JPH10230616A - 容器情報検知装置およびインクジェットプリント装置 - Google Patents

容器情報検知装置およびインクジェットプリント装置

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JPH10230616A
JPH10230616A JP3506597A JP3506597A JPH10230616A JP H10230616 A JPH10230616 A JP H10230616A JP 3506597 A JP3506597 A JP 3506597A JP 3506597 A JP3506597 A JP 3506597A JP H10230616 A JPH10230616 A JP H10230616A
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container
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JP3506597A
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English (en)
Inventor
Tadaoki Yamaguchi
産興 山口
Original Assignee
Canon Inc
キヤノン株式会社
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 簡単な構成で信頼性高くインクジェットプリ
ンタ用インクカートリッジの装着の有無およびインク残
量の検知を行うことができるようにする。 【解決手段】 インクカートリッジ(容器)2が収納す
るインクの残量と容器の装着の有無とに応じて発光部7
の照射光を受光部8に到達させることができるように容
器2に設けられ、光透過性を有すると共にインクとほぼ
等しい屈折率を有した材料で形成されている収納物残量
検知5と、これと実質的に同一の形状を有し、光を照射
される表面が鏡面処理された容器有無検知部6とを具え
る。これにより、容器が搭載されている場合には発光部
から照射された光が容器有無検知部にて反射して受光部
に到達する一方、容器が搭載されていない場合には発光
部からの光は直進するため受光部に到達することは無い
ので、確実な容器有無検知が可能となる。また、液体残
量検知に用いる検知器によって容器有無検知も可能とな
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【0001】

【発明の属する技術分野】本発明は、液体等を収納した
容器に関連した所要の情報の検知を行う容器情報検知装
置および該装置を用いるインクジェットプリント装置に
関するものである。

【0002】

【従来の技術】インクジェットプリント方式は、単色ま
たはカラープリントに対応して用意された複数色のイン
クを、紙,布,不織布,OHP用等のプラスチックフィ
ルムなど種々のプリント媒体上に吐出することによって
文字や画像を形成するプリント方法である。この方式を
採用したインクジェットプリント装置としては、プリン
ト手段(プリントヘッド)およびそのインク供給手段た
るインクタンクを搭載してプリント媒体に対し所定方向
に主走査されるキャリッジと、プリント媒体を主走査方
向とは異なる方向に搬送(副走査)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し、プリントヘ
ッドを主走査方向にシリアルスキャンさせながらプリン
トヘッドに設けられた複数のインク吐出口からインクを
吐出させ、一方でシリアルスキャン後に所定量(例えば
吐出口配列範囲に対応した1回のシリアルスキャンでの
プリント幅)搬送することによってプリント媒体上に順
次プリントを行ってゆくものがある。このようなインク
ジェットプリント方式では、プリント信号に応じてイン
クを直接プリント媒体上に吐出してプリントを行う所謂
ドロップオンデマンド方式が採用され、これは容易で廉
価な記録(プリント)方式を提供するものとして広く採
用されている。

【0003】ところで、上述のようなインクジェットプ
リント装置では、キャリッジ上のプリントヘッドの傍ら
に、これと一体もしくは別体にインクタンクをカートリ
ッジとして有し、そのインク収納量が所定レベル以下と
なったときにインク残量が無くなったものとして、新し
いカートリッジと交換することによりインク補充を行う
形態のもの(カートリッジ交換方式)が最も一般的に広
く知られている。そして、そのようなインクジェットプ
リント装置におけるインク残量の検知のためにも、種々
の液体残量検知装置が利用されている。

【0004】(第1の従来例)従来の液体残量検知方法
の中で、光学式手段を用いたものの一例としては、特開
平7−164626号に開示されたものがある。

【0005】図12を用いてその構成を説明する。イン
ク91を吐出するための吐出口を有する記録ヘッド(不
図示)はキャリッジ92に搭載され、また、記録ヘッド
にインク91を供給するためのインクカートリッジ93
も同じくキャリッジ92に搭載されている。キャリッジ
92は、ガイド軸(不図示)に沿って矢印X方向に移動
可能であり、キャリッジ92を移動させながら、所定の
吐出信号に応じてインクを吐出することで記録画像が得
られる。また、インクカートリッジ93のインク収納部
には2つの斜面部94,95を有するインク残量検知部
96が、インクカートリッジ93と一体に、透明に近く
かつインク91と屈折率が非常に近似したポリプロピレ
ン等の材質で形成されており、インクジェット記録装置
本体には、発光部97と受光部98を有する検知器99
が設けられている。

