JP3669284B2 - ink cartridge - Google Patents

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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プリンタ、複写機、ファクシミリ等の画像形成装置に用いられるインクカートリッジに関し、特に、光学的手段を用いてインク残量を検出する場合に、その検出精度を向上させることができるインクカートリッジに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、プリンタ等に用いられるインクカートリッジには、インクの有無を光学的手段により検出することができるように構成されているものがある。この種のインクカートリッジでは、一般に、光透過性を有するケース内にインクが貯留されており、そのケース内へ光源から光を入射し、その反射光の光量がインクの有無の状態に応じて変化することを利用してインクの有無を検出するのである。
【０００３】
図１４（ａ），（ｂ）は、上記したインクの有無検出の原理を説明するためのインクカートリッジの断面図である。インクカートリッジ２００は、光透過性を有する材料（例えば、ポリプロピレン等の樹脂材料）を用いて成型されており、インク２０１を含浸可能なフォーム（多孔質体）２０２が収納される主貯留室２０３と、インク検出器２０４からの光が入射される副貯留室２０５とを備えている。インク２０１は、これら各貯留室２０３，２０５内に貯留されている。インクカートリッジ２００の下方には、インク供給孔２０６を介してインクジェットヘッド２０７が連結されており、このインクジェットヘッド２０７からインク２０１が印字媒体へ吐出され印字画像が得られる。
【０００４】
インクカートリッジ２００は、まず、主貯留室２０３内のインク２０１が消費され（図１４（ａ）参照）、その主貯留室２０３内のインク２０１がすべて消費された後に、副貯留室２０５内のインク２０１が消費されるように構成されている（図１４（ｂ）参照）。一方、インク検出器２０４は、赤外光をインクカートリッジ２００へ向けて照射する発光素子２０４ａと、その反射光を受光する受光素子２０４ｂとを備えており、副貯留室２０５へ向けて赤外光を照射可能に配設されている。
【０００５】
インクカートリッジ２００内にインク２０１が充分ある場合には、図１４（ａ）に示すように、インク検出器２０４の発光素子２０４ａから照射された赤外光は（光路ａ１）、インクカートリッジ２００の材質の屈折率とインク２０１の屈折率とが非常に近いため、インク２０１を透過しつつ光路ａ２に示す方向へインクカートリッジ２００内を進行する。そのため、赤外光はインク２０１に吸収され、インクカートリッジ２００内からインク検出器２０４の受光素子２０４ｂへ向かう反射光の光量は小さいものとなる。これに対して、インクカートリッジ２００の副貯留室２０５内にインク２０１が存在しない場合には、図１４（ｂ）に示すように、インク検出器２０４の発光素子２０４ａから照射された赤外光は（光路ｂ１）、インクカートリッジ２００の材質の屈折率と空気２０８の屈折率とが異なるため、副貯留室２０５の外壁内面と空気２０８との界面で反射する（光路ｂ２）。そのため、インクカートリッジ２００内からインク検出器２０４の受光素子２０４ｂへ向かう反射光の光量は大きなものとなる。
【０００６】
このように、インクカートリッジ２００内から反射する反射光は、インクの有無に応じてその光量が変化するので、かかる光量の差をインク検出器２０４の受光素子２０４ｂを用いて検出することによって、インクカートリッジ２００内に貯留されるインクの有無を検出することができるのである。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のインクカートリッジ２００の主貯留室２０３には、インク漏れを防止するため赤外光の光路上にフォーム２０２が収納されている。赤外光の透過率が大きなイエローインク・マゼンタインク等の薄色インクが貯留されている場合、赤外光はインク２０１に吸収され難くフォーム２０２で反射して、インク検出器２０４の受光素子２０４ｂが受光する反射光の光量が大きくなってしまう（図１４（ａ）の光路ａ３）。そのため、インクカートリッジ２００内にインク２０１が貯留されている場合と貯留されていない場合とでの反射光の光量差が小さくなってしまい、インクの有無を誤検知してしまうという問題点があった。
【０００８】
本発明は、上述した問題点を解決するためになされたものであり、光学的手段を用いてインクの有無を検出する場合に、その検出精度を向上させることができるインクカートリッジを提供することを目的としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するために、請求項１記載のインクカートリッジは、インクを貯留可能なインク貯留室を備え、そのインクを用いて画像を形成する画像形成装置に着脱自在に装着されるものであり、前記インク貯留室の外壁面には、光が透過可能な光透過性を有するインク検出窓が設けられており、前記インク貯留室の内部を袋状に区画してインクと隔離された内部空間を形成する区画壁が前記インク検出窓と所定間隔を隔てて配設されており、その袋状に形成された区画壁の内部空間内には、前記インク検出窓を透過した光を吸収する光吸収部材が配設されている。
【００１０】
この請求項１記載のインクカートリッジによれば、画像形成装置に装着されることにより、インク貯留室に貯留されるインクが画像形成装置へ供給される。
【００１１】
インク貯留室の外壁面に設けられるインク検出窓は、光が透過可能な光透過性を有している。よって、画像形成装置に設けられる発光素子からインク貯留室のインク検出窓へ向けて照射された光は、インク検出窓を透過しつつインク貯留室内へ向けて進行する。ここで、インク検出窓の位置までインク貯留室内にインクが存在しない場合には、発光素子から照射された光はインク検出窓の内側界面で反射し、かかる反射光は画像形成装置に設けられる受光素子へ向けて進行する。
【００１２】
一方、インク検出窓の位置までインク貯留室内にインクが存在する場合には、発光素子から照射された光は、インク検出窓を透過した後、更に、インクを透過しつつインク貯留室内を進行し、そのインク貯留室内を袋状に区画する区画壁によって形成されるインクと隔離された内部空間内に配設された光吸収部材に吸収される。
【００１３】
請求項２記載のインクカートリッジは、請求項１記載のインクカートリッジにおいて、前記インク貯留室に収納されインクを含浸可能な多孔質体を備え、前記光吸収部材は、前記インク検出窓から前記インク貯留室内へ透過した光が前記多孔質体へ向かう光路上に設けられている。
【００１４】
請求項２記載のインクカートリッジによれば、請求項１記載のインクカートリッジと同様に作用する上、インク検出窓からインク貯留室内へ透過した光が多孔質体へ向かう光路上には袋状に形成された区画壁の内部空間内に配設された光吸収部材が設けられている。よって、画像形成装置に設けられる発光素子からインク検出窓へ照射されインク貯留室内へ透過した光は、多孔質体に到達する前に光吸収部材により吸収される。
【００１５】
請求項３記載のインクカートリッジは、請求項２記載のインクカートリッジにおいて、前記区画壁は、更に、前記インク貯留室の内部を、前記インク検出窓を有する副貯留室と、前記多孔質体を収納する主貯留室とに区画し、前記区画壁のうち前記インク貯留室の内部を袋状に区画する部分は、前記インク検出窓から透過した光が前記多孔質体へ向かう光路上に設けられている。
【００１６】
請求項３記載のインクカートリッジによれば、請求項２記載のインクカートリッジと同様に作用する上、インク検出窓から透過した光が多孔質体へ向かう光路上には区画壁によって内部空間が形成され、その内部空間内には光吸収部材が配設されている。よって、画像形成装置に設けられる発光素子からインク検出窓へ照射されインク貯留室内へ透過した光は、多孔質体に到達する前に光吸収部材により吸収される。
【００１７】
請求項４記載のインクカートリッジは、請求項１から３のいずれかに記載のインクカートリッジにおいて、前記インク検出窓は、前記インクとの界面側に複数のプリズムを備え、そのプリズムは前記インクの残留を防止する方向に形成されている。
【００１８】
【００１９】
請求項５記載のインクカートリッジは、請求項１から４のいずれかに記載のインクカートリッジにおいて、前記インク検出窓と前記光吸収部材とは、その対向面が相手の対向面に対して所定の角度を有するように配置されている。
【００２０】
【００２１】
請求項６記載のインクカートリッジは、請求項１から５のいずれかに記載のインクカートリッジにおいて、前記光吸収部材は、赤外光吸収性を有するものである。
【００２２】
【００２３】
請求項７記載のインクカートリッジは、請求項６に記載のインクカートリッジにおいて、前記光吸収部材は、光波長７００ｎｍ〜９００ｎｍの赤外光の吸収率が９０％以上であるフィルター特性を有するものである。
【００２４】
請求項８記載のインクカートリッジは、請求項１から７のいずれかに記載のインクカートリッジにおいて、前記区画壁によって区画された内部空間には、前記光吸収部材として赤外光吸収性を有する液体が充填されている。
【００２５】
【００２６】
【００２７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施例について、図面を参照しつつ説明する。尚、本実施例では画像形成装置として、ブラック、シアン、マゼンタ、イエローのインクをそれぞれ貯溜する４つのインクカートリッジ２を備え、カラー印刷を実行可能なカラーインクジェットプリンタを用いて説明する。
【００２８】
図１は、本発明の第１実施例におけるカラーインクジェットプリンタ１の本体の概略構成を示す斜視図である。第１実施例のカラーインクジェットプリンタ１は、インクカートリッジ２の被照射面からのノイズ信号（不要な反射光）を低減するべく、インクカートリッジ２の被照射面に非垂直（傾斜角略１０度）に光が照射されるよう配設されたインクセンサ１９を備え、そのインクセンサ１９により検出される反射光量を第１しきい値および第２しきい値と比較して、インクの有無とインクカートリッジ装着の有無を判断すると共に、インクカートリッジ２の検出位置を補正して反射光量を正確に検出することができるように構成されている。
【００２９】
このカラーインクジェットプリンタ１は、シアン、マゼンタ、イエロー、ブラックの４色のカラーインクがそれぞれ充填されるインクカートリッジ２と、記録用紙等の記録媒体Ｐに印字するための印字ヘッド３を備えるヘッドユニット４と、インクカートリッジ２およびヘッドユニット４が搭載されるキャリッジ５と、このキャリッジ５を直線方向に往復移動させる駆動ユニット６と、キャリッジ５の往復移動方向に延び、印字ヘッド３と対向して配置されるプラテンローラ７と、パージ装置８と、インクセンサ１９とを備えている。
【００３０】
ヘッドユニット４の載置部４ａ上には３つの仕切り板４ｃ（図２参照）が立設されており、載置部４ａの両側に形成された一対のサイドカバー４ｂとの間で、載置部４ａは各仕切り板４ｃを介して４つのインクカートリッジ２の装着部に区画されている。この装着部に、シアンインク、マゼンタインク、イエローインク、ブラックインクが充填された４つのインクカートリッジ２が装着される。なお、ブラックインクのカートリッジ２ａが、他の３色のインクが充填された各インクカートリッジ２に対して大きな容積を有しているのは、ブラックインクの使用頻度が他の色に比べて高いことを考慮したものである。
【００３１】
駆動ユニット６は、キャリッジ５の下端部に配置されプラテンローラ７と平行に延びるキャリッジ軸９と、キャリッジ５の上端部に配置されキャリッジ軸９に平行に延びるガイド板１０と、そのキャリッジ軸９とガイド板１０との間であって、キャリッジ軸９の両端部に配置される２つのプーリ１１および１２と、これらのプーリ１１および１２の間に掛け渡されるエンドレスベルト１３とからなる。
【００３２】
そして、一方のプーリ１１が、キャリッジモータ（ＣＲモータ）１０１の駆動により正逆回転されると、そのプーリ１１の正逆回転に伴って、エンドレスベルト１３に接合されているキャリッジ５が、キャリッジ軸９およびガイド板１０に沿って、直線方向に往復移動される。
【００３３】
記録媒体Ｐは、カラーインクジェットプリンタ１の側方あるいは下方に設けられた給紙カセット（図示せず）から給紙され、印字ヘッド３と、プラテンローラ７との間に導入されて、印字ヘッド３から吐出されるインクにより所定の印字がなされ、その後、排紙される。なお、図１においては、記録媒体Ｐの給紙機構および排紙機構の図示を省略している。
【００３４】
パージ装置８は、プラテンローラ７の側方に設けられ、ヘッドユニット４がリセット位置にある時に、印字ヘッド３に対向するように配置されている。このパージ装置８は、印字ヘッド３の複数のノズル（図示せず）を覆うように当該ノズルの開口面に対し当接するパージキャップ１４と、ポンプ１５およびカム１６と、インク貯留部１７とを備えており、ヘッドユニット４が、リセット位置にある時に、印字ヘッド３のノズルをパージキャップ１４で覆い、印字ヘッド３の内部に溜まる気泡などを含んだ不良インクを、カム１６の駆動によりポンプ１５によって吸引することにより、印字ヘッド３の回復を図るようにしている。なお、吸引された不良インクは、インク貯留部１７に貯められる。
【００３５】
パージ装置８におけるプラテンローラ７側の位置には、パージ装置８に隣接してワイパ部材２０が配設されている。このワイパ部材２０は、へら状に形成されており、キャリッジ５の移動に伴って、印字ヘッド３のノズル形成面を拭うものである。キャップ１８は、インクの乾燥を防止するため、印字が終了するとリセット位置に戻される印字ヘッド３の複数のノズルを覆うものである。
【００３６】
インクセンサ１９は、インクカートリッジ２の有無やインクカートリッジ２内のインクの有無を検出するためのセンサである。駆動ユニット６の端部付近（図１の左側）に設けられ、赤外光発光素子１９ａ（図５参照）と赤外光受光素子１９ｂ（図５参照）とを備えている。赤外光発光素子１９ａの光照射面と赤外光受光素子１９ｂの光受光面とは、インクカートリッジ２の略２０度で傾斜する傾斜部５１ａ（図４参照）と同様な角度で傾斜し、且つ、インクカートリッジ２の傾斜部に対して、水平方向に略１０度の角度で斜めに配置されている（図５参照）。赤外光発光素子１９ａからインクカートリッジ２に対して照射された光は、反射光として赤外光受光素子１９ｂにより受光される。その受光した反射光の多少により、インクカートリッジ２の有無やインクカートリッジ２内のインクの有無が検出されるのである。
【００３７】
次に、図２を参照して、ヘッドユニット４に装着される各インクカートリッジ２の固定構造について説明する。図２は、インクカートリッジ２がヘッドユニット４に装着された状態を示す側面図であり、ヘッドユニット４とインクカートリッジ２の一部を断面視している。なお、図中の２点鎖線は、固定アーム２１が上方へ跳ね上げられた状態を示している。
【００３８】
ヘッドユニット４は、上記したように、インクカートリッジ２を着脱自在に装着し印字ヘッド３へインクを供給するための部材であり、主に、載置部４ａと、固定アーム２１とを備えている。載置部４ａは、インクカートリッジ２が載置される部位であり、略平坦面状に形成されている。この載置部４ａは、３枚の仕切り板４ｃによって４つの空間に仕切られており、各インクカートリッジ２は、その各仕切板４ｃ間に装着されている。
【００３９】
載置部４ａには、印字ヘッド３と連通するインク供給通路２２が貫通形成されており、このインク供給通路２２は、Ｏリング２３によってシールされつつインクカートリッジ２のインク供給口５０と連通されている。かかる連通によって、インクカートリッジ２から印字ヘッド３へインクが供給される。また、インク供給通路２２の側方（図２の左側）には、嵌合凸部２４が載置部４ａに突設されている。この嵌合凸部２４は、インクカートリッジ２の位置決めをするための部材であり、詳細については後述する。
【００４０】
なお、ヘッドユニット４における嵌合凸部２４の後方（図２の左側）には、インクカートリッジ２の上下方向（図２の上下方向）の移動を規制するための突起４ｆが形成されている。
【００４１】
固定アーム２１は、インクカートリッジ２を図２の下方方向へ押圧し固定するための部材であり、ヘッドユニット４の上方（図２の上側）に揺動可能に軸支されている。固定アーム２１は、一端側（図２の左側）が揺動軸２５により揺動自在に軸支されており、その揺動軸２５の外周には、補助ばね部材２６が巻回されている。補助ばね部材２６は、その一端がヘッドユニット４のばね係止部４ｄに係止されるとともに、固定アーム２１へ付勢力を作用させた状態で、その他端が固定アーム２１に固定されている。そのため、固定アーム２１は、補助ばね部材２６の付勢力によって上方（図２の上側）へ跳ね上げられた状態に維持されるので（図における二点鎖線）、ヘッドユニット４のインクカートリッジ２装着部を大きく開放することができ、インクカートリッジ２の着脱作業時における操作者の作業性を向上させることができる。
【００４２】
固定アーム２１の端部（図２の左側）には、側面視三角形状に突設されるストッパ部２７が形成されている。このストッパ部２７は、固定アーム２１をインクカートリッジ固定状態に維持するための部位である。固定アーム２１には揺動軸２５が案内される長穴２１ａが形成されており、その長穴２１ａは、上部カバー４ｅからストッパ部２７がはずれるのに必要な長さを有している。固定アーム２１に形成された突起２１ｂを押すと、固定アーム２１は長穴２１ａによって図２の下方へ移動し、上部カバー４ｅとストッパ部２７との係合が解除されて開放される。また、インクカートリッジ２を固定する際は、図２における２点鎖線の状態にある固定アーム２１の先端部２１ｃを押し下げると、固定アーム２１が揺動軸２５のまわりに下方に回動し始め、後述する押圧部２８と、上壁５６とが接した後は、固定アーム２１がその接点を中心として補助ばね部材２６にさからって回転する。ストッパ部２７が上部カバー４ｅの下方位置から上部カバー４ｅの端部４ｇよりも右側に移動すると、固定アーム２１は、押圧部２８と上壁５６との接点を中心として回転しているため、固定アーム２１に形成された長穴２１ａにより揺動軸２５に対して図２の上方へ移動して、上部カバー４ｅの端部４ｇにストッパ部２７が係止される。よって、後述する押圧部２８および係止爪２９によりインクカートリッジ２が押圧された状態を維持することができるのである。
【００４３】
固定アーム２１の下面側（図２の下側）には、押圧部２８が配設されている。この押圧部２８は、インクカートリッジ２を下方（図２の下側）へ押圧するための部材であり、押圧部２８の内部には、弾性的に圧縮された状態で圧縮ばね（図示せず）が配設されている。押圧部２８は、前進後退可能に形成されており、通常は圧縮ばねにより前進した状態に保持されている。上記したように、固定アーム２１がインクカートリッジ２側に揺動されると、押圧部２８は、インクカートリッジ２の上壁５６と当接し後方へ後退する。よって、押圧部２８は、固定用のストッパ部２７と圧縮ばねとにより付勢力をインクカートリッジ２へ作用させることができ、かかるインクカートリッジ２を下方（図２の下側）へ押圧することができるのである。
【００４４】
また、押圧部２８の側方（図２の左側）には、係止爪２９が固定アーム２１の下面側に固着されている。この係止爪２９は、インクカートリッジ２を位置決めをするための部材であり、図２に示すように、後述する第２嵌合凹部５７の立設壁部と係止爪２９とは当接しているが、第２嵌合凹部５７の底部と係止爪２９とは隙間を設けている。位置決めの詳細については後述する。
【００４５】
次に、図３を参照してインクカートリッジ２の内部構造について説明する。図３（ａ）は、インクカートリッジ２の側断面図であり、図３（ｂ）は、図３（ａ）のＩＩＩｂ−ＩＩＩｂ線における部分断面図であり、図３（ｃ）は、インクカートリッジ２の底部の斜視図である。なお、図３（ａ）では、インクカートリッジ２内にインクが貯留されていない状態を図示している。
【００４６】
インクカートリッジ２は、図３（ａ）に示すように、略中空状の箱状体に形成されており、そのインクカートリッジ２の内部は、区画壁４１，４２によって、大気導入室４３、主インク貯留室４４、副インク貯留室４５に区画されている。大気導入室４３は、後述する主インク貯留室４４内へ大気を導入するための空間であり、インクカートリッジ２の底壁４６に貫通形成された大気連通口４７を介して大気と連通されている。一方、大気導入室４３の上方（図３（ａ）の上側）は主インク貯留室４４と連通されており、かかる連通部から主インク貯留室４４へ大気が導入される。
【００４７】
主インク貯留室４４は、インクを貯留しておくために実質的に密閉された空間であり、インクを含浸可能なフォーム（多孔質体）４８が収納されている。主インク貯留室４４の下方（図３（ａ）の下側）には、インク連通口４９が区画壁４２に貫通形成されており、主インク貯留室４４は、かかるインク連通口４９を介して後述する副インク貯留室４５と連通されている。また、フォーム４８は、毛管現象を利用してその内部にインクを保持可能なスポンジ、繊維材料等から構成されており、圧縮状態で主インク貯留室４４内に収納されている。よって、例えば、インクカートリッジ２が転倒した際、主インク貯留室４４から大気導入室４３へインクが流出し、その流出したインクが大気連通口４７からインクカートリッジ２の外へ漏出してしまうことを防止することができる。
【００４８】
