JPH0825646A - 記録装置および情報処理システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は上記課題を解決し、インクカートリ
ッジ内のインク残量が段階的に検知することが可能なイ
ンク残量センサーを備えた記録装置と該装置を出力手段
とする情報処理システムを提供することを目的とする。 【構成】 記録装置は、発光素子と該発光素子からの光
を受ける受光素子とからなるインク残量センサーと、幅
の異なる少なくとも２つの部分からなる浮き部材と、浮
き部材の少なくとも一部分が滑動自在に挿入され、かつ
インクカートリッジ内の所定の位置で前浮き部材を所定
の方向に沿って浮遊させるための支持部材とが設けられ
ている。また、情報処理システムは、このような記録装
置を出力手段とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、文字、画像等の情報を
被記録媒体上に出力するための記録装置、および該装置
を出力手段とした複写機、ファクシミリ、プリンタ、ワ
ードプロセッサ、パーソナルコンピュータ等の情報処理
システムに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、紙、布、プラスチックシート、Ｏ
ＨＰ用シート等の被記録媒体（以下単に記録紙ともい
う）に対して記録を行なう記録装置は、種々の記録方
式、例えばワイヤードット方式、感熱方式、熱転写方
式、インクジェット方式による記録ヘッドを搭載可能な
形態として提案されている。

【０００３】これらの方式のなかで、インクジェット方
式はインクを吐出して記録紙に直接付着させる低騒音な
ノンインパクト方式の一つで、インク滴の形成方法およ
び噴射エネルギの発生方法により、コンテイニアス方式
（電荷粒子制御方式およびスプレー方式が含まれる）と
オンデマンド方式（ピエゾ方式、スパーク方式およびバ
ブルジェット方式が含まれる）とに大きく分類される。

【０００４】コンテイニアス方式は、インクを連続的に
吐出し、必要な液滴だけ電荷を与える。帯電した液滴が
記録紙に付着し、残りは記録紙に付着しないよう回収さ
れる。従ってインク回収用の機構により装置が複雑とな
る。これに対して、オンデマンド方式は、印字に必要な
時だけインクを吐出するために、インクの無駄がなく装
置内部が汚れない。また、オンデマンド方式はインクの
吐出を開始したり停止したりするため、コンテイニアス
方式に比べて応答周波数は低い。このため、ノズル数を
増やすことで高速化を実現している。したがって、現在
実用化されている記録装置の多くはオンデマンド方式の
ものであり、このようなインクジェット方式の記録ヘッ
ドを具備した記録装置は、高密度かつ高速な記録動作が
可能であることから、情報処理システムの出力手段、例
えば複写機、ファクシミリ、電子タイプライタ、ワード
プロセッサ、ワークステーション等の出力端末としての
プリンタ、あるいはパーソナルコンピュータ、ホストコ
ンピュータ、光ディスク装置、ビデオ装置等に具備され
るハンディまたはポータブルプリンタとして利用され、
かつ商品化されている。この場合、インクジェット記録
装置は、これら装置固有の機能、使用形態等に対応した
構成をとる。

【０００５】一般にインクジェット記録装置は、記録手
段（記録ヘッド）およびインクカートリッジと搭載する
キャリッジと、記録紙を搬送する搬送手段と、これらを
制御するための制御手段とを具備する。そして、複数の
吐出口からインク滴を吐出させる記録ヘッドを記録紙の
搬送方向（副走査方向）と直交する方向（主走査方向）
にシリアルスキャンさせ、一方で非記録時に記録紙を記
録幅に等しい量で間欠搬送するものである。この記録方
法は、記録信号に応じてインクを記録用紙上に吐出させ
て記録を行うものであり、ランニングコストが安く、静
かな記録方式として広く用いられている。また、インク
を吐出する多数のノズルが副走査方向に直線上に配置さ
れた記録ヘッドを用いることにより、記録ヘッドが記録
用紙上を一回走査することでノズル数に対応した幅の記
録がなされる。そのため、記録動作の高速化を達成する
ことが可能である。

【０００６】さらにまた、上記インクジェット記録装置
は比較的容易にＡ１等の大判記録が可能な構成を取るこ
ともできる。すなわち、画像を読み取るリーダーを接続
し原稿を複写するＡ１版カラー記録対応の記録装置、例
えばＣＡＤ出力用プリンター等のプロッターも実用化さ
れている。また、一方で多様な使い方が要求されるよう
になり、会議、講義等におけるプレゼンテーション用に
投影可能なＯＨＰフィルムへの記録の需要が高まってい
る。こうした需要に応えるため、インクの吸収特性が異
なる被記録媒体を必要に応じて選択した際に被記録媒体
の種類に係わりなく最良の記録が可能な記録装置の開発
および実用化が行われている。

【０００７】このようにインクジェット記録装置は、優
れた記録手段として幅広い産業分野（例えばアパレル産
業等）においても需要が高まっており、またより一層高
品位な画像の提供も求められている。

【０００８】ところで、従来から記録ヘッドへインクを
供給するためのインクカートリッジ内のインク残量を検
知するための手段として、光学式のものが知られてい
る。例えば、特開昭６２−１５２８５９号公報に開示さ
れたインク残量センサーを図１１を用いて説明する。

