KR100520535B1 - Ink container - Google Patents

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스티븐 제이. 디에틀
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프레드 에프. 3세 허블
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Abstract

저 잉크 감지 시스템은 잉크젯 프린터를 더 효율적으로 작동시키기 위해 잉크 카트리지 검출 시스템과 조합된다. 잉크를 연합된 프린트헤드에 공급하는 잉크 용기는 적합한 실시예에서 다면 프리즘과 루프 미러인 두 개의 광 지향 부재를 용기 하우징의 투과 벽에 합체시킴으로써 변경된다. 잉크 용기와 연합된 프린트헤드를 포함하는 카트리지는 스캔 캐리지상에 장착된다. 주기적으로, 캐리지는 한 쌍의 광원들과 통상적으로 사용되는 광 센서를 포함하는 감지 스테이션으로 운반된다. 제 1 광원은 여자되고, 광 비임은 캐리지가 존재한다면 루프 미러가 위치되는 위치로 지향된다. 캐리지가 존재하지 않으면, 반사된 복귀 신호의 부족이 감지되어 캐리지가 삽입되어 있지 않음을 지시한다. 인쇄 작동은 캐리지가 삽입될 때까지 정지된다. 캐리지가 적합하게 삽입되면, 루프 미러는 캐리지의 존재를 지시하는 신호를 발생하는 광 센서 입사광의 대부분을 복귀시킨다. 그런 다음, 제 2 광원은 여자되고, 용기 내부에서 잉크에 침지되거나 공기에 노출되는 다면 프리즘을 향해 지향된다. 후자인 경우라면, 광은 프리즘 파셋에 의해 광센서로 일체로 반사된다. 인쇄 작동이 진행되어 잉크 레벨이 고갈되면, 공통의 광센서는 강하거나 또는 약한 재지향 광 구성 요소를 검출하여 상태 체크를 개시하며 저 잉크 레벨의 적합한 표시 또는 잉크 고갈의 경고를 발생한다.Low ink detection systems are combined with ink cartridge detection systems to operate inkjet printers more efficiently. The ink container for supplying ink to the associated printhead is modified by incorporating two light directing members, in a suitable embodiment, a multi-sided prism and a loop mirror, into the transmissive wall of the container housing. A cartridge containing a printhead associated with an ink container is mounted on a scan carriage. Periodically, the carriage is carried to a sensing station that includes a pair of light sources and a light sensor commonly used. The first light source is excited and the light beam is directed to the location where the loop mirror is located if a carriage is present. If no carriage is present, a lack of reflected return signal is detected indicating that the carriage is not inserted. The printing operation is stopped until the carriage is inserted. When the carriage is properly inserted, the loop mirror returns most of the light sensor incident light that generates a signal indicating the presence of the carriage. The second light source is then excited and directed towards the prism if it is immersed in ink or exposed to air inside the container. In the latter case, the light is integrally reflected by the prism facet to the light sensor. As the printing operation proceeds and the ink level is depleted, the common light sensor detects strong or weak redirecting light components and initiates a status check and generates a warning of a suitable indication of low ink level or ink depletion.

Description

잉크 용기Ink container

본 발명은 잉크젯(ink jet) 기록 장치에 관한 것으로서, 특히 잉크 공급 용기의 존재를 검출하고 상기 용기 내의 잉크 레벨이 소정 레벨에 있는지 또는 그 이하에 있는지를 검출하는 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to an ink jet recording apparatus, and more particularly, to a system for detecting the presence of an ink supply container and for detecting whether an ink level in the container is at or below a predetermined level.

잉크젯 기록 장치는 근접하게 이격된 도트의 제어 패턴으로 용지와 같은 인쇄 매체 상에 잉크를 분출한다. 컬러 이미지(화상)를 형성하기 위해서, 다중 그룹의 잉크젯들이 사용되고, 각 그룹에는 연합된 잉크 용기로부터 서로 다른 컬러의 잉크가 공급된다.An ink jet recording apparatus ejects ink onto a print medium such as paper in a control pattern of closely spaced dots. In order to form a color image (image), multiple groups of inkjets are used, and each group is supplied with inks of different colors from the associated ink container.

감열식(thermal) 잉크젯 인쇄 시스템은 잉크를 순간적으로 증발하고 요구시 기포를 형성하기 위해 채널 종단 노즐들 또는 오리피스들 부근의 모세관형 충전 잉크 채널에 배치된 저항기에 의해 선택적으로 발생되는 열 에너지를 사용한다. 각각 일시적인 기포는 잉크 방울을 방출하고 이것을 기록 매체를 향해 추진시킨다. 상기 인쇄 시스템은 캐리지형 프린터 또는 페이지폭(pagewidth)형 프린터중 어느 하나에 합체될 수 있다. 캐리지형 프린터는 일반적으로 잉크 채널과 노즐을 포함하는 비교적 작은 프린트헤드(printhead)를 구비한다. 상기 프린트헤드는 통상 잉크 공급 용기에 밀봉식으로 부착되고, 조합된 프린트헤드와 용기는 용지와 같은 고정 유지된 기록 매체 상에 하나의 행(swath)의 정보를 일시에 인쇄하기 위해 왕복 이동하는 카트리지 조립체를 형성한다. 상기 행이 인쇄된 후, 용지는 인쇄된 행의 높이와 동일한 거리만큼 줄-이동(step)되어, 다음 인쇄될 행이 용지와 접하게 된다. 이러한 절차는 전체 페이지가 인쇄될 때까지 반복된다. 이와 반대로, 페이지 폭형 프린터는 용지의 폭 이상의 길이를 갖는 정지형 프린트헤드를 갖는다. 용지는 인쇄 공정 중에 일정한 속도로 프린트헤드 길이에 수직한 방향으로 상기 페이지 폭형 프린트헤드를 지나서 연속적으로 이동한다. 이동 캐리지형 잉크젯 프린터는 프린트헤드와 함께 잉크 용기를 이동시키거나, 이동형 프린트헤드와 정지형 잉크 용기 사이에 가요성 잉크 공급 라인을 제공해야 한다. 페이지폭형 프린터는 인쇄 영역 외측에 위치되며 프린트바아(printbar) 잉크 채널에 직접 접속된 잉크 공급 용기를 갖는다.Thermal inkjet printing systems use thermal energy selectively generated by a resistor placed in a capillary filling ink channel near channel end nozzles or orifices to instantaneously evaporate the ink and form bubbles on demand. do. Each temporary bubble releases ink droplets and propels them toward the recording medium. The printing system can be incorporated into either a carriage type printer or a pagewidth type printer. Carriage-type printers generally have a relatively small printhead that includes ink channels and nozzles. The printhead is typically sealedly attached to an ink supply container, and the combined printhead and container are cartridges that reciprocate to temporarily print a row of information on a fixedly held recording medium such as paper. To form an assembly. After the rows have been printed, the paper is stepped by a distance equal to the height of the printed rows so that the next row to be printed is in contact with the paper. This procedure is repeated until the entire page is printed. In contrast, a page width type printer has a stationary print head having a length equal to or greater than the width of the sheet. Paper continuously moves past the page width printhead in a direction perpendicular to the printhead length at a constant speed during the printing process. The mobile carriage inkjet printer must move the ink container with the printhead or provide a flexible ink supply line between the mobile printhead and the stationary ink container. The pagewidth printer has an ink supply container located outside the printing area and directly connected to a printbar ink channel.

이동형 캐리지 상의 부분 폭 프린트헤드 또는 페이지폭 프린트바아에 있어서, 인쇄 작업 중에 잉크가 고갈되지 않도록 잉크 용기를 교체하거나 또는 재충전 하기 위해 사용자에게 경고하는 저 잉크 레벨(low ink level) 경고부를 갖는 것이 바람직하다. 현재 {플로팅(plotting)과 같은} 몇몇 용도에 있어서, 일부 사용자들은 출력 인쇄물에서 한가지 또는 그 이상의 컬러가 나오지 않는 것 보다는 문제로 되는 용기를 교체하는 것이 비용이 덜 들기 때문에, 많은 인쇄 작업을 시작하기 전에 새로운 인쇄 용기를 설치하는 것을 선택하고 있다. 또한, 잉크 공급 용기가 적합한 위치에 있는, 예를 들면, 연합된 프린트헤드에 유동적(流動的)으로 접속되는 것을 보장하는 것도 중요하다. 몇몇 경우에, 고갈된 잉크 용기는 제거하지만, 대체 용기를 삽입하는 것을 소홀히 할 수 있다. 용기가 제거된 상태로 인쇄 작업을 하면, 연합된 프린트헤드를 심하게 손상시킬 수 있다.For a partial width printhead or pagewidth print bar on a movable carriage, it is desirable to have a low ink level warning to warn the user to replace or refill the ink container so that ink is not depleted during the print job. . For some applications now (such as plotting), some users start many print jobs because it is less expensive to replace the offending container than one or more colors are missing from the printed output. We are choosing to install a new printing container before. It is also important to ensure that the ink supply container is fluidly connected to, for example, the associated printhead in a suitable position. In some cases, the depleted ink container can be removed but neglected to insert a replacement container. Printing with the container removed can seriously damage the associated printheads.

잉크 공급 용기내의 잉크의 감소된 레벨을 검출하기 위한 다양한 종래 기술의 방법 및 장치가 공지되어 있다. 미국 특허 제4,342,042호에는 잉크 공급 저장조의 상부면으로서 작용하는 가요성 박막에서 반사되는 LED 센서로부터의 출력을 포함하는 잉크 감지 시스템이 개시되어 있다. 상기 박막은 잉크가 고갈될 때 수축되고, LED 센서는 수축을 검출하여 저 잉크 레벨 신호를 발생시킨다.Various prior art methods and apparatus are known for detecting reduced levels of ink in an ink supply container. U. S. Patent No. 4,342, 042 discloses an ink sensing system that includes an output from an LED sensor that is reflected in a flexible thin film that serves as the top surface of an ink supply reservoir. The thin film shrinks when the ink is depleted, and the LED sensor detects the shrinkage and generates a low ink level signal.

미국 특허 제5,079,570호는 잉크가 폼(foam) 저장조로부터 공급되는 잉크 카트리지의 잉크 레벨을 검출하기 위한 방법을 제공한다. 2중 유동 표시기는 폼 저장조와 유동적으로 결합되고, 상기 폼 내의 유체 레벨은 임의의 규정된 레벨에 도달할 때 트리거(trigger)된다.U. S. Patent No. 5,079, 570 provides a method for detecting the ink level of an ink cartridge from which ink is supplied from a foam reservoir. The dual flow indicator is fluidly coupled with the foam reservoir, and the fluid level in the foam is triggered when it reaches any prescribed level.

