JP4012195B2 - インクタンク、記録装置、インクタンクの製造方法、およびインク残量検知方法 - Google Patents

Description

本発明は、インクタンク内のインク残量を検知することができるインクタンク、記録装置、インクタンクの製造方法、およびインク残量検知方法に関するものである。

紙やプラスチック薄板（ＯＨＰなど）等の記録媒体に対して、文字などを含む画像を記録するための記録方式の一つとしては、液体のインクによって、記録媒体の記録面に接触あるいは非接触状態で記録を行う液体記録方式がある。その液体記録方式の中でも、微小のインク液滴を吐出させて記録を行うインクジェット記録方式は、高速記録が可能、カラー画像の記録が容易、紙は勿論のこと布等の記録媒体に記録が可能、騒音が小さい、および高品位な記録が可能である、といった種々の利点を有している。

一般に、インクジェット記録装置を含む種々の記録装置に対するインク供給源としては、カートリッジタイプのインクタンク（インクカートリッジ）が採用されている。このインクカートリッジは、記録装置に対して着脱自在なものが多く使用されている。

インクカートリッジ内のインクが無くなった場合には、記録動作が途中で途絶えてしまうため、そのインクカートリッジ内のインクの残量を検知するための機構が種々提案されている。インクカートリッジ内のインク残量の検知機構としては、インクカートリッジ内に設けた電極間の導通状態の検知手段を用いる機構や、インクの光学的な検知手段を用いる機構などがある。特に、光学的にインクの有無を検知する手段は、その構成が簡便であって大きな装置を必要としないため、適用されることが多い。

光学的にインク残量を検知する機構として、例えば特許文献１および２には、プリズムを用いた機構が提案されている。プリズムを用いたインク残量の検知機構は、記録装置側に発光部と受光部とを備え、インクカートリッジ側に、ポリプロピレンなどの光透過性材料によって構成されたプリズム反射面を備えている。インクカートリッジ内のインクが無くなって、プリズムの反射面の界面がインクから空気に代わったときに、記録装置側の発光部からの光がプリズムの反射面で全反射して、記録装置側の受光部によって検知される。このような光学的反射強度の変化に基づいて、インクカートリッジ内のインクの有無が検知される。

特開平０２−１０２０６２号公報 特開平０７−２１８３２１号公報 特開平１０−３２３９９３号公報 特開平０８−１５１５４５号公報 特開平０８−００３５４８号公報 特開昭６０−２９９９６号公報 米国特許第５，０９３，１４７号明細書 米国特許第５，６１４，００８号明細書 米国特許第４，５４０，５９５号明細書 特表２００１−５０３４５９号公報 特開２０００−１２９１８５号公報

しかし、光学的反射強度の変化に基づいて、インクカートリッジ内のインクの有無を検知する機構には、以下のような不具合が生じるおそれがあった。

すなわち、インク残量のインク検知精度を向上させるために発光部の光量（出力）を増大させた場合に、本来検知すべき反射光の他に、発光部からの光によって不要な乱反射光や散乱光が生じ、それらが比較的大きな光量となって受光部に届いてしまうことがある。そのため、インクの有無を正確に検知できなくなるおそれがある。また、このように比較的大きな光量となる乱反射光や散乱光を考慮して、インク有無を判定するための閾値としての光量を高く設定した場合には、インク残量の検知精度の低下や検知の遅れを生じるおそれがある。

本発明の目的は、インク収容部内のインクの残量を光学的に高精度に検知することができるインクタンク、記録装置、インクタンクの製造方法、およびインク残量検知方法を提供することにある。

本発明のインクタンクは、インクを収容可能なインク収容部が形成されたインクタンクにおいて、前記インク収容部は、外部から照射される第１の波長λ１の照射光によって励起されて前記第１の波長と異なる第２の波長λ２にて発光する発光物質を含むインクを収容し、前記波長λ１の照射光に対して透明性を有し、かつ前記波長λ２の光に対して透明性を有し、前記インクタンクは、前記波長λ１の照射光に対して透明性を有する部分を通して、前記第１の波長λ１の照射光を前記インクタンクの外部から前記インク収容部の内部に導入し、かつ前記部分とは異なる部分であって前記波長λ２の光に対して透明性を有する部分を通して、前記インクの前記発光物質が発する前記波長λ２の光を前記インクタンクの外部に導出する光学路を備えることを特徴とする。

