JP4265311B2 - 画像形成装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、インクの残量を光学的手段により検出することができるように構成された画像形成装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、インクカートリッジ内のインクの残量を光学的手段により検出できるように構成された画像形成装置が知られている。
【0003】
この種の画像形成装置は、例えば、発光素子から投光して、その反射光を受光素子で検出するように構成された反射形の光センサと、内部に収容されているインクの量が変化するのに伴って、前記光センサから入射する光の反射状態が変化するインク残量検出部を有するインクカートリッジとを備えていて、光センサの発光素子からインク残量検出部へ光を照射し、光センサの受光素子で検出される反射光の光量がインク残量の状態に応じて変化することを利用してインク残量を検出することができる(例えば、特許文献1参照。)。
【0004】
【特許文献1】
特開2002−292893号公報
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、この種の画像形成装置を頻繁に利用する利用者からは、従来のインクカートリッジよりも大容量のインクカートリッジが要望されている。
【0006】
その一方、この種の画像形成装置をあまり頻繁には利用しない利用者は、必ずしもインクカートリッジの大容量化を求めておらず、従来と同様の容量(以下、並容量ともいう。)のインクカートリッジでも十分であると考えている利用者も少なくない。
【0007】
したがって、従来の画像形成装置では、これらの相反する要望に応えることができなかった。
本発明は、上記要望に応えるために完成されたものであり、その第1の目的は、異なる容量のインクカートリッジを利用者が任意に選択して利用できる画像形成装置を提供することにある。さらに、本発明の第2の目的は、異なる容量のインクカートリッジを利用者が任意に選択して利用できる画像形成装置において、例えば利用者が選択したインクカートリッジの容量などの情報を適切に検出できるようにすることにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】
まず、上述の第1の目的を達成するために、本件発明者らは、インク容量の異なる複数種のインクカートリッジ(例えば、並容量/大容量の二種類のインクカートリッジ)を用意し、利用者がこれらを任意に選択して利用できるようにすることを検討している。また、上述の第2の目的を達成するために、利用者が選択したインクカートリッジの容量などの情報を、上述したインク残量検出用の光センサを利用して検出できるようにすることを検討している。
【0009】
具体的には、インク容量などの情報(例えば、並容量/大容量)に対応づけて光の反射状態が設定された情報検出部を、上述のインク残量検出部に並べて設け、上述の光センサでインク残量検出部を走査する際に情報検出部をも走査して、情報検出部からの光の反射状態に基づいて、インク容量などの情報(例えば、並容量/大容量のいずれであるのかを示す情報)を取得できるようにすることを考えている。
【0010】
しかしながら、本件発明者が、光センサ、インク残量検出部、および情報検出部の相対的な位置関係を種々変更しながら検討を重ねた結果、これら三者の位置関係によっては、光センサが予期しない光を検出してしまうことがあった。逆に、これら三者が特定の位置関係となるように配置することで、光センサが予期しない光を検出してしまうのを防止できることが判明した。
【0011】
そこで、本発明においては、上記知見に基づいて、光センサが予期しない光を検出してしまうのを防止するために、次のような特徴的構成を採用した。
まず、上記請求項1に記載の画像形成装置は、
発光素子から投光して、その反射光を受光素子で検出するように構成された反射形の光センサと、内部に収容されているインクの量が変化するのに伴って、前記光センサから入射する光の反射状態が変化するインク残量検出部を有するインクカートリッジとを備えており、前記光センサと前記インクカートリッジとを相対的に移動させて前記インク残量検出部からの光の反射状態に基づいてインク残量を検出するとともに、前記光センサの発光素子の光軸がインク残量検出部に対して移動方向に傾斜している画像形成装置であって、
前記インクカートリッジに関する情報に対応づけて前記光センサから入射する光の反射状態が設定された情報検出部を備え、
該情報検出部と前記インク残量検出部とが、前記光センサまたは前記インクカートリッジの移動方向に並べて設けられ、
前記光センサの発光素子の光軸が前記インク残量検出部に対して鋭角を形成する側に前記インク残量検出部を、鈍角を形成する側に前記情報検出部を配置し、
前記光センサの発光素子の光軸の傾斜は、前記光センサで前記インク残量検出部における光の反射状態を検出しているときに、前記光センサが情報検出部からの反射光を検知しない角度に設定される
ことを特徴とする。
【0012】
また、上記請求項2に記載の画像形成装置は、
発光素子から投光して、その反射光を受光素子で検出するように構成された反射形の光センサと、内部に収容されているインクの量が変化するのに伴って、前記光センサから入射する光の反射状態が変化するインク残量検出部を有するインクカートリッジとを備えており、前記光センサと前記インクカートリッジとを相対的に移動させて前記インク残量検出部からの光の反射状態に基づいてインク残量を検出するとともに、前記光センサの発光素子の光軸がインク残量検出部に対して移動方向に傾斜している画像形成装置であって、
前記インクカートリッジに関する情報に対応づけて前記光センサから入射する光の反射状態が設定された情報検出部を備え、
該情報検出部と前記インク残量検出部とが、前記光センサまたは前記インクカートリッジの移動方向に並べて設けられ、
前記インク残量検出部および前記情報検出部は、前記光センサで前記インク残量検出部における光の反射状態を検出しているときに、前記情報検出部が前記インク残量検出部よりも前記光センサから離れた位置に存在するように並べられており、
前記光センサの発光素子の光軸の傾斜は、前記光センサで前記インク残量検出部における光の反射状態を検出しているときに、前記光センサが情報検出部からの反射光を検知しない角度に設定される
ことを特徴とする。
【0013】
また、上記請求項3に記載の画像形成装置は、請求項1または請求項2のいずれかに記載の画像形成装置において、
前記情報検出部と前記インク残量検出部は、同一面に形成される
ことを特徴とする。
【0014】
また、上記請求項4に記載の画像形成装置は、
発光素子から投光して、その反射光を受光素子で検出するように構成された反射形の光センサと、内部に収容されているインクの量が変化するのに伴って、前記光センサから入射する光の反射状態が変化するインク残量検出部を有するインクカートリッジとを備えており、前記光センサと前記インクカートリッジとを相対的に移動させて前記インク残量検出部からの光の反射状態に基づいてインク残量を検出するとともに、前記光センサの発光素子の光軸がインク残量検出部に対して移動方向に傾斜している画像形成装置であって、
前記インクカートリッジに関する情報に対応づけて前記光センサから入射する光の反射状態が設定された情報検出部を備え、
該情報検出部と前記インク残量検出部とが並べて設けられ、
前記情報検出部は、前記光センサで前記インク残量検出部における光の反射状態を検出しているときに、前記光センサから入射する光を前記光センサから外れた方向に反射させるような角度で配設されており、
前記光センサの発光素子の光軸の傾斜は、前記光センサで前記インク残量検出部における光の反射状態を検出しているときに、前記光センサが情報検出部からの反射光を検知し ない角度に設定される
ことを特徴とする。
【0015】
また、上記請求項5に記載の画像形成装置は、請求項1〜請求項4のいずれかに記載の画像形成装置において、
前記情報検出部と前記インク残量検出部は、前記光センサと前記インクカートリッジの相対移動に伴って、同一の前記光センサによって光の反射状態を検出される
ことを特徴とする。
【0016】
また、上記請求項6に記載の画像形成装置は、請求項1〜請求項5のいずれかに記載の画像形成装置において、
前記インク残量検出部と前記情報検出部とは、前記光センサと前記インクカートリッジとの相対移動において、インク残量検出部からの光の反射状態を先に検出する
ことを特徴とする。
【0017】
また、上記請求項7に記載の画像形成装置は、請求項1〜請求項6のいずれかに記載の画像形成装置において、
前記インク残量検出部は、インク残量が所定量以上の場合に、前記情報検出部よりも反射率が低い第1の反射状態になり、インク残量が所定量未満の場合に、前記第1の反射状態よりも反射率が高い第2の状態になり、
前記情報検出部は、前記第1の反射状態になった前記インク残量検出部よりも、反射率が高い部材を、前記インクカートリッジの表面に配設してなる
ことを特徴とする。
【0018】
また、上記請求項8に記載の画像形成装置は、請求項7に記載の画像形成装置において、
前記インク残量検出部は、インク残量が所定量以上の場合に、内側にインクが存在する状態となって前記光センサから入射する光を内側へ透過させることで、前記第1の反射状態になる一方、インク残量が所定量未満の場合に、内側に空気が存在する状態となって前記光センサから入射する光を前記空気との界面で反射させることで、前記第2の状態になるように構成されている
ことを特徴とする。
【0019】
さらに、上記請求項9に記載の画像形成装置は、請求項1〜請求項8のいずれかに記載の画像形成装置において、
前記情報検出部は、未使用状態でのインクカートリッジに封入されたインクの量に応じて異なる反射率を示すように構成されている
ことを特徴とする。
【0020】
[作用、および発明の効果]
