JP4115106B2 - Ink remaining amount detection device and inkjet recording device - Google Patents

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【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、インク残量を光学的に検出するインク残量検出装置、及び該インク残量検出装置を備えたインクジェット記録装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
インクジェット記録装置は、所定の方向（副走査方向）に送りを加えられる記録紙の一面に臨ませて、前記送りの方向と略直交する方向（主走査方向）に移動するインクヘッドを備え、インクヘッドから噴出されるインク粒を記録紙の一面に衝突させ、各インク粒の衝突位置に形成されるドットの組合せにより、図柄、文字等のパターン記録を行わせる構成となっている。
【０００３】
このようなインクジェット記録装置では、インクヘッドと共に移動用のキャリッジに搭載されたインクカートリッジからインクヘッドへ記録用のインクが供給されているが、このインクカートリッジの内部に貯溜されたインク残量が不足した場合、インクヘッドの内部に空気が吸込まれ、気泡が生成されて、前述したインク粒の噴射、及びこれによるパターン記録に支承を来すという不具合が生じる。
そこで、従来からインクカートリッジ内部のインクの液面レベルを検出して、インク残量を検出し、検出したインク残量が予め定められた最低残量以下となった場合、インクカートリッジの交換を促す表示を行って、前述の不具合を未然に防止するようにしている。
【０００４】
図２１は、従来のインク残量検出装置の構成を示す側断面図である。
インク残量センサ３は、インクカートリッジ２に光を照射する発光部３１、発光部３１からの光を受光する受光部３２、及び図に示していない制御部を備えている。
また、インクカートリッジ２の側壁には、Ｖ字形の溝が設けられている。この溝を構成する２つの斜面Ｘ，Ｙは、インクカートリッジ２の側壁から夫々４５度の傾斜角で内側に向けて形成され、互いに直交するようになっている。また、斜面Ｘ，Ｙは、インクカートリッジ２の内部を見通せるような光透過性の合成樹脂により構成されている。そのため、斜面Ｘ，Ｙの反射率はインクカートリッジ２の内部にインクが存在するか否かにより変化し、インクが存在する場合にはインクの屈折率の影響を受けて、斜面Ｘ，Ｙでの光の反射率が小さくなり、インクカートリッジ２の内部にインクが存在しない場合には、斜面Ｘ，Ｙでの光の反射率が大きくなる。
【０００５】
従って、図２１（ａ）に示した如く、インクカートリッジ２の内部にインクが充分にあり、インク液面が斜面Ｘ，Ｙよりも上側に位置している場合、発光部３１より照射された光は、斜面Ｘ，Ｙを透過して、インクカートリッジ２の内部に拡散する。
【０００６】
一方、図２１（ｂ）に示した如く、インクの液面が斜面Ｘ，Ｙよりも下側に位置している場合、発光部３１より照射された光は、斜面Ｘ，Ｙの双方によって反射され、受光部３２に到達する。これにより、受光部３２は、受光した受光量に応じた出力信号を制御部に対して出力する。制御部では、出力信号に対する基準値を有しており、この基準値と受光部３２から受取った出力信号の大きさとを比較して、受取った出力信号の大きさが基準値より大きい場合には、インクカートリッジ２のインク残量が少ないことを検知するようになっている。
【０００７】
また、図２１に示したインク残量検出装置では、一組の発光部３１と受光部３２とから構成されるインク残量センサ３を用いて、１つの液面レベルを検出する構成となっており、複数の液面レベルを検出するために、複数のインク残量センサ３を設けたインク残量検出装置が知られている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のインク残量検出装置では、受光部３２が受光する光量によりインク残量を検出するため、発光部３１が照射する光量又は受光部３２の感度が、経年変化により変化した場合、又は、環境温度による受光部３２の素子に感度のばらつきがある場合、インク残量の有無の判断を誤ることがあるという問題が生じていた。
【０００９】
また、複数の液面レベルを検出するインク残量検出装置では、複数組の発光部と受光部とを設けているため、大きな設置スペースが必要となり、また、製造コストが高くなるという問題があった。
【００１０】
更に、従来のインク残量検出装置は、インクカートリッジ２のインク残量のみを検出しているため、不完全な取付け状態では、２つの斜面Ｘ，Ｙがインク残量センサ３の対向位置にない場合、受光部３２にて反射光を受光出来ないため、インク残量が不足している場合であっても、制御部では、インク残量ありと判断する。また、図２１（ｃ）に示した如く、２つの斜面Ｘ，Ｙがインク残量センサ３の対向位置にある場合であっても、インクの液面の状態によっては、発光部３１にて照射された光が反射されないことがあり、前述したところと同様に、制御部ではインク残量ありと判断する。その結果、実際にインク残量が不足しているにも関わらず、印刷を実行しようとするため、インク供給不良による印刷不良、インク加圧室等への気泡の吸い込み等の問題があった。また、インクカートリッジの取付け状態が不完全であるにも関わらず、キャリッジ走行時にインクカートリッジが脱落して、キャリッジとインクカートリッジとが衝突し、故障の原因になっていた。
【００１１】
本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、インク残量に拘らず一定の反射率を有する第１反射部とインク残量に応じて反射率が変化する第２反射部とをインクカートリッジの側壁に備え、夫々の反射部から反射される光の量の差異に基づき、インク残量を検出することにより、インク残量の有無の判断に誤りが少ないインク残量検出装置を提供することを目的とする。
【００１２】
本発明の他の目的は、複数の液面レベルを検出することができると共に、設置スペースが小さく、製造コストが安価なインク残量検出装置を提供することにある。
【００１３】
本発明の更に他の目的は、インクカートリッジの側壁から４５度の角度で内側に向けて互いに直交するように夫々形成された２つの斜面により第１液面レベル用反射部を構成することにより、インクカートリッジと一体成型することができ、製造コストが安価なインク残量検出装置を提供することにある。
【００１４】
本発明の更に他の目的は、インクカートリッジの側壁から略４５度の角度で内側上方に向けて形成された第１の斜面、この第１の斜面と直交するように形成された第２の斜面、及びこの第２の斜面と直交かつ第１の斜面と平行をなすように形成された第３の斜面により第２液面レベル用反射部を構成することにより、インクカートリッジと一体成型することができ、製造コストが安価なインク残量検出装置を提供することにある。
【００１５】
本発明の更に他の目的は、発光部及び受光部の位置調整及び光軸調整を容易に行うことができるインク残量検出装置を提供することにある。
【００１６】
本発明の更に他の目的は、液面レベルが所定の範囲にある場合、第１及び第２液面レベル用反射部からの反射光に基づいて、液面レベルを確実に検出することができるインク残量検出装置を提供することにある。
【００１７】
本発明の更に他の目的は、インクカートリッジの取付け状態を検出することができるインク残量検出装置を提供することにある。
【００１８】
本発明の更に他の目的は、異なる色のインクを貯溜する複数のインク容器を有し、各インク容器毎に前記第２反射部を備えることにより、各色のインク残量を検出することが出来るインク残量検出装置を提供することにある。
【００１９】
本発明の更に他の目的は、インクカートリッジを取付けるべきキャリッジが移動している間に、インク残量を検出することができるインクジェット記録装置を提供することにある。
【００２０】
本発明の更に他の目的は、インク残量の残量の検出及びインクカートリッジの取付け状態の検出を精度良く行うことができるインクジェット記録装置を提供することにある。
【００２１】
本発明の更に他の目的は、キャリッジに取付けられたインクカートリッジの移動方向の位置を検出することができるインクジェット記録装置を提供することにある。
【００２２】
本発明の更に他の目的は、プリンタの電源投入後、又はインクカートリッジの取付け後にインクカートリッジの取付け状態を検出することができるインクジェット記録装置を提供することにある。
【００２３】
【課題を解決するための手段】
本発明に係るインク残量検出装置は、インクカートリッジが主走査方向に移動する間に光を照射する発光部と、前記インクカートリッジに設けられ、前記発光部による照射光を反射する複数の反射部と、該反射部からの反射光を受光する受光部と、該受光部が受光した光量に基づき、前記インクカートリッジのインク残量を検出する検出部とを備えるインク残量検出装置において、前記反射部は、所定の反射率を有する第１反射部と、インク残量に応じて反射率が変化する１又は複数の第２反射部とを前記インクカートリッジの側壁に備え、該第２反射部は、インクの液面レベルが第１の液面レベルより下位にある場合、前記発光部からの照射光を反射して前記受光部へ導く第１液面レベル反射部と、インクの液面レベルが前記第１の液面レベルと異なる第２の液面レベルより下位にある場合、前記発光部から照射光を反射して前記受光部へ導く第２液面レベル反射部とを前記主走査方向に並設してなり、前記検出部は、前記受光部が受光した前記第１及び第２反射部からの反射光の光量を比較する比較演算部と、該比較演算部が算出した結果に基づき、インク残量を検出する残量検出部とを備えることを特徴とする。
【００２４】
本発明にあっては、インク残量に依存しない反射率を有する第１反射部と、インク残量に応じて反射率が変化する第２反射部とをインクカートリッジの側壁に備え、各反射部からの反射光を受光し、受光した各反射光量を比較して、インク残量を検出するようにしてある。そのため、環境温度又は経年変化により受光部の感度が変化した場合にも、インク残量の有無を誤ることなく検出することが可能である。
【００２６】
本発明にあっては、照射した光の光軸と液面レベルとの位置関係により、反射されるか否かが決まる２つの液面レベル検知部を備えているため、少なくとも所定の範囲に属する３つの液面レベルを検出することが可能である。
また、発光部と受光部とを一組だけ設けることによって、複数の液面レベルを検出することが可能であるため、設置スペースが小さく、製造コストが安価なインク残量検出装置を提供することが可能である。
【００２７】
本発明に係るインク残量検出装置は、前記第１液面レベル用反射部は、前記側壁から４５度の角度で内側に向けて互いに直交するように夫々形成された２つの斜面を備えることを特徴とする。
【００２８】
本発明にあっては、第１液面レベル用反射部が、インクカートリッジの側壁から内側に向けて形成した２つの斜面から構成されるため、インクカートリッジと一体成型することができ、安価に製造することができる。
【００２９】
本発明に係るインク残量検出装置は、前記第２液面レベル用反射部は、前記側壁から略４５度の角度で内側上方に向けて形成され、前記照射光の一部又は全部を反射する第１の斜面、該第１の斜面と直交するように形成され、該第１の斜面により反射された光の一部又は全部を反射する第２の斜面、及び該第２の斜面と直交かつ前記第１の斜面と平行をなすように形成され、前記第２の斜面により反射された光の一部又は全部を反射する第３の斜面を備え、該第３の斜面により反射された光を前記第１の斜面の一部にて反射し、前記受光部へ導くように構成してあることを特徴とする。
【００３０】
本発明にあっては、第２液面レベル用反射部が、インクカートリッジの壁面から内側に向けて形成した２つの斜面と、該２つの斜面の夫々に連続する斜面から構成されるため、インクカートリッジと一体成型することができ、安価に製造することができる。
【００３１】
本発明に係るインク残量検出装置は、前記発光部からの照射光の光軸と前記反射部からの反射光の光軸とが平行をなすべく、前記第１及び第２液面レベル用反射部の夫々の斜面が構成されていることを特徴とする。
【００３２】
本発明にあっては、発光部により照射される照射光の光軸と反射部により反射される反射光の光軸とが平行になるように、第１液面レベル用反射部と第２液面レベル用反射部とが構成されているため、反射部及び受光部の位置調整及び光軸調整が容易になる。
【００３３】
本発明に係るインク残量検出装置は、前記第３の斜面からの光を反射する前記第１の斜面の部位は、インクが入らないように前記インクカートリッジに設けた空間と隣接するように配置してあることを特徴とする。
【００３４】
本発明にあっては、第３の斜面からの光を反射する第１の斜面の部位は、インクが入らないようにインクカートリッジに設けた空間と隣接するように配置しているため、発光部から照射される照射光が、各斜面で反射される際、最後に反射される斜面の内側の状態をインクが入っていない状態と同じ状態にすることが可能になる。従って、液面レベルが所定の範囲にある場合、第１液面レベル用反射部に照射した照射光が反射されない状態でも、第２液面レベル用反射部に照射した照射光を反射する状態にすることが可能である。従って、第１液面レベル用反射部からの反射光と第２液面レベル用反射部からの反射光とに基づき液面レベルを検出することが可能である。
【００３５】
本発明に係るインク残量検出装置は、前記受光部が受光した前記第１反射部からの反射光の光量と、予め記憶された所定の光量とを比較する比較演算部を更に備えることを特徴とする。
【００３６】
本発明にあっては、インクカートリッジに設けられた第１反射部からの反射光を受光し、受光した光量により、インクカートリッジの取付け状態を検出するようにしてある。第１反射部からは、インク残量により反射率が変化しないため、インクカートリッジが所定の位置に正常に取付けられている場合には、所定量の光が受光部により受光される。しかしながら、外部から与えられる衝撃の影響により、インクカートリッジが取付け状態が正常でなくなっている場合には、第１反射部から反射される光の光路が変化して、受光部にて受光する光量が減少するか、又は、全く検出されなくなる。したがって、第１反射部からの光量を検出することによって、インクカートリッジの取付け状態を非常に容易に検出することが可能である。
【００３７】
本発明に係るインク残量検出装置は、前記インクカートリッジは、異なる色のインクを貯溜する複数のインク容器からなり、各インク容器毎に前記第２反射部を備えることを特徴とする。
【００３８】
本発明にあっては、複数のインク容器を有しており、各インク容器毎に第２反射部を備えている。そのため、複数色のインクを利用するカラーインクジェット記録装置では、各インク容器に貯溜された異なる色のインクを使用するが、そのインク容器毎（色毎）のインク残量の有無を検出することが可能となる。
【００３９】
本発明に係るインクジェット記録装置は、１又は複数のインクカートリッジを取付けるべきキャリッジと、該キャリッジを案内するガイド軸と、該ガイド軸に沿う方向の往復移動を制御する制御部とを備えるインクジェット記録装置において、前記キャリッジが移動する間に、取付けたインクカートリッジのインク残量を検出する本発明のインク残量検出装置を備えることを特徴とする。
【００４０】
本発明にあっては、インクカートリッジが取付けられているキャリッジが移動している間に、発光部は光を照射するようにしてある。したがって、インク残量を検出する目的のためだけに、インクカートリッジ、又は検出部を移動させる必要はなく、非常に容易にインク残量を検出することが可能である。
また、異なる色のインクを夫々貯溜した複数のインクカートリッジをキャリッジに取り付けることができ、夫々のインクカートリッジについてのインク残量の有無を検出できるようにしてあるため、インク残量が無くなったインクカートリッジのみを交換することにより、インク切れが発生していない他のインクを無駄なく消費することが可能である。
【００４１】
本発明に係るインクジェット記録装置は、前記キャリッジの移動経路の終端位置に対向すべく設けられた前記インク残量検出装置の発光部及び受光部を備えることを特徴とする。
【００４２】
本発明にあっては、キャリッジの移動範囲の終端位置に対向して、受光部及び発光部を備えているため、キャリッジの移動速度が低い場合に、インク残量の検出及びインクカートリッジの取付け状態の検出を行うことができ、検出精度を高くすることができる。
【００４３】
本発明に係るインクジェット記録装置は、前記インク残量検出装置の第１反射部からの反射光を受光した結果に基づき、取り付けたインクカートリッジの移動方向の位置を検出する位置検出部を更に備えることを特徴とする。
【００４４】
本発明にあっては、第１反射部からの反射光を受光した結果に基づき、インクカートリッジの移動方向の位置を検出することが可能であると共に、第１反射部からの反射光を受光してから所定時間後の第２反射部からの反射光を受光することによってインク残量を検出する制御を行うことが可能となる。
【００４５】
本発明に係るインクジェット記録装置は、前記制御部は、前記キャリッジの駆動を開始させる駆動開始信号を受付ける手段を備えることを特徴とする。
【００４６】
本発明にあっては、前記キャリッジを駆動開始させる駆動開始信号を受付ける手段を備えている。従って、インクジェット記録装置の電源投入後、及びインクカートリッジ交換後に、初めてインクジェット記録装置を作動させる場合に、インクカートリッジの取付け状態を検出することができる。
そのため、インクジェット記録装置を使用していない間に外部から与えられる振動の影響により、インクカートリッジの取付け状態が正常でなくなっている場合、また、インクカートリッジを交換した直後には、インクカートリッジが正常に取り付けられていない場合がある。このような場合に、インクカートリッジの取付け状態を検出することで、取付け状態の不備による、インク漏れ、インクジェット記録装置の故障を防止することが可能となる。
