JP2004202796A

JP2004202796A - Liquid container

Info

Publication number: JP2004202796A
Application number: JP2002373442A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Taniguchi; 央谷口
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2002-12-25
Filing date: 2002-12-25
Publication date: 2004-07-22

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a liquid container advantageous for reducing the size and the cost of an apparatus, capable of taking many attitudes while sustaining the advantages of an optical means for detecting the residual quantity of ink, e.g. accurate detection of the residual quantity of ink, and realizing a stabilized residual quantity detecting means. <P>SOLUTION: An ink tank 3 is partitioned by a partition wall 28 into a negative pressure generating member containing chamber 21 and a liquid containing chamber 20. A level difference is provided on each bottom face and a prism 31 having faces 32a and 32b is provided at a corner part formed by the level difference. Protrusions 33a and 33b are provided on the face 32a and an air gap 34 is formed between an absorber 22 and the face 32a. Presence or absence of ink in the ink tank 3 is detected by irradiating the prism 31 with light and detecting the reflected light. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は液体収納容器、及び、その液体収納容器を含むカートリッジ、及び、そのカートリッジを用いる記録装置に関し、特に、インクジェット方式に従って記録を行なう記録ヘッドにインクを供給する液体収納容器、及び、その液体収納容器を含むカートリッジ、及び、そのカートリッジを用いる記録装置に関する。
【０００２】
更に詳しくは液体収納容器に収容される液体の残量検出のために設けられたプリズムの構造に関する。
【０００３】
【従来の技術】
従来、紙、布、プラスチックシート、ＯＨＰ用シート等の被記録媒体（以下単に記録用紙ともいう）に対して記録を行なうインクジェット記録装置は、高密度かつ高速な記録動作が可能であることから、情報処理システムの出力手段、例えば複写機、ファクシミリ、電子タイプライタ、ワードプロセッサ、ワークステーション等の出力端末としてのプリンタ、あるいはパーソナルコンピュータ、ホストコンピュータ、光ディスク装置、ビデオ装置等に具備されるハンディまたはポータブルプリンタとして利用され、かつ商品化されている。この場合、インクジェット記録装置は、これら装置固有の機能、使用形態等に対応した構成をとる。
【０００４】
一般にインクジェット記録装置は、記録手段（記録ヘッド）およびインクタンクと搭載するキャリッジと、記録用紙を搬送する搬送手段と、これらを制御するための制御手段とを具備する。そして、複数の吐出口からインク滴を吐出させる記録ヘッドを記録用紙の搬送方向（副走査方向）と直交する方向（主走査方向）にシリアルスキャンさせ、一方で非記録時に記録用紙を記録幅に等しい量で間欠搬送するものである。この記録方法は、記録信号に応じてインクを記録用紙上に吐出させて記録を行うものであり、ランニングコストが安く、静かな記録方式として広く用いられている。
【０００５】
また、インクを吐出する多数のノズルが副走査方向に直線上に配置された記録ヘッドを用いることにより、記録ヘッドが記録用紙上を一回走査することでノズル数に対応した幅の記録がなされる。そのため、記録動作の高速化を達成することが可能である。
【０００６】
ところで、上記インクタンク内のインクの残量が所定の量を下回ると、記録ヘッド側へのインク供給が不十分となる。その結果、印字不良が生じ、高品位な画像の形成が困難となる。そこで、インクの使用量やインクタンクのインク残量を検出するために、いわゆるドットカウント方式、フォトセンサを用いる光学的なインク残量検出などのインク残量検出手段を有するインクジェット記録装置が知られている。
【０００７】
フォトセンサを用いた光学式インク残量検出手段には、特開平７−１６４６２６号公報、特開平９−２９９８９号公報などに開示されているように、インクタンクの底面部に光学プリズムを設け、該光学プリズムに光を照射し、該光の反射を検出することによりインクの残量検出するインク残量検出手段が知られている。
【０００８】
一方、インクタンクについては、特開平６−４００４４号公報等に開示されているように、記録ヘッドにインクを供給する供給口を有し、負圧発生部材を収容する負圧部材収納室と、それに連通しインクを貯蔵するインク収納室を備え、インク使用効率を向上させたインクタンクが知られている。
【０００９】
上記のようなインク有無検出手段とインクタンクを図１３に示す。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来例の光学式インク残量検出手段においては、インクタンクの姿勢、あるいは記録装置の姿勢が一意に決められており、例えば、インクジェット記録ヘッドのインク吐出方向は鉛直下方であることが前提で、考案されたものであった。
【００１１】
従って、インクジェット記録装置が、例えば傾いた状態で使用された場合は、インク収納室に設けられた光学プリズムがインク収納室内の鉛直方向最下点に存在しなくなってしまうため、インク収納室のインクがまだ完全に使い切られない段階で、インク無しを検出してしまうなど、インク残量検出が正確に検出できないという問題があった。
【００１２】
また、インクジェット記録装置の更なる小型化、特に設置面積の縮小を図るために、インクジェット記録ヘッドのインク吐出方向が斜め方向に傾いた装置構成とした場合は、インク残量検出が機能しないため、従来の光学式残量検出手段を用いたインクタンクを転用できないという問題もあった。
【００１３】
本発明は、上述のような問題に鑑み、装置の小型化、低価格化に有利、インク残量検出の正確性など、光学式インク残量検出手段の長所を残したまま、多姿勢を取ることを可能にし、且つ、安定した残量検出手段を可能にする、液体収納容器、及び、その液体収納容器を含むカートリッジ、及び、そのカートリッジを用いる記録装置を提供するものである。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記課題を解決するために考案された下記の構成を特徴とする液体収納容器、及び、その液体収納容器を含むカートリッジ、及び、そのカートリッジを用いる記録装置である。
【００１５】
（１）内部に負圧発生部材を収納した負圧発生部材収納室と、負圧発生部材収納室と連通路を介して連通するとともに、該連通路を除いて実質的に密閉である液体収納室と、
外部機器から入射された光を受光する第１の面と、前記第１の面によって反射された光を受光しさらに前記受光した光の光路が前記外部機器に対して向かうよう光路を変更する第２の面とを備えた、光透過性部材によって形成されるプリズムと、を有する液体収納容器において、
前記負圧発生部材収納室と前記液体収納室との境界近傍に前記プリズムを有することを特徴とする、液体収納容器。
【００１６】
（２）上記（１）に記載の液体収納容器において、前記負圧発生部材収納室と前記液体収納室とが段差を有し、該段差による角部により前記プリズムが形成されることを特徴とする液体収納容器。
【００１７】
（３）上記（２）に記載の液体収納容器において、前記角部による前記プリズムの前記負圧発生部材収納室側の前記第１の面あるいは第２の面と、前記負圧発生部材との間に、空隙を設けることを特徴とする液体収納容器。
【００１８】
（４）上記（３）に記載の液体収納容器において、前記角部による前記プリズムの前記負圧発生部材収納室側の前記第１の面あるいは第２の面の一部に、凸部を設けることにより、前記空隙を設けることを特徴とする液体収納容器。
【００１９】
（５）上記（２）に記載の液体収納容器において、前記角部による前記プリズムの前記負圧発生部材収納室側の前記第１の面あるいは第２の面を常時反斜面とすることを特徴とする液体収納容器。
【００２０】
（６）上記（５）に記載の液体収納容器において、前記常時反斜面が、金属蒸着による鏡面によるものであることを特徴とする液体収納容器。
【００２１】
（７）上記（６）に記載の液体収納容器において、前記金属蒸着がアルミニウムによる金属蒸着であることを特徴とする液体収納容器。
【００２２】
（８）上記（１）に記載の液体収納容器において、前記プリズムが、前記液体収容部に対し、Ｖ字状に隆起した凸部からなり、前記プリズムの第１の面、あるいは第２の面の少なくともいずれかひとつの面が、液体収納室に形成されていることを特徴とする液体収納容器。
【００２３】
（９）上記（８）に記載の液体収納容器において、前記プリズムの前記負圧発生部材収納室側の前記第１の面あるいは第２の面を常時反斜面とすることを特徴とする液体収納容器。
【００２４】
（１０）上記（９）に記載の液体収納容器において、前記常時反射面が、金属蒸着による鏡面によるものであることを特徴とする液体収納容器。
【００２５】
（１１）上記（１０）に記載の液体収納容器において、前記金属蒸着がアルミニウムによる金属蒸着であることを特徴とする液体収納容器。
【００２６】
（１２）上記（１）に記載の液体収納容器において、前記液体はインクであることを特徴とする液体収納容器。
【００２７】
（１３）上記（１）に記載の液体収納容器において、前記液体はインクによって記録媒体に記録された画像の定着性や耐水性を高めたり、前記画像の品質を高めたりするために前記記録媒体に対して吐出される処理液であることを特徴とする液体収納容器。
【００２８】
（１４）上記（１）から（１３）のいずれかに記載の液体収納容器を含むカートリッジであって、
前記液体収納容器に収容された液体を吐出する記録ヘッドと、
前記液体収納容器を保持するホルダとを有することを特徴とするカートリッジ。
【００２９】
（１５）上記（１４）に記載のカートリッジにおいて、前記液体収納容器は、前記ホルダからは分離可能であることを特徴とするカートリッジ。
【００３０】
（１６）上記（１４）に記載のカートリッジにおいて、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カートリッジ。
【００３１】
（１７）上記（１６）に記載のカートリッジにおいて、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ために、インクに与える熱エネルギーを発生するための熱エネルギー変換体を備えていることを特徴とするカートリッジ。
【００３２】
（１８）上記（１４）から（１７）のいずれかに記載のカートリッジを用い、記録媒体に画像を記録する記録装置であって、
前記プリズムに対して光を照射し、前記プリズムからの反射光を受光する光学手段と、
前記光学手段によって受光された反射光に基づいて、前記液体収納容器に収容された液体の残量を検出する検出手段と、
前記検出手段によって得られた検出結果に基づいて、前記記録ヘッドによる記録動作の制御を行う制御手段とを有することを特徴とする記録装置。
【００３３】
（作用）
即ち、
上記（１）の発明によれば、
内部に負圧発生部材を収納した負圧発生部材収納室と、負圧発生部材収納室と連通路を介して連通するとともに、該連通路を除いて実質的に密閉である液体収納室と、
外部機器から入射された光を受光する第１の面と、前記第１の面によって反射された光を受光しさらに前記受光した光の光路が前記外部機器に対して向かうよう光路を変更する第２の面とを備えた、光透過性部材によって形成されるプリズムと、を有する液体収納容器において、
前記負圧発生部材収納室と前記液体収納室との境界近傍に前記プリズムを有することを特徴とするため、
前記液体収納室内の液体がほぼ完全に消費されたときに、液体有無検出部により前記液体無しが検出可能で、且つ、多姿勢を取ることが可能である液体収納容器を提供できる。
【００３４】
また、上記（２）の発明によれば、前記負圧発生部材収納室と前記液体収納室とが段差を有し、該段差による角部により前記プリズムが形成されることを特徴とするため、
単純な構成で、前記プリズムを形成することができる。
【００３５】
また、上記（３）の発明によれば、前記角部による前記プリズムの前記負圧発生部材収納室側の前記第１の面あるいは第２の面と、前記負圧発生部材との間に、空隙を設けることを特徴とするため、
前記液体収納室内の前記液体がほぼ完全に消費されたときに、光路の変更が可能となるような前記プリズムを構成することができる。
【００３６】
また、上記（４）の発明によれば、前記角部による前記プリズムの前記負圧発生部材収納室側の前記第１の面あるいは第２の面の一部に、凸部を設けることにより、前記空隙を設けることを特徴とするため、
単純な構成で、前記角部による前記プリズムの前記負圧発生部材収納室側の前記第１の面あるいは第２の面と、前記負圧発生部材との間に、空隙を設けることができる。
【００３７】
また、上記（５）の発明によれば、前記角部による前記プリズムの前記負圧発生部材収納室側の前記第１の面あるいは第２の面を常時反斜面とすることを特徴とするため、
前記プリズムの前記負圧発生部材収納室側の前記第１の面あるいは第２の面と、前記負圧発生部材とが接触していたとしても、前記液体収納室内の前記液体がほぼ完全に消費されたときに、光路の変更が可能となるような前記プリズムを構成することができる。
【００３８】
また、上記（６）の発明によれば、前記常時反斜面が、金属蒸着による鏡面によるものであることを特徴とするため、
単純な構成で、前記角部による前記プリズムの前記負圧発生部材収納室側の前記第１の面あるいは第２の面を常時反斜面とすることができる。
【００３９】
また、上記（７）の発明によれば、前記金属蒸着がアルミニウムによる金属蒸着であることを特徴とするため、
単純な構成で、前記角部による前記プリズムの前記負圧発生部材収納室側の前記第１の面あるいは第２の面を常時反斜面とすることができる。
【００４０】
また、上記（８）の発明によれば、前記プリズムが、前記液体収容部に対し、Ｖ字状に隆起した凸部からなり、前記プリズムの第１の面、あるいは第２の面の少なくともいずれかひとつの面が、液体収納室に形成されていることを特徴とするため、
単純な構成で、前記プリズムを形成することができる。
【００４１】
また、上記（９）の発明によれば、前記プリズムの前記負圧発生部材収納室側の前記第１の面あるいは第２の面を常時反斜面とすることを特徴とするため、
前記プリズムの前記負圧発生部材収納室側の前記第１の面あるいは第２の面と、前記負圧発生部材とが接触していたとしても、前記液体収納室内の前記液体がほぼ完全に消費されたときに、光路の変更が可能となるような前記プリズムを構成することができる。
【００４２】
また、上記（１０）の発明によれば、前記常時反射面が、金属蒸着による鏡面によるものであることを特徴とするため、
単純な構成で、前記プリズムの前記負圧発生部材収納室側の前記第１の面あるいは第２の面を常時反斜面とすることができる。
【００４３】
また、上記（１１）の発明によれば、前記金属蒸着がアルミニウムによる金属蒸着であることを特徴とするため、
単純な構成で、前記プリズムの前記負圧発生部材収納室側の前記第１の面あるいは第２の面を常時反斜面とすることができる。
【００４４】
また、上記（１２）の発明によれば、前記液体はインクであることを特徴とするため、
前記液体収納室内のインクがほぼ完全に消費されたときに、インク有無検出部により前記インク無しが検出可能で、且つ、多姿勢を取ることが可能であるインク収納容器を提供できる。
【００４５】
また、上記（１３）の発明によれば、前記液体はインクによって記録媒体に記録された画像の定着性や耐水性を高めたり、前記画像の品質を高めたりするために前記記録媒体に対して吐出される処理液であることを特徴とするため、
前記液体収納室内の処理液がほぼ完全に消費されたときに、処理液有無検出部により前記処理液無しが検出可能で、且つ、多姿勢を取ることが可能である処理液収納容器を提供できる。
【００４６】
また、上記（１４）の発明によれば、上記（１）から（１３）のいずれかに記載の液体収納容器を含むカートリッジであって、
前記液体収納容器に収容された液体を吐出する記録ヘッドと、
前記液体収納容器を保持するホルダとを有することを特徴とするため、
前記液体収納室内の液体がほぼ完全に消費されたときに、液体有無検出部により前記液体無しが検出可能で、且つ、多姿勢を取ることが可能であるカートリッジを提供できる。
【００４７】
また、上記（１５）の発明によれば、前記液体収納容器は、前記ホルダからは分離可能であることを特徴とするため、
前記液体収納室内の液体がほぼ完全に消費されたときに、液体有無検出部により前記液体無しが検出可能で、且つ、多姿勢を取ることが可能であるホルダから分離可能なカートリッジを提供できる。
【００４８】
また、上記（１６）の発明によれば、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ため、
前記液体収納室内の液体がほぼ完全に消費されたときに、液体有無検出部により前記液体無しが検出可能で、且つ、多姿勢を取ることが可能であるインクジェット記録ヘッドを有するカートリッジを提供できる。
【００４９】
また、上記（１７）の発明によれば、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ために、インクに与える熱エネルギーを発生するための熱エネルギー変換体を備えていることを特徴とするため、
前記液体収納室内の液体がほぼ完全に消費されたときに、液体有無検出部により前記液体無しが検出可能で、且つ、多姿勢を取ることが可能である、熱エネルギーを利用してインクを吐出するインクジェット記録ヘッドを有するカートリッジを提供できる。
【００５０】
また、上記（１８）の発明によれば、上記（１４）から（１７）のいずれかに記載のカートリッジを用い、記録媒体に画像を記録する記録装置であって、
前記プリズムに対して光を照射し、前記プリズムからの反射光を受光する光学手段と、
前記光学手段によって受光された反射光に基づいて、前記液体収納容器に収容された液体の残量を検出する検出手段と、
前記検出手段によって得られた検出結果に基づいて、前記記録ヘッドによる記録動作の制御を行う制御手段とを有することを特徴とするため、
前記液体収納室内の液体がほぼ完全に消費されたときに、液体有無検出部により前記液体無しが検出可能で、且つ、多姿勢を取ることが可能である記録装置を提供できる。
【００５１】
【発明の実施の形態】
（実施例１）
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００５２】
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ユニットおよびインク有無検出部の槻略構成を示す斜視図である。
【００５３】
記録ユニット１００は、記録ヘッド１と、これにインクを供給するインクタンク３とともに連結され一体となって構成されるインクカートリッジ８、インクカートリッジ８を搭載しガイド軸４に沿って走査するキャリッジ２で構成されている。
【００５４】
キャリッジ２の走査範囲内には、インク有無検出部１０が搭載されており、インクタンク３内のインク残量が検出可能となっている。インク有無検出部１０の詳細については後述する。
【００５５】
記録ヘッド１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。
図２は、インクタンク３が連結され、記録ヘッド１と一体となったインクカートリッジ８の外観斜視図である。また、図３はインクタンク３の内部構造を示す側断面図である。
【００５６】
まず、この実施形態におけるインクタンク３は、略直方体状をなしており、その上壁には、インクタンク内部と通じる穴である大気連通口２７が設けられている。
【００５７】
また、インクタンク３の下壁には、筒状に突出した形態でインク供給口を有するインク供給筒２３が形成されている。そして、物流過程では大気連通口２７はフィルム等で、また、インク供給筒２３はインク供給口密閉部材としてのキャップにより塞がれて密閉されている。
【００５８】
レバー部材９はインクタンク３の外側に弾性変形自在に一体に成形され、その中間部に係止用突起が形成されている。
【００５９】
インクカートリッジ８は、本実施例では、例えば、ブラック（Ｂｋ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロ（Ｙ）の各色のインクタンク３（３Ｂｋ、３Ｃ、３Ｍ、３Ｙ）を収容する。インクカートリッジ８の下部には各色のカラーインクを吐出する記録ヘッド１が一体的に設けられている。インクカートリッジ８の底部には、インク有無検出部１０がプリズム３１と協働してインクの有無を検出可能なように窓が設けられている。
【００６０】
インクタンク３は、インクカートリッジ８に、インク供給筒２３が記録ヘッド１に設けられたインク供給筒受け部（不図示）に係合し、かつ、記録ヘッド１のインク通路筒がインク供給筒２３内に進入するように押し込まれる。すると、レバー部材９の係止用突起（不図示）がインクカートリッジ８の所定箇所に形成された突起（不図示）に係合し、図２に示す正規の装着状態が得られる。なお、インクタンク３が装着された状態のヘッド一体型のインクカートリッジ８は、図１に示すようなキヤリッジ２にさらに搭載されプリント可能状態となる。
【００６１】
次に、インクタンク３の内部構造について、図３を参照して説明する。この実施形態におけるインクタンク３は、上部で大気連通口２７を介して大気に連通し、一方下部でインク供給口に連通し内部に負圧発生部材としての吸収体２２を収容する負圧発生部材収納室２１と、液体のインクを収容する実質的に密閉された液体収納室２０とに隔壁２８でもって仕切られている。負圧発生部材収納室２１と液体収納室２０とはインクタンク３の底部付近で隔壁２８に形成された連通路２９を介してのみ連通されている。
【００６２】
負圧発生部材収納室２１を形成するインクタンク３の上壁には、内部に突出する形態で複数個のリブ２６が一体に成形され、負圧発生部材収納室２１に圧縮状態で収容される吸収体２２と当接している。しかして、上壁と吸収体２２の上面との間にエアバッファ室２５が形成されている。吸収体２２は熱圧縮ウレタンフォームで形成されており、所定の毛管力を発生すべく、圧縮状態で負圧発生部材収納室２１内に収容されている。
【００６３】
また、インク供給口２３ａを形成しているインク供給筒２３内には、ディスク状ないしは円柱状の圧接体２４が配置されている。圧接体２４は、例えば、ポリプロピレンのフェルトにより形成され、それ自体は外力により容易に変形しないものである。圧接体２４は、記録ヘッド１に装着されていない状態において、吸収体２２を局所的に圧縮するよう吸収体２２に押し込まれた状態に保持されている。このために、インク供給筒２３の端部には、圧接体２４の周辺に当接するフランジが形成されている。
【００６４】
負圧発生部材収納室２１の底面と、液体収納室２０の底面とでは段差が設けられており、この段差により生ずる角部に面３２ａと面３２ｂからなるプリズム３１が設けられている。
【００６５】
面３２ａには突起３３ａおよび突起３３ｂが設けられ、吸収体２２と面３２ａとの間に空隙３４ができるようになっている。
【００６６】
図４は、インクタンク３のプリズム３１、および該プリズム３１に向けて光を照射する発光部１２と反射光を検知する受光部１１とを有するインク有無検出部１０の概略的構成を説明するための模式図である。
【００６７】
インク有無検出部１０は、インクジェット記録装置のキャリッジ２に搭載された場合に、上記プリズム３１と対向する位置に配設されている。
【００６８】
発光部１２は、高指向性を有するとともに、インク中での減衰が少ない光線を発するもので、例えば赤外光をレンズ等で集光して指向性を高めた発光素子等が用いられる。発光部１２からでた光は面３２ａにたいして所定の角度θｉｎで入射するよう構成されている。この実施例では、インクタンク３内のインクは８０％以上の水とグリコール、アルコール、染料等より構成されているけれども、インクの屈折率ｎ−ｉｎｋは１．３〜１．４であり、水とほぼ等しい値をとる。
