JP2841660B2 - インクジェット記録装置用のインクタンク - Google Patents

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に用いられるインク
タンクに関し、より詳しくは、インクのニヤエンドを検
出する検出手段を備えたインクジェット記録装置用のイ
ンクタンクに関する。

〔従来の技術〕

ノズルからインク滴を吐出させて記録媒体上に記録情
報に応じた文字等の記録書込みを行うインクジェット記
録装置では、インクタンク内のインクが消費され尽くし
て供給が断たれると、記録書き込みが不能になるばかり
でなく、保存されるべきデータが失なわれたり、ノズル
に至る管路内に空気が入り込んでインクを新たに補給し
ても記録書き込みが可能になるまでに多大のインク消費
と時間がかかってしまうといった問題が生じる。

〔発明が解決しようとする課題〕

このような問題に対処するにはタンク内にレベル検出
器を配設すればよいのであるが、特に印字ヘッドととも
にインクタンクをキャリッジ上に搭載するようにした記
録装置においては、キャリッジのリターン時等の振動に
よってインクタンク内のインク内に発生した気泡がノズ
ルに通じる管路内に入り込むのを防ぐ必要がある。この
ため、インクタンク内にウレタンフォーム等の多孔質の
フォームを収容してこのフォームにインクを含浸させる
といった手段が講じられており、インクのエンドを直接
検出することができないといった問題を有していた。

本発明の目的はこのようなインクタンク内の多孔質材
にインクを含浸させるようにしたインクジェット記録装
置においても、そのインクのエンドをきわめて正確に検
出することにある。

〔課題を解決するための手段〕

すなわち、本発明はかかる課題を達成するために、水
性インクを含浸する多孔質材を収容したインク槽と、該
インク槽の下端に印字ヘッドと連通するように形成され
たインク溜とからなるインクジェット記録装置用のイン
クタンクであって、複数設定された所定抵抗値を超えた
抵抗変化量をもとにインクのニヤエンドを検出する一対
の電極のうちの一方の電極を、多孔質材の一部に接触さ
せるべく上記インク槽内に配設するとともに、他方の電
極を、インクに直接接触させるべく上記インク溜の一部
に配設するようにしたものである。

〔作 用〕

このように構成したことにより、多孔質材中のインク
の枯渇直前に生じる、多孔質材中のインクとインク室内
のインクとの間の連通面積の減少現象をインクのニアエ
ンド及びエンドを意味する電気抵抗の変化として検出す
ることができる。したがって、印字ヘッドへのインクの
供給不能状態を事前及び直前に察知することができる。

〔実 施 例〕

以下、図示した実施例について説明するが、それに先
立って第３図および第４図により多孔質材に含浸された
インクの枯渇前後の状態と電気抵抗の変化について説明
する。

上端をインクの取出し口となしたインク室Ａの上部
に、ポリウレタンフォームのような多孔質材Ｂを圧接さ
せておく。すると、この多孔質材Ｂ中に含浸した水溶性
インクｉは消費された量に相当する分順次毛細管作用に
よりインク室Ａ内に供給されて室内を満たす（第３図
（ａ））。この状態のもとでは、多孔質材Ｂ中とインク
室Ａのそれぞれに配設した２つの電極S₁、S₂の間の抵抗
は小さくほぼ一定に維持されている（第４図の領域
ａ）。一方、多孔質材Ｂ中のインクが徐々に枯渇し、こ
れに伴ってインクｉと置き換わって多孔質材Ｂ中に侵入
してきた気体ｇの一部が、大きな抵抗を受けつつ多孔質
材Ｂの底部に達してインク取出し口の一部に顔を出すよ
うになると、この部分で連通していた多孔質材Ｂ中のイ
ンクｉとインク室Ａ中のインクｉとの間に部分的な途切
れが生じ（第３図（ｂ））、インクの連通面積の減少に
相当する分両電極S₁、S₂間の抵抗が大きくなる（第４図
の領域ｂ）。さらに、多孔質材Ｂ中のインクｉの枯渇が
進むと、インクの連通面積はさらに減少し最後に多孔質
材Ｂ中のインクｉとインク室Ａ中のインクｉは分断さ
れ、これに伴って両電極S₁、S₂間の抵抗は最大になる
（第４図の領域ｃ）。したがって両電極S₁、S₂間の抵抗
を検出することにより、インクニアエンド及びエンドを
検出することが可能である。

第１、２図は上述したインクのエンド検出原理に基づ
いて具体的に構成した本発明の一実施例を示したもので
あって、第１図はインクジェット記録装置の要部を示す
断面図、第２図はインクエンド検出回路を示すブロック
図である。プラテン１に沿って往復動するキャリッジ２
にはプラテン１に近接して印字ヘッド３が一体的に設け
られている。また印字ヘッド３の後方には、内部にポリ
ウレタンフォーム遠の多孔質材よりなるフォーム７を充
填したインクタンク８が設けられている。このインクタ
ンク８には、その蓋９に大気の取入れを可能にするため
の通気孔10が設けられている。またその底面にはフォー
ム７との密着を図る台状の突部11が形成されていて、こ
の中心部から下方に向けて、フォーム７内の水溶性イン
クを収容し保持するインク室12が形成されている。さら
にこのインク室12は、その下端から印字ヘッド３の方向
に延びる連通孔13を有している。この連通孔13の端部は
ゴム栓14により封止されていて、このゴム栓14に、フィ
ルタ室４を介して印字ヘッド３と連通する中空針５を挿
通することによりインクタンク８内に収容した水溶性イ
ンクを印字ヘッド３に供給するように構成されている。

