JP2002127378A - 記録装置 - Google Patents

記録装置

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JP2002127378A
JP2002127378A JP2000323035A JP2000323035A JP2002127378A JP 2002127378 A JP2002127378 A JP 2002127378A JP 2000323035 A JP2000323035 A JP 2000323035A JP 2000323035 A JP2000323035 A JP 2000323035A JP 2002127378 A JP2002127378 A JP 2002127378A
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Mutsusato Okubo
睦聡 大久保
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 反射型光学センサの取り付け高さを調整し
て、反射型光学センサのばらつきを補正することにより
正確なOD値を測定することが可能な記録装置を提供す
ることである。 【解決手段】 記録ヘッドによって記録媒体上に記録さ
れた画像のOD値を例えば反射型光学センサのような検
知手段によって光学的に検知するときに、記録媒体と検
知手段の距離を調整する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は記録装置に関し、特
に、記録画像のOD値を測定する反射型光学センサを備
えたインクジェット記録装置に関する。
【0002】
【従来の技術】記録媒体上の濃度の度合いを示す指数で
あるOD値を測定する反射型光学センサを備えた従来の
記録装置は、以下のようにしてOD値を測定していた。
【0003】図5は従来のOD値測定の様子を示す図で
ある。
【0004】図5に示すように反射型光学センサ100
は、まず、記録用紙103に対して発光ダイオード10
1から光を出力し、その反射光をフォトトランジスタ1
02で受光するように構成されている。フォトトランジ
スタ102は外部から光を受けると電流(以下、“光電
流”という)を発生するので、その光電流を測定するこ
とで入射光の強さを測定することができ、一般に入射光
が強ければ発生する光電流が大きくなり、入射光が弱け
れば発生する光電流が小さくなる。
【0005】OD値測定の場合、フォトトランジスタ1
02への入射光は記録用紙103からの反射光であるた
め、その記録用紙が白っぽく反射光が大きい状態(以
後、単に“OD値が小さい”という)であれば光電流が
大きくなり、その記録用紙が黒っぽく反射光が小さい状
態(以後、単に“OD値が大きい”という)であれば光
電流は小さくなる。この様な反射型光学センサの特性を
利用し、従来より、光電流を測定することで記録用紙上
に印刷されたパターンのOD値の測定を行っていた。
【0006】次に、反射型光学センサの動作について説
明する。
【0007】図6は反射型光学センサ100の内部構成
を示す回路図である。
【0008】図6に示すように、発光ダイオード101
のアノードに対して直列に電流制御抵抗(R1)104
が接続され、その抵抗(R1)の片方が発光部駆動電源
(VCC)に接続されている。また、発光ダイオード1
01のカソードがグランド(GND)に接続されてい
る。発光ダイオード101は電流制御抵抗(R1)10
4を適切な抵抗値にすることで、適切な電流が流れ、光
を発生する。
【0009】一方、フォトトランジスタ102のコレク
タは、点Pにおいて検出抵抗(R2)105の一端に接
続され、その抵抗(R2)のもう一端が電源(VCC)
に接続されている。また、フォトトランジスタ102の
エミッタがグランド(GND)に接続されている。フォ
トトランジスタ102は光を受光するとその入射光の強
さに対応した光電流を発生する。この発生する光電流に
よって、検出抵抗(R2)105は電圧降下を生じ、点
Pは光電流の大きさに対応した電位になる。
【0010】ここで、フォトトランジスタ102への入
射光は、発光ダイオード101から照射され記録用紙1
03において反射された光であるから、OD値が小さけ
れば(即ち、記録用紙が白っぽく反射光が大きい)点P
の電位は低くなり、OD値が大きければ(即ち、記録用
紙黒っぽく反射光が小さい)点Pの電位は高くなる。言
いかえると、点Pの電位を検出することでOD値を求め
ることができる。
【0011】なお、106はA/Dコンバータ(不図
