JP2005074839A - Ink cartridge and inkjet printer - Google Patents
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Description
本発明は、インクジェットプリンタ等に装着されるインクカートリッジに関し、特にインクカートリッジ内のインク残量が所定以下になったことを検出可能なカートリッジ及びプリンタに関する。 The present invention relates to an ink cartridge mounted on an ink jet printer or the like, and more particularly to a cartridge and a printer capable of detecting that the remaining amount of ink in the ink cartridge has become a predetermined value or less.
従来のインクカートリッジには、インク収容器として、可撓性のパックにインクを収容したものが知られている。このようなインク収容器では、インクが消費されるにつれ、パックが変形するが、一定の負圧を保つためにパックを復元する方向に付勢するバネを設けたものも知られている。(例えば、特許文献1参照)
このようなパック形式のインクカートリッジは、インクが消費されても、パックの中に空気が入らないため、インク収容部内の液面の変化を直接検出してインクエンドを検知することはできない。従って、パックの変形量が所定以上になったことを検出する方法(例えば、特許文献2参照)か、インクの消費量をプリンタ側でカウントしてインクエンドを検知する方法か、がとられていた。
Conventional ink cartridges are known as ink containers that contain ink in a flexible pack. In such an ink container, although the pack is deformed as the ink is consumed, there is also known an ink container provided with a spring that urges the pack in a restoring direction in order to maintain a constant negative pressure. (For example, see Patent Document 1)
In such a pack-type ink cartridge, even when ink is consumed, air does not enter the pack, and therefore, it is not possible to detect the ink end by directly detecting the change in the liquid level in the ink containing portion. Therefore, either a method of detecting that the deformation amount of the pack has exceeded a predetermined value (for example, see Patent Document 2) or a method of detecting the ink end by counting the ink consumption amount on the printer side is taken. It was.
上記いずれの方法も、液面を直接検出する方法に比べ、検出精度が低く、パック形式のインクカートリッジのインクエンド検出をより精度よく検出することが望まれていた。 Any of the above methods has lower detection accuracy than the method of directly detecting the liquid level, and it has been desired to detect the ink end of a pack-type ink cartridge with higher accuracy.
本発明のインクジェットカートリッジは、可撓製の材料により密閉されたインク収容部と、インク収容部に連通するインク供給口と、インク収容部に負圧を与えるバネ部材と、一方の端がインク供給口に連通し、他方の端が大気に開放されたインクエンド検出管と、そのインクエンド検出管内にあるインクの界面を覆蓋する液栓であって、インク収容部内のインクの消費量に応じて、移動する高粘度液体で形成されるものとを備えたことを特徴とする。 An ink jet cartridge according to the present invention includes an ink container sealed with a flexible material, an ink supply port communicating with the ink container, a spring member that applies a negative pressure to the ink container, and one end supplying ink. An ink end detection tube that communicates with the opening and whose other end is open to the atmosphere, and a liquid stopper that covers the interface of the ink in the ink end detection tube, depending on the amount of ink consumed in the ink container And a high-viscosity liquid that moves.
また、本発明のインクジェットプリンタは、可撓製の材料により密閉されたインク収容部と、インク収容部に連通するインク供給口と、インク収容部に負圧を与えるバネ部材と、一方の端がインク供給口に連通し、他方の端が大気に開放されたインクエンド検出管と、そのインクエンド検出管内にあるインクの界面を覆蓋する液栓であって、インク収容部内のインクの消費量に応じて、移動する高粘度液体で形成されるものとを備えたインクカートリッジのインク供給口に接続し、インク収容室から供給されたインクを用いて印刷を行うインクジェットヘッドと、インクエンド検出管内の液栓の位置を検出するためのインクエンドセンサとを備えたことを特徴とする。 In addition, the ink jet printer of the present invention includes an ink container that is sealed with a flexible material, an ink supply port that communicates with the ink container, a spring member that applies negative pressure to the ink container, and one end thereof. An ink end detection tube that communicates with the ink supply port and is open to the atmosphere at the other end, and a liquid stopper that covers the interface of the ink in the ink end detection tube, and reduces the amount of ink consumed in the ink container. Accordingly, an ink supply head of an ink cartridge provided with a moving high-viscosity liquid is connected to an ink jet head that performs printing using ink supplied from an ink storage chamber, and an ink end detection tube And an ink end sensor for detecting the position of the liquid stopper.
