(57)【要約】【課題】多色印字および単色印字の切り替えを行う場合に、インク取り出し効率の良いインクジェットプリンタのインク供給システムを提案すること。【解決手段】インクジェットプリンタ１のインク供給システム１０では、装着部１１に装着されるインクカートリッジ２０を差し替えることにより、多色印字および単色印字の切り替えを行う。インクカートリッジ２０では、インク貯留室４５を大気開放側から仕切っている可動部材４３がインク取り出し口１３ｂに作用するインク吸引力で移動し、コイルばね４４によってインク貯留室内が負圧状態に保持される。多色用インクカートリッジ２０Ａのインク貯留室４５を相互に連通させて単色用インクカートリッジ２０Ｂを構成すると、インクの無くなったインク貯留室に他のインク貯留室からインクが流れ込み、インク取り出し効率が改善される。【選択図】　　　図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
インクカートリッジ装着部と、このインクカートリッジ装着部に装着可能な複数種類のインクカートリッジと、前記インクカートリッジ装着部に装着された前記インクカートリッジからインクジェットヘッドにインクを供給するインク供給路とを有するインクジェットプリンタのインク供給システムにおいて、
前記インク供給路は、前記インクジェットヘッドの少なくとも第１および第２のノズルあるいはノズル列にインクを供給する少なくとも第１および第２のインク供給路を備えており、
各インクカートリッジは、カートリッジケースと、このカートリッジケースの内部に形成された大気連通室と、前記カートリッジケースの内部に形成された少なくとも第１および第２のインク貯留室と、前記第１のインク貯留室を前記第１のインク供給路に接続するための第１のインク取り出し口と、前記第２のインク貯留室を前記第２のインク供給路に接続するための第の２インク取り出し口とを備えており、
各インク貯留室は、当該インク貯留室を前記大気連通室から仕切っていると共に当該インク貯留室の内周面に沿って移動可能な可動部材と、当該インク貯留室内に負圧を発生させるために前記可動部材を付勢する弾性部材とを備え、前記インク貯留室には前記インク取り出し口が形成されており、
前記インクカートリッジには、異なる色のインクが前記第１のインク貯留室および前記第２のインク貯留室に貯留されている第１のインクカートリッジと、同一色のインクが前記第１および第２のインク貯留室の双方に貯留され、これら第１および第２のインク貯留室が相互に連通している第２のインクカートリッジとが含まれていることを特徴とするインクジェットプリンタのインク供給システム。
【請求項２】
請求項１において、
前記インク供給路は、前記インクジェットヘッドの第１〜第４のノズルあるいはノズル列のそれぞれにインクを供給するための第１〜第４インク供給路を備えており、
前記インクカートリッジは、それぞれ、第１〜第４のインク貯留室と、これらインク貯留室のそれぞれに形成された第１〜第４のインク取り出し口とを備えており、
当該インクカートリッジには、シアンインク、マゼンタインク、イエローインクおよびブラックインクがそれぞれ前記第１〜第４のインク貯留室に貯留されている第１のインクカートリッジと、単一色のインクが前記第１〜第４のインク貯留室の全てに貯留され、これらインク貯留室が相互に連通している第２のインクカートリッジと、相互に連通している前記第１および第２のインク貯留室に同一色のインクが貯留され、相互に連通している残りの前記第３および第４のインク貯留室に同一色のインクが貯留されている第３のインクカートリッジとが含まれていることを特徴とするインクジェットプリンタのインク供給システム。
【請求項３】
請求項１または２において、
前記インクジェットヘッドの各ノズルからインクを吸引するインク吸引手段と、前記インクカートリッジ装着部に装着されたインクカートリッジの種類を判別する種類判別手段とを有し、
この種類判別手段により異なる種類のインクカートリッジが装着されたことが判別された場合には、前記インク吸引手段は前記ノズルあるいはノズル列から所定量のインクを吸引することを特徴とするインクジェットプリンタのインク供給システム。
【請求項４】
請求項３において、
前記インク吸引手段は、異なる種類のインクカートリッジが装着されたことが判別された場合には、前記の各ノズルのうち、異なる色のインクが供給されることになるノズルあるいはノズル列のみから所定量のインクを吸引することを特徴とするインクジェットプリンタのインク供給システム。
【請求項５】
請求項４において、
前記インク吸引手段は、前記インクジェットヘッドの各ノズルあるいはノズル列を個別にキャッピング可能な複数のヘッドキャップを備えていることを特徴とするインクジェットプリンタのインク供給システム。
【請求項６】
請求項１ないし５のうちのいずれかの項に記載のインク供給システムに用いられるインクカートリッジの製造方法であって、
前記インク貯留室が相互に独立している前記インクカートリッジを成形するための成形金型を用意し、
この成形金型のキャビティ内における隣接する前記インク貯留室を仕切っている仕切り壁成形部分の一部に入れ子を配置して、当該仕切り壁形成部分の一部を塞ぎ、
この状態で成形を行うことにより、隣接する前記インク貯留室が相互に連通したインクカートリッジを製造するインクカートリッジの製造方法。
【請求項７】
請求項１ないし５のうちのいずれかの項に記載のインク供給システムによりインクが供給されることを特徴とする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のインク供給システムに関するものであり、更に詳しくは、インクジェットヘッドを交換することなく、インクカートリッジのみを交換することにより、多色印字および単色印字の切り替えを行うことのできるインクジェットプリンタのインク供給システムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
