JPS63257643A - インク残量検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はインク供給源のインク残量を検出する装置に関
し、特に、カラーインクジェット記録装置など複数のイ
ンク供給源を備えた液体噴射記録装置のインク残量検出
に好適な装置に関する。

〔従来の技術〕

液体噴射記録装置は通常インクジェット記録装置と呼ば
れるものであり、記録ヘッドに設けた複数のインク吐出
口内のインクを記録情報に基いて駆動することにより、
該インク吐出口から記録媒体へ向かう飛翔的インク滴を
形成して画像や文字などを記録していくよう構成されて
いる。

この種の記録装置では、インクリボンなどは用いずに、
インクタンク内に貯蔵された液状インクをチューブ等で
構成されるインク供給経路を通して記録ヘッドへ供給し
、記録ヘッドの吐出機構により微小な液滴として記録媒
体へ飛翔させ付着させて記録を行なっている。

したがって、インクリボン式の記録装置とは異なり、イ
ンク切れによる記録不良を防止するため、一般にインク
タンク内のインク残量を検出する装置が設けられており
、インク残量が充分でなくなった時警告音などを発して
インク補充あるいはカートリッジ式のインクタンクの交
換を促す構成が採られている。

また、この種の記録装置はカラー印字や濃淡印字などの
画像形成に好適であり、これら複数色のインクを使用す
る場合はインク色の数に応じた数の記録ヘッド、インク
タンクおよびインク供給経路が設けられる。

第６図は本発明を通用するのに好適なカラーなど複数色
のインクを使用する液体噴射記録装置（インクジェ・ノ
ド記録装置）の要部構成を示す。

第６図において、複数（図示の例では４（［１）の記録
−・ノドから成る記録へノドユニ・ノド１は、プラテン
８に記録面を規制された記録媒体に対してインク滴を吐
出し記録するものであり、前記プラテン８と平行に設置
された一対のガイドシャフトＧに沿って移動可能なキャ
リジ２上に搭載されている。

前記キャリジ２上には各記録ヘッドに対応する予備タン
クから成る予備インクタンクユニット４も搭載されてお
り、該予備インクタンクユニット内のインクはそれぞれ
の供給管３を通して記録ヘッドユニット１の対応する記
録ヘッドへ供給される。

記録装置の本体側には各色のインクの供給源としての複
数（４１固）のインクタンク７が装着されており、各イ
ンクタンク７と対応する予備インクタンク４とはそれぞ
れ可撓性のインク供給管５Ａで接続されている０図示の
インクタンク７はプラスチックまたはアルミ材などのシ
ートで形成された偏平でかつ柔軟性の袋体で構成されて
いる。各インクタンク７は着膜自在に構成され交換可能
になっている。

前記インク供給管５Ａの途中にインク残量検出装置６が
接続されている。

なお、可撓性の各インク供給管５Ａはその途中から可撓
性の吸引管５Ｂと束ねられ、キャリジ２の移動を吸引す
る可撓性の連通部材５を構成している。

前記各吸引管５Ｂは、予備インクタンクユニット４内の
液面が所定範囲に維持されるよう、不図示のポンプ（吸
引手段）と該予備インクタンクユニットとを接続するも
のである。また、このポンプは記録ヘッドユニット１を
密閉する不図示のキャンピング手段に連結され、記録不
良やインクタンク７交換時などにヘンドユニソトｌ先端
（インク吐出口）からインクを吸引するインク回復装置
を構成している。

第６図の構成において、各インクタンク７に貯蔵された
インクはインク残量検出装置６および各インク供給管５
Ａを介してキャリジ２上の予備インクタンクユニット４
へ導かれる。さらに、インクは予備インクタンクユニッ
ト４から各供給管３を通して記録ヘッドユニット１導か
れ、記録情報に基いて該各記録ヘッドのインク吐出口か
ら吐出されプラテン８上の記録媒体に記録が行なわれる
。

