JPH07117238A - インクカートリッジのインク残量検知装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】インクジェットヘッドと一体的にインクカート
リッジに設けられたインクタンク内のインク残量を検知
するインクカートリッジのインク残量検知装置に関し、
インク残量検知部に可動部がなくて信頼性が高く、しか
も必要部品数が少なくて製造コストがかからないことを
目的とする。 【構成】インクジェットヘッド１２と一体的にインクカ
ートリッジ１０に設けられて内部に連続気泡の多孔質部
材１３が配置されたインクタンク１１と、上記インクタ
ンク１１の側壁に形成された透明な窓１５と、上記窓１
５の少なくとも所定位置に光を照射するための光照射手
段２１と、上記窓１５の所定位置からの反射光を受光し
てその反射光の強さに対応した信号を出力する受光手段
２２とを有し、上記受光手段２２からの出力信号の変化
から上記インクタンク１１内のインク残量を検知するよ
うに構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、インクジェットヘッ
ドと一体的にインクカートリッジに設けられたインクタ
ンク内のインク残量を検知するインクカートリッジのイ
ンク残量検知装置に関する。

【０００２】インクジェットヘッドとインクタンクを一
体化したインクカートリッジは使い捨てされるが、適切
な時にインクカートリッジを交換するためには、インク
タンク内のインク残量を検知する必要がある。

【０００３】

【従来の技術】タンク内のインク残量を検知するため、
最初にタンク内に封入されているインク量から、インク
滴が吐出される度にその量を減算することによってイン
ク残量を検知するものがあった。しかし、それでは減算
誤差が蓄積されてしまう。

【０００４】そこで、インクタンク内のインク量に応じ
て上下動するロッドの位置などからインク残量を検知す
るものもあった（特開昭５９−８９１６１号公報）。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、インクタンク
内のインク量に応じて上下動するロッドなどのように、
インク残量に対応して動く可動部を設けると、ゴミの侵
入などによって可動部の動きが悪くなって、残量検知が
正しく行われなくなってしまうことがある。また、長期
間にわたって故障なく作動させようとすると、非常に精
密な機構等を用いる必要があってコスト高になってしま
う。

【０００６】そこで本発明は、インク残量検知部に可動
部がなくて信頼性が高く、しかも必要部品数が少なくて
製造コストのかからないインクカートリッジのインク残
量検知装置を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明のインクカートリッジのインク残量検知装置
は、実施例を説明するための図１に示されるように、イ
ンクジェットヘッド１２と一体的にインクカートリッジ
１０に設けられて内部に連続気泡の多孔質部材１３が配
置されたインクタンク１１と、上記インクタンク１１の
側壁に形成された透明な窓１５と、上記窓１５の少なく
とも所定位置に光を照射するための光照射手段２１と、
上記窓１５の所定位置からの反射光を受光してその反射
光の強さに対応した信号を出力する受光手段２２とを有
し、上記受光手段２２からの出力信号の変化から上記イ
ンクタンク１１内のインク残量を検知することを特徴と
する。

【０００８】なお、上記受光手段２２を、上記窓１５の
高さ方向に異なる位置に対応して複数設けてもよい。ま
た、上記インクカートリッジ１０に複数のインクタンク
１１をスペース走査方向に並べて設け、その各々に透明
な窓１５を形成して、スペース走査に伴って、上記複数
のインクタンク１１内のインク残量を共通の光照射手段
２１と受光手段２２によって順次検知するようにしても
よい。

【０００９】

【作用】インクタンク１１内には、インク液が多孔質部
材１３に吸収されるようにして貯留されている。

【００１０】そして、窓１５の内面がインク液によって
濡れた状態では、光照射手段２１から照射された光が鏡
面反射によって窓１５の内面でほとんど反射されて受光
手段２２に入射し、窓１５の内面がインク液によって濡
らされない乾いた状態では、光照射手段２１からの照射
光が窓１５の内面で散乱反射及び透過され、受光手段２
２にはほとんど入射しない。

【００１１】したがって、受光手段２２の出力信号が大
きいうちはインク残量が有り、受光手段２２の出力信号
が小さくなることによってインク残量が無くなったこと
が検知される。

【００１２】

【実施例】図面を参照して実施例を説明する。図１、図
２、及び図３は、本発明を適用したインクジェットプリ
ンタの第１の実施例の構成を示しており、図１は平面断
面図、図２は側面断面図、図３は正面断面図である。

