JP5533520B2 - 液体吐出装置 - Google Patents
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Description
液体カートリッジにおいて、当該液体カートリッジの液体吐出装置への装着の際に移動する移動体をセンサで検知する技術が知られている。例えば特許文献1によると、移動体(回転子8)の回転量をセンサ(磁気センサ)で検知し、回転量に基づいてカートリッジ内のインク残量が検出される。
図6に示すように、排出管43における弁本体62が配置された部分は、上壁及び下壁が平坦であり、主走査方向と直交する断面が副走査方向に細長い、円筒状である。排出管43の副走査方向両側の側壁の内面にはそれぞれ、副走査方向に沿って内側に突出する突起43pが形成されている。各突起43pは、弁本体62が移動可能な範囲に亘って、主走査方向に延在している。弁本体62は、排出管43の突起43p及び上下壁に挟持され、断面視において排出路43aの中央で位置決めされている。弁本体62と排出管43の間には、弁本体62と排出管43の突起43p及び上下壁との当接部分を除く部分に、流路が確保されている。
磁石72は、磁場を発生させるものである。
ホール素子71は、磁気センサであって、入力された磁場を電気信号に変換し、当該電気信号を接点142を介してコントローラ100に出力する。本実施形態において、ホール素子71は、弁本体62の移動に伴って変化する磁場の大きさに比例した電圧値を示す信号を、コントローラ100に出力する。
ホール素子71は、磁石72と弁本体62とによって作られる磁場が入力される位置に配置されている(図5(a)参照)。
図5(a)に示すようにバルブ60が閉状態のとき、ホール素子71及び磁石72は、弁本体62を挟んで対向している(即ち、弁本体62は、ホール素子71と磁石72との間の位置にある)。このとき、磁石72が発生した磁場が、弁本体62を介してホール素子71に効率的に届く。したがって、ホール素子71が検知する磁場は大きく、ホール素子71は高い電圧値を示す信号を出力する。
バルブ60が図5(a)に示す閉状態から図5(b)に示す排出路43aを開く開状態へと移行するときに、弁本体62が鉛直方向に関してホール素子71及び磁石72と対向しない位置(即ち、ホール素子71と磁石72との間ではない位置)に移動するのに伴い、ホール素子71が検知する磁場が小さくなり、ホール素子71から出力される信号が示す電圧値が低くなる。
コントローラ100は、ホール素子71から受信した信号が示す電圧値に基づいて、バルブ60が開状態か閉状態かを判断する。
ホール素子171及び磁石172は、ストッパ174よりも入口C1に近い位置において、空間Cを挟んで鉛直方向に互いに対向している。ホール素子171は、入力された磁場を電気信号に変換し、電気信号(磁場の大きさに比例した電圧値を示す信号)をコントローラ100に出力する。
このときコントローラ100は、例えば磁石172が電磁石である場合、磁石172に流す電流値を調整して磁場の大きさを変化させると共に、ホール素子171からの出力値を計測する(図7(a)参照)。コントローラ100は、磁場の大きさに対するホール素子171からの出力値が所定範囲内である場合は異常なし、所定範囲外である場合は異常ありと判断する。或いは、磁石172が永久磁石である場合、コントローラ100は、ホール素子171からの出力がある場合は異常なし、ホール素子171からの出力がない場合は異常ありと判断する。
コントローラ100は、ホール素子171及び磁石172のいずれか一方に異常がある場合、異常あり(S2:YES)と判断する。
接点152は、コントローラ100のI/Fとして機能する。電源158は、筐体1a内に設けられており、プリンタ1の各部に電力を供給する。
このときコントローラ100は、ホール素子71については、例えば磁石172が電磁石である場合、磁石172に流す電流値を調整して磁場の大きさを変化させると共に、ホール素子71からの出力値を計測する(図7(b)参照)。コントローラ100は、磁場の大きさに対するホール素子71からの出力値が所定範囲内である場合は異常なし、所定範囲外である場合は異常ありと判断する。或いは、磁石172が永久磁石である場合、コントローラ100は、ホール素子71からの出力がある場合は異常なし、ホール素子71からの出力がない場合は異常ありと判断する。