第７図は従来インク残量検出装置６の複数個（４個）の
検出手段のうちのｌ　（ｆｌｉｔの構造を示す。

第７図において、本体１１およびカバー１２の接合面の
間に可撓性の膜部材１３が挟持され、本体１１内の空間
は外気から遮断された密閉室になっている。なお、本体
１１、膜部材１３およびカバ−１２接着、溶着あるいは
ビス止めなど適当な方法で接合することができる。

前記本体１１には対応するインク供給管５Ａ（第６図）
を接続するためのインク流入口２４およびインク流出口
２５が形成されており、前記膜部材１３で仕切られた密
閉空間はインク供給経路の一部を構成している。

膜部材１３は下面プレート１４および上面プレート１５
との間で支持されている。

下面プレート１４はスプリング１６によって上向きに付
勢されるボルト１７の下端に結合されており、通常では
図示のように最上位置に当接保持されている。

一方、上面プレート１５は、ボルト１７にスライド可能
に遊嵌され、スプリング１６のばね力により下面プレー
ト１４および膜部材１３を介してカバー１２の裏面に固
定された電極対１８．１９に圧接されている。この上面
プレート１５は導電材で作られており、電極対１８．１
９と圧接離反してスイッチング動作（検出動作）するも
のである。

また、各電極１８．１９はそれぞれカバー１２に設けた
取出し端子２０．２１に接続されている。

ボルト１７の上部のねじ部にはナツト２２が上下位置調
節可能にねじ係合しており、このナツト２２の下側にス
プリング押え２３とカバー１２の表面との間に前記スプ
リング（圧縮コイルスプリング）１６が取付けられてい
る。

こうして、ナツト２２を回動して該ナツトのボ°ルト１
７上の位置を調整することにより、膜部材１３に作用す
る上向きのスプリング１６カの大きさを調整し、もって
、インク残量検出手段の動１乍設定を調整しうる構造に
なっている。

かかる構成において、少なくとも一部が可撓性シートで
構成された密閉袋状のインクタンク７内のインク残量が
減少すると対応するインク供給経路内の負圧が強くなり
、これに応じて膜部材１３がスプリング１６のばね力に
抗して下向きに吸引されごナツト２２で調整された所定
の負圧値に達した時膜部材１３が下降し導電性のプレー
ト１５が電極対１８．１９から離れる。

これによって取出し端子２０．２１間がスイッチオフ（
導通遮断）になり、その時の抵抗値変化により音や表示
あるいは発光などを行う警報装置または制御回路等を動
作させ、インク残量が設定値以下になったことが検出さ
れる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、カラーインクジェットプリンタなど複数
色（同一色相の濃淡の数も含む）の液体噴射記録装置に
おいては、インクの混色を防止するためにも、各色ごと
に独立したインク残量検出手段を設ける必要があり、こ
のため、インク色の数が増えるほど装置が大型になり、
また、制御部でもインク残量検出手段の数と同数または
それ以上の入力部を必要とし、しかも、インク残量検出
装置６と制御部との間の信号線が多くなるほど、実装時
の問題と併せて制御の複雑化およびコスト高となり、信
頼性の面でも問題が生じていた。

さらに、ラインプリント式の記録装置では、各色の記録
ヘッド間に高低差があるため、同一基準で各色のインク
残量を検出するには記録ヘッドとインク残量検出手段と
の間の水頭差を各インク色とも一定になるよう調整しな
ければならないという問題もあった。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明の目的は、このような従来技術の問題を解決でき
、複数色の液体噴射記録装置において、小型かつ安価に
して信頼性の高いインク残量検出装置を提供することで
ある。

〔目的達成のための手段〕

本発明は、複数の異なるインクを使用する液体噴射記録
装置のインク供給源内のインク残量を検出するインク残
量検出装置において、複数のインク残量検出手段を一体
に形成する構成により、上記目的を達成するものである
。

上記構成においては、１つのケース内に複数の検出手段
を一体に形成しこれら検出手段からの出力も適宜いずれ
かを選択できるよう配置することにより、信号線の数を
減少させ、小型でかつ信頼性の高いインク残量検出装置
が得られる。

