(57)【要約】【課題】プリズムを用いて液体容器内の液体の残量を段階的に検出し、且つ、プリズムの位置ズレによる検出誤差を抑制する。【解決手段】第１の反射面および第２の反射面を有するプリズムを液体収容室の底部に設けて、所定間隔で並設された発光部および受光部の発光部から照射されて液体収容室の底面側からプリズムに入射した光を、第１の反射面および第２の反射面に反射させる第１光路で受光部に到達させる。また、プリズムの内部に、第１の反射面または第２の反射面の何れか一方に平行な第３の反射面を設けることで、第１光路よりもプリズムの低い位置で光を反射させる第２光路を設定する。こうすれば、プリズムを発光部および受光部の並び方向に移動させて第１光路と第２光路とを切り換え、各光路ついて発光部の光が受光部に届くか否かを検出することで、液体容器内の液体の残量を２段階に分けて正確に検出できる。【選択図】図６
2012213959.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定間隔で並設された発光部と受光部とを有する液体噴射装置に装着されて、該液体噴
射装置に液体を供給する液体容器であって、
前記液体を内部に収容する液体収容室と、
前記液体収容室の底部に設けられたプリズムと、
を備え、
前記プリズムには、
前記発光部から照射されて前記液体収容室の底面側から前記プリズムに入射した光を
反射する第１の反射面と、
前記第１の反射面で反射した光を前記受光部に向けて反射する第２の反射面と、
前記プリズムの外側から該プリズムの内部に向けて形成された凹部と
が設けられており、
前記凹部の底面あるいは内壁面には、前記第１の反射面または前記第２の反射面の何
れか一方に平行な第３の反射面が形成されている液体容器。
【請求項２】
請求項１に記載の液体容器であって、
前記液体噴射装置は、噴射ヘッドを有し、前記液体容器が装着されるキャリッジを移動
させながら液体を噴射する装置であり、
前記液体噴射装置には、前記キャリッジの移動方向に並べて前記発光部および前記受光
部が設けられており、
前記プリズムは、前記液体容器を前記キャリッジに装着した状態では、前記第１の反射
面と前記第２の反射面と前記第３の反射面とが該キャリッジの移動方向に配置されている
液体容器。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の液体容器であって、
前記第３の反射面は、前記凹部の底面に形成されており、
前記凹部の内壁面は、前記第１の反射面側の内壁面および前記第２の反射面側の内壁面
が互いに平行で、且つ、透明に形成されている液体容器。
【請求項４】
請求項１ないし請求項３の何れか一項に記載の液体容器を備えた液体噴射装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液体を噴射する液体噴射装置に装着されて、内部に液体を収容する液体容器
に関する。
【背景技術】
【０００２】
いわゆるインクジェットプリンターに代表されるように、インクなどの液体を噴射ヘッ
ドから噴射する液体噴射装置が知られている。噴射ヘッドから噴射する液体は、インクカ
ートリッジなどの専用の液体容器に収容されており、この液体容器から噴射ヘッドに液体
が供給される。また、液体容器は、内部の液体が無くなると、新しい液体容器と交換する
ように、液体噴射装置に対して着脱可能に構成されている。
【０００３】
こうした液体噴射装置では、液体容器内の液体が無くなって噴射ヘッドに液体が供給さ
れない状態で噴射動作が行われると、いわゆる空打ちとなって噴射ヘッドの破損の原因と
なる。そこで、液体容器の底部に設けた直角プリズムを用いて液体容器内の液体を光学的
に検出する技術が提案されている（例えば、特許文献１）。液体容器内に液体があり、プ
リズムに液体が接していると、発光部から照射されて液体容器の底面側からプリズムに入
射した光は、反射することなく、液体容器内を透過する。一方、液体容器内に液体が無く
、プリズムに空気が接していると、発光部から照射されてプリズムに入射した光は、プリ
ズムの２つの反射面で反射して、発光部と所定間隔で並設された受光部に到達する。従っ
て、発光部からの光を受光部が受けるか否かによって液体容器内の液体の有無を検出して
いる。
【０００４】
また、大きさの異なる複数の直角プリズムを備え、底面を揃えて厚み方向に重ね合わせ
た各プリズムに順番に発光部からの光を照射することによって、液体容器内の液体の残量
を段階的に検出する技術も提案されている（特許文献２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１０−２３２１５７号公報
【特許文献２】特開２０００−７１４７０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、特許文献２に提案されている技術では、液体室内の液体の残量を正しく検出で
きないことがあるという問題があった。すなわち、複数の直角プリズムの各々に発光部か
らの光を順番に照射するためにプリズムを移動させており、その移動方向は、所定間隔で
並設された発光部および受光部の並び方向（Ｘ方向）ではなく、Ｘ方向と直交する方向（
Ｙ方向）になっている。また、発光部および受光部とプリズムとのＸ方向の位置合わせに
は高い精度が要求され、プリズムに対して発光部からの光の照射位置がＸ方向にずれてい
ると、プリズムに入射した光が反射面で反射したとしても、入射光と反射光との間隔が所
定間隔ではないので、受光部に到達しない。そして、プリズムをＹ方向に移動させる構成
では、Ｘ方向の位置ズレがあっても補正されないので、液体室内の液体の有無（残量）を
正しく検出できない場合が生じる。
【０００７】
この発明は、従来の技術が有する上述した課題を解決するためになされたものであり、
プリズムを用いて液体容器内の液体の残量を段階的に検出し、且つ、プリズムの位置ズレ
