JPH0639162B2 - インク液量異常警報出力方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明はインク液量異常警報出力方法、特に、インクタ
ンク内の貯蔵されたインクの量を検出し、その検出結果
に基づいて警報を発生するインクジェット記録装置など
におけるインク液量異常警報出力方法に関するものであ
る。

従来技術 インクを液滴として噴射してドツト記録を行なうインク
ジエツト記録装置において、インク滴を吐出するノズル
に直接に連結されノズル近傍に配置されるサブインクタ
ンクと、このサブインクタンクに供給されるインクの貯
蔵用のメインタンクとが別に設けられた構成が広く用い
られている。

この場合通常サブインクタンクは密閉されており、その
内部には記録動作時のタンクの動きによる内部のインク
の圧力変動を吸収するために空気層が確保されている。
そして記録動作によるノズルのインク滴噴射に伴い、噴
射量と同量のインクがメインインクタンクからサブイン
クタンクへ逐次供給される。

この構成によればメインインクタンク内のインクが空に
なつた場合には記録動作に伴つて当然サブインクタンク
内のインクも減少し、インク切れが生ずるが、メインイ
ンクタンク内に充分な量のインクが存在する場合にもサ
ブインクタンク内のインク貯蔵量が減少し、インク切れ
が生ずる場合がある。

例えば記録装置が長期間放置された場合や外気温の変動
が激しい場合等には、サブインクタンク内のインク中に
溶存していた空気がインクから抜け出て来たり、サブイ
ンクタンクとそのインク供給管との連結部からサブイン
クタンク内に空気が侵入したりして空気層が増加し、そ
れによりサブインクタンク内のインク量が減少する。

この場合には、サブインクタンクから空気を抜くととも
にメインインクタンクからサブインクタンクにインクを
強制的に供給させなければならない。

従つてメインインクタンク内のインク量減少によるイン
ク切れとサブインクタンク内のみのインク量減少による
インク切れとは区別されなければならない。

このために上記の両タンク内のインク両検出および検出
結果に基づく警報を行なうインク量検出警報装置が用い
られており、その従来構成によればタンク毎の液量検出
とその結果による警報を区別して行なうために、それぞ
れのタンク毎に液量検出手段が設けられ、警報手段もタ
ンク毎に別に設けられ、それによりタンク毎に区別し
て、検出、警報を行なつている。

しかし、このような構成では検出手段と警報手段が複数
ずつ設けられるため、インクジエツト記録装置全体のコ
ストが高くなるとともに警報手段等の占有空間も大きな
ものとなつてしまう。

以上の欠点は上述のインクジエツト記録装置のインク量
検出、警報装置に限らず、他の液体を使用する機器にお
いて、一方が他方に貯蔵液体を供給すべく連結された複
数のタンクの液量検出および検出結果に基づく警報をタ
ンク毎に区別して行なう液量検出、警報装置の全てに当
てはまる。

目 的 本発明は以上の事情に鑑みてなされたもので、上述の種
類の液量検出、警報装置において単数の検出手段および
警報手段によりそれぞれのタンクの液量の検出および検
出結果に基づく警報を区別して行なえ、それが設けられ
る機器全体のコストダウンと小型化の図れるインク液量
異常警報出力方法を提供することを目的としている。

実施例 以下図に示された実施例に基づいて本発明の詳細を説明
する。この場合インクジエツト記録装置に用いられるイ
ンク量検出警報装置を実施例とする。

第１図には本発明装置が適用されるインクジエツト記録
装置の要部構成が示されている。

同図において符号１で示されるものはインク滴を噴射し
て記録を行なうノズルで、ガイド軸３上に摺動自在に設
けられたキヤリツジ２上に設けられている。またキヤリ
ツジ２上のノズル後方にはインクＩが貯蔵されたサブイ
ンクタンク４が設けられている。このサブインクタンク
４は剛性を有する材料から密閉構造に形成されており、
その内部にはノズル１の後端に先端を連結されたインク
供給用の供給管５の後部が配置されている。