미국 특허 제5,289,211호에는 잉크가 스며든 폼 저장조에 침지된 한 쌍의 전극들을 포함하는 저 잉크 검출 시스템이 개시되어 있다. 상기 전극들은 2개의 전극들 사이에서 잉크의 전기 저항을 측정하는 브릿지 회로에 접속되어 있다.U. S. Patent No. 5,289, 211 discloses a low ink detection system comprising a pair of electrodes immersed in an infiltrated foam reservoir. The electrodes are connected to a bridge circuit that measures the electrical resistance of the ink between two electrodes.

미국 특허 제5,414,452호는 방출되는 방울의 수를 계산하고, 그 수와 잉크 저장조내의 잉크의 공지된 값에 상당하는 방울의 최대수를 비교하는 논리 회로를 사용한다.US Pat. No. 5,414,452 uses a logic circuit to calculate the number of droplets released and to compare the number with the maximum number of droplets corresponding to a known value of the ink in the ink reservoir.

미국 특허 제5,434,603호에는 저장조의 측벽이 잉크 고갈 중에 내향으로 수축되어 표시기 스트립(stripes)의 방위를 변경하고 윈도우를 통하여 관찰자에게 컬러 가시성을 변경하는 가시 표시기 시스템이 개시되어 있다.U.S. Patent 5,434,603 discloses a visible indicator system in which the side wall of a reservoir shrinks inward during ink depletion, changing the orientation of the indicator strips and changing color visibility to the viewer through the window.

미국 특허 제5,386,224호에서는 잉크의 공급부내에 레벨 감지 탐침(probe)을 배치하여, 잉크의 전도성 변화를 감지한다.U. S. Patent No. 5,386, 224 places a level sensing probe in the supply of ink to sense a change in conductivity of the ink.

미국 특허 제5,136,305호에는 서미스터(thermistor)가 잉크 공급부에 위치되어 주기적으로 여자되는 저 잉크 검출 시스템이 개시되어 있다. 저장조의 잉크 고갈 상태를 결정하기 위해 잉크의 온도 상승이 측정되고, 소정 값과 비교된다.U. S. Patent No. 5,136, 305 discloses a low ink detection system in which a thermistor is located at the ink supply and periodically excited. The temperature rise of the ink is measured and compared to a predetermined value to determine the ink depletion condition of the reservoir.

미국 특허 제4,639,738호에는 카트리지의 상부 및 저부의 압력 상태를 검출하기 위해 카트리지에서 검출 포트와 합체되는 검출 시스템이 개시되어 있다. 상기 포트는 재충전 조건 신호를 발신하는 차압 센서에 결합되어 있다.U. S. Patent No. 4,639, 738 discloses a detection system incorporating a detection port in a cartridge to detect pressure conditions at the top and bottom of the cartridge. The port is coupled to a differential pressure sensor that sends a recharge condition signal.

일본 특개평5-332812호에는 카트리지가 잉크 저장 탱크 표면의 개구에 설치되는 투명한 광학 경로 부재를 갖는 저 잉크 검출 시스템이 개시되어 있다. LED는 잉크 탱크 내로 안내되고 저 잉크 레벨의 표시를 제공하기 위해 반사되어 센서에 도달하는 광 비임을 방출한다.Japanese Patent Laid-Open No. 5-332812 discloses a low ink detection system having a transparent optical path member in which a cartridge is installed in an opening of an ink storage tank surface. The LEDs are guided into the ink tank and emit light beams that are reflected and reach the sensor to provide an indication of low ink levels.

몇몇 종래 기술은 잉크 전도성의 측정 및 검출 또는 방울 검출 회로에 의존하기 때문에 비교적 고가이다. 또한, 종래 기술의 어떠한 기술도 잉크 레벨 감지 작동을 시작하기 전에 잉크 탱크가 적합한 위치에 있는 것을 보장하기 위한 수단을 포함하지 않는다.Some prior art is relatively expensive because it relies on the measurement and detection or drop detection circuitry of ink conductivity. In addition, none of the prior art includes means for ensuring that the ink tank is in a suitable position before starting the ink level sensing operation.

그러므로, 본 발명의 목적은 연합된 프린트헤드에 잉크를 공급하는 잉크 용기의 적합한 장착을 확실하게 보장하는 검출 시스템을 제공하는 것이다.Therefore, it is an object of the present invention to provide a detection system that ensures proper mounting of an ink container for supplying ink to an associated printhead.

본 발명의 다른 목적은 잉크 용기 내의 저 잉크 레벨을 검출하고, 저 잉크 레벨 경고 신호를 제공하는 검출 시스템을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a detection system that detects a low ink level in an ink container and provides a low ink level warning signal.

본 발명의 또 다른 목적은 잉크 용기의 검출뿐만 아니라 저 잉크 레벨 검출 기능 모두를 수행하는 저비용 광학 검출 시스템을 가능하게 하도록 구성된 잉크 공급 용기를 제공하는 것이다.It is a further object of the present invention to provide an ink supply container configured to enable a low cost optical detection system that performs both the detection of the ink container as well as the low ink level detection function.

본 발명의 예시적인 실시예에 있어서, 이미지 구동 신호에 응답하여 기록 매체 상에 인쇄하기 위한 프린트헤드를 포함하는 감열식 프린터가 개시된다. 잉크는 프린트헤드에 유동적으로 접속된 잉크 용기로부터 프린트헤드에 공급된다. 상기 프린트헤드와 용기는 인쇄 영역을 가로질러서 좌우방향으로 이동하는 스캐닝(주사) 캐리지에 장착되고, 상기 프린트헤드는 기록 매체 상에 이미지를 형성하기 위해 노즐로부터 잉크 방울을 방출한다. 2개의 광원과 광검출기를 포함하는 광학 시스템은 캐리지의 이동 경로를 따라 견고하게 배치되고, 잉크 용기가 광학 시스템과 대향하게 위치될 때 광원으로부터의 광이 잉크 용기로 지향되도록 위치된다. 상기 잉크 용기는 투과벽(transmissive wall)에 형성된 광학적 광 지향 부재를 구비한다. 광원으로부터의 광은 투과벽을 통과하여 용기 내로 및 용기 상으로 지향되며, 계속하여 상기 광학 부재 상으로 지향된다. 일 실시예에서, 광 지향 부재는 반사 프리즘이고, 상기 부재로부터의 광의 반사 또는 그 결핍은 용기의 유무 및 용기 내에 남아있는 잉크 레벨을 나타내는 신호를 제공하기 위해 공통의 광 센서에 의하여 감지된다.In an exemplary embodiment of the present invention, a thermal printer is disclosed that includes a printhead for printing onto a recording medium in response to an image drive signal. Ink is supplied to the printhead from an ink container fluidly connected to the printhead. The printhead and the container are mounted in a scanning (scanning) carriage moving horizontally across the print area, and the printhead discharges ink droplets from the nozzle to form an image on the recording medium. An optical system comprising two light sources and a photodetector is rigidly disposed along the path of travel of the carriage and positioned so that light from the light source is directed to the ink container when the ink container is positioned opposite the optical system. The ink container has an optical light directing member formed in a transmissive wall. Light from the light source is directed through the transmission wall into and onto the container, and then onto the optical member. In one embodiment, the light directing member is a reflective prism and the reflection or lack of light from the member is sensed by a common light sensor to provide a signal indicative of the presence or absence of the container and the level of ink remaining in the container.

보다 상세하게 설명하면, 본 발명은 잉크 용기에 관한 것으로서, 상기 잉크 용기는,In more detail, the present invention relates to an ink container, wherein the ink container,

내부 공간을 둘러싸는 하우징과,A housing surrounding the inner space,

상기 내부 공간에서 상기 하우징의 제 1 벽을 통과하는 잉크 출구와,An ink outlet passing through the first wall of the housing in the interior space;

상기 내부 공간 내의 잉크 량과 무관하게, 상기 하우징의 제 2 벽 상에 위치하고 수용된 광을 상기 하우징의 제 2 벽으로부터 멀어지는 방향으로 지향시키는 광 지향 부재를 포함한다.Regardless of the amount of ink in the inner space, the light directing member is disposed on the second wall of the housing and directs the received light in a direction away from the second wall of the housing.

또한, 본 발명은 액체 잉크 프린터용 잉크 용기에 관한 것이며, 상기 잉크 용기는,The present invention also relates to an ink container for a liquid ink printer, wherein the ink container is

내부 공간을 둘러싸는 복수의 벽들을 갖는 하우징과,A housing having a plurality of walls surrounding the interior space,

상기 내부 공간에 있는 액체 잉크와,Liquid ink in the inner space,

잉크젯 프린트헤드와 유체 연통하기 위해 상기 하우징의 제 1 벽을 통과하는 액체 잉크 출구, 및A liquid ink outlet through the first wall of the housing to be in fluid communication with the inkjet printhead, and

상기 하우징의 제 2 벽의 외부에서 제 1 및 제 2 반사기들을 구비하는 루프 미러를 포함하고,A loop mirror having first and second reflectors outside of the second wall of the housing,

상기 제 1 반사기는 상기 제 2 반사기를 향해 상기 제 1 반사기에 수용되는 광을 완전히 반사시키며, 상기 제 2 반사기는 상기 제 1 반사기에 수용되는 광의 경로와 평행하고 상기 경로로부터 편심된 광 경로 상에서 상기 하우징의 상기 제 2 벽으로부터 이격된 상기 제 2 반사기에 수용되는 광을 완전히 반사시킨다.The first reflector completely reflects light received by the first reflector towards the second reflector, the second reflector being on the optical path parallel to and eccentric from the path of light received by the first reflector Completely reflects light received by the second reflector spaced from the second wall of the housing.

또한, 본 발명은 이동 가능한 카트리지상에 장착되고 잉크젯 프린터에서 사용되는 카트리지의 유무와, 상기 카트리지와 연합된 잉크 용기내의 잉크 레벨을 검출하기 위한 방법에 관한 것으로서, 상기 방법은,The present invention also relates to a method for detecting the presence or absence of a cartridge mounted on a movable cartridge and used in an inkjet printer, and a method for detecting an ink level in an ink container associated with the cartridge.

광 감지 스테이션내로 광 비임을 지향하는 단계와,Directing the light beam into the light sensing station;

상기 카트리지의 일부가 존재한다면 상기 광 비임을 가로챌 수 있도록 광 감지 스테이션내로 상기 카트리지를 이동하는 단계와,Moving the cartridge into a light sensing station to intercept the light beam if part of the cartridge is present;

상기 카트리지의 일부로부터 후방으로 재지향되는 광의 유무를 감지하는 단계와,Detecting the presence or absence of light redirected rearward from a portion of the cartridge;

카트리지의 유무를 나타내는 신호를 발생하는 단계를 포함한다.Generating a signal indicating the presence or absence of a cartridge.

