JPH07218321A - インクタンク - Google Patents

インクタンク

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JPH07218321A JP6034133A JP3413394A JPH07218321A JP H07218321 A JPH07218321 A JP H07218321A JP 6034133 A JP6034133 A JP 6034133A JP 3413394 A JP3413394 A JP 3413394A JP H07218321 A JPH07218321 A JP H07218321A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 どのような色のインクにも対応できる安価な
インク残量検出部を備えたインクタンクを提供する。 【構成】 光透過性部材で形成された光学的インク検出
部２は、傾斜した界面３を備え、インクタンク１と一体
成形されている。下方の光源５からの入射光イは、イン
クがあるときは、界面３で屈折して屈折光ハとなり、視
認部４に出射する光はない。インクが無いときは、界面
３で全反射をし、全反射光ロとなり、視認部４で目視で
きる。視認部４には粗面が形成され、視認部４に出射す
る光が散乱されて、見やすくなっている。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、インク残量検出装置を
搭載したインクタンクに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】インクタンクにおけるインク残量検出装
置としては、インクタンクに電極を設けて電極間に検出
電流を流し、インク中を流れる電流値によってインク量
の有無を検出するものが多く提案されている。しかしな
がら、電極を用いたインク残量検出装置は、インクタン
クへ電極を埋め込む構造や、電極よりの配線の取り出し
等が繁雑となるばかりでなく、電気回路も複雑となり、
コストの上昇が避けられなかった。
【０００３】また、インク残量を光学的に検出する方法
も知られている。図８（Ａ）は、その一例の説明図であ
る。図中、１１はインク検出部、１２は光源、１３受光
素子はである。インク検出部１１は、インクタンクの一
部やインク流路の一部に設けられ、光透過性部材で構成
されている。インク検出部１１をはさんで、光源１２と
受光素子１３を配置し、透過光を検出して、光の有無も
しくは、光の強弱からインクの有無を検出している。光
源１２としては、発光素子等が用いられる。
【０００４】しかしながら、黒色インクに対して、可視
光の光源を用いた場合には、光の有無や光の強弱の検出
には問題はないが、外乱光の影響を受けにくい赤外光を
用いようとすると、黒色インクでも赤外光を透過するも
のがあり、インクの有無を判別できないことがある。ま
た、カラーインクの場合には、赤外光を使用できないも
のもある。
【０００５】図８（Ｂ）は、特定波長の光線を用いる場
合である。図中、図８（Ａ）と同様な部分には同じ符号
を付して説明を省略する。１４はフィルタである。この
例では、可視光の光源１２とフィルタ１４を組み合わせ
て、インク色に合った光を用いるものである。しかし、
外乱光に対し弱くなるとともに、繁雑になり、コストの
上昇が避けられなかった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上述した事
情に鑑みてなされたもので、どのような色のインクにも
用いることができ、また、使用する光源の波長がどのよ
うなものでも、同様に検出でき、かつ、安価なインク残
量検出部を備えたインクタンクを提供することを目的と
するものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は、インクが充填
されたインクタンクにおいて、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有し、該光学的インク検出
部はインクタンクと同一材料により形成されたことを特
徴とするものである。
【０００８】前記光透過性部材が可視光透過性部材より
なり、可視光発光素子からの光を目視することによりイ
ンク残量の検出を行なうよう前記光学的インク検出部が
配置されたこと、あるいは、前記光透過性部材が赤外光
透過性部材よりなり、前記検出光路に赤外発光素子と赤
外受光素子を設け、電気的にインク残量の検出を行なう
ことも特徴とするものである。
【０００９】
【作用】図７は、本発明の基本構成の説明図である。図
中、１はインクタンク、２は光学的インク検出部、３は
界面である。光学的インク検出部２は、インクタンク１
と同一の光透過性部材により作られ、インクとの界面３
が入射光路に対して、角度ψで斜めに形成されて、一種
のプリズムとなっている。図では、光学的インク検出部
２は、インクタンク１の底部に設けられている。
【００１０】まず、インクのない状態を考えると、入射
光イは、プリズムの斜面にθの角度で入射する。光学的
インク検出部２の屈折率ｎが、 ｎ＞１／ｓｉｎθ のとき、スネルの法則により界面３で全反射条件を満足
