JP3385593B2 - 印刷装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は印刷装置に関するも
のであり、さらに詳しくは、インク容器内の印刷用イン
クの残量を検知するための構成が改良された印刷装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】印刷用のインクを内部に収容しているイ
ンク容器を交換可能に装着して印刷を行なう孔版印刷装
置のような印刷装置を使用する場合は、インク容器内の
インクをほぼ完全に使用し終えると、その空のインク容
器を取り出して処分し、新たにインクが満たされている
インク容器を装着して印刷を再開する。あるいは、イン
クを使い終えて一度空になったインク容器に再びインク
を充填し、それを印刷装置に再度装着して用いる場合も
ある。

【０００３】このようなディスポーザル（使い切り）型
あるいは再利用型のインク容器のいずれを用いる場合で
も、インク残量の確認を行わなければ、予期せぬ時に不
意にインク切れを来してしまい、それに対するインク容
器の交換あるいはインクの補充などの準備や用意などの
対応がつかなくなって、その間は印刷装置の動作を停止
せざるを得なくなる。したがって、孔版印刷のような印
刷装置にあっては本来、印刷動作の時間的能率が高いこ
とが最も有効な長所の一つであるが、そのような長所が
上記のようなインク切れによって阻害されてしまうこと
になる。そこで、インク切れを来す直前あるいはインク
残量が少くなる前に、それを確認することが要求され
る。

【０００４】そのために、まず考えられる最も簡単な対
策としては、ユーザが目視によってインク残量を確認す
るというものであるが、インク容器は一般に印刷装置内
の奥深い位置に装着されているので、ユーザがインク残
量を確認するためには、印刷装置の動作を一旦停止させ
た上でその印刷装置からインク容器を目に見える位置に
まで取り出し、さらにそのインク容器の蓋体を開けるな
どして内部のインクの液面の位置を目視にて確認するこ
とが必要となる。

【０００５】あるいは、インク容器が半透明な材料など
で形成されている場合には、その半透明な側壁面を透か
して内部のインクの残量を目視にて確認することが必要
となる。このような一連の動作をインク残量を見るため
だけにわざわざ行うことは、ユーザにとって極めて煩雑
である。そこで、インク容器を印刷装置内に装着したま
まで、その内部のインク残量が少くなったことを確認す
るための手法が、従来から提案され、あるいは利用され
ている。

【０００６】その代表的な手法の一つとしては、第１
に、インクポンプを用いてインクを容器から吸い出して
版胴などに供給する印刷装置において、そのインクポン
プが動作していてもインクが吸い出されてこない状態で
あれば、その場合にはインクの残量が殆ど無くなって来
ているものと判定するという手法で、例えば特開平７−
６１７３９号公報によって提案されている。

【０００７】また第２に、インク容器の端部などに光発
／受信器を設けておき、その容器内のインク掻き落とし
用の内蓋に向けて光を照射し、その内蓋で反射されて戻
って来た反射光の光量に基づいて内蓋の移動量を検知し
て、その移動量に対応したインク残量を算出するという
手法が、例えば特開平６−１９９３７１号公報によって
提案されている。

【０００８】あるいはその他にも、半透明のインク容器
を用いる場合などでは、その側面の一方から光を照射し
て、その内部にインクが残っていなければそれとは反対
側の側面に配置された受光センサに光が到達し、それに
基づいてインク残量が少なくなったことを検知するとい
った手法なども提案されている。この手法では、例えば
容器内にインクが満杯か、それとも所定の残量以上残っ
ているか、あるいは所定の残量未満の状態かというよう
に、インク残量を段階的に検出できる。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
第１に述べた従来の手法では、容器内のインクの有無を
検出することはできるが、インク残量を連続量的に検知
することができないので、ユーザはインク切れが実質的
に生じるまではインクの残量についての情報を把握する
ことができない。またインク切れが実際に発生した後で
しかインク切れを知ることができないので、インク切れ
に対して余裕を持った対応ができない場合があった。

【００１０】また、上記の第２に述べた従来の手法で
は、インク残量を連続量的に検知することは可能である
が、実際には、内蓋で反射される光のみを精確に検出で
きるというわけではない。すなわち、検知用に照射され
た光は内蓋の他にもインク容器内の側壁面などでも乱反
射されることが多く、また内蓋の水平性も必ずしも厳密
に保たれているわけではないので、これらに起因して反
射光にノイズが発生することが多い。このためインク残
量の検出精度が低いという問題がある。

