インクタンクおよび記録装置
【課題】簡単な構成であり、かつ高精度にインク残量を随時定量的に検知できるインクタンクおよび記録装置を提供する。
【解決手段】本発明のインクタンクは、タンクケース2と、タンクケース2に一部を固定され、インクの消費とともに変形するインク収容袋4と、インク収容袋4に連動して一定方向に移動する可動板5と、可動板5の少なくとも一部に設けられた移動反射面7と、タンクケース2の少なくとも一部に設けられた固定反射面8とを有する。
【解決手段】本発明のインクタンクは、タンクケース2と、タンクケース2に一部を固定され、インクの消費とともに変形するインク収容袋4と、インク収容袋4に連動して一定方向に移動する可動板5と、可動板5の少なくとも一部に設けられた移動反射面7と、タンクケース2の少なくとも一部に設けられた固定反射面8とを有する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、内部にインクを貯留するインクタンク、およびインクタンクを着脱可能に搭載した記録装置に関する。
【背景技術】
【0002】
変形可能なインク容器内のインク残量を検知する手段として、例えば特許文献1に記載されているような方法が知られている。すなわち、インク容器の変形と連動して移動する検知板を設け、この検知板が所定の位置まで移動したことをセンサ(例えば光学センサ)によって検出し、インク残量が所定量以下になったことを検知する方法である。
【特許文献1】特開平6−99588号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0003】
しかし、この従来の方法には以下に述べる点で問題を生じる場合がある。
1.インク残量が所定のしきいレベルより多いか少ないかしか判断できない。
2.センサの位置がインク残量のしきい値となるため、インクタンクとセンサの位置決め精度が検出精度に影響するので製造上高精度な組み付けが要求される。また、センサに対してインクタンクを着脱する場合には、インクタンクの装着位置ずれが検出誤差になる。一方で、インクタンク自身にセンサを備えるようにした場合には、インクタンク自身がコストアップしてしまう、
3.1つのタンクに1対のセンサが必要であり、機器に搭載するタンクの数が増えるとセンサの数も増え、コストアップしてしまう。
【0004】
本発明の課題は、上記のような問題を解決するインク残量検知方法およびそれを搭載した記録装置を提案することである。すなわち、簡単な構成であり、かつ高精度にインク残量を随時定量的に検知できるインクタンクおよび記録装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0005】
上記目的を達成するため、本発明のインクタンクは、タンクケースと、タンクケースに一部を固定され、インクの消費とともに変形する、内部にインクを収納したインク収容袋と、インク収容袋に連動して一定方向に移動する可動部材と、可動部材の少なくとも一部に設けられた、外部からの入射光を反射する可動反射面と、タンクケースの少なくとも一部に設けられた、外部からの入射光を反射する固定反射面と、を有することを特徴とする。
【0006】
また、本発明の記録装置は、本発明のインクタンクを着脱可能に搭載し、インクタンクから供給されるインクを吐出して被記録媒体に記録を行う記録装置であって、可動反射面および固定反射面によって反射された反射光を検出するセンサと、インクタンクとセンサの位置関係を変更する位置変更手段と、センサによって検出された可動反射面および固定反射面のそれぞれの位置に基づき求められた可動反射面と固定反射面との間の距離からインク残量を算出するインク残量検知手段と、を有する。
【発明の効果】
【0007】
本発明のインク残量検知手段によると、以下のような効果がある。
【0008】
本発明によると、インクタンク自身が、インク残量によらず位置が固定化された指標(固定反射面)と、インク残量によって位置変動する指標(可動反射面)の両方を持つ。これによって、インクタンク自身でインク残量レベルを指標化でき、精度のよいインク残量検出ができる
また、上記の固定反射面と可動反射面の間隔はインク残量に連動して変化するため、インクタンク使用中のいつでも定量的なインク残量を把握できる。
【0009】
さらに、キャリッジにインクタンクを搭載し、固定されたセンサ上をキャリッジが走査することで上記の固定反射面と可動反射面の間隔を測定するような構成にすれば、1対のセンサを用いて複数のインクタンクの残量検出ができる。このとき、複数のインクタンクの中に容量の異なるインクタンクが混在していても、同じ機構で全てのインクタンクのインク残量検出ができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0010】
以下、図面を参照して本発明の実施形態の具体例を説明する。
【0011】
図1は本実施形態のインクタンクの構造を示す一部透過斜視図である。図2は、図1に示すインクタンクを底面側からみた断面図である。
【0012】
インクタンク1は外側をタンクケース2に覆われ、外部にインク供給を行うための供給口11を底面に備えている。インクタンク1の内部には、インク3が貯留されるインク収容室4と、インク収容室4のインク3を供給口11に導くインク流路14が設けられている。インク収容室4は、構成部材の少なくとも一部が可撓性部材からなり、底面に垂直な側面の片側に、可動板5が一体的に接合されている。また、インク収容室4の可動板5と向かい合う側面は、タンクケース2と一体化している。
【0013】
