JP2002337361A - Ink container - Google Patents
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- JP2002337361A JP2002337361A JP2001151622A JP2001151622A JP2002337361A JP 2002337361 A JP2002337361 A JP 2002337361A JP 2001151622 A JP2001151622 A JP 2001151622A JP 2001151622 A JP2001151622 A JP 2001151622A JP 2002337361 A JP2002337361 A JP 2002337361A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、内部に貯溜された
インクをインクヘッドに供給するためのインクタンク及
びインクカートリッジ等のインク容器に関する。[0001] 1. Field of the Invention [0002] The present invention relates to an ink container such as an ink tank and an ink cartridge for supplying ink stored inside to an ink head.
【０００２】[0002]
【従来の技術】インクジェットヘッド等のインクヘッド
に供給され、印刷に用いられるインクを貯溜するための
インクタンクにおいては、インクの漏出を防止するため
に、通常、内部が大気圧より低い負圧に維持されてい
る。特開平７−１７４３号公報には、インク溜めとして
のインク袋にバネを内蔵し、このバネによりインク袋を
押し広げようとする力を常に発生させてインク袋内を負
圧に維持するインクカートリッジの発明が開示されてい
る。2. Description of the Related Art In an ink tank for storing ink used for printing which is supplied to an ink head such as an ink jet head, the inside of the tank is usually maintained at a negative pressure lower than the atmospheric pressure in order to prevent leakage of the ink. Has been maintained. Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-1743 discloses an ink cartridge which has a built-in spring in an ink bag serving as an ink reservoir, and the spring always generates a force for expanding the ink bag to maintain a negative pressure in the ink bag. Is disclosed.
【０００３】特開平７−２１８３２１号公報には、光透
過性材料によって形成されており、インクとの接触面が
検出光路に対して所定の角度を有する光学的インク検出
部を備えたインクタンクの発明が開示されている。この
発明は、光学的インク検出部がプリズムをなし、インク
が前記接触面と接しているときと接していないとき、す
なわちインクがインクタンク内にあるときとないときと
で、接触面における光の屈折率が変化することを利用し
たものである。この発明においては、光学的インク検出
部が可視光透過性材料からなる場合、可視光発光素子か
ら出射した光を目視することによりインク残量の検出を
行い、光学的インク検出部が赤外光透過性材料からなる
場合、赤外発光素子から出射した光を赤外受光素子によ
り受光して、電気的にインク残量の検出を行う。Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 7-218321 discloses an ink tank provided with an optical ink detecting portion which is formed of a light transmitting material and whose contact surface with ink has a predetermined angle with respect to a detection optical path. The invention has been disclosed. According to the present invention, the optical ink detection unit forms a prism, and when the ink is in contact with the contact surface and when the ink is not in contact with the contact surface, that is, when the ink is in the ink tank and when it is not, the light on the contact surface is This is based on the fact that the refractive index changes. In the present invention, when the optical ink detector is made of a visible light transmitting material, the amount of remaining ink is detected by visually observing the light emitted from the visible light emitting element, and the optical ink detector detects the infrared light. In the case of a transparent material, the light emitted from the infrared light emitting element is received by the infrared light receiving element, and the amount of remaining ink is electrically detected.
【０００４】[0004]
【発明が解決しようとする課題】特開平７−１７４３号
公報の発明においては、インク残量が少なくなるに従
い、バネの変形量が大きくなり、これにより発生する負
圧が大きくなる。従って、インク袋のインクノズル孔か
ら吐出されたインクの液面で形成される曲面、すなわち
メニスカスの平衡状態がインク残量により変化して、イ
ンクの吐出性が変化するという問題があった。そして、
インクが残存しているにも関わらず、大きすぎる負圧に
よりメニスカスが破壊されて、インク袋内に空気が入
り、インクを最後まで使い切ることができなくなるとい
う問題もあった。In the invention disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-1743, as the amount of remaining ink decreases, the amount of deformation of the spring increases, and the negative pressure generated thereby increases. Therefore, there is a problem that the curved surface formed by the liquid surface of the ink ejected from the ink nozzle holes of the ink bag, that is, the equilibrium state of the meniscus changes according to the remaining amount of ink, and the ink ejection property changes. And
In spite of the remaining ink, there is also a problem that the meniscus is destroyed by an excessively large negative pressure, air enters the ink bag, and the ink cannot be used up to the end.
【０００５】特開平７−２１８３２１号公報の発明にお
いては、インク液面が揺動している状態では、誤検知の
おそれがあるという問題があり、インクタンクにプリズ
ム部を備え、プリンタ装置側に受発光素子等の検出手段
を備える必要があり、多くの部材を要するという問題が
あった。In the invention disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-218321, there is a problem that erroneous detection may occur when the ink liquid level is oscillating. There is a problem that it is necessary to provide a detecting means such as a light receiving and emitting element, which requires many members.