インクジェットプリンタのインク供給システムとしては、プリンタ本体に形成されたインクカートリッジ装着部に着脱可能に装着されたインクカートリッジからインクジェットヘッドにインクを供給する形式のものがある。この形式のインク供給システムにおいては、プリンタ本体側に、インクカートリッジ装着部が形成されていると共に、ここに配置したインク供給針からインク供給路を介してインクジェットヘッドに向かうインク供給経路が形成されている。インクカートリッジを当該装着部に装着すると、インクカートリッジのインク取り出し口にインク供給針が差し込まれ、インクカートリッジのインク貯留室からインクジェットヘッドに到るインク供給経路が形成され、インクジェットヘッドへのインクの供給が可能になる。
【０００３】
カラーインクジェットプリンタに用いられるこの形式のインク供給システムは、例えば、図７に示すように構成される。すなわち、インク供給システム１００は、各色のインク、例えばシアン、マゼンタ、イエローおよびブラックのインクが貯留されたインク室１０１（Ｃ）、１０１（Ｍ）、１０１（Ｙ）、１０１（Ｂ）と、各インク室からインクを取り出すための複数のインク取り出し口１０２（Ｃ）〜１０２（Ｂ）が形成されている多色インクカートリッジ１１０と、この多色インクカートリッジ１１０から各色のインクを取り出すための複数本のインク供給針１２１（Ｃ）〜１２１（Ｂ）を備えたインクカートリッジ装着部１２０とを有しており、このインクカートリッジ装着部１２０がプリンタ本体側に配置されている。各インク供給針１２１（Ｃ）〜１２１（Ｂ）はそれぞれ別個のインク供給路１２２（Ｃ）〜１２２（Ｂ）を介して、インクジェットヘッド１３０における各色のインク液滴を吐出するためのノズル列１３１（Ｃ）〜１３１（Ｂ）に連通している。多色インクカートリッジ１１０をインクカートリッジ装着部１２０に装着すると、各インク供給針１２１（Ｃ）〜１２１（Ｂ）が対応するインク取り出し口１０２（Ｃ）〜１０２（Ｂ）に差し込まれた状態が形成され、各色のインクを多色インクカートリッジ１１０からインクジェットヘッド１３０の各ノズル列１３１（Ｃ）〜１３１（Ｂ）に供給するためのインク供給経路が形成される。
【０００４】
かかる構成のインク供給システムを備えたカラーインクジェットプリンタは、カラー画像、写真などの印刷に用いられるが、このプリンタを、ＰＯＳ端末のレシート発行に用いる場合や文書作成を主として行うために用いる場合には一般にブラックインクのみが使用される。この場合には、印字モードをモノクロ印字モードに切り替えるソフト的な対応と、インクジェットヘッドあるいはインクカートリッジを単色用に交換するハード的な対応のいずれかが取られる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ここで、多色印字と単色印字の切り替えに対するハード的な対応としては、多色印字用のインクジェットヘッドを交換することなくインクカートリッジのみを交換する方法がある。例えば、インクカートリッジ装着部１２０に装着可能な単色インクカートリッジを用意し、これを多色インクカートリッジ１１０の代わりにインクカートリッジ１２０に装着すればよい。
【０００６】
例えば、図８（ａ）に示すようなフォーム式のブラックインクカートリッジ１１０Ａを用意し、これを多色インクカートリッジ１１０の代わりにインクカートリッジ装着部１２０に装着する方法が考えられる。この場合、ブラック（Ｂ）およびマゼンタ（Ｍ）のインク供給針１２１（Ｂ）、１２１（Ｍ）からインク供給路１２２（Ｂ）、１２２（Ｍ）を介して、インクジェットヘッド１３０のブラックおよびマゼンタのノズル列に１３１（Ｂ）、１３１（Ｍ）にブラックインクが供給される。インクカートリッジ１２０Ａにはそれを装着部１１０に装着した状態において残りのインク供給針１２１（Ｙ）、１２１（Ｃ）に干渉しないように２つの凹部１０３、１０４が形成されている。
【０００７】
この場合には、インクジェットヘッド１３０におけるブラックおよびマゼンタ以外のノズル列１３１（Ｙ）、１３１（Ｃ）は不使用状態が継続するので、インク経路に残留しているインクが増粘して劣化し、また、ノズル面のワイピング時に外部から異物が押し込まれ、目詰まりをおこし、ポンプ吸引を行っても目詰まりが回復しない惧れがある。この結果、再び多色印字を行うために、多色印字用のインクカートリッジ１１０に交換したとしても、目詰まり状態のノズルからはインク液滴が吐出されないという印字不良あるいは印字不能状態が発生するという問題点がある。
【０００８】
そこで、不使用ノズル列１３１（Ｃ）、１３１（Ｙ）にも同一のブラックインクを供給して目詰まりの発生を回避することが考えられる。すなわち、単色用インクカートリッジ１２０Ａにも、多色用インクカートリッジ１２０と同様に４つのインク取り出し口１０２（Ｃ）〜１０２（Ｂ）を形成しておき、各インク供給針１２１（Ｃ）〜１２１（Ｂ）を単色インクカートリッジ１２０Ａの各インク取り出し口に差し込み、インクジェットヘッド１３０の各ノズル列１３１（Ｃ）〜１３１（Ｂ）にブラックインクを供給するインク供給経路を形成すればよい。この場合には、ブラックおよびマゼンタのインク供給針１２１（Ｂ）、１２１（Ｍ）を介してブラックインクが吸引されて印字が行われ、残りの２本のインク供給針１２１（Ｃ）、１２１（Ｙ）からは、クリーニング動作時にインクの吸引が行われるのみである。
【０００９】
しかしながら、一般的に使用されているインクカートリッジは、フェルトやフォームにインクを含浸させた状態でインクを保持しているフォーム式のものである。この形式のインクカートリッジでは、インク取り出し部分にインクが集まり易いので、図８（ａ）において想像線で示すように、継続的に使用されるインク取り出し口１０２（Ｂ）、１０２（Ｍ）の周辺のインクは速やかに減少し、使用されないインク取り出し口１０２（Ｙ）、１０２（Ｃ）の周辺にはインクが残った状態が形成される。さらに、インクの消費が進むと、実線で示すように、使用されるインク取り出し口周辺のインク残留領域１０５と、使用されないインク取り出し口周辺のインク残留領域１０６とが分離した状態になってしまう。この状態が形成されると、使用側のインク取り出し口１０２（Ｂ）、１０２（Ｍ）の側がインク切れになっても、領域１０６からはインクが供給されず、多量のインクが残留してしまう。よって、インクの取り出し効率あるいは使用効率が極めて悪いという問題が発生する。
