JP2017170820A - 液体残量検出装置、記録装置、および液体残量検出方法 - Google Patents

Abstract

【課題】容器内の液体残量を精度良く検出することができる液体残量検出装置、記録装置、および液体残量検出方法を提供する。【解決手段】本発明の液体残量検出装置（印刷装置１０）は、検出光Ｈ１を照射する照射部８２と、照射部８２が照射した検出光Ｈ１による反応を検知する反応検知部８４と、を備え、反応検知部８４に到達する検出光Ｈ１の光量に基づき、液体の量を検出する。【選択図】図４

Description

本発明は、液体残量検出装置、記録装置、および液体残量検出方法に関するものである。

液体残量検出装置の一例であるインクジェット方式の印刷装置には、取り外し可能な液体収容容器であるインクカートリッジが装着される。インクカートリッジには、インクカートリッジ内のインクの量が所定量を下回ったことを検出するための光学プリズムを備えたものがある。このようなインクカートリッジを装着可能な液体残量検出装置では、インクカートリッジ底面の光学プリズムと対向する位置に設けられた第１の波長の光を発する光源と第２の波長の光を受光する受光部とが設けられている。第１の波長の光を発する光源から、インクカートリッジの光学プリズムへ向けて第１の波長の光を発し、光学プリズムの反射光を、第２の波長の光を発光する発光物質に照射する。第１の波長の光を照射された発光物質は、第２の波長の光を発するので、受光部で第２の波長の光を受光することにより、液体の残存状態を判定することが開示されている（特許文献１参照）。

特開２０１０−７０１号公報

しかしながら、特許文献１に記載の液体残量検出装置は、光学的にインク残量を検知し、インクカートリッジ内のインクが所定量よりも多いか、少ないかを検知するのみであり、インクカートリッジ内のインク残量を正確に検出することができないという課題があった。

本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態又は適用例として実現することが可能である。

［適用例１］本適用例に係る液体残量検出装置は、容器内の液体の量を検出する液体残量検出装置であって、検出光を照射する照射部と、前記照射部が照射した前記検出光による反応を検知する反応検知部と、を備え、前記反応検知部に到達する前記検出光の光量に基づき、液体の量を検出することを特徴とする。

本適用例によれば、照射部から照射された検出光により容器内の液体の液面の位置に応じて屈折や反射などの反応が生じるため、生じた反応を検知する反応検知部に到達した検出光の光量を測定することにより、反応検知部に到達した検出光の光量と液体の残量との相関関係から液体の液面の位置を検知し、容器内の液体の量を検出することができる。

［適用例２］上記適用例に記載の液体残量検出装置において、前記照射部が前記容器に対して検出光を照射しながら、前記容器と前記照射部との位置を相対的に変更する相対位置変更部と、前記容器と前記照射部との相対的な位置を検出する位置検出部と、を備え、前記反応検知部が反応の変化を検知した時の、前記位置検出部による検出位置に基づき、液体の量を検出することが好ましい。

本適用例によれば、検出光を照射しながら、容器と照射部との位置を相対的に変更し、反応検知部に検出光が到達したことを検知したときに容器と照射部との相対的な位置を検出することで、反応検知部で検出光を検知したときの照射部の位置と液体の残量との相関関係から液体の液面の位置を検知し、容器内の液体の量を検出することができる。

［適用例３］上記適用例に記載の液体残量検出装置において、前記容器の載置位置を挟んで前記照射部とは反対側に光学部材を備え、前記反応検知部は、前記検出光が前記容器を通過して前記光学部材に到達したことによる反応を検知することが好ましい。

本適用例によれば、照射部から出射した検出光が容器を通過して光学部材に到達した後に、容器内の液体の液面の位置に応じて屈折や反射などの反応を生じ、反応検知部がその反応を検知することで、反応検知部に到達した検出光の光量と液体の残量との相関関係や反応検知部で検出光を検知したときの照射部の位置と液体の残量との相関関係から、容器内の液体の量を検出することができる。

［適用例４］上記適用例に記載の液体残量検出装置において、前記容器は内部に光学部材を有しており、前記反応検知部は、前記検出光が前記光学部材に到達したことによる反応を検知することが好ましい。

本適用例によれば、容器の内部に液体と光学部材を有しているため、液体と光学部材との接触位置の違いにより、検出光が光学部材に到達したことによる屈折や反射などの反応を反応検知部で検知することにより、容器内の液体の量を検出することができる。