【0006】インクカートリッジ93内にインク91が
十分にある場合、2つの斜面部94,95はインクに接
しており、インク91が消費されて残量が低下すると、
2つの斜面部94,95はインクカートリッジ内の空気
100に接した状態となる。インク91の屈折率と空気
100の屈折率とは異なり、インク91の屈折率の方が
インク残量検知部96の材質の屈折率に近いため、イン
ク91が十分満たされている場合は、図12(a)に示
すような矢印h方向へ進行する光が多く、発光部97か
ら斜面部94に照射された光の反射は少ない。また、イ
ンクの残量が低下すると、屈折率の違いにより図12
(b)に示す矢印i方向へ進行する反射光が、インク9
1が十分に満たされている場合よりも多く得られるよう
になる。矢印i方向の反射光は更に斜面部95にて矢印
j方向に示す方向に反射され、受光部98に到達する。
そして、この際の受光部98に届く光量の差を公知の光
電変換方式により電子信号に変換することにより、受光
部98が受光した光量に基づいてインクカートリッジ9
3内のインク91の有無の検知が可能となる。

【0007】(第2の従来例)一方、インク残量の有無
の検知に加え、インクを収納する容器自体が装着されて
いるか否かをも検知する装置の一例としては、特開昭5
9−89161号に開示されたものがある。

【0008】図13を用いてその構成を説明する。当該
装置は、プリンタ本体101に固定された1個の検知器
(不図示)と、キャリッジ102上に搭載された複数個
のインクカートリッジ103,104,105,106
のそれぞれに配設されインク量に応じて上下動するイン
クロッド103′,104′,105′,106′とで
構成されており、前記検知器はキャリッジ102がホー
ムポジションから予め定められた位置まで移動する間
に、所定の位置Pでインクロッドの有無を検知するよう
に設定されているものであって、当該移動の間に前記検
知器から発生する検知信号を予め定められた信号とを比
較し、両者が一致しない場合にインクカートリッジ無
し、あるいはインク残量不足のエラー信号を発生するよ
うにしてある。

【0009】

【発明が解決しようとする課題】一般にインクジェット
記録装置においては、プリント動作前にインクカートリ
ッジの有無や、インク残量を検知したり、あるいはプリ
ント動作中に定期的にインクの残量を検知して、プリン
ト途中のインク切れや記録ヘッド内部のインク切れによ
る記録ヘッドの昇温および破損を未然に防ぐことが極め
て重要である。第1の従来例においては、インクカート
リッジが装着された状態であれば、上述した手段により
インク残量検知を行う場合は、特に支障を来すことは無
い。

【0010】しかしながら、インクカートリッジ未装着
状態においては、以下に示すような欠点があった。

【0011】図12(c)は、第1の従来例によるイン
クカートリッジ未装着時のインク残量検知状態を示す図
である。図において、インクカートリッジ93がキャリ
ッジ92に装着されていないため、発光部97から矢印
h方向へ照射された光は、その上部には何も存在しない
ため直進する。キャリッジ12が装置のカバー等により
覆われている場合、発光部97から照射された光は、受
光部98に到達しないため、上述したインクカートリッ
ジ93内のインク残量が十分である場合(図12
(a))と同等の検知結果となる。従って、ユーザへの
メッセージも誤情報に基づくものであり、そのまま記録
を続けてしまうおそれがある。

【0012】また、装置のカバー等が無く外光が進入し
た場合、図12(a),(b)のいずれとも異なる結果
が得られ、適切な処置が行えなくなる。

【0013】一方、第2の従来例によると、インクカー
トリッジ103〜106が装着されているか否か、およ
びインクカートリッジ103〜106内にまだ十分な量
のインクが入っているか否かが検知可能である。

【0014】しかしながら、インクカートリッジ103
〜106内には、その中のインク量に応じて上下動する
インクロッド103′〜106′が配置されているた
め、その分カートリッジ内空間に収容可能なインク容量
が減少し、インクカートリッジ103〜106の交換頻
度が高くなるとともに、ランニングコストも上昇する。
また、プリンタ本体101内部にもインクロッド10
3′〜106′の上下動を許容するためのスペースが必
要となり、装置全体も大型化してしまう。

【0015】本発明は、上記の問題点を解決するために
なされたものであり、本発明の目的は、簡単な構成で信
頼性高く液体収納容器に関連する所要の情報の検知を行
うことができる容器情報検知装置を提供すると共に、こ
れを用いるインクジェットプリント装置等の省スペース
化にも寄与することにある。

【0016】

【課題を解決するための手段】そのために、本発明は、
容器がその内部に収納する収納物の所定レベルを検知す
るべく、前記容器の外部に設けられた発光部と受光部と
を具備した容器情報検知装置であって、前記収納物の前
記所定レベルを検知するべく、前記発光部によって照射
される光を前記受光部に到達させることができるように
前記容器に設けられた収納物残量検知部と、前記容器自
体の有無に応じて、前記照射される光を前記受光部に到
達させることができるように前記容器に設けられた容器
有無検知部とを具える。

【0017】ここで、前記収納物残量検知部は前記照射
される光の反射光を前記受光部に到達させることができ
るように設けられたものであり、前記容器の一部をなし
て光透過性を有すると共に前記収納物と実質的に等しい
屈折率を有した材料で形成したものとすることができ
る。