し、θの角度を持つ全反射光ロとなり、外部に出力され
る。例えば、ψ＝４５゜とすると、 ｎ＞１／ｓｉｎθ＝１／ｓｉｎ（ＬＲ−４） ＝１／ｓｉｎ４５゜ ＝１．４１４ ならば全反射する。
【００１１】次に液体インクがある場合は、ｎ’を液体
インクの屈折率とすると、 ｎ／ｎ’＜１／ｓｉｎθ のときは、全反射は起こらず、 ｓｉｎθ’＝（ｎ／ｎ’）×ｓｉｎθ なるθ’の角度を持った屈折光ハとなって、液体インク
中を透過していく。例えば、 ψ＝４５゜（θ＝４５゜） ｎ＝１．５（アクリル） ｎ’＝１．３３３（水） を例にとると、 θ’＝ｓｉｎ-1θ ＝ｓｉｎ-1（（ｎ／ｎ’）×ｓｉｎθ） ＝ｓｉｎ-1（（１．５／１．３３３）×０．７０７） ＝５２．７゜ となり、水中を透過していく。
【００１２】すなわち、液体インクが無いときに全反射
をし、液体インクがあるときには屈折が起こるような入
射角θおよび屈折率ｎなる光透過性部材により光学的イ
ンク検出部を形成することによって、全反射光ロの有無
に対応させることができる。全反射光ロの有無は、目視
により、あるいは、光電素子を用いるなどにより検出で
き、非常に安価な、インクタンクが実現できる。光学的
インク検出部２をインクタンク１と一体型にすることに
よって、より安価となる。
【００１３】上述したように、インクの屈折率が問題で
あるから、インクの色による透過性は問題とならず、し
たがって、インクの色は問わないのはもちろんのこと、
光学的インク検出部の材料としては、使用する波長を透
過、屈折する材料であれば、どのようなものでも、用い
ることができるのは明白である。
【００１４】
【実施例】図１は、本発明のインクタンクの第１の実施
例を説明するためのもので、図１（Ａ）は概略構成図、
図１（Ｂ）は動作の説明図である。図中、１はインクタ
ンク、２は光学的インク検出部、３は界面、４は視認
部、５は光源である。この実施例では、光学的インク検
出部２は、インクタンク１と一体成形されており、イン
クタンク１の底部に設けられている。光学的インク検出
部２に、下方の光源５からの入射光イは、インクがある
ときは、界面３で屈折して屈折光ハとなり、視認部４に
出射する光はない。インクが無いときは、界面３で全反
射をし、全反射光ロとなり、視認部４で目視できる。視
認部４はブラスト処理等によって、粗面が形成されてい
る。粗面によって視認部４に出射する光が散乱されて、
見やすくなる。しかし、粗面は、必ずしも必要ではな
い。なお、光源５は、ＬＥＤを模しているが、可視光領
域であれば白熱燈等、適宜の光源を用いることができる
のはもちろんである。
【００１５】図２は、本発明のインクタンクの第２の実
施例を説明するためのもので、図２（Ａ）は概略構成
図、図２（Ｂ）は動作の説明図である。図中、図１と同
様な部分には同じ符号を付して説明を省略する。この実
施例では、視認部４を上方に形成した。側面に設けた光
源５からの入射光イは、インクがあるときは、界面３で
屈折して屈折光ハとなり、視認部４に出射する光は僅か
である。インクが無いときは、界面３において全反射を
し、全反射光ロとなり、上方の視認部４で目視できる。
【００１６】図３は、本発明のインクタンクの第３の実
施例を説明するためのもので、図３（Ａ）は概略構成
図、図３（Ｂ）は動作の説明図である。図中、図１と同
様な部分には同じ符号を付して説明を省略する。この実
施例では、第２の実施例において、上方にも斜面部を形
成したものであり、側方に設けた視認部４から、界面３
の反射光を視認することができる。上方の斜面部はミラ
ー面としてもよい。
【００１７】図４は、本発明のインクタンクの第４の実
施例を説明するためのもので、図４（Ａ）は概略構成
図、図４（Ｂ）は動作の説明図である。図中、図１と同
様な部分には同じ符号を付して説明を省略する。６は受
光素子である。この実施例では、目で目視するかわりに
受光素子（例えば、ホトダイオード、ホトトランジスタ
等）を用いたものであり、電気的にインク残量の検出を
可能にしたものである。これにより警報を発するなど報
知の点で優れているばかりでなく、印字を停止させるな
ど、制御を行なう面からも有利である。動作としては、
第１の実施例と同様であり、界面３からの全反射光ロを
受光素子６で検出する。第２，第３の実施例において
も、同様に受光素子を適用することができることは明ら
かである。なお、受光素子を用いる場合は、粗面を形成
しないのがよい。
【００１８】ここで、光の波長としては、可視光に限ら
れるものではなく、外乱ノイズに強い赤外光を使用する
ことができる。赤外光を用いる場合は、光透過性部材
も、可視光に対して透明である必要はなく、赤外光を透
過する材料であればよい。例えば、茶色のＰＥＩ（ポリ
エーテルイミド）等は、可視光では、茶色であるが、紫
外線はほとんど透過せず、赤外光の透過は非常に良い、
これにより蛍光灯等の外乱光に誤動作しにくい検出が可
能となるものである。
【００１９】図５は、本発明のインクタンクの第５の実
施例を説明するためのもので、図５（Ａ）は概略構成
図、図５（Ｂ）は動作の説明図である。図中、図４と同
様な部分には同じ符号を付して説明を省略する。７は界
面３と同様な界面である。この実施例では、光学的イン
