JP2007030289A

JP2007030289A - インクジェット式プリンタ

Info

Publication number: JP2007030289A
Application number: JP2005215515A
Authority: JP
Inventors: Naoyuki Nishino; 直行西納; Junji Hayashi; 林　　淳司; Kenji Yamakawa; 賢治山河; Nobuo Katsuma; 伸雄勝間; Kazuo Miyaji; 一雄宮地
Original assignee: Fujifilm Corp
Current assignee: Fujifilm Corp
Priority date: 2005-07-26
Filing date: 2005-07-26
Publication date: 2007-02-08

Abstract

【課題】簡単な構造で、不正規な手法でインクが増量されたか否かを簡単に特定する工夫が施されたインクジェット式プリンタを提供する。
【解決手段】インクを収容したカートリッジが交換自在に装着されるカートリッジ装着部３と、そのカートリッジ装着部３に装着されたカートリッジ内のインク残量を求める残量測定部１０と、その残量測定部１０により求められたインク残量を記憶する残量記憶部２０１と、残量測定部１０により今回求められたインク残量が残量記憶部２０１に記憶されていた前回のインク残量よりも増えていた場合に、画像のプリント出力動作を禁止する動作許否制御部１０７とを備える。
【選択図】図４

Description

本発明は、インクを吐出して記録媒体上に画像をプリント出力するインクジェット式プリンタに関する。

従来より、インクを吐出して記録媒体上に画像をプリント出力するインクジェット式プリンタが知られている。

このインクジェット式プリンタでは、インクを充填するタンクを有するカートリッジが用いられている。このカートリッジは、製造時にインクが充填されておりインクジェット式プリンタに交換可能にセットされるものである。このカートリッジ内のインクがなくなると、インクジェット式プリンタの表示部などに、例えば「インク切れ」の表示がなされ、ユーザにカートリッジの交換を知らしめる。そして、使用済みのカートリッジは、新しいカートリッジに交換される。

使用済みのカートリッジは、通常、リサイクルとして再利用するためにメーカに回収される。ところが、使用済みのカートリッジを入手し、この使用済みのカートリッジにメーカ純正品と異なるインクをカートリッジに充填してから、再生カートリッジとして、新品のカートリッジに比べて安い価格でユーザに販売するインク詰め替え業者がいる。

また、ユーザの中には、新しいカートリッジに交換せずに、メーカ純正品とは異なるインクを安く購入してきて、現在使用中のカートリッジに補給したりする者がいる。

しかしながら、メーカ純正品と異なるインクの使用は、純正品と比較して品質が劣るなどして、故障の原因になる場合がある。そして、故障が発生した場合に、メーカ純正品と異なるインクの使用に原因があるにもかかわらず、ユーザはプリンタに原因があると誤解し、修理依頼をすることが多い。そのため、メーカはよけいなコストをかけなければならないという問題が生じる場合がある。

メーカとしては、メーカ純正品と異なるインクを詰め替えた不適正なカートリッジの使用や正規なカートリッジにメーカ純正品と異なるインクを補給する使用については、再使用できないようにする等の対策を講じることが得策である。

ところで、インクジェット式プリンタとは異なる方式のプリンタとして、トナーを消費して記録媒体上に画像をプリント出力する電子写真式プリンタが知られている。電子写真式プリンタにおいても、使用済みのカートリッジを購入し、これにメーカ純正品と異なるトナーを補給してから、再生カートリッジとして、新品のカートリッジに比べて安い価格でユーザに販売するトナー詰め替え業者がいる。また、ユーザの中には、新しいカートリッジに交換せずに、メーカ純正品とは異なるトナーを購入してきて、現在使用中のカートリッジに補給したりする者もいる。

そこで、カートリッジにトナー残量を記憶するメモリを設け、トナー残量を測定する測定手段により、前回のトナー残量と今回のトナー残量とを比較して、トナーの量が増加している場合には、警告表示をするとともにプリント動作を禁止する技術が既に提案されている（例えば、特許文献１参照。）。

特許文献１によれば、カートリッジが装填されるカートリッジ室の両側壁に一対の光透過性の窓が形成されており、一方の窓側には、ＬＥＤ等の光源をライン状に並べたライン状光源が配置され、他方の窓側には、複数のフォトセンサをライン状に並べたライン状センサが配置されている。トナー残量の測定時には、ライン状光源が発光し、トナーがある領域については、光が遮断される。そのため、ライン状センサが受ける光の受光の有無による２値情報によって、カートリッジ内におけるトナーが消費されることによってできる空間とトナーとの境界面が検出される。この境界面から、現在のトナー残量を算出している。

また、インクジェット式プリンタに使用されるインク残量を求める技術については、例えば、以下の技術が知られている（例えば、特許文献２、特許文献３参照。）。

特許文献２によれば、インクの使用量を画像データのドット単位で算出して、インク残量を求めている。

特許文献３によれば、カートリッジ内に圧電素子を設け、圧電素子の共振振動がインク量により変化することを利用して、インク残量を求めている。
特開２００１−１００５３０号公報（第１３頁、図６）特開平１１−１３８８５２号公報（第５頁、図１）特開２００４−５０５４１号公報（第１９頁、図１）

ここで、特許文献１に開示された技術を適用して、インクジェット式プリンタのインク残量を算出しようとすると、ライン状センサが受ける光の受光の有無による２値情報では、光透過性のインクを使用した場合、カートリッジ内におけるインクが消費されることによってできる空間とインクとの境界面を検出することが難しいという問題がある。

