JP5219446B2

JP5219446B2 - 記録液収納容器および記録装置

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Publication number: JP5219446B2
Application number: JP2007267992A
Authority: JP
Inventors: 真行京嶌; 雅生森
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Priority date: 2007-10-15
Filing date: 2007-10-15
Publication date: 2013-06-26
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Also published as: JP2009096006A

Description

本発明は、記録装置用液体収納容器および記録装置に関する。特に記録媒体に付与する記録液としてインクを用いるインクジェットプリント装置、および記録液であるインクを収納する記録液収納容器に適用して好適なものである。

従来、複数色のインクを使用して記録を行うインクジェット式記録装置において、一例として各色のインクがそれぞれ個別に充填されたインク収納容器を複数装着するようにしたものが知られている。このインクジェット式記録装置においては、インクの使用頻度に応じて特定のインク収納容器のみの交換が可能となるため、各色毎にインクを無駄なく使い切ることができ、経済性に優れているという特徴を有する。

このようなインクジェット式記録装置においては、インク収納容器からインクヘッドにインクを導くインク供給経路が各色個別に設けられている。そして、インクジェット式記録装置本体側の制御部などにおいて、インクヘッドにおけるインク吐出などの印字制御が、各色毎に行われることにより、カラー印刷が実現されるように構成されている。

一方、インクジェット記録装置における印字品質は、記録ヘッドの解像度に依存する他、インクの粘度や、記録媒体上での滲み具合等に大きく左右される。このため、印字品質の向上をめざしてインク特性の改善や、また記録ヘッドに供給する駆動信号の改善が行われてきた。さらにはノズル開口の目詰まりを防止するための空吐出の周期や、キャッピング状態で強制吐出させる等のメンテナンス条件にも改善が図られている。

このため、インク収納容器に関するデータを格納させた記憶チップをインク収納容器に設け、記録装置と通信を行う構成が提案されている。たとえば、記録装置からこれらのデータを読出して、最適な条件で印刷を行わせたり、また当該インク収納容器の使用状態に関するデータを記憶チップに格納させることなどに用いられる。

また、特許文献１などにみられるように、半導体記憶チップの一構成として、インク収納容器とプリンタ本体との情報通信を無線電波で非接触に実行する構成が開示されている。無線通信の場合、包装形態であっても通信が可能であることから、上述した用途の他、物流時の商品管理など様々な用途に利用することができるというメリットがある。

一般に、無線タグ、あるいはＲＦＩＤなどと称される無線通信方式は使用できる周波数帯として、１３５ｋＨｚ以下の中波帯、１３．５６ＭＨｚの短波帯、８６０〜９６０ＭＨＺのＵＨＦ帯、２．４５ＧＨｚのマイクロ波帯などがある。中、短波帯は読書き機が発生する磁界による電磁誘導現象を利用しており、ＵＨＦ帯、マイクロ波帯は搬送波の電界エネルギーを電力発生に利用している。周波数帯により、通信距離や指向性などの特性が異なるほか、ノイズ、金属、水分など外的要因の影響も異なる。水分の影響についてはマイクロ波が最もよく吸収され、水分が介在すると通信不能になることが知られている。

一方、従来のインクジェット記録装置において、インク収納容器内のインクの残量を検知する手段として、例えばインク収納容器内の２ケ所に電極をそれぞれ設け、この２ケ所の電極間の抵抗値を検出することでインクの残量を検出する方法が知られている。他にも、インクの重量を測定する手段（重力センサー等）によりインクの残量を検出する方法、あるいは、インク収納容器内のインクを光学的に検出する手段（フォトインターラプタセンサー等）により、インクの残量を検出する方法等がある。
特開平１１−３２０９１４号公報

しかしながら、上述した従来のインクジェット記録装置は、電極法においてはインク収納容器に電極部材が必要でインク収納容器コストが高くなってしまう問題がある。重量法においては重量センサーを含む測定機構が複雑、大型になったり、コストが高くなってしまう。また、光学法においては透明または半透明のプリズム状部材を必要とし、インク収納容器材料や形状の制約を受ける。

物理的なインク残量検出手段を設けられない場合はインク滴の累積吐出数を計数し、インク消費量に換算してインク残量を推定する手段が用いられることもある。しかしながらインク滴計数法は、初期のインク注入量やインク滴体積のばらつき等により、精度が高くないため、だいたいの目安として用いられるにすぎない。このため、ユーザーは印刷の途中にインク切れになってしまったり、これを避けるため、インク残りがあるのに新しいインク収納容器と交換するなどといった不都合が生じていた。このような背景から、汎用性が高く簡便で低コストのインク残量検出方法が求められていた。

本発明は上述のような課題に鑑みてなされたものであり、インク収納容器とプリンタ本体との通信を無線電波で非接触に実行する構成において、インク有無を正確に判定することが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。より好ましくは所定量のインクを残した状態を検出し、インク切れ予告警告を行うことが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。