［適用例５］上記適用例に記載の液体残量検出装置において、前記光学部材は、プリズムを含み、前記検出光の進行方向を変更可能であることが好ましい。

本適用例によれば、プリズムは接する物質の屈折率により検出光の進行方向を変更することができる。そのため、プリズムは、液体との接触位置により検出光の進行方向が変化するので、照射された検出光の進行方向の変化を検知することで、液体とプリズムが接触する位置と接触しない位置との変化点を検出可能であり、液体の液面の位置を検出することができる。

［適用例６］上記適用例に記載の液体残量検出装置において、前記反応検知部は、光ファイバーで構成され、前記光ファイバーの端部で前記検出光を受光することが好ましい。

本適用例によれば、光ファイバーの端部で検出光を受光することにより、光ファイバーの他方の端部を反応検知部に接続することで、検出光を確実に反応検知部に導き検知することができる。そのため、容器内の液体の残量を精度良く検出することができる。

［適用例７］本適用例に係る記録装置は、記録装置であって、インク貯留部から供給されるインクにより記録を行う記録部と、検出光を照射する照射部と、前記照射部が照射した検出光による反応を検知する反応検知部と、を備え、前記反応検知部に到達する前記検出光の光量に基づき、前記インク貯留部が貯留するインクの量を検出することを特徴とする。

本適用例によれば、照射部から照射された検出光によりインク貯留部内のインクの液面の位置に応じて屈折や反射などの反応が生じるため、生じた反応を検知する反応検知部に到達した検出光の光量を測定することにより、反応検知部に到達した検出光の光量とインクの残量との相関関係からインクの液面の位置を検知し、インク貯留部内のインクの量を検出することができる。

［適用例８］上記適用例に記載の記録装置において、前記照射部が前記インク貯留部に対して前記検出光を照射しながら、前記インク貯留部と前記照射部との位置を相対的に変更する相対位置変更部と、前記インク貯留部と前記照射部との相対的な位置を検出する位置検出部と、を備え、前記反応検知部が反応の変化を検知した時の、前記位置検出部による検出位置に基づき、インクの量を検出することが好ましい。

本適用例によれば、インク貯留部に検出光を照射しながら、インク貯留部と照射部との位置を相対的に変更し、反応検知部に検出光が到達したことを検知したときにインク貯留部と照射部との相対的な位置を検出することで、反応検知部で検出光を検知したときの照射部の位置とインクの残量との相関関係からインクの液面の位置を検知し、インク貯留部内のインクの量を検出することができる。

［適用例９］本適用例に係る液体残量検出方法は、容器内の液体の量を検出する液体残量検出方法であって、照射部から検出光を照射する照射工程と、前記照射部が照射した検出光による反応を検知する反応検知工程と、を備え、前記反応検知工程において前記検出光の光量に基づき、液体の量を検出することを特徴とする。

本適用例によれば、照射部から照射された検出光により容器内の液体の液面に応じて屈折や反射などの反応が生じるため、生じた反応を検知する反応検知部に到達した検出光の光量を測定することにより、反応検知部に到達した検出光の光量と液体の残量との相関関係から液体の液面の位置を検知する方法で、容器内の液体の量を検出することができる。

［適用例１０］上記適用例に記載の液体残量検出方法において、前記照射部が前記容器に対して検出光を照射しながら、前記容器と前記照射部との位置を相対的に変更する相対位置変更工程と、前記容器と前記照射部との相対的な位置を検出する位置検出工程と、を備え、前記反応検知工程で反応の変化を検知した時の、前記位置検出工程による検出位置に基づき、液体の量を検出することが好ましい。

本適用例によれば、検出光を照射しながら、容器と照射部との位置を相対的に変更し、反応検知部に検出光が到達したことを検知したときに容器と照射部との相対的な位置を検出することで、反応検知部で検出光を検知したときの照射部の位置と液体の残量との相関関係から液体の液面の位置を検知する方法で、容器内の液体の量を検出することができる。

本実施形態における印刷装置の概略構成を示す斜視図。 インクカートリッジの概略構成を示す斜視図。 第１実施形態に係るインクカートリッジの内部構造を示すＸＺ面断面図。 第１実施形態に係るインクカートリッジの内部構造を示すＹＺ面断面図。 第２実施形態に係るインクカートリッジの内部構造を示すＹＺ面断面図。 第３実施形態に係るインクカートリッジの内部構造を示すＹＺ面断面図。 第４実施形態に係るインクカートリッジの内部構造を示すＹＺ面断面図。 第５実施形態に係るインクカートリッジの内部構造を示すＹＺ面断面図。 第６実施形態に係るインクカートリッジの内部構造を示すＹＺ面断面図。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下に示す各図においては、各構成要素を図面上で認識され得る程度の大きさとするため、各構成要素の寸法や比率を実際の構成要素とは適宜に異ならせて記載する場合がある。

