JP2003326731A - インクタンクおよびインクジェットプリンタ - Google Patents

インクタンクおよびインクジェットプリンタ

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JP2003326731A JP2002139840A JP2002139840A JP2003326731A JP 2003326731 A JP2003326731 A JP 2003326731A JP 2002139840 A JP2002139840 A JP 2002139840A JP 2002139840 A JP2002139840 A JP 2002139840A JP 2003326731 A JP2003326731 A JP 2003326731A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 インクが無くなったことを正確に検出可能な
被検出部を備えたフォーム式のインクタンクを提案する
こと。 【解決手段】 フォーム式のインクタンク1の主インク
室5とインク取出し部7の間には副インク室20が形成
され、副インク室20は仕切り部材30によって気泡溜
め部分21とインク貯留部分22に仕切られている。主
インク室5から気泡溜め部分21に進入した空気により
形成される気泡は、仕切り部材表面の気泡捕捉用凹凸面
303によって捕捉され、気泡は気泡溜め部分21に溜
まって相互に結びついて大きくなり空気層が形成され、
インク液面と分離する。インク貯留部分22に背面が露
出しているプリズム反射面52a、52bに気泡が付着
し、あるいはその近傍に気泡が浮遊することがないの
で、インク液面の低下に伴って当該反射面の反射状態が
変化し、確実にインクエンドが検出される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、インクを吸収保持
したフォームを備えたインクタンクおよび当該インクイ
タンクをインク供給源とするインクジェットプリンタに
関し、特に、インクが無くなった状態(インクエンド)
を精度良く、しかも確実に検出可能な検出機構を備えた
インクタンクおよびインクジェットプリンタに関するも
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タンク
としてはフォーム式のインクタンクが知られている。フ
ォーム式のインクタンクは、インクを吸収保持したフォ
ームが収納されているフォーム収納部と、このフォーム
収納部に連通したインク取出し孔と、フォーム収納部を
大気開放している大気連通口とを有している。インク取
出し孔から、インクジェットヘッドの吐出圧力によって
インクを吸引すると、吸引したインク量に対応する空気
が大気連通口からフォーム収納部に流入するようになっ
ている。
【0003】フォーム式のインクタンクの場合における
インクの有無の検出は、インクジェットヘッドから吐出
されるインクドット数や、インクジェットヘッドからイ
ンクを吸引するインクポンプのインク吸引量等に基づ
き、使用されたインク量をカウントし、このカウント結
果に基づき行っている。
【0004】なお、一般に、インクタンク内のインクが
殆ど無くなった状態を「リアルエンド」と呼び、インク
タンク内のインクの残量が一定量よりも少なくなった状
態を「ニアエンド」と呼んでいるが、本明細書で用いる
「インクエンド」とは、特に断りのない限り両者を含む
ものである。
【0005】しかしながら、インク使用量等をカウント
してインクエンドを検出するインクエンド検出方法は次
のような問題点がある。インクジェットヘッドのインク
吐出量、およびインクポンプによるインク吸引量にはば
らつきがあるので、これらに基づきカウントされたイン
ク使用量は、実際のインク使用量に比べて大きくばらつ
く。このために、インクエンドを確定するためには大き
なマージンを設ける必要がある。この結果、インクエン
ドが検出された時点において、多量のインクが残ってい
る場合があり、インクが無駄になることが多い。
【0006】そこで、プリズム反射面の背面をインク界
面としておき、インクが無くなるとプリズム反射面が本
来の反射面に戻るという光学特性を利用した光学式の検
出システムを用いて、インクエンドを直接的に検出する
ことが考えられる。プリズム反射面を利用した検出シス
テムは、例えば特開平10−323993号公報、米国
特許第5,616,929号公報に開示されている。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、フォー
ム式のインクタンクの場合には、インクがフォームに吸
収保持されているので、上記公報に開示されている検出
システムをそのまま適用することが不可能である。そこ
で、主インク室(フォームが収納されているフォーム収
納部)とインク取出し孔との間にインクを貯留可能な小
容積の副インク室を形成し、ここにプリズム反射面を配
置し、主インク室のインクがある程度消費された状態で
副インク室に空気が進入するように圧力制御された構成
を採用することが考えられる。
【0008】このようにすれば、主インク室内のインク
の残りが少なくなると、インク取出し孔からインクが供
給される毎に、主インク室から副インク室に気泡が進入
するようになる。主インク室内のインクが無くなると、
インクタンクのインク残量は実質的に副インク室に溜ま
っているインク量のみになる。この副インク室のインク
残量が少なくなると、インク界面となっているプリズム
反射面の背面がインク液面から露出し、当該反射面の反
射状態が変化する。すなわち、背面がインクで覆われて
いる状態では反射面として機能しなかった反射面が、イ
ンク液面の低下と共に徐々に反射機能を取り戻す。従っ
て、当該反射面の反射光量に基づきインク残量が所定量
以下になった状態を検出できる。よって、副インク室の
容積を充分に小さくしておけば、インク残量が実質的に
無くなった時点でインクエンドを検出できる。
【0009】しかしながら、副インク室内に進入した空
気は副インク室内に気泡を生成する。気泡がプリズム反
射面の背面に付着し、あるいはその近傍に浮遊した状態
が形成されると、インク液面がプリズム反射面より低下
しても、気泡間に保持されているインクによってプリズ
