JP4433735B2

JP4433735B2 - インクジェット記録装置

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Publication number: JP4433735B2
Application number: JP2003322776A
Authority: JP
Inventors: 直樹片山
Original assignee: Brother Industries Ltd
Current assignee: Brother Industries Ltd
Priority date: 2003-09-16
Filing date: 2003-09-16
Publication date: 2010-03-17
Anticipated expiration: 2023-09-16
Also published as: JP2005088281A

Description

本発明は、インクジェット記録装置に関し、特に、印字ヘッドに供給するインクをインク容器から抽出部材を通してバッファタンクに抽出し、バッファタンクの上部空間から外気導入部材を通してインク容器内に外気を導入するインクジェット記録装置に関するものである。

インクジェット記録装置には、従来より、インクカートリッジの下方にバッファタンクを設け、これらインクカートリッジとバッファタンクとをインク供給経路および外気導入経路で連通させることにより、インクカートリッジ内のインク残量に関わらず印字ヘッドに作用する背圧を一定に保つと同時にバッファタンク内においてインク残量を検知するように構成されたものがある。

例えば、特開２００２−３０７７１１号公報（特許文献１）には、インクタンク（インク容器）とバッファ室（バッファタンク）とを連通すると共に導電性材料から構成された中空状の抽出針および外気導入針とを備えたインクジェット記録装置が記載されている。

このインクジェット記録装置によれば、インク容器内のインクを抽出する抽出針と外気をインク容器内に導入する外気導入針との下端高さに差が設けられており、印字ヘッドからのインクの消費によりバッファタンクのインク液面が、外気導入針の下端よりも低くなると、外気が外気導入針からインク容器内に導入されるとともにインク容器内のインクが抽出針を通してバッファタンク内に補給されることで、バッファタンク内のインク液面高さを一定として、インク容器内のインク残量に関わらず、印字ヘッドに作用する背圧を一定に保つことができ、また、抽出針と外気導入針との間の電気抵抗の変化を測定することにより、バッファタンク内でインク残量を検知することできる。
特開２００２−３０７７１１号公報（第３図等）

しかしながら、上述のように、抽出針と外気導入針との間の電気抵抗の変化よりインク残量を検知するインクジェット記録装置では、インクを媒体として抽出針と外気導入針との間を電気的に導通させるため、そのインク内の成分が抽出針および外気導入針に引き寄せられ析出して、抽出針と外気導入針とに固形物として付着することがある。特に、抽出針と外気導入針との間で生じる電場は、尖形先端に集中し易いので、抽出針の先端に形成された開口および外気導入部材の先端に形成された開口に固形物が付着し易くなる。よって、その付着した固形物により抽出針および外気導入針との先端に形成された開口の流路が狭くなり、インクの流れを著しく阻害してしまう。

この様子を図５に模式的に示す。インク容器２の下方にはバッファタンク３が設けられ、インク容器２とバッファタンク３とには、インク容器２からインクを抽出する抽出針５１とインク容器２内に外気を導入する外気導入針５２とが配設されている。バッファタンク３内の抽出針５１は、その抽出針５１の先端に形成された抽出口５３を露出し、外気導入針５２は、その外気導入針５２の先端に形成された外気導入口５４を露出している。そのため、この抽出針５１と外気導入針５２との間に電圧を印加すると、抽出針５１と外気導入針５２との間の電気的な導通は、尖形先端となる抽出口５３と外気導入口５４とを結ぶ経路Ｘで電気的に導通する。よって、電圧を印加することに伴い発生する固形物は、抽出口５３および外気導入口５４に集中して付着してしまい、抽出口５３および外気導入口５４の流路が狭くなり、インクの抽出および外気の導入を著しく阻害してしまう。従って、印字ヘッドへのインクの供給を効率良く行うことができずにインクの供給不良が発生するという問題点があった。

本発明は、上述した問題を解決するためになされたものであり、電気的に残量を検出するものにおいて流路への固形物の付着を抑えてインクの供給不良の発生を防止することができるインクジェット記録装置を提供することを目的としている。

この目的を達成するために請求項１記載のインクジェット記録装置は、インクを吐出可能なインク吐出口を有する印字ヘッドと、その印字ヘッドに供給するインクをインク容器から導入して貯留するバッファタンクと、そのバッファタンク内の底部近傍から前記インク容器内の底部まで延びて配設され、そのインク容器からインクを抽出すると共に第１電極となる中空状の抽出部材と、前記バッファタンク内の上部空間から前記インク容器内の底部まで延びて配設され、そのインク容器に外気を導入すると共に第２電極となる中空状の外気導入部材と、その抽出部材と外気導入部材との間に電圧を印加し、その外気導入部材と抽出部材との間の電気的特性に基づき前記バッファタンク内のインク残量を検出する検出手段とを備えており、前記抽出部材の少なくともバッファタンク内の先端部近傍であって前記外気導入部材との対向側となる部分、或いは、前記外気導入部材の少なくともバッファタンク内の先端部近傍であって前記抽出部材との対向側となる部分の少なくとも一方を覆う電気絶縁材料の被覆部材を備え、その被覆部材により覆われた抽出部材の側壁或いはその被覆部材により覆われた外気導入部材の側壁は、前記抽出部材の先端部に形成された抽出口と前記外気導入部材の前記抽出部材と対向する側壁との間を結ぶ距離、或いは、前記外気導入部材の先端部に形成された外気導入口と前記抽出部材の前記外気導入部材と対向する側壁との間を結ぶ距離に比して、その抽出部材の外気導入部材と対向する側壁と外気導入部材の抽出部材と対向する側壁との間を結ぶ距離の方が短くなる位置が、前記被覆部材に形成した開口部を通して露出して構成されている。

