JP2011506134A - インクジェットプリンタのインクカートリッジ - Google Patents

Abstract

本実用新案は光検出部を有するインクジェットプリンタのインクカートリッジを提供する。光検出部には、光透過材料により構成され、プリンタにおける発光素子からの光線を受光又は反射、屈折するための第１の三角柱と第２の三角柱が設置され、第２の三角柱の２つの面がインクカートリッジにおけるインクに接触される。インクカートリッジがプリンタに装着され且つその中にインクがある時、発光素子からの光線は第１の三角柱での全反射と第２の三角柱での屈折によって、プリンタにおける受光素子に受光されることなく、インクに入射される。インクカートリッジにおけるインクがなくなった時、光線は第２の三角柱での全反射によって第１の三角柱に入射され、そして反射により受光素子に入射され、この時、プリンタはインクがなくなったことを検出する。
【選択図】図１

Description

本実用新案はインクジェットプリンタに用いられるインクカートリッジに関し、特に、光学検出素子が装着されたインクジェットプリンタのインクカートリッジに関する。

従来のインクジェットプリント技術において、一部のインクジェットプリンタは光学機構を用いてインクカートリッジにおけるインクがなくなったかどうかを検出する。これによって、インクがなくなった時に、一方においてプリンタは依然としてプリントを行うので、プリンタに回復できない損害を与え、且つユーザーに無駄な時間と紙の浪費をもたらすことを防止できる。米国特許公開ＵＳ２００５１９５２２５には、プリンタに１つの発光素子と１つの受光素子が設置され、これに応じて、そのインクカートリッジの中に１つの梃子が設置され、この梃子の両端に１つのフローティングマークと１つの遮光素子が設けられ、且つ真ん中の支持体がインクカートリッジのインク貯蔵チャンバの底面に固定される実施形態が開示されている。インクカートリッジは光透過材料により構成され且つ外へ突出する１つの検出部を備え、前記検出部の内部の空間は遮光素子を収納することができる。インクカートリッジをプリンタに装着する時に、前記検出部が発光素子と受光素子との間に位置される。インクカートリッジにおけるインクの量が十分である場合に、フローティングマークは浮力の作用により水面に浮かび、検出部に位置される遮光素子は発光素子からの光を遮断し、これにより受光素子が光線を受光することができなくなる。インクカートリッジにおけるインクがなくなった時に、浮力がなくなるため、フローティングマークは下へ落ち、遮光素子は上へ移動することによって、受光素子が発光素子からの光線を受光する。これによりプリンタはインクがなくなったという情報を獲得し、さらにユーザーに注意信号を発信する。この実施形態はインクがなくなった時点を効率的に検出することができるが、梃子の設計、及びフローティングマークの実装プロセスが比較的に複雑であるという欠点があり、インクカートリッジの生産効率を低下させる。また、インクカートリッジにおけるインクの量の変更に伴って移動する遮光素子の材料は光を透過させない材料である必要があり、上記した実施形態には黒色のポリプロピレン（Polypropylene）材料が採用されるため、射出成形する時に、黒色の色材とポリプロピレン材料を均一に調製する必要があり、均一ではない場合や均一性が不十分である場合には、インクカートリッジがプリンタに装着されたことを識別できないことがある。遮光素子はインクカートリッジにおけるインクの量の変更に伴って移動するため、大量の部品が必要とされ、これにより生産プロセスが複雑になる。

本実用新案の目的は、生産プロセスがより簡単なインクジェットプリンタのインクカートリッジ提供することである。

本実用新案の上記目的は、以下のように、実現される。

インクジェットプリンタのインクカートリッジは、インク供給口と、吸気穴と、プリンタに供給されるインクを収納するインク貯蔵チャンバと、光検出部とを含み、上記光検出部は光透過材料により構成される第１の三角柱と第２の三角柱を含み、上記三角柱の２つの側面はプリンタにおける発光素子からの光線を反射又は屈折することを特徴とする。

