(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
インクカートリッジを印字ヘッドに装着して印字を行うインクジェットプリンタであって、
使用済みインクカートリッジを前記印字ヘッド内から取り外すカートリッジ回収機構と、
前記カートリッジ回収機構が前記使用済みインクカートリッジを取り外した前記印字ヘッド内に予め自装置内にセットされている未使用インクカートリッジを装填するカートリッジ装填機構と、
前記印字ヘッドに前記未使用インクカートリッジを装填した後に当該未使用インクカートリッジを前記印字ヘッドに抜け防止状態で装着させるカートリッジロック機構とを有し、
前記カートリッジ回収機構と前記カートリッジ装填機構と前記カートリッジロック機構とをそれぞれ独立に配設し、
前記インクカートリッジは、前記印字ヘッドの嵌合孔に嵌合する嵌合部材を含み、
前記カートリッジロック機構は、前記インクカートリッジを前記印字ヘッドに押しつけて前記嵌合部材を前記印字ヘッドの嵌合孔に嵌合させる押圧ツメを含み、
前記カートリッジロック機構は、前記押圧ツメを少なくとも２ヶ所配置し、
前記２ヶ所配置された押圧ツメは、それらのうちの一方が前記嵌合部材を前記印字ヘッドの嵌合孔に押し込んだ後にそれらのうちの他方が前記嵌合部材を前記印字ヘッドの嵌合孔に押し込むための一定のズレを保ちながら揺動可能に構成されかつ前記インクカートリッジを前記印字ヘッドにロック状態とする際に前記押圧ツメの一定以上の押し込みを吸収するバネ付勢された機構としたことを特徴とするインクジェットプリンタ。
【請求項２】
前記２ヶ所配置された押圧ツメは、それらのうちの一方が前記嵌合部材を前記印字ヘッドの嵌合孔に押し込んだ後にそれらのうちの他方が前記嵌合部材を前記印字ヘッドの嵌合孔に押し込むための一定のズレを保ちながら揺動可能に構成されかつ前記インクカートリッジを前記印字ヘッドにロック状態とする際にそれらのうちの一方が外側に退避する機構としたことを特徴とする請求項１記載のインクジェットプリンタ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はインクジェットプリンタに関し、特にインクカートリッジが交換可能なインクジェットプリンタに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、インクジェットプリンタとしては、例えば交換のための新品のインクカートリッジを用意した場合にのみ、使用済みのインクカートリッジを取り外すことができるインクジェットプリンタがある。このインクジェットプリンタについては、特開２０００−１０８３７０号公報に開示されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上述した従来のインクジェットプリンタでは、インクカートリッジを交換する場合、オペレータがカートリッジ交換ボタンを押すことで、印字ヘッドが交換位置に移動し、オペレータが手動で未使用カートリッジに交換しなければならず、カートリッジを誤セットしないように注意しなければならない。
【０００４】
また、上記公報記載のインクジェットプリンタでは、抜け防止状態で印字ヘッドに確実にセットすることができる形状のカートリッジホルダに、使い捨てのロック解除部材を用いるといった工夫をしながらも、やはりオペレータの手を介在しなければ、カートリッジ交換を行うことができないという問題がある。
【０００５】
さらに、インクカートリッジ交換の際、印字ヘッドに対して抜け防止状態で装着する必要があるため、複数の抜け防止部をもつインクカートリッジをオペレータの手を介さず自動で印字ヘッドに装着することは困難である。
【０００６】
そこで、本発明の目的は上記の問題点を解消し、印字ヘッド内の使用済みカートリッジの取り外し及び未使用カートリッジの印字ヘッドへの抜け防止状態でのロック装着を自動的に行うことができるインクジェットプリンタを提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明によるインクジェットプリンタは、インクカートリッジを印字ヘッドに装着して印字を行うインクジェットプリンタであって、
使用済みインクカートリッジを前記印字ヘッド内から取り外すカートリッジ回収機構と、
