WO2015114814A1

WO2015114814A1 - インクジェット記録装置

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Publication number: WO2015114814A1
Application number: PCT/JP2014/052327
Authority: WO
Inventors: 崇博有馬; 雄彦松下; 直倫吉田; 原田　信浩; 宮尾　明
Original assignee: Hitachi Industrial Equipment Systems Co Ltd
Current assignee: Hitachi Industrial Equipment Systems Co Ltd
Priority date: 2014-01-31
Filing date: 2014-01-31
Publication date: 2015-08-06
Anticipated expiration: 2016-07-31
Also published as: CN105916690B; CN105916690A; JPWO2015114814A1; JP6360503B2

Abstract

　簡単な構成でカートリッジの交換タイミングを検出することができるインクジェット記録装置を提供することを目的とする。　本発明は、目的を達成するために、インクあるいは溶剤を収容する液体容器　を備えたインクジェット記録装置であって、前記液体容器に設けられ、インクあるいは溶剤を前記液体容器外部へ流す第一のパイプと、前記液体容器の天面を貫通するように設けられ、インクあるいは溶剤のカートリッジ液体容器が接続されて、前記カートリッジ液体容器からの液体を前記液体容器内部に流す第二のパイプと、前記液体容器内部において、前記第一のパイプの下端部と、前記第二のパイプの下端部との間に先端が配置された液体検出部とを有することを特徴とする。

Description

インクジェット記録装置

　本発明は、インク粒子を連続的に吐出し被印字物に印字するインクジェット記録装置に係り、特にインク及び溶剤を補充するカートリッジ方式のインクジェット記録装置に関する。

　背景技術として特許文献１（特開平１１－２４５４３１号公報）がある。特許文献１は、「交換型液体容器は、インクシステム側のアダプタに差込まれる差込型コネクタが設けられ、コネクタの周囲には凹部が形成され、凹部の面はカムフォロア面として作用する。アダプタには凸部が設けられ、凸部の先端面はカムフォロア面に係合するカム面をなす。液体容器を回転すると、カム面とカムフォロア面との協働により、容器がアダプタから離間する。」と記載されている。（要約参照）

特開平１１－２４５４３１号公報

　インクジェット記録装置は連続的に大量生産される製品すなわち被印字物にその生産ラインにおいて印字する装置である。もしインクジェット記録装置のインクや溶剤の補給が遅れてインク切れなどを生じて印字が停止すれば、生産ラインが止まり大きな損失となってしまう。

　このようなインクジェット記録装置は、食品、飲料品、薬品、化粧品など衛生面での管理が重要な生産ラインで使用されるケースが多いため、インク補給作業においては、カートリッジ方式のインクボトルを用いることが多くなっている。

　また、カートリッジ式のボトルを用いて交換作業を行う場合、カートリッジの交換のタイミングが分かり難いという課題があった。上記したように、インクや溶剤の補給が遅れた場合は生産ラインを止めてしまう可能性があるため、カートリッジ交換時期を早い段階で分かりやすく、管理者に伝える手段を有することが重要となる。

　本発明の目的は、簡単な構成でカートリッジの交換タイミングを検知することができるインクジェット記録装置を提供することにある。

　上記課題を解決するために、例えば特許請求の範囲の構成を採用する。本発明は、上記課題を解決する手段を複数含んでいるが、その一例を挙げるならば、インクあるいは溶剤を収容する液体容器を備えたインクジェット記録装置であって、前記液体容器に設けられ、インクあるいは溶剤を前記液体容器外部へ流す第一のパイプと、前記液体容器の天面を貫通するように設けられ、インクあるいは溶剤のカートリッジ液体容器が接続されて、前記カートリッジ液体容器からの液体を前記液体容器内部に流す第二のパイプと、前記液体容器内部において、前記第一のパイプの下端部と、前記第二のパイプの下端部との間に先端が配置された液体検出部とを有することを特徴とする。

　本発明によれば、簡単な構成でカートリッジ交換タイミングを検知することができるインクジェット記録装置を提供することにある。

実施例にかかるインクジェット記録装置の外観斜視図を示す。インクジェット記録装置の使用状態を示す斜視図を示す。インクジェット記録装置の動作原理を示す概略図である。インクジェット記録装置の本体内部構造の概念図である。実施例にかかるインクジェット記録装置の経路構成図を示す。インクジェット記録装置の機能ブロック図を示す。インクジェット記録装置のインク補充のカートリッジの縦断面図を示す。実施例１にかかる補助インク容器の縦断面図を示す。図８の補助インク容器にインクカートリッジを設置した状態の縦断面図を示す。実施例１のインクカートリッジが空になった状態の補助インク容器の縦断面図を示す。実施例１のインクの容量がさらに少なくなった状態の補助インク容器の縦断面図を示す。実施例２のインクジェット記録装置の経路構成図を示す。実施例２でカートリッジ内のエアが膨張した状態の補助インク容器の縦断面図を示す。実施例３の補助インク容器の縦断面図を示す。実施例３の補助インク容器にカートリッジを設置した状態の補助インク容器の縦断面図を示す。実施例３のカートリッジが空になった状態の補助インク容器の縦断面図を示す。実施例３の補助インク容器の液量が少なくなった状態の補助インク容器の縦断面図を示す。実施例３の補助インク容器の液量がなくなりそうな状態の補助インク容器の縦断面図を示す。実施例３の操作画面を示す。実施例３の各状態の時のアイコン表示を示す。実施例４のカートリッジ内のエアが膨張した状態の補助インク容器の縦断面図を示す。実施例５のカートリッジ内のエアが膨張した状態の補助インク容器の縦断面図を示す。実施例６のカートリッジが空になった状態の補助インク容器の縦断面図を示す。実施例６の補助インク容器の液量がなくなりそうな状態の補助インク容器の縦断面図を示す。

　以下、本発明の実施の形態を、図面を用いて説明する。なお、本発明は、以下の実施例に限定されるものではない。
（実施例１）
図１は、本発明のインクジェット記録装置の外観斜視図を示す。インクジェット記録装置は、記録装置本体１と、製品などに印字する印字ヘッド２と、インクなどを供給したり回収したり管などを収納した導管４で構成され、装置本体１には操作表示部３を配置し、装置本体１と印字ヘッド２は導管４にて接続されている。