【０００９】図１１は、記録ヘッド１とインクカートリ
ッジ２２との接続部分、およびインク残量センサー２１
の構成を示す断面図である。

【００１０】記録ヘッド１はインクを吐出する微細な吐
出ノズルを複数設けたノズル列１ａ、インク流路３３を
備えている。このインク流路３３は、キャリッジ２に固
定されたインク供給管３７を介してインクカートリッジ
２２と連通することによりインクカートリッジからのイ
ンクの供給を受けることができる。

【００１１】インク供給管３７とインク流路３３との接
続部、およびインク供給管３７とインクカートリッジ２
２との接続部との間に、それぞれインク洩れ防止用のシ
ールゴム３６，３８が設けられている。

【００１２】インクカートリッジ２２は、仕切板２８，
２９，３０により分割された４つのインクチェンバー
（インク室）２３，２４，２５，２６からなる。各チェ
ンバーは、穴３３，３４，３５によって連通しており、
さらにこれらの穴を貫通する多孔質体から成るインク供
給部材３９が設けられている。また、これらのインクチ
ェンバーのうちのひとつ、例えば参照符号２３のチェン
バーに大気連通口２７が形成されている。これらのイン
クチェンバー２３，２４，２５，２６のうち、インクが
充填されているのは、インクチェンバー２４，２５，お
よび２６である。インクチェンバー２３は、空気が満た
されており、穴３３は大気連通口として機能している。
インクチェンバー２６は、記録ヘッド１へインクを供
給するための開口部、すなわちンク供給管３７のインク
カートリッジ２２側開口部（接続部）を有する。また、
このチェンバー２６は、インクより比重の軽い樹脂ポリ
プロピレン或はポリエチレンなどを黒色に着色した材質
から成るフロート（浮き部材）３１を滑動自在に支持す
る凹状のフロート支持部２６ｂを底面に有し、また側面
（仕切板３０の側面に一致する）に立設した規制板３２
を有する。

【００１３】フロート３１は、上端部が大径となった棒
体からなり、上記フロート支持部2６ａに挿入支持され
るとともに、その上端部が規制部３２に当接する。すな
わち、規制部３２によりフロート３１は鉛直方向の上限
を規制されている。したがって、フロート３１がインク
内で浮遊する際にその上端部が規制部３２に当接するの
で、フロート支持部２６ｂからフロート３１がはずれな
い。

【００１４】図１１に示すように、上記凹部２６ａは、
インクチェンバー２６の底部外側を下方向へ凸部として
突起させており、この突起した部分は、インク残量セン
サー２１の内側に入り込む。。

【００１５】インク残量検知センサー２１は赤外光を発
する発光素子２１ａ、発光素子２１ａからの光を受光可
能な受光素子２１ｂ、および上記フロート支持部２６ｂ
が発光素子２１ａからの光を受けるための凹部21c を備
えている。フロート３１の下端部は、その可動範囲の不
死点付近で発光素子２１ａからの光を遮断することが可
能である。

【００１６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来例において次のような欠点があった。

【００１７】この欠点を図１２を用いて説明する。この
図は、記録ヘッド１とインクカートリッジ２２との接続
部分、およびインク残量センサー２１の構成を示す断面
図で、インクの残量が少ない点以外は図１１と同一構成
である。

【００１８】記録の進行とともにインクチェンバー２６
のインクを消費してゆくことになるが、インク残量が所
定量以下になったときにフロート（浮き部材）３１はそ
の規制部３２から離れ下降を始め、その下端部がその可
動範囲の不死点付近まで来たときには、すでに残量は記
録紙１枚分程度の記録に消費される相当少量しかない。
記録装置の使用者はその時点で初めてインクの残量が少
量であることを知る。

【００１９】従って、引き続き多数枚の記録を行いたい
ときなどで、インクカートリッジの買い置きがない時な
どにはインクカートリッジを入手するまで印字を待たな
くならなかった。

【００２０】したがって、本発明は上記課題を解決し、
インクカートリッジ内のインク残量が段階的、かつ正確
にに検知することが可能なインク残量センサーを備えた
記録装置および該装置を出力手段とする情報処理システ
ムを提供することを目的とする。

【００２１】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明にもとづく記録装置は、被記録媒体に入力画
像情報を記録するための記録手段を搭載するキャリッジ
と、上記記録手段へ上記記録のためのインクを供給する
インクカートリッジとを具備する記録装置において、発
光素子と該発光素子からの光を受ける受光素子とからな
るインク残量センサーと、幅の異なる少なくとも２つの
部分からなる浮き部材と、上記浮き部材の少なくとも一
部分が滑動自在に挿入され、かつ上記インクカートリッ
ジ内の所定の位置で上記浮き部材を所定の方向に沿って
浮遊させるための支持部材とが設けられたことを特徴と
する。

【００２２】好ましくは、上記インクカートリッジ内の
インク残量は、上記インクカートリッジ内のインクの残
量に応じて、上記発光素子からの光が上記支持部材を透
過して上記受光素子によって受光される段階と、上記透
過が上記浮き部材の第一の部分によって遮断される段階
と、上記透過が上記浮き部材の第二の部分によって遮断
される段階とに、分類されて検知される。

