JP2012096449A - インク収納容器 - Google Patents

Abstract

【課題】
プリンタに装着されたインク収納容器の装着確認検知の際、プリンタの光学検知部で誤動作を生じにくいインク収納容器を提供することにある。
【解決手段】
インクを収納するためのインク収納部とインクを供給するインク供給口と、前記インク収納部内のインク残量を光学的に検知するための被検知突出部とを備えたインク収納容器であって、前記被検知突出部は、前記インク収納容器をプリンタに挿入する方向の正面に備えられ、プリズムを形成する突出上部と、矩形を形成する突出下部を有し、前記挿入する方向の正面壁から垂直に突出し、前記プリンタへの装着において、前記プリンタに備えられた発光部と受光部を繋ぐ水平ライン上に前記突出上部が位置するよう配置されており、前記発光部から照射される光の方向に対し、前記突出下部の垂直面を遮光することを特徴とするインク収納容器。
【選択図】図２

Description

本発明は、プリンタ（インク記録ヘッドへインクを供給するためのホルダ、あるいはキャリッジ等のインク収納容器装着部単体も、この「プリンタ」の表現に含まれるものとする）が備える光学的検知部に対して、相対する光学的被検知部を備えたインク収納容器に関する。詳しくは、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インク収納容器であって、相対する光学的検知部がプリズムであるインク収納容器に関する。

近年、インク収納容器に収納されたインクが交換すべき状態、あるいは、インク残量が少なくなってきている状態を、プリンタが判別する手段としてインク収納容器にインク残量検知機構が設けられているものが多い。この種のものは、メモリチップを持つタイプと、インク室のインク残量を光学的に検知させるタイプ、あるいはこれらの複合タイプなどさまざまである。このうちプリンタ側の光学検知（発光部からの光の透過によってインク無しと判断する方法、また、反射或いは非透過・光量減少でインク有と判断する方法を含む）を可能にするために、検知窓やプリズム（以下、これらを含む上位技術表現として被検知部と呼ぶ）を設けるものがある。

特許文献１は、インク収納容器の前面にインクが流入可能な検知窓を設け、前記検知窓に位置し、インク液量の減少に伴い検知窓から移動可能なインジケータ部がインク収納容器内に設けられた光学検知であって、インク液量が所定未満になると、インジケータ部が検知窓の検知範囲外に移動して、インク液量の無しの検知を行うことが記載されている。

また、特許文献２は、特許文献１と同様な構成を図示しており、更に検知窓を汚れ等から保護するためのカバー（スライド部材）を備えたことが記載されている。

また、特許文献３は、インク収納容器がプリンタの装着部に装着される方向の前面部にプリズムを備えて、プリズム内のインク量の変化を検知してインク残量を検知する技術が開示されている。

特開２００８−１８８８０９号公報 特開２００８−２３８６４３号公報 特願２０１０−６２９３２号公報

しかしながら、上記特許文献１、２に開示された光学検知は、検知窓の受光面積が広いために本来受光すべきではない散乱光や反射光を検知してしまいインク残量検知を誤検知することがあった。また、インクが検知窓に付着する等して、インク残量検知を誤検知することがあった。
そこで、本出願人は上記問題を解決するために、鋭意研究した結果、受光面積が広い検知窓を設けたインク残量検知の技術よりも、プリズムを用いたインク残量検知方法の方がより高い精度が得られることを見出し特許文献３として特許出願を行った。

そして、この特許文献３のプリズム方式のインク残量検知を用いたインク収納容器について、さらに検討した結果、本出願人は、インク収納容器をプリンタに装着したときに装着されたことを認識する装着確認の確認機能（検知機能）に問題があることを見出し本発明の完成に至った。

即ち、プリンタ側の光学検知機構である発光部と受光部によってインク収納容器がプリンタに装着されたかどうかを確認する検知機能において、プリンタの製造時における光学検知部分の受光部と発光部との相対的な構造にバラツキがあったり、また、インク収納容器を載置するホルダの構造が対応するインク収納容器に対してバラツキがあったりするなどの要因により、インク収納容器をプリンタに装着したときに誤検知して、装着しているにもかかわらず、未装着と認識する等の問題が生じることを見出した。この問題について、さらに検討した結果、インク収納容器の光学被検知部分を構成するプリズム部分に照射されるべき光が光学被検知部分を構成するプリズム部分以外の領域まで光が照射されてしまうことが要因であることを見出した。また、光学被検知部分内での光の乱反射が起こることも誤認識を引き起こす要因であることも見出した。

