KR101110456B1

KR101110456B1 - 잉크 탱크 및 인쇄 장치

Info

Publication number: KR101110456B1
Application number: KR1020090054943A
Authority: KR
Inventors: 마수미 이께다
Original assignee: 캐논 가부시끼가이샤
Priority date: 2008-06-20
Filing date: 2009-06-19
Publication date: 2012-02-15
Also published as: KR20090132551A; US20090315960A1; CN101607482A; JP5274120B2; EP2135746A1; RU2427469C2; CN101607482B; JP2010000701A; RU2009123460A; US8123317B2

Abstract

발광부의 광에 의해 발생되는 불규칙적 반사광 및 산란광으로 야기되는 잉크 잔류량의 오검출의 문제를 해결함으로써 잉크 수용부에서 잉크 잔류량을 높은 정확도로 광학적으로 검출할 수 있는 잉크 탱크 및 인쇄 장치를 실시하는 것이다. 이런 목적을 위해, 제1 파장의 광을 발광하기 위한 광원과 제2 파장의 광을 수용하기 위한 수광부가 제공된다. 이어서 광원으로부터 제1 파장의 광이 잉크 탱크에 제공된 발광 물질에 조사되도록 구비되고 잉크가 잉크 탱크에 존재하지 않을 때만 광학 프리즘을 사용하는 제2 파장의 광이 방사된다.

잉크 탱크, 인쇄 장치, 잉크 잔류량, 발광 물질, 광학 프리즘

Description

잉크 탱크 및 인쇄 장치{INK TANK AND PRINTING APPARATUS}

본 발명은 잉크 탱크 및 잉크 탱크의 잉크 잔류량을 검출할 수 있는 인쇄 장치뿐만 아니라 잉크 잔류량의 검출 방법에 관한 것이다.

일반적으로, 잉크젯 인쇄 장치를 포함하는 다양한 인쇄 장치용 잉크 공급원으로서, 카트리지형의 잉크 탱크(이후의 명세서에서는 잉크 카트리지로 지칭)가 적용된다. 각각의 인쇄 장치에 착탈가능한 많은 잉크 카트리지들이 공지되어 있다.

잉크 카트리지에서 잉크가 소모되면, 인쇄 작동이 중간에 중지되는 문제가 발생할 수도 있다. 이런 문제를 극복하기 위해서, 잉크가 소모되기 전 및/또는 인쇄 동작 사이에 잉크가 보급되거나 잉크 카트리지가 교체될 수 있도록 인쇄 카트리지에서의 잉크 잔류량을 검출하기 위한 다양한 기구들이 제안되었다. 잉크 카트리지에서의 잉크 잔류량을 검출하기 위한 검출 기구로서 몇몇의 기구가 제안되었다. 예를 들면, 잉크 카트리지에 제공된 전극들 사이의 전도 상태를 점검함으로써 잉크 잔류량을 검출하기 위한 기구가 있다. 또한, 광학 수단 등에 의해 잉크 잔류량을 검출하기 위한 기구가 있다. 잉크의 유무를 광학적으로 검출하기 위한 수단은 단순한 구조이고 대형 장치를 필요로 하지 않기 때문에, 많은 잉크 카트리지에 채용된다.

잉크 잔류량을 광학적으로 검출하기 위한 기구로서, 예를 들면 일본특허공개 평07-218321(1995)호에는 프리즘을 사용한 기구를 제안한다. 프리즘을 사용하는 잉크 잔류량 검출 기구는 잉크 카트리지를 포함하는 인쇄 장치에 발광부 및 수광부를 구비하고, 잉크 카트리지 상이나 잉크 카트리지 내에 폴리프로필렌과 같은 투광 재료로 구성된 프리즘 반사면을 구비한다. 잉크 카트리지의 잉크가 소진되어 프리즘의 반사면의 경계부가 폴리프로필렌/잉크에서 폴리프로필렌/공기로 변화할 때, 굴절률의 상대적인 변화로 인해, 인쇄 장치 측의 발광부로부터의 빛이 프리즘의 반사면에서 전반사되고, 인쇄 장치 측의 수광부에 의해 검출된다. 따라서, 잉크 카트리지에서의 잉크의 유무는 이러한 광학 반사도의 변화를 기초로 하여 검출된다.

이러한 광학 반사도를 기초로 잉크 카트리지에서의 잉크 유무 검출용 기구에서, 반사광 이외에 발광부의 광에 의해 발생되는 불규칙적 반사광 및 산란광이 수광부에 도달하는 경우가 있다. 불규칙적 반사광 및 산란광은 프리즘으로부터 오는 반사광으로부터 항상 구별할 수 있는 것이 아니기 때문에, 잉크의 유무를 오검출할 수 있다.

