液體消耗裝置的製作方法

2023-05-23 01:51:26

專利名稱：液體消耗裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及液體消耗裝置。
背景技術：
在作為液體消耗裝置的一個例子的噴墨方式的印刷裝置中一般來說安裝有作為能夠卸下的液體容器的墨盒。在墨盒中有包括用於檢測墨盒內的墨水量低於預定量的稜鏡的墨盒。關於使用了稜鏡的墨水的殘留狀態的檢測，能夠利用從發光元件照射的光入射到稜鏡並由形成稜鏡的頂角的斜面反射時根據斜面是否與墨水接觸而反射狀態不同，基於入射到受光元件的光的強度水平等來進行檢測。在專利文獻I中公開了以下技術:為了防止透過稜鏡而進入墨盒內的墨水中的光在墨盒內的墨水上表面和空氣的界面反射，並再次入射到稜鏡內，被受光元件接收的情況，而在墨盒內部設置用於抑制在墨水上表面和空氣的界面的反射的構造物。但是，反射不僅在墨盒內的墨水上表面和空氣的界面發生，而且有時也在稜鏡的光入射的面發生。在專利文獻I記載的技術中，不能抑制這樣的反射。現有技術文獻專利文獻專利文獻1:日本專利文獻特開平10-232157號公報；專利文獻2:日本專利 文獻特開2002-264355號公報。

發明內容
發明所要解決的問題考慮到上述的問題，本發明所要解決的問題是提供抑制在稜鏡的光入射的面發生的反射，對液體的殘留狀態進行更加準確的檢測的技術。用於解決問題的手段本發明是為了解決上述問題中的至少一部分而作出的，能夠通過以下的方式或者應用例實現。應用例I一種液體消耗裝置，包括:檢測部，所述檢測部的發光部和受光部被並排配置；液體容器，所述液體容器容納液體，並且在所述液體容器中配置有根據所述液體容器內的液體的量將從所述發光部照射的光向所述受光部反射的稜鏡；滑架，在所述滑架上能夠裝卸所述液體容器，並且在所述液體容器被安裝到所述滑架上時所述滑架的與所述稜鏡相對的位置設置有開口部；驅動部，所述驅動部使所述滑架沿所述發光部和所述受光部並排的方向移動；以及遮光部，所述遮光部被配置於所述滑架的所述開口部。在上述的液體消耗裝置中，在滑架的與稜鏡相對的位置設置開口部，並在開口部配置有遮光部，因此當滑架沿發光部和受光部並排的方向移動時，遮光部能夠遮蔽從發光部照射的照射光的一部分。因此，能夠抑制在稜鏡的底面反射的光，提高液體容器內的液體的殘留狀態的判斷精度。應用例2如應用例I所述的液體消耗裝置，其中，所述遮光部被設置為在與所述滑架移動的方向交叉的方向上分割所述開口部。在這樣的液體消耗裝置中，分割滑架的開口部而設置遮光部，因此即使滑架移動，遮光部的位置也不會相對於滑架偏移。另外，即使稜鏡和檢測部的位置關係在與滑架移動的方向交叉的方向上偏移，遮光部也能夠遮蔽從發光部照射的照射光的一部分。因此，能夠進一步提聞液體容器內的液體的殘留狀態的判斷精度。應用例3如應用例I或2所述的液體消耗裝置，其中，所述稜鏡在與所述檢測部相對的面的中央部具有空洞部，所述遮光部在所述滑架移動的方向上的寬度大於所述空洞部在所述滑架移動的方向上的寬度。在這樣的液體消耗裝置中，即使在稜鏡的與檢測部相對的面的中央部設置用於抑制稜鏡成形時的變形的空洞部，由於遮光部在滑架移動的方向上的寬度大於空洞部的寬度，因此能夠抑制空洞部處反射的光。應用例4如應用例I至3中任一項所述的液體消耗裝置，其中，所述遮光部的與所述檢測部相對的面是相對於所述液體容器的底面傾斜的傾斜面。在這樣的液體消耗裝置中，通過遮光部的傾斜面，能夠將入射到遮光部的光向與受光部不同的方向反射。因此，能夠抑制通過遮光部反射的光入射到受光部。應用例5如應用例4所述的液體消耗裝置，其中，所述遮光部具有的所述傾斜面在所述遮光部和所述檢測部相對時向所述發光部側傾斜。在這樣的液體消耗裝置中，遮光部所具有的傾斜面處反射的光向發光部側反射，因此能夠更有效地抑制通過遮光部反射的光入射到受光部。應用例6如應用例I至5中任一項所述的液體消耗裝置,其中，所述遮光部的與所述檢測部相對的面朝向所述檢測部突出於所述滑架的與所述檢測部相對的面。在這樣的液體消耗裝置中，遮光部的與檢測部相對的面接近檢測部的發光部以及受光部，因此能夠加寬可抑制稜鏡的底面以及空洞部反射的光的範圍。應用例7如應用例I至6中任一項所述的液體消耗裝置，其中，所述遮光部的與所述檢測部相對的面至少具有兩個傾斜面，所述至少兩個傾斜面以與所述滑架移動的方向交叉的方向為中心對稱。在這樣的液體消耗裝置中，遮光部的與檢測部相對的面是對稱形狀，因此能夠使得遮光部能夠抑制稜鏡的底面以及空洞部處反射的光的範圍也相對於稜鏡的中心對稱。因此，能夠檢測液體的殘留狀態的範圍的設定變得容易。應用例8如應用例I至7中任一項所述的液體消耗裝置,其中，所述滑架包括反射板,所述檢測部使用所述發光部對所述反射板照射光，通過所述受光部接收從所述反射板反射的反射光，並基於所述接收到的反射光來檢測所述檢測部有無故障。在這樣的液體消耗裝置中，當使用稜鏡進行餘量檢測時，能夠利用作為稜鏡的底面以及空洞部處反射的光的成為噪音光的光來檢測檢測部的故障。本發明除了作為上述的液體消耗裝置的構成之外，還能夠構成為:液體消耗裝置的控制方法、使用了液體消耗裝置的印刷方法、以及用於執行上述控制或者印刷的電腦程式。該電腦程式可以被記錄到計算機可讀取的記錄介質中。作為記錄介質，可以使用例如軟盤、CD-ROM、DVD-ROM、光磁碟、存儲卡、以及硬碟等各種介質。


