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Technisches Gebiet
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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Erfassen, in einer
Tintenstrahl-Bilderzeugungsvorrichtung, des Vorhandenseins/Nichtvorhandenseins
von Tinte in einem abnehmbaren Tintenbehälter mit Durchgängen für das Zuführen der
Tinte zu Tintenstrahldüsen
und zum Erfassen des Vorhandenseins/Nichtvorhandenseins des Tintenbehälters.
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Stand der Technik
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Bei
dem herkömmlichen
Tintenstrahl-Druckverfahren kann durch die Abgabe von Tinte nach
Bedarf eine Abbildung erzeugt werden. Aus einfarbigen Druckbildern
sind Farbbilder geworden, und da das Drucken in Farbe immer populärer wird,
weisen viele Bilderzeugungsvorrichtungen abnehmbare Tintenbehälter für Cyan,
Magenta, Gelb, helles Cyan, helles Magenta, helles Gelb und Schwarz
auf. Die Tinte für diese
Farben befindet sich jeweils in eigenen Tintenbehältern. Im
allgemeinen werden Tintengefäße, die abnehmbar
auf einem Tintenstrahl-Druckkopf mit Düsen angebracht sind, Tintenbehälter genannt,
während
Einheiten, die aus einem Druckkopf und einem damit einheitlich ausgebildeten
Tintenbehälter
bestehen, Tintenpatronen genannt werden. In der vorliegenden Beschreibung
wird beides Tintenbehälter
genannt.
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Die
Tinte in diesen Tintenbehältern
wird verschieden stark verbraucht, und der Benutzer muß leere
Tintenbehälter
einzeln austauschen oder über einen
Durchlaß wieder
auffüllen.
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Die
japanische Patent-Offenlegungsschrift Nr.
Hei 8-108543 und die
japanische
Patent-Offenlegungsschrift Nr. Hei 9-226149 beschreiben
eine Technik, bei der ein optisches Reflektorprisma, das sich am
Boden des Tintenbehälters
befindet, mit einem optischen Reflexionssensor kombiniert ist, um die
Tinte zu erfassen.
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Anhand
der 1(a) bis 1(d) wird
das Prinzip der Erfassung von Tinte durch die Kombination eines
Reflektorprismas und eines optischen Reflexionssensors erläutert.
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Wenn
ein prismenförmiges
Tintensensorfenster mit einem optischen Reflexionssensor
33 mit einem
Emitter
21 und einem Empfänger
22 für Infrarotstrahlen
betrachtet wird, erreicht das Licht vom Emitter
21 nicht
dem Empfänger
22,
wie es in der
1(a) gezeigt ist, wenn kein
Objekt vorhanden ist. Wenn sich ein nicht prismenförmiges Objekt
23 in
der Erfassungsposition des optischen Reflexionssensors befindet,
wie es in der
1(b) gezeigt ist, erreicht das
Licht vom Emitter
21 ebenfalls nicht dem Empfänger
22.
Wenn sich wie in der
1(c) gezeigt
in dem prismenförmigen
Teil Flüssigkeit
(Tinte) befindet, wird der einfallende Strahl an der Grenzfläche wegen
des Brechungsindexunterschiedes zwischen dem prismenfdrmigen Element
(Glas, Polypropylen usw.) und der Flüssigkeit gebrochen. Der Brechungsindex
wird durch n (α → β) = sinα/sinβ (> 1) dargestellt, wobei α der Einfallswinkel
und β der
Brechungswinkel ist. Wie in der
japanischen Patent-Offenlegungsschrift Nr. Hei 7-164626 beschrieben,
ist der Brechungsindex (n) von Luft mit Bezug zu einem idealen Gas
durch n = etwa 1,0 gegeben, der Brechungsindex (n) von Tinte ist
n = etwa 1,4, und der Brechungsindex (n) von Polypropylen gleich
n = etwa 1,5. Der Brechungsindexunterschied von Polypropylen zu
Tinte ist daher gleich n (Poly → Tinte)
= 1,4/1,5 ≅ 0,93 ≅ sin 68°/sin 90°, und der
Brechungsindexunterschied von Polypropylen zu Luft ist gleich n
(Poly → Luft)
= 1,0/1,5 ≅ 0,67 ≅ sin 42°/sin 90°.
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Das
bedeutet, daß,
wenn der Einfallswinkel von Polypropylen zu Tinte 68° ist, der
Brechungswinkel 90° ist,
das heißt
daß der
einfallende Strahl in die Richtung des Grenzflächenvektors der Grenzfläche zwischen
den beiden Objekten gebrochen wird (dieser Einfallswinkel wird kritischer
Winkel genannt), und daß,
wenn der Einfallswinkel α > 68° ist, der einfallende Strahl
der inneren Totalreflexion unterliegt.
