JPS60190361A - インク貯蔵装置 - Google Patents

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、記録用インクをノズルより噴射又は吐出せし
めて記録体上へ付着せしめることによって画像を形成す
る、例えばインクジェット記録装置やペンレコーダの如
き記録装置に使用するインク貯蔵装置に関するものであ
る。

〔従来技術〕

インクを記録体上へ付着せしめることによって画像を形
成するものとして、インク壷からインクをペン先に供給
し、データを記録するペンレコーダや、インクをノズル
から噴射して記録体上にインクドツト画像を形成するイ
ンクジェット記録装置がある。

インクジェット記録装置は、細いノズルからインクを小
滴として噴射飛翔させて、記録紙上に文字、図形等をド
ツト記録させるものである。この場合、高品質な文字１
図形等を描かせるためには、微細かつ等しい径のインク
小滴を規則正しく間欠的に噴射させねばならない。この
ような、インク小滴の噴射飛翔を円滑に行なわせ、記録
紙上に安定して文字・図形等を描かせろためには、イン
ク自体の性質も充分均一化された安定なものとする必要
があるが、同時にインク中に空気泡が混入することを充
分防止するようにしなければならない。

インクジェット記録装置におけるインク供給装置として
は、インクを外気に触れさせることなく安定した状態に
保つために、密封型のインクカートリッジが用いられて
いる。このインクカートリッジにはインクが気密性の高
い袋または容器に空気の入らないように充填されている
。このインクカートリッジをカートリッジ受は部に対し
て着脱可能に設け、インクカートリッジを交換すること
によって新しいインクを補充できるようになされている
。

上記インクカートリッジのうち、静水圧によってインク
を供給する密封形式の従来のインクカートリッジにあっ
ては、インクを収容する袋全体が可撓膜で構成されてい
る。このような可撓膜を用いたインク収容袋では、可撓
膜全体が不規則に変形するために、インク収容袋中のイ
ンク全量を使い切ることができず、未使用のインクが袋
中に残存するので無駄になるという欠点を有し実用上問
題となっていた。

第１１’Ｎ（Ａ）はこのような従来用いられているイン
クカートリッジの一例を示す。インクカートリッジは筐
体１．該筐体１内に収容されたその内部にインク２を貯
蔵する可撓性インク収容袋３、および該インク収容袋３
ＦＣ結合されインクを外部のインクジェット記録装置の
記録ヘッド（不図示）へ導出するインク結合部材４とよ
り成っている。インク結合部材４に、前記記録ヘッドに
接続するインク供給管６と接続するインク導出管５を挿
入すること罠より、インク収容袋３内のインク２はイン
ク導出管５、インク供給管６を経て記録ヘッド内に供給
される。

更にインク収容袋３は、内部に空気が混入しない密閉構
造をとっている。従ってインクを使用していくに従って
インク１１￥容袋３は次第に減少していき、第１図（Ｂ
）に示すよ５に数箇所にインクの残留部７を形成してし
まい、それら残留インクは使用することが鑓しくなって
不経済であった。

このような問題点を改善するための提案として、特開昭
５７−１２６８３号、特開昭５７−１８２６６号公報に
示されるインクカートリッジが知られている。これは、
第２図に示すようにインクを貯溜する偏平なインク収容
袋１３を有するインクカートリッジにおいて、前記イン
ク収容袋１３内に挿着・連通されるインク導出部１４の
一部を成し前記インク収容袋１３内に位置する部位に、
その周面にインクの流通が可能な多数の孔１１を有する
パイプ１２を配したことを特徴とするものである。

しかしながら、このようにインク収容袋１３内に多孔性
パイプ１２を挿入した形式においては、インク結合部材
１４付近のインク収容袋１３の密着はなく　５− なるが、第２図に示すように尚、インクの残留部１５が
存し、このためやはりインク収容袋１３内のインクは残
存して無駄になる欠点がある。

上記インクカートリッジのインク収容袋内ノインクが不
足すると、ペン先や記録ヘッドは記録動作をしているに
も拘らず記録紙上にインクが十分′与えられないため画
像がかすれたり、画像の一部に抜けを生じたり、あるい
は全（記録されないことになる。また記録ヘッドがノズ
ルから気泡を吸引して印字不能に陥り、パージなどを行
って回復動作なせねばならなくなる。気泡の吸引の程度
がひどいときは、パージ動作を何度も繰り返さねば回復
しなかったり、最悪の場合には記録ヘッドを交換しなけ
ればならなかった。

