JPH03288654A

JPH03288654A - インクジェットヘッド用インクカートリッジ

Info

Publication number: JPH03288654A
Application number: JP9072190A
Authority: JP
Inventors: Kazuhiko Hara; 和彦原; Takahiro Naka; 隆廣中; Seiji Mochizuki; 聖二望月; Nobuaki Okazawa; 宣昭岡沢; Kazunaga Suzuki; 一永鈴木; Yukihiro Hanaoka; 幸弘花岡
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 1990-04-05
Filing date: 1990-04-05
Publication date: 1991-12-18

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明は、インク滴を飛翔させて記録媒体上に画像を形
成するインクジェットヘッドにインクを供給するインク
カートリッジの構造に関するものである。特に、インク
エンド検出手段の改良に閤するものである。

［従来の技術］交換式のインクカートリッジによりインクを供給する従
来のインクジェットプリンターにおいて、カートリッジ
内のインクエンドを検出する手段としては、密閉したイ
ンク容器においては、そのインク量の減少に伴う容器の
物理的変化を検出する手段があった。また、大気開放し
た容器においては、インクを収容したインク貯蔵室のイ
ンク残量に伴う電気的変化を検出する手段がとられてい
た。

［発明が解決しようとした課題］しかしながら、物理的変化を検出する手段においては、
その機構上、多くの部品数が必要であり、また、検出精
度のばらつきが大きくあまり効率的ではないという問題
があった。また、インクを収容した室のインク残量を電
気的変化で検出する手段でも、ヘッドの姿勢差、インク
の状態等により、検出端子でのインクの切れ方にばらつ
きがあるという問題を呈していた。

また、プリンタの小型化、低価格化の要求実現のための
インクカートリッジのオンキャリッジ方式においては、
スペース上の問題で限られたインク容量を効率的に使用
するためにもばらつきなく確実にインクエンドを検出す
ることが要求されるが、上記の手段では非常に困難であ
った。

本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであり
、その目的としたところは、簡便な構造により、インク
の有無を確実に検出する信頼性の高いインクエンド検出
手段を備えたインクカートリッジを実現し、ひいては、
小型で低コストのインクジェットプリンタを提供するこ
とにある。

［課題を解決するための手段］上記目的を達成するために本発明は、インクを収容した
インク貯蔵室より導かれたインク流路に、他の部分より
細いインクエンド検出路を設け、該インクエンド検出路
における電気的変化を検出する電極を設けた。

［作用］ヘッドとの接続部となるインク流路に設けられたインク
エンド検出路は他の部分より細いので、ここを通過する
気泡は確実に空気層となる。したかって、インク流路に
設けられた電極によって前記空気層が確実に検出され、
カートリッジ内のインクエンドが確実に検出される。

［実施例］以下に本発明の実施例について説明する。

第１図は本発明におけるインクカートリッジの構造を示
す断面図である。５はインク貯蔵室であり、液体インク
を保持できるポリウレタン樹脂製フオームの多孔質保持
体１が、プラスチックの射出成形で作られたケース２に
挿入され、壁面に密着させである。多孔質保持体１は、
インクが保持でき、耐インク性を備えていれば、他のプ
ラスチック樹脂フオーム、ゴム系樹脂フオームでも有効
である。ケース２の底部中央では、ケース２内のインク
を積極的に導くために、−段高い凸部３が、ケース２内
の異物を捕捉するためのメツシュ径が４０〜６０μｍで
あるステンレス製のフィルター４を介して多孔質保持体
１に密着している。フィルター４の下側には、大径の流
路７ａ、細径のインクエンド検出路６、大径のインク接
続室７ｂよりなる一連のインク流路７がケース２との一
体構造で形成されており、ゴム栓８を突き抜け、印字ヘ
ッド９に固定されたインク供給針１０がインク接続室７
ｂでインク量と接することにより、ヘッド９にインクが
供給される。そして、このようなインクカートリッジを
新しく使用する際には、上部の通気孔１１は大気へ開放
された状態となる。

