JP2001063085A

JP2001063085A - インクジェット記録装置

Info

Publication number: JP2001063085A
Application number: JP24032099A
Authority: JP
Inventors: Osamu Morita; 攻森田; Yasuo Miyauchi; 靖雄宮内
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1999-08-26
Filing date: 1999-08-26
Publication date: 2001-03-13

Abstract

(57)【要約】【課題】インクジェット記録装置用インクタンクのイン
ク残量の検出方法として、発光素子と受光素子各１個で
構成された光学ユニットを用い、インクタンクに設けた
光透過性のプリズムを通して光学的に測定する方法が知
られている。しかし一台の記録装置に２つの記録ヘッド
を紙送り方向に位置をずらして設置する場合には、光学
ユニットを２個設置する必要があり、構造が複雑となり
部品点数も増える。【解決手段】受光素子と発光素子２対以上からなり素子
対の発光素子または受光素子のいずれかを共通した光学
ユニットを用いかつインクタンクに設けた1個以上のプ
リズムを通して光学的に測定することにより、簡単な構
造の１台の光学ユニットでインク残量を検出可能であ
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、液体を記録媒体に
吐出し記録を行なうインクジェット記録装置に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】従来よりインクを収容するインクタンク
のインク残量を検出する機器としては、インクタンク内
に電極を設けその電極間の電気伝導度を測定する方法を
採用したものや、記録ヘッドによって吐出されたインク
液滴を光学的に検出する方法を採用したものが知られて
いる。しかし電極を用いた方法は、一般的にインクタン
ク自体の構造が複雑化するため、通常は光学的にインク
残量を検出する手段を採用することが多い。

【０００３】例えばインクタンクに収容されたインクを
記録ヘッドから吐出して記録を行なうインクジェット記
録装置には、一般に記録ヘッドとインクタンクと記録媒
体を搬送する搬送手段と記録ヘッドの記録動作や記録ヘ
ッドの往復移動動作などを制御するための制御手段に加
え、さらに記録動作中にインクタンク内のインクの残量
が所定の量を下回ると、記録ヘッドヘのインクの供給が
不十分となり吐出不良が生じる恐れがあるためインク残
量あるいはインクの有無を検出する装置を備えた例が多
い。

【０００４】このようなインク残量を検出する機器を備
えた記録装置の例として、特開平８−１１２９０７号公
報には、吸収体や発泡材などの負圧発生部材を有するタ
ンクのインク残量検知をするために、透過性のインクタ
ンク壁面の一部を通して検出光を通過させ、その壁面と
負圧発生部材との境界部の光反射率の変化を検知する方
法を使用したインクジェット記録装置が開示されてい
る。また、特開平７−２１８３２１号公報では、インク
タンクと同一材料により形成された光透過性部材によっ
て形成されインクとの界面が検出光路に対して所定の角
度を有する光学的インク検出部を備えたインクタンクを
開示している。また、特開平９−１７４８７７号公報で
は、インクタンクの存在と、インクタンク内のインクの
レベルとを検知する感知システムを開示している。ま
た、特開平７−８９０９０号公報などでは、負圧発生部
材を収容するとともに液体供給口と大気連通部とを備え
る負圧発生部材収容室と、その負圧発生部材収納室とを
連通する連通部を備えるとともに実質的な密閉空間を形
成する液体収容室とを有する液体収納容器に収容された
液体の有無を検出する装置を開示している。

【０００５】この他、特開平９−２９９８９号公報は、
一対の発光素子と受光素子から構成された光学ユニット
によってインクタンク中のインクの有無を検出すること
が可能なインクジェット記録装置を開示している。この
装置には、インクタンク底部付近に光透過性部材からな
るプリズムとインクタンクに隣接して一対の発光素子と
受光素子からなる光学ユニットが設置されており、発光
素子よりインクタンクに照射された入射光線は、インク
がある場合プリズム面のインクタンク壁面とインク界面
で屈折しインクに吸収され、インクが無くなるとプリズ
ム面で反射し光学ユニットに戻ってくる。この反射光量
の有無から、インクタンク中のインクの有無を検出す
る。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】以上説明したインク有
無検出機構は、低コストでインクタンク内のインクの有
無またはインクのレベルを検出する方法としては合理的
な方法であるが、（１）一台の記録装置に２つの記録ヘッドを紙送り方向
に位置をずらして設置する場合、従来の光学ユニット
（発光素子と受光素子各1個で構成）を用いたインク有
無の検出には光学ユニット２個設置する必要があり、コ
スト増を招く。（２）インクタンクを異なる複数種類の記録装置上で使
用する場合、インクタンク内のプリズムの位置が固定さ
れるため発光素子と受光素子の位置が一義的に決まり設
計の自由度が得られない。などの不都合がある。そこ
で、本発明の目的は、簡単で安価に上記課題を解決する
ための装置を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明のインクジェット記録装置は以下のような構成
を備える。インクタンクからインクの供給を受けインク
を吐出するインクジェットヘッドにより記録媒体に画像
を記録するインクジェット記録装置であって、前記イン
クタンクは少なくとも1つの光透過性のプリズムを備
え、前記プリズムに光を照射する発光素子と前記プリズ
ムからの反射光を検知する受光素子とを含む少なくとも
２つの素子対を有する光学ユニットを有し、前記少なく
とも２つの素子対の発光素子または受光素子の少なくと
もいずれかを共通にしたことを特徴とするインクジェッ
ト記録装置。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下に、図面にもとづいて本実施
の形態を詳細に説明する。図１は、本実施の形態である
インクジェット方式にしたがって記録を行なう記録ヘッ
ドを備えた記録装置の概略構成を示す斜視図である。こ
の実施の形態では、図１に示すように記録ヘッド１はこ
れにインクを供給するインクタンク７とともに連結され
一体となってインクカートリッジ２０を構成する。な
お、この実施の形態ではインクカートリッジ２０は後述
するように記録ヘッド１とインクタンク７とが分離可能
な構成となっているが、記録ヘッドとインクタンクとが
一体化したインクカートリッジを用いてもよい。また、
インクタンク７の底面にはインク残量検出を行なうため
の光学プリズムが設けられている。この構成については
後で詳述する。さらにまたこの記録ヘッドは、特にイン
クジェットヘッド記録方式の中でも、インク吐出を行な
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、その熱エネルギによりインクの状態変化を生起させ
る方式を用いることにより記録の高密度化および高精細
化を達成している。