また、上記構成においては、複数個の検出手段を、それ
ぞれに対応した記録ヘッドに合せて、記録ヘッドとの相
対高さが一定になるよう高い精度でユニット化できるの
で、記録装置へ組込む時の高さ調整などの繁雑な作業を
な（すことができる。

〔実施例〕

以下、第１図〜第５図を参照して本発明を具体的に説明
する。

第１図は本発明によるインク残量検出装置の一実施例の
縦断面図であり、第２図は第１図の平面図である。

第１図および第２図において、インク残量検出装置６の
本体３１は所定厚さの円盤状をなしており、該本体３１
内には中心のまわりに複数（図示の例では４等分の位置
の４箇所）の圧力センシング室３２Ａ、３２Ｂ、３２Ｃ
１３２Ｄが形成されている。

各圧力センシング室３２は、第７図の密閉室の場合と同
じように、可撓性の膜部材３３によって密閉されるとと
もにインク流入口３４およびインク流出口３５が形成さ
れている。すなわち、図示の例では本体３１内に第７図
のインク残量検出手段に相当する検出機構がインク色の
数（４色）に対応する数（４個）設けられている。

このインク色としては、通常のカラープリンタの場合、
シアン、マゼンタ、イエロ、ブラックの４色が使用され
る。

また、４個の検出手段についてその構成部分を区別して
表示する場合は番号の後にＡ、Ｂ、Ｃ。

Ｄを付しく例えば圧力センシング室３２Ａ、３２Ｂ、３
２Ｃ１３２Ｄ）、いずれか任意の検出手段の構成部分を
示し区別する必要がないときには番号のみ（例えば圧力
センシング室３２）で表示する。

各圧力センシング室３２Ａ〜３２Ｄのインク流入口３４
およびインク流出口３５にはそれぞれのインク色に対応
したインク供給管５Ａが接続され、したがって、これら
の圧力センシング室は対応するインク色のインク供給経
路の一部を構成している。

各膜部材３３Ａ〜３３Ｄの上側には導電材の上面プレー
ト３６が固着されており、対応する圧力センシング室３
２内の負圧が増加すると膜部材３３および上面プレート
３６が下方へ変位する。

各膜部材３３の上側（大気圧側）には本体３１の開放面
（上面）を覆う板状のカバー３７が接合されており、該
カバーの各圧力センシング室３２に対応する位置にはそ
れぞれ一対の電極から成る電極対３８．３８　（第７図
中の電極１８．１９に相当する）が設けられ、膜部材３
３が下降変位しない通常位置にあるときは、導電性の前
記上面プレートが電極対３８．３８に圧接され、電極３
８．３８間が導通状態（スイッチオンの状態）になって
いる。

前記カバー３７の上側には非導電材の円板の所定位置に
導電材の電極を埋込んだ構造のスリップリング３９が固
定されている。

前記本体３１の中心部にはモータ４０が装着され、該モ
ータの出力軸４１が前記スリップリング３９の中心ボス
部の孔４２を通して上方へ突出している。

前記スリップリング３９内の電極４３は前記各検出手段
それぞれのカバー３７に設けた電極３８．３８に対応す
る位置に配置されており、該スリップリング３９および
該カバー３７内の対応する各電極はそれぞれ導電部材４
４によって導通状態で互いに連結されている。

第２図に示すごとく各検出手段のカバー３７に形成され
た電極対３８．３８は２つの同心円上に円周方向所定間
隔ごとに配置されており、したがって、スリップリング
３９の各電極対４３．４３および前記接続用の導電材４
４．４４も同様に２つの同心円上に円周方向所定間隔ご
とに配置されている。

前記モータ４０の出力軸４１の先端には非導電材のアー
ム４５がねじ等で固定されており、該アームの下面には
前記スリップリング３９の２つの同心円上の電極４３．
４３に圧接される２個の突起状の電極４６．４６が取付
けられている。すなわち、アーム４５が回転すると各検
出手段の電極対３８．３８に次々に接触する電極４６．
４６が取付けられている。

