(57)【要約】【課題】  カートリッジ本体内の規定量のインク液を使い切った時点で、速やかにインクカートリッジを交換させて、インク切れによるプリンタヘッドの空打ちを確実に防止することのできるインクカートリッジを提供すること。【解決手段】  カートリッジ本体３のインク収容室６に収容されたインク液５の上に、インク液５よりも比重が小さく、且つインク液５に対する非相溶性とインク液５と異なる発色性とを備えたヘッド保護液１８が注入される。インク収容室６内のインク液５の残量がゼロになると、インク液５の代わりにヘッド保護液１８がプリンタヘッドに供給されることで、プリンタヘッドにおける空打ちを防止する。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
カートリッジ本体に、インク液が収容されるインク収容室と、このインク収容室に開口するインク供給口とを備えており、前記インク収容室に収容されているインク液が前記インク供給口を介してインクジェットプリンタのプリンタヘッドに供給されるインクカートリッジであって、
前記インク液よりも比重が小さく、且つ前記インク液に対する非相溶性と前記インク液と異なる発色性とを備えたヘッド保護液が、前記インク収容室に収容されることを特徴とするインクカートリッジ。
【請求項２】
前記インク液と前記ヘッド保護液との異なる液性を検知することによって、前記インク収容室内におけるインク液の残量を検出するインク残量検出センサが、前記カートリッジ本体に装備され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。
【請求項３】
カートリッジ本体に、インク液が収容されるインク収容室と、このインク収容室に開口するインク供給口とを備えており、前記インク収容室に収容されているインク液が前記インク供給口を介してインクジェットプリンタのプリンタヘッドに供給されるインクカートリッジであって、
前記インク液よりも比重が小さく、且つ前記インク液に対する非相溶性と前記インク液に対して異なる液性とを備えたヘッド保護液が、前記インク収容室に収容されると共に、  前記インク液と前記ヘッド保護液との異なる液性を検知することによって、前記インク収容室内におけるインク液の残量を検出するインク残量検出センサが、前記カートリッジ本体に装備されることを特徴とするインクカートリッジ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インクジェットプリンタのプリンタヘッドに供給するインク液をカートリッジ本体のインク収容室に収容したインクカートリッジに関する。
【背景技術】
【０００２】
インクジェットプリンタは、熱や振動を利用してインク液の噴射を制御して、記録媒体上にインク液を塗布する印刷機であり、手軽に高精度のカラー印刷を実現できることから、家庭用の印刷機としても急速に普及している。
図４は、インクジェットプリンタにおいて、インク液の噴射を行うプリンタヘッド（印字ヘッド）にインク液の供給を行うインクカートリッジの従来例を示したものである。
【０００３】
このインクカートリッジ１は、樹脂製のカートリッジ本体３に、インク液５が収容されるインク収容室６と、このインク収容室６の内底部に開口するインク供給口７と、インク収容室６を外気に連通させる通気孔８とが備えられた構成である。
そして、このインクカートリッジ１は、インクジェットプリンタのプリンタヘッドが搭載されたキャリッジに装着される。インクカートリッジ１をキャリッジに装着すると、キャリッジに装備されているインク供給路がインク供給口７に接続されて、インク収容室６に収容されているインク液５がインク供給口７及びインク供給路を介してプリンタヘッドに供給される。
【０００４】
ところで、このようなインクジェットプリンタのプリンタヘッドは、インク切れの状態でインク吐出動作を行う空打ちが発生すると、故障してしまう。
