JP2840513B2 - Ink tank and inkjet recording device - Google Patents
Ink tank and inkjet recording deviceInfo
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Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は記録ヘッドにインクを供
給して記録媒体に印字記録するインクジェット記録装置
ならびにこれに用いられるインクタンク、インクタンク
付き記録ヘッド及びインク残量検知方法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an ink jet recording apparatus for supplying ink to a recording head and performing recording on a recording medium, an ink tank used in the apparatus, a recording head with an ink tank, and a method for detecting the remaining ink amount.
【0002】[0002]
【従来の技術および発明が解決しようとする課題】イン
クジェット記録装置に使用されているインクタンクは、
記録時に記録ヘッドから吐出されるインク量に見合った
インクを良好に供給できると共に、非記録時においては
吐出口からのインクの漏れなどがないことが要求され
る。2. Description of the Related Art An ink tank used in an ink jet recording apparatus includes:
It is required that ink suitable for the amount of ink ejected from the recording head can be satisfactorily supplied at the time of recording, and that there is no leakage of ink from the ejection ports during non-recording.
【0003】又、そのインクタンクが交換型である場合
には、インクタンクの脱着がスムーズでその際のインク
漏れなどがなく、確実に記録ヘッドへインクを供給する
ことが要求される。If the ink tank is of a replaceable type, it is required that the ink tank be smoothly attached and detached without any ink leakage at that time, and that the ink be reliably supplied to the recording head.
【0004】従来のインクジェット記録装置用のインク
タンクとしては、先ずインク袋にインクを入れたものを
記録ヘッド位置に対して下方に装着し、インク供給チュ
ーブを引き回すことにより記録ヘッドにインクを供給す
る方式のものがある。この方式はタンクと記録ヘッドと
の高さの差によって負の水頭圧を発生させて、インク吐
出口部で安定したインクのメニスカスを維持している。
しかしながら供給系自体が非常に大きなものとなり装置
の小型化が難しいばかりか、プラスチック製チューブを
介してインクが蒸発することにともない、回復ポンプを
使用して増粘したインクを吐出口部から排出する必要が
生じ、インクの消費量の増大を招く等、廃インク処理の
問題やランニングコストの増大という問題があった。[0004] As a conventional ink tank for an ink jet recording apparatus, first, an ink bag filled with ink is mounted below a recording head position, and ink is supplied to the recording head by drawing an ink supply tube. There is a method. In this method, a negative head pressure is generated due to a difference in height between the tank and the recording head, and a stable ink meniscus is maintained at the ink discharge port.
However, not only is the supply system itself very large and it is difficult to reduce the size of the device, but also as the ink evaporates through the plastic tube, the thickened ink is discharged from the discharge port using a recovery pump. There has been a problem of waste ink treatment and an increase in running cost, such as necessity and an increase in ink consumption.
【0005】この他に従来のインクジェット記録装置に
使用されるインクタンクの一例が、特開昭63−632
42号公報に開示されている。これは、インクタンク内
に発泡剤(吸収体)が配置された複数のインク射出オリ
フィスを備えたインクジェット記録カートリッジであ
り、記録ヘッドのインク吐出部で安定したインクのメニ
スカスを維持するために、インクタンク内に発泡材であ
るポリウレタンフォームのような吸収体を充填し、この
吸収体の毛細管力によってインクを保持している。この
場合、インクタンク内ほぼ全体に吸収体を必要とし、吸
収体が最大保持可能なインク量よりもやや少ないインク
を保持させておくことにより、内部負圧を発生させてい
るので記録ヘッドおよびインクタンクに振動などの機械
的衝撃や温度変化などの熱的衝撃が付与された場合でも
記録ヘッドの吐出部やインクタンクの大気連通部からの
インクの漏れ出しがない。Another example of an ink tank used in a conventional ink jet recording apparatus is disclosed in JP-A-63-632.
No. 42 discloses this. This is an ink jet recording cartridge having a plurality of ink ejection orifices in which a foaming agent (absorber) is arranged in an ink tank. In order to maintain a stable ink meniscus in the ink ejection section of the recording head, the ink is used. The tank is filled with an absorbent such as polyurethane foam as a foam material, and the ink is held by the capillary force of the absorbent. In this case, an absorber is required for almost the entire inside of the ink tank, and an internal negative pressure is generated by holding ink slightly smaller than the maximum amount of ink that can be held by the absorber. Even when a mechanical shock such as vibration or a thermal shock such as a temperature change is applied to the tank, there is no leakage of ink from the discharge section of the recording head or the air communication section of the ink tank.
【0006】しかしながら、この従来のタンク内全体に
吸収体を充填した方式はインクタンク容積に対する保持
可能なインク量(インク保持比率)が少なく、しかも使
用されずに残るインク量が多くなり使用効率が悪いとい
う問題があった。さらにインクタンクが記録ヘッドと共
に記録紙に対向して記録走査することを考えると記録装
置本体の小型化やランニングコストの低減化の上で問題
となっていた。However, in the conventional system in which the absorber is completely filled in the tank, the amount of ink that can be held (ink holding ratio) with respect to the volume of the ink tank is small, and the amount of ink that is not used increases, and the usage efficiency increases. There was a problem of bad. In addition, considering that the ink tank scans the recording paper facing the recording paper together with the recording head, there has been a problem in reducing the size of the main body of the recording apparatus and reducing the running cost.
【0007】そこでインクの使用効率の高いものが望ま
れておりインクタンク内には吸収体を用いない方式のも
のも提案されている。[0007] Therefore, it is desired to use ink having a high use efficiency, and a method using no absorber in the ink tank has been proposed.
【0008】たとえば、インクタンク内にバネで付勢し
たインク袋を用いた方式が考案されている。このバネ袋
方式はバネ力を用いてインク供給部での内部負圧を安定
して発生させている点で優れてはいるが、所定の内部負
圧を得るためのバネ形状の制約やインクタンクに袋を固
定する工程がやや複雑になり製造コストが高いこと、さ
らには薄型のインクタンクではインク保持比率が小さく
なるなどの問題がある。For example, a system using an ink bag urged by a spring in an ink tank has been devised. Although this spring bag method is excellent in that the internal negative pressure in the ink supply unit is stably generated by using a spring force, there are restrictions on a spring shape for obtaining a predetermined internal negative pressure and an ink tank. However, there is a problem that the process of fixing the bag is slightly complicated, the manufacturing cost is high, and the ink holding ratio is small in a thin ink tank.
【0009】また、本件出願時において公知ではない
が、本発明者等はインクタンク内全体に吸収体を充填せ
ずに、部分的に吸収体を充填したタイプのものを考案し
た。これは、多孔質部材を充填していない部分を設ける
ことにより、インク保持比率を向上させたことによりイ
ンクの使用効率を向上している。すなわち、記録ヘッド
へのインク供給部および大気連通部を具備するとともに
毛細管力を調整したインク吸収体を内包する供給部イン
ク室と、それに連通しインクを貯蔵する一つないしは複
数のインク室とからなるインクタンクカートリッジであ
る。Although not known at the time of filing the present application, the present inventors have devised a type in which the absorber is not completely filled in the ink tank but is partially filled. This improves the ink use efficiency by improving the ink holding ratio by providing a portion not filled with the porous member. That is, a supply unit ink chamber that includes an ink supply unit to the recording head and an air communication unit and contains an ink absorber with adjusted capillary force, and one or more ink chambers that communicate with it and store ink. An ink tank cartridge comprising:
【0010】しかし、このインクタンクカートリッジは
インク吸収体を内包する供給部インク室のインクを使い
きってしまうと、インクをリフィル(再充填)しても記
録ヘッドへのインクの供給がうまく行われない場合があ
る。However, in this ink tank cartridge, if the ink in the supply unit ink chamber containing the ink absorber is used up, the ink is supplied to the recording head properly even if the ink is refilled (refilled). May not be.
【0011】図17に供給部インク室のインクを使いき
ってしまった状態からインクをリフィルした場合の状態
を示す。FIG. 17 shows a state in which ink is refilled from a state in which the ink in the supply section ink chamber is completely used.
