JPH0843174A

JPH0843174A - 検出装置、記録装置、容器、インクカートリッジ及び検出方法

Info

Publication number: JPH0843174A
Application number: JP18025494A
Authority: JP
Inventors: Masao Kato; 真夫加藤; Makoto Torigoe; 真鳥越
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1994-08-01
Filing date: 1994-08-01
Publication date: 1996-02-16

Abstract

(57)【要約】【目的】容器内の気体又は液体又は紛体あるいは昇華
性物質の残量を検出する際に光学特性の影響を受けにく
く正確で、かつシンプルな気体又は液体又は紛体あるい
は昇華性物質の光学的検出方法および光学的検出装置、
前記検出装置を有する記録装置、また光学的導波路を有
して前記記録装置を構成する容器を提供することを目的
とする。【構成】本発明の光学的検出方法を適用した検出器を
装備するインクジェット記録装置は、屈折率の差が容器
内のインクとの間で十分に小さく、空気との間で十分に
大きい光学的導波路５を持つインクカートリッジ１ａ、
１ｂ、１ｃ、１ｄと光源３および検出器４をもって構成
され、インクの予備吐出動作と同調してインクカートリ
ッジ中のインク残量を検出する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、容器内における気体又
は液体又は粉体あるいは昇華性物質の存在量の検出を行
う検出装置と前記検出装置を有する記録装置、前記検出
装置を構成し光学的導波路を有する容器、そして検出方
法に関する。例えば、光学的導波路を有するインクカー
トリッジおよびインクカートリッジ内のインク量の検出
を行う検出装置、前記検出装置を有するインクカートリ
ッジからヘッドにインクを供給して前記ヘッドの先端部
のノズルからインクを吐出して印刷するインクジェット
記録装置、そして検出方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、インクジェット記録装置のインク
の液量を検出する手段としては、様々なものが提案・実
施されてきた。例えば、インクカートリッジに電極を設
けインク液量に応じて変化する電極間の抵抗値を測定
し、その変化からインク液量を検出するという方法であ
る。しかしこの方法ではインクカートリッジに電極を設
け、それに通電するための回路等が必要となるのでコス
ト高になる。とくにインクカートリッジを交換すること
によりインクの補充を行うタイプでは、カートリッジの
コスト高によりランニングコストのアップにつながる。
さらにカラープリンタのように複数のインクカートリッ
ジを持つものでは、各色のインクカートリッジごとに前
述の電極等が必要となり、インクジェット記録装置の本
体側もコスト高になる。

【０００３】また別のインク液量検出方法として、イン
クカートリッジ内のインクに光を入射した時インクがあ
れば光の吸収が、インクがなければ光の透過が起こるこ
とを利用し、その透過度を光検出器で検出してインクの
有無を判定するものがある。しかし、カラーインクのよ
うに色毎に光学的特性が異なるものでは、各色毎に適切
な光源、検出器を設ける必要があり、またインクの光学
的特性によって同じ色のインクでも光源や光検出器を変
更する必要があり、部品点数が増大し、コスト高になる
問題があった。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明は上記従来例に
鑑みてなされたもので、容器内の気体又は液体又は粉体
あるいは昇華性物質の残量を検出する際に光学特性の影
響を受けにくく正確で、かつシンプルな光学的気体又は
液体又は粉体あるいは昇華性物質検出装置を提供するこ
とを目的とする。

【０００５】本発明の他の目的は、前記検出装置を有す
る記録装置を提供することである。また本発明の他の目
的は、光学的導波路を有して前記記録装置を構成する容
器を提供することである。さらに本発明の他の目的は、
容器内の気体又は液体又は粉体あるいは昇華性物質の残
量を検出する際に光学特性の影響を受けにくく正確で、
かつシンプルな光学的気体又は液体又は粉体あるいは昇
華性物質検出方法を提供することである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明の検出装置、容器、記録装置、および検出方法
は、以下のような構成からなる。容器中に含まれる気体
又は液体又は粉体あるいは昇華性物質の残量を検出する
検出装置において、少なくとも一部が前記容器中の気体
又は液体又は粉体あるいは昇華性物質と接する光学的導
波路であって、前記光学的導波路の一方の端は前記容器
のある一つの面に、もう一端は他の面もしくは同一面に
置かれ、一方の端に光源を、もう一端に光検出器とを具
備することを特徴とする検出装置。

【０００７】容器からヘッドにインクを供給して前記ヘ
ッドの先端部のノズルからインクを吐出してプリントす
るインクジェット記録装置の、容器中に存在するインク
の量を検出する検出装置において、少なくとも容器の一
部が前記容器中のインクと接する光学的導波路を具備
し、前記光学的導波路の一方の端は前記容器のある一つ
の面に、もう一端は他の面もしくは同一面に置かれ、一
方の端に光源を、もう一端に光検出器とを具備すること
を特徴とする検出装置。

【０００８】前記検出装置を具備することを特徴とする
記録装置。前記検出装置を有してインクカートリッジか
らヘッドにインクを供給して前記ヘッドの先端部のノズ
ルからインクを吐出してプリントするインクジェット記
録装置であって、先端部のノズルからインクを吐出する
ヘッドおよび前記光学的導波路を有するインクカートリ
ッジと、前記光源を点灯駆動して前記光検出器よりの光
量を検出する検出手段を有する検出装置と、前記検出手
段により検出された光量に基づいて前記インクカートリ
ッジ内のインク残量を判定する判定手段とを具備するこ
とを特徴とするインクジェット記録装置。

