JPH0825643A - インクカートリッジ及び印字装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 インクカートリッジのインク残量を検知し、
インク残量を使用者に対して表示する印字装置を提供す
ることを目的とする。また、インクの充填を効率的に行
うことのできるインクカートリッジを提供することを目
的とする。 【構成】 導電性のインク２１が満たされたインクタン
ク２７の下部付近には２個のインク充填孔３３が設けら
れており、インク充填孔３３は導電性の封止球３４によ
って閉塞されている。この２個の封止球３４を電極とし
て使用する検知回路を介して、インクタンク２７におけ
るインク２１の残量の有無を表示部４２によって使用者
に知らせる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、コンピュータ機器等の
出力端末である印字装置、及びこの印字装置に使用する
ことのできるインクカートリッジに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、コンピュータ機器の小型化に伴
い、その出力端末としてのプリンタにも携帯性、小型化
が求められている。その中でもノンインパクト型であ
り、低騒音で高速印字が可能なインクジェットプリンタ
が注目されている。このインクジェットプリンタには、
インク吐出手段、電気的接続手段、インク貯蔵手段等が
一体に構成されたインクカートリッジが用いられている
ものも多い。以下に従来のインクカートリッジについ
て、図面を参照しながら説明する。

【０００３】図６は従来のインクカートリッジの部品構
成を示す斜視図であり、図６において、１はインク吐出
手段（図示せず）を有するヘッド基板、２はヘッド基板
１に設けられた吐出ノズル、３はインクを収容するキャ
ビティ、４はキャビティ３と嵌合するプラグ、５はキャ
ビティ３とプラグ４とによって構成されるインクタン
ク、６はインクタンク５の負圧を調節するバルブ、７及
び８はインクタンク５におけるインクの圧力を一定に保
つための板バネ及びエアバッグ、９はインクタンク５と
大気とを連通させる連通孔、１０はインクタンク５にイ
ンクを充填するインク充填孔（図示せず）を閉塞する封
止球、１１はインクタンク５からヘッド基板１へのイン
クを供給するインク供給孔、１２はインクタンク５にお
けるインクの気泡や塵を除去するフィルタである。

【０００４】以上のように構成されたインクカートリッ
ジについて、以下にその動作について説明する。図６に
示すように、キャビティ３とプラグ４とによって構成さ
れたインクタンク５の負圧は、吐出ノズル２の端面にか
かるインクの水頭圧力よりも大きく、かつ吐出ノズル２
の毛細管力よりも小さい、ある一定の負圧（ただし大気
圧以下）に保持されている。

【０００５】吐出ノズル２からインクを吐出することに
よってインクを消費すると、吐出ノズル２の毛細管力に
よってインクタンク５のインクがフィルタ１２を通過し
てインク供給孔１１に流れ込み、インクタンク５の負圧
が大きくなるが、バルブ６から空気が流入して負圧を元
に戻す。このようにインクの力学的バランスを保つこと
によって吐出ノズル２からのインク漏れを防いでいた。

【０００６】また、温度や気圧などの環境変化、あるい
はキャビティ３に対しての外圧などによるインクタンク
５の圧力変化に対しては、大気とインクタンク５とを結
ぶ連通孔９がプラグ４に設けられており、連通孔９から
取り入れられた大気が、インクタンク５に設けられた板
バネ７とエアバッグ８を動作させることによりインクの
力学的バランスを保ち、ある程度の圧力変化に対しても
インク漏れを防いでいた。

【０００７】また、インクタンク５のインク残量は、使
用者が半透明に形成されたキャビティ３を見ることによ
って確認されていた。インクタンク５のインク残量が少
なくなると、インク充填孔（図示せず）を閉塞している
封止球１０を取り除き、インク充填孔からインクを充填
していた。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
の構成では、使用者が半透明に形成されたキャビティ３
を見て、適時確認することによって、インクタンク５に
おけるインク残量の検知を行っていたが、インクカート
リッジは印字装置内部に設けられるため、インクタンク
５におけるインク残量の確認を行うには、その都度使用
者が印字装置のカバーを開けて確認をしなければならな
かった。このため、使用者が不注意により残量の確認を
怠ってしまうと、突然の印字不良を招いてしまうという
問題点を有していた。

【０００９】また、インクカートリッジには、インクを
充填するためのインク充填孔が１つしか設けられていな
かったために、この１つのインク充填孔によってインク
の充填と、インクタンク５の空気の排出とを同時に行わ
なければならないため、インクの充填速度が遅いという
問題点を有していた。

【００１０】本発明は上記従来の問題点を解決するもの
であり、インクタンクにおけるインク残量を常に検知
し、インク残量が少なくなると使用者にその旨を知らせ
ることのできる印字装置を提供することを目的とする。

