成装置の本体側へ供給される。即ち、インク流路２１２に接続された中空針２１１が前記ゴム製シール部１２４に差し込まれ、インク１２５は、この中空針２１１からインク流路２１２を経てヘッドタンク（図示していない）に補給される。
【００３３】
また、本例ではインク袋１２０のインク供給口１２３の近傍であってシート体１２１の外側には、永久磁石であるマグネット１３１が固定配置されている。尚、マグネット１３１は必要に応じてインク袋１２０のシート体１２１の内側に配置することができる。また、シート体１２１，１２２のうち、マグネット１３１が取り付けらない側のシート体１２２は、前記シート体１２１のマグネット１３１に取り付け位置に相当する接合個所１３２において、カートリッジケース１１０の内側面に固定されている。このシート体１２２とカートリッジケース１１０との固定は接着剤、両面テープ、熱溶着等で行うことができる。
【００３４】
更に、前記インク袋１２０の内部には、前記マグネット１３１が固定されている付近から、前記カートリッジケース１１０との固定された接合個所１３２付近までの間に形状保持部材としてバネ部材１４０が配置されている。このバネ部材１４０は、圧縮コイルスプリングで構成され、前記シート体１２１，１２２を離間させる方向、即ちインク袋１２０を膨らませ、形状を保持する方向にインク袋１２０を付勢する。本例では、バネ部材１４０をインク供給口１２３近傍に配置したので、インク袋１２０内に残るインクの量を最小限にすることができる。
【００３５】
本例では、画像形成装置にインクカートリッジ１００を配置した状態において、インク流路２１２は、図示しない供給ポンプによってヘッドタンク内へとインクが供給される構成となっている。また、このインクカートリッジ１００を画像形成装置に挿入した状態において、インクカートリッジ１００に近接し、前記１３１と反対側に位置する本体部材１５１には、インク袋１２０の外側のマグネット１３１に対向する位置付近に磁束検出素子であるホール素子１５２が配置されている。尚、この磁束検出素子としては、ホール素子以外にもＭＲ素子等の磁電変換素子を用いることができる。
【００３６】
本実施例によれば、インク袋１２０内のインク１２５の量は、ホール素子１５２の出力電圧によって検知することができる。即ち、ホール素子１５２がインク袋１２０の変形に伴うマグネット１３１の磁束密度を検出し、この値からインク量を推定する。図２乃至７はインクの消費に伴うインク袋の形状変化を示した模式図、図８はホール素子の出力値を示すグラフである。本例では、インク袋１２０は、インクを消費していない満タン状態（図３）から、図４〜図６に示す中間状態を経て図７に示すインクを消費し切ったインクエンド状態まで変形する。図８に示すように、図２から４までの状態で、初期のインク量の約３割を消費しているが、マグネット１３１とホール素子１５２の距離が殆ど変化しないため、ホール素子の出力電圧も殆ど変化しない。
【００３７】
その分、図５〜図７での電圧変化が顕著に表れ、ニアエンド検知、エンド検知がし易いものとなる。本例では、図８に示すように、ホール素子１５２の出力電圧に対して、ニアエンド閾値とエンド閾値を設定しておき、ニアエンド閾値を超えた段階で、ニアエンドとなり、画像形成装置の使用者に対して、もうすぐインクが無くなる旨の通知を出すものとする。
【００３８】
更にインク消費を進めて行き、エンド閾値を超えたら、画像形成装置を停止させ、画像形成装置の使用者に対して、インク交換を促すようにする。
【００３９】
カラー印刷を行う画像形成装置にあっては、画像形成装置に複数個のインクカートリッジを配置する。図９はインクカートリッジを複数個セットした画像形成装置を示す模式図である。この例では、画像形成装置２００には、ブラック（Ｂｋ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）のインクカートリッジ１００Ｂｋ，１００Ｃ，１００Ｍ，１００Ｙを配置している。そして、隣り合うインクカートリッジ１００Ｂｋ，１００Ｃ，１００Ｍ，１００Ｙの間及び両端にＳＥＣＣやＳＰＣＣ等でできた磁性体のシールド壁２０１，２０２，２０３，２０４，２０５を配置している。尚、各インクカートリッジ１００Ｂｋ，１００Ｃ，１００Ｍ，１００Ｙのマグネット１３１Ｂｋ，１３１Ｃ，１３１Ｍ、１３１Ｙの磁束を検出するためのホール素子１５２Ｂｋ，１５２Ｃ，１５２Ｍ、１５２Ｙをシールド壁２０２，２０３，２０４，２０５に配置している。
【００４０】
本例によれば、隣り合うインクカートリッジ１００Ｂｋ，１００Ｃ，１００Ｍ，１００Ｙのマグネット１３１Ｂｋ，１３１Ｃ，１３１Ｍ、１３１Ｙの影響、また、インクカートリッジを１個のみ使用する場合であっても、画像形成装置内の各種モータに使用されているモータから漏れ出す磁界の影響、画像形成装置外に存在する磁界の影響を防止できる尚、インクカートリッジは、上記４色に加えて、ライトシアン、ライトマゼンタを合わせて６色構成。更に多色構成や、同じ色のインクカートリッジをインク容量確保のために複数個配置することができる。
【００４１】
シールド壁３０１で仕切ることによる効果は外部磁界の影響を遮断するだけでなく、マグネットから発生した磁界に対して、磁路を確保することで、効率良くホール素子に磁束が流れ、温度特性の面でも有利である。
【００４２】
図１０は第２の実施例に係るインクカートリッジを示す概略断面図である。本例に係るインクカートリッジ３００は、形状保持手段として、引っ張りコイルバネ３１０を使用している。その他の部材の構成は第１の実施例に係るインクカートリッジ１００と同一であるので同一の部材には同一の符号を附してその説明は省略する。
【００４３】
図１１は第３の実施例に係るインクカートリッジを示す概略断面図である。本例に係るインクカートリッジ４００は、形状保持手段として、インク袋１２０内に配置され、シート体１２１を外側に付勢する板バネ４１０を使用している。その他の部材の構成は第１の実施例に係るインクカートリッジ１００と同一であるので同一の部材には同一の符号を附してその説明は省略する。
【００４４】
図１２は第４の実施例に係るインクカートリッジを示す概略断面図である。本例に係るインクカートリッジ５００は、形状保持手段として、インク袋１２０の上部に弾性力に富んだ弾性層５１０を配置して、インク袋１２０の厚さ寸法を他の部分の厚さ寸法より大きい厚肉部を形成している。本例では、弾性層５１０を設けることにより、インク袋１２０のうちマグネット１３１が配置された付近のインクの減少による変形を、弾性層５１０を配置しない場合に比較して、防止することができる。その他の部材の構成は第１の実施例に係るインクカートリッジ１００と同一であるので同一の部材には同一の符号を附してその説明は省略する。尚、弾性層５１０を配置するのに替え、厚肉部としてシート体１２１，１２２の当該部分の厚さ寸法を他の部分の厚さ寸法より大きく設定することもできる。
【００４５】