【００６９】
また、インクタンク壁は光透過性のプラスチックやガラスで構成することができ、インクタンク壁の屈折率ｎ−ｗａｌｌは約１．５〜１．６である。空気の屈折率ｎ−ａｉｒは約１．０００３であるから、液体収納室２０内にインクがある場合に面３２ａにおいて入射光に対して全反射がおきるための臨界角θ１は、以下の式（１）によって、θ１＝５４〜６９度となる。
【００７０】
sin(θ1)=n-ink/n-wall=(1.5〜1.6)/(1.3〜1.4) …（１）
また、液体収納室２０内にインクがなく空気が存在する場合、面３２ａにおいて人射光にたいし全反射が起こるための臨界角θ２は、以下の式（２）によって、θ２＝３９〜４２度となる。
【００７１】
sin(θ2)=n-air/n-wall=1.003/(1.5〜1.6) …（２）
従って、面３２ａにたいする入射角θｉｎが４３〜５３度の場合、インクが存在する場合には全反射が起こらず、一方インクが存在しない場合は全反射が起きることとなる。この実施形態では、入射角θｉｎ＝４５度となるように構成されている。したがって、インクタンク内にインクが存在する場合には、入射光はインクタンク壁を透過して主に光路４１に進む。
【００７２】
一方、インクが存在しない場合には、入射光はインクタンク壁を透過せず、反射して主に光路４２へ進む。面３２ｂは、負圧部材発生部材の突起３３ａおよび突起３３ｂによって吸収体２２と接しておらず空隙３４が設けられているため、入射光は面３２ｂで再度全反射し光路４３へ進む。さらに光路４３上には受光部１１が配設されている。液体収納室２０内にインクがない場合に受光部１１で検出される光の強度をＡ、液体収納室２０内にインクがある場合に受光部１１で検出される光の強度をＢとすると
Ａ＞Ｂ
となり、またＡとＢとの差が大きいためインク流路２内のインクの有無を受光部１１に入射する光の強度の差によって安定して検出することができる。
【００７３】
図中、参照符号１３は発光部１２からの光が直接受光部１１に入射することを防ぐ遮光板であり、これによって発光部１２がＬＥＤ等の安価な発光素子の場合においても安定した検出をすることができる。さらに、プリズム３１の面３２ａ、面３２ｂに気抱が付着するのをさけるために、親水処理をすると効果的である。また、発光部１２の経時変化による発光強度低下を別途センサによって検出し、受光部１１の検出レベルを補正することにより、経時変化による性能低下を防ぐことも可能である。
【００７４】
なお、本発明においては、インクの屈折率を利用しているため、インク色によってほとんどインク有無検出の影響を受けることはない。したがって、カラープリンタ等に搭載しても異なるインクに対して同一構成でインク有無を検出することができる。
【００７５】
次に本実施例のインクジェット記録装置の電気回路の構成を説明する。図５は電気回路の構成を示すブロック図である。同図において、既に説明した構成要素は同一の番号で示し、それらと重複する説明は省略する。
【００７６】
ここで、参照符号４０１は主制御をなすコントローラであり、４０２は例えばマイクロコンピュータ形態のＣＰＵ、４０３はテキストデータや画像データを展開したりする領域や作業用の領域などを設けたＲＡＭ、４０４はプログラムやその他フォントデータなどの固定データを格納したＲＯＭ、４０５はＣＰＵ４０２の実行サイクルを作り出したりプリンタ部による記録動作の際必要なタイミングを作り出したりするタイマ、４０６はＣＰＵ４０２からの信号と周辺装置を結ぶインターフェイス部、である。また、参照符号４０７はプリンタ部のコントローラであり、１１は図１で示した受光部である。
【００７７】
さらに、参照符号４０８はインクタンク３の装着の有無を検出するインクタンクセンサ、４０９はインクジェット記録ヘッド１に記録信号や電力などを送出するヘッドドライバ、４１０ａ、ｂ、ｃはそれぞれキャリッジ２の走査、記録紙の搬送、回復系の駆動等を行うモータに必要な信号や電力などを送出するモータドライバ、４１１はキャリッジ２の位置を検出し例えばホームボジションにキャリッジ２があるかどうか判断するためのキャリッジセンサ、４１２は記録メディアが未挿入であったりページ終端まで記録が終了してしまったときに記録媒体以外のところに記録を行わせないために記録媒体の有無を検出するペーパーセンサである。
【００７８】
以上の構成において、インク有無検出部１０において、インク無しを検出した場合には、インク残量警告をだし、以降の記録、予備吐出、吸引等によるインクの消費を計数し、所定量の消費後にインク無しエラーをだす。さらには、記録、吸引等の動作を禁止してもよい。インクの消費量は前述のＲＡＭ４０２に保存されるが、ＲＡＭ４０２は不揮発性であることが望ましい。
【００７９】
次に本実施例の記録ユニットが配設可能な姿勢について説明する。
【００８０】
図６は記録ヘッド１が鉛直下向きにインクを吐出するよう配設された場合（姿勢１）のインクタンク３およびインク有無検出部１０を示したものである。
【００８１】
図６に示すインクタンク３において、記録ヘッド１により吸収体２２のインクが消費されると、液体収納室２０からインクが隔壁２８の連通路２９を通じて負圧発生部材収納室２１の吸収体２２に供給される。この時、液体収納室２０内は減圧されるが、大気連通口２７から負圧発生部材収納室２１を経由した空気が隔壁２８の連通路２９を通じて液体収納室２０に入り、液体収納室２０内の減圧は緩和される。
【００８２】
従って、記録ヘッド１によりインクが消費されてもその消費量に応じてインクが吸収体２２に充填され、吸収体２２は一定量のインクを保持し、記録ヘッド１に対する負圧をほぼ一定に保つので、記録ヘッド１ヘのインク供給が安定する。その後、インクの消費に伴い、液体収納室２０内のインク量が図６（ａ）から（ｂ）のように減少し、ほぼ完全に消費されると、インク有無検出部１０により、インク無しが検出される。
【００８３】
図７は記録ヘッド１が鉛直下向きから４５度傾いた方向にインクを吐出するように配設された場合（姿勢２）のインクタンクおよびインク有無検出部１０を示したものである。
【００８４】
図７に示すインクタンク３の場合においても、姿勢１の場合と同様に、記録ヘッド１によりインクが消費され、液体収納室２０内のインク量が図７（ａ）から（ｂ）のように減少する。このとき、該インクタンク３のプリズム３１は、負圧発生部材収納室２１と液体収納室２０とのほぼ境界に配置されているため、姿勢１の場合と同様に、液体収納室２０内のインクがほぼ完全に消費されると、インク有無検出部１０によりインク無しが検出されることとなる。
【００８５】
上述のように、本実施例による記録ユニットおよびインク有無検出部によれば、インク残量検出機能を損なわずに、該記録ユニットおよびインク有無検出部が複数の姿勢をとることが可能であり、例えば、記録ヘッドのインク吐出方向が斜めに傾いた構成とした場合でもインク有無検出部を正確に機能させることが可能となる。このため、該記録ユニットおよびインク有無検出部を様々な姿勢の記録装置に対して流用することが可能となる。
【００８６】
（実施例２）
図８は実施例１で説明した記録ユニット１００およびインク有無検出部１０を用いたインクジェット記録装置の槻略構成を示す斜視図である。
【００８７】
記録装置背面には、積載されている記録メディアを１枚ずつ分離して記録部に搬送する、自動給紙装置１１０が備えられている。
【００８８】
記録部は、記録ユニット１００およびインク有無検出部１０のほか、自動給紙装置１１０から搬送された記録メディアを断続的に搬送する紙送りローラ１１２と対向するピンチローラ１１３、およびプラテン１１４などで構成されている。
【００８９】
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１１１が配設されており、その機器１１１には記録ヘッド１をキャップするキャップ（不図示）、記録ヘッド１のインク吐出面を拭うワイパ（不図示）、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。
【００９０】
次に本実施例のインクジェット記録装置の動作フローについて、図９に従って説明する。
【００９１】
不図示のコントローラが不図示のホストから印刷命令を受けると（Ｓｔｅｐ１）、インクタンク３のインク残量を検出するために、キャリッジ２がインク残量検出ポジションに移動し、インク有無検出部１０によって、インクタンク３内のインク有無を検出する（Ｓｔｅｐ２）。
【００９２】
インク有無検出部１０の発光部１２から出た光は、面３２ａに対し入射角θｉｎ＝４５度で入射するため、インクタンク３内にインクが存在する場合には、入射光は面３２ａを透過してしまうが、インクが存在しない場合には入射光は面３２ａを透過せず全反射して、さらに面３２ｂで再度全反射して、受光部１１に届き、受光部１１で検出される光の強度により、インク有無を検出する。
【００９３】
インク有りの場合、コントローラは印刷動作を継続させ、次ステップに進む。
【００９４】
インク無しの場合、インク無し情報をコントローラ、またはコントローラを通してホストに返す（Ｓｔｅｐ３）。コントローラまたはホストは、該当するインクタンク３のインク有無情報を確認し（Ｓｔｅｐ４）、それまではインク有りとなっている場合は該インクタンク３の吐出量カウントをスタートさせ（Ｓｔｅｐ９）、既にインク無しとなっている場合は既にスタートしている吐出量カウントを継続させる（Ｓｔｅｐ５）。
【００９５】
既に吐出量カウントがスタートしている場合には、該吐出量が所定量を超えていないかを確認し（Ｓｔｅｐ６）、超えてしまっている場合には、記録動作を中断し（Ｓｔｅｐ７）、インク交換を要求する（Ｓｔｅｐ８）。
【００９６】
印刷可能となった場合、自動給紙装置１１０により積載されている記録メディアのうち最上位の１枚を分離し、記録部に搬送する（Ｓｔｅｐ１０）。
【００９７】
記録部に搬送された記録メディアは、紙送りローラ１１２とピンチローラ１１３によってニップされる。キャリッジ２の走査に伴い記録ヘッド１からインクが吐出され、記録メディアに印刷が行われ、１ライン印刷されると、記録メディアは紙送りローラ１１２により所定量搬送され、またキャリッジ２の走査に伴った記録ヘッド１による印刷が繰り返される。
【００９８】
上述のように、本実施例による記録装置によれば、インク残量検出機能を損なわずに、該記録ユニットおよびインク有無検出部が複数の姿勢をとることが可能な記録装置を提供できる。
【００９９】
（実施例３）
図１０に本実施例のインクタンクを示す。
【０１００】
本実施例におけるインクタンク３は、上部で大気連通口２７を介して大気に連通し、一方下部でインク供給口に連通し内部に負圧発生部材としての吸収体２２を収容する負圧発生部材収納室２１と、液体のインクを収容する実質的に密閉された液体収納室２０とに隔壁２８でもって仕切られている。負圧発生部材収納室２１と液体収納室２０とはインクタンク３の底部付近で隔壁２８に形成された連通路２９を介してのみ連通されている。
【０１０１】
また、隔壁２８には、インクタンク３の底部付近に前記連通口と並んでプリズム３１が備えられており、プリズム３１の面３２ａは負圧発生部材収納室２１内に、面３２ｂは液体収納室２０内に設けられている。負圧発生部材収納室２１側の面３２ａはアルミニウムの金属蒸着による鏡面となっており、吸収体２２が面３２ｂに接していてもインク有無検出部１０から発光される光を常に全反射できるようになっている。
【０１０２】
負圧発生部材収納室２１を形成するインクタンク３の上壁には、内部に突出する形態で複数個のリブ２６が一体に成形され、負圧発生部材収納室２１に圧縮状態で収容される吸収体２２と当接している。しかして、上壁と吸収体２２の上面との間にエアバッファ室２５が形成されている。吸収体２２は熱圧縮ウレタンフォームで形成されており、所定の毛管力を発生すべく、圧縮状態で負圧発生部材収納室２１内に収容されている。
【０１０３】
また、インク供給口２３ａを形成しているインク供給筒２３内には、ディスク状ないしは円柱状の圧接体２４が配置されている。圧接体２４は、例えば、ポリプロピレンのフェルトにより形成され、それ自体は外力により容易に変形しないものである。圧接体２４は、上述の記録ヘッド１に装着されていない状態において、吸収体２２を局所的に圧縮するよう吸収体２２に押し込まれた状態に保持されている。このために、インク供給筒２３の端部には、圧接体２４の周辺に当接するフランジが形成されている。
【０１０４】
次に該インクタンクにおけるインク有無検出方法について説明する。
【０１０５】
インク有無検出部１０の発行部から出た光は、面ｂに対し入射角θｉｎ＝４５度で入射するため、インクタンク３内にインクが存在する場合には、入射光は面３２ｂを透過してしまうが、インクが存在しない場合には入射光は面３２ｂを透過せず全反射して、面３２ａへと進む。面３２ａは、アルミニウムの金属蒸着による鏡面となっているため、入射光は再度全反射して、受光部１１に届き、受光部１１で検出される光の強度により、インク有無を検出する。
【０１０６】
次に本実施例の記録ユニットが配設可能な姿勢について説明する。
【０１０７】
図１１は記録ヘッド１が鉛直下向きにインクを吐出するよう配設された場合（姿勢１）のインクタンク３およびインク有無検出部１０を示したものである。
【０１０８】
図１１に示すインクタンクにおいて、記録ヘッド１により吸収体２２のインクが消費されると、液体収納室２０からインクが隔壁２８の連通路２９を通じて負圧発生部材収納室２１の吸収体２２に供給される。この時、液体収納室２０内は減圧されるが、大気連通口２７から負圧発生部材収納室２１を経由した空気が隔壁２８の連通路２９を通じて液体収納室２０に入り、液体収納室２０内の減圧は緩和される。
【０１０９】
従って、記録ヘッド１によりインクが消費されてもその消費量に応じてインクが吸収体２２に充填され、吸収体２２は一定量のインクを保持し、記録ヘッド１に対する負圧をほぼ一定に保つので、記録ヘッド１ヘのインク供給が安定する。その後、インクの消費に伴い、液体収納室２０内のインク量が図１１（ａ）から（ｂ）のように減少し、ほぼ完全に消費されると、インク有無検出部１０により、インク無しが検出される。
【０１１０】
図１２は記録ヘッド１が鉛直下向きから４５度傾いた方向にインクを吐出するように配設された場合（姿勢２）のインクタンクおよびインク有無検出部１０を示したものである。
【０１１１】
図１２に示すインクタンクの場合においても、姿勢１の場合と同様に、記録ヘッド１によりインクが消費され、液体収納室２０内のインク量が図１２（ａ）から（ｂ）のように減少する。このとき、該インクタンク３のプリズム３１は、負圧発生部材収納室２１と液体収納室２０とのほぼ境界に配置されているため、姿勢１の場合と同様に、液体収納室２０内のインクがほぼ完全に消費されると、インク有無検出部１０によりインク無しが検出されることとなる。
【０１１２】
上述のように、本実施例による記録ユニットおよびインク有無検出部によれば、インク残量検出機能を損なわずに、該記録ユニットおよびインク有無検出部が複数の姿勢をとることが可能であり、例えば、記録ヘッドのインク吐出方向が斜めに傾いた構成とした場合でもインク有無検出部を正確に機能させることが可能となる。このため、該記録ユニットおよびインク有無検出部を様々な姿勢の記録装置に対して流用することが可能となる。
【０１１３】
【発明の効果】
以上説明したように、
本出願に係る第１の発明によれば、
内部に負圧発生部材を収納した負圧発生部材収納室と、負圧発生部材収納室と連通路を介して連通するとともに、該連通路を除いて実質的に密閉である液体収納室と、
外部機器から入射された光を受光する第１の面と、前記第１の面によって反射された光を受光しさらに前記受光した光の光路が前記外部機器に対して向かうよう光路を変更する第２の面とを備えた、光透過性部材によって形成されるプリズムと、を有する液体収納容器において、
前記負圧発生部材収納室と前記液体収納室との境界近傍に前記プリズムを有することを特徴とするため、
前記液体収納室内の液体がほぼ完全に消費されたときに、液体有無検出部により前記液体無しが検出可能で、且つ、多姿勢を取ることが可能である液体収納容器を提供できる。
【０１１４】
また、本出願に係る第２の発明によれば、前記負圧発生部材収納室と前記液体収納室とが段差を有し、該段差による角部により前記プリズムが形成されることを特徴とするため、
単純な構成で、前記プリズムを形成することができる。
【０１１５】
また、本出願に係る第３の発明によれば、前記角部による前記プリズムの前記負圧発生部材収納室側の前記第１の面あるいは第２の面と、前記負圧発生部材との間に、空隙を設けることを特徴とするため、
前記液体収納室内の前記液体がほぼ完全に消費されたときに、光路の変更が可能となるような前記プリズムを構成することができる。
【０１１６】
また、本出願に係る第４の発明によれば、前記角部による前記プリズムの前記負圧発生部材収納室側の前記第１の面あるいは第２の面の一部に、凸部を設けることにより、前記空隙を設けることを特徴とするため、
単純な構成で、前記角部による前記プリズムの前記負圧発生部材収納室側の前記第１の面あるいは第２の面と、前記負圧発生部材との間に、空隙を設けることができる。
【０１１７】
また、本出願に係る第５の発明によれば、前記角部による前記プリズムの前記負圧発生部材収納室側の前記第１の面あるいは第２の面を常時反斜面とすることを特徴とするため、
前記プリズムの前記負圧発生部材収納室側の前記第１の面あるいは第２の面と、前記負圧発生部材とが接触していたとしても、前記液体収納室内の前記液体がほぼ完全に消費されたときに、光路の変更が可能となるような前記プリズムを構成することができる。
【０１１８】
また、本出願に係る第６の発明によれば、前記常時反斜面が、金属蒸着による鏡面によるものであることを特徴とするため、
単純な構成で、前記角部による前記プリズムの前記負圧発生部材収納室側の前記第１の面あるいは第２の面を常時反斜面とすることができる。
【０１１９】
また、本出願に係る第７の発明によれば、前記金属蒸着がアルミニウムによる金属蒸着であることを特徴とするため、
単純な構成で、前記角部による前記プリズムの前記負圧発生部材収納室側の前記第１の面あるいは第２の面を常時反斜面とすることができる。
【０１２０】
また、本出願に係る第８の発明によれば、前記プリズムが、前記液体収容部に対し、Ｖ字状に隆起した凸部からなり、前記プリズムの第１の面、あるいは第２の面の少なくともいずれかひとつの面が、液体収納室に形成されていることを特徴とするため、
単純な構成で、前記プリズムを形成することができる。
【０１２１】
また、本出願に係る第９の発明によれば、前記プリズムの前記負圧発生部材収納室側の前記第１の面あるいは第２の面を常時反斜面とすることを特徴とするため、
前記プリズムの前記負圧発生部材収納室側の前記第１の面あるいは第２の面と、前記負圧発生部材とが接触していたとしても、前記液体収納室内の前記液体がほぼ完全に消費されたときに、光路の変更が可能となるような前記プリズムを構成することができる。
【０１２２】
また、本出願に係る第１０の発明によれば、前記常時反射面が、金属蒸着による鏡面によるものであることを特徴とするため、
単純な構成で、前記プリズムの前記負圧発生部材収納室側の前記第１の面あるいは第２の面を常時反斜面とすることができる。
【０１２３】
また、本出願に係る第１１の発明によれば、前記金属蒸着がアルミニウムによる金属蒸着であることを特徴とするため、
単純な構成で、前記プリズムの前記負圧発生部材収納室側の前記第１の面あるいは第２の面を常時反斜面とすることができる。
【０１２４】
また、本出願に係る第１２の発明によれば、前記液体はインクであることを特徴とするため、
前記液体収納室内のインクがほぼ完全に消費されたときに、インク有無検出部により前記インク無しが検出可能で、且つ、多姿勢を取ることが可能であるインク収納容器を提供できる。
【０１２５】
また、本出願に係る第１３の発明によれば、前記液体はインクによって記録媒体に記録された画像の定着性や耐水性を高めたり、前記画像の品質を高めたりするために前記記録媒体に対して吐出される処理液であることを特徴とするため、前記液体収納室内の処理液がほぼ完全に消費されたときに、処理液有無検出部により前記処理液無しが検出可能で、且つ、多姿勢を取ることが可能である処理液収納容器を提供できる。
【０１２６】
また、本出願に係る第１４の発明によれば、上記本出願に係る第１から第１３の発明のいずれかの液体収納容器を含むカートリッジであって、
前記液体収納容器に収容された液体を吐出する記録ヘッドと、
前記液体収納容器を保持するホルダとを有することを特徴とするため、
前記液体収納室内の液体がほぼ完全に消費されたときに、液体有無検出部により前記液体無しが検出可能で、且つ、多姿勢を取ることが可能であるカートリッジを提供できる。
【０１２７】
また、本出願に係る第１５の発明によれば、前記液体収納容器は、前記ホルダからは分離可能であることを特徴とするため、
前記液体収納室内の液体がほぼ完全に消費されたときに、液体有無検出部により前記液体無しが検出可能で、且つ、多姿勢を取ることが可能であるホルダから分離可能なカートリッジを提供できる。
【０１２８】
また、本出願に係る第１６の発明によれば、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ため、
前記液体収納室内の液体がほぼ完全に消費されたときに、液体有無検出部により前記液体無しが検出可能で、且つ、多姿勢を取ることが可能であるインクジェット記録ヘッドを有するカートリッジを提供できる。
【０１２９】
また、本出願に係る第１７の発明によれば、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ために、インクに与える熱エネルギーを発生するための熱エネルギー変換体を備えていることを特徴とするため、
前記液体収納室内の液体がほぼ完全に消費されたときに、液体有無検出部により前記液体無しが検出可能で、且つ、多姿勢を取ることが可能である、熱エネルギーを利用してインクを吐出するインクジェット記録ヘッドを有するカートリッジを提供できる。
【０１３０】
また、本出願に係る第１８の発明によれば、上記本出願に係る第１４から第１７の発明のいずれかのカートリッジを用い、記録媒体に画像を記録する記録装置であって、
前記プリズムに対して光を照射し、前記プリズムからの反射光を受光する光学手段と、
前記光学手段によって受光された反射光に基づいて、前記液体収納容器に収容された液体の残量を検出する検出手段と、
前記検出手段によって得られた検出結果に基づいて、前記記録ヘッドによる記録動作の制御を行う制御手段とを有することを特徴とするため、
前記液体収納室内の液体がほぼ完全に消費されたときに、液体有無検出部により前記液体無しが検出可能で、且つ、多姿勢を取ることが可能である記録装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明における実施例１の記録ユニット斜視図
【図２】本発明における実施例１のインクカートリッジ斜視図
【図３】本発明における実施例１のインクタンク側断面図
【図４】本発明における実施例１のプリズムおよびインク有無検出部概略構成図
【図５】本発明における実施例１の電気回路構成ブロック図
【図６】本発明における実施例１の姿勢１のインクタンクおよびインク有無検出部
【図７】本発明における実施例１の姿勢２のインクタンクおよびインク有無検出部
【図８】本発明における実施例２の記録装置斜視図
【図９】本発明における実施例２の動作フローチャート
【図１０】本発明における実施例３のインクタンク概略図
【図１１】本発明における実施例３の姿勢１のインクタンクおよびインク有無検出部
【図１２】本発明における実施例３の姿勢２のインクタンクおよびインク有無検出部
【図１３】従来例のインクタンク
【符号の説明】
１記録ヘッド
２キャリッジ
３インクタンク
４ガイド軸
５キャリッジベルト
６キャリッジモータ
７ガイドレール
８インクカートリッジ
９レバー部材
１０インク有無検出部
１１受光部
１２発光部
１３遮光板
２０液体収納室
２１負圧発生部材収納室
２２吸収体
２３インク供給筒
２３ａインク供給口
２４圧接体
２５エアバッファ室
２６リブ
２７大気連通口
２８隔壁
２９連通路
３１プリズム
３２ａ、３２ｂプリズムの面
３３ａ、３３ｂ突起
３４空隙
４１，４２，４３光路[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a liquid storage container, a cartridge including the liquid storage container, and a recording apparatus using the cartridge, and more particularly, to a liquid storage container that supplies ink to a recording head that performs recording according to an inkjet method, and a liquid including the liquid. The present invention relates to a cartridge including a storage container and a recording apparatus using the cartridge.
