(57)【要約】【課題】インク残量を検出するための特別な光照射手段や受光手段を必要とせず、目視にて容易に、しかも安価な構成で確実にインク残量を検出することができるインク残量検出方法を提供すること。【解決手段】インクを吸収保持するインク吸収体を収納したインクジェット記録装置用インクタンクであって、該インクタンク内において、異なる色の顔料と染料からなる水性インクを同一インク室内に有しており、且つインク吸収体中における顔料濃度が勾配を有しているインクタンクを備えたインクジェット記録装置で印字することにより、記録媒体上に印字された色味の変化によってインク残量を検知することができることを特徴とするインク残量検知方法。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
インクを吸収保持するインク吸収体を収納したインクジェット記録装置用インクタンクであって、該インクタンク内において、異なる色の顔料と染料からなる水性インクを同一インク室内に有しており、且つインク吸収体中における顔料濃度が勾配を有しているインクタンクを備えたインクジェット記録装置で印字することにより、記録媒体上に印字された色味の変化によってインク残量を検知することができることを特徴とするインク残量検知方法。
【請求項２】
該インクタンクが、異なる顔料濃度の顔料インクを吸収体の異なる部分に注入することにより、インク吸収体中における顔料濃度が勾配を有しているインクタンクである請求項１に記載のインク残量検知方法。
【請求項３】
該インクタンクが、重力加速にかけられることによって顔料濃度が勾配を有するインクタンクである請求項１に記載のインク残量検知方法。
【請求項４】
該インクタンクにおいて、インク供給口からインク吸収体に含まれる全顔料インク量の２０分の１のインクを抜き取ったとき、初期の抜き取ったインクの顔料濃度（Ａ）と最後に抜き取ったインクの顔料濃度（Ｂ）の関係が、Ａ／Ｂ≧３．５となるインクタンクであることを特徴とする請求項２及び３に記載のインク残量検知方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、インクジェット記録装置におけるインク残量検知方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
インクタンクのインク残量を検出する方法としては、インクタンクの内部に電極を設けて、電極間に検出電流を流し、インク中を流れる電流値によって、インク残量検出を行う方法が多く提案されている。ところが、この電極を用いてインク残量を検出する方法は、インクタンクの内部に電極を埋め込む構造や、電極から配線を取り出す構造等が複雑となるばかりでなく、電気回路も複雑となるので、コストアップが避けられなかった。
【０００３】
又、光学的にインク残量を検出する方法が、例えば、特開平７−１１７２３８号公報や特開平７−２１８３２１号公報等で提案されている。この方法は、インクタンクの壁の一部に透明部を設け、この透明部とインク吸収体の間のインクの有無によって生じる反射光の変化を、光照射手段や受光手段を用いて検出し、インク残量を検出する方法である。
【０００４】
しかしながら、光照射手段や受光手段等を設けることは、それらの配線や電気回路等が必要となるため、大幅なコストアップを招くだけでなく、インクジェット記録装置の小型化の妨げとなる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、このような従来の問題点を解決するためになされたものであり、インク残量を検出するための特別な光照射手段や受光手段を必要とせず、目視にて容易に、しかも安価な構成で確実にインク残量を検出することができるインク残量検出方法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】
上記の目的を達成することのできる本発明の一実施形態にかかる残量検知方法は、インク吸収体を収納したインクタンクであって、該インクタンク内において、異なる色の顔料と染料からなる水性インクを同一インク室内に有しており、且つインク吸収体中における顔料濃度が勾配を有しているインクタンクを備えたインクジェット記録装置で印字することにより、記録媒体上に印字された色味の変化によってインク残量を検知することができることを特徴とするものである。
【０００７】
【発明の実施の形態】