請求項２記載のインクジェット記録装置は、請求項１記載のインクジェット記録装置において、前記被覆部材は、前記バッファタンクの上部と連接しそのバッファタンクと一体で形成され、前記抽出部材の側壁全体或いは外気導入部材の側壁全体を覆うものであり、前記開口部は、前記被覆部材の内部と外部との間を貫通するものである。

請求項３記載のインクジェット記録装置は、インクを吐出可能なインク吐出口を有する印字ヘッドと、その印字ヘッドに供給するインクをインク容器から導入して貯留するバッファタンクと、前記インク容器内の底部とバッファタンク内の底部近傍とを連通させそのインク容器からバッファタンク内にインクを抽出すると共に第１電極となる中空状の抽出部材と、前記インク容器内の底部とバッファタンク内の上部空間とを連通させそのバッファタンクからインク容器内に外気を導入すると共に第２電極となる中空状の外気導入部材と、その抽出部材と外気導入部材との間に電圧を印加し、その外気導入部材と抽出部材との間の電気的特性に基づき前記バッファタンク内のインク残量を検出する検出手段とを備え、前記抽出部材或いは外気導入部材の少なくとも一方は、そのバッファタンク内の先端部に開口した開口が他方の部材に対して遠くなる方向に開口するように中途部分を屈折して構成されている。

請求項４記載のインクジェット記録装置は、インクを吐出可能なインク吐出口を有する印字ヘッドと、その印字ヘッドに供給するインクをインク容器から導入して貯留するバッファタンクと、そのバッファタンク内の底部近傍から前記インク容器内の底部まで延びて配設され、そのインク容器からインクを抽出すると共に第１電極となる中空状の抽出部材と、前記バッファタンク内の上部空間から前記インク容器内の底部まで延びて配設され、そのインク容器に外気を導入すると共に第２電極となる中空状の外気導入部材と、その抽出部材と外気導入部材との間に電圧を印加し、その外気導入部材と抽出部材との間の電気的特性に基づき前記バッファタンク内のインク残量を検出する検出手段とを備えており、前記抽出部材の前記バッファタンク内に位置する先端部或いは外気導入部材の前記バッファタンク内に位置する先端部の少なくとも一方に連接され、その抽出部材と外気導入部材とが対向する側壁側で且つ前記バッファタンクの底部側に向かって前記インク容器から離れる方向に延びる延出部を備えている。

請求項５記載のインクジェット記録装置は、請求項４記載のインクジェット記録装置において、前記抽出部材或いは外気導入部材のバッファタンク内の部分に開口した開口部は、他方の部材の側壁より遠くなる側壁に形成されている。

請求項１記載のインクジェット記録装置によれば、抽出部材の少なくともバッファタンク内の先端部近傍であって外気導入部材と対向側となる部分、或いは、外気導入部材の少なくともバッファタンク内の先端部近傍であって抽出部材と対向側となる部分の少なくとも一方が電気絶縁材料の被覆部材により被覆されており、その被覆部材により覆われた抽出部材の側壁、或いは、その被覆部材に覆われた外気導入部材の側壁は、被覆部材に形成された開口部を通して露出されている。その開口部は、抽出口と外気導入部材の抽出部材と対向する側壁との間を結ぶ距離、或いは、外気導入口と抽出部材の外気導入部材と対向する側壁との間を結ぶ距離に比して、抽出部材の外気導入部材と対向する側壁と外気導入部材の抽出部材と対向する側壁との間を結ぶ距離の方が短くなる位置が露出するよう被覆部材に形成されている。バッファタンク内において抽出部材と外気導入部材との間での電気的な導通は、最短となる導通経路において導通したり、電場が集中し易い尖塔先端において導通するが、本装置によれば、被覆部材により先端部近傍が覆われると共に被覆部材に形成された開口部によって抽出部材と外気導入部材との間の導通経路が短くなるので、開口部によって露出された抽出部材或いは外気導入部材の側壁と他方となる部材の対向する側壁との間で導通される。よって、電圧の印加に伴いインクから析出される固形物が、抽出部材の先端部に形成された抽出口或いは外気導入部材の先端部に形成された外気導入口に多量に付着することを防止でき、インクの抽出流路或いは外気の導入流路が狭くなることを防止できる。従って、抽出口からのインクの抽出或いは外気導入口からの外気の導入が著しく阻害されることを防止でき、インクの供給不良の発生を防止することができるという効果がある。

請求項２記載のインクジェット記録装置によれば、請求項１記載のインクジェット記録装置の奏する効果に加え、被覆部材は、バッファタンクの上部と連接しそのバッファタンクと一体で形成され、抽出部材の側壁全体或いは外気導入部材の側壁全体を覆うものであり、開口部は、被覆部材の内部と外部との間を貫通するものであるので、バッファタンクと被覆部材とを一体成型することができる。よって、抽出部材と外気導入部材とを配設した後に抽出部材或いは外気導入部材を被覆部材で覆うよう製作する場合に比べて、製作工程を簡略化することができるという効果がある。