【０００９】図１において、記録ヘッド１は図中下向き
にインクを吐出する姿勢でキャリッジ２に搭載されてお
り、キャリッジ２をガイド軸３に沿って移動させながら
インク液滴を吐出して記録用紙のような記録媒体（不図
示）上に画像を形成していくなお、キャリッジ２の左右
移動（往復移動）はキャリッジモータ４の回転によりタ
イミングベルト５を介して行われる。キャリッジ２には
係合爪６が設けられインクタンクの係合穴７ａと係合し
て、キャリッジ２にインクタンク７は固定される。

【００１０】さて、記録ヘッド１走査分の記録が終了す
ると、記録動作を中断し、プラテン８上に位置する記録
媒体をフィードモータ９の駆動により所定量だけ搬送
し、次いで再びキャリッジ２をガイド軸３に沿って移動
させながら次の１走査分の画像形成を行なう。装置本体
の右側には、記録ヘッド１のインク吐出状態を良好に保
つための回復動作を行なう回復機構１０が配置されてお
り、その機構１０には記録ヘッド１をキャップするキャ
ップ１１、記録ヘッド１のインク吐出面を拭うワイパ１
２、及び、記録ヘッド１のインク吐出ノズルからインク
を吸引するための吸引ポンプ（不図示）などが設けられ
ている。また、記録媒体を搬送するためのフィードモー
タ９の駆動力は、本来の記録媒体搬送機構に伝達される
他に、自動給紙装置（ＡＳＦ）１３へも伝達される。

【００１１】さらに、回復機構１０の横側には、赤外Ｌ
ＥＤ（発光索子）１５及びフォトトランジスタ（受光素
子）１６・１７から成るインク残量検出を行なうための
光学ユニット１４が設けられている。これらの発光素子
１５と受光素子１６・１７とは、記録媒体の移動方向
（矢印のＦの方向）に沿って並ぶように取り付けられて
いる。インクカートリッジ２０がキャリッジ２に搭載さ
れ、図１に示された位置より右方向へと移動すると、イ
ンクカートリッジ２０は光学ユニット１４上に位置する
ようになる。そして、インクタンク７の底面より残量イ
ンクの有無を光学ユニット１４によって検出する（詳細
は後述）ことが可能となる。

【００１２】次に、上述した装置の記録制御を実行する
ための制御構成について説明する。図２は、記録装置の
制御回路の構成を示すブロックである。制御回路を示す
図２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、１７０２はＭＰＵ１７０
１が実行する制御プログラムを格納するＲＯＭ、１７０
３は各種データ（上記記録信号や記録ヘッド１に供給さ
れる記録データ等）を保存しておくＤＲＡＭである。１
７０４は記録ヘッド１に対する記録データの供給制御を
行なうゲートアレイ（Ｇ．Ａ．）であり、インターフェ
ース１７００、ＭＰＵ１７０１、ＲＡＭ１７０３間のデ
ータ転送制御も行なう。１７０５は記録ヘッド１を駆動
するヘッドドライバ、１７０６、１７０７はそれぞれフ
ィードモータ９、キャリッジモータ４を駆動するための
モータードライバである。

【００１３】上記制御構成の動作を説明すると、インタ
ーフェース１７００に記録信号がはいるとゲートアレイ
１７０４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
１７０６、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したがって記録ヘッ
ド１が駆動され、記録が行われる。なお、１７１０は記
録動作や記録装置の状態に係る種々のメッセージを表示
するＬＣＤ１７１１や記録動作や記録装置の状態を知ら
せる種々の色のＬＥＤランプ１７１２を備えた表示部で
ある。また、記録ヘッド１と一体になったインクタンク
７の残量インク有無を検出するインク残量検出部２５の
動作はＭＰＵ１７０１によって制御される。インク残量
検出部２５の詳細は後述する。

【００１４】図３は、インク残量検出部２５の詳細な構
成を示すブロック図である。図３（Ａ）に示すような構
成において、ＭＰＵ１７０１からの制御信号に基づい
て、コントローラー３２は、所定のデューティ（ＤＵＴ
Ｙ）比（％）のパルス信号をＬＥＤ駆動回路３０に出力
して、そのデューティ比にしたがって光学ユニット１４
を構成する発光素子１５を駆動して赤外光をインクタン
ク７の底部に照射する。その赤外光は、インクタンク７
の底部の光学プリズム（以下、プリズムという）１８０
で反射され光学ユニット１４を構成する受光素子１６に
戻ってくる。フォトトランジスタである受光素子１６
は、受光した光を電気信号に変換し、その電気信号をロ
ーパスフィルタ（ＬＰＦ）３１に出力する。ローパスフ
ィルタ（ＬＰＦ）３１は、受光素子１６から入力した電
気信号のうち、高周波雑音をカットして周波数の低い信
号のみをコントローラ３２に送る。コントローラ３２は
ローパスフィルタ（ＬＰＦ）３１の信号をＡ／Ｄ変換し
てデジタル信号に変換する。そして、変換された値はＭ
ＰＵ１７０１に転送される。

