JP5058828B2 - インクジェット記録装置 - Google Patents

Description

本発明はインクジェット記録装置に関し、詳しくは、電極を用いてインクタンクのインク残量を検出する構成に関するものである。

プリンタの記録方式としては様々な方式が知られているが、用紙等の記録媒体に非接触記録が可能である、カラー化が容易である、静粛性に富む、等の理由でインクジェット記録方式が近年特に注目されている。特に、インクを吐出する記録ヘッドを用い、この記録ヘッドによって用紙等の記録媒体の送り方向と直交する方向に走査し記録を行なうシリアル記録方式の記録装置が広く用いられている。このようなインクジェット記録装置は、インク滴を吐出するノズルを備えた記録ヘッドと記録ヘッドに供給するインクを貯留するインクタンクを用いる。記録ヘッドのノズル内にはヒータやピエゾ素子といった吐出エネルギー発生素子が設けられ、この素子が供給される電気信号に応じて吐出エネルギーを発生することにより、ノズルからインクが吐出される。

インクジェット記録装置では、インクタンクのインクの量が少なくなったりインクが無くなったりすると、記録ヘッドに対するインクの供給不良を生じる。その結果、記録ヘッドでは、吐出量が正規の量より少なくなったり不吐出となったりといった吐出不良を生じる。また、インクが存在しない状態でヒータを駆動することによって、記録ヘッド自体を破壊するといった事態も生じ得る。そのため、インクジェット記録装置では、従来、インクタンクのインク量を検出する構成を備え、検出する量が一定量以下になったときには、ユーザにタンクの交換を促すなどの制御を行っている。

このようなインクタンクのインク量の低下を検出する方法としては、
方式１：インクタンク内に２個の電極を備え、電極間に電流を供給してそれら電極間の電気抵抗を検出し、それに応じてインク量が所定量以下であることを判別する方式。

方式２：インクタンクを透光性の部材で形成し、そのインクタンク近傍に光学センサを設け、インクタンクを通る光の量や、インクタンクで反射する光の量を計測し、それに応じてインク量が所定量以下であることを判別する方式。

方式３：ばねなどを用い、インクの重量により、インク容積がメカニカルに移動し、その移動度合いにより、インクのあるなしを判別する方式。
などが現在実用化されている。中でも、方式１は、（１）複雑な機構を必要とせず、また、安価に構成できる、（２）二つ個の電極の設置場所を選ばず、配置する自由度が高い、などの利点を有し、広く用いられている方式である。

図１は、この方式の検出回路および検出のための定電流回路の一例を示す図である。図１において、１０１は、インク量検出時に一定の５Ｖを供給し、インク量検出が行われないときは０Ｖである電源を示す。この電源１００による一定の５Ｖの電圧は抵抗１０２によって分圧されるとともに、オペアンプ１０８を用いて回路のポイント１０３の電圧が一定の３Ｖに保たれる。すなわち、電源１０１の一定の電圧５Ｖとポイント１０３の３Ｖの間に２００ＫΩの抵抗１０２が接続されることにより、ここを流れる電流値が（５Ｖ−３Ｖ）／２００ＫΩの１０μＡとなる。これにより、インク量検出用の電極１０４とＧＮＤ電極１０５のとの間に１０μＡの定電流を流すことができる。

これらの電極１０４と電極１０５との間にインクがある場合は、電極１０４の電圧が、（インクの抵抗値）×（流している電流値（図の例では、１０μＡ））の電圧値になる。一方、インクが無い場合あるいは所定量より少ない場合は、電極１０４の電圧は、ポイント１０３と同じ３Ｖの電圧を示す。これら電極１０４の電圧は、アナログ量の検出信号１０６として検出され、ＡＤポートや電圧比較器を介してプリンタの制御部に入力する。これにより、インク量に応じた電圧値であるか否か、あるいは所定のインク量に応じた所定の電圧値より高いか低いかを知ることができる。