또한, 본 발명은 잉크 기록 장치에서 잉크 카트리지의 유무를 감지하기 위한 시스템에 관한 것으로, 상기 카트리지는 프린트헤드와, 잉크를 상기 프린트헤드에 공급하기 위한 잉크 용기를 포함하고, 상기 시스템은,The present invention also relates to a system for detecting the presence or absence of an ink cartridge in an ink recording apparatus, wherein the cartridge includes a printhead and an ink container for supplying ink to the printhead.

기록 매체에 제 1 컬러 각각을 인쇄하기 위한 적어도 하나의 프린트헤드와,At least one printhead for printing each of the first colors on the recording medium;

상기 프린트헤드에 제 1 컬러의 잉크를 제공하고, 서로 연합된 적어도 하나의 반사 부재를 갖는 벽의 적어도 부분적으로 투명한 섹션을 갖는 연합된 잉크 공급 용기와,An associated ink supply container for providing ink of a first color to the printhead, the associated ink supply container having an at least partially transparent section of a wall having at least one reflective member associated with each other;

상기 카트리지를 스캐닝 경로를 따라 이동하기 위한 수단과,Means for moving the cartridge along a scanning path;

상기 스캐닝 경로를 따라 배치되고, 광원과 광 센서를 포함하는 광학 감지 스테이션과,An optical sensing station disposed along the scanning path and including a light source and an optical sensor;

상기 카트리지가 물리적으로 존재한다면 상기 반사 부재가 광원 출력에 대향할 수 있도록 상기 카트리지를 상기 스테이션내로 이동하기 위한 수단, 및Means for moving the cartridge into the station so that the reflective member can face the light source output if the cartridge is physically present, and

상기 광원을 여자시키는 수단을 포함하고, 상기 광 센서는 카트리지의 존재를 지시하여 상기 반사 부재로부터 반사된 광원 출력 비임을 감지하거나, 또는 카트리지가 없음을 지시하는 반사된 광의 결핍을 감지한다.And means for exciting the light source, wherein the optical sensor indicates the presence of a cartridge to detect the light source output beam reflected from the reflective member, or the lack of reflected light to indicate the absence of the cartridge.

도 1은 본 발명의 잉크 용기 및 저 잉크 검출 시스템의 적합한 실시예를 구체화하는 감열식(thermal) 잉크젯(ink jet) 프린터(8)의 사시도이다. 상기 프린터(8)는 단지 예시적인 것이다. 본 발명은 다른 형태의 감열식 잉크젯 프린터뿐만 아니라, 압전 프린터, 도트 매트릭스 프린터, 및 문서 래스터 입력 스캐너(document Raster Input Scanner)로부터의 신호에 의해 구동되는 잉크젯 프린터와 같은 다른 재생 장치로 실행할 수 있다. 프린터(8)는 캐리지 레일(14)에 의해 지지된 캐리지(12) 상에 장착된 잉크젯 프린트헤드 카트리지(10)를 포함한다. 상기 캐리지 레일은 잉크젯 프린터(8)의 프레임(15)에 의해 지지된다. 상기 프린트헤드 카트리지(10)는 도 2에 상세히 도시된 용기(16)를 포함하고, 상기 용기는 프린터(8)의 콘트롤러(50; 도 4)로부터 전기 케이블(20)을 통하여 수신되는 전기 신호의 제어하에서 잉크 방울을 선택적으로 방출하는 감열식 잉크젯 프린트헤드(18)에 공급하기 위한 잉크를 포함한다. 용기(16)는 도 2에서 보다 상세히 도시된 반사 부재(21, 22)가 장착되는 벽(17A)을 갖는 하우징(17)을 포함한다. 용기(16)는 프린트헤드(18)에 유동적으로 착탈 가능하게 접속되며, 잉크가 고갈될 때 교체할 수 있다. 또한, 전체 카트리지는 특정 시스템 요구 조건에 따라 각각의 고갈시에 교체할 수 있다. 상기 프린트헤드(18)는 용기(16)로부터 각 잉크 방출 오리피스들 또는 노즐들로 잉크를 운반하는 다수의 잉크 채널들을 포함한다. 인쇄시에, 상기 캐리지(12)는 화살표 23의 방향으로 캐리지 레일(14)을 따라 좌우방향으로 왕복 이동하고, 전체 폭의 횡단은 스캐닝 경로를 구성한다. 실제 인쇄 영역은 스캐닝 경로 내에 포함된다. 상기 프린트헤드 카트리지(10)가 인쇄 경로를 따라 좌우방향으로 왕복 이동하고, 용지 시트 또는 투명지와 같은 기록 매체(24)를 통과할 때, 잉크 방울은 용지 시트를 향해 프린트헤드 노즐들 중에 선택된 하나로부터 방출된다. 통상적으로, 상기 캐리지(12)의 각각의 통과 중에, 기록 매체(24)는 고정되어 유지 된다. 각각의 통과 종료시에, 기록 매체(24)는 화살표 26 방향으로 줄-이동된다. 프린터(8) 작동의 보다 상세한 설명에 대해서는, 본 명세서에서 참조로 인용한 미국 특허 제4,571,599호와 재발행된 미국 특허 제32,572호를 참조한다.1 is a perspective view of a thermal ink jet printer 8 embodying a suitable embodiment of the ink container and low ink detection system of the present invention. The printer 8 is merely exemplary. The present invention can be implemented not only with other types of thermal inkjet printers, but also with other reproducing apparatuses such as piezoelectric printers, dot matrix printers, and inkjet printers driven by signals from a document Raster Input Scanner. The printer 8 comprises an inkjet printhead cartridge 10 mounted on a carriage 12 supported by a carriage rail 14. The carriage rail is supported by the frame 15 of the inkjet printer 8. The printhead cartridge 10 includes a container 16 as shown in detail in FIG. 2, which is configured to receive electrical signals received via an electrical cable 20 from a controller 50 of the printer 8 (FIG. 4). Ink for supplying to a thermal inkjet printhead 18 that selectively releases ink droplets under control. The container 16 comprises a housing 17 with a wall 17A on which the reflecting members 21, 22, shown in more detail in FIG. 2, are mounted. The container 16 is fluidly detachably connected to the printhead 18 and can be replaced when the ink is depleted. In addition, the entire cartridge can be replaced upon each depletion, depending on the particular system requirements. The printhead 18 includes a plurality of ink channels that carry ink from the vessel 16 to respective ink ejection orifices or nozzles. In printing, the carriage 12 reciprocates laterally along the carriage rail 14 in the direction of arrow 23, and the transversal of the full width constitutes the scanning path. The actual print area is included in the scanning path. As the printhead cartridge 10 moves back and forth along the printing path and passes through a recording medium 24 such as a sheet of paper or transparencies, ink droplets from the selected one of the printhead nozzles toward the sheet of paper. Is released. Typically, during each passage of the carriage 12, the recording medium 24 remains fixed. At the end of each passage, the recording medium 24 is line-shifted in the direction of arrow 26. For a more detailed description of printer 8 operation, see US Pat. No. 4,571,599 and Reissued US Pat. No. 32,572, which are incorporated herein by reference.

도 1에는 광학 감지 조립체(30)가 또한 도시되어 있다. 도 1 및 도 2를 참조하면, 상기 조립체(30)는 제 1 광원(34), 제 2 광원(36), 및 상기 2개의 광원들 사이에 배치되고 일반적으로 이들과 함께 사용되는 광 센서(38)가 장착된 하우징(31)을 포함한다. 상기 광원들은 전력원에 전기적으로 접속되는 반면에, 상기 광 센서(38)의 출력은 시스템 콘트롤러 회로에 전기적으로 접속된다. 적합한 실시예에서 용기(16)는 2개의 격실 유닛으로서 설계되어 있다. 조립체(30)는 캐리지 경로에 장착되므로, 용기의 하우징 벽(17A)이 조립체(30)와 대향하는 위치로 이동될 때, 광원(34)으로부터의 광은 광 지향 부재(21)를 향해 지향되며, 광원(36)으로부터의 광은 광 지향 부재(22)를 향해 지향된다. 광 센서(38)는 하기에 더 상세히 설명하는 방식으로 상기 광 지향 부재(21 또는 22)로부터 지향되는 광을 검출하기 위해 위치된다.1 also shows an optical sensing assembly 30. 1 and 2, the assembly 30 is a first light source 34, a second light source 36, and an optical sensor 38 disposed between and generally used with the two light sources. Is mounted to the housing 31. The light sources are electrically connected to a power source, while the output of the light sensor 38 is electrically connected to a system controller circuit. In a suitable embodiment the vessel 16 is designed as two compartment units. The assembly 30 is mounted in the carriage path so that when the housing wall 17A of the container is moved to a position opposite the assembly 30, the light from the light source 34 is directed towards the light directing member 21. , Light from the light source 36 is directed towards the light directing member 22. The light sensor 38 is positioned to detect light directed from the light directing member 21 or 22 in the manner described in more detail below.

도 2는 도 1의 2-2선을 따른 프린트헤드 카트리지(10)의 단면도이며, 상기 용기에 부착된 하우징(17)과 프린트헤드(18)를 도시한다. 상기 프린트헤드(18)는 용기(16)에 유동적으로 착탈 가능하게 접속되어 있다. 상기 하우징(17)은 경량이지만 내구성이 있는 플라스틱으로 제조되며, 적합한 실시예에서는 폴리프로필렌으로 제조된다. 하우징(17)은 벽(17B) 내에 형성된 공기 입구(32) 및 잉크 출구(35)를 갖는다. 상기 공기 입구(32)는 하우징(17)의 내부와 주위 사이에 공기를 전달하기 위해 설치된다. 잉크 출구(35)는 잉크 용기(16)에 저장된 잉크를 하우징(17) 내부로부터 잉크젯 프린트헤드(18)로 유체 전달하기 위해 설치된다. 매니폴드(37)는 여과된 잉크를 잉크 출구(35)로부터 프린트헤드(18) 내로 지향시키며, 기록 매체(24) 상에 잉크를 방출하기 위한 잉크 방출 오리피스로 지향시킨다.FIG. 2 is a cross-sectional view of the printhead cartridge 10 along line 2-2 of FIG. 1, showing the housing 17 and the printhead 18 attached to the container. The print head 18 is fluidly detachably connected to the container 16. The housing 17 is made of lightweight but durable plastic, and in a suitable embodiment is made of polypropylene. The housing 17 has an air inlet 32 and an ink outlet 35 formed in the wall 17B. The air inlet 32 is installed to transfer air between the interior and the surroundings of the housing 17. The ink outlet 35 is provided for fluid transfer of the ink stored in the ink container 16 from the inside of the housing 17 to the inkjet printhead 18. The manifold 37 directs the filtered ink from the ink outlet 35 into the printhead 18 and into the ink ejection orifices for ejecting ink on the recording medium 24.