上記課題を解消するための、本発明は以下の構成を有する。
すなわち、本発明の第１の形態は記録装置にかかるものであり、インク供給口と記録液収納部を備えた記録液収納容器と、該記録液収納容器が装着される装着部を備えた記録装置本体と、を備えた記録装置において、
前記記録液収納容器は、前記記録液収納容器の装着姿勢における前記記録液収納部の底面に第一の領域と、該第一の領域に対して低く構成された第二の領域と、を有し、且つ前記第一の領域に重なる前記記録液収納容器の底面に、記録液に吸収されやすい周波数帯域の波長によって記録装置本体と双方向の無線通信をおこなう通信モジュールを具備しており、
前記記録装置本体は、前記記録液収納容器の通信モジュールと無線通信を行う第一および第二の通信用アンテナを備えており、前記第一の通信用アンテナは前記液体収納容器の通信モジュールと近接した位置で非接触に配置され、前記第二の通信用アンテナは前記液体収納容器の通信モジュールとの間に前記液体収納容器の液体収納部を挟んで配置されており、
前記通信モジュールと前記第二の通信用アンテナとの記録液に吸収されやすい周波数帯域の波長によって行われる通信の成否を判断して記録液収納容器の記録液の量を判定することを特徴とする。
また、本発明の第２の形態は記録液収納容器にかかるものであり、インクジェット記録装置に搭載されて使用され、インク供給口と記録液収納部を備えた記録液収納容器において、
前記記録液収納容器の装着姿勢における前記記録液収納部の底面は、第一の領域と、該第一の領域に対して段差を有して低く構成された第二の領域と、を有しており、
前記第一の領域に重なる前記記録液収納容器の底面に、記録液に吸収されやすい周波数帯域の波長によって記録装置本体と双方向の無線通信をおこなう通信モジュールが具備されていることを特徴とする。

本発明によれば、記録液収納容器と記録装置本体との通信を無線電波で非接触に実行する構成において、記録液の有無を正確に判定することができる。より好ましくは所定量のまで記録液が減少した状態を検出することができる。

［第１の実施の形態］
図１は、本発明の第１の実施形態に係るインクジェット記録装置において、記録ヘッドユニット４０５および、インク収納容器としてのインクカートリッジ１をキャリッジに装着した状態を示す側断面図である。図示しないが、同図奥行き方向に複数のインク色に対応したインク収納容器が並設されている。記録ヘッドユニット４０５に設けられた第１係止部４５５および、インクカートリッジホルダ２２０に設けられた第２係止部２５６に対し、インクカートリッジ１の第１係合部５および第２係合部６がそれぞれ係合する。これにより、インクカートリッジ１がヘッドユニット４０５およびインクカートリッジホルダ２２０に装着され、固定される。

図１において、キャリッジは所定の無線通信ポジションに静止している状態であり、不図示の固定部材によりプリンタ本体に固定されている第一の通信アンテナ２１５、および第二の通信アンテナ２１６にインクカートリッジ１が挟まれている。また、インクカートリッジ１の底面には、通信モジュール１００が設けられている。

第二の通信アンテナ２１６は第一の通信アンテナ２１５の鉛直上部に配置される。第一、および第二の通信アンテナは後述する本体側の制御回路上に構成された通信ユニットに接続される。通信ユニットはアンテナ切り替え器を備え、必要に応じて第一、または第二のアンテナに切り替えてインクカートリッジ１に具備された通信モジュール１００と通信を行うことができる。また、通信方式は記録液に吸収されやすい電磁波である２．４５ＧＨｚ帯のマイクロ波方式を用いている。

第二の通信アンテナ２１６は、通信モジュール１００が具備されたインクカートリッジ１の底面の幅（図の奥行き方向）と略等しいか、またはそれよりも小さい幅で形成されている。このため、第二のアンテナ２１６が発生させる磁界の内、通信対象のインクカートリッジ１に具備された通信モジュール１００に到達するものは、他のインクカートリッジを経由しない。従って、複数のインクカートリッジが配列していても、通信状態は対象インクカートリッジ１以外のインクカートリッジの影響を受けることはない。

図２は、インクカートリッジに具備された通信モジュール１００の構成を説明するための平面図である。通信モジュール１００はＰＥＴフィルムやＰＥＮフィルム等で形成されたベースシート１０１上に回路チップ１３０、および銅箔やアルミ箔等で形成されたダイポール状アンテナ１４０が実装され、更にカバーシートをラミネートした構成である。

回路チップ１３０は、図３に示すように、アンテナ１４０に接続するＲＦ回路１３８を介して、電源回路１３７、制御回路１３５、およびフラッシュメモリ等で構成された記憶回路１３４を有している。

ＲＦ回路１３８は、アンテナ１４０に電界エネルギーにより発生した交流信号を検波して入力する回路であり、検波により取り出した電力成分を電源回路１３７に、信号成分を制御回路１３５に出力する。また、制御回路１３５からの信号を受取り、これを変調して交流信号とし、アンテナ１４０を介して、プリンタ本体に送信する機能も有する。