【００１５】なお、図３（Ｂ）に示しているように、発
光素子１５は赤外光２８を発光するＬＥＤであり、受光
素子１６・１７は赤外光２９を受光して、その受光強度
に応じて電気信号を出力するフォトトランジスターであ
る。これらのＬＥＤとフォトトランジスタとは、図１に
示すように、記録媒体の移動方向に沿って並ぶように配
置される。

【００１６】次に、本実施形態に適用可能なインクタン
クの構成の概要について、図４〜図５を用いて説明す
る。図４は、インクタンク７と記録ヘッド１を備えたヘ
ッドホルダ２００の概観斜視図である。この図で、
（Ａ）はインクタンク７がヘッドホルダ２００から分離
している状態を、（Ｂ）はインクタンク７がヘッドホル
ダ２００に取り付けられている状態を示す。１６０は、
インクタンク７の外側に弾性変形自在に一体に成形され
たレバー部材であり、その中間部に係止用突起が形成さ
れている。２００は、上述のインクタンク７が装着され
る記録ヘッド一体型のヘッドホルダであり、この実施形
態では、例えば、シアン（Ｃ）、マゼンダ（Ｍ）、イエ
ロー（Ｙ）の各色のインクタンク７（７Ｃ、７Ｍ、７
Ｙ）を収容する。ヘッドホルダ２００の下部には各色の
カラーインクを吐出する記録ヘッド１が一体的に設けら
れている。

【００１７】ヘッドホルダ２００の底部には、後述する
インク有無検知部が光学ユニット１４とインク残量検出
部２５と協働して残量インクの有無を検知可能なように
窓が設けられている。記録ヘッド１は、その複数の吐出
口が下向きに形成されている。（以下、この吐出口が形
成されている面を吐出口形成面と称す）。そして、イン
クタンク７は、図４（Ａ）に示す状態から、ヘッドホル
ダ２００に、インク供給筒１４０が記録ヘッド１に設け
られたインク供給筒受け部（不図示）に係合し、かつ、
記録ヘッド１のインク通路筒がインク供給筒１４０内に
進入するように押し込まれる。すると、レバー部材１６
０の係止用突起１６０Ａがヘッドホルダー２００の所定
箇所に形成された突起（不図示）に係合し、図４（Ｂ）
に示す正規の装着状態が得られる。なお、インクタンク
７が装着された状態のヘッド一体型のヘッドホルダ２０
０は、例えは図１に示すような記録装置のキャリッジ２
にさらに搭載されプリント可能状態となる。このような
状態で、インクタンク７の底部とヘッドの吐出口形成面
とも間には所定の水頭差（Ｈ）が形成されることにな
る。

【００１８】次に、インクタンク７の内部構造について
図５の側断面図を用いて説明する。本実施形態における
インクタンク７は、略直方体形状をなしており、その上
壁７Ｕには、インクタンク内部と通じる穴である大気連
通口１２０が設けられている。また、インクタンク７の
下壁７Ｂには、筒状に突出した形態でインク供給口を有
するインク供給筒１４０が形成されている。なお物流過
程では、大気連通口１２０はフィルム等により、また、
インク供給筒１４０はインク供給口密閉部材としてのキ
ャップにより塞がれて密閉されている。インクタンク７
の内部には負圧発生部材としての液体保持部材３２０を
収容する液体保持部材収容室３４０と、液体のインクを
収容する実質的に密閉されたインク収容室３６０とに隔
壁３８０により仕切られている。そして、液体保持部材
収容室３４０とインク収容室３６０とはインクタンク７
の底部付近で隔壁３８０に形成された連通路４００を介
してのみ連通されている。

【００１９】液体保持部材収容室３４０を形成するイン
クタンク７の上壁７Ｕには、内部に突出する形態で複数
個のリブ４２０が一体に形成され、液体保持部材収容室
３４０に圧縮状態で収容される液体保持部材３２０と当
接することにより、上壁７Ｕと液体保持部材３２０上面
との間にエアバッファ室４４０が形成される。液体保持
部材３２０は熱圧縮ウレタンフォームで形成されてお
り、後述するように所定の毛管力を発生すべく、圧縮状
態で液体保持部材収容室３４０内に収容されている。こ
の所定の毛管力を発生する為の液体保持部材３２０のポ
アサイズは、使用するインクの種類、インクタンク７の
寸法、記録ヘッド１の吐出口形成面（水頭差Ｈ）等によ
り決定される。インク供給口１４０Ａを形成しているイ
ンク供給筒１４０内には、円柱状の圧接体４６０が配置
されている。圧接体４６０は、例えば、ポリプロピレン
のフェルトにより形成され、それ自体は外力により容易
に変形しないものである。圧接体４６０は、上述のヘッ
ドホルダ２００に装着されていない図４（Ａ）に示す状
態において、液体保持部材３２０を局所的に圧縮するよ
う液体保持部材３２０に押し込まれた状態に保持されて
いる。このために、インク供給筒１４０の端部には、圧
接体４６０の周辺に当接するフランジが形成されてい
る。

【００２０】このような構成のインクタンク７において
は、記録ヘッド１（不図示）により液体保持部材３２０
のインクが消費されると、インク収容室３６０からイン
クが隔壁３８０の連通路４００を通じて液体保持部材収
容室３４０の液体保持部材３２０に供給される。この
時、インク収容室３６０内は減圧されるが、大気連通口
１２０から液体保持部材収容室３４０を経由した空気が
隔壁３８０の連通路４００を通じてインク収容室３６０
に入り、インク収容室３６０内の減圧は緩和される。し
たがって、記録ヘッド１によりインクが消費されてもそ
の消費量に応じてインクが液体保持部材３２０に充填さ
れ、液体保持部材３２０は一定量のインクを保持し、記
録ヘッド１に対する負圧をほぼ一定に保つので、記録ヘ
ッド１へのインク供給が安定する。インク収容室３６０
内のインクが消費されインクの供給が無くなると、次に
液体保持部材３２０内のインクが消費され、ついにはイ
ンクが完全に無くなりインク切れとなる。

