JP2525803B2 - インクジェットプリント装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、インクジェットプリント装置に関し、詳し
くは該装置に配設されるインク貯蔵容器等のインク供給
源のインク残量を検出するインク残量検知装置に関する
ものである。

［従来の技術］ 例えば、インクジェットプリンタにおける従来のイン
ク残量検知装置としては、インクジェットプリンタの本
体に固定されるインク供給源としてのインク貯蔵容器
（インクタンク）、あるいは記録ヘッドをキャリッジに
搭載した形態のインクジェットプリンタにあってはキャ
リッジに搭載された予備インクタンクに設けられるもの
がある。

そして、このような従来のインク残量検知装置として
は、インクの導電性を利用し、タンク内に一対の電極を
設け、電極間の通電／非通電を検出することによって残
量検知を行うものがあった。

しかしながら、このようなインク残量検知装置では、
インクに通電を行うためにインクが電気分解を起こし、
インク組成が変化してしまったり、電気分解により生じ
た異物が電極に付着し、導電性が低下することがあっ
た。また、組成変化や異物は記録品位や吐出性能の低下
をももたらすものである。さらに、インク残量減少の連
続的検知も行えなかった。

そこで、タンクの適切な部位に、可視光の投光および
受光を行う光学的手段を設け、受光の有無によりインク
残量の有無の検知を行うようにした残量検知装置や、赤
外線の投光および受光を行う光学的手段を設けるととも
に、タンク内に赤外線の遮断を行うフロートを設け、遮
光による赤外光の受光の有無によりインク残量検知を行
うようにした残量検知装置が提案されている。

［発明が解決しようとする問題点］ しかしながら、このような構成によっては、インクの
電気分解に伴う問題こそ生じないものの、インク残量の
変化の連続的検知は依然として困難である。

本発明の目的は、かかる問題点を解決し、インク残量
の変化の連続的検知を可能としたインク残量検知装置を
具えたインクジェットプリント装置を提供することにあ
る。

［問題点を解決するための手段］ そのために、本発明は、インクジェットヘッドを用い
てプリント媒体上にプリントを行うインクジェットプリ
ント装置において、インクを収納するインク収納部材
と、該インク収納部材内のインクに浮揚した状態で、当
該インク収納部材のインク量に応じて鉛直方向に移動可
能なフロート部材であって、前記鉛直方向とは異なる所
定の方向に沿った透光領域または遮光領域の長さをその
鉛直方向の位置に応じて所定の割合で変化させる遮光部
材を、有するフロート部材と、発光部と受光部とを備
え、前記発光部と前記受光部の間の前記遮光部材による
遮光状態を検知可能なセンサユニットと、該センサユニ
ットに対して前記インク収納部材を相対的に前記所定の
方向に移動させる移動手段と、該移動手段による前記イ
ンク収納部材の前記所定の方向への相対的な移動におい
て、前記センサユニットが検出する前記遮光領域または
前記透光領域のそれぞれ遮光状態または透光状態の長さ
に応じて、前記インク収納部材におけるインク量を検知
する検知手段と、を具えたことを特徴とする。

［作用］ 以上の構成によれば、インク収納部材のインク量に応
じて、インク収納部材内のインクに浮揚した状態でフロ
ート部材が鉛直方向に移動する。フロート部材は、鉛直
方向とは異なる所定の方向に沿った透光領域または遮光
領域の長さを鉛直方向の位置に応じて所定の割合で変化
させる遮光部材を有しており、この遮光部材に対してセ
ンサユニットがその発光および受光によって遮光状態を
検知するとき、遮光部材による上記所定の方向に沿った
透光状態または遮光状態の長さは、上記フロート部材の
鉛直方向の変位に応じて異なることになる。これによ
り、上記透光状態または遮光状態の長さによって上記イ
ンク量を検知することができる。

［実施例］ 以下に、図面に基づいて本発明の実施例を詳細かつ具
体的に説明する。

第１図および第２図は本発明の一実施例を示す。本例
は、記録ヘッドを往復走査してその過程で記録を行うシ
リアルタイプのインクジェット記録装置への適用例であ
り、ここで、１はインクジェットヘッドユニット、２は
そのインクジェットノズル、３はインクタンクである。
インクタンク３内のインクＩはインク供給管４を介して
ヘッドユニット１側に供給される。５はインクタンク３
のインク質3A内に浮揚状態に保たれインクＩの液面に応
じて上下自在としたフロートであり、好適にはヘッドユ
ニット１およびインクタンク３を搭載しているキャリッ
ジ６の移動時においてもフロート５が液面と共に遊動し
ないようにする。

