JPH04282256A

JPH04282256A - インクジェット記録装置

Info

Publication number: JPH04282256A
Application number: JP4667391A
Authority: JP
Inventors: Seiji Mochizuki; 聖二望月; Yukihiro Hanaoka; 幸弘花岡; Hideaki Suzuki; 秀昭鈴木
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 1991-03-12
Filing date: 1991-03-12
Publication date: 1992-10-07

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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はノズルよりインク滴を吐
出して記録紙上に文字等の記録を行うインクジェット記
録装置に係わり、特にはインクタンク内のインクと記録
ヘッドとを連通するインク供給装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】圧電素子などの電気機械圧力変換素子を
加圧手段としてパルス電圧を印加し、ノズルよりインク
を吐出させて、記録紙上に所望の文字等の記録を行なう
圧力パルス制御式のインクジェット記録装置が一般に知
られている。

【０００３】この種のインクジェット記録装置は、イン
クに直接体積変化を与えてノズルよりインクを吐出させ
る。そのためインク中へ空気等の気体が混入すると、前
述の体積変化をインク中の気体が吸収してしまい、イン
クの吐出不良となってしまう。そこで、このような吐出
不良を防止するために従来よりインクの供給手段として
、インク導出口にゴム等の弾性部材よりなる盲栓が設け
られてなるインクタンクが用いられている。インクは盲
栓に中空針を挿通することにより記録ヘッドまで供給さ
れ、インクの供給途中で空気等が混入しないように構成
されている。

【０００４】そして従来の中空針は、耐インク性からス
テンレス製の中空針であった。そして中空針の記録装置
本体への固定方法は、図１０に示すようであった。略９
０度に曲げられた中空針５の先端側を針座２０に挿通し
、逆側をネジ２３を用いて固定部材２４を針座２０にネ
ジ止めすることで固定していた。そして記録ヘッド３に
連通する配管２５に接続されていた。

【０００５】また別な固定方法として図１１に示すよう
に、中空針５を針座２０と固定部材２４とで挟持する状
態でネジ止めしていた。図１１の場合の中空針５は、図
１０の場合と比べて曲げ加工はされていない。そのため
、中空針５の軸方向の位置決めや、中空針５の針座２０
からの抜け防止のために特別な手段を構じていた。その
手段としては、図１１、図１２に示すように、中空針５
の挟持される部分の一部分５ａをプレス加工にて異形に
する。そして５ａ部分を針座２０の凹部２０ａと系合す
るように構成してあった。または、図１３に示すように
別部材２６をスポット溶接にて中空針５の中空部に溶接
し、５ａ部と同様に中空針５に異形部を形成して、中空
針５の軸方向の動きを規制していた。尚、同一名称部材
には同一番号を付記してある。

【０００６】またこの種のインクジェット記録装置では
、インクタンク内のインクが消費され尽くして供給が断
たれると、記録書き込みが不能になる。さらに、ノズル
に至るインク供給経路内に空気が入り込み、インクを新
たに補給しても記録書き込みが可能になるまでに、多大
の時間がかかってしまうといった問題が生じる。

【０００７】もとより、このような問題に対処するため
に、インクタンク内にレベル検出器を配設し、インクの
供給が断たれる前にインクエンドを検出する構成が用い
られている。そして、レベル検出器の検出用の電極とし
て、一組の電極がインクに接する状態で配設されていた
。さらに、一組の電極のうちの一方の電極は中空針５と
兼用することが可能であった。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】前述の従来例では中空
針５を固定するため、中空針５に曲げ加工や、プレス加
工、スポット溶接等を施す必要がある。さらに加工を施
した部分を固定部材２４等を用いてネジ止めする必要が
あり、加工費、組立費が高いという問題があった。

【０００９】また別な問題として、中空針５をインクエ
ンド検出用の電極と兼用する場合、中空針５と、制御回
路に接続した信号線とを接続するための適切な手段がな
かった。

【００１０】そこで本発明は上記のような問題を解決す
るもので、その目的とするところは、インクタンクにイ
ンクを収容し中空針を挿通することでインクタンクと記
録ヘッドとを連通するように構成したインクジェット記
録装置において、中空針の記録装置への固定を極めて簡
単な構成にし、記録装置を安価に提供することにある。

