JP7077573B2 - 液体排出装置 - Google Patents

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Description

本発明は、液体を排出する液体排出装置に関する。
従来より、着脱可能なメインタンクと、装着されたメインタンクから供給されたインクを貯留するサブタンクと、サブタンクに貯留されたインクを吐出して画像を記録する画像記録ユニットとを備えるインクジェットプリンタが知られている(例えば、特許文献1)。また、メインタンク及びサブタンクの内部空間は、大気に開放されている。そのため、メインタンクをインクジェットプリンタに装着すると、メインタンクの内部空間の水頭及びサブタンクの内部空間の水頭の差(以下、「水頭差」と表記する。)によって、メインタンク及びサブタンクの液面が同一高さに揃うようにインクが移動する。そして、水頭差がほぼ無くなる(以下、「平衡状態」と表記する。)と、インクの移動が完了する。
特開2008-213162号公報
例えば、メインタンク又はサブタンクに液面を検知するセンサがあれば、メインタンク又はサブタンク内のインクの液面が検知位置より降下して、インクの残量が少なくなっていることをユーザに知らせることができる。また、メインタンク又はサブタンク内のインクの液面が検知位置に到達したことに応じて、ヘッドから排出されたインク量のカウントを開始したり、メインタンク又はサブタンクのインクの残量を補正したりすることができる。しかしながら、水頭差が生じている状態におけるインクの液面が検知位置より低くなったことをセンサが検知してから、平衡状態においてインクの液面が上昇して検知位置より高くなれば、センサの検知が変わることとなる。したがって、どのタイミングにおいてセンサの信号を判定するかによって、判定結果が異なる。他方、水頭差が生じている状態から平衡状態となるまでの時間は、画像記録ユニットから吐出されたインクの量などに応じて変わるので、例えば、画像記録ユニットによる画像記録が終了した後、一律に所定の時間が経過してからセンサの信号を判定することとすれば、インクの液面を検知したり、インクの残量を補正したりするために要する時間が一律に長くなる。
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、第1液室又は第2液室内の液体の液面を検知する液面センサが出力する信号を正確に判定することができる液体排出装置を提供することにある。
(1) 本発明に係る液体排出装置は、液体が貯留された第1液室、一端が上記第1液室と連通され且つ他端が外部と連通される第1流路を有するメインタンクと、第2液室を有するサブタンクと、上記第1液室及び上記第2液室を連通する第2流路と、上記第2流路よりも下方に位置する一端が上記第2液室と連通される第3流路と、上記第3流路の他端と連通されるヘッドと、液面センサと、コントローラと、を備える。上記コントローラは、上記ヘッドを通じて液体を排出させる排出指示を受け付けて、上記ヘッドから液体を排出させ、上記ヘッドを通じた液体の排出が終了した後、当該液体の排出に関する情報に基づいて待機時間を求め、上記ヘッドを通じた液体の排出が終了してから上記待機時間が経過した後、上記液面センサから受信した信号を判定する。
上記構成によれば、ヘッドを通じた液体の排出によって、第1液室又は第2液室の液面の位置が一時的に下降した後、再び上昇したとしても、待機時間が経過した後に液面センサから受信した信号が判定されるので、一時的に下降した液面の位置による液面センサの信号をコントローラが判定することが抑制される。
(2) 好ましくは、上記液体の排出に関する情報は、上記排出指示によって上記ヘッドを通じて排出された単位時間当たりの液体量である。
ヘッドを通じて排出された単位時間当たりの液体量が多いほど、第1液室又は第2液室の液面の位置が一時的に下降してから再び上昇するまでの時間が長くなるので、その時間に対応した待機時間を設定することができる。
(3) 好ましくは、上記液体排出装置は、温度センサを更に備えており、上記液体の排出に関する情報は、上記ヘッドを通じた液体の排出に際して上記温度センサから受信した温度情報である。
装置が設置されている環境の温度が低ければ、液体の温度も低くなり粘度が上がる。その結果、第1液室と第2液室との間での液体の流通速度が遅くなり、第1液室又は第2液室の液面の位置が一時的に下降してから再び上昇するまでの時間が長くなるので、その時間に対応した待機時間を設定することができる。
(4) 好ましくは、上記液体排出装置は、一端が上記第2液室と連通され且つ他端が外部とを連通された第4流路を更に備えており、上記コントローラは、上記ヘッドを通じた液体の排出が終了した後、上記第1液室と上記第2液室との間を期間Δtの間に流出する液体の流量Qcを、少なくとも、基準位置から上記第1液室の液面までの高さHc、及び上記基準位置から上記第2液室の液面までの高さHsに基づいて算出し、上記液体の排出に関する情報は、上記流量Qcである。
第1液室の液面の位置と第2液室の液面の位置との差(水頭差)が大きいほど、第1液室又は第2液室の液面の位置が一時的に下降してから再び上昇するまでの時間が長くなるので、その時間に対応した待機時間を設定することができる。
(5) 好ましくは、上記コントローラは、上記第1液室又は上記第2液室の液面の位置が所定位置未満であることに応じて、上記液面センサから第1信号を受信し、上記ヘッドを通じた液体の排出が終了した後、上記液面センサから上記第1信号を受信したことを条件として、上記待機時間を求める。
ヘッドを通じた液体の排出が終了した後に、液面センサから第1信号を受け付けていなければ、その後に時間が経過して第1液室又は第2液室の液面の位置が上昇しても、液面センサから受け付ける信号に変化はない。上記構成によれば、このような場合には待機時間を求めずに、液面センサから受け付けた信号を判定することができる。
(6) 好ましくは、上記コントローラは、上記第1液室又は上記第2液室の液面の位置が所定位置以上であることに応じて、上記液面センサから第2信号を受信し、上記ヘッドを通じた液体の排出を開始するときに、上記液面センサから上記第2信号を受信したことを条件として、上記待機時間を求める。
ヘッドを通じた液体の排出を開始するときに、液面センサから第2信号を受け付けていなければ、ヘッドを通じた液体の排出が終了した後に、液面センサから受け付ける信号が第2信号から変化することはない。上記構成によれば、このような場合には待機時間を求めずに、液面センサから受け付けた信号を判定することができる。
(7) 好ましくは、上記液体排出装置は、上記第1液室及び上記第2液室の双方に貯留されている総液体量Vtを記憶するメモリを更に備えており、上記コントローラは、上記排出指示で排出が指示された液体の量に相当する値でカウント値を更新し、上記メモリから上記総液体量Vtを読み出して、上記カウント値を減じて上記総液体量Vtを算出し、上記ヘッドを通じた液体の排出が終了した後、上記総液体量Vtが閾値未満であることを条件として、上記待機時間を求める。
ヘッドを通じた液体の排出が終了した後に、総液体量Vtが、液面センサから受け付ける信号が変化する量よりも十分に多ければ、液面センサから受け付ける信号に変化はない。上記構成によれば、このような場合には待機時間を求めずに、液面センサから受け付けた信号を判定することができる。
(8) 好ましくは、上記液体排出装置は、メモリを更に備えており、上記コントローラは、上記ヘッドからの液体の排出が終了した後、求めた上記待機時間が経過する前に、次の排出指示を受け付けたことに応じて、求めた上記待機時間をメモリに記憶させて、上記待機時間が経過する前にヘッドを通じた液体の排出を開始し、次の排出指示による上記ヘッドからの液体の排出が終了した後、次の排出指示後に求めた上記待機時間に、上記メモリに記憶させた上記待機時間を加えた時間が経過したことに応じて、上記液面センサから受信した信号を判定する。
待機時間中に排出指示を受け付けると、待機時間が経過する前に液体の排出を開始することによって、次の排出指示から液体の排出が開始するまでの時間をユーザに待たせることがない。そして、次の排出指示による液体の排出が終了すると、その後に求めた待機時間にメモリに記憶させた待機時間を加えた時間が経過するまで、液面センサから受け付けた信号の判定を待機することによって、前回の液体の排出により生じた第1液室又は第2液室の液面の位置の下降分も加味して、液面の位置が再び上昇するまでの待機時間を設定することができる。
(9) 好ましくは、上記液体排出装置は、報知機を更に備えており、上記コントローラは、上記第1液室又は上記第2液室の液面の位置が所定位置未満であることに応じて、上記液面センサから第1信号を受信し、上記待機時間が経過した後に、上記液面センサから上記第1信号を受信したことに応じて、上記報知機を作動させる。
上記構成によれば、第1液室又は第2液室の液面の位置が所定位置未満になったことをユーザに報知することができる。
(10) 好ましくは、上記液面センサは、上記第2液室の液面の位置に応じて信号を出力するものである。
上記構成によれば、第2液室の液面の位置が所定位置未満になったことを正確に判定できる。
(11) 好ましくは、上記メインタンクは、装着ケースに対して着脱可能なカートリッジタイプである。
本発明によれば、第1液室又は第2液室内の液体の液面を検知する液面センサが出力する信号を正確に判定することができる。
図1は、プリンタ10の外観斜視図であって、(A)はカバー87が被覆位置である状態、(B)はカバー87が露出位置である状態を示す。 図2は、プリンタ10の内部構造を模式的に示す模式断面図である。 図3は、装着ケース150の縦断面図である。 図4は、カートリッジ200の構造を示す図であって、(A)は前方斜視図を、(B)は縦断面図を示す。 図5は、装着ケース150にカートリッジ200が装着された状態の縦断面図である。 図6は、プリンタ10のブロック図である。 図7は、画像記録処理のフローチャートである。 図8は、カウント処理のフローチャートである。 図9、タンク160及びカートリッジ200が連通された状態の模式図であって、(A)は水頭差が生じて液室171の液面が所定位置P未満になった状態を示し、(B)は水頭差が解消されて液室171の液面が所定位置P以上になった状態を示す。