【０００６】本発明は斯かる事情に鑑みてなされたもの
であり、インク袋内の圧力が必要以上に上昇するのを防
止し、負圧を略一定に保持してインクの吐出性を維持す
ることができるとともに、この負圧の保持に用いる部材
により、簡単な構成でインク残量を正確に検知すること
ができるインク容器を提供することを目的とする。The present invention has been made in view of the above circumstances, and prevents the pressure in an ink bag from unnecessarily increasing, and maintains the negative pressure at a substantially constant value to maintain the ink dischargeability. It is another object of the present invention to provide an ink container that can accurately detect the remaining amount of ink with a simple configuration by using a member used for holding the negative pressure.
【０００７】[0007]
【課題を解決するための手段】本発明のインク容器は、
内部に貯溜されたインクをインクヘッドに供給するため
のインク容器において、可撓性を有し、インクを収容す
るためのインク袋と、前記インク袋に内接させて設けら
れた２枚の板状部材と、超弾性を有する材料からなり、
前記板状部材間に、該板状部材を拡開する方向に付勢さ
せられた状態で介在する第１バネとを備えることを特徴
とする。According to the present invention, there is provided an ink container comprising:
An ink container for supplying ink stored inside to an ink head, which has flexibility, an ink bag for containing ink, and two plates provided in contact with the ink bag. Made of a material having super elasticity,
A first spring is interposed between the plate-like members while being urged in a direction to expand the plate-like member.
【０００８】超弾性とは、ある特定の温度で負荷（応
力）により変形しても、除荷すると原形に戻る現象をい
い、超弾性を有する金属を一般に形状記憶合金という。
形状記憶合金は、（１）高温相で記憶した形状が、低温
のマルテンサイト相で変形したとき、逆変態終了温度以
上に加熱することによって回復する、（２）逆変態終了
温度より少し高い温度に保持した場合、負荷による応力
を加えたときにマルテンサイトへの変態（応力誘起変
態）が起こり変形するが、負荷を除くと自動的に原形に
戻る、という性質を有する。超弾性を有する金属とは、
（２）の性質を有する金属であるが、（１）と（２）と
は相互作用がある性質であるので、超弾性を有する金属
といえば、形状記憶合金を指す。[0008] Superelasticity refers to a phenomenon in which, even when deformed by a load (stress) at a specific temperature, it returns to its original shape when unloaded, and a metal having superelasticity is generally called a shape memory alloy.
Shape memory alloys are: (1) when the shape memorized in the high-temperature phase is deformed in the low-temperature martensitic phase, it recovers by heating above the reverse transformation end temperature; (2) a temperature slightly higher than the reverse transformation end temperature When it is kept at a temperature of, a transformation to martensite (stress-induced transformation) occurs when a stress due to a load is applied, and the material is deformed, but has the property of automatically returning to its original shape when the load is removed. Superelastic metal is
Although it is a metal having the property (2), (1) and (2) have a property of interaction, so a metal having superelasticity refers to a shape memory alloy.
【０００９】この発明においては、第１バネが形状記憶
合金材料からなるので、インクの使用によりインク袋が
収縮し、第１バネの変形が大きくなった場合でも、応力
が急激に大きくならず、インク袋内の負圧が略一定に保
たれる。従って、インクの吐出先の液面形状が一定に保
たれ、インクの吐出性が変化しないので、インクを最後
まで使い切ることができる。In the present invention, since the first spring is made of a shape memory alloy material, even if the ink bag shrinks due to the use of ink and the deformation of the first spring increases, the stress does not increase sharply. The negative pressure in the ink bag is kept substantially constant. Therefore, the liquid surface shape of the ink discharge destination is kept constant, and the ink dischargeability does not change, so that the ink can be used up to the end.
【００１０】本発明のインク容器は、前記第１バネが、
該第１バネの歪みに対する応力が略一定となる範囲で変
形すべくなしてあることを特徴とする。この発明におい
ては、第１バネの応力が歪みに対して略一定であるの
で、インク容器内の負圧をより一定に保持することがで
き、インクの吐出先の液面形状をより一定に保持するこ
とができる。[0010] In the ink container according to the present invention, the first spring may include:
It is characterized in that the first spring is deformed within a range in which the stress against the distortion is substantially constant. In the present invention, since the stress of the first spring is substantially constant with respect to the strain, the negative pressure in the ink container can be kept more constant, and the liquid surface shape of the ink discharge destination can be kept more constant. can do.
【００１１】本発明のインク容器は、歪みによって電気
抵抗が変化する材料からなり、前記板状部材間に介在さ
せてある第２バネを備えることを特徴とする。この発明
においては、第２バネの変形により電気抵抗値が変化す
るので、これに基づき、容易にインク残量を算出するこ
とができる。そして、インク液面が揺動している場合に
おいても、インク残量を正確に検知することができる。[0011] The ink container of the present invention is characterized by comprising a second spring made of a material whose electric resistance changes due to strain, and interposed between the plate-like members. In the present invention, since the electric resistance value changes due to the deformation of the second spring, the remaining ink amount can be easily calculated based on this. Then, even when the ink liquid level is oscillating, the remaining ink amount can be accurately detected.
