JPH0673961B2 - インクジェット記録装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔技術分野〕 本発明はインクジェット記録装置に関し、特に記録ヘッ
ドの液吐出部に連通するインク収容部内のインク量の検
出結果によりインク供給手段を動作させる為の制御手段
を有したインクジェット記録装置に関する。

〔従来技術〕

記録ヘッドに対する確実なインク供給を保証するために
警報手段を有したインクジェット記録装置が知られてい
る。このようなインクジェット記録装置の従来構成を第
１図に示し、説明する。

第１図において符号１で示されるものはキャリッジで、
ガイド軸２に沿って不図示の駆動手段により記録動作の
際に往復動作を行なうものである。キャリッジ１には記
録ヘッド７が搭載されており、この記録ヘッド７の記録
媒体対向面にはピエゾ素子などからなるノズル部４が設
けられている。ノズル部４はインク液室３内のインクを
記録動作時に記録媒体に向けて吐出するようになってい
る。

インク液室３は図示するように細管部3cによって図中右
方の通気孔８を有するインク貯蔵部と、左側のノズル部
４に対するインク供給部に分割されており、インク供給
部の天井部には空気抜き用の栓16が設けられている。こ
のようにインク液室３が分割されているのはキャリッジ
１の往復移動の際に生じる液面変動や気泡の発生の影響
を最小限に留めるためである。

従来装置ではノズル部４に確実にインクを供給するため
に、インク液室３のインク供給部とインク貯蔵部に電極
5Aおよび5Bが設けられ、これらの電極間のインクを介し
た導通、不導通をコンパレータ等を用いて検出すること
により、インク液室３内のインク液面3Aの高さを検出
し、その検出結果により不図示のLED等のランプあるい
はブザー等からなる警報手段が作動され、操作者にイン
ク補給が促される。

すなわち図示した例では図中左側の電極5Aがノズル部４
の真上に設けられ、インク液面3Aがこの位置に対応した
液面検出レベル3Bより低くなると、それまでインクを介
して数10KΩの抵抗で導通していた電極5A,5B間が不導通
となり、この不導通の検出により不図示の警報手段が作
動される。

この警報により操作者は補充用インクタンク６の開口部
を開放して補充用インクタンク６とインク液室３の落差
によりインク液室３内にインクを流入させて補充し、イ
ンク液室３内の液面レベルを正常レベルに戻すことが一
般に行なわれていた。

ところが、先の液面低下によりインク液室３の細管部3c
やノズル部４内に気泡が発生している場合は、補充時の
落差によるインク流入の圧力およびインク液室３内のレ
ベル上昇による圧力だけでは気泡を除去できず、インク
補充後しばらく記録品質が低下したりする。

また、使用中の液面低下ではなく、長期の非使用により
インク内の水分が蒸発し液面が低下した場合には、イン
ク粘度が上昇しているため、落差による流入の圧力およ
びレベル上昇による圧力のみで気泡を回復するのは特に
難しく、また、粘度が適正値に戻るのに時間がかかる。

また上記の気泡の発生およびインク粘度上昇を防止する
には、インク液室３内のインク液面3Aのレベルをなるた
け高く保つことが望ましいが、上記の構成でこれを行な
うために液面検出レベル3Bを高くすると、上記のインク
補充作業を頻繁に行なわなければならないという不都合
が生じる。

さらに、インク液面検出のための電極を備えたインク液
室をキヤリッジに搭載した構成であるため、インク液面
がキャリッジの走査によって揺らぎ液面検出レベルの誤
検知を招くこともある。

〔目的〕

本発明は以上の点に鑑みてなされたもので、インク液面
のレベルを高く維持することができ、キャリッジの走査
によってインク液面がゆらいでも液面検出レベルの誤検
知を招くことのないインクジェット記録装置を提供する
ことを目的とする。