【0018】そして、前記収納物残量検知部は、前記収
納物が前記所定レベル以下となったときに前記反射光を
前記受光部に戻すことができるように形状および角度が
定められた斜面部を有した凹部として前記容器に設ける
ことができる。

【0019】さらにその斜面部は第1および第2の斜面
部からなり、前記第1斜面部は前記照射光を反射して前
記第2斜面部に到達させ、前記第2斜面部は当該反射光
をさらに反射して前記受光部に到達させることができる
ように設けることができる。

【0020】而して前記容器有無検知部は、前記収納物
残量検知部と実質的に同一の形状を有し、前記光を照射
される表面が鏡面処理されたものとすること、または、
平坦でかつ梨地面状の部分として前記容器に設けられた
ものとすることができる。

【0021】また、以上において、前記収納物残量検知
部および前記容器有無検知部を有した前記容器と、前記
発光部およびび受光部とが、相対的に移動可能であり、
当該移動方向に沿って前記収納物残量検知部および前記
容器有無検知部を設けることができる。

【0022】ここで、前記容器が共に上記2つの斜面部
を持つ収納物残量検知部および容器有無検知部を有して
いる場合には、当該収納物残量検知部および容器有無検
知部がそれぞれ有する2つの斜面部間の光軸が前記移動
方向と直交する方向にそれぞれの前記2つの斜面部が配
置されると共に、前記発光部および受光部が前記移動方
向と直交する方向に配置されたものとすることができ
る。

【0023】また、前記容器が、2つの斜面部を持つ収
納物残量検知部および平坦で梨地状の表面を持つ容器有
無検知部を有している場合には、収納物残量検知部が有
する2つの斜面部間の光軸が前記移動方向と直交する方
向となるように当該収納物残量検知部を設けると共に、
前記発光部および受光部が前記移動方向と直交する方向
に配置されたものとすることができる。

【0024】以上において、前記収納物を液体とするこ
とができる。

【0025】また、本発明に係る容器は、上記のいずれ
かの形態の容器情報検知装置に用いられて、前記収納物
残量検知部および前記容器有無検知部を具えたものとす
ることができる。

【0026】ここで、その容器は、前記収納物としてイ
ンクを収納し、前記インクをプリント剤として用いるイ
ンクジェットプリント装置に装着可能であるインクカー
トリッジの形態を有するものとすることができる。

【0027】また、本発明インクジェットプリント装置
は、かかるインクカートリッジを着脱自在に保持する保
持手段と、当該インクカートリッジが有する収納物残量
検知部と容器有無検知部とに対して光の照射および反射
光の受光を行う発光部および受光部を有する検知手段
と、前記保持手段と前記検知手段とを相対的に移動させ
る移動手段と、を具える。

【0028】ここで、前記保持手段は前記インクカート
リッジとプリント媒体に対してインクを吐出するための
プリントヘッドとを保持して前記プリント媒体に対し所
定方向に走査されるキャリッジの形態を有し、前記移動
手段によって当該走査が行われるものとすることができ
る。

【0029】また、前記保持手段は色調を異にするイン
クに対応して複数の前記インクカートリッジと前記プリ
ントヘッドとを着脱可能に保持するものとすることがで
きる。

【0030】さらに、前記プリントヘッドは前記インク
を吐出するために利用されるエネルギとしてインクに膜
沸騰を生じさせる熱エネルギを発生する電機熱変換素子
を有するものとすることができる。

【0031】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明を詳
細に説明する。

【0032】(第1例)図1は本発明液体収納検知装置
を適用可能な装置の一例として、インクジェットプリン
ト装置の概略構成例を示す斜視図、図2はそのインクジ
ェットプリント装置に適用可能な液体収納容器(インク
カートリッジ)検知装置の構成例を示す正断面図であ
る。

【0033】これら図において、インク1a,1b,1
c,1dを収納したインクカートリッジ2a,2b,2
c,2dはガイド軸3の軸方向に移動可能なキャリッジ
4に着脱可能に搭載されている。また、キャリッジ4
は、パルスモータMからの駆動力を伝達するためにプー
リ22間に張架されたタイミングベルト23に接続され
ており、パルスモータMの駆動に応じてキャリッジ4が
矢印A方向へ往復移動する。

【0034】一方、キャリッジ4には、プリント媒体に
インク1a,1b,1c,1dをそれぞれ吐出するため
の吐出口を有するプリントヘッド200a,200b,
200c,200dが、当該吐出口の形成された面をプ
リント媒体Pに対向させた状態で搭載されている。そし
て、パルスモータMを駆動することでキャリッジ4を矢
印A方向に移動させながら、所定のタイミングで与えら
れる吐出信号に応じてプリントヘッドからインクを吐出
させることで、プリント画像が得られる。