［印刷装置］
先ず、本実施形態に係る液体残量検出装置および記録装置として印刷装置１０を一例として挙げ、図１を参照して説明する。
図１は、本実施形態における印刷装置（液体残量検出装置および記録装置の一例）の概略構成を示す斜視図である。図１には、互いに直交するＸ方向、Ｙ方向、Ｚ方向を示す。印刷装置１０の通常の使用姿勢において、印刷装置１０の正面方向をＸ方向とし、鉛直方向をＺ方向とする。例えばＸ方向を例にとると、矢印の向く方向を＋Ｘ方向（又は単にＸ方向）と呼び、その反対方向を−Ｘ方向と呼ぶ。なお、図２以降においても、図１と同様に、互いに直交するＸ方向、Ｙ方向、Ｚ方向を示す。

印刷装置１０は、インク貯留部としてのインクカートリッジ１０１〜１０４（容器）と、インクカートリッジ１０１〜１０４を着脱可能に収容するホルダー２１を備えるキャリッジ２０と、ケーブル３０と、紙送りモーター４０と、キャリッジモーター５０と、キャリッジ駆動ベルト５５と、制御部７０と、検出部８０とを含む。なお、キャリッジ２０上がインクカートリッジ１０１〜１０４の載置位置となる。また、ホルダー２１とキャリッジ２０は一体の部材として形成されてもよいし、別体の部材として形成されてキャリッジ２０にホルダー２１が組み付けられてもよい。

インクカートリッジ１０１〜１０４には、それぞれ色や成分の異なるインク（液体、印刷材）を独立して収容可能である。ホルダー２１には、インクカートリッジ１０１〜１０４が着脱可能に装着される。キャリッジ２０の−Ｚ方向の面には、記録部であるヘッド（図示せず）が設けられている。インクカートリッジ１０１〜１０４から供給されるインクは、ヘッドから記録媒体（例えば印刷紙）に向かって吐出される。なお、以下では記録媒体が印刷紙である場合を例にとり説明する。キャリッジ２０は、ケーブル３０により制御部７０に接続されており、このケーブル３０を介して制御部７０により吐出制御が行われる。紙送りモーター４０は、紙送りローラー（図示せず）を回転駆動し、図１に示すＸ方向に印刷紙を送る。キャリッジモーター５０は、キャリッジ駆動ベルト５５を駆動し、キャリッジ２０を±Ｙ方向に移動させる。これらの吐出や紙送り、キャリッジ２０の移動を制御部７０が制御することにより印刷動作が行われる。

検出部８０は、インクカートリッジ１０１〜１０４のインク残存状態を検出するための信号を出力する。具体的には、検出部８０は、インクカートリッジ１０１〜１０４の内部に設けられたプリズム２００（図３参照）へ検出光を照射する照射部８２と、プリズム２００からの検出光を検知し電気信号に変換する反応検知部８４と、を含む。例えば、照射部８２は発光パネルやＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｓｓｉｏｎ Ｄｉｏｄｅ）等により構成され、反応検知部８４はフォトトランジスター等により構成される。

［インクカートリッジ］
次に、インク貯留部としてのインクカートリッジ１００（容器）について、図２を参照して説明する。
図２は、インクカートリッジの概略構成を示す斜視図である。
図２に示すインクカートリッジ１００は、図１のインクカートリッジ１０１〜１０４の各インクカートリッジに対応する。

インクカートリッジ１００は、図２に示すように、インクを収容する直方体（略直方体を含む）のインク収容部３００と、回路基板３５０と、インクカートリッジ１００をホルダー２１に着脱するためのレバー３４０と、ヘッドにインクを供給するインク供給口３３０と、インクカートリッジ１００の底面３１０に設けられた開口部３２０と、を含む。回路基板３５０の裏面には、インクカートリッジ１００に関する情報を記憶する記憶装置３５２が実装されている。回路基板３５０の表面には、記憶装置３５２に電気的に接続される複数の端子３５４が配置されている。これらの複数の端子３５４は、インクカートリッジ１００がホルダー２１に装着された時に、ホルダー２１に設けられた複数の本体側端子を介して印刷装置１０側の制御部７０に電気的に接続される。記憶装置３５２としては、例えばＥＥＰＲＯＭ等の不揮発性メモリーを用いることができる。
開口部３２０は、透明な部材で構成され、照射部８２から照射する検出光を透過し、インク収容部３００内に検出光を入射することができる。

