(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
着色剤を分散させたインクを収容する収容部を形成する光透過性を有する壁面の、前記収容部に収容されたインクの残量を光学的に検知するために用いられる部分は、アルキルポリシロキサンを含有する低表面エネルギー処理剤が塗布されており、前記収容部の他の壁面に比べて表面エネルギーが低いことを特徴とするインクタンク。
【請求項２】
前記低表面エネルギー処理剤中に酸を含むことを特徴とする請求項１に記載のインクタンク。
【請求項３】
前記収容部の一部に塗布されるアルキルポリシロキサンが、単位面積（１平方ミリメートル）あたり１〜１５μｇであることを特徴とする請求項１に記載のインクタンク。
【請求項４】
前記光透過性を有する壁面の一部によって、外部の所定の位置にある光源から照射される光の光路に対して所定の角度をもつようにした複数の反射面が構成される略多角柱状のプリズムを備えるとともに、該プリズムの柱の側面部が、前記アルキルポリシロキサンを含有する低表面エネルギー処理剤により塗布されていることを特徴とする請求項１に記載のインクタンク。
【請求項５】
着色剤を分散させたインクを収容する収容部と、
前記収容部に収容されたインクの残量を光学的に検知するために用いられる残量検知部とを有し、
前記残量検知部は、前記収容部を形成する光透過性を有する壁面の一部に設けられ、
前記残量検知部は、アルキルポリシロキサン及び酸を含有する低表面エネルギー処理剤が塗布されることで、前記残量検知部が設けられていない前記壁面の他の部分と比べて表面エネルギーが低く、前記分散した着色剤の付着が防止されることを特徴とするインクタンク。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれかに記載のインクタンクを含むカートリッジであって、
前記インクタンクに収容された液体を吐出する記録ヘッドと、
前記インクタンクを保持するホルダとを有することを特徴とするカートリッジ。
【請求項７】
請求項５に記載のインクタンクを用い、記録媒体に画像を記録する記録装置であって、
前記インクタンクに収容されたインクを吐出して記録を行う記録ヘッドと、
前記残量検知部に対して光を照射し、前記残量検知部からの反射光を受光する光学手段と、
前記光学手段に基づいて、前記インクタンクに収納された液体の残量を検出する検出手段と、
前記検出手段によって得られた検出結果に基づいて、前記記録ヘッドによる記録動作の制御を行う制御手段と、
を有することを特徴とする記録装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はインクタンク、及び、そのインクタンクを含むカートリッジ、及び、そのカートリッジを用いる記録装置に関し、特に、インクジェット方式に従って記録を行なう記録ヘッドにインクを供給するインクタンク、及び、そのインクタンクを含むカートリッジ、及び、そのカートリッジを用いる記録装置に関する。
【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、或いはインクの有無を検出する方法として、光学的にインク残量、或いはインクの有無を検出する方法が知られている。
【０００３】
例えば、特開平８−１１２９０７号公報には、吸収体や発泡剤などの負圧発生部材を有するインクタンクのインク残量検知を行うために、透過性のインクタンク壁面の一部を通して光を通過させ、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。
【０００４】
また、特開平７−２１８３２１号公報は、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。さらに、特開平９−２９９８９号公報は、発光素子と受光素子を共通化した一つのフォトセンサによってインクの有無とインクタンクの有無と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。
【０００５】
この他、特開平７−８９０９０号公報などは、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容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。
【０００６】
ここで、光透過性のプリズムを用いた従来のインク有無検出機構について、図６を参照して説明する。図６はインクタンクの底面に設けられた光透過型プリズムとそのプリズムに光を照射する発光素子及びその光を受光する受光素子の位置関係を示す図である。
【０００７】
図６に示すようにプリズム１０６０はインクタンクの底面１０６１とモールド一体成形に設けられ、プリズム１０６０にインクタンクの外部下方から発光素子１０６２からの光が入射する。
【０００８】
