CN111546778B - 印刷装置 - Google Patents

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Abstract

本发明的印刷装置包括:侧面标注有标记(MK)的墨盒(310)、使用墨盒内的墨水(IK)进行印刷的印刷头(107)、设置于墨盒(310)的侧面中的、标注有标记(MK)的侧面的外侧,并检测来自墨盒(310)的光的光电转换器件(322)、以及根据光电转换器件(322)的输出判断墨水(IK)的界面的位置,并根据标记(MK)的位置和界面的位置检测墨盒内的墨水量的处理部(120)。

Description

印刷装置
技术领域
本发明涉及印刷装置等。
背景技术
目前,已知有在使用墨水进行印刷的印刷装置中,判定墨水收纳容器内有无墨水的方法。例如专利文献1中公开了一种墨水供给装置,其通过使用受光器接收从发光器照射并穿过了墨水瓶的光,从而检测墨水的液面。
专利文献1:日本专利特开2001-105627号公报
发明内容
谋求对印刷装置进一步进行改良。
本发明的一个方式涉及的印刷装置包括:墨盒,侧面标注有标记;印刷头,使用所述墨盒内的墨水进行印刷;光电转换器件,设置于所述墨盒的侧面中标注有所述标记的侧面的外侧,并在光源发光的期间检测来自所述墨盒的光;以及处理部,使用所述光电转换器件,检测所述墨水的界面和所述标记,根据检测到的结果检测所述墨盒内的墨水量。这样,即使在产生组装误差的情况下,也能够高精度地推断墨水量。
附图说明
图1是表示电子设备的构成的立体图。
图2是说明电子设备中的墨盒的配置的图。
图3是在打开墨盒单元的盖部的状态下的电子设备的立体图。
图4是表示墨盒的构成的立体图。
图5是打印机单元和墨盒单元的构成例。
图6是传感器单元的分解图。
图7是表示基板、光电转换器件、光源的位置关系的图。
图8是传感器单元的剖视图。
图9是说明墨盒、光源、光电转换器件的位置关系的图。
图10是说明光源与导光体的位置关系的图。
图11是说明光源与导光体的位置关系的图。
图12是说明光源与导光体的位置关系的图。
图13是传感器单元与处理部的构成例。
图14是光电转换器件的构成例。
图15是包含窗部的电子设备的立体图。
图16是作为光分离器而设有透镜阵列的情况的示意图。
图17是作为光分离器而设有树脂缝的情况的示意图。
图18是在墨盒的侧面设有光分离器的情况的示意图。
图19是设置于墨盒的侧面的光分离器的构成例。
图20是设置于墨盒的侧面的光分离器的构成例。
图21是设置于墨盒的侧面的光分离器的构成例。
图22是省略光分离器的情况的示意图。
图23是说明光源与导光体的位置关系的图。
图24是说明光源、导光体、光电转换器件的位置关系的图。
图25是说明墨盒、光源、光电转换器件的位置关系的图。
图26是受光单元的分解图。
图27是发光单元的分解图。
图28是说明墨盒、光源、光电转换器件的位置关系的图。
图29是表示传感器单元的其他构成的分解图。
图30是表示传感器单元的其他构成的剖视图。
图31是光电转换器件的输出数据的示例。
图32是说明墨水量检测处理的流程图。
图33是附着有墨滴的墨盒以及此时的输出数据的示意图。
图34是说明考虑了墨滴的墨水量检测处理的流程图。
图35是说明针对输出数据的校正处理的图。
图36是说明组装误差的示意图。
图37是说明根据标记的墨水量检测处理的图。
图38是表示附有标记的墨盒及输出数据的示意图。
图39是设置于墨盒的侧面的狭缝与标记的关系例。
图40是光电转换器件相对于墨盒倾斜的情况的示意图。
图41是相对于一个墨盒在水平方向上设有多个光电转换器件的情况的示意图。
图42是检测光电转换器件相对于墨盒的倾斜度的方法的说明图。
图43是检测墨盒相对于水平面的倾斜度的方法的说明图。
图44是黄色墨水与品红色墨水的输出数据的关系。
图45是品红色染料墨水与品红色颜料墨水的输出数据的关系。
图46是使用扫描仪单元时的电子设备的立体图。
附图标记的说明
10…电子设备;100…打印机单元;101…操作面板;102…壳体部;103…窗部;104…前盖;105…管;106…滑架;107…印刷头;108…进纸电机;109…滑架电机;110…进纸辊;111…基板;120…处理部;140…存储部;150…显示部;160…操作部;170…外部I/F部;200…扫描仪单元;201…壳体部;202…原稿台;300…墨盒单元;301…壳体部;302…盖部;303…铰链部;310、310a~310e…墨盒;311…注入口;312…排出口;313…第二排出口;314…墨水流道;315…主容器;320…传感器单元;321…基板;322、322a、322b…光电转换器件;323、323a、323b…光源;323R…红色LED;323G…绿色LED;323B…蓝色LED;324、324a、324b…导光体;325、325a、325b…透镜阵列;326…壳体;327、328…开口部;329…遮光壁;330…树脂狭缝;340…受光单元;341…传感器基板;342…传感器壳体;350…发光单元;351…光源基板;352…光源壳体;360…传感器单元;361…基板;365…壳体;366~369…开口;3222…控制电路;3223…升压电路;3224…像素驱动电路;3225…像素部;3226…CDS电路;3227…采样保持电路;3228…输出电路;CDSC、CPC、DRC…控制信号;CLK…时钟信号;Drv、DrvR、DrvG、DrvB…驱动信号;EN_I、EN_O、EN1~ENn…芯片使能信号;HD…主扫描轴;VD…副扫描轴;IK、IKa~IKe…墨水;MK…标记;OP1、OP2…输出端子;P…印刷介质;RS…反射面;RST…重置信号;SMP…采样信号;OS…输出信号;Tx…传输控制信号;VDD…电源电压;VDP、VSP…电源端子;VREF…基准电压;VRP…基准电压供给端子;VSS…电源电压。
具体实施方式
以下,对本实施方式进行说明。此外,以下所说明的本实施方式并非权利要求书中所记载的内容的不当限定。另外,本实施方式中说明的全部构成并不一定是必需构成要件。
1.电子设备的构成例
1.1电子设备的基本构成
图1是本实施方式涉及的电子设备10的立体图。电子设备10是包含打印机单元100和扫描仪单元200的复合机(MFP:Multifunction Peripheral)。另外,电子设备10除了具有印刷功能和扫描功能以外,还可以具有传真功能等的其他功能。或者,也可以仅具有印刷功能。另外,电子设备10包括收纳墨盒310的墨盒单元300。打印机单元100是使用从墨盒310供给的墨水执行印刷的喷墨打印机。以下,电子设备10的记载可以适当地替换为印刷装置。
图1中示出了Y轴、与Y轴正交的X轴、以及与X轴及Y轴正交的Z轴。在XYZ轴中,箭头的方向分别表示正方向,与箭头的方向相反的方向表示负方向。以下,将X轴的正方向记为+X方向,将负方向记为-X方向。对于Y轴及Z轴也是同样的。电子设备10在其使用状态下配置于由X轴和Y轴限定的水平的平面上,+Y方向是电子设备10的正面。Z轴是与水平的平面正交的轴,-Z方向为竖直向下方向。
电子设备10具有作为用户接口部的操作面板101。在操作面板101上,配置有例如用于进行电子设备10的电源的接通/断开操作、与使用印刷功能的印刷相关的操作、与使用扫描功能的原稿的读取相关的操作的按键类。另外,操作面板101上配置有用于显示电子设备10的动作状态和消息等的显示部150。进而,显示部150显示通过后述的方法检测到的墨水量。另外,也可以在操作面板101上配置用于在用户向墨盒310补充墨水后执行重置处理的重置键。
1.2打印机单元和扫描仪单元
打印机单元100通过喷射墨水在印刷用纸等的印刷介质P上进行印刷。打印机单元100具有作为该打印机单元100的外壳的壳体部102。壳体部102的正面侧设有前盖104。此处的正面表示设置有操作面板101的面,且表示电子设备10中的+Y方向的面。操作面板101及前盖104能够相对于壳体部102绕X轴转动。电子设备10包括未图示的纸盒,该纸盒相对于前盖104设置于-Y方向。纸盒与前盖104连结,并可拆装地安装于壳体部102上。在纸盒的+Z方向上设置有未图示的排纸托盘,该排纸托盘能够向+Y方向和-Y方向伸缩。排纸托盘在图1的状态下相对于操作面板101设置于-Y方向,通过操作面板101转动而露出于外部。
X轴是印刷头107的主扫描轴HD,Y轴是打印机单元100的副扫描轴VD。在纸盒中,以层叠状态载置有多张印刷介质P。载置于纸盒的印刷介质P沿着副扫描轴VD一张一张地供给至壳体部102的内部,在利用打印机单元100进行印刷之后,沿着副扫描轴VD被排出,并载置在排纸托盘上。
扫描仪单元200被载置于打印机单元100的上方。扫描仪单元200具有壳体部201。壳体部201构成扫描仪单元200的外壳。扫描仪单元200为平板式,具有由玻璃等的透明板状部件形成的原稿台和图像传感器。扫描仪单元200经由图像传感器读取记录在纸张等介质上的图像等作为图像数据。另外,电子设备10也可以具备未图示的自动输稿器。扫描仪单元200通过自动输稿器一边将层叠的多张原稿一张一张地翻转一边依次进给,并使用图像传感器进行读取。
1.3墨盒单元和墨盒
墨盒单元300具有向打印机单元100包含的印刷头107供给墨水IK的功能。墨盒单元300包括壳体部301,该壳体部301具有盖部302。壳体部301内收纳有多个墨盒310。
图2是表示墨盒310的收纳状态的图。图2中用实线记载的部分表示墨盒310。多个墨盒310中分别收纳有种类不同的多种墨水IK。即,在多个墨盒310中,每个墨盒310中收纳有不同种类的墨水IK。
在图2的例子中,墨盒单元300收纳有五个墨盒310a、310b、310c、310d、310e。另外,在本实施方式中,作为墨水的种类,采用两种黑色墨水和黄色、品红色以及青色的彩色墨水这五种。两种黑色墨水是颜料墨水和染料墨水。墨盒310a中收纳有作为颜料的黑色墨水的墨水IKa。墨盒310b、310c、310d中收纳有黄色、品红色、青色的各种彩色墨水IKb、IKc、IKd。墨盒310e中收纳有作为染料的黑色墨水的墨水IKe。
墨盒310a、310b、310c、310d、310e按此顺序沿+X方向排列配置,并固定在壳体部301内。此外,以下在不区分五个墨盒310a、310b、310c、310d、310e以及五种墨水IKa、IKb、IKc、IKd、IKe的情况下,仅记载为墨盒310和墨水IK。
在本实施方式中,五个墨盒310均呈能够从电子设备10的外部向墨盒310内注入墨水IK的构成。具体而言,电子设备10的用户将收纳在其他容器中的墨水IK注入墨盒310进行补充。
在本实施方式中,墨盒310a的容量大于墨盒310b、310c、310d、310e的容量。墨盒310b、310c、310d、310e的容量彼此相同。在打印机单元100中,假设与彩色墨水IKb、IKc、IKd以及染料的黑色墨水IKe相比,颜料的黑色墨水IKa的消耗更多。并且,收纳有颜料的黑色墨水IKa的墨盒310a在X轴上配置于靠近电子设备10的中央部的位置处。这样,例如在如后述的图15那样壳体部301具有窗部103的情况下,容易确认使用频率高的墨水的余量。但是,五个墨盒310a、310b、310c、310d、310e的配置顺序没有特别限定。另外,在并非颜料的黑色墨水IKa的消耗更多,而是其他的墨水IKb、IKc、IKd、IKe中的某一种的消耗更多的情况下,也可以将该墨水IK收纳在容量大的墨盒310a中。
图3是将墨盒单元300的盖部302打开的状态下的电子设备10的立体图。盖部302能够经由铰链部303相对于壳体部301转动。当打开盖部302时,露出五个墨盒310。更为具体而言,通过打开盖部302,与各墨盒310对应的五个盖帽露出,通过打开该盖帽,墨盒310的+Z方向的一部分露出。墨盒310的+Z方向的一部分是包含该墨盒310所具有的墨水的注入口311的区域。用户在向墨盒310注入墨水IK时,通过使盖部302转动而向上方打开,从而接近墨盒310。
图4是表示墨盒310的构成的图。此外,图4中的X、Y、Z的各轴表示以正常的姿态使用电子设备10,且墨盒310适当地固定于壳体部301的状态下的轴。具体而言,X轴和Y轴是与水平方向平行的轴,Z轴是于铅垂方向平行的轴。关于XYZ的各轴,只要没有特别说明,则在以下的附图中都是同样的。墨盒310是±X方向为短边方向、±Y方向为长度方向的立体。以下,将墨盒310的面中的+Z方向的面表述为上表面,将-Z方向的面表述为底面,将±X方向及±Y方向的面表述为侧面。墨盒310例如由尼龙或聚丙烯等的合成树脂形成。
此外,在如上所述墨盒单元300包括多个墨盒310的情况下,该多个墨盒310既可以各自分开单独构成,也可以呈一体地构成。在呈一体地构成墨盒310的情况下,既可以呈一体成型墨盒310,也可以将分开成型的多个墨盒310捆扎或连结成一体。
墨盒310包括由用户注入墨水IK的注入口311和将墨水IK朝向印刷头107排出的排出口312。在本实施方式中,墨盒310的前方即+Y方向侧的部分的上表面比后方即-Y方向侧的部分的上表面高。在墨盒310的前方侧的部分的上表面上,设置有用于从外部注入墨水IK的注入口311。如以上使用图3所述,通过打开盖部302和盖帽,使注入口311露出。通过由用户从该注入口311注入墨水IK,能够向墨盒310补充各种颜色的墨水IK。用于由用户向墨盒310补充的墨水IK被收纳在其他的补充用容器中进行提供。另外,在墨盒310的后方侧的部分的上表面上,设置有用于向印刷头107供给墨水的排出口312。通过将注入口311设置在靠近电子设备10的正面的一侧,能够容易地注入墨水IK。
1.4电子设备的其他构成
图5是本实施方式涉及的电子设备10的概略构成图。如图5所示,本实施方式涉及的打印机单元100包括滑架106、进纸电机108、滑架电机109、进纸辊110、处理部120、存储部140、显示部150、操作部160以及外部I/F部170。此外,在图5中,省略了扫描仪单元200的具体构成。另外,图5是例示打印机单元100和墨盒单元300的各部分的连接关系的图,并不限定各部分的物理结构和位置关系。例如,墨盒310、滑架106、管105等部件在电子设备10中的配置可以考虑各种实施方式。
滑架106上搭载有印刷头107。印刷头107具有向滑架106的底面侧即-Z方向喷射墨水IK的多个喷嘴。印刷头107与各墨盒310之间设置有管105。墨盒310内的各墨水IK经由管105被输送至印刷头107。印刷头107将从墨盒310输送来的各墨水IK以墨滴的形式从多个喷嘴向印刷介质P喷射。
滑架106在滑架电机109的驱动下在印刷介质P上沿主扫描轴HD往复移动。进纸电机108驱动进纸辊110进行旋转,从而沿副扫描轴VD输送印刷介质P。印刷头107的喷射控制经由电缆由处理部120进行。
在打印机单元100中,根据处理部120的控制,在滑架106沿主扫描轴HD移动的同时,从印刷头107的多个喷嘴向沿副扫描轴VD输送的印刷介质P喷射墨水IK,从而在印刷介质P上进行印刷。
滑架106的移动区域中的主扫描轴HD的一端部成为滑架106待机的起始位置区域。在起始位置区域中,例如配置有用于进行印刷头107的喷嘴的清洁等维护的未图示的盖帽等。另外,在滑架106的移动区域中,配置有用于收纳进行印刷头107的冲洗或清洁时的废墨水的废墨箱等。此外,冲洗是指在印刷介质P的印刷期间,与印刷无关地从印刷头107的各喷嘴喷射墨水IK。清洁是指不驱动印刷头107,而通过设置于废墨箱的泵等吸引印刷头,从而对印刷头内进行清洁。
此外,此处假设为墨盒310与滑架106设置在不同部位的离架式(off-carriagetype)的印刷装置。但是,打印机单元100也可以是将墨盒310搭载在滑架106上,并与印刷头107一起沿主扫描轴HD移动的在架式(on-carriage type)的印刷装置。例如,墨盒310为一个的单色印刷用的印刷装置,收纳的墨水IK的量少,即使在将墨盒310搭载在滑架106上的情况下,该滑架的驱动也容易。
处理部120与作为用户接口部的操作部160及显示部150连接。显示部150用于显示各种显示画面,例如可以通过液晶显示器或有机EL显示器等实现。操作部160用于供用户进行各种操作,可以通过各种按钮或GUI等实现。例如如图1所示,电子设备10包括操作面板101,该操作面板101包括显示部150和作为操作部160的按钮等。另外,显示部150和操作部160也可以由触摸面板呈一体地构成。通过由用户对操作面板101进行操作,处理部120使打印机单元100和扫描仪单元200进行动作。