【００２１】したがって、このようなインクタンクのイ
ンク収容室３６０にインク残量検出機構の一部となるプ
リズム１８０を設け、インク収容室３６０内のインクを
消費したことをユーザに知らせタンクを交換させること
で、インク切れの心配をすることなく記録装置を使用す
ることが可能となる。プリズム１８０の断面は、直角二
等辺三角形の屋根のような形をしており、インクタンク
底面とモールド一体成形で形成され、その斜面の表面に
は、検出光をを良く反射する為に鏡面加工が施されてい
る。

【００２２】次に、実施形態を用いて詳細に説明する。（実施形態１）第１の実施形態は、発光素子１個と受光
素子２個からなる光学ユニットを用いてインクタンクの
インク有無を測定する例である。図６は、インクタンク
７（７Ｃ、７Ｍ、７Ｙ、７ＬＣ、７ＬＭ、７Ｂｋ）と光
学ユニット１４との位置関係を示す各インクタンクの底
部を図５に示す線Ａ−Ａ’に沿って切断し上部から眺め
た断面図である。図中、ガイド軸３に案内されるキャリ
ッジ２の上にヘッドホルダ２００、そのヘッドホルダ２
００上に３個のインクタンク（７Ｃ、７Ｍ、７Ｙ）が装
着されている。ヘッドホルダ２００の隣には、紙送り方
向Ｆ（矢印）に約４ｍｍずらした位置にヘッドホルダ２
１０が、そのヘッドホルダ２１０上に別の３個のインク
タンク（７ＬＣ、７ＬＭ、７Ｂｋ）が装着されている。

【００２３】ここで、ホルダ２００とホルダ２１０を紙
送り方向Ｆ（矢印）に約４ｍｍずらしたのは、インク６
色（Ｃ、Ｍ、Ｙ、ＬＣ、Ｍ、Ｂｋ）を記録媒体の同じ位
置に続けて吐出するのをさけるためであり、インクを３
色（Ｃ、Ｍ、Ｙ）と３色（ＬＣ、ＬＭ、Ｂｋ）に分けそ
れぞれの記録媒体上への吐出位置をずらすことでインク
の混色を防止する。したがって、各ホルダー上のインク
タンクも（７Ｃ、７Ｍ、７Ｙ）と（７ＬＣ、７ＬＭ、７
Ｂｋ）と２つのグループで位置がずれている。なおガイ
ド軸３上で、各インクタンク（７Ｃ、７Ｍ、７Ｙ、７Ｌ
Ｃ、７ＬＭ、７Ｂｋ）は、キャリッジのスキャン方向Ｅ
（矢印）に移動し、各タンクのプリズム１８０が光学ユ
ニット１４の真上付近を通過するときに各タンクのイン
クの有無を検出する。

【００２４】図７は、インク有無検出時のプリズムとイ
ンクタンクの外部下方に設置された光学ユニットの位置
関係を示す図であり、図７（Ａ）は、プリズム１８０Ｙ
を図６に示す線Ｂ１−Ｂ１’に沿って切断したプリズム
と光学ユニット１４との位置関係を示す図であり、図７
（Ａ）は、プリズム１８０を図６に示す線Ｂ２−Ｂ２’
に沿って切断したプリズムと光学ユニット１４との位置
関係を示す図である。図６より、ガイド軸３上でキャリ
ッジがスキャン方向Ｅ（矢印）に移動し、インクタンク
（７Ｃ、７Ｍ、７Ｙ）のうちの例えば７Ｙの底部プリズ
ムが光学ユニット１４の真上付近を通過するとき、図７
（Ａ）に示すような位置関係になる。

【００２５】まずはじめに、光透過性プリズムを用いた
インクの有り無し検出機構について図７（Ａ）を用いて
説明する。プリズム１８０は、インクタンクの底面１８
３とモールド一体成形されたもので、発光素子１５から
照射された光が入射する。図の液面１０２に示すように
インクタンクにインク１０３が十分残っていれば、入射
光は、プリズム面で屈折し、光路→光路の経路を通
りインク内でインク１０３に吸収されるため、受光素子
１７は反射光を検出できない。一方インクタンク内のイ
ンク残量が図の液面１０１に示すようにほとんど無くな
っていると、入射光はプリズム面で全反射し、光路→
光路→光路の経路で戻ってくる反射光量を受光素子
１７が検出できる。このように、発光素子１５から照射
された光を受光素子１７が検出できるか否かで、インク
の有り無しを検出できる。なお、発光素子１５、受光素
子１６および受光素子１７は記録装置本体に設置されて
いる。この時、発光素子１５と受光素子１６との間の中
央線を１とし、発光素子１５と受光素子１６との間の中
央線ｍとすると、１とｍの距離はヘッドホルダ２００と
ヘッドホルダ２１０の紙送り方向Ｆ（矢印）のずれ量と
同じ４ｍｍである。インクタンク（７ＬＭ、７ＬＣ、７
Ｂｋ）のうち例えば７ＬＭの底部プリズムが光学ユニッ
ト１４の真上付近を通過するとき、図７（Ｂ）に示すよ
うな位置関係になる。ここでもし、インクタンク内のイ
ンクが無くなっているならば、発光素子１５から照射さ
れた光はプリズムの斜面で全反射して受光素子１６に返
ってくる。そこでこの時の検出信号を読み取ることによ
り、インクの有無を判断するのである。以上のことか
ら、本実施形態の発光素子１個と受光素子２個からなる
光学ユニットを用いれば、一つの光学ユニットで紙送り
方向にずらした複数の位置のインクタンク内のインクの
有り無しをそれぞれ連続的に検知することが出来る。し
たがって、発光素子１個と受光素子１個からなる光学ユ
ニットを複数個用いる場合に比べ用いる部品点数や光学
ユニット制御系の部品点数を低減できるため部品コスト
および組立てコストを下げることができる。

