JP2610018B2 - インクジェット記録装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ インクジェット記録装置（以下インクジェットプリン
タという）に関し、特にインクジェットプリンタに用い
られるインク貯蔵容器等インク供給源のインク残量を検
出するインク残量検出装置の改良を図ったものである。

［従来の技術］ インクジェットプリンタに用いられる従来のインク残
量検出装置としては、インクジェットプリンタの本体に
固定されるインク供給源としてのインク貯蔵容器（イン
クタンク）、あるいは記録ヘッドをキャリッジに搭載し
た形態のインクジェットプリンタにあってはキャリッジ
に搭載された予備インクタンクに設けられるものがあ
る。そして、このような従来のインク残量検出装置で
は、インク液面の変化に従って移動する磁石内蔵の浮き
をリードスイッチで検出したり、あるいは送光手段およ
び受光手段を設けてインク液面が所定値以下になったと
き送光手段よりの光がインクに遮断されることなく受光
手段に達することを利用して、インク残量を検出する機
構等が用いられている。

［発明が解決しようとする問題点］ しかしながら、このような従来のインク残量検出装置
は、特に固定のインクタンクに設ける場合においてイン
クタンクが偏平で柔軟な袋で形成されている場合には、
インク残量の減少に伴う液面変化の割合が少ないので、
正確で信頼性のある検出ができなかった。

また、このようなインク残量検出装置はインクタンク
交換時に同時に交換されることとなり、従ってインクタ
ンク事態の高価格化をもたらすものであった。

一方、インク残量検知装置をキャリッジ上に搭載され
た予備インクタンクに設けた場合にあっては、キャリッ
ジが所定の方向に移動する際に予備インクタンク内の液
面が揺れるのでインク残量検知装置に誤動作が生じるこ
とがあり、加えてインク残量検知装置に必要な電気的な
接続手段もキャリッジに伴って移動するので接続部の信
頼性が問題となっていた。

そこで、記録ヘッドとインクタンク間のインク供給経
路中に設けられるインク残量検知装置も提案されている
が、大気開放型のインク残量検出装置、例えばインクレ
ベルを検知するためのマノメータを有する装置の場合、
該装置が適用されるインクジェットプリンタの非動作時
あるいは運搬時を考慮してインク漏れやインク蒸発を防
止するような構成をとらなければならず、従って装置が
大型化し、かつ製造価格も増大するという問題があっ
た。

また、密閉型のインク残量検出装置、例えば一部が可
撓性部材で構成し、その可撓性部材の内外の圧力差によ
り発生する変形を利用してインク残量検知を行うダイヤ
フラムを有する装置の場合、可撓性部材の寸法をばらつ
きに起因して検出出力もばらつくこととなり、正確なイ
ンク残量検知が行われなくなることがあった。しかも、
圧力による変形を利用するために、インク供給系全体で
の調整、例えば記録ヘッドとインク残量検知装置の相対
的な高低差をインクジェットプリンタの製品毎に調整し
なければならないという煩雑さが生ずると共に、調整機
構を付加することによって装置全体が大型化し、製造価
格も増大するという問題点があった。

インク残量の低下に伴う圧力変化をダイヤフラムのみ
で検知する構成であれば、インク経路中のインクの移動
や、インク使用過程における供給経路内の微小の圧力変
化により、ダイヤフラムが微小振動し、インク残量の誤
検出が生じてしまう。

［問題点を解決するための手段］ 本発明はこれら問題点を解決し、適用するインクジェ
ットプリンタ全体の系での調整を不要とするとともに、
小型かつ廉価にして検出精度の高い安定した検出動作を
行うインク残量検知装置を備えたインクジェットプリン
タを提供することを目的とする。

