JP3764065B2 - Ink remaining amount detection device - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、インクジェットプリンタのインク残量を検知するインク残量検知装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来のインク残量検知装置としては、例えば、図8乃至図11に示すようなものがある。図8は、インク残量検知装置51が設けられたインクカートリッジ52の斜視図、図9は図8の正面図、図10はインク残量検知装置51の機能を説明するための要部断面構成図、図11は、図9のY−Y線矢視断面図である。
【0003】
これらの図に示すように、インクカートリッジ52の側面には略V字状の溝形状をなす第1インク残量検知部53と、インクカートリッジ52内部に突出して形成された断面略台形状の第2インク残量検知部54とが離れた2箇所に設けられており、それらのインク残量検知部53,54は上下方向に距離x(図9参照)をずらせて配設されている。
【0004】
第1インク残量検知部(以下、第1検知部)53と第2インク残量検知部(以下、第2検知部)54には、それぞれ対応する発光素子531,541と受光素子532,542の2組が、プリンタ本体(図示省略)に固定して設けられている。なお、他方の発光素子541と受光素子542は図示を省略している。
【0005】
その発光素子531から発光された光は、図10に示すように、第1検知部53の2つの斜面533,534を反射して受光素子532に入射されるように、発光素子531及び受光素子532が位置決め配設されている。また、図示は省略するが、第2検知部54に対応する発光素子541及び受光素子542についても、上記第1検知部53と同様に位置決め配設されている。
【0006】
次に、インク残量検出の方法について、第1検知部53を例として説明する(なお、第1検知部53と第2検知部54とは構成は相違するものの、インク残量の検出原理は同一である)。
インク残量を検出する際は、まず、インクキャリッジ(図示省略)等に搭載されたインクカートリッジ52を所定位置まで移動させ(主走査方向に)、図10に示すように、第1検知部53の発光素子531から発光させた光を上斜面533のポイントaに向けて照射する。
【0007】
上斜面533はインクカートリッジ52と同一材質であり、上斜面533に対して図中右側で且つポイントaと同じ高さ位置の内部は空間55となっているため、インクカートリッジ52のケースのほうが空気より屈折率が高く、上斜面533に照射された光は必ず反射する。
【0008】
上斜面533を反射した光はインクカートリッジ52と同一材質で形成された下斜面534のポイントbに入射する。下斜面534に対して図中右側で且つポイントbと同じ高さ位置の領域(即ち、図中斜線部)はインク収容部56になっている。
【0009】
インク上表面が光照射ポイントbより高い位置にあるとき、インクの屈折率がインクカートリッジ52のケースの屈折率より高いため、下斜面534に入射した光は反射することなく下斜面534を透過し、光は受光素子532によって検知されない。
【0010】
一方、インク上表面が光照射ポイントbより低い位置にあるとき、ポイントbと同じ高さ位置のインク収容部56内は空気55であるため、インクカートリッジ52のケースの屈折率が空気より高く、下斜面534に入射した光は下斜面534を反射し、受光素子532に入射する。その光を受光素子532が検知した時点で使用者にインクの補充を促す信号を発する。
【0011】
上記従来技術では、第1検知部53で受光素子532が光を検出した時には、プリンタは、所定枚数を印刷した後停止するような制御がおこなわれる。また、第2検知部54で受光素子542が光を検出したときには、プリンタは、使用者にインクカートリッジ52の交換又はインクの補充を促す信号を発する。
以上のような構成により、使用者がインク残量を確認しつつ作業する煩わしさから開放され、作業効率が向上する。
【0012】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来技術では、以下の問題点があった。
【0013】
(1)2組の発光素子531,541と、受光素子532,542を必要としているため、大きなスペースを必要としてコンパクト化の妨げとなっていた。
【0014】
(2)合計4個の光学素子を必要とするため、部品点数が多く、コスト高になっていた。
【0015】
本発明は、このような実情に鑑みてなされ、コンパクト化と、コストの低減化を図ったインク残量検知装置を提供することを目的とする。
【0016】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上述の課題を解決するための手段を以下のように構成している。
【0017】
(1)インクキャリッジに搭載されたインクカートリッジのインク収容部の側面から内側に突出して設けられ、上側の第1斜面と下側の第2斜面と有し、それらの斜面が角度を有して対面し、各斜面を構成する光透過性の部材の屈折率をn1、空気の屈折率をn0、収納されるインクの屈折率をn2としたとき、n0<n1<n2であるインク残量検知部と、
前記インク収容部の側面に対向している状態で、前記インク残量検知部の第1斜面に向けて水平方向に光を照射する発光手段と、を備え、
前記インク残量検知部は、前記第1斜面が空気に接しているときは前記発光手段から照射された光が該第1斜面で第1の反射光として反射をし、前記第1斜面がインクに接しているときは前記発光手段から照射された光が前記インク収容部内を透過するように該第1斜面の角度が設定されており、前記第2斜面が空気に接しているときは前記第1斜面で反射した前記第1の反射光が前記第2斜面で第2の反射光として反射をし、前記第2斜面がインクに接しているときは前記第1の反射光が前記インク収容部内を透過するように該第2斜面の角度が設定されており、
前記第2の反射光を受光する第1受光手段と、
前記第1の反射光が前記第2斜面で反射されず前記インク収容部内を透過したときにその光を受光する第2受光手段と、
前記第1受光手段及び前記第2受光手段から伝達された信号に基づき、前記インク収容部内のインク残量を検知する検知手段と、を具備したことを特徴とする。
【0018】
この構成によれば、インク収容部内のインク量が十分にある場合、警告信号表示の場合、停止信号表示の場合の3段階のインク残量を1個の発光手段、第1受光手段及び第2受光手段という少ない構成要素で検出することができるので、発光手段と受光手段を設けるスペースを小さくすることができる。
【0019】
(2)前記インク残量検知部の第1斜面と第2斜面の各法線は直角を成すように設定されていることを特徴とする。
【0020】
この構成によれば、第1斜面と第2斜面の法線が直角を成して形成されているので、発光手段、第1受光手段及び第2受光手段の位置調整が容易である。