前記カートリッジ回収機構が前記使用済みインクカートリッジを取り外した前記印字ヘッド内に予め自装置内にセットされている未使用インクカートリッジを装填するカートリッジ装填機構と、
前記印字ヘッドに前記未使用インクカートリッジを装填した後に当該未使用インクカートリッジを前記印字ヘッドに抜け防止状態で装着させるカートリッジロック機構とを備え、
前記カートリッジ回収機構と前記カートリッジ装填機構と前記カートリッジロック機構とをそれぞれ独立に配設し、
前記インクカートリッジは、前記印字ヘッドの嵌合孔に嵌合する嵌合部材を含み、
前記カートリッジロック機構は、前記インクカートリッジを前記印字ヘッドに押しつけて前記嵌合部材を前記印字ヘッドの嵌合孔に嵌合させる押圧ツメを含み、
前記カートリッジロック機構は、前記押圧ツメを少なくとも２ヶ所配置し、
前記２ヶ所配置された押圧ツメは、それらのうちの一方が前記嵌合部材を前記印字ヘッドの嵌合孔に押し込んだ後にそれらのうちの他方が前記嵌合部材を前記印字ヘッドの嵌合孔に押し込むための一定のズレを保ちながら揺動可能に構成されかつ前記インクカートリッジを前記印字ヘッドにロック状態とする際に前記押圧ツメの一定以上の押し込みを吸収するバネ付勢された機構としている。
【０００８】
すなわち、本発明のインクジェットプリンタは、プリンタ内部にインクカートリッジ自動交換のためのカートリッジ回収機構と、カートリッジ装填機構と、カートリッジロック機構とを有している。
【０００９】
本発明のインクジェットプリンタは、インク残量がなくなった際、印字ヘッドから自動的にカートリッジを抜き取り、その後、未使用カートリッジを印字ヘッドに対して抜け防止状態で自動装着することが可能となる。よって、オペレータが不在でも印字抜け等の障害が発生しないという効果が得られる。
【００１０】
また、複数の未使用カートリッジを使用することによって、メンテナンス期間の大幅な向上を図ることが可能となる。これによって、使い捨てカートリッジを使用するプリンタにおけるメンテナンス性を向上させることが可能となる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の一実施例について図面を参照して説明する。図１（ａ）〜（ｄ）は本発明の一実施例によるインクジェットプリンタの構成を示す図である。これら図１（ａ）〜（ｄ）においては本発明の一実施例によるインクジェットプリンタの一連の動作を表している。
【００１２】
図１（ａ）〜（ｄ）に示すように、インクジェットプリンタ１の印字エリア内には、カートリッジ自動交換のためのカートリッジ回収機構部２と、カートリッジ装填機構部３と、カートリッジロック機構部４とを備えている。
【００１３】
カートリッジ回収機構部２は使用済みのカートリッジ５ａを印字ヘッド６から真上に引き上げるため、上下方向に駆動可能に構成された回収フック部（図示せず）を備えている。
【００１４】
また、カートリッジ装填機構部３は空になった印字ヘッド６へ未使用カートリッジ５ｂを落下装填させるための機構であり、予めセットされたカートリッジ５ｂを底面で支えている仕切板９を退避させることで、未使用カートリッジ５ｂを印字ヘッド６へ装填する。
【００１５】
カートリッジロック機構部４は落下装填された未使用カートリッジ５ｂを印字ヘッド６に対して抜け防止状態でロックするための揺動可能な２対の押圧ツメ（図示せず）を有している。
【００１６】
また、上記のカートリッジ回収機構部２とカートリッジ装填機構部３とカートリッジロック機構部４とは、それぞれ独立して可動する必要があるため、各々１つの駆動源（図示せず）と所定位置を決定する１つの位置決めセンサ（図示せず）とを備えている。
【００１７】
尚、インクカートリッジ５ａは印字ヘッド６に対して抜け防止状態になりうる勘合部（図示せず）を有する形状であることが望ましい。また、インクカートリッジ５ａのインク残量は図示せぬ残量判定部にて検出し、インクが空になった場合、自動的にインクカートリッジ交換動作を行う制御とする。
【００１８】
図２（ａ），（ｂ）はカートリッジロック機構部４による未使用カートリッジ５ｂのロック動作の一例を示す図である。これら図２（ａ），（ｂ）を参照してカートリッジロック機構部４による未使用カートリッジ５ｂをロックする動作について説明する。