その結果、インク残量の算出に誤差が生じ、不正規な手法でインクが増量されたか否かを特定することが困難になるという問題が生じる。

また、特許文献２に開示された技術には、インクの使用量を画像データのドット単位で算出しているため、演算処理の負荷が重いという問題がある。

さらに、特許文献３に開示された技術には、圧電素子を用いた装置が大がかりになるという問題がある。

従って、インクジェット式プリンタにおいて、不正規な手法でインクが増量されたか否かを簡単に特定できることが望ましい。

本発明は上記事情に鑑み、不正規な手法でインクが増量されたか否かを簡単に特定する工夫が施されたインクジェット式プリンタを提供することを目的とする。

上記目的を達成する本発明のインクジェット式プリンタのうちの第１のインクジェット式プリンタは、
インクを吐出して記録媒体上に画像をプリント出力するインクジェット式プリンタにおいて、
インクを収容したカートリッジが交換自在に装着されるカートリッジ装着部と、
上記カートリッジ装着部に装着されたカートリッジ内のインクを間に挟む一対の電極間のそのインクの残量に応じて変化する静電容量を測定することにより、そのカートリッジ内のインクの残量を求める残量測定部と、
上記残量測定部により求められた残量を記憶する残量記憶部と、
上記残量測定部により今回求められた残量が上記残量記憶部に記憶されていた前回の残量よりも増えていた場合に、画像のプリント出力動作を禁止する動作許否制御部とを備えたことを特徴とする。

この第１のインクジェット式プリンタでは、カートリッジ内の静電容量を測定するという簡便な手段により、不正規な手法でインクが増量されたか否かを簡単に特定することができる。そして、不正規なインクの使用、および不適合なカートリッジの使用を防止することができる。

上記目的を達成する本発明のインクジェット式プリンタのうちの第２のインクジェット式プリンタは、
インクを吐出して記録媒体上に画像をプリント出力するインクジェット式プリンタにおいて、
インクを収容したカートリッジが交換自在に装着されるカートリッジ装着部と、
上記カートリッジ装着部に装着されたカートリッジ内のインクを間に挟む一対の電極間のそのインクの残量に応じて変化する抵抗値を測定することにより、そのカートリッジ内のインクの残量を求める残量測定部と、
その残量測定部により求められた残量を記憶する残量記憶部と、
その残量測定部により今回求められた残量が上記残量記憶部に記憶されていた前回の残量よりも増えていた場合に、画像のプリント出力動作を禁止する動作許否制御部とを備えたことを特徴とする。

この第２のインクジェット式プリンタでは、カートリッジ内の抵抗値を測定するという簡便な手段により、不正規な手法でインクが増量されたか否かを簡単に特定することができる。そして、不正規なインクの使用、および不適合なカートリッジの使用を防止することができる。

上記目的を達成する本発明のインクジェット式プリンタのうちの第３のインクジェット式プリンタは、
インクを吐出して記録媒体上に画像をプリント出力するインクジェット式プリンタにおいて、
インクを収容し、そのインクを挟んで一本の光線が通過するように配備された光透過性の２つの窓を有するカートリッジが交換自在に装着されるカートリッジ装着部と、
そのカートリッジの一方の窓からそのカートリッジ内に光を入射する発光素子と、
そのカートリッジの他方の窓から出射してきた光を受光する受光素子と、
そのインクの残量に応じて変化する透過光量を上記受光素子で測定することにより、そのカートリッジ内のインクの残量を求める残量測定部と、
その残量測定部により求められた残量を記憶する残量記憶部と、
その残量測定部により今回求められた残量がその残量記憶部に記憶されていた前回の残量よりも増えていた場合に、画像のプリント出力動作を禁止する動作許否制御部とを備えたことを特徴とする。

この第３のインクジェット式プリンタでは、カートリッジ内の透過光量を測定するという簡便な手段により、不正規な手法でインクが増量されたか否かを簡単に特定することができる。そして、不正規なインクの使用、および不適合なカートリッジの使用を防止することができる。

また、上記光透過性の窓が、紫外線をカットするフィルタ機能を有するものであることが好ましい。

上記光透過性の窓が紫外線をカットすると、インクの劣化を防ぐことができる。

さらに、上記カートリッジの他方の窓が、投光素子からの光を集光する集光レンズを有するものであることも好ましい。

集光レンズを有すると、透過光の発散を防ぐことができて測定の精度が向上することができる。

上記目的を達成する本発明のインクジェット式プリンタのうちの第４のインクジェット式プリンタは、
インクを吐出して記録媒体上に画像をプリント出力するインクジェット式プリンタにおいて、
インクと、そのインクよりも比重が軽くそのインクの残量に応じた高さ位置に移動する指示体とが収容され、その指示体を外部から確認させる光透過性の確認窓を備えたカートリッジが交換自在に装着されるカートリッジ装着部と、
そのカートリッジ装着部に装着されたカートリッジ内のインクの残量に応じた指示体の高さ位置を測定することにより、そのカートリッジ内のインクの残量を求める残量測定部と、
その残量測定部により求められた残量を記憶する残量記憶部と、
その残量測定部により今回求められた残量がその残量記憶部に記憶されていた前回の残量よりも増えていた場合に、画像のプリント出力動作を禁止する動作許否制御部とを備えたことを特徴とする。

この第４のインクジェット式プリンタでは、カートリッジ内の指示体の位置を測定するという簡便な手段により、不正規な手法でインクが増量されたか否かを簡単に特定することができる。そして、不正規なインクの使用、および不適合なカートリッジの使用を防止することができる。

また、上記確認窓が、紫外線をカットするフィルタ機能を有するものであることが好ましい。

上記確認窓が紫外線をカットすると、インクの劣化を防ぐことができる。

本発明のインクジェット式プリンタのうちの第３のインクジェット式プリンタ、および第４のインクジェット式プリンタにおいて、カートリッジ装着部が、プリンタの電源がオンされて初期化動作で移動させ、その移動中に上記残量測定部がそのカートリッジ内のインクの残量を求めるものであることが好ましい。

プリンタの電源がオンされると、カートリッジ装着部は初期化動作で移動するので、この移動を利用して上記残量測定部が該カートリッジ内のインクの残量を求めることができる。

上記目的を達成する本発明のインクジェット式プリンタのうちの第５のインクジェット式プリンタは、
インクを吐出して記録媒体上に画像をプリント出力するインクジェット式プリンタにおいて、
インクを収容したカートリッジが交換自在に装着されるカートリッジ装着部と、
上記カートリッジ装着部を所定の力で押してそのカートリッジを移動させ、そのカートリッジの移動速度を測定することにより、そのカートリッジ内のインクの残量を求める残量測定部と、
その残量測定部により求められた残量を記憶する残量記憶部と、
その残量測定部により今回求められた残量がその残量記憶部に記憶されていた前回の残量よりも増えていた場合に、画像のプリント出力動作を禁止する動作許否制御部とを備えたことを特徴とする。