また、被覆部材がバッファタンクと一体形成されているので、抽出部材或いは外気導入部材が配設された場合には、その抽出部材或いは外気導入部材をバッファタンクに固定支持する支持部材として使用することもできる。

請求項３記載のインクジェット記録装置によれば、抽出部材或いは外気導入部材の少なくとも一方が、バッファタンク内の先端部に開口した開口が他方の部材に対して遠くなる方向に開口するように中途部分が屈折して構成されている。よって、抽出部材と外気導入部材とが対向する側壁間の距離に比べて、屈折した部材の開口と他方の部材の対向する側壁との間の距離の方が長くなり、また電場が屈折した部分に集中するので、インク中から析出した固形物が、屈折した部材の開口に多量に付着することを防止でき、インクの抽出流路或いは外気の導入流路が狭くなることを防止できる。従って、抽出口からのインクの抽出或いは外気導入口からの外気の導入が著しく阻害されることを防止でき、インクの供給不良の発生を防止することができるという効果がある。

請求項４記載のインクジェット記録装置によれば、抽出部材のバッファタンク内に位置する先端部或いは外気導入部材のバッファタンク内に位置する先端部の少なくとも一方に、その抽出部材と外気導入部材とが対向する側壁側で且つ前記バッファタンクの底部側に向かってインク容器から離れる方向に延びる延出部が連接されている。よって、電圧の印加に伴い、電場が延出部に集中するので、インク中から析出した固形物が、抽出部材の開口或いは外気導入部材の開口に多量に付着することを防止でき、インクの抽出流路或いは外気の導入流路が狭くなることを防止できる。従って、抽出口からのインクの抽出或いは外気導入口からの外気の導入が著しく阻害されることを防止でき、インクの供給不良の発生を防止することができるという効果がある。

請求項５記載のインクジェット記録装置によれば、請求項４記載のインクジェット記録装置の奏する効果に加え、抽出部材或いは外気導入部材のバッファタンク内の部分に開口した開口部は、他方の部材の側壁より遠くなる側壁に形成されている。よって、電圧の印加に伴い、電場が延出部に集中するので、インク中から析出した固形物が、開口部に多量に付着することを防止できるという効果がある。

以下、本発明の好ましい実施例について、添付図面を参照して説明する。図１は、本発明の第１実施例におけるインクジェット記録装置１を模式的に示した図である。

インクジェット記録装置１は、主に、シアン、マゼンタ、イエロー、ブラックの４色のカラーインクがそれぞれ充填された複数のインクカートリッジ２と、そのインクカートリッジ２を着脱可能に装着すると共に、インクカートリッジ２から中空筒状の抽出針５１を介して供給されるインクＩを貯留するバッファタンク３と、そのバッファタンク３から供給チューブ４を介して供給されるインクＩを印字用紙Ｐに向けて吐出する印字ヘッド５と、印字ヘッド５が搭載され直線方向に往復動作するキャリッジ６と、このキャリッジ６が往復移動する際のガイドとなるキャリッジ軸７と、印字用紙Ｐを搬送する搬送機構８と、パージ装置９とを備えている。

インクカートリッジ２は、インクＩを貯留する貯留部を有しインクカートリッジ２の外枠となるケース２ａと、そのケース２ａの底部に固着され抽出針５１、中空筒状の外気導入針５２を受け入れるための２つの挿入部２１，２２を有するスパウト２ｂとを備えている。ケース２ａの底部は、スパウト２ｂ方向に向かって、ケース２ａの側面内部から下方に傾斜した傾斜部３３，３４を有しており、インクＩをスパウト２ｂ方向に誘導可能に構成されている。

スパウト２ｂは、２つの挿入部２１、２２の内端を囲んでインクカートリッジ２内にそれぞれ突出する筒状の第１及び第２障壁６４、６６を一体成形して備える。第１及び第２障壁６４、６６は、抽出針５１、外気導入針５２が栓２３、２４を貫通した状態で、それぞれ両針５１、５２を囲みかつその各針よりも高く延び、その内部を上端の開口６５、６７からインクカートリッジ２内と連通させている。これにより両針５１、５２は、障壁６４、６６内部をとおってインクカートリッジ２内のインクＩと接する。

第１障壁６４のインクカートリッジ２底部近傍となる位置には、その第１障壁６４の内側と外側との間を連通する第１連通孔６２が穿設されており、第２障壁６６のインクカートリッジ２底部近傍となる位置には、その第２障壁６６の内側と外側との間を連通する第２連通孔６３が穿設されている。また、第１連通孔６２と第２連通孔６３とは、その第１連通孔６２と第２連通孔６３とを通って抽出針５１と外気導入針５２とを結ぶ距離が、バッファタンク３内での抽出針５１と外気導入針５２とを結ぶ距離よりも長くなるように、互いに各障壁６４、６６の反対側の側壁に穿設されている。図１のように、後述する開口部８３をとおして抽出針５１の側面と外気導入針５２との間でインクＩの抵抗値を測定してインク残量検知をするものでは、仮に、連通孔６２、６３を両障壁６４、６６の対向する側面に設けたとき、連通孔６２、６３を通って両針５１、５２を結ぶ距離が、バッファタンク３内での両針５１、５２を結ぶ距離よりも短くなり、かつインクＩを介しての電気的な導通経路がインクカートリッジ２内とバッファタンク３内とで並列に形成されることになる。しかし、インク残量を判定する際に、バッファタンク３内での両針５１、５２間の電気的な特性の変化が優先して検出されるように、上記のように、インクカートリッジ２内の電気的な導通経路を長くしている。