本実用新案の一実施形態のインクカートリッジは、通常のインクカートリッジのいずれにも含まれるインク供給口と、吸気穴と、インク貯蔵チャンバとを備え、インクカートリッジの外部の光検出部には、インクと接触しなく且つ光線を全反射するための第１の三角柱が設置され、この三角柱の下に光反射紙が貼り付けられない第２の三角柱が設置され、この第２の三角柱がインクカートリッジの内部において、インクと接触することができ、且つ光線を屈折、反射する。上記２つの三角柱はいずれも光透過可能な材料により構成される。インクカートリッジをプリンタに装着する場合に、第１と第２の三角柱はプリンタの発光素子と受光素子との間に位置される。インクカートリッジにおけるインクの量が十分である場合に、インクカートリッジをプリンタに装着してプリントを行い、第１の三角柱の第１の表面はプリンタの発光素子からの光を第２の三角柱の第３の表面へ全反射し、この時、第２の三角柱の下にインクが満ちるため、光の屈折の原理に基づき、光がプリンタの受光素子に受光されることなく、直接にインクに入射する。これによって、プリンタはインクカートリッジにインクがあることを識別できる。インクカートリッジにおけるインクがなくなる場合に、インクカートリッジにおける第２の三角柱でのインクが消費される。第１の三角柱の第１の表面はプリンタの発光素子からの光を第２の三角柱の第３の表面へ全反射し、光が第３の表面を通過して第２の三角柱の第１の表面に入射し、光の全反射の原理に基づき、光が第２の三角柱の第２の表面へ反射され、そして第１の三角柱の第２の表面へ反射され、さらに受光素子へ反射される。これによって、プリンタはインクがなくなったという情報を示し、そして、インクカートリッジを取り替える信号をユーザーに発信する。

本実用新案のほかの実施形態によれば、直角に交差される２つの平面のみにより光反射面を構成することができる。直角の２つの辺はインクカートリッジの検出部にあり、且つ外へ突出する。

本実用新案のさらにほかの実施形態によれば、光反射面として２つの円弧面を用い、その中の１つの円弧面に光反射材料が貼り付けられる。これにより検出機能を実現することもできる。詳細は後述の実施形態を参照する。

本実用新案のさらにほかの実施形態によれば、光反射面として、第１の三角柱の代わりに、１つの金属製の光反射部材を用い、これにより検出機能を実現することもできる。詳細は後述の実施形態を参照する。

本実用新案のさらにほかの実施形態によれば、三角柱を中実状態にし、且つ２つの側面に光反射紙が貼り付けられ、これにより検出機能を実現することもできる。詳細は後述の実施形態を参照する。

本実用新案は既存のインクジェット装置に対し、生産プロセスがより簡単なインクカートリッジ構造を提案する。このインクカートリッジ構造は前記遮光素子とフローティングマークの代わりに、光の反射と屈折などの原理により検出機能を実現する。

本実用新案の第１の実施例の構造模式図である。 図１の実施例の１つの光路図である。 図１の実施例のほかの光路図である。 本実用新案の第２の実施例の構造模式図である。 図４に示す実施例の１つの光路図である。 図４に示す実施例のほかの光路図である。 本実用新案のほかの実施例の構造模式図である。 図７の実施例の１つの光路図である。 図７に示す実施例のほかの光路図である。 本実用新案のさらにほかの実施例の構造模式図である。 本実用新案のさらにほかの実施例の構造模式図である。

以下、添付図面に基づいて本実用新案の実施形態をさらに説明する。

第１の実施例：
図１は本実施例のインクカートリッジの構造模式図であり、その構造は底殻３と、表面カバー４と、底殻の側辺における吸気穴にある気体導入フィルム６、側面封止フィルム７と、インク供給口に装着されるバネ８、バルブコア９、シールリング１０、パラフィルム１１と、第１の三角柱１と、第２の三角柱２と、封止フィルム５とを含む。

インクカートリッジは、底殻に光透過可能な材料により構成される第１の三角柱１と第２の三角柱２が設置され、それらの間の距離が１〜１２ｍｍである。第１の三角柱１の第１の表面１４と第２の表面１５により囲まれるスペースは中空であり、その中には空気又はプラスチックより密度が小さいほかの物質が満たされている。