インク収容部のインクの消費に従って、収容部内の負圧は緩やかに増大するが、インクが殆ど無くなる状態では、負圧が一気に増大する。インクエンド検出管の中の液栓は、収容部にインクが十分ある時に発生する負圧では、管の壁面と液栓の間に作用する粘性抵抗によって生じる抵抗力のため移動しない。しかし、インクが殆ど消費されたとき、インクエンド検出管内の液栓には、粘性抵抗によって生じる抵抗力に抗して、液栓を移動させるに十分な負圧が液栓に作用し、液栓が移動したことを検出することによりインクエンドを精度よく検出することが可能となる。 The negative pressure in the container gradually increases as the ink in the ink container is consumed, but the negative pressure increases at a stroke when almost no ink is used. The liquid stopper in the ink end detection tube does not move due to the resistance force generated by the viscous resistance acting between the wall surface of the pipe and the liquid stopper under the negative pressure generated when there is sufficient ink in the container. However, when the ink is almost consumed, the liquid stopper in the ink end detection tube has a negative pressure sufficient to move the liquid stopper against the resistance force caused by the viscous resistance. By detecting that the ink has moved, the ink end can be accurately detected.
なお、好適な実施形態として、例えば、インクカートリッジのインクエンド検出管の壁面の一部に、外部の光源からの光を入射するための入射面と、当該入射された光を前記インク又は液栓のいずれもないときに反射する臨界面とを備えたプリズムを設け、インクエンドセンサとして、プリズムの臨界面で反射された光を検出する光学的センサを用いるようにしてもよい。 As a preferred embodiment, for example, an incident surface for allowing light from an external light source to enter a part of a wall surface of an ink end detection tube of an ink cartridge, and the incident light to the ink or liquid plug It is also possible to provide a prism having a critical surface that reflects when none of the above is provided, and to use an optical sensor that detects light reflected by the critical surface of the prism as the ink end sensor.
本発明によれば、パック形式のインクカートリッジにおいても、液面の変位を直接検出できるため、従来の方法に比べ、インクエンド検出をより精度よく行うことが可能という効果を奏する。 According to the present invention, even in a pack-type ink cartridge, since the displacement of the liquid level can be directly detected, there is an effect that the ink end can be detected with higher accuracy than the conventional method.
以下、本発明の一実施形態を図面に沿って説明する。図1は、プリンタの内部構造を示す概略側面図である。これらの図に示されるように、プリンタ10の前面には、用紙Pを挿入するための挿入口11が形成される一方、プリンタ10の上面には、印字後の用紙Pを排出するための排出口12が形成される。プリンタ10の内部には、挿入口11から排出口12に至る紙経路13が形成されており、該紙経路13上に、紙送りローラ対14および印字ヘッド15が配置される。紙送りローラ対14は、紙経路13を挟んで対向する紙送りローラ16および紙押えローラ17を備えて構成され、紙送りローラ16の駆動回転に応じて用紙Pを挟持搬送する。印字ヘッド15は、紙経路13の幅方向に往復移動するキャリッジ18上に搭載され、プラテン19によって位置が規定された用紙Pに対してドットマトリクス印字を行う。印字ヘッド15の印字方式は、吐出ノズル(図示せず)からインクAを吐出することによって用紙Pに文字や画像を形成するインクジェット方式であり、印字に用いるインクAは、後述するインク供給部20から供給される。
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic side view showing the internal structure of the printer. As shown in these drawings, an
キャリッジ18は、前後一対のガイド軸21、22によって左右移動自在に支持され、キャリッジ移動機構23の駆動に応じて強制的に移動される。キャリッジ移動機構23は、例えば、前側ガイド軸21の下方に並設されるカム軸24と、該カム軸24を回転駆動させるキャリッジモータ(図示せず)とを備えて構成される。カム軸24の外周面には、螺旋状のカム溝が形成され、ここにキャリッジ18から延出するカムフォロワ25が係合される。キャリッジモータの駆動に応じてカム軸24が回転すると、カム溝の螺旋送り作用によってカムフォロワ25及びキャリッジ18が軸方向に送られる。
