JPH0639165B2

JPH0639165B2 - インクカートリッジ

Info

Publication number: JPH0639165B2
Application number: JP60076202A
Authority: JP
Inventors: 武彦清原; 秀夫深沢
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1985-04-10
Filing date: 1985-04-10
Publication date: 1994-05-25
Anticipated expiration: 2009-05-25
Also published as: JPS61233552A

Description

【発明の詳細な説明】〔技術分野〕本発明は、可撓性材料から成る密閉式のインク袋から記
録装置のインクジェットヘッド等へインクを供給するイ
ンクカートリッジの構造に関する。

〔従来技術〕

従来のインク袋を用いるこの種のインクカートリッジに
おいては、インク袋はプラスチックシートなどでいわゆ
る“ざぶとん”形の袋に形成し略水平姿勢で装着されて
いたので、内部加圧を軽減すべく薄形に構成されるの
で、容器が小さくなったりインク残量の検出が不可能ま
たは困難であるという問題があった。特に、上下に配置
した一対の電極間の電気抵抗変化による残量検出手段は
使用不可能であった。

〔目的〕

本発明は上記従来技術に鑑みてなされたものであり、本
発明の目的は、インク残量が少なくなるまでインクレベ
ルをあまり変化させずに高いレベルに維持することによ
りインク取り出し口において一定した水頭圧下でインク
供給を行うことができ、インク量の割合から見てインク
袋の収納スペースを小さくすることができるインクカー
トリッジを提供することである。

〔概要〕

本発明は、インクを収納する可撓性のインク袋を有する
インクカートリッジにおいて、前記インク袋は、それぞ
れ折り曲げ部を有する幅の等しい第１のシートと第２の
シートの周辺部を接合して形成されるとともに、前記第
１のシートの折り曲げ部近傍にインク取り出し口を有
し、前記第１のシートは、折り曲げ部を下にして前記カ
ートリッジ内に設けられ、前記第２のシートは、折り曲
げ部を下にして前記第１のシートの内部に設けられると
ともに、該第２のシートの上端部を前記第１のシートの
それぞれの上端部と接合させて前記インク袋の上部を形
成する構成とすることにより、上記目的を達成するもの
である。

〔実施例〕

以下図面を参照して本発明を具体的に説明する。

第１図は本発明の一実施例に係るインクジェット記録装
置の要部縦断面を示し、ガイドシャフト１、２に沿って
移動するキャリジ３上に記録ヘッド４が装着され、該記
録ヘッドのオリフィスから吐出されるインク滴により用
紙５に記録していく。用紙５はプラテン６でバックアッ
プされており、また、送りローラ７により矢印方向に紙
送りされる。

キャリジ３に形成された室８内にはカートリッジ９が脱
着可能に装着されている。該カートリッジ内にはプラス
チックシートなどの可撓性材料から成る密閉式のインク
袋１０が収納され、該インク袋から記録ヘッド４へイン
クが供給される。

一般に、通常のモノクロ印字の場合は１個のインク袋１
０および１個の記録ヘッド４を使用するが、複数色（例
えばイエロ、マゼンタ、シアン、ブラック）でカラー印
字する場合あるいは一色でも濃淡インクで印字する場合
はインクの種類に応じて複数個のインク袋１０および複
数個の記録ヘッド４が設けられる。本実施例では、第５
図に示すごとく２個のインク袋１０を収納したカートリ
ッジ９が使用されている。

第２図〜第４図は前記インク袋１０の構造を示す。

このインク袋は、第２図に示すような大小の２つ折りし
たシート材１１、１２を合わせるとともに、第４図に示
すように合わせた周辺部１３を接合して袋を形成し、大
きいシート材１１の折り曲げ部１４近傍の２つ折り合わ
せ部にインク取り出し口１５を有する栓部材１６を密封
状態で結合して構成されている。

前記栓部材１６はプラスチック等の絶縁材の成形品であ
り、前記インク取り出し口１５はこれと一体成形されて
いる。

さらに、前記栓部材１６の内面の両側には、インク袋１
０が密着するまでつぶれるのを防止するよう内部へ張り
出した一対のリブ１７、１７が一体成形で形成されてい
る。また、前記栓部材１６の内面の上部には前記一対の
リブ１７、１７間の空間の一部を覆う屋根状のカバー突
起１８が一体成形で形成されている。