【００１２】本発明のインク容器は、前記第１バネが、
前記第２バネを兼ねることを特徴とする。この発明にお
いては、インク袋内の圧力が急激に上昇するのを防止
し、負圧を略一定に保持してインクの吐出性を維持する
とともに、インク残量の検出を行うことができ、インク
容器のコンパクト化を図ることができる。[0012] In the ink container according to the present invention, the first spring may include:
It is characterized in that it also serves as the second spring. According to the present invention, it is possible to prevent the pressure in the ink bag from rapidly increasing, maintain the negative pressure at a substantially constant value, maintain the ink ejection property, and detect the remaining ink amount. The container can be made compact.
【００１３】本発明のインク容器は、前記第１バネは、
弓形状の板バネであり、そり方向を逆にして２枚装着さ
れることを特徴とする。この発明においては、第１バネ
が板状になるまで、インク袋内のインクを有効に使い切
ることができる。[0013] In the ink container according to the present invention, the first spring includes:
It is a bow-shaped leaf spring, and is characterized in that two pieces are mounted with their warping directions reversed. In the present invention, the ink in the ink bag can be effectively used up until the first spring becomes plate-shaped.
【００１４】本発明のインク容器は、前記第２バネに電
流を間欠的に流すべくなしてあることを特徴とする。こ
の発明においては、電流による第２バネの発熱を抑制
し、発熱による第２バネの形状変化を防止することがで
きる。The ink container according to the present invention is characterized in that a current is intermittently supplied to the second spring. According to the present invention, the heat generation of the second spring due to the electric current can be suppressed, and the shape change of the second spring due to the heat generation can be prevented.
【００１５】本発明のインク容器は、前記第２バネに絶
縁被膜が形成してあることを特徴とする。この発明にお
いては、インクが水性である場合、電気分解等によって
生じた生成物が第２バネに析出するのを防止することが
できる。The ink container according to the present invention is characterized in that an insulating film is formed on the second spring. In the present invention, when the ink is aqueous, it is possible to prevent a product generated by electrolysis or the like from depositing on the second spring.
【００１６】本発明のインク容器は、前記第２バネが、
該第２バネの歪みに対する電気抵抗変化率が直線関係を
示す範囲で変形すべくなしてあることを特徴とする。通
常、歪みと電気抵抗変化率との関係は、山形のピークを
有した曲線状になるが、この発明においては、第２バネ
が歪みに対する電気抵抗変化率が直線関係を示す範囲で
用いられるので、使用途中でインク容器を取り外した場
合においても、正確にインク残量を検出することができ
る。In the ink container according to the present invention, the second spring may include:
It is characterized in that the second spring is deformed in a range in which the rate of change in electric resistance with respect to the strain shows a linear relationship. Normally, the relationship between the strain and the rate of change in electric resistance is a curve having a mountain-shaped peak. However, in the present invention, since the second spring is used in a range where the rate of change in electric resistance with respect to strain shows a linear relationship. Even when the ink container is removed during use, the remaining amount of ink can be accurately detected.
【００１７】[0017]
【発明の実施の形態】以下、本発明をその実施の形態を
示す図面に基づいて具体的に説明する。図１は、本発明
の実施の形態に係るインク容器としてのインクタンクを
示す分解斜視図であり、図中、５はインクタンク筐体で
ある。図２は、インク袋を示す断面図であり、図２
（ａ）はインク注入前の状態を示す断面図、図２（ｂ）
はインク注入後の状態を示す断面図である。矩形のイン
クタンク筐体５には、可撓性を有し、インクを収容する
ためのインク袋３が収納され、蓋１が被せられる。イン
ク袋３は、各平面に内接させて板状部材２，４が設けら
れており、板状部材２，４間には、板バネの第１バネ６
及び第２バネ８が、弓状に、そり方向を逆にして並列に
装着されている。インク袋３の側面にはインクノズル孔
７が設けられており、インクタンク筐体５にはこれと同
位置にインク吐出孔９が設けられている。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be specifically described below with reference to the drawings showing the embodiments. FIG. 1 is an exploded perspective view showing an ink tank as an ink container according to an embodiment of the present invention, in which 5 is an ink tank housing. FIG. 2 is a sectional view showing the ink bag, and FIG.
FIG. 2A is a cross-sectional view showing a state before ink injection, and FIG.
FIG. 4 is a sectional view showing a state after ink injection. A rectangular ink tank housing 5 houses a flexible ink bag 3 for storing ink and covers the lid 1. The ink bag 3 is provided with plate members 2 and 4 in contact with the respective planes, and a first spring 6 of a plate spring is provided between the plate members 2 and 4.
And the second spring 8 are mounted side by side in a bow shape with the warp direction reversed. An ink nozzle hole 7 is provided on a side surface of the ink bag 3, and an ink ejection hole 9 is provided in the ink tank housing 5 at the same position.