示)への入力端子で、そのA/Dコンバータによって点
Pの電位はデジタル情報に変換され、その後の処理を行
う部分(例えば、マイクロプロセッサ)に伝達される。
【0012】図7はA/Dコンバータへの入力電圧
(V、即ち、点Pの電位)とOD値(OD)の関係を示
す図である。図7において、横軸がOD値を示し、左に
いくほどOD値が小さく、右にいくほどOD値が大きく
なる。また、縦軸がA/Dコンバータへの入力電圧を示
し、下にいくほど入力電圧が小さく、上にいくほど入力
電圧が大きくなる。図7に示すように、V−OD曲線は
右上がりの曲線(センサの特性によっては直線)とな
る。
【0013】このように、従来より、図6に示すような
反射型光学センサとA/Dコンバータによって、点Pの
電位(V)を測定し、図7に示すようなV−ODの関係
により記録媒体上に記録された記録画像のOD値を決定
する方法が提案されている。
【0014】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
例では、反射型光学センサ1つ1つのばらつきが大き
く、同じOD値の画像を同じ条件で測定した場合であっ
ても、反射型光学センサの固体差により光電流が10〜
30倍程度異なるため、正確にOD値を測定することが
困難であるといった問題があった。
【0015】本発明は上記従来例に鑑みてなされたもの
であり、反射型光学センサの取り付け高さを調整して、
反射型光学センサのばらつきを補正することにより正確
なOD値を測定することが可能な記録装置を提供するこ
とを目的としている。
【0016】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明の記録装置は以下のような構成からなる。
【0017】即ち、記録媒体に画像を記録する記録ヘッ
ドと、前記記録ヘッドによって前記記録媒体上に記録さ
れた画像のOD値を光学的に検知する検知手段と、前記
記録媒体と前記検知手段の距離を調整する調整手段とを
有することを特徴とする記録装置を備える。
【0018】ここで、前記記録ヘッドは、インクを吐出
して記録を行うインクジェット記録ヘッドであることが
好ましく、さらにインクジェット記録ヘッドは、熱エネ
ルギーを利用してインクを吐出するように、インクに与
える熱エネルギーを発生するための電気熱変換体を備え
ていると良い。
【0019】また、前記検知手段は、記録媒体に光を照
射する例えば、発光ダイオードのような発光素子と、そ
の発光素子によって照射され、記録媒体上で反射された
光を受光する例えば、フォトトランジスタのような受光
素子とを有することが望ましい。
【0020】さらに、そのフォトトランジスタによって
発生したアナログ信号をデジタル信号に変換するA/D
変換器を有することが望ましい。
【0021】以上の構成により本発明は、記記録ヘッド
によって記録媒体上に記録された画像のOD値を検知手
段によって光学的に検知するときに、記録媒体と検知手
段の距離を調整する。
【0022】
【発明の実施の形態】以下添付図面を参照して本発明の
好適な実施形態について詳細に説明する。
【0023】<インクジェット記録装置の構成(図1〜
図2)>図1は本発明の代表的な実施形態であるインク
ジェット方式に従って記録を行う記録ヘッドを備えた記
録装置の槻略構成を示す斜視図である。この実施形態で
は、図1に示すように記録ヘッド1はこれにインクを供
給するインクタンク7とともに連結され一体となってイ
ンクカートリッジ20を構成する。なお、この実施形態
ではインクカートリッジ20は記録ヘッド1とインクタ
ンク7とが分離可能な構成となっているが、記録ヘッド
とインクタンクとが一体化したインクカートリッジを用
いても良い。
【0024】さらにまた、この記録ヘッドは、特にイン
クジェット記録方式の中でも、インク吐出を行わせるた
めに利用されるエネルギーとして熱エネルギーを発生す
る手段(例えば電気熱変換体やレーザ光等)を備え、そ
の熱エネルギーによりインクの状態変化を生起させる方
式を用いることにより記録の高密度化、高精細化を達成
している。
【0025】図1において、記録ヘッド1は図中下向き
にインクを吐出する姿勢でキャリッジ2に搭載されてお
り、キヤリッジ2をガイド軸3に沿って移動させながら
インク液滴を吐出して記録用紙のような記録媒体(不図
示)上に画像を形成していく。なお、キヤリッジ2の左
右移動(往復移動)はキヤリッジモータ4の回転により
タイミングベルト5を介して行われる。キヤリッジ2に
は係合爪6が設けられ、インクタンクの係合穴7aと係
合して、キヤリッジ2にインクタンク7は固定される.
