JP3577010B2

JP3577010B2 - インクの残量検出方法およびインクジェット記録装置

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Publication number: JP3577010B2
Application number: JP2001232919A
Authority: JP
Inventors: 昌雄前田
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2001-07-31
Filing date: 2001-07-31
Publication date: 2004-10-13
Anticipated expiration: 2021-07-31
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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、インクジェット記録装置およびインクジェット記録装置において用いるインクの残量検出方法に関し、詳しくは、インク残量のレベルを検出する残量検出方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、インクジェットプリンタなどのインクを用いる記録装置では、インクが無くなったりあるいは記録に支障が出る程度のインク量になったときに、記録動作を停止したりユーザにインクタンクの交換を促す表示を行うなどのため、インク残量の検出を行なうものがある。そして、その検出方法としては種々の方法が提案されている。例えば、インクによる遮光を利用して光学的に検出する光学的センサ、インクの有無に応じた抵抗値の変化によって電気的に検出する電気的センサ、インクの量に応じたレバーなどの部材の動作に応じて機械的に検出する機械的センサなど、インクの有無や残量を直接的に検出するセンサが知られている。また、記録動作や回復動作等各種動作において消費されるインク量を、データとして累積し、これに基いて残量を算出し推定する方法も知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、光学的、電気的もしくは機械的に検出するセンサは、インク残量がある一定量以下であるか否かといったインクの有無を検出することは比較的簡易な構成でかつ低コストで検出可能であるが、インク残量の細かなレベルを検出するには、そのための制御が複雑になったり検出のための部品コストがかかるなどのデメリットがある。
【０００４】
一方、インク消費量を累積しこれに基く算出によって残量を推定する方法は、それほどのコストを要することなく残量の細かなレベルの検出が可能であるという利点がある。しかし、記録ヘッドの吐出量や回復機構の性能ばらつきによる各種動作について算出されるインク消費量自体にばらつきがあることがあり、また、インクタンクの容積やインク充填量等のばらつきがあり、推定した残量と実際のインク残量との間の誤差が大きい場合がある。また、これらの誤差を考慮すると一定のマージンを持って残量検出をする必要があり、そのためインクタンク内にまだインクが残っているにもかかわらず、例えば記録動作の停止やインクなしエラーの表示がなされるなどの問題がある。
【０００５】
本発明は、上述した問題を解消するためになされたものであり、その目的とするところは、センサを用いた低コストかつ簡易な構成でインク残量を細かなレベルまで正確に検出することが可能インクジェット記録装置およびインクの残量検出方法を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
そのために本発明では、インクを貯留するインク容器を着脱可能に構成され、装着されているインク容器から供給されるインクを吐出して記録を行うインクジェット記録装置における、インク容器のインク残量を検出するインク残量検出方法において、装着されているインク容器におけるインク残量が所定レベル以下か否かをセンサにより検出する検出工程と、前記検出工程における検出結果に従い、インク残量が前記所定レベル以下であるか否かのいずれかの状態を記憶する検出状態記憶工程と、装着されているインク容器のインク消費量を、インクを用いる手段の動作により消費されるインク量を当該インク容器の装着時から積算して算出する算出工程と、前記算出工程により算出されるインク消費量と、前記算出工程が算出するインク消費量が前記センサにより検出される前記所定レベルに達すると推定されるインク消費量としてのしきい値とを用いて、前記所定レベルを基準としたインク残量を求める残量算出工程と、からなり、前記検出工程において前記センサが前記所定レベル以下であることを検出し、かつ前記検出状態記憶工程において記憶されている状態が前記所定レベル以下でないことを示すとき、前記算出工程により算出するインク消費量を前記しきい値の内容とすることを特徴とする。
【０００７】
また、インクを貯留するインク容器を着脱可能に構成され、装着されているインク容器から供給されるインクを記録ヘッドから吐出して記録を行うインクジェット記録装置であって、装着されているインク容器におけるインク残量が所定レベル以下か否かを検出すセンサ手段と、前記センサ手段の検出結果に従い、インク残量が前記所定レベル以下であるか否かのいずれかの状態を記憶する検出状態記憶手段と、装着されているインク容器のインク消費量を、インクを用いる手段の動作により消費されるインク量を当該インク容器の装着時から積算して算出する算出手段と、前記算出手段が算出するインク消費量と、前記算出手段が算出するインク消費量が前記センサ手段にかかる前記所定レベルに達すると推定されるインク消費量としてのしきい値とを用いて、前記所定レベルを基準としたインク残量を求める残量算出手段と、を備え、前記センサ手段が前記所定レベル以下であることを検出し、かつ前記検出状態記憶手段が記憶する状態が前記所定レベル以下でない状態であるとき、前記算出手段が算出するインク消費量を前記しきい値の内容とすることを特徴とする。
