JP5790756B2 - Liquid cartridge - Google Patents
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Description
本発明は、インクジェット式プリンタ等の液体吐出装置に着脱可能な液体カートリッジに関する。 The present invention relates to a liquid cartridge that can be attached to and detached from a liquid ejection apparatus such as an ink jet printer.
液体を収容する液体収容室及び液体収容室に連通する流路を有する液体カートリッジにおいて、移動可能な磁性体を配置し、当該磁性体を磁場検知手段で検知する技術が知られている。例えば、既知のインクジェット式プリンタは液体収容室と連通する流路（インク供給路６）に配置された磁性体（回転子８）、及び当該磁性体の回転量を検出するための磁場検知手段（磁気センサ）が用いられる。インクジェット式プリンタは検出された回転量に基づいてカートリッジ内のインク残量を判断することができる。 In a liquid cartridge having a liquid storage chamber for storing a liquid and a flow channel communicating with the liquid storage chamber, a technique is known in which a movable magnetic body is arranged and the magnetic body is detected by a magnetic field detection means. For example, in a known ink jet printer, a magnetic body (rotor 8) disposed in a flow path (ink supply path 6) communicating with a liquid storage chamber, and a magnetic field detection means for detecting the amount of rotation of the magnetic body ( Magnetic sensor) is used. The ink jet printer can determine the remaining amount of ink in the cartridge based on the detected rotation amount.
しかしながら、上述の液体カートリッジには磁性体のみが流路内に配置され、磁性体の検知精度を確保するため、磁性体の磁化を大きくする必要がある。磁性体の磁化が大きい場合、カートリッジ製造又は再生の際に異物（砂鉄等）が付着し易く、異物が付着した状態で流路内に配置されると、流路内に異物が混入してしまう。この場合、カートリッジに装着される液体吐出装置において、吐出部への異物の詰まり等により、吐出不良が生じ得る。 However, in the above-described liquid cartridge, only the magnetic material is disposed in the flow path, and it is necessary to increase the magnetization of the magnetic material in order to ensure the detection accuracy of the magnetic material. When the magnetization of the magnetic material is large, foreign matter (sand iron or the like) is likely to adhere during cartridge manufacture or reproduction, and if it is placed in the flow channel with the foreign matter attached, the foreign matter will enter the flow channel. . In this case, in the liquid ejection device mounted on the cartridge, ejection failure may occur due to clogging of foreign matter in the ejection unit.
本発明の目的は、磁性体の検知精度を確保しつつ、流路内への異物混入を抑制することができる液体カートリッジを提供することである。 An object of the present invention is to provide a liquid cartridge that can prevent foreign matter from entering a flow path while ensuring the detection accuracy of a magnetic material.
本発明は、貯留ユニットと、流路と、磁性体と、磁場発生ユニットと、検出ユニットを含む液体カートリッジを提供する。貯留ユニットは液体を収容する。流路は、一端と他端とを有し、前記一端は貯留ユニットに接続されており、前記液体が流れる。磁性体は、流路内において、前記貯留ユニットと前記流路の他端との間の連通を遮断する第１位置と、前記貯留ユニットと前記流路の他端とを連通させる第２位置との間を移動可能なバルブである。磁場発生ユニットは流路の外部に配置され、磁場を発生する。検出ユニットは、前記磁場発生ユニットと前記磁性体とによって作られる磁場を検出するように構成される。
The present invention provides a liquid cartridge including a storage unit, a flow path, a magnetic body, a magnetic field generation unit, and a detection unit. The storage unit contains liquid. Flow path, and a first and second ends, wherein one end is connected to the storage unit, wherein the liquid is Ru flow. In the flow path, the magnetic body has a first position that blocks communication between the storage unit and the other end of the flow path, and a second position that allows communication between the storage unit and the other end of the flow path. Ru valve der movable between. The magnetic field generation unit is disposed outside the flow path and generates a magnetic field. The detection unit is configured to detect a magnetic field generated by the magnetic field generation unit and the magnetic body.
この構造は磁性体の磁化が小さくても（磁化が０である場合も含む。）、磁性体の検知精度を確保することができる。また、流路内への異物混入を最小にする。
また、この構造により、液体カートリッジは、磁性体を検出することによって貯留ユニットが他端と流体連通しているかどうかを判断することができる。
This structure can ensure the detection accuracy of the magnetic material even when the magnetization of the magnetic material is small (including the case where the magnetization is 0). In addition, the contamination of foreign matter in the flow path is minimized.
Also, with this structure, the liquid cartridge can determine whether the storage unit is in fluid communication with the other end by detecting the magnetic material.
第１位置は、磁場発生ユニットと検出ユニットの間であり、第２位置は、磁場発生ユニットと検出ユニットとの間の領域外であってよい。
# 1 location is between detecting unit and the magnetic field generating unit, second position location can be a region outside between the magnetic field generating unit and the detection unit.
この構成により、磁性体が開及び閉状態にあるときの、検出ユニットによって出力される電気信号間の大きさの差が大きくなり、検出精度をさらに改善することができる。 With this configuration, the magnitude difference between the electrical signals output by the detection unit when the magnetic body is in the open and closed states is increased, and the detection accuracy can be further improved.
磁性体は第１方向に移動可能であるのが好ましい。磁場発生ユニットは第１方向に直交する第２方向において検出ユニットと対向する。この構成は検出ユニットからの出力を増加させることができ、磁性体が開及び閉状態にあるときの、検出ユニットによって出力される電気信号の大きさの差を増加させる。 The magnetic body is preferably movable in the first direction. The magnetic field generation unit faces the detection unit in a second direction orthogonal to the first direction. This configuration can increase the output from the detection unit and increase the difference in the magnitude of the electrical signal output by the detection unit when the magnetic body is in the open and closed states.
磁性体が第１位置にあるとき、磁性体の少なくとも一部と磁場発生ユニットの少なくとも一部との間に流路が介在しないことが好ましい。この構成は検出ユニットの出力を増加させ、それによって磁性体が開及び閉状態にあるときの検出ユニットからの電気信号の大きさの差を増加させる。 When the magnetic body is in the first position, it is preferable that no flow path be interposed between at least a part of the magnetic body and at least a part of the magnetic field generation unit. This configuration increases the output of the detection unit, thereby increasing the difference in magnitude of the electrical signal from the detection unit when the magnetic body is in the open and closed states.
磁性体が第１位置にあるとき、磁性体の少なくとも一部と検出ユニットの少なくとも一部との間に流路が介在しないことが好ましい。この構成は検出ユニットの出力を増加させ、それによって磁性体が開と閉状態にあるときの検出ユニットからの電気信号の大きさの差を増加させる。 When the magnetic body is in the first position, it is preferable that no flow path be interposed between at least a part of the magnetic body and at least a part of the detection unit. This configuration increases the output of the detection unit, thereby increasing the difference in magnitude of the electrical signal from the detection unit when the magnetic body is in the open and closed states.
磁性体が磁場内にないとき、磁性体は磁化されておらず、磁性体が磁場内にあるとき、磁性体は磁化されることが好ましい。したがって、この構成は流路中に異物が導入されるのを良好に抑制する。 It is preferred that when the magnetic body is not in the magnetic field, the magnetic body is not magnetized, and when the magnetic body is in the magnetic field, the magnetic body is magnetized. Therefore, this configuration favorably suppresses the introduction of foreign matter into the flow path.
検出ユニットと磁場発生ユニットとの距離を調整可能な調整ユニット（４４）をさらに備えるのが好ましい。したがって、検出ユニットと磁場発生ユニットとの間の相対距離は調整ユニットによって調整することができる。 It is preferable to further include an adjustment unit (44) capable of adjusting the distance between the detection unit and the magnetic field generation unit. Therefore, the relative distance between the detection unit and the magnetic field generation unit can be adjusted by the adjustment unit.
磁性体は、第１方向に移動可能であり、当該第１方向に延在する円柱状であることが好ましい。この形状により、磁性体は滑らかに動くことができる。さらに、流路中においてその軸の周りの磁性体の回転は検出ユニットと磁場発生ユニットの間の距離を変えず、したがって検出ユニットの出力に影響を与えないので、流路中に磁性体の回転を防止する部品を提供する必要がない。
It is preferable that the magnetic body has a cylindrical shape that is movable in the first direction and extends in the first direction. With this shape, the magnetic body can move smoothly. Furthermore, rotation of the magnetic body around its axis in the flow path does not change the distance between the detection unit and the magnetic field generation unit, and thus does not affect the output of the detection unit. There is no need to provide parts to prevent this.