図１３は第５の実施例に係るインクカートリッジ及びこのインクカートリッジが配置された画像形成装置の周辺部を示すものであり、(ａ)の模式図であり、（ｂ）はインクカートリッジを示す横断面図である。インクカートリッジ６００は、合成樹脂製の箱体のカートリッジケース６１０と、このカートリッジケース６１０内に配置されるインク袋６２０、このインク袋６２０を覆う加圧袋６３０とを備えて構成される。
【００４６】
インク袋６２０は、２枚の弾力性のある可撓性のシート体６２１，６２２をその周囲で接合して構成され、インク供給口６２３が溶着して固定されている。インク供給口６２３は、その開口をゴム製シール部６２４で封印されている。インク袋６２０のシート体６２１，６２２は、例えば、ＬＤＰＥ又はＬＬＤＰＥ上にドライラミネーション、アルミ膜、ドライラミネーション、ＰＡを順次積層した構造のアルミラミネートフィルムで構成される。尚、インク袋は、２枚の膜体の周囲を接合したものに限らず、筒状の部材の上下端を接合した構造、その他適宜の構造のものを採用することができる。
【００４７】
加圧袋６３０は、２枚のフィルム体６３１,６３２をその周囲で接合して構成され、インク供給口６２３が溶着して固定されている。加圧袋６３０のフィルム体６３１,６３２は、ＬＤＰＥ又はＬＬＤＰＥ上にドライラミネーション、ＰＡを順次積層した構造を備えている。また、加圧袋６３０は、図１３（ｂ）に示す様に画像形成装置本体から加圧された気体である空気が導入される空気導入部６３３が取付部６３５を介して取り付けられている。尚、図１３（ｂ）中符号６２８はインク導入口を示している。空気導入部６３３から加圧された空気が導入されると、空気圧でインク袋６２０を加圧してインク袋６２０からインクが送出される。尚、加圧袋は、２枚の膜体の周囲を接合したものに限らず、筒状の部材の上下端を接合した構造、その他適宜の構造のものを採用することができる。
【００４８】
インク袋６２０には、顔料、染料を含有するインク６２５が封入されており、このインク６２５は、画像形成装置の本体側へ供給される。即ち、インク流路６７２に接続された中空針６７１が前記ゴム製シール部６２４に差し込まれ、インク６２５は、この中空針６７１からインク流路６７２を経て画像形成装置のヘッドタンク（図示していない）に補給される。
【００４９】
また、インク袋６２０のインク供給口６２３の近傍であってシート体６２１の外側には、マグネット６４１が固定配置されている。尚、マグネット６４１は必要に応じてインク袋６２０のシート体６２１の内側に配置することができる。また、シート体６２１，６２２のうち、マグネット６４１が取り付けらない側のシート体６２２は、前記シート体６２１のマグネット６４１に取り付け位置に相当する接合個所６２６において加圧袋６３０のフィルム体６３２に接合され、フィルム体６３１はこの接合個所６２６の近傍において、接合個所６３４でカートリッジケース６１０の内側面に固定されている。これらのシート体６２２とフィルム体６３２と固定、フィルム体６３２とカートリッジケース６１０との固定は接着剤、両面テープ、熱溶着等で行うことができる。
【００５０】
更に、前記インク袋６２０の内部には、前記マグネット６４１が固定されている付近から、前記フィルム体６３２との固定された接合個所６２６付近までの間に形状保持部材としてバネ部材６５０が配置されている。このバネ部材６５０は、圧縮コイルスプリングで構成され、前記シート体６２１，６２２を離間させる方向、即ちインク袋６２０を膨らませ、形状を保持する方向にインク袋６２０を付勢する。本例では、バネ部材６５０をインク供給口６２３近傍に配置したので、インク袋６２０内に残るインクの量を最小限にすることができる。
【００５１】
本例では、このインクカートリッジ６００を画像形成装置に挿入した状態において、インクカートリッジ６００に近接し、前記マグネット６４１と反対側に位置する本体部材６６１には、インク袋６２０の外側のマグネット６４１に対向する位置付近に磁束検出素子であるホール素子６６２が配置されている。尚、この磁束検出素子としては、ホール素子以外にもＭＲ素子等の磁電変換素子を用いることができる。
【００５２】
本実施例によれば、インク袋６２０内のインク袋６２０の量は、ホール素子６６２の出力電圧によって検知することができる。即ち、ホール素子６６２がインク袋６２０の変形に伴うマグネット６４１の磁束密度を検出し、この値からインク量を推定する。図１４乃至１８はインクの消費に伴うインク袋の形状変化を示した模式図、図１９はホール素子の出力値を示すグラフである。本例では、インク袋６２０は、インクを消費していない満タン状態（図１４）から、図１５〜図１７に示す中間状態を経て図１８に示すインクを消費し切ったインクエンド状態まで変形する。図１９に示すように、図１４から図１６までの状態で、初期のインク量の約３割を消費しているが、マグネット６４１とホール素子６６２の距離が殆ど変化しないため、ホール素子の出力電圧も殆ど変化しない。
【００５３】
その分、図１６〜図１８での電圧変化が顕著に表れ、ニアエンド検知、エンド検知がし易いものとなる。本例では、図１９に示すように、ホール素子６６２の出力電圧に対して、ニアエンド閾値とエンド閾値を設定しておき、ニアエンド閾値を超えた段階で、ニアエンドとなり、画像形成装置の使用者に対して、もうすぐインクが無くなる旨の通知を出すものとする。
【００５４】
更にインク消費を進めて行き、エンド閾値を超えたら、画像形成装置を停止させ、画像形成装置の使用者に対して、インク交換を促すようにする。
【００５５】
カラー印刷を行う画像形成装置にあっては、画像形成装置に複数個のインクカートリッジを配置する。図２０はインクカートリッジを複数個セットした画像形成装置を示す模式図である。この例では、画像形成装置２００には、ブラック（Ｂｋ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）のインクカートリッジ６００Ｂｋ，６００Ｃ，６００Ｍ，６００Ｙを配置している。そして、隣り合うインクカートリッジ６００Ｂｋ，６００Ｃ，６００Ｍ，６００Ｙの間及び両端にＳＥＣＣやＳＰＣＣ等でできた磁性体のシールド壁７０１，７０２，７０３，７０４，７０５を配置している。尚、各インクカートリッジ６００Ｂｋ，６００Ｃ，６００Ｍ，６００Ｙのマグネット６４１Ｂｋ，６４１Ｃ，６４１Ｍ、６４１Ｙの磁束を検出するためのホール素子６６２Ｂｋ，６６２Ｃ，６６２Ｍ、６６２Ｙをシールド壁７０２，７０３，７０４，２０５に配置している。
【００５６】
本例によれば、隣り合うインクカートリッジ６００Ｂｋ，６００Ｃ，６００Ｍ，６００Ｙのマグネット６４１Ｂｋ，６４１Ｃ，６４１Ｍ、６４１Ｙの影響、また、インクカートリッジを１個のみ使用する場合であっても、画像形成装置内の各種モータに使用されているモータから漏れ出す磁界の影響、画像形成装置外に存在する磁界の影響を防止できる尚、インクカートリッジは、上記４色に加えて、ライトシアン、ライトマゼンタを合わせて６色構成。更に多色構成や、同じ色のインクカートリッジをインク容量確保のために複数個配置することができる。