【０００８】
以上の構成によれば、インク残量を求めるにあたって、上記センサ手段が上記所定レベル以下であることを検出し、かつ上記検出状態記憶手段が記憶する状態が上記所定レベル以下でない状態であるとき、上記算出手段が算出するインク消費量を上記しきい値の内容とするので、このしきい値を次回のインク残量を求める処理に用いることができ、このインク残量算出におけるしきい値の値をセンサ手段が所定レベル以下であることを検出したときに対応した値に補正することが可能となる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。
【００１０】
＜実施形態１＞
図１は本発明の第一の実施例にかかわるインクジェットプリンタ１の構成を示す模式的正面図である。
【００１１】
図において、ガイドシャフト２に案内されて、図中矢印ＡおよびＢ方向に往復移動するキャリッジ３上には、ブラックＫ、シアンＣ、マゼンタＭ、イエローＹのインクをそれぞれ吐出するノズル列が設けられた各色インクごとの記録ヘッド４と、これらの記録ヘッドに供給するインクを貯留した各色インクごとのインクタンク５が搭載されており、このキャリッジ３は一部が接続するベルト６を介して伝達されるキャリッジモータ７の駆動力によって上記往復移動が可能となる。このキャリッジ３の移動により記録ヘッド４を用紙などの記録媒体８に対して走査し、この走査の間に記録ヘッド４のノズルに対応した吐出ヒータに駆動パルスを与えることによりインクを吐出し記録を行うことができる。すなわち、本実施形態の記録ヘッドは吐出ヒータが駆動パルスの印加によって発生する熱エネルギーを利用してインクに気泡を生じさせ、この気泡の圧力によってインクを吐出するものである。記録媒体８は、記録ヘッド４の一走査毎に搬送モータ９により駆動される搬送ローラ１０によって、図中矢印Ｃ方向（図の紙面に垂直な方向）に所定量ずつ送られ、これを繰り返すことにより記録媒体８の１ページ分の記録を行なう。
【００１２】
キャリッジ３が、図中Ｘ１で示す位置に移動するそれぞれのインクタンク５と対向する位置には、図７以降で後述される光学的にインク残量を検出するセンサ１１が設けられる。これにより、キャリッジ３の位置Ｘ１への移動もしくは記録ヘッド４の走査で位置Ｘ１に移動するごとにこのセンサ１１によってそれぞれのインクタンクのインク残量を検出できる構成となっている。本実施形態では、図４、図６にて後述されるように、記録ヘッド４の一回の走査ごとにセンサ１１の出力が取り込まれ、図６にて後述されるインク残量更新処理に用いられる。すなわち、本実施形態では、残量が一定量以下になったか否か（残量の有無）を検出する、比較的低コストで簡易な構成のセンサとして光学的センサを用いるが、これの代わりに、前述した公知の電気的あるいは機械的なセンサを用いてもよいことはもちろんである。
【００１３】
キャリッジ３が記録媒体８から矢印Ｂ方向に外れた位置Ｘ２にあるときに記録ヘッド４と対向する位置には、記録ヘッド４の吐出状態を良好に保つための回復機構１２が設けられている。この回復機構１２はキャップやブレードなどを備え、非記録時などにキャップによって各記録ヘッドのノズル配設面を覆うキャッピングを行ない、ノズル内のインクの増粘を防止したり、キャピング状態でノズル内からインクを吸引して増粘等したインクを排出する吸引回復処理を行なうことができる。また、これらのキャップ内には対応する記録ヘッドから記録に関与しない予備吐出の際に、インクが吐出される。さらに、各記録ヘッドに対応するブレードでノズル配設面をワイピングし液滴や塵埃を取り除いたり、異なる色のインクの混色を防止したりすることができる。
【００１４】
図２は、図１に示したインクジェットプリンタ１の制御系の構成を示すブロック図である。
【００１５】
マイクロプロセッサ形態のＣＰＵ１３は内部バス１４を介して接続されたＲＯＭ形態のプログラムメモリ１５に格納された制御プログラムおよびＲＡＭ形態のデータメモリ１６の内容にしたがって動作する。
【００１６】
データメモリ１６にはインク残量センサ１１がインクタンク５のインクなし状態を検出した時点からのインク消費量をカウントする、それぞれのインクタンクごとのインクカウンタＣ１と、新しいインクタンク５が装着されてからのインク消費量をカウントする、それぞれのインクタンクごとのインクカウンタＣ２のカウント値を格納する領域がそれぞれ設けられている。これらのカウンタは、図４および図５にて後述されるように、記録動作で記録ヘッドから吐出されて消費されるインク量と吸引回復や予備吐出によって消費されるインク量とを、それぞれ上述した時点からカウントする。さらに、データメモリ１６には、上記カウンタＣ１、Ｃ２と同様、図６にて後述する処理で用いられるしきい値Ｔ２とインク有無フラグＦを記憶する領域も設けられる。しきい値Ｔ２は、新しいインクタンク５を装着してから残量センサ１１がインクタンクのインクなしを検出するまでに消費すると想定されるインク消費量に対応するものであり、また、インク有無フラグＦは、最後にインク残量センサ１１でインクタンク５のインクの有無を検出した結果を記憶するものである。
【００１７】