アンテナ１４０、ＲＦ回路１３８、および電源回路１３７は、電界エネルギーにより電力を発生し、制御回路１３５は、電源回路１３７から供給される電力により、所定の情報を無線電波として送受信する。また、制御回路１３５は記憶回路１３４に対する読み書き動作を始めとする内部動作制御を行う。

記憶回路１３４には、インクカートリッジの製品種別の識別データ、プリンタ本体の製品種別の識別データ、インクカートリッジの固有ＩＤデータ、製造年月日および使用期限、インクの残量等の情報が格納されている。

図４（Ａ）は、インクカートリッジ１の側断面図である。インクカートリッジ１の内部は、記録液収納部であるインク収納室１１と、インク供給口７に連通する負圧発生部材収納室１２とに分割されており、両者は連通口１３を介して接続されている。インク収納室１１にはインク１０がそのまま貯留される一方、負圧発生部材収納室１２には、インクを含浸保持するスポンジや繊維集合体等のインク吸収体１５が設けられている。インク吸収体１５は、記録ヘッドのインク吐出用のノズル部に形成されるメニスカスの保持力と平衡してインク吐出部からのインク漏れを防止するに十分で、かつ記録ヘッドのインク吐出動作が可能な範囲にある適切な負圧を発生するためのものである。インク収納室１１のインク１０が負圧発生部材収納室１２を介してインク供給口７から記録ヘッドに供給される。

インク収納室１１の底面２２の一部には残余記録液を排除する第一の領域を構成する段差部２１が形成されている。インク残量が所定量以下になったとき、インクは底面２２の段差部２１以外の第二の領域に溜り、段差部２１上面にはインクが残らないため、インクによる電波吸収を確実に防止できる状態を作ることができる。同図（Ｂ）は、段差部２１の上面を第二の領域に向かって下り傾斜させた構成を示している。これにより段差部２１上面の残インク排除がより確実に行われる。同図（Ｃ）は段差部２１の上面に撥水層２５を塗布した構成を示している。この構成も段差部上の残インク排除をより確実にするための手段の一つである。撥水性の材料として、フッ素樹脂、シリコーンゴム、ポリエチレン樹脂などを用いることができる。

なお、インクカートリッジ１の内部構成は、このようなインク吸収体の収納室とインクをそのまま貯留する収納室とに分かれた形態に限られない。例えば、インク吸収体がインクカートリッジ内部空間の実質的に全体に充填されるものでもよい。また、負圧発生手段としてインク吸収体を用いるのではなく、容積を拡張する方向に張力を発生するゴム等の弾性材料で形成した袋状部材内にインクをそのまま充填し、この袋状部材が発生する張力によって内部のインクに負圧を作用するようにしたものでもよい。さらには、インク収容空間の少なくとも一部を可撓性部材で構成し、その空間内にインクだけを収容するとともに、可撓性部材にばね力を作用させることで負圧を発生させるようにしたものでもよい。

ラッチレバー３はインクカートリッジ１の外装と一体に、樹脂により形成されており、インクカートリッジホルダへの装着操作等を行う際に被支持部を中心に変位可能な構成である。インクカートリッジ１の左右外側壁には、後述するインクカートリッジホルダの係止部にそれぞれ係合可能な第１係合部５および第２係合部６（本例ではラッチレバー３に一体化されている）が設けられている。これらの係合によってインクカートリッジ１は、インクカートリッジホルダに装着保持される。

インクカートリッジ底面のインク収納室１１の段差部２１に重なる位置には、通信モジュール１００が設けられている。

図５は、本発明に懸かるインクジェットプリンタ２００の外観を示す図であり、本体カバー２０１を開放した状態を示す斜視図である。図５に示すように、本実施形態のプリンタ２００は、記録ヘッドおよびブラック、シアン、マゼンタ、イエロー（以下、「Ｋ」、「Ｃ」、「Ｍ」、「Ｙ」と略す）の４種のインクカートリッジ１Ｋ、１Ｃ、１Ｍ、１Ｙを搭載したキャリッジ２０５を備える。また、キャリッジ２０５が走査のための移動をして記録を行う機構などプリンタの主要部分が、本体カバー２０１およびその他のケース部分によって覆われている。

プリンタ本体の前面には、排紙ローラを備えた不図示の排紙ユニットと、これに続く排紙トレイ２０３とを備える。また、本体背面には自動給紙装置（ＡＳＦ）２０２を備える。更に、本体カバーを閉じた状態および開いた状態の両方で本プリンタの状態を表示するための表示器、電源スイッチおよびリセットスイッチを備えた操作パネル２１３が設けられている。

図６は、上述したインクジェットプリンタの制御構成を示すブロック図であり、プリンタ本体におけるＰＣＢ（記録配線基板）形態の制御手段である制御回路３００とそれによって制御される構成を主に示している。

図６において、制御回路３００は本プリンタに関するデータ処理および動作制御を実行する。具体的には、ＣＰＵ３０１は、ＲＯＭ３０３に格納されているプログラムに従い、印刷に関する処理などを実行する。また、ＲＡＭ３０２は、ＣＰＵ３０１による処理実行の際に、ワークエリアとして用いられる。