【００５７】
シールド壁７０１で仕切ることによる効果は外部磁界の影響を遮断するだけでなく、マグネットから発生した磁界に対して、磁路を確保することで、効率良くホール素子に磁束が流れ、温度特性の面でも有利である。
【００５８】
図２１は第６の実施例に係るインクカートリッジを示す概略断面図である。本例に係るインクカートリッジ８００は、形状保持手段として、インク袋６２０内に配置され、シート体６２１を外側に付勢する板バネ８１０を使用している。その他の部材の構成は第５の実施例に係るインクカートリッジ６００と同一であるので同一の部材には同一の符号を附してその説明は省略する。尚、この例ではマグネット６４１はインク袋６２０の外側に配置するものとしたが、板バネ８１０にマグネット６４１を取り付けるようにしても良い。
【００５９】
図２２は第７の実施例に係るインクカートリッジを示す概略断面図である。本例に係るインクカートリッジ９００は、形状保持手段として、インク袋６２０の上部に弾性力に富んだ弾性層９１０を配置して、インク袋６２０の厚さ寸法を他の部分の厚さ寸法より大きい厚肉部を形成している。本例では、弾性層９１０を設けることにより、インク袋６２０のうちマグネット６４１が配置された付近のインクの減少による変形を、弾性層９１０を配置しない場合に比較して、防止することができる。その他の部材の構成は第５の実施例に係るインクカートリッジ６００と同一であるので同一の部材には同一の符号を附してその説明は省略する。尚、弾性層９１０を配置するのに替え、厚肉部としてシート体６２１，６２２の当該部分の厚さ寸法を他の部分の厚さ寸法より大きく設定することもできる。
【００６０】
尚、上記各実施例ではカートリッジに液体としてインクを封入した例を示したが、液体はインク以外に例えば洗浄液、前処理液等であっても良い。
【符号の説明】
【００６１】
１００ インクカートリッジ
１００Ｂｋ，１００Ｃ，１００Ｍ，１００Ｙ インクカートリッジ
１１０ カートリッジケース
１２０ インク袋
１２１，１２２ シート体
１２３ インク供給口
１２４ ゴム製シール部
１２５ インク
１３１ マグネット
１３１Ｂｋ，１３１Ｃ，１３１Ｍ、１３１Ｙ マグネット
１３２ 接合個所
１４０ バネ部材
１５１ 本体部材
１５２ ホール素子
１５２Ｂｋ，１５２Ｃ，１５２Ｍ、１５２Ｙ ホール素子
２００ 画像形成装置
２０１，２０２，２０３，２０４，２０５ シールド壁
２１１ 中空針
２１２ インク流路
３００ インクカートリッジ
３０１ シールド板
３１０ コイルバネ
４００ インクカートリッジ
４１０ 板バネ
５００ インクカートリッジ
５１０ 弾性層
６００ インクカートリッジ
６００Ｂｋ，６００Ｃ，６００Ｍ，６００Ｙ インクカートリッジ
６１０ カートリッジケース
６２０ インク袋
６２１，６２２ シート体
６２３ インク供給口
６２４ ゴム製シール部
６２５ インク
６２６ 接合個所
６２８ インク導入口
６３０ 加圧袋
６３２ フィルム体６３１,
６３３ 空気導入部
６３４ 接合個所
６４１ マグネット
６４１Ｂｋ，６４１Ｃ，６４１Ｍ、６４１Ｙ マグネット
６５０ バネ部材
６６１ 本体部材
６６２ ホール素子
６６２Ｂｋ，６６２Ｃ，６６２Ｍ、６６２Ｙ ホール素子
６７１ 中空針
６７２ インク流路
７０１，７０２，７０３，７０４，７０５ シールド壁
８００ インクカートリッジ
８１０ 板バネ
９００ インクカートリッジ
９１０ 弾性層
【先行技術文献】
【特許文献】
【００６２】
【特許文献１】特開２００４−１５５０３６公報
【特許文献２】第２９３１０７９号公報
【技術分野】
【０００１】
本発明は液体カートリッジ及び画像形成装置に係り、特に画像形成装置に装着されるカートリッジケースと該カートリッジケース内に配置され内部に液体が収納される液体袋とを備える液体カートリッジ及びこの液体カートリッジを備える画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
プリンタ、ファクシミリ、複写装置、これらの複合機等の画像形成装置として、例えば液滴吐出ヘッドを記録ヘッドに用いたインクジェット記録装置を用いたものが知られている。インクジェット記録装置は、液体であるインクをインク記録ヘッドから用紙に吐出して画像形成（記録、印字、印写、印刷も同義語で使用する。）を行うものである。ここで用紙は、紙に限定されるものではなく、ＯＨＰシート等を含み、インク滴、その他の液体などが付着可能なもの、被記録媒体あるいは記録媒体、記録紙、記録用紙などとも称される。
【０００３】
ここで、インクジェット記録装置を使用する画像形成装置にはインクを貯留しておくインクカートリッジが搭載されている。カートリッジケース内において、インクはインク袋内に収納されており、このインク袋からインクをインクジェット記録装置内のヘッドへ送液するには、様々な方法がある。一つの方法として供給ポンプ装置を備えインクをインク袋から送出するものがある。他の方法としてインク袋を覆う加圧袋を備えこの加圧袋を空気圧で加圧し、インク袋からインクを送液するものがある。そして、このようなインクジェット記録装置において、インクカートリッジはインクが無くなって使えなくなる前に、ユーザに対してニアエンドの通知をして、新しいカートリッジの準備を促す通知を行うようにしている。
【０００４】
このとき、インクを使い切ってしまってから通知を行うとすると、印字が不可能になるだけでなく、ヘッドのノズル面から空気が入り込んでしまい、新しいカートリッジを装填したときに、気泡を取るためのメンテナンスが必要となり、インクと時間を無駄にしてしまうこととなる。このため、インクカートリッジ内のインク量を把握する必要がある。また、インクを加圧袋の加圧で送出するタイプのものでは、インクカートリッジ内のインクを完全に使い切る直前ではインク袋へ加圧した圧力が、インク流路へと伝達しにくくなり必要流量を確保できなくなる。これに対処するためにもインクカートリッジ内のインクが完全に使い切る前に、画像形成装置を停止させ、ユーザにインクカートリッジを交換させる必要がある。
【０００５】
インクカートリッジの管理に際して、インクカートリッジのインク量をソフトカウントで管理して、ニアエンドやエンドの指令を出す方法がある。しかし、ソフトカウントでは、装置のばらつきや使用環境等の違いにより、精度が悪くなったり、ニアエンドのタイミングが悪かったりする他、インクを使い切らないために、逆にインクを充分残した状態でエンドとしてしまうために不経済であり、環境上も良くない。そのため、インクカートリッジ内のインク量を正確に検知する必要がある。
【０００６】
特許文献１には、インク袋に磁気発生部材（マグネット）を取り付け、静止部材に磁電変換素子（ホール素子）を取り付けて、磁気発生部材と磁電変換素子の距離の変化によって、インク袋の状態を見てインク量を検知するものが記載されている。
【０００７】
