JPH08183183A

JPH08183183A - インクジェットカートリッジおよびインクジェット記録装置

Info

Publication number: JPH08183183A
Application number: JP32788394A
Authority: JP
Inventors: Keisuke Matsuo; 圭介松尾; Tsutomu Abe; 力阿部
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1994-12-28
Filing date: 1994-12-28
Publication date: 1996-07-16

Abstract

(57)【要約】【目的】インクの再充填が必要なインク残量時期を判
断することができ、その時期に適切に再充填を実施する
ことが可能なインクジェットカートリッジおよびかかる
インクジェットカートリッジ使用のインクジェット記録
装置を提供する。【構成】インク供給口（７）および大気連通口（８）
を有し、負圧発生部材（１４）が装填された第１（イン
ク）収納室（５）と、第１収納室に補給するインクを収
納し、第１収納室との間の仕切壁（４）に設けた微小連
通部（１６）を介してのみインクの補給が可能な第２
（インク）収納室（９）とを具え、第２収納室（９）に
インク残量検知のための手段（３Ｂ，２０）とインク再
充填および封止が可能なインク充填口（１０，１０Ｂ）
とを設けた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、インクジェットカート
リッジおよびインクジェット記録装置に関し、詳しく
は、記録ヘッドに供給するインクを収容するインクジェ
ットカートリッジおよび該インクジェットカートリッジ
の記録ヘッドからインクを吐出して記録が行われるイン
クジェット記録装置に関し、特に、プリンタ、ファクシ
ミリ、複写機などの記録機器、通信機器、事務機器やこ
れらの複合機器に好適なインクジェットカートリッジお
よびインクジェット記録装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来のインクジェットカートリッジで
は、カートリッジのインクタンク部内のインクが吐出で
きない段階になると記録ヘッドとともに廃棄されてきた
が、このような状態のカートリッジ内に残存するインク
量は、改良を加えてもカートリッジ内のほぼ全体に収納
されている負圧発生体であるスポンジのインク保持力に
支配されるため、比較的多いものとなってしまってい
た。また、インク消費期間中に負圧が徐々に変化してし
まい、ほぼ一定の負圧を維持することが困難であった。

【０００３】そこで、この解決策として、インクジェッ
ト記録ヘッドにインクを供給するインク供給口と大気に
連通する大気連通部とを備えると共に、内部に負圧発生
部材を収納した第１収納室と、前記大気連通部から離れ
た位置に設けられた微小連通部を介してのみ前記負圧発
生部材を収納している第１収納室に連通するが、実質的
には密閉に近い状態で前記第１収納室に供給するインク
を直接収納する第２収納室とを備えたインクジェットカ
ートリッジが提案されている。この構成によれば、イン
クの使用効率を大幅に向上させるだけでなく、インクジ
ェットカートリッジの使用初期から使用終了期までの使
用期間の大半で負圧を実質上ほぼ一定にできるという利
点が得られる。

【０００４】図４に上記提案になるインクジェットカー
トリッジ（ＩＪＣ）の構成の概要を示す。ここで、１は
インクジェット記録ヘッド、２はインクタンク部、３は
インクタンク部２の容器本体、４はインクタンク部容器
３内を２つの室に分割している仕切壁、５は２つの室の
うちの１つで負圧発生部材６を収容すると共に記録ヘッ
ド１へのインク供給口７および大気連通口８を有する負
圧発生部材収納室（第１収納室）、９はインクが直接に
充填されているインク補給室（第２収納室）である。な
お、インクの充填にあたっては、インク充填口１０から
インクの注入が行われ、インク充填後はボール１０Ａに
よって第２収納室９が密封される。また、１１は仕切壁
４のインク供給口７側端部近傍に設けられている微小連
通部であり、この微小連通部１１を介して第２収納室９
から第１収納室５へのインク補充が行われ、補充された
インクは弾性多孔質体の負圧発生部材６に吸収された状
態に保たれる。