供給管５の後端部はサブインクタンク４の底面に向かつ
て屈曲され、サブインクタンク４内のインクＩに浸漬さ
れており、その先端にはフイルタ６が嵌合されている。
フイルタ６はインクＩ中にゴミ等の異物や気泡等がノズ
ル１内に侵入するのを防ぐととに、記録動作時に後述す
る供給チユーブ１０の移動の慣性によつて生じるサブイ
ンクタンク４内のインクＩの圧力上昇を吸収する役割も
果たしている。

またサブインクタンク４内部の上部には大気連通管７の
後端部が臨まされている。この大気連通管７はその径が
100μｍ〜400μｍの一直線状のガラス細管として形成さ
れ、その先端はノズル１の先端上方に臨まされている。
この大気連通管７を介してサブインクタンク４内上部に
所定量以上の空気層８が確保される。サブインクタンク
４内のインクＩの液面が大気連通管７より上に上昇しよ
うとすると、大気連通管７に入るインクによりサブイン
クタンク４内部の空気層８が完全に密閉されるので、そ
れ以上に空気層８が減少することはない。この空気層８
は先述のフイルタ６と同様に記録動作時のサブインクタ
ンク４内のインク圧力を吸収する役割を果たしている。

さらにサブインクタンク４の内壁面には、本発明に係る
インク量検出警報装置のインク量検出手段である電極対
９が設けられており、この電極対９は後述するインク量
検出警報装置に接続されている。この電極体９の配置の
高さは、警報時のサブインクタンク４内のインク液面の
高さとなるが、それが高すぎては警報が頻繁になり、低
過ぎては動作時にインク液面がそこまで下がつた場合に
タンク内のインクの振動によりフイルタ６がインクＩか
ら露出して、そこからノズル１に空気が侵入してしまう
ので、これらを配慮して適宜選択される。

以上のサブインクタンク４にはインク供給用の供給チユ
ーブ１０が連結されており、さらにこの供給チユーブ１
０の先端には中空バリ１１が連結され、この中空バリ１
１は、メインインクタンク１２内に設けられた袋状イン
ク容器１３に連結されたメインインクタンク１２のゴム
栓１４に挿通されている。

一方図において符号１５で示されるものは、サブインク
タンク４内のインク量減少の警報時にメインインクタン
ク１２からサブインクタンク４へインクＩを強制的に供
給させるためのポンプである。このポンプ１５には吸引
用のキヤツプ１６が連結されている。またこのポンプは
第１図中に図示されていない作動スイツチ１５ａにより
作動されるが、この作動スイツチ１５ａは後述するイン
ク液量検出警報装置に接続されている。

以上の構成により記録時には不図示の駆動手段によつて
キヤリツジ２がガイド軸３上を走行させられるととも
に、ノズル１が駆動されて、ノズル１に対して対向配置
された不図示の記録紙上にインク滴を噴射してドツト記
録が行なわれる。この場合サブインクタンク４内のイン
クＩが消費されるが、その消費量と同量のインクがメイ
ンインクタンク１２のインク容器１３からゴム栓１４、
中空針１１、供給チユーブ１０を介してサブインクタン
ク４に逐次供給される。

ここで先述したようい装置が長期間放置された場合や外
気温の変動が激しい場合等にはサブインクタンク４内の
空気層８が増加し、同タンク内のインクＩの液面が低く
なる。そしてインク液面が電極対９よりも低くなると後
述するインク量検出警報装置によりそれが検出され、警
報が発せられる。

この警報に対応して、サブインクタンク４へのインクの
強制的な供給が行なわれる。その場合、第１図におい
て、不図示の駆動手段により吸引用のキヤツプ１６が駆
動され、ノズル１と大気連通管７の先端部分に嵌合され
る。しかる後に作動スイツチ15aが自動または手動によ
りオンされることによりポンプ１５が作動され、吸引が
行なわれる。

この吸引の負圧により大気連通管７を介してサブインク
タンク４内の空気層８の空気が吸い出され、その分のイ
ンクＩがメインインクタンク１２のインク容器１３から
ゴム栓１４、中空針１１、供給チユーブ１０を介して供
給される。この時同時にノズル１からもインクＩが吸引
されノズル１内にインクが確保される。但し、この吸引
によりサブインクタンク４内のインク液面が上昇し、そ
の高さが電極対９を越えた後大気連通管７に達した時に
は吸引動作が終了され、必要量の空気層８がタンク内に
確保されるように構成されている。