ム反射面が覆われた状態が保持される。この結果、当該
プリズム反射面の反射状態はインク液面が低下しても変
化しない。よって、インクエンドを検出できないという
不具合が発生する惧れがある。
【0010】本発明の課題は、副インク室内の気泡に起
因して反射面の反射状態がインク液面が低下しても変化
しないという弊害を解消可能なインクタンクを提案する
ことにある。
【0011】また、本発明の課題は、かかるインクタン
クの反射面の反射状態を検出することにより精度良く、
且つ確実にインクエンドを検出可能なインクジェットプ
リンタ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、本発明のインクタンクは、インクが吸収保持され
たフォームと、このフォームが収納されている大気開放
された主インク室と、インク取出し孔と、前記主インク
室および前記インク取出し孔の間に形成されており、前
記インク取出し孔に作用するインク吸引力によって、前
記主インク室の側からインクおよび気泡を導入可能な副
インク室と、前記主インク室から前記副インク室に進入
した空気量に基づきインクが無くなったか否かを光学的
に検出可能な被検出部とを有し、前記被検出部は、背面
がインク界面となっている反射面を備え、前記副インク
室は、当該副インク室内を、前記主インク室の側の気泡
溜め部分と、前記インク取出し孔の側のインク貯留部分
とに仕切っている仕切り板と、前記気泡溜めから前記イ
ンク貯留部分にインクを導入するために前記仕切り板に
形成したインク導入孔を備えており、前記仕切り板の前
記気泡溜め部分に面している表面は、前記気泡溜め部分
で発生した気泡を捕捉するための凹凸面となっているこ
とを特徴としている。
【0013】本発明では、主インク室とインク取出し孔
の間に副インク室が形成され、主インク室内のインクの
残りが少なくなると、インク取出し孔からインクが供給
される毎に、主インク室から副インク室に気泡が進入す
るようになる。主インク室内のインクが無くなると、イ
ンクタンクのインク残量は実質的に副インク室に溜まっ
ているインク量のみになる。この副インク室のインク残
量が少なくなると、インク界面となっている反射面の背
面がインク液面から露出し、当該反射面の反射状態が変
化する。すなわち、背面がインクで覆われている状態で
は反射面として機能しなかった反射面が、インク液面の
低下と共に徐々に反射機能を取り戻す。従って、当該反
射面の反射光量に基づきインク残量が所定量以下になっ
た状態を検出できる。よって、副インク室の容積を充分
に小さくしておけば、インク残量が実質的に無くなった
時点でインクエンドを検出できる。
【0014】また、副インク室の内部は、仕切り板によ
って主インク室側に気泡溜め部分が形成され、主インク
室から気泡溜め部分に流れ込んだインクは仕切り板のイ
ンク導入孔を通ってインク貯留部分に導入される。主イ
ンク室内のインクが無くなると、大気に連通している主
インク室からは空気が副インク室の気泡溜め部分に進入
してここに気泡を形成するので、当該気泡溜め部分に徐
々に溜まっていき、当該気泡溜め部分に気泡が満たされ
た状態になる。気泡が増加するに連れて、副インク室内
のインク残量も徐々に減っていくので、そのインク液面
も気泡溜め部分内の高さ位置から徐々に低下していく。
【0015】気泡溜め部分に気泡が満たされて、インク
液面が副インク室内の高さ位置まで低下した後は、空気
が主インク室の側から進入すると、気泡溜め部分の内部
は気泡で満たされているので、新たな気泡を生成するた
めのインクが存在しない。この結果、空気の進入に伴っ
て、気泡溜め部分の内部を満たして気泡が潰れて徐々に
大きな気泡となり、当該気泡溜め部分内の気泡が徐々に
消えて空気のみの層が気泡溜め部分の上端側から徐々に
形成されていく。
【0016】すなわち、仕切り板によって気泡溜め部分
はインク貯留部分から分離されており、インク導入孔の
みを介して連通している。よって、仕切り板により、気
泡の形成に必要なインクがインク貯留部分から気泡溜め
部分に供給されることを阻止できる。このように、仕切
り板はインク液面と気泡を分離するための分離手段とし
て機能し、インク液面が低下すると、容易に、気泡溜め
内の気泡とインク液面とが分離する。
【0017】このようにして、気泡形成用のインクがイ
ンク貯留部分の側から供給されなくなるので、気泡溜め
部分に溜まっている気泡は、インク液面の低下に伴って
当該気泡溜め内において徐々に消滅し、その上端部分に
空気のみの層が形成され始める。この空気のみの層は、
副インク室内のインク液面の低下、すなわち、主インク
室からの空気の進入に伴って徐々にインク貯留部分の側
に向けて広がっていく。この結果、気泡溜め部分内の気
泡が消滅して空気と置き換わるので、この後は、気泡が
形成されない状態で、インク貯留部分内のインク液面が
低下していく。
【0018】従って、インクエンド検出用の反射面の近
傍に浮遊している気泡間に保持されているインクによっ
て当該反射面が覆われてしまい、インク液面が当該反射
面よりも低下したにも拘わらず、反射面が反射面として
機能せずに、インクエンド検出ができないという弊害を
回避できる。
【0019】これに加えて、本発明では、仕切り板の表
面には気泡捕捉用の凹凸面が形成されている。主インク
室から気泡溜め部分に進入した空気により形成された気
泡は、当該気泡溜め部分内をインクと共にインク導入孔
の側に流れようとする。しかし、気泡は、仕切り板の表
面に形成されている凹凸面の凹部に捕捉されて、その移
動が阻止される。気泡が移動しない状態で更に気泡が形
成されると、発生した気泡が凹部に捕捉されて静止して
いる気泡と結びつき、一回り大きな気泡を形成する。
【0020】本発明では、仕切り板の表面に形成した気
泡捕捉用の凹凸面によって、発生した気泡の移動が阻止
され、気泡の結びつきが促進される。この結果、副イン
ク室の気泡溜め部分における空気層の形成が促進される
ので、気泡とインク液面との分離が速やかに形成され
る。従って、インク貯留部分内に気泡が進入して、そこ
に露出している反射面の背面に気泡が付着して、インク
エンド検出が出来なくなるという弊害を確実に回避でき
る。
【0021】ここで、本発明の仕切り板の前記凹凸面に
は、前記インク導入孔に向かう気泡の流れに直交する方