磁性体は第１方向に移動可能であるのが好ましい。磁場発生ユニットは、第１方向と直交する第２方向に、検出ユニットと対向する。液体カートリッジは流路を画定する壁を含む。壁は流路に対向する内面と、内面から流路中に突出する複数の突起を有する。内面は互いに対向する第１部分及び第２部分を有する。２つの突起のうちの一つは、第１方向と第２方向の両方に直交する第３方向に、前記内面の前記第１部分から内側に突出し、２つの突起のうちの他の一つは、第３方向の反対方向に第２部分から内側に突出する。磁性体は、複数の突起のうちの前記一つと複数の突起のうちの他の一つによって前記第３方向に位置決めされる。
Magnetic material is preferably movable in a direction the first way. The magnetic field generation unit faces the detection unit in a second direction orthogonal to the first direction. The liquid cartridge includes a wall that defines a flow path. The wall has an inner surface facing the channel and a plurality of protrusions protruding from the inner surface into the channel. The inner surface has a first portion and a second portion facing each other. One of the two protrusions protrudes inward from the first portion of the inner surface in a third direction orthogonal to both the first direction and the second direction, and the other of the two protrusions is , Projecting inward from the second portion in a direction opposite to the third direction. The magnetic body is positioned in the third direction by the one of the plurality of protrusions and the other one of the plurality of protrusions .
したがって、２つの突起は第３方向に関する磁性体の位置を維持し、それによって磁性体が流路内で第３方向に動くのを防止する。 Accordingly, the two protrusions maintain the position of the magnetic body with respect to the third direction, thereby preventing the magnetic body from moving in the third direction within the flow path.
バルブが第１位置に位置しているとき、磁場検出ユニットは、バルブが第２位置に位置しているときの磁場強度よりも大きな磁場強度を検出することが好ましい。この構造により、液体カートリッジはバルブが第１位置にあることを正しく判断することができる。さらに、磁性体が閉状態にある間、検出ユニットからの出力をチェックすることができる。
バルブが第２位置に位置しているとき、磁場検出ユニットは、バルブが第１位置に位置しているときの磁場強度より大きい磁場強度を検出する。この構造により、液体カートリッジはバルブが第２位置にあることを正しく判断することができる。さらに、バルブは液体カートリッジが閉状態で磁性体と一緒に長期間収容されるときでも永久に磁化されることはない。
When the valve is located at the first position, the magnetic field detection unit preferably detects a magnetic field strength that is greater than the magnetic field strength when the valve is located at the second position. With this structure, the liquid cartridge can correctly determine that the valve is in the first position. Furthermore, the output from the detection unit can be checked while the magnetic body is in the closed state.
When the valve is located at the second position, the magnetic field detection unit detects a magnetic field strength that is greater than the magnetic field strength when the valve is located at the first position. With this structure, the liquid cartridge can correctly determine that the valve is in the second position. Further, the valve is not permanently magnetized even when the liquid cartridge is closed and stored with the magnetic material for a long time.
液体カートリッジは壁及び付勢ユニットをさらに含むのが好ましい。壁は内面及びバルブシートを有する。内面は流路を画定する。付勢ユニットは流路中に配置され、磁性体をバルブシートに向かう方向に付勢するように構成される。磁性体は、付勢ユニットの付勢力によって第１位置に移動し、バルブユニットが他端と貯留ユニットとの間の液体連通を遮断するようにバルブシートに接触する。磁性体が付勢ユニットの付勢力に対して第２位置に移動すると、磁性体は貯留ユニットが他端と連通するようにバルブシートから離れる。 The liquid cartridge preferably further comprises a wall and a biasing unit. The wall has an inner surface and a valve seat. The inner surface defines a flow path. The urging unit is disposed in the flow path and configured to urge the magnetic body in a direction toward the valve seat. The magnetic body moves to the first position by the urging force of the urging unit, and the valve unit comes into contact with the valve seat so as to block the liquid communication between the other end and the storage unit. When the magnetic body moves to the second position with respect to the biasing force of the biasing unit, the magnetic body moves away from the valve seat so that the storage unit communicates with the other end.
この構成により、貯留ユニット及び他端の間の流体連通は磁性体の移動によって達成される。
液体カートリッジは流路を画定する壁を含むことが好ましい。壁は第１壁部と第２壁部とを備える。第１壁部は第１内面と第１外面とを備える。第２壁部は第２内面と第２外面とを備える。第１内面は第２内面に対向する。磁性体は第１接触点において第１内面と接触し、且つ、磁性体は第２接触点において第２内面に接触する。磁場発生ユニットは第１外面の側面に配置され、且つ、検出ユニットは第２外面の側面に配置される。壁は、第１突起と、第１突起に対向する第２突起とをさらに備えている。第１突起は、第１接触点と第２接触点との間の直線に直交する所定方向に突出し、第２突起は所定方向とは反対方向に突出する。
したがって、磁場発生ユニットと検出ユニットとの間の長さが短くなるので、磁場発生ユニットと磁性体によって発生される磁場が検出ユニットによって効率的に検出される。さらに、磁性体は所定の方向及び第１接触点と第２接触点の間の線に平行な方向に正確に位置決めされる。
With this configuration, fluid communication between the storage unit and the other end is achieved by movement of the magnetic body.
The liquid cartridge preferably includes a wall defining a flow path. The wall includes a first wall portion and a second wall portion. The first wall portion includes a first inner surface and a first outer surface. The second wall portion includes a second inner surface and a second outer surface. The first inner surface faces the second inner surface. The magnetic body contacts the first inner surface at the first contact point, and the magnetic body contacts the second inner surface at the second contact point. The magnetic field generation unit is disposed on the side surface of the first outer surface, and the detection unit is disposed on the side surface of the second outer surface. The wall further includes a first protrusion and a second protrusion facing the first protrusion. The first protrusion protrudes in a predetermined direction orthogonal to the straight line between the first contact point and the second contact point, and the second protrusion protrudes in a direction opposite to the predetermined direction.
Therefore, since the length between the magnetic field generation unit and the detection unit is shortened, the magnetic field generated by the magnetic field generation unit and the magnetic body is efficiently detected by the detection unit. Further, the magnetic body is accurately positioned in a predetermined direction and in a direction parallel to a line between the first contact point and the second contact point.
この構造によって、磁性体の磁化が小さくても（磁化が０である場合も含む。）、磁性体の検知精度を確保することができる。また、液体カートリッジは流路の汚染を最小にする。 With this structure, even if the magnetization of the magnetic material is small (including the case where the magnetization is 0), the detection accuracy of the magnetic material can be ensured. The liquid cartridge also minimizes channel contamination.
