JPS63257646A - 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、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５図は本発明を適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５図において、記録ヘッドｌ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
のガイドシャツｌ−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０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。　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
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を密閉するキャンピング手段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５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６図は前記インク残量検出装置６として提案されてい
る構造を示す。

第６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１１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
はビス止めなどの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５図）を接続す
るためのインク流入口２４およびインク流出口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１−１７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、ボルト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１−１５は導電材で作られており、電極対１８．
１９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。

ボルト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、ナツト２２を回動して該ナツトのボルト１７
上の位置を騙整することにより、膜部材１３に作用する
上向きのスプリング１６カの太きさを調整し、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６２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圧によって可撓
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ｌ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ｉこ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。

〔問題点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を解決し、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、インク残量検出装置に、インクタンク内のイ
ンク残量が設定値以下になったことを検出する第１の手
段と、インク供給経路内の過大負圧を検出する第２の検
出手段とを設け、該第２の検出手段で膜部材の過大変形
を防ぐストツバ機能を実現させることにより、記録装置
の操作者へ過大負圧発生を知らせるとともに、インク残
量検出装置の保護を図ろうとするものである。

〔実施例〕

以下、第１図〜第４図を参照して本発明を具体的に説明
する。

第４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４図において、インク残量検出装置６はインクタンク
７と記録ヘッド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にはインク残量警報装置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、インク残量検出装置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１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少量になったことを報知する前記２
種類の異なった警報装置３２．３４用の検出手段を具備
することになる。

第１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１図のインク残量検出袋Ｗ６は、第６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と間じように
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６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４２．４３
が設けられている。

第１図の構成において、インクタンク７（第５図）内の
インク残量が少量になると、第６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１
８．１９から離れ、端子２０．２１間の抵抗が変化する
。

この端子２０．２１は前記インク残量警報装置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。

インク残量警報装置３２が動作した後さらにインクの消
四が続くと、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１
４がストッ手段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ｉ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１図のインク残量検出装置６を用
いて第４図のような液体噴射記録装置を構成すると、次
のような作用高価が得られる。

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、次いで正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、記録へノドｌやインク残ｉｔ検出装置６への悪
影響もなくすことができた。

さらに、ストッ手段４１上に電極対４２．４３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ッ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２図は本発明によるインク残量検出装置の他の実施例
を示す。

第２図のインク残量検出装置６は、第６図の従来構造に
比べ、ボルト１７の途中に導電材のストッパ５１を追加
するとともに、導電材の上面プレート１５と該ストッパ
５１との間に第１の電極対１８．１９の他に第２の電極
対５２．５３を追加し、さらに、カバー１２上に前記第
２の電極対５２．５３のそれぞれに接続された取出し端
子５４．５５を追加した点で相違しており、その他の部
分は第６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５１および第２の電極対５２．５３はカバ
ー１２内の膜部材１３の上側すなわちインク供給経路の
外側に設けられており、また、第１の電極対１８．１９
と第２の電極対５２．５３との間は絶縁材５６で電気的
に絶縁されている。

第２図の構成において、インク供給経路内の負圧が増加
してい（とまず始めに導電性の上面プレート１５が第１
の電極対１８．１９から別れ、インク残量が少量になっ
たことを検出する。

さらに負圧が増加すると、導電性のストッパ５１が第２
の電極対５２．５３に接触し、正常印字ができなくなっ
たことが検出される。

このように、第２図のインク残量検出装置によっても前
述の第１図の実施例の場合と同様の作動が得られ、同様
の作用効果が得られる。

なお、第２図の構造では、第２図の電極５２．５３がイ
ンク供給経路の外側にあるので、インク液との接触に対
する考慮を払う必要がない。

以上第１図および第２図の各実施例では電極間の抵抗変
化によりインク残量の検出および報知を行なったが、こ
れは発光手段および受光手段から成る光電式検出装置を
用いて行なうこともできる。

例えば、第１図のインク残量検出装置において、電極１
８．１９の位置に発光手段と受光手段を配置し、ポル）
１７に光路となる孔を形成することによってインク残量
検出が可能になる。

第３図の（Ａ）、（Ｂ）および（Ｃ）はそれぞれボルト
１７に形成した光路孔（斜線部で示す）の断面形状を例
示する。

ボルト１７はインク供給経路内の負圧の増加に伴なう膜
部材１３の変位により下降する。

第３図において、点Ｘはインク残量が十分な状態での光
路の中心位置を、点Ｙはインク残量少量状態での光路の
中心位置を、点Ｚは正常印字ができない状態での光路の
中心位置を、それぞれ示す。

第３図の（Ａ）は点Ｙの位置すなわちインク残量が少量
になった時検出信号を発信する構造を示す、この光路孔
は図示の点Ｙの位置ではなく点Ｘあるいは点Ｚの位置に
形成することもできる。

第３図の（Ｂ）および（Ｃ）は、点ｘ、ｙ、ｚそれぞれ
お位置で発光手段から受光手段へ伝達される光量すなわ
ち受光手段の出力の大きさを変化させることにより、前
述の第１図あるいは第２図の実施例構造と同じ効果を得
るものである。