図２（ａ）および（ｂ）は、プリンタのインクタンク装着部における電極とそれに関連したインクタンクの構成を示す模式図である。これらの図に示すように、インクタンク１１０には、その底部に筒状の遮断壁１１１が設けられている。これにより、インクタンクが装着されると（図２（ｂ））、インクタンク装着部の電極１０４がこの遮断壁1１１によって囲まれるように配置される。その結果、インクタンクのインク量が一定量以下になると、電極１０４と電極１０５との間のインクによる電気の通り道を遮断することができる。インクタンクの底部には、電極１０４、１０５にそれぞれ対応してゴムパッキン１１２が設けられる。これにより、インクタンク装着によって電極がインクタンクに挿入され、あるいは電極が挿入されていないとき、インクタンク内のインクが外に漏れることを防止している。１１３は、装着部においてインクタンクを支える土台、１１４はインクタンクに空気を供給するチューブ、１１５は記録ヘッドにインクを供給するチューブをそれぞれ示す。また、１１７、１１８は、インクタンク内のインク量の２つの例を示している。なお、図に示す例では、電極１０４は消費するインク量に対応して空気を送り込む機能も果たしている。また、電極１０５はインクを記録ヘッドに供給する機能を果たしている。これらの機能を実現するため、これら電極はいずれも管状をなすものである。

図１、図２（ａ）および（ｂ）に示すインク量検出システムでは、インクタンクのインク量が、遮断壁１１１の上面より下になるとインク量が少ない旨（残量無し）を判断する。先ず、５Ｖ電源１０１をオンとする。それによって、インク量１１７のように遮断壁１１１の上面より上にインク液面がある場合は、１０μＡの電流が抵抗１０２を通り電極１０４と電極１０５の間のインクを媒介にして流れる。このとき、インクを媒介にして電流が流れない場合の電圧３Ｖより低い電圧である、（インクの抵抗値）×（流した電流の電流値）に相当する電圧値が検出信号１０６の内容となる。一方、インク量１１８のように遮断壁１１１の上面より下にインク液面がある場合は、遮断壁で電極間のインクが遮断され、電極１０４と電極１０５の間に電流が流れない。その場合には、検出信号１０６の内容はポイント１０３と同じ電圧３Ｖとなる。

図３は、インク量検出の別の例を示す図であり、記録ヘッドにインクを供給するチューブに電極を挿入してインク量を検出するものである。電極１０４側がインクタンク側、電極１０５側が記録ヘッド側である。図に示す例は、境界１２１より記録ヘッド側にインクが入っており、インクタンク側にはインクが入っていない図である。この例の場合も、電極１０４と電極１０５の間に電流を流し、これら電極間がインクで満たされている場合は、検出信号１０６の電圧が、（インク抵抗値）×（流している電流の値）を示す。一方、図３に示すように、インクが２つの電極間を満たしていない場合は、検出信号１０６はポイント１０３と同じ３Ｖの電圧を示す。

図４は、以上説明した図１、図２に示すシステムを用いて、記録などに伴ってインクを消費しているときの検出信号１０６の内容を示す図である。具体的には、３秒間隔で電源１０１によって電力を供給して電極１０４と電極１０５の間に電流を流し、その際の検出信号１０６が示す電圧値をプロットしたものである。図４において、曲線１３０は、時間とともに変化する検出信号１０６の電圧値を示している。インクが消費されてもインク液面が遮断壁１１１の上面より上にある、時点１３１までの間は、検出信号１０６は所定の低い電圧値を示す。そして、時点１３１でインク液面が遮断壁１１１の上部まで来ると、電極１０４と電極１０５の間のインクは遮断され検出信号１０６は３Ｖを示す。その後、例えば、インクタンクの振動やインク中に発生する気泡の影響で、遮断壁１１１の上面でインクが短い時間つながることがある。その場合には、検出信号１０６は、時点１３２、１３３のように、インク液面が遮断壁１１１の上面より上にあるときの電圧を示す。このような挙動を繰返すうちに、インク液面が遮断壁１１１の上部から完全に離れてそれより下側の位置となると、電極１０４と電極１０５の間のインクが絶縁され一定の電圧１３４（３Ｖ）に落ち着く。