インタフェース制御回路１７からインタフェースケーブル１８を介して接続されたホストコンピュータ１９から受信した記録データは、データメモリ１６中の各色毎の記録バッファメモリ２０に記録画像データとして展開格納される。記録バッファメモリ２０に展開された各色毎の記録画像データはヘッド制御回路２１を介して記録ヘッド４のドライバへ送られる。
【００１８】
このとき、ヘッド制御回路２１ではそれぞれの記録ヘッド４へ送った記録画像データが示す吐出インク滴数（以下、インクドット数ともいう）をカウントしており、ＣＰＵ１３はヘッド制御回路２１のレジスタを読み取ることにより、各記録ヘッドが走査ごとに消費したインクドット数を取得することができる。そして、その値はインク量に換算されて上記のカウンタＣ１およびＣ２に累積されることになる。
【００１９】
ＣＰＵ１３は、モータ制御回路２２を介してキャリッジモータ７、搬送モータ９、回復機構駆動モータ２３を制御する。また、ＣＰＵ１３は、センサ回路２４を通じて、光学インクセンサ１１の出力値を読取り、各色インクタンク５内のインクの有無を検出することができる。
【００２０】
さらに、本プリンタ１からインタフェースケーブル１８を介して接続されたホストコンピュータ１９へ各種情報を通知することもでき、これにより、本プリンタ１で算出したインク残量情報、すなわち、図６にて後述されるインク残量レベルをホストコンピュータ１９へ通知し、ホストコンピュータ１９上の画面にインク残量表示を行うことができる。
【００２１】
図３は、ホストコンピュータ１９の画面におけるインク残量表示形態を示し、また、インク残量レベルを説明する図である。
【００２２】
インクタンク５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋそれぞれのインク残量は図示のように棒グラフとして表示される。図６にて後述されるように、残量レベル情報Ｌが残量情報として本プリンタで算出され、この情報がホストコンピュータ１９に送られることにより、ホストコンピュータ１９はこの残量レベル情報Ｌに従い図３に示すような表示を行なう。新しいインクタンク５が装着された直後は残量レベル情報Ｌは、図３においてレベルＮ＋Ｍに対応しその表示がなされ、また、残量センサ１１がインクタンク５のインクなし状態を検出した時点では、本来残量レベル情報Ｌは、図３におけるレベルＮに対応するが、図６にて後述されるように複数の値をとり得るものであり、それに応じたレベルの表示がなされる。さらに、所定のインク量を消費した時点でインクなしエラーを表示し、このときレベル情報Ｌは図３においてレベル０に対応しその表示がなされる。
【００２３】
図３におけるレベルＮ＋ＭからレベルＮまでの間は、残量レベル情報Ｌの値に応じて、Ｍ段階に等分されたいずれかのレベルに丸めて表示される。この１段階の大きさを示す単位幅Ｕｍは検出する残量レベルの細かさを示し、プリンタの仕様などに応じて定められるものである。また、この単位幅Ｕｍは、図６にて後述されるように残量レベル情報Ｌの算出に用いられるものである。同様に、レベルＮからレベル０の間はＮ段階に等分されたいずれかのレベルに丸めて表示され、また、単位幅Ｕｎは図６にて後述される残量レベル情報Ｌの算出に用いられる。
【００２４】
図４は，インクジェットプリンタ１の記録動作の処理手順を示すフローチャートである。
【００２５】
インクジェットプリンタ１は、１ページの記録開始に先だち、まず記録媒体の給紙動作を行う（ステップＳ１０１）。次に、インクジェット記録装置１は、ホストコンピュータ１９から１バンド分すなわち各記録ヘッド４の一走査分の記録データを受信し（ステップＳ１０２）、記録ヘッド４を走査して受信した１バンド分の記録動作を行う（ステップＳ１０３）。
【００２６】
この記録動作の間に、インクジェットプリンタ１では、ヘッド制御回路２１のレジスタを読み取ることにより記録動作で消費したインクドット数をインク量に換算した量の消費量Ｄ１を取得するとともに（ステップＳ１０４）、図６にて後述されるインク残量更新処理を行う（ステップＳ１０５）。
【００２７】
以上のステップＳ１０１からステップＳ１０５を繰り返したのち（ステップＳ１０６）、１ページの記録を終了すると、記録媒体の排紙動作を行い（ステップＳ１０７）、本記録動作を終了し、次のページの記録指示を待機する。
【００２８】
図５は、インクジェットプリンタ１において実行される回復動作時の処理手順を示すフローチャートである。
【００２９】
本インクジェットプリンタ１は、上述した吸引回復処理や予備吐出を、記録開始時や記録動作中の所定回数などのそれぞれの所定タイミングで実行する（ステップＳ２０１）。そして、それぞれの実行ごとにその回復処理で消費したインク量を消費量Ｄ２として取得するとともに、上述の記録動作の場合と同様、インク残量更新処理を行ない（ステップＳ２０２）、本処理を終了する。
【００３０】
図６は、上述のステップＳ１０４およびステップＳ２０２で行われるインク残量更新処理の詳細な処理手順を示すフローチャートである。なお、本処理は、インクタンク５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋそれぞれについて行なわれることはもちろんである。以下では、一つのインクタンクに関する処理について説明するが、他についても同様であることは明らかである。
【００３１】