副インク貯留室４５は、インクを貯留しておくとともに赤外光がインクセンサ１９（図４参照）から照射される部位であり、インクカートリッジ２の側端部に実質的に密閉された空間として形成されている。副インク貯留室４５は、上記したインク連通口４９を介して主インク貯留室４４と連通されており、その主インク貯留室４４および副インク貯留室４５に貯留されるインクは、インクカートリッジ２の底壁４６に貫通形成されたインク供給口５０を介して印字ヘッド３（図２参照）へ供給される。
【００４９】
副インク貯留室４５の側壁５１には、主インク貯留室４４へ向かって下降傾斜する傾斜部５１ａが形成されており、その傾斜部５１ａの内面側（主インク貯留室４４側、図３（ａ）の左側）には、プリズム５２が形成されている。
【００５０】
プリズム５２は、インクカートリッジ２内に貯留されるインクの有無の検出のために用いられる部材であり、透明な光透過性材料を材質として成形される側壁５１の傾斜部５１ａに一体的に形成されている。なお、光透過性材料としては、例えば、アクリル樹脂、ポリプロピレン、ポリカーボネート、ポリスチレン、ポリエチレン、ポリアミド、メタクリル、メチルペンテンポリマー、ガラス等を使用することができる。また、上記した透明とは、光学的に完全な透明であるという意味ではなく、いわゆる半透明をも含む意味である。
【００５１】
プリズム５２は、図３（ｂ）に示すように、山と谷とを交互に配設することにより形成される複数の反射面を備えている。この複数の反射面は、傾斜部５１ａの縦方向一端側（図３（ａ）の上側）から他端側（図３（ａ）の下側）に向けて下降傾斜しつつ、インクカートリッジ２の厚さ方向（図３（ａ）の紙面垂直方向）に列設されている。そのため、インクは、そのプリズム５２上を流下することができるので、プリズム５２上にインクが残留してしまい、かかるプリズム５２から所望の反射光が得られなくなることを防止することができる。
【００５２】
このように、プリズム５２を傾斜部５１ａの内面側（インク界面側、図３（ｂ）の左側）へ設けることによって、傾斜部５１ａに対峙する方向から非垂直（本実施例では、傾斜角略１０度）に赤外光をインクセンサ１９から照射することができるようになる（図５（ｃ）参照）。その結果、傾斜面５１ａの外表面で反射するインクの有無検出とは関係のない反射光を赤外光受光素子１９ｂが検出してしまうことを防止することができるので、インクの有無検出に必要なプリズム５２からの反射光を主に受光することととなり、インクの有無検出の精度が向上するのである。
【００５３】
また、インクセンサ１９の赤外光発光素子１９ａから傾斜部５１ａに向かって照射される赤外光は、一般に、所定のビーム角（±１０度前後）を有している。そのため、赤外光は光束が広がってしまい、傾斜部５１ａに照射される単位面積当たりの光量が低下してしまう。そこで、傾斜部５１ａに複数の反射面を有するプリズム５２を傾斜部５１ａのほぼ全域にわたって配設することにより、照射された赤外光を効率良く反射させることができ、インクセンサ２の赤外光受光素子１９ｂへ充分な反射光を受光させることができるのである。なお、本実施例におけるプリズム５２では、図３（ｂ）に示すように、各反射面が交差する稜線部の交差角度は略９０度とされており、１６面の反射面が形成されている。
【００５４】
副インク貯留室４５の上方には、上記したプリズム５２と所定間隔を隔てつつ対峙する反射部材５３が形成されている。この反射部材５３は、副インク貯留室４５内へ透過した赤外光の光路を変更するための部材であり、プリズム５２と所定角度を有しつつその内部空間に空気層を有する袋状に形成されている。
【００５５】
このように構成されたインクカートリッジ２によれば、印字ヘッド３によってインクが消費されると、消費されたインク量に応じて大気導入室４３から空気が主インク貯留室４４内へ導入され、主インク貯留室４４内のインク液面が低下する（図４（ａ）参照）。更にインクが消費され、主インク貯留室４４内のインクが無くなった場合には、副インク貯留室４５内のインクが印字ヘッド３へ供給される。このとき、副インク貯留室４５内は減圧されるが、大気導入室４３から主インク貯留室４４を経由した空気がインク連通口４９を介して副インク貯留室４５内へ導入され、副インク貯留室４５内の減圧が緩和されるとともにインク液面が低下する（図４（ｂ）参照）。
【００５６】
よって、インクカートリッジ２は、まず、主インク貯留室４４内のインクが消費され、その主インク貯留室４４内のインクがすべて消費された後に、副インク貯留室４５内のインクが消費されるように構成されている。従って、インクセンサ１９により副インク貯留室４５内のインクの有無を検知することにより、インクカートリッジ２全体としてのインクの有無を知ることができるのである。
【００５７】
また、インクカートリッジ２の底壁４６には、第１嵌合凹部５５が凹設されている。この第１嵌合凹部５５は、ヘッドユニット４の載置部４ａに突設される嵌合凸部２４（図２参照）と嵌合しインクカートリッジ２を位置決めするための部材であり、底壁４６のインク供給口５０と反対側（図３（ａ）の左側）の端部に凹設されている。また、この第１嵌合凹部５５は、図３（ｃ）に示すように、インクカートリッジ２の厚さ方向（図３（ａ）の紙面垂直方向）略中央に配設されている。ここで、インクカートリッジ２のインク供給口５０とヘッドユニット４のインク供給通路２２とには、その外周に円環状の溝が凹設されており、かかる円環状の溝に配設されるＯリング２３を介して連結されている（図２参照）。この連結だけでは、キャリッジ５が移動する時に慣性によってインクカートリッジ２がインク供給口５０（Ｏリング２３）を中心として回転してしまい正確に位置決めすることができない。そこで、上記のように、ヘッドユニット４の嵌合凸部２４と嵌合可能な第１嵌合凹部５５を底壁４６に設けることにより（図３（ｃ）参照）、インクカートリッジ２が回転してしまうことを防止しつつインクカートリッジ２の位置決めをすることができる。その結果、インクカートリッジ２をヘッドユニット４へ正確に固定することができるのである。
【００５８】
一方、インクカートリッジ２の上壁５６には、第２嵌合凹部５７が凹設されている。この第２嵌合凹部５７は、インクカートリッジ２をヘッドユニット４へ固定する場合にヘッドユニット４の固定アーム２１に形成される係止爪２９（図２参照）と嵌合する部位である。第２嵌合凹部５７は、インクカートリッジ２がその幅方向（図３（ａ）の左右方向）へ横ズレすることを防止するととともに、インクカートリッジ２の浮き上がりを防止するためのものであり、インクカートリッジ２の幅方向（図３（ａ）の左右方向）略中央、即ち、底壁４６に形成されるインク供給口５０と第１嵌合凹部５５とのインクカートリッジ２幅方向の略中央に相当する位置に凹設されている。そのため、インクカートリッジ２は、第２嵌合凹部５７と、インク供給口５０と、第１嵌合凹部５５との３点によりバランス良く支持されることとなる。よって、インクカートリッジ２が一方へ傾いた状態で浮き上がり、がたついてしまうことを防止することができるので、インクカートリッジ２をヘッドユニット４へ安定した状態で強固に固定することができるのである。
【００５９】
また、第２嵌合凹部５７の両側（図３（ａ）の紙面手前および奥側）には、所定間隔を隔てつつ対向する一対の側壁板５８，５８が設けられている。この側壁板５８，５８は、インクカートリッジ２の横ズレを防止するためのものであり、その対向面はインクカートリッジ２の厚さ方向（図３（ａ）の紙面垂直方向）を向いて対向されている。また、その対向面間の間隔は、第２嵌合凹部５７に嵌合される固定アーム２１の係止爪２９（図２参照）とほぼ同等の幅に形成されている。よって、固定アーム２１の係止爪２９が第２嵌合凹部５７に嵌合されると、側壁板５８，５８によって、インクカートリッジ２はその厚さ方向（図３（ａ）の紙面垂直方向）へ移動（横ズレ）することが防止される。
【００６０】
ここで、ヘッドユニット４は、上記したように、インクカートリッジ２の厚さ方向（図３（ａ）の紙面垂直方向）に往復移動しつつ印字を行うが（図１参照）、その印字中のヘッドユニット４は、印字速度を向上させるために急激な加減速を繰り返しつつ往復移動する。そのため、インクカートリッジ２がヘッドユニット４の移動方向に横ズレする場合には、その横ズレに起因してヘッドユニット４自体に振動が発生し、印字品質に悪影響を及ぼしてしまう。しかし、上記した側壁板５８，５８によって、インクカートリッジ２は、ヘッドユニット４の移動方向への横ズレ（がたつき）が防止されているので、ヘッドユニット４は振動することなくスムーズに往復移動でき、その結果、良好な印字品質を得ることができるのである。
【００６１】
なお、インクカートリッジ２の側方（図２の左側）には、一対のリブ６１，６１が設けられており、このリブ６１，６１は、上記した側壁５８，５８と同様に所定間隔を隔てつつ対向して形成されている。一方、ヘッドユニット４には、そのリブ６１，６１と対応する位置に係止凸部４ｈ（図２参照）が突設されており、インクカートリッジ２がヘッドユニット４に装着された場合には、リブ６１，６１の対向面間に係止凸部４ｈが嵌合される（図２参照）。そのため、インクカートリッジ２は、この一対のリブ６１，６１によっても印字時の横ズレ（がたつき）が防止されるのである。
【００６２】
上壁５６は、第２嵌合凹部５７の一側（図３（ａ）の左側）に配設される第１上壁５６ａと他側（図３（ａ）の右側）に配設される第２上壁５６ｂとを備えており、第１上壁５６ａは、底壁４６からの高さが第２上壁５６ｂよりも低く形成されている。一方、第２上壁５６ｂの反第１上壁５６ａ側には、取手部５９が配設されている。取手部５９は、インクカートリッジ２をヘッドユニット４へ装着する際に操作者が把持するための部位であり、把持し易いように上方（図３（ａ）の上側）へ突設して形成されている。よって、インクカートリッジ２の交換時等、インクカートリッジ２を一個だけヘッドユニット４から取り外す場合には、取手部５９を把持することにより隣接する他のインクカートリッジ２が邪魔になることなく取り外すことができる。一方、インクカートリッジ２を装着する場合には、取手部５９を把持してインクカートリッジ２を保持することにより狭いスペースへ容易に装着することができる。
【００６３】
また、インクカートリッジ２をヘッドユニット４へ装着する場合には、インクカートリッジ２は、第１上壁５６ａ側からヘッドユニット４の所定箇所へ装入されるが、その第１上壁５６ａは、上記したように、底壁４６からの高さが低く形成されている。そのため、第１上壁５６ａと上方へ跳ね上げられた固定アーム２１の軸支部近傍（反ストッパ部２７側）とが干渉することを防止できるので、インクカートリッジ２をヘッドユニット４へ引っ掛けることなく容易に装着することができるのである（図２参照）。
【００６４】
また、上壁５６全体を薄くしないのは、押圧部２８の押圧に耐える剛性を維持するためである。
【００６５】
なお、第１上壁５６ａの側方（図３の右側）には、第１凸部６２が上方（図３の上側）へ突設されており、上記した第２嵌合凹部５７は、その第１凸部６２によって一方の側壁が形成されている。そのため、固定アーム２１の係止爪２９が第２嵌合凹部５７に嵌合されると、第１凸部６２によって、インクカートリッジ２はその幅方向（図３（ａ）の右方向）へ移動（横ズレ）することが防止され、かつインクカートリッジ２の浮き上がりも防止することができる。
【００６６】
次に、図４（ａ），（ｂ）において、インク有無検出の原理を説明する。図４（ａ），（ｂ）は、インクカートリッジ２とインクセンサ１９との側面図であり、インクカートリッジ２の一部を断面視している。なお、図４（ａ），（ｂ）では、ヘッドユニット４、インクセンサ１９の取り付け部材等を省略して模式的に図示している。
【００６７】
インクカートリッジ２内にインク７１が充分ある場合には、図４（ａ）に示すように、インクセンサ１９の赤外光発光素子１９ａから照射された赤外光は（光路Ｘ）、インクカートリッジ２の材質の屈折率とインク７１の屈折率とが非常に近いため、インク７１を透過しつつインクカートリッジ２内を進行する。そして、副インク貯留室４５内に配設されている反射部材５３へ到達する。反射部材５３に到達した赤外光は、反射部材５３の材質の屈折率と空気７２の屈折率とが異なるため、反射部材５３内面と空気７２との界面で反射する（光路Ｙ）。
【００６８】
ここで、インクカートリッジ２の傾斜部５１ａは反射部材５３に対して略２０度で傾斜しているので、反射部材５３に到達した赤外光の入射角度は傾斜部５１ａへの入射角度とは異なるものである。従って、反射部材５３によって反射される反射光（光路Ｙ）は、入射光とは異なる角度で反射される。よって、反射光（赤外光）はインクセンサ１９の赤外光受光素子１９ｂへは向かわず、赤外光受光素子１９ｂへ向かう反射光の光量は小さいものとなる。
【００６９】
これに対して、インクカートリッジ２の副インク貯留室４５内にインク７１が存在しない場合には、図４（ｂ）に示すように、インクセンサ１９の赤外光発光素子１９ａから照射された赤外光は（光路Ｘ）、インクカートリッジ２の材質の屈折率と空気の屈折率とが異なるため、副インク貯留室４５の外壁内面と空気との界面で反射する（光路Ｙ）。そのため、インクカートリッジ２内からインクセンサ１９の赤外光受光素子１９ｂへ向かう反射光の光量は大きなものとなる。
【００７０】
このように、インクカートリッジ２内から反射する反射光（光路Ｙ）は、インク有無に応じてその光量が変化するので、かかる光量の差をインクセンサ１９の赤外光受光素子１９ｂを用いて検出することによって、インクカートリッジ２内に貯留されるインク有無を検出することができるのである。
【００７１】
また、傾斜部５１ａ及び反射部材５３は、副インク貯留室４５の上方に配設されているので、副インク貯留室４５の上方にインク７１が存在しなくなった時点、即ちインクカートリッジ２内にインク７１が全て存在しなくなる前に、予めインクが無いことを判断できるのである。
【００７２】
また、本実施例においては、傾斜部５１ａの傾きを略２０度としているが、かかる角度に限定されるものではなく、略１５度から略２５度の範囲であれば良い。即ち、略１５度以上にすることにより、反射部材５３からの反射光が赤外光受光素子１９ｂに戻るのを抑制でき、略２５度以下にすることにより、インクが傾斜部５１ａへ常時貯留されるのを抑制できる。
【００７３】
次に、インクセンサ１９を赤外光の被照射面であるインクカートリッジ２の傾斜部５１ａ（図３参照）に対して、水平方向に略１０度の角度で斜めに配置した理由を図５を参照して説明する。図５は、インクカートリッジ２とインクセンサ１９とを表した上面図である。尚、ヘッドユニット４に搭載された各インクカートリッジ２ａ〜２ｄは、矢印Ｗ方向に往復搬送される。
【００７４】
まず、インクセンサ１９を傾斜部５１ａに対して垂直に配設した場合（図５（ａ）参照）には、赤外光発光素子１９ａから照射される光（光路Ｘ）は、光透過性部材によって構成される傾斜部５１ａを透過する。しかし、傾斜部５１ａの外側（反インク側）の表面の細かな凹凸により、傾斜部５１ａを透過するはずの入射光（光路Ｘ）が、傾斜部５１ａの外側の表面により反射される場合がある。そして、その反射光（光路Ｙ）が赤外光受光素子１９ｂにより受光されると、副インク貯留室４５内にインク７１が存在するにも係わらず、あたかもインク７１が存在しないように判断される恐れがあり、本来のインクの有無の検出精度に悪影響を及ぼす原因となっていた。
【００７５】
一方、インクセンサ１９を傾斜部５１ａに対して略１０度より大きい角度で配設した場合（図５（ｂ）参照）には、例えば、インクカートリッジ２ｂが存在しない場合であっても、赤外光発光素子１９ａから照射された光（光路Ｘ）は、隣接するインクカートリッジ２ｃにより反射される場合がある。そして、その反射光（光路Ｙ）が赤外光受光素子１９ｂにより受光されると、インクカートリッジ２ｂが存在しないにも係わらず、あたかもインクカートリッジ２ｂが存在するように判断される恐れがあり、インクカートリッジ２ｂの有無の検出ができない場合がある。
【００７６】
そこで、インクセンサ１９を傾斜部５１ａに対して略１０度で配設した場合（図５（ｃ）参照）には、赤外光受光素子１９ｂが傾斜しているため、傾斜部５１ａの外側（反インク側）の表面により反射される光（図５（ａ）の光路Ｙ参照）を受光するのを抑制できる。従って、インクが存在する場合には図４において説明したように傾斜部５１ａを透過する光は受光されず、一方、インクがない場合には、傾斜部５１ａの内側（副インク貯留室４５側）と空気との界面からの反射光（光路Ｙ）を赤外光受光素子１９ｂにより受光する。よって、その光量の差により正確にインクの有無を判断できるのである。また、インクカートリッジ２ｃがない場合であっても、赤外光発光素子１９ａから照射される光は、隣接するインクカートリッジ２ｄには照射されないため（光路Ｘ１参照）、正確にインクカートリッジ２ｃの有無を判断することができるのである。
【００７７】
なお、本実施例においては傾きを略１０度に設定したが、これはインクカートリッジ２の大きさ、各インクカートリッジ２間の隙間の間隔、インクカートリッジ２とインクセンサ１９との間隔等の諸要因により定められる角度であるため、傾きを持っていれば良く、かかる角度に限定されるものではない。
【００７８】
図６は、カラーインクジェットプリンタ１の電気回路構成の概略を示すブロック図である。カラーインクジェットプリンタ１を制御するための制御装置は、本体側制御基板１００と、キャリッジ基板１２０とを備えており、本体側制御基板１００には１チップ構成のマイクロコンピュータ（ＣＰＵ）９１と、そのＣＰＵ９１により実行される各種の制御プログラムや固定値データを記憶したＲＯＭ９２と、各種のデータ等を一時的に記憶するためのメモリであるＲＡＭ９３と、書換え可能な不揮発性のメモリであるＥＥＰＲＯＭ９４、イメージメモリ９５、ゲートアレイ９６等が搭載されている。
【００７９】
演算装置であるＣＰＵ９１は、ＲＯＭ９２に予め記憶された制御プログラムに従い、インク有無の検出やインクカートリッジ装着の有無を検出するための制御を実行するものである。また、印字タイミング信号およびリセット信号を生成し、各信号を後述のゲートアレイ９６へ転送する。このＣＰＵ９１には、ユーザが印字の指示などを行うための操作パネル１０７、キャリッジ５を動作させるキャリッジモータ（ＣＲモータ）１０１を駆動するためのモータ駆動回路１０２、記録媒体Ｐを搬送する搬送モータ（ＬＦモータ）１０３を動作させるためのモータ駆動回路１０４、記録媒体（印字用紙）Ｐの先端を検出するペーパーセンサ１０５、キャリッジ５の原点位置を検出する原点センサ１０６、インクセンサ１９などが接続されている。接続される各デバイスの動作はこのＣＰＵ９１により制御される。
【００８０】
ＲＯＭ９２には、制御プログラムの一部として、インクセンサ１９とインクカートリッジ２の被照射面との位置関係（相対位置）即ち、インクカートリッジ２の検出位置を測定して、その理論値からのずれ（補正値）をキャリブレーションデータとして入力するためのキャリブレーションデータ入力処理（図７参照）、インクカートリッジ２のインクの有無を検出するためのインク検出処理（図８参照）、インクカートリッジ装着の有無を検出するためのインクカートリッジ検出処理（図１０参照）のプログラムが記憶されている。各プログラムの詳細については後述する。また、固定値データとして、検出した反射光レベルにおいてインク無しを検定するための第１しきい値や、検出した反射光レベルにおいてインクカートリッジ未装着を検定するための第２しきい値、インクレベル（インクカートリッジ２内のインク残量）がニアエンプティからエンプティとなるまでのインク吐出回数であるエンプティしきい値等を記憶している。
【００８１】
ＲＡＭ９３はメンテナンスモードフラグ９３ａを備えている。メンテナンスモードフラグ９３ａは、カラーインクジェトプリンタ１の運転モードが、カラーインクジェトプリンタ１の調整を行うためのメンテナンスモードに設定されていることを示すフラグである。メンテナンスモードの設定は操作パネル１０７に備えられたモードスイッチ１０７ａの操作により設定される。このメンテナンスモードの選択により、メンテナンスモードフラグ９３ａはオンされる。オンされたメンテナンスモードフラグ９３ａは、カラーインクジェットプリンタ１の調整終了を示すコマンドが入力されることによりオフされる。上記したキャリブレーションデータ入力処理は、このメンテナンスモードフラグ９３ａがオンされている場合に実行可能なプログラムとなっており、該フラグ９３ａオンの状態でのみ補正値を記憶させることができる。
【００８２】
ＥＥＰＲＯＭ９４はキャリブレーションデータメモリ９４ａと、第１〜第４カウンタ９４ｂ〜９４ｅと、第１〜第４ニアエンプティフラグ９４ｆ〜９４ｉを備えている。キャリブレーションデータメモリ９４ａは、キャリブレーションデータ入力処理により検出された補正値、即ち、インクカートリッジ２の本来の検出位置からの位置ずれをキャリブレーションデータとして記憶しておくためのメモリである。
【００８３】
上記したように、本実施例のカラーインクジェットプリンタ１は、インクカートリッジ２の被照射面に対して、インクセンサ１９が略１０度の角度で傾斜されて設置されている。しかし、センサ１９の取り付け時に生じる取り付け角度誤差により、その角度は略１０度とならないことが多い。かかる場合には、インクセンサ１９とインクカートリッジ２との相対位置が本来の位置とは異なってしまう。つまり、インクカートリッジ２の本来の検出位置から該インクカートリッジ２がずれてしまい、インクセンサ１９は本来の検出位置において正確にインクカートリッジ２を検出できないのである。このため、出荷前に実行されるキャリブレーションデータ入力処理により、本来の検出位置と実施の検出位置とのずれを検出し、そのずれ量が補正値として（出荷前に予め）このキャリブレーションデータメモリ９４ａに書き込まれる。
【００８４】