【００２３】好ましくは、上記浮き部材は、棒体からな
り、該棒体の下端部に上記幅の異なる部分が形成されて
いる。

【００２４】好ましくは、上記幅の異なる部分は、上記
浮き部材の長手方向に沿って形成されたスリットを有す
る部分と、該スリットを有しない部分とからなる。

【００２５】好ましくは、上記幅の異なる部分は、上記
浮き部材の長手方向に沿って形成された階段状部分から
なる。

【００２６】好ましくは、上記幅の異なる部分は、上記
浮き部材の長手方向に沿って形成されたテーパ状部分か
らなる。

【００２７】好ましくは、上記記録手段および上記イン
クカートリッジはカラー記録対応のもので、より好まし
くは上記インクカートリッジは少なくとも３原色に対応
した数からなり、さらに各インクカートリッジにそれぞ
えれ上記浮き部材が設けられている。

【００２８】好ましくは、上記記録手段は、インク滴を
吐出することによって上記記録を実施するインクジェッ
ト記録ヘッドであり、より好ましくは該ヘッドは、上記
インク滴を吐出するためのエネルギーを発生させるため
の手段として、上記インクに膜沸騰を生じさせる電気熱
変換体を用いる。

【００２９】つぎに、本発明にもとづく記録装置は、上
記記録装置を出力手段として備えたことを特徴とする。

【００３０】

【作用】インク中のフロート（浮き部材）がインクの量
に応じて上下に動くことによって、フロートの下端部付
近で発光素子の発する光線を遮断する。この際、フロー
トが幅の異なる部分を有するので、記録ヘッドのインク
残量に応じた時複数段階の検知がなされる。それによっ
て、インク残量が相当少量になる前にインクカートリッ
ジの交換時期を知ることができる。

【００３１】

【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細
に説明する。

【００３２】［実施例１］図１は、本発明にもとづく記
録装置の一実施例の概略的構成を説明するためのもので
ある。

【００３３】記録装置は、被記録媒体（記録紙）９にイ
ンク滴を吐出して入力画像情報を記録するための記録手
段である記録ヘッド１を支持し、かつ主走査方向へ移動
させるためのキャリッジ（キャリッジ）２を具備する。

【００３４】キャリッジ２を駆動させるための手段は、
互いに平行に配設された２本のガイドレール３、駆動モ
ータ４、該駆動モータ４の軸に同軸的に固定されたプー
リ５、およびモータ４の駆動力を伝達する駆動ベルト７
をプーリ５とともに回転させるための従動プーリ６から
なる。また、上記駆動手段の駆動力を受けてキャリッジ
２を移動させるためのキャリッジ側の部材は以下の通り
である。すなわち、上記駆動ベルトの一部分が固定して
いることによってキャリッジ２を駆動ベルトの動きに連
動させるためのベルト固定部2a、上記ガイドレールの一
つが摺動自在に貫通した開口部２ｂ、そして他方のガイ
ドローラ３上を摺動するコロ2aである。

【００３５】これらの部材によって、キャリッジ２がガ
イドローラ３上を摺動することにより、記録ヘッド１が
記録紙９の全幅にわたって往復移動可能となる。この往
復移動中に記録ヘッド１は受信データに応じた画像を記
録紙上に記録する。この１主走査終了毎に記録紙９は所
定量搬送され副走査が行われる。

【００３６】この実施例の記録装置に適用される記録ヘ
ッド９は、インクジェット記録ヘッドである。この記録
ヘッド９は、該ヘッド９へインクを供給するためのイン
クカートリッジ２２とともにキャリッジ２に搭載されて
いる。なお、この実施例のインクカートリッジ２２の上
面には、交換作業を容易に実施するために、図１に示す
ようなつまみ部２２ａが設けれている。

【００３７】まず、上記インクジェト記録ヘッド９の概
略的構成を簡単に説明する。

【００３８】インクジェット記録ヘッドは、インクを通
すためのノズル、該ノズルに連通した共通液インクチェ
ンバー、該共通液インクチェンバーへインクを供給する
ための供給口、各ノズルに対応した電気熱変換体と各電
気熱変換体に電力を供給する電極とが成膜技術により一
体的に形成された基板、そして上記ノズルの開口端であ
り、かつインクを吐出するための複数の吐出口（オリフ
ィス）から構成される。このような構成からなる記録ヘ
ッドは、該記録ヘッドへ上記供給口からインクを供給す
るインクカートリッジ（インクカートリッジ）２２と一
体となってキャリッジ２に搭載されている。

【００３９】つぎに、この記録ヘッドが実行するバブル
ジェット方式のインク滴形成過程について簡単に説明す
る。

【００４０】まず、発熱抵抗体（ヒータ）が所定の温度
に達するとヒータ面を覆うような膜気泡が生ずる。この
気泡の内部圧力は非常に高く、ノズル内のインクを押し
出す。インクはこの押し出しによる慣性力でノズルの外
およびその反対方向にある共通液インクチェンバー内に
向かって移動する。インクの移動が進むと気泡の内部圧
力は負圧になり、また流路抵抗も加わってノズル内部の
インクの速度は遅くなる。ノズル口（オリフィス）から
外へ吐出されたインクは、ノズル内部に比べて速いた
め、慣性力と流路抵抗、気泡の収縮、インク表面張力の
バラスでくびれが生じ、分離・液滴化する。そして、気
泡の収縮と同時に、毛管力によりノズル内に共通液イン
クチェンバーよりインクが供給され次のパルスを待つ。