　次に、このインクジェット記録装置の使用状態について図２を用いて説明する。インクジェット記録装置は、例えば、食品や飲料などが生産される工場内の生産ラインに据え付けられ、装置本体１は管理者が操作できる位置に設置され、印字ヘッド２はベルトコンベア１５などの生産ライン上を搬送する被印字物１３に近接できる位置に設置される。被印字物１３には賞味期限などの数字や文字などを印字される。ベルトコンベア１５などの生産ライン上には、搬送速度に係わらず同じ幅で印字するために搬送速度に応じた信号をインクジェット記録装置４００に出力し、搬送距離を計測するロータリエンコーダ１６や被印字物１３を検出してインクジェット記録装置４００に印字を指示する信号を出力する印字センサ１７が設置されていて、それぞれは装置本体１内の図示しない制御部に接続されている。エンコーダ１６や印字センサ１７からの信号に応じて、制御部がノズル８から吐出されるインク粒子７Ｃへの帯電量や帯電タイミングを制御し、被印字物１３が印字ヘッド２近傍を通過する間に帯電、偏向されたインク粒子７Ｃを被印字物１３へ付着させて印字を行うようになっている。

　次に、インクジェット記録装置の動作原理について図３を用いて説明する。インク容器１８内のインク７Ａは、ポンプ２４に吸引され、加圧されて送り出されてインク柱７Ｂとなってノズル８から吐出される。ノズル８には、電圧を印加すると所定の周波数で振動する電歪素子９が備えられており、インクに所定の周波数で振動を加えてノズル８から吐出されるインク柱７Ｂを粒子化する。これにより生成されるインク粒子７Ｃの数は、電歪素子９に印加する励振電圧の周波数により決定され、その周波数と同数となる。インク粒子７Ｃは、印字情報に対応した大きさの電圧を帯電させる帯電電極１１にて印加することで電荷を与えられるようになっている。

　帯電電極１１で帯電させられたインク粒子７Ｃは、偏向電極１２間の電界中を飛翔する。偏向電界は、５～６ｋＶの高電圧が印加された高圧電極と設置されたグランド（ＧＮＤ）電極との間に形成されており、帯電したインク粒子７Ｃは、その帯電量に比例した力を受けて偏向し、被印字物１３へ向かって飛翔して着弾する。そのときインク粒子７Ｃは、帯電量に応じて偏向方向の着弾位置は変化し、さらに偏向方向と直行する方向に生産ラインが被印字物１３を移動させることで、偏向方向と直行した方向にも粒子を着弾させることが可能となり、複数の着弾粒子によって文字を構成し印字を行う。印字に使用されなかったインク粒子７Ｃは、偏向電極１２間を直線的に飛翔して、インク粒子を回収するガター１４により捕捉された後に経路を経由して、インク容器１８に回収される。そしてガター１４で回収したインク粒子はインク粒子回収用ポンプ２５によりインク容器１８に送る。

　次に、インクジェット記録装置本体１の構成について図４を用いて説明する。図４は、インクジェット記録装置の縦断面図を示し、装置本体１の上部には制御回路３００、制御回路に電流を供給する電源３１０、等の電気系部品が配置され、上部前面には操作表示部３が配置されている。また、装置本体１の下部の前面側の空間６１０には、インク容器１８にインクを補充する補助インク容器１９、インク用カートリッジ５１、インク濃度を調整する溶剤を貯めた溶剤容器２０（図５に図示）、溶剤用カートリッジ５２（図５に図示）等が納められている。

　さらに、装置本体１の下部の背面側の空間６２０には、流路ボード６２１、電磁弁３４～３９、ポンプ２４～２７等の循環系制御部品等が収納され、装置本体１の背面には導管４を介して印字ヘッド２と接続している。導管４の長さは一般的に４～６ｍである。導管４内にはインクが流入、流出する管や各電極を印加する高圧電源ライン及び制御ラインが配置されている。また、装置本体１の前面下側の扉６００を開閉することで、インク及び溶剤のカートリッジ５１、５２の交換作業等のメンテナンスが容易にできる構成としている。

　次に、インクジェット記録装置４００の経路構成について、図５を用いて説明する。図５は、インクジェット記録装置４００の全体の経路構成を示す図である。インクジェット記録装置４００は、装置本体１と印字ヘッド２と、装置本体１と印字ヘッド２を接続している導管４で構成されている。

　先ず、本実施例１のインクジェット記録装置４００のインク供給経路について説明する。装置本体１には、循環するインク７Ａを保持するインク容器１８が備え、インク容器１８には、容器１８内の液体が内部に保持されるのに適正な量である基準液面レベルに達しているか否かを検知する液面センサが備えられている。

　インク容器１８は、インク容器１８内のインク７Ａの粘度を把握するために、経路２０１を介して粘度測定器４３に接続されている。粘度測定器４３は経路２０２を介して経路の開閉を行う電磁弁（供給用）３４に接続されており、電磁弁（供給用）３４は経路２０３を介してインク７Ａを吸引、圧送するために使用されるポンプ（供給用）２４に接続されている。そして、ポンプ（供給用）２４は、経路２０４を介してインク７Ａ中に混入している異物を除去するフィルタ（供給用）２８に接続されている。

　フィルタ（供給用）２８は、経路２０５を介してポンプ（供給用）２４から圧送されたインク７Ａを印字するために適正な圧力に調整する減圧弁３３に接続されており、減圧弁３３は経路２０６を介してノズルに供給されるインク７Ａの圧力を測定する圧力計３１が配置されている。

　圧力計３１は、導管４内を通る経路２０７を介して、印字ヘッド２内に備えられインク７Ａを吐出する吐出口を備えたノズル８に接続されている。ノズル８ではインクと溶剤の供給を切り替えることができる。また、ノズル８の吐出口の直進方向には、印字に使用されないために帯電、偏向されずに直進的に飛翔するインク粒子７Ｃを捕捉するためのガター１４が配置されている。

　次に、図５において、実施例１のインクジェット記録装置４００のインク回収経路について説明する。ガター１４は、導管４内を通る経路２１２を介して本体１内に配置されているインク中に混入している異物を除去するフィルタ（回収用）と接続されており、フィルタ（回収用）２９は、経路２１３を介して経路の開閉を行う電磁弁（回収用）３５に接続されている。

