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

Abstract

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

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

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

【０００２】

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

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

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

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

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

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

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

【０００９】

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

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

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

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

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

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

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

【００１６】

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

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

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

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

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

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

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

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

【００２４】以上において、前記収納物を液体とするこ
とができる。

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

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

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

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

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

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

【００３１】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明を詳
細に説明する。

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

【００４６】以上について本例装置の動作を説明する。

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

【００５９】

【数１】Ｎ１・ｓｉｎθ１＝Ｎ２・ｓｉｎθ２ なる関係式が成立する。

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

【００６１】

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

【００６２】ここで、本例においては、図６に示すよう
に、インクカートリッジ有無検知部６（斜面部６′，
６″）の外部には空気が存在しており、インクカートリ
ッジ有無検知部６の屈折率Ｎ１は約１．５、空気の屈折
率Ｎ２は約１．０であり、臨界角θｃは以下の値をと
る。

【００６３】

【数３】 θｃ＝ｓｉｎ（Ｎ２／Ｎ１） ＝ｓｉｎ（１．０／１．５） ＝４１．８１度 そして、発光部７から照射された光１３の斜面部６′に
おける入射角α１＝４５度であるため、θｃ＜α１とな
り、反射角β１（＝α１）方向へ全反射し、受光部８へ
到達する。

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

【００８０】また、かかる容器情報検知装置のひとつの
適用対象たるインクジェット記録（プリント）装置とし
ては種々のものがあるが、インク吐出を行わせるために
利用されるエネルギとして熱エネルギを発生する手段
（例えば電気熱変換体やレーザ光等）を備え、前記熱エ
ネルギによりインクの状態変化を生起させる方式の記録
ヘッド、記録装置において優れた効果をもたらすもので
ある。かかる方式によれば記録の高密度化，高精細化が
達成できるからである。

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

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

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

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

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

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

【００８７】さらに加えて、以上説明した本発明実施例
においては、インクを液体として説明しているが、室温
やそれ以下で固化するインクであって、室温で軟化もし
くは液化するものを用いてもよく、あるいはインクジェ
ット方式ではインク自体を３０℃以上７０℃以下の範囲
内で温度調整を行ってインクの粘性を安定吐出範囲にあ
るように温度制御するものが一般的であるから、使用記
録信号付与時にインクが液状をなすものを用いてもよ
い。加えて、熱エネルギによる昇温を、インクの固形状
態から液体状態への状態変化のエネルギとして使用せし
めることで積極的に防止するため、またはインクの蒸発
を防止するため、放置状態で固化し加熱によって液化す
るインクを用いてもよい。いずれにしても熱エネルギの
記録信号に応じた付与によってインクが液化し、液状イ
ンクが吐出されるものや、記録媒体に到達する時点では
すでに固化し始めるもの等のような、熱エネルギの付与
によって初めて液化する性質のインクを使用する場合も
本発明は適用可能である。このような場合のインクは、
特開昭５４−５６８４７号公報あるいは特開昭６０−７
１２６０号公報に記載されるような、多孔質シート凹部
または貫通孔に液状又は固形物として保持された状態
で、電気熱変換体に対して対向するような形態としても
よい。本発明においては、上述した各インクに対して最
も有効なものは、上述した膜沸騰方式を実行するもので
ある。

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

【００８９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
簡単な構成で信頼性高く液体収納容器に関連する所要の
情報の検知を行うことができる容器情報検知装置を提供
すると共に、これを用いるインクジェットプリント装置
等の省スペース化にも寄与することができる。

【図面の簡単な説明】

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

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

【図３】第１例装置の制御系の主要部を示すブロック図
である。

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

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

【図６】第１例に係る動作原理の説明図である。

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

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

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

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

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

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

【図１３】従来の他の容器情報検知装置の構成を説明す
るための図である。

【符号の説明】

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

Claims (16)

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