이를 극복하기 위해서, 일본특허공개 평10-323993(1998)호에는 프리즘 저부면에 오목 다면체를 제공함으로써 프리즘 저부면에서의 반사광을 감소시켜 잉크의 유무를 보다 정확하게 검출하기 위한 방법이 보고되었다. 잉크의 유무를 좀 더 정확히 검출하기 위한 다른 방법은 발광부 및 수광부의 앞에 편광판을 제공하고, 프리즘 직전에 빛의 발진 방향을 변화시키기 위한 수단도 제공하며, 이에 의해 프리즘과 잉크 사이의 경계면에서 반사되는 반사광 이외의 빛을 감소시킨다. 그러나, 이들 방법에 의하면, 수광부에 도달하는 반사광이 감소할 수도 있는 위험성이 있으므로, 결과를 덜 정확하게 만든다.

일본특허공개 제2006-159789호에는 발광 물질에 의한 방사되는 광을 기초로 하여 잉크 잔류량을 검출하는 방법이 개시되어 있다. 특히, 잉크는 발광 물질을 포함한다. 이 방법은 발광부에 의해 발광되는 광의 파장과 수광부에 의해 수광되는 광의 파장이 서로 상이하기 때문에 발광부로부터의 광에 의해 불규칙적 반사광 및 산란광이 발생되는 문제를 해결할 수 있다. 그러나, 이 방법은 발광 물질을 잉크에 첨가해야만 하는 제한이 따른다.

따라서, 상술된 종래 기술의 문제점을 해결하는 것이 바람직하다. 즉, 발광부로부터의 광에 의해 발생되는 불규칙한 반사광 및 산란광으로 인해 잉크 잔류량의 오검출 문제를 해결하여 인쇄 장치의 잉크 수용부 내의 잉크 잔류량을 높은 정확도로 광학적으로 검출하는 잉크 탱크 및 인쇄 장치를 실시하는 것이 바람직하다. 잉크 잔류량 검출 시스템 및 잉크 잔류량을 검출하기 위한 방법을 제공하는 것이 바람직하다.

본 발명은 인쇄 장치용 잉크 탱크를 제공한다. 본 발명의 제1 태양은 청구항 제1항 내지 제6항에 서술된 바와 같은 잉크 탱크를 제공한다. 본 발명의 제2 태양은 청구항 제7항 내지 제9항에 서술된 바와 같은 인쇄 장치를 제공한다. 제3 태양에 따르면, 청구항 제10항 내지 제11항에서 서술된 바와 같이 잉크 탱크에서 잉크를 검출하는 방법을 제공한다.

본 발명에 따르면, 잉크 탱크는 외부로부터 조사되어 광 반사부에서 반사되어 반사광이 되는 조사광에 의해 여기되는 발광 물질을 구비한다. 발광 물질은 반사광에 의해 조사되고 원래의 조사광과는 다른 파장의 광을 방사한다. 이로써, 발광부의 빛에 의해 발생되는 불규칙적인 반사광 및 산란광에 의해 야기되는 잉크 잔류량의 오검출의 문제를 해결할 수 있고, 잉크 수용부의 잉크 잔류량을 높은 정확도로 광학적으로 검출할 수 있는 잉크 탱크를 구현할 수 있다.

또한, 본 발명에 의하면, 인쇄 장치는 잉크 탱크의 광 반사부에 빛을 조사하기 위한 발광 수단을 구비한다. 인쇄 장치는 광 반사부로부터의 반사광을 스스로 수용할 수 있는 발광 물질에 의해 방사되는 빛을 수용할 수 있는 수광 수단도 구비한다. 발광 수단에 의해 방사되는 빛의 파장은 수광 수단에 의해 수용되는 빛의 파장과 상이하다. 이로써, 발광부의 빛에 의해 발생되는 불규칙적 반사광 및 산란광에 의해 야기되는 잉크 잔류량의 오검출의 문제를 해결할 수 있고, 잉크 수용부의 잉크 잔류량을 높은 정확도로 광학적으로 검출할 수 있는 인쇄 장치를 구현할 수 있다.

본 발명의 다른 특징은 예시적인 실시예의 이하의 상세한 설명(첨부된 도면 참조)으로부터 나타날 것이다.

제1 실시예

이하에는, 도면을 참조하여, 본 발명의 제1 실시예를 설명한다. 도 1a는 본 실시예에서 잉크 탱크(5) 및 잉크 잔류량 검출을 위한 검출기(10)가 도시된 개략 블록도이고, 도 1b는 내부에 잉크가 존재하는 경우에서의 도 1a의 장치의 작동 예시도이고, 도 1c는 잉크가 내부에 존재하지 않는 경우에서의 작동 예시도이다. 잉크 탱크(5)는 내부에 잉크(6)를 수납할 수 있고, 그 바닥부에 잉크의 유무에 따라 광의 굴절이 변화하는 광학 프리즘(11)의 경계부(3)와, 외부로부터 광을 차폐하기 위한 차광부(7)와, 제1 파장의 광을 수용하고 특정한 제2 파장의 광을 방사하는 발광 물질(4)을 갖는다. 또한, 광원(1) 및 수광부(2)가 하나로 통합된 검출기(10)는 잉크 탱크(5)의 하부에 형성된다. 본 검출기(10)를 사용하여 잉크 잔류량을 검출하기 위한 방법은 이후에 상세히 설명한다. 도 2a는 (잉크의 다른 칼라에 각각 대응하는) 복수의 잉크 탱크로부터 잉크를 공급받고 인쇄 작동을 실행하는 인쇄 헤드 유닛의 구성예이다. 본 유닛이 통합되는 캐리지(415)의 사시도가 도면에 도시된다. 도 2b는 도 2a의 양쪽 부재(인쇄 헤드 및 캐리지)가 함께 일체화된 상태를 도시하는 사시도이다.