【００１１】またさらに他の目的は、両電極をインクに
接する状態でインク供給路に配設し、両電極間のインク
の抵抗値変化を検出することで、インクタンク内のイン
クのエンドを検出する構成とし、一方の電極を中空針と
兼ねるように構成したインクジェット記録装置において
、中空針と信号線との接続を極めて容易に確実に行なう
ことにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明のインクジェット
記録装置は、インクタンクに中空針を挿通して該インク
タンクから記録ヘッドにインクを供給するようにしたイ
ンクジェット記録装置において、前記中空針を固定する
ための前記中空針外径と略同一の穴径を有する針座と、
前記針座と系合し前記中空針に圧接する状態で前記中空
針の軸方向と略直交する方向に設けられた固定軸部材と
で構成されたことを特徴とする。

【００１３】他の本発明のインクジェット記録装置は、
下端に設けたインク室に中空針を挿通して記録ヘッドと
連通するインクタンクに、水溶性インクを含浸させる多
孔質を収容して、該インクタンクの一部に一方の電極を
配設し、他方の電極を中空針とするとともに、設定値を
越える該両電極間の抵抗変化を検出して出力するインク
のエンド検出を配設したインクジェット記録装置におい
て、前記中空針を固定するための前記中空針外径と略同
一の穴径を有する針座と、前記針座と系合し前記中空針
に圧接する状態で前記中空針の軸方向と略直交する方向
に設けられた固定軸部材とを具備し、前記固定軸部材が
、前記電極を兼ねる中空針の外部接続端子を兼ねること
を特徴とする。

【００１４】

【作用】本発明の上記の構成によれば、中空針の軸方向
と略直交する方向に固定軸部材を中空針に圧接する状態
で針座に設けたため、圧接によるくさび作用と、かしめ
により中空針はその軸方向に抜けることはない。また中
空針を固定するための固定軸部材は、中空針に圧接して
いるため中空針と固定軸部材とは電気的に確実に接続さ
れる。それにより信号線と固定軸部材を接続すれば、中
空針と信号線とを接続することができる。そして固定軸
部材の信号線との接続端は、針座より自由に外部に取り
出すことができるため、固定軸部材と信号線とは半田付
け、または圧着等により容易に接続することができる。

【００１５】

【実施例】本発明の一実施例を図面にもとずき説明する
。図１は本発明のインクジェット記録装置の一実施例を
説明するための主要断面図であり、図２は主要部の斜視
図を示したものである。図３（ａ），（ｂ）は中空針５
の固定を詳細に説明するための部分断面図である。また
図４は、インクエンド検出回路を説明するためのブロッ
ク図である。

【００１６】記録紙を搬送するために矢印Ａ方向に回転
する記録紙搬送手段であるプラテン１に沿って、ガイド
軸２ａ上を矢印Ｂ方向に往復動するキヤリッジ２には、
プラテン１に近接して記録ヘッド３が一体的に設けられ
ている。記録ヘッド３の上方には、内部にポリウレタン
フォーム等の多孔質部材よりなるフォーム６を収容した
インクタンク７が設けられている。このインクタンク７
には、その蓋８に大気の取入れを可能にするための通気
孔９が設けられ、またその底面にはフォーム６との密着
を図る台状の突起１０が形成されている。この突起１０
の中心部から下方に向けてフォーム６内のインクを取り
出し保持するインク室１１が形成されている。インク室
１１の端部はゴム等の弾性部材よりなる盲栓１２により
封止されている。そして、この盲栓１２にフィルタ室４
を介して、記録ヘッド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７内に含浸したインクを記録
ヘッド３に供給するように構成されている。尚、インク
室１１は盲栓１２及びフォーム６により密閉室の状態に
なっている。

【００１７】また万一、記録ヘッド３に吐出不良が生じ
た場合には、キャップ１３、配管１４を介して吸引ポン
プ１５を動作することで、記録ヘッド３よりインクを吸
引する。それにより、吐出不良の回復動作がおこなわれ
る。吸引されたインクは配管１６を通って廃インク溜１
７に送られる。本発明においては、廃インク溜１７とイ
ンクタンク７とは別体であって廃インク溜１７は記録装
置本体内に配設され、通常は交換されない構成になって
いる。