さて、その入射光はインクタンクの内部にインクが充分に充填されている場合には光路▲１▼→光路▲２▼′という経路を辿りインク内に吸収されてしまい受光素子１０６３には返ってこない。これに対して、インクが消費されインクタンク内にインクがなくなっている場合、図６に示すように、その入射光はプリズム１０６０の斜辺部で反射され、光路▲１▼→光路▲２▼→光路▲３▼を経て受光素子１０６３へと至る。このように、発光素子１０６２から照射された光が受光素子１０６３に返ってくるか否かでインクの有無を検出する。
【０００９】
なお、発光素子１０６２、受光素子１０６３とは記録装置本体側に設けられる。
【００１０】
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レベルまたはインクの有無を検出する方法としては合理的な方法であると言える。
【００１１】
一方、このような光学的インク残量検出を行う場合、光路に含まれる構成要素にインク液滴が付着するのを防ぐために撥水処置を施し、インクタンクのインク量が減少した場合にも、そのインク液滴が光路に含まれる構成要素の表面に付着してインク残量検出の誤動作を回避する構成も知られている。
【００１２】
例えば、特開平７−２３７３００号公報には、光路に含まれる構成要素である光の反射板やインクタンクの側壁面などにインク滴の付着を防ぐための撥水処理剤としてシリコンやテフロン樹脂を用いる構成が開示されている。また、特開平８−１８７８７３号公報は、光路に含まれる構成要素であるインクタンクの内壁面を研磨してその面粗度を小さくしてインクとインクタンク内壁面との接触角を大きくする代わりに、その内壁面に撥水・撥油処理などの表面処理を施すことを開示している。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら最近はインクジェット記録装置において、より高画質・高品質の記録が求められており、使用されるインクも多様化している。例えば、着色剤として顔料を分散剤に用いて水中に分散させた水性顔料インクや、顔料の表面を改良し分散剤を用いなくとも安定的に分散可能な自己分散タイプの顔料を用いた水性顔料インク、また、油性染料をエマルジョン分散させたマイクロエマルジョンインク等の分散系のインク等が用いられる。
【００１４】
本願発明の発明者らは上記従来例において、このような着色剤を分散させたインクを使用したところ、高温環境下で、インク滴がインクタンクの内部に付着していることは見られないものの、インク残量検出のために発光素子から照射されインクタンクに入射した光が受光素子に戻ってこなくなることがあることを見いだした。
【００１５】
発明者らが、この現象について鋭意検討した結果、特に、高温環境下で着色剤の分散が不安定になり、その着色剤がインクタンクの内壁に吸着されることを見出した。このように、着色剤がインクタンクの内壁に吸着すると、インク残量検出のために発光素子から照射されインクタンクに入射した光がインクタンクの内壁に吸着した着色剤に吸収されてしまう。
【００１６】
このため、インクタンク内にインクが残存していないにも係わらず、インクタンク内にインクがまだ残っていると判断してしまうという問題があった。
【００１７】
本発明は上記の検討結果に基づいて想起されたもので、着色剤を分散させたタイプのインクを使用する場合においても正確に残量液体の有無を検出することができるインクタンク、および、そのインクタンクを含むカートリッジ、および、そのカートリッジを用いる記録装置を提供することを目的としている。
【００１８】
【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タンクは、以下のような構成からなる。
【００１９】
即ち、着色剤を分散させたインクを収容する収容部を形成する光透過性を有する壁面の、前記収容部に収容されたインクの残量を光学的に検知するために用いられる部分は、アルキルポリシロキサンを含有する低表面エネルギー処理剤が塗布されており、前記収容部の他の壁面に比べて表面エネルギーが低いことを特徴とするインクタンク。
【００２０】
ここで、その低表面エネルギー処理剤中に酸を含んでいることが好ましい。
【００２１】
また、その収容部の一部に塗布されるアルキルポリシロキサンが、単位面積（１平方ミリメートル）あたり１〜１５μｇであることが望ましい。
【００２６】
さらに、その光透過性を有する壁面の一部によって、外部の所定の位置にある光源から照射される光の光路に対して所定の角度をもつようにした複数の反射面が構成される略多角柱状のプリズムを備えるとともに、そのプリズムの柱の側面部が、アルキルポリシロキサンを含有する低表面エネルギー処理剤により塗布されているようにすることが好ましい。
【００２７】