【００４７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明をその実施の形態を示す図面に基づいて具体的に説明する。
実施の形態１．
図１は本発明のインクジェット記録装置の要部の概略構成を示す斜視図である。
このインクジェット記録装置は、図示しないハウジングの内部に横架されたガイド軸１１に軸長方向への移動自在に支持されたキャリッジ１０上に、インクヘッド１とインクカートリッジ２とを備えている。ガイド軸１１の下方には、これと平行をなして送りベルト１２が張架され、該送りベルト１２の中途部は前記キャリッジ１０の一部に連結されている。以上の構成によりキャリッジ１０は、図示しない送りモータからの伝導による送りベルト１２の正逆回転に応じて、前記ガイド軸１１に沿って、図中の矢符により示す主走査方向に往復移動する。
【００４８】
インクヘッド１は、下方に向けてインク粒を噴射すべく、キャリッジ１０の下部に固設されている。インクカートリッジ２は、光透過性の合成樹脂材料により形成された矩形箱型をなす中空の容器であり、その内部に貯溜するインクをインクヘッド１に供給すべく、インクヘッド１の上部に位置してキャリッジ１０に着脱自在に取付けられている。インクヘッド１及びインクカートリッジ２は、キャリッジ１０の移動に応じて前述の主走査方向に往復移動する。
【００４９】
インクヘッド１より下方の適宜位置には、前記主走査方向と略直交する方向に適宜間隔を隔てて、ガイド軸１１と平行をなして架設された上下各一対の給紙ローラ１３，１４と排紙ローラ１５，１６とが配してあり、記録紙５は、給紙ローラ１３，１４の間、及び排紙ローラ１５，１６の間に狭持され、これらの回転により、図中に白抜矢符にて示す如く、前記主走査方向と略直交する副走査方向に搬送されるようになっている。
【００５０】
このように搬送される記録紙５の表面には、インクヘッド１が、制御部４（図２参照）からの動作指令に従って主走査方向に移動しつつ噴射するインク粒を付着させ、インクヘッド１の移動と、記録紙５の副走査方向の搬送との組合せにより所望の図柄、文字等が記録される。図柄、文字等の記録を終えた記録紙５は、排紙ローラ１５，１６の回転により、図示しないハウジングの外部に排出されて回収される。
【００５１】
また、インク残量を検出するインク残量センサ３を、インクカートリッジ２の移動経路から適長離隔して、キャリッジ１０と排紙ローラ１５，１６との間の適宜位置に設けている。
なお、図１に示したように、インク残量センサ３は、ガイド軸１１に沿って移動するインクカートリッジ２の移動経路の略中央に配しているが、移動経路の範囲内であれば如何なる位置であってもよく、また、インク残量センサ３の配設数は１個に限らず、移動経路の中途に複数のインク残量センサ３を配設してもよい。
【００５２】
図２は、本発明のインクジェット記録装置の制御系の構成を示すブロック図である。
ＣＰＵ，ＲＡＭ，ＲＯＭを備えるマイクロプロセッサにより構成された制御部４には、コンピュータ等の外部装置から、パターン形成のための画像データＤが与えられ、また、スイッチ、キーボード等の入力部４０から使用者による操作情報が与えられている。
【００５３】
一方、制御部４の出力は、インクジェット記録装置の動作状態を表示する表示部４１、インクヘッド１にインク粒の噴射動作を行わせるヘッド駆動部４２、インクヘッド１及びインクカートリッジ２を搭載するキャリッジ１０を主走査方向に移動させるキャリッジ駆動部４３、並びに、記録紙５の搬送用の給紙ローラ１３，１４及び排紙ローラ１５，１６を駆動するローラ駆動部４４に夫々与えられている。
【００５４】
更に制御部４の出力は、インク残量センサ３にも与えられており、該インク残量センサ３は、制御部４からの動作命令に従って残量検出のための後述する動作を行う。残量検出の際に得られたインク残量センサ３の出力は、制御部４に与えられており、制御部４は、インク残量センサ３からの入力を用いてインクカートリッジ２の内部のインク残量が不足しているか否かを判定し、この判定の結果を表示部４１に出力する。表示部４１としては、ＬＥＤ等の光によりインクジェット記録装置の状態を示す表示部、液晶デイスプレイ等のメッセージ表示を行う表示部、又は音声出力装置等の音声表示を行う表示部等を用いることができる。
【００５５】
制御部４に備えられたＲＯＭには、記録紙５への図柄、文字等の記録のためのインクヘッド１の動作、インク残量検出動作等の各種動作のための制御プログラム、及び表示部４１の表示内容等、以下の動作に必要な種々の情報が格納されている。
【００５６】
前述の図柄、文字等の記録のためのインクヘッド１の動作は、従来から行われる動作と同様であり、入力される画像データＤをＲＡＭに一旦格納し、ヘッド駆動部４２、キャリッジ駆動部４３及びローラ駆動部４４に動作命令を発して、キャリッジ１０と共にインクヘッド１を主走査方向に往復移動させつつ、該インクヘッド１からＲＡＭに格納された画像データＤに基づいてインク粒を噴射させ、また記録紙５にインクヘッド１の移動に応じて副走査方向に所定ピッチ毎の送りを加え、記録紙５の表面に前記画像データＤに対応するパターンを形成する手順にて行われる。
【００５７】
図３は、本発明のインク残量検出装置の構成を示す斜視図、図４は、同じく側断面図である。
インクカートリッジ２は、光透過性の合成樹脂材料により形成された直方体の中空の容器であり、キャリッジ１０に取付けた場合にインク残量センサ３と対向する壁面の下部に、インクカートリッジ２と一体成型され、インク残量センサ３の発光部３１（図４参照）から照射される光を反射する反射部２０を備えている。反射部２０は、互いに性質が異なる第１反射部２１と第２反射部２２とを図に示す矢符の方向に配したものである。
第１反射部２１は、前記矢符の方向に沿うＶ字形の溝からなり、この溝を構成する２つの斜面２１Ｘ，２１Ｙは、インクカートリッジ２の壁面から夫々４５度の傾斜角で内側に切れ込み、互いに直交するようになっている。そして、２つの斜面２１Ｘ，２１Ｙには、光を全反射する反射部材として反射テープ２３が貼着されている。
第２反射部２２は、第１反射部２１と同様のＶ字形の溝により構成されたものであり、この溝を構成する斜面２２Ｘ，２２Ｙ（図５参照）は、インクカートリッジ２の側壁から夫々４５度の傾斜角で内側に切れ込み、互いに直交するようになっている。
【００５８】
図４に示す如きインク残量センサ３は、例えば、ＬＥＤを用いてなる発光部３１と、フォトダイオードを用いてなる受光部３２とを共通の基部３３に取付けて構成されており、発光部３１からの照射光が、インクカートリッジ２に設けられた反射部２０の斜面２１Ｘ（又は２２Ｘ）に対して略４５度の角度で入射されるように、また反射部２０の斜面２１Ｙ（又は２２Ｙ）で略４５度の角度で反射された反射光が受光部３２で受光することができるように、光軸が調整されて発光部３１及び受光部３２が基部３３に取付けられている。このように光軸の位置調整を行うことにより発光部３１からの照射光は、図４中に矢符で示した如く、一方の斜面２１Ｘ（又は２２Ｘ）に照射され、この照射光の一部が略直角に反射されて他方の斜面２１Ｙ（又は２２Ｙ）に達し、該斜面２１Ｙ（又は２２Ｙ）により再度略直角に反射された反射光が前記受光部３２に受光される。
【００５９】
ここで、第１反射部２１の２つの斜面２１Ｘ，２１Ｙに貼着された反射テープ２３によって、発光部３１からの照射光は一定の反射率で反射されるが、第２反射部２２の２つの斜面２２Ｘ，２２Ｙは光透過性の合成樹脂材料により形成されているため、インクカートリッジ２の内部にインクが存在するか否かにより反射率が変化する。
まず、インクカートリッジ２の内部にインクが存在しない場合について説明する。スネルの法則により、前記合成樹脂材料の屈折率をｎ、照射光の入射角をθとして、ｎ＞１／Ｓｉｎθの関係を満たす場合、斜面２２Ｘ，２２Ｙに照射された照射光は全反射される。
ここで、前記合成樹脂材料としてアクリル樹脂を選択した場合、屈折率ｎは略１．４９であり、入射角θは略４５度であるから１／Ｓｉｎθ＝１．４１となり、前述の関係式を満たすことになる。
したがって、インクカートリッジ２の内部にインクが存在しない場合、インク残量センサ３の発光部３１から照射された照射光は、２つの斜面２２Ｘ，２２Ｙで全反射されて、受光部３２に到達することになる。
次に、インクカートリッジ２の内部にインクが存在する場合について説明する。スネルの法則により、前記合成樹脂材料の屈折率をｎ、インクの屈折率をｎ’、照射光の入射角θとして、ｎ＞ｎ’／Ｓｉｎθの関係を満たす場合、斜面２２Ｘ，２２Ｙに照射された照射光は全反射される。
ここで、インクの屈折率はｎ’は略１．３３であるから、ｎ’／Ｓｉｎθの値は略１．８８となる。したがって、前記合成樹脂材料としてアクリル樹脂（屈折率ｎ＝１．３３）を選択した場合、照射光は斜面２２Ｘ，２２Ｙで全反射されず、照射光の一部はインクカートリッジ２の内部へ透過される。
したがって、インクカートリッジ２の材料としては、アクリル樹脂に限定されるものでなく、屈折率ｎが１．４９＜ｎ＜１．８８の範囲にあるものであればよい。
【００６０】
図５は、第２反射部２２による反射光の検出を説明する説明図である。
図５（ａ）に示したように、インクカートリッジ２の内部に充分にインクがあり、インクの液面が第２反射部２２より高位に位置している場合、斜面２２Ｘ，２２Ｙの内側がインクにより覆われるため、斜面２２Ｘ及び斜面２２Ｙで透過する光量が多くなり、受光部３２に達する反射光の光量は少なく、この受光量に対応する受光部３２の出力信号は低レベルとなる。また、図５（ｂ）に示したように、インクの液面が斜面２２Ｙに差し掛かっている場合、斜面２２Ｘで反射される光量は、前述の図５（ａ）の場合と比べて多くなるが、斜面２２Ｙで透過される光量が大きいため、受光部３２に達する反射光の光量は依然として少なく、受光部３２が出力する出力信号は低レベルとなる。これに対して、図５（ｃ）に示したように、インクの液面が第２反射部２２の斜面２２Ｘ，２２Ｙより下位に位置する場合、両斜面２２Ｘ，２２Ｙにより反射される反射光量が多くなり、受光部３２にて受光する反射光量が多くなるため、受光部３２が出力する出力信号は高レベルとなる。
このように、第２反射部２２からの反射光量に基づいて、受光部３２が出力する信号のレベルは、インクカートリッジ２内のインクの液面レベルに依存するものとなる。
【００６１】
一方、第１反射部２１は、インクカートリッジ２内のインクの液面レベルに依らず、一定の反射率を有するため、発光部３１の発光量に変化が無い限り、受光部３２にて受光する反射光量は、一定となり、受光部３２が出力する出力信号は所定の大きさの信号レベルとなる。
制御部４は、インクカートリッジ２を取付けているキャリッジ１０が主走査方向に移動する間に、インク残量センサ３に動作指令を発して、インク残量センサ３の発光部３１に発光を行わせる。制御部４は、所定のサンプリング周期で受光部３２からの出力信号を取込む。
そして、制御部４では、第１反射部２１からの反射光量に基づく出力信号と第２反射部２２からの反射光量に基づく出力信号とを受取り、それらの差の値を算出する。
そして、この差の値が所定の許容範囲内にある場合に、制御部４は、インクカートリッジ２のインクが不足していると判断するようになっており、表示部４１にインク不足である旨の警告を表示させる。
【００６２】
このように、第１反射部２１からの反射光量を、第２反射部２２の反射光量における基準値として利用するように設定されている。これにより、例えば、発光部３１の光量又は受光部３２の感度が変化してしまった場合でも、インクカートリッジ２内のインク残量の有無を誤ることなく検出することが可能である。
【００６３】
図６及び図７は、インク残量の検出手順を示すフローチャートである。
本発明のインク残量検出装置では、キャリッジ１０の移動中にインクカートリッジ２内のインク残量を検出するようにしている。
まず、制御部４は、待機状態にあるプリンタが印刷要求を受付けたか否かを判断する（ステップＳ１）。印刷要求を受け付けていない場合（Ｓ１：ＮＯ）、印刷要求を受付けるまで待機する。
印刷要求を受付けた場合（Ｓ１：ＹＥＳ）、制御部４は、動作命令を発して、キャリッジ１０を走査し、印刷を行う（ステップＳ２）と共に、インク残量センサ３に対して動作命令を発し、発光部３１を発光させる（ステップＳ３）。また、制御部４は、所定のサンプリング周期で受光部３２からの出力信号を取り込む（ステップＳ４）。
【００６４】
制御部４は、取込んだ出力信号の大きさＶ１がＶｎ１より大きいか否かを判断する（ステップＳ５）。ここでＶｎ１の値は、例えば、第１反射部２１からの反射光量に基づく出力信号の大きさより少しだけ小さな値に設定する。
取り込んだ出力信号の大きさがＶｎ１以下である場合（Ｓ５：ＮＯ）、処理をＳ５へ戻し、取込んだ出力信号の大きさがＶｎ１より大きい場合（Ｓ５：ＹＥＳ）、ＲＡＭにその大きさＶ１を格納する（ステップＳ６）。
【００６５】
次いで、制御部４は、予め記憶された時間ｔが経過した後、最初に取り込んだ出力信号の大きさＶ２をＲＡＭに格納する（ステップＳ７）。ここで、前記時間ｔは、キャリッジ１０の移動中にインクカートリッジ２の第１反射部２１がインク残量センサ３の対向位置を通過してから第２反射部２２がインク残量センサ３の対向位置を通過するまでの経過時間である。
【００６６】
制御部４は、格納したＶ２の大きさがＶｎ２より大きいか否かを判断する（ステップＳ８）。ここで、Ｖｎ２の値は、０より少しだけ小さな値に設定する。
Ｖ２の大きさがＶｎ２以下である場合（Ｓ８：ＮＯ）、キャリッジの走査方向が所定の方向でないと判断して、処理をＳ５へ戻す。
【００６７】
Ｖ２の大きさがＶｎ２より大きいと判断した場合（Ｓ８：ＹＥＳ）、制御部４は、格納された出力信号の大きさＶ１とＶ２との差を算出し（ステップＳ９）、その差が予め設定した所定範囲内に含まれるか否かを判断する（ステップＳ１０）。
【００６８】
Ｖ１とＶ２との差が所定範囲内であると判断した場合（Ｓ１０：ＹＥＳ）、インクカートリッジ２内のインク残量が不足していると判断し、表示部４１にインク不足である旨の警告を表示する（ステップＳ１１）。そして、次の印刷要求の有無を判断する（ステップＳ１２）。印刷要求がある場合（Ｓ１２：ＹＥＳ）、処理をステップＳ２へ戻し、印刷要求がない場合（Ｓ１２：ＮＯ）、印刷を終了する。
【００６９】
また、ステップＳ１０で、算出した差の値が所定範囲にない場合（Ｓ１０：ＮＯ）、制御部４は、インクカートリッジ２内にインクが充分に有ると判断し、インク不足である旨の警告は行わず、次の印刷要求の有無を判断する（ステップＳ１２）。印刷要求がある場合（Ｓ１２：ＹＥＳ）、処理をＳ２へ戻し、印刷要求がない場合（Ｓ１２：ＮＯ）、印刷を終了する。
【００７０】
なお、本実施の形態では、出力信号の大きさＶ１及びＶ２の差の値を算出し、算出した差の値が所定範囲内であるか否かにより、インク残量の有無を検出しているが、出力信号の大きさＶ１とＶ２との比を算出し、算出した比の大きさに基づき、インク残量の有無を検出するような構成であってもよい。
【００７１】
また、ステップＳ１０で、インク残量が不足していると判断された場合、インク不足である旨の警告を表示した後、キャリッジ１０の走査を一旦停止させるような形態であってもよい。
【００７２】
実施の形態２．
本実施の形態では、複数の液面レベルを検出するインク残量検出装置及びインクジェット記録装置について具体的に説明する。
【００７３】
図８は、本発明のインク残量検出装置の構成を示す斜視図である。
図中２は、図１に示したキャリッジ１０に取付けられるインクカートリッジ、３は、同じく図１に示したものと同様のインク残量センサである。
インクカートリッジ２は、光透過性の合成樹脂により形成された直方体の中空の容器であり、キャリッジ１０に取付けた場合にインク残量センサ３と対向する面には、インクカートリッジ２の底面から少し上側の位置に設けた第１反射部２１、及び第２反射部２２を備えている。
第１反射部２１は、インクカートリッジ２の側壁に設けたＶ字形の溝からなり、この溝を構成する２つの斜面２１Ｘ，２１Ｙは、インク残量センサ３との対向面から夫々４５度の角度で切込み、互いに直交するようになっている。また、２つの斜面２１Ｘ，２１Ｙには、照射した光を全反射する反射部材として反射テープ２３が貼着されている。
第２反射部２２は、前記側壁と反対側の側壁近傍であって、インク残量センサ３との対向面に設けてあり、インクカートリッジ２と同じ光透過性の合成樹脂により一体成形されたものである。また、第２反射部２２は、２つの液面を検知するために、後で詳述する第１液面レベル用反射部５１と第２液面レベル用反射部５２とを並設してなるものである。
【００７４】
図９及び図１０は、インク残量検出装置の側断面図である。
図９（ａ）に示したように、第２液面レベル用反射部５２は矩形状の溝からなり、インク残量センサ３との対向面から夫々略４５度の角度で上方に切れ込み、互いに平行をなす２つの斜面５２Ｘ，５２Ｚと、両斜面５２Ｘ，５２Ｚに直交する斜面５２Ｙとにより構成される。また、斜面５２Ｚの下側には、前記対向面と平行をなす仕切板５５が設置され、インクが入らないような空間を対向面近傍に設けている。
また、図９（ｂ）に示したように、第１液面レベル用反射部５１はＶ字形の溝からなり、前記対向面から夫々略４５度の角度で内側に向けて形成され、互いに直交する２つの斜面５１Ｘ，５１Ｙにより構成される。
【００７５】
インク残量センサ３は、例えば、ＬＥＤを用いてなる発光部３１と、フォトダイオードを用いてなる受光部３２とを共通の基部３３に取付けて構成されており、発光部３１からの照射光が、第１液面レベル用反射部５１の斜面５１Ｘ、又は第２液面レベル用反射部５２の斜面５２Ｚに略４５度の角度で入射するように照射光の光軸が調整されており、斜面５１Ｙ、又は斜面５２Ｚで略４５度の角度で反射された反射光が受光部３２で受光できるように光軸が調整されている。
【００７６】
このように光軸を調整して、発光部３１と受光部３２とを基部に取付けることにより、インクカートリッジ２の内部にインクが充分にある場合、図９（ａ）に示すように、発光部３１から第１液面レベル用反射部５１に向けて照射された照射光は、斜面５１Ｘの中途部のｅ点で透過され、第２液面レベル用反射部５２に向けて照射された照射光は、斜面５２Ｚの中途部のａ点で透過される。