＜第１実施形態＞
次に、本発明の第１実施形態に係るインクカートリッジ１００の内部であるインク収容部３００について、図３および図４を参照して説明する。
図３は、第１実施形態に係るインクカートリッジの内部構造を示すＸＺ面断面図である。図４は、第１実施形態に係るインクカートリッジの内部構造を示すＹＺ面断面図である。

インク収容部３００は、図３および図４に示すように、内部に光学部材としてのプリズム２００が配置され、外周部には内壁部３６０に沿って光散乱部２２０が配置されている。
インク収容部３００内のプリズム２００は、照射部８２からの光に対して透明な部材で構成され、例えばポリプロピレンにより構成される。また、プリズム２００の形状は、Ｘ方向を厚みとする平板であり、略直角三角形である。

プリズム２００は、インク収容部３００を構成する−Ｘ方向のＹＺ面に、直角を構成する一辺２０１を底面３１０に設けられた開口部３２０に沿って配置され、直角を構成する他辺２０２を内壁部３６０に沿って配置されている。プリズム２００の斜辺２０３は、開口部３２０の＋Ｙ方向端部と内壁部３６０の＋Ｚ方向端部とに接して配置されている。

次に、インク収容部３００内のインク残存量を検出する方法について説明する。
先ず、図１において、インクカートリッジ１０１〜１０４が装着されたキャリッジ２０を±Ｙ方向に移動させ、検出部８０上にインクカートリッジ１０１〜１０４の内の一個のインクカートリッジ１００を配置する。ここで、検出部８０を構成する照射部８２と反応検知部８４とは、図３および図４に示すように、開口部３２０に対向可能な位置に配置され、プリズム２００の一辺２０１に対向可能な位置に照射部８２が、光散乱部２２０に対向可能な位置に反応検知部８４が配置される。

次に、プリズム２００全体に平行光を出射する発光パネル等の照射部８２から検出光Ｈ１を出射（照射工程）する。出射された検出光Ｈ１は、開口部３２０を透過し、インク収容部３００内のプリズム２００に入射する。プリズム２００内を通過した検出光Ｈ１は、斜辺２０３に到達するとインク１２０と空気との屈折率の違いから、検出光Ｈ１の進行方向が変化する。つまり、プリズム２００の斜辺２０３がインク１２０と接している部分で屈折し、屈折光Ｈ２となりインク１２０内に放射される。しかし、プリズム２００の斜辺２０３が空気と接している部分では、検出光Ｈ１が全反射し、反射光Ｈ３が透明な材料で構成された内壁部３６０を通過し光散乱部２２０に到達する。

その後、反射光Ｈ３が到達した光散乱部２２０では、光散乱が発生するので、反応検知部８４において、散乱光を検知（反応検知工程）し、その光量を測定することで、予め計測した反応検知部８４で検知した散乱光の光量とインク１２０の残量との相関関係からインク１２０の液面の位置を検知し、インク収容部３００内のインク１２０の量を検出することができる。同様の方法で、他のインクカートリッジ１０１〜１０４についてもインク収容部３００内のインク１２０の量を検出することができる。

なお、インク収容部３００内のインク１２０の量が多い場合には、プリズム２００の斜辺２０３が空気と接している部分が少ないため、光散乱部２２０に到達する反射光Ｈ３が少なく光散乱部２２０における散乱光の光量が小さい。逆に、インク収容部３００内のインク１２０の量が少なくなると、プリズム２００の斜辺２０３が空気と接している部分が多くなり、光散乱部２２０に到達する反射光Ｈ３が多くなるため、光散乱部２２０における散乱光の光量が大きくなる。従って、反応検知部８４において、光散乱部２２０における散乱光の光量を測定することで、インク収容部３００内のインク１２０の残量を検出することができる。

以上説明したように、本実施形態の印刷装置１０は、検出光Ｈ１を照射する照射部８２と、照射部８２が照射した検出光Ｈ１による反応を検知する反応検知部８４と、を備えている。そのため、照射部８２から検出光Ｈ１をインク収容部３００内のプリズム２００に照射することで、プリズム２００のインク１２０と接触していない部分で反射した反射光Ｈ３が光散乱部２２０に到達する。その後、到達した反射光Ｈ３により光散乱部２２０で発生する散乱光を反応検知部８４で検知し、光量を測定することで、予め計測した反応検知部８４で検知した散乱光（検出光Ｈ１）の光量とインク１２０の残量との相関関係からインク１２０の液面の位置を検知し、インク収容部３００内のインク１２０の残量を検出することができる。