さらに他の発明によれば、着色剤を分散させたインクを収容する収容部と、前記収容部に収容されたインクの残量を光学的に検知するために用いられる残量検知部とを有し、前記残量検知部は、前記収容部を形成する光透過性を有する壁面の一部に設けられ、前記残量検知部は、アルキルポリシロキサン及び酸を含有する低表面エネルギー処理剤が塗布されることで、前記残量検知部が設けられていない前記壁面の他の部分と比べて表面エネルギーが低く、前記分散した着色剤の付着が防止されることを特徴とするインクタンクを備える。
【００３０】
上述のインクタンクによれば、インクタンクの液体を収容する収容部内の一部に低表面エネルギー処理剤を塗布して表面処理することで、その収容部内壁に表面エネルギーの差を設けることができる。これにより、着色剤として顔料を分散剤を用いて水中に分散させた水性顔料インクや、顔料の表面を改質し分散剤を用いなくとも安定的に分散可能な自己分散タイプの顔料を用いた水性顔料インク、また、油性染料をエマルジョン分散させたマイクロエマルジョンインク等の分散系のインクを用いた際に、表面処理された部分（表面エネルギーの低い部分）への着色剤の張り付き（吸着）が抑えられ、表面処理のされていない他の部分（表面エネルギーの高い部分）に着色剤が優先的に吸着するようになる。その結果、表面処理された部分（即ち、表面エネルギーの低い部分）への着色剤の付着を抑えることができる。
【００３１】
従って、この表面処理された部分を光学的インク残量検知の光路に含まれる、例えば、プリズムとすれば、着色剤を分散させたタイプのインクを使用する場合においても、正確に残量液体（インク）の有無を検出することができる。
【００３２】
またさらに他の発明によれば、上記構成のインクタンクを含むカートリッジであって、前記インクタンクに収容された液体を吐出する記録ヘッドと、前記インクタンクを保持するホルダとを有することを特徴とするカートリッジを備える。
【００３５】
またさらに他の発明によれば、上記記載のインクタンクを用い、記録媒体に画像を記録する記録装置であって、前記インクタンクに収容されたインクを吐出して記録を行う記録ヘッドと、前記残量検知部に対して光を照射し、前記残量検知部からの反射光を受光する光学手段と、前記光学手段に基づいて、前記インクタンクに収納された液体の残量を検出する検出手段と、前記検出手段によって得られた検出結果に基づいて、前記記録ヘッドによる記録動作の制御を行う制御手段とを有することを特徴とする記録装置を備える。
【００３６】
なお、本明細書において、「部」及び「％」とあるのは、特に断りのない限り重量％である。
【００３７】
また、本発明においてプリズムとは、光透過性部材により形成されており、インクタンクのような液体収納容器の外壁面の一部を構成する面と、その面とは異なるとともに容器内の収容物（例えば、インクなど）との界面が光路に対して所定の角度を有する複数の反射面とを有し、その容器内の収容物の有無により反射面からの反射光量が異なるように構成されたものである。従って、複数の反射面は容器の内側方向に凸となるように設けられている。なお、複数の反射面のかわりに曲面を設けても良い。
【００３８】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。
【００３９】
図１は本発明の代表的な実施形態であるインクジェット方式に従って記録を行う記録ヘッドを備えた記録装置の槻略構成を示す斜視図である。この実施形態では、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良い。
【００４０】
また、インクタンク７の底面にはインク残量検出を行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。
【００４１】
さらにまた、この記録ヘッドは、特にインクジェット記録方式の中でも、インク吐出を行わせるために利用されるエネルギーとして熱エネルギーを発生する手段（例えば電気熱変換体やレーザ光等）を備え、その熱エネルギー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、高精細化を達成している。
【００４２】
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、キヤリッジ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、キヤリッジ２の左右移動（往復移動）はキヤリッジモータ４の回転によりタイミングベルト５を介して行われる。キヤリッジ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、キヤリッジ２にインクタンク７は固定される。
【００４３】
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イードモータ９の駆動により所定量だけ搬送し、次いで再びキヤリッジ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う。
【００４４】