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Das
bedeutet auch, daß,
wenn der Einfallswinkel Polypropylen zu Luft 42° ist, der Brechungswinkel 90° ist, das
heißt
daß der
einfallende Strahl in die Richtung des Grenzflächenvektors der Grenzfläche zwischen
den beiden Objekten reflektiert wird, und daß, wenn der Einfallswinkel α > 42° (kritischer Winkel) ist, der
einfallende Strahl der inneren Totalreflexion unterliegt.
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Auf
der Basis dieses Prinzips wird bei einem prismenförmigen Polypropylen-Tintenbehälter, wenn der
Einfallswinkel des Infrarotstrahls vom Emitter 21 zwischen
42° < α < 68° liegt und
der Behälter
wie beschrieben über
dem Reflexionssensor angebracht ist, das Licht gebrochen, wenn Tinte
vorhanden ist, und das Licht total reflektiert, wenn keine Tinte
vorhanden ist. Wenn sich in dem prismenförmigen Teil wie in der 1(d) gezeigt keine Tinte befindet, das heißt wenn
sich darin Luft befindet, tritt innere Totalreflexion auf, und das
Licht vom Emitter 21 erreicht den Empfänger 22 und zeigt
dadurch an, daß keine Tinte
vorhanden ist.
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Wenn
sich an der Halterung kein Tintenbehälter befindet (1(a)), wird jedoch das gleiche Ergebnis erhalten
wie wenn ein mit Tinte gefüllter
Tintenbehälter
vorhanden ist (1(C)). Wenn keine Maßnahmen
getroffen werden, besteht daher die Möglichkeit, daß, wenn
kein Tintenbehälter
vorhanden ist, der Sensor anzeigt, daß Tinte vorhanden ist, und
im Ergebnis ein Ausdruck erfolgt, ohne daß Tinte zum Druckkopf (den
Düsen)
geführt
wird. Dadurch können
die Düsen
des Druckkopfes einer Tintenstrahl-Bilderzeugungsvorrichtung durch Überhitzen geschädigt werden,
mit dem nachfolgenden Problem eines beschädigten Druckkopfs.
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Angesichts
dessen ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Bilderzeugungsvorrichtung zu
schaffen, die das Vorhandensein/Nichtvorhandensein von Tinte sowie
die Tatsache, ob ein Tintenbehälter
angebracht ist, erfassen kann.
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Die
EP-A-0 860 284 beschreibt
ein Flüssigkeitspegel-Erfassungssystem
für einen
Drucker gemäß dem Oberbegriff
des Patentanspruchs 1.
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Die
JP-A-10-230616 beschreibt
ein anderes Beispiel für
eine Vorrichtung zum Erfassen der Menge der verbleibenden Tinte
in einem Tintenstrahldrucker.
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Offenbarung der Erfindung
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Die
erfindungsgemäße Bilderzeugungsvorrichtung
ist im Patentanspruch 1 definiert. Patentanspruch 7 ist auf entsprechendes
Verfahren gerichtet.
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Die
vorliegende Erfindung ermöglicht
es, bei einer Bilderzeugungsvorrichtung sowohl das Vorhandensein/Nichtvorhandensein
von Tinte als auch den Zustand, ob ein Tintenbehälter angebracht ist, zuverlässig zu
erfassen.
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Das
heißt,
daß ein
Schlitten einen Tintenbehälterhalter
zum Halten des Tintenbehälters
und ein elastisches Element aufweist, das normalerweise einen beweglichen
Reflektor in eine Richtung drückt, um
den Reflektor in eine erste Position zu bringen, wobei ein Ende
des Reflektors derart vom Tintenbehälterhalter gehalten wird, daß, wenn
sich der Tintenbehälter
im Tintenbehälterhalter
befindet, der Reflektor gegen die elastische Kraft des elastischen
Elements nach unten gedrückt
wird, um den Reflektor in eine zweite Position zu bringen. Die Verwendung
des elastischen Elements ermöglicht
es, die Reflektorposition zu verändern
und gleichzeitig den Tintenbehälter
sicherer im Tintenbehälterhalter.
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Die
Unteransprüche
betreffen bevorzugte Modifikationen davon. Bei der Ausgestaltung
nach Patentanspruch 2 ist die Anzahl der erforderlichen Teile geringer.
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Die
Ausgestaltung nach Patentanspruch 3 beseitigt das Erfordernis nach
einer relativen Bewegung des Sensors mit Bezug zum Tintenbehälter, so daß sowohl
die Tinte als auch der Tintenbehälter gleichzeitig
erfaßt
werden können.
