JPH05332812A - インク検知装置 - Google Patents

インク検知装置

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JPH05332812A
JPH05332812A JP4142667A JP14266792A JPH05332812A JP H05332812 A JPH05332812 A JP H05332812A JP 4142667 A JP4142667 A JP 4142667A JP 14266792 A JP14266792 A JP 14266792A JP H05332812 A JPH05332812 A JP H05332812A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 インクタンク内のインクの残量を検知する、
信頼性が高く構造が簡単で安価な装置を提供する。 【構成】 キャリッジを動かしてキャリッジに据えられ
たインクタンク９を発光素子３及び受光素子４からなる
インク検知装置の位置に移動する。その位置に移動する
と、発光素子３を点灯し、インクタンク９の側壁をうが
ってそこに設けられて光路部材２に光を当てる。光路部
材２はタンク９内のインクに近い屈折率であり、発光素
子３からの光は光路部材２の内側にインクが満たされて
いればインク内へと透過し、空であれば光路部材２の内
面で全反射される。受光素子４はその全反射された光を
検出し、検出できればインクの残量は少ないとしてアラ
ームを出す。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、例えばインクジェット
方式の印刷装置等のインク残量不足を報知するインク検
知装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、液状のインクを記録剤として用い
た印刷装置にあっては、インク残量不足を検知する手段
としては、一対の電極をインクのタンク内に設け、イン
クの導電性を利用してインク液面を検出する方法や、イ
ンク容器を柔軟な袋としてインクが無くなった時に発生
する負圧を圧力センサで検出する方式や、タンクに浮か
べたフロートの位置をタンク壁面を透過する赤外線で光
学的に検知する方法など、種々の方法が用いられてき
た。このうち、フロートの位置を光学的に検知する方法
は、他の方法に比べてタンクあるいはインク管路に検知
部材を埋め込む必要がない非接触方式であることから、
装置の保守性という観点で非常に優れた方法である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、光学的
に検知する方法ではフロートを使用しているため、タン
ク壁面とフロートの間でひっかかり等が生じてしまうこ
とがあり、これが信頼性を低下させる大きな欠点であっ
た。
【０００４】また、記録ヘッドを記録用紙上で走査して
記録するシリアル方式の印刷装置の場合、インク容器は
記録ヘッドとともに移動する構造であり、こういった移
動するインク容器中のインク残量を検知する機構を設け
るために、記録ヘッド部分の小型化や軽量化あるいは配
線の取り回し等の装置の複雑さという点で問題があっ
た。
【０００５】本発明は上記従来例に鑑みて成されたもの
で、信頼性が高く小型軽量化を実現でき、安価なインク
検知装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】及び
【作用】上記目的を達成するために本発明のインク検知
装置は次のような構成からなる。
【０００７】プリンタの記録ヘッドと共に移動するイン
ク貯留タンク内のインク残量を検知するインク検知装置
であって、前記インク貯留タンク壁面に設けられた透明
部材と、前記インク貯留タンクの移動経路に沿った所定
位置に固設され、該所定位置に達した前記透明部材に光
を入射する発光手段と、前記発光手段から発されて前記
透明部材のインク貯留タンク内面において少なくとも一
回全反射された光を受光する位置に固設された受光手段
と、前記インク貯留タンクが前記所定位置に達したとき
に、前記受光手段により受けた光の有無を検知する検知
手段とを備え、前記発光手段により前記透明部材に入射
された光は、インクに接していない前記インク貯留タン
ク内面では少なくとも一回全反射されて前記受光手段に
達し、インクに接した前記インク貯留タンク内面では全
反射されずに透過するよう構成する。
【０００８】また、各色要素ごとに記録ヘッドを有する
カラープリンタにおいて、記録ヘッドと共に移動する各
色要素ごとのインク貯留タンク内のインク残量を検知す
るインク検知手段であって、前記インク貯留タンク各々
の壁面に設けられた透明部材と、前記インク貯留タンク
の移動経路に沿った所定位置に固設され、該所定位置に
達した前記透明部材に光を入射する発光手段と、前記発
光手段から発されて前記透明部材のインク貯留タンク内
