JPH06226990A - インクタンクおよびインクジェット記録装置 - Google Patents

インクタンクおよびインクジェット記録装置

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JPH06226990A
JPH06226990A JP5017562A JP1756293A JPH06226990A JP H06226990 A JPH06226990 A JP H06226990A JP 5017562 A JP5017562 A JP 5017562A JP 1756293 A JP1756293 A JP 1756293A JP H06226990 A JPH06226990 A JP H06226990A
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Norifumi Koitabashi
規文 小板橋
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重泰 名越
Masaya Uetsuki
雅哉 植月
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Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 インクのリフィルを可能とし、再利用が可能
なインクタンク。 【構成】 記録ヘッドへのインク供給部２及び大気連通
部３を具備し、インク吸収体を内包するインク供給室
と、インク供給室に連通し、インクを内蔵するための少
なくとも一つのインク室とを備えるインクタンクのイン
ク室内にインクが所定量残存した状態でインク残量低下
が検知され、検知結果が報知されこれにより、記録動作
が停止され、インク室内へのインクのリフィル（再注
入）が可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は記録ヘッドにインクを供
給して記録媒体に印字記録するインクジェット記録装置
ならびにこれに用いられるインクタンク、インクタンク
付き記録ヘッド及びインク残量検知方法に関する。
【０００２】
【従来の技術および発明が解決しようとする課題】イン
クジェット記録装置に使用されているインクタンクは、
記録時に記録ヘッドから吐出されるインク量に見合った
インクを良好に供給できると共に、非記録時においては
吐出口からのインクの漏れなどがないことが要求され
る。
【０００３】又、そのインクタンクが交換型である場合
には、インクタンクの脱着がスムーズでその際のインク
漏れなどがなく、確実に記録ヘッドへインクを供給する
ことが要求される。
【０００４】従来のインクジェット記録装置用のインク
タンクとしては、先ずインク袋にインクを入れたものを
記録ヘッド位置に対して下方に装着し、インク供給チュ
ーブを引き回すことにより記録ヘッドにインクを供給す
る方式のものがある。この方式はタンクと記録ヘッドと
の高さの差によって負の水頭圧を発生させて、インク吐
出口部で安定したインクのメニスカスを維持している。
しかしながら供給系自体が非常に大きなものとなり装置
の小型化が難しいばかりか、プラスチック製チューブを
介してインクが蒸発することにともない、回復ポンプを
使用して増粘したインクを吐出口部から排出する必要が
生じ、インクの消費量の増大を招く等、廃インク処理の
問題やランニングコストの増大という問題があった。
【０００５】この他に従来のインクジェット記録装置に
使用されるインクタンクの一例が、特開昭６３−６３２
４２号公報に開示されている。これは、インクタンク内
に発泡剤（吸収体）が配置された複数のインク射出オリ
フィスを備えたインクジェット記録カートリッジであ
り、記録ヘッドのインク吐出部で安定したインクのメニ
スカスを維持するために、インクタンク内に発泡材であ
るポリウレタンフォームのような吸収体を充填し、この
吸収体の毛細管力によってインクを保持している。この
場合、インクタンク内ほぼ全体に吸収体を必要とし、吸
収体が最大保持可能なインク量よりもやや少ないインク
を保持させておくことにより、内部負圧を発生させてい
るので記録ヘッドおよびインクタンクに振動などの機械
的衝撃や温度変化などの熱的衝撃が付与された場合でも
記録ヘッドの吐出部やインクタンクの大気連通部からの
インクの漏れ出しがない。
【０００６】しかしながら、この従来のタンク内全体に
吸収体を充填した方式はインクタンク容積に対する保持
可能なインク量（インク保持比率）が少なく、しかも使
用されずに残るインク量が多くなり使用効率が悪いとい
う問題があった。さらにインクタンクが記録ヘッドと共
に記録紙に対向して記録走査することを考えると記録装
置本体の小型化やランニングコストの低減化の上で問題
となっていた。
【０００７】そこでインクの使用効率の高いものが望ま
