JPH1034965A - インクカートリッジ及びインク残量検知装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 正確なインク残量を検出することができるイ
ンクカートリッジ及びインク残量検知装置を提供する。 【解決手段】 カートリッジケース３１の後壁面３１ｂ
に抵抗体からなる第１の電極部材３３を、インクの減少
方向に向かって延伸して、該第１の電極部材３３よりも
インクの減少方向の下流に第２の電極部材３４をそれぞ
れ設ける。第１の電極部材３３に第１の接点３６を、第
２の電極部材３４に第２の接点３７をそれぞれ連結し、
それらの両接点３６，３７を介して、第１及び第２の電
極部材３３，３４間の電気抵抗を検出する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、インクを貯留し、
そのインクを印字ヘッドに適宜供給するインクカートリ
ッジ及びインク残量検知装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、インクの液滴を飛翔させて記録
紙に記録させるインクジェットプリンタは、本体ケース
の内部に、インクジェット式の印字ヘッド及び該印字ヘ
ッドに供給するインクを収容するインクカートリッジを
交換可能に搭載する記録装置と、記録紙を搬送する搬送
装置と、該搬送装置によって搬送される記録媒体の大き
さに応じて、前記記録装置を往復移動させるキャリッジ
装置とを備える。

【０００３】そして、このようなインクジェットプリン
タにおいて、インクカートリッジ内のインク残量検出が
行われているが、そのインクの残量検出方式として、イ
ンクカートリッジのカートリッジケース内に２つの電極
を配置し、２つの電極間の電気抵抗からインクの有無を
検出する電気的方式のものや、インク液面に光を当てそ
の反射光によってインクの有無を検出する光学的方式の
ものが知られている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、そのよ
うな従来のインク残量検出装置は、インクがなくなった
状態を検出することができるだけで、正確なインク残
量、即ちどの程度インクが残っているかを検出すること
ができないものであった。

【０００５】本発明はかかる点に鑑みてなされたもの
で、正確なインク残量を検出することができるインクカ
ートリッジ及びインク残量検知装置を提供することを目
的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、インクを貯留
し、そのインクを印字ヘッドに適宜供給するインクカー
トリッジを前提とするもので、抵抗体からなり、インク
の減少方向に向かって延伸された第１の電極部材と、該
第１の電極部材よりもインクの減少方向の下流に配設さ
れた第２の電極部材とを、その内部に備え、前記第１及
び第２の電極部材間の電気抵抗を検出し、該検出された
電気抵抗に基づきインクの残量変化を検出可能とする構
成とする。

【０００７】よって、本発明によれば、インクの減少方
向に向かって延伸された第１の電極部材と、該第１の電
極部材よりもインクの減少方向の下流に配設された第２
の電極部材との間の電気抵抗が検出され、該検出された
電気抵抗に基づきインクの残量変化が検出される。

【０００８】本発明においては、インクカートリッジの
内部に、インクが含浸されたインク吸蔵部材が収容され
ている場合には、インク吸蔵部材に含浸されているイン
クの残量変化が検出されることになる。

【０００９】そして、本発明においては、前記第１の電
極部材を、前記インクカートリッジを構成するカートリ
ッジケースの内壁面の一面に配設し、前記第２の電極部
材を、前記カートリッジケースの前記印字ヘッドと連通
するインク供給孔近傍に配設したり、また、前記第１の
電極部材を、前記インクカートリッジを構成するカート
リッジケースの内壁面の一面にすると共に、前記カート
リッジケースの蓋体となるようにしたりすることができ
る。

【００１０】また、本発明においては、前記第１の電極
部材が、インクと接触する部分が複数の絶縁膜層によっ
て、インクの減少方向に向かって間欠的に被覆されるよ
うにすることができる。このようにすれば、第１の電極
部材が、インクと接触する部分が複数の絶縁膜層によっ
て、インクの減少方向に向かって間欠的に被覆され、イ
ンク残量が段階的に検出されることになる。