図６において模式的に示されるように、キャリッジ２０５に搭載された記録ヘッドユニット４０５は、「Ｋ」、「Ｃ」、「Ｍ」、「Ｙ」の各インクを吐出するための複数の吐出口が形成されたそれぞれの記録ヘッド（不図示）を備えている。そして、記録ヘッドユニット４０５、およびインクカートリッジホルダ２２０には、これらの記録ヘッドに対応してインクカートリッジ１Ｋ、１Ｃ、１Ｍ、１Ｙが着脱自在に搭載される。

キャリッジ２０５に設けられたコネクタ（不図示）と本体側の制御回路３００はフレキシブルケーブル２０６を介して信号接続する。さらに、キャリッジ２０５に記録ヘッドユニット４０５が装着されることにより、キャリッジ２０５の上記コネクタと記録ヘッドユニット４０５の上記コネクタとが信号接続する。それぞれの記録ヘッドに設けられた駆動回路についても同様に、記録ヘッドユニットのコネクタ、キャリッジ２０５のコネクタ、および、フレキシブルケーブル２０６を介して、本体側の制御回路３００と信号接続する。これにより、制御回路３００はそれぞれの記録ヘッドにおけるインク吐出などを制御することができる。

また、キャリッジ２０５の移動経路に沿ってエンコーダスケール２０９が設けられるともに、キャリッジ２０５にはエンコーダセンサ２１１が設けられる。このセンサの検出信号はフレキシブルケーブル２０６を介して制御回路３００に入力し、これにより、キャリッジ２０５の移動位置を知ることができる。この位置情報は、各記録ヘッド吐出制御に用いられる。

本実施形態のプリンタは、記録ヘッドユニット４０５に各色のインクが供給され、記録ヘッドユニット４０５がキャリッジ２０５の移動によって用紙などの記録媒体に対して走査を行い、この走査の間に記録媒体にインクを吐出して記録を行うものである。すなわち、キャリッジ２０５は、その移動方向に延在するガイド軸２０７と摺動可能に係合するとともに、キャリッジモータおよびその駆動力伝達機構によって、上述の移動をすることができる。そして、「Ｋ」、「Ｃ」、「Ｍ」、「Ｙ」のインクに対応したそれぞれの記録ヘッドでは、フレキシブルケーブル２０６を介して本体側の制御回路３００から送られる吐出データに基づいてインク吐出が行われる。

また、紙送りローラや排紙ローラなどの紙送り機構が設けられ、自動給紙装置２０２から給紙された記録媒体（不図示）を排紙トレイ２０３まで搬送することができる。記録ヘッドがキャリッジ２０５の移動によって紙送りローラによる搬送方向とは直行する方向に走査しその間にそれぞれの記録ヘッドから記録媒体にインクを吐出して記録ヘッドにおける吐出口に対応した幅の領域に記録を行う。この走査と次の走査の間に、上記紙送り機構によって上記幅に応じた所定量の紙送りを行うことにより、記録媒体に対して順次記録を行っていく。

キャリッジ可動範囲内の所定位置には、インクカートリッジに具備された通信モジュール１００と双方向の無線通信を行うための無線信号を送受信する第一のアンテナ２１５、および、第二のアンテナ２１６が設けられている。第一のアンテナ２１５、および、第二のアンテナ２１６は、それぞれ制御回路３００上に構成された無線通信ユニット３０４内のアンテナ切り替え器３０５に接続されている。無線通信ユニット３０４は所定の範囲内で出力電力を調整する機能を有しており、あらかじめインクの無い状態で第二のアンテナ２１６を介した通信が可能な最小の出力に調整しておく。インク収容部にインクが存在していれば、通信電波がインク内を通過する際、電波がインクに吸収され減衰し、通信エラーが発生する場合が生ずる。この通信モジュール１００との通信の成否により制御回路３００はインクの材料を判定する。例えば、通信エラー発生確率の大小により、インク有無を判定することができる。

図４において、インク収納室１１の底面には段差部２１が形成されているので、インク消費が進んだとき、まず段差部２１の上面が露出し、インク収納室の最底面部２２にインクが残る。最底面部２２に残ったインクは負圧発生部材収納室１２にほぼ吸収されるが、若干の残りが発生する場合もある。しかしながら段差部２１にはインクが残らないため、通信モジュール１００と第二のアンテナとの間には確実にインクがない状態を作ることができる。

図７は、通信モジュールに対するアクセスデータを説明するためのデータ構成の一例である。例１は、固有ＩＤ読み込みに関するデータ構成の例であり、「開始コード＋色コード」、「制御コード」の各データ信号が送られてくる。「開始コード＋色コード」は、その「開始コード」信号によって、一連のデータ信号の始まりを意味し、また、「色コード」信号によってこの一連のデータ信号の対象となっているインク種を特定する。なお、ここでのインクの「色」とはＹ、Ｍ、Ｃ等のインク色だけでなく濃度の異なるインクをも含むものである。