本処理では、まずインク残量センサ１１の出力値を取り込み、その出力より各インクタンク５のインクの有無を判断する（ステップＳ３０１）。ここで、インクタンク５が、センサ１１がインク無しを検出した状態である、インクなし状態であると判断したときは、インク有無フラグＦによって前回のインクタンク５のインク有無検出状態をチェックする（ステップＳ３０２）。インク有無フラグＦがインクあり状態を示すものであるときは、センサ１１の出力が今回の検出で始めてインクあり状態からインクなし状態へ変化したことになる。この場合は、カウンタＣ２の内容を次回の処理で用いるしきい値Ｔ２として記憶する（ステップＳ３０３）。これにより、カウンタ２の内容とセンサ１１がインクなし状態を検出するときの値に対応するしきい値Ｔ２の内容とを一致させることができ、インク消費量等の個体差ばらつきによりカウンタＣ２の内容に誤差があっても、次回以降のしきい値Ｔ２を補正することでばらつきが吸収されるため、後述のステップＳ３１２のインク残量レベルＬの算出を正確に行なうことができる。さらに、インク有無フラグＦが上記のようにインクあり状態のときはインクなし状態にセットし、インクなしのときはそのままとする処理を行なう（ステップＳ３０４）。
【００３２】
次に、図２にて前述したインクカウンタＣ１に、記録動作にかかるインク消費量Ｄ１または回復動作にかかるインク消費量Ｄ２を加算する（ステップＳ３０５）。そして、インク残量レベルを算出するが、ここで、インクカウンタＣ１の内容が、インクタンク５でインクなし状態が検出された後のインク残量レベルの計算に用いられるしきい値Ｔ１を超えているか否かを調べる（ステップＳ３０６）。ここで、しきい値Т１は、センサ１１がインクなしを検出した後インクなしエラーまでに消費すべきインク量、すなわち、図３に示したレベルと単位幅を用いて、Ｎ×Ｕｎと表されるものである。インクカウンタＣ１の内容がしきい値Ｔ１を超えていないときは、インク残量レベルＬを
Ｌ＝（Ｔ１−Ｃ１）／Ｕｎ＋１
として算出する（ステップＳ３０７）。なお、上記の式の計算は整数演算として扱われ、式中の除算により発生する少数部分は切り捨てられるものとする。一方、インクカウンタＣ１がしきい値Ｔ１を超えているときは、インクなしエラーをホストコンピュータに通知した上で（ステップＳ３０８）、インク残量レベルＬを０とする（ステップＳ３０９）。
【００３３】
一方、ステップＳ３０１においてインクタンク５のインク有りの状態を検出しているときは、インク有無フラグＦをインクあり状態にセットし（ステップＳ３１０）、次に、インクカウンタＣ２の内容にインク消費量Ｄ１またはＤ２を加算する（ステップＳ３１１）。そして、インク残量レベルＬを
Ｌ＝Ｎ＋（Ｔ２−Ｃ２）／Ｕｍ＋１
として算出する（ステップＳ３１２）。上記の式の計算も同様に整数演算として扱われ、式中の除算により発生する少数部分は切り捨てられるものとする。
【００３４】
最後に、以上のステップＳ３０１からＳ３１２の処理で求めたインク残量レベル情報Ｌをホストコンピュータ１９へ通知し（ステップＳ３１３）、本処理を抜ける。この通知により、ホストコンピュータ１９の画面上に図３に示しようなインク残量表示が行われる。
【００３５】
以上述べたような処理を行うことにより、インクタンク５内のインク有無のみを検出する安価なセンサ１１を用いてインク残量を段階表示することが可能になる。また、記録ヘッドの吐出量や回復機構の性能ばらつきによる各種動作のインク消費量やインクタンク５のインク容量およびインク充填量のばらつき等によりインク残量推定に誤差が生じたとしても、インク残量センサ１１によるインクタンク５のインクなし状態検出時点でのカウンＣ２の内容で補正したしきい値を基に次のインク残量レベル算出を行うため、カウンタの内容に誤差があっても、正確なインク残量検出が可能となる。
【００３６】
＜実施形態２＞
上述の実施形態１では、インクタンク５においてインクあり状態からインクなし状態へ変化した時点でのカウンタＣ２の値をそのまま次の処理で用いるしきい値Ｔ２として記憶する場合を説明したが、複数回の履歴を記憶するようにして、平均値を算出あるいはその他の演算処理により次の処理で用いるしきい値Ｔ２を算出するようにすればなお効果的である。
【００３７】
図７〜図１２は、上記の実施形態で用いた光学的インク残量センサ１１の具体的構成と残量の検出のいくつかの例を説明する図である。
【００３８】
図７は、インクを吐出する記録ヘッド７０１と、この記録ヘッドに供給するインクを収容するインクタンク７００の構成、ならびに、インクタンク７００内のインクの残量低下を光学センサにより検知する構成を説明する図である。
【００３９】
インクタンク７００は、リブ７１５によって複数のインク室に分けられており、図７に示す構成では、複数のインク室は、インクをそのままの状態で収容するインク収容部７１６と、スポンジのような多孔質体や繊維によって構成される負圧発生部材７１３を収容した負圧発生部材収容部７１４とから構成されている。また、このインク収容部７１６と負圧発生部材収容部７１４とはインクタンク７００の底部７１１の隙間部７０８によって連通しており、負圧発生部材収容部７１４に収容されるインクは、負圧発生部材７１３によってインクが流出しないよう負圧が保たれている。
【００４０】
図７では、交換可能なインクタンク７００の負圧発生部材収容部７１４側のインク室に開口部７０５が設けられ、また、この開口部７０５にジョイント部材７０７が挿入され、インクジェット記録ヘッド７０１にインクが供給されるよう構成されている。また、負圧発生部材収容部７１４には大気連通口７１０が設けられている。
【００４１】