【００１８】ところで図中符号Ｓ１，Ｓ２は、インクエ
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６と接触するようにインクタンク７の内壁面に設け
られ、他方の電極Ｓ２は、インクと接触する中空針５が
電極を兼ねている。そして、電極Ｓ１には、図３に示し
たように基準電圧Ｖｃｃが印加される。また他方の電極
Ｓ２を兼ねる中空針５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２１と比較回路２２とからなる抵抗変化量検出回路が
接続している。そして、抵抗変化量がある一定レベルを
越えたときに、出力信号を発生するように構成されてい
る。

【００１９】次に中空針５の固定について説明すると、
針座２０には中空針５を略圧入するために中空針５の外
径寸法と略同一の穴が設けられている。さらに中空針５
と略直交する方向に丸軸より成るＳＵＳ（ステンレス）
製の固定軸部材１９が針座２０に設けられており、中空
針５と交差した状態で固定軸部材１９と中空針５とが圧
接するようになっている。本実施例においては針座２０
の穴径は、中空針５の外径に対して−０．０８ｍｍ〜＋
０．０２ｍｍの範囲内に設定してある。そしてこの場合
には、固定軸部材１９は中空針５に対して、０．０１ｍ
ｍ以上重なる寸法関係で針座２０に設ければ所望の機能
を果たすことが分かった。その際、中空針５と固定軸部
材１９との接続抵抗は、１００ｍΩ以下であり実用上は
何ら問題ない。尚、本実施例では固定軸部材１９を中空
針５に対して直角方向としたが、発明者が実験により確
認したところ、多少斜めに設けても中空針５の固定手段
として問題がないことが分かった。

【００２０】また記録ヘッド３に印加されるインク滴吐
出用の記録指令信号は、可とう性の信号伝達手段である
ＦＰＣ１８により伝達される。そしてＦＰＣ１８上には
インクエンド検出用の信号線が一体的に配線され、電極
Ｓ１，中空針５と兼ねるＳ２に接続されている。その際
、中空針５と兼ねる電極Ｓ２とＦＰＣ１８とは、針座２
０より突出した固定軸部材１９の一端とＦＰＣ１８とを
直接半田付けすることで容易に接続されている。尚、信
号伝達手段としてＦＰＣ１８の換わりに、ＦＦＣ（Ｆｌ
ｅｘｉｂｌｅ　Ｆｌａｔ　Ｃａｂｌｅ）等を用いても良
いことはいうまでもない。また１枚のＦＰＣではなく、
２枚重ねの構成であっても良いことはいうまでもない。

【００２１】次に、本実施例で用いたフォーム６を収容
した、インクタンク７内のインクの枯渇前後の状態と、
電気抵抗の変化について図５、図６を用いて説明する。

【００２２】上端をインクの取り出し口と成したインク
室Ａの上部に、ポリウレタンフォームのような多孔質材
Ｂを圧接させておくと、この多孔質材Ｂ中に含浸したイ
ンクｉは消費された量に相当する分、順次毛細管作用に
よりインク室Ａ内に供給されてインク室Ａ内を満たす。（図５（ａ））。この状態のもとでは、多孔質材Ｂとイ
ンク室Ａのそれぞれに配設した２つの電極Ｓ１，Ｓ２の
間の抵抗は小さくほぼ一定に維持している。（図６の領
域ａ）。一方、多孔質材Ｂ中のインクが徐々に枯渇し、
これに伴ってインクｉと置き換わって、多孔質材Ｂ中に
空気ｇが侵入してくる。そして侵入してきた空気ｇの一
部が、大きな抵抗を受けつつ多孔質材Ｂの底部に達して
、インク取り出し口の一部に顔を出すようになる。その
ため、この部分で連通していた多孔質材Ｂ中のインクｉ
と、インク室Ａ中のインクｉとの間に部分的な途切れが
生じ始める（図５（（ｂ））。この連通面積の減少に相
当する分、両電極Ｓ１，Ｓ２間の抵抗は大きくなる（図
６の領域ｂ）。さらに多孔質材Ｂ中のインクｉの枯渇が
進と、連通面積はさらに減少し、最後に多孔質材Ｂ中の
インクｉとインク室Ａ中のインクｉは分断される。これ
に伴って両電極Ｓ１，Ｓ２間の抵抗は最大になる（図６
の領域ｃ）。