なお、スパウト２ｂにおいて、挿入部２１と挿入部２２、および第１障壁６４と第２障壁６６は、それぞれ同じ大きさに形成され、それらの中間に位置しかつ各挿入部および障壁の軸線方向と平行な中心線を基準として対称に形成されている。従って、２つの挿入部２１、２２のどちらに抽出針５１及び外気導入針５２を挿入しても同様に機能するから、ケース２ａにスパウト２ｂを固着する際、両者の組み付け方向を配慮する必要がない。

バッファタンク３の天井壁には、インクカートリッジ２内に貯留されたインクＩを抽出する中空状の抽出針５１と、その抽出針５１からインクＩが抽出されることに伴って外気をインクカートリッジ２内に導入する中空状の外気導入針５２とが貫通して互いに平行に固定されている。また、バッファタンク３の上部には、上端が開放された外気接続路３１が設けられており、この外気接続路３１によって、バッファタンク３内の上部空間が大気に接続されている。

抽出針５１は、導電性材料により構成され、後述する検出回路７６により電圧が印加される第１電極であり、その下端が、バッファタンク３の底部近傍まで略直線状に延びインク中に浸漬されている。また、抽出針５１のバッファタンク３内の先端部には、インク中に開口した抽出口５３が形成されいる。外気導入針５２は、導電性材料により構成され、後述する検出回路７６により電圧が印加される第２電極であり、その下端が、バッファタンク３内のほぼ中間の高さまで略直線状に延び、その中間位置で外気導入針５２のバッファタンク３内の先端部の外気導入口５４が抽出部材５１に対して遠くなる方向に開口するように略直角に屈折して配設されている。バッファタンク３内において、抽出口５３と外気導入口５４との配設位置には高低差が設けられ、その高低差により抽出口５３を介してのインクＩの抽出と外気導入口５４を介しての外気の導入とが行われる。このインクＩの抽出と外気の導入の動作については後述する。

抽出針５１の側壁は、バッファタンク３の天井壁からバッファタンク３の底部側に延びた電気絶縁材料で構成された第１被覆部材８１により覆われており、その第１被覆部材８１は、さらに抽出口５３よりもパッファタンク３の底部側に向けてその抽出口５３を囲む筒状に延長されている。第１被覆部材８１には高さ方向の中途部位に開口部８３が形成されている。この開口部８３は、抽出口５３と外気導入針５２の抽出針５１と対向する側壁との間の距離よりも開口部８３をとおして抽出針５１の側壁と外気導入針５２の側壁との間の距離の方が短くなる位置に形成されている。即ち、外気導入針５２の屈折部分近傍となる位置に開口部８３が形成され、その開口部８３によって、抽出針５１の側壁が露出され、抽出針５１の側壁とインクＩとが接触可能に構成されている。そのため、開口部８３により露出された抽出針５１の側壁と外気導入針５２とは、インクＩを介して電気的に導通可能である。外気導入針５２の側壁は、バッファタンク３の上部からインク液面よりも若干高い位置まで延びた電気絶縁材料で構成された第２被覆部材８２により覆われ、ほぼインク液面の位置で外気導入針５２とインクＩとが接触可能に構成されている。

なお、第１被覆部材８１および第２被覆部材８２とは、バッファタンク３の天井壁と一体に成型されているので、製作工程を簡略化することができ、製作コストを低減することができる。また、抽出針５１および外気導入針５２とをバッファタンク３に固定する支持部材としても作用している。

バッファタンク３にインクカートリッジ２を装着すると、抽出針５１及び外気導入針５２の先端が栓２３，２４をそれぞれ突き刺して進入してインクＩと接触する。なお、栓２３，２４は、ブチルゴム等の弾性材料からなり、抽出針５１及び外気導入針５２を突き刺し可能であり、また、上述したように圧縮状態で挿入部２１，２２に嵌入されているため、抜いた後でも弾性作用によって密閉状態に復元する。

印字ヘッド５には、複数のノズルが設けられており、このノズルからバッファタンク３に貯留されたインクＩが吐出され、印字用紙Ｐに印刷がなされる。さらに、印字ヘッド５は、パージ処理時には、印字範囲外に設定されているパージ位置に移動し、このパージ位置に設けらている廃インクタンク（図示せず）に向けて異物を含むインクＩを排出する。

パージ装置９は、印字ヘッド５のノズルを閉塞する高粘度化したインクＩやエア（気泡）等を吸引して、良好な吐出状態を回復させるパージ処理を実行する装置であり、印字ヘッド５がパージ位置にある場合に、印字ヘッド５の吐出面に当接して吐出面と密閉空間を形成するパージキャップ１０と、インクＩを吸引する吸引ポンプ（ＰＧポンプ）１１とを主に備えている。なお、パージキャップ１０は、吐出面に対して当接隔離する方向に移動可能に構成されている。