【００１０】
この弊害を回避するためには、インク残留領域が分離しないように、図８（ｂ）に示すように、インク取り出し口１０２（Ｃ）〜１０２（Ｂ）をなるべく一箇所の集める必要がある。この結果、従来のインクカートリッジを用いて多色印字と単色印字の切り替えを行う場合には、インクカートリッジの構造や、インク取り出し口のレイアウトなどに制約が多くなってしまう。
【００１１】
本発明の課題は、このような点に鑑みて、ノズルの目詰まりやインク取り出し効率の低下を招くことなく、インクカートリッジを交換して多色印字と単色印字の切り替えを行うことのできるインクジェットプリンタのインク供給システムを提案することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために、本発明は、インクカートリッジ装着部と、このインクカートリッジ装着部に装着可能な複数種類のインクカートリッジと、前記インクカートリッジ装着部に装着された前記インクカートリッジからインクジェットヘッドにインクを供給するインク供給路とを有するインクジェットプリンタのインク供給システムにおいて、
前記インク供給路は、前記インクジェットヘッドの少なくとも第１および第２のノズルあるいはノズル列にインクを供給する少なくとも第１および第２のインク供給路を備えており、
各インクカートリッジは、カートリッジケースと、このカートリッジケースの内部に形成された大気連通室と、前記カートリッジケースの内部に形成された少なくとも第１および第２のインク貯留室と、前記第１のインク貯留室を前記第１のインク供給路に接続するための第１のインク取り出し口と、前記第２のインク貯留室を前記第２のインク供給路に接続するための第の２インク取り出し口とを備えており、
各インク貯留室は、当該インク貯留室を前記大気連通室から仕切っていると共に当該インク貯留室の内周面に沿って移動可能な可動部材と、当該インク貯留室内に負圧を発生させるために前記可動部材を付勢する弾性部材とを備え、前記インク貯留室には前記インク取り出し口が形成されており、
前記インクカートリッジには、異なる色のインクが前記第１のインク貯留室および前記第２のインク貯留室に貯留されている第１のインクカートリッジと、同一色のインクが前記第１および第２のインク貯留室の双方に貯留され、これら第１および第２のインク貯留室が相互に連通している第２のインクカートリッジとが含まれていることを特徴としている。
【００１３】
本発明のインク供給システムにおいて、第１のインクカートリッジをインクカートリッジ装着部に装着すると、各色のインクがインクジェットヘッドの対応するノズルあるいはノズル列に供給されて、多色印字が行われる。インクジェットヘッドの第１のノズルあるいはノズル列を用いて単色印字を行う場合には、第１のインクカートリッジの代わりに第２のインクカートリッジをインクカートリッジ装着部に装着する。
【００１４】
この結果、インクジェットヘッドの第１および第２のノズル（列）の双方に対して同一色のインクが供給される。第１のノズル（列）からインク液滴が吐出して単色印字が行われる。他方の第２のノズル（列）は不使用ノズル（列）であるが、インクが供給されているので、インクジェットヘッドのクリーニング時等において各ノズル（列）からインクをポンプ吸引する場合には、不使用ノズル（列）においてもインクカートリッジの側からインクが供給されて、特性の悪化したインクなどが外部に取り出されて新たなインクによってノズル内が充填された状態になる。よって、不使用ノズル内のインクが無くなり、ノズル面に付着した異物を除去するために当該ノズル面をワイピングした場合に異物が不使用ノズルに入り込み、当該不使用ノズルが目詰まりしてしまうという弊害を防止できる。
【００１５】
また、本発明の第１および第２のインクカートリッジは、フォームやフェルトを用いることなくインク貯留室内に直接にインクを溜め、インクの消費量に応じて可動部材を移動させると共に、当該可動部材を付勢する弾性部材によりインク貯留室内を所定の負圧状態に保持するようにしている。インク貯留室内周面と可動部材の隙間を適切な値に設定すれば、これらの間に形成されるインクメニスカスの強度を、インクジェットヘッドによるインク吸引時においても破壊されない強さにできる。また、弾性部材が可動部材を付勢する力（ばね力）を適切な値に設定することにより、インク吸引が行われない状態ではインク貯留室内を負圧状態に保持して、インク取り出し口からインクが外部に漏れることを防止でき、また、インク吸引時にはインク吸引力によって可動部材を移動させて、消費されたインク量に対応する量だけインク貯留室容積が小さくなる。
【００１６】
この構成のインクカートリッジは、フォームやフェルト式のものに比べて、インク充填効率（全容積に対するインク充填容積の割合）が高く、また、残留インクを少なくできるのでインク取り出し効率も高い。さらには、フォームやフェルトが無いので異物も発生しない。
【００１７】
これに加えて、第２のインクカートリッジの場合においては、インク貯留室が相互に連通しているので、双方のインク消費量に差があっても、連通路を介して、一方の側から他方の側にインクが流れ込む。よって、双方のインク貯留室内のインクが無くなるまで、インク取り出し口からインクジェットヘッドにインクを供給可能である。従って、フォーム式やフェルト式のインクカートリッジを用いて第２のインクカートリッジを構成する場合のように、インク消費量の多いインク取り出し口から離れた部分にインク残留領域が残り、インク取り出し効率が大幅に低下してしまうという弊害も防止できる。
【００１８】