例如,在图1中,在将原稿设置于扫描仪单元200的原稿台上之后,用户对操作面板101进行操作而使电子设备10的动作开始。于是,通过扫描仪单元200读取原稿。接着,根据该被读取的原稿的图像数据,从纸盒向打印机单元100的内部供给印刷介质P,通过打印机单元100在该印刷介质P上进行印刷。
处理部120能够经由外部I/F部170连接外部设备。这里的外部设备例如是PC(Personal Computer:个人计算机)。处理部120进行经由外部I/F部170从外部设备接收图像数据,并通过打印机单元100将该图像印刷到印刷介质P上的控制。另外,处理部120进行如下控制:通过扫描仪单元200读取原稿,并经由外部I/F部170将作为读取结果的图像数据发送至外部设备、或者印刷作为读取结果的图像数据。
处理部120例如进行驱动控制、消耗量计算处理、墨水量检测处理以及墨水特性判定处理。本实施方式的处理部120由下述硬件构成。硬件可以包括处理数字信号的电路和处理模拟信号的电路中的至少一者。例如,硬件可以由安装在电路基板上的一个或多个电路装置、一个或多个电路元件构成。一个或多个电路装置例如为IC等。一个或多个电路元件例如为电阻、电容器等。
另外,处理部120也可以通过下述处理器实现。本实施方式的电子设备10包括存储信息的存储器和根据存储于存储器的信息进行动作的处理器。信息例如为程序和各种数据等。处理器包括硬件。处理器能够使用CPU(Central Processing Unit:中央处理器)、GPU(Graphics Processing Unit:图形处理器)、DSP(Digital Signal Processor:数字信号处理器)等各种处理器。存储器可以是SRAM(Static Random Access Memory:静态随机存取存储器)、DRAM(Dynamic Random Access Memory:动态随机存取存储器)等的半导体存储器,也可以是寄存器,也可以是硬盘装置等的磁存储装置,还可以是光盘装置等的光学式存储装置。例如,存储器存储计算机可读取的指令,并通过由处理器执行该指令,从而以处理的形式实现电子设备10的各部的功能。这里的指令既可以是构成程序的指令集,也可以是对处理器的硬件电路指示动作的指令。
处理部120进行控制滑架电机109而使滑架106移动的驱动控制。滑架电机109根据驱动控制进行使设置于滑架106上的印刷头107移动的驱动。
另外,处理部120进行算出通过从印刷头107的各喷嘴喷射墨水IK而消耗的墨水消耗量的消耗量计算处理。处理部120以在各墨盒310中充满墨水IK的状态为初始值,开始进行消耗量计算处理。更为具体而言,当用户向墨盒310补充了墨水IK并按下重置键时,处理部120针对该墨盒310而将墨水消耗量的计数值初始化。具体而言,将墨水消耗量的计数值设定为0g。另外,处理部120以重置键的按下操作为触发开始进行消耗量计算处理。
另外,处理部120进行根据与墨盒310相对应设置的传感器单元320的输出,检测墨盒310中收纳的墨水IK的量的墨水量检测处理。另外,处理部120进行根据与墨盒310对应地设置的传感器单元320的输出,判定该墨盒310中收纳的墨水IK的特性的墨水特性判定处理。墨水量检测处理和墨水确定判定处理的详细内容将在后面叙述。
1.5传感器单元的详细构成例
图6是示意性表示传感器单元320的构成的分解立体图。传感器单元320包括基板321、光电转换器件322、光源323、导光体324、透镜阵列325以及壳体326。
光源323和光电转换器件322安装于基板321上。光电转换器件322是例如光电转换元件沿规定方向排列配置而成的线性图像传感器。线性图像传感器既可以是将光电转换元件排列配置成一列的传感器,也可以是将光电转换元件排列配置成两列以上的传感器。光电转换元件例如是PD(Photodiode:光电二极管)。通过使用线性图像传感器,取得基于多个光电转换元件的多个输出信号。因此,不仅能够推断有无墨水IK,还能够推断界面的位置。
光源323例如具有R、G、B的各发光二极管(LED:Light emitting diode),在高速切换R、G、B的各发光二极管的同时依次使其发光。以下,将R的发光二极管表述为红色LED323R,将G的发光二极管表述为绿色LED323G,将B的发光二极管表述为蓝色LED323B。导光体324是用于引导光的棒状部件,截面形状可以是四边形状,也可以是圆形状,还可以是其他形状。导光体324的长度方向是与光电转换器件322的长度方向平行的方向。此外,由于来自光源323的光从导光体324射出,因此,在无需区别导光体324和光源323的情况下,有时也将导光体324和光源323统称为光源。
光源323、导光体324、透镜阵列325以及光电转换器件322被收纳在壳体326与基板321之间。壳体326上设置有光源用的第一开口部327和光电转换器件用的第二开口部328。光源323发出的光射入导光体324,从而使导光体整体发光。从导光体324射出的光经由第一开口部327照射至壳体326的外部。来自外部的光经由第二开口部328输入透镜阵列325。透镜阵列325将输入的光引导至光电转换器件322。具体而言,透镜阵列325是排列有多个折射率分布型透镜的自聚焦(セルフォック)透镜阵列(“セルフォック”为注册商标)。
图7是示意性表示光电转换器件322的配置的图。如图7所示,n(n为1以上的整数)个光电转换器件322在基板321上沿给定的方向排列配置。在此,如图7所示,n也可以为2以上。即,传感器单元320包括设置于线性图像传感器的长度方向侧的第二线性图像传感器。这里的线性图像传感器例如为图7的322-1,第二线性图像传感器为322-2。如上所述,各光电转换器件322是具有并排配置的多个光电转换元件的芯片。通过使用多个光电转换器件322,检测入射光的读取范围变大,因而能够扩大墨水量检测的对象范围。但是,线性图像传感器的数量、即墨水量检测的对象范围的设定可以实施各种变形,线性图像传感器为一个也无妨。
图8是示意性表示传感器单元320的配置的剖视图。此外,由图6和图7可知,光电转换器件322和光源323在Z轴上的位置不重叠,但为了便于说明与其他部件的位置关系,图8中示出了光源323。如图8所示,传感器单元320包括设置于光源323与光电转换器件322之间的遮光壁329。遮光壁329例如是壳体326的一部分,通过第一开口部327与第二开口部328之间的梁状部件延伸至基板321而形成。遮光壁329阻断从光源323朝向光电转换器件322的直射光。通过设置遮光壁329,能够抑制射入直射光,因而能够提高墨水量的检测精度。此外,遮光壁329只要能够阻断从光源323朝向光电转换器件322的直射光即可,具体的形状并不限定于图8。另外,作为遮光壁329,也可以使用与壳体326分体的部件。
图9是说明墨盒310与传感器单元320的位置关系的图。如图9所示,传感器单元320以光电转换器件322的长度方向为±Z方向的姿态固定于墨盒310的任一壁面。即,作为线性图像传感器的光电转换器件322以长度方向与铅垂方向平行的方式设置。此处的铅垂方向表示电子设备10以适当的姿势使用时的重力方向及其反方向。
在图9的例子中,传感器单元320固定于墨盒310的-Y方向的侧面。即,设置有光电转换器件322的基板321相比墨盒310的注入口311而更靠近排出口312。打印机单元100中能否执行印刷取决于是否向印刷头107供给墨水IK。因此,通过在排出口312侧设置传感器单元320,能够将墨盒310中的、墨水量尤为重要的位置作为对象进行墨水量的检测处理。
此外,如图9所示,墨盒310也可以包括主容器315、第二排出口313以及墨水流路314。主容器315是指墨盒310中用于收纳墨水IK的部分。第二排出口313例如是主容器315中设置于最靠-Z方向的位置处的开口。但是,第二排出口313的设置位置和形状能够实施各种变形。例如,在针对墨盒310利用抽吸泵进行抽吸、或者利用加压泵供给加压空气的情况下,蓄积在墨盒310的主容器315内的墨水IK从第二排出口313排出。从第二排出口313排出的墨水IK被墨水流路314引向+Z方向,并从排出口312排出至墨盒310的外部。此时,如图9所示,通过设为墨水流路314与光电转换器件322不对置的位置关系,能够适当地进行墨水量的检测处理。例如,墨水流路314设置于墨盒310中的-X方向的端部,传感器单元320相比墨水流路314设置于+X方向上。这样,能够抑制因为墨水流路314内的墨水而导致墨水量检测处理的精度降低。
如上所述,本实施方式中的“排出口”包括用于将墨水IK排出至墨盒310的外部的排出口312、和用于从主容器315向排出口312排出墨水IK的第二排出口313。其中,与是否向印刷头107供给了墨水IK更强关联的是第二排出口313。如图9所示,设置有光电转换器件322的基板321相比墨盒310的注入口311更靠近第二排出口313。由此,能够以墨水量尤为重要的位置为对象进行墨水量的检测处理。但是,排出口312与第二排出口313的距离越长,则需要使墨水流路314越长,有可能使墨水流路314的配置变得复杂。即,优选排出口312和第二排出口313设置于接近的位置处。因此,如上所述,通过将基板321设置于相比注入口311更靠近排出口312的位置,能够将墨水量重要的位置作为对象进行墨水量的检测处理。此外,在以下的说明中也是同样的,在给定的部件“相比墨盒310的排出口312而更靠近注入口311”这一表达、或者与其类似的表达中,能够将排出口312适当地替换为第二排出口313。
此外,传感器单元320例如也可以粘合在墨盒310上。或者,也可以在传感器单元320和墨盒310上分别设置固定用的部件,并将该部件彼此通过嵌合等固定,从而将传感器单元320安装在墨盒310上。固定用部件的形状、材质等能够实施各种变形。
光电转换器件322例如在Z轴上设置于z1~z2的范围内。z1和z2是Z轴上的坐标值,z1<z2。在来自光源323的光照射至墨盒310上的情况下,通过填充于墨盒310中的墨水IK而产生光的吸收、散射。因此,墨盒310中未填充墨水IK的部分相对变亮,填充有墨水IK的部分相对变暗。例如,在墨水IK的界面位于Z轴上的坐标值为z0的位置的情况下,墨盒310中的Z坐标值为z0以下的区域变暗,比z0大的区域变亮。
如图9所示,通过以长度方向为铅垂方向的方式设置光电转换器件322,能够适当地检测墨水IK的界面的位置。具体而言,若z1<z0<z2,则光电转换器件322中配置于与z1~z0的范围对应的位置处的光电转换元件中输入的光量相对较少,因而输出值相对变小。配置于与z0~z2的范围对应的位置处的光电转换元件中输入的光量相对较多,因而输出值相对变大。即,能够根据光电转换器件322的输出推断墨水IK的界面即z0。即,不仅能够检测墨水量是否在规定量以上这样的二值信息,还能够检测具体的界面位置。若界面的位置已知,则也可以根据墨盒310的形状以毫升等的单位推断墨水量。另外,也可以在整个z1~z2的范围的输出值大的情况下,判定为界面低于z1,在整个z1~z2的范围的输出值小的情况下,判定为界面高于z2。另外,能够检测墨水量的范围是设置有光电转换器件322的范围即z1~z2的范围。因此,通过变更光电转换器件322的数量或每个芯片的长度,能够容易地调整检测范围。另外,墨水量检测的分辨率根据光电转换器件322的间距和透镜阵列325的间距中的间距长的一方而决定。例如,在以20微米的间隔设置光电转换器件322的光电转换元件,以300微米的间隔设置透镜阵列325的透镜的情况下,以300微米为单位进行墨水量检测。具体的分辨率能够实施各种变形,但根据本实施方式的方法,能够实现精度比现有方法高的墨水量检测。
如果考虑高精度地检测墨水量,则优选对墨盒310照射的光不论在铅垂方向上的任何位置都为相同程度。这是因为:如上所述,由于墨水IK的有无表现为亮度的差异,因此,如果照射光的光量出现偏差则会导致精度降低。因此,传感器单元320具有以长度方向为铅垂方向的方式配置的导光体324。这里的导光体324如上所述是棒状的光导。此外,若考虑使导光体均匀地发光,则优选光源323从横向即与导光体的长度方向平行的方向向导光体射入光。这样,由于入射角变大,因而容易发生全反射。
图10至图12是说明光源323与导光体324的位置关系的图。例如,如图10所示,也可以设置为光源323和导光体324在Z轴上排列。通过光源323朝向+Z方向照射光,能够沿导光体324的长度方向引导光。或者,如图11所示,也可以使导光体324的光源侧的端部弯曲。这样,通过光源323朝向与基板321垂直的方向照射光,能够沿导光体324的长度方向引导光。或者,如图12所示,也可以在导光体324的光源侧的端部上设置反射面RS。光源323朝向与基板321垂直的方向照射光。来自光源323的光在反射面RS被反射,从而沿着导光体324的长度方向被引导。此外,本实施方式中的导光体324能够广泛应用公知的构成,例如在导光体324的-Y方向的面上设置反射板、根据与光源323的位置改变该反射板的密度,等等。另外,既可以将光源323设置于相比导光体324更靠+Z方向的位置处,也可以在导光体324的两端分别设置相同颜色的光源323,光源323与导光体324的构成能够实施各种变形。
此外,优选墨盒310的内壁中的至少与光电转换器件322对置的部分的拒墨性比墨盒310的外壁高。当然,也可以对墨盒310的内壁整体进行加工,使其拒墨性高于墨盒310的外壁。与光电转换器件322对置的部分既可以是墨盒310的-Y方向的内壁整体,也可以是该内壁的一部分。具体而言,内壁的一部分是包含墨盒310的-Y方向的内壁中的、XZ平面上的位置与光电转换器件322重叠的部分的区域。如之后使用图33所述,在墨盒310的内壁上附着有墨滴的情况下,该墨滴的部分与不存在墨水的部分相比变暗。因此,有可能因为墨滴而导致墨水量的检测精度降低。通过提高墨盒310的内壁的拒墨性,能够抑制墨滴的附着。
1.6传感器单元和处理部的详细构成例
图13是与传感器单元320相关的功能框图。电子设备10包括设置有处理部120和模拟前端(AFE:Analog Front End)130的第二基板111。处理部120对应于图5所示的处理部120,输出控制光电转换器件322的控制信号。控制信号包含后述的时钟信号CLK、芯片使能信号EN1。AFE130是至少具备对来自光电转换器件322的模拟信号进行A/D转换的功能的电路。第二基板111例如为电子设备10的主基板,上述基板321是传感器单元用的副基板。
在图13中,传感器单元320包括红色LED323R、绿色LED323G、蓝色LED323B以及n个光电转换器件322。如上所述,n为1以上的整数。红色LED323R、绿色LED323G以及蓝色LED323B设置于光源323中,多个光电转换器件322排列配置于基板321上。红色LED323R、绿色LED323G以及蓝色LED323B也可以分别存在多个。AFE130例如由集成电路(IC:IntegratedCircuit)实现。
处理部120控制传感器单元320的动作。首先,处理部120控制红色LED323R、绿色LED323G以及蓝色LED323B的动作。具体而言,处理部120以一定的周期T向红色LED323R供给一定的曝光时间Δt的驱动信号DrvR,使红色LED323R发光。同样地,处理部120以周期T向绿色LED323G供给曝光时间Δt的驱动信号DrvG而使绿色LED323G发光,以周期T内向蓝色LED323B供给曝光时间Δt的驱动信号DrvB而使蓝色LED323B发光。处理部120在周期T的期间内使红色LED323R、绿色LED323G以及蓝色LED323B排他性地逐个依次进行发光。
另外,处理部120控制n个光电转换器件(322-1~322-n)的动作。具体而言,处理部120对n个光电转换器件322共同供给时钟信号CLK。时钟信号CLK是n个光电转换器件322的动作时钟信号,n个光电转换器件322各自根据时钟信号CLK进行动作。
当在各受光元件接收到光之后,接收到芯片使能信号ENj时,各光电转换器件322-j(j=1~n)根据各受光元件接收到的光与时钟信号CLK同步地生成信号OS并输出。
处理部120在使红色LED323R、绿色LED323G或蓝色LED323B发光后,生成仅在光电转换器件322-1结束输出信号OS的输出为止的时间内有效的芯片使能信号EN1,并供给至光电转换器件322-1。
光电转换器件322-j在输出信号OS的输出结束之前生成芯片使能信号ENj+1。而且,芯片使能信号EN2~ENn分别被供给至光电转换器件322-2~322-n。
