JP5247061B2 - 発光量変更方法およびインクジェット記録装置 - Google Patents

Description

本発明は、インクジェット記録装置における光学センサの発光量変更方法およびインクジェット記録装置に関する。

インクジェット記録装置におけるインクタンク内のインク残量を検出する方法として、インクの有無によって変化するインクタンクの特定部の反射率を光学的な反射型センサを用いて読み取る方法が知られている（特許文献１）。

しかし、インクジェット記録装置の場合、記録を行う際にインクを吐出して記録を行うことから、記録装置内に発生したインクミストが光学式センサに付着するおそれがある。そのため、特許文献１のようにインクタンクの特定部の反射率を光学的な反射型センサで読み取る方式の場合、インクミストによって光学式センサが汚れていると、正確に読み取ることができない恐れがある。その他にも、光学式センサの経年劣化や光学系メカ精度のずれなどによって、光学式センサの検出特性が大きく変わる恐れもある。

そこで、このような検出特性の変化があっても、一定以上のインク残量検出の精度を確保するために、光学式センサの較正（以下、キャリブレーションともいう）を行ってからインク残量検知を行う方法が知られている（特許文献２）。この方法は、光学式センサの感度調整可能な回路とキャリッジ上にキャリブレーション用の反射物とを設け、インク残量検知時にその反射物で特性変化した光学式センサの感度を一定レベルに調整し、検出特性を補正し検出精度を確保するという方式である。

特開２０００−４３２８７号公報 特開平８−１１４４８８号公報

しかし、特許文献２の方法にも依然として課題がある。光学式センサのキャリブレーションを行うために用いる反射物も、インクジェット記録装置内に設置されているため、その反射物自体もインクミストによって汚れるおそれがある。反射物が汚れれば、その汚れ具合によってキャリブレーションによる検出特性は変わってしまうおそれがある。よって、インクジェット記録装置の使用に伴って汚れ具合は常に変化するため、反射物の汚れ方次第で、キャリブレーションによって光学式センサの感度を一定レベルに調整できない場合や、インク有り無しの検知を行うに当たって、誤った判断をするおそれがある。

よって本発明は、記録装置使用中に発生するインクミストが、光学センサの較正に影響を与えることなく、インク有り無しの検知を行なうに当たって誤った判断をしない光学センサの発光量変更方法およびインクジェット記録装置を提供することを目的とする。

そのため本発明の発光量変更方法は、インクタンクと、該インクタンクの反射部に向けて所定の発光量で発光する発光部と、前記反射部で反射された光を受光するための受光部と、該受光部で受光した受光量が閾値よりも多い場合は前記インクタンクにインクが無いと判断し前記受光量が前記閾値以下の場合は前記インクタンクにインクが有ると判断する判断部と、を備えるインクジェット記録装置の発光量変更方法において、前記発光部にインクが有るインクタンクの反射部に向けて前記所定の発光量で発光させる工程と、前記受光部で受光する受光量が前記閾値よりも大きくなるまで前記発光部の発光量を上げる工程と、前記受光量が前記閾値になるまで前記発光量を下げる工程と、前記所定の発光量を、前記受光量が前記閾値になったときの前記発光部の発光量に変更する工程と、前記インクタンクに設けられた記憶素子に変更された前記発光部の発光量を記憶する工程と、を以上の順に有することを特徴とする。

また、本発明のインクジェット記録装置は、インクタンクと、該インクタンクの反射部に向けて所定の発光量で発光する発光部と、前記反射部で反射された光を受光するための受光部と、該受光部で受光した受光量が閾値よりも多い場合は前記インクタンクにインクが無いと判断し前記受光量が前記閾値以下の場合は前記インクタンクにインクが有ると判断する判断部と、を備えるインクジェット記録装置において、前記発光部にインクが有るインクタンクの反射部に向けて前記所定の発光量で発光させ、前記受光部で受光する受光量が前記閾値よりも大きくなるまで前記発光部の発光量を上げた後に前記受光量が前記閾値になるまで前記発光量を下げる制御手段と、前記所定の発光量を、前記受光量が前記閾値になったときの前記発光部の発光量に変更する変更手段と、前記変更手段によって変更された前記発光部の発光量を前記インクタンクに設けられた記憶素子に記憶する記憶手段と、を備えることを特徴とする。