【００１１】また第３に、光軸がシリンダの直径を横断
するように光照射手段と受光センサとを対向して配置し
た場合には、照射光がシリンダ壁面を２度も透過した後
に受光センサに到達することになるので、受光センサに
て検出可能な光量あるいは光の強さが著しく悪化する。
このためインク残量の検出精度が低いという問題があ
る。

【００１２】本発明は上記の点に鑑みて成されたもの
で、従来よりもさらに確実にインク残量を検知して、イ
ンク切れ状態が発生する前にインク残量を正確に把握で
きる印刷装置を提供することを目的とする。さらに本発
明は、そのようなインク残量の検知を、簡易な手法によ
って正確に実行可能とすることを課題としている。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明による一つの印刷
装置は、インク容器が印刷装置本体に固定的に設置され
ていてインクを外部から補給可能とした印刷装置を前提
とするものであって、印刷用媒体に対して印刷を行う印
刷手段、および、前記印刷に用いられるインクを吐出す
る吐出口が先端に設けられたシリンダと該シリンダの側
面内壁に沿って摺動可能なピストンとによって囲まれた
空間に前記インクを収容するインク容器であって、少な
くとも前記シリンダの側面が半透明または透明な材料で
形成されたインク容器を有する印刷装置において、受け
た光に対応して電気信号を出力する受光センサであっ
て、前記シリンダの後端近傍に配置された受光センサ
と、前記シリンダの側面を１度のみ透過させて前記受光
センサに光を照射するように、該側面の外側に配置され
た光照射手段と、前記受光センサから出力された電気信
号に基づいて、前記インク容器の内部のインク残量を検
知するインク残量検知手段とを備えたことを特徴とする
ものである。

【００１４】なお、上記の「半透明または透明な材料」
とは、光照射手段から照射されてシリンダ側面を透過し
た光が、受光センサで検出され得る程度の光透過性を有
する材料を指すものとする。これは換言すれば、シリン
ダ側面を透過した後に受光センサが検出できる程度の強
さの光を発する光照射手段を用いると共に、そのような
透過光を確実に検出できる感度の受光センサを用いる必
要があることを意味している。

【００１５】本発明による別の印刷装置は、印刷装置本
体に着脱可能とされたインク容器すなわち、ディスポー
ザブルな（いわゆる使い捨て方式の）インク容器や、印
刷装置本体からインク容器を取り出して新たにインクを
詰め替えるように構成された印刷装置を前提とするもの
であって、印刷用媒体に対して印刷を行う印刷手段、お
よび、前記印刷に用いられるインクを吐出する吐出口が
先端に設けられたシリンダと該シリンダの側面内壁に沿
って摺動可能なピストンとによって囲まれた空間に前記
インクを収容するインク容器であって、少なくとも前記
シリンダの側面が半透明または透明な材料で形成されて
おり、前記印刷手段が配置された印刷装置本体に着脱可
能に装着されたインク容器を有する印刷装置において、
受けた光に対応して電気信号を出力する受光センサであ
って、前記インク容器が装着された状態で前記シリンダ
の後端近傍に位置するように配された受光センサと、前
記シリンダの側面を１度のみ透過させて前記受光センサ
に光を照射するように、該側面の外側に配置された光照
射手段と、前記受光センサから出力された電気信号に基
づいて、前記インク容器の内部のインク残量を検知する
インク残量検知手段とを備えたことを特徴とするもので
ある。

【００１６】なお本発明の印刷装置において、上記光照
射手段は、前記ピストンの移動方向に沿って複数設置さ
れて、該方向における位置が異なるもの毎に点灯状態を
順次変化させて駆動するように構成され、インク残量検
知手段は、前記複数の光照射手段の点灯状態の変化に伴
う前記受光センサの出力変化に基づいて前記インク残量
を検知するように構成されるのが望ましい。

【００１７】上述のように、複数設置された光照射手段
を、ピストン移動方向における位置が異なるもの毎に点
灯状態を順次変化させる方式としては、この位置が異な
るもの同士の間で点灯タイミングを変えてパルス状に駆
動する、点灯開始タイミングを変えて駆動する、消灯タ
イミングを変えて駆動する、等の方式を好適に採用する
ことができる。

【００１８】また上記光照射手段は、前記ピストンの移
動方向に沿って複数設置されて、互いに同時に駆動する
ように構成され、インク残量検知手段は、前記受光セン
サの出力の大きさに基づいて前記インク残量を検知する
ように構成されてもよい。