圖1是示出作為本發明的一個實施例的印刷裝置的主要部分的立體圖；圖2是印刷裝置的簡要構成圖；圖3是示出檢測部的電氣構成的說明圖；圖4是墨盒的立體圖；圖5是用於說明在墨水室內沒有墨水的情況下稜鏡反射光的情形的模式圖；圖6是用於說明在墨水室內存在充足墨水的情況下稜鏡反射光的情形的模式圖；圖7是用於說明由於稜鏡和檢測部的位置關係的變化而產生的噪音光的圖；圖8是示出仿真噪音光的量的變化得到的結果的圖；圖9是示出包括遮光罩的滑架的模式圖；圖10是示出從檢 測部側觀察滑架的開口部的附近所看到的情況的模式圖；圖11是示出滑架包括遮光罩的情況下的噪音光的圖；圖12是示出滑架包括帶傾斜的遮光罩的情況下的噪音光的圖；圖13是示出滑架包括M字形遮光罩的情況下的噪音光的圖；圖14是示出在滑架的下表面一體地設置開口部並從檢測部側觀察開口部所看到的情況的模式圖；圖15是示出帶傾斜的遮光罩的其他的例子的圖；圖16是示出朝向檢測部突出於滑架的底面的遮光罩的圖；圖17是示出在朝向內側分別傾斜的傾斜面的邊界部設置有凹狀的凹陷的遮光罩的一個例子的圖；圖18是示出底面部對稱地朝向外側傾斜的遮光罩的一個例子的圖；圖19是示出墨盒的其他的構成的立體圖。符號說明10…印刷裝置20…滑架21、22 …開口部27…帶傾斜的遮光罩30…馬達33…滑架馬達35…印刷頭40…控制單元42…判定部44…傳感器故障檢測部
50、54、55、56、58 …遮光罩51、53…帶傾斜的遮光罩52…M字形遮光罩521、522、551、552、561、562 …傾斜面60…計算機70…顯示面板72 …接口81...故障檢測板90…檢測部92…發光元件94…受光元件100、IOOc…墨盒101…底面110、IlOc… 供墨口120、120c …杆130、130c…墨水容納部150、150c …基板170、170c …稜鏡170a、170b …傾斜面171…空洞部180…墨水室201、203、211、212、213、214、215、217、219 …光路A、B、C、D...有效檢測寬度PA…印刷介質IK…墨水HD…主掃描方向VD…副掃描方向FFC UFFC 2…電纜L...傳感器中心線M…稜鏡中心線
具體實施例方式A.第一實施例:A-1.印刷裝置的構成:圖1是示出作為本發明一個實施例的印刷裝置10的主要部分的立體圖。圖2是印刷裝置10的簡要構成圖。在圖1中繪製有相互正交的XYZ軸。在此之後的圖中如果需要也附有XYZ軸。在本實施例中，在印刷裝置10的使用姿勢下，Z軸方向是鉛垂方向，印刷裝置的X軸方向的面是正面。印刷裝置10的主掃描方向是Y軸方向，副掃描方向是X軸方向。作為液體消耗裝置的印刷裝置10包括:安裝有容納了青色、品紅色、黃色、黑色等墨水IK的墨盒100各一個，並且具有故障檢測板81的滑架20、在主掃描方向HD上驅動滑架20的滑架馬達33、與滑架20的主掃描方向HD平行地配置的用於檢測墨水的殘留狀態的檢測部90、在副掃描方向VD上運送印刷介質PA的送紙馬達30、搭載在滑架20上並噴出從墨盒100供應的墨水IK的印刷頭35、以及基於從經由預定的接口 72連接的計算機60等接收到的印刷數據，控制滑架馬達33以及送紙馬達30、印刷頭35進行印刷的控制單元40。控制單元40上連接有顯示印刷裝置10的動作狀態等的顯示面板70。另外，滑架20通過電纜FFCl與控制單元40連接，檢測部90通過電纜FFC 2與控制單元40連接。圖3是示出檢測部90的電氣構成的說明圖。檢測部90包括發光元件92以及受光元件94。發光元件92照射光，受光元件94接收光。檢測部90由反射型的光斷續器構成。檢測部90包括例如LED (Light EmittingDiode,發光二極體)來作為發光元件92，並且包括例如光電電晶體來作為受光元件94。檢測部90調整PWM(Pulse Width Modulation，脈衝寬度調製)信號的佔空比(接通時間和斷開時間的比)來使LED發光。從LED發出的光在後述的墨盒100內的稜鏡處反射併入射到光電電晶體之後，被轉換成電流值。