また、特許文献２には、記録装置のインクタンク内におけるインク残留を検出する記録装置用インク検出装置において、インクタンク内に、連続気孔を持つ多孔質体を配置した多孔質体部と、該多孔質体部を配設していない空洞部と、前記多孔質体部に近接してインク吐出口を有し、該空洞部内にインク残留を検知する複数の電極が配置されているものが記載されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献１に記載のものは、インク袋の縮まり方がばらつくため、磁気発生部材（マグネット）と磁電変換素子（ホール素子）の距離とインク残量の関係に、ばらつきが生じてしまい、正確なインク残量検知ができず、ソフトカウントでエンド検知する方法と同じ問題が発生してしまう。
【０００９】
また、特許文献２のものは、インクタンク内に多孔質部と、空洞部の他電極を配置しなければならず、構造が複雑でコストがかさむという問題がある。
【００１０】
そこで本発明は、構造が簡単で低コストでありしかもインク残量を正確に検出することができるインクカートリッジ及びこのインクカートリッジを使用した画像形成装置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】
【００１１】
請求項１の発明は、画像形成装置に装着されるカートリッジケースと、前記カートリッジケース内に配置され膜体で構成されてその内部に液体が収納されると共に液体供給口を具備した液体袋と、を備えてなり、前記液体袋は、液体袋の内側部又は外側部にマグネットを備えることを特徴とする液体カートリッジである。
【００１２】
請求項２の発明は、請求項１記載の液体カートリッジにおいて、前記液体袋には液体を送出する液体ポンプが接続されていることを特徴とする。
【００１３】
請求項３の発明は、請求項１又は２記載の液体カートリッジにおいて、前記液体袋を構成する膜体のうちのマグネットが配置された膜体に対向して配置される膜体の一部は、前記カートリッジケースの内面に固定されていることを特徴とする。
【００１４】
請求項４の発明は、請求項１記載の液体カートリッジにおいて、前記液体袋には液体袋を覆うと共に内部に液体袋加圧用の気体が送られる加圧袋を備えることを特徴とする。
【００１５】
請求項５の発明は、請求項３記載の液体カートリッジにおいて、前記液体袋を構成する膜体のうちマグネットが設けられた膜体に対向して配置された膜体の一部は、前記加圧袋の一部に固定され、加圧袋のうち前記液体袋が固定された個所の近傍は前記カートリッジケースに固定されていることを特徴とする。
【００１６】
請求項６の発明は、請求項１乃至５のいずれか記載の液体カートリッジにおいて、前記液体袋の形状を保持する形状保持手段を備えることを特徴とする。
【００１７】
請求項７の発明は、請求項６記載の液体カートリッジにおいて、前記形状保持手段は、前記液体袋における前記マグネットが設けられた位置近傍において、液体袋を構成する膜体を内側から外側に向け付勢するバネ部材であることを特徴とする。
【００１８】
請求項８の発明は、請求項６又は７記載の液体カートリッジにおいて、前記形状保持手段は、前記液体供給口の近傍に配置されていることを特徴とする。
【００１９】
請求項９の発明は、請求項６記載の液体カートリッジにおいて、前記形状保持手段は、前記液体袋の少なくとも一部分に肉厚寸法が他の部分の肉厚寸法より大きい厚肉部であることを特徴とする。
【００２０】
請求項１０の発明は、求項６記載の液体カートリッジにおいて、前記液体袋の厚肉部は、前記肉厚部以外の部分より多い数の層が積層されて構成されていることを特徴とする請。
【００２１】
請求項１１の発明は、請求項９又は１０記載の液体カートリッジにおいて、前記厚肉部は、前記液体供給口の近傍に設けられることを特徴とする。
【００２２】
請求項１２の発明は、請求項１乃至１１のいずれか記載の液体カートリッジにおいて、前記液体はインクであることを特徴とする。
【００２３】
請求項１３の発明は、請求項１乃至１１のいずれか記載の液体カートリッジにおいて、前記液体は、洗浄液であることを特徴とする。
【００２４】
請求項１４の発明は、請求項１乃至１３のいずれか記載の液体カートリッジが収納されると共に、収納された液体カートリッジの液体袋に配置されたマグネットに対応する位置に設けられ、前記マグネットの磁束を検出する磁束検出素子を備えることを特徴とする画像形成装置である。
【００２５】
請求項１５の発明は、請求項１４記載の画像形成装置において、液体カートリッジが複数配置され、前記各液体カートリッジ間にシールド壁を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２６】
本発明に係る液体カートリッジ及び画像形成装置によれば、液体袋の変形は、配置されたマグネットの磁束を検知することにより行えるので、液体カートリッジの構造を簡単なものとすることができると共に精度の高いインク量の検知が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】第１の実施例に係るインクカートリッジ及びこのインクカートリッジが配置された画像形成装置の周辺部の模式図である。
【図２】インクの消費に伴うインク袋の形状変化を示した模式図である。
【図３】インクの消費に伴うインク袋の形状変化を示した模式図である。
【図４】インクの消費に伴うインク袋の形状変化を示した模式図である。
【図５】インクの消費に伴うインク袋の形状変化を示した模式図である。
【図６】インクの消費に伴うインク袋の形状変化を示した模式図である。
【図７】インクの消費に伴うインク袋の形状変化を示した模式図である。
【図８】ホール素子の出力値を示すグラフである。
【図９】インクカートリッジを複数個セットした画像形成装置を示す模式図である。
【図１０】第２の実施例に係るインクカートリッジを示す概略断面図である。
【図１１】第３の実施例に係るインクカートリッジを示す概略断面図である。
【図１２】第４の実施例に係るインクカートリッジを示す概略断面図である。
【図１３】第５の実施例に係るインクカートリッジ及びこのインクカートリッジが配置された画像形成装置の周辺部を示すものであり、(ａ)は模式図、（ｂ）は斜視図である。
【図１４】インクの消費に伴うインク袋の形状変化を示した模式図である。
【図１５】インクの消費に伴うインク袋の形状変化を示した模式図である。
【図１６】インクの消費に伴うインク袋の形状変化を示した模式図である。
【図１７】インクの消費に伴うインク袋の形状変化を示した模式図である。
【図１８】インクの消費に伴うインク袋の形状変化を示した模式図である。
【図１９】ホール素子の出力値を示すグラフである。
【図２０】インクカートリッジを複数個セットした画像形成装置を示す模式図である。
【図２１】第５の実施例に係るインクカートリッジを示す概略断面図である。
【図２２】第７の実施例に係るインクカートリッジを示す概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