【００４１】このように、電気熱変換素子をエネルギー
発生手段として用いた記録ヘッドは、駆動電気パルス信
号により一対一の対応で液路のインク内に気泡を発生さ
せることができ、また即時かつ適切に気泡の成長・収縮
を行わせることができるので、特に応答性のすぐれたイ
ンク滴吐出が達成できる。また、記録ヘッドのコンパク
ト化も容易であり、かつ最近の半導体分野における技術
の進歩と信頼性の向上が著しいＩＣ技術やマイクロ加工
技術の長所を十二分に活用でき、高密度実装化が容易
で、製造コストも安価なことから有利である。

【００４２】つぎに、記録紙９を搬送するための手段に
ついて説明する。

【００４３】記録紙９は、吸着搬送ベルト８ａに平面的
に支持されており、紙送りモーター１０と直結した小プ
ーリ１１、小プーリ１１に対向した大プーリ１２、小プ
ーリ１１の駆動力を大プーリ１２に伝達するベルト１
３、ローラー１４，１６を介して駆動される。また吸着
搬送ベルト８ａは吸着力発生手段（不図示）から付与さ
れた吸着力により記録媒体９を支持搬送することがで
き、ローラ１４および１６に掛けられている。参照符号
１５および１７は不図示の付勢手段で記録媒体９を各々
ローラ１４，１６に押し付ける為の押圧ローラーであ
る。吸着搬送としては、通常知られる静電吸着やまた、
エアー吸引によるものなどが挙げられる。本発明におい
てその搬送手段は時に限定されるものではない。

【００４４】この実施例の記録装置は、ヘッド回復装置
を具備する。この回復装置は記録ヘッド９の移動経路の
一端、例えばホームポジションと対向する位置に配設さ
れる。

【００４５】ヘッド回復装置は、キャップ部材１８、シ
ール部材１９、および吸引手段（不図示）からなる。キ
ャップ部材１８は、記録ヘッド１が待機中等に停止状態
となっている時に吐出ノズル面を覆う（キャッピングす
る）ことによって乾燥などから保護する。シール部材１
９はゴム等の可塑性の弾性材からなり、キャッピングの
際の気密性を保持する。そして、吸引手段（不図示）は
キャップ１８内部を連結するチューブ２０を介してキャ
ップ１８内部を減圧することによって記録ヘッド１内部
のインクを吸引する。このように、ヘッド回復装置はイ
ンクを吐出口から強制的に排出させることにより吐出口
内の増粘インクを除去する等の吐出回復処理を行う。ま
た、記録終了時等にキャッピングを施すことにより記録
ヘッドを保護する。このような吐出回復処理は電源投入
時、記録ヘッド交換時、一定時間以上記録動作が行われ
ない時等に行われるものである。

【００４６】さらに、インクカートリッジ内のインク残
量を検知するためのインク残量検知センサー２１が記録
装置本体に備え付けられている。

【００４７】上記インク残量検知センサー２１の具体的
構成を図２ないし図４を用いて説明する。図２は記録ヘ
ッドおよびインクカートリッジの断面図、図３はフロー
ト（浮き部材）の側面図、そして図４は検知センサーの
出力とキャリッジの位置との関係を示す図である。

【００４８】まず、図２にもとづいて説明する。

【００４９】この図には、記録ヘッド１とインクカート
リッジ２２との接続部分、およびインク残量センサー２
１の構成が断面図によって示されている。記録ヘッド１
はインクを吐出する微細な吐出ノズルを複数設けたノズ
ル列１ａ、インク流路３３を備えている。このインク流
路３３は、キャリッジ２に固定されたインク供給管３７
を介してインクカートリッジ２２と連通することにより
インクカートリッジからのインクの供給を受けることが
できる。

【００５０】、インク供給管３７とインク流路３３との
接続部、およびインク供給管３７とインクカートリッジ
２２との接続部との間に、それぞれインク洩れ防止用の
シールゴム３６，３８が設けられている。

【００５１】インクカートリッジ２２は、仕切板２８，
２９，３０により分割された４つのインクチェンバー２
３，２４，２５，２６からなる。各チェンバーは、穴３
３，３４，３５によって連通しており、さらにこれらの
穴を貫通する多孔質体から成るインク供給部材３９が設
けられている。また、これらのインクチェンバーのうち
のひとつ、例えば参照符号２３のチェンバーに大気連通
口２７が形成されている。これらのインクチェンバー２
３，２４，２５，２６のうち、インクが充填されている
のは、インクチェンバー２４，２５，および２６であ
る。インクチェンバー２３は、空気が満たされており、
穴３３は大気連通口として機能している。

【００５２】インクチェンバー２６は、記録ヘッド１へ
インクを供給するための開口部、すなわちンク供給管３
７のインクカートリッジ２２側開口部（接続部）を有す
る。また、このチェンバー２６は、インクより比重の軽
い樹脂ポリプロピレン或はポリエチレンなどを黒色に着
色した材質から成るフロート（浮き部材）３１を滑動自
在に支持する凹状のフロート支持部２６ｂを底面に有
し、また側面（仕切板３０の側面に一致する）に立設し
た規制板３２を有する。

【００５３】フロート３１は、上端部が大径となった棒
体からなり、上記フロート支持部2６ａに挿入支持され
るとともに、その上端部が規制部３２に当接する。すな
わち、規制部３２によりフロート３１は鉛直方向の上限
を規制されている。したがって、フロート３１がインク
内で浮遊する際にその上端部が規制部３２に当接するの
で、フロート支持部２６ｂからフロート３１がはずれな
い。

