JPS63257645A - 液体噴射記録装置 - 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〕 本発明は圧力変化によって動作するインク残量検出装置
を備えた液体噴射記録装置に関する。

〔従来の技術〕

液体噴射記録装置は通常インクジェット記録装置と呼ば
れるものであり、記録ヘッドに設けた複数のインク吐出
口内のインクを記録情報に基いて駆動することにより、
該インク吐出口から記録媒体へ向かう飛翔的インク滴を
形成して画像や文字などを記録していくよう構成されて
いる。

この種の記録装置では、インクリボンなどは用いずに、
インクタンク内に貯蔵された液状インクをチューブ等で
構成されるインク供給経路を通して記録ヘッドへ供給し
、記録ヘッドの吐出機構により微小な液滴として記録媒
体へ飛翔させ付着させて記録を行なっている。

したがって、インクリボン式の記録装置とは異なり、イ
ンク切れによる記録不良を防止するため、一般にインク
タンク内のインク残量を検出する装置が設けられており
、インク残量が充分でなくなった時警告音などを発して
インク補充あるいはカートリッジ式のインクタンクの交
換を促す構成が採られている。

第６図は本発明を通用するのに好適な液体噴射記録装置
の要部構成を示す。

第６図において、記録ヘッド１は、プラテン８に記録面
を規制された記録媒体に対してインク滴を吐出し記録す
るものであり、前記プラテン８と平行に設置された一対
のガイドシャフトＧに沿って移動可能なキャリジ２上に
搭載されている。

前記キャリジ２上には予備インクタンク４も搭載されて
おり、該予備インクタンク内のインクは供給管３を通し
て記録ヘッド１へ供給される。

記録装置の本体側にはインク供給源としてのインクタン
ク７が装着されており、該インクタンクと前記予備イン
クタンク４とは可撓性のインク供給管５Ａで接続されて
いる。図示のインクタンク７はプラスチックまたはアル
ミ材などのシートで形成された偏平でかつ柔軟性の袋体
で構成されている。このインクタンク７は着脱自在に構
成され交換可能になっている。

前記インク供給管５Ａの途中にインク残量検出装置６が
接続されている。

なお、可撓性のインク供給管５Ａはその途中から可撓性
の吸引管５Ｂと束ねられ、キャリジ２の移動を吸収する
可撓性の連通部材５を構成している。

前記吸引管５Ｂは、予備インクタンク４内の液面が所定
の範囲に維持されるよう、ポンプ（吸引手段）９と該予
備インクタンクとを接続するものである。また、このポ
ンプ９は記録ヘッド１を密閉するキャッピング手段１０
に連結され、記録不良やインクタンク７交換時などにヘ
ッド１先端（インク吐出口）からインクを吸引するイン
ク回復装置を構成している。

第６図の構成において、インクタンク７に貯蔵されたイ
ンクはインク残量検出装置６およびインク供給管５Ａを
介してキャリジ２上の予備インクタンク４へ導かれる。

さらに、インクは予備インクタンク４から供給管３を通
して記録ヘッド１へ導かれ、記録情報に基いて該記録ヘ
ッドのインク吐出口から吐出されプラテン８上の記録媒
体に記録が行なわれる。

第７図は前記インク残ｉｔ食出装置６として提案されて
いる検出装置の構造を示す。

第７図において、本体１１およびカバー１２の接合面の
間に可撓性の膜部材１３が挟持され、本体ｌｌ内の空間
は外気から遮断された密閉室になっている。なお、本体
１１、膜部材１３およびカバー１２は接着、溶着あるい
はビス止めなど適当な方法で接合することができる。

前記本体１１にはインク供給管５Ａ（第６図）を接続す
るためのインク流入口２４およびインク流入口２５が形
成されており、前記膜部材１３で仕切られた密閉空間は
インク供給経路の一部を構成している。

膜部材１３は下面プレート１４および上面プレート１５
の間で支持されている。

下面プレート１４はスプリング１６によって上向きに付
勢されるポルト１７の下端に結合されており、通常では
図示のように最上位置に当接保持されている。

一方、上面プレート１５は、ポルト１７にスライド可能
に遊嵌され、スプリング１６のばね力により下面プレー
ト１４および膜部材１３を介してカバー１２の裏面に固
定された電極対１８．１９に圧接されている。この上面
プレート１５は導電材で作られており、電極対１８．１
９と圧接離反してスイッチング動作するものである。

