インク残量検出装置

【課題】インク残量およびインクカートリッジの有無を検出可能なインク残量検出装置を簡易に構成する。
【解決手段】インク残量検出装置は、インク槽21内で初期状態にて初期位置Aに位置する永久磁石32(錘部材)を含んでなる振り子30と、永久磁石32を初期位置Aから作動位置Bへ移動させる電磁ソレノイド42(移動手段)と、初期位置Aにある永久磁石32を検出可能なMRセンサ41(錘部材検出手段)と、永久磁石32が作動位置Bから初期位置Aに向けて移動を開始した時点からMRセンサ41に検出されるまでの時間を計時するタイマ44a(計時手段)とを備える。電子制御ユニット44は、MRセンサ41により永久磁石32が検出されないとき、インクカートリッジ20が無いことを表示部12に表示させ、タイマ44aにより計時された時間に応じて計算されたインク残量を表示部12に表示させる。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、インク残量検出装置に関し、特にインクカートリッジ有無の検出機能を兼ね備えたインク残量検出装置に関する。
【背景技術】
【0002】
この種のインク残量検出装置として、例えば下記特許文献1に記載されているように、インクジェット記録装置の装着部に脱着可能とされ、貯留されたインクの消費に伴って同インクの液面が降下するインク槽を有するインクカートリッジと、第1磁石を有し、インク槽内に収容されて浮力によりインクの液面上に浮き上がるフロート部材と、インク槽内の底部に設けられてフロート部材の磁石と吸着可能な第2磁石と、この第2磁石と第1磁石とが吸着したときに増加する磁束を検出可能なホール素子とを備えたものが知られている。この特許文献1に記載されたインク残量検出装置においては、インク槽のインクがほぼ空になった場合に第1磁石と第2磁石とが吸着し合う。そして、この吸着状態での磁束の増加がホール素子により検出され、インクカートリッジのインク切れを需要者に知らせるようになっている。
【特許文献1】特開2003−63030号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0003】
しかしながら、上記した従来のインク残量検出装置では、インク槽のインク残量の検出が可能であるとしても、このインク残量検出装置がインクカートリッジの装着部への装着(インクカートリッジの有無)を検出し得る構成とはされていない。このため、インク槽のインク残量を検出する装置に加えて、インクカートリッジの有無を検出するための装置が別途必要になるという問題があった。
【0004】
本発明の課題は、インク槽のインク残量を検出することができ、しかもインクカートリッジの有無も検出することが可能なインク残量検出装置を簡易に構成することにある。
【課題を解決するための手段及び発明の効果】
【0005】
上記課題を解決するために本発明に係るインク残量検出装置は、インクジェット記録装置の装着部に脱着可能とされ、貯留されたインクの消費に伴って同インクの液面が降下するインク槽を有するインクカートリッジと、初期状態にて自重により前記インク槽の下方側の初期位置に位置する錘部材と、この錘部材を前記初期位置から前記インク槽の上方側の作動位置へ移動させる移動手段と、前記初期位置に対応して設けられ、前記錘部材を検出可能な錘部材検出手段と、前記錘部材が、前記作動位置から移動を開始した時点から前記錘部材検出手段に検出されるまでの時間を計時する計時手段と、前記錘部材検出手段により前記錘部材が検出されないとき、前記インクカートリッジが前記装着部に装着されていないことを検出するインクカートリッジ無し検出手段と、前記錘部材検出手段により前記錘部材が検出されたことを条件として、前記計時手段により計時された時間に応じて前記インク槽のインク残量を計算するインク残量計算手段と、を備えたことを特徴とする。
【0006】
本発明に係るインク残量検出装置においては、錘部材検出手段により錘部材が検出されないとき、インクカートリッジ無し検出手段によりインクカートリッジが装着部に装着されていないことが検出される。また、錘部材検出手段により錘部材が検出されたことを条件として、計時手段により計時された時間に応じてインク槽のインク残量が計算される。例えば、計時手段により計時された時間が所定の下限時間よりも小さいときは、インク槽のインク残量が空であるとみなすことができる。このように、インク槽のインク残量が空であることを、計時手段により計時された時間を用いて判断することで、インク残量が空であることを容易に検出することができる。これにより、錘部材検出手段を有効活用して、インク残量を検出し、しかもインクカートリッジの有無を検出することができる。