れておりインクタンク内には吸収体を用いない方式のも
のも提案されている。
【０００８】たとえば、インクタンク内にバネで付勢し
たインク袋を用いた方式が考案されている。このバネ袋
方式はバネ力を用いてインク供給部での内部負圧を安定
して発生させている点で優れてはいるが、所定の内部負
圧を得るためのバネ形状の制約やインクタンクに袋を固
定する工程がやや複雑になり製造コストが高いこと、さ
らには薄型のインクタンクではインク保持比率が小さく
なるなどの問題がある。
【０００９】また、本件出願時において公知ではない
が、本発明者等はインクタンク内全体に吸収体を充填せ
ずに、部分的に吸収体を充填したタイプのものを考案し
た。これは、多孔質部材を充填していない部分を設ける
ことにより、インク保持比率を向上させたことによりイ
ンクの使用効率を向上している。すなわち、記録ヘッド
へのインク供給部および大気連通部を具備するとともに
毛細管力を調整したインク吸収体を内包する供給部イン
ク室と、それに連通しインクを貯蔵する一つないしは複
数のインク室とからなるインクタンクカートリッジであ
る。
【００１０】しかし、このインクタンクカートリッジは
インク吸収体を内包する供給部インク室のインクを使い
きってしまうと、インクをリフィル（再充填）しても記
録ヘッドへのインクの供給がうまく行われない場合があ
る。
【００１１】図１７に供給部インク室のインクを使いき
ってしまった状態からインクをリフィルした場合の状態
を示す。
【００１２】供給部インク室（後述のインク室ａ）のイ
ンクを使いきったとしても実際には吸収体内部には若干
のインクが残存しており、これが吸収体のいたるところ
でメニスカスを形成している。この状態にて吸収体を内
包していないインク室ｂにインクをリフィルしたとして
もインク室ａの吸収体にはすでにいたるところでメニス
カスを形成しているためインク室ｂからのインクを吸収
体中に隙間なく密に充填することができず、所々に大き
な泡が介在してしまう。この状態で記録ヘッドと接合し
てもインク室ａの吸収体には気泡がかなり介在している
ため、インクの流れが悪くインクが途切れ易い状態にな
ってしまい、記録ヘッドにインクがうまく供給されな
い。
【００１３】本発明は上述の問題点に鑑みてなされたも
のであって、インクのリフィルを可能とし、再利用が可
能なインクタンク、インクタンク付き記録ヘッド及びイ
ンク残量検知方法を提供することを目的とする。
【００１４】上記目的を達成する本発明は、記録ヘッド
へのインク供給部及び大気連通部を具備し、インク吸収
体を内包するインク供給室と、前記インク供給室に連通
し、インクを内蔵するための少なくとも一つのインク室
と、前記インク室内にインクが所定量残存した状態でイ
ンク残量低下を検出するために用いられるインク検出用
手段と、を備えることを特徴とするインクタンクであ
る。
【００１５】また、本発明により、前記インクタンクの
インク供給部に記録ヘッドが連結されていることを特徴
とするインクタンク付き記録ヘッドが提供される。
【００１６】また、本発明により、前記インクタンク付
き記録ヘッドを用いて記録を行うインクジェット記録装
置であって、前記インクタンクに設けられたインク検出
用手段と共に機能して、前記インク室内にインクが所定
量残存した状態でインク残量低下を検出するインク残量
検知手段と、前記インク残量検知手段の検知結果に基づ
き、インク残量低下を報知する報知手段と、を備えるこ
とを特徴とするインクジェット記録装置が提供される。
【００１７】また、本発明により、前記インクタンクの
インク残量検知方法であって、前記インク室内にインク
が所定量残存した状態でインクの残量低下を検知し、前
記検知結果を報知することを特徴とするインクタンクの
インク残量検知方法が提供される。
【００１８】また、本発明により、前記インクタンクの
インク補充方法であって、前記インク室内にインクが所
定量残存した状態でインクの残量低下を検知し、前記検
知結果に基づき、インク室のインクを補充することを特
徴とするインクタンクのインク補充方法。
【００１９】
【作用】記録ヘッドへのインク供給部及び大気連通部を
具備し、インク吸収体を内包するインク供給室と、前記
インク供給室に連通し、インクを内蔵するための少なく
とも一つのインク室とを備えるインクタンクの前記イン
ク室内にインクが所定量残存した状態でインク残量低下
が検知され、前記検知結果が報知される。
【００２０】これにより、記録動作が停止され、インク
室内へのインクのリフィル（再注入）が可能となる。
【００２１】本発明によれば、リフィルが可能で、安定
したインク吐出を維持すると共に使用環境条件の変化に
伴うインクの漏れ出しを確実に防止し、インク保持比率
の高いインクタンクが提供される。また、リフィルが可
能であるためインクタンクの再利用が可能となり、経済