本発明の記録装置は、インクタンクから供給されるインクを用いて画像を記録可能な記録装置において、前記インクタンクは、外部から照射される第１の波長λ１の照射光によって励起されて第２の波長λ２にて発光する発光物質を含むインクを収容したインク収容部と、前記波長λ１の照射光に対して透明性を有する部分を通して、前記波長λ１の照射光を前記インクタンクの外部から前記インク収容部の内部に導入し、かつ前記部分とは異なる部分であって前記波長λ２の光に対して透明性を有する部分を通して、前記発光物質が発する前記波長λ２の光を前記インクタンクの外部に導出する光学路と、を備え、前記記録装置は、前記光学路を通して前記インク収容部の内部に前記波長λ１の照射光を照射する発光部と、前記光学路を通して前記インクの前記発光物質が発する前記波長λ２の光を受けて検知する受光部と、を備えることを特徴とする。

本発明のインクタンクの製造方法は、インクを収容可能なインク収容部が形成されたインクタンクの製造方法において、少なくとも前記インク収容部が形成された筐体を用意する工程と、前記筐体に設けられたインク収容部と前記インクタンクの外部とを連通させるためのインク供給部を形成する工程と、第１の波長λ１の照射光に対して透明性を有する部分を通して、前記インクタンクの外部から照射される前記波長λ１の照射光を前記インク収容部の内部に導入し、かつ前記部分とは異なる部分であって前記波長λ１とは異なる第２の波長λ２の光に対して透明性を有する部分を通して、前記インク収容部の内部から発せられる前記波長λ２の光を前記インクタンクの外部に導出する光学路を形成する工程と、
前記インクタンクの外部から照射される前記波長λ１の照射光により励起されて前記波長λ２にて発光する発光物質をインクに溶解または分散させる工程と、前記発光物質が溶解または分散されたインクを前記インク収容部に充填する工程と、を含むことを特徴とする。

本発明のインク残量検知方法は、インク収容部に収容されたインクの残量を検知するためのインク残量検知方法において、前記インク収容部の内部に第１の波長λ１の照射光を照射し、前記照射光によって、前記インク収容部内のインク中の発光物質を前記波長λ１とは異なる第２の波長λ２にて励起させて発光させ、前記発光物質が発する前記波長λ２の光に基づいて、前記インク収容部内のインクの残量を検知することを特徴とする。

本発明によれば、インク収容部の内部に照射した照射光によって、インク収容部内のインク中の発光物質を励起させて発光させ、その発光物質が発する光を検知することにより、照射光とは異なる波長の発光物質の発光に基づいて、インク収容部内のインクの残量を検知することができる。

すなわち、照射光の散乱光や乱反射光の影響を受けることなく、インク中の発光物質が発する光を検知して、インク収容部内のインクの残量を正確に検知することができる。例えば、インクの残量の判定するための光量の閾値を低く設定し、検知光量のＳ／Ｎ比を大きく確保して、インクの残量を高精度に検知することができる。

また、記録装置に対するインクタンクの装着の有無も検知することもでき、インクタンクが装着されていないまま、記録動作を実行する事態を回避することもできる。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

（第１の実施形態）
図１および図２のように、本実施形態におけるインクカートリッジ１１０の本体は、蓋部材１Ａとケース部材１Ｂとの結合によって構成されており、その内部は、仕切り壁６によってインク収容室５Ａと吸収体収容室５Ｂに区分されている。吸収体収容室５Ｂには、大気に連通する大気連通口２と、不図示のインクジェット記録ヘッドにインクを供給するためのインク供給部８が形成されている。この吸収体収容室５Ｂの内部には、インクを毛管力により吸収保持して、インク供給部８から導出するインクに負圧を付与するための吸収体３が収容されている。インク収容室５Ａは、連通部７のみを介して吸収体収容室５Ｂに連通している。

吸収体収容室５Ｂ内のインクは、インク供給部８に接続されるインクジェット記録ヘッドにおけるインクの消費に伴い、吸収体３によって所定の負圧を付与されたままインク供給部８からインクジェット記録ヘッドに供給される。そして、この吸収体収容室５Ｂ内のインクの減少に伴い、連通部７を通しての気液交換により、インク収容室５Ａ内のインクが吸収体収容室５Ｂ内に供給される。すなわち、連通部７のインク収容室５Ａ側と吸収体収容室５Ｂ側との間の圧力差により、連通部７を通して、インク収容室５Ａ内のインクが吸収体収容室５Ｂ内に供給され、同時に、吸収体収容室５Ｂ内の空気がインク収容室５Ａ内に導入される。これにより、インクカートリッジ１１０は、インク供給部８から所定圧のインクを安定供給することができる。