檢測部90所包括的發光元件92以及受光元件94被配置成與滑架20的主掃描方向HD平行地排列(圖2)。另外，發光元件92以及受光元件94被配置為當滑架20被滑架馬達33驅動並位於檢測部90所包括的發光元件92以及受光元件94之上時經由滑架20所具有的開口部21與墨盒100內的稜鏡170相對。後面說明開口部21以及稜鏡170。控制單元40包括餘量判定部42和傳感器故障檢測部44。控制單元40包括CPU，其通過將預先存儲在ROM中的控制程序展開到RAM並執行來作為餘量判定部42、傳感器故障檢測部44發揮功能。另外，控制單元40控制滑架20的往復運動和送紙，並且通過作為驅動控制部發揮功能來控制印刷頭35的驅動，從而控制向印刷介質PA的墨水IK的噴出。餘量判定部42是判斷墨盒100內的墨水IK的餘量是比預定量多還是在預定量以下的功能部。餘量判定部42通過電纜FFC 2獲取基於入射到光電電晶體的光的電流值，並基於獲取的電流值來判斷墨盒100內的墨水IK的餘量是否在預定量以下。以下也將墨水IK的餘量在並非沒有墨水的預定量以下稱為「墨水即將耗盡」。具體地說，餘量判定部42在通過電纜FFC2獲取的電流值超過與預定的墨水的餘量對應的電流值時判斷為墨水即將耗盡。餘量判定部42當在例如印刷裝置10起動時、向印刷介質PA印刷的一個作業結束的定時、印刷執行中等預定的定時滑架20在檢測部90之上移動時，針對各個墨盒100判斷墨水IK的餘量是否為墨水即將耗盡。當餘量判定部42判斷是墨水即將耗盡時，控制單元40向與控制單元40連接的顯示面板70或者接口 72輸出用於顯示墨盒的餘量僅剩少許或者顯示催促更換墨盒100的信息或者指示。傳感器故障檢測部44是判斷檢測部90是否正常地動作的功能部。傳感器故障檢測部44例如在餘量判定部42判斷墨水IK的餘量是比預定量多還是在預定量以下的定時之前，使滑架20所具有的故障檢測板81移動到檢測部90之上來檢測檢測部90的故障。後面說明傳感器故障檢測部44以及故障檢測板81的詳細情況。A-2.墨盒的構成:圖4是墨盒100的立體圖。墨盒100包括:容納作為液體的墨水IK的大致長方體形狀的墨水容納部130、搭載有存儲與墨盒100相關的彳目息的存儲器的基板150、以及用於向滑架20裝卸墨盒100的杆120。在墨盒100的底面101 (當墨盒100被安裝到印刷裝置10所具有的滑架20上時的與墨盒100的-Z方向對應的面)上形成有在墨盒100被安裝到滑架20上時插入設置在滑架20上的供墨針(未圖示)的供墨口 110。在使用前的狀態下，供墨口 110的開口由薄膜密封。墨水容納部130包括在內部容納墨水IK的墨水室180。如圖5所示，在墨水室180的內部的處於-Z方向的底部上配置有由兩個傾斜面170a、170b形成頂角的等腰直角三稜柱狀的稜鏡170。稜鏡170設置在墨盒100的底面101上。當將這些墨盒100從上方安裝到滑架20時，能夠從墨盒100向印刷頭35供應墨水IK。A-3.通過稜鏡進行的墨水餘量檢測:圖5是用於說明在墨水室180內沒有墨水的情況下，墨盒100的墨水室180內所具有的稜鏡170反射光的情形的模式圖。稜鏡170由聚丙烯形成為透明狀。另外，在稜鏡170上的底面的中心部設置有空洞部171 (凹部)用以抑制成形稜鏡170時產生的變形(SinkMarks,凹槽)。此外，稜鏡170的「底面」是指與稜鏡的頂角相對的面。稜鏡170的光的反射狀態根據與傾斜面170a、170b接觸的流體的折射率而不同。具體地說，如圖5所示，在傾斜面170a、170b接觸空氣的情況下，即，在墨水IK的量變少的情況下，由於稜鏡170與空氣的折射率不同，從檢測部90所具有的發光元件92向稜鏡170的傾斜面170a照射的光(光路201)在稜鏡170的傾斜面170a處反射。然後，該反射光進一步在另一個傾斜面170b處反射而入射到受光元件94(光路203)。S卩，通過光在稜鏡170內兩次全反射，從發光元件92入射的光的行進方向反轉180度，向受光元件94射出。圖6是用於說明在墨水室180內存在充足墨水IK的情況下，墨盒100的墨水室180內所具有的稜鏡170反射光的情形的模式圖。如圖6所示，當在墨水室180內存在傾斜面170a以及170b與墨水IK接觸的程度的墨水IK的情況下，由於稜鏡170與墨水IK的折射率相同，從發光元件92照射的光(光路201)的大部分如圖6所示，在傾斜面170a處折射，在墨水IK內被吸收。因此，在傾斜面170b處反射併入射到受光元件94 (光路203)的光的量與圖5中所示的墨水的量變少的情況相比是少量的。但是，也有時存在入射到受光元件94的光包含除上述的稜鏡170的傾斜面170b處的反射光(光路203)以外的光的情況。