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う回復機器１０が配設されており、回復機器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１２、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。
【００４５】
また、記録媒体を搬送するためのフイードモータ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。
【００４６】
さらに、回復機器１０の横側には赤外ＬＥＤ（発光素子）１５及びフォトトランジスタ（受光素子）１６から成るインク残量検出とインクタンク有無検出を行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とは記録用紙の搬送方向（矢印Ｆの方向）に沿って並ぶように取り付けられている。光学ユニット１４は装置本体のシヤーシ１７に取り付けられている。インクカートリッジ２０がキヤリッジ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。
【００４７】
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。
【００４８】
図２は記録装置の制御回路の構成を示すブロック図である。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フェース、１７０１はＭＰＵ、１７０２はＭＰＵ１７０１が実行する制御プログラムを格納するＲＯＭ、１７０３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。１７０４は記録ヘッド１に対する記録データの供給制御を行うゲートアレイ（Ｇ．Ａ．）であり、インタフェース１７００、ＭＰＵ１７０１、ＲＡＭ１７０３間のデータ転送制御も行う。１７０５は記録ヘッド１を駆動するヘッドドライパ、１７０６、１７０７はそれぞれフィードモータ９、キヤリッジモータ４を駆動するためのモータドライバである。
【００４９】
上記制御構成の動作を説明すると、インタフェース１７００に記録信号が入るとゲートアレイ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従って記録ヘッド１が駆動され、記録が行われる。
【００５０】
なお、１７１０は記録動作や記録装置の拭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。
【００５１】
また、記録ヘッド１と一体と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。
【００５２】
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。
【００５３】
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３２は、所定のデューティ（ＤＵＴＹ）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従って光学ユニット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。
【００５４】
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内、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ＭＰＵ１７０１に転送される。
【００５５】
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、記録用紙の搬送方向に沿って並ぶように配置される。
【００５６】
次に、本発明を好適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。
【００５７】
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の外観斜視図である。図４において、（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。また、図５はインクタンク７の内部構造を示す側断面図である。
【００５８】
まず、この実施形態におけるインクタンク７は、略直方体状をなしており、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。
【００５９】
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。そして、物流過程では大気連通口１２０はフィルム等で、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。