図１は、インク収容室５Ａ内にインクが存在する状態におけるインクカートリッジ１１０の断面図、図２は、図１のＩＩ矢視図である。図１は、図２のａ−ａ′線に沿う断面図に相当する。図３は、インク収容室５Ａ内にインクが存在しない状態におけるインクカートリッジ１１０の断面図である。

本実施形態は、このようなインクカートリッジ１１０のインク収容室５Ａ内のインク残量を検知する構成となっている。そのため、インク収容部５Ａは、後述する波長の光を透過する透明性の樹脂材料によって形成されている。

インクカートリッジ１１０を用いるインクジェット記録装置側には、内部に発光ダイオード（不図示）をもつ発光部１３が設けられている。その発光ダイオードから発光される光は、ドーム状の集光レンズ１３Ａにより集光されて、インク収容室５Ａの底面に向かって垂直に投射される。その投射光１１の波長をλ１とする。インク収容室５Ａおよび吸収体収容室５Ｂに収容されるインク中には、発光物質１０が分散されている。発光部１３から発せられた波長λ１の投射光１１は、その波長に対して透明性を有するインク収容室５の底面壁を透過して、インクに照射される。インク中に分散している発光物質１０は、その波長λ１の投射光１１を吸収して励起され、波長λ１と異なる波長λ２の光１２を発する。

また、インクジェット記録装置側には、インクカートリッジ１１０の外部の近傍に位置する第１の受光部１５が設けられている。この第１の受光部１５は、波長λ２の光１２を検出する機能（感度）がある。インク収容室５Ａを構成する壁には、第１の受光部１５とインク収容室５Ａ内のインクとの間に位置する集光部材１６が一体的に設けられている。この集光部材１６は凸レンズであり、インク収容室５Ａ内のインク量の変化に拘わらず、そのインク中に分散された発光物質１０が放つ光１２を効率よく集光して第１の受光部１５に導く。

このように本実施形態においては、投射光１１を発光物質１０の光励起光として利用する。そして、その投射光１１を発光部１３からインク収容室５Ａ内のインクに照射し、そのインク中に分散されている発光物質１０を励起させ、その発光物質１０からの発光１２を第１の受光部１５によって検知することによって、インク収容室５Ａ内のインク残量を検知する。

すなわち、図１のようにインク収容室５Ａ内にインクが存在する場合、インク中の発光物質１０は、発光部１３からインク収容室５Ａ内のインクに向けて投射された波長λ１の励起光１１を吸収し、励起光１１の波長λ１とは異なる波長λ２の光１２を発する。発光物質１０の発した光１２の一部は、集光部材１６によって集光された後、第１の受光部１５によって検出される。

一方、図３のようにインク収容室５Ａ内のインクが消費されて、それが存在しない場合には、そのインク収容室５Ａ内に発光物質１０も存在しない。そのため、励起光１１を照射しても光１２は発せられず、それが第１の受光部１５によって検知されることはない。

このように、発光物質１０が発する光１２が第１の受光部１５によって検知されるか否かによって、インク収容室５Ａ内のインク残量の有無を検知することができる。

第１の受光部１５は、発光物質１０が発する波長λ２の光１２は検出し、かつ発光部１３からの波長λ１の励起光１１は検出しないように構成されている。例えば、特定の波長領域をカットするフィルタが第１の受光部１５に設けられており、そのフィルタによって、波長λ１の励起光１１が第１の受光部１５によって検出されないように減光またはカットする。そのため、励起光１１の散乱光や乱反射光が第１の受光部１５の周辺に到達したとしても、それらの光は、フィルタによって減光またはカットされ、第１の受光部１５によって検出されない。したがって、第１の受光部１５は、波長λ１の励起光１１の影響を受けることなく、波長λ２の光１２を確実に検出することができ、この結果、インク収容室５Ａ内のインク残量の有無を高精度に検知することができる。また、インクカートリッジ１１０が存在しないときは、第１の受光部１５が光１２を検出しないため、インクカートリッジ１１０の有無を検知することもできる。

