JPH1178042A - インクタンク - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 インク保持体を収納するインクタンクにおい
て、インクの消費に伴うインク保持体の表面の状態変化
を視覚的に確認できるようにする。 【解決手段】 インクを貯溜する第１のインク保持体を
収納した収納部と、該第１のインク保持体のインクを供
給するインク供給開口部とを備えたインクタンクにおい
て、前記第１のインク保持体と圧接するとともに前記第
１のインク保持体とは異なる第２のインク保持体を収納
し、外部から目視にて確認可能なインク残量検知部を備
え、前記第２のインク保持体は、その毛管力が、前記イ
ンク供給開口部近傍の毛管力より弱く、かつ前記インク
残量検知部を構成する面に密着しており、前記第２のイ
ンク保持体と前記第１のインク保持体の圧接部分の毛管
力は、前記インク供給開口部近傍の毛管力より弱いこと
を特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、インクタンクとイ
ンクジェット記録装置に用いるインクタンクに関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】従来、インクジェット記録装置に用いら
れているインクタンクとして、インクを含浸して毛管力
により保持する部材（以下、「インク保持体」と称する）
をインクタンク内部に収納して、このインク保持体単体
で負圧を発生してインクを保持する構成が用いられてい
る。上述のようなインクタンクでは、例えば筐体とイン
クタンクとの間に生じる空間にある空気が環境変化等で
膨張してもインク保持体内のインクが外部に漏れ出さな
いように、筐体内部にリブを設けて上記の密閉空間を大
気に連通させる構成が知られている。特に、記録ヘッド
とインクタンクとが通常は分離され，使用時に一体化可
能になる構成であって、インク供給口近傍にインク保持
体のインクを外部に導出するためのインク導出部材を設
ける場合には、インク導出部材近傍の密閉空間を大気に
連通させるために、筐体内面にリブを設ける構成が一般
的になっている。

【０００３】そして、上述の構成におけるインクの残量
を検知してユーザーに知らせる機構としては、印字時の
記録液滴の吐出回数を計測するドットカウント方式や、
インク保持体に電極ピンを設け、インクの消費による導
通状態の変化を検出する電極検知方式などが知られてい
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上述の方式
では、それぞれ以下のような点で課題があった。

【０００５】例えば、ドットカウント方式においては、
ユーザーがプリンタ本体からインクジェットカートリッ
ジを誤って取り外した場合には、インクジェットカート
リッジに対するカウント数が正確な値とならず、これを
避ける手段が新たに必要となることがあった。また、電
極方式においては、プリンタ本体内部にインク残量検出
機構を設ける必要性があり、それ故にプリンタ本体コス
トが高くなる点で問題であった。

【０００６】よって本発明者は上記の問題を考慮し、負
圧発生部材を収納するインクタンクにおいて、インクの
消費に伴うインク保持体の表面の状態変化を視覚的に確
認できるようにすることで、ユーザーにインク残量を知
らせることが出来る構成のインクタンクの検討を行っ
た。

【０００７】その結果、インク保持体がタンクケースの
内壁全周囲に均等に密着している場合には、インク保持
体のインクが消費された部分とまだ保持されている部分
との境界（以下、この境界を「界面」と称する）が明確に
現れることを認識するに至った。

【０００８】しかし、タンクケース内面にリブを設けて
いる場合、インクの消費に伴うインク保持体表面の状態
変化は、界面が形成されないため、インク保持体上部か
らの極めて緩やかな濃度の変化となり、ユーザが目視で
確認することは難しい。

【０００９】さらに一方では、現在市場ではインクジェ
ット記録分野は様々な形態に応用されており、それぞれ
の形態において要求を満たすインクタンクの形状、大き
さは異なっている。そのため、それぞれのインクタンク
に適用可能な残量検出機構を設けることは、ユーザがい
ずれの形態で利用する場合においても共通の方法でイン
ク残量を確認できるので望ましい。

【００１０】そこで、本発明では、インク保持体を収納
するインクタンクにおいて、インク保持体を収納するタ
ンクケース（筐体）とインク保持体との間にリブが設け
られている場合においても、インクの消費に伴うインク
保持体の表面の状態変化を視覚的に容易に確認できるよ
うにする新規な構成を提供することで、検出機構を省略
してプリンタ本体のコスト増加を抑止し、また残量検出
機構自身の信頼性を必要としないインク残量検出手段を
有するインクタンクの提供することを目的とする。

