JP2007245637A - 液体収納容器 - Google Patents

Abstract

【課題】 構成簡単かつ廉価にしてしかもユーザの操作性を損なうことなく、液体収納容器の液体残量状態に関する報知(インクタンクの残量表示)を視認性良好にする液体収納容器を提供する。
【解決手段】 インクタンク内部に光源からの光を表示部に案内する導光手段を有し、インクタンク内部に収納されたインクによって導光を制御する構成とする。
【選択図】 図１

Description

本発明は、液体収納容器に関し、詳しくは、インクジェット記録で用いられるインクタンクのインク残量など、液体収納容器の状態に関する報知をＬＥＤなどの発光手段によって行なう構成で用いられる液体収納容器に関するものである。

近年、デジタルカメラ等の普及に伴って、パーソナルコンピュータ（ＰＣ）を介さずにデジタルカメラと記録装置としてのプリンタとを直接接続して印刷する用途（ノンＰＣ記録。特にデジタルカメラを直接接続する形態のものは「カメラダイレクト印刷」と呼ばれることもある。）が増えつつある。さらに、デジタルカメラに着脱可能に用いられる情報記憶媒体であるカードタイプの情報記憶媒体を直接プリンタに装着してデータ転送を行い、印刷を行う形態（ノンＰＣ記録。特に「カードダイレクト印刷」とも呼ばれる。）も増えつつある。また、プリンタとスキャナとを一体化してＰＣを介さない複写機能をもつとともに、さらには上記のダイレクト印刷機能をも併せもつ、所謂マルチファンクションプリンタも急速に市場に普及してきている。

インクジェットプリンタでは、例えばインクタンクの装着状態やインク残量など、個々のインクタンクの状態に関する情報の把握をユーザが要望する場合や、その情報をユーザに認識させておくことが望ましい場合がある。例えば、ユーザが、インクタンク内のインク残量が少ないことが分かれば、記録を始める前に予め新しいインクタンクに交換しておくことで、記録の途中でインク量不足のために記録が実質的にできなくなる事態を未然に防止できるからである。

従来は、そのような情報をプリンタに接続されたＰＣに転送し、ＰＣのモニタに表示することによりユーザへの報知を行っていた。これに対し、ノンＰＣ記録を行う場合は、プリンタ本体にディスプレイを設け、それらの情報を表示することが考えられる。しかしながら、ディスプレイを設けることで、コストアップやプリンタの大型化につながるだけでなく、プリンタのデザイン等にも影響を及ぼすことになるので、ディスプレイを設けることは必ずしも好ましいことではない。また、ディスプレイを設けたとしても、ユーザがこれを視認して一目瞭然にインクタンクの状態を把握できるとは限らない。

従来、インクタンクの状態をユーザに報知する構成として、ＬＥＤなどの表示素子を用いたものが知られている。特許文献１には、記録ヘッドと一体のインクタンクに２つのＬＥＤが設けられ、これらが２段階のインク残量に応じてそれぞれ点灯することが記載されている。より具体的には、インクジェットヘッドとインクタンクとを一体化したインクカートリッジにインクジェットヘッドの通電回数をカウントする手段と、カウント値を記憶する手段と、カウント値の累積値がニアエンド判定値に達すると点灯するニアエンド表示用ＬＥＤと、インクエンド判定値に達すると点灯するインクエンドＬＥＤとが採用されており、インクタンクの状態をユーザに報知するようにしている。

特許文献２にも同様に、インクタンクまたはこれ搭載するキャリッジに、インク残量に応じて点灯するランプを設けることが記載されている。また、同文献では、記録装置で用いる４つのインクタンクそれぞれに上記のランプを設けることも開示されている。

一方、さらなる高画質化の要求から従来の４色（ブラック、イエロー、マゼンタ、シアン）インクに、濃度の薄い淡色マゼンタ、淡色シアンといったインクが使われるようになってきており、さらにはレッド、グリーンインクといったいわゆる特色インクの使用も提案されてきている。このような場合、インクジェットプリンタに対しては７〜８個といったインクタンクを個別に搭載することになる。
特開平４−２７５１５６号公報 特開２００２−３０１８２９号公報

上述の特許文献１には、プリンタ本体と電気的な通信を行うためのプリント回路基板（ＰＣ板）に表示用のＬＥＤが取り付けられたインクカートリッジの構成が記載されている。しかしかかる構成では、ユーザが視認し易い位置へＬＥＤを配置するためには、ＰＣ板も同時に配置する必要がある一方、ＰＣ板にはプリンタ本体と電気的な通信を行う電気的接続部も設ける必要があるので、これらの配置の自由度が制約されてしまう問題がある。電気的接続部分の好ましい配設位置とＬＥＤの好ましい配設位置とをカバーするために大面積のＰＣ板を設けることも考えられるが、その分コストが上昇してしまうことになる。また、特許文献１に記載の構成を各色について独立した複数のインクタンクを搭載可能なプリンタに適用すると、プリンタに対するインクタンクの装着構成が制限されるため、インクタンクの実質的な容積を小さくしなければならないか、あるいはプリンタを大型化する必要が生じる。