また、インクカートリッジ１１０に設けられた集光部材１６は、発光物質１０が放つ散乱発光の光１２を集光して第１の受光部１５へ導く。そのため、インク収容室５内のインクが少なくなってもインクが存在する限り、発光物質１０が放つ光１２は、集光されて第１の受光部１５に到達する。したがって、インク残量の検知精度をより向上させることができる。

発光物質１０とは、蛍光物質や燐光物質等の光励起によって発光する物質であり、その中でも可視光領域においては吸収発光しない物質が望ましい。この発光物質１０は、上述したようなインク残量の検知、およびインクカートリッジ１１０の有無の検知のために有効に機能すると共に、それを含むインクによって記録媒体に画像が記録した際には、本来記録液として調整されているインクの色度や彩度を損なわないことが必要である。例えば、発光物質１０として、人間の目に見える波長の光によっては発光しない物質を用いる。

このような発光物質１０の材料としては、例えば、特許文献４，５，６等に記載されているネオジム（Ｎｂ）、イッテルビウム（Ｙｂ）およびエルビウム（Ｅｒ）を含有した無機の赤外発光蛍光体、特許文献７，８，９，１０に記載されているポリエステルを含有した赤外発光体、特許文献１１に記載されているフタロシアニンを含んだ赤外発光体等、公知の材料を用いることができる。

また、発光物質１０は、非可視光領域に吸収・発光帯をもつ紫外線発光物質であってもよい。また、発光物質１０として、上記のような赤外発蛍光体を使用した場合には、発光部１３が投射する光１１の波長、第１の受光部１５が検知する波長が非可視光領域であるため、発光部１３の材料としてはＧａＡｓ、ＧａＡｌＡｓ等が適し、また第１の受光部１５の材料としてはＩｎＧａＡｓ、Ｓｉ等が適している。

また、色などが異なるインクを収容したインクカートリッジに対して、同じシステムを用いてインク残量の検知を行うこともできる。この場合には、インクの種類や濃度に応じて受光部１３の受光量に差が生じて、インク残量の検知精度にバラツキが生じることがないように、インクの種類や濃度に応じてインク中の発光物質１０の濃度を調整する。

（記録装置の構成例）
図１４は、本発明を適用可能な記録装置の構成例を説明するための概略斜視図である。

本例の記録装置５０はシリアルスキャン方式の記録装置であり、ガイド軸５１，５２によって、キャリッジ５３が矢印Ａの主走査方向に移動自在にガイドされている。キャリッジ５３は、キャリッジモータおよびその駆動力を伝達するベルト等の駆動力伝達機構により、主走査方向に往復動される。キャリッジ５３には、記録ヘッド１０（図１５参照）と、その記録ヘッド１０にインクを供給するインクタンクが搭載される。記録ヘッド１０とインクタンクは、インクジェットカートリッジを構成するものであってもよい。そのインクタンクとして、前述したインクカートリッジ１１０を搭載することができ、その内部のインクは、インク供給口８を通して記録ヘッド１０に供給される。そのインクカートリッジ１１０は、キャリッジ５３または記録ヘッド１０の定位置に設けられたインクカートリッジ装着部に対して、着脱レバー９（図１参照）を用いて装着および抜脱することができる。インクカートリッジ１１０を装着した場合、通常、図１中の左側が記録装置の前側（手前側）となる。

記録ヘッド１０は、インクカートリッジ１１０から供給されるインクを記録媒体に付与して画像を記録するものであり、本例においては、吐出口からインクを吐出可能なインクジェット記録ヘッドが用いられている。そのインクジェット記録ヘッドとしては、電気熱変換体（ヒータ）やピエゾ素子などを用いてインクを吐出する種々の方式のものを用いることができる。電気熱変換体を用いた場合には、その発熱によりインクを発泡させ、その発泡エネルギーを利用して吐出口からインクを吐出させることができる。

記録媒体としての用紙Ｐは、記録装置５０の前側部に設けられた挿入口５５から挿入された後、その搬送方向が反転されてから、送りローラ５６によって矢印Ｂの副走査方向に搬送される。記録装置５０は、記録ヘッド１０を主走査方向に移動させつつ、プラテン５７上の用紙Ｐのプリント領域に向かってインクを吐出させる記録動作と、その記録幅に対応する距離だけ用紙Ｐを副走査方向に搬送する搬送動作と、を繰り返すことによって、用紙Ｐ上に順次画像を記録する。