The
図2は、インク供給経路及び廃インク回収経路を示す概略説明図である。この図に示されるように、インク供給部20は、プリンタ10の後部に配置されるカートリッジホルダ26と、該カートリッジホルダ26に対して、上方から着脱自在に装着されるインクカートリッジ27及び廃インクカートリッジ28を備えて構成される。カートリッジホルダ26は、上方が開口した箱状の容器であり、その底部には、インク供給チューブ15aを介して印字ヘッド15に通じるインク取り出し用接続口29と、廃インク回収チューブ30aを介してノズルクリーニング機構30に通じる廃インク取り込み用接続口31とが形成される。また、カートリッジホルダ26の側部には、インクカートリッジ27内のインクの有無(インクの残量が所定量以下になったこと)を検出するためのインクエンドセンサ51が設けられている。なお、本実施形態のインクエンドセンサ51は、図5に示すように、発光部(光源)となるフォトトランジスタ51aと、受光部となるフォトダイオード51bからなる。
FIG. 2 is a schematic explanatory view showing an ink supply path and a waste ink recovery path. As shown in this figure, the
インクカートリッジ27の底面部には、インク取り出し用接続口29に接続可能なインク供給口32が形成される。インクカートリッジ27をカートリッジホルダ26に装着すると、インクカートリッジ27内に収容されるインクAが、インク供給口32、インク取り出し用接続口29及びインク供給チューブ15aを経由して印字ヘッド15に導かれる。また、廃インクカートリッジ28の底部には、廃インク取り込み用接続口31に接続可能な廃インク取り込み口33が形成される。廃インクカートリッジ28をカートリッジホルダ26に装着すると、ノズルクリーニング機構30によって吸引された廃インクBが、廃インク回収チューブ30a、廃インク取り込み用接続口31及び廃インク取り込み口33を経由して廃インクカートリッジ28内に導かれ、ここに収容される。因みに、ノズルクリーニング機構30は、印字ヘッド15が所定の位置に移動したとき、印字ヘッド15の吐出ノズル部分を覆蓋するキャップ34と、該キャップ34を介して吐出ノズルからインクを吸引するポンプ35とを備えて構成されており、ここで吸引されたインクが廃インクBとして廃インクカートリッジ28内に導かれる。
An
図3は、図4は、インクカートリッジの内部平面図であり、図3はインクカートリッジの使い始めの状態を示し、図4はインクエンドの状態を示している。 FIG. 3 is an internal plan view of the ink cartridge, FIG. 3 shows a state where the ink cartridge is first used, and FIG. 4 shows a state of the ink end.
これらの図に示されるように、インクカートリッジ27は、その底面部にインク供給口32が形成されたカートリッジケース36を備える。カートリッジケース36の内部には、アルミ製のパック37が収容されており、パック37はインク供給口32に接続されている。また、パック37の内部には、パック37を膨張する方向に付勢するバネ部材38が設けられている。このバネ部材38が与える復元力によって、パック37内に所定の負圧が発生する。
As shown in these drawings, the
更に、インク供給口32には、インクエンド検出管40が接続されており、インクエンド検出管40のインク供給口32に接続されていない側の端は大気に開放されている。インクエンド検出管40内のインクの界面には、その界面を気密的に覆蓋しつつ、パック内37内の負圧が増大したときに、インク供給口32の方向に移動(下降)する液栓39が封入されている。この液栓39を形成する材料は、水性インクであるインクと分離状態を保ちながら、インクの界面変位に良好に追従し得る高粘度液体であり、例えば、エチレン−α−オレフィンコオリゴマーにゲル化剤を添加したゲル状組成物が用いられる。この種のゲル状組成物は、水性ボールペンにおけるインクチューブの液栓用として様々なものが提案されているので、これらを流用してもよい。
Further, the ink
インクエンド検出管40の透明な壁面の一部には、プリズム47が一体に形成されている。インクカートリッジ27をカートリッジホルダ26に装着したときに、プリズム47がインクエンドセンサ51に対向するように、予めその位置が定められている。図5に示すように、インクエンドセンサ51のフォトトランジスタ51aから発せられる光は、プリズム47の入射面47aから入射し、臨界面47bに至る。インクエンド検出管40の臨界面にインクA又は液栓39があるときは、臨界面47bに入射した光は屈折し、臨界面47bで反射される光は少ない。インクAの量が所定量以下になり、液栓39の位置が下がると、臨界面47bに入射した光は全反射され、プリズム47の射出面47cを経てフォトダイオード51bに至り、インクエンドが検出される。このように、本実施の形態のインクエンドセンサは、気体と液体(液栓)の屈折率の差を利用して、インクエンドを検出している。
A
図6は、パック内のインクの残存量(消費量)と、パック内の圧力の関係を示すグラフである。図3で示したパック37の状態が、図6のポイントAにあたり、図4に示した状態がポイントCの残存量にあたる。グラフに示すように、インクの消費に従って、パック37内の負圧は緩やかに増大する(ポイントA〜B)が、インクが殆ど無くなる状態(ポイントC)では、パック37がそれ以上変形できなくなるため負圧が一気に増大する。インクエンド検出管40の中の液栓39は、収容部にインクが十分ある時に発生する負圧、即ちポイントA〜Bでは、管の壁面と液栓の間に作用する粘性抵抗によって生じる抵抗力のため、殆ど移動しない。しかし、インクが殆ど消費されたとき(ポイントC)、インクエンド検出管40内の液栓には、粘性抵抗によって生じる抵抗力に抗して、液栓39を移動させるに十分な負圧が液栓39に作用し、液栓39が移動し、液栓の位置がプリズム47より下方に達したとき、インクエンドが検出されることとなる。
FIG. 6 is a graph showing the relationship between the remaining amount (consumption amount) of ink in the pack and the pressure in the pack. The state of the