【０００９】内部に気体又は液体又は粉体あるいは昇華
性物質を内包可能な容器であって、一方の端は前記容器
のある一つの面に、もう一端は他の面もしくは同一面に
置かれ、少なくとも一部が前記容器中の気体又は液体又
は粉体あるいは昇華性物質と接する光学的導波路を具備
することを特徴とする容器。

【００１０】インクを内包し、前記インクを吐出しプリ
ントするためのヘッドを有するインクカートリッジであ
って、一方の端は前記インクカートリッジのある一つの
面に、もう一端は他の面もしくは同一面に置かれ、少な
くとも一部が前記インクカートリッジ中のインクと接す
る光学的導波路を具備することを特徴とするインクカー
トリッジ。

【００１１】気体又は液体又は粉体あるいは昇華性物質
を内包可能な容器中の気体又は液体又は粉体あるいは昇
華性物質の存在量を検出する方法であって、光源より光
を照射し、前記光は光学的導波路を通過し、前記通過し
た光は検出器によって検出され、検出された光の光量に
より容器中の気体又は液体又は粉体あるいは昇華性物質
の存在量を検出することを特徴とする方法。

【００１２】可動するインクカートリッジの中の、イン
クの存在量を検出する方法であって、センサーによりイ
ンクの存在量を検出する時期が判定され、インクジェッ
ト記録装置本体に固定された光源より光を照射し、前記
光は光学的導波路を通過し射出され、前記射出された光
はインクジェット記録装置本体に固定された検出器によ
って検出され、検出された光の光量によりインクカート
リッジ中のインクの存在量を検出することを特徴とする
方法。

【００１３】

【実施例】以下添付図面を参照して本発明の好適な実施
例を詳細に説明する。 [ 第１実施例]図１から図３は本発明の第一の実施例で
ある。まず図１において、（Ａ）はインクカートリッジ
の斜視図、（Ｂ）はインクカートリッジを上方より見た
図である。１はインクを保存しプリントヘッドに供給す
るためのインクカートリッジであり、インクカートリッ
ジ全体は透明でも不透明でも良いが、少なくともカート
リッジ内に光を入射する部分の材質は、透明プラスチッ
クやガラスなどの光透過性のものとする。２はインクで
ある。このインク２の色はカラープリンタで通常使用さ
れる黒，シアン，マゼンタ，イエローだけでなく、特に
限定はしないが、インク２の屈折率ｎ１と空気の屈折率
ｎ（＝１）との差が十分大きいものとする。３はＬＥＤ
又はＬＤなどの光源であり、高い指向性をもつレンズ付
きのＬＥＤ又はＬＤが検出時の精度を上げるので好まし
い。４はシリコンフォトディテクターなどの光検出器
で、光源３より照射される光の波長に十分な感度を持つ
ものである。光導波路５は、例えばプラスチックや石英
ガラスなどであり、その屈折率ｎ２と空気の屈折率ｎ
（＝１）との差が十分大きく、さらにはインク２との屈
折率差が十分小さいことが材質検出精度を向上させるた
め好ましい。そしてインクカートリッジ１と同じ材質の
ものが容器成形時に一体成形が可能であり、低価格で容
易に形成できるのでより一層好ましい。例えばインクの
屈折率を１．３としてカートリッジ１、光導波路５の部
材として屈折率１．３３程度のプラスチックなどはタン
ク部材としても好ましく上記条件に合う。光導波路５の
形状は特に定めていないが、図２に示す様な平板型
（A）や円筒型（Ｂ）導波路が光をより効率よく伝達す
るので好ましい。６はインクカートリッジ１からインク
の供給を受けて先端部７のノズルからインクを吐出して
プリントするためのヘッドであり、インクカートリッジ
１とは供給口８を介してつながっている。またインクカ
ートリッジ１はその上部に大気と通じた穴９があり、ヘ
ッド６の吐出ノズルにおける負圧を一定に保っている。

【００１４】図１のようにインク２の水位が光導波路５
より高い場合、光導波路５に入射した光は、光導波路５
とインク２との屈折率差が十分小さいように設定されて
いるため光導波路５からインク２の中に漏れ、光導波路
５は光導波路としての役割が低下する。その結果、光検
出器４へ到達する光量は著しく少なくなる。この時、イ
ンク２と光導波路５の屈折率差が少なくなるよう設計さ
れていることが重要であって、光の波長に対してインク
自身が光を透過したり、吸収したりすることは大きな問
題ではない。

【００１５】次に図３を参照すると（図３以降はヘッド
６を省略している）、インク２の水位が下がり光導波路
５が空気中に露出した場合、光導波路５と空気の屈折率
の差が十分大きいように設計されているため、光が光導
波路５内に閉じ込められ、光検出器４へ到達する光量が
図１に比べ多くなる。以上をまとめると、インク２が光
透過性かどうかに関わらず、インクカートリッジ１内に
インク２が残っているときは光検出器４の出力は小さ
く、インク２が無くなったときに光検出器４の出力が大
きく得られる。この出力をＡＤ変換した後、予め定めた
しきい値以上か以下かをインクジェット記録装置内のＣ
ＰＵで判断してインクカートリッジ１内のインクの有無
を知ることができる。