「色コード」は、インクの色「Ｋ」、「Ｃ」、「Ｍ」、「Ｙ」に対応したコードを有している。図３に示す制御回路１３５は、このコードが示す色情報と記憶回路１３４に格納されている自身の色情報とを比較し一致しているときにのみ、それ以降のデータ信号を取り込む処理を行い、一致しないときは、それ以降のデータ信号の取り込みを無視する処理を行う。これにより、本体側からデータ信号をそれぞれのインクカートリッジに共通に送っても、データ信号に上述の色情報を含めることによってインク種を特定することができ、その後の処理を、その特定したインク種に関してのみ行うことが可能となる。

固有ＩＤ読み込み動作では、「開始コード＋色コード」のコードは、総てのインクカートリッジの通信モジュールによって取り込まれ、「ＩＮＶＥＮＴＯＲＹ」コードは「色コード」が一致したインクカートリッジの制御回路１３５（図３）だけが取り込む。「ＩＮＶＥＮＴＯＲＹ」コードを受け付けた制御回路１３５は、記憶回路１３４に記憶された固有ＩＤを返信する。

例２は、記憶回路への書き込みの例であり、図７に示すように「開始コード＋色コード」、「制御コード」、「固有ＩＤコード」、「アドレスコード」、「データコード」の各データ信号が送られてくる。

書き込み動作では、コマンドは総てのインクカートリッジの通信モジュールによって取り込まれ、「色コード」、が一致したインクカートリッジの制御回路１３５だけが「ＷＲＩＴＥ」以降のコードを受付ける。更に「ＷＲＩＴＥ」コードは固有ＩＤを伴うコマンドであると決めておくことにより、「固有ＩＤコード」が一致する制御回路１３５のみが以降の処理を続ける。次の「アドレスコード」は、書き込み先であるメモリーアレイのアドレスを示し、最後の「データコード」は書き込む内容を表している。

なお、「制御コード」が表す内容は上記の例に限られないことはもちろんであり、例えば、連続書き込みコマンド、ベリファイコマンドなどに関する制御コードを加えて用いることもできる。また、書き込みコマンドには「固有ＩＤコード」を伴わない、すなわちアクセス可能なすべての通信モジュールに共通して書き込みができるコード（例えばＷＲＩＴＥ−ＡＬＬ、不図示）が別に用意されていてもかまわない。

例４は記憶回路からの読み出し動作である。上記の書き込みの場合とデータ信号の構成は同じであり、「色コード」、「固有ＩＤ」が一致したインクカートリッジの制御回路１３５だけが「ＲＥＡＤ」コードに応じた内部処理を行う。すなわち、アドレスコードによって指定されたデータを読み、読み出したデータの返信が行われる。

上述のような構成において、以下に本実施の形態のプリンタ本体がアイドリング状態であるとき、所定の動作によってインクカートリッジ内のインク有無を検知する処理を具体的に説明する。

通信ユニット３０４はアンテナ切り替え部で第二のアンテナ２１６、即ちインク有無検出用の通信アンテナに切り替える。４種の搭載インクカートリッジに対して、キャリッジを第一のインクカートリッジの通信モジュール１００が通信可能な位置に移動させる。本体通信ユニット３０４は所定回数のダミーコマンドを発行し、通信モジュール１００からの返信成功回数をカウントする。返信成功回数があらかじめ決められた成功回数閾値よりも少なかった場合にはインクが存在すると判定し、多かった場合にはインクが存在しないと判定する。次にキャリッジを第二のインクカートリッジの位置に移動させ同様の判定を行い、同様に全色の処理を行う。ダミーコマンドは該コマンド通信が成功したかどうかを判別するだけの機能であるので、所定の返信データを伴うものであれば何でもよい。

また、返信成功回数ではなく返信の成功率で判定しても良い。制御回路３００は第２のアンテナ２１６から複数回の無線信号を送り、無線信号の送信の回数に対する通信モジュール１００からの返信の回数の比が所定の閾値より大きいときに記録液の残量が所定量以下であると判定する。

また、返信の成功が連続した回数で判定しても良い。制御回路３００は第２のアンテナ２１６から複数回の無線信号を送り、無線信号に対する通信モジュール１００からの返信が連続した回数が所定の閾値より大きいときに前記記録液が所定量以下である判定する。

インクを消費していく過程で、確実にインク切れを判定するために、インク無し判定を更にカウントし、所定回数連続してインク無し判定がなされたとき、初めてインク切れと判定するようなシーケンスを採用することもできる。

インク有無判定の手法として、インク無し状態でも通信不能な出力レベルから所定のステップで徐々に出力を大きくしていき、初めて通信が成功した出力レベルが所定の閾値よりも大きい場合はインク有、小さい場合はインク無しと判定する方法もある。