上記各請求項に記載の画像形成装置において、光センサは、例えば、反射形のフォトインタラプタ(フォトリフレクタ)に相当する構造を有するものであり、発光素子から投光して、その反射光を受光素子で検出することができる。
【0021】
また、インクカートリッジは、インク残量検出部および情報検出部を有するものである。インク残量検出部は、内部に収容されているインクの量が変化するのに伴って、光センサから入射する光の反射状態が変化する部分である。情報検出部は、インクカートリッジに関する情報に対応づけて光センサから入射する光の反射状態が設定される部分である。インクカートリッジに関する情報としては、例えば、インクの容量に関する情報を挙げることができ、光の反射状態としては、例えば、光の反射率を挙げることができる。より具体的な例を挙げれば、例えば、並容量のインクカートリッジにおいては、情報検出部に該当する箇所が第1の反射率を示す構造とし、大容量のインクカートリッジにおいては、情報検出部に該当する箇所が第1の反射率よりも高い第2の反射率を示す構造とし、反射率の違いによって容量を識別できるようにする。なお、この例では、並容量/大容量の2通りを識別しようとしているが、3通り以上の容量がある場合には、3通り以上の異なる反射状態(反射率)を設定して、これらを識別すればよい。そして、これら光センサとインクカートリッジとを相対的に移動させてインク残量検出部からの光の反射状態に基づいてインク残量を検出するように構成されていて、しかも、光センサの発光素子の光軸がインク残量検出部に対して移動方向に傾斜している。
【0022】
以上が、上記各請求項に記載の画像形成装置において共通する構成であるが、さらに請求項1に記載の画像形成装置の場合、情報検出部と前記インク残量検出部とが、光センサまたはインクカートリッジの移動方向に並べて設けられ、しかも、光センサの発光素子の光軸がインク残量検出部に対して鋭角を形成する側にインク残量検出部を、鈍角を形成する側に情報検出部を配置し、光センサの発光素子の光軸の傾斜は、光センサでインク残量検出部における光の反射状態を検出しているときに、光センサが情報検出部からの反射光を検知しない角度に設定される点に特徴がある。
【0023】
すなわち、上述の通り、インク残量検出部および情報検出部には、光センサから斜めに光が入射するため、インク残量検出部および情報検出部が並設された面は、互いに対する相対的な位置関係で、光軸と鋭角をなす側と光軸と鈍角をなす側に分けることができるが、その鋭角をなす側にインク残量検出部が存在し、鈍角をなす側に情報検出部が存在するように、各部が並べられている。
【0024】
このような位置関係でインク残量検出部および情報検出部が配置されていると、光センサでインク残量検出部を走査しているときには、情報検出部がインク残量検出部よりもさらに光センサから離れた位置に存在する状態となるので、光センサでインク残量検出部を走査しているときに、光センサが情報検出部からの反射光を誤って検知するという悪影響を受けることがなくなり、光センサが予期しない光を検出してしまうのを防止することができる。
【0025】
このような位置関係でインク残量検出部および情報検出部が配置された画像形成装置の構成は、請求項2に記載の画像形成装置として把握することも可能である。
【0026】
すなわち、請求項2に記載の画像形成装置の場合、インク残量検出部および情報検出部は、光センサでインク残量検出部を走査しているときに、情報検出部がインク残量検出部よりも光センサから離れた位置に存在するように並べられており、光センサの発光素子の光軸の傾斜は、光センサでインク残量検出部における光の反射状態を検出しているときに、光センサが情報検出部からの反射光を検知しない角度に設定されるので、光センサでインク残量検出部を走査しているときに、光センサが情報検出部からの反射光を誤って検知するという悪影響を受けることがなくなり、光センサが予期しない光を検出してしまうのを防止することができる。
【0027】
以上のような構成は、請求項3に記載の如く、情報検出部とインク残量検出部が、同一面に形成される場合に効果的である。
一方、情報検出部とインク残量検出部が、同一面に形成されない場合でも、請求項4に記載の如き構成を採用すればよい。
【0028】
すなわち、請求項4に記載の画像形成装置の場合、情報検出部は、光センサでインク残量検出部における光の反射状態を検出しているときに、光センサから入射する光を光センサから外れた方向に反射させるような角度で配設されており、光センサの発光素子の光軸の傾斜は、光センサでインク残量検出部における光の反射状態を検出しているときに、光センサが情報検出部からの反射光を検知しない角度に設定されるので、不要な光である情報検出部からの反射光を光センサが検知することを防止できる。
【0029】
なお、本発明においては、さらに次のような構成を採用していると望ましい。
まず、請求項5に記載の画像形成装置の場合、情報検出部とインク残量検出部は、光センサとインクカートリッジの相対移動に伴って、同一の光センサによって光の反射状態を検出されるので、情報検出部およびインク残量検出部それぞれに対応する別の光センサを設ける場合に比べ、装置構成を簡素化し、制御の簡素化および製造コストの低減を図ることができる。
【0030】
また、請求項6に記載の画像形成装置の場合、インク残量検出部と情報検出部とは、光センサとインクカートリッジとの相対移動において、インク残量検出部からの光の反射状態を先に検出するので、反射光量が少ないとLowレベル、反射光量が多いとHighレベルを出力する光センサを採用した場合に、インク残量が多い時には、Lowレベル→Highレベルの順に光センサの出力レベルが変化することになり、その逆の順序で出力レベルが変化する場合よりも、光センサの出力信号にノイズ成分が現れにくくなるという効果がある。
【0031】
また、請求項7に記載の画像形成装置の場合、インク残量検出部は、インク残量が所定量以上の場合に、情報検出部よりも反射率が低い第1の反射状態になるので、情報検出部からの反射光により、光センサが第1の反射状態よりも多くの光を検知するようなことがあると、インク残量が所定量未満であると誤認識するおそれがあるが、上記請求項1〜請求項6の各請求項に記載の構成により、情報検出部からの反射光に起因する悪影響は抑制されるので、インク残量が所定量未満であると誤認識することがない。
【0032】
なお、請求項7に記載の画像形成装置は、より具体的には、例えば請求項8に記載の如き構成を採用することによって実現できる。
また、請求項9に記載の画像形成装置の場合、情報検出部は、未使用状態でのインクカートリッジに封入されたインクの量に応じて異なる反射率を示すように構成されているので、情報検出部を走査することにより、未使用状態でのインクカートリッジに封入されたインクの量を識別することができる。
【0033】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施形態について一例を挙げて説明する。以下に本発明の一実施形態として例示するのは、本発明の特徴的構成を備えているインクジェットプリンタである。
【0034】
図1は、インクジェットプリンタの本体の概略構成を示す斜視図である。
インクジェットプリンタ1は、ブラック、シアン、マゼンタ、イエローの各インクが封入された4つのインクカートリッジ2と、インクカートリッジ2から供給されるインクを記録媒体Pに向かって噴射するインクジェット式の記録ヘッド3が設けられたヘッドユニット4とを備え、これらインクカートリッジ2およびヘッドユニット4がキャリッジ5に搭載されている。
【0035】
キャリッジ5は、駆動ユニット6に駆動されて、プラテンローラ7に対向する位置(以下、記録位置という。)からパージ装置8に対向する位置(以下、待機位置という。)にわたる範囲を往復移動するように構成されている。
【0036】
駆動ユニット6は、ガイド軸9、ガイド板10、2つのプーリ11、12、およびタイミングベルト13などによって構成される。キャリッジ5の下端部はガイド軸9によって支持され、キャリッジ5の上端部はガイド板10によって支持され、これにより、キャリッジ5がガイド軸9およびガイド板10に沿って移動可能となっている。また、タイミングベルト13は、2つのプーリ11、12に架け渡され、このタイミングベルト13にキャリッジ5が連結されている。一方のプーリ11は、キャリッジモータ(CRモータ)101によって正逆両方向に回転駆動されるようになっていて、プーリ11が回転駆動されると、その回転に連動してタイミングベルト13が動作し、キャリッジ5がガイド軸9およびガイド板10に沿って往復移動する。
【0037】
プラテンローラ7は、記録媒体Pが搬送される経路を挟んで記録ヘッド3と対向する位置に配置されている。記録媒体Pは、インクジェットプリンタ1の側方あるいは下方に設けられた図示しない給紙カセットから給紙され、記録ヘッド3とプラテンローラ7との間に導入されて、記録ヘッド3から噴射されるインクにより所定の画像形成がなされ、その後インクジェットプリンタ1外へ排出される。
【0038】
パージ装置8は、プラテンローラ7の側方に設けられている。このパージ装置8は、記録ヘッド3の複数のノズル(図示せず)を覆うように記録ヘッド3のノズル開口面に当接するパージキャップ14と、ポンプ15およびカム16と、インク回収部17を備えており、ヘッドユニット4が待機位置へ移動したときに、記録ヘッド3のノズルをパージキャップ14で覆い、記録ヘッド3の内部に溜まる気泡などを含んだ不良インクを、カム16に駆動されるポンプ15によって吸引することにより、記録ヘッド3の回復を図るようにしている。なお、吸引された不良インクは、インク回収部17に回収される。
【0039】
パージ装置8におけるプラテンローラ7側の位置には、パージ装置8に隣接してワイパ部材20が配設されている。このワイパ部材20は、へら状に形成されており、キャリッジ5の移動に伴って、記録ヘッド3のノズル面を拭うものである。キャップ18は、インクの乾燥を防止するため、印字が終了すると待機位置に戻される記録ヘッド3の複数のノズルを覆うものである。