잉크 탱크 내의 잉크의 다른 컬러에 대응하는 기록 헤드는 인쇄 헤드 유닛(405)에 제공된다. 각각의 기록 헤드에 대해, 인쇄 헤드 유닛(405)은 각각의 잉크 탱크의 바닥부에 제공된 잉크 공급 포트와 연결되는 잉크 유입구(107)를 갖고, 인쇄 헤드 유닛(405)의 각각의 칼라 잉크 탱크를 래칭하기 위한 인쇄 헤드 유닛의 후방부의 전방면 상에 제1 상호 래칭 포트(155)를 갖고, 인쇄 헤드 유닛(405)의 후방부의 배면 상에 신호 전달을 위한 전기 접촉부(도시되지 않음)를 더 갖는다.

축(417)을 따라 이동가능한 캐리지(415)는 잉크 탱크의 전방부의 구조체 형상에 대응하는 홀더부를 구비한다. 잉크 탱크의 전방부는 인쇄 헤드 유닛(405)의 래칭부(155) 안으로 래치된 후방부에 대향하는 부분이다. 레버(419)는 인쇄 헤드 유닛(405)을 장착하여 고정하기 위해 제공된다. 도 2b에 도시된 방식으로, 전기 접촉부(418)도 인쇄 헤드측 전기 접속부에 접속되기 위해 제공된다. 각각의 기록 헤드/잉크 탱크 조립체에 대응하는 제2 상호 래칭 포트(156), 각각의 기록 헤드/잉크 탱크 조립체에 대응하는 커넥터(152), 커넥터(152)에 도선된 배선부(159)는 캐리지(415)의 특정 위치에 배열된다. 전체로서 인쇄 장치는 각각의 인쇄 헤드 유닛(405)에 각각의 잉크 탱크(5)를 장착하고 인쇄 헤드 유닛(405)을 구비한 캐리지(415)를 장착함으로써 기록가능한 상태가 된다. 이런 상태에서, 인쇄 헤드는 캐리지(415)가 (종이와 같은) 인쇄 매체의 표면을 가로질러 이동하는 동안 인쇄 헤드로부터 잉크를 토출시킬 수 있고, 인쇄 매체 상에 인쇄를 수행한다.

(제어 시스템의 구성)

도 3은 상술된 잉크젯 인쇄 장치의 제어 시스템의 구성예를 도시한 블록도이다. 제어 회로(300)는 인쇄 장치에 대한 데이터 처리 및 작동 제어를 수행한다. 특히, CPU(301)는 ROM(303)에 저장된 프로그램에 따른 공정을 수행한다. RAM(302)은 CPU(301)가 공정을 수행할 때 작업 영역으로서 사용된다.

도 3에 개략적으로 도시된 바와 같이, 캐리지(415)에 장착된 인쇄 헤드 유닛(405)은 블랙(K), 옐로우(Y), 마젠타(M) 및 사안(C)의 각각의 잉크를 토출시키기 위한 복수의 토출 개구가 형성된 인쇄 헤드(105K, 105Y, 105M, 105C)를 구비한다. 또한, (잉크의 각각의 칼라에 대응하는) 잉크 탱크(5K, 5Y, 5M, 5C)는 이들 인쇄 헤드에 대응하여 인쇄 헤드 유닛(405)의 홀더에 착탈식으로 장착된다. 인쇄 헤드 유닛(405) 및 캐리지(415) 조립체는 전기 커넥터(216)에 의해 제어 회로(300)에 연결되었더라도, 연결 시스템은 무선일 수도 있다. 상술된 잉크 탱크에서의 잉크의 잔류량을 검출하기 위해 사용되는 검출기(10)는 제어 회로(300)에 또한 연결된다.

도 4a는 잉크 잔류량의 검출 전의 캐리지(415)를 도시한 개략도이고, 도 4b 는 잉크 잔류량의 검출 후의 캐리지(415)를 도시한 개략도이다. 인쇄 공정이 사용자에 의해 개시되면, 캐리지(415)는 도 4a의 화살표 α방향으로 (즉, 도면을 바라보고 좌측으로) 이동을 개시한다. 이어서, 각각의 잉크 탱크(5; 5K, 5Y, 5M, 5C)가 검출기(10)의 위치에 오면, 검출기(10)는 각각의 잉크 탱크(5)에 잉크 잔류량 검출을 수행한다.