例えば、受光手段の出力を比較回路やエンコーダ等に接
続し、点Ｙおよび点Ｚに対応する出力が発信された時に
インク残量警報装置３２　（第４図）および異常負圧発
生警報装置３４（第４図）や記録動作停止装置３３へ出
力する構成により、同じ効果を得ることができる。

また、点Ｙや点Ｚに対応する信号がある時だけでなく、
連続的なインク残ｉｔ変化（受光子段出力変化）を記録
装置操作者に報知することも可能である。

点Ｙや点２に対応する出力が発信された時だけ報知を行
なう場合は（Ｂ）のようなステップ状の孔形状が好まし
く、連続的な報知を行なう場合は（Ｃ）のような無段階
の孔形状が適している。

以上述べた各種実施例の他にも、例えば、第１図の構造
において、ストッパ手段４１上の電極４２．４３を発光
手段と受光手段に変え、下面プレート１４が降下すると
これらの間の光路を速切るような構造を採用することも
でき、さらに、前述の各実施例の各種検出手段を適宜組
合せてインク残量検出装置を構成することもできる。

以上説明した各実施例によれば、インク残量検出装置６
に、インクタンク７内のインク少量を検出する第１の検
出手段と、インク供給経路内の異常な過大負圧検出する
第２の検出手段とを設けたので、記録装置操作者へイン
クタンク７の交換時期を知らせることができるとともに
、ストッパ機能を有する第２の検出手段により膜部材１
３の破損を防止することが可能になった。

また、ストッ機能により、インク回復動作時などで過大
負圧が発生した場合でも膜部材１３の変位量が規制され
るので、負圧除去後の膜部材１３の初期状態への回復性
が大巾に向上した。

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、記録装置の大型化および大巾コストアン
プを生じることがない。

〔効果〕

以上の説明から明らかなごとく、本発明によれば、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
量検出およびその報知を行ないうるインク残量検出装置
を備えた液体噴射記録装置が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係るインク残量検出装置の
縦断面図、第２図は本発明の他の実施例に係るインク残
量検出装置の縦断面図、第３図の（Ａ）、（Ｂ）および
（Ｃ）はそれぞれ光電式にインク残量を検出する場合の
光路孔の断面形状を例示する模式図、第４図は本発明の
液体噴射記録装置の要部構成を示すブロック図、第５図
は本発明を適用するのに好適な液体噴・射記録装置の要
部斜視図、第６図は従来のインク残量検出装置の縦断面
図である。 １−−−−−−−一記録ヘノド、５Ａ−・−−一一−−
−−インク供給管、６−・・−・インク残量検出装置、
７−・・−一−−−インクタンク、１３−・−−−一模
部材、１８．１９−・−−−−−一第１の電極対、４２
．４３．５２．５３−・−・・−第２の電極対。 代理人　弁理士　　大　音　康　毅 第１図 第２図 ２５　　　　　　　　　　　　　　ど４手続補正書（自
発） ３．？＋ｉｉ正をする者 事件との関係　　特許出願人 ５、補正の対象 図面 ６、補正の内容　　　・ （１）明細書第３頁第７行の「第５図」と「本発明」と
の間の「は」を「（Ａ）および第５図（Ｂ）はそれぞれ
」に改める。 （２）同第３頁第９行の「第５図」と「において、」と
の間に’　（Ａ）Ｊを加入する。 （３）同第４頁第１７行の「第５図」と「の構成」との
間に’　（Ａ）Ｊを挿入する。 （４）同第５頁第４行と同頁第５行との間に次の説明を
加入する。 「第５図（Ｂ）は第５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５図（Ａ）と第５図（Ｂ）との相違点は、第５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５図（Ｂ）では、インク供給
管５Ａとインク基、Ｍ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５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５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、インクが漏出しない構造になって
いる。 第５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７行なううえで
は第５図（Ａ）の場合よりは有利である。 しかし、第５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。」 （５）同第５頁第１３行の「（第５図」と「）」との間
に「（Ａ）および第５図（Ｂ）」を加入する。 （６）同第１９頁第２行の「第５図」と「不発」との間
の「は」を「（Ａ）および第５図（Ｂ）はそれぞれｊに
改める。 （７）同第１９頁第３行の１要部」の後に「の」を加入
する。 （８）メ面の中の１−第５図」を本書添付の「第５図（
Ａ）」および「第５図（Ｂ）」と差替える。 以　　　上 第５図（△）

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）記録媒体に向けてインクを噴射し記録を行なう記
   録ヘッドと、該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
   れたインク残量警報装置とを備えた液体噴射記録装置に
   おいて、前記インク残量検出装置が異なった圧力で動作
   する少なくとも２つの検出手段を有することを特徴とす
   る液体噴射記録装置。
2. （２）インク残量検出装置が可撓性の膜部材と少なくと
   も１つの電極対とを備え、少なくとも１つの電極対が前
   記膜部材の変位量を規制するよう配置されていることを
   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）インク残量検出装置が可撓性の膜部材と少なくと
   も１組の発光・受光手段とを備え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。