【００６０】
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。
【００６１】
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）、マゼンタ（Ｍ）、イエロ（Ｙ）の各色のインクタンク７（７Ｃ、７Ｍ、７Ｙ）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。なお、ブラック（Ｂｋ）インクを収容したインクタンクのみを、ヘッドホルダに装着し、モノクロ記録専用の記録ヘッドを構成してもよい。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。
【００６２】
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ヘッドの面を吐出口形成面と称す）。
【００６３】
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１６０の係止用突起１６０Ａがヘッドホルダ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２００は、例えば、図１に示すような記録装置のキヤリッジ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の問には所定の水頭差（Ｈ）が形成されることになる。
【００６４】
次に、インクタンク７の内部構造について、図５を参照して説明する。
【００６５】
この実施形態におけるインクタンク７は、上部で大気連通口１２０を介して大気に連通し、一方下部でインク供給口に連通し内部に負圧発生部材としての吸収体３２０を収容する負圧発生部材収納室３４０と、液体のインクを収容する実質的に密閉された液体収納室３６０とに隔壁３８０でもって仕切られている。そして、負圧発生部材収納室３４０と液体収納室３６０とはインクタンク７の底部付近で隔壁３８０に形成された連通口４００を介してのみ連通されている。
【００６６】
負圧発生部材収納室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が一体に成形され、負圧発生部材収納室３４０に圧縮状態で収容される吸収体３２０と当接している。しかして、上壁７Ｕと吸収体３２０の上面との間にエアバッファ室４４０が形成されている。吸収体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、圧縮状態で負圧発生部材収納室３４０内に収容されている。この所定の毛管力を発生するための吸収体３２０のポアサイズの絶対値は、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の吐出口形成面の位置（水頭差Ｈ）等により異なる。
【００６７】
また、インク供給口１４０Ａを形成しているインク供給筒１４０内には、ディスク状ないしは円柱状の圧接体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、吸収体３２０を局所的に圧縮するよう吸収体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。
【００６８】
このような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納室とを有する構成のインクタンクにおいては、記録ヘッド１により吸収体３２０のインクが消費されると、液体収納室３６０からインクが隔壁３８０の連通口４００を通じて負圧発生部材収納室３４０の吸収体３２０に供給される。この時、液体収納室３６０内は減圧されるが、大気連通部１２０から負圧発生部材収納室を経由した空気が隔壁３８０の連通口４００を通じて液体収納室３６０に入り、液体収納室３６０内の減圧は緩和される。従って、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吸収体３２０に充填され、吸収体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ヘのインク供給が安定する。その後、液体収納室３６０内のインクを消費すると、吸収体３２０内のインクが消費されてゆく。
【００６９】
従って、このようなインクタンクの液体収納室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、液体収納室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になる。
【００７０】
この実施形態ではプリズム１８０が上述したインク有無検知部として機能する。
【００７１】
プリズム１８０は頂角が９０°の二等辺三角形をした三角プリズムの形をしている。従って、その二等辺三角形の底辺の長さ（ａ）と角柱方向（図５では用紙に対して直角の方向）の長さ（ｂ）とが分かれば、インクタンク７の内部に露出したプリズム斜面の面積（Ｓ）は（√２）×ａ×ｂとなる。