[0002]
More specifically, the present invention relates to the structure of a prism provided for detecting the remaining amount of liquid stored in a liquid storage container.
[0003]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, an inkjet recording apparatus that performs recording on a recording medium (hereinafter, also simply referred to as recording paper) such as paper, cloth, a plastic sheet, and an OHP sheet is capable of performing a high-density and high-speed recording operation. Output means of the information processing system, for example, a printer as an output terminal such as a copying machine, a facsimile, an electronic typewriter, a word processor, a workstation, or a handy or portable printer provided in a personal computer, a host computer, an optical disk device, a video device, etc. It has been used and commercialized. In this case, the inkjet recording apparatus has a configuration corresponding to the functions, usage patterns, and the like specific to these apparatuses.
[0004]
Generally, an ink jet recording apparatus includes a carriage on which a recording unit (recording head) and an ink tank are mounted, a conveying unit for conveying recording paper, and a control unit for controlling these. Then, the recording head for ejecting ink droplets from the plurality of ejection ports is serially scanned in a direction (main scanning direction) orthogonal to the recording sheet conveyance direction (sub-scanning direction), while the recording sheet is set to the recording width when not recording. The intermittent conveyance is performed by an equal amount. This recording method is to perform recording by discharging ink on recording paper in accordance with a recording signal, and is widely used as a quiet recording method with low running cost.
[0005]
In addition, by using a recording head in which a number of nozzles for ejecting ink are arranged in a straight line in the sub-scanning direction, the recording head scans once on the recording paper to record a width corresponding to the number of nozzles. You. Therefore, it is possible to achieve a high-speed recording operation.
[0006]
By the way, when the remaining amount of ink in the ink tank falls below a predetermined amount, the supply of ink to the recording head becomes insufficient. As a result, printing defects occur, making it difficult to form high-quality images. In order to detect the amount of ink used and the remaining amount of ink in an ink tank, an ink jet recording apparatus having a so-called dot count method, an ink remaining amount detecting means such as an optical remaining ink amount detection using a photo sensor is known. ing.
[0007]
As disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open Nos. 7-164626 and 9-29989, an optical prism is provided on the bottom surface of an ink tank in an optical ink remaining amount detecting unit using a photo sensor. There is known an ink remaining amount detecting means for irradiating the optical prism with light and detecting the reflection of the light to detect the remaining amount of ink.
[0008]
On the other hand, as for the ink tank, as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-40044, a negative pressure member storage chamber having a supply port for supplying ink to the recording head and storing a negative pressure generating member, There is known an ink tank having an ink storage chamber communicating therewith and storing ink, and having improved ink use efficiency.
[0009]
FIG. 13 shows the ink presence / absence detecting means and the ink tank as described above.
[0010]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the conventional optical ink remaining amount detecting means, the attitude of the ink tank or the attitude of the recording apparatus is uniquely determined. For example, the ink ejection direction of the inkjet recording head may be vertically downward. It was devised on the premise.
[0011]
Therefore, when the ink jet recording apparatus is used, for example, in an inclined state, the optical prism provided in the ink storage chamber does not exist at the lowest point in the vertical direction in the ink storage chamber. However, there is a problem that the remaining amount of ink cannot be accurately detected, for example, when the ink is not completely used up yet, the absence of ink is detected.
[0012]
In addition, in order to further reduce the size of the ink jet recording apparatus, particularly in order to reduce the installation area, if the apparatus configuration in which the ink ejection direction of the ink jet recording head is inclined in an oblique direction, since the remaining ink amount detection does not function, There is also a problem that the ink tank using the conventional optical remaining amount detecting means cannot be diverted.
[0013]
In view of the above-described problems, the present invention is advantageous in reducing the size and cost of the apparatus, and takes multiple positions while maintaining the advantages of the optical ink remaining amount detecting means such as the accuracy of the remaining ink amount detection. It is intended to provide a liquid container, a cartridge including the liquid container, and a recording apparatus using the cartridge, which enable stable detection of the remaining amount.
[0014]
[Means for Solving the Problems]
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention is directed to a liquid storage container having the following configuration, devised to solve the above-described problem, a cartridge including the liquid storage container, and a recording apparatus using the cartridge.
[0015]
(1) A negative pressure generating member storage chamber in which a negative pressure generating member is stored, and a liquid storage that communicates with the negative pressure generating member storage chamber through a communication passage and is substantially sealed except for the communication passage. Room and
A first surface that receives light incident from an external device, and a light receiving device that receives light reflected by the first surface and further changes an optical path such that an optical path of the received light is directed toward the external device. And a prism formed of a light-transmitting member having two surfaces.
A liquid storage container, comprising the prism near a boundary between the negative pressure generation member storage chamber and the liquid storage chamber.
[0016]
(2) In the liquid storage container according to the above (1), the negative pressure generation member storage chamber and the liquid storage chamber have a step, and the prism is formed by a corner formed by the step. Liquid storage container.
[0017]
(3) In the liquid container according to (2), the first surface or the second surface of the prism on the side of the negative pressure generating member storage chamber of the prism and the negative pressure generating member. A liquid storage container characterized by providing a gap between them.
[0018]
(4) In the liquid container according to (3), a convex portion is provided on a part of the first surface or the second surface of the prism formed by the corner portion on the side of the negative pressure generating member storage chamber. The liquid storage container, wherein the space is provided.
[0019]
(5) In the liquid container according to the above (2), the first surface or the second surface of the prism on the side of the negative pressure generating member storage chamber by the corner portion is always an anti-slope surface. Liquid storage container.
[0020]
(6) The liquid container according to the above (5), wherein the constantly anti-slope surface is a mirror surface formed by metal evaporation.
[0021]
(7) The liquid container according to (6), wherein the metal deposition is metal deposition using aluminum.
[0022]
(8) In the liquid container according to the above (1), the prism is formed of a convex portion protruding in a V-shape with respect to the liquid container, and the first surface or the second surface of the prism. Wherein at least one surface of the liquid storage container is formed in a liquid storage chamber.
[0023]
(9) The liquid container according to (8), wherein the first surface or the second surface of the prism on the negative pressure generating member storage chamber side is always an anti-slope surface. container.
[0024]
(10) The liquid container according to (9), wherein the constantly reflecting surface is a mirror surface formed by metal deposition.
[0025]
(11) The liquid container according to (10), wherein the metal deposition is metal deposition using aluminum.
[0026]
(12) The liquid container according to (1), wherein the liquid is ink.
[0027]
(13) In the liquid container according to (1), the liquid is a recording medium for improving fixability and water resistance of an image recorded on the recording medium with ink, and improving quality of the image. A liquid storage container characterized by being a processing liquid discharged to the liquid storage container.
[0028]
(14) A cartridge including the liquid container according to any one of (1) to (13),
A recording head for discharging the liquid stored in the liquid storage container,
And a holder for holding the liquid storage container.
[0029]
(15) The cartridge according to (14), wherein the liquid storage container is separable from the holder.
[0030]
(16) The cartridge according to (14), wherein the recording head is an inkjet recording head that performs recording by discharging ink.
[0031]
(17) In the cartridge according to the above (16), the inkjet recording head includes a thermal energy converter for generating thermal energy to be applied to the ink in order to eject the ink using thermal energy. A cartridge characterized by the above-mentioned.
[0032]
(18) A recording device that records an image on a recording medium using the cartridge according to any one of (14) to (17),
Optical means for irradiating the prism with light and receiving reflected light from the prism,
Based on the reflected light received by the optical means, detecting means for detecting the remaining amount of liquid stored in the liquid storage container,
A control unit for controlling a recording operation by the recording head based on a detection result obtained by the detection unit.
[0033]
(Action)
That is,
According to the invention of the above (1),
A negative pressure generating member storage chamber that stores a negative pressure generating member therein, and a liquid storage chamber that communicates with the negative pressure generating member storage chamber via a communication passage, and is substantially sealed except for the communication passage;
A first surface that receives light incident from an external device, and a light receiving device that receives light reflected by the first surface and further changes an optical path such that an optical path of the received light is directed toward the external device. And a prism formed of a light-transmitting member having two surfaces.