【０００５】このように構成されたＩＪＣではインクジ
ェット記録ヘッド１のインク吐出口１Ａからインクがイ
ンク滴として吐出されるに連れて第１収納室５からイン
ク供給口７を介してインクが供給される。また、第１収
納室５では負圧発生部材６が負圧に保たれることによっ
て第２収納室９から微小連通部１１を介して第１収納室
５へとインクの補給が行われ第１収納室５では消費され
たインクに代って大気連通口８から空気が流入置換され
るが第２収納室９にはインクがそのまま充分に収容され
ているので、第１収納室５には第２収納室９のインクが
無くなるまでインクの補充を持続することができる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来例では、使い捨てが原則で、使用済インクジェットカ
ートリッジに対して再充填する装置としては開発されて
いるものの、インクがどの程度まで消費されたかについ
て、これまでの上述したインクジェットカートリッジで
はそのインク残量検知がなされないままインクが吐出さ
れない状態となると記録ヘッド共に廃棄されてきた。

【０００７】従って、かかる従来のインクジェットカー
トリッジに対してインクの再充填が行われたとしてもそ
のインクの再充填量およびその再充填時期が問題で、過
充填によりカートリッジに収納しきれないインクを外部
にあふれ出させてしまったり、第１収納室の負圧発生部
材に包含されるインクまで使い切ってしまうと再充填し
てもうまくいかず、不吐出が発生するなどの問題があっ
た。

【０００８】本発明の目的は、上述したような従来の問
題の解決を図り、インクの再充填が必要なインク量およ
び時期を判断することができ、また、その時期に適切な
再充填を実施することが可能で再使用することのできる
インクジェットカートリッジを提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】かかる目的を達成するた
めに、本発明インクジェットカートリッジは、記録ヘッ
ドにインクを供給するインク供給口および大気に連通す
る大気連通口を有し、負圧発生部材が装填された第１収
納室と、該第１収納室に補給するインクを収容し、前記
第１収納室との間に設けた仕切壁の微小連通部を介して
のみ前記第１収納室の負圧発生部材に前記インクの補給
が可能な第２収納室とを具え、該第２収納室に、当該第
２収納室収容インクが所定量以下となったことを検知す
るためのインク残量検知手段と、インクを再充填および
封止可能な充填口とを設けたことを特徴とするものであ
る。

【００１０】

【作用】本発明によれば、第１収納室の負圧発生部材に
保持されるインクがインクの消費に従って無くなるに連
れ、その負圧を利用して第２収納室から微小連通部を介
してインクの補給が行われる。かくして、第２収納室の
インクが微小連通部のレベルにまで無くなると、第２収
納室に設けたインク残量検知手段によりその状態が検知
されるので、完全にインクがカートリッジから無くなっ
てしまったり、インク残量がどれだけであるか分らない
ままにインクが再充填されるようなことが無く、また、
その再充填にあたっては第２収納室に設けた充填口を利
用して行い、封止することができて、これまでのように
使い捨てにされるのを防止することができる。

【００１１】

【実施例】以下に、図面に基づいて本発明の実施例を詳
細かつ具体的に説明する。

【００１２】図１は本発明の第１実施例によるＩＪＣの
構成を示す。ここで、１３は押え板のような形で負圧発
生部材１４を圧縮保持する部材（以下では押え部材とい
う）であり、押え部材１３により図４に示した形態の負
圧発生部材６をさらに圧縮した状態の部材１４に保つと
共に第１収納室５に配設される大気連通口８と負圧発生
部材１４との間に十分な空間（以下では大気連通空間と
呼ぶ）１５を保つことができる。また、１６は本実施例
にかかる微小連通部である。

【００１３】また、本実施例ではこの図に示すような記
録時の使用状態でＩＪＣの容器保体３の上部側にあたる
第２収納室９の上部側にインク充填口１０を設けると共
に、このインク充填口１０を耐インク性の材料で形成し
た着脱可能な封止キャップ１０Ｂにより封止するように
した。３Ｂは透明ないし半透明の透光材料で形成され、
例えば超音波溶着等により容器本体３に液密に封着され
ることにより第２収納室９の一面を構成する蓋部材、ま
た、２０は第２収納室９の底部側に配設され、上記透光
型の蓋部材３Ｂを介して第２収納室９に入光された光を
反射させる反射板である。