　電磁弁（回収用）３５は、経路２１４を介してガター１４により捕捉されたインク粒子７Ｃを吸引するポンプ（回収用）２５と接続され、ポンプ（回収用）２５は、経路２１５を介してインク容器１８と接続されている。また、インク容器１８は、排気経路２１７と接続されていて、排気経路２１７は本体１外部と連通した構成となっている。

　次に、図５において、インク補給経路について説明する。装置本体１には、補充用のインクを保持する補助インク容器１９が備えられ、補助インク容器１９の上部にはインクを補充するためのカートリッジ（インク）５１が接続されている。補助インク容器１９は、経路２２１を介して経路の開閉を行う電磁弁３６に接続され、電磁弁３６は、経路２２２を介してインク供給経路２０３と接続された合流経路２２３に接続されている。また、補助インク容器１９は、経路２３６を介して装置本体の機外と接続されているため、大気圧と同等の状態となっている。

　次に、図５のインクジェット記録装置４００の溶剤補給経路について説明する。装置本体１には、溶剤補給用の溶剤を保持する溶剤容器２０が備えられており、溶剤容器２０の上部には溶剤を補充するためのカートリッジ（溶剤）５２が接続され、溶剤容器２０は、経路２３１を介して溶剤を吸引、圧送するために使用されるポンプ（溶剤用）２６に接続されている。ポンプ（溶剤用）２６は、経路２３２を介して流路の開閉を行うために電磁弁（溶剤用）３７に接続されており、電磁弁（溶剤用）３７は、経路２３３を介してインク容器１８と接続されている。また、溶剤容器２０は、経路２３７を介して機外と接続されているため、大気圧と同等の状態となっている。

　次に、本発明の実施例１のインクジェット記録装置４００の機能ブロック図を図６に示し、説明する。図６において、インクジェット記録装置４００は、ＭＰＵを有した制御部３００が備えられており、制御部３００はバスライン３０１を介して、操作表示部３、インク粒子を形成するノズル８、インク粒子に帯電させる帯電電極１１、帯電したインク粒子を偏向する偏向電極１２、位相センサ４７、ベルトコンベアの移動距離を計測するロータリエンコーダ１６、印字センサ１７、ポンプ２４～２７、電磁弁３４～３８、減圧弁３３、圧力センサ３１、インクの粘度を計測する粘度測定器４３、インク容器１８の液面を検出する液面センサ４６、及び記録部３０２等の各部を制御する。記録部３０２は、インクジェット記録装置４００を制御するためのプログラムが格納されており、制御部３００はこのプログラムに基づいてインクジェット記録装置４００を構成する各部位を制御するように構成されている。

　次にインクジェット記録装置４００に用いるカートリッジ（インク）５１の構成の断面図を図７に示し、これについて説明する。カートリッジ（インク）５１は、５００ｍｌ程度のインク７Ｆを収容可能なボトル５５と、上部にインクを供給するための供給口５６とを備え、インク供給口５６には、補助インク容器１９との接続部をシールするためのパッキン５８と、インク７Ｆが外部に漏れ出ることを防止するためのカバー５７とを備えている。カバー５７は、補助インク容器１９に設置するとき逆さまにして中央を突き破るような構成にしているため、肉薄のＰＰ（ポリプロピレン）又は薄いアルミニウム膜などを用いている。

　次に、本発明の実施例１における補助インク容器１９の構成及びカートリッジ（インク）５１の使用形態について、図８、図９を用いて説明する。
図８は補助インク容器１９の縦断面図を示し、図９はカートリッジ（インク）５１を設置した状態の補助インク容器１９の縦断面図を示す。

　図８において、補助インク容器１９は、インク７Ｇを保持する液貯留部６１と、液貯留部６１を密閉するための蓋の役割を有する天面部６１Ｄと、液貯留部６１の外側に伸びていてカートリッジ５１と接続するための凸管部６１Ａと、凸管部６１Ａの下側に配置し液貯留部６１の内側に伸びた凹管部６１Ｂと、カートリッジの交換タイミングを検知する検知部としてのレベルセンサ電極等を設置した接続ブロック６３を設置するためのセンサ接続部６１Ｃとを備えている。なお、ここでは凸管部６１Ａと凹管部６１Ｂとして個別に記載しているが、これらは一体的に形成されるものであってもよい。

　センサ接続部６１Ｃは、上部にパッキン６２を介して接続ブロック６３を備え、接続ブロック６３は固定蓋６４で固定されている。接続ブロック６３は、経路２２１と接続され、先端が液貯留部６１に保持されたインク７Ｇに浸漬する吸引パイプ６６と、経路２３６と接続され先端が電極（オーバー）７１より上部にある大気開放パイプ６７とを備えている。

　また、接続ブロック６３は、先端が液貯留部６１に保持されたインク７Ｇに浸漬し、補助インク容器内のインクの残量下限を検出する電極（ＧＮＤ）６８と、電極（ＧＮＤ）６８より短い電極（ＬＯＷ）６９と、先端がインクの吸引パイプ６６の下端部の位置と凹管部６１Ｂの下端部（標準レベル線７４）との間に位置するように配置された電極（標準）７０Ａと、先端が標準レベル線７４の上方に設置された電極（オーバー）７１とを備えている。

　補助インク容器１９の凸管部６１Ａは、カートリッジ５１を設置する時にカバー５７を突き破る役目があるので、その端面は斜めにカットするとより突き破り易くなる。その後、凸管部６１Ａの外周は、カートリッジ５１の供給口５５Ａとの間をパッキン５８でシールする。カートリッジ５１内のインク７Ｆは、凸管部６１Ａ及び凹管部６１Ｂの内側を通り、補助インク容器１９内の液貯留部６１に保持される。ここで、インク７Ｆと気体７３が入れ替わるために、凸管部６１Ａと凹管部６１Ｂの内径は直径８ｍｍ以上あることが望ましい。液貯留部６１に保持されるインク７Ｇの液面７５Ａは、カートリッジ５１内部にインク７Ｆが残っている状態であれば、標準レベル線７４でほぼ一定となり安定する。

　次に、カートリッジ５１より補助インク容器１９に補充するときの動作について、図９～図１１を用いて説明する。図９～図１１は、いずれもカートリッジ（インク）５１を補助インク容器１９に逆さにして設置し、インクを補充している状態の縦断面図を示し、補助インク容器１９内のインク７Ｇの液面７５が変化する様子を示している。