そのため、本発明では、インクジェットプリンタにイ
ンクを供給する密閉式のインク袋内のインク残量を検出
するインク残量検出装置を備えたインクジェット記録装
置において、前記インク残量検出装置は、前記インク袋
からのインク供給経路に接続され、該経路の一部を構成
し、前記経路中の圧力変化に伴って変位可能な可撓性の
変位部材と、前記変位部材に付設され、前記経路中の圧
力低下に伴い前記変位部材が変位する方向とは逆の方向
へ前記変位部材を付勢するばね部材と、調整ねじの回転
を前記経路中の圧力変化に伴う前記変位部材の変位方向
に沿った移動に変え、該移動によって、前記ばね部材が
前記変位部材を付勢する力を調整すると共に、前記調整
ねじによる回転が前記可撓性の変位部材へ伝達しないよ
うにした調整手段と、前記変位部材の変位を検出する検
出手段とを有することを特徴とする。

ここで、前記検出手段は、前記変位部材の変位に応じ
て移動可能な第１の電極と、前記経路中の圧力低下に伴
う前記変位部材の変位により、前記第１の電極と接触可
能に設けられる第２の電極とを有し、前記検出手段は、
前記第１の電極と前記第２の電極との導通状態を検出す
るものでもよい。

また、前記検出手段は固定された送光手段および受光
手段と、当該手段間の光路を遮断可能に前記変位部材に
設けられた遮断部材とを有するものでもよい。

［作 用］ すなわち、本発明によれば、インクタンクとは機械的
に独立してインク残量検知を行えるので、インクタンク
の構成が簡単かつ廉価になるとともに、検出精度も向上
する。また、適用するインクジェットプリンタ全体の系
としての調整も不要となる。

また、本発明においては、ばね等により可撓性の変位
部材を、インク残量低下に伴う圧力変化により前記可撓
性の変位部材が変位する方向とは逆の方向への移動習性
を付与するよう構成している。これにより、インク袋内
のインク残量が低下して、インク供給経路中の負圧が増
し、その負圧が所定以上になったとき、つまりばね等に
より付勢した力に抗して可撓性の変位部材が変位する。
その変位を検出することにより、インク袋内のインク残
量が低下したことを検出することができる。

［実施例］ 以下、図面を参照して本発明を詳細に説明する。

第１図は本発明を適用したインクジェットプリンタの
主要部の一構成例を示す。ここで、１はプラテン８に記
録面を規制された記録媒体に対して液滴を吐出する記録
ヘッド、２は記録ヘッド１を搭載してプラテン８の軸方
向に延在するガイドＧに沿って移動可能なキャリッジ、
４はキャリッジ２に搭載した予備インクタンク、３は予
備インクタンク４内のインクを記録ヘッド１に供給する
ための供給管である。５は予備インクタンク４内にイン
クを供給するための供給管5A、および不図示の吸引手段
と結合して予備インクタンク４内の液量を保つため等に
用いる吸引管5Bをまとめた可撓性の連通部材である。ま
た、７はインク供給源としてのインクタンクであり、図
ではプラスチック，アルミ材等で偏平かつ柔軟に形成し
た袋形状のインクタンクを示している。さらに、６は供
給管5Aの途中に配設され、インクタンク７に連通した本
発明に係るインク残量検出装置である。

かかる構成において、インクタンク７に貯蔵されたイ
ンクはインク残量検知装置６および供給管5Aを介し、キ
ャリッジ２に搭載された予備インクタンク４へ導かれ
る。更にインクは予備インクタンク４から供給管３を介
してキャリッジ２上に搭載された記録ヘッド１に導か
れ、記録ヘッド１によってプラテン８上の記録媒体に吐
出され記録が行われる。

第２図はインク残量検知装置６の一実施例を示したも
のである。ここで、６−１および６−２は、それぞれ、
本体およびカバーであり、それらは接着，溶着あるいは
ビス等で結合することができる。６−３は本体６−１お
よびカバー６−２により形成される空間を仕切るための
可撓性部材で構成した膜であり、この膜６−３により仕
切られる本体６−１側の空間が外気と完全に密閉される
ように本体６−１とカバー６−２との結合部分で支持す
る。６−４は膜６−３の上部に接着等により結合した導
電部材の電極、６−５は電極６−４と対向する位置にカ
バー６−２に固定した電極である。

