JP2831652B2 - インク残量検知装置 - Google Patents

インク残量検知装置

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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41JTYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/005Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
    • B41J2/01Ink jet
    • B41J2/17Ink jet characterised by ink handling
    • B41J2/175Ink supply systems ; Circuit parts therefor
    • B41J2/17566Ink level or ink residue control

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明はインクジェット記録装置のインク残量検知装
置に関する。
[従来の技術] 第7図はシリアルタイプのインクジェット記録装置を
示し、図において、12は紙送りモータ、13はモータ12の
回転軸と結合するモータギア、14はモータギア13と噛合
する紙送りギアである。15はプラテンであり、その円筒
形の側面に記録用紙16を巻き付けて記録面を形成すると
共に、プラテン15の有する長手方向の軸が紙送りギア14
と結合することにより紙送りを行う。
17は記録ヘッドであり、ヘッド17の有するインク吐出
口からインクを吐出してドットを形成し、以って文字,
画像等を記録する。18は記録ヘッド17の近傍に配設され
たサブインクタンクであり、記録ヘッド17とサブインク
タンク18とはインク供給のためのチューブ等の部材(不
図示)で連結されている。また、サブインクタンク18は
ヘッド17に急激な圧力がかからないようにするための緩
衝機能を有するものである。
19は記録ヘッド17およびサブインクタンク18を搭載す
るキャリッジ、24はキャリッジ19を支持し、かつその動
作方向を規制するキャリッジ軸である。23はキャリッジ
モータ、21はキャリッジモータ23の回転軸と結合するモ
ータプーリ、22はアイドラプーリであり、モータプーリ
21とアイドラプーリ22とはプラテン15の長手方向の長さ
に対応する間隔をもって配設されている。20はタイミン
グベルトであり、プーリ21および22によって張設され、
このタイミングベルト20とキャリッジ19が係合すること
により記録ヘッド17を記録用紙16に沿ってプラテン15の
長手方向に移動させながら記録を行う。
25はインク供給源としてのインクカートリッジであ
り、その内部にインク袋40を収納する。インクカートリ
ッジ25とサブインクタンク18とは第8図〜第10図にて後
述されるインク残量検知装置26を介在させて可撓性のチ
ューブ27で連結され、サブインクタンク18にインクを供
給する。
第8図はインク残量検知装置の詳細を示す斜視図であ
り、第9図および第10図は第8図におけるA−A断面を
示す。
これら図において、35および39は、検知装置26の本体
を構成するそれぞれ上ボディおよび下ボディである、下
ボディ39にはインク液室29が設けられ、さらにインク液
室29へインクを流入させるおよびインク液室29からイン
クを流出させる流路であるインク流入路28およびインク
流出路30が設けられている。31は伸縮性を有するダイア
フラム、32は接点であり、上ボディ35に固着された2つ
の接点36とによってスイッチを構成し、残量検知におけ
る電気信号の断続を行う。この構成の上面図を第11図に
示す。33は接点圧接材である。
ダイアフラム31の中心部は接点32と接点圧接材33とに
よって、および周縁部は上ボディ35と下ボディ39とによ
ってそれぞれ挾持されている。34は接点圧接材ホルダで
あり、上ボディ35の中央部で上下方向に摺動可能に配設
されている。
また、接点圧接材33がホルダ34に圧入されて取り付け
られており、これにより接点圧接材33,ダイアフラム31,
接点32およびホルダ34は一体で動作する。さらに、ホル