以下、本発明の実施形態について説明する。なお、以下に説明される実施形態は本発明の一例にすぎず、本発明の要旨を変更しない範囲で、本発明の実施形態を適宜変更できることは言うまでもない。また、プリンタ10が使用可能に水平面に設置された使用姿勢を基準として上下方向7が定義され、プリンタ10の開口13が形成された面を前面として前後方向8が定義され、プリンタ10を前面から見て左右方向9が定義される。本実施形態では、使用姿勢において、上下方向7が鉛直方向に相当し、前後方向8及び左右方向9が水平方向に相当する。前後方向8及び左右方向9は、直交している。
[プリンタ10の概要]
本実施形態に係るプリンタ10は、インクジェット記録方式でシートに画像を記録する液体排出装置の一例である。プリンタ10は、概ね直方体形状の筐体14を有している。また、プリンタ10は、ファクシミリ機能、スキャン機能、及びコピー機能などの機能を有する、所謂、「複合機」であってもよい。
筐体14の内部には、図1及び図2に示されるように、給送トレイ15と、給送ローラ23と、搬送ローラ25と、複数のノズル29を有するヘッド21と、ヘッド21に対面するプラテン26と、排出ローラ27と、排出トレイ16と、カートリッジ200が着脱される装着ケース150と、ヘッド21及び装着ケース150に装着されたカートリッジ200を連通させるチューブ32とが位置している。
プリンタ10は、給送ローラ23及び搬送ローラ25を駆動させて、給送トレイ15に支持されたシートをプラテン26の位置まで搬送する。次に、プリンタ10は、装着ケース150に装着されたカートリッジ200からチューブ32を通じて供給されるインクを、ヘッド21にノズル29を通じて吐出させる。これにより、プラテン26に支持されたシートにインクが着弾して、シート上に画像が記録される。そして、プリンタ10は、排出ローラ27を駆動させて、画像が記録されたシートを排出トレイ16に排出する。
より詳細には、ヘッド21は、搬送ローラ25によるシートの搬送向きと交差する主走査方向に往復移動するキャリッジに搭載されていてもよい。そして、プリンタ10は、主走査方向の一方から他方へキャリッジを移動させる過程で、ヘッド21にノズル29を通じてインクを吐出させてもよい。これにより、ヘッド21に対面するシートの一部の領域(以下、「1パス」と表記する。)に画像が記録される。次に、プリンタ10は、次に画像が記録されるべき領域がヘッド21に対面するように、搬送ローラ25にシートを搬送させてもよい。そして、これらの処理を交互に繰り返し実行させることによって、1枚のシートに画像が記録される。
なお、本実施形態においては、画像記録におけるヘッド21のノズル29からのインクの排出が「吐出」と称され、他方、パージにおけるヘッド21のノズル29からのインクの排出が「吐出」と称されないが、「吐出」は「排出」に含まれる概念である。
[カバー87]
図1に示されるように、筐体14の前面14Aで且つ左右方向9の右端部には、開口85が形成されている。筐体14は、さらにカバー87を備える。カバー87は、開口85を閉塞させる被覆位置(図1(A)に示される位置)と、開口85を開放する露出位置(図1(B)に示される位置)との間を回動可能である。カバー87は、例えば、上下方向7における筐体14の下端近傍において、左右方向9に沿う回動軸線周りに回動可能に、筐体14によって支持されている。そして、開口85の奥に広がる筐体14内部の収容空間86には、装着ケース150が位置している。
[カバーセンサ88]
プリンタ10は、カバーセンサ88(図6参照)を有する。カバーセンサ88は、例えば、カバー87が接離するスイッチ等の機械式センサであってもよいし、カバー87の位置によって光が遮断或いは透過される光学式センサであってもよい。カバーセンサ88は、カバー87の位置に応じた信号をコントローラ130に出力する。より詳細には、カバーセンサ88は、カバー87が被覆位置に位置していることに応じて、ローレベル信号をコントローラ130へ出力する。一方、カバーセンサ88は、カバー87が被覆位置と異なる位置に位置していることに応じて、ローレベル信号より信号強度の高いハイレベル信号をコントローラ130へ出力する。換言すれば、カバーセンサ88は、カバー87が露出位置に位置していることに応じて、ハイレベル信号をコントローラ130へ出力する。
[装着ケース150]
装着ケース150は、図3に示されるように、接点152と、ロッド153と、装着センサ154と、液面センサ155と、ロックピン156とを備えている。装着ケース150には、ブラック、シアン、マゼンタ、イエローの各色に対応する4つのカートリッジ200が収容可能である。すなわち、装着ケース150は、接点152、ロッド153、装着センサ154、液面センサ155は、4つのカートリッジ200それぞれに対応して、4つずつ備えている。なお、装着ケース150に収容可能なカートリッジ200の数は、4つに限定されず、1つでも良いし、5つ以上でも良い。接点152は、インターフェースの一例である。
装着ケース150は、装着されたカートリッジ200を収容する内部空間を有する箱形状である。装着ケース150の内部空間は、上端を画定する天壁と、下端を画定する底壁と、前後方向8の後端を画定する奥壁と、左右方向9の両端を画定する一対の側壁とで画定される。一方、装着ケース150の奥壁と対面する位置は、開口85となっている。すなわち、開口85は、カバー87を露出位置に配置したときに、装着ケース150の内部空間を、プリンタ10の外部に露出させる。
そして、カートリッジ200は、筐体14の開口85を通じて、装着ケース150に挿入され、装着ケース150から抜かれる。より詳細には、カートリッジ200は、開口85を前後方向8の後ろ向きに通過して、装着ケース150に装着される。装着ケース150から抜かれるカートリッジ200は、開口85を前後方向8の前向きに通過する。
[接点152]
接点152は、装着ケース150の天壁に位置している。接点152は、天壁から装着ケース150の内部空間へ向けて下方に突出している。接点152は、装着ケース150にカートリッジ200が装着された状態において、カートリッジ200の後述する電極248に接する位置に位置している。接点152は、導電性を有しており、さらに上下方向7に沿って弾性的に変形可能である。接点152は、コントローラ130に電気的に接続されている。
[ロッド153]
ロッド153は、装着ケース150の奥壁から前方へ突出している。ロッド153は、装着ケース150の奥壁において、後述するジョイント180より上方に位置している。ロッド153は、カートリッジ200が装着ケース150に装着される過程において、カートリッジ200の後述する大気連通口221を通じて大気バルブ室214に進入する。ロッド153が大気バルブ室214に進入すると、後述する大気バルブ室214が大気に連通される。
[装着センサ154]
装着センサ154は、装着ケース150の天壁に位置している。装着センサ154は、カートリッジ200が装着ケース150に装着されているか否かを検出するためのセンサである。装着センサ154は、左右方向9に離間した発光部及び受光部を備える。装着ケース150にカートリッジ200が装着された状態において、カートリッジ200の後述する遮光リブ245は、装着センサ154の発光部及び受光部の間に位置する。換言すれば、装着センサ154の発光部及び受光部は、装着ケース150に装着されたカートリッジ200の遮光リブ245を挟んで、互いに対向した状態で位置している。
装着センサ154は、発光部から左右方向9に沿って照射された光が受光部で受光されたか否かに応じて、異なる信号(図中では、「装着信号」と表記する。)を出力する。装着センサ154は、例えば、受光部で受光された光の受光強度が閾値強度未満であることに応じて、ローレベル信号をコントローラ130へ出力する。一方、装着センサ154は、受光部で受光された光の受光強度が閾値強度以上であることに応じて、ローレベル信号より信号強度の高いハイレベル信号をコントローラ130へ出力する。
[液面センサ155]
液面センサ155は、後述するアクチュエータ190の被検出部194が検出位置に位置しているか否かを検出するためのセンサである。液面センサ155は、左右方向9に離間した発光部及び受光部を備える。換言すれば、液面センサ155の発光部及び受光部は、検出位置に位置した被検出部194を挟んで、互いに対向した状態で位置している。液面センサ155は、発光部から出力された光が受光部で受光されたか否かに応じて異なる信号(図中では、「液面信号」と表記する。)を出力する。液面センサ155は、例えば、受光部で受光された光の受光強度が閾値強度未満であることに応じて、ローレベル信号をコントローラ130へ出力する。一方、液面センサ155は、受光部で受光された光の受光強度が閾値強度以上であることに応じて、ローレベル信号より信号強度の高いハイレベル信号をコントローラ130へ出力する。ハイレベル信号は第1信号の一例であり、ローレベル信号は第2信号の一例である。
[ロックピン156]
ロックピン156は、装着ケース150の内部空間の上端で且つ開口85付近において、左右方向9に沿って延びる棒状の部材である。ロックピン156の左右方向9の両端は、装着ケース150の一対の側壁に固定されている。ロックピン156は、4つのカートリッジ200が収納可能な4つの空間に亘って左右方向9に延びている。ロックピン156は、装着ケース150に装着されたカートリッジ200を、図5に示される装着位置に保持するためのものである。カートリッジ200は、装着ケース150に装着された状態で、ロックピン156に係合される。
[タンク160]
プリンタ10は、4つのカートリッジ200それぞれに対応して、4つのタンク160を備える。タンク160は、装着ケース150の奥壁よりさらに後方に位置している。タンク160は、図3に示されるように、上壁161と、前壁162と、下壁163と、後壁164と、不図示の一対の側壁とで構成されている。なお、前壁162は、各々が前後方向8にずれた複数の壁によって構成される。タンク160の内部は、液室171が形成されている。タンク160は、サブタンクの一例である。液室171は、第2液室の一例である。