一方、特許文献２に記載のインクタンクでは、インク警告ランプをユーザに認識させ易い場所に設ける旨の開示はあるが、インク警告ランプへ電力や信号を供給するための好ましい構成については開示されていない。その図６から図８からは、インクジェット記録装置とインク警告ランプとを結ぶ導線が設けられることが示唆され得るが、インク警告ランプの数量に見合った数の導線が必要となり、配線が錯綜しかつコストが高くなるだけでなく、配線やその接続部分によってランプの視認性を阻害する恐れがある。さらに、特許文献２の図６および図７には、インクタンクを搭載するキャリッジ上、インクタンクを固定するために操作される可動部材である固定レバーにインク警告ランプが設けられた構成が開示されているが、そのような場合は導線の配置がさらに複雑となり、かつコストも上昇し、しかもインクタンク着脱時の操作性を低下させてしまう恐れがある。

これらの問題は、近年のプリンタの小型化や多機能化に伴ない、ユーザの目視に供し得る表示位置もインクタンク着脱時の操作部ないしはその近傍に限定することが好ましいことから一層顕著となる。また、特にプリンタ上部にスキャナを搭載したようなマルチファンクションプリンタでは表示位置がより限定されるため、視認性と操作性との両立がさらに要望されることになる。

本発明は、以上に鑑みてなされたもので、構成簡単かつ廉価にしてしかもユーザの操作性を損なうことなく、液体収納容器の液体残量状態に関する報知を視認性良好に行い得るようにすることを目的とする。

そのために本発明は、液体収容部を一部に有し、直液部に導光部材を有する液体収納容器において、光を出射することで情報を表示するための表示部を有し、前記液体収容部に収納された液体の液面の変化によって前記インクタンクの外部から前記導光部材の入射部に向けて照射された光の前記表示部から出射される光量が変化することを特徴とする。

本発明によれば、発光源から導光部材に入射した光を表示部へと導く過程において液体の液面の変化によって導光量を制御することで、特別な液体残量検知手段を必要とせずに、確実に液体残量報知を行なうことが可能となる。また、液体収納容器に液体残量表示部を有するために、液体収納容器の交換を確実に行なうとともに、誤脱着を防止することが可能となる。また、発光源と表示部とを分離し、両者間の光接続を行う導光部を液体収納容器に設けることで、視認性および操作性を阻害する電力供給用および信号授受用の配線等を必要とせず、発光源と表示部とを個々に最適な位置へ配置する構成を廉価に得ることが可能となる。また、それにより、ユーザ視認性が良好な位置への表示部の配置の自由度を確保することができ、ユーザはその発光状態を目視することにより、容易に液体収納容器に収納される液体の残量情報を認識することが可能となる。

以下、図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。

（第１の実施形態）
図１および図２は本発明のインクタンクの第１の実施形態を示す模式図であり、図１（ａ）および図２（ａ）は側面から見た断面図であり、図１（ｂ）および図２（ｂ）は上面から見た図である。インクタンク１の内部は仕切壁２によってインクを保持するための負圧を発生する吸収体３が収納された負圧発生部材収納室とインク４が収納されたインク収納室に分かれており、仕切壁２の底部の連通部５によってインク収納室と負圧発生部材収納室が連通しており、連通部５は仕切壁２の負圧発生部材収納室側の下部に設けられた気液交換促進溝６に接続している。負圧発生部材収納室の底部には不図示のインクジェット記録装置のインク連通管と接続し、インクジェット記録装置にインクを供給するためのインク供給口７があり、インク供給口７と吸収体３を接続し安定的にインク供給を行なうための圧接体８が収められている。負圧発生部材収納室の上部にはインクを使用した際にインクタンク内部にインクと置換するための空気を供給するための大気連通口９と、空気を円滑にインクタンク内部に供給するためのバッファ１０が設けられている。インク収納室の内部には屈曲部を持つ導光部材１１が設けられており、インクジェット記録装置に搭載した際にインクタンク前面（図中右側）に配設された光源１２と対向する位置に設けられた入射部１３とインクタンク上面に設けられた表示部１４を接続している。

インクタンク１をインクジェット記録装置に接続し、記録を行なっていくと、まず、吸収体３に収納されたインクが使用されていき、吸収体３のインク界面が徐々に低下していく。吸収体３のインク界面が気液交換促進溝６の上部先端に到達すると、インク収納室のインクが使用されるともに、大気連通口９から供給された空気が気液交換促進溝６を通ってインク収納室に供給され、インクと置換されることでインク収納室内のインク液面が徐々に低下していく。