さて、記録ヘッド1走査分の記録が終了すると、記録動
作を中斬し、プラテン8上に位置する記録媒体をフイー
ドモータ9の駆動により所定量だけ搬送し、次いで再び
キヤリッジ2をガイド軸3に沿って移動させながら次の
1走査分の画像形成を行う。
【0026】装置本体の右側には記録ヘッド1のインク
吐出状態を良好に保つための回復動作を行う回復機器1
0が配設されており、その機器10には記録ヘッド1を
キャップするキャップ11、記録ヘッド1のインク吐出
面を拭うワイパ12、及び、記録ヘッド1のインク吐出
ノズルからインクを吸引するための吸引ポンプ(不図
示)などが設けられている。
【0027】また、記録媒体を搬送するためのフイード
モータ9の駆動力は本来の記録媒体搬送機構に伝達され
る他に、自動給紙装置(ASF)13へも伝達される。
【0028】さらに、回復機器10の横側には赤外LE
D(発光素子)15及びフォトトランジスタ(受光素
子)16から成るインク残量検出を行うための反射型セ
ンサを構成する光学ユニット14が設けられている。こ
れらの発光素子15と受光素子16とは記録用紙の搬送
方向(矢印Fの方向)に沿って並ぶように取り付けられ
ている。光学ユニット14は装置本体のシヤーシ17に
取り付けられている。インクカートリッジ20がキヤリ
ッジ2に搭載され、図1に示された位置より右方向へと
移動すると、インクカートリッジ20は光学ユニット1
4上に位置するようになる。そして、インクタンク7の
底面よりインクの状態を光学ユニット14によって検出
することが可能となる。
【0029】またさらに、光学ユニット14の近傍には
記録画像のOD値を測定する反射型光学センサ18が設
けられている。反射型光学センサ18は従来例の図6で
説明したような構成をもち、記録ヘッド1によって記録
がなされた記録媒体に対して光を照射する発光ダイオー
ドと、その発光ダイオードによって記録媒体に照射した
光を受光しその受光強度に従って光電流を発生するフォ
トトランジスタとから構成されている。この実施形態で
は、反射型光学センサ18と記録媒体との距離(h)が
可変できるように、反射型光学センサの取り付け位置が
上下できるようになっている。
【0030】次に、上述した装置の記録制御を実行する
ための制御構成について説明する。
【0031】図2は記録装置の制御回路の構成を示すブ
ロック図である。制御回路を示す図2において、170
0は記録信号を入力するインタフェース、1701はM
PU、1702はMPU1701が実行する制御プログ
ラムを格納するROM、1703は各種データ(上記記
録信号や記録ヘッド1に供給される記録データ等)を保
存しておくDRAMである。1704は記録ヘッド1に
対する記録データの供給制御を行うゲートアレイ(G.
A.)であり、インタフェース1700、MPU170
1、RAM1703間のデータ転送制御も行う。170
5は記録ヘッド1を駆動するヘッドドライパ、170
6、1707はそれぞれフイードモータ9、キヤリッジ
モータ4を駆動するためのモータドライバである。
【0032】上記制御構成の動作を説明すると、インタ
フエース1700に記録信号が入るとゲートアレイ17
04とMPU1701との間で記録信号がプリント用の
記録データに変換される。そして、モータドライバ17
06、1707が駆動されると共に、ヘッドドライバ1
705に送られた記録データに従って記録ヘッド1が駆
動され、記録が行われる。
【0033】なお、1710は記録動作や記録装置の拭
態に係る種々のメッセージを表示するLCD1711や
記録動作や記録装置の状態を知らせる種々の色のLED
ランプ1712や警告音を発するブザー(不図示)を備
えた表示部である。
【0034】また、記録ヘッド1と一体となったインク
タンク7のインク有無を検出するインク残量検出部25
の動作はMPU1701によって制御される。
【0035】またさらに、反射型光学センサ18によっ
て発生した光電流はA/Dコンバータ19によってデジ
タル値に変換されてMPU1701に入力される。
【0036】図3は反射型光学センサ18と記録媒体と
の間の関係を示す図である。
【0037】図3の(a)と(b)とに示すように反射
型光学センサ18はその取り付け位置を上下に変更でき
るので、OD値が測定される記録用紙のような記録媒体