性に優れると共に廃棄物の量を減らすことができる。
【００２２】
【実施例】本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明
する。
【００２３】＜第１実施例＞図１は第１実施例のインク
タンクの一部を破断して示した模式斜視図であり、図２
は第１実施例の模式断面図である。
【００２４】図１および図２に示すように本実施例のイ
ンクタンク１は内部を２つのインク室（ａ，ｂ）に仕切
るとともに底部で連通させ、一方のインク室ａに毛細管
力を調整したインク吸収体７を充填するとともにインク
ジェット記録ヘッドと連結するためのインク供給部２と
大気連通部３と残量検知用残検ピン（電極）４とインク
注入口５を備えた構成となっている。インク注入口５は
ゴム等の栓５１で塞がれている。
【００２５】大気連通部３、インク供給部２、残検ピン
（電極）４およびインク注入口５の位置関係は特にこれ
に限定されるものではない。
【００２６】本発明で使用するインク吸収体７は、それ
自身、液体（インク）の自重およびわずかな振動に対し
てもインクを保持する能力を有するものであれば従来公
知の部材が使用できるが、インクジェット記録装置にお
いては部材からの溶出物によってヒーターにダメージを
及ぼす場合があり、材質選定に多少の制約がある。これ
らを考慮するとインク保持力および負圧発生などが調整
容易なポリウレタンフォームなどのスポンジが好まし
い。特にフォームの場合には、フォーム製造時に所望の
多孔密度となるように調整できるので好ましい。
【００２７】図２は本発明のインクジェット記録装置の
記録ヘッド、インクタンク、キャリッジの結合の状態を
示す断面図である。本実施例における記録ヘッド１０は
電気信号に応じて膜沸騰をインクに対して生じせしめる
ための熱エネルギーを生成する電気熱変換体を用いて記
録を行うインクジェット方式のものである。図２におい
て記録ヘッド１０の主たる構成はすべてヘッドベースプ
レート１１に設けた位置決め用の突起１００を位置決め
基準としてヘッドベースプレート１１上に接着ないしは
圧着して積層配置されている。ここで、図２の面内上下
方向はキャリッジＨＣのヘッド位置決め部１０４と突起
１００とで位置決めされる。
【００２８】更に図２の横断図の垂直方向は、突起１０
０の一部がヘッド位置決め部１０４を覆うように突出
し、該突起１００の切り欠き部（不図示）とヘッド位置
決め部１０４とで位置決めされる。ヒータボード１３は
Ｓｉ基板上に複数の列状に配された電気熱変換体（吐出
ヒータ）と、これに電力を供給するＡｌ等からなる電気
配線とが成膜技術により形成されてなり、本体装置から
の電気信号を受け取るパッドを端部に配した配線を有す
るヘッドフレキシブル基板（以下、「ヘッドＰＣＢ」と
いう。）に対して、それぞれの配線を対応させてワイヤ
ボンディングにより接続されている。吐出ヒータに対応
して複数のインク流路を各々区分するための隔壁や流路
を介して交換インクタンク１からインクを導入してイン
ク流路に供給する共通液室と複数の吐出口を形成するオ
リフィスとをポリサルフォン等で一体成型した溝天板１
２をヒータボード１３に不図示のバネで押圧するととも
に封止剤を用いて圧着固定及び封止してインク吐出部を
形成している。
【００２９】溝天板１２に結合封止された流路形成部１
５は、交換インクタンク１と結合可能とするために本実
施例においてはヘッドＰＣＢ及びヘッドベースプレート
１１に設けた穴を通ってヘッドベースプレート１１の反
対側へ貫通させるとともに、貫通部でヘッドベースプレ
ート１１に接着固定されている。また、流路形成部１５
のインクタンク１と結合する側の端部には吐出部へのゴ
ミや気泡などの流入を防止するためのフィルタ８が設け
てある。
【００３０】交換インクタンク１は係合ガイド６及び加
圧手段１０３とにより記録ヘッド１０と結合され、イン
ク吸収体７が流路形成部１５の先端に設けたフィルタ８
と接することによりインクの連通が可能となる。このと
き、加圧手段１０３にもパッド１４を設けタンクの残検
電極４と記録装置本体と電気的に接続するようにしてい
る。
【００３１】結合後、記録装置本体の記録ヘッド吸引回
復ポンプ５０１５などを用いて、記録ヘッド１０に交換
インクタンク１から強制的にインクを供給充填すること
でインク供給を行う。
【００３２】本実施例では加圧手段１０３による係合時
に記録ヘッド１０及び交換用インクタンク１が結合され
るとともに、同一方向で記録ヘッド１０とキャリッジＨ
Ｃとが機械的及び電気的接続がなされることになるので
ヘッドＰＣＢ上のパッド１４とヘッド駆動電極１０２と
の位置決めも確実に行われる。
【００３３】リングシール９はインク供給部２における
いわゆるガタを許容するとともに交換インクタンク外壁
との接合部を広めに取れるように、本実施例ではやや太
い弾性体リングで構成している。
【００３４】以上説明したように、本実施例では交換イ