図１（ａ）に示すようにインク収納室内にインクが十分収納されて傾斜部１５がインクと接している場合、光源１２から発せられた光が入射部から導光部材によって傾斜部に到達する。導光部材がポリプロピレンで形成されている場合、ポリプロピレンの屈折率＝１．４９（＝ｎ１）、インクの屈折率を１．３３（＝ｎ２）であるので、スネルの法則である、
ｎ１・ｓｕｎθ１＝ｎ２・ｓｕｎθ２
により、臨界屈折角は６３°となるが、光源からの光軸と傾斜部となす角度θが４５°であり、臨界屈折角より小さいため、案内された光は傾斜部１５で反射されず、インク４内に透過してしまうため、表示部１４には到達しない。

インクを消費して、図２（ａ）に示すようにインク収納室内のインクが消費されインク液面が導光部材の反射部より低下すると、傾斜部１５が空気と接するため、前述のスネルの法則に空気の屈折率１（＝ｎ２）を当てはめると、臨界屈折角は４２°となる。臨界屈折角が、光源１２からの光軸と傾斜部のなす角度θである４５°より、小さいため導光部材１１で案内された光は傾斜部１５で反射して表示部１４へと到達し、表示が行なわれる。

このように、インク収納室内に導光部材１１を配置し、導光部材の途中に傾斜部１５を設けることで、インク液面の変化によって導光部材１１に入射した光の案内を制御できるため特別な検知手段を必要とせずに、インク残量警告表示を行なうことができる。

また、表示部１４をインクタンク１の上面に配置することができるので、インクタンク１を記録装置に搭載した状態でインク残量警告表示が確実に視認可能となる。

また、インクタンク１自身に表示部１４を設け、内部に収納されたインク４の液面によって光源１２と表示部１４との光接続を制御するため、簡易な構成で誤動作のない表示が可能となるばかりでなく、インクタンクの交換の際に誤脱着をぼうしすることができる。

また、導光部材１１の傾斜部１５の位置によって、インク残量警告表示を行なうタイミングを適宜設定することができる。

（第２の実施形態）
図３および図４は本発明の第２の実施形態を示す模式図であり、図３（ａ）および図４（ａ）は側面から見た断面図であり、図３（ｂ）および図４（ｂ）は前面（図中右側）から見た図である。インクタンクの内部構成については第一の実施形態と同様なので、説明を省略する。

図３（ａ）に示すようにインク収納室内にインクが十分収納されて傾斜部がインクと接している場合、光源から発せられた光が入射部から導光部材によって傾斜部に到達する。導光部材がポリプロピレンで形成されている場合、ポリプロピレンの屈折率＝１．４９（＝ｎ１）、インクの屈折率を１．３３（＝ｎ２）であるので、スネルの法則である、
ｎ１・ｓｕｎθ１＝ｎ２・ｓｕｎθ２
により、臨界屈折角は６３°となるが、光源からの光軸と傾斜部となす角度が４５°であり、臨界屈折角より小さいため、案内された光は傾斜部で反射されず、インク内に透過してしまうため、表示部には到達しない。

インクを消費して、図４（ａ）に示すようにインク収納室内のインクが消費されインク液面が導光部材の反射部より低下すると、傾斜部が空気と接するため、前述のスネルの法則に空気の屈折率１（＝ｎ２）を当てはめると、臨界屈折角は４２°となる。臨界屈折角が、光源からの光軸と傾斜部のなす角度である４５°より、小さいため導光部材で案内された光は傾斜部で反射して表示部へと到達し、表示が行なわれる。

このように、インク収納室内に導光部材を配置し、導光部材の途中に傾斜部を設けることで、インク液面の変化によって導光部材に入射した光の案内を制御できるため特別な検知手段を必要とせずに、インク残量警告表示を行なうことができる。

また、導光部材の傾斜部を２ヶ所設けることで、表示部を前面に配置することができる。これによってプリンタ上部にスキャナが配置されたいわゆるマルチファンクションプリンタ等のインクタンク上面から視認しにくい形態の記録装置においても確実に視認可能な位置に表示部を配置することが可能なる。

（第３の実施形態）
図５および図６は本発明の第２の実施形態を示す模式図であり、図５（ａ）および図６（ａ）は側面から見た断面図であり、図５（ｂ）および図６（ｂ）は前面（図中右側）から見た図である。インクタンクの内部構成については第一の実施形態と同様なので、説明を省略する。