하우징(17)은 분할 부재(44)에 의해 제 1 챔버(40)와 제 2 챔버(42)로 분할되는 내부 공간을 형성한다. 상기 분할 부재(44)는 하우징(17)의 일 측벽으로부터 하우징의 대향 측벽으로 연장하고, 상기 제 2 챔버(42)가 제 1 챔버(40)보다 더 크도록 상기 하우징을 제 1 챔버(40)와 제 2 챔버(42)로 필수적으로 분할한다.The housing 17 forms an inner space divided by the partition member 44 into the first chamber 40 and the second chamber 42. The partition member 44 extends from one sidewall of the housing 17 to the opposite sidewall of the housing, and extends the housing into the first chamber 40 such that the second chamber 42 is larger than the first chamber 40. And essentially divided into a second chamber 42.

상기 제 1 챔버(40)는 액체 잉크를 유지하기 위해 통상 폼 재료로 제조되는 잉크 유지 부재(46)를 포함한다. 제 2 챔버(42)에 저장된 액체 잉크(48)는 실질적으로 잉크 유지 재료를 갖지 않는 제 2 챔버(42)로부터 분할 부재(44)에 의해 형성된 잉크 입구(41)를 통해 잉크 유지 부재(46)로 전달된다. 충전 포트(49)는 카트리지에 잉크를 충전하도록 한다.The first chamber 40 includes an ink holding member 46, which is usually made of foam material to hold liquid ink. The liquid ink 48 stored in the second chamber 42 is the ink holding member 46 through the ink inlet 41 formed by the partition member 44 from the second chamber 42 having substantially no ink holding material. Is delivered to. The charging port 49 allows to charge ink in the cartridge.

잉크(48)는 잉크 입구(41)를 통하여 잉크 유지 부재(46)로 통과하고, 인쇄하기 위해 프린트헤드(18)에 잉크를 공급하여 필요에 따라 잉크 출구(35)를 통해 방출한다. 프린트헤드(18)에 공급하기 적합한 양의 잉크를 잉크 유지 부재(46) 내에 유지하기 위해, 상기 하우징(17)은 필요에 따라 상기 부재(46)에 잉크를 충전하기 위해 액체 잉크(48) 상부에 적합한 양의 공기 압력을 유지함으로써 제 2 챔버(42)로부터 제 1 챔버(40)로 잉크를 전달하기 위한 기구를 포함한다. 상기 기구는 분할 부재(44)와 함께 공기 전달 통로(62)를 형성하는 지향 부재(63)를 포함하고, 이 공기 전달 통로(62)는 제 2 챔버(42)를 정적(유동이 없는) 상태로 가압하기 위해 통기 출구(66)에 결합된 통기 입구(64)를 갖는다. 상기 지향 부재(63)는 분할 부재(44)와 같이 한쪽 측벽으로부터 대향 측벽으로 연장하지는 않지만, 대신에 통기 튜브를 형성한다.Ink 48 passes through the ink inlet 41 to the ink holding member 46 and supplies ink to the printhead 18 for printing and discharges through the ink outlet 35 as necessary. In order to hold an amount of ink in the ink holding member 46 suitable for supplying the printhead 18, the housing 17 is topped with liquid ink 48 to fill the member 46 with ink as needed. And a mechanism for delivering ink from the second chamber 42 to the first chamber 40 by maintaining an amount of air pressure suitable for the second chamber 42. The mechanism comprises a directing member 63 which forms an air delivery passage 62 together with the partition member 44, which air passage 62 is in a static (flow-free) state with the second chamber 42. It has a vent inlet 64 coupled to a vent outlet 66 to pressurize it. The directing member 63 does not extend from one side wall to the opposite side wall like the partition member 44 but instead forms a vent tube.

지금까지 설명한 용기(16)의 격실의 구성은 예시적이다. 프린트헤드 노즐로의 적합한 배압을 유지하면서 분할 섹션을 가진 잉크 공급 용기를 구성하는 다른 공지된 방법이 있다. 예를 들면, 본원에서 참조로서 인용한 미국 특허 제5,138,332호와 공동 출원된 미국 특허 제5,742,312호에 개시된 용기를 참조한다. 본 발명의 목적에 따르면, 상기 용기는 작동 중에, 당업자에게 공지된 기술에 의해 확립된 압력 조건하에서 2개의 격실 사이의 통로를 통하여 챔버(42)로부터 챔버(40)로 잉크가 이동되도록 구성된다는 것을 이해해야 한다. 본 발명을 위해 중요한 것은 챔버(42)의 후방을 형성하는 벽(17A)에 광 지향 부재들인 프리즘(21)과 루프 미러(22)를 도입함으로써 잉크 용기(16)에 대한 변경이 이루어지는 것이다.The structure of the compartment of the container 16 demonstrated so far is illustrative. There is another known method of constructing an ink supply container having a divided section while maintaining a suitable back pressure to the printhead nozzle. See, for example, the container disclosed in US Pat. No. 5,138,332, co-filed with US Pat. No. 5,138,332, which is incorporated herein by reference. According to the object of the present invention, the container is configured such that during operation, ink is transferred from the chamber 42 to the chamber 40 through a passage between two compartments under pressure conditions established by techniques known to those skilled in the art. You have to understand. What is important for the present invention is that a change to the ink container 16 is made by introducing the light directing members prism 21 and the loop mirror 22 into the wall 17A forming the rear of the chamber 42.

특히 도 2를 참조하면, 적합한 실시예에 있어서, 광 지향 부재(21)는 벽(17A)의 하부 절반부에 일체로 형성되고 상기 벽과 동일한 광 투과 재료, 예를 들면 적합한 실시예에선 폴리프로필렌과 같은 재료로 제조되는 반사기이다. 폴리프로필렌, 또는 다른 친수성 재료가 적합하다. 상기 프리즘은 격실(42)의 내부로 연장하여 약 82˚의 각도로 서로를 향해 각도진 파셋 표면(facet surface)(21A, 21B)으로 구성된다. 상기 프리즘은 파셋 표면(21C)에 의해 접속된 표면(21A, 21B)을 갖는 절두형 피라미드형상을 갖는다. 상기 프리즘은 대형 섹션을 사출 성형할 시에 일반적으로 발생하는 오목한 자국(sink)을 회피하고, 또한 향상된 광 파이핑을 제공하기 위해 다수의 좁은 파셋 섹션으로 구성될 수 있다.With particular reference to FIG. 2, in a suitable embodiment, the light directing member 21 is integrally formed in the lower half of the wall 17A and is the same light transmitting material as the wall, for example polypropylene in a suitable embodiment. It is a reflector made of the same material. Polypropylene, or other hydrophilic materials are suitable. The prisms consist of facet surfaces 21A and 21B extending into the compartment 42 and angled towards each other at an angle of about 82 degrees. The prism has a truncated pyramidal shape with surfaces 21A and 21B connected by the facet surface 21C. The prisms can be composed of a number of narrow facet sections to avoid concave sinks that typically occur when injection molding large sections, and to provide improved light piping.

광 지향 부재(22)도 또한 벽(17A)의 일부로서 형성되어 있다. 적합한 실시예에 있어서, 상기 부재(22)는 격실(42)의 내부로 연장하고 서로를 향해 각도져서 표면(22C)에 의해 접속된 2개의 파셋 표면(22A, 22B)을 갖는 프리즘이다. 상기 부재(22)는 표면(22A, 22B) 상에 반사 필름, 포일, 또는 테이프(22D, 22E)를 각각 배치시킴으로써 루프 미러로 형성된다.The light directing member 22 is also formed as part of the wall 17A. In a suitable embodiment, the member 22 is a prism having two facet surfaces 22A, 22B extending into the compartment 42 and angled towards each other and connected by the surface 22C. The member 22 is formed of a loop mirror by placing reflective films, foils, or tapes 22D, 22E, respectively, on surfaces 22A, 22B.

벽(17A)의 일부만, 예를 들면 반사 부재(21)를 수용하는 부분만이 투과성일 필요가 있다는 것이 상기로부터 이해된다. 또한, 적합한 실시예에서는 하우징 벽과 일체로 구성되는 반사 부재를 갖지만, 상기 부재는 벽(17A)의 내부 표면에 인접하게 별도로 위치될 수 있다.It is understood from the above that only a part of the wall 17A, for example only a portion containing the reflective member 21, needs to be transparent. Further, although in a suitable embodiment, there is a reflective member integrally formed with the housing wall, the member may be separately located adjacent to the inner surface of the wall 17A.

감지 시스템의 작동Detection system operation

반사 부재(21, 22)와 광학 조립체(30)의 조합을 포함하도록 고려되는 본 발명의 감지 시스템은 인쇄 작업의 개시 또는 소정량의 인쇄물의 인쇄 후와 같은 특정 작업 후에 잉크 용기의 존재 및 저 잉크 레벨 체크를 실행할 수 있도록 설계된다. 이러한 체크를 수행하기 위해, 상기 프린터는 잉크 용기가 조립체(30)에 인접하게 위치되어 일련의 검출 단계를 통해서 시퀀스되는 것을 요구하는 알고리즘에 따른다. 도 3은 사용될 알고리즘의 일 실시예이다. 도 4는 잉크 용기 및 잉크 레벨 감지 시스템을 실행하는 제어 회로를 도시한다. 통상적으로 주 콘트롤러(50)는 CPU와, 완전한 프로그램을 기억하기 위한 ROM, 및 RAM을 포함한다. 콘트롤러(50)는 캐리지(12)의 이동뿐만 아니라 하기에 설명되는 다른 프린터 기능을 제어한다.The sensing system of the present invention contemplated to include a combination of reflective members 21, 22 and optical assembly 30 provides for the presence of low volume ink and the presence of an ink container after a specific operation, such as after the start of a print job or after the printing of a predetermined amount of prints. It is designed to perform level checking. To perform this check, the printer follows an algorithm that requires the ink container to be positioned adjacent to the assembly 30 and sequenced through a series of detection steps. 3 is one embodiment of an algorithm to be used. 4 shows a control circuit for implementing an ink container and an ink level sensing system. Typically, the main controller 50 includes a CPU, a ROM for storing a complete program, and a RAM. The controller 50 controls the movement of the carriage 12 as well as other printer functions described below.