【００５４】図２に示すように、上記凹部２６ａは、イ
ンクチェンバー２６の底部外側を下方向へ凸部として突
起させており、この突起した部分は、インク残量センサ
ー２１の内側に入り込む。

【００５５】インク残量検知センサー２１は赤外光を発
する発光素子２１ａ、発光素子２１ａからの光を受光可
能な受光素子２１ｂ、および上記フロート支持部２６ｂ
が発光素子２１ａからの光を受けるための凹部２１ｃを
備えている。フロート３１の下端部は、その可動範囲の
不死点付近で発光素子２１ａからの光を遮断することが
可能である。

【００５６】図３は、フロート（浮き部材）３１を図２
の矢印Ａの方向からみた側面図である。フロート３１の
下端部近傍に矢印Ａ方向に沿って発光素子２１ａからの
光が通過するためのスリット３１ａが形成されている。
スリット３１ａが形成されていることによって、フロー
ト３１の下端がフロート支持部２６ａ内の底部に向けて
下降している場合でも、スリット３１ａの深さＢに依存
して受光素子２１ｂは発光素子２１ａからの光を受光す
ることができる。すなわち、このスリット３１ａの深さ
Ｂを所定の大きさにすることによって、例えばインク残
量が記録紙１０〜２５枚分記録可能な程度になった時に
発光素子２１ａからの光が遮断されるようにする。

【００５７】つぎに、このような構成かなる記録装置に
よる記録動作について説明する。

【００５８】まず、キャップ１８によりその吐出ノズル
１ａを保護されていた記録ヘッド１はキャップ１８から
離れる。モーター４からの動力がプーリー５および従動
プーリー６に巻掛けられたベルト７によってキャリッジ
２に伝えられる。記録ヘッド１はキャリッジ２とともに
主走査方向へ移動しながら被記録媒体９上に入力画像情
報の記録を行う。そして、所定の距離移動したのちキャ
ップ１８の方向へと反転する。

【００５９】記録ヘッド１は、このような往復動作を繰
り返す。すなわち、インクカートリッジ２２よりインク
供給管を介してインクの供給を受けながらインク滴を所
定の位置に吐出し記録を行う。

【００６０】一方、記録媒体９は記録ヘッド１の一走査
終了毎に所定の長さを紙送りモーター１０とローラー１
４により所定方向（副走査方向）へ送られる。

【００６１】このような記録動作時において、インクカ
ートリッジ２２内部のインクは、まずインクチェンバー
２４から記録動作とともに消費する。一方、大気連通口
２７からインク消費量と同量の大気が吸い込み連通穴３
３にあるインク供給部材３９内を通り気泡となってイン
クチェンバー２４内に侵入する。この際、多孔質体から
成るインク供給部材３９はインクが消費する際に抵抗を
持ち、適度な負圧を発生する。やがて、記録動作の進行
とともにインクチェンバー２５，２６のインクを消費し
てゆくことになる。インク残量が所定量以下になった場
合、フロート（浮き部材）３１はチェンバー２６の底部
方向へ下降し始め、フロート３１の上端部が規制部３２
から離間する。さらに、フロート３１が下降して、その
下端部がその可動範囲から所定位置まで来たときに、ス
リット３１ａ以外の箇所が発光素子２１ａからの光を遮
断することが可能となる。したがって、記録ヘッド１を
搭載したキャリッジ２がインク残量センサー２１上を通
過するときに、発光素子２１ａからの光が遮断されるの
で、インク残量が所定量であることを検知することが可
能となる。

【００６２】更にインクの消費が進行しインク残量が僅
かになった場合、フロート３１はその可動範囲の下死点
付近まで来たときに発光素子２１ａからの光をスリット
３１ａの無い部分の全幅で遮断するのでインク残量が僅
かであることを検知できる。

【００６３】図４は、記録ヘッド１を搭載したキャリッ
ジ２がインク残量センサー３１上を通過するときに、発
光素子２１ａからの光が遮断される場合を示すもので、
横軸がキャリッジ２の移動距離、縦軸が受光素子２１ｂ
によって検知された光の出力を表す。この図によれば、
記録ヘッド１を搭載したキャリッジ２がインク残量セン
サー３１上を通過するときに、発光素子２１ａからの光
が遮断されて受光素子２１ｂによって検知される出力が
５Ｖから０Ｖに低下する。

【００６４】［実施例２］図５は、本発明にもとづくジ
ェット記録装置に適用されるインクジェット記録ヘッ
ド、インクカートリッジ、およびインク残量センサーの
他の実施例を示す模式図である。この実施例では、フロ
ートの形状が実施例１と異なる以外は同一構造をとる。

【００６５】図６はフロート（浮き部材）３１の下端部
を図５の矢印Ａ方向から見た模式図であり、先端ほど幅
の狭い階段形状に成形されている。

【００６６】図７は、記録ヘッド１を搭載したキャリッ
ジ２がインク残量センサー２１上を通過するときに、発
光素子２１ａからの光が遮断される場合を示すもので、
横軸がキャリッジ２の移動距離、縦軸が受光素子２１ｂ
によって検知された光の出力を表す。

【００６７】この図において、（ａ）は先端部３１ｂを
通過したときの信号、（ｂ）は先端部３１ｃ通過したと
きの信号、そして（ｃ）は先端部３１の最大幅部分を通
過したときの信号を表す。