タンク160を構成する壁のうち、少なくとも液面センサ155に対面する壁は、透光性を有している。これにより、液面センサ155が出力した光は、液面センサ155に対面する壁を透過することができる。後壁164の少なくとも一部は、上壁161、下壁163、及び側壁の端面に溶着されるフィルムでもよい。また、タンク160の側壁は、装着ケース150と共通でもよいし、装着ケース150とは独立していてもよい。さらに、左右方向9に隣接するタンク160の間は、不図示の隔壁によって仕切られている。4つのタンク160の構成は、概ね共通する。
液室171は、流出口174を通じて不図示のインク流路に連通されている。流出口174の下端は、液室171の下端を画定する下壁163によって画定されている。流出口174は、ジョイント180(より詳細には、貫通孔184の下端)より上下方向7の下方に位置している。流出口174に連通された不図示のインク流路は、チューブ32(図2参照)に連通されている。これにより、液室171は、流出口174からインク流路及びチューブ32を通じて、ヘッド21と連通する。つまり、液室171に貯留されたインクは、流出口174からインク流路及びチューブ32を通じて、ヘッド21へ供給される。流出口174に連通されたインク流路及びチューブ32は、一端(流出口174)が液室171に連通され、且つ他端33(図2参照)がヘッド21に連通された第3流路の一例である。
液室171は、大気連通室175を通じて大気に連通されている。より詳細には、大気連通室175は、前壁162を貫通する貫通孔176を通じて液室171に連通されている。また、大気連通室175は、大気連通ポート177及び大気連通ポート177に接続された不図示のチューブを通じて、プリンタ10の外部に連通されている。すなわち、大気連通室175は、一端(貫通孔176)が液室171に連通され、且つ他端(大気連通ポート177)がプリンタ10の外部に連通された第4流路の一例である。なお、大気連通室175は、大気連通ポート177及び不図示のチューブを通じて、大気に連通している。
[ジョイント180]
ジョイント180は、図3に示されるように、ニードル181と、ガイド182とを備えている。ニードル181は、内部に流路が形成された管である。ニードル181は、液室171を画定する前壁162から前方へ突出している。ニードル181の突出先端には、開口183が形成されている。また、ニードル181の内部空間は、前壁162を貫通する貫通孔184を通じて液室171に連通されている。ニードル181は、一端(開口183)がタンク160の外部に連通され、且つ他端(貫通孔184)が液室171に連通されている。ガイド182は、ニードル181の周囲に配置された円筒形状の部材である。ガイド182は、前壁162から前方に突出して、突出端が開口している。
ニードル181の内部空間には、バルブ185と、コイルバネ186とが位置している。バルブ185は、ニードル181の内部空間において、閉塞位置と開放位置との間を、前後方向8に沿って移動可能である。バルブ185は、閉塞位置に位置すると開口183を閉塞する。またバルブ185は、開放位置に位置すると開口183を開放する。コイルバネ186は、バルブ185を開放位置から閉塞位置に移動させる向き、すなわち前後方向8の前向きに付勢している。
[アクチュエータ190]
液室171には、アクチュエータ190が位置している。アクチュエータ190は、液室171内に配置された不図示の支持部材によって、矢印198、199の向きに回動可能に支持されている。アクチュエータ190は、図3の実線で示される位置及び破線で示される位置の間を回動することができる。さらに、アクチュエータ190は、不図示のストッパ(例えば、液室171の内壁)によって、実線の位置より矢印198の向きへの回動が規制される。アクチュエータ190は、フロート191と、軸192と、アーム193と、被検出部194とを備える。
フロート191は、液室171に貯留されるインクより比重が小さい材料で形成されている。軸192は、フロート191の右面及び左面から左右方向9に突出している。軸192は、支持部材に形成された不図示の孔に挿入されている。これにより、アクチュエータ190は、軸192を中心として回動可能に支持部材によって支持される。アーム193は、フロート191から略上方へ延びている。被検出部194は、アーム193の突出先端部に位置している。被検出部194は、上下方向7及び前後方向8に延びる板状の部材である。被検出部194は、液面センサ155の発光部から出力された光を遮光する材料又は色で形成されている。
液室171内のインクの液面が所定位置P以上のとき、浮力によって矢印198の向きに回動されたアクチュエータ190は、ストッパによって図3の実線で示される検出位置に保持される。一方、インクの液面が所定位置P未満のとき、アクチュエータ190は、液面の降下に追従して矢印199の向きに回動される。これにより、被検出部194は、検出位置から外れた位置に移動する。すなわち、被検出部194は、液室171に貯留されたインクの量に対応する位置に移動する。
所定位置Pは、上下方向7において、ニードル181の軸中心と同じ高さであり、且つ後述するインク供給口234の中心と同じ高さである。しかしながら、所定位置Pは、上下方向7における流出口174より上方の位置であれば、前述の位置に限定されない。他の例として、所定位置Pは、ニードル181の内部空間の上端や下端の高さでもよいし、インク供給口234の上端や下端の高さでもよい。
液室171に貯留されたインクの液面が所定位置P以上のとき、液面センサ155の発光部から出力された光が被検出部194で遮られる。これにより、液面センサ155は、発光部からの光が受光部に到達しないので、ローレベル信号をコントローラ130へ出力する。一方、液室171に貯留されたインクの液面が所定位置P未満のとき、液面センサ155は、発光部から出力された光が受光部に到達するので、ハイレベル信号をコントローラ130へ出力する。すなわち、コントローラ130は、液室171内のインクの液面が所定位置P以上か否かを、液面センサ155から出力される信号によって検出することができる。
[カートリッジ200]
カートリッジ200は、液体の一例であるインクを内部に貯留可能な液室210(図2参照)を有する容器である。液室210は、例えば、樹脂製の壁によって画定されている。カートリッジ200は、図4(A)に示されるように、上下方向7及び前後方向8それぞれに沿った寸法が、左右方向9に沿った寸法よりも大きい扁平形状である。なお、異なる色のインクが貯留されるカートリッジ200の外形形状は、同一でもよいし、異なっていてもよい。カートリッジ200を構成する壁のうちの少なくとも一部は、透光性を有している。これにより、ユーザは、カートリッジ200の液室210に貯留されたインクの液面をカートリッジ200の外部から視認することができる。カートリッジ200は、メインタンクの一例である。
カートリッジ200は、筐体201と、供給管230とを備える。筐体201は、後壁202と、前壁203と、上壁204と、下壁205と、一対の側壁206、207とで構成されている。なお、後壁202は、各々が前後方向8にずれた複数の壁によって構成されている。また、上壁204は、各々が上下方向7にずれた複数の壁によって構成されている。さらに、下壁205は、各々が上下方向7にずれた複数の壁によって構成されている。
カートリッジ200の内部空間には、図4(B)に示されるように、液室210、インクバルブ室213、及び大気バルブ室214が形成されている。液室210は、上部液室211と、下部液室212とを有する。上部液室211、下部液室212、及び大気バルブ室214は、筐体201の内部空間である。一方、インクバルブ室213は、供給管230の内部空間である。液室210は、インクを貯留する。大気バルブ室214は、液室210とカートリッジ200の外部とを連通させる。液室210は、第1液室の一例である。
液室210の上部液室211及び下部液室212は、筐体201の内部空間を仕切る隔壁215によって、上下方向7に隔てられている。そして、上部液室211及び下部液室212は、隔壁215に形成された貫通孔216によって連通されている。また、上部液室211及び大気バルブ室214は、筐体201の内部空間を仕切る隔壁217によって、上下方向7に隔てられている。そして、上部液室211及び大気バルブ室214は、隔壁217に形成された貫通孔218によって連通されている。さらに、インクバルブ室213は、貫通孔219を通じて下部液室212の下端に連通されている。
大気バルブ室214は、カートリッジ200の上部において、後壁202に形成された大気連通口221を通じてカートリッジ200の外部に連通されている。すなわち、大気バルブ室214は、一端(貫通孔218)が液室210(より詳細には、上部液室211)に連通され、且つ他端(大気連通口221)がカートリッジ200の外部に連通された第1流路の一例である。なお、大気バルブ室214は、大気連通口221を通じて、大気に連通している。また、大気バルブ室214には、バルブ222と、コイルバネ223とが位置している。バルブ222は、閉塞位置と開放位置との間を、前後方向8に沿って移動可能である。バルブ222は、閉塞位置に位置すると、大気連通口221を閉塞する。また、バルブ222は、開放位置に位置すると大気連通口221を開放する。コイルバネ223は、バルブ222を開放位置から閉塞位置に移動させる向き、すなわち前後方向8の後ろ向きに付勢している。
カートリッジ200が装着ケース150に装着される過程において、ロッド153が大気連通口221を通じて大気バルブ室214内に進入する。大気バルブ室214内に進入したロッド153は、閉塞位置のバルブ222をコイルバネ223の付勢力に抗して前向きに移動させる。そして、バルブ222が開放位置に移動することによって、上部液室211が大気に連通される。なお、大気連通口221を開放するための構成は、前述の例に限定されない。他の例として、大気連通口221を封止するフィルムをロッド153が突き破る構成でもよい。