キャリッジ５３の移動領域における図１４中の左端には、キャリッジ５３に搭載された記録ヘッド１０の吐出口の形成面と対向する回復系ユニット（回復処理手段）５８が設けられている。回復系ユニット５８には、記録ヘッド１０の吐出口のキャッピングが可能なキャップと、そのキャップ内に負圧を導入可能な吸引ポンプなどが備えられている。そして、吐出口を覆ったキャップ内に負圧を導入することにより、吐出口からインクを吸引排出させて、記録ヘッド１０の良好なインク吐出状態を維持すべく回復処理（「吸引回復処理」ともいう）をする。また、キャップ内に向かって、吐出口から画像の寄与しないインクを吐出させることによって、記録ヘッド１０の良好なインク吐出状態を維持すべく回復処理（「吐出回復処理」ともいう）をすることもできる。

また記録装置５０には、キャリッジ５３が所定のインク残量検知位置まで移動したときに、図１のようにインクカートリッジ１１０のインク収容室５Ａと対向するように、発光部１３および受光部１５（図１４においては不図示）が配備されている。そのインク残量検知位置は、回復形ユニット５８が備わるホームポジションに設定することができる。この場合には、記録ヘッド１０の待機時、回復処理時、および記録動作の休止時等においてキャリッジ５３がホームポジションに移動したときに、前述したようなインク残量を検知することができる。

図１５は、図１４の記録装置の制御系の概略ブロック構成図である。

図１５において、ＣＰＵ１００は、本記録装置の動作の制御処理やデータ処理等を実行する。ＲＯＭ１０１は、それらの処理手順等のプログラムが格納され、またＲＡＭ１０２は、それらの処理を実行するためのワークエリアなどとして用いられる。記録ヘッド１０からのインクの吐出は、その記録ヘッド１０が電気熱変換体を用いてインクを吐出するインクジェット記録ヘッドの場合には、ＣＰＵ１００が電気熱変換体の駆動データ（画像データ）および駆動制御信号（ヒートパルス信号）をヘッドドライバ１０Ａに供給することにより行われる。ＣＰＵ１００は、キャリッジ５３を主走査方向に駆動するためのキャリッジモータ１０３をモータドライバ１０３Ａを介して制御し、また用紙Ｐを副走査方向に搬送するためのＰ．Ｆモータ１０４をモータドライバ１０４Ａを介して制御する。

またＣＰＵ１００は、インクカートリッジ１１０内のインク残量の検知時に、キャリッジ５３をインク残量検知位置まで移動させて、図１のように、インクカートリッジ１１０のインク収容室５Ａを発光部１３および受光部１５と対向させる。そして前述したように、発光部１３からインク収容室５Ａ内に励起光１１を照射し、受光部１５によって発光物質１０からの光１２が検知されるか否かによって、インク収容室５Ａ内のインク残量の有無を検知する。さらにＣＰＵ１００は、そのインク残量の検知結果に応じた処理をする。例えば、インク残量がない場合には、記録動作を中断させたり、インクカートリッジ１１０を新規のものと交換する作業を促す。

（第２の実施形態）
図４および図５は、本発明の第２の実施形態を説明するための図である。図４は、インク収容室５Ａ内にインクが存在する状態におけるインクカートリッジ１１０の断面図、図５は、図４のＶ矢視図である。図４は、図５のａ−ａ′線に沿う断面図に相当する。

前述した第１の実施形態との相違は、インクカートリッジ１１０に、発光部１３の励起光１１を散乱させるための拡散部材１７を設けた点にある。本例の場合は、拡散部材１７として凹レンズが設けられている。その凹レンズは、励起光１１に対しの透明性をもつ樹脂、より具体的には透明グレードのポリプロピレンによって、インク収容室５と一体に形成されている。その凹レンズ１７を通過した励起光１１は拡散し、インク収容室５内におけるインク中の平均光量は低下する。しかし、発光物質１０の発光強度が飽和するように発光部１３からの励起光１１を十分に強く設定した場合には、凹レンズを設けることで、拡散された広い範囲に存在する発光物質１０に対して励起光１１を効果的に照射できて、励起する発光物質１０の量は増加する。この結果、１の受光部１５が検知する光１２の光量が増加し、インク残量の検知精度が向上する。