【００１６】ここで光源３のＬＥＤ又はＬＤの寿命の観
点から光源はインク液量検出時のみ点灯し、検出後は消
灯するのが望ましい。 [ 第２実施例]前述の第１の実施例では、インクカート
リッジ１内のインクの有無は分かるが、インクの液量は
分からない。そこで第二の実施例として図４にインクの
液量を検出するための構成を示す。図４において１〜５
及び８，９は第１の実施例と同じ部分である。ただし、
本実施例では光導波路５をインクカートリッジ１中に上
下方向に設け、その両端に光源３と光検出器４を配置す
る点が異なっている。図４の場合、インク２の水位より
上部の導波路５では光は導波路５内に閉じ込められて進
むが、水位より下部のインク中の導波路５では光はイン
ク中に漏れる。このため光検出器４に検出される光量は
インク水位に大きく影響を受け、インク水位が高いと光
検出器４で検出される信号出力は小さく、インク水位が
低いと、光検出器４からの信号出力は大きくなる。また
この光検出器４からの信号出力はインク水位の変化に対
し連続的に変化するので、インクの有無のみでなくイン
ク液量との対応がより明確に検出できる。また本実施例
では容器上部に光源３、下部に光検出器４を配置した
が、その逆でも問題はない。

【００１７】[ 第３実施例]前述第１の実施例では、図
２に示すような光導波路５を用いたが、この形状では光
導波路５の長さがある以上でないとインクの残量に対応
して光検出器４で得られる光量差が顕著にならない。さ
らに光源３と光検出器４が対向する位置にあるため、特
にインク２が光を透過する時は光導波路５から漏れた光
の一部がインク中を通り光検出器４に混入することがあ
り、検出誤差が生じてしまう。

【００１８】そこで、検出精度を上げる構成として、図
５に示すような光源３と検出器４とが互いに対向しない
位置に配置し、さらにそれにともない光導波路５を曲げ
る。この時曲げた光導波路５の角部を斜めにして角を取
ることにより、インク２がある時には角を取った面から
インク２中に光の大部分が検出器とは異なる方向に漏れ
て導波路５中には伝わらなくなる。その結果インク２中
を漏れてきた光の光検出器４への混入を防ぎ、検出誤差
が低減される。またさらにインク２がないときにはこの
面での全反射する光線が増え導波路５内を伝播し、検出
器４での信号出力が増え、結果として検出精度が向上す
る。

【００１９】[ 第４実施例]さらに前述の第３の実施例
では、インク２のない状態でも導波路５の接続部の角に
おいて光が散乱する場合があり、この光による検出誤差
を生じてしまう場合がある。そこで第４の実施例として
図６のように光導波路５に連続した曲線部を設けると、
インク２のない場合でも光の散乱が減り、より効率良く
光が伝達され検出精度の向上が認められる。さらに図７
のように光源３と光検出器４をインクカートリッジ２の
同一面に位置するように同一基板１２上に光源３と光検
出器４を配置できるので、製作も容易となり、また装置
内への搭載も簡易となる。

【００２０】[ 第５実施例]図８から図１０は第５の実
施例を説明するものである。図８に示すように、容器壁
内で光が伝播するように光を入射させる位置に光源３を
配置し、伝播した光がインクカートリッジ壁内１０から
出射される光路上に光検出器４を配置することによっ
て、インク液量検出を行う。この時インクカートリッジ
壁内１０を導波路として用い、インク２がある時にはイ
ンク中にインクカートリッジ壁内１０から光が漏れ、光
検出器４で検出される出力は少なくなり、インク２がな
くなると光がインクカートリッジ壁内１０を伝播し光検
出器４で大きな出力が得られ、前記第１の実施例と同様
にインク液量検出を行うことができる。

【００２１】さらに図９に示すように、インクカートリ
ッジ１の上下方向の壁面１０を利用して、上下方向に光
を伝播させることにより前記第２の実施例と同様にイン
ク液量に応じて光検出器４での出力が変化し、インク２
の有無のみでなくインク液量との対応がより明確に検出
できる。また上記本実施例、即ち図８や図９のような構
成では光源３と光検出器４が対向する位置にあるのでイ
ンク２中に漏れた光が光検出器４に入り検出誤差を生じ
る場合がある。そこで図１０に示すように２つのインク
カートリッジ壁内１０に光を伝播させる様な構成にする
と、光源３と光検出器４とが対向する位置にないのでイ
ンクの中に漏れた光が光検出器４に入る確率が低く検出
誤差を低減できる。この時光の伝播する２つの壁面の接
点の角を、斜めにして角を取るか、もしくは連続した曲
面にすることにより光が効率良く伝達でき、検出精度を
向上することができる。

【００２２】[ 第６実施例]インクジェット記録装置に
おいてカラープリント可能なカラープリンタの場合、通
常黒，シアン，マゼンタ，イエローの４色のインクを用
いる。このように複数のインクカートリッジがある場
合、インクカートリッジ各々に上記の検出系を持つとコ
スト高になるばかりでなく、インクカートリッジを交換
しようとする際に障害となってしまう。その点を改善し
た第６の実施例を図１１に示す。