【００１１】さらに、残量検知手段をインクタンク本体
とは別体のユニットとすることで、複数の種類のインク
タンクに使用可能な標準ユニットの提供を目的としてい
る。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上述の課題を解決するた
めに、本発明は、インクを貯溜する第１のインク保持体
を収納した第1収納部と、該第１のインク保持体のイン
クを供給するインク供給開口部とを有するインクタンク
において、上端を大気に開放され下端を前記第１のイン
ク保持体で圧接された前記第１のインク保持体とは異な
る第２のインク保持体と、該第2のインク保持体をその
側面が均等に密着するように収容するとともに外部から
目視にて確認可能な略筒状の第2収納部と、を有するイ
ンク残量検知部を備え、前記第２のインク保持体は、そ
の毛管力が、前記インク供給開口部近傍の毛管力より弱
く、かつ前記第２のインク保持体と前記第１のインク保
持体の圧接部分の毛管力は、前記インク供給開口部近傍
の毛管力より弱いことを特徴とする。

【００１３】ここで、第2のインク保持体の上端、下端
とは、インクタンクの使用時姿勢における鉛直方向に対
して上方を上端、下方を下端として定義される。

【００１４】さらに、本発明では、前記インク残量検知
部がインク収納部と別体に形成されていることを特徴と
するインクタンクを提案する。

【００１５】なお、本発明において「インク」とは、記
録液としてのインクだけに限られず、インクジェット記
録装置において吐出可能な液体、例えば記録液と被記録
媒体上で反応する画質向上液のような処理液体を含むも
のとする。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下に、本発明におけるインク残
量検知手段付きインクタンクについて図面を用いて詳細
に説明する。

【００１７】（実施例１）図１は、本発明の第1実施例
にかかるインク残量検知手段付きインクタンクの構造の
模式的概略断面図である。図１に示すインクタンク１０
は、インクジェット記録装置に着脱され交換可能な形態
であるインクタンクの模式図であり、使用姿勢は紙面上
方を上とする。このインクタンクは、インク残量検知部
をインクタンク筐体とは別体のユニット１２（インク残
量検知ユニット）とすることで、インクタンク組み立て
時にタンク容器内に収納する構成である。

【００１８】インクタンク１０は、タンクケース７と、
大気連通口１を有する蓋１４、により筐体が形成されて
いる。筐体内部には、所望の負圧特性を発生する第1の
インク保持体（メインインク保持体）９が収納され、筐
体内部に設けられたリブ８と当接している。インク供給
口１７には一方向繊維束などからなる圧接体６が設けら
れ、メインインク保持体と密着しており、不図示のイン
クジェット記録ヘッド部と分離可能に接続できるように
なっている。５は筐体とメインインク保持体及び圧接体
との間に生じる隙間である。この隙間５は、リブ８を設
けることで、大気連通口を介し大気と連通している。な
お、インクジェット記録ヘッド部の構成によっては、圧
接体６がなく、直接メインインク保持体がインク供給口
を介しインクジェット記録ヘッド部のインク供給管など
と当接するような構成であってもよい。

【００１９】そして、筐体内部には略柱状のケース１３
を有するインク残量検知ユニット１２が設けられてお
り、ユニット内にはユニット内部寸法よりもサイズが大
きな第2のインク保持体３（以下、「サブインク保持体」
と称す）を収納し、ユニット内面に隙間なくサブインク
保持体が密着している。

【００２０】このインク残量検知ユニット１２は、図２
（ａ）、及び図2（ｂ）に示すように、インクタンク組
み立て時にタンク容器内に収納される。図２は図１に示
すインクタンクの断面の部分拡大図であり、図２（ａ）
は、ケース13がメインインク保持体と当接する前の状
態、図２（ｂ）は当接後の状態を示す。

【００２１】本実施例では、メインインク保持体９は、
このユニットを挿入可能にするために、一部を切り欠い
て構成されている。そして、本実施形態のインク残量検
知部は、反発弾性を有するメインインク保持体にインク
残量検知部ケースの開口部端面とサブインク保持体を共
に圧接密着させて、図２(ｂ)に示すようにメインインク
保持体にインク残量検知部ケース開口部端面の全面で所
定の圧接量ΔＸで圧接させて接続部近傍の毛管力をあげ
ている。