本発明は上述の目的を達成するためになされたもので、
ガイド軸に沿って走査されるキャリッジと、該キャリッ
ジに搭載される、ノズル部とノズル部に連通するととも
に上方に通気口を有するインク液室とを備えた記録ヘッ
ドと、該記録ヘッドのインク液室に連通し、前記インク
液室に供給されるインクを貯蔵するインクタンクと、該
インクタンクに貯蔵されたインクを前記インク液室に供
給するために駆動されるインクの圧送装置と、前記ノズ
ル部直上近傍の液面検出レベルに配置された第１電極と
第２電極より構成される一対の電極と、前記一対の電極
と連結され、第１電極と第２電極間の導通抵抗の変化に
よりインク液面が前記液面検出レベルより低下したこと
並びにインクが供給されてインク液面が前記液面検出レ
ベルに達したことを検出する液面検出手段と、前記イン
ク液室内のインク液面が液面検出レベルより低下したこ
とが前記液面検出手段によって検出されることで前記圧
送装置を駆動する駆動装置と、前記圧送装置の駆動によ
ってインクが供給されることでインク液面が前記液面検
出レベルに達したことが前記液面検出手段によって検出
されたとき作動されるタイマー回路であって、さらに圧
送装置を駆動させてインクを供給することにより前記液
面検出レベルより上方のレベルまでインク液面を上昇さ
せるのに必要なインク量を供給するのに要する前記圧送
装置の駆動時間が設定されたタイマー回路と、を具備す
ることを特徴とする。

タイマー回路を利用することによって、キャリッジ走査
によるインク液面の揺らぎに影響されやすい上限のイン
ク液面検出電極を用いることなく、確実、かつ容易に液
面検出レベルより上方の適量レベルまでインク液面を上
昇させることができる。

また、インクが供給されてインク液面が液面検出レベル
に達したときタイマー回路で定まる時間更に継続してイ
ンクの供給が行なわれるので、インク不足の程度に無関
係に、即ちインク液室が殆ど空状態になっていてもある
いは少しだけ不足している状態であっても、インク補充
後の液面レベルをほぼ一定レベルにすることができる。

また、インク液面が常に高いレベルに維持されるので、
ノズル部での泡の発生やインク液室でのインク粘度の上
昇が防止され、長期にわたる装置の非使用直後も含めて
正常なインク吐出による記録動作が保証される。

さらに、インク液面が検出レベルまで下がる頻度が少な
くなるので、インク供給動作（圧送動作）が過剰に頻繁
に行われることが避けられる。

〔実施例〕

以下、図面に示す実施例に基づいて本発明を詳細に説明
する。

以下の実施例において第１図の従来例と同一または相当
する部材については同一符号を付し、その詳細な説明は
省略する。

第２図に本発明を採用したインクジェット記録装置の構
造を概略図示する。

第２図において、キャリッジ１上に搭載された記録ヘッ
ド７は、インク滴を吐出して記録を行なう液吐出部であ
るノズル部４と、このノズル部４に連通しインクを供給
するインク収容部であるインク液室３から構成されてお
り、インク液室３はキャリッジ１の往復によっても気泡
などが発生しないような形状、大きさに構成されてい
る。またノズル部４の上方のインク液室３の側壁には通
気口10が形成されている。

本発明にあってはインク液室３は、パイプ17と圧送装置
11およびパイプ18を介してインク貯蔵部であるインクタ
ンク13に連結される。

インクタンク13はインク液室に供給されるインクを貯蔵
するもので、例えばプラスチック等から袋状に形成さ
れ、交換できるようにパイプ18に着脱自在に連結され
る。

また圧送装置11はインクをインクタンク13からインク液
室３に圧送して強制的に供給する手段で、例えばダイヤ
フラムなどを用いた圧送部密閉型のポンプ、圧送部開放
型のチユーブポンプなどにより構成される。圧送部密閉
型のポンプを用いる場合には圧送装置11の非駆動時にお
いてはインクタンク13およびインク液室３へのインク通
路が連通するような機構とし、記録動作時にノズル部４
が使用した分だけインクタンク13からインクが補充され
るようにする。ただし、圧送装置11に圧送量の精度の高
いものを使用できるなら、記録中も常時圧送を行なうこ
とにより使用分を補充するようにしてもよい。