【００２３】図１１において、１１はヘッド６および
黒，シアン，マゼンタ，イエローの４色のインクを入れ
た４つのインクカートリッジ１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄを
一体にして走査しプリントするためのキャリッジであ
る。キャリッジ１１は不図示の駆動モータにより２本の
ガイドシャフト１２ａ，１２ｂに沿って左右に走査しつ
つヘッド６がプリントを行う。検出系としての光源３と
光検出器４は、キャリッジ１１とは独立してインクジェ
ット記録装置の本体上の、キャリッジ１１のホームポジ
ション（インクカートリッジ交換時にキャリッジ１１が
停止している位置）におけるインクカートリッジ１ａ〜
１ｄの位置以外の場所に固定する。キャリッジ１１を移
動することによって各色のインクカートリッジ１ａ〜１
ｄを順次検出する。本実施例では前記第４の実施例の場
合を示したが、これに限定する必要はなく、各本実施例
に合わせて光源３、光検出器４の配置を変えてもよい。

【００２４】[ 第７実施例]通常この種のインクジェッ
ト記録装置においては、インク吐出特性の安定化のため
に、実際のプリント以外でインクの吐出動作を行う予備
吐出動作を行っている。これは、インクジェット記録装
置本体上に予備吐出した廃インクを受けて貯蔵するため
の予備吐受けを設け、プリント前後やプリント中の所定
時間間隔でノズルが予備吐受けと一致する位置へキャリ
ッジを移動させ、各ノズル所定ドット数の予備吐出を行
うものである。第７の実施例は、上記インク液量検出系
の位置を予備吐受けの位置と一致させることによって、
予備吐出動作中に並行してインク液量検出を行うことが
でき、インクジェット記録装置としてのトータルなスル
ープットを向上させることができるものである。

【００２５】図１２は、一例として本実施例に適用でき
るインクジェット記録装置ＩＪＲＡを示した概観図であ
り、これにより本発明の適用が特に限定されるものでは
ない。同図において、駆動モータ５０１３の正逆回転に
連動して駆動力伝達ギア５０１１，５００９を介して回
転するリードスクリュー５００５の螺旋溝５００４に対
して係合するキャリッジＨＣはピン（不図示）を有し、
矢印ａ，ｂ方向に往復移動される。このキャリッジＨＣ
には、前記光学的導波路（不図示）を有するインクジェ
ットカートリッジＩＪＣが搭載されている。このインク
ジェットカートリッジＩＪＣは図１１に示したように複
数個でもよい。５００２は紙押え板であり、キャリッジ
の移動方向に亙って紙をプラテン５０００に対して押圧
する。５００７，５００８はフォトカプラで、キャリッ
ジのレバー５００６のこの域での存在を確認して、モー
タ５０１３の回転方向切り換え等を行うためのホームポ
ジション検知手段である。５０１６は記録ヘッドの前面
をキャップするキャップ部材５０２２を支持する部材
で、５０１５はこのキャップ内を吸引する吸引手段で、
キャップ内開口５０２３を介して記録ヘッドの吸引回復
を行う。５０１７はクリーニングブレードで、５０１９
はこのブレードを前後方向に移動可能にする部材であ
り、本体支持板５０１８にこれらが支持されている。ブ
レードは、この形態でなく周知のクリーニングブレード
が本例に適用できる。又、５０１２は、吸引回復の吸引
を開始するためのレバーで、キャリッジと係合するカム
５０２０の移動に伴って移動し、駆動モータからの駆動
力がクラッチ切り換え等の公知の伝達手段で移動制御さ
れる。ヘッドクリーニングの過程と併せて、前記光源
（不図示）は前記光学的導波路に対し光を照射し、そし
て前記検出器（不図示）は前記光学的導波路を通過した
光の光量を検出し、インクの残量を検出する。

【００２６】これらのインク残量の検出は、キャリッジ
がホームポジション側の領域に来た時に行うように構成
されているが、所望のタイミングで行うようにすれば、
本例にはいずれも適用できる。次に、上述した装置の各
分の記録制御とインク残量検出を実行するための制御構
成について、図１３に示すブロック図を参照して説明す
る。制御回路を示す同図において、１７００は記録信号
を入力するインターフェース、１７０１はＭＰＵ、１７
０２はＭＰＵ１７０１が実行する制御プログラムを格納
するプログラムＲＯＭ、１７０３は各種データ（上記記
録信号やヘッドに供給される記録データ等）を保存して
おくダイナミック型のＲＡＭである。１７０４は記録ヘ
ッドＩＪＨに対する記録データの供給制御を行うゲート
アレイであり、インターフェース１７００、ＭＰＵ１７
０１、ＲＡＭ１７０３間のデータ転送制御も行う。５０
１３は記録ヘッドＩＪＨを搬送するためのキャリアモー
タ、１７０９は記録紙搬送のための搬送モータである。
１７０５はヘッドＩＪＨを駆動するヘッドドライバ、１
７０６，１７０７はそれぞれ搬送モータ１７０９、キャ
リアモータ５０１３を駆動するためのモータドライバで
ある。３はある波長の光を射出する光源、インクジェッ
トカートリッジＩＪＣは各色を保持可能で前記光学的導
波路５を有し記録ヘッドＩＪＨと一体となりうる。４は
前記光学的導波路を通過した光の光量を検出する光検出
器である。１７１４は光検出器４からの信号をデジタル
信号に変換するためのＡ／Ｄ変換器、１７１５はインク
の残量を判定するための基準としてＲＯＭに保存されて
いるテーブル、１７１６は検出されたインク残量を表示
する表示部であり、１７１７は定められた時間毎にイン
ク残量を検出する場合に使用されるタイマである。