この第５のインクジェット式プリンタでは、上記カートリッジ装着部を所定の力で押してそのカートリッジを移動させ、そのカートリッジの移動速度を測定するという簡便な手段により、不正規な手法でインクが増量されたか否かを簡単に特定することができる。そして、不正規なインクの使用、および不適合なカートリッジの使用を防止することができる。

以上説明したように、本発明によれば、不正規な手法でインクが増量されたか否かを簡単に特定する工夫が施されたインクジェット式プリンタを提供することができる。

以下図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。

図１は、第１のインクジェット式プリンタの一実施形態の、前方上から見たときの外観図である。

本実施形態のインクジェット式プリンタ１は、コンピュータなどと組み合わされて使用されるものである。このプリンタ１の筐体１ａの上面には、操作ボタンとして、このプリンタ１の電源投入を指示する電源スイッチ１ｂ、および用紙が詰まったときの排出ボタン１ｃが設けられている。

このプリンタ１には、インクを収容したカートリッジ２ａ、２ｂ、２ｃ、および２ｄが交換自在に装着されるカートリッジ装着部３に備えられている。このインクが本発明にいう記録材料の一例に相当し、ブラック、シアン、マゼンタ、およびイエロなどのインクがカートリッジ２ａ、２ｂ、２ｃ、および２ｄに分かれて収容されている。なお、カートリッジ２ａ、２ｂ、２ｃ、および２ｄは同じ構成であるので、このプリンタ１において、カートリッジについては、カートリッジ２ａを代表して以下説明する。

図２は、コンピュータに接続されたインクジェット式プリンタの内部の構成を示す図である。

このプリンタ１には、残量測定部１０、電源部２０、ＣＰＵ３０、ＦＬＡＳＨＲＯＭ４０、印刷処理部５０、表示部６０、ＲＡＭ７０、および外部通信部８０が備えられている。

残量測定部１０は、カートリッジ２ａに収容されているインク残量を測定するものである。なお、この残量測定部１０の詳細は後述する。電源部２０は、電源スイッチ１ｂの電源投入を受けて、このプリンタ１を起動させるものである。ＣＰＵ３０は、このプリンタ全体の制御を行なう。このＣＰＵ３０にはＲＯＭ３０１が内蔵されており、このＲＯＭ３０１内にはプログラムが格納されている。このプログラムの手順にしたがってプリンタ１の動作がＣＰＵ３０により制御される。ＦＬＡＳＨＲＯＭ４０は、残量測定部１０の実行プログラムが格納され、条件設定のデータ調整などに利用されるメモリである。印刷処理部５０は、ＣＰＵ３０の指示に従って、記録媒体としての用紙上に画像をプリントするものである。表示部６０は、プリンタの状態をユーザに知らせるメッセージなどを表示するものである。ＲＡＭ７０は、コンピュータ４のメモリ４ａから画像データを読み込み、一時的に記憶するメモリである。また、残量測定部１０の演算などに利用されるメモリでもある。外部通信部８０は、コンピュータ４とプリンタ１との間におけるデータや信号などを仲介するものである。なお、ＣＰＵ３０からの制御は、バス３０２を介して行われる。

このカートリッジ２ａには、インク残量を記憶する残量記憶部２０１が備えられいる。

この残量記憶部２０１の詳細については後述する。

図３は、インクカートリッジ内に配備されたタンクの構造を示す図である。

このタンク２０２の内壁には、電極２０３ａ、電極２０３ｂが設けられており、電極と一体的に構成される電極端子（不図示）が備えられている。カートリッジ２ａがカートリッジ装着部３に装着されると残量測定部１０と電気的に結合される。

図４は、第１のインクジェット式プリンタの一実施形態の残量測定部、およびインクカートリッジの構成を示す図である。

この残量測定部１０には、測定回路１０ａ、測定部１０ｂが備えられている。

この測定回路１０ａには、定電流電源１００、第１スイッチＳＷ１、第２スイッチＳＷ２、増幅器１０１、および抵抗１０２が備えられている。定電流電源１００は、一定の電流を測定回路に供給するものである。第１スイッチＳＷ１は、定電流電源１００からの電流をオン／オフするスイッチであり、第２スイッチＳＷ２は、一対の電極であるコンデンサ（電極２０３ａおよび電極２０３ｂ）間に蓄積された電荷のエネルギーを放電するためのスイッチである。増幅器１０１は、電極２０３ａと電極２０３ｂとの間に生じる電圧を表すアナログ信号を増幅するものである。抵抗１０２は、放電の際に、電極間で蓄積された電荷のエネルギーを消費するものである。

この測定部１０ｂには、Ａ／Ｄ変換部１０３、Ｉ／Ｏ部１０４、タイマ１０５、内部メモリ１０６、動作許否制御部１０７、バス１０８、および通信部１１１が備えられている。

Ａ／Ｄ変換部１０３は、増幅器１０１からの送られてきた電圧を表すアナログ信号をデジタル信号に変換するものである。Ｉ／Ｏ部１０４は、第１スイッチＳＷ１、および第２スイッチＳＷ２のオン／オフを制御するものである。タイマ１０５は、第１スイッチＳＷ１、および第２スイッチＳＷ２のオン／オフのタイミングや、充電時間を計測するときなどに使用されるものである。内部メモリ１０６は、インク残量を測定するときなどに使用するメモリである。動作許否制御部１０７は、Ａ／Ｄ変換部１０３から送られてきたデジタル信号に基づいて、図２に示したＣＰＵ３０で演算処理しインク残量を求めるものである。また、残量測定部１０により求められたインク残量が残量記憶部２０１に記憶されていた前回の残量よりも増えていた場合に、画像のプリント出力動作を禁止する制御を行うものである。バス１０８は、動作許否制御部１０７とのデータ等のやりとりに用いられる。通信部１１１は、残量記憶部２０１と動作許否制御部１０７との間のデータの仲介をするものである。