7Aおよび7Bは、それぞれ、赤外線の発光素子および受
光素子であり、保持部材８により、記録範囲外の所定位
置、例えばキャリッジ６のホームポジションにおいてフ
ロート５を収容したインク室3Aがそれらの間に侵入でき
るだけ離隔して保持されている。これらの赤外線の発光
素子7Aおよび受光素子7Bを設けたことにより、後述のフ
ロート部分により遮光がなされない限り、発光素子7Aか
ら透光される赤外線が、インクをその色のいかんにかか
わらず透過して受光素子7Bに受光される。

なお、インクタンク３のインク室3Aの対向壁、少なく
とも赤外線の光路に位置する部分は赤外線が透過し易い
材料で形成される必要があり、耐インク性のことを考慮
すると、例えば透明アクリル板等を使用するのが好適で
ある。

第３図は第１図および第２図におけるフロート５の一
構成例を示す。ここで、９は赤外線Ｌの光路を遮断する
ための例えば金属で形成した遮光板、10は遮光板９を保
持し、フロート５に適切な浮力を付与することにより液
面の変化に伴って遮光板９を変位させるためのフロート
本体であり、赤外線Ｌを透過する材料で形成してある。

第４図は遮光板９の一構成例を示す。本例にあって
は、遮光板９に、赤外線Ｌの光軸に交わる平面内におい
て斜めに、赤外線を透過するスリット9Aを設けてある。

第５図および第６図は、キャリッジ６のホームポジシ
ョン付近への移動による赤外線の透過状態を説明するた
めの説明図である。

第５図において、ホームポジション付近に配置した素
子7A,7Bに向けて、キャリッジ６がＳ方向へ移動してい
くと、フロート５内の遮光板９により、はじめは発光素
子7Aから発せられた赤外線Ｌは遮光板９にさえぎられて
受光素子7Bに受光されない。第５図示の位置よりさらに
Ｓ方向へキャリッジ６を移動させ、フロート６内の遮光
板９のスリット9Aが赤外線Ｌの光軸と交わる位置にまで
至ると、この時点で発光素子7Aから発せられた赤外線Ｌ
は受光素子7B入射される。

すなわち、第２図においてキャリッジ６を素子7A,7B
に向けて移動させていくと、はじめは発光素子7Aから発
せられた赤外線Ｌはその進行を遮る物がないのでそのま
ま受光素子7Bに入光する。さらにキャリッジ６を移動さ
せていくと、第５図のように発光素子7Aから発せられた
光線Ｌはフロート５内の遮光板９によってその光路を遮
られて、受光素子7Bには光線Ｌが入光しなくなる。さら
にキャリッジ６を移動させていくと、第６図のように遮
光板９に設けたスリット9Aを通って光線Ｌは受光素子7B
に入射することになる。ここで、受光素子7Bに光線Ｌが
入光している状態を“1"、入光していない状態を“0"と
すると、以上の過程は第７図に表すことができる。

第７図中、縦軸は受光素子7Bの状態であり、横軸はキ
ャリッジ６の移動距離である。

赤外線Ｌが遮光板９に遮られてからスリット9Aを透過
するまでのキャリッジ６の移動距離（受光素子7Bが“0"
である期間）は、インクＩの液面の変化に伴って変化す
る。この様子を第８図および第９図を用いて説明する。

第８図および第９図は、第１図示の構成の主要部の正
面図であり、それぞれ、インクＩの水面が高い場合およ
び低い場合を示している。これら図において、LAは発光
素子7Aから受光素子7Bへ投光されている赤外線Ｌの光
軸、ａは光軸LAと遮光板９の端面9Bとの距離である。ｂ
およびｂ′は光軸LAの高さＨにおける遮光板９の端面9B
とスリット9Aの端との距離である。

すなわち、受光素子7Bが“0"である状態の期間は、第
８図のようにインクＩの水位が高いときには距離ｂに対
応して短く、第９図のように水位が低いときには距離
ｂ′に対応して長くなる。従って当該“0"の期間ないし
は距離b,b′を計測することによりインク水位の検知が
可能となる。

第10図は本例に係るインク残量検知装置の制御系の一
構成例を示す。ここで、50は第11図示の処理手順等に従
って各部を制御するマイクロプロセッサ形態のCPUであ
り、本例では記録処理等に際してヘッドユニット1,キャ
リッジ６駆動用のモータ57,記録媒体搬送系59等の各部
を制御する主制御部に兼用してある。