由此,在红色LED323R、绿色LED323G或蓝色LED323B发光之后,n个光电转换器件322依次输出输出信号OS。而且,传感器单元320从未图示的端子输出n个光电转换器件322依次输出的输出信号OS。输出信号OS在将传感器单元320与第二基板111电连接的未图示的配线中传送,并传送至第二基板111。
AFE130依次接收从n个光电转换器件322依次输出的输出信号OS,并对各输出信号OS进行放大处理、A/D转换处理,转换为包含与各受光元件的受光量对应的数字值的数字数据,并将各数字数据依次发送至处理部120。处理部120接收从AFE130依次发送来的各数字数据,并进行后述的墨水量检测处理和墨水特性判定处理。另外,处理部120也可以在墨水量检测处理等之前,进行使用后述的第一校正参数等的校正处理。
图14是光电转换器件322的功能框图。光电转换器件322具备控制电路3222、升压电路3223、像素驱动电路3224、p个像素部3225、CDS(Correlated Double Sampling:相关双采样)电路3226、采样保持电路3227以及输出电路3228。光电转换器件322从两个电源端子VDP、VSP分别被供给电源电压VDD和电源电压VSS。另外,光电转换器件322根据芯片使能信号EN_I、时钟信号CLK以及从基准电压供给端子VRP供给的基准电压VREF进行动作。电源电压VDD对应于高电位侧电源,例如为3.3V。VSS对应于低电位侧电源,例如为0V。芯片使能信号EN_I为图13的芯片使能信号EN1~ENn中的任意一个。
芯片使能信号EN_I和时钟信号CLK被输入至控制电路3222。控制电路3222根据芯片使能信号EN_I和时钟信号CLK控制升压电路3223、像素驱动电路3224、p个像素部3225、CDS电路3226以及采样保持电路3227的动作。具体而言,控制电路3222生成控制升压电路3223的控制信号CPC、控制像素驱动电路3224的控制信号DRC、控制CDS电路3226的控制信号CDSC、控制采样保持电路3227的采样信号SMP、控制像素部3225的像素选择信号SEL0、重置信号RST以及芯片使能信号EN_O。
升压电路3223根据来自控制电路3222的控制信号CPC对电源电压VDD进行升压,并生成将升压后的电源电压设为高电平的传输控制信号Tx。传输控制信号Tx是用于在曝光时间Δt期间传输根据利用受光元件的光电转换而生成的电荷的控制信号,并被共同供给至p个像素部3225。
像素驱动电路3224根据来自控制电路3222的控制信号DRC,生成驱动p个像素部3225的驱动信号Drv。p个像素部3225在一维方向上排列设置,驱动信号Drv被传输至p个像素部3225。并且,第i个(i为1~p的任意一个)像素部3225在驱动信号Drv有效且像素选择信号SELi-1有效时,使像素选择信号SELi变为有效并输出信号。像素选择信号SELi被输出至第i+1个像素部3225。
p个像素部3225包含接受光并进行光电转换的光电转换元件,分别根据传输控制信号Tx、像素选择信号SEL(SEL0~SELp-1中的任意一个)、重置信号RST以及驱动信号Drv,输出与受光元件在曝光时间Δt期间接收到的光对应的电压的信号。从p个像素部3225输出的信号依次被传输至CDS电路3226。
CDS电路3226被输入依次包含从p个像素部3225分别输出的信号的信号Vo,并根据来自控制电路3222的控制信号CDSC进行动作。CDS电路3226通过以基准电压VREF为基准的相关双采样除去因为p个像素部3225所具有的放大晶体管的特性偏差而产生且与信号Vo重叠的噪音。即,CDS电路3226是降低从p个像素部3225输出的信号中包含的噪音的噪音降低电路。
采样保持电路3227根据采样信号SMP对通过CDS电路3226除去了噪音后的信号进行采样,并将采样后的信号加以保持并输出至输出电路3228。
输出电路3228对采样保持电路3227输出的信号进行放大而生成信号OS。如上所述,信号OS经由输出端子OP1从光电转换器件322输出,并供给至AFE130。
控制电路3222在来自输出电路3228的信号OS的输出结束稍前,生成作为高脉冲信号的芯片使能信号EN_O,并从输出端子OP2输出至下一级的光电转换器件322。这里的芯片使能信号EN_O是图13中的芯片使能信号EN2~ENn+1中的任意一个。然后,控制电路3222使输出电路3228停止输出信号OS,进而将输出端子OP1设定为高阻抗。
如以上所说明,本实施方式涉及的电子设备10是印刷装置,该印刷装置包括墨盒310、印刷头107、基板321、光源323、光电转换器件322以及处理部120。印刷头107使用墨盒310内的墨水IK进行印刷。光源323设置于基板321上,从墨盒310的侧方向墨盒310照射光。侧方具体是指水平方向,包括沿X轴的方向和沿Y轴的方向两者。在本实施方式中,从其中沿Y轴的方向照射光。光电转换器件322设置在基板321上,在光源323发光期间检测从墨盒射入的光。处理部120根据光电转换器件322的输出检测墨盒310内的墨水量。这样,能够使用设置于相同的基板321上的光源323和光电转换器件322来检测墨盒310内的墨水量。能够呈一体地构成包括光源323和光电转换器件322的传感器单元320,从而容易使配置最佳化。
2.与电子设备的构成相关的变形例
电子设备10的构成并不限于以上说明的构成,能够对各部分实施各种变形。
2.1窗部
电子设备10也可以包括用于目视墨盒310内的墨水的窗部103。例如,在壳体部301上,与五个墨盒310分别对应地设置有窗部103。窗部103既可以是形成于壳体部301上的开口部,也可以是具有透光性的部件。用户能够经由窗部103目视确认五个墨盒310。
图15是包含窗部103的电子设备10的立体图。在图15的例子中,窗部103设置于墨盒单元300的壳体部301中的正面即+Y方向的面上。通过设置窗部103,用户能够目视确认墨盒310的+Y方向的侧面的一部分、具体是墨盒310中与窗部103相对的部分。
进而,各墨盒310的与窗部103相对的部分具有透光性。因此,用户能够经由窗部103目视确认墨盒310中包含的墨水IK的量。另外,也可以在作为具有透光性的部件的窗部103上设置刻度。用户能够将刻度作为标记而掌握各墨盒310中的墨水IK的量。此外,刻度也可以设置于墨盒310的侧面而不是窗部103。
由图9和图15可知,窗部103相比墨盒310的排出口312而更靠近注入口311。换言之,窗部103、注入口311以及排出口312沿-Y方向按此顺序排列配置。如以上使用图9所说明,传感器单元320被设置于相比墨盒310的注入口311更靠近排出口312的位置处。即,在以墨盒310为基准的情况下,窗部103位于+Y方向,传感器单元320位于-Y方向。这样,能够抑制传感器单元320妨碍用户目视确认墨水量,从而能够高效地配置电子设备10的各部分。
2.2与光分离器相关的变形例
如图9所示,在本实施方式的方法中,通过沿铅垂方向配置线性图像传感器来检测墨水量。在墨水量检测处理中,要求光电转换器件322所包含的各光电转换元件检测来自墨盒310中相对的位置的光。例如,最为理想的是,设置于Z坐标值为z3的位置处的光电转换元件主要检测来自墨盒310中的、Z坐标值为z3的位置的光。换言之,在设置于Z坐标值为z3的位置处的光电转换元件检测并非来自Z坐标值为z3的位置的光的情况下,检测精度有可能降低。因此,优选传感器单元320包括在铅垂方向上分离光的光分离器。
图16是表示如图6所示的例子那样作为光分离器而包含透镜阵列325时的墨盒310、光分离器、光电转换器件322的关系的示意图。此外,在图16中,简化了墨盒310的形状。之后,对于墨盒310的详细形状无限制的部分,简化附图的记载。此外,该图是使光电转换器件322的下端比墨盒310的墨室下端更靠下方,以便能够检测墨水量直到墨水即将用完的例子。在该图中,墨盒310的下端与光电转换器件322的下端的高度大致相同,但也可以使光电转换器件322的下端位于比墨盒310的下端更靠下方的位置处。
透镜阵列325所包含的各透镜将射入该透镜的光汇聚至规定的位置。因此,光电转换器件322所包含的各光电转换元件主要接收穿过给定的透镜的光,并且,穿过其他透镜的光的接收被抑制。例如,设置于A0所示的范围的光电转换元件主要接收来自A1所示的透镜的光,来自A2以及设置于比A2更靠-Z方向的位置处的透镜的光的接收被抑制。通过使用透镜阵列325,光在铅垂方向上被分离,因而能够提高墨水量检测精度。
但是,本实施方式的方法能够利用与扫描仪单元200中的图像读取同样的线性图像传感器,但墨水量检测处理并不一定要求与图像读取处理同等的精度。在墨水量检测处理的精度低亦可的情况下,能够使用光分离性能比透镜阵列325低的简易的光分离器。
图17是说明光分离器的另一例的示意图。如图17所示,光分离器也可以是设置于光电转换器件322与墨盒310之间的光学狭缝。光学狭缝例如是由树脂材料形成的树脂狭缝330。
通过在Z轴上交替设置透光率相对高的区域和透光率相对低的区域,从而形成狭缝。透光率高的区域和透光率低的区域例如分别是Z轴上的宽度为数百微米的区域。树脂狭缝330也可以设置于传感器单元320的壳体326上。为了抑制环境光射入光电转换器件322,壳体326使用透光率低的部件。因此,通过在壳体326上设置数百微米间距的开口,能够形成树脂狭缝330。例如,在图6中,例示了在Z轴的给定范围内连续的一个开口即第二开口部328,通过将其在该Z轴的给定范围内变更为以数百微米间隔设置的多个开口,从而实现树脂狭缝330。此外,透光率高的区域并不限定于开口,也可以由透明度比壳体326高的透光部件形成。另外,图17所示的树脂狭缝330并不限定于形成于壳体326,也可以与壳体326分开设置。例如,在与图6或图8的透镜阵列325对应的位置处,设置有与壳体326分开的树脂狭缝330。
此外,光电转换器件322所包含的多个光电转换元件中的、与透光率高的区域对应的光电转换元件检测来自墨盒310的光。另一方面,光电转换器件322所包含的多个光电转换元件中的、与透光率低的区域对应的光电转换元件中射入来自墨盒310的光非常少。为了抑制将因为光分离器而未射入光的区域误认为存在墨水IK的区域,在后述的墨水量检测处理等中进行提取光电转换器件322输出的信号中与透光率高的区域对应的部分的处理。例如,由于树脂狭缝330的间距在设计时是已知的,因此,处理部120提取作为多个光电转换元件的输出数据的集合的信号OS中与狭缝的开口部对应的数据,并根据提取处理后的数据进行墨水量检测处理。例如,之后使用图31等说明的波形是该提取处理后的数据。
另外,光分离器也可以设置于墨盒310的侧面。该情况下的电子设备10包括:侧面设置有在铅垂方向上分离光的光分离器的墨盒310、使用墨盒310内的墨水IK进行印刷的印刷头107、检测从墨盒310内穿过光分离器射入的光的光电转换器件322、以及根据光电转换器件322的输出检测墨盒310内的墨水量的处理部120。这样,通过在墨盒310的侧面设置光分离器,能够简化传感器单元320侧的构成。具体而言,由于能够省略图16所示的透镜阵列325、或者图17所示的树脂狭缝330,因而能够使传感器单元320小型化。
图18是说明设置于墨盒310的侧面上的光分离器的示意图。光分离器是光学狭缝。这样,能够使用设置于墨盒310上的狭缝进行铅垂方向上的光的分离。
光分离器通过利用第一层与第二层之间的第一透射区域使第一光通过,利用第二层与第三层之间的第二透射区域使第二光通过,从而在铅垂方向上分离光。此处的层表示在规定方向上多个部分重叠而成的结构中的任一结构。这样,通过利用透光率相对低的两个层夹着透光率相对高的区域,能够形成光学狭缝。此外,由于墨盒310需要收纳作为液体的墨水IK,因而透光率相对高的区域需要使用透光部件而不是开口。具体的层的形成方法可以考虑各种方法。
图19是表示侧面设置有光学狭缝的墨盒310的构成的示意图。图19示出墨盒310的-Y方向的侧面的构成。光分离器通过在具有透光性的墨盒310的外壁上涂装透光率低的部件而形成。这样,光分离器的第一层、第二层以及第三层是涂膜层。涂膜层相对于墨盒310的外壁在-Y方向上层叠。即,在图19的构成中,墨盒310和涂膜层沿Y轴层叠。此外,在图19中,将Y轴上的厚度加以强调进行记载,但涂膜层能够形成得非常薄。第二层是在Z轴上与第一层相邻的涂膜层,第三层是在Z轴上与第二层相邻的涂膜层。例如,图19的B1为第一层,B2为第二层,B3为第三层,B4为第一透射区域,B5为第二透射区域。
由于容易形成涂膜层,因而能够使光分离器的间距变窄。例如,在使用图17所示的树脂狭缝330、或者后述的双色成型的情况下,光分离器的间距成为数百微米~数毫米的数量级,成为无法提高墨水量检测的分辨率的主要原因。关于这一点,认为通过使用涂膜层,也能够进行数十微米级的分辨率的墨水量检测等。
另外,透光率相对低的区域并不限定于涂膜层。也可以是第一层、第二层以及第三层为双色成型的一种颜色的层,第一透射区域和第二透射区域为双色成型的另一种颜色的层。以下,将双色成型中使用的两个部件中的、构成第一层至第三层的透光率低的部件表述为第一部件,将构成第一透射区域和第二透射区域的透光率高的部件表述为第二部件。这样,通过使用利用透光率不同的两个部件的双色成型,能够形成侧面具有光分离器的墨盒310。
图20和图21是表示通过双色成型在侧面设置有光学狭缝的墨盒310的构成的示意图。XZ平面中的结构与使用涂膜层的图19的例子相同。但是,YZ平面中的构成可以考虑各种构成。
例如,如图20所示,第一层至第三层也可以形成于墨盒310的表面部分。即,第二部件和第一部件如C1所示沿Y轴层叠,第一部件在Y轴上未贯穿墨盒310的侧面。此外,在图20中,第一层至第三层也可以认为是在Z轴上层叠的层。具体而言,在图20的C2所示的方向上,第一部件和第二部件交替层叠。
或者,如图21所示,第一部件也可以设置为在Y轴上贯穿墨盒310的侧面。在图21的Z轴中,第一部件和第二部件交替层叠。
此外,如以上使用图4所述,墨盒310包括由用户注入墨水IK的注入口311和将墨水IK朝向印刷头107排出的排出口312。并且,光分离器设置于墨盒310的侧面中的、与注入口311相比更靠近排出口312的-Y方向的侧面。这样,能够将从墨盒310朝向光电转换器件322的光在铅垂方向上分离。
此外,以上示出了光分离器为狭缝的例子,但并不限定于此,也可以使用能够在铅垂方向上分离光的其他构成。具体而言,光分离器也可以是光学的针孔。在图19至图21中,第一层和第二层是在XZ平面中以±X方向为长边方向、以±Z方向为短边方向的长方形,第一透射区域为第一层与第二层之间的区域。在使用光学的针孔的情况下,也可以将第一透射区域形成为微小的圆形状,以包围该圆形状的方式在+Z方向上设置第一层、在-Z方向上设置第二层。该情况下,第一层和第二层在沿X方向或-X方向偏离针孔的位置处连续。
另外,如上所述,光电转换器件322具有多个光电转换元件。多个光电转换元件的配置间距比利用光分离器的光分离的间距窄。光电转换元件的配置间距是指设置光电转换元件的间隔。光分离的间距是指透光率低的部件的间隔、或者透光率高的部件的间隔。例如,光分离的间距是第一层与第二层的间隔、或者第一透射区域与第二透射区域的间隔。
在使用图17所示的树脂狭缝330、或者图20和图21所示的双色成型的情况下,不容易形成微小的结构,难以使光分离的间距变窄。另外,使光分离的间距比光电转换元件的间距窄的必要性低。例如,在光分离的间距窄至透过第一透射区域的光和第二透射区域的光两者射入一个光电转换元件的程度的情况下,有损于第二层的光分离的意义。进一步而言,光被第二层遮挡,从而光电转换元件的信号值降低。即,通过使多个光电转换元件的配置间距比利用光分离器的光分离的间距窄,能够容易地形成光分离器以及实现高效的构成。
另外,以上对于在传感器单元320和墨盒310的侧面中的任一方设置光分离器的例子进行了说明。但是,在与扫描仪单元200中的图像读取处理相比墨水量检测处理并不要求精度的情况下,也可以省略光分离器。图22是说明省略了光分离器的情况下的光电转换器件322与墨盒310的关系的示意图。
2.3与光源相关的变形例
2.3.1与导光体的关系
在图6所示的例子中,传感器单元320包括导光体324。而且,光源323向导光体324照射光。如上所述,为了使导光体324均匀地发光,需要使来自光源323的光沿着与导光体324的长度方向平行的方向射入。具体的方法可以考虑图10至图12所示的各种方法。在图10至图12的例子中,光源323在Z轴上的位置与光电转换器件322不重叠。但是,导光体324与光源323的关系并不限定于此。