次にフローチャートを用いて、本実施形態のインクジェット式プリンタの動作を説明する。

図５は、本実施形態のインクジェット式プリンタの処理ルーチンを示すフローチャートである。

ステップＳ１００で、電源投入操作を受けると、この図５に示す処理ルーチンが開始され、先ずステップＳ１０２において残量記憶部２０１に記憶されているメモリの内容が、バス１０８を介して内部メモリ１０６に読み込まれる。なお、新しいカートリッジが交換された場合にもこの図５に示す処理ルーチンが開始されるものとする。

ステップ１０４では、現在のインク残量が測定される。インク残量が測定される手段は以下の通りである。

ここで、表１は、第１スイッチＳＷ１、および第２スイッチＳＷ２のオン／オフの操作によって、残量測定部１０が上記デジタル信号の値を一定時間積算するときのタイミングを表した積分回路真理値表である。

先ず、図４においてＩ/Ｏ部１０４が、第１スイッチＳＷ１をオフにし、第２スイッチＳＷ２をオンにすると、カートリッジ内の電極間に蓄えられている電荷のエネルギーが放電し、放電用抵抗１０２によってそのエネルギーが消費され、電極間の電圧がゼロになることで初期化される。これらのスイッチの操作は表１の初期化に対応する。

次に、Ｉ/Ｏ部１０４が、第２スイッチＳＷ２をオフにして、第１スイッチＳＷ１をオンにすると、定電流電源１００によって、タンク２０２の電極間に電荷の供給がなされ、電極間に電圧が生じる。これらのスイッチの操作は表１の積分時に対応する。その電圧を表す信号は増幅器１０１を介して、Ａ／Ｄ変換部１０３でアナログ信号からデジタル信号に変換される。タイマ１０５では、定電流電源１００によってタンク２０２の電極間に電荷の供給がなされてからの時間が測定される。動作許否制御部１０７では、上記電圧を表す信号の値を一定時間積分しながら積分電圧を求める。

図６は、一例として、時間経過に伴う積分電圧の変化を表した図である。

電極間の静電容量が大きいと、静電容量が小さい場合と比較して、予め定めた閾値の電圧値に達するまでの時間がかかる。静電容量は、インクが誘電体として作用するために、インク残量に応じて変化する。そこで、本実施形態のインクジェット式プリンタにおいては、予めインク残量ごとに、時間経過に伴う積分電圧の変化の関係をグラフ化し、そのグラフの傾きを内部メモリ１０６に記憶させておく。動作許否制御部１０７は、測定時にグラフの傾きを求め、内部メモリ１０６に記憶されている傾きの値と照合することにより、インク残量を求める。

インク残量が求まると、Ｉ/Ｏ部１０４は、第１スイッチＳＷ１をオフにし、第２スイッチＳＷ２をオンにして測定を終了する。このスイッチの操作は、表１の待機時に対応する。

ステップＳ１０６では、現在のインク残量が少ないか否かの判定を行う。現在のインク残量が少ないと判定された場合には、ステップＳ１０８で、インク残量が少ないことをプリンタ１のモニタ（不図示）に表示する。

次のステップＳ１１０では、今回求められたインク残量と前回のインク残量とを比較して、インク残量が増加しているかの判定を行う。

先ず、インク量の増加が認められない場合の処理について説明する。

ステップＳ１１２では、ユーザが指定した枚数の印刷が１ジョブとして実行され、ステップＳ１１４に進む。

ステップＳ１１４では、１ジョブの印刷が終了すると、ステップＳ１０４と同様に、インク残量を求める。そして、ステップＳ１１６では、そのインク残量を残量記憶部１１に前回のインク残量の値として記憶する。

ステップＳ１１８では、予め定めた時間内に、１ジョブの印刷の信号をＣＰＵ３０が受け付けると、ステップＳ１１２に戻る。

ステップＳ１１８では、電源オフの信号をＣＰＵ３０が受け付けると、プリンタ１の電源はオフされる。また、１ジョブの印刷がなされず、予め定めた時間が経過した場合も、プリンタ１の電源はオフされる（ステップＳ１２０）。そして、この処理ルーチンは終了する。

一方、インク量の増加が認められた場合は、ステップＳ１２２に進み、不適正な処置を行った旨の警告が、プリンタ１のモニタ（不図示）に表示される。また、動作許否制御部１０７は、警告後、所定時間経過すると、強制的にプリンタ１の電源オフの処理を実行する。このステップＳ１２２の処理により、画像のプリント出力動作が禁止される。

従って、第１のインクジェット式プリンタによれば、不正規な手法で記録材料であるインクが増量されたか否かを簡単に特定することができる。そして、不正規な記録材料の使用、および不適合なカートリッジの使用を防止することができる。

次に、第２のインクジェット式プリンタの一実施形態について説明する。なお、以下、第１のプリンタと同様な部分は説明を省略する。

図７は、第２のインクジェット式プリンタの一実施形態の残量測定部、およびインクカートリッジの構成を示す図である。

このカートリッジ２０ａには、インクを充填するタンク２０２＿２が設けられている。このタンク２０２＿２の内壁には、電極２０３ｃ、電極２０３ｄが設けられており、電極と一体的に構成される電極端子（不図示）が備えられている。カートリッジ２０ａが、図１に示したカートリッジ装着部３に装着されると残量測定部１０＿２と電気的に結合される。

測定回路１０ｃには、定電圧電源１００＿２、第１スイッチＳＷ１、抵抗１０２＿２、および増幅器１０１が備えられている。定電圧電源１００＿２は、一定の電圧を測定回路に供給するものである。第１スイッチＳＷ１は、定電圧電源１００＿２をオン／オフするスイッチである。抵抗１０２＿２は、タンク内の抵抗と直列に接続されるものである。増幅器１０１は、タンク内の抵抗と抵抗１０２＿２とで定まる電圧値（分圧値）を表す信号を増幅するものである。