【００７２】
次に、以上のような構成の記録装置においてインク残量有無の検出に用いられるプリズム１８０に着色剤が付着するのを防止するための撥水性を高める処理について述べる。この処理はプリズム面の表面エネルギーをインクタンクの他の領域に対して相対的に低くする処理であり、以下、低表面エネルギー処理と呼ぶ。
【００７３】
この実施形態において使用する低表面エネルギー処理を行う処理剤としては後述する実施例１、実施例２のような組成のものが挙げられる。さて、各実施例においてアルキルポリシロキサンの濃度を４部としているが、低表面エネルギー処理剤中のアルキルポリシロキサンの含有量は１〜２０重量％、より好ましくは２〜８重量％の範囲である。
【００７４】
その理由としては、低表面エネルギー処理剤の塗布量にもよるが、アルキルポリシロキサンの含有量が過剰な場合にはプリズム１８０の表面に吸着できなかったアルキルポリシロキサンがインク中に溶出することによって吐出性能の劣化が懸念され、また含有量が少ない場合にはプリズム１８０の表面が充分に低表面エネルギー処理されず目的の効果が得られないためである。
【００７５】
また、アルキルポリシロキサンの溶剤としてのアルコール類として２−プロパノールと、２−メチル−２プロパノールを用いているが、本発明はこれらに限定されるものではなく、揮発性のアルコール類、水可溶性の揮発性有機溶剤も使用可能である。
【００７６】
また、実施例１において、酸物質としてベンゼンスルホン酸を用いているが、これ以外にも硫酸、硝酸、塩酸、芳香族スルホン酸、脂肪族スルホン酸等の強酸性の物質を使用することもできる。
【００７７】
ここで説明している低表面エネルギー処理は、このような組成の低表面エネルギー処理剤を、針径２６Ｇのニードル（注射針）を用いて、プリズム１８０の頂点に１滴（約３ｍｇ）滴下塗布し、塗布後自然乾燥することで行われる。なお、この実施形態において使用したプリズム１８０は頂角が９０°の二等辺三角形をした三角プリズムの形をしており、その二等辺三角形の底辺の長さ（ａ）は７（ｍｍ）、角柱方向の長さ（ｂ）は２．６（ｍｍ）である。
【００７８】
このような低表面エネルギー処理により、インクタンク７のプリズム１８０のインクタンク内側に露出したプリズム斜面の面積が２５．７（平方ミリメートル）であるので、そのプリズムには単位面積（１平方ミリメートル）当り４．７（μｇ／平方ミリメートル）のアルキルポリシロキサンが塗布されることになる。
【００７９】
ここで、低表面エネルギー処理剤は前述したように、あまり多く塗布し過ぎるとプリズム表面に吸着できなくなる恐れがあり、これとは反対にその塗布量があまりに少ないと十分に低表面エネルギー処理がなされない恐れがある。従って、低表面エネルギー処理剤による低表面エネルギー処理される部分（ここでは、プリズム）に塗布されるアルキルポリシロキサンは１〜１５μｇ／ｍｍ２の範囲にあることが望ましい。
【００８０】
以上説明した方法により、本発明に従う液体収納容器は、光学的インク残量有無の検出において光路に含まれるプリズム面にアルキルポリシロキサンを含む低表面エネルギー処理剤による低表面エネルギー処理が施されるので、その容器の内壁の他の領域に対し、相対的にプリズム面の表面エネルギーが低くなる。このような処理が施された液体収納領域をインク残量有無の検出がなされるインクタンクとして用いられるのである。
【００８１】
［実施例］
次にこの低表面エネルギー処理の効果を実証するために、以下のような比較実験を行った。
【００８２】
この実験には、以下の組成の水性顔料インクを用いた。
【００８３】
・水性顔料インク組成
マイクロジェットＣＷ１顔料（オリエント化学工業株式会社製）  ５部
ジエチレングリコール（水溶性有機溶剤）                      ５部
グリセリン（水溶性有機溶剤）                                ７部
チオヂグリコール（水溶性有機溶剤）                          ７部
アセチレノールＥＨ（界面活性剤）                        ０．１部
硫酸カリウム（添加剤）                                  ０．３部
水                                                          残部
この実施例において使用した顔料は、分散剤を形成する樹脂による記録ヘッドのインク吐出ノズル内の目詰まりを改善した分散剤を用いない自己分散タイプの顔料である。
【００８４】
そして、図５に示すインクタンクのプリズムに、以下の実施例に示す低表面エネルギー処理を施し、そのインクタンクに上記組成の水溶性顔料インクを充填し、温度が６０℃の環境で１ヶ月保存した後にインクタンクからインクを抜き取り、上述した構成の記録装置を用いてインク残量検出の処理を行った。