すなわち後述のインク液面検出結果による圧送動作以外
の時には記録動作でノズル部４が使用した分だけのイン
クがインクタンク13からインク液室３に逐次補充される
ように構成する。

一方インク液室３内には液面高さを検知する手段として
電極5A,5Bが設けられており、これらの電極は従来例同
様、ノズル部４の直上近傍の液面検出レベル3Bまでイン
ク液面3Aが低下した際にインクを介した導通抵抗が変化
するような深さに取り付けられる。これらの電極5A,5B
は液面検出手段15に接続されている。インク量を検出す
る検出手段は上記のごとく検知手段と液面検出手段15に
よって一般に構成されるが、検知手段は上記した以外に
一般に知られる多くの方法を用いることができる。

この液面検出手段15は、電極5A,5Bを介してインク液室
３内のインク液面3Aを検出し、検出出力信号により不図
示の警報出力手段に警報動作を行なわせるとともに、こ
れに接続された駆動回路19を介して圧送装置11を作動さ
せるもので、電極5A,5B間の抵抗を検出する不図示のコ
ンパレータとその周辺の論理回路とから構成され、これ
にブザーやランプ等の不図示の警報出力手段が接続され
ている。

また液面検出手段15には、後述のインク液面低下による
圧送動作時にインク液室３で所定量のインクが検出され
た場合に検出時点からさらに所定時間圧送動作と警報動
作を継続させるための制御手段としてタイマー回路12が
接続されている。

すなわちタイマー回路12にはインク液室３内のインク液
面3Aを前記の液面検出レベル3Bから通気口10のレベルに
一致する適量レベルに上げるのに必要なインク量を供給
するのに要する圧送装置11の通常作動時間が設定されて
おり、圧送動作時にインク液室３で所定量のインクが検
出された場合には圧送装置11と警報出力手段は検出時点
からさらにこの通常作動時間作動される。

次に以上の構成からなる本実施例の警報、圧送動作を第
３図を参照して説明する。ここで第３図は実施例の各構
成の動作およびインク液面の動きを示すタイミングチャ
ート図である。またこの場合インクタンク13内には充分
なインク残量があるものとする。

前述したように、これから述べるインク液面検出結果に
よる圧送動作以外の時には、インク液室３とインクタン
ク13間のインク通路が連通される等の方法により記録動
作でノズル部４が使用する分と同量のインクがインクタ
ンク13からインク液室３に逐次供給される。

この供給動作にも拘らず、長期にわたる記録装置の非使
用や空気の侵入などによりインク液室３内のインク液面
が低下し、第３図に示されるようにインク液室が空状態
になった場合、電極5A,5B間の抵抗が無限大（不導通）
となり、これが液面検出手段15により検出されると、液
面検出手段15の出力信号により直ちに警報出力手段が作
動され（図中の時点ｔ′０）、操作者にインク液室３内
のインク残量が少なく、これから後は圧送動作中である
旨を報知する。

すなわちごく短いタイムラグの後、液面検出手段15の出
力信号により駆動回路19を介して圧送装置11がオンさ
れ、インクの圧送動作が開始される（時点t0）。

この場合、インクタンク13中に充分なインク残量が存在
するので、圧送装置11の作動によりインクがインクタン
ク13からパイプ18、圧送装置11、パイプ17を介して液室
３に供給され、インク液室３内のインク液面3Aが上昇す
る。インク液面3Aが液面検出レベル3Bに達すると、電極
5Aの下端面がインク液面に接して電極5A,5B間がインク
を介して数10KΩの抵抗で導通し、これが液面検出手段1
5に検出される。

