JP2842371B2 - インクのニアエンド検出装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は記録装置に適用され
るインクのニアエンド検出装置に関し、より詳しくは、
インクタンク内のインクの減少に伴って生じる抵抗変化
を基にしてインクのニアエンドを検出する検出装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】ノズルからインクを吐出させて記録媒体
上に記録情報に応じた記録書込みを行うインクジェット
式の記録装置では、インクタンク内のインクが消費され
尽くすと、記録書込みが不能になるばかりでなく、ノズ
ルに至る管路内に空気が入り込んで新たにインクを補給
しても記録書込みができるようになるまでに多大の時間
を要するといった不都合が生じる。

【０００３】もとより、このような問題に対処するに
は、タンク内にインクレベルを検出する検出器を配設す
ればよいが、インクタンクをキャリッジ上に搭載するよ
うにした記録装置では、リタ−ン時の振動によってイン
ク内に生じた気泡がノズルに通じる管路内に入り込んで
しまう事態を防ぐためにインクタンクの中に多孔質材を
収容してこれにインクを含浸させて収容するといった手
段が一般に構じられている関係上、インクの終了直前の
状態を直接検出することができないといった問題が生じ
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明はこのような間
題に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、
多孔質材中のインクの枯渇直前の状態を、きわめて正確
に検出することのできる新たなインクのニアエンド検出
装置を提供することにある。

【０００５】

【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のインクのニアエンド検出装置と
して、水性インクを含浸する多孔質材を収容したインク
槽の下端に印字ヘッドと連通するインク溜めを設けると
ともに、多孔質材の一部とインク溜めの一部に電極を配
設して、これらの間に生じる設定値を超えた抵抗変化量
をもとにインクのニアエンドを検出する検出手段を配設
するようにしたものである。

【０００６】

【作用】このように構成したことにより、多孔質材中の
インクが枯渇直前になると、インク溜め内のインクとの
繋がり部分の面積が減少してくるのを電気抵抗の変化と
して検出することができるので、この抵抗変化量が設定
値を上回ったところをインクのニアエンドとして検出す
る。

【０００７】

【発明の実施の形態】そこで以下に図示した実施例につ
いて説明する。第１図は本発明の一実施例を示したもの
で、プラテン１に近接し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、またこの後方には、内部に発泡ポリウレタン樹脂
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
蓋体９に外気の取入れを可能にする通気孔１０が設けら
れ、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、この頂面には、フォーム
７内の水性インクを収容するインク溜め１２が口をあけ
ている。

【０００８】このインク溜め１２は、垂直な部分と、こ
の下端から印字ヘッドへ向けてほぼ水平に延びる連通孔
１３とによって形成され、かつ連通孔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内に収容した水性イ
ンクを印字ヘッド３に供給することができるように構成
されている。

【０００９】一方、第２図はインクのニアエンド検出回
路を示したもので、図中符号Ｓ1、Ｓ2は、上記したイン
クのニアエンド検出用の電極であって、その一方の電極
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、水性インクと接
触するようゴム栓１４を貫通して連通孔１３内に延びて
いる。これらの電極Ｓ1、Ｓ2のうちのいずれか一方の電
極、例えば電極Ｓ1には第２図に示したように基準電圧
Ｖccが印加され、また他方の電極Ｓ2は接地されてい
る。さらに基準電圧Ｖccが印加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
量検出回路が接続し、抵抗変化量がある一定のレベルを
超えたときの出力信号（インクエンド信号）によって図
示しないパネル上の警告ランブ１８を点灯するように構
成されている。

【００１０】つぎに上述した装置によるインクのニアエ
ンド検出動作について説明するが、それに先立って、第
３図をもとに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。

【００１１】インク溜め１２の上部取出し口がポリウレ
タンフォーム７のような多孔質材により覆われているよ
うな場合、多孔質材中に含まれた水性インクｉが、消費
された量に相当する分順に毛細管作用によりインク溜め
１２に供給されて内部を満たす（同図（ａ））。この状
態では、多孔質材とインク溜め１２内に配設した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
る（第４図の領域ａ）。

