JP3163883B2 - インク切れ検知装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、たとえばインクジェ
ット式のプリンタ用や記録計用の記録ヘッドのキャリッ
ジに搭載される袋状インク容器がインク切れ間近になっ
たことを正確に検知するインク切れ検知装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来例について、以下に図を参照しなが
ら説明する。図５は従来例の斜視図、図６は従来例の正
面図である。これらの図において、インクカートリッジ
は、偏平な方形体状のケース11と、その上側を塞ぐカバ
ー2 とからなる。ケース11の底面に、柔軟なフィルム材
からなる偏平な袋状のインク容器3 が取り付けられ、そ
のインク容器3 の上面に、平板状の検知板14が固着さ
れ、その右側の縁部に下に垂れる形に検知片15が一体成
形される。インク容器3 のインクが消費されるにしたが
って、インク容器3 が厚さ方向に収縮し、その上面レベ
ルとともに検知板14が下降することで、検知片15はケー
ス11の底板にあけられた穴12を通って下側外方に突き出
る。この突き出た検知片15によって、レベルセンサとし
てのリミットスイッチ16を作動させ、インク容器3 がイ
ンク切れ間近であることを検知する。通常、インク容器
3 の容量を100cc としたとき、インク残量がその10％に
当たる10ccになったとき、インク切れ間近の信号が出さ
れる。この信号に基づいて、インクカートリッジの交換
がおこなわれることになる。なお、１Ｃはインクチュー
ブの接続口である。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】従来例には次のような
欠点がある。すなわち、インク容器３のインク消費とと
もに、検知板14が常に水平状態で下降すれば問題はない
が、なんらかの理由で容器３が平均的に収縮しないで、
どちらかの方向に偏ることによって、またはインクカー
トリッジ自体ないしプリンタ自体が傾斜することによっ
て、検知板14が傾斜すると、インク切れ間近の検知が間
違っておこなわれることになる。このことについて、次
の図を参照しながら説明する。図７は従来例の動作を示
し、(a) は検知板が水平状態の正面図、(b) は検知板が
右下がり状態の正面図、(c) は検知板が右上がり状態の
正面図である。

【０００４】図７(a) の状態で、正しい検知がおこなわ
れる。言いかえれば、この状態で、検知片15がリミット
スイッチ16を作動し、インク切れ間近の検知信号を出力
させるように設定されている。これに反して、実際の状
態が図７(b) に示すように、右下がりになったとした
ら、インク残量がまだ限界値以上あるのに、検知片15が
リミットスイッチ16を作動し、やや早めに検知信号を出
力させる。また、逆に実際の状態が図７(c) に示すよう
に、右上がりになったとしたら、インク残量が限界値以
下になっても、まだ検知片15がリミットスイッチ16を作
動させず、その結果、やや遅れて検知信号を出力させ
る。インク容器3 の収縮の偏り度合、ひいては検知板14
のいずれかの方向への傾斜度合は、経験的には小さい
が、検知信号のタイミングが早すぎたり、または遅すぎ
たりして、そのためにインクカートリッジの交換時期を
誤るおそれがあることは事実である。また、検知片15が
リミットスイッチ16を作動させるのに、若干ながら力を
要するから、その作動所要力がなんらかの理由で重くな
ると、検知時期を遅らせるとともに、その反作用によっ
てインク容器3 が押圧され、インク噴射に悪い影響を及
ぼし、印字品質を低下させるおそれもある。