To have the prism near the boundary between the negative pressure generating member storage chamber and the liquid storage chamber,
When the liquid in the liquid storage chamber is almost completely consumed, it is possible to provide a liquid storage container that can detect the absence of the liquid by the liquid presence / absence detection unit and can take multiple postures.
[0034]
According to the invention of the above (2), the negative pressure generating member storage chamber and the liquid storage chamber have a step, and the prism is formed by a corner formed by the step.
The prism can be formed with a simple configuration.
[0035]
Further, according to the invention of the above (3), between the first surface or the second surface of the prism on the negative pressure generating member storage chamber side of the prism and the negative pressure generating member, Because it is characterized by providing a gap,
The prism can be configured such that an optical path can be changed when the liquid in the liquid storage chamber is almost completely consumed.
[0036]
Further, according to the invention of the above (4), by providing a convex portion on a part of the first surface or the second surface of the prism by the corner portion on the side of the negative pressure generating member storage chamber, To provide the void,
With a simple configuration, an air gap can be provided between the negative pressure generating member and the first surface or the second surface of the prism due to the corners on the negative pressure generating member storage chamber side.
[0037]
Further, according to the invention of the above (5), the first surface or the second surface of the prism by the corner portion on the side of the negative pressure generating member storage chamber is always an anti-slope surface. ,
Even if the first surface or the second surface of the prism on the negative pressure generating member storage chamber side is in contact with the negative pressure generating member, the liquid in the liquid storage chamber is almost completely consumed. The prism can be configured such that the optical path can be changed when it is performed.
[0038]
Further, according to the invention of the above (6), since the constantly anti-slope surface is a mirror surface formed by metal evaporation,
With a simple configuration, the first surface or the second surface of the prism on the side of the negative pressure generating member storage chamber of the prism that is formed by the corner portion can always be an anti-slope surface.
[0039]
Further, according to the invention of the above (7), since the metal deposition is metal deposition by aluminum,
With a simple configuration, the first surface or the second surface of the prism on the side of the negative pressure generating member storage chamber formed by the corners can always be an anti-slope surface.
[0040]
Further, according to the invention of (8), the prism is formed of a convex portion protruding in a V-shape with respect to the liquid container, and at least one of the first surface and the second surface of the prism. Because one surface is formed in the liquid storage chamber,
The prism can be formed with a simple configuration.
[0041]
According to the invention of (9), the first surface or the second surface of the prism on the side of the negative pressure generating member storage chamber is always an anti-slope surface.
Even if the first surface or the second surface of the prism on the negative pressure generating member storage chamber side is in contact with the negative pressure generating member, the liquid in the liquid storage chamber is almost completely consumed. The prism can be configured such that the optical path can be changed when it is performed.
[0042]
Further, according to the invention of the above (10), since the constantly reflecting surface is a mirror surface formed by metal evaporation,
With a simple configuration, the first surface or the second surface of the prism on the side of the negative pressure generating member storage chamber can always be an anti-slope surface.
[0043]
Further, according to the invention of the above (11), the metal deposition is a metal deposition by aluminum,
With a simple configuration, the first surface or the second surface of the prism on the side of the negative pressure generating member storage chamber can always be an anti-slope surface.
[0044]
According to the invention of (12), the liquid is ink,
When the ink in the liquid storage chamber is almost completely consumed, it is possible to provide an ink storage container that can detect the absence of the ink by the ink presence / absence detection unit and can take multiple postures.
[0045]
Further, according to the invention of the above (13), the liquid is applied to the recording medium in order to improve fixability and water resistance of an image recorded on the recording medium with ink, and to improve the quality of the image. Because it is a processing liquid to be discharged,
When the processing liquid in the liquid storage chamber is almost completely consumed, it is possible to provide a processing liquid storage container that can detect the absence of the processing liquid by the processing liquid presence / absence detection unit and can take multiple postures. .
[0046]
Further, according to the invention of the above (14), a cartridge including the liquid container according to any one of the above (1) to (13),
A recording head for discharging the liquid stored in the liquid storage container,
To have a holder for holding the liquid storage container,
When the liquid in the liquid storage chamber is almost completely consumed, it is possible to provide a cartridge that can detect the absence of the liquid by the liquid presence / absence detection unit and can take multiple postures.
[0047]
According to the invention of the above (15), the liquid storage container is detachable from the holder.
When the liquid in the liquid storage chamber is almost completely consumed, it is possible to provide a cartridge that can detect the absence of the liquid by the liquid presence / absence detection unit and can be separated from the holder that can take multiple postures.
[0048]
According to the invention of (16), the recording head is an inkjet recording head that performs recording by discharging ink.
When the liquid in the liquid storage chamber is almost completely consumed, it is possible to provide a cartridge having an ink jet recording head capable of detecting the absence of the liquid by the liquid presence / absence detecting section and being capable of taking multiple postures.
[0049]
According to the invention of (17), the inkjet recording head includes a thermal energy converter for generating thermal energy to be applied to the ink in order to eject the ink using thermal energy. In order to feature
When the liquid in the liquid storage chamber is almost completely consumed, the absence of the liquid can be detected by the liquid presence / absence detection unit, and the ink can be ejected by using thermal energy. And a cartridge having an ink jet recording head.
[0050]
Further, according to the invention of (18), there is provided a recording apparatus which records an image on a recording medium using the cartridge according to any one of (14) to (17),
Optical means for irradiating the prism with light and receiving reflected light from the prism,
Based on the reflected light received by the optical means, detecting means for detecting the remaining amount of liquid stored in the liquid storage container,
Control means for controlling a recording operation by the recording head based on a detection result obtained by the detection means.
When the liquid in the liquid storage chamber is almost completely consumed, it is possible to provide a recording device that can detect the absence of the liquid by the liquid presence / absence detection unit and can take multiple postures.
[0051]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
(Example 1)
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0052]
FIG. 1 is a perspective view showing a schematic configuration of a recording unit provided with a recording head for performing recording according to an ink-jet system, which is a typical embodiment of the present invention, and an ink presence / absence detection unit.
[0053]
The recording unit 100 includes a recording head 1, an ink cartridge 8 that is integrally connected to an ink tank 3 that supplies ink to the recording head 1, and a carriage 2 that mounts the ink cartridge 8 and scans along a guide shaft 4. It is configured.
[0054]
An ink presence / absence detection unit 10 is mounted within the scanning range of the carriage 2 so that the remaining amount of ink in the ink tank 3 can be detected. Details of the ink presence / absence detection unit 10 will be described later.
[0055]
The recording head 1 includes a means (for example, an electrothermal converter or a laser beam) for generating thermal energy as energy used for ejecting ink, particularly in an ink jet recording method, and the thermal energy is used to generate ink. By using a method that causes a state change, high density recording and high definition recording are achieved.
FIG. 2 is an external perspective view of the ink cartridge 8 connected to the ink tank 3 and integrated with the recording head 1. FIG. 3 is a side sectional view showing the internal structure of the ink tank 3.
[0056]
First, the ink tank 3 in this embodiment has a substantially rectangular parallelepiped shape, and an air communication port 27 which is a hole communicating with the inside of the ink tank is provided on an upper wall thereof.
[0057]
On the lower wall of the ink tank 3, an ink supply tube 23 having an ink supply port is formed so as to protrude in a cylindrical shape. In the distribution process, the air communication port 27 is made of a film or the like, and the ink supply tube 23 is closed and sealed by a cap as an ink supply port sealing member.
[0058]
The lever member 9 is integrally formed on the outside of the ink tank 3 so as to be elastically deformable, and a locking projection is formed at an intermediate portion thereof.
[0059]
In the present embodiment, the ink cartridge 8 contains, for example, ink tanks 3 (3Bk, 3C, 3M, 3Y) of each color of black (Bk), cyan (C), magenta (M), and yellow (Y). At the lower part of the ink cartridge 8, the recording head 1 for ejecting each color ink is integrally provided. A window is provided at the bottom of the ink cartridge 8 so that the ink presence / absence detector 10 can detect the presence / absence of ink in cooperation with the prism 31.
[0060]
The ink tank 3 is configured such that the ink supply tube 23 is engaged with an ink supply tube receiving portion (not shown) provided on the recording head 1, and the ink passage tube of the recording head 1 is connected to the ink supply tube 23. It is pushed to enter. Then, the locking projection (not shown) of the lever member 9 engages with a projection (not shown) formed at a predetermined position of the ink cartridge 8, and the proper mounting state shown in FIG. 2 is obtained. The head-integrated ink cartridge 8 with the ink tank 3 mounted is further mounted on the carriage 2 as shown in FIG.