【0040】
また、このインクジェットプリンタ1は、インク残量が僅か(ニアエンプティ)になったこと、およびインクカートリッジ2が並容量/大容量のいずれであるかを検出するために、光センサ19を備えている。
【0041】
この光センサ19は、発光素子19aと受光素子19bとを備えた反射形フォトインタラプタ(フォトリフレクタ)で(図3参照)、インクカートリッジ2の被照射面(傾斜部51a)からのノイズ信号(不要な反射光)を低減するべく、インクカートリッジ2の被照射面に対して斜めに光が入射するように配設されている。インクカートリッジ2の被照射面には、後から詳述する情報検出部81およびインク残量検出部82が設けられていて、キャリッジ5の移動に伴って光センサ19とインクカートリッジ2の被照射面とが相対的に移動する際に、光センサ19で情報検出部81およびインク残量検出部82を走査し、これら各部からの光の反射状態に基づいて、インクカートリッジ2内部のインク残量の検出およびインクカートリッジ2のインク容量(並容量/大容量)の識別などを行う。
【0042】
次に、図2を参照してインクカートリッジ2の内部構造につき説明する。図2は、インクカートリッジ2の側断面図であり、インクカートリッジ2内にインクが貯留されていない状態を図示している。
【0043】
インクカートリッジ2は、略中空状の箱状体に形成されており、そのインクカートリッジ2の内部は、区画壁41、42によって、大気導入室43、主インク貯留室44、副インク貯留室45に区画されている。大気導入室43は、主インク貯留室44内へ大気を導入するための空間であり、インクカートリッジ2の底壁46に貫通形成された大気連通口47を介して大気と連通されている。一方、大気導入室43の上方は主インク貯留室44と連通されており、かかる連通部から主インク貯留室44へ大気が導入される。
【0044】
主インク貯留室44は、インクを貯留しておくために実質的に密閉された空間であり、インクを含浸可能なフォーム(多孔質体)48が収納されている。主インク貯留室44の下方には、インク連通口49が区画壁42に貫通形成されており、主インク貯留室44は、かかるインク連通口49を介して副インク貯留室45と連通されている。また、フォーム48は、毛管現象を利用してその内部にインクを保持可能なスポンジ、繊維材料等から構成されており、圧縮状態で主インク貯留室44内に収納されている。よって、例えばインクカートリッジ2が転倒した際、主インク貯留室44から大気導入室43へインクが流失し、その流失したインクが大気連通口47からインクカートリッジ2の外へ漏出してしまうことを防止することができる。
【0045】
副インク貯留室45は、インクを貯留しておくと共に光センサ19から光が照射される傾斜部51aを備える部位であり、インクカートリッジ2の側端部に実質的に密閉された空間として形成されている。副インク貯留室45は、上記したインク連通口49を介して主インク貯留室44と連通されており、その主インク貯留室44および副インク貯留室45に貯留されるインクは、インクカートリッジ2の底壁46に貫通形成されたインク供給口50を介して記録ヘッド3へ供給される。
【0046】
副インク貯留室45の側壁51には、主インク貯留室44へ向かって下降傾斜する傾斜部51aが形成されており、その傾斜部51aの内面側(主インク貯留室44側)には、プリズム52が形成されている。プリズム52は、インクカートリッジ2内に貯留されるインク残量の検出、インクカートリッジ2のインク容量(大容量/並容量)の検出のために用いられるもので、透明な光透過性材料を材質として形成される側壁51の傾斜部51aに一体的に形成されている。副インク貯留室45の上方には、上記したプリズム52と所定間隔を隔てつつ対峙する反射部材53が形成されている。この反射部材53は、副インク貯留室45内へ透過した光の光路を変更するための部材であり、プリズム52と所定角度を有しつつその内部空間に空気層を有する袋状に形成されている。
【0047】
このように構成されたインクカートリッジ2によれば、記録ヘッド3によってインクが消費されると、消費されたインク量に応じて大気導入室43から空気が主インク貯留室44内へ導入され、主インク貯留室44内のインク液面が低下する。さらにインクが消費され、主インク貯留室44内のインクが無くなった場合には、副インク貯留室45内のインクが記録ヘッド3へ供給される。このとき、副インク貯留室45内は減圧されるが、大気導入室43から主インク貯留室44を経由した空気が副インク貯留室45内へ導入され、副インク貯留室45内の減圧が緩和されると共にインク液面が低下する。
【0048】
よって、インクカートリッジ2は、まず、主インク貯留室44内のインクが消費され、その主インク貯留室44内のインクがすべて消費された後に、副インク貯留室45内のインクが消費されるように構成されている。従って、光センサ19により副インク貯留室45内のインク残量を検知することにより、インクカートリッジ2全体としてのインク残量を知ることができるのである。
【0049】
次に、図3(a)、(b)において、インク残量検出の原理を説明する。図3(a)、(b)はインクカートリッジ2と光センサ19との側面図であり、インクカートリッジ2の一部を断面視している。
【0050】
インクカートリッジ2内にインク71が十分ある場合は、図3(a)に示すように、光センサ19の発光素子19aから照射された光は(光路X)、インクカートリッジ2の材質の屈折率とインク71の屈折率とが非常に近いため、インク71を透過しつつインクカートリッジ2内を進行する。そして、副インク貯留室45内に配設されている反射部材53へ到達する。反射部材53へ到達した光は、反射部材53の材質の屈折率と反射部材53内の空気72の屈折率とが異なるため、反射部材53内面と空気72との界面で反射する(光路Y)。
【0051】
これに対して、インクカートリッジ2の副インク貯留室45内のインク71がわずかしか存在しない場合即ち、プリズム52の位置よりもインク71の液面が下がった場合には、図3(b)に示すように、光センサ19の発光素子19aから照射された光は(光路X)、インクカートリッジ2の材質の屈折率と副インク貯留室45内の空気72の屈折率とが異なるため、副インク貯留室45の外壁内面と空気72との界面即ち、プリズム52で反射する(光路Y)。そのため、インクカートリッジ2内から光センサ19の受光素子19bへ向かう反射光の光量はインクカートリッジ2内にインク71が十分ある場合に比べて大きなものとなる。
【0052】
このように、インクカートリッジ2内から反射する反射光(光路Y)はインク71の残量に応じその光量が変化するので、かかる光量の差を光センサ19の受光素子19bを用いて検出することにより、インクカートリッジ2内に貯留されるインク71の残量を検出することができるのである。
【0053】
また、傾斜部51aおよび反射部材53は、副インク貯留室45の上方に配設されているので、副インク貯留室45の上方にインク71が存在しなくなった時点、即ちインクカートリッジ2内にインク71がすべて存在しなくなる前に、予めインク71がほとんど無いこと(ニアエンプティ)を判断できるのである。また、上述した通り、インク71の液面がプリズム52の位置よりも下がると光センサ19の受光素子19bは大量の反射光を受光することになるので、そのときのインク残量が後述する基準量(即ち、ニアエンプティ)となる。
【0054】
ところで、このインクジェットプリンタ1に装着可能なインクカートリッジ2としては、未使用状態において封入されているインク量が異なる2種類が用意されている。以下の説明では、インク容量が従来品と同等のインクカートリッジ2を並容量カートリッジ2A、インク容量が並容量カートリッジ2Aよりも増量されているインクカートリッジ2を大容量カートリッジ2Bと称する。
【0055】
並容量カートリッジ2Aと大容量カートリッジ2Bは、キャリッジ5上の同一箇所に装着されるため、その外形の大きさや形状は全く同一に形成されているが、内部に封入されているインクの量が異なる点と、インクカートリッジ2の側壁51に形成された傾斜部51aに反射シール80を貼り付けてあるか否かという点で相違する。
【0056】
図4は並容量カートリッジ2Aを示す斜視図、図5は大容量カートリッジ2Bを示す斜視図である。大容量カートリッジ2Bの場合、上述の傾斜部51aに、アルミ箔からなる銀色の反射シール80が貼り付けられている。一方、並容量カートリッジ2Aの場合は、反射シール80が貼り付けられていない。このような反射シール80を設けてあるか否かにより、傾斜部51aの図5中右半面を光センサ19で走査したときに検知される反射光の光量が変わるため、この傾斜部51aの図5中右半面を、インク容量(並容量/大容量)を光学的に識別するための情報検出部81として利用できる。また、上記傾斜部51aの図5中左半面においては、上述のプリズム52が露出しているので、この傾斜部51aの図5中左半面を、インクカートリッジ内のインク量が基準量以上か否かを光学的に検出可能なインク残量検出部82として利用できる。
【0057】
すなわち、光センサ19が並容量カートリッジ2Aまたは大容量カートリッジ2Bに対して相対的に移動し、情報検出部81に対応する検出位置に位置するときには、光センサ19は情報検出部81を利用することによりインクカートリッジの種類を光学的に識別可能となる。また、光センサ19が並容量カートリッジ2Aまたは大容量カートリッジ2Bに対して相対的に移動し、インク残量検出部82に対応する検出位置に位置するときには、光センサ19がインク残量検出部82を利用することによりインクカートリッジ内のインク量が基準以上か否かを光学的に検出可能となる。
【0058】