【００１９】
支点ｐ１を回転中心としたギヤリンク２０ａと支点ｐ２を回転中心としたギヤリンク２０ｂとを予め一定のズレが生じるように各ギヤの位相をズラして噛み合わせているが、ギヤ位相ではなく押圧ツメの形状によっても一定量だけズラすことができる。
【００２０】
ギヤリンク２０ａ，２０ｂの先端はそれぞれ支点ｐ３，ｐ４を中心に回転するリンクアーム２１ａ，２１ｂの長穴部にて連結されており、ギヤリンク２０ａと噛み合う駆動源（図示せず）によって、リンクアーム２１ａ，２１ｂは相反する回転方向に回転運動を行う。
【００２１】
この相反する回転運動をカートリッジロック動作に利用するため、リンクアーム２１ａ，２１ｂの先端に押圧ツメ１０ａ，１０ｂを連結しているが、印字ヘッド６との取り付け位置精度及び印字ヘッド６内での抜け防止部材（図示せず）等のバラツキを考慮し、押圧ツメ１０ａ，１０ｂが印字ヘッド６側へ揺動している間にロックがかかった場合、必要以上の大きな力が印字ヘッド６にかからないように、リンクアーム２１ａ，２１ｂと押圧ツメ１０ａ，１０ｂとの間にバネ２２ａ，２２ｂで付勢された中継リンク２３ａ，２３ｂを介在させておく。
【００２２】
また、上述した未使用カートリッジ５ｂの印字ヘッド６に対する抜け防止としてはより確実なロックを行うため、２ヶ所のアーム８ａ，８ｂが印字ヘッド６に押し込まれることで、印字ヘッド６の嵌合孔にアーム８ａ，８ｂの嵌合部１１ａ，１１ｂがロックする構造であることが望ましい。尚、アーム８ａ，８ｂは嵌合部１１ａ，１１ｂを印字ヘッド６の嵌合孔側に付勢するように構成されている。
【００２３】
しかし、このようなアーム８ａ，８ｂの形状の場合、ロックされた状態では、印字ヘッド６に対してカートリッジ５ｂの底面にある図示しないインク供給口が密着状態でなければならない。さらに、落下直後のカートリッジ５ｂの姿勢は一定ではないため、同じ押圧力で２ヶ所のアーム８ａ，８ｂを同時に押圧ツメ１０ａ，１０ｂで押し込んだ場合にデッドロック状態となりやすく、どちらかがハーフロックとなる危険性がある。よって、本発明の一実施例では２ヶ所のアーム８ａ，８ｂのうちの一方をロックさせた後に、他方をロックさせるような機構となっている。
【００２４】
これら図１（ａ）〜（ｄ）及び図２（ａ），（ｂ）を参照して本発明の一実施例によるインクジェットプリンタの動作について説明する。
【００２５】
残量判定部によってインク残量がなくなったことが検出されると、印字ヘッド６が自動的にカートリッジ回収機構部２の下へ移動し、図示せぬ回収フック部によって使用済みカートリッジ５ａが引き上げられる。
【００２６】
この場合、回収フック部は使用済みカートリッジ５ａのアーム８ａ，８ｂを外側から挟み込み、アーム８ａ，８ｂの嵌合部１１ａ，１１ｂの印字ヘッド６の嵌合孔へのロック状態を解除してから使用済みカートリッジ５ａを引き上げるような構造となっている［図１（ａ），（ｂ）参照］。つまり、回収フック部は嵌合部１１ａ，１１ｂを印字ヘッド６の嵌合孔側へ付勢するアーム８ａ，８ｂの付勢力に抗して嵌合部１１ａ，１１ｂを印字ヘッド６の嵌合孔から外すように動作する。
【００２７】
次に、印字ヘッド６がカートリッジ装填機構部３の下へ移動し、仕切板９が退避した後、未使用カートリッジ５ｂが印字ヘッド６内へ落下する［図１（ｃ）参照］。
【００２８】
その後、印字ヘッド６がカートリッジロック機構部４の下へ移動し、印字ヘッド６に対して未使用カートリッジ５ｂを上から押しつけることで、アーム８ａ，８ｂの嵌合部１１ａ，１１ｂの印字ヘッド６の嵌合孔へのロックして抜け防止状態となる［図１（ｄ）及び図２（ａ），（ｂ）参照］。
【００２９】
図２（ａ），（ｂ）において、押圧ツメ１０ａ，１０ｂの押し込み量に一定のズレをもたせるために、ギヤリンク２０ａ，２０ｂが噛み合う部分の位相を変えているため、駆動源によってギヤリンク２０ａを回転させた際、２ヶ所のアーム８ａ，８ｂの一方が押圧ツメ１０ａによって押し込まれる。
【００３０】
その後、アーム８ａ，８ｂの他方が押圧ツメ１０ｂによって押し込まれることで、印字ヘッド６にカートリッジ５ｂが抜け防止状態でロックされる。尚、押圧ツメ１０ｂによってアーム８ａ，８ｂの他方をロックした時点では、押圧ツメ１０ａは押圧ツメ１０ｂよりも余分に押し下げられ、印字ヘッド６にかかる負荷が増大してしまうため、バネ２２ａはバネ２２ｂよりも弱い押圧力にて付勢しておく。