インクカートリッジに備えた無線通信モジュール１００の検波能力に個体差がある場合は、検波能力にランク付けを行い、ランク情報を無線通信モジュール１００の記憶チップ（記憶回路１３４）に格納しておく。プリンタ本体の通信ユニットは第一のアンテナによって無線通信モジュール１００の記憶回路１３４からランク情報を読み出し、これに基づいて電波出力を調整する。そして、調整された電波出力のインク有無検出用の信号を第二のアンテナから発してインク有無検出精度を向上させることができる。

本形態ではインクカートリッジ１が記憶回路１３４により所定の情報を更新自在に記憶しており、プリンタ本体２００等がインクカートリッジ１の記憶回路１３４から所定の情報を読み出すとともに書き込むことを例示した。しかし、インクカートリッジ１の情報記憶媒体を所定の情報を固定的に記憶しているＲＯＭ（ＲｅａｄＯｎｌｙＭｅｍｏｒｙ）とし、プリンタ本体２００および無線通信装置２１５がインクカートリッジ１から所定の情報を読み出すのみとすることも可能である。

さらに、本形態ではインクカートリッジ１が情報記憶媒体としてフラッシュメモリを有していることを例示した。これをバッテリが接続されたＲＡＭ（ＲａｎｄｏｍＡｃｃｅｓｓＭｅｍｏｒｙ）、ＲＯＭ（ＲｅａｄＯｎｌｙＭｅｍｏｒｙ）、ＥＥＰＲＯＭ（ＥｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙＥｒａｓａｂｌｅＰｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅＲＯＭ）、ＦｅＲＡＭ（ＦｅｒｒｏｅｌｅｃｔｒｉｃＲＡＭ）などの素子で代替することも可能である。

また、本形態ではインクカートリッジ１が、アンテナ１４０とＲＦ回路１３８、電源回路１３７からなる電力発生手段を有しており、マイクロ波の電界エネルギーを利用する方式を例示した。その他にも前述したように、電磁誘導により電力を発生する方式であってもよく、また、通信モジュール１００にバッテリを搭載することも可能である。

［第２の実施の形態］
図８は、本発明の第２の実施形態に懸かるインクジェットプリンタ６００の外観を示す図であり、本体底部に備えられたインクカートリッジ収納室カバー６０１を開け、インクカートリッジ収納室６１４を開放した状態を示す斜視図である。インクカートリッジ収納室にはインクカートリッジ（７０１Ｋ、７０１Ｃ、７０１Ｍ、７０１Ｙ）が装着されており、装着に伴って連通したインク供給チューブ等（不図示）を介して、記録ヘッド（不図示）にインクを供給する。本実施形態のプリンタは、インクカートリッジを本体に据え付けるのでキャリッジを小さく形成することができ、本体サイズを小さくできるとともに、キャリッジ駆動のためのモータも駆動能力の小さいもので済むという利点がある。

図９は、本実施形態のインクカートリッジ７０１を示す模式的斜視図である。インクカートリッジ側面にインク供給のためのインク供給口７０７が具備され、該インク供給口７０７は柔軟なシール部材７０５で密閉されている。インクカートリッジ配列方向に平行な面の一つであるインクカートリッジ天面には、通信モジュール１００が具備されている。

図１０はインクカートリッジ７０１を本体へ装着し、インクカートリッジ収納室カバー６０１を閉じた状態を説明する側断面図である。インクカートリッジ７０１は、中空のカートリッジ本体の内部にポリプロピレンフィルム等の可撓性フィルムで形成されたインク収納袋７０４を備え、インク供給口が本体側に形成された針状のインク導入部材６３７に勘合してインク供給が可能になる。同時に、本体側のインクカートリッジ収納室６１４の下方に形成された第一の通信用アンテナ６１５と、通信モジュール１００とが隣接し、通信が可能となる。また、第二の通信用アンテナ６１６は、インクカートリッジ収納室６１４の上方で、通信モジュール１００との間にインクカートリッジ７０１を挟んで、インクカートリッジ収納室６１４を構成する本体部材に具備されている。

インクカートリッジ７０１の内部には、リブ構造などで形成された傾斜部７０８が備えられる。傾斜部７０８はインク収納袋７０４の第一の領域を支持する第一支持部を構成する。インク収納袋７０４の第一の領域以外の部分は第一支持部以外のインクカートリッジ７０１の底面により構成される第二支持部によって支持されている。インクカートリッジ７０１がインクカートリッジ収納室６１４に装着された状態で、第一支持部は第二支持部より高い。インク消費に伴って、インク収納袋は次第に同図上下方向に潰れ、傾斜部においてインク収納袋が密着する。これにより、インク収納袋内に所定量のインクを残した状態で、第二のアンテナ６１６による通信可能状態、即ち傾斜部のインク無し状態が検出できる。従って、本実施例のように単一のインク収納室から単調にインクが消費される構成のインクカートリッジにおいても、インク切れ予告警告を行うことができる。