１ 液体吐出装置
４０ 液体カートリッジ
４２ 貯留ユニット
４３ａ 流路
６２ 磁性体
７１ 検出ユニット
７２ 磁場発生ユニット
６３ 付勢ユニット
４４ 調整ユニット
DESCRIPTION OF
次に、本発明の実施形態を添付図面を参照して説明する。 Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
先ず、図１を参照してプリンタ１の一般構造を説明する。プリンタ１は本発明の第１実施形態によるインクカートリッジ４０を用いる。インクカートリッジ４０はプリンタ１に脱着可能に装着される。
First, the general structure of the
図１に示すように、プリンタ１は直方体形状の筺体１ａを有する。筐体１ａの天板上部には、排紙部３１が設けられている。筐体１ａの正面（図１の紙面左手前側の面）には、上から順に、３つの開口１０ｄ、１０ｂ、１０ｃが形成されている。開口１０ｂは給紙ユニット１ｂを筺体１ａに挿入するために設けられ、開口１０ｃはインクユニット１ｃを筺体１ａ中に挿入するために形成される。扉１ｄは開口１０ｄに固定され、その下部端部を通過する水平軸の周りを旋回できる。扉１ｄは、プリンタ筐体１ａの主走査方向（筐体１ａの正面と直交する方向）に関して、後に説明される搬送ユニット２１（図２参照）と対向配置されている。
As shown in FIG. 1, the
次いで、図２を参照し、プリンタ１の内部構成について説明する。
Next, the internal configuration of the
図２に示すように、筺体１ａの内部は、上部から下部へ順に３つの空間Ａ、Ｂ、Ｃに区分される。空間Ａ内部には、マゼンタ、シアン、イエロー、ブラックのインク液滴をそれぞれ吐出する４つのインクジェットヘッド２、用紙Ｐを搬送する搬送ユニット２１、及び、プリンタ１各部の動作を制御するコントローラ１００が配置されている。空間Ｂには給紙ユニット１ｂが配置され、空間Ｃにはインクユニット１ｃが配置される。プリンタ１の内部には、給紙ユニット１ｂから排紙部３１に向けて、図２に示す太矢印に沿って、用紙Ｐが搬送される用紙搬送経路が形成されている。
As shown in FIG. 2, the inside of the
コントローラ１００は、演算処理装置であるＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）に加え、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ：不揮発性ＲＡＭを含む）、Ｉ／Ｆ（Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）等を有する。ＲＯＭには、ＣＰＵが実行するプログラム、各種固定データ等が記憶されている。ＲＡＭには、プログラム実行時に必要なデータ（画像データ等）が一時的に記憶される。コントローラ１００は、Ｉ／Ｆを介して、カートリッジ４０のセンサユニット７０とのデータ送受信、外部装置（プリンタ１に接続されたＰＣ等）とのデータ送受信等を行う。
The
給紙ユニット１ｂは、給紙トレイ２３及び給紙ローラ２５を有する。このうち、給紙トレイ２３が、筐体１ａに対して主走査方向に着脱可能となっている。給紙トレイ２３は、上方に開口する箱であり、複数種類のサイズの用紙Ｐを収容可能である。給紙ローラ２５は、コントローラ１００による制御の下、給紙モータ１２５（図９参照）の駆動により回転し、給紙トレイ２３の最も上方にある用紙Ｐを送り出す。給紙ローラ２５によって送り出された用紙Ｐは、ガイド２７ａ、２７ｂによりガイドされ且つ送りローラ対２６によって挟持されつつ搬送ユニット２１へと送られる。
The
搬送ユニット２１は、２つのベルトローラ６、７、及び、両ローラ６、７間に架け渡されるように巻回されたエンドレスの搬送ベルト８を有する。ベルトローラ７は、駆動ローラであって、コントローラ１００による制御の下、その軸に接続された搬送モータ１２７（図９参照）の駆動により回転し、図２中時計回りに回転する。ベルトローラ６は、従動ローラであって、ベルトローラ７の回転により搬送ベルト８が走行するのに伴って、図２中時計回りに回転する。
The
搬送ベルト８のループ内には、下面２ａと外面８ａの間に僅かな間隙を形成して４つのインクジェットヘッド２の下面２ａに平行に延在されるように、搬送ベルト８の上部ループ部の上側ループ８ａが、４つのヘッド２と対向するように直方体形状のプラテン１９が配置されている。インクジェットヘッド２の下面２ａはインク液滴を吐出する吐出口が多数形成された吐出面である。
In the loop of the
搬送ベルト８の外周面８ａには、弱粘着性のシリコン層が形成されている。給紙ユニット１ｂから搬送ユニット２１へと送られてきた用紙Ｐは、押さえローラ４によって搬送ベルト８の外周面８ａに押え付けられた後、粘着力によって外周面８ａに保持されつつ、黒塗り矢印に沿って副走査方向に搬送されていく。
A weak adhesive silicon layer is formed on the outer
ここで、副走査方向とは、搬送ユニット２１による用紙Ｐの搬送方向と平行な方向である。主走査方向とは、副走査方向に直交し且つ水平面に平行な方向である。
Here, the sub-scanning direction is a direction parallel to the transport direction of the paper P by the
搬送ベルト８の外部表面８ａ上に保持された用紙Ｐが４つのヘッド２の直ぐ下方を通過する際に、コントローラ１００による制御の下、各ヘッド２が駆動し、各ヘッド２の下面２ａから用紙Ｐの上面に向けて各色のインクが順に吐出されることで、用紙Ｐ上に所望のカラー画像が形成される。用紙がインクジェットヘッド２を通過した後に、用紙はベルトローラ７の上に配置された剥離プレート５によって搬送ベルト８の外周面８ａから剥離される。用紙Ｐは、剥離プレート５の下流に配置されたガイド２９ａ、２９ｂによりガイドされ且つ二組の送りローラ対２８によって挟持されつつ上方に搬送され、筐体１ａ上部に形成された開口３０を通って上方に排紙部３１へと排出される。各送りローラ対２８の一方のローラは、コントローラ１００による制御の下、送りモータ１２８（図９参照）の駆動により回転する。
When the paper P held on the
ヘッド２は、主走査方向（図１の紙面に直交する方向）に長尺なライン式であり、略直方体の外形形状を有する。４つのヘッド２は、副走査方向に所定ピッチで並び、フレーム３を介して筐体１ａに支持されている。各ヘッド２において、上面には、可撓性チューブが取り付けられるジョイントが設けられ、下面２ａには、多数の吐出口が形成される。インクジェットヘッド２の各々に提供されたインクカートリッジ４０は、可撓性チューブ及びジョイントを経由して対応するインクジェットヘッド２にインクを供給する。各インクジェットヘッド２には、インクカートリッジ４０から吐出孔に供給されるインクを運送するためのインク流路が形成されている。
The
インクユニット１ｃは、カートリッジトレイ３５、及び、トレイ３５内に並んで配置された４つのインクカートリッジ４０を有する。図２中最も左方のカートリッジ４０は、ブラックのインクを貯留している。最も左のカートリッジ４０はこの残り３つのカートリッジ４０よりも副走査方向のサイズが大きく、したがってインク容量が大きい。残り３つのカートリッジ４０は、それぞれマゼンタ、シアン、イエローのインクを貯留しており、副走査方向のサイズ及びインク容量が同じである。各カートリッジ４０に貯留されたインクは、可撓性チューブ及びジョイントを介して、対応するヘッド２に供給される。
The
トレイ３５は、内部にカートリッジ４０が配置された状態で、筐体１ａに対して副走査方向に着脱可能である。したがって、プリンタ１のユーザは、トレイ３５を筐体１ａから取り出した状態で、トレイ３５内の４つのカートリッジ４０を選択的に交換することができる。
The
次いで、図３〜図６（ｄ）を参照し、カートリッジ４０の構成について説明する。なお、トレイ３５内に配置される４つのカートリッジ４０は、上述のようにブラックインクのカートリッジが他の色のカートリッジよりも副走査方向のサイズ及びインク容量が大きいことを除き、いずれも同じ構成である。
Next, the configuration of the
各カートリッジ４０は、筐体４１、リザーバ４２、排出路４３、栓５０、バルブ６０、センサユニット７０（図５参照）、接点１４２、及び電力入力部１４７（図３、図４及び図９参照）を含む。
Each
筺体４１は、直方体形状を有する（図３及び図４参照）。リザーバ４２は筺体４１の内部に提供される（図４参照）。排出管４３の内部壁（内面）は排出路４３ａ（図６（ａ）参照）を画定し、それを通ってリザーバ４２に収容されたインクを排出する（インクジェットヘッド２に供給される）。栓５０及びバルブ６０は排出路４３ａに配置される（図６（ａ）参照）。
The
筐体４１の内部は、図４に示すように、２つの部屋４１ａ、４１ｂに区画されている。図４に示す部屋４１ｂの右方にリザーバ４２が配置され、他方の部屋４１ｂに排出管４３が配置されている。
The inside of the
リザーバ４２は、内部にインクを収容するための袋状の部材である。排出管４３の基端（図６（ａ）の右端）がリザーバ４２の開口に接続されている。
The
図５はインクカートリッジ４０の領域ＩＶを示す線Ｖ−Ｖに沿った断面図である。図６（ａ）は、バルブ６０が閉状態にあるとき（バルブ６０が第１位置に配置されるとき）、図５のＶＩ（ａ）（ｂ）−ＶＩ（ａ）（ｂ）の線に沿った断面図であり、図６（ｂ）は、バルブが開状態にあるとき（バルブ６０が第２位置に配置されるとき）、図５のＶＩ（ａ）（ｂ）−ＶＩ（ａ）（ｂ）の線に沿った断面図である。図６（ｃ）は、バルブ６０が閉状態にあるとき（バルブ６０が第２位置に配置されるとき）、図５のＶＩ（ｃ）（ｄ）−ＶＩ（ｃ）（ｄ）の線に沿った断面図であり、図６（ｄ）は、バルブが開状態にあるとき、図５のＶＩ（ｃ）（ｄ）−ＶＩ（ｃ）（ｄ）の線に沿った断面図である。
FIG. 5 is a cross-sectional view taken along the line VV showing the region IV of the