【００２７】上記制御構成の動作を説明すると、インタ
ーフェース１７００に記録信号が入るとゲートアレイ１
７０４とＭＰＵ１７０１との間で記録信号がプリント用
の記録データに変換される。そして、モータドライバ１
７０６、１７０７が駆動されると共に、ヘッドドライバ
１７０５に送られた記録データに従って記録ヘッドが駆
動され、プリントが行われる。

【００２８】以上のようなインクジェットプリンタの制
御構成に、本発明の構成要素を組み込むことが可能であ
り、本発明は上記インクジェットプリンタだけでなく、
他のインク供給型のプリンタにも適用できることは明ら
かである。次に、上述した検出装置のインク残量の検出
を判定するための制御構成について、図１４、１５、１
６に示す流れ図を参照して説明する。この処理を実行す
るプログラムはＲＯＭ１７０２に記憶され、ＭＰＵ１７
０１の制御の下に実行される。尚、ここで用いられるイ
ンク残量検出器は前述の図１から図１０のいずれであっ
てもよい。

【００２９】図１４はインクの有無を判定する処理を示
す流れ図であり、まずステップＳ１でＬＥＤ又はＬＤ３
を点灯し、検出器４より検出された光信号をＡ／Ｄ変換
器１７１４でＡ／Ｄ変換しそのデジタルデータをＭＰＵ
に入力する。このデータが所定値よりも大きければステ
ップＳ２に進んでインク無しと判断して、ステップＳ４
で表示器１７１６にカートリッジＩＪＣのインク残量が
ない旨を表示し、ＬＥＤ又はＬＤ３を消灯する。また、
このデータが所定値よりも小さければインク有りと判断
して、ＬＥＤ又はＬＤ３を消灯する。

【００３０】図１５はインクの残量を判定する処理を示
す流れ図である。本構成は図１４に示した処理に比べ光
量の変化を連続的に捉え、インクの残量をリアルタイム
に検出する点が大きく異なっている。特に、図４から図
７又は図９、図１０に示す構成の場合に適している。ま
ずステップＳ５でＬＥＤ又はＬＤ３を点灯し検出器４よ
り検出された光信号をＡ／Ｄ変換器１７１４でＡ／Ｄ変
換し、そのデジタルデータをＭＰＵに入力する。次にＳ
６で入力された光量をＲＯＭ１７０２中の光量とインク
残量の相関データを記憶しているテーブル１７１５と照
らし合わせ、テーブル１７１５との比較に基づいてイン
クの残量を判定して、ある一定量以上のときはステップ
Ｓ８でインクの残量を表示しステップＳ１０でＬＥＤ又
はＬＤ３を消灯する。またインクの残量がある一定量以
下のときはステップＳ９において警告を発し、ステップ
Ｓ１０でＬＥＤ又はＬＤ３を消灯する。

【００３１】図１６は、ラインのプリント処理を通し前
記検出装置によりインク残量の検出を実行するための処
理を示す流れ図であり、この図１６での検出処理は前記
図１４、１５のいずれの処理方法で実現されてもよい。
また、このインク残量の検出処理はプリント動作のスタ
ート直後やプリント開始直前、プリント終了後など何時
でもよいが、予備吐出動作中に併せ並行して行うように
すればインクジェット記録装置としてのトータルなスル
ープットを向上させることができるので好ましい。また
前記タイマ１７１７による計時に基づく一定時間毎のイ
ンク残量の検出は、前記光源３、検出器４をインクカー
トリッジと一体に設けることにより予備吐出動作とは独
立に、任意のタイミングで実行可能となる。更にこの検
出処理は図１４、１５のいづれの処理でも適用できる。

【００３２】本発明は、特にインクジェット記録方式の
中でも、インク吐出を行わせるために利用されるエネル
ギーとして熱エネルギーを発生する手段（例えば電気熱
変換体やレーザ光等）を備え、前記熱エネルギーにより
インクの状態変化を生起させる方式のプリント装置につ
いて説明したが、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。

【００３３】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。この方式はいわゆるオンデマンド
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膜沸騰を越
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ー
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１対１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をすると、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。

【００３４】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。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、電気熱変換体の組み合わせ構成
（直線状液流路または直角液流路）の他に熱作用面が屈
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４４５９６００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、共通するスロット
を電気熱変換体の吐出部とする構成を開示する特開昭５
９−１２３６７０号公報や熱エネルギーの圧力波を吸収
する開口を吐出部に対応させる構成を開示する特開昭５
９−１３８４６１号公報に基づいた構成としても良い。

【００３５】さらに、記録装置が記録できる最大記録媒
体の幅に対応した長さを有するフルラインタイプの記録
ヘッドとしては、上述した明細書に開示されているよう
な複数記録ヘッドの組み合わ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。加えて、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
いてもよい。

【００３６】また、本発明の記録装置の構成として設け
られる、記録ヘッドに対しての回復手段、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にでき
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、加圧あるいは吸引手段、電気熱変換体あるい
はこれとは別の加熱素子あるいはこれらの組み合わせに
よる予備加熱手段、記録とは別の吐出を行う予備吐出モ
ードを行うことも安定した記録を行うために有効であ
る。