【００１９】また本発明において上記光照射手段は、前
記ピストンの移動方向の位置が略一定のところにおいて
複数設けられるのが望ましい。

【００２０】

【発明の効果】本発明による印刷装置においては、イン
ク容器のシリンダ側面の外側に光照射手段が配置されて
おり、シリンダの後端近傍に配置された受光センサは、
インク容器の半透明または透明なシリンダ側面を１度の
み透過した光を受光する。このとき、一般にインクは不
透明なので、インクが残っているシリンダ部分に対向し
て配置されている光照射手段からの光は受光センサに全
く到達しないか、あるいは極めて微量しか到達せず、基
本的には、インクが残っていないシリンダ部分に対向し
て配置されている光照射手段からの光だけが受光センサ
に到達して検出されるので、シリンダのインク残量に応
じて受光センサの受光状態が明確に変化する。

【００２１】すなわち、まず最も簡単な構成を例に挙げ
て説明すれば、シリンダのピストン移動方向所定位置に
１つの光照射手段を配置した構成では、その位置にまだ
インクが残っている場合は受光センサの受光量が比較的
少ないかあるいは皆無となり、それに対してその位置に
インクが残っていない場合は受光センサの受光量が比較
的多くなるので、この受光センサの２値的出力変化に基
づいてインク残量を（この場合より詳しくは、光照射手
段の設置位置にインクが残っているか否かを）検知する
ことができる。

【００２２】上記の例では、シリンダのピストン移動方
向の１つの位置におけるインクの有無しか検出できない
が、光照射手段をピストンの移動方向に沿って複数設置
しておき、受光センサとして、インクによって遮られて
いない光照射手段の数に対応する光量変化を識別できる
ものを用いれば、受光センサの受光量に基づいて、シリ
ンダ内のインク残量を光照射手段の設置位置毎に段階的
に検知することができる。

【００２３】また、上述のように光照射手段を複数設置
する場合、受光センサが受光の有無を判別する程度の性
能しか持たず、受光量の細かい変化は正確に検出できな
いものであっても、複数の光照射手段を点灯状態を順次
変化させて駆動させることにより、シリンダ内のインク
残量を正確に検知可能となる。

【００２４】すなわち、例えば複数設置された光照射手
段を、設置位置が異なるもの同士の間で点灯タイミング
を変えてパルス状に駆動させ、それに伴う受光センサの
出力変化を前記インク残量検知手段が検知するようにし
ておけば、複数の光照射手段の各設置位置毎にインクが
残っているか否かを検知することができるから、結局、
インク残量を光照射手段の設置位置毎に段階的に検知す
ることができる。

【００２５】なお、光照射手段として発光ダイオード
（ＬＥＤ）等を用いる場合は、それらをパルス状に駆動
することにより、連続駆動する場合と比べてより高い発
光強度を得ることができるので、インク残量の検知精度
を高めることができる。

【００２６】また受光センサが、インクによって遮られ
ていない光照射手段の数に対応する光量変化を正確には
識別できなくても、複数の光照射手段のうちの１つ（イ
ンクによって遮られていないもの）が点灯開始した際、
あるいは消灯した際の受光量変化を大まかに検出できる
ものであれば、その場合もインク残量を段階的に検知す
ることができる。すなわち、複数設置された光照射手段
を、設置位置が異なるもの同士の間で点灯開始タイミン
グ、あるいは消灯タイミングを変えて駆動し、それに伴
う受光センサの出力変化をインク残量検知手段が検知す
るようにしておけば、複数の光照射手段の各設置位置毎
にインクが残っているか否かを検知することができるか
ら、結局、インク残量を光照射手段の設置位置毎に段階
的に検知することができる。

【００２７】なお上記光照射手段を、ピストンの移動方
向の位置が略一定のところにおいて複数設けておけば、
インクの残渣が残る等してインクの減り方がシリンダの
周方向内で不均一になっていても、さらにはシリンダの
側面内壁に汚れが付着する等していても、正確にインク
残量を検知することができる。そのようにする場合、ピ
ストンの移動方向の位置が略一定のところにおける光照
射手段の設置数は、インクの有無の検出をより正確に行
いたい部分（一般には、シリンダ内のインク残量が皆無
に近い検出箇所）ほどより多くしておくのが好ましい。

【００２８】また、本発明の印刷装置は上述の通りの構
成を有するものであるから、インク容器のシリンダ側面
が半透明あるいは透明であれば、そのようなインク容器
およびその中に収容されるインクの構造や材料などには
何らの変更を施さなくとも、実質的に一般的な既存の設
定のままで、受光センサやインク残量検知手段によって
インク残量を確実に検知することができる。