本発明によれば、インクタンクに備えられた反射部に光学式センサの発光部から光を照射して、反射部によって反射した反射光を光学式センサの受光部で検出する。そして、インクタンク内にインクが入っている時に、光学式センサによってインクタンク内にインクが入っていないと検知されるときの受光部の検出信号を基準として、光学式センサを較正することで、信頼性の高いインク有無の判断が可能となる。

（記録装置本体）
以下、図面を参照して本実施形態を詳細に説明する。
図１は、本実施形態を適用可能なインクジェット記録装置（以下、単に記録装置ともいう）の全体構成を示す概略斜視図である。インクタンクを搭載可能なキャリッジ１０１は、シャーシ１０２にその両端部が支持されて延在するガイドレール１０３および１０４により摺動可能に支持されている。キャリッジ１０１には、不図示の駆動モータからの駆動を伝達するための駆動ベルト１０５と、搭載する記録ヘッド１０６に画像信号を伝達するためのフレキシブルケーブル１０７とがそれぞれ接続されている。これにより、各記録ヘッド１０６から記録媒体としての例えば記録用紙にインクを吐出して画像等を記録可能に構成されている。

キャリッジ１０１の移動範囲の一端側に設けられたホームポジションＨＰには、キャリッジ１０１に搭載される記録ヘッド１０６に対する吐出回復を目的とする吸引または保護用のキャップ１０８が設けられている。不図示のポンプ（ポンプ手段）によりキャップ１０８と記録ヘッド１０６との間の空間を負圧とすることにより、あるいは空吐出させることにより記録ヘッド１０６の吐出口またはこれに連通するインク流路（ノズル）の目詰まり等を積極的に解消することができる。なお、図示しないが、キャップ１０８には、その内部に連通し、記録ヘッド１０６から排出されたインクを所定の部位へ導くインクチューブが取り付けられている。

一方、キャリッジ１０１移動範囲のホームポジションＨＰの反対側には、発光部１０９と受光部１１０とを持つ較正可能な光学式センサ１１１が設けられている。この光学式センサ１１１の上部をキャリッジ１０１が通過するときにインクタンク内のインク残量の光学的検知を行うことができる。

（インクタンク）
本実施形態で用いたインクタンクについて説明する。
図２は、本実施形態に用いたインクタンクを示したものである。インクタンク本体２００は、記録ヘッド１０６にインクを送る供給口２０２と、インクを貯蔵するインク貯蔵部２０６と、吸収体によってインクを保持するインク保持部２０１とを備えている。また、インクタンク本体２００は、アクリル等の材料からなる光透過性部材によって形成された三角形状のインク残量検知用光学反射部（以下、単に反射部ともいう）２０４と、外部とのアクセスが可能に設けられた記憶素子２０５を備えている。

（インク残量検知方法）
ここで、本実施形態で用いるインク残量検知方法について説明する。本実施形態では光学式センサ１１１を用いてインクタンクのインク２０３の有無を判別する。インク残量検知時には、光学式センサ１１１の上部までキャリッジ１０１を移動させ、キャリッジ１０１に搭載されたインクタンクの反射部２０４を光学式センサ１１１と対面させる。

図３は、光学式センサ１１１とインクタンクの反射部２０４とが対面している状態を示した図である。反射部２０４がインクで覆われている場合、つまりインクが入っている場合には、発光部１０９から出た光の大半は、図の実線矢印のように反射部２０４で反射されずに通過してしまうため、受光部１１０ではほとんど受光されない。また、反射部２０４がインクに覆われていない場合は、光学式センサ１１１の発光部１０９から出た光は、インクタンクの反射部２０４で図の破線矢印のように反射するため、その反射光が光学式センサの受光部１１０で受光される。このようにして、反射部２０４の反射を利用して、反射部２０４に照射された光を反射させることでインクタンク内のインクの量（有無）を検出している。