インクカートリッジ２の有無（インクカートリッジ未装着の検定）やインクの有無（インク無しの検定）を検出する際には、このキャリブレーションデータメモリ９４ａに記憶される補正値が参照され、この補正値に基づいて、反射光量を検出する検出位置（キャリッジ５のポジション）が調節される。これにより、たとえインクセンサ１９とインクカートリッジ２の被照射面との位置関係が本来の位置からずれていても、正確にインクカートリッジ２の有無やインクの有無を検出することができる。
【００８５】
第１〜第４カウンタ９４ｂ〜９４ｅは、印字ヘッド３からのインクの吐出（噴射）回数をカウントアップするためのメモリであり、インクの吐出回数「１」毎に「１」ずつ更新される。インクカートリッジ２には所定量のインクが初期に注入されているが、そのインク量からおおよその最大吐出回数は決まっている。このため、インクの吐出回数をカウントすることでインクのおおよその消費量を知ることができるのである。
【００８６】
カラーインクジェットプリンタ１には、ブラック、シアン、マゼンタ、イエローの各色のインクをそれぞれ貯溜するために４つのインクカートリッジ２が備えられているので、各インクカートリッジ２に対応する４つのカウンタ（第１〜第４カウンタ９４ｂ〜９４ｅ）が設けられており、各インク毎にカウントされるインクの吐出回数が対応する第１〜第４カウンタ９４ｂ〜９４ｅに書き込まれる。そして、この第１〜第４カウンタ９４ｂ〜９４ｅに記憶されるカウント値は、インク検出処理により参照され、該カウント値が所定の数となる毎に、実際のインクレベル（インクカートリッジ２内のインク残量）を調査するべく、インクセンサ１９によるインク検出（インク検出処理、図８参照）が実行されるのである。
【００８７】
尚、印字時のみならず、インクカートリッジ２内の気泡を吸い出すためのパージ処理や、ノズルの目詰まりを解決するためのフラッシング処理においても所定量のインクがインクカートリッジ２から吐出される。かかる処理で消費されるインクについては、印字時の吐出回数の何カウントに相当するかがそれぞれ既知であるので、その相当するカウント数が、先に記憶されているカウント値に加算され、対応する第１〜第４カウンタ９４ｂ〜９４ｅカウント値は更新される。
【００８８】
第１〜第４ニアエンプティフラグ９４ｆ〜９４ｉは、ブラック、シアン、マゼンタ、イエローの各色のインクをそれぞれ貯溜するための４つのインクカートリッジ２に対応して各１づつ設けられ、該フラグ９４ｆ〜９４ｉのオンは、インクのニアエンプティを示すものである。ここでニアエンプティは、インクセンサ１９によるインクの検出限界を示すものであり、インクセンサ１９によりインク無しと検出された状態を示すものである。
【００８９】
図３、図４で説明したように、初期状態で充填されていたインクは主インク貯溜室４４から消費され、主インク貯溜室４４が空になると副インク貯溜室４５のインクが消費される。副インク貯溜室４５のインク液面が反射部材５３の下部を下回ると、インクセンサ１９の赤外光発光素子１９ａから照射された光が、プリズム５２によりインクセンサ１９の赤外光受光素子１９ｂ方向（光路Ｙ）へ反射されるようになる。これによりインクセンサ１９の赤外光受光素子１９ｂに検出される反射光量が大きく変化（増大）する。検出された反射光量は信号としてＣＰＵ９１に入力されるので、かかる変化がニアエンプティとしてＣＰＵ９１に認識され、対応するニアエンプティフラグ９４ｆ〜９４ｉがオンされる。
【００９０】
尚、第１〜第４ニアエンプティフラグ９４ｆ〜９４ｉがオンされた（インクセンサ１９によりインク無しと検出された）時点において、インクカートリッジ２内のインクは空（エンプティ）ではないので、更にインクエンプティの状態（インク吐出回数がエンプティしきい値に達する）まで印字を続行することができる。
【００９１】
本実施例においてはインクエンプティを正確に検出するために、第１〜第４ニアエンプティフラグ９４ｆ〜９４ｉがオンされると、対応する第１〜第４カウンタ９４ｂ〜９４ｅに記憶されているカウント値０はクリアされ、０からエンプティしきい値までをカウントアップし、インクエンプテイの検出精度を向上させている。尚、オンされた第１〜第４ニアエンプティフラグ９４ｆ〜９４ｉは、対応するインクカートリッジ２が、例えば交換などにより、そのインクレベルがインク有りと検出されることによりオフされる（図１０参照）。
【００９２】
上記したＣＰＵ９１と、ＲＯＭ９２、ＲＡＭ９３、ＥＥＰＲＯＭ９４及びゲートアレイ９６とは、アドレスバス９８およびデータバス９９を介して接続されている。
【００９３】
ゲートアレイ９６は、ＣＰＵ９１から転送される印字タイミング信号に従い、イメージメモリ９５に記憶されている画像データに基づいて、その画像データを記録媒体に印字するための印字データ（駆動信号）と、その印字データと同期する転送クロックＣＬＫと、ラッチ信号と、基本印字波形信号を生成するためのパラメータ信号と、一定周期で出力される噴射タイミング信号ＪＥＴとを出力し、それら各信号を、ヘッドドライバが実装されたキャリッジ基板１２０側へ転送する。また、ゲートアレイ９６は、コンピュータなどの外部機器からセントロ・インターフェース９７を介して転送されてくる画像データを、イメージメモリ９５に記憶させる。そして、ゲートアレイ９６は、ホストコンピュータなどからセントロ・インターフェース９７を介して転送されてくるセントロ・データに基づいてセントロ・データ受信割込信号を生成し、その信号をＣＰＵ９１へ転送する。尚、ゲートアレイ９６とキャリッジ基板１２０との間で通信される各信号は、両者を接続するハーネスケーブルを介して転送される。
【００９４】
インクセンサ１９は、赤外光発光素子１９ａと赤外光受光素子１９ｂとを備え、赤外光発光素子１９ａからインクカートリッジ２へ赤外光を照射し（図４の光路Ｘ）、その反射光（図４の光路Ｙ）をフォトセンサである赤外光受光素子１９ｂにより検出するものである。赤外光受光素子１９ｂにより受光された反射光は、赤外光受光素子１９ｂによって光電変換され、受光した反射光量に応じた電気信号として検出される。検出される信号はアナログ信号であるので、赤外光受光素子１９ｂに接続されるＡ／Ｄコンバータ１９ｃによりデジタル信号へと変換された後、ＣＰＵ９１に入力される。このインクセンサ１９により検出された反射光量は、インク検出処理またはインクカートリッジ検出処理において第１または第２しきい値と比較される。これにより、インクカートリッジ２のインクの有無とインクカートリッジ装着の有無を知ることができる。尚、Ａ／Ｄコンバータ１９ｃは、アナログ信号を標本化、量子化、２進数化する等の段階を経てデジタル信号へと変換する。
【００９５】
キャリッジ基板１２０は実装されたヘッドドライバ（駆動回路）によって印字ヘッド３を駆動するための基板である。印字ヘッド３とヘッドドライバとは、厚さ５０〜１５０μｍのポリイミドフィルムに銅箔配線パターンを形成したフレキシブル配線板により接続されている。このヘッドドライバは、本体側制御基板１００に実装されたゲートアレイ９６を介して制御され、記録モードに合った波形の駆動パルスを各駆動素子に印加するものである。これにより、インクが所定量吐出される。
【００９６】
次に、図７〜図１０に示した各フローチャートを参照して、上記のように構成されたカラーインクジェットプリンタ１で実行される各処理を説明する。
【００９７】
図７は、制御プログラムの１つであるキャリブレーションデータ入力処理のフローチャートを示した図である。このキャリブレーションデータ入力処理は、出荷前に実行され、インクカートリッジ２の検出位置の位置ずれを検出し、そのずれ量を補正値としてキャリブレーションデータメモリ９４ａに記憶するための処理である。
【００９８】
かかるキャリブレーションデータ入力処理は、カラーインクジェットプリンタ１の運転モードがその調整を行うためのメンテナンスモードに設定されている場合においてのみ実行可能であるので、このキャリブレーションデータ入力処理では、まず、メンテナンスモードフラグ９３ａがオンされているか否かを確認し（Ｓ１）、オンされていなければ（Ｓ１：Ｎｏ）、このキャリブレーションデータ入力処理を終了する。一方、メンテナンスモードフラグ９３ａがオンされていると（Ｓ１：Ｙｅｓ）、原点センサ１０６でキャリッジ５が原点にあることを確認した後、ＣＲモータ１０１を駆動してキャリッジ５を原点から所定距離移動させることによりキャリッジ５をホームポジションに移動する（Ｓ２）。次に、赤外光発光素子１９ａを所定光量で点灯し（Ｓ３）、キャリッジ５をインクセンサ１９方向へ低速で移動する（Ｓ４）。そして、所定の検出位置に達すると（原点から所定距離だけキャリッジ５が移動すると）、インクセンサ１９による反射光量の検出を開始し、インクカートリッジ２によって反射される反射光レベル（反射光量）を、赤外光受光素子１９ｂで受光し、Ａ／Ｄコンバータ１９ｃを介してＣＰＵ９１に取り込む（Ｓ５）。この反射光レベルの検出は、本来のインクカートリッジ２の検出位置だけでなく、キャリッジ５の幅よりも広い範囲にわたって実行され、反射光レベルがアナログデータで検出される（図１１参照）。
【００９９】
次いで、取り込んだ反射光レベルについて、基準のインクカートリッジ２を示す検出信号のインクカートリッジ無しレベルからインクカートリッジ有りレベルへと変化する変化位置を検出する（Ｓ６）。インクカートリッジ２の無い（未装着）位置においては、照射した赤外光の反射は小さく、従って、検出されるインクカートリッジ無しレベルの反射光レベルは小さい。一方、インクカートリッジ２がある（装着）位置においては、照射した赤外光の反射は大きく、検出されるインクカートリッジ有りレベルの反射光レベルも大きい。つまり、インクカートリッジ無しレベルからインクカートリッジ有りレベルへと反射光レベルが変化するこの変化位置が、インクカートリッジ２の検出位置となるのである（図１１参照）。
【０１００】
そして、本来得られるべき理論上のインクカートリッジ無しレベルからインクカートリッジ有りレベルへの変化位置（理論値）と、Ｓ６の処理で検出されたその変化位置（実際値）とのずれ（本来の検出位置と実際の検出位置とのずれ）をキャリッジの移動距離αとして算出し、そのずれを補正値としてキャリブレーションデータメモリ９４ａに記憶する（Ｓ７）。ここで、本来の検出位置（理論値）は、キャリッジ５の原点からの移動距離として記憶されている。よって、実際の検出位置は、その理論値の移動距離±αであり、この±αの距離が補正値となる。
【０１０１】
このキャリブレーションデータ入力処理でキャリブレーションデータメモリ９４ａに記憶された補正値は、インク検出処理およびインクカートリッジ検出処理の中で実行されるキャリブレーション処理（Ｓ１５）において用いられる。これにより、インクカートリッジ２からの反射光を検出する際の検出位置を補正し、反射光レベルを正確に検出することができるのである。
【０１０２】
尚、本実施例ではＳ６の処理で基準のインクカートリッジ２において、実際の検出位置と理論上の検出位置とを比較したが、この基準のインクカートリッジ２は、キャリッジ５に搭載された４つのインクカートリッジ２の先頭インクカートリッジ２、即ち、最初に検出される（検出位置に達する）インクカートリッジ２としている。
【０１０３】
図８は、インクの検出、即ち、インクカートリッジ２内のインク７１の有無の検出を実行するインク検出処理のフローチャートを示した図である。インク検出処理は、印字ヘッド３の動作時にインクの消費量を検出するべく所定のタイミングで繰り返して実行される処理である。
【０１０４】
このインク検出処理では、まず、カラーインクジェットプリンタ１で実行中の処理が何であるかをチェックする（Ｓ１１）。そして、実行中の処理が印字であれば（Ｓ１１：印字）、１パス分の印字を行う１パス印字処理を実行する（Ｓ１２）。この１パス印字処理（Ｓ１１）では消費したインクを算出するために、各インクカートリッジ２からのインクの吐出回数をそれぞれカウントし、そのカウントにより対応する第１〜第４カウンタ９４ｂ〜９４ｅに記憶されるカウント値をカウントアップする。
【０１０５】
次に、インクカートリッジ２の第１〜第４ニアエンプティフラグ９４ｆ〜９４ｉがオンされているか否かを確認する（Ｓ１３）。確認の結果、第１〜第４ニアエンプティフラグ９４ｆ〜９４ｉがオフであれば（Ｓ１３：Ｎｏ）、そのオフされている（フラグオフの）第１〜第４ニアエンプティフラグ９４ｆ〜９４ｉに対応するインクカートリッジ２のカウント値のうち、そのカウント値が所定数ｄ（例えば１００など）以上のものがあるか否かを確認する（Ｓ１４）。このインク検出処理は、インクの吐出回数が所定数ｄを経る毎にインクセンサ１９によるインクの有無の検出を実行する。
【０１０６】
ここで、そのカウント値が所定数ｄ（例えば１００など）以上であれば（Ｓ１４；Ｙｅｓ）、インクセンサ１９でインクの有無（インク無し）を検出するべく、検出位置の補正と反射光レベル（反射光量）の取り込みとを行うキャリブレーション処理を実行する（Ｓ１５）。このキャリブレーション処理（Ｓ１５）の実行後は、取り込んだ反射光レベルが第１しきい値以上であるか否かを判断する（Ｓ１６）。この第１しきい値は、インクの有りと無しとを識別するための反射光レベルである。
【０１０７】
そして、Ｓ１６の処理で判断した結果、取り込んだ反射光レベルが第１しきい値以上であれば（Ｓ１６：Ｙｅｓ）、副インク貯溜室４５のインク液面が反射部材５３の下部を下回っており、インクレベル（インクカートリッジ２内のインク残量）がニアエンプティとなっていることを示している（インク無しと検定される）。このため、該当するインクカートリッジ２の第１〜第４ニアエンプティフラグ９４ｆ〜９４ｉをオンし（Ｓ１７）、更に該当するカウント値（対応する第１〜第４カウンタ９４ｂ〜９４ｅに記憶されるカウント値）を０にする（Ｓ１８）。その後、他の各処理を実行して（Ｓ１９）、このインク検出処理を終了する。
【０１０８】
また、Ｓ１１の処理で確認した結果、実行中の処理がパージまたはフラッシングであれば（Ｓ１１：パージ、フラッシング）、パージ、フラッシング処理を実行する（Ｓ２２）。このパージ、フラッシング処理（Ｓ２２）は、インクカートリッジ２内の気泡を吸い出すためにインクを排出するパージ処理、または、印字ヘッド３の目詰まりを解消するためなどにインクを吐き出すフラッシング処理を実行する処理である。このパージ、フラッシング処理（Ｓ２２）では、所定量のインクが排出されることとなるが、かかるインク量は印字時の吐出回数の何回分に相当するかが既知であり、かかる値は予めＲＯＭ９２に固定値として記憶されている。このため、かかる吐出回数で消費されたインクをカウントし、そのカウントにより対応する第１〜第４カウンタ９４ｂ〜９４ｅに記憶されるカウント値をカウントアップする。このパージ、フラッシング処理（Ｓ２２）の実行後は、その処理をＳ１３の処理に移行する。
【０１０９】
一方、Ｓ１３の処理で確認した結果、インクカートリッジ２の第１〜第４ニアエンプティフラグ９４ｆ〜９４ｉがオンであれば（Ｓ１３：Ｙｅｓ）、そのオンされている（フラグオンの）第１〜第４ニアエンプティフラグ９４ｆ〜９４ｉに対応するインクカートリッジ２のカウント値が、エンプティしきい値以上か否かを確認する（Ｓ２０）。フラグオンの第１〜第４ニアエンプティフラグ９４ｆ〜９４ｉに対応するインクカートリッジ２のインクレベルは、インクセンサ１９によるインクの検出限界を超えているので、ニアエンプティ以降のインクの吐出回数をカウントしてすることによりインクエンプティを検出するのである。
【０１１０】
ここで、確認したカウント値がエンプティしきい値未満であれば（Ｓ２０：Ｎｏ）、印字を実行できるインク残量が未だ残っているので、その処理をＳ１９の処理に移行して各処理（Ｓ１９）を実行後、このインク検出処理を終了する。また、Ｓ２０の処理で確認した結果、オンされた第１〜第４ニアエンプティフラグ９４ｆ〜９４ｉに対応するインクカートリッジ２のカウント値が、エンプティしきい値以上であれば（Ｓ２０：Ｙｅｓ）、インクエンプティの表示などを行うインクエンプテイ処理を実行する（Ｓ２１）。Ｓ２１の処理の実行後はその処理をＳ１９の処理へ移行して、印字できなかったデータを一時的に記憶するなどの各処理（Ｓ１９）を実行後、このインク検出処理を終了する。
【０１１１】
また、Ｓ１４の処理で確認した結果、カウント値が所定数ｄ（例えば１００など）以上であるものがなければ（Ｓ１４；Ｎｏ）、その処理をＳ１９の処理に移行して各処理（Ｓ１９）を実行後、このインク検出処理を終了する。
【０１１２】
更に、Ｓ１６の処理で確認した結果、取り込んだ反射光レベルが第１しきい値未満であれば（Ｓ１６：Ｎｏ）、インクレベルはニアエンプティではないので、Ｓ１７の処理をスキップして、その処理をＳ１８の処理に移行する。
【０１１３】
インクカートリッジ２の交換（脱着）が行われた場合（インクカートリッジ検出処理）に、そのインクカートリッジ２に対応する第１〜第４カウンタ９４ｂ〜９４ｅのカウント値は０に設定され、インク吐出回数のカウントアップが開始されるが、交換されたインクカートリッジ２は、例えば使用済の品の装着や製造ばらつきなどにより、そのインク充填量にはばらつきがある。また、各カラーインクジェットプリンタ１の印字ヘッド３からのインク吐出量のばらつきなどを考慮すると、ニアエンプティに至るまでの、カウント値は必ずしも同一とはならない。このため、初期状態から、インクエンプティまでを連続してカウントアップしてしまうと、あるしきい値（所定のカウント値）をもってインクエンプティを判断することが困難となり、また、所定のカウント値で検出されるインクエンプティが不正確になりがちである。しかし、ニアエンプティが検出された時点では、インクカートリッジ２内のインク残量はほぼ同じと考えられるので、このインク残量を消費するのに必要なインクの吐出回数（カウント値）も同じとなると考えられる。よって、かかる吐出回数付近の所定数をエンプティしきい値とし、ニアエンプティ状態が検出（ニアエンプティフラグオン）された時点を０カウントとして、エンプティしきい値までをカウントアップすれば、正確にインクエンプティを検出することができる。
【０１１４】
図９は、図８のインク検出処理の中で実行されるキャリブレーション処理（Ｓ１５）のフローチャートを示した図である。このキャリブレーション処理（Ｓ１５）は、インクの有無を検出するべく、キャリブレーションデータメモリ９４ａに記憶されている補正値に基づいてインクカートリッジ２の検出位置を補正し、補正された検出位置において反射光レベル（反射光量）の取り込みを行う処理である。
【０１１５】
このキャリブレーション処理（Ｓ１５）では、まず、キャリッジ５をホームポジションに移動する（Ｓ３１）。そして、このホームポジションからキャリッジ５をインクセンサ１９方向に移動し（Ｓ３２）、キャリッジ５が、１のインクカートリッジ２の本来の検出位置に補正値が加味された位置へ達したか否かを確認する（Ｓ３３）。そして、キャリッジ５がその補正値の加味された検出位置に達していると（Ｓ３３：Ｙｅｓ）、赤外光発光素子１９ａを所定光量で点灯し、反射光レベルを検出する（Ｓ３４）。次に、４つの（全ての）インクカートリッジ２について反射光レベルが検出されたか否かを確認し（Ｓ３５）、かかる全ての反射光レベルが検出されていると（Ｓ３５：Ｙｅｓ）、このキャリブレーション処理（Ｓ１５）を終了する。
【０１１６】
一方、Ｓ３３の処理で確認した結果、キャリッジ５が補正値の加味された検出位置に達していなければ（Ｓ３３：Ｎｏ）、その処理をＳ３２の処理に移行し、キャリッジ５をインクセンサ１９方向に移動する。また、Ｓ３５の処理で確認した結果、全てのインクカートリッジ２の反射光レベルが検出されていなければ（Ｓ３５：Ｎｏ）、その処理をＳ３２の処理に移行し、全てのインクカートリッジ２の反射光レベルが検出されるまで、このキャリブレーション処理（Ｓ１５）を実行する。
【０１１７】
尚、キャリブレーション処理（Ｓ１５）では、各インクカートリッジ２の所定位置（１ポイント）から反射される反射光量（反射光レベル）をインクセンサ１９で検出するようになっている。即ち、反射光レベルはピンポイントで検出されたピンポイントデータである。このため、処理するべきデータ量を軽減し、データの処理を効率的に行うことができるのである。また、インクの有無の検出は印字動作中に行われるのでキャリッジ５は高速で移動されているが、キャリブレーションデータメモリ９４ａに記憶されている補正値に基づいて各インクカートリッジ２は的確に検出位置へと搬送される。このため、正確に（ポイントデータであっても）反射光レベルを検出することができる。
【０１１８】
図１０は、インクカートリッジ検出処理のフローチャートを示した図である。このインクカートリッジ検出処理は、インクカートリッジ装着の有無を検出するための処理である。よって、インクカートリッジ２が交換されたタイミングで行われるものであるが、カラーインクジェットプリンタ１のカバーに設けられたセンサが、カバーの開閉を認識することをインクカートリッジ交換と認識して実行される。
【０１１９】
このインクカートリッジ検出処理では、まず、カバーが開けられた後、閉じられたか否かを確認する（Ｓ４１）。そして、カバーが閉じられたことを検出すると、上記したキャリブレーション処理（Ｓ１５）が実行され、所定の検出位置でインクカートリッジ２の反射光の検出が実行される。その後、第１〜第４ニアエンプティフラグ９４ｆ〜９４ｉがオンされているインクカートリッジ２の反射光レベルが、第１しきい値未満か否か、即ち、インクが充填された状態であるか否かを確認し（Ｓ４３）、その結果、その反射光レベルが第１しきい値未満であれば（Ｓ４３：Ｙｅｓ）、インク残量の少なかったインクカートリッジ２が交換されたということであり、該当するインクカートリッジ２のニアエンプティフラグ９４ｆ〜９４ｉをオフし（Ｓ４４）、更に該当するインクカートリッジ２のカウンタ９４ｂ〜９４ｅのカウント値をクリアする（Ｓ４５）。その後、第２しきい値（インクカートリッジ未装着を検定するためのしきい値）以上となる反射光レベルを４箇所検出したか否かを確認し（Ｓ４６）、その結果、第２しきい値以下となる反射光レベルが検出されると（Ｓ４６：Ｎｏ）、インクカートリッジ未装着が検定されたこととなり、インクカートリッジ未装着を報知などするインクカートリッジ無しエラー処理を実行した後（Ｓ４７）、このインクカートリッジ検出処理を終了する。