【００２９】そこで、インク残量の情報を正確にユーザ
が把握できるようになり、インク切れに対する余裕を持
った対応が可能となる。その結果、孔版印刷装置などに
おける突然のインク切れなどに起因した印刷動作の時間
的能率の低下を防ぐことが可能となる。

【００３０】しかも、本発明の印刷装置においては、イ
ンク容器の半透明または透明なシリンダ側面を１度のみ
透過した光を受光センサが受光する構造を有するので、
受光センサに到達する光量の減衰を少なくすることがで
き、その結果、インク残量を確実に検知可能となる。

【００３１】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態を詳細に説明する。図１は、本発明の一実施形
態による印刷装置の概略構成を示すものである。本実施
形態の印刷装置は一例として孔版印刷装置であって、図
示のように、印刷用紙やＯＨＰ用透明シート等の印刷用
媒体（図示省略）に対して孔版印刷を行うための版胴や
印刷用紙搬送機構等を備えた印刷機構部10と、印刷用の
インク11を内部に収容したインク容器12と、インク残量
検知に関わる制御基板13と、全体制御用の本体制御基板
14とを備えている。

【００３２】上記印刷機構部10については、従来公知の
一般的なものを用いることができるので、その構成や動
作についての詳細な説明および図示は省略する。

【００３３】一方インク容器12は、インク11を吐出する
吐出口15が先端に設けられた略円筒状のシリンダ16と、
該シリンダ16の側面16ａの内壁に沿って摺動可能なピス
トン17とからなるものであり、シリンダ16とピストン17
とによって囲まれた空間にインク11を収容する。

【００３４】インク容器12を構成するシリンダ16および
ピストン17は、インク11やそれに含まれる溶剤に対して
材質的に（化学的に）侵されるおそれのない、例えばポ
リエチレンやポリエステルのような材料を用いて形成さ
れており、乳白色の半透明なものとなっている。ピスト
ン17は、シリンダ16の吐出口15からインク11が吐出され
てインク残量が少なくなるにつれて、大気圧に押されて
シリンダ側面16ａの内壁に沿って吐出口15側に摺動す
る。またシリンダ16の後端面には開口18が設けられて、
そこには受光基板19に固定された受光センサ20が配され
ている。

【００３５】上述のようなインク容器12の形状および構
造、並びにインク11の原料等については、一般に用いら
れているものを採用することができる。むしろ、一般的
なインク容器12およびインク11をそのまま用いても、簡
易な手法によって正確にインク残量を検知可能であると
いうことが本発明の効果の一つであるから、そのように
することが望ましい。

【００３６】またインク容器12は、印刷装置本体に固定
的に設置されていてそこにインク11が外部から補給され
るものであってもよいし、あるいは、印刷装置本体に着
脱可能とされたいわゆるディスポーザブルな（いわゆる
使い捨て方式の）もの、さらには印刷装置本体から取り
出して新たにインク11を詰め替えるように構成されたも
のであってもよい。

【００３７】シリンダ16の移動方向に沿った３つの位置
Ｐ１、Ｐ２およびＰ３には、それぞれシリンダ側面16ａ
に近接して対面する状態にして、光照射手段としてのＬ
ＥＤ（発光ダイオード）が配設されている。

【００３８】位置Ｐ１はインク残量が10％となる位置で
あり、ここには一例として３個のＬＥＤ1-1、ＬＥＤ1-2
およびＬＥＤ1-3が配設されている。位置Ｐ２はインク
残量が30％となる位置であり、ここには一例として１個
のＬＥＤ2が配設されている。また位置Ｐ３はインク残
量が50％となる位置であり、ここには一例として２個の
ＬＥＤ3-1およびＬＥＤ3-2が配設されている。

【００３９】上記３個のＬＥＤ1-1、ＬＥＤ1-2およびＬ
ＥＤ1-3は、シリンダ16の周方向に亘って略等角度間隔
で、つまり略120°間隔で配設されている。なお以下で
は、これら３個のＬＥＤ1-1、ＬＥＤ1-2およびＬＥＤ1-
3をまとめてＬＥＤ1と称することがある。また上記２個
のＬＥＤ3-1およびＬＥＤ3-2も、シリンダ16の周方向に
亘って略等角度間隔で、つまり略180°間隔で配設され
ている。なお以下では、これら２個のＬＥＤ3-1および
ＬＥＤ3-2をまとめてＬＥＤ3と称することがある。