向に延びる凹部および/または凸部が含まれていること
が望ましい。このようにすれば、気泡の流れを確実に止
めることができる。
【0022】また、前記凹凸面には、凹部および凸部が
交互に形成され、凸部の表面に一段高い不連続な第2の
凸部が形成されている部分が含まれていることが望まし
い。このようにすれば、凸部および第2の凸部の間に形
成されている深い凹部によって気泡が確実に捕捉され
る。また、不連続な第2の凸部の間を通ってインクを流
すことができる。よって、気泡を確実に捕捉できると共
に、凹凸面上の残留してしまうインクの量を減らすこと
ができる。
【0023】更に、前記凹凸面には、前記インク導入孔
に向かう気泡の流れ方向に沿って見た場合に、千鳥状に
凹部および/または凸部が配置された部分が含まれてい
ることが望ましい。このようにすれば、気泡を確実に捕
捉できると共に、凹凸面上にインクが溜まってしまうこ
ともない。
【0024】更にまた、前記副インク室の内周面と前記
仕切り板の外周面の間が液密状態に封止されていること
が望ましい。これらの間に隙間があると、毛細管作用に
よってインク貯留部分から気泡溜め部分に、気泡形成用
のインクが供給されてしまい、仕切り板によるインク液
面と気泡の分離作用が阻害されるからである。
【0025】次に、本発明においては、前記副インク室
の前記気泡溜め部分を、フィルタによって前記主インク
室と仕切り、このフィルタを、前記インク取出し孔に作
用するインク吸引力によって気泡が通過可能な多孔質材
料から形成する構成を採用できる。この場合には、前記
フィルタと前記仕切り板の間隔が、前記気泡溜め部分で
発生する気泡の径よりも小さい寸法であることが望まし
い。このようにすれば、気泡溜め部分で形成された気泡
が押し潰された扁平な状態になるので、仕切り板の凹凸
面上に確実に捕捉される。また、気泡同士の結びつきも
促進される。
【0026】また、この場合においては、前記フィルタ
の外周縁部分を、前記副インク室の外周壁部分および前
記仕切り板の外周縁部分に対して単一の熱融着工程によ
って接合して、前記副インク室の内周面と前記仕切り板
の外周面の間を液密状態に封止することが望ましい。
【0027】一方、本発明は、上記構成のインクタンク
をインク供給源とするインクジェットプリンタであっ
て、前記インクタンクの前記被検出部を検出する検出部
を備えていることを特徴としている。本発明のインクジ
ェットプリンタによれば、検出部の反射面の反射状態が
インク液面の低下に伴って確実に変化するので、確実に
インクタンクのインクエンドを検出できる。
【0028】
【発明の実施の形態】以下に、図面を参照して、本発明
を適用したインクタンクの実施例を説明する。なお、以
下の実施例はインクジェットプリンタのタンク装着部に
対して着脱可能に装着されるインクタンクに対して本発
明を適用した例である。しかし、本発明は、インクジェ
ットプリンタに予め配置されたインクタンクに対しても
同様に適用可能である。
【0029】(全体構成)図1(a)および(b)は本
発明を適用したフォーム式のインクタンクを示す平面図
および正面図であり、図2は当該インクタンクを底面側
から見た場合の斜視図であり、図3は当該インクタンク
の分解斜視図である。
【0030】本例のインクタンク1は、インクジェット
プリンタ(図示せず)に形成されているタンク装着部
(図示せず)に対して着脱可能に装着して使用される。
このインクタンク1は、上側が開口した直方体の容器本
体2と、この上側開口3を封鎖している容器蓋4とを有
し、これらの内部に主インク室5が形成され、ここに、
インクが吸収保持された全体として直方体形状のフォー
ム6が収納されている。
【0031】容器本体2の底面にはインク取出し部7が
形成されており、このインク取出し部7には円盤状のゴ
ムパッキン8が装着されており、その中心に開けた貫通
孔8aがインク取出し孔とされている。インク取出し部
7におけるゴムパッキン8よりも奥の部分には、インク
取出し孔8aを封鎖可能な弁9が配置されており、この
弁9は常にコイルばね10によってゴムパッキン8に押
し付けられ、インク取出し孔8aを封鎖している。
【0032】主インク室5は、第1のフィルタ11およ
び第2のフィルタ12によって仕切られている副インク
室20を介してインク取出し孔8aに連通している。ま
た、容器蓋4に形成された大気連通孔13を介して大気
開放されている。従って、主インク室5に装着したフォ
ーム6に吸収保持されているインクが、インク取出し孔
7を介して吸引されると、吸引されたインクに対応する
分の空気が、大気連通口13から主インク室5に入り込
む。
【0033】副インク室20の内部は、後述の図4〜7
に示すように、仕切り部材30によって主インク室側の
気泡溜め部分21およびインク取り出し孔側のインク貯
留部分22に仕切られ、仕切り部材30に形成したイン
ク導入孔33を介して相互に連通している。
【0034】なお、容器蓋4の大気連通孔13は、容器
蓋表面に刻まれた屈曲状の溝13aに繋がっており、こ
の溝13aの端13bは容器蓋4の縁端近傍まで延びて
いる。インクタンク1の出荷時には、容器蓋4の大気連
通孔13および溝13aが形成されている部分はシール
14が貼り付けられており、使用時には、当該シール1
4の切り取り線14aに沿って当該シール14の一部1
4bを剥がすことにより、溝13aの端13bが露出
し、大気連通孔13が大気開放状態になる。
【0035】また、容器底面のインク取出し孔8aの部
分もシール15が貼り付けられており、インクタンク1
をインクジェットプリンタのタンク装着部に装着すると
タンク装着部に取り付けられているインク供給針(図示
せず)がシール15を破って当該インク取出し孔8aに
差し込まれて、当該インクタンク1が装着状態になる。
【0036】次に、図4はインクタンク1のIV−IV
線で切断した部分を示す断面図であり、図5は図1のV
−V線で切断した部分のインクタンク1の断面図であ
り、図6(a)および(b)は図4における副インク室
の部分を拡大して示す拡大部分断面図およびそのb−b
線で切断した部分の部分拡大断面図である。
【0037】これらの図に示すように、インク取出し孔
8aと主インク室5の間には第1のフィルタ11および
第2のフィルタ12によって仕切られた小容積の副イン
ク室20が形成されている。副インク室20の内部は、