【0007】
また、本発明の実施に際して、前記錘部材は、前記インク槽にてインクの流体抵抗に抗して円軌跡を描くように回動可能に設けられた振り子を構成する永久磁石であり、前記移動手段は、前記永久磁石を前記初期位置から前記作動位置に向けて磁力により移動させる電磁ソレノイドであることも可能である。
【0008】
これによれば、電磁ソレノイドを用いることで、移動手段をシンプルに構成することができる。また、錘部材の移動によって、インク槽のインクが攪拌されるので、インク槽のインクの凝固を効果的に抑制して、インク液の品質低下を防止することも可能である。
【0009】
また、本発明の実施に際して、前記錘部材検出手段は、前記初期位置近傍に設けられて前記初期位置に位置する前記永久磁石を検出可能な磁気センサであり、前記計時手段は、前記電磁ソレノイドへの励磁がONとされた後OFFとされた時点から計時を開始し、前記磁気センサにより前記永久磁石の磁力が検出されるまでの時間を計時するように設定されていることも可能である。
【0010】
これによれば、錘部材検出手段が初期位置近傍に設けられている。このため、インクカートリッジが装着部に装着されている場合には、初期状態にて自重によりインク槽の下方に位置する錘部材が錘部材検出手段により検出され、インクカートリッジが装着部に装着されていない場合には、錘部材が錘部材検出手段により検出されなくなる。このため、インクカートリッジの装着部への装着を容易に検出することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0011】
以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。図1は、本発明の実施形態に係るインク残量検出装置を備えた複合機10の外観を示している。この複合機10は、装着部11に装着された複数種類の色別に設けられたインクカートリッジ20(図2参照)のインクIK((図4参照)以下、単にインクと略称する)を選択的に吐出させることで記録用紙上に画像を記録するインクジェット方式の記録装置としての機能を備えている。
【0012】
インクカートリッジ20は、図2に示すように、複合機10の装着部11に脱着可能とされていて、その底壁22(図3参照)が略半円形状に形成されたインク槽21を備えている。インク槽21は、連通路(図示省略)およびインク吐出口23を介して記録ヘッド(図示省略)に連通されている。インク槽21のインク液面は、貯留されたインクの消費に伴って降下する。インク槽21には、振り子30が設けられている。
【0013】
振り子30は、連結棒31の一端に永久磁石32が固定されたものであり、インクの流体抵抗(圧力抵抗、粘性抵抗など)に抗して円軌跡を描くように回動可能に設けられている。連結棒31の他端は、インク槽21の側壁24に設けられた支持軸33に支持されている。連結棒31は、例えば樹脂製のものであり、永久磁石32の支持軸33回りの回動に際して撓みが生じないような強度、形状等に形成されている。永久磁石32(錘部材)は、例えばN極が下方側となり、S極が上方側となるように配置されていて、初期状態にて自重によりインク槽21の最深部近傍の初期位置Aに位置している。
【0014】
永久磁石32の初期位置Aに対応する装着部11の部位には、MRセンサ(Magneto Resistive Sensor)41が設けられている。MRセンサ41(錘部材検出手段)は、例えば半導体磁気抵抗素子であり、その上面に垂直に磁場を受けることで抵抗が増大する機能を有する。
【0015】
永久磁石32の回動軌跡上の所定位置に対応する装着部11の部位には、電磁ソレノイド42が設けられている。電磁ソレノイド42(移動手段)は、その中心軸線と鉛直線との交差角が5°〜30°となる向きに配置されていて、励磁回路43のONにより磁力を発生する。電磁ソレノイド42の磁力は、インク槽21にインクが満たされているフル状態で、永久磁石32を初期位置Aから作動位置Bに向けて引き寄せることが可能な大きさに設定されている。
【0016】
MRセンサ41と励磁回路43は、電子制御ユニット44に接続されている。電子制御ユニット44は、CPU,ROM,RAM,EEPROM,ASIC,タイマ44aなどを主要構成部品とするマイクロコンピュータにより構成されている。この電子制御ユニット44は、図5のインクカートリッジ装着検出及びインク残量検出プログラムを実行し、表示駆動部45およびプリンタ駆動部46を制御する。なお、図5のインクカートリッジ装着検出及びインク残量検出プログラムは、複合機10の電源ONまたは検出用操作スイッチ13のON操作により実行されるようになっている。