また、各電極１８．１９はそれぞれカバー１２に設けた
取出し端子２０．２１に接続されている。

ポルト１７の上部のねじ部にはナツト２２が上下位置調
節可能にねじ係合しており、このナツト２２の下側にス
プリング押え２３とカバー１２の表面との間に前記スプ
リング（圧縮コイルスプリング）１６が取付けられてい
る。

こうして、ナフト２２を回動して該ナツトのポルト１７
上の位置を調整することにより、膜部材１３に作用する
上向きのスプリング１６カの大きさを調整し、もって、
インク残量検出装置６の動作設定を調整しうる構造にな
っている。

かかる構成において、少なくとも一部が可撓性シートで
構成された密閉袋状のインクタンク７内のインク残量が
減少するとインク供給経路内の負圧が強くなり、これに
応じて膜部材１３がスプリング１６のばね力に抗して下
向きに吸引され、ナツト２２で調整された所定の負圧値
に達した時膜部材１３が下降し導電性のプレート１５が
電極対１８．１９から離れる。

これによって取出し端子２０．２１間がスイッチオフ（
導通遮断）になり、その時の抵抗値変化によりインク残
量が設定値以下になったことが検出される。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかし、第７図の従来のインク残量検出装置６では次の
ような問題が生ずる場合があった。

（ｉ）インク残量が設定値以下になったことが検出され
た後も記録動作やポンプ使用によりインク消費が続くと
、インク供給経路内に発生する過大な負正によって可撓
性の膜部材１３に過大な変形が生じ、動作設定圧力が変
化したりさらには膜部材１３が破損する可能性があった
。

また、インク残量がないのに記録を続けると、記録ヘッ
ド１にも悪影響を与えることになる。

これらの不具合は、記録中にインク残量検出装置が動作
したにもかかわらず、記録装置の操作者が不在である場
合などに起こりやすい。

このような不具合を防止する手段として、残量検出装置
からインクが少量になったことを検出する出力が発せら
れ時、記録装置の動作を停止させてし５まう方法が考え
られる。

しかし、この方法は、記録途中の記録物が無駄になる可
能性が大きく、特にカラー用の液体噴射記録装置でハー
ドコピーを出力している時など記録時間や消費インク量
を考慮すると、実施するのに適当な方法ではない。

〔問題を解決するための手段〕

本発明の目的は、上記従来技術の問題点を解消し、簡単
な構造で、信頼性が高くしかも有効かつ正確なインク残
量検出を行ないうる残量検出装置を備えた液体噴射記録
装置を提供することである。

本発明は、記録ヘッドへインクを供給するインクタンク
と、インク供給経路内の圧力変化によって動作するイン
ク残量検出装置と、該インク残量検出装置に接続された
インク少量報知手段とを備え、前記インク残量検出装置
は異なった圧力で動作する少なくとも２つの検出手段を
有し、前記インク少量報知手段はそれぞれの検出手段に
連動する少なくとも２つの警報装置を有する液体噴射記
録装置により、上記目的を達成するものである。

上記構成においては、インク残量検出装置の前記検出手
段が、液体噴射記録装置の表示機能以外の動作を停止す
る記録動作停止装置、あるいは、該インク残量検出装置
内を大気圧にする大気連通手段に連結されていることが
好ましい。

〔実施例〕

以下、第１図〜第５図を参照して本発明を具体的に説明
する。

第１図は本発明による液体噴射記録装置の一実施例にお
ける制御系のブロック図である。

第１図において、インク残量検出装置６はインクタンク
７と記録ヘンドｌとを連結するインク供給経路３１の途
中に機械的に接続されており、さらに該インク残量検出
装置６にはインク残犀警報装置３２並びに記録動作停止
装置３３と異常負圧発生警報装置３４が電気的に接続さ
れている。

ここで、インク残量警報装置３２は、インク残量が少量
になりそれ以上記録を続けると所定記録量で正常印字が
不可能になることを前もって操作者へ報知する装置であ
る。

また、異常負圧発生警報装置３４は、インク残量が所定
値以下で負圧の程度が正常な印字ができない程度になり
、記録動作を停止したことを操作者へ報知する装置であ
る。

したがって、インク残量検出装置６は、負圧で動作し操
作者へインク残量が設定量以下になったことをおよびイ
ンク残量がさらに減少し供給経路内の負圧が過大（異常
）になり印字品位が劣悪になるほど少量になったことを
報知する前記２種類の異なったＷ軸装置３２．３４用の
検出手段を具備することになる。すなわち、インク少量
報知手段がインク残量ｉ報装置３２および異常負圧発生
警報装置３４の２つの警報装置で構成されている。