また、インクの液面レベルが、図９（ｂ）に示す斜面５１Ｘの中途部のｅ点と斜面５１Ｙの中途部のｆ点との間にある場合、第１液面レベル用反射部５１に照射された照射光は、ｅ点で反射された後、ｆ点で透過される。一方、インクの液面レベルが図９（ｃ）に示した位置にある場合、第２液面レベル用反射部５２に照射された照射光は、斜面５２Ｚ，５２Ｙ，５２Ｘの各中途部のａ点，ｂ点，ｃ点で反射された後、仕切板５５によりインクが入り込まないようにしてある空間部分の上側に位置するｄ点により反射され、インク残量センサ３の受光部３２に到達する。
次いで、インクの液面レベルが前述のｆ点より低い場合、図１０に示すように、第１液面レベル用反射部５１に照射された照射光は、ｅ点及びｆ点で反射された後、インク残量センサ３の受光部３２に到達する。
【００７７】
このように、本発明のインク残量検出装置は、一組の発光部３１と受光部３２を設けることにより、複数の液面レベルを検出することが可能になる。
【００７８】
図１１及び図１２は、インク残量の検出手順を示すフローチャートである。
本発明のインク残量検出装置では、キャリッジ１０の移動中にインクカートリッジ２内のインク残量を検出するようにしている。
まず、制御部４は、待機状態にあるプリンタが印刷要求を受付けたか否かを判断する（ステップＳ１０１）。印刷要求を受け付けていない場合（Ｓ１０１：ＮＯ）、印刷要求を受付けるまで待機する。
印刷要求を受付けた場合（Ｓ１０１：ＹＥＳ）、制御部４は、動作命令を発して、キャリッジ１０を走査し（ステップＳ１０２）、印刷を行うと共に、インク残量センサ３に対して、動作命令を発し、発光部３１を発光させる（ステップＳ１０３）。また、制御部４は、所定のサンプリング周期で受光部３２からの出力信号を取り込む（ステップＳ１０４）。
【００７９】
制御部４は、取込んだ出力信号の大きさＶ１がＶｎ１より大きいか否かを判断する（ステップＳ１０５）。ここでＶｎ１の値は、例えば、第１反射部からの反射光量に基づく出力信号の大きさより少しだけ小さな値に設定する。
取り込んだ出力信号の大きさがＶｎ１以下である場合（Ｓ１０５：ＮＯ）、処理をＳ１０５へ戻し、取込んだ出力信号の大きさがＶｎ１より大きい場合（Ｓ１０５：ＹＥＳ）、ＲＡＭにその大きさＶ１を格納する（ステップＳ１０６）。
【００８０】
次いで、制御部４は、予め記憶された時間ｔ１が経過した後、最初に取込んだ出力信号の大きさＶ１’をＲＡＭに格納し（ステップＳ１０７）、時間ｔ２が経過した後、最初に取込んだ出力信号の大きさＶ２’をＲＡＭに格納する（ステップＳ１０８）。ここで、前述の時間ｔ１は、キャリッジ１０の移動中にインクカートリッジ２の第１反射部２１がインク残量センサ３の対向位置を通過してから第１液面レベル用反射部５１がインク残量センサ３の対向位置を通過するまでの経過時間であり、時間ｔ２は、キャリッジ１０の移動中にインクカートリッジ２の第１反射部２１がインク残量センサ３の対向位置を通過してから第２液面レベル用反射部５２がインク残量センサ３の対向位置を通過するまでの経過時間である。
【００８１】
次いで、制御部４は、格納した出力信号の大きさＶ１’及びＶ２’がＶｎ２でより大きいか否かを判断する（ステップＳ１０９）。ここで、Ｖｎ２の値は、インクカートリッジ２にインクが充分に入っている場合に、第２反射部２２からの反射光量に基づく出力信号の大きさより少しだけ小さな値に設定する。
【００８２】
Ｖ１’及びＶ２’の値が共にＶｎ２より大きいと判断した場合（Ｓ１０９：ＹＥＳ）、制御部４は、記憶された出力信号の差Ｄ１＝Ｖ１−Ｖ１’及びＤ２＝Ｖ１−Ｖ２’を算出し（ステップＳ１１０）、Ｄ２の値が予め設定した所定範囲内に含まれるか否かを判断する（ステップＳ１１１）。
【００８３】
Ｄ２の値が所定範囲内であると判断した場合（Ｓ１１１：ＹＥＳ）、制御部４は、Ｄ１の値が予め設定した所定範囲内に含まれるか否かを判断する（ステップＳ１１２）。Ｄ１の値が所定範囲内である場合（Ｓ１１２：ＹＥＳ）、インクカートリッジ２内のインクが切れているものと判断し、表示部４１にその旨の警告を表示し（ステップＳ１１３）、キャリッジ１０を停止する（ステップＳ１１４）。また、Ｓ１１２にて、Ｄ１の値が所定範囲に入っていないと判断した場合（Ｓ１１２：ＮＯ）、インクカートリッジ２内のインク残量が不足していると判断し、表示部４１にその旨の警告を表示する（ステップＳ１１５）。そして、次の印刷要求の有無を判断する（ステップＳ１１６）。印刷要求がある場合（Ｓ１１６：ＹＥＳ）、処理をステップＳ１０２へ戻し、印刷要求がない場合（Ｓ１１６：ＮＯ）、印刷を終了する。
【００８４】
また、ステップＳ１１１で、算出したＤ２の値が所定範囲にない場合（Ｓ１１１：ＮＯ）、制御部４は、インクカートリッジ２内にインクが充分に有ると判断し、表示部４１に警告は表示せず、次の印刷要求の有無を判断する（ステップＳ１１６）。印刷要求がある場合（Ｓ１１６：ＹＥＳ）、処理をＳ１０２へ戻し、印刷要求がない場合（Ｓ１１６：ＮＯ）、印刷を終了する。
【００８５】
実施の形態３．
本実施の形態では、図３及び図８に示したインクカートリッジの第１反射部２１からの反射光量に基づいて、インクカートリッジ２の取付け状態の検出を行うことができるインク残量検出装置について示す。
【００８６】
インクカートリッジ２の取付け状態の検出は、実施の形態１又は実施の形態２に示した構成のインク残量検出装置によって行うことが可能である。
前述のように、第１反射部２１は、インク残量に依らず一定の反射率を有する反射テープ２３を貼着している。したがって、インクカートリッジ２の取付け状態に少しでも不良が有る場合、反射光の光路が変化して、受光部３２にて受光する反射光の光量が減少するするため、この光量に基づいて、インクカートリッジ２の取付け状態を精度良く検出することができる。
【００８７】
図１３は、インクカートリッジ２の取付け状態の検出手順を示すフローチャートである。
まず、制御部４は、待機状態にあるプリンタが印刷要求を受付けたか否かを判断する（ステップＳ２０）。印刷要求を受け付けていない場合（Ｓ２０：ＮＯ）、印刷要求を受付けるまで待機する。
印刷要求を受付けた場合（Ｓ２０：ＹＥＳ）、制御部４は、動作命令を発して、キャリッジ１０を走査し、印刷を行う（ステップＳ２１）と共に、キャリッジ１０が主走査方向の所定位置を通過した場合に、インク残量センサ３に対して、動作指令を発し、発光部３１を発光させる（ステップＳ２２）。
そして、第１反射部２１からの反射光を受光し、制御部４は、その反射光の光量に基づいた出力信号を取り込み（ステップＳ２３）、制御部４内のＲＡＭに、その出力信号の大きさＶ１を記憶させる。
【００８８】
次いで、制御部４は、記憶された出力信号の大きさＶ１が予め設定しておいた所定値以下であるか否かを判断する（ステップＳ２４）。
【００８９】
所定値以下である場合（Ｓ２４：ＹＥＳ）、制御部４は、インクカートリッジ２の取付け状態が不良であると判断して、表示部４１に、取付け状態が不良である旨の警告を表示させる（ステップＳ２５）と共に、キャリッジ１０を停止させる（ステップＳ２６）。
【００９０】
ステップＳ２４で、出力信号の大きさが所定値より大きいと判断された場合（Ｓ２４：ＮＯ）、次の印刷要求があるか否かを判断し（ステップＳ２７）、印刷要求がある場合（Ｓ２７：ＹＥＳ）、処理をＳ２１へ戻し、印刷要求がない場合（Ｓ２７：ＮＯ）、印刷を終了する。
【００９１】
以上のように、本発明のインク残量検出装置を備えたプリンタは、反射部２０からの反射光の光量に基づいて、インクカートリッジ２の取付け状態を検出するように設定されている。すなわち、インク残量検出のために設けられた第１反射部２１を利用することで、インクカートリッジ２の取付け状態を容易に検出することが可能である。
【００９２】
なお、前述のインクカートリッジ２の取付け状態の検出は、走査中でも実施可能であるが、プリンタの電源投入時に実施されることが望ましい。すなわち、プリンタの電源投入時には、使用停止期間に外部から与えられる振動等の影響により、インクカートリッジ２の取り付け具合が正常でなくなっている可能性がある。また、インクカートリッジ２の交換直後は、新しいインクカートリッジ２の取り付け状態を確認できておらず、前述のように、インクカートリッジ２の取り付け状態を検出することにより、取付け不備によるインク漏れを確実に防止することができる。
【００９３】
実施の形態４．
本実施の形態では、複数色のインク収容室を有するインクカートリッジ内のインク残量を検出するインク残量検出装置及びインクジェット記録装置について具体的に説明する。
【００９４】
図１４は、本発明のインク残量検出装置の要部構成を示す斜視図である。
図１４（ａ）に示した如く、インクカートリッジ２の内部は、互いに平行になして図中の矢符の方向に設けられた３枚の間仕切り板２４，２４，２４により４つのインク収容室２５，２５，２５，２５に分割されている。従って、例えば、イエロ（Ｙ）、マゼンダ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の４色のインクを貯溜できるようになっている。
各インク収容室２５，２５，２５，２５の一側面の下部には、前述の第２反射部２２，２２，２２，２２を前記矢符の方向に並設してあり、そのうち１つの第２反射部２２には、第１反射部２１を並設している。
【００９５】
また、図４に示した如きインク残量センサ３が、インクカートリッジ２の移動経路から適長離隔して、第１反射部２１及び第２反射部２２，２２，２２，２２に対向するように、図示していないインクジェット記録装置のハウジングの一部に固設されている。
【００９６】
本発明のインク残量検出装置では、インク残量センサ３の発光部３１が発した光を第１反射部２１及び第２反射部２２，２２，２２，２２に照射し、両反射部から反射された光を受光部３２にて受光し、受光量に応じた出力信号を比較することによって、各インク収容室２５，２５，２５，２５のインク残量を検出するようにしている。
【００９７】
図１５は、インク残量及びインクカートリッジの取付け状態の検出手順を示すフローチャートである。
まず、制御部４は、待機状態にあるプリンタが印刷要求を受付けたか否かを判断する（ステップＳ３０）。印刷要求を受け付けていない場合（Ｓ３０：ＮＯ）、印刷要求を受付けるまで待機する。
印刷要求を受付けた場合（Ｓ３０：ＹＥＳ）、制御部４は、動作命令を発して、キャリッジ１０を走査し、印刷を行う（ステップＳ３１）と共に、キャリッジ１０が主走査方向の所定位置を通過した場合に、インク残量センサ３に対して、動作指令を発し、発光部３１を短時間だけ発光させる（ステップＳ３２）。すなわち、インクカートリッジ２の第１反射部２１及び各第２反射部２２，２２，２２，２２がインク残量センサ３の対向位置を通過するタイミングで、発光部３１は、主制御部４からの動作指令を受けて、第１反射部２１に向けて発光した後、第２反射部２２，２２，２２，２２に向けて発光する。
そして、第１反射部２１からの反射光を受光し、制御部４は、その反射光の光量に基づいた出力信号を取り込み（ステップＳ３３）、制御部４内のＲＡＭに、その出力信号の大きさＶ１を記憶させる。
【００９８】
また、受光部３２はｎ個（ｎ＝４）の第２反射部からの反射光を受光し、制御部４は、各第２反射部２２からの反射光量に基づいた出力信号を取り込み（ステップＳ３４）、制御部４内のＲＡＭに、夫々の出力信号の大きさＶ２（ｎ）を記憶させる。これらの出力信号の大きさＶ２（１）〜Ｖ２（４）は、各インク収容室２５，２５，２５，２５の内部のインク残量に応じた値となっている。
【００９９】
次いで、制御部４は、制御部４の内部に有するカウンタの値をｎ＝１にセットする（ステップＳ３５）。
【０１００】
次いで、制御部４は、記憶された出力信号の大きさＶ１とＶ２（ｎ）との差を算出し（ステップＳ３６）、その差が予め設定しておいて所定範囲内に含まれるか否かを判断する（ステップＳ３７）。
【０１０１】
Ｖ１とＶ２（ｎ）との差が所定範囲内であると判断した場合（Ｓ３７：ＹＥＳ）、ｎ番目のインク収容室のインク残量が不足していると判断し、表示部４１に、インク不足である旨の警告を表示する（ステップＳ３８）。
【０１０２】
Ｓ３８にて、警告を表示した後、又はＶ１とＶ２（ｎ）との差が所定範囲内にないと判断した（Ｓ３７：ＮＯ）後、制御部４は、カウンタの値ｎを１だけ増加させる（ステップＳ３９）。次いで、制御部４は、カウンタの値ｎが４以上であるか否かを判断する（ステップＳ４０）。
【０１０３】
カウンタの値ｎが４より小さい値である場合（Ｓ４０：ＮＯ）、処理をステップＳ３６へ戻し、カウンタの値ｎが４以上である場合（Ｓ４０：ＹＥＳ）、次の印刷要求の有無を判断する（ステップＳ４１）。印刷要求がある場合（Ｓ４１：ＹＥＳ）、処理をステップＳ３１へ戻し、印刷要求がない場合（Ｓ４１：ＮＯ）、印刷を終了する。
【０１０４】
本実施の形態では、図１４（ａ）に示した如く、一つのインク収容室２５にのみ、第１反射部２１と第２反射部２２を設け、残りのインク収容室２５，２５，２５には、第２反射部２２のみを設ける構成としたが、図１４（ｂ）に示した如く、各インク収容室２５，２５，２５，２５毎に、第１反射部２１と第２反射部２２とを設ける構成であっても良い。
また、図１４（ｃ）に示した如く、１つの第１反射部２１をインクカートリッジ２の適宜位置に設け、インクカートリッジ２内の全てのインク収容室２５，２５，２５，２５を覆うような第２反射部２２を並設しても良い。
【０１０５】
また、本実施の形態では、４色のインクを貯溜するインクカートリッジについて示したが、インクの色数に制限があるわけではなく、６色のインクを貯溜するインク収容室を備えたインクカートリッジであっても良く、更にそれ以上の数のインク収容室を備えたインクカートリッジであっても良い。
【０１０６】
実施の形態５．
図１６は、本発明のインクジェット記録装置の要部の概略構成を示す斜視図である。
【０１０７】
本実施の形態では、複数のインクカートリッジ２をキャリッジ１０上に取付けていることが、実施の形態１で示したインクジェット記録装置と異なる。
【０１０８】
図３に示した如きインクカートリッジ２を図中の矢符の方向へ複数個（例えば４つ）並列してキャリッジ１０上に取付けてあり、各インクカートリッジ２の一側面の下部に設けてある反射部２０は、インクカートリッジ２の内部のインク残量に拘らず一定の反射率を有する第１反射部２１と、インク残量に応じて反射率が変化する第２反射部２２とから構成されている。
【０１０９】
図１７及び図１８は、インク残量及びインクカートリッジの取付け状態の検出の手順を示すフローチャートである。
【０１１０】
まず、制御部４は、待機状態にあるプリンタが印刷要求を受付けたか否かを判断する（ステップＳ５０）。印刷要求を受け付けていない場合（Ｓ５０：ＮＯ）、印刷要求を受付けるまで待機する。
印刷要求を受付けた場合（Ｓ５０：ＹＥＳ）、予め記憶されている第１反射部２１からの出力信号の基準値ＶB （ｎ）を読み込む（ステップＳ５１）。ここで、ｎは１から４までの整数であり、ＶB （１）からＶB （４）は、それぞれイエロ（Ｙ）、マゼンダ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色のインクを貯溜するインクカートリッジ２，２，２，２を正常に取付けた場合に、夫々の第１反射部２１からの反射光を受光した受光部が出力すべき出力信号の大きさを表している。
【０１１１】
次いで、制御部４は、動作命令を発して、キャリッジ１０を走査し（ステップＳ５２）、印刷を行うと共に、キャリッジ１０が主走査方向の所定位置を通過した場合に、インク残量センサ３に対して、動作指令を発し、発光部３１を発光させる（ステップＳ５３）。すなわち、キャリッジ１０がインク残量センサ３の対向位置を通過する間に、発光部３１は、主制御部４からの動作指令を受けて、第１反射部２１に向けて発光した後、第２反射部２２，２２，２２，２２に向けて発光する。
そして、各第１反射部２１からの反射光を受光し、制御部４は、それら反射光の光量に基づいた出力信号を取込み（ステップＳ５４）、制御部４内のＲＡＭに、その出力信号の大きさＶ１（ｎ）を記憶させる。
【０１１２】
また、受光部３２は各第２反射部２２からの反射光を受光し、制御部４は、各第２反射部２２からの反射光量に基づいた出力信号を取込み（ステップＳ５５）、制御部４内のＲＡＭに、夫々の出力信号の大きさＶ２（ｎ）を記憶させる。これらの出力信号の大きさＶ２（１）〜Ｖ２（４）は、各インク収容室２５，２５，２５，２５の内部のインク残量に応じた値となっている。
【０１１３】
次いで、制御部４は、制御部４の内部に有するカウンタの値をｎ＝１にセットする（ステップＳ５６）。
【０１１４】
次いで、制御部４は、ｎ番目のインクカートリッジ２の第１反射部２１からの反射光量に基づく出力信号の大きさＶ１（ｎ）が０に等しいか否かを判断する（ステップＳ５７）。
【０１１５】
Ｖ１（ｎ）が０である場合（Ｓ５７：ＹＥＳ）、ｎ番目のインクカートリッジが未装着である旨の警告を表示部４１に表示する（ステップＳ５８）。Ｖ１（ｎ）が０でない場合（Ｓ５７：ＮＯ）、制御部４は、前述のＶB （ｎ）の値に係数α（α＜１）を乗じて光量の下限値を算出し、Ｖ１（ｎ）が下限値α・ＶB （ｎ）より小さいか否かを判断する（ステップＳ５９）。ここで、αの値は、例えば０．８５に設定する。
【０１１６】
Ｖ１（ｎ）が下限値α・ＶB （ｎ）より小さい場合（Ｓ５９：ＹＥＳ）、ｎ番目のインクカートリッジ２の取付け状態が不良である旨の警告を表示部４１に表示する（ステップＳ６０）。Ｖ１（ｎ）が下限値α・ＶB （ｎ）以上である場合（Ｓ５９：ＮＯ）、制御部４は、ＶB （ｎ）の値に係数β（β＜１）を乗じて光量の上限値を算出し、Ｖ２（ｎ）が上限値β・ＶB （ｎ）より小さいか否かを判断する（ステップＳ６１）。ここで、βの値は０．７５に設定する。Ｖ２（ｎ）が上限値β・ＶB （ｎ）以上である場合（Ｓ６１：ＮＯ）、ｎ番目のインクカートリッジ２のインク不足である旨の警告を表示部４１に表示する（ステップＳ６２）。
【０１１７】
ステップＳ６２にて、警告を表示した後、又はＶ２（ｎ）が上限値β・ＶB （ｎ）より小さい値であると判断した（Ｓ６１：ＹＥＳ）後、制御部４は、カウンタの値ｎを１だけ増加させる（ステップＳ６３）。次いで、制御部４は、カウンタの値ｎが４以上であるか否かを判断する（ステップＳ６４）。