供給管230は、筐体201の下部において、後壁202から後方に突出している。供給管230は、その突出端(すなわち、後端)が開口されている。すなわち、インクバルブ室213は、貫通孔219を通じて連通された液室210と、カートリッジ200の外部とを連通させる。インクバルブ室213は、一端(貫通孔219)が液室210(より詳細には下部液室212)と連通され、且つ他端(後述するインク供給口234)がカートリッジ200の外部と連通されている。また、インクバルブ室213には、パッキン231と、バルブ232と、コイルバネ233とが位置している。
パッキン231の中央には、前後方向8に貫通したインク供給口234が形成されている。インク供給口234の内径は、ニードル181の外径より僅かに小さい。バルブ232は、閉塞位置と開放位置との間を、前後方向8に沿って移動可能である。バルブ232は、閉塞位置に位置すると、パッキン231と当接してインク供給口234を閉塞する。また、バルブ232は、開放位置に位置すると、パッキン231から離間してインク供給口234を開放する。コイルバネ233は、バルブ232を開放位置から閉塞位置に移動させる向き、すなわち前後方向8の後ろ向きに付勢している。また、コイルバネ233の付勢力は、コイルバネ186より大きい。
カートリッジ200が装着ケース150に装着される過程において、供給管230がガイド182内に進入し、やがてニードル181がインク供給口234を通じてインクバルブ室213に進入する。このとき、ニードル181は、パッキン231を弾性変形させつつ、インク供給口234を画定する内周面に液密に接触する。カートリッジ200が装着ケース150へさらに挿入されると、ニードル181は、バルブ232をコイルバネ233の付勢力に抗して前向きに移動させる。また、バルブ232は、ニードル181の開口183から突出するバルブ185を、コイルバネ186の付勢力に抗して後ろ向きに移動させる。
これにより、図5に示されるように、インク供給口234及び開口183が開放されて、供給管230のインクバルブ室213と、ニードル181の内部空間とが連通される。すなわち、装着ケース150にカートリッジ200が装着された状態において、インクバルブ室213及びニードル181の内部空間は、カートリッジ200の液室210とタンク160の液室171とを連通させる流路を構成する第2流路の一例である。
また、装着ケース150にカートリッジ200が装着された状態において、液室210の一部と、液室171の一部とは、水平方向から見て互いに重なる。その結果、液室210に貯留されたインクは、接続された供給管230及びジョイント180を通じて、水頭差によってタンク160の液室171に移動する。
図4に示されるように、上壁204には、突起241が形成されている。突起241は、上壁204の外面から上方に突出し且つ前後方向8に沿って延びている。突起241は、ロック面242と、傾斜面243とを有する。ロック面242及び傾斜面243は、上壁204より上方に位置している。ロック面242は、前後方向8の前方を向き且つ上下方向7及び左右方向9に延びている(すなわち、上壁204と概ね直交する)。傾斜面243は、上下方向7の上方及び前後方向8の後方を向くように、上壁204に対して傾斜している。
ロック面242は、装着ケース150にカートリッジ200が装着された状態において、ロックピン156に当接される面である。傾斜面243は、カートリッジ200が装着ケース150に装着される過程において、ロックピン156をロック面242と当接する位置まで案内する面である。ロック面242とロックピン156とが当接した状態では、コイルバネ186、223、233の付勢力に抗して、カートリッジ200が図5に示される装着位置に保持される。
ロック面242より前方において上壁204から上方へと延びるようにして、平板状の部材が形成されている。この平板状の部材の上面は、カートリッジ200を装着ケース150から抜去する際に、ユーザが操作する操作部244である。カートリッジ200が装着ケース150に装着された状態で且つカバー87が露出位置に位置しているとき、操作部244は、ユーザに操作可能となる。操作部244が下方へ押されると、カートリッジ200が回動することによって、ロック面242がロックピン156より下方へ移動する。その結果、カートリッジ200が装着ケース150から抜去することが可能となる。
上壁204の外面で且つ突起241より後方には、遮光リブ245が形成されている。遮光リブ245は、上壁204の外面から上方に突出し且つ前後方向8に沿って延びている。遮光リブ245は、装着センサ154の発光部から出力される光を遮光する材料又は色で形成されている。遮光リブ245は、装着ケース150にカートリッジ200が装着された状態において、装着センサ154の発光部から受光部に至る光路上に位置する。すなわち、装着センサ154は、装着ケース150にカートリッジ200が装着されていることに応じて、ローレベル信号をコントローラ130に出力する。一方、装着センサ154は、装着ケース150にカートリッジ200が装着されていないことに応じて、ハイレベル信号をコントローラ130に出力する。すなわち、コントローラ130は、装着ケース150にカートリッジ200が装着されているか否かを、装着センサ154から出力される信号によって検出することができる。
上壁204の外面で且つ前後方向8における遮光リブ245及び突起241の間には、IC基板247が位置している。IC基板247には、電極248が形成されている。また、IC基板247は、不図示のメモリを備える。電極248は、IC基板247の上記メモリと電気的に接続されている。電極248は、IC基板247の上面において、接点152と導通可能に露出されている。すなわち、カートリッジ200が装着ケース150に装着された状態において、電極248は、接点152と電気的に導通する。コントローラ130は、接点152及び電極248を通じてIC基板247のメモリから情報を読み出し、接点152及び電極248を通じてIC基板247のメモリに情報を書き込むことができる。
IC基板247のメモリは、最大インク量Vc0と、インク量Vcと、カートリッジ200の個体を識別するための識別情報などを記憶する。最大インク量Vc0は、カートリッジ200に貯留可能なインクの最大量を示す最大液体量の一例である。換言すれば、最大インク量Vc0は、新品のカートリッジ200に貯留されているインクの量を示す。以下、IC基板247のメモリに記憶されている情報を総称して、「CTG情報」と表記することがある。また、「新品」とは、いわゆる未使用品であり、製造されて販売されているカートリッジ200から、カートリッジ200内のインクが一度も外部へ流出していない状態を示す。
IC基板247のメモリの記憶領域は、例えば、コントローラ130によって情報が上書きされない領域と、コントローラ130によって情報が上書き可能な領域とを有する。例えば、識別情報や最大インク量Vc0は上書きされない領域に記憶され、インク量Vcは上書き可能な領域に記憶される。
[コントローラ130]
コントローラ130は、図6に示されるように、CPU131、ROM132、RAM133、EEPROM134、及びASIC135を備えている。ROM132には、CPU131が各種動作を制御するためのプログラムなどが格納されている。RAM133は、CPU131が上記プログラムを実行する際に用いるデータや信号等を一時的に記録する記憶領域、或いはデータ処理の作業領域として使用される。EEPROM134には、電源オフ後も保持すべき設定情報が格納される。ROM132、RAM133、及びEEPROM134は、メモリの一例である。
ASIC135は、給送ローラ23、搬送ローラ25、排出ローラ27、及びヘッド21を動作させるためのものである。コントローラ130は、ASIC135を通じて不図示のモータを駆動させることによって、給送ローラ23、搬送ローラ25、及び排出ローラ27を回転させる。また、コントローラ130は、ASIC135を通じてヘッド21の駆動素子に駆動信号を出力することによって、ヘッド21にノズル29を通じてインクを吐出させる。ASIC135は、ノズル29を通じて吐出すべきインクの量に応じて、複数種類の駆動信号を出力可能である。
また、ASIC135には、ディスプレイ17と、操作パネル22とが接続されている。ディスプレイ17は、液晶ディスプレイ、有機ELディスプレイ等であり、各種情報を表示する表示面を備える。ディスプレイ17は、報知機の一例である。但し、報知機の具体例はディスプレイ17に限定されず、スピーカ、LEDランプ、或いはこれらの組み合わせでもよい。操作パネル22は、ユーザによる操作に応じた操作信号をコントローラ130に出力する。操作パネル22は、例えば、押ボタンを有していてもよいし、ディスプレイに重畳されたタッチセンサを有していてもよい。
さらに、ASIC135には、接点152と、カバーセンサ88と、装着センサ154と、液面センサ155とが電気的に接続されている。コントローラ130は、装着ケース150に装着されたカートリッジ200のIC基板247のメモリに、接点152を通じてアクセスする。コントローラ130は、カバー87の位置をカバーセンサ88を通じて検出する。また、コントローラ130は、カートリッジ200の挿抜を装着センサ154を通じて検出する。さらに、コントローラ130は、液室171内のインクの液面が所定位置P以上か否かを液面センサ155を通じて検出する。
ROM132には、液面センサ155がハイレベル信号を出力したときに、タンク160の液室171に貯留されている所定インク量Vsc、及びカートリッジ200の液室210に貯留されている所定インク量Vccが記憶されている。所定インク量Vccは、本実施形態ではゼロである。
EEPROM134は、装着ケース150に装着される4つのカートリッジ200それぞれに対応付けて、換言すれば、カートリッジ200と連通されるタンク160それぞれに対応付けて、各種情報を記憶している。各種情報とは、例えば、液体量の一例であるインク量Vc、Vsと、関数Fと、C_Emptyフラグと、S_Emptyフラグと、カウント値SNと、カウント値TNと、閾値Nthと、待機時間Twと、を含む。