라인 기록 작업이 실행될 때, 프린트헤드(18)에서의 분사(jet)와 관련된 각 저항기는 퍼스널 컴퓨터 P/C(52) 또는 다른 데이터 소스로부터의 콘트롤러(50)에 전송되는 이미지 데이터에 따라 선택적으로 구동된다. 콘트롤러(50)는 프린트헤드 히터 저항기에 구동 신호를 전송하여 가열된 저항기와 관련된 분사로부터 잉크 방울을 방출되게 함으로써 기록 매체(24)의 표면상에 기록할 라인을 형성한다. 상기 프린트헤드의 연속적인 작동으로, 용기(16)의 챔버(42)에 함유된 잉크는 저 잉크 레벨을 설정하기 위해 미리 결정된 레벨에 도달할 때까지 점점 고갈된다.When a line write operation is executed, each resistor associated with a jet at the printhead 18 is optionally dependent on the image data sent to the controller 50 from the personal computer P / C 52 or other data source. Driven. The controller 50 forms a line to record on the surface of the recording medium 24 by sending a drive signal to the printhead heater resistor to discharge ink droplets from the jet associated with the heated resistor. With the continuous operation of the printhead, the ink contained in the chamber 42 of the vessel 16 is gradually depleted until a predetermined level is reached to set the low ink level.

설명을 위해, 감지 시스템은 먼저 인쇄 작업의 개시 시에, 그리고 프린터 작동의 미리 설정된 주기 후에 작동되는 것으로 고려된다.For the sake of explanation, the sensing system is first considered to be activated at the start of a print job and after a predetermined period of printer operation.

인쇄 작업의 개시 시의 작동Operation at the beginning of a print job

도 1 내지 도 4를 참조하면, P/C(52)로부터 콘트롤러(50)로의 이미지 신호는 시작 인쇄 시퀀스를 시작한다. 캐리지(12)는 용기(16)의 하우징 벽(17A)을 광학 조립체(30)에 인접하여 대면하도록 위치시키기 위해 감지 스테이션으로 이동된다. 콘트롤러(50)의 제어하에서, 먼저 전력원(56)은 광원(36)을 여자시킨다. 적합한 실시예에서, 상기 광원(36)은 880 내지 940nm 범위의 피크 파장을 갖는 LED이다. 광의 비임은 하우징 벽(17A)을 향해 지향되고, 용기가 존재한다면, 광은 루프 미러(roof mirror ; 22)의 반사 표면(22D, 22E)으로부터 반사되어 광 센서(38) 상에 충돌하도록 재지향된다. 상기 2개의 반사 표면은 검출기에서 수용 가능한 입사각 보다 높은 것을 회피하기 위해 비임을 수직하게 하향으로 계단식 이동하도록 한다. 광 센서(38)로부터의 출력신호는 미리 설정된 범위내에 신호가 있는지를 결정하는 콘트롤러(50) 내에서 논리회로에 전송된다. 그 후 콘트롤러는 제 1 광원(34)을 구동하기 위해 시퀀스된다.1-4, the image signal from P / C 52 to controller 50 begins a start print sequence. The carriage 12 is moved to the sensing station to position the housing wall 17A of the container 16 to face adjacent to the optical assembly 30. Under the control of the controller 50, the power source 56 first excites the light source 36. In a suitable embodiment, the light source 36 is an LED having a peak wavelength in the range of 880-940 nm. The beam of light is directed towards the housing wall 17A, and if present, the light is reflected from the reflective surfaces 22D, 22E of the roof mirror 22 and redirected onto the light sensor 38. . The two reflective surfaces allow the beam to step vertically downward to avoid being higher than an acceptable angle of incidence at the detector. The output signal from the optical sensor 38 is transmitted to the logic circuit in the controller 50 which determines whether there is a signal within a preset range. The controller is then sequenced to drive the first light source 34.

용기(16)가 존재하지 않으면, 광원(36)의 광출력은 광 센서(38)로 반사되지 않을 것이다. 광 센서로부터의 출력의 결여는 "용기 부재(不在)" 상태로 컴퓨터에 인식될 것이다. 프린터는 사용할 수 없게 되고, a) 부재 중인 탱크와 관련된 컬러의 인쇄를 방지하고, b) 프린트헤드에 대한 잠재적인 손상을 방지하기 위해 정확한 용기가 설치되어야 함을 사용자에게 인식시켜주는 P/C 디스플레이(55)에서 경고 표시가 활성화될 것이다.If the container 16 is not present, the light output of the light source 36 will not be reflected to the light sensor 38. The lack of output from the light sensor will be recognized by the computer in a "container free" state. P / C display to remind the user that the printer will be unusable, a) to prevent printing of the color associated with the missing tank, and b) to have the correct container installed to prevent potential damage to the printhead. At 55 the warning indication will be activated.

적합한 실시예에 있어서, 광원(34)은 또한 광원(36)과 유사한 특성을 갖는 LED이다. 광원(34)은 벽(17A)을 통하여 투과되며, 프리즘(21)의 파셋 표면(21A) 상에 입사되는 광 비임을 방출한다. 도 5A는 프리즘(21)의 단면도이고, 프리즘이 계속해서 잉크에 침지되어 있을 때의 광 비임의 경로를 도시하는 조립체(30)의 개략도이고, 따라서 잉크의 레벨이 미리 설정된 저 레벨을 초과하고 있다.In a suitable embodiment, the light source 34 is also an LED having similar characteristics as the light source 36. The light source 34 is transmitted through the wall 17A and emits light beams incident on the facet surface 21A of the prism 21. 5A is a cross sectional view of the prism 21 and is a schematic diagram of the assembly 30 showing the path of the light beam when the prism is continuously immersed in ink, so that the level of the ink exceeds the preset low level. .

저 잉크 검출은 전반사(total internal reflection)의 원리를 적용함으로써 가능해진다. 높은 굴절율로부터 낮은 굴절율까지(N으로부터 N '까지) 통과하는 광선이 사인(sine) N'/N 이상의 입사각을 가질 때 전반사가 발생된다. 임계각(Ic)은 다음의 식으로 표현된다.Low ink detection is made possible by applying the principle of total internal reflection. Total reflection occurs when a light ray passing from a high refractive index to a low refractive index (from N to N ') has an angle of incidence greater than sine N' / N. The critical angle I c is represented by the following equation.

Ic = arc sin N'/N (1)I c = arc sin N '/ N (1)

도 5A에 도시된 바와 같이, LED(34)의 출력 광 비임은, 폴리프로필렌으로 구성되고 약 1.492의 굴절율을 가지며 거의 완전히 광을 투과시키는 벽(17A)을 통과하고, 입사광의 약 96%를 이를 통해 통과시키며, 약 45˚의 입사 각도로 파셋 표면(21A)상에 입사된다. 표면(21A)의 후방면이 약 1.33의 굴절율을 갖는 잉크에 침지되고 임계각에 도달하지 않기 때문에, 입사광의 약 99%가 약 51.4˚의 굴절각으로 잉크에 전달되고, 단지 대략 <1% 만이 파셋 표면(21B)에 반사된다. 파셋 표면(21B)의 내부 대향면이 또한 잉크에 침지되기 때문에, 상기 1%중에 >99%가 잉크에 전달된다. 원래의 입사 에너지 중 매우 소량(약 0.01%)만이 광 센서(38)를 향해 반사된다. 콘트롤러(50)에서 광 센서로부터의 출력 신호는 콘트롤러 메모리에 설정된 저 잉크 레벨 예비 설정(preset) 범위 외에 있는 낮은 광 레벨을 등록할 것이다. 상기 콘트롤러는 저 잉크 상태에 있다면 이전에 식별된 용기가 교체되거나 또는 재충전되어야 하는지를 결정하기 위해 이 신호를 이전 상태의 신호와 비교한다. 그런 다음에, 상태 로그(log)는 "비어 있지 않음" 레벨로 설정되거나 또는 재설정되고, 콘트롤러(50)에서 프린트헤드 구동 회로(61)는 인쇄 시퀀스를 시작하도록 프린트헤드에 구동 신호를 전송할 수 있게 된다. 본 실시예를 위한 저 잉크 레벨의 임계값은 용기의 충전 레벨의 20%로 설정된다.As shown in FIG. 5A, the output light beam of the LED 34 passes through a wall 17A composed of polypropylene and having a refractive index of about 1.492 and which transmits light almost completely, yielding about 96% of incident light. Passes through and is incident on the facet surface 21A at an angle of incidence of about 45 °. Since the rear face of the surface 21A is immersed in an ink having a refractive index of about 1.33 and does not reach a critical angle, about 99% of incident light is transmitted to the ink at a refractive angle of about 51.4 °, and only approximately <1% is the facet surface. Reflected by 21B. Since the inner facing surface of the facet surface 21B is also immersed in ink,> 99% of the 1% is transferred to the ink. Only a very small (about 0.01%) of the original incident energy is reflected towards the light sensor 38. The output signal from the light sensor at the controller 50 will register a low light level that is outside the low ink level preset range set in the controller memory. The controller compares this signal with the signal from the previous state to determine if the previously identified container should be replaced or refilled if in a low ink state. Then, the status log is set or reset to the "non-empty" level and the controller 50 allows the printhead drive circuit 61 to send a drive signal to the printhead to begin the print sequence. do. The low ink level threshold for this embodiment is set to 20% of the fill level of the container.

지금까지의 감지 시스템의 작동을 요약하면, 잉크 용기의 존재가 확인된다. 또한, 용기내의 잉크는 미리 설정된 레벨 이상인 것이 확인되며, 따라서 인쇄 작업이 시작될 수 있다. 상기 잉크 레벨 감지 시스템 작동은 몇몇 소정의 작동 시간 후에 발생하도록 제 2 시간 설정에서 설명될 것이다.Summarizing the operation of the detection system thus far, the presence of the ink container is confirmed. In addition, it is confirmed that the ink in the container is equal to or more than a predetermined level, and thus the printing job can be started. The ink level sensing system operation will be described in the second time setting to occur after some predetermined operating time.

프린트 작업 중의 작동Operation during a print job

프린터(8)가 P/C(52)로부터의 이미지 입력 신호에 대응하는 인쇄 작업을 인쇄하기 시작할 때에, 잉크는 격실(40)(도 2)내의 폼으로부터 흡인됨으로써 상기 폼의 포화를 감소시킨다. 격실(42)로부터의 잉크가 폼을 재충전하도록 하는 유동 경로가 형성된다. 따라서, 격실(42)내의 잉크 레벨은 프린터의 사용 중에 점점 감소된다. 저 잉크 체크는 각 인쇄 작업의 종료시 또는 최종 체크 이후에 어떤 하나의 컬러에 의해 소정 수의 화소(pixel), 예를 들면 7 ×106 수의 화소가 인쇄된 후에 시작될 것이다. 설명을 위하여, 인쇄 작업은 점선 80으로 도시된 소정의 이동점(trip point) 레벨 아래의 지점까지 격실(42)내의 잉크 레벨을 하강시킴으로써 종료되는 것으로 가정한다. 저 잉크 레벨 감지 절차는 이 지점에서 시작된다.When the printer 8 starts printing a print job corresponding to the image input signal from the P / C 52, the ink is drawn from the foam in the compartment 40 (FIG. 2) to reduce the saturation of the foam. Flow paths are formed that allow ink from compartment 42 to refill the foam. Thus, the ink level in the compartment 42 gradually decreases during use of the printer. The low ink check will begin after a certain number of pixels, for example a 7x10 6 pixel, has been printed by any one color at the end of each print job or after the last check. For illustrative purposes, it is assumed that the print job is terminated by lowering the ink level in the compartment 42 to a point below the predetermined trip point level shown by dashed line 80. The low ink level detection procedure begins at this point.