前記栓部材１６の前記インク取り出し口１５の上方でか
つ前記カバー突起１８の下側には、内部のインクに露出
するとともに該栓部材を貫通して外部へ突出する導電材
の電極１９が固着されている。

第１図において、前記カートリッジ９のインク取り出し
部に装着されかつ前記栓部材１６のインク取り出し口１
５に密封嵌合されるゴム栓２０が設けられている。

前記電極１９はゴム栓２０およびカートリッジ９の前壁
を貫通し該カートリッジの外部へ延びている。

また、前記ゴム栓２０の内部には前記インク取り出し口
１５を通してインク袋１０内へ連通するインク室２１が
形成されている。

一方、前記キャリジ３のカートリッジ９収納用の室８の
前面（第１図中の右側）には、カートリッジ装着時に前
記ゴム栓２０に突き刺さりインク室２０内へ突出する導
電材（通常金属）の中空針２２が固定されている。すな
わち、この中空針の先端はインク室２０およびインク取
り出し口１５内のインクを介してインク袋１０内のイン
ク２３に露出し、前記電極１９とともに上下一対の電極
を構成するものである。

前述の構成を有するインク袋１０は、第１図および第５
図に示すごとく、インク２３を収容した状態で前記大き
いシート材１１の折り曲げ部１４（第２図および第３
図）を下にして立てた状態で装着される。すなわち、イ
ンク袋１０はカートリッジ９内に縦に組付けられ、該カ
ートリッジはキャリジ３上に立てた状態で装着される。
上記状態でインク袋１０内の気体は上方に集まり、した
がって前記大きいシート材１１の折り曲げ部１４の近傍
に設けられたインク取り出し口１５に気体が入り込むこ
とはきわめて少ない。

カートリッジ９のインク袋１０収納室の底部は、第５図
に示すようなＶ字形状またはＵ字形状にされ、インク２
３を収容したインク袋１０の底がカートリッジに密着
し、振動や落下などでインク袋１０がずれたり破れたり
しないような構造になっている。

また、前記インク袋１０内には、0.5 ＣＣ以上好ましく
１ＣＣ以上の気体（例えば空気）が封入されている。こ
の気体封入量については、0.5 ＣＣ以下では残量検出が
不正確になりやすく、0.5 ＣＣ以上であれば実用上充分
な精度が得られることが確認された。例えば、空気の場
合、封入量0.5 ＣＣのインク袋についてテストした結果
９９％まで一定の（設定した）残量を正しく検出でき、
封入量１ＣＣでは１００％まで正確に検出できた。

前記中空針２２の他端はプラスチック等の絶縁材のイン
ク供給管２４を通して記録ヘッド４に接続されている。

前記インク袋の栓部材１６に固定された電極（上部電
極）１９のカートリッジ９により突出した部分は、第１
図に示すごとく、カートリッジ９装着時導電材の板ばね
２５を介してキャリジ３側の端子２６に電気接続され
る。

また、もう１つの電極（下部電極）を兼ねるインク供給
用の中空針２２は、カートリッジ９装着時ゴム栓２０を
突き刺してインク袋１０内のインクに露出する位置に、
導電材のねじ２７の先端で直接押し付けて固定されてい
る。したがって下部電極（中空針）２２のキャリジ側端
子は、図示の例では、このねじ２７の頭部で形成されて
いる。

上下一対の電極１９、２２の端子２６、２７には電極間
の電気抵抗を測定する検出回路（図示せず）が接続され
ている。

なお、インク２３は空気などインク袋１０に封入される
気体に比べると導電性が高く、したがって該インクと該
気体とでは電気抵抗が明らかに異なっている。

インク袋１０にインク２３を充てんするとともに所定量
（0.5ＣＣ以上好ましくは１ＣＣ以上）の気体（空気な
ど）を封入し、これをカートリッジ９内に組付け、該カ
ートリッジをキャリジ３に装着する。

記録動作および必要なインク回復動作を行うに従い、イ
ンク袋１０内のインク２３が減少する。インクが減少す
るとその分インク袋１０はつぶされやせ細った形状にな
っていく。