このようにして、電極間の電圧が閾値電圧１３５より高い場合には、インク液面が遮断壁上部よりも低い状態、すなわち、インク量が少ない（残量無し）と判断することができる。時点１３１で、検出信号１０６が示す電圧値は閾値電圧１３５を超えることから、この時点で残量無し、と判断することができる。

なお、以上の構成において、電極間のインクの抵抗値は、インク量、インクの組成などによってある程度変化する。そのため、インクが有る／無い、の判断のための閾値電圧値をインクが無い時の電圧値、すなわち、図１のポイント１０３の電圧値に近づけ、インク量が未だ十分なのに残量が無いと誤判断することがないようにしている。また、同じ種類のインクおよびインク供給システムであっても、ロットによって検出信号１０６の電圧値推移の絶対値が異なることがある。このような場合に対処し、インク量が初期状態の時に電極間に一定電流を流してそのときの電圧値を基準電圧とし、電極間に一定電流を流した時の電極間電位とを比較し、インク残量が低下した状態を検出する方法が用いられている（特許文献１参照）。すなわち、この方法は、例えば、図１に示すシステムにおいて、インクが初期の状態、すなわちインクが満杯まで入っている状態で、電極１０４と電極１０５の間に定電流を流し、そのときの電圧値を基準値として保存しておく。そして、インク量を検知する際に、上記２つの電極間に定電流を流し、そのときの２つの電極間の電圧値と上記保存した基準値とを比較することにより、ある程度インクの種類などによる電圧の推移の違いを予測することができる。

特許第２７２１００９号公報

しかしながら、上述した従来のインク量検出の仕方は、遮断壁１１１やチューブ１２０の内壁が十分に撥水性を有しているときに有効で正確な検出を行うことができるという問題がある。遮断壁１１１の表面の撥水性が低下し親水性の性質を持ち始めると、記録中などインクの消費に伴い、検出信号１０６が示す電圧値は、図５に示す曲線１４０のようになる。すなわち、時点１４１までは図４に示した曲線１３０と同様の挙動をする。しかし、インク液面が遮断壁１１１の上面まで低下すると、その後は、図４の曲線１３０と異なって、親水性の表面のためにインクが遮断壁側面で部分的に接続した状態となる。そして、行く液面の低下とともに、その部分的な接続体積は小さくなり、それに応じて検出信号１０６が示す電圧値が増す（時点１４１から時点１４２）。その後、インク消費に伴い電極１０４を介してインクタンク内に空気が導入されるときに発生する気泡によって、遮断壁１１１の側面にインクが供給されインクの部分的な接続の体積が増すことがある。これにより、検出信号１０６が示す電圧値が急激に低下することがある（例えば、時点１４２から時点１４３）。このような挙動を繰り返し、時点１４４で、初めてインク液面が遮断壁１１１より明確に低いと判断できる電圧値となる。しかしながら、実際には、時点１４１またはその近傍で、インク液面が遮断壁より低く残量無し、と判断しなければならず、時点１４１から時点１４４までのインク消費量分、インク量の検出誤差を生じることになる。この誤差は、インク量を正確に把握し、ユーザに過不足なくインクを消費させようとする場合に不都合となる。

また、図６に示すように、ロットによって検出信号１０６が示す電圧値推移の絶対値が異なることがある。この場合には、特許文献１に関して上述したように、インク量の初期状態で２つの電極間に電流を流しそれら２つの電極間の電圧を読むことによって、ある程度インクの種類などによる電圧の推移の違いを予測することができる。しかし、電極間の撥水性が低下したことによる挙動の変化までをも把握することはできない。