　先ず、図９は、カートリッジ５１内にインク７Ｆが残っている状態の補助インク容器１９内のインク７Ｇの液面７５Ａは、図８に示した標準レベル線７４の位置で安定する。すなわち、インクジェット記録装置４００は印字等によりインク７Ｇを消費するが、その度カートリッジ内のインク７Ｆを補助インク容器１９へ補充するようにしており、そのため、カートリッジ５１内にインク７Ｆが残っている限り、液面７５Ａの位置は大きく上下することなくほぼ一定となり安定した位置を保つようになっている。この時、電極（標準）７０の先端はインク７Ｇに接触する状態となっている。

　ここで、カートリッジの交換タイミングを検知する検知部として用いる棒状の電極について説明する。補助インク容器１９内の電極は、上記したように最も長い電極（ＧＮＤ）６８、電極（ＧＮＤ）６８の次に長い電極（ＬＯＷ）６９、電極（ＬＯＷ）６９の次に長い電極（標準）７０、最も短い電極（オーバー）７１を配置し、各々の電極には電線６８Ａ、６９Ａ、７０Ａ、７１Ａを接続している。ここで電極には説明上区別し易いように括弧書きで表している。電極（ＧＮＤ）６８は、外の電極との導通状態、即ち補助インク容器内のインクの有無を検出するため基準となる電極で、ＧＮＤはグランドを意味する。電極（ＬＯＷ）６９は、補助インク容器内のインクが減って、補助インク容器内のインク残量が少なくなっている状態を検知するためのものである。電極（標準）７０は、カートリッジ５１の交換タイミングを検知するためのものであり、この液面の高さを標準と称している。電極（オーバー）７１は、カートリッジ５１からインクを補充しているときの標準高さより高い液面状態を検知するものである。

　このような構成により、図示していないが例えば検流計などを用い、電極に接続された電線から２本を選択して検流計に接続し、電流の有無により導通状態をみることができる。すなわち電極間のインクの有無をチェックできる。

　図９において、電極（ＧＮＤ）６８と電極（オーバー）７１のそれぞれの電線６８Ａ、７１Ａとを検流計に接続し、検流計をみると電極（オーバー）７１はインク７Ｇと接触していないため電流は流れず、補助インク容器内のインク７Ｇの液面７５Ａは電極（オーバー）７１以下であることが分かる。

　次に、電極（ＧＮＤ）６８と電極（標準）７０の電線６８Ａ、７０Ａを検流計に接続し、検流計をみると電極（標準）７０の先端がインク７Ｇと接触しているため検流計に電流が流れ、補助インク容器内のインク７Ｇの液面は電極（標準）７０の位置であることが分かる。また、この状態は、カートリッジ５１からインクを補助インク容器に補充している状態または、補充完了後であるがカートリッジ交換をすべきタイミング前の状態である。

　次に、カートリッジ５１内のインク７Ｆがなくなり空になっている状態を図１０に示す。図１０において、カートリッジ５１が空の状態で、印字等でインク７Ｇを消費することで液面７５Ａが下がり、電極（標準）７０と液面７５Ｂが離れた状態になる。このような状態において、電極（ＧＮＤ）６８と電極（標準）７０の電線６８Ａ、７０Ａを検流計に接続し、検流計をみると電極（標準）がインク７Ｇに接触していないので検流計には電流が流れず、インク７Ｇの液面７５Ｂは電極（標準）７０より低く、カートリッジ５１が空となり、交換タイミングであることが検知できる。このとき、電極７０を凹管部６１Ｂの下端部から僅か低い位置に設定すれば、カートリッジ内が空になった後すぐカートリッジ交換タイミングを検出することができる。

　電極（ＧＮＤ）６８と電極（ＬＯＷ）６９の電線６８Ａ、６９Ａを検流計に接続し、検流計をみると電極（ＬＯＷ）６９がインク７Ｇに浸漬しているので検流計には電流が流れ、インク７Ｇの液面７５Ｂは電極（ＬＯＷ）６９より高い位置にあることが分かる。

　そして、このような状態において、インクジェット記録装置の制御部３００はカートリッジ５１内のインク７Ｆがなくなっていると検知し、操作表示部３で、例えば「カートリッジが空になりました。カートリッジを交換してください」のようなメッセージを出すことができる。また、図示していないが、スピーカを搭載し音声でメッセージを流すこともできる。

　これにより、インクジェット記録装置４００は、管理者にカートリッジ交換を促すことが可能となり、補助インク容器１９内のインク７Ｇがインク吸引パイプから供給できなくなるほど少なくなることによる印字不良を未然に防止することができる。

　次に、補助インク容器１９の液面７５Ｃが電極（ＬＯＷ）６９の先端より低くなった状態を図１１に示す。図１１において、液面７５Ｃは、補助インク容器１９内のインク７Ｇ量が少なくなり、電極（ＬＯＷ）６９と離れた状態になる。このような状態において、電極（ＧＮＤ）６８と電極（ＬＯＷ）６９のそれぞれの電線６８Ａ、６９Ａを検流計に接続し、検流計をみると電極（ＬＯＷ）６９がインク７Ｇと接触していないので検流計には電流は流れず、インク　７Ｇの液面７５Ｃは電極（ＬＯＷ）６９より低い位置にあることが検知できる。

　そして、インクジェット記録装置４００は、操作表示部３で、例えば「補助インク容器のインクが残りわずかです。急ぎカートリッジを交換して下さい。」のようなメッセージを出すことができる。これにより、インクジェット記録装置４００は、管理者にカートリッジ交換を警告及び催促することができ、補助インク容器１９内のインク７Ｇがインク吸引パイプから供給できなくなるほど少なくなることにより生じる印字不良を未然に防止することができる。

　このように実施例１によれば、簡便な構成で、カートリッジ５１内のインク液がなくなり、カートリッジの交換タイミングとなったことを検出し、カートリッジを交換することを管理者にアナウンスすることができ、印字不良による生産ラインを止めることを防止することができる。