ンクタンク１と記録ヘッド１０とを十分に結合させた上
で交換インクタンク１を付勢することで、キャリッジＨ
Ｃと記録ヘッド１０との位置決めを簡単な構成で確実に
行うとともに、記録ヘッド１０と交換インクタンク１と
を本体外で簡単に結合した上でキャリッジに装着する様
にしたので交換操作を容易にすることができた。また、
本実施例では、キャリッジＨＣ（記録装置本体）と記録
ヘッド１０との電気的接続も同様に行うように構成した
ので、記録ヘッド・交換インクタンクの交換時の操作性
も良好であるが、電気的接続を別途コネクタ接続方式な
どにして、記録ヘッドの位置決めと交換インクタンクと
の結合をより確実なものとする構成を採用してもよい。
【００３５】ここで、本実施例におけるインクジェット
記録装置における記録ヘッドの配置および動作を説明す
るために、斜視図である図３を用いて簡略に記録装置の
動作を説明する。図３で、記録媒体Ｐをプラテンローラ
５０００を用いて紙面下方から上方へ案内し、紙押さえ
板５００２でキャリッジ移動方向にわたってプラテン５
０００に対して押圧する。
【００３６】キャリッジＨＣは、キャリッジ駆動ピンを
そのらせん溝５００４にはめ込んでそれ自身が回転する
ことで駆動源として動作するリードスクリュー５００５
とリードスクリュー５００５に平行に配置されたスライ
ダ５００３とに支持係合されてプラテンローラ５０００
上に案内された記録媒体Ｐの記録面に沿って左右に往復
動する。リードスクリュー５００５は駆動伝達ギア５０
１１、５００９を介して駆動モータ５０１３の正逆回転
に連動して回転駆動制御される。５００７、５００８は
フォトカプラでキャリッジＨＣのレバー５００６のこの
域での存在を確認してモータ５０１３の回転方向切り換
等を行うためのホームポジション検知手段である。
【００３７】画像記録信号は記録ヘッドを搭載するキャ
リッジＨＣの移動にタイミングを計って記録ヘッド１０
に送られ記録ヘッド１０は所定の位置でインク滴を吐出
させて記録を行う。５０１６は記録ヘッド１０の前面を
キャップするキャップ部材５０２２を支持する部材で、
５０１５はこのキャップ内を吸引する吸引手段でキャッ
プ内開口５０２３を介して記録ヘッドの吸引回復を行
う。５０１７はクリーニングブレードで、５０１９はこ
のブレードを前後方向に移動可能にする部材であり、本
体支持板５０１８にこれらは支持されている。吸引手段
５０１５、ブレード５０１７等は、この形態でなくとも
良く、周知のものが適用可能である。また、５０１２
は、吸引回復動作のタイミングを決めるためのレバー
で、キャリッジと係合するカム５０２０の移動に伴って
移動し、駆動モータ５０１３からの駆動力がクラッチ切
換等の公知の伝達手段で移動制御される。これらの回復
手段はキャリッジＨＣがホームポジション側領域にきた
ときにリードスクリュー５００５の作用によってそれら
の対応位置で所望の処理が所定のタイミングで行える様
に構成されている。
【００３８】以下に本発明をより詳細に説明する。
【００３９】図４のインクの状態は、インク室ａ，ｂに
十分に充填された初期状態を示し、図５は初期状態から
インク室ａの供給可能なインク及びインク室ｂの１／５
程度のインクを消費した状態である。
【００４０】インクカートリッジ開封直後の負圧を維持
するためにはインク室ｂには容積限度まで充填しても良
いが、インク室ａへのインク充填量は吸収体のインクの
保持力限度以下で設定することが好ましく、その範囲内
で図４のようにインク室ａの大部分にインクの充填が可
能である。ここで言うインク保持力とは吸収部材にイン
クを含浸させた際の部材単独で保持できる能力を言う。
【００４１】図５において、圧縮インク吸収体のインク
は、記録ヘッドの吐出部からの水頭圧とインク室ｂ内の
減圧と圧縮インク吸収体内の毛細管力とが釣り合った高
さで維持されている。インク供給部２からインク供給が
なされるとインク室ａのインク量は減らず、インク室ｂ
のインクが消費される。すなわち、インク室ａ内のイン
ク分布は変化せず内圧の平衡を維持したまま、インク室
ｂにおいてインク供給に見合うだけのインクが消費され
るとともにその分の大気がインク室ａを介して大気連通
部３から導入される。
【００４２】この際、インク室ａとインク室ｂの連通部
ではインクと大気の交換が生じ、インク室ａの圧縮イン
ク吸収体に形成されたメニスカスがインク室ｂに近接し
た部分から一部破断されて減圧され、インク室ｂの圧力
が圧縮インク吸収体のメニスカス保持力等と釣り合うよ
うにインク室ｂに大気が導入される。すなわち、インク
供給部２の内圧は、インク室ａの圧縮インク吸収体の毛
細管力によって所定の値に維持される。この時、図６に
示したようにインク室ａにインク室壁と圧縮インク吸収
体との間にスリット７などを設けることにより大気連通
部からの空気が通り易くなるとともにインク室ａのイン
ク保持の点で効果的である。