本発明に係る液体カートリッジは、画像形成装置に装着されるカートリッジケースと、前記カートリッジケース内に配置され膜体で構成されてその内部に液体が収納されると共に液体供給口を具備した液体袋と、を備えてなり、前記液体袋は、液体袋の内側部又は外側部にマグネットを備える。この液体袋内の液体は、液体ポンプあるいは、液体袋の外側を覆い、加圧気体が送られる加圧袋の加圧により液体供給口から送出される。また、前記袋体を構成する膜体のうちのマグネットが配置された膜体に対向して配置される膜体の一部は、前記カートリッジケースの内面に固定される。加圧袋を備える場合には、まくたいの一部が加圧袋の一部に固定され、更にこの近傍がカートリッジケースに固定される。更に液体袋にはこの液体袋の形状を保持する形状保持手段を備える。形状保持手段は、液体袋の前記マグネットが設けられた位置の内側で液体供給口の近傍に配置されたバネ部材とすることができる他、液体袋の一部分の肉厚寸法を他の部分より厚くして構成することができる。ここで、液体袋に充填する液体としてはインクや洗浄液とすることができる。
【００２９】
本発明に係る画像形装置は、前記の液体カートリッジを収納すると共に、収納された液体カートリッジの液体袋に配置されたマグネットに対応する位置に設けられ、前記マグネットの磁束を検出する磁束検出素子を備え、液体袋を複数配置するときには、各液体カートリッジ間にシールド壁を配置して構成する。
【実施例】
【００３０】
以下本発明に係る液体カートリッジとして内部に液体であるインクが充填されたインクカートリッジについて説明する。図１は第１の実施例に係るインクカートリッジ及びこのインクカートリッジが配置された画像形成装置の周辺部の模式図である。インクカートリッジ１００は、合成樹脂製の箱体のカートリッジケース１１０と、このカートリッジケース１１０内に配置されるインク袋１２０とを備えて構成される。
【００３１】
インク袋１２０は、２枚の弾力性のある可撓性のシート体１２１，１２２をその周囲で接合して構成され、インク供給口１２３が溶着して固定されている。インク供給口１２３は、その開口をゴム製シール部１２４で封印され、カートリッジケース１１０に溶着して固定されている。インク袋１２０のシート体１２１，１２２は、例えば、ＬＤＰＥ又はＬＬＤＰＥ上にドライラミネーション、アルミ膜、ドライラミネーション、ＰＡを順次積層した構造のアルミラミネートフィルムで構成される。尚、インク袋は、２枚の膜体の周囲を接合したものに限らず、筒状の部材の上下端を接合した構造、その他適宜の構造のものを採用することができる。
【００３２】
インク袋１２０には、顔料、染料を含有するインク１２５が封入されており、このインク１２５は、画像形成装置の本体側へ供給される。即ち、インク流路２１２に接続された中空針２１１が前記ゴム製シール部１２４に差し込まれ、インク１２５は、この中空針２１１からインク流路２１２を経てヘッドタンク（図示していない）に補給される。
【００３３】
また、本例ではインク袋１２０のインク供給口１２３の近傍であってシート体１２１の外側には、永久磁石であるマグネット１３１が固定配置されている。尚、マグネット１３１は必要に応じてインク袋１２０のシート体１２１の内側に配置することができる。また、シート体１２１，１２２のうち、マグネット１３１が取り付けらない側のシート体１２２は、前記シート体１２１のマグネット１３１に取り付け位置に相当する接合個所１３２において、カートリッジケース１１０の内側面に固定されている。このシート体１２２とカートリッジケース１１０との固定は接着剤、両面テープ、熱溶着等で行うことができる。
【００３４】
更に、前記インク袋１２０の内部には、前記マグネット１３１が固定されている付近から、前記カートリッジケース１１０との固定された接合個所１３２付近までの間に形状保持部材としてバネ部材１４０が配置されている。このバネ部材１４０は、圧縮コイルスプリングで構成され、前記シート体１２１，１２２を離間させる方向、即ちインク袋１２０を膨らませ、形状を保持する方向にインク袋１２０を付勢する。本例では、バネ部材１４０をインク供給口１２３近傍に配置したので、インク袋１２０内に残るインクの量を最小限にすることができる。
【００３５】
本例では、画像形成装置にインクカートリッジ１００を配置した状態において、インク流路２１２は、図示しない供給ポンプによってヘッドタンク内へとインクが供給される構成となっている。また、このインクカートリッジ１００を画像形成装置に挿入した状態において、インクカートリッジ１００に近接し、前記１３１と反対側に位置する本体部材１５１には、インク袋１２０の外側のマグネット１３１に対向する位置付近に磁束検出素子であるホール素子１５２が配置されている。尚、この磁束検出素子としては、ホール素子以外にもＭＲ素子等の磁電変換素子を用いることができる。
【００３６】
本実施例によれば、インク袋１２０内のインク１２５の量は、ホール素子１５２の出力電圧によって検知することができる。即ち、ホール素子１５２がインク袋１２０の変形に伴うマグネット１３１の磁束密度を検出し、この値からインク量を推定する。図２乃至７はインクの消費に伴うインク袋の形状変化を示した模式図、図８はホール素子の出力値を示すグラフである。本例では、インク袋１２０は、インクを消費していない満タン状態（図３）から、図４〜図６に示す中間状態を経て図７に示すインクを消費し切ったインクエンド状態まで変形する。図８に示すように、図２から４までの状態で、初期のインク量の約３割を消費しているが、マグネット１３１とホール素子１５２の距離が殆ど変化しないため、ホール素子の出力電圧も殆ど変化しない。
【００３７】
その分、図５〜図７での電圧変化が顕著に表れ、ニアエンド検知、エンド検知がし易いものとなる。本例では、図８に示すように、ホール素子１５２の出力電圧に対して、ニアエンド閾値とエンド閾値を設定しておき、ニアエンド閾値を超えた段階で、ニアエンドとなり、画像形成装置の使用者に対して、もうすぐインクが無くなる旨の通知を出すものとする。
【００３８】
更にインク消費を進めて行き、エンド閾値を超えたら、画像形成装置を停止させ、画像形成装置の使用者に対して、インク交換を促すようにする。
【００３９】
カラー印刷を行う画像形成装置にあっては、画像形成装置に複数個のインクカートリッジを配置する。図９はインクカートリッジを複数個セットした画像形成装置を示す模式図である。この例では、画像形成装置２００には、ブラック（Ｂｋ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）のインクカートリッジ１００Ｂｋ，１００Ｃ，１００Ｍ，１００Ｙを配置している。そして、隣り合うインクカートリッジ１００Ｂｋ，１００Ｃ，１００Ｍ，１００Ｙの間及び両端にＳＥＣＣやＳＰＣＣ等でできた磁性体のシールド壁２０１，２０２，２０３，２０４，２０５を配置している。尚、各インクカートリッジ１００Ｂｋ，１００Ｃ，１００Ｍ，１００Ｙのマグネット１３１Ｂｋ，１３１Ｃ，１３１Ｍ、１３１Ｙの磁束を検出するためのホール素子１５２Ｂｋ，１５２Ｃ，１５２Ｍ、１５２Ｙをシールド壁２０２，２０３，２０４，２０５に配置している。