　（実施例２）
　次に、本発明の実施例２について、図面を用いて説明する。なお、実施例１と共通する部分についての説明は省略し、主に実施例１と異なる部分について説明を行う。先ず、実施例２のインクジェット記録装置４１０の経路構成について、図１２を用いて説明する。図１２は、インクジェット記録装置４１０の全体の経路構成を示す図で、補助インク容器１９の大気開放経路について説明する。図１２において、インクジェット記録装置本体１には、インク容器１８の補充用インクを保持する補助インク容器１９が備えられており、補助インク容器１９は、経路２４１を介して経路の開閉を行う電磁弁３８と接続されている。電磁弁３８は、インクジェット記録装置の機外と接続される経路２４２と接続されている。この構成により、補助インク容器１９は電磁弁３８が開放されことで、大気圧と同等の内圧となる。

　次に、図１２のインクジェット記録装置４１０の溶剤補給経路について説明する。装置本体１には、溶剤補給用の溶剤を保持する溶剤容器２０が備えられており、溶剤容器２０は経路２４３を介して経路の開閉を行う電磁弁３９と接続されている。電磁弁３９は、インクジェット記録装置の機外と接続される経路２４４と接続され、電磁弁３９が開放されると、溶剤容器２０は大気圧と同等の内圧となる。

　次に、実施例２の構成におけるインクジェット記録装置４１０の動作について、図１２、図１３を用いて説明する。図１３は、図９に示した補助インク容器１９にカートリッジ５１を設置状態において、インクジェット記録装置内の温度が上昇し、カートリッジ５１内の気体７３が膨張した状態を示す図である。図１３において、カートリッジ５１内部では、気体７３が膨張して体積が増加しているためにカートリッジ５１内部の圧力が上昇し、カートリッジ５１内の液面を押し下げて液面７６Ｂの状態となっている。

　補助インク容器１９内部の液面は、カートリッジ５１内の液面が押し下げられた分だけ上昇するため液面７５Ｄの状態となり、液面７５Ｄは電極（オーバー）７１と接触する。液面７５Ｄが、図１３に示したレベル以上に上昇すると、インク７Ｇが経路２４１を通り、機外へ流出して漏れ出しインクジェット記録装置４１０周辺をインクで汚染してしまう恐れがある。そのため、電極（ＧＮＤ）６８と電極（オーバー）７１の各電線６８Ａ、７１Ａを検流計に接続し検流計をみて電流が流れていると、インク７Ｇの液面７５Ｄは電極（オーバー）に達していると検知でき、制御部３００で電磁弁３８を閉じて、インク７Ｇが機外へ流出することを防止することができる。

　このように実施例２に構成により、カートリッジ５１内の気体が膨張した場合でも補助インク容器１９からインクが漏れ出ることを防止できる。

　（実施例３）
　次に、本発明の実施例３について、図１４～図２０を用いて説明する。
なお、実施例１及び実施例２と共通する部分についての説明は簡略化し、主に実施例１及び実施例２と異なる部分について説明を行う。
実施例３におけるインクジェット記録装置の補助インク容器１９Ｂの構成の縦断面図を図１４に示し、補助インク容器１９Ｂにカートリッジを設置し、補助インク容器内のインクの変化の状態を示す縦断面図を図１５～図１８に示す。

　図４に示した補助インク容器１９Ｂは、実施例１の図８に示した補助インク容器１９と比較すると、実施例１の液貯留部６１の天面部６１Ｄと電極等を接続する接続ブロック６３との距離よりも実施例３の図１４の液貯留部８１の天面部８１Ｄと電極等を接続する接続ブロック８３の距離を大きく取った点、すなわち上部側壁８１Ｅを天面部８１Ｄより上側に伸ばした構成が異なる点である。

　また、実施例３の補助インク容器１９Ｂは、インク７Ｇを保持する液貯留部８１と、液貯留部を密閉するための蓋の役割を担う天面部８１Ｄと、液貯留部８１の外側に伸びていてカートリッジ５１と接続するための凸管部８１Ａと、凸管部８１Ａの下側に配置し液貯留部８１の内側に伸びた凹管部８１Ｂと、液貯留部８１及び天面部８１Ａから上方に伸びた上部側壁８１Ｅと、レベルセンサ電極等を設置した接続ブロック８３を設置するためのセンサ接続部８１Ｃとを備えている。

　センサ接続部８１Ｃは、上部にパッキン８２を介して接続ブロック８３を備え、接続ブロック８３は固定蓋８４で固定されている。接続ブロック８３は、経路２２１と接続され先端が液貯留部８１に保持されたインク７Ｇに浸漬している吸引パイプ８６と、経路２３６と接続され上部側壁８１Ｅより上部にある大気開放パイプ８７とを備えている。

　また、実施例３の補助インク容器１９Ｂにおいて、接続ブロック８３に配置した電極は、長さの長い順に、液貯留部８１の底面近傍までの長さの電極（ＧＮＤ）８８、電極（ＬＯＷ１）８９、電極（ＬＯＷ２）９０を、電極（標準）９１を配置している。

　そして、ここでは４本の電極の長さは、電極（ＧＮＤ）８８と電極（標準）９１の長さの差を概略３等分して、電極（ＬＯＷ２）９０は電極（標準）９１より３等分の略１／３分電極の長さを長くして、電極（ＬＯＷ１）８９は電極（標準）９１より３等分の略２／３分電極の長さを長く設定している。この長さの設定は任意に行えるものである。

　また、電極（標準）９１は、先端がインクの吸引パイプ８６の下端部の位置と凹管部８１Ｂの下端部との間に位置するようにしている。このとき、電極（標準）９１の先端部の位置を、凹管部８１Ｂの下端部から僅か低い位置に設定すれば、カートリッジ内が空になった後すぐカートリッジ交換タイミングを検出することができる。

　また、補助インク容器１９Ｂの凸管部８１Ａは、カートリッジ５１を設置する時にカバー５７を突き破る役目がある。その後、凸管部８１Ａの外周は、カートリッジ５１の供給口５５Ａとの間をパッキン５８でシールする。カートリッジ５１内のインク７Ｆは、凸管部８１Ａ及び凹管部８１Ｂの内側を通り、補助インク容器１９Ｂ内の液貯留部８１に保持される。ここで、インク７Ｆと気体７３が入れ替わるために、凸管部８１Ａと凹管部８１Ｂの内径は直径８ｍｍ以上あることが望ましい。液貯留部８１に保持されているインク７Ｇの液面７６Ａは、カートリッジ５１内部にインク７Ｆが残っていると、標準レベル線９４でほぼ一定となり安定する。