본 실시예에서, 검출기(10)에 제공된 광원(1)에 의해 방사된 광(도 1a 참조)은 파장이 발광 물질(4)에 의해 변화된 후 수광부(2)에 의해 수용되게 된다. 즉, 검출기(10)는 수광부(2)가 단지 발광 물질(4)에 의해 방사된 광의 파장을 (그리고, 광원에 의해 광이 방사된 원래의 파장이 아닌 것을) 검출 가능하도록 구성되므로, 잉크 잔류량의 (광원의 광을 검출하는) 오검출을 방지한다. 그러나, 검출기는 방사된 광의 파장과 발광 물질 출력광의 파장 양쪽 모두를 측정하는데 사용될 수 있고, 각각의 파장으로 방사된 광량은 상대적 출력량을 결정하는데 비교될 수도 있다. 잉크의 잔류량은 출력되는 각각의 파장의 상대적 광량을 비교함으로써 결정될 수도 있다. 본 방법은 이하에 더 상세히 설명한다.

발광 물질(4)은 광학적 여기(excitation)에 의해 광을 방사하는 형광 물질 또는 인광 물질과 같은 재료이고, 이들은 흡수 파장 및 발광 파장이 서로 분리되는 것이 바람직하다. 이런 발광 물질의 원재료로서, 로다민 유도체(rhodamine derivatives), 페릴렌 유도체(perylene derivatives), 파이렌 유도체(pyrene derivatives), 플루오레세인 유도체(fluorescein derivatives) 등, 자외선 및 가시광선 영역에서 흡수 밴드 및 발광 밴드를 갖는 모두가 열거될 수 있다. 또한, 각각의 가시광선 영역 및 적외선 영역에서 흡수 및 발광 밴드를 갖는 네오디뮴(neodymium; Nb), 이테르븀(ytterbium; Yb), 또는 에르븀(erbium; Er)을 함유하는 무기 적외선 인광체가 사용될 수도 있다. 또한, 폴리에스테르 함유 적외선 이미터, 프탈로시아닌(phthalocyanine) 함유 적외선 이미터 등이 사용될 수도 있다. 본 발명의 범위로부터 벗어나지 않는 임의의 다른 재료가 사용될 수 있다.

발광 밴드가 발광 물질(4)의 흡수 밴드와 중첩하는 임의의 광원(1)이 사용될 수 있고, 자외선 LED, 가시광선 LED, 적외선 LED, 등이 적절하다. 이들과 다른 임의의 광원은 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 것이 제공될 수 있다.

표 1은 본 발명에서 사용될 수 있는 발광 물질, 발광 소자 및 수광 소자의 조합을 도시한다.

본 실시예에서, 잉크의 유무를 검출하기 위한 광학 프리즘(11)은 잉크 탱크(5)에 일체식으로 성형되고, 잉크 탱크(5)의 바닥부에 제공된다. 도 1b에 도시된 바와 같이, 잉크가 존재하면, 광원(1)으로부터 파장(λ1)의 입사광(12)이 광학 프리즘(11)의 경계부(3)에서 굴절되고, 파장(λ1)의 굴절광(13)이 된다. 다음으로, 굴절광(13)이 잉크의 표면에서 굴절되어 굴절광(15)이 되고, 굴절광(15)은 차광부(7)에 도달하기 때문에, 발광 물질(4)에 도달하지 못한다. 입사광(12)이 산란되어 발생되는 광(14)이 (그리고 다른 경계부에서 입사광의 반사로 발생되는 광이) 직접적으로 수광부(2)에 도달하더라도, 수광부(2)는 발광 물질(4)이 방사할 수 있는 파장(λ2)의 광만을 인식하기 때문에 파장(λ1)의 광(14)은 인식하지 못한다.

광학 프리즘(11)의 내부 및 경계부(3)에서 산란되는 파장(λ1)의 광(16)은 발광 물질(4)에 도달할 수도 있다. 광(16)이 발광 물질(4)에 도달하여 발광 물질(4)이 여기하는 경우, 파장(λ2)의 광이 방사되어, 수광부(2)가 광을 인식하여, 오검출을 야기할 것이다. 그러나, 광(16)은 매우 약한 광이므로, 여기되는 발광 물질의 양이 작다. 발광 물질(4)이 여기하여 파장(λ2)의 광을 방출하더라도, 오검출은 수광부(2)에서의 광량의 임계치를 설정함으로써 피할 수 있다.

따라서, 잉크(6)가 잉크 탱크(5)에 남아있으면, 수광부(2)는 광을 인식하지 못하여, 잉크가 존재하지 않는다는 판단(오해)을 하지 않는다.

도 1c에 도시된 바와 같이, 잉크(6)가 잉크 탱크(5)에 존재하지 않으면, 파장(λ1)의 입사광(12)이 경계부(3)에서 전반사되고 (또는 내부 전반사되고), 파장(λ1)의 (내부) 전반사광(17)이 되어, 발광 물질(4)에 조사된다. 발광 물질(4)은 전반사광(17)에 의해 여기되고, 파장(λ1)과 다른 파장(λ2)의 광(18)을 방사한다. 발광 물질(4)에 의해 방사된 광(18)이 등방성으로 방사되므로, 수광부(2)에 도달하고, 수광부(2)는 잉크(6)가 잉크 탱크(5)에 존재하지 않는다는 것을 인식한다. 따라서, 잉크(6)가 잉크 탱크(5)에 남아있지 않으면, 수광부(2)는 광을 인식하여 잉크가 잉크 탱크(5)에 존재한다는 판단인 오해가 발생하지 않는다.