第３図は前記スリップリング３９の中心部の検出信号取
出し部の構造を示す。

第３図において、モータ４０の出力軸４１には非導電材
のスリーブ４７が圧入またはねし止め等で固定されてお
り、該スリーブには２つの電極４８．４８が設けられて
いる。

前記アーム４５に設けた２つの電極４６．４６はそれぞ
れリード線４９．４９等で前記スリーブ４７の２つの電
極４８．４８に接続されている。

一方、前記スリーブ４７の周面はスリップリング３９の
中央部の孔４２の内面と摺動接するよう軸支さており、
静止側の該スリップリングの中央ボス部には該スリーブ
４７の２つの電極４８．４８のそれぞれに導通接触する
２つの出力端子（取出し端子）５０．５０が設けられて
いる。

こうして、本体３１内に１体化された４個の検出手段に
共通の検出信号取出し端子５０．５０が構成されている
。

以上第１図〜第３図について説明した実施例において、
モータ４０の出力軸４１がある周期で回転すると、出力
軸４１に固定した電極保持用のアーム４５も回転し、該
アームによりスリップリング３９に押付けられている電
極４６．４６は該スリップリング上の各圧力センシング
室３２Ａ〜３２Ｄに対応した電極４３Ａ、４３Ａ→４３
Ｂ、４３Ｂ→４３Ｃ１４３Ｃ→４３Ｄ、４３Ｄに順次接
触しなから摺動移動していく。

したがって、これらの電極４３Ａ〜４３Ｄのいずれかの
範囲内にある時（当該範囲内を移動する間）は該当する
圧力センシング室３２から成るインク残量検出手段から
のインク残量検出信号が出力端子５０．５０から出力さ
れ、該信号は制御部（不図示）へ伝達される。

こうして、複数のインク供給源７のいずれかでインク残
量が設定値以下になり、対応するインク供給経路内の負
圧が増加し膜部材１３が下降してスイ＝ンチオフになる
と、その検出信号が出力端子５０．５０を介して制御回
路（不図示）へ伝達され、インク残量少量の報知を行う
ことができる。

また、本実施例では、可動部の電極４８．４８と固定部
の電極５０．５００間の接続をリング状の電極接触で行
っているので、スリーブ４７自体が回動してもリード線
４９．４９等のねじれは生じない。

第４図は本発明によるインク残量検出装置の他の実施例
を模式的に示す。

本実施例の構造は、第１図〜第３図の実施例構造に比べ
、スリップリング３９を介して複数（４゜個）のインク
残量検出手段から一定の順序で検出信号を得る機構の代
りに、本体３１内に一体的に形成さた複数のインク残量
検出手段すたなわち複数の圧力センシング室３２Ａ〜３
２Ｄの電極対３８．３８を直列に接続し、両端の出力端
子５０．５０から各検出手段の検出信号の合成信号を取
出し制御部へ伝達するよう構成されている。

第４図の実施例のその他の構造は第１図〜第３図の場合
と実質上同じである。

従って、第４図の構造によれば、複数（４つ）の圧力セ
ンシング室３２Ａ〜３２Ｄのうちどれか１つでインク少
量による負圧増加が生じると、その検出信号が制御部へ
送られ、第１図〜第３図の実施例の場合と同様にインク
残量報知を行うことができる。

第５図は本発明によるインク残量検出装置のさらに別の
実施例の要部縦断面を示す。

第５図において、本体３１内には複数（例えば４個）の
圧力センシング室３２が一体的に形成されており、各圧
力センシング室３２Ａ〜３２Ｄの高さ位置は、それぞれ
に対応する記録ヘッド（第６図）間の高低差分Ｈだけ上
下方向にずらせて配置されており、各インク色ごとに、
記録ヘッドと圧力センシング室３２との間の水ｍｓが一
定になるよう構成されている。