在檢測部90所具有的發光元件92照射的光不僅是如圖5以及圖6所示垂直入射到稜鏡170的底面的光(光路201)，還具有大的指向性的情況下，發光元件92還照射例如圖5以及圖6中所示的光路211那樣的光。在這樣的情況下，光也被照射到空洞部171以及稜鏡170的底面(光路211)，因此，照射光的一部分在空洞部171以及稜鏡170的底面反射併入射到受光元件94 (光路212)。這樣，與在稜鏡170的傾斜面170b處反射併入射到受光元件94的光(光路203)不同的光(以下，也稱為噪音光)不是由墨水室180內的墨水IK的量所引起的光。因此，有時會對判定墨水即將耗盡產生影響。並且，由於滑架20的往復運動，安裝在滑架20上的墨盒100所具有的稜鏡170和檢測部90的位置關係相對地變化，因此噪音光的量不一定是固定的。因此，在這一點上，恐怕會對判定墨水即將耗盡產生影響。圖7是用於說明由於稜鏡170和檢測部90的位置關係的變化而產生的噪音光的圖。在圖7中，Y軸是經過與滑架20的主掃描方向HD平行地配置的檢測部90的發光元件92和受光元件94的軸。另外，在圖7中「Y = O」表示稜鏡170和檢測部90所具有的發光元件92以及受光元件94處於以下的位置關係。首先，將從作為由傾斜面170a和傾斜面170b形成的交線的稜鏡的稜線(ridge line,脊線)向Y軸引出的垂線作為「稜鏡中心線M」。接著，將從檢測部90所具有的發光元件92以及受光元件94的中心向Y軸引出的垂線(通過檢測部90所具有的發光元件92的發光部中心和受光元件94的受光部中心間的中央的垂線)作為「傳感器中心線L」。「Y = O」表示該稜鏡中心線M和傳感器中心線L 一致的位置。在圖7中，將在Y = O時發光元件92所在的一側作為Y軸的正側，受光元件94所在的一側作為Y軸的負側。此外，在印刷裝置10中，滑架20被馬達30移動，但是在之後的說明中，為了說明的方便，將稜鏡中心線M的位置固定於「Y = 0」，使傳感器中心線L相對地移動。然後，說明此時由於稜鏡170和檢測部90所具有的發光元件92以及受光元件94的相對的位置關係的變化而產生的噪音光的變化。如圖7的㈧所示，在傳感器中心線L比空洞部171位於負側的情況下，來自稜鏡170的底面的反射光(光路214)作為噪音光入射到受光元件94。如圖7的(B)所示，在傳感器中心線L位於空洞部171的內側的情況下，來自空洞部171的反射光(光路212)入射到受光元件94。並且，如圖7的(C)所示，當傳感器中心線L比空洞部171位於正側時，來自稜鏡170的底面的反射光(光路214)再次入射到受光元件94。這樣，噪音光的發生狀況根據稜鏡中心線M和傳感器中心線L的位置關係而變化。當上述的噪音光大量與用於判定墨水即將耗盡的光(例如，如圖7所示的光路203的光)重疊時，餘量判定部42難以準確地判斷墨水IK的墨水即將耗盡。圖8是示出仿真在稜鏡170和檢測部90的相對位置變化的情況下的噪音光的量的變化的結果的圖。在圖8中，「Y = O」表示稜鏡中心線M和傳感器中心線L 一致的位置。即「γ = O」的狀態是稜鏡170和檢測部90所具有的發光元件92以及受光元件94處於圖7的(B)的位置的狀態。圖8中所示的閾值是在印刷裝置10中作為餘量判定部42判定有無墨水IK的基準的電流值。閾值能夠在印刷 裝置10中適當地設定。在電流值比閾值高的情況下，例如，餘量判定部42判定為墨水即將耗盡，在電流值比閾值低的情況下判定為存在墨水(比預定值多)。圖8中所示的有效檢測寬度示出電流值變為閾值以下的傳感器中心線L的移動寬度。在稜鏡170和檢測部90相對地位於其有效檢測寬度內的情況下，餘量判定部42能夠準確地判定墨水即將耗盡。因此，當有效檢測寬度寬時，在使滑架20移動的同時判定墨水即將耗盡的情況下，檢測範圍的允許值相對於主掃描方向(Y軸方向)上的檢測部90和稜鏡170的相對的位置偏移增大。圖8中所示的曲線a示出在稜鏡170和檢測部90的位置關係如圖7的⑷、(B)以及(C)那樣變化情況下的電流值。在這種情況下的有效檢測寬度A比與後述的實施例對應的曲線b、c、以及d的有效檢測寬度B、C以及D窄。其中一個原因是因為從稜鏡170的底面以及空洞部171在寬的範圍接收噪音光。因此，在本實施例中，為了抑制這樣的噪音光，在滑架20上設置遮光罩50。以下說明遮光罩50。A-4.包括遮光罩的滑架的構成:圖9是示出包括遮光罩50的滑架20的模式圖。圖9示意性地示出了在以YZ平面截斷墨盒100的墨水室180內的配置有稜鏡170的位置的情況下的截面圖。