第２図（ａ）、（ｂ）はインクエンド検出路６における
インク検出手段、すなわち、インクの有無を判別する手
段を説明する図である。インクエンド検出路６は、他の
インク流路に比べて内径１ｍｍ、長さ１５ｍｍの細管に
なっており、ステンレス製の電極ピン１２８．１２．が
１０ｍｍの距離をおいて設けられている。印字により、
多孔質保持体１に含まれているインクが使用されて減少
すると、インク貯蔵室５が通気孔１１を介して大気に連
通しているため、多孔質保持体１内のインク−空気界面
が下がる。そして、最終的にインク貯蔵室５内がインク
エンド状態になると、　（ａ）図に示すように、空気Ａ
がフィルター４を通ってインクエンド検出路６に入って
くる。インクエンド検出路６においては、微小気泡の存
在は確認されないが、空気界面としてフィルター４を通
過した空気Ａは、インクエンド検出路６が他のインク流
路と比べて細管形状のため、（ｂ）図に示すように確実
に空気層となり、電極ビン１２８．１２６間を遮断する
。導電率４．１２ｍ５、表面張力５０ｍＰａのインクで
は、インクでインクエンド検出路６が満たされていると
きには、電極ビン１２ａ、１２６間には１ｖの直流電圧
で、約０．０５ｍＡの電流が流れる。つまり、インクは
約７０にΩの抵抗値を示す。これに対し、インクエンド
の状態で（ｂ）図に示すように空気層によって切られて
いる場合においては、電流は流れず、抵抗値（１）であ
った。すなわち、電極ビン１２．．１２ｂ間がインクで
つながっているか否かによりインクエンドを判別するこ
とが可能となる。なお、後述するインクエンド検出回路
により、インクエンド検出路６におけるインク有りの状
態で生じる電流を検出可能な範囲で電極ビン１２８．１
２．の間を大きくすることができる。電極間に電圧レベ
ル１ｖの検出パルスを力しているのは、インクの電気分
解、ガスの発生を防ぐためである。

インクエンド検出路６の形状に関しては、プラスチック
の射出成形によるケース２との一体構造における成形性
、空気層の接し状態を考慮すると、円筒形状が好ましい
。また、その寸法については、同様に成形性、低温時の
十分なヘッド側へのインク供給のために、断面積０．２
ｍｍ２以上、流路長さ２０ｒａｍ以下が望ましく、本実
施例による実験では断面積０．２〜４ｍｍ２、経路長さ
５〜２０ｍｍおいて、良好なインクエンド検出路内にお
ける気泡の有無判定、すなわちインクエンド状態の検出
を実現できた。

第３図は、インクエンド検出回路を示す図である。イン
クエンド検出トリガパルス１３が検出パルス生成部１４
に入力されると、検出パルス生成部１４からある一定の
パルス幅をもった検出パルス１５が出力される。検出パ
ルス１５はインクエンド検出部１６に入力され、遅延ド
ライバＩＣ，を通してトランジスタＱ、のオン／オフを
行なう。検出パルス１５がハイレベルの間、トランジス
タＱ、はオフ状態になり、電極入力端子１７ａ、１７．
に電圧パルスが印加される。電極入力端子１７８．１７
、には、電極ビン１２８．１２．がそれぞれ接続され、
電極入力端子１７．は接地されている。トランジスタＱ
、がオフ状態の間、電極入力端子１７８における電圧■
−は抵抗Ｒ４と電極ビン１２８．１２゜間の抵抗値によ
り分圧され、Ｒ５を通してコンパレータ■Ｃ２の一入力
端子に入力される。一方、コンパレータエＣ２の十入力
端子には、予め設定されたインクエンド時における■−
の値に等しい電圧Ｖ。

が抵抗Ｒ２、Ｒ３によって実現され、入力されている。

コンパレータエＣ２は■−と■ヤとを比較することによ
り、Ｖ−＜Ｖ＋のときにはハイレベルを、■＝≧Ｖ＋の
ときにはローレベルを出力し、これら出力を検出レベル
信号１８としてインクエンド信号出力部１９に与える。

インクエンド信号出力部１９は検出レベル信号１８をサ
ンプリングパルス２０の立ち下がりエツジによってＤ−
フリップフロップ■Ｃ４にラッチし、インクエンド信号
２１を出力する。