【0035】図1において、215,216および21
7,218はキャリッジ4の走査領域の図中奥側および
手前側においてガイド軸3と平行に延在する搬送ローラ
であり、これらは不図示の副走査モータによって駆動さ
れ、プリント媒体Pを挟持搬送する。300はプリント
ヘッドのそれぞれに対応して設けられたキャップユニッ
トであり、装置の非使用時や回復動作持においてプリン
トヘッドの吐出口形成面を密閉する。401および40
2は、それぞれ、プリントヘッドの吐出口形成面をワイ
ピングするワイピング部材、403はワイピング部材4
01をクリーニングする部材、500はキャップユニッ
ト300を介してプリントヘッドの吐出口およびその近
傍からインク等を吸引するためのポンプユニットであ
る。

【0036】なお、本例ではプリントヘッド200a〜
200dには、列状に設けられた複数個の吐出口からイ
ンクを吐出させるために、印加電圧が供給されると熱エ
ネルギを発生する電気熱変換体が吐出口に対応して配設
されたものを用いている。そして、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
て膜沸騰を生じさせ、吐出口内方の液路内に気泡を形成
し、この気泡の成長によって吐出口からインクが吐出さ
れる。

【0037】また、これらのプリントヘッドは、インク
カートリッジと一体に構成(互いに分離可能とすること
もできる)されてキャリッジ4に対し同時に着脱される
ものでもよく、あるいは別体に構成されて独立した着脱
を可能とするものでもよい。さらには、プリントヘッド
自体はキャリッジに固着されて着脱を前提としないもの
でもよい。

【0038】加えて、図ではインクカートリッジおよび
プリントヘッドはそれぞれ4個設けられ、例えばイエロ
ー,マゼンタ,シアンおよびブラックの4色のインクの
吐出を行ってフルカラープリントを可能とする装置を示
したが、インク色ないしインクカートリッジおよびプリ
ントヘッドの個数や形態はこれに限定されないのは勿論
である。

【0039】次に、図2において、インクカートリッジ
2a〜2dの底面には、透明もしくは半透明な材質から
なり、収納するインクと実質的に屈折率が等しく、かつ
インク非収納時に適切に反射光を後述する受光部に戻す
ことができるように形状,角度等が定められた2つの斜
面部5a′〜5d′および5a″〜5d″をそれぞれ有
した凹部形状のインク残量検知部5a〜5dが設けられ
ている。かかる検知部はインクカートリッジ本体と予め
一体に成形されたものでもよいし(この場合にはカート
リッジ自体が上記性質の材料で形成される)、所要の性
質を持つ検知部を有した部分をカートリッジ本体(この
場合には検知部の性質に制約されない材料で形成でき
る)に接合することによってインクカートリッジを形成
してもよい。

【0040】また、インク残量検知部5a〜5dの近傍
には、キャリッジ4の移動方向とほぼ平行となる位置に
インクカートリッジ有無検知部6a〜6dが設けられて
いる。このインクカートリッジ有無検知部6a〜6dも
また、インクカートリッジ2a〜2dと一体的に構成さ
れており、インク残量検知部5a〜5dと同様に2つの
斜面部6a′〜6d′および6a″〜6d″をそれぞれ
有している。これら斜面部6a′〜6d′のそれぞれと
斜面部6a″〜6d″のそれぞれとは直角をなしてお
り、それらの表面は鏡面処理されている。

【0041】また、インクカートリッジ2a〜2dおよ
びキャリッジ4の下方には、キャリッジ4の移動方向と
ほぼ平行となるように、発光部7と受光部8とを所定の
間隔をもって配置した検知器9が、キャリッジ4のホー
ムポジション10から所定の距離L1を隔てた位置に、
インクジェットプリント装置本体に固定されている。

【0042】なお、11a〜11dは検知器9とインク
残量検知部5a〜5dとの間の光の通路として、また、
12a〜12dは検知器9とインクカートリッジ有無検
知部6a〜6dとの間の光の通路として、キャリッジ4
の底部に開口した窓である。

【0043】図3は本例装置の制御系の主要部、すなわ
ちインクカートリッジ2a〜2dに関連した情報の検知
処理等を行うための制御系の構成例を示す。同図に示す
ように、検知器9はプリント装置の制御部234に接続
され、当該検知内容に基づく情報が表示パネル219に
表示されて、操作者に報知される。なお、制御部はプリ
ント処理,回復処理等に際してプリント装置各部を制御
するためのもので、主制御部をなすCPU、図4につき
詳述する処理手順を含めそのCPUが実行する各種処理
手順に対応したプログラムを格納したROM、および所
要のデータ展開エリアおよびワークエリア等が設けられ
るRAM等を有している。

【0044】図4はインクカートリッジ2a〜2dに関
連した情報検知処理(カートリッジの有無およびインク
残量の有無の検知処理)を実行するための処理手順の一
例を示し、本手順はプリント装置電源オン時等適宜のタ
イミングで起動することができる。また、図2において
は、キャリッジ4に、インク残量が十分であるインクカ
ートリッジ2a,2dと、インク残量が不十分であるイ
ンクカートリッジ2cとが搭載されており、インクカー
トリッジ2bが未装着である状態が示されている。さら
に、キャリッジ4のホームポジション10と検知器9と
は所定の距離L1だけ隔てられており、この距離L1
は、インクカートリッジ2aのインクカートリッジ有無
検知部6aと検知器9との距離に等しい。そして、イン
クカートリッジ2aのインク残量検知部5aと検知器9
とは距離m1だけ隔てた位置に存在する。