また、プリンタの振動によっても、上述の発光部、受光部との相対関係にバラツキが生じインク収納容器の光学被検知部分を構成するプリズム部分以外に光が照射されてしまうことで、結果としてインク収納容器の装着確認を誤検知してしまうという問題も見出した。

またさらに、上述の発光部から発光される光が拡散して照射されることで、インク収納容器の光学被検知部分を構成するプリズム部分以外に光が照射されることによる光学被検知部内での光の乱反射が発生し、結果としてインク収納容器の装着確認を誤検知してしまうという問題も見出した。

本発明の目的は、インク収納容器に備える光学被検知部分がプリズムであって、そのインク収納容器をプリンタに装着したときの装着確認の誤検知を確実に防止することを課題とし、インク収納容器のプリンタへの装着確認が確実に認識されるとともに精度の高いインク残量検知ができるインク収納容器を提供することを目的とする。特に、本発明は、プリンタ側の構造的なバラツキ（光学検知部分のバラツキ）や、インク収納容器を載置するホルダの構造的なバラツキ、あるいは、発光部の光の拡散照射があっても、インク収納容器をプリンタに装着したことを確実に認識することができる、即ち、装着確認の誤検知を防止することができるインク収納容器を提供することにある。上記目的は、特許請求の範囲における独立項に記載の特徴の組み合わせにより達成される。また従属項は本発明の更なる有利な具体例を規定する。

即ち、本発明の第１の発明は、インクを収納するためのインク収納部と、インクを供給するインク供給口と、前記インク収納部内のインク残量を光学的に検知するための被検知突出部とを備えたインク収納容器であって、前記被検知突出部は、前記インク収納容器をプリンタに挿入する方向の正面壁に備えられ、プリズムを形成する突出上部と、矩形を形成する突出下部を有し、前記挿入する方向の正面壁から垂直に突出し、前記プリンタへの装着において、前記プリンタに備えられた発光部と受光部を繋ぐ水平ライン上に前記突出上部が位置するように配置されており、前記発光部から照射される光の方向に対し、前記突出下部の垂直面を遮光することを特徴とするインク収納容器に関する。

本発明の第２の発明は、前記垂直面の遮光面が前記発光部から照射される光を最初に受ける面であることを特徴とする第１の発明に記載のインク収納容器に関する。

本発明の第３の発明は、前記垂直面の遮光面が前記発光部から照射される光を最初に受ける面と相対する面の両面であることを特徴とする第１の発明に記載のインク収納容器に関する。

本発明の第４の発明は、前記垂直面の遮光が遮光板であることを特徴とする第１の発明ないし第３の発明のいずれかに記載のインク収納容器に関する。

本発明の第１の発明は、インクを収納するためのインク収納部と、インクを供給するインク供給口と、前記インク収納部内のインク残量を光学的に検知するための被検知突出部とを備えたインク収納容器であって、前記被検知突出部は、前記インク収納容器をプリンタに挿入する方向の正面壁に備えられ、プリズムを形成する突出上部と、矩形を形成する突出下部を有し、前記挿入する方向の正面壁から垂直に突出し、前記プリンタへの装着において、前記プリンタに備えられた発光部と受光部を繋ぐ水平ライン上に前記突出上部が位置するように配置されており、前記発光部から照射される光の方向に対し、前記突出下部の垂直面を遮光する構成としているので、プリンタの製造時における光学検知部分の受光部と発光部との相対的な構造にバラツキがあったり、また、インク収納容器を載置するホルダの構造が対応するインク収納容器に対してバラツキがあっても、インク収納容器の装着確認が誤検知されることがないという優れた効果を奏する。また付随して、インク残量検知を精度良く検知することが出来るという効果を奏する。

