JPH08108543A - インクカートリッジ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 インクカートリッジを大型化することなく、
インク残量検出手段の一部をインクカートリッジ内に配
置し、信頼性の高い記録が達成されるインクカートリッ
ジを提供する。 【構成】 インクカートリッジ内部をキャリッジ走査方
向に対して、交差する壁と平行な方向の壁とによって分
割し、分割された複数の室が連続的に結合されるように
インク連通部を設け、両端に位置する室にインク供給口
と大気連通口を設ける。そして、インク供給口が設けら
れた室にインク残量検出手段を配する。 【効果】 記録ヘッドへのインク流路を長くすることな
く、インク残量検出手段を配することができ、インクカ
ートリッジの小型化が図れる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はインク滴を吐出し記録を
行う記録ヘッドとともにキャリッジに搭載されるインク
カートリッジに関し、特にインク貯蔵部内部を複数の室
に分割し、分割された室のいずれかにインク供給口とイ
ンク残量検知手段とを有するインクカートリッジに関す
る。

【０００２】

【従来の技術】キャリッジに搭載されるとともに記録ヘ
ッドと一体化され、インク貯蔵部内部を複数の室に分割
した構成のインクジェットカートリッジの一例としてＵ
ＳＰ４，９２０，３６２があげられる。また、インク残
量検知方法の一例として特開昭６２−１５２８５９があ
げられる。

【０００３】これらの技術を応用したインクジェットカ
ートリッジが載置されたインクジェット記録装置の例を
図９、図１０を用いて説明する。

【０００４】図９は図１０に示される移動台２の内部に
ある複数の記録ヘッド１ａ〜１ｄ、各々異なった色のイ
ンクを持つインクカートリッジ２２ａ〜２２ｄの内の一
つ及びその周辺並びに記録装置本体側に固定されている
インク残量検知センサー２１を代表的にとりだして表し
た模式図である。

【０００５】図１０において、記録ヘッド１は移動台２
に支持され、又、移動台２はコロ２ａをその一端に備え
ガイドレール３に支持され案内走査されている。

【０００６】モーター４は直結したプーリ６、プーリ６
に対向した従動プーリ５、ベルト７を介して移動台２を
駆動する。

【０００７】紙等から成る記録媒体９は、プラテン８に
平面的に支持されており、紙送りモーター１０と直結し
た小プーリ１１、小プーリ１１に対向した大プーリ１
２、小プーリ１１の駆動力を大プーリ１２に伝達するベ
ルト１３、ローラー１４、１６を介して駆動される。

【０００８】１５及び１７は不図示の付勢手段で記録媒
体９を各々ローラ１４、１６に押し付ける為の押圧ロー
ラーである。

【０００９】記録ヘッド１ａ〜１ｄは、待機中等に吐出
ノズルを乾燥などから保護する気密性を保持するための
シールゴム１９を有したキャップ１８により保護され、
２０は吸引手段（不図示）とキャップ１８内部を連結す
るチューブであり、必要に際し、キャップ１８内部を減
圧し記録ヘッド１内部のインクを吸引する。

【００１０】残量検知センサー２１は記録装置本体側に
固定されており、インクカートリッジ２２ａ〜２２ｄの
インク残量検知が可能な位置に設置されている。２２ｈ
はインクカートリッジ２２交換の際に操作する把手であ
る。

【００１１】図９において、記録ヘッド１はインクを吐
出する微細なノズルを複数設けたノズル列１ｎを備え、
インク残量検知センサー２１は赤外光を発する発光素子
２１ａ、発光素子２１ａからの光を受光可能な受光素子
２１ｂを備えている（図１０では不図示）。

【００１２】インクカートリッジ２２は隔壁２８、２９
により内部を室２３、２６、２７に分割され、記録ヘッ
ド１の走査方向に対し直角方向に直線的に配置されると
ともに、それらの室をそれぞれ連通する連通穴３３が明
けられている。

【００１３】２７は各室を大気に連通させる大気連通口
である。室２３はその他の室２６、２７のいずれかに空
気が存在する場合の温度上昇、或は大気圧減少による空
気体積膨張の際に生じるインクカートリッジ２２外への
インク溢流を防止する為のバッファ室である。