Das Vorsehen von getrennten Sensoren, einen für jede Erfassung, erhöht die Freiheit
bei der Konfiguration des Reflektors.
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Ein
Teil des Reflektors kann aus dem gleichen Material sein wie das
Prisma, das innen am Boden des Tintenbehälters angeordnet ist, und den
gleichen Aufbau wie dieses haben.
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Das
elastische Element kann eine Blattfeder sein, die unter Verwendung
eines Teils des Reflektors ausgebildet wird. Natürlich kann auch eine vom Reflektor
getrennte Feder verwendet werden.
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Das
Prisma kann derart ausgebildet und angeordnet sein, daß die Kantenlinie
des Prismas parallel zur Bewegungsrichtung des Schlittens verläuft und
zumindest dann, wenn sich die Tinte im Tintenbehälter dem Leerzustand nähert, die
Grenzfläche zwischen
der Tinte und der Luft bei der Abnahme der Tinte auf der Kante verläuft. Dadurch
kann die Tintenmenge erfaßt
werden.
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Kurzbeschreibung der Zeichnungen
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1(a)–(d)
sind Darstellungen des Prinzips der Tintenerfassung mit einer Kombination
aus einem Licht reflektierenden Prisma und einem optischen Reflexionssensor;
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2 ist
eine Darstellung des allgemeinen Aufbaus eines Schlittens und der
dazugehörigen Komponenten
bei der Bilderzeugungsvorrichtung der 3;
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3 ist
eine Blockdarstellung des allgemeinen Aufbaus einer Bilderzeugungsvorrichtung
bei einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung;
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4 ist
eine Darstellung des Aufbaus eines Tintenbehälters 32 und eines
Tintenbehälterhalters 34 zum
Erfassen der Tinte und des Tintenbehälters bei der Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung;
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5 ist
eine Seitenansicht, gesehen in der Richtung des Pfeiles A in der 4;
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6(a)–(c)
sind eine Aufsicht (a) und eine Vorderansicht (b) des Reflektorhebels 35 in
der 5 sowie eine Seitenansicht (c) eines weiteren Konfigurationsbeispiels
des Reflektorhebels 35;
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7(a), 7(b) und 7(c) sind Darstellungen des Ausgangssignals
bei der Tintenerfassung und der Tintenbehältererfassung bei der Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung;
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8(a), 8(b) und 8(c) sind Darstellungen für die Verwendung eines einzigen
optischen Tintensensors 33 bei der Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung;
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9(a) und 9(b) sind
Darstellungen eines Ausgestaltungsbeispiels eines Reflektorhebels 50,
der eine Modifikation des Reflektorhebels 35 bei der Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ist;
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10 ist
eine Blockdarstellung des allgemeinen Aufbaus einer Bilderzeugungsvorrichtung
bei einer zweiten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung;
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11 ist
eine allgemeine Konfigurationsdarstellung eines Schlittens und der
dazugehörigen Komponenten
bei der Ausführungsform
der 10;
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12 ist
eine Darstellung des Aufbaus des Tinten- und des Tintenbehältersensors
bei der Ausführungsform
der 10;
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13 ist
eine Seitenansicht, gesehen in der Richtung des Pfeiles A in der 11;
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14 ist
eine Darstellung eines Ausgestaltungsbeispiels für einen Reflektorsensor 16 entsprechend
der Konfiguration der 13;
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15(a) und 15(b) sind
Darstellungen einer Modifikation des Reflektorhebels bei der Ausführungsform
der 10;
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16 ist
eine Darstellung eines Ausgestaltungsbeispiels für einen Tintenbehälterhalter
unter Verwendung des Reflektorhebels der 15;
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17 ist
eine Darstellung eines Ausgestaltungsbeispiels für einen Reflektor, der nicht
zu der vorliegenden Erfindung gehört;
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18 ist
eine Darstellung des Aufbaus eines Prismas und des Aufbaus eines
Sensors zum Erfassen des Vorhandenseins/Nichtvorhandenseins von
Tinte gemäß der vorliegenden
Erfindung;
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19 ist
eine Seitenansicht, gesehen in der Richtung des Pfeiles A in der 18;
und
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20(a) und (b) sind eine Darstellung (a) und deren
Seitenansicht (b) des Aufbaus eines Sensors entsprechend der Konfiguration
der 18.
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Beste Art der Erfindungsausführung
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Anhand
der beiliegenden Zeichnungen werden einige bevorzugte Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung genauer beschrieben. Die Ausführungsformen
werden als Beispiele gezeigt und beschrieben, und es können verschiedene
Modifikationen und Änderungen
erfolgen.
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In
der folgenden Beschreibung wird angenommen, daß ein Tintensensorfenster prismenförmig ist,
und daß der
optische Reflexionssensor zum Überwachen
dieses Teils ein prismenkompatibler optischer Reflexionssensor ist.