【０１１８】
カウンタの値ｎが４より小さい値である場合（Ｓ６４：ＮＯ）、処理をステップＳ５７へ戻し、カウンタの値ｎが４以上である場合（Ｓ６４：ＹＥＳ）、次の印刷要求の有無を判断する（ステップＳ６５）。印刷要求がある場合（Ｓ６５：ＹＥＳ）、処理をステップＳ５２へ戻し、印刷要求がない場合（Ｓ６５：ＮＯ）、印刷を終了する。
【０１１９】
実施の形態６．
本実施の形態は、４つのインクカートリッジを搭載したキャリッジを有するインクジェット記録装置であって、検出系の経年変化等に対応するために出力信号の基準値を更新する機能を追加した実施の形態である。
【０１２０】
図１９及び図２０は、インク残量及びインクカートリッジの取付け状態の検出手順を示すフローチャートである。
【０１２１】
まず、制御部４は、待機状態にあるプリンタが印刷要求を受付けたか否かを判断する（ステップＳ７０）。印刷要求を受け付けていない場合（Ｓ７０：ＮＯ）、印刷要求を受付けるまで待機する。
印刷要求を受付けた場合（Ｓ７０：ＹＥＳ）、予め記憶されている第１反射部２１からの出力信号の基準値ＶB （ｎ）を読み込む（ステップＳ７１）。ここで、ｎは１から４までの整数であり、ＶB （１）からＶB （４）は、それぞれイエロ（Ｙ）、マゼンダ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色のインクを貯溜するインクカートリッジ２，２，２，２を正常に取付けた場合に、夫々の第１反射部２１からの反射光を受光した受光部３２が出力すべき出力信号の大きさを表している。
【０１２２】
次いで、制御部４は、動作命令を発して、キャリッジ１０を走査し（ステップＳ７２）、印刷を行うと共に、キャリッジ１０が主走査方向の所定位置を通過した場合に、インク残量センサ３に対して、動作指令を発し、発光部３１を発光させる（ステップＳ７３）。すなわち、キャリッジ１０がインク残量センサ３の対向位置を通過する間に、発光部３１は、主制御部４からの動作指令を受けて、第１反射部２１に向けて発光した後、第２反射部２２，２２，２２，２２に向けて発光する。
そして、各第１反射部２１からの反射光を受光し、制御部４は、それら反射光の光量に基づいた出力信号を取込み（ステップＳ７４）、制御部４内のＲＡＭに、その出力信号の大きさＶ１（ｎ）を記憶させる。
【０１２３】
また、受光部３２は各第２反射部２２からの反射光を受光し、制御部４は、各第２反射部２２からの反射光量に基づいた出力信号を取込み（ステップＳ７５）、制御部４内のＲＡＭに、夫々の出力信号の大きさＶ２（ｎ）を記憶させる。これらの出力信号の大きさＶ２（１）〜Ｖ２（４）は、各インク収容室２５，２５，２５，２５の内部のインク残量に応じた値となっている。
【０１２４】
次いで、制御部４は、制御部４の内部に有するカウンタの値をｎ＝１にセットする（ステップＳ７６）。
【０１２５】
次いで、制御部４は、ｎ番目のインクカートリッジ２の第１反射部２１からの反射光量に基づく出力信号の大きさＶ１（ｎ）が０に等しいか否かを判断する（ステップＳ７７）。
【０１２６】
Ｖ１（ｎ）が０である場合（Ｓ７７：ＹＥＳ）、ｎ番目のインクカートリッジ２が未装着である旨の警告を表示部４１に表示する（ステップＳ７８）。Ｖ１（ｎ）が０でない場合（Ｓ７７：ＮＯ）、制御部４は、Ｖ１（ｎ）とＶ１（ｎ＋１）との比をとり、その値がαより小さいか否かを判断する（ステップＳ７９）。ここで、αの値としてはα＝０．８に設定する。また、カウンタの値がｎ＝４である場合、Ｖ１（４）とＶ１（５）との比をとることになるが、Ｖ１（５）の値はＶ１（１）の値に等しいものとする。
【０１２７】
Ｖ１（ｎ）とＶ１（ｎ＋１）との比がαより小さい場合（Ｓ７９：ＹＥＳ）、ｎ番目のインクカートリッジ２の取付け状態が不良である旨の警告を表示部４１に表示する（ステップＳ８０）。
【０１２８】
Ｖ１（ｎ）とＶ１（ｎ＋１）との比がα以上の値である場合（Ｓ７９：ＮＯ）、制御部４は、Ｖ１（ｎ）が、β・ＶB （ｎ）＜Ｖ１（ｎ）＜γ・ＶB （ｎ）の範囲に入っているか否かを判断する（ステップＳ８１）。ここで、β及びγの値として、β＝０．７５，γ＝１．２５に設定する。
Ｖ１（ｎ）が前記範囲に入っていない場合（Ｓ８１：ＮＯ）、ｎ番目のインクカートリッジ２の取付け状態が不良である旨の警告を表示４１に表示する（ステップＳ８２）。Ｖ１（ｎ）が前記範囲に入っている場合（Ｓ８１：ＹＥＳ）、経年変化、又は周囲の環境温度による正常な変動であるとして、ＶB （ｎ）の値にＶ１（ｎ）の値を入力して、制御部４のＲＯＭに記憶させる（ステップＳ８３）。
【０１２９】
次いで、制御部４は、ＶB （ｎ）の値に係数δ（δ＜１）を乗じて光量の上限値を算出し、Ｖ２（ｎ）が上限値δ・ＶB （ｎ）より小さいか否かを判断する（ステップＳ８４）。Ｖ２（ｎ）が上限値δ・ＶB （ｎ）以上である場合（Ｓ８４：ＮＯ）、ｎ番目のインクカートリッジ２のインク不足である旨の警告を表示部４１に表示する（ステップＳ８５）。
【０１３０】
ステップＳ８５にて、警告を表示した後、又はＶ２（ｎ）が上限値δ・ＶB （ｎ）より小さい値であると判断した（Ｓ８４：ＹＥＳ）後、制御部４は、カウンタの値ｎを１だけ増加させる（ステップＳ８６）。次いで、制御部４は、カウンタの値ｎが４以上であるか否かを判断する（ステップＳ８７）。
【０１３１】
カウンタの値ｎが４より小さい値である場合（Ｓ８７：ＮＯ）、処理をステップＳ７７へ戻し、カウンタの値ｎが４以上である場合（Ｓ８７：ＹＥＳ）、次の印刷要求の有無を判断する（ステップＳ８８）。印刷要求がある場合（Ｓ８８：ＹＥＳ）、処理をステップＳ７２へ戻し、印刷要求がない場合（Ｓ８８：ＮＯ）、印刷を終了する。
【０１３２】
本実施の形態では、ステップＳ７９にて、Ｖ１（ｎ）とＶ１（ｎ＋１）との比をとり、その値がαより小さい場合、ｎ番目のインクカートリッジの取付け状態が不良である旨の警告を表示するようにしているが、Ｖ１（１）からＶ１（４）までの値がほぼ等しいか否かを判断し、Ｖ１（ｎ）の値が所定値以下に減少している場合に、ｎ番目のインクカートリッジの取付け状態が不良である旨の警告を表示するするようにしても良い。
【０１３３】
【発明の効果】
以上、詳述したように、本発明による場合は、インク残量に依存しない反射率を有する第１反射部と、インク残量に応じて反射率が変化する第２反射部とをインクカートリッジの側壁に備え、各反射部からの反射光を受光して、光の量の差異に基づき、インク残量を検出するようにしてある。そのため、環境温度又は経年変化により受光部の感度が変化した場合にも、インク残量の有無を正確に検出することができる。
【０１３４】
また、本発明による場合は、照射した光の光軸と液面レベルとの位置関係により、反射されるか否かが決まる２つの液面レベル検知部を備えているため、少なくとも所定の範囲に属する３つの液面レベルを検出することが可能である。
また、発光部と受光部とを一組だけ設けることによって、複数の液面レベルを検出することが可能であるため、設置スペースが小さく、製造コストが安価なインク残量検出装置を提供することが可能である。
【０１３５】
更に、本発明による場合は、第１液面レベル用反射部が、インクカートリッジの側壁から内側に向けて形成した２つの斜面から構成されるため、インクカートリッジと一体成型することができ、安価に製造することができる。
【０１３６】
更に、本発明による場合は、第２液面レベル用反射部が、インクカートリッジの側壁から内側に向けて形成した２つの斜面と、該２つの斜面の夫々に連続する斜面から構成されるため、インクカートリッジと一体成型することができ、安価に製造することができる。
【０１３７】
更に、本発明による場合は、発光部により照射される照射光の光軸と反射部により反射される反射光の光軸とが平行になるように、第１液面レベル用反射部と第２液面レベル用反射部とが構成されているため、反射部及び受光部の位置調整及び光軸調整が容易になる。
【０１３８】
更に、本発明による場合は、第３の斜面からの光を反射する第１の斜面の部位は、インクが入らないようにインクカートリッジに設けた空間と隣接するように配置しているため、発光部から照射される照射光が、各斜面で反射される際、最後に反射される斜面の内側の状態をインクが入っていない状態と同じ状態にすることが可能になる。従って、液面レベルが所定の範囲にある場合、第１液面レベル用反射部に照射した照射光が反射されない状態でも、第２液面レベル用反射部に照射した照射光を反射する状態にすることが可能である。従って、第１液面レベル用反射部から反射光と第２液面レベル用反射部からの反射光とに基づき液面レベルを検出することが可能である。
【０１３９】
更に、本発明による場合は、インクカートリッジに設けられた第１反射部からの反射光を受光し、受光した光量により、インクカートリッジの取付け状態を検出するようにしてある。第１反射部からは、インク残量により反射率が変化しないため、インクカートリッジが所定の位置に正常に取付けられている場合には、所定量の光が受光部により受光される。しかしながら、外部から与えられる衝撃の影響により、インクカートリッジが取付け状態が正常でなくなっている場合には、第１反射部から反射される光の光路が変化して、受光部にて受光する光量が減少するか、又は、全く検出されなくなる。したがって、第１反射部からの光量を検出することによって、インクカートリッジの取付け状態を非常に容易に検出することが可能である。
【０１４０】
更に、本発明による場合は、複数のインク容器を有しており、各インク容器毎に第２反射部を備えている。そのため、複数色のインクを利用するカラーインクジェット記録装置では、各インク容器に貯溜された異なる色のインクを使用するが、そのインク容器毎（色毎）のインク残量の有無を検出することが可能となる。
【０１４１】
更に、本発明による場合は、インクカートリッジが取付けられているキャリッジが移動している間に、発光部は光を照射するようにしてある。したがって、インク残量を検出する目的のためだけに、インクカートリッジ、又は検出部を移動させる必要はなく、非常に容易にインク残量を検出することが可能である。
また、異なる色のインクを夫々貯溜した複数のインクカートリッジをキャリッジに取り付けることができ、夫々のインクカートリッジについてのインク残量の有無を検出できるようにしてあるため、インク残量が無くなったインクカートリッジのみを交換することにより、インク切れが発生していない他のインクを無駄なく消費することが可能である。
【０１４２】
更に、本発明による場合は、キャリッジの移動範囲の終端位置に対向して、受光部及び発光部を備えているため、キャリッジの移動速度が低い場合に、インク残量の検出及びインクカートリッジの取付け状態の検出を行うことができ、検出精度を高くすることができる。
【０１４３】
更に、本発明による場合は、第１反射部からの反射光を受光した結果に基づき、インクカートリッジの移動方向の位置を検出することが可能であると共に、第１反射部からの反射光を受光してから所定時間後の第２反射部からの反射光を受光することによってインク残量を検出する制御を行うことが可能となる。
【０１４４】
更に、本発明による場合は、前記キャリッジを駆動開始させる駆動開始信号を受付ける手段を備えている。従って、インクジェット記録装置の電源投入後、及びインクカートリッジ交換後に、初めてインクジェット記録装置を作動させる場合に、インクカートリッジの取付け状態を検出することができる。
そのため、インクジェット記録装置を使用していない間に外部から与えられる振動の影響により、インクカートリッジの取付け状態が正常でなくなっている場合、また、インクカートリッジを交換した直後には、インクカートリッジが正常に取り付けられていない場合がある。このような場合に、インクカートリッジの取付け状態を検出することで、取付け状態の不備による、インク漏れ、インクジェット記録装置の故障を防止することが可能となる等、本発明は優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】インクジェット記録装置の要部の概略構成を示す斜視図である。
【図２】インクジェット記録装置の制御系の構成を示すブロック図である。
【図３】インク残量検出装置の構成を示す斜視図である。
【図４】インク残量検出装置の構成を示す側断面図である。
【図５】第２反射部による反射光の検出を説明する説明図である。
【図６】インク残量の検出手順を示すフローチャートである。
【図７】インク残量の検出手順を示すフローチャートである。
【図８】インク残量検出装置の構成を示す斜視図である。
【図９】インク残量検出装置の構成を示す側断面図である。
【図１０】インク残量検出装置の構成を示す側断面図である。
【図１１】インク残量の検出手順を示すフローチャートである。
【図１２】インク残量の検出手順を示すフローチャートである。
【図１３】インクカートリッジの取付け状態の検出手順を示すフローチャートである。
【図１４】インク残量検出装置の要部構成を示す斜視図である。
【図１５】インク残量及びインクカートリッジの取付け状態の検出手順を示すフローチャートである。
【図１６】インクジェット記録装置の要部の概略構成を示す斜視図である。
【図１７】インク残量及びインクカートリッジの取付け状態の検出手順を示すフローチャートである。
【図１８】インク残量及びインクカートリッジの取付け状態の検出手順を示すフローチャートである。
【図１９】インク残量及びインクカートリッジの取付け状態の検出手順を示すフローチャートである。
【図２０】インク残量及びインクカートリッジの取付け状態の検出手順を示すフローチャートである。
【図２１】従来例のインク残量検出装置の構成を示す側断面図である。
【符号の説明】
１ インクヘッド
２ インクカートリッジ
３ インク残量センサ
２０ 反射部
２１ 第１反射部
２２ 第２反射部
３１ 発光部
３２ 受光部
３３ 基部[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an ink remaining amount detecting device that optically detects an ink remaining amount, and an ink jet recording apparatus including the ink remaining amount detecting device.
[0002]
[Prior art]
An ink jet recording apparatus includes an ink head that moves in a direction (main scanning direction) substantially orthogonal to the feeding direction so as to face one surface of recording paper that is fed in a predetermined direction (sub scanning direction). The ink particles ejected from the head are made to collide with one surface of the recording paper, and a pattern such as a pattern and characters is recorded by a combination of dots formed at the collision position of each ink particle.
[0003]
In such an ink jet recording apparatus, ink for recording is supplied from the ink cartridge mounted on the moving carriage together with the ink head to the ink head, but the ink remaining in the ink cartridge is insufficient. In this case, air is sucked into the ink head and bubbles are generated, resulting in a problem that the above-described ejection of ink particles and pattern recording by this are supported.
Therefore, conventionally, the ink level inside the ink cartridge is detected to detect the remaining amount of ink, and if the detected remaining ink amount is less than or equal to a predetermined minimum remaining amount, it is urged to replace the ink cartridge. The display is performed to prevent the above-mentioned problems.
[0004]
FIG. 21 is a side sectional view showing a configuration of a conventional ink remaining amount detecting device.
The ink remaining amount sensor 3 includes a light emitting unit 31 that irradiates the ink cartridge 2 with light, a light receiving unit 32 that receives light from the light emitting unit 31, and a control unit (not shown).