（第３の実施形態）
図６から図８は、本発明の第３の実施形態を説明するための図である。図６は、インク収容室５Ａ内にインクが存在する状態におけるインクカートリッジ１１０の断面図、図７は、図６のＶＩＩ矢視図である。図６は、図７のａ−ａ′線に沿う断面図に相当する。図８は、インク収容室５Ａ内にインクが存在しない状態におけるインクカートリッジ１１０の断面図である。

前述した実施形態においては、インクカートリッジ１１０にインク収容室５Ａと吸収体収容室５Ｂが備えられている。しかし、インクカートリッジ１１０は少なくともインク収容部５Ａを備えたインクタンクを構成するものであればよい。例えば、可撓性の袋状カートリッジの内部にインク収容部５Ａを構成するもの、あるいはインクカートリッジ１１０内のほぼ全域にインクを直接収容するインク収容部５Ａを構成するものであってもよい。

本実施形態においては、後者のように、インクカートリッジ１１０内のほぼ全域にインクを直接収容するインク収容部５Ａが構成されている。本実施形態における基本的な機能は、前述した第１の実施形態と同様である。本実施例ではさらに、インクカートリッジ１１０内部に反射鏡１８が設けられている。この反射鏡１８は、発光物質１０が発する光１２を集約し、その光量を増加して第１の受光部１５に導く。その結果、インク残量の検知精度が向上する。

（第４の実施形態）
図９から図１２は、本発明の第４の実施形態を説明するための図である。図９は、インク収容室５Ａ内にインクが存在する状態におけるインクカートリッジ１１０の断面図、図１０は、図９のＸ矢視図である。図９は、図１０のａ−ａ′線に沿う断面図に相当する。図１１は、インク収容室５Ａ内にインクが存在しない状態におけるインクカートリッジ１１０の断面図である。

本実施形態における基本的な機能は、前述した第１の実施形態と同様である。第１の実施形態との相違は、インクカートリッジ１００に三角プリズム４を備え、また記録装置側に第２の受光部１４を設けた点にある。第２の受光部１４は、発光部１３から照射される波長λ１の投射光１１を検知する機能をもち、図１１のように、インク収容室５Ａ内にインクがないときには、プリズム４による光の全反射を利用して投射光１１を検知する。一方、図１２のように、インク収容室５Ａ内にインクが存在するときには、投射光１１によって励起された発光物質１０が波長λ２の光１２を発する。その光１２は第１の受光部１５によって検知される。

図１２は、プリズム４の表面に入射角θの光が入射した場合のプリズム４の機能を説明するための概念図である。プリズム４の図１２中下側に空気が存在する場合には、その空気とプリズム４との界面において入射光が反射し、その反射光の反射角は入射角と同じ角度θとなる。この状況は、図１１のようにインク収容室５Ａ内にインクが存在しない場合に相当する。一方、プリズム４の図１２中下側にインクが存在する場合には、そのインクとプリズム４との界面において入射光が屈折角θ′で屈折して、図１２中の２点鎖線のような透過光となる。この状況は、図９のようにインク収容室５Ａ内にインクが存在している場合に相当する。

このように、第２の受光部１４は、発光部１３から照射される波長λ１の投射光１１を検知し、一方、第１の受光部１５は、投射光１１によって発光物質１０が励起されたときに、その発光物質１０が発する波長λ２の光１２を検出する。したがって、第１の受光部１５および第２の受光部１４がいずれも光を検出できないときは、インクカートリッジ１１０が装着されていないと判定することができる。また、第１の受光部１５が光（波長λ２の光１２）を検知できたときには、インク収容室５Ａ内にインクが存在していると判定することができる。さらに、第１の受光部１５が光（波長λ２の光１２）を検出できず、かつ第２の受光部１４が光（波長λ１の投射光１１）を検出できたときには、装着されているインクカートリッジ１１０のインク収容室５Ａ内のインクがないと判定することができる。

図１３は、このような３つの判定内容の説明図である。インクタンクとしてのインクカートリッジ１１０が装着されている場合に、その内部にインクがなければ波長λ１の投射光１１が検出され、そのインクがあれば波長λ２の光１２が検出される。また、そのインクカートリッジ１１０が装着されていない場合には、波長λ１の投射光１１も波長λ２の光１２も検出されない。このように、波長λ１，λ２の光の検出の有無の組み合わせにより、インクの有無、およびインクカートリッジが装着されているか否かを判定することができる。