연속 인쇄가 중단되고, 상술한 바와 같이, 하우징 벽(17A)과 프리즘(21)이 감지 조립체(30)에 대향하는 위치로 캐리지(12)가 이동된다. 콘트롤러는 재차 광원들(34, 36)의 여자를 통하여 시퀀스한다(용기 검출은 생략될 수 있다). 도 5B는 광 비임에 미치는 저 잉크 레벨의 영향을 도시한다. 광원(34)으로부터의 광은 벽(17A)을 통과하여 약 45˚의 각도로 파셋 표면(21A)상에 입사된다. 잉크 레벨이 충전 레벨의 20% 미만으로 감소되면, 잉크는 1.0의 굴절율을 갖는 공기에 노출되는 파셋 표면(21A)의 후방면과 더 이상 접촉하지 않는다. 42.9˚의 임계각은 파셋 표면상의 입사광에 의해 초과되며, 따라서, 입사광은 표면을 통해서 전달되지 않는다. 광선은 전체적으로 비임의 전반사(TIR)를 발생시키는 보다 조밀한 매체로 재반사된다. 입사 에너지 전체는 파셋 표면(21B)을 향해 반사된다. 상기 파셋 표면의 후방면이 공기에 노출되기 때문에, 에너지 전체는 광 센서(38)를 향해 후방으로 지향된다. 입사 에너지의 약 92%(마이너스 흡수)는 광 센서(38)에 충돌하기 위해 복귀된다. 광 센서로부터의 출력 신호는 미리 설정된 저 잉크 레벨 범위내에 있을 때 콘트롤러 논리(logic)에 의해 인식된다. 콘트롤러는 이전의 상태로부터의 변경이 "비어 있지 않음"에서 "비어 있음" 으로 변화되었는지를 조사하기 위해 상태 체크를 실행한다. 이것은 일시적 예의 경우이기 때문에, 콘트롤러(50)의 상태 로그 메모리는 "비어 있음" 상태로 설정되고, 저 잉크 레벨 신호가 발생되어 P/C 디스플레이(55)에 표시된다. 저 잉크 신호는 시스템의 필요 조건에 따라, 저 잉크 레벨을 조작자가 단순히 표시하거나, 카트리지 재충전 또는 교체가 실행될 때까지 인쇄 작동을 중지하거나, 또는 적합한 실시예에서 작업을 계속 실행하던가 "저 잉크" 상태를 변경하기 위해 사용된다. 도 3 및 도 4에 도시한 바와 같이, 콘트롤러는 바로 체크한 잉크 용기의 잉크가 작게되어 있는 것을 규정하는 적합한 경고를 표시하는 신호를 P/C(52)에 보낸다. 각 잉크 용기는 잔여 화소(또는 방울)의 수에 상관될 수 있는 잉크의 잔여량을 포함한다. 이 수는 각 잉크 컬러마다 상이할 수 있다. 콘트롤러 논리에서 발생된 저 잉크 신호는 프린트헤드 분사로부터 방출된 화소(방울)의 수와 잉크 탱크내로 도입된 잉크의 감소를 카운팅하기 위해 카운터(60)를 사용한다. 미리 설정된 수의 화소가 카운트되었을 때에, 잉크 탱크는 잉크 고갈로 규정되어, 인쇄는 자동적으로 정지된다. 프린트헤드와 그 잉크 채널 라인이 비어 있지 않도록 보장하고, 프린트헤드의 신뢰성을 위태롭게 하는 상태가 되지 않도록 하기 위해 탱크가 완전히 고갈되기 전(약 2 내지 5%의 레벨)에 종료가 이루어진다. 저 잉크의 제 1 검출과 잉크 고갈 판정 사이의 시간 동안에, 긴급 메시지는 P/C 디스플레이에 표시될 수 있다. 잔류 잉크의 화소 값은 저 잉크 체크의 빈도수에 의존한다.Continuous printing is interrupted and, as described above, the carriage 12 is moved to a position where the housing wall 17A and the prism 21 oppose the sensing assembly 30. The controller again sequences through the excitation of the light sources 34, 36 (vessel detection can be omitted). 5B shows the effect of low ink levels on light beams. Light from light source 34 passes through wall 17A and is incident on facet surface 21A at an angle of about 45 °. When the ink level is reduced to less than 20% of the filling level, the ink no longer contacts the rear face of the facet surface 21A exposed to the air having a refractive index of 1.0. The critical angle of 42.9 ° is exceeded by the incident light on the facet surface, so that incident light is not transmitted through the surface. The light beam is reflected back into a denser medium that produces total beam internal reflection (TIR) as a whole. The entire incident energy is reflected toward the facet surface 21B. Since the rear face of the facet surface is exposed to air, the entire energy is directed backward towards the optical sensor 38. About 92% of the incident energy (negative absorption) is returned to impinge on the optical sensor 38. The output signal from the light sensor is recognized by the controller logic when within the preset low ink level range. The controller performs a state check to see if the change from the previous state has changed from "not empty" to "empty". Since this is a case of a temporary example, the state log memory of the controller 50 is set to the "empty" state, and a low ink level signal is generated and displayed on the P / C display 55. The low ink signal may indicate that the ink level is simply displayed by the operator, stop printing operations until cartridge refilling or replacement is performed, or continue to run the job in a suitable embodiment or "low ink" state, depending on the requirements of the system. It is used to change it. As shown in Figs. 3 and 4, the controller sends a signal to the P / C 52 indicating a suitable warning for specifying that the ink in the immediately checked ink container is small. Each ink container contains a residual amount of ink that can be correlated with the number of residual pixels (or drops). This number may be different for each ink color. The low ink signal generated in the controller logic uses the counter 60 to count the number of pixels (drops) emitted from the printhead ejection and the reduction of ink introduced into the ink tank. When the preset number of pixels is counted, the ink tank is defined as ink depletion, and printing is automatically stopped. Termination occurs before the tank is completely depleted (level of about 2-5%) to ensure that the printhead and its ink channel lines are not empty and not jeopardize the reliability of the printhead. During the time between the first detection of low ink and the ink depletion determination, an emergency message can be displayed on the P / C display. The pixel value of the residual ink depends on the frequency of the low ink check.

상기 시나리오는 프리즘(21)이 잉크에 완전히 침지되거나 또는 잉크로부터 완전히 벗어난 상태를 가정한 것이다. 이들 두 가지 경우 사이에는, 잉크 레벨에 의해 파셋 표면(21A)이 점차 단계적으로 많은 공기에 노출될 때에, 광 레벨을 LED(34)로부터의 신호에 대해서 단조롭게 증가시킴으로써 나타나는 전이부가 있다. 도 6은 프린트헤드로 이송되는 잉크를 밀리리터(ml) 단위에 대한 볼트 단위의 센서 출력을 좌표화한 그래프이다. 이송된 잉크의 처음의 70%에 대해서, 센서 전류는 낮고, 콘트롤러(50)의 비교 회로를 가로지르는 전압 출력은 높다. 70%와 75% 사이의 고갈에서는, LED(34) 출력 비임이 프리즘(21)의 파셋 표면(21A, 21B)으로부터 전반사하기 시작하는 급속한 전이부가 발생하며, 따라서 센서(38)로부터의 출력 전류를 증가시켜서 회로 내의 급속한 전압 강하를 발생시킨다.The scenario assumes that the prism 21 is completely immersed in the ink or completely out of the ink. Between these two cases, there is a transition that appears by monotonically increasing the light level with respect to the signal from the LED 34 when the facet surface 21A is gradually exposed to a lot of air by the ink level. 6 is a graph of the sensor output in volts versus milliliters (ml) of ink transferred to the printhead. For the first 70% of the transferred ink, the sensor current is low and the voltage output across the comparison circuit of the controller 50 is high. In the depletion between 70% and 75%, a rapid transition occurs where the LED 34 output beam begins to totally reflect from the facet surfaces 21A and 21B of the prism 21, thus reducing the output current from the sensor 38. Increase to produce a rapid voltage drop in the circuit.

본 발명은 완전 컬러 프린터를 포함하는 다른 형태의 잉크젯 인쇄 시스템에 사용될 수 있다. 도 7은 완전 컬러 스캐닝형 프린터를 도시한다. 도 7을 참조하면, 감열식 잉크젯 프린터(70)가 도시되어 있다. 일체로 부착된 감열식 프린트헤드들(76 내지 79)을 각각 갖는 다수의 잉크 공급 카트리지들(72, 73, 74, 75)은 병진 이동식 캐리지(77) 상에 장착된다. 인쇄 모드 중에, 캐리지(77)는 화살표 81 방향으로 가이드 레일(78) 상에서 좌우방향으로 왕복 이동한다. 예를 들면, 용지와 같은 기록 매체(79)는 캐리지가 일 방향으로 이동되는 동안 고정되어 유지되고, 캐리지가 반대 방향으로 이동하기 전에, 기록 매체는 감열식 프린트헤드에 의해 기록 매체 상에 인쇄된 데이터의 줄무늬의 높이와 동일한 거리로 줄-이동된다. 각 프린트헤드는 캐리지의 왕복 이동 방향에 수직한 방향으로 정렬된 직선 어레이 노즐들을 갖는다. 감열식 프린트헤드는 캐리지의 이동 중에, 정보를 인쇄하기 위해 방울이 요구될 때마다 기록 매체를 향해 잉크 방울(83)을 방출시킨다. 프린트헤드의 단자에 부착된 신호 전달용 리본 케이블은 명료화를 위해 생략하였다. 프린터(70)는 다수의 컬러로 인쇄되고, 각 카트리지(72 내지 75)는 다른 컬러 잉크 공급부를 포함한다. 대표적인 컬러 프린터 및 부가의 제어 상세에 관해서는, 예를 들어 본원에서 참조로 인용한 미국 특허 제4,833,491호를 참조한다.The present invention can be used in other types of inkjet printing systems including full color printers. 7 shows a full color scanning printer. Referring to FIG. 7, a thermal inkjet printer 70 is shown. A plurality of ink supply cartridges 72, 73, 74, 75 each having integrally attached thermal printheads 76-79 are mounted on a translationally movable carriage 77. During the printing mode, the carriage 77 reciprocates in left and right directions on the guide rail 78 in the direction of arrow 81. For example, the recording medium 79 such as paper is kept fixed while the carriage is moved in one direction, and before the carriage is moved in the opposite direction, the recording medium is printed on the recording medium by the thermal printhead. It is line-shifted at a distance equal to the height of the stripes of the data. Each printhead has straight array nozzles aligned in a direction perpendicular to the reciprocating direction of carriage. The thermal printhead discharges ink droplets 83 toward the recording medium whenever the droplets are required to print information during the carriage. Signal transmission ribbon cables attached to the terminals of the printhead are omitted for clarity. The printer 70 is printed in multiple colors, and each cartridge 72 to 75 includes a different color ink supply. For exemplary color printers and additional control details, see, for example, US Pat. No. 4,833,491, incorporated herein by reference.