本発明は前記実施形態において示された事項に限定されず、特許請求の範囲及び発明の詳細な説明の記載、並びに周知の技術に基づいて、当業者がその変更・応用を行うことができる範囲が含まれる。例えば、上記実施形態のインクエンドセンサは、気体と液体(液栓)の屈折率の差を利用して、インクエンドを検出をおこなうものだが、これに限らず、インクと液栓の透過率の差を利用して、光をインクエンド検出管の中を透過させる方式のインクエンドセンサを用いても良い。 The present invention is not limited to the matters shown in the above-described embodiments, and a range in which a person skilled in the art can make changes and applications based on the claims and the detailed description of the invention and well-known techniques. Is included. For example, the ink end sensor of the above embodiment detects the ink end by utilizing the difference in refractive index between gas and liquid (liquid stopper), but is not limited to this. An ink end sensor that transmits light through the ink end detection tube using the difference may be used.
10 プリンタ
15 印字ヘッド
20 インク供給部
26 カートリッジホルダ
27 インクカートリッジ
32 インク供給口
36 カートリッジケース
37 パック
38 バネ部材
39 液栓
40 インクエンド検出管
47 プリズム
51 インクエンドセンサ
DESCRIPTION OF
39
Claims (4)
前記インクエンド検出管内の液栓の位置を検出するためのインクエンドセンサとを備えたインクジェットプリンタ。 An ink container sealed with a flexible material; an ink supply port communicating with the ink container; a spring member that applies a negative pressure to the ink container; one end communicating with the ink supply port; An ink end detection tube whose end is open to the atmosphere, and a liquid stopper that covers the interface of the ink in the ink end detection tube, and is a high-viscosity liquid that moves according to the amount of ink consumed in the ink container. An ink jet head that is connected to the ink supply port of an ink cartridge and that performs printing using the ink supplied from the ink storage chamber;
An ink jet printer comprising an ink end sensor for detecting a position of a liquid stopper in the ink end detection tube.
前記インクエンドセンサは、前記プリズムの臨界面で反射された光を検出する光学的センサであることを特徴とする請求項3に記載のインクジェットプリンタ。
The ink cartridge is provided on a part of the wall surface of the ink end detection tube, and there is no incident surface for entering light from an external light source, and neither the ink nor the liquid stopper is used for the incident light. A prism with a critical surface that sometimes reflects,
4. The ink jet printer according to claim 3, wherein the ink end sensor is an optical sensor that detects light reflected by a critical surface of the prism.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003308689A JP2005074839A (en) | 2003-09-01 | 2003-09-01 | Ink cartridge and inkjet printer |
Applications Claiming Priority (1)
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2014054786A (en) * | 2012-09-13 | 2014-03-27 | Seiko Epson Corp | Liquid storage container |
-
2003
- 2003-09-01 JP JP2003308689A patent/JP2005074839A/en not_active Withdrawn
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Legal Events
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