本発明の第２の発明は前記垂直面の遮光面が前記発光部から照射される光を最初に受ける面である構成としているので、プリンタの製造時における光学検知部分の受光部と発光部との相対的な構造にバラツキがあったり、また、インク収納容器を載置するホルダの構造が対応するインク収納容器に対してバラツキがあっても、インク収納容器の装着確認が誤検知されることがないというより優れた効果を奏する。また付随して、インク残量検知を精度良く検知することが出来るという効果を奏する。

本発明の第３の発明は、前記垂直面の遮光面が前記発光部から照射される光を最初に受ける面と相対する面の両面である構成としているので、プリンタの製造時における光学検知部分の受光部と発光部との相対的な構造にバラツキがあったり、また、インク収納容器を載置するホルダの構造が対応するインク収納容器に対してバラツキがあっても、インク収納容器の装着確認が誤検知されることがないという更なるより優れた効果を奏する。また付随して、インク残量を検知を精度良く検知することが出来るという効果を奏する。

本発明の第４の発明は、前記垂直面の遮光が遮光板である構成としているので、複雑な構成とすることなく簡易な構成によって、プリンタの製造時における光学検知部分の受光部と発光部との相対的な構造にバラツキがあったり、また、インク収納容器を載置するホルダの構造が対応するインク収納容器に対してバラツキがあっても、インク収納容器の装着確認が誤検知されることがないというより優れた効果を奏する。

本発明のインク収納容器の一例である、プリンタに装着前のインク収納容器の側面模式図である。 本発明のインク収納容器の一例である、プリンタに装着前のインク収納容器の正面模式図である。 本発明のプリンタに装着後のプリンタインク収納容器ホルダの正面模式図である。 本発明のインク収納容器の一例である、インク収納容器の被検知突出部を拡大した模式図である。 本発明のインク収納容器の一例である、インク収納容器の被検知突出部を拡大した模式図である。 従来技術を示すインク収納容器の一例を示す模式図である。

以下、本発明のインク収納容器の実施形態について説明するが、本発明はこの事例に限られるものではない。本発明の実施例として、本発明の光学被検知部分としての被検知突出部４を備えるインク収納容器１を図１〜図３に従って説明する。

インク収納容器１は、正面６、背面７、上面８、底面９、左側面１０、右側面１１を有する概ね直方体状で、インクを収納するインク収納部２と、上面８に、インク収納容器内部と通じる穴である図示しない大気連通口、正面６の下方に正面６に対して垂直に突起して筒状に形成されたインク供給口３が設けられている。

また、正面６であって、インク供給口３の上方にインク収納部２の一部を正面６側に突起させて形成され、インク収納部２と連通する、本発明の光学被検知部分として構成される被検知突出部４からなる。

被検知突出部４は、インク収納容器１の正面６を構成する壁面から垂直に突出して形成される。被検知突出部４は、正面６側から見たとき、被検知突出部４の上部左側に位置する突出上部左斜面１３と、上部右側に位置する突出上部右斜面１４の二つの斜面が交差するほぼ直角三角形の両斜面に挟まれた形状、いわゆるプリズム形状を有する突出上部１２が形成され、被検知突出部４において、インク残量の光学被検知部分はこの突出上部１２が該当する。また、被検知突出部４の下方に位置し、突出上部左斜面１３と突出上部右斜面１４の下端が下方に垂直に伸びて、ひとつの底辺に至る矩形状を有する突出下部１５が形成されている。インク収納容器１の正面側からみて、突出下部１５の左側が突出下部左側面１６、右側が突出下部右側面１７である。被検知突出部４は光透過性の材質で形成され、インク収納部２と連通しており、インク収納部２にインクが存在するときには被検知突出部４は満液となるよう構成されている。またインク収納部２にインクがなくなったときには被検知突出部４は空になるよう構成されている。

次に、図３はインク収納容器１が図示しないプリンタ側に備えるインク収納容器ホルダ１９に取り付けられているものを示した図であり、インク収納容器装着方向に対して正面側から見た状態である。