インク収容室4の内部にはバネ6が設けられている。このバネ6は、可動板5とそれに対向するタンクケース2の内壁との間に設置され、両者の間を押し広げる方向に力を作用させる。バネ6がインク収容室4を拡張する方向に力をかけることによって、インク収容室内部に負圧を発生させる。この負圧力は、インク3が外部に漏れるのを防止するのに十分で、かつインクタンク1の内部に空気が侵入しない程度の強さに制御される。以上の構成により、インクタンク1内のインク3が消費されると、インク収容室4が縮小し、それにともなって、可動板5はタンクケース2の片方の側面に近づいていく。このとき、可動板5が底面に垂直な状態を保ったまま一定方向に変位するように、可動板5の重心位置にバネ6の反力が負荷されるように構成する。
【0014】
タンクケース2の底面と可動板5の底面のそれぞれには、反射型光センサに検出される反射面が形成されている。タンクケース2側の反射面である固定反射面8と可動板5側の反射面である可動反射面7とは可動板5の移動方向に並んで、平行に配置されている。
【0015】
タンクケース2の底面の一部には検出窓9が設けられ、可動板5の底面の一部を外部に露出させて可動反射面7を検出できるようにしている。インク3の消費に伴いインク収容室4が収縮し、可動反射面7と固定反射面間8との間の距離は縮まっていく。つまり、本実施形態におけるインク残存量の検出方法は、可動反射面7と固定反射面間8との間の距離を検出し、これによってインク残量レベルを検知するものである。なお、本実施形態においてはインクタンク1の底面から可動反射面7までの高さとインクタンク1の底面から固定反射面8までの高さとが等しくなるように構成した。つまり、可動反射面7と固定反射面8とがそれぞれの面が同一平面上に位置するように配置した。これによって、それぞれの検出面からの反射光の光路が等しくなり、検出機構をより単純にできた。
【0016】
次に、上述したインクタンク1を搭載し、それに対応するインク残量検出構成を備えたプリンタを以下に説明する。
【0017】
図3は本実施形態のプリンタの主要部の外観を模式的に示す斜視図であり、本体カバーを開放して筐体の内部を露出させた状態を示す。また、説明の都合上、筐体の一部分(破線で描画した部分)を透視表現した。
【0018】
プリンタ200は、ブラック、シアン、マゼンタ、イエローの4種のインクタンク100Bk、100C、100M、100Y(以下これら全てを指してインクタンク100と略すこともある)と、その鉛直下方に設けられたインク吐出部(不図示)を搭載する。インクタンク100はインク種ごとに定められた所定位置に個別に装着されており、インクタンク100からインク吐出部へは流路を介して記録用のインクを供給できるようになっている。また、インクタンク100C、100M、100Yは共通の外形形状を持ち、100Bkはそれらよりも外形形状が大きい構成とした。
【0019】
インクタンク100、インク吐出部を搭載したキャリッジ201は、図中の矢印Aに平行な方向に走査し、インク吐出部のさらに鉛直下方に供給された記録メディア(不図示)に対してインクを吐出して記録を行う。記録メディアは筐体204の背面に設けられた自動給紙装置202より供給され、記録実施後、排紙トレイ203へ排出される。
【0020】
キャリッジ走査経路上には、インク残量検知用のセンサ部205が設けられており、センサ部205の鉛直上方をキャリッジ201が通過することで、キャリッジ201の底部での光反射を検出できるようになっている。
【0021】
図4はインクタンク100をキャリッジ201に装着した状態を示す側断面図である。インクタンク100は、キャリッジ201へのインクタンク100の固定は、装着時に変位するラッチレバー110の反発力をキャリッジ201の内側に作用させることで行われる。その際、インクタンク100の第一係合部112および第二係合部113が、それぞれが対応するキャリッジ201側の係止部に係合することによって位置決めされる。インクタンク100の装着によって、インクタンク底部の供給口111とインク導入口213とが接続され、インクタンク100からインク吐出部220へのインク供給が可能となる。キャリッジ201の底部には、窓212が設けられ、センサ部205からの光がインクタンク100の底面に設けられた検出面まで入光できる構成になっている。
【0022】
図5はプリンタ200の制御部300による、キャリッジ201およびセンサ部205の制御構成を模式的に示した図である。制御部300は、ROM303に格納されているプログラムに従い、CPU301によってプリンタ200に関するデータ処理および動作制御を実行する。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。
【0023】
キャリッジ201は、キャリッジ走査方向に延びるキャリッジシャフト207と摺動可能に係合し、キャリッジモータおよびその駆動力伝達機構(ともに不図示)によって往復移動される。また、キャリッジ201の移動経路に沿ってエンコーダスケール209が設けられ、キャリッジ201にはエンコーダスケール209を読み取るエンコーダセンサ211が設けられる。エンコーダセンサ211によって検出された信号は、フレキシブルケーブル206を介して制御回路300に入力される。
【0024】
キャリッジ201の位置は、エンコーダスケール209上の位置によって定義される。エンコーダスケール209上の位置は、原点からの移動距離をエンコーダセンサ211で読み取ることで求められる。原点は例えばキャリッジ201の物理的な突き当て位置で設定される。このような機構により、制御部300はキャリッジ201の絶対的な位置(座標)を常に把握し、それによってインク吐出位置を適切に制御して記録メディア上の最適な位置に記録を行うことなどができる。
【0025】