图23、图24是表示光源323与导光体324的其他构成的示意图。如图23所示,光源323也可以从与导光体324的长度方向交叉的方向向该导光体324照射光。导光体324的长度方向是与光电转换器件322的长度方向平行的方向,且是沿Z轴的方向。光源323相对于导光体324设置于-Y方向,并朝向+Y方向照射光。更优选地,光源323在Z轴上设置于导光体324的中央附近。例如,如图24所示,光电转换器件322和导光体324在Z轴上设置于相同的范围,在该范围的中央位置处配置有光源323。
在使用图23所示的构成的情况下,与图10至图12相比,来自光源323的光难以在导光体324的内部传播。这是因为,在图23的构成中,光射入至导光体324的内部朝向外部的界面时的入射角小,难以发生全反射。因此,射入导光体324的光在导光体324的内部充分传播之前,朝向+Y方向射出。由此,与图10至图12的构成相比,从导光体324朝向墨盒310照射的光容易在Z轴上产生强度偏差。
在扫描仪单元200中,图像传感器需要读取例如A4尺寸、A3尺寸这样的规定尺寸的原稿的图像,因而在长度方向上需要一定程度的长度。因此,在扫描仪单元200中,需要在大至一定程度的范围内照射均匀的光。相对于此,本实施方式的光电转换器件322用于墨水量检测,与扫描仪单元200相比并不需要长度。这是因为,墨盒310的侧面本身多数情况下在铅垂方向上并不那么长,而且墨水量检测也可以限定于侧面的一部分而进行。例如,在进行墨水用尽、墨水即将用尽的检测的情况下,即使仅将靠近墨盒310的底面的数cm的范围作为墨水量检测的对象也不易产生问题。墨水用尽表示墨水量少而难以继续印刷的状态,墨水即将用尽是判定为能够继续印刷但墨水量变少的状态。
在光电转换器件322短的情况下,应照射光的区域也变短,因此,导光体324也可以与其相应地变短。因此,即使光源323配置为难以发生全反射的位置关系,由于导光体324中足够比例的区域发光,因而也不易因为亮度不均而导致精度降低。即,即使使用图23、图24的构成,也能够足够高精度地检测墨水量。该情况下,不需要图11那样的使导光体324弯曲的加工、图12那样的设置反射面RS的加工,因而安装容易。另外,光源323相对于光电转换器件322沿水平方向配置。此处的水平方向具体而言是+X方向或-X方向。换言之,光源323和光电转换器件322在Z轴上的位置重叠。即,与图10所示的例子不同,不需要将导光体324和光源323沿长度方向排列配置,从而能够减小基板321或传感器单元320的铅垂方向上的尺寸。
另外,也可以从传感器单元320省略导光体324。该情况下,光源323例如配置于图24所示的位置处,且在图24中省略导光体324。来自光源323的光通过壳体326的第一开口部327之后,照射至墨盒310上。该情况下,照射至墨盒310上的光容易在Z轴上产生亮度不均。但是,如上所也能够有时也可以以足够的精度执行墨水检测。
如以上所说明,在将光源323和光电转换器件322设置于同一基板321的情况下,能够对光分离器的构成和导光体324的构成实施各种变形。例如在重视精度的情况下,作为光分离器而设置透镜阵列325,并且,光源323和导光体324使用图10至图12等容易发生全反射的构成。在重视简化构成的情况下,省略光分离器和导光体324两者。除此之外,对于具体的组合能够实施各种变形,如省略导光体324但设置光分离器等。
2.3.2光源的位置
另外,光源323和光电转换器件322并不限于配置在同一基板上。图25是说明光源323、光电转换器件322以及墨盒310的位置关系的另一图。如图25所示,也可以相对于墨盒310将光电转换器件322设置于给定的方向上,将光源323设置于该给定的方向的反方向上。在图25的例子中,光电转换器件322设置于墨盒310的-Y方向的侧面,光源323设置于墨盒310的+Y方向的侧面。在图9的例子中,光电转换器件322检测出从光源323照射的光在墨盒310中的反射光,而在图25的例子中,光电转换器件322检测从光源323照射的光穿过墨盒310的透射光。
图26是表示包含光电转换器件322的受光单元340的构成的分解图。受光单元340包括传感器基板341、光电转换器件322、作为光分离器的透镜阵列325以及传感器壳体342。图27是表示包含光源323的发光单元350的构成的分解图。发光单元350包括光源基板351、光源323、导光体324以及光源壳体352。在图26和图27中,对与图6相同的构成标注相同的附图标记。由图26和图27可知,受光单元340是提取图6的传感器单元320的一部分的构成,发光单元350是提取传感器单元320的剩余部分的构成。此外,在图26和图27所示的构成的情况下,不需要考虑从光源323朝向光电转换器件322的直射光,因而不需要设置遮光壁。
此外,如以上使用图16至图22所说明,能够实施将透镜阵列325变更为树脂狭缝330、将光分离器设置于墨盒310的侧面、省略光分离器等的变形。另外,如以上使用图23和图24所说明,能够实施变更光源323与导光体324的位置关系、省略导光体324等的变形。
将图26的受光单元340和图27的发光单元350如图25所示分别配置于墨盒310的不同侧面。通过使受光单元340和发光单元350的Z轴及X轴上的位置对准,能够利用透射光检测墨水量。在利用透射光的情况下,对于不存在墨水IK的区域而言,由于透射光容易到达光电转换器件322,因而与该区域对应的光电转换元件的输出值也变大。另外,对于存在墨水IK的区域而言,由于在墨水IK中产生光的吸收、散射,因此,到达光电转换器件322的透射光弱,与该区域对应的光电转换元件的输出值变小。因此,在图25的构成中,也能够通过与图9的情况同样的方法检测墨水量。具体的处理之后进行说明。
图28是说明光源323、光电转换器件322以及墨盒310的位置关系的另一图。光电转换器件322和墨盒310与图25相同。即,图26所示的受光单元340设置于墨盒310的-Y方向的侧面。在图28中,示出了将光源323设置于墨盒310的上表面的例子。但是,只要是能够向墨盒310的内部照射光的位置,则光源323能够设置于任意的位置。此外,图28中省略了设置光源323的基板。另外,在图28中,设置导光体324、光源壳体352也无妨,但可以省略它们。
光源323向墨盒310的内部照射光。若某一程度的光量的光进入墨盒310的内部,则在墨盒310的内壁和墨水IK的界面发生反射,从而使墨盒310的内部整体发光。以下,将照耀墨盒310的整个内部的光表述为空间光。通过使用空间光,即使不像图9、图25那样严格按照发光侧与受光侧的位置关系,也能够实现不存在墨水IK的区域变亮、存在墨水IK的区域变暗的状态。在使用光电转换器件322检测从墨盒310的侧面射出的空间光的情况下,光电转换元件的输出值根据墨水的有无而变化。因此,能够通过与图9、图25的情况同样的方法检测墨水量。
图28所示的构成具有光源323的位置自由度高这一优点。另一方面,图28所示的构成不能限定来自光源323的光的照射方向,因此,认为与图9、图25的构成相比,射入光电转换器件322的光量少。因此,认为与使用图28的构成时相比,使用图9、图25的构成时的墨水量检测精度更高。
2.3.3光源的种类
另外,以上示出了作为光源323而设有红色LED323R、绿色LED323G以及蓝色LED323B三个LED,且它们依次进行发光的例子。该情况下,光电转换器件322依次输出与红色对应的信号、与绿色对应的信号以及与蓝色对应的信号。然而,光源323的种类和数量并不限定于此。
例如,光源323也可以是白色LED。白色LED也可以通过使红色LED323R、绿色LED323G以及蓝色LED323B的各光混合的方式实现。或者,白色LED也可以通过将给定的波段的LED与荧光体组合的方式实现。例如,可以通过蓝色LED与黄色荧光体的组合、蓝色LED与红色荧光体和绿色荧光体的组合实现白色LED。
另外,光源323所照射的光并不限定于可见光的波段。例如,电子设备10包括向墨盒310照射红外光的光源323。照射红外光的光源323既可以是LED,也可以是其他光源。以下,假设照射红外光的光源323是LED,将该LED表述为红外LED。光电转换器件322检测基于从光源323向墨盒310照射的红外光的光。照射红外光的光源323与用于目视墨盒310内的墨水的窗部103的亲和性高。
窗部103具有透光性以便目视墨水IK。因此,在使用照射可见光的光源323的情况下,存在用户能够目视到来自光源323的光的情况。若每次进行墨水量检测时都目视到光源323的发光,则对于用户来说很烦,有可能妨碍电子设备10的使用。关于这一点,在使用照射红外光的光源323的情况下,由于用户目视不到光源323的发光,因而能够抑制给用户带来不适感。此外,也可以使用照射紫外光的光源323。但是,若考虑到由光能引起的墨水IK的劣化,则优选使用振动频率低的红外光。
此外,在使用红外光的情况下,也与图9和图15所示的例子同样,光电转换器件322设置于墨盒310的侧面中的水平方向即-Y方向的侧面,窗部103相对于墨盒310设置于-Y方向的反方向即+Y方向上。这样,能够抑制光电转换器件322妨碍用户目视确认墨水IK。
另外,墨盒310包括注入口311和排出口312,窗口部103相比排出口312更靠近注入口311,光电转换器件322相比注入口311更靠近排出口312这一点也与上述例子相同。
以上,例示了红色LED、绿色LED、蓝色LED、白色LED、红外LED这五个。光源323既可以是其中的一个,也可以是两个以上的组合。使用多个光源时的使用方法也可以不始终使用全部的光源。例如,也可以在电源刚接通之后使用全部的光源,而在之后的通常状态下仅使用红外LED。另外,光源323并不限定于LED,也可以是使用氙气灯或半导体激光器等其他方式的光源。
另外,在光电转换器件322中检测波段不同的多个光的方法并不限定于使用多个LED。例如,传感器单元320也可以包括波段宽的光源323和未图示的滤波器。光电转换器件322检测穿过滤波器的光。这里的光源323例如是白色LED。作为滤波器,通过设置使红色光通过的红色滤波器、使绿色光通过的绿色滤波器、使蓝色光通过的蓝色滤波器,光电转换器件322能够分别检测红色光、绿色光以及蓝色光。此外,通过变更光源323的波段和滤光器的通带,能够在光电转换器件322中检测各种波段的光。
2.4墨盒的变形例
电子设备10所包含的墨盒310并不限定于多个,也可以是一个。例如,在电子设备10包括单色印刷专用的打印机单元100的情况下,该打印机单元100包括用于收纳黑色墨水的一个墨盒310。该情况下,通过对该一个墨盒310应用图9、图25、图28中的任意一种构成,能够检测墨水量。
电子设备10也可以如图2所示包括多个墨盒310。该情况下的墨水量的检测处理例如以多个墨盒310为对象执行。此外,以下对多个墨盒310全部作为墨水量检测的对象的例子进行说明,但也可以将多个墨盒310中的一部分墨盒从墨水量检测的对象中排除。
电子设备10包括第一墨盒、第二墨盒、第一光电转换器件以及第二光电转换器件。第一墨盒例如为墨盒310a,第二墨盒为墨盒310b。第二墨盒相对于第一墨盒沿水平方向设置。水平方向具体为+X方向。
第一光电转换器件设置于第一墨盒的、与+X方向正交的方向具体为-Y方向的侧面上,检测从第一墨盒射入的光。第二光电转换器件设置于第二墨盒的-Y方向的侧面上,检测从第二墨盒射入的光。
在设置多个墨盒310的情况下,将该多个墨盒310相邻配置时的效率高。因此,难以在第一墨盒的第二墨盒侧的侧面和第二墨盒的第一墨盒侧的侧面配置光电转换器件322。另外,在墨盒310为三个以上的情况下,除了两端的墨盒310之外,由于给定的墨盒310的+X方向的侧面和-X方向的侧面与其他的墨盒310的侧面接触,因而难以在该侧面配置光电转换器件322。即,光电转换器件322优选设置于+Y方向的侧面或-Y方向的侧面。如上所述,在图9等中,相对于墨盒310在-Y方向上设置有光电转换器件322。
印刷头107使用第一墨盒内的墨水IKa和第二墨盒内的墨水IKb进行印刷。处理部120根据第一光电转换器件的输出检测第一墨盒内的墨水量,根据第二光电转换器件的输出检测第二墨盒内的墨水量。这样,在电子设备10包括多个墨盒310的情况下,能够以该多个墨盒310为对象进行墨水量检测处理。
电子设备10也可以包括向第一墨盒照射光的第一光源和向第二墨盒照射光且与第一光源不同的第二光源。第一光电转换器件在第一光源发光的期间检测来自第一墨盒的光。第二光电转换器件在第二光源发光的期间检测来自第二墨盒的光。这样,由于能够分别使用专用的光源对多个墨盒310照射光,因此,能够提高墨水量检测的精度。
例如,第一光源向第一墨盒的-Y方向的侧面照射光,第二光源向第二墨盒的-Y方向的侧面照射光。换言之,第一光源和第二光源向墨盒310的侧面中的、分别设置有第一光电转换器件和第二光电转换器件的方向的侧面照射光。例如,电子设备10包括多个图6至图8所示的传感器单元320,在多个墨盒310的-Y方向的侧面上分别固定有传感器单元320。这样,能够根据来自墨盒310的反射光检测多个墨盒310中包含的墨水IK的量。
或者,也可以是第一光源向第一墨盒的+Y方向的侧面照射光,第二光源向第二墨盒的+Y方向的侧面照射光。换言之,第一光源和第二光源向墨盒310的侧面中的、与分别设置有第一光电转换器件和第二光电转换器件的侧面呈反方向的侧面照射光。例如,电子设备10分别包括多个图26所示的受光单元340和图27所示的发光单元350。而且,关于多个墨盒310的各墨盒310,在-Y方向的侧面固定有受光单元340,在+Y方向的侧面固定有发光单元350。这样,能够根据穿过墨盒310的透射光来检测多个墨盒310中包含的墨水IK的量。
另外,电子设备10并不限定于针对每个墨盒310设置光源的构成。例如,电子设备10包括向第一墨盒和第二墨盒照射光的一个光源。例如,电子设备10包括多个图26所示的受光单元340,在多个墨盒310的-Y方向的侧面分别固定有受光单元340。而且,与图28所示的例子同样,光源323通过从任意的位置向各墨盒310照射光,从而使墨盒310整体发光。此时,一个光源323对多个墨盒310照射光。这样,能够根据墨盒310的空间光检测多个墨盒310中包含的墨水IK的量。如上所述,在使用空间光的方法中,只要墨盒310整体发光即可,严格设定光的照射方向的必要性低。因此,能够在多个墨盒310中共享一个光源。但是,在使用空间光的方法中,设置多个光源也无妨。例如,电子设备10也可以包括向第一墨盒供给空间光的第一光源和向第二墨盒供给空间光的第二光源。
另外,第一墨盒包括第一注入口和第一排出口,第二墨盒包括第二注入口和第二排出口。第一排出口相对于第一注入口设置于-Y方向,第二排出口相对于第二注入口设置于-Y方向。这样,能够以各墨盒310为对象,使用光电转换器件322检测靠近排出口312的位置处的墨水量。
另外,如以上使用图15所述,电子设备10也可以包括用于目视第一墨盒内的墨水的窗部103。窗部103相比第一排出口更靠近第一注入口。这样,对于多个墨盒310中的至少一个墨盒,能够使用户目视确认墨水量。此外,如图15所示,也可以设置与多个墨盒310分别对应的多个窗部103。另外,也可以设置包含与多个墨盒310的侧面对应的区域的大的窗部。另外,也可以在与多个墨盒310中的一部分墨盒310对应的区域设置窗部103。
另外,以上对使用多个图8所示的传感器单元320的方法、或者使用多个图26所示的受光单元340的方法进行了说明。但是,进行多个墨盒310的墨水量检测时的光电转换器件322的配置并不限定于此。例如,也可以在一个基板上设置检测来自第一墨盒的光的光电转换器件322和检测来自第二墨盒的光的光电转换器件322这两者。
图29是表示进行多个墨盒310的墨水量检测的传感器单元360的构成的分解图,图30是传感器单元360的剖视图。传感器单元360包括基板361、光电转换器件322a、光电转换器件322b、光源323a、光源323b、导光体324a、导光体324b、透镜阵列325a、透镜阵列325b以及壳体365。光电转换器件322a和光电转换器件322b分别与光电转换器件322相同。光源323a和光源323b分别与光源323相同。导光体324a和导光体324b分别与导光体324相同。透镜阵列325a和透镜阵列325bb分别与透镜阵列325相同。
如图29、图30所示,壳体365上设置有四个开口366~369。在与开口366对应的位置处设置有光电转换器件322a和透镜阵列325a。在与开口367对应的位置处设置有导光体324a和光源323a。在与开口368对应的位置处设置光电转换器件322b和透镜阵列325b。在与开口369对应的位置处设置导光体324b和光源323b。另外,在光电转换器件322a与光源323a之间、光源323a与光电转换器件322b之间、光电转换器件322b与光源323b之间分别设置有遮光壁。在图29和图30的例子中,遮光壁是壳体365的一部分。