【００３７】さらに、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ってで
も良いが、異なる色の複色カラー、または混色によるフ
ルカラーの少なくとも１つを備えた装置とすることもで
きる。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
インクであっても、室温で軟化もしくは液化するものを
用いても良く、あるいはインクジェット方式ではインク
自体を３０°Ｃ以上７０°Ｃ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であればよい。

【００３８】加えて、積極的に熱エネルギーによる昇温
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
ギー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良い。いずれに
しても熱エネルギー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既に固化し始めるもの等のよう
な、熱エネルギー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
ような場合インクは、特開昭５４−５６８４７号公報あ
るいは特開昭６０−７１２６０号公報に記載されるよう
な、多孔質シート凹部または貫通孔に液状または固形物
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。

【００３９】さらに加えて、本発明に係る記録装置の形
態としては、コンピュータ等の情報処理機器の画像出力
端末として一体または別体に設けられるものの他、リー
ダ等と組み合わせた複写装置、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取るものであっても良
い。［実施例の効果］以上述べた実施例においては、下記
に示す効果がある。

【００４０】本実施例は、光源から照射されたある波長
の光を容器内に設置された光学的導波路内に通して通過
した光を光検出器を用いて検出し、検出した光量から容
器内の液体の残量を検出する方法を提供した。本方法に
よれば、容器内の液体に特有の光学的特性の影響を受け
にくく正確でかつシンプルに容器内の液体の残量を検出
できる。本方法を適用したインク残量検出器は、前記光
学的導波路を有するインクジェットカートリッジと本体
側に設けられた前記光源および光検出器により提供さ
れ、インク残量検出感度の上昇と同時に部品点数を抑え
ることでコストの上昇を抑制した。

【００４１】また前記光学的導波路を有するインクジェ
ットカートリッジの提供によりインクジェットカートリ
ッジ自身のコストの上昇が抑えられ、ランニングコスト
への影響を最小限とした。インクカートリッジからヘッ
ドにインクを供給して前記ヘッドの先端部のノズルから
インクを吐出してプリントするインクジェット記録装置
に前記検出方法を用いた検出装置を搭載することによ
り、本体側に前記光源と前記検出器を具備し前記光学的
導波路を有するインクカートリッジを用いたインクジェ
ット記録装置が提供され、記録装置に対するコスト上昇
を最小限に抑え、検出動作を吐出動作と同時に行うこと
によりプリント速度への影響をも抑制した。

【００４２】

【発明の効果】以上述べた様に本発明によれば、光学特
性の影響を受けにくく正確で、かつシンプルな光学的気
体又は液体又は粉体あるいは昇華性物質残量検出装置を
提供することができるという効果があり、例えば容器か
らヘッドにインクを供給して前記ヘッドの先端部のノズ
ルからインクを吐出してプリントするインクジェット記
録装置の、容器中に存在するインクの量を検出する検出
装置において、インクの光学特性の影響を受けにくく正
確で、かつシンプルな光学的インク残量検出装置を提供
することができるという効果がある。

【００４３】また本発明によれば、前記検出装置を有す
る記録装置を提供することができるという効果があり、
例えば前記検出装置を有するインクジェット記録装置を
提供することができるという効果がある。次に本発明に
よれば、内部に気体又は液体又は粉体あるいは昇華性物
質を内包可能な容器であって、一方の端は前記容器のあ
る一つの面に、もう一端は他の面もしくは同一面に置か
れ、少なくとも一部が前記容器中の気体又は液体又は粉
体あるいは昇華性物質と接する光学的導波路を具備する
ことを特徴とする容器を提供できるという効果がある。

【００４４】次いで本発明によれば、インクを内包し、
前記インクを吐出しプリントするためのヘッドを有する
インクカートリッジであって、一方の端は前記インクカ
ートリッジのある一つの面に、もう一端は他の面もしく
は同一面に置かれ、少なくとも一部が前記インクカート
リッジ中のインクと接する光学的導波路を具備すること
を特徴とするインクカートリッジを提供できるという効
果がある。

【００４５】さらに本発明によれば、光学特性の影響を
受けにくく正確で、かつシンプルで光学的な気体又は液
体又は粉体あるいは昇華性物質の存在量の検出方法を提
供することができるという効果がある。また本発明は例
えば可動するインクカートリッジの中の、インクの存在
量を検出する方法であって、前記光源を点灯駆動して前
記光検出器よりの光量を検出する前記検出手段が作動
し、インクジェット記録装置本体に固定された光源より
光が照射され、前記光は光学的導波路を通過し射出さ
れ、前記射出された光はインクジェット記録装置本体に
固定された検出器によって検出され、検出された光量に
基づいて前記インクカートリッジ内のインク残量を判定
する判定手段によりインクカートリッジ中のインクの存
在量を検出することを特徴とする方法を提供できるとい
う効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例を説明する図で、（Ａ）
は斜視図、（Ｂ）は上方からの図。