【0021】
)前記発光手段、前記第1受光手段及び前記第2受光手段は、プリンタの用紙搬送領域外側に配置されることを特徴とする。
【0022】
この構成によれば、インクカートリッジを搭載しているインクキャリッジの移動速度が低い領域にて、インク残量検知をおこなうので、検知精度を向上することができる。また、搬送される用紙によって、インク残量検知作業が、阻害されないので、印字中においても、精度よくインク残量を検知することができる。
【0023】
なお、より具体的には、前記発光手段、前記第1受光手段及び前記第2受光手段は、プリンタの用紙搬送領域外側であり、かつ、インクキャリッジの移動範囲内における画像形成領域外(の加減速領域)の位置に配置するのが好ましい。
【0024】
)前記インク残量検知部に設けられ、前記発光手段から発光された光をすべて反射して、前記第1受光手段に入射させ、インクカートリッジの有無の検知に用いる反射部材を更に有することを特徴とする。
【0025】
この構成によれば、第1受光手段はインク残量検知時に入射する光量より多い光量を得ることができるので、インクカートリッジの有無の検知を従来よりも確実に行うことができ、更に所定距離移動後にインク残量検知を行う制御をすることができる。
【0026】
)前記発光手段は、赤外光を発光する発光素子であることを特徴とする。
【0027】
この構成によれば、発光手段に赤外光を発光する発光素子を用いているので、赤外光が黒のインク内を通過するとき、吸収されずに透過するため、確実に受光素子で受光することができる。
【0028】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の実施形態に係るインク残量検知装置について図面を参照しつつ詳細に説明する。
【0029】
(構成の説明)
図1はインクジェットプリンタ1の要部概略構成を示す斜視図、図2はインク残量検知の対象となるインクカートリッジ2の斜視図、図3は図2の正面図、図4はインク残量検知機能を説明するための要部破断構成図、図5はインク残量検知処理のブロック図である。
【0030】
図1に示すように、シアンC、マゼンタM、イエローY及び黒Bのインクカートリッジ2がインクキャリッジ3に搭載されている。インクキャリッジ3には、スライド軸4をスライド可能に貫挿させる軸受部5が設けられ、かつ、無端ベルト6の一部が固定されている。
【0031】
その無端ベルト6は、ステッピングモータ7の出力軸に固定されたプーリ8に巻回され、ステッピングモータ7からの駆動力が無端ベルト6を介してインクキャリッジ3に伝達され、インクキャリッジ3が、スライド軸4に沿って主走査方向に移動するように構成されている。
【0032】
そのインクキャリッジ3の側面には、タイミングセンサ11が設けられ、そのタイミングセンサ11の発光部と受光部との間の隙間に挿入されたタイミングフェンス12のバーを検出して、ステッピングモータ7を制御するための信号が得るようになっている。
【0033】
このように構成されるインクジェットプリンタ1のインクカートリッジ2におけるインク残量検知方法について以下に説明する。なお、各色のインクカートリッジ2は共通の構成であるので、1つのインクカートリッジ2についての構成とインク残量検出方法について説明する。
【0034】
インクカートリッジ2は、図2乃至図6に示すように、その側面に略V字状の溝13が設けられており、この溝13には、インク残量を検知するために、断面略台形状(図11参照)にインク収容部16内に突出するインク残量検知部(以下、検知部という)14が設けられている。
【0035】
検知部14の第1斜面としての上斜面141及び第2斜面としての下斜面142は、インクカートリッジ2がインクキャリッジ3に搭載された状態で主走査方向に沿う軸を中心に回動させた傾斜状態に設けられ、上斜面141及び下斜面142の法線は互いに直交し合うように設定されている。
【0036】
上斜面141及び下斜面142上でインクカートリッジ2の幅方向端部から中央部にかけて、光が全反射する反射部材としての反射テープ15が貼付されている。これは、後述する発光素子143からの光が反射されて受光素子144に入射されることによってインクカートリッジ2の位置を検出するために設けられたものである。
【0037】
検知部14には、発光手段としての1個の発光素子143と、第1及び第2受光手段としての2個の受光素子144,145が設けられている。その発光素子143は、赤外光を発光する素子が用いられるが、特にLEDが好ましい。また、受光素子144,145はホトトランジスタが好ましい。これらの素子は、好ましくはプリンタ本体の用紙搬送領域外側であり、かつ、インクキャリッジ3の移動範囲内における画像形成領域外の位置、特に、メンテナンスユニット近傍位置(メンテナンス位置)等に配置されるのが好ましい。
【0038】
このような素子の配置により、インクカートリッジ2を搭載しているインクキャリッジ3の移動速度が低くなる領域(加減速領域)でインク残量を検知できるので、高い検知精度を得ることができる。また、この領域においては、搬送される用紙による検知精度への影響がないため、印字中においても常時インク残量を精度よく検知することができる。
【0039】
その発光素子143と第1,第2受光素子144,145の相互位置関係は、図4ないし図6に示される通りであり、発光素子143から発光された光が、検知部14の2つの斜面141,142を反射して第1受光素子144に入射するように、発光素子143、第1受光素子144及び2つの斜面141,142のそれぞれの対応位置状態が設定されている。詳しくは、発光素子143と第1受光素子144の光軸は互いに平行となるように設定される。
【0040】
また、発光素子143と第2受光素子145の対応位置関係は、発光素子143から発光された光が、検知部14の上斜面141を反射しその後下斜面142を透過して第2受光素子145に入射するように、かつ、その発光素子143と第2受光素子145の光軸が直角を成すように設定されている。
【0041】
(インク残量の検出)
(1)初期設定
インク残量を検出する際は、タイミングセンサ11(図1参照)でインクキャリッジ3の位置を検出しながらステッピングモータ7の回転を制御し、インクカートリッジ2を搭載したインクキャリッジ3を主走査方向に移動させ、まず発光素子143からの光が上斜面141の反射テープ15上に来るようにする。
【0042】
発光素子143を発光させながらインクキャリッジ3を移動させると、上斜面141上の反射テープ15に光が当たり反射する。反射した光は下斜面142上の反射テープ15に照射されて更に反射する。この反射光は、第1受光素子144に入射し、これによって、インクカートリッジ2の存在が検出される。
【0043】