　次に、実施例３の補助インク容器１９Ｂにインク補充用のカートリッジ５１を設置した状態を図１５に示し、インク補充の動作について説明する。図１５は、カートリッジ５１にインク７Ｆが残っている状態の補助インク容器１９Ｂの状態を示す縦断面図を示す。図１５において、補助インク容器１９Ｂ内のインク７Ｇの液面９５Ａは、標準レベル線９４の位置でほぼ一定となり安定する。すなわち、インクジェット記録装置が印字によりインク７Ｇを消費してもその都度カートリッジ内のインク７Ｆが補充され、カートリッジ５１内にインク７Ｆが残っている限り補助インク容器１９Ｂ内のインク７Ｇの液面９５Ａの位置は大きく変動することはなく、ほぼ一定となり安定している。このとき、電極（標準）９１の先端は、補助インク容器内のインク７Ｇに接触する状態となっている。

　また、ここで、実施例３の構成における電極について説明する。補助インク容器１９Ｂ内の電極は、上記したように、電極（ＧＮＤ）８８、電極（ＬＯＷ１）８９、電極（ＬＯＷ２）９０、電極（標準）９１を配置している。そして、各々の電極には、それぞれ電線８８Ａ、８９Ａ、９０Ａ、９１Ａを接続している。このような構成において、実施例１と同様に検流計などを用い、電極（ＧＮＤ）８８と外の電極との導通状態をみることにより、補助インク容器１９Ｂ内のインク７Ｇの液面レベルを検出することができ、カートリッジ５１の交換タイミングも検出できる。

　先ず、図１５の状態においては、電極（ＧＮＤ）８８と電極（標準）９１の各々の電線８８Ａ、９１Ａを図示していない検流計に接続し、検流計をみると電極（標準）９１の先端がインク７Ｇと接触しているので、検流計に電流が流れ、インク７Ｇの液面９５Ａは電極（標準）９１の位置であることが検知できる。

　次に、補助インク容器１９Ｂ内のインク７Ｇの液面９５Ｂが、電極（標準）９１と電極（ＬＯＷ２）９０との間にある場合の状態を図１６に示す。図１６において、電極（ＧＮＤ）８８と電極（標準）９１の各々の電線８８Ａ、９１Ａを検流計に接続し、検流計をみると電極（標準）９１がインク７Ｇと接触していないので検流計には電流は流れず、液面９５Ｂは電極（標準）９１より低いことが分かる。また、この状態において、インクの液面９５Ｂが電極（標準）９１より低いため、カートリッジ５１の交換タイミングであることが分かる。
また、電極（ＧＮＤ）８８と電極（ＬＯＷ２）９０の各々の電線８８Ａ、９０Ａを検流計に接続し検流計をみると、電極（ＬＯＷ２）９０はインクに浸漬しているので検流計には電流が流れ、インク７Ｇの液面９５Ｂは電極（ＬＯＷ２）９０と電極（標準）９１の間にあることが分かる。

　次に、補助インク容器１９Ｂ内のインク７Ｇの液面９５Ｂが、電極（ＬＯＷ１）８９と電極（ＬＯＷ２）９０との間にある場合の状態を図１７に示す。図１７において、電極（ＧＮＤ）８８と電極（ＬＯＷ２）９０の各々の電線８８Ａ、９０Ａを検流計に接続し検流計をみると、電極（ＬＯＷ２）９０がインク７Ｇと接触していないので検流計には電流は流れず、インク７Ｇの液面９５Ｃは電極（ＬＯＷ２）９０より低いことが分かる。また、電極（ＧＮＤ）８８と電極（ＬＯＷ１）８９の各々の電線８８Ａ、８９Ａを検流計に接続し検流計をみると、電極（ＬＯＷ１）８９はインク７Ｇに浸漬しているので検流計には電流が流れ、インク７Ｇの液面９５Ｃは電極（ＬＯＷ１）８９と電極（ＬＯＷ２）９０の間にあることが分かる。

　次に、補助インク容器１９Ｂ内のインク７Ｇの液面９５Ｂが、電極（ＧＮＤ）８８と電極（ＬＯＷ１）８９との間にある場合の状態を図１８に示す。図１８において、電極（ＧＮＤ）８８と電極（ＬＯＷ１）８９の各々の電線８８Ａ、８９Ａを検流計に接続し検流計をみると、電極（ＬＯＷ１）８９がインク７Ｇと接触していないので検流計には電流は流れず、インク７Ｇの液面９５Ｃは電極（ＬＯＷ１）８９より低いことが分かる。

　このように、上記図１５～図１８に補助インク容器へのインク補充及びインクの減少の過程の状態を示したが、図１９～２０にそれぞれの状態における画面表示の一例を示す。また、画面表示は、インクジェット記録装置の操作表示を示す。また、メッセージは、インクジェット記録装置の操作表示部３に表示し、印字管理者にアナウンスするようにし、表示だけでなく、図示していないがスピーカを用い音声によりアナウンスすることもできる。

　図１９は、インクジェット記録装置の操作表示部３に表示される操作画面の一例を示す。操作画面は、画面の右上にカートリッジ（インク）５１が交換可能かどうかと補助インク容器１９内のインク残量を示したインク容器残量表示部３２１と、カートリッジ（溶剤）５２が交換可能かどうかと溶剤容器２０内の溶剤残量を示した溶剤容器残量表示部３２２を、表示している。
また、操作画面は、画面の下方に設けたメッセージ表示部３２３に、メッセージや異常・警報を表示することができる。
図２０は、画面表示の一例を示す。これは、インク容器残量表示部３２１又は溶剤容器残量表示部３２２にて表示する内容である。図２０（ａ）（ｂ）において、（ａ）（ｂ）は定期的（例えば１～３秒ごと）に表示内容が（ａ）→（ｂ）→（ａ）→（ｂ）→…と切り替わり、表示実施例３の図１５に示したカートリッジ５１よりインクを補助インク容器１９Ｂに補充している状態のアイコン表示で、カートリッジ内にインクが残っているため「カートリッジ交換不可能」であることを示している。

　次に、図２０（ｃ）は、実施例３の図１６に示した補助インク容器１９Ｂのインク７Ｇの液面９５Ｂが電極（ＬＯＷ２）９０と電極（標準）９１の間にあり、カートリッジ５１が空になった状態のアイコン表示で、メッセージ表示部３２３にて「カートリッジが空になりました。カートリッジが交換可能です。」とアナウンスする。