インクカートリッジにインクがある場合に、それをプリンタに装着してプリントを行う。図２はこの時の光路図である。図において、１２はプリンタの発光素子であり、１３は受光素子であり、矢印は光の伝送経路を表す。第１の三角柱１の第１の表面１４はプリンタの発光素子１２からの光を第２の三角柱２の第３の表面１６に反射し、反射された光が第２の三角柱２の第１の表面１７に入射する。この時、第２の三角柱２の下にインク１９（側面封止フィルム７を貼り付けることによりこの部分を封止する）が満たされているため、光の屈折の原理に基づき、光がプリンタの受光素子１３に受光されることなく、直接にインク１９に入射する。これによって、プリンタはインクカートリッジにインクがあることを識別できる。

プリントをしている間に、インクカートリッジにおけるインクの量は低減しつつある。インクカートリッジにおけるインクがなくなった時に、インクカートリッジにおける第２の三角柱２でのインクは消費される。図３はインクがなくなった時の光路図であり、矢印は光の伝送経路を表す。図３に示すように、第１の三角柱１の第１の表面１４はプリンタの発光素子１２からの光を第２の三角柱２の第３の表面１６に反射し、反射された光が第３の表面１６を通過して第２の三角柱２の第１の表面１７に入射し、光の全反射の原理に基づき、光が第２の三角柱２の第２の表面１８へ反射され、そして第１の三角柱１の第２の表面１５へ反射され、さらに受光素子１３へ反射される。これによって、プリンタはインクがなくなったという情報を示し、そして、インクカートリッジを取り替える信号をユーザーに発信する。

第２の実施例：
図４は第２の実施例の模式図であり、本実施例は第１の実施例に比べ、底殻における検出部には、第１の実施例における第１の三角柱１と第２の三角柱２の代わりに、光透過可能な材料により構成される第１の直角２１と第２の直角２２が設置される点が異なり、検出の原理がほぼ同じである。前記２つの直角は検出部の中心線に沿って４５度に設置され、それらの間の距離が１〜１５ｍｍである。第１の直角２１の第１の外表面２３と第２の外表面２４、及び第２の直角２２の第１の内面２５と第２の内面２６にはそれぞれ光反射紙２０が貼り付けられている。２つの直角の間のスペースの外部は側面封止フィルム７を貼り付けることにより封止され、その内部に収納されるインクはインクカートリッジにおけるインクに連通される。

図５はインクカートリッジをプリンタに装着した後、インクカートリッジにインクがある場合の光の伝送状況を示す。図５に示すように、第１の直角２１の第１の外表面２３は発光素子１２からの光をインク１９に入射させ、インクに吸収されるため、光がプリンタの受光素子１３に届かず、これによって、プリンタはインクカートリッジにインクがあることを識別できる。

図６はインクカートリッジにおけるインクがなくなった時の光線の進行方向を示し、この進行方向は矢印に示す通りである。プリントをしている間に、インクカートリッジにおけるインクはなくなり、第１の直角と第２の直角との間のインクは消費され、発光素子からの光が第１の直角の第１の外表面により第２の直角の第１の内面に直接に入射され、そして第２の直角の第２の内面へ反射され、さらに第１の直角の第２の外表面へ反射され、最後にプリンタの検出位置にある受光素子へ反射される。これによって、プリンタはインクがなくなったという情報を示し、且つインクカートリッジを取り替える信号をユーザーに発信する。

第２の実施例によれば、上記した２つの直角は２つの円弧面（図７参照）に設けられてもよく、第１の円弧面２７と第２の円弧面２８との間の距離が１〜１５ｍｍである。第１の円弧面２７と第２の円弧面２８にそれぞれ光反射紙２０が貼り付けられ、且つそれらの間にインクがある場合に（図８参照）、発光素子１２からの光は第１の円弧面２９に入射され、光散乱が発生し、散乱した光がインク１９に入射され、プリンタの検出部にある受光素子１３に届かず、これによって、プリンタはインクカートリッジにインクがあると識別し、インクがなくなったという情報を示さない。第１の円弧面と第２の円弧面との間のインクがなくなった時に（図９参照）、散乱した光の一部は第２の円弧面３０に入射され、光散乱が再び発生した後、一部の光が第１の円弧面に入射され、再度に光散乱が発生し、その後、一部の光がプリンタの検出位置にある受光素子に入射される。これによって、プリンタはインクがなくなったという状態を識別できる。