また、インク１２０の残量検出時に、プリズム２００は、インクカートリッジ１００の載置位置であるキャリッジ２０に保持された状態で、照射部８２と対向する位置に配置されている。そのため、照射部８２から出射された検出光Ｈ１は開口部３２０を通過しプリズム２００に到達する。プリズム２００では、インク収容部３００内のインク１２０の液面に応じて、検出光Ｈ１が屈折や反射などの反応を生じる。プリズム２００がインク１２０と接していない部分では検出光Ｈ１が反射するので、反応検知部８４がその反射光Ｈ３を検知し、光量を測定することで、インク収容部３００内のインク１２０の残量を検出することができる。

また、インク収容部３００の内部にインク１２０とプリズム２００を有しているため、インク１２０とプリズム２００との接触位置の違いにより、検出光Ｈ１がプリズム２００に到達したことによる屈折や反射などの反応が生じ、生じた反応を反応検知部８４で検知することにより、インク収容部３００の内のインク１２０の量を検出することができる。

なお、インク１２０と接触するプリズム２００の接液面は、インク１２０などの液体をはじく性質（撥液性または撥水性）を有することが好ましい。この性質を有することで、インク収容部３００の内部でインク１２０が揺れたりして、プリズム２００の接液面の広い範囲にインク１２０が接触した場合でも濡れ難くいため、液面の揺れが落ち着いた時、直ぐに、液面の位置が検出し易くなる。

また、インク１２０が光を透過し難い性質であれば、鉛直方向と交差する方向に対して、インク収容部３００を挟んで対向する位置に、光を照射する構成と、光を検出する構成とが配置されていてもよい。これらの構成により、インク収容部３００内のインク１２０が存在している箇所では、光を照射する構成から照射された光が、光を検出する構成まで到達し難く、光が透過し易い箇所を検出することで、インク１２０の液面の位置を検出することができ、比較的に簡単な構成で、インク１２０の残量を検出することができる。

＜第２実施形態＞
次に、本発明の第２実施形態に係るインクカートリッジ１００ａについて、図５を参照して説明する。
図５は、第２実施形態に係るインクカートリッジの内部構造を示すＹＺ面断面図である。

本実施形態のインクカートリッジ１００ａは、インクカートリッジ１００ａの外形形状とプリズム２００ａの形状と反応検知部８４ａの配置位置が異なる以外は、前述した第１実施形態と同様である。

なお、以下の説明では、第２実施形態に関し、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項に関してはその説明を省略する。また、図５において、前述した実施形態と同様の構成については、同一符号を付している。

本実施形態のインクカートリッジ１００ａは、図５に示すように、ＹＺ面の外形形状が矩形状で、４隅の１角が面取り構造となっており、透明な部材で構成された検出用開口部３２２が設けられている。また、インク収容部３００内に設けられたプリズム２００ａの形状は、照射部８２から出射しプリズム２００ａ内を通過した検出光Ｈ１が到達する面が複数の傾斜部２０５と複数の鉛直部２０６で構成されている。プリズム２００ａの複数の傾斜部２０５は、それぞれが検出光Ｈ１を全反射した際に、反射光Ｈ３が検出用開口部３２２を透過し反応検知部８４ａに到達するように傾斜角度が設計されている。

そのため、照射部８２から出射された検出光Ｈ１は、インク１２０と接する傾斜部２０５では、屈折光Ｈ２となりインク１２０内に放射され、インク１２０の無い領域である空気と接する傾斜部２０５では、全反射し、反射光Ｈ３が検出用開口部３２２を通過し反応検知部８４ａに照射される。従って、インク収容部３００内のインク１２０の量に伴い反射光Ｈ３の光量が異なるため、反応検知部８４ａで反射光Ｈ３の光量を測定することで、インク収容部３００内のインク１２０の量を検出することができる。

＜第３実施形態＞
次に、本発明の第３実施形態に係るインクカートリッジ１００ｂについて、図６を参照して説明する。
図６は、第３実施形態に係るインクカートリッジの内部構造を示すＹＺ面断面図である。

本実施形態のインクカートリッジ１００ｂは、照射部８２ｂの構成が異なる以外は、前述した第１実施形態と同様である。

なお、以下の説明では、第３実施形態に関し、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項に関してはその説明を省略する。また、図６において、前述した実施形態と同様の構成については、同一符号を付している。

本実施形態のインクカートリッジ１００ｂは、図６に示すように、照射部８２ｂが±Ｙ方向に移動できるように構成されている。照射部８２ｂは、インクカートリッジ１００ｂと照射部８２ｂとの位置を相対的に変更する相対位置変更部９０により±Ｙ方向に移動し、インクカートリッジ１００ｂと照射部８２ｂとの相対的な位置を検出する位置検出部９２により±Ｙ方向の位置が検出される。