なお、インク量Vc及び識別情報は、カートリッジ200が装着ケース150に装着された状態で、接点152を通じてIC基板247のメモリからコントローラ130によって読み出される情報である。関数Fは、EEPROM134に代えて、ROM132に記憶されていてもよい。
インク量Vcは、カートリッジ200の液室210に貯留されているインクの量を示す。インク量Vsは、タンク160の液室171に貯留されているインクの量を示す。インク量Vc、Vsは、例えば、関数Fによって算出される。関数Fは、インクの総量Vtと、インク量Vcと、インク量Vcとの対応関係を示す情報である。カートリッジ200の液室210のインクと、タンク160の液室171のインクとは、それぞれのインク液面の上下方向7の位置が一致した状態で平衡になる。つまり、液室210と液室171との間でのインクの移動が停止する。例えば、インクの総量Vtとインク量Vsとの関係は、関数Fで近似することができる。したがって、インクの総量Vtが算出されると、インク量Vs及びインク量Vcが求められる。なお、インク量Vs及びインク量Vcは、関数Fの形式に限定されず、総量Vt毎に対応づけられたテーブルによって求められてもよい。総量Vtは、総液体量の一例である。
カウント値SNは、液面センサ155から出力される信号がローレベル信号からハイレベル信号に変化した後に、ヘッド21に排出を指示したインク排出量Dh(すなわち、駆動信号で示されるインク量)に相当する値で、閾値Nthに近づく向きに更新される値である。カウント値SNは、初期値を“0”としてカウントアップされる値である。また、閾値Nthは、流出口174の上端付近と所定位置Pとの間の液室171の容積に相当する。但し、カウント値SNは、容積に相当する値を初期値として、カウントダウンされる値でもよい。この場合の閾値Nthは、0となる。
カウント値TNは、装着センサ154から出力される信号がハイレベル信号からローレベル信号に変化した後に、ヘッド21に排出を指示したインク排出量Dh(すなわち、駆動信号で示されるインク量)に相当する値であり、初期値を“0”としてカウントアップされる値である。また、カウント値TNは、初期値をインクの総量Vtに相当する値として、カウントダウンされる値でもよい。
C_Emptyフラグは、カートリッジ200がカートリッジエンプティ状態か否かを示す情報である。C_Emptyフラグには、カートリッジエンプティ状態であることに対応する値“ON”、或いはカートリッジエンプティ状態でないことに対応する値“OFF”が設定される。カートリッジエンプティ状態とは、カートリッジ200(より詳細には、液室210)にインクが実質的に貯留されていない状態である。換言すれば、カートリッジエンプティ状態とは、連通された液室210から液室171にインクが移動しない状態である。さらに換言すれば、カートリッジエンプティ状態とは、当該カートリッジ200に連通されたタンク160の液面が所定位置P未満の状態である。
S_Emptyフラグは、タンク160がインクエンプティ状態か否かを示す情報である。S_Emptyフラグには、インクエンプティ状態であることに対応する値“ON”、或いはインクエンプティ状態でないことに対応する値“OFF”が設定される。インクエンプティ状態とは、例えば、タンク160(より詳細には、液室171)に貯留されたインクの液面が流出口174の上端付近の位置に達した状態である。換言すれば、インクエンプティ状態とは、カウント値SNが閾値Nth以上の状態である。インクエンプティ状態になった後にヘッド21によるインクの吐出を継続すると、タンク160内のインクの液面が流出口174の上端よりも下がってしまい、タンク160からヘッド21までのインク流路又はヘッド21内に空気が混入してしまう(所謂、エアイン)可能性がある。その結果、ノズル29内がインクで満たされず、インクの不吐出が発生するおそれがある。
[プリンタ10の動作]
図7、図8を参照して、本実施形態に係るプリンタ10の動作を説明する。図7、図8に示される各処理は、コントローラ130のCPU131によって実行される。なお、以下の各処理は、ROM132に記憶されているプログラムをCPU131が読み出して実行してもよいし、コントローラ130に搭載されたハードウェア回路によって実現されてもよい。また、以下の各処理の実行順序は、本発明の要旨を変更しない範囲で、適宜変更することができる。
[画像記録処理]
コントローラ130は、プリンタ10に記録指示が入力されたことに応じて、図7に示される画像記録処理を実行する。記録指示は、画像データで示される画像をシートに記録する記録処理をプリンタ10に実行させるための排出指示の一例である。記録指示の取得先は特に限定されないが、例えば、記録指示に対応するユーザ操作を操作パネル22を通じて受け付けてもよいし、不図示の通信インタフェースを通じて外部装置から受信してもよい。
まず、コントローラ130は、4つのC_Emptyフラグそれぞれの設定値を判断する(S11)。そして、コントローラ130は、4つのC_Emptyフラグの少なくとも1つに“ON”が設定されていると判断したことに応じて(S11:ON)、C_Empty報知画面をディスプレイ17に表示させる(S12)。なお、ステップS12において、コントローラ130は、4つのS_Emptyフラグの少なくとも1つに“ON”が設定されていると判断したことに応じて、S_Empty報知画面を、C_Empty報知画面と合わせてディスプレイ17に表示させてもよい。S12におけるディプレイ17の動作が第1動作の一例である。
コントローラ130は、“ON”が設定されたC_Emptyフラグに対応するカートリッジ200それぞれに対して、S13~S16の処理を実行する。すなわち、S13~S16の処理は、4つのカートリッジ200のうち、対応するC_Emptyに“ON”が設定されたカートリッジ200それぞれに対して実行される。カートリッジ200毎のS13~S16の処理は共通するので、1つのカートリッジ200に対応するS13~S16の処理のみを説明する。
まず、コントローラ130は、装着センサ154から取得した信号がローレベル信号からハイレベル信号に変化したかを判断する(S13)。コントローラ130は、装着センサ154から取得した信号がローレベル信号から変化しなければ(S13:No)、現時点で4つの液面センサ155それぞれから出力されている信号を取得する(S17)。
コントローラ130は、装着センサ154から取得した信号がローレベル信号からハイレベル信号に変化したと判断したことに応じて(S13:Yes)、その後に、装着センサ154が出力する信号が、再びハイレベル信号からローレベル信号に変化するまで(S14:No)、所定の時間間隔でS14の処理を繰り返し実行する。換言すれば、コントローラ130は、カートリッジ200が装着ケース150から抜き出された後、新たにカートリッジ200が装着ケース150に装着されるまで、S14の処理を繰り返し実行する。
そして、コントローラ130は、装着センサ154からハイレベル信号を取得した後にローレベル信号を取得したことに応じて(S14:Yes)、液面センサ155から受信した信号がハイレベル信号からローレベル信号へ変化したかを判断する(S15)。コントローラ130は、液面センサ155から受信した信号がハイレベル信号から変化していないと判断すれば(S15:No)、所定の時間間隔で液面センサ155から受信した信号を監視する。コントローラ130は、液面センサ155から受信した信号がハイレベル信号からローレベル信号に変化したと判断すれば(S15:Yes)、C_Emptyフラグに”OFF”を設定して、ディスプレイ17からC_Empty報知画面を消去する(S16)。そして、コントローラ130は、S11以降の処理を再び実行する。
コントローラ130は、すべてのカートリッジ200にそれぞれ対応するすべてのC_Emptyが”ON”でなければ、すなわち”OFF”であれば、現時点で4つの液面センサ155それぞれから出力されている信号を取得する(S17)。さらにS17において、コントローラ130は、液面センサ155から取得した信号がハイレベル信号及びローレベル信号のどちらかを示す情報を、RAM133に記憶させる。
そして、コントローラ130は、取得した液面センサ155の信号がローレベル信号であるかを判断する(S18)。コントローラ130は、取得した液面センサ155の信号がローレベル信号でなければ(S18:No)、すなわち液面センサ155からハイレベル信号を取得したのであれば、記録指示に含まれる画像データで示される画像をシートに記録する(S19)。より詳細には、コントローラ130は、給送トレイ15上のシートを給送ローラ23及び搬送ローラ25に搬送させ、ヘッド21にインクを吐出させ、画像が記録されたシートを排出ローラ27に排出トレイ16へ排出させる。
次に、コントローラ130は、記録指示に従ってシートに画像を記録したことに応じて、現時点で4つの液面センサ155それぞれから出力されている信号を取得する(S20)。さらに、S17と同様に、コントローラ130は、液面センサ155から取得した信号がハイレベル信号及びローレベル信号のどちらかを示す情報を、RAM133に記憶させる(S20)。そして、コントローラ130は、カウント処理を実行する(S21)。カウント処理は、S17、S19で液面センサ155から取得した信号に基づいて、カウント値TN、SN、C_Emptyフラグ、及びS_Emptyフラグを更新する処理である。カウント処理の詳細は、図8を参照して後述する。
次に、コントローラ130は、記録指示で示された全ての画像をシートに記録するまで(S22:Yes)、S11~S21の処理を繰り返し実行する。そして、コントローラ130は、記録指示で示される全ての画像をシートに記録したことに応じて(S22:No)、4つのS_Emptyフラグそれぞれの設定値及び4つのC_Emptyフラグそれぞれの設定値を判断する(S23、S24)。