この信号が検出されてから、図7に示す検知手段としての制御装置10によってインクキャリッジ3を駆動するステッピングモータ7を制御し、反射テープ15が貼付されていない検知部14に発光素子143からの光が当たるようにインクカートリッジ2を保持したインクキャリッジ3を主走査方向に移動させる。インクキャリッジ3の移動が終了すると、発光素子143から発光された光を第2受光素子145で受光する。
【0044】
(2)インクが十分ある場合
図4および図7に示すように、インク収容部16にインク17が十分ある場合には、上斜面141の第1の反射ポイントであるポイントcに照射された光は上斜面141を透過してインク収容部16内に進む。それは、上斜面141はインクカートリッジ2と同一の樹脂材料でできており、ポイントcと同じ高さ位置のインク収容部16にあるインク17の屈折率がインクカートリッジ2より高い屈折率を有しているので、上斜面141で反射せず透過する。これによって、第1受光素子144及び第2受光素子145に発光素子143からの光は入射されず、制御装置10ではインクは十分あると検知される。
【0045】
(3)警告信号表示時
図5および図7に示すように、インク17の上平面がポイントcより低い位置にあるとき、詳しくは、インク上平面がポイントcと第2の反射ポイントであるポイントdの間にある場合には、上斜面141に照射された光は上斜面141で反射し、その後反射光は下斜面142を透過してインク収容部16内を進む。その後透過光は、インクカートリッジ2の外部に設けられた第2受光素子145に入射する。
【0046】
それは、上斜面141のポイントcと同じ高さ位置のインク収容部16には空気が存在しており、空気はインクカートリッジ2の材料より低い屈折率を有しているので、このポイントに光が入射すると、反射する。次に、ポイントdと同じ高さ位置のインク収容部16にはインク17が存在しており、インク17はインクカートリッジ2の材料より高い屈折率を有しているので、このポイントに上斜面141から反射した光が入射すると、下斜面142を透過し、インクカートリッジ2の外部に出射する。
【0047】
これによってインクカートリッジ2を出射した光は第2受光素子145に入射し、制御装置10ではインクカートリッジ2はインクカートリッジ交換時期或いはインク補充時期であると検知される。制御装置10はこの検知信号を受けて、表示装置12にインクカートリッジ2の交換を促す表示又はインク17の充填を促す表示を指示し、使用者に表示する。
【0048】
(4)停止信号表示時
図6および図5に示すように、インク上平面がポイントcより低い位置にあるとき、上斜面141に照射された光は上斜面141で反射され、その後反射光は下斜面142で反射されて第1受光素子144に入射する。
【0049】
それは、上斜面141のポイントcと同じ高さのインク収容部16には空気が存在しており、空気はインクカートリッジ2の材料より低い屈折率を有しているので、このポイントに光が入射すると、反射する。次に、ポイントdと同じ高さ位置のインク収容部16にも空気が存在しており、空気はインクカートリッジ2の材料より低い屈折率を有しているので、このポイントに上斜面141から反射した光が入射すると、下斜面142も反射する。
【0050】
これによって下斜面142を反射した光は第1受光素子144に入射し、制御装置10はインクカートリッジ2内にはほとんどインク17がないと検知される。制御装置10はこの検知信号を受けて、インクヘッド9が所定ドット数を吐出するとプリンタの印字を停止する指示をすると共に、インクカートリッジ2にインク17がない旨表示装置12に表示するように指示し、使用者に表示する。
【0051】
上記構成によれば、インク17が十分にある場合、警告信号表示の場合、停止信号表示の場合の3段階のインク残量を1個の発光素子143と2個の受光素子144,145、インクカートリッジ2に一箇所の検知部14という少ない構成要素で検出することができるので、その発光素子143と受光素子144,145を設けるスペースを小さくすることができる。更に従来のように警告信号表示用と停止信号表示用の各々に対応して発光素子、受光素子及び検知部を設ける必要がないので、製造するためのコストを下げることができる。
【0052】
【発明の効果】
本発明によれば、インク収容部内のインク量が十分にある場合、警告信号表示の場合、停止信号表示の場合の3段階のインク残量を1個の発光手段、第1受光手段及び第2受光手段という少ない構成要素で検出することができるので、発光手段と受光手段を設けるスペースを小さくすることができる。
【0053】
また、第1斜面と第2斜面の法線が直角を成して形成されているので、発光手段、第1受光手段及び第2受光手段の位置調整が容易となる。
【0054】
また、第1受光手段はインク残量検知時に入射する光量より多い光量を得ることができるので、インクカートリッジの有無の検知を確実に行うことができ、更に所定距離移動後にインク残量検知を行う制御が可能となる。
【0055】
また、発光手段に赤外光を発光する発光素子を用いているので、赤外光が黒のインク内を通過するとき、吸収されずに透過するため、確実に受光素子で受光することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態に係るインクジェットプリンタの要部構成を示す斜視図である。
【図2】同インクカートリッジの斜視図である。
【図3】同インクカートリッジの斜視図である。
【図4】同インクが充分ある場合のインク残量検出装置の機能を説明するための要部破断構成図である。
【図5】同インクが所定量以下になった時点の要部破断構成図である。
【図6】同インクがさらに少なくなった時点の要部破断構成図である。
【図7】同インク残量検知処理ブロック図である。
【図8】従来のインクカートリッジの一例を示す斜視図である。
【図9】同インクカートリッジの正面図である。
【図10】同インク残量検出装置の機能を説明するための要部破断構成図である。
【図11】図9のY−Y線矢視断面図である。
【符号の説明】
2−インクカートリッジ
10−検知手段
14−インク残量検知部
15−反射部材
16−インク収容部
17−インク
141−第1斜面
142−第2斜面
143−発光手段
144−第1受光手段
145−第2受光手段
c−第1の反射ポイント
d−第2の反射ポイント
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an ink remaining amount detection device that detects an ink remaining amount of an ink jet printer.
[0002]
[Prior art]