在滑架20上設置有將滑架20的底面部開口的開口部21。圖10是示出了從檢測部90側觀察滑架20的開口部21的附近看到的情形的模式圖。開口部21被設置在當稜鏡170由於滑架20的往復運動而位於檢測部90的正上方時與檢測部90所具有的發光元件92以及受光元件94相對的位置(Y軸的正上方)。在滑架20上設置有遮光罩50,遮光罩50在與稜鏡170的稜線平行的方向上分割開口部21。遮光罩50針對每個墨盒100封閉開口部21的一部分，遮光罩50的底面是與XY平面平行的面。另外，遮光罩50覆蓋稜鏡的底面的一部分並被設置在與墨盒100安裝到滑架20的安裝位置對應的開口部21的每一個的大致中央處。在本實施例中，遮光罩50與滑架20—體成形。遮光罩50的Y方向的寬度比空洞部171的Y方向的寬度寬。遮光罩50的材質與稜鏡170的材質不同，是吸收光的材質，在本實施例中通過以黑色著色的聚苯乙烯來構成。因此，與稜鏡170的底面或者空洞部171處的反射而引起的噪音光相比，由遮光罩50處的反射引起的噪音光的量是微小的。此外，遮光罩50相當於本申請的「遮光部」。滑架20還包括用於檢測檢測部90是否正常地動作的故障檢測板81。在本實施例中，故障檢測板81通過反射入射光的反射鏡形成。當故障檢測板81位於檢測部90的正上方時，從發光元件92垂直入射到故障檢測板81的光(光路201)在入射的位置處全反射，因此不入射到受光元件94。另一方面，具有從發光元件92照射的光路211的一部分的照射光在故障檢測板81處反射併入射到受光元件94(光路219)。此外，故障檢測板81相當於本申請的「反射板」。傳感器故障檢測部44基於當使滑架20所具有的故障檢測板81移動到檢測部90之上時入射到受光元件94的光來檢測檢測部90的異常。具體地說，傳感器故障檢測部44在預定的定時移動滑架20使得故障檢測板81位於檢測部90的正上方，並從發光元件92向故障檢測板81照射光。傳感器故障檢測部44在基於入射到檢測部90所具有的受光元件94的光量的電流值比預定的電流值下降的情況下(例如由於受光元件94被墨水霧弄髒而不能充分受光的情況或者由於故障檢測板被墨水霧弄髒而不能反射入射光的情況)判斷為檢測部90發生了異常。另外，在基於入射到受光元件94的光量的電流值比預定的電流值增加的情況下(例如，檢測部90的電氣電路發生了異常的情況下)判斷為檢測部發生了異常。在這樣的情況下，傳感器故障檢測部44在與控制單元40連接的顯示面板70上或者經由接口 72與印刷裝置10連接的計算機60的顯示畫面上顯示催促修理檢測部90、清潔故障檢測板81等信息、或者輸出用於顯示的指示或者信息。這樣，能夠將判定墨水IK的餘量是否比預定量多或者在預定量以下時不需要的光(光路211)用於判定檢測部90有無異
堂
巾O圖11是示出在滑架20包括遮光罩50的情況下的噪音光的圖。如圖11的(B)所不，在傳感器中心線L位於遮光罩50的內側的情況下,從發光兀件92射出的光211被遮光罩50遮蔽，因此噪音光幾乎不會入射到受光元件94。雖然從發光元件92射出的光211也會被遮光罩50反射併入射到受光元件94(光路213)，但是與稜鏡170的底面或者空洞部171處的反射光(例如，光路214)相比，其量是微小的。另外，在從發光元件92射出的光的一部分(光路211)以及稜鏡底面170或者空洞部171處反射的光(光路214)在遮光罩50的側壁處被遮蔽的情況下，具有光路214的噪音光也不會入射到受光元件94。如圖11的(A)所示，當傳感器中心線L比遮光罩50位於負側並且位於從發光元件92射出的光211不能被遮光罩50遮蔽的位置時，來自稜鏡170的底面的反射光(光路214)作為噪音光入射到受光元件94。而且，如圖11的(C)所示，傳感器中心線L比遮光罩50位於正側並且位於稜鏡底面170或者空洞部171處反射的光(光路214)變得不能被遮光罩50的側壁遮蔽的位置時，來自稜鏡170的底面的反射光(光路214)入射到受光元件94。圖8中的曲線b示出了包括上述遮光罩50的情況下的有效檢測寬度的仿真結果。在包括遮光罩50的情況下的有效檢測寬度B比不包括遮光罩50的情況下的有效檢測寬度A寬。這是因為，通過使用遮光罩50，來自稜鏡170底面的反射光(光路214)不入射到受光元件94的範圍(傳感器中心線L比圖11的㈧靠正側，比圖11的(C)靠負側)變寬。另夕卜，有效檢測寬度B中的電流值比有效檢測寬度A中的電流值低。這是因為，在傳感器中心線L比圖11的(A)位於正側，比圖11的(C)位於負側的情況下，僅有通過遮光罩50反射的比較弱的反射光(光路213)入射到受光元件94。因此，如果是包括遮光罩50的印刷裝置10，能夠減少噪音光，與沒有遮光罩50的情況相比更能夠準確地檢測墨水的殘留狀態。由此，能夠避免在墨盒100內還充分地殘留有能夠用於印刷的墨水IK但是卻要求更換墨盒100、或者雖然沒有了墨水IK但是還繼續墨水噴出動作而損壞墨水噴射頭這樣的問題。