JP2898734B2 - インキ量検出器 - Google Patents

インキ量検出器

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    • G01FMEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
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Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、インク・プリンタに関し、特に、該プリン
タで使用するインキ・カートリッジのインキ液面(イン
キ量)を示すための手段に関する。
〔従来技術とその問題点〕
インクジェット・プリンタでは、プリントヘッドにイ
ンキを供給するためにインキ溜を用いている。熱インク
ジェット・プリンタでは、プリントヘッドに、ノズル・
プレートの多数のノズルを含む。各ノズルの下に点弧室
があり、一般に、インキ溜に接続されたプリナム(plen
um)から点弧室にインキが供給される。インキは、プリ
ンタのマイクロプロセッサからの信号に応じて励起され
る、該点弧室中の抵抗器素子によりノズルを通して吐出
される。
該インクジェット・プリンタでは、インキ溜およびプ
リントヘッドは、カートリッジまたはペンと呼ばれる交
換可能なユニットに含まれている。リザーバ部自体はイ
ンキが含まれたフォーム(foam)である。プリントヘッ
ドの負圧により、インキ溜中にインキがある限り、イン
キは確実に連続供給される。
従来、フォームを含む(foam−containing)カートリ
ッジ、またはペンのインキ液面を検知することは実用的
に不可能であった。何故ならば、インキで満たされたフ
ォーム部分の外観と、インキが排出されて半ば湿った部
分の外観とが漸次変化するからである。また、充分なイ
ンキがあるかどうかをすぐに確認できることは、プリン
タのユーザーにとって有用である。これは大きな印刷作
業が予定されている場合に特に言える。というのも、印
刷作業の一部を行いその印字中にインキがなくなること
は、明らかに時間およびインキの浪費になるからであ
る。
〔発明の目的〕
本発明の目的は、フォームなどの毛細管インキ溜を用
いるインキ・カートリッジのインキ液面を検出するため
のインキ液面検出器を提供することである。
〔発明の概要〕
本発明による検出器は、2進流体指示器であり、フォ
ーム・インキ溜と流体的に連結され、フォーム中の流体
液面が特定の規定された液面に達すると起動される。
本発明のインキ液面検出器は、流体の液面が検出器に
達したかどうかについての不明確性を排除し、人間でも
機械でも判読可能である。この後者の特徴によれば、切
迫したインキ切れまたは不十分なインキ量の状態をユー
ザーに警告することができる。
〔実施例〕
全図において、同じ照合番号は同じ素子を指してい
る。インキ・カートリッジ10は一般に第1図に示してあ
る。カートリッジ10にはハウジング12があり、その中に
は多量のインキを貯えるためのフォーム・インキ溜14が
ある(フォームは、インキのある部分が点彩してあり、
インキのない部分は点彩してない)。カートリッジ10の
一端にプリントヘッド16がある。該プリントヘッド16お
よびそのインキ溜14との流体的接続については、他の文
献に詳しく開示してあり、プリントヘッドおよびその流
体的接続は本発明と直接的関係を持たないので、これ以
上記述しない。
本発明に依れば、インキ液面検出器18はハウジング12
の1つの表面(側面)上に備えられている。第1図およ
び第2図に示す実施例では、検出器18はC字形透明管20
から成り、1つのアーム20aはプリントヘッド16の上に
第一の距離だけ離れ、他のアーム20bはプリントヘッド1
6の上により近い第二の短い距離だけ離れている。アー
ム20aおよび20bは、2つの別の位置においてハウジング
12を介してフォームに連結している。検出器18の他の実
施例については後記する。
プリントヘッド16の位置は、下側アーム20bよりも下
にあるということ以外は重要ではない。その他の位置の
例としては16′および16″(第1図に破線で示してあ
る)がある。したがって、本発明の液面検出器の設置位
置に敏感である必要はない。
本発明の検出器の動作は、フォーム中の小孔によりも
たらされる毛管圧力および流体動力学の原理に基づいて
いる。第1図および第2図は、本発明の1つのタイプの
インキ液面検出器18のオン(第1図)およびオフ(第2
図)状態を示している。フル・フォーム・ペンでは、イ
ンキ液面検出器18は、インキが一杯入っており、静的平
衡状態にある。すなわち、液面L(フォームの中のイン
キ/空気の界面)は上ポート20aよりも上にある。しか
し、インキの液面Lが上ポート20aに達すると、フォー
ムのインキ/空気界面における毛管圧力とインキ液面検
出器の上ポートにおける毛管圧力の不均衡によって、イ
ンキはインキ液面検出器からフォームに吸い込まれる。
その結果としてのインキ液面検出器中のインキの突然の
減少は、2進流体指示器を提供する。管20は透明である
から、一杯の状態から空の状態までの変化は、(人間)
ユーザーおよび機械検知装置の両方にすぐに明らかであ
る。後者の場合、各種の検出構成を用いることができ、