【００１４】一方、残量検知のための構成としては、イ
ンクより比重の軽い樹脂ポリプロピレン或はポリエチレ
ンなどを黒色に着色した材質から成るフロート（浮き部
材）３１を記録ヘッド１に隣接しインク供給口３６のあ
る室２７に設ける。フロートの下端部はその可動範囲の
下死点付近で発光素子２１ａからの光を遮断することが
可能であり、インクタンク上壁によりフロート３１は鉛
直方向の上限を規制され上限と下死点の間をインク量に
応じて上・下する。

【００１５】このような装置において記録を行うとき、
キャップ１８によりその吐出ノズルを保護されていた記
録ヘッド１はキャップ１８から離れ、モーター４からの
動力をプーリー５及び従動プーリー６に巻掛けられたベ
ルト７により伝えられ、移動台２とともに記録媒体９方
向へと走査し、記録媒体９の近傍を所定の長さ移動した
のちキャップ１８の方向へと反転する。

【００１６】記録ヘッド１ａ〜１ｄは、往復動作を繰り
返し、対応するインクカートリッジ２２ａ〜２２ｄより
インクを供給されつつインク滴を所定の位置に吐出し記
録を行う。

【００１７】又、記録媒体９は記録ヘッド１ａ〜１ｄの
一走査終了毎に、所定の長さを紙送りモーター１０とロ
ーラー１４により所定方向へ送られ、これらを繰り返
し、記録を行うことが可能となっている。

【００１８】記録に際し、インクカートリッジ２２内部
のインクはまず、室２６から記録とともに消費し大気連
通口２７からインク消費量と同量の大気を吸い込み連通
穴３３を通り気泡となって室２４内に侵入する。

【００１９】この際、連通穴３３はインクが消費する際
に抵抗を持ち適度な負圧を発生する。

【００２０】やがて記録の進行とともに室２６、２７の
順でインクを消費してゆくことになる。

【００２１】インク残量が所定量以下になったときにフ
ロート（浮き部材）３１は下降を始め、その下端部がそ
の可動範囲の下死点付近まで来たときに、発光素子２１
ａからの光を遮断し、受光素子２１ｂまで赤外光を到達
させないのでインクが所定量以下であることを検知する
ことが可能となる。

【００２２】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の構成例においては次のような課題があった。

【００２３】インクカートリッジ２２ａ〜２２ｄは移動
台２の中に収納されており移動台２の走査方向が大型化
しないよう、比較的薄い幅に作成されており、隔壁２
８、２９、３０により内部をほぼ均等分割され室２４、
２６は記録ヘッド１ａ〜１ｄの走査方向に対し直角方向
（図示左右方向）に配置してあるので、その個々の内部
寸法は小さくフロート（浮き部材）３１及びインク残量
検知センサー２１と記録ヘッド１ａは比較的近接した位
置に配置するのでその配置に不具合が生じていた。

【００２４】例えば、図９の様にインクカートリッジ２
２の室２７の一部を記録ヘッド１ａから遠去かる方向に
延ばすことが必要でありインクカートリッジ２２の形状
は不自然な形状となり大型化してしまう。

【００２５】また、記録ヘッド１とインクカートリッジ
２２の距離が離れるので移動台２が大型化してしまうと
いう。

【００２６】又、室の数を減らし１室の寸法を大きくす
ると、バッファ室２３の体積は、その他の室のいずれか
に空気が存在する場合の温度上昇、或は大気圧減少によ
る空気体積膨張の際に生じるインクカートリッジ２２ａ
外へのインク溢流を防止する為、大型化せざる得ないこ
とになってしまう。

【００２７】又、記録ヘッドとインク残量検知センサー
との位置を入れ替えることも考えられるが、その際には
インクカートリッジと記録ヘッドとの距離が離れるの
で、インク流路が長くなり不要な流路抵抗が増加する事
にもなる。

【００２８】

【課題を解決するための手段】本発明は、上述の課題を
解決するために提案されたものであり、記録ヘッドに対
して着脱自在とされ、記録ヘッドとともにキャリッジに
搭載されるインクカートリッジにおいて、前記インクカ
ートリッジのインクを貯蔵する貯蔵部内部をキャリッジ
の走査方向に対して、交差する方向と平行な方向との複
数の隔壁により分割することによって形成された室と、
大気連通口が設けられた室から前記記録ヘッドが連結す
る室に向って複数の室を直列に連結されるように隔壁に
設けられたインク連通部と、前記隔壁により分割された
室の内、前記記録ヘッドが連結する室に配されたインク
残量検知手段と、を有することを特徴とする。インク残
量検知手段とインク供給口との距離を充分にとることが
可能となり、記録ヘッドのインク流路を長くすることな
く、従って不要なインク流動抵抗を増加させることな
く、インク残量検知センサー、記録ヘッド、インクカー
トリッジを省スペースで配置することが可能となる。