【００４３】次にインク残量検知について説明する。
【００４４】図７に本例に係る制御系の一構成例を示
す。２００はＡ／Ｄコンバータを内蔵したマイクロコン
ピュータ形態の制御部、１０は記録ヘッド部、３００は
電圧変換回路、４００は警報装置であり、ＬＥＤ等の表
示器やブザー等の音声発生装置、またはそれらの組み合
わせとすることができる。５００は記録などに際してキ
ャリッジＨＣを走査させるための主走査機構であり、モ
ータ等を含むものである。６００は副走査機構であり、
記録媒体を搬送するモータ等を含むものである。又、Ｖ
はタンクからの残量検知信号である。
【００４５】本実施例では基本的にはインク室ｂに設け
た２つの電極間に定電流を流して２本の電極間の抵抗値
を基にインク室ｂのインク残量検知を行うが、この場合
のインク残量と電極間抵抗との関係は図８に示すような
関係がある。
【００４６】図９に示すように、インク室ｂのインク液
面が２つの電極４の内の上方の電極よりも下がったとき
に２つの電極間の抵抗が急激に高くなり電極間にはその
時の電圧が発生する。この電圧を直接または電圧変換回
路３００を介して制御部のＡ／ＤコンバータでＡ／Ｄ変
換する。こうして得られた検出値が予め設定した値Ｒｔ
ｈよりも大となった時に、インク注入時期になったこと
を操作者に知らせるための警報装置４００を作動させ
る。この時、同時に本体の動作を停止させても良いし、
印字動作が完了してから停止させても良い。
【００４７】これにより、インク室ｂにインクを少量残
した状態でリフィルされるのを待機していれば、吸収体
を内包しているインク室ａのインクが途切れることなく
リフィルされるためタンクの再利用が可能となる。
【００４８】図１０は本実施例の交換インクタンクのイ
ンク供給部における内圧がインク供給量（消費量）に応
じて変化する様子を示すものである。初期状態ではイン
ク室ａ内の圧縮インク吸収体の毛細管力によって内圧
（負圧）が発生しているが、インク供給に伴ってインク
室ａのインクが少なくなるに従い圧縮インク吸収体の圧
縮率分布（細孔分布）に応じて毛細管力によって発生す
る内圧が徐々に高くなる。さらにインクが消費されると
インク室ａ内のインク分布は安定化して、インク室ｂの
インクが消費されるようになり、前述のごとくインク室
ｂへ大気が導入されることで、以後ほぼ一定の内圧を保
持する。インクが更に消費されてインク室ｂのインクが
所定量消費されるとインク残量検知が作動し、インクの
リフィルを促す動作および印字を停止させるなどの処置
を行う。これによってインク室ａのインクが所定量以上
消費される前にリフィルし、再利用できる状態を保つこ
とが可能となる。
【００４９】リフィル方法としては一例として図１１に
示すようにインク室ｂのインク注入口５の栓５１を開い
て、そこからシリンジ５２などを用いてインク室ｂにイ
ンクを注入し、注入後インク注入口５を栓５１で閉じれ
ば良い。リフィル方法は特にこれに限定するものではな
く、又、インク注入口５の位置もこれに限定するもので
はない。これによりインクタンクカートリッジを使い捨
てにせず、何度でも使用可能になる。
【００５０】本実施例においてインク残量の検知方法は
タンク内に設けた電極間の抵抗値から検知する方法にて
説明したが、残量検知の方法は特にこれに限定するもの
ではなく、機械的に測定するものや光学的に測定するも
の等いずれの方法でも良い。
【００５１】図１２は圧縮吸収体のバッファ吸収体とし
ての機能を説明するもので、図５の状態から大気圧の減
圧ないしは気温の上昇などによるインク室ｂ内の空気の
膨張などでインク室ｂのインクがインク室ａの方へ流出
した様子を示している。本実施例ではインク室ａに流出
したインクは圧縮吸収体で保持されるようにしている。
圧縮吸収体のインク吸収量とインク室との関係について
は、前述の減圧ないしは温度変化時のインクの漏れを防
止するという観点から、インク室ｂからの最悪条件下で
のインク流出量と、インク室ｂからのインク供給時にイ
ンク室ａに保持させるインク量とを考慮してインク室ａ
の最大インク吸収量を決め、少なくともその分の圧縮吸
収体を収納するだけの容積をインク室ａに持たせれば良
い。図１３に減圧前のインク室ｂの初期空間体積と０．
７気圧に減圧した場合のインク流出量との関係を実線グ
ラフに示した。また、大気圧の最大減圧条件を０．５気
圧とした場合は図１３の一点鎖線に示した。インク室ｂ
からのインク流出量の最悪条件での見積は、例えば、大
気圧の最大減圧条件を０．７気圧とした場合、インク室
ｂからのインク流出量が最大となるのはインク室ｂの容
積ＶＢの３０％のインクがインク室ｂに残余している場
合であり、インク室壁下端部より下のインクもインク室
ａの圧縮吸収体に吸収されるとすれば、インク室ｂに残
余している全てのインク（ＶＢの３０％）が漏出すると
考えれば良い。大気圧の最悪条件を０．５気圧とした場