による検出誤差が生じることを抑制することが可能な技術の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上述した課題の少なくとも一部を解決するために、本発明の液体容器は次の構成を採用
した。すなわち、
所定間隔で並設された発光部と受光部とを有する液体噴射装置に装着されて、該液体噴
射装置に液体を供給する液体容器であって、
前記液体を内部に収容する液体収容室と、
前記液体収容室の底部に設けられたプリズムと、
を備え、
前記プリズムには、
前記発光部から照射されて前記液体収容室の底面側から前記プリズムに入射した光を
反射する第１の反射面と、
前記第１の反射面で反射した光を前記受光部に向けて反射する第２の反射面と、
前記プリズムの外側から該プリズムの内部に向けて形成された凹部と
が設けられており、
前記凹部の底面あるいは内壁面には、前記第１の反射面または前記第２の反射面の何
れか一方に平行な第３の反射面が形成されていることを要旨とする。
【０００９】
このような本発明の液体容器においては、第１の反射面および第２の反射面を有するプ
リズムが液体収容室の底部に設けられており、発光部と受光部とが所定間隔で並設された
液体噴射装置に液体容器が装着されると、発光部から照射された光が液体収容室の底面側
からプリズムに入射する。こうしたプリズムでは、液体容器内の液体が第１の反射面およ
び第２の反射面に接していれば、プリズムに入射した発光部の光は液体収容室内に透過す
る。一方、液体容器内の液体が消費されて第１の反射面および第２の反射面に空気が接す
るようになると、プリズムに入射した発光部の光は、第１の反射面および第２の反射面に
反射する光路（第１光路）で受光部に到達する。そして、プリズムには、外側から内部に
向けて形成された凹部が設けられており、この凹部の底面あるいは内壁面には、第１の反
射面または第２の反射面の何れか一方に平行な第３の反射面が形成されている。
【００１０】
例えば、第３の反射面が第１の反射面に平行に設けられていけば、プリズムに入射した
発光部の光を第３の反射面に当てることによって、第３の反射面および第２の反射面に反
射する光路（第２光路）で受光部に到達させることができる。このような第３の反射面は
プリズムの内部に設けられており、且つ、発光部と受光部とが所定間隔で設けられている
ことから、第２光路は、第１光路よりもプリズムの低い位置で光を反射する。そのため、
液体容器内の液体の消費に伴って液面が下がり、先ず、液面の高さが第１光路と第２光路
との間になると、第１光路では発光部の光が受光部に届くが、第２光路では届かない状態
となる。そして、さらに液体が消費されて液面の高さが第２光路よりも下がると、第２光
路でも発光部の光が受光部に届くようになる。従って、第１光路および第２光路のそれぞ
れについて発光部の光が受光部に届くか否かを検出すれば、液体容器内の液体の残量を２
段階に分けて検出することができる。
【００１１】
尚、第３の反射面が第２の反射面に平行に設けられている場合には、プリズムに入射し
た発光部の光を、第１の反射面および第３の反射面に反射させる第２光路で受光部に到達
させることができる。そのため、上述と同様に、液体容器内の液体の残量を２段階で検出
することができる。
【００１２】
また、前述したように、プリズムは、発光部および受光部の並び方向（Ｘ方向）に位置
ズレが生じると、入射光と反射光との間隔が所定間隔（発光部と受光部との間隔）と合わ
なくなるので、受光部が発光部の光を受けることができない。本発明の液体容器では、第
１光路と第２光路とを切り換える際には、プリズムが設けられた液体容器をＸ方向に移動
させればよく、このとき、プリズムのＸ方向の位置合わせを同時に行うことができる。そ
のため、プリズムのＸ方向の位置ズレによる検出誤差を抑制して、液体容器内の液体の残
量を正確に検出することができる。
【００１３】
上述した本発明の液体容器では、液体容器が装着されるキャリッジを移動させながら液
体を噴射する液体噴射装置に適用される場合には、次のようにしてもよい。先ず、この液
体噴射装置には、発光部および受光部をキャリッジの移動方向に並べて設ける。そして、
プリズムは、液体容器をキャリッジに装着した状態では、第１の反射面と第２の反射面と
第３の反射面とをキャリッジの移動方向に配置しておく。
【００１４】
このような構成によれば、キャリッジが移動するのに伴って、液体容器に設けられたプ
リズムが発光部および受光部の並び方向（Ｘ方向）に移動することから、プリズム内の第
１光路と第２光路とを容易に切り換えることができるだけでなく、プリズムがＸ方向に連
続的に移動する過程で第１光路および第２光路に対応するプリズムのＸ方向の位置合わせ
を適切に行うことができる。その結果、プリズムの位置ズレによる検出誤差が生じること
はなく、液体容器内の液体の残量を２段階に分けて正確に検出することができる。
【００１５】
また、こうした本発明の液体容器では、第３の反射面を凹部の底面に形成する場合には
、凹部の内壁面を、第１の反射面側の内壁面および第２の反射面側の内壁面が互いに平行
で、且つ、透明に形成しておいてもよい。
【００１６】
第３の反射面が凹部の底面に形成されている場合には、第１光路が凹部の内壁面と交差
することがある。この場合でも、凹部の内壁面を透明に形成しておけば、凹部に入射する
光を透過させることができる。また、凹部の互いに向かい合う内壁面を平行にしておけば
、第１光路で進む光が凹部を透過しても、光の進行方向は変わらない。その結果、第１光
路が凹部の内壁面と交差する場合でも、第２の反射面では、第１の反射面に反射した光を
受光部に向けて反射させることができる。
【００１７】
また、こうした本発明の液体容器は、液体噴射装置に装着されて、液体噴射装置に液体
を供給するものである。従って、本発明は、上述した本発明の液体容器を備える液体噴射
装置の態様で把握することも可能である。
【００１８】
このような態様で把握される本発明の液体噴射装置では、液体容器の底部に設けられた