【００４０】上記ＬＥＤ1、2あるいは3から発せられた
光は、その設置位置に対応するシリンダ部分にインク11
が存在しなければ、受光センサ20によって受光される。
そのとき、それらの光はシリンダ側面16ａを１度だけ透
過して、受光センサ20に到達する。ＬＥＤ1、2あるいは
3の設置位置に対応する部分にインク11が存在する場
合、それらから発せられた光はインク11によって遮られ
るので、受光センサ20の受光量は皆無かあるいは極めて
微少となる。

【００４１】なおシリンダ16の側面16ａにおいては、イ
ンク11の残渣がピストン17によって掻き取られずにスジ
状等に残ることがある。そのようなことが生じても、位
置Ｐ１および位置Ｐ３では複数のＬＥＤが配設されてい
るので、あるＬＥＤから発せられた光がインク11の残渣
で遮断されたとしても、他のＬＥＤから発せられた光が
受光センサ20に受光され得る。

【００４２】図２は、上記の各ＬＥＤを駆動する回路を
示すものである。図示されるようにＬＥＤ1-1は発光基
板30（図１では省略）に取り付けられ、コネクタ31、リ
ード線32およびコネクタ33を介して制御基板13（図１参
照）中の発光部基板13ａに接続されている。他のＬＥＤ
も、発光部基板13ａとの接続は同様にしてなされている
ので、それらについての説明は省略する。

【００４３】位置Ｐ１に配された３個のＬＥＤ1-1、Ｌ
ＥＤ1-2およびＬＥＤ1-3は互いに並列に接続され、駆動
制御用のトランジスタ41を介してＣＰＵ（中央処理装
置）40に接続されている。このＣＰＵ40からトランジス
タ41のベースにHighレベル信号からなる駆動信号が入力
されると、これらのＬＥＤ1-1、ＬＥＤ1-2およびＬＥＤ
1-3が互いに同時に点灯する。

【００４４】また位置Ｐ２に配されたＬＥＤ2は、駆動
制御用のトランジスタ42を介してＣＰＵ40に接続されて
いる。このＣＰＵ40からトランジスタ42のベースにHigh
レベル信号からなる駆動信号が入力されると、ＬＥＤ2
が点灯する。

【００４５】また位置Ｐ３に配された２個のＬＥＤ3-1
およびＬＥＤ3-2も互いに並列に接続され、駆動制御用
のトランジスタ43を介してＣＰＵ40に接続されている。
このＣＰＵ40からトランジスタ43のベースにHighレベル
信号からなる駆動信号が入力されると、これらのＬＥＤ
3-1およびＬＥＤ3-2が互いに同時に点灯する。

【００４６】一方受光センサ20としては、例えばフォト
トランジスタやフォトダイオードのように光を受けると
電気信号を出力する光電変換素子を用いることが望まし
く、本実施形態ではフォトトランジスタが用いられてい
る。

【００４７】図３は、受光センサとしてのフォトトラン
ジスタ20の出力信号を処理する回路を示すものである。
図示されるようにフォトトランジスタ20は、ゲイン調整
用の固定抵抗21および可変抵抗22や、発振防止用のコン
デンサ23等とともに受光基板19に取り付けられている。
この受光基板19側の素子は、図２に示したものと同様の
コネクタ31、リード線32およびコネクタ33を介して制御
基板13（図１参照）中の受光部基板13ｂに接続されてい
る。

【００４８】この受光部基板13ｂにおいて、上記フォト
トランジスタ20のエミッタ出力はＲＣ回路からなるロー
パスフィルタ51、増幅用オペアンプ52を介してコンパレ
ータ53に入力され、このコンパレータ53の出力が前述の
ＣＰＵ40（図２参照）に入力される。すなわち、フォト
トランジスタ20が受光した際にはコンパレータ53からＣ
ＰＵ40にHighレベル信号が入力され、受光しない場合は
コンパレータ53からＣＰＵ40にLowレベル信号が入力さ
れるようになっている。

【００４９】なおＣＰＵ40、ローパスフィルタ51、増幅
用オペアンプ52およびコンパレータ53は、インク残量検
知手段として作用するものである。またＣＰＵ40とし
て、Ａ−Ｄコンバータ入力端子を持つものを用いれば、
受光センサ20のアナログ出力をそのまま該ＣＰＵ40に入
力させることも可能である。