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Die 2 ist
eine Darstellung des allgemeinen Aufbaus des Schlittens und der
dazugehörigen Komponenten
einer Bilderzeugungsvorrichtung.
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Die
Bilderzeugungsvorrichtung umfaßt
einen Schlitten 31, der sich in Richtung senkrecht zur
Medientransportrichtung bewegen kann. Dieser Schlitten 31 trägt eine
Anzahl von Tintenbehältern 32,
deren jeder Tintendurchlässe
aufweist, durch die die Tinte den Tintenstrahldüsen zugeführt wird. Jeder Tintenbehälter 32 weist
ein erfindungsgemäßes prismenförmiges Tintensensorfenster
auf (das weiter unten noch beschrieben wird). Die Relativbewegung des
optischen Tintensensors 33 in einer Richtung relativ zum
prismenförmigen
Tintensensorfenster der Tintenbehälter 32 wird vom Schlitten 31 gesteuert.
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Die 2 zeigt
ein Beispiel für
den Aufbau des Schlittens 31 mit einem zusätzlichen
schwarzen Tintenbehälter,
der in der Medientransportrichtung versetzt ist, um die Druckgeschwindigkeit
mit schwarzer Tinte zu erhöhen.
Dieser Aufbau ist für
die vorliegende Erfindung jedoch weder wichtig noch von Bedeutung.
Damit dieser Tintenbehälter 32 auch
den Sensor 22 nutzen kann, sind bei dem zusätzlichen schwarzen
Tintenbehälter
die Positionen des Prismas und des Sensorfensters, die noch beschrieben werden,
vorzugsweise derart verschoben, daß sich diese Positionen von
denen der anderen Tintenbehälter
unterscheiden.
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Die 3 ist
eine Blockdarstellung des allgemeinen Aufbaus der Bilderzeugungsvorrichtung
dieser Ausführungsform.
Die Bilderzeugungsvorrichtung besteht aus einer Zentraleinheit (CPU) 1,
einer vorübergehenden
Speichervorrichtung (RAM) 2, in der verschiedene Arten
von Daten und Parametern vorübergehend
gespeichert werden, einem nichtflüchtigen Festwertspeicher (ROM) 3,
in dem Steuerprogramme für
verschiedene Betriebsmoden und verschiedene Arten von festen Daten
gespeichert sind, ein Interface 4, das eine Schnittstelle
zu einer externen Host-Einheit 19 darstellt, einen Bildprozessor 5, der
die Bilddaten verarbeitet, die über
das Interface 4 von der Host-Einheit 19 gesendet
werden, und eine Tintenstrahlsteuerung 6, die unter Kontrolle
der CPU 1 in Reaktion auf die vom Bildprozessor 5 erhaltenen Druckdaten
die Abgabe von Tinte an einem Tintenstrahl-Druckkopf 7 steuert. Die Bilderzeugungsvorrichtung
umfaßt
des weiteren eine lineare Skala 13, die die Positionen
der einzelnen Bezugspunkte in der Bewegungsrichtung des Schlittens
definiert, einen linearen Skalenenkodierer 12, der mit
der linearen Skala arbeitet, einen Medientransportmotor 9,
der das Medium, etwa Papier, transportiert, eine Medientransportmotorsteuerung 8,
die den Motor unter der Kontrolle der CPU 1 steuert, einen Schlittenmotor 11, der
den Schlitten bewegt, und eine Schlittenmotorsteuerung 10,
die diesen Motor unter der Kontrolle der CPU 1 steuert.
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Die
Bilderzeugungsvorrichtung dieser Ausführungsform umfaßt des weiteren
noch den optischen Tintensensor 33, ein Prisma 15 und
einen Reflektor 17. Vorzugsweise ist das Prisma 15 in
den Tintenbehälter 32 integriert.
Bei der vorliegenden Ausführungsform
wird das Licht vom optischen Tintensensor 33 auf den Reflektor 17 gestrahlt
und davon aufgenommen.
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Bei
dieser Ausführungsform
werden zwar die lineare Skala 13 und der lineare Skalenkodierer 12 als
Einrichtungen zum Erfassen des Ausmaßes der Bewegung des Schlittens 31 verwendet,
es kann aber auch eine rotierende Skala an der den Schlitten 31 antreibenden
Motorwelle und ein Drehkodierer für diese Einrichtung verwendet
werden. Alternativ kann, wenn ein Schrittmotor verwendet wird, diese
Einrichtung durch Zählen
der Impulse des Schrittmotor-Ansteuersignals ausgeführt werden.