도 5는 본 실시예에 따른 인쇄 공정을 도시하는 흐름도이다. 본 공정에서, 먼저, 잉크 잔류량 체크 공정은 단계(S401)에서 수행된다. 본 공정에서, 기록되도록 정해진 인쇄 작업량을 인쇄 데이터로부터 취득하여, 인쇄량과 각각의 잉크 탱크의 잔류량을 비교함으로써 작업을 기록하기에 충분한 양을 잉크 탱크가 가지고 있는지의 여부를 체크하는 공정이다. 본 공정에서, 잉크 잔류량은, 잔류량을 측정하는 제어 회로(300)에 의해서 그 순간에 얻어진 값이 사용될 수 있다.

단계(S402)에서, 인쇄를 하는데 요구되는 잉크량이 전술된 체크 공정에 기초하여 존재하는지 여부를 판단하는 것이다. 잉크량이 충분하다면, 인쇄 작동은 단계(S403)를 수행하고, 작동부(213)를 표시하는 표시기는 단계(S404)에서 (예를 들면, 녹색) 켜지고, 정상 종료가 수행된다. 반면에, 충분한 잉크가 단계(S402)에서 존재하지 않는다고 판단하면, 작동부의 표시기는 단계(S405 및 S406)에서 오렌지색으로 예를 들면 점멸하는 것으로 표시하고, 비정상 종료가 단계(S407)에서 수행된다.

따라서, 정리하면, 제1 파장의 광을 방사하기 위한 광원(1)과 제2 파장의 광을 수용하기 위한 수광부(2)는 인쇄 장치에 구비된다. 잉크가 잉크 탱크(5)에 존재하면, 광원(1)에 의해 방사되어 광학 프리즘(11)을 통과하는 광이 발광 물질(4)에 조사되는 것이 차광부(7)에 의해 차단된다. 잉크(6)가 잉크 탱크(5)에 존재하지 않는 경우에만 광원(1)으로부터 제1 파장의 광이 잉크 탱크에 구비된 발광 물질(4)에 조사되도록 구성되고 제2 파장의 광이 방사된다. 따라서, 발광 물질(4)이 제2 파장의 광을 방사하고, 수광부가 제2 파장의 광을 수용하여, 잉크가 잉크 탱크에 존재하지 않는다는 것을 인식한다. 따라서, 잉크 탱크의 잉크 잔류량을 높은 정확도로 광학적으로 검출할 수 있는 잉크 탱크 및 인쇄 장치가 구현될 수 있다.

본 실시예에서, 발광 물질(4)은 잉크 탱크(5)에 제공되었지만, 잉크 탱크(5)가 아닌 인쇄 장치 주본체에 제공될 수도 있다. 그러나, 발광 성능이 장시간 동안의 반복 검출로 인해 나빠질 것으로 예상된다. 따라서, 잉크 탱크(5)는 발광 물질이 쉽게 교체될 수 있도록 발광 물질(4)을 장착하는 것이 바람직하다.

본 발명의 인쇄 장치는 전술된 잉크 잔류량 검출 시스템에 사용된 잉크 탱크(5)를 탑재할 수 있고, 전술된 잉크 잔류량 검출 시스템을 실제로 채택한다.

잉크 탱크(5)(잉크 카트리지)는 이하의 단계를 포함함으로써 제조될 수 있다: 잉크(6)의 저장을 위한 공간(잉크 저장 공간)과 잉크 저장 공간 내의 잉크의 유무를 광학적으로 검출하기 위한 광학 프리즘(11)을 형성하는 단계;

잉크 탱크(5)의 외부로부터 조사된 외부 광에 의해 여기 가능하고 광을 방사할 수 있는 발광 물질(4)을 잉크 탱크(5)에 부착하는 단계;

잉크 저장 공간과 외부를 연통하게 만들기 위한 잉크 공급부를 형성하는 단계.

잉크 탱크(5)에 발광 물질(4)을 부착하기 위한 이하의 방법이 고려된다. 잉크 저장 공간, 광학 프리즘(11), 발광 물질(4)의 섹션은 발광 물질(4)을 포함하지 않는 제1 수지와 발광 물질(4)을 포함하는 제2 수지를 사용하는 두 개의 컬러 성형에 의해 성형되는 방법이다. 이런 경우에, 어떤 수지가 먼저 성형되던 원하는 형상이 형성되는한 문제가 되지 않는다. 제1 수지 및 제2 수지는 동일한 수지일 수도 있고 또한 다른 수지일 수도 있다.