（光学式センサ回路）
図４は、本実施形態の記録装置が搭載する回路基板上に構成された光学式センサ駆動回路を示した図である。発光部１０９から出た光を受光する受光部１１０は、インクタンクの反射部２０４によって反射された光を検出して、その検出した光の量に応じた電圧を出力する。出力された電圧はローパスフィルタ４０２、Ａ／Ｄコンバータ４０３を通して、電圧レベルとしてＣＰＵ４０５が検出する。

インクタンクにインクが残っていない場合には、発光部１０９から出た光はインクタンクの反射板で反射されて受光部１１０で受光されるため、ＣＰＵ４０５検出する電圧は下がる。また、インクタンクにインクが残っている場合には、発光部１０９から出た光はインクタンクの反射板で反射されないため、ＣＰＵ４０５が検出する電圧は上がる。

図５は、本実施形態におけるインクの有無を判断する閾値をＣＰＵ４０５の電圧で表わした図である。ＣＰＵ４０５は、図中の実線で示した閾値５０１よりもＣＰＵ４０５の検出した電圧が高ければインク有り、逆に電圧が低ければインク無しと判断する。

しかし、記録装置を使用して装置内部で発生するインクミスト等によって、発光部１０９や受光部１１０が汚れた場合には、汚れによって発光部１０９が発光する光は実際に発光する光よりも弱くなり、受光部１１０で受光する光の量は少なくなってしまう。これによって、インクタンクにインクが残っていない場合でも、ＣＰＵ４０５が検出する電圧が閾値５０１以上に高くなることがある。この場合、インクタンクの中にはインクが無いにもかかわらず、ＣＰＵ４０５はインクが有ると誤った判断をしてしまう。

このようなＣＰＵ４０５の誤った判断を防止するために、本実施形態では、発光部１０９および受光部１１０にそれぞれ調整回路を設けており、発光量を調整することができるように構成されている。

（インクタンク記憶素子）
図６は、キャリッジ１０１に搭載されたインクタンク本体２００を表わした図である。インクタンク本体２００には記憶素子２０５が設けられており、その記憶素子２０５は、キャリッジ１０１の電気接点６０１と接続可能に構成されている。そして、記憶素素子２０５はキャリッジホルダを介して記録装置本体と接続され、フレキシブルケーブル１０７を介してメイン基板のＣＰＵ４０５とつながっている。

図７は、インクタンク本体２００に設けられた記憶素子２０５と記録装置本体に設けられたＣＰＵ４０５とがつながっている状態を模式的に表わした図である。一般的にこのようなインクタンクに設けられた記憶素子には、インクの使用ドット数や、インクタンクの色情報、固有識別ＩＤ等を記憶させているが、本実施形態では、ＣＰＵ４０５により情報の読み書きが可能なＥＥＰＲＯＭとしての機能も担っている。

以下にＥＥＰＲＯＭの記憶内容について説明する。
アドレス０（装置ＩＤ）：光学式センサのキャリブレーション時に、プリンタ本体の固有ＩＤが書き込まれる。初期状態はブランク。
アドレス１（インク無しフラグ）：インク残量検知が行われ、インクタンク内のインク２０３のインク残量がないと判断された場合、１が書き込まれる。初期状態は０になっている。
アドレス２（キャリブレーションフラグ）：光学式センサのキャリブレーションが行われた場合に１が書き込まれる。初期状態は０になっている。
アドレス３（ＰＷＭ値）：光学式センサのキャリブレーションが行われた際にキャリブレーション終了時の発光素子におけるＰＷＭ(パルス幅変調：Pulse Width Modulation)値が書き込まれる。

図８は、ＥＥＰＲＯＭの記憶内容を模式的に表わした図である。

（振分け処理）
以下に、本実施形態における振分け処理について図を用いて説明する。なお、説明を容易にするため１つのインクタンクについて説明を行うが、複数のインクタンクであっても同様に検出することが可能である。また、この振分け処理は、通常インクタンクが交換された場合や、ある程度記録が行われた後に、インクの残量が少ないと判断された場合に実行される。