　次に、図２０（ｄ）は、実施例３の図１７に示した補助インク容器１９Ｂのインク７Ｇの液面９５Ｂが電極（ＬＯＷ１）８９と電極（ＬＯＷ２）９０の間にあるときのアイコン表示を示している。
次に、図２０（ｅ）は、実施例３の図１８に示した補助インク容器１９Ｂのインク７Ｇの液面９５Ｂが電極（ＧＮＤ）８８と電極（ＬＯＷ１）８９の間にあるときのアイコン表示で、メッセージ表示部３２３にて「インクが不足しています。急ぎ、カートリッジを交換して下さい。」とアナウンスし、緊急であることを知らせる。この場合は画面を点滅発光させて警告するようにしても良い。
図２０（ｅ）の状態が一定時間（例えば２４時間）経過した場合、インクが無い状態で装置が稼働し続けることを回避するために、インク容器からのインク供給を停止させる。このような場合には、図２０（ｆ）のようにアイコン表示させており、これは補助インク容器１９内のインクが不足していることを示す内容となっている。
また、実施例１～３に関して、インクの補充について説明しているが、図５及び図１２に示した溶剤の補充についてもインクと同じように補充する。
上記のように実施例３の構成によりカートリッジ内のインクがなくなり、交換タイミングを検出でき、印字管理者にカートリッジの交換をアナウンスすることができる。

　（実施例４）
　次に、本発明の実施例４について説明する。実施例４は、実施例３の図１４に示した補助インク容器の構成において、カートリッジを設置しインクを補充するとき、インクジェット記録装置内の温度上昇などによりカートリッジ内の気体が膨張した状態を図２１に示す。図２１において、カートリッジ５１の内部では、気体７３が膨張して体積が増加しているためカートリッジ５１の内部の圧力が上昇し、カートリッジ内のインクの液面が押し下げられて、液面７６Ｂの状態となる。

　補助インク容器１９Ｂの内部の液面は、カートリッジ５１内の液面が押し下げられた分だけ上昇するので上部側壁８１Ｅで囲まれた空間に流入し、液面９５Ｅの状態となる。上部側壁８１Ｅで囲まれた空間は、カートリッジ７３の液容量分の体積を確保している。そのため、カートリッジ５１内の気体７３が膨張した場合でも液面９５Ｅは、大気開放パイプ８７に到達しないようになっている。

　上記のように実施例４の構成によりカートリッジ内のインクがなくなり、交換タイミングを検出でき、印字管理者にカートリッジの交換をアナウンスすることができる。また、カートリッジ内のインク補充時の気体が膨張した場合でも、補助インク容器からインクが漏れ出ることを防止できる。また電磁弁を用いない構成のため容器全体を大きくする必要が無く、省スペース化を実現できるインクジェット記録装置を提供することができる。
（実施例５）
　次に、本発明の実施例５について説明する。なお、実施例１～４と共通する部分についての説明は省略し、主に実施例１～４と異なる部分について説明を行う。図２２において、カートリッジ５１の内部では、気体７３が膨張して体積が増加しているためカートリッジ５１の内部の圧力が上昇し、カートリッジ内のインクの液面が押し下げられている。
補助インク容器１９Ｃの内部の液面は、カートリッジ５１内の液面が押し下げられた分だけ上昇するので凹管部６１Ｂの下端部よりも上部の空間にインクが流入し、液面７７Ａの状態となる。しかし、凹管部６１Ｂの下端部と天面部６１Ｅの空間の体積は、カートリッジ５１のインク容量より大きい容器形状を有しているため、カートリッジ５１内の気体７３が膨張した場合でも液面７７Ａは、大気開放パイプ６７に到達しないようになっている。
上記のように実施例５の構成によりカートリッジ内のインクがなくなり、交換タイミングを検出でき、印字管理者にカートリッジの交換をアナウンスすることができる。また、本実施例における容器を用いることで、単純な容器形状でカートリッジ内のインク補充時の気体が膨張した場合でも、補助インク容器からインクが漏れ出ることを防止したインクジェット記録装置を提供することができる。

　（実施例６）
　次に、本発明の実施例６について説明する。なお、実施例１～４と共通する部分についての説明は省略し、主に実施例１～４と異なる部分について図２３～２４を用いて説明を行う。図２３は、カートリッジが空になった状態の補助インク容器１９Ｄの縦断面図を示しており、図２４は、補助インク容器の液量がなくなりそうな状態の補助インク容器の縦断面図を示している。
補助インク容器１９Ｄは、インク液面が一定レベルより下がったことを検出するためのフロートセンサ１００を備えている。フロートセンサ１００は、接続ブロック８３に組みつけられて固定されている。
フロートセンサ１００は、接続ブロック８３から液貯留部８１方向に伸びたフロート支持棒１０１と、液面９５Ｂが標準レベル線９４より下がったことを検出するためのフロートＡ１０２と、フロートＡ１０２が必要以上に下に下がらないように保持するためのストッパー１０４Ａと、インク７Ｇの容量が一定以下（無くなりそう）になったことを検出するためのフロートＢ１０３と、フロートＢ１０３が外れないように保持するためのストッパーＢ１０４Ｂ、とを備えて構成されている。

　次に本実施例における動作について説明する。図２３において、フロートセンサ１００は、液面と連動してフロートＡ１０２が下がることで、液面９５Ｂが標準レベル線９４より下がっていることを、検出している。つまり、カートリッジ５１が空であることが分かる。

　また、図２４において、フロートセンサ１００は、液面と連動してフロートＢ１０３が下がることで、液面９５Ｄが液貯留部８１の底近くまで達していることを、検出している。つまり、補助インク容器１９Ｄ内のインク量が残りわずかであることが分かる。

　また、本実施例における容器構造は、溶剤容器２０に用いることもできる。

　上記のような実施例６の構成によりカートリッジの交換タイミングを検出し、アナウンスすることができる。また、カートリッジ内のインク補充時の気体が膨張した場合でも、補助インク容器からインクが漏れ出ることを防止でき、装置内スペースを有効に使用することができるために省スペース化を実現できるインクジェット記録装置を提供することができる。
また更に、フロートセンサを用いた場合はインクあるいは溶剤に導電材を混ぜなくても良いため、インクのコストダウンにもつなげることができる。