【００１３】図中１は、両端をフレーム２に回転自在に
支えられて図２の矢印Ａ方向に回転駆動されるプラテン
ロールであり、その外周に沿う記録紙１００が、プラテ
ンロール１の回転によって改行方向に用紙送りされる。

【００１４】プラテンロール１に対して平行に配置され
たステーシャフト３は、両端がフレーム２に固定されて
おり、キャリッジ４が、図示されていないスペースモー
タによって駆動されて、ステーシャフト３に沿って矢印
Ｂで示されるスペース走査方向に往復動する。

【００１５】インクカートリッジ１０は、キャリッジ４
に対して着脱自在に取り付けられており、インク液を予
め貯留したインクタンク１１と、プラテンロール１に沿
う記録紙１００に向けてインク滴を吐出するインクジェ
ットヘッド１２とが一体的に設けられている。

【００１６】インクジェットヘッド１２は、プラテンロ
ール１の方向に向けて開口配列されたインクジェットノ
ズル１２ａと、インクタンク１１から送られてくるイン
ク液に吐出圧力を加えるための駆動部１２ｂなどによっ
て構成されている。

【００１７】インクタンク１１内には、いわゆるスポン
ジ状の連続気泡の多孔質部材１３が充填されていて、イ
ンク液はその多孔質部材１３に吸収された状態になって
いる。したがって、インク液がインクタンク１１内から
自然流出することはない。

【００１８】ただし、多孔質部材１３の材質及び気孔径
等を選択することによって、残留インクは多孔質部材１
３に吸着されてしまうことなく全量消費される。したが
って、インク液の消費に伴って、インクタンク１１内は
上部側から次第に乾いた状態になる。

【００１９】インクタンク１１の側壁には、インクタン
ク１１のほぼ全高にわたる透明な残量確認窓１５が形成
されている。そして、その下端部近傍に対向して、ステ
ーシャフト３の側端部に位置するフレーム２に、発光素
子（光照射手段）２１と受光素子（受光手段）２２とが
配置されている。

【００２０】発光素子２１としては発光ダイオードなど
を用いることができ、受光素子２２としてはホトトラン
ジスタなどを用いることができる。発光素子２１は、斜
め後から残量確認窓１５に向けて水平に配置され、受光
素子２２は斜め前方から残量確認窓１５に向けて水平に
配置されている。

【００２１】発光素子２１と受光素子２２は、残量確認
窓１５下端近くのほぼ同じ位置に向けて、同じ角度をつ
けて配置されている。したがって、インクタンク１１内
にまだインク液が残っていて、光照射部の残量確認窓１
５の内面が濡れていれば、図４に示されるように、発光
素子２１から照射された光は窓１５の内面でほぼ鏡面反
射をして、その多くが受光素子２２によって受光され、
受光素子２２から比較的大きな信号出力が得られる。

【００２２】インクタンク１１内にインク液が無くなっ
て、光照射部の残量確認窓１５の内面が乾くと、照射光
は窓１５の内面で散乱反射及び透過されて受光素子２２
にほとんど達せず、その結果、受光素子２２からは小さ
な信号出力しか得られない。

【００２３】図６は、受光素子２２から出力される信号
処理の回路の一例を示しており、受光素子２２からの信
号出力（電圧）が大きいときは、プリンタ装置の操作パ
ネル等に設けられた発光ダイオード（表示器）２５が発
光しており、受光素子２２からの出力が小さくなると発
光ダイオード２５が消えて、インク残量が無くなったこ
とが表示される。

【００２４】図７は、マイクロプロセッサ２６ａを内蔵
する制御部２６によって、受光素子２２からの信号出力
を処理するようにした例を示している。受光素子２２か
らの信号出力は、アナログデジタル変換回路２７によっ
てデジタル信号に変換されて制御部２６に入力され、制
御部２６から出力される制御信号が表示器２５の駆動回
路２５ａに入力される。

【００２５】この場合には、上述の場合とは逆に、イン
ク残量が無くなった時に表示器２５に表示させるように
することができる。また、インク残量の検知は、キャリ
ッジ４が、印字待機やノズル詰まりの復帰動作（パー
ジ）を行うために、側端にあるときしか行えないが、そ
のようなキャリッジ４の動きに合わせてインク残量検知
を行うことができる。また、それに合わせて検知時だけ
発光素子２１を発光させるようにすることもできる。た
だし、そのような制御は容易なので、その制御を行うた
めのプログラムのフロー図等の図示は省略する。