【0045】同様に、他のインクカートリッジ2b,2
c,2dのインクカートリッジ有無検知部6b,6c,
6dと検知器9との距離は、それぞれL2,L3,L4
となり、また、インク残量検知器5b,5c,5dと検
知器9との距離は、それぞれm2,m3,m4となる。

【0046】以上について本例装置の動作を説明する。

【0047】まず、キャリッジ4をホームポジション
(HP)10に設定した後(ステップS1)、インク1
aの使用可否の検知を行うために、キャリッジ4を距離
L1だけ移動・停止させることにより、検知部6bと検
知器9とを対向させ(ステップS3)、インクカートリ
ッジ2aの有無検知を行う(ステップS5)。

【0048】このとき、図5(a)に模式的に示すよう
に、発光部7から照射された光13は、インクカートリ
ッジ有無検知部6の斜面部6′,6″にて順次反射し、
受光部8へ到達し、インクカートリッジ2aは有と判断
される。

【0049】次に、キャリッジ4を距離(m1−L1)
だけ移動・停止させることにより、検知部6aと検知器
9とを対向させ(ステップS7)、インクカートリッジ
2aのインク残量検知を行う(ステップS9)。この場
合、第1の従来例で述べたのと同様に、発光部7から照
射された光は受光部8へは到達しないので、インク有と
判断される。従って、インク1aは使用可能であると判
断される。

【0050】なお、ステップS5においてカートリッジ
2aが存在しないと判定された場合およびステップS9
においてインク残量が無いと判定された場合には、それ
ぞれ対応する所要の情報の設定を行い(ステップS1
1,S13)、さらにインク1bの使用が不可である旨
の情報を設定する(ステップS15)。

【0051】以上の処理はインクカートリッジ2a〜2
dに関連した情報の検知を行う場合にも同様に実行され
る(ステップS19〜S23)。

【0052】すなわち、次にインク1bの使用可否の検
知を行うために、キャリッジ4を検知部6bと検知器9
との対向位置まで移動・停止させてインクカートリッジ
2bの有無検知を行う。

【0053】このとき、図5(b)に模式的に示すよう
に、検知器9の上部にはインクカートリッジ2が存在し
ないため、発光部7から照射された光13は直進し、受
光部8へは到達しない。従って、インクカートリッジ2
bは無し、つまりインク1bは使用不可であると判断さ
れる。

【0054】次に、インク1cの使用可否の検知を行う
ために、キャリッジ4を検知部6cと検知器9との対向
位置まで移動・停止させてインクカートリッジ2cの有
無検知を行う。図2の状態では、インクカートリッジ2
aの有無検知と同様に、インクカートリッジ2cは有と
判断される。そして、キャリッジ4を検知部5cと検知
器9との対向位置まで移動・停止させてインク1cの残
量検知を行う。図2の状態では、第1の従来例で述べた
と同様に、発光部7から照射された光は、受光部8へ到
達するため、インク無し、つまりインク1cは使用不可
であると判断される。

【0055】さらに、インク1dの使用可否の検知につ
いても同様に行われ、図2の状態では、インク1aの使
用可否の検知と同様に、インクカートリッジ有およびイ
ンク有が検知され、インク1dは使用可能であると判断
される。

【0056】而して、以上の検知結果は、インク使用の
可否を示す情報(インクカートリッジ未装着やインク残
量無しの情報を含めることができる)として表示パネル
219上に表示され(ステップS25)、操作者に提示
される。

【0057】次に、図6および図7を用いて、本例にお
けるインクカートリッジ有無検知の作動原理について説
明する。

【0058】図7に示すように、屈折率がN1とN2で
あるような2つの物質の境界面を光線が通過する時の入
射角をθ1、屈折角をθ2とすると、一般式として

【0059】

【数1】N1・sinθ1=N2・sinθ2 なる関係式が成立する。

【0060】今、入射角をθ1を0から増大させてゆく
と、θ1の小さい範囲では屈折の法則が成り立つが、

【0061】

【数2】sinθc=N2/N1 で定義されるθc(臨界角)に到達すると、屈折角θ2
は90度に達し、全反射が始まる。

【0062】ここで、本例においては、図6に示すよう
に、インクカートリッジ有無検知部6(斜面部6′,
6″)の外部には空気が存在しており、インクカートリ
ッジ有無検知部6の屈折率N1は約1.5、空気の屈折
率N2は約1.0であり、臨界角θcは以下の値をと
る。

【0063】

【数3】 θc=sin(N2/N1) =sin(1.0/1.5) =41.81度 そして、発光部7から照射された光13の斜面部6′に
おける入射角α1=45度であるため、θc<α1とな
り、反射角β1(=α1)方向へ全反射し、受光部8へ
到達する。