[0061]
Next, the internal structure of the ink tank 3 will be described with reference to FIG. The ink tank 3 in this embodiment communicates with the atmosphere through an atmosphere communication port 27 at the upper part, and communicates with the ink supply port at the lower part, and communicates with the ink supply port at the lower part. A storage chamber 21 and a substantially closed liquid storage chamber 20 for storing liquid ink are partitioned by a partition wall 28. The negative pressure generating member storage chamber 21 and the liquid storage chamber 20 communicate with each other only through a communication path 29 formed in a partition wall 28 near the bottom of the ink tank 3.
[0062]
A plurality of ribs 26 are integrally formed on the upper wall of the ink tank 3 forming the negative pressure generating member storage chamber 21 so as to protrude inside, and are stored in the negative pressure generation member storage chamber 21 in a compressed state. It is in contact with the absorber 22. Thus, the air buffer chamber 25 is formed between the upper wall and the upper surface of the absorber 22. The absorber 22 is formed of a heat-compressed urethane foam, and is housed in the negative pressure generating member housing chamber 21 in a compressed state to generate a predetermined capillary force.
[0063]
In addition, a disc-shaped or column-shaped pressure contact body 24 is disposed in the ink supply cylinder 23 forming the ink supply port 23a. The press contact body 24 is formed of, for example, a felt of polypropylene, and is not easily deformed by an external force. The press-contact body 24 is held in a state where the press-contact body 24 is pressed into the absorber 22 so as to locally compress the absorber 22 when not mounted on the recording head 1. For this purpose, a flange is formed at the end of the ink supply cylinder 23 to be in contact with the periphery of the pressure contact body 24.
[0064]
A step is provided between the bottom surface of the negative pressure generating member storage chamber 21 and the bottom surface of the liquid storage chamber 20, and a prism 31 including a surface 32a and a surface 32b is provided at a corner formed by the step.
[0065]
A projection 33a and a projection 33b are provided on the surface 32a, so that a gap 34 is formed between the absorber 22 and the surface 32a.
[0066]
FIG. 4 illustrates a schematic configuration of the prism 31 of the ink tank 3 and the ink presence / absence detection unit 10 including the light emitting unit 12 that irradiates the prism 31 with light and the light receiving unit 11 that detects reflected light. FIG.
[0067]
The ink presence / absence detection unit 10 is provided at a position facing the prism 31 when mounted on the carriage 2 of the inkjet recording apparatus.
[0068]
The light emitting unit 12 has high directivity and emits light rays with little attenuation in ink. For example, a light emitting element or the like in which infrared light is collected by a lens or the like to improve directivity is used. The light emitted from the light emitting section 12 is configured to enter the surface 32a at a predetermined angle θin. In this embodiment, the ink in the ink tank 3 is composed of 80% or more of water, glycol, alcohol, dye, etc., but the refractive index n-ink of the ink is 1.3 to 1.4, Takes a value approximately equal to.
[0069]
Further, the ink tank wall can be made of light-transmitting plastic or glass, and the refractive index n-wall of the ink tank wall is about 1.5 to 1.6. Since the refractive index n-air of air is about 1.0003, the critical angle θ1 for total reflection of incident light on the surface 32a when ink is present in the liquid storage chamber 20 is expressed by the following equation ( According to 1), θ1 = 54 to 69 degrees.
[0070]
sin (θ1) = n-ink / n-wall = (1.5-1.6) / (1.3-1.4)… (1)
When there is no ink in the liquid storage chamber 20 and air exists, the critical angle θ2 for the total reflection of human light on the surface 32a is given by θ2 = 39 to 42 degrees according to the following equation (2). It becomes.
[0071]
sin (θ2) = n-air / n-wall = 1.003 / (1.5-1.6)… (2)
Therefore, when the incident angle θin with respect to the surface 32a is 43 to 53 degrees, total reflection does not occur when ink is present, while total reflection occurs when no ink is present. In this embodiment, the configuration is such that the incident angle θin = 45 degrees. Therefore, when ink is present in the ink tank, the incident light passes through the ink tank wall and travels mainly to the optical path 41.
[0072]
On the other hand, when no ink is present, the incident light is not transmitted through the ink tank wall, but is reflected and proceeds mainly to the optical path 42. Since the surface 32b is not in contact with the absorber 22 by the projections 33a and 33b of the negative pressure member generating member and the gap 34 is provided, the incident light is totally reflected again by the surface 32b and proceeds to the optical path 43. Further, the light receiving section 11 is provided on the optical path 43. When the intensity of light detected by the light receiving unit 11 when there is no ink in the liquid storage chamber 20 is A, and the intensity of light detected by the light receiving unit 11 when there is ink in the liquid storage chamber 20 is B.
A> B
Since the difference between A and B is large, the presence or absence of ink in the ink flow path 2 can be stably detected based on the difference in the intensity of light incident on the light receiving unit 11.
[0073]
In the figure, reference numeral 13 denotes a light-shielding plate for preventing light from the light-emitting unit 12 from directly entering the light-receiving unit 11, thereby enabling stable detection even when the light-emitting unit 12 is an inexpensive light-emitting element such as an LED. can do. Further, in order to prevent air bubbles from adhering to the surfaces 32a and 32b of the prism 31, it is effective to perform a hydrophilic treatment. Further, by separately detecting a decrease in the light emission intensity of the light emitting unit 12 due to a change with time, and correcting the detection level of the light receiving unit 11, it is possible to prevent a decrease in performance due to a change with time.
[0074]
In the present invention, since the refractive index of the ink is used, the detection of the presence or absence of the ink is hardly affected by the ink color. Therefore, the presence or absence of ink can be detected with the same configuration for different inks even if the ink cartridge is mounted on a color printer or the like.
[0075]
Next, a configuration of an electric circuit of the ink jet recording apparatus according to the present embodiment will be described. FIG. 5 is a block diagram showing the configuration of the electric circuit. In the figure, the components already described are denoted by the same reference numerals, and redundant description will be omitted.
[0076]
Here, reference numeral 401 denotes a controller that performs main control, 402 denotes, for example, a microcomputer-type CPU, 403 denotes a RAM provided with an area for expanding text data and image data and a work area, and 404 denotes a RAM. ROM for storing fixed data such as programs and other font data, 405 a timer for generating an execution cycle of the CPU 402 and timing required for a printing operation by the printer unit, and 406 for connecting a signal from the CPU 402 to a peripheral device. Interface section. Reference numeral 407 denotes a controller of the printer unit, and reference numeral 11 denotes a light receiving unit shown in FIG.
[0077]
Further, reference numeral 408 denotes an ink tank sensor for detecting whether or not the ink tank 3 is mounted, 409 denotes a head driver that sends a recording signal or electric power to the ink jet recording head 1, 410a, b, and c denote scanning of the carriage 2, respectively. A motor driver 411 for transmitting a signal, electric power, and the like necessary for a motor that conveys recording paper, drives a recovery system, and the like detects a position of the carriage 2 and determines, for example, whether the carriage 2 is in the home position. A sensor 412 is a paper sensor that detects the presence or absence of a recording medium in order to prevent recording on a part other than the recording medium when the recording medium is not inserted or recording is completed up to the end of the page.
[0078]
In the above-described configuration, when the ink presence / absence detection unit 10 detects the absence of ink, it issues an ink remaining amount warning, counts ink consumption due to subsequent recording, preliminary ejection, suction, and the like. Gives out of ink error. Furthermore, operations such as recording and suction may be prohibited. The ink consumption is stored in the above-described RAM 402, and the RAM 402 is preferably nonvolatile.
[0079]
Next, the posture in which the recording unit of this embodiment can be arranged will be described.
[0080]
FIG. 6 shows the ink tank 3 and the ink presence / absence detecting section 10 when the recording head 1 is arranged to discharge ink vertically downward (posture 1).
[0081]
In the ink tank 3 shown in FIG. 6, when the ink in the absorber 22 is consumed by the recording head 1, the ink is transferred from the liquid storage chamber 20 to the absorber 22 in the negative pressure generating member storage chamber 21 through the communication path 29 of the partition wall 28. Supplied. At this time, the pressure in the liquid storage chamber 20 is reduced, but air passing from the atmosphere communication port 27 through the negative pressure generating member storage chamber 21 enters the liquid storage chamber 20 through the communication path 29 of the partition wall 28, and Is reduced.
[0082]
Therefore, even if ink is consumed by the recording head 1, the ink is filled into the absorber 22 in accordance with the consumed amount, the absorber 22 holds a fixed amount of ink, and keeps the negative pressure on the recording head 1 substantially constant. Therefore, ink supply to the recording head 1 is stabilized. Thereafter, as the ink is consumed, the amount of ink in the liquid storage chamber 20 decreases as shown in FIGS. 6A and 6B, and when the ink is almost completely consumed, the ink presence / absence detection unit 10 detects that there is no ink. Is detected.
[0083]
FIG. 7 shows the ink tank and the ink presence / absence detecting section 10 when the recording head 1 is arranged so as to eject ink in a direction inclined 45 degrees from the vertical downward direction (posture 2).
[0084]