【００４０】
本例によれば、隣り合うインクカートリッジ１００Ｂｋ，１００Ｃ，１００Ｍ，１００Ｙのマグネット１３１Ｂｋ，１３１Ｃ，１３１Ｍ、１３１Ｙの影響、また、インクカートリッジを１個のみ使用する場合であっても、画像形成装置内の各種モータに使用されているモータから漏れ出す磁界の影響、画像形成装置外に存在する磁界の影響を防止できる尚、インクカートリッジは、上記４色に加えて、ライトシアン、ライトマゼンタを合わせて６色構成。更に多色構成や、同じ色のインクカートリッジをインク容量確保のために複数個配置することができる。
【００４１】
シールド壁３０１で仕切ることによる効果は外部磁界の影響を遮断するだけでなく、マグネットから発生した磁界に対して、磁路を確保することで、効率良くホール素子に磁束が流れ、温度特性の面でも有利である。
【００４２】
図１０は第２の実施例に係るインクカートリッジを示す概略断面図である。本例に係るインクカートリッジ３００は、形状保持手段として、引っ張りコイルバネ３１０を使用している。その他の部材の構成は第１の実施例に係るインクカートリッジ１００と同一であるので同一の部材には同一の符号を附してその説明は省略する。
【００４３】
図１１は第３の実施例に係るインクカートリッジを示す概略断面図である。本例に係るインクカートリッジ４００は、形状保持手段として、インク袋１２０内に配置され、シート体１２１を外側に付勢する板バネ４１０を使用している。その他の部材の構成は第１の実施例に係るインクカートリッジ１００と同一であるので同一の部材には同一の符号を附してその説明は省略する。
【００４４】
図１２は第４の実施例に係るインクカートリッジを示す概略断面図である。本例に係るインクカートリッジ５００は、形状保持手段として、インク袋１２０の上部に弾性力に富んだ弾性層５１０を配置して、インク袋１２０の厚さ寸法を他の部分の厚さ寸法より大きい厚肉部を形成している。本例では、弾性層５１０を設けることにより、インク袋１２０のうちマグネット１３１が配置された付近のインクの減少による変形を、弾性層５１０を配置しない場合に比較して、防止することができる。その他の部材の構成は第１の実施例に係るインクカートリッジ１００と同一であるので同一の部材には同一の符号を附してその説明は省略する。尚、弾性層５１０を配置するのに替え、厚肉部としてシート体１２１，１２２の当該部分の厚さ寸法を他の部分の厚さ寸法より大きく設定することもできる。
【００４５】
図１３は第５の実施例に係るインクカートリッジ及びこのインクカートリッジが配置された画像形成装置の周辺部を示すものであり、(ａ)の模式図であり、（ｂ）はインクカートリッジを示す横断面図である。インクカートリッジ６００は、合成樹脂製の箱体のカートリッジケース６１０と、このカートリッジケース６１０内に配置されるインク袋６２０、このインク袋６２０を覆う加圧袋６３０とを備えて構成される。
【００４６】
インク袋６２０は、２枚の弾力性のある可撓性のシート体６２１，６２２をその周囲で接合して構成され、インク供給口６２３が溶着して固定されている。インク供給口６２３は、その開口をゴム製シール部６２４で封印されている。インク袋６２０のシート体６２１，６２２は、例えば、ＬＤＰＥ又はＬＬＤＰＥ上にドライラミネーション、アルミ膜、ドライラミネーション、ＰＡを順次積層した構造のアルミラミネートフィルムで構成される。尚、インク袋は、２枚の膜体の周囲を接合したものに限らず、筒状の部材の上下端を接合した構造、その他適宜の構造のものを採用することができる。
【００４７】
加圧袋６３０は、２枚のフィルム体６３１,６３２をその周囲で接合して構成され、インク供給口６２３が溶着して固定されている。加圧袋６３０のフィルム体６３１,６３２は、ＬＤＰＥ又はＬＬＤＰＥ上にドライラミネーション、ＰＡを順次積層した構造を備えている。また、加圧袋６３０は、図１３（ｂ）に示す様に画像形成装置本体から加圧された気体である空気が導入される空気導入部６３３が取付部６３５を介して取り付けられている。尚、図１３（ｂ）中符号６２８はインク導入口を示している。空気導入部６３３から加圧された空気が導入されると、空気圧でインク袋６２０を加圧してインク袋６２０からインクが送出される。尚、加圧袋は、２枚の膜体の周囲を接合したものに限らず、筒状の部材の上下端を接合した構造、その他適宜の構造のものを採用することができる。
【００４８】
インク袋６２０には、顔料、染料を含有するインク６２５が封入されており、このインク６２５は、画像形成装置の本体側へ供給される。即ち、インク流路６７２に接続された中空針６７１が前記ゴム製シール部６２４に差し込まれ、インク６２５は、この中空針６７１からインク流路６７２を経て画像形成装置のヘッドタンク（図示していない）に補給される。
【００４９】
また、インク袋６２０のインク供給口６２３の近傍であってシート体６２１の外側には、マグネット６４１が固定配置されている。尚、マグネット６４１は必要に応じてインク袋６２０のシート体６２１の内側に配置することができる。また、シート体６２１，６２２のうち、マグネット６４１が取り付けらない側のシート体６２２は、前記シート体６２１のマグネット６４１に取り付け位置に相当する接合個所６２６において加圧袋６３０のフィルム体６３２に接合され、フィルム体６３１はこの接合個所６２６の近傍において、接合個所６３４でカートリッジケース６１０の内側面に固定されている。これらのシート体６２２とフィルム体６３２と固定、フィルム体６３２とカートリッジケース６１０との固定は接着剤、両面テープ、熱溶着等で行うことができる。
【００５０】
更に、前記インク袋６２０の内部には、前記マグネット６４１が固定されている付近から、前記フィルム体６３２との固定された接合個所６２６付近までの間に形状保持部材としてバネ部材６５０が配置されている。このバネ部材６５０は、圧縮コイルスプリングで構成され、前記シート体６２１，６２２を離間させる方向、即ちインク袋６２０を膨らませ、形状を保持する方向にインク袋６２０を付勢する。本例では、バネ部材６５０をインク供給口６２３近傍に配置したので、インク袋６２０内に残るインクの量を最小限にすることができる。
【００５１】
本例では、このインクカートリッジ６００を画像形成装置に挿入した状態において、インクカートリッジ６００に近接し、前記マグネット６４１と反対側に位置する本体部材６６１には、インク袋６２０の外側のマグネット６４１に対向する位置付近に磁束検出素子であるホール素子６６２が配置されている。尚、この磁束検出素子としては、ホール素子以外にもＭＲ素子等の磁電変換素子を用いることができる。
【００５２】