また、インク収納容器ホルダ１９は、上述のインク収納容器１が装着される記録ヘッド一体型のホルダであり、この実施形態では例えば、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロ（Ｙ）の各色のインク収納容器７（７Ｃ、７Ｍ、７Ｙ）を収容する。インク収納容器ホルダ１９には各色のカラーインクを吐出する図示しない記録ヘッドが一体的に設けられている。なお、ブラック（ＢＫ）インクを収容したインク収納容器のみを、ヘッドホルダに装着し、モノクロ記録専用の記録ヘッドを構成してもよい。

ここで、インク収納容器ホルダ１９には、インク収納容器ホルダ１９の底面から上方に垂直に延び、インク収納容器１の載置を案内するためのガイド部２０が、１つのインク収納容器１に対して２本設けられている。そのガイド部２０の間にインク収納容器１を載置することで、インク収納容器ホルダ１９にインク収納容器１が正しい位置に装着されるように構成されている。

更に、このガイド部２０の上端部分には、インク収納容器１の装着確認とそれに付随してインク残量を光学的に検知するための光学検知部分が設けられており、この検知部分を構成する発光部２１がガイド部２０の一方の上端に、受光部２２がガイド部２０の他方の上端に設けられている。そして、受光部２１と発光部２２を結ぶ水平直線状に、インク収納容器１に備えた被検知突出部４の突出上部１２を配置するよう構成させることで、発光部２１から発光された光が、被検知突出部４の突出上部１２に照射され、その光が突出上部１２を透過したか否かを受光部２２で検知することで、インク収納容器１の装着確認とそれに付随してインク残量の有無を判定する。

次に、図４で被検知突出部４をそれぞれ拡大して図示したものを用いて光学的なインク残量検知の方法を具体的に説明する。図４Ａは、インク収納部２にインクが無くなり被検知突出部４のインクが空になった場合であり、矢印で示すように、発光部２１から発光された光は、突出上部左斜面１３から突出上部１２内に入り込み、被検知突出部４内の空気層をそのまま直進して突出上部右斜面１４を透過し、受光部２２で受光されるように構成されている。

次に、図４Ｂは、インク収納部２にインクがあり被検知突出部４がインクで満たされている場合であり、矢印で示すように、発光部２１から発光された光は突出上部左斜面１３から突出上部１２内に入り込むが、被検知突出部４内のインク層で光が屈折して、右突出上部右斜面１４の内壁で全反射することによって、受光部２２に光が届かないように構成されている。

つまり、被検知突出部４は、空の場合には光が受光部２２に届き、満液の場合に光が受光部２２に届かないよう構成されている。このような方法により光学的にインクの有無を検知することが可能となる。

なお、インク収納容器１を初めてプリンタに装着する際、インクを使用していないため、被検知突出部４は満液となり、図４Ｂの状態と同様に受光部２２に光が届かないように構成されている。

ここで、この光学的な方法によりインク収納容器の装着を検知する構成において、発生する問題を図４Ｃを用いて具体的に説明する。

図４Ｃは、インク収納部２にインクがあり、被検知突出部４がインクで満たされている場合である。本来、発光部２１からの光は突出上部１２の突出上部左斜面１３に光を照射するはずである。しかしながら、前述したようにプリンタ側の光学検知機構である発光部と受光部によってインク収納容器がプリンタに装着されたかどうかを確認する検知機能において、プリンタの製造時における光学検知部分の受光部と発光部との相対的な構造にバラツキがあったり、また、インク収納容器を載置するホルダの構造が対応するインク収納容器に対してバラツキがあったりするなどの要因により、インク収納容器をプリンタに装着したときに誤検知して、装着しているにもかかわらず、未装着と認識する等の問題が生じる。さらに、インク収納容器の光学被検知部分を構成するプリズム部分に照射されるべき光が光学被検知部分を構成するプリズム部分以外の領域まで光が照射されてしまうことが要因で誤検知を生じる。また、光学被検知部分内での光の乱反射が起こることも誤認識を引き起こす要因で誤検知を生じる。即ち、上述したようにプリンタ側の構造的なバラツキにより、矢印イで示すような方向に光の照射方向がずれてしまう場合が生じる。。