【００１１】本発明においては、前述したような第１の
電極部材が、インクカートリッジ内に収容されているイ
ンクの抵抗値と同程度若しくはそれ以上の抵抗値を有す
る抵抗体にて形成されている。

【００１２】さらに、本発明は、前述した如きインクカ
ートリッジ中に貯留されたインクの残量を検出するイン
ク残量検出装置であって、前記第１の電極部材と連結さ
れる第１の接点と、前記第２の電極部材に連結される第
２の接点と、前記第１及び第２の接点を介して、前記第
１及び第２の電極部材間の電気抵抗を検出し、該検出さ
れた電気抵抗に基づきインクの残量変化を判断するイン
ク残量判定手段とを備えるものである。よって、第１の
電極部材と連結される第１の接点と、前記第２の電極部
材に連結される第２の接点とを介して、第１及び第２の
電極部材間の電気抵抗が検出され、該検出された電気抵
抗に基づきインクの残量変化が判断されることになる。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。

【００１４】インクジェットプリンタの外観を示す図１
において、インクジェットプリンタ１は、インクジェッ
ト式の印字ヘッド２が搭載されたキャリッジ４を有し、
該キャリッジ４には、印字ヘッドにインクを供給する複
数のインクカートリッジ５,・・・が着脱可能に搭載さ
れ、Ｂ方向に往復移動可能である。左右方向に延びる回
転軸（図示せず）によってフレーム１ａに円筒形状のプ
ラテンロール６が回転可能に支承され、該プラテンロー
ラ６は、給紙カセット又は手差し給紙部から供給された
印刷用紙Ｐを印字ヘッド２に対面させながらＡ方向に搬
送するものであり、いわゆる紙送り装置の一部を構成し
ている。

【００１５】尚、前記印刷用紙Ｐは、フレーム２の後方
の図示しない用紙供給口から矢符Ｃの方向に供給され、
プラテンローラ６の回転により、図示しない用紙排出口
から矢符Ｄの方向に排出されるように構成されている。

【００１６】また、前記プラテンローラ６の軸線と平行
にキャリッジ軸７ａ及びガイド軸７ｂがそれぞれ設けら
れ、該キャリッジ軸７ａ及びガイド軸７ｂにキャリッジ
４がスライド可能に嵌挿されている。これによって、キ
ャリッジ４に搭載された印字ヘッド２は、プラテンロー
ラ６の軸線に沿って、スライド移動により往復移動可能
となっている。前記キャリッジ４は、プーリ８，９、ベ
ルト１０及びキャリッジモータ１１を有するキャリッジ
駆動機構によって、印刷用紙Ｐに印字を行う印字領域及
びパージ装置（回復装置）による回復領域において移動
させるようになっている。

【００１７】また、前記プラテンローラ６の右側には、
印字ヘッド２の不吐出あるいは吐出不良を回復するため
に、印字ヘッド２のノズル面を払拭するワイピング部材
１２と、印字ヘッド２内の残留インクを吸引するパージ
装置１３とが設けられている。

【００１８】前記パージ装置１３は、印字ヘッド２を覆
う吸引キャップ１４を有し、該吸引キャップ１４は、印
字ヘッド２の移動経路内に突出した突出位置と前記印字
ヘッド２の移動経路より後退した待機位置との間を矢符
Ｅ方向に移動可能に構成され、前記突出位置において前
記吸引キャップ１４が印字ヘッド２のノズル面を覆うよ
うに構成されている。

【００１９】そして、印字ヘッド２が吸引キャップ１４
に覆われているときに、吸引ポンプ１５により負圧を発
生させ、吸引キャップ１４を通じて印字ヘッド２内の残
留インクをノズルより吸引除去し、吸引管１６、吸引ポ
ンプ１５及び吐出管１７を通じて、廃液タンク１８に回
収し、良好な吐出状態を回復させるようになっている。