ここで、測定部１０ｄは、第１のプリンタ１における測定部１０ｂと同様の構成である。

次に、本実施形態の第２のインクジェット式プリンタの動作についてフローチャートを用いて説明する。

既に図４で説明したフローチャートが、第２のインクジェット式プリンタにも適用される。第１のインクジェット式プリンタの一実施形態のフローチャートとの差異は、ステップＳ１０４およびステップＳ１１４におけるインク残量を求める手段であり、その点について説明する。

先ず、図５においてＩ/Ｏ部１０４が、第１スイッチＳＷ１をオンにすると、タンク２０２＿２内の抵抗と抵抗１０２＿２とで定まる電圧値を表すアナログ信号は増幅器１０１で増幅され、Ａ／Ｄ変換部１０３でアナログ信号からデジタル信号に変換される。

ここで、インク量に応じて導電率が変化するので、抵抗値はタンク内のインク量に依存する。そこで、本実施形態のインクジェット式プリンタにおいては、予めインク残量ごとに、インク残量と電圧の対応関係をデータベース化して内部メモリ１０６に記憶させておく。動作許否制御部１０７は、測定時に電圧値を求め、内部メモリ１０６に記憶されている電圧値と照合することにより、インク残量を求める。

また、ステップＳ１１４におけるインク残量測定についても、ステップＳ１０４と同様の処理がなされ、インク残量を求める。

従って、第２のインクジェット式プリンタによれば、不正規な手法で記録材料であるインクが増量されたか否かを簡単に特定することができる。そして、不正規な記録材料の使用、および不適合なカートリッジの使用を防止することができる。

次に、第３のインクジェット式プリンタの一実施形態について説明する。なお、以下、第１ののプリンタと同様な部分は説明を省略する。

図８は、第３のインクジェット式プリンタにおけるインク残量を求める際の概念図である。
ここで、第３のインクジェット式プリンタでは、ブラック、シアン、マゼンタ、およびイエロの４つのカートリッジが使用されるが、カートリッジの構成は同じであるので、図８では、イエロのインクカートリッジを例に挙げて説明する。

図８に示されるように、イエロのカートリッジ２ｈは内部がタンク室になっている。

カートリッジ２ｈの上面２０８には、光透過性を有する窓２０６が設けられ、下面２０９には、光透過性を有する窓２０７が設けられている。これらの窓２０６、２０７には、紫外線をカットするフィルタが備えられており、また、窓２０７は、透過光を集光するレンズとしての機能も有している。

この第３のインクジェット式プリンタには、窓２０６からカートリッジ２ｈ内に光を入射する発光素子２０４とカートリッジの窓２０７から出射してきた指向性のある一本の光を受光する受光素子２０５とが設けられている。

図９は、第３のインクジェット式プリンタの一実施形態の残量測定部、およびインクカートリッジの構成を示す図である。

ここで、カートリッジ装着部３に装着されているカートリッジ群２０ｂは、４つのカートリッジをまとめて指すものとする。これらカートリッジには、残量記憶部２０１が備えられているものとする。

残量測定部１０＿３は、発光素子２０４、受光素子２０５、増幅器１０１、測定部１０ｅから構成されている。既に上述した通り、発光素子２０４は窓２０６からカートリッジ群２０ｂ内に光を入射し、受光素子２０５は、カートリッジの窓２０７から出射してきた指向性のある一本の光を受光する。

次にフローチャートを用いて、第３のインクジェット式プリンタの動作を説明する。

既に図４で説明したフローチャートが、第３のインクジェット式プリンタにも適用される。第１のインクジェット式プリンタの一実施形態のフローチャートとの差異は、ステップＳ１０４およびステップＳ１１４におけるインク残量を求める手段であり、その点について説明する。

ステップＳ１０４では、インク残量を測定する。インク残量の測定は以下の通りである。

図１０は、電源をオンした後に、カートリッジを装着したカートリッジ装着部が初期化動作に伴い移動開始する様子を示す図である。

図１１は、カートリッジ装着部が初期化動作に伴い、所定位置に移動し停止した後の様子を示す図である。

図１０に示されるように、カートリッジ装着部３が、初期化動作で図中の矢印の方向に移動すると、カートリッジ装着部３に装着されているカートリッジ２ｈ、２ｇ、２ｆ、２ｅが、順番に投光素子２０４と受光素子２０５との光路を横切って通過する。その際、発光素子２０４がカートリッジの一方の窓からカートリッジ内に光を入射し、受光素子２０５が、カートリッジの他方の窓から出射してきた光を受光する。

受光素子２０５で受光した透過光量の信号は、増幅器１０１を介して測定部１０ｅに送られて、Ａ／Ｄ変換部１０３でアナログ信号からデジタル信号に変換される。

図１２は、一例として、各々のインク残量に対する透過光量の関係を表した図である。

横軸は、カートリッジの移動の経過時間を表している。

図１２に示されるように、インク残量が多いとインクに吸収される光量が多いために、透過光量が少なくなる。一方、インク残量が少ないとインクに吸収される光量が少ないために、透過光量が多くなる。

そこで、本実施形態のインクジェット式プリンタにおいては、予めインク残量ごとに、インク残量に対する透過光量をデータベース化して内部メモリ１０６に記憶させておく。動作許否制御部１０７は、測定時に透過光量を求め、内部メモリ１０６に記憶されている透過光量と照合することにより、インク残量を求める。

次に、ステップＳ１１４の処理についても説明する。

ステップＳ１１４では、印刷動作に伴いカートリッジ装着部が移動することを利用して、ステップＳ１０４と同様に透過光量を測定し、動作許否制御部では、測定で得られた透過光量の値をデータベースで検索して、登録されている同じ透過光量の値を参照し、インク残量を決定する。

ステップＳ１０４、Ｓ１１４において、透過光量を測定する手段でインク残量を求めることによっても、不正規な手法でインクが増量されたか否かを簡単に特定することができる。そして、不正規な記録材料の使用、および不適合なカートリッジの使用を防止することができる。