【００６８】インク残量が所定量以下になったときにフ
ロート（浮き部材）３１はその規制部３２から離れ下降
を始め、その下端部がその可動範囲の所定位置まで来た
ときに、フロート３１の最も幅が狭い先端部分３１ｂが
発光素子２１ａからの光を遮断し、受光素子２１ｂまで
赤外光を到達させないので図７（ａ）に示す信号が得ら
れる。

【００６９】インクの消費がさらに進行してインク残量
がより一層減少した場合、フロート３１先端の二番目に
幅の狭い部分３１ｃが発光素子２１ａからの光を遮断
し、受光素子２１ｂまで赤外光を到達させないので図７
（ｂ）に示す信号が得られる。

【００７０】そして、インクの消費がさらに進行してイ
ンク残量が僅かになった場合、フロート３１はその可動
範囲の下死点付近まで達し、発光素子２１ａからの光を
階段形状で無い部分の全幅で遮断するので図７（ｃ）に
示す信号が得られる。

【００７１】このように、三つの異なった幅の信号が得
られるので、各々の場合の予め設定されたインク残量を
知ることが可能となる。

【００７２】その他の構成、動作は実施例１と同一なの
で説明は省略する。

【００７３】［実施例３］図８は、本発明にもとづくジ
ェット記録装置に適用されるインクジェット記録ヘッ
ド、インクカートリッジ、およびインク残量センサーの
他の実施例を示す模式図である。この実施例では、フロ
ートの形状が実施例１および２と異なる以外は同一構造
をとる。

【００７４】図９はフロート（浮き部材）３１の下端部
を図８の矢印Ａ方向から見た模式図であり、先端が先細
りとなったテーパー状となっている。

【００７５】図１０は、記録ヘッド１を搭載したキャリ
ッジ２がインク残量センサー２１上を通過するときに、
発光素子２１ａからの光が遮断される場合を示すもの
で、横軸がキャリッジ２の移動距離、縦軸が受光素子２
１ｂによって検知された光の出力を表す。この図におい
て、（ａ）はテーパー部３１ｂの先端部近傍によって光
が遮断される場合の信号、（ｂ）はテーパー部３１ｂの
比較的径の大きい部分によって光が遮断される場合の信
号を表す。

【００７６】インク残量が所定量以下になったときにフ
ロート（浮き部材）３１はその規制部３２から離れ下降
を始め、その下端部がその可動範囲の所定位置まで来た
ときに、フロート３１の最も幅が狭い先端部分箇所が発
光素子２１ａからの光を遮断し、受光素子２１ｂまで赤
外光を到達させないので図１０（ａ）に示す信号が得ら
れる。更にインクの消費が進行しインク残量が減少した
ときにフロート３１が下降しテーパ形状の幅が先程より
広い部分が発光素子２１ａからの光を遮断し、受光素子
２１ｂまで赤外光を到達させないので図１０（ｂ）に示
す様に幅の異なる信号が得られる。したがって、インク
残量が上記の状態よりさらに減少した所定量であること
を検知することが可能となる。インクの消費がさらに進
行しインク残量が僅かになったときにフロート３１はそ
の可動範囲の下死点付近まで来たときに発光素子２１ａ
からの光をテーパー形状で無い部分の全幅で遮断するの
でインク残量が僅かであることを検知できる。

【００７７】その他の構成、動作は実施例１と同一なの
で説明は省略する。

【００７８】なお、上記の実施例においては、インク残
量を複数段階に検知する方法を述べたが、カラー対応の
インクジェット記録装置に上記実施例のいずれかを適用
することができる。カラー対応の場合、複数色の記録ヘ
ッドにより吐出されるインク液滴の重ね合わせることに
よりカラー画像を形成する。一般に、カラー記録を行う
場合、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）およびシアン
（Ｃ）の３原色またはこれら３原色にブラック（Ｂ）を
含めた４色に対応する４種類の記録ヘッドおよびインク
カートリッジが必要とされる。そこで、各色毎にフロー
トの先端形状、或は幅を変え、各インク色カートリッジ
の残量を区別することも可能である。

【００７９】また、インクカートリッジの被検知部であ
るフロート支持部２６ｂはフロートに遮光を検知される
よう遮光性でなくてはならない。しかし、カートリッジ
２２全体が透光性である必要はなく、保存されるインク
の品質の変化を防ぐためにもフロート支持部２６ｂのみ
透光性を有するものであればよく、また、検知用に投光
されるのが赤外光もしくは近赤外光のとき、フロート支
持体２６ｂが赤外光もしくは近赤外光のみを透光する部
材であればよい。

【００８０】（その他）なお、本発明は、特にインクジ
ェット記録方式の中でも、インク吐出を行わせるために
利用されるエネルギとして熱エネルギを発生する手段
（例えば電気熱変換体やレーザ光等）を備え、上記熱エ
ネルギによりインクの状態変化を生起させる方式の記録
ヘッド、記録装置において優れた効果をもたらすもので
ある。かかる方式によれば記録の高密度化，高精細化が
達成できるからである。