In the case of the ink tank 3 shown in FIG. 7, as in the case of the posture 1, the ink is consumed by the recording head 1, and the amount of ink in the liquid storage chamber 20 is changed as shown in FIGS. Decrease. At this time, since the prism 31 of the ink tank 3 is disposed almost at the boundary between the negative pressure generating member storage chamber 21 and the liquid storage chamber 20, the ink in the liquid storage chamber 20 is the same as in the posture 1. Is almost completely consumed, the absence of ink is detected by the ink presence / absence detection unit 10.
[0085]
As described above, according to the recording unit and the ink presence / absence detection unit according to the present embodiment, the recording unit and the ink presence / absence detection unit can take a plurality of postures without impairing the remaining ink amount detection function. For example, even when the ink ejection direction of the recording head is obliquely inclined, the ink presence / absence detection unit can function accurately. For this reason, the recording unit and the ink presence / absence detection unit can be used for recording apparatuses having various postures.
[0086]
(Example 2)
FIG. 8 is a perspective view showing a schematic configuration of an ink jet recording apparatus using the recording unit 100 and the ink presence / absence detecting section 10 described in the first embodiment.
[0087]
On the back of the recording apparatus, there is provided an automatic paper feeder 110 for separating the loaded recording media one by one and transporting the separated recording media to a recording unit.
[0088]
The recording unit includes a recording unit 100 and an ink presence / absence detection unit 10, a pinch roller 113 facing a paper feed roller 112 for intermittently transporting the recording medium transported from the automatic paper feeder 110, a platen 114, and the like. Have been.
[0089]
On the right side of the apparatus main body, a recovery device 111 for performing a recovery operation for keeping the ink ejection state of the recording head 1 good is provided. The device 111 has a cap (not shown) for capping the recording head 1, A wiper (not shown) for wiping the ink ejection surface of the recording head 1 and a suction pump (not shown) for sucking ink from the ink ejection nozzles of the recording head 1 are provided.
[0090]
Next, an operation flow of the ink jet recording apparatus of this embodiment will be described with reference to FIG.
[0091]
When a controller (not shown) receives a print command from a host (not shown) (Step 1), the carriage 2 moves to an ink remaining amount detection position to detect the remaining amount of ink in the ink tank 3, and the ink presence / absence detection unit 10 Then, the presence or absence of ink in the ink tank 3 is detected (Step 2).
[0092]
The light emitted from the light emitting section 12 of the ink presence / absence detecting section 10 is incident on the surface 32a at an incident angle θin = 45 degrees. Therefore, when ink is present in the ink tank 3, the incident light is transmitted through the surface 32a. However, when the ink does not exist, the incident light does not pass through the surface 32a, is totally reflected, further totally reflects on the surface 32b again, reaches the light receiving unit 11, and is detected by the light receiving unit 11. The presence or absence of ink is detected based on the intensity of the ink.
[0093]
If there is ink, the controller continues the printing operation and proceeds to the next step.
[0094]
If there is no ink, the ink-out information is returned to the host via the controller or the controller (Step 3). The controller or the host checks the ink presence / absence information of the corresponding ink tank 3 (Step 4), and if there is ink, the discharge amount count of the ink tank 3 is started (Step 9). If so, the already started ejection amount count is continued (Step 5).
[0095]
If the discharge amount count has already started, it is checked whether the discharge amount has exceeded a predetermined amount (Step 6). If the discharge amount has exceeded the predetermined amount, the recording operation is interrupted (Step 7). Request exchange (Step 8).
[0096]
When printing is possible, the uppermost one of the recording media stacked by the automatic paper feeder 110 is separated and transported to the recording unit (Step 10).
[0097]
The recording medium conveyed to the recording unit is nipped by a paper feed roller 112 and a pinch roller 113. Ink is ejected from the recording head 1 along with the scanning of the carriage 2 and printing is performed on the recording medium. When one line is printed, the recording medium is conveyed by a predetermined amount by the paper feed roller 112. Printing by the recording head 1 is repeated.
[0098]
As described above, according to the recording apparatus of the present embodiment, it is possible to provide a recording apparatus in which the recording unit and the ink presence / absence detection unit can take a plurality of postures without impairing the remaining ink amount detection function.
[0099]
(Example 3)
FIG. 10 shows the ink tank of this embodiment.
[0100]
The ink tank 3 in the present embodiment has an upper portion communicating with the atmosphere via an atmosphere communication port 27, and a lower portion communicating with the ink supply port at the lower portion, and a negative pressure generating member for accommodating the absorber 22 as a negative pressure generating member inside. A storage chamber 21 and a substantially closed liquid storage chamber 20 for storing liquid ink are partitioned by a partition wall 28. The negative pressure generating member storage chamber 21 and the liquid storage chamber 20 communicate with each other only through a communication path 29 formed in a partition wall 28 near the bottom of the ink tank 3.
[0101]
The partition wall 28 is provided with a prism 31 in the vicinity of the bottom of the ink tank 3 along with the communication port. 20. The surface 32a on the side of the negative pressure generating member storage chamber 21 is a mirror surface formed by vapor deposition of aluminum so that the light emitted from the ink presence / absence detector 10 can always be totally reflected even when the absorber 22 is in contact with the surface 32b. It has become.
[0102]
A plurality of ribs 26 are integrally formed on the upper wall of the ink tank 3 forming the negative pressure generating member storage chamber 21 so as to protrude inside, and are stored in the negative pressure generation member storage chamber 21 in a compressed state. It is in contact with the absorber 22. Thus, the air buffer chamber 25 is formed between the upper wall and the upper surface of the absorber 22. The absorber 22 is formed of a heat-compressed urethane foam, and is housed in the negative pressure generating member housing chamber 21 in a compressed state so as to generate a predetermined capillary force.
[0103]
Further, a disc-shaped or column-shaped pressure contact body 24 is disposed in the ink supply tube 23 forming the ink supply port 23a. The press contact body 24 is formed of, for example, a felt of polypropylene, and is not easily deformed by an external force. The press-contact body 24 is held in a state where the press-contact body 24 is pushed into the absorber 22 so as to locally compress the absorber 22 when not mounted on the recording head 1 described above. For this purpose, a flange is formed at the end of the ink supply cylinder 23 to be in contact with the periphery of the pressure contact body 24.
[0104]
Next, a method for detecting the presence or absence of ink in the ink tank will be described.
[0105]
The light emitted from the issuing unit of the ink presence / absence detection unit 10 is incident on the surface b at an incident angle θin = 45 degrees. Therefore, when ink is present in the ink tank 3, the incident light passes through the surface 32b. However, when no ink is present, the incident light does not pass through the surface 32b but is totally reflected and proceeds to the surface 32a. Since the surface 32a is a mirror surface formed by vapor deposition of aluminum metal, the incident light is totally reflected again, reaches the light receiving unit 11, and detects the presence or absence of ink based on the intensity of the light detected by the light receiving unit 11.
[0106]
Next, the posture in which the recording unit of this embodiment can be arranged will be described.
[0107]
FIG. 11 shows the ink tank 3 and the ink presence / absence detecting unit 10 when the recording head 1 is arranged to discharge ink vertically downward (posture 1).
[0108]
In the ink tank shown in FIG. 11, when the ink in the absorber 22 is consumed by the recording head 1, the ink is supplied from the liquid storage chamber 20 to the absorber 22 in the negative pressure generating member storage chamber 21 through the communication path 29 of the partition wall 28. Is done. At this time, the pressure in the liquid storage chamber 20 is reduced, but air passing from the atmosphere communication port 27 through the negative pressure generating member storage chamber 21 enters the liquid storage chamber 20 through the communication path 29 of the partition wall 28, and Is reduced.
[0109]
Therefore, even if ink is consumed by the recording head 1, the ink is filled into the absorber 22 in accordance with the consumed amount, the absorber 22 holds a fixed amount of ink, and keeps the negative pressure on the recording head 1 substantially constant. Therefore, ink supply to the recording head 1 is stabilized. Thereafter, with the consumption of the ink, the amount of ink in the liquid storage chamber 20 decreases as shown in FIGS. 11A and 11B, and when the ink is almost completely consumed, the ink presence / absence detection unit 10 determines that there is no ink. Is detected.
[0110]
FIG. 12 shows the ink tank and the ink presence / absence detection unit 10 when the recording head 1 is arranged so as to eject ink in a direction inclined 45 degrees from the vertical downward direction (posture 2).
[0111]
In the case of the ink tank shown in FIG. 12, as in the case of the posture 1, ink is consumed by the recording head 1, and the amount of ink in the liquid storage chamber 20 decreases as shown in FIGS. I do. At this time, since the prism 31 of the ink tank 3 is disposed almost at the boundary between the negative pressure generating member storage chamber 21 and the liquid storage chamber 20, the ink in the liquid storage chamber 20 is the same as in the posture 1. Is almost completely consumed, the absence of ink is detected by the ink presence / absence detection unit 10.
[0112]
As described above, according to the recording unit and the ink presence / absence detection unit according to the present embodiment, the recording unit and the ink presence / absence detection unit can take a plurality of postures without impairing the remaining ink amount detection function. For example, even when the ink ejection direction of the recording head is obliquely inclined, the ink presence / absence detection unit can function accurately. For this reason, the recording unit and the ink presence / absence detection unit can be used for recording apparatuses having various postures.
[0113]
【The invention's effect】
As explained above,