Examples of conventional ink remaining amount detection devices include those shown in FIGS. 8 to 11. 8 is a perspective view of the ink cartridge 52 provided with the ink remaining amount detecting device 51, FIG. 9 is a front view of FIG. 8, and FIG. 10 is a cross-sectional configuration of a main part for explaining the function of the ink remaining amount detecting device 51. 11 and 11 are cross-sectional views taken along line YY in FIG.
[0003]
As shown in these drawings, a side surface of the ink cartridge 52 has a first ink remaining amount detecting portion 53 having a substantially V-shaped groove shape, and a first trapezoidal cross section formed to protrude into the ink cartridge 52. The two ink remaining amount detecting units 54 are provided at two locations apart from each other, and these ink remaining amount detecting units 53 and 54 are arranged with a distance x (see FIG. 9) shifted in the vertical direction.
[0004]
The first ink remaining amount detection unit (hereinafter referred to as the first detection unit) 53 and the second ink remaining amount detection unit (hereinafter referred to as the second detection unit) 54 include light emitting elements 531 and 541 and light receiving elements 532 and 542, respectively. Are fixed to a printer body (not shown). The other light emitting element 541 and light receiving element 542 are not shown.
[0005]
As shown in FIG. 10, the light emitted from the light emitting element 531 reflects the two inclined surfaces 533 and 534 of the first detection unit 53 and is incident on the light receiving element 532, and the light emitting element 531 and the light receiving element. 532 is positioned. Although not shown, the light emitting element 541 and the light receiving element 542 corresponding to the second detection unit 54 are also positioned and arranged in the same manner as the first detection unit 53.
[0006]
Next, a method for detecting the remaining amount of ink will be described using the first detection unit 53 as an example (note that the first detection unit 53 and the second detection unit 54 have different configurations, but the principle of detection of the remaining amount of ink is The same).
When detecting the remaining amount of ink, first, the ink cartridge 52 mounted on an ink carriage (not shown) or the like is moved to a predetermined position (in the main scanning direction), and as shown in FIG. The light emitted from the light emitting element 531 is irradiated toward the point a of the upper slope 533.
[0007]
The upper slope 533 is made of the same material as the ink cartridge 52, and the space 55 is located on the right side in the drawing and at the same height as the point a with respect to the upper slope 533. The refractive index is higher, and the light irradiated on the upper slope 533 is always reflected.
[0008]
The light reflected from the upper slope 533 is incident on the point b of the lower slope 534 formed of the same material as the ink cartridge 52. A region on the right side in the drawing with respect to the lower slope 534 and at the same height as the point b (that is, a hatched portion in the drawing) is an ink containing portion 56.