コントローラ130は、4つのS_Emptyフラグの少なくとも1つに“ON”が設定されていることに応じて(S23:ON)、S_Empty報知画面をディスプレイ17に表示させる(S25)。また、コントローラ130は、4つのS_Emptyフラグの全てに“OFF”が設定されており、且つ4つのC_Emptyフラグの少なくとも1つに“ON”が設定されていることに応じて(S23:OFF&S24:ON)、C_Empty報知画面をディスプレイ17に表示させる(S26)。S26の処理は、報知機を作動させることの一例である。
S24で表示されるC_Empty報知画面は、S12と同様であってもよい。C_Empty報知画面は、”ON”が設定されたC_Emptyフラグに対応するカートリッジ200がカートリッジエンプティ状態になったことを、ユーザに報知するための画面である。C_Empty報知画面は、例えば、カートリッジエンプティ状態のカートリッジ200に貯留されているインクの色及びインク量Vc、Vsを示す情報を含んでもよい。一方、コントローラ130は、4つのS_Emptyフラグ及び4つのC_Emptyフラグの全てに“OFF”が設定されていることに応じて(S24:OFF)、S25、S26の処理を実行せずに、画像記録処理を終了する。
S_Empty報知画面は、対応するタンク160がインクエンプティ状態になって、ヘッド21を通じたインクの排出ができないことを、ユーザに報知するための画面である。S_Empty報知画面は、例えば、インクエンプティ状態のタンク160に貯留されているインクの色及びインク量Vc、Vsを示す情報を含んでもよい。
S18において、コントローラ130は、取得した液面センサ155の信号がローレベル信号であると判断すれば(S18:Yes)、S19と同様に、記録指示に含まれる画像データで示される画像をシートに記録する(S27)。コントローラ130は、記録指示に従ってシートに画像を記録したことに応じて、液面センサ155から受信した信号がハイレベル信号であるかを判断する(S28)。また、コントローラ130は、画像記録を終了した時刻をRAM133に記憶させる。
画像記録においてヘッド21からインクが排出されることによって、タンク160の液室171から流出口174を通じてインクが流出する。他方、カートリッジ200の液室210(下部液室212)から、ニードル181を通じて液室171へインクが流入する。液室171からインクが流出する流量Qsと、液室171へインクが流入する流量Qcとの比較において、流量Qcより流量Qsが十分に大きければ、液室171におけるインクの液面と、液室210におけるインクの液面との間に不均衡、すなわち水頭差が生じ、液室171におけるインクの液面が、液室210におけるインクの液面より低下する。図9(A)に示されるように、水頭差が生じた状態において、液室171におけるインクの液面が所定位置P未満になれば、コントローラ130は、液面センサ155からハイレベル信号を受信する。画像記録が終了すると、水頭差によって、液室210から液室171へインクが流入して、図9(B)に示されるように、液室171におけるインクの液面と、液室210におけるインクの液面とが同じ高さとなる。
コントローラ130は、液面センサ155から受信した信号がハイレベル信号であると判断しなければ(S28:No)、すなわち液面センサ155から受信した信号がローレベル信号であれば、S19からS26を実行する。
コントローラ130は、液面センサ155から受信した信号がハイレベル信号であると判断したことに応じて(S28:Yes)、待機時間Twを算出する(S29)。待機時間Twは、S27で指示されたインク排出量Dhに基づいて、ヘッド21を通じて排出された単位時間当たりのインク量ΔVを算出し、インク量ΔVに対応して設定される。待機時間Twは、前述された液室171,210に生じた水頭差を解消するための時間である。インク量ΔVが大きければ水頭差が大きくなるので、設定される待機時間Twが長くなる。待機時間Twは、インク量ΔVと待機時間Twとの関係を示す関数に基づいて算出されてもよいし、また、インク量ΔVと待機時間Twとを対応づけたテーブルに基づいて決定されてもよい。インク排出量Dhが、ヘッドからの液体の排出に関する情報の一例である。
コントローラ130は、待機時間Twを算出した後、RAM133に前回の待機時間Twpが記憶されているかを判断する(S30)。コントローラ130は、RAM133に前回の待機時間Twpが記憶されていれば(S30:Yes)、算出した待機時間Twに前回の待機時間Twを加えて、待機時間Twとして(S31)、後述するS32を実行する。コントローラ130は、RAM133に前回の待機時間Twpが記憶されていなければ(S30:No)、算出した待機時間Twを待機時間Twとして決定して、後述するS32を実行する。
S32において、コントローラ130は、画像記録が終了した時刻、すなわちRAM133に記憶された時刻からの経過時間が待機時間Twに到達したかを判断する(S32)。コントローラ130は、RAM133に記憶された時刻からの経過時間が待機時間Twに到達したと判断したことに応じて(S32:Yes)、S20からS26を実行する。待機時間Twが経過することによって、前述された液室171,210に生じた水頭差が解消する。したがって、図9(A)に示されるように、水頭差が生じた状態において液室171のインクの液面が所定位置P未満になっていたとしても、図9(B)に示されるように、水頭差が解消したときに液室171のインクの液面が所定位置P以上であれば、S20において、液面センサ155から取得した信号としてローレベル信号がRAM133に記憶される。
コントローラ130は、RAM133に記憶された時刻からの経過時間が待機時間Twに到達していないと判断したことに応じて(S32:No)、別の記録指示が入力されたかを判断する(S33)。コントローラ130は、別の記録指示が入力されていなければ(S33:No)、再びS32,S33を実行する。
コントローラ130は、別の記録指示が入力されたと判断したことに応じて(S33:Yes)、決定した待機時間Twを、前回の待機時間TwpとしてRAM133に記憶させる(S34)。そして、コントローラ130は、S11以降を実行する。
なお、排出指示の具体例は記録指示に限定されず、パージなどのノズル29のメンテナンスを指示するメンテナンス指示等であってもよい。コントローラ130は、例えばメンテナンス指示を取得したことに応じて、図7と同様の処理を実行する。メンテナンス指示を取得した場合の前述の処理との相違点は、以下の通りである。まず、コントローラ130は、S19において、不図示のメンテナンス機構を駆動させて、ノズル29を通じてインクを排出させる。また、コントローラ130は、カウント処理を実行した後にS22の処理を実行することなく、S22以降の処理を実行する。
[カウント処理]
次に図8を参照して、S21でコントローラ130が実行するカウント処理の詳細を説明する。なお、コントローラ130は、4つのカートリッジ200のそれぞれに対して、カウント処理を独立して実行する。カートリッジ200毎のカウント処理は共通するので、1つのカートリッジ200に対応するカウント処理のみを説明する。
まず、コントローラ130は、S17、S20でRAM133に記憶させた液面センサ155の信号を示す情報を比較する(S41)。すなわち、コントローラ130は、カウント処理(S21)を実行する前のS19の処理を実行する前と後とで、4つの液面センサ155それぞれの信号が変化したか否かを判断する。
コントローラ130は、S17、S20でRAM133に記憶させた情報が共にローレベル信号を示す(すなわち、S19の処理の前後で液面センサ155の出力が変化していない)ことに応じて(S41:L→L)、カウント値TNを更新する(S42)。すなわち、コントローラ130は、S19で排出を指示したインク排出量Dhに相当する値で、カウント値TNをカウントアップする。
また、コントローラ130は、現在の総量Vtを算出する(S43)。コントローラ130は、カートリッジ交換後にEEPROM134に記憶されたインク量Vc及びインク量Vsの和であるカートリッジ交換後の総量Vtを算出する。そして、コントローラ130は、算出した総量Vtから、カウント値TNに相当するインク量を差し引いた値として、現在の総量Vtを算出する(Vt=Vt-TN)。そして、コントローラ130は、算出された現在の総量Vtと、関数F1又は関数F2に基づいてインク量Vc、Vsを求める(S43)。
そして、コントローラ130は、現在のインク量Vc及びインク量Vsの双方と、現在の総量Vtと、のいずれか一方をディスプレイ17に表示する(S44)。また、コントローラ130は、求めたインク量Vcで、カートリッジ200のIC基板247のメモリに記憶されたインク量Vcを更新する(S45)。
また、コントローラ130は、S17でRAM133に記憶させた情報がローレベル信号を示し、S20でRAM133に記憶させた情報がハイレベル信号を示す(すなわち、S19の処理の前後で液面センサ155の出力が変化したことに応じて(S41:L→H)、C_Emptyフラグに“ON”を代入する(S46)。液面センサ155の出力がローレベル信号からハイレベル信号に変化するのは、S19の処理後に待機時間Twが経過したときに、液室171の液面が所定位置Pに達したことに対応する。そして、これ以降は、カートリッジ200とタンク160との間でインクが移動しない。
また、コントローラ130は、ROM132から所定インク量Vcc(=0)を読み出して、インク量Vcを所定インク量Vccとする(S47)。同様に、コントローラ130は、ROM132から所定インク量Vsc(所定位置P未満の液室171の容積に相当する。)を読み出して、インク量Vsを所定インク量Vscとする(S47)。残量更新処理で算出されるインク量Vc、Vsは誤差を含むので、コントローラ130は、液面センサ155の出力がローレベル信号からハイレベル信号に変化したタイミングで、インク量Vcを所定インク量Vccとし、また、インク量Vsを所定インク量Vscとして、累積した誤差をリセットする。また、コントローラ130は、現在の総量Vtを、インク量Vsと同じ値(Vt=Vsc)として算出する(S47)。インク量Vcがゼロになることによって、総量Vtは、インク量Vsと同じ値となる。