【０１２０】
また、Ｓ４１の処理で確認した結果、カバーが閉じられていなければ（Ｓ４１：Ｎｏ）、このインクカートリッジ検出処理を終了する。更に、Ｓ４３の処理で確認した結果、その反射光レベルが第１しきい値以上であれば（Ｓ４３：Ｎｏ）、その処理をＳ４６の処理に移行する。一方、Ｓ４６の処理で確認した結果、第２しきい値を越える反射光レベルが４箇所検出されていると（Ｓ４６：Ｙｅｓ）、インクカートリッジ２は全て装着されているということであり、このインクカートリッジ検出処理を終了する。
【０１２１】
図１１は、インクカートリッジ２の反射光レベルの変化を模式的に示した図である。縦軸には反射光量が示されており、縦軸上を上に行くほどその反射光量が大きくなるようになっている。また、インク無しを検定する第１しきい値が破線で表示されており、かかる第１しきい値以上はインク無し（ニアエンプティ）を示す反射光レベルであり、第１しきい値未満はインク有りを示す反射光レベルとなっている。また、この第１しきい値の下方にはインクカートリッジ未装着を検定するための第２しきい値が破線で示されている。
【０１２２】
図１１（ａ）は、本来の検出位置において検出された理論上の反射光レベルを示した図である。図に示したように、得られた反射光レベル（信号波形）を第１しきい値で検定すれば、インクの有無を検出することができ、同じ反射光レベルを第１しきい値より小さな第２しきい値で検定すれば、インクカートリッジ２の有無を検出することできる。これは、インクの有りと無しおよびインクカートリッジ有りと無しとにおいて明確な反射光量差が得られるためである。
【０１２３】
また、図１１（ｂ）は、キャリブレーションデータ入力処理において検出された反射光レベルの信号波形を示した図である。この図１１（ｂ）では、インクセンサ１９の取り付け角度がインクカートリッジ２の被照射面に対し垂直方向にずれた場合の反射光レベルの信号波形が示されており、実際の検出位置が本来の検出位置よりも手前となっていることが示されている。先頭のブラックのインクが貯溜されるインクカートリッジ２ａは、キャリブレーションデータ入力処理において基準となるインクカートリッジであり、このブラックのインクカートリッジ２ａにおける本来の検出位置からのずれ量αが補正値となっている。
【０１２４】
次に、図１２を参照して第２実施例について説明する。第１実施例のインクカートリッジ２が反射部材５３によって赤外光の光路を変更するように構成されていたのに対し、第２実施例のインクカートリッジ１３０は、赤外光を吸収する赤外光吸収部材１３１を備えている。なお、前記した第１実施例と同一の部分には同一の符号を付して、その説明は省略する。
【０１２５】
図１２（ａ），（ｂ）は、インクカートリッジ１３０とインクセンサ１９との側面図であり、インクカートリッジ１３０の一部を断面視している。なお、図１２（ａ），（ｂ）では、ヘッドユニット４、インクセンサ１９の取り付け部材等を省略して模式的に図示している。
【０１２６】
インクカートリッジ１３０は、第１実施例と同様に、赤外光が照射される傾斜部５１ａの内面側（インク界面側）には、プリズム５２が形成されており、インクカートリッジ１３０の内部は、フォーム４８が収納される主インク貯留室４４と、後述する赤外光吸収部材１３１が収納される副インク貯留室４５とが区画壁４２により区画されて形成されている。赤外光吸収部材１３１は、インクセンサ１９の赤外光発光素子１９ａから照射されインクカートリッジ１３０内へ透過した赤外光を吸収するための部材であり、プリズム５２と所定間隔を隔てて対向した状態で副インク貯留室４５内に配設されている。
【０１２７】
次に、赤外光吸収部材１３１が配設されたインクカートリッジ１３０内のインク７１の有無を検出する検出方法について説明する。インクセンサ１９は、第１実施例と同様に、赤外光発光素子１９ａからインクカートリッジ１３０の傾斜部５１ａに向かって赤外光を発光する。そして、反射光を赤外光受光素子１９ｂが受光し、かかる反射光の光量が一定値以下の場合には、インクカートリッジ１３０内にインクが有ると判断し（図１２（ａ）の場合）、その反射光の光量が一定値以上の場合には、インクカートリッジ１３０内にインクが無いと判断する（図１２（ｂ）の場合）のである。
【０１２８】
詳細には、副インク貯留室４５内がインク７１で満たされている場合には、図１２（ａ）に示すように、赤外光発光素子１９ａから照射された赤外光は（光路Ｘ）、傾斜部５１ａ（プリズム５２）の材質の屈折率とインク７１の屈折率とが非常に近いため、インク７１を透過しつつインクカートリッジ１３０内を進行する。そして、副インク貯留室４５内に配設されている赤外光吸収部材１３１へ到達し、その赤外光は、かかる赤外光吸収部材１３１に吸収される。よって、インクセンサ１９の赤外光受光素子１９ｂが受光する反射光の光量は小さいもの（一定値以下）となる。
【０１２９】
ここで、傾斜部５１ａは、第１実施例と同様に、赤外光吸収部材１３１に対して略２０度で傾斜している。そのため、例えば、赤外光吸収部材１３１の赤外光吸収特性が時間経過とともに劣化し赤外光を反射してしまうようになった場合でも、赤外光吸収部材１３１に到達した赤外光は、傾斜部５１ａ（即ち、光路Ｘ）とはことなる方向へ反射することとなり、インクセンサ１９の赤外光受光素子１９ｂが検出するインクの有無検出とは関係のない反射光の光量を抑制することができるのである。
【０１３０】
これに対して、副インク貯留室４５内のインク７１が消費された場合には、図１２（ｂ）に示すように、インクセンサ１９の赤外光発光素子１９ａから照射された赤外光は（光路Ｘ）、傾斜部５１ａ（プリズム５２）の材質の屈折率と空気の屈折率とが異なるため、プリズム５２と空気との界面で反射する（光路Ｙ）。よって、インクセンサ１９の赤外光受光素子１９ｂが受光する反射光の光量は大きなもの（一定値以上）となる。
【０１３１】
以上説明したように、第２実施例におけるインクカートリッジ１３０によれば、赤外光吸収部材１３１によりインクの有無検出には関係のない赤外光を吸収することができるので、インクカートリッジ１３０内から反射する反射光は、インクの有無に応じてその光量が大きく変化し、かかる光量の差をインクセンサ１９の赤外光受光素子１９ｂを用いて検出することによって、インクカートリッジ１３０内に貯留されるインクの有無を正確に検出することができるのである。
【０１３２】
また、傾斜部５１ａ（プリズム５２）及び赤外光吸収部材１３１は、副インク貯留室４５の上方に配設されているので、インクカートリッジ１３０内のすべてのインク７１が消費されてしまう前に、余裕を持ってインクの有無を判断できるのである。
【０１３３】
なお、上記した赤外線吸収部材としては、一般に入手可能な公知の赤外線吸収部材を適宜選択して使用することができる。例えば、ガラス材を母材としてＶ（バナジウム），Ｆｅ（鉄），Ｃｕ（銅），Ｃｏ（コバルト），Ｎｉ（ニッケル）等を単独で、或いは、複数種類を混入して形成したものでも良い。また、母材としては固体、液体に限らないが、例えば、アセチルアセトンの金属キレート化合物、アントラキノン系化合物、ナフトキノン系化合物、ジアミンジスエチレンチオラトニッケル誘導体、芳香族ジアンミン金属錯体、芳香族ジチオール金属錯体、脂肪族ジチオール金属錯体等の赤外線吸収剤を母材に含有させたものでも良い。また、特定の領域の光波長を吸収するフィルター特性を有したものを使用しても良く、特に、光波長７００ｎｍ〜９００ｎｍの赤外光の吸収率が９０％以上であるものが望ましい。
【０１３４】
尚、第２実施例のカラーインクジェットプリンタ１の電気的構成は、図６に示した第１実施例のカラーインクジェットプリンタ１の電気的構成に同じであり、また、第２実施例のカラーインクジェットプリンタ１で実行される各処理についても、図７〜図１０に示した第１実施例のカラーインクジェットプリンタ１で実行される各処理と同様であるので、その説明を省略する。
【０１３５】
以上、上記各実施例において説明したように、本発明の画像形成装置によれば、インクカートリッジ２の被照射面に非垂直に光を照査し、その反射光量を光学検出器により検出する。そして、検出した反射光量をインク無しを検定するためのしきい値と、インクカートリッジ未装着を検定するためのしきい値と比較して、インク無しとインクカートリッジ未装着とを検定することができる。よってインクカートリッジ２から反射された反射光に基づいて、インク７１の有無とインクカートリッジ装着の有無とを正確に検出することができる。
【０１３６】
また、実際のインクカートリッジ２の検出位置と、理論上の検出位置との誤差を算出し、その算出した誤差に基づいて、インク無し又はインクカートリッジ未装着を検定する際にキャリッジ５の位置を補正する。このため、インクセンサ１９の取り付け誤差によって、該インクセンサ１９によるインクカートリッジ２の検出位置が、本来の位置とずれたとしても、かかるずれを補正することができ、反射光量を正確に検出することができる。
【０１３７】
尚、本発明は、上記した実施例に限定されるものではなく、本発明の要旨を変更しない範囲において適宜変形が可能である。例えば、上記第１実施例においては、傾斜部５１ａと反射部材５３との対向面が略２０度傾斜するように、傾斜部５１ａが傾斜した状態で形成されたが、本発明はそれに限定されるものではなく、傾斜部５１ａを傾斜させる代わりに、反射部材５３が傾斜して形成されていても良い。かかる場合であっても、本第１実施例と同様の効果を奏し得る。
【０１３８】
また、第１実施例においては、反射部材５３を袋状に形成し、その袋状の内部に空気７２を充填することにより、反射部材５３に到達する光を反射させているが、反射部材５３に到達する光を反射できれば反射プレートで構成しても良い。また、副インク貯留室４５内に反射部材５３を別途設けたが、主インク貯留室４４と副インク貯留室４５とを区画する区画壁４２を反射部材５３として構成しても良い。
【０１３９】
また、上記第２実施例においては、赤外光が照射される傾斜部５１ａは、赤外光吸収部材１３１に対して傾斜して構成されたが、これら傾斜部５１ａと赤外光吸収部材１３１とが平行になるよう構成しても良い。即ち、図１３（ａ），（ｂ）は、インクカートリッジ１４０とインクセンサ１９との側面図であるが、この図１３（ａ），（ｂ）に示すように、側壁５１を側面視直線状に形成し、赤外光吸収部材１４１と側壁５１（プリズム５２）とが平行に配置されるようにインクカートリッジ１４０を構成しても良いのである。インクの有無検出の原理は、上記したものと同様であるので省略するが、この場合においても、赤外光発光素子１９ａから照射される赤外光の光路Ｘ上に赤外光吸収部材１４１を配置することにより、インクの有無検出を精度良く行うことができるのである。
【０１４０】
また、第２実施例においては、区画壁４２或いはフォーム４８を赤外光吸収部材として構成しても良い。さらに、赤外光吸収部材１３１，１４１は、第１実施例において示された袋状に形成された反射部材５３の内部に収納されていても良い。この場合には、赤外光吸収部材１３１，１４１をインク７１と区画した状態でインクカートリッジ内に配設することができるので、例えば、耐インク性に劣る材質、或いは、インクへ悪影響を及ぼす材質からなる部材であっても光吸収部材として使用することができるのである。また、その袋状に形成された反射部材５３の内部を利用して赤外光吸収部材を密閉することもできるので、かかる赤外光吸収部材を液体により構成することもできるのである。
【０１４１】
また、上記各実施例においては、画像形成装置としてカラーインクジェットプリンタ１を用いたが、本発明はそれに限定されるものではなく、例えば、インクジェット方式の複写機やファクシミリ装置などにも適用することができる。また、カラーインクジェットプリンタ１には４つのインクカートリッジ２が装着されたが、１以上の所定数のインクカートリッジ２を装着されるように構成しても良い。
【０１４２】
また、上記各実施例においては、キャリブレーションデータ入力処理で、本来の検出位置と実際の検出位置とのずれの補正を行うための補正値を、基準となる１のインクカートリッジ２に基づいて算出し、キャリブレーション処理（Ｓ１５）では、算出されたその１の補正値により、インクカートリッジ２の位置補正を行った。しかし、これに代えて、各インクカートリッジ２について補正値を検出する、或いは、両端のインクカートリッジ２について補正値を検出し、検出された各補正値に基づいて、インクカートリッジ２の位置補正を行っても良い。これにより、更に正確に、インクカートリッジ２からの反射光を的確な検出位置において検出することができる。
【０１４３】
また、上記各実施例においては、１のインクカートリッジ２に対応させて１のカウンタ（第１〜第４カウンタ９４ｂ〜９４ｅ）を設けた。そして、インク検出処理において、該カウンタによりインク検出間隔のカウントを行う一方、ニアエンプティフラグ９４ｆ〜９４ｉがオンされると、オンされたニアエンプティフラグ９４ｆ〜９４ｉに対応する第１〜第４カウンタ９４ｂ〜９４ｅのカウント値を０クリアし、新たにインクの吐出回数をエンプティしきい値までカウントするように構成した。しかし、これに代えて、１のインクカートリッジに対応させて２のカウンタを設け、インク検出処理では、１のカウンタにおいて初回からインクエンプティとなるまでのトータルのインクの吐出回数をカウントし、もう一方のカウンタにおいて、インクの吐出回数により検出間隔をカウントするようにしても良い。
【０１４４】
【発明の効果】
請求項１記載のインクカートリッジによれば、インク貯留室内には、画像形成装置の発光素子からインク検出窓へ照射されインク貯留室内へ透過した光を吸収する光吸収部材が配設されている。そのため、インク貯留室内へ透過した光は光吸収部材により吸収されるので、インク貯留室内で反射するインク有無検出とは関係のない反射光を画像形成装置の受光素子が受光してしまうことを抑制することができるという効果がある。よって、画像形成装置の受光素子は、光量差が大きい反射光をインク有無時において受光することができるので、インク有無検出の誤検出が防止され、インク有無検出の検出精度を向上させることができるのである。
また、その光吸収部材は、前記インク貯留室の内部に区画壁によって形成されるインクと隔離された内部空間内に配置されているので、光吸収部材をインクと区画した状態で配設することができるという効果がある。従って、例えば、耐インク性に劣る材質、或いは、インクへ悪影響を及ぼす材質からなる部材であっても光吸収部材として使用することができるという効果がある。
【０１４５】
請求項２記載のインクカートリッジによれば、請求項１記載のインクカートリッジの奏する効果に加え、インク検出窓からインク貯留室内へ透過した光が多孔質体へ向かう光路上には、光透過性部材の内部に配設された光吸収部材が設けられている。よって、インク検出窓の位置までインク貯留室内にインクが貯留されている場合には、インク検出窓からインク貯留室内へ透過した光は多孔質体で反射する前に光吸収部材により吸収されるので、画像形成装置の受光素子がインク有無検出に関係のない多孔質体からの反射光を受光してしまうことを抑制することができるという効果がある。
【０１４６】
請求項３記載のインクカートリッジによれば、請求項２記載のインクカートリッジの奏する効果に加え、光吸収部材が配設される内部空間は、インク検出窓からインク貯留室内へ透過した光が多孔質体へ向かう光路上に設けられている。よって、インク検出窓の位置までインク貯留室内にインクが貯留されている場合には、インク検出窓からインク貯留室内へ透過した光は多孔質体で反射する前に光吸収部材により吸収されるので、画像形成装置の受光素子がインク有無検出に関係のない多孔質体からの反射光を受光してしまうことを抑制することができるという効果がある。
【０１４７】
請求項４記載のインクカートリッジによれば、請求項１から３のいずれかに記載のインクカートリッジの奏する効果に加え、インク検出窓のインク界面側にはプリズムが形成されている。よって、画像形成装置の発光素子からインク検出窓に対して斜めに光を照射することにより、画像形成装置の受光素子はインク界面側から反射する反射光を主に受光することができ、インク検出窓の表面（反インク界面側）から反射するインク有無検出に関係のない反射光を画像形成装置の受光素子が受光することを抑制することができるという効果がある。更に、そのプリズムは、インクの残留を防止する方向に形成されている。よって、プリズム上にインクが残留し、かかる残留インクによって所望の反射光が得られなくなることを防止することができる。
【０１４８】
請求項５記載のインクカートリッジは、請求項１から４のいずれかに記載のインクカートリッジの奏する効果に加え、インク検出窓と光吸収部材との対向面は所定間隔を有して配置されている。よって、インク検出窓からインク貯留室内へ透過し光吸収部材で反射した光はインク検出窓と異なる方向へ向けて進行する。よって、光吸収部材の光吸収率が低い場合でも、その光吸収部材から反射したインク有無検出とは関係のない反射光を画像形成装置の受光素子が受光してしまうことを抑制することができるという効果がある。
【０１４９】
請求項６から８のいずれかに記載のインクカートリッジによれば、請求項１から請求項５に記載のインクカートリッジの奏する効果に加え、光吸収部材は赤外光吸収性を有しているので、画像形成装置の発光素子および受光素子を一般に使用され安価な赤外光発光素子および赤外光検出センサを使用することができる。よって、画像形成装置を製造するにおいて、流通性、コストパフォーマンスに優れるという効果がある。
【０１５０】
【０１５１】
【０１５２】
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の第１実施例におけるインクカートリッジが装着されるカラーインクジェットプリンタの斜視図である。
【図２】 インクカートリッジがヘッドユニットに装着された状態を示す側面図である。
【図３】 （ａ）は、インクカートリッジ２の側断面図であり、（ｂ）は、図３（ａ）のＩＩＩｂ−ＩＩＩｂ線における部分断面図であり、（ｃ）は、インクカートリッジ２の底部の斜視図である。
【図４】 （ａ），（ｂ）は、インクカートリッジとインクセンサとの側面図である。
【図５】 インクカートリッジとインクセンサとの上面図である。
【図６】 カラーインクジェットプリンタ１の電気回路構成の概略を示すブロック図である。
【図７】 制御プログラムの１つであるキャリブレーションデータ入力処理のフローチャートを示した図である。
【図８】 インクの検出を実行するインク検出処理のフローチャートを示した図である。
【図９】 図８のインク検出処理の中で実行されるキャリブレーション処理のフローチャートを示した図である。
【図１０】 インクカートリッジ検出処理のフローチャートを示した図である。
【図１１】 インクカートリッジの反射光レベルの変化を模式的に示した図である。
【図１２】 （ａ），（ｂ）は、第２実施例におけるインクカートリッジとインクセンサとの側面図である。
【図１３】 （ａ），（ｂ）は、第２実施例におけるインクカートリッジとインクセンサとの側面図である。
【図１４】 （ａ），（ｂ）は、従来のインクの有無検出の原理を説明するためのインクカートリッジの断面図である。
【符号の説明】
１ カラーインクジェットプリンタ（画像形成装置）
２ インクカートリッジ
４１，４２ 区画壁（区画壁、光吸収部材）
４４ 主インク貯留室（主貯留室、インク貯留室の一部）
４５ 副インク貯留室（副貯留室、インク貯留室の一部）
４８ フォーム（多孔質体、光吸収部材）
５１ 側壁（外壁面）
５１ａ 傾斜部（インク検出窓、外壁面の一部）
５２ プリズム
５３ 反射部材（袋状に形成される内部空間）
６０ インク
１３１，１４１ 赤外光吸収部材（光吸収部材）[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an ink cartridge used in an image forming apparatus such as a printer, a copying machine, and a facsimile, and in particular, an ink cartridge capable of improving the detection accuracy when an ink remaining amount is detected using optical means. It is about.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, some ink cartridges used in printers and the like are configured so that the presence or absence of ink can be detected by optical means. In this type of ink cartridge, ink is generally stored in a light-transmitting case, light is incident from the light source into the case, and the amount of reflected light varies depending on the presence or absence of ink. This is used to detect the presence or absence of ink.