また、第１および第２の受光部１５，１４は、それらが検知可能な光の波長域が異なるため、発光物質１０から散乱発光１２が発せられる状況下であっても誤検知が生じるおそれはない。

（第５の実施形態）
インクカートリッジ（インクタンク）１１０の製造方法は、次のような工程を含むことができる。

少なくともインクを貯留する空間（インク貯留空間）が形成される筐体を用意する工程。その筐体に設けられたインク貯留空間と、外部と、を連通させるためのインク供給部を形成する工程。インクカートリッジの内部において発せられる光を集光する集光装置、および／または、その光をインクカートリッジの外部に導く光学路を設ける工程。インクカートリッジの外部から照射される外部光により励起されて発光する発光物質を、インクに溶解または分散させる工程。このようにして得られたインクをインク貯留空間に充填する工程。このような工程を含むことによって、インクカートリッジ（インクタンク）１１０を製造することができる。

（他の実施形態）
本発明は、インクジェット記録装置のみならず、インクを記録媒体に付与するための種々の記録ヘッドを用いた記録装置に対して広く適用することができる。また記録装置は、シリアルスキャン方式のみに特定されず、記録媒体の記録領域の全幅に渡って延在する長尺の記録ヘッドを用いるフルラインタイプの記録装置であってもよい。

本発明の第１の実施形態におけるインクカートリッジのインク存在時の断面図である。 図１のＩＩ矢視図である。 図１のインクカートリッジのインク不在時の断面図である。 本発明の第２の実施形態におけるインクカートリッジのインク存在時の断面図である。 図４のＶ矢視図である。 本発明の第３の実施形態におけるインクカートリッジのインク存在時の断面図である。 図６のＶＩＩ矢視図である。 図６のインクカートリッジのインク不在時の断面図である。 本発明の第４の実施形態におけるインクカートリッジのインク存在時の断面図である。 図９のＸ矢視図である。 図９のインクカートリッジのインク不在時の断面図である。 図９におけるプリズムの機能の説明図である。 図９のインクカートリッジを用いた検知内容の説明図である。 本発明を適用可能な記録装置の構成例を説明するための概略斜視図である。 図１４の記録装置の制御系のブロック構成図である。

符号の説明

３ 吸収体
４ プリズム
５Ａ インク収容室（インク収容部）
５Ｂ 吸収体収容室
６ 仕切り壁
７ 気液交換通路
８ インク供給口
１０ 発光物質
１１ 励起光（波長λ１）
１２ 光（波長λ２）
１３ 発光部（発光素子）
１４ 第２の受光部（反射光受光部）
１５ 第１の受光部（受光部）
１６ 集光部材
１７ 拡散部材
１８ 反射版
１１０ インクカートリッジ（インクタンク）

Claims (18)