【００１１】また、インクの充填を効率的に行うことの
できるインクカートリッジを提供することを目的とす
る。

【００１２】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するする
ために本発明の印字装置は、導電性のインクを収容する
インクタンクと、このインクタンクに設けられ、導電性
のインクを充填するためのインク充填孔と、インク充填
孔を閉塞する封止球とを備えたインクカートリッジを着
脱可能に装着する印字装置であって、インクタンクにお
ける導電性のインクの残量を検知するための検知回路
と、検知回路から得られる結果を使用者に対して表示す
る表示部とを備えた構成とした。

【００１３】また、インク供給孔と封止球は、少なくと
もそれぞれ２個以上設けられたものである構成とした。

【００１４】さらに、検知回路は、導電性の材料により
形成された封止球を電極とし、インクの液面と平行に設
けられた少なくとも２個以上の封止球の間の導電性イン
クの有無を検知するものである構成とした。

【００１５】また、本発明のインクカートリッジは、イ
ンクを収容するインクタンクと、このインクタンクから
インクの供給を受けるインク吐出手段と、インクを充填
するためのインク充填孔とを備え、インク充填孔は少な
くとも２個以上設けられた構成とした。

【００１６】

【作用】この構成により、使用者は、印字装置内部に設
けられたインクカートリッジのインク残量を印字装置の
外部から確認を行うことができる。

【００１７】また、インクカートリッジにインクを充填
する速度を高めることができる。

【００１８】

【実施例】以下に本発明の一実施例について、図面を参
照しながら説明する。

【００１９】図１は本発明の一実施例におけるインクカ
ートリッジの斜視図、図２は本発明の一実施例における
インクカートリッジの断面図であり、図２は図１におけ
る切断線Ａ−Ａ’で切ったものを示している。

【００２０】図１及び図２において、２１は導電性のイ
ンク、２２はインク２１を吐出するインク吐出手段（図
示せず）を有するヘッド基板、２３はヘッド基板２２に
設けられた吐出ノズル、２４はヘッド基板２２に設けら
れた電気的接続部、２５はインク２１を収容するキャビ
ティ、２６はキャビティと嵌合するプラグ、２７はキャ
ビティ２５とプラグ２６とによって構成されたインクタ
ンク、２８はインクタンク２７における負圧の調節を行
うバルブ、２９はインクタンク２７に大気を流入させる
連通孔、３０はインクタンク２７の内圧の調節を行うエ
アバッグ、３１はインクタンク２７のインク２１をヘッ
ド基板２２に供給するインク供給孔、３２はインクタン
ク２７のインク２１に含まれる気泡や塵を除去するフィ
ルタ、３３はインク２１を充填するためのインク充填
孔、３４はインク充填孔３３を閉塞する封止球、３５は
インク２１から封止球３４により構成されたインクカー
トリッジである。

【００２１】ヘッド基板２２に設けられたインク吐出手
段は、図示していないが、本実施例ではヘッド基板２２
には一対の電極を有する圧力室がもうけられており、こ
の圧力室は導電性のインク２１で満たされている。一対
設けられた電極に電圧を印可することによって、電極間
にバブル（気泡）を発生させ、このバブルによる圧力室
内の急激な圧力変化により、圧力室に充満しているイン
ク２１を吐出ノズル２３からインク滴として吐出するバ
ブルジェット方式を備えたものとする。

【００２２】図１及び図２に示すように、インクカート
リッジ３５には、ヘッド基板２２が底面と一側面にまた
がって設けられている。ヘッド基板２２の底面側に吐出
ノズル２３が、側面側に電気的接続部２４がそれぞれ設
けられており、吐出ノズル２３の１つ１つの吐出口と電
気的接続部２４の突起状をした１つ１つの電極とがそれ
ぞれ対応している。

【００２３】また、キャビティ２５とプラグ２６とによ
って構成されたインクタンク２７には、従来例で述べた
ように、吐出ノズル２３の端面にかかるインク２１の水
頭圧力よりも大きく、且つ吐出ノズル２３の毛細管力よ
りも小さい、ある一定の負圧に保持されている。これは
吐出ノズル２３からのインク漏れを防ぐのと同時に、イ
ンクタンク２７からインク２１をヘッド基板２２に安定
した供給を行うためである。印字を行う際に、吐出ノズ
ル２３からインク２１を吐出すると、吐出ノズル２３の
毛細管力によって、インクタンク２７のインク２１がフ
ィルタ３２を介してインク供給孔３１に流入し、ヘッド
基板２２の吐出ノズル２３の端面まで流れ込む。この動
作によりインクタンク２７のインク２１の量が減るとイ
ンクタンク２７の負圧が高まるが、バルブ２８から大気
をインクタンク２７に流入させることによって負圧を元
に戻す。