[0003]
14A and 14B are cross-sectional views of the ink cartridge for explaining the principle of detecting the presence or absence of the ink described above. The ink cartridge 200 is molded using a light-transmitting material (for example, a resin material such as polypropylene), and has a main storage chamber 203 in which a foam (porous body) 202 that can be impregnated with the ink 201 is stored. And a secondary storage chamber 205 into which light from the ink detector 204 is incident. The ink 201 is stored in each of the storage chambers 203 and 205. Below the ink cartridge 200, an ink jet head 207 is connected via an ink supply hole 206, and ink 201 is ejected from the ink jet head 207 onto a print medium to obtain a print image.
[0004]
The ink cartridge 200 first consumes the ink 201 in the main storage chamber 203 (see FIG. 14A), and after all the ink 201 in the main storage chamber 203 has been consumed, the ink in the sub storage chamber 205 is consumed. 201 is consumed (see FIG. 14B). On the other hand, the ink detector 204 includes a light emitting element 204 a that irradiates infrared light toward the ink cartridge 200, and a light receiving element 204 b that receives the reflected light, and infrared light toward the sub-storage chamber 205. Is arranged so that it can be irradiated.
[0005]
When there is sufficient ink 201 in the ink cartridge 200, as shown in FIG. 14A, the infrared light irradiated from the light emitting element 204a of the ink detector 204 (optical path a1) is the material of the ink cartridge 200. Since the refractive index of the ink 201 and the refractive index of the ink 201 are very close, the ink cartridge 200 travels in the direction indicated by the optical path a2 while passing through the ink 201. Therefore, the infrared light is absorbed by the ink 201, and the amount of reflected light from the ink cartridge 200 toward the light receiving element 204b of the ink detector 204 is small. On the other hand, when the ink 201 does not exist in the auxiliary storage chamber 205 of the ink cartridge 200, as shown in FIG. 14B, the infrared light irradiated from the light emitting element 204a of the ink detector 204 is Since the refractive index of the material of the ink cartridge 200 and the refractive index of the air 208 are different from each other (the optical path b1), the light is reflected at the interface between the inner surface of the outer wall of the auxiliary storage chamber 205 and the air 208 (optical path b2). Therefore, the amount of reflected light from the ink cartridge 200 toward the light receiving element 204b of the ink detector 204 is large.
[0006]
As described above, the amount of reflected light reflected from the ink cartridge 200 changes depending on the presence or absence of ink. Therefore, by detecting the difference in the amount of light using the light receiving element 204b of the ink detector 204, the ink is changed. The presence or absence of ink stored in the cartridge 200 can be detected.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the main storage chamber 203 of the ink cartridge 200 described above, the foam 202 is stored on the optical path of infrared light in order to prevent ink leakage. When light-colored ink such as yellow ink and magenta ink having a large infrared light transmittance is stored, the infrared light is hardly absorbed by the ink 201 and is reflected by the form 202, and the light receiving element 204b of the ink detector 204. As a result, the amount of reflected light received by the light increases (the optical path a3 in FIG. 14A). Therefore, there is a problem that the difference in the amount of reflected light between the case where the ink 201 is stored in the ink cartridge 200 and the case where the ink 201 is not stored becomes small, and the presence or absence of ink is erroneously detected. .
[0008]
The present invention has been made to solve the above-described problems, and provides an ink cartridge capable of improving the detection accuracy when detecting the presence or absence of ink using optical means. It is aimed.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve this object, an ink cartridge according to claim 1 includes an ink storage chamber capable of storing ink, and is detachably mounted on an image forming apparatus that forms an image using the ink. The outer wall surface of the ink storage chamber is provided with a light-transmitting ink detection window through which light can pass, and the interior of the ink storage chamber is partitioned into a bag shape. Isolated with ink A partition wall forming an internal space is disposed at a predetermined interval from the ink detection window, and light that has passed through the ink detection window is absorbed into the internal space of the partition wall formed in the bag shape. A light absorbing member is disposed.
[0010]
According to the ink cartridge of the first aspect, the ink stored in the ink storage chamber is supplied to the image forming apparatus by being attached to the image forming apparatus.
[0011]
The ink detection window provided on the outer wall surface of the ink storage chamber has a light transmission property through which light can be transmitted. Therefore, the light emitted from the light emitting element provided in the image forming apparatus toward the ink detection window of the ink storage chamber travels toward the ink storage chamber while passing through the ink detection window. Here, when there is no ink in the ink storage chamber up to the position of the ink detection window, the light emitted from the light emitting element is reflected by the inner interface of the ink detection window, and the reflected light is received by the image forming apparatus. Proceed toward the element.
[0012]
On the other hand, when ink exists in the ink storage chamber up to the position of the ink detection window, the light emitted from the light emitting element passes through the ink detection window and then travels through the ink storage chamber while passing through the ink. , Formed by a partition wall that partitions the ink storage chamber into a bag shape Isolated with ink It is absorbed by the light absorbing member disposed in the internal space.
[0013]
2. The ink cartridge according to claim 1, further comprising a porous body that is housed in the ink storage chamber and can be impregnated with ink, and the light absorbing member is stored in the ink storage window from the ink detection window. Light transmitted into the room is provided on the optical path toward the porous body.
[0014]
According to the second aspect of the invention, the ink cartridge operates in the same manner as the first aspect of the ink cartridge, and the light transmitted from the ink detection window to the ink storage chamber is formed in a bag shape on the optical path toward the porous body. A light absorbing member disposed in the internal space of the partition wall is provided. Therefore, the light irradiated from the light emitting element provided in the image forming apparatus to the ink detection window and transmitted into the ink storage chamber is absorbed by the light absorbing member before reaching the porous body.
[0015]
The ink cartridge according to claim 3 is the ink cartridge according to claim 2, wherein the partition wall further accommodates the inside of the ink storage chamber, a sub storage chamber having the ink detection window, and the porous body. And a portion of the partition wall that partitions the interior of the ink storage chamber in a bag shape is provided on an optical path where light transmitted from the ink detection window is directed to the porous body. Yes.
[0016]
According to the ink cartridge of the third aspect, in addition to acting in the same manner as the ink cartridge of the second aspect, an internal space is formed by the partition wall on the optical path where the light transmitted from the ink detection window is directed to the porous body. A light absorbing member is disposed in the internal space. Therefore, the light irradiated from the light emitting element provided in the image forming apparatus to the ink detection window and transmitted into the ink storage chamber is absorbed by the light absorbing member before reaching the porous body.
[0017]
The ink cartridge according to claim 4 is the ink cartridge according to any one of claims 1 to 3, wherein the ink detection window includes a plurality of prisms on an interface side with the ink, and the prisms are configured to retain the ink. It is formed in the direction to prevent
[0018]
[0019]
The ink cartridge according to claim 5 is the ink cartridge according to any one of claims 1 to 4, wherein the opposing surfaces of the ink detection window and the light absorbing member are at a predetermined angle with respect to the opposing opposing surface. It is arranged to have.
[0020]
[0021]
The ink cartridge according to claim 6 is the ink cartridge according to any one of claims 1 to 5, wherein the light absorbing member has infrared light absorptivity.
[0022]
[0023]
The ink cartridge according to claim 7 is the ink cartridge according to claim 6, wherein the light absorbing member has a filter characteristic in which an absorptance of infrared light having a light wavelength of 700 nm to 900 nm is 90% or more. .
[0024]
The ink cartridge according to claim 8 is the ink cartridge according to any one of claims 1 to 7, wherein a liquid having infrared light absorptivity is provided as the light absorbing member in the internal space defined by the partition wall. Filled.
[0025]
[0026]
[0027]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Preferred embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In this embodiment, the image forming apparatus will be described using a color ink jet printer that includes four ink cartridges 2 that respectively store black, cyan, magenta, and yellow inks and that can perform color printing.
[0028]
FIG. 1 is a perspective view showing a schematic configuration of a main body of a color inkjet printer 1 according to a first embodiment of the present invention. The color inkjet printer 1 according to the first embodiment is non-perpendicular to the irradiated surface of the ink cartridge 2 (an inclination angle is approximately 10 degrees) in order to reduce a noise signal (unnecessary reflected light) from the irradiated surface of the ink cartridge 2. The ink sensor 19 is arranged so that light is irradiated to the ink sensor. The amount of reflected light detected by the ink sensor 19 is compared with the first threshold value and the second threshold value, and the presence of ink and the ink cartridge It is configured so that the presence or absence of attachment can be determined and the detection position of the ink cartridge 2 can be corrected to accurately detect the amount of reflected light.
[0029]
The color inkjet printer 1 includes a head unit 4 including an ink cartridge 2 filled with four color inks of cyan, magenta, yellow, and black, and a print head 3 for printing on a recording medium P such as recording paper. A carriage 5 on which the ink cartridge 2 and the head unit 4 are mounted, a drive unit 6 that reciprocates the carriage 5 in a linear direction, and extends in the reciprocating direction of the carriage 5 and is disposed to face the print head 3. Platen roller 7, purge device 8, and ink sensor 19.
[0030]
Three partition plates 4c (see FIG. 2) are erected on the placement portion 4a of the head unit 4, and placed between the pair of side covers 4b formed on both sides of the placement portion 4a. The portion 4a is partitioned into mounting portions for four ink cartridges 2 through the respective partition plates 4c. Four ink cartridges 2 filled with cyan ink, magenta ink, yellow ink, and black ink are mounted on the mounting portion. The reason why the black ink cartridge 2a has a large volume with respect to each of the ink cartridges 2 filled with the other three colors of ink is that the frequency of use of the black ink is higher than that of the other colors. Is taken into account.
[0031]
The drive unit 6 includes a carriage shaft 9 disposed at the lower end portion of the carriage 5 and extending in parallel with the platen roller 7, a guide plate 10 disposed at the upper end portion of the carriage 5 and extending in parallel with the carriage shaft 9, and the carriage shaft 9. It consists of two pulleys 11 and 12 disposed between the guide plate 10 and at both ends of the carriage shaft 9, and an endless belt 13 spanned between these pulleys 11 and 12.
[0032]
When one pulley 11 is rotated forward and backward by driving a carriage motor (CR motor) 101, the carriage 5 joined to the endless belt 13 is moved along the carriage shaft along with the forward and reverse rotation of the pulley 11. 9 and the guide plate 10 are reciprocated in a linear direction.
[0033]
The recording medium P is fed from a paper feed cassette (not shown) provided on the side or lower side of the color ink jet printer 1 and is introduced between the print head 3 and the platen roller 7. Predetermined printing is performed by the ink ejected from the ink, and then the paper is discharged. In FIG. 1, the paper feed mechanism and paper discharge mechanism of the recording medium P are not shown.
[0034]
The purge device 8 is provided on the side of the platen roller 7 and is disposed so as to face the print head 3 when the head unit 4 is at the reset position. The purge device 8 includes a purge cap 14 that abuts against an opening surface of the nozzle so as to cover a plurality of nozzles (not shown) of the print head 3, a pump 15 and a cam 16, and an ink reservoir 17. When the head unit 4 is at the reset position, the nozzle of the print head 3 is covered with the purge cap 14, and defective ink containing bubbles and the like accumulated inside the print head 3 is driven by the pump 15 by driving the cam 16. By sucking, the print head 3 is recovered. The sucked defective ink is stored in the ink storage unit 17.
[0035]
A wiper member 20 is disposed adjacent to the purge device 8 at a position on the platen roller 7 side in the purge device 8. The wiper member 20 is formed in a spatula shape, and wipes the nozzle forming surface of the print head 3 as the carriage 5 moves. The cap 18 covers a plurality of nozzles of the print head 3 that is returned to the reset position when printing is completed in order to prevent ink from drying.
[0036]
The ink sensor 19 is a sensor for detecting the presence or absence of the ink cartridge 2 and the presence or absence of ink in the ink cartridge 2. It is provided near the end of the drive unit 6 (left side in FIG. 1), and includes an infrared light emitting element 19a (see FIG. 5) and an infrared light receiving element 19b (see FIG. 5). The light emitting surface of the infrared light emitting element 19a and the light receiving surface of the infrared light receiving element 19b are inclined at the same angle as the inclined portion 51a (see FIG. 4) inclined at approximately 20 degrees of the ink cartridge 2, Further, the ink cartridge 2 is disposed obliquely at an angle of approximately 10 degrees in the horizontal direction with respect to the inclined portion of the ink cartridge 2 (see FIG. 5). The light emitted from the infrared light emitting element 19a to the ink cartridge 2 is received as reflected light by the infrared light receiving element 19b. The presence or absence of the ink cartridge 2 or the presence or absence of ink in the ink cartridge 2 is detected based on the amount of the reflected light received.
[0037]
Next, with reference to FIG. 2, a fixing structure of each ink cartridge 2 mounted on the head unit 4 will be described. FIG. 2 is a side view showing a state where the ink cartridge 2 is mounted on the head unit 4, and shows a cross-sectional view of the head unit 4 and a part of the ink cartridge 2. In addition, the dashed-two dotted line in the figure has shown the state which the fixed arm 21 was flipped up.
[0038]
As described above, the head unit 4 is a member for detachably mounting the ink cartridge 2 and supplying ink to the print head 3, and mainly includes a placement portion 4 a and a fixed arm 21. . The placement portion 4a is a portion on which the ink cartridge 2 is placed, and is formed in a substantially flat surface shape. The placement portion 4a is partitioned into four spaces by three partition plates 4c, and each ink cartridge 2 is mounted between the partition plates 4c.
[0039]
An ink supply passage 22 communicating with the print head 3 is formed through the mounting portion 4a. The ink supply passage 22 communicates with the ink supply port 50 of the ink cartridge 2 while being sealed by an O-ring 23. Yes. By such communication, ink is supplied from the ink cartridge 2 to the print head 3. Further, a fitting convex portion 24 protrudes from the placement portion 4a on the side of the ink supply passage 22 (left side in FIG. 2). The fitting convex portion 24 is a member for positioning the ink cartridge 2 and will be described in detail later.
[0040]
A protrusion 4f for restricting the movement of the ink cartridge 2 in the vertical direction (vertical direction in FIG. 2) is formed behind the fitting convex portion 24 in the head unit 4 (left side in FIG. 2).
[0041]
The fixing arm 21 is a member for pressing and fixing the ink cartridge 2 downward in FIG. 2, and is pivotally supported above the head unit 4 (upper side in FIG. 2) so as to be swingable. One end side (left side in FIG. 2) of the fixed arm 21 is pivotally supported by a swing shaft 25, and an auxiliary spring member 26 is wound around the outer periphery of the swing shaft 25. One end of the auxiliary spring member 26 is locked to the spring locking portion 4 d of the head unit 4, and the other end is fixed to the fixed arm 21 with a biasing force acting on the fixed arm 21. Therefore, the fixed arm 21 is maintained in a state of being flipped upward (upward in FIG. 2) by the urging force of the auxiliary spring member 26 (two-dot chain line in the drawing), and therefore the ink cartridge 2 mounting portion of the head unit 4 Can be greatly opened, and the workability of the operator at the time of attaching and detaching the ink cartridge 2 can be improved.
[0042]
A stopper 27 that protrudes in a triangular shape in a side view is formed at the end of the fixed arm 21 (left side in FIG. 2). The stopper portion 27 is a portion for maintaining the fixed arm 21 in the ink cartridge fixed state. The fixed arm 21 is formed with a long hole 21a through which the swing shaft 25 is guided. The long hole 21a has a length necessary for removing the stopper portion 27 from the upper cover 4e. When the projection 21b formed on the fixed arm 21 is pushed, the fixed arm 21 moves downward in FIG. 2 through the long hole 21a, and the engagement between the upper cover 4e and the stopper portion 27 is released and the lever 21 is released. When the ink cartridge 2 is fixed, when the tip 21c of the fixed arm 21 in the state of the two-dot chain line in FIG. 2 is pushed down, the fixed arm 21 starts to rotate downward around the swing shaft 25. After the later-described pressing portion 28 and the upper wall 56 are in contact with each other, the fixed arm 21 rotates around the auxiliary spring member 26 around the contact point. When the stopper portion 27 moves from the lower position of the upper cover 4e to the right side of the end portion 4g of the upper cover 4e, the fixed arm 21 is rotated around the contact point between the pressing portion 28 and the upper wall 56, so that the fixed portion 21 is fixed. 2 moves upward in FIG. 2 with respect to the swing shaft 25 by the long hole 21a formed in the arm 21, and the stopper portion 27 is locked to the end portion 4g of the upper cover 4e. Therefore, the state where the ink cartridge 2 is pressed by the pressing portion 28 and the locking claw 29 described later can be maintained.
[0043]
A pressing portion 28 is disposed on the lower surface side of the fixed arm 21 (the lower side in FIG. 2). The pressing portion 28 is a member for pressing the ink cartridge 2 downward (lower side in FIG. 2), and inside the pressing portion 28 is a compression spring (not shown) in an elastically compressed state. Is arranged. The pressing portion 28 is formed so as to be able to advance and retreat, and is normally held in a state of being advanced by a compression spring. As described above, when the fixed arm 21 is swung to the ink cartridge 2 side, the pressing portion 28 contacts the upper wall 56 of the ink cartridge 2 and moves backward. Therefore, the pressing portion 28 can apply an urging force to the ink cartridge 2 by the fixing stopper portion 27 and the compression spring, and can press the ink cartridge 2 downward (lower side in FIG. 2). It is.
[0044]
Further, a locking claw 29 is fixed to the lower surface side of the fixed arm 21 at the side of the pressing portion 28 (left side in FIG. 2). The locking claw 29 is a member for positioning the ink cartridge 2, and as shown in FIG. 2, a standing wall portion of a second fitting recess 57 described later and the locking claw 29 are in contact with each other. However, a gap is provided between the bottom of the second fitting recess 57 and the locking claw 29. Details of positioning will be described later.
[0045]
Next, the internal structure of the ink cartridge 2 will be described with reference to FIG. 3A is a side sectional view of the ink cartridge 2, FIG. 3B is a partial sectional view taken along line IIIb-IIIb in FIG. 3A, and FIG. 3C is an ink cartridge. FIG. FIG. 3A shows a state where ink is not stored in the ink cartridge 2.