ここで、一般的なカラーインクジェットプリンタでは、シアン、マゼンタ、イエローおよびブラックの四種類のインクが使用されている。この場合における本発明のインク供給システムにおいては、前記インク供給路として、前記インクジェットヘッドの第１〜第４のノズルあるいはノズル列のそれぞれにインクを供給するための第１〜第４のインク供給路を備えたものを採用する。また、各インクカートリッジとして、第１〜第４のインク貯留室と、これらのインク貯留室のそれぞれに形成された第１〜第４のインク取り出し口とを備えたものを採用する。さらに、前記インクカートリッジとして、シアンインク、マゼンタインク、イエローインクおよびブラックインクがそれぞれ前記第１〜第４のインク貯留室に貯留されている第１のインクカートリッジと、単一色のインクが第１〜第４のインク貯留室の全てに貯留され、これらインク貯留室が相互に連通している第２のインクカートリッジと、相互に連通している第１および第２のインク貯留室に同一色のインクが貯留され、相互に連通している残りの第３および第４のインク貯留室に同一色のインクが貯留されている第３のインクカートリッジとを用いるようにすればよい。
【００１９】
この構成によれば、独立した４つの各インク貯留室に異なる色のインクが貯留されている第１のインクカートリッジを用いることにより、多色印字を行うことができる。また、相互に連通した４つのインク貯留室に同一色のインクが貯留されている第２のインクカートリッジを用いることにより、単色印字を行うことができる。さらに、相互に連通した２個ずつのインク貯留室に異なる色のインクが貯留されている第３のインクカートリッジを用いることにより、２色印字を行うことができる。
【００２０】
次に、異なるインクカートリッジに交換した場合には、異なる色のインクが供給されるインク供給経路およびノズルに混色が発生する。混色を防止するためには、前記インクジェットヘッドの各ノズルからインクを吸引するインク吸引手段と、前記インクカートリッジ装着部に装着されたインクカートリッジの種類を判別する種類判別手段とを有し、この種類判別手段により異なる種類のインクカートリッジが装着されたことが判別された場合には、前記インク吸引手段により前記ノズルあるいはノズル列から所定量のインクを吸引して、インク供給針からノズルまでの間のインク供給経路に残っているインクを吸い出して新たな色のインクと置換することが望ましい。
【００２１】
この場合、全てのノズル（列）からインクを吸引して廃棄するとインクの無駄が多くなるので、前記インク吸引手段は、異なる種類のインクカートリッジが装着されたことが判別された場合には、前記の各ノズルのうち、異なる色のインクが供給されることになるノズルあるいはノズル列のみから所定量のインクを吸引して、インクを置換することが望ましい。
【００２２】
このようにノズルあるいはノズル列毎に別個にインク吸引動作を行うためには、前記インク吸引手段は、前記インクジェットヘッドの各ノズルあるいはノズル列を個別にキャッピング可能な複数のヘッドキャップを備えたものとすればよい。
【００２３】
一方、本発明は上記の各インクカートリッジの製造方法に関するものであり、本発明の製造方法では、共通の成形金型を用いて、インク貯留室が独立しているインクカートリッジおよびインク貯留室が連通しているインクカートリッジを製造できるようにするために、共通の成形金型に入れ子を配置するか否かにより、あるいは、異なる形状の入れ子を配置することにより、インク貯留室を仕切っている仕切り壁に連通孔をつけた状態で成形するか、あるいは連通孔のない状態で成形するようにしている。
【００２４】
次に、本発明はインクジェットプリンタに関するものであり、上記構成のインク供給システムによりインクが供給されることを特徴としている。本発明のインクジェットプリンタでは、多色印字および単色印字などの切り替えを行っても、インクジェットヘッドのノズルに目詰まりが起きることがないので、印字不良あるいは印字不能を回避できる。また、インクカートリッジのインク取り出し効率が高いので、インク利用効率の良いインクジェットプリンタを実現できる。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下に、図面を参照して、本発明を適用したインクジェットプリンタの実施例を説明する。
【００２６】
（全体構成）
図１（ａ）は本発明を適用したインク供給システムを備えたインクジェットプリンタの概略構成図である。本例のインクジェットプリンタ１は、記録用紙２を紙送り方向Ｙに向けて搬送するプラテン３と、このプラテン３にノズル面４ａが対峙しているインクジェットヘッド４と、このインクジェットヘッド４を印字方向Ｘに向けて往復移動させるためのヘッドキャリッジ５と、各部分の駆動を制御する駆動制御装置６とを有している。
【００２７】
本例のインク供給システム１０は、インクジェットプリンタ１の本体ケース１ａに形成されたインクカートリッジ装着部１１と、このインクカートリッジ装着部１１に装着可能な複数種類のインクカートリッジ２０（後述の多色用インクカートリッジ２０Ａ、単色用インクカートリッジ２０Ｂおよび２色用インクカートリッジ２０Ｃ）とを備えている。インクカートリッジ装着部１１にはインクカートリッジ２０からインクを取り出すための４本のインク供給針１２ａ〜１２ｄと、廃インクを回収するためのインク回収針１２ｅが備わっている。各インクカートリッジ２０にはこれらのインク供給針１２ａ〜１２ｄ、およびインク回収針１２ｅを差し込み可能な４つのインク取り出し口１３ａ〜１３ｄ、および１つのインク回収口１３ｅが形成されている。
【００２８】
ここで、図１（ｂ）に示すように、インクジェットヘッド４のノズル面４ａには、各色のインク、例えばシアン、マゼンタ、イエローおよびブラックのインクを吐出するための４列のノズル列１４ａ〜１４ｄが形成されている。また、インクジェットヘッド４とインクカートリッジ装着部１１の間には４本のインク供給路１５ａ〜１５ｄと、１本の廃インク回収路１５ｅが形成されている。ノズル列１４ａはインク供給路１５ａを介してインク供給針１２ａに連通しており、ノズル列１４ｂはインク供給路１５ｂを介してインク供給針１２ｂに、ノズル列１４ｃはインク供給路１５ｃを介してインク供給針１２ｃに、ノズル列１４ｄはインク供給路１５ｄを介してインク供給針１２ｄにそれぞれ連通している。