排出管４３は排出管４３の先端近くに縮径部４３ｘを有する。縮径部４３ｘはバルブ６０のバルブシートとして内方向の段４３ｚを有する。ここで、内方向の段４３ｚは排出管４３の内壁（内面）で排出管４３の半径方向において内側に延在する。開口４３ｙは、縮径部４３ｘの先端側において画定される。開口４３ｙは縮径部４３ｘの基端側で排出路４３ａの直径よりも小さな直径を有する。
The
排出管４３は、例えばポリエチレンからなる。排出管４３は、図４に示すように、先端（図４の左端）が筐体４１外に突出している。当該先端には、排出路４３ａの出口を塞ぐように、ゴム等の弾性材料からなる栓５０が圧縮状態で設けられている（図６（ａ）〜６（ｄ）参照）。排出管４３の当該先端及び栓５０の外側にはキャップ４６が設けられている。キャップ４６の中央には開口４６ａが形成されており、開口４６ａを介して栓５０の先端面（バルブ６０に面する反対面）が露出している。
The
バルブ６０は、図６（ａ）に示すように、排出管４３内に配置されており、Ｏリング６１、弁本体６２、及びコイルバネ６３を有する。
As shown in FIG. 6A, the
弁本体６２は、磁化されていない磁性体、例えばＳＵＳのグレード４３０（ＳＵＳ４３０）などのステンレス鋼からなる。すなわち、弁本体６２は、弁本体６２が磁場内にないとき磁化されず、弁本体６２が磁場内にあるとき磁化される。図５及び図６（ａ）〜図６（ｄ）に示すように、弁本体６２はその軸が主走査方向に延在する円筒状である。
The
図５に示すように、排出管４３における弁本体６２が配置された部分は円筒状であり、平坦な上壁４３１及び平坦な下壁４３２、側壁４３３、４３４を備える。上壁４３１は内面４３１ａ及び外面４３１ｂを有し、下壁４３２は内面４３２ａ及び外面４３２ｂを有する。弁本体６２の上部分は接触点Ｐａで内面４３１ａに接触し、弁本体６２の下部分は接触点Ｐｂで内面４３２ａに接触する。主走査方向と直交する排出管４３の断面は副走査方向に細長い。排出管４３の副走査方向両側の側壁の内面には、副走査方向に沿って内側に突出する突起４３ｐが形成され、副走査方向に向かって内方向に突出している。すなわち、２つの突起が内側壁４３３、４３４の対向面から内側に突出する。各突起４３ｐは、弁本体６２が移動可能な範囲に亘って、主走査方向に延在している。２つの突起４３ｐは、弁本体が副走査方向に配置されるように、接触点Ｐ１及びＰ２で弁本体６２に接触する。弁本体６２は、排出管４３の突起４３ｐと上壁４３１及び下壁４３２の間に挟持され、断面視において排出路４３ａの中央で位置決めされている。弁本体６２と排出管４３の間には、弁本体６２と排出管４３の突起４３ｐ及び上下壁との当接部分を除く部分（図５の左右両側）に、流路が確保されている。
As shown in FIG. 5, the portion where the valve
Ｏリング６１は、ゴム等の弾性材料からからなり、弁本体６２の正面（栓５０に対向する面）に固定されている。コイルバネ６３は、一端が排出管４３の基端に固定されており、他端が弁本体６２の背面に接触し、弁本体６２をＯリング６１及び内側段４３ｚに向けて常に付勢している。
The O-
図６（ａ）及び６（ｃ）に示すように、バルブ６０が排出路４３ａを閉じる閉状態のとき、Ｏリング６１は排出管４３の内側段４３ｚに接触し、開口４３ｙを封止する。この構造により、Ｏリング６１は排出路４３ａの基端から縮径部４３ｘまでの空間と、縮径部４３ｘから栓５０までの空間との連通が遮断され、排出路４３ａを介したリザーバ４２と外部との連通が遮断されている。このときＯリング６１は、コイルバネ６３の付勢力によって、弾性変形している。一方、バルブ６０は図６（ｂ）及び６（ｄ）に示すように開状態にあり、Ｏリング６１は内側段４３ｚから離れ、それによって排出路４３ａを経由してリザーバ４２と外部連通することができる。
As shown in FIGS. 6A and 6C, when the
センサユニット７０はホール素子７１及び磁石７２を含む。センサユニット７０は接点１４２及び電力入力部１４７に電気的に接続される。磁石７２は、磁場を発生させるものである。ホール素子７１及び磁石７２は排出路４３ａの外部に配置される。この例において、磁石７２の上部はＮ極であり、下部はＳ極である。しかし、磁石７２の上部はＳ極であってもよく、磁石７２の下部はＮ極であってもよい。
The
ホール素子７１は、磁場を検出する磁気センサであって、入力された磁場を電気信号に変換し、当該電気信号を接点１４２を介してコントローラ１００に出力する。本実施形態において、ホール素子７１がコントローラ１００に出力する電気信号は、磁場の大きさ（強度）に比例した電圧を示し、弁本体６２の移動に伴って変化する。ホール素子７１は、磁石７２と弁本体６２とによって作られる磁場を検出可能な位置に配置されている（図６（ａ）参照）。ホール素子７１は、例えば増幅回路８１とパッケージ化されて図７に示すような回路を構成し、磁場（磁束密度）に比例したアナログ電圧を出力する。
The
ホール素子７１及び磁石７２は、図５および６（ａ）に示すように、それぞれ排出管４３の上壁及び下壁に固定され、鉛直方向に互いに対向している。図６（ａ）に示すようにバルブ６０が閉状態のとき、ホール素子７１及び磁石７２は、弁本体６２を挟んで対向している（即ち、弁本体６２は、ホール素子７１と磁石７２との間の位置にある）。このとき、磁石７２が発生した磁場が、弁本体６２を介してホール素子７１に効率的に届く。したがって、ホール素子７１が検出する磁場は大きく、ホール素子７１は高い電圧値を示す信号を出力する。言い換えれば、バルブが閉状態のときの磁場の強度は、バルブが開状態の時の磁場の強度よりも大きい。
As shown in FIGS. 5 and 6A, the
図５に示すように、弁本体６２の上部は接触点Ｐａで内面４３１ａに接触し、弁本体６２の下部は接触点Ｐｂで内面４３２ａに接触する。言い換えれば、バルブ６０が閉状態のとき、排出路４３ａは弁本体６２の部分（上部面）とホール素子７１の部分の間に配置されない。さらに、バルブ６０が閉状態のとき、排出路４３ａは弁本体６２の部分（下部面）と磁石７２の部分の間に配置されない。したがって、ホール素子７１と磁石７２の間の垂直長さは短くなる。したがって、弁本体６２は内面４３１ａと４３１ｂによって鉛直方向に正確に配置されるので、磁石７２と弁本体６２によって発生された磁場はホール素子７１によって効率的に検出される。さらに、図５に示すように、接触点Ｐａ、Ｐ１、Ｐｂ、Ｐ２は弁本体６２の円周方向に実質的に等角度（各９０度）に配置される。したがって、バルブ６２は主走査方向及び副走査方向に正確に配置される。
As shown in FIG. 5, the upper portion of the
バルブ６０が図６（ａ）に示す閉状態から図６（ｂ）に示す排出路４３ａを開く開状態へと移行するときに、弁本体６２が鉛直方向に関してホール素子７１及び磁石７２と対向しない位置（即ち、ホール素子７１と磁石７２との間ではない位置）に移動するのに伴い、ホール素子７１が検出する磁場が小さくなり、ホール素子７１から出力される信号が示す電圧値が低くなる。
When the
コントローラ１００は、ホール素子７１から受信した信号が示す電圧値に基づいて、バルブ６０が開状態か閉状態かを判断する。
The
図５に示すように、ホール素子７１は排出管４３の上壁に直接固定されているのに対し、磁石７２は非磁性体からなるスペーサ４４を介して排出管４３の下壁に固定されている。スペーサ４４は非磁性材料からなる。磁石７２はスペーサ４４の下面に固定されている。磁石７２及びスペーサ４４は、共に板状であり、副走査方向に関する長さが同じである。スペーサ４４の枚数を変更することで、鉛直方向に関してホール素子７１と磁石７２との相対距離を調整することができる。
As shown in FIG. 5, the
図８（ａ）に示すように、インクカートリッジ４０の接点１４２は筺体４１の外面に配置される。上述のように、接点１４２はセンサユニット７０に接続され、コントローラ１００との連絡のためにインクカートリッジ４０のインターフェースとして働く。
As shown in FIG. 8A, the
電力入力部１４７は接点１４２近くの位置で筺体４１の外面に露出される。上述のように、電力入力部１４７はセンサユニット７０に電気的に接続され、プリンタ１側からセンサユニット７０に電力を供給する働きをする。
The
図８（ａ）に示すように、プリンタ１には接点１５２、電力出力部１５７、各インクカートリッジ４０のための支持体１５４、ならびに移動機構１５５及び電源１５８も設けられる（図９参照）。
As shown in FIG. 8A, the
接点１５２はインクカートリッジ４０がプリンタ１に装着されるとき、筺体１ａの壁面上における対応するインクカートリッジ４０上の接点１４２に対向する位置に配置される。接点１５２は、インクカートリッジ４０上の接点１４２に電気的に接続されるとき、対応するインクカートリッジ４０と連絡するためのコントローラ１００のインターフェースとして機能する。
When the
電力出力部１５７は、インクカートリッジ４０がプリンタ１に装着されるとき、筺体１ａの壁面における対応するインクカートリッジ４０の電力入力部１４７に対向する位置に露出される。電力出力部１５７は電源１５８に電気的に接続され、電力入力部１４７に電気的に接続されるとき、電源からインクカートリッジ４０のセンサユニット７０に電力を供給する働きをする。
When the
支持体１５４は、インクカートリッジ４０がプリンタ１に装着されるとき、筺体１ａの壁面における対応するインクカートリッジ４０のキャップ４６に対向する位置に配置される。支持体１５４は、中空の針１５３を支持する働きをし、中空針１５３をインクカートリッジ４０の中外へ、挿入及び引き抜くために筺体１ａに対して主走査方向に動かすことができる（図６（ａ）〜６（ｄ））。
The
中空針１５３は支持体１５４に固定され、対応するインクジェットヘッド２のジョイントに取り付けられた可撓性チューブに連通している。図６（ｂ）に示すように、中空針１５３は主走査方向に延在する。流路１５３ａは中空針１５３の内部においてその長手寸法に沿って形成され、対応するインクジェットヘッド２のジョイントに取り付けられた可撓性チューブに連通している。孔１５３ｂは流路１５３ａとの外部連通を提供するために中空針１５３の先端近くに形成される。