【0012】供給部インク室(後述のインク室a)のイ
ンクを使いきったとしても実際には吸収体内部には若干
のインクが残存しており、これが吸収体のいたるところ
でメニスカスを形成している。この状態にて吸収体を内
包していないインク室bにインクをリフィルしたとして
もインク室aの吸収体にはすでにいたるところでメニス
カスを形成しているためインク室bからのインクを吸収
体中に隙間なく密に充填することができず、所々に大き
な泡が介在してしまう。この状態で記録ヘッドと接合し
てもインク室aの吸収体には気泡がかなり介在している
ため、インクの流れが悪くインクが途切れ易い状態にな
ってしまい、記録ヘッドにインクがうまく供給されな
い。Even if the ink in the ink chamber of the supply section (ink chamber a described later) is used up, a small amount of ink actually remains inside the absorber and forms a meniscus everywhere in the absorber. I have. In this state, even if ink is refilled in the ink chamber b that does not contain the absorber, a meniscus has already been formed everywhere in the absorber in the ink chamber a. It cannot be filled densely without gaps, and large bubbles are interposed in some places. Even if the recording head is joined to the recording head in this state, since a considerable amount of air bubbles are present in the absorber in the ink chamber a, the ink flow is poor and the ink is easily interrupted, and the ink is not supplied to the recording head properly. .
【0013】本発明は上述の問題点に鑑みてなされたも
のであって、インクのリフィルを可能とし、再利用が可
能なインクタンク、インクタンク付き記録ヘッド及びイ
ンク残量検知方法を提供することを目的とする。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-described problems, and provides an ink tank, a recording head with an ink tank, and a method for detecting the remaining amount of ink, which can refill ink and can be reused. With the goal.
【0014】上記目的を達成する本発明は、記録ヘッド
へのインク供給部及び大気連通部を具備し、インク吸収
体を内包するインク供給室と、前記インク供給室に連通
し、インクを内蔵するための少なくとも一つのインク室
と、前記インク室内にインクが所定量残存した状態でイ
ンク残量低下を検出するために用いられるインク検出用
手段と、を備えることを特徴とするインクタンクであ
る。According to another aspect of the present invention, there is provided an ink supply chamber containing an ink absorber, an ink supply chamber containing an ink absorber, and an ink supply chamber for communicating with the ink supply chamber. And an ink detecting means for detecting a decrease in the remaining amount of ink when a predetermined amount of ink remains in the ink chamber.
【0015】また、本発明により、前記インクタンクの
インク供給部に記録ヘッドが連結されていることを特徴
とするインクタンク付き記録ヘッドが提供される。Further, according to the present invention, there is provided a recording head with an ink tank, wherein a recording head is connected to an ink supply section of the ink tank.
【0016】また、本発明により、前記インクタンク付
き記録ヘッドを用いて記録を行うインクジェット記録装
置であって、前記インクタンクに設けられたインク検出
用手段と共に機能して、前記インク室内にインクが所定
量残存した状態でインク残量低下を検出するインク残量
検知手段と、前記インク残量検知手段の検知結果に基づ
き、インク残量低下を報知する報知手段と、を備えるこ
とを特徴とするインクジェット記録装置が提供される。Further, according to the present invention, there is provided an ink jet recording apparatus for performing recording using the recording head provided with the ink tank, wherein the ink functions together with an ink detecting means provided in the ink tank, and ink is contained in the ink chamber. It is characterized by comprising: an ink remaining amount detecting unit that detects a decrease in the remaining amount of ink when a predetermined amount remains, and an informing unit that notifies the remaining amount of ink based on a detection result of the ink remaining amount detecting unit. An inkjet recording device is provided.
【0017】また、本発明により、前記インクタンクの
インク残量検知方法であって、前記インク室内にインク
が所定量残存した状態でインクの残量低下を検知し、前
記検知結果を報知することを特徴とするインクタンクの
インク残量検知方法が提供される。Further, according to the present invention, there is provided a method for detecting the remaining amount of ink in the ink tank, the method comprising: detecting a decrease in the remaining amount of ink when a predetermined amount of ink remains in the ink chamber; A method for detecting the remaining amount of ink in an ink tank is provided.
【0018】また、本発明により、前記インクタンクの
インク補充方法であって、前記インク室内にインクが所
定量残存した状態でインクの残量低下を検知し、前記検
知結果に基づき、インク室のインクを補充することを特
徴とするインクタンクのインク補充方法。Further, according to the present invention, there is provided the ink refilling method of the ink tank, wherein a decrease in the remaining amount of the ink is detected when a predetermined amount of the ink remains in the ink chamber. A method for refilling ink in an ink tank, comprising refilling ink.
【0019】[0019]
【作用】記録ヘッドへのインク供給部及び大気連通部を
具備し、インク吸収体を内包するインク供給室と、前記
インク供給室に連通し、インクを内蔵するための少なく
とも一つのインク室とを備えるインクタンクの前記イン
ク室内にインクが所定量残存した状態でインク残量低下
が検知され、前記検知結果が報知される。An ink supply chamber having an ink supply section to the recording head and an atmosphere communication section and containing an ink absorber, and at least one ink chamber communicating with the ink supply chamber and containing ink are formed. When a predetermined amount of ink remains in the ink chamber of the provided ink tank, a decrease in the remaining amount of ink is detected, and the detection result is reported.
【0020】これにより、記録動作が停止され、インク
室内へのインクのリフィル(再注入)が可能となる。Thus, the recording operation is stopped, and the ink can be refilled (refilled) into the ink chamber.
【0021】本発明によれば、リフィルが可能で、安定
したインク吐出を維持すると共に使用環境条件の変化に
伴うインクの漏れ出しを確実に防止し、インク保持比率
の高いインクタンクが提供される。また、リフィルが可
能であるためインクタンクの再利用が可能となり、経済
性に優れると共に廃棄物の量を減らすことができる。According to the present invention, there is provided an ink tank having a high ink holding ratio, capable of refilling, maintaining stable ink ejection, and reliably preventing ink from leaking due to a change in use environment conditions. . Further, since the ink tank can be refilled, the ink tank can be reused, which is excellent in economy and can reduce the amount of waste.
【0022】[0022]
【実施例】本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明
する。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
【0023】<第1実施例>図1は第1実施例のインク
タンクの一部を破断して示した模式斜視図であり、図2
は第1実施例の模式断面図である。<First Embodiment> FIG. 1 is a schematic perspective view showing a part of an ink tank according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a schematic sectional view of the first embodiment.
【0024】図1および図2に示すように本実施例のイ
ンクタンク1は内部を2つのインク室(a,b)に仕切
るとともに底部で連通させ、一方のインク室aに毛細管
力を調整したインク吸収体7を充填するとともにインク
ジェット記録ヘッドと連結するためのインク供給部2と
大気連通部3と残量検知用残検ピン(電極)4とインク
注入口5を備えた構成となっている。インク注入口5は
ゴム等の栓51で塞がれている。As shown in FIGS. 1 and 2, the ink tank 1 of this embodiment partitions the interior into two ink chambers (a, b) and communicates at the bottom, and adjusts the capillary force to one of the ink chambers a. An ink supply unit 2 for filling the ink absorber 7 and connecting to the ink jet recording head, an air communication unit 3, a residual detection pin (electrode) 4, and an ink inlet 5 are provided. . The ink inlet 5 is closed with a stopper 51 made of rubber or the like.
【0025】大気連通部3、インク供給部2、残検ピン
(電極)4およびインク注入口5の位置関係は特にこれ
に限定されるものではない。The positional relationship among the atmosphere communication unit 3, the ink supply unit 2, the residual detection pin (electrode) 4, and the ink injection port 5 is not particularly limited to this.
【0026】本発明で使用するインク吸収体7は、それ
自身、液体(インク)の自重およびわずかな振動に対し
てもインクを保持する能力を有するものであれば従来公
知の部材が使用できるが、インクジェット記録装置にお
いては部材からの溶出物によってヒーターにダメージを
及ぼす場合があり、材質選定に多少の制約がある。これ
らを考慮するとインク保持力および負圧発生などが調整
容易なポリウレタンフォームなどのスポンジが好まし
い。特にフォームの場合には、フォーム製造時に所望の
多孔密度となるように調整できるので好ましい。As the ink absorber 7 used in the present invention, a conventionally known member can be used as long as it has the ability to hold the ink against its own weight and slight vibration of the liquid (ink). In an ink jet recording apparatus, a heater may be damaged by a substance eluted from a member, and there are some restrictions on material selection. In consideration of these, a sponge such as a polyurethane foam which can easily adjust the ink holding power and the negative pressure generation is preferable. In particular, a foam is preferable because it can be adjusted to a desired porosity during foam production.