19からの相対取り付け高(これを“センサ位置”とも
いう)(h)を調整することができる。
【0038】図4はOD値が同じ値の記録画像を測定し
た場合のA/Dコンバータ19への入力電圧(V)とセ
ンサ高(h)との関係を示す図である。図4において、
横軸がセンサ高(h)を示し、縦軸がA/Dコンバータ
19への入力電圧(V)を示している。そして、その横
軸は左にいくほど“h”が小さく右にいくほど“h”が
大きくなり、一方、その縦軸は下にいくほど“V”が小
さく上にいくほど“V”が大きくなる。
【0039】図4から、V−h曲線は右上がりの曲線
(センサの特性によっては直線)であり、“h”が小さ
いほど光電流が大きく(A/Dコンバータ19への入力
電圧が低いため)、“h”が大きいほど光電流が小さく
なる(A/Dコンバータ19への入力電圧が高いため)
ことが分かる。
【0040】これは、“h”が小さいほど反射型光学セ
ンサ18の出力光が反射してもどってくる量が多く、h
が大きいほど反射型光学センサの出力光が反射してもど
ってくる量が少なくなることに起因する。
【0041】以上のような構成において、感度の低い反
射型光学センサ(光電流の小さいもの)はセンサ高
(h)を小さくして取り付け、感度の高い反射型光学セ
ンサ(光電流の大きなもの)はセンサ高(h)を大きく
して取り付けることにより、同じOD値のものを同じ条
件で測定した場合の光電流が同じになるように調整す
る。
【0042】従って以上説明した実施形態によれば、反
射型光学センサそのもののばらつきを補正することがで
きるので、記録媒体上に記録された画像のOD値をより
正確に測定することができる。
【0043】なお、以上の実施形態において、記録ヘッ
ドから吐出される液滴はインクであるとして説明し、さ
らにインクタンクに収容される液体はインクであるとし
て説明したが、その収容物はインクに限定されるもので
はない。例えば、記録画像の定着性や耐水性を高めた
り、その画像品質を高めたりするために記録媒体に対し
て吐出される処理液のようなものがインクタンクに収容
されていても良い。
【0044】以上の実施形態は、特にインクジェット記
録方式の中でも、インク吐出を行わせるために利用され
るエネルギーとして熱エネルギーを発生する手段(例え
ば電気熱変換体やレーザ光等)を備え、前記熱エネルギ
ーによりインクの状態変化を生起させる方式を用いるこ
とにより記録の高密度化、高精細化が達成できる。
【0045】その代表的な構成や原理については、例え
ば、米国特許第4723129号明細書、同第4740
796号明細書に開示されている基本的な原理を用いて
行うものが好ましい。この方式はいわゆるオンデマンド
型、コンティニュアス型のいずれにも適用可能である
が、特に、オンデマンド型の場合には、液体(インク)
が保持されているシートや液路に対応して配置されてい
る電気熱変換体に、記録情報に対応していて核沸騰を越
える急速な温度上昇を与える少なくとも1つの駆動信号
を印加することによって、電気熱変換体に熱エネルギー
を発生せしめ、記録ヘッドの熱作用面に膜沸騰を生じさ
せて、結果的にこの駆動信号に1対1で対応した液体
(インク)内の気泡を形成できるので有効である。この
気泡の成長、収縮により吐出用開口を介して液体(イン
ク)を吐出させて、少なくとも1つの滴を形成する。こ
の駆動信号をパルス形状をすると、即時適切に気泡の成
長収縮が行われるので、特に応答性に優れた液体(イン
ク)の吐出が達成でき、より好ましい。
【0046】このパルス形状の駆動信号としては、米国
特許第4463359号明細書、同第4345262号
明細書に記載されているようなものが適している。な
お、上記熱作用面の温度上昇率に関する発明の米国特許
第4313124号明細書に記載されている条件を採用
すると、さらに優れた記録を行うことができる。
【0047】記録ヘッドの構成としては、上述の各明細
書に開示されているような吐出口、液路、電気熱変換体
の組み合わせ構成(直線状液流路または直角液流路)の
他に熱作用面が屈曲する領域に配置されている構成を開
示する米国特許第4558333号明細書、米国特許第
4459600号明細書を用いた構成も本発明に含まれ
るものである。加えて、複数の電気熱変換体に対して、