この吸引動作時にメインインクタンク１２内のインク量
が切れているかもしくは少なければインクの供給は行な
われないかまたは供給量が少なくなるのは勿論である。

次に以上の構成に設けられる本発明による液量検出警報
装置の構成を説明する。ここでは同装置をインク量検出
警報装置と呼ぶ。

第２図にはインク量検出警報装置の回路構成が示されて
いる。同図において符号Ｒｘで示される抵抗は先述の電
極対９間の抵抗であり、その一端は抵抗Ｒ１を介して電
源Ｖ＋に接続され、他端はエミツタ側を接地されたトラ
ンジスタＴ１のコレクタに接続されている。この抵抗Ｒ
１、Ｒｘ、トランジスタＴ１に対して抵抗Ｒ２、Ｒ３の
直列接続が並列に接続されてブリツジ回路が形成されて
おり、このブリツジ回路の抵抗Ｒ１、Ｒｘ間の接続点ａ
と抵抗Ｒ２、Ｒ３間の接続点ｂの電位差をコンパレータ
１７で検出することにより、サブインクタンク４内のイ
ンク液面の高さが電極対９より上にあるか否かが検出さ
れる。

このコンパレータ１７の出力はアンドゲート18を介して
フリツプフロツプ２１のセツト入力に、またインバータ
１９とナンドゲート２０を介してフリツプフロツプ２１
のリセツト入力に接続されている。アンドゲート１８、
ナンドゲート２０のそれぞれの他方の入力には検出時に
電流制限用抵抗Ｒ４を介してトランジスタＴ１のベース
に導かれる検出タイミング信号Ｐ１のパルスが同時に導
かれる。

フリツプフロツプ２１は例えばＤフリツプフロツプまた
はＪＫフリツプフロツプで構成され、入力がローレベル
からハイレベルに変化する場合に出力が変化するように
構成されており、その出力によりフリツプフロツプ２１
に一方の入力が接続されたアンドゲート２２が開閉され
る。

アンドゲート２２の出力は電流制限用抵抗Ｒ５を介して
トランジスタＴ２のベースに接続されており、アンドゲ
ート２２の出力によりトランジスタＴ２がオンオフされ
る。また、トランジスタT2のコレクタ側には電源Ｖ＋に
接続された警報表示用のLED２３が接続され、エミツタ
側は接地されており、トランジスタＴ２のオン、オフに
よりLED２３に電流が印加または遮断され、LED２３が点
灯、消灯される。

一方アンドゲート２２の他方の入力には断続信号Ｐ２の
パルスを出力する発振器２７がナンドゲート２６を介し
て接続されている。このナンドゲート２６の他方の入力
にはインバータ２５を介してフリツプフロツプ２４の出
力が接続されている。

フリツプフロツプ２４は先述のフリツプフロツプ２１と
同様にＤまたはＪＫフリツプフロツプから構成され、入
力レベルがローからハイに変化することにより出力が変
化する。そのセツト入力はインバータ２８と抵抗７を介
して電源に接続され、インバータ２８の入力は作動スイ
ツチ15aを介して接地されており、作動スイツチ15aのオ
ンオフによりフリツプフロツプ２４のセツト入力に印加
される電圧レベルが変化させられる。またフリツプフロ
ツプ２４のリセツト入力には先述のフリツプフロツプ２
１のリセツト入力に接続されたナンドゲート２０の出力
が接続されている。

次に以上の構成からなるインク量検出警報装置の動作を
説明する。

非検出時には検出タイミング信号Ｐ１のパルスはトラン
ジスタＴ１に導かれず、トランジスタT1はオフとなつて
いるので、ブリツジ回路の接続点ａの電位は接続点ｂの
電位より高くなつており、コンパレータ１７の出力はハ
イレベルとなつている。