第２図はこのような２つの検出手段を備えたインク残量
検出装置の一実施例を示す。

第２図のインク残量検出装置６は、第７図の従来のイン
ク残量検出装置６に比べ、本体１１の気密室内に電極対
４２．４３を有するストッパ手段４１を追加するととも
に、下面プレート１４も上面プレート１５と同じように
導電材で作り、さらに、カバー１２上に前記ストッパ手
段４１上の電極対４２．４３のそれぞれに接続された取
出し端子４４．４５を追加した点で相違しており、その
他の部分は第７図の従来構造の場合と実質上同じであり
、対応する部分をそれぞれ同じ番号で表示しそれらの遂
次説明は省略する。

前記ストッパ手段４１は、膜部材１３の負圧による下方
への過大な変位を防°止するためのものであり、図示の
例では本体１１と一体に形成され、その衝当面すなわち
下面プレート１４が衝当する上面に前記電極対４２．４
３が設けられている。

第２図の構成において、インクタンク７（第６図）内の
インク残量が少量になると、第７図の従来構造の場合と
同様、インク供給経路（インク供給管５Ａなど）内に発
生する負圧によって導電材の上面プレート１５が電極対
１８．１９から離れ、端子２０．２１間の抵抗が変化す
る。

この端子２０．２１は前記インク残Ｍ警報装置３２へ接
続されており、該端子間の抵抗が変化する負圧値すなわ
ち第１の設定負圧値はインク残量警報装置の意図に合致
する負圧となるようナツト２２で調整される。

インク残量警報袋ｆ３２が動作した後さらに、インクの
消費が続くと、インク供給経路内の負圧の増加に伴なっ
て膜部材１３の変位量が増大し、導電性の下面プレート
１４がストッパ手段４１上の電極４２．４３と接触する
。これによって、カバー１２上のもう１組の端子４４．
４５間の抵抗が変化する。

この端子４４．４５は前記異常負圧発生警報装置３４お
よび記録動作停止装置３３へ接続されており、該端子４
４．４５の抵抗が変化する負圧値すなわち第２の設定負
圧値は異常負圧発生警報装置３４の意図に合致する負圧
となるよう調整される。

以上説明したように第２図のインク残量検出装置６を用
いて第１図のような液体噴射記録装置を構成すると、次
のような作用効果が得られる。

すなわち、インク残量が少量になったことを予め記録装
置操作者に報告し、次いで棺常印字ができないインク残
量に達したことも報知するので、有効かつ信頼性の高い
インク残量検出が可能になった。

また、正常印字ができなくなった時に記録動作を停止す
るので、記録ヘッド１やインク残量検出袋Ｗ６への悪影
響もなくすことができた。

さらに、ストッパ手段４１上に電極対４２．４を設ける
という簡単な構成で、上記液体噴射記録装置の目的に合
致したインク残量検出装置６が得られるので、装置の大
型化やコストの大巾アンプなどを生じることなく、容易
に信頼性の高い液体噴射記録装置を得ることができた。

第３図は本発明による液体噴射記録装置の第２の実施例
における制御系のブロック図である。

この第３図の制御系は、前述の第１図の制御系において
、インク残量検出装置６に電気的に接続された大気連通
手段３５を追加した構成を有し、その他の部分は第１図
の制御系と実質上同じであり、対応する部分をそれぞれ
同じ番号で表示しそれらの説明は省略する。

前記大気連通手段３５は、インク残量検出装置６の内部
すなわち膜部材１３で仕切られた本体１１内の密閉室を
大気圧にする手段であり、正常な印字ができない負圧す
なわちインク供給経路内の異常負圧をインク残量検出装
置６が検出した時に動作するよう構成されている。

第４図は第３図の液体噴射記録装置に使用されるインク
残量検出装置６の構造を示す。

第４図のインク残量検出装置は、第２図の実施例構造に
比べ、膜部材１３で仕切られた本体ｌｌ側の密閉室を大
気へ連通させるための大気連通手段３５すなわち大気達
通口５１および開閉弁などの大気連通制御部材５２から
成る大気連通手段３５を追加した構造になっている。