In addition, a V-shaped groove is provided on the side wall of the ink cartridge 2. The two inclined surfaces X and Y constituting the groove are formed inward at an inclination angle of 45 degrees from the side wall of the ink cartridge 2 and are orthogonal to each other. Further, the inclined surfaces X and Y are made of a light-transmitting synthetic resin that allows the inside of the ink cartridge 2 to be seen. Therefore, the reflectance of the inclined surfaces X and Y varies depending on whether or not ink is present inside the ink cartridge 2. When ink is present, the reflectance at the inclined surfaces X and Y is affected by the refractive index of the ink. When the light reflectance is reduced and no ink is present inside the ink cartridge 2, the light reflectance at the inclined surfaces X and Y is increased.
[0005]
Therefore, as shown in FIG. 21A, when the ink is sufficiently inside the ink cartridge 2 and the ink liquid level is located above the inclined surfaces X and Y, the light emitted from the light emitting unit 31 is emitted. Passes through the inclined surfaces X and Y and diffuses into the ink cartridge 2.
[0006]
On the other hand, as shown in FIG. 21B, when the ink surface is positioned below the slopes X and Y, the light emitted from the light emitting unit 31 is reflected by both the slopes X and Y. And reaches the light receiving unit 32. As a result, the light receiving unit 32 outputs an output signal corresponding to the amount of received light to the control unit. The control unit has a reference value for the output signal. When the reference value is compared with the magnitude of the output signal received from the light receiving unit 32, the magnitude of the received output signal is greater than the reference value. The ink cartridge 2 detects that the remaining amount of ink is low.
[0007]
In addition, the ink remaining amount detection apparatus shown in FIG. 21 is configured to detect one liquid level using the ink remaining amount sensor 3 including a pair of the light emitting unit 31 and the light receiving unit 32. In order to detect a plurality of liquid level, an ink remaining amount detecting device provided with a plurality of ink remaining amount sensors 3 is known.
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the conventional ink remaining amount detection device, since the remaining amount of ink is detected based on the amount of light received by the light receiving unit 32, the amount of light emitted by the light emitting unit 31 or the sensitivity of the light receiving unit 32 changes due to secular change, or When there is a variation in sensitivity of the elements of the light receiving unit 32 due to the environmental temperature, there is a problem that the determination of the presence or absence of the remaining amount of ink may be wrong.
[0009]
In addition, since the remaining ink level detecting device that detects a plurality of liquid level levels includes a plurality of sets of light emitting units and light receiving units, there is a problem that a large installation space is required and the manufacturing cost increases. It was.
[0010]
Further, since the conventional ink remaining amount detecting device detects only the ink remaining amount of the ink cartridge 2, the two inclined surfaces X and Y are not positioned opposite to the ink remaining amount sensor 3 in an incomplete mounting state. In this case, since the reflected light cannot be received by the light receiving unit 32, the control unit determines that there is a remaining amount of ink even if the remaining amount of ink is insufficient. Further, as shown in FIG. 21 (c), even when the two inclined surfaces X and Y are located at positions opposite to the ink remaining amount sensor 3, the light emitting unit 31 irradiates depending on the ink level. The reflected light may not be reflected, and the control unit determines that there is a remaining amount of ink as described above. As a result, there is a problem such as a printing failure due to an ink supply failure or a suction of bubbles into the ink pressurizing chamber because printing is attempted even though the ink remaining amount is actually insufficient. In addition, although the ink cartridge is not completely installed, the ink cartridge falls off when the carriage is running, causing the carriage and the ink cartridge to collide, causing a failure.
[0011]
The present invention has been made in view of such circumstances, and includes a first reflecting portion having a constant reflectance regardless of the remaining amount of ink and a second reflecting portion whose reflectance changes in accordance with the remaining amount of ink. cartridge Side wall The present invention provides an ink remaining amount detection device that detects an ink remaining amount based on a difference in the amount of light reflected from each reflecting portion, and that has less errors in determining whether there is an ink remaining amount. And
[0012]
Another object of the present invention is to provide an ink remaining amount detection device that can detect a plurality of liquid level, has a small installation space, and is low in manufacturing cost.
[0013]
Still another object of the present invention is to By forming the first liquid level reflecting part by two inclined surfaces formed to be orthogonal to each other inward at an angle of 45 degrees from the side wall of the ink cartridge, it can be integrally molded with the ink cartridge. Another object of the present invention is to provide an ink remaining amount detection device that is inexpensive to manufacture.
[0014]
Still another object of the present invention is to A first slope formed inward and upward from the side wall of the ink cartridge at an angle of approximately 45 degrees, a second slope formed so as to be orthogonal to the first slope, and orthogonal to the second slope In addition, the second liquid level reflecting portion is constituted by the third slope formed so as to be parallel to the first slope. Accordingly, it is an object of the present invention to provide an ink remaining amount detection device that can be integrally molded with an ink cartridge and that is inexpensive to manufacture.
[0015]
Still another object of the present invention is to provide an ink remaining amount detection device capable of easily adjusting the position and optical axis of a light emitting unit and a light receiving unit.
[0016]
Still another object of the present invention is to reliably detect the liquid level based on the reflected light from the first and second liquid level reflecting portions when the liquid level is within a predetermined range. It is to provide an ink remaining amount detecting device.
[0017]
Still another object of the present invention is to provide an ink remaining amount detecting device capable of detecting the mounting state of an ink cartridge.
[0018]
Still another object of the present invention is to have a plurality of ink containers for storing different color inks, and to provide the second reflecting portion for each ink container, so that the remaining amount of ink of each color can be detected. It is to provide an ink remaining amount detecting device.
[0019]
Still another object of the present invention is to provide an ink jet recording apparatus capable of detecting the remaining amount of ink while the carriage to which the ink cartridge is to be mounted is moving.
[0020]
Still another object of the present invention is to provide an ink jet recording apparatus that can accurately detect the remaining amount of ink and the state of attachment of an ink cartridge.
[0021]
Still another object of the present invention is to provide an ink jet recording apparatus capable of detecting the position in the moving direction of an ink cartridge attached to a carriage.
[0022]
Still another object of the present invention is to provide an ink jet recording apparatus capable of detecting the mounting state of an ink cartridge after the printer is turned on or after the ink cartridge is mounted.
[0023]
[Means for Solving the Problems]
The ink remaining amount detection device according to the present invention is: Light is emitted while the ink cartridge moves in the main scanning direction A light emitting unit; Said Ink of the ink cartridge is provided on the ink cartridge based on a plurality of reflecting portions that reflect light emitted from the light emitting portion, a light receiving portion that receives reflected light from the reflecting portion, and a light amount received by the light receiving portion. In the ink remaining amount detecting device including a detecting unit for detecting the remaining amount, the reflecting unit is A first reflecting portion having a predetermined reflectance, and one or a plurality of second reflecting portions whose reflectance changes according to the remaining amount of ink, on the side wall of the ink cartridge Prepared, The second reflecting portion includes a first liquid level reflecting portion that reflects the irradiation light from the light emitting portion and guides it to the light receiving portion when the ink liquid level is lower than the first liquid level. A second liquid level reflecting unit that reflects irradiation light from the light emitting unit and guides it to the light receiving unit when the ink level is lower than a second liquid level different from the first liquid level; Are juxtaposed in the main scanning direction, The detection unit detects a remaining amount of ink based on a result calculated by a comparison calculation unit that compares the amount of reflected light from the first and second reflection units received by the light receiving unit. And a remaining amount detection unit.
[0024]
In the present invention, the first reflecting portion having a reflectance that does not depend on the remaining amount of ink, and the second reflecting portion whose reflectance changes in accordance with the remaining amount of ink. A Side wall of ink cartridge In Prepared, anti-reflection from each reflective part Light , And the amount of reflected light received is compared to detect the remaining amount of ink. For this reason, even when the sensitivity of the light receiving unit changes due to environmental temperature or aging, it is possible to detect the presence or absence of the remaining amount of ink without error.
[0026]
In the present invention, since there are two liquid level detectors that determine whether or not the light is reflected by the positional relationship between the optical axis of the irradiated light and the liquid level, it belongs to at least a predetermined range. Three liquid level levels can be detected.
Further, by providing only one set of a light emitting unit and a light receiving unit, it is possible to detect a plurality of liquid level, and therefore, it is possible to provide an ink remaining amount detecting device with a small installation space and low manufacturing cost. Is possible.
[0027]
In the ink remaining amount detection device according to the present invention, the first liquid level reflection part is: Two slopes formed to be orthogonal to each other inward at an angle of 45 degrees from the side wall It is characterized by that.
[0028]
In the present invention, Since the first liquid level reflecting part is composed of two inclined surfaces formed inward from the side wall of the ink cartridge, it can be integrally molded with the ink cartridge, It can be manufactured at low cost.
[0029]
In the ink remaining amount detecting device according to the present invention, the second liquid level reflecting part is A first slope formed at an angle of approximately 45 degrees from the side wall and facing upward and reflecting part or all of the irradiation light; and formed so as to be orthogonal to the first slope. A second slope that reflects a part or all of the light reflected by the light source, and a second slope that is perpendicular to the second slope and parallel to the first slope, and is reflected by the second slope. A third inclined surface that reflects part or all of the light is provided, and the light reflected by the third inclined surface is reflected by a part of the first inclined surface and guided to the light receiving unit. It is characterized by being.
[0030]
In the present invention, Since the second liquid level reflecting portion is composed of two slopes formed inward from the wall surface of the ink cartridge and slopes continuous to the two slopes, it can be integrally molded with the ink cartridge. Can Can be manufactured inexpensively.
[0031]
In the ink remaining amount detecting apparatus according to the present invention, the first and second liquid level reflections are performed so that the optical axis of the irradiation light from the light emitting unit and the optical axis of the reflected light from the reflecting unit are parallel to each other. It is characterized in that each slope of the part is constructed.
[0032]
In the present invention, the first liquid surface level reflecting section and the second liquid are arranged so that the optical axis of the irradiation light irradiated by the light emitting section and the optical axis of the reflected light reflected by the reflecting section are parallel to each other. Since the surface level reflecting section is configured, the position adjustment and optical axis adjustment of the reflecting section and the light receiving section are facilitated.
[0033]
The ink remaining amount detecting device according to the present invention is the above-mentioned The portion of the first inclined surface that reflects the light from the third inclined surface is disposed adjacent to the space provided in the ink cartridge so that ink does not enter. It is characterized by being.
[0034]
In the present invention, The portion of the first inclined surface that reflects light from the third inclined surface is disposed adjacent to the space provided in the ink cartridge so that ink does not enter. Therefore, the irradiation light emitted from the light emitting unit is On each slope When reflected, it becomes possible to make the state inside the inclined surface that is reflected last the same as the state without ink. Therefore, when the liquid level is in a predetermined range, the irradiation light irradiated to the second liquid level reflecting portion is reflected even when the irradiation light irradiated to the first liquid level reflecting portion is not reflected. Is possible. Therefore, it is possible to detect the liquid level based on the reflected light from the first liquid surface level reflecting portion and the reflected light from the second liquid surface level reflecting portion.
[0035]
The ink remaining amount detection apparatus according to the present invention further includes a comparison calculation unit that compares the amount of reflected light from the first reflection unit received by the light receiving unit with a predetermined amount of light stored in advance. And
[0036]
In the present invention, the reflected light from the first reflecting portion provided in the ink cartridge is received, and the mounting state of the ink cartridge is detected by the received light quantity. Since the reflectance does not change depending on the remaining amount of ink from the first reflecting portion, when the ink cartridge is normally mounted at a predetermined position, a predetermined amount of light is received by the light receiving portion. However, when the mounting state of the ink cartridge is not normal due to the impact from the outside, the optical path of the light reflected from the first reflecting portion changes, and the amount of light received by the light receiving portion changes. Decrease or not be detected at all. Therefore, it is possible to detect the mounting state of the ink cartridge very easily by detecting the amount of light from the first reflecting portion.
[0037]
In the ink remaining amount detecting apparatus according to the present invention, the ink cartridge includes a plurality of ink containers that store inks of different colors, and each ink container includes the second reflecting portion.
[0038]
In the present invention, a plurality of ink containers are provided, and each ink container is provided with a second reflecting portion. For this reason, in a color ink jet recording apparatus that uses a plurality of colors of ink, ink of different colors stored in each ink container is used, but it is possible to detect the presence or absence of the remaining amount of ink for each ink container (each color). It becomes possible.
[0039]
An ink jet recording apparatus according to the present invention includes a carriage to which one or a plurality of ink cartridges are to be mounted, a guide shaft that guides the carriage, and a control unit that controls reciprocation in a direction along the guide shaft. The ink remaining amount detecting device of the present invention for detecting the ink remaining amount of the attached ink cartridge while the carriage moves is provided.
[0040]
In the present invention, the light emitting unit emits light while the carriage to which the ink cartridge is attached is moving. Therefore, it is not necessary to move the ink cartridge or the detection unit only for the purpose of detecting the remaining amount of ink, and the remaining amount of ink can be detected very easily.
In addition, a plurality of ink cartridges each storing different color inks can be attached to the carriage, and the presence or absence of the remaining amount of ink for each ink cartridge can be detected. By exchanging only the ink, it is possible to consume other ink that has not run out of ink without waste.
[0041]
The ink jet recording apparatus according to the present invention includes a light emitting portion and a light receiving portion of the ink remaining amount detecting device provided to face a terminal position of a movement path of the carriage.
[0042]
In the present invention, since the light receiving portion and the light emitting portion are provided opposite to the end position of the carriage movement range, the remaining amount of ink is detected and the ink cartridge is attached when the carriage movement speed is low. Can be detected, and the detection accuracy can be increased.
[0043]
The ink jet recording apparatus according to the present invention further includes a position detecting unit that detects a position of the attached ink cartridge in the moving direction based on a result of receiving the reflected light from the first reflecting unit of the ink remaining amount detecting device. It is characterized by.
[0044]
In the present invention, the position of the ink cartridge in the moving direction can be detected based on the result of receiving the reflected light from the first reflecting portion, and the reflected light from the first reflecting portion is received. It is possible to perform control to detect the remaining amount of ink by receiving the reflected light from the second reflecting portion after a predetermined time.
[0045]
The ink jet recording apparatus according to the present invention is characterized in that the control unit includes means for receiving a driving start signal for starting driving of the carriage.
[0046]
In the present invention, there is provided means for receiving a drive start signal for starting the carriage. Therefore, when the ink jet recording apparatus is operated for the first time after the ink jet recording apparatus is powered on and after the ink cartridge is replaced, it is possible to detect the attachment state of the ink cartridge.
Therefore, when the ink cartridge is not installed correctly due to the influence of external vibration while the ink jet recording apparatus is not used, or immediately after replacing the ink cartridge, the ink cartridge It may not be installed. In such a case, by detecting the mounting state of the ink cartridge, it is possible to prevent ink leakage and failure of the ink jet recording apparatus due to incomplete mounting state.
[0047]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, the present invention will be specifically described with reference to the drawings showing embodiments thereof.
Embodiment 1 FIG.
FIG. 1 is a perspective view showing a schematic configuration of a main part of an ink jet recording apparatus of the present invention.
This ink jet recording apparatus includes an ink head 1 and an ink cartridge 2 on a carriage 10 that is supported by a guide shaft 11 laid horizontally inside a housing (not shown) so as to be movable in the axial direction. Below the guide shaft 11, a feed belt 12 is stretched in parallel with the guide shaft 11, and a middle portion of the feed belt 12 is connected to a part of the carriage 10. With the above configuration, the carriage 10 reciprocates along the guide shaft 11 in the main scanning direction indicated by the arrow in the drawing in accordance with forward and reverse rotation of the feed belt 12 by conduction from a feed motor (not shown).
[0048]
The ink head 1 is fixed to the lower part of the carriage 10 so as to eject ink particles downward. The ink cartridge 2 is a hollow container having a rectangular box shape formed of a light-transmitting synthetic resin material, and is positioned above the ink head 1 so as to supply ink stored therein to the ink head 1. And is detachably attached to the carriage 10. The ink head 1 and the ink cartridge 2 reciprocate in the main scanning direction described above according to the movement of the carriage 10.
[0049]
At an appropriate position below the ink head 1, a pair of upper and lower paper feed rollers 13, 14 installed in parallel with the guide shaft 11 and spaced apart at an appropriate interval in a direction substantially perpendicular to the main scanning direction. Paper rollers 15 and 16 are arranged, and the recording paper 5 is sandwiched between the paper supply rollers 13 and 14 and between the paper discharge rollers 15 and 16, and by these rotations, white is shown in the figure. As indicated by the arrows, it is conveyed in the sub-scanning direction substantially perpendicular to the main scanning direction.
[0050]
On the surface of the recording paper 5 conveyed in this manner, ink particles ejected while the ink head 1 moves in the main scanning direction in accordance with an operation command from the control unit 4 (see FIG. 2) are attached. The desired pattern, character, etc. are recorded by the combination of the movement of the image and the conveyance of the recording paper 5 in the sub-scanning direction. The recording paper 5 on which the design, characters, etc. have been recorded is discharged to the outside of the housing (not shown) and collected by the rotation of the paper discharge rollers 15 and 16.
[0051]
Further, an ink remaining amount sensor 3 for detecting the ink remaining amount is provided at an appropriate position between the carriage 10 and the paper discharge rollers 15 and 16 with an appropriate distance from the moving path of the ink cartridge 2.
As shown in FIG. 1, the ink remaining amount sensor 3 is arranged at substantially the center of the movement path of the ink cartridge 2 that moves along the guide shaft 11. The number of remaining ink sensors 3 is not limited to one, and a plurality of remaining ink sensors 3 may be disposed in the middle of the movement path.
[0052]
FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of the control system of the ink jet recording apparatus of the present invention.
The control unit 4 constituted by a microprocessor including a CPU, RAM, and ROM is supplied with image data D for pattern formation from an external device such as a computer, and is also used from an input unit 40 such as a switch and a keyboard. Operation information by the user is given.
[0053]
On the other hand, the output of the control unit 4 includes a display unit 41 that displays an operation state of the ink jet recording apparatus, a head driving unit 42 that causes the ink head 1 to perform ink particle ejection operation, and a carriage on which the ink head 1 and the ink cartridge 2 are mounted. 10 is provided to a carriage driving unit 43 that moves the recording paper 10 in the main scanning direction, and a roller driving unit 44 that drives the feeding rollers 13 and 14 and the discharge rollers 15 and 16 for transporting the recording paper 5, respectively.