[0009]
When the upper surface of the ink is at a position higher than the light irradiation point b, since the refractive index of the ink is higher than the refractive index of the case of the ink cartridge 52, the light incident on the lower slope 534 is transmitted through the lower slope 534 without being reflected. The light is not detected by the light receiving element 532.
[0010]
On the other hand, when the ink upper surface is at a position lower than the light irradiation point b, the inside of the ink containing portion 56 at the same height as the point b is the air 55, so the refractive index of the case of the ink cartridge 52 is higher than the air, The light incident on the lower slope 534 reflects off the lower slope 534 and enters the light receiving element 532. When the light receiving element 532 detects the light, it issues a signal that prompts the user to replenish ink.
[0011]
In the above-described conventional technology, when the light receiving element 532 detects light in the first detection unit 53, the printer is controlled to stop after printing a predetermined number of sheets. When the light receiving element 542 detects light in the second detection unit 54, the printer issues a signal that prompts the user to replace the ink cartridge 52 or replenish ink.
With the configuration as described above, the user is freed from the trouble of working while checking the remaining amount of ink, and the work efficiency is improved.
[0012]
[Problems to be solved by the invention]
However, the above prior art has the following problems.
[0013]
(1) Since two sets of light emitting elements 531 and 541 and light receiving elements 532 and 542 are required, a large space is required, which hinders downsizing.
[0014]
(2) Since a total of four optical elements are required, the number of parts is large and the cost is high.
[0015]
The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide an ink remaining amount detection device that is compact and reduces costs.
[0016]
[Means for Solving the Problems]
In the present invention, means for solving the above-described problems are configured as follows.
[0017]
(1) An ink cartridge mounted on the ink carriage is provided so as to protrude inward from the side surface of the ink containing portion, and has an upper first inclined surface and a lower second inclined surface, and these inclined surfaces have an angle. Ink remaining amount detection where n0 <n1 <n2 where n1 is the refractive index of the light-transmitting member facing each other, n0 is the refractive index of air, and n2 is the refractive index of the stored ink. And
A light emitting unit that emits light in a horizontal direction toward the first slope of the ink remaining amount detection unit in a state of being opposed to a side surface of the ink storage unit;
When the first slope is in contact with air, the ink remaining amount detection unit reflects light emitted from the light emitting means as first reflected light on the first slope, and the first slope is ink. The angle of the first slope is set so that the light emitted from the light emitting means is transmitted through the ink containing portion when in contact with the air, and the second slope is in contact with air when the second slope is in contact with air. The first reflected light reflected by one inclined surface is reflected as second reflected light by the second inclined surface, and when the second inclined surface is in contact with ink, the first reflected light is reflected in the ink containing portion. The angle of the second slope is set so as to pass through
First light receiving means for receiving the second reflected light;
A second light receiving means for receiving the first reflected light when the first reflected light is not reflected by the second slope and is transmitted through the ink containing portion;
And detecting means for detecting the remaining amount of ink in the ink containing portion based on signals transmitted from the first light receiving means and the second light receiving means .
[0018]
According to this configuration, when there is a sufficient amount of ink in the ink storage unit, in the case of warning signal display, in the case of a stop signal display, the remaining ink in three stages is divided into one light emitting means, first light receiving means, and second light receiving means. Since detection can be performed with a small number of components called light receiving means, the space for providing the light emitting means and the light receiving means can be reduced.
[0019]
(2) The normal lines of the first slope and the second slope of the ink remaining amount detection unit are set to form a right angle.
[0020]
According to this configuration, since the normal lines of the first slope and the second slope are formed at right angles, the position adjustment of the light emitting means, the first light receiving means, and the second light receiving means is easy.
[0021]
( 3 ) The light emitting means, the first light receiving means, and the second light receiving means are arranged outside the paper transport area of the printer.
[0022]
According to this configuration, since the remaining ink amount is detected in a region where the moving speed of the ink carriage on which the ink cartridge is mounted is low, the detection accuracy can be improved. In addition, since the remaining ink amount detection operation is not hindered by the conveyed paper, the remaining ink amount can be accurately detected even during printing.
[0023]
More specifically, the light emitting means, the first light receiving means, and the second light receiving means are outside the paper transport area of the printer and outside the image forming area within the movement range of the ink carriage. It is preferable to arrange at the position of the deceleration region.
[0024]
( 4 ) The apparatus further includes a reflection member provided in the ink remaining amount detection unit, which reflects all of the light emitted from the light emitting unit and makes it incident on the first light receiving unit, and is used for detecting the presence or absence of the ink cartridge. It is characterized by.
[0025]
According to this configuration, since the first light receiving unit can obtain a larger amount of light than the amount of light that is incident when detecting the remaining amount of ink, the presence or absence of the ink cartridge can be detected more reliably than before, and the first light receiving unit can be moved by a predetermined distance. It is possible to control to detect the remaining amount of ink later.
[0026]
( 5 ) The light emitting means is a light emitting element that emits infrared light.
[0027]
According to this configuration, since the light emitting element that emits infrared light is used as the light emitting means, the infrared light is transmitted without being absorbed when passing through the black ink. can do.