ここで、インクカートリッジ２からバッファタンク３内へのインクＩの抽出とバッファタンク３からインクカートリッジ２内への外気の導入に伴うバッファタンク３内のインク液面変化について説明する。

図１に示すように、バッファタンク３にインクカートリッジ２が装着された後、印字ヘッド５からインクＩが印字用紙Ｐへ吐出されると、その吐出分のインクＩが供給チューブ４を介してバッファタンク３から印字ヘッド５へ供給される。このインクＩの供給に伴ってバッファタンク３内のインクＩが減少すると、バッファタンク３内のインクＩの液面高さが降下し、外気導入口５４がバッファタンク３内の上部空間中に露出される。その結果、インクカートリッジ２内には、バッファタンク３の上部空間の大気が外気導入針５２から導入される。

インクカートリッジ２内に大気が導入されると、インクカートリッジ２内のインクＩが、抽出針５１を介して、バッファタンク３内へ導入される。このバッファタンク３内へのインクＩの導入により、バッファタンク３内では、インクＩの液面高さが再び上昇し、外気導入口５４がインクＩに浸漬される。その結果、バッファタンク３内のインクＩの液面高さは、外気導入口５４を通る高さの近傍に保たれる。なお、この定常状態においては、抽出針５１と外気導入針５２とは、それぞれインクＩと接触する状態とされる。

その後、インクカートリッジ２内のインクＩがすべて消費された場合には、次いで、バッファタンク３内のインクＩが消費され、そのインクＩの液面高さが低下し、このインクＩの液面高さの低下により、外気導入針５２がインクＩと非接触の状態とされる。

図２は、インクジェット記録装置１の電気的構成を示したブロック図である。インクジェット記録装置１を制御するための制御装置は、本体側制御基板６０と、キャリッジ６に搭載されたキャリッジ基板６１とを備えており、本体側制御基板６０には、１チップ構成のマイクロコンピュータ（ＣＰＵ）６２と、そのＣＰＵ６２により実行される各種の制御プログラムや固定値データを記憶したＲＯＭ６３と、各種のデータ等を一時的に記憶するためのメモリであるＲＡＭ６４と、イメージメモリ６７と、ゲートアレイ（Ｇ／Ａ）６６とが搭載されている。

演算装置であるＣＰＵ６２は、ＲＯＭ６３に予め記憶された制御プログラムに従い、各種処理を実行するものである。また、印字タイミング信号およびリセット信号を生成し、各信号をＧ／Ａ６６へ転送する。このＣＰＵ６２には、パージ装置９のＰＧポンプ（吸引ポンプ）１１を駆動するためのＰＧポンプ駆動回路６８、キャリッジ６を往復動作させるＣＲモータ６９を駆動するためのＣＲモータ駆動回路７０、搬送機構８に備えられ印字用紙Ｐを搬送する搬送モータ（ＬＦモータ）７１を動作させるためのＬＦモータ駆動回路７２、印字用紙Ｐの先端を検出するペーパセンサ７３、キャリッジ６の原点位置を検出する原点センサ７４、各種の情報を表示する表示パネルやユーザが印刷の指示などを行う複数の操作子などを有する操作パネル７５、インクエンプティを判定する第１電極としての抽出針５１と第２電極としての外気導入針５２との間の抵抗値を検出する検出回路７６などがそれぞれ接続されている。これら接続される各デバイスの動作は、このＣＰＵ６２により制御される。

Ｇ／Ａ６６は、ＣＰＵ６２から転送されるタイミング信号と、イメージメモリ６７に記憶されている画像データとに基づいて、その画像データを印字用紙に印刷するための印刷データ（駆動信号）と、その印刷データと同期する転送クロックと、ラッチ信号と、基本駆動波形信号を生成するためのパラメータ信号と、一定周期で出力される吐出タイミング信号とを出力し、それら各信号を、ヘッドドライバが実装されたキャリッジ基板６１へ転送する。

また、Ｇ／Ａ６６は、コンピュータなどの外部機器からセントロ・インターフェース（Ｉ／Ｆ）７７を介して転送されてくる画像データを、イメージメモリ６７に記憶させる。そして、Ｇ／Ａ６６は、コンピュータなどからＩ／Ｆ７７を介して転送されてくるセントロ・データに基づいてセントロ・データ受信割込信号を生成し、その信号をＣＰＵ６２へ転送する。なお、Ｇ／Ａ６６とキャリッジ基板６１との間で通信される各信号は、両者を接続するハーネスケーブルを介して転送される。上記したＣＰＵ６２と、ＲＯＭ６３、ＲＡＭ６４及びＧ／Ａ６６とは、バスライン４５を介して接続されている。

キャリッジ基板６１は、実装されたヘッドドライバ（駆動回路）によって印字ヘッド５を駆動するための基板である。印字ヘッド５とヘッドドライバとは、厚さ５０〜１５０μｍのポリイミドフィルムに銅箔配線パターンを形成したフレキシブル配線板により接続されている。このヘッドドライバは、本体側制御基板６０に実装されたＧ／Ａ６６を介して制御され、記録モードに合った波形の駆動パルスを各駆動素子に印加するものである。これにより、インクＩが所定量吐出される。