面において少なくとも一回全反射された光を受光する位
置に固設された受光手段と、前記インク貯留タンクが各
色要素ごとに前記所定位置に達したときに、前記受光手
段により受けた光の有無を、各色要素のインク貯留タン
クごとに検知する検知手段とを備え、前記発光手段によ
り前記透明部材に入射された光は、インクに接していな
い前記インク貯留タンク内面では少なくとも一回全反射
されて前記受光手段に達し、インクに接した前記インク
貯留タンク内面では全反射されずに透過するよう構成す
る。
【０００９】また、プリンタの記録ヘッドと共に移動す
るインク貯留タンク内のインク残量を検知するインク検
知装置であって、前記インク貯留タンク壁面に設けられ
た透明部材と、該透明部材に光を入射する発光手段と、
前記発光手段から発されて前記透明部材のインク貯留タ
ンク内面において少なくとも一回全反射された光を受光
する受光手段と、前記受光手段により受けた光の有無を
検知する検知手段とを備え、前記透明部材は、前記発光
手段による光が入射する部分には入射光の軸に直交する
平面を階段状に形成し、前記受光手段への光が出射する
部分には出射光の軸に直交する平面を階段状に形成し
て、前記発光手段により前記透明部材に入射された光
は、インクに接していない前記インク貯留タンク内面で
は少なくとも一回全反射されて前記受光手段に達し、イ
ンクに接した前記インク貯留タンク内面では全反射され
ずに透過するよう構成する。
【００１０】
【実施例】
＜実施例１＞本発明の実施例として、インクジェット記
録装置のインク残量検知部に適用した例について述べ
る。
【００１１】図１は本発明を適用したインクジェット記
録装置のインクタンク部を示した図である。図におい
て、タンク壁面１の一部分に穴をあけ、そこに光路板２
を設けてタンク壁面と接着あるいは超音波溶着し、内部
のインクが漏れ出ないように接合されている。発光素子
３は、本例では赤外線を発光するＬＥＤを使用してい
る。また、受光素子４は、本例ではホトトランジスタを
用いている。発光素子３および受光素子４は、共に指向
性を高めるためのコリメータレンズを持ち、受光素子３
から出た光が光路を示す矢印Ｂの経路で受光素子４に導
かれるように配置されている。また、本例では、インク
タンクを使い捨て可能なカートリツジ形式としているた
め、発光素子３と受光素子４は本体側に固定されてい
て、別に設けたインクタンクのガイド手段により上記位
置関係が実現するように構成されている。
【００１２】次に、上記実施例の動作原理について述べ
る。本実施例で光路板２は透明アクリルによって形成さ
れている。透明アクリルの屈折率は約１．４９であり、
タンク内が空（つまり空気で満たされている状態）の場
合は、空気の屈折率を１とすると臨界角は約４８o とな
る。本例では、入射角Ａを３７o に設定してあるため、
図１で示すように発光素子３から出た光は光路板内面２
ａで全反射され、入射した赤外光はほとんど受光素子４
に到達する（図１の矢印で示す光路）。これに対し、内
部にインクが存在する場合は、インクの屈折率が約１．
４７であることから、臨界角が約９o になるため反射は
せず、発光素子３から出た光は光路板内面２ａを通過し
てしまい受光素子４には達しない（図２で示す光路）。
したがって、受光素子４の出力を観ることによって、イ
ンクの有無の検知が可能となり、インクジェット記録装
置のユーザにインク無しを報知することができる。
【００１３】また、光路板の形状を図４に示すような形
状にしたり、タンク壁面を光路ブロックの形状に一体成
形することも可能である。光路２の外面は、発行素子２
からの入射光及び出射光の反射による損失を防止するた
めに入射光及び出射光に対して直角となるように、しか
もタンク壁面１から突出しないように鋸歯状断面を持つ
ように形成されている。光路板２を図４のように形成す
れば光路板２はタンク壁面１から突出せずに構成できる
ため、小型化に寄与できる。
【００１４】以上説明したインク検知装置は、図３に示
すようにキャリッジ上に記録ヘッドおよびインクタンク
を持つシリアルプリンタに容易に適用できる。この場
合、発光素子３および受光素子４を本体側のホームポジ
ション等に固定し、キャリッジが検出ポジションに来た
時に検知回路が働くように構成すれば、キャリッジと本
体をつなぐケーブルが不要となるメリットが生じる。こ
のプリンタの動作を図５及び図６を用いて説明する。図
５はこのインク検知装置のブロック図である。キャリッ
ジを駆動するパルスモータ１７はステップ数カウンタ７
１の値に従って駆動され、制御部７２はキャリッジを所
定位置に移動させ、発光素子９から発した光が受光素子
１０により受けられかいなかにより、インク無しアラー
ム点灯回路７３をオンにする。
【００１５】図６はその制御を説明するフローチャート
である。このフローチャートは制御部７２により実行さ
れる。まず、キャリッジをホームポジションに移動し
（Ｓ６１）、発光素子を点灯する（Ｓ６２）。その後キ
ャリッジをインク検出のためのポジション、すなわち、