さらに、制御部300は、インク残量用のセンサ部205から検出信号を受け取り、各インクタンクのインク残量を算出する機能を有する。以下にその手順を説明していく。
【0026】
まず、センサ部205上をキャリッジ201が走査し、インクタンク100の底部をセンシングすることによって得られた検出信号の例を図6に示す。制御部300はROM303内にキャリッジ201上の各タンクのそれぞれの位置と、大きさについての情報を予め記憶する。この情報をもとに、検出信号におけるインクタンク100Bk、100C、100M、100Yそれぞれの領域が決定される。
【0027】
次に、それらの各タンク領域における検出信号をもとに、それぞれのインクタンクのインク残量が決定される。以下に、単独のインクタンクについてインク残量算出手順を詳細に説明する。
【0028】
図7、図8に、一つのインクタンク100についてインク残量検出を実行している状態を示す。図7は、キャリッジ201に搭載されたインクタンク100の底面を、センサ部205がセンシングしている状態を側断面で示したもので、図8はその底面図を示す。ここで、センサ部205は発光素子205aと受光素子205bからなる反射型光センサで、反射光量のピークから可動反射面107および固定反射面108の位置を認識する。センサ部205による検出位置116をキャリッジ201の走査によって徐々に変えていったときの検出軌跡を、検出ライン117として示している。
【0029】
検出ライン117上で得られる受光強度分布を図9に示す。可動反射面107の反射光に対応するピークP1、および固定反射面108の反射光に対応するピークP0が得られる。このピークP0、P1の位置は、キャリッジ201の位置座標から定義される。P0、P1の位置が定義できたことで、P0とP1の距離(以下、ピーク間距離と呼ぶ)dが計算できる。ピーク間距離はインク残量と対応しており、その距離が短いほど、インク消費が進んで可動反射面107が固定反射面108に近づいたことを意味し、インク残量が少ないと判断される。
【0030】
図10は、インクタンク100について、空になった状態(インク残量0%)でインク残量検出を実行した時の受光強度分布を示す。この場合に得られるピーク間距離d0は、インクタンク100が空になった場合の想定値として、あらかじめプリンタ制御部300内のROM303に記憶されている。この情報を参照し、プリンタの制御部300は、インクタンク100から検出されたピーク間距離dがd0となった場合に、インクタンクが完全に空になったものと判断し、ユーザーに警告を行う。
【0031】
図11は、インクタンク100について、満タンの状態(インク残量100%)でインク残量検出を実行した時の受光強度分布を示す。ここで得られるピーク間距離d100はインクが満タンの場合の想定値として、プリンタ制御部300内のROM303に記憶されている。プリンタは搭載されたインクタンクから検出されたピーク間距離がd100の場合は、インクタンクが満タンであると判断する。なお、この満タンの状態を示すピーク間距離d100は、より正確を期すためにインクタンク100そのものに対してインク消費開始前に実測した値を用いても良い。
【0032】
ここで、インク残量とピーク間距離dが1次比例の関係にあれば、その対応関係は図12のように表される。よって、ある時点でのインク残量xは、その時点で実測されたピーク間距離dxと、上記のd0、d100の値とから、以下のような式で計算できる。
x=(dx−d0)÷(d100−d0)×100 [%]
また、これは、仮にインクの内容量などインクタンクの種類が異なったとしても、d0、d100の値が分かっていれば同様の計算式を用いることができる。よって、例えばインクタンク100Bkとインクタンク100Cのように互いに内容量の異なるタンク同士についても同様に適用できる。
【0033】
なお、インク残量とピーク間距離dの対応関係が図12のような1次比例の関係にない場合は、以下のように対処可能である。すなわち、予めその特徴を関数や対応テーブルとして情報化してプリンタ制御部300のROM303に記憶しておく。そして、その情報をもとにある時点で実測されたピーク間距離dxに対応するインク残量xがその都度計算できる。
【0034】
以上のようなインク残量計算のためにプリンタ制御部300内のROM303に記憶される情報は、必要に応じてインクタンクの種類ごとに個別の値が記憶される。この情報には、予備情報、すなわち、インクタンク空の時のピーク間距離d0や、インクタンク満タン時のピーク間距離d100、あるいはインク残量とピーク間距離dのより細かい対応関係などの情報が含まれる。
【0035】
例えば、内容量の大きい1Bkについては、満タン時のピーク間距離d100は他のインクタンクよりも大きい値が記憶される。また、特性が同じとみなせるインクタンク(例えば1C、1M、1Y)については情報を共通化することもできる。
【0036】
また、プリンタ制御部300内のRAM302には、各インクタンクの最新のインク残量を記憶する領域を設け、その情報を随時更新する。そうすることで、インクタンクの交換が行われた場合も即座にそれを認識でき、正常印字のための制御にフィードバックすることなどができる。
【0037】
図6のように実測された受光強度分布に対して、各インクタンクの領域ごとに上記で説明したインク残量算出手順を行う事で、全てのインクタンクについてインク残量を計算することができる。このようにして計算されたインク残量は、例えば図13のような表示をユーザーインターフェース上で行うことで、具体的な数値(%)としてユーザーに報知される。この例の場合、残量の少ない100Cのインクタンクについてはインク切れが間近である旨が同時に警告される。
【0038】