【図２】本実施例の光学的導波路を示す図で、（Ａ）は
平板型光学的導波路の模式図、（Ｂ）は円筒型光学的導
波路の模式図。

【図３】本発明の第１の実施例の側面図。

【図４】本発明の第２の実施例の側面図。

【図５】本発明の第３の実施例の側面図。

【図６】本発明の第４の実施例の側面図。

【図７】本発明の第４の実施例の側面図。

【図８】本発明の第５の実施例の側面図。

【図９】本発明の第５の実施例の側面図。

【図１０】本発明の第５の実施例の側面図。

【図１１】インクジェット記録装置のプリント部の斜視
図。

【図１２】本実施例のインクジェット記録装置ＩＪＲＡ
の斜視図。

【図１３】インクジェット記録装置の記録制御とインク
残量検出の制御構成を示すブロック図。

【図１４】インクの有無を判定するための制御構成を示
す流れ図。

【図１５】インクの残量を判定するための制御構成を示
す流れ図。

【図１６】本実施例のインクジェット記録装置における
ラインのプリント処理を示す流れ図。

【符号の説明】

１ａ、ｂ、ｃ、ｄインクカートリッジ２インク３光源４光検出器５光導波路６ヘッド１１キャリッジ１７０１ＭＰＵ１７０２ＲＯＭ５０１３キャリアモータ１７１４Ａ／Ｄ変換器１７１５テーブル１７１６表示部１７１７タイマ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】容器中に含まれる気体又は液体又は粉体
あるいは昇華性物質の残量を検出する検出装置におい
て、少なくとも一部が前記容器中の気体又は液体又は粉体あ
るいは昇華性物質と接する光学的導波路であって、前記光学的導波路の一方の端は前記容器のある一つの面
に、もう一端は他の面もしくは同一面に置かれ、一方の
端に光源を、もう一端に光検出器とを具備することを特
徴とする検出装置。
【請求項２】前記光学的導波路は、気体又は液体又は
粉体あるいは昇華性物質に侵入されないように閉成され
ていることを特徴とする請求項１に記載の検出装置。
【請求項３】前記光学的導波路の屈折率と気体又は液
体又は粉体あるいは昇華性物質の屈折率との差は十分に
小さく、前記光学的導波路の屈折率とシールドの屈折率
との差は十分に大きいことを特徴とする請求項１に記載
の検出装置。
【請求項４】前記シールドは空気であることを特徴と
する請求項３に記載の検出装置。
【請求項５】前記光学的導波路は前記容器の壁面であ
ることを特徴とする請求項１に記載の検出装置。
【請求項６】容器からヘッドにインクを供給して前記
ヘッドの先端部のノズルからインクを吐出してプリント
するインクジェット記録装置の、容器中に存在するイン
クの量を検出する検出装置において、少なくとも容器の一部が前記容器中のインクと接する光
学的導波路を具備し、前記光学的導波路の一方の端は前記容器のある一つの面
に、もう一端は他の面もしくは同一面に置かれ、一方の
端に光源を、もう一端に光検出器とを具備することを特
徴とする検出装置。
【請求項７】前記光学的導波路は、インクに侵入され
ないように閉成されていることを特徴とする請求項６に
記載の検出装置。
【請求項８】前記光学的導波路の屈折率とインクの屈
折率との差は十分に小さく、前記光学的導波路の屈折率
と空気の屈折率との差は十分に大きいことを特徴とする
請求項６に記載の検出装置。
【請求項９】前記容器の部材と光学的導波路の部材を
同素材にすることを特徴とする請求項６に記載の検出装
置。
【請求項１０】前記光源と前記光検出器とを対向させ
ないよう前記光学的導波路を曲げて配置することを特徴
とする請求項６に記載の検出装置。
【請求項１１】前記光源と前記光検出器とを同一基板
上に配置するために、前記光学的導波路を曲げて設置す
ることを特徴とする請求項６に記載の検出装置。
【請求項１２】前記容器は部材の一部が光透過性であ
る窓を持ち、前記窓から光が前記容器の外部から入射さ
れ、光学的導波路中で前記容器中のインクと接し、前記
光が前記窓から射出され外部の光検出器に到達するよう
に光源と光検出器を配置することを特徴とする請求項６
に記載の検出装置。
【請求項１３】光学的導波路が前記容器の壁面である
ことを特徴とする請求項６に記載の検出装置。
【請求項１４】複数の容器が前記ヘッドと一体となっ
てこれらを支持する坦体上に設置され、前記担体を移動
させることにより、各容器の液量を個別に検出すること
を特徴とする請求項６に記載の検出装置。
【請求項１５】前記インクジェット記録装置のインク
予備吐出動作と同時に前記容器の液量を検出することを
特徴とする請求項６に記載の検出装置。
【請求項１６】前記光源と光検出器が前記記録装置本
体に設置されていることを特徴とする請求項６に記載の
検出装置。
【請求項１７】前記ヘッドは、インクを吐出して記録
を行うインクジェット記録ヘッドであることを特徴とす
る請求項６に記載の容器中に存在するインクの量を検出
する検出装置。
【請求項１８】前記ヘッドは、熱エネルギーを利用し
てインクを吐出する記録ヘッドであって、インクに与え
る熱エネルギーを発生するための熱エネルギー変換体を
備えていることを特徴とする請求項１７に記載の容器中
に存在するインクの量を検出する検出装置。
【請求項１９】請求項１に記載の検出装置を具備する