【００２９】
プラテン３から印字方向Ｘに外れた位置にはノズルキャップ１６ａ〜１６ｄが配置されている。各ノズルキャップ１６ａ〜１６ｄは、独立して、各ノズル列１４ａ〜１４ｄをキャッッピングするためのものである。各ノズルキャップ１６ａ〜１６ｄは、インクポンプ１７が介挿された共通の廃インク回収路１８を介して、インク回収針１２ｅに連通している。
【００３０】
また、本例のインクカートリッジ装着部１１には、装着されたインクカートリッジ２０の種類を判別するための検出部１９Ａが配置されている。各インクカートリッジ２０には、装着状態において検出部１９Ａに対峙する部位に、当該カートリッジの種類を表す情報を担持している情報表示部、例えば、ＩＣメモリ１９Ｂが取り付けられている。このＩＣメモリ１９Ｂには、例えば、インクカートリッジの型番と、多色用、単色用および２色用のいずれであるかを表す種別情報と、貯留されているインクの色情報などが記憶されている。検出部１９Ａは、接触あるいは非接触状態で当該ＩＣメモリ１９Ｂの情報を読み取り、駆動制御部６に送る。駆動制御部６では、供給された情報に基づきインクポンプ１７などを駆動制御する。
【００３１】
（インクカートリッジ）
図２は多色用インクタンク２０Ａを示す側面図、上面図および断面図であり、図３はその主要部分の分解斜視図であり、図４はそのインク取出し孔の部分を示す部分拡大断面図である。
【００３２】
これらの図を参照して説明すると、本例の多色用インクタンク０Ａは、横に長い扁平な矩形筒状のインクタンクケース２２と、この内部を仕切ることにより形成されている４個のインクタンク部分２３ａ〜２３ｄおよび１個の廃インク回収タンク部分２４とを備えている。インクタンクケース２２は、ケース本体２２ａと、このケース本体２２ａの上端開口を封鎖しているケース蓋板２２ｃから構成されており、ケース蓋板２２ｃは薄板状で、裏面はほぼ平面形状をしている。ケース本体２２ａの底面２２ｄには、各インクタンク部分２３ａ〜２３ｄのインク取り出し口１３ａ〜１３ｄと、廃インク回収口１３ｅが形成されている。
【００３３】
詳細に説明すると、ケース本体２２ａは底板部分３１と、この底壁部分３１の長辺側の縁から直角に起立している一対の側壁部分３２、３３と、底壁部分３１の短辺側の縁から垂直に起立している一対の端壁部分３４、３５から構成されており、その内部には、一対の側壁部分３２、３３の間に掛け渡した４枚の仕切り壁部分３６、３７、３８、３９によって４個のインクタンク部分２３ａ〜２３ｄが形成されている。また、これらの仕切り壁部分３６〜３９の上端は、ケース蓋板２２ｃの裏面から一定の距離だけ低い位置にあり、これら仕切り壁部分３６〜３９の上端とケース蓋板２２ｃの間の空間から、端壁部分３４と仕切り壁部分３６の間の空間に至るＬ状の空間が廃インク回収タンク部分２４とされている。この廃インク回収タンク部分２４にはフォーム、フェルトなどのインク吸収体（図示せず）が充填される。
【００３４】
次に、インクタンク部分２３ａ〜２３ｄには、それぞれシアン、マゼンタ、イエローおよびブラックの各インクが充填されている。これらのインクタンク部分２３ａ〜２３ｄの構造は同一であるので、インクタンク部分２３ｂの構造を以下に説明し、それ以外のインクタンク部分２３ａ、２３ｃ、２３ｄの説明に当たっては対応する部分には同一符号を付して説明するものとする。
【００３５】
インクタンク部分２３ｂは、底壁部分３１と、一対の側壁部分３２、３３と、一対の仕切り壁部分３７、３８とによって構成されている円形凹部４１と、この円形凹部４１の上端開口４２から挿入された可動蓋（可動部材）４３と、円形凹部４１の底面中心部分に形成されているインク取り出し口１３ｂと、可動蓋４３を上方に付勢しているコイルばね４４（弾性部材）とを備えている。ここで、ケース蓋板２２ｃには少なくとも１つ以上の大気開放孔２２ｄが形成されており、廃インク回収タンク部分２４は大気開放室として機能する。
【００３６】
円形凹部４１に挿入されている可動蓋４３は、この円形凹部４１の内部空間を、インク取り出し口１３ｂが位置している下側のインク貯留室４５と、廃インク回収タンク部分２４の側に連通している上側の大気開放室４６とに仕切っていると共に、円形凹部４１の内周面４１ａに沿って上下に往復移動可能である。本例の可動蓋４３は、円盤状の蓋本体部分４３ａと、この外周縁から下方に延びている一定長さの円筒状部分４３ｂとを備えている。
【００３７】
ここで、インク貯留室４５にインクを充填すると、可動蓋４３と円形凹部４１の内周面４１ａとの隙間４７にインクが進入してインクメニスカスを形成する。この隙間４７を適切な寸法に設定することにより、インク取り出し口１３ｂに作用するインク吸引力よりも当該隙間４７に形成されるインクメニスカスの強度を大きくして、インク吸引時においてもインクメニスカスが壊れることの無い様にすることができる。本例では、例えば、可動蓋４３の円筒状部分４３ｂの外径寸法が円形凹部４１の内周面４１ａの内径寸法よりも約０．１ｍｍ小さくなるように形成されている。従って、可動蓋４３が円形凹部４１に同心状態に挿入されると、これらの間には幅０．０５ｍｍの隙間４７が円環状に形成されることになる。
【００３８】
また、コイルばね４４による可動蓋４３の押し上げ力によって、インク貯留室４５内は常に所定の負圧状態に保持されているので、インク取り出し口１３ｂにインク吸引力が作用しない状態においても、インク貯留室４５からインク取り出し口１３ｂを介してインクが外部に漏洩することがない。さらに、インクタンクを横に傾けたり、逆さにしても、円形凹部４１の内周面４１ａと可動蓋４３の隙間からインクが廃インク回収タンク２４に通じている大気開放室４６の側に漏洩することもない。
【００３９】