另夕卜，由於滑架20和遮光罩50 —體成形，即使滑架20移動，遮光罩50的位置也不會相對於滑架20偏移。因此，即使不進行滑架20和遮光罩50的對位，也能夠更加準確地檢測墨水的殘留狀態。而且，即使不使用相對昂貴的具有銳利的指向角的發光元件，也能夠通過設置遮光罩50來判定墨水的殘留狀態，因此能夠減少印刷裝置10的製造所需的成本。B.第二實施例:在第一實施例中，遮光罩50的底面(遮光罩50的與檢測部90相對的面)是平面(與-Z方向垂直的面)。與此相對，在第二實施例中，說明遮光罩的底面傾斜的情況。圖12是示出滑架20包括帶傾斜的遮光罩51的情況下的噪音光的圖。如圖12所示，帶傾斜的遮光罩51在對齊傳感器中心線L和稜鏡中心線M的情況下底面朝向發光元件92側傾斜。帶傾斜的遮光罩51相對於Y軸的橫向寬度以及相對於稜鏡中心線M的縱向寬度與第一實施例的遮光罩50的寬度相同。帶傾斜的遮光罩51的底面的傾斜角度在本實施例中是45度。具體地說，帶傾斜的遮光罩51的與檢測部90相對的面與Y軸所成的角度為45度的傾斜。帶傾斜的遮光罩51的底面相當於本申請的「傾斜面」。與包括第一實施例的遮光罩50的情況同樣地，如圖12的⑶所示，在傳感器中心線L位於帶傾斜的遮光罩51的內側的情況下，從發光元件92射出的光211被帶傾斜的遮光罩51遮蔽，因此，噪音光幾乎不會入射到受光元件94。從發光元件92射出的光211在帶傾斜的遮光罩51的傾斜面處向與對受光兀件94入射的方向不同的方向(光路215)反射。另外，在從發光元件92射出的光(光路211)被帶傾斜的遮光罩51的側壁遮蔽的情況下，具有光路214的噪音光也不會入射到受光元件94。如圖12的(A)所示，傳感器中心線L比帶傾斜的遮光罩51位於負側並且位於從發光元件92射出的光211不被帶傾斜的遮光罩51遮蔽的位置時，來自稜鏡170的底面的反射光(光路214)作為噪音光入射到受光元件94。而且，如圖12的(C)所示，當傳感器中心線L比帶傾斜的遮光罩51位於正側時，來自稜鏡170的底面的反射光(光路214)不被帶傾斜的遮光罩51遮蔽，因此入射到受光元件94。以圖8中的曲線c示出了包括帶傾斜的遮光罩51的情況下的有效檢測寬度的仿真結果。包括帶傾斜的遮光罩51的情況下的有效檢測寬度C比不包括帶傾斜的遮光罩51的情況下的有效檢測寬度A寬。這是因為，通過使用帶傾斜的遮光罩51，來自稜鏡170底面的反射光(光路214)不會入射到受光元件94的範圍(傳感器中心線L比圖12的⑷靠正側，比圖12的(C)靠負側)變寬。另外，有效檢測寬度C中的電流值比第一實施例的有效檢測寬度B中的電流值低。這是因為，在傳感器中心線L比圖12的(A)位於正側，比圖12的(C)位於負側的情況下，從發光元件92照射的光(光路211)在帶傾斜的遮光罩51的傾斜面處向與對受光元件94入射的方向不同的方向(光路215)反射。因此，在包括上述的帶傾斜的遮光罩51的印刷裝置10中，與閾值的比較變得更加容易，能夠精度更高地判斷墨水即將耗盡。因此，僅僅通過在遮光罩的底面設置傾斜，就能夠進一步減少噪音光，因此能夠通過簡單設計的改變得到更好的效果。此外，有效檢測寬度C相對於「Y = O」是不對稱的，正側的有效檢測寬度比負側的有效檢測寬度窄。這是因為，帶傾斜的遮光罩51如圖12所示傾斜面朝向發光元件92偵牝來自稜鏡170底面的反射光(光路214)入射到受光元件94的位置(圖12的(C))與遮光罩50 (圖11的(C))相比更接近稜鏡170的空洞部171。C.第三實施例:在第二實施例中，遮光罩的底面是在對齊傳感器中心線L和稜鏡中心線M的情況下底面朝向發光元件92側傾斜的傾斜面。與此相對，在第三實施例中，說明具有以與滑架的移動的方向交叉的方向為中心對稱的兩個傾斜面的遮光罩。圖13是示出滑架20包括M字形遮光罩52的情況下的噪音光。如圖13所示，M字形遮光罩52在與檢測部90所具有的發光元件92以及受光元件94相對的一側具有分別向內側傾斜的兩個傾斜面521、522。兩個傾斜面的角度在本實施例中分別是45度。另外，M字形遮光罩52的底面具有相對於由稜鏡170的稜線和稜鏡中心線M形成的面對稱的形狀。M字形遮光罩52相對於Y軸的橫向寬度以及相對於稜鏡中心線M的縱向寬度與第一實施例的遮光罩50以及第二實施例的帶傾斜的遮光罩51的寬度相同。與包括上述的第一實施例的遮光罩50以及第二實施例的帶傾斜的遮光罩51的情況同樣地，如圖13的(B)所示，在傳感器中心線L位於M字形遮光罩52的內側的情況下，從發光元件92射出的光211被M字形遮光罩52遮蔽，因此，噪音光幾乎不會入射到受光元件94。另外，與包括第二實施例的帶傾斜的遮光罩51的情況同樣地，從發光元件92射出的光211在M字形遮光罩52的各個傾斜面521、522處反射而向與對受光元件94入射的方向不同的方向反射。