次に、第４のインクジェット式プリンタの一実施形態について説明する。なお、以下、第１のプリンタと同様な部分は説明を省略する。

図１３は、第４のインクジェット式プリンタにおけるインク残量を求める際の概念図である。

カートリッジ２ｍの内部には、インクよりも比重が軽くインクの量に応じて上下に移動する板２１０が収容されている。カートリッジ２ｍの側面２１１には、紫外線をカットするフィルタを有する光透過性の確認窓２１１＿１が備えられている。確認窓２１１＿１と接する板２１０の端の下部には、光を反射する反射体２１２が設けられている。この反射体２１２の位置がインク残量の目安となる指示体として働く。

また、光を投光する投光部２１３ａとその投光部から発せられ反射板で反射して戻ってきた光を受光する受光部２１３ｂとを備えたセンサ２１３が、確認窓２１１＿１に対向する位置に設けられている。また、センサ２１３と同様のセンサ２１４、２１５も確認窓２１１＿１に対向する位置に設けられている。
図１４は、第４のインクジェット式プリンタの一実施形態の残量測定部、およびインクカートリッジの構成を示す図である。

ここで、カートリッジ装着部３に装着されているカートリッジ群２０ｃは、４つのカートリッジをまとめて指すものとする。これらカートリッジには、残量記憶部２０１が備えられているものとする。

この残量測定部１０＿４は、上述したセンサ２１３、２１４、２１５、３つの増幅器１０１＿２、１０１＿３、１０１＿４、および測定部１０ｆで構成されている。
この測定部１０ｆは、第１のプリンタ１の測定部１０ｂと同様である。

次にフローチャートを用いて、本実施形態の第４のインクジェット式プリンタの動作を説明する。

既に図４で説明したフローチャートが、第４のインクジェット式プリンタにも適用される。第１のインクジェット式プリンタの一実施形態のフローチャートとの差異は、ステップＳ１０４およびステップＳ１１４におけるインク残量を求める手段であり、その点について説明する。

図１５は、電源をオンした後に、カートリッジを装着したカートリッジ装着部が初期化動作に伴い移動開始する様子を示す図である。

図１６は、カートリッジ装着部が初期化動作に伴い、所定位置に移動し停止した後の様子を示す図である。

図１５に示されるように、初期化動作に伴い、Ｉ／Ｏ部１０４が、センサ２１３、２１４、および２１５の投光部２１３ａ、２１４ａ、および２１５ａから光を出射する。初期化動作により、カートリッジ装着部３が図中の矢印の方向に移動し、カートリッジ装着部３に装着されているカートリッジ２ｍ、２ｋ、２ｊ、２ｉが、順番にセンサの前を通過する。センサの前を通過するとき、各々の発光部からの光がカートリッジ確認窓を介してカートリッジ内に入射し、その光が反射体に当たると、反射してきた反射光に応じて、受光部２１３ｂ、２１４ｂ、および２１５ｂが受光する。ここで、図１５においては、センサ２１４、２１５は図示していないが、センサ２１３の下にあるものとする。増幅器１０１＿３、１０１＿４も同様に、増幅器１０１＿２の下にあるものとする。

受光した反射光量の信号は、増幅器１０１＿２、１０１＿３、および１０１＿４を介して測定部に送られて、Ａ／Ｄ変換部１０３でアナログ信号がデジタル信号に変換される。そして、動作許否制御部１０７は、その反射光量を加算して得たトータルの反射光量を求める。

図１７は、一例として、インク残量に応じて、各々のセンサが受光する反射光量を表した図である。

ここで、指示体の位置に応じて、各々のセンサの受ける反射光量が変化し、その反射光量を加算して得たトータルの反射光量を求めることで、指示体の位置がわかり、その結果、インク残量がわかる。

本実施形態の第４のインクジェット式プリンタでは、予めインク残量に対するセンサの受ける反射光量の値をデータベース化して内部メモリ１０６に登録している。そのため、動作許否制御部１０７では、測定で得られた反射光量の値を検索して、登録されている同じ反射光量の値を参照し、インク残量を決定する。

ステップＳ１１４では、印刷動作に伴いカートリッジ装着部３が移動することを利用して、ステップＳ１０４と同様に反射光量を測定し、動作許否制御部１０７では、測定で得られた反射光量の値から、内部メモリ１０６に登録されている同じ反射光量の値を参照し、インク残量を決定する。

ステップＳ１０４、Ｓ１１４において、反射光量を測定する手段で指示体の位置を求め、その位置からインク残量を求めることによっても、不正規な手法でインクが増量されたか否かを簡単に特定することができる。そして、不正規な記録材料の使用、および不適合なカートリッジの使用を防止することができる。

次に、第５のインクジェット式プリンタの一実施形態について説明する。なお、以下、第１のインクジェット式プリンタと同様な部分は説明を省略する。

図１８は、第５のインクジェット式プリンタにおけるインク残量を求める際の概念図である。

ここで、カートリッジ装着部３に装着されているカートリッジ群２０ｄは、４つのカートリッジをまとめて指すものとする。これらカートリッジには、残量記憶部２０１が備えられているものとする。

本実施形態の第５のインクジェット式プリンタにおいて、カートリッジ装着部３を駆動可能に軸支した駆動シャフト２２０の一端側に配備され該カートリッジキャリアを他端側に向けて弾性的に付勢可能な第１のバネ部材２２１が設けらている。

また、駆動を受けて移動するカートリッジ装着部３を案内するガイドシャフト２２２の一端側に配備されカートリッジ装着部３を上記他端側に向けて弾性的に付勢可能な第２のバネ部材２２３が設けられている。また、所定の磁力により吸引される磁性体２２４が、第１のバネ部２２１材と第２のバネ部材２２３とに接する側のカートリッジ装着部３に設けられている。所定の磁力により磁性体２２４を吸引する電磁石２２５が磁性体２２４に対向した位置に設けられている。また、カートリッジ装着部３の外壁の一部に突状に設けられた突状部材２２６が設けられている。カートリッジ装着部３の移動に伴う突状部材２２６の移動経路に対して、上下から空間的に挟む所定の位置に設けられた発光素子、および受光素子とを備えたセンサ２２７が設けられている。