そこで、これまで、図４及び図５に示すように、インク収容室６内におけるインク液５の残量が規定量以下になったことを検出するインク残量検出センサ９をカートリッジ本体３に装備して、インクカートリッジ１の交換時期を検知可能にしたり、インク液５の消費量が規定量に達しても、図５に示すように、インク収容室６内には空打ちを防止するために一定量のインク液が残るように、予め余分にインク液をインク収容室６に注入しておくことが実施されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−２５１８２３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところが、空打ち防止のために余分にインク液５をインク収容室６に注入した従来のインクカートリッジ１では、規定量のインク液５を使い切って、インク残量検出センサ９によりインク切れが検出されている状態でも、余分に注入された空打ち防止用のインク液５によってそれ以前と同等の品位による印刷が継続可能なため、インクカートリッジ１の交換をせずに使い続けてしまい、結果的に、空打ち防止用に注入されていた余分なインク液５も使い切って、プリンタヘッドの空打ちを招く虞があり、プリンタヘッドの空打ちを確実に防止することができないという問題があった。
【０００７】
また、インク残量検出センサ９は、インク液５の有無によりインク液５の残量を検出しているので、一時的にでも検出する部位に気泡が混入すると、正確にインク残量（インクエンド）を検出することができない可能性もあった。
【０００８】
そこで、本発明の目的は上記課題を解消することに係り、カートリッジ本体内の規定量のインク液を使い切った時点で、速やかにインクカートリッジを交換させて、インク切れによる空打ちの発生を確実に防止することのできるインクカートリッジを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の上記目的は、カートリッジ本体に、インク液が収容されるインク収容室と、このインク収容室に開口するインク供給口とを備えており、前記インク収容室に収容されているインク液が前記インク供給口を介してインクジェットプリンタのプリンタヘッドに供給されるインクカートリッジであって、前記インク液よりも比重が小さく、且つ前記インク液に対する非相溶性と前記インク液と異なる発色性とを備えたヘッド保護液が、前記インク収容室に収容されることを特徴とするインクカートリッジにより達成される。
【００１０】
上記構成のインクカートリッジによれば、前記インク液よりも比重が小さく、且つ前記インク液に対する非相溶性を備えたヘッド保護液は、インク収容室内のインク液の上に収容される。
そこで、インク収容室内のインク液を使い切ると、その後は、ヘッド保護液がインク液の代わりにプリンタヘッドに供給されることになる。
そのため、カートリッジ本体内の規定量のインク液を使い切っても、プリンタヘッドが空打ちになることがなく、空打ちに起因したプリンタヘッドの故障を防止することができる。
【００１１】
また、ヘッド保護液がインク収容室内のインク液の界面を覆うので、インク液自体は空気の混入が抑えられると共に、不純物等の混入が防止される。
更に、インク液の代わりにプリンタヘッドに供給されるヘッド保護液は、インク液とは異なる発色性を持っているため、印刷処理する記録媒体上には、ヘッド保護液が供給された時点で発色上での大きな差異が生じて、インク切れの発生を使用者に顕示する。
そのため、ヘッド保護液に切り替わった状態のまま使い続けることがなく、速やかにインクカートリッジを交換させて、インク切れによるプリンタヘッドの空打ちを確実に防止することができる。
【００１２】
尚、上記構成のインクカートリッジにおいて、前記インク液と前記ヘッド保護液との異なる液性を検知することによって、前記インク収容室内におけるインク液の残量を検出するインク残量検出センサが、前記カートリッジ本体に装備されることが望ましい。
この場合、インク残量検出センサは、インク液及びヘッド保護液の異なる液性を検出することによってインク残量を検出するので、気泡の混入などによる影響を受け難くすることができ、インク液の有無により検出していた従来に比べて安定したインク残量検出が可能となる。
更に、インク残量検出センサの検出信号を利用して、間もなくインク切れになること予告通知することができ、使用者にインク切れになるまでの印刷処理枚数等を知らせることができるため、印刷途中で突然にインク切れが発覚して不自由することがなくなり、プリンタの取り扱い性を向上させることができる。
【００１３】