そこに配置された仕切り部材30によって気泡溜め部分
21およびインク貯留部分22に仕切られている。本例
の仕切り部材30は、副インク室20を仕切っている仕
切り板31と、このインク貯留部分側の表面の中央から
直角に突出している円筒32とを備えており、仕切り板
31の一端側の部分には気泡溜め部分21からインク貯
留部分22にインクを導くためのインク導入孔33が形
成されている。さらに、インクタンク1には、当該イン
クタンク1がインクジェットプリンタのタンク装着部に
装着されたか否かを光学的に検出するために用いる直角
プリズム51および、インクタンク1のインクエンドを
光学的に検出するために用いる直角プリズム52を備え
た被検出部が配置されている。
【0038】詳細に説明すると、容器本体2の底板部分
201には、矩形断面の筒状枠202が当該底板部分2
01を貫通して上下に垂直に延びている。この筒状枠2
02における主インク室5内に垂直に起立している上側
筒状枠部分203の矩形の上端開口が主インク室側連通
口205となっている。この連通口205には長方形の
第1のフィルタ11が取り付けられている。
【0039】筒状枠22の容器底板部分201から下方
に垂直に突出している下側筒状枠部分204の下端開口
は、これに一体形成されている底板部分206によって
封鎖されており、当該底板部分206の中央にインク取
出し部7が形成されている。すなわち、底板部分206
の中央からは、円筒状の突出部分207が上方(副イン
ク室内)に垂直に延びている。この突出部分207の中
心孔はインク取出し孔8aに連通したインク通路208
とされており、ここにゴムパッキン8、弁9およびコイ
ルばね10が装着されており、当該コイルばね10のば
ね受け209が突出部分206の内周面に一体形成され
ている。この突出部分209の上端開口が円形の取出し
孔側連通口210とされ、ここに第2のフィルタ12が
取り付けられている。
【0040】本例の第1のフィルタ11は、インクを通
すと共に、インク取出し孔8aに作用するインク吸引力
によって、気泡が通過可能な多孔質材料から形成されて
いる。すなわち、インク吸引力によってメニスカスが破
壊する毛管引力となる孔サイズの多孔質材料から形成さ
れている。この第1のフィルタ11は、例えば、不織布
やメッシュフィルタ等から形成されている。
【0041】これに対して、第2のフィルタ12は、イ
ンクポンプが吸引されている場合を除くインク吸引力が
インク取出し孔に作用した場合、インクを通すが気泡が
通過することのないように第1のフィルタ11より孔径
の小さい多孔質材料から形成されている。この第2のフ
ィルタ12は、インクに混入している異物を捕捉可能な
孔サイズのものである。この第2のフィルタ12も不織
布やメッシュフィルタ等から形成することができる。
【0042】ここで、インク吸引力とは、インク供給対
象のインクジェットヘッド(図示せず)でのインク吐出
圧力によりインク取出し孔8aに作用するインク吸引力
もしくはインクポンプの吸引力によるものである。
【0043】次に、インクタンク1に配置されている被
検出部を、主に図3、図4および図6を参照して説明す
る。容器本体2の側板部分53の下端部分には、横長の
矩形板54が溶着固定されており、この矩形板54の内
側面には直角プリズム51および52が一定の間隔で一
体形成されている。これら直角プリズム51、52はそ
れぞれ直交する一対の反射面51a、51bおよび52
a、52bを備えている。
【0044】一方の直角プリズム51は、一定隙間の空
気層55を介して容器本体2の側板部分53に対峙して
いる。すなわち、側板部分53には直角プリズム51に
対応した形状の凹部56が形成されており、これにより
各反射面51a、51bは一定隙間の空気層55を介し
て主インク室5の側板部分53に対峙している。これに
対して、他方の直角プリズム52は、副インク室20の
インク貯留部分22を区画形成している筒状枠202に
開けた開口部202bから直接にインク貯留部分22の
内部に露出しており、各反射面52a、52bの背面が
インク界面となっている。
【0045】図4、図5に示すように、インクタンク1
が装着されるインクジェットプリンタ(図示せず)の側
には、反射型の光学式センサ57、58が取り付けられ
ている。これらの光学式センサ57、58は、発光素子
57a、58aと受光素子57b、58bを備えてい
る。光学式センサ57は、その発光素子57aからの射
出光を反射面51aに対して45度の角度で入射させ、
この反射面51aおよび反射面51bで反射された戻り
光を受光素子57bで受光できるように、その位置が設
定されている。同様に、光学式センサ58も、その発光
素子58aから射出光を反射面52aに45度の角度で
入射させ、この反射面52aおよび反射面52bで反射
された戻り光を受光素子58bにより受光できるよう
に、その位置が設定されている。
【0046】(仕切り部材)図7は仕切り部材30を示
す斜視図である。図6および図7を主に参照して、副イ
ンク室20を気泡溜め部分21およびインク貯留部分2
2に仕切っている仕切り部材30について説明する。仕
切り部材30は、副インク室20の内部を仕切っている
仕切り板31と、この下側表面の中央から垂直に延びる
円筒32を備えている。仕切り板31は矩形の仕切り板
本体部分301と、この仕切り板本体部分301の外周
縁端から上下に垂直に延びている矩形の外周枠部分30
2とを備えている。外周枠部分302の外周側面302
aは、副インク室20を形成している矩形の筒状枠20
2における上端開口205側の内周側面205aに液密
状態で接合されている。
【0047】仕切り板本体部分301の表面(気泡溜め
部分21の側の表面)は凹凸面303とされている。こ
の凹凸面303は、主インク室5から第1のフィルタ1
1を介して気泡溜め部分21に進入した空気により形成
される気泡がインク導入孔33の側に流れないように捕
捉するための気泡トラップとして機能するものである。
【0048】本例の凹凸面303は、短辺方向に延びる
一定幅の凹部304および凸部305が長円方向に向け
て交互に一定間隔で形成された構成とされている。ま
た、各凸部305の表面には、一定の間隔で一定長さの
第2凸部306が不連続状態に形成されている。仕切り