さらに、記録時など一定時間間隔で定電流を流して電圧を求めているときは、電流を流すことによって電荷が溜まりが安定しており、電圧の推移の予測を正確に求めることができる。しかし、電極間に定電流をかける間隔がある一定以上になるとこの電圧の推移の予測が困難なことがある。これは、電流を流していない間の放電が不規則に進むため、溜まった電荷による電圧値の予測が難しいからである。また、記録ヘッドの吐出口面の清掃シーケンス、インクの成分の沈降を防ぐ攪拌シーケンスなど、インクタンク内で比較的大量にインクが動くシーケンスでは、インクタンク内に溜まっていく電荷量に乱れが生じ、電極間の電圧値を推測することが困難になる。

本発明は以上の点に鑑みてなされたものであり、電極を用いてインクタンクのインク量を判断するシステムにおいて、インク残量を高精度に検出できるインクジェット記録装置を提供することを目的とする。

そのために本発明では、インクジェット記録装置において、インクを吐出する記録ヘッドと、該記録ヘッドに供給するインクを貯留したインクタンクに挿入された一対の電極間に定電流を供給する手段と、前記一対の電極間に定電流を供給したときの当該電極間の電位差を示す電圧値を検出する電圧検出手段と、前記電圧検出手段が過去に検出した複数の電圧値を格納するメモリ手段と、前記電圧検出手段によって検出された電圧値が、前記メモリ手段に格納されている複数の電圧値の平均値に一定の電圧を加算して算出された閾値以上の場合には、前記インクタンクのインク量が所定量より低下したと判断する制御手段と、を備えたことを特徴とする。

以上の構成によれば、過去に測定された複数の電圧値の、例えば平均に基づいた閾値を用いて、インク量が所定量より少ないか否かを判断する。これにより、インクが所定量より少ないと判断する境界領域である、電極間をつなぐインクの体積が変動しその結果検出電圧値が変動し易い領域において、その領域の初期で、インクが所定量より少ないと判断することができる。その結果、判断の遅れによるインク消費量分のインク量検出の誤差を生じることを防止できる。

以下、図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。

図７は、本発明の一実施形態に係るインクジェット記録装置の制御部を示すブロック図である。図７に示す制御構成によって、本発明の一実施形態に係るインクタンクのインク量検出を行う。インクタンクにおける一対の電極を用いた電圧検出回路は、図１に示したものと同様である。すなわち、図７において、インクタンク２１３からインク量検出に関して出力される検出信号１０６は、ＡＤポート２１１を介してインクジェット記録装置の制御部に入力する。そして、この信号は、デジタル値に変換されて、後述のインク量検出処理に用いられる。

図７において、２００は、インクジェット記録装置のすべての制御を行うＣＰＵを示す。すなわち、ＣＰＵ２００は、図８に示すフローチャートによるインク量検出の制御をも行う。２０１はＬＡＮ、ＩＥＥＥ１３９４、ＵＳＢなどに代表される通信を制御するユニットを示し、インクジェット記録装置とホスト装置であるコンピュータとのデータ通信制御を司る。２０２は、ＲＯＭなどの不揮発性メモリや、ＲＡＭなどの揮発性のメモリで構成されるメモリユニットを示す。このメモリユニット２０２は、ＣＰＵ２００が実行する処理、制御のためのプログラムを格納する部分、通信制御ユニット２０１を通してホスト装置から送られてくる画像を一時的に蓄えておくバッファ、およびワーク領域として使用される。以下のインク量検出に関して後述される、過去の電極間の電圧値もこのメモリに格納される。