【００２９】

【実施例】以下、本発明を具体的に図面に基づき詳細に
説明する。

【００３０】（実施例１）図１、図２は本発明が適用さ
れるインクカートリッジを示す模式図である。図１はイ
ンクカートリッジ２２の部分断面図であり、インクカー
トリッジ２２を上方から内部を見た構成を示している。
図２において、記録ヘッド１はインクを吐出する微細な
ノズルを複数設けたノズル列１ｎを備え、インク流路３
５によりインクは供給され、インクカートリッジ２２と
記録ヘッド１との間に設けたインク供給口３６には洩れ
防止用のシールゴムが設けられている。インク残量検知
センサー２１は赤外光を発する発光素子２１ａ、発光素
子２１ａからの光を受光可能な受光素子２１ｂを備えて
いる。

【００３１】インクカートリッジ２２は記録ヘッド１の
走査方向に対し直角方向と平行方向に直交し隔壁２８、
２９、３０により記録ヘッド１ａの走査方向に対し内部
を室２３、２４、２５、２６、２７にほぼ同一体積に分
割され、インクカートリッジ２２内部下端部の連通穴３
３が明けられており連続した多孔質体から成るインク供
給部材３９が通っている。３４は室２３に設けた大気連
通口である。室２３はその他の室２４〜２７のいずれか
に空気が存在する場合の温度上昇、或は大気圧減少によ
る空気体積膨張の際に生じるインクカートリッジ２２外
へのインク溢流を防止する為のバッファ室であり、その
体積はほぼその他の室２４〜２７のそれぞれと同一であ
る。インクより比重の軽い樹脂ポリプロピレン或はポリ
エチレンなどを黒色に着色した材質から成るフロート
（浮き部材）３１は、記録ヘッド１に隣接しインク供給
口３６のある室２７に設けられ、その下端部はその可動
範囲の下死点付近で発光素子２１ａからの光を遮断する
ことが可能であり、規制部３２によりフロート３１は鉛
直方向の上限を規制されている。

【００３２】インク供給口３６は室２７の図示左端部付
近に、フロート３１は室２７の図示右端部付近に配置さ
れている。

【００３３】フロート３１を保持しインクカートリッジ
２２下面から突出した部分はインクカートリッジ２２と
一体的にポリプロピレンなどの透明に近い材質で成形さ
れ、発光素子２１ａからの光を透過させ受光素子２１ｂ
に到達させることが可能である。

【００３４】残量検知センサー２１は記録装置本体側に
固定されており、インクカートリッジ２２のインク残量
検知が可能な位置に設置されている。２２ｈはインクカ
ートリッジ２２交換の際に操作する把手である。

【００３５】インクカートリッジ２２のインク貯蔵部内
部を複数に分割する隔壁２８〜３０を記録ヘッド走査方
向に二つに分割する様配置したので従来例と比較し、記
録ヘッド１ａ〜１ｄの走査方向に対し直角方向（図示左
右方向）の内部寸法は概ね２倍あり、フロート３１及び
インク残量検知センサー２１とインク供給口３６との距
離を充分にとることが可能となり、その結果、記録ヘッ
ド１のインク流路を長くすることなく、従って不要なイ
ンク流動抵抗を増加させることなく、インク残量検知セ
ンサー２１、インクカートリッジ２２を配置することが
可能となる。

【００３６】記録に際しインクカートリッジ２２内部の
インクはまず、室２４から記録とともに消費し、大気連
通口２７からインク消費量と同量の大気を吸い込み連通
穴３３にあるインク供給部材３９内を通り気泡となって
室２４内に侵入する。この際、多孔質体から成るインク
供給部材３９はインクが消費する際に抵抗を持ち、適度
な負圧を発生する。やがて記録の進行とともに室２５、
２６、２７の順にインクを消費してゆくことになる。イ
ンク残量が所定量以下になったときにフロート（浮き部
材）３１はその規制部３２から離れ下降を始め、その下
端部がその可動範囲の所定位置まで来たときに、発光素
子２１ａからの光を遮断し、受光素子２１ｂまで赤外光
を到達させないのでインク残量が所定量であることを検
知することが可能となる。