板本体部分301の長辺方向に沿って見た場合に、各凸
部304の表面に不連続状態に形成されている第2凸部
306は、千鳥状に配列されている。凹部303を基準
にすると、各凸部304の高さは例えば0.1mmであ
り、これらの表面に形成されている第2凸部306の高
さは例えば0.2mmであり、各凹部303および各凸
部304の幅は例えば5mmである。
【0049】ここで、仕切り板本体部分301の長辺方
向の直角プリズム52が配置されている側の端部分に
は、その中央部分に短辺方向に長い長円形のインク導入
孔33が形成されている。このインク導入孔33の周囲
は第2凸部306と同一高さの凸枠部分307により囲
まれている。また、この凸状枠部分307から仕切り板
本体部分301の両長辺縁までの間には、仕切り板本体
部分301の長辺方向に延びる一定長さの凹部308お
よび凸部309が短辺方向に向けて一定の間隔で交互に
形成されている。凸部309の高さは第2凸部305の
高さと同一とされている。
【0050】なお、仕切り板本体部分301の中央には
円形凹部310が形成されている。本例の仕切り部材3
0は樹脂材料からなる射出成形品であり、この円形凹部
310はゲート跡である。また、仕切り板本体部分30
1の下側表面(インク貯留部分22側の表面)には、直
角プリズム52の上下方向の中央位置よりも下方まで突
出した垂れ壁部分311が形成されている。この垂れ壁
部分311は仕切り部材30の短辺方向に向けて、その
全幅に亘って形成されている。
【0051】次に、仕切り板本体部分301の下側表面
の中央から垂直に延びている円筒32は、インク貯留部
分22の底に溜まっているインクを上方に位置している
第2のフィルタ12が取り付けられている連通口210
まで吸い上げるためのものである。
【0052】図5〜7を参照して説明すると、円筒32
の下端開口の円形端面321には、所定角度間隔で形成
された複数の突起322が垂直に突出している。本例で
は90度間隔で同一高さの4個の突起322が形成され
ている。円筒32の内周面は、その下端側内周面部分3
23と、この上側に連続して僅かに内側にせり出したテ
ーパ付き内周面部分324と、この上側に連続している
小径の上端側内周面部分325を備えている。
【0053】円筒32を備えた仕切り板30は、インク
貯留部分22の中に形成されている円筒状の突出部分2
07に対して上側からキャッピングした状態で取り付け
られている。突出部分207の外周面にはその下側部分
に、所定の角度間隔で外方に突出したリブ207aが形
成されている。本例では90度間隔で4本のリブ207
aが形成されており、これらのリブ207aの突出量
は、これらが円筒32の下端側側外周面部分323にち
ょうど嵌り込むように設定されている。
【0054】仕切り部材30の円筒32を突出部分20
7にキャッピングすると、4本のリブ207aによっ
て、当該円筒32の内周面と突出部分207の外周面の
間には4本のインク吸い上げ用の円弧状断面の隙間22
0が形成される。従って、円筒32の下端の突出部分3
22の間に形成される隙間221からこの隙間220を
経由して上方に位置している第2のフィルタ12に到る
インク吸い上げ用の経路が形成される。このようにする
と、インク貯留部分22に溜まっているインク量が減っ
て、その液面が第2のフィルタ12よりも低くなった場
合においても、インク貯留部分22内のインクを第2の
フィルタ12の位置まで吸い上げて、インク通路208
からインク取出し孔8aに供給できる。
【0055】次に、本例の仕切り部材30は次のように
して、副インク室20を構成している筒状枠202の上
端開口部分に接合されている。図6から分かるように、
筒状枠202の上端開口縁部分は細幅の矩形枠状部分2
31(外周壁部分)によって規定されている。この矩形
枠状部分231の内周側面205aに密着するように、
仕切り部材30の外周枠部分302における縁端部30
2b(外周縁部分)の外周側面302aが形成されてい
る。
【0056】筒状枠202の矩形枠状部分231の矩形
枠状端面231aと、仕切り部材30の端部302aの
矩形枠状端面302cとが面一となるように配置し、こ
れらの上に第1のフィルタ11のが外周縁部分11aを
載せ、この状態で、第1のフィルタ11をこれらに対し
て同時に熱融着する。このようにして、三部材が単一の
熱融着工程により接合されている。また、この結果、仕
切り部材30の外周枠部分302の外周側面302bと
筒状枠202の内周側面205aの間が液密状態に封止
される。
【0057】(検出動作)本例のインクタンク1がイン
クジェットプリンタのタンク装着部に装着されたか否
か、およびインクタンク1のインクエンド検出は、次の
ように行われる。
【0058】インクカートリジ1をインクジェットプリ
ンタのカートリッジ装着部に装着すると、インクジェッ
トプリンタの側に配置されているインク供給針(図示せ
ず)の先端部分が、インクタンク1のインク取出し孔8
aに装着したゴムパッキン8の貫通孔8aを貫通して、
インク通路208内に位置している弁9を押し上げた状
態になる。この結果、インク取出し孔8aが開いた状態
になるので、インクタンク1の主インク室5内のフォー
ム6に吸収保持されているインクが、第1のフィルタ1
1、副インク室20を介してインク通路208に流れ込
み、インク取り出し孔8aに差し込まれているインク供
給針を通って、インクジェットプリンタ側のインクジェ
ットヘッドに供給可能となる。このようなインク供給機
構は公知であるので、これ以上の説明は省略する。
【0059】インクタンク1がこのように装着される
と、その側面に形成されている直角プリズム51がイン
クジェットプリンタ側の光学式センサ57に対峙した状
態になる。従って、光学式センサ57からの射出光は、
直角プリズム51の反射面51a、51bで反射されて
当該光学式センサ57によって受光され、これによっ
て、インクカートリッジ1が装着されたことが検出され
る。
【0060】次に、インクジェットヘッドが駆動されて
インク吐出が行われると、インク吐出圧力によってイン
ク取出し孔8aにはインク吸引力が作用して、インクジ
ェットヘッドに向けてインクが供給される。インクが供
給されてフォーム6に保持されているインクが減少する
と、それに伴って、大気連通口13を介して空気が主イ