単一光を出射するＬＥＤ等の照射部８２ｂが検出光Ｈ１を出射（照射工程）しながら、相対位置変更部９０により＋Ｙ方向から−Ｙ方向に向かって、移動（相対位置変更工程）することにより、検出光Ｈ１はプリズム２００の斜辺２０３がインク１２０と接している部分で屈折し、屈折光Ｈ２となりインク１２０内に放射される。その後、プリズム２００の斜辺２０３が空気と接している部分になると、検出光Ｈ１が全反射し、反射光Ｈ３が透明な材料で構成された内壁部３６０を通過し光散乱部２２０に照射される。そのため、反射光Ｈ３が照射された光散乱部２２０で、光散乱が発生するのを反応検知部８４で検知（反応検知工程）することで、照射部８２ｂの位置を位置検出部９２が検出（位置検出工程）し、予め計測した反応検知部８４が検出した照射部８２ｂの位置とインク１２０の残量との相関関係からインク１２０の液面の位置を検知し、インク収容部３００内のインク１２０の量を検出することができる。なお、本実施形態では、照射部８２ｂを＋Ｙ方向から−Ｙ方向へ移動させて、インク１２０の量を検出したが、これに限定されることはなく、照射部８２ｂを−Ｙ方向から＋Ｙ方向へ移動させて、インク１２０の量を検出してもよい。
また、キャリッジ２０を移動させることで、インクカートリッジ１００ｂと照射部８２ｂとの相対的な位置を変更することも可能であり、キャリッジ２０の位置を検出することで、インクカートリッジ１００ｂと照射部８２ｂとの相対的な位置を確認することができる。この場合の相対位置変更部９０は、キャリッジモーター５０またはキャリッジ駆動ベルト５５であり、専用の機構を設ける必要がないため、装置の構成を簡素化できる。

以上説明したように、本実施形態の印刷装置１０は、照射部８２ｂがインクカートリッジ１００ｂに対して検出光Ｈ１を照射しながら、インクカートリッジ１００ｂと照射部８２ｂとの位置を相対的に変更する相対位置変更部９０と、インクカートリッジ１００ｂと照射部８２ｂとの相対的な位置を検出する位置検出部９２と、を備えている。そのため、検出光Ｈ１を照射しながら、インクカートリッジ１００ｂと照射部８２ｂとの位置を相対的に変更し、反応検知部８４に検出光Ｈ１が到達したことを検知したときにインクカートリッジ１００ｂと照射部８２ｂとの相対的な位置を検出することができる。従って、反応検知部８４で検出光Ｈ１を検知したときの照射部８２ｂの位置とインク１２０の残量との相関関係からインク１２０の液面の位置を検知し、インク収容部３００内のインク１２０の残量を検出することができる。

＜第４実施形態＞
次に、本発明の第４実施形態に係るインクカートリッジ１００ｃについて、図７を参照して説明する。
図７は、第４実施形態に係るインクカートリッジの内部構造を示すＹＺ面断面図である。

本実施形態のインクカートリッジ１００ｃは、第２実施形態の構成と第３実施形態の構成を組み合わせた構成である。

なお、以下の説明では、第４実施形態に関し、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項に関してはその説明を省略する。また、図７において、前述した実施形態と同様の構成については、同一符号を付している。

本実施形態のインクカートリッジ１００ｃは、図７に示すように、４隅の１角が面取り構造となっており、透明な部材で構成された検出用開口部３２２が設けられている。また、インク収容部３００内に設けられたプリズム２００ｃの形状は、照射部８２ｃから出射しプリズム２００ｃ内を通過した検出光Ｈ１が到達する面が複数の傾斜部２０５と複数の鉛直部２０６で構成されている。プリズム２００ｃの複数の傾斜部２０５は、それぞれが検出光Ｈ１を全反射した際に、反射光Ｈ３が検出用開口部３２２を透過し反応検知部８４ｃに到達するように傾斜角度が設計されている。
照射部８２ｃが±Ｙ方向に移動できるように構成されている。照射部８２ｃは、インクカートリッジ１００ｃと照射部８２ｃとの位置を相対的に変更する相対位置変更部９０により±Ｙ方向に移動し、インクカートリッジ１００ｃと照射部８２ｃとの相対的な位置を検出する位置検出部９２により±Ｙ方向の位置が検出される。