インクタンクの光路部材２に発光素子３からの光が当た
る所定の位置にキャリッジを移動する（Ｓ６３）。所定
の位置にあることはステップ数カウンタ７１の値によっ
て判定できる。こうして位置が定まったなら、受光素子
が受光しているかテストし（Ｓ６４）、受光していれば
光路部材２の内面はインクに接しておらず、そこで全反
射が起きていることが分かり、インク無しアラームを点
灯する（Ｓ６５）。この後、キャリッジをホームポジシ
ョンに戻し（Ｓ６６）、発光素子を消灯して（Ｓ６
７）、終了する。
【００１６】以上の手順でタンク内のインクを検知する
ことができる。
【００１７】また、本発明の検出原理はインクの屈折率
によって決まるので、本質的にはインクの色には影響さ
れない。したがって、複数のインクを持つカラープリン
タでも各色に全く同一の検出回路が使用でき、前述のよ
うに一組の発光素子および受光素子を本体側に設け、キ
ャリッジを各色のタンク位置で止めることによって全色
のインク検知が可能となる。
【００１８】
【他の実施例】
＜実施例２＞本発明の第２の実施例として、カラーイン
クジェット記録装置のインク残量検知部に適用した例を
述べる。
【００１９】図７は本発明を適用したカラーインクジェ
ット記録装置のキャリッジ部を示した図である。図７に
おいて、黒を記録するヘッド１、黄を記録するヘッド
２、マゼンタを記録するヘッド３、シアンを記録するヘ
ッド４の４色の記録ヘッドにより各色要素の画像を記録
し、４色を適宜重ねて記録することでフルカラーの記録
を可能としている。各ヘッドのインクタンクの壁面に
は、それぞれ光路部材５〜８が設けられている。
【００２０】各インクタンクにおけるインク残量の検知
は、前の実施例で説明したと同様に行うことができる。
すなわち、光路部材５〜８は図１及び図２の光路部材２
に相当し、発光素子９は発光素子３に、受光素子１０は
受光素子４に相当する。ヘッド１を例にすると、ヘッド
１のインク容器内にインクがある場合には、発光素子９
から出た光は、光路部材５と容器内のインクの屈折率が
ほぼ同じためにタンク内に透過し、インクがない場合に
は光路部材５の内面で全反射が起きて受光素子１０に光
が到達する性質を利用し、タンクのインクを検知する。
【００２１】次に実際のインク残量検知シーケンスを、
図８に示すフローチャートにしたがって説明する。この
フローチャートは記録装置を制御する制御部によって実
行されるもので、そのブロック図は図６のものである。
【００２２】はじめにパルスモータ１７を駆動してキャ
リッジ１５をホームポジションに移動させ、発光素子９
を点灯する（Ｓ８１）。次にキャリッジ１５をパルスモ
ータ１７によって駆動するが（Ｓ８２）、別に設けたス
テップ数カウンタ７１によってステップ数を計数し、シ
アン検出ポジション、つまりシアンヘッド４に設けた光
路部材８に発光素子９からの光が入射する位置を通過し
たときに、受光素子１０の出力を参照する（Ｓ８３）。
このとき、シアンヘッド４のインクが十分にある場合に
は受光素子１０は光を検知しないが、インクが残り少な
いと、光路部材８の内面で全反射した光が受光素子で検
知される。この時はシアンヘッド４にインクの補給を促
すためのアラームランプ（不図示）を点灯させる（Ｓ８
４）。
【００２３】更に、同様の動作をマゼンタと黄と黒の各
ヘッドが検出ポジションを通過する際にも行い、最後に
キャリッジ１５をホームポジションに戻し、発光素子９
を消灯してインク残量検知を終了する（Ｓ８５〜Ｓ９
４）。
【００２４】この動作を行う際のキャリッジ速度は、イ
ンクタンク内部の液面が動揺して誤検知を招く恐れを回
避するため、１００mm/s以下の等速運動であることが望
ましい。また、検出時間が余分にかかるが、各ヘッドの
検出ポジションごとにキャリッジ１５を停止して検知を
行っても良いことは言うまでもない。
【００２５】以上説明したように、カラーインクジェッ
トプリンタでは、キャリッジ１５上に４色のインクタン
クがキャリッジ１５の移動方向に並行に設けられている
ことに着目し、４色それぞれのインクタンクに対応する
光路部材５〜８も、キャリッジ１５の移動方向に並行と
なるように配置し、発光素子９と受光素子１０とを配置
した検出部を次々に通過させることにより、４色のイン
ク残量検知を迅速かつ非接触的に行うものである。しか
も、本例の構成は検知部全体をすべてタンクの側面部に
形成することが可能であり、構成上、タンク下部に検出
部材を配置せざるをえないフロート位置検出に比べて、
万が一のインク漏れによっても検知部にインクが付着し
て光学部品を汚したり、電気回路をショートさせるため
の誤検知が生じる可能性が非常に少なくなり、信頼性が
向上する。また、キャリッジと共に移動するインクタン
クには光路部材のみを設けておけば良く、その他の構成
部品は本体に固定されるためにヘッド部分の小型軽量化
が実現でき、また、インク検知のためにフレキシブルケ
ーブル等でヘッドに接続する必要がなく、簡単な構成と
なる。