【００３７】（実施例２）図３は他の実施例を示す模式
図である。

【００３８】図３はインクカートリッジ２２の部分断面
図であり、隔壁の形状が異なる構成を示している。

【００３９】インクカートリッジ２２は記録ヘッド１の
走査方向に対し直角方向に広がる面を持つ隔壁２９によ
り記録ヘッド１の走査方向に対し内部を室２６、２７に
ほぼ同一体積に分割され、その他の室２５、２４、２３
は記録ヘッド１の走査方向と平行な平面の隔壁３０で仕
切られている。インクカートリッジ２２内部下端部の連
通穴３３が明けられており連続した多孔質体から成るイ
ンク供給部材３９が通っており、バッファ室２３、室２
４、２５、２６、２７の順に通過している。この実施例
ではインク供給部材３９の形状を単純化することができ
る。

【００４０】その他の構成、動作は実施例１と同一なの
で説明は省略する。

【００４１】（実施例３）図４は他の実施例を示す模式
図である。

【００４２】図４はインクカートリッジ２２の部分断面
図であり、隔壁の形状が異なる構成を示している。

【００４３】インクカートリッジ２２は記録ヘッド１の
走査方向に対し直角方向に広がる面を持つ隔壁２９によ
り記録ヘッド１の走査方向に対し内部を室２６、２７と
室２４及びバッファ室２３とをほぼ同一体積に分割さ
れ、その他の室２５は記録ヘッド１の走査方向と平行な
平面の隔壁３０で仕切られている。

【００４４】インクカートリッジ２２内部下端部の連通
穴３３が明けられており連続した多孔質体から成るイン
ク供給部材３９が通っており、バッファ室２３、室２
４、２５、２６、２７の順に通過しており、この構成を
用いると図示の如く、室２６の右端部と室２４の左端部
及びバッファ室２３左端部が近接するので、インク供給
部材３９の長さを短くすることができる。その他の構
成、動作は実施例１と同一なので説明は省略する。

【００４５】（実施例４）図５、図６は他の実施例を示
す模式図である。

【００４６】図６はインクカートリッジ２２の断面図で
ある。この実施例はフロート３１を不要にし、異なった
検知構成を示している。

【００４７】図５において、インク残量検知センサー２
１は赤外光を発する発光素子２１ａ、発光素子２１ａか
らの光を受光可能な受光素子２１ｂを備えている。

【００４８】光反射プリズム２１ｃは、インクカートリ
ッジ２２と一体的にポリプロピレンなどの透明に近い材
質で形成され、光反射プリズム２１ｃの頭部斜面にイン
クが無い状態においては発光素子２１ａからの光を反射
して受光素子２１ｂに到達させることが可能であり、光
反射プリズム２１ｃの頭部斜面周囲にインクが充満して
いる状態では発光素子２１ａからの光の反射が減少し受
光素子２１ｂに到達させる光量が少ないのでインクの有
無を検知することが可能である。

【００４９】また光反射プリズム２１ｃは記録ヘッド１
に隣接しインク供給口３６のある室２７の図示右端部付
近に配置されている。

【００５０】その他の構成、動作は実施例１と同一なの
で説明は省略する。

【００５１】（実施例５）図７、図８は他の実施例を示
す模式図である。

【００５２】図７はインクカートリッジ２２の断面図で
ある。この実施例は磁力を利用した検知構成を示してい
る。

【００５３】図８において、フロート２１ｄは磁力を帯
びており、浮力を得るためその内部に空間２１ｄ′を設
けてある。磁気検知センサー２１は記録装置本体側に固
定されておりフロート２１が所定距離以内に接近したと
きにその磁気を検知可能であり、記録ヘッド１ａに隣接
しインク供給口３６のある室２７の図示右端部付近に配
置されている。また規制部３２によりフロート３１は鉛
直方向の上限を規制されている。磁気検知センサー２１
は記録装置本体側に固定されており、インクカートリッ
ジ２２インク残量検知が可能な位置に設置されている。

【００５４】記録の進行とともに室２５、２６、２７の
順にインクを消費してゆき、室２７内のインク残量が所
定量以下になったときにフロート２１ａはその規制部３
２から離れ下降を始め、その下端部がその可動範囲の所
定位置まで来たときに、磁気を検知しインク残量が所定
量であることを検知することが可能となる。この実施例
においてはインクカートリッジ底面部が光線を通過させ
ない材質や着色された材質であってもなんら支障はな
い。