ンク室5内に入り込む。インクの消費に伴ってフォーム
6に含浸されているインクが徐々に減少し、それに代っ
て気泡がフォーム6内に入り込む。フォーム6内のイン
ク残量が少なくなると、主インク室5内から空気が、第
1のフィルタ11を通って気泡となって副インク室20
の気泡溜め部分21内に入り込む。副インク室20のイ
ンク貯留部分22とインク取出し孔8aの側の間を仕切
っている第2のフィルタ12は気泡を通さない。よっ
て、副インク室20の上端部分に形成されている小容積
の気泡溜め部分21に気泡が徐々に溜まっていく。
【0061】さらにインク残量が少なくなると、主イン
ク室5および副インク室20に溜まっているインクの液
面が徐々に下がり、副インク室20のインク貯留部分2
2内に露出している直角プリズム52の一対のプリズム
反射面52a、52bが徐々にインク液面から露出す
る。この結果、一対の反射面52a、52bは反射面と
して機能し始める。副インク室20のインク液面が予め
定めた液面位置(例えば、図4に示す位置L)を下回る
と、光学式センサ58の受光素子58bの受光量が予め
定めた受光量を超える。この受光素子58bの受光量の
増加に基づき、インクカートリッジ1のインクが無くな
ったこと(インクエンド)が検出される。
【0062】副インク室20の容積を充分に小さくして
おけば、ここのインク残量が僅かになった時点でインク
エンドが検出されるので、インク残量が極力少ない状態
でインクエンドを検出でき、インクの無駄を抑制でき
る。なお、プリズム反射面52a、52bによって検出
されるインクエンドを、ニアエンドとみなして、次のよ
うに処理すると、更にインクの無駄を無くすことができ
る。すなわち、光学式センサ58によってインクのニア
エンドを検出した後に、以降使用されるインク量をカウ
ントし、その値が副インク室20のインク貯留部分22
の容積に相当する量に達したときにリアルエンドを確定
すれば、インク残量が実質的に無くなる時点までインク
を使用可能である。
【0063】ここで、副インク室20内に生成された気
泡が直角プリズム52のプリズム反射面52a、52b
の近傍に浮遊していると、気泡間に保持されているイン
クによって実質的にプリズム反射面52a、52bが覆
われた状態に陥ってしまう。この状態になると、インク
液面がプリズム反射面52a、52bよりも低下して
も、プリズム反射面52a、52bはインクで覆われた
状態のままとなり、その反射状態が変化しないので、イ
ンクエンドの検出が不可能となってしまう。
【0064】しかしながら、本例のインクタンク1で
は、仕切り板31によって副インク室20の上端部分に
気泡溜め部分21が形成されており、この気泡溜め部分
22によって、インク残量が所定量以下になるとインク
液面は気泡から分離された状態で降下する。よって、気
泡がプリズム反射面52a、52bの近傍に浮遊するこ
とに起因してインクエンド検出ができなくなるという弊
害を回避できる。
【0065】図8を参照して更に詳しく説明すると、イ
ンク残量が少なくなり、インク液面が第1のフィルタ1
1の高さ位置よりも低下すると、主インク室5から空気
が副インク室20の気泡溜め部分21内に進入し、気泡
Bを生成する。発生した気泡は当該気泡溜め20に溜ま
っていく。図8(b)はこの状態を示す説明図である。
【0066】次に、インク消費に伴ってインク液面が徐
々に低下して気泡溜め部分21の下端よりも低い位置に
なると、気泡溜め部分21内のインク残量は極僅かにな
る。気泡溜め部分21内のインクは主インク室5から進
入した空気が気泡を形成するために用いられる。ここ
で、気泡溜め部分21とインク貯留部分22との間のイ
ンク導入孔33は狭いので、実質的に、インク貯留部分
22から気泡溜め部分21に対して気泡生成用のインク
が供給されることが無い。また、仕切り部材30の仕切
り板31の外周側面302aは液密状態で円筒枠202
の内周側面205aに接合されているので、これらの間
を通ってインク貯留部分22から気泡溜め部分21にイ
ンクが供給されてしまうこともない。この結果、主イン
ク室5の側から空気が進入しても気泡の生成は止まり、
インク液面Sは、気泡溜め部分21内の気泡から分離し
て徐々に降下する。気泡溜め部分21内の気泡からイン
ク液面が分離した後は、気泡溜め部分21内に気泡生成
用のインクが実質的に存在しないので、主インク室5か
ら空気が進入すると、気泡が潰れて徐々に纏まり、気泡
溜め部分21の上端側から徐々に空気の層が形成されて
いく。図8(c)にはこの状態を示してある。
【0067】このように、本例の副インク室20は、仕
切り部材30によって気泡溜め部分21はインク貯留部
分22から分離されており、インク導入孔33のみを介
して連通している。よって、仕切り部材30により、気
泡の形成に必要なインクがインク貯留部分22から気泡
溜め部分21に供給されることを阻止できる。このよう
に、仕切り部材30はインク液面と気泡を分離するため
の分離手段として機能し、インク液面が低下すると、容
易に、気泡溜め内の気泡とインク液面とが分離する。
【0068】気泡形成用のインクがインク貯留部分22
の側から供給されなくなるので、気泡溜め部分22に溜
まっている気泡は、インク液面の低下に伴って当該気泡
溜め部分22内において徐々に消滅し、その上端部分に
空気のみの層が形成され始める。この空気のみの層は、
副インク室20内のインク液面の低下、すなわち、主イ
ンク室5からの空気の進入に伴って徐々にインク貯留部
分22の側に向けて広がっていく。この結果、気泡溜め
部分22内の気泡が消滅して空気と置き換わるので、こ
の後は、気泡が形成されない状態で、インク貯留部分2
2内のインク液面が低下していく。図8(d)にはこの
状態を示してある。
【0069】従って、インクエンド検出用の直角プリズ
ム52反射面52a、52bの近傍に浮遊している気泡
間に保持されているインクによって当該反射面52a、
52bが覆われてしまうことがない。よって、インク液
面Sの低下に伴って、プリズム反射面52a、52bの
背面が徐々に露出していく。この結果、インク液面が所
定の高さ位置を下回った時点で、気泡に阻害されること
なくインクエンドが確実に検出される。
【0070】ここで、本例では、仕切り部材30の仕切
り板31の表面には気泡捕捉用の凹凸面303が形成さ