本形態の場合、インクカートリッジはキャリッジ上ではなく本体所定位置に固定されるので、通信用アンテナはインクカートリッジ個々に必要となる。しかしながら、本体通信ユニットは一つでよく、アンテナのみの切り替えで個々の通信が行えるので、コストも大幅に増大することはない。

［第３の実施の形態］
図１１は、本発明の第３の実施形態に懸かるインクジェットプリンタのインクカートリッジ収納室６１４や、キャリッジ６０５、印字媒体の搬送ユニットなどの主要部分を説明する側断面図である。キャリッジ６０５は印刷ヘッドを含み、同図奥行き方向に走査して印刷が行われる。印刷用媒体は、給紙ローラ６３１によって給紙され、プラテン６３２、排紙ローラユニット６３３、拍車６３４等を経て排紙される。

本実施形態においては、本体前方の天面近傍にインクカートリッジ収納部６１４を配置し、キャリッジ移動方向に配列するようにインクカートリッジ７０１を並設させている。このような場合、キャリッジ６０５に第一の通信用アンテナ６１５を備えることで、第一の通信用アンテナは各々のインクカートリッジに付設した通信モジュール１００の近傍の通信範囲内に移動することができる。従って、第一の通信用アンテナ６１５をインク種分用意しなくても済む。

また、第二の通信用アンテナ６１６は、インクカートリッジ収納室６１４の上方で、通信モジュール１００との間にインクカートリッジ７０１を挟んで、インクカートリッジ収納室６１４を構成する本体部材に具備されている。

上記、第２、第３の実施形態では、インクカートリッジからインク供給チューブなどでキャリッジ上の記録ヘッドへのインク供給が行われる。このような形態においてはキャリッジ上に、記録ヘッドに供給するための当座のインクを貯え、かつ、負圧発生機構を構成するサブタンクを備えることができる。これまで、主に交換式のインクカートリッジに関して説明を行ってきたが、液体収納容器であれば何でもよく、例えばこのようなサブタンクに通信モジュールを具備してもよい。第一の通信用アンテナを用いて、サブタンク内のインク情報等の通信を行い、第二の通信用アンテナを用いてサブタンク内のインク有無検出を行うことができる。

本体通信モジュールは、インク収納容器付設の通信モジュールと数ミリメートルのギャップを置いて配置された第一のアンテナによって交信することができる。また、本体通信ユニットは、インク収納容器のインク収容部を挟んで配置された第二のアンテナに切り替えて、インク収納容器付属の通信モジュールとの交信を試みることができる。

インク収納容器のインク収容部にインクが存在しているとき、通信電波がインク内を通過する際、電波がインクに吸収され減衰し、通信エラーが発生する場合がある。あらかじめ、インク収納容器を挟んだ所定の間隔において、インクの無い状態で通信可能な最小の電波出力に設定しておく。通信エラー発生確率をモニターし、通信エラー発生確率が所定閾値よりも大きい場合はインク有、通信エラー発生確率が所定閾値よりも小さい場合はインク無しと判定することができる。

尚、前述したように水分による電波の吸収特性は周波数帯によって異なるが、マイクロ波帯が最も顕著である。使用する周波数帯や通信距離に合わせてアンテナ形状や大きさ、電波出力を調整することで好適なインク有無検出が可能になる。

前述のインク滴計数法と併用して、換算して得られたインク残量をインク収納容器に具備した記憶チップに格納してインク収納容器毎のインク残量を管理するとともに、ユーザーにインク消費経過を報知する。本構成により最終的にインク無を検出した時点で自動的に印刷を止め、ユーザーに警告を報知し、インク収納容器を交換するなどの適切な処置を促すことが可能になる。

上記各実施形態では情報通信を行うための第一のアンテナ、およびインク収納容器のインク有無検出を行うための第二のアンテナを設けた。従って、所定の情報通信を滞りなく行うことができる一方、通信アンテナを切り替えることによりインク収納容器のインク有無状態を簡便に検出することができる。インク収納容器材料は電波を遮断させるような材料でなければよく、また、インク有無検出のために特別なインク収納容器の構成部材を必要とすることもない。

本発明の第１の実施形態に係るインクジェット記録装置において、インクカートリッジを記録ヘッドおよびホルダに装着した状態を説明するための側断面図である。上記インクカートリッジに具備された通信モジュールの平面図である。上記通信モジュールの機能を説明するブロック図である。上記インクカートリッジの側断面図である。上記インクジェット記録装置の外観を示す斜視図である。上記インクジェット記録装置の制御構成を示すブロック図である。上記通信モジュールに対するデータ構成を説明するための図である。本発明の第２の実施形態に係るインクジェット記録装置の外観を示す斜視図である。上記第２の実施形態に係るインクカートリッジの外観を示す斜視図である。上記第２の実施形態に係るインクジェット記録装置において、インクカートリッジを記録装置本体に装着した状態を説明するための側断面図である。本発明の第３の実施形態に係るインクジェット記録装置において、インクカートリッジを記録装置本体に装着した状態を説明するための側断面図である。