図９は、インクタンクの記憶素子の記憶情報による振分け処理を示したフローチャートである。この振分け処理がスタートすると、ステップＳ９０１でＥＥＰＲＯＭ内のアドレス１の情報（インク無しフラグ）を確認する。このフラグが１の場合、つまり、すでにこのインクタンクは以前にインク残量検知が行われて、前回のインク残量検知でインクタンク内にインクが無いと判断されたものである場合には、ステップＳ９０２へと移行してユーザにインク無しの警告を出す。ステップＳ９０１でフラグが０である場合、つまり、インクタンクが新品で、まだインク残量検知が行われていないか、インク残量検知は行われたが、前回のインク残量検知の際にインクタンク内にまだインクが有った場合には、ステップＳ９０３へ移行する。ステップＳ９０３では、アドレス２の情報（キャリブレーションフラグ）の確認を行う。このフラグが０の場合、つまり、以前に光センサのキャリブレーションが実施されていなければ、ステップＳ９０４へ移行する。ステップＳ９０３でフラグが１、つまり、以前に光センサのキャリブレーションが実施されていると判断した場合には、ステップＳ９０５へと移行する。ステップＳ９０５では、アドレス０の情報（装置ＩＤ）の確認を行う。ここではインクタンクが以前にキャリブレーションを行った記録装置と、現在搭載されている記録装置とが同一であるかを確認するための識別情報であるＩＤ（identification）の確認を行う。ＩＤが不一致の場合は、他の記録装置で途中まで使用されて、インクの残っているインクタンクであると判断されて、ステップＳ９０４へと移行する。ＩＤが一致した場合には、ステップＳ９０６へと移行する。

このような振分け処理を行うことで、インクタンクの履歴がわかる。すなわち、インクタンクは、フローチャート上に示す４つのルート（９１０、９１１、９１２、９１３）に分別されることになり、ルート１（９１０）を通るものは、すでに使用されインクが無くなってしまったものをあわらしている。また、ルート２（９１１）を通るものは、インクタンクにインクが有り、且つキャリブレーションが一度も行われてないものであるため新品のインクタンクであると判断することができる。また、ルート３（９１２）を通るものは、インクタンクにインクが有り、且つキャリブレーションが行われており、機種固有ＩＤが一致しないもの。即ち、他の記録装置で使用されており、今回始めて本記録装置に装着されたインク有りのインクタンクであると判断することができる。そして、ルート４（９１３）を通るものは、すでに、本記録装置で以前にインク残量検知が行われ、前回はインク有りと判断されたものと判断することができる。

このような振分けを行うことによって、ルート２（９１１）およびルート３（９１２）の処理を通るインクタンク内に必ずインクが入っていると判断できるインクタンクを用いてステップＳ９０４で後述する光学式センサのキャリブレーションを行うことができる。また、キャリブレーションを行わないルート１（９１０）の処理を通るものは、すでにインクタンク内のインクが無しと識別されているためインク残量検知の必要がない。また、ルート４（９１３）の処理を通るこれからインク残量検知を行うインクタンクについては、すでに本記録装置で光学式センサのキャリブレーションが行われたインクタンクであることがわかる。

（光学式センサのキャリブレーション）
次に光学式センサのキャリブレーションについて説明を行う。
図１０は、本実施形態における光学式センサ１１１のキャリブレーションを示したフローチャートである。本実施形態におけるキャリブレーションはインクタンクに備えられたインク残量検知用光学反射部２０４を用いて行われる。以下図１１のフローチャートのステップ毎に説明する。