51はCPU50が実行する第11図示の手順等に対応したプ
ログラムの他、インク残量を認識するためのテーブル等
を格納したROMである。また、53はRAMであり、受光素子
7Bの“0"の期間ないしはそれに対応したキャリッジ６の
移動距離またはモータ57の回転量を計測するためのカウ
ンタ等、作業用に用いる領域を有する。

第11図は本例に係るインク残量検知手段の一例を示
す。本手順の起動のタイミングとしては、例えば ａ）電源オン時 ｂ）所定量の印字後、例えば1000行分の印字後。

ｃ）印字を終えて、待機状態に入るとき。

などとすることができる。

本手順が起動すると、まずステップP1にてモータ57を
駆動し、キャリッジ６が基準位置、例えばホームポジシ
ョンに至ったことを検知する。次いでステップP2にて発
光素子7Aを駆動して赤外線Ｌの発光を行わせる。

次いで、ステップP3にてさらにモータ57を駆動し、キ
ャリッジ６を第５図および第６図中Ｓ方向に移動させ、
ステップP4にて受光素子7Bが“0"となるのを検知する。
当該検知に応じてステップP5にてさらにモータ57を駆動
し、ステップP6にてモータ57の回転量を記録しつつ、ス
テップP7にて受光素子7Bが“1"となるのを検知する。

ステップP5〜P7の手順は、例えばステップP4での肯定
判定後RAM53のカウンタ領域をリセットしておき、ステ
ップP7にて肯定判定がなされるまで、モータ57としてパ
ルスモータを用いる場合にはその駆動パルスの発生の度
に、DCモータを用いる場合にはそのDCモータに組合せた
エンコーダのパルス出力の検知に応じて、カウンタ領域
を歩進することにより行うことができる。なお、ソフト
ウエアあるいはハードウエアのタイマを用い、受光素子
7Bの“0"の期間を計数するようにしてもよい。

ステップP7にて肯定判定がなされた場合には、ステッ
プP8にて回転量にインク残量を対応させたROM51内のテ
ーブルをアクセスし、計測値に対応したインク残量を得
る。

かくして得られたインク残量に関する情報を、適宜の
表示手段等により表示して操作者に認識を行わせたり、
さらにインク残量が極めて少なくなった場合にはブザ
ー，表示器等の報知手段により操作者に報知をすること
ができる。

第11図示の手順におけるステップP1のホームポジショ
ンの検知は、適宜のセンサにより行うことができるが、
フロート５はインク室3A内に浮遊しているので、フロー
ト５に対するホームポジションの相対的な位置ずれが生
じ、上記手順に関してステップP2の発光のタイミングが
適切でなくなることも考えられる。

そこで、本発明に係るフロートの他の実施例では、第
12図に示すように、フロート５に対して発光素子7Aから
の赤外線Ｌを遮断可能な遮光部材18を適切に配置し、当
該遮光によりホームポジションの検知を行うようにすれ
ば、ホームポジション検知後の発光のタイミングを適切
なものとできる。また、ホームポジション検知のために
特別なセンサを設ける必要もなくなる。

一方、フロート５はインク水位の変化に追従しなけれ
ばならないので、適当な遊びをもってインク室3A内に浮
遊させておくのが好適であるから、第12図のような構成
を取っても受光素子7Bの“0"期間の検出にずれが生じる
可能性がある。

そこでさらに、第13図に示すように遮光部90としてス
リット90Aを有するものを設ける。

第14図は第12図および第13図示の構成によるインク残
量検出時の受光素子7Bの状態を示す。時点ｃは第12図示
の遮光部材18によって最初に光線14をさえぎられる位置
であり、これはホームポジションの検出に用いる。時点
ｄは第13図示の遮光板90のスリット90Aの同図における
右側部分によって、受光素子7Bに再び光線が入る位置で
ある。さらに時点ｅは遮光板90によって光線がさえぎら
れる位置であり、時点ｆでは再度スリット90Aの図中左
側部分を取って受光素子7Bに光線が入る。この場合、時
点ｅ〜ｆの期間がインクの残量に相当することになり、
この期間の変化は、インク水位低下に伴うフロート５の
鉛直方向の変位にのみ依存し、フロート５の水平方向の
浮遊位置にはよらないので、インク残量を正確に検知で
きるようになる。