【００２４】また、温度や湿度による環境変化、あるい
はキャビティ２５にかかる外圧による圧力変化等のある
程度の変化に対しても、連通孔２９からインクタンク２
７に大気を取り入れることによってエアバッグ３０を動
作させ、インクカートリッジ３５からのインク漏れを防
ぐようにしている。

【００２５】インクタンク２７にインク２１を充填する
場合、インク充填孔３３からインク２１を流入させるの
であるが、インク充填孔３３は、インクタンク２７の下
部となる位置に２箇所設けられており、電気的接続部２
４と同一の面に設けられている。インク２１を充填する
際には、一方をインク２１の充填用として、他方をイン
クタンク２７内の空気の排出用として使用することによ
り、従来よりも効果的にインク２１の充填を行うことが
できる。なお、インク充填孔３３の数を本実施例では２
箇としたが、特にこの数に限るものではない。

【００２６】インク２１のインクタンク２７への充填を
終えると、インク充填孔３３を金属製の封止球３４を嵌
合させることによって閉塞する。この封止球３４の材料
としては、ステンレス鋼、ベアリング鋼球などが廉価で
適している。また、その他の非金属材料でも、表面に鍍
金処理を施して導電性の性質を持たせて使用しても良
い。なお、本実施例では後述するように、この封止球３
４を電極として使用するために導電性材料により構成さ
れたものしたが、電極として使用しなければ、特に導電
性材料である必要は無い。

【００２７】次に、インクカートリッジ３５を装着可能
であり、インクカートリッジ３５のインク残量を検知
し、その結果を表示する印字装置について説明する。

【００２８】図３は本発明の一実施例における印字装置
の部分断面図を示している。図３において、３６はイン
クカートリッジ３５を装着可能な印字装置、３７はイン
クカートリッジ３５を装着するキャリッジ、３８はキャ
リッジ３７をＸ方向（副走査方向）に導くキャリッジシ
ャフト、３９はＹ方向（主走査方向）に搬送される記録
紙、４０はインクカートリッジ３５を着脱する際に用い
るカバー、４１は使用者が操作する操作部、４２は発光
ダイオードなどの表示部である。

【００２９】印字装置３６が接続されたコンピュータ機
器等から信号が送られてくると、図３に示すように、イ
ンクカートリッジ３５を装着したキャリッジ３７は、送
られてきた信号に対応して、キャリッジシャフト３８に
沿ってシリアルな往復動作を行う。この動作と同時にプ
ラテン（図示せず）によってＹ方向に搬送されてきた記
録紙３９にインクカートリッジ３５の吐出ノズル２３
（図１参照）からインク滴を吐出して印字を行う。

【００３０】図４は本発明の一実施例における印字装置
のキャリッジにインクカートリッジを装着する際の部分
断面図であり、印字装置３６（図３参照）におけるキャ
リッジ３７とインクカートリッジ３５との接続の様子に
ついて示したものである。図４において、４３は印字装
置３６（図３参照）に電気的に接続されたＦＰＣ等の電
気基板、４４は電気基板４６に設けられたディンプル電
極、４５は電気基板４３に設けられた電極である。

【００３１】図１に示したように、インクカートリッジ
３５のヘッド基板２２には、吐出ノズル２３の吐出口の
１つ１つに対応した突起状の電気的接続部２４が設けら
れている。図４に示すように、キャリッジ３７には電気
基板４３上に窪みを有するディンプル電極４４が電気的
接続部２４（図１参照）と対応するように配列されてお
り、インクカートリッジ３５をキャリッジ３７に挿入す
ると、電気的接続部２４（図１参照）とディンプル電極
４４とが電気的に接続する。この電気的な接続によっ
て、インクカートリッジ３５は印字装置３６（図示せ
ず）からインクの吐出に関する信号を受け取ることがで
きる。

【００３２】同時にこのとき、インクカートリッジ３５
に設けられている封止球３４と電気基板４３に設けられ
ている電極４５も電気的に接続し、後述する検知回路の
一部を構成している。

【００３３】図５は本発明の一実施例における印字装置
の検知回路を示す図である。図５において、４６は入力
された信号を選択するコンパレータ、４７は入力された
信号を反転するインバータ、４８は基準電圧である。