【００５５】その他の構成、動作は実施例１と同一なの
で説明は省略する。

【００５６】尚、以上の実施例において、インク供給口
３６とインク残量検知手段の一部とが一つの室の中に設
けられている構成のみを示したが、両者は連続する室と
して別々の室に設けられていてもよいことは言うまでも
ない。この場合、インク供給口３６が設けられる室に所
定量のインクが残存した状態でインクの消費が検出され
るため、残量報知と同時に記録が実行できなくなること
がないため、実用上好適である。

【００５７】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、イ
ンクカートリッジのインク一色当りのインク貯蔵部内部
を複数に分割する隔壁を記録ヘッド走査方向に少なくと
も二つに分割し、隔壁により記録ヘッド走査方向に分割
された室の内、記録ヘッドに隣接した室の一方にインク
供給口とインク残量検知手段とを具備することにより、
インク残量検知手段とインク供給口との距離を充分にと
ることが可能となり、記録ヘッドのインク流路を長くす
ることなく、従って不要なインク流動抵抗を増加させる
ことなく、インク残量検知センサー、記録ヘッド、イン
クカートリッジを配置することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明が適用されたインクカートリッジの模式
的断面図である。

【図２】本発明が適用されたインクカートリッジの記録
装置装着状態を示す模式図である。

【図３】本発明が適用された他のインクカートリッジの
模式的断面図である。

【図４】本発明が適用されたさらに他のインクカートリ
ッジの模式的断面図である。

【図５】本発明が適用されたまた他のインクカートリッ
ジの模式的断面図である。

【図６】本発明が適用されたインクカートリッジのイン
クジェット記録装置への装着状態を示す模式図である。

【図７】本発明が適用された別のインクカートリッジの
模式的断面図である。

【図８】図７のインクカートリッジのインクジェット記
録装置への装着状態を示す模式図である。

【図９】従来のインクジェットカートリッジの模式的断
面図である。

【図１０】従来のインクジェット記録装置の模式図であ
る。

【符号の説明】

１ 記録ヘッド ２１ 検知センサー ２２ インクカートリッジ ２４ 室 ２５ 室 ２６ 室 ２７ 室 ３３ 連通穴 ３４ 大気連通口

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 記録ヘッドに対して着脱自在とされ、記
   録ヘッドとともにキャリッジに搭載されるインクカート
   リッジにおいて、前記インクカートリッジのインクを貯
   蔵する貯蔵部内部をキャリッジの走査方向に対して、交
   差する方向と平行な方向との複数の隔壁により分割する
   ことによって形成された室と、大気連通口が設けられた
   室から前記記録ヘッドが連結する室に向って複数の室を
   直列に連結されるように隔壁に設けられたインク連通部
   と、前記隔壁により分割された室の内、前記記録ヘッド
   が連結する室に配されたインク残量検知手段と、を有す
   ることを特徴とするインクカートリッジ。
2. 【請求項２】 前記複数の室の夫々は連続した液体供給
   部材により大気連通口が設けられた室から記録ヘッドが
   連結する室に向って連結されていることを特徴とする請
   求項１に記載のインクカートリッジ。
3. 【請求項３】 前記隔壁により分割された室の内前記記
   録ヘッドが連結する室とインク残量検知手段が備えられ
   る室とは連結した異なる室であることを特徴とする請求
   項１に記載のインクカートリッジ。
4. 【請求項４】 前記インク残量検知手段は前記記録装置
   本体に固定した発光素子及び受光素子と、前記インクカ
   ートリッジ内部に前記発光素子からの光を遮断可能な材
   質からなりインク中で浮力を有し、インク量に従いその
   位置を移動する浮き部材とを具備するものであることを
   特徴とする請求項１に記載のインクカートリッジ。
5. 【請求項５】 前記インク残量検知手段は前記記録装置
   本体に固定した発光素子及び受光素子と、前記インクカ
   ートリッジ内部に前記発光素子からの光を前記受光素子
   へ到達させる量をインク有無により変化可能な光反射部
   材を具備するものであることを特徴とする請求項１に記
   載のインクカートリッジ。
6. 【請求項６】 前記インク残量検知手段は前記記録装置
   本体に固定した磁力検知素子と、前記インクカートリッ
   ジ内部に前記磁力検知素子が検知可能な磁力とインク中
   で浮力を有し、インク量に従いその位置を移動する浮き
   部材を具備するものであることを特徴とする請求項１に
   記載のインクカートリッジ。