インクタンク２１３に貯留されたインクは記録ヘッド２０５に供給され、この記録ヘッドの複数のノズルから吐出される。詳しくは、キャリッジに搭載された記録ヘッド２０５が記録媒体を走査する間に、所定のタイミングでそれぞれのノズルに対応した記録データに基づいてノズル内のヒータを駆動することにより、そのノズルからインクが吐出される。２０４は、記録ヘッド２０５の走査位置を示すセンサーユニットを示し、記録ヘッド２０５の捜査範囲に沿ったスリットフィルムと記録ヘッド上に配置された光エンコーダセンサを有して構成されている。センサーユニット２０４は、光エンコーダセンサがスリットを横切った数で記録ヘッドの位置を相対的に表すことができる。２０３はヘッド制御回路を示す。この回路２０３は、ＣＰＵ２００が読み出すべき記録データのメモリアドレスを走査前に与える。また、記録ヘッド２０５が走査する際、記録ヘッド２０５の走査位置でそれぞれのノズルに対応した記録データをメモリ２０２から読み出し、記録ヘッド２０５の駆動回路に適時記録データおよびその吐出タイミングを与える。２０６は、モータ・センサを制御するメカトロニクス制御回路を示す。この回路２０６は、記録媒体を副走査方向に移動させるためのモータ、記録ヘッドを走査方向に移動させるためのモータ、記録媒体の進入、排出などを検知するセンサなどを制御する。２０７、２０８はステッピングモータやＤＣモータなどに代表されるモータを示し、歯車、ギア、ベルト等を介して、それぞれ記録媒体の搬送、記録ヘッド２０５の走査のための駆動を行う。２１０は記録媒体の有無を検地するセンサを示し、記録媒体のセンサ位置への侵入により、レバー等が倒され、これがフォトセンサーを遮ることによって、記録媒体があることを検出することができる。２１１は、インクタンク２１３の電極間の電位差（電圧値）を示す検出信号１０６の入力を受け、これをデジタル信号に変換するＡＤポートを示す。２１２は、ＣＰＵ２００の制御に基づき、インクタンクの２つの電極間に一定の電流を流すための定電流回路を示し、本実施形態では、図１に示した回路を有している。

２３１はホストであるコンピュータと本インクジェット記録装置とを結ぶ通信ケーブルを示す。２２０はＣＰＵ２００、通信制御ユニット２０１、メモリ２０２、ヘッド制御回路２０３、モータ・センサ制御回路２０６、およびＡＤポート２１１を結ぶバスを示す。このバス２２０を通してＣＰＵ２００から各ユニットのレジスタにデータを設定することにより、ＣＰＵ２００が本インクジェット記録装置の全てを制御することができる。また、このバスを用いて、ＣＰＵ２００の介在なしにメモリ２０２からヘッド制御回路２０３に記録データを転送するダイレクトメモリアクセス機能も可能となる。２２１は、記録ヘッド２０５が相対的にどれだけ移動したかについての情報を光センサーユニット２０４から送るための信号線を示す。２２２は、記録ヘッド２０５の各ノズルに対応して供給する記録データとその吐出タイミングを送るための信号線を示す。２２４は、ＣＰＵ２００の制御により、インクタンク２１３内の２つの電極間に定電流を流すための信号線を示す。

インクタンク２１３は、それがインクジェット記録装置に装着されると、図２（ａ）および（ｂ）にて上述した構造で、２つの電極がインクタンク内に挿入される。２２５は、インクタンク２１３から記録ヘッド２０５にインクを供給するための供給路を示す。２２７、２２８はモータとモータ・センサ制御回路とを接続する信号線を示し、これにより、それぞれモータの相に合った信号、または回転、停止信号を供給することができる。２３０は画像を形成すべき記録媒体の有無を検知するセンサ２１０とモータ・センサ制御回路２０６とを接続する信号線を示し、この信号線を用いて記録媒体が存在するか否かをＣＰＵ２００に通知する。

図８は、本発明の一実施形態に係るインク量検出に係る処理を示すフローチャートである。本実施形態のインク量検出処理はＣＰＵ２００によって制御される。

本処理は、本記録装置の電源オンによって起動され（Ｓ１０）、最初に、ステップＳ１１で、メモリ内に保存する変数の初期化を行う。この変数としては、その時点までに順次測定され格納されている電極間の電圧値と、その格納されている電圧値の数に関するものがある。格納される電圧値は最大１２８個分で、以下では変数Ａ０〜Ａ１２７として表される。また、格納される電圧値の数は変数Ｂとして表される。ステップＳ１１の初期化では、これらの変数Ａ０〜Ａ１２７および変数Ｂを総て０とする。