【００２２】以上の構成をとることで、インク残量検知
ユニットにおいて、側壁の全面でサブインク保持体を密
着させ、かつサブインク保持体がユニットの壁面に当接
していない部分については、下端全面をメインインク保
持体で覆うように圧接させ、上端のみ大気連通口を介し
大気に対して開放させることを可能とした。

【００２３】このため、インク消費に伴うインク保持体
内部への大気の侵入がインク保持体上部の大気に開放さ
れている部分のみとなるため、インクの消費は水頭がか
かるインク保持体上部からほぼ均等に行われる。従っ
て、インク保持体のインクが消費された部分とまだ保持
されている部分、すなわちインクが消費されて密着して
いるタンクケース内壁とインク保持体表面の毛管開口部
との間にインクが保持されていない部分と、インクが消
費されずにタンクケース内壁とインク保持体表面の毛管
開口部との間にインクが保持されている部分との境界を
発生させることが可能となる。

【００２４】また当接部の圧縮率は、残量表示の動作を
考慮してインクを使いきる前にインク界面を下降させる
ため、サブインク保持体３はメインインク保持体９の圧
接体との当接近傍部の圧縮率よりも低い圧縮率として、
当接部の毛管力はメインインク保持体の圧接体との当接
近傍部の毛管力よりも弱くして、メインインク保持体９
に当接端面で隙間なく圧接している。

【００２５】また、残量表示の動作を考慮してインクを
使いきる前にインク界面を下降させるため、サブインク
保持体３の毛管力はメインインク保持体９の圧接体との
当接近傍部の発生負圧よりも弱い毛管力とする範囲内で
選択することで調整している。

【００２６】さらに、サブインク保持体はメインインク
保持体より小さいために、万一外部の温度変化などの環
境の変化により、サブインク保持体内のインクや空気が
膨張するようなことが起こっても、メインインク保持体
により吸収することが出来るので、サブインク保持体側
の大気連通口からインクが外部に漏れることを防止する
ことが出来る。

【００２７】次に本構成についての詳細を、図3ないし
図5を用いて説明する。

【００２８】図３は図1のインク残量検知部を有するイ
ンクタンクの構成を示す概略斜視図である。

【００２９】メインインク保持体９はスポンジであり、
インク残量検知部ケース１３はサブインク保持体の内壁
への均一な密着を容易にするため、直径6ｍｍの円柱を
使用し、サブインク保持体には加工性からフェルトを直
径6.5ｍｍのサイズに打ち抜いたもの１５を複数挿入し
た。

【００３０】インク残量検知部ユニット１２はメインイ
ンク保持体に圧接させるが、そのときのメインインク保
持体の圧接体近傍部の圧縮率約1.3倍に対してそれ以下
の約1.2倍となるように圧接量ΔＸ＝1.5ｍｍでメインイ
ンク保持体に圧接するように収納し、タンクケースに溶
着したタンクフタでインクタンク内で固定した。

【００３１】このときインク界面の下降特性は、サブイ
ンク保持体の毛管力を調整することで行え、、同一水頭
差が加わった状態で、メインインク保持体の毛管力＝Ｐ
１、サブインク保持体の毛管力＝Ｐ２、メインインク保
持体の圧接体近傍部の毛管力＝Ｐ３としたときに、 Ｐ１＜Ｐ２＜Ｐ３ の関係を満たす範囲内で選べばよく、本検討ではフェル
トの負圧を繊維径と繊維密度を、繊維径30μｍ、繊維密
度0.15g/cm³を選択して行った。

【００３２】図４は、図１に示す本発明におけるインク
タンクの動作の様子を示す模式図である。図４(a)は、
インク５０が所定量注入されたインクタンクの初期状
態、図４(b)はインク５０を消費して残量が少なくなっ
た状態を示す。

【００３３】図４(a)のインク５０が所定量注入された
初期状態においては、インク残量検知部室内にもインク
が充填されている。図４(b)のインク５０を消費した状
態においては、メインインク保持体内部のインク５０が
消費されるに従い、サブインク保持体内部のインクも消
費され、図４(b)に示すようなインクの界面１１が発生
し、下降する。この発生した界面１１の下降位置によっ
て、インク残量が残り少なくなったことをユーザーに視
覚的に知らせることが可能となり、次のインクカートリ
ッジの準備を促すことを可能とする。