プリズム内に、発光部の光を受光部に到達させる光路として、第１の反射面および第２の
反射面に反射させる第１光路と、第３の反射面および第２の反射面に反射させる第２光路
（第１の反射面および第３の反射面に反射させる第２光路）とが設定されている。第２光
路では、第１光路よりもプリズムの低い位置で光を反射することから、液体容器内の液面
が第１光路よりも下がると、先ず、第１光路で発光部の光が受光部に届くようになり、さ
らに、液面が第２光路よりも下がると、第２光路でも発光部の光が受光部に届くようにな
る。そのため、液体容器を発光部および受光部の並び方向に移動させることで第１光路と
第２光路とを切り換えて、各光路ついて発光部の光が受光部に届くか否かを検出すれば、
液体容器内の液体の残量を２段階に分けて正確に検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】インクカートリッジが装着されるインクジェットプリンターを例に液体噴射装置の大まかな構成を示した説明図である。
【図２】本実施例のインクカートリッジの大まかな構造を示した説明図である。
【図３】本実施例のインクカートリッジに設けられたプリズムの形状を示した説明図である。
【図４】プリズムが原点位置にある状態でインクカートリッジ内のインクの残量を検出する様子を示した説明図である。
【図５】プリズムが原点から発光部側に１．７ｍｍ移動した状態でインクカートリッジ内のインクの残量を検出する様子を示した説明図である。
【図６】キャリッジの移動に伴って受光部が受ける反射光の強度が変化する様子を示した説明図である。
【図７】第１変形例のプリズムを第１の反射面および第２の反射面に垂直な面で切断した断面図である。
【図８】第１変形例のプリズムを用いてインクカートリッジ内のインクの残量を検出する様子を示した説明図である。
【図９】第２変形例のインクカートリッジにおいて、発光部から照射された光がプリズムで反射する様子を示した説明図である。
【図１０】プリズムに設けた切り込み部の内壁面が第１光路に対して傾斜している状態を例示した説明図である。
【図１１】第１の反射面および第２の反射面の交線である頂点部分を切除したプリズムの形状を例示した断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下では、上述した本願発明の内容を明確にするために、次のような順序に従って実施
例を説明する。
Ａ．インクジェットプリンターの構成：
Ｂ．インクカートリッジの構造：
Ｃ．インク残量の検出動作：
Ｄ．変形例：
Ｄ−１．第１変形例：
Ｄ−２．第２変形例：
【００２１】
Ａ．インクジェットプリンターの構成  ：
図１は、インクカートリッジが装着されるインクジェットプリンターを例に液体噴射装
置の大まかな構成を示した説明図である。図示されているように、インクジェットプリン
ター１０は、主走査方向に往復動しながら印刷媒体としての印刷用紙２上にインクドット
を形成するキャリッジ２０と、キャリッジ２０を往復動させる駆動機構３０と、印刷用紙
２の紙送りを行うためのプラテンローラー４０と、正常に印刷可能なようにメンテナンス
を行うメンテナンス機構５０などから構成されている。キャリッジ２０には、インクを収
容したインクカートリッジ１００や、インクカートリッジ１００が装着されるキャリッジ
ケース２２や、キャリッジケース２２の底面側（印刷用紙２に向いた側）に搭載された噴
射ヘッド２４などが設けられている。この噴射ヘッド２４にはインクを噴射する複数の噴
射ノズルが形成されており、インクカートリッジ１００内のインクを噴射ヘッド２４に供
給して、噴射ノズルから印刷用紙２に向かって正確な分量だけインクを噴射することによ
り、画像等が印刷される。
【００２２】
本実施例のインクジェットプリンター１０では、シアン色、マゼンタ色、イエロー色、
黒色の４種類のインクを用いてカラー画像を印刷することが可能であり、このことと対応
して、キャリッジ２０に搭載された噴射ヘッド２４には、インクの種類毎に噴射ノズルが
設けられている。また、インクカートリッジ１００もインクの種類毎に設けられており、
それぞれの噴射ノズルに対して、対応する色のインクカートリッジ１００からインクが供
給される。加えて、インクカートリッジ１００は、内部のインクが無くなったら新しいイ
ンクカートリッジ１００と交換するように、キャリッジケース２２に対して着脱可能に構
成されている。尚、本実施例のインクカートリッジ１００は、本発明の「液体容器」に相
当している。
【００２３】
キャリッジ２０を往復動させる駆動機構３０は、主走査方向に延設されたガイドレール
３８と、内側に複数の歯形が形成されたタイミングベルト３２と、タイミングベルト３２
の歯形と噛み合う駆動プーリ３４と、駆動プーリ３４を駆動するためのステップモーター
３６などから構成されている。タイミングベルト３２の一部はキャリッジケース２２に固
定されており、タイミングベルト３２を駆動することによって、ガイドレール３８に沿っ
てキャリッジケース２２が移動する。
【００２４】
印刷用紙２の紙送りを行うプラテンローラー４０は、図示しない駆動モーターやギア機
構によって駆動されて、印刷用紙２を副走査方向に所定量ずつ紙送りする。
【００２５】
メンテナンス機構５０は、印刷領域外のホームポジションと呼ばれる領域に設けられて
おり、キャップ５２や、キャップ５２の下方の位置に設けられた吸引ポンプ５４などから
構成されている。キャップ５２は、図示しない昇降機構によって上下方向に移動可能とな
っており、インクジェットプリンター１０が画像等を印刷していない間は、キャリッジ２
０をホームポジションに移動させて、キャップ５２を上昇させる。すると、キャップ５２
が噴射ヘッド２４の底面側に押し当てられて噴射ノズルを覆うように閉空間が形成される
ので、噴射ヘッド２４内のインクが乾燥することを抑制する。また、キャップ５２には、