ク検出部２として、三角状のプリズムを形成した。イン
クがない場合は、界面３からの全反射光は、界面７に入
射し、この界面にもインクがないことから、ここでも全
反射条件となり、受光素子６に入射しする。ここで、発
光素子１および受光素子では、別々のものを用いてもよ
いが、発光素子と受光素子が一体となった反射型センサ
を使用することができる。したがって、検出器全体を小
型化できるとともに、市販部品を簡単に利用することも
でき、安価に構成できる利点がある。
【００２０】図６は、本発明のインクタンクの第６の実
施例を説明するためのもので、図５（Ａ）は概略構成
図、図５（Ｂ）は動作の説明図である。図中、図５と同
様な部分には同じ符号を付して説明を省略する。この実
施例は、図５で説明した第５の実施例と同様に、光学的
インク検出部２を三角状のプリズムとして形成した。プ
リズムの配置は、２つの界面３，７を上下に配置した。
図では、光源５を下に、受光素子６を上に配置したが、
その逆の配置でもよい。
【００２１】この実施例においても、第５の実施例と同
様に、インクがない場合は、界面３からの全反射光ロ
は、界面７で反射し、受光素子６に入射しする。なお、
第５，第６の実施例では、一方の界面をミラー面として
もよい。また、側壁部分に光学的インク検出部を形成し
たが、底面に形成するようにしてもよい。
【００２２】上述した光学的インク検出部は、必ずし
も、インクタンクの底部に設ける必要はない。底部より
やや上の位置とし、インク残量の予告を行なってもよ
い。また、高さの異なる複数箇所に設けるようにして、
段階的な残量の検知を行なうようにしてもよい。
【００２３】これらの実施例からも分かるとおり、光源
をインクタンクに密着させる必要はない。発光素子と受
光素子を用いた場合でも、同様であり、これら素子を完
全に密着させる必要はない。光学的インク検出部へ入射
する光線の直接反射光が受光素子に入力されない距離お
よび構造であればよく、記録装置本体側に発光素子およ
び受光素子を設置しておき、インクタンクを交換できる
構造にできることが容易なことは明白である。
【００２４】なお、上述した界面には、撥インク性の被
膜処理を施したり、光透過性部材として、撥インク性の
材料を用いると、界面にインクが付着し難くなり、より
精度のよい検出が可能となる。
【００２５】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、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
検出部を用いることにより、インクの色の影響を受ける
ことなく、インク残量の検出ができ、光学的インク検出
部をインクタンクと一体に形成することにより、より安
価に確実にインク残量の有無が検出可能となるものであ
る。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明のインクタンクの第１の実施例を説明
するためのもので、図１（Ａ）は概略構成図、図１
（Ｂ）は動作の説明図である。
【図２】 本発明のインクタンクの第２の実施例を説明
するためのもので、図２（Ａ）は概略構成図、図２
（Ｂ）は動作の説明図である。
【図３】 本発明のインクタンクの第３の実施例を説明
するためのもので、図３（Ａ）は概略構成図、図３
（Ｂ）は動作の説明図である。
【図４】 本発明のインクタンクの第４の実施例を説明
するためのもので、図４（Ａ）は概略構成図、図４
（Ｂ）は動作の説明図である。
【図５】 本発明のインクタンクの第５の実施例を説明
するためのもので、図５（Ａ）は概略構成図、図５
（Ｂ）は動作の説明図である。
【図６】 本発明のインクタンクの第６の実施例を説明
するためのもので、図６（Ａ）は概略構成図、図６
（Ｂ）は動作の説明図である。
【図７】本発明の基本構成の説明図である。
【図８】インク残量を光学的に検出する従来の方法の説
明図である。
【符号の説明】
１…インクタンク、２…光学的インク検出部、３，７…
界面、４…視認部、５…光源、６…受光素子。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 インクが充填されたインクタンクにおい
    て、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
    を有し、該光学的インク検出部はインクタンクと同一材
    料により形成されたことを特徴とするインクタンク。
  2. 【請求項２】 前記光透過性部材が可視光透過性部材よ
    りなり、可視光発光素子からの光を目視することにより
    インク残量の検出を行なうよう前記光学的インク検出部
    が配置されたことを特徴とする請求項１に記載のインク
    タンク。
  3. 【請求項３】 前記光透過性部材が赤外光透過性部材よ
    りなり、前記検出光路に赤外発光素子と赤外受光素子を
    設け、電気的にインク残量の検出を行なうことを特徴と
    する請求項１に記載のインクタンク。
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