【００３４】図５の動作形態１に、上記構成で検討し
た、インクタンク本体のインク消費量に対するインク残
量検知部のインク界面の下降特性を示す。（図４(a)に
相当する状態での界面は本実施例では29mmである。）縦
軸がインク界面の高さｈを示し、横軸が初期のインク注
入量に対して何パーセント使用したかを示す。本検討で
は、メインインク保持体の毛管力＝Ｐ１、サブインク保
持体の毛管力＝Ｐ２、メインインク保持体の圧接体近傍
部の毛管力＝Ｐ３としたときに、 Ｐ１＜Ｐ２＜Ｐ３ の関係を満たす範囲内としており、そのためインク消費
量４４%までは、インク消費量に対するインク界面の下
降量の傾きは小さく、さらにインクの消費が進み７４%
まで消費してメインインク保持体内の残インクの水頭差
が小さくなりかつ残インクの分布が圧接体近傍部に至る
と、インク残量検知部内のインクが消費されて急激にイ
ンク界面が下降することを示している。

【００３５】また Ｐ１≒Ｐ２＜Ｐ３ の関係を満たす範囲内とすれば、その下降特性は図５の
動作形態２のような特性を示す。

【００３６】以上の結果から、上記のＰ１、Ｐ２、Ｐ３
の関係により、インク界面の下降特性を容易に調整する
ことが可能であることが分かる。

【００３７】本発明におけるサブインク保持体は、イン
クを保持するための所望の負圧特性を満足し、かつ、ケ
ース１３内面に密着できるようなものであれば特に限定
はなく、本実施例では負圧特性に加えて加工性から、フ
ェルトを使用した。またその材質は、インクに対して物
質的に安定で、かつ低コストであるポリプロピレンを使
用した。

【００３８】また図１に示す本実施例では反発弾性に富
むメインインク保持体をより積極的に圧縮する構成を採
っているが、メインインク保持体に比較してサブインク
保持体が反発弾性に富む場合には図６に示すようにサブ
インク保持体を圧縮する構成も可能である。図6（ａ）
はこのようなインクタンクの断面の部分拡大図であり、
ケース13がメインインク保持体と当接する前の状態、図
6（ｂ）は当接後の状態を示す。

【００３９】また、図１に示す本実施例ではメインイン
ク保持体あるいはサブインク保持体のどちらかを圧縮す
る構成を述べているが、他の負圧発生部材を介して両者
を接続する構成も可能であり、例えばメインインク保持
体およびサブインク保持体共に反発弾性に乏しく圧接信
頼性に対してマージンが低い場合などには、図７に示す
ような反発弾性に富む部材１６を使用する構成も可能で
ある。図７（ａ）はこのようなインクタンクの断面の部
分拡大図であり、ケース13がメインインク保持体と当接
する前の状態、図７（ｂ）は当接後の状態を示す。

【００４０】（実施例２）図８は本発明の第２実施例に
かかるインク残量検知手段付きインクタンクの構造の模
式的概略断面図である。本実施例は、メインインク保持
体のサブインク保持体と接続する面に凸形状を設け、サ
ブインク保持体に対して圧接させる構成を採っている点
で、第１実施例に対し、インク残量検知部部分のメイン
インク保持体に対する上記の実施例とは開口方向が異な
っている。

【００４１】このような構成の変形例として、図９に示
すように、インクタンク外部に外付けしてもよい。特
に、外付け方式にすることによって、形状の異なる複数
の種類のインクタンクに使用可能な標準ユニットの提供
を容易に実現可能とする、あるいはタンク形状によって
はインク残量検知部部の一体形成が難しい場合に容易に
構成可能することが出来る。

【００４２】（実施例３）図１０は本発明の第３実施例
にかかるインク残量検知手段付きインクタンクの構造の
模式的概略断面図である。本実施例ではインク残量検知
部２をインクタンクと一体化した点が、上述の第１、第
２実施例と異なっている。

【００４３】以上説明した各実施例では、インクタンク
はインクジェット記録ヘッド部と分離可能に構成されて
いたが、一体であっても良いことは言うまでもない。

【００４４】

【発明の効果】上記の構成により、インク保持部材とし
てインク保持体を内部に収納するインクタンクにおい
て、インクの消費によるインク残量検知部部分の界面の
下降状態を明瞭に確認できるようにすることで、インク
タンクの環境変化に対するインク漏れ信頼性を損なうこ
となく、インク残量が残り少なくなったこと（インク消
費状況）をユーザーに視覚的に知らせることが可能とな
る。