The
移動機構１５５（図９）は筺体１ａに配置され、支持体１５４及び支持体１５４に固定された中空針１５３を主走査方向に動かす働きをする。
The moving mechanism 155 (FIG. 9) is disposed on the
電源１５８（図９）は、筺体１ａに配置され、プリンタ１の様々な部品及び各インクカートリッジ４０のセンサユニット７０に電力を供給する。
A power source 158 (FIG. 9) is disposed in the
次いで、図５〜図１１を参照し、カートリッジ４０がプリンタ１に装着される過程について説明する。図９では、電力供給線を太線で示し、信号線を細線で示している。
Next, a process in which the
カートリッジ４０がプリンタ１に装着される前、図６（ａ）に示すように、バルブ６０は閉状態に維持されている。この段階では、カートリッジ４０には中空針１５３が挿入されておらず、図９に示すような接点１４２及び接点１５２間の電気的接続並びに電力入力部１４７及び電力出力部１５７間の電気的接続は、未だなされていない。したがって、この段階において、カートリッジ４０及びプリンタ１間での信号の送受信は不能であり、且つ、センサユニット７０には電力が供給されていない。
Before the
カートリッジ装着の際は、プリンタ１のユーザが、トレイ３５（図２参照）内にカートリッジ４０を配置した状態で、トレイ３５を主走査方向（図８（ａ）の白抜き矢印方向）に移動させて筐体１ａの空間Ｃに挿入する。この際、先ず、図８（ａ）に示すように、カートリッジ４０の接点１４２がプリンタ１の接点１５２と接触し、カートリッジ４０とプリンタ１とが電気的に接続される。これにより、カートリッジ４０及びプリンタ１間の信号の送受信が可能になる。
When the cartridge is installed, the user of the
また、接点１４２，１５２同士が接触するタイミングと同じタイミングで、図８（ａ）に示すように、カートリッジ４０の電力入力部１４７とプリンタ１の電力出力部１５７とが互いに接触して電気的に接続される。これにより、電源１５８から、電力出力部１５７及び電力入力部１４７を介して、センサユニット７０に電力が供給される（図９参照）。
Further, as shown in FIG. 8A, the
この段階において、カートリッジ４０は中空針１５３から離隔しており、リザーバ４２はヘッド２のインク流路と連通していない。
At this stage, the
図１０は、カートリッジ４０がプリンタ１に装着されているとき、コントローラ１００により行われる制御プロセスの工程を示す。図１０のＳ１において、コントローラ１００はカートリッジ４０がプリンタ１に電気的に接続されているかどうかを判定する。コントローラ１００は、カートリッジ４０とプリンタ１との電気的接続を検知すると（Ｓ１：ＹＥＳ）、移動機構１５５（図９参照）を制御して支持体１５４をこれに支持された中空針１５３と共に主走査方向（図８（ｂ）の黒塗り矢印方向）に移動開始させる（Ｓ２）。さらにコントローラ１００は、Ｓ２で中空針１５３の移動を開始させた後、ホール素子７１からの出力値等に基づいてバルブ６０が開状態に切り換わったか否かを判断する（Ｓ３）。
FIG. 10 shows steps of a control process performed by the
Ｓ２での中空針１５３の移動開始に伴い、先ず、図６（ｂ）に示すように、中空針１５３が、キャップ４６内に形成された開口４６ａを介して栓５０の略中心を主走査方向に貫通する。栓５０に中空針１５３が貫通し且つ中空針１５３の先端に設けられた孔１５３ｂが排出路４３ａ内に配置されているとき、孔１５３ｂを介して、中空針１５３内の流路１５３ａと排出路４３ａとが連通する。また、このとき栓５０に中空針１５３による貫通孔が形成されるが、栓５０における当該貫通孔の周囲が弾性により中空針１５３の外周面に密着する。これにより、栓５０の貫通孔と中空針１５３との間からのインク漏れが防止される。
With the start of the movement of the
移動機構１５５が中空針１５３を移動し続けるのに伴い、中空針１５３の先端が弁本体６２に当接し、排出路４３ａの内部に連通して、弁本体６２を排出路４３ａの内部にも押圧する。弁本体６２がＯリング６１と共に移動し、Ｏリング６１が内部段４３ｚから離隔する（図６（ｂ）及び図６（ｄ）参照）。このときに、バルブ６０が閉状態から開状態に切り換わる。
As the moving
バルブ６０が開状態にあるとき、排出路４３ａの基端から縮径部４３ｘまでの空間と、縮径部４３ｘから栓５０までの空間とが連通し、排出路４３ａを介したリザーバ４２と外部との連通が許可される。即ち、図６（ｂ）及び図６（ｄ）に示すように栓５０に中空針１５３が貫通し且つバルブ６０が開状態にあるとき、排出路４３ａ、流路１５３ａ等を介して、リザーバ４２とヘッド２のインク流路とが連通している。
When the
図１１に、バルブ６０の移動量とホール素子７１からの出力値との関係を示す。横軸は、バルブ６０が閉状態にあるときの図６（ａ）に示す第１位置から、主走査方向に沿って栓５０（内壁４３ｚ）から離隔する方向への、弁本体６２の移動量を意味する。コントローラ１００は、ホール素子７１からの出力値が閾値Ｖｔに至ったときに、バルブ６０が閉状態から開状態に切り換わったと判断する。
FIG. 11 shows the relationship between the amount of movement of the
図１０のフロー図に戻って、Ｓ３でコントローラ１００が、バルブ６０が開状態に切り換わったことを判定すると（Ｓ３：ＹＥＳ）、Ｓ４でコントローラ１００が印刷制御プロセスを開始し、その後、このルーチンを終了する。Ｓ４の印刷制御において、コントローラ１００は、外部装置からの印刷指令の受信により要求されるプロセス（給紙モータ１２５、搬送モータ１２７、及び送りモータ１２８（図０参照）、並びにヘッド２を駆動することなど）を実行する。
Returning to the flowchart of FIG. 10, when the
しかしながら、Ｓ３でコントローラ１００が、バルブ６０が開状態に切り換わらなかったことを判定すると（Ｓ３：ＮＯ）、コントローラ１００はＳ３での判定を継続的に繰り返し、その一方でＳ５でも、所定の時間が経過したかどうかを判定する。バルブ６０が開状態に切り換わらないうちに所定の時間が経過すると（Ｓ５：ＹＥＳ）、コントローラ１００はユーザに対しプリンタ１のディスプレイへの画像表示や音声出力等によりエラー報知を行い（Ｓ６）、さらにプリンタ１の印刷動作が禁止されるようプリンタ１の各部の動作を停止させる（Ｓ７）。このエラーはセンサユニット７０、栓５０、バルブ６０、中空針１５３等の不具合のせいで発生したと推定される。
However, if the
コントローラ１００は、カートリッジ４０毎に、図１０に示す一連の処理を行う。
The
カートリッジ取外しの際は、プリンタ１のユーザがトレイ３５を筐体１ａから取り出す。この際、４つのカートリッジ４０は同時に、対応する支持体１５４、接点１５２、及び電力出力部１５７から離隔する。これにより、接点１４２及び接点１５２間の電気的接続並びに電力入力部１４７及び電力出力部１５７間の電気的接続が、カートリッジ４０ごとに解除され、カートリッジ４０及びプリンタ１間の信号の送受信が不能となり、各カートリッジ４０内のセンサユニット７０に電力が供給されなくなる。またこのとき、中空針１５３がカートリッジ４０に関して図６（ｂ）の左方向に移動するのに伴い、コイルバネ６３の付勢力によって弁本体６２がＯリング６１と共に図６（ｂ）の左方向に移動する。これにより、図６（ａ）に示されるように、Ｏリング６１が内壁４３ｚに接触する。これにより、バルブ６０が開状態から閉状態に切り換わる。中空針１５３が栓５０から抜かれた後、栓５０の貫通孔は、当該貫通孔の周囲部分の弾性により、インク漏れが防止される程度に、小さくなる。
When removing the cartridge, the user of the
以上に述べたように、本実施形態に係るカートリッジ４０によると、磁性体である弁本体６２とは別に、磁石７２を設けたことにより、弁本体６２の磁化が小さくても（本実施形態のように磁化が０である場合も含む。）、弁本体６２（バルブ６０）の検知精度を確保することができる。また、排出路４３ａ内ではない位置に磁石７２を設けると共に、排出路４３ａ内にある弁本体６２の磁化を小さくすることで、排出路４３ａ内への異物混入を抑制することができる。即ち、弁本体６２（バルブ６０）の検知精度を確保しつつ、排出路４３ａ内への異物混入を抑制することができる。
As described above, according to the
弁本体６２は、ホール素子７１と磁石７２との間の第１位置（図６（ａ）及び図６（ｃ）に示すようにバルブ６０が閉状態であるときの位置）と、ホール素子７１と磁石７２との間ではない第２位置（図６（ｂ）及び図６（ｂ）に示すようにバルブ６０が開状態であるときの位置）との間を移動可能である。これにより、バルブ６０が閉状態のときと開状態のときとでホール素子７１が出力する電気信号の大きさの差を大きくすることができ、検知精度を向上させることができる。
The
磁石７２は、弁本体６２の移動方向と直交する方向（本実施形態では鉛直方向）に、ホール素子７１と対向して配置されている。これにより、ホール素子７１の出力が大きくなり、バルブ６０が開閉状態にあるときホール素子７１によって出力された電気信号の大きさの差をより大きくすることができる。
The
弁本体６２は、図６に示すように、排出管４３の上下壁によって挟持されている。弁本体６２がホール素子７１と磁石７２との間の第１位置にあるとき（図６（ａ）に示すようにバルブ６０が閉状態であるとき）、弁本体６２とホール素子７１との間の一部（上面）、及び、弁本体６２と磁石７２との間の一部（下面）に、排出路４３ａが介在しない。弁本体６２とホール素子７１との間や弁本体６２と磁石７２との間に排出路４３ａが介在しない方が、ホール素子７１の出力が大きくなるため、バルブ６０が開閉状態にあるときホール素子７１によって出力された電気信号の大きさの差をより大きくすることができる。