【0027】図2は本発明のインクジェット記録装置の
記録ヘッド、インクタンク、キャリッジの結合の状態を
示す断面図である。本実施例における記録ヘッド10は
電気信号に応じて膜沸騰をインクに対して生じせしめる
ための熱エネルギーを生成する電気熱変換体を用いて記
録を行うインクジェット方式のものである。図2におい
て記録ヘッド10の主たる構成はすべてヘッドベースプ
レート11に設けた位置決め用の突起100を位置決め
基準としてヘッドベースプレート11上に接着ないしは
圧着して積層配置されている。ここで、図2の面内上下
方向はキャリッジHCのヘッド位置決め部104と突起
100とで位置決めされる。FIG. 2 is a cross-sectional view showing a state in which the recording head, ink tank, and carriage of the ink jet recording apparatus of the present invention are connected. The recording head 10 in this embodiment is of an ink jet type that performs recording using an electrothermal transducer that generates thermal energy for causing film boiling to occur in ink in response to an electric signal. In FIG. 2, all of the main components of the recording head 10 are stacked or laminated on the head base plate 11 by using the positioning projections 100 provided on the head base plate 11 as a positioning reference. Here, the in-plane vertical direction in FIG. 2 is positioned by the head positioning portion 104 and the protrusion 100 of the carriage HC.
【0028】更に図2の横断図の垂直方向は、突起10
0の一部がヘッド位置決め部104を覆うように突出
し、該突起100の切り欠き部(不図示)とヘッド位置
決め部104とで位置決めされる。ヒータボード13は
Si基板上に複数の列状に配された電気熱変換体(吐出
ヒータ)と、これに電力を供給するAl等からなる電気
配線とが成膜技術により形成されてなり、本体装置から
の電気信号を受け取るパッドを端部に配した配線を有す
るヘッドフレキシブル基板(以下、「ヘッドPCB」と
いう。)に対して、それぞれの配線を対応させてワイヤ
ボンディングにより接続されている。吐出ヒータに対応
して複数のインク流路を各々区分するための隔壁や流路
を介して交換インクタンク1からインクを導入してイン
ク流路に供給する共通液室と複数の吐出口を形成するオ
リフィスとをポリサルフォン等で一体成型した溝天板1
2をヒータボード13に不図示のバネで押圧するととも
に封止剤を用いて圧着固定及び封止してインク吐出部を
形成している。The vertical direction of the cross-sectional view of FIG.
A portion of the protrusion 100 projects so as to cover the head positioning portion 104, and is positioned by the notch portion (not shown) of the projection 100 and the head positioning portion 104. The heater board 13 includes a plurality of electrothermal transducers (discharge heaters) arranged in a plurality of rows on an Si substrate, and electrical wiring made of Al or the like for supplying power thereto, formed by a film forming technique. Each of the wirings is connected by wire bonding to a head flexible substrate (hereinafter, referred to as a “head PCB”) having a wiring in which a pad for receiving an electric signal from the device is disposed at an end. Forming a common liquid chamber and a plurality of discharge ports for introducing ink from the replacement ink tank 1 and supplying the ink to the ink flow path through partition walls and flow paths for partitioning the plurality of ink flow paths corresponding to the discharge heaters; Top plate 1 in which the orifice to be molded is integrally molded with polysulfone etc.
2 is pressed against the heater board 13 by a spring (not shown), and is press-fixed and sealed using a sealant to form an ink discharge portion.
【0029】溝天板12に結合封止された流路形成部1
5は、交換インクタンク1と結合可能とするために本実
施例においてはヘッドPCB及びヘッドベースプレート
11に設けた穴を通ってヘッドベースプレート11の反
対側へ貫通させるとともに、貫通部でヘッドベースプレ
ート11に接着固定されている。また、流路形成部15
のインクタンク1と結合する側の端部には吐出部へのゴ
ミや気泡などの流入を防止するためのフィルタ8が設け
てある。The flow path forming portion 1 joined and sealed to the groove top plate 12
In this embodiment, 5 is penetrated to the opposite side of the head base plate 11 through a hole provided in the head PCB and the head base plate 11 so that the head base plate 11 can be connected to the replacement ink tank 1. Adhesively fixed. In addition, the flow path forming section 15
A filter 8 for preventing inflow of dust and air bubbles into the ejection section is provided at an end on the side connected to the ink tank 1.
【0030】交換インクタンク1は係合ガイド6及び加
圧手段103とにより記録ヘッド10と結合され、イン
ク吸収体7が流路形成部15の先端に設けたフィルタ8
と接することによりインクの連通が可能となる。このと
き、加圧手段103にもパッド14を設けタンクの残検
電極4と記録装置本体と電気的に接続するようにしてい
る。The replacement ink tank 1 is connected to the recording head 10 by the engagement guide 6 and the pressurizing means 103, and the ink absorber 7 is provided with a filter 8 provided at the tip of the flow path forming portion 15.
, Ink communication becomes possible. At this time, the pad 14 is also provided on the pressurizing means 103 to electrically connect the residual detection electrode 4 of the tank to the main body of the recording apparatus.
【0031】結合後、記録装置本体の記録ヘッド吸引回
復ポンプ5015などを用いて、記録ヘッド10に交換
インクタンク1から強制的にインクを供給充填すること
でインク供給を行う。After the connection, the ink is supplied by forcibly supplying and filling the recording head 10 with the ink from the replacement ink tank 1 using the recording head suction recovery pump 5015 of the recording apparatus main body.
【0032】本実施例では加圧手段103による係合時
に記録ヘッド10及び交換用インクタンク1が結合され
るとともに、同一方向で記録ヘッド10とキャリッジH
Cとが機械的及び電気的接続がなされることになるので
ヘッドPCB上のパッド14とヘッド駆動電極102と
の位置決めも確実に行われる。In this embodiment, the recording head 10 and the replacement ink tank 1 are connected when the pressing means 103 is engaged, and the recording head 10 and the carriage H are moved in the same direction.
Since C and C are mechanically and electrically connected, the positioning between the pad 14 on the head PCB and the head drive electrode 102 is also ensured.
【0033】リングシール9はインク供給部2における
いわゆるガタを許容するとともに交換インクタンク外壁
との接合部を広めに取れるように、本実施例ではやや太
い弾性体リングで構成している。In the present embodiment, the ring seal 9 is formed of a somewhat thick elastic ring so as to allow the so-called play in the ink supply section 2 and to make the joint portion with the outer wall of the replacement ink tank wider.
【0034】以上説明したように、本実施例では交換イ
ンクタンク1と記録ヘッド10とを十分に結合させた上
で交換インクタンク1を付勢することで、キャリッジH
Cと記録ヘッド10との位置決めを簡単な構成で確実に
行うとともに、記録ヘッド10と交換インクタンク1と
を本体外で簡単に結合した上でキャリッジに装着する様
にしたので交換操作を容易にすることができた。また、
本実施例では、キャリッジHC(記録装置本体)と記録
ヘッド10との電気的接続も同様に行うように構成した
ので、記録ヘッド・交換インクタンクの交換時の操作性
も良好であるが、電気的接続を別途コネクタ接続方式な
どにして、記録ヘッドの位置決めと交換インクタンクと
の結合をより確実なものとする構成を採用してもよい。As described above, in this embodiment, the carriage H is urged by sufficiently coupling the replacement ink tank 1 and the recording head 10 and then urging the replacement ink tank 1.
C and the recording head 10 are reliably positioned with a simple configuration, and the recording head 10 and the replacement ink tank 1 are easily connected outside the main body and then mounted on the carriage. We were able to. Also,
In this embodiment, since the electrical connection between the carriage HC (printing apparatus main body) and the printhead 10 is also made in the same manner, the operability at the time of replacement of the printhead and the replacement ink tank is good. Alternatively, a configuration may be adopted in which the connection of the recording head and the connection with the replacement ink tank are made more reliable by using a separate connector connection method or the like.
【0035】ここで、本実施例におけるインクジェット
記録装置における記録ヘッドの配置および動作を説明す
るために、斜視図である図3を用いて簡略に記録装置の
動作を説明する。図3で、記録媒体Pをプラテンローラ
5000を用いて紙面下方から上方へ案内し、紙押さえ
板5002でキャリッジ移動方向にわたってプラテン5
000に対して押圧する。Here, in order to explain the arrangement and operation of the recording head in the ink jet recording apparatus according to the present embodiment, the operation of the recording apparatus will be briefly described with reference to FIG. 3 which is a perspective view. In FIG. 3, the recording medium P is guided upward from the bottom of the sheet using a platen roller 5000, and the platen
000.