図示しない吸引チューブを介して吸引ポンプ５４が接続されており、噴射ヘッド２４の底
面側にキャップ５２を押し当てた状態で吸引ポンプ５４を作動させることで、噴射ヘッド
２４内の劣化したインク（乾燥して増粘したインクなど）を吸い出す動作（いわゆるクリ
ーニング）を実行する。
【００２６】
また、ホームポジションには、インクカートリッジ１００内のインクの残量を光学的に
検出するためのセンサー２００が、キャップ５２の印刷領域側に隣接して設けられている
。詳しくは後述するが、センサー２００の内部には、発光部および受光部が並設されてお
り、キャリッジ２０の移動に伴ってインクカートリッジ１００がセンサー２００上を通過
する際に発光部から光を発して、その光を受光部が受けるか否かによってインクカートリ
ッジ１００内のインクの残量を検出している。尚、センサー２００を設ける位置は、この
位置に限られるわけではなく、キャリッジ２０の移動に伴ってインクカートリッジ１００
が通過する経路の下方の位置にセンサー２００が設けられていればよい。
【００２７】
更に、インクジェットプリンター１０の背面側には、インクジェットプリンター１０の
全体の動作を制御する制御部６０が搭載されている。キャリッジ２０を往復動させる動作
や、印刷用紙２を紙送りする動作や、噴射ノズルからインクを噴射する動作や、メンテナ
ンス機構５０を駆動する動作や、インクカートリッジ１００内のインクの残量を検出する
動作などは、全て制御部６０によって制御されている。
【００２８】
Ｂ．インクカートリッジの構造  ：
図２は、本実施例のインクカートリッジ１００の大まかな構造を示した斜視図である。
図示されているように、インクカートリッジ１００は、硬質の樹脂材料で直方体形状に形
成された箱体であり、この箱体の内部が、インクを収容する液体収容室になっている。
【００２９】
インクカートリッジ１００の底面には、噴射ヘッド２４にインクを供給するためのイン
ク供給口１０２が設けられている。インクカートリッジ１００が装着されるキャリッジケ
ース２２の底面には、図示しないインク取入針が立設されており、インクカートリッジ１
００をキャリッジケース２２に装着することによって、インク取込針がインク供給口１０
２に挿入される。すると、インクカートリッジ１００内のインクがインク取込針に取り込
まれて噴射ヘッド２４に供給される。尚、インクカートリッジ１００の上面には、図示し
ない大気開放孔が設けられており、インクカートリッジ１００内のインクの消費に伴って
大気開放孔から空気が導入されるのでインクカートリッジ１００の内部が負圧になること
はない。
【００３０】
また、インクカートリッジ１００内には、光透過性の材料で形成されたプリズム１０４
が底部に設けられており、プリズム１０４の底面がインクカートリッジ１００の底面の一
部を構成している。インクカートリッジ１００が装着されるキャリッジケース２２の底面
には、プリズム１０４に対応する位置に図示しない貫通穴が設けられており、インクカー
トリッジ１００を装着したキャリッジケース２２がセンサー２００上を通過すると、セン
サー２００の発光部から照射される光がプリズム１０４に入射する。
【００３１】
図３は、本実施例のインクカートリッジ１００に設けられたプリズム１０４の形状を示
した説明図である。先ず、図３（ａ）は、プリズム１０４の外観形状を示した斜視図であ
る。本実施例のプリズム１０４は、いわゆる直角プリズムであり、互いに直交する第１の
反射面１０６と第２の反射面１０８とを有している。また、プリズム１０４は、第１の反
射面１０６と第２の反射面１０８との交線１０４ｒに向かい合う面を底面として配置され
ている。そして、プリズム１０４の第１の反射面１０６には、プリズム１０４の内部に向
けて形成された切り込み部１１０が交線１０４ｒと平行に設けられている。尚、本実施例
の切り込み部１１０は、本発明の「凹部」に相当している。
【００３２】
図３（ｂ）は、第１の反射面１０６と第２の反射面１０８との交線１０４ｒに直交する
面でプリズム１０４を切断した断面図である。図示されているように、プリズム１０４は
、底面に対して第１の反射面１０６および第２の反射面１０８がそれぞれ４５度の角度に
設けられており、直角二等辺三角形の断面形状をしている。また、プリズム１０４の切り
込み部１１０は、第１の反射面１０６の上部の位置から鉛直下方に向けて設けられている
。そして、切り込み部１１０の底面には、第１の反射面１０６に平行な第３の反射面１１
２が形成されている。尚、切り込み部１１０の内壁面は透明に形成されている。
【００３３】
本実施例のインクカートリッジ１００では、このような形状のプリズム１０４を搭載す
ることにより、内部のインクの残量を段階的に検出することが可能となっている。以下で
は、プリズム１０４を用いてインクカートリッジ１００内のインクの残量を段階的に検出
する動作について説明する。
【００３４】
Ｃ．インク残量の検出動作  ：
図４および図５は、プリズム１０４を用いてインクカートリッジ１００内のインクの残
量を段階的に検出する様子を示した説明図である。先ず、前述したように、インクカート
リッジ１００は、主走査方向に往復動するキャリッジ２０に装着されている。装着状態の
インクカートリッジ１００内のプリズム１０４は、図４に示すように、第１の反射面１０
６に対して第２の反射面１０８が主走査方向に配置されて設けられている（第１の反射面
１０６と第２の反射面１０８との交線１０４ｒが主走査方向に直交している）。また、キ
ャリッジ２０が主走査方向に移動する経路の途中には、下方の位置にセンサー２００が設
けられており、センサー２００の内部には、発光部２０２と受光部２０４とが所定間隔で
主走査方向に並設されている。これら発光部２０２および受光部２０４は鉛直上方に向け
て設けられており、光を透過しない部材で発光部２０２と受光部２０４との間が仕切られ
ているので、発光部２０２の光が直接的に受光部２０４に届くことはない。そして、キャ