図14にインクタンク100Mが未装着のままインク残量検出を行った場合のセンサ部205にえられた検出信号の例を示す。インクタンクが存在しない100Mタンクの領域からは、検出面の光反射がないので検出値にピークが現れない。制御部300はこの情報を読み取って、100Mタンクが未装着であることを認識し、必要に応じてユーザーに警告を行う。
【0039】
本発明を適用するインクタンクにおいて、構成の一部に情報記憶領域を有する場合は、その情報記憶領域に、インク残量算出に必要な予備情報や最新のインク残量を記憶してもよい。なお、予備情報としては、例えば、インクタンク空の時のピーク間距離d0、インクタンク満タン時に実測したピーク間距離d100が挙げられる。インクタンク自身が情報を持つことで、使いかけのタンクを別のプリンタ本体に再装着した場合でも、プリンタの制御部300がその情報を参照し、そのタンクの特徴や使用状態を反映させて正確なインク残量検知を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【0040】
【図1】本発明が用いられるインクタンクの構造例を示す斜視図である。
【図2】図1のインクタンクの構造を底面に垂直な切断面で示す図である。
【図3】本発明が用いられる記録装置の外観を模式的に示す斜視図である。
【図4】本発明が用いられるインクタンクの記録装置への装着状態を示す側断面図である。
【図5】本発明が用いられる記録装置の制御構成を示す模式図である。
【図6】本発明のインク残量検出による検出信号を示す。
【図7】本発明のインク残量検出をある一つのインクタンクに実施した状態を示す側断面図である。
【図8】図7の底面図を示す図である。
【図9】図7,8に示すインク残量検出から得られる検出信号を示すグラフである。
【図10】本発明のインク残量検出をある一つの空のインクタンクに実施した時に得られる検出信号を示すグラフである。
【図11】本発明のインク残量検出をある一つの満タンのインクタンクに実施した時に得られる検出信号を示すグラフである。
【図12】本発明のインク残量検出において、検出ピーク間の距離とインク残量の関係を示すグラフである。
【図13】本発明のインク残量検出の結果を表示した状態を示す図である。
【図14】本発明のインク残量検出を未装着のインクタンクがある状態で行った時の検出信号を示すグラフである。
【符号の説明】
【0041】
1 インクタンク
2 タンクケース
3 インク
4 インク収容室
5 可動板
7 可動反射面
8 固定反射面
【技術分野】
【0001】
本発明は、内部にインクを貯留するインクタンク、およびインクタンクを着脱可能に搭載した記録装置に関する。
【背景技術】
【0002】
変形可能なインク容器内のインク残量を検知する手段として、例えば特許文献1に記載されているような方法が知られている。すなわち、インク容器の変形と連動して移動する検知板を設け、この検知板が所定の位置まで移動したことをセンサ(例えば光学センサ)によって検出し、インク残量が所定量以下になったことを検知する方法である。
【特許文献1】特開平6−99588号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0003】
しかし、この従来の方法には以下に述べる点で問題を生じる場合がある。
1.インク残量が所定のしきいレベルより多いか少ないかしか判断できない。
2.センサの位置がインク残量のしきい値となるため、インクタンクとセンサの位置決め精度が検出精度に影響するので製造上高精度な組み付けが要求される。また、センサに対してインクタンクを着脱する場合には、インクタンクの装着位置ずれが検出誤差になる。一方で、インクタンク自身にセンサを備えるようにした場合には、インクタンク自身がコストアップしてしまう、
3.1つのタンクに1対のセンサが必要であり、機器に搭載するタンクの数が増えるとセンサの数も増え、コストアップしてしまう。
【0004】
本発明の課題は、上記のような問題を解決するインク残量検知方法およびそれを搭載した記録装置を提案することである。すなわち、簡単な構成であり、かつ高精度にインク残量を随時定量的に検知できるインクタンクおよび記録装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0005】
上記目的を達成するため、本発明のインクタンクは、タンクケースと、タンクケースに一部を固定され、インクの消費とともに変形する、内部にインクを収納したインク収容袋と、インク収容袋に連動して一定方向に移動する可動部材と、可動部材の少なくとも一部に設けられた、外部からの入射光を反射する可動反射面と、タンクケースの少なくとも一部に設けられた、外部からの入射光を反射する固定反射面と、を有することを特徴とする。
【0006】
また、本発明の記録装置は、本発明のインクタンクを着脱可能に搭載し、インクタンクから供給されるインクを吐出して被記録媒体に記録を行う記録装置であって、可動反射面および固定反射面によって反射された反射光を検出するセンサと、インクタンクとセンサの位置関係を変更する位置変更手段と、センサによって検出された可動反射面および固定反射面のそれぞれの位置に基づき求められた可動反射面と固定反射面との間の距離からインク残量を算出するインク残量検知手段と、を有する。
【発明の効果】
【0007】
本発明のインク残量検知手段によると、以下のような効果がある。
【0008】
本発明によると、インクタンク自身が、インク残量によらず位置が固定化された指標(固定反射面)と、インク残量によって位置変動する指標(可動反射面)の両方を持つ。これによって、インクタンク自身でインク残量レベルを指標化でき、精度のよいインク残量検出ができる