６−６はカバー６−２の上部に鉛直方向に上下可能に
設けたおねじ、６−７はおねじ６−６と電極６−４との
間に設けたばねであり、電極６−４に図中上方への移動
習性を付与する。更に、カバー６−２の上部にはおねじ
６−６と同径，同ピッチのめねじを螺刻した調整ネジ６
−８を設け、おねじ６−６と結合させる。また、64およ
び65は、それぞれ、電極６−４および６−５に接続した
ターミナルであり、音や表示，発光等を行う報知手段、
ないしは制御回路等を介してそのような報知手段に結合
することができる。

かかる構成において、少なくとも一部が可撓性部材で
構成された密封系のインクタンク７内のインク量が少量
となったときに継続して記録を行うと、図中矢印で示す
インク液系路全体の負圧が増加してくる。これに応じ
て、インク残量検知装置６内の可撓性の膜６−３もばね
力に抗して下降し、所定の負圧値となった時点で電極６
−４と電極６−５とが接触する。これによって、各電極
６−４および６−５とそれぞれ接続されたターミナル64
および65を介して当該接触が行われた旨の信号が制御回
路等に送られ、インクタンク７内のインク量が少量とな
ったことが例えば音や光を媒介として操作者に報知でき
る。

ここで、電極６−４および６−５の接触が生じる所定
の負圧値はインクジェットプリンタによる記録品位が低
下する以前に設定することが望ましいが、この負圧値は
一般に微弱であるので、膜６−３の寸法のばらつき，素
材のばね定数のばらつきなどにより正確に検知すること
は難しい。そこで、本例では調整ねじ６−８を回すこと
により電極６−４と電極６−５との間の距離を変えて、
見かけ上可撓性膜６−３のばね定数を変えることにより
設定を行う。

第３図（Ａ）および（Ｂ）は調整部の詳細を示す。図
において６−20はカバー６−２に設けたキーであり、お
ねじ６−６に設けたキー溝に結合しておねじ６−６の回
転を阻止し、その上下方向のみの変位を許容する。これ
により、調整ねじ６−８を回転させてもおねじ６−６は
キー溝により回転を阻止されているので、ばね６−７お
よび可撓性膜６−３がねじられることなく電極６−４お
よび６−５間の距離調整が可能となる。なお、ばね６−
７のばね定数は負圧値と可撓性膜６−３のばね定数とに
よって決定されるものであるから、同等のばね定数をも
つ弾性体であれば必ずしも図示のようなばねに限定され
るものではない。

第４図は本発明の他の実施例を示し、第２図示の実施
例と同様に構成できる部分については対応箇所に同一符
号を付してある。

図において、６−30および６−31は、それぞれ、カバ
ー６−２に配設した送光部および受光部、６−40はそれ
らの間の光軸上に遮光板６−40Aおよび６−40Bを有し、
可撓性膜６−３に設けた遮光部材である。

かかる構成によっても、供給経路中に負圧が生じ、膜
６−３が下降して遮光部材６−40による遮光がなされな
くなったことにより、受光部６−31が送光部６−30から
の光を受けたときに、当該受光信号を制御回路等により
検知して上述と同様な報知を行うことができる。また、
負圧設定時の調整態様についても、第２図示の実施例と
同様に行うことができる。

第５図は本発明のさらに他の実施例を示し、第２図と
同様に構成できる部分については対応箇所に同一の符号
を付してある。図において、６−50は適切なピッチＰで
適切な個数の穴を設けた弾性体、６−51は弾性体６−50
とカバー６−２とを連結するビスを有する調整部であ
る。

第６図はその調整部の詳細な構成例であり、図中
（Ａ）は正面図、図中（Ｂ）は側面図をそれぞれ示す。

本実施例では、弾性体６−50により可撓性膜６−３を
吊り上げ、所定の負圧値で可撓性膜６−３が所定量変形
するように弾性体６−50の固定位置を変更し、もって第
２図に示した実施例と同様な効果を奏することができ
る。

なお、本例に係る調整部は第４図示の実施例にも極め
て有効かつ容易に適用できるのは勿論である。

以上述べた各実施例によれば、適切に調整した負圧値
でインク残量を検出できるので、検出部をインク中に浸
漬する必要がなく従って検出の信頼性を向上させること
ができる。