【０００５】この発明が解決しようとする課題は、従来
の技術がもつ以上の問題点を解消して、インク消費とと
もにインク容器が偏って収縮するようなときでも、イン
ク容器のインク切れ間近になったことが正確に、かつ印
字品質を低下させないように検知されるインク切れ検知
装置を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】請求項１に係るインク切
れ検知装置は、柔軟シートで偏平な袋状に形成され、ケ
ースの水平な底面上に載置され、袋の外周縁部に接続さ
れた供給管を介してケース側に固定されたインク容器
が、インク切れ間近になったことを検知する装置であっ
て、インク容器の下面とケース底面との間に挿入された
平らな受板と；この受板の定点に上向きのバネ力を加え
るバネ部材と；初期にケース底面と全面で接触していた
受板が、インク消費とともにバネ力によって、インク容
器の供給管側の端部を支点としてケース底面から傾斜し
て持ち上がるとき、その受板の定箇所の持ち上がり変位
量が設定値になったことに応じて作動し、この作動でイ
ンク切れ検知を表すリミットスイッチと；を備えてなる
装置において、前記バネ部材が、帯状バネ板であり、そ
の一方の端部で、長手方向にスライドして位置調整可能
な押さえ板を介して、ネジ固定される。

【０００７】請求項２に係るインク切れ検知装置は、柔
軟シートで偏平な袋状に形成され、ケースの水平な底面
上に載置され、袋の外周縁部に接続された供給管を介し
てケース側に固定されたインク容器が、インク切れ間近
になったことを検知する装置であって、インク容器の下
面とケース底面との間に挿入され、そのインク容器下面
と供給管側寄りの部分領域で接着されてなる平面状受板
と；この受板の反供給管側の定点に上向きのバネ力を加
えるバネ部材と；初期にケース底板と全面で接触してい
た受板が、インク残留量が一定値に達したときに一気に
大きく起きるインク容器の凹状変形によって、インク容
器の供給管側の端部を支点としてケース底面から一気に
大きく傾斜して持ち上がるとき、これに応じて作動し、
この作動でインク切れ検知を表すリミットスイッチと；
を備える。

【０００８】

【作用】請求項１に係るインク切れ検知装置では、受板
は、初期にはインク容器総重量の、受板の供給管側端部
を支点とするモーメントが、同じ支点に係るバネ部材の
バネ力のモーメントを超えるから、ケース底面と全面で
接触している。インク消費とともにインク容器総重量が
減少し、その総重量モーメントをバネ部材のバネ力モー
メントが超えるようになると、供給管側端部を支点とし
てケース底面から傾斜して持ち上がる。受板の定箇所の
持ち上がり変位量が設定値になったことに応じてリミッ
トスイッチが作動し、この作動によってインク切れ検知
がおこなわれる。とくに、バネ板の長手方向に押さえ板
をスライドさせ、バネ板の一方の端部の押さえ位置を調
整することによって、バネ板のバネ定数を調整すること
ができる。

【０００９】請求項２に係るインク切れ検知装置では、
受板は、初期にはインク容器総重量の、受板の供給管側
端部を支点とするモーメントが、同じ支点に係るバネ部
材のバネ力のモーメントを超えるから、ケース底板と全
面で接触している。受板がインク容器下面と供給管側寄
りの部分領域だけで接着されているから、インク容器の
上面が、インク消費とともに大気圧を受けて凹状に変形
し、このインク容器の凹状変形によって受板が傾斜する
が、この傾斜動作はインク残留量が一定値に達すると一
気に大きく起こる。これに応じてリミットスイッチが作
動し、この作動によってインク切れ検知がおこなわれ
る。

【００１０】

【実施例】この発明に係るインク切れ検知装置の実施例
について、以下に図を参照しながら説明する。図１は第
１実施例の基本構成及び動作原理を説明するための図
で、(a) は初期の側断面図、(b) はインク切れ検知時の
側断面図である。図１において、１は偏平な直方体状の
格納用ケース、２はそのカバーである。３は柔軟なシー
トで作られた偏平な袋状のインク容器で、図では内部に
破線ハッチング表示のインクが満杯状態で入っている。
インク容器３の左側の周縁部に、供給管４が貫通して接
続される。９はブロック状の基台で、その右側面にケー
ス１がその左側面で固定され、かつ供給管４が貫通して
固定される。したがって、インク容器３はケース１のほ
ぼ水平な底面に載置され、左側で供給管４を介して基台
９に片持ちされる形で固定される。５は平らな受板で、
ケース１の底面とインク容器３との間の定位置に挿入さ
れ、とくに固定されてはいない。６は帯状のバネ板で、
その左端部で基台９の下面に、押さえ板７を介してネジ
固定され、右端部が上方に凸状に湾曲形成されている。
この湾曲部は、頂点部がケース１にあけられた符号を付
けてない穴を通して受板５の下面と接触し、右下端部が
リミットスイッチ８の操作ボタンと対応している。