본 발명에 따르면, 카트리지(72 내지 75)의 일부를 형성하는 잉크 용기들 각각은 도 2에 도시한 카트리지와 동일한 구성이고, 본 발명의 목적을 위해, 각 카트리지는 벽에 형성된 외향을 향하는 두 개의 프리즘 반사기들을 가지는 잉크 용기를 갖는다. 하나의 반사기는 카트리지 존재 검출과 관련되고, 다른 반사기는 저 잉크 검출과 관련된다. 카트리지(72)는 반사 부재들(82, 84)을 갖는 잉크 용기(80)를 갖는 것으로 도시되어 있다. 설명을 명확하게 하기 위해 도시하지 않았지만 카트리지들(73 내지 75)은 유사한 용기들과 반사 부재들을 갖는다. 단일 카트리지의 실시예에서와 같이, 감지 조립체(90)는 제 1 광원(94)과 제 2 광원(96) 및 상기 두 개의 광원들 사이에 배치된 광 센서(98)가 장착된 하우징(92)을 포함한다.According to the present invention, each of the ink containers forming part of the cartridges 72 to 75 has the same configuration as the cartridge shown in Fig. 2, and for the purposes of the present invention, each cartridge has two outwardly facing walls formed therein. It has an ink container having prismatic reflectors. One reflector is associated with cartridge presence detection and the other reflector is associated with low ink detection. The cartridge 72 is shown having an ink container 80 having reflective members 82 and 84. Although not shown for clarity, the cartridges 73 to 75 have similar containers and reflective members. As in the embodiment of a single cartridge, the sensing assembly 90 has a housing 92 equipped with a first light source 94 and a second light source 96 and an optical sensor 98 disposed between the two light sources. It includes.

작동시에, 도 4, 도 7 및 도 8을 참조하면, P/C(52)로부터 콘트롤러(50)로의 이미지 신호는 시작 인쇄 시퀀스를 개시한다. 캐리지(77)는 제 1 잉크 용기(80)를 갖는 카트리지(72)를 감지 조립체(90)에 대향하게 위치되도록 이동시킨다. 콘트롤러(50)의 제어하에서, 전력원(56)은 광 센서(98)의 출력을 측정하는 상태에서 광원들(94, 96)을 차례로 여자시킨다. 카트리지(72)의 시퀀싱 및 검출 작동은 카트리지(10)에 대해 상술한 바와 동일하다. 광원(96)은 먼저 카트리지가 존재하는지를 {루프 미러(84)로부터 광 센서로의 반사광이 범위내에 있는지를} 체크하기 위해 여자되고, 이어서 광원(94)이 온되어, 용기 시스템 내의 잉크 레벨은 이전 상태와 비교된 후에 결정된다. {프리즘(82) 전방 표면으로부터의 반사광은 광 센서(98)에 의해 감지된다.} 카트리지(72)의 검사가 종료되면, 캐리지(77)는 다음 카트리지(73)를 감지할 위치에 위치되도록 이동된다. 선행하는 공정은 모든 카트리지가 제위치 있는지를 확인할 때까지, 그리고 조립체 잉크 용기 내의 모든 잉크 레벨이 허용 가능한 레벨 내에 있거나 또는 적합한 저 잉크 레벨 경고가 P/C에 표시될 때까지 각각의 카트리지에 대해 수행될 수 있다.In operation, referring to FIGS. 4, 7 and 8, an image signal from P / C 52 to controller 50 initiates a start print sequence. The carriage 77 moves the cartridge 72 with the first ink container 80 to be positioned opposite the sensing assembly 90. Under the control of the controller 50, the power source 56 in turn excites the light sources 94, 96 while measuring the output of the optical sensor 98. Sequencing and detection operations of the cartridge 72 are the same as described above for the cartridge 10. The light source 96 is first excited to check if a cartridge is present (if the reflected light from the loop mirror 84 to the light sensor is within range), and then the light source 94 is turned on so that the ink level in the container system is It is determined after comparison with the state. {The reflected light from the front surface of the prism 82 is detected by the optical sensor 98.} When the inspection of the cartridge 72 is finished, the carriage 77 moves to be positioned at the position to detect the next cartridge 73. do. The preceding process is performed for each cartridge until all cartridges are in place and all ink levels in the assembly ink container are within acceptable levels or a suitable low ink level warning is indicated on the P / C. Can be.

본 명세서에 기술한 실시예가 적합하지만, 당업자들에게는 다양한 변경, 변형 또는 개선이 이루어질 수 있다는 것을 이해해야 한다. 예를 들면, 잉크 용기의 유무의 검출은 다른 광 지향 부재를 사용하여 달성될 수 있다. 그 일예가 도 9에 도시한 광 파이프이다. 도 9는 하우징 벽(17A')의 외측에 배치된 광학 부재(22 ')를 갖는 용기(16' )의 일부를 도시한다. 상기 부재(22 ')는 광 입구 단부(22A')와 광 출구 단부(22B')를 광 센서(38' )로 재지향하기 위해 만곡된 광 파이프이다. 선택적으로, 광학 부재(22 ')는 광 파이버일 수 있다. 상기 양 실시예에서, 도 2의 반사 부재(22)와 동일한 기능이 수행된다. 용기가 존재하면, 높은 전류가 광 센서(38' )에서 발생된다.While the embodiments described herein are suitable, it should be understood by those skilled in the art that various changes, modifications, or improvements may be made. For example, detection of the presence or absence of the ink container can be achieved using other light directing members. One example is the light pipe shown in FIG. 9 shows a portion of a container 16 ′ having an optical member 22 ′ disposed outside the housing wall 17A ′. The member 22 'is a curved light pipe for redirecting the light inlet end 22A' and the light outlet end 22B 'to the light sensor 38'. Optionally, the optical member 22 ′ may be an optical fiber. In both the above embodiments, the same function as the reflective member 22 of FIG. 2 is performed. If the vessel is present, a high current is generated at the light sensor 38 '.

광 투과 실시예는 도 2의 실시예에 대해 루프 미러(22)를 형성하기 위해 사용되는 반사 포일 또는 테이프가 프리즘 파셋 표면에 양호하게 부착되지 않기 때문에 몇몇 시스템에 대해 적합하다.The light transmissive embodiment is suitable for some systems because the reflective foil or tape used to form the loop mirror 22 for the embodiment of FIG. 2 does not adhere well to the prism facet surface.

도 1의 광학 조립체(30)가 최적인 것으로 고려되지만, 조립체의 광 센서 및 광원의 다른 장치도 본 발명에 따라 사용할 수 있다. 그 일예가 도 10에 도시된 하나의 광원과 두 개의 광 센서를 사용하는 것이다. 도시한 바와 같이, 광학 조립체(100)는 제 1 및 제 2 광 센서들(102, 104)을 포함하며, 상기 광 센서들의 출력은 콘트롤러에 의해 판독된다. LED 광원(106)은 전력원에 접속된다. 용기 검출 작동은 상술한 바와 동일하다. 광 레벨은 광 센서(104)에서 감지되어 적합한 신호가 콘트롤러에 전송된다. 유사하게, 저 잉크 판독은 센서(102)에서 이루어진다. 본 실시예에서, LED는 연속적으로 또는 단속적으로(펄스식으로) 작동될 수 있다.Although the optical assembly 30 of FIG. 1 is considered optimal, other devices of the light sensor and light source of the assembly may also be used in accordance with the present invention. One example is the use of one light source and two light sensors shown in FIG. As shown, the optical assembly 100 includes first and second optical sensors 102 and 104, the output of which are read by a controller. The LED light source 106 is connected to a power source. The vessel detection operation is the same as described above. The light level is sensed by the light sensor 104 and an appropriate signal is sent to the controller. Similarly, low ink readings are made at the sensor 102. In this embodiment, the LEDs can be operated continuously or intermittently (pulsed).

광원 및 센서가 도 1 및 도 2의 각각의 반사 부재(21, 22)와 관련하는 다른 효율적인 장치도 가능하다(도시 생략).Other efficient arrangements are possible where the light source and the sensor are associated with the respective reflecting members 21, 22 of FIGS. 1 and 2 (not shown).

다른 예로서, 도 1 및 도 7의 실시예는 검출 스테이션으로 주기적으로 이동하는 스캐닝 캐리지상에 장착되는 잉크 용기를 도시한 반면에, 상기 잉크 용기는 고정된 위치에 배치될 수 있고, 가요성 잉크 공급 라인을 통해서 스캐닝 프린트헤드에 접속될 수 있다. 도 1의 실시예의 경우에, 용기(16)는 광학 조립체(30)에 대향하는 위치에 고정되고, 가요성 튜브를 통해서 프린트헤드(18)에 접속될 수 있다. 도 7의 실시예의 경우에, 4 개의 광학 조립체들이 연합된 잉크 용기로부터 대향하는 인쇄 영역의 외측에 배치될 수 있으며, 잉크 카트리지들 각각은 가요성 잉크 커플링을 통해서 각각의 프린트헤드 카트리지에 접속될 수 있다. 예를 들면, 미국 특허 제5,221,397호에 개시된 형태의 전체 폭 어레이 프린트헤드의 경우에, 멀리 이격된 잉크 용기는 전체 폭 어레이를 형성하기 위해 함께 접합된 다수의 입력 모듈과 잉크를 접속하는 잉크 매니폴드에 접속된다. 하나 이상의 광학 조립체는 변경된 잉크 용기에 대향하게 배치할 수 있다.As another example, the embodiment of FIGS. 1 and 7 shows an ink container mounted on a scanning carriage that periodically moves to a detection station, while the ink container can be placed in a fixed position and the flexible ink It can be connected to the scanning printhead via a supply line. In the case of the embodiment of FIG. 1, the container 16 is fixed in a position opposite the optical assembly 30 and can be connected to the printhead 18 through a flexible tube. In the case of the embodiment of FIG. 7, four optical assemblies can be disposed outside of the opposite print area from the associated ink container, each of the ink cartridges being connected to each printhead cartridge via a flexible ink coupling. Can be. For example, in the case of a full width array printhead of the type disclosed in US Pat. No. 5,221,397, the ink container spaced apart is an ink manifold that connects ink with a plurality of input modules joined together to form a full width array. Is connected to. One or more optical assemblies may be placed opposite the modified ink container.