【００５０】図４は、上述したＣＰＵ40によるインク残
量検知の制御の流れを示すものであり、また図５はこの
インク残量を検知する際のＬＥＤ1、2および3の駆動波
形並びにコンパレータ53の出力波形を示すものである。
以下、これらの図を参照して、インク残量検知のための
制御について説明する。

【００５１】まずＣＰＵ40は図４のステップＳ１におい
て、インク容器12が所定位置にセットされているか否か
を判別する。この判別は、インク容器12の存在を検知す
る例えば光電センサや近接スイッチ等からの出力に基づ
いてなされる。ここでインク容器12が所定位置にセット
されていると判別されなかった場合、処理はその時点で
終了する（ステップＳ２）。

【００５２】インク容器12が所定位置にセットされてい
ると判別された場合、ＣＰＵ40は次にステップＳ３にお
いて、ＬＥＤ1すなわちＬＥＤ1-1、ＬＥＤ1-2およびＬ
ＥＤ1-3の３個を全てON（点灯）させる。このときのＬ
ＥＤ1の駆動波形は図５の(1)となる。ＣＰＵ40はステッ
プＳ４において、ＬＥＤ1のON後に10ｍｓ（ミリ・秒）
が経過したことを判別したならば、次にステップＳ５に
おいて受光読み込み、つまりコンパレータ53の出力取り
込みを行う。このステップＳ５の受光読み込みは、前述
の位置Ｐ１に配されたＬＥＤ1からの光についてのもの
であるから、インク残量が10％以下であるか否かを判別
するためのものとなる。

【００５３】次にＣＰＵ40はステップＳ６においてＬＥ
Ｄ1をOFF（消灯）させた後、ステップＳ７においてＬＥ
Ｄ2をONさせる。このときのＬＥＤ2の駆動波形は図５の
(2)となる。ＣＰＵ40はステップＳ８において、ＬＥＤ2
のON後に10ｍｓ（ミリ・秒）が経過したことを判別した
ならば、次にステップＳ９において受光読み込み、つま
りコンパレータ53の出力取り込みを行う。このステップ
Ｓ９の受光読み込みは、前述の位置Ｐ２に配されたＬＥ
Ｄ2からの光についてのものであるから、インク残量が3
0％以下であるか否かを判別するためのものとなる。

【００５４】次にＣＰＵ40はステップＳ10においてＬＥ
Ｄ2をOFFさせた後、ステップＳ11においてＬＥＤ3すな
わち２個のＬＥＤ3-1およびＬＥＤ3-2を全てONさせる。
このときのＬＥＤ3の駆動波形は図５の(3)となる。ＣＰ
Ｕ40はステップＳ12において、ＬＥＤ3のON後に10ｍｓ
（ミリ・秒）が経過したことを判別したならば、次にス
テップＳ13において受光読み込み、つまりコンパレータ
53の出力取り込みを行う。このステップＳ13の受光読み
込みは、前述の位置Ｐ３に配されたＬＥＤ3からの光に
ついてのものであるから、インク残量が50％以下である
か否かを判別するためのものとなる。その後ＣＰＵ40は
ステップＳ14においてＬＥＤ3をOFFさせる。

【００５５】次にＣＰＵ40はステップＳ15において、上
記３回の受光読み込みの結果に基づいて、論理判別によ
りインク残量を求める。すなわち、３回の受光読み込み
でコンパレータ53の出力が全てHighレベルとなった場合
（図５の(4)）、つまりＬＥＤ1、2および3からの光が全
てフォトトランジスタ20に受光された場合は、インク残
量が10％以下であると判定される。

【００５６】また３回の受光読み込みのうち、２回目お
よび３回目のコンパレータ53の出力がHighレベルとなっ
た場合（図５の(5)）、つまりＬＥＤ2および3からの光
がフォトトランジスタ20に受光された場合は、インク残
量が10％を超えて30％以下であると判定される。

【００５７】また３回の受光読み込みのうち、３回目の
コンパレータ53の出力のみがHighレベルとなった場合
（図５の(6)）、つまりＬＥＤ3からの光のみがフォトト
ランジスタ20に受光された場合は、インク残量が30％を
超えて50％以下であると判定される。

【００５８】また３回の受光読み込みで、コンパレータ
53の出力が全てLowレベルとなった場合（図５の(7)）、
つまりＬＥＤ1、2および3からの光がフォトトランジス
タ20に受光されなかった場合は、インク残量が50％を超
えていると判定される。