【００２６】図８は、本発明の第２の実施例を示してお
り、図１に示した発光素子２１と受光素子２２を、高さ
を変えて複数組（ここでは８組）設けたものである。図
９は、その信号出力の処理回路を示しており、８個の受
光素子２２…からの出力信号がデジタル信号に変換され
て制御部２６に入力される。

【００２７】また、表示器２５は、例えば、図１０に示
されるように、８個の受光素子２２…に対応する８個の
インジケータからなり、インク残量を８段階に表示する
ことができる。

【００２８】また、この場合には、例えば長期間の不使
用などによって、インクタンク１１内のインク液が部分
的に乾燥してしまったような場合には、例えば図１１に
示されるように、表示器２５のインジケータが不連続に
点灯して、異常の発生を検知することができる。

【００２９】図１２は、本発明の第３の実施例を示して
おり、インクカートリッジ１０が、例えば黄、マゼン
タ、シアン、黒の４色のインクタンクをスペース方向に
並べて内蔵しているフルカラープリント用のものの場合
である。

【００３０】この場合には、各色インクタンクの後面
に、スペース走査方向に並べて各色のための残量確認窓
１５…を設け、発光素子２１と受光素子２２とを組み合
わせた光検知部を窓１５…と対向できる位置に配置して
ある。そして、スペース動作によってインクカートリッ
ジ１０が矢印Ｂ方向に移動するのに合わせて、光検知部
に対向する窓１５内のインク残量検知を、同じ光検知部
によって順次行うことができる。

【００３１】

【発明の効果】本発明のインクカートリッジのインク残
量検知装置によれば、インクタンク内において多孔質部
材に吸収されて貯留されているインク液の残量を、可動
部を設けることなく簡単な構成で正確に検知することが
でき、低コストで高い信頼性のあるインクカートリッジ
のインク残量検知装置を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の実施例の平面断面図である。

【図２】第１の実施例の側面断面図である。

【図３】第１の実施例の正面断面図である。

【図４】インク残量検知部の部分説明図である。

【図５】インク残量検知部の部分説明図である。

【図６】信号処理回路の一例を示す回路図である。

【図７】信号処理回路の他の例を示す回路図である。

【図８】第２の実施例の正面断面図である。

【図９】第２の実施例の信号処理回路図である。

【図１０】第２の実施例の表示部の外観図である。

【図１１】第２の実施例の表示部の外観図である。

【図１２】第３の実施例の部分斜視図である。

【符号の説明】

１０ インクカートリッジ １１ インクタンク １２ インクジェットヘッド １３ 多孔質部材 １５ 残量確認窓（窓） ２１ 発光素子（光照射手段） ２２ 受光素子（受光手段）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 納 浩史 神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地 富士通株式会社内 (72)発明者 仙波 聡史 神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地 富士通株式会社内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】インクジェットヘッド（１２）と一体的に
   インクカートリッジ（１０）に設けられて内部に連続気
   泡の多孔質部材（１３）が配置されたインクタンク（１
   １）と、 上記インクタンク（１１）の側壁に形成された透明な窓
   （１５）と、 上記窓（１５）の少なくとも所定位置に光を照射するた
   めの光照射手段（２１）と、 上記窓（１５）の所定位置からの反射光を受光してその
   反射光の強さに対応した信号を出力する受光手段（２
   ２）とを有し、 上記受光手段（２２）からの出力信号の変化から上記イ
   ンクタンク（１１）内のインク残量を検知することを特
   徴とするインクカートリッジのインク残量検知装置。
2. 【請求項２】上記受光手段（２２）が、上記窓（１５）
   の高さ方向に異なる位置に対応して複数設けられている
   請求項１記載のインクカートリッジのインク残量検知装
   置。
3. 【請求項３】上記インクカートリッジ（１０）に複数の
   インクタンク（１１）がスペース走査方向に並べて設け
   られ、その各々に透明な窓（１５）が形成されていて、
   スペース走査に伴って、上記複数のインクタンク（１
   １）内のインク残量が共通の光照射手段（２１）と受光
   手段（２２）によって順次検知される請求項１又は２記
   載のインクカートリッジのインク残量検知装置。