【0036】キャリッジHCは、キャリッジ駆動ピンを
そのらせん溝5004にはめ込んでそれ自身が回転する
ことで駆動源として動作するリードスクリュー5005
とリードスクリュー5005に平行に配置されたスライ
ダ5003とに支持係合されてプラテンローラ5000
上に案内された記録媒体Pの記録面に沿って左右に往復
動する。リードスクリュー5005は駆動伝達ギア50
11、5009を介して駆動モータ5013の正逆回転
に連動して回転駆動制御される。5007、5008は
フォトカプラでキャリッジHCのレバー5006のこの
域での存在を確認してモータ5013の回転方向切り換
等を行うためのホームポジション検知手段である。The carriage HC has a lead screw 5005 which operates as a driving source by inserting a carriage driving pin into its spiral groove 5004 and rotating itself.
And a slider 5003 arranged in parallel with the lead screw 5005 and supported by a platen roller 5000.
It reciprocates left and right along the recording surface of the recording medium P guided upward. The lead screw 5005 is connected to the drive transmission gear 50.
11 and 5009, the rotational drive is controlled in conjunction with the forward / reverse rotation of the drive motor 5013. Reference numerals 5007 and 5008 denote home position detection means for confirming the presence of the lever 5006 of the carriage HC in this area by photocouplers and switching the rotation direction of the motor 5013.
【0037】画像記録信号は記録ヘッドを搭載するキャ
リッジHCの移動にタイミングを計って記録ヘッド10
に送られ記録ヘッド10は所定の位置でインク滴を吐出
させて記録を行う。5016は記録ヘッド10の前面を
キャップするキャップ部材5022を支持する部材で、
5015はこのキャップ内を吸引する吸引手段でキャッ
プ内開口5023を介して記録ヘッドの吸引回復を行
う。5017はクリーニングブレードで、5019はこ
のブレードを前後方向に移動可能にする部材であり、本
体支持板5018にこれらは支持されている。吸引手段
5015、ブレード5017等は、この形態でなくとも
良く、周知のものが適用可能である。また、5012
は、吸引回復動作のタイミングを決めるためのレバー
で、キャリッジと係合するカム5020の移動に伴って
移動し、駆動モータ5013からの駆動力がクラッチ切
換等の公知の伝達手段で移動制御される。これらの回復
手段はキャリッジHCがホームポジション側領域にきた
ときにリードスクリュー5005の作用によってそれら
の対応位置で所望の処理が所定のタイミングで行える様
に構成されている。The image recording signal is sent to the recording head 10 by timing the movement of the carriage HC on which the recording head is mounted.
The recording head 10 ejects ink droplets at predetermined positions to perform recording. Reference numeral 5016 denotes a member that supports a cap member 5022 that caps the front surface of the recording head 10,
Reference numeral 5015 denotes suction means for suctioning the inside of the cap, and performs suction recovery of the recording head via the opening 5023 in the cap. Reference numeral 5017 denotes a cleaning blade. Reference numeral 5019 denotes a member that allows the blade to move in the front-rear direction. These members are supported by a main body support plate 5018. The suction unit 5015, the blade 5017, and the like need not be in this form, and well-known ones can be applied. Also, 5012
Is a lever for determining the timing of the suction recovery operation, moves with the movement of the cam 5020 engaging with the carriage, and the driving force from the driving motor 5013 is controlled to move by known transmission means such as clutch switching. . These recovery means are configured such that when the carriage HC comes to the home position side area, desired processing can be performed at predetermined positions at the corresponding positions by the action of the lead screw 5005.
【0038】以下に本発明をより詳細に説明する。Hereinafter, the present invention will be described in more detail.
【0039】図4のインクの状態は、インク室a,bに
十分に充填された初期状態を示し、図5は初期状態から
インク室aの供給可能なインク及びインク室bの1/5
程度のインクを消費した状態である。The state of the ink in FIG. 4 shows an initial state in which the ink chambers a and b are sufficiently filled. FIG. 5 shows the ink that can be supplied to the ink chamber a and 1 / of the ink chamber b from the initial state.
This is a state in which about ink has been consumed.
【0040】インクカートリッジ開封直後の負圧を維持
するためにはインク室bには容積限度まで充填しても良
いが、インク室aへのインク充填量は吸収体のインクの
保持力限度以下で設定することが好ましく、その範囲内
で図4のようにインク室aの大部分にインクの充填が可
能である。ここで言うインク保持力とは吸収部材にイン
クを含浸させた際の部材単独で保持できる能力を言う。In order to maintain the negative pressure immediately after opening the ink cartridge, the ink chamber b may be filled up to the volume limit, but the ink filling amount in the ink chamber a is not more than the ink holding force limit of the absorber. It is preferable that the setting be made, and within this range, most of the ink chamber a can be filled with ink as shown in FIG. Here, the ink holding power refers to the ability of the absorbing member to hold the ink alone when the ink is impregnated into the absorbing member.
【0041】図5において、圧縮インク吸収体のインク
は、記録ヘッドの吐出部からの水頭圧とインク室b内の
減圧と圧縮インク吸収体内の毛細管力とが釣り合った高
さで維持されている。インク供給部2からインク供給が
なされるとインク室aのインク量は減らず、インク室b
のインクが消費される。すなわち、インク室a内のイン
ク分布は変化せず内圧の平衡を維持したまま、インク室
bにおいてインク供給に見合うだけのインクが消費され
るとともにその分の大気がインク室aを介して大気連通
部3から導入される。In FIG. 5, the ink of the compressed ink absorber is maintained at a height where the water head pressure from the ejection portion of the recording head, the pressure reduction in the ink chamber b, and the capillary force in the compressed ink absorber are balanced. . When the ink is supplied from the ink supply unit 2, the amount of ink in the ink chamber a does not decrease and the ink chamber b
Of ink is consumed. That is, while the ink distribution in the ink chamber a does not change and the balance of the internal pressure is maintained, the ink corresponding to the ink supply is consumed in the ink chamber b and the corresponding air is communicated with the atmosphere through the ink chamber a. Introduced from part 3.
【0042】この際、インク室aとインク室bの連通部
ではインクと大気の交換が生じ、インク室aの圧縮イン
ク吸収体に形成されたメニスカスがインク室bに近接し
た部分から一部破断されて減圧され、インク室bの圧力
が圧縮インク吸収体のメニスカス保持力等と釣り合うよ
うにインク室bに大気が導入される。すなわち、インク
供給部2の内圧は、インク室aの圧縮インク吸収体の毛
細管力によって所定の値に維持される。この時、図6に
示したようにインク室aにインク室壁と圧縮インク吸収
体との間にスリット7などを設けることにより大気連通
部からの空気が通り易くなるとともにインク室aのイン
ク保持の点で効果的である。At this time, the ink and the atmosphere are exchanged in the communicating portion between the ink chamber a and the ink chamber b, and the meniscus formed on the compressed ink absorber of the ink chamber a is partially broken from the portion adjacent to the ink chamber b. Then, the air is introduced into the ink chamber b so that the pressure in the ink chamber b is balanced with the meniscus holding force of the compressed ink absorber. That is, the internal pressure of the ink supply unit 2 is maintained at a predetermined value by the capillary force of the compressed ink absorber in the ink chamber a. At this time, as shown in FIG. 6, by providing a slit 7 or the like between the ink chamber wall and the compressed ink absorber in the ink chamber a, the air from the air communication portion can easily pass and the ink in the ink chamber a can be retained. It is effective in terms of.
【0043】次にインク残量検知について説明する。Next, detection of the remaining amount of ink will be described.
【0044】図7に本例に係る制御系の一構成例を示
す。200はA/Dコンバータを内蔵したマイクロコン
ピュータ形態の制御部、10は記録ヘッド部、300は
電圧変換回路、400は警報装置であり、LED等の表
示器やブザー等の音声発生装置、またはそれらの組み合
わせとすることができる。500は記録などに際してキ
ャリッジHCを走査させるための主走査機構であり、モ
ータ等を含むものである。600は副走査機構であり、
記録媒体を搬送するモータ等を含むものである。又、V
はタンクからの残量検知信号である。FIG. 7 shows an example of the configuration of a control system according to this embodiment. Reference numeral 200 denotes a microcomputer-type control unit having a built-in A / D converter, 10 denotes a recording head unit, 300 denotes a voltage conversion circuit, and 400 denotes an alarm device. Can be combined. Reference numeral 500 denotes a main scanning mechanism for scanning the carriage HC during printing or the like, and includes a motor and the like. 600 is a sub-scanning mechanism,
It includes a motor for transporting the recording medium and the like. Also, V
Is a remaining amount detection signal from the tank.