【００３４】図５に示すように、インクタンク２７（図
２参照）において、インク２１の液面が封止球３４より
も上にあるとき、２個の封止球３４の間に電流が流れ、
コンパレータ４６及びインバータ４７を介して出力され
る電圧値は５Ｖとなり、表示部４２には電流が流れない
ために発光しない。逆に、インク２１の液面が封止球３
４よりも下にあるとき、２個の封止球３４の間には電流
が流れないために、コンパレータ４６及びインバータ４
７を介して出力される電圧値は０Ｖとなり、表示部４２
に電流が流れることによって、表示部４２が発光し、イ
ンクタンク２７のインク２１が残り少ないことを使用者
に対して知らせる。

【００３５】なお、本実施例では、インクタンク２７の
下部付近に電極となる２個の封止球３４を設けることに
より、インクタンク２７におけるインク残量の有無を確
認できるよう構成したものであるが、封止球３４をイン
クタンク２７の高さ方向に複数設け、インクタンク２７
のインク残量を段階的に検知しても良い。

【００３６】以上のように本実施例では、インクカート
リッジ３５のインクタンク２７の下部付近にインク充填
孔３３を２個設け、このインク充填孔３３を閉塞する導
電性の封止球３４を電極とし、この封止球３４と検知回
路を介して電気的に接続した表示部４２を印字装置３６
に設けたことにより、使用者は印字装置３６の操作を行
いながらインクタンク２７のインク残量を適時確認する
ことができる。

【００３７】また、インク充填孔を２個設けたことによ
り、インク２１を充填する孔とインクタンク２７の空気
を排出する孔とに分けることができ、インク２１の充填
速度を高めることができる。

【００３８】

【発明の効果】以上のように本発明は、インクカートリ
ッジに設けた複数のインク充填孔を閉塞する封止球を電
極とし、この電極と電気的に接続した表示部を印字装置
に設けたことにより、使用者は印字装置の操作を行いな
がら、その内部に設けられたインクカートリッジのイン
ク残量を適時確認を行うことができる優れた印字装置を
実現できるものである。

【００３９】また、インクカートリッジに複数のインク
充填孔を設けたことにより、インクを充填する孔と空気
を排出する孔とに分けることができるために、インクを
充填する速度を高めることができ、インクカートリッジ
の生産性の向上を図ることができる優れたインクカート
リッジを実現できるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例におけるインクカートリッジ
の斜視図

【図２】本発明の一実施例におけるインクカートリッジ
の断面図

【図３】本発明の一実施例における印字装置の部分断面
図

【図４】本発明の一実施例における印字装置のキャリッ
ジにインクカートリッジを装着する際の部分断面図

【図５】本発明の一実施例における印字装置の検知回路
を示す図

【図６】従来のインクカートリッジの部品構成を示す斜
視図

【符号の説明】

２１ インク ２７ インクタンク ３３ インク充填孔 ３４ 封止球 ３５ インクカートリッジ ３６ 印字装置 ４２ 表示部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大山 正治 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】導電性のインクを収容するインクタンク
   と、前記インクタンクに設けられ、導電性のインクを充
   填するためのインク充填孔と、前記インク充填孔を閉塞
   する封止球とを備えたインクカートリッジを着脱可能に
   装着する印字装置であって、前記インクタンクにおける
   導電性のインクの残量を検知するための検知回路と、前
   記検知回路から得られる結果を使用者に対して表示する
   表示部とを備えたことを特徴とする印字装置。
2. 【請求項２】前記インク供給孔と前記封止球は、少なく
   ともそれぞれ２個以上設けられたものであることを特徴
   とする請求項１記載の印字装置。
3. 【請求項３】前記検知回路は、導電性の材料により形成
   された前記封止球を電極とし、インクの液面と平行に設
   けられた少なくとも２個以上の前記封止球の間の導電性
   インクの有無を検知するものであることを特徴とする請
   求項１または請求項２記載の印字装置。
4. 【請求項４】前記インク充填孔と前記封止球は、前記イ
   ンクタンクの下部付近に、設けられたことを特徴とする
   請求項１または請求項２または請求項３記載の印字装
   置。
5. 【請求項５】インクを収容するインクタンクと、前記イ
   ンクタンクからインクの供給を受けるインクを吐出する
   手段と、インクを充填するためのインク充填孔とを備
   え、前記インク充填孔は少なくとも２個以上設けられた
   ことを特徴とするインクカートリッジ。
6. 【請求項６】前記インク充填孔には、前記インクタンク
   にインクを満たした際に、その孔を閉塞する封止球が設
   けられていることを特徴とする請求項５記載のインクカ
   ートリッジ。
7. 【請求項７】前記インク充填孔は、前記インクタンクの
   高さ方向に、その配置の高さを異ならせて設けられたこ
   とを特徴とする請求項５または請求項６記載のインクカ
   ートリッジ。
8. 【請求項８】前記封止球は、導電性の材料により形成さ
   れたものであることを特徴とする請求項６記載のインク
   カートリッジ。