【００１８】第１バネ６及び第２バネ８は超弾性を有す
る同一の金属材料からなる。本発明においては、この金
属材料として、オーステナイト相からマルテンサイト相
への変態温度の制御が容易であるＴｉ−Ｎｉ系の形状記
憶合金を用いる。マルテンサイト変態温度は室温以上で
ある必要があるので、Ｔｉ−Ｎｉ合金のＮｉ含有量は５
１at％以下にするのが好ましい。このＴｉ−Ｎｉ合金に
は５００Ｋ以下の温度で時効処理を施す。さらなる強度
が必要である場合には、第３元素、例えばバナジウムを
１at％以下の含有量でＮｉと置換する。Ｔｉ−Ｎｉ系以
外の合金でも相変態温度が適温であり、脆性の著しいも
のでなければ、第１バネ６及び第２バネ８として用いる
ことができる。The first spring 6 and the second spring 8 are made of the same metal material having super elasticity. In the present invention, a Ti-Ni-based shape memory alloy that can easily control the transformation temperature from the austenite phase to the martensite phase is used as the metal material. Since the martensitic transformation temperature needs to be higher than room temperature, the Ni content of the Ti—Ni alloy is 5
It is preferable that the content be 1 at% or less. This Ti—Ni alloy is subjected to aging treatment at a temperature of 500 K or less. If further strength is required, a third element, for example vanadium, is replaced by Ni with a content of 1 at% or less. The first spring 6 and the second spring 8 can be used for alloys other than Ti-Ni alloys unless the phase transformation temperature is appropriate and the brittleness is not remarkable.
【００１９】図３は、第１バネ６の応力と歪みとの関係
を示すグラフである。通常の金属では、歪みが増加する
に従って応力も増加し、直線ａ−ｆに示されるように右
上がりの直線関係を示す。従来は、インク袋３内を負圧
にするための第１バネ６として通常の金属が使用されて
いたので、インク袋３内のインクを使用するに従い、第
１バネ６の応力はａ点からｆ点へ移行し、増加し続け
る。この第１バネ６の応力増加によって、応力と、メニ
スカス形成に関与する大気圧とのバランスが崩れ、メニ
スカスの形状が変化してインクの吐出性が変化し、イン
ク袋３内に空気が吸い込まれて、インク袋３内のインク
を最後まで使い切ることができなくなるという問題が生
じていた。FIG. 3 is a graph showing the relationship between the stress and strain of the first spring 6. In a normal metal, the stress increases as the strain increases, and shows a linear relationship that rises to the right as shown by the straight line a-f. Conventionally, a normal metal has been used as the first spring 6 for making the inside of the ink bag 3 a negative pressure. Therefore, as the ink in the ink bag 3 is used, the stress of the first spring 6 increases from the point a. It moves to the point f and keeps increasing. Due to the increase in the stress of the first spring 6, the balance between the stress and the atmospheric pressure involved in the formation of the meniscus is broken, the shape of the meniscus changes, and the ink ejection property changes, and air is sucked into the ink bag 3. Therefore, there has been a problem that the ink in the ink bag 3 cannot be completely used up.
【００２０】本発明の第１バネ６に用いられる形状記憶
合金の応力は、曲線ａ−ｂ−ｃのように変化し、歪みが
増加しても応力はほとんど変化しない直線ｂ−ｃのよう
な状態が見られる。これが形状記憶合金の特性であり、
本発明はこの特性を利用したものである。The stress of the shape memory alloy used for the first spring 6 of the present invention changes as shown by a curve abc, and the stress changes almost like a straight line bc where the stress hardly changes even if the strain increases. The state can be seen. This is the characteristic of shape memory alloy,
The present invention utilizes this characteristic.
【００２１】まず、負荷がない状態では弓形状をなす第
１バネ６が平らな板状になるまで負荷をかけ、図２
（ａ）に示したようにインク袋３内にセットする。次
に、インク袋３内の第１バネ６に全く負荷がかからない
状態になるまで、インク袋３にインクを注入する。この
とき、第１バネ６の歪みに対する応力は、図３のｃ点か
らｄ点へ、さらにｄ点からａ点に変化する。First, when there is no load, a load is applied until the first spring 6 having a bow shape becomes a flat plate shape.
It is set in the ink bag 3 as shown in FIG. Next, the ink is injected into the ink bag 3 until no load is applied to the first spring 6 in the ink bag 3 at all. At this time, the stress with respect to the strain of the first spring 6 changes from the point c to the point d in FIG. 3 and further from the point d to the point a.
【００２２】その後、インク袋３の中のインクを所定
量、強制的に吐出させる。これは、第１バネ６の歪みを
増加させることにより、第１バネ６の応力を増加させ、
この応力によってインク袋３内に負圧を発生させるため
であり、さらに、図３のａ点からｂ点の状態へ移行させ
ることによって、歪みが増加しても応力はほとんど変化
しない直線ｂ−ｃ間でインクタンクを使用するためであ
る。Thereafter, a predetermined amount of ink in the ink bag 3 is forcibly ejected. This increases the stress of the first spring 6 by increasing the strain of the first spring 6,
This is to generate a negative pressure in the ink bag 3 by this stress. Further, by shifting the state from the point a to the point b in FIG. 3, a straight line bc where the stress hardly changes even if the strain increases. This is because the ink tank is used between them.