単一光を出射するＬＥＤ等の照射部８２ｃが検出光Ｈ１を出射しながら、相対位置変更部９０により＋Ｙ方向から−Ｙ方向に向かって、移動することにより、検出光Ｈ１はプリズム２００ｃの傾斜部２０５がインク１２０と接している部分で屈折し、屈折光Ｈ２となりインク１２０内に放射される。その後、プリズム２００ｃの傾斜部２０５が空気と接している部分になると、検出光Ｈ１が全反射し、反射光Ｈ３が検出用開口部３２２を透過し反応検知部８４ｃに照射される。そのため、反応検知部８４ｃで反射光Ｈ３を検出した際の、照射部８２ｃの検出位置が分かるので、予め計測した反応検知部８４ｃが検知した照射部８２ｃの位置とインク１２０の残量との相関関係からインク１２０の液面の位置を検知し、インク収容部３００内のインク１２０の量を検出することができる。

＜第５実施形態＞
次に、本発明の第５実施形態に係るインクカートリッジ１００ｄについて、図８を参照して説明する。
図８は、第５実施形態に係るインクカートリッジの内部構造を示すＹＺ面断面図である。

本実施形態のインクカートリッジ１００ｄは、反応検知部８４ｄの構成が異なる以外は、前述した第１実施形態と同様である。

なお、以下の説明では、第５実施形態に関し、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項に関してはその説明を省略する。また、図８において、前述した実施形態と同様の構成については、同一符号を付している。

本実施形態のインクカートリッジ１００ｄは、図８に示すように、反応検知部８４ｄが内壁部３６０に沿って配置され、相対位置変更部９０ｄにより±Ｚ方向に移動できるように構成されている。また、インクカートリッジ１００ｄと反応検知部８４ｄとの相対的な位置を検出する位置検出部９２ｄにより±Ｚ方向の位置が検出される。

プリズム２００全体に平行光を出射する照射部８２から出射された検出光Ｈ１は、開口部３２０を透過し、インク収容部３００内のプリズム２００に入射し、プリズム２００の斜辺２０３に到達する。その後、検出光Ｈ１は、インク１２０とプリズム２００が接している部分で屈折し、屈折光Ｈ２となりインク１２０内に放射され、空気とプリズム２００が接している部分で全反射し、反射光Ｈ３となり反応検知部８４ｄ側に照射される。ここで、反応検知部８４ｄを相対位置変更部９０ｄにより＋Ｚ方向から−Ｚ方向に移動すると、反射光Ｈ３を受光していた反応検知部８４ｄは、プリズム２００の斜辺２０３がインク１２０と接している部分になると反射光Ｈ３を受光しなくなる。そのため、反応検知部８４ｄが反射光Ｈ３を受光しなくなる位置を位置検出部９２ｄで検出することで、予め計測した反応検知部８４ｄが検知した位置とインク１２０の残量との相関関係からインク１２０の液面の位置を検知し、インク収容部３００内のインク１２０の量を検出することができる。なお、本実施形態では、反応検知部８４ｄを＋Ｚ方向から−Ｚ方向へ移動させて、インク１２０の量を検出したが、これに限定されることはなく、反応検知部８４ｄを−Ｚ方向から＋Ｚ方向へ移動させて、インク１２０の量を検出してもよい。

＜第６実施形態＞
次に、本発明の第６実施形態に係るインクカートリッジ１００ｅについて、図９を参照して説明する。
図９は、第６実施形態に係るインクカートリッジの内部構造を示すＹＺ面断面図である。

本実施形態のインクカートリッジ１００ｅは、反応検知部８４ｅの構成が異なる以外は、前述した第１実施形態と同様である。

なお、以下の説明では、第６実施形態に関し、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項に関してはその説明を省略する。また、図９において、前述した実施形態と同様の構成については、同一符号を付している。

本実施形態のインクカートリッジ１００ｅは、図９に示すように、反応検知部８４ｅが光ファイバー２３０に接続されている。光ファイバー２３０の端部２３１は相対位置変更部９０ｅにより±Ｚ方向に移動できるように構成されている。また、インクカートリッジ１００ｅと反応検知部８４ｅとの相対的な位置を検出する位置検出部９２ｄにより±Ｚ方向の位置が検出される。

照射部８２から出射された検出光Ｈ１は、プリズム２００の斜辺２０３がインク１２０に接しているかどうかで屈折光Ｈ２か反射光Ｈ３になる。そのため、インク１２０に接してないときに発生する反射光Ｈ３を光ファイバー２３０の端部２３１で受光し、光ファイバー２３０のもう一方の端部に接続された反応検知部８４ｅに導いて検知する。そのとき、反射光Ｈ３を受光し始める位置か、反射光Ｈ３を受光しなくなる位置か、を位置検出部９２ｄで検出することにより、予め計測した反応検知部８４ｅが検知した位置とインク１２０の残量との相関関係からインク１２０の液面の位置を検知し、インク収容部３００内のインク１２０の量を検出することができる。