【0045】本実施例では基本的にはインク室bに設け
た2つの電極間に定電流を流して2本の電極間の抵抗値
を基にインク室bのインク残量検知を行うが、この場合
のインク残量と電極間抵抗との関係は図8に示すような
関係がある。In this embodiment, basically, a constant current is passed between two electrodes provided in the ink chamber b to detect the remaining amount of ink in the ink chamber b based on the resistance value between the two electrodes. In this case, the relationship between the remaining amount of ink and the resistance between the electrodes has a relationship as shown in FIG.
【0046】図9に示すように、インク室bのインク液
面が2つの電極4の内の上方の電極よりも下がったとき
に2つの電極間の抵抗が急激に高くなり電極間にはその
時の電圧が発生する。この電圧を直接または電圧変換回
路300を介して制御部のA/DコンバータでA/D変
換する。こうして得られた検出値が予め設定した値Rt
hよりも大となった時に、インク注入時期になったこと
を操作者に知らせるための警報装置400を作動させ
る。この時、同時に本体の動作を停止させても良いし、
印字動作が完了してから停止させても良い。As shown in FIG. 9, when the ink level in the ink chamber b drops below the upper one of the two electrodes 4, the resistance between the two electrodes sharply increases and the gap between the electrodes at that time increases. Voltage is generated. This voltage is A / D converted by the A / D converter of the control unit directly or via the voltage conversion circuit 300. The detection value thus obtained is set to a predetermined value Rt.
When it becomes larger than h, the alarm device 400 for informing the operator that the ink injection time has come is activated. At this time, the operation of the main body may be stopped at the same time,
It may be stopped after the printing operation is completed.
【0047】これにより、インク室bにインクを少量残
した状態でリフィルされるのを待機していれば、吸収体
を内包しているインク室aのインクが途切れることなく
リフィルされるためタンクの再利用が可能となる。Accordingly, if it is awaiting that the ink is refilled with a small amount of ink remaining in the ink chamber b, the ink in the ink chamber a containing the absorber is refilled without interruption, so that the tank is refilled. Reuse becomes possible.
【0048】図10は本実施例の交換インクタンクのイ
ンク供給部における内圧がインク供給量(消費量)に応
じて変化する様子を示すものである。初期状態ではイン
ク室a内の圧縮インク吸収体の毛細管力によって内圧
(負圧)が発生しているが、インク供給に伴ってインク
室aのインクが少なくなるに従い圧縮インク吸収体の圧
縮率分布(細孔分布)に応じて毛細管力によって発生す
る内圧が徐々に高くなる。さらにインクが消費されると
インク室a内のインク分布は安定化して、インク室bの
インクが消費されるようになり、前述のごとくインク室
bへ大気が導入されることで、以後ほぼ一定の内圧を保
持する。インクが更に消費されてインク室bのインクが
所定量消費されるとインク残量検知が作動し、インクの
リフィルを促す動作および印字を停止させるなどの処置
を行う。これによってインク室aのインクが所定量以上
消費される前にリフィルし、再利用できる状態を保つこ
とが可能となる。FIG. 10 shows how the internal pressure in the ink supply section of the replacement ink tank of this embodiment changes according to the ink supply amount (consumption amount). In the initial state, the internal pressure (negative pressure) is generated due to the capillary force of the compressed ink absorber in the ink chamber a. However, as the amount of ink in the ink chamber a decreases with the supply of ink, the compression ratio distribution of the compressed ink absorber is reduced. The internal pressure generated by the capillary force gradually increases according to the (pore distribution). When the ink is further consumed, the ink distribution in the ink chamber a is stabilized, the ink in the ink chamber b is consumed, and the atmosphere is introduced into the ink chamber b as described above, and thereafter, the ink is substantially constant. To maintain the internal pressure. When the ink is further consumed and a predetermined amount of the ink in the ink chamber b is consumed, the remaining ink amount detection is activated, and an operation for prompting an ink refill and stopping the printing are performed. As a result, the ink in the ink chamber a can be refilled before the predetermined amount or more of the ink is consumed, and the ink can be maintained in a reusable state.
【0049】リフィル方法としては一例として図11に
示すようにインク室bのインク注入口5の栓51を開い
て、そこからシリンジ52などを用いてインク室bにイ
ンクを注入し、注入後インク注入口5を栓51で閉じれ
ば良い。リフィル方法は特にこれに限定するものではな
く、又、インク注入口5の位置もこれに限定するもので
はない。これによりインクタンクカートリッジを使い捨
てにせず、何度でも使用可能になる。As an example of the refilling method, as shown in FIG. 11, the stopper 51 of the ink inlet 5 of the ink chamber b is opened, and the ink is injected into the ink chamber b using a syringe 52 or the like. The inlet 5 may be closed with the stopper 51. The refill method is not particularly limited to this, and the position of the ink injection port 5 is not limited to this. As a result, the ink tank cartridge can be used many times without being disposable.
【0050】本実施例においてインク残量の検知方法は
タンク内に設けた電極間の抵抗値から検知する方法にて
説明したが、残量検知の方法は特にこれに限定するもの
ではなく、機械的に測定するものや光学的に測定するも
の等いずれの方法でも良い。In the present embodiment, the method for detecting the remaining amount of ink has been described as a method for detecting from the resistance value between the electrodes provided in the tank, but the method for detecting the remaining amount is not particularly limited. Any method such as a method of optically measuring or a method of optically measuring may be used.
【0051】図12は圧縮吸収体のバッファ吸収体とし
ての機能を説明するもので、図5の状態から大気圧の減
圧ないしは気温の上昇などによるインク室b内の空気の
膨張などでインク室bのインクがインク室aの方へ流出
した様子を示している。本実施例ではインク室aに流出
したインクは圧縮吸収体で保持されるようにしている。
圧縮吸収体のインク吸収量とインク室との関係について
は、前述の減圧ないしは温度変化時のインクの漏れを防
止するという観点から、インク室bからの最悪条件下で
のインク流出量と、インク室bからのインク供給時にイ
ンク室aに保持させるインク量とを考慮してインク室a
の最大インク吸収量を決め、少なくともその分の圧縮吸
収体を収納するだけの容積をインク室aに持たせれば良
い。図13に減圧前のインク室bの初期空間体積と0.
7気圧に減圧した場合のインク流出量との関係を実線グ
ラフに示した。また、大気圧の最大減圧条件を0.5気
圧とした場合は図13の一点鎖線に示した。インク室b
からのインク流出量の最悪条件での見積は、例えば、大
気圧の最大減圧条件を0.7気圧とした場合、インク室
bからのインク流出量が最大となるのはインク室bの容
積VBの30%のインクがインク室bに残余している場
合であり、インク室壁下端部より下のインクもインク室
aの圧縮吸収体に吸収されるとすれば、インク室bに残
余している全てのインク(VBの30%)が漏出すると
考えれば良い。大気圧の最悪条件を0.5気圧とした場
合は、インク室bの容積の50%のインクが流出するこ
とになる。すなわち、減圧下で膨張するインク室b内の
空気は残余インク量が少ないほど大きくなり大量のイン
クが押し出されることになるが、インク室b内のインク
量以上に流出することはない。したがって、0.7気圧
を想定した場合は残余インクが30%以下になると空気
の膨張量よりも残余インク量が小さくなるのでインク室
aへの流出量は減少することになり、インク室bの容積
の30%が(0.5気圧では50%)が最大漏出インク
量となる。上記の現象はインクタンクの温度変化の場合
でも同様であるが、50deg程度の温度上昇があって
も流出量は上記減圧時よりも少ない。FIG. 12 illustrates the function of the compression absorber as a buffer absorber. In the state shown in FIG. 5, the ink chamber b is expanded due to the expansion of the air in the ink chamber b due to a decrease in atmospheric pressure or an increase in temperature. Of the ink has flowed out toward the ink chamber a. In this embodiment, the ink flowing out into the ink chamber a is held by the compression absorber.