ダ34はねじ部を有し、このねじ部にストッパ38が螺合さ
れ、このストッパ38と上ボディ35の中央部に配設された
座との間に圧縮コイルばね37が挿入され、ホルダ34を上
方へ付勢する。26aおよび26bは端子であり、インク残量
検出回路(不図示)に接続している。
上述した構成によって、インク残量に応じてインク液
室29内の圧力が変化すると、この変化した圧力とコイル
ばね37およびタイムフラム31の弾性力との関係に応じて
ストッパ38,ホルダ34,接点圧接材33,ダイアフラム31お
よびこれら部材と一体となった接点32が上下に動作す
る。この接点32の上下動作によって、接点32および36で
構成されるスイッチの開閉が行なわれる。すなわち、接
点32が下方にさがって接点36と非接触となったときスイ
ッチは開となり、インク残量検出回路はインク残量がわ
ずかである旨の警告を発する。
インク供給系の内部における圧力の状態は以下のよう
に考えることができる。
すなわち、インク袋40,チューブ27およびインク液室2
9で構成されるインク供給系における全体のインク量お
よび全体の体積の変化率を考えると、インク量減少率は
インク吐出量に対してほぼ一定であるのに対し、インク
供給系全体の体積変化はもっぱらインク袋40が変化する
ことによって生じるものであり、インク残量が少なくな
るにつれてこの変形は少なくなるので体積変化率は、小
さくなっていく。以上のことから、インク残量が少なく
なるにつれて供給系内部の圧力は低下していく。
第9図および第10図は、それぞれ接点32の位置を示す
図であり、第9図で示す位置は接点22と接点26とが接触
してスイッチを閉とした状態であり、インク残量が多
く、インク液室29内の圧力が減少していない状態であ
る。他方、第10図は接点32および36が互いに離隔してス
イッチを開とした状態であり、インク残量が少なく、イ
ンク液室29内の圧力が減少した状態を示している。
これら、スイッチを開あるいは閉とする条件は、ダイ
アフラム31の弾性復元力による抗力をN,コイルばね37に
よる力をFとし、ダイアフラム31にかかるそれぞれ大気
圧による力をPa、供給系内部(インク液室)圧力による
力をPiとし、ダイアフラムユニットつまりダイアフラム
31,接点32,接点圧接材33,接点圧接材ホルダ34,ストッパ
38の合計の重量をWとした場合、スイッチが閉となるの
は N+F≧Pa−Pi+W (1) であり、スイッチが開となるのは N+F<Pa−Pi+W (2) である。
式(1)および(2)から明らかなように、ストッパ
38を回転させてその位置を変えコイルばね37の力Fを調
整すれば、所望のインク残量となったとき、すなわちイ
ンク液室29内の圧力が所定の値のときにスイッチが開と
なるよう構成することができる。
[発明が解決しようとする課題] しかしながらこのようなタイプのインク残量検知装置
を用いると、部品点数が多くまたネジ部を有するため、
部品コストが高くなり廉価なインク残量検知装置、ひい
ては廉価なインクジェット記録装置の実現が不可能とな
る。
そこで本発明の目的は、上述した従来の問題点を解消
し、インクの残量検知を正確に行うことが可能であると
共に廉価なインクジェット記録装置のインク残量検知装
置を提供することにある。
[課題を解決するための手段] 上記目的を達成するために、本発明は、インクジェッ
ト記録装置のインク供給源から記録ヘッドへインクを供
給する供給経路中に設けられるインク残量検知装置にお
いて、 インク流入口とインク流出口とを備えたベース部と、少
なくとも一部に凸部の形状を有する弾性部材からなり該
弾性部材の復元力で形状を維持する蓋体とで形成される
インク液室と、前記蓋体の凸部の一部に接触して前記蓋
体の変形に伴って移動する可動電極部と、前記可動電極
部が移動することにより、該可動電極部と接触可能な位
置に設けられた固定電極部と、を有し、前記蓋体は、前
記復元力に抗して前記インク液室内の負圧が所定の負圧
値より増加したとき変形し、該変形により移動する前記
可動電極部と前記固定電極部との接触状態を電気的に検
出して前記インク供給源内のインク残量の低下を検知す
ることを特徴とする。
[作用] 本発明によれば、インク液室は、インク流入口とイン
ク流出口とを備えたベース部と、少なくとも一部に凸部
の形状を有する弾性部材からなる蓋体とで形成されてお