なお、ここで実際にはこれより前に第４図に示されるよ
うに電極5Aの下端に前のインク14が付着している場合が
多く、この場合はインク液面3Aが液面検出レベル3Bに達
するまえに、この付着したインク14の下端が、上昇しつ
つあるインク液面3Aと接触してしまい、インク液面3Aが
液面検出レベル3Bに達する直前に検出が行なわれる場合
が多い。

インク液面3Aが検出されると液面検出手段15の出力信号
により、タイマー回路12がオンされ（第３図中時点t
1）、このタイマー回路12に設定された先述の通常作動
時間が経過する時点t2まで圧送装置11と警報出力手段が
さらに継続して作動される。時点t2で圧送装置11と警報
出力手段がともにオフされる。

この時点t1から時点t2までのインク圧送動作により、イ
ンク液室３内のインク液面3Aは液面検出レベル3Bから通
気口10のレベルに一致する適量レベルまで上昇する。し
かし、インク液面3Aが適量レベルに達し、圧送装置11が
オフになった後も、インク液室３には空気領域が存在し
ている。

なおここで液面が通気口10のレベルに達しても、通気口
10の径は充分に小さく設定されており、通気口10内にイ
ンクが入った場合に表面張力が働き、インクが外に溢れ
出したり、キャリッジ１の動きに伴って外に飛び出した
りするのが避けられるように構成されている。

なお上記のインク液面検出結果による警報、圧送動作の
後は、動作の最初で述べたように、インク液室３とイン
クタンク13間のインク通路が連通される等の方法によ
り、記録動作に伴いノズル部４が使用する分と同量のイ
ンクがインクタンク13からインク液室３に逐次供給され
る様にしてもよい。

また上記の警報、圧送動作の後に、何らかの理由により
インク液室３内のインク液面3Aが再び液面検出レベル3B
より低くなった場合は、インクタンク13内に充分なイン
ク残量がある限り上記と同様の動作が繰り返される。

以上の本実施例によれば、インクの供給動作によりイン
ク液室３内のインク液面3Aが液面検出レベル3Bに達して
液面が検出された場合、検出時点からさらに前述の通常
作動時間継続して圧送装置11と警報出力手段が作動さ
れ、インク液面3Aが液面検出レベル3Bより上方の適量レ
ベルまで上昇させられる。

従って上記の通常作動時間を長くし、適量レベルを検出
レベル3Bより充分高いレベルに設定するだけで、インク
液室にインク液面の上限を検出するべき電極を配置する
ことなくインク液室３のインク液面が常に高い位置に保
たれ、ノズル部４での気泡の発生やインク液室３内での
インク粘度の上昇が防止されるとともに、キャリッジ１
の移動に伴うインク液面3Aのゆらぎによる液面の誤検出
が防止され、またインク液面3Aが検出レベル3Bまで下が
る頻度が小さくなるので、警報および圧送動作が頻繁に
行なわれることが避けられる。

またインク供給が圧送により行なわれるので、インク粘
度の上昇や気泡の存在があった場合に、従来のようにレ
ベル上昇だけによるよりも高い圧力でインク供給がなさ
れるので、より確実に気泡が除去され、インク粘度がよ
り速やかに適正値に戻される。

またこの検出後の通常作動時間において圧送動作ととも
に警報動作も継続して行なわれるので、操作者が圧送動
作中であることを認識できる。

また上記の警報圧送動作時以外は記録動作に伴いノズル
部４が使用する分と同量のインクがインクタンク13から
インク液室３に逐次供給する様にすれば、インク液室３
により一層確実にインク供給がなされる。

なお以上の構成において圧送装置11、インクタンク13、
液面検出手段15等の各構成部分はキャリッジ１上に設け
てもよい。また実施例ではインク液室３内のインク液面
低下のみにより圧送動作を行なうように構成したが、こ
れだけによらずに、気泡除去やインク粘度の回復等の必
要に応じて手動スイッチ等の強制的な作動手段を介して
も圧送動作を行なうように構成してもよい。