インク貯蔵室５より導かれ分離された細管形状のインク
エンド検出路６に設けた電極ビン１２８．１２、間で、
インクがつながっているか否かによる電極間の抵抗値に
応じて電圧レベルが大きく変化するため、前述したイン
クエンド検出回路により、温度環境の変化においても確
実なインクエンド検出を実現することができる。インク
エンド検出パルス１５を、十分短い周期でだすことによ
り、インクエンドにより浸入してきた空気がヘッド９内
に入ることはない。

第４図は本発明における他の実施例を示す図である。こ
の実施例では、電気的変化を検出するための電極の片方
をステンレス製のインク供給針１０が果たしている。電
極ビン１２８とインク供給針１０との間には、前述同様
、第３図で示すインクエンド検出回路による検出パルス
１５が適宜に入力しており、電極ビン１２８とインク供
給針１０との間に位置する細管形状のインクエンド検出
路６内の空気の有無に伴う電気的変化を検出している。

［発明の効果］一〇− １０− 本発明によれば、インクカートリッジのインクエンドに
より生じたインク−空気界面をインク貯蔵室とは別の細
いインクエンド検出路に導き、空気層として確実に、そ
して敏感に検出することにより、簡単な構造で確実なイ
ンクエンド検出をす。

ることができる。さらに、インクカートリッジとヘッド
との接続部に近いところでインクエンド検出がなされる
ため、交換に伴って残量として生じる使えないインク容
量が小さく抑えられ、限られたカートリッジ容積の中で
効率的なインクの使用が可能となる。これらにより、プ
リンタの小型化、低価格化の要求達成のためのインクカ
ートリッジのオンキャリッジ方式の実現も可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係るインクジェットヘッド用インクカ
ートリッジの一実施例を示す断面図、第２図（ａ）（ｂ
）は作用説明図、第３図はインクエンド検出回路を示す
図、第４図は他の実施例を示す断面図である。１・・・多孔質保持体　　　２・・・ケース３・・・凸
部　　　　　　　４・・・フィルター５・・・インク貯
蔵室６・・・インクエンド検出路７・・・インク流路　　　８・・・ゴム栓９・・・印字
ヘッド　　　１０・・・インク供給針１１・・・通気孔１２８．１２．・・・電極ビンＡ・・・空気、空気層１３・・・インクエンド検出トリガパルス１４・・・検
出パルス生成部１５・・・検出パルス１７、．１７ｂ・・・電極入力端子１８・・・検出レベル信号１９・・・インクエンド信号出力部２０・−・サンプリングパルス２］・・・インクエンド信号Ｒ，、Ｒ２，Ｒ３゜Ｒ４，Ｒｓ、　Ｒｅ、　　Ｒ７，Ｒｓ・・・抵抗Ｃ０・
・・コンデンサー　　Ｑｌ・・・トランジスタ〜１１１２−

Claims

【特許請求の範囲】１）インクジェットヘッドにインクを供給するインクカ
ートリッジにおいて、インクを収容したインク貯蔵室と
は別に、該インク貯蔵室とヘッドとを接続するインク流
路を設けてこのインク流路に他の部分より細いインクエ
ンド検出路を設け、このインクエンド検出路内のインク
の有無による電気的変化を検出するための電極を前記イ
ンク流路に設けたことを特徴としたインクジェットヘッ
ド用インクカートリッジ。２）インクジェットヘッドにインクを供給するインクカ
ートリッジにおいて、多孔質保持体によりインクを保持
して収容したインク貯蔵室とは別に、該インク貯蔵室と
ヘッドとを接続するインク流路を設けてこのインク流路
に他の部分より細いインクエンド検出路を設け、このイ
ンクエンド検出路内のインクの有無による電気的変化を
検出するための電極を前記インク流路に設けたことを特
徴としたインクジェットヘッド用インクカートリッジ。３）前記電極の片方がインクカートリッジとヘッドとを
接続し、ヘッド側にインクを供給するためにヘッドに設
けられた金属製のインク供給針であることを特徴とした
請求項１又は２記載のインクジェットヘッド用インクカ
ートリッジ。４）前記インクエンド検出路が、断面積０．２〜４ｍｍ
＾２、長さ５〜２０ｍｍのインクエンド検出路であるこ
とを特徴とした請求項１又は２又は３記載のインクジェ
ットヘッド用インクカートリッジ。