【００１１】この第１実施例の動作について説明する。
図１(a) において、受板５は、一方ではインク満杯のイ
ンク容器３の総重量の、受板５の左端部を支点とする時
計方向のモーメントと、他方では同じ支点に係るバネ板
６のバネ力が、バネ板６の頂点部の箇所で加えられると
きの反時計方向のモーメントとを受ける。初期には前者
のモーメントが後者のモーメントより大きいから、受板
５はケース１の底面と全面で接触している。

【００１２】図１(b) において、インク消費とともにイ
ンク容器３の総重量が減少し、その総重量モーメントを
バネ板６のバネ力モーメントが超えるようになると、受
板５は、左端部を支点としてケース１の底面から傾斜し
て持ち上がる。この受板５の持ち上がり変位量はインク
残量に対応する。なお、第１実施例では、受板５の変位
量の代わりに、バネ板６の右下端部の変位量を測定する
方式をとっている。そこで、バネ板６の右下端部の上方
向の変位量が、インク切れに対応する設定値になったと
きに、リミットスイッチ６が作動するように位置決めし
てあると、この作動によってインク切れ検知がおこなわ
れる。ところで、この第１実施例では、リミットスイッ
チ６は機械式の小形スイッチであるが、非接触形の近接
スイッチや光スイッチにすることもできる。

【００１３】ここで、留意すべき点として、インク容器
３がインク消費とともに収縮，変形するときの形状の問
題がある。すなわち、図１(b) に示したように、インク
容器３の右端部が上方に湾曲して受板５を押圧しない形
になれば、インク切れ検知に対して問題とはならない。
しかし、図２の第１実施例におけるインク消費時のイン
ク容器の変形を示す側断面図のように、インク容器３の
右端部が下方に湾曲して受板５を押圧する形になると、
その押圧力は小さいとは言え、見掛け上インク容器３の
総重量を増すことになり、まだインク切れ状態に達して
いないと見做されて、その分インク切れの検知誤差とな
る。なお、後述する第２実施例では、この検知誤差が除
去される。

【００１４】さて、第１実施例において、バネ板６を左
端部で押さえて基台９に対してネジ固定するための押さ
え板７は、横方向つまりバネ板６の長手方向に移動可能
に、取付ネジ用長穴があけられる。すなわち、押さえ板
７をバネ板６の長手方向にスライドさせ、バネ板６の左
側の押さえ位置を調整することにより、バネ板６のバネ
定数を調整することができる。このバネ定数の調整は、
一つには、バネ板６のバネ定数のバラツキを補正してリ
ミットスイッチ８を作動させるインク残量を一定にし、
もう一つには、検知すべきインク切れの程度、つまりイ
ンク残量の程度を調整することができる。

【００１５】以上の押さえ板７の位置調整について、さ
らに図４を参照しながら説明する。図４は第１実施例に
おけるバネ板のバネ定数調整に関し、(a) はバネ定数を
標準に調整したときの側面図、(b) は大きく調整したと
きの側面図、(c) は小さく調整したときの側面図であ
る。図４(a) では、押さえ板７は標準位置に位置決めさ
れる。同図(b) では、押さえ板７は標準位置より右寄り
に位置決めされ、バネ板６の実効長を図４(a) のときよ
り短縮させてバネ定数を標準より大きく、つまりバネを
強くする。逆に同図(b) では、押さえ板７は標準位置よ
り左寄りに位置決めされ、バネ板６の実効長を図４(a)
のときより長くさせてバネ定数を標準より小さく、つま
りバネを弱くする。