According to the first invention of the present application,
A negative pressure generating member storage chamber that stores a negative pressure generating member therein, and a liquid storage chamber that communicates with the negative pressure generating member storage chamber via a communication passage, and is substantially sealed except for the communication passage;
A first surface that receives light incident from an external device, and a light receiving device that receives light reflected by the first surface and further changes an optical path such that an optical path of the received light is directed toward the external device. And a prism formed of a light-transmitting member having two surfaces.
To have the prism near the boundary between the negative pressure generating member storage chamber and the liquid storage chamber,
When the liquid in the liquid storage chamber is almost completely consumed, it is possible to provide a liquid storage container that can detect the absence of the liquid by the liquid presence / absence detection unit and can take multiple postures.
[0114]
According to the second aspect of the present invention, the negative pressure generating member storage chamber and the liquid storage chamber have a step, and the prism is formed by a corner formed by the step. For,
The prism can be formed with a simple configuration.
[0115]
According to the third invention of the present application, the corner between the first surface or the second surface of the prism on the side of the negative pressure generating member storage chamber of the prism and the negative pressure generating member. In order to be characterized by providing a gap,
The prism can be configured such that an optical path can be changed when the liquid in the liquid storage chamber is almost completely consumed.
[0116]
According to the fourth invention of the present application, a projection is provided on a part of the first surface or the second surface on the side of the negative pressure generating member storage chamber of the prism formed by the corner portion. According to the feature that the void is provided,
With a simple configuration, an air gap can be provided between the negative pressure generating member and the first surface or the second surface of the prism due to the corners on the negative pressure generating member storage chamber side.
[0117]
According to the fifth invention of the present application, the first surface or the second surface of the prism by the corner portion on the side of the negative pressure generating member storage chamber is always an anti-slope surface. To do
Even if the first surface or the second surface of the prism on the negative pressure generating member storage chamber side is in contact with the negative pressure generating member, the liquid in the liquid storage chamber is almost completely consumed. The prism can be configured such that the optical path can be changed when it is performed.
[0118]
According to the sixth invention of the present application, the always-anti-slope surface is a mirror surface formed by metal evaporation,
With a simple configuration, the first surface or the second surface of the prism on the side of the negative pressure generating member storage chamber formed by the corners can always be an anti-slope surface.
[0119]
According to the seventh aspect of the invention, the metal deposition is performed by aluminum metal deposition.
With a simple configuration, the first surface or the second surface of the prism on the side of the negative pressure generating member storage chamber formed by the corners can always be an anti-slope surface.
[0120]
According to the eighth invention of the present application, the prism is formed of a convex portion protruding in a V-shape with respect to the liquid container, and the first surface or the second surface of the prism is formed. At least one surface is characterized by being formed in the liquid storage chamber,
The prism can be formed with a simple configuration.
[0121]
According to a ninth aspect of the present invention, the first surface or the second surface of the prism on the side of the negative pressure generating member storage chamber is always an anti-slope surface.
Even if the first surface or the second surface of the prism on the negative pressure generating member storage chamber side is in contact with the negative pressure generating member, the liquid in the liquid storage chamber is almost completely consumed. The prism can be configured such that the optical path can be changed when it is performed.
[0122]
According to the tenth invention of the present application, the constantly reflecting surface is a mirror surface formed by metal evaporation,
With a simple configuration, the first surface or the second surface of the prism on the side of the negative pressure generating member storage chamber can always be an anti-slope surface.
[0123]
According to an eleventh aspect of the present invention, since the metal deposition is a metal deposition using aluminum,
With a simple configuration, the first surface or the second surface of the prism on the side of the negative pressure generating member storage chamber can always be an anti-slope surface.
[0124]
According to a twelfth aspect of the present invention, the liquid is ink,
When the ink in the liquid storage chamber is almost completely consumed, it is possible to provide an ink storage container that can detect the absence of the ink by the ink presence / absence detection unit and can take multiple postures.
[0125]
Further, according to the thirteenth aspect of the present application, the liquid is applied to the recording medium in order to improve fixability and water resistance of an image recorded on the recording medium by ink, or to improve the quality of the image. Since the processing liquid is discharged to the processing chamber, when the processing liquid in the liquid storage chamber is almost completely consumed, the processing liquid absence detector can detect the absence of the processing liquid, and It is possible to provide a processing liquid storage container that can take multiple postures.
[0126]
According to a fourteenth aspect of the present invention, there is provided a cartridge including the liquid container according to any one of the first to thirteenth aspects of the present invention,
A recording head for discharging the liquid stored in the liquid storage container,
To have a holder for holding the liquid storage container,
When the liquid in the liquid storage chamber is almost completely consumed, it is possible to provide a cartridge that can detect the absence of the liquid by the liquid presence / absence detection unit and can take multiple postures.
[0127]
According to a fifteenth aspect of the present invention, the liquid container is separable from the holder.
When the liquid in the liquid storage chamber is almost completely consumed, it is possible to provide a cartridge that can detect the absence of the liquid by the liquid presence / absence detection unit and can be separated from the holder that can take multiple postures.
[0128]
According to a sixteenth aspect of the present invention, the recording head is an inkjet recording head that performs recording by discharging ink.
When the liquid in the liquid storage chamber is almost completely consumed, it is possible to provide a cartridge having an ink jet recording head capable of detecting the absence of the liquid by the liquid presence / absence detecting section and being capable of taking multiple postures.
[0129]
According to a seventeenth aspect of the present invention, the inkjet recording head includes a thermal energy converter for generating thermal energy to be applied to the ink in order to eject the ink using thermal energy. Because it is characterized by
When the liquid in the liquid storage chamber is almost completely consumed, the absence of the liquid can be detected by the liquid presence / absence detection unit, and the ink can be ejected by using thermal energy. And a cartridge having an ink jet recording head.
[0130]
According to an eighteenth aspect of the present invention, there is provided a recording apparatus for recording an image on a recording medium by using the cartridge according to the fourteenth to seventeenth aspects of the present invention,
Optical means for irradiating the prism with light and receiving reflected light from the prism,
Based on the reflected light received by the optical means, detecting means for detecting the remaining amount of liquid stored in the liquid storage container,
Control means for controlling a recording operation by the recording head based on a detection result obtained by the detection means.
When the liquid in the liquid storage chamber is almost completely consumed, it is possible to provide a recording device that can detect the absence of the liquid by the liquid presence / absence detection unit and can take multiple postures.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view of a recording unit according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a perspective view of an ink cartridge according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a sectional side view of an ink tank according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a schematic configuration diagram of a prism and an ink presence / absence detection unit according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a block diagram of an electric circuit configuration according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a diagram illustrating an ink tank and an ink presence / absence detection unit in a posture 1 according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 7 illustrates an ink tank and an ink presence / absence detection unit in a posture 2 according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a perspective view of a recording apparatus according to a second embodiment of the invention.
FIG. 9 is an operation flowchart according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 10 is a schematic view of an ink tank according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 11 illustrates an ink tank and an ink presence / absence detection unit in a posture 1 according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 12 is a diagram illustrating an ink tank and an ink presence / absence detection unit in a posture 2 according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 13 shows a conventional ink tank.
[Explanation of symbols]
1 Recording head
2 carriage
3 Ink tank
4 Guide shaft
5 Carriage belt
6 Carriage motor
7 Guide rail
8 Ink cartridge
9 Lever member
10 Ink presence detector
11 Receiver
12 Light emitting unit
13 Shade plate
20 liquid storage room
21 Negative pressure generating member storage room
22 absorber
23 Ink supply cylinder
23a Ink supply port
24 Pressure welding body
25 Air buffer room
26 rib
27 Atmospheric communication port
28 Partition
29 connecting passage
31 Prism
32a, 32b Prism surface
33a, 33b protrusion
34 void
41, 42, 43 Optical path