第１の実施例によれば、金型に問題が生じることにより生産効率が低すぎるのを防止するために、第１の三角柱の代わりに、金属製の光反射部材３１を用いてもよく、生産する場合に、金属製の光反射部材２９を位置決め柱３２に嵌めれば光線の反射を実現でき、その機能は三角柱と同じである。

第１の実施例によれば、第１の三角柱１の２つの側面の間を中実状態にしてもよく、その２つの側面に光反射紙２０が貼り付けられ、第２の三角柱２の２つの側面がインクに接触される。インクがある場合に、光線は光反射紙の反射により第２の三角柱に伝送され、そしてインクへ屈折される。これによって、プリンタはインクがあるという情報を示す。インクが第２の三角柱の下まで消費された場合に、光線は第２の三角柱へ反射され、第２の三角柱の側面１７で全反射が発生した後、第２の三角柱の側面１８へ反射され、且つ第１の三角柱の側面１５へ反射され、その後、光接受装置１３へ反射される。これによって、プリンタはインクがなくなったという情報を示す。

１…第１の三角柱、２…第２の三角柱、３…底殻、４…表面カバー、５…封止フィルム、６…気体導入フィルム、７…側面封止フィルム、８…バネ、９…バルブコア、１０…シールリング、１１…パラフィルム、１２…発光素子、１３…受光素子、１４…第１の三角柱の第１の表面、１５…第１の三角柱の第２の表面、１６…第２の三角柱の第１の表面、１７…第２の三角柱の第２の表面、１８…第２の三角柱の第３の表面、１９…インク

Claims (6)

1. インク供給口と、吸気穴と、プリンタに供給されるインクを収納するインク貯蔵チャンバと、光検出部とを含むインクジェットプリンタのインクカートリッジにおいて、
   前記光検出部は光透過材料により構成される第１の三角柱と第２の三角柱を含み、前記三角柱の２つの側面はプリンタにおける発光素子からの光線を反射又は屈折し、且つ少なくとも１つの三角柱の２つの側面がインクカートリッジにおけるインクに接触されることを特徴とするインクジェットプリンタのインクカートリッジ。
2. 前記三角柱の光線を反射又は屈折するための２つの辺と第３の辺との夾角は４０〜６０度であり、前記第１の三角柱と第２の三角柱との間の距離が１〜１２ｍｍであり、且つそれに空気が満ちるように、又はそれに三角柱を構成する材料より密度が小さいものを入れられるように、第１の三角柱を中空状態にすることを特徴とする請求項１に記載のインクジェットプリンタのインクカートリッジ。
3. 第１の三角柱と第２の三角柱の代わりに、２つの外へ突出する直角面を用い、前記２つの直角面の間の距離が１〜１５ｍｍであり、且つ少なくとも１つの直角面が光反射材料により覆われることを特徴とする請求項１に記載のインクジェットプリンタのインクカートリッジ。
4. 第１の三角柱と第２の三角柱の代わりに、第１の円弧面と第２の円弧面を用い、且つ少なくとも第１の円弧面の凸面又は第２の円弧面の凹面が光反射材料により覆われ、前記２つの円弧面の間の距離が１〜１５ｍｍであることを特徴とする請求項１に記載のインクジェットプリンタのインクカートリッジ。
5. 第１の三角柱の代わりに、１つの金属製の光反射部材を用い、光反射部材と第１の三角柱との間の距離が１〜１５ｍｍであることを特徴とする請求項１に記載のインクジェットプリンタのインクカートリッジ。
6. 第１の三角柱を中実状態にし、その側面に光を反射する効果を達成するように光反射紙が貼り付けられることを特徴とする請求項１に記載のインクジェットプリンタのインクカートリッジ。

Images