[0046]
As shown in FIG. 3A, the ink cartridge 2 is formed in a substantially hollow box-like body, and the inside of the ink cartridge 2 is divided into air introduction chamber 43, main ink by partition walls 41,. It is partitioned into a storage chamber 44 and a sub ink storage chamber 45. The atmosphere introduction chamber 43 is a space for introducing the atmosphere into a main ink storage chamber 44 described later, and communicates with the atmosphere through an atmosphere communication port 47 formed through the bottom wall 46 of the ink cartridge 2. . On the other hand, the upper part (upper side in FIG. 3A) of the atmosphere introduction chamber 43 communicates with the main ink storage chamber 44, and the atmosphere is introduced into the main ink storage chamber 44 from the communication part.
[0047]
The main ink storage chamber 44 is a substantially sealed space for storing ink, and stores a foam (porous body) 48 that can be impregnated with ink. An ink communication port 49 is formed through the partition wall 42 below the main ink storage chamber 44 (lower side in FIG. 3A). The main ink storage chamber 44 is connected to the ink communication port 49 via the ink communication port 49. It communicates with a sub ink storage chamber 45 described later. The foam 48 is composed of a sponge, a fiber material, or the like that can hold ink therein by utilizing a capillary phenomenon, and is stored in the main ink storage chamber 44 in a compressed state. Therefore, for example, when the ink cartridge 2 falls, the ink flows out from the main ink storage chamber 44 to the atmosphere introduction chamber 43, and the outflowed ink leaks out of the ink cartridge 2 from the atmosphere communication port 47. Can be prevented.
[0048]
The sub ink storage chamber 45 is a portion that stores ink and is irradiated with infrared light from the ink sensor 19 (see FIG. 4), and is a space substantially sealed at the side end of the ink cartridge 2. Is formed. The sub ink storage chamber 45 communicates with the main ink storage chamber 44 via the ink communication port 49 described above, and the ink stored in the main ink storage chamber 44 and the sub ink storage chamber 45 is stored in the ink cartridge 2. The ink is supplied to the print head 3 (see FIG. 2) through an ink supply port 50 formed through the bottom wall 46.
[0049]
The side wall 51 of the sub ink storage chamber 45 is formed with an inclined portion 51a inclined downward toward the main ink storage chamber 44. The inner surface side of the inclined portion 51a (the main ink storage chamber 44 side, FIG. On the left side of), a prism 52 is formed.
[0050]
The prism 52 is a member used for detecting the presence or absence of ink stored in the ink cartridge 2, and is formed integrally with the inclined portion 51a of the side wall 51 formed of a transparent light-transmitting material. ing. As the light transmissive material, for example, acrylic resin, polypropylene, polycarbonate, polystyrene, polyethylene, polyamide, methacryl, methylpentene polymer, glass and the like can be used. Moreover, the above-mentioned transparency does not mean that it is optically completely transparent, but also means that so-called translucency is included.
[0051]
As shown in FIG. 3B, the prism 52 includes a plurality of reflecting surfaces formed by alternately arranging peaks and valleys. The plurality of reflecting surfaces incline downward from one end side in the vertical direction of the inclined portion 51a (upper side in FIG. 3A) toward the other end side (lower side in FIG. 3A), and They are arranged in the thickness direction (perpendicular to the plane of FIG. 3A). Therefore, since ink can flow down on the prism 52, it is possible to prevent ink from remaining on the prism 52 and preventing desired reflected light from being obtained from the prism 52.
[0052]
Thus, by providing the prism 52 on the inner surface side (ink interface side, left side of FIG. 3B) of the inclined portion 51a, it is non-vertical from the direction facing the inclined portion 51a (in this embodiment, the inclination angle is substantially omitted). 10 degrees), infrared light can be emitted from the ink sensor 19 (see FIG. 5C). As a result, it is possible to prevent the infrared light receiving element 19b from detecting reflected light that is not related to the presence / absence detection of the ink reflected by the outer surface of the inclined surface 51a, and is necessary for the presence / absence detection of the ink. Thus, the reflected light from the prism 52 is mainly received, and the accuracy of detecting the presence or absence of ink is improved.
[0053]
The infrared light emitted from the infrared light emitting element 19a of the ink sensor 19 toward the inclined portion 51a generally has a predetermined beam angle (around ± 10 degrees). As a result, the luminous flux of infrared light spreads, and the amount of light per unit area irradiated on the inclined portion 51a decreases. Therefore, by arranging the prism 52 having a plurality of reflecting surfaces on the inclined portion 51a over almost the entire area of the inclined portion 51a, the irradiated infrared light can be reflected efficiently, and the infrared light of the ink sensor 2 can be reflected. Sufficient reflected light can be received by the light receiving element 19b. In the prism 52 of the present embodiment, as shown in FIG. 3B, the intersection angle of the ridge lines where the reflecting surfaces intersect is approximately 90 degrees, and 16 reflecting surfaces are formed. .
[0054]
A reflection member 53 is formed above the sub ink storage chamber 45 so as to face the above-described prism 52 with a predetermined interval. The reflecting member 53 is a member for changing the optical path of the infrared light transmitted into the sub ink storage chamber 45, and is formed in a bag shape having an air layer in the internal space while having a predetermined angle with the prism 52. Has been.
[0055]
According to the ink cartridge 2 configured as described above, when ink is consumed by the print head 3, air is introduced from the air introduction chamber 43 into the main ink storage chamber 44 in accordance with the amount of consumed ink. The ink level in the ink storage chamber 44 is lowered (see FIG. 4A). When the ink is further consumed and the ink in the main ink storage chamber 44 runs out, the ink in the sub ink storage chamber 45 is supplied to the print head 3. At this time, the pressure in the sub ink storage chamber 45 is reduced, but air from the air introduction chamber 43 through the main ink storage chamber 44 is introduced into the sub ink storage chamber 45 through the ink communication port 49 and the sub ink storage chamber 45 is stored. The pressure in the chamber 45 is reduced and the ink level is lowered (see FIG. 4B).
[0056]
Therefore, the ink cartridge 2 first consumes the ink in the main ink storage chamber 44, and after all the ink in the main ink storage chamber 44 is consumed, the ink in the sub ink storage chamber 45 is consumed. It is configured. Therefore, the presence or absence of ink in the entire ink cartridge 2 can be known by detecting the presence or absence of ink in the sub ink storage chamber 45 by the ink sensor 19.
[0057]
Further, a first fitting recess 55 is formed in the bottom wall 46 of the ink cartridge 2. The first fitting recess 55 is a member for positioning the ink cartridge 2 by fitting with the fitting protrusion 24 (see FIG. 2) protruding from the mounting portion 4a of the head unit 4. 46 is recessed at the end opposite to the ink supply port 50 (left side in FIG. 3A). Further, as shown in FIG. 3C, the first fitting recess 55 is disposed substantially at the center of the ink cartridge 2 in the thickness direction (perpendicular to the paper surface of FIG. 3A). Here, an annular groove is formed in the outer periphery of the ink supply port 50 of the ink cartridge 2 and the ink supply passage 22 of the head unit 4, and an O-ring disposed in the annular groove. 23 (see FIG. 2). With this connection alone, when the carriage 5 moves, the ink cartridge 2 rotates around the ink supply port 50 (O-ring 23) due to inertia and cannot be positioned accurately. Therefore, as described above, the ink cartridge 2 is rotated by providing the bottom wall 46 with the first fitting recess 55 that can be fitted with the fitting projection 24 of the head unit 4 (see FIG. 3C). The ink cartridge 2 can be positioned while preventing the ink cartridge 2 from being removed. As a result, the ink cartridge 2 can be accurately fixed to the head unit 4.
[0058]
On the other hand, a second fitting recess 57 is provided in the upper wall 56 of the ink cartridge 2. The second fitting recess 57 is a portion that fits with a locking claw 29 (see FIG. 2) formed on the fixing arm 21 of the head unit 4 when the ink cartridge 2 is fixed to the head unit 4. The second fitting recess 57 is for preventing the ink cartridge 2 from being laterally shifted in the width direction (the left-right direction in FIG. 3A) and preventing the ink cartridge 2 from floating. Corresponding to approximately the center in the width direction of the cartridge 2 (left and right direction in FIG. 3A), that is, approximately the center in the width direction of the ink supply port 50 and the first fitting recess 55 formed in the bottom wall 46. It is recessed at the position to be. Therefore, the ink cartridge 2 is supported in a well-balanced manner by the three points of the second fitting recess 57, the ink supply port 50, and the first fitting recess 55. Therefore, it is possible to prevent the ink cartridge 2 from being lifted and rattling when tilted to one side, so that the ink cartridge 2 can be firmly fixed to the head unit 4 in a stable state.
[0059]
In addition, a pair of side wall plates 58 and 58 are provided on both sides of the second fitting recess 57 (on the front side and the back side in FIG. 3A) to face each other with a predetermined interval therebetween. The side wall plates 58 and 58 are for preventing the lateral displacement of the ink cartridge 2, and the opposing surfaces thereof are opposed to face the thickness direction of the ink cartridge 2 (the direction perpendicular to the paper surface in FIG. 3A). ing. Further, the interval between the facing surfaces is formed to have a width substantially equal to the locking claw 29 (see FIG. 2) of the fixed arm 21 fitted in the second fitting recess 57. Therefore, when the locking claw 29 of the fixed arm 21 is fitted into the second fitting recess 57, the side wall plates 58 and 58 cause the ink cartridge 2 to be in its thickness direction (perpendicular to the paper surface in FIG. 3A). It is prevented from moving to (horizontal misalignment).
[0060]
Here, as described above, the head unit 4 performs printing while reciprocating in the thickness direction of the ink cartridge 2 (perpendicular to the paper surface in FIG. 3A) (see FIG. 1). The head unit 4 reciprocates while repeating rapid acceleration / deceleration in order to improve the printing speed. Therefore, when the ink cartridge 2 is laterally displaced in the moving direction of the head unit 4, the head unit 4 itself vibrates due to the lateral displacement, which adversely affects the print quality. However, since the side wall plates 58 and 58 prevent the ink cartridge 2 from shifting laterally (rattle) in the moving direction of the head unit 4, the head unit 4 can smoothly reciprocate without vibration. As a result, good print quality can be obtained.
[0061]
A pair of ribs 61 and 61 are provided on the side of the ink cartridge 2 (on the left side in FIG. 2), and the ribs 61 and 61 are spaced apart from each other by a predetermined interval in the same manner as the side walls 58 and 58 described above. They are formed to face each other. On the other hand, the head unit 4 is provided with a locking projection 4h (see FIG. 2) at a position corresponding to the ribs 61, 61, and when the ink cartridge 2 is mounted on the head unit 4, The engaging projection 4h is fitted between the opposing surfaces of the ribs 61 (see FIG. 2). Therefore, the ink cartridge 2 is prevented from being laterally shifted (rattle) during printing by the pair of ribs 61 and 61 as well.
[0062]
The upper wall 56 is disposed on the first upper wall 56a disposed on one side of the second fitting recess 57 (left side of FIG. 3A) and on the other side (right side of FIG. 3A). The first upper wall 56a is formed such that the height from the bottom wall 46 is lower than that of the second upper wall 56b. On the other hand, a handle portion 59 is disposed on the second upper wall 56b on the side opposite to the first upper wall 56a. The handle portion 59 is a portion for the operator to grip when the ink cartridge 2 is mounted on the head unit 4 and is formed so as to protrude upward (upper side in FIG. 3A) so as to be easily gripped. ing. Therefore, when only one ink cartridge 2 is removed from the head unit 4 when replacing the ink cartridge 2 or the like, it is possible to remove the other adjacent ink cartridges 2 without obstructing by gripping the handle portion 59. . On the other hand, when the ink cartridge 2 is mounted, it can be easily mounted in a narrow space by holding the ink cartridge 2 by holding the handle portion 59.
[0063]
Further, when the ink cartridge 2 is attached to the head unit 4, the ink cartridge 2 is inserted into a predetermined portion of the head unit 4 from the first upper wall 56a side. As described above, the height from the bottom wall 46 is low. Therefore, it is possible to prevent the first upper wall 56a and the vicinity of the shaft support portion (on the side of the stopper portion 27) of the fixed arm 21 flipped upward from interfering with each other. (See FIG. 2).
[0064]
The reason why the entire upper wall 56 is not thin is to maintain the rigidity that can withstand the pressing of the pressing portion 28.
[0065]
In addition, the 1st convex part 62 is protrudingly provided by the side (right side of FIG. 3) of the 1st upper wall 56a upwards (upper side of FIG. 3), and the above-mentioned 2nd fitting recessed part 57 is the One side wall is formed by the first convex portion 62. Therefore, when the locking claw 29 of the fixed arm 21 is fitted into the second fitting recess 57, the ink cartridge 2 is moved in the width direction (rightward in FIG. 3A) by the first projection 62. It is possible to prevent (horizontal misalignment) and to prevent the ink cartridge 2 from being lifted.
[0066]
Next, the principle of ink presence / absence detection will be described with reference to FIGS. 4A and 4B are side views of the ink cartridge 2 and the ink sensor 19, and a part of the ink cartridge 2 is viewed in cross section. 4A and 4B schematically show the head unit 4 and the ink sensor 19 with the mounting members and the like omitted.
[0067]
When there is sufficient ink 71 in the ink cartridge 2, as shown in FIG. 4A, the infrared light emitted from the infrared light emitting element 19 a of the ink sensor 19 is (optical path X), and the ink cartridge 2 Since the refractive index of this material and the refractive index of the ink 71 are very close, the ink cartridge 2 travels through the ink 71 while passing through the ink 71. Then, the light reaches the reflecting member 53 disposed in the sub ink storage chamber 45. The infrared light that has reached the reflecting member 53 is reflected at the interface between the inner surface of the reflecting member 53 and the air 72 (optical path Y) because the refractive index of the material of the reflecting member 53 and the refractive index of the air 72 are different.
[0068]
Here, since the inclined portion 51a of the ink cartridge 2 is inclined at approximately 20 degrees with respect to the reflecting member 53, the incident angle of the infrared light reaching the reflecting member 53 is different from the incident angle to the inclined portion 51a. Is. Therefore, the reflected light (optical path Y) reflected by the reflecting member 53 is reflected at an angle different from the incident light. Therefore, the reflected light (infrared light) does not go to the infrared light receiving element 19b of the ink sensor 19, and the amount of reflected light going to the infrared light receiving element 19b is small.
[0069]
On the other hand, when the ink 71 does not exist in the sub ink storage chamber 45 of the ink cartridge 2, the red light emitted from the infrared light emitting element 19a of the ink sensor 19 as shown in FIG. The external light (optical path X) is reflected at the interface between the inner surface of the outer wall of the sub ink storage chamber 45 and the air (optical path Y) because the refractive index of the material of the ink cartridge 2 is different from the refractive index of air. Therefore, the amount of reflected light from the ink cartridge 2 toward the infrared light receiving element 19b of the ink sensor 19 is large.
[0070]
Thus, since the amount of reflected light (optical path Y) reflected from within the ink cartridge 2 changes depending on the presence or absence of ink, the difference in the amount of light is detected using the infrared light receiving element 19b of the ink sensor 19. By doing so, the presence or absence of ink stored in the ink cartridge 2 can be detected.
[0071]
Further, since the inclined portion 51 a and the reflection member 53 are disposed above the sub ink storage chamber 45, the ink 71 no longer exists above the sub ink storage chamber 45, that is, the ink in the ink cartridge 2. It is possible to determine in advance that there is no ink before all 71 exists.
[0072]
In the present embodiment, the inclination of the inclined portion 51a is approximately 20 degrees, but is not limited to this angle, and may be in the range of approximately 15 degrees to approximately 25 degrees. That is, by setting the angle to approximately 15 degrees or more, it is possible to suppress the reflected light from the reflecting member 53 from returning to the infrared light receiving element 19b. By setting the angle to approximately 25 degrees or less, the ink is always stored in the inclined portion 51a. Can be suppressed.
[0073]
Next, FIG. 5 shows the reason why the ink sensor 19 is arranged obliquely at an angle of about 10 degrees in the horizontal direction with respect to the inclined portion 51a (see FIG. 3) of the ink cartridge 2 which is the surface irradiated with infrared light. The description will be given with reference. FIG. 5 is a top view showing the ink cartridge 2 and the ink sensor 19. The ink cartridges 2a to 2d mounted on the head unit 4 are reciprocally conveyed in the direction of arrow W.
[0074]
First, when the ink sensor 19 is disposed perpendicular to the inclined portion 51a (see FIG. 5A), the light (optical path X) emitted from the infrared light emitting element 19a is a light transmissive member. Is transmitted through the inclined portion 51a. However, incident light (optical path X) that should pass through the inclined portion 51a may be reflected by the outer surface of the inclined portion 51a due to fine irregularities on the outer surface (on the opposite side of the ink) of the inclined portion 51a. . When the reflected light (optical path Y) is received by the infrared light receiving element 19b, it is determined that the ink 71 does not exist even though the ink 71 exists in the sub ink storage chamber 45. There is a fear that it has a negative effect on the detection accuracy of the presence or absence of the original ink.
[0075]
On the other hand, when the ink sensor 19 is disposed at an angle larger than approximately 10 degrees with respect to the inclined portion 51a (see FIG. 5B), for example, even if the ink cartridge 2b is not present, the infrared sensor The light (optical path X) emitted from the light emitting element 19a may be reflected by the adjacent ink cartridge 2c. When the reflected light (optical path Y) is received by the infrared light receiving element 19b, it may be determined that the ink cartridge 2b is present even though the ink cartridge 2b is not present. In some cases, the presence or absence of the cartridge 2b cannot be detected.
[0076]
Therefore, when the ink sensor 19 is disposed at approximately 10 degrees with respect to the inclined portion 51a (see FIG. 5C), since the infrared light receiving element 19b is inclined, the outer side of the inclined portion 51a ( It is possible to suppress the reception of light reflected by the surface on the side opposite to the ink (see the optical path Y in FIG. 5A). Therefore, when ink is present, the light transmitted through the inclined portion 51a is not received as described with reference to FIG. 4. On the other hand, when there is no ink, the inside of the inclined portion 51a (on the sub ink storage chamber 45 side). Reflected light (optical path Y) from the interface between air and air is received by the infrared light receiving element 19b. Therefore, it is possible to accurately determine the presence or absence of ink based on the difference in the amount of light. Even if the ink cartridge 2c is not provided, the light emitted from the infrared light emitting element 19a is not emitted to the adjacent ink cartridge 2d (see the optical path X1). It can be judged.
[0077]
In the present embodiment, the inclination is set to approximately 10 degrees, but this is caused by various factors such as the size of the ink cartridge 2, the gap between the ink cartridges 2, and the gap between the ink cartridge 2 and the ink sensor 19. Since the angle is determined by the above, it is only necessary to have an inclination, and the angle is not limited to this.
[0078]
FIG. 6 is a block diagram showing an outline of an electric circuit configuration of the color inkjet printer 1. The control device for controlling the color inkjet printer 1 includes a main body side control board 100 and a carriage board 120, and the main body side control board 100 has a one-chip microcomputer (CPU) 91 and its CPU 91. ROM 92 that stores various control programs and fixed value data executed by the RAM, RAM 93 that is a memory for temporarily storing various data, and the like, EEPROM 94 that is a rewritable nonvolatile memory, and image memory 95 A gate array 96 and the like are mounted.
[0079]
The CPU 91, which is an arithmetic unit, executes control for detecting the presence / absence of ink and the presence / absence of an ink cartridge according to a control program stored in the ROM 92 in advance. Further, a print timing signal and a reset signal are generated, and each signal is transferred to a gate array 96 described later. The CPU 91 includes an operation panel 107 for a user to give a printing instruction, a motor drive circuit 102 for driving a carriage motor (CR motor) 101 for operating the carriage 5, and a conveyance motor (for conveying the recording medium P). A motor drive circuit 104 for operating the (LF motor) 103, a paper sensor 105 for detecting the leading end of the recording medium (printing paper) P, an origin sensor 106 for detecting the origin position of the carriage 5, an ink sensor 19 and the like are connected. Yes. The operation of each connected device is controlled by the CPU 91.
[0080]
As a part of the control program, the ROM 92 measures the positional relationship (relative position) between the ink sensor 19 and the irradiated surface of the ink cartridge 2, that is, the detected position of the ink cartridge 2, and deviates from the theoretical value ( Calibration data input processing (see FIG. 7) for inputting the correction value) as calibration data, ink detection processing (see FIG. 8) for detecting the presence or absence of ink in the ink cartridge 2, and whether or not the ink cartridge is mounted. A program for ink cartridge detection processing (see FIG. 10) for detection is stored. Details of each program will be described later. Further, as fixed value data, a first threshold value for verifying the absence of ink at the detected reflected light level, a second threshold value for verifying that the ink cartridge is not installed at the detected reflected light level, and an ink level An empty threshold value, which is the number of ink ejections until the (ink remaining amount in the ink cartridge 2) becomes empty from near empty, is stored.