As shown in FIG. 6, the
本実施形態において、弁本体６２が磁化されていない。したがって、排出路４３ａ内への異物混入をより確実に抑制することができる。
In the present embodiment, the
上述のように、ホール素子７１と磁石７２との相対距離を調整可能なスペーサ４４（図５参照）が設けられている。これにより、バルブ６０が開閉状態にあるときにホール素子７１が出力する電気信号の大きさの差が大きくなるよう、相対距離を調整することができる。
As described above, the spacer 44 (see FIG. 5) capable of adjusting the relative distance between the
本実施形態において、弁本体６２は、弁本体６２の移動方向に軸を有する円柱形状である。これにより、弁本体６２の移動が円滑化する。また、弁本体６２が排出路４３ａ内で軸回りに回転しても、ホール素子７１や磁石７２との距離に変化が生じず、ホール素子７１の出力に影響が出ないため、排出路４３ａを画定する壁の内面に回り止めを設ける必要がない。
In the present embodiment, the
図５に示すように、排出路４３ａ内で弁本体６２の上下に空間は設けられていないが、弁本体６２の副走査方向両側に流路が形成されている。しかしながら、排出管４３の内部に設けられた突起４３ｐによって弁本体６２が副走査方向に関して位置決めされているため、弁本体６２が排出管４３内で本来の移動方向（主走査方向）以外の方向に移動するのを抑制することができる。
As shown in FIG. 5, no space is provided above and below the
ホール素子７１が出力する電気信号の大きさは、バルブ６０が閉状態のときの方が、開状態のときよりも大きい。したがって、バルブ６０が閉状態のときに（即ち、バルブ６０を開状態とする工程を行わずに）、ホール素子７１の出力チェックを行うことができる。したがって、ホール素子７１の出力チェックを容易に行うことができる。
The magnitude of the electrical signal output from the
本実施形態では、プリンタ１とカートリッジ４０とが電気的に接続した後且つ中空針１５３が栓５０に挿入される前に、コントローラ１００がホール素子７１の出力チェックを行い、所定値以上の出力が得られない場合にエラー報知を行う等の措置をとることができる。これにより、性能劣化したホール素子７１を用いた場合に生じ得る問題（バルブ６０が正確に検知されず、例えばバルブ６０が開状態であるにも関わらず閉状態と検知して吐出動作（あるいは印刷制御プロセス）に移行できなかったり、バルブ６０が閉状態であるにも関わらず開状態と検知して吐出動作に移行することで吐出不良が生じるといった問題）を未然に防止することができる。
In the present embodiment, after the
続いて、図１２及び図１３を参照し、本発明の第２実施形態に係るインクカートリッジについて説明する。第２実施形態に係るカートリッジは、ホール素子７１及び磁石７２の位置が第１実施形態のカートリッジ４０と異なり、その他は第１実施形態のカートリッジ４０と略同じ構成である。以下、第１実施形態と異なる点について説明する。
Next, an ink cartridge according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. The cartridge according to the second embodiment differs from the
本実施形態において、ホール素子７１及び磁石７２は共に、第１実施形態（図５参照）よりも、主走査方向に関して栓５０から離隔した位置にある。図１２（ａ）に示すようにバルブ６０が閉状態のとき、ホール素子７１及び磁石７２は、鉛直方向に関して弁本体６２と対向していない（即ち、弁本体６２は、ホール素子７１と磁石７２との間ではない位置にある）。このとき、ホール素子７１が検出する磁場の力は小さく、ホール素子７１は低い電圧値を示す信号を出力する。すなわち、磁場の力はバルブ６０が閉状態のときの方が、開状態のときよりも小さい。
In the present embodiment, both the
バルブ６０が図１２（ａ）に示す閉状態から図１２（ｂ）に示す開状態へと移行するときに、弁本体６２が鉛直方向に関してホール素子７１及び磁石７２と対向する位置（即ち、ホール素子７１と磁石７２との間の位置）に移動するのに伴い、磁石７２が発生した磁場が、弁本体６２を介してホール素子７１に効率的に届くようになる。したがって、ホール素子７１が検出する磁場が大きくなり、ホール素子７１から出力される信号が示す電圧値が高くなる。
When the
図１３に、第２実施形態に係るカートリッジにおける、バルブ６０の移動量とホール素子７１からの出力値との関係を示す。横軸は、図１２（ａ）に示す閉状態のときの位置から、主走査方向に沿って栓５０から離隔する方向への、弁本体６２の移動量を意味する。コントローラ１００は、ホール素子７１からの出力値が閾値Ｖｔに至ったときに、バルブ６０が閉状態から開状態に切り換わったと判断する。
FIG. 13 shows the relationship between the amount of movement of the
第２実施形態に係るカートリッジによると、第１実施形態と同じ構成による同様の効果の他、第１実施形態とは異なる構成による以下のような効果が得られる。即ち、ホール素子７１が出力する電気信号の大きさは、バルブ６０が閉状態のときの方が、開状態のときよりも小さい。バルブ６０が閉状態のとき、弁本体６２が配置されている場所の磁場も弱いことになる。したがって、バルブ６０を閉状態としてカートリッジを長期保管した場合でも、弁本体６２が磁化され難い。弁本体６２が磁化されると、ホール素子７１による弁本体６２の検知精度が悪化し得るが、本実施形態によれば、弁本体６２の磁化を抑制できるため、検知精度を良好に維持することができる。
According to the cartridge according to the second embodiment, in addition to the same effect by the same configuration as the first embodiment, the following effect by the configuration different from the first embodiment can be obtained. That is, the magnitude of the electrical signal output from the
続いて、図１４を参照し、本発明の第３実施形態に係るインクカートリッジについて説明する。第３実施形態に係るカートリッジは、弁本体及び排出管の構成が第１実施形態のカートリッジ４０と異なり、その他は第１実施形態のカートリッジ４０と略同じ構成である。以下、第１実施形態と異なる点について説明する。
Subsequently, referring to FIG. 1 4, it will be described an ink cartridge according to a third embodiment of the present invention. The cartridge according to the third embodiment is different from the
本実施形態において、弁本体３６２は、主走査方向に軸を有する柱形状であるが、円柱形状でなく、主走査方向と直交する断面が鉛直方向に細長い。
In the present embodiment, the valve
弁本体３６２は、排出管３４３内に形成された排出路３４３ａ内に設けられている。排出管３４３における弁本体３６２が配置された部分は、略円筒状である。排出管３４３の内面には、内側に突出する４つの突起３４３ｐが形成されている。これら突起３４３ｐは排出管３４３の内周方向に一定間隔で配置されている。各突起３４３ｐは、弁本体３６２が移動可能な範囲に亘って、排出管３４３の内壁面に沿って主走査方向に延在している。弁本体３６２は、排出管３４３の突起３４３ｐ及び上下壁に挟持されることで、断面視において排出路３４３ａの中央で位置決めされ、且つ、回転が規制されている。弁本体３６２と排出管３４３の間には、弁本体３６２と排出管３４３の突起３４３ｐ及び上下壁との当接部分を除く部分（図１４の左右両側）に、流路が確保されている。
The valve
第３実施形態に係るカートリッジによると、第１実施形態と同じ構成による同様の効果の他、第１実施形態とは異なる構成による以下のような効果が得られる。 即ち、弁本体３６２が、弁本体３６２の移動方向（主走査方向）と直交する断面が鉛直方向に細長い、主走査方向に軸を有する柱形状である。これにより、排出管３４３を複雑な形状にしなくても（本実施形態のように円筒状としても）、弁本体３６２とホール素子７１との間や弁本体３６２と磁石７２との間に空間が形成されないようにすることができる。したがって、排出管３４３の形状の複雑化を回避しつつ、弁本体３６２とホール素子７１との間や弁本体３６２と磁石７２との間に流路が介在しないことによる、上記のような効果を得ることができる。
According to the cartridge according to the third embodiment, in addition to the same effect by the same configuration as the first embodiment, the following effect by the configuration different from the first embodiment can be obtained. That is, the valve
続いて、図１５（ａ）、図１５（ｂ）、及び図１６を参照し、本発明の第４実施形態に係るインクカートリッジについて説明する。第４実施形態に係るカートリッジは、ホール素子７１及び磁石７２の位置や構成が第１実施形態のカートリッジ４０と異なり、その他は第１実施形態のカートリッジ４０と略同じ構成である。以下、第１実施形態と異なる点について説明する。