잉크 탱크(5)의 발광 물질(4)을 포함하는 부분과 포함하지 않는 부분이 분리식으로 성형될 수도 있고, 이후에 두 개의 부재는 초음파 또는 열에 의해 융합될 수도 있고 접착제에 의해 접합될 수도 있다. 발광 물질(4)을 포함하기 위한 부분으로 발광 물질(4)을 주입하기 위한 방법이 이하에 설명된다. 먼저, 발광 물질(4)이 성형 수지에 가해진다. 수지는 발광 물질(4)을 포함하여 제조된다. 발광 물질(4)을 포함하는 부분은 이 수지로 성형되고, 발광 물질을 포함하는 시트가 성형 수지에 부착된다. 임의의 적절한 방법이 당업자에 의해 고려될 수도 있다.

제2 실시예

이하에는, 본 발명의 제2 실시예가 도면을 참조하여 설명될 것이다. 본 실시예의 기본 구성은 제1 실시예의 구성과 동일하므로, 본 실시예의 특징적인 구성만을 설명할 것이다. 도 6a 내지 도 6d는 본 실시예의 잉크 잔류량 검출 시스템을 도시한 도면이다. 도 6a는 잉크 잔류량 검출 시스템의 개략 블록도이고, 도 6b는 시스템의 개략 사시도이고, 도 6c는 잉크가 존재하는 경우에서의 작동의 예시도이고, 도 6d는 잉크가 존재하지 않는 경우에 작동의 도면이다. 도 1a 내지 도 1c의 동일한 구성은 각각 동일한 도면 번호가 주어진다는 것을 알아야 한다.

제1 실시예와 달리, 차광부(7)는 본 실시예에서 제공되지 않는다. 또한, 잉크의 유무를 광학적으로 검출하기 위한 광학 프리즘(26)은 경계부(3) 및 경계부(8)를 갖고, 발광 물질(4)은 경계부(3)와 경계부(8) 사이에 제공된다. 도 6c에 도시된 바와 같이, 잉크(6)가 잉크 탱크(25)에 존재하면, 광원(1)으로부터의 파장(λ1)의 입사광(12)은 경계부(3)에서 굴절되어, 파장(λ1)의 굴절광(13)이 되고, 수광부(2)에는 도달하지 않는다.

입사광(12)의 산란을 통해 발생되는 광(14)과 잉크(6)의 표면에서 광의 반사로 발생되는 광(15)(다른 경계부에서 반사를 통해 발생되는 광 포함)이 수광부(2)에 도달하는 경우라 하더라도, 수광부(2)는 광의 파장이 λ1이기 때문에 광선을 인식하지 못한다. 또한, 프리즘(26)의 내부 및 경계부(3)에서 산란된 파장(λ1)의 광(16)이 발광 물질(4)에 도달할 가능성이 있다고 하더라도, 이러한 광은 매우 약한 광이기 때문에 발광 물질의 여기되는 부분이 작다. 따라서, 이런 발광에 의해 기인하는 오검출은 광량의 임계치를 설정함으로써 적절하게 피할 수 있다.

도 6d에 도시된 바와 같이, 잉크가 잉크 탱크(25)에 존재하지 않으면, 입사광(12)은 경계부(3)에서 전반사되어, 파장(λ1)의 전반사광(17)이 되며, 이 전반사광(17)이 발광 물질(4)에 조사된다. 이렇게 되면, 발광 물질(4)은 전반사광(17)에 의해 여기되고, 파장(λ1)과 다른 파장(λ2)의 광(18)을 방사한다. 발광 물질(4)에 의해 방사된 광(18)과 경계부(8)에서 전반사되었던 광(19)[파장(λ1) 및 파장(λ2)의 양쪽 모두를 포함]이 수광부(2)에 도달한다. 수광부(2)는 광(18)[파장(λ2)] 및 광(19)의 파장(λ2) 성분을 선택적으로 검출하여 잉크가 잉크 탱크(25)에 존재하지 않는다는 것을 인식한다.

따라서, 제1 파장을 방사하는 광원(1)과 제2 파장의 광을 수용하기 위한 수광부(2)가 제공된다. 잉크(6)가 잉크 탱크(25)에 존재하지 않을 때만 광원(1)으로부터의 제1 파장의 광이 잉크 탱크에 제공된 발광 물질(4)에 조사되도록 구성되고 광학 프리즘(26)을 사용하여 제2 파장의 광이 방사된다. 이로써, 발광 물질(4)이 제2 파장의 광을 방사하고, 수광부가 제2 파장의 광을 수용한다. 이에 의해, 잉크가 잉크 탱크에 존재하지 않는다는 것을 인식한다. 따라서, 잉크 탱크의 잉크 잔류량을 높은 정확도로 광학적으로 검출할 수 있는 잉크 탱크 및 인쇄 장치가 구현될 수 있다.

제3 실시예

이하에서, 본 발명의 제3 실시예는 도면을 참조하여 설명될 것이다. 본 실시예의 기본 구성은 제1 실시예 및 제2 실시예의 구성과 동일하므로, 본 실시예의 특징적인 구성만을 설명할 것이다.