【００２６】なお図８は、本実施の形態１のインクジェ
ット記録装置におけるインク残量の検知方法を示すフロ
ーチャートである。本インクジェット記録装置には３個
のインクタンクを有する記録ヘッドが２個搭載されてお
り、合計６種類のインク残量を２個の受光素子、1個の
発光素子からなる光学ユニット1個を用い測定する。こ
の処理を実行するプログラムは、例えば図２のＲＯＭ１
７０２に記憶され、ＭＰＵ１７０１の制御の下に実行さ
れる。尚、このフローチャートで示された処理は所定時
間ごと、或は記録ヘッド１が所定回数走査される毎に実
行されてもよい。まずステップＳ１で、記録ヘッド１を
搭載したキャリッジをホーム位置に移動する。次にステ
ップＳ２に進み、ポインタｎ（どのインクタンクのイン
ク残量を検知するかを示すポインタで、ＤＲＡＭ１７０
３に設けられている）に“１”をセットする。次にステ
ップＳ３に進み、キャリッジモータ４を駆動してキャリ
ッジに搭載されている記録ヘッド１のインクタンク７Ｙ
を、インク残量を検知するための発光素子１５と受光素
子１６，１７を備えた光学ユニットの真上に位置付け
る。これはホーム位置からこの光学ユニットまでの距
離、各インクタンクの間隔などが予め知られているため
であり、キャリッジモータ４の駆動ステップ数を制御す
ることにより、正確に各色のインクを含むインクタンク
を、この光学ユニットの位置に対応付けることができ
る。こうしてまず最初に、光学ユニットにもっとも近い
インクタンク７Ｙが光学ユニットの真上に位置付けられ
るとステップＳ４に進み、発光素子１５をオンして光を
発光させる。

【００２７】次にステップＳ５で、受光素子１７がイン
クタンクから反射光を検知するかどうかをみる。これは
前述したように、インクタンク７Ｙ〜７Ｃは他のインク
タンク群７ＬＭ〜７ＬＣと、キャリッジの走行方向に略
直交する方向に所定量ずれて配置されているために、そ
の反射光が受光素子１７で検知されるためである。こう
して受光素子１７が反射光を検知するとステップＳ６に
進み、ｎ番目のインクタンクがインク無しであることを
示すランプを点灯してステップＳ７に進む。一方、ステ
ップＳ５で反射光が検知されないときは、そのインクタ
ンクにインクが存在している状態であるため何もせずに
ステップＳ７に進み、ポインタｎを＋１し、ステップＳ
８で、そのポインタｎの値が“４”になったかどうか、
即ち、インクタンク群７Ｙ〜７Ｃのインク残量検知が終
了したかをみる。“４”でないときはステップＳ９に進
み、キャリッジモータ４を駆動して記録ヘッド１を、そ
のインクタンクの配置間隔に合わせた所定量だけ移動さ
せて次のインクタンクを光学ユニットの位置に位置付け
てステップＳ５に戻り、前述の処理を実行する。

【００２８】一方、ステップＳ８でポインタｎの値が
“４”になったときはステップＳ１０に進み、次の記録
ヘッド群のインクタンク７ＬＭまでの距離に相当する距
離だけキャリッジを移動させて、インクタンク７ＬＭに
光学ユニットに位置付ける。そしてステップＳ１２で、
こんどは受光素子１６が発光素子１５からの光の反射光
を検知するかどうかを調べ、反射光を検知するとステッ
プＳ１２に進み、そのｎ番目のインクタンクがインク無
しであることを示すランプを点灯させる。一方、ステッ
プＳ１１で反射光が検知されないときはステップＳ１３
に進み、ポインタｎを＋１し、ステップＳ１４でポイン
タｎの値が“７”、即ち全てのインクタンクのインク残
量検知が終了したかを調べ、そうでないときはステップ
Ｓ１５に進み、キャリッジを所定量移動させて次のイン
クタンクを光学ユニットに位置付けてステップＳ１１に
戻り、前述の処理を実行する。またステップＳ１４でポ
インタｎの値が“７”になると、発光素子１５の点灯を
オフにして、このインク残量検知処理を終了する。

【００２９】（実施形態２）図９、図１０、図１１およ
び図１２は、第２の実施形態を説明する図である。第２
の実施形態は、第１の実施形態で使用した光学ユニット
における発光素子と受光素子の位置関係を逆転させ、発
光素子２個と受光素子１個を用いた光学ユニットを使用
してインクタンクのインク有無を検出する例である。図
９（Ａ）は、真ん中に受光素子１１６をその両側に発光
素子１１５、１１７を配置した光学ユニット１１４であ
り、図９（Ｂ）はその回路図である。

【００３０】図１０は、インクタンク７（７Ｃ、７Ｍ、
７Ｙ、７ＬＣ、７ＬＭ、７Ｂｋ）と光学ユニット１１４
との位置関係を示す断面図である。ガイド軸３上で、各
インクタンク（７Ｃ、７Ｍ、７Ｙ、７ＬＣ、７ＬＭ、７
Ｂｋ）は、キャリッジのスキャン方向Ｅ（矢印）に移動
し、各タンクのプリズム１８０は光学ユニット１１４の
真上付近を通過するときに各タンクのインクの有無を検
出するのである。