【００４５】またインク残量の検出機構を省略してプリ
ンタ本体あるいはカートリッジのコスト増加を抑止し、
また残量検出機構自身の信頼性を必要としないインク残
量検出手段を有するインクタンクの提供を可能とする。

【００４６】また上記構成の残量検知手段をインクタン
ク本体とは別体のユニットとすることで、複数の種類の
インクタンクに使用可能な標準ユニットの提供を可能と
する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第1実施例にかかるインク残量検知手
段付きインクタンクの構造の模式的概略断面図である。

【図２】図１に示すインクタンクの断面の部分拡大図で
あり、（ａ）は、ケースがメインインク保持体と当接す
る前の状態、（ｂ）は当接後の状態を示す。

【図３】図1のインク残量検知部を有するインクタンク
の構成を示す概略斜視図である。

【図４】図１のインクタンクのインク消費状態を示す概
略説明図であり、（ａ）はインクが所定量注入された初
期状態、（ｂ）は所定のインク量を消費した状態、を示
す。

【図５】図１のインク残量検知部のインク界面の下降特
性を示す説明図である。

【図６】図１のインクタンクの変形例の断面の部分拡大
図であり、（ａ）はケースがメインインク保持体と当接
する前の状態、（ｂ）は当接後の状態を示す。

【図７】図１のインクタンクの変形例の断面の部分拡大
図であり、（ａ）はケースがメインインク保持体と当接
する前の状態、（ｂ）は当接後の状態を示す。

【図８】本発明の第２実施例にかかるインク残量検知手
段付きインクタンクの構造の模式的概略断面図である。

【図９】本発明の第２実施例にかかるインク残量検知手
段付きインクタンクの変形例を示す模式的概略断面図で
ある。

【図１０】本発明の第３実施例にかかるインク残量検知
手段付きインクタンクの構造の模式的概略断面図であ
る。

【符号の説明】

１ 大気連通口 ２ インク残量検知部 ３ サブインク保持体 ６ 圧接体 ７ タンクケース ８ リブ ９ メインインク保持体 １０ インクタンク １２ インク残量検知部ユニット １３ インク残量検知部ケース

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 インクを貯溜する第１のインク保持体を
   収納した第1収納部と、該第１のインク保持体のインク
   を供給するインク供給開口部とを有するインクタンクに
   おいて、 上端を大気に開放され下端を前記第１のインク保持体で
   圧接された前記第１のインク保持体とは異なる第２のイ
   ンク保持体と、該第2のインク保持体をその側面が均等
   に密着するように収容するとともに外部から目視にて確
   認可能な略筒状の第2収納部と、を有するインク残量検
   知部を備え、 前記第２のインク保持体は、その毛管力が、前記インク
   供給開口部近傍の毛管力より弱く、かつ前記第２のイン
   ク保持体と前記第１のインク保持体の圧接部分近傍の毛
   管力は、前記インク供給開口部近傍の毛管力より弱いこ
   とを特徴とするインクタンク。
2. 【請求項２】 前記インク残量検知部がインク収納部と
   別体に形成されていることを特徴とする請求項１に記載
   のインクタンク。
3. 【請求項３】 前記インク残量検知部が収納部の内部に
   設けられていることを特徴とする請求項１に記載のイン
   クタンク。
4. 【請求項４】 前記インク残量検知部が収納部の外部に
   設けられていることを特徴とする請求項１に記載のイン
   クタンク。
5. 【請求項５】 前記第2のインク保持体の大きさは、前
   記第1のインク保持体の大きさより小さいことを特徴と
   する請求項１に記載のインクタンク。
6. 【請求項６】 前記第２のインク保持体が繊維の集合体
   であることを特徴とする請求項１に記載のインクタン
   ク。
7. 【請求項７】 前記繊維の材質がポリオレフィン系の樹
   脂であることを特徴とする請求項６に記載のインクタン
   ク。
8. 【請求項８】 前記インク残量検知部を構成する面は平
   滑であることを特徴とする請求項１に記載のインクタン
   ク。