本実施例によれば、インク袋６２０内のインク袋６２０の量は、ホール素子６６２の出力電圧によって検知することができる。即ち、ホール素子６６２がインク袋６２０の変形に伴うマグネット６４１の磁束密度を検出し、この値からインク量を推定する。図１４乃至１８はインクの消費に伴うインク袋の形状変化を示した模式図、図１９はホール素子の出力値を示すグラフである。本例では、インク袋６２０は、インクを消費していない満タン状態（図１４）から、図１５〜図１７に示す中間状態を経て図１８に示すインクを消費し切ったインクエンド状態まで変形する。図１９に示すように、図１４から図１６までの状態で、初期のインク量の約３割を消費しているが、マグネット６４１とホール素子６６２の距離が殆ど変化しないため、ホール素子の出力電圧も殆ど変化しない。
【００５３】
その分、図１６〜図１８での電圧変化が顕著に表れ、ニアエンド検知、エンド検知がし易いものとなる。本例では、図１９に示すように、ホール素子６６２の出力電圧に対して、ニアエンド閾値とエンド閾値を設定しておき、ニアエンド閾値を超えた段階で、ニアエンドとなり、画像形成装置の使用者に対して、もうすぐインクが無くなる旨の通知を出すものとする。
【００５４】
更にインク消費を進めて行き、エンド閾値を超えたら、画像形成装置を停止させ、画像形成装置の使用者に対して、インク交換を促すようにする。
【００５５】
カラー印刷を行う画像形成装置にあっては、画像形成装置に複数個のインクカートリッジを配置する。図２０はインクカートリッジを複数個セットした画像形成装置を示す模式図である。この例では、画像形成装置２００には、ブラック（Ｂｋ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）のインクカートリッジ６００Ｂｋ，６００Ｃ，６００Ｍ，６００Ｙを配置している。そして、隣り合うインクカートリッジ６００Ｂｋ，６００Ｃ，６００Ｍ，６００Ｙの間及び両端にＳＥＣＣやＳＰＣＣ等でできた磁性体のシールド壁７０１，７０２，７０３，７０４，７０５を配置している。尚、各インクカートリッジ６００Ｂｋ，６００Ｃ，６００Ｍ，６００Ｙのマグネット６４１Ｂｋ，６４１Ｃ，６４１Ｍ、６４１Ｙの磁束を検出するためのホール素子６６２Ｂｋ，６６２Ｃ，６６２Ｍ、６６２Ｙをシールド壁７０２，７０３，７０４，２０５に配置している。
【００５６】
本例によれば、隣り合うインクカートリッジ６００Ｂｋ，６００Ｃ，６００Ｍ，６００Ｙのマグネット６４１Ｂｋ，６４１Ｃ，６４１Ｍ、６４１Ｙの影響、また、インクカートリッジを１個のみ使用する場合であっても、画像形成装置内の各種モータに使用されているモータから漏れ出す磁界の影響、画像形成装置外に存在する磁界の影響を防止できる尚、インクカートリッジは、上記４色に加えて、ライトシアン、ライトマゼンタを合わせて６色構成。更に多色構成や、同じ色のインクカートリッジをインク容量確保のために複数個配置することができる。
【００５７】
シールド壁７０１で仕切ることによる効果は外部磁界の影響を遮断するだけでなく、マグネットから発生した磁界に対して、磁路を確保することで、効率良くホール素子に磁束が流れ、温度特性の面でも有利である。
【００５８】
図２１は第６の実施例に係るインクカートリッジを示す概略断面図である。本例に係るインクカートリッジ８００は、形状保持手段として、インク袋６２０内に配置され、シート体６２１を外側に付勢する板バネ８１０を使用している。その他の部材の構成は第５の実施例に係るインクカートリッジ６００と同一であるので同一の部材には同一の符号を附してその説明は省略する。尚、この例ではマグネット６４１はインク袋６２０の外側に配置するものとしたが、板バネ８１０にマグネット６４１を取り付けるようにしても良い。
【００５９】
図２２は第７の実施例に係るインクカートリッジを示す概略断面図である。本例に係るインクカートリッジ９００は、形状保持手段として、インク袋６２０の上部に弾性力に富んだ弾性層９１０を配置して、インク袋６２０の厚さ寸法を他の部分の厚さ寸法より大きい厚肉部を形成している。本例では、弾性層９１０を設けることにより、インク袋６２０のうちマグネット６４１が配置された付近のインクの減少による変形を、弾性層９１０を配置しない場合に比較して、防止することができる。その他の部材の構成は第５の実施例に係るインクカートリッジ６００と同一であるので同一の部材には同一の符号を附してその説明は省略する。尚、弾性層９１０を配置するのに替え、厚肉部としてシート体６２１，６２２の当該部分の厚さ寸法を他の部分の厚さ寸法より大きく設定することもできる。
【００６０】
尚、上記各実施例ではカートリッジに液体としてインクを封入した例を示したが、液体はインク以外に例えば洗浄液、前処理液等であっても良い。
【符号の説明】
【００６１】
１００ インクカートリッジ
１００Ｂｋ，１００Ｃ，１００Ｍ，１００Ｙ インクカートリッジ
１１０ カートリッジケース
１２０ インク袋
１２１，１２２ シート体
１２３ インク供給口
１２４ ゴム製シール部
１２５ インク
１３１ マグネット
１３１Ｂｋ，１３１Ｃ，１３１Ｍ、１３１Ｙ マグネット
１３２ 接合個所
１４０ バネ部材
１５１ 本体部材
１５２ ホール素子
１５２Ｂｋ，１５２Ｃ，１５２Ｍ、１５２Ｙ ホール素子
２００ 画像形成装置
２０１，２０２，２０３，２０４，２０５ シールド壁
２１１ 中空針
２１２ インク流路
３００ インクカートリッジ
３０１ シールド板
３１０ コイルバネ
４００ インクカートリッジ
４１０ 板バネ
５００ インクカートリッジ
５１０ 弾性層
６００ インクカートリッジ
６００Ｂｋ，６００Ｃ，６００Ｍ，６００Ｙ インクカートリッジ
６１０ カートリッジケース
６２０ インク袋
６２１，６２２ シート体
６２３ インク供給口
６２４ ゴム製シール部
６２５ インク
６２６ 接合個所
６２８ インク導入口
６３０ 加圧袋
６３２ フィルム体６３１,
６３３ 空気導入部
６３４ 接合個所
６４１ マグネット
６４１Ｂｋ，６４１Ｃ，６４１Ｍ、６４１Ｙ マグネット
６５０ バネ部材
６６１ 本体部材
６６２ ホール素子
６６２Ｂｋ，６６２Ｃ，６６２Ｍ、６６２Ｙ ホール素子
６７１ 中空針
６７２ インク流路
７０１，７０２，７０３，７０４，７０５ シールド壁
８００ インクカートリッジ
８１０ 板バネ
９００ インクカートリッジ
９１０ 弾性層
【先行技術文献】
【特許文献】
【００６２】
【特許文献１】特開２００４−１５５０３６公報
【特許文献２】第２９３１０７９号公報
【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像形成装置に装着されるカートリッジケースと、
前記カートリッジケース内に配置され膜体で構成されてその内部に液体が収納されると共に液体供給口を具備した液体袋と、を備えてなり、
前記液体袋は、液体袋の内側部又は外側部にマグネットを備えることを特徴とする液体カートリッジ。
【請求項２】
前記液体袋には液体を送出する液体ポンプが接続されていることを特徴とする請求項１記載の液体カートリッジ
【請求項３】