残量測定部１０＿５は、電磁石２２５、増幅器１０１、波形整形部１１０、測定部１０ｇで構成されている。増幅器１０１は、受光素子で受けた光の信号を増幅し、波形整形器１１０は、その増幅した信号に基づき、波形を整形するものである。測定部１０ｇには、測定部１０ｂのＡ／Ｄ変換器１０３に代えて、波形のエッジを検出するエッジ検出部１０９が設けられている。

次にフローチャートを用いて、第５のインクジェット式プリンタの動作を説明する。

既に図４で説明したフローチャートが、第５のインクジェット式プリンタにも適用される。第１のインクジェット式プリンタの一実施形態のフローチャートとの差異は、ステップＳ１０４およびステップＳ１１４におけるインク残量を求める手段であり、その点について説明する。

ステップＳ１０４で、インク残量を測定する。インク残量の測定は以下の通りである。

図１９は、カートリッジ装着部が電磁石の作用に伴い吸引されている様子を示す図である。

図１９において、電磁石の電磁力がオンの状態であると、磁性体が電磁石に吸引され、第１のバネおよび第２のバネは縮む。

図２０は、カートリッジ装着部が電磁石の作用に伴い移動中の様子を示す図である。

Ｉ／Ｏ部１０４が電磁石２２５の電磁力をオフにすると、第１バネ部材２２１、および第２バネ部材２２３の反発力によりカートリッジ装着部３が移動する。また、このＩ／Ｏ部１０４は、センサ２２７の発光素子を発光させ、カートリッジ装着部３が停止すると、発光素子は消光される。

図２０に示されるように、突状部材２２６が、センサ２２７の発光素子と受光素子との間を横切ると、光が遮断される。

図２１は、カートリッジ装着部が電磁石の作用に伴い移動し終えた様子を示す図である。

図２２は、カートリッジ装着部の移動速度とインク残量の関係を示した図である。
横軸は、電磁石２２５電磁力をオフにしてからの経過時間である。インク残量が少ないとインクの重量が軽くなりインクの重量が重い場合と比較して、カートリッジ装着部３の移動速度は速くなる。すなわち、突状部材２２６が、センサ２２７の発光素子と受光素子との間に到達するまでの時間ｔ₀は、インク残量が多い場合の時間ｔ₀’と比較して早くなる。
また、インク残量が少ない場合において、突状部材２２６がセンサ２２７の発光素子と受光素子との間に到達し通過するまでの時間ｔ₁は、インク残量が多い場合の時間ｔ₁’と比較して早くなる。

本実施形態では、図２２に示す手段を用いて、予めインク残量と移動速度の関係をデータベース化して内部メモリ１０６に登録しており、動作許否制御部１０７は、測定で得られた移動速度の値を内部メモリ１０６に登録している値を検索して、同じ移動速度の値を参照し、インク残量を決定する。

ステップＳ１１４でも、印刷動作に伴いカートリッジ装着部が移動することを利用して、ステップＳ１０４と同様にインク残量を決定する。

従って、不正規な手法でインクが増量されたか否かを簡単に特定することができる。そして、不正規な記録材料の使用、および不適合なカートリッジの使用を防止することができる。

以上説明したように、本実施形態によれば、簡単な構造で、不正規な手法でインクが増量されたか否かを簡単に特定する工夫が施されたインクジェット式プリンタを提供することができる。

なお、本実施形態において、インク残量が増加しているか否かの判定基準として、残量記憶部に記憶されていた前回の残量と今回の残量を比較した結果、インク残量が増加していた場合に増加の判定を下していたが、例えば、上記比較結果が±５％以内の誤差範囲の場合を増加の判定を見送るような基準としてもよい。また、上記比較結果が著しく増加している場合を増加の判定の基準としてもよく、メーカは、インク残量が増加しているか否かの判定基準を自由に設定してよい。

第１のインクジェット式プリンタの一実施形態の、前方上から見たときの外観図である。コンピュータに接続されたインクジェット式プリンタの内部の構成を示す図である。インクカートリッジ内に配備されたタンクの構造を示す図である。第１のインクジェット式プリンタの一実施形態の残量測定部、およびインクカートリッジの構成を示す図である。本実施形態のインクジェット式プリンタの処理ルーチンを示すフローチャートである。一例として、時間変化に対する積分電圧の関係を表した図である。第２のインクジェット式プリンタの一実施形態の残量測定部、およびインクカートリッジの構成を示す図である。第３のインクジェット式プリンタにおけるインク残量を求める際の概念図である。第３のインクジェット式プリンタの一実施形態の残量測定部、およびインクカートリッジの構成を示す図である。電源をオンした後に、カートリッジを装着したカートリッジ装着部が初期化動作に伴い移動開始する様子を示す図である。カートリッジ装着部が初期化動作に伴い、所定位置に移動し停止した後の様子を示す図である。一例として、各々のインク残量に対する透過光量の関係を表した図である。第４のインクジェット式プリンタにおけるインク残量を求める際の概念図である。第４のインクジェット式プリンタの一実施形態の残量測定部、およびインクカートリッジの構成を示す図である。電源をオンした後に、カートリッジを装着したカートリッジ装着部が初期化動作に伴い移動開始する様子を示す図である。カートリッジ装着部が初期化動作に伴い、所定位置に移動し停止した後の様子を示す図である。一例として、インク残量に応じて、各々のセンサが受光する反射光量を表した図である。第５のインクジェット式プリンタにおけるインク残量を求める際の概念図である。カートリッジ装着部が電磁石の作用に伴い吸引されている様子を示す図である。カートリッジ装着部が電磁石の作用に伴い移動中の様子を示す図である。カートリッジ装着部が電磁石の作用に伴い移動し終えた様子を示す図である。カートリッジ装着部の移動速度とインク残量の関係を示した図である。