さらに、この矢印イで示す光の進行方向は、まず、光の照射方向がずれたことにより突出下部左側面４７に光が照射されてしまう。その光が突出下部左側面４７から方向がずれたまま被検知突出部４内に入り込み、内部のインク層で光が乱反射することによって、突出上部右斜面１４から光が透過してしまう。即ちプリンタに起因する構造的なバラツキや光の散乱が前記突出下部左側面４７から受光部２２が到達し、結果としてインク収納容器の装着がされているにも関わらず、インク収納容器の装着がされていないといった誤検知を引き起こしてしまうことに繋がる。

次に、発光部２１から発光される光が、拡散して広範囲に照射されることで、拡散した光の一部が矢印ロで示すように突出上部左斜面１３と突出下部左側面１６を繋ぐ接続部分に光が照射される。

この場合、被検知突出部４内に光が入り込んだ際に、複雑な光の屈折作用により被検知突出部４内のインク層で光が乱反射することによって、突出上部右斜面１４から光が透過してしまう。その光を受光部２２が受光してしまい、結果としてインク収納容器の装着がされているにも関わらず、インク収納容器の装着がされていないといった誤検知を引き起こしてしまうことに繋がる。

上述したこれらの問題は、発光部２１の構造上のバラツキのみならず、受光部２２と発光部２１の相対的な構造上のバラツキによっても引き起こされる。前記のバラツキによって例えば、受光部２２が、下部突出部右側面４８から透過した光を受光してしまったり、光が乱反射して下部突出部右側面４８から透過する光を誤って受光したすることが起こりうる。その結果、インク収納容器の装着がされているにも関わらず、インク収納容器の装着がされていないといった誤検知を引き起こしてしまうことに繋がる。

さらに、誤検知を引き起こす原因として、インク収納容器１がインク収納容器ホルダ１９に的確に装着されている場合であっても、インク収納容器ホルダ１９自体またはプリンタ自体の構造上のバラツキやあるいはプリンタ周囲の振動等といった様々な原因により、発光部２１や受光部２２との相対関係にバラツキが発生して、結果としてインク収納容器の装着がされているにも関わらず、インク収納容器の装着がされていないといった誤検知を引き起こしてしまうことに繋がる。

またさらに、発光部２１から発光される光が、前記突出下部１５に拡散して広範囲に照射されてしまうことにより、被検知部分以外にも光が照射されてしまい、結果としてインク収納容器の装着がされているにも関わらず、インク収納容器の装着がされていないといった誤検知を引き起こしてしまうことに繋がる。

次に、図５は、上述の問題を解決する構成を示すものであり、被検知突出部４をそれぞれ拡大して図示したものである。ここで、図示しない発光部２１は向かって左に、受光部２２は右に配置されており、光の進行方向は、図で示す矢印の方向の実施態様例について説明する。

まず、図５Ａは、被検知突出部４を示しており、被検知突出部４を構成する突出下部１５の側面である突出下部左側面１６、突出下部右側面１７には何も設けていない例を模式的に示したものであり、上述したように誤検知を引き起こす事例を示したものである。

次に、図５Ｂは、被検知突出部４を構成する突出下部１５の左側面である突出下部左側面１６と、右側面である突出下部右側面１７の２面に遮光部１８を設けるように構成したものである。また、図５Ｃは、被検知突出部４を構成する突出下部１５の左側面である突出下部左側面１６の１面に遮光部１８を設けるように構成したものである。

上述したような、本発明の構成とすることにより、プリンタの製造時における光学検知部分の受光部と発光部との相対的な構造にバラツキがあったり、また、インク収納容器を載置するホルダの構造が対応するインク収納容器に対してバラツキがあっても、インク収納容器の装着確認が誤検知されることがないという優れた効果を奏する。また付随して、インク残量検知を精度良く検知することが出来るという効果を奏する。

また、図３を参照しながらさらに説明する。上述した図５Ｂ、図５Ｃのような構成を採用することにより、上述した様々な原因によって発生する、前記突出下部１５の左側面である前記突出下部左側面１６への光の照射、あるいは前記突出下部右側面１７からの光の透過を、前記遮光部１８で防ぐことができる。これにより、インク収納容器装着の誤検知を防止し、精度よくインク収納容器の装着確認の検知とそれに付随してインク残量の有無判定を行うことができる。