Bei der vorliegenden Ausführungsform
wird die Position und die Geschwindigkeit des Schlittens 31 durch
den linearen Skalenkodierer 12 erfaßt, der am Schlitten 31 angebracht
ist, und das Ausmaß der
relativen Bewegung oder die absolute Position des Schlittens 31 wird durch
Zählen
der Ausgangsimpulse vom linearen Skalenkodierer 12 erfaßt. Darüberhinaus
wird das Vorhandensein/Nichtvorhandensein von Tinte im Tintenbehälter durch
Steuern des Betriebs des Schlittens 31 und durch Abtasten
des Prismas im Tintenbehälter 32 am
Schlitten durch den optischen Tintensensor 33 erfaßt. Wie
weiter unten noch beschrieben wird, bildet der in der Nähe des Prismas
angeordnete Reflektor 17 einen Teil der Erfassungseinrichtung
dafür,
ob sich ein Tintenbehälter 32 am
Schlitten 31 befindet.
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Die 4 zeigt
ein Beispiel für
den Aufbau des Tintenbehälters 32 und
des Tintenbehälterhalters 34,
die bei dieser Ausführungsform
verwendet werden, um das Vorhandensein/Nichtvorhandensein von Tinte
und das Vorhandensein/Nichtvorhandensein eines Tintenbehälters zu
erfassen.
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Das
Anbringen des Tintenbehälters 32 am Tintenbehälterhalter 34 bewirkt,
daß eine
Positionieröffnung 34B am
Tintenbehälterhalter 34 mit
einem Vorsprung 32B am Tintenbehälter in Eingriff kommt, wobei
gleichzeitig eine Raste 34A am Tintenbehälterhalter 34 mit
einer Nase 32A am Tintenbehälter in Eingriff kommt, wodurch
der Tintenbehälter 32 in
seiner Position im Tintenbehälterhalter 34 gehalten
wird.
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Innen
ist am Boden des Tintenbehälterhalters 34 ein
Reflektorhebel 35 (der dem Reflektor 17 der 3 entspricht)
angebracht. Wie in der 5 gezeigt, die den Abschnitt
darstellt, der in der 4 durch den Pfeil A bezeichnet
wird, wird der Reflektorhebel 35 an der Wand des Tintenbehälterhalters 34 so
gehalten, daß sich
sein freies Ende, wenn das eine Ende 35E ein Haltepunkt
ist, als das andere Ende hin und her bewegen kann. Außen ist
am Boden des Tintenbehälterhalters 34 ein
Tintenstrahl-Druckkopf 34D angebracht. Dieser Tintenstrahl-Druckkopf 34D steht
mit einem Tintenbehälteranschluß 32D des
Tintenbehälters 32 in
Eingriff, um Tinte zugeführt
zu bekommen. Diejenige Hälfte
des Tin tenbehälters 32,
zu der der Tintenbehälteranschluß 32D gehört, ist
mit einem schwammartigen Tintenabsorptionselement ausgekleidet.
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Die 6(a) ist eine Aufsicht und die 6(b) eine Vorderansicht des Reflektorhebels 35. Wie
am besten in der 6(a) zu sehen, ist etwa in der
Mitte des Reflektorhebels 35 ein Reflektorfenster 35B vorgesehen.
Das vom optischen Tintensensor 33 emittierte Licht erreicht
das Prisma 32C des Tintenbehälters 32 über ein
Sensorfenster 34C im Boden des Tintenbehälterhalters
und über
das Reflektorfenster 35B. Das reflektierte Licht wird über das Reflektorfenster 35B und
das Sensorfenster 34C vom optischen Tintensensor 33 aufgenommen. Durch
diesen Aufbau kann das Vorhandensein/Nichtvorhandensein von Tinte
gemäß dem oben
beschriebenen Prinzip erfaßt
werden. Das freie Ende des Reflektorhebels 35 wird normalerweise
von unten durch ein elastisches Element 35A nach oben gedrückt. Das
freie Ende des Reflektorhebels 35 steht vom Tintenbehälter nach
außen
vor und bildet einen dreieckförmigen
Reflektor 35D, der im Querschnitt wie ein Kegel aussieht.
Diese konische Form entspricht der konischen Form des Prismas 32C.
Wenn sich der optische Tintensensor 33 unmittelbar unter
dem Dreieckreflektor 35D befindet, wird das Licht vom Lichtemitter
des optischen Tintensensors 33 an der Flanke des Reflektorhebels 35 reflektiert
und in eine Richtung gelenkt, die sich von der Richtung unterscheidet,
in der das Licht aufgenommen wird (siehe 8(c)).
Das Anbringen des Tintenbehälters 32 in seiner
Position im Tintenbehälterhalter 34 bewirkt, daß der Reflektorhebel 35 gegen
das elastische Element 35A nach unten gedrückt wird.