したがって、第４図のインク残量検出装置は、インク残
量の減少に伴い前述の第２図の場合と同様の動作でイン
ク残量少量時の負圧並びに正常印字ができない負圧（異
常負圧）を検出するが、これに加えて、正常印字ができ
ない負圧になった時にはさらに大気連通制御部材５２を
作動させて（開いて）インク残量検出装置６内を大気圧
にするよう動作する。

ところで、第２図のインク残量検出装置においても残量
検出手段が動作する時、可撓性の膜部材１３は変形した
状態にあり、該膜部材への影響を考慮するとインク残量
検出装置内はなるべく早期に大気圧に戻すことが望まし
い。

そこで、第１図および第２図の実施例では、正常印字が
不能になる負圧を検出した後インクタンク７の交換など
所定の対策が実行されるまで大気圧にならなかったのに
対し、本実施例（第３図および第４図）では正常印字が
できなくなった時点で大気圧になるので、長期間インク
タンク７の交換が行われない場合でも、前述のような膜
部材への影響などを想念する必要がなくなる。

すなわち、本実施例によれば、第１図および第２図の場
合と同じ効果が得られる他、検出動作後直ちに大気圧へ
戻すことにより膜部材１３やその他の負圧応動部材の耐
久性や信頼性を一層向上させうるという効果が得られた
。

第１図および第３図に示した液体噴射記録装置では、記
録動作の停止や大気連通の動作が負圧検出と同時に行わ
れるので、インク残量検出装置６の瞬間的な誤動作によ
って記録装置全体が誤って作動する可能性がある。

このような不具合を防止するため、インク残量検出装置
６が一定時間以上検出動作を続けた時だけ、前述の記録
動作の停止や大気連通の動作を実行するよう構成しても
よい。

第５図はこのような記録装置の実施例を示す。

第５図の制御系は、第３図の制御系に比べ、インク残量
検出装置６と記録動作停止装置３３および大気連通手段
３５との間にパルス巾検知回路３６を追加した構造にな
っている。

ここで、このパルス巾検知回路３６は、インク残量検出
装置６により任意に設定されたパルス巾以上の巾を有す
るパルスが入力されたとき、記録動作停止装置３３およ
び大気連通手段３５へ駆動（制御）信号を出力するもの
である。

したがって、第５図の実施例によれば、第３図の実施例
によって得られる作用効果に加えて、インク残量検出装
置６に瞬間的な誤動作が生じる場合でも、正確に安定し
たインク残量検出、その報知並びに必要な制御駆動を実
行しうる液体噴射記録装置が得られた。

なお、図示の各実施例では各インク残量検知手段を電極
対１８．１９および４２．４３で構成したが、これらの
検出手段は発光手段および受光手段からなる光電式検出
手段で構成しても同じである。また、図示の各実施例で
は異なる圧力で動作する２つのインク残量検出手段を設
けたが、本発明の実施においては、必要に応じ、異なる
圧力で動作する３つ以上のインク残量検出手段を設ける
ことも同様に可能である。

以上説明した各実施例によれば、目的に合せて異なった
２つの負圧で動作する２つのインク残量検出手段を設け
たので、有効かつ信頼性の高いインク残量検出を行いう
る液体噴射記録装置が得られた。

また、正常印字ができないインク残量になったとき記録
動作を停止させるので、記録ヘッドおよびインク残量検
出装置への悪影響をなくすことができた。

さらに、従来のインク残量検出装置に、電極あるいは発
光手段および受光手段から成る検出手段を追加するとい
う簡単な構造で、液体噴射記録装置の目的に合致したイ
ンク残量検出装置が得られるので、装置の大型化や大幅
なコストアンプを生しることもなかった。