共通するスロットを電気熱変換体の吐出部とする構成を
開示する特開昭59−123670号公報や熱エネルギ
ーの圧力波を吸収する開口を吐出部に対応させる構成を
開示する特開昭59−138461号公報に基づいた構
成としても良い。
【0048】さらに、記録装置が記録できる最大記録媒
体の幅に対応した長さを有するフルラインタイプの記録
ヘッドとしては、上述した明細書に開示されているよう
な複数記録ヘッドの組み合わせによってその長さを満た
す構成や、一体的に形成された1個の記録ヘッドとして
の構成のいずれでもよい。
【0049】加えて、上記の実施形態で説明した記録ヘ
ッド自体に一体的にインクタンクが設けられたカートリ
ッジタイプの記録ヘッドのみならず、装置本体に装着さ
れることで、装置本体との電気的な接続や装置本体から
のインクの供給が可能になる交換自在のチップタイプの
記録ヘッドを用いてもよい。
【0050】また、以上説明した記録装置の構成に、記
録ヘッドに対する回復手段、予備的な手段等を付加する
ことは記録動作を一層安定にできるので好ましいもので
ある。これらを具体的に挙げれば、記録ヘッドに対して
のキャッピング手段、クリーニング手段、加圧あるいは
吸引手段、電気熱変換体あるいはこれとは別の加熱素子
あるいはこれらの組み合わせによる予備加熱手段などが
ある。また、記録とは別の吐出を行う予備吐出モードを
備えることも安定した記録を行うために有効である。
【0051】さらに、記録装置の記録モードとしては黒
色等の主流色のみの記録モードだけではなく、記録ヘッ
ドを一体的に構成するか複数個の組み合わせによってで
も良いが、異なる色の複色カラー、または混色によるフ
ルカラーの少なくとも1つを備えた装置とすることもで
きる。
【0052】以上説明した実施の形態においては、イン
クが液体であることを前提として説明しているが、室温
やそれ以下で固化するインクであっても、室温で軟化も
しくは液化するものを用いても良く、あるいはインクジ
ェット方式ではインク自体を30°C以上70°C以下
の範囲内で温度調整を行ってインクの粘性を安定吐出範
囲にあるように温度制御するものが一般的であるから、
使用記録信号付与時にインクが液状をなすものであれば
よい。
【0053】加えて、積極的に熱エネルギーによる昇温
をインクの固形状態から液体状態への状態変化のエネル
ギーとして使用せしめることで積極的に防止するため、
またはインクの蒸発を防止するため、放置状態で固化し
加熱によって液化するインクを用いても良い。いずれに
しても熱エネルギーの記録信号に応じた付与によってイ
ンクが液化し、液状インクが吐出されるものや、記録媒
体に到達する時点では既に固化し始めるもの等のよう
な、熱エネルギーの付与によって初めて液化する性質の
インクを使用する場合も本発明は適用可能である。この
ような場合インクは、特開昭54−56847号公報あ
るいは特開昭60−71260号公報に記載されるよう
な、多孔質シート凹部または貫通孔に液状または固形物
として保持された状態で、電気熱変換体に対して対向す
るような形態としてもよい。本発明においては、上述し
た各インクに対して最も有効なものは、上述した膜沸騰
方式を実行するものである。
【0054】さらに加えて、本発明に係る記録装置の形
態としては、コンピュータ等の情報処理機器の画像出力
端末として一体または別体に設けられるものの他、リー
ダ等と組み合わせた複写装置、さらには送受信機能を有
するファクシミリ装置の形態を取るものであっても良
い。
【0055】なお、本発明は、複数の機器(例えばホス
トコンピュータ、インタフェース機器、リーダ、プリン
タなど)から構成されるシステムに適用しても、一つの
機器からなる装置(例えば、複写機、ファクシミリ装置
など)に適用してもよい。
【0056】また、本発明の目的は、前述した実施形態
の機能を実現するソフトウェアのプログラムコードを記
録した記憶媒体(または記録媒体)を、システムあるい
は装置に供給し、そのシステムあるいは装置のコンピュ
ータ(またはCPUやMPU)が記憶媒体に格納されたプログ
ラムコードを読み出し実行することによっても、達成さ
れることは言うまでもない。この場合、記憶媒体から読
み出されたプログラムコード自体が前述した実施形態の
機能を実現することになり、そのプログラムコードを記