[0054]
Further, the output of the control unit 4 is also given to the ink remaining amount sensor 3, and the ink remaining amount sensor 3 performs an operation to be described later for detecting the remaining amount in accordance with an operation command from the control unit 4. The output of the remaining ink sensor 3 obtained at the time of detecting the remaining amount is given to the control unit 4, and the control unit 4 uses the input from the remaining ink sensor 3 to set the ink in the ink cartridge 2. It is determined whether or not the remaining amount is insufficient, and the result of this determination is output to the display unit 41. As the display unit 41, a display unit that displays the state of the ink jet recording apparatus using light such as an LED, a display unit that displays a message such as a liquid crystal display, or a display unit that performs audio display such as an audio output device can be used. .
[0055]
In the ROM provided in the control unit 4, a control program for various operations such as an operation of the ink head 1 for recording symbols, characters and the like on the recording paper 5, an ink remaining amount detection operation, and a display unit 41. Various information necessary for the following operations, such as the display content, is stored.
[0056]
The operation of the ink head 1 for recording the above-described symbols, characters, and the like is the same as that conventionally performed. The input image data D is temporarily stored in the RAM, and the head driving unit 42 and the carriage driving unit 43 are stored. An operation command is issued to the roller driving unit 44, and the ink head 1 is reciprocated in the main scanning direction together with the carriage 10, and ink particles are ejected from the ink head 1 based on the image data D stored in the RAM. Further, the recording paper 5 is fed at a predetermined pitch in the sub-scanning direction in accordance with the movement of the ink head 1, and the pattern corresponding to the image data D is formed on the surface of the recording paper 5.
[0057]
FIG. 3 is a perspective view showing the configuration of the ink remaining amount detection device of the present invention, and FIG. 4 is a side sectional view of the same.
The ink cartridge 2 is a rectangular parallelepiped hollow container formed of a light-transmitting synthetic resin material, and is integrally molded with the ink cartridge 2 at the lower portion of the wall surface facing the ink remaining amount sensor 3 when attached to the carriage 10. In addition, a reflection unit 20 that reflects light emitted from the light emitting unit 31 (see FIG. 4) of the ink remaining amount sensor 3 is provided. The reflection unit 20 includes a first reflection unit 21 and a second reflection unit 22 having different properties from each other in the direction of an arrow shown in the drawing.
The first reflecting portion 21 is formed of a V-shaped groove along the direction of the arrow, and the two inclined surfaces 21X and 21Y constituting the groove are cut inward from the wall surface of the ink cartridge 2 at an inclination angle of 45 degrees. Are orthogonal to each other. A reflective tape 23 is attached to the two inclined surfaces 21X and 21Y as a reflective member that totally reflects light.
The second reflecting portion 22 is configured by a V-shaped groove similar to the first reflecting portion 21, and slopes 22 </ b> X and 22 </ b> Y (see FIG. 5) constituting the groove are respectively formed from the side walls of the ink cartridge 2. It cuts inward at an inclination angle of 45 degrees and is orthogonal to each other.
[0058]
The ink remaining amount sensor 3 as shown in FIG. 4 is configured, for example, by attaching a light emitting unit 31 using an LED and a light receiving unit 32 using a photodiode to a common base 33. Is incident on the inclined surface 21X (or 22X) of the reflecting portion 20 provided in the ink cartridge 2 at an angle of approximately 45 degrees, and at the inclined surface 21Y (or 22Y) of the reflecting portion 20. The light emitting part 31 and the light receiving part 32 are attached to the base part 33 by adjusting the optical axis so that the reflected light reflected at an angle of approximately 45 degrees can be received by the light receiving part 32. By adjusting the position of the optical axis in this way, the irradiation light from the light emitting unit 31 is irradiated to one inclined surface 21X (or 22X) as indicated by an arrow in FIG. Is reflected at a substantially right angle and reaches the other inclined surface 21Y (or 22Y), and the reflected light reflected again at a substantially right angle by the inclined surface 21Y (or 22Y) is received by the light receiving unit 32.
[0059]
Here, the irradiation light from the light emitting unit 31 is reflected at a constant reflectance by the reflection tape 23 attached to the two inclined surfaces 21X and 21Y of the first reflection unit 21, but 2 of the second reflection unit 22. Since the two inclined surfaces 22X and 22Y are formed of a light-transmitting synthetic resin material, the reflectance varies depending on whether ink is present in the ink cartridge 2 or not.
First, a case where no ink is present inside the ink cartridge 2 will be described. According to Snell's law, when the refractive index of the synthetic resin material is n and the incident angle of the irradiation light is θ and the relationship of n> 1 / Sinθ is satisfied, the irradiation light irradiated to the inclined surfaces 22X and 22Y is totally reflected. .
Here, when an acrylic resin is selected as the synthetic resin material, the refractive index n is approximately 1.49, and the incident angle θ is approximately 45 degrees, so 1 / Sin θ = 1.41. Will meet.
Therefore, when there is no ink inside the ink cartridge 2, the irradiation light emitted from the light emitting unit 31 of the ink remaining amount sensor 3 is totally reflected by the two inclined surfaces 22 </ b> X and 22 </ b> Y and reaches the light receiving unit 32. become.
Next, a case where ink is present inside the ink cartridge 2 will be described. According to Snell's law, when the refractive index of the synthetic resin material is n, the refractive index of the ink is n ′, and the incident angle θ of the irradiation light satisfies the relationship of n> n ′ / Sinθ, the inclined surfaces 22X and 22Y are irradiated. The irradiated light is totally reflected.
Here, since the refractive index of ink is n ′ is approximately 1.33, the value of n ′ / Sinθ is approximately 1.88. Therefore, when acrylic resin (refractive index n = 1.33) is selected as the synthetic resin material, the irradiation light is not totally reflected by the inclined surfaces 22X and 22Y, and a part of the irradiation light is transmitted into the ink cartridge 2. The
Therefore, the material of the ink cartridge 2 is not limited to acrylic resin, and any material having a refractive index n in the range of 1.49 <n <1.88 may be used.
[0060]
FIG. 5 is an explanatory diagram for explaining detection of reflected light by the second reflecting unit 22.
As shown in FIG. 5A, when there is sufficient ink inside the ink cartridge 2 and the liquid level of the ink is positioned higher than the second reflecting portion 22, the inside of the inclined surfaces 22X and 22Y is the ink. Therefore, the amount of light transmitted through the inclined surface 22X and the inclined surface 22Y is increased, the amount of reflected light reaching the light receiving unit 32 is small, and the output signal of the light receiving unit 32 corresponding to the received light amount is at a low level. Further, as shown in FIG. 5B, when the ink level is approaching the slope 22Y, the amount of light reflected by the slope 22X is larger than that in the case of FIG. 5A. Since the amount of light transmitted through the inclined surface 22Y is large, the amount of reflected light reaching the light receiving unit 32 is still small, and the output signal output from the light receiving unit 32 is at a low level. On the other hand, as shown in FIG. 5C, when the ink level is positioned lower than the inclined surfaces 22X and 22Y of the second reflecting portion 22, the amount of reflected light reflected by both the inclined surfaces 22X and 22Y is reduced. Since the amount of reflected light received by the light receiving unit 32 increases, the output signal output from the light receiving unit 32 is at a high level.
As described above, the level of the signal output from the light receiving unit 32 based on the amount of light reflected from the second reflecting unit 22 depends on the ink level in the ink cartridge 2.
[0061]
On the other hand, since the first reflecting portion 21 has a constant reflectance regardless of the ink level in the ink cartridge 2, the light receiving portion 32 receives light as long as the light emission amount of the light emitting portion 31 does not change. The amount of reflected light is constant, and the output signal output from the light receiving unit 32 has a predetermined signal level.
The control unit 4 issues an operation command to the remaining ink sensor 3 and causes the light emitting unit 31 of the remaining ink sensor 3 to emit light while the carriage 10 attached with the ink cartridge 2 moves in the main scanning direction. . The control unit 4 takes in an output signal from the light receiving unit 32 at a predetermined sampling period.
Then, the control unit 4 receives the output signal based on the amount of reflected light from the first reflecting unit 21 and the output signal based on the amount of reflected light from the second reflecting unit 22, and calculates the value of the difference between them.
When the difference value is within a predetermined allowable range, the control unit 4 determines that the ink in the ink cartridge 2 is insufficient, and the display unit 41 indicates that the ink is insufficient. Display a warning.
[0062]
As described above, the amount of light reflected from the first reflecting portion 21 is set to be used as a reference value for the amount of reflected light of the second reflecting portion 22. Thereby, for example, even when the light amount of the light emitting unit 31 or the sensitivity of the light receiving unit 32 has changed, it is possible to detect the presence or absence of the remaining amount of ink in the ink cartridge 2 without error.
[0063]
6 and 7 are flowcharts showing a procedure for detecting the remaining amount of ink.
In the ink remaining amount detection apparatus of the present invention, the ink remaining amount in the ink cartridge 2 is detected while the carriage 10 is moving.
First, the control unit 4 determines whether or not the printer in the standby state has received a print request (step S1). If no print request has been received (S1: NO), the process waits until a print request is received.
When a print request is received (S1: YES), the control unit 4 issues an operation command, scans the carriage 10, performs printing (step S2), and issues an operation command to the ink remaining amount sensor 3. Then, the light emitting unit 31 is caused to emit light (step S3). Moreover, the control part 4 takes in the output signal from the light-receiving part 32 with a predetermined sampling period (step S4).
[0064]
The control unit 4 determines whether or not the magnitude V1 of the captured output signal is greater than Vn1 (step S5). Here, the value of Vn1 is set to a value that is slightly smaller than the magnitude of the output signal based on the amount of light reflected from the first reflecting section 21, for example.
If the magnitude of the captured output signal is less than or equal to Vn1 (S5: NO), the process returns to S5. If the magnitude of the captured output signal is greater than Vn1 (S5: YES), the magnitude V1 is stored in the RAM. Is stored (step S6).
[0065]
Next, after the time t stored in advance has elapsed, the control unit 4 stores the magnitude V2 of the output signal first captured in the RAM (step S7). Here, during the time t, the second reflecting portion 22 faces the ink remaining amount sensor 3 after the first reflecting portion 21 of the ink cartridge 2 passes the facing position of the remaining ink amount sensor 3 during the movement of the carriage 10. This is the elapsed time to pass the position.
[0066]
The control unit 4 determines whether or not the stored magnitude of V2 is larger than Vn2 (step S8). Here, the value of Vn2 is set to a value slightly smaller than 0.
If the magnitude of V2 is equal to or less than Vn2 (S8: NO), it is determined that the carriage scanning direction is not the predetermined direction, and the process returns to S5.
[0067]
When it is determined that the magnitude of V2 is larger than Vn2 (S8: YES), the control unit 4 calculates the difference between the magnitudes V1 and V2 of the stored output signal (step S9), and the difference is preset. It is judged whether it falls within the predetermined range (step S10).
[0068]
When it is determined that the difference between V1 and V2 is within the predetermined range (S10: YES), it is determined that the remaining amount of ink in the ink cartridge 2 is insufficient, and the display unit 41 warns that ink is insufficient. Is displayed (step S11). Then, it is determined whether or not there is a next print request (step S12). If there is a print request (S12: YES), the process returns to step S2, and if there is no print request (S12: NO), the printing is terminated.
[0069]
If the calculated difference value is not within the predetermined range in step S10 (S10: NO), the control unit 4 determines that there is sufficient ink in the ink cartridge 2 and issues a warning that the ink is insufficient. Without it, it is determined whether there is a next print request (step S12). If there is a print request (S12: YES), the process returns to S2, and if there is no print request (S12: NO), the printing is terminated.
[0070]
In the present embodiment, the difference value between the magnitudes V1 and V2 of the output signal is calculated, and the presence or absence of the remaining amount of ink is detected based on whether or not the calculated difference value is within a predetermined range. However, the configuration may be such that the ratio between the magnitudes V1 and V2 of the output signal is calculated, and the presence or absence of the remaining amount of ink is detected based on the calculated magnitude of the ratio.
[0071]
Further, in the case where it is determined in step S10 that the remaining amount of ink is insufficient, after the warning that the ink is insufficient is displayed, the scanning of the carriage 10 may be temporarily stopped.
[0072]
Embodiment 2. FIG.
In the present embodiment, an ink remaining amount detection apparatus and an ink jet recording apparatus that detect a plurality of liquid level will be specifically described.
[0073]
FIG. 8 is a perspective view showing the configuration of the ink remaining amount detection apparatus of the present invention.
In the figure, reference numeral 2 denotes an ink cartridge attached to the carriage 10 shown in FIG. 1, and reference numeral 3 denotes an ink remaining amount sensor similar to that shown in FIG.
The ink cartridge 2 is a rectangular parallelepiped hollow container formed of a light-transmitting synthetic resin. The surface facing the ink remaining amount sensor 3 when attached to the carriage 10 is slightly above the bottom surface of the ink cartridge 2. The 1st reflection part 21 and the 2nd reflection part 22 which were provided in the position are provided.
The first reflecting portion 21 is formed of a V-shaped groove provided on the side wall of the ink cartridge 2, and the two inclined surfaces 21 </ b> X and 21 </ b> Y constituting the groove are each 45 degrees from the surface facing the ink remaining amount sensor 3. The cuts are made at right angles to each other. A reflective tape 23 is attached to the two slopes 21X and 21Y as a reflective member that totally reflects the irradiated light.
The second reflecting portion 22 is provided in the vicinity of the side wall opposite to the side wall, on the surface facing the ink remaining amount sensor 3, and is integrally molded with the same light-transmitting synthetic resin as the ink cartridge 2. It is. In addition, the second reflection unit 22 includes a first liquid level reflection unit 51 and a second liquid level reflection unit 52, which will be described in detail later, in order to detect two liquid levels. Is.
[0074]
9 and 10 are side sectional views of the ink remaining amount detecting device.
As shown in FIG. 9A, the second liquid surface level reflecting portion 52 is formed of a rectangular groove, and cuts upward at an angle of approximately 45 degrees from the surface facing the ink remaining amount sensor 3 to each other. It is constituted by two inclined surfaces 52X and 52Z that are parallel to each other and an inclined surface 52Y that is orthogonal to both the inclined surfaces 52X and 52Z. Further, a partition plate 55 that is parallel to the facing surface is installed below the slope 52Z, and a space that does not allow ink to enter is provided in the vicinity of the facing surface.
Further, as shown in FIG. 9B, the first liquid surface level reflecting portion 51 is formed of a V-shaped groove, and is formed inward at an angle of approximately 45 degrees from the facing surface, and is orthogonal to each other. It comprises two slopes 51X and 51Y.
[0075]
The ink remaining amount sensor 3 is configured, for example, by attaching a light emitting unit 31 using an LED and a light receiving unit 32 using a photodiode to a common base 33, and irradiated light from the light emitting unit 31 is received. The optical axis of the irradiation light is adjusted so as to be incident on the inclined surface 51X of the first liquid surface level reflecting portion 51 or the inclined surface 52Z of the second liquid surface level reflecting portion 52 at an angle of approximately 45 degrees. The optical axis is adjusted so that the reflected light reflected at the angle of approximately 45 degrees on the 51Y or the inclined surface 52Z can be received by the light receiving unit 32.
[0076]
By adjusting the optical axis in this manner and attaching the light emitting unit 31 and the light receiving unit 32 to the base, when the ink is sufficiently inside the ink cartridge 2, as shown in FIG. 9 (a), the light emitting unit Irradiated light irradiated from 31 to the first liquid level reflecting part 51 is transmitted at point e in the middle of the slope 51X and irradiated toward the second liquid level reflecting part 52. Is transmitted at point a in the middle of the slope 52Z.
In addition, when the ink liquid level is between the point e in the middle of the slope 51X and the point f in the middle of the slope 51Y shown in FIG. The irradiated light is reflected at point e and then transmitted at point f. On the other hand, when the ink liquid level is at the position shown in FIG. 9C, the irradiation light irradiated to the second liquid level reflecting part 52 is a in each of the slopes 52Z, 52Y, 52X. After being reflected at points b, c and c, it is reflected by point d located above a certain space so that ink does not enter by partition plate 55 and reaches light receiving portion 32 of ink remaining amount sensor 3. .
Next, when the liquid level of the ink is lower than the above-described point f, as shown in FIG. 10, the irradiation light applied to the first liquid level reflecting part 51 is reflected at the points e and f. Then, it reaches the light receiving part 32 of the ink remaining amount sensor 3.
[0077]
As described above, the ink remaining amount detection device of the present invention can detect a plurality of liquid level by providing a pair of the light emitting unit 31 and the light receiving unit 32.
[0078]
11 and 12 are flowcharts showing the remaining ink level detection procedure.
In the ink remaining amount detection apparatus of the present invention, the ink remaining amount in the ink cartridge 2 is detected while the carriage 10 is moving.
First, the control unit 4 determines whether or not the printer in the standby state has received a print request (step S101). If a print request has not been received (S101: NO), the process waits until a print request is received.
When the print request is received (S101: YES), the control unit 4 issues an operation command, scans the carriage 10 (step S102), performs printing, and issues an operation command to the ink remaining amount sensor 3. The light emitting unit 31 emits light (step S103). Moreover, the control part 4 takes in the output signal from the light-receiving part 32 with a predetermined sampling period (step S104).
[0079]
The control unit 4 determines whether or not the magnitude V1 of the captured output signal is larger than Vn1 (step S105). Here, for example, the value of Vn1 is set to a value slightly smaller than the magnitude of the output signal based on the amount of light reflected from the first reflecting portion.
If the magnitude of the captured output signal is Vn1 or less (S105: NO), the process returns to S105. If the magnitude of the captured output signal is greater than Vn1 (S105: YES), the magnitude V1 is stored in the RAM. Is stored (step S106).