合は、インク室ｂの容積の５０％のインクが流出するこ
とになる。すなわち、減圧下で膨張するインク室ｂ内の
空気は残余インク量が少ないほど大きくなり大量のイン
クが押し出されることになるが、インク室ｂ内のインク
量以上に流出することはない。したがって、０．７気圧
を想定した場合は残余インクが３０％以下になると空気
の膨張量よりも残余インク量が小さくなるのでインク室
ａへの流出量は減少することになり、インク室ｂの容積
の３０％が（０．５気圧では５０％）が最大漏出インク
量となる。上記の現象はインクタンクの温度変化の場合
でも同様であるが、５０ｄｅｇ程度の温度上昇があって
も流出量は上記減圧時よりも少ない。
【００５２】本実施例では、記録ヘッドを一つ有する単
色記録装置で説明したが、異なる色のインクを吐出可能
な複数の記録ヘッド、例えば、Ｂｋ（ブラック）・Ｃ
（シアン）・Ｍ（マゼンタ）・Ｙ（イエロー）の４ヘッ
ドを持つカラーインクジェット記録装置にも適用可能で
あり、また、一つの記録ヘッドで複数色のインクを吐出
できる様な記録ヘッドでも適用可能であり、その場合は
交換タンクの結合位置・方向を規制する手段を付加すれ
ば良い。
【００５３】また、本実施例ではインクタンクを交換す
る例で説明したが、記録ヘッドと所定量のインクを詰め
たインクタンクとを一体的に形成したインクタンク付き
記録ヘッドとし、記録ヘッド・インクタンク一体交換方
式に適用することも可能である。
【００５４】＜第２実施例＞図１４〜図１６は本実施例
の変形例を示す図であり、インク室ｂに連通させてさら
に２つのインク室ｃ及びｄを設けた例を示す。本変形例
ではインク室ｂ、インク室ｃ、インク室ｄの順でインク
が消費される。本変形例でインク室を４つに分割してい
るのは、前記実施例で説明した減圧環境下及び温度変化
時のインクの漏出を防止することにあり、例えば図１４
の状態でインク室ｂ及びインク室ｃ内の大気が膨張する
場合、インク室ｂの大気膨張分はインク室ａを介して大
気連通部から解放され、図１５に示すようにインク室ｃ
の大気膨張分はインク室ｂ及びインク室ａにインクが流
出することで解消される。すなわち、インク室ａにバッ
ファ室としての機能を持たせており、インク室ａの圧縮
インク吸収体のインク保持容量は一つのインク室からの
漏出分を考慮して設定すれば良いことになる。
【００５５】この場合には、インク室ｂおよびインク室
ｃのインクが順次消費され、最後部のインク室ｄのイン
クが消費されてしまうと次に吸収体を内包しているイン
ク室ａのインクが消費されてインクが途切れてしまうた
め、インク室ｄのインク残量を検知する必要があり、図
１６に示したようにインク室ｄに残検電極が設けられて
いる。又インク注入口はインク室ｂに設けた。本実施例
ではインク室ｄだけのインク残量を検知するようにした
ため、インク室ｂおよびインク室ｃは連通部を除いてほ
ぼ全容量消費可能である。したがって残検電極の配置高
さを第１実施例と同じにした場合、第１実施例の時と比
較して残量検知が作動したときに吸収体を内包していな
いインク室の残存しているインク量を少なくでき、スペ
ースを有効に活用できる。
【００５６】本実施例においても第１実施例同様に吸収
体を内包したインク室ａのインクが途切れる前にインク
リフィルが可能となり再利用が可能である。
【００５７】＜第３実施例＞図１８は第３実施例を示す
図であり、タンク壁の材質に透明または半透明なものを
用いたことによって光学的にインク残量検出を可能にし
た例である。この場合、インク室ｂ内のインク室壁に光
を反射するための鏡のような反射板４２を設け、タンク
外に発光素子４３と受光素子４４を備えたフォトセンサ
を設けたものである。この発光素子４３および受光素子
４４はキャリッジ上に設けても良いし、回復系のあるホ
ームポジションに設けても良い。
【００５８】図１８では発光素子４３からある角度で光
を出し、反射板で反射された光を受光素子４４で受けら
れるように構成されている。例えば発光素子４３として
はＬＥＤが、受光素子４４としてはフォトトランジスタ
等が用いられる。図１８（ａ）はインクがほぼ充満して
いる時であり、この様なときには発光素子４３から出た
光はインク室ｂ内のインクによって光が遮られ、受光素
子４４にはほとんど光が届かず検出出力は小さい。しか
し、インクを消費し図１８（ｂ）の様になった時、発光
素子４３から出た光はほとんど遮られることがないため
受光素子での検出出力は高くなる。従って、受光素子４
４で受け取る光エネルギー（検出出力）が予め設けたし
きい値よりも高くなったときにインクの再注入を促す旨
の警報装置を作動させるものとする。
【００５９】また、図１９は変形例として発光素子と受
光素子がインクタンクを挟んで対向するように構成した
ものである。図１９（ａ）は上視図であり、図１９
（ｂ）は横断面図である。この場合においてもインク室
ｂのタンク材質は透明または半透明のものを用いてい