次に、ステップＳ１２で、上述したように、記録ヘッドのクリーニングやインクタンクの攪拌シーケンスなど、インクタンク内のインク流動が比較的大きいシーケンスが実行されているか否かを判断する。記録ヘッドのクリーニングでは、インクタンクから予備タンクを介した記録ヘッドへのインク供給系においてインクの循環を生じさせることから、循環するインクによってインクタンク内に比較的大きなインク流動を生じさせる。また、用いるインクが顔料を色材とする場合、所定時間間隔でインクタンクを振動させてインクタンク内のインクを攪拌するが、この攪拌によっても比較的大きなインク流動を生じる。これらの場合には、インク流動によって２つの電極間の電荷が乱され、不安定な電圧値が現れる。このような電圧値を閾値算出の元となる平均値に繰り込むと、適正な判断ができなくなる。従って、このようなインク流動が大きくなる場合には、ステップＳ２１に進み、以下で説明する平均値に繰り込まれないように電圧値を測定しないようにする。

ステップＳ１２で、インク流動が大きくなるシーケンスを実行していないと判断すると、ステップＳ１３で、インクタンクが装着され電極が挿入された状態でかつ記録や予備吐出など、記録ヘッドからのインク吐出による通常のインク消費の状態か否かを判断する。すなわち、本実施形態では、記録や予備吐出などの記録ヘッドのインク吐出状態でないときは、インク量検出は行わない。一方、記録などで、インクを通常消費している場合は、ステップＳ１４で、その直前のインク量検出を行ってから５秒以上経過しているかを判断する。５秒以上経過していない場合はインク量検出を行わず、５秒以上経過している場合は、ステップＳ１５以降のインク量検出を行う。換言すれば、記録動作や予備吐出中は、５秒間隔でインク量検出が行われる。また、本実施形態で５秒間隔とするのは、電極がインクに浸っている状態で電流を流し続けると電極の周りに電気分解による析出物が付着することを考慮し、電流を流す頻度を制限して析出物の付着を防ぐためである。

インク量検出では、先ず、ステップＳ１５で、その直前のインク量検出から３０秒以上（所定時間以上）経過しているか否かを判断する。この処理は、前述したように、電極間に定電流をかける間隔がある一定以上になると、電流を流していない間の放電が不規則に進むため、溜まった電荷による電圧値の予測が難しいからである。本実施形態のインク量検出系では、この一定時間間隔を３０秒とする。このように、インク量検出を正確行えない場合は、ステップＳ１２の場合と同様、ステップＳ２１に進み、以下で説明する平均値に繰り込まれないように電圧値を測定しないようにする。

ステップＳ１５で、３０秒以上経過していないと判断したときは、ステップＳ１６で、図１に示した５Ｖ電源１０１をオンとして、電極１０４と電極１０５の間に定電流を流す。そして、ステップＳ１７で、電極間に定電流を流し始めてから、１００ｍｓｅｃ経過後に、検出信号１０６が示す電圧値を、ＡＤポート２１１を介して読み取る。次にステップＳ１８で、電源１０１の電圧を０Ｖに戻して、電極間に定電流を流すことを停止する。そして、ステップＳ１９で、ステップＳ１７で読み込んだ２つの電極間の電圧が予め決められた初期値より大きいか否かを判断する。本実施形態では、この初期値を０．８Ｖとする。読み込んだ電極間電圧が初期値０．８Ｖ以下（所定値以下）の場合は、インクの状態が非常に放電された状態と考えることができる。このような状態で数回、定電流を電極間に加えると、電極間の電圧は急激に初期値以上の電圧に上昇する。このため、電圧値が初期値以下の場合、閾値の精度を高めるため、閾値の算出の元となる平均値の算出から外す必要がある。このため、ステップＳ２１に進み、ステップＳ１２、Ｓ１５と同様、測定した電圧値が以下で説明する平均値に繰り込まれないようにする。なお、本実施形態では初期値は、インクが満杯に入っている状態で最大になる電圧の８割程度の値である０．８Ｖとしている。