本発明に用いられるインクタンクは、インクを吸収保持するインク吸収体を収納しており、前記インクタンク内において、異なる色の顔料と染料からなる水性インクを同一インク室内に有しており、且つインク吸収体中における顔料濃度が勾配を有しているインクタンクである。
【０００８】
上記インク吸収体を構成する材料は、インクを保持できる材料であれば、特に制限されないが、インク保持能力に優れたウレタンフォーム等の多孔質体等の材料で構成するのが好ましい。
【０００９】
また、顔料インクや高ｐＨインクの保存性に優れたポリプロピレン等のポリオレフィン系の材料を用いた繊維体によって構成するのが好ましい。
【００１０】
本発明で使用することができる顔料は、自己分散タイプ、樹脂分散タイプ等の顔料の分散方法に特に限定はないが、特に自己分散タイプの顔料を用いることが好ましい。また、用いる色としては、視覚的に他の色の影響を受けにくいブラック顔料であることが好ましい。
【００１１】
顔料インクの黒色インクに使用される顔料としてはカーボンブラックが好適に使用される。例えば、ファーネスブラック、ランプブラック、アセチレンブラック、チャンネルブラック等のカーボンブラック顔料で、例えば、レイヴァン（Ｒａｖｅｎ）７０００、レイヴァン５７５０、レイヴァン５２５０、レイヴァン５０００ＵＬＴＲＡ−、レイヴァン３５００、レイヴァン２０００、レイヴァン１５００、レイヴァン１２５０、レイヴァン１２００、レイヴァン１１９０ＵＬＴＲＡ−ＩＩ、レイヴァン１１７０、レイヴァン１２５５（以上コロンビア社製）、ブラックパールズ（Ｂｌａｃｋ  Ｐｅａｒｌｓ）Ｌ、リーガル（Ｒｅｇａｌ）４００Ｒ、リーガル３３０Ｒ、リーガル６６０Ｒ、モウグル（Ｍｏｇｕｌ）Ｌ、モナク（Ｍｏｎａｒｃｈ）７００、モナク８００、モナク８８０、モナク９００、モナク１０００、モナク１１００、モナク１３００、モナク１４００、モナク２０００、ヴァルカン（Ｖａｌｃａｎ）ＸＣ−７２Ｒ（以上キャボット社製）、カラーブラック（Ｃｏｌｏｒ  Ｂｌａｃｋ）ＦＷ１、カラーブラックＦＷ２、カラーブラックＦＷ２Ｖ、カラーブラックＦＷ１８、カラーブラックＦＷ２００、カラーブラックＳ１５０、カラーブラックＳ１６０、カラーブラックＳ１７０、プリンテックス（Ｐｒｉｎｔｅｘ）３５、プリンテックスＵ、プリンテックスＶ、プリンテックス１４０Ｕ、プリンテックス１４０Ｖ、スペシャルブラック（Ｓｐｅｃｉａｌ  Ｂｌａｃｋ）６、スペシャルブラック５、スペシャルブラック４Ａ、スペシャルブラック４（以上デグッサ社製）、Ｎｏ．２５、Ｎｏ．３３、Ｎｏ．４０、Ｎｏ．４７、Ｎｏ．５２、Ｎｏ．９００、Ｎｏ．２３００、ＭＣＦ−８８、ＭＡ６００、ＭＡ７、ＭＡ８、ＭＡ１００（以上三菱化学社製）等の市販品や、別途新たに調製されたものも使用することができるが、これらに限定されるものではなく従来公知のカーボンブラックを使用することが可能である。
【００１２】
また、マグネタイト、フェライト等の磁性体微粒子やチタンブラック等を黒色顔料として用いても良い。
【００１３】
有機顔料として具体的には、トルイジンレッド、トルイジンマルーン、ハンザエロー、ベンジジンエロー、ピラゾロンレッドなどの不溶性アゾ顔料、リトールレッド、ヘリオボルドー、ピグメントスカーレット、パーマネントレッド２Ｂなどの溶性アゾ顔料、アリザリン、インダントロン、チオインジゴマルーンなどの建染染料からの誘導体、フタロシアニンブルー、フタロシアニングリーンなどのフタロシアニン系顔料、キナクリドンレッド、キナクリドンマゼンタなどのキナクリドン系顔料、ペリレンレッド、ペリレンスカーレットなどのペリレン系顔料、イソインドリノンエロー、イソインドリノンオレンジなどのイソインドリノン系顔料、ベンズイミダゾロンエロー、ベンズイミダゾロンオレンジ、ベンズイミダゾロンレッド等のイミダゾロン系顔料、ピランスロンレッド、ピランスロンオレンジなどのピランスロン系顔料、チオインジゴ系顔料、縮合アゾ系顔料、チオインジゴ系顔料、ジケトピロロピロール系顔料、フラバンスロンエロー、アシルアミドエロー、キノフタロンエロー、ニッケルアゾエロー、銅アゾメチンエロー、ペリノンオレンジ、アンスロンオレンジ、ジアンスラキノニルレッド、ジオキサジンバイオレット等のその他の顔料が例示できる。
【００１４】