Regarding the relationship between the ink absorption amount of the compression absorber and the ink chamber, from the viewpoint of preventing the ink leakage at the time of the above-described pressure reduction or temperature change, the amount of the ink flowing out from the ink chamber b under the worst condition, Considering the amount of ink held in the ink chamber a when the ink is supplied from the chamber b, the ink chamber a
The maximum amount of ink absorption may be determined, and the ink chamber a may have at least a volume for accommodating the corresponding compression absorber. FIG. 13 shows the initial space volume of the ink chamber b before decompression and the value of 0.1.
The relationship with the ink outflow amount when the pressure was reduced to 7 atm is shown in the solid line graph. In addition, the case where the maximum decompression condition of the atmospheric pressure is set to 0.5 atm is shown by a dashed line in FIG. Ink chamber b
In the worst condition of the amount of ink flowing out of the ink chamber b, for example, when the maximum pressure reducing condition of the atmospheric pressure is set to 0.7 atm, the amount of ink flowing out from the ink chamber b becomes the maximum due to the volume VB of the ink chamber b. In this case, 30% of the ink remains in the ink chamber b. If the ink below the lower end of the ink chamber wall is also absorbed by the compression absorber of the ink chamber a, the remaining ink remains in the ink chamber b. It can be considered that all the ink (30% of VB) leaks. When the worst condition of the atmospheric pressure is 0.5 atm, 50% of the ink in the ink chamber b flows out. In other words, the air in the ink chamber b that expands under reduced pressure becomes larger as the remaining ink amount is smaller, and a larger amount of ink is pushed out, but does not flow out more than the ink amount in the ink chamber b. Therefore, assuming a pressure of 0.7 atm, if the remaining ink becomes 30% or less, the amount of the remaining ink becomes smaller than the amount of expansion of the air, so that the amount of ink flowing out into the ink chamber a decreases, and 30% of the volume (50% at 0.5 atm) is the maximum leaked ink amount. The above phenomenon is the same even when the temperature of the ink tank changes, but even when the temperature rises by about 50 deg, the outflow amount is smaller than that at the time of the above-described pressure reduction.
【0052】本実施例では、記録ヘッドを一つ有する単
色記録装置で説明したが、異なる色のインクを吐出可能
な複数の記録ヘッド、例えば、Bk(ブラック)・C
(シアン)・M(マゼンタ)・Y(イエロー)の4ヘッ
ドを持つカラーインクジェット記録装置にも適用可能で
あり、また、一つの記録ヘッドで複数色のインクを吐出
できる様な記録ヘッドでも適用可能であり、その場合は
交換タンクの結合位置・方向を規制する手段を付加すれ
ば良い。In the present embodiment, a single-color recording apparatus having one recording head has been described. However, a plurality of recording heads capable of ejecting inks of different colors, for example, Bk (black) · C
The present invention is applicable to a color ink jet recording apparatus having four heads of (cyan), M (magenta), and Y (yellow), and also applicable to a recording head capable of discharging a plurality of colors of ink with one recording head. In this case, means for regulating the coupling position and direction of the exchange tank may be added.
【0053】また、本実施例ではインクタンクを交換す
る例で説明したが、記録ヘッドと所定量のインクを詰め
たインクタンクとを一体的に形成したインクタンク付き
記録ヘッドとし、記録ヘッド・インクタンク一体交換方
式に適用することも可能である。In this embodiment, an example in which the ink tank is replaced has been described. However, a print head with an ink tank integrally formed with a print head and an ink tank filled with a predetermined amount of ink is provided. It is also possible to apply to the tank integral exchange system.
【0054】<第2実施例>図14〜図16は本実施例
の変形例を示す図であり、インク室bに連通させてさら
に2つのインク室c及びdを設けた例を示す。本変形例
ではインク室b、インク室c、インク室dの順でインク
が消費される。本変形例でインク室を4つに分割してい
るのは、前記実施例で説明した減圧環境下及び温度変化
時のインクの漏出を防止することにあり、例えば図14
の状態でインク室b及びインク室c内の大気が膨張する
場合、インク室bの大気膨張分はインク室aを介して大
気連通部から解放され、図15に示すようにインク室c
の大気膨張分はインク室b及びインク室aにインクが流
出することで解消される。すなわち、インク室aにバッ
ファ室としての機能を持たせており、インク室aの圧縮
インク吸収体のインク保持容量は一つのインク室からの
漏出分を考慮して設定すれば良いことになる。<Second Embodiment> FIGS. 14 to 16 show modified examples of the present embodiment, in which two ink chambers c and d are provided in communication with an ink chamber b. In this modification, ink is consumed in the order of the ink chamber b, the ink chamber c, and the ink chamber d. The reason why the ink chamber is divided into four in this modified example is to prevent the ink from leaking under the reduced pressure environment and the temperature change described in the above embodiment.
When the atmosphere in the ink chamber b and the ink chamber c expands in the state described above, the amount of the air expansion in the ink chamber b is released from the atmosphere communication portion via the ink chamber a, and as shown in FIG.
Is released by the ink flowing out into the ink chamber b and the ink chamber a. That is, the ink chamber a has a function as a buffer chamber, and the ink holding capacity of the compressed ink absorber in the ink chamber a may be set in consideration of leakage from one ink chamber.
【0055】この場合には、インク室bおよびインク室
cのインクが順次消費され、最後部のインク室dのイン
クが消費されてしまうと次に吸収体を内包しているイン
ク室aのインクが消費されてインクが途切れてしまうた
め、インク室dのインク残量を検知する必要があり、図
16に示したようにインク室dに残検電極が設けられて
いる。又インク注入口はインク室bに設けた。本実施例
ではインク室dだけのインク残量を検知するようにした
ため、インク室bおよびインク室cは連通部を除いてほ
ぼ全容量消費可能である。したがって残検電極の配置高
さを第1実施例と同じにした場合、第1実施例の時と比
較して残量検知が作動したときに吸収体を内包していな
いインク室の残存しているインク量を少なくでき、スペ
ースを有効に活用できる。In this case, the ink in the ink chamber b and the ink chamber c is sequentially consumed, and the ink in the rearmost ink chamber d is consumed. Is consumed, and the ink is interrupted. Therefore, it is necessary to detect the remaining amount of ink in the ink chamber d. As shown in FIG. 16, a residual detection electrode is provided in the ink chamber d. The ink inlet was provided in the ink chamber b. In this embodiment, since the remaining amount of ink in only the ink chamber d is detected, almost all of the ink chamber b and the ink chamber c can be consumed except for the communicating part. Therefore, when the arrangement height of the residual detection electrodes is the same as that in the first embodiment, the remaining ink chambers not including the absorber remain when the remaining amount detection is activated as compared with the first embodiment. The amount of ink used can be reduced, and space can be used effectively.
【0056】本実施例においても第1実施例同様に吸収
体を内包したインク室aのインクが途切れる前にインク
リフィルが可能となり再利用が可能である。In this embodiment, as in the first embodiment, ink can be refilled before the ink in the ink chamber a containing the absorber is cut off, and the ink can be reused.
【0057】<第3実施例>図18は第3実施例を示す
図であり、タンク壁の材質に透明または半透明なものを
用いたことによって光学的にインク残量検出を可能にし
た例である。この場合、インク室b内のインク室壁に光
を反射するための鏡のような反射板42を設け、タンク
外に発光素子43と受光素子44を備えたフォトセンサ
を設けたものである。この発光素子43および受光素子
44はキャリッジ上に設けても良いし、回復系のあるホ
ームポジションに設けても良い。<Third Embodiment> FIG. 18 is a view showing a third embodiment, in which a transparent or translucent material is used for the material of the tank wall, so that the remaining ink amount can be optically detected. It is. In this case, a reflection plate 42 such as a mirror for reflecting light is provided on an ink chamber wall in the ink chamber b, and a photosensor provided with a light emitting element 43 and a light receiving element 44 is provided outside the tank. The light emitting element 43 and the light receiving element 44 may be provided on a carriage, or may be provided at a home position having a recovery system.