従って、従来は、目視によってインク壺やインク容器あ
るいはインク供給経路のインクの残量を知り、適宜イン
クを補充している。しかしながら目視によるインクの残
量監視は、めんどうでミスがあるので特にインク残量の
監視が重要なものでは、自動的にインクの残量が監視で
きるインク残　６− 量監視手段を備えていたものもある。

本願出願人は先に前記インク残量監視手段として発光素
子と受光素子とを組合わせた光検出器を用いたことを特
徴とするインクジェット記録装置を提案した。第３図は
、第１図（４）、（Ｂ）Ｋ示すインクカートリッジの容
器本体１の側方に光検出器の一例として透過形光検出器
を配置したインク貯蔵装置の横断面図である。

インクカートリッジを着脱可能に装着する受台１６には
、インクカートリッジを挾んで両側に発光素子１７Ａと
受光素子１７Ｂとが対向する光検出器１７が設置されて
いる。このように構成することによって、インクカート
リッジ内のインク残量か十分なときには、第３図（Ａ）
に示すように、前記発光素子１７Ａの光が遮られて、受
光素子１７Ｂに到達せず、何ら出力信号が発せられない
。インクが消費されてインク残量が一定値以下に達する
と、第３図（Ｂ）に示すように、前記インク収容袋３の
上面が低下して発光素子１７Ａの元が受光素子１７ＢＫ
入射して、ここで出力信号が発せられ、インク残量不足
な警告する。

しかしながら、上記インクカートリッジのインク収容袋
σ）上面は第１図（ＢＩ　Ｖｒ−示したように形状が一
定せず、インク残量検知精度が不確実になる。

なＲ１第１図および第２図において１７Ｃは前記光検出
器１７０光路を示す。

従来の光検出器はアナログ的に変化する光透過量を検出
するもので、光検出器の各素子の個体差によるバラツキ
補正用の回路、およびその調整工程が複雑となり、高価
となる欠点があり、更にイ：／り残量検知位置でのイン
ク消費量当りのインク収容袋の高さ変化が小さいため検
出感度が低いという難点があった。

〔発明の目的〕

本発明は、上記の諸欠点を装着するためになされたもの
であり、インク収容袋内のインク等の記録液を無駄なく
使用し、更にインク収容袋内の所定最終残量を正確かつ
安定して検知することのできるインク貯蔵装置を提供す
ることを目的とするものである。

〔発明の構成〕

本発明のインク貯蔵装置は、少なくとも一部が町撓膜で
構成されたインク収容袋と、該インク収容袋の底部を支
持する支持面と、前記インク収容袋の所定位置の高さに
よってインク残量を検知するインク残量検知手段とを有
し、かつ前記支持面の前記所定位置に対向する部分を低
位にしたことを特徴とするものである。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例により具体的に説明する。

第４図（４）は本発明によるインク貯蔵装置を示す断面
図である。図において２１はインクカートリッジの外殻
をなす筐体で、一部に開口２１ｍを有する。

開口２１轟はインクカートリッジの筐体２１内を大気圧
流通せしめて、可撓性のインク収容袋ｎ内のインクを大
気に保つ。可撓性のインク収容袋ｎはポリ塩化ビニリデ
ンのフィルムをポリエチレン等で片面又は両面被着した
ラミネートフィルムや、アルミニウムを蒸着あるいはア
ルミニウム箔をラミネートしたフィルム等を用い、気体
透過率が低く　９− バリア性があり、インクと化学変化を生じない安定性が
あり、かつ可撓性のよい材料の薄膜状フィルムが選ばれ
る。このような薄膜状フィルムを折り曲げ重ね合わせ、
その周囲の開口辺となる２辺ないし４辺を熱融着等によ
り接合して偏平形状に形成して可撓性袋状のインク収容
袋部を形成する。

このインク収容９乙の下面の一部には、ポリエチレン等
の樹脂あるいはステンレス鋼、真鍮等の今属により形成
された結合部材ｎが、インク容器ｎと熱融着あるいはネ
ジ等による係止手段によって固定されていてインク導出
部を形成している。