【0064】以上説明したように、たとえ未装着のイン
クカートリッジがあっても、インクカートリッジ有無検
知部が設けられているため、インクの使用可否が判別で
き、信頼性の高い検知が可能となる。

【0065】すなわち、容器が搭載されている場合に
は、発光部から照射された光が容器有無検知部にて反射
して受光部に到達する一方、容器が搭載されていない場
合には、前記発光部からの光は直進するため受光部に到
達することは無いので、容器有無検知が可能となり、容
器が搭載されていない状態を液体残量有と誤検知するこ
とがなくなり、高信頼性の検知が可能となる。

【0066】更に、容器有無検知部が液体容器の一部と
して構成してあるため、液体残量検知に用いる検知器に
よって容器有無検知も行えるため、容器情報検知装置ひ
いてはこれを用いるインクジェットプリント装置の構成
を簡単化し、かつ省スペース化を図ることができる。

【0067】(第2例)図8は本発明容器情報検知装置
の実施形態の第2例を示し、同図(a)はその模式的平
面図、同図(b)および(c)は模式的側断面図であ
る。

【0068】上記第1例では、2つの斜面部6a′〜6
d′(6′),6a″〜6d″(6″)をそれぞれ有す
るインクカートリッジ有無検知部6a〜6d(6)と、
2つの斜面部5a′〜5d′(5′),5a″〜5d″
(5″)をそれぞれ有するインク残量検知部5a〜5d
(5)とをキャリッジ4の移動方向Aに沿って配置(す
なわち対応する斜面部間の光軸がA方向と平行になるよ
うに配置)するとともに、発光部7および受光部8につ
いても同じくA方向に沿って配置した。

【0069】これに対し、本例ではこれらの位置関係を
キャリッジ4の移動方向Aに対してほぼ直角となるB方
向に配置(すなわち対応する斜面部間の光軸がA方向と
直交するB方向となるように配置し、発光部7および受
光部8についても同じB方向に沿って配置)したもので
あり、インクカートリッジ有無検知およびびインク残量
検知時におけるキャリッジ4の停止位置精度の制約を大
きく緩和し、安定した検知を行うことを可能としたもの
である。

【0070】図9(a)は、第1例で示した構成にてイ
ンクカートリッジ有無検知を行う際に、キャリッジ4の
停止位置が理想的な停止位置Lに対してL′だけずれて
停止した状態を示している。同図に示すように、発光部
7から照射された光13は、斜面部6′,6″におい
て、矢印14′,15′方向へと順次反射される。

【0071】しかしながら、、受光部8へ向かう光1
5′とキャリッジ4の理想停止位置Lにおける受光部へ
向かう15に対して、ずれ16が生じることになる。こ
のずれ16は、キャリッジ4の停止位置のずれ量L′の
2倍の値をとり、ずれ量が大き過ぎると受光部8へは光
が到達しないため、インクカートリッジ2が装着されて
いても、インクカートリッジ無と判断されてしまうおそ
れがある。インク残量検知時においても同様であり、図
9(b)に示すように、キャリッジ4の停止位置が理想
停止位置mに対して、m′のずれを生じると、両者間
で、受光部8へ向かう光は、ずれ17を生じ、インク残
量不足の場合でも、インク残量有と判断されてしまうお
それがある。従って第1例の構成では厳しい停止位置制
御が要求されるのである。

【0072】これに対し、第2例で示す構成において
は、各斜面部が停止位置精度に見合った長さだけA方向
に延在していれば、図8(b)に示すようにキャリッジ
4の停止位置ずれが多少生じた場合でも、発光部7から
の光13がインクカートリッジ有無検知部6の斜面6′
に照射される位置18はB方向において不変であるた
め、常に矢印13,14,15方向へと順次反射され、
受光部8に到達する。

【0073】また、インク残量検知時においても同様で
あり、図8(c)に示すように、発光部7からの光13
がインク残量有無検知部5の斜面部5′に照射される位
置19はB方向において不変であるため、常に矢印1
3,14,15方向へと順次反射され、受光部8に到達
する。従って、キャリッジの停止精度に左右されず、常
に安定したインクカートリッジ及びインクの有無検知が
可能となる。

【0074】(第3例)図10は本発明容器情報検知装
置の実施形態の第3例を示す。本例では、上記第1例お
よび第2例で示したような2つの斜面部から成るインク
カートリッジ有無検知部ではなく、検知器9と対向する
インクカートリッジ2の平坦な底面部20の表面の一部
をシボ加工等により梨地面状に成形したものである。こ
れによると、インクカートリッジ2がキャリッジ4に装
着されていれば、インクカートリッジの有無の検知時に
発光部7から照射された光13は、梨地面20にて矢印
21方向へ乱反射して受光部8に到達し、インクカート
リッジ2は有と判断される。

【0075】その他の構成や動作等は、第1例と同様で
あるが、本例によるとインクカートリッジの内方に凹と
なる部分が少なくなるため、その分使用可能なインク収
納量を増加させることが可能となる。