Claims

A negative pressure generating member storage chamber that stores a negative pressure generating member therein, and a liquid storage chamber that communicates with the negative pressure generating member storage chamber via a communication passage, and is substantially sealed except for the communication passage;
A first surface that receives light incident from an external device, and a light receiving device that receives light reflected by the first surface and further changes an optical path such that an optical path of the received light is directed toward the external device. And a prism formed of a light-transmitting member having two surfaces.
A liquid storage container, comprising the prism near a boundary between the negative pressure generation member storage chamber and the liquid storage chamber.

The liquid storage container according to claim 1, wherein the negative pressure generation member storage chamber and the liquid storage chamber have a step, and the prism is formed by a corner formed by the step.

3. An air gap is provided between the negative pressure generating member and the first surface or the second surface of the prism on the negative pressure generating member storage chamber side of the prism. A liquid storage container according to claim 1.

The said gap is provided by providing a convex part in a part of the said 1st surface or 2nd surface of the said prism by the said corner part at the said negative pressure generation member storage chamber side. 4. The liquid container according to 3.

3. The liquid container according to claim 2, wherein the first surface or the second surface of the prism on the side of the negative pressure generating member storage chamber formed by the corner portion is always an anti-slope surface. 4.

The liquid container according to claim 5, wherein the always anti-slope surface is a mirror surface formed by metal evaporation.

The liquid container according to claim 6, wherein the metal deposition is metal deposition by aluminum.

The prism includes a convex portion protruding in a V-shape with respect to the liquid container, and at least one of the first surface and the second surface of the prism is formed in the liquid container. The liquid container according to claim 1, wherein:

The liquid storage container according to claim 8, wherein the first surface or the second surface of the prism on the side of the negative pressure generating member storage chamber is always an anti-slope surface.

The liquid container according to claim 9, wherein the constantly reflecting surface is a mirror surface formed by metal evaporation.

The liquid container according to claim 10, wherein the metal deposition is metal deposition using aluminum.

The liquid container according to claim 1, wherein the liquid is ink.

The liquid is a processing liquid that is discharged to the recording medium in order to enhance fixability and water resistance of an image recorded on the recording medium by ink, or to enhance the quality of the image. The liquid container according to claim 1.

A cartridge comprising the liquid storage container according to claim 1,
A recording head for discharging the liquid stored in the liquid storage container,
And a holder for holding the liquid storage container.

The cartridge according to claim 14, wherein the liquid storage container is separable from the holder.

The cartridge according to claim 14, wherein the recording head is an inkjet recording head that performs recording by discharging ink.

17. The cartridge according to claim 16, wherein the inkjet recording head includes a thermal energy converter for generating thermal energy to be applied to the ink in order to eject the ink using thermal energy.

A recording device that records an image on a recording medium using the cartridge according to any one of claims 14 to 17,
Optical means for irradiating the prism with light and receiving reflected light from the prism,
Based on the reflected light received by the optical means, detecting means for detecting the remaining amount of liquid stored in the liquid storage container,
A control unit for controlling a recording operation by the recording head based on a detection result obtained by the detection unit.