リッジ２０の移動に伴ってインクカートリッジ１００がセンサー２００上を通過する際に
は、発光部２０２から光が照射されてプリズム１０４の底面に対して垂直に入射する。
【００３５】
図４には、キャリッジ２０の移動に伴ってインクカートリッジ１００内のプリズム１０
４の頂点（第１の反射面１０６と第２の反射面１０８との交線１０４ｒ）がセンサー２０
０の中央（発光部２０２と受光部とのちょうど中間）の鉛直上方に位置した状態が示され
ている。以下では、このプリズム１０４の位置を「原点」と呼ぶことにする。このとき、
図４（ａ）に示すように、インクカートリッジ１００内にプリズム１０４の全体が浸る程
度にインクが残っている場合には、第１の反射面１０６にインクが接している。すると、
発光部２０２から照射されてプリズム１０４に入射した光は、図４（ａ）中に太い破線の
矢印で示したように、第１の反射面１０６に達しても反射せず、屈折してインクカートリ
ッジ１００内のインクを透過する。そのため、発光部２０２の光は受光部２０４に届かな
い。
【００３６】
これに対して、インクカートリッジ１００内のインクが消費されて、図４（ｂ）に示す
ように、インク面がプリズム１０４の頂点よりも下がると、プリズム１０４の上部がイン
クから露出する。この露出した部分では、第１の反射面１０６および第２の反射面１０８
に空気が接している。そして、発光部２０２から照射されてプリズム１０４に入射した光
は、第１の反射面１０６の空気が接する部分に当たると、図４（ｂ）中に太い破線の矢印
で示したように、水平方向に反射する。この反射した光は、第１の反射面１０６の上部の
位置から鉛直下方に向けて設けられた切り込み部１１０に達すると、そのまま通過する。
すなわち、切り込み部１１０の内壁面は、水平方向に進む光に直交しており、且つ、透明
に形成されているので、切り込み部１１０に空気が接していてもほとんど反射せずに、切
り込み部１１０を透過する（スネルの法則）。尚、光が切り込み部１１０を透過する際に
は、プリズム１０４と空気との境界面でわずかに損失がある。
【００３７】
さらに、切り込み部１１０を透過した光は、第２の反射面１０８の空気に接する部分に
当たると、鉛直下方に向けて反射する。こうして第２の反射面１０８で反射した光は、発
光部２０２と所定間隔で並設された受光部２０４に到達する。尚、発光部２０２と受光部
２０４との間隔は、プリズム１０４が原点位置にある状態で、発光部２０２から照射され
た光が第１の反射面１０６および第２の反射面１０８で反射することによって、受光部２
０４に到達する間隔に設定されている。また、本明細書中では、発光部２０２から照射さ
れた光が第１の反射面１０６および第２の反射面１０８で反射して受光部２０４に達する
光路を「第１光路」と呼ぶことにする。
【００３８】
一方、図５には、キャリッジ２０の移動に伴ってインクカートリッジ１００のプリズム
１０４が、図４に示した原点位置からセンサー２００の発光部２０２側（図中の右側）に
１．７ｍｍだけ移動した状態が示されている。この状態では、発光部２０２の鉛直上方に
、プリズム１０４に切り込み部１１０を設けることで形成された第３の反射面１１２が位
置している。そして、図５（ａ）には、インクカートリッジ１００内のインク面の高さが
図４（ｂ）と同じである状態が示されている。この場合には、プリズム１０４の上部はイ
ンクから出ているものの、プリズム１０４の内部に形成された第３の反射面１１２よりは
インク面が高くなっており、第３の反射面１１２にインクが接している。そのため、発光
部２０２から照射されてプリズム１０４に入射した光は、図５（ａ）中に太い破線の矢印
で示したように、第３の反射面１１２で反射することなく、屈折してインクカートリッジ
１００内を透過する。従って、発光部２０２の光は受光部２０４に届かない。
【００３９】
これに対して、インクカートリッジ１００内のインクがさらに消費されて、図５（ｂ）
に示すようにインク面が第３の反射面１１２よりも下がると、第３の反射面１１２に空気
が接した状態となる。すると、発光部２０２から照射されてプリズム１０４に入射した光
は、図５（ｂ）中に太い破線の矢印で示したように、第３の反射面１１２で反射する。前
述したように第３の反射面１１２は、第１の反射面１０６に平行であるため、第３の反射
面１１２に反射した光は水平方向に進む。そして、第３の反射面１１２に反射した光は、
第２の反射面１０８の空気に接する部分に当たると、鉛直下方に向けて反射して受光部２
０４に到達する。尚、本明細書中では、発光部２０２から照射された光が第３の反射面１
１２および第２の反射面１０８で反射して受光部２０４に達する光路を「第２光路」と呼
ぶことにする。
【００４０】
このようにプリズム１０４内には、底面側から入射した光を第１の反射面１０６および
第２の反射面１０８で反射させる第１光路と、第３の反射面１１２および第２の反射面で
反射させる第２光路とが設定されており、第１光路では、第２光路よりもプリズム１０４
の高い位置で光が反射する。そのため、インクカートリッジ１００内のインクの消費に伴
ってインク面が下がり、プリズム１０４の上部がインクから露出すると、先ず第１光路で
発光部２０２の光が受光部２０４に届くようになる。そして、さらにインクが消費されて
第３の反射面１１２がインクから露出すると、第２光路でも発光部２０２の光が受光部２
０４に届くようになる。
【００４１】
前述したようにインクジェットプリンター１０の全体の動作は制御部６０が制御してお
り、受光部２０４が発光部２０２からの光を受けたことを示す信号がセンサー２００から
制御部６０に入力される。すると、制御部６０は、キャリッジ２０の位置（プリズム１０
４が原点位置か否か）に基づいて、発光部２０２の光が第１光路または第２光路の何れで
受光部２０４に到達したかを判断する。そして、第１光路で発光部２０２の光が受光部２
０４に届いており、第２光路では届いていない場合には、インクカートリッジ１００内の