1. インクを収容可能なインク収容部が形成されたインクタンクにおいて、
   前記インク収容部は、外部から照射される第１の波長λ１の照射光によって励起されて前記第１の波長と異なる第２の波長λ２にて発光する発光物質を含むインクを収容し、前記波長λ１の照射光に対して透明性を有し、かつ前記波長λ２の光に対して透明性を有し、
   前記インクタンクは、前記波長λ１の照射光に対して透明性を有する部分を通して、前記第１の波長λ１の照射光を前記インクタンクの外部から前記インク収容部の内部に導入し、かつ前記部分とは異なる部分であって前記波長λ２の光に対して透明性を有する部分を通して、前記インクの前記発光物質が発する前記波長λ２の光を前記インクタンクの外部に導出する光学路を備える
   ことを特徴とするインクタンク。
2. 前記発光物質は、発光波長帯域および吸光波長帯域が可視光領域を含まない紫外領域または赤外領域であり、かつ発光波長帯域および発光波長のピーク波長と、吸光波長帯域および吸光波長のピーク波長と、がそれぞれ異なることを特徴とする請求項１に記載のインクタンク。
3. 前記波長λ２の光に対して透明性を有する部分に、前記発光物質が発する光を集光するための集光手段を備えることを特徴とする請求項１または２に記載のインクタンク。
4. 前記集光手段は、凸レンズを含むことを特徴とする請求項３に記載のインクタンク。
5. 前記集光手段は、前記インク収容室の内部に配置される反射鏡を含むことを特徴とする請求項３に記載のインクタンク。
6. 前記波長λ１の照射光に対して透明性を有する部分に、前記照射光を前記インク収容室内に拡散させる拡散手段を備えることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載のインクタンク。
7. 前記拡散手段は凹レンズを含むことを特徴とする請求項６に記載のインクタンク。
8. 前記照射光を前記インク収容部内のインク残量に応じて前記インクタンクの外部に反射させる反射手段を備えることを特徴とする請求項１から７のいずれかに記載のインクタンク。
9. 前記インク収容部内のインクを記録装置に供給するためのインク供給口を備えることを特徴とする請求項１から８のいずれかに記載のインクタンク。
10. 前記記録装置に着脱可能なインクカートリッジを構成することを特徴とする請求項９に記載のインクタンク。
11. インクタンクから供給されるインクを用いて画像を記録可能な記録装置において、
    前記インクタンクは、外部から照射される第１の波長λ１の照射光によって励起されて第２の波長λ２にて発光する発光物質を含むインクを収容したインク収容部と、前記波長λ１の照射光に対して透明性を有する部分を通して、前記波長λ１の照射光を前記インクタンクの外部から前記インク収容部の内部に導入し、かつ前記部分とは異なる部分であって前記波長λ２の光に対して透明性を有する部分を通して、前記発光物質が発する前記波長λ２の光を前記インクタンクの外部に導出する光学路と、を備え、
    前記記録装置は、前記光学路を通して前記インク収容部の内部に前記波長λ１の照射光を照射する発光部と、前記光学路を通して前記インクの前記発光物質が発する前記波長λ２の光を受けて検知する受光部と、を備える
    ことを特徴とする記録装置。
12. 前記発光部が発する光の波長λ１と、前記受光部が受ける光の波長λ２と、は異なることを特徴とする請求項１１に記載の記録装置。
13. 前記インク収容部内のインク残量に応じて、前記インクタンクの前記波長λ１の照射光に対して透明性を有する部分から反射される、前記波長λ１の照射光を受けて検知するための反射光受光部をさらに備えることを特徴とする請求項１１または１２に記載の記録装置。
14. 前記発光部は、紫外領域または赤外領域に帯域をもつピーク波長λ１の光を発し、
    前記反射光受光部は波長λ１の光の検知感度を有し、
    前記受光部は、波長λ１とは異なる紫外領域または赤外領域に帯域をもつピーク波長λ２の光の検知感度を有する
    ことを特徴とする請求項１３に記載の記録装置。
15. 前記インクタンクから供給されるインクを吐出可能なインクジェット記録ヘッドを用いて、画像を記録することを特徴とする請求項１１から１３のいずれかに記載の記録装置。
16. インクを収容可能なインク収容部が形成されたインクタンクの製造方法において、
    少なくとも前記インク収容部が形成された筐体を用意する工程と、
    前記筐体に設けられたインク収容部と前記インクタンクの外部とを連通させるためのインク供給部を形成する工程と、
    第１の波長λ１の照射光に対して透明性を有する部分を通して、前記インクタンクの外部から照射される前記波長λ１の照射光を前記インク収容部の内部に導入し、かつ前記部分とは異なる部分であって前記波長λ１とは異なる第２の波長λ２の光に対して透明性を有する部分を通して、前記インク収容部の内部から発せられる前記波長λ２の光を前記インクタンクの外部に導出する光学路を形成する工程と、
    前記インクタンクの外部から照射される前記波長λ１の照射光により励起されて前記波長λ２にて発光する発光物質をインクに溶解または分散させる工程と、
    前記発光物質が溶解または分散されたインクを前記インク収容部に充填する工程と、
    を含むことを特徴とするインクタンクの製造方法。
17. 前記発光物質が発する前記波長λ２の光を集光するための集光手段を設ける工程をさらに含むことを特徴とする請求項１６に記載のインクタンクの製造方法。
18. インク収容部に収容されたインクの残量を検知するためのインク残量検知方法において、
    前記インク収容部の内部に第１の波長λ１の照射光を照射し、
    前記照射光によって、前記インク収容部内のインク中の発光物質を前記波長λ１とは異なる第２の波長λ２にて励起させて発光させ、
    前記発光物質が発する前記波長λ２の光に基づいて、前記インク収容部内のインクの残量を検知する
    ことを特徴とするインク残量検知方法。

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