〔効果〕

以上の説明から明らかなごとく、本発明によれば、圧力
変化で動作するインク残量を検出する手段を２つまたは
２つ以上設けることにより、有効かつ信頼の高いインク
残量検出を行いうる液体噴射記録装置が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の液体噴射記録装置の第１実施例の制御
系のブロック図、第２図は第１図中のインク残量検出装
置の縦断面図、第３図は本発明の第２実施例の制御系の
ブロック図、第４図は第３図中のインク残量検出装置の
縦断面図、第５図は本発明の第３実施例の制御系のブロ
ック図、第６図は本発明を通用するのに好適な液体噴射
記録装置の要部斜視図、第７図は従来のインク残量検出
装置の縦断面図である。 １−・・・−・−・−記録ヘッド、５−・−・−・−イ
ンク供給管、６−・−・・−・・・インク残量検出装置
、？−−−−−・・・・インクタンク、１８．１９．４
２．４３・−・・−・・−電極、３１−・・・・・−・
・−インク供給経路、３２−・・−・−インク残量警報
装置（インク少量報知手段”）　、３３−・・−−−一
記録動作停止装置、３４−・−・−・−異常負圧発生′
Ｍ報装置（インク少量報知手段）　、３５−−−−−−
−−−一大気連通手段。 代理人　弁理士　　大　音　康　毅 第２図 第６図 手条呑甫正書（自発） 昭和６３年　７月１４日 ３、補正をする者 事件との関係　　特許出願人 住所　　東京都大田区下丸子３丁目３０番２号氏　名　
　（１００）キャノン株式会社代表者　賀　来　龍三部 ４、代理人　〒１０１ 住所　　東京都千代田区神田鍛冶町３丁目３番９号５、
補正の対象 ６、補正の内容 （１）明細書第３頁第６行の「第６図」と「本発明」と
の間の１−は」を「（Ａ）および第６図（Ｂ）はそれぞ
れ」に改める。 （２）同第３頁第８行の「第６図」と「において、」と
の間に’　（Ａ）Ｊを加入する。 （３）同第４頁第１８行の「第６図」と「の構成」との
間に’　（Ａ）Ｊを挿入する。 （４）同第５頁第５行と同頁第６行との間に次の説明を
加入する。 ｒ第６図（Ｂ）は第６図（Ａ）について以上説明した液
体噴射記録装置の一部を変更した別の形態を示す。 第６図（Ａ）と第６図ＣＢ）との相違点は、第６図（Ａ
）では、インク残量検出装置６がインク供給管５Ａに連
結されているのに対し、第６図（Ｂ）では、インク供給
管５Ａとインク残量検出装置６が別々にインクタンク７
に連結されている点にある。 したがって、第６図（Ｂ）に示される記録装置について
の構造上の詳細説明は省略する。 第６図（Ｂ）において、インク残量検出装置６の一方の
出口は塞がれており、インクが赤１出しない構造になっ
ている。 第６図（Ｂ）の場合は、インク残量検出装置６の圧力変
動がインク供給管５Ａ中のインクに伝わらないため、安
定した記録あるいは安定した残量検出を行なううえでは
第６図（Ａ）の場合よりは有利である。 しかし、第６図（Ｂ）に示した形態の場合でも、安定し
た記録あるいは安定した残量検出を行なううえでの問題
点が全て解消されているわけではなかった。ｊ （５）同第５頁第１４行の「（第６図」と「）」との間
に「（Ａ）および第６図（Ｂ）」を加入する。 （６）同第１９頁第１５行の「図」と「本発明」との間
の「は」をｒ　（Ａ）および第６図（Ｂ）はそれぞれ」
に改める。 （７）同第１９頁第１６行の「要部」と「斜視図」との
間に「の」を加入する。 （８）図面の中の「第６図」を本書添付の「第６図（Ａ
）Ｊおよび「第６図（Ｂ）Ｊと差替える。 以　　　上

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）記録ヘッドへインクを供給するインクタンクと、
   インク供給経路内の圧力変化によって動作するインク残
   量検出装置と、該インク残量検出装置に接続されたイン
   ク少量報知手段とを備え、前記インク残量検出装置は異
   なった圧力で動作する少なくとも２つの検出手段と、そ
   れぞれの検出手段に連動する少なくとも２つの警報装置
   を有することを特徴とする液体噴射記録装置。
2. （２）前記インク残量検出装置の検出手段が液体噴射記
   録装置の表示機能以外の動作を停止する記録動作停止装
   置に連結されていることを特徴とする特許請求の範囲第
   １項記載の液体噴射記録装置。
3. （３）前記インク残量検出装置の検出手段が該インク残
   量検出装置内を大気圧にする大気連通手段に連結されて
   いることを特徴とする特許請求の範囲第１項または第２
   項記載の液体噴射記録装置。