符号の説明

１インクジェット式プリンタ
１ａ筐体
１ｂ電源スイッチ
１ｃ排出ボタン
２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄカートリッジ
２ｅ、２ｆ、２ｇ、２ｈカートリッジ
２ｉ、２ｊ、２ｋ、２ｍカートリッジ
２ｎ、２ｐ、２ｑ、２ｒカートリッジ
２０ａカートリッジ
２０ｂ、２０ｃ、２０ｄカートリッジ群
３カートリッジ装着部
４コンピュータ
４ａメモリ
１０、１０＿２、１０＿３、１０＿４、１０＿５残量測定部
１０ａ、１０ｃ測定回路
１０ｂ、１０ｄ、１０ｅ、１０ｆ測定部
１００定電流電源
１００＿２定電圧電源
１０１、１０１＿２、１０１＿３、１０１＿４増幅器
１０２、１０２＿２抵抗
１０３Ａ／Ｄ変換部
１０４Ｉ／Ｏ部
１０５タイマ
１０６内部メモリ
１０７動作許否制御部
１０８バス
１０９エッジ検出部
１１０波形整形器
１１１通信部
２０電源部
２０１残量記憶部
２０２、２０２＿２タンク
２０３ａ、２０３ｂ、２０３ｃ、２０４ｄ電極
２０４発光素子
２０５受光素子
２０６、２０７窓
２０８上面
２０９下面
２１０板
２１１側面
２１１＿１確認窓
２１２反射体
２１３、２１４、２１５センサ
２１３ａ、２１４ａ、２１５ａ投光部
２１３ｂ、２１４ｂ、２１５ｂ受光部
２２０駆動シャフト
２２１第１のバネ部材
２２２ガイドシャフト
２２３第２のバネ部材
２２４磁性体
２２５電磁石
２２６突状部材
２２７センサ
３０ＣＰＵ
３０１ＲＯＭ
３０２バス
４０ＦＬＡＳＨＲＯＭ
５０印刷処理部
６０表示部
７０ＲＡＭ
８０外部通信部
ＳＷ１第１スイッチ
ＳＷ２第２スイッチ

Claims

インクを吐出して記録媒体上に画像をプリント出力するインクジェット式プリンタにおいて、
インクを収容したカートリッジが交換自在に装着されるカートリッジ装着部と、
前記カートリッジ装着部に装着されたカートリッジ内のインクを間に挟む一対の電極間の該インクの残量に応じて変化する静電容量を測定することにより、該カートリッジ内のインクの残量を求める残量測定部と、
前記残量測定部により求められた残量を記憶する残量記憶部と、
前記残量測定部により今回求められた残量が前記残量記憶部に記憶されていた前回の残量よりも増えていた場合に、画像のプリント出力動作を禁止する動作許否制御部とを備えたことを特徴とするインクジェット式プリンタ。
インクを吐出して記録媒体上に画像をプリント出力するインクジェット式プリンタにおいて、
インクを収容したカートリッジが交換自在に装着されるカートリッジ装着部と、
前記カートリッジ装着部に装着されたカートリッジ内のインクを間に挟む一対の電極間の該インクの残量に応じて変化する抵抗値を測定することにより、該カートリッジ内のインクの残量を求める残量測定部と、
該残量測定部により求められた残量を記憶する残量記憶部と、
該残量測定部により今回求められた残量が前記残量記憶部に記憶されていた前回の残量よりも増えていた場合に、画像のプリント出力動作を禁止する動作許否制御部とを備えたことを特徴とするインクジェット式プリンタ。
インクを吐出して記録媒体上に画像をプリント出力するインクジェット式プリンタにおいて、
インクを収容し、該インクを挟んで一本の光線が通過するように配備された光透過性の２つの窓を有するカートリッジが交換自在に装着されるカートリッジ装着部と、
該カートリッジの一方の窓から該カートリッジ内に光を入射する発光素子と、
該カートリッジの他方の窓から出射してきた光を受光する受光素子と、
該インクの残量に応じて変化する透過光量を前記受光素子で測定することにより、該カートリッジ内のインクの残量を求める残量測定部と、
該残量測定部により求められた残量を記憶する残量記憶部と、
該残量測定部により今回求められた残量が該残量記憶部に記憶されていた前回の残量よりも増えていた場合に、画像のプリント出力動作を禁止する動作許否制御部とを備えたことを特徴とするインクジェット式プリンタ。
前記光透過性の窓が、紫外線をカットするフィルタ機能を有するものであることを特徴とする請求項３記載のインクジェット式プリンタ。
前記カートリッジの他方の窓が、投光素子からの光を集光する集光レンズを有するものであることを特徴とする請求項３記載のインクジェット式プリンタ。
インクを吐出して記録媒体上に画像をプリント出力するインクジェット式プリンタにおいて、
インクと、該インクよりも比重が軽く該インクの残量に応じた高さ位置に移動する指示体とが収容され、該指示体を外部から確認させる光透過性の確認窓を備えたカートリッジが交換自在に装着されるカートリッジ装着部と、
該カートリッジ装着部に装着されたカートリッジ内のインクの残量に応じた指示体の高さ位置を測定することにより、該カートリッジ内のインクの残量を求める残量測定部と、
該残量測定部により求められた残量を記憶する残量記憶部と、
該残量測定部により今回求められた残量が該残量記憶部に記憶されていた前回の残量よりも増えていた場合に、画像のプリント出力動作を禁止する動作許否制御部とを備えたことを特徴とするインクジェット式プリンタ。
前記確認窓が、紫外線をカットするフィルタ機能を有するものであることを特徴とする請求項６記載のインクジェット式プリンタ。
前記カートリッジ装着部がプリンタの電源がオンされて初期化動作で移動させ、該移動中に前記残量測定部が該カートリッジ内のインクの残量を求めることを特徴とする請求項３又は６記載のインクジェット式プリンタ。
インクを吐出して記録媒体上に画像をプリント出力するインクジェット式プリンタにおいて、
インクを収容したカートリッジが交換自在に装着されるカートリッジ装着部と、
前記カートリッジ装着部を所定の力で押して該カートリッジを移動させ、該カートリッジの移動速度を測定することにより、該カートリッジ内のインクの残量を求める残量測定部と、
該残量測定部により求められた残量を記憶する残量記憶部と、
該残量測定部により今回求められた残量が該残量記憶部に記憶されていた前回の残量よりも増えていた場合に、画像のプリント出力動作を禁止する動作許否制御部とを備えたことを特徴とするインクジェット式プリンタ。