【００３１】図１１は、その時のプリズムと光学ユニッ
トの位置関係を示す図であり、図１１（Ａ）は、プリズ
ム１８０Ｙを図１０に示す線Ｂ１−Ｂ１’に沿って切断
したプリズムと光学ユニット１４との位置関係を示す
図、図１１（Ｂ）は、プリズム１８０ＬＭを図９に示す
線Ｂ２−Ｂ２’に沿って切断したプリズムと光学ユニッ
ト１１４との位置関係を示す図である。ガイド軸３上で
キャリッジがスキャン方向Ｅ（矢印）に移動し、インク
タンク（７Ｃ、７Ｍ、７Ｙ）のうちの例えば７Ｙの底部
プリズムが光学ユニット１１４の真上付近を通過すると
き、図１１（Ａ）に示すような位置関係になる。もし、
インクタンク内のインク残量が液面１０１に示すように
ほとんど無くなっているならば、発光素子１１７から照
射された光はプリズムの斜面で反射されて受光素子１１
６に返って来るのでこの時の検出信号の有無を読み取っ
てインクの有無を判断するのである。このとき、受光素
子１１６と発光素子１１７との間の中央線を１とし、受
光素子１１６と発光素子１１５との間の中央線ｍとする
と１とｍの距離はヘッドホルダー２００とヘッドホルダ
ー２１０の紙送り方向のずれ量と同じ４ｍｍである。

【００３２】インクタンク（７ＬＭ、７ＬＣ、７Ｂｋ）
のうち例えば７ＬＭの底部プリズムが光学ユニット１１
４の真上付近を通過するとき、図１１（Ｂ）に示すよう
な位置関係になる。もし、インクタンク内のインク残量
が液面１０１に示すようにほとんが無くなっているなら
ば、発光素子１１７から照射された光はプリズムの斜面
で反射されて受光素子１１６に返って来るのでこの時の
検出信号の有無を読み取ってインクの有無を判断するの
である。以上のことから、本実施形態の発光素子２個と
受光素子１個からなる光学ユニットを用いれば、一つの
光学ユニットで紙送り方向にずらした複数の位置のイン
クタンク内のインクの有り無しをそれぞれ連続的に検知
することが出来る。したがって、発光素子１個と受光素
子１個からなる光学ユニットを複数個用いる場合に比べ
用いる部品点数や光学ユニット制御系の部品点数を低減
できるため部品コストおよび組立てコストを下げること
ができる。

【００３３】図１２は、本実施形態２のインクジェット
記録装置におけるインク残量の検知方法を示すフローチ
ャートである。本インクジェット記録装置には、３個の
インクタンクを有する記録ヘッドが２個が搭載されてお
り、合計６種類のインク残量を１個の受光素子、２個の
発光素子からなる光学ユニット１個を用い測定する。な
おこの処理を実行するプログラムは、実施形態１と共通
するため説明を省く。また図１２のフローチャートのう
ち実施形態１と共通する点についても説明を省略する。
図８と図１２の違いは、実施形態１では受光素子を２個
（１７と１６）使用してインク残量を検知するのに対し
て、実施形態２では受光素子を１個（１１６）を共用し
て６種のインク残量を検知する点であり、それゆえ図８
のインクタンク（７Ｃ、７Ｍ、７Ｙ）のインク残量を検
知するステップＳ５とインクタンク（７ＬＣ、７ＬＭ、
７Ｂｋ）のインク残量を検知するステップ１１が図１２
ではそれぞれステップＳ５０とＳ１１０に変更した点だ
けである。

【００３４】（実施形態３）図１３〜図１５は、本実施
形態３を説明する図である。本実施形態例３は、実施形
態例１におけるタンク７の液体収容室３６０の中のプリ
ズムを複数個上下に位置をずらして液体収容室３６０の
側面に配置したものである。図１３は、インクタンク７
の内部構造を示し、光学ユニット１４との位置関係を示
す側断面図である。ガイド軸３上で、各インクタンク
（７Ｃ、７Ｍ、７Ｙ、７ＬＣ、７ＬＭ、７Ｂｋ）は、図
４のキャリッジのスキャン方向Ｅ（矢印）に移動し、各
インクタンクが光学ユニット１４の側面付近を通過する
ときに各タンクのインクの有無を検出するように、側面
に設けたプリズム１８１と１８２に対向して光学センサ
１４が図１３のように上から受光素子１６、発光素子１
５、受光素子１７の順になるように配置してある。図１
３は、液体収容室３６０にインクが満タンになっている
状態である。このとき、発光素子１５からの光はプリズ
ム１８１もプリズム１８２も透過してしまい、受光素子
１６と受光素子１７のいずれにも返ってこない。

【００３５】図１４は、液体収容室３６０のインクが消
費されてゆきプリズム１８１が液面からとびだしてきた
状態である。このとき発光素子１５からの光は、プリズ
ム１８１の斜面に反射して受光素子１６には返ってくる
が、プリズム１８２は透過してしまい受光素子１７には
返ってこない。

【００３６】図１５は、液体収容室３６０のインクがさ
らに消費されてゆきプリズム１８１もプリズム１８２も
液面からとびだしてきた状態である。このとき発光素子
１５からの光は、プリズム１８１およびプリズム１８２
の斜面に反射して受光素子１６と受光素子１７のいずれ
にも返ってくる。以上述べた図１３〜図１５の３種の受
光パターンよりユーザにインクタンクのインク残量が”
十分有る”、”残り少ない”、”無い”の状態を知らし
めることが可能となる。以上のことから、本実施形態の
発光素子１個と受光素子２個からなる光学ユニットをイ
ンクタンクの深さ方向と平行にお互いに深さ方向に対す
る高さを変更して設置する簡単な方法でインクの残量を
検知できることから、発光素子１個と受光素子１個から
なる光学ユニットを複数個用いる場合に比べ部品点数を
低減できさらに光学ユニット制御系の部品点数低減や組
立工程の簡略化によるコスト削減も可能となる。