れている。主インク室5から気泡溜め部分21に進入し
た空気により形成された気泡は、当該気泡溜め部分21
内をインクと共にインク導入孔33の側に流れようとす
る。しかし、図8(e)に示すように、気泡Bは、仕切
り板31の表面に形成されている凹凸面303の凹部3
04に捕捉されて、その移動が阻止される。気泡が移動
しない状態で更に気泡が形成されると、発生した気泡が
凹部304に捕捉されて静止している気泡と結びつき、
一回り大きな気泡を形成する。
【0071】このように、気泡捕捉用の凹凸面303に
よって、発生した気泡の移動が阻止され、気泡の結びつ
きが促進される。この結果、副インク室20の気泡溜め
部分21における空気層の形成が促進されるので、気泡
とインク液面との分離状態が速やかに形成される。従っ
て、インク貯留部分22内に気泡が進入して、そこに露
出している反射面52a、52bの背面に気泡が付着し
て、インクエンド検出が出来なくなるという弊害を確実
に回避できる。
【0072】特に、本例では、仕切り部材30の仕切り
板31の凹凸面303に形成されている凹部304およ
び凸部305は、インク導入孔33に向かう気泡の流れ
にほぼ直交する方向に延びるように形成されている。す
なわち、凹凸面303のほぼ全体に亘って、その短辺側
の縁に形成されているインク導入孔33に向かうインク
の流れに直交するように、短辺方向に延びる凹部304
および凸部305が形成されている。また、インク導入
孔33から凹凸面303の長辺縁までの間には、凹凸面
303の長辺方向に延びる凹凸部307、308が形成
されている。従って、凹凸面303によって効率良く気
泡の流れを阻止することができる。勿論、インク導入孔
33を中心として例えば同心円状に、所定の間隔で円弧
形状の凹凸部を形成してもよい。
【0073】また、本例では、各凸部305の表面には
一段高い第2凸部306が不連続状態で形成されてい
る。しかも、第2凸部306は、インクの流れ方向、す
なわち気泡の流れ方向である仕切り部材30の長辺方向
に沿って見た場合に千鳥状に配置されている。
【0074】気泡溜め部分21に流入したインクは凹凸
面303に沿ってインク導入孔33に向けて流れるが、
インク残量が少なくなると、当該凹凸面303上に形成
された凹凸部の間を流れることになる。第2凸部306
がインク流れ方向に千鳥状に配置されているので、イン
クは第2凸部306の間に千鳥状に残っている凸部30
5の表面部分を通って千鳥状に蛇行しながら流れる。従
って、インクと共に移動しようとする気泡が確実に凹凸
面303によって捕捉される。また、第2凸部306の
間に形成される深い凹部304によって気泡が確実に捕
捉される。これに加えて、凹凸面303に残量してしま
うインクは第2凸部306によって規定される高さ分で
はなく、低い凸部305によって規定される高さ分に相
当する量であるので、凹凸面303上の残留インクを減
らすこともできる。
【0075】なお、本例において、第1のフィルタ11
と仕切り部材30の凹凸面303の間隔を、気泡溜め部
分21で発生する気泡の径よりも小さい寸法にしておけ
ば、気泡溜め部分21で形成された気泡が押し潰された
扁平な状態になるので、仕切り部材30の凹凸面303
上に確実に気泡を捕捉でき、気泡同士の結びつきも促進
されるという作用効果が得られるので望ましい。
【0076】このように、本例のインクタンク1では、
インク液面の低下に伴ってプリズム反射面52a、52
bの反射状態が気泡に邪魔されることなく確実に変化す
る。従って、本例のインクタンク1をインク供給源とす
るインクジェットプリンタにおいては、反射面52a、
52bの反射状態に基づき、確実にインクタンクのイン
クエンドを検出できる。
【0077】
【発明の効果】以上説明したように、本発明のインクタ
ンクでは、インクが吸収保持されたフォームが収納され
ている大気開放された主インク室と、外部にインクを取
り出すためのインク取出し孔との間に副インク室を形成
し、この副インク室内を主インク室側の気泡溜め部分と
インク取り出し孔側のインク貯留部分とに仕切り、イン
ク貯留部分に背面が露出するように配置した反射面を利
用して、インクエンドを検出するようにしている。ま
た、気泡溜め部分とインク貯留部分を仕切っている仕切
り部材における気泡溜め部分側の表面に気泡捕捉用の凹
凸面を形成している。
【0078】インク残量の減少に伴って低下するインク
液面は、仕切り部材によって、主インク室から気泡溜め
に進入した空気により形成される気泡から分離される。
また、仕切り部材の表面の凹凸面によって気泡溜め部分
に発生した気泡が捕捉され、インク貯留部分に進行する
ことが阻止される。従って、インク貯留部分に背面が露
出している反射面に気泡が付着し、あるいはその近傍に
気泡が浮遊して、インク液面が低下しても反射面の反射
状態が変化しないという気泡に起因する弊害を防止でき
る。よって、確実にインクタンクのインクエンドを検出
できる。
【0079】また、仕切り部材の凹凸面に形成した凹凸
部が、インク導入孔に向かう気泡の流れに直交する方向
に延びている場合には、気泡の流れを阻止して確実に気
泡を捕捉できるという効果が得られる。
【0080】さらに、凹凸面に、凹部および凸部が交互
に形成されていると共に、その凸部の表面に一段高い不
連続な第2の凸部が形成されている部分が形成されてい
る場合には、凸部および第2の凸部の間に形成されてい
る深い凹部によって気泡が確実に捕捉され、同時に不連
続な第2の凸部の間を通ってインクを流すことができ
る。よって、気泡を確実に捕捉できると共に、凹凸面上
に残留してしまうインクの量を減らすことができるとい
う効果が得られる。
【0081】さらにまた、凹凸面に、インク導入孔に向
かう気泡の流れ方向に沿って見た場合に、千鳥状に凹凸
部が形成されている場合には、千鳥状の凹凸部に沿って
インクが蛇行して流れるので気泡を確実に捕捉できると
共に、凹凸面上にインクが溜まってしまうこともないと
いう効果が得られる。
【0082】また、副インク室の内周面と仕切り板の外
周面の間が液密状態に封止されている場合には、これら
の間を通ってインク貯留部分から気泡溜め部分に、気泡
形成用のインクが供給されることを防止できるので、仕
切り部材によるインク液面と気泡の分離性能を高めるこ
とができるという効果が得られる。