【0017】
表示駆動部45は、電子制御ユニット44からの指示に従って所定のメッセージを表示部12に表示させる。具体的には、表示駆動部45は、インクカートリッジ20が装着部11に装着されていない(インクカートリッジ無し)と判定された場合に、表示部12に「CARTRIDGE NO INSERT」と表示させる。また、表示駆動部45は、インク槽21のインクが所定の下限値になったときに空(エンプティ)であると判定され、その場合に、表示部12に「INK EMPTY」と表示させる。一方、インク槽21のインクが空でないと判定された場合に、インク槽21のインク残量を表す情報、例えばインク残量を表す絵柄、数値などを表示させる。プリンタ駆動部46は、インク槽21のインクが空であると判定された場合に、記録ヘッドの制御を停止して記録ヘッドに駆動電流が流れないようにする。
【0018】
次に、上記のように構成した本実施形態の作動について説明する。複合機10の電源ONまたは検出用操作スイッチ13のON操作により、電子制御ユニット44は、図5のインクカートリッジ装着検出及びインク残量検出プログラムを実行し始める。
【0019】
このインクカートリッジ装着検出及びインク残量検出プログラムの実行はステップS10にて開始され、ステップS11にて、MRセンサ41によって永久磁石32の磁気が検出されたか否かを判定する。最初に、インクカートリッジ20が装着部11に装着されていない場合について説明する。
【0020】
この場合には、MRセンサ41によって永久磁石32の磁気が検出されないので、ステップS11にて「No」と判定し、ステップS12にて表示部12に「CARTRIDGE NO INSERT」と表示されるように表示駆動部45を制御する。ステップS12の処理後、ステップS24にてこのインクカートリッジ装着検出及びインク残量検出プログラムの実行を終了する。
【0021】
次に、インクカートリッジ20が装着部11に装着されていて、インク槽21にインクが、図7(a)に示すように、十分に満たされている場合について説明する。この場合には、MRセンサ41によって永久磁石32の磁気が検出されるので、ステップS11にて「Yes」と判定し、ステップS13以降の処理が実行される。
【0022】
ステップS13では、電磁ソレノイド42の励磁回路43がONとされる。ステップS14では、タイマカウントTが開始され、ステップS15にてタイマカウントTが所定時間T0以上となったか否かを判定する。この所定時間T0は、電磁ソレノイド42が永久磁石32を引き寄せるために必要な時間であり、例えば数百ms程度の大きさに設定されている。タイマカウントTが所定時間T0以上となれば、ステップS15にて「Yes」と判定し、ステップS16にて電磁ソレノイド42の励磁回路43がOFFとされた後、ステップS17にてタイマカウントTが一度クリアされて再度カウントが開始される。
【0023】
ステップS18では、電磁ソレノイド42の励磁回路43がOFFとされた時からMRセンサ41により永久磁石32の磁気が検出されるまでの時間Tcを計算する。ステップS18の処理後、ステップS19にて時間Tcが所定時間Te以下であるか否かを判定する。この所定時間Teは、インク槽21のインク残量が所定の下限値(空)の状態で永久磁石32が振り子30の自由落下により作動位置Bから初期位置Aに到達するまでの時間(下限時間)に設定されている。
【0024】
いま、インク槽21にインクが十分に満たされているので、図8(a)に示すように、時間Tcが所定時間Teよりも大きくなる。したがって、ステップS19にて「No」と判定し、ステップS23にて時間Tcに応じたインク残量が表示部12に表示されるように表示駆動部45を制御する。すなわち、電子制御ユニット44は、ROM内に設けられたインク残量テーブルを参照して、時間Tcに応じたインク残量を計算する。このインク残量テーブルは、図6に示すように、インク残量が空からフル状態のZfへ増加するにつれて、時間Teから時間Tfへとほぼ比例的に増加する時間Tcを記憶している。なお、このインク残量テーブルを利用するのに代えて、時間Tcに応じて変化するインク残量を関数により予め定義しておき、同関数を利用してインク残量を計算するようにしてもよい。
【0025】