【0058】図18では発光素子43からある角度で光
を出し、反射板で反射された光を受光素子44で受けら
れるように構成されている。例えば発光素子43として
はLEDが、受光素子44としてはフォトトランジスタ
等が用いられる。図18(a)はインクがほぼ充満して
いる時であり、この様なときには発光素子43から出た
光はインク室b内のインクによって光が遮られ、受光素
子44にはほとんど光が届かず検出出力は小さい。しか
し、インクを消費し図18(b)の様になった時、発光
素子43から出た光はほとんど遮られることがないため
受光素子での検出出力は高くなる。従って、受光素子4
4で受け取る光エネルギー(検出出力)が予め設けたし
きい値よりも高くなったときにインクの再注入を促す旨
の警報装置を作動させるものとする。In FIG. 18, light is emitted from the light emitting element 43 at a certain angle, and the light reflected by the reflector is received by the light receiving element 44. For example, an LED is used as the light emitting element 43, and a phototransistor or the like is used as the light receiving element 44. FIG. 18A shows a state in which the ink is almost full. In such a case, the light emitted from the light emitting element 43 is blocked by the ink in the ink chamber b, and almost no light reaches the light receiving element 44. And the detection output is small. However, when the ink is consumed and becomes as shown in FIG. 18B, the light output from the light emitting element 43 is hardly blocked, and the detection output from the light receiving element becomes high. Therefore, the light receiving element 4
When the light energy (detection output) received in step 4 becomes higher than a predetermined threshold value, an alarm device for prompting re-injection of the ink is activated.
【0059】また、図19は変形例として発光素子と受
光素子がインクタンクを挟んで対向するように構成した
ものである。図19(a)は上視図であり、図19
(b)は横断面図である。この場合においてもインク室
bのタンク材質は透明または半透明のものを用いてい
る。この例では、反射板を設ける必要がなく、しかも光
を直接受け取るため、検出感度は良好となる。FIG. 19 shows a modification in which the light-emitting element and the light-receiving element face each other with the ink tank interposed therebetween. FIG. 19A is a top view, and FIG.
(B) is a cross-sectional view. Also in this case, the material of the tank of the ink chamber b is transparent or translucent. In this example, there is no need to provide a reflector, and light is directly received, so that the detection sensitivity is good.
【0060】本実施例では、一つのインクタンクで説明
したが、異なる色のインクを吐出可能な複数の記録ヘッ
ド、例えば、Bk(ブラック)・C(シアン)・M(マ
ゼンタ)・Y(イエロー)の4ヘッドに対応して各色複
数のインクタンクを持つカラーインクジェット記録装置
にも適用可能であり、一つの記録ヘッドで複数色のイン
クを吐出できる様な記録ヘッドでも適用可能である。In this embodiment, one ink tank has been described. However, a plurality of recording heads capable of ejecting inks of different colors, for example, Bk (black), C (cyan), M (magenta), and Y (yellow) The present invention can also be applied to a color ink jet printing apparatus having a plurality of ink tanks for each color corresponding to the four heads, and to a printing head capable of discharging a plurality of colors of ink with one printing head.
【0061】この時、前記しきい値を色毎に変えて設定
しても良いし、インクの色に応じて色フィルター等を用
いての特定の吸収波長を選択し、インクを透過する光の
透過度からインク残量を検出するようにしても良い。At this time, the threshold value may be set differently for each color, or a specific absorption wavelength using a color filter or the like may be selected according to the color of the ink, and the light transmitted through the ink may be selected. The remaining amount of ink may be detected from the transmittance.
【0062】また、本実施例ではインクタンクを交換す
る例で説明したが、記録ヘッドと所定量のインクを詰め
たインクタンクとを一体的に形成した、記録ヘッド・イ
ンクタンク一体交換方式に適用することも可能である。In this embodiment, an example in which the ink tank is replaced has been described. However, the present invention is applied to a printhead / ink tank integrated replacement system in which a printhead and an ink tank filled with a predetermined amount of ink are integrally formed. It is also possible.
【0063】<第4実施例>図20に本発明の第4実施
例を示す。これは、実施例1におけるインク室bを2分
割し、しかも一方のインク室(インク室c)が交換可能
な構成にしたものである。図20(a)はインクを消費
し、インク残量検知で検出された状態を示す。ここで、
新しい交換用のインク室cを用意し、使いきったインク
室cと交換する。図20(b)は、使いきったインク室
cを取り外し、新品でインクが満タンなインク室cを取
り付けようとしている状態を示し、図20(c)は交換
が完了した状態を示している。この時、インク室cの底
に設けられている栓52はインク室bの上部にある注入
口5にて突き破られインクが供給される。これにより、
注射器やスポイトなどを使ってインク注入しないので手
を汚す心配もなく、しかもインク室aおよびインク室b
は記録ヘッドと結合させたままにすることも可能であ
り、必要最小限の交換で済むため経済性も良好である。<Fourth Embodiment> FIG. 20 shows a fourth embodiment of the present invention. This is a configuration in which the ink chamber b in the first embodiment is divided into two, and one of the ink chambers (ink chamber c) is replaceable. FIG. 20A shows a state where ink is consumed and detected by the remaining ink amount detection. here,
A new ink chamber c for replacement is prepared and replaced with the used ink chamber c. FIG. 20B shows a state in which the used ink chamber c has been removed and a new ink chamber c full of ink is about to be installed, and FIG. 20C shows a state in which the replacement has been completed. . At this time, the stopper 52 provided at the bottom of the ink chamber c is pierced at the injection port 5 above the ink chamber b, and the ink is supplied. This allows
No ink is injected using a syringe or dropper, so there is no need to worry about dirty hands.
The recording head can be kept connected to the recording head, and the replacement is minimal, so that the economy is good.
【0064】又、第4実施例においても、インク残量検
出の方法は特に電極間の抵抗を測定するものに限定され
ず、第3実施例のように光学式の残量検出方法であって
も良いし、その他の検出手段でも良い。Also, in the fourth embodiment, the method for detecting the remaining amount of ink is not particularly limited to the method for measuring the resistance between the electrodes, but is an optical remaining amount detecting method as in the third embodiment. Or other detection means.
【0065】また、本実施例では記録ヘッドとインクタ
ンクが分離可能で交換する例で説明したが、記録ヘッド
とインク室aとインク室bを含むインクタンクを一体的
に形成し、交換可能とすることも可能である。In this embodiment, an example in which the recording head and the ink tank are separable and exchanged is described. However, the recording head and the ink tank including the ink chambers a and b are integrally formed to be exchangeable. It is also possible.
【0066】[0066]
【発明の効果】以上、詳述したように本発明によれば、
記録ヘッドへのインク供給部及び大気連通部を具備し、
インク吸収体を内包するインク供給室と、前記インク供
給室に連通し、インクを内蔵するための少なくとも一つ
のインク室とを備えるインクタンクの前記インク室内に
インクが所定量残存した状態でインク残量低下が検出さ
れ、前記検知結果が報知される。As described in detail above, according to the present invention,
An ink supply unit to the recording head and an air communication unit are provided,
In a state where a predetermined amount of ink remains in the ink chamber of an ink tank including an ink supply chamber containing an ink absorber and at least one ink chamber for communicating with the ink supply chamber and containing ink, the ink remaining in the ink tank is A decrease in the amount is detected, and the detection result is reported.
【0067】これにより、記録動作を停止することがで
き、インク室内へのインクのリフィルが可能となり、イ
ンクタンクを再利用することができる。As a result, the recording operation can be stopped, the ink can be refilled into the ink chamber, and the ink tank can be reused.
【図1】本発明の第1実施例のインクタンクの一部を破
断して示した斜視図及び断面図。FIG. 1 is a perspective view and a cross-sectional view of a part of an ink tank according to a first embodiment of the present invention, which is cut away.
【図2】本発明の第1実施例の記録ヘッドおよび交換イ
ンクタンクのキャリッジへの装着状態を表す断面図。FIG. 2 is a cross-sectional view illustrating a state in which a recording head and a replacement ink tank are mounted on a carriage according to the first embodiment of the present invention.
【図3】本発明の適用可能なインクジェット記録装置の
1例の斜視図。FIG. 3 is a perspective view of an example of an inkjet recording apparatus to which the present invention can be applied.
【図4】第1実施例のインクタンクの初期状態を表す
図。FIG. 4 is a diagram illustrating an initial state of the ink tank according to the first embodiment.
【図5】第1実施例のインク消費の説明図。FIG. 5 is an explanatory diagram of ink consumption according to the first embodiment.
【図6】第1実施例の変形例。FIG. 6 is a modified example of the first embodiment.
【図7】装置の制御系の一構成例を示すブロック図。FIG. 7 is a block diagram illustrating a configuration example of a control system of the apparatus.
【図8】インク残量とその検知電極間の抵抗値との関係
を示す図。FIG. 8 is a diagram illustrating a relationship between the remaining amount of ink and a resistance value between detection electrodes thereof.