本実施形態において、並容量カートリッジ2Aの場合は、内部に十分なインクが貯留されていれば、上述した通り、光センサ19の発光素子19aから出射された光は、インク71を透過しつつ並容量カートリッジ2A内を進行し、反射部材53により光の光路が変更されるため、受光素子19bに向かって反射される反射光の光量は小さいものとなる。一方、大容量カートリッジ2Bの場合、内部に十分なインクが貯留されていても、反射シール80が存在するので、光センサ19の発光素子19aから出射された光は、反射シール80によって反射され、受光素子19bに向かって反射される反射光の光量は、反射シール80を設けていない並容量のインクカートリッジ2Aよりも極めて大きくなる。したがって、反射シール80の有無により反射率が異なっている情報検出部81からの反射光を検出することで、その反射光の光量の差によって、並容量カートリッジ2Aと大容量カートリッジ2Bとの識別を行うことができるのである。
【0059】
なお、並容量カートリッジ2A内のインク残量が基準量(ニアエンプティ)以下の場合には、上述した通り、光センサ19の発光素子19aから出射された光はプリズム52で反射され受光素子19bは大量に光を受光することとなる。従って、光センサ19が大容量カートリッジ2Bの情報検出部81を検出した結果と、貯留されているインク残量が基準量以下となった並容量カートリッジ2Aの情報検出部81を検出した結果とは差がないことになるが、本実施形態の場合、後述するようにインク残量が基準量以下の場合は、インクカートリッジの識別は行わないので、この点は何ら問題がない。インク残量が基準量以下の場合にもインクカートリッジの識別を行いたい場合は、並容量カートリッジ2Aの情報検出部81に、光を吸収する部材(例えば黒色シール)と光を反射する部材(例えば銀色シール)とを組み合わせたものを貼り付けてもよい。
【0060】
さて、以上の説明においては、情報検出部81を傾斜部51aの図5中右半面に設け、インク残量検出部82を傾斜部51aの図5中左半面に設ける旨を説明したが、この位置は光センサ19との位置関係をも考慮して決められている。
【0061】
すなわち、このインクジェットプリンタ1の場合、図6(a)に示すように、情報検出部81およびインク残量検出部82は、光センサ19から入射する光の光軸となす角度との関係で、該角度が鋭角θ1となる側にインク残量検出部82が存在し、該角度が鈍角θ2となる側に情報検出部81が存在するように並べられている。
【0062】
すなわち、上述の通り、情報検出部81およびインク残量検出部82には、光センサ19から斜めに光が入射するため、情報検出部81およびインク残量検出部82が並設された面は、互いに対する相対的な位置関係で、光軸と鋭角θ1をなす側と光軸と鈍角θ2をなす側とに分けることができるが、その鋭角θ1をなす側にインク残量検出部82が存在し、鈍角θ2をなす側に情報検出部81が存在するように、これら各部が並べられている。
【0063】
また、このような情報検出部81およびインク残量検出部82の位置関係について、別の見方をすれば、情報検出部81およびインク残量検出部82は、光センサ19でインク残量検出部82を走査しているときに、情報検出部81がインク残量検出部82よりも光センサ19から離れた位置に存在するように並べられているとも言える。
【0064】
いずれにしても、このような位置関係で情報検出部81およびインク残量検出部82が配置されていると、光センサ19でインク残量検出部82を走査しているときには、情報検出部81がインク残量検出部82よりもさらに光センサ19から離れた位置に存在する状態となる。そのため、光センサ19でインク残量検出部82を走査しているときに、光センサ19が情報検出部81からの反射光を誤って検知するなどの悪影響を受けることがなくなり、光センサ19が予期しない光を検出してしまうのを防止することができる。
【0065】
これが、鋭角をなす側に情報検出部81が存在し、鈍角をなす側にインク残量検出部82が存在するように、これら各部が並べられていると、図6(b)に示すように、光センサ19でインク残量検出部82を走査しているときに、情報検出部81がインク残量検出部82よりも光センサ19に近い位置に存在する状態となるので、光センサ19が情報検出部81からの反射光を誤って検知しやすくなる。
【0066】
すなわち、光センサ19からは、相応に指向性の高い光が放射されるものの、ある程度は光軸(図6において実線で示した軸線)の周囲(図6において破線で例示した方向)に光が拡散するため、光センサ19の近傍に反射率の高い情報検出部81が存在していると、情報検出部81において反射した光が、図6中において示した領域A1,A2において検知される。領域A1の場合は光センサ19に入射することはないが、領域A2の場合は光センサ19に入射することになり、その結果、予期しない光が検知されてしまうのである。また、このような反射光の他、情報検出部81に近いほど情報検出部81において回折した光を受けやすいため、図6(b)に示すような配置の場合、インク残量検出部82の走査中に情報検出部81と光センサ19との絶対的な距離が近くなることも、予期しない光が検知されてしまう要因となる。
【0067】
図7は、反射シール80を鋭角側に貼り付けた場合と、鈍角側に貼り付けた場合とで、光センサ19からの出力電圧がどのように変化するのかを測定した結果を示すグラフである。図7のグラフにおいて、横軸は光センサ19とインクカートリッジ2との相対位置、縦軸は光センサからの出力電圧を示している。光センサからの出力電圧は、光を検出していないときに高くなる一方、光を検出しているときには低くなる。
【0068】
反射シール80を鋭角側に貼り付けた場合(図7中に「鋭角側」と注記したグラフ参照)、光センサ19とインクカートリッジ2との相対位置の変化に伴って、光センサ19が反射シール80(情報検出部81)の走査を開始すると、光センサ19からの出力電圧は急激に低下する(グラフ中の相対位置4〜10mm付近)。しかし、光センサ19が反射シール80(情報検出部81)の走査を終え、引き続いてプリズム52(インク残量検出部82)の走査を開始しても、光センサ19からの出力電圧は1.5〜2.5V程度までしか上昇しない(グラフ中の相対位置11〜18mm付近)。これは、プリズム52(インク残量検出部82)の走査を開始しているにもかかわらず、予期しない反射光を検知しているため、光センサ19からの出力電圧が十分に高くならないことを示している。このようなS/N比の低い状況下で、プリズム52からの反射光に基づきインク残量の判定を行おうとすると、しきい値が比較的高い場合(例えば、3V辺りの場合)、プリズム52(インク残量検出部82)からの有意な反射光が存在すると判定され、インクが残っているにもかかわらずニアエンプティとの誤判定が下されるおそれがある。また、しきい値を比較的低くすることで(例えば、1V辺りの場合)、上記の場合にプリズム52(インク残量検出部82)からの有意な反射光が存在しないと判定することは不可能ではないが、実際にニアエンプティ状態となった場合の反射光についても有意な反射光が存在しないと判定される可能性が高くなるため、その場合、インクが残っていないにもかかわらずニアエンプティではないとの誤判定が下されるおそれがある。
【0069】
これに対し、反射シール80を鈍角側に貼り付けた場合(図7中に「鈍角側」と注記したグラフ参照)、光センサ19とインクカートリッジ2との相対位置の変化に伴って、光センサ19がプリズム52(インク残量検出部82)の走査を開始しても、光センサ19からの出力電圧はきわめて高い状態で維持される(グラフ中の相対位置4〜10mm付近)。そして、光センサ19がプリズム52(インク残量検出部82)の走査を終え、引き続いて反射シール80(情報検出部81)の走査を開始すると、光センサ19からの出力電圧は急激に低下する(グラフ中の相対位置12〜18mm付近)。つまり、プリズム52(インク残量検出部82)の走査を開始している間に、予期しない反射光を検知することはなく、光センサ19からの出力電圧が十分に高くなる。このようなS/N比の高い状況下であれば、光センサ19からの出力電圧が多少変動しようとも、プリズム52(インク残量検出部82)からの有意な反射光が存在するか否かを正確に判定でき、ニアエンプティであるか否かを確実に検出することができる。
【0070】
つまり、このインクジェットプリンタ1の場合、インク残量検出部82は、インク残量が所定量以上の場合に、情報検出部81よりも反射率が低い第1の反射状態になるはずなので、情報検出部81からの反射光により、光センサ19が第1の反射状態よりも多くの光を検知するようなことがあると、インク残量が所定量未満であると誤認識するおそれがあるが、情報検出部81およびインク残量検出部82を上述のごとく並べておけば、情報検出部81からの反射光に起因する悪影響は抑制されるので、インク残量が所定量未満であると誤認識することがなくなるのである。
【0071】
ただし、図6(a)および同図(b)に示した事例は、情報検出部81とインク残量検出部82が、光センサ19とインクカートリッジ2との相対的な移動方向に並べて設けられた事例であり、情報検出部81とインク残量検出部82は、同一面に形成されている。そのため、光センサ19、情報検出部81、およびインク残量検出部82を上述の如き位置関係にすると不要な光の検出を効果的に防止できたが、情報検出部81とインク残量検出部82を同一面上に形成しなくてもよい場合は、上記事例とは別の構成を採用して、不要な光の検出を防止することも可能である。
【0072】
具体例を挙げれば、図6(c)に示すように、光センサ19からの入射光の光軸を基準にして、情報検出部81の角度を調節することにより、情報検出部81が、光センサ19でインク残量検出部82における光の反射状態を検出しているときに光センサ19から情報検出部81に入射する光を、光センサ19から外れた方向に反射させるような角度で配設されているとよい。
【0073】