また、本発明の上記目的は、カートリッジ本体に、インク液が収容されるインク収容室と、このインク収容室に開口するインク供給口とを備えており、前記インク収容室に収容されているインク液が前記インク供給口を介してインクジェットプリンタのプリンタヘッドに供給されるインクカートリッジであって、前記インク液よりも比重が小さく、且つ前記インク液に対する非相溶性と前記インク液に対して異なる液性とを備えたヘッド保護液が、前記インク収容室に収容されると共に、前記インク液と前記ヘッド保護液との異なる液性を検知することによって、前記インク収容室内におけるインク液の残量を検出するインク残量検出センサが、前記カートリッジ本体に装備されることを特徴とするインクカートリッジにより達成される。
【００１４】
上記構成のインクカートリッジによれば、前記インク液よりも比重が小さく、且つ前記インク液に対する非相溶性を備えたヘッド保護液は、インク収容室内のインク液の上に収容される。
そこで、インク収容室内のインク液を使い切ると、その後は、ヘッド保護液がインク液の代わりにプリンタヘッドに供給されることになる。
そのため、カートリッジ本体内の規定量のインク液を使い切っても、プリンタヘッドが空打ちになることがなく、空打ちに起因したプリンタヘッドの故障を防止することができる。
【００１５】
また、ヘッド保護液がインク収容室内のインク液の界面を覆うので、インク液自体は空気の混入が抑えられると共に、不純物等の混入が防止される。
更に、インク残量検出センサは、インク液及びヘッド保護液の異なる液性を検出することによってインク残量を検知するので、気泡の混入などによる影響を受け難くすることができ、インク液の有無により検出していた従来に比べて安定したインク残量検出が可能となって、インク切れによるプリンタヘッドの空打ちを確実に防止することができる。
【００１６】
従って、インク残量検出センサの検出信号を利用して、間もなくインク切れになることを予告通知することができ、使用者にインク切れになるまでの印刷処理枚数等を知らせることができるため、印刷途中で突然にインク切れが発覚して不自由することがなくなり、プリンタの取り扱い性を向上させることができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明のインクカートリッジによれば、インク収容室内のインク液を使い切ると、その後は、ヘッド保護液がインク液の代わりにプリンタヘッドに供給されるが、該ヘッド保護液は、インク液とは異なる発色性を持っているため、印刷処理する記録媒体上には、ヘッド保護液が供給された時点で発色上での大きな差異が生じて、インク切れの発生を使用者に顕示することができる。
【００１８】
また、インク残量検出センサは、インク液及びヘッド保護液の異なる液性を検出することによってインク残量を検出するので、気泡の混入などによる影響を受け難くすることができ、インク液の有無により検出していた従来に比べて安定したインク残量検出が可能となる。
従って、カートリッジ本体内の規定量のインク液を使い切った時点で、速やかにインクカートリッジを交換させて、インク切れによる空打ちの発生を確実に防止できるインクカートリッジを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、添付図面に基づいて本発明の一実施形態に係るインクカートリッジを詳細に説明する。
図１は本発明の一実施形態に係るインクカートリッジの一部を破断した斜視図、図２は図１に示したインクカートリッジの縦断面図、図３は図２に示したインクカートリッジのインク液が消費された状態の縦断面図である。
【００２０】
本実施形態のインクカートリッジ１１は、樹脂製のカートリッジ本体３に、インク液５が収容されるインク収容室６と、このインク収容室６の内底部６ａに開口するインク供給口７と、インク収容室６を外気に連通させる通気孔８と、インク収容室６内におけるインク液５の残量を検出するインク残量検出センサ１３とが備えられた構成である。
【００２１】
このインクカートリッジ１１は、図示しないインクジェットプリンタのプリンタヘッドが搭載されたキャリッジに装着される。インクカートリッジ１１をキャリッジに装着すると、キャリッジに装備されているインク供給路がインク供給口７に接続されて、インク収容室６に収容されているインク液５がインク供給口７及びインク供給路を介してプリンタヘッドに供給される。
【００２２】
本実施形態のインクカートリッジ１１のインク収容室６には、当該インク収容室６に収容されたインク液５の上に、ヘッド保護液１８が注入されている。