例えば、管20の1つの側に発光源を他の側に光検出器を
置き、管が一杯の状態では光が遮断され、管が空のとき
に光が検出される構成がある。
したがって、本発明のインキ液面検出器が、コーヒー
ポットなどで見られる種類の液面センサーと同様に機能
しないということは、当業者にとって明らかである。む
しろ、液面が上ポートの下に降下し始めるときに、オン
からオフへの実質的な瞬間的変化をもたらすのは、フォ
ームと検出器との相互作用である。
第3図のa−dは、本発明の液面検出器の本質的な2
進特性を示しており、インキの一杯入ったフォーム(第
3a図)、インキの液面が上ポート20aの最上部のすぐ下
(第3b図)、インキ液面が2つのポート20aおよびs0bの
だいたい中間(第3c図)、およびフォーム中のインキが
実質的に空(インキ液面が下ポート20aよりも下;第3d
図)である状態を示している。インキ液面が上ポート20
aよりも下に降下し始めるとすぐに管20が空になるとい
うことから、本発明の液面検出器が2進流体指示器とし
て作動することは明らかである。これは、即時2進オン
・オフ指示器をもたらす。
比較のために、コーヒー沸かしの液面を示すために使
用するものなどの従来の一般的な液面検出器を第4図の
a−dに示す。各区分図の液面は、第3図の対応する区
分図の液面と一致させてある。従来の液面センサーのア
ナログ特性が明らかであり、このセンサーは各瞬間にお
ける特定液面レベルを示している。
前述の2ポート・検出器18を使用する別の実施例を第
5図に示す。この実施例では、多数の2ポート・検出器
18を用いて、18aにより、1/4、18bにより1/2、および18
cにより3/4空の状態を示す。
さらに別の構成では、検出器18′に1ポート・デバイ
ス22を含めることができる。該検出器18′を第6図に示
すが、これは第5図と同様に、様々な空レベルを示すた
めに多数の検出器が示してある。インキ液面Lが1ポー
ト・検出器の上部分に達すると、フォームのインキ/空
気界面の毛管圧により、全インキをポートから吸い込
む。2ポート・検出器18と同様に、1ポート・検出器1
8′は、人間およぴ機械の両方で判読可能である。1ポ
ート・検出器が2ポート・検出器よりも優れていること
は、小さなサイズだけでなく実施が容易(例えば、透明
テープで密封したカートリッジ側面の成形穴)なことで
ある。
1ポート・検出器18′には、プリントヘッド16より上
部で、カートリッジ・ハウジング12の側面に取り付けら
れた、ポリメタクリレートまたは他の透明ポリマーまた
は単に透明テープなどの素材のプラスチック・ボタンな
どの、透明“ボタン"22を含むことができる。テープを
不用意に取り除いた場合でも、インキは毛管圧によりフ
ォーム中にすぐに吸い込まれ、それによりインキの漏れ
はない。この場合の唯一の不利な影響は、長時間にわた
る蒸発による水の消失であり、ペンの寿命をある程度短
くすることがある。
本発明の検出器を使用すると、注入器などによりフォ
ーム・インキ溜にインキを充填することができる。イン
キ溜に再充填すると、2ポートまたは1ポート実施例の
いずれにおいても、インキは検出器にも再充填され、そ
れにより、検出器は、フォーム・インキ溜14のインキで
の次の印字サイクルに対する準備をしている。インキ溜
のインキを大きく減少させ(使用する)、再充填し、そ
してまた減少させるサイクルは、カートリッジ10の寿命
を伸ばすために必要なだけ繰り返すことができるが、こ
れは従来ではインキの最初の減少だけに限定されてい
た。本発明の検出器により、ユーザーは、再充填可能検
出器が例えば3/4空にまで減少する度毎に、フォーム・
インキ溜をリサイクルさせることにより、かなり長い寿
命の間プリントヘッドを利用することができる利益を得
ることができる。
注入器の使用に関して、第7図および第8図はさらに
別実施例を示し、フォーム・インキ溜14に挿入され透明
流体接続体すなわち管26より流体的に接続された、一方
が他方よりも長い1対のニードル24から検出器18″が構
成される。検出器18″は、ハウジングの上面12tに取り
付けられる。検出器18″には、その検出器を見るための
のぞき窓28を上面に付けるためのくぼみを作ることがで
きる。
さらにまた、インキ液面が短いニードル24aよりも下
がると、これまでに述べた理由により、両ニードルのイ
ンキがフォームの中に引き込まれる。したがって、管26
は空になり、それによりインキ液面の視覚的表示をもた
らす。
第7図および第8図に示すように、フォームが空であ
る度合いを示すために、異なる長さの1対の各ニードル
24を備えた多数の検出器18″を設けることができる。
第7図および第8図に示す手法の利点は、フォームに
インキを再充填するための機構が簡単なことである。何
故ならば、ニードル24を通してインキをフォーム中に噴
出させるために、弁および隔膜30などの入力手段を容易
に与えることができるからである。
これまでの説明では、フォームを毛管・インキ溜とし
て用いていた。しかし、本発明の内容がいずれの毛管・
インキ溜に対しても適用されることは、当業者にとって
直ちに明らかである。他の毛管・インキ溜の例には、
2、3を挙げると、(a)従来のフェルト・ペン・ファ
イバー、(b)ガラス・ビーズ、(c)毛細管、および
(d)巻取プラスチック・フィルムがある。
〔発明の効果〕
本発明のインキ液面検出器は、残っているインキ量を