【００８１】その代表的な構成や原理については、例え
ば、米国特許第４７２３１２９号明細書，同第４７４０
７９６号明細書に開示されている基本的な原理を用いて
行うものが好ましい。この方式は所謂オンデマンド型，
コンティニュアス型のいずれにも適用可能であるが、特
に、オンデマンド型の場合には、液体（インク）が保持
されているシートや液路に対応して配置されている電気
熱変換体に、記録情報に対応していて核沸騰を越える急
速な温度上昇を与える少なくとも１つの駆動信号を印加
することによって、電気熱変換体に熱エネルギを発生せ
しめ、記録ヘッドの熱作用面に膜沸騰を生じさせて、結
果的にこの駆動信号に一対一で対応した液体（インク）
内の気泡を形成できるので有効である。この気泡の成
長，収縮により吐出用開口を介して液体（インク）を吐
出させて、少なくとも１つの滴を形成する。この駆動信
号をパルス形状とすると、即時適切に気泡の成長収縮が
行われるので、特に応答性に優れた液体（インク）の吐
出が達成でき、より好ましい。このパルス形状の駆動信
号としては、米国特許第４４６３３５９号明細書，同第
４３４５２６２号明細書に記載されているようなものが
適している。なお、上記熱作用面の温度上昇率に関する
発明の米国特許第４３１３１２４号明細書に記載されて
いる条件を採用すると、さらに優れた記録を行うことが
できる。

【００８２】記録ヘッドの構成としては、上述の各明細
書に開示されているような吐出口，液路，電気熱変換体
の組合せ構成（直線状液流路または直角液流路）の他に
熱作用部が屈曲する領域に配置されている構成を開示す
る米国特許第４５５８３３３号明細書，米国特許第４４
５９６００号明細書を用いた構成も本発明に含まれるも
のである。加えて、複数の電気熱変換体に対して、共通
するスリットを電気熱変換体の吐出部とする構成を開示
する特開昭５９−１２３６７０号公報や熱エネルギの圧
力波を吸収する開孔を吐出部に対応させる構成を開示す
る特開昭５９−１３８４６１号公報に基いた構成として
も本発明の効果は有効である。すなわち、記録ヘッドの
形態がどのようなものであっても、本発明によれば記録
を確実に効率よく行うことができるようになるからであ
る。

【００８３】さらに、記録装置が記録できる記録媒体の
最大幅に対応した長さを有するフルラインタイプの記録
ヘッドに対しても本発明は有効に適用できる。そのよう
な記録ヘッドとしては、複数記録ヘッドの組合せによっ
てその長さを満たす構成や、一体的に形成された１個の
記録ヘッドとしての構成のいずれでもよい。

【００８４】加えて、上例のようなシリアルタイプのも
のでも、装置本体に固定された記録ヘッド、あるいは装
置本体に装着されることで装置本体との電気的な接続や
装置本体からのインクの供給が可能になる交換自在のチ
ップタイプの記録ヘッド、あるいは記録ヘッド自体に一
体的にインクカートリッジが設けられたカートリッジタ
イプの記録ヘッドを用いた場合にも本発明は有効であ
る。

【００８５】また、本発明の記録装置の構成として、記
録ヘッドの吐出回復手段、予備的な補助手段等を付加す
ることは本発明の効果を一層安定できるので、好ましい
ものである。これらを具体的に挙げれば、記録ヘッドに
対してのキャッピング手段、クリーニング手段、加圧或
は吸引手段、電気熱変換体或はこれとは別の加熱素子或
はこれらの組み合わせを用いて加熱を行う予備加熱手
段、記録とは別の吐出を行なう予備吐出手段を挙げるこ
とができる。

【００８６】また、搭載される記録ヘッドの種類ないし
個数についても、例えば単色のインクに対応して１個の
みが設けられたものの他、記録色や濃度を異にする複数
のインクに対応して複数個数設けられるものであっても
よい。すなわち、例えば記録装置の記録モードとしては
黒色等の主流色のみの記録モードだけではなく、記録ヘ
ッドを一体的に構成するか複数個の組み合わせによるか
いずれでもよいが、異なる色の複色カラー、または混色
によるフルカラーの各記録モードの少なくとも一つを備
えた装置にも本発明は極めて有効である。

【００８７】さらに加えて、以上説明した本発明実施例
においては、インクを液体として説明しているが、イン
クチェンバー温やそれ以下で固化するインクであって、
インクチェンバー温で軟化もしくは液化するものを用い
てもよく、あるいはインクジェット方式ではインク自体
を３ ０℃以上７０℃以下の範囲内で温度調整を行って
インクの粘性を安定吐出範囲にあるように温度制御する
ものが一般的であるから、使用記録信号付与時にインク
が液状をなすものを用いてもよい。加えて、熱エネルギ
による昇温を、インクの固形状態から液体状態への状態
変化のエネルギとして使用せしめることで積極的に防止
するため、またはインクの蒸発を防止するため、放置状
態で固化し加熱によって液化するインクを用いてもよ
い。いずれにしても熱エネルギの記録信号に応じた付与
によってインクが液化し、液状インクが吐出されるもの
や、記録媒体に到達する時点ではすでに固化し始めるも
の等のような、熱エネルギの付与によって初めて液化す
る性質のインクを使用する場合も本発明は適用可能であ
る。このような場合のインクは、特開昭５４−５６８４
７号公報あるいは特開昭６０−７１２６０号公報に記載
されるような、多孔質シート凹部または貫通孔に液状又
は固形物として保持された状態で、電気熱変換体に対し
て対向するような形態としてもよい。本発明において
は、上述した各インクに対して最も有効なものは、上述
した膜沸騰方式を実行するものである。

【００８８】さらに加えて、本発明インクジェット記録
装置の形態としては、コンピュータ等の情報処理機器の
画像出力端末として用いられるものの他、リーダ等と組
合せた複写装置、さらには送受信機能を有するファクシ
ミリ装置の形態を採るもの等であってもよい。