【0076】(第4例)図11は本発明容器情報検知装
置の実施形態の第4例を示し、本例は、インク使用可否
の検知時間を短縮させ、プリント装置の立ち上げ時間の
短縮化あるいは、プリント終了までの時間短縮化を図る
場合に有効なものである。

【0077】すなわち図11に示すように、第2例で示
したのと同様、2つの斜面部6a′〜6d′,6a″〜
6d″をそれぞれ有するインクカートリッジ有無検知部
6a〜6d、2つの斜面部5a′〜5d′,5a″〜5
d″をそれぞれ有するインク残量検知部5a〜5d、発
光部7および受光部8は、キャリッジ4の移動方向Aに
対してほぼ直角となるように配置されてキャリッジ4に
搭載されている。

【0078】そしてキャリッジ4を矢印A方向へ移動さ
せて、インクカートリッジ有無検知部6a,6b,6
c,6dおよびインク残量検知部5a,5b,5c,5
dを検知器9上方を通過させながら、その過程でインク
使用の可否検知を行わせるようにしたものである。而し
てキャリッジ4のホームポジションからの移動距離p1
とq1,p2とq2,p3とq3,p4とq4との間に
おいて、受光部8に光が到達すれば、インクカートリッ
ジ有と判断し、また、キャリッジ4のホームポジション
からの移動距離r1とs2、r2とs2、r3とs3、
s3、r4とs4との間において、受光部8に光が到達
しなければ、インク有と判断される。

【0079】(その他)なお、本発明容器情報検知装置
は、上述のインクジェットプリント装置に限らず種々の
装置に適用でき、またインクジェットプリント装置に適
用する場合にも、プリント剤としてのインクの他、定着
剤,表面処理剤等を収納する容器を用いる場合にあって
はそれに関連した情報を検知するものにも適用できるの
は勿論である。

【0080】また、かかる容器情報検知装置のひとつの
適用対象たるインクジェット記録(プリント)装置とし
ては種々のものがあるが、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、前記熱エ
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、上例のようなシルアルタイプのも
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
体的にインクタンク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、室温
やそれ以下で固化するインクであって、室温で軟化もし
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30℃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54−56847号公報あるいは特開昭60−7
1260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、
簡単な構成で信頼性高く液体収納容器に関連する所要の
情報の検知を行うことができる容器情報検知装置を提供
すると共に、これを用いるインクジェットプリント装置
等の省スペース化にも寄与することができる。

【図面の簡単な説明】

【図1】本発明容器情報検知装置を適用可能な装置の一
例としてインクジェットプリント装置の概略構成例を示
す斜視図である。

【図2】図1の装置に適用される容器情報検知装置の実
施形態の第1例としてのインクカートリッジ検知装置を
示す正断面図である。

【図3】第1例装置の制御系の主要部を示すブロック図
である。

【図4】第1例のインクカートリッジに関連した情報の
検知処理(カートリッジの有無およびインク残量の有無
の検知処理)を実行するための処理手順の一例を示すフ
ローチャートである。

【図5】(a)および(b)は、第1例のインク残量検
知および容器有無検知を説明するための模式図である。

【図6】第1例に係る動作原理の説明図である。

【図7】異なる屈折率の媒質を光が透過する際の屈折と
全反射を説明するための説明図である。

【図8】本発明容器情報検知装置の実施形態の第2例を
示し、(a)はその模式的平面図、(b)および(c)
は模式的側断面図である。

【図9】(a)および(b)は検知時の位置ずれが生じ
た場合の不具合を説明するための図である。

【図10】本発明容器情報検知装置の実施形態の第3例
を示す模式的正断面図である。

【図11】本発明容器情報検知装置の実施形態の第4例
を示す模式的平面図である。

【図12】(a)〜(c)は従来の容器情報検知装置の
構成、動作を説明するための図である。

【図13】従来の他の容器情報検知装置の構成を説明す
るための図である。

【符号の説明】

1 インク 2 インクカートリッジ 3 ガイド軸 4 キャリッジ 5 インク残量検知部 6 インクカートリッジ有無検知部 7 発光部 8 受光部 9 検知器 10 キャリッジのホームポジション 11 インク残量検知用開口窓 12 インクカートリッジ有無検知用開口窓 13 光(発光) 14 光(反射) 15 光(受光) 16 ずれ(インクカートリッジ有無検知時) 17 ずれ(インク残量検知時) 18 照射位置(インクカートリッジ有無検知時) 19 照射位置(インク残量検知時) 20 インクカートリッジ有無検知部(第4の実施例) 21 光(乱反射・受光) 22 プーリ 23 タイミングベルト