【００３７】なお図１６は、本実施形態３のインクジェ
ット記録装置におけるインク残量の検知方法を示すフロ
ーチャートである。本例では、３個のインクタンクを有
する記録ヘッドが２個搭載されており、合計６種類のイ
ンク残量を各インクタンクに設置された２個のプリズム
と２個の受光素子、１個の発光素子からなる光学ユニッ
ト1個を用いて測定する。ここでこの処理を実行するプ
ログラムは、実施形態１と共通するため説明を省く。ま
た図１６のフローチャートのうち実施形態１と共通する
点については説明を省略する。

【００３８】まずステップＳ３００でキャリッジモータ
４を駆動して、キャリッジに搭載されている記録ヘッド
１のインクタンク７Ｙの上部プリズムをインク残量を検
知するための発光素子１５と受光素子１６、１７を備え
た光学ユニットの真横に位置付ける。これはホーム位置
からこの光学ユニットまでの距離、各インクタンクの間
隔などが予め知られているため、キャリッジモータ４の
駆動ステップ数を制御することにより正確に各色のイン
クを含むインクタンクをこの光学ユニットの位置に対応
付けることができる。こうしてまず最初に、もっとも近
いインクタンク７Ｙが光学ユニットの真横に位置付けら
れるとステップＳ４に進み、発光素子１５をオンして光
を発光させる。

【００３９】次にステップＳ５００で、インクタンクの
上部測定位置にインクが存在するかどうかを受光素子１
６が反射光を検知するかどうかで調べる。受光素子１６
が反射光を検知するときは上部測定位置にはインクが存
在しない状態であるためステップ５１０に進み下部プリ
ズムを光学ユニット真横まで移動しステップ５２０で下
部測定位置にインクが存在するかどうかを調べる。受光
素子１７が反射光を検知するときは下部測定位置にはイ
ンクが存在しない状態であるためステップＳ６に進み、
ｎ番目のインクタンクがインク無しであることを示すラ
ンプを点灯してステップＳ７に進む。またステップＳ５
２０で反射光が検知されないときは下部測定位置にはイ
ンクが存在する状態ではあるがインク残量が少なくなっ
ている状態であるためステップＳ５３０に進み、ｎ番目
のインクタンクのインク交換を要請するランプを点灯し
てステップＳ７に進む。

【００４０】一方、ステップＳ５００で反射光が検知さ
れないときは、そのインクタンクにインクが存在してい
る状態であるため下部プリズムを光学ユニット真横まで
移動後何もせずにステップＳ７に進む。ステップＳ７で
はポインタｎを＋１し、ステップＳ８で、そのポインタ
ｎの値が“４”になったかどうか、即ち、インクタンク
群７Ｙ〜７Ｃのインク残量検知が終了したかをみる。
“４”でないときはステップＳ９０に進み、キャリッジ
モータ４を駆動して記録ヘッド１を、そのインクタンク
の配置間隔に合わせた所定量だけ移動させて次のインク
タンクを光学ユニットの位置に位置付けてステップＳ５
に戻り、前述の処理を実行する。

【００４１】インクタンク群７Ｙ〜７Ｃのインク残量の
検知がすべて終了するとステップＳ１０００に進み、次
の記録ヘッド群のインクタンク７ＬＭまでの距離に相当
する距離だけキャリッジを移動させて、インクタンク７
ＬＭに光学ユニットを位置付ける。そしてステップＳ１
１００で、インクタンクの上部測定位置にインクが存在
するかどうかを受光素子１６が発光素子１５からの光の
反射光を検知するかどうかで調べる。受光素子１６が反
射光を検知するときは上部測定位置にはインクが存在し
ない状態であるため下部測定位置にインクが存在するか
どうかを調べるステップ１２００に進みキャリッジを移
動して下部プリズムを光学ユニットの真横に位置付けス
テップ１３００で下部測定位置にインクが存在するかど
うかを調べる。

【００４２】受光素子１７が反射光を検知するときは下
部測定位置にはインクが存在しない状態であるためステ
ップＳ１２に進み、ｎ番目のインクタンクがインク無し
であることを示すランプを点灯してステップＳ１３に進
む。またステップＳ１３００で反射光が検知されないと
きは下部測定位置にはインクが存在する状態ではあるが
インク残量が少なくなっている状態であるためステップ
Ｓ１４００に進み、ｎ番目のインクタンクのインク交換
を要請するランプを点灯してステップＳ１３に進む。

【００４３】一方、ステップＳ１１００で反射光が検知
されないときは、そのインクタンクにインクが存在して
いる状態であるため何もせずにステップＳ１５００に進
み、下部プリズムを光学ユニット真横まで移動しステッ
プ１３に進む。ステップＳ１３ではポインタｎを＋１
し、ステップＳ１４で、そのポインタｎの値が“７”に
なったかどうか、即ち、インクタンク群７Ｙ〜７Ｃのイ
ンク残量検知が終了したかをみる。“７”でないときは
ステップＳ１５０に進み、キャリッジモータ４を駆動し
て記録ヘッド１を、そのインクタンクの配置間隔に合わ
せた所定量だけ移動させて次のインクタンクを光学ユニ
ットの位置に位置付けてステップＳ５に戻り、前述の処
理を実行する。インクタンク群７ＬＭ〜７Ｂｋのインク
残量の検知がすべて終了すると発光素子１６、１７の点
灯をオフにして、このインク残量検知処理を終了する。

【００４４】

【他の実施形態】なお、本発明は、複数の機器（例えば
ホストコンピュータ、インタフェイス機器、リーダ、プ
リンタなど）から構成されるシステムに適用しても、一
つの機器からなる装置（例えば、複写機、ファクシミリ
装置など）に適用してもよい。また、本発明の目的は、
前述した実施形態の機能を実現するソフトウェアのプロ
グラムコードを記録した記憶媒体（または記録媒体）
を、システムあるいは装置に供給し、そのシステムある
いは装置のコンピュータ（またはCPUやMPU）が記憶媒体
に格納されたプログラムコードを読み出し実行すること
によっても、達成されることは言うまでもない。この場
合、記憶媒体から読み出されたプログラムコード自体が
前述した実施形態の機能を実現することになり、そのプ
ログラムコードを記憶した記憶媒体は本発明を構成する
ことになる。