すなわち、上述の如く、光センサ19からは、相応に指向性の高い光が放射され、ある程度は光軸(図6(c)において実線で示した軸線)の周囲(図6(c)において破線で例示した方向)に光が拡散するため、光センサ19の近傍に反射率の高い情報検出部81が存在していると、情報検出部81において反射した光が、図6(c)中において示した領域A3において検知されるが、図6(c)に示したように、情報検出部81の角度を調節すれば、領域A3の位置を光センサ19から外れた位置にすることができるので、予期しない光が検知されるのを防止できるのである。
【0074】
次に、図8は、インクジェットプリンタ1の電気回路構成の概略を示すブロック図である。
インクジェットプリンタ1を制御するための制御装置90は、本体側基板に搭載されており、制御装置90には、1チップ構成のマイクロコンピュータ(CPU)91と、そのCPU91により実行される各種の制御プログラムや固定値データを記憶したROM92と、各種のデータ等を一時的に記憶するための記憶手段であるRAM93と、書換え可能な不揮発性のメモリであるEEPROM94、イメージメモリ95、ゲートアレイ96等を有する。EEPROM94は、第1のダウンカウンタ94a、第2のダウンカウンタ94b、FLAG1記憶領域94c、FLAG2記憶領域94d、FLAG3記憶領域94eを備えている。
【0075】
FLAG1記憶領域94cには、ニアエンプティフラグFLAG1が記憶される。このニアエンプティフラグFLAG1は、インクカートリッジ内のインク残量がニアエンプティ状態になっていることを示すフラグで、インク残量が基準量以上のときは「0」が、基準量よりも少ない場合には「1」がFLAG1記憶領域94cに記憶される。FLAG2記憶領域94dには、カートリッジ交換フラグFLAG2が記憶される。このカートリッジ交換フラグFLAG2は、インクカートリッジ交換の有無、更にインクカートリッジ交換が無い場合に、現在装着されているインクカートリッジの種類を示すフラグである。インクカートリッジ交換がされたときは「0」が、インクカートリッジ交換が無く、現在大容量のインクカートリッジ2Bが装着されているときは「1」が、インクカートリッジ交換が無く、現在並容量のインクカートリッジ2Aが装着されているときは「2」がFLAG2記憶領域94dに記憶される。FLAG3記憶領域94eには、カートリッジ種別フラグFLAG3が記憶される。このカートリッジ種別フラグFLAG3は、現在装着されているインクカートリッジの種別を示すフラグで、現在大容量のインクカートリッジ2Bが装着されているときは「0」が、現在並容量のインクカートリッジ2Aが装着されているときは「1」がFLAG3記憶領域94eに記憶される。
【0076】
CPU91は、ROM92に予め記憶された制御プログラムに従い、インク有無の検出をするための制御を実行するものである。また画像形成タイミング信号およびリセット信号を生成し、各信号をゲートアレイ96へ転送する。このCPU91には、使用者が画像形成の指示を行うための操作パネル107、キャリッジ5を動作させるCRモータ101を駆動するためのCRモータ駆動回路102、記録媒体Pを搬送する搬送モータ103(LFモータ103)を駆動するためのLFモータ駆動回路104、記録媒体Pの先端を検出するペーパセンサ105、キャリッジ5の原点位置を検出する原点センサ106、光センサ19等が接続されている。接続される各デバイスの動作はこのCPU91により制御される。上記したCPU91と、ROM92,RAM93、EEPROM94およびゲートアレイ96とは、アドレスパス98およびデータパス99を介して接続されている。
【0077】
次にダウンカウンタについて説明する。
まず、第1のダウンカウンタ94aのみからなる場合を説明する。
第1のダウンカウンタ94aは、前記EEPROM94内に設けられ、記録ヘッド3からのインクの噴射回数をカウントするためのメモリであり、例えばインクの噴射回数「1」毎に「1」ずつ減算される。但し、噴射するインク滴の大きさを可変とすることが可能な場合は、その大きさに応じて減算する値も可変とすれば良い。
【0078】
並容量カートリッジ2A、大容量カートリッジ2Bにはそれぞれ所定量のインク71が初期に充填されているが、その充填されたインク量からおおよその最大噴射回数は決まっている。このため、インクカートリッジの交換が行われたときは、上述した通り、光センサ19によりインクカートリッジの種類の識別が行われるので、インクカートリッジの種類の識別後に装着されたインクカートリッジに対応する最大噴射回数が第1のダウンカウンタ94aに記憶されるのである。そして、インクの噴射が実行されると、第1のダウンカウンタ94aはインクの噴射回数をダウンカウントし、そのカウント値に基づくおおよその消費量が駆動回路110を介して表示器111に表示される。その結果、使用者はおおよそのインク残量を知ることができる。
【0079】
そして、第1のインク残量検出手段によりインクカートリッジ内のインク量が基準量よりも少なくなったと判定される(ニアエンプティ検出)と、表示器111のインク残量表示をニアエンプティへと変更し、第1のダウンカウンタ94aに基準量の噴射回数即ち、ニアエンプティ用最大噴射回数をセットする。即ち、ニアエンプティ検出は第1のダウンカウンタ94aの基準量噴射回数セットのトリガーとなる。
【0080】
上述したように、初期状態で充填されていたインクは主インク貯留室44から消費され、主インク貯留室44が空になると副インク貯留室45のインクが消費される。副インク貯留室45のインク液面がプリズム52の下部を下回ると、図3(b)に示すように、光センサ19の発光素子19aから照射された光が、プリズム52により光センサ19の受光素子19b方向(光路Y)へ反射されるようになる。これにより光センサ19の受光素子19bに検出される反射光量が大きく変化(増大)する。検出された反射光量は信号としてCPU91に入力されるので、かかる変化がニアエンプティとしてCPU91に認識され、対応するニアエンプティフラグFLAG1がオンされる。即ち、EEPROM94のFLAG1記憶領域94cに1が記憶される。
【0081】
なお、ニアエンプティフラグFLAG1がオンされた(インク量が基準値より少ないと検出された)時点において、並容量カートリッジ2A、大容量カートリッジ2B内のインクは空(エンプティ)ではないので、さらに、インクエンプティの状態(インク噴射回数がエンプティしきい値に達する)まで画像形成を続行することができる。従って、第1のダウンカウンタ94aに対するニアエンプティ用最大噴射回数のセット後には、ニアエンプティ状態からのダウンカウントに変わり、0に近い値になったら本当にインク無となるので、「カートリッジ交換」を表示する。
【0082】
次に、図9〜図15に示した各フローチャートを参照して、CPUで実行される各処理を説明する。
図9におけるフローは、インクジェットプリンタ1の電源がON状態で、インクカートリッジ交換ボタンが押下されかつ蓋の開閉を検出した時あるいは毎回の給紙毎に開始される。まず、カートリッジが交換されたか否かを確認し(S1)、カートリッジが交換されていれば(S1:YES)、ニアエンプティフラグFLAG1=0とし、インクカートリッジ内のインクが十分であると設定すると共に、カートリッジ交換フラグFLAG2をリセット(FLAG2=0)して(S2)、S3へと進む。なお、この場合実際にはインクカートリッジの交換がなくても、電源がON状態で、インクカートリッジ交換ボタンが押下されかつ蓋の開閉を検出した時はインクカートリッジ交換があったものとみなす。
【0083】
一方、インクカートリッジの交換がない場合、例えばインクカートリッジ交換ボタンが押下されたものの蓋の開閉が所定時間の間に検出されなかった場合や給紙時には(S1:NO)、直接S3へと進む。
【0084】
S3では、ニアエンプティフラグFLAG1=0か否か、即ちEEPROM94のFLAG1記憶領域94c内に0が記憶されているか否かを判定する。このタイミングでニアエンプティフラグFLAG1=0か否かを判定するのは、インクカートリッジの交換がない場合(S1:NO)に、既にFLAG1=1、即ちニアエンプティの状態になっていれば(S3:NO)、インクカートリッジ識別データおよびインク残量データを取得して記憶する(S4)ことなく後述するS12のニアエンプティ用表示処理へと進むことができるからである。換言すれば、インクカートリッジ内のインクがニアエンプティの状態になっていることが判っていれば、敢えて時間の掛かるS4を実行するまでもなくS12のニアエンプティ用表示処理へと進めばよいのである。
【0085】
一方、ニアエンプティフラグFLAG1=0、即ち、インクカートリッジ内にインクが十分にあれば(S3:YES)、S4へと進む。
S4では、光センサ19を用いて、インク残量データおよびカートリッジ識別データを取得する処理が実行される。具体的には、図10に示すフローチャートに従ってこの処理は実行される。このフローチャートではインク残量データおよびカートリッジ識別データをそれぞれ3回ずつ取得して記憶しているが、3回以上の奇数回数であれば5回でも7回でも良いことは言うまでもない。また、処理を簡単にするためにインク残量データおよびカートリッジ識別データをそれぞれ1回ずつ取得して記憶するように構成しても良い。
【0086】