【００１４】そこで、このように構成したＩＪＣでは、
例えばこのようなＩＪＣを搭載して走査する不図示のキ
ャリッジ側に発光素子と受光素子とからなる光学的検知
手段を設け、記録ヘッド１からのインク吐出によるイン
ク消費により、第２収納室９内のインクが無くなり、最
早や微小連通部１６を介して第１収納室５側にインクが
導かれなくなった時点で反射板２０から反射された光量
を受光する光学的検知手段によりその状態が検知され
る。よって例えばその状態を報知手段によってユーザに
知らしめることによりＩＪＣへのインク充填を督促させ
ることができる。

【００１５】かくして、上述したようなインク無しを知
らされた段階で、予め設定されている量のインクをイン
ク充填口１０から公知の再充填装置により再充填すれば
よく、再充填後再び封止キャップ１０Ｂによりインク充
填口１０を封止する。なお、このようなインク無しの状
態では未だ第１収納室５において負圧発生部材１４にイ
ンクが含浸された状態で残留しているので、第２収納室
９をほぼ充満させるだけのインク充填により、インク不
吐出が発生したり、インクを過剰に充填するのを防止す
ることができる。

【００１６】図２は本発明によるＩＪＣの他の構成例を
示す。本例は、インクタンク部２の第２収納室９に光学
的インク検知手段の代りに公知の電気的インク検知手段
３０を設けたものである。３０Ａおよび３０Ｂは第２収
納室９の底部から上方に突設した１対の平行電極であ
り、これらの電極３０Ａおよび３０ＢはＩＪＣの外部か
ら不図示の配線によって検出器に接続されている。かく
して、第２収納室９に充填されているインクが消費に従
って第１収納室５に移行し、微小連通部１６近傍にまで
インク液面が低下した消費時点でインクを介して電極３
０Ａ，３０Ｂ間に保たれていた電気抵抗が変化する。よ
って、例えばその変化を検出器で検知することによって
インク無しが検知される。

【００１７】なお、このような対をなす電極３０Ａ，３
０Ｂの高さを検知手段別に異ならせたものを複数対配置
することで段階的にインク残量を検出するように構成す
ることも可能である。また、本実施例においても蓋部材
３Ａを透光性にある材料で構成することにより視覚でＩ
ＪＣの蓋部材３Ａ側からインクの有無を視認可能のよう
にすることができる。その他の構成については図１によ
って述べた実施例の構成と変わらないのでその説明は省
略する。

【００１８】図３は本発明インクジェットカートリッジ
を搭載して記録を行うインクジェット記録装置の構成例
を示す。ここで、５０００は被記録材であるシートＰを
シート送り可能なプラテン、５００２はプラテン５００
０との間にシートＰを保持するシート押え、５００３は
シートＰに沿ってキャリッジＨＣを案内するガイド軸、
５００４はキャリッジＨＣに螺合する螺旋溝５００５を
有し、駆動モータ５０１３により回転駆動されるリード
スクリュー、５００９，５０１１は駆動モータ５０１３
の正逆回転による駆動力をリードスクリュー５００４に
伝達するためのギアである。なお、キャリッジＨＣは矢
印ａ，ｂ方向に移動するもので、５００７および５００
８はフォトカプラからなるホームポジション検知手段で
あり、キャリッジＨＣがこの位置にまで移動してきたと
きに、キャリッジＨＣに設けたピン５００６がフォトカ
プラ５００７および５００８により検知され、駆動モー
タ５０１３の回転方向が切換えられる。

【００１９】５０１５はキャップ部材５０１６を支持
し、クリーニングブレード５０１７と共にこの位置でキ
ャリッジＨＣの移動方向とは直交する方向に移動可能な
キャップ吸引手段、５０１８はその支持体、５０２０は
キャリッジＨＣの移動に伴ってこれに係合し、回復手段
による吸引開始にかかわるカムである。なお、回復動作
時のこれらの一連の移動動作はクラッチ機構による切換
え動作により駆動モータ５０１３の駆動力を利用して行
われるものである。５０２３はキャップ支持部材５０２
２の開口部であり、回復動作の吸引時にインクジェット
カートリッジＩＪＣの記録ヘッドインク吐出面に周囲部
が密接する。また、５０１２は吸引回復動作を開始する
ためのレバーであり、キャリッジＨＣと係合するカム５
００２の移動に伴って移動し、駆動モータ５０１３の駆
動力を伝達する。これらのキャッピング、クリーニン
グ、吸引回復は、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５００４の作用によ
ってそれらの対応位置で所望の処理が行えるように構成
されているもので、周知のタイミングで所望で作動を行
うようにすればよく、本実施例に適用できるものであ
る。