この場合、インク袋１０は大小２枚のシート１１、１２
で形成されており上方が拡がりやすくかつ狭まりやすい
ので、使用前には多量のインクを充てんすることがで
き、かつインク量の減少に応じて容易につぶされてい
く。したがって、インク残量がかなり少なくなるまでは
インクレベルはあまり変化せず高いレベルに維持され、
封入気体もインクレベル上で存在している。この状態で
は一対の電極１９、２２間にインク２３が存在し、その
間の電気抵抗は小さい値を示す。

インク残量が少なくなり予め設定された検出残量設定値
以下に達すると、インク袋１０は栓部材１６の一対のリ
ブ１７、１７の領域および場合によっては大きいシート
１１の折り曲げ部（底部）を除きほぼ密着状態になる。
こうして密着状態またはこれに近い状態になると封入気
体が下方へ押しやられ栓部材１６に接する空間（リブ１
７、１７間のつぶれない空間）へ侵入する。このため、
電極１９、２２間が気体で遮断されその間の電気抵抗が
急に増大する。この電気抵抗の増大を測定することによ
りインク残量が設定値に達したことを検出できる。

前記インク袋１０は、第２図および第３図に示すごと
く、大小の２つ折りしたシート材１１、１２を合わせる
とともに合わせた周辺部１３を接合して袋を形成し、大
きいシート材１１の折り曲げ部１４近傍の２つ折り合わ
せ部にインク取り出し口１５を有する栓部材１６を設け
て構成したが、これに代えて、前記インク袋１０の場合
と類似の形状に２つ折りした１枚のシート材を合わせる
とともに合わせた周辺部を接合して袋を形成し、前記イ
ンク袋１０の場合に対応する位置の２つ折り合わせ部に
栓部材１６を設けてインク袋を構成し、インクを収容し
た該インク袋を同様に立てた状態で装着する構成とする
こともできる。

すなわち、第６図において、大小２枚のシート材１１、
１２で形成した前記インク袋１０を第６図（Ａ）のよう
に表すと、１枚シート材を使用しこれを第６図（Ｂ）、
第６図（Ｃ）または第６図（Ｄ）のような類似の形状に
２つ折りすることもでき、本発明はこれらの構造をも含
むものである。

インク残量が零の状態を検出してもこれは実用性に乏し
いものであり最低でも用紙１頁分程度のインクを残して
インク無しを検出することが望まれる。インク交換の際
新しいインクが確実にヘッドノズルに来ているかどうか
をテスト記録を行って確認する。したがって記録が行わ
れている途中でインクを交換してテスト記録を同一記録
紙又は別記録紙で行うといずれの場合にも記録の連続性
が失われてしまう。

又インク中に常時電流を流すとインクが電気分解する危
険があるのでインクに電流を流す時間と回数を出来るだ
け少なくする必要がある。本発明においてはプリンター
の電源がＯＮした時、図示していないポンプ装置により
ヘッドノズル先端からインク吸引を行った後、記録紙
（カット紙）が記録が完了して所定の記録位置から無く
なった後、指定して定めた頁長毎（連続紙）のいずれか
一つでも起きた直後に短時間インクに電流を流してイン
クの抵抗値を測定している。

図示のインク袋１０によれば、上記検出時において上下
の電極１９、２２間に所望量のインクを残存させること
が容易であり、実用性にすぐれたインク残量検出手段を
構成することができる。

さらに、インク袋１０内の封入気体の量が多いほど早期
（インク残量が多い時）に電極１９、２２間で気体が遮
断され、気体の量が少ないほど遅い時期（インク残量が
少ない時）に該電極間が気体で遮断されるので、図示の
インク袋１０においては希望のインク残量値すなわちイ
ンク２３の検出残量設定値に応じて封入する気体の量が
調節される。こうして、空気等の気体封入量を調節する
だけで自由に検出値を調整することができる。