Dadurch kommt der Dreieckreflektor 35D des Reflektorhebels 35 in einen
Zustand, der auf optischer und positionieller Basis dem des Prismas 32C entspricht,
so daß das Licht
vom Emitter 21 des Sensors 33 zwei mal reflektiert
wird und den Empfänger 22 erreicht
und es dadurch ermöglicht,
das Vorhandensein des Tintenbehälters 32 zu
erfassen (siehe 8(b)).
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Anhand
der 7(a), 7(b) und 7(c) werden die beim Erfassen von Tinte
und des Tintenbehälters
ausgegebenen Signale erläutert.
Wie in der 7(a) gezeigt, ist beim Erfassen
des Vorhandenseins/Nichtvorhandenseins von Tinte das Ausgangssignal
des Empfängers 22 gleich "H", wenn Tinte vorhanden ist, und "L", wenn keine Tinte vorhanden ist. Wie
in der 7(b) gezeigt, ist beim Erfassen
des Tintenbehälters
das Ausgangssignal des Empfängers 22 gleich "L", wenn ein Tintenbehälter vorhanden ist, und "H", wenn kein Tintenbehälter vorhanden
ist. Die Kombination beider Ausgangssignale ist in der 7(c) dargestellt. Wenn ein Tintenbehälter mit
Tinte vorhanden ist, gehen das Ausgangssignal für die Tintenerfassung auf "H" und das Ausgangssignal für die Tintenbehältererfassung
auf "L". Wenn ein Tintenbehälter ohne
Tinte vorhanden ist, sind die Ausgangssignale "L" und "L", und wenn kein Tintenbehälter vorhanden
ist, sind die Ausgangssignale "H" und "H". Der Zustand kann durch Zwei-Bit-Daten
angegeben werden werden. Durch diese Konfiguration kann das Vorhandensein/Nichtvorhandensein
von Tinte anhand der Ausgangssignale des Sensors zuverlässig festgestellt
werden. Falls erforderlich, kann an den Benutzer ein Alarmsignal
ausgegeben werden.
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Wie
in den 8(a), 8(b) und 8(c) gezeigt, ist ein einziger optischer Tintensensor 33 an einer
bestimmten Stelle längs
des Weges der Bewegung des Schlittens befestigt. Nacheinander liegen der
Licht emittierenden und aufnehmenden Fläche des optischen Tintensensors 33 das
Sensorfenster 34C und der Dreieckreflektor 35D des
Tintenbehälters 32 gegenüber, wodurch
es möglich
wird, das Vorhandensein/Nichtvorhandensein eines Tintenbehälters 32 am
Schlitten 31 und das Vorhandensein/Nichtvorhandensein von
Tinte zu erfassen. Da durch das Ausgangssignal des linearen Skalenkodierers
(12 in der 3) immer die Position des Schlittens 31 bekannt
ist und da vorab auch die Positionen jedes Tintenbehälters 32 am
Schlitten 31 und jedes Dreieckreflektors 35D bekannt
sind, kann vorab festgelegt werden, wo sich der Schlitten 31 bei
der Erfassung befinden soll.
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Die 9(a) und 9(b) zeigen
ein Ausgestaltungsbeispiel für
einen Reflektorhebel 50, der eine Modifikation des Reflektorhebels 35 ist.
Dieser Reflektorhebel 50 erfordert kein elastisches Element 35A,
das eine zusätzliche
Komponente darstellt. Statt dessen wird bei diesem Reflektor ein
Teil davon als elastisches Element (als Blattfeder) 50C genutzt. Die
Form und das Material des elastischen Elements 50C des
Reflektorhebels bestimmen die Reaktionskraft des elastischen Elements 50C.
Wenn für
das Material des Reflektorhebels 50 eine SUS-Platte mit einem
hohen Reflexionsfaktor verwendet wird sowie als elastisches Element
ein SUS-Federmaterial, wird der Reflektor dünner und kompakter. Eine Oberflächenbehandlung
wie eine Beschichtung kann natürlich
den Reflexionsfaktor erhöhen.
Wie in der Seitenansicht der 6(c) gezeigt,
kann auch ein Reflektorhebel aus dem gleichen Material und mit dem
gleichen Aufbau wie das Prisma innen am Boden des Tintenbehälters verwendet
werden.
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Die 10 ist
eine Blockdarstellung des allgemeinen Aufbaus einer Bilderzeugungsvorrichtung gemäß einer
zweiten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung. Die gleichen Bezugszeichen wie in der 3 bezeichnen
die gleichen strukturellen Elemente. Der Aufbau ist dem der 3 ziemlich ähnlich,
unterscheidet sich von der ersten Ausführungsform jedoch darin, daß für den Reflektor 17 ein
eigener optischer Sensor 16 verwendet wird. Das Ausgangssignal
des Reflektorsensors 16 wird von der CPU 1 identifiziert.