インクジェットプリンタにおいて記録を行うと、記録ヘッド７０１に設けられているノズルからインクが吐出され、インクタンク７００にインク吸引力が発生する。インクタンク７００内のインク７０９はこの吸引力により、まず負圧発生部材１３に保持されるインクが少し使われ、その後、インク収容部７１からリブ７１５の端部とインクカートリッジ底部７１１との隙間部７０８を通り負圧発生部材収容部７１４へ負圧発生部材７１３を通ってジョイント部材７０７内に引き込まれ記録ヘッド７０１へ供給される。これにより、隙間部７０８以外は密閉しているインク収容部７１６の内部の圧力が低下し、インク収容部７１６と負圧発生部材収容部７１４との間に圧力差を生じる。記録が継続して行われるとその圧力差は上昇を続けるが、負圧発生部材収容部７１４の上部は大気連通口７１０により大気に解放されているため空気は負圧発生部材７１３を通ってリブ端部とインクカートリッジ底部７１１との隙間部７０８からインク収容部７１６に入る。この時点でインク収容部１６と負圧発生部材収容部１４との間に圧力差が解消される。記録装置が稼働中はこの動作が繰り返され、インク収容部７１６内のインクはインク収容部７１６内の壁面に付着するインク以外はほぼ全て使用される。
【００４２】
記録装置内の、インクタンク７００の使用時における底面側の位置に、図７および図８に示すように、インク収容部７１６内のインク残量が所定レベルより低下したことを検出するためのインク検出手段７０３が設けられている。このインク検出手段７０３は、インク収容部７１６の底面の透明な部分に対し光を発する発光素子８２１と、発光素子の対向する位置で光を受ける受光素子８２２とで構成されており、インク収容部７１６内にインク７０９が満たされているときにはインク７０９により、正確にはインク７０９に含まれる染料あるいは顔料により光路が遮断され、受光素子８２２の出力が出力されないが、インク収容部７１６内のインク７０９の残量が所定レベルより低下したとき、受光素子８２２が受光したことを示す出力が得られる。この受光素子の出力に基づいて、インク収容部７１６内のインク残量が所定レベルより低下したことが検出される。
【００４３】
このようにして、インクタンク７００内のインク残量として、インク収容部７１６内のインク残量がほぼ無くなった状態、つまり、所定レベルより低下した状態を検出することができる。
【００４４】
図９は、残量センサのさらに他の例を示す図である。
【００４５】
図７に示す構成は、図８に示すようにインクタンク７００のインク室のうち、インクをそのままの状態で貯留するインク収容部７１６内のインク残量の低下を、光が透過するか否かに応じて検出するものであったが、以下に示す構成は、インクタンクが使用される状態における底面にプリズム状の部材を設け、その部材を構成する壁面における光の反射を利用し、その部材にインクが接触する程度にインクが残っているか否かを検出するものである。
【００４６】
図９はインクタンク７００の概略構成を示す側面図である。図９において、図７と同じ構成、もしくは同等の機能のために設けられた構成については、図７と同じ符号を付している。
【００４７】
図９に示すインクタンク７００は、図７に示すインクタンクと同様に、リブ７１５で仕切られた複数のインク室で構成されており、吸収体である負圧発生部材７１３を収容した負圧発生部材収容部７１４と、インクを液体の状態そのままで収容するインク収容部７１６とが、リブ７１５の底部で連通している。
【００４８】
なお、この図９に示す構成では、負圧発生部材収容部７１４の内部の上側に、突出する形態で複数個のリブ７２０が一体に成形され、負圧発生部材収納室３４０に圧縮状態で収容される負圧発生部材７１３と当接している。また、上壁７００Ｕと負圧発生部材７１３との間にエアバッファ室７４０が形成されている。
【００４９】
この図９に示すインクタンクの底面７００Ｂには、インク収容部７１６内のインク残量の低下を検出するために用いるプリズム１８０設けられている。インクタンク７００は、半透明の光透過性材料、例えば、ポリプロピレンなどの材料で形成され、前述のプリズム１８０はインクタンク７００と一体的に形成されている。また、プリズム１８０は一般的な三角プリズムの底面中央の一部に凹状部２００が設けられた形をしている。
【００５０】
次に、このプリズム１８０を用いた検出の原理について図１０を参照して説明する。なお、図１０においては、凹状部２００を省略している。
【００５１】
図１０はインクタンクの底面に設けられた光透過型プリズムとそのプリズムに光を照射する発光素子１００１及びその光を受光する受光素子１００２の位置関係を示す図である。なお、発光素子１００１と受光素子１００２は記録装置本体側に設けられている。
【００５２】
プリズム１８０はインクタンク７００の底面７００Ｂと一体に形成されており、プリズム１０６０にインクタンク７００の外部下方から、発光素子１００１からの光が入射される。
【００５３】
さて、その入射光はインクタンク７００のインク収容部７１６内部にインクが充分に充填されている場合には光路Ａから光路Ｂ’という経路を辿りインク内に吸収されてしまう。これに対して、インクが消費されインク収容部７１６内にインクがなくなっている場合、図１０に示すように、その入射光はプリズム１８０の斜辺部で反射され、光路Ａから光路Ｂ、さらに光路Ｃとを経て受光素子１００２へと至る。従って、インク収容部７１６内にインクが有る場合と、インク残量が低下した場合とで、受光素子１００２により受光する光量が異なり、その受光素子１００２の出力に基づいて、インク残量が所定量以下に低下した状態であるか否かを検出することができる。なお、プリズム１８０の斜辺部において光の反射が異なるのは、プリズム１８０を構成する部材、インク、および空気における光の屈折率によるものであり、インク残量が低下して斜辺部にインクが接触していない場合、斜辺部において光が全反射し、受光素子１００２の受光量が大きくなる。また、斜辺部にインクが接触する程度にインクが残っている場合、プリズム１８０の部材とインクの屈折率により、斜辺部で全反射が生じず、光はインク収容部７１６内に進むこととなる。
【００５４】
このようにして、インクタンク７００内のインク残量として、インク収容部７１６内のインク残量がほぼ無くなった状態、つまり、所定量より低下した状態を検出することができる。