る。この例では、反射板を設ける必要がなく、しかも光
を直接受け取るため、検出感度は良好となる。
【００６０】本実施例では、一つのインクタンクで説明
したが、異なる色のインクを吐出可能な複数の記録ヘッ
ド、例えば、Ｂｋ（ブラック）・Ｃ（シアン）・Ｍ（マ
ゼンタ）・Ｙ（イエロー）の４ヘッドに対応して各色複
数のインクタンクを持つカラーインクジェット記録装置
にも適用可能であり、一つの記録ヘッドで複数色のイン
クを吐出できる様な記録ヘッドでも適用可能である。
【００６１】この時、前記しきい値を色毎に変えて設定
しても良いし、インクの色に応じて色フィルター等を用
いての特定の吸収波長を選択し、インクを透過する光の
透過度からインク残量を検出するようにしても良い。
【００６２】また、本実施例ではインクタンクを交換す
る例で説明したが、記録ヘッドと所定量のインクを詰め
たインクタンクとを一体的に形成した、記録ヘッド・イ
ンクタンク一体交換方式に適用することも可能である。
【００６３】＜第４実施例＞図２０に本発明の第４実施
例を示す。これは、実施例１におけるインク室ｂを２分
割し、しかも一方のインク室（インク室ｃ）が交換可能
な構成にしたものである。図２０（ａ）はインクを消費
し、インク残量検知で検出された状態を示す。ここで、
新しい交換用のインク室ｃを用意し、使いきったインク
室ｃと交換する。図２０（ｂ）は、使いきったインク室
ｃを取り外し、新品でインクが満タンなインク室ｃを取
り付けようとしている状態を示し、図２０（ｃ）は交換
が完了した状態を示している。この時、インク室ｃの底
に設けられている栓５２はインク室ｂの上部にある注入
口５にて突き破られインクが供給される。これにより、
注射器やスポイトなどを使ってインク注入しないので手
を汚す心配もなく、しかもインク室ａおよびインク室ｂ
は記録ヘッドと結合させたままにすることも可能であ
り、必要最小限の交換で済むため経済性も良好である。
【００６４】又、第４実施例においても、インク残量検
出の方法は特に電極間の抵抗を測定するものに限定され
ず、第３実施例のように光学式の残量検出方法であって
も良いし、その他の検出手段でも良い。
【００６５】また、本実施例では記録ヘッドとインクタ
ンクが分離可能で交換する例で説明したが、記録ヘッド
とインク室ａとインク室ｂを含むインクタンクを一体的
に形成し、交換可能とすることも可能である。
【００６６】
【発明の効果】以上、詳述したように本発明によれば、
記録ヘッドへのインク供給部及び大気連通部を具備し、
インク吸収体を内包するインク供給室と、前記インク供
給室に連通し、インクを内蔵するための少なくとも一つ
のインク室とを備えるインクタンクの前記インク室内に
インクが所定量残存した状態でインク残量低下が検出さ
れ、前記検知結果が報知される。
【００６７】これにより、記録動作を停止することがで
き、インク室内へのインクのリフィルが可能となり、イ
ンクタンクを再利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例のインクタンクの一部を破
断して示した斜視図及び断面図。
【図２】本発明の第１実施例の記録ヘッドおよび交換イ
ンクタンクのキャリッジへの装着状態を表す断面図。
【図３】本発明の適用可能なインクジェット記録装置の
１例の斜視図。
【図４】第１実施例のインクタンクの初期状態を表す
図。
【図５】第１実施例のインク消費の説明図。
【図６】第１実施例の変形例。
【図７】装置の制御系の一構成例を示すブロック図。
【図８】インク残量とその検知電極間の抵抗値との関係
を示す図。
【図９】第１実施例のインク残検検出時の状態を示す
図。
【図１０】第１実施例のインク供給部内圧の説明図。
【図１１】インクのリフィル方法の一例を示した図。
【図１２】第１実施例の減圧時のインクバッファ効果を
示した図。
【図１３】減圧時のインク流出量の関係を示した図。
【図１４】第２実施例のインク消費の説明図。
【図１５】第２実施例のインク消費の説明図。
【図１６】第２実施例のインク残検検出時の状態を示す
図。
【図１７】インク室ａのインクを使いきってしまった後
でインクを再注入した場合の説明図。
【図１８】第３実施例におけるインク残量検出の説明
図。
【図１９】第３実施例におけるインク残量検出の変形例
の説明図。
【図２０】第４実施例のインクのリフィル方法の説明
図。
【符号の説明】
１ インクタンク ２ インク供給部 ３ 大気連通部 ４ 残検ピン ５ インク注入口 ７ インク吸収体 ５１ 栓