このインク残量データおよびカートリッジ識別データ取得処理においては、まずCRモータ駆動回路によりCRモータ101を駆動して、インクカートリッジのインク残量検出部82が光センサ19の発光素子19aの発光方向に対向するようにキャリッジ5を移動させる。本実施形態においては、インク残量検出部82内の3点においてインク残量データを取得してEEPROM94内に記憶するので、第n回目のインク残量データを取得するために、まずRAM93内のn記憶領域に1を記憶する(S15)。そして、予め定められている第n回目の検出位置までキャリッジ5を移動させ、その時点で光センサ19の発光素子19aから装着されたインクカートリッジのインク残量検出部82(プリズム52)に向けて光を照射する。そのとき受光素子19bがインク残量検出部82からの反射光を受光するとともにその反射光の光量を電圧値へと変換し、更にA/Dコンバータ19cにより、その電圧値を所定のしきい値である所定の電圧値と比較することで1又は0に変換する。そして、この1又は0のインク残量データをEEPROM94内に記憶する(S16)。上述した通り、インクが十分にある場合にはインク残量検出部82からの反射光量が少ないので受光素子19bの出力電圧値はHighとなる。本実施形態では、所定のしきい値である所定の電圧値は受光素子19bの出力電圧値Highより低く設定されているので、EEPROM94内にはインク残量データとして1が記憶される。一方、インクがニアエンプティ状態になっている場合にはインク残量検出部82からの反射光量が多いので受光素子19bからの出力電圧値はLowとなる。本実施形態では、所定のしきい値である所定の電圧値は受光素子19bからの出力電圧値Lowより高く設定されているので、EEPROM94内にはインク残量データとして0が記憶される。このようにして第1回目のインク残量データを取得して記憶したら、n記憶領域に記憶されているnに1を加算する(S17)。次に、n=4になったか否かを判定し(S18)、n=4でなければ(S18:NO)、即ちまだインク残量検出部82内の3点においてインク残量データを取得して記憶していない場合には、S16へと戻って第n回目のインク残量データを取得する。一方、n=4であれば(S18:YES)、インク残量検出部82内の3点においてインク残量データを取得してEEPROM94内に記憶したことになるので、S19へと進む。
【0087】
本実施形態においては、情報検出部81でも3点においてカートリッジ識別データを取得してEEPROM94内に記憶しているので、第m回目のカートリッジ識別データを取得するために、まずRAM93内のm記憶領域に1を記憶する(S19)。そして、予め定められている第m回目の検出位置までキャリッジ5を移動させ、その時点で光センサ19の発光素子19aから装着されたインクカートリッジの情報検出部81(反射シール80又はプリズム52)に向けて光を照射する。そのとき受光素子19bが情報検出部81からの反射光を受光するとともにその反射光の光量を電圧値へと変換し、更にA/Dコンバータ19cにより、その電圧値を所定のしきい値である所定の電圧値と比較することで1又は0に変換する。そして、この1又は0のカートリッジ識別データをEEPROM94内に記憶する(S20)。上述した通り、反射シール80が情報検出部81に貼付されておらず、且つインクが十分ある場合には情報検出部81からの反射光量が少ないので受光素子19bの出力電圧値はHighとなる。従って、この場合にはEEPROM94内にはカートリッジ識別データとして1が記憶される。一方、反射シール80が情報検出部81に貼付されているか、又は反射シール80が情報検出部81に貼付されておらず、且つインクがニアエンプティ状態になっている場合には情報検出部81からの反射光量が多いので受光素子19bからの出力電圧値はLowとなる。従って、この場合にはEEPROM94内にはカートリッジ識別データとして0が記憶される。このようにして、第1回目のカートリッジ識別データを取得して記憶したら、m記憶領域に記憶されているmに1を加算する(S21)。次に、m=4になったか否かを判定し(S22)、m=4でなければ(S22:NO)、即ちまだ情報検出部81内の3点においてカートリッジ識別データを取得して記憶していない場合には、S20へと戻って第m回目のカートリッジ識別データを取得する。一方、m=4であれば(S22:YES)、情報検出部81内の3点においてカートリッジ識別データを取得してEEPROM94内に記憶したことになるので、この処理を終了してS5へと進む。
【0088】
S5では、現在装着されているインクカートリッジがニアエンプティ状態になっているか否かを判定するインクニアエンプティ判定処理が実行される。具体的には、図11に示すフローチャートに従ってこの処理は実行される。
【0089】
このインクニアエンプティ判定処理においては、S4のインク残量データおよびカートリッジ識別データ取得処理においてEEPROM94内に記憶された6つのデータのうち、3つのインク残量データを読み出し、これら3つのインク残量データが全て1か否かを判断する(S23)。全てのインク残量データが1であれば(S23:YES)、ニアエンプティフラグFLAG1=0とする(S24)。即ち、インクカートリッジ内のインク残量がニアエンプティ状態ではなく十分ある状態であるとして、EEPROM94内のFLAG1記憶領域94c内に0を記憶し、このインクニアエンプティ判定処理を終了する。
【0090】
全てのインク残量データが1でなければ(S23:NO)、2つのインク残量データが1か否かを判断する(S25)。即ち奇数個のインク残量データを取得して記憶しているので、多数決にて判断するのである。2つのインク残量データが1であれば(S25:YES)、例えば(1,1,0)であればS24へと進むのである。しかしながら、2つのインク残量データが1でなければ(S25:NO)、例えば(1,0,0)であればニアエンプティフラグFLAG1=1とする(S26)。即ち、インクカートリッジ内のインク残量がニアエンプティ状態であるとして、EEPROM94内のFLAG1記憶領域94c内に1を記憶し、このインクニアエンプティ判定処理を終了する。このインクニアエンプティ判定処理が判定手段をなすものである。
【0091】
S5のインクニアエンプティ判定処理が終了すると、S6へ進む。S6では、S3と同様に、ニアエンプティフラグFLAG1=0か否か、即ちEEPROM94のFLAG1記憶領域94c内に0が記憶されているか否かを判定する。このタイミングでニアエンプティフラグFLAG1=0か否かを判定するのは、S5でインクニアエンプティ判定処理を行っているので、最新の判定結果の認識のためである。ニアエンプティフラグFLAG1=1、即ちニアエンプティの状態になっていれば(S6:NO)、S12のニアエンプティ用表示処理へと進む。S6でニアエンプティフラグFLAG1=1、即ちニアエンプティの状態になるのはS4の判定でニアエンプティフラグFLAG1=0のとき、即ち直前までニアエンプティ状態ではないと判定されているときだけなので、この場合、第1のダウンカウンタ94a内のカウント値(データ)を基準量噴射回数、即ちニアエンプティ用最大噴射回数に設定する。
【0092】
また、S3とS6において、それぞれFLAG1=0でない場合、即ちインクカートリッジ内のインク残量がニアエンプティの状態になっているときは必ずS12のニアエンプティ用表示処理へ進むため、後述するS8のカートリッジ種類の識別処理は行われない。換言すれば、インクカートリッジ内のインク残量がニアエンプティの状態になっているときに未使用状態でのインク収容量が大容量であったか並容量であったかを識別しても意味がないのである。
【0093】
一方、FLAG1=0、即ちインクカートリッジ内にインクが十分にあれば(S6:YES)、S7へと進む。
S7では、カートリッジ交換フラグFLAG2の値が何か、即ちEEPROM94のFLAG2記憶領域94d内に0、1、2のうち何れの値が記憶されているかが判定される。具体的には、カートリッジ交換フラグFLAG2=0のときは、インクカートリッジの交換があったことを示すものである。カートリッジ交換フラグFLAG2=1のときは、インクカートリッジの交換が無く、現在装着されているインクカートリッジが大容量カートリッジ2Bであることを示すものである。カートリッジ交換フラグFLAG2=2のときは、インクカートリッジの交換が無く、現在装着されているインクカートリッジが並容量カートリッジ2Aであることを示すものである。
【0094】
インクカートリッジの交換があった場合には(S7:FLAG2=0)、S8へと進んで、現在装着されているインクカートリッジの種類が大容量カートリッジ2Bなのか並容量カートリッジ2Aなのかを識別するカートリッジ種類の識別処理が実行される。具体的には、図12に示すフローチャートに従ってこの処理は実行される。
【0095】
このカートリッジ種類の識別処理においては、S4のインク残量データおよびカートリッジ識別データ取得処理においてEEPROM94内に記憶された6つのデータのうち、3つのインクカートリッジ識別データを読み出し、これら3つのインクカートリッジ識別データが全て0か否かを判断する(S27)。全てのインクカートリッジ識別データが0であれば(S27:YES)、カートリッジ識別フラグFLAG3=0とする(S28)。即ち、交換により新たに装着されたインクカートリッジが大容量カートリッジ2Bであるとして、EEPROM94内のFLAG3記憶領域94e内に0を記憶し、このカートリッジ種類の識別処理を終了する。
【0096】
一方、全てのインクカートリッジ識別データが0でなければ(S27:NO)、2つのインクカートリッジ識別データが0か否かを判断する(S29)。即ち奇数個のインクカートリッジ識別データを取得して記憶しているので、多数決にて判断するのである。2つのインクカートリッジ識別データが0であれば(S29:YES)、例えば(0,0,1)であればS28へと進むのである。しかしながら、2つのインクカートリッジ識別データが0でなければ(S29:NO)、例えば(1,1,0)であればカートリッジ識別フラグFLAG3=1とする(S30)。即ち、交換により新たに装着されたインクカートリッジが並容量カートリッジ2Aであるとして、EEPROM94内のFLAG3記憶領域94e内に1を記憶し、このカートリッジ種類の識別処理を終了する。このカートリッジ種類の識別処理が識別手段をなすものである。
【0097】
S8のカートリッジ種類の識別処理が終了すると、S9へ進む。S9では、カートリッジ識別フラグFLAG3=0か否か、即ちEEPROM94内のFLAG3記憶領域94e内に0が記憶されているか否かを判定する。このタイミングでFLAG3=0か否かを判定するのは、S8でカートリッジ種類の識別処理を行っているので、その識別結果を認識してFLAG2を設定するためである。FLAG3=0、即ち交換により新たに装着されたインクカートリッジが大容量カートリッジ2Bであれば(S9:YES)、カートリッジ交換フラグFLAG2=1とする(S10)。即ちEEPROM94のFLAG2記憶領域94d内に1を記憶するのである。そして、S11の大容量カートリッジ用表示処理へと進むのである。