因此，入射到受光兀件94的來自M字形遮光罩52的反射光(光路217)是微弱的。另外，在從發光元件92射出的光(光路211)被M字型遮光罩52的側壁遮蔽的情況下，具有光路214的噪音光也不會入射到受光元件94。如圖13的㈧所示，當傳感器中心線L比M字形遮光罩52位於負側並且位於從發光元件92射出的光211不被M字形遮光罩52遮蔽的位置時，來自稜鏡170的底面的反射光(光路214)作為噪音光入射到受光元件94。而且，如圖13的(C)所示，在傳感器中心線L比M字形遮光罩52位於正側並且位於稜鏡底面170或者空洞部171處反射的光(光路214)不被M字形遮光罩52遮蔽的位置時，來自稜鏡170的底面的反射光(光路214)入射到受光元件94。圖8中以曲線d示出了包括M字形遮光罩52的情況下的有效檢測寬度的仿真結果。包括M字形遮光罩52的情況下的有效檢測寬度D比沒有遮光罩時的有效檢測寬度A寬。這是因為，通過使用M字形遮光罩52來自稜鏡170底面的反射光(光路214)不會入射到受光元件94的範圍(傳感器中心線L比圖13的(A)位於正側，比圖13的(C)位於負偵D變寬。因此，在包括上述的M字形遮光罩52的印刷裝置10中，能夠減少噪音光，比沒有M字型遮光罩52的情況更能夠準確地檢測墨水的殘留狀態。另外，有效檢測寬度D中的電流值比第一實施例的有效檢測寬度B中的電流值低。這是因為，在傳感器中心線L比圖13的(A)位於正側、比圖13的(C)位於負側的情況下，從發光元件92照射的光(光路211)在M字形遮光罩52的兩個傾斜面處向與對受光元件94入射的方向不同的方向反射。因此，在包括M字形遮光罩52的印刷裝置10中，相比包括第一實施例的遮光罩50的印刷裝置10，與閾值的比較更加容易，能夠高精度地判斷墨水即將耗盡。而且，有效檢測寬度D與第二實施例的有效檢測寬度C不同，其具有以Y軸的數值以0(Y = O)為基準對稱的寬度。這是因為，M字形遮光罩52與帶傾斜的遮光罩51不同，具有相對於由稜鏡170的稜線和稜鏡中心線M形成的面對稱的形狀。因此，與包括帶傾斜的遮光罩51的印刷裝置10相比，即使不對墨盒100內的稜鏡中心線M和檢測部90所具有的發光元件92以及受光元件94的傳感器中心線L進行準確地對位，也能夠以充分的精度來判定墨水即將耗盡。因此，能夠檢測殘留狀態的範圍的設定變得容易，能夠提高印刷裝置10的設計的自由度。D.變形例:以上，說明了本發明的各種的實施例，但是本發明不限定於上述的實施例，在不脫離其主旨的範圍能夠採取各種的構成。例如，可以進行以下的變形。在上述的實施例中，遮光罩50與滑架20 —體成形，但是也可以不必一體成型。例如，可以將遮光的構件安裝於滑架20或者印刷裝置10使得遮光罩位於滑架20的開口部21和檢測部90之間。另外，開口部21可以不針對各個墨盒100設置。圖14是示出在滑架20的下表面一體地設置開口部22並從檢測部90側觀察開口部22所看到的情形的模式圖。遮光罩58被配置在開口部22和檢測部90之間。即使是這樣的開口部22，通過配置遮光罩58也能夠抑制來自稜鏡170或者空洞部171的噪音光。遮光罩58的配置方法不限定於圖14所示的配置方法，能夠適當地設置於用於抑制來自稜鏡170或者空洞部171的噪音光的位置。在上述的實施例中，通過反射入射光211的反射鏡來形成故障檢測板81，但是也可以通過在滑架20的一部分塗裝反射材料來形成。在上述的實施例中，在稜鏡170中設置有空洞部171，但是也可以不設置空洞部171。帶傾斜的遮光罩51的傾斜面的傾斜角度不限定於上述的實施例中所示的角度。圖15是示出帶傾斜的遮光罩的其他的例子的圖。圖15中所示的帶傾斜的遮光罩53朝向發光元件92傾斜約20度。這樣，傾斜面的傾斜的角度只要是能夠抑制遮光罩50的底面的反射就可以設定為任意的角度。遮光罩50可以在不幹擾滑架20的往復運動的範圍內朝向檢測部90突出於滑架20的底面。圖16是示出朝向檢測部90突出於滑架20的底面的遮光罩54的圖。如果是這樣的遮光罩54，與不從滑架20突出的遮光罩50相比，通過遮光罩54的側壁能夠遮斷來自稜鏡170的底面的反射光(例如，圖16所示的光路214)的範圍變寬，因此能夠更加加寬有效檢測寬度。遮光罩的底面部能夠採用與M字形遮光罩52不同的對稱形狀。圖17是示出在分別向內側傾斜的傾斜面551、552的邊界部設置有凹狀的凹陷的遮光罩55的一個例子的圖。另外，圖18是不出包括底面部對稱地向外側傾斜的傾斜面561、562的遮光罩56的一個例子的圖。即使是這樣的遮光罩55、56，與第三實施例同樣地，能夠得到Y軸的數值以O (Y =O)作為基準對稱的有效檢測寬度。