次に、図５Bのように、前記突出下部左側面１６および、右側面の２面に遮光部を設けた被検知突出部を用いて、５回に渡り装着検知試験を行ったところ、５回全て正しく装着されていることが検知され、その精度は１００％の検知率であった。

また、、図５Cのように、発光部から光が照射される面である突出下部左側面１６の１面に遮光部を設けた被検知突出部を用いて、５回に渡り装着検知試験を行ったところ、５回全て正しく装着検知され、その精度は１００％の検知率であった。

なお、遮光部１８を設けるにあたり、図５Cで示す発光部２１から光が照射される面である突出下部左側１６面部分だけでなく、光が透過し受光部２２に達する面である突出下部右側面１７部分を遮光部１８で遮光してもよい。

また、図５Bで示すように突出下部１５の突出下部左側面１６と、突出下部右側面１７の２面を遮光部１８で遮光すると、突出下部１５の側面への光の照射、及び透過を防ぐことにより、より効果的に誤検知を防止し、精度よくインク収納容器の装着確認の検知とそれに付随してインク残量の有無判定を行うことができる。

なお、遮光部の部材としては、光を遮るものあるいは反射するものであればよく、遮光性、反射性の部材を側面に張り付ける構成や、あるいは遮光性、反射性の塗料を側面に塗布する構成でもよい。さらに、側面自体の材質を遮光性、反射性の材質を用いてもよく、遮光することが可能であれば、本発明の構成に含まれる。

比較例として、遮光部を設けない構成の被検知突出部に、発光部からの光を照射した場合の比較装着検知試験を５回行ったところ、遮光部を設けないものは５回とも全て誤検知となった。

上述した、本発明の試験例と比較試験例による装着検知試験結果に示すように、被検知突出部に遮光部を設けることで、精度の高いインク収納容器の装着確認の検知が可能となることが証明された。

図６は、従来の検知部を有するインクカートリッジを示す図である。この図６で示される検知部はプリズムを有しない検知窓（図中の符号１４０）であって、前記検知窓内に移動可能な遮光板を設け、インクが無くなると、遮光板が移動して、検知部を通過する光を遮る構成となっているインクカートリッジある。

本発明のインク収納容器は、インクの種類に関係なく種々のインク収納容器に適用することができる。

１ インク収納容器
２ インク収納部
３ インク供給口
４ 被検知突出部
５ インク充填孔
６ 正面
７ 背面
８ 上面
９ 底面
１０ 左側面
１１ 右側面
１２ 突出上部
１３ 突出上部左斜面
１４ 突出上部右斜面
１５ 突出下部
１６ 突出下部左側面
１７ 突出下部右側面
１８ 遮光部
１９ インク収納容器ホルダ
２０ ガイド部
２１ 発光部
２２ 受光部

Claims (4)

1. インクを収納するためのインク収納部とインクを供給するインク供給口と、
   前記インク収納部内のインク残量を光学的に検知するための被検知突出部とを備えたインク収納容器であって、
   前記被検知突出部は、前記インク収納容器をプリンタに挿入する方向の正面に備えられ、プリズムを形成する突出上部と、矩形を形成する突出下部を有し、
   前記挿入する方向の正面壁から垂直に突出し、前記プリンタへの装着において、前記プリンタに備えられた発光部と受光部を繋ぐ水平ライン上に前記突出上部が位置するよう配置されており、前記発光部から照射される光の方向に対し、前記突出下部の垂直面を遮光することを特徴とするインク収納容器。
2. 前記垂直面の遮光面が前記発光部から照射される光を最初に受ける面であることを特徴とする請求項１に記載のインク収納容器。
3. 前記垂直面の遮光面が前記発光部から照射される光を最初に受ける面と相対する面の両面であることを特徴とする請求項１に記載のインク収納容器。
4. 前記垂直面の遮光が遮光板であることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれかに記載のインク収納容器。