Durch diese Konfiguration ist es möglich, bei dieser Ausführungsform
das Vorhandensein/Nichtvorhandensein eines Tintenbehälters 32 und
das Vorhandensein/Nichtvorhandensein von Tinte gleichzeitig zu erfassen.
Die Erfassung durch getrennte Sensoren erhöht die Freiheit in der Konfiguration
des Reflektors.
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Die 11 ist
eine Darstellung des allgemeinen Aufbaus des Schlittens und der
dazugehörenden Komponenten
bei der zweiten Ausführungsform.
In diesem Beispiel sind der optische Tintensensor 33 und
der Reflektorsensor 16 gegenüber dem Schlitten 31 in
der Bilderzeugungsvorrichtung so befestigt, wie es in der Darstellung
gezeigt ist.
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Die 12 zeigt
die Ausgestaltung dieser Ausführungsform
zum Erfassen von Tinte und eines Tintenbehälters. Die Darstellung zeigt
den Teil des Tintenbehälters 32,
wie er in Richtung des Pfeiles C in der 11 gesehen
wird. Bei dem Beispiel in der Zeichnung ist vor und angrenzend an
den Reflexionssensor 16 ein optischer Tintensensor 33 vorgese hen. Wie
in der 13 gezeigt, die eine Schnittansicht
eines Teils der 12 ist, gesehen in der Richtung
des Pfeiles A, weist der Reflektorhebel 35 keinen Dreieckreflektor 35D (5)
auf wie in der Darstellung der 5. Statt
dessen wird, wie in der 14 gezeigt,
das Licht am flachen Teil der Oberfläche des Reflektorhebels 35 reflektiert.
Um mit dieser Ausgestaltung kompatibel zu sein, sind die optischen
Achsen des Lichtemitters und des Lichtempfängers zur Mitte hin geneigt
(es ist dies der Aufbau eines allgemeinen Reflexionssensors mit
einer gewissen Brennweite). In diesem Zustand wird das Licht, das
vom Lichtemitter des Reflexionssensors 16 durch das Sensorfenster 34C erhalten
wird, an der Oberfläche des
Reflektorhebels 35 reflektiert, und das reflektierte Licht
wird in eine Richtung gerichtet, die sich von der Richtung unterscheidet,
in der das Licht erhalten wird. Wenn der Tintenbehälter 32 an
seinen Platz im Tintenbehälterhalter 34 gesetzt
wird, wird der Reflektorhebel 35 gegen die Kraft des elastischen
Elements 35A nach unten gedrückt. Dadurch wird die Licht emittierende/aufnehmende
Oberfläche
des Reflexionssensors 6 fast parallel zum Reflektorhebel 35 ausgerichtet,
so daß das
Anbringen des Tintenbehälters 32 festgestellt
werden kann. Gleichzeitig kann mit dem optischen Tintensensor 33 das
Vorhandensein/Nichtvorhandensein von Tinte mittels des Prismas 32C festgestellt
werden.
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Wie
bei der in den 9(a) und 9(b) gezeigten
Ausgestaltung der ersten Ausführungsform kann
auch bei der zweiten Ausführungsform
ein Teil des Reflektorhebels 50 dazu verwendet werden,
ein elastisches Element 50C auszubilden, wie es in den 15(a) und 15(b) gezeigt
ist.
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Wie
in der 16 gezeigt, kann der Reflektorhebel 50 auch
in einer um 90° anderen
Richtung der Schwenkbewegung als bei dem Reflektorhebel des obigen
Beispiels (zum Beispiel in der 4 oder 5)
angeordnet werden. Das heißt,
daß der
Reflektorhebel 50 sich vom Haltepunkt in der Richtung erstrecken
kann, die vom Pfeil A angezeigt wird.
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Die 17 zeigt
eine Ausgestaltung des Reflektors, die nicht vom Umfang der Patentansprüche abgedeckt
ist. Bei diesem Beispiel ist der Reflektor am Tintenbehälter 32 selbst
angebracht. Das heißt, daß in der
Nähe des
Prismas 32C ein reflektierender Aufkleber 32E am
Tintenbehälter 32 angebracht
ist, der vom Reflexionssensor 16 der 14 erfaßt werden
kann. In dieser Ausgestaltung kann der reflektierende Aufkleber 32E auch
eine Informationsaufzeichnungsfunktion etwa in der Form eines Strichcodes aufweisen.