該結合部材乙の内部には、ブチルゴム、ブタジェンゴム
、インプレンゴム、シリコンゴム、アクリルゴム等の弾
性体Ｕが圧入あるいは嵌入固定されている。かくして前
記インク収容袋ｎの開口部は結合部材るおよび弾性体列
によって密閉封止されて、インク収容袋ｎ内に収容され
たインクに外気が侵入することはない。

一方、前記インクカートリッジ筐体２１を所定位置に装
着するインク供給装置のインクカートリツ１０− ジ取付台四の一部には、前記弾性体列を貫通して前記イ
ンク収容袋ｎ内のインクを導出せしめる針状管５と、該
針状管６に接続するインク供給管誘、および針状管δを
保持ｌ−バネ付勢された保持部材ａとから成るインク導
出部受は部（リセプタクル）が設けられている。また、
前記取付台部は所定の傾斜角度（θ）を有するよう形成
されている。よってて取付台お上に設置されたインクカ
ートリッジ筐体内のインク収容袋２２Ｆｉ傾斜されて保
持された状態でインクを針状管δより導出する。

第４図（８）は本実施例によるインクカートリッジのイ
ンクを消費した状態を示す図である。前記インク収容袋
ｎは傾斜して保持されているから、インク残量が少なく
なった場合においても、インクは前記結合部材器の周囲
に溜っているため、前記針状管６よりインク供給管拠を
通して記録ヘッドへ安定して継続してインク供給がなさ
れ、インク収容袋ｎ内にインクが点在して残留すること
はない。なお、結合部材器は、最終残量を少なくすると
いう点からは、筐体２１の最下部となる隅部に設けるの
がよいが（インクを袋を使わず、直接筐体に入れるなら
、それが可）、結合部材るのツバの大きさがあるため、
また、インク袋を端部までツバで押えると袋がツッパッ
で、インク収容能力が低下するため、あまり隅に寄せる
訳にはいかない。

その限りで近づける方がよい。

更に、インクカートリッジの筐体２１の結合部材器の上
方付近でインク収容袋ｎの傾斜底部近くに７オトインク
ラプタ等の光検出器を設置しておけば、インク残量を正
確に検知して警報することができるので有効である。第
５図は、第４図に示すインクカートリッジのＡ−Ａ断面
図の概要を示しており、上述のような残量検知装置の一
例であるが、図において２９ａは発光素子、２９ｂは受
光素子で、これらは筺体２１の両側面の導出部付近にそ
れぞれ配置されている。インクがインク収容袋なの中に
十分収容されているときは、発光素子２９＆からの光は
インク収容袋によって遮られ受光素子２９ｂに達しない
が、インクが不足するとこの光は受光素子に達し信号が
発せられてインク不足を警告するものである。なお上記
発光菓子２９ａ、受光素子２９ｂは第３図（ａｔ　、　
（ｂ）に示すようにカートリッジ受台１６上に設けても
よい。

尚１本実施例の如く、予め結合部材る付近のインク収容
袋部が最低位置になるように傾斜を持たせておく場合、
インクカー）　ＩＪツジが装着されてインクが消費され
るまでインク容器内のインクの静水圧の変動が所定範囲
内にあるよう傾斜角度θを定める。たとえば３〜］０１
ｆがよい。即ち、記録ヘッド内の圧力特性に影響のない
範囲に決定される。これによって記録ヘッドのノズル面
よりの空気吸い込みや漏出を防止し、またノズルから噴
射されるインク滴の速度やインク滴の径の変動が一定値
以内に保持されるようインクカートリッジが装着されね
ばならない。

実験結果によれば約７０ｃｃのインクを収容するインク
収容袋が、インク消費によって容積を縮小し、インク残
量が３ないＬ　６　ｃｃ以下になると、インク収容袋の
シワや硬さ等によりインク収容袋内のインク圧は急速に
低下し、インク噴射に異常を生じ１３− るようになる。このような異常を生ぜず、正常な印字の
行なえるインクの最小量である最小限インク残量を検知
するインク残量検知手段、例えば元検出器部は第４図（
４）、（Ｂ）に示すようにインク収容袋２２の底部支持
面より低位置に′Ｖけることにより、インク収容袋ｎが
たとえ第１図（Ｂ）の如く不規則に変形しても、第４図
（Ｂｌの如く正確にインク残量を検出することができる
。