ステップＳ１９で測定した電圧値が初期値以上と判断したときは、ステップＳ２０で、測定した電圧値がｋ番目の電圧値である場合、その電圧値を変数Ａｋ-１の内容とする。これとともに、それまで測定しメモリに格納してあるｋ個の電圧値の平均値を計算する。具体的には、変数Ｂの内容である、それまで測定した電圧値の数ｋと、変数Ａ０〜Ａｋ-１の内容である、それまで測定した電極間電圧値から電圧値の平均値を計算する。例えば変数Ｂの値（ｋ）が２０の場合、変数Ａ０〜Ａ１９の内容である電圧値の和をとし、それを変数Ｂの内容である２０で除算することにより平均値を求める。次に、ステップＳ２２で、求めた平均値に予め決められた一定電圧のマージンを加算し、その結果を閾値とする。本実施形態では、マージンの値を０．４Ｖとしている。このマージンは通常インクが完全に入っている状態で、ノイズとして混入する電圧の変化以上の値とするものである。そして、ステップＳ２３で、ステップＳ１７で読み取った２つの電極間の電圧値が閾値より大きいか否かを判断する。

閾値以上の場合には、ステップＳ２４で、インク液面が遮断壁１１１の上面より下にあること、すなわち、インク量が少ない（残量無し）であることを画定する。これに伴い、所定のユーザーインターフェースを介して、ユーザにインク残量がない旨を報知する。この処理の後ステップＳ１１に戻る。一方、ステップＳ２３で、電極間の電圧値が閾値以下であると判断したときは、ステップＳ２５で、未だインク液面は遮断壁１１１の上面より上にあると判断する。そして、変数Ａ０〜Ａ１２６の内容を１つずつずらして変数Ａ１〜Ａ１２７の内容として格納し、また、変数Ａ０の内容をステップＳ１４で読み込んだ電極間電圧値として保存する。なお、変数Ｂが１２８より小さい場合には、変数Ｂを１つインクリメントする。このステップＳ２５の処理の後、ステップＳ１２に進み処理を続ける。また、ステップＳ２１では、変数Ａ０の内容を初期値電圧とし、変数Ａ１〜変数Ａ１２７の内容を総て０とし、変数Ｂの値を１とする。

図９は、電極やインクタンク内部が撥水性が劣る場合あるいは本来親水性の性質を示す場合における、インク量検出に係る電極間電圧の変化を示す図である。同図は、具体的には、検出信号１０６が示す電圧値をＡＤポートを介して読取った値をインク量の減少とともに示している。

図９において、実線で示す電圧値曲線２４０は、電極１０４と電極１０５の間の電圧値を示す検出信号１０６が示す値、破線で示す平均値曲線２４１、２４３（どちらも同じ破線を指している）は、上記図８に示す処理で求めた平均値をそれぞれ示す。また、破線で示す閾値曲線２４２は、上記平均値に応じて変化する閾値を示している。また、時点２４４は、２つの電極１０４、１０５の間の電圧値が閾値ライン２４２を超え、インク液面が遮断壁１１１の上面より下にあると判断された時点である。

図９の電圧値曲線２４０によって示すように、記録開始直後はインクに電荷が溜まっておらず、２つの電極間の電圧は予め設定された初期値０．８Ｖより低い電圧にある。その後５秒間隔で電流を流していくと、徐々に２つの電極間の電圧が上がり始め、初期値０．８Ｖより大きくなる。これとともに、平均値曲線２４１、２４３も初期値から上昇を始める。この平均値曲線に対してマージン電圧０．４Ｖを加えた閾値曲線２４２を、測定される２極間の電圧、すなわち、電圧値曲線２４０の値が超える、時点２４４でインク液面が遮断壁１１１の上面より下に来たと判断する。