ここでアンドゲート１８には検出タイミング信号Ｐ１が
導かれていないので、アンドゲート１８からのセツト入
力はローレベルでフリツプフロツプ21はセツトされな
い。またコンパレータ１７のハイレベルの出力はインバ
ータ１９によりローレベルに反転されてナンドゲート２
０の一方の入力に導かれ、ナンドゲート２０の他方の入
力はローレベルであるので、ナンドゲート２０の出力は
ハイレベルとなつている。このためフリツプフロツプ21
はリセツトされており、そのローレベルの出力によりア
ンドゲート２２は閉じられている。

一方、この時点ではサブインクタンク４へのインクの強
制供給動作は行なわれないので、作動スイツチ15aはオ
フされており、フリツプフロツプ２４のセツト入力には
電源電圧がインバータ２８によりローレベルに反転され
て印加されている。またリセツト入力にはナンドゲート
２０からハイレベルの出力が導かれているのでフリツプ
フロツプ２４はリセツトされており、そのローレベルの
出力がインバータ２５によりハイレベルに反転されてナ
ンドゲート２６の入力に導かれている。

このため発振器２７からナンドゲート２６に導かれる断
続信号Ｐ２はナンドゲート２６により反転されてアンド
ゲート２２に導かれている。但しこの時点では上述した
ようにアンドゲート２２は閉じられている。

アンドゲート２２の出力がローレベルであるため、トラ
ンジスタＴ２は遮断されており、LED 23は点灯されず、
警報は行なわれない。

インク量の検出は誤検出を避けるためにキヤリツジ２が
停止している時に行なわれ、不図示の制御回路からイン
ク量検出警報装置の回路に検出タイミング信号Ｐ１が導
かれる。

ここでサブインクタンク４内に充分な量のインクＩが存
在し、その液面が電極対９より高い位置にある場合、電
極対９間の抵抗ＲｘはインクＩの介在により数百ＫΩ〜
数ＭΩとなつている。

検出タイミング信号Ｐ１の印加によりそのパルス巾の間
だけトランジスタＴ１がオンとなり、パルスに対応して
電極対９に電源電圧が印加され、ブリツジ回路の接続点
ａ，ｂ間の電位差がコンバレータ１７により検出され
る。ここで電極対９に継続的に電圧を印加しないのは、
それによりタンク内のインクに電気分解が発生させられ
るのを防止するためである。

この時点で抵抗Ｒｘは数百ＫΩ〜数ＭΩとなつているの
で接続点ａの電位が接続点ｂ電位より低くなり、コンパ
レータ１７の出力はハイレベルからローレベルへと変化
する。

従つてアンドゲート１８の出力は検出タイミング信号Ｐ
１が入力に、導かれてもローレベルのままである。一方
コンパレータ１７のローレベルの出力はインバータ１９
によりハイレベルに反転されてナンドゲート２０に導か
れるため、検出タイミング信号Ｐ１の入力によりナンド
ゲート２０の出力はローレベルに変化した後ハイレベル
に復帰する。

このためフリツプフロツプ２１は無検知時のリセツト状
態を継続され、出力はローレベルを保つので、アンドゲ
ート２２は開かれない。すなわちアンドゲート２２のロ
ーレベルの出力により、トランジスタＴ２は遮断されて
おり、LED２３は点灯されず、警報は行なわれない。

次に、サブインクタンク４内のインク量が減少し、イン
ク液面の位置が電極対９より低くなつた場合には、電極
９間のインクの不在により抵抗Ｒxは無限大となる。こ
れにより接続点ａの電位が接続点ｂの電位より高くなる
ので、コンパレータ１７の出力はローレベルからハイレ
ベルに変化する。これと検出タイミング信号Ｐ１を合わ
せたアンドゲート１８のハイレベルの出力によりフリツ
プフロツプ２１がセツトされ、そのハイレベルの出力に
よりアンドゲート２２が開かれる。

アンドンゲート２２が開かれることにより、ナンドゲー
ト２６側からの反転された継続信号Ｐ２がトランジスタ
Ｔ２のベースに導かれ、トランジスタＴ２が継続的にオ
ンオフされる。これにより断続的にLED２３に電流が印
加され、LED２３が断続的に点滅し、サブインクタンク
４内のインク量が少ない旨の警報が報知される。