第５図の実施例のその他の部分は、前述した第１図〜第
３図の実施例構造または第４図の実施例構造の場合と実
質上同じである。

したがって、第５図の実施例によれば、前述の同様のイ
ンク残量の検出および報知を行うことができる他、ライ
ンプリント式のインクジェット記録装置のように各色の
記録ヘッドに高低差がある場合でもそれぞれのインク残
量検出手段について記録ヘッドとの水頭差を一定にする
などの繁雑な調整作業をなくすことができた。

以上説明した各実施例によれば、複数の圧力センシング
室３２Ａ〜３２Ｄを一体に形成したので検出装置が小型
化され、また、インク色が増えても（多色化）制御部に
検出信号入力部を１つ設けるだけで複数のインクについ
て残量を適格に検出することが可能になった。

さらに、各実施例構造では、各検出信号のリード線もイ
ンク残量検出装置内で処理できるので、装置の実装が簡
素化され、信頼性も向上させることができた。

以上に加えて、多色のラインプリンタのように各色の記
録ヘッド間に高低差がある場合でも、それに対応した高
低差をっけて各色の圧力センシング室３２を一体的に形
成できるので、記録ヘッドおよび圧力センシング室間の
高さを各色について一定化するという繁雑な調整作業も
不要になった。

なお、図示の実施例では通常のカラープリンタを想定し
てシアン、マゼンタ、イエロ、ブラックの４色のインク
を使用する場合を説明したが、本発明は２色以上であれ
ば色の数に関係なく通用することができる。

また、本発明は複数のインク供給源７を有するものであ
れば、同一色の濃淡インクを使用する場合でも同様に通
用することができる。

〔効果〕

以上の説明から明らかなごとく、本発明によれば、小型
かつ安価にして信頼性の高い複数インクの残量を検出す
るインク残量検出装置が得られる。

【図面の簡単な説明】

第２図は本発明によるインク残量検出装置の一実施例の
縦断面図、第２図は第１図の平面図、第３図は第１図中
のスリ・ノブリングの中央部の部分拡大縦断面図、第４
図は本発明の他の実施例の模式的平面図、第５図は本発
明のさらに別の実施例の要部縦断面図、第６図は本発明
を通用するのに好適な液体噴射記録装置の要部斜視図、
第７図は従来のインク残量検出装置の縦断面図である。 １−・・・・−・・・記録へ７ドユニソト、６−−−−
−−−−−・−インク残量ヰ★出装置、７・−・・・−
・・インク供給源、３２−−−一・圧力センシング室（
検出手段）、３８−・−−−−−−−一電極（検出手段
）　、５０−−−一一−−−−−−検出信号出力端子。 代理人　弁理士　　大　音　康　毅 第７図 １、事件の表示　　　　昭和６２年特許願第０９２８２
１号２、発明の名称　　　　インク残量検出装置３、補
正をする者 事件との関係　　特許出願人 住　所　　東京都大田区下丸子３丁目３０番２号氏　名
　　（１００）キャノン株式会社代表者賀　来　龍三部 ４、代理人　〒１０１ 住　所　　東京都千代田区神田鍛冶町３丁目３番９号５
、補正命令の日付（発送上）

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）複数の異なるインクを使用する液体噴射装置のイ
   ンク供給源内のインク残量を検出するインク残量検出装
   置において、複数のインク残量検出手段が一体に形成さ
   れていることを特徴とするインク残量検出装置。
2. （２）前記インク残量検出手段が、インク供給経路中の
   圧力変化によって動作することを特徴とする特許請求の
   範囲第１項記載のインク残量検出装置。
3. （３）複数のインク残量検出手段がそれぞれの記録ヘッ
   ドに対し一定の高さ関係に配置されていることを特徴と
   する特許請求の範囲第１項または第２項記載のインク残
   量検出装置。
4. （４）複数のインク残量検出手段は検出出力を選択でき
   るよう配置されていることを特徴とする特許請求の範囲
   第１項〜第３項のいずれかに記載のインク残量検出装置
   。
5. （５）複数のインク残量検出手段の検出出力を直列に接
   続することを特徴とする特許請求の範囲第１項〜第４項
   のいずれかに記載のインク残量検出装置。