一般に、インク液５は、適切な色が出せる量の着色剤（染料／顔料の分散液）、乾燥や目詰まりを防止する保湿剤、ヘッドからの吐出量に対して印刷対象となる記録媒体上で適切なドットを形成させる浸透調整剤、水等を主成分としており、必要に応じて粘度調整剤などの様々な成分を含む場合がある。
【００２３】
一方、ヘッド保護液１８は、前記インク液５よりも比重が小さく、且つインク液５に対して混和しない非相溶性と、インク液５と異なる発色性とを有しており、本実施形態の場合、着色剤を含まずにインク液５との同等の粘度を持つように成分調整した液体が使用されているので、記録媒体上に塗布されたときに、無色となる。
そこで、ヘッド保護液１８は、インク収容室６に収容されたインク液５の上に混和することなく、所定の厚さの層状に収容される。
【００２４】
尚、ヘッド保護液１８としては、インク液５との相溶性やプリンタヘッドへのダメージ等を考慮して、灯油等のようなＣ−Ｈ結合を有する炭化水素化合物や、旭硝子株式会社の商品である「アサヒクリンＡＫ−２２５」等のようなＣ−Ｆ結合を有する化合物、シリコーンオイルのようなシロキサン化合物等が含まれていることが望ましい。
【００２５】
本実施の形態のカートリッジ本体３におけるインク収容室６の内底部６ａには、インク収容室６内に収容したインク液５の全量が確実にインク供給口７に流れ込むように、インク供給口７に向かって下がる傾斜面が形成されている。
また、本実施形態におけるインク残量検出センサ１３は、当該インクカートリッジ１１をインクジェットプリンタのキャリッジに装着した際に、図１に示すようにカートリッジ本体３の外側面に露出した接続端子部１３ａが、キャリッジ側に装備されたセンサ接続端子に電気的に接続されることにより、インクジェットプリンタ側に搭載された制御回路に検出情報の送信が可能になる。
【００２６】
このインク残量検出センサ１３は、ピエゾ素子を利用したセンサであり、インク液５とヘッド保護液１８との導電率の違いを検出する。即ち、インク収容室６内のインク液５の残存量が規定量以上の際、インク残量検出センサ１３はインク液５の導電率に応じた信号を出力しているが、インク収容室６内のインク液５の残存量が減って液面が規定値以下に下がると、インク残量検出センサ１３はヘッド保護液１８の導電率に応じた信号を出力するので、インク収容室６内におけるインク液５の残量が規定量以下になったことを検出できる。
【００２７】
インクジェットプリンタ側に搭載された制御回路は、インク収容室６内におけるインク液５の残量が規定値（例えば、図３に示した状態）になった時にインク残量検出センサ１３が出力する信号に基づき、インク切れが間近いことを示す表示、又はインクカートリッジの交換を促す表示をする。
【００２８】
以上に説明した本実施形態のインクカートリッジ１１を使用するインクジェットプリンタでは、印刷によるインク消費によってインク収容室６内のインク液５の液面が下がると、図３に示すように、それに追従してヘッド保護液１８もインク収容室６の内底部６ａ側に下がっていく。
そして、カートリッジ本体３内の規定量のインク液５を使い切ると、その後は、インク液５の上に収容されたヘッド保護液１８がインク液５の代わりにプリンタヘッドに供給されることになる。
そのため、カートリッジ本体３内の規定量のインク液５を使い切っても、プリンタヘッドが空打ちされることがなく、空打ちに起因したプリンタヘッドの故障を防止することができる。
【００２９】
そして、インク液５の代わりにプリンタヘッドに供給されるヘッド保護液１８は、インク液５とは発色性が異なり、無色であるため、印刷処理する記録媒体上には、ヘッド保護液１８が供給された時点で発色上での大きな差異が生じて、インク切れの発生を使用者に顕示することができる。
そのため、使用者はヘッド保護液１８に切り替わった状態のまま使い続けることがなく、速やかにインクカートリッジ１１を交換するので、インク切れによる空打ちの発生を確実に防止することができる。
また、ヘッド保護液１８がインク収容室６内のインク液５の界面を覆うので、インク液５自体は空気の混入が抑えられると共に、不純物等の混入が防止される。
【００３０】
更に、インク残量検出センサ１３は、インク液５及びヘッド保護液１８の異なる導電率を検出することによってインク残量を検知するので、気泡の混入などによる影響を受け難くすることができ、インク液５の有無により検出していた従来のインクカートリッジ１（図５参照）に比べて安定したインク残量検出が可能となって、インク切れによるプリンタヘッドの空打ちを確実に防止することができる。