図6から明らかなように、インク槽21にインクが十分に満たされている場合には、永久磁石32がインクの大きな流体抵抗(圧力抵抗、粘性抵抗など)に抗して自由落下するため、作動位置Bから初期位置Aに到達するまでの時間Tcは時間Tf(上限時間)となる。したがって、この場合、表示部12には、作業者がインク残量を容易に認識できるように、絵柄または数値でフル状態のインク残量が表示されるようになる。ステップS23の処理後、ステップS22にてタイマカウントTがクリアされステップS24にてこのインクカートリッジ装着検出及びインク残量検出プログラムの実行を終了する。
【0026】
次に、インク槽21のインク残量が、図7(b),(c)に示すように、ニアエンプティ以下となった場合について説明する。本実施形態では、この場合においても、インク槽21のインク残量がフル状態である場合と同様、ステップS19にて「No」と判定され、ステップS23の処理が実行されることとなる。なお、この場合には、図8(b),(c)に示すように、時間Tcがインク残量の減少に伴って次第に短くなる。そして、インク残量テーブルに基づいて、時間Tcに応じたインク残量が計算され、計算されたインク残量が絵柄または数値で表示部12に表示される。
【0027】
次に、インク槽21のインク残量が、図7(d)に示すように、ほぼ空となった場合について説明する。この場合には、図8(d)に示すように、時間Tcが時間Teと等しくなるので、ステップS19にて「Yes」と判定し、ステップS20以降の処理が実行される。
【0028】
ステップS20においては、表示部12に「INK EMPTY」と表示されるように表示駆動部45を制御する。ステップS21においては、プリンタ駆動部46を停止制御する。ステップS21の処理後、ステップS22にてタイマカウントTがクリアされステップS24にてこのインクカートリッジ装着検出及びインク残量検出プログラムの実行を終了する。
【0029】
上記作動説明からも明らかなように、この実施形態においては、MRセンサ41により永久磁石32の磁気が検出されないとき、ステップS11,S12の処理によって、インクカートリッジ20が装着部11に装着されていないことを表す情報「CARTRIDGE NO INSERT」が表示部12に表示される。また、MRセンサ41により永久磁石32の磁気が検出されたことを条件として、ステップS23の処理によって、タイマ44aによりカウントされた時間Tcに応じてインク槽21のインク残量が計算され、計算されたインク残量を表す絵柄または数値が表示部12に表示される。これにより、MRセンサ41を有効活用して、インク槽21のインク残量を検出し、しかもインクカートリッジ20の有無を検出することができる。
【0030】
また、この実施形態では、移動手段として電磁ソレノイド42を用いたので、移動手段の構成がシンプルになる。また、永久磁石32の移動によって、インク槽21のインクが攪拌されるので、インク槽21のインクの凝固を効果的に抑制して、インクの品質低下を防止することも可能である。
【0031】
また、この実施形態では、ステップS19の処理により、タイマ44aによって計時された時間Tcが所定の下限時間Te以下であると判定されたとき、インク槽21のインク残量が空であることを表す情報「INK EMPTY」が表示部12に表示されるように設定されている。このように、インク槽21のインク残量が空であることを、時間Tcを用いて判断するようにしたので、インク残量が空であることの検出が容易になる。
【0032】
なお、上記実施形態では、図7(d)の状態を図5のステップS19にて「Yes」と判断したが、図7(c)の状態を図5のステップS19にて「Yes」と判断してもよい。
【0033】
上記実施形態においては、移動手段として電磁ソレノイド42を用いたが、これに代えて、例えば図12にて模式的に示すように、永久磁石242を初期位置Aに対応した位置から作動位置Bに対応した位置へ回動させるリンク243を設けて実施することも可能である。リンク243は、例えば振り子30の支持軸33と同軸的かつ相対回転可能に設けた支持軸244回りに回動可能に設けられている。また、永久磁石242は、リンク243に対して同リンク243の軸線方向に移動可能に設けられている。この変形実施形態では、リンク243により永久磁石242が初期位置Aに対応した位置から作動位置Bに対応した位置へ回動された後、永久磁石242が永久磁石32から離間されて、永久磁石32が振り子30による自由落下を開始した時点から計時が開始される。これによっても、上記実施形態と同様の作用および効果を得ることが可能である。
【0034】