【００２３】応力と歪みとの関係が直線ｂ−ｃで示され
る第１バネ６を備えたインク袋３を図１に示したよう
に、インクタンク筐体５へセットする。インクタンク筐
体５の中底から蓋１の裏面までの高さは、応力と歪みと
の関係が直線ｂ−ｃで示される第１バネ６を備えたイン
ク袋３の厚みと略同じにする。これは、インク袋３内の
負圧を維持するためであり、第１バネ６の応力が図３の
ａ点に戻りインクが漏出するのを防止するためである。The ink bag 3 provided with the first spring 6 whose relationship between stress and distortion is indicated by a straight line bc is set in the ink tank housing 5 as shown in FIG. The height from the middle bottom of the ink tank housing 5 to the back surface of the lid 1 is made substantially the same as the thickness of the ink bag 3 provided with the first spring 6 whose relationship between stress and strain is indicated by a straight line bc. . This is for maintaining the negative pressure in the ink bag 3 and for preventing the stress of the first spring 6 from returning to the point a in FIG. 3 to leak the ink.
【００２４】インクを使用するに従い、弓形状の第１バ
ネ６は直線の板状に歪み、歪みは、図３のｂ点からｃ点
へ増加するが、第１バネ６に係る応力は急激に大きくな
ることはなく、略一定に保持される。従って、メニスカ
スも一定の形状に保持され、インクの吐出性に影響を与
えることなく、インクを最後まで使い切ることが可能に
なる。As the ink is used, the bow-shaped first spring 6 is distorted into a linear plate shape, and the distortion increases from point b to point c in FIG. 3, but the stress on the first spring 6 sharply increases. It does not become large and is kept substantially constant. Therefore, the meniscus is also maintained in a fixed shape, and the ink can be used up to the end without affecting the ink ejection property.
【００２５】そして、図２（ａ）に示したように、一対
の板状部材２及び４同士が最も密着したときの間隔が、
第１バネ６の板厚と一致するようにインク袋３が構成さ
れているので、インク袋３内のインクはインク袋３が最
も密着するまで有効に使い切ることができる。Then, as shown in FIG. 2A, the distance between the pair of plate-like members 2 and 4 when they are most closely contacted is
Since the ink bag 3 is configured to match the plate thickness of the first spring 6, the ink in the ink bag 3 can be effectively used up until the ink bag 3 comes into close contact with the ink bag 3.
【００２６】また、形状記憶合金の歪みと応力との関係
は、図３に示したようにヒステリシス特性を有してお
り、インクを使い切った後に再度インクを注入した場
合、第１バネ６においては除荷の方向（図３のｃ点から
ｄ点の方向）に移行するが、ａ点に戻ることはない。こ
れは、インクタンク筐体５の中底から蓋１の裏面までの
高さを、応力と歪みとの関係が直線ｂ−ｃで示される第
１バネ６を備えたインク袋３の厚みと略同じにしたため
である。The relationship between the distortion and the stress of the shape memory alloy has a hysteresis characteristic as shown in FIG. 3, and when the ink is used up and the ink is injected again, the first spring 6 It moves in the direction of unloading (the direction from point c to point d in FIG. 3), but does not return to point a. This means that the height from the middle bottom of the ink tank housing 5 to the back surface of the lid 1 is substantially equal to the thickness of the ink bag 3 provided with the first spring 6 in which the relationship between stress and strain is indicated by a straight line bc. Because we made them the same.
【００２７】従って、インクを最初に詰めたときの直線
ｂ−ｃの状態とは異なり、曲線ｄ−ｅの状態で平衡とな
ることから、インク袋３を負圧にするための応力とイン
ク吐出孔９の先に働く大気圧との平衡は初期とは異な
り、メニスカスの形状が変化するので、インクの吐出を
正常に行うことができなくなる。これは、インクの再注
入を防止する効果として有効である。すなわち、インク
タンクをそのまま利用して、メーカー指定の規格でない
インクを再注入するのを防止することができる。Therefore, unlike the state of the straight line bc when the ink is first packed, the state is equilibrated in the state of the curve de, so that the stress for making the ink bag 3 negative pressure and the ink discharge The equilibrium with the atmospheric pressure acting ahead of the hole 9 differs from the initial state, and the shape of the meniscus changes, so that the ink cannot be normally discharged. This is effective as an effect of preventing re-injection of ink. That is, it is possible to prevent re-injection of non-standard ink specified by the manufacturer by using the ink tank as it is.