[0081]
The RAM 93 includes a maintenance mode flag 93a. The maintenance mode flag 93 a is a flag indicating that the operation mode of the color ink jet printer 1 is set to a maintenance mode for adjusting the color ink jet printer 1. The maintenance mode is set by operating a mode switch 107a provided on the operation panel 107. By selecting this maintenance mode, the maintenance mode flag 93a is turned on. The maintenance mode flag 93a turned on is turned off when a command indicating the end of adjustment of the color inkjet printer 1 is input. The calibration data input process described above is a program that can be executed when the maintenance mode flag 93a is turned on, and the correction value can be stored only when the flag 93a is turned on.
[0082]
The EEPROM 94 includes a calibration data memory 94a, first to fourth counters 94b to 94e, and first to fourth near empty flags 94f to 94i. The calibration data memory 94a is a memory for storing the correction value detected by the calibration data input process, that is, the positional deviation from the original detection position of the ink cartridge 2 as calibration data.
[0083]
As described above, in the color inkjet printer 1 of the present embodiment, the ink sensor 19 is installed at an angle of approximately 10 degrees with respect to the irradiated surface of the ink cartridge 2. However, due to the mounting angle error that occurs when the sensor 19 is mounted, the angle often does not become approximately 10 degrees. In such a case, the relative position between the ink sensor 19 and the ink cartridge 2 is different from the original position. That is, the ink cartridge 2 is displaced from the original detection position of the ink cartridge 2, and the ink sensor 19 cannot accurately detect the ink cartridge 2 at the original detection position. For this reason, a calibration data input process executed before shipment detects a deviation between the original detection position and the actual detection position, and the deviation amount is used as a correction value (in advance before shipment). 94a is written.
[0084]
When detecting the presence / absence of the ink cartridge 2 (inspection of ink cartridge not installed) and the presence / absence of ink (inspection of no ink), the correction value stored in the calibration data memory 94a is referred to. Based on this, the detection position (position of the carriage 5) for detecting the amount of reflected light is adjusted. Thereby, even if the positional relationship between the ink sensor 19 and the irradiated surface of the ink cartridge 2 is deviated from the original position, the presence / absence of the ink cartridge 2 and the presence / absence of ink can be accurately detected.
[0085]
The first to fourth counters 94b to 94e are memories for counting up the number of ink ejections (ejections) from the print head 3, and are updated by "1" every time the number of ink ejections is "1". A predetermined amount of ink is initially injected into the ink cartridge 2, and the approximate maximum number of ejections is determined from the amount of ink. For this reason, it is possible to know the approximate ink consumption by counting the number of ink ejections.
[0086]
Since the color ink jet printer 1 is provided with four ink cartridges 2 for storing inks of black, cyan, magenta, and yellow, respectively, four counters (first to first counters) corresponding to each ink cartridge 2 are provided. Fourth counters 94b to 94e) are provided, and the number of ink ejections counted for each ink is written in the corresponding first to fourth counters 94b to 94e. The count values stored in the first to fourth counters 94b to 94e are referred to by the ink detection process, and every time the count value reaches a predetermined number, the actual ink level (the ink in the ink cartridge 2). In order to investigate the remaining amount), ink detection by the ink sensor 19 (ink detection process, see FIG. 8) is executed.
[0087]
A predetermined amount of ink is ejected from the ink cartridge 2 not only during printing but also in a purge process for sucking out bubbles in the ink cartridge 2 and a flushing process for solving clogging of nozzles. Regarding the ink consumed in such processing, since it is known how many times the number of ejections during printing is known, the corresponding count number is added to the previously stored count value to correspond. The count values of the first to fourth counters 94b to 94e are updated.
[0088]
The first to fourth near empty flags 94f to 94i are provided one by one corresponding to the four ink cartridges 2 for storing the respective colors of black, cyan, magenta, and yellow, and the flags 94f to 94i. ON indicates ink near empty. Here, the near empty indicates the limit of ink detection by the ink sensor 19 and indicates a state where the ink sensor 19 detects that there is no ink.
[0089]
As described with reference to FIGS. 3 and 4, the ink filled in the initial state is consumed from the main ink storage chamber 44, and when the main ink storage chamber 44 becomes empty, the ink in the sub ink storage chamber 45 is consumed. When the ink liquid level in the sub ink storage chamber 45 falls below the lower part of the reflecting member 53, the light emitted from the infrared light emitting element 19 a of the ink sensor 19 is directed by the prism 52 toward the infrared light receiving element 19 b of the ink sensor 19. Reflected to (optical path Y). As a result, the amount of reflected light detected by the infrared light receiving element 19b of the ink sensor 19 greatly changes (increases). Since the detected amount of reflected light is input as a signal to the CPU 91, the change is recognized by the CPU 91 as near empty, and the corresponding near empty flags 94f to 94i are turned on.
[0090]
When the first to fourth near empty flags 94f to 94i are turned on (detected as no ink by the ink sensor 19), the ink in the ink cartridge 2 is not empty (empty). Printing can be continued until this state (the number of ink ejections reaches the empty threshold).
[0091]
In this embodiment, when the first to fourth near empty flags 94f to 94i are turned on in order to accurately detect ink empty, the count values stored in the corresponding first to fourth counters 94b to 94e. 0 is cleared, and 0 to the empty threshold is counted up to improve the detection accuracy of ink empty. The first to fourth near empty flags 94f to 94i that are turned on are turned off when the ink level of the corresponding ink cartridge 2 is detected, for example, by replacement or the like (see FIG. 10). .
[0092]
The CPU 91, the ROM 92, the RAM 93, the EEPROM 94, and the gate array 96 are connected via an address bus 98 and a data bus 99.
[0093]
The gate array 96, in accordance with the print timing signal transferred from the CPU 91, based on the image data stored in the image memory 95, print data (drive signal) for printing the image data on a recording medium, and the print Outputs a transfer clock CLK synchronized with data, a latch signal, a parameter signal for generating a basic print waveform signal, and an ejection timing signal JET output at a constant cycle, and these signals are mounted by the head driver. Transfer to the carriage substrate 120 side. The gate array 96 stores image data transferred from an external device such as a computer via the Centro interface 97 in the image memory 95. The gate array 96 generates a Centro data reception interrupt signal based on the Centro data transferred from the host computer or the like via the Centro interface 97, and transfers the signal to the CPU 91. Each signal communicated between the gate array 96 and the carriage substrate 120 is transferred via a harness cable that connects the two.
[0094]
The ink sensor 19 includes an infrared light emitting element 19a and an infrared light receiving element 19b, and irradiates infrared light from the infrared light emitting element 19a to the ink cartridge 2 (optical path X in FIG. 4), and its reflected light. (Optical path Y in FIG. 4) is detected by an infrared light receiving element 19b which is a photosensor. The reflected light received by the infrared light receiving element 19b is photoelectrically converted by the infrared light receiving element 19b and detected as an electric signal corresponding to the received reflected light amount. Since the detected signal is an analog signal, it is converted into a digital signal by the A / D converter 19c connected to the infrared light receiving element 19b and then input to the CPU 91. The amount of reflected light detected by the ink sensor 19 is compared with the first or second threshold value in the ink detection process or the ink cartridge detection process. Thereby, it is possible to know the presence or absence of ink in the ink cartridge 2 and the presence or absence of the ink cartridge. The A / D converter 19c converts the analog signal into a digital signal through steps such as sampling, quantization, and binarization.
[0095]
The carriage substrate 120 is a substrate for driving the print head 3 by a mounted head driver (drive circuit). The print head 3 and the head driver are connected by a flexible wiring board in which a copper foil wiring pattern is formed on a polyimide film having a thickness of 50 to 150 μm. This head driver is controlled via a gate array 96 mounted on the main body side control board 100, and applies a drive pulse having a waveform suitable for the recording mode to each drive element. Thereby, a predetermined amount of ink is ejected.
[0096]
Next, each process executed by the color inkjet printer 1 configured as described above will be described with reference to the flowcharts shown in FIGS.
[0097]
FIG. 7 is a flowchart of calibration data input processing that is one of the control programs. This calibration data input process is a process for detecting a positional deviation of the detection position of the ink cartridge 2 and storing the deviation amount as a correction value in the calibration data memory 94a before shipment.
[0098]
Since the calibration data input process can be executed only when the operation mode of the color inkjet printer 1 is set to the maintenance mode for performing the adjustment, the calibration data input process starts with the maintenance mode. It is confirmed whether or not the flag 93a is turned on (S1). If it is not turned on (S1: No), the calibration data input process is terminated. On the other hand, if the maintenance mode flag 93a is turned on (S1: Yes), the origin sensor 106 confirms that the carriage 5 is at the origin, and then drives the CR motor 101 to move the carriage 5 from the origin by a predetermined distance. As a result, the carriage 5 is moved to the home position (S2). Next, the infrared light emitting element 19a is turned on with a predetermined amount of light (S3), and the carriage 5 is moved toward the ink sensor 19 at a low speed (S4). When a predetermined detection position is reached (when the carriage 5 moves by a predetermined distance from the origin), detection of the reflected light amount by the ink sensor 19 is started, and the reflected light level (reflected light amount) reflected by the ink cartridge 2 is Light is received by the infrared light receiving element 19b and taken into the CPU 91 via the A / D converter 19c (S5). The detection of the reflected light level is performed not only on the original detection position of the ink cartridge 2 but also over a range wider than the width of the carriage 5, and the reflected light level is detected by analog data (see FIG. 11).
[0099]
Next, for the reflected light level that has been taken in, a change position where the detection signal indicating the reference ink cartridge 2 changes from the level without ink cartridge to the level with ink cartridge is detected (S6). At a position where the ink cartridge 2 is not present (not mounted), reflection of the irradiated infrared light is small, and therefore, the detected reflected light level at the level without the ink cartridge is small. On the other hand, at the position where the ink cartridge 2 is present (attached), the reflected infrared light is highly reflected, and the detected reflected light level with the ink cartridge is also large. That is, this change position where the reflected light level changes from the ink cartridge absent level to the ink cartridge equipped level is the detection position of the ink cartridge 2 (see FIG. 11).
[0100]
Then, the shift (original detection position) between the change position (theoretical value) from the theoretically absent ink cartridge level to be obtained to the ink cartridge presence level and the change position (actual value) detected in the process of S6. And the actual detection position) are calculated as the carriage movement distance α, and the deviation is stored as a correction value in the calibration data memory 94a (S7). Here, the original detection position (theoretical value) is stored as a movement distance from the origin of the carriage 5. Therefore, the actual detection position is the theoretical movement distance ± α, and this ± α distance is the correction value.
[0101]
The correction value stored in the calibration data memory 94a in the calibration data input process is used in the calibration process (S15) executed in the ink detection process and the ink cartridge detection process. As a result, the detection position when detecting the reflected light from the ink cartridge 2 can be corrected, and the reflected light level can be accurately detected.
[0102]
In this embodiment, the actual detection position is compared with the theoretical detection position in the reference ink cartridge 2 in the process of S6. This reference ink cartridge 2 is composed of four inks mounted on the carriage 5. The head ink cartridge 2 of the cartridge 2, that is, the ink cartridge 2 that is detected first (reached the detection position) is used.
[0103]
FIG. 8 is a flowchart illustrating an ink detection process for detecting ink, that is, detecting the presence or absence of the ink 71 in the ink cartridge 2. The ink detection process is a process that is repeatedly executed at a predetermined timing in order to detect ink consumption during the operation of the print head 3.
[0104]
In this ink detection process, first, what is being executed in the color inkjet printer 1 is checked (S11). If the process being executed is printing (S11: printing), a one-pass printing process for printing for one pass is executed (S12). In this one-pass printing process (S11), in order to calculate consumed ink, the number of ink ejections from each ink cartridge 2 is counted and stored in the corresponding first to fourth counters 94b to 94e. Count up the count value.
[0105]
Next, it is confirmed whether or not the first to fourth near empty flags 94f to 94i of the ink cartridge 2 are turned on (S13). As a result of confirmation, if the first to fourth near empty flags 94f to 94i are off (S13: No), the ink corresponding to the turned off (flag off) first to fourth near empty flags 94f to 94i. It is checked whether or not the count value of the cartridge 2 is greater than a predetermined number d (for example, 100) (S14). In this ink detection process, the presence or absence of ink is detected by the ink sensor 19 every time the number of ink ejection passes a predetermined number d.
[0106]
Here, if the count value is equal to or greater than a predetermined number d (for example, 100) (S14; Yes), correction of the detection position and reflected light level (in order to detect the presence or absence of ink (no ink)) by the ink sensor 19 are performed. A calibration process for capturing the reflected light amount is executed (S15). After the execution of the calibration process (S15), it is determined whether the captured reflected light level is equal to or higher than the first threshold value (S16). The first threshold value is a reflected light level for identifying whether ink is present or absent.
[0107]
As a result of the determination in the process of S16, if the captured reflected light level is equal to or higher than the first threshold value (S16: Yes), the ink liquid level in the sub ink storage chamber 45 is below the lower part of the reflecting member 53. This indicates that the ink level (remaining amount of ink in the ink cartridge 2) is near empty (tested to be out of ink). Therefore, the first to fourth near empty flags 94f to 94i of the corresponding ink cartridge 2 are turned on (S17), and the corresponding count value (the count value stored in the corresponding first to fourth counters 94b to 94e). ) Is set to 0 (S18). Thereafter, other processes are executed (S19), and the ink detection process is terminated.
[0108]
As a result of checking in the process of S11, if the process being executed is purge or flushing (S11: purge, flushing), purge and flushing processes are executed (S22). This purge and flushing process (S22) is a process of performing a purge process for discharging ink to suck out bubbles in the ink cartridge 2 or a flushing process for discharging ink to eliminate clogging of the print head 3. It is. In this purge and flushing process (S22), a predetermined amount of ink is discharged, but it is known how many times the ink amount corresponds to the number of ejections during printing, and this value is stored in the ROM 92 in advance. Stored as a fixed value. Therefore, the ink consumed by the number of ejections is counted, and the count values stored in the corresponding first to fourth counters 94b to 94e are counted up by the count. After execution of the purge and flushing process (S22), the process proceeds to S13.
[0109]
On the other hand, if the first to fourth near empty flags 94f to 94i of the ink cartridge 2 are turned on (S13: Yes) as a result of checking in the process of S13, the first to fourth turned on (flag on). It is checked whether or not the count value of the ink cartridge 2 corresponding to the near empty flags 94f to 94i is equal to or greater than the empty threshold (S20). Since the ink level of the ink cartridge 2 corresponding to the flag-on first to fourth near empty flags 94f to 94i exceeds the ink detection limit by the ink sensor 19, the number of ink ejections after the near empty is counted. By doing so, ink empty is detected.
[0110]
Here, if the confirmed count value is less than the empty threshold value (S20: No), the remaining amount of ink that can be printed still remains, so that the process shifts to S19 and each process (S19). ), The ink detection process is terminated. If the count value of the ink cartridge 2 corresponding to the turned on first to fourth near empty flags 94f to 94i is equal to or greater than the empty threshold value (S20: Yes) as a result of checking in the process of S20, the ink Ink empty processing for displaying empty is executed (S21). After executing the process of S21, the process proceeds to the process of S19, and after executing each process (S19) such as temporarily storing data that could not be printed, this ink detection process is terminated.
[0111]
Further, as a result of checking in the process of S14, if there is no count value equal to or larger than a predetermined number d (for example, 100) (S14; No), the process is shifted to the process of S19 and each process (S19) is performed. After execution, the ink detection process is terminated.
[0112]
Further, as a result of checking in the process of S16, if the captured reflected light level is less than the first threshold (S16: No), the ink level is not near empty, so the process of S17 is skipped and the process is performed. The process proceeds to S18.
[0113]
When the ink cartridge 2 is exchanged (detached) (ink cartridge detection process), the count values of the first to fourth counters 94b to 94e corresponding to the ink cartridge 2 are set to 0, and the number of ink discharges is set. Although the count-up is started, the ink filling amount of the replaced ink cartridge 2 varies due to, for example, mounting of used products or manufacturing variations. Further, in consideration of variations in the amount of ink discharged from the print head 3 of each color inkjet printer 1, the count values until reaching near empty are not necessarily the same. For this reason, if the count is continuously increased from the initial state to the ink empty, it becomes difficult to determine the ink empty with a certain threshold value (predetermined count value), and the detection is performed with the predetermined count value. Ink emptying tends to be inaccurate. However, since the remaining amount of ink in the ink cartridge 2 is considered to be substantially the same when near empty is detected, the number of ink ejections (count value) required to consume this remaining amount of ink is also the same. Conceivable. Therefore, if the predetermined threshold value in the vicinity of the number of ejections is set as an empty threshold value, the time point when the near empty state is detected (near empty flag on) is set to 0 count, and the count up to the empty threshold value is counted up, the ink empty is accurately determined. Can be detected.
[0114]
FIG. 9 is a flowchart of the calibration process (S15) executed in the ink detection process of FIG. In this calibration process (S15), the detection position of the ink cartridge 2 is corrected based on the correction value stored in the calibration data memory 94a in order to detect the presence or absence of ink, and the reflected light is reflected at the corrected detection position. This is processing for taking in the level (the amount of reflected light).
[0115]
In this calibration process (S15), first, the carriage 5 is moved to the home position (S31). Then, the carriage 5 is moved from the home position toward the ink sensor 19 (S32), and it is confirmed whether or not the carriage 5 has reached the position where the correction value is added to the original detection position of one ink cartridge 2. (S33). When the carriage 5 has reached the detection position in which the correction value is added (S33: Yes), the infrared light emitting element 19a is turned on with a predetermined amount of light, and the reflected light level is detected (S34). Next, it is confirmed whether or not the reflected light levels are detected for four (all) ink cartridges 2 (S35). If all the reflected light levels are detected (S35: Yes), this calibration is performed. The process (S15) ends.
[0116]
On the other hand, if the carriage 5 has not reached the detection position with the correction value added as a result of the confirmation in S33 (S33: No), the process proceeds to S32, and the carriage 5 is moved in the direction of the ink sensor 19. Moving. If the reflected light levels of all the ink cartridges 2 are not detected as a result of the confirmation in S35 (S35: No), the process proceeds to S32, and the reflected light levels of all the ink cartridges 2 are detected. This calibration process (S15) is executed until is detected.
[0117]
In the calibration process (S15), the amount of reflected light (reflected light level) reflected from a predetermined position (one point) of each ink cartridge 2 is detected by the ink sensor 19. That is, the reflected light level is pinpoint data detected at the pinpoint. For this reason, the amount of data to be processed can be reduced, and data processing can be performed efficiently. Further, since the presence / absence of ink is detected during the printing operation, the carriage 5 is moved at a high speed, but each ink cartridge 2 is accurately detected based on the correction value stored in the calibration data memory 94a. It is conveyed to. For this reason, the reflected light level can be accurately detected (even point data).
[0118]
FIG. 10 is a flowchart illustrating the ink cartridge detection process. This ink cartridge detection process is a process for detecting whether or not an ink cartridge is mounted. Therefore, although it is performed at the timing when the ink cartridge 2 is replaced, the sensor provided on the cover of the color inkjet printer 1 recognizes that the cover is opened and closed and recognizes it as ink cartridge replacement.
[0119]
In this ink cartridge detection process, first, after the cover is opened, it is confirmed whether or not it is closed (S41). When it is detected that the cover is closed, the calibration process (S15) described above is executed, and the reflected light of the ink cartridge 2 is detected at a predetermined detection position. Thereafter, whether or not the reflected light level of the ink cartridge 2 in which the first to fourth near empty flags 94f to 94i are turned on is less than the first threshold value, that is, whether or not the ink is filled. (S43), and as a result, if the reflected light level is less than the first threshold value (S43: Yes), this means that the ink cartridge 2 having a small remaining amount of ink has been replaced. The near empty flags 94f to 94i of the ink cartridge 2 are turned off (S44), and the count values of the counters 94b to 94e of the corresponding ink cartridge 2 are cleared (S45). Thereafter, it is confirmed whether four reflected light levels that are equal to or higher than the second threshold value (threshold value for verifying that the ink cartridge is not installed) have been detected (S46). When the reflected light level below is detected (S46: No), it is determined that the ink cartridge has not been installed, and after executing an ink cartridge no error process for notifying that the ink cartridge has not been installed (S47), The ink cartridge detection process ends.
[0120]
If the cover is not closed as a result of checking in the process of S41 (S41: No), the ink cartridge detection process is terminated. Further, as a result of checking in the process of S43, if the reflected light level is equal to or higher than the first threshold (S43: No), the process proceeds to S46. On the other hand, as a result of checking in the process of S46, if four reflected light levels exceeding the second threshold are detected (S46: Yes), it means that all the ink cartridges 2 are installed. The cartridge detection process ends.
[0121]
FIG. 11 is a diagram schematically showing a change in the reflected light level of the ink cartridge 2. The amount of reflected light is shown on the vertical axis, and the amount of reflected light increases as it goes up on the vertical axis. Further, a first threshold value for determining the absence of ink is indicated by a broken line, a value equal to or higher than the first threshold value is a reflected light level indicating no ink (near empty), and a value less than the first threshold value is ink. The reflected light level indicating existence is present. Further, below this first threshold value, a second threshold value for verifying that the ink cartridge is not installed is indicated by a broken line.