Claims (16)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 容器がその内部に収納する収納物の所定
    レベルを検知するべく、前記容器の外部に設けられた発
    光部と受光部とを具備した容器情報検知装置であって、 前記収納物の前記所定レベルを検知するべく、前記発光
    部によって照射される光を前記受光部に到達させること
    ができるように前記容器に設けられた収納物残量検知部
    と、 前記容器自体の有無に応じて、前記照射される光を前記
    受光部に到達させることができるように前記容器に設け
    られた容器有無検知部とを具えたことを特徴とする容器
    情報検知装置。
  2. 【請求項2】 前記収納物残量検知部は前記照射される
    光の反射光を前記受光部に到達させることができるよう
    に設けられたものであり、前記容器の一部をなして光透
    過性を有すると共に前記収納物と実質的に等しい屈折率
    を有した材料で形成されていることを特徴とする請求項
    1に記載の容器情報検知装置。
  3. 【請求項3】 前記収納物残量検知部は、前記収納物が
    前記所定レベル以下となったときに前記反射光を前記受
    光部に戻すことができるように形状および角度が定めら
    れた斜面部を有した凹部として前記容器に設けられてい
    ることを特徴とする請求項2に記載の容器情報検知装
    置。
  4. 【請求項4】 前記斜面部は第1および第2の斜面部か
    らなり、前記第1斜面部は前記照射光を反射して前記第
    2斜面部に到達させ、前記第2斜面部は当該反射光をさ
    らに反射して前記受光部に到達させることができるよう
    に設けられていることを特徴とする請求項3に記載の容
    器情報検知装置。
  5. 【請求項5】 前記容器有無検知部は、前記収納物残量
    検知部と実質的に同一の形状を有し、前記光を照射され
    る表面が鏡面処理されたものであることを特徴とする請
    求項3または4に記載の容器情報検知装置。
  6. 【請求項6】 前記容器有無検知部は、平坦でかつ梨地
    面状の部分として前記容器に設けられていることを特徴
    とする請求項2ないし4のいずれかに記載の容器情報検
    知装置。
  7. 【請求項7】 前記収納物残量検知部および前記容器有
    無検知部を有した前記容器と、前記発光部およびび受光
    部とが、相対的に移動可能であり、当該移動方向に沿っ
    て前記収納物残量検知部および前記容器有無検知部が設
    けられることを特徴とする請求項1ないし6のいずれか
    に記載の容器情報検知装置。
  8. 【請求項8】 前記容器は請求項4に記載の収納物残量
    検知部および請求項5に記載の容器有無検知部を有し、
    当該収納物残量検知部および容器有無検知部がそれぞれ
    有する2つの斜面部間の光軸が前記移動方向と直交する
    方向となるように当該収納物残量検知部および容器有無
    検知部が設けられると共に、前記発光部および受光部が
    前記移動方向と直交する方向に配置されていることを特
    徴とする請求項7に記載の容器情報検知装置。
  9. 【請求項9】 前記容器は請求項4に記載の収納物残量
    検知部および請求項6に記載の容器有無検知部を有し、
    当該収納物残量検知部が有する2つの斜面部間の光軸が
    前記移動方向と直交する方向となるように当該収納物残
    量検知部が設けられると共に、前記発光部および受光部
    が前記移動方向と直交する方向に配置されていることを
    特徴とする請求項7に記載の容器情報検知装置。
  10. 【請求項10】 前記収納物が液体であることを特徴と
    する請求項1ないし9のいずれかに記載の容器情報検知
    装置。
  11. 【請求項11】 請求項1ないし10のいずれかに記載
    の容器情報検知装置に用いられ、前記収納物残量検知部
    および前記容器有無検知部を具えたことを特徴とする容
    器。
  12. 【請求項12】 前記収納物としてインクを収納し、前
    記インクをプリント剤として用いるインクジェットプリ
    ント装置に装着可能であるインクカートリッジの形態を
    有することを特徴とする請求項11に記載の容器。
  13. 【請求項13】 請求項12に記載のインクカートリッ
    ジを着脱自在に保持する保持手段と、 当該インクカートリッジが有する収納物残量検知部と容
    器有無検知部とに対して光の照射および反射光の受光を
    行う発光部および受光部を有する検知手段と、 前記保持手段と前記検知手段とを相対的に移動させる移
    動手段と、を具えたことを特徴とするインクジェットプ
    リント装置。
  14. 【請求項14】 前記保持手段は前記インクカートリッ
    ジとプリント媒体に対してインクを吐出するためのプリ
    ントヘッドとを保持して前記プリント媒体に対し所定方
    向に走査されるキャリッジの形態を有し、前記移動手段
    によって当該走査が行われることを特徴とする請求項1
    3に記載のインクジェットプリント装置。
  15. 【請求項15】 前記保持手段は色調を異にするインク
    に対応して複数の前記インクカートリッジと前記プリン
    トヘッドとを着脱可能に保持することを特徴とする請求
    項13または14に記載のインクジェットプリント装
    置。
  16. 【請求項16】 前記プリントヘッドは前記インクを吐
    出するために利用されるエネルギとしてインクに膜沸騰
    を生じさせる熱エネルギを発生する電機熱変換素子を有
    することを特徴とする請求項13ないし15のいずれか
    に記載のインクジェットプリント装置。
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