【００２８】第２バネ８は、歪みによって抵抗率が変化
するという特性を有した金属材料を用いることにより、
抵抗率の変化を捉えてインクの使用状況を把握するもの
である。特開平８−１５２０８号公報に、形状記憶合金
は、歪みによって抵抗率が変化するという特性を有した
金属であることが開示されている。図４は、第２バネ８
における電気抵抗変化率と歪みとの関係を図３に照らし
て示したグラフである。図４より形状記憶合金は歪みが
増加すると電気抵抗変化率が減少するという特性を有し
た金属であることが判る。本発明においては、歪みと電
気抵抗変化率との関係が１対１となる図４の直線ｂ−ｃ
間で第２バネ８が変形すべくなしてある。歪みと電気抵
抗変化率との関係を示すグラフには、曲線ａ−ｂのよう
に山形のピークを有した範囲が存在するが、本発明にお
いては、後述するようにこの範囲を外しているので、使
用途中でインクタンクを取り外した場合においても、イ
ンク残量の検出を正確に行うことができる。The second spring 8 is made of a metal material having a characteristic that the resistivity changes due to strain,
This is to grasp the use condition of the ink by catching the change in the resistivity. Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-15208 discloses that a shape memory alloy is a metal having a property that the resistivity changes due to strain. FIG. 4 shows the second spring 8.
5 is a graph showing the relationship between the rate of change in electrical resistance and strain in FIG. From FIG. 4, it can be seen that the shape memory alloy is a metal having the characteristic that the rate of change in electrical resistance decreases as strain increases. In the present invention, the relationship between the strain and the rate of change in electrical resistance is one-to-one, and the straight line bc in FIG.
The second spring 8 is designed to be deformed between them. In the graph showing the relationship between the strain and the rate of change in electric resistance, there is a range having a mountain-shaped peak as shown by a curve ab, but in the present invention, this range is excluded as described later. Even when the ink tank is removed during use, the remaining amount of ink can be accurately detected.
【００２９】インク残量の検出方法は、第２バネ８に電
流を流し、その電流値の変化によってインク残量を捉え
るものであるが、第２バネ８には間欠的に微弱電流を流
すのが好ましい。これは、電流による第２バネ８の発熱
を抑え、発熱による第２バネ８の形状変化が生じるのを
防止するためである。また、注入するインクが水性であ
る場合は、電気分解等によって生成物等が第２バネ８に
析出するのを防止するために、第２バネ８に絶縁被膜を
施すのが好ましい。The method of detecting the remaining amount of ink is to apply a current to the second spring 8 and to detect the remaining amount of ink by a change in the current value. Is preferred. This is for suppressing the heat generation of the second spring 8 due to the electric current and preventing the shape change of the second spring 8 due to the heat generation. When the ink to be injected is water-based, it is preferable to apply an insulating coating to the second spring 8 in order to prevent a product or the like from depositing on the second spring 8 by electrolysis or the like.
【００３０】図５は、インク残量検出の構成を示すブロ
ック図である。このブロック図において、ブリッジ回路
１１の抵抗Ｒ４は第２バネ８の抵抗を表す。第２バネ８
の電気抵抗変化に基づく電位差は増幅回路１２により１
００００倍に増幅され、増幅された信号は、ＡＤ変換器
１３を経て演算処理装置１４へ出力され、演算処理装置
１４において、インクの残量が算出される。第２バネ８
を図４に示したように、電気抵抗変化率が０．１である
範囲で用いた場合、ブリッジ回路１１に５Ｖ印加したと
きの出力電圧はおよそ０〜５Ｖになる。第２バネ８は、
インク袋３内で第１バネ６とそり方向を逆にして並列に
配置してあり、インクをインク袋３に注入して使用する
までの過程は、第１バネ６の場合と同様である。FIG. 5 is a block diagram showing a configuration for detecting the remaining amount of ink. In this block diagram, the resistance R4 of the bridge circuit 11 represents the resistance of the second spring 8. Second spring 8
The potential difference based on the electrical resistance change of the
The 0000-fold amplified signal is output to the arithmetic processing device 14 via the AD converter 13, and the arithmetic processing device 14 calculates the remaining amount of ink. Second spring 8
As shown in FIG. 4, when the electric resistance change rate is used in a range of 0.1, the output voltage when 5 V is applied to the bridge circuit 11 is about 0 to 5 V. The second spring 8
The first spring 6 is arranged in parallel with the first spring 6 in the ink bag 3 with its warping direction reversed. The process from injecting the ink into the ink bag 3 until use is the same as that of the first spring 6.
【００３１】まず、負荷がない状態では弓形状をなす第
２バネ８に平らな板状になるまで負荷をかけて、第１バ
ネ６と並列にインク袋３内にセットする。次に、第１バ
ネ６及び第２バネ８に全く負荷がかからない状態になる
まで、インク袋３にインクを注入する。このとき、第２
バネ８の歪みに対する電気抵抗変化率は、図４のｄ点か
らｅ点を経由してａ点へ移行する。First, when there is no load, a load is applied to the bow-shaped second spring 8 until it becomes a flat plate shape, and the second spring 8 is set in the ink bag 3 in parallel with the first spring 6. Next, ink is injected into the ink bag 3 until no load is applied to the first spring 6 and the second spring 8 at all. At this time, the second
The rate of change in electric resistance with respect to the strain of the spring 8 shifts from point d in FIG. 4 to point a via point e.