また、使用者がヘッド保護液１８に切り替わった状態のまま使い続けることによる空打ちを防止してプリンタヘッドを保護する為、インク残量検出センサ１３がインク液５の残量が無くなったことを検知した時点でインクエンドとするか、若しくはプリンタ本体による従来のインク残量を検知する方法であるドットカウントを利用して、確実にインク切れによる空打ちを防止するように構成することもできる。
【００３１】
従って、上記実施形態のインクカートリッジ１１を使用するインクジェットプリンタでは、インク残量検出センサ１３の検出信号を利用して、間もなくインク切れになることを予告通知することができ、使用者にインク切れになるまでの印刷処理枚数等を知らせることができるため、印刷途中で突然にインク切れが発覚して不自由することがなくなり、プリンタの取り扱い性を向上させることができる。
【００３２】
尚、本発明のインクカートリッジは、上記実施形態のインクカートリッジ１１の構成に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づいて種々の形態を採りうることは云うまでもない。
例えば、上記実施形態では、ヘッド保護液１８として記録媒体上での発色が無色となる液体を使用したが、インク液５とは異なる特定の発色を示す液体であっても構わない。
【００３３】
また、本発明のインクカートリッジにおいて、インク収容室内のインク液の残量を検出するインク残量検出センサは、上記実施の形態に示したピエゾ素子を利用したものに限らず、インク液とヘッド保護液との異なる液性を検知することによってインク液の残量を検出することができれば種々の感知センサを利用することができる。
例えば、インク液とヘッド保護液とに対する光の屈折率の違いを利用してインク液の残存量を検出する光学的センサを利用することも可能であり、インク液及びヘッド保護液を分解能により識別可能な感知センサを利用することも可能である。
又、インク残量検出センサとしては、インク収容室内のインク液の残存量が規定量以下となった際に検出することができる単一の検出部がカートリッジ本体に配置された感知センサや、インク収容室内のインク液の残存量を逐次検出することができるように複数の検出部が鉛直方向に沿ってカートリッジ本体に配置された感知センサを用いることができる。勿論、インク残量検出センサを省略することも可能である。
【００３４】
また、上記実施形態のインクカートリッジ１１は、カートリッジ本体に装備されるインク収容室が単一で、単色（例えば、黒色）の印刷に使用する場合のものを示した。しかし、本発明の技術が適用されるインクカートリッジは、単色印刷用のものに限らない。
例えば、カートリッジ本体に互いに独立した複数個のインク収容室を装備し、各インク収容室に発色の異なるインク液を収容したカラー印刷用のカートリッジとすることもできる。その場合、各インク収容室内に本発明に係るヘッド保護液を注入した構成とされる。
また、上記実施形態に係るインクカートリッジ１１では、インク液５及びヘッド保護液１８が自由状態でインク収容室６内に収容された場合について説明したが、インク収容室に収容保持された多孔質弾性体（フォーム）に含浸された状態でインク液及びヘッド保護液を収容するインクカートリッジとすることもできる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の一実施形態に係るインクカートリッジの一部を破断した斜視図である。
【図２】図１に示したインクカートリッジの縦断面図である。
【図３】図２に示したインクカートリッジのインク液が消費された状態の縦断面図である。
【図４】従来のインクカートリッジの概略構成を示す縦断面図である。
【図５】図４に示したインクカートリッジのインク液が消費された状態の縦断面図である。
【符号の説明】
【００３６】
３…カートリッジ本体、５…インク液、６…インク収容室、７…インク供給口、８…通気孔、１１…インクカートリッジ、１３…インク残量検出センサ、１８…ヘッド保護液
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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