また、有機顔料を、カラーインデックス（Ｃ．Ｉ．）ナンバーにて示すと、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１２、１３、１４、１７、２０、２４、７４、８３、８６、９３、９７、１０９、１１０、１１７、１２０、１２５、１２８、１３７、１３８、１４７、１４８、１５０、１５１、１５３、１５４、１６６、１６８、１８０、１８５、Ｃ．Ｉ．ピグメントオレンジ１６、３６、４３、５１、５５、５９、６１、７１、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド９、４８、４９、５２、５３、５７、９７、１２２、１２３、１４９、１６８、１７５、１７６、１７７、１８０、１９２、２１５、２１６、２１７、２２０、２２３、２２４、２２６、２２７、２２８、２３８、２４０、２５４、２５５、２７２、Ｃ．Ｉ．ピグメントバイオレット１９、２３、２９、３０、３７、４０、５０、Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー１５、１５：１、１５：３、１５：４、１５：６、２２、６０、６４、Ｃ．Ｉ．ピグメントグリーン７、３６、Ｃ．Ｉ．ピグメントブラウン２３、２５、２６等が例示できる。
【００１５】
また、本発明で使用できる染料について、上記顔料と異なる色の組み合わせによってのみ、本発明におけるインク残量を検知することができる。
【００１６】
好ましく用いることができる染料の具体例として、
Ｃ．Ｉ．ダイレクトイエロー：８、１１、１２、２７、２８、３３、３９、４４、５０、５８、８５、８６、８７、８８、８９、９８、１００、１１０
Ｃ．Ｉ．アシッドイエロー：１、３、７、１１、１７、２３、２５、２９、３６、３８、４０、４２、４４、７６、９８、９９
Ｃ．Ｉ．リィアクティブイエロー：２、３、１７、２５、３７、４２
Ｃ．Ｉ．フードイエロー：３
Ｃ．Ｉ．ダイレクトレッド：２、４、９、１１、２０、２３、２４、３１、３９、４６、６２、７５、７９、８０、８３、８９、９５、１９７、２０１、２１８、２２０、２２４、２２５、２２６、２２７、２２８、２２９、２３０
Ｃ．Ｉ．アシッドレッド：６、８、９、１３、１４、１８、２６、２７、３２、３５、４２、５１、５２、８０、８３、８７、８９、９２、１０６、１１４、１１５、１３３、１３４、１４５、１５８、１９８、２４９、２６５、２８９
Ｃ．Ｉ．リィアクティブレッド：７、１２、１３、１５、１７、２０、２３、２４、３１、４２、４５、４６、５９
Ｃ．Ｉ．フードレッド：８７、９２、９４
Ｃ．Ｉ．ダイレクトバイオレット：１０７
Ｃ．Ｉ．ダイレクトブルー：１、１５、２２、２５、４１、７６、７７、８０、８６、９０、９８、１０６、１０８、１２０、１５８、１６３、１６８、１９９、２２６
Ｃ．Ｉ．アシッドブルー：１、７、９、１５、２２、２３、２５、２９、４０、４３、５９、６２、７４、７８、８０、９０、１００、１０２、１０４、１１７、１２７、１３８、１５８、１６１
Ｃ．Ｉ．リィアクティブブルー：４、５、７、１３、１４、１５、１８、１９、２１、２６、２７、２９、３２、３８、４０、４４、１００
Ｃ．Ｉ．ダイレクトブラック：１７、１９、２２、３１、３２、５１、６２、７１、７４、１１２、１１３、１５４、１６８、１９５
Ｃ．Ｉ．アシッドブラック：２、４８、５１、５２、１１０、１１５、１５６Ｃ．Ｉ．フードブラック１、２
などが挙げられるが、当然これら具体例に限られるものではない。
【００１７】
その他、必要に応じて所望の物性値を持つ液体組成物とするために、界面活性剤、消泡剤、防腐剤、防黴剤、ｐＨ調整剤、酸化防止剤などの添加剤を添加することができる。
【００１８】
本発明を実施するにあたり、以上に挙げたような顔料と染料からなる水性インクを同一インク室内に有しており、且つインク吸収体中における顔料濃度が勾配を有しているインクタンクが必要となる。
【００１９】
次に、インク吸収体中において顔料濃度が勾配を有するインクタンクについて説明する。
【００２０】
一実施形態として、異なる顔料濃度の顔料インクをインク吸収体の異なる部分に注入することにより、インク吸収体中における顔料濃度が勾配を有する状態を作ることができる。
【００２１】
図１に、本発明に使用するインクタンクの一例であるインクカートリッジ形態、すなわち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的断面図を示す。１Ａ、１Ｂはインク吸収体であり、ここでは上部、下部を区別するために分けてある。２はインク供給口である。
【００２２】