【００３２】その後、インク袋３の中のインクを所定
量、強制的に吐出させる。これは、図４のａ点からｂ点
へ移行させることによって、歪みと電気抵抗変化率とが
１対１となる直線ｂ−ｃ間で第２バネ８が変形するよう
にするためであり、これにより使用途中でインクタンク
を取り外した場合においても、インク残量の検出を正確
に行うことができる。また、インクの液面が揺動してい
る場合においても、正確にインク残量の検出を行うこと
ができる。Thereafter, a predetermined amount of ink in the ink bag 3 is forcibly ejected. This is because the transition from the point a to the point b in FIG. 4 causes the second spring 8 to be deformed between the straight lines bc where the strain and the electric resistance change ratio are one-to-one. Thus, even when the ink tank is removed during use, the remaining ink amount can be accurately detected. Further, even when the ink level is oscillating, the remaining amount of ink can be accurately detected.
【００３３】以上のように、本発明においては、第１バ
ネ６及び第２バネ８を備えることにより、簡単な構成
で、インク袋３内の負圧を一定に保持してメニスカスの
形状を一定に保持し、インクの吐出性を維持するととも
に、インク残量の検出を行うことができる。As described above, according to the present invention, by providing the first spring 6 and the second spring 8, the negative pressure in the ink bag 3 is kept constant and the shape of the meniscus is kept constant with a simple structure. To maintain the ink dischargeability and detect the remaining amount of ink.
【００３４】なお、前記実施の形態においては、本発明
をインク容器としてのインクタンクに適用した場合につ
き説明しているが、これに限定されるものではなく、イ
ンクカートリッジ等の他のインク容器に適用することが
可能である。In the above embodiment, the case where the present invention is applied to an ink tank as an ink container has been described. However, the present invention is not limited to this, and is applicable to other ink containers such as an ink cartridge. It is possible to apply.
【００３５】[0035]
【発明の効果】以上、詳述したように、本発明において
は、第１バネが形状記憶合金材料からなるので、インク
の使用によりインク袋が収縮し、第１バネの変形が大き
くなった場合でも、応力が急激に大きくならず、インク
袋内の負圧が略一定に保たれる。従って、インクの吐出
先の液面形状が一定に保持され、インクの吐出性が変化
しないので、インクを最後まで使い切ることができる。As described in detail above, in the present invention, since the first spring is made of a shape memory alloy material, when the ink bag shrinks due to the use of ink, the deformation of the first spring increases. However, the stress does not increase rapidly, and the negative pressure in the ink bag is kept substantially constant. Therefore, the liquid surface shape of the ink discharge destination is kept constant, and the ink dischargeability does not change, so that the ink can be used up to the end.
【００３６】また、本発明においては、第１バネが、そ
の歪みに対する応力が略一定となる範囲で変形するよう
に構成することにより、インク容器内の負圧をより一定
に保持することができ、インクの吐出先の液面形状をよ
り一定に保持することが可能になる。In the present invention, the first spring is configured to be deformed within a range in which the stress against the distortion is substantially constant, so that the negative pressure in the ink container can be kept more constant. In addition, it is possible to keep the liquid surface shape of the ink discharge destination more constant.
【００３７】そして、本発明においては、歪みによって
電気抵抗が変化する第２バネを備えることにより、その
電気抵抗値の変化に基づき、容易にインク残量を算出す
ることが可能になる。そして、インク液面が揺動してい
る場合においても、インク残量を正確に検知することが
できる。また、本発明においては、第１バネが第２バネ
を兼ねることにより、インク袋内の圧力が急激に上昇す
るのを防止し、負圧を略一定に保持してインクの吐出性
を維持するとともに、インク残量の検出を行うことがで
き、インク容器のコンパクト化を図ることができる。さ
らに、本発明においては、第１バネが弓形状の板バネで
あり、そり方向を逆にして２枚装着することにより、第
１バネが板状になるまで、インク袋内のインクを有効に
使い切ることが可能になる。In the present invention, by providing the second spring whose electric resistance changes due to the strain, it is possible to easily calculate the remaining ink amount based on the change in the electric resistance. Then, even when the ink liquid level is oscillating, the remaining ink amount can be accurately detected. Further, in the present invention, since the first spring also serves as the second spring, the pressure in the ink bag is prevented from sharply increasing, and the negative pressure is maintained substantially constant to maintain the ink ejection property. At the same time, the remaining amount of ink can be detected, and the ink container can be made compact. Further, in the present invention, the first spring is a bow-shaped leaf spring, and by mounting two sheets with their warping directions reversed, the ink in the ink bag can be effectively used until the first spring becomes plate-shaped. It becomes possible to use up.
