JP2841661B2 - 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イ
ンクジェット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。

また、この種のインクジェット記録装置においては、
印字ヘッドにゴミづまり等が生じて印字不良を起こした
際、ノズルからのポンプ吸引等による回復動作がなされ
る。そして、この回復動作時には通常印字時に比べて多
量のインクが消費されるので、インクエンドの検出が一
層困難になるという問題があった。

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、通常印字時と回復動作時に応じてそのイ
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、上記印字ヘッドの印刷時と回復動作
時とで異なる値に設定した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、印字ヘッドの回復動
作時と通常印字時に応じて、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回復動作時
と通常印字部に応じて事前に察知することができる。

〔実 施 例〕

以下に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を圧縮さ
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
ウレタンフォーム等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。

図中符号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
め設定された一定レベル（すなわち設定値）を超えたと
きの出力信号によってインクエンド検出が行われるよう
に構成されている。さらに前記設定値は、設定値変更手
段20によって変更されるようになっており、通常印字時
よりも、回復動作時の方が小さく設定されるようになっ
ている。

つぎに上述した装置によるインクのエンド検出動作に
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
灯しパネル面上等にエンド状態であることを表示する。
また、キャリッジ２がホームポジションに戻った時点で
印字動作を直ちに停止させるようなシーケンスが記録装
置に組まれている。

なお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。

フォーム７を収容したインクタンク８よりインクを消
費する場合、単位時間当たりのインク消費量によって第
４図に示した特性が若かん変化し単位時間当たりのイン
ク消費量が多いほど第４図中のａの領域が狭くなること
が実験により判明した。通常印字時においては前述の変
化量はわずかであって実用上問題とはならないレベルで
ある。しかし、印字ヘッド３がゴミ、ホコリ等によって
印字不良を生じた際等に行われるノズルからのポンプ吸
引等による回復動作時においては、通常印字時に比較し
て単位時間当たりのインク消費量が極めて多量となる。
このために、フォーム７内の空気の動きが激しくなり第
３図中の（ｂ）の状態がはやまり第４図中のａの領域が
狭くなるだけでなく、領域ｂの領域ｃに近いあたりより
フォーム７からインク室12への空気の侵入が始まること
も判明した。インクジェット記録装置の構成において前
述の印字ヘッド３の回復動作時に合わせて第４図に示す
設定値を決めてやれば良いのであるが、そうすると、通
常印字を行なう場合にはインクタンク８内のインクエン
ド検出時のインク残量が多くなってしまい極めてインク
の消費効率が悪くなってしまう。そこで本実施例におい
ては設定値変更手段20により、通常印字時の設定値を第
４図中の領域ｃ内にあるように設定し、印字ヘッド３の
回復動作時には、パネルからの回復動作信号を受けて、
前述の設定値を領域ｂ内の前半にあるように設定するよ
うにした。

〔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
多孔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
前に察知することが可能となった。さらに印字ヘッドの
回復動作時のインクエンド検出の設定値を通常印字時よ
り小さくしたので、全ての使用状態においてもノズルに
至る管路内に空気が入る前に確実にインクのエンド検出
を行うことができる。

【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、 上記印字ヘッドの印刷時と回復動作時とで異なる値に設
   定した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。