【００２６】尚、本発明は、複数の機器から構成される
システムに適用しても、１つの機器から成る装置に適用
しても良い。また、本発明はシステム或は装置にプログ
ラムを供給することによって達成される場合にも適用で
きることは言うまでもない。
【００２７】
【発明の効果】以上説明したように、本発明にかかるイ
ンク検知装置は、信頼性が高く、小型軽量化を実現で
き、安価であるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施例のインク検知のし方を示す（インク無
しの場合）図である。
【図２】本実施例のインク検知のし方を示す（インク有
りの場合）図である。
【図３】シリアルプリンタに適用した例である。
【図４】光路板の一例である。
【図５】実施例１のシリアルプリンタにおけるインク検
知処理のブロック図である。
【図６】実施例１のシリアルプリンタにおけるインク検
知処理の流れ図である。
【図７】カラーシリアルプリンタに適用した例である。
【図８】実施例２のカラーシリアルプリンタにおけるイ
ンク検知処理の流れ図である。
【符号の説明】
１…タンク壁面、 ２…光路板、 ３…発光素子、 ４…受光素子、 ５…インクである。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 プリンタの記録ヘッドと共に移動するイ
    ンク貯留タンク内のインク残量を検知するインク検知装
    置であって、 前記インク貯留タンク壁面に設けられた透明部材と、 前記インク貯留タンクの移動経路に沿った所定位置に固
    設され、該所定位置に達した前記透明部材に光を入射す
    る発光手段と、 前記発光手段から発されて前記透明部材のインク貯留タ
    ンク内面において少なくとも一回全反射された光を受光
    する位置に固設された受光手段と、 前記インク貯留タンクが前記所定位置に達したときに、
    前記受光手段により受けた光の有無を検知する検知手段
    と、を備え、前記発光手段により前記透明部材に入射さ
    れた光は、インクに接していない前記インク貯留タンク
    内面では少なくとも一回全反射されて前記受光手段に達
    し、インクに接した前記インク貯留タンク内面では全反
    射されずに透過するよう構成したことを特徴とするイン
    ク検知装置。
  2. 【請求項２】 各色要素ごとに記録ヘッドを有するカラ
    ープリンタにおいて、記録ヘッドと共に移動する各色要
    素ごとのインク貯留タンク内のインク残量を検知するイ
    ンク検知手段であって、 前記インク貯留タンク各々の壁面に設けられた透明部材
    と、 前記インク貯留タンクの移動経路に沿った所定位置に固
    設され、該所定位置に達した前記透明部材に光を入射す
    る発光手段と、 前記発光手段から発されて前記透明部材のインク貯留タ
    ンク内面において少なくとも一回全反射された光を受光
    する位置に固設された受光手段と、 前記インク貯留タンクが各色要素ごとに前記所定位置に
    達したときに、前記受光手段により受けた光の有無を、
    各色要素のインク貯留タンクごとに検知する検知手段
    と、を備え、前記発光手段により前記透明部材に入射さ
    れた光は、インクに接していない前記インク貯留タンク
    内面では少なくとも一回全反射されて前記受光手段に達
    し、インクに接した前記インク貯留タンク内面では全反
    射されずに透過するよう構成したことを特徴とするイン
    ク検知装置。
  3. 【請求項３】 プリンタの記録ヘッドと共に移動するイ
    ンク貯留タンク内のインク残量を検知するインク検知装
    置であって、 前記インク貯留タンク壁面に設けられた透明部材と、 該透明部材に光を入射する発光手段と、 前記発光手段から発されて前記透明部材のインク貯留タ
    ンク内面において少なくとも一回全反射された光を受光
    する受光手段と、 前記受光手段により受けた光の有無を検知する検知手段
    と、を備え、 前記透明部材は、前記発光手段による光が入射する部分
    には入射光の軸に直交する平面を階段状に形成し、前記
    受光手段への光が出射する部分には出射光の軸に直交す
    る平面を階段状に形成して、前記発光手段により前記透
    明部材に入射された光は、インクに接していない前記イ
    ンク貯留タンク内面では少なくとも一回全反射されて前
    記受光手段に達し、インクに接した前記インク貯留タン
    ク内面では全反射されずに透過するよう構成したことを
    特徴とするインク検知装置。
JP14266792A 1992-06-03 1992-06-03 インクジェット記録装置及びインク残量低下検知方法 Expired - Lifetime JP3167789B2 (ja)

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