【００５５】
図１１は、図９と同様にインクタンク７００のインク収容部７１６にプリズム１８０を設けた構成を示すものである。図９と同構成については同じ符号を付している。
【００５６】
図９と相違する点はインク収容部７１６に設けたプリズム１８０の方向である。図１２は、プリズム１８０を、図１１の矢印ａ方向から見た拡大図である。
【００５７】
この図１１に示すようにプリズム１８０を配置したインクタンク７００を用いる記録装置においては、そのプリズム１８０の配置方向に合わせて前述の発光素子と受光素子を装置内に設ける必要がある。
【００５８】
この図１１に示す構成では、プリズム１８０を構成する斜辺部の面積を大きくとることができ、図９に示す構成と比較して、照射された光をプリズムの面で正確に捕捉することができる。
【００５９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、インク残量を求めるにあたって、上記センサ手段が上記所定レベル以下であることを検出し、かつ上記検出状態記憶手段が記憶する状態が上記所定レベル以下でない状態であるとき、上記算出手段が算出するインク消費量を上記しきい値の内容とするので、このしきい値を次回のインク残量を求める処理に用いることができ、このインク残量算出におけるしきい値の値をセンサ手段が所定レベル以下であることを検出したときに対応した値に補正することが可能となる。
【００６０】
この結果、インク消費量算出に誤差があっても、インク所定レベル以下か否かのみを検出する比較的安価なセンサを用いてインク残量検出を細かなレベルまで正確に行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態にかかわるインクジェットプリンタの概略構成を示す模式的正面図である。
【図２】上記インクジェットプリンタの制御系の構成を示すブロック図である。
【図３】本発明の一実施形態にかかわるインク残量表示形態を示す図である。
【図４】上記プリンタにおける記録動作時の処理手順を示すフローチャートである。
【図５】上記プリンタにおける回復動作時の処理手順を示すフローチャートである。
【図６】本発明の一実施形態にかかわるインク残量更新処理の処理手順を示すフローチャートである。
【図７】インクの残量低下を検出する光学センサの一構成を説明する図である。
【図８】図７に示す光学センサの詳細な構成を説明する図である。
【図９】インク残量を検出する光学センサのさらに他の構成例を示す図である。
【図１０】図９に示す光学センサに用いられるプリズムの機能を説明する図である。
【図１１】インク残量を検出する光学センサのさらに他の構成例を示す図である。
【図１２】図１１に示すプリズムを、同図中矢印ａ方向から見た拡大図である。
【符号の説明】
１インクジェットプリンタ
２ガイドシャフト
３キャリッジ
４記録ヘッド
５インクタンク
６ベルト
７キャリッジモータ
８記録媒体
９搬送モータ
１０搬送ローラ
１１光学インクセンサ
１２回復機構
１３ＣＰＵ
１４内部バス
１５プログラムメモリ
１６データメモリ
１７インタフェース制御回路
１８インタフェースケーブル
１９ホストコンピュータ
２０記録バッファメモリ
２１ヘッド制御回路
２２モータ制御回路
２３回復機構駆動モータ
２４センサ回路

Claims

インクを貯留するインク容器を着脱可能に構成され、装着されているインク容器から供給されるインクを吐出して記録を行うインクジェット記録装置における、インク容器のインク残量を検出するインク残量検出方法において、
装着されているインク容器におけるインク残量が所定レベル以下か否かをセンサにより検出する検出工程と、
前記検出工程における検出結果に従い、インク残量が前記所定レベル以下であるか否かのいずれかの状態を記憶する検出状態記憶工程と、
装着されているインク容器のインク消費量を、インクを用いる手段の動作により消費されるインク量を当該インク容器の装着時から積算して算出する算出工程と、
前記算出工程により算出されるインク消費量と、前記算出工程が算出するインク消費量が前記センサにより検出される前記所定レベルに達すると推定されるインク消費量としてのしきい値とを用いて、前記所定レベルを基準としたインク残量を求める残量算出工程と、からなり、
前記検出工程において前記センサが前記所定レベル以下であることを検出し、かつ前記検出状態記憶工程において記憶されている状態が前記所定レベル以下でないことを示すとき、前記算出工程により算出するインク消費量を前記しきい値の内容とすることを特徴とするインク残量検出方法。
前記算出工程により算出するインク消費量と前記しきい値を用いて求める前記インク残量は、複数段階の各残量レベルとして求められることを特徴とする請求項１に記載のインク残量検出方法。
前記求めたインク残量を表示する工程をさらに有したことを特徴とする請求項１または２に記載のインク残量検出方法。
前記インクを用いる手段の動作は、インクを吐出する記録ヘッドによる記録動作および記録ヘッドの吐出回復動作であることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載のインク残量検出方法。
インクタンク内のインク有無を検出する光学センサと、印字記録を含む各種動作におけるインク消費量を算出するインク消費量算出手段と、前記光学センサがインクタンク内のインクなし状態を検出してから前記インク消費量算出手段により算出されたインク消費量を累積記憶する第1のインクカウンタとを備え、前記光学センサがインクタンク内のインクなし状態を検出してからインクなしエラーとするまでのインク消費量を第１のしきい値としてあらかじめ設定しておき、前記光学センサがインクタンク内インクなし状態を検出してから前記インク消費量算出手段により算出されたインク消費量を前記第1のインクカウンタに累積記憶し、前記第1のインクカウンタが前記第１のしきい値を超えた場合にインクなしエラーとするよう制御するインクジェット記録装置におけるインク残量検出方法において、