【００２０】また、図２に示すように、上記インクカー
トリッジ５，・・・は、印字ヘッド２を有するヘッドユ
ニット２１に装着されるようになっている。ヘッドユニ
ット２１は、基板部２２の一側の縦壁部２３には、イン
ク流路を有するインク供給管２４が挿通されている。
尚、上記印字ヘッド２は、インク供給管２４より供給さ
れたインクを前面のノズル孔から飛翔させるアクチュエ
ータを含む。

【００２１】前記基板部２２には、インクカートリッジ
５，・・・間を仕切る仕切壁部２６，・・が底面より立
設されている。また、底面には、各インクカートリッジ
５，・・・に対応して、図示しない制御系に連係されイ
ンクカートリッジ５内のインクの残量を検出するための
検出用接点２７Ａ，・・・，２７Ｂ，・・・が設けられ
ている。

【００２２】一方、インクカートリッジ５は、図３
（ａ）及び図４（ａ）に示すように、該インクカートリ
ッジ５を構成するカートリッジケース３１の内部に、イ
ンクが含浸されたインク吸蔵部材３２が収容されると共
にし、大気連通孔３１ａが設けられカートリッジケース
３１の内壁面の一面である後壁面３１ｂに、抵抗体から
なりインクの減少方向に向かって延伸された第１の電極
部材３３が、カートリッジケース３１の前記印字ヘッド
２と連通するインク供給孔近３１ｃ傍の底壁面に第２の
電極部材３４がそれぞれ配設されている。よって、第２
の電極部材３４は、第１の電極部材３３よりもインクの
減少方向（図３（ｂ）（ｃ）参照）の下流に配設されて
いることになる。そして、上記第１の電極部材３３が信
号引き出し線３５を介して第１の接点３６に、第２の電
極部材３４が第２の接点３７にそれぞれ接続されてい
る。第１及び第２の接点３６，３７は、それぞれカート
リッジケース３１の下面に設けられており、ヘッドユニ
ット２１側の検出用接点２７Ａ，２７Ｂと対応した位置
関係にある。

【００２３】尚、図３（ａ）（ｂ）（ｃ）において、Ｓ
はインク液面である。また、前記第１の電極部材３３
は、インクの減少方向に向かって延伸されており、収容
されているインクの抵抗値Ｒ１と同程度若しくはそれ以
上の抵抗値Ｒを有する抵抗体にて形成されている。

【００２４】前記両接点３６，３７が、図５に示すよう
に、抵抗検出回路４１を介して制御回路４２（インクジ
ェットプリンタの動作全体の統括制御を行うワンチップ
マイコンで、それのＡ／Ｄポート）に電気的に接続さ
れ、前記抵抗検出回路４１と制御回路４２とによって、
前記第１及び第２の電極部材３３，３４間の電気抵抗を
検出し、該検出された電気抵抗に基づきインクの残量変
化を検出可能とするようになっている。また、抵抗検出
回路４１は、図６に示すように、第１の接点３６側を接
地する一方、制御回路４２に連係される第２の接点３７
側に抵抗器３８（抵抗値ｒ）を介して一定の電圧Ｖｃｃ
を印加するようになっている。この場合、制御回路４２
（Ａ／Ｄポート）には、出力電圧Ｖｃｃ×Ｒｄ／（ｒ＋
Ｒｄ）が印加される。

【００２５】具体的には、インクの抵抗値をＲ１、第１
の電極部材３３の幅、長さ及び単位面積当たりの抵抗値
をそれぞれＷ、Ｌ、Ｒとすれば、図７に示すように、抵
抗値の初期値はインクの抵抗値Ｒ１であるが、インクの
減少によりその抵抗値がほぼ直線状に増加するので、抵
抗値とインク量とは比例関係にあり、電気抵抗を検出す
ることでインクの残量を検出することができることにな
る。