본 발명에 따르면, 연합된 프린트헤드에 잉크를 공급하는 잉크 용기의 적합한 장착을 확실하게 보장할 수 있으며, 잉크 용기 내의 저 잉크 레벨을 검출하고, 저 잉크 레벨 경고 신호를 제공할 수 있는 검출 시스템을 제공할 수 있으며, 저비용 광학 검출 시스템으로 잉크 용기 검출뿐만 아니라 저 잉크 레벨 검출 기능을 수행할 수 있도록 구성된 잉크 공급 용기를 제공할 수 있다.According to the present invention, there is provided a detection system capable of reliably assuring proper mounting of an ink container for supplying ink to an associated printhead, detecting a low ink level in the ink container, and providing a low ink level warning signal. It is possible to provide an ink supply container configured to be capable of performing a low ink level detection function as well as ink container detection with a low cost optical detection system.

도 1은 본 발명의 잉크 용기와 저 잉크 레벨 감지 시스템을 합체한 잉크젯 프린터의 사시도.1 is a perspective view of an inkjet printer incorporating an ink container and a low ink level detection system of the present invention.

도 2는 도 1에 도시된 잉크 카트리지의 단면도.FIG. 2 is a cross-sectional view of the ink cartridge shown in FIG. 1. FIG.

도 3은 용기의 유무뿐만 아니라 용기 내의 잉크의 레벨을 결정하여 체크를 시퀀스하기 위해 사용되는 알고리즘.3 is an algorithm used to sequence checks by determining the level of ink in a container as well as the presence or absence of a container.

도 4는 감지 시스템의 작동을 제어하기 위한 제어 회로의 블록 다이아그램.4 is a block diagram of a control circuit for controlling the operation of the sensing system.

도 5A는 충분한 레벨의 잉크를 갖는 프리즘 용기를 도시하는 카트리지내의 프리즘형 반사 부재의 단면도.Fig. 5A is a cross sectional view of the prismatic reflective member in the cartridge showing the prism container having a sufficient level of ink;

도 5B는 저 잉크 레벨 환경에서 반사 경로를 도시하는 도 5A의 프리즘의 단면도.5B is a cross-sectional view of the prism of FIG. 5A showing the reflection path in a low ink level environment.

도 6은 카트리지로부터 고갈된 잉크의 체적에 대한 저 잉크 감지 출력 신호의 플롯을 도시한 도면.6 shows a plot of a low ink sense output signal against the volume of ink depleted from a cartridge.

도 7은 본 발명의 잉크 용기와 저 잉크 레벨 감지 시스템을 합체한 완전 컬러 잉크젯 프린트의 사시도.7 is a perspective view of a full color inkjet print incorporating the ink container and low ink level detection system of the present invention.

도 8은 도 7의 실시예에서 용기의 유무와 저 잉크 레벨 감지를 차례로 시퀀스하기 위해 사용되는 알고리즘.8 is an algorithm used in the embodiment of FIG. 7 to sequence the presence of a container and then low ink level sensing.

도 9는 광 파이프와 합체되는 카트리지 검출 시스템의 다른 실시예를 도시하는 도면.9 illustrates another embodiment of a cartridge detection system incorporating a light pipe.

도 10은 도 1 및 도 2에 도시된 광학 조립체의 다른 실시예를 도시하는 도면.FIG. 10 illustrates another embodiment of the optical assembly shown in FIGS. 1 and 2.

※ 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ※※ Explanation of code about main part of drawing ※

10 : 카트리지 16 : 용기10 cartridge 16: container

17 : 하우징 21, 22 : 반사 부재17: housing 21, 22: reflective member

24 : 기록 매체 30 : 광학 조립체24: recording medium 30: optical assembly

34, 36 : 광원 38 : 광 센서34, 36: light source 38: light sensor

50 : 콘트롤러 55 : P/C 디스플레이50: controller 55: P / C display

70 : 프린터 72-75 : 카트리지70: printer 72-75: cartridge

82, 84 : 반사 부재 92 : 하우징82, 84: reflective member 92: housing

Claims (10)

내부 공간(40, 42)을 둘러싸는 하우징(17)과,A housing 17 surrounding the inner spaces 40 and 42, 상기 내부 공간에서 상기 하우징의 제 1 벽(17B)을 통과하는 잉크 출구(35)와,An ink outlet 35 passing through the first wall 17B of the housing in the interior space; 상기 내부 공간(42) 내의 잉크(48)의 양과 무관하게, 상기 하우징의 제 2 벽(17A) 상에 위치되며 광원(36)으로부터 조사된 광을 상기 하우징의 상기 제 2 벽으로부터 멀어지는 방향으로 하여 광센서(38)로 지향시키는 광 지향 부재(22)를 포함하며, 상기 광 지향 부재(22)는 서로를 향해 각도진 제 1 및 제 2반사 표면을 갖는 반사기인 루프 미러로 구성된 것을 특징으로 하는 잉크 용기.Regardless of the amount of ink 48 in the interior space 42, the light irradiated from the light source 36 and positioned on the second wall 17A of the housing is directed away from the second wall of the housing. And a light directing member 22 for directing to the optical sensor 38, characterized in that the light directing member 22 consists of a loop mirror which is a reflector having first and second reflective surfaces angled towards each other. Ink container. 제 1 항에 있어서, 상기 반사기는 상기 하우징의 제 2 벽의 외부에 장착되는 잉크 용기.The ink container according to claim 1, wherein the reflector is mounted outside of the second wall of the housing. 제 2 항에 있어서, 상기 반사기는 상기 하우징의 제 2 벽의 외부에 제 1 및 제 2 반사기를 포함하고, 상기 제 1 반사기는 상기 제 1 반사기에 수용된 광을 상기 제 2 반사기를 향해 완전히 반사시키며, 상기 제 2 반사기는 상기 제 2 반사기에 수용된 광을 상기 하우징의 제 2 벽(17A)으로부터 멀어지는 방향으로 완전히 반사시키는 잉크 용기.3. The reflector of claim 2, wherein the reflector comprises first and second reflectors external to the second wall of the housing, the first reflector fully reflecting light received in the first reflector towards the second reflector And the second reflector completely reflects light received in the second reflector in a direction away from the second wall (17A) of the housing. 제 3 항에 있어서, 상기 제 2 벽의 적어도 일부(21)는 광 투과성인 잉크 용기.4. An ink container according to claim 3, wherein at least a portion (21) of said second wall is light transmissive. 제 1 항에 있어서, 상기 광 지향 부재(22)는 복수의 반사기를 포함하고, 상기 반사기들은 상기 반사기들 중 제 1 반사기에 입사된 제 1 경로 상의 광이 상기 제 1 경로로부터 편심된 제 2 경로를 따라 상기 반사기들 중 제 2 반사기로부터 반사되도록 배치되는 잉크 용기.2. The light directing device of claim 1 wherein the light directing member 22 comprises a plurality of reflectors, the reflectors having a second path in which light on a first path incident on a first reflector of the reflectors is eccentric from the first path. And an ink container disposed to be reflected from a second of the reflectors along the surface of the reflector. 내부 공간(40, 42)을 둘러싸는 하우징(17)과,A housing 17 surrounding the inner spaces 40 and 42, 상기 내부 공간에서 상기 하우징의 제 1 벽(17B)을 통과하는 잉크 출구(35)와,An ink outlet 35 passing through the first wall 17B of the housing in the interior space; 상기 내부 공간(42) 내의 잉크(48)의 양과 무관하게, 상기 하우징의 제 2 벽(17A) 상에 위치되며 광원(36)으로부터 조사된 광을 상기 하우징의 상기 제 2 벽으로부터 멀어지는 방향으로 하여 광센서(38)로 지향시키는 광 지향 부재(22)를 포함하며, 상기 광 지향 부재(22)는 만곡된 광 파이프(22 ')인 것을 특징으로 하는 잉크 용기.Regardless of the amount of ink 48 in the interior space 42, the light irradiated from the light source 36 and positioned on the second wall 17A of the housing is directed away from the second wall of the housing. And a light directing member (22) for directing to an optical sensor (38), said light directing member (22) being a curved light pipe (22 '). 내부 공간(40, 42)을 둘러싸는 복수의 벽(17A, 17B)을 갖는 하우징(17)과,A housing 17 having a plurality of walls 17A, 17B surrounding the interior spaces 40, 42, 상기 내부 공간에 있는 액체 잉크(48)와,Liquid ink 48 in the interior space, 잉크젯 프린트헤드와 유체 연통하기 위해 상기 하우징의 제 1 벽(17B)을 통과하는 액체 잉크 출구(35), 및A liquid ink outlet 35 through the first wall 17B of the housing for fluid communication with the inkjet printhead, and 상기 하우징의 제 2 벽(17A)의 외부에서 제 1 및 제 2 반사기를 구비하는 루프 미러(22)를 포함하고,A loop mirror 22 having first and second reflectors outside of the second wall 17A of the housing, 상기 제 1 반사기는 상기 제 1 반사기에 수용된 광을 상기 제 2 반사기를 향해 완전히 반사시키며, 상기 제 2 반사기는 상기 제 2 반사기에 수용된 광을 상기 제 1 반사기에 수용된 광의 광 경로와 평행하고 상기 광 경로로부터 편심된 광 경로 상에서 상기 하우징의 상기 제 2 벽으로부터 멀어지는 방향으로 완전히 반사시키는 액체 잉크 프린터용 잉크 용기.The first reflector completely reflects light received by the first reflector toward the second reflector, the second reflector paralleling the light path received by the second reflector to an optical path of light received by the first reflector And an ink container for completely reflecting in a direction away from said second wall of said housing on an optical path eccentric from said path. 제 7 항에 있어서, 상기 잉크 용기 하우징의 상기 액체 잉크 출구에 접속되는 유체 도관과 잉크 방출 오리피스들을 갖는 프린트헤드(18; 또는 76 내지 79)를 부가로 포함하는 액체 잉크 프린터용 잉크 용기.8. An ink container according to Claim 7, further comprising a printhead (18; or 76 to 79) having fluid conduits and ink ejection orifices connected to said liquid ink outlet of said ink container housing. 제 8 항에 있어서, 상기 프린트헤드는 상기 용기 하우징에 착탈 가능하게 접속되는 액체 잉크 프린터용 잉크 용기.The ink container according to claim 8, wherein the printhead is detachably connected to the container housing. 제 7 항에 있어서, 상기 용기는 잉크 방출 오리피스들을 포함하는 프린트헤드(18; 또는 76 내지 79)에 대해 부착 가능한 액체 잉크 프린터용 잉크 용기.8. An ink container according to Claim 7, wherein said container is attachable to a printhead (18; or 76 to 79) comprising ink ejection orifices.
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