またコントローラ100は、磁石72については、例えば磁石72が電磁石である場合、磁石72に流す電流値を調整して磁場の大きさを変化させると共に、ホール素子171からの出力値を計測する。コントローラ100は、磁場の大きさに対するホール素子171からの出力値が所定範囲内である場合は異常なし、所定範囲外である場合は異常ありと判断する。或いは、磁石72が永久磁石である場合、コントローラ100は、ホール素子171からの出力がある場合は異常なし、ホール素子171からの出力がない場合は異常ありと判断する。
コントローラ100は、ホール素子71及び磁石72のいずれか一方に異常がある場合、異常あり(S4:YES)と判断する。
カートリッジ40の第1位置から第2位置への移動に伴い、先ず、図7(c)に示すように、中空針153が栓50の略中心を主走査方向に貫通する。このとき、中空針153の先端に設けられた孔153bが排出路43a内に配置され、孔153bを介して、中空針153内の流路153a(図5(b)参照)と排出路43aとが連通する。なお、このとき栓50に中空針153による貫通孔が形成されるが、栓50における当該貫通孔の周囲が弾性により中空針153の外周面に密着する。これにより、栓50の貫通孔と中空針153との間からのインク漏れが防止される。
その後、中空針153の先端が弁本体62に当接する。そして中空針153の排出路43aへのさらなる進入により、弁本体62がOリング61と共に移動し、Oリング61が縮径部43xの壁から離隔する(図5(b)参照)。このときに、バルブ60が閉状態から開状態に切り換わる。
図7(d)は、図5(b)と同じ段階を示す。
記録制御(S7)において、コントローラ100は、外部装置からの記録指令の受信に伴う処理(給紙モータ125、搬送モータ127、及び送りモータ128(図8参照)並びにヘッド2の駆動制御等)を行う。
第2実施形態に係るプリンタは、ストッパ174及び移動機構175の代わりに支持体154及びこれを移動させる移動機構を有する点、並びに、接点152及び電力出力部157がバネ等で付勢されずに筺体1aにおける空間Cを画定する壁に固定されている点において、第1実施形態のプリンタ1と異なり、その他は第1実施形態のプリンタ1と略同じ構成である。
以下、第1実施形態と異なる点について説明する。
即ち、本実施形態において、コントローラ100は、S1及びS2を行い、異常なしの場合(S2:NO)、カートリッジ40とプリンタ1とが電気的に接続したか否かを判断する(S3)。本実施形態では、図11(a)に示すようにカートリッジ40の接点142及び電力入力部147とプリンタ1の接点152及び電力出力部157とがそれぞれ互いに接触したときに、カートリッジ40とプリンタ1とが電気的に接続する(S3:YES)。そしてコントローラ100は、カートリッジ40のセンサユニット70の異常の有無を判断し(S4)、異常なしの場合(S4:NO)、移動機構を駆動して支持体154を中空針153と共に主走査方向(図11(b)の黒塗り矢印方向)に移動させる(S5)。その後コントローラ100は上記と同様の処理(S6、S7等)を行う。
第3実施形態に係るプリンタは、センサユニット170を含まない点、当該プリンタに装着されるカートリッジが、磁気センサ(ホール素子71)を含むセンサユニット70の代わりに、光センサを含む点、及び、カートリッジがプリンタに装着される際にコントローラが実行する制御のうちS4(カートリッジのセンサの異常判断ステップ)の内容において、第1実施形態と異なり、その他は第1実施形態のプリンタ1と略同じ構成である。
以下、第1実施形態と異なる点について説明する。
センサは、バルブ60が閉状態のときに弁本体62と鉛直方向に対向する位置(例えば第1実施形態のホール素子71が配置されている位置)に配置されている。本実施形態において、弁本体62の周面は光が反射可能な鏡面となっている。バルブ60が閉状態のとき、発光部から出射された光が、弁本体62の周面で反射され、受光部により受信される。このときセンサは高い電流値を示す信号をコントローラ100に出力する。バルブ60の位置が開状態のとき、発光部から出射された光のほとんどが、弁本体62の周面で反射されず、受光部により受信されない。このときセンサは低い電流値を示す信号をコントローラ100に出力する。
コントローラ100は、センサから受信した信号が示す電流値に基づいて、バルブ60が開状態か閉状態かを判断する。