インク面がプリズム１０４の頂点よりも下がっているものの第３の反射面１１２がインク
に浸かる程度にはインクが残っている状態（以下、この状態を「ニアエンド」という）で
あると判断される。従って、この場合は、図示しない液晶パネルにおいてニアエンドを示
す表示（例えば、「インクの残量が少ないので、新しいインクカートリッジを用意して下
さい」の表示）を行う。
【００４２】
一方、第１光路だけでなく第２光路でも発光部２０２の光が受光部２０４に届いている
場合には、インクカートリッジ１００内のインク面が第３の反射面１１２よりも下にある
状態（以下、この状態を「インクエンド」という）と判断される。そのため、この場合は
、図示しない液晶パネルにおいてインクエンドを示す表示（例えば、「インクが無くなっ
たので、新しいインクカートリッジに交換して下さい」の表示）を行う。
【００４３】
以上のように、本実施例のインクカートリッジ１００では、プリズム１０４の内部に第
１の反射面１０６に平行な第３の反射面１１２を設けることよって、発光部２０２から照
射された光を受光部２０４に到達させる光路として、第１の反射面１０６および第２の反
射面１０８で反射させる第１光路と、第３の反射面１１２および第２の反射面１０８で反
射させる第２光路とがプリズム１０４内に設定されている。そして、第１光路では、第２
光路よりもプリズム１０４の高い位置で光が反射するので、インクカートリッジ１００内
のインクの残量が少なくなると、先ず、第１光路で発光部２０２の光が受光部２０４に届
くようになり、さらにインクが残り少なくなると第２光路でも発光部の光が受光部２０４
に届くようになる。従って、第１光路および第２光路のそれぞれについて発光部２０２の
光が受光部２０４に届くか否かを検出することによって、インクカートリッジ１００内の
インクの残量をニアエンドとインクエンドの２段階で検出することができる。
【００４４】
また、本実施例のプリズム１０４は、インクカートリッジ１００がキャリッジ２０に装
着された状態で、互いに平行な第１の反射面１０６および第２の反射面１０８が第２の反
射面１０８に対して主走査方向（キャリッジの移動方向）に配置されて設けられている。
さらに、センサー２００の発光部２０２および受光部２０４は、主走査方向に併設されて
いることから、キャリッジ２０の移動に伴ってインクカートリッジ１００内のインクの残
量（ニアエンドおよびインクエンド）を正確に検出ことが可能となっている。以下では、
この点について捕捉して説明する。
【００４５】
図６は、キャリッジ２０の移動に伴って受光部２０４が受ける反射光の強度が変化する
様子を示した説明図である。図６のグラフは、インクカートリッジ１００内にインクが無
い状態（インクエンド）において受光部２０４が受ける反射光の強度とプリズム１０４の
座標との関係を示している。また、プリズム１０４の座標は、プリズム１０４の頂点がセ
ンサー２００の中央の鉛直上方に位置した状態を原点位置として、この原点を基準に発光
部２０２側を「正」、受光部２０４側を「負」として表している。
【００４６】
前述したようにセンサー２００はホームポジションに設けられており（図１参照）、キ
ャリッジ２０が印刷領域からホームポジションに移動するのに伴って、インクカートリッ
ジ１００のプリズム１０４はセンサー２００上を通過する。このとき、プリズム１０４は
、受光部２０４側から発光部２０２側に向けてセンサー２００を横切る。先ず、発光部２
０２からの光がプリズム１０４の底面に入射するようになると、第１の反射面１０６およ
び第２の反射面１０８に反射した反射光が鉛直下方に向けて戻るものの、最初は入射光と
反射光との間隔が所定間隔（発光部２０２と受光部２０４との間隔）よりも広いので、受
光部２０４は反射光を受けることができない。そして、プリズム１０４が原点付近になる
と、入射光と反射光との間隔は所定間隔とほぼ一致するので、第１光路によって発光部２
０２の光が受光部２０４に効率よく届く。その結果、受光部２０４が受ける反射光の強度
はピーク（第１ピーク）となる。さらに、プリズム１０４が原点位置を過ぎると、入射光
と反射光との間隔が所定間隔よりも狭くなるので、再び受光部２０４は反射光を受けるこ
とができなくなる。
【００４７】
また、プリズム１０４がさらに移動すると、発光部２０２から照射されてプリズム１０
４に入射する光が第３の反射面１１２および第２の反射面１０８に反射するようになる。
そして、原点から１．７ｍｍの位置では、原点位置のときと同様に、入射光と反射光との
間隔が所定間隔となるので、第２光路によって発光部２０２の光が受光部２０４に効率よ
く届く。その結果、受光部２０４が受ける反射光の強度はピーク（第２ピーク）となる。
【００４８】
尚、前述したように、インクカートリッジ１００内にプリズム１０４の全体が浸かる程
度のインクが残っている状態では、第１光路および第２光路の何れでも発光部２０２の光
が受光部２０４に届かないので、図６に示したような第１ピークおよび第２ピークは何れ
も検出されない。また、プリズム１０４の上部はインクから出ているが第３の反射面１１
２はインクに浸かっている状態（ニアエンド）では、第１光路でのみ発光部２０２の光が
受光部２０４に届き、第２光路では届かないので、図６に示した第１ピークだけが検出さ
れる。
【００４９】
以上から明らかなように、受光部２０４が受ける反射光の強度は、発光部２０２および
受光部２０４の並び方向におけるプリズム１０４の位置に敏感であり、わずかな位置ズレ
があるだけで入射光と反射光との間隔が所定間隔とならないので、受光部２０４は反射光
を受けることができない。そこで、本実施例のように発光部２０２および受光部２０４を
主走査方向に並設しておき、且つ、プリズム１０４の互いに平行な第１の反射面１０６お
よび第３の反射面１１２を第２の反射面１０８に対して主走査方向に配置しておけば、キ
ャリッジ２０が主走査方向に移動するのに伴って、プリズム１０４内の第１光路と第２光