【００３８】そして、本発明においては、第２バネに電
流を間欠的に流すように構成することにより、電流によ
る第２バネの発熱を抑制し、発熱による形状変化を防止
することが可能になる。また、本発明においては、第２
バネに絶縁被膜を形成することにより、インクが水性で
ある場合に電気分解等によって生じた生成物が第２バネ
に析出するのを防止することができる。さらに、本発明
においては、第２バネが、その歪みに対する電気抵抗変
化率が直線関係を示す範囲で変形するように構成するこ
とにより、使用途中でインク容器を取り外した場合にお
いても、正確にインク残量を検出することができる。In the present invention, by forming the current to flow intermittently through the second spring, the heat generated by the second spring due to the current can be suppressed, and the shape change due to the heat can be prevented. . In the present invention, the second
By forming the insulating coating on the spring, it is possible to prevent a product generated by electrolysis or the like from being deposited on the second spring when the ink is aqueous. Further, in the present invention, by configuring the second spring to be deformed within a range in which the rate of change in electric resistance with respect to the strain shows a linear relationship, even when the ink container is removed during use, the ink can be accurately removed. The remaining amount can be detected.
【図１】本発明の実施の形態に係るインクタンクを示す
分解斜視図である。FIG. 1 is an exploded perspective view showing an ink tank according to an embodiment of the present invention.
【図２】本発明の実施の形態に係るインク袋を示す断面
図であり、（ａ）はインク注入前の状態を示す断面図、
（ｂ）はインク注入後の状態を示す断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view showing an ink bag according to the embodiment of the present invention, in which (a) is a cross-sectional view showing a state before ink injection;
(B) is a sectional view showing a state after ink injection.
【図３】第１バネの応力と歪みとの関係を示すグラフで
ある。FIG. 3 is a graph showing a relationship between stress and strain of a first spring.
【図４】第２バネの電気抵抗変化率と歪みとの関係を示
すグラフである。FIG. 4 is a graph showing a relationship between a rate of change in electric resistance of a second spring and strain.
【図５】インク残量検出の構成を示すブロック図であ
る。FIG. 5 is a block diagram illustrating a configuration for detecting the remaining amount of ink.
１ 蓋 ２ 板状部材 ３ インク袋 ４ 板状部材 ５ インクタンク筐体 ６ 第１バネ ７ インクノズル孔 ８ 第２バネ １１ ブリッジ回路 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Lid 2 Plate-shaped member 3 Ink bag 4 Plate-shaped member 5 Ink tank housing 6 1st spring 7 Ink nozzle hole 8 2nd spring 11 Bridge circuit
Claims (8)
に供給するためのインク容器において、 可撓性を有し、インクを収容するためのインク袋と、 前記インク袋に内接させて設けられた２枚の板状部材
と、 超弾性を有する材料からなり、前記板状部材間に、該板
状部材を拡開する方向に付勢された状態で介在する第１
バネとを備えることを特徴とするインク容器。1. An ink container for supplying ink stored inside to an ink head, comprising: a flexible ink bag for containing ink; and an ink bag provided in contact with the ink bag. And two plate-shaped members, and a first member interposed between the plate-shaped members while being urged in a direction to expand the plate-shaped members.
An ink container comprising a spring.
する応力が略一定となる範囲で変形すべくなしてある請
求項１記載のインク容器。2. The ink container according to claim 1, wherein said first spring is deformed within a range in which a stress against distortion of said first spring is substantially constant.
らなり、前記板状部材間に介在させてある第２バネを備
える請求項１又は２記載のインク容器。3. The ink container according to claim 1, further comprising a second spring made of a material whose electric resistance changes due to strain, and interposed between said plate members.
請求項３記載のインク容器。4. The ink container according to claim 3, wherein said first spring also serves as said second spring.
り、そり方向を逆にして２枚装着される請求項１乃至４
のいずれかに記載のインク容器。5. The first spring is a bow-shaped leaf spring, and two of the first springs are mounted with their warp directions reversed.
The ink container according to any one of the above.
なしてある請求項３乃至５のいずれかに記載のインク容
器。6. The ink container according to claim 3, wherein an electric current is intermittently supplied to the second spring.
請求項３乃至６のいずれかに記載のインク容器。7. The ink container according to claim 3, wherein an insulating coating is formed on the second spring.
する電気抵抗変化率が直線関係を示す範囲で変形すべく
なしてある請求項３乃至７のいずれかに記載のインク容
器。8. The ink container according to claim 3, wherein the second spring is deformed within a range in which the rate of change in electric resistance with respect to the strain of the second spring shows a linear relationship.
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Cited By (4)
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|---|---|---|---|---|
| JP2007320260A (en) * | 2006-06-02 | 2007-12-13 | Fujifilm Corp | Liquid storage unit and image forming apparatus |
| JP2013159084A (en) * | 2012-02-08 | 2013-08-19 | Brother Industries Ltd | Ink cartridge and precipitation prevention method for aqueous ink for ink jet recording in ink cartridge |
| GB2527750A (en) * | 2014-06-24 | 2016-01-06 | Carol Smith | Support structures |
| JP2018531812A (en) * | 2015-12-11 | 2018-11-01 | ヒューレット−パッカード デベロップメント カンパニー エル．ピー．Ｈｅｗｌｅｔｔ‐Ｐａｃｋａｒｄ Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ Ｃｏｍｐａｎｙ， Ｌ．Ｐ． | Foldable container and sensor |
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| US10471725B2 (en) | 2015-12-11 | 2019-11-12 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Collapsible container and sensor |
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