【００８５】
ここで、実施例１の処理剤を用い上述の手順に従ってインク残量検出を行ったインクタンクを実験サンプル１、同様に実施例２の処理剤を用いたインクタンクを実験サンプル２とする。
（実施例１）
・低表面エネルギー処理剤Ａ組成
アルキルポリシロキサン                            ４    部
２−プロパノール（アルコール類）                ４５．７部
２−メチル−２プロパノール（アルコール類）      ５０    部
ベンゼンスルホン酸（酸）                          ０．３部
（実施例２）
・低表面エネルギー処理剤Ｂ組成
アルキルポリシロキサン                            ４    部
２−プロパノール（アルコール類）                ４６    部
２−メチル−２プロパノール（アルコール類）      ５０    部
各実施例の処理剤のプリズムへの塗布は上述したようにニードルを用いて処理剤を所望の量だけ塗布し、その後、自然乾燥させた。各実施例において、プリズムに塗布されたアルキルポリシロキサンの塗布量は、単位面積（１平方ミリメートル）当たり１〜１５（μｇ）の範囲にある。
【００８６】
また、比較のために、（１）プリズムに低表面エネルギー処理を施していないインクタンクを用いて、上記組成の水溶性顔料インクを充填し、同じ環境（温度６０℃で１ヶ月）保存したものと、（２）インクタンクの内壁全面に実施例１に示す低表面エネルギー処理剤Ａを塗布したインクタンクに上記組成の水溶性顔料インクを充填し、同じ環境（温度６０℃で１ヶ月）保存したものとを用意し、保存期間後に夫々のインクタンクからインクを抜き取り、上述した構成の記録装置を用いて同様のインク残量検出の処理を行った。ここで、このような手順に従ってインクタンク残量検出を行った前者のインクタンクを比較基準サンプル１、後者のインクタンクを比較基準サンプル２とする。
【００８７】
その結果、実験サンプル１では、温度６０℃の環境で１ヶ月保存した後においても、プリズムに着色剤の付着は認められず、インク残量検出が有効に作動した。一方、比較基準サンプル１や比較基準サンプル２では、温度６０℃の環境で１ヶ月保存した後には、プリズムに着色剤がべったりと付着しており、インク残量検知は有効に作動しなかった（即ち、インクがインクタンクにないにも係らず、プリズムに付着した着色剤のためインクがあると判断した）。
【００８８】
これに対して、実験サンプル２では着色剤の付着が確認されたが、実験サンプル２と同じ低表面エネルギー処理剤Ｂを用いインクの保存期間を短くした場合（例えば、数日以内）には、インクの付着は認められなかった。このような比較実験から、低表面エネルギー処理剤の成分として、酸は必須ではないが、アルキルポリシロキサンによる低表面エネルギー処理剤の成分に酸を含むことで、容器に吸着したアルキルポリシロキサンが容器から剥がれてインク中に溶け出すことを防止する効果、即ち、吸着力を増加させる効果を奏することが出来ることが検証された。
【００８９】
従って、以上説明した実施形態に従えば、インクタンクの内壁全面ではなく、光学的インク残量検出の光路に含まれるプリズムに低表面エネルギー処理剤を塗布することにより、インクに接触するインクタンク内壁の他の部分と比較して表面エネルギーの低い領域を設けることができるので、過酷な保存条件においてプリズムに着色材が付着することなく、正確に残量インクの有無検出を行うことができる。
【００９０】
なお、以上の実施形態において、記録ヘッドから吐出される液滴はインクであるとして説明し、さらにインクタンクに収容される液体はインクであるとして説明したが、その収容物はインクに限定されるものではない。例えば、記録画像の定着性や耐水性を高めたり、その画像品質を高めたりするために記録媒体に対して吐出される処理液等分散系の溶液がインクタンクに収容されていても良い。
【００９１】
また上述の実施形態においてはインク残量検出を行うプリズムに撥水処理を施した例を示したが、プリズムの具体的構成、及びインク残量有無のシーケンスについては、本願発明と同じ特許出願人による特開平１０−３２３９９３号公報に開示の構成を好適に利用できるものである。加えて、低表面エネルギー処理剤を塗布する対象が上述のプリズムに限られることなく、インクタンクの液体を直接収納するインク収容部を光透過性のある材料で構成し、その一部に上述した低表面エネルギー処理を行っても良い。また、特開平８−１１２９０７号に開示されるような、吸収体などの負圧発生部材を有するインクタンクの残量検知を行う際に、光透過性のインクタンクの壁面の一部を通して光を透過させ、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場合にも、インクタンク壁面の光を透過させる部分に上述した低表面エネルギー処理を行っても良い。この場合、上述した水性顔料インクを使用していても、目視による残量の確認を容易に行うことができる。