なお、本発明の適用対象であるインクジェットプリン
タのインクタンク３は、ヘッドユニット１に着脱され、
もしくはヘッドユニット１と一体にプリンタに着脱され
る形態、すなわちそれ自身がヘッドユニット１に対する
最上流のインク供給源をなすものとすることもできる
し、あるいはインクタンクが別のメインタンクからのイ
ンクの供給を受けるような中継タンクの場合であって
も、メインタンクのインクがなくならない限り中継イン
クタンクの液面が所定のレベルより下ることはあり得な
いので、同様な構成によりその残量検出手段を介してイ
ンクの有無を検出することができる。

また、上例ではシリアルタイプのプリンタのキャリッ
ジにインクタンクを搭載し、固定した発光素子，受光素
子から成る残量検知センサに対してキャリッジを移動さ
せてインク残量検知を行う構成例について述べたが、キ
ャリッジを例えば所定位置に設定した後、残量検知セン
サを移動させて上記検知を行うようにしてもよい。

さらに、シリアルタイプあるいはラインプリンタ形態
のインクジェットプリンタにおいて用いられる適宜のイ
ンクタンクに本発明を適用することも用意であり、イン
クタンクとインク残量検知センサとに相対的移動が行わ
れるようにすればよい。

加えて、遮光板も上例のようにスリットを設けたもの
のみならず、例えばこれを台形状とするなど遮光板自体
の形状を適切に定めても上述と同様の効果が得られる。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明によれば、インク収納部
材のインク量に応じて、インク収納部材内のインクに浮
揚した状態でフロート部材が鉛直方向に移動する。フロ
ート部材は、鉛直方向とは異なる所定の方向に沿った透
光領域または遮光領域の長さを鉛直方向の位置に応じて
所定の割合で変化させる遮光部材を有しており、この遮
光部材に対してセンサユニットがその発光および受光に
よって遮光状態を検知するとき、遮光部材による上記所
定の方向に沿った透光状態または遮光状態の長さは、上
記フロート部材の鉛直方向の変位に応じて異なることに
なる。これにより、上記透光状態または遮光状態の長さ
によって上記インク量を検知することができる。

この結果、インクタンク等、インク収納部材における
インク量の変化を連続的に知ることが可能となった。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は、それぞれ、本発明の一実施例に
かかあるインク残量検知装置の一構成例を示す斜視図お
よび上面図、 第３図はそのフロートの一構成例を示す斜視図、 第４図はそのフロートに配設する遮光板の一構成例を示
す模式図、 第５図および第６図はインク残量検知にあたっての本実
施例の動作を説明するための上面図、 第７図は同じくその受光素子の状態を示す波形図、 第８図および第９図は、インクレベルの変化に伴う本実
施例による検知量の変化を説明するための正面図、 第10図は本実施例に係るインク残量検知装置の制御系の
一構成例を示すブロック図、 第11図はそのインク残量検知手段の一例を示すフローチ
ャート、 第12図は本発明に適用可能なフロートの他の構成例を示
す模式図、 第13図は第12図示のフロートに配設可能な遮光板の構成
例を示す模式図、 第14図は第12図および第13図示の構成によるインク残量
検知にあたっての動作を説明するための受光素子の状態
を示す波形図である。 １…ヘッドユニット、２…インクノズル、３…インクタ
ンク、3A…インク室、４…供給管、５…フロート、６…
キャリッジ、7A…発光素子、7B…受光素子、８…保持部
材、9,90…遮光板、9A,90A…スリット、Ｌ…赤外線、LA
…光軸、Ｉ…インク。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】インクジェットヘッドを用いてプリント媒
   体上にプリントを行うインクジェットプリント装置にお
   いて、 インクを収納するインク収納部材と、 該インク収納部材内のインクに浮揚した状態で、当該イ
   ンク収納部材のインク量に応じて鉛直方向に移動可能な
   フロート部材であって、前記鉛直方向とは異なる所定の
   方向に沿った透光領域または遮光領域の長さをその鉛直
   方向の位置に応じて所定の割合で変化させる遮光部材
   を、有するフロート部材と、 発光部と受光部とを備え、前記発光部と前記受光部の間
   の前記遮光部材による遮光状態を検知可能なセンサユニ
   ットと、 該センサユニットに対して前記インク収納部材を相対的
   に前記所定の方向に移動させる移動手段と、 該移動手段による前記インク収納部材の前記所定の方向
   への相対的な移動において、前記センサユニットが検出
   する前記遮光領域または前記透光領域のそれぞれ遮光状
   態または透光状態の長さに応じて、前記インク収納部材
   におけるインク量を検知する検知手段と、 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。