[0080]
Next, after the time t1 stored in advance has elapsed, the control unit 4 stores the magnitude V1 ′ of the output signal first captured in the RAM (step S107). The magnitude V2 ′ of the output signal is stored in the RAM (step S108). Here, during the above-described time t1, the first liquid surface level reflecting portion 51 remains in the ink remaining state after the first reflecting portion 21 of the ink cartridge 2 passes the position facing the ink remaining amount sensor 3 while the carriage 10 is moving. This is the elapsed time until the amount sensor 3 passes through the opposite position. This is the elapsed time until the second liquid level reflecting portion 52 passes the position facing the remaining ink level sensor 3.
[0081]
Next, the control unit 4 determines whether the magnitudes V1 ′ and V2 ′ of the stored output signals are larger than Vn2 (step S109). Here, the value of Vn2 is set to a value slightly smaller than the magnitude of the output signal based on the amount of reflected light from the second reflecting portion 22 when the ink cartridge 2 is sufficiently filled with ink.
[0082]
When it is determined that the values of V1 ′ and V2 ′ are both greater than Vn2 (S109: YES), the control unit 4 calculates stored output signal differences D1 = V1−V1 ′ and D2 = V1−V2 ′. (Step S110), it is determined whether or not the value of D2 falls within a preset predetermined range (Step S111).
[0083]
When it is determined that the value of D2 is within the predetermined range (S111: YES), the control unit 4 determines whether the value of D1 is included within the predetermined range set in advance (step S112). If the value of D1 is within the predetermined range (S112: YES), it is determined that the ink in the ink cartridge 2 has run out, a warning to that effect is displayed on the display unit 41 (step S113), and the carriage 10 is moved. Stop (step S114). If it is determined in S112 that the value of D1 is not within the predetermined range (S112: NO), it is determined that the remaining amount of ink in the ink cartridge 2 is insufficient, and the display unit 41 informs the user of the fact. A warning is displayed (step S115). Then, it is determined whether or not there is a next print request (step S116). If there is a print request (S116: YES), the process returns to step S102. If there is no print request (S116: NO), the printing is terminated.
[0084]
If the calculated value of D2 is not within the predetermined range in step S111 (S111: NO), the control unit 4 determines that there is sufficient ink in the ink cartridge 2 and displays a warning on the display unit 41. First, it is determined whether there is a next print request (step S116). If there is a print request (S116: YES), the process returns to S102, and if there is no print request (S116: NO), the printing is terminated.
[0085]
Embodiment 3 FIG.
In the present embodiment, an ink remaining amount detecting device capable of detecting the mounting state of the ink cartridge 2 based on the amount of light reflected from the first reflecting portion 21 of the ink cartridge shown in FIGS. 3 and 8 will be described. .
[0086]
The attachment state of the ink cartridge 2 can be detected by the ink remaining amount detection device having the configuration shown in the first embodiment or the second embodiment.
As described above, the first reflective portion 21 has the reflective tape 23 having a constant reflectance regardless of the remaining amount of ink. Therefore, if there is any defect in the attached state of the ink cartridge 2, the optical path of the reflected light changes, and the amount of reflected light received by the light receiving unit 32 decreases. Based on this light amount, the ink cartridge 2 can be accurately detected.
[0087]
FIG. 13 is a flowchart showing a procedure for detecting the attachment state of the ink cartridge 2.
First, the control unit 4 determines whether or not the printer in the standby state has received a print request (step S20). If a print request has not been received (S20: NO), the process waits until a print request is received.
When the print request is accepted (S20: YES), the control unit 4 issues an operation command, scans the carriage 10, performs printing (step S21), and the carriage 10 passes a predetermined position in the main scanning direction. In this case, an operation command is issued to the ink remaining amount sensor 3 to cause the light emitting unit 31 to emit light (step S22).
Then, the reflected light from the first reflecting unit 21 is received, and the control unit 4 takes in an output signal based on the amount of the reflected light (step S23), and the magnitude of the output signal is stored in the RAM in the control unit 4. Memorize V1.
[0088]
Next, the control unit 4 determines whether or not the stored magnitude V1 of the output signal is equal to or less than a predetermined value set in advance (step S24).
[0089]
When it is below the predetermined value (S24: YES), the control unit 4 determines that the mounting state of the ink cartridge 2 is defective, and causes the display unit 41 to display a warning that the mounting state is defective ( At the same time as step S25), the carriage 10 is stopped (step S26).
[0090]
If it is determined in step S24 that the magnitude of the output signal is greater than the predetermined value (S24: NO), it is determined whether there is a next print request (step S27), and if there is a print request (S27: YES), the process returns to S21, and if there is no print request (S27: NO), the printing is terminated.
[0091]
As described above, the printer provided with the ink remaining amount detection device of the present invention is set to detect the attachment state of the ink cartridge 2 based on the amount of reflected light from the reflection unit 20. That is, it is possible to easily detect the mounting state of the ink cartridge 2 by using the first reflecting portion 21 provided for detecting the remaining amount of ink.
[0092]
Although the detection of the mounting state of the ink cartridge 2 described above can be performed even during scanning, it is preferable that the detection is performed when the printer is turned on. That is, when the printer is turned on, there is a possibility that the ink cartridge 2 is not properly attached due to the influence of external vibration or the like during the use stop period. In addition, immediately after the ink cartridge 2 is replaced, the installation state of the new ink cartridge 2 cannot be confirmed. As described above, the ink cartridge 2 is detected to prevent the ink leakage due to the installation failure. can do.
[0093]
Embodiment 4 FIG.
In the present embodiment, an ink remaining amount detecting device and an ink jet recording apparatus for detecting the remaining amount of ink in an ink cartridge having ink storage chambers for a plurality of colors will be specifically described.
[0094]
FIG. 14 is a perspective view showing a configuration of a main part of the ink remaining amount detection apparatus of the present invention.
As shown in FIG. 14A, the interior of the ink cartridge 2 is divided into four ink storage chambers 25 by three partition plates 24, 24, 24 provided in parallel to each other and in the direction of the arrows in the figure. , 25, 25, 25. Therefore, for example, four colors of ink of yellow (Y), magenta (M), cyan (C), and black (K) can be stored.
At the lower part of one side surface of each of the ink storage chambers 25, 25, 25, 25, the above-described second reflecting portions 22, 22, 22, 22 are juxtaposed in the direction of the arrow, and one of the second reflecting portions 22, 22, 22, 22 is provided. The first reflecting portion 21 is provided side by side on the reflecting portion 22.
[0095]
Further, the ink remaining amount sensor 3 as shown in FIG. 4 is separated from the moving path of the ink cartridge 2 by an appropriate length so as to face the first reflecting portion 21 and the second reflecting portions 22, 22, 22, 22. These are fixed to a part of a housing of an ink jet recording apparatus (not shown).
[0096]
In the ink remaining amount detection device of the present invention, the light emitted from the light emitting portion 31 of the ink remaining amount sensor 3 is irradiated to the first reflecting portion 21 and the second reflecting portions 22, 22, 22, and 22 and reflected from both the reflecting portions. The received light is received by the light receiving unit 32, and the remaining amount of ink in each of the ink storage chambers 25, 25, 25, 25 is detected by comparing output signals according to the amount of received light.
[0097]
FIG. 15 is a flowchart showing a procedure for detecting the remaining amount of ink and the mounting state of the ink cartridge.
First, the control unit 4 determines whether or not the printer in the standby state has received a print request (step S30). If no print request has been received (S30: NO), the process waits until a print request is received.
When the print request is received (S30: YES), the control unit 4 issues an operation command, scans the carriage 10, performs printing (step S31), and the carriage 10 passes a predetermined position in the main scanning direction. In this case, an operation command is issued to the ink remaining amount sensor 3, and the light emitting unit 31 emits light for a short time (step S32). That is, at the timing when the first reflecting portion 21 of the ink cartridge 2 and each of the second reflecting portions 22, 22, 22, 22 pass the position opposite to the ink remaining amount sensor 3, the light emitting portion 31 is sent from the main control portion 4. In response to the operation command, light is emitted toward the first reflecting portion 21, and then light is emitted toward the second reflecting portions 22, 22, 22, 22.
Then, the reflected light from the first reflecting unit 21 is received, and the control unit 4 takes in an output signal based on the amount of the reflected light (step S33), and the magnitude of the output signal is stored in the RAM in the control unit 4. Memorize V1.
[0098]
The light receiving unit 32 receives reflected light from n (n = 4) second reflecting units, and the control unit 4 captures an output signal based on the amount of reflected light from each second reflecting unit 22 (step). S34) The magnitude V2 (n) of each output signal is stored in the RAM in the control unit 4. The magnitudes V2 (1) to V2 (4) of these output signals are values corresponding to the remaining amount of ink in each ink storage chamber 25, 25, 25, 25.
[0099]
Next, the control unit 4 sets the value of the counter included in the control unit 4 to n = 1 (step S35).
[0100]
Next, the control unit 4 calculates a difference between the magnitudes V1 and V2 (n) of the stored output signal (step S36), and whether or not the difference is set in advance and falls within a predetermined range. Is determined (step S37).
[0101]
When it is determined that the difference between V1 and V2 (n) is within the predetermined range (S37: YES), it is determined that the remaining amount of ink in the nth ink storage chamber is insufficient, and the ink is displayed on the display unit 41. A warning that there is a shortage is displayed (step S38).
[0102]
In S38, after displaying the warning or determining that the difference between V1 and V2 (n) is not within the predetermined range (S37: NO), the control unit 4 increases the value n of the counter by 1. (Step S39). Next, the control unit 4 determines whether or not the counter value n is 4 or more (step S40).
[0103]
If the counter value n is less than 4 (S40: NO), the process returns to step S36. If the counter value n is 4 or more (S40: YES), it is determined whether or not there is a next print request. (Step S41). If there is a print request (S41: YES), the process returns to step S31. If there is no print request (S41: NO), printing is terminated.
[0104]
In the present embodiment, as shown in FIG. 14A, the first reflecting portion 21 and the second reflecting portion 22 are provided only in one ink containing chamber 25, and the remaining ink containing chambers 25, 25, 25 are provided. However, as shown in FIG. 14B, the first reflecting portion 21 and the second reflecting portion 22 are provided for each ink storage chamber 25, 25, 25, 25. The structure which provides may be sufficient.
Further, as shown in FIG. 14C, one first reflecting portion 21 is provided at an appropriate position of the ink cartridge 2 so as to cover all the ink storage chambers 25, 25, 25, 25 in the ink cartridge 2. You may arrange the 2nd reflection part 22 in parallel.
[0105]
In this embodiment, an ink cartridge that stores ink of four colors has been described. However, the number of ink colors is not limited, and an ink cartridge including an ink storage chamber that stores ink of six colors is used. It may be an ink cartridge provided with a larger number of ink storage chambers.
[0106]
Embodiment 5. FIG.
FIG. 16 is a perspective view showing a schematic configuration of a main part of the ink jet recording apparatus of the present invention.
[0107]
In the present embodiment, a plurality of ink cartridges 2 are mounted on the carriage 10, which is different from the ink jet recording apparatus shown in the first embodiment.
[0108]
A plurality of (for example, four) ink cartridges 2 as shown in FIG. 3 are mounted on the carriage 10 in parallel in the direction of the arrow in the drawing, and the reflection provided on the lower portion of one side of each ink cartridge 2. The unit 20 includes a first reflecting unit 21 having a constant reflectance regardless of the remaining amount of ink in the ink cartridge 2 and a second reflecting unit 22 whose reflectance changes according to the remaining amount of ink. Yes.
[0109]
FIG. 17 and FIG. 18 are flowcharts showing a procedure for detecting the remaining amount of ink and the mounting state of the ink cartridge.
[0110]
First, the control unit 4 determines whether or not the printer in the standby state has received a print request (step S50). If a print request has not been received (S50: NO), the process waits until a print request is received.
When the print request is accepted (S50: YES), the reference value V of the output signal from the first reflecting unit 21 stored in advance is stored. B (N) is read (step S51). Where n is an integer from 1 to 4 and V B (1) to V B (4) shows the case where the ink cartridges 2, 2, 2, and 2 that respectively store the inks of yellow (Y), magenta (M), cyan (C), and black (K) are normally mounted. The magnitude | size of the output signal which the light-receiving part which received the reflected light from the 1st reflection part 21 should output is represented.
[0111]
Next, the control unit 4 issues an operation command to scan the carriage 10 (step S52), perform printing, and to the ink remaining amount sensor 3 when the carriage 10 passes a predetermined position in the main scanning direction. Then, an operation command is issued to cause the light emitting unit 31 to emit light (step S53). That is, while the carriage 10 passes the position opposite the ink remaining amount sensor 3, the light emitting unit 31 receives the operation command from the main control unit 4, emits light toward the first reflecting unit 21, and then the second Light is emitted toward the reflecting portions 22, 22, 22, 22.
And the reflected light from each 1st reflection part 21 is received, and the control part 4 takes in the output signal based on the light quantity of those reflected light (step S54), and stores the output signal in RAM in the control part 4 The size V1 (n) is stored.
[0112]
The light receiving unit 32 receives the reflected light from each second reflecting unit 22, and the control unit 4 takes in an output signal based on the amount of reflected light from each second reflecting unit 22 (step S55). The magnitude V2 (n) of each output signal is stored in the internal RAM. The magnitudes V2 (1) to V2 (4) of these output signals are values corresponding to the remaining amount of ink in each ink storage chamber 25, 25, 25, 25.
[0113]
Next, the control unit 4 sets the value of the counter included in the control unit 4 to n = 1 (step S56).
[0114]
Next, the control unit 4 determines whether or not the magnitude V1 (n) of the output signal based on the amount of reflected light from the first reflecting unit 21 of the nth ink cartridge 2 is equal to 0 (step S57).
[0115]
If V1 (n) is 0 (S57: YES), a warning that the nth ink cartridge is not attached is displayed on the display unit 41 (step S58). When V1 (n) is not 0 (S57: NO), the control unit 4 B The lower limit value of light quantity is calculated by multiplying the value of (n) by the coefficient α (α <1), and V1 (n) is the lower limit value α · V. B It is determined whether or not it is smaller than (n) (step S59). Here, the value of α is set to 0.85, for example.
[0116]
V1 (n) is the lower limit value α · V B If it is smaller than (n) (S59: YES), a warning that the mounting state of the nth ink cartridge 2 is defective is displayed on the display unit 41 (step S60). V1 (n) is the lower limit value α · V B (N) When it is more than (S59: NO), the control part 4 is V B The upper limit value of light quantity is calculated by multiplying the value of (n) by the coefficient β (β <1), and V2 (n) is the upper limit value β · V B It is determined whether or not it is smaller than (n) (step S61). Here, the value of β is set to 0.75. V2 (n) is the upper limit β · V B If it is (n) or more (S61: NO), a warning to the effect that the n-th ink cartridge 2 is short of ink is displayed on the display unit 41 (step S62).
[0117]
After displaying the warning in step S62, or V2 (n) is the upper limit value β · V B After determining that the value is smaller than (n) (S61: YES), the control unit 4 increases the value n of the counter by 1 (step S63). Next, the control unit 4 determines whether or not the counter value n is 4 or more (step S64).
[0118]
If the counter value n is less than 4 (S64: NO), the process returns to step S57. If the counter value n is 4 or more (S64: YES), it is determined whether or not there is a next print request. (Step S65). If there is a print request (S65: YES), the process returns to step S52. If there is no print request (S65: NO), printing is terminated.
[0119]
Embodiment 6 FIG.
This embodiment is an inkjet recording apparatus having a carriage on which four ink cartridges are mounted, and is an embodiment in which a function for updating a reference value of an output signal is added in order to cope with a secular change or the like of a detection system. is there.
[0120]
FIGS. 19 and 20 are flowcharts showing a procedure for detecting the remaining amount of ink and the mounting state of the ink cartridge.
[0121]
First, the control unit 4 determines whether or not the printer in the standby state has received a print request (step S70). If a print request has not been received (S70: NO), the process waits until a print request is received.
When the print request is accepted (S70: YES), the reference value V of the output signal from the first reflection unit 21 stored in advance is stored. B (N) is read (step S71). Where n is an integer from 1 to 4 and V B (1) to V B (4) shows the case where the ink cartridges 2, 2, 2, and 2 that respectively store the inks of yellow (Y), magenta (M), cyan (C), and black (K) are normally mounted. The magnitude | size of the output signal which the light-receiving part 32 which received the reflected light from the 1st reflection part 21 should output is represented.
[0122]
Next, the control unit 4 issues an operation command to scan the carriage 10 (step S72), perform printing, and to the ink remaining amount sensor 3 when the carriage 10 passes a predetermined position in the main scanning direction. Then, an operation command is issued to cause the light emitting unit 31 to emit light (step S73). That is, while the carriage 10 passes the position opposite the ink remaining amount sensor 3, the light emitting unit 31 receives the operation command from the main control unit 4, emits light toward the first reflecting unit 21, and then the second Light is emitted toward the reflecting portions 22, 22, 22, 22.
And the reflected light from each 1st reflection part 21 is received, and the control part 4 takes in the output signal based on the light quantity of those reflected light (step S74), and stores the output signal in RAM in the control part 4 The size V1 (n) is stored.
[0123]
The light receiving unit 32 receives the reflected light from each second reflecting unit 22, and the control unit 4 takes in an output signal based on the amount of reflected light from each second reflecting unit 22 (step S75). The magnitude V2 (n) of each output signal is stored in the internal RAM. The magnitudes V2 (1) to V2 (4) of these output signals are values corresponding to the remaining amount of ink in each ink storage chamber 25, 25, 25, 25.
[0124]
Next, the control unit 4 sets the value of the counter included in the control unit 4 to n = 1 (step S76).
[0125]
Next, the control unit 4 determines whether or not the magnitude V1 (n) of the output signal based on the amount of reflected light from the first reflecting unit 21 of the nth ink cartridge 2 is equal to 0 (step S77).