以上、本発明の各部の構成は、前述した実施形態の同様の機能を発揮する任意の構成のものに置換することができ、また、任意の構成を付加することもできる。また、本発明は、前述した各実施形態の任意の構成同士を組み合わせるようにしてもよい。

１０…印刷装置、２０…キャリッジ、２１…ホルダー、３０…ケーブル、４０…紙送りモーター、５０…キャリッジモーター、５５…キャリッジ駆動ベルト、７０…制御部、８０…検出部、８２…照射部、８４…反応検知部、９０…相対位置変更部、９２…位置検出部、１００，１０１，１０２，１０３，１０４…インクカートリッジ、１２０…インク、２００…プリズム、２０１…一辺、２０２…他辺、２０３…斜辺、２０５…傾斜部、２０６…鉛直部、２２０…光散乱部、２３０…光ファイバー、２３１…端部、３００…インク収容部、３１０…底面、３２０…開口部、３２２…検出用開口部、３３０…インク供給口、３４０…レバー、３５０…回路基板、３５２…記憶装置、３５４…端子、３６０…内壁部、Ｈ１…検出光、Ｈ２…屈折光、Ｈ３…反射光。

Claims (10)

1. 容器内の液体の量を検出する液体残量検出装置であって、
   検出光を照射する照射部と、
   前記照射部が照射した前記検出光による反応を検知する反応検知部と、
   を備え、
   前記反応検知部に到達する前記検出光の光量に基づき、液体の量を検出することを特徴とする液体残量検出装置。
2. 請求項１に記載の液体残量検出装置において、
   前記照射部が前記容器に対して検出光を照射しながら、前記容器と前記照射部との位置を相対的に変更する相対位置変更部と、
   前記容器と前記照射部との相対的な位置を検出する位置検出部と、
   を備え、
   前記反応検知部が反応の変化を検知した時の、前記位置検出部による検出位置に基づき、液体の量を検出することを特徴とする液体残量検出装置。
3. 請求項１又は請求項２に記載の液体残量検出装置において、
   前記容器の載置位置を挟んで前記照射部とは反対側に光学部材を備え、
   前記反応検知部は、前記検出光が前記容器を通過して前記光学部材に到達したことによる反応を検知することを特徴とする液体残量検出装置。
4. 請求項１又は請求項２に記載の液体残量検出装置において、
   前記容器は内部に光学部材を有しており、前記反応検知部は、前記検出光が前記光学部材に到達したことによる反応を検知することを特徴とする液体残量検出装置。
5. 請求項３又は請求項４に記載の液体残量検出装置において、
   前記光学部材は、プリズムを含み、前記検出光の進行方向を変更可能であることを特徴とする液体残量検出装置。
6. 請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の液体残量検出装置において、
   前記反応検知部は、光ファイバーで構成され、前記光ファイバーの端部で前記検出光を受光することを特徴とする液体残量検出装置。
7. 記録装置であって、
   インク貯留部から供給されるインクにより記録を行う記録部と、
   検出光を照射する照射部と、
   前記照射部が照射した検出光による反応を検知する反応検知部と、
   を備え、
   前記反応検知部に到達する前記検出光の光量に基づき、前記インク貯留部が貯留するインクの量を検出することを特徴とする記録装置。
8. 請求項７に記載の記録装置において、
   前記照射部が前記インク貯留部に対して前記検出光を照射しながら、前記インク貯留部と前記照射部との位置を相対的に変更する相対位置変更部と、
   前記インク貯留部と前記照射部との相対的な位置を検出する位置検出部と、
   を備え、
   前記反応検知部が反応の変化を検知した時の、前記位置検出部による検出位置に基づき、インクの量を検出することを特徴とする記録装置。
9. 容器内の液体の量を検出する液体残量検出方法であって、
   照射部から検出光を照射する照射工程と、
   前記照射部が照射した検出光による反応を検知する反応検知工程と、
   を備え、
   前記反応検知工程において前記検出光の光量に基づき、液体の量を検出することを特徴とする液体残量検出方法。
10. 請求項９に記載の液体残量検出方法において、
    前記照射部が前記容器に対して検出光を照射しながら、前記容器と前記照射部との位置を相対的に変更する相対位置変更工程と、
    前記容器と前記照射部との相対的な位置を検出する位置検出工程と、
    を備え、
    前記反応検知工程で反応の変化を検知した時の、前記位置検出工程による検出位置に基づき、液体の量を検出することを特徴とする液体残量検出方法。

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