从光源323a经由导光体324a向第一墨盒照射光,该光的反射光经由透镜阵列325a在光电转换器件322a中被检测到。从光源323b经由导光体324b向第二墨盒照射光,该光的反射光经由透镜阵列325b在光电转换器件322b中被检测到。墨盒310的尺寸和多个墨盒310的位置关系在电子设备10的设计中是已知的。因此,光源323a、光源323b、光电转换器件322a、光电转换器件322b的适当的位置关系也是已知的。通过使基板361通用化,能够使用于检测墨水量的单元的生产以及电子设备10中的配置高效化。
此外,在图29和图30中,例示了检测两个墨盒310的墨水量的传感器单元360。但是,也可以使用一个基板实现检测三个以上的墨盒310的墨水量的传感器单元。另外,在图29和图30中将壳体365设为一个,但也可以仅使基板361通用化,与图8同样地针对每个墨盒310分别设置一个壳体。
另外,在图26所示的受光单元340、图27所示的发光单元350中,也能够使基板通用化。例如,用于检测多个墨盒310的墨水量的多个光电转换器件322也可以使用设置于一个基板上的受光单元。或者,用于对多个墨盒310照射光的多个光源323也可以使用设置于一个基板上的发光单元。
3.基于光电转换器件的输出的墨水量检测处理
接下来,对于根据光电转换器件322的输出来推断收纳在墨盒310中的墨水IK的量的处理进行说明。此外,在以下的说明中,光电转换器件322的配置等可以使用上述各种实施方式中的任一种。
3.1基本的墨水量检测处理
图31是表示光电转换器件322的输出数据的波形。此外,如以上使用图13所述,光电转换器件322的输出信号OS是模拟信号,通过利用AFE130进行A/D转换,从而获得作为数字数据的输出数据。以下,为了简化说明,将对输出信号OS进行A/D转换的结果即数字数据表述为“光电转换器件322的输出数据”。
图31的横轴表示光电转换器件322的长度方向上的位置,纵轴表示与设置于该位置的光电转换元件对应的输出数据的值。图31的横轴的数值以毫米为单位表示距基准位置的距离。图31示出了作为光源323而设置红色LED323R、绿色LED323G以及蓝色LED323B的例子。处理部120获得RGB的三个输出数据作为光电转换器件322的输出数据。
在光电转换器件322的长度方向为铅垂方向的情况下,横轴的左端为与设置于光电转换器件322的+Z方向端部的光电转换元件对应的位置,横轴的右端为与设置于光电转换器件322的-Z方向端部的光电转换元件对应的位置。若光电转换器件322与墨盒310的位置关系已知,则能够将横轴替换为距墨盒310的基准位置的距离。墨盒310的基准位置例如是与墨盒310的底面相当的位置。
另外,输出数据例如是8位的数据,且为0~255的范围的值。但是,纵轴的值能够替换为进行了后述的标准化处理等之后的数据。另外,图31不需要包含与光电转换器件322所包含的全部光电转换元件对应的输出数据,例如也可以是根据光分离器的间距提取与一部分光电转换元件对应的数据的结果。
如上所述,即使在使用反射光、透射光、空间光的任一种构成的情况下,也是与不存在墨水IK的区域对应的光电转换元件接收的光量相对多,与存在墨水IK的区域对应的光电转换元件接收的光量相对少。在图31的例子中,D1所示的范围中输出数据的值大,D3所示的范围中输出数据的值小。而且,在D1与D3之间的D2所示的范围内,输出数据的值相对于位置的变化而大幅变化。即,D1的范围是不存在墨水IK的可能性高的墨水非检测区域。D3的范围是存在墨水IK的可能性高的墨水检测区域。D2的范围是表示存在墨水IK的区域与不存在墨水IK的区域的边界的墨水边界区域。
处理部120根据光电转换器件322的输出数据进行墨水量检测处理。具体而言,处理部120根据光电转换器件322的输出数据检测墨水IK的界面的位置。如图31所示,认为墨水IK的界面位于边界区域D2的任意位置处。因此,处理部120根据比墨水非检测区域中的输出数据的值小,且比墨水检测区域中的输出数据的值大的给定的阈值Th来检测墨水IK的界面。
例如,处理部120将光电转换器件322的输出数据的最大值确定为墨水非检测区域中的输出数据的值。而且,处理部120将比所确定的值小规定量的值决定为阈值Th。或者,处理部120将光电转换器件322的输出数据的最小值确定为墨水检测区域中的输出数据的值。而且,处理部120将比所确定的值大规定量的值决定为阈值Th。或者,处理部120也可以根据光电转换器件322的输出数据的最大值与最小值的平均等来决定阈值Th。
但是,若墨水IK的种类和光源323的种类已定,则能够预先决定与墨水界面相当的输出数据的值。因此,处理部120也可以从存储部140读出预先决定的阈值Th进行处理,而无需每次都求出阈值Th。
若取得了阈值Th,则处理部120检测输出值成为Th的位置作为墨水IK的界面位置。这样,能够使用作为线性图像传感器的光电转换器件322来检测墨盒310中包含的墨水量。此外,使用Th直接求得的信息是墨水界面相对于光电转换器件322的相对位置。因此,处理部120也可以进行根据界面的位置求出墨水IK的余量的运算。
另外,在全部的输出数据都大于Th的情况下,处理部120判定为在墨水量检测的对象范围内不存在墨水,即,界面位于比光电转换器件322的-Z方向的端点更低的位置处。另外,在全部的输出数据小于Th的情况下,处理部120判定为在墨水量检测的对象范围内填充有墨水,即,界面位于比光电转换器件322的+Z方向的端点更高的位置。若界面位于比光电转换器件322的+Z方向的端点更低的位置,则也能够判定为发生了异常。
此外,墨水量检测处理并不限于使用图31的阈值Th的处理。例如,处理部120进行求出图31所示的曲线图的倾斜度的处理。倾斜度具体而言是微分值,更为具体而言是相邻的输出数据的差分值。此外,在根据光分离器的间距提取了一部分输出数据的情况下,相邻的输出数据表示提取后的数据串中的相邻数据。而且,处理部120将倾斜度比规定阈值大的点、更为具体而言是倾斜度最大的位置检测为界面的位置。此外,在求出的倾斜度的最大值在给定的倾斜度阈值以下的情况下,处理部120判定为界面位于比光电转换器件322的-Z方向端点更低的位置、或者比+Z方向的端点更高的位置处。能够根据输出数据的值来识别界面位于哪一侧。
在如图31所示获得多个输出数据的情况下,墨水量检测处理也可以根据任意一个输出数据进行。或者,处理部120也可以使用各输出数据分别确定界面的位置,并根据所确定的位置来决定最终的界面位置。例如,处理部120将根据R的输出数据求出的界面位置、根据G的输出数据求出的界面位置、以及根据B的输出数据求出的界面位置的平均值等决定为界面位置。或者,处理部120也可以求出将RGB的三个输出数据合成后的合成数据,并根据该合成数据求出界面的位置。合成数据例如是通过在各点对RGB的输出数据进行平均而求出的平均数据。
图32是说明包含墨水量检测处理的处理的流程图。当该处理开始时,处理部120进行使光源323发光的控制(S101)。然后,在光源323发光的期间,执行使用光电转换器件322的读取处理(S102)。在光源323包括多个LED的情况下,处理部120针对红色LED323R、绿色LED323G、蓝色LED323B分别依次执行S101和S102的处理。通过以上处理,获得图31所示的RGB的三个输出数据。
接着,处理部120根据获得的输出数据进行墨水量的检测处理(S103)。如上所述,S103的具体处理能够实施各种变形,如与阈值Th的比较处理、倾斜度的最大值的检测处理等。
处理部120根据检测出的界面的位置判定墨盒310中填充的墨水IK的量(S104)。例如,处理部120预先设定“余量多”、“余量少”、“墨水用尽”这三个阶段的墨水量,判定当前的墨水量属于其中哪一个。余量多表示墨水IK剩余的量足够,在继续印刷期间不需要用户对应的状态。余量少表示虽然能够继续进行印刷,但墨水量减少且最好由用户进行补充的状态。墨水用尽表示墨水量显著减少,应停止印刷动作的状况。
在S104的处理中判定为余量多的情况下(S105),处理部120不进行通知等而结束处理。在S104的处理中判定为余量少的情况下(S106),处理部120进行督促用户补充墨水IK的通知处理(S107)。通知处理例如通过在显示部150上显示文本或图像而进行。但是,通知处理并不限定于显示,既可以通过使通知用的发光部发光而进行通知,也可以是通过使用扬声器的声音进行通知,还可以是组合它们进行通知。在S104的处理中判定为墨水用尽的情况下(S108),处理部120进行督促用户补充墨水IK的通知处理(S109)。S109的通知处理也可以是与S107的通知处理相同的内容。但是,如上所述,墨水用尽是难以继续印刷动作,比余量少更严重的状态。因此,处理部120也可以在S109中进行与S107不同的通知处理。具体而言,处理部120也可以在S109中执行与S107的处理相比,将显示的文本变更为更加强烈地督促用户补充墨水IK的内容、提高光的发光频率、增大声音等的处理。另外,处理部120也可以在S109的处理之后进行印刷动作的停止控制等未图示的处理。
图32所示的墨水量检测处理的执行触发能够进行各种设定。例如,既可以将给定的印刷作业的执行开始设为执行触发,也可以将经过规时刻间设为执行触发。
另外,处理部120也可以将通过墨水量检测处理检测出的墨水量存储至存储部140中。而且,处理部120根据检测出的墨水量的时序变化进行处理。例如,处理部120根据在给定的时刻检测出的墨水量与在其之前的时刻检测出的墨水量的差分,求出墨水增加量或者墨水减少量。
由于墨水IK用于印刷或清洁头等,因此,墨水量减少自然是电子设备10进行动作。但是,印刷中每单位时间的墨水IK的消耗量、每次清洁头的墨水IK的消耗量在一定程度上是确定的,从而在消耗量极端大的情况下,有可能发生墨水的泄漏等某种异常。
例如,处理部120预先求出在印刷等中设想的标准墨水消耗量。标准墨水消耗量可以根据每单位时间的预想墨水消耗量求出,也可以根据每个作业的预想墨水消耗量求出。处理部120在根据时间序列的墨水量检测处理求出的墨水减少量比标准墨水消耗量多规定量以上的情况下,判定为异常。或者,如上所述,处理部120也可以进行对墨水IK的喷出次数进行计数而计算墨水消耗量的消耗量计算处理。该情况下,处理部120在根据时间序列的墨水量检测处理求出的墨水减少量比通过消耗量计算处理计算出的墨水消耗量多规定量以上的情况下,判断为异常。
处理部120在判定为异常的情况下将异常标志设定为开启(ON)。这样,在墨水量过度减少的情况下,能够执行某一错误处理。异常标志被设定为开启的情况下的处理可以考虑到各种处理。例如,处理部120也可以将异常标志作为触发,再次执行图32所示的墨水量检测处理。或者,处理部120也可以根据异常标志进行督促用户确认墨盒310的通知处理。
另外,墨水量通过由用户补充墨水IK而增加。但是,因为由电子设备10的摇晃而引起的暂时的界面变化、来自管105的墨水IK的逆流、光电转换器件322的检测误差等,有时在未补充墨水IK的情况下墨水量也会增加。因此,处理部120在墨水增加量为给定的阈值以下的情况下,判定为未补充墨水IK,且增加幅度也在容许的误差范围内。该情况下,由于判定墨水量的变化为正常的状态,因而无需特别进行追加的处理。
另一方面,处理部120在墨水增加量大于给定的阈值的情况下,判定为补充了墨水,将墨水补充标志设定为开启。墨水补充标志例如被用作后述的墨水特性判定处理的执行触发。另外,墨水补充标志也可以用作在消耗量计算处理中重置初始值的处理的触发。
但是,在墨水增加量大于给定的阈值的情况下,也有可能是因为某种异常而产生不允许程度的大误差。因此,处理部120也可以进行请求用户输入是否补充了墨水的通知处理,并根据用户的输入结果来决定是设定异常标志还是设定墨水补充标志。
3.2墨滴
图33是在墨盒310的-Y方向的内壁附着有墨滴时的示意图、以及附着有墨滴时的光电转换器件322的输出数据的示意图。墨滴表示作为液体的墨水的粒。此外,在图33中,考虑到光电转换器件322与墨盒310的位置关系,使图表旋转为纵向的轴表示位置、横向的轴表示光电转换器件322的输出数据进行表述。
如上所述,光电转换器件322相对于墨盒310设置在-Y方向上,检测来自墨盒310的-Y方向的侧面的光。在墨滴附着于-Y方向的内壁上的情况下,由于会因为该墨滴而产生光的吸收、散射,因此,墨滴的部分相对变暗。由此,如图33所示,光电转换器件322的输出数据的值不仅在相当于界面的位置E1处减小,而且在相当于墨滴的位置E2~E3处也减小。
例如如上所述,处理部120将输出数据成为给定的阈值Th的点检测为与墨水界面对应的位置。如图33所示,在附着有墨滴的情况下,存在多个输出数据成为给定的阈值Th的点。
因此,处理部120根据通过光电转换器件322检测出的光量满足给定条件的位置中最下侧的位置,检测墨盒内的墨水量。以下,将检测出的光量满足给定条件的位置表述为墨水界面的候补位置。此外,如上所述,作为印刷装置的电子设备10包括:使用墨盒310内的墨水IK进行印刷的印刷头107、向墨盒310照射光的光源323、检测在光源323发光的期间从墨盒310射入的光的光电转换器件322、以及根据光电转换器件322的输出来检测墨盒310内的墨水量的处理部120。
由于本实施方式中的墨水IK为液体,因此,在电子设备10的通常的使用形态下,墨水IK因为重力朝向铅垂下方即-Z方向移动,并从墨盒310的底面开始积存。因此,即使存在输出数据降低的暗的区域,在其铅垂下方存在明亮的空气层的情况下,该暗的区域并非墨水IK的界面而是墨滴的推断也成立。因此,通过将墨水界面的候补位置中最靠铅垂下侧的位置推断为墨水界面,能够适当地检测墨水量。在图33的例子的情况下,处理部120将输出值为Th以下的E1和E3中的E3判定为墨滴,将E1判定为墨水界面。
此外,处理部120在判定光量的变化量为第一阈值以上的情况下,判定为满足给定条件。光量的变化量例如是相对于给定的基准光量的变化量。基准光量如上所述既可以是与墨水非检测区域对应的光量,也可以是与墨水检测区域对应的光量。另外,光量的变化量也可以是曲线图的倾斜度。如上所述,推断墨水界面的候补位置的方法能够实施各种变形。
此外,处理部120也可以在根据给定时刻的光电转换器件322的输出检测出多个界面的候补位置的情况下,将最下侧的候补位置直接检测为界面位置。但是,在墨盒310的内壁附着有墨滴的情况下,认为发生了通常的电子设备10的使用形态下发生频率低的事态,例如电子设备10晃动等。该情况下,由于墨盒310内的墨水IK的状态有可能不稳定,因此,处理部120也可以再次进行墨水量检测处理,根据再检测的结果来判断墨水IK的界面位置。
具体而言,当第一时刻的墨水量的检测处理中检测出多个满足给定条件的候补位置时,处理部120在经过给定期间后的第二时刻再次进行墨水量的检测处理。这里的给定期间是指数秒~数十秒左右的短时间。例如,在每次执行印刷作业时进行墨水量检测处理的情况下,由于墨水量检测处理的间隔比作业的执行时间长,因而这里的给定期间为比其更短的期间。这样,在怀疑附着有墨滴的情况下,能够迅速地再次执行墨水量检测处理。
然后,处理部120将第一时刻检测到的候补位置中最下侧的位置决定为临时界面,并根据第二时刻的检测结果与第一时刻的检测结果的比较处理,判定是否将上述临时界面决定为墨水界面。例如,处理部120在判定为第二时刻的检测结果与第一时刻的检测结果之差小的情况下,判定为墨水IK的状态稳定,将临时界面决定为墨水界面。差小表示例如输出数据成为给定阈值的点在Z轴上的位置的变化小。此外,在临时界面是否可靠的判定中,重要的是该临时界面的附近墨水IK的状态是否稳定。因此,第二时刻的检测结果和第一时刻的检测结果不需要对其全部进行比较,例如也可以对与接近临时界面的位置相关的信息进行比较。
图34是说明包含与墨滴相关的处理的墨水量检测处理的流程图。图34的S201和S202的处理与图32的S101和S102相同。接着,处理部120进行墨水量检测处理。具体而言,检测输出数据成为阈值Th的点(S203)。此外,在存在墨滴的情况下,在输出数据成为阈值Th的点处,在-Z方向上存在从大于阈值Th的值变化为阈值Th以下的第一特征点、和从阈值Th以下的值变化为大于阈值Th的值的第二特征点。在图33的例子中,E1和E3是第一特征点,E2是第二特征点。此外,由于墨滴并不限定于一个,因此,有时会检测出三个以上的第一特征点以及两个以上的第二特征点。处理部120将第一特征点决定为界面的候补位置。在图33的例子中,界面的候补位置是E1和E3,E1是其中最下侧的候补位置。此外,处理部120也将第二特征点存储至存储部140中。