また、インク袋１０内の気体封入量が一定の場合は、該
インク袋のつぶれ防止用のリブ１７、１７の張り出し長
さが長いほど早期（インク残量が大きい時）に電極１
９、２２間が気体で遮断され、リブ１７、１７の張り出
し長さが短いほど遅い時期（インク残量が少ない時）に
該電極間が気体で遮断されるので、図示のインク袋１０
においては、封入気体の量がほぼ一定の場合、希望のイ
ンク残量値すなわちインク２３の検出残量設定値に応じ
てリブ１７、１７の張り出し長さが調節される。こうし
て、リブ１７、１７の長さを調節することにより自由に
検出値を調整することができる。

以上説明した実施例によれば、記録ヘッドへ供給するイ
ンクのインク溜めとして密閉式の可撓性インク袋を使用
する場合でも、一対の電極１９、２２間の電気抵抗変化
によりインク残量を容易に検出することができ、しか
も、インク２３の検出残量を希望する量に適宜容易に設
定することができた。

さらに、大小２枚のシート材１１、１２を折り曲げて接
合するかまたはこれと類似の形状に２つ折りした一枚の
シート材を接合することによりインク袋を形成したの
で、インク量の割合いから見てインク袋の収納スペース
を小さくすることができた。

なお、上記実施例ではインク供給通路の一部を形成する
中空針２２を利用して下部電極を構成したが、この下部
電極は独立した電極で構成できるのは勿論である。

また、上記実施例ではキャリジ３を有するシリアル式記
録装置の場合を説明したが、本発明はライン式インクジ
ェット記録装置に対しても同様に適用することができ
る。

さらに、本発明は記録ヘッド４、カートリッジ９および
インク袋１０などの数や装着場所（キャリジ３以外の記
録装置本体に装着する場合など）に関係なく、各種の態
様で実施することができる。

〔効果〕

以上の説明から明らかなごとく、本発明によれば、イン
クを収納する可撓性のインク袋を有するインクカートリ
ッジにおいて、前記インク袋は、それぞれ折り曲げ部を
有する幅の等しい第１のシートと第２のシートの周辺部
を接合して形成されるとともに、前記第１のシートの折
り曲げ部近傍にインク取り出し口を有し、前記第１のシ
ートは、折り曲げ部を下にして前記カートリッジ内に設
けられ、前記第２のシートは、折り曲げ部を下にして前
記第１のシートの内部に設けられるとともに、該第２の
シートの上端部を前記第１のシートのそれぞれの上端部
と接合させて前記インク袋の上部を形成する構成とした
ので、上方が拡がりやすくかつ狭まりやすく多量のイン
クを充填することができ、インク残量が少なくなるまで
インクレベルをあまり変化させずに高いレベルに維持す
ることによりインク取り出し口において一定した水頭圧
下でインク供給を行うことができ、インク量の割合から
見てインク袋の収納スペースを小さくすることができる
インクカートリッジが提供される。

【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ジェット記録装
置の要部の縦断面図、第２図は第１図中のインク袋の接
合前の状態を示す分解斜視図、第３図は前記インク袋の
密閉接合後の状態を示す斜視図、第４図は第１図中の線
IV−IVに沿って見た栓部材の一部断面図、第５図は第１
図中の線Ｖ−Ｖに沿った部分断面図、第６図はインク袋
のその他の構造例を模式的に示す斜視図である。３……キャリジ、４……記録ヘッド、５……用紙、９…
…カートリッジ、１０……インク袋、１１，１２……大
小の２つ折りしたシート材、１３……接合部、１４……
折り曲げ部、１５……インク取り出し口、１６……栓部
材、１７……リブ、１９……電極、２２……電極（中空
針）、２３……インク。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】インクを収納する可撓性のインク袋を有す
るインクカートリッジにおいて、前記インク袋は、それぞれ折り曲げ部を有する幅の等し
い第１のシートと第２のシートの周辺部を接合して形成
されるとともに、前記第１のシートの折り曲げ部近傍に
インク取り出し口を有し、前記第１のシートは、折り曲げ部を下にして前記カート
リッジ内に設けられ、前記第２のシートは、折り曲げ部を下にして前記第１の
シートの内部に設けられるとともに、該第２のシートの
上端部を前記第１のシートのそれぞれの上端部と接合さ
せて前記インク袋の上部を形成する、ことを特徴とするインクカートリッジ。
【請求項２】前記第１のシートと前記第２のシートは一
枚のシートよりなることを特徴とする特許請求の範囲第
１項に記載のインクカートリッジ。