[0028]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, an ink remaining amount detection apparatus according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
[0029]
(Description of configuration)
1 is a perspective view showing a schematic configuration of a main part of an ink jet printer 1, FIG. 2 is a perspective view of an ink cartridge 2 that is a target of ink remaining amount detection, FIG. 3 is a front view of FIG. 2, and FIG. FIG. 5 is a block diagram of the remaining ink amount detection process.
[0030]
As shown in FIG. 1, cyan C, magenta M, yellow Y, and black B ink cartridges 2 are mounted on an ink carriage 3. The ink carriage 3 is provided with a bearing portion 5 through which the slide shaft 4 is slidably inserted, and a part of the endless belt 6 is fixed.
[0031]
The endless belt 6 is wound around a pulley 8 fixed to the output shaft of the stepping motor 7, and the driving force from the stepping motor 7 is transmitted to the ink carriage 3 via the endless belt 6, so that the ink carriage 3 slides. It is configured to move in the main scanning direction along the axis 4.
[0032]
A timing sensor 11 is provided on the side surface of the ink carriage 3 to control the stepping motor 7 by detecting the bar of the timing fence 12 inserted in the gap between the light emitting portion and the light receiving portion of the timing sensor 11. The signal to do is obtained.
[0033]
A method for detecting the remaining amount of ink in the ink cartridge 2 of the ink jet printer 1 configured as above will be described below. Since the ink cartridges 2 of the respective colors have a common configuration, the configuration of one ink cartridge 2 and the ink remaining amount detection method will be described.
[0034]
As shown in FIGS. 2 to 6, the ink cartridge 2 is provided with a substantially V-shaped groove 13 on its side surface. The groove 13 has a substantially trapezoidal cross section for detecting the remaining amount of ink. An ink remaining amount detection unit (hereinafter referred to as a detection unit) 14 is provided in the ink storage unit 16 (see FIG. 11).
[0035]
The upper inclined surface 141 as the first inclined surface and the lower inclined surface 142 as the second inclined surface of the detection unit 14 are inclined by rotating around the axis along the main scanning direction in a state where the ink cartridge 2 is mounted on the ink carriage 3. The normal lines of the upper slope 141 and the lower slope 142 are set to be orthogonal to each other.
[0036]
On the upper slope 141 and the lower slope 142, a reflective tape 15 is attached as a reflective member that totally reflects light from the widthwise end of the ink cartridge 2 to the center. This is provided to detect the position of the ink cartridge 2 by reflecting light from a light emitting element 143 described later and entering the light receiving element 144.
[0037]
The detection unit 14 is provided with one light emitting element 143 serving as a light emitting unit and two light receiving elements 144 and 145 serving as first and second light receiving units. As the light-emitting element 143, an element that emits infrared light is used, and an LED is particularly preferable. The light receiving elements 144 and 145 are preferably phototransistors. These elements are preferably arranged outside the paper conveyance area of the printer main body and outside the image forming area within the movement range of the ink carriage 3, particularly at a position near the maintenance unit (maintenance position). Is preferred.
[0038]
With such an arrangement of elements, the remaining amount of ink can be detected in a region (acceleration / deceleration region) where the movement speed of the ink carriage 3 on which the ink cartridge 2 is mounted is low, so that high detection accuracy can be obtained. Further, in this area, since the detection accuracy by the conveyed paper is not affected, the remaining amount of ink can always be accurately detected even during printing.
[0039]
The mutual positional relationship between the light emitting element 143 and the first and second light receiving elements 144 and 145 is as shown in FIGS. 4 to 6, and the light emitted from the light emitting element 143 is reflected on the two inclined surfaces of the detection unit 14. The corresponding position states of the light emitting element 143, the first light receiving element 144, and the two inclined surfaces 141, 142 are set so as to reflect the light 141, 142 and enter the first light receiving element 144. Specifically, the optical axes of the light emitting element 143 and the first light receiving element 144 are set to be parallel to each other.
[0040]
Further, the corresponding positional relationship between the light emitting element 143 and the second light receiving element 145 is such that the light emitted from the light emitting element 143 reflects the upper slope 141 of the detection unit 14 and then passes through the lower slope 142 and passes through the second light receiving element 145. And the light axes of the light emitting element 143 and the second light receiving element 145 are set to make a right angle.
[0041]
(Detect ink level)
(1) Initial Setting When detecting the remaining amount of ink, the rotation of the stepping motor 7 is controlled while the position of the ink carriage 3 is detected by the timing sensor 11 (see FIG. 1), and the ink carriage 3 on which the ink cartridge 2 is mounted. Are moved in the main scanning direction so that the light from the light emitting element 143 first comes on the reflective tape 15 on the upper slope 141.
[0042]
When the ink carriage 3 is moved while the light emitting element 143 emits light, the light hits the reflective tape 15 on the upper inclined surface 141 and is reflected. The reflected light is applied to the reflecting tape 15 on the lower slope 142 and further reflected. This reflected light is incident on the first light receiving element 144, whereby the presence of the ink cartridge 2 is detected.