接着,处理部120判定是否检测出多个界面的候补位置(S204)。在候补位置为一个的情况下(S204中为“否”),将该候补位置决定为界面的位置(S205)。在检测到多个候补位置的情况下(S204中为“是”),在将第一特征点中最下侧的位置设为临时界面之后,再次执行检测处理。具体而言,处理部120进行使光源323发光的控制(S206),在光源323的发光期间进行光电转换器件322的受光控制(S207)。然后,处理部120检测输出数据成为阈值Th的第一特征点和第二特征点(S208)。
处理部120进行S203中的检测结果与S208中的检测结果的比较处理(S209)。例如,进行第一特征点中最下侧的点的比较和第二特征点中最下侧的点的比较。然后,处理部120根据比较处理来判定两个检测结果之间的变化是否小(S210)。
在上述两点的变化均为规定以下的情况下(S210中为“是”),至少临时界面附近的变化程度小,从而判定为检测结果可靠。因此,处理部120根据S203中检测出的临时界面来检测界面的位置(S211)。此外,处理部120既可以将临时界面的位置直接作为界面的位置,也可以将S208中检测出的最下侧的第一特征点的位置作为界面的位置,还可以根据该两个位置的平均等来决定界面的位置。此外,在图34中,在决定界面的位置之后,结束处理,但也可以转移至图32的S104的处理。
在判定为两个检测结果之间的变化大的情况下(S210中“否”),例如返回至S204,再次执行决定界面的处理。但是,S210中判定为“否”的情况下的处理能够实施各种变形,例如不决定界面的位置而结束处理等。
3.3阴影校正
另外,根据本实施方式的光电转换器件322包括多个光电转换元件。由于光电转换元件的特性存在偏差,因此,即使在射入相同强度的光的情况下,也存在输出因光电转换元件而不同的情况。有可能因为该偏差而导致墨水量的检测精度降低。例如,在给定的光电转换元件的输出相比周边的光电转换元件的输出降低的情况下,处理部120有可能无法判别输出的降低是因为存在墨水IK而引起的,还是因为光电转换元件的偏差而引起的。因此,优选处理部120对光电转换器件322的输出数据进行校正处理,并根据校正处理后的数据进行墨水量检测处理。另外,关于后述的墨水特性判定处理,也同样有可能因为光电转换元件的特性偏差而导致处理精度降低。通过进行上述校正处理,也能够提高墨水特性判定处理的精度。
在扫描仪中使用的线性图像传感器中,广泛使用阴影校正。例如,扫描仪内置有用于阴影校正的颜色基准板。颜色基准板具体而言是成为白色的基准的白基准板。通过在使光源点亮的状态下进行白基准板的读取处理而获得白基准值。另外,通过在光源熄灭的状态下进行读取处理而获得黑基准值。扫描仪对作为光电转换元件的读取结果的数字数据进行基于白基准值和黑基准值的阴影校正处理,并根据校正后的数据进行图像的输出等。
在本实施方式中,通过进行与扫描仪同样的校正处理,也能够抑制光电转换元件的偏差。但是,如以上使用图31所述,本实施方式的处理部120根据未填充墨水IK的区域与填充墨水IK的区域的明亮度的差异进行墨水量检测处理。即,未设想墨水量检测处理中使用的光电转换器件322检测光量比来自未填充墨水IK的区域的光多的光。墨盒310的侧面由树脂等具有透光性的部件形成,反射率没有白基准板那么高。因此,在将读取白基准板时的输出数据设为白基准值的情况下,在实际的墨水量检测处理中不使用最大值附近的区域。由于使用狭窄的数值范围来处理数据,因而有可能使分辨率降低,墨水量检测处理的精度降低。此外,打印机单元100和墨盒单元300内置有白基准板的情况不多。
本实施方式的方法能够应用于使用光源323和光电转换器件322来检测墨盒310的墨水量的印刷装置的生产方法中。该生产方法包括如下的第一工序:在墨盒310中未填充墨水IK的状态下,利用光源323向墨盒310照射光,并使用光电转换器件322检测来自墨盒310的光。另外,该生产方法包括如下的第二工序:根据上述第一工序中的光电转换器件322的输出,将光电转换器件322的输出的第一校正参数存储至印刷装置所具有的非易失性存储部中。这里的非易失性存储部例如包含在存储部140中。此外,除了非易失性存储部以外,存储部140还可以包括易失性存储部。
此外,第一工序中的“未填充”表示在墨盒310中与光电转换器件322对置的区域中未填充有墨水。即,在比设置有光电转换器件322的位置更靠-Z方向的区域填充有墨水IK的状态下执行第一工序也无妨。另外,也可以在暂时填充墨水IK后墨水被排出而成为未填充的状态时执行第一工序。由于之后要填充墨水,因而此时的状态也为“未填充”。处理部120进行光源323的发光控制和光电转换器件322的受光控制。此外,在光源323包括红色LED323R、绿色LED323G、蓝色LED323B的情况下,只要通过使任意一个LED发光而求出第一校正参数即可,但对于各发光颜色分别求出第一校正参数也无妨。存储于存储部140的第一校正参数是与光电转换元件的数量对应的数的值的集合。
这里的第一校正参数是白基准的参数。这样,针对多个光电转换元件的各元件,进行墨水非检测区域中的输出数据的值成为最大值附近的值这样的校正。由此,能够抑制光电转换元件的偏差,并有效地利用输出数据的范围,因而能够提高墨水量检测处理的精度。
另外,未设想墨水量检测处理中使用的光电转换器件322接收光量比来自填充有墨水IK的区域的光少的光。在将光源323熄灭的状态下的输出数据作为基准值进行了校正处理的情况下,在实际的墨水量检测处理中不使用最小值附近的区域。由此,有可能使墨水量检测处理的精度降低。
因此,本实施方式的印刷装置的生产方法也可以包括如下的第三工序:在墨盒310中填充有墨水IK的状态下,利用光源323向墨盒310照射光,并使用光电转换器件322检测来自墨盒310的光。该生产方法包括如下的第四工序:根据第三工序中的光电转换器件322的输出,将光电转换器件的输出的第二校正参数存储至印刷装置所具有的非易失性存储部中。
此外,第三工序中的“填充”表示墨盒310中至少与光电转换器件322对置的区域填充有墨水,具体的墨水IK的量能够实施各种变形。
这里的第二校正参数是黑基准的参数。这样,针对多个光电转换元件的各元件,进行墨水检测区域中的输出数据的值成为最小值附近的值这样的校正。通过使用白基准的参数和黑基准的参数两者,能够进一步抑制光电转换元件的偏差,且有效地利用输出数据的范围,因而能够提高墨水量检测处理的精度。
此外,在多个墨盒310分别设置有光电转换器件322的情况下,在以各光电转换器件322为对象的第三工序中,也可以填充与作为对象的墨盒310对应的墨水IK。例如,在以用于检测黄色的墨水IK的量的光电转换器件322为对象的第三工序中,在填充有黄色的墨水IK的状态下,利用光源323向墨盒310照射光,并使用光电转换器件322检测来自墨盒310的光。在以用于检测品红色的墨水量的光电转换器件322为对象的第三工序中,填充品红色的墨水IK。这样,能够适当地扩大数据范围。但是,考虑到减轻制造时的负担,对于全部的墨盒310填充相同的检查用墨水IK也无妨。该情况下,也能够抑制因为光电转换元件的偏差导致精度降低。
使用第一校正参数和第二校正参数的校正处理通过下式(1)进行。在下式(1)中,W表示作为白基准的参数的第一校正参数。B表示作为黑基准的参数的第二校正参数。E是校正处理前的输出数据,E’是校正处理后的输出数据。
【数学式1】
Figure GDA0003613250820000481
处理部120从AFE130获取A/D转换后的输出数据,并对各输出数据进行使用上式(1)的校正处理。然后,处理部120根据校正处理后的输出数据进行墨水量检测处理以及后述的墨水特性判定处理。此外,在使用上式(1)的情况下,E’成为0以上且1以下的数据。但是,也可以通过对上式(1)的右边乘以给定的系数来变更E’的数值范围。例如,处理部120在将输出数据设为8位的情况下,将在右边乘以255后整数化的结果作为校正后的输出数据E’。
图35是说明校正处理引起的输出数据的变化的示意图。图35的F1表示校正处理前的数据,F2表示校正处理后的数据。在F1和F2中,均是横轴表示光电转换器件322中的位置,纵轴表示与该位置对应的光电转换元件的输出数据。
F11是第一工序中检测出的输出数据、即第一校正参数的例子。尽管所有的光电转换元件中都输入来自未填充墨水IK的区域的光,但由于光电转换元件的偏差而导致值产生偏差。F12是第三工序中检测出的输出数据、即第二校正参数的例子。尽管所有的光电转换元件中都输入来自填充有墨水IK的区域的光,但由于光电转换元件的偏差而导致值产生偏差。进而,由于墨水量检测处理中的输出数据成为F11与F12之间的值,例如F13所示的范围,因此,与输出数据可取的数值范围即F14相比变窄。
F21是针对第一工序中检测出的输出数据的校正结果。如F21所示,由于进行了使与未填充墨水IK的区域对应的输出数据成为最大值max这样的校正处理,因而数据的偏差得到抑制。F22是针对第三工序中检测出的输出数据的校正结果。如F22所示,由于进行了使与填充有墨水IK的区域对应的输出数据成为最小值min这样的校正处理,因而数据的偏差得到抑制。另外,由于墨水量检测处理中的输出数据为F21与F22之间的值,因此,能够有效地利用输出数据可取的数值范围。
如上式(1)和图35所示,第一校正参数是光电转换器件322的输出的标准化参数。同样地,第二校正参数是光电转换器件322的输出的标准化参数。即,本实施方式中的校正处理是基于第一校正参数的标准化处理。通过使用标准化处理后的输出数据,能够提高墨水量检测处理等的精度。
但是,本实施方式涉及的印刷装置的生产方法并不限定于包括上述第一工序~第四工序全部。在印刷装置的制造工序中,认为通常状态下墨盒310中没有填充墨水IK。因此,容易实施上述第一工序。相对于此,第三工序需要在墨盒310填充墨水IK至至少墨盒310的与光电转换器件322对置的部分中存在墨水IK的程度。因此,能够实施第三工序的情况受限,或者需要仅仅为了实施第三工序而填充墨水IK。
因此,本实施方式涉及的印刷装置的生产方法也可以包括第五工序和第六工序,其中,在第五工序中,在不使光源323照射光的状态下,使用光电转换器件322检测来自墨盒310的光,在第六工序中,根据该第五工序中的光电转换器件322的输出,将光电转换器件322的输出的第三校正参数存储至印刷装置所具有的非易失性存储部中。这里的第三校正参数是黑基准的参数。
第五工序和第六工序是代替第三工序和第四工序而进行。这样,与进行第三工序的情况相比,能够容易地获得黑基准的参数。处理部120根据第一校正参数和第三校正参数执行对光电转换器件322的输出数据的校正处理。此外,从输出数据的范围这一观点出发,第三工序有利,从测定的容易度这一观点出发,第五工序有利。
3.4基于标记的校正处理
如以上使用图31所述,在墨水量检测处理中求出的是在与光电转换器件322所包含的多个光电转换元件中的哪个光电转换元件对应的位置处存在墨水界面的信息。为了确定墨水量,需要墨盒310中的墨水界面的位置。即,为了确定墨水量,墨盒310与光电转换器件322的位置关系必须是已知的。
例如,传感器单元320根据设计而被固定在墨盒310的规定位置处。由于认为光电转换器件322在基板321上的安装误差足够小,因此,若传感器单元320按照设计被固定在墨盒310上,则墨盒310与光电转换器件322的位置关系也与设计相同。但是,有可能因为组装误差而使传感器单元320与墨盒310的位置关系变得与设计不一致。
图36是表示传感器单元320的组装误差的示意图。传感器单元320在设计上应该被固定在G1所示的位置处,但有时会因为组装误差而被固定在例如偏向+Z方向的G2所示的位置处。在传感器单元320偏向+Z方向的情况下,使得处理部120在相比本来与墨水界面对应的光电转换元件相比更靠-Z方向的光电转换元件的位置处检测墨水界面。因此,将墨水量判定为比实际少。反之,在传感器单元320偏向-Z方向的情况下,使得处理部120在相比本来与墨水界面对应的光电转换元件更靠+Z方向的光电转换元件的位置处检测墨水界面。因此,将墨水量判定为比实际多。这样,Z轴上的组装误差成为使墨水量检测处理的精度降低的主要原因。此外,虽然也可能产生水平方向、尤其是X轴上的误差,但水平方向的组装误差并不会引起界面位置的误判定。另外,图36中例示了传感器单元320,但使用受光单元340时也是同样的。
本实施方式的电子设备10包括侧面标注有标记MK的墨盒310。光电转换器件322设置于墨盒310的侧面中的标注有标记MK的侧面的外侧,在光源323发光的期间检测来自墨盒310的光。而且,处理部120根据光电转换器件322的输出判断墨水IK的界面的位置,并根据标记MK的位置和界面的位置检测墨盒310内的墨水量。
图37是说明标记MK的位置与光电转换器件322的组装误差之间的关系的示意图。例如,光电转换器件322设置在墨盒310的-Y方向上,标记MK标注在墨盒310的-Y方向的侧面上。由于产生组装误差,因而传感器单元320有时被固定于H1所示的位置,有时被固定于H2所示的位置。在H1和H2处光电转换器件322所检测到的界面的位置发生变化。但是,由于光电转换器件322所检测的标记MK的位置也相应地变化,因此,标记MK的位置与界面的位置的差分在H1和H2中是相同的。由于墨盒310中的标记MK的位置在设计中是已知的,因此,即使在发生了组装误差的情况下,处理部120也能够适当地求出墨盒310中的界面的位置。例如,若墨盒310的底面至标记MK的距离是已知的,则处理部120可以根据标记MK的位置与界面的位置的差分,算出墨盒310的底面至界面的距离。
标记MK是设置于墨盒310的Z轴上的给定位置处,且与构成墨盒310的部件相比光的透过率小的部件。例如,标记MK是设置于墨盒310的外壁上的涂膜层。或者,在通过双色成型形成墨盒310的情况下,将标记MK设为透光率相对低的部件,将标记MK以外的部分设为透光率相对高的部件。即,能够通过与在墨盒310的侧面设置光分离器时的第一层~第三层相同的构成实现标记MK。这样,可以根据光电转换器件322的输出推断光电转换器件322与标记MK之间的位置关系。
图38是说明标记MK与光电转换器件322的输出数据的关系的示意图。由于从标注有标记MK的区域向光电转换器件322照射的光为非常弱的光,因此,与标记MK的位置对应的输出数据与周边的输出数据相比小至能够识别的程度。这样,通过使标记MK的光学特性与墨盒310的壁面不同,能够确定光电转换器件322中的标记MK的位置。
如上所述,处理部120根据Z轴上的标记MK和界面的相对位置进行墨水量检测处理。因此,需要将墨盒310上的标记MK在Z轴上的位置设为给定的固定值。例如,标记MK可以是设置于墨盒310侧面的规定位置上的点。此处的点是指例如具有能够抑制射入给定的光电转换元件的光的尺寸的微小圆形状。
但是,有时会因为组装误差而导致光电转换器件322与墨盒310的X轴上的位置关系发生变化。在标记MK在X轴上的长度短的情况下,有可能因为组装误差而导致标记MK与光电转换器件322变为不对置的位置关系。因此,优选标记MK为包含水平方向的线的形状。
例如,标记MK为如图38所示沿水平方向延伸的线段,具体而言是以Z轴为短边方向、以X轴为长度方向的长方形。通过使用这样的标记MK,即使在产生了水平方向的组装误差的情况下,也能够适当地利用光电转换器件322检测标记MK。但是,标记MK只要在该标记MK的区域与标记MK以外的区域的边界的一部分中包含水平方向的线即可,其形状并不限定于长方形。例如,标记MK也可以是设置为任意一条边成为水平方向的三角形。该情况下,处理部120使用标记MK中的水平方向的边的位置进行墨水量检测处理。除此之外,标记MK的具体形状能够实施各种变形。
如图38所示,标记MK可以被检测为输出数据局部减小的位置。因此,处理部120也可以根据光电转换器件322的输出进行判断标记MK的位置的处理。例如,处理部120在进行墨水量检测处理时,每次都进行标记MK的检测处理和界面的检测处理两者。
但是,认为一旦完成组装,则之后墨盒310与光电转换器件322的位置关系不会大幅变化。因此,电子设备10也可以包括存储表示标记MK的位置的信息的非易失性存储电路。处理部120通过从非易失性存储电路读出表示标记MK的位置的信息来检测墨水量。该情况下,由于标记MK的位置可以利用已经求出的信息,因此,处理部120能够通过从输出数据检测墨水IK的界面来检测墨水量。例如,处理部120在最初的墨水量检测处理中求出标记MK,并将求出的标记MK的位置写入存储部140。在此后的墨水量检测处理中,处理部120继续利用写入的标记MK的位置。通过这样,即使在标记的位置上侧存在墨水的界面,从而难以识别标记的状况下,也能够识别标记的位置。