このように、過去に測定された複数の電圧値の、例えば平均に基づいた閾値を用いて、インク量が所定量より少ないか否かを判断する。これにより、第１に、インクが所定量より少ないと判断する境界領域である、電極間をつなぐインクの体積が変動しその結果得られる検出電圧値が変動し易い領域において、その領域の初期で、インクが所定量より少ないと判断することができる。その結果、判断の遅れによるインク消費量分のインク量検出の誤差を生じることを防止できる。第２に、ロットが異なり、インク量変化に伴う電圧値変化の絶対値が異なることがあっても、それに応じた閾値を求めることができ、正確なインク量検出を行うことができる。

なお、上述の実施形態では、変数Ａ０〜Ａ１２７までと変数Ｂを用いて平均値を算出したが、変数Ｃとして累積値、変数Ｄとして累積している個数を持ち、平均値を累積値Ｃ／個数Ｄとして計算しても、ほぼ同様の処理を行うことができる。

電極を用いたインク量検出方式の検出回路および検出のための定電流回路の一例を示す図である。 （ａ）および（ｂ）は、プリンタ（インクジェット記録装置）のインクタンク装着部における電極とそれに関連したインクタンクの構成を示す模式図である。 インク量検出に係る図２とは別の例を示し、記録ヘッドにインクを供給するチューブに電極を挿入してインク量を検出する例を示す図である。 図１、図２に示すシステムを用いて、記録などに伴ってインクを消費しているときの検出信号１０６の内容を示す図である。 インクタンク内部が親水性の性質を持つ場合の、インクの消費に伴う電極間の電圧値の変化を示す図である。 同じく、インクタンク内部が親水性の性質を持つ場合の、インクの消費に伴う電極間の電圧値の挙動がロットによって異なることを示す図である。 本発明の一実施形態に係るインクジェット記録装置の制御部を示すブロック図である。 本発明の一実施形態に係るインク量検出に係る処理を示すフローチャートである。 本発明の一実施形態に係り、電極やインクタンク内部が撥水性が劣る場合あるいは本来親水性の性質を示す場合における、インク量検出に係る電極間電圧の変化を示す図である。

符号の説明

１０１ 電源
１０４、１０５ 電極
１０６ 検出信号
２００ ＣＰＵ
２０２ メモリ
２０５ 記録ヘッド
２１１ ＡＤポート
２１２ 定電流回路
２１３ インクタンク

Claims (7)

1. インクを吐出する記録ヘッドと、
   該記録ヘッドに供給するインクを貯留したインクタンクに挿入された一対の電極間に定電流を供給する手段と、
   前記一対の電極間に定電流を供給したときの当該電極間の電位差を示す電圧値を検出する電圧検出手段と、
   前記電圧検出手段が過去に検出した複数の電圧値を格納するメモリ手段と、
   前記電圧検出手段によって検出された電圧値が、前記メモリ手段に格納されている複数の電圧値の平均値に一定の電圧を加算して算出された閾値以上の場合には、前記インクタンクのインク量が所定量より低下したと判断する制御手段と、
   を備えたことを特徴とするインクジェット記録装置。
2. 前記平均値は、電極間に定電流を供給する間隔が予め設定された時間以上のとき、インクタンク内のインクの流動を生じるシーケンスを実行するとき、またはインクタンク内のインクを攪拌するシーケンスを実行するとき、予め決められた初期値電圧とすることを特徴とする請求項１に記載のインクジェット記録装置。
3. 前記平均値は、電極間に定電流を供給したときの電圧値が所定値以下の電圧値のとき、予め決められた初期値電圧とすることを特徴とする請求項１に記載のインクジェット記録装置。
4. 前記一対の電極は、重力方向に関して下側から前記インクタンクに挿入されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のインクジェット記録装置。
5. 前記インクタンクには、挿入された前記一対の電極の一方の周囲を囲む部材が設けられていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載のインクジェット記録装置。
6. 前記部材の高さは、前記一対の電極の一方の高さより高いことを特徴とする請求項５に記載のインクジェット記録装置。
7. 前記制御手段は、前記インクタンクのインク量が所定量より低下したと判断した場合には、ユーザーにインク残量がないことを通知するように制御することを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載のインクジェット記録装置。

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