【0098】
一方、FLAG3=1、即ち交換により新たに装着されたインクカートリッジが並容量カートリッジ2Aであれば(S9:NO)、カートリッジ交換フラグFLAG2=2とする(S13)。即ちEEPROM94のFLAG2記憶領域94d内に2を記憶するのである。そしてS14の並容量カートリッジ用表示処理へと進むのである。
【0099】
また、S7において、インクカートリッジの交換が無く、現在大容量カートリッジ2Bが装着されている場合は(S7:FLAG2=1)、カートリッジ種類の識別処理(S8)からS10までを実行する必要がないのでそのままS11の大容量カートリッジ用表示処理へと進むのである。
【0100】
また、S7において、インクカートリッジの交換が無く、現在並容量カートリッジ2Aが装着されている場合は(S7:FLAG2=2)、カートリッジ種類の識別処理(S8)からS13までを実行する必要がないのでそのままS14の並容量カートリッジ用表示処理へと進むのである。
【0101】
次に、図13を参照してS11の大容量カートリッジ用表示処理を説明する。図13は、図9に示すインクジェットプリンタ1の動作の中で、交換により新たに装着されたインクカートリッジが大容量カートリッジ2Bであるか、又は交換は行われなかったものの現在装着されているインクカートリッジが大容量カートリッジ2Bであると識別された場合に、表示器111のLCD表示を大容量カートリッジ用表示とする処理のフローチャートである。
【0102】
交換により新たに装着されたインクカートリッジが大容量カートリッジ2Bであるか、又は交換は行われなかったものの現在装着されているインクカートリッジが大容量カートリッジ2Bであると識別された場合に、第1のダウンカウンタ94aからそのカウント値(データ)を取得する(S31)。上述した通り、インクカートリッジが新しい大容量カートリッジ2Bと交換されたときに第1のダウンカウンタ94aには最大噴射数が設定され、インクがノズルから噴射される度にダウンカウントされる。従って、現在の第1のダウンカウンタ94aからカウント値(データ)を取得すれば、インクカートリッジ内に収容されているインク量がわかるので、取得したカウント値(データ)に基づいてCPU91が表示器111のLCDに表示するためのデータを演算して算出し(S32)、LCD表示を変更する(S33)。例えば、最大噴射数を10万とし、現在のカウント値を3万とすると、インク残量が未使用状態のインク量の30%程度であることになる。従って、図13のS33に記載した図においては、インクカートリッジ内に収容されているインク量がニアエンプティではないものの、インク残量が30%程度であることを示している。また、EEPROM94内のFLAG2記憶領域には1が記憶されているので、表示器111のLCDには「LG(ラージ)」と表示することで、使用者に対して大容量カートリッジ2Bが装着されていることを示している。そして、交換により大容量カートリッジ2Bが新たに装着されたときには、第1のダウンカウンタ94aに最大噴射数が設定されるので、表示器111のLCDにはインク残量100%の状態が表示されることは言うまでもない。そしてS33にてLCD表示を変更し終えたら、図9に示すインクジェットプリンタ1の動作を終了する。
【0103】
次に、図14を参照してS14の並容量カートリッジ用表示処理を説明する。図14は、図9に示すインクジェットプリンタ1の動作の中で、交換により新たに装着されたインクカートリッジが並容量カートリッジ2Aであるか、又は交換は行われなかったものの現在装着されているインクカートリッジが並容量カートリッジ2Aであると識別された場合に、表示器111のLCD表示を並容量カートリッジ用表示とする処理のフローチャートである。
【0104】
交換により新たに装着されたインクカートリッジが並容量カートリッジ2Aであるか、又は交換は行われなかったものの現在装着されているインクカートリッジが並容量カートリッジ2Aであると識別された場合に、第1のダウンカウンタ94aからそのカウント値(データ)を取得する(S34)。上述した通り、インクカートリッジが新しい並容量カートリッジ2Aと交換されたときに第1のダウンカウンタ94aには最大噴射数が設定され、インクがノズルから噴射される度にダウンカウントされる。従って、現在の第1のダウンカウンタ94aからカウント値(データ)を取得すれば、インクカートリッジ内に収容されているインク量がわかるので、取得したカウント値(データ)に基づいてCPU91が表示器111のLCDに表示するためのデータを演算して算出し(S35)、LCD表示を変更する(S36)。例えば、最大噴射数を8万とし、現在のカウント値を2万4千とすると、インク残量が未使用状態のインク量の30%程度であることになる。従って、図14のS36に記載した図においては、インクカートリッジ内に収容されているインク量がニアエンプティではないものの、インク残量が30%程度であることを示している。また、EEPROM94内のFLAG2記憶領域には2が記憶されているので、表示器111のLCDには「NM(ノーマル)」と表示することで、使用者に対して並容量カートリッジ2Aが装着されていることを示している。そして、交換により並容量カートリッジ2Aが新たに装着されたときには、第1のダウンカウンタ94aに最大噴射数が設定されるので、表示器111のLCDにはインク残量100%の状態が表示されることは言うまでもない。そしてS36にてLCD表示を変更し終えたら、図9に示すインクジェットプリンタ1の動作を終了する。
【0105】
次に、図15を参照してS12のインクニアエンプティ用表示処理を説明する。図15は、図9に示すインクジェットプリンタ1の動作の中で、S3又はS6においてニアエンプティフラグFLAG1=0と判断された場合に、表示器111のLCD表示をインクニアエンプティ用表示とする処理のフローチャートである。
【0106】
S3又はS6においてニアエンプティフラグFLAG1=0と判断された場合、まず表示器111のLCD表示をニアエンプティ表示に変更する(S37)。具体的には、表示器111のLCD表示を10%程度の表示にする。更に、EEPROM94内のFLAG1記憶領域には1が記憶されているので、表示器111のLCDに「NE(ニアエンプティ)」と表示することで、使用者に対してインクカートリッジ内のインク残量がニアエンプティであることを示している。そして、第1のダウンカウンタ94aからそのカウント値(データ)を取得する(S38)。上述した通り、インクカートリッジが初めてニアエンプティと判断されたとき(S6:NO)、第1のダウンカウンタ94aにはニアエンプティ用最大噴射数が設定され、インクがノズルから噴射される度にダウンカウントされる。従って、現在の第1のダウンカウンタ94aからカウント値(データ)を取得すれば、インクカートリッジ内に収容されているインク量がわかるのである。次に、第1のダウンカウンタ94aから取得したカウント値が所定のしきい値、例えば1000より小さいか否かを判断する(S39)。第1のダウンカウンタ94aから取得したカウント値が所定のしきい値より小さければ(S39:YES)、表示器111のLCD表示をインクカートリッジの交換を要求する表示にして(S40)、このフローを終了する。一方、第1のダウンカウンタ94aから取得したカウント値が所定のしきい値以上であれば(S39:NO)、そのままこのフローを終了する。
【0107】
以上の説明においては、インク残量を検出する手段が1つのダウンカウンタ94aのみからなる場合につき説明したが、これに代えて、インク残量を検出する手段が2つのダウンカウンタ即ち、第1のダウンカウンタ94aと第2のダウンカウンタ94bとからなる変形例につき説明する。
【0108】
インクカートリッジを交換した場合、装着されたインクカートリッジの種別に応じて第1のダウンカウンタ94aに最大噴射回数をセットする。一方、第2のダウンカウンタ94bには、基準量噴射回数をセットする。インクが噴射されるたびに第1のダウンカウンタ94aの値のみをデクリメントしていく(第2のダウンカウンタ94bはそのまま何もしない)。その第1のダウンカウンタ94aの値に基づいて表示器111に表示されるインク残量表示が変更されることとなる。そして、第1のインク残量検出手段によりインクのニアエンプティが検出されたとき、第2のダウンカウンタ94bもダウンカウントを開始する。表示器111のインク残量表示は第1のダウンカウンタ94aのカウント値に応じてインク残量表示は変更され続ける。即ち、ニアエンプティ検出は第2のダウンカウンタ94bのダウンカウンタのカウント開始のトリガーとなる。第2のダウンカウンタ94bの存在意義は、電源のON/OFFが行われたときに、実際にニアエンプティか否かを確認するために使用される。即ち、基準量噴射回数よりもカウント値が少なければニアエンプティ状態であることが判り、基準量噴射回数とカウント値が等しければまだニアエンプティとなっていないことが判る。
【0109】
また、本実施形態においては、インクカートリッジのプリズム52の半面に全体が反射する部分からなる反射シール80を貼付して並容量/大容量の2種を識別できるように構成したが、これに代えて、反射部分と非反射部分とが交互に形成されたシール(例えば、バーコード状のもの)を貼付することにより、光センサ19により検出されるデータを2ビット、3ビット、4ビット…という複数ビットとすることもできる。この場合、2種類よりも多い例えば4種類、8種類、16種類…のインクカートリッジを識別することが可能であり、並容量/大容量といった情報の他に、数種類の容量や、容量以外のインクカートリッジに関する情報を識別することが可能となる。
【0110】