【００３１】
図３（ａ），（ｂ）はカートリッジロック機構部４による未使用カートリッジ５ｂのロック動作の他の例を示す図である。これら図３（ａ），（ｂ）においては上述した図２（ａ），（ｂ）に示す例と構造上で異なる点はないが、押圧ツメ１０ａ，１０ｂの押し込み量のズレをギヤ位相ではなく、押圧ツメ１０ａ，１０ｂ自身の形状で実施している。
【００３２】
これら図３（ａ），（ｂ）においては、図２（ａ），（ｂ）に示す動作と同様に、駆動源によってギヤリンク２０ａを回転させることで、押圧ツメ１０ａ，１０ｂを押し下げているが、押圧ツメ１０ａの形状はアーム８ａ，８ｂを押し下げた後、アーム８ａ，８ｂの外形に沿って外側に開く機構としている。
【００３３】
すなわち、押圧ツメ１０ａがアーム８ａ，８ｂの一方をロックさせた後、押圧ツメ１０ａはアーム８ａ，８ｂの一方の外側に逃げ、その後、押圧ツメ１０ｂがアーム８ａ，８ｂの他方をロックさせる。
【００３４】
これによって、カートリッジ５ｂが印字ヘッド６にロックされた状態で、印字ヘッド６にかかる押圧負荷は押圧ツメ１０ｂ及びバネ２２ｂの押圧力のみとなり、印字ヘッド６を往復移動可能に支持している軸（図示せず）のたわみ、変形等を防止することができ、より確実にカートリッジ５ｂをロックすることができる。
【００３５】
このように、インクジェットプリンタの内部にカートリッジ回収機構部２と、カートリッジ装填機構部３と、カートリッジロック機構部４とを備えることで、オペレータの手を介在することなく、使用済みカートリッジ５ａと未使用カートリッジ５ｂとを自動的に交換することができる。
【００３６】
また、揺動の軌跡に一定のズレをもたせた２対の押圧ツメ１０ａ，１０ｂを異なる押圧力でバネ付勢したカートリッジロック機構４によって、印字ヘッド６への押しこみすぎを防止することができるため、印字ヘッド６及び周辺機構部（図示せず）のたわみ、変形等を防止することができ、確実にカートリッジ５ｂをロックすることができる。
【００３７】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、インクカートリッジを印字ヘッドに装着して印字を行うインクジェットプリンタであって、使用済みインクカートリッジを印字ヘッド内から取り外すカートリッジ回収機構と、カートリッジ回収機構が使用済みインクカートリッジを取り外した印字ヘッド内に予め自装置内にセットされている未使用インクカートリッジを装填するカートリッジ装填機構と、未使用インクカートリッジを装填後に印字ヘッドに抜け防止状態で装着させるカートリッジロック機構とを備えることによって、印字ヘッド内の使用済みカートリッジの取り外し及び未使用カートリッジの印字ヘッドへの抜け防止状態でのロック装着を自動的に行うことができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）〜（ｄ）は本発明の一実施例によるインクジェットプリンタの構成を示す図である。
【図２】（ａ），（ｂ）はカートリッジロック機構部による未使用カートリッジのロック動作の一例を示す図である。
【図３】（ａ），（ｂ）はカートリッジロック機構部による未使用カートリッジのロック動作の他の例を示す図である。
【符号の説明】
１  インクジェットプリンタ
２  カートリッジ回収機構部
３  カートリッジ装填機構部
４  カートリッジロック機構部
５ａ  使用済みのカートリッジ
５ｂ  未使用カートリッジ
６  印字ヘッド
８ａ，８ｂ  アーム
９  仕切板
１０ａ，１０ｂ  押圧ツメ
１１ａ，１１ｂ  嵌合部
２０ａ，２０ｂ  ギヤリンク
２１ａ，２１ｂ  リンクアーム
２２ａ，２２ｂ  バネ
２３ａ，２３ｂ  中継リンク
【図１】
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【図２】
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【図３】
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