【００８９】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、イ
ンク中のフロート（浮き部材）の下端部付近に発光素子
の発する光線を遮断可能な部分の最大幅に対して狭い幅
の部分を有し記録ヘッドのキャリッジの移動中の発光素
子の発する光線を遮断するインク残量に応じた時間の差
異により複数段階の検知が可能となり、インク残量が相
当少量になる前にインクカートリッジの交換時期を知る
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にもとづく記録装置の一例の概略的構成
を説明するための斜視図である。

【図２】本発明に適用される記録手段、インクカートリ
ッジ、およびインク残量センサーの構成を構成を説明す
るための断面図である。

【図３】本発明に適用されるフロートの模式図である。

【図４】本発明に適用されるインク残量センサーの出力
を説明するための図である。

【図５】本発明に適用される記録手段、インクカートリ
ッジ、およびインク残量センサーの構成を構成を説明す
るための断面図である。

【図６】本発明に適用されるフロートの模式図である。

【図７】本発明に適用されるインク残量センサーの出力
を説明するための図で、（ａ），（ｂ）および（ｃ）は
それぞれフロートの異なる幅からなる部分で光の遮断が
起こったことを示す。

【図８】本発明に適用される記録手段、インクカートリ
ッジ、およびインク残量センサーの構成を構成を説明す
るための断面図である。

【図９】本発明に適用されるフロートの模式図である。

【図１０】本発明に適用されるインク残量センサーの出
力を説明するための図で、（ａ）および（ｂ）はそれぞ
れフロートの異なる幅からなる部分で光の遮断が起こっ
たことを示す。

【図１１】従来のインクジェット記録装置に適用される
記録手段、インクカートリッジ、およびインク残量セン
サーの構成を構成を説明するための断面図である。

【図１２】従来のインクジェット記録装置に適用される
記録手段、インクカートリッジ、およびインク残量セン
サーの構成を構成を説明するための断面図で、インク残
量が減少したときの状態を示す。

【符号の説明】

１ 記録ヘッド ２ キャリッジ ９ 記録媒体 １５ ローラー １８ キャップ ２１ 検知センサー ２２ インクカートリッジ ３１ フロート（浮き部材） ３１ａ スリット

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被記録媒体に入力画像情報を記録するた
   めの記録手段を搭載するキャリッジと、前記記録手段へ
   前記記録のためのインクを供給するインクカートリッジ
   とを具備する記録装置において、 発光素子と該発光素子からの光を受ける受光素子とから
   なるインク残量センサーと、 幅の異なる少なくとも２つの部分からなる浮き部材と、 前記浮き部材の少なくとも一部分を前記インクカートリ
   ッジ内の所定の位置で所定の方向に沿って浮遊させて支
   持する支持部材とが設けられたことを特徴とする記録装
   置。
2. 【請求項２】 前記インクカートリッジ内のインク残量
   は、前記インクカートリッジ内のインクの残量に応じて
   異なる段階で検知されるもので、 該段階は、 前記発光素子からの光が前記支持部材を透過して前記受
   光素子によって受光される段階と、 前記透過が前記浮き部材の第一の部分によって遮断され
   る段階と、 前記透過が前記浮き部材の第二の部分によって遮断され
   る段階とに、分類されることを特徴とする請求項１記載
   の記録装置。
3. 【請求項３】 前記浮き部材は、棒体からなり、該棒体
   の下端部に前記幅の異なる部分が形成されたことを特徴
   とする請求項１または２に記載の記録装置。
4. 【請求項４】 前記幅の異なる部分は、前記浮き部材の
   長手方向に沿って形成されたスリットを有する部分と、
   該スリットを有しない部分とからなることを特徴とする
   請求項１ないし３のいずれか一項記載の記録装置。
5. 【請求項５】 前記幅の異なる部分は、前記浮き部材の
   長手方向に沿って形成された階段状部分からなることを
   特徴とする請求項１ないし３のいずれか一項記載の記録
   装置。
6. 【請求項６】 前記幅の異なる部分は、前記浮き部材の
   長手方向に沿って形成されたテーパ状部分からなること
   を特徴とする請求項１ないし３のいずれか一項記載の記
   録装置。
7. 【請求項７】 前記記録手段および前記インクカートリ
   ッジはカラー記録対応のものであることを特徴とする請
   求項１ないし６のいずれか一項記載の記録装置。
8. 【請求項８】 前記インクカートリッジは、少なくとも
   ３原色に対応した数からなり、さらに各インクカートリ
   ッジにそれぞれ前記浮き部材が設けられたことを特徴と
   する請求項７記載の記録装置。
9. 【請求項９】 前記記録手段は、インク滴を吐出するこ
   とによって前記記録を実施するインクジェット記録ヘッ
   ドであることを特徴とする請求項１ないし８のいずれか
   一項記載の記録装置。
10. 【請求項１０】 前記インクジェット記録ヘッドは、前
    記インク滴を吐出するためのエネルギーを発生させるた
    めの手段として、前記インクに膜沸騰を生じさせる電気
    熱変換体を用いることを特徴とする請求項９記載の記録
    装置。
11. 【請求項１１】 請求項１ないし１０のいずれか一項記
    載の記録装置を出力手段として備えたことを特徴とする
    情報処理システム。