検出回路７６は、図示しない電圧印加回路を備え、その電圧印加回路と配線により繋がれた抽出針５１および外気導入針５２に電圧が印加される。また、抽出針５１と外気導入針５２とに電圧を印加して、その抽出針５１と外気導入針５２との間の電気的特性例えば抵抗値を検出する。検出された抵抗値に基づく出力はＣＰＵ６２に入力され、ＣＰＵ６２は、その入力値に基づいてバッファタンク３内およびインクカートリッジ２内のインク残量を検知する。なお、印加する電圧の極性は、抽出針５１に正側の電圧を印加し、外気導入針５２に負側の電圧を印加するものとする。

即ち、定常状態（図１参照）においては、インクＩによる導通経路が抽出針５１と外気導入針５２との間に形成されるため、抽出針５１と外気導入針５２との間には、所定の抵抗値（例えば、略１０ｋΩ〜略２０ｋΩ）が検出されるが、バッファタンク３内のインクＩが消費され、インク残量が外気導入針５２よりも下方となった場合には、インクＩによる導通経路が遮断されるため、上記抵抗値が極めて大きな値（例えば、略１０ＭΩ〜略２０ＭΩ）となる。ＣＰＵ６２は、この抵抗値変化に基づいて、バッファタンク３内のインク残量を検知するのである。

なお、外気導入針５２がバッファタンク３内のインクＩと非接触となったことを検知したとき、操作パネル７５の表示部にインク残量が少なくなったことを表示し、その後もインクジェット記録装置１の動作を継続して、印字ヘッド５から吐出したインク量およびパージ装置９で排出したインク量をソフトウエア的に計数しバッファタンク３内のインクＩを所定量消費したときにインクジェット記録装置１の動作を停止するように構成することもできる。

ここで、図３を参照して、検出回路７６により抽出針５１と外気導入針５２との間に電圧を印加した場合の、バッファタンク３内の抽出針５１と外気導入針５２との間の導通経路について説明する。図３は、バッファタンク３を拡大して示した縦断面図である。

上述したように、第１被覆部材８１により略全体の外壁を被覆され開口部８３によりインクＩと接触可能に構成された抽出針５１と、第２被覆部材８２によりバッファタンク３の上部のみ被覆された外気導入針５２との間に、検出回路７６によって電圧が印加されると、抽出針５１と外気導入針５２との間がインクＩを介して電気的に導通する。抽出口５３と外気導入部材５２の抽出針５１に対向する側壁とを結ぶ経路Ｙ（図３において一点鎖線で示した経路）、および、外気導入口５４と抽出針５１の外気導入針５２に対向する側壁（開口部８３によりインクＩと接触する側壁）とを結ぶ経路Ｚ（図３において２点鎖線で示した経路）に比べて、開口部８３をとおして抽出針５１の外気導入針５２に対向する側壁と外気導入針５２の抽出針５１に対向する側壁とを結ぶ経路Ｘ（図３において破線で示した経路）が短いため、抽出針５１と外気導入針５２との間は、経路Ｘにおいて電気的に導通する。

抽出針５１と外気導入針５２との間に電圧が印加されると、インクＩ内の成分が析出され、抽出針５１の開口部８３により露出された側壁と外気導入針５２の抽出針５１と対向する側壁とに固形物Ａとして付着する。

図５の従来の構成では、抽出針５１と外気導入針５２との間に電圧を印加すると、尖塔形状となる抽出口５３及び外気導入口５４が開口する端部に電場が集中しやすいため、その抽出口５３と外気導入口５４との近傍で電気的に導通することになる。しかし、上述したように、本実施例では、抽出口５３の周縁部を第１被覆部材８１により覆いつつ開口部８３により抽出針５１の側壁を露出すると共に、外気導入口５４が抽出針５１に対して遠くなる方向に開口するよう外気導入針５２が中途屈折しているため、開口部８３から露出した抽出針５１の側壁と、外気導入針５２の屈折部とを結ぶ経路Ｘにおいて電気的に導通され、インク中から析出された固形物Ａがその両部分に付着されることになる。よって、抽出口５３および外気導入口５４に多量の固形物Ａが付着することが防止され、抽出口５３および外気導入口５４の流路が狭くなることを防止することができる。従って、インクＩの抽出および外気の導入を著しく阻害することを防止できるので、インクＩの供給不良の発生を防止できる。

次いで、図４を参照して、第２実施例から第４実施例について説明する。この実施例では、棒状の外気導入部材５２の先端部の形状を変更することにより外気導入口５４に固形物Ａが付着することを防止している。

図４は、第２〜第４実施例のバッファタンク３内を拡大して示した縦断面図であり、図４（ａ）は第２実施例の縦断面図を示し、図４（ｂ）は第３実施例の縦断面図を示し、図４（ｃ）は第４実施例の縦断面図を示している。なお、第１実施例と同一の部分には同一の符号を付して、その説明は省略する。