Durch Abtasten dieses Strichkodes mit dem Sensor 16 kann
die Farbe des Tintenbehälters 32 festgestellt
werden. Außerdem
können
weitere Informationen wie individuelle Informationen ausgelesen
werden.
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Das
beschriebene Verfahren, mit dem das Vorhandensein/Nichtvorhandensein
von Tinte und eines Tintenbehälters
erfaßt
werden kann und bei dem Informationen über den jeweiligen Tintenbehälter und Farbidentifikationsinformationen
ausgelesen werden können,
ergibt bessere und effizientere Bestimmungsergebnisse.
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Die
Kantenlinie des Prismas verläuft
bei der obigen Ausführungsform
senkrecht zur Bewegungsrichtung des Schlittens. Die Kantenlinie
kann aber auch in der gleichen Richtung wie die Bewegungsrichtung
des Schlittens verlaufen, und der Sensor kann so ange ordnet werden,
wie es von der vorliegenden Anmelderin in der
japanischen Patentanmeldung Nr. Hei 10-296148 vorgeschlagen
wird. Ein Beispiel dafür
ist in der
18 gezeigt. In der
19 ist eine
Seitenansicht der Ausgestaltung der
18, gesehen
in der Richtung des Pfeils A, dargestellt. Bei diesem Beispiel verläuft die
Kantenlinie des Prismas
32C in der gleichen Richtung wie
die Bewegung des Schlittens, und außerdem ist die Kantenlinie
des Prismas lang und gegen die horizontale Ebene (dem Boden des
Tintenhalters) geneigt (0 in der
19). Bei der
Bewegung des Schlittens wird das Sensorfenster
34C des
Tintenbehälterhalters
34 in
der Längsrichtung
des Prismas abgetastet. Bei dieser Abtastung wird angenommen, daß sich der
Abstand zwischen dem optischen Tintensensor
33 und dem
Prisma
32C nur innerhalb des wirksamen Erfassungsbereichs ändert. Durch
Erfassen einer Änderung
im Ausgangspegel des Sensors
33 oder durch Berechnen der
Position der Tintenoberfläche,
die die Grenzfläche
zwischen dem Prisma mit einer Neigung unter dem Winkel (θ) bildet,
unter Verwendung des oben erwähnten linearen
Skalenkodierers kann nicht nur das Vorhandensein/Nichtvorhandensein
von Tinte im Tintenbehälter
32 erfaßt werden,
sondern auch eine Änderung in
der Menge der Tinte.
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Wie
in der Vorderansicht der 20(a) und der
Seitenansicht der 20(b) gezeigt
ist, kann der Sensor 33 einen sich teilweise bewegenden
Gleitkontaktmechanismus am geneigten Boden des Tintenbehälters 32 derart
aufweisen, daß sich
der Abstand zwischen dem optischen Tintensensor 33 und dem
Prisma 32C nicht ändert.
Um diesen Mechanismus auszuführen,
wird der optische Tintensensor 33 von einem elastischen
Element gehalten und enthält selbst
ein Element, das mit dem Boden des Tintenbehälters 32 in Kontakt
steht, um einen vorgegebenen Abstand zur Sensoroberfläche aufrecht
zu erhalten.
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Es
wurden bevorzugte Ausführungsformen der
vorliegenden Erfindung beschrieben. Es sind jedoch verschiedene
Modifikationen und Abänderung möglich. Zum
Beispiel können,
während
in den vorliegenden Ausführungsformen
das Prisma und der Tintebehälter
zu einem Element integriert waren, auch ein separates Prisma und
ein separater Tintenbehälter
verwendet werden.
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Industrielle Anwendbarkeit
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Die
vorliegende Erfindung ist bei der Konstruktion und der Herstellung
von Bilderzeugungsvorrichtungen wie Tintenstrahldrucker und Plotter
anwendbar. Die vorliegende Erfindung umfaßt ein einfaches Verfahren
zum Erfassen des Vorhandenseins/Nichtvorhandenseins von Tinte mittels
der Brechung durch die Tinte und dem Material des Prismas in einem
Tintenbehälter
und zum Erfassen eines Tintenbehälters
am Schlitten durch die Verwendung eines Reflektors in der Nähe des Prismas,
wodurch ein Tintenerfassungsfehler verhindert wird, wenn der Tintenbehälter entfernt
ist. Ein sehr einfacher Aufbau des Tintenbehälters erhöht die Erfassungsfunktion und
die Zuverlässigkeit
des Tintenbehälters.
Durch eine reflektierende Platte mit darauf aufgezeichneten Informationen
kann, wenn diese am Tintenbehälter angebracht
wird, der Behälter
identifiziert werden, und es kann verhindert werden, daß der Tintenbehälter nicht
richtig eingesetzt wird.