示すために、インクジェット・プリンタで使用するカー
トリッジに使用に顕めて有効である。
本発明によれば、フォームを含むインキ・カートリッ
ジのインキ量を、2値的表現によって、簡単な視覚的ま
たは機械的検査により決定することができる。また本発
明の検出器はきわめて簡単な構成であり、またインキを
再充填して長期間使用することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明によるインキ量検出器を含むフォーム・
カートリッジの断面図で、インキが満たされた状態を示
す図、 第2図は第1図と同様な断面図で、インキが減少した状
態を示す図、 第3図は本発明のインキ量検出器の2進動作を示す図、 第4図は従来のインキ量検出器のアナログ動作を示す
図、 第5図、第6図および第7図は本発明によるインキ量検
出器の他の実施例を示した断面図、 第8図は第7図のインキ量検出器の上面図である。 10:インキ・カートリッジ、12:ハウジング、14:フォー
ム・インキ溜、16:プリントヘッド、18:インキ量検出
器、20:C型透明管、L:インキレベル、24:ニードル、28:
のぞき窓
フロントページの続き (72)発明者 ミンディ・アン・ハムリン アメリカ合衆国カリフォルニア州オーシ ャンサイド ブリドル・パス・ウエイ, 1042 (56)参考文献 特開 昭62−152858(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) B41J 2/125,2/175

Claims (6)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】毛管インキ溜めに内蔵された液体を分配す
    る装置であって、該装置は多量の液体を貯える為に前記
    毛管インキ溜めを収納するハウジングを有し、前記装置
    の一端が前記液体を分配する為に前記インキ溜と液流接
    続手段に接続され、前記分配手段上の前記ハウジングに
    取付けられ、前記毛管インキ溜めに液流接続された少な
    くとも一つの2進的液量検出器を有し、前記2進的液量
    検出器の少なくとも一つは前記ハウジングの一方の側に
    取付けられたC型透明管を有し、前記2進的液量検出器
    の上側ポートは前記分配手段の上方第一の距離にあり、
    下側ポートは前記分配手段の上方第二の距離にあり、前
    記第二の距離は前記第一の距離より短く、前記両ポート
    は前記毛管インキ溜めと液流接続されていることを特徴
    とする装置。
  2. 【請求項2】請求項1に記載の装置であって、複数の前
    記C型透明管が、前記毛管インキ溜めの空の範囲を累積
    的に示すために、他の前記管の上に離して配置されてい
    ることを特徴とする装置。
  3. 【請求項3】毛管インキ溜めに内蔵された液体を分配す
    る装置であって、該装置は多量の液体を貯える為に前記
    毛管インキ溜めを収納するハウジングを有し、前記装置
    の一端が前記液体を分配する為に前記インキ溜と液流接
    続手段に接続され、前記分配手段上の前記ハウジングに
    取付けられ、前記毛管インキ溜めに液流接続された少な
    くとも一つの2進的液量検出器を有し、前記2進的液量
    検出器の少なくとも一つは前記分配手段の上方の前記ハ
    ウジングの一方の側に取付けられた複数の透明ボタンを
    含み、前記透明ボタンは前記毛管インキ溜めと液流接続
    しており、前記毛管インキ溜めの空の範囲を累積的に示
    すために、他の前記管の上に離して配置されていること
    を特徴とする装置。
  4. 【請求項4】毛管インキ溜めに内蔵された液体を分配す
    る装置であって、該装置は多量の液体を貯える為に前記
    毛管インキ溜めを収納するハウジングを有し、前記装置
    の一端が前記液体を分配する為に前記インキ溜と液流接
    続手段に接続され、前記分配手段上の前記ハウジングに
    取付けられ、前記毛管インキ溜めに液流接続された少な
    くとも一つの2進的液量検出器を有し、前記2進的液量
    検出器の少なくとも一つは前記毛管インキ溜めの中に延
    び、透明管によって前記毛管インキ溜め上に液流接続さ
    れている一対の異なる長さのニードル状部材を有するこ
    とを特徴とする装置。
  5. 【請求項5】請求項4に記載の装置であって、前記毛管
    インキ溜めの空の範囲を累積的に表示するために、複数
    の前記対のニードル状部材を有し各対は他の対とは異な
    る長さを有することを特徴とする装置。
  6. 【請求項6】毛管インキ溜めに内蔵された液体を分配す
    る装置であって、該装置は多量の液体を貯える為に前記
    毛管インキ溜めを収納するハウジングを有し、前記装置
    の一端が前記液体を分配する為に前記インキ溜と液流接
    続手段に接続され、前記分配手段上の前記ハウジングに
    取付けられ、前記毛管インキ溜めに液流接続された少な
    くとも一つの2進的液量検出器を有し、前記毛管インキ
    溜めはフォームを含むことを特徴とする装置。
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