【００５９】以上のようにして求められたインク残量
は、図示しない記憶手段の所定の場所に一時的に格納さ
れる。

【００６０】ＣＰＵ40は、図４の流れにおいてＡからＢ
までの処理を３回繰り返し、それぞれの回に求められた
インク残量を上記記憶手段の互いに異なる場所に一時的
に格納する（ステップＳ16）。次にＣＰＵ40はステップ
Ｓ17において、３回求められたインク残量のデータのう
ち同じデータが２つ以上あるか否かを判定する。もし同
じデータが２つ以上あれば、ＣＰＵ40は次にステップＳ
18においてそのデータをインク残量として確定し、確定
したインク残量を図示外の表示手段に表示させ、ステッ
プＳ19で処理を終了する。同じデータが２つ以上ない場
合、ＣＰＵ40は次にステップＳ20においてインク残量検
知不良とみなし、インク残量の表示は行わずにステップ
Ｓ21で処理を終了する。

【００６１】以上説明した通り本実施形態の印刷装置に
おいては、ＬＥＤ1、2あるいは3から発せられた光はシ
リンダ側面16ａを１度だけ透過してフォトトランジスタ
20に到達するので、フォトトランジスタ20に到達する光
量の減衰を少なくすることができ、その結果、インク残
量を確実に検知することが可能となる。

【００６２】また本実施形態では、ピストン17の移動方
向に沿って複数箇所に配設されたＬＥＤ1、2および3
を、設置位置が異なるもの同士の間で点灯タイミングを
変えてパルス状に駆動させ、それに伴うフォトトランジ
スタ20の２値的出力変化に基づいてインク残量を検知す
るようにしているので、インク残量を極めて精度良く検
知可能となっている。さらに、ＬＥＤ1、2および3をパ
ルス状に駆動させていることにより、連続駆動する場合
と比べてより高い発光強度を得ることができるので、こ
の点からもインク残量の検知精度を高めることができ
る。

【００６３】以上のようにしてインク残量を検知できれ
ば、それに基づいて、例えば未だインク容器12を取り替
えたり、スペアを用意したりする必要はないなどと判断
することができる。あるいは、次回の印刷が１ロットで
も多数部の印刷となることが予想される場合などには、
現在はインク11が半分以上残っていたとしても、その次
回の多量な印刷に備えて予備のインク容器12を数本用意
しておくことが必要である、などというように、そのと
きのユーザの都合にも対応した適切な判断を下すことが
可能となる。

【００６４】以上、ピストン17の移動方向に沿って複数
箇所に配設されたＬＥＤ1、2および3を、設置位置が異
なるもの同士の間で点灯タイミングを変えてパルス状に
駆動させるようにした実施形態について説明したが、前
述したように本発明においては、ピストンの移動方向に
沿って複数設置された光照射手段を設置位置が異なるも
の同士の間で点灯開始タイミング、あるいは消灯タイミ
ングを変えて駆動するようにしても、インク残量を光照
射手段の設置位置毎に段階的に検知することができる。

【００６５】また上述した実施形態では、ピストン17の
移動方向に沿った３箇所に光照射手段を配設している
が、光照射手段の設置箇所をそれ以上に増やしてインク
残量検知の分解能をさらに高めることも可能である。あ
るいは、光照射手段をピストンの移動方向内の特に重要
度の高い１つの箇所に設置して、その箇所にインクが残
っているか否かを検知するようにしてもよい。

【００６６】さらに、光照射手段をただ１つの箇所に設
置する場合でも、光量検出の分解能が高い受光センサ等
を用いることにより、その光検出信号の値に基づいてイ
ンク残量を連続的に検知することもできる。

【００６７】他方、ピストン17の移動方向同一位置に配
置する光照射手段の数も、上記実施形態における３、
１、２に限られるものではなく、必要に応じて適宜の数
を選択すればよい。

【００６８】なお本発明の印刷装置においては、使用す
るインクの色や、光照射手段が発する光の波長を特に制
限することなく、インク残量を正確に検出可能である。
また、受光センサの前側に集光レンズ等の集光手段を設
けたり、受光面積の大きい受光センサを選択使用するこ
とにより、集光効率を高めて、インク残量の検知精度を
より向上させることも可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態による印刷装置を示す概略
構成図