路とを切り換えることができるだけでなく、プリズム１０４が発光部２０２および受光部
２０４の並び方向に連続的に移動する過程で第１光路および第２光路に対するプリズム１
０４の位置合わせを適切に行うことができる。その結果、プリズム１０４の位置ズレによ
る検出誤差が生じることはなく、インクカートリッジ１００内のインク残量をニアエンド
とインクエンドの２段階で正確に検出することができる。
【００５０】
Ｄ．変形例  ：
以上に説明した本実施例のインクカートリッジ１００には、幾つかの変形例が存在して
いる。以下では、これら変形例について説明する。尚、変形例の説明にあたっては、前述
した実施例と同様の構成部分については、先に説明した実施例と同様の符号を付し、その
詳細な説明を省略する。
【００５１】
Ｄ−１．第１変形例  ：
前述した実施例では、プリズム１０４の切り込み部１１０は、第１の反射面１０６の上
部の位置から鉛直下方に向けて設けられており、第１の反射面１０６に反射した光が切り
込み部１１０を透過するようになっていた。しかし、切り込み部１１０をプリズム１０４
の底面から内部に向けて設けてもよい。
【００５２】
図７は、第１変形例のプリズム１０４を第１の反射面１０６および第２の反射面１０８
に垂直な面で切断した断面図である。図示されているように、第１変形例のプリズム１０
４の切り込み部１１０は、第１の反射面１０６ではなく、プリズム１０４の底面から内部
に向けて設けられている。この切り込み部１１０は、内壁面が第１の反射面１０６に平行
に形成されており、切り込み部１１０の第２の反射面１０８側の内壁面が第３の反射面１
１２となっている。
【００５３】
図８は、第１変形例のプリズム１０４を用いてインクカートリッジ１００内のインクの
残量を検出する様子を示した説明図である。先ず、第１変形例のインクカートリッジ１０
０においても、前述した実施例と同様に、プリズム１０４の全体がインクに浸かっている
状態では、発光部２０２から照射されてプリズム１０４に入射した光は、第１の反射面１
０６に反射することなく、インクカートリッジ１００内を透過する（図４（ａ）参照）。
従って、プリズム１０４が原点位置にあっても、発光部２０２の光は受光部２０４に届か
ない。
【００５４】
これに対して、インクカートリッジ１００内のインクが消費され、図８（ａ）に示すよ
うに、プリズム１０４の上部がインクから露出して空気に接する状態では、発光部２０２
から照射されてプリズム１０４に入射した光は、図中に太い破線の矢印で示すように、第
１の反射面１０６および第２の反射面１０８のそれぞれ空気が接する部分で反射すること
によって、受光部２０４に達する。
【００５５】
また、図８（ｂ）には、プリズム１０４の位置が、図８（ａ）に示した原点位置から発
光部２０２側（図中の右側）に１．７ｍｍだけ移動した状態が示されている。第１変形例
のプリズム１０４では、前述した実施例とは異なり、切り込み部１１０に形成された第３
の反射面１１２には常に空気が接している。そのため、発光部２０２から照射されてプリ
ズム１０４に入射した光は、第３の反射面１１２に当たると、水平方向に反射する。ただ
し、水平方向に進む光が第２の反射面１０８に当たる分部は、未だインクと接しているの
で、光は反射することなくインクを透過する。その結果、発光部２０２の光は受光部２０
４に届かない。
【００５６】
そして、インクカートリッジ１００内のインクがさらに消費されて、第３の反射面１１
２で反射した光が第２の反射面１０８と当たる部分に空気が接するようになると、光は鉛
直下方に向けて反射して受光部２０４に到達する。
【００５７】
以上に説明したように、プリズム１０４の底面から内部に向けて切り込み部１１０が設
けられた第１変形例のインクカートリッジ１００においても、前述した実施例と同様に、
発光部２０２から照射された光を第１の反射面１０６および第２の反射面１０８で反射さ
せる第１光路と、第３の反射面１１２および第２の反射面１０８で反射させる第２光路と
がプリズム１０４内に設定されており、第１光路は第２光路よりもプリズム１０４の高い
位置で光を反射させる。そのため、第１光路および第２光路のそれぞれについて発光部２
０２の光が受光部２０４に届くか否かを検出すれば、インクカートリッジ１００内のイン
クの残量をニアエンドとインクエンドの２段階で検出することができる。
【００５８】
また、第１変形例のインクカートリッジ１００では、プリズム１０４の底面から内部に
向けて切り込み部１１０を設けることによって、第１光路の途中に切り込み部１１０が介
在していない。そのため、第１の反射面１０６に反射した光が切り込み部１１０を透過す
る際にプリズム１０４と空気との境界面で生じる光の損失はなく、前述した実施例に比べ
て、第１光路で受光部２０４に到達する反射光の強度を高めることができる。
【００５９】
Ｄ−２．第２変形例  ：
前述した実施例では、第１の反射面１０６および第２の反射面１０８はインクが接して
いると光を透過し、空気が接していると光を反射するようになっていた。しかし、第１の
反射面１０６および第２の反射面１０８に、インクあるいは空気の何れが接しているかに
かかわらず光を反射する加工を施しておいてもよい。以下では、このような構成の第２変
形例について説明する。
【００６０】
図９は、第２変形例のインクカートリッジ１００において、発光部２０２から照射され
た光がプリズム１０４で反射する様子を示した説明図である。第２変形例のインクカート
リッジ１００では、プリズム１０４の第１の反射面１０６および第２の反射面１０８にア
ルミ蒸着加工が施されている。そのため、図示されているように、インクカートリッジ１
００内のインク面がプリズム１０４の頂点よりも高い位置にあっても、プリズム１０４が
原点位置にある状態では、発光部２０２から照射されてプリズム１０４に入射した光は、
第１の反射面１０６および第２の反射面１０８に反射する第１光路で受光部２０４に到達