さらに、コイルばね４４による可動蓋４３の押し上げ力はインクメニスカスの強度およびインク取り出し口１３ｂに作用するインク吸引力よりも小さくなるように設定されているので、コイルばね４４の押し上げ力でインクメニスカスを壊して気泡がインク貯蔵室４５内に進入することなく、インク取り出し口１３ｂからインクが吸引されると、インク吸引量に応じて可動蓋４３がインク取り出し口１３ｂの側に移動することになる。
【００４０】
次に、本例のインク取り出し口１３ｂの構造を説明する。インク貯留室４５の底面中心には底壁部分３１を貫通して延びる円形開口５１が形成され、この円形開口５１の下半部分は大径部分とされ、ここに、円盤状のゴムパッキン５３が装着され、当該ゴムパッキン５３の中心にはインク供給針の差し込み孔５３ａが形成されている。円形開口５１の上半部分は小径部分とされ、ここには、差し込み孔５３ａを封鎖可能な弁５６が配置されており、この弁５６は常にコイルばね５７によってゴムパッキン５３の端面に押し付けられ、これによりインク取り出し口１３ｂは常に封鎖されている。
【００４１】
図４に示すように、インクジェットプリンタ１側のインクタンク装着部１１には、インク取り出し口１３ｂの円筒枠５２を差込可能な位置決め用の円筒枠５８が形成され、この円筒枠５８の中心からは上方に向けてインク供給針１２ｂが突出している。インクカートリッジ２０Ａをインクタンク装着部１１に装着すると、インク供給針１２ｂがゴムパッキン５３を押し広げた状態で差し込み孔５３ａに差し込まれて、その背面側の弁５６を上方に押し上げる。この結果、インク貯留室４５からインク供給針１２ｂおよびインク供給路１５ｂを介してインクジェットプリンタ１のインクジェットヘッド４のノズル列１４ｂに到るインク供給経路が形成される。
【００４２】
本例の多色印字用インクカートリッジ２０Ａにおいて、インクタンク部分２３ｂのインク貯留室４５内にインクを充填した状態では可動蓋４３が大気開放室４６の側に偏位している。すなわち、図２（ｃ）に示すように、可動蓋４３は円形凹部４１の上端位置近傍に位置しており、廃インク回収タンク２４に通じている大気開放室４６のスペースは実質的に無い状態にある。
【００４３】
また、可動蓋４３と円形凹部４１の内周面４１ａとの隙間４７にはインクメニスカスが形成されているので、廃インク回収タンク２４に通じている大気開放室４６とインク貯留室４５とは当該可動蓋４３によって仕切られた状態にある。さらに、コイルばね４４によって可動蓋４３が大気開放室４６の側に押し上げられているので、インク貯留室４５内は所定の負圧状態に保持されている。
【００４４】
インク取り出し口１３ｂに、インクジェットプリンタ１のインクジェットヘッド４の側からのインク吸引力が作用すると、可動蓋４３はコイルばね４４のばね力に逆らってインク取り出し口１３ｂの側に移動するので、所定量のインクがインク取り出し口１３ｂからインクジェットヘッド４の側に供給される。
【００４５】
移動する可動蓋４３と円形凹部４１の内周面４１ａの隙間４７に形成されているインクメニスカスの強度はインク吸引力よりも大きいので、インク吸引力によってインクメニスカスが破壊されることはない。よって、大気開放室４６の側から当該隙間４７を介して気泡がインク貯留室４５の側に進入することはない。また、当該隙間４７を介してインク貯留室４５の側から大気開放室４６の側にインクが漏れ出ることもない。
【００４６】
このようにして、インク貯留室４５内は適切な負圧状態に保持され、気泡の混入やインク漏洩を伴うことなく、インクの供給動作が行われる。インクエンドの状態では、図４に示すように、可動蓋４３が円形凹部４１の底面に当たる位置まで下降し、インク貯留室４５の容積が最小となる。
【００４７】
本例の多色印字用インクカートリッジ２０Ａによれば、各インクタンク２３ａ〜２３ｄを、円形凹部４１と、この内周面に沿って移動可能な可動蓋４３と、可動蓋４３を押し上げているコイルばね４４とによって構成している。従って、部品点数が少なく、構造が簡単であり、小型化・低コスト化が容易である。また、円形凹部４１に隙間なくインクが効率よく充填されるので、袋式インクタンクに比べて、インク取出し効率が良い。さらには、インク充填時、ケース蓋２２ｄと可動蓋４３の間は、実質的に隙間を必要としないため、空間を必要とするフォーム式インクタンクと比べても、多くのインクを充填することができて、多くのインクを取り出すことが可能である。さらにまた、フォーム式インクタンクの場合に問題となる異物に対しても、異物の発生源となるフォームを使用する必要がないため、インク貯留室４５内の異物量は微少であり、異物がインクジェットヘッド側に進入するという問題も発生しない。さらにまた、異物量が少ないので、インク取り出し口１３ｂの円形開口５１に取り付けてあるフィルタ５９は目づまりを起こしにくく、フィルタ５９の面積を大幅に小さくできる。
【００４８】
さらに、インクタンク部分２３ａ〜２３ｄが複数であってもケース蓋板２２ｃの大気開放孔２２ｄは最低１つでよいのでインク漏れの可能性も少なくなる。また、フォーム式インクタンクの場合は、ケース蓋板２２ｃにはインクタンク製造時に必要になる大気開放孔２２ｄを充填するインク色の数の孔を有しており、出荷段階では各々の大気開放孔２２ｄにインクタンク内の減圧保持及びインク水分蒸発を防ぐ密閉用フィルムを熱溶着等で貼る場合がある。この場合、使用者がインクタンクをプリンタ装着前にフィルムを剥がす際、複数の熱溶着箇所をすべて引き剥がさなければならない。しかし、大気開放孔２２ｄが一つで済むため、フィルム（図示せず）が途中で破けることもなく、確実に引き剥がすことができる。また、引き剥がすに必要な力も小さくすることができるので操作が容易になる。さらにまたケース蓋板２２ｃに大気開放孔２２ｄからインク水分蒸発防止用の溝（図示せず）を設けてフィルムで覆う場合、溝の配置範囲を少なくすることもできる。
【００４９】
（その他のインクカートリッジの構成）