符号の説明

１インクカートリッジ
１０インク
１１インク収容室
１２負圧発生部材収容室
１３連通口
１５インク吸収体
２１段差部
２２インク収容室最底面部
１００通信モジュール
１３０回路チップ
１４０アンテナ
１３４記憶回路
１３５制御回路
１３７電源回路
１３８ＲＦ回路
２０５キャリッジ
２１５第一の通信アンテナ
２１６第二の通信アンテナ
３０４無線通信ユニット
６１４インクカートリッジ収納室
６１５第一の通信アンテナ
６１６第二の通信アンテナ
７０４インク収納袋
７０８傾斜部
７０１インクカートリッジ

Claims

インク供給口と記録液収納部を備えた記録液収納容器と、該記録液収納容器が装着される装着部を備えた記録装置本体と、を備えた記録装置において、
前記記録液収納容器は、前記記録液収納容器の装着姿勢における前記記録液収納部の底面に第一の領域と、該第一の領域に対して低く構成された第二の領域と、を有し、且つ前記第一の領域に重なる前記記録液収納容器の底面に、記録液に吸収されやすい周波数帯域の波長によって記録装置本体と双方向の無線通信をおこなう通信モジュールを具備しており、
前記記録装置本体は、前記記録液収納容器の通信モジュールと無線通信を行う第一および第二の通信用アンテナを備えており、前記第一の通信用アンテナは前記液体収納容器の通信モジュールと近接した位置で非接触に配置され、前記第二の通信用アンテナは前記液体収納容器の通信モジュールとの間に前記液体収納容器の液体収納部を挟んで配置されており、
前記通信モジュールと前記第二の通信用アンテナとの記録液に吸収されやすい周波数帯域の波長によって行われる通信の成否を判断して記録液収納容器の記録液の量を判定することを特徴とする記録装置。
前記記録装置本体は、アンテナ切り替え器を備えた無線通信ユニットを有しており、前記第一および第二の通信用アンテナは前記アンテナ切り替え器と接続されていることを特徴とする請求項１に記載の記録装置。
前記無線通信ユニットは出力電力を調整する手段を備えており、この出力電力を調整する手段は記録液の無い状態で前記第二のアンテナと前記通信モジュールとの通信が可能な最小の出力に調整されていることを特徴とする請求項１に記載の記録装置。
前記第二の通信用アンテナは、前記通信モジュールが具備された前記底面の記録液収納容器の配列方向の幅と略等しいか、またはそれよりも小さい幅で形成されていることを特徴とする請求項１に記載の記録装置。
前記第一および第二の通信用アンテナからなる一対のアンテナの組み合わせを複数含むアンテナ群を備え、該アンテナ群の中から一つのアンテナを選択的に切り替えて本体の無線通信ユニットに接続する手段を備えていることを特徴とする請求項１に記載の記録装置。
前記第二の通信用アンテナを複数含むアンテナ群を備え、該アンテナ群、および第一のアンテナの中から一つのアンテナを選択的に切り替えて本体の無線通信ユニットに接続する手段を備えていることを特徴とする請求項１に記載の記録装置。
前記制御手段は前記通信アンテナから複数回の無線信号を送り、前記無線信号の送信の回数に対する前記通信手段からの返信の回数の比が所定の閾値より大きいときに前記記録液が所定量以下であると判定することを特徴とする請求項１に記載の記録装置。
前記制御手段は前記通信アンテナから複数回の無線信号を送り、前記無線信号に対する前記通信手段からの返信が連続した回数が所定の閾値より大きいときに前記記録液が所定量以下である判定することを特徴とする請求項１に記載の記録装置。
前記制御手段は前記通信アンテナから徐々に強くなる電磁波の無線信号を送り、前記無線信号に対する前記通信手段からの返信があったときの電磁波の強さが所定の閾値より小さいときに前記記録液が所定量以下であると判定することを特徴とする請求項１に記載の記録装置。
インクジェット記録装置に搭載されて使用され、インク供給口と記録液収納部を備えた記録液収納容器において、
前記記録液収納容器の装着姿勢における前記記録液収納部の底面は、第一の領域と、該第一の領域に対して段差を有して低く構成された第二の領域と、を有しており、
前記第一の領域に重なる前記記録液収納容器の底面に、記録液に吸収されやすい周波数帯域の波長によって記録装置本体と双方向の無線通信をおこなう通信モジュールが具備されていることを特徴とする記録液収納容器。
前記波長は、２．４５ＧＨｚ帯のマイクロ波であることを特徴とする請求項１０に記載の記録液収納容器。
前記第一の領域は前記第二の領域に向かって下り傾斜している請求項１０に記載の記録液収納容器。
前記記録液収納部が可撓性フィルムの袋によって構成されている記録液収納容器は、前記第一の領域に対応する箇所の可撓性フィルムの袋を支持する第一支持部と、前記第二の領域に対応する箇所の可撓性フィルムの袋を支持する第二支持部を備えており、前記第一支持部は前記第二支持部よりも高い位置にあることを特徴とする請求項１０に記載の記録液収納容器。