【図9】第1実施例のインク残検検出時の状態を示す
図。FIG. 9 is a diagram illustrating a state at the time of detection of residual ink detection according to the first embodiment.
【図10】第1実施例のインク供給部内圧の説明図。FIG. 10 is a diagram illustrating the internal pressure of an ink supply unit according to the first embodiment.
【図11】インクのリフィル方法の一例を示した図。FIG. 11 is a diagram illustrating an example of an ink refilling method.
【図12】第1実施例の減圧時のインクバッファ効果を
示した図。FIG. 12 is a diagram illustrating an ink buffer effect when the pressure is reduced according to the first embodiment.
【図13】減圧時のインク流出量の関係を示した図。FIG. 13 is a diagram illustrating the relationship between the amount of ink flowing out during pressure reduction.
【図14】第2実施例のインク消費の説明図。FIG. 14 is an explanatory diagram of ink consumption according to the second embodiment.
【図15】第2実施例のインク消費の説明図。FIG. 15 is a diagram illustrating ink consumption according to the second embodiment.
【図16】第2実施例のインク残検検出時の状態を示す
図。FIG. 16 is a diagram illustrating a state at the time of detection of remaining ink in the second embodiment.
【図17】インク室aのインクを使いきってしまった後
でインクを再注入した場合の説明図。FIG. 17 is an explanatory diagram of a case where ink is refilled after the ink in the ink chamber a has been used up.
【図18】第3実施例におけるインク残量検出の説明
図。FIG. 18 is a diagram illustrating detection of the remaining amount of ink in the third embodiment.
【図19】第3実施例におけるインク残量検出の変形例
の説明図。FIG. 19 is an explanatory diagram of a modification of the remaining ink amount detection in the third embodiment.
【図20】第4実施例のインクのリフィル方法の説明
図。FIG. 20 is an explanatory diagram of an ink refilling method according to a fourth embodiment.
1 インクタンク 2 インク供給部 3 大気連通部 4 残検ピン 5 インク注入口 7 インク吸収体 51 栓 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Ink tank 2 Ink supply part 3 Atmospheric communication part 4 Residual detection pin 5 Ink inlet 7 Ink absorber 51 Stopper
フロントページの続き (72)発明者 小板橋 規文 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 (72)発明者 名越 重泰 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 (72)発明者 植月 雅哉 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 (72)発明者 松原 美由紀 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 (72)発明者 後藤 史博 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61−22952(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) B41J 2/175Continued on the front page (72) Inventor Norifumi Koitabashi 3-30-2 Shimomaruko, Ota-ku, Tokyo Canon Inc. (72) Inventor Shigetasu Nagoshi 3-30-2 Shimomaruko, Ota-ku, Tokyo Canon stock Inside the company (72) Inventor Masaya Uetsuki 3-30-2 Shimomaruko, Ota-ku, Tokyo Canon Inc. (72) Inventor Miyuki Matsubara 3-30-2 Shimomaruko, Ota-ku, Tokyo Canon Inc. ( 72) Inventor Fumihiro Goto 3-30-2 Shimomaruko, Ota-ku, Tokyo Within Canon Inc. (56) References JP-A-61-22952 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 6) , DB name) B41J 2/175
Claims (14)
通部を具備し、インク吸収体を内包するインク供給室
と、 前記インク供給室に連通し、インクを内蔵するための少
なくとも一つのインク室と、 前記インク室内にインクが所定量残存した状態でインク
残量低下を検出するために用いられるインク検出用手段
と、を備えることを特徴とするインクタンク。1. An ink supply chamber including an ink supply section to a recording head and an atmosphere communication section, the ink supply chamber including an ink absorber, and at least one ink chamber communicating with the ink supply chamber and containing ink. And an ink detecting means used to detect a decrease in the remaining amount of ink when a predetermined amount of ink remains in the ink chamber.
ることを特徴とする請求項1記載のインクタンク。2. The ink tank according to claim 1, wherein ink is contained in the ink chamber.
録装置に着脱可能であることを特徴とする請求項1記載
のインクタンク。3. The ink tank according to claim 1, wherein the ink tank is detachable from an ink jet recording apparatus.
が前記インクジェット記録装置本体に装着された状態で
インク残量低下を検出するために用いられるものである
ことを特徴とする請求項3記載のインクタンク。4. The ink detecting device according to claim 3, wherein said ink detecting means is used to detect a decrease in the amount of remaining ink when an ink tank is mounted on said ink jet recording apparatus main body. Ink tank.
のインク注入部を備えることを特徴とする請求項1記載
のインクタンク。5. The ink tank according to claim 1, wherein the ink chamber includes an ink injection section for injecting ink.
可能に構成されていることを特徴とする請求項1記載の
インクタンク。6. The ink tank according to claim 1, wherein the ink supply unit is configured to be detachable from a recording head.
れていることを特徴とする請求項1記載のインクタン
ク。7. The ink tank according to claim 1, wherein a capillary force of the ink absorber is adjusted.
ンクタンクのインク供給部に記録ヘッドが連結されてい
ることを特徴とするインクタンク付き記録ヘッド。8. A recording head with an ink tank, wherein the recording head is connected to the ink supply section of the ink tank according to claim 1.
ッドを用いて記録を行うインクジェット記録装置であっ
て、 前記インクタンクに設けられたインク検出用手段と共に
機能して、前記インク室内にインクが所定量残存した状
態でインク残量低下を検出するインク残量検知手段と、 前記インク残量検知手段の検知結果に基づき、インク残
量低下を報知する報知手段と、を備えることを特徴とす
るインクジェット記録装置。9. An ink jet recording apparatus which performs recording by using the recording head with an ink tank according to claim 8, wherein the ink is provided in the ink chamber and functions together with an ink detecting means provided in the ink tank. It is characterized by comprising: a remaining ink amount detecting means for detecting a low remaining ink amount when a predetermined amount remains, and a notifying means for notifying the low remaining ink amount based on a detection result of the remaining ink amount detecting means. Ink jet recording device.
基づき、記録動作を停止させる記録動作停止手段をさら
に備えることを特徴とする請求項9記載のインクジェッ
ト記録装置。10. The ink jet recording apparatus according to claim 9, further comprising a recording operation stopping means for stopping a recording operation based on a detection result of said ink remaining amount detecting means.
録ヘッドを備えることを特徴とする請求項9記載のイン
クジェット記録装置。11. An ink jet recording apparatus according to claim 9, comprising the recording head with an ink jet according to claim 8.
用してインクを吐出する記録ヘッドであって、インクに
与える熱エネルギーを発生するための熱エネルギー発生
手段を備えることを特徴とする請求項9ないし11のい
ずれかに記載のインクジェット記録装置。12. The recording head according to claim 9, wherein the recording head ejects ink by using thermal energy, and includes a thermal energy generating unit for generating thermal energy to be applied to the ink. 12. The ink jet recording apparatus according to any one of claims 11 to 11.
連通部を具備し、インク吸収体を内包するインク供給室
と、前記インク供給室に連通し、インクを内蔵するため
の少なくとも一つのインク室とを備えるインクタンクの
インク残量検知方法であって、 前記インク室内にインクが所定量残存した状態でインク
の残量低下を検知し、 前記検知結果を報知することを特徴とするインクタンク
のインク残量検知方法。13. An ink supply chamber including an ink supply section to a recording head and an atmosphere communication section, the ink supply chamber including an ink absorber, and at least one ink chamber communicating with the ink supply chamber and containing ink. A method for detecting a remaining amount of ink in a state where a predetermined amount of ink remains in the ink chamber, and reporting the detection result. Ink remaining amount detection method.
連通部を具備し、インク吸収体を内包するインク供給室
と、前記インク供給室に連通し、インクを内蔵するため
の少なくとも一つのインク室とを備えるインクタンクの
インク補充方法であって、 前記インク室内にインクが所定量残存した状態でインク
の残量低下を検知し、 前記検知結果に基づき、インク室のインクを補充するこ
とを特徴とするインクタンクのインク補充方法。14. An ink supply chamber including an ink supply section to a recording head and an atmosphere communication section, and including an ink absorber, and at least one ink chamber communicating with the ink supply chamber and containing ink. A method for refilling ink in an ink tank, comprising: detecting a decrease in the remaining amount of ink in a state where a predetermined amount of ink remains in the ink chamber; and refilling the ink in the ink chamber based on the detection result. Ink replenishment method for the ink tank.
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