する。このような第１光路は、キャリッジ２０にインクカートリッジ１００が装着されて
いるか否かの検出に利用することができる。すなわち、キャリッジ２０にインクカートリ
ッジ１００が装着されてさえいれば、第１光路で発光部２０２の光が受光部２０４に届く
ので、受光部２０４が発光部２０２の光を受けていることに基づいて、キャリッジ２０に
インクカートリッジ１００が装着されていることを検出できる。
【００６１】
一方、プリズム１０４に切り込み部１１０を設けることによって第１の反射面１０６と
平行に形成された第３の反射面１１２には、アルミ蒸着加工が施されていない。従って、
プリズム１０４が原点から発光部２０２側に１．７ｍｍの位置にある状態（発光部２０２
の鉛直上方に第３の反射面が位置する状態）で発光部２０２から光が照射されても、イン
クカートリッジ１００内のインク面が第３の反射面１１２よりも高い位置にあれば、プリ
ズム１０４に入射した光は、第３の反射面１１２に反射せず、インクを透過する（図５（
ａ）参照）。これに対して、インク面が第３の反射面１１２よりも低い位置にあれば、プ
リズム１０４に入射した光は、第３の反射面１１２および第２の反射面１０８に反射する
第２光路で受光部２０４に到達する（図５（ｂ）参照）。従って、第２光路で受光部２０
４が発光部２０２の光を受けていることに基づいて、インクカートリッジ１００内のイン
クが無くなったこと（インクエンド）を検出することができる。
【００６２】
以上のように、第２変形例のインクカートリッジ１００では、プリズム１０４の第１の
反射面１０６および第２の反射面１０８にアルミ蒸着加工を施しておくことにより、プリ
ズム１０４を用いて、インクカートリッジ１００内のインクの有無だけでなく、キャリッ
ジ２０へのインクカートリッジ１００の装着の有無を検出することができる。そのため、
インクカートリッジ１００の装着の有無を検出するための装置構成（例えば、インクカー
トリッジ１００に取り付けられたＩＣチップを読み取る装置）が不要となり、インクジェ
ットプリンター１０の構造を簡略化することができる。
【００６３】
以上、各種の実施形態を説明したが、本発明は上記すべての実施形態に限られるもので
はなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様で実施することが可能である。
【００６４】
例えば、前述した実施例では、第３の反射面１１２が第１の反射面１０６に平行に設け
られていた。しかし、第３の反射面１１２は、第１の反射面１０６または第２の反射面１
０８の何れか一方に平行であればよく、第２の反射面１０８に平行に設けられていてもよ
い。この場合は、発光部２０２から照射された光を第１の反射面１０６および第２の反射
面１０８で反射させる光路と、第１の反射面１０６および第３の反射面１１２で反射させ
る光路の２つの光路がプリズム１０４内に設定される。
【００６５】
また、前述した実施例では、プリズム１０４の切り込み部１１０が第１の反射面１０６
の上部の位置から鉛直下方に向けて設けられており、切り込み部１１０の内壁面と、第１
光路（第１の反射面１０６に反射した光の進行方向）とが直交していた。しかし、切り込
み部１１０の内壁面は、必ずしも第１光路に対して直行している必要はなく、全反射が起
こらない範囲であれば、図１０に示すように傾斜していてもよい。すなわち、この場合で
も、切り込み部１１０の互いに向かい合う内壁面を平行にしておけば、第１光路で進む光
が切り込み部１１０を通過しても光の進行方向は変わらない。従って、第２の反射面１０
８では、第１の反射面１０６に反射した光を鉛直下方に向けて（受光部２０４に向けて）
反射させることができる。
【００６６】
また、前述した実施例では、プリズム１０４は、第１の反射面１０６と第２の反射面１
０８とが互いに直交する、いわゆる直角プリズムであるものとして説明した。しかし、プ
リズム１０４の形状は、発光部２０２から照射されて底面側から入射した光を第１の反射
面１０６で反射し、且つ、第１の反射面１０６に反射した光を第２の反射面１０８で受光
部２０４に向けて反射できれば、直角プリズムに限定されるわけではない。
【００６７】
また、プリズム１０４の第１光路よりも上の部分（頂点部分）は、発光部２０２からの
光を反射させる光路に含まれないことから、図１１に示すように、プリズム１０４は、頂
点部分を切除した形状としてもよい。こうすれば、プリズム１０４の材料を節減すること
ができる。
【符号の説明】
【００６８】
１０…インクジェットプリンター、    ２０…キャリッジ、
２２…キャリッジケース、    ２４…噴射ヘッド、    ３０…駆動機構、
４０…プラテンローラー、    ５０…メンテナンス機構、    ６０…制御部、
１００…インクカートリッジ、    １０４…プリズム、    １０６…第１の反射面、
１０８…第２の反射面、    １１０…切り込み部、    １１２…第３の反射面、
２００…センサー、    ２０２…発光部、    ２０４…受光部
【図１】
2012213959.tif 000003
【図２】
2012213959.tif 000004
【図３】
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【図４】
2012213959.tif 000006
【図５】
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【図６】
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【図７】
2012213959.tif 000009
【図８】
2012213959.tif 000010
【図９】
2012213959.tif 000011
【図１０】
2012213959.tif 000012
【図１１】
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