図４（ａ）に示した第２実施例では、抽出針５１は、前記実施例と同様に電気絶縁材料で構成された第１被覆部材８１により覆われ、側壁の一部が開口部８３をとおしてインク中に露出されている。外気導入針５２は、電気絶縁材料で構成された第２被覆部材８２によりバッファタンク３の上部となる位置が被覆されている。外気導入針５２の先端部には外気導入口５４が形成され、その先端部よりバッファタンク３の底部側に延びると共に抽出針５１と対向する側面側には、延出部９４が外気導入針５２と一体に連接されている。

抽出針５１と外気導入針５２との間は、開口部８３により露出された抽出針５１の側壁と延出部９４の抽出針５１と対向する側壁の先端との間が最短距離で且つ、延出部９４が尖形先端となるため、開口部８３により露出された抽出針５１の側壁と延出部９４の抽出針５１と対向する側壁の先端とを結ぶ経路Ｘにおいて電気的に導通する。そのため、電圧の印加に伴い発生する固形物Ａは、開口部８３により露出された抽出針５１の側壁と延出部９４の抽出針５１と対向する側壁の先端とに付着することになるので、抽出口５３および外気導入口５４に固形物Ａが多量に付着することを防止でき、インクＩの供給不良の発生を防止することができる。

なお、延出部９４の側壁の先端部は、外気導入口５４と連接しているため、固形物Ａが外気導入口５４に侵入することも考えられるが、インクＩが減少して液面が低くなり外気導入口５４の高さより低くなった時点で外気を導入する流路を確保することができ、外気導入口５４を介してインクカートリッジ２内に外気が導入される。よって、外気導入口５４を介して固形物Ａが流路に侵入して外気の導入を著しく阻害されることが防止できる。

また、開口部８３は、バッファタンク３内で外気導入口５４より低くなる位置に形成されている。そのため、抽出針５１と外気導入針５２との電気的な導通は、バッファタンク３内のインクＩが外気導入口５４から離れるまで常に経路Ｘにおいて導通が保たれているので、安定した抵抗値を検出することができ、正確なインクＩの残量を検知することができる。

図４（ｂ）に示した第３実施例は、外気導入針５２の先端部が、抽出針５１とは反対側において傾斜状に形成されている。このため、外気導入針５２の外気導入口５４が抽出針５１とは反対側に向いて傾斜状態に開口し、その外気導入口５４の抽出針５１側に、延出部９４が外気導入針５２と一体に連接されていることになる。

また、図４（ｃ）に示した第４実施例は、第２実施例と同様に、外気導入針５２の先端部に延出部９４が連接されている。この延出部９４は、外気導入針５２を延長して円筒状に形成されている。外気導入針５２と延出部９４の連接部より上方で且つ、抽出針５１より遠くなる側壁に外気導入口５４が側方に開口して形成されている。

さらに、以上説明した第２〜第４実施例の外気導入針５２の形状は、中空状の外気導入針５４の先端部近傍に孔を穿設したり、先端部のカット形状を変更することにより容易に製作することができるので、製作工程を簡略化することもできる。

以上実施例に基づき本発明を説明したが、本発明は上記実施例に何ら限定されるものでなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で種々の改良変形が可能であることは容易に推察できるものである。

例えば、上記実施例では、抽出針５１を第１被覆部材８１により被覆すると共に開口部８３により抽出針５１の側壁を露出するものとしたが、外気導入針５２を同様に被覆部材で覆い、開口部から一部側壁を露出するようにしても良い。この場合には、外気導入口５４と抽出針５１の外気導入針５２と対向する側壁との間の距離より抽出針５１の側壁と開口から露出する外気導入針５２の側壁との間の距離の方が短くなる位置に開口部が形成される。この被覆部材は、抽出針５１及び外気導入針５２の両方を覆うものとしても良い。また、被覆部材は、抽出針５１または外気導入針５２の少なくとも先端開口部の近傍を覆うものであれば良い。

また、外気導入針５２を外気導入口５４が抽出針５１より遠くなる方向に中途屈折するものとしたが、抽出針５１を抽出口５３が外気導入針５２より遠くなる方向に中途屈折するものとしても良いし、抽出針５１と外気導入針５２の両方を中途屈折して構成するものとしても良い。

また、上記第１実施例では、外気導入針５２が略直角に屈折するものとしたが、外気導入口５４が抽出針５１より遠くなる方向に位置すれば良いので、略直角とは異なる角度に屈折するものとしても良いし、その屈折方向も外気導入口５４が抽出針５１より遠くなる方向であれば、どの方向に屈折するものとしても良い。

さらに、第２〜第４実施例では、外気導入針５２の先端部に延出部９４を連接するものとしたが、抽出針５１の先端部に延出部を連接するものとしても良い。この場合には、延出部は、外気導入針５２と対向する側壁側で且つバッファタンク３内の底部に延びて連接され、外気導入針５２から遠くなる側に抽出口５３を形成するものとしても良いし、抽出針５１と外気導入針５２の両方に延出部を連接するものとしてもよい。

即ち、抽出口５３および外気導入口５４に固形物Ａが多量に付着することを防止できる構成であれば、中途を屈折した針と延出部を有する針とを組み合わせる等、各実施例の一部を自由に組合せるものとしても良い。