【００２０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明インクジェ
ットカートリッジによれば、記録ヘッドにインクを供給
するインク供給口および大気に連通する大気連通口を有
し、負圧発生部材が装填された第１収納室と、該第１収
納室に補給するインクを収容し、前記第１収納室との間
に設けた仕切壁の微小連通部を介してのみ前記第１収納
室の負圧発生部材に前記インクの補給が可能な第２収納
室とを具え、該第２収納室に、当該第２収納室収容イン
クが所定量以下となったことを検知するためのインク残
量検知手段と、インクを再充填および封止可能な充填口
とを設けたので、簡易な構成で、容易、かつ、確実にイ
ンクジェットカートリッジにインクを再充填することが
できる。インクジェットカートリッジにインクを再充填
して再利用することができるのでリサイクルの観点にお
いても非常に有効である。

【００２１】また、かかるインクジェットカートリッジ
を用いることで、長期にわたり廉価なメンテナンスコス
トで安定した記録が得られるインクジェット記録装置を
提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかかるインクジェットカートリッジの
構成を示す断面図である。

【図２】本発明の他の実施例によるインクジェットカー
トリッジの構成を示す断面図である。

【図３】本発明の適用が可能インクジェット記録装置の
構成例を示す斜視図である。

【図４】従来のインクジェットカートリッジの構成を示
す説明図である。

【符号の説明】

１インクジェット記録ヘッド１Ａインク吐出口２インクタンク部３容器（本体）４仕切壁５第１収納室（負圧発生部材収納室）６，１４負圧発生部材７インク供給口８大気連通口９第２収納室（インク補給室）１０インク充填口１０Ｂ封止キャップ１１，１６微小連通部１３押え部材１５大気連通空間２０反射板３０電気的インク検知手段３０Ａ，３０Ｂ（対の）電極

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】記録ヘッドにインクを供給するインク供
給口および大気に連通する大気連通口を有し、負圧発生
部材が装填された第１収納室と、該第１収納室に補給するインクを収容し、前記第１収納
室との間に設けた仕切壁の微小連通部を介してのみ前記
第１収納室の負圧発生部材に前記インクの補給が可能な
第２収納室とを具え、該第２収納室に、当該第２収納室収容インクが所定量以
下となったことを検知するためのインク残量検知手段
と、インクを再充填および封止可能な充填口とを設けた
ことを特徴とするインクジェットカートリッジ。
【請求項２】少なくとも前記第２収納室を形成する外
壁のうちの一面が透光可能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カートリッジ。
【請求項３】少なくとも前記第２収納室のインクが所
定量以下になったことを検知するための手段を具備する
ことを特徴とする請求項１または２に記載のインクジェ
ットカートリッジ。
【請求項４】前記インクが所定量以下になったことを
検知するための手段は光学的検知手段であることを特徴
とする請求項３に記載のインクジェットカートリッジ。
【請求項５】前記インクが所定量以下になったことを
検知するための手段は、前記第２収納室を形成する透光
可能な外壁と前記第２収納室内に配設した反射板であ
り、前記外壁を介して透光され前記反射板により反射さ
れた光を受光することにより前記インクが所定量以下に
なったことを検知することを特徴とする請求項４に記載
のインクジェットカートリッジ。
【請求項６】前記インクが所定量以下になったことを
検知するための手段は、電気的検知手段であることを特
徴とする請求項３に記載のインクジェットカートリッ
ジ。
【請求項７】前記電気的検知手段は、前記第２収納室
内でインクに接する少なくとも一対の電極を有し、該一
対の電極間での電気的抵抗の変化により前記インクが所
定量以下になったことを検知することを特徴とする請求
項６に記載のインクジェットカートリッジ。
【請求項８】請求項１ないし７のいずれかの項に記載
のインクジェットカートリッジを具え、該インクジェッ
トカートリッジに収納されたインクが記録ヘッドから吐
出エネルギ発生素子の駆動により吐出され、記録を行う
ことを特徴とするインクジェット記録装置。