或者,标记MK的位置也可以在制造阶段写入存储部140。例如,本实施方式涉及的印刷装置的生产方法包括第七工序,在该第七工序中,根据第一工序中的光电转换器件322的输出,将表示标记MK的位置的第四校正参数存储至印刷装置所具有的非易失性存储部中。此外,此处示出了在第一工序中与作为白校正的参数的第一校正参数一同获取第四校正参数的例子,但并不限定于此。例如,印刷装置的生产方法也可以包含不同于第一工序的第八工序,在该第八工序中,利用光源323向墨盒310照射光,并使用光电转换器件322检测来自墨盒310的光。该情况下,该生产方法包括第七工序,在该第七工序中,根据第八工序中的光电转换器件322的输出,将表示标记MK的位置的第四校正参数存储至印刷装置所具有的非易失性存储部中。
此外,墨盒310也可以在侧面上设置有作为在铅垂方向上分离光的光分离器的狭缝。该情况下,由于光分离器包含透光率低的区域,因此,该区域与标记MK的光学特性差小。因此,优选此时的标记MK的铅垂方向上的长度比狭缝的间距长。
图39是表示设置有光分离器和标记MK两者的墨盒310的侧面的示意图。在设置有光分离器的情况下,在Z轴上,从墨盒310到达光电转换器件322的光量多的区域和光量少的区域交替出现。如图38所示,仅检测输出数据的降低的话,难以判别该降低是由光分离器引起的还是由标记MK引起的。相对于此,在改变了光分离器和标记MK的长度之后,处理部120检测输出数据降低的范围。例如,处理部120在-Z方向上检测输出数据从大于给定阈值的值变化为阈值以下的点、和输出数据从阈值以下的值变化为大于阈值的值的点,并求出该两点间的长度。
在图39的例子的情况下,由标记MK引起的数据的降低范围是由光分离器引起的数据的降低范围的3倍左右的长度,因此,能够适当地识别标记MK和光分离器。此外,如上所述,墨水量检测处理中的分辨率取决于光电转换器件322中的光电转换元件的配置间距和光分离器的光分离间距中较宽的一方。若考虑分辨率,则优选尽可能地缩小光分离器的间距。由此,在光分离器与标记MK的长度存在差异的情况下,延长标记MK更容易形成标记MK,并且能够抑制分辨率的降低。
另外,以上对光电转换器件322的并进方向上的组装误差进行了说明。但是,组装误差也有可能产生于旋转方向。图40是表示光电转换器件322绕Y轴旋转θ时的墨盒310与光电转换器件322的关系的示意图。如图40所示,Z轴上的标记MK与界面的距离为H1。但是,处理部120在光电转换器件322沿Z轴配置的前提下进行墨水量检测处理。因此,处理部120判定Z轴上的标记MK与界面的距离为H2。通过将从标记MK到界面的距离判定为过长,则会将墨水量判定为比实际少。如上所述,旋转方向的组装误差也成为使墨水量检测处理的精度降低的主要原因。
本实施方式涉及的光电转换器件322也可以包括设置于基板321上的第一线性图像传感器和设置于该基板321的第二线性图像传感器。处理部120根据由第一线性图像传感器判断的标记MK的位置和由第二线性图像传感器判断的标记MK的位置,推断光电转换器件322相对于墨盒310的倾斜度。
图41、图42是说明墨盒310、第一线性图像传感器、第二线性图像传感器的位置关系的图。图41表示未产生组装误差的状态下的位置关系。例如,第一线性图像传感器和第二线性图像传感器是长度相同、元件间距相同的传感器芯片。在图41的例子的情况下,在未产生组装误差的情况下,第一线性图像传感器中的标记MK的位置与第二线性图像传感器中的标记MK的位置一致。另外,第一线性图像传感器中的界面的位置与第二线性图像传感器中的界面的位置一致。此外,只要第一线性图像传感器和第二线性图像传感器的位置关系已知即可,长度、元件间距、Z方向上的位置等并不限定于图41的例子。
图42表示光电转换器件322相对于墨盒310旋转θ1时的位置关系。第二线性图像传感器中的标记MK的位置与第一线性图像传感器中的标记MK的位置相比偏移了I1。由于两个线性图像传感器之间的距离I2是已知的,因此,由组装误差引起的旋转角θ1通过下式(2)求出。另外,若求出θ1,则标记MK与界面的实际距离I4通过下式(3)求出。
【数学式2】
Figure GDA0003613250820000551
【数学式3】
I4=I3×cosθ1
…(3)
这样,通过相对于一个墨盒310而使用两个线性图像传感器,能够检测光电转换器件322相对于该墨盒310的倾斜度。由此,即使在产生旋转方向的组装误差的情况下,也能够高精度地进行墨水量检测处理。此外,两个线性图像传感器不需要在长度方向上并排配置。更为优选的是,第二线性图像传感器在与第一线性图像传感器的长度方向交叉的方向上隔开一定程度的间隔而配置。这是因为,即使是相同的旋转角θ1,间隔I2越大,则两个线性图像传感器中的检测位置的差I1越大。但是,由于两个线性图像传感器需要以同一墨盒310作为检测对象,因而无法使间隔过宽。因此,两个线性图像传感器的间隔优选根据墨盒310的形状等设定适当的值。
另外,处理部120也可以根据由第一线性图像传感器判断的界面的位置和由第二线性图像传感器判断的界面的位置,推断墨盒310相对于水平面的倾斜度φ。
图43是墨盒310相对于水平面即XY平面倾斜时的示意图。此外,在图43中,示出光电转换器件322相对于墨盒310以适当的角度固定的例子。如图43所示,在墨盒310相对于水平面倾斜的情况下,表示标记MK的线随着墨盒310的旋转而旋转,但墨水界面与水平面一致。
第二线性图像传感器中的界面的位置与第一线性图像传感器中的界面的位置相比偏移了J1。由于两个线性图像传感器之间的距离J2是已知的,因此,光电转换器件322相对于水平面的旋转角θ2通过下式(4)求出。在图43中,考虑了墨盒310与光电转换器件322未产生旋转方向的组装误差的例子。因此,墨盒310相对于水平面的倾斜度φ与光电转换器件322相对于水平面的旋转角θ2相等。
【数学式4】
Figure GDA0003613250820000561
此外,在图43的状态的情况下,由于墨盒310自身倾斜,因此,仅从给定的一个点处的界面无法确定墨水量。为了确定墨水量,需要进行使用给定的点处的界面的位置、墨盒310的倾斜角φ以及墨盒310的形状的运算处理。处理部120也可以通过进行这样的运算而求出墨水量。或者,处理部120也可以在检测出墨盒310的倾斜度的情况下,进行向用户通知该情况的处理,而跳过墨水量的计算。
另外,处理部120也可以求出光电转换器件322相对于墨盒310的倾斜度θ1和墨盒310相对于水平面的倾斜度φ两者。即,也可以考虑光电转换器件322相对于墨盒310旋转θ1,且墨盒310相对于水平面倾斜φ这样的状况。
如图42和图43所示,根据两个线性图像传感器中的标记MK的位置之差,求出光电转换器件322相对于墨盒310的倾斜度θ1。另外,根据两个线性图像传感器中的界面的位置之差,求出光电转换器件322相对于水平面的倾斜度θ2。根据θ1和θ2求出墨盒310相对于水平面的倾斜度φ。例如,φ是θ1与θ2的差分。即,即使在产生了光电转换器件322相对于墨盒310的倾斜和墨盒310相对于水平面的倾斜两者的情况下,处理部120也可以根据相对于同一墨盒310设置的两个线性图像传感器来运算各倾斜度。
4.基于光电转换器件的输出的墨水特性的判定处理
另外,本实施方式涉及的电子设备10是包括墨盒310、印刷头107、光源323、光电转换器件322以及处理部120的印刷装置。而且,处理部120根据由光电转换器件322检测出的光量的特性来判定墨盒310内的墨水特性。
如以上使用图2和图3所述,电子设备10也可以包括分别填充有不同种类的墨水IK的多个墨盒310。该情况下,存在用户误将应填充至墨盒310a中的墨水IKa填充至墨盒310b等其他的墨盒310中的可能性。另外,即使电子设备10是具有一个墨盒310的单色印刷装置,在用户同时使用机型不同的印刷装置的情况下,也有可能误填充其他印刷装置中使用的墨水IK。进一步而言,即使在用户仅使用一个单色印刷装置的情况下,由于各机种在市场上流通有不同的多种墨水,因而用户也有可能误购买、填充不同机种用的墨水。
例如,在向应填充黄色墨水的墨盒310中填充了品红色墨水的情况下,印刷结果的色调大幅偏离所希望的色调。即,为了进行适当的印刷,需要适当地检测墨水颜色的错误。因此,处理部120作为墨水特性而判定墨水的颜色特性。
图44是以颜色特性不同的两种墨水IK为对象的光电转换器件322的输出数据的比较图。图44的K1是以填充有黄色墨水的墨盒310为对象进行测定时的光电转换器件322的输出数据的例子。K2是以填充有品红色墨水的墨盒310为对象进行测定时的光电转换器件322的输出数据的例子。K1和K2的横轴表示光电转换器件322中的位置,纵轴表示与该位置对应的输出数据。此外,在图44中,在K1和K2中使墨水界面的位置相同。但是,如后所述,只要在墨水特性判定处理中能够获得墨水边界区域或者墨水检测区域中的输出数据即可,墨水界面的位置是任意的。
在图44中,表示将第一校正参数作为白基准的参数,将第三校正参数作为黑基准的参数进行上式(1)所示的校正处理的结果。第三校正参数是在未填充墨水IK的状态下获得的参数。因此,如图44所示,墨水检测区域中的数据不会成为接近于0的值,而根据作为对象的墨水IK的颜色特性成为不同的值。
在图44的例子的情况下,当以黄色墨水为对象时,墨水量检测区域中的信号值在使用RGB的任一种照明光时都为0.55左右的值。相对于此,当以品红色墨水为对象时,墨水量检测区域中的信号值在使用RGB的任一种照明光时都为0.40左右的值。
处理部120根据墨盒内被判定为存在墨水IK的区域即墨水检测区域中的光量判定墨水特性。换言之,处理部120将墨水检测区域中的输出数据的值用作墨水特性判定用的特征量。此外,如上所述,光量的大小作为基于光电转换器件322的输出数据的大小进行检测。
处理部120首先确定墨水检测区域。例如,处理部120将倾斜度为倾斜度阈值以下且数据值比1小规定量以上的区域确定为墨水检测区域。处理部120求出墨水检测区域中的数据的最小值作为墨水特性判定特征量。此外,在图44的例子中,处理部120也可以使用RGB的数据中的任一个数据求出最小值。另外,也可以求出将RGB中的两个以上的数据合成后的合成数据,并求出该合成数据的墨水检测区域中的最小值。合成数据例如是在各点对RGB的数据进行平均而求出的平均数据。
在图44的例子的情况下,处理部120在求出的最小值接近0.55时判定墨水IK为黄色墨水,在求出的最小值接近0.40时判定墨水IK为品红色墨水。在此,示出了使用最小值的例子,但也可以使用墨水检测区域中的输出数据的平均值、中央值等其他的统计值。
此外,如上所述,在墨水特性判定处理中,重要的是判定是否在给定的墨盒310中填充了错误的墨水IK。因此,处理部120也可以判定在黄色的墨盒310中是否填充了黄色墨水以外的墨水IK,而不确定具体的墨水IK的颜色。例如,在以黄色墨水用的墨盒310为对象的情况下,处理部120将墨水检测区域中的输出数据与黄色墨水的基准值0.40进行比较,在差分为给定的阈值以上时判定为异常。同样地,在以品红色墨水用的墨盒310为对象的情况下,处理部120将墨水检测区域中的输出数据与品红色墨水的基准值0.55进行比较,在差分为给定的阈值以上时判定为异常。
另外,处理部120也可以根据墨盒内的被判定为存在墨水IK的区域与被判定为不存在墨水的区域的边界区域即墨水边界区域中的光量的变化特性来判定墨水特性。换言之,处理部120将墨水边界区域中的输出数据的变化用作墨水特性判定特征量。
例如,处理部120求出输出数据的倾斜度的最大值,并检测该倾斜度的最大值大于上述倾斜度阈值的区域作为边界区域。处理部120求出边界区域中的倾斜度的最大值作为墨水特性判定特征量。在图44的例子中,黄色墨水的倾斜度的最大值相对小,品红色墨水的倾斜度的最大值大。因此,处理部120能够通过判定倾斜度的最大值来识别黄色墨水和品红色墨水。此外,此处示出了使用倾斜度的最大值的例子,但也可以使用平均值、中央值等其他的统计值。另外,在使用倾斜度的情况下,处理部120也可以进行确定墨水IK的颜色的处理,还可以判定正常/异常。
此外,在图44中,说明了作为黑基准的参数而使用第三校正参数的例子。因此,如黄色墨水的基准值为0.55左右、品红色墨水的基准值为0.40左右这样,墨水特性判定处理中使用的基准值根据墨水IK而不同。但是,黑基准的参数也可以是第二校正参数。
例如,在根据以填充有黄色墨水的状态获得的第二校正参数校正的光电转换器件322的情况下,黄色墨水的基准值成为接近于0的值。另外,在根据以填充有品红色墨水的状态获得的第二校正参数校正的光电转换器件322的情况下,品红色墨水的基准值成为接近于0的值。该情况下,成为填充了适当的墨水IK时的墨水检测区域中的输出数据接近于0,填充了不同的墨水IK时的墨水检测区域中的输出数据偏离0这样的关系。
例如,在与使用黄色墨水进行了校正的光电转换器件322对应的墨盒310中误填充了品红色墨水的情况下,墨水检测区域中的输出数据成为与0相比小至能够识别的程度的负值。在与使用品红色墨水进行了校正的光电转换器件322对应的墨盒310中误填充了黄色墨水的情况下,墨水检测区域中的输出数据成为与0相比大至能够识别的程度的值。这样,即使在使用第二校正参数进行了校正处理的情况下,也能够适当地执行墨水特性判定处理。此外,由于基准值成为接近于0的值,因此,也可以根据需要预先以能够取负值的方式扩展输出数据的数值范围。同样地,也能够在使用第二校正参数进行了校正处理之后,使用墨水边界区域中的倾斜度进行墨水特性判定处理。
另外,墨水特性判定处理中判定的墨水特性并不限于颜色特性。例如,如以上使用图2所述,相同的黑色墨水中也存在颜料墨水和染料墨水。颜料墨水的颜色再现性高,具有速干性。染料墨水显色鲜艳,容易得到光泽感。因此,即使是相同颜色的墨水,也优选根据特性适当地分开使用。另外,在印刷装置中,适于印刷装置的墨水特性根据印刷头107的物理结构、墨水喷出方法、印刷速度、假定使用的印刷介质等各种要因而不同。因此,即使是相同颜色的颜料墨水,也可以考虑到适用的墨水IK根据机种而不同的情况。因此,处理部120作为墨水特性而判定墨水的色材特性。所谓色材表示颜色的原料,具体表示是颜料还是染料。但是,如作为颜料已知有有机颜料和无机颜料,这里的色材也可以表示更为具体的种类、性质的不同。
图45是以色材特性不同的两种墨水IK为对象的光电转换器件322的输出数据的比较图。图45的L1是以填充有品红色的染料墨水的墨盒310为对象进行测定时的光电转换器件322的输出数据的例子。L2是以填充有品红色的颜料墨水的墨盒310为对象进行测定时的光电转换器件322的输出数据的例子。L1和L2的横轴表示光电转换器件322中的位置,纵轴表示与该位置对应的输出数据。另外,与图44同样地,图45表示将第一校正参数作为白基准的参数,将第三校正参数作为黑基准的参数进行了上式(1)所示的校正处理的结果。
如图45所示,在品红色染料墨水和品红色颜料墨水中,基于红色LED323R的发光的光电转换器件322的输出数据大不同。因此,处理部120根据墨水检测区域中的光量或者墨水边界区域中的光量的变化特性判定墨水特性。具体而言,处理部120在墨水检测区域中的R的数据小的情况下判定为染料,在墨水检测区域中的R的数据大的情况下判定为颜料。或者,处理部120在墨水边界区域中的R的数据的倾斜度大的情况下判定为染料,在墨水边界区域中的R的数据的倾斜度小的情况下判定为颜料。
或者,在光电转换器件322检测第一波长的光和第二波长的光的情况下,处理部120也可以根据第一波长的光的光量的第一特性和第二波长的光的光量的第二特性来判定墨水特性。换言之,处理部120将表示第一特性与第二特性的关系的信息用作墨水特性判定特征量。此外,如上所述,光电转换器件322检测不同的多个波长的光的构成既可以通过照射光的波段不同的多个光源323来实现,也可以通过波段宽的光源与滤光器的组合来实现。
在图45的例子中,品红色染料墨水具有在墨水边界区域、墨水检测区域的任一区域中RGB的数据都相同的特性。相对于此,品红色颜料墨水在墨水检测区域中R的数据比G、B的数据大。另外,品红色颜料墨水在墨水边界区域R的数据的倾斜度比G、B的数据的倾斜度小。因此,处理部120在与红色光相关的第一特性和与蓝色光或绿色光相关的第二特性类似的情况下判定为品红色染料墨水,在第一特性和第二特性不类似的情况下判定为品红色颜料墨水。