[0126]
When V1 (n) is 0 (S77: YES), a warning that the nth ink cartridge 2 is not attached is displayed on the display unit 41 (step S78). When V1 (n) is not 0 (S77: NO), the control unit 4 takes a ratio of V1 (n) and V1 (n + 1) and determines whether or not the value is smaller than α (step S79). . Here, α is set to α = 0.8. When the counter value is n = 4, the ratio of V1 (4) and V1 (5) is taken, but the value of V1 (5) is equal to the value of V1 (1). .
[0127]
If the ratio between V1 (n) and V1 (n + 1) is smaller than α (S79: YES), a warning that the mounting state of the nth ink cartridge 2 is defective is displayed on the display unit 41 (step S80). .
[0128]
When the ratio of V1 (n) to V1 (n + 1) is greater than or equal to α (S79: NO), the control unit 4 determines that V1 (n) is β · V B (N) <V1 (n) <γ · V B It is determined whether it is within the range (n) (step S81). Here, β = 0.75 and γ = 1.25 are set as the values of β and γ.
If V1 (n) is not within the above range (S81: NO), a warning that the mounting state of the nth ink cartridge 2 is defective is displayed on the display 41 (step S82). When V1 (n) is within the above range (S81: YES), V1 (n) is assumed to be a normal variation due to aging or ambient environmental temperature. B The value of V1 (n) is input as the value of (n) and is stored in the ROM of the control unit 4 (step S83).
[0129]
Next, the control unit 4 B The upper limit value of light quantity is calculated by multiplying the value of (n) by the coefficient δ (δ <1), and V2 (n) is the upper limit value δ · V. B It is determined whether it is smaller than (n) (step S84). V2 (n) is the upper limit value δ · V B If it is (n) or more (S84: NO), a warning to the effect that the n-th ink cartridge 2 is short of ink is displayed on the display unit 41 (step S85).
[0130]
After displaying the warning in step S85, or V2 (n) is the upper limit value δ · V B After determining that the value is smaller than (n) (S84: YES), the control unit 4 increases the value n of the counter by 1 (step S86). Next, the control unit 4 determines whether or not the counter value n is 4 or more (step S87).
[0131]
If the counter value n is less than 4 (S87: NO), the process returns to step S77. If the counter value n is 4 or more (S87: YES), it is determined whether there is a next print request. (Step S88). If there is a print request (S88: YES), the process returns to step S72. If there is no print request (S88: NO), printing is terminated.
[0132]
In this embodiment, in step S79, the ratio between V1 (n) and V1 (n + 1) is taken, and if the value is smaller than α, a warning that the mounting state of the nth ink cartridge is defective is issued. It is determined whether or not the values from V1 (1) to V1 (4) are substantially equal, and when the value of V1 (n) has decreased below a predetermined value, the nth A warning may be displayed to the effect that the ink cartridge is not properly installed.
[0133]
【The invention's effect】
As described above, in the case of the present invention, the first reflecting portion having a reflectance that does not depend on the remaining amount of ink, and the second reflecting portion whose reflectance changes according to the remaining amount of ink, A Side wall of ink cartridge In Prepared, anti-reflection from each reflective part Light Is received, and the remaining amount of ink is detected based on the difference in the amount of light. Therefore, even when the sensitivity of the light receiving unit changes due to environmental temperature or aging, it is possible to accurately detect the presence or absence of the ink remaining amount.
[0134]
Further, in the case of the present invention, since the two liquid level detectors that determine whether the light is reflected or not are provided depending on the positional relationship between the optical axis of the irradiated light and the liquid level, at least within a predetermined range. It is possible to detect three liquid level levels to which it belongs.
Further, by providing only one set of a light emitting unit and a light receiving unit, it is possible to detect a plurality of liquid level, and therefore, it is possible to provide an ink remaining amount detecting device with a small installation space and low manufacturing cost. Is possible.
[0135]
Furthermore, according to the invention, Since the first liquid level reflecting part is composed of two inclined surfaces formed inward from the side wall of the ink cartridge, it can be integrally molded with the ink cartridge, It can be manufactured at low cost.
[0136]
Furthermore, according to the invention, Since the second liquid level reflecting portion is composed of two inclined surfaces formed inward from the side wall of the ink cartridge, and an inclined surface continuous to each of the two inclined surfaces, it can be integrally formed with the ink cartridge. Can It can be manufactured at low cost.
[0137]
Further, in the case of the present invention, the first liquid surface level reflecting portion and the second liquid surface level reflecting portion are arranged so that the optical axis of the irradiation light irradiated by the light emitting portion and the optical axis of the reflected light reflected by the reflecting portion are parallel to each other. Since the liquid level reflecting part is configured, the position adjustment and optical axis adjustment of the reflecting part and the light receiving part are facilitated.
[0138]
Furthermore, according to the invention, The portion of the first inclined surface that reflects light from the third inclined surface is disposed adjacent to the space provided in the ink cartridge so that ink does not enter. Therefore, the irradiation light emitted from the light emitting unit is On each slope When reflected, it becomes possible to make the state inside the inclined surface that is reflected last the same as the state without ink. Therefore, when the liquid level is in a predetermined range, the irradiation light irradiated to the second liquid level reflecting portion is reflected even when the irradiation light irradiated to the first liquid level reflecting portion is not reflected. Is possible. Therefore, it is possible to detect the liquid level based on the reflected light from the first liquid surface level reflecting portion and the reflected light from the second liquid surface level reflecting portion.
[0139]
Further, according to the present invention, the reflected light from the first reflecting portion provided in the ink cartridge is received, and the mounting state of the ink cartridge is detected by the received light quantity. Since the reflectance does not change depending on the remaining amount of ink from the first reflecting portion, when the ink cartridge is normally mounted at a predetermined position, a predetermined amount of light is received by the light receiving portion. However, when the mounting state of the ink cartridge is not normal due to the impact from the outside, the optical path of the light reflected from the first reflecting portion changes, and the amount of light received by the light receiving portion changes. Decrease or not be detected at all. Therefore, it is possible to detect the mounting state of the ink cartridge very easily by detecting the amount of light from the first reflecting portion.
[0140]
Furthermore, in the case of the present invention, it has a plurality of ink containers, and each ink container has a second reflecting portion. For this reason, in a color ink jet recording apparatus that uses a plurality of colors of ink, ink of different colors stored in each ink container is used, but it is possible to detect the presence or absence of the remaining amount of ink for each ink container (each color). It becomes possible.
[0141]
Further, according to the present invention, the light emitting unit emits light while the carriage on which the ink cartridge is mounted is moving. Therefore, it is not necessary to move the ink cartridge or the detection unit only for the purpose of detecting the remaining amount of ink, and the remaining amount of ink can be detected very easily.
In addition, a plurality of ink cartridges each storing different color inks can be attached to the carriage, and the presence or absence of the remaining amount of ink for each ink cartridge can be detected. By exchanging only the ink, it is possible to consume other ink that has not run out of ink without waste.
[0142]
Further, according to the present invention, since the light receiving portion and the light emitting portion are provided opposite to the end position of the carriage movement range, when the carriage movement speed is low, the ink remaining amount is detected and the ink cartridge is attached. The state can be detected, and the detection accuracy can be increased.
[0143]
Furthermore, according to the present invention, it is possible to detect the position of the ink cartridge in the moving direction based on the result of receiving the reflected light from the first reflecting portion, and to receive the reflected light from the first reflecting portion. Then, it is possible to perform control for detecting the remaining amount of ink by receiving the reflected light from the second reflecting portion after a predetermined time.
[0144]
Further, according to the present invention, there is provided means for receiving a driving start signal for starting driving of the carriage. Therefore, when the ink jet recording apparatus is operated for the first time after the ink jet recording apparatus is powered on and after the ink cartridge is replaced, it is possible to detect the attachment state of the ink cartridge.
Therefore, when the ink cartridge is not installed correctly due to the influence of external vibration while the ink jet recording apparatus is not used, or immediately after replacing the ink cartridge, the ink cartridge It may not be installed. In such a case, the present invention has excellent effects such as by detecting the ink cartridge attachment state, thereby preventing ink leakage and failure of the ink jet recording apparatus due to the improper attachment state.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view illustrating a schematic configuration of a main part of an ink jet recording apparatus.
FIG. 2 is a block diagram illustrating a configuration of a control system of the ink jet recording apparatus.
FIG. 3 is a perspective view illustrating a configuration of an ink remaining amount detection device.
FIG. 4 is a side cross-sectional view illustrating a configuration of an ink remaining amount detection device.
FIG. 5 is an explanatory diagram illustrating detection of reflected light by a second reflecting unit.
FIG. 6 is a flowchart illustrating a procedure for detecting the remaining amount of ink.
FIG. 7 is a flowchart illustrating a procedure for detecting the remaining amount of ink.
FIG. 8 is a perspective view illustrating a configuration of an ink remaining amount detection device.
FIG. 9 is a side cross-sectional view illustrating a configuration of a remaining ink amount detection device.
FIG. 10 is a side sectional view showing a configuration of a remaining ink amount detection device.
FIG. 11 is a flowchart showing a procedure for detecting the remaining amount of ink.
FIG. 12 is a flowchart showing a procedure for detecting the remaining amount of ink.
FIG. 13 is a flowchart illustrating a procedure for detecting an attachment state of an ink cartridge.
FIG. 14 is a perspective view illustrating a configuration of a main part of the ink remaining amount detection device.
FIG. 15 is a flowchart illustrating a procedure for detecting a remaining ink amount and an installed state of an ink cartridge.
FIG. 16 is a perspective view illustrating a schematic configuration of a main part of the ink jet recording apparatus.
FIG. 17 is a flowchart illustrating a procedure for detecting a remaining ink amount and an installed state of an ink cartridge.
FIG. 18 is a flowchart illustrating a procedure for detecting a remaining ink amount and an installed state of an ink cartridge.
FIG. 19 is a flowchart illustrating a procedure for detecting a remaining ink amount and an installed state of an ink cartridge.
FIG. 20 is a flowchart illustrating a procedure for detecting a remaining ink amount and an installed state of an ink cartridge.
FIG. 21 is a side cross-sectional view illustrating a configuration of a conventional ink remaining amount detection device.
[Explanation of symbols]
1 Ink head
2 Ink cartridge
3 Ink level sensor
20 Reflector
21 1st reflection part
22 Second reflector
31 Light emitting part
32 Receiver
33 Base

Claims (11)

インクカートリッジが主走査方向に移動する間に光を照射する発光部と、前記インクカートリッジに設けられ、前記発光部による照射光を反射する複数の反射部と、該反射部からの反射光を受光する受光部と、該受光部が受光した光量に基づき、前記インクカートリッジのインク残量を検出する検出部とを備えるインク残量検出装置において、
前記反射部は、所定の反射率を有する第１反射部と、インク残量に応じて反射率が変化する１又は複数の第２反射部とを前記インクカートリッジの側壁に備え、
該第２反射部は、インクの液面レベルが第１の液面レベルより下位にある場合、前記発光部からの照射光を反射して前記受光部へ導く第１液面レベル反射部と、インクの液面レベルが前記第１の液面レベルと異なる第２の液面レベルより下位にある場合、前記発光部から照射光を反射して前記受光部へ導く第２液面レベル反射部とを前記主走査方向に並設してなり、
前記検出部は、前記受光部が受光した前記第１及び第２反射部からの反射光の光量を比較する比較演算部と、該比較演算部が算出した結果に基づき、インク残量を検出する残量検出部とを備えることを特徴とするインク残量検出装置。A light emitting unit for irradiating light while the ink cartridge is moved in the main scanning direction, the provided ink cartridge, the light receiving a plurality of reflecting portions for reflecting the irradiated light by the light emitting section, a reflected light from the reflecting portion An ink remaining amount detecting device comprising: a light receiving portion that detects the amount of ink received by the light receiving portion;
The reflective portion includes a first reflective portion having a predetermined reflectance and one or a plurality of second reflective portions whose reflectance changes according to the remaining amount of ink on a side wall of the ink cartridge ,
The second reflecting portion includes a first liquid level reflecting portion that reflects the irradiation light from the light emitting portion and guides it to the light receiving portion when the ink liquid level is lower than the first liquid level. A second liquid level reflecting unit that reflects irradiation light from the light emitting unit and guides it to the light receiving unit when the ink level is lower than a second liquid level different from the first liquid level; Are juxtaposed in the main scanning direction,
The detection unit detects a remaining amount of ink based on a result calculated by a comparison calculation unit that compares the amount of reflected light from the first and second reflection units received by the light receiving unit. An ink remaining amount detecting device comprising: a remaining amount detecting unit. 前記第１液面レベル用反射部は、前記側壁から４５度の角度で内側に向けて互いに直交するように夫々形成された２つの斜面を備えることを特徴とする請求項１に記載のインク残量検出装置。 2. The ink residue according to claim 1, wherein the first liquid surface level reflecting portion includes two inclined surfaces formed so as to be orthogonal to each other inward at an angle of 45 degrees from the side wall. Quantity detection device. 前記第２液面レベル用反射部は、前記側壁から略４５度の角度で内側上方に向けて形成され、前記照射光の一部又は全部を反射する第１の斜面、該第１の斜面と直交するように形成され、該第１の斜面により反射された光の一部又は全部を反射する第２の斜面、及び該第２の斜面と直交かつ前記第１の斜面と平行をなすように形成され、前記第２の斜面により反射された光の一部又は全部を反射する第３の斜面を備え、該第３の斜面により反射された光を前記第１の斜面の一部にて反射し、前記受光部へ導くように構成してあることを特徴とする請求項２に記載のインク残量検出装置。 The second liquid surface level reflecting portion is formed inward and upward at an angle of approximately 45 degrees from the side wall, and reflects a part of or all of the irradiation light, a first inclined surface, the first inclined surface, A second inclined surface that is formed so as to be orthogonal and reflects part or all of the light reflected by the first inclined surface, and is orthogonal to the second inclined surface and parallel to the first inclined surface. A third inclined surface configured to reflect a part or all of the light reflected by the second inclined surface, and the light reflected by the third inclined surface is reflected by a part of the first inclined surface; The ink remaining amount detection device according to claim 2, wherein the ink remaining amount detection device is configured to be guided to the light receiving unit . 前記第３の斜面からの光を反射する前記第１の斜面の部位は、インクが入らないように前記インクカートリッジに設けた空間と隣接するように配置してあることを特徴とする請求項３に記載のインク残量検出装置。 4. The portion of the first inclined surface that reflects light from the third inclined surface is disposed adjacent to a space provided in the ink cartridge so that ink does not enter. The ink remaining amount detecting device according to claim 1. 前記発光部からの照射光の光軸と前記反射部からの反射光の光軸とが平行をなすべく、前記第１及び第２液面レベル用反射部の夫々の斜面が構成されていることを特徴とする請求項３に記載のインク残量検出装置。The slopes of the first and second liquid level reflecting parts are configured so that the optical axis of the irradiation light from the light emitting part and the optical axis of the reflected light from the reflecting part are parallel to each other. The ink remaining amount detection apparatus according to claim 3 . 前記受光部が受光した前記第１反射部からの反射光の光量と、予め記憶された所定の光量とを比較する比較演算部を更に備えることを特徴とする請求項１乃至請求項５の何れかに記載のインク残量検出装置。And the amount of light reflected from said light receiving portions of the first reflecting part of the received light, any claims 1 to 5, further comprising a comparing unit for comparing the predetermined amount stored in advance The ink remaining amount detection apparatus according to claim 1. 前記インクカートリッジは、異なる色のインクを貯溜する複数のインク容器からなり、
各インク容器毎に前記第２反射部を備えることを特徴とする請求項１乃至請求項６の何れかに記載のインク残量検出装置。The ink cartridge comprises a plurality of ink containers for storing different color inks,
Ink level detecting apparatus according to any one of claims 1 to 6, characterized in that it comprises a second reflecting portion in each ink container. １又は複数のインクカートリッジを取付けるべきキャリッジと、該キャリッジを案内するガイド軸と、該ガイド軸に沿う方向の往復移動を制御する制御部とを備えるインクジェット記録装置において、
前記キャリッジが移動する間に、取付けたインクカートリッジのインク残量を検出する請求項１乃至請求項７の何れかに記載のインク残量検出装置を備えることを特徴とするインクジェット記録装置。In an ink jet recording apparatus comprising: a carriage to which one or a plurality of ink cartridges are to be attached; a guide shaft that guides the carriage; and a control unit that controls reciprocation in a direction along the guide shaft.
While the carriage moves, the ink jet recording apparatus, comprising an ink remaining amount detection apparatus according to any of claims 1 to 7 for detecting the amount of ink remaining in the ink cartridge mounted. 前記キャリッジの移動経路の終端位置に対向すべく設けられた前記インク残量検出装置の発光部及び受光部を備えることを特徴とする請求項８に記載のインクジェット記録装置。9. The ink jet recording apparatus according to claim 8 , further comprising a light emitting portion and a light receiving portion of the ink remaining amount detecting device provided to face a terminal position of the carriage movement path. 前記インク残量検出装置の第１反射部からの反射光を受光した結果に基づき、取り付けたインクカートリッジの移動方向の位置を検出する位置検出部を更に備えることを特徴とする請求項８又は請求項９に記載のインクジェット記録装置。Based on said first result of receiving the reflected light from the reflecting portion of the ink remaining amount detecting apparatus, according to claim 8, further comprising a position detector for detecting the position of the moving direction of the ink cartridge attached or wherein Item 10. The ink jet recording apparatus according to Item 9 . 前記制御部は、前記キャリッジの駆動を開始させる駆動開始信号を受付ける手段を備えることを特徴とする請求項８乃至請求項１０の何れかに記載のインクジェット記録装置。Wherein the control unit, an ink jet recording apparatus according to any one of claims 8 to 10, characterized in that it comprises means for accepting a drive start signal for starting the driving of the carriage.
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