【００１２】一方、フォーム７内のインクｉが徐々に減
少し、これに伴って、インクｉと置き換わってフォーム
７内に侵入してきた気体ｇの一部が、大きな抵抗を受け
つつフォーム７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、この部分で繋っていたインク溜
め１２内のインクｉとの間に部分的な途切れが生じて
（第３図（ｂ））、この繋がり部分の面積の減少に相当
する分両電極Ｓ1、Ｓ2の間の抵抗は大きくなる（第４図
の領域ｂ）。

【００１３】そして、さらにフォーム７内のインクｉの
枯渇が進むと繋がり部分の面積はさらに減少し、最後に
インク溜め１２内のインクｉと分断して両電極Ｓ1、Ｓ2
の間の抵抗は最大となり（第４図の領域ｃ）、この抵抗
変化量を検出することによってインクエンドを事前に察
知することができる。

【００１４】したがって、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、両電極、Ｓ1、Ｓ2が水性イ
ンクを介して接続した状態にあるとき、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。

【００１５】記録装置の引続く記録書込み動作によりフ
ォーム７内のインクがさらに減少して、フォーム７内に
侵入した気体がインク溜め１２を結ぶインクの繋がり部
の面積が減少し始めると、これに伴って第４図の領域ｂ
に見られるように、電気抵抗は急激に増加し、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。

【００１６】そして、この抵抗変化量に応じた電圧が比
較回路１７に入力する設定値電圧Ｖ1 を超えると、比較
回路１７からの出力信号は警告ランプ１８を点灯して、
インクがニアエンド状態になったことをパネル面上に表
示する。

【００１７】なお、上記した実施例のように比較回路１
７からの出力信号によりインクのニアエンドを表示する
ものは、インク溜め１２の容量が十分に大きいか、ある
いはインク溜め１２の開口面が十分に大きく抵抗変化が
緩慢に進行するような場合に適用されるもので、大きな
抵抗変化を示す領域ｂ（第４図）が狭く、フォーム７と
インク溜め１２開口部との間でのインク切れが急激に進
行するような場合には、比較回路１７からの出力信号に
より、キャリツジ２がホームポジシヨンに戻った時点で
印字動作を直ちに停止させるようなシーケンスを組むよ
うにすることができる。

【００１８】容量が３０ccの透明なインクタンクの底部
に、深さが２０mm、内径が６mmのインク溜めを設け、か
つインクタンク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性インクを充填して、このイン
クをインク溜めの下端に挿通した注射針により毎分０．
５mlずつ外部に放出しなからインク溜め開口部に生じる
空気の拡がりを目視により観察したところ、空気の一部
が開口部に現れてから、全面に拡がってインクが途切れ
るまでの間の変化が電気抵抗の変化として正しく取出せ
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２４ml放出することができて、電気抵抗が大きく変
化してからインクの供給が断たれるまでの間に、１２４
サイズの記録紙350 枚に標準的な記録書込みを行うこと
ができることも明らかとなった。

【００１９】第５図に示したインクエンド検出回路は本
発明の第２の実施例をなすものである。このものは、抵
抗が急激に増加を始める領域ｂでの抵抗変化量に応じた
電圧Ｖ1 と、さらに抵抗が増加した領域Ｃでの抵抗変化
量に応じた電圧Ｖ2 をそれぞれ第１、第２の設定値電圧
として比較回路１７に入力し、微分回路１６により検出
された抵抗変化量が第１の設定値電圧Ｖ1 を超えたら、
比較回路１７からの出力信号により警告ランブ等を点灯
して、インクタンク８内のインクがインクエンドに近い
ことをパネル面等に表示し、さらに抵抗が増加して、検
出された抵抗変化量が第２の設定値電圧Ｖ2 を超えた
ら、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を停止させる
ようにしたものである。