ステップＳ１００１でキャリブレーションのスタート信号を受けると、ステップＳ１００２へと移行して、キャリッジ１０１はインクタンクを図３の位置、すなわち光学式センサ１１１と対向する位置まで搬送する。インクタンクの搬送が完了したら、ステップＳ１００３でＰＷＭを行いながら発光素子を発光させて、その際の受光量が図５のインク有り無し閾値５０１よりも上、つまりインクが有りと判定される領域になるようにＰＷＭにより発光量を調整する。具体的には一旦インク無しの領域になるまで光量を増やしてから、光量を減らしてインク有りの領域に入ったところのＰＷＭ値を求める。これは、光学式センサのキャリブレーションを行うインクタンク内にはインクが入っていることが予めわかっているため、このような調整をすることができる。このように、内部にインクが有ることがわかっている反射部２０４を用いて光学式センサ１１１の発光量を調整することで、例え反射部２０４が汚れていても、一定のインク有り無し閾値５０１を用いてインクの有無を検出することができるようになる。

ＰＷＭにより光学式センサ１１１の発光部１０９の発光量を調整後、調整した後のＰＷＭ値をインクタンク搭載の記憶素子のアドレス３に書き込んでキャリブレーションを終了させる。

（光学インク残量検知）
図１１は、本実施形態における光学インク残量検知を示したフローチャートである。インクタンクの記憶素子の情報による振分け処理によって、図９のルート４（９１３）の処理を経た後に行われる光学インク残量検知について説明する。ステップＳ９０１でインクタンクの記憶素子の情報によってインク有り無しの確認を行っているが、ステップＳ９０１での確認は、あくまで前回のインク残量検知時点でのインク有り無しの確認であり、現在のインクタンク内のインク残量の確認は行っていない。そのため、前回のインク残量検知でインク有りと判断されたものでも、現在はインクタンク内にインクが残っていないものがルート４（９１３）を通ってステップＳ９０６まで来る場合がある。そこで、光学インク残量検知によって、現在のインクタンク内のインク残量確認を行う。

ステップＳ１１０１でインク残量検知のスタート信号を受けると、ステップＳ１１０２へと移行して、キャリッジ１０１はインクタンクを図３の位置、すなわち光学式センサ１１１と対向する位置まで搬送する。ルート４（９１３）の処理を通ってきたものは、既に本記録装置によるキャリブレーションが完了しているものである。そのため、ステップＳ１１０３で、ＣＰＵ４０５は記憶素子２０５のアドレス３から光学式センサ１１１の発光部１０９の発光の用いるＰＷＭ値を読み込んで、ステップＳ１１０４で発光部１０９の発光量調整を行う。そして、ステップＳ１１０５へ移行して、図５におけるインク有り無し閾値５０１を用いて、インクタンク内のインク残量検知を行う。ここでインクタンク内のインク残量が無い場合には、ステップＳ１１０７でアドレス１にインク無しのフラグである１を書き込み、ステップＳ１１０８でユーザにインク無しの警告を行って処理を終了する。また、ステップＳ１１０５でインクタンク内のインク残量が有る場合には、ステップＳ１１０６でインク有りの表示行って処理を終了する。

このように本実施形態によればインクタンク記憶素子情報による振分け処理を行うことでインクタンクにインクが残っている状態で、光学式センサでインクタンク内にインクが入っていないと検知される時の受光部の検出信号を基準として光学式センサを較正する。

これによって、従来の課題であったキャリブレーション用反射板の汚れの影響を受けず、インクタンク反射板のバラツキをも含めて補正することが可能となる。その結果、バラツキを持った光学式センサやインクタンク反射板を用いたとしても、高精度で且つインクミストに強い信頼性の高い光学インク残量検知を行うことが可能となる。

なお、本実施形態では較正に関する制御は、記録装置が有していたが、これに限定するものではなく、コンピュータ等のホスト装置が有していてもよい。

また、本実施形態の制御を実行するプログラムを記録装置やホスト装置が有していてもよい。さらに、記録装置やホスト装置によって読み取り可能な、本実施形態の制御を実行するプログラムコードが格納された記憶媒体によって実行されてもよい。