また、上記の固定反射面と可動反射面の間隔はインク残量に連動して変化するため、インクタンク使用中のいつでも定量的なインク残量を把握できる。
【0009】
さらに、キャリッジにインクタンクを搭載し、固定されたセンサ上をキャリッジが走査することで上記の固定反射面と可動反射面の間隔を測定するような構成にすれば、1対のセンサを用いて複数のインクタンクの残量検出ができる。このとき、複数のインクタンクの中に容量の異なるインクタンクが混在していても、同じ機構で全てのインクタンクのインク残量検出ができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0010】
以下、図面を参照して本発明の実施形態の具体例を説明する。
【0011】
図1は本実施形態のインクタンクの構造を示す一部透過斜視図である。図2は、図1に示すインクタンクを底面側からみた断面図である。
【0012】
インクタンク1は外側をタンクケース2に覆われ、外部にインク供給を行うための供給口11を底面に備えている。インクタンク1の内部には、インク3が貯留されるインク収容室4と、インク収容室4のインク3を供給口11に導くインク流路14が設けられている。インク収容室4は、構成部材の少なくとも一部が可撓性部材からなり、底面に垂直な側面の片側に、可動板5が一体的に接合されている。また、インク収容室4の可動板5と向かい合う側面は、タンクケース2と一体化している。
【0013】
インク収容室4の内部にはバネ6が設けられている。このバネ6は、可動板5とそれに対向するタンクケース2の内壁との間に設置され、両者の間を押し広げる方向に力を作用させる。バネ6がインク収容室4を拡張する方向に力をかけることによって、インク収容室内部に負圧を発生させる。この負圧力は、インク3が外部に漏れるのを防止するのに十分で、かつインクタンク1の内部に空気が侵入しない程度の強さに制御される。以上の構成により、インクタンク1内のインク3が消費されると、インク収容室4が縮小し、それにともなって、可動板5はタンクケース2の片方の側面に近づいていく。このとき、可動板5が底面に垂直な状態を保ったまま一定方向に変位するように、可動板5の重心位置にバネ6の反力が負荷されるように構成する。
【0014】
タンクケース2の底面と可動板5の底面のそれぞれには、反射型光センサに検出される反射面が形成されている。タンクケース2側の反射面である固定反射面8と可動板5側の反射面である可動反射面7とは可動板5の移動方向に並んで、平行に配置されている。
【0015】
タンクケース2の底面の一部には検出窓9が設けられ、可動板5の底面の一部を外部に露出させて可動反射面7を検出できるようにしている。インク3の消費に伴いインク収容室4が収縮し、可動反射面7と固定反射面間8との間の距離は縮まっていく。つまり、本実施形態におけるインク残存量の検出方法は、可動反射面7と固定反射面間8との間の距離を検出し、これによってインク残量レベルを検知するものである。なお、本実施形態においてはインクタンク1の底面から可動反射面7までの高さとインクタンク1の底面から固定反射面8までの高さとが等しくなるように構成した。つまり、可動反射面7と固定反射面8とがそれぞれの面が同一平面上に位置するように配置した。これによって、それぞれの検出面からの反射光の光路が等しくなり、検出機構をより単純にできた。
【0016】
次に、上述したインクタンク1を搭載し、それに対応するインク残量検出構成を備えたプリンタを以下に説明する。
【0017】
図3は本実施形態のプリンタの主要部の外観を模式的に示す斜視図であり、本体カバーを開放して筐体の内部を露出させた状態を示す。また、説明の都合上、筐体の一部分(破線で描画した部分)を透視表現した。
【0018】
プリンタ200は、ブラック、シアン、マゼンタ、イエローの4種のインクタンク100Bk、100C、100M、100Y(以下これら全てを指してインクタンク100と略すこともある)と、その鉛直下方に設けられたインク吐出部(不図示)を搭載する。インクタンク100はインク種ごとに定められた所定位置に個別に装着されており、インクタンク100からインク吐出部へは流路を介して記録用のインクを供給できるようになっている。また、インクタンク100C、100M、100Yは共通の外形形状を持ち、100Bkはそれらよりも外形形状が大きい構成とした。
【0019】
インクタンク100、インク吐出部を搭載したキャリッジ201は、図中の矢印Aに平行な方向に走査し、インク吐出部のさらに鉛直下方に供給された記録メディア(不図示)に対してインクを吐出して記録を行う。記録メディアは筐体204の背面に設けられた自動給紙装置202より供給され、記録実施後、排紙トレイ203へ排出される。
【0020】
キャリッジ走査経路上には、インク残量検知用のセンサ部205が設けられており、センサ部205の鉛直上方をキャリッジ201が通過することで、キャリッジ201の底部での光反射を検出できるようになっている。
【0021】
図4はインクタンク100をキャリッジ201に装着した状態を示す側断面図である。インクタンク100は、キャリッジ201へのインクタンク100の固定は、装着時に変位するラッチレバー110の反発力をキャリッジ201の内側に作用させることで行われる。その際、インクタンク100の第一係合部112および第二係合部113が、それぞれが対応するキャリッジ201側の係止部に係合することによって位置決めされる。インクタンク100の装着によって、インクタンク底部の供給口111とインク導入口213とが接続され、インクタンク100からインク吐出部220へのインク供給が可能となる。キャリッジ201の底部には、窓212が設けられ、センサ部205からの光がインクタンク100の底面に設けられた検出面まで入光できる構成になっている。