本実施形態においては、入射部と傾斜部との間の導光部材の表面が、導光部材を構成する材料より光屈折率の材料で構成されている。

図５（ａ）に示すようにインク収納室内にインクが十分収納されて傾斜部がインクと接している場合、光源から発せられた光が入射部から導光部材によって傾斜部に到達する。導光部材がポリプロピレンで形成されている場合、ポリプロピレンの屈折率＝１．４９（＝ｎ１）、インクの屈折率を１．３３（＝ｎ２）であるので、スネルの法則である、
ｎ１・ｓｕｎθ１＝ｎ２・ｓｕｎθ２
により、臨界屈折角は６３°となるが、光源からの光軸と傾斜部となす角度が４５°であり、臨界屈折角より小さいため、案内された光は傾斜部で反射されず、インク内に透過してしまうため、表示部には到達しない。

インクを消費して、図６（ａ）に示すようにインク収納室内のインクが消費されインク液面が導光部材の反射部より低下すると、傾斜部が空気と接するため、前述のスネルの法則に空気の屈折率１（＝ｎ２）を当てはめると、臨界屈折角は４２°となる。臨界屈折角が、光源からの光軸と傾斜部のなす角度である４５°より、小さいため導光部材で案内された光は傾斜部で反射して表示部へと到達し、表示が行なわれる。

このように、インク収納室内に導光部材を配置し、導光部材の途中に傾斜部を設けることで、インク液面の変化によって導光部材に入射した光の案内を制御できるため特別な検知手段を必要とせずに、インク残量警告表示を行なうことができる。

また、入射部をインク収納室の底面側に設けることで、インク収納室内の導光部材の占める容積を最小限に留めることができる。これによってインクタンクのインク収納効率を向上させることができる。

また、入射部と傾斜部を結ぶ導光部材の表面が導光部材を構成する材料より光屈折率の材料で構成されるため、入射部から傾斜部まではインクの有無に関わらず光が案内されるため光の減衰を最小限に押さえることができる。

（第４の実施形態）
図７および図８は本発明の第４の実施形態を示す模式図である。本実施形態では導光部材を側壁面と一体的に構成している。これによって、インクの収納効率をより一層向上させることが可能となる。

（第５の実施形態）
図９、図１０および図１１は本発明の第５の実施形態を示す模式図である。本実施形態ではインク収納室内の導光部材を複数配置している。図９に示すようにインク液面４１が傾斜面１５１および傾斜面１５２より高い場合は傾斜部で光が反射せず、表示部１４１および表示部１４２まで光が案内されないため表示が行なわれない。図１０に示すようにインク液面４１が傾斜部１５１より低下すると表示部１４１に光が案内され表示が行なわれる。さらにインクを使用して、図１１に示すようにインク収納室内のインク液面４１が傾斜部１５２より低下すると表示部１４２にも光が案内されて表示が行なわれる。このように、導光部材を複数配置することで、インク残量の多段階表示が可能となる。

（ａ）は本発明の第１の実施形態を示す側面断面図、（ｂ）は上面図である。 （ａ）は本発明の第１の実施形態を示す側面断面図、（ｂ）は上面図である。 （ａ）は本発明の第２の実施形態を示す側面断面図、（ｂ）は正面図である。 （ａ）は本発明の第２の実施形態を示す側面断面図、（ｂ）は正面図である。 （ａ）は本発明の第３の実施形態を示す側面断面図、（ｂ）は正面図である。 （ａ）は本発明の第３の実施形態を示す側面断面図、（ｂ）は正面図である。 （ａ）は本発明の第４の実施形態を示す側面断面図、（ｂ）は正面図である。 （ａ）は本発明の第４の実施形態を示す側面断面図、（ｂ）は正面図である。 （ａ）は本発明の第５の実施形態を示す側面断面図、（ｂ）は正面図である。 （ａ）は本発明の第５の実施形態を示す側面断面図、（ｂ）は正面図である。 （ａ）は本発明の第５の実施形態を示す側面断面図、（ｂ）は正面図である。

符号の説明

１ インクタンク
２ 仕切壁
３ 吸収体
４ インク
５ 連通部
６ 気液交換促進溝
７ インク供給口
８ 圧接体
９ 大気連通口
１０ バッファ
１１ 導光部材
１２ 光源
１３ 入射部
１４ 表示部
１５ 傾斜部

Claims (3)

1. 液体収容部を一部に有し、直液部に導光部材を有する液体収納容器において、光を出射することで情報を表示するための表示部を有し、前記液体収容部に収納された液体の液面の変化によって前記インクタンクの外部から前記導光部材の入射部に向けて照射された光の前記表示部から出射される光量が変化することを特徴とする液体収納容器。
2. 前記導光部材は光軸を屈曲されるための傾斜部を有することを特徴とする請求項１に記載の液体収納容器。
3. 前記導光部材の一部が、前記液面の変化によらず導光を行う部材からなることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の液体収納容器。

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