例えば、コントローラ100は、飽和入力値IFmaxと飽和出力値ICmaxとから、図13に示すような入力値と出力値との一次関数(入力値≦IFmax)を導出する。ここで、当該関数の傾きに係る角度θよりも所定量大きい角度θmaxによる直線Lmaxと、角度θよりも所定量小さい角度θminによる直線Lminとを想定し、これら2本の直線Lmax,Lminの間に挟まれた領域が出力値の許容範囲に該当するものとする。即ち、第1出力値IC1の許容範囲は、直線Lminにおける第1入力値IF1に対応する出力値から直線Lmaxにおける第1入力値IF1に対応する出力値までの範囲である。
第1出力値IC1が許容範囲内である場合(S32:YES)、コントローラ100は、第1入力値IF1よりも小さな第2入力値IF2(例えばIF2=0.4*IFmax)をセンサに入力し、センサからの出力値(第2出力値IC2)を計測する(S33)。
例えば、コントローラ100は、
第1入力値IF1とS31で計測した第1出力値IC1とで定まる座標点Xで交わる、直線Lmax,Lminにそれぞれ平行な2本の直線Lmax’,Lmin’を想定する。そしてコントローラ100は、直線Lmax’における第2入力値IF2に対応する出力値から直線Lmin’における第2入力値IF2に対応する出力値までの範囲を、第2出力値IC2の許容範囲と想定し、判断を行う。換言すると、座標点(IF1,IC1)と座標点(IF2,IC2)とを結ぶ線分の横軸に対する傾きがθminからθmaxの範囲内にあるか否かを判断する。
第2出力値IC2が許容範囲内である場合(S34:YES)、コントローラ100は、異常なし(正常)と判断し(S35)、当該ルーチンを終了する。
本実施形態によっても、第1実施形態と同じ構成による同様の効果(即ち、バルブ60が移動を開始する前に、センサの異常の有無を判断する(S4)ことにより、センサの異常に伴う問題を回避することができるという効果等)を得ることができる。
カートリッジに含まれるバルブの数は、任意である。
センサは、上述の実施形態のような磁気センサや反射型の光センサに限定されず、その他様々なタイプのセンサ(例えば、透過型の光センサ、物体に接触するか否かで物体の有無を検知するメカスイッチ型のセンサ等)を適用可能である。
また、移動体は、液体カートリッジの液体吐出装置への装着の際に移動するものである限りは、バルブに限定されず、その他任意の部材であってよい。例えば、移動体は、筐体41の前面に配置され且つカートリッジの液体吐出装置への装着の際に装着部を画定する壁に押圧される、装着検知に係る部材であってもよい。或いは、移動体は、排出管43の外部に配置され且つ排出管43の径方向に移動可能な部材であって、当該移動によって排出管43を外側から押圧し変形させることで、排出管43内部の空間を収縮又は閉塞させる部材であってもよい。
第1実施形態において、移動体としてのバルブ60(弁本体62)は、磁性体からなるが、磁化されていても、磁化されていなくても、どちらでもよい。センサを磁気センサとし、且つ、移動体を磁石又は磁化された磁性体とした場合、磁石(磁場発生手段)を省略してもよい。
異常判断手段は、カートリッジのセンサの構成に応じて適宜変更可能である(即ち、カートリッジのセンサの異常の有無を、第1実施形態では磁石172を用いて、また第3実施形態ではコントローラ100により、判断しているが、これに限定されず、他の構成要素を適宜に用いて判断してよい)。
また、カートリッジが磁場発生手段を有さない場合又は有する場合のいずれにおいても、液体吐出装置は、磁場発生手段の異常の有無を判断しなくてよい。
本発明において、異常判断を行うタイミングは、カートリッジが装着部に装着され始めた後(上記装着の始まりの時点以降)且つ移動体が移動を開始する前である限り、特に限定されない。例えば、異常判断手段は、中空部材が栓に挿入された後に、カートリッジのセンサの異常の有無を判断してもよい。
2 ヘッド(吐出部)
40 インクカートリッジ(液体カートリッジ)
42 リザーバ(液体収容室)
43a 排出路(流路)
50 栓
60 バルブ(移動体)
70 センサユニット
71 ホール素子(センサ,第1磁場検出手段)
72 磁石(第1磁場発生手段)
100 コントローラ(異常判断手段,第2異常判断手段,判断手段,計測手段,入力手段,移動手段)
153 中空針(中空部材)
154 支持体(移動手段)
170 センサユニット
171 ホール素子(第2異常判断手段,第2磁場検出手段)