具体而言,处理部120求出墨水检测区域中的R数据值与B数据值或G数据值之比作为墨水特性判定特征量。处理部120在求出的比接近于1的情况下判定为品红色染料墨水,在与1之差较大的情况下判定为品红色颜料墨水。或者,处理部120求出墨水边界区域中的R数据的倾斜度与B数据的倾斜度或G数据的倾斜度之比。处理部120在求出的比接近于1的情况下判定为品红色染料墨水,在与1之差较大的情况下判定为品红色颜料墨水。
以上,分别对颜色特性的判别以及色材特性的判别进行了说明。但是,本实施方式的处理部120也可以进行判别颜色特性和色材特性两者的墨水特性判定处理。
另外,以上对基于与第一波长的光相关的第一特性和与第二波长的光相关的第二特性的判定用于色材特性的判定的例子进行了说明。但是,根据墨水特性,也可以将基于第一特性和第二特性的判定用于颜色确定的判定。换言之,处理部120可以针对颜色特性的判定和色材特性的判定分别任意地选择使用上述三个墨水特性判定特征量中的哪一个。
另外,墨水特性判定处理和上述墨水量检测处理并不限定于排他性地执行。处理部120根据由光电转换器件322检测出的铅垂方向上的光量的变化来检测墨盒内的墨水量。即,也可以根据来自光电转换器件322的输出进行墨水量检测处理和墨水特性判定处理这两者。
另外,以上对表示墨水IK的特性的基准数据是已知的,处理部120根据由光电转换器件322的输出数据求出的墨水特性判定特征量与给定的基准值的比较处理来判定墨水特性的方法进行了说明。如图44、图45所示,这里的基准值是针对作为判定对象的墨水IK预先求出的、墨水检测区域中的输出数据的值、墨水边界区域中的输出数据的倾斜度、或者与多个波长的光对应的多个特性的关系等。
但是,本实施方式的墨水特性判定处理并不限定于此。具体而言,光电转换器件322进行第一时刻的光的检测、以及与第一时刻不同的第二时刻的光的检测。然后,处理部120根据在第一时刻检测到的光量的特性和在第二时刻检测到的光量的特性判定墨水特性。
如上所述,光电转换器件322的输出数据的特性根据墨水IK的颜色特性和色材特性而不同。因此,在第二时刻检测到的输出数据相对于第一时刻检测到的输出数据大幅变化的情况下,推断为墨水IK在该两个时刻之间发生了变化。此外,这里的输出数据的变化表示墨水特性判定特征量的变化,界面的位置变化不包含在输出数据的变化中。
具体而言,在用户对第一时刻填充了适当的墨水IK的墨盒310填充了错误的墨水IK之后,进行了第二时刻的墨水特性判定处理的情况下,根据输出数据求出的墨水特性判定特征量大幅变化。通常,在相同的墨盒310中继续填充相同特性的墨水IK。即,在以给定的墨盒310为对象的处理中,未假定墨水特性判定特征量大幅变化,因此,在检测到该变化的情况下,处理部120判定为异常。例如,处理部120进行使用显示部150等向用户通知填充了错误的墨水IK的处理。
此外,本实施方式的墨水特性判定处理的执行触发是任意的。例如,也可以与墨水量检测处理同样地将印刷处理的执行作为触发。但是,从上述例子可知,在用户弄错补充操作的情况下发生填充不适当的墨水IK的状况。因此,处理部120也可以以判定为用户补充了墨水IK作为触发执行墨水特性判定处理。例如,在墨水量检测处理中判定为墨水量增加了规定量以上的情况下,开始进行墨水特性判定处理。
5.作为复合机的电子设备
本实施方式涉及的电子设备10也可以是具有印刷功能和扫描功能的复合机。图46是表示在图1的电子设备10中使扫描仪单元200的壳体部201相对于打印机单元100转动后的状态的立体图。在图46所示的状态下,原稿台202外露。用户在将作为读取对象的原稿放置在原稿台202上之后,使用操作部160指示执行扫描。扫描仪单元200根据用户的指示操作,一边使未图示的图像读取部移动一边进行读取处理,从而读取原稿的图像。此外,扫描仪单元200并不限定于平板型的扫描仪。例如,扫描仪单元200也可以是具有未图示的ADF(Auto Document Feeder:自动进稿器)的扫描仪。另外,电子设备10也可以是具有平板型扫描仪和具有ADF的扫描仪两者的设备。
电子设备10包括:包含第一传感器模块的图像读取部、墨盒310、印刷头107、第二传感器模块以及处理部120。图像读取部使用包含m(2以上的整数)个线性图像传感器芯片的第一传感器模块读取原稿。第二传感器模块包括n(n为1以上且n<m的整数)个线性图像传感器芯片,检测从墨盒310射入的光。处理部120根据第二传感器模块的输出检测墨盒内的墨水量。第一传感器模块是扫描仪单元200中的图像的扫描中使用的传感器模块,第二传感器模块是墨盒单元300中的墨水量检测处理中使用的传感器模块。
第一传感器模块和第二传感器模块均包括线性图像传感器芯片。线性图像传感器芯片的具体构成与上述光电转换器件322相同,是多个光电转换元件沿规定方向排列配置的芯片。由于能够使用于图像读取的线性图像传感器和用于墨水量检测处理的线性图像传感器通用化,因而能够使电子设备10的制造高效化。
但是,第一传感器模块需要具有与作为读取对象的原稿尺寸对应的长度。由于一个线性图像传感器芯片的长度例如为10mm左右,因此,第一传感器模块需要包含至少两个以上的线性图像传感器芯片。相对于此,第二传感器模块具有与墨水量检测的对象范围对应的长度。墨水量检测的对象范围能够实施各种变形,但一般比图像读取短。即,如上所述,m为2以上的整数,n为1以上的整数,且m>n。这样,能够根据用途适当地设定线性图像传感器芯片的个数。
另外,第一传感器模块与第二传感器模块的差异并不限定于线性图像传感器芯片的个数。第一传感器模块的m个线性图像传感器芯片以长度方向沿着水平方向而设置。第二传感器模块的n个线性图像传感器芯片以长度方向沿着铅垂方向而设置。如上所述,第二传感器模块需要检测墨水IK的界面,因而长度方向为铅垂方向。
另一方面,若考虑到读取原稿的图像,则需要使第一传感器模块的长边方向为水平方向。这是因为,在将第一传感器模块的长度方向设为铅垂方向的情况下,难以在原稿台202上稳定地放置原稿,或者在利用ADF输送原稿时,难以使原稿姿态稳定。通过根据用途来设定线性图像传感器芯片的长度方向,能够适当地执行墨水量检测处理和图像读取。
另外,图像读取部也可以包括具有k(k为k>n的整数)个线性图像传感器芯片的第三传感器模块。电子设备10包含使用第一传感器模块读入原稿台上的原稿的第一模式和使用第三传感器模块一边输送原稿一边读入的第二模式作为动作模式。这样,能够实现具有平板型扫描仪和具有进稿器的扫描仪两者的电子设备10。此时,通过由线性图像传感器芯片构成两个扫描仪的传感器模块两者,能够使电子设备10的制造高效化。此外,第三传感器模块也与第一传感器模块同样用于图像读取,因而线性图像传感器芯片的数量比第二传感器模块多。
或者,图像读取部也可以在利用ADF的读取中使用第一传感器模块。并且,还可以包括具有CCD(Charge-Coupled Device:电荷耦合器件)方式的图像传感器芯片的第四传感器模块。第一传感器模块所包含的线性图像传感器芯片和第二传感器模块所包含的线性图像传感器芯片是MOS(Metal-Oxide-Semiconductor:金属氧化物半导体)方式的图像传感器芯片。该情况下,电子设备10包含使用第四传感器模块读入原稿台上的原稿的第一模式和使用第一传感器模块一边输送原稿一边读入的第二模式作为动作模式。
即使这样,也能够实现具有平板型扫描仪和具有进稿器的扫描仪两者的电子设备10。此时,通过将第一模式用的第四传感器模块设为CCD方式,能够读取景深度较深的图像。即,作为第四传感器模块,能够使用适于读取原稿台上的原稿的方式的传感器模块。
另外,第一传感器模块和第二传感器模块的光分离器的构成不同。例如,第一传感器模块具有作为透镜模块的第一光分离器。相对于此,墨盒310在侧面设置有将射入第二传感器模块的光在铅垂方向上分离的第二光分离器。即,第二传感器模块用的光分离器也可以是如以上使用图18至图21所述那样设置在墨盒310的壁面上的简易构成的分离器。这样,能够根据各传感器模块所要求的精度设置适当的光分离器。
或者,也可以是第一传感器模块具有作为透镜模块的第一光分离器,第二传感器模块具有作为狭缝的第二光分离器。这里的狭缝是例如图17所示的树脂狭缝330。即使这样,也能够根据各传感器模块所要求的精度设置适当的光分离器。
另外,第一传感器模块以第一动作频率进行动作,第二传感器模块以低于第一动作频率的第二动作频率进行动作。在图像读取中,需要连续地获得与多个像素对应的信号,并进行该信号的A/D转换处理、校正处理等而形成图像数据。因此,优选利用第一传感器模块高速地进行读取。另一方面,墨水量检测即使光电转换元件的数量少,而且截至检测出墨水量花费一定程度的时间,也难以成为问题。通过按照传感器模块设定动作频率,能够使各传感器模块以适当的速度进行动作。
另外,也可以通过第一传感器模块和第二传感器模块变更光源的位置。例如,第一传感器模块具有沿着与m个线性图像传感器芯片的长度方向平行的方向设置的光源,第二传感器模块具有沿着与n个线性图像传感器芯片的长度方向交叉的方向设置的光源。如上所述,第二传感器模块的长度方向上的长度比第一传感器模块短,与第一传感器模块相比不要求读取精度。因此,如图23和图24所示,能够将光源323和光电转换器件322沿着与X轴平行的方向排列配置。即,能够根据各传感器模块所要求的精度而使用适当的光源配置。
此外,第一传感器模块包括导光体和设置于导光体的端部的光源。如图10至图12所示,来自与第一传感器模块对应的光源的光以容易发生全反射的角度射入导光体。由于能够使导光体整体均匀地发光,因此,能够提高第一传感器模块的读取精度。此外,第二传感器模块既可以如图23和图24所示包括导光体324,也可以省略导光体324。
如上所述,本实施方式的印刷装置包括墨盒、印刷头、光电转换器件以及处理部。墨盒的侧面标注有标记。印刷头使用墨盒内的墨水进行印刷。光电转换器件设置于墨盒的侧面中标注有标记的侧面的外侧,在光源发光的期间检测来自墨盒的光。处理部根据光电转换器件的输出判断墨水的界面的位置,并根据标记的位置和界面的位置检测墨盒内的墨水量。
这样,通过使用设置于墨盒的规定位置处的标记的位置和墨水的界面位置两者,即使在产生组装误差的情况下,也能够高精度地推断墨水量。
另外,处理部也可以根据光电转换器件的输出判断标记的位置。
这样,能够根据光的检测结果判定以光电转换器件为基准的标记的位置。
另外,印刷装置也可以包括存储表示标记的位置的信息的非易失性存储电路。处理部通过从非易失性存储电路读出表示标记的位置的信息来检测墨水量。
这样,由于无需每次都检测标记的位置,因此,能够减轻墨水量检测的处理负荷。
另外,光电转换器件也可以包括设置于基板的第一线性图像传感器和设置于基板的第二线性图像传感器。处理部根据由第一线性图像传感器判断的标记的位置和由第二线性图像传感器判断的标记的位置,推断光电转换器件相对于墨盒的倾斜度。
这样,通过相对于给定的墨盒设置能够检测标记的多个线性图像传感器,能够检测旋转方向上的组装误差。
另外,光电转换器件也可以包括设置于基板的第一线性图像传感器和设置于基板的第二线性图像传感器。处理部也可以根据由第一线性图像传感器判断的界面的位置和由第二线性图像传感器判断的界面的位置,推断墨盒相对于水平面的倾斜度。
这样,通过相对于给定的墨盒设置多个线性图像传感器,能够检测墨盒的倾斜度。
另外,光电转换器件也可以是线性图像传感器。
这样,通过使用沿规定方向排列的多个光电转换元件检测墨水量,能够高精度地检测墨水量。
另外,线性图像传感器也可以以长边方向沿着铅垂方向的方式设置。
这样,通过使用沿铅垂方向排列的多个光电转换元件检测墨水量,能够高精度地检测墨水量。
另外,标记也可以为包含水平方向的线的形状。
这样,通过使用包含与界面平行的方向的线的标记,能够使用光电转换器件适当地检测标记与界面的相对关系。
另外,墨盒也可以在侧面上设置有作为在铅垂方向上分离光的光分离器的狭缝,并且,标记的铅垂方向上的长度比狭缝的间距长。
这样,通过在墨盒上设置光分离器,能够通过高效的构成高精度地检测墨水量。此时,通过改变铅垂方向上的长度,能够适当地区别标记和光分离器。
此外,如上所述对本实施方式详细进行了说明,但是,本领域技术人员应能容易地理解,能够实施实质上不脱离本实施方式的新规事项和效果的多种变形。因此,这样的变形例全部包含在本发明的范围内。例如,在说明书或者附图中,至少一次与更为广义或者同义的不同用语同时记载的用语,在说明书或者附图的任意位置均可替换为该不同的用语。另外,本实施方式及变形例的所有组合都包含在本发明的范围内。另外,电子设备、打印机单元、扫描仪单元、墨盒单元等的构成以及动作等也不限定于本实施方式中说明的内容,能够实施各种变形。
例如,光电转换器件也可以沿水平方向或与水平方向倾斜地配置线性图像传感器。该情况下,通过使多个线性图像传感器沿垂直方向排列、或者相对于墨盒沿垂直方向相对移动,能够得到与沿垂直方向配置线性图像传感器时同等的信息。另外,光电转换器件也可以是一个或多个区域图像传感器。通过这样,也可以使一个图像传感器横跨多个墨盒。另外,光电转换器件也可以通过沿垂直方向配置一个线性图像传感器,并使其相对于墨盒沿墨盒的排列方向相对移动,从而获得来自全部墨盒的信息。

Claims (9)

1.一种印刷装置,其特征在于,包括:
墨盒,侧面标注有标记;
印刷头,使用所述墨盒内的墨水进行印刷;
光电转换器件,设置于所述墨盒的侧面中标注有所述标记的侧面的外侧,并在光源发光的期间检测来自所述墨盒的光;以及
处理部,使用所述光电转换器件,检测所述墨水的界面和所述标记,根据检测到的结果检测所述墨盒内的墨水量。
2.根据权利要求1所述的印刷装置,其特征在于,
所述处理部根据所述光电转换器件的输出判断所述标记的位置。
3.根据权利要求1所述的印刷装置,其特征在于,
所述光电转换器件是线性图像传感器。
4.根据权利要求3所述的印刷装置,其特征在于,
所述线性图像传感器设置为长边方向沿着铅垂方向。
5.根据权利要求1所述的印刷装置,其特征在于,
所述标记呈包含水平方向的线的形状。
6.一种印刷装置,其特征在于,包括:
墨盒,侧面标注有标记;
印刷头,使用所述墨盒内的墨水进行印刷;
光电转换器件,设置于所述墨盒的侧面中标注有所述标记的侧面的外侧,并在光源发光的期间检测来自所述墨盒的光;以及
处理部,根据所述光电转换器件的输出判断所述墨水的界面的位置,根据所述标记的位置和所述界面的位置检测所述墨盒内的墨水量,
所述墨盒在侧面上设置有作为在铅垂方向上分离光的光分离器的狭缝,
所述标记的铅垂方向上的长度比所述狭缝的间距长。
7.一种印刷装置,其特征在于,包括:
墨盒,侧面标注有标记;
印刷头,使用所述墨盒内的墨水进行印刷;
光电转换器件,设置于所述墨盒的侧面中标注有所述标记的侧面的外侧,并在光源发光的期间检测来自所述墨盒的光;以及
处理部,根据所述光电转换器件的输出判断所述墨水的界面的位置,根据所述标记的位置和所述界面的位置检测所述墨盒内的墨水量,
所述印刷装置包括存储表示所述标记的位置的信息的非易失性存储电路,
所述处理部通过从所述非易失性存储电路读出表示所述标记的位置的信息来检测所述墨水量。
8.一种印刷装置,其特征在于,包括:
墨盒,侧面标注有标记;
印刷头,使用所述墨盒内的墨水进行印刷;
光电转换器件,设置于所述墨盒的侧面中标注有所述标记的侧面的外侧,并在光源发光的期间检测来自所述墨盒的光;以及
处理部,根据所述光电转换器件的输出判断所述墨水的界面的位置,根据所述标记的位置和所述界面的位置检测所述墨盒内的墨水量,
所述光电转换器件包括设置于基板的第一线性图像传感器和设置于所述基板的第二线性图像传感器,
所述处理部根据由所述第一线性图像传感器判断的所述标记的位置和由所述第二线性图像传感器判断的所述标记的位置,推断所述光电转换器件相对于所述墨盒的倾斜度。
9.一种印刷装置,其特征在于,包括:
墨盒,侧面标注有标记;
印刷头,使用所述墨盒内的墨水进行印刷;
光电转换器件,设置于所述墨盒的侧面中标注有所述标记的侧面的外侧,并在光源发光的期间检测来自所述墨盒的光;以及
处理部,根据所述光电转换器件的输出判断所述墨水的界面的位置,根据所述标记的位置和所述界面的位置检测所述墨盒内的墨水量,
所述光电转换器件包括设置于基板的第一线性图像传感器和设置于所述基板上的第二线性图像传感器;
所述处理部根据由所述第一线性图像传感器判断的所述界面的位置和由所述第二线性图像传感器判断的所述界面的位置,推断所述墨盒相对于水平面的倾斜度。
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