도 7a 내지 도 7c는 본 실시예의 잉크 잔류량 검출 시스템의 도면으로, 도 7a는 잉크 잔류량 검출 시스템의 개략 블록도이고, 도 7b는 잉크가 존재하는 경우에 작동의 도면이고, 도 7c는 잉크가 존재하지 않는 경우에 작동의 도면이다. 도 6a 내지 도 6d와 도 1a 내지 도 1c의 구성요소와 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 도면 번호가 주어진다는 것을 알아야 한다.

본 실시예의 잉크 탱크(35)에서, 경계부(9)가 발광 물질(4)과 잉크(6)의 유무를 검출하기 위한 광학 프리즘(33) 사이에 제공된다. 도 7b에 도시된 바와 같이, 잉크(6)가 잉크 탱크(35)에 존재하면, 광원(1)으로부터의 파장(λ1)의 입사광(12)은 경계부(3)에서 굴절되어, 파장(λ1)의 굴절광(13)이 되고, 수광부(2)에 도달하지 않는다.

입사광(12)의 산란을 통해 발생되는 광(14)과 잉크(6)의 표면에서 광의 반사에 의해 발생되는 광(15)(다른 경계부에서 반사를 통해 발생되는 광 포함)이 수광부(2)에 도달하는 경우라 하더라도, 광의 파장이 λ1이기 때문에 수광부(2)는 광선을 인식하지 못한다. 또한, 프리즘(33)의 내부 및 경계부(3)에서 산란된 광(16)[파장(λ1)]이 발광 물질(4)에 도달할 가능성이 있다. 그러나, 이런 광은 경계부(9)에서 굴절되거나 산란되어 발광 물질(4)을 거의 여기시키지 않는다. 발광 물질(4)이 여기되어, 파장(λ2)의 광을 방사하더라도, 오검출은 수광부(2)에서 광량의 임계치를 설정함으로써 적절하게 피할 수 있다. 또한, 발광 물질(4)에 도달하는 광량이 작기 때문에, 제1 및 제2 실시예보다 작은 임계값을 가질 수 있다.

잉크(6)가 잉크 탱크(35)에 존재하지 않는다면, 도 7c에 도시된 바와 같이, 입사광(12)은 경계부(3)에 전반사되어, 발광 물질(4)에 조사되는 파장(λ1)의 전반사광이 된다. 전반사광(17)이 경계부(9)에 직각으로 입사되므로, 프리즘과 외부측 환경 사이의 경계부가 광을 직진하도록 하려는 성질에 의해 산란 또는 굴절이 거의 없이 발광 물질(4)에 조사된다. 이렇게 되면, 발광 물질(4)은 전반사광(17)[파장(λ1)]에 의해 여기되어, 파장(λ1)과 다른 파장(λ2)의 광(18)이 방사된다. 발광 물질(4)에 의해 방사된 광(18)과 전반사광(17)이 수광부(2)에 도달한다. 수광부(2)는 파장(λ2)의 광(18)을 선택적으로 검출하여, 잉크(6)가 잉크 탱크(35)에 존재하지 않는다는 것을 인식한다.

상술된 바와 같이, 제1 파장을 방사하는 광원(1)과 제2 파장의 광을 수용하기 위한 수광부(2)가 제공된다. 잉크(6)가 잉크 탱크(35)에 존재하지 않을 때만 광원(1)으로부터 제1 파장의 광은 잉크 탱크(35)에 제공된 발광 물질(4)에 조사되도록 구성되고 광학 프리즘(33)을 사용하여 제2 파장의 광이 방사된다. 이런 구성으로, 발광 물질(4)이 제2 파장의 광을 방사하고, 수광부가 제2 파장의 광을 수용함으로써, 잉크가 잉크 탱크에 존재하지 않는다는 것을 인식한다. 이런 방식으로, 잉크 탱크의 잉크 잔류량을 높은 정확도로 광학적으로 검출할 수 있는 잉크 탱크 및 인쇄 장치가 실시될 수 있다.

본 발명이 예시적인 실시예를 참조하여 설명되었더라도, 본 발명을 개시된 예시적인 실시예로 제한되는 것은 아니라는 것을 이해해야만 한다. 이하의 청구항의 범위는 첨부된 청구항의 범위 내에 있는 이런 변경예 및 균등 구조체 및 기능을 모두 포함하도록 확대 해석을 허용해야만 한다.

도 1a는 제1 실시예에 따른 잉크 잔류량 검출 시스템의 개략 블록도.

도 1b는 잉크가 존재할 때, 도 1a의 잉크 잔류량 검출 시스템의 작동 예시도.

도 1c는 잉크가 존재하지 않을 때, 도 1a의 잉크 잔류량 검출 시스템의 작동 예시도.

도 2a는 인쇄 헤드 유닛 및 캐리지의 구성예의 사시도.

도 2b는 도 2a의 양쪽 구성 요소가 일체된 상태에서 도시된 사시도.

도 3은 잉크젯 인쇄 장치의 제어 시스템의 구성예를 도시하는 블록도.

도 4a는 잉크 잔류량의 검출 전의 캐리지(415)를 도시하는 개략도.

도 4b는 잉크 잔류량의 검출 후의 캐리지(415)를 도시하는 개략도.

도 5는 인쇄 공정을 도시하는 흐름도.