【0083】次に、気泡溜め部分の高さを、ここで形成
される気泡の寸法よりも小さくした場合には、気泡溜め
部分で形成された気泡が押し潰された扁平な状態になる
ので、仕切り部材の凹凸面上に気泡が確実に捕捉され、
また、気泡同士の結びつきも促進されるという効果が得
られる。
【0084】また、この場合において、フィルタの外周
縁部分を、副インク室の外周壁部分および前記仕切り板
の外周縁部分に対して単一の熱融着工程によって接合し
て、副インク室の内周側面と仕切り板の外周側面の間を
液密状態に封止すれば、簡単な製造工程によって三部材
の接合および、液密状態を形成できるという効果が得ら
れる。
【0085】次に、本発明のインクジェットプリンタ
は、インク液面の低下に伴って反射状態が確実に変化す
る反射面を備えたインクタンクをインク供給源としてる
ので、当該反射面の反射状態に基づき確実にインクタン
クのインクエンドを検出できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】(a)および(b)は本発明を適用したフォー
ム式のインクタンクの実施例を示す平面図および正面図
である。
【図2】図1のインクタンクを底面側から見た場合の斜
視図である。
【図3】図1のインクタンクの分解斜視図である。
【図4】図1のIV−IV線で切断した場合におけるイ
ンクタンクの断面図である。
【図5】図1のV−V線で切断した場合におけるインク
タンクの断面図である。
【図6】(a)は、図4における副インク室の部分を拡
大して示す部分拡大断面図であり、(b)はそのb−b
線で切断した部分を示す部分拡大断面図である。
【図7】図1の仕切り部材を示す斜視図である。
【図8】図1のインクタンクにおける仕切り部材の作用
効果を示すための説明図である。
【符号の説明】
1 インクタンク 2 容器本体 3 容器本体の上側開口 4 容器蓋 5 主インク室 6 フォーム 7 インク取出し部 8 ゴムパッキン 8a インク取出し孔 9 弁 10 コイルばね 11 第1のフィルタ 12 第2のフィルタ 13 大気連通孔 20 副インク室 21 気泡溜め部分 22 インク溜め部分 30 仕切り部材 31 仕切り板 32 円筒 33 インク導入孔 301 仕切り板本体部分 302 外周枠部分 303 凹凸面 304 凹部 305 凸部 306 第2凸部 51、52 プリズム 51a、51b、52a、52b 反射面 57、58 光学式センサ 57a、58a 発光素子 57b、58b 受光素子

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 インクが吸収保持されたフォームと、 このフォームが収納されている大気開放された主インク
    室と、 インク取出し孔と、 前記主インク室および前記インク取出し孔の間に形成さ
    れており、前記インク取出し孔に作用するインク吸引力
    によって、前記主インク室の側からインクおよび気泡を
    導入可能な副インク室と、 前記主インク室から前記副インク室に進入した空気量に
    基づきインクが無くなったか否かを光学的に検出可能な
    被検出部とを有し、 前記被検出部は、背面がインク界面となっている反射面
    を備え、 前記副インク室は、当該副インク室内を、前記主インク
    室の側の気泡溜め部分と、前記インク取出し孔の側のイ
    ンク貯留部分とに仕切っている仕切り板と、前記気泡溜
    めから前記インク貯留部分にインクを導入するために前
    記仕切り板に形成したインク導入孔を備えており、 前記仕切り板の前記気泡溜め部分に面している表面は、
    前記気泡溜め部分で発生した気泡を捕捉するための凹凸
    面となっていることを特徴とするインクタンク。
  2. 【請求項2】 請求項1において、 前記凹凸面には、前記インク導入孔に向かう気泡の流れ
    に直交する方向に延びる凹部および/または凸部が含ま
    れているインクタンク。
  3. 【請求項3】 請求項1または2において、 前記凹凸面には、凹部および凸部が交互に形成され、凸
    部の表面に一段高い不連続な第2の凸部が形成されてい
    る部分が含まれているインクタンク。
  4. 【請求項4】 請求項1ないし3のうちのいずれかの項
    において、 前記凹凸面には、前記インク導入孔に向かう気泡の流れ
    方向に沿って見た場合に、千鳥状に凹部および/または
    凸部が配置された部分が含まれているインクタンク。
  5. 【請求項5】 請求項1ないし4のうちのいずれかの項
    において、 前記副インク室の前記気泡溜め部分は、フィルタによっ
    て前記主インク室と仕切られており、 このフィルタは、前記インク取出し孔に作用するインク
    吸引力によって気泡が通過可能な多孔質材料から形成さ
    れており、 前記フィルタと前記仕切り板の間隔が、前記気泡溜め部
    分で発生する気泡の径よりも小さい寸法とされているイ
    ンクタンク。
  6. 【請求項6】 請求項1ないし5のうちのいずれかの項
    において、 前記副インク室の内周面と前記仕切り板の外周面の間が
    液密状態に封止されているインクタンク。
  7. 【請求項7】 請求項1ないし6のうちのいずれかの項
    において、 前記副インク室の前記気泡溜め部分は、フィルタによっ
    て前記主インク室と仕切られており、 このフィルタは、前記インク取出し孔に作用するインク
    吸引力によって気泡が通過可能な多孔質材料から形成さ
    れており、 前記フィルタの外周縁部分は、前記副インク室の外周壁
    部分および前記仕切り板の外周縁部分に対して単一の熱
    融着工程によって接合されることにより、前記副インク
    室の内周面と前記仕切り板の外周面の間が液密状態に封
    止されているインクタンク。
  8. 【請求項8】 請求項1ないし7のうちのいずれかの項
    に記載のインクタンクをインク供給源とするインクジェ
    ットプリンタであって、 前記インクタンクの前記被検出部を検出する検出部を備
    えていることを特徴とするインクジェットプリンタ。
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