また、上記実施例では、検出回路７６により抽出針５１と外気導入針５２との間に印加される電圧を抽出針５１に正側の電圧、外気導入針５２に負側の電圧を印加するものとしたが、電圧の極性を反転にして印加するものとしても良い。また、固形物Ａの付着を減少するために、電圧の極性を所定間隔で反転して印加するものとしても良い。

本発明の第１実施例におけるインクジェット記録装置を模式的に示した図である。インクジェット記録装置の電気的構成を示したブロック図である。バッファタンクの断面を拡大して示した縦断面図である。第２〜第４実施例におけるバッファタンクの縦断面図である。従来のインクカートリッジおよびバッファタンクの縦断面図である。

１インクジェット記録装置
２インクカートリッジ（インク容器）
３バッファタンク
５印字ヘッド
５１抽出針（抽出部材）
５２
外気導入針（外気導入部材）
５３抽出口
５４外気導入口
７６検出回路（検出手段）
８１第１被覆部材（被覆部材）
８３開口部
９４延出部

Claims

インクを吐出可能なインク吐出口を有する印字ヘッドと、その印字ヘッドに供給するインクをインク容器から導入して貯留するバッファタンクと、そのバッファタンク内の底部近傍から前記インク容器内の底部まで延びて配設され、そのインク容器からインクを抽出すると共に第１電極となる中空状の抽出部材と、前記バッファタンク内の上部空間から前記インク容器内の底部まで延びて配設され、そのインク容器に外気を導入すると共に第２電極となる中空状の外気導入部材と、その抽出部材と外気導入部材との間に電圧を印加し、その外気導入部材と抽出部材との間の電気的特性に基づき前記バッファタンク内のインク残量を検出する検出手段とを備えたインクジェット記録装置において、
前記抽出部材の少なくともバッファタンク内の先端部近傍であって前記外気導入部材との対向側となる部分、或いは、前記外気導入部材の少なくともバッファタンク内の先端部近傍であって前記抽出部材との対向側となる部分の少なくとも一方を覆う電気絶縁材料の被覆部材を備え、
その被覆部材により覆われた抽出部材の側壁或いはその被覆部材により覆われた外気導入部材の側壁は、前記抽出部材の先端部近傍に形成された抽出口と前記外気導入部材の前記抽出部材と対向する側壁との間を結ぶ距離、或いは、前記外気導入部材の先端部近傍に形成された外気導入口と前記抽出部材の前記外気導入部材と対向する側壁との間を結ぶ距離に比して、その抽出部材の外気導入部材と対向する側壁と外気導入部材の抽出部材と対向する側壁との間を結ぶ距離の方が短くなる位置が、前記被覆部材に形成した開口部を通して露出して構成されていることを特徴とするインクジェット記録装置。
前記被覆部材は、前記バッファタンクの上部と連接しそのバッファタンクと一体で形成され、前記抽出部材の側壁全体或いは外気導入部材の側壁全体を覆うものであり、
前記開口部は、前記被覆部材の内部と外部との間を貫通するものであることを特徴とする請求項１に記載のインクジェット記録装置。
インクを吐出可能なインク吐出口を有する印字ヘッドと、その印字ヘッドに供給するインクをインク容器から導入して貯留するバッファタンクと、前記インク容器内の底部とバッファタンク内の底部近傍とを連通させそのインク容器からバッファタンク内にインクを抽出すると共に第１電極となる中空状の抽出部材と、前記インク容器内の底部とバッファタンク内の上部空間とを連通させそのバッファタンクからインク容器内に外気を導入すると共に第２電極となる中空状の外気導入部材と、その抽出部材と外気導入部材との間に電圧を印加し、その外気導入部材と抽出部材との間の電気的特性に基づき前記バッファタンク内のインク残量を検出する検出手段とを備えたインクジェット記録装置において、
前記抽出部材或いは外気導入部材の少なくとも一方は、そのバッファタンク内の先端部に開口した開口が他方の部材に対して遠くなる方向に開口するように中途部分を屈折して構成されていることを特徴とするインクジェット記録装置。
インクを吐出可能なインク吐出口を有する印字ヘッドと、その印字ヘッドに供給するインクをインク容器から導入して貯留するバッファタンクと、そのバッファタンク内の底部近傍から前記インク容器内の底部まで延びて配設され、そのインク容器からインクを抽出すると共に第１電極となる中空状の抽出部材と、前記バッファタンク内の上部空間から前記インク容器内の底部まで延びて配設され、そのインク容器に外気を導入すると共に第２電極となる中空状の外気導入部材と、その抽出部材と外気導入部材との間に電圧を印加し、その外気導入部材と抽出部材との間の電気的特性に基づき前記バッファタンク内のインク残量を検出する検出手段とを備えたインクジェット記録装置において、
前記抽出部材の前記バッファタンク内に位置する先端部或いは外気導入部材の前記バッファタンク内に位置する先端部の少なくとも一方に連接され、その抽出部材と外気導入部材とが対向する側壁側で且つ前記バッファタンクの底部側に向かって前記インク容器から離れる方向に延びる延出部を備えていることを特徴とするインクジェット記録装置。
前記抽出部材或いは外気導入部材のバッファタンク内の部分に開口した開口部は、他方の部材の側壁より遠くなる側壁に形成されていることを特徴とする請求項４に記載のインクジェット記録装置。