【００４５】また、コンピュータが読み出したプログラ
ムコードを実行することにより、前述した実施形態の機
能が実現されるだけでなく、そのプログラムコードの指
示に基づき、コンピュータ上で稼働しているオペレーテ
ィングシステム(OS)などが実際の処理の一部または全部
を行い、その処理によって前述した実施形態の機能が実
現される場合も含まれることは言うまでもない。さら
に、記憶媒体から読み出されたプログラムコードが、コ
ンピュータに挿入された機能拡張カードやコンピュータ
に接続された機能拡張ユニットに備わるメモリに書込ま
れた後、そのプログラムコードの指示に基づき、その機
能拡張カードや機能拡張ユニットに備わるCPUなどが実
際の処理の一部または全部を行い、その処理によって前
述した実施形態の機能が実現される場合も含まれること
は言うまでもない。

【００４６】

【発明の効果】以上、説明したように本発明によれば、
簡単かつ低コストな方法で、一つの光学ユニット内に発
光素子と受光素子いずれかを複数個ならべて配置するこ
とで、インクタンク内のインクの有無またはインクの残
り具合をを精度よく検知することが出来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】インクジェット方式で記録を行う記録ヘッドを
備えた記録装置の概略を示す斜視図である。

【図２】記録装置の制御回路の構成を示すブロック図で
ある。

【図３】（Ａ）は、インク残量検出部の詳細な構成を示
すブロック図、（Ｂ）は、２個の受光素子と１個の発光
素子を備えた光学ユニットを説明する図である。

【図４】インクタンクと記録ヘッドを備えたヘッドホル
ダーの概観斜視図である。

【図５】インクタンクの内部構造を示す側断面図であ
る。

【図６】インクタンク（７Ｃ、７Ｍ、７Ｙ、７ＬＣ、７
ＬＭ、７Ｂｋ）と光学ユニット１４との位置関係を示す
各インクタンクの底部を上部から眺めた断面図である。

【図７】プリズム１８０Ｙおよびプリズム１８０ＬＭを
図６に示す線Ｂ１−Ｂ１’およびＢ２−Ｂ２’に沿って
切断したプリズムと光学ユニット１４との位置関係を示
す図である。

【図８】各インクタンクのインク切れを発見し表示する
作業を示すフローチャートである。

【図９】（Ａ）は、１個の受光素子と２個の発光素子を
備えた光学ユニット、（Ｂ）はその構成を示すブロック
図である。

【図１０】インクタンク７（７Ｃ、７Ｍ、７Ｙ、７Ｌ
Ｃ、７ＬＭ、７Ｂｋ）と光学ユニット１１４との位置関
係を示すインクタンク底部を上部から眺めた断面図であ
る。

【図１１】プリズム１８０Ｙおよびプリズム１８０ＬＭ
を図１０に示す線Ｂ１−Ｂ１’およびＢ２−Ｂ２’に沿
って切断したプリズムと光学ユニット１１４との位置関
係を示す図である。

【図１２】各インクタンクのインク切れを発見し表示す
る作業を示すフローチャートである。

【図１３】インクタンクの液面と光学ユニットとの位置
関係を示す側断面図である。

【図１４】インクタンクの液面と光学ユニットとの位置
関係を示す側断面図である。

【図１５】インクタンクの液面と光学ユニットとの位置
関係を示す側断面図である。

【図１６】各インクタンクのインク残量を表示する作業
を示すフローチャートである。

【符号の説明】

１記録ヘッド２キャリッジ３ガイド軸７インクタンク７Ｃシアンタンク７Ｍマゼンダタンク７Ｙイエロータンク７ＬＣ薄シアンタンク７ＬＭ薄マゼンダタンク７Ｂｋブラックタンク１４光学ユニット１５発光素子１６受光素子１７受光素子１１４光学ユニット１１５発光素子１１６受光素子１１７発光素子１８０プリズム１８１プリズム１８１プリズム２００ヘッドホルダー２１０ヘッドホルダー

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 2C056 EA24 EA29 EB03 EB20 EB52 EC03 EC11 EC26 EE18 FA03 FA10 HA37 HA38 KC04 KC11 KC16 KC22 KC30 KD06

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】インクタンクからインクの供給を受けイ
ンクを吐出するインクジェットヘッドにより記録媒体に
画像を記録するインクジェット記録装置であって、前記
インクタンクは少なくとも1つの光透過性のプリズムを
備え、前記プリズムに光を照射する発光素子と前記プリ
ズムからの反射光を検知する受光素子とを含む少なくと
も２つの素子対を有する光学ユニットを有し、前記少な
くとも２つの素子対の発光素子または受光素子の少なく
ともいずれかを共通にしたことを特徴とするインクジェ
ット記録装置。
【請求項２】前記プリズムは前記インクタンクの側面
のインク深さ方向のお互いに異なる位置に設けられてい
ることを特徴とする請求項１に記載のインクジェット記
録装置
【請求項３】前記プリズムは前記インクタンクの底部
に設けられていることを特徴とする請求項１に記載のイ
ンクジェット記録装置。
【請求項４】前記インクジェットヘッドはお互いに異
なる種類のインクを収納する第１と第２のインクタンク
群を有し、前記第１と第２のインクタンク群のそれぞれ
は、前記インクジェットヘッドの走査方向に直交する方
向に偏位して設けられていることを特徴とする請求項１
に記載のインクジェット記録装置。