また、本実施形態では光学式センサの発光量を調整することで光学式センサの較正を行っているが、受光感度を調整することで較正を行ってもよい。

本実施形態を適用可能なインクジェット記録装置の全体構成を示す概略斜視図である。 本実施形態のインクタンクを示したものである。 図１の記録装置における光学式センサとインクタンクの反射部とが対面している状態を示した図である。 図１の記録装置における回路基板上に構成された光学式センサ駆動回路を示した図である。 インクの有無を判断する閾値をＣＰＵの電圧で表わした図である。 図１の記録装置におけるキャリッジに搭載されたインクタンク本体を表わした図である。 図１の記録装置における記憶素子とＣＰＵとがつながっている状態を模式的に表わした図である。 図１の記録装置におけるＥＥＰＲＯＭの記憶内容を模式的に表わした図である。 本実施形態の記憶素子の情報による振分け処理を示したフローチャートである。 本実施形態の光学式センサのキャリブレーションを示したフローチャートである。 本実施形態における光学インク残量検知を示したフローチャートである。

符号の説明

１０１ キャリッジ
１０９ 発光部
１１０ 受光部
１１１ 光学式センサ
２００ インクタンク本体
２０４ インク残量検知用光学的反射部
２０５ 記憶素子
ＣＰＵ ４０５
５０１ インク有り無し閾値
９１０ ルート１
９１１ ルート２
９１２ ルート３
９１３ ルート４

Claims (6)

1. インクタンクと、該インクタンクの反射部に向けて所定の発光量で発光する発光部と、前記反射部で反射された光を受光するための受光部と、該受光部で受光した受光量が閾値よりも多い場合は前記インクタンクにインクが無いと判断し前記受光量が前記閾値以下の場合は前記インクタンクにインクが有ると判断する判断部と、を備えるインクジェット記録装置の発光量変更方法において、
   前記発光部にインクが有るインクタンクの反射部に向けて前記所定の発光量で発光させる工程と、
   前記受光部で受光する受光量が前記閾値よりも大きくなるまで前記発光部の発光量を上げる工程と、
   前記受光量が前記閾値になるまで前記発光量を下げる工程と、
   前記所定の発光量を、前記受光量が前記閾値になったときの前記発光部の発光量に変更する工程と、
   前記インクタンクに設けられた記憶素子に変更された前記発光部の発光量を記憶する工程と、
   を以上の順に有することを特徴とする発光量変更方法。
2. 前記記憶素子には、当該インクタンクについて前記発光部の発光量を変更する動作を行ったか否かの情報が記憶されていることを特徴とする請求項１に記載の発光量変更方法。
3. 前記記憶素子には、前記発光部の発光量を変更する動作を行ったインクジェット記録装置の情報が記憶されていることを特徴とする請求項２に記載の発光量変更方法。
4. インクタンクと、該インクタンクの反射部に向けて所定の発光量で発光する発光部と、前記反射部で反射された光を受光するための受光部と、該受光部で受光した受光量が閾値よりも多い場合は前記インクタンクにインクが無いと判断し前記受光量が前記閾値以下の場合は前記インクタンクにインクが有ると判断する判断部と、を備えるインクジェット記録装置において、
   前記発光部にインクが有るインクタンクの反射部に向けて前記所定の発光量で発光させ、前記受光部で受光する受光量が前記閾値よりも大きくなるまで前記発光部の発光量を上げた後に前記受光量が前記閾値になるまで前記発光量を下げる制御手段と、
   前記所定の発光量を、前記受光量が前記閾値になったときの前記発光部の発光量に変更する変更手段と、
   前記変更手段によって変更された前記発光部の発光量を前記インクタンクに設けられた記憶素子に記憶する記憶手段と、
   を備えることを特徴とするインクジェット記録装置。
5. 前記記憶素子には、当該インクタンクについて前記発光部の発光量を変更する動作を行ったか否かの情報が記憶されていることを特徴とする請求項４に記載のインクジェット記録装置。
6. 前記記憶素子には、前記発光部の発光量を変更する動作を行ったインクジェット記録装置の情報が記憶されていることを特徴とする請求項５に記載のインクジェット記録装置。

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