憶した記憶媒体は本発明を構成することになる。また、
コンピュータが読み出したプログラムコードを実行する
ことにより、前述した実施形態の機能が実現されるだけ
でなく、そのプログラムコードの指示に基づき、コンピ
ュータ上で稼働しているオペレーティングシステム(OS)
などが実際の処理の一部または全部を行い、その処理に
よって前述した実施形態の機能が実現される場合も含ま
れることは言うまでもない。
【0057】さらに、記憶媒体から読み出されたプログ
ラムコードが、コンピュータに挿入された機能拡張カー
ドやコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わ
るメモリに書込まれた後、そのプログラムコードの指示
に基づき、その機能拡張カードや機能拡張ユニットに備
わるCPUなどが実際の処理の一部または全部を行い、そ
の処理によって前述した実施形態の機能が実現される場
合も含まれることは言うまでもない。
【0058】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、記
録ヘッドによって記録媒体上に記録された画像のOD値
を検知手段によって光学的に検知するときに、記録媒体
と検知手段の距離を調整するので、例えば、検知手段を
構成する反射型光学センサ個々のばらつきが補正され、
記録媒体上に記録された画像のOD値をより正確に測定
することができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の代表的な実施形態であるインクジェッ
ト方式に従って記録を行う記録ヘッドを備えた記録装置
の槻略構成を示す斜視図である。
【図2】記録装置の制御回路の構成を示すブロック図で
ある。
【図3】反射型光学センサ18と記録媒体との間の関係
を示す図である。
【図4】OD値が同じ値の記録画像を測定した場合のA
/Dコンバータ19への入力電圧(V)とセンサ高
(h)との関係を示す図である。
【図5】従来のOD値測定の様子を示す図である。
【図6】反射型光学センサ100の内部構成を示す回路
図である。
【図7】A/Dコンバータへの入力電圧とOD値との関
係を示す図である。
【符号の説明】
18、100 反射型光学センサ 19、103 記録用紙 101 発光ダイオード 102 フォトトランジスタ 104 電流制限抵抗(R1) 105 検出抵抗(R2) 106 A/Dコンバータ入力端

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 記録媒体に画像を記録する記録ヘッド
    と、 前記記録ヘッドによって前記記録媒体上に記録された画
    像のOD値を光学的に検知する検知手段と、 前記記録媒体と前記検知手段の距離を調整する調整手段
    とを有することを特徴とする記録装置。
  2. 【請求項2】 前記記録ヘッドは、インクを吐出して記
    録を行うインクジェット記録ヘッドであることを特徴と
    する請求項1に記載の記録装置。
  3. 【請求項3】 前記インクジェット記録ヘッドは、熱エ
    ネルギーを利用してインクを吐出するように、前記イン
    クに与える熱エネルギーを発生するための電気熱変換体
    を備えていることを特徴とする請求項2に記載の記録装
    置。
  4. 【請求項4】 前記検知手段は、 前記記録媒体に光を照射する発光素子と、 前記発光素子によって照射され、前記記録媒体上で反射
    された光を受光する受光素子とを有することを特徴とす
    る請求項1に記載の記録装置。
  5. 【請求項5】 前記発光素子は発光ダイオードを含み、 前記受光素子はフォトトランジスタを含むことを特徴と
    する請求項4に記載の記録装置。
  6. 【請求項6】 前記フォトトランジスタによって発生し
    たアナログ信号をデジタル信号に変換するA/D変換器
    をさらに有することを特徴とする請求項5に記載の記録
    装置。
JP2000323035A 2000-10-23 2000-10-23 記録装置 Withdrawn JP2002127378A (ja)

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