１…インクジェット記録装置本体、２…印字ヘッド、３…操作表示部、４…導管、７Ａ…インク容器内のインク、７Ｂ…インク柱、７Ｃ…インク粒子、７Ｄ…微少電荷を帯びたインク粒子、７Ｅ…回収経路のインク、７Ｆ…カートリッジ内のインク、７Ｇ…補助インク容器内のインク、８…ノズル、９…電歪素子、１１…帯電電極、１２…偏向電極、１３…被印字物、１４…ガター、１５…ベルトコンベア、１６…エンコーダ、１７…印字センサ、１８…インク容器、１９、１９Ｂ、１９Ｃ…補助インク容器、２０…溶剤容器、２１…気体、２４…ポンプ（供給用）、２５…ポンプ（回収用）、２６…ポンプ（溶剤用）、２７…ポンプ（循環用）、２８…フィルタ（供給用）、２９…フィルタ（回収用）、３１…圧力計、３３…減圧弁、３４…電磁弁（供給用）、３５…電磁弁（回収用）、３６…電磁弁（補給用）、３７…電磁弁（溶剤用）、３８…電磁弁（大気開放用）、３９…電磁弁（大気開放用）、４３…粘度計測器、４６…液面センサ、５１…カートリッジ（インク）、５２…カートリッジ（溶剤）、５５…ボトル、５５Ａ…供給口、５７…カバー、５８、８２…パッキン、６１、８１…液貯留部、６１Ａ、８１Ａ…凸管部、６１Ｂ、８１Ｂ…凹管部、６１Ｃ、８１Ｃ…センサ接続部、６１Ｄ、６１Ｅ、８１Ｄ…天面部、６２…パッキン、６３、８３…接続ブロック、６４、８４…固定蓋、６６、８６…吸引パイプ、６６Ａ、８６Ａ…吸引チューブ、６７、８７…大気開放パイプ、６７Ａ、８７Ａ…大気開放チューブ、６８…電極（ＧＮＤ）、６８Ａ…電線（ＧＮＤ）、６９…電極（ＬＯＷ）、６９Ａ…電線（ＬＯＷ）、７０…電極（標準）、７０Ａ…電線（標準）、７１…電極（オーバー）、７１Ａ…電線（オーバー）、７３…気体、７４…標準レベル線、７５Ａ～７５Ｄ…液面、７６Ａ～７６Ｃ…液面、７７Ａ…液面、８１Ｅ…上部側壁、８８…電極（ＧＮＤ）、８８Ａ…電線（ＧＮＤ）、８９…電極（ＬＯＷ１）、８９…電線（ＬＯＷ１）、９０…電極（ＬＯＷ２）、９０Ａ…電線（ＬＯＷ２）、９１…電極（標準）、９１Ａ…電線（標準）、７３…気体、９４…標準レベル線、１００…フロートセンサ、１０１…フロート支持棒、１０２…フロートＡ、１０３…フロートＢ、１０４Ａ、１０４Ｂ…ストッパー、１０５…電線、２０１～２０８…経路（インク供給用）、２１１～２１５…経路（インク回収用）、２１７…経路（排気用）、２２１～２２２…経路（インク補給用）、２２３…合流経路、２３１～２３３…経路（溶剤補給用）、２３５…分岐経路、２３６～２３７…経路（大気開放）、２４１～２４４…経路（大気開放）、３００…制御部、３０１…バスライン、３０２…記録部、３１０…電源、３２１…インク容器残量表示部、３２２…溶剤容器残量表示部、３２３…メッセージ表示部、４００、４１０…インクジェット記録装置、６００…扉、６１０…装置本体１の下部の前面側空間部、６２０…装置本体１の下部の背面側空間部、６２１…流路ボード。

Claims

　インクあるいは溶剤を収容する液体容器を備えたインクジェット記録装置であって、
　前記液体容器に設けられ、インクあるいは溶剤を前記液体容器外部へ流す第一のパイプと、
　前記液体容器の天面を貫通するように設けられ、インクあるいは溶剤のカートリッジ液体容器が接続されて、前記カートリッジ液体容器からの液体を前記液体容器内部に流す第二のパイプと、
前記液体容器内部において、前記第一のパイプの下端部と、前記第二のパイプの下端部との間に先端が配置された液体検出部とを有することを特徴とするインクジェット記録装置。
　請求項１記載のインクジェット記録装置であって、
　制御部と、表示部とを有し、
　前記液体検出部でインクあるいは溶剤が検出されないとき、前記制御部で前記表示部に前記カートリッジ液体容器の交換指示の警告を表示することを特徴とするインクジェット記録装置。
　請求項２記載のインクジェット記録装置であって、
　前記液体容器は、前記第一のパイプの下端部と前記第二のパイプの下端部との間に、前記液体容器の深さ方向に対して配置位置の異なる複数の液体検出部を有することを特徴とするインクジェット記録装置。
　請求項３に記載のインクジェット記録装置であって、
　前記複数の液体検出部の各々でインクあるいは溶剤が検出されないとき、前記液体検出部の各々で異なる前記補助液体容器の交換指示の警告を表示することを特徴とするインクジェット記録装置。
　請求項１乃至４のいずれか１項に記載のインクジェット記録装置であって、
　前記液体容器と接続された大気開放経路と、前記大気開放経路と接続された大気開放弁と、前記第二のパイプの下端部より上部に先端が位置するように他の液体検出部とを有し、
　該他の液体検出部でインクあるいは溶剤を検出したとき、前記制御部で前記大気開放弁を閉じることを特徴とするインクジェット記録装置。
　請求項１乃至４のいずれか１項に記載のインクジェット記録装置であって、
　前記液体容器は、前記カートリッジ液体容器が接続される接続部の周囲上面の一部が、上方に突出していることを特徴とするインクジェット記録装置。
　請求項６に記載のインクジェット記録装置であって、
　前記液体容器は前記突出した箇所の上面に、大気開放経路を接続したことを特徴とするインクジェット記録装置。
　請求項１乃至４のいずれか１項に記載のインクジェット記録装置であって、
　前記液体容器における前記第二のパイプ下端部と前記液体容器の天面との間の容積は、接続されるカートリッジ液体容器の容積よりも大きいことを特徴とするインクジェット記録装置。
　請求項１乃至８のいずれか１項に記載のインクジェット記録装置であって、
　前記液体検出部は、フロート式センサであることを特徴とするインクジェット記録装置。