【００２０】また、第６図に示した実施例は、電圧設定
手段２０により比較回路１７に入力する設定値電圧を任
意に変更できるようにしたものである。この実施例によ
れば、通常の印字時には、設定値電圧を第４図の領域ｃ
内の抵抗変化量に対応するように設定しておき、印字不
良が生じて印字ヘッド内のインクをポンプにより吸引し
て回復動作を行ったような場合には、設定値電圧を領域
ｂの前半の抵抗変化量に対応するように電圧を低く設定
しておいて、インクが急激に消費されてフォーム７から
インク溜め１２内に空気が多量に侵入し領域ｂに至る時
間が早まったような場合には、インクエンド検出時にお
ける実際のインクの残量が過大になるのを抑えるように
することができる。

【００２１】またさらに第７図に示した実施例は、環境
温度に応じてインクの粘性が変化して、インクエンド検
知時におけるインクの残量がー定しないような場合を想
定してなされたものである。

【００２２】この実施例では、電圧設定手段としてサー
ミスタＲ1を用い、その動作環境温度に応じて設定値電
圧を変化させることにより、特に低温下においてフォー
ム７内のインクの流動性が低くなって空気の流動性が相
対的に高まった場合に、領域ｂに至る時間が短くなって
インクのニアエンド検出の時点が早まるのを抑えるよう
にしたものである。なお、図中符号Ｒ1は電極Ｓ1、Ｓ2
間の抵抗を示している。

【００２３】また、上述した各検出回路は、周知の回路
機構を用いてアナログ的にもディジタル的にも構成する
ことができ、さらに、インク溜め１２側の電極Ｓ2は中
空針５と兼ねさせることもできる。

【００２４】

【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、イン
ク槽内の多孔質材とインク槽下端に設けたインク溜めと
にそれぞれ電極を配設し、これらの電極間に生じる抵抗
変化が設定値を超えた点をインクのニアエンドとして検
出するようにしたので、多孔質材中のインクとインク溜
め内インクとの間の繋がり面積の減少現象からインクの
供給不能の状態をいち早く察知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。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例をなすインクのニアエンド検
出装置を備えたインクジェットブリンタの一例を示した
図である。

【図２】インクのニアエンド検出回路の構成図である。

【図３】（ａ）乃至（ｃ）はインク切れ前後の状態を示
した説明図である。

【図４】インクの消費量と電気抵抗との関係を示した図
である。

【図５】インクのニアエンド検出回路についての他の実
施例を示した図である。

【図６】インクのニアエンド検出回路についての他の実
施例を示した図である。

【図７】インクのニアエンド検出回路についての他の実
施例を示した図である。

【符号の説明】

１ プラテン ３ 印字ヘッド ７ ポリウレタンフォーム ８ インクタンク １２ インク室 Ｓ1、Ｓ2 電極

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中 隆廣 長野県諏訪市大和３丁目３番５号 セイ コーエプソン株式会社内 (72)発明者 原 和彦 長野県諏訪市大和３丁目３番５号 セイ コーエプソン株式会社内 (56)参考文献 特開 平２−187365（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) B41J 2/175 G01F 23/24

Claims (3)

(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
   たインク槽の下端に印字ヘッドと連通するインク溜めを
   設けるとともに、上記多孔質材の一部と上記インク溜め
   の一部に電極を配設して、該両電極間に生じる設定値を
   超えた抵抗変化量をもとにインクのニアエンドを検出す
   る検出手段を配設したインクのニアエンド検出装置にお
   いて、 上記抵抗変化検出手段に、インクのニアエンド状態での
   抵抗変化量に相当する予告設定値電圧と、インクのエン
   ド状態での抵抗変化量に相当する最終設定値電圧を入力
   するようにしたことを特徴とするインクのニアエンド検
   出装置。
2. 【請求項２】 上記抵抗変化検出手段に入力する設定値
   電圧を任意に変更し得るようにしたことを特徴とする請
   求項１記載のインクのニアエンド検出装置。
3. 【請求項３】 上記抵抗変化検出手段に入力する設定値
   電圧を環境温度に応じて変更し得るようにしたことを特
   徴とする請求項１記載のインクのニアエンド検出装置。