【００２３】次に本実施例におけるインクエンドまでの
動作を説明する。インクタンク７内のフォーム６にイン
クが十分蓄えられていて、両電極Ｓ１，Ｓ２がインクを
介して接続した状態にあるときは、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６が湿潤している間は継続する。記録装置の
引き続く記録書き込み動作により、フォーム６内のイン
クがさらに減少し、侵入した空気がインク室１２の上部
開口端に達するようになる。そして侵入した空気によっ
て、フォーム６とインク室１２を結ぶインクの絡部の面
積が減少し始める。それに伴って、両電極Ｓ１，Ｓ２間
の抵抗は急激に増加する。この抵抗変化は直ちに微分回
路２１により、変化量として検出される。そして、この
変化量が比較回路２２に入力する設定電圧の値を越える
ようになると、比較回路２２から信号が出力される。そ
の出力信号によって記録動作を停止し、キャリッジ２は
キャップ１３位置に戻り、記録ヘッド３のノズル部をキ
ャップ１３を閉じてカバーする。そして図示していない
パネル面上に、インクエンド状態であることを表示する
。

【００２４】図７は本実施例におけるインクエンド検出
回路の回路図である。インクエンド検出トリガパルス３
０１が検出パルス生成部３０２に入力されると、ある一
定のパルス幅を持った検出パルス３０３を出力する。検
出パルス３０３はインクエンド検出部３０４に入力され
、遅延ドライバＩＣ１を通してトランジスタＱ１のｏｎ
／ｏｆｆを行なう。検出パルス３０３がハイレベル（Ｈ
）の間、トランジスタＱ１はｏｆｆ状態になり、電極入
力端子３０５ａ、３０５ｂ間に電圧パルスが印加される
。電極入力端３０５ａ、３０５ｂには、電極Ｓ１，Ｓ２
がＦＰＣ１８を介してそれぞれ接続される。そして電極
入力端子３０５ｂは接地されている。トランジスタＱ１
がｏｆｆ状態の間、電極入力端子３０５ａにおける電圧
Ｖ（ー）は抵抗Ｒ１とフォーム６内部の抵抗値Ｒにより
分圧され、抵抗Ｒ５を通してコンパレータＩＣ２の（ー
）入力端子に入力される。一方コンパレータＩＣ２の（
＋）入力端子には、予め設定されたインクエンド時にお
けるＶ（ー）の値に等しい電圧Ｖ（＋）が抵抗Ｒ２，Ｒ
３によって実現、入力されている。コンパレータＩＣ２
はＶ（ー）とＶ（＋）を比較することにより、Ｖ（ー）
＜Ｖ（＋）のときにはハイレベル（Ｈ）を、Ｖ（ー）＞
Ｖ（＋）のときにはローレベル（Ｌ）を出力し、検出レ
ベル信号３０６として、インクエンド信号出力部３０７
に与える。インクエンド信号出力部３０７では、検出レ
ベル信号３０６をサンプリングパルス３０８の立ち上が
りエッジによって、ＤーフリップフロップＩＣ４にラッ
チし、インクエンド信号３０９を出力する。

【００２５】次に図８の波形図を用いて、インクエンド
検出回路の動作を説明する。インクエンド検出トリガパ
ルス３０１の立ち上がりエッジにより、ある一定の期間
ハイレベル（Ｈ）となる検出パルス３０３が生成される
。遅延ドライバＩＣ１により、トランジスタＱ１のベー
スには、検出パルス３０３が遅延、反転して印加される
。トランジスタＱ１がｏｆｆ状態となり、電極入力端子
３０５ａには電極Ｓ１，Ｓ２間の抵抗値Ｒと抵抗Ｒ１に
より、分圧された電圧Ｖ（ー）が現われる。インクタン
ク７内の、フォーム６に保持されるインク量が十分であ
るとき、電極Ｓ１，Ｓ２間の抵抗値Ｒは小さいため、イ
ンクエンド状態を示す電圧Ｖ（＋）に対してＶ（＋）＞
Ｖ（ー）となり、サンプリングパルス３０８の立ち上が
りでラッチされる。そしてインクエンド信号３０９は、
非インクエンド状態を示すハイレベル（Ｈ）となる。