例えば、黒のインクカートリッジで、大容量、並容量、小容量のインクカートリッジを持つ場合には、2ビットで4種類までのインクカートリッジを識別できれば各々の種類が識別可能であり、また、イエロー、マゼンタ、シアン、黒のインクカートリッジ夫々が大容量と並容量のインクカートリッジを持つ場合には、3ビットで8種類のインクカートリッジを識別できれば各々の種類が識別可能である。
【0111】
以上説明したように、本実施形態によれば、検出手段により被検出部位で検出された奇数個の検出データを多数決で判断することにより、装着されたインクカートリッジ内のインク容量の識別を行えると共に、その識別結果に基づいて大容量カートリッジか並容量カートリッジかの表示が行え、また、インク残量検出装置によりニアエンプティの検出も行うことによりニアエンプティの表示も行うことができる。
【0112】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記の具体的な一実施形態に限定されず、この他にも種々の形態で実施することができる。
例えば、上述の実施形態においては、光センサ19はインクジェットプリンタ1の内部に固定配置され、キャリッジ5が移動することにより、キャリッジ5に装着されたインクカートリッジ2が光センサ19によって走査されるようになっていたが、インクカートリッジ2側を固定して光センサ19側を動作させても、同様にニアエンプティや並容量/大容量の識別を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】インクジェットプリンタの斜視図である。
【図2】インクカートリッジの側断面図である。
【図3】(a)、(b)はインクカートリッジとセンサとの側面図である。
【図4】並容量カートリッジの斜視図である。
【図5】大容量カートリッジの斜視図である。
【図6】光センサ、情報検出部、およびインク残量検出部の位置関係の違いを説明するための説明図である。
【図7】反射シールおよびプリズムを走査したときの光センサの出力電圧を示すグラフである。
【図8】インクジェットプリンタの電気回路構成の概略を示すブロックである。
【図9】インクジェットプリンタの全体処理のフローチャートを示した図である。
【図10】インク残量データ&カートリッジ識別データ取得処理のフローチャートを示した図である。
【図11】インクニアエンプティ判定処理のフローチャートを示した図である。
【図12】制御プログラムの1つであるカートリッジ識別処理のフローチャートを示した図である。
【図13】図9の全体処理中で実行される大容量カートリッジ用表示処理のフローチャートを示した図である。
【図14】図9の全体処理中で実行される並容量カートリッジ用表示処理のフローチャートを示した図である。
【図15】図9の全体処理中で実行されるインクニアエンプティ用表示処理のフローチャートを示した図である。
【符号の説明】
1・・・インクジェットプリンタ、2・・・インクカートリッジ、2A・・・並容量カートリッジ、2B・・・大容量カートリッジ、3・・・記録ヘッド、4・・・ヘッドユニット、5・・・キャリッジ、6・・・駆動ユニット、7・・・プラテンローラ、8・・・パージ装置、9・・・ガイド軸、10・・・ガイド板、11,12・・・プーリ、13・・・タイミングベルト、14・・・パージキャップ、15・・・ポンプ、16・・・カム、17・・・インク回収部、18・・・キャップ、19・・・光センサ、19a・・・発光素子、19b・・・受光素子、19c・・・A/Dコンバータ、20・・・ワイパ部材、41,42・・・区画壁、43・・・大気導入室、44・・・主インク貯留室、45・・・副インク貯留室、46・・・底壁、47・・・大気連通口、48・・・フォーム、49・・・インク連通口、50・・・インク供給口、51・・・側壁、51a・・・傾斜部、52・・・プリズム、53・・・反射部材、80・・・反射シール、81・・・情報検出部、82・・・インク残量検出部、90・・・制御装置、91・・・CPU、92・・・ROM、93・・・RAM、94・・・EEPROM、95・・・イメージメモリ、96・・・ゲートアレイ、98・・・アドレスパス、99・・・データパス、101・・・CRモータ、102・・・CRモータ駆動回路、103・・・LFモータ、104・・・LFモータ駆動回路、105・・・ペーパセンサ、106・・・原点センサ、107・・・操作パネル、110・・・駆動回路、111・・・表示器。
Claims (9)
- 発光素子から投光して、その反射光を受光素子で検出するように構成された反射形の光センサと、内部に収容されているインクの量が変化するのに伴って、前記光センサから入射する光の反射状態が変化するインク残量検出部を有するインクカートリッジとを備えており、前記光センサと前記インクカートリッジとを相対的に移動させて前記インク残量検出部からの光の反射状態に基づいてインク残量を検出するとともに、前記光センサの発光素子の光軸がインク残量検出部に対して移動方向に傾斜している画像形成装置であって、
前記インクカートリッジに関する情報に対応づけて前記光センサから入射する光の反射状態が設定された情報検出部を備え、
該情報検出部と前記インク残量検出部とが、前記光センサまたは前記インクカートリッジの移動方向に並べて設けられ、
前記光センサの発光素子の光軸が前記インク残量検出部に対して鋭角を形成する側に前記インク残量検出部を、鈍角を形成する側に前記情報検出部を配置し、
前記光センサの発光素子の光軸の傾斜は、前記光センサで前記インク残量検出部における光の反射状態を検出しているときに、前記光センサが情報検出部からの反射光を検知しない角度に設定される
ことを特徴とする画像形成装置。 - 発光素子から投光して、その反射光を受光素子で検出するように構成された反射形の光センサと、内部に収容されているインクの量が変化するのに伴って、前記光センサから入射する光の反射状態が変化するインク残量検出部を有するインクカートリッジとを備えており、前記光センサと前記インクカートリッジとを相対的に移動させて前記インク残量検出部からの光の反射状態に基づいてインク残量を検出するとともに、前記光センサの発光素子の光軸がインク残量検出部に対して移動方向に傾斜している画像形成装置であって、
前記インクカートリッジに関する情報に対応づけて前記光センサから入射する光の反射状態が設定された情報検出部を備え、
該情報検出部と前記インク残量検出部とが、前記光センサまたは前記インクカートリッジの移動方向に並べて設けられ、
前記インク残量検出部および前記情報検出部は、前記光センサで前記インク残量検出部における光の反射状態を検出しているときに、前記情報検出部が前記インク残量検出部よりも前記光センサから離れた位置に存在するように並べられており、
前記光センサの発光素子の光軸の傾斜は、前記光センサで前記インク残量検出部における光の反射状態を検出しているときに、前記光センサが情報検出部からの反射光を検知しない角度に設定される
ことを特徴とする画像形成装置。 - 前記情報検出部と前記インク残量検出部は、同一面に形成される
ことを特徴とする請求項1または請求項2に記載の画像形成装置。 - 発光素子から投光して、その反射光を受光素子で検出するように構成された反射形の光センサと、内部に収容されているインクの量が変化するのに伴って、前記光センサから入射する光の反射状態が変化するインク残量検出部を有するインクカートリッジとを備えており、前記光センサと前記インクカートリッジとを相対的に移動させて前記インク残量検出部からの光の反射状態に基づいてインク残量を検出するとともに、前記光センサの発光素子の光軸がインク残量検出部に対して移動方向に傾斜している画像形成装置であって、
前記インクカートリッジに関する情報に対応づけて前記光センサから入射する光の反射状態が設定された情報検出部を備え、
該情報検出部と前記インク残量検出部とが並べて設けられ、
前記情報検出部は、前記光センサで前記インク残量検出部における光の反射状態を検出しているときに、前記光センサから入射する光を前記光センサから外れた方向に反射させるような角度で配設されており、
前記光センサの発光素子の光軸の傾斜は、前記光センサで前記インク残量検出部における光の反射状態を検出しているときに、前記光センサが情報検出部からの反射光を検知しない角度に設定される
ことを特徴とする画像形成装置。 - 前記情報検出部と前記インク残量検出部は、前記光センサと前記インクカートリッジの相対移動に伴って、同一の前記光センサによって光の反射状態を検出される
ことを特徴とする請求項1〜請求項4のいずれかに記載の画像形成装置。 - 前記インク残量検出部と前記情報検出部とは、前記光センサと前記インクカートリッジとの相対移動において、インク残量検出部からの光の反射状態を先に検出する
ことを特徴とする請求項1〜請求項5のいずれかに記載の画像形成装置。 - 前記インク残量検出部は、インク残量が所定量以上の場合に、前記情報検出部よりも反射率が低い第1の反射状態になり、インク残量が所定量未満の場合に、前記第1の反射状態よりも反射率が高い第2の状態になり、
前記情報検出部は、前記第1の反射状態になった前記インク残量検出部よりも、反射率が高い部材を、前記インクカートリッジの表面に配設してなる
ことを特徴とする請求項1〜請求項6のいずれかに記載の画像形成装置。 - 前記インク残量検出部は、インク残量が所定量以上の場合に、内側にインクが存在する状態となって前記光センサから入射する光を内側へ透過させることで、前記第1の反射状態になる一方、インク残量が所定量未満の場合に、内側に空気が存在する状態となって前記光センサから入射する光を前記空気との界面で反射させることで、前記第2の状態になるように構成されている
ことを特徴とする請求項7に記載の画像形成装置。 - 前記情報検出部は、未使用状態でのインクカートリッジに封入されたインクの量に応じて異なる反射率を示すように構成されている
ことを特徴とする請求項1〜請求項8のいずれかに記載の画像形成装置。
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