次に、単色用インクカートリッジ２０Ｂおよび２色用インクカートリッジ２０Ｃも、上記の多色用インクカートリッジ２０Ａと基本的には同一の形状・構造となっている。異なるのは、単色用インクカートリッジ２０Ｂでは各インク貯留室が相互に連通しており、単一色のインクが貯留されている点である。２色用インクカートリッジ２０Ｃでは、隣接する２つのインク貯留室が相互に連通しており、連通している一方のインク貯留室に貯留されているインクとは異なる色のインクが他方の連通しているインク貯留室に貯留されている点である。
【００５０】
図５（ａ）〜（ｃ）には、前述したインクカートリッジ２０Ａと、単色用インクカートリッジ２０Ｂおよび２色用インクカートリッジ２０Ｃの概略断面構成を示してある。対応する各部分には同一の符号を付してある。本例の単色インクカートリッジ２０Ｂでは４つのインク貯留室４５ａ〜４５ｄを仕切っている仕切り壁部分３７、３８、３９の底側位置に連通口７１〜７３を形成し、単一色、例えばブラックインク（Ｂ）がこれら全てのインク貯留室４５ａ〜４５ｄに貯留されている。
【００５１】
これに対して、２色用インクカートリッジ２０Ｃでは２つのインク貯留室４５ａ、４５ｂが仕切り壁部分３７の底側位置に形成した連通口７１を介して連通しており、残りの２つのインク貯留室４５ｃ、４５ｄも仕切り壁部分３９の底側位置に形成した連通口７３を介して連通している。しかるに、中央に位置する２つのインク貯留室４５ｂ、４５ｃは連通していない。インク貯留室４５ｃ、４５ｄには例えばブラックインクが貯留され、他方のインク貯留室４５ａ、４５ｂにはシアンインクが貯留されている。
【００５２】
（多色印字、単色印字および２色印字の切り替え）
本例のインクジェットプリンタ１における多色印字、単色印字および２色印字の切り替え動作を説明する。
【００５３】
今、多色用インクカートリッジ２０Ａがインクカートリッジ装着部１１に装着されて多色印字が行われていたものとする。この状態で、単色印字を行うために、インクカートリッジを単色用インクカートリッジ２０Ｂに差し替えると、プリンンタ本体側の装着部１１に配置されている検出部１９Ａによって、単色用インクカートリッジ２０Ｂの側面に取り付けられているＩＣメモリ１９Ｂに記憶されている情報が読み取られる。記憶されている情報には、インクカートリッジの種類、各インク取り出し口から取り出されるインクの種類などを表す情報が含まれている。駆動制御部６では、検出部１９Ａによって読み込まれた情報に基づき、今まで装着されていた多色用インクカートリッジ２０Ａとは異なる単色用インクカートリッジ２０Ｂが装着されたことを検知する。
【００５４】
この後は、駆動制御部６は、クリーニング動作を行う。すなわち、不図示の駆動機構により、ブラックインク吐出用のノズル列１４ｄ以外のノズル列１４ａ〜１４ｃをノズルキャップ１６ａ〜１６ｃによってキャッピングし、インクポンプ１７を駆動して、ノズル列１４ａ〜１４ｃからインク供給路１５ａ〜１５ｃを経てインク供給針１２ａ〜１２ｃに到るインク供給経路に残っている各色のインクを吸い出し、これらのインク供給経路内の残存インクをブラックインクと置換する。
【００５５】
これにより単色印字が可能な状態になる。単色印字においては、例えば、多色印字においてブラックインクおよびマゼンタインクを取り出すためのインク供給針１２ｄ、１２ｂを介してブラックインクを取り出して、インクジェットヘッド１のノズル列１４ｂ、１４ｄに供給して、これら２列のノズル列を用いて単色印字を行う。勿論、１列あるいは３列以上、場合によって全てのノズル列を用いて印字を行うことも可能である。
【００５６】
ここで、インクが取り出される２つのインク貯留室４５ｂ、４５ｄではインク消費量が多いので可動蓋４３が早く下降する。可動蓋４３が底まで下降してインクが無くなった状態になっても、連通している残りのインク貯留室４５ａ、４５ｃの側から連通口７１〜７３を介してインクが供給される。よって、フォーム式やフェルト式のインクカートリッジとは異なり、インク取り出し口から離れた部分にインクが残留して多量の無駄インクが発生するという弊害を防止できる。
【００５７】
次に、この状態から２色印字に切り替える場合には、２色用インクカートリッジ２０Ｃを装着部１１に装着する。この差し替え時においても検出部１９Ａによって差し替えによって異なる種類のインクカートリッジが装着されたことが検出され、駆動制御部６はヘッドクリーニング動作を起動して、異なるインクが流れるインク供給経路内のインクを新しいインクに置換する吸引動作を行う。この場合には、ブラックインクが供給されていた２本のインク供給針１２ａ、１２ｂにシアンインクが供給されることになるので、これらインク供給針１２ａ、１２ｂからインク供給路１５ａ、１５ｂを介してノズル列１４ａ、１４ｂに到る部分に残存しているブラックインクを置換するためのポンプ吸引動作が行われる。従って、このクリーニング時には、２個のノズルキャップ１６ａ、１６ｂのみをキャッピングしてインク吸引を行えばよい。
【００５８】
本例の２色印字においても、インク貯留室４５ａ、４５ｂが連通し、インク貯留室４５ｃ、４５ｄが連通しているので、連通しているインク貯留室の双方のインクが無くなるまでインクを供給することができるので、フォーム式やフェルト式のインクカートリッジに比べて無駄になるインク量を大幅に低減できる。
【００５９】
（インクカートリッジの製造方法）
次に、本例のインクカートリッジ２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃの製造方法の一例を説明する。これらのインクカートリッジは一般に樹脂成形品であるので、各種類のインクカートリッジ毎に別の成形金型を用いてインクカートリッジが成形される。本例では３種類の成形金型を用いて各インクカートリッジ２０Ａ〜２０Ｃを成形することになる。
【００６０】
成形金型の種類を低減できれば、インクカートリッジの製造価格を大幅に低減できる。この点に鑑みて、本例では、入れ子を利用して種類の異なるインクカートリッジを共通の成形金型を用いて成形できるようにしている。
【００６１】