[0122]
FIG. 11A is a diagram showing the theoretical reflected light level detected at the original detection position. As shown in the figure, the presence or absence of ink can be detected by examining the obtained reflected light level (signal waveform) with the first threshold value, and the same reflected light level is smaller than the first threshold value. The presence or absence of the ink cartridge 2 can be detected by testing with the second threshold value. This is because a clear difference in reflected light amount can be obtained with and without ink and with and without an ink cartridge.
[0123]
FIG. 11B is a diagram showing a signal waveform of the reflected light level detected in the calibration data input process. FIG. 11B shows the signal waveform of the reflected light level when the mounting angle of the ink sensor 19 is shifted in the direction perpendicular to the irradiated surface of the ink cartridge 2, and the actual detection position is the original detection position. It is shown that it is in front of the detection position. The ink cartridge 2a in which the first black ink is stored is a reference ink cartridge in the calibration data input process, and the deviation amount α from the original detection position in the black ink cartridge 2a becomes a correction value. Yes.
[0124]
Next, a second embodiment will be described with reference to FIG. The ink cartridge 2 of the first embodiment is configured to change the optical path of infrared light by the reflecting member 53, whereas the ink cartridge 130 of the second embodiment absorbs infrared light. An absorbing member 131 is provided. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the part same as above-described 1st Example, and the description is abbreviate | omitted.
[0125]
12A and 12B are side views of the ink cartridge 130 and the ink sensor 19, and a part of the ink cartridge 130 is viewed in cross section. 12A and 12B schematically show the head unit 4 and the ink sensor 19 with the mounting members and the like omitted.
[0126]
As in the first embodiment, the ink cartridge 130 is formed with a prism 52 on the inner surface side (ink interface side) of the inclined portion 51a irradiated with infrared light. A main ink storage chamber 44 in which 48 is stored and a sub ink storage chamber 45 in which an infrared light absorbing member 131 described later is stored are partitioned by a partition wall 42. The infrared light absorbing member 131 is a member for absorbing infrared light irradiated from the infrared light emitting element 19a of the ink sensor 19 and transmitted into the ink cartridge 130, and is opposed to the prism 52 with a predetermined interval. In the state, it is disposed in the sub ink storage chamber 45.
[0127]
Next, a detection method for detecting the presence or absence of the ink 71 in the ink cartridge 130 in which the infrared light absorbing member 131 is disposed will be described. As in the first embodiment, the ink sensor 19 emits infrared light from the infrared light emitting element 19a toward the inclined portion 51a of the ink cartridge 130. Then, when the infrared light receiving element 19b receives the reflected light, and the amount of the reflected light is equal to or less than a certain value, it is determined that there is ink in the ink cartridge 130 (in the case of FIG. 12A), If the amount of reflected light is greater than a certain value, it is determined that there is no ink in the ink cartridge 130 (in the case of FIG. 12B).
[0128]
Specifically, when the sub ink storage chamber 45 is filled with the ink 71, the infrared light emitted from the infrared light emitting element 19a is (optical path X) as shown in FIG. Since the refractive index of the material of the inclined portion 51a (prism 52) and the refractive index of the ink 71 are very close, the ink cartridge 130 travels through the ink 71. Then, it reaches the infrared light absorbing member 131 disposed in the sub ink storage chamber 45, and the infrared light is absorbed by the infrared light absorbing member 131. Accordingly, the amount of reflected light received by the infrared light receiving element 19b of the ink sensor 19 is small (below a certain value).
[0129]
Here, the inclined portion 51a is inclined at approximately 20 degrees with respect to the infrared light absorbing member 131 as in the first embodiment. Therefore, for example, even when the infrared light absorption characteristics of the infrared light absorbing member 131 deteriorate with time and reflect infrared light, the infrared light reaching the infrared light absorbing member 131 is The light is reflected in a direction different from the inclined portion 51a (that is, the optical path X), and the amount of reflected light that is not related to the presence / absence detection of the ink detected by the infrared light receiving element 19b of the ink sensor 19 is suppressed. It can be done.
[0130]
On the other hand, when the ink 71 in the sub ink storage chamber 45 is consumed, the infrared light irradiated from the infrared light emitting element 19a of the ink sensor 19 is as shown in FIG. Since the refractive index of the material of the (optical path X) and the inclined portion 51a (prism 52) is different from the refractive index of air, the light is reflected at the interface between the prism 52 and air (optical path Y). Therefore, the amount of reflected light received by the infrared light receiving element 19b of the ink sensor 19 is large (a certain value or more).
[0131]
As described above, according to the ink cartridge 130 of the second embodiment, the infrared light absorbing member 131 can absorb infrared light that is not related to the detection of the presence or absence of ink. The amount of reflected light that is reflected varies greatly depending on the presence or absence of ink, and the difference in the amount of light is detected using the infrared light receiving element 19b of the ink sensor 19 to be stored in the ink cartridge 130. The presence or absence of ink can be accurately detected.
[0132]
Further, since the inclined portion 51a (prism 52) and the infrared light absorbing member 131 are disposed above the sub ink storage chamber 45, before all the ink 71 in the ink cartridge 130 is consumed. The presence or absence of ink can be determined with a margin.
[0133]
In addition, as an above-mentioned infrared absorption member, the publicly known well-known infrared absorption member can be selected suitably, and can be used. For example, V (vanadium), Fe (iron), Cu (copper), Co (cobalt), Ni (nickel) or the like may be used alone or mixed with a plurality of types using a glass material as a base material. . In addition, the base material is not limited to solid and liquid, but, for example, metal chelate compound of acetylacetone, anthraquinone compound, naphthoquinone compound, diaminedisethylenethiolatonickel derivative, aromatic diammine metal complex, aromatic dithiol metal complex, A base material containing an infrared absorbent such as an aliphatic dithiol metal complex may be used. Moreover, you may use what has the filter characteristic which absorbs the light wavelength of a specific area | region, and the thing whose absorption factor of infrared light with a light wavelength of 700 nm-900 nm is 90% or more is especially desirable.
[0134]
The electrical configuration of the color inkjet printer 1 of the second embodiment is the same as the electrical configuration of the color inkjet printer 1 of the first embodiment shown in FIG. 6, and the color inkjet printer of the second embodiment. Since each process executed in 1 is the same as each process executed in the color inkjet printer 1 of the first embodiment shown in FIGS. 7 to 10, the description thereof is omitted.
[0135]
As described above, as described in the above embodiments, according to the image forming apparatus of the present invention, light is irradiated non-perpendicularly on the irradiated surface of the ink cartridge 2 and the amount of reflected light is detected by the optical detector. The detected amount of reflected light is compared with a threshold value for verifying the absence of ink and a threshold value for verifying that the ink cartridge is not installed, so that the absence of ink and no ink cartridge can be verified. . Therefore, the presence / absence of the ink 71 and the presence / absence of the ink cartridge can be accurately detected based on the reflected light reflected from the ink cartridge 2.
[0136]
Further, an error between the actual detection position of the ink cartridge 2 and the theoretical detection position is calculated, and based on the calculated error, the position of the carriage 5 is corrected when verifying that there is no ink or no ink cartridge is installed. To do. For this reason, even if the detection position of the ink cartridge 2 by the ink sensor 19 shifts from the original position due to an attachment error of the ink sensor 19, the shift can be corrected and the reflected light amount can be detected accurately. Can do.
[0137]
In addition, this invention is not limited to an above-described Example, In the range which does not change the summary of this invention, a deformation | transformation is possible suitably. For example, in the first embodiment, the inclined portion 51a is formed in an inclined state so that the opposing surface of the inclined portion 51a and the reflecting member 53 is inclined by approximately 20 degrees. However, the present invention is limited thereto. Instead of tilting the inclined portion 51a, the reflecting member 53 may be tilted. Even in this case, the same effects as in the first embodiment can be obtained.
[0138]
Further, in the first embodiment, the reflecting member 53 is formed in a bag shape, and the air reaching the reflecting member 53 is reflected by filling the bag-shaped interior with the air 72. As long as it can reflect the light that reaches the light beam, it may be constituted by a reflection plate. Further, although the reflection member 53 is separately provided in the sub ink storage chamber 45, the partition wall 42 that partitions the main ink storage chamber 44 and the sub ink storage chamber 45 may be configured as the reflection member 53.
[0139]
Moreover, in the said 2nd Example, although the inclination part 51a with which infrared light is irradiated was comprised inclined with respect to the infrared-light absorption member 131, these inclination part 51a and the infrared-light absorption member 131 are comprised. And may be configured to be parallel to each other. 13A and 13B are side views of the ink cartridge 140 and the ink sensor 19. As shown in FIGS. 13A and 13B, the side wall 51 is linear when viewed from the side. The ink cartridge 140 may be configured such that the infrared light absorbing member 141 and the side wall 51 (prism 52) are arranged in parallel. The principle of ink presence / absence detection is the same as described above, and will not be described. In this case as well, the infrared light absorbing member 141 is placed on the optical path X of the infrared light emitted from the infrared light emitting element 19a. By arranging it, it is possible to accurately detect the presence or absence of ink.
[0140]
In the second embodiment, the partition wall 42 or the foam 48 may be configured as an infrared light absorbing member. Further, the infrared light absorbing members 131 and 141 may be housed inside the reflecting member 53 formed in the bag shape shown in the first embodiment. In this case, since the infrared light absorbing members 131 and 141 can be disposed in the ink cartridge in a state of being separated from the ink 71, for example, a material that is inferior in ink resistance or a material that adversely affects ink. Even a member made of the above can be used as a light absorbing member. Further, since the infrared light absorbing member can be sealed using the inside of the reflecting member 53 formed in the bag shape, the infrared light absorbing member can also be constituted by a liquid.
[0141]
In each of the above embodiments, the color ink jet printer 1 is used as the image forming apparatus. However, the present invention is not limited thereto, and can be applied to, for example, an ink jet copying machine or a facsimile machine. it can. Further, although four ink cartridges 2 are mounted on the color ink jet printer 1, a configuration may be adopted in which one or more predetermined number of ink cartridges 2 are mounted.
[0142]
In each of the above embodiments, the correction value for correcting the deviation between the original detection position and the actual detection position is calculated based on one reference ink cartridge 2 in the calibration data input process. In the calibration process (S15), the position of the ink cartridge 2 is corrected using the calculated first correction value. However, instead of this, the correction value is detected for each ink cartridge 2, or the correction value is detected for the ink cartridges 2 at both ends, and the position of the ink cartridge 2 is corrected based on each detected correction value. May be. Thereby, the reflected light from the ink cartridge 2 can be detected more accurately at an accurate detection position.
[0143]
In each of the above embodiments, one counter (first to fourth counters 94b to 94e) is provided corresponding to one ink cartridge 2. In the ink detection process, the counter detects the ink detection interval, and when the near empty flags 94f to 94i are turned on, the first to fourth counters 94b corresponding to the turned on near empty flags 94f to 94i. The count value of .about.94e is cleared to 0, and the number of ink ejections is newly counted up to the empty threshold value. However, instead of this, two counters are provided corresponding to one ink cartridge, and in the ink detection process, the total number of ink ejections from the first counter until the ink becomes empty is counted in one counter. In this counter, the detection interval may be counted according to the number of ink ejections.
[0144]
【The invention's effect】
According to the ink cartridge of claim 1, the ink storage chamber absorbs light that is irradiated from the light emitting element of the image forming apparatus to the ink detection window and transmitted into the ink storage chamber. light An absorbent member is provided. Therefore, since the light transmitted into the ink storage chamber is absorbed by the light absorbing member, it is possible to prevent the light receiving element of the image forming apparatus from receiving the reflected light that is unrelated to the ink presence / absence detection reflected in the ink storage chamber. There is an effect that can be done. Therefore, the light receiving element of the image forming apparatus can receive reflected light having a large light amount difference when ink is present, so that erroneous detection of ink presence / absence detection can be prevented and detection accuracy of ink presence / absence detection can be improved. It is.
The light absorbing member is formed by a partition wall inside the ink storage chamber. Isolated with ink Since it is disposed in the internal space, there is an effect that the light absorbing member can be disposed in a state of being separated from the ink. Therefore, for example, even a member made of a material that is inferior in ink resistance or a material that adversely affects ink can be used as a light absorbing member.
[0145]
According to the ink cartridge of the second aspect, in addition to the effect produced by the ink cartridge of the first aspect, the light transmissive member is disposed on the optical path of the light transmitted from the ink detection window to the ink storage chamber toward the porous body. A light absorbing member disposed inside is provided. Therefore, when ink is stored in the ink storage chamber up to the position of the ink detection window, light transmitted from the ink detection window to the ink storage chamber is absorbed by the light absorbing member before being reflected by the porous body. There is an effect that it is possible to suppress the light receiving element of the image forming apparatus from receiving the reflected light from the porous body that is not related to the ink presence / absence detection.
[0146]
According to the ink cartridge of the third aspect, in addition to the effect produced by the ink cartridge of the second aspect, the internal space in which the light absorbing member is disposed is porous in the light transmitted from the ink detection window to the ink storage chamber. It is provided on the optical path toward the body. Therefore, when ink is stored in the ink storage chamber up to the position of the ink detection window, light transmitted from the ink detection window to the ink storage chamber is absorbed by the light absorbing member before being reflected by the porous body. There is an effect that it is possible to suppress the light receiving element of the image forming apparatus from receiving the reflected light from the porous body that is not related to the ink presence / absence detection.
[0147]
According to the ink cartridge of the fourth aspect, in addition to the effect produced by the ink cartridge of any one of the first to third aspects, a prism is formed on the ink interface side of the ink detection window. Therefore, by irradiating light obliquely from the light emitting element of the image forming apparatus to the ink detection window, the light receiving element of the image forming apparatus can mainly receive the reflected light reflected from the ink interface side, thereby detecting the ink. There is an effect that it is possible to suppress the light receiving element of the image forming apparatus from receiving the reflected light which is not related to the ink presence / absence detection reflected from the surface of the window (on the side opposite to the ink interface). Further, the prism is formed in a direction that prevents ink from remaining. Therefore, it is possible to prevent ink from remaining on the prism and preventing desired reflected light from being obtained by the residual ink.
[0148]
According to a fifth aspect of the invention, in addition to the effect of the ink cartridge according to any of the first to fourth aspects, the opposed surfaces of the ink detection window and the light absorbing member are arranged with a predetermined interval. . Therefore, the light transmitted from the ink detection window to the ink storage chamber and reflected by the light absorbing member travels in a different direction from the ink detection window. Therefore, even when the light absorption rate of the light absorbing member is low, it is possible to prevent the light receiving element of the image forming apparatus from receiving the reflected light that is reflected from the light absorbing member and is not related to the ink presence / absence detection. There is an effect.
[0149]
According to the ink cartridge of any one of claims 6 to 8, in addition to the effects exhibited by the ink cartridge according to claims 1 to 5, the light absorbing member has infrared light absorptivity. The light emitting element and the light receiving element of the image forming apparatus are generally used, and an inexpensive infrared light emitting element and infrared light detecting sensor can be used. Therefore, in manufacturing the image forming apparatus, there is an effect that the flowability and the cost performance are excellent.
[0150]
[0151]
[0152]
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view of a color inkjet printer to which an ink cartridge according to a first embodiment of the present invention is attached.
FIG. 2 is a side view illustrating a state where an ink cartridge is mounted on a head unit.
3A is a side sectional view of the ink cartridge 2, FIG. 3B is a partial sectional view taken along line IIIb-IIIb in FIG. 3A, and FIG. It is a perspective view of a bottom part.
4A and 4B are side views of an ink cartridge and an ink sensor.
FIG. 5 is a top view of an ink cartridge and an ink sensor.
6 is a block diagram showing an outline of an electric circuit configuration of the color inkjet printer 1. FIG.
FIG. 7 is a flowchart of calibration data input processing that is one of control programs.
FIG. 8 is a flowchart illustrating an ink detection process for detecting ink.
9 is a diagram showing a flowchart of a calibration process executed in the ink detection process of FIG. 8. FIG.
FIG. 10 is a flowchart illustrating ink cartridge detection processing.
FIG. 11 is a diagram schematically illustrating a change in reflected light level of an ink cartridge.
FIGS. 12A and 12B are side views of an ink cartridge and an ink sensor according to a second embodiment.
FIGS. 13A and 13B are side views of an ink cartridge and an ink sensor according to the second embodiment.
FIGS. 14A and 14B are cross-sectional views of an ink cartridge for explaining the principle of conventional ink presence / absence detection. FIGS.
[Explanation of symbols]
1 Color inkjet printer (image forming device)
2 Ink cartridge
41, 42 Partition wall (compartment wall, light absorbing member)
44 Main ink storage chamber (main storage chamber, part of ink storage chamber)
45 Sub-ink storage chamber (sub-storage chamber, part of ink storage chamber)
48 foam (porous body, light absorbing member)
51 Side wall (outer wall surface)
51a Inclined part (ink detection window, part of outer wall surface)
52 Prism
53 Reflective member (internal space formed in a bag shape)
60 ink
131,141 Infrared light absorbing member (light absorbing member)

Claims (8)

インクを貯留可能なインク貯留室を備え、そのインクを用いて画像を形成する画像形成装置に着脱自在に装着されるインクカートリッジにおいて、
前記インク貯留室の外壁面には、光が透過可能な光透過性を有するインク検出窓が設けられており、
前記インク貯留室の内部を袋状に区画してインクと隔離された内部空間を形成する区画壁が前記インク検出窓と所定間隔を隔てて配設されており、
その袋状に形成された区画壁の内部空間内には、前記インク検出窓を透過した光を吸収する光吸収部材が配設されていることを特徴とするインクカートリッジ。In an ink cartridge that includes an ink storage chamber capable of storing ink and is detachably attached to an image forming apparatus that forms an image using the ink.
The outer wall surface of the ink storage chamber is provided with an ink detection window having a light transmission property capable of transmitting light,
A partition wall that divides the interior of the ink storage chamber into a bag shape and forms an internal space isolated from the ink is disposed at a predetermined interval from the ink detection window,
An ink cartridge, wherein a light absorbing member that absorbs light transmitted through the ink detection window is disposed in an internal space of the partition wall formed in the bag shape. 前記インク貯留室に収納されインクを含浸可能な多孔質体を備え、
前記光吸収部材は、前記インク検出窓から前記インク貯留室内へ透過した光が前記多孔質体へ向かう光路上に設けられていることを特徴とする請求項１記載のインクカートリッジ。A porous body housed in the ink storage chamber and impregnated with ink;
The ink cartridge according to claim 1, wherein the light absorbing member is provided on an optical path in which light transmitted from the ink detection window to the ink storage chamber is directed to the porous body. 前記区画壁は、更に、前記インク貯留室を、前記インク検出窓を有する副貯留室と、前記多孔質体を収納する主貯留室とに区画し、
前記区画壁のうち前記インク貯留室の内部を袋状に区画する部分は、前記インク検出窓から透過した光が収納前記多孔質体へ向かう光路上に設けられていることを特徴とする請求項２に記載のインクカートリッジ。The partition wall further partitions the ink storage chamber into a sub storage chamber having the ink detection window and a main storage chamber for storing the porous body,
The portion of the partition wall that partitions the interior of the ink storage chamber in a bag shape is provided on an optical path in which light transmitted from the ink detection window heads toward the storage porous body. The ink cartridge according to 2. 前記インク検出窓は、前記インクとの界面側に複数のプリズムを備え、そのプリズムは前記インクの残留を防止する方向に形成されていることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載のインクカートリッジ。  The ink detection window includes a plurality of prisms on an interface side with the ink, and the prisms are formed in a direction to prevent the ink from remaining. The ink cartridge described in 1. 前記インク検出窓と前記光吸収部材とは、その対向面が相手の対向面に対して所定の角度を有するように配置されていることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載のインクカートリッジ。  The said ink detection window and the said light absorption member are arrange | positioned so that the opposing surface may have a predetermined angle with respect to the other opposing surface. The ink cartridge described. 前記光吸収部材は、赤外光吸収性を有するものであることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれかに記載のインクカートリッジ。  The ink cartridge according to claim 1, wherein the light absorbing member has infrared light absorptivity. 前記光吸収部材は、光波長７００ｎｍ〜９００ｎｍの赤外光の吸収率が９０％以上であるフィルター特性を有するものであることを特徴とする請求項６記載のインクカートリッジ。  The ink cartridge according to claim 6, wherein the light absorbing member has a filter characteristic in which an absorptance of infrared light having a light wavelength of 700 nm to 900 nm is 90% or more. 前記区画壁によって区画された内部空間には、前記光吸収部材として赤外光吸収性を有する液体が充填されていることを特徴とする請求項１から７のいずれかに記載のインクカートリッジ。  The ink cartridge according to any one of claims 1 to 7, wherein an internal space partitioned by the partition wall is filled with a liquid having infrared light absorptivity as the light absorbing member.
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