新しいインクタンクが装着されてから前記インク消費量算出手段により算出されたインク消費量を累積記憶する第２のインクカウンタと、前記光学センサがインクタンク内インクなし状態を検出している場合に前記第１のインクカウンタを基にインクなしエラーになるまでに消費できる第１のインク残量レベルを算出する第１のインク残量レベル算出手段と、前記光学センサがインクタンク内インクあり状態を検出している場合に前記第２のインクカウンタを基にインクなしエラーになるまでに消費できると想定される第２のインク残量レベルを算出する第２のインク残量レベル算出手段と、前記光学センサの状態により前記第１のインク残量レベルまたは前記第２のインク残量レベルのいずれかを選択し所定の補正を加えることによりインク残量レベルを決定するインク残量レベル決定手段と、前記インク残量レベル決定手段により決定されたインク残量レベルを表示するインク残量表示手段と、新しいインクタンクが装着されてから前記光学センサがインクタンク内のインクなし状態を検出するまでに消費すると想定されるインク消費量を第２のしきい値として決定する第２のしきい値決定手段とを用意し、
新しいインクタンクが装着された時点で取るべきインク残量レベルを第１のインク残量レベル値、前記光学センサがインクタンク内インクなし状態を検出した時点で取るべきインク残量レベル値を第２のインク残量レベル値、およびインクなしエラー状態に達した時点で取るべきインク残量レベルとしての第３のインク残量レベル値を設定する工程を有し、
前記第１のインク残量レベル算出手段は、前記光学センサがインクタンク内インクなし状態を検出した時点で前記第２のインク残量レベル値となり、前記第１のインクカウンタが前記第１のしきい値に達した時点で前記第３のインク残量レベル値となるよう前記第１のインク残量レベルを算出し、
前記第２のインク残量レベル算出手段は、新しいインクタンクが装着された時点すなわち前記第２のインクカウンタが０の時点で前記第１のインク残量レベル値となり、前記第２のインクカウンタが前記第２のしきい値に達した時点で前記第２のインク残量レベル値となるよう前記第２のインク残量レベルを算出し、
前記インク残量レベル決定手段は、前記光学センサがインクタンク内インクなし状態を検出している場合には前記第１のインク残量レベル算出手段により算出した前記第１のインク残量レベルを選択し、前記光学センサがインクタンク内インクあり状態を検出している場合には前記第２のインク残量レベル算出手段により算出した前記第２のインク残量レベルを選択するとともに、前記光学センサによるインクタンク内インク有無検出状態がインクあり状態からインクなし状態に変化した時点の前記第２のインクカウンタの値を履歴として記憶しておき、前記第２のしきい値決定手段は前記記憶してある第２のインクカウンタ履歴を参照して補正された前記第２のしきい値を決定することを特徴とするインク残量検出方法。
前記第２のしきい値決定手段は、前記記憶してある第２のインクカウンタ履歴のうち最後に記憶した第２のインクカウンタ履歴値を前記第２のしきい値として決定することを特徴とする請求項５に記載のインク残量検出方法。
前記第２のしきい値決定手段は、前記記憶してある第２のインクカウンタ履歴の複数の第２のインクカウンタ履歴の平均値を前記第２のしきい値として決定することを特徴とする請求項５に記載のインク残量検出方法。
前記インク残量レベル決定手段は、前記第１のインク残量レベル値と前記第２のインク残量レベル値をＮ分割する点および前記第２のインク残量レベル値と前記第３のインク残量レベル値をＭ分割する点のみをインク残量レベルが取り得る値としてインク残量レベルを算出することを特徴とする請求項５ないし７のいずれかに記載のインク残量検出方法。
前記算出したインク残量を表示する工程をさらに有したことを特徴とする請求項５ないし８のいずれかに記載のインク残量検出方法。
インクを貯留するインク容器を着脱可能に構成され、装着されているインク容器から供給されるインクを記録ヘッドから吐出して記録を行うインクジェット記録装置であって、
装着されているインク容器におけるインク残量が所定レベル以下か否かを検出すセンサ手段と、
前記センサ手段の検出結果に従い、インク残量が前記所定レベル以下であるか否かのいずれかの状態を記憶する検出状態記憶手段と、
装着されているインク容器のインク消費量を、インクを用いる手段の動作により消費されるインク量を当該インク容器の装着時から積算して算出する算出手段と、
前記算出手段が算出するインク消費量と、前記算出手段が算出するインク消費量が前記センサ手段にかかる前記所定レベルに達すると推定されるインク消費量としてのしきい値とを用いて、前記所定レベルを基準としたインク残量を求める残量算出手段と、
を備え、前記センサ手段が前記所定レベル以下であることを検出し、かつ前記検出状態記憶手段が記憶する状態が前記所定レベル以下でない状態であるとき、前記算出手段が算出するインク消費量を前記しきい値の内容とすることを特徴とするインクジェット記録装置。
前記算出手段が算出するインク消費量と前記しきい値を用いて求める前記インク残量は、複数段階の各残量レベルとして求められることを特徴とする請求項１０に記載のインクジェット記録装置。