り、その蓋体は弾性部材の復元力で形状が維持される。
そして、インク供給源内のインク残量が低下してイン
ク液室内の負圧が所定の負圧値より増加したとき、弾性
部材の蓋体の復元力では形状が維持できなくなり、蓋体
が変形する。
さらに、蓋体の凸部の一部に接触し蓋体の変形に伴っ
て移動する可動電極部が設けられており、蓋体の変形に
より可動電極部が移動し、固定電極部との接触状態を検
出することで、インク供給源内のインク残量の低下を検
知する。
以上の構成をとれば、構成部品数を少なくでき、単純
な部品から構成できるので、廉価なインク残量検知装置
が実現可能である。
[実施例] 以下、本発明の実施例を添附図面に基づき詳細に説明
する。
第1図および第2図に、本発明の第1の実施例を示
す。
図において、1はインク供給径路の途中に位置しイン
ク流入口1a,およびインク流出口1bを有する有底円筒状
のベースであり、インク流入口1aおよびインク流出口1b
は夫々対向して配置されており、従来技術において説明
したように夫々、インクカートリッジのインク袋および
記録ヘッドのサブインクタンクに接続される。このベー
ス1に薄ゴム製の円錐形状の蓋体2が取り付けられる。
すなわち、ベース1には外周上に環状溝1Cが設けられ、
円錐形状の蓋体2の底端部に形成した環状リブ2aが環状
溝1Cに適度な張力で嵌着される。この蓋体2の頂点には
半球形状の突起2bが設けられ、後述する接点が突起2bに
圧接される。これらのベース1と蓋体2とで形成される
インク液室ユニットは、有底円筒状の下ケース3に接着
等の手段により固定される。
なお、ベース1のインク流入口1aおよびインク流出口
1bは、下ケース3に設けた切欠3aおよび3bに夫々位置さ
れる。
一方、4は下ケース3と同径の環状接点ホルダであ
り、この上面4aには接点板5および6が溶着等の手段に
より一体的に設けられている。接点ホルダ4は下ケース
3の上面に密着して設けられ、このとき接点板6は蓋体
2の頂点の突起2bに圧接する。図示のように接点板6は
2ケ所で折曲げられており、適度な圧接力で突起2bに圧
接されている。また、接点ホルダ4はその内壁が蓋体2
の変形が安定的に行なわれるように円錐状に形成されて
いる。接点板5および6の先端部にはオン時にクロス接
触が可能なように突起5aおよび6aが夫々設けられてお
り、また接点板6は適度なストロークが得られるよう接
点板5と離間して配置されている。更に7は上ケースで
あり、接点ホルダ4の上方に設置され、切欠7aが接点ホ
ルダ4の接点板端部5bおよび6bに位置するように不図示
の手段で固定されている。
ここで、インク残量検知装置が動作するときの力のバ
ランスを考えると、ゴム製の蓋体2の弾性復元力による
抗力をN,接点板6の圧接力をF、大気圧による力をPa,
供給系内部に発生する負圧による力をPiとすると、 N<F+Pa−Pi (3) の時蓋体2が変形し接点板6が接点板5に接触してイン
ク残量検知装置はオンとなる。また N≧F+Pa−′Pi (4) の時は本装置はオフとなる。
ここで、安定的に蓋体2が変形するように意図的に変
形させたい所を環状に薄肉化しておくと、常に決まった
位置から変形するので正確な残量検知が行なわれる。実
施例における蓋体2では円錐状蓋体2の高さの略々半分
程度の高さの位置に環状の薄肉部2Cを設けてある。
このようにすると、第2図に2点鎖線で示すように、
円錐状蓋体2の頂点部がこの環状薄肉部を中心として変
位する。
[実施例2] 次に、本発明の第2の実施例を第3図に示す。
前実施例は回転体形状として円錐形の蓋体の例を示し
たが本実施例は半球形状のゴム製蓋体8を用いたもので
ある。前実施例と同様に半球形の頂点部に半球状の突起
8aが設けられ、これに接点板6が圧接されている。他の
構成は前実施例と同一であるから同一部位には同一符号
を付し重複説明を避ける。
インク液室内に、インク残量が規定値より、少なくな
った場合負圧が発生して、半球形状の蓋体8の薄肉部8b
から凹み接点板5および6が接して、オン状態となる。
また、負圧が解除された場合、蓋体8の弾性復元力によ
る抗力で原形状に復元する。
[実施例3] さらに、本発明の第3の実施例を第4図に示す。
本実施例のゴム製の蓋体9の形状は、山形の回転体形
状をしており、前実施例と同じように頂点には半球形状
の突起9aが設けられており、これに接点板6が圧接され