図中符合S₁、S₂は前述したインクのエンド検出用の電
極である。一方の電極S₁は、フォーム７と接触するよう
にインクタンク８の内壁面に設けられ、他方の電極S₂は
水溶性インクと接触するようにゴム栓14を貫通して連通
孔13内に延びている。そして、これらの電極S₁、S₂のう
ちいずれか一方の電極、例えば電極S₁には第２図に示す
ように基準電圧V_CCが印加され、他方の電極S₂は接地さ
れている。基準電圧V_CCが印字されている側の電極S₁に
は、微分回路16と比較回路17とからなる抵抗変化量検出
回路が接続されている。そして、抵抗変化量があらかじ
め設定値Ａ、設定値Ｂとして設定された２つの一定レベ
ルを超えたときの出力信号によってインクニアエンド及
びエンド検出が行われるように構成されている。

つぎに上述した装置によるインクのニアエンド及びエ
ンド検出動作について説明する。インクタンク８内のフ
ォーム７にインクが十分蓄えられていて、両電極S₁、S₂
が水溶性インクを介して接続された状態にあるときは、
両電極S₁、S₂間の抵抗は小さくかつ安定している。この
状態はインクが減少して電極S₁が直接インクと接触しな
くなってもフォーム７が湿潤している間は継続する。

インクジェット記録装置の引続く記録書き込み動作に
よりフォーム７内のインクがさらに減少し、フォーム７
に侵入した気体がインク室12の上部開口端に達してフォ
ーム７とインク室12とを結ぶインクの連絡部の面積が減
少し始めると、これに伴って第４図の領域ｂに示すよう
に抵抗は急激に増加する。この抵抗変化は直ちに微分回
路16により変化量として検出される。そして、この変化
量が比較回路17に入力されている設定値Ａを超えるよう
になると、比較回路17からの出力信号は警告ランプ等を
点灯して、インクタンク８内のインクがインクエンドに
近づいていることをパネル面上等に表示する。すなわ
ち、ニアエンド状態であることを表示する。この時すで
にインク室12のフォーム７との境部である上部開口端に
気体が侵入していることもあるが浮力によって連通孔13
へ流れ出ることはない。さらに、このニアエンド状態で
記録書き込み動作を続けると、フォーム７とインク室12
を結ぶインク連絡部の面積の減少が進み、やがてフォー
ム７内のインクとインク室12内のインクとの間でインク
切れの状態となる。この時点での抵抗変化は直ちに微分
回路16により変化量として検出される。そして、この変
化量が比較回路17に入力されている設定値Ｂを超えるよ
うになると、比較回路17からの出力信号により、キャリ
ッジ２がホームポジションに戻った時点で印字動作が直
ちに停止する。この時点ではインク室12にインクが残留
しているので、ノズルに至る管路内に空気が入るのを確
実に防止することができる。なお上述したようなシーケ
ンスは記録装置に組み込んでおく。

また、上述した検出回路は周知の回路を用いてアナロ
グ的にもデジタル的にも構成することができる。さら
に、インク室12側の電極S₂は中空針５と兼ねさせること
もできる。

次に、実際の実験例について説明する。容量が30ccの
透明なインクタンク８の底部に深さ20mm、内径6mmのイ
ンク室を設け、かつインクタンク８内に収容したポリウ
レタンフォームに染料を除去した透明な水溶性インクを
充填し、このインクをインク室12の下端に挿通した注射
針により毎分0.5ccずつ外部に放出しながらインク室12
の上端開口部に生じる空気の拡がりを目視により観察し
た。その結果、空気の一部が開口部に現われてから全面
に拡がってインクの連通が断たれるまでの間の変化が、
電気抵抗の変化として正しく取り出せることが判明し
た。またこの間に至るまでの間にインクを24cc放出する
ことができて、電気抵抗の大きな変化が生じてからイン
クの供給が断たれるまでの間に、A4サイズの記録紙70枚
に標準的な記録書き込みが可能であった。

〔発明の効果〕

以上述べたように本発明によれば、インクタンク内の
多項質材に接触する電極と、インクタンク下部に設けた
インク室内に位置する電極とを配設するとともに、これ
らの電極間に生じる抵抗変化が２つの設定値を超えたこ
とをそれぞれ検出して出力するインクのエンド検出回路
を設けたので、インクタンク内にあるインクのエンド状
態を事前に察知すること、及びノズルに至る管路内に空
気が入る前に確実に記録装置を停止することが可能とな
り、インク切れに伴って生じる種々の不都合を未然に防
ぐことができるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例をなすインクジェット記録装
置の要部を示す断面図。第２図はインクのエンド検出回
路の構成図。第３図（ａ）、（ｂ）、（ｃ）はインク切
れ前後の状態を示した説明図。第４図はインク消費量と
電気抵抗との関係を示した図。 １……プラテン ３……印字ヘッド ５……中空針 ７……フォーム ８……インクタンク 12……インク室 S₁、S₂……電極

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】水性インクを含浸する多孔質材を収容した
   インク槽と、該インク槽の下端に印字ヘッドと連通する
   ように形成されたインク溜とからなるインクジェット記
   録装置用のインクタンクであって、 複数設定された所定抵抗値を超えた抵抗変化量をもとに
   インクのニヤエンドを検出する一対の電極のうちの一方
   の電極を、多孔質材の一部に接触させるべく上記インク
   槽内に配設するとともに、他方の電極を、インクに直接
   接触させるべく上記インク溜の一部に配設したことを特
   徴とするインクジェット記録装置用のインクタンク。