そして、コントローラ130は、現在のインク量Vc及びインク量Vsの双方と、現在の総量Vtと、のいずれか一方とをディスプレイ17に表示する(S48)。また、コントローラ130は、カートリッジ200のIC基板247のメモリに記憶されたインク量Vcを、前述したインク量Vc(=0)で上書きする(S49)。
また、コントローラ130は、EEPROM134に記憶されたカウント値SNを、S19で排出を指示したインク排出量Dhに相当する値でカウントアップする(S50)。換言すれば、コントローラ130は、液面センサ155の出力がローレベル信号からハイレベル信号に変化したことに応じて、カウント値SNの更新を開始する。また、コントローラ130は、EEPROM134に記憶されたカウント値TNを、S19で排出を指示したインク量に相当する値でカウントアップする。
そして、コントローラ130は、インク量Vsを算出する(S51)。算出されるインク量Vsは、ROM132に記憶された所定インク量Vscから、EEPROM134に記憶されたカウント値SNに相当するインク量を差し引いた値である。なお、前述したように、液面センサ155の出力がハイレベル信号になった後は、インク量Vsは、現在の総量Vtと同じ値である。また、インク量Vcはゼロである。
そして、コントローラ130は、算出した現在のインク量Vc及びインク量Vsの双方と、算出した現在の総量Vtと、のいずれか一方をディスプレイ17に表示する(S52)。なお、液面センサ155の出力がハイレベル信号になった後は、インク量Vcはゼロなので、コントローラ130は、カートリッジ200のIC基板247のメモリに記憶されたインク量Vcを更新する必要はない。
次に、コントローラ130は、S50で更新したカウント値SNと、閾値Nthとを比較する(S53)。そして、コントローラ130は、S50で更新したカウント値SNが閾値Nth未満だと判断したことに応じて(S53:No)、S54の処理を実行せずに、カウント処理を終了する。一方、コントローラ130は、S50で更新したカウント値SNが閾値Nth以上だと判断したことに応じて(S53:Yes)、S_Emptyフラグに“ON”を代入する(S54)。そして、コントローラ130は、S_Emptyフラグに“ON”が設定されていることに応じてヘッド21を通じたインクの排出を禁止して、カウント処理を終了する。
また、コントローラ130は、S17、S20でRAM133に記憶させた情報が共にハイレベル信号を示すことに応じて(S41:H→H)、EEPROM134に記憶されているカウント値SNを読み出す。そして、コントローラ130は、読み出したカウント値SNにインク排出量を加算して、再びEEPROM134に記憶させる。すなわち、コントローラ130は、カウント値SNを更新する(S50)。また、コントローラ130は、カウント値TNも更新する。次に、コントローラ130は、S50で更新したカウント値SNを用いて、前述したS51からS54の処理を実行する。
[作用効果]
上記実施形態によれば、ヘッド21を通じたインクの排出によって、タンク160の液室171の液面の位置が一時的に下降した後、再び上昇したとしても、待機時間Twが経過した後に液面センサ155から受信した信号がコントローラ130によって判定されるので、一時的に下降した液面の位置による液面センサ155の信号をコントローラ130が判定することが抑制される。
また、待機時間Twが、記録指示によってヘッド21を通じて排出された単位時間当たりのインク量ΔVに対応して設定される。ヘッド21を通じて排出された単位時間当たりのインク量が多いほど、タンク160の液室171の液面の位置が一時的に下降してから再び上昇するまでの時間が長くなるので、その時間に対応した待機時間Twを設定することができる。
また、ヘッド21を通じたインクの排出が終了した後に、液面センサ155からハイレベル信号を受信していなければ、その後に時間が経過して液室171の液面の位置が上昇しても、液面センサ155から受け付ける信号に変化はない。上記実施形態によれば、このような場合には待機時間Twを求めずに、液面センサ155から受信した信号に基づいてカウント処理を実行できる。
また、ヘッド21を通じたインクの排出を開始するときに、液面センサ155からローレベル信号を受信していなければ、ヘッド21を通じたインクの排出が終了した後に、液面センサ155から受信した信号がローレベル信号から変化することはない。上記実施形態によれば、このような場合には待機時間Twを求めずに、液面センサ155から受信した信号に基づいてカウント処理を実行できる。
また、コントローラ130は、ヘッド21からのインクの排出が終了した後、待機時間Twが経過する前に、次の記録指示を受け付けたことに応じて、待機時間Twを前回の待機時間TwpとしてRAM133に記憶させて、待機時間Twが経過する前に、次の記録指示によるヘッド21を通じたインクの排出を開始するので、次の記録指示が入力されてからインクの排出が開始するまでの時間をユーザに待たせることがない。そして、次の記録指示によるインクの排出が終了すると、その後に求めた待機時間TwにRAM133に記憶させた前回の待機時間Twpを加えた待機時間Twが経過するまで、液面センサ155から受信した信号の取得を待機することによって、前回のインクの排出により生じた液室171の液面の位置の下降分も加味して、液面の位置が再び上昇するまでの待機時間Twを設定することができる。
また、コントローラ130は、待機時間Twが経過した後に液面センサ155からハイレベル信号を受信したことに応じて、C_Empty画面をディスプレイ17に表示させるので、タンク160の液室171の液面の位置が所定位置P未満になったことをユーザに報知することができる。
また、液面センサ155は、タンク160の液室171の液面の位置に応じて信号を出力するものなので、液室171の液面の位置が所定位置P未満になったことを正確に判定できる。
[変形例1]
前述された実施形態では、画像記録処理のS29において、待機時間Twが、記録指示によってヘッド21を通じて排出された単位時間当たりのインク量ΔVに対応して算出されたが、これに代えて、温度センサから受信した温度情報に基づいて、待機時間Twが算出されてもよい。
プリンタ10は、温度センサを備えており、コントローラ130は、温度センサから温度情報を受信する。温度センサは、プリンタ10が設定されている環境の温度を計測して、計測した温度に対応する温度情報を出力する。プリンタ10が設置されている環境の温度が低ければ、インクの温度も低くなり粘度が上がる。その結果、カートリッジ200の液室210とタンク160の液室171との間でのインクの流通速度が遅くなり、すなわち流量Qcが小さくなり、液室171の液面の位置が一時的に下降してから再び上昇するまでの時間が長くなるので、その時間に対応した待機時間Twを設定することができる。
[変形例2]
前述された実施形態では、画像記録処理のS29において、待機時間Twが、記録指示によってヘッド21を通じて排出された単位時間当たりのインク量ΔVに対応して算出されたが、これに代えて、流量Qcに基づいて、待機時間Twが算出されてもよい。
流量Qcは、ニードル181の内部空間及びインクバルブ室213を通じて、期間Δtの間に液室210から液室171に流出するインクの量を示す。流量Qcは、次の式から算出される。
Qc=(Hc-Hs)×g×ρ/(Rc+Rs+Rn)
Hcは、カートリッジ200の液室210における基準位置からの液面の高さを示す。Hsは、タンク160の液室171における基準位置からの液面の高さを示す。なお、基準位置は任意の位置であり、例えば所定位置Pであってもよい。流量Qcは、高さHc、Hsの差(すなわち、水頭差)が大きいほど大きくなり、水頭差が小さいほど小さくなる。高さHcは、インク量Vcとの関係において算出される。つまり、高さHcは、カートリッジ200の液室210の水平断面積Dcが上下方向7において変化する場合、インク量Vc及び高さHcを変数として、カートリッジ200の設計時に予め決定された関数Fcに基づいて算出される。仮に、上下方向7における水平断面積Dcが一定の場合、関数Fc=Vc/Dcとなる。
また、高さHsは、タンク160の液室171の水平断面積Dsが上下方向7において変化する場合、インク量Vs及び高さHsを変数として、タンク160の設計時に予め決定された関数Fsに基づいて算出される。仮に、上下方向7における水平断面積Dsが一定の場合、関数Fs=Vs/Dsとなる。
そして、高さHc,Hsの差に、インクの粘度ρ、及び重力加速度gを乗じた値を分子とし、流路抵抗Rc、Rs、Rnの和を分母として流量Qcが算出される。流路抵抗Rcは、大気バルブ室214を通過する空気が受ける抵抗の大きさを示す。流路抵抗Rsは、大気連通室175を通過する空気が受ける抵抗の大きさを示す。流路抵抗Rnは、連通されたインクバルブ室213及びニードル181の内部空間を通過するインクが受ける抵抗の大きさを示す。なお、大気連通口221から貫通孔218に至る流路や、大気連通ポート177から貫通孔176に至る流路に、半透膜が設けられているときには、流路抵抗Rc,Rsは、その半透膜を空気が通過する際の抵抗を示す。
液室210から液室171にインクが移動すると、液室210は一時的に大気圧から減圧され、液室171は一時的に大気圧より加圧される。液室210内の圧力と大気圧との圧力差は、大気バルブ室214を通じて液室210に空気が流入することによって解消される。液室171からヘッド21へインクが流出していない状態において、液室171内の圧力と大気圧との圧力差は、大気連通室175を通じて液室171から空気が流出することによって解消される。
そして、これらの圧力差は、液室210から液室171へのインクの移動を阻害する。すなわち、流量Qcは、流路抵抗Rcが大きいほど小さくなり、流路抵抗Rcが小さいほど大きくなる。また、液室171からヘッド21へインクが流出していない状態における流量Qcは、流路抵抗Rsが大きいほど小さくなり、流路抵抗Rsが小さいほど大きくなる。また、流量Qcは、インクが実際に通過すインクバルブ室213及びニードル181の内部空間の流路抵抗Rnが大きいほど小さくなり、流路抵抗Rnが小さいほど大きくなる。