第６図は本発明のインク貯蔵装置の他の実施例を示す断
面図である。図において前記実施例と同一構造部分につ
いては同一符号を付す。インクカートリッジの筐体３１
の内部には、可撓性のインク収容袋羽な傾斜せしめるた
めに傾斜板間が固設されていて、結合部材２３％弾性体
スが最低位置になるよう配置されている。この場合には
インクカートリッジはインク供給装置の取付台上に水平
に載置される。光検出器部は結合部材器の近傍であって
、筐体４１の傾斜板間の低部に位置するように設置され
ている。このようなインク貯蔵装置においては、インク
収容袋内のインクの残量が少なくな１４− った場合、インクは結合部材器内に溜まり、最小限イン
ク残量に至るまでインク供給管５より記録ヘッドの安定
したインク供給がなされ、インク収容袋ｎ内にインクが
点在して残留することはない。

そして最小限インク残量に達すると、光検出諸々の光路
が透過可能となり、インクカートリッジの交換を警報す
る。これによってインク残量にばらつきがなく誤差の少
ないインク残量検知が可能となる。

ｗＣ７図は本発明のインク貯蔵装置の他の実施例を示す
断面図である。インクカートリッジの筐体４１の底面は
インク結合部材２３オよびその近傍のみ他の底部４１ｍ
（インク収容袋支持面）より低く構成しである。即ち、
インク収容袋４２１４前記インク結合部材に接続する部
分は、他の支持面より低い位置に在る。光検出器２９は
結合部材ｎの近傍であって、底部４２ｍと同じか又はそ
れよりも低い位置に設置されている。このように構成さ
れたインク貯蔵装置においても、インク残量が僅少にな
ったときには結合部材ｎ内又はその近傍にのみインクが
溜るようになるから、インクを有効に使用し、かつイン
ク残量検知が正確になる。

以上の諸実施例で示すように、本発明のインク貯蔵装置
の光検出器による検出動作は、光透過の有無という２値
化した信号として用いるため検出１ノベルの調整が不用
となり、回路の簡単で安価にできる。またインク残量検
出部でのインク消費量当りのインク収容袋の高さ変化が
大きく安定しているので、高感度化と安定性に優れてい
る。

〔発明の効果〕

以上述べたように、本発明によるインク貯蔵装置は、イ
ンクカートリッジ内のインクを無駄なく使用し、更にイ
ンク収容袋内の所定最小限残量を正確かつ安定して検知
できるものであって、インク残量検知が高精度ｅ高感度
に安定して行なわれ、かつ製作・調整が容易なため安価
にできる利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１ＦｇＪＣＡ）、（Ｂ）は従来のインクカートリッジ
によるインク充満状態およびインク消費状態を示す断面
図、第２図は従来の他のインクカートリッジの断面図、
第３図（支）、（Ｂ）は光検出器を装着した従来のイン
ク貯蔵装置の横断面図、第４図ｇよび第５図は本発明の
インク貯蔵装置によるインク消費状態を示す断面図、第
６図および第７図は本発明のインク貯蔵装置の他の実施
例をそれぞれ示す断面図である。 １．２１，３１，４１　・・・インクカートリッジ筐体
３．１３，２２．３２．４２・・・インク収容袋４．１
４．２３・・・インク結合部材 １７．２９　・・・光検出器 ｎ・・・取付台 謔・・・傾斜台 代理人　弁理士野田義親 １７一

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）少なくとも一部が可撓膜で構成されたインク収容
   袋と、該インク収容袋の底部を支持する支持面と、前記
   インク収容袋の所定位置の高さによってインク残量を検
   知するインク残量検知手段とを有し、かつ前記支持面の
   前記所定位置に対向する部分を低位にしたことを特徴と
   するインク貯蔵装置。
2. （２）　前記インク残量検出手段が、前記インク収容袋
   を内蔵するインクカートリッジに設けられていることを
   特徴とする特許請求の範囲第１項記載のインク貯蔵装置
   。
3. （３）　前記インク残量検出手段が、前記インク収容袋
   を内蔵するインクカートリッジを着脱自在となす受け台
   に設けられていることを特徴とする特許請求の範囲第１
   項記載のインク貯・　蔵装置。
4. （４）　前記インク残量検出手段として光検出器を用い
   、前記インク収容袋の所定部分の高さを検知するように
   なしたことを特徴とする特許請求の範囲第１項ないし第
   ３項の何れか１項に記載のインク貯蔵装置。