また、インク残量検知装置に検出負圧量調整部を設け
たので、インク残量検知のために適用するインクジェッ
トプリンタ全体の系で調整を行う必要がなく、かつ検知
残量調整部を必ずしもプリンタに内蔵させる必要もな
く、従って小型かつ廉価にして高精度のインク残量検知
装置を実現できる。

さらに、インクタンクから独立したインク残量検知装
置としたので、インクタンク交換時にも装置はそのまま
使用でき、従ってインクタンクも廉価に構成できること
になる。

また、本発明は、第１図示の如きインクジェットプリ
ンタに限られず、例えば記録媒体の全幅にわたって吐出
オリフィスを整列させた所謂フルマルチタイプの記録ヘ
ッドを有するインクジェットプリンタにも適用できるの
は言うまでもない。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明によれば、インク残量検
出装置を具備したインクジェット記録装置全体の系での
調整を要することなく調整を簡単に行うことができると
ともに、インク残量の検出精度を向上でき、しかも安定
した検出動作を行うことができる。また、これにより小
型にして廉価なインクジェット記録装置を実現できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を適用したインクジェットプリンタの主
要部の一構成例を示す斜視図、 第２図は第１図におけるインク残量検出装置の一実施例
を示す断面図、 第３図（Ａ）および（Ｂ）は、それぞれ、第２図示の実
施例に係る検出負圧調整部の詳細な構成例を示す平面図
および正面図、 第４図は本発明の他の実施例を示す断面図、 第５図は本発明のさらに他の実施例を示す断面図、 第６図（Ａ）および（Ｂ）は、それぞれ、第５図示の実
施例に係る検出負圧調整部の詳細な構成例を示す正面図
および側面図である。 ６……インク残量検出装置、 ６−１……本体、 ６−２……カバー、 ６−３……可撓性膜、 ６−4,6−５……電極、 ６−６……おねじ、 ６−７……ばね、 ６−８……調整ねじ、 ６−30……送光部、 ６−31……受光部、 ６−40……遮光部材、 ６−50……弾性部材、 ６−51……調整部、 ７……インクタンク。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山中 昭弘 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キ ヤノン株式会社内 (56)参考文献 特開 昭59−104947（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−185158（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−79135（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−153140（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−113877（ＪＰ，Ａ) 実開 昭58−193587（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭60−102558（ＪＰ，Ｕ)

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】インクジェットプリンタにインクを供給す
   る密閉式のインク袋内のインク残量を検出するインク残
   量検出装置を備えたインクジェット記録装置において、 前記インク残量検出装置は、前記インク袋からのインク
   供給経路に接続され、該経路の一部を構成し、前記経路
   中の圧力変化に伴って変位可能な可撓性の変位部材と、 前記変位部材に付設され、前記経路中の圧力低下に伴い
   前記変位部材が変位する方向とは逆の方向へ前記変位部
   材を付勢するばね部材と、 調整ねじの回転を前記経路中の圧力変化に伴う前記変位
   部材の変位方向に沿った移動に変え、該移動によって、
   前記ばね部材が前記変位部材を付勢する力を調整すると
   共に、前記調整ねじによる回転が前記可撓性の変位部材
   へ伝達しないようにした調整手段と、 前記変位部材の変位を検出する検出手段とを有すること
   を特徴とするインクジェット記録装置。
2. 【請求項２】前記検出手段は、前記変位部材の変位に応
   じて移動可能な第１の電極と、前記経路中の圧力低下に
   伴う前記変位部材の変位により、前記第１の電極と接触
   可能に設けられる第２の電極とを有し、 前記検出手段は、前記第１の電極と前記第２の電極との
   導通状態を検出することを特徴とする特許請求の範囲第
   １項に記載のインクジェット記録装置。
3. 【請求項３】前記検出手段は固定された送光手段および
   受光手段と、当該手段間の光路を遮断可能に前記変位部
   材に設けられた遮断部材とを有することを特徴とする特
   許請求の範囲第１項に記載のインクジェット記録装置。