次にこの警報に対応してサブインクタンク４への強制的
なインク供給を行なわせるべくポンプの作動スイツチ15
aが自動または手動によりオンされた場合、これにより
フリツプフロツプ２４のセツト入力がローレベルからハ
イレベルへ変化し、フリツプフロツプ２４がセツトされ
る。

これによりフリツプフロツプ２４のハイレベルの出力が
インバータ２５でローレベルに反転されてナンドゲート
２６に導かれるため、ナンドゲート２６の出力はハイレ
ベルに固定される。すなわち継続したハイレベルの出力
がトランジスタＴ２のベースに導かれ、トランジスタＴ
２が継続してオン状態にされ、LED２３が継続的に点灯
される。

次にこの制御的なインク供給時にメインインクタンク１
２内に充分な量のインクがあり、インク供給がなされた
場合には、サブインクタンク４内でインク液面が電極対
９の位置より上昇する。

これにより抵抗Ｒｘと抵抗値が下がり、コンパレータ１
７の出力が再びハイレベルからローレベルとなる。先述
したサブインクタンク４内に充分ある場合の検出と同様
の動作でフリツプフロツプ２１がリセツトされ、アンド
ゲート２２は閉じられ、LED２３は消灯される。この消
灯で操作者にメインインクタンク内にインクが充分あ
り、インク供給が行なわれたことが報知される。

一方メンインインクタンク１２内のインクが切れていた
場合には、抵抗Ｒxの抵抗値は継続して無限大で、コン
パレータ１７の出力はハイレベルのままであり、フリツ
プフロツプ２１のセツト状態、アンドゲート２２の開放
状態が継続されるので、LED２３の連続点灯が継続され
る。

この継続したLED２３の連続点灯により、操作者はメイ
ンインクタンク１２内のインク切れを知ることができ
る。すなわち、インクの強制的な供給のための吸引動作
の開始時に断続的な点滅から連続点灯状態に変化したLE
D２３が、インクの供給動作の完了までに必要な時間を
過ぎても継続して連続点灯していれば、そのことにより
インクがサブインクタンク４に供給されていないこと、
すなわちメインインクタンク１２内のインクが切れてい
ることになる。上記の供給動作の完了までに必要な時間
はごく短いので、その判別は容易に行なえる。

以上の構成によれば、サブインクタンク４内のインク量
が少ないことの警報はLED２３が断続的に点滅すること
によつて行なわれ、メインインクタンク１２のインク切
れの警報はLED２３が所定時間以上継続して連続点灯し
ていることによつて行なわれ、両者の判別は極めて容易
である。しかも１個ずつの検出手段（電極対）と警報手
段(LED)によつて２個のタンク内のインク量検出および
検出結果による警報を行なえる。

なお本発明においては、上記実施例のLEDの警報の区別
の表現方法は上記の方法に限らず、例えば上記の逆にし
てもよい。また複数の警報手段により区別して警報を行
なわせるようにも構成することもできる。さらに警報手
段は実施例のLED等の光学的手段に限らず他の手段例え
ばブザー等の音響手段を用いてもよく、液量検出手段も
電極対に限るものではない。

また上記の実施例においてサブインクタンク４内のイン
ク量が少ないことの検出出力によつて自動的にインク供
給動作を行なわせるように構成してもよい。また作動ス
イツチ15aはポンプ１５の作動スイツチとしたが、それ
に連動するスイツチであつてもよい。

さらに本発明構成は実施例のインクジエツト記録装置の
インク量検出警報装置に限らず、液体を消費し、その液
体の貯蔵用タンクとして一方から他方に液体が供給され
る複数のタンクを有した機器においてタンク内の液量の
検出と検出結果による警報を行なう液量検出警報装置の
全てに適用できる。