また、上記実施形態では、錘部材として振り子30を構成する永久磁石32を用いたが、これに限らず、例えば移動手段によりインク槽を下部位置から上部位置に向けて鉛直方向に移動可能な永久磁石を設け、自由落下により永久磁石が上部位置から下部位置までに要する時間を計算し、この計算された時間を用いて、上述したようにインク残量およびインクカートリッジの有無を検出するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【0035】
【図1】本発明の一実施形態に係るインク残量検出装置を備えた複合機の斜視図。
【図2】図1に示した複合機の装着部の斜視図。
【図3】インク残量検出装置の模式図。
【図4】図3に示したインク残量検出装置のインクカートリッジを、インク槽を主体として表示した模式図。
【図5】図3の電子制御ユニットにより実行されるインクカートリッジ装着検出及びインク残量検出プログラムのフローチャート。
【図6】前記電子制御ユニット内に設けられたインク残量テーブルに記憶されている時間に対するインク残量の変化特性を示すグラフ。
【図7】(a)はインク残量がフル状態の説明図。(b),(c)はインク残量が少ない状態の説明図。(d)はインク残量が空状態の説明図。
【図8】(a)〜(d)は、それぞれ図7(a)〜(d)の状態のMRセンサの出力波形を示す説明図。
【図9】本発明の変形実施形態に係るインク残量検出装置の要部模式図。
【符号の説明】
【0036】
10 複合機(インクジェット記録装置)
11 装着部
12 表示部
13 検出用操作スイッチ
IK インク
20 インクカートリッジ
21 インク槽
30 振り子
31 連結棒
32 永久磁石(錘部材)
33 支持軸
41 MRセンサ(錘部材検出手段)
42 電磁ソレノイド(移動手段)
43 励磁回路
44 電子制御ユニット
44a タイマ
45 表示駆動部
46 プリンタ駆動部
242 永久磁石
243 リンク
244 支持軸

【特許請求の範囲】
【請求項1】
インクジェット記録装置の装着部に脱着可能とされ、貯留されたインクの消費に伴って同インクの液面が降下するインク槽を有するインクカートリッジと、
初期状態にて自重により前記インク槽の下方側の初期位置に位置する錘部材と、
この錘部材を前記初期位置から前記インク槽の上方側の作動位置へ移動させる移動手段と、
前記初期位置に対応して設けられ、前記錘部材を検出可能な錘部材検出手段と、
前記錘部材が、前記作動位置から移動を開始した時点から前記錘部材検出手段に検出されるまでの時間を計時する計時手段と、
前記錘部材検出手段により前記錘部材が検出されないとき、前記インクカートリッジが前記装着部に装着されていないことを検出するインクカートリッジ無し検出手段と、
前記錘部材検出手段により前記錘部材が検出されたことを条件として、前記計時手段により計時された時間に応じて前記インク槽のインク残量を計算するインク残量計算手段と、
を備えたことを特徴とするインク残量検出装置。
【請求項2】
前記錘部材は、前記インク槽にてインクの流体抵抗に抗して円軌跡を描くように回動可能に設けられた振り子を構成する永久磁石であり、前記移動手段は、前記永久磁石を前記初期位置から前記作動位置に向けて磁力により移動させる電磁ソレノイドである請求項1に記載のインク残量検出装置。
【請求項3】
前記錘部材検出手段は、前記初期位置近傍に設けられて前記初期位置に位置する前記永久磁石を検出可能な磁気センサであり、前記計時手段は、前記電磁ソレノイドへの励磁がONとされた後OFFとされた時点から計時を開始し、前記磁気センサにより前記永久磁石の磁力が検出されるまでの時間を計時するように設定されている請求項2に記載のインク残量検出装置。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【図7】
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【図8】
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【図9】
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【公開番号】特開2008−183881(P2008−183881A)
【公開日】平成20年8月14日(2008.8.14)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2007−21838(P2007−21838)
【出願日】平成19年1月31日(2007.1.31)
【出願人】(000005267)ブラザー工業株式会社 (13,856)
【Fターム(参考)】