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小板橋 規文 東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノ ン株式会社内 (72)発明者 名越 重泰 東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノ ン株式会社内 (72)発明者 植月 雅哉 東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノ ン株式会社内 (72)発明者 松原 美由紀 東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノ ン株式会社内 (72)発明者 後藤 史博 東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノ ン株式会社内

Claims (14)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 記録ヘッドへのインク供給部及び大気連
    通部を具備し、インク吸収体を内包するインク供給室
    と、 前記インク供給室に連通し、インクを内蔵するための少
    なくとも一つのインク室と、 前記インク室内にインクが所定量残存した状態でインク
    残量低下を検出するために用いられるインク検出用手段
    と、を備えることを特徴とするインクタンク。
  2. 【請求項２】 前記インク室内にインクが内蔵されてい
    ることを特徴とする請求項１記載のインクタンク。
  3. 【請求項３】 前記インクタンクは、インクジェット記
    録装置に着脱可能であることを特徴とする請求項１記載
    のインクタンク。
  4. 【請求項４】 前記インク検出用手段は、インクタンク
    が前記インクジェット記録装置本体に装着された状態で
    インク残量低下を検出するために用いられるものである
    ことを特徴とする請求項３記載のインクタンク。
  5. 【請求項５】 前記インク室は、インクを注入するため
    のインク注入部を備えることを特徴とする請求項１記載
    のインクタンク。
  6. 【請求項６】 前記インク供給部は、記録ヘッドに着脱
    可能に構成されていることを特徴とする請求項１記載の
    インクタンク。
  7. 【請求項７】 前記インク吸収体は、毛細管力が調整さ
    れていることを特徴とする請求項１記載のインクタン
    ク。
  8. 【請求項８】 請求項１ないし７のいずれかに記載のイ
    ンクタンクのインク供給部に記録ヘッドが連結されてい
    ることを特徴とするインクタンク付き記録ヘッド。
  9. 【請求項９】 請求項８記載のインクタンク付き記録ヘ
    ッドを用いて記録を行うインクジェット記録装置であっ
    て、 前記インクタンクに設けられたインク検出用手段と共に
    機能して、前記インク室内にインクが所定量残存した状
    態でインク残量低下を検出するインク残量検知手段と、 前記インク残量検知手段の検知結果に基づき、インク残
    量低下を報知する報知手段と、を備えることを特徴とす
    るインクジェット記録装置。
  10. 【請求項１０】 前記インク残量検知手段の検知結果に
    基づき、記録動作を停止させる記録動作停止手段をさら
    に備えることを特徴とする請求項９記載のインクジェッ
    ト記録装置。
  11. 【請求項１１】 請求項８記載のインクジェット付き記
    録ヘッドを備えることを特徴とする請求項９記載のイン
    クジェット記録装置。
  12. 【請求項１２】 前記記録ヘッドは、熱エネルギーを利
    用してインクを吐出する記録ヘッドであって、インクに
    与える熱エネルギーを発生するための熱エネルギー発生
    手段を備えることを特徴とする請求項９ないし１１のい
    ずれかに記載のインクジェット記録装置。
  13. 【請求項１３】 記録ヘッドへのインク供給部及び大気
    連通部を具備し、インク吸収体を内包するインク供給室
    と、前記インク供給室に連通し、インクを内蔵するため
    の少なくとも一つのインク室とを備えるインクタンクの
    インク残量検知方法であって、 前記インク室内にインクが所定量残存した状態でインク
    の残量低下を検知し、 前記検知結果を報知することを特徴とするインクタンク
    のインク残量検知方法。
  14. 【請求項１４】 記録ヘッドへのインク供給部及び大気
    連通部を具備し、インク吸収体を内包するインク供給室
    と、前記インク供給室に連通し、インクを内蔵するため
    の少なくとも一つのインク室とを備えるインクタンクの
    インク補充方法であって、 前記インク室内にインクが所定量残存した状態でインク
    の残量低下を検知し、 前記検知結果に基づき、インク室のインクを補充するこ
    とを特徴とするインクタンクのインク補充方法。
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