効 果 以上の説明から明らかなように、本発明によれば、イン
クを吐出して記録を行なうノズルとメインインクタンク
とがサブインクタンクを介して連通し、前記サブインク
タンクから前記ノズルへのインクの供給と、前記メイン
インクタンクから前記サブインクタンクへのインクの供
給が毛管現象により行われるインクジェット記録装置の
インク液量異常警報出力方法であって、前記サブインク
タンク内のインクが所定量以下となったときにインク液
量が異常であることの第１の警報を出力し、前記ノズル
の先端からインクを吸引し、前記メインインクタンクか
ら前記サブインクタンクへインクを強制的に供給し、前
記メインインクタンクから前記サブインクタンクへのイ
ンクの強制的供給動作を行っても前記サブインクタンク
内のインクが所定量以下である場合に、前記メインイン
クタンク内のインク量が低下したことの第２の警報を出
力する構成を採用している。

このため、メインインクタンク内に十分な量のインクが
存在するにもかからわずサブインクタンク内のインクが
所定量以下になるという、上述のプリンタの正常な記録
状態においては生じ得ない異常現象が生じたことを第１
の警報により知ることができる。

さらに、本発明によれば第１の警報の出力に伴いノズル
の先端からインクを吸引するのでノズル内の気泡を除去
してノズル内をインクで満たすことができ、前述の最悪
の事態が生じることを防止できるとともにインクの不吐
出を防止することができる。

また、本発明によればサブインクタンクとメインインク
タンクとの間は常時連通されており、メインインクタン
クからサブインクタンクへのインクの供給が毛管現象に
より記録中も常に行われるので正常な記録状態が続く限
り、ノズルからのインク滴吐出に伴い、吐出量と同量の
インクがメインインクタンクからサブインクタンクへ、
メインインクタンク内のインク量が所定量以下になるま
で自然に供給されるため、サブインクタンクにおける前
述の異常が生じない限り、メインインクタンクからサブ
インクタンクへのインクの強制的供給動作を行う必要は
ない。

さらに、本発明によれば、メインインクタンクからサブ
インクタンクへのインクの強制的供給動作を行ってもサ
ブインクタンク内のインクが所定量以下である場合に、
メインインクタンク内のインク量が低下したことの第２
の警報が出力されるので、サブインクタンク内のインク
が所定量以下となったという現象はサブインクタンク内
における異常によるのではなく、メインインクタンク内
のインク量が低下したことが原因であつたという区別を
操作者が認識することができる、などの優れた効果があ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例のインク量検出警報装置が用い
られるインクジエツト記録装置の要部の概略断面図、第
２図は実施例のインク量検出警報装置の構成を示す回路
図である。 １……ノズル、４……サブインクタンク ９……電極対、12……メインインクタンク 15……ポンプ、15a……作動スイツチ 17……コンパレータ、18,22……アンドゲート 19,25,28……インバータ、20,26……ナンドゲート 21,24……フリツプフロツプ 27……発振器、Rx,R1〜R7……抵抗 T1,T2……トランジスタ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】インクを吐出して記録を行なうノズルとメ
   インインクタンクとがサブインクタンクを介して連通
   し、前記サブインクタンクから前記ノズルへのインクの
   供給と、前記メインインクタンクから前記サブインクタ
   ンクへのインクの供給が毛管現象により行われるインク
   ジェット記録装置のインク液量異常警報出力方法であっ
   て、 前記サブインクタンク内のインクが所定量以下となった
   ときにインク液量が異常であることの第１の警報を出力
   し、前記ノズルの先端からインクを吸引し、前記メイン
   インクタンクから前記サブインクタンクへインクを強制
   的に供給し、 前記メインインクタンクから前記サブインクタンクへの
   インクの強制的供給動作を行っても前記サブインクタン
   ク内のインクが所定量以下である場合に、前記メインイ
   ンクタンク内のインク量が低下したことの第２の警報を
   出力することを特徴とするインクジェット記録装置のイ
   ンク液量異常警報出力方法。
2. 【請求項２】前記第１の警報と第２の警報を一個の警報
   手段により出力することを特徴とする特許請求の範囲第
   １項記載のインクジェット記録装置のインク液量異常警
   報出力方法。
3. 【請求項３】前記第１の警報と第２の警報を異なる表現
   方法により行うことを特徴とする特許請求の範囲第１項
   または第２項記載のインクジェット記録装置のインク液
   量異常警報出力方法。