【0022】
図5はプリンタ200の制御部300による、キャリッジ201およびセンサ部205の制御構成を模式的に示した図である。制御部300は、ROM303に格納されているプログラムに従い、CPU301によってプリンタ200に関するデータ処理および動作制御を実行する。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。
【0023】
キャリッジ201は、キャリッジ走査方向に延びるキャリッジシャフト207と摺動可能に係合し、キャリッジモータおよびその駆動力伝達機構(ともに不図示)によって往復移動される。また、キャリッジ201の移動経路に沿ってエンコーダスケール209が設けられ、キャリッジ201にはエンコーダスケール209を読み取るエンコーダセンサ211が設けられる。エンコーダセンサ211によって検出された信号は、フレキシブルケーブル206を介して制御回路300に入力される。
【0024】
キャリッジ201の位置は、エンコーダスケール209上の位置によって定義される。エンコーダスケール209上の位置は、原点からの移動距離をエンコーダセンサ211で読み取ることで求められる。原点は例えばキャリッジ201の物理的な突き当て位置で設定される。このような機構により、制御部300はキャリッジ201の絶対的な位置(座標)を常に把握し、それによってインク吐出位置を適切に制御して記録メディア上の最適な位置に記録を行うことなどができる。
【0025】
さらに、制御部300は、インク残量用のセンサ部205から検出信号を受け取り、各インクタンクのインク残量を算出する機能を有する。以下にその手順を説明していく。
【0026】
まず、センサ部205上をキャリッジ201が走査し、インクタンク100の底部をセンシングすることによって得られた検出信号の例を図6に示す。制御部300はROM303内にキャリッジ201上の各タンクのそれぞれの位置と、大きさについての情報を予め記憶する。この情報をもとに、検出信号におけるインクタンク100Bk、100C、100M、100Yそれぞれの領域が決定される。
【0027】
次に、それらの各タンク領域における検出信号をもとに、それぞれのインクタンクのインク残量が決定される。以下に、単独のインクタンクについてインク残量算出手順を詳細に説明する。
【0028】
図7、図8に、一つのインクタンク100についてインク残量検出を実行している状態を示す。図7は、キャリッジ201に搭載されたインクタンク100の底面を、センサ部205がセンシングしている状態を側断面で示したもので、図8はその底面図を示す。ここで、センサ部205は発光素子205aと受光素子205bからなる反射型光センサで、反射光量のピークから可動反射面107および固定反射面108の位置を認識する。センサ部205による検出位置116をキャリッジ201の走査によって徐々に変えていったときの検出軌跡を、検出ライン117として示している。
【0029】
検出ライン117上で得られる受光強度分布を図9に示す。可動反射面107の反射光に対応するピークP1、および固定反射面108の反射光に対応するピークP0が得られる。このピークP0、P1の位置は、キャリッジ201の位置座標から定義される。P0、P1の位置が定義できたことで、P0とP1の距離(以下、ピーク間距離と呼ぶ)dが計算できる。ピーク間距離はインク残量と対応しており、その距離が短いほど、インク消費が進んで可動反射面107が固定反射面108に近づいたことを意味し、インク残量が少ないと判断される。
【0030】
図10は、インクタンク100について、空になった状態(インク残量0%)でインク残量検出を実行した時の受光強度分布を示す。この場合に得られるピーク間距離d0は、インクタンク100が空になった場合の想定値として、あらかじめプリンタ制御部300内のROM303に記憶されている。この情報を参照し、プリンタの制御部300は、インクタンク100から検出されたピーク間距離dがd0となった場合に、インクタンクが完全に空になったものと判断し、ユーザーに警告を行う。
【0031】
図11は、インクタンク100について、満タンの状態(インク残量100%)でインク残量検出を実行した時の受光強度分布を示す。ここで得られるピーク間距離d100はインクが満タンの場合の想定値として、プリンタ制御部300内のROM303に記憶されている。プリンタは搭載されたインクタンクから検出されたピーク間距離がd100の場合は、インクタンクが満タンであると判断する。なお、この満タンの状態を示すピーク間距離d100は、より正確を期すためにインクタンク100そのものに対してインク消費開始前に実測した値を用いても良い。
【0032】
ここで、インク残量とピーク間距離dが1次比例の関係にあれば、その対応関係は図12のように表される。よって、ある時点でのインク残量xは、その時点で実測されたピーク間距離dxと、上記のd0、d100の値とから、以下のような式で計算できる。
x=(dx−d0)÷(d100−d0)×100 [%]
また、これは、仮にインクの内容量などインクタンクの種類が異なったとしても、d0、d100の値が分かっていれば同様の計算式を用いることができる。よって、例えばインクタンク100Bkとインクタンク100Cのように互いに内容量の異なるタンク同士についても同様に適用できる。
【0033】
なお、インク残量とピーク間距離dの対応関係が図12のような1次比例の関係にない場合は、以下のように対処可能である。すなわち、予めその特徴を関数や対応テーブルとして情報化してプリンタ制御部300のROM303に記憶しておく。そして、その情報をもとにある時点で実測されたピーク間距離dxに対応するインク残量xがその都度計算できる。