ことを特徴とする記録装置。
【請求項２０】請求項６に記載の検出装置を有してイ
ンクカートリッジからヘッドにインクを供給して前記ヘ
ッドの先端部のノズルからインクを吐出してプリントす
るインクジェット記録装置であって、先端部のノズルからインクを吐出するヘッドおよび前記
光学的導波路を有するインクカートリッジと、前記光源を点灯駆動して前記光検出器よりの光量を検出
する検出手段と、前記検出手段により検出された光量に基づいて前記イン
クカートリッジ内のインク残量を判定する判定手段とを
具備することを特徴とする記録装置。
【請求項２１】前記判定手段は、前記インクカートリ
ッジ内のインクの有無を判定する請求項２０に記載の記
録装置。
【請求項２２】前記判定手段により判定されたインク
残量を表示する表示手段を更に有する請求項２０に記載
の記録装置。
【請求項２３】液量検出装置の光源と光検出器が、イ
ンクジェット記録装置の本体側に設置されることを特徴
とする請求項２０に記載の記録装置。
【請求項２４】前記キャリッジ上に複数の容器が前記
ヘッドと一体となって支持され、前記キャリッジを移動
させることにより、各容器の液量を個別に検出すること
を特徴とする請求項２０に記載の記録装置。
【請求項２５】前記インクジェット記録装置のインク
予備吐出動作と同時に前記キャリッジ上の容器の液量を
検出することを特徴とする請求項２０に記載の記録装
置。
【請求項２６】内部に気体又は液体又は粉体あるいは
昇華性物質を内包可能な容器であって、一方の端は前記容器のある一つの面に、もう一端は他の
面もしくは同一面に置かれ、少なくとも一部が前記容器
中の気体又は液体又は粉体あるいは昇華性物質と接する
光学的導波路を具備することを特徴とする容器。
【請求項２７】前記光学的導波路は、気体又は液体又
は粉体あるいは昇華性物質に侵入されないように閉成さ
れていることを特徴とする請求項２６に記載の容器。
【請求項２８】前記光学的導波路の屈折率と気体又は
液体又は粉体あるいは昇華性物質の屈折率との差は十分
に小さく、前記光学的導波路の屈折率と空気の屈折率と
の差は十分に大きいことを特徴とする請求項２６に記載
の容器。
【請求項２９】前記容器の一部が光透過性の窓を持つ
ことを特徴とする請求項２６に記載の容器。
【請求項３０】前記容器の部材の屈折率と、前記光学
的導波路の部材の屈折率とが同一であることを特徴とす
る請求項２６に記載の容器。
【請求項３１】前記光学的導波路は、前記容器の壁面
であることを特徴とする請求項２６に記載の容器。
【請求項３２】前記光学的導波路は、曲げられていな
いことを特徴とする請求項２６に記載の容器。
【請求項３３】前記光学的導波路が、曲げられている
ことを特徴とする請求項２６に記載の容器。
【請求項３４】インクを内包し、前記インクを吐出し
プリントするためのヘッドを有するインクカートリッジ
であって、一方の端は前記インクカートリッジのある一つの面に、
もう一端は他の面もしくは同一面に置かれ、少なくとも
一部が前記インクカートリッジ中のインクと接する光学
的導波路を具備することを特徴とするインクカートリッ
ジ。
【請求項３５】前記光学的導波路は、インクに侵入さ
れないように閉成されていることを特徴とする請求項３
４に記載のインクカートリッジ。
【請求項３６】前記光学的導波路の屈折率とインクの
屈折率との差は十分に小さく、前記光学的導波路の屈折
率と空気の屈折率との差は十分に大きいことを特徴とす
る請求項３４に記載のインクカートリッジ。
【請求項３７】前記インクカートリッジの一部は光透
過性の窓を持つことを特徴とする請求項３４に記載のイ
ンクカートリッジ。
【請求項３８】前記インクカートリッジの部材の屈折
率と、前記光学的導波路の部材の屈折率とが同一である
ことを特徴とする請求項３４に記載のインクカートリッ
ジ。
【請求項３９】前記光学的導波路が、前記インクカー
トリッジの壁面であることを特徴とする請求項３４に記
載のインクカートリッジ。
【請求項４０】前記光学的導波路は、曲げられていな
いことを特徴とする請求項３４に記載のインクカートリ
ッジ。
【請求項４１】前記光学的導波路は、曲げられている
ことを特徴とする請求項３４に記載のインクカートリッ
ジ。
【請求項４２】気体又は液体又は粉体あるいは昇華性
物質を内包可能な容器中の気体又は液体又は粉体あるい
は昇華性物質の存在量を検出する方法であって、光源より光を照射し、前記光は光学的導波路を通過し、前記通過した光は検出器によって検出され、検出された光の光量により容器中の気体又は液体又は粉
体あるいは昇華性物質の存在量を検出することを特徴と
する方法。
【請求項４３】可動するインクカートリッジの中の、
インクの存在量を検出する方法であって、前記光源を点灯駆動して前記光検出器よりの光量を検出
する前記検出手段が作動し、インクジェット記録装置本体に固定された光源より光が
照射され、前記光は光学的導波路を通過し射出され、前記射出された光はインクジェット記録装置本体に固定
された検出器によって検出され、検出された光量に基づいて前記インクカートリッジ内の
インク残量を判定する判定手段によりインクカートリッ
ジ中のインクの存在量を検出することを特徴とする方
法。