【００２６】さらに制御系を図５に基づいて詳細に説明
すると、印字ヘッド２を駆動するヘッドドライバ４３、
紙送りモータ４４を駆動する第１のモータドライバ４５
及びキャリッジモータ１１を駆動する第２のモータドラ
イバ４７を有し、該各ドライバ４５，４７が、制御回路
４２によって制御される。また、制御回路４２は、パソ
コン等のホストコンピュータ（図示せず）からインタフ
ェース４９を介して印字データ（コードデータ）を受け
取り、そのイメージデータへの展開やヘッドドライバ４
３への転送等を行うようになっている。また、制御回路
４２は、ＲＯＭ５０やＲＡＭ５１のほか、印字パラメー
タ等の設定操作や表示を行うスイッチパネル５２にも接
続されている。また、各種制御のため、ペーパー・エン
プティセンサ５３及びホームポジションセンサ５４から
の信号が入力されるようになっている。

【００２７】従って、上記のように構成すれば、図３
（ａ）〜（ｃ）に示すように、インク吸蔵部材３２に含
浸されているインクが、印字ヘッド２において順次消費
され、インク液面Ｓが上側から下側に向かって減少して
いくと、それに伴って、抵抗検出回路４１によって検出
される第１の電極部材３３と第２の電極部材３４との間
の電気抵抗値が図７に示すように順次増加していくの
で、その検出された電気抵抗に基づきインクの残量変化
を検出することができる。

【００２８】前記実施の形態においては、第１及び第２
の電極部材３３，３４によって電気抵抗の変化を直線的
に検出するようにしているが、図４（ｂ）に示すよう
に、第１の電極部材３３の、インクと接触する部分を、
複数の絶縁膜層６１，・・・によって、インクの減少方
向に向かって間欠的に被覆するようにすれば、図８に示
すように、インク量の減少に伴う抵抗値の変化を階段状
にすることもできる。

【００２９】また、前記実施の形態においては、図３
（ａ）〜（ｃ）に示すように、インクが上側から下側に
減少タイプのものであるが、図９（ａ）〜（ｃ）に示す
ように、インク吸蔵部材３２Ａを部分圧縮したことによ
りカートリッジケース３１の後側から前側にインクが減
少していくタイプのものでは、インク供給孔３１ｃが設
けられカートリッジケース３１の内壁面の一面である前
壁面３１ｄに、抵抗体からなりインクの減少方向に向か
って延伸された第１の電極部材３３Ａを、カートリッジ
ケース３１の前記印字ヘッドと連通するインク供給孔近
３１ｃ傍の底壁面に第２の電極部材３４をそれぞれ配設
することで、同様にインク残量を検出することができ
る。

【００３０】さらに、前記実施の形態においては、第１
の電極部材３３，３３Ａをカートリッジケース３１を構
成する内壁面に設けるようにしているが、製造をより容
易にするために、第１の電極部材が、インクカートリッ
ジを構成するカートリッジケースの内壁面の一面をなす
と共に、前記カートリッジケースの他部に対し着脱可能
な蓋体となるようにすることもできる。

【００３１】

【発明の効果】本発明は、上記のように、抵抗体からな
り、インクの減少方向に向かって延伸された第１の電極
部材と、該第１の電極部材よりもインクの減少方向の下
流に配設された第２の電極部材とを、その内部に備え、
第１及び第２の電極部材間の電気抵抗を検出し、該検出
された電気抵抗に基づきインクの残量変化を検出可能と
しているので、第１の電極部材と第２の電極部材との間
の電気抵抗に基づきインクの残量変化を検出することが
できる。

【００３２】そして、本発明において、第１の電極部材
を、インクカートリッジを構成するカートリッジケース
の内壁面の一面に配設し、前記第２の電極部材を、前記
カートリッジケースの前記印字ヘッドと連通するインク
供給孔近傍に配設したり、前記第１の電極部材を、前記
インクカートリッジを構成するカートリッジケースの内
壁面の一面にすると共に、前記カートリッジケースの蓋
体となるようにすれば、インク残量の変化を直線的に検
出することができ、また、第１の電極部材を、インクと
接触する部分が複数の絶縁膜層によって、インクの減少
方向に向かって間欠的に被覆するようにすれば、インク
残量を段階的に検出することができる。