【００９２】
さて、図６に示すようなプリズムは、上述のように、光透過性部材により形成されており、インクタンクのような液体収納容器の外壁面の一部を構成する面と、その面とは異なるとともに容器内の収容物（例えば、インクなど）との界面が光路に対して所定の角度を有する複数の反射面とを有し、その容器内の収容物の有無により反射面からの反射光量が異なるように構成されている。このような構成のプリズムを用いると、その反射面の表面に存在する物質の有無に従ったインクタンク内との屈折率の違いを利用してインクの有無を検知できる。
【００９３】
従って、このようなプリズムに対して本発明を適用することは、水性顔料インクなどの着色剤を分散させたインクを使用する場合、図５に示したようなインクタンクの底面に設けられたプリズムに対して、インクタンク内のインクがなくなったときにインク滴が付着することがなく、さらに、高温環境下において着色剤の分散が不安定になった場合でも、着色剤がプリズムに付着することはないため、特に、効果的である。
【００９４】
また、以上の実施形態において説明した記録装置は、高密度かつ高速な記録動作が可能であることから、情報処理システムの出力手段、例えば、複写機、ファクシミリ、電子タイプライタ、ワードプロセッサ、ワークステーションなとの出力端末としてのプリンタ、あるいはパーソナルコンピュータ、光ディスク装置、ビデオ装置などに具備されるハンディまたはポータブルプリンタとして利用できる。この場合、記録装置はこれら装置固有の機能、使用形態などに対応した形態をとる。
【００９５】
従って、本発明に従う液体収納容器としてのインクタンクの適用範囲は単に記録装置に留まるにのみならず、ファクシミリ装置や複写機など様々な機器に及ぶことは言うまでもなく、さらに、本発明は、複数の機器（例えばホストコンピュータ、インタフェース機器、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。
【００９６】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、インクタンクの内壁全面ではなく、光学的インク残量検出の光路に含まれるプリズムに低表面エネルギー処理剤を塗布することにより、インクに接触するインクタンク内壁の他の部分と比較して表面エネルギーの低い領域を設けることができるので、過酷なインク保存環境下においても、プリズムの表面に、例えば、着色剤などのその液体の組成の一部が付着して残存することがなくなるので、プリズムは常に光を反射するために良好な状態に保たれ、その結果、その液体の残量有無を正確に検出することができるという効果がある。
【００９７】
また、アルキルポリシロキサンによる低表面エネルギー処理剤の成分に酸を含むことで、インクタンクなどの液体収納容器の内壁に吸着したアルキルポリシロキサンの容器に対する吸着力を増加させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の代表的な実施形態であるインクジェット方式に従って記録を行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。
【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】インク残量有無検出部２５の詳細な構成を示すブロック図である。
【図４】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の外観斜視図である。
【図５】インクタンク７の内部構造を示す側断面図である。
【図６】インクタンクの底面に設けられた従来の光透過型プリズムとそのプリズムに光を照射する発光素子及びその光を受光する受光素子の位置関係を示す図である。
【符号の説明】
１  記録ヘッド
２  キャリッジ
３  ガイド軸
４  キャリッジモータ
５  タイミングベルト
６  係合爪
７  インクタンク
８  プラテン
９  フィードモータ
１０  回復機器
１１  キャップ
１２  ワイパー
１３  ＡＳＦ
１４  光学ユニット
１５  発光素子
１６  受光素子
１７  シャーシ
２０  インクカートリッジ
３０  ＬＥＤ駆動回路
３１  ローパスフィルタ（ＬＰＦ）
３２  コントローラ
１２０  大気連通孔
１４０Ａ  インク供給口
１８０  プリズム
２００  ヘッドホルダ
３２０  吸収体
３４０  負圧発生部材収納室
３６０  液体収容室
３８０  隔壁
４００  連通口
４２０  リブ
４４０  エアバッファ室
４６０  圧接体
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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