[0043]
After this signal is detected, the stepping motor 7 that drives the ink carriage 3 is controlled by the control device 10 as the detection means shown in FIG. 7, and the light emitting element 143 receives the detection unit 14 to which the reflective tape 15 is not attached. The ink carriage 3 holding the ink cartridge 2 is moved in the main scanning direction so as to be exposed to light. When the movement of the ink carriage 3 is finished, the light emitted from the light emitting element 143 is received by the second light receiving element 145.
[0044]
(2) When Ink is Sufficient As shown in FIGS. 4 and 7, when ink 17 is sufficient in the ink container 16, the light irradiated to the point c that is the first reflection point of the upper slope 141. Passes through the upper slope 141 and proceeds into the ink containing portion 16. The upper slope 141 is made of the same resin material as the ink cartridge 2, and the refractive index of the ink 17 in the ink containing portion 16 at the same height as the point c is higher than that of the ink cartridge 2. Therefore, the light passes through the upper slope 141 without being reflected. As a result, the light from the light emitting element 143 is not incident on the first light receiving element 144 and the second light receiving element 145, and the control device 10 detects that there is sufficient ink.
[0045]
(3) When warning signal is displayed As shown in FIGS. 5 and 7, when the upper plane of the ink 17 is at a position lower than the point c, the point where the upper plane of the ink is the point c and the second reflection point is described in detail. If it is between d, the light applied to the upper slope 141 is reflected by the upper slope 141, and then the reflected light passes through the lower slope 142 and travels through the ink containing portion 16. Thereafter, the transmitted light is incident on the second light receiving element 145 provided outside the ink cartridge 2.
[0046]
This is because air is present in the ink containing portion 16 at the same height as the point c on the upper slope 141, and the air has a lower refractive index than the material of the ink cartridge 2. Reflects when incident. Next, the ink 17 is present in the ink containing portion 16 at the same height as the point d, and the ink 17 has a higher refractive index than the material of the ink cartridge 2. When the light reflected from the light enters, the light passes through the lower slope 142 and is emitted to the outside of the ink cartridge 2.
[0047]
Thus, the light emitted from the ink cartridge 2 enters the second light receiving element 145, and the control device 10 detects that the ink cartridge 2 is in the ink cartridge replacement time or the ink replenishment time. In response to this detection signal, the control device 10 instructs the display device 12 to display a message prompting the user to replace the ink cartridge 2 or prompting the user to fill the ink 17, and displays the display to the user.
[0048]
(4) When a stop signal is displayed As shown in FIGS. 6 and 5, when the upper surface of the ink is at a position lower than the point c, the light applied to the upper inclined surface 141 is reflected by the upper inclined surface 141, and the reflected light thereafter The light is reflected by the lower slope 142 and enters the first light receiving element 144.
[0049]
This is because air is present in the ink containing portion 16 at the same height as the point c on the upper slope 141, and since air has a lower refractive index than the material of the ink cartridge 2, light is incident on this point. Then it reflects. Next, air also exists in the ink containing portion 16 at the same height as the point d. Since the air has a lower refractive index than the material of the ink cartridge 2, the air is reflected from the upper slope 141 at this point. When the incident light is incident, the lower slope 142 is also reflected.
[0050]
As a result, the light reflected from the lower inclined surface 142 enters the first light receiving element 144, and the control device 10 detects that there is almost no ink 17 in the ink cartridge 2. In response to this detection signal, the control device 10 instructs the printer 12 to stop printing when the ink head 9 ejects a predetermined number of dots, and instructs the display device 12 to display that the ink 17 is not in the ink cartridge 2. And display it to the user.
[0051]
According to the above configuration, when the ink 17 is sufficient, when the warning signal is displayed, and when the stop signal is displayed, the remaining ink in three stages is divided into one light emitting element 143, two light receiving elements 144, 145, and ink. Since it is possible to detect with a small number of constituent elements such as one detection unit 14 in the cartridge 2, the space for providing the light emitting element 143 and the light receiving elements 144 and 145 can be reduced. Further, since it is not necessary to provide a light emitting element, a light receiving element, and a detection unit corresponding to each of the warning signal display and the stop signal display as in the prior art, the manufacturing cost can be reduced.
[0052]
【The invention's effect】
According to the present invention , when there is a sufficient amount of ink in the ink containing portion, in the case of a warning signal display, in the case of a stop signal display, three levels of ink remaining are displayed in one light emitting means, first light receiving means, and second Since detection can be performed with a small number of components called light receiving means, the space for providing the light emitting means and the light receiving means can be reduced.
[0053]
Further, since the normal lines of the first slope and the second slope are formed at right angles, the position adjustment of the light emitting means, the first light receiving means, and the second light receiving means is facilitated.
[0054]
In addition , since the first light receiving means can obtain a light amount larger than the incident light amount at the time of ink remaining amount detection, it can surely detect the presence or absence of the ink cartridge, and further detect the ink remaining amount after moving a predetermined distance. Control becomes possible.
[0055]
Further , since the light emitting element that emits infrared light is used as the light emitting means, when the infrared light passes through the black ink, it is transmitted without being absorbed, so that it can be reliably received by the light receiving element. .
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view showing a main configuration of an ink jet printer according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a perspective view of the ink cartridge.
FIG. 3 is a perspective view of the ink cartridge.
FIG. 4 is a fragmentary cutaway configuration diagram for explaining the function of the ink remaining amount detection device when the ink is sufficient.