【００３３】また、第１の電極部材と連結される第１の
接点と、前記第２の電極部材に連結される第２の接点と
を介して、第１及び第２の電極部材間の電気抵抗を検出
するようにしているので、検出された電気抵抗に基づき
インクの残量変化を簡単に判断することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るインクジェットプリンタの概略構
成を示す斜視図である。

【図２】本発明に係るヘッドユニットの分解斜視図であ
る。

【図３】本発明に係るインクカートリッジの概略断面
図、（ａ）〜（ｃ）はそれぞれインクが減少して行く状
態を示している。

【図４】第１の電極部材の形状を示す図で、（ａ）は連
続的なもの、（ｂ）は間欠的なものを示す。

【図５】本発明に係るインクジェットプリンタの制御系
のブロック図である。

【図６】検出回路の説明図である。

【図７】インク量と抵抗値との関係を示す図である。

【図８】インク量と抵抗値との関係を示す図である。

【図９】他の実施の形態についての図３と同様の図であ
る。

【符号の説明】

１ インクジェットプリンタ ２ 印字ヘッド ５ インクカートリッジ ３１ カートリッジケース ３１ｂ 後壁面 ３１ｃ インク供給孔 ３１ｄ 前壁面 ３３ 第１の電極部材 ３３Ａ 第１の電極部材 ３４ 第２の電極部材 ３６ 第１の接点 ３６Ａ 第１の接点 ３７ 第２の接点 ４１ 抵抗検出回路 ４２ 制御回路 ６１ 絶縁膜層

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 インクを貯留し、そのインクを印字ヘッ
   ドに適宜供給するインクカートリッジにおいて、 抵抗体からなり、インクの減少方向に向かって延伸され
   た第１の電極部材と、 該第１の電極部材よりもインクの減少方向の下流に配設
   された第２の電極部材とを、その内部に備え、 前記第１及び第２の電極部材間の電気抵抗を検出し、該
   検出された電気抵抗に基づきインクの残量変化を検出可
   能とすることを特徴とするインクカートリッジ。
2. 【請求項２】 内部には、インクが含浸されたインク吸
   蔵部材が収容されているところの請求項１記載のインク
   カートリッジ。
3. 【請求項３】 前記第１の電極部材は、前記インクカー
   トリッジを構成するカートリッジケースの内壁面の一面
   に配設され、 前記第２の電極部材は、前記カートリッジケースの前記
   印字ヘッドと連通するインク供給孔近傍に配設されてい
   るところの請求項１又は２記載のインクカートリッジ。
4. 【請求項４】 前記第１の電極部材は、前記インクカー
   トリッジを構成するカートリッジケースの内壁面の一面
   をなすと共に、前記カートリッジケースの蓋体であると
   ころの請求項１又は２記載のインクカートリッジ。
5. 【請求項５】 前記第１の電極部材は、インクと接触す
   る部分が複数の絶縁膜層によって、インクの減少方向に
   向かって間欠的に被覆されているところの請求項１〜４
   のいずれか１つに記載のインクカートリッジ。
6. 【請求項６】 前記第１の電極部材は、収容されている
   インクの抵抗値と同程度若しくはそれ以上の抵抗値を有
   する抵抗体にて形成されているところの請求項１〜５の
   いずれか１つに記載のインクカートリッジ。
7. 【請求項７】 前記請求項１〜６のいずれかの１つに記
   載のインクカートリッジ中に貯留されたインクの残量を
   検出するインク残量検出装置において、 前記第１の電極部材と連結される第１の接点と、 前記第２の電極部材に連結される第２の接点と、 前記第１及び第２の接点を介して、前記第１及び第２の
   電極部材間の電気抵抗を検出し、該検出された電気抵抗
   に基づきインクの残量変化を判断するインク残量判定手
   段とを備えることを特徴とするインク残量検知装置。