ている。動作原理は前実施例と同様である。当然この蓋
体9にも薄肉部9bが環状に設けられている。
[実施例4] 前述した第1ないし第3の実施例においては、蓋体の
全体が凸状になった回転体形状をしている例を示した
が、第5図に示すようにゴム製の蓋体10の一部のみを凸
状の回転体である円錐形状10aとしてもよい。この場合
も同じくその頂点に半球形状の突起10bおよび薄肉部10c
を形成しておく。
動作原理は前述した実施例と同様である。
本実施例においては蓋体10の一部が円錐形状10aであ
る例を示したが当然その他の回転体、例えば半球形状や
山形状等との組合せであってもよい。
なお、上に説明した全実施例においては、ゴム製蓋体
の頂点部に形成した半球形部に接点板が圧接されている
が、別にこれにこだわる必要はなく、第6図に示すよう
に接点板6に透孔6Cを設け、この透孔6Cに蓋体の頂点部
の突起11aを嵌合させるようにしてもよい。
[発明の効果] 以上の説明から明らかなように、本発明によれば、イ
ンクジェット記録装置のインク供給源から記録ヘッドへ
インクを供給する供給経路中に設けられるインク残量検
知装置において、インク流入口とインク流出口とを備え
たベース部と、少なくとも一部に凸部の形状を有する弾
性部材からなり該弾性部材の復元力で形状を維持する蓋
体とで形成されるインク液室と、前記蓋体の凸部の一部
に接触して前記蓋体の変形に伴って移動する可動電極部
と、前記可動電極部が移動することにより、該可動電極
部と接触可能な位置に設けられた固定電極部と、を有
し、前記蓋体は、前記復元力に抗して前記インク液室内
の負圧が所定の負圧値より増加したとき変形し、該変形
により移動する前記可動電極部と前記固定電極部との接
触状態を電気的に検出して前記インク供給源内のインク
残量の低下を検知するようにしたので、構成部品数を少
なくでき、単純な部品から構成できるので、廉価なイン
ク残量検知装置が実現可能であると共に、弾性部材がイ
ンク液室内の負圧変化に追従するように変形する構成に
比べて、特定の閾値を設定することなく、インク残量が
低下したことを安定して検知できる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の第1の実施例の構成を示す分解斜視
図、 第2図はその側断面図であり実線が非動作時状態,2点鎖
線が動作時状態を示す。 第3図は本発明の第2の実施例を示す側断面図、 第4図は本発明の第3の実施例を示す側断面図、 第5図は本発明の第4の実施例を示す側断面図、 第6図は蓋体の頂点部と可動接点との一体化の一例を示
す断面図、 第7図は従来のインク残量検知装置を用いた記録装置の
斜視図、 第8図は従来のインク残量検知装置の斜視図、 第9図は同装置の非動作時を示す断面図、 第10図は同装置の動作時を示す断面図、 第11図は同装置における接点の説明図である。 1…ベース、1a…インク流入口、1b…インク流出口、1c
…環状溝、2,8,9,10…蓋体、2a…環状リブ、3…Fケー
ス、4…接点ホルダ、5,6…接点板、7…上ケース、38
…ストッパ、39…下ボディ、40…インク袋。

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】インクジェット記録装置のインク供給源か
    ら記録ヘッドへインクを供給する供給経路中に設けられ
    るインク残量検知装置において、 インク流入口とインク流出口とを備えたベース部と、少
    なくとも一部に凸部の形状を有する弾性部材からなり該
    弾性部材の復元力で形状を維持する蓋体とで形成される
    インク液室と、 前記蓋体の凸部の一部に接触して前記蓋体の変形に伴っ
    て移動する可動電極部と、 前記可動電極部が移動することにより、該可動電極部と
    接触可能な位置に設けられた固定電極部と、 を有し、 前記蓋体は、前記復元力に抗して前記インク液室内の負
    圧が所定の負圧値より増加したとき変形し、該変形によ
    り移動する前記可動電極部と前記固定電極部との接触状
    態を電気的に検出して前記インク供給源内のインク残量
    の低下を検知することを特徴とするインク残量検知装
    置。
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