【００２６】記録動作等によって、フォーム６に保持さ
れるインクが消費されると、両電極Ｓ１，Ｓ２間の抵抗
値Ｒは増大する。その結果Ｖ（＋）＜Ｖ（ー）となると
、検出レベル信号３０６はローレベル（Ｌ）となる。検
出レベル信号３０６がローレベル（Ｌ）である時間は、
遅延ドライバＩＣ１によるトランジスタＱ１のｏｆｆ状
態時間に支配される。そのため、検出レベル信号３０６
はサンプリングパルス３０８の立ち上がりで確実にラッ
チされる。そしてインクエンド信号３０９は、インクエンド状態を
示すローレベル（Ｌ）となる。以上のような構成である
ので、インクエンド状態を示す電圧Ｖ（＋）を与える抵
抗Ｒ２，Ｒ３と、被検出電圧Ｖ（１）を与えるＲ１を適
当に選択することにより、インクエンド検出レベルの設
定値を任意に設定できる。尚、本実施例では検出パルス
を、図９に示すように周期１ＫＨｚ、通電時間１００〜
５００μｓｅｃとして、インクエンド検出動作１回あた
り３〜５パルス分を用いるようにした。インクエンド検
出動作１回あたりのパルス数を複数とした理由は、万一
、ノイズ等により１パルス分が誤動作したとしても、イ
ンクエンドの状態とならないように、誤動作を補正する
ためである。

【００２７】本実施例に示すようにパルスによる検出を
行なうことにより、インクに与えられる電気的エネルギ
量を必要最小限となるように構成してある。それにより
、インクが電気分解することによる成分の変化や、電極
上への分極皮膜の形成を極力抑えることができる。

【００２８】

【発明の効果】本発明によれば、インクジェット記録装
置の中空針の固定方法として、固定軸部材を中空針に対
して略直交する方向にかつ、圧接する状態で設ける構成
としたため、中空針５の固定を極めて簡単な構成にし、
インクジェット記録装置を安価に提供できる。また中空
針をインクエンド検出用の電極として兼ねる場合に、固
定軸部材と中空針とが圧接により電気的に接続すること
を利用して、中空針と信号線であるＦＰＣとの間の接続
を固定軸部材を介して、容易に確実に行なうことができ
るという大きな効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のインクジェット記録装置の一実施例を
説明するための主要断面図。

【図２】主要部斜視図。

【図３】（ａ）　　中空針の固定を説明するための部分
断面図。（ｂ）　　（ａ）を側面方向から見た部分断面図。

【図４】インクエンド検出回路を説明するためのブロッ
ク図。

【図５】インク切れ前後の状態を示した説明図。

【図６】インクの消費量と電気抵抗との関係を示した図
。

【図７】インクエンド検出回路の回路図。

【図８】インクエンド検出回路の動作を説明するための
波形図。

【図９】インクエンド検出用の電圧パルスを説明する図
。

【図１０】従来例を説明する図。

【図１１】他の従来例を説明する図。

【図１２】図１１の従来例に用いられる中空針の斜視図
。

【図１３】図１１の従来例に用いられる他の中空針の斜
視図。

【符号の説明】

１　　　　　　プラテン２　　　　　　キャリッジ３　　　　　　記録ヘッド５　　　　　　中空針７　　　　　　インクタンク１３　　　　　　キャップ１５　　　　　　吸引ポンプ１７　　　　　　廃インク溜１８　　　　　　ＦＰＣ１９　　　　　　固定軸部材２０　　　　　　針座２１　　　　　　微分回路２２　　　　　　比較回路Ｓ１　　　　　　電極Ｓ２　　　　　　電極

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】　　インクタンクに中空針を挿通して該イ
ンクタンクから記録ヘッドにインクを供給するようにし
たインクジェット記録装置において、前記中空針を固定
するための前記中空針外径と略同一の穴径を有する針座
と、前記針座と系合し前記中空針に圧接する状態で前記
中空針の軸方向と略直交する方向に設けられた固定軸部
材とで構成されたことを特徴とするインクジェット記録
装置。
【請求項２】　　下端に設けたインク室に中空針を挿通
して記録ヘッドと連通するインクタンクに、水溶性イン
クを含浸させる多孔質を収容して、該インクタンクの一
部に一方の電極を配設し、他方の電極を中空針とすると
ともに、設定値を越える該両電極間の抵抗変化を検出し
て出力するインクのエンド検出を配設したインクジェッ
ト記録装置であって、前記中空針を固定するための前記
中空針外径と略同一の穴径を有する針座と、前記針座と
系合し前記中空針に圧接する状態で前記中空針の軸方向
と略直交する方向に設けられた固定軸部材とを具備し、
前記固定軸部材が、前記電極を兼ねる中空針の外部接続
端子を兼ねることを特徴とするインクジェット記録装置
。