前記液体袋を構成する膜体のうちのマグネットが配置された膜体に対向して配置される膜体の一部は、前記カートリッジケースの内面に固定されていることを特徴とする請求項１又は２記載の液体カートリッジ。
【請求項４】
前記液体袋には液体袋を覆うと共に内部に液体袋加圧用の気体が送られる加圧袋を備えることを特徴とする請求項１記載の液体カートリッジ。
【請求項５】
前記液体袋を構成する膜体のうちマグネットが設けられた膜体に対向して配置された膜体の一部は、前記加圧袋の一部に固定され、加圧袋のうち前記液体袋が固定された個所の近傍は前記カートリッジケースに固定されていることを特徴とする請求項３記載の液体カートリッジ。
【請求項６】
前記液体袋の形状を保持する形状保持手段を備えることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか記載の液体カートリッジ。
【請求項７】
前記形状保持手段は、前記液体袋における前記マグネットが設けられた位置近傍において、液体袋を構成する膜体を内側から外側に向け付勢するバネ部材であることを特徴とする請求項６記載の液体カートリッジ。
【請求項８】
前記形状保持手段は、前記液体供給口の近傍に配置されていることを特徴とする請求項６又は７記載の液体カートリッジ。
【請求項９】
前記形状保持手段は、前記液体袋の少なくとも一部分に肉厚寸法が他の部分の肉厚寸法より大きい厚肉部であることを特徴とする請求項６記載の液体カートリッジ。
【請求項１０】
前記液体袋の厚肉部は、前記肉厚部以外の部分より多い数の層が積層されて構成されていることを特徴とする請求項６記載の液体カートリッジ。
【請求項１１】
前記厚肉部は、前記液体供給口の近傍に設けられることを特徴とする請求項９又は１０記載の液体カートリッジ。
【請求項１２】
前記液体はインクであることを特徴とする請求項１乃至１１のいずれか記載の液体カートリッジ。
【請求項１３】
前記液体は、洗浄液であることを特徴とする請求項１乃至１１のいずれか記載の液体カートリッジ。
【請求項１４】
請求項１乃至１３のいずれか記載の液体カートリッジが収納されると共に、収納された液体カートリッジの液体袋に配置されたマグネットに対応する位置に設けられ、前記マグネットの磁束を検出する磁束検出素子を備えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１５】
液体カートリッジが複数配置され、前記各液体カートリッジ間にシールド壁を備えることを特徴とする請求項１４記載の画像形成装置
【請求項１】
画像形成装置に装着されるカートリッジケースと、
前記カートリッジケース内に配置され膜体で構成されてその内部に液体が収納されると共に液体供給口を具備した液体袋と、を備えてなり、
前記液体袋は、液体袋の内側部又は外側部にマグネットを備えることを特徴とする液体カートリッジ。
【請求項２】
前記液体袋には液体を送出する液体ポンプが接続されていることを特徴とする請求項１記載の液体カートリッジ
【請求項３】
前記液体袋を構成する膜体のうちのマグネットが配置された膜体に対向して配置される膜体の一部は、前記カートリッジケースの内面に固定されていることを特徴とする請求項１又は２記載の液体カートリッジ。
【請求項４】
前記液体袋には液体袋を覆うと共に内部に液体袋加圧用の気体が送られる加圧袋を備えることを特徴とする請求項１記載の液体カートリッジ。
【請求項５】
前記液体袋を構成する膜体のうちマグネットが設けられた膜体に対向して配置された膜体の一部は、前記加圧袋の一部に固定され、加圧袋のうち前記液体袋が固定された個所の近傍は前記カートリッジケースに固定されていることを特徴とする請求項３記載の液体カートリッジ。
【請求項６】
前記液体袋の形状を保持する形状保持手段を備えることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか記載の液体カートリッジ。
【請求項７】
前記形状保持手段は、前記液体袋における前記マグネットが設けられた位置近傍において、液体袋を構成する膜体を内側から外側に向け付勢するバネ部材であることを特徴とする請求項６記載の液体カートリッジ。
【請求項８】
前記形状保持手段は、前記液体供給口の近傍に配置されていることを特徴とする請求項６又は７記載の液体カートリッジ。
【請求項９】
前記形状保持手段は、前記液体袋の少なくとも一部分に肉厚寸法が他の部分の肉厚寸法より大きい厚肉部であることを特徴とする請求項６記載の液体カートリッジ。
【請求項１０】
前記液体袋の厚肉部は、前記肉厚部以外の部分より多い数の層が積層されて構成されていることを特徴とする請求項６記載の液体カートリッジ。
【請求項１１】
前記厚肉部は、前記液体供給口の近傍に設けられることを特徴とする請求項９又は１０記載の液体カートリッジ。
【請求項１２】
前記液体はインクであることを特徴とする請求項１乃至１１のいずれか記載の液体カートリッジ。
【請求項１３】
前記液体は、洗浄液であることを特徴とする請求項１乃至１１のいずれか記載の液体カートリッジ。
【請求項１４】
請求項１乃至１３のいずれか記載の液体カートリッジが収納されると共に、収納された液体カートリッジの液体袋に配置されたマグネットに対応する位置に設けられ、前記マグネットの磁束を検出する磁束検出素子を備えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１５】
液体カートリッジが複数配置され、前記各液体カートリッジ間にシールド壁を備えることを特徴とする請求項１４記載の画像形成装置
【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１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【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１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【公開番号】特開２０１０−１８０２１（Ｐ２０１０−１８０２１Ａ）
【公開日】平成２２年１月２８日（２０１０．１．２８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−４３９８５（Ｐ２００９−４３９８５）
【出願日】平成２１年２月２６日（２００９．２．２６）
【出願人】（０００００６７４７）株式会社リコー (37,907)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１月２８日（２０１０．１．２８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年２月２６日（２００９．２．２６）
【出願人】（０００００６７４７）株式会社リコー (37,907)
【Ｆターム（参考）】
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