在上述的實施例中，通過滑架20在檢測部90之上往復運動來檢測墨水殘留狀態，但是也可以使檢測部90往復運動。即，只要檢測部90和滑架20相對往復運動即可。還能夠採用除了上述的實施例中示出的墨盒100以外的具有其他的任意的構成的墨盒。圖19是示出墨盒100的其他構成的立體圖。基板150c可以傾斜地安裝於墨盒IOOc的墨水容納部130c。另外，稜鏡170c也可以設置在杆120c側。另外，供墨口 IlOc可以通過蓋或者薄膜(未圖示)等密封。在上述的實施例中，說明了將本發明應用於印刷裝置和墨盒的例子，但是本發明可以用於噴射或者噴出墨水以外的其他的液體的液體消耗裝置，另外，能夠應用於容納上述液體的液體容器。另外，本發明的液體容器能夠應用於包括噴出微小量的液滴的液體噴射頭等的各種液體消耗裝置。所謂液滴是指從上述液體消耗裝置中噴出的液體的狀態，也包括尾部拖延成粒狀、淚狀、線狀的狀態。另外，這裡所說的「液體」是液體消耗裝置能夠噴射的材料即可。例如，可以是物質為液相時的狀態的物質，包括粘性高或低的液狀態、溶膠、凝膠、水、以及其他的無機溶劑、有機溶劑、溶液、液狀樹脂、液狀金屬(金屬熔液)這樣的流狀態，並且除了作為物質的一個狀態的液體以外，還包括由顏料或金屬粒子等固形物形成的功能材料的粒子溶解、分散、或混合到溶劑中而形成的物質等。另外，作為液體的代表例子，可以列舉出在上述實施例中說明的墨水或液晶等。這裡，所謂墨水包括一般的水性墨水、油性墨水、以及凝膠墨水、熱溶性墨水等各種液體組合物。作為液體消耗裝置的具體例子，例如也可以是:噴射以分散或溶解的形式包含在液晶顯示器、EL(電致發光)顯示器、面發光顯示器、濾色器的製造等中使用的電極材料或色材等材料的液體的液體噴射裝置、噴射在生物晶片的製造中使用的生物有機物的液體消耗裝置、用作精密移液管並噴射作為試料的液體的液體消耗裝置。另外，還可以採用向時鐘或照相機等精密機械定點噴射潤滑油的液體噴射裝置、為形成用於光通信元件等的微小半球透鏡(光學透鏡)等而向基板上噴射紫外線硬化樹脂等透明樹脂液的液體消耗裝置、以及為蝕刻基板等而噴射酸或鹼等蝕刻液的液體消耗裝置。
權利要求
1.一種液體消耗裝置，包括: 檢測部，所述檢測部的發光部和受光部被並排配置； 液體容器，所述液體容器容納液體，並且在所述液體容器中配置有根據所述液體容器內的液體的量將從所述發光部照射的光向所述受光部反射的稜鏡； 滑架，在所述滑架上能夠裝卸所述液體容器，並且在所述液體容器被安裝到所述滑架上時所述滑架的與所述稜鏡相對的位置設置有開口部； 驅動部，所述驅動部使所述滑架沿所述發光部和所述受光部並排的方向移動；以及 遮光部，所述遮光部被配置於所述滑架的所述開口部。
2.如權利要求1所述的液體消耗裝置，其中， 所述遮光部被設置為在與所述滑架移動的方向交叉的方向上分割所述開口部。
3.如權利要求1或2所述的液體消耗裝置，其中， 所述稜鏡在與所述檢測部相對的面的中央部具有空洞部， 所述遮光部在所述滑架移動的方向上的寬度大於所述空洞部在所述滑架移動的方向上的寬度。
4.如權利要求1至3中任一項所述的液體消耗裝置，其中， 所述遮光部的與所述檢測部相對的面是相對於所述液體容器的底面傾斜的傾斜面。
5.如權利要求4所述的液體消耗裝置，其中， 所述遮光部具有的所述傾斜面在所述遮光部和所述檢測部相對時向所述發光部側傾斜。
6.如權利要求1至5中任一項所述的液體消耗裝置，其中， 所述遮光部的與所述檢測部相對的面朝向所述檢測部突出於所述滑架的與所述檢測部相對的面。
7.如權利要求1至6中任一項所述的液體消耗裝置，其中， 所述遮光部的與所述檢測部相對的面至少具有兩個傾斜面，所述至少兩個傾斜面以與所述滑架移動的方向交叉的方向為中心對稱。
8.如權利要求1至7中任一項所述的液體消耗裝置，其中， 所述滑架包括反射板， 所述檢測部使用所述發光部對所述反射板照射光，通過所述受光部接收從所述反射板反射的反射光，並基於所述接收到的反射光來檢測所述檢測部有無故障。
全文摘要
本發明涉及液體消耗裝置。能夠抑制在稜鏡的底面以及空洞部產生的噪音光，更加準確地檢測液體的殘留狀態。液體消耗裝置包括並排配置有發光部和受光部的檢測部、容納液體並配置有稜鏡的液體容器、能夠裝卸液體容器並在與稜鏡相對的位置上設置有開口部的滑架、以及配置在滑架的開口部的遮光部。在驅動部使滑架沿發光部和受光部並排的方向移動時，通過遮光部遮蔽照射光的一部分來抑制在稜鏡底面以及空洞部產生的噪音光。
文檔編號B41J2/175GK103101316SQ2012104478
公開日2013年5月15日 申請日期2012年11月9日 優先權日2011年11月9日
發明者上柳雅史, 西原雄一, 吉田淳平 申請人:精工愛普生株式會社