【図２】図１の印刷装置における電気回路の一部を示す
回路図

【図３】図１の印刷装置における電気回路の一部を示す
回路図

【図４】図１の印刷装置におけるインク残量検知のため
の処理の流れを示すフローチャート

【図５】図１の印刷装置における光照射手段の駆動波形
および受光出力波形を示す波形図

【符号の説明】

1-1、1-2、1-3、2、3-1、3-2 ＬＥＤ 10 印刷機構部 11 インク 12 インク容器 13 制御基板 14 本体制御基板 15 吐出口 16 シリンダ 16ａ シリンダ側面 17 ピストン 19 受光基板 20 受光センサ（フォトトランジスタ） 40 ＣＰＵ 51 ローパスフィルタ 52 増幅用オペアンプ 53 コンパレータ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平８−216371（ＪＰ，Ａ) 特開 平10−24556（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−23310（ＪＰ，Ａ) 特開 平10−217430（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−31881（ＪＰ，Ａ) 特開 平10−318819（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B41F 31/02 B41L 13/18 G01F 23/28

Claims (8)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 印刷用媒体に対して印刷を行う印刷手
   段、および、 前記印刷に用いられるインクを吐出する吐出口が先端に
   設けられたシリンダと該シリンダの側面内壁に沿って摺
   動可能なピストンとによって囲まれた空間に前記インク
   を収容するインク容器であって、少なくとも前記シリン
   ダの側面が半透明または透明な材料で形成されたインク
   容器を有する印刷装置において、 受けた光に対応して電気信号を出力する受光センサであ
   って、前記シリンダの後端近傍に配置された受光センサ
   と、 前記シリンダの側面を１度のみ透過させて前記受光セン
   サに光を照射するように、該側面の外側に配置された光
   照射手段と、 前記受光センサから出力された電気信号に基づいて、前
   記インク容器の内部のインク残量を検知するインク残量
   検知手段とを備えたことを特徴とする印刷装置。
2. 【請求項２】 印刷用媒体に対して印刷を行う印刷手
   段、および、 前記印刷に用いられるインクを吐出する吐出口が先端に
   設けられたシリンダと該シリンダの側面内壁に沿って摺
   動可能なピストンとによって囲まれた空間に前記インク
   を収容するインク容器であって、少なくとも前記シリン
   ダの側面が半透明または透明な材料で形成されており、
   前記印刷手段が配置された印刷装置本体に着脱可能に装
   着されたインク容器を有する印刷装置において、 受けた光に対応して電気信号を出力する受光センサであ
   って、前記インク容器が装着された状態で前記シリンダ
   の後端近傍に位置するように配された受光センサと、 前記シリンダの側面を１度のみ透過させて前記受光セン
   サに光を照射するように、該側面の外側に配置された光
   照射手段と、 前記受光センサから出力された電気信号に基づいて、前
   記インク容器の内部のインク残量を検知するインク残量
   検知手段とを備えたことを特徴とする印刷装置。
3. 【請求項３】 前記光照射手段が前記ピストンの移動方
   向に沿って複数設置されて、該方向における位置が異な
   るもの毎に点灯状態を順次変化させて駆動するように構
   成され、 前記インク残量検知手段が、前記複数の光照射手段の点
   灯状態の変化に伴う前記受光センサの出力変化に基づい
   て前記インク残量を検知するように構成されていること
   を特徴とする請求項１または２記載の印刷装置。
4. 【請求項４】 複数設置された前記光照射手段が、前記
   ピストンの移動方向における位置が異なるもの同士の間
   で点灯タイミングを変えてパルス状に駆動することを特
   徴とする請求項３記載の印刷装置。
5. 【請求項５】 複数設置された前記光照射手段が、前記
   ピストンの移動方向における位置が異なるもの同士の間
   で点灯開始タイミングを変えて駆動することを特徴とす
   る請求項３記載の印刷装置。
6. 【請求項６】 複数設置された前記光照射手段が、前記
   ピストンの移動方向における位置が異なるもの同士の間
   で消灯タイミングを変えて駆動することを特徴とする請
   求項３記載の印刷装置。
7. 【請求項７】 前記光照射手段が前記ピストンの移動方
   向に沿って複数設置されて、互いに同時に駆動するよう
   に構成され、 前記インク残量検知手段が、前記受光センサの出力の大
   きさに基づいて前記インク残量を検知するように構成さ
   れていることを特徴とする請求項１または２記載の印刷
   装置。
8. 【請求項８】 前記光照射手段が、前記ピストンの移動
   方向の位置が略一定のところにおいて複数設けられてい
   ることを特徴とする請求項１から７いずれか１項記載の
   印刷装置。