【００１６】第２実施例について、図３を参照しながら
説明する。図３は第２実施例の基本構成及び動作原理を
説明するための図で、(a) は初期の側断面図、(b) はイ
ンク切れ検知後の側断面図である。第２実施例が第１実
施例と異なる点は、インク容器３の下面と受板５と
が、左側の半分より若干大きい領域だけで接着されるこ
と、バネ板６はバネ力の大きさが利用されるのではな
く、受板５の傾斜する変位に正確に追従することが利用
されること、押さえ板７の位置調整が不要であるこ
と、などである。図３において、太い実線で示した部分
が、インク容器３の下面と受板５の上面とを接着するた
めの接着層１０である。

【００１７】図３(a) において、受板５は、初期にはイ
ンク容器３の総重量の、受板５の左側端部を支点とする
モーメントが、同じ支点に係るバネ板６のバネ力のモー
メントを超えるから、ケース１の底面と全面で接触して
いる。このとき、受板５に追従して変位するバネ板６の
右下端部によって、リミットスイッチ８の操作ボタンは
押圧されている。受板５は、インク容器３の下面と左側
の半分より若干大きい領域だけで接着されているから、
インク容器３の上面が、インク消費とともに大気圧を受
けて凹状に変形するのに応じて傾斜する。しかも、この
傾斜動作はインク残量が一定値に達すると一気に大きく
起こる。この傾斜動作に追従して、バネ板６も一気に大
きく上方に変位し、その右下端部がリミットスイッチ８
の操作ボタンから離れ、インク切れの間近であることが
検知される。第２実施例では、バネ板６のバネ定数など
のようにバラツキの要素が関係しないから、インク切れ
検知が安定，的確におこなわれる。したがって、第１実
施例と異なり、バネ板６のバネ定数のバラツキは補正す
る必要がないから、押さえ板７にはスライド用の長穴は
不要で、単にバネ板６を押圧固定するだけでよい。

【００１８】また、第１，第２の各実施例で共通に言え
る別の長所として、従来例における検知片１４のよう
な、若干ながらインク容器３を押圧するおそれのある部
材が用いられていないから、インクの吐出が安定して印
字品質が良好に維持される。

【００１９】

【発明の効果】請求項１に係るインク切れ検知装置によ
れば、インク消費とともにインク容器総重量が減少し、
その総重量モーメントをバネ部材のバネ力モーメントが
超えるようになると、受板は、供給管側端部を支点とし
てケース底面から傾斜して持ち上がる。受板の定箇所の
持ち上がり変位量が設定値になったことに応じてリミッ
トスイッチが作動し、この作動によってインク切れ検知
がおこなわれる。したがって、インク切れ検知の原理が
インク重量測定に基づくから、インク消費とともにイン
ク容器が偏って収縮するようなときでも、インク容器の
インク切れ間近になったことが正確に検知される。ま
た、インク容器には大気圧以外に全く押圧力が作用しな
いから、印字品質が低下する恐れがない。

【００２０】そしてとくに、請求項１に係るインク切れ
検知装置では、バネ板の長手方向に押さえ板をスライド
させ、バネ板の一方の端部の押さえ位置を調整すること
によってバネ板のバネ定数が調整可能であるから、一つ
には、バネ板のバネ定数のバラツキを補正してリミット
スイッチを作動させるインク残留量を一定にすること、
もう一つには、検知すべきインク切れの程度、つまり限
界インク残留量の程度を調整することができる。