172 磁石(異常判断手段,第2磁場発生手段)
174 ストッパ
C 空間(装着部)
Claims (13)
- 液体が収容された液体カートリッジを着脱可能な液体吐出装置であって、
前記液体カートリッジは、
当該液体カートリッジの前記液体吐出装置への装着の際に移動する移動体と、
前記移動体を検知するセンサと、を有し、
前記液体吐出装置は、
前記液体カートリッジが装着される装着部と、
前記装着部に装着された前記液体カートリッジから供給される液体を吐出する吐出部と、
前記センサの異常の有無を判断する異常判断手段と、を備え、
前記異常判断手段は、前記液体カートリッジが前記装着部に装着され始めた後、且つ、前記移動体が前記移動を開始する前に、前記判断を行うことを特徴とする、液体吐出装置。 - 前記液体カートリッジは、
液体を収容する液体収容室と、
前記液体収容室に連通し、前記液体が流れる流路と、を有し、
前記移動体は、前記流路内において移動可能であり、当該移動によって前記流路の内部を流れる液体の流量を調整するバルブであることを特徴とする、請求項1に記載の液体吐出装置。 - 前記液体カートリッジは、前記流路の出口を塞ぐように圧縮状態で設けられた弾性を有する栓を有し、
前記液体吐出装置は、前記装着部に設けられ且つ前記吐出部に連通する中空部材を備え、
前記異常判断手段は、前記中空部材が前記栓に挿入される前に、前記判断を行うことを特徴とする、請求項2に記載の液体吐出装置。 - 前記センサが、入力された磁場を電気信号に変換して出力する第1磁場検出手段であることを特徴とする、請求項1〜3のいずれか一項に記載の液体吐出装置。
- 前記液体カートリッジが、磁場を発生させる第1磁場発生手段をさらに有することを特徴とする、請求項4に記載の液体吐出装置。
- 前記異常判断手段が、前記第1磁場検出手段と対向可能であり且つ磁場を発生させる第2磁場発生手段を含むことを特徴とする、請求項4又は5に記載の液体吐出装置。
- 前記液体カートリッジが前記装着部に装着され始めた後、且つ、前記移動体が前記移動を開始する前に、前記第1磁場発生手段の異常の有無を判断する第2異常判断手段であって、前記第1磁場発生手段と対向可能であり且つ入力された磁場を電気信号に変換して出力する第2磁場検出手段を含む、第2異常判断手段をさらに備えたことを特徴とする、請求項5に記載の液体吐出装置。
- 前記異常判断手段が前記判断を行う前に、前記異常判断手段の異常の有無を判断する判断手段をさらに備えたことを特徴とする、請求項1〜7のいずれか一項に記載の液体吐出装置。
- 前記判断手段は、前記異常判断手段の構成要素を用いて前記判断を行うことを特徴とする、請求項8に記載の液体吐出装置。
- 前記異常判断手段は、前記センサからの出力値を計測する計測手段を含むことを特徴とする、請求項1〜9のいずれか一項に記載の液体吐出装置。
- 前記異常判断手段は、前記センサに信号を入力する入力手段をさらに含むことを特徴とする、請求項10に記載の液体吐出装置。
- 前記装着部において移動可能であり、当該移動によって、前記液体カートリッジと接触して当該液体カートリッジを前記装着部の第1位置で停止させる停止位置と、前記停止を解除する解除位置とを選択的に取り得るストッパと、
前記異常判断手段による判断が終了するまで、前記ストッパを前記停止位置に維持し、前記異常判断手段による判断が終了した後、前記ストッパを前記解除位置に移動させる、ストッパ制御手段と、をさらに備え、
前記液体カートリッジは、前記ストッパが前記停止位置から前記解除位置に移動した後、前記第1位置よりも前記装着部への装着方向下流側の第2位置に移動可能であり、
前記液体カートリッジが前記第1位置から前記第2位置に移動する際に、前記移動体が前記移動をすることを特徴とする、請求項1〜11のいずれか一項に記載の液体吐出装置。 - 前記装着部に設けられ且つ前記吐出部に連通する中空部材と、
前記中空部材を前記装着部において移動させる移動手段であって、前記異常判断手段による判断が終了するまで、前記中空部材を、前記液体カートリッジから離隔した離隔位置に維持し、前記異常判断手段による判断が終了した後、前記中空部材を、前記液体カートリッジに挿入され且つ前記移動体を移動させる挿入位置に移動させる、移動手段と、をさらに備えたことを特徴とする、請求項1〜11のいずれか一項に記載の液体吐出装置。
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