カートリッジ200の液室210の液面の位置と、タンク160の液室171の液面の位置との差(水頭差)が大きいほど、流量Qcが大きくなるので、液室171の液面の位置が一時的に下降してから再び上昇するまでの時間が長くなる。流量Qcに基づいて待機時間Twが算出されることによって、その時間に対応した待機時間Twが設定される。
[変形例3]
前述された実施形態では、S28において、コントローラ130は、液面センサ155から受信した信号がハイレベル信号であるかを判断したが、これに代えて、コントローラ130は、S27の後の総量Vtが閾値未満であるかを判断し、総量Vtが閾値未満であればS29を実行することとしてもよい。閾値は、例えば、タンク160の液室171における所定位置P未満の容積に相当する。総量Vtが閾値以上であれば、液室171の液面が所定位置P以上となるので、液面センサ155から受信する信号がローレベル信号からハイレベル信号に変化しない。したがって、コントローラ130は、S29を実行せずに、S20を実行した後、カウント処理を実行する。
[その他の変形例]
なお、前述した実施形態では、コントローラ130は、S27の直前において液面センサ155から受信した信号がローレベル信号であり、S27の直後において液面センサ155から受信した信号がハイレベル信号であると判断したことに応じて、待機時間Twを算出したが、これらを実行することなく、画像記録後に常に待機時間Twを算出することとしてもよい。
また、前述した実施形態では、メインタンクの一例としてカートリッジ200が示されているが、カートリッジ200に代えて、プリンタ10の筐体14に固定されたタンクがメインタンクとして実現されてもよい。また、タンク160において大気連通室175は必ずしも設けられなくてもよい。
また、前述された実施形態では、ヘッド21を通じたインクの排出がシートへの画像記録として説明がされているが、ヘッド21を通じたインクの排出は、ヘッド21のノズル29から強制的にインクを排出させる所謂パージであってもよい。
また、液面センサ155が、アクチュエータ190の被検出部194が検出位置に位置しているか否かを検出する構成であるが、液面センサ155の構成は特に限定されない。例えば、液室171の後壁164にインクが接触しているか否かによって異なる反射率を利用して、液室171におけるインクの液面を光学的に検知するセンサであってもよいし、液室171のインクの液面が電極によって検知される構成であってもよい。また、液面センサ155は、液室171の液面を検出するものではなく、液室210の液面を検出するものとして実現されてもよい。
また、前述された実施形態では、インクが液体の一例として説明されているが、液体は、例えば、画像記録時にインクに先立って用紙などに吐出される前処理液でもよいし、ヘッド21を洗浄するための水でもよい。
10・・・プリンタ(液体排出装置)
17・・・ディスプレイ(報知機)
21・・・ヘッド
32・・・チューブ(第3流路)
130・・・コントローラ
132・・・ROM(メモリ)
133・・・RAM(メモリ)
134・・・EEPROM(メモリ)
155・・・液面センサ
160・・・タンク
171・・・液室(第2液室)
175・・・大気連通室(第4流路)
181・・・ニードル(第2流路)
200・・・カートリッジ
210・・・液室(第1液室)
213・・・インクバルブ室(第2流路)
214・・・大気バルブ室(第1流路)

Claims (13)

  1. 液体が貯留された第1液室、一端が上記第1液室と連通され且つ他端が外部と連通される第1流路を有するメインタンクと、
    第2液室を有するサブタンクと、
    上記第1液室及び上記第2液室を連通する第2流路と、
    上記第2流路よりも下方に位置する一端が上記第2液室と連通される第3流路と、
    上記第3流路の他端と連通されるヘッドと、
    液面センサと、
    コントローラと、を備える液体排出装置であって、
    上記コントローラは、
    上記ヘッドを通じて液体を排出させる排出指示を受け付けて、上記ヘッドから液体を排出させ、
    上記ヘッドを通じた液体の排出が終了した後、当該液体の排出に関する情報に基づいて待機時間を求め、
    上記ヘッドを通じた液体の排出が終了してから上記待機時間が経過した後、上記液面センサから受信した信号を判定し、
    上記液体の排出に関する情報は、上記排出指示によって上記ヘッドを通じて排出された液体量である液体排出装置。
  2. 液体が貯留された第1液室、一端が上記第1液室と連通され且つ他端が外部と連通される第1流路を有するメインタンクと、
    第2液室を有するサブタンクと、
    上記第1液室及び上記第2液室を連通する第2流路と、
    上記第2流路よりも下方に位置する一端が上記第2液室と連通される第3流路と、
    上記第3流路の他端と連通されるヘッドと、
    液面センサと、
    コントローラと、を備える液体排出装置であって、
    上記コントローラは、
    上記ヘッドを通じて液体を排出させる排出指示を受け付けて、上記ヘッドから液体を排出させ、
    当該液体の排出に関する情報に基づいて待機時間を求め、
    上記ヘッドを通じた液体の排出が終了したことを契機に上記待機時間のカウントを開始し、上記待機時間が経過した後、上記液面センサから受信した信号を判定する液体排出装置。
  3. 液体が貯留された第1液室、一端が上記第1液室と連通され且つ他端が外部と連通される第1流路を有するメインタンクと、
    第2液室を有するサブタンクと、
    上記第1液室及び上記第2液室を連通する第2流路と、
    上記第2流路よりも下方に位置する一端が上記第2液室と連通される第3流路と、
    上記第3流路の他端と連通されるヘッドと、
    液面センサと、
    コントローラと、を備える液体排出装置であって、
    上記コントローラは、
    上記ヘッドを通じて液体を排出させる排出指示を受け付けて、上記ヘッドから液体を排出させ、
    上記ヘッドを通じた液体の排出が終了したことを契機に、当該液体の排出に関する情報に基づいて待機時間を求め、
    上記ヘッドを通じた液体の排出が終了してから上記待機時間が経過した後、上記液面センサから受信した信号を判定する液体排出装置。
  4. 上記液体の排出に関する情報は、上記排出指示によって上記ヘッドを通じて排出された単位時間当たりの液体量である請求項1から3のいずれかに記載の液体排出装置。
  5. 温度センサを更に備えており、
    上記液体の排出に関する情報は、上記ヘッドを通じた液体の排出に際して上記温度センサから受信した温度情報である請求項2または3に記載の液体排出装置。
  6. 一端が上記第2液室と連通され且つ他端が外部とを連通された第4流路を更に備えており、
    上記コントローラは、上記ヘッドを通じた液体の排出が終了した後、上記第1液室と上記第2液室との間を期間Δtの間に流出する液体の流量Qcを、少なくとも、基準位置から上記第1液室の液面までの高さHc、及び上記基準位置から上記第2液室の液面までの高さHsに基づいて算出し、
    上記液体の排出に関する情報は、上記流量Qcである請求項2または3に記載の液体排出装置。
  7. 上記コントローラは、
    上記第1液室又は上記第2液室の液面の位置が所定位置未満であることに応じて、上記液面センサから第1信号を受信し、
    上記ヘッドを通じた液体の排出が終了した後、上記液面センサから上記第1信号を受信したことを条件として、上記待機時間を求める請求項1からのいずれかに記載の液体排出装置。
  8. 上記コントローラは、
    上記第1液室又は上記第2液室の液面の位置が所定位置以上であることに応じて、上記液面センサから第2信号を受信し、
    上記ヘッドを通じた液体の排出を開始するときに、上記液面センサから上記第2信号を受信したことを条件として、上記待機時間を求める請求項1からのいずれかに記載の液体排出装置。
  9. 上記第1液室及び上記第2液室の双方に貯留されている総液体量Vtを記憶するメモリを更に備えており、
    上記コントローラは、
    上記排出指示で排出が指示された液体の量に相当する値でカウント値を更新し、
    上記メモリから上記総液体量Vtを読み出して、上記カウント値を減じて上記総液体量Vtを算出し、
    上記ヘッドを通じた液体の排出が終了した後、上記総液体量Vtが閾値未満であることを条件として、上記待機時間を求める請求項1からのいずれかに記載の液体排出装置。
  10. メモリを更に備えており、
    上記コントローラは、
    上記ヘッドからの液体の排出が終了した後、求めた上記待機時間が経過する前に、次の排出指示を受け付けたことに応じて、求めた上記待機時間をメモリに記憶させて、上記待機時間が経過する前にヘッドを通じた液体の排出を開始し、
    次の排出指示による上記ヘッドからの液体の排出が終了した後、次の排出指示後に求めた上記待機時間に、上記メモリに記憶させた上記待機時間を加えた時間が経過したことに応じて、上記液面センサから受信した信号を判定する請求項1からのいずれかに記載の液体排出装置。
  11. 報知機を更に備えており、
    上記コントローラは、
    上記第1液室又は上記第2液室の液面の位置が所定位置未満であることに応じて、上記液面センサから第1信号を受信し、
    上記待機時間が経過した後に、上記液面センサから上記第1信号を受信したことに応じて、上記報知機を作動させる請求項1から10のいずれかに記載の液体排出装置。
  12. 上記液面センサは、上記第2液室の液面の位置に応じて信号を出力するものである請求項1から11のいずれかに記載の液体排出装置。
  13. 上記メインタンクは、装着ケースに対して着脱可能なカートリッジタイプである請求項1から12のいずれかに記載の液体排出装置。
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