【0034】
以上のようなインク残量計算のためにプリンタ制御部300内のROM303に記憶される情報は、必要に応じてインクタンクの種類ごとに個別の値が記憶される。この情報には、予備情報、すなわち、インクタンク空の時のピーク間距離d0や、インクタンク満タン時のピーク間距離d100、あるいはインク残量とピーク間距離dのより細かい対応関係などの情報が含まれる。
【0035】
例えば、内容量の大きい1Bkについては、満タン時のピーク間距離d100は他のインクタンクよりも大きい値が記憶される。また、特性が同じとみなせるインクタンク(例えば1C、1M、1Y)については情報を共通化することもできる。
【0036】
また、プリンタ制御部300内のRAM302には、各インクタンクの最新のインク残量を記憶する領域を設け、その情報を随時更新する。そうすることで、インクタンクの交換が行われた場合も即座にそれを認識でき、正常印字のための制御にフィードバックすることなどができる。
【0037】
図6のように実測された受光強度分布に対して、各インクタンクの領域ごとに上記で説明したインク残量算出手順を行う事で、全てのインクタンクについてインク残量を計算することができる。このようにして計算されたインク残量は、例えば図13のような表示をユーザーインターフェース上で行うことで、具体的な数値(%)としてユーザーに報知される。この例の場合、残量の少ない100Cのインクタンクについてはインク切れが間近である旨が同時に警告される。
【0038】
図14にインクタンク100Mが未装着のままインク残量検出を行った場合のセンサ部205にえられた検出信号の例を示す。インクタンクが存在しない100Mタンクの領域からは、検出面の光反射がないので検出値にピークが現れない。制御部300はこの情報を読み取って、100Mタンクが未装着であることを認識し、必要に応じてユーザーに警告を行う。
【0039】
本発明を適用するインクタンクにおいて、構成の一部に情報記憶領域を有する場合は、その情報記憶領域に、インク残量算出に必要な予備情報や最新のインク残量を記憶してもよい。なお、予備情報としては、例えば、インクタンク空の時のピーク間距離d0、インクタンク満タン時に実測したピーク間距離d100が挙げられる。インクタンク自身が情報を持つことで、使いかけのタンクを別のプリンタ本体に再装着した場合でも、プリンタの制御部300がその情報を参照し、そのタンクの特徴や使用状態を反映させて正確なインク残量検知を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【0040】
【図1】本発明が用いられるインクタンクの構造例を示す斜視図である。
【図2】図1のインクタンクの構造を底面に垂直な切断面で示す図である。
【図3】本発明が用いられる記録装置の外観を模式的に示す斜視図である。
【図4】本発明が用いられるインクタンクの記録装置への装着状態を示す側断面図である。
【図5】本発明が用いられる記録装置の制御構成を示す模式図である。
【図6】本発明のインク残量検出による検出信号を示す。
【図7】本発明のインク残量検出をある一つのインクタンクに実施した状態を示す側断面図である。
【図8】図7の底面図を示す図である。
【図9】図7,8に示すインク残量検出から得られる検出信号を示すグラフである。
【図10】本発明のインク残量検出をある一つの空のインクタンクに実施した時に得られる検出信号を示すグラフである。
【図11】本発明のインク残量検出をある一つの満タンのインクタンクに実施した時に得られる検出信号を示すグラフである。
【図12】本発明のインク残量検出において、検出ピーク間の距離とインク残量の関係を示すグラフである。
【図13】本発明のインク残量検出の結果を表示した状態を示す図である。
【図14】本発明のインク残量検出を未装着のインクタンクがある状態で行った時の検出信号を示すグラフである。
【符号の説明】
【0041】
1 インクタンク
2 タンクケース
3 インク
4 インク収容室
5 可動板
7 可動反射面
8 固定反射面
【特許請求の範囲】
【請求項1】
タンクケースと、
前記タンクケースに一部を固定され、インクの消費とともに変形する、内部にインクを収納したインク収容袋と、
前記インクの消費にともなって、前記インク収容袋の変形に連動して一定方向に移動する可動部材と、
前記可動部材の少なくとも一部に設けられた、外部からの入射光を反射する可動反射面と、
前記タンクケースの少なくとも一部に設けられた、外部からの入射光を反射する固定反射面と、を有することを特徴とするインクタンク。
【請求項2】
前記可動反射面と前記固定反射面とは互いに平行な関係にある、請求項1記載のインクタンク。
【請求項3】
前記可動反射面と前記固定反射面とが、前記インクの消費に伴って変形する可動部材の移動方向に並んで互いに平行な関係にある、請求項2記載のインクタンク。
【請求項4】
前記可動反射面および前記固定反射面は、互いに同一平面上に配置されている、請求項1ないし3のいずれか1項に記載の記載のインクタンク。
【請求項5】
請求項1ないし4記載のいずれか1項に記載のインクタンクを着脱可能に搭載し、前記インクタンクから供給されるインクを吐出して被記録媒体に記録を行う記録装置であって、
前記可動反射面および前記固定反射面によって反射された反射光を検出するセンサと、
前記インクタンクと前記センサの位置関係を変更する位置変更手段と、
前記センサによって検出された前記可動反射面および前記固定反射面のそれぞれの位置に基づき求められた前記可動反射面と前記固定反射面との間の距離からインク残量を算出するインク残量検知手段と、を有する記録装置。