도 6a는 제2 실시예에 따른 잉크 잔류량 검출 시스템의 개략 블록도.

도 6b는 도 6a의 잉크 잔류량 검출 시스템의 개략 사시도.

도 6c는 잉크가 존재하는 경우에서의 도 6a의 잉크 잔류량 검출 시스템의 작동 예시도.

도 6d는 잉크가 존재하지 않는 경우에서의 도 6a의 잉크 잔류량 검출 시스템의 작동 예시도.

도 7a는 제3 실시예에 따른 잉크 잔류량 검출 시스템의 개략 블록도.

도 7b는 잉크가 존재하는 경우에서의 도 7a의 잉크 잔류량 검출 시스템의 작 동 예시도.

도 7c는 잉크가 존재하지 않는 경우에서의 도 7a의 잉크 잔류량 검출 시스템의 작동 예시도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1 : 광원

2 : 수광부

3, 8, 9 : 경계부

4 : 발광 물질

5, 25, 35 : 잉크 탱크

6 : 잉크

7 : 차광부

10 : 검출기

11, 26, 33 : 광학 프리즘

12 : 입사광

13, 15 : 굴절광

107 : 잉크 유입구

152 : 커넥터

155, 156 : 상호 래칭 포트

300 : 제어 회로

405 : 인쇄 헤드 유닛

415 : 캐리지

417 : 축

Claims

잉크 탱크로서,

잉크 저장용 잉크 수용부와,

상기 잉크 수용부 내의 잉크의 유무를 광학적으로 검출하기 위한 광학 검출 수단을 포함하고,

상기 광학 검출 수단은,

잉크가 상기 잉크 수용부에 존재하는 경우에, 상기 잉크 수용부의 외부로부터 조사되는 제1 파장의 제1광을 통과시키고, 잉크가 상기 잉크 수용부에 존재하지 않은 경우에, 상기 제1 파장의 제1광을 전반사시키는 광 반사부와,

잉크 탱크의 일부에 정착되고, 상기 광 반사부에 의해 반사된 반사광에 의해 여기되어 상기 제1 파장과 다른 제2 파장의 제2광을 방사하는 발광 물질을 포함하고,

상기 잉크 탱크의 외부에 설치되어 상기 제2 파장의 제2광을 검출하는 수광부에 상기 제2 파장의 제2광이 조사되는, 잉크 탱크.
삭제
제1항에 있어서, 상기 광학 검출 수단은 차광부를 포함하고, 상기 광학 검출 수단은 잉크가 잉크 수용부에 존재하는 경우에, 발광 물질이 상기 차광부에 의해 반사광으로부터 차단되도록 구성되는, 잉크 탱크.
삭제
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삭제
제1항의 잉크 탱크를 탑재할 수 있는 인쇄 장치로서,

상기 잉크 탱크의 광 반사부 상에 제1 파장의 제1광을 조사하기 위한 발광 수단과,

상기 잉크 탱크의 발광 물질에 의해 방사된 제2 파장의 제2광을 수용하기 위한 수광 수단과,

상기 수광 수단에 수용된 제2 파장의 제2광을 검출하기 위한 검출기와,

상기 검출기에 의해 검출된 제2 파장의 제2광의 양에 기초하여 잉크 탱크의 잉크 잔류량을 결정하기 위한 결정 수단을 포함하는, 인쇄 장치.
제7항에 있어서, 상기 잉크 탱크와 상기 잉크 탱크로부터 잉크를 토출하기 위한 인쇄 헤드를 함께 장착하기 위한 캐리지를 포함하는, 인쇄 장치.
제7항에 있어서, 상기 결정 수단의 결과에 따라 인쇄가 수행될지 여부를 결정하기 위한 처리 수단을 포함하는, 인쇄 장치.
잉크 탱크 내의 잉크의 유무를 검출하기 위한 방법으로서,

광원으로부터 제1 파장의 광을 조사하는 단계와,

상기 잉크 탱크의 프리즘 안으로 조사광을 유도하는 단계로서, 상기 프리즘은 프리즘이 잉크와 경계를 이루는 경우 조사광이 경계부를 통해 굴절되고, 공기와 경계를 이루는 경우에는 조사광이 경계부로부터 내부 전반사되도록 선택된 굴절률을 갖고, 상기 프리즘은 제1 파장의 조사광이 흡수되었을 때 제2 파장의 광을 방출하는 발광 물질을 구비하는, 단계와,

상기 프리즘으로부터 나오는 광을 검출하는 단계와,

잉크가 잉크 탱크에 존재하여 상기 조사광이 굴절되었는지, 잉크가 잉크 탱크에 존재하지 않아 상기 조사광이 발광 물질 상으로 내부 전반사되었는지 여부를, 상기 프리즘으로부터 나오는 상기 광으로부터 결정하는 단계를 포함하는, 방법.
제10항에 있어서, 상기 결정 단계의 결과를 기초로 하여 잉크가 잉크 탱크에 존재하는지 또는 존재하지 않는지의 여부를 나타내는 통지를 표시하는 단계를 더 포함하는, 방법.