本発明者によると、インク供給口に近い方にあたる前記１Ａのインク吸収体に、顔料インクを図１の３の大気連通口からシリンジにより注入し、前記顔料インクとは色の異なる染料インクを同様にシリンジで前記１Ｂのインク吸収体に注入すると、１Ａと１Ｂの境界において、１Ａの吸収体中の顔料は１Ｂの吸収体へ分散される。しかし、吸収体による毛細管力から、インク吸収体中の顔料濃度は均一にはならず、顔料濃度において、インク供給口側が高くなるような勾配をもつことが確かめられた。
【００２３】
他の一実施形態として、顔料と染料を含む水性インクをインク吸収体中に有するインクタンクを遠心分離機にかけることにより、重力加速によって粒子経の大きい顔料粒子が移動することによって、顔料濃度勾配を有するインクタンクを作ることができる。このとき、重力方向をインク供給口側にかけることによって、顔料濃度が、インク供給口側が高くなるような勾配をもつインクタンクを得ることができる。
【００２４】
本発明者によると、上記重力加速による方法を用いたとき、インク供給口からインク吸収体に含まれる全顔料インク量の２０分の１のインクを抜き取ったとき、初期の抜き取ったインクの顔料濃度（Ａ）と最後に抜き取ったインクの顔料濃度（Ｂ）の関係が、Ａ／Ｂ≧３．５となるような顔料濃度勾配をもつインクタンクは、とりわけ残量検知方法に有効であることが確かめられた。
【００２５】
また、インク吸収体中において顔料濃度が勾配をもつような手段については、当然これら具体例に限られるものではない。
【００２６】
上記したような顔料濃度勾配をもつインクタンクを残量検知方法に用いる理由は以下の通りである。
【００２７】
以上のような顔料と染料からなる水性インクをインク吸収体中に収納し、且つインク供給口側に高い顔料濃度を有し、顔料濃度勾配をもつインクタンクをインクジェット記録装置で印字することによって、インクタンク中のインク残量が減少するに伴い顔料濃度は低下し、相対的に染料濃度が高くなる。したがって、インクの消費による記録媒体上の色味の変化から視覚にて明瞭に確認できるようにすることで、インク残量が残り少なくなったことを利用者に視覚的に知らせることが可能となり、また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上昇を抑制したインク残量検出方法の提供が可能となる。
【００２８】
（実施例１）
図１の１Ａ部のインク吸収体にブラック顔料インクを注入し、１Ｂ部のインク吸収体にマゼンタ染料インクを注入したインクタンクをキヤノン（株）製インクジェットプリンタＢＪＳ３００のブラックインクカートリッジに搭載し、任意の画像データをプリンタに出力し続けた。インクを消費しつづけると、ブラック顔料濃度が低下し、記録媒体上に得られた画像の色味がマゼンタへと変化したことを確認できた。これによって、インク残量が少ないことを、目視により容易に認識することができた。
【００２９】
（実施例２）
インク吸収体を収納したインクタンクの同一室内に、自己分散型カーボンブラックとマゼンタ染料であるＣ．Ｉ．アシッドレッド２８９を含む水性インクを注入し、このインクタンクを遠心分離機用冶具に固定し、日立工機（株）製遠心分離機にを用い、４０００ｒｐｍ、５時間遠心分離にかけた。このとき、重力加速方向が、インクタンクのインク供給口側になるようにインクタンクを固定した。このインクタンクをキヤノン（株）製インクジェットプリンタＢＪＳ３００のブラックインクカートリッジに搭載し、任意の画像データをプリンタに出力し続けた。インクを消費しつづけると、ブラック顔料濃度が低下し、記録媒体上に得られた画像の色味がマゼンタへと変化したことを確認できた。これによって、インク残量が少ないことを、目視により容易に認識することができた。
【００３０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、インク吸収体を収納したインクタンク中に、異なる色の顔料と染料からなる水性インクを同一室内に有しており、且つ顔料濃度が勾配を有しているインクタンクを、インクジェット記録装置に搭載し印字することにより、記録媒体上に印字された色味の変化によって、インク残量検知方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】インクタンクの一実施形態を示す模式的断面図。
【符号の説明】
１Ａ  インク吸収体（下部）
１Ｂ  インク吸収体（上部）
２  インク供給口
３  大気連通口
４  容器
【図１】
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