Next, an ink cartridge according to a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 15 (a), 15 (b), and 16. FIG. The cartridge according to the fourth embodiment is different from the
本実施形態において、ホール素子７１は、主走査方向に関して、図１５（ａ）に示す閉状態にある弁本体６２、及び、図１５（ｂ）に示す開状態にある弁本体６２のちょうど間に位置している。磁石７２は、第１実施形態の磁石よりも主走査方向に長く、弁本体６２が移動可能な範囲に亘って、主走査方向に延在している。この実施例では、磁石７２のＳ極が主走査方向において栓５０に最も近接した側に位置し、その反対側にＮ極が位置している。しかしながら、磁石７２のＮ極が主走査方向において栓５０に最も近接した側に位置し、その反対側にＳ極が位置してもよい。
In the present embodiment, the
図１５（ａ）に示すようにバルブ６０が閉状態のとき、ホール素子７１及び磁石７２はそれぞれ主走査方向先端側（栓に近い側）の略半分の領域が弁本体６２と鉛直方向に対向している（即ち、弁本体６２は、ホール素子７１と磁石７２との間の位置にある）。磁石７２は、弁本体６２の全体と、鉛直方向に対向している。磁石７２の主走査方向先端側をＳ極・後端側をＮ極とすると、このとき、磁石７２が発生した磁場は、図１５（ａ）に示す矢印方向（図１５（ａ）に示す例ではほぼ上方向）に沿って、弁本体６２を介してホール素子７１に届く。
As shown in FIG. 15A, when the
図１５（ｂ）に示すようにバルブ６０が開状態のとき、ホール素子７１及び磁石７２はそれぞれ主走査方向後端側（栓から遠い側）の略半分の領域が弁本体６２と鉛直方向に対向している（即ち、弁本体６２は、ホール素子７１と磁石７２との間の位置にある）。磁石７２は、弁本体６２の全体と、鉛直方向に対向している。磁石７２の主走査方向先端側をＳ極・後端側をＮ極とすると、このとき、磁石７２によって発生した磁場は、図１５（ｂ）に示す矢印方向（図１５（ｂ）に示す例ではほぼ下方向）に沿って、バルブ６０を介してホール素子７１に届く。
As shown in FIG. 15B, when the
このように、図１５（ａ）に示すバルブ６０が閉状態のときと、図１５（ｂ）に示すバルブ６０が開状態のときとで、ホール素子７１に届く磁場の向きが逆である。これにより、ホール素子７１からの出力値は、バルブ６０が閉状態のときは正、バルブ６０が開状態のときは負となる（図１６参照）。したがって、バルブ６０が閉状態のときと開状態のときとでホール素子７１が出力する電気信号の大きさの差を大きくすることができ、検知精度を向上させることができる。
Thus, when the
第４実施形態に係るカートリッジによると、第１実施形態と同じ構成による同様の効果が得られると共に、ホール素子７１による弁本体６２の検知精度をより一層向上させることができる。
According to the cartridge according to the fourth embodiment, the same effect as in the first embodiment can be obtained, and the detection accuracy of the valve
続いて、図１７を参照し、本発明の第５実施形態に係るインクカートリッジについて説明する。第５実施形態に係るカートリッジは、磁石７２の位置が第１実施形態のカートリッジ４０と異なり、その他は第１実施形態のカートリッジ４０と略同じ構成である。以下、第１実施形態と異なる点について説明する。
Next, an ink cartridge according to a fifth embodiment of the invention will be described with reference to FIG. The cartridge according to the fifth embodiment differs from the
第５実施形態において、磁石７２は、フレーム３の下壁ではなく側壁に固定されている。磁石７２は、ホール素子７１と鉛直方向に対向する位置ではなく、ホール素子７１に対して排出管４３の周方向に９０度の位置に配置されている。
In the fifth embodiment, the
第５実施形態に係るカートリッジによると、第１実施形態と同じ構成による同様の効果（即ち、磁性体である弁本体６２とは別に、磁石７２を設けたことによる、弁本体６２（バルブ６０）の検知精度を確保しつつ、排出路４３ａ内への異物混入を抑制することができるという効果等）が得られる。
According to the cartridge of the fifth embodiment, the same effect as that of the first embodiment (that is, the valve main body 62 (valve 60) obtained by providing the
以上、本発明の好適な実施の形態について説明したが、本発明は上述の実施形態に限られるものではなく、特許請求の範囲に記載した限りにおいて様々な設計変更が可能なものである。 The preferred embodiments of the present invention have been described above, but the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various design changes can be made as long as they are described in the claims.
カートリッジの構造は、様々に変更可能である。即ち、リザーバ４２、筐体４１、排出路４３ａ、栓５０、バルブ６０、センサ等の構成（形状、位置等）を適宜変更したり、新たな構成部品を追加したり、一部の構成部品を省略したりしてよい。
The structure of the cartridge can be variously changed. That is, the configuration (shape, position, etc.) of the
カートリッジに含まれるバルブの数は、任意である。バルブは、上述した実施形態のように磁性体と非磁性体との組み合わせでもよいし、磁性体のみからなってもよい。 The number of valves included in the cartridge is arbitrary. The valve may be a combination of a magnetic material and a non-magnetic material as in the above-described embodiment, or may be composed of only a magnetic material.
磁性体は、上述の実施形態のような流路の開閉を行うバルブの他、流量調整を行う任意のバルブであってよい。また、磁性体は、液体収容室に連通する流路内において移動可能である限りはバルブに限定されず、その他任意の部材であってよい。 The magnetic body may be any valve that adjusts the flow rate in addition to the valve that opens and closes the flow path as in the above-described embodiment. Further, the magnetic body is not limited to the valve as long as it can move in the flow path communicating with the liquid storage chamber, and may be any other member.
磁性体（バルブ６０）は、磁化されていなくても、磁化されていても、どちらでもよい（即ち、本発明によれば、磁性体の磁化を小さくすることができるが、磁性体が磁化されているものも、本発明の技術的範囲に属する）。 The magnetic material (valve 60) may be either magnetized or magnetized (that is, according to the present invention, the magnetization of the magnetic material can be reduced, but the magnetic material is magnetized). Are also within the technical scope of the present invention).
磁性体が第１位置にあるとき、磁性体とホール素子７１の間及び磁性体と磁石７２との間の一方又は両方に、その中に磁性体（バルブ６０）が設けられる流路の部分を構成する空間が形成されてもよい。
When the magnetic body is in the first position, a portion of the flow path in which the magnetic body (valve 60) is provided in one or both between the magnetic body and the
磁性体（バルブ６０）の形状は、任意であり、例えば断面が矩形状等であってもよく、また、柱状ではなく、球体、直方体等であってもよい。 The shape of the magnetic body (valve 60) is arbitrary. For example, the cross section may be a rectangular shape or the like, and may be a sphere, a rectangular parallelepiped or the like instead of a columnar shape.