FIG. 5 is a main part fracture configuration diagram at the time when the ink becomes a predetermined amount or less.
FIG. 6 is a main part fracture configuration diagram when the ink is further reduced.
FIG. 7 is a block diagram of the same ink remaining amount detection processing.
FIG. 8 is a perspective view illustrating an example of a conventional ink cartridge.
FIG. 9 is a front view of the ink cartridge.
FIG. 10 is a fragmentary cutaway configuration diagram for explaining the function of the ink remaining amount detection device.
11 is a cross-sectional view taken along line YY in FIG.
[Explanation of symbols]
2-Ink cartridge 10-Detection means 14-Ink remaining amount detection part 15-Reflective member 16-Ink storage part 17-Ink 141-First slope 142-Second slope 143-Light emitting means 144-First light receiving means 145-First 2 light receiving means c-first reflection point d-second reflection point

Claims (5)

インクキャリッジに搭載されたインクカートリッジのインク収容部の側面から内側に突出して設けられ、上側の第1斜面と下側の第2斜面と有し、それらの斜面が角度を有して対面し、各斜面を構成する光透過性の部材の屈折率をn1、空気の屈折率をn0、収納されるインクの屈折率をn2としたとき、n0<n1<n2であるインク残量検知部と、
前記インク収容部の側面に対向している状態で、前記インク残量検知部の第1斜面に向けて水平方向に光を照射する発光手段と、を備え、
前記インク残量検知部は、前記第1斜面が空気に接しているときは前記発光手段から照射された光が該第1斜面で第1の反射光として反射をし、前記第1斜面がインクに接しているときは前記発光手段から照射された光が前記インク収容部内を透過するように該第1斜面の角度が設定されており、前記第2斜面が空気に接しているときは前記第1斜面で反射した前記第1の反射光が前記第2斜面で第2の反射光として反射をし、前記第2斜面がインクに接しているときは前記第1の反射光が前記インク収容部内を透過するように該第2斜面の角度が設定されており、
前記第2の反射光を受光する第1受光手段と、
前記第1の反射光が前記第2斜面で反射されず前記インク収容部内を透過したときにその光を受光する第2受光手段と、
前記第1受光手段及び前記第2受光手段から伝達された信号に基づき、前記インク収容部内のインク残量を検知する検知手段と、を具備したことを特徴とするインク残量検知装置。
An ink cartridge mounted on the ink carriage and projecting inward from the side surface of the ink container, and has an upper first slope and a lower second slope, and these slopes face each other at an angle; An ink remaining amount detection unit where n0 <n1 <n2, where n1 is a refractive index of a light-transmitting member constituting each slope, n0 is a refractive index of air, and n2 is a refractive index of stored ink;
A light emitting unit that emits light in a horizontal direction toward the first slope of the ink remaining amount detection unit in a state of being opposed to a side surface of the ink storage unit;
When the first slope is in contact with air, the ink remaining amount detection unit reflects light emitted from the light emitting means as first reflected light on the first slope, and the first slope is ink. The angle of the first slope is set so that the light emitted from the light emitting means is transmitted through the ink containing portion when in contact with the air, and the second slope is in contact with air when the second slope is in contact with air. The first reflected light reflected by one inclined surface is reflected as second reflected light by the second inclined surface, and when the second inclined surface is in contact with ink, the first reflected light is reflected in the ink containing portion. The angle of the second slope is set so as to pass through
First light receiving means for receiving the second reflected light;
A second light receiving means for receiving the first reflected light when the first reflected light is not reflected by the second slope and is transmitted through the ink containing portion;
An ink remaining amount detecting apparatus comprising: a detecting unit configured to detect an ink remaining amount in the ink containing portion based on signals transmitted from the first light receiving unit and the second light receiving unit.
前記インク残量検知部の第1斜面と第2斜面の各法線は直角を成すように設定されていることを特徴とする請求項1に記載のインク残量検知装置。The ink remaining amount detection apparatus according to claim 1, wherein the normal lines of the first slope and the second slope of the ink remaining amount detection unit are set to form a right angle. 前記発光手段、前記第1受光手段及び前記第2受光手段は、プリンタの用紙搬送領域外側に配置されることを特徴とする請求項1または2に記載のインク残量検知装置。The ink remaining amount detection apparatus according to claim 1, wherein the light emitting unit, the first light receiving unit, and the second light receiving unit are disposed outside a paper conveyance area of a printer. 前記インク残量検知部に設けられ、前記発光手段から発光された光をすべて反射して、前記第1受光手段に入射させ、インクカートリッジの有無の検知に用いる反射部材を更に有することを特徴とする請求項1ないし3のいずれかに記載のインク残量検知装置。A reflection member that is provided in the ink remaining amount detection unit and reflects all the light emitted from the light emitting unit to be incident on the first light receiving unit and is used for detecting the presence or absence of an ink cartridge; The ink remaining amount detection device according to claim 1. 前記発光手段は、赤外光を発光する発光素子であることを特徴とする請求項1ないし4のいずれかに記載のインク残量検知装置。The ink remaining amount detection apparatus according to claim 1, wherein the light emitting unit is a light emitting element that emits infrared light.
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