図６は本例のインクカートリッジの製造方法の主要部分を示す説明図である。本例では、インクカートリッジ成形用の共通の成形金型８０を用いており、この成形金型８０は固定型８１と、可動型８２から構成されている。これらを型締めした状態においては、これらの間に樹脂注入用のキャビティが形成される。このキャビティには、各インクタンクを仕切っている仕切り壁成形用のキャビティ部分８３が含まれている。
【００６２】
本例では、図６（ｂ）に示すように、仕切り壁成形用のキャビティ部分８３の下端部分８３ａと、これに連続するインク貯留室底壁部分３１成形用のキャビティ部分８５に、入れ子８６を装着した状態で射出成形を行う。この結果、図６（ｃ）に示すように、成形品であるケース本体２２ａの仕切り壁部分３７（３８、３９）の底壁側の位置に連通口７１（７２、７３）が形成され、また、この連通口７１に対峙している底壁部分３１に貫通孔８７が形成された状態のインクカートリッジケースが得られる。
【００６３】
この後は、図６（ｄ）に示すように、別個に制作した貫通孔封鎖用の栓８８を、超音波溶着などの方法により取り付けて貫通孔８７を封鎖する。これにより、各インク貯留室４５ａ〜４５ｄタンクが連通している単色用インクカートリッジのケース本体２２ａが得られる。
【００６４】
共通の成形金型８０を用いて多色用インクカートリッジのケースを成形するためには、図６（ａ）に示すように、入れ子固定用の凹部８９に納まる形状の入れ子８６Ａを用意し、これを、３箇所の入れ子固定用の凹部８９に嵌めて、当該凹部８９を封鎖する。この状態で成形を行えば、連通口のない、すなわち各インク貯留室がが独立した多色用インクカートリッジのケースを得ることができる。
【００６５】
さらに、２色用インクカートリッジ２０Ｃのケースを成形する場合においては、入れ子８６、８６Ａを用いて、連通口の形成部分には入れ子８６を配置し、連通口が不要な部分には入れ子８６Ａを配置して成形を行えばよい。
【００６６】
このように、本例のインクカートリッジの製造方法では、入れ子を利用することにより、共通の成形金型８０を用いてインクカートリッジを製造できるので、その製造コストを低減できる。
【００６７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のインクジェットプリンタのインク供給システムにおいては、インクジェットヘッドを交換することなく、インクカートリッジ装着部に装着されるインクカートリッジを差し替えることにより、多色印字および単色印字の切り替えを行うようにし、インクカートリッジとして、インク貯留室を大気開放側から仕切っている可動部材をインク取り出し口からのインク吸引により移動可能とし、この可動部材をばね部材によって大気開放側に付勢してインク貯留室内を負圧状態に保持した構成のものを採用している。また、多色用インクカートリッジの内部に形成されている複数のインク貯留室を相互に連通させることにより単色用インクカートリッジ等を構成している。
【００６８】
本発明によれば、フォーム式やフェルト式のインクカートリッジを用いる場合に比べてインク取り出し効率を改善できるので、無駄になるインク残量を低減できる。特に、単色インクカートリッジなどを用いた単色印字の場合には、インクの無くなったインク貯留室に対して連通部分を通って他のインク貯留室からインクが流れ込むので、フォーム内にインク残留部分が独立分離した状態が形成されて大量のインクが残してインク取り出し効率が大幅に低減するといった弊害が発生しない。
【００６９】
また、本発明では、各色のインクを吐出するインクノズルを別個にキャッピング可能なノズルキャップを備えているので、インクカートリッジの交換時に、異なる色のインクが供給されることになるノズル（列）のみからインクを吸引して新しい色のインクと置換すればよい。よって、インクカートリッジの交換時に、全てのインクノズルから大量のインクを吸引してインクを新たなものに置換する必要がないので、インクの無駄を抑制できるという効果が得られる。
【００７０】
次に、本発明のインクカートリッジの製造方法によれば、多色用インクカートリッジおよび単色用インクカートリッジを共通の成形金型を用いて成形できるので、金型コストを大幅に低減できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用したインク供給システムを備えたインクジェットプリンタの例を示す概略構成図およびノズル面のノズル配列を示す説明図である。
【図２】図１の多色用インクカートリッジを示す側面図、底面図および断面図である。
【図３】図１の多色用インクカートリッジの主要部分を示す分解斜視図である。
【図４】図１の多色用インクカートリッジにおけるインク取出し孔の部分を拡大して示す部分拡大断面図である。
【図５】図１の多色用インクカートリッジ、単色用インクカートリッジおよび２色用インクカートリッジを示す概略構成図である。
【図６】図１の各インクカートリッジのケース本体の成形手順を示す説明図である。
【図７】従来のインク供給システムを示す構成図である。
【図８】従来のインク供給システムを示す構成図である。
【符号の説明】
１　　インクジェットプリンタ
４　　インクジェットヘッド
６　　駆動制御部
１０　インク供給システム
１１　インクカートリッジ装着部
１２ａ〜１２ｄ　インク供給針
１３ａ〜１３ｄ　インク取り出し口
１４ａ〜１４ｄ　インクノズル列
１５ａ〜１５ｄ　インク供給路
１６ａ〜１６ｄ　ノズルキャップ
１７　インクポンプ
１９Ａ　ＩＣメモリ
１９Ｂ　検出部
２０、２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃ　インクカートリッジ
２２　ケース本体
２２ｄ　大気開放孔
２３ａ〜２３ｄ　インクタンク部分
３７〜３９　仕切り壁部分
４３　可動部材
４４　コイルばね
４５、４５ａ〜４５ｄ　インク貯留室
４６　大気開放室
４７　隙間
７１〜７３　連通口
８０　成形金型
８６、８６Ａ　入れ子
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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