ホール素子７１は、磁石７２と磁性体（バルブ６０）とによって作られる磁場を検出可能な位置である限りは、上述の実施形態で示した位置の他、任意の位置に配置されてよい。
The
上述の実施形態においては、ホール素子７１と磁石７２との間の相対距離を調整する手段としてスペーサ４４等が用いられるが、この相対距離を調整可能な調整手段としては、スペーサ４４等に限定されず、任意の部材や手段を適用可能である。また、調整手段を省略してもよい。
In the above-described embodiment, the
中空針１５３の排出路４３ａへの進入は、上述の実施形態のようにコントローラ１００による制御によってもよいし、液体吐出装置のユーザの手動によってもよい。
The approach of the
カートリッジ４０（液体カートリッジ）とプリンタ１（液体吐出装置）との間で信号の送受信が可能となるタイミングや、プリンタ１からカートリッジ４０への電力供給が可能となるタイミングは、上述したものに限定されず、任意に変更可能である。また、カートリッジ７０及びプリンタ１における接点１４２及び１５２、電力入力部１４７、電力出力部１５７等の位置も、任意に変更可能である。
The timing at which signals can be transmitted and received between the cartridge 40 (liquid cartridge) and the printer 1 (liquid ejection device) and the timing at which power can be supplied from the
液体カートリッジが収容する液体は、インクに限定されず、例えば、画質を向上させるために記録前の記録媒体に塗布される画質向上液、搬送ベルトを洗浄するための洗浄液等であってもよい。 The liquid contained in the liquid cartridge is not limited to ink, and may be, for example, an image quality improving liquid applied to a recording medium before recording to improve the image quality, a cleaning liquid for cleaning the transport belt, or the like.
本発明に係る液体カートリッジは、プリンタに装着されるカートリッジに限定されず、ファクシミリやコピー機等の液体吐出装置に装着されるカートリッジであればよい。プリンタ１（液体吐出装置）のプリントヘッド２は、ライン式に限定されず、シリアル式でもよい。プリンタ１に含まれるプリントヘッド２の数は４に限定されず、１以上であればよい。
The liquid cartridge according to the present invention is not limited to a cartridge mounted on a printer, and may be a cartridge mounted on a liquid ejection apparatus such as a facsimile or a copier. The
第一の実施形態において、ホール素子７１及び磁石７２はそれぞれ、排出管４３の上壁及び下壁に固定されている。しかしながら、図１８（ａ）及び図１８（ｂ）に示されるように、ホール素子７１及び磁石７２はそれぞれ、排出管４３の上壁及び下壁の中に埋設されていてもよい。
In the first embodiment, the
Claims (13)
一端と他端とを有し、前記一端は前記貯留ユニットに接続されており、前記液体が流れる流路（４３ａ）と、
前記流路内において、前記貯留ユニットと前記流路の他端との間の連通を遮断する第１位置と、前記貯留ユニットと前記流路の他端とを連通させる第２位置との間を移動可能なバルブである磁性体（６２）と、
前記流路の外部に配置され、磁場を発生する磁場発生ユニット（７２）と、
前記磁場発生ユニットと前記磁性体とによって作られる磁場を検出する検出ユニット（７１）と、を備えることを特徴とする、液体カートリッジ（４０）。 A storage unit (42) for containing liquid;
One end and the other end, the one end being connected to the storage unit, and a flow path (43a) through which the liquid flows,
In the flow path, between a first position that blocks communication between the storage unit and the other end of the flow path, and a second position that allows communication between the storage unit and the other end of the flow path. A magnetic body (62) which is a movable valve ;
A magnetic field generation unit (72) disposed outside the flow path and generating a magnetic field;
A liquid cartridge (40) comprising: a detection unit (71) for detecting a magnetic field generated by the magnetic field generation unit and the magnetic body.
前記第２位置は、前記検出ユニットと前記磁場発生ユニットとの間の領域外であることを特徴とする、請求項１に記載の液体カートリッジ。 It said first position is between said detecting unit and the magnetic field generating unit,
The second position is characterized by a region outside der Turkey between the magnetic field generating unit and the detection unit, a liquid cartridge according to claim 1.
前記磁場発生ユニットは、前記第１方向と直交する第２方向において、前記検出ユニットと対向しており、
前記液体カートリッジは前記流路を画定する壁を備え、前記壁は前記流路に対向する内面と、前記内面から前記流路に突出する複数の突起を備え、前記内面は互いに対向する第１部分と第２部分とを有し、前記複数の突起のうちの一つは、前記第１方向と前記第２方向の両方に直交する第３方向に、前記内面の前記第１部分から内側に突出し、前記複数の突起のうちの他の一つは、前記第３方向とは反対方向に前記第２部分から内側に突出し、
前記磁性体が前記複数の突起のうちの前記一つと前記複数の突起のうちの前記他の一つとの間に配置されることによって、前記磁性体は、前記複数の突起のうちの前記一つと前記複数の突起のうちの前記他の一つとによって前記第３方向に位置決めされることを特徴とする、請求項１に記載の液体カートリッジ。 The magnetic material is movable in a first direction,
The magnetic field generation unit is opposed to the detection unit in a second direction orthogonal to the first direction;
The liquid cartridge includes a wall defining the flow path, the wall including an inner surface facing the flow path, and a plurality of protrusions protruding from the inner surface into the flow path, the inner surfaces facing each other. And one of the plurality of protrusions protrudes inward from the first portion of the inner surface in a third direction orthogonal to both the first direction and the second direction. The other of the plurality of protrusions protrudes inward from the second portion in a direction opposite to the third direction,
The magnetic body is disposed between the one of the plurality of protrusions and the other one of the plurality of protrusions, so that the magnetic body is separated from the one of the plurality of protrusions. The liquid cartridge according to claim 1, wherein the liquid cartridge is positioned in the third direction by the other one of the plurality of protrusions.
前記流路内に配置され、前記磁性体を前記バルブシートに向かう方向に付勢する付勢ユニット（６３）とをさらに備え、
前記磁性体は、前記付勢ユニットの付勢力によって前記第１位置に移動し、前記バルブユニットが前記他端と前記貯留ユニットとの間の連通を遮断するように前記バルブシートに接触し、
前記磁性体が前記付勢ユニットの付勢力に抗して前記第２位置に移動すると、前記磁性体は前記貯留ユニットが前記他端と連通するように前記バルブシートから離れることを特徴とする、請求項１から１１のいずれか一項に記載の液体カートリッジ。 A wall comprising an inner surface defining the flow path and a valve seat;
An urging unit (63) disposed in the flow path and urging the magnetic body in a direction toward the valve seat;
The magnetic body is moved to the first position by the biasing force of the biasing unit, and the valve unit contacts the valve seat so as to block communication between the other end and the storage unit,
When the magnetic body moves to the second position against the biasing force of the biasing unit, the magnetic body is separated from the valve seat so that the storage unit communicates with the other end. The liquid cartridge according to claim 1 .
前記磁性体は、第１接触点（Ｐｂ）において前記第１内面と接触し、且つ、第２接触点（Ｐａ）において前記第２内面と接触し、
前記磁場発生ユニットは、前記第１外面の側面に配置され、且つ、前記検出ユニットは前記第２外面の側面に配置され、
前記壁は、第１突起（４３ｐ）と、前記第１突起に対向する第２突起（４３ｐ）とをさらに備え、
前記第１突起は、前記第１接触点と前記第２接触点との間の直線に直交する所定方向に突出し、且つ、前記第２突起は、前記所定方向とは反対方向に突出することを特徴とする、請求項８に記載の液体カートリッジ。 The liquid cartridge includes a wall that defines the flow path, the wall including a first wall portion (432) and a second wall portion (431), and the first wall portion includes a first inner surface (432a) and a first wall portion. 1 outer surface (432b), the second wall portion includes a second inner surface (431a) and a second outer surface (431b), the first inner surface is opposed to the second inner surface,
The magnetic body is in contact with the first inner surface at a first contact point (Pb), and is in contact with the second inner surface at a second contact point (Pa),
The magnetic field generation unit is disposed on a side surface of the first outer surface, and the detection unit is disposed on a side surface of the second outer surface;
The wall further includes a first protrusion (43p) and a second protrusion (43p) facing the first protrusion,
The first protrusion protrudes in a predetermined direction perpendicular to the straight line between the first contact point and the second contact point, and the second protrusion protrudes in a direction opposite to the predetermined direction. The liquid cartridge according to claim 8, wherein the liquid cartridge is characterized.
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