尚、本実施例では、インク収容部内のインク量検出結果
によって警報を出力する警報出力手段を備えた例を用い
て説明を行なったが、警報出力手段は必ずしも必要なも
のではない。併し乍ら、インクの供給状態やインクの残
量等を報知し、装置の使用が可能か否かを装置の使用者
が知ることができるという点から、警報出力手段を設け
る事は好ましいことである。

〔効果〕

以上の説明から明らかなように、本発明によれば、タイ
マー回路を利用することで液面検出レベルより高いレベ
ルにインク液室のインク液面のレベルを維持することが
できるので、キャリッジ走査によるインク液面の揺らぎ
に影響されやすいインク液室のインク液面の上限を検出
するべき電極を配置することが省略できるインクジェッ
ト記録装置を提供できる。

また、インクが供給されてインク液面が液面検出レベル
に達したときタイマー回路で定まる時間更に継続してイ
ンクの供給が行なわれるので、インク不足の程度に無関
係に、インク補充後の液面レベルをほぼ一定レベルにす
ることができるインクジェット記録装置を提供できる。

また、インク液室内のインク液面が高いレベルに維持さ
れるので、ノズル部での気泡の発生やインク液室でのイ
ンク粘度の上昇が防止され、長期にわたる装置の非使用
直後も含めて正常なインク吐出による記録動作が保証さ
れるインクジェット記録装置を提供できる。

さらに、インク液面が検出レベルまで下がる頻度が少な
くなるので、インク供給動作（圧送動作）が過剰に頻繁
に行われることが避けられるインクジェット記録装置が
提供できる。

また、インクの供給動作は自動的に行われるのでインク
の補給に関わる操作者の手間はメインのインクタンクの
交換ないしはインク補充だけになり軽減されるインクジ
ェット記録装置が提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来装置の記録ヘッド周辺の断面図、第２図以
下は本発明の実施例を説明するもので、第２図は実施例
の構成を示す概略構成図、第３図は本実施例の動作を説
明するタイミングチャート図、第４図は実際のインク液
面検出状態を示す説明図である。 ３……インク液室、3A……インク液面 3B……液面検出レベル、４……ノズル部 5A,5B……電極、７……記録ヘッド 10……通気口、11……圧送装置 12……タイマー回路、13……インクタンク 15……液面検出手段

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ガイド軸に沿って走査されるキャリッジ
   と、 該キャリッジに搭載される、ノズル部とノズル部に連通
   するとともに上方に通気口を有するインク液室とを備え
   た記録ヘッドと、 該記録ヘッドのインク液室に連通し、前記インク液室に
   供給されるインクを貯蔵するインクタンクと、 該インクタンクに貯蔵されたインクを前記インク液室に
   供給するために駆動されるインクの圧送装置と、 前記ノズル部直上近傍の液面検出レベルに配置された第
   １電極と第２電極より構成される一対の電極と、 前記一対の電極と連結され、第１電極と第２電極間の導
   通抵抗の変化によりインク液面が前記液面検出レベルよ
   り低下したこと並びにインクが供給されてインク液面が
   前記液面検出レベルに達したことを検出する液面検出手
   段と、 前記インク液室内のインク液面が液面検出レベルより低
   下したことが前記液面検出手段によって検出されること
   で前記圧送装置を駆動する駆動装置と、 前記圧送装置の駆動によってインクが供給されることで
   インク液面が前記液面検出レベルに達したことが前記液
   面検出手段によって検出されたとき作動されるタイマー
   回路であって、さらに圧送装置を駆動させてインクを供
   給することにより前記液面検出レベルより上方のレベル
   までインク液面を上昇させるのに必要なインク量を供給
   するのに要する前記圧送装置の駆動時間が設定されたタ
   イマー回路と、 を具備することを特徴とするインクジェット記録装置。
2. 【請求項２】前記インクタンクから前記インク液室への
   インクの供給は、記録時にも常時実行されることを特徴
   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。