前記インクを用いる手段は、インクジェット記録装置で有り、該装置のインクを吐出する記録ヘッドによる記録動作および記録ヘッドの吐出回復動作によってインクが消費されることを特徴とする請求項１０または１１に記載のインクジェット記録装置。
前記求めたインク残量の情報を当該インクジェット記録装置のホスト装置へ送信する手段をさらに備えたことを特徴とする請求項１０ないし１２のいずれかに記載のインクジェット記録装置。
前記記録ヘッドは熱エネルギーを利用してインクに気泡を生じさせ該気泡の圧力によってインクを吐出することを特徴とする請求項１０ないし１３のいずれかに記載のインクジェット記録装置。
インクタンク内のインク有無を検出する光学センサと、印字記録を含む各種動作におけるインク消費量を算出するインク消費量算出手段と、前記光学センサがインクタンク内のインクなし状態を検出してから前記インク消費量算出手段により算出されたインク消費量を累積記憶する第1のインクカウンタとを備え、前記光学センサがインクタンク内のインクなし状態を検出してからインクなしエラーとするまでのインク消費量を第１のしきい値としてあらかじめ設定しておき、前記光学センサがインクタンク内インクなし状態を検出してから前記インク消費量算出手段により算出されたインク消費量を前記第1のインクカウンタに累積記憶し、前記第1のインクカウンタが前記第１のしきい値を超えた場合にインクなしエラーとするよう制御するインクジェット記録装置において、
新しいインクタンクが装着されてから前記インク消費量算出手段により算出されたインク消費量を累積記憶する第２のインクカウンタと、
前記光学センサがインクタンク内インクなし状態を検出している場合に前記第１のインクカウンタを基にインクなしエラーになるまでに消費できる第１のインク残量レベルを算出する第１のインク残量レベル算出手段と、
前記光学センサがインクタンク内インクあり状態を検出している場合に前記第２のインクカウンタを基にインクなしエラーになるまでに消費できると想定される第２のインク残量レベルを算出する第２のインク残量レベル算出手段と、
前記光学センサの状態により前記第１のインク残量レベルまたは前記第２のインク残量レベルのいずれかを選択し所定の補正を加えることによりインク残量レベルを決定するインク残量レベル決定手段と、
前記インク残量レベル決定手段により決定されたインク残量レベルを表示するインク残量表示手段と、新しいインクタンクが装着されてから前記光学センサがインクタンク内のインクなし状態を検出するまでに消費すると想定されるインク消費量を第２のしきい値として決定する第２のしきい値決定手段と
を備え、
新しいインクタンクが装着された時点で取るべきインク残量レベルを第１のインク残量レベル値、前記光学センサがインクタンク内インクなし状態を検出した時点で取るべきインク残量レベル値を第２のインク残量レベル値、およびインクなしエラー状態に達した時点で取るべきインク残量レベルとしての第３のインク残量レベル値を設定し、
前記第１のインク残量レベル算出手段は、前記光学センサがインクタンク内インクなし状態を検出した時点で前記第２のインク残量レベル値となり、前記第１のインクカウンタが前記第１のしきい値に達した時点で前記第３のインク残量レベル値となるよう前記第１のインク残量レベルを算出し、
前記第２のインク残量レベル算出手段は、新しいインクタンクが装着された時点すなわち前記第２のインクカウンタが０の時点で前記第１のインク残量レベル値となり、前記第２のインクカウンタが前記第２のしきい値に達した時点で前記第２のインク残量レベル値となるよう前記第２のインク残量レベルを算出し、
前記インク残量レベル決定手段は、前記光学センサがインクタンク内インクなし状態を検出している場合には前記第１のインク残量レベル算出手段により算出した前記第１のインク残量レベルを選択し、前記光学センサがインクタンク内インクあり状態を検出している場合には前記第２のインク残量レベル算出手段により算出した前記第２のインク残量レベルを選択するとともに、前記光学センサによるインクタンク内インク有無検出状態がインクあり状態からインクなし状態に変化した時点の前記第２のインクカウンタの値を履歴として記憶しておき、前記第２のしきい値決定手段は前記記憶してある第２のインクカウンタ履歴を参照して補正された前記第２のしきい値を決定することを特徴とするインクジェット記録装置。
前記第２のしきい値決定手段は、前記記憶してある第２のインクカウンタ履歴のうち最後に記憶した第２のインクカウンタ履歴値を前記第２のしきい値として決定することを特徴とする請求項１５に記載のインクジェット記録装置。
前記第２のしきい値決定手段は、前記記憶してある第２のインクカウンタ履歴の複数の第２のインクカウンタ履歴の平均値を前記第２のしきい値として決定することを特徴とする請求項１５に記載のインクジェット記録装置。
前記インク残量レベル決定手段は、前記第１のインク残量レベル値と前記第２のインク残量レベル値をＮ分割する点および前記第２のインク残量レベル値と前記第３のインク残量レベル値をＭ分割する点のみをインク残量レベルが取り得る値としてインク残量レベルを算出することを特徴とする請求項１５ないし１７のいずれかに記載のインクジェット記録装置。
請求項１５または１８に記載のインクジェット記録装置と、該インクジェット記録装置の外部に接続されるホストコンピュータとを有して構成されるインクジェット記録システムであって、
前記インクジェット記録装置は前記インク残量レベルを前記ホストコンピュータに送信する手段をさらに備え、
前記ホストコンピュータは前記インク残量レベルを前記インクジェット記録装置より受信する手段を備え、前記インク残量表示手段をホストコンピュータの画面上に構成することを特徴とするインクジェット記録システム。