【請求項6】
前記位置変更手段は、前記インクタンクを着脱可能に搭載し、前記可動部材の移動方向と平行な方向に移動する、請求項5記載の記録装置。
【請求項7】
前記可動反射面と前記固定反射面との間の距離を、前記センサにおける検出値のピーク間隔値から求める算出手段を有する、請求項5または6記載の記録装置。
【請求項8】
第一の所定値を記憶する記憶手段と、前記ピーク間隔値が前記第一の所定値になったときに前記インク収納袋内のインク残量が無くなったと認識し、その旨を報知する報知手段とを有する、請求項7に記載の記録装置。
【請求項9】
前記記憶手段は第二の所定値を記憶し、前記報知手段は、前記ピーク間隔値が前記第二の所定値であるときに前記インク収納袋内のインク残量が満タンであるとを認識し、その旨を報知する、請求項8に記載の記録装置。
【請求項10】
前記第二の所定値は、前記インクを消費する前に実測した前記ピーク間隔値である、請求項9に記載の記録装置。
【請求項11】
前記報知手段は、前記ピーク間隔値の最新の値と、前記第一の所定値と、前記第二の所定値とからインク残量を計算し、その結果を報知する、請求項8または9に記載の記録装置。
【請求項12】
前記記憶手段は、前記ピーク間隔値の最新の値を記憶する、請求項8ないし11のいずれか1項に記載の記録装置。
【請求項13】
請求項1ないし4のいずれか1項に記載のインクタンクが、前記第一の所定値、前記第二の所定値、前記ピーク間隔値の最新の値、のうちの少なくとも1つ以上を記憶する情報記憶領域を有する、請求項8〜12記載の記録装置。
【請求項1】
タンクケースと、
前記タンクケースに一部を固定され、インクの消費とともに変形する、内部にインクを収納したインク収容袋と、
前記インクの消費にともなって、前記インク収容袋の変形に連動して一定方向に移動する可動部材と、
前記可動部材の少なくとも一部に設けられた、外部からの入射光を反射する可動反射面と、
前記タンクケースの少なくとも一部に設けられた、外部からの入射光を反射する固定反射面と、を有することを特徴とするインクタンク。
【請求項2】
前記可動反射面と前記固定反射面とは互いに平行な関係にある、請求項1記載のインクタンク。
【請求項3】
前記可動反射面と前記固定反射面とが、前記インクの消費に伴って変形する可動部材の移動方向に並んで互いに平行な関係にある、請求項2記載のインクタンク。
【請求項4】
前記可動反射面および前記固定反射面は、互いに同一平面上に配置されている、請求項1ないし3のいずれか1項に記載の記載のインクタンク。
【請求項5】
請求項1ないし4記載のいずれか1項に記載のインクタンクを着脱可能に搭載し、前記インクタンクから供給されるインクを吐出して被記録媒体に記録を行う記録装置であって、
前記可動反射面および前記固定反射面によって反射された反射光を検出するセンサと、
前記インクタンクと前記センサの位置関係を変更する位置変更手段と、
前記センサによって検出された前記可動反射面および前記固定反射面のそれぞれの位置に基づき求められた前記可動反射面と前記固定反射面との間の距離からインク残量を算出するインク残量検知手段と、を有する記録装置。
【請求項6】
前記位置変更手段は、前記インクタンクを着脱可能に搭載し、前記可動部材の移動方向と平行な方向に移動する、請求項5記載の記録装置。
【請求項7】
前記可動反射面と前記固定反射面との間の距離を、前記センサにおける検出値のピーク間隔値から求める算出手段を有する、請求項5または6記載の記録装置。
【請求項8】
第一の所定値を記憶する記憶手段と、前記ピーク間隔値が前記第一の所定値になったときに前記インク収納袋内のインク残量が無くなったと認識し、その旨を報知する報知手段とを有する、請求項7に記載の記録装置。
【請求項9】
前記記憶手段は第二の所定値を記憶し、前記報知手段は、前記ピーク間隔値が前記第二の所定値であるときに前記インク収納袋内のインク残量が満タンであるとを認識し、その旨を報知する、請求項8に記載の記録装置。
【請求項10】
前記第二の所定値は、前記インクを消費する前に実測した前記ピーク間隔値である、請求項9に記載の記録装置。
【請求項11】
前記報知手段は、前記ピーク間隔値の最新の値と、前記第一の所定値と、前記第二の所定値とからインク残量を計算し、その結果を報知する、請求項8または9に記載の記録装置。
【請求項12】
前記記憶手段は、前記ピーク間隔値の最新の値を記憶する、請求項8ないし11のいずれか1項に記載の記録装置。
【請求項13】
請求項1ないし4のいずれか1項に記載のインクタンクが、前記第一の所定値、前記第二の所定値、前記ピーク間隔値の最新の値、のうちの少なくとも1つ以上を記憶する情報記憶領域を有する、請求項8〜12記載の記録装置。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【公開番号】特開2007−144770(P2007−144770A)
【公開日】平成19年6月14日(2007.6.14)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2005−341920(P2005−341920)
【出願日】平成17年11月28日(2005.11.28)
【出願人】(000001007)キヤノン株式会社 (59,756)
【Fターム(参考)】
【公開日】平成19年6月14日(2007.6.14)
【国際特許分類】
【出願日】平成17年11月28日(2005.11.28)
【出願人】(000001007)キヤノン株式会社 (59,756)
【Fターム(参考)】
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