【００２１】また、請求項２に係るインク切れ検知装置
では、受板がインク容器下面と供給管側寄りの部分領域
だけで接着されているから、インク容器の上面がインク
消費とともに大気圧を受けて凹状に変形し、このインク
容器の凹状変形によって受板が傾斜し、この傾斜動作は
インク残留量が一定値に達すると一気に大きく起こる。
これに応じてリミットスイッチが作動し、この作動によ
ってインク切れ検知がおこなわれる。したがって、イン
ク切れ検知の原理が、インク残留量が一定値に達したと
きに一気に大きく起こる受板の傾斜動作に基づくから、
インク消費とともにインク容器が偏って収縮するような
ときでも、これとは無関係にインク容器のインク切れ間
近になったことが正確に、しかもバネ板のバネ定数など
のようにバラツキのある要素が関係しないから安定，的
確に検知される。また、インク容器には大気圧以外に全
く押圧力が作用しないから、印字品質が低下する恐れが
ない。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の第１実施例の基本構成及び動作原理
を説明するための図で、(a) は初期の側断面図、(b) は
インク切れ検知時の側断面図である。

【図２】第１実施例におけるインク消費時のインク容器
の変形を示す側断面図。

【図３】この発明の第２実施例の基本構成及び動作原理
を説明するための図で、(a) は初期の側断面図、(b) は
インク切れ検知後の側断面図である。

【図４】第１実施例におけるバネ板のバネ定数調整につ
いて説明するための図で、(a)はバネ定数を標準に調整
したときの側面図、(b) は大きく調整したときの側面
図、(c) は小さく調整したときの側面図である。

【図５】従来例の斜視図。

【図６】従来例の正面図。

【図７】従来例の動作について説明するための図で、
(a) は検知板が水平状態の正面図、(b) は右下がり状態
の正面図、(c) は右上がり状態の正面図である。

【符号の説明】

１ ケース ２ カバー ３ インク容器 ４ 供給管 ５ 受板 ６ バネ板 ７ 押さえ板 ８ リミットスイッチ ９ 基台 １０ 接着層

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B41J 2/175 G01D 15/16 G01F 17/00

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】柔軟シートで偏平な袋状に形成され、ケー
   スの水平な底面上に載置され、袋の外周縁部に接続され
   た供給管を介してケース側に固定されたインク容器が、
   インク切れ間近になったことを検知する装置であって、 インク容器の下面とケース底面との間に挿入された平ら
   な受板と； この受板の定点に上向きのバネ力を加えるバネ部材と； 初期にケース底面と全面で接触していた受板が、インク
   消費とともにバネ力によって、インク容器の供給管側の
   端部を支点としてケース底面から傾斜して持ち上がると
   き、その受板の定箇所の持ち上がり変位量が設定値にな
   ったことに応じて作動し、この作動でインク切れ検知を
   表すリミットスイッチと；を備えてなる装置において、 前記バ ネ部材は、帯状バネ板であり、その一方の端部で
   長手方向に位置調整可能な押さえ板を介してネジ固定さ
   れることを特徴とするインク切れ検知装置。
2. 【請求項２】柔軟シートで偏平な袋状に形成され、ケー
   スの水平な底面上に載置され、袋の外周縁部に接続され
   た供給管を介してケース側に固定されたインク容器が、
   インク切れ間近になったことを検知する装置であって、 インク容器の下面とケース底面との間に挿入され、その
   インク容器下面と供給管側寄りの部分領域で接着されて
   なる平らな受板と； この受板の反供給管側の定点に上向きのバネ力を加える
   バネ部材と； 初期にケース底面と全面で接触していた受板が、インク
   残留量が一定値に達したときに一気に大きく起きるイン
   ク容器の凹状変形によって、インク容器の供給管側の端
   部を支点としてケース底面から一気に大きく傾斜して持
   ち上がるとき、これに応じて作動し、この作動でインク
   切れ検知を表すリミットスイッチと； を備えることを特徴とするインク切れ検知装置。