(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
キャリッジに搭載されて記録用紙の幅方向に往復移動される記録ヘッドと、前記記録ヘッドと共にキャリッジに搭載され、インクカートリッジからインク補給路を介してインクの補給を受けると共に、前記記録ヘッドにインクを供給するサブタンクを備えたインクジェット式記録装置であって、
前記インクカートリッジに貯留されたインク量が所定の値以下となったことを検出するインク残量検出手段を有し、前記インク残量検出手段による検出値が所定の値以下となったことを検出し、かつ前記インクカートリッジからサブタンクに対するインクの補給時間が所定の時間を経過しても、サブタンクに対するインクの補給量が不十分な場合において、インクカートリッジがインクエンド状態であると判定するインクエンド判定手段を備え、
前記インク残量検出手段による検出値が所定の値以上であることを検出し、かつ前記インクカートリッジからサブタンクに対するインクの補給時間が所定の時間を経過しても、サブタンクに対するインクの補給量が不十分な場合においてはエラー状態であることを判定する手段を有することを特徴とするインクジェット式記録装置。
【請求項２】
前記サブタンク内に貯留されたインク消費量を演算するインク消費量演算手段と、前記インク消費量演算手段により演算されたインクの消費量が所定の値に達した場合に、インクカートリッジからサブタンクに対してインクを補給すべく開弁制御されるインク補給バルブと、前記インク補給バルブの開弁によりサブタンク内に所定の量までインクが補給されたことを検出した場合に検出出力に基づいて前記インク補給バルブを閉弁制御するインク量検出手段と、前記インク補給バルブの開弁時から計時を開始する計時手段と、前記インク残量検出手段による検出値が所定の値以下となったことを検出し、かつ前記計時手段が予め定められた時間を計時したにもかかわらず前記インク量検出手段による検出出力が得られない場合に、インクカートリッジがインクエンド状態であると判定するインクエンド判定手段とを具備した請求項１に記載のインクジェット式記録装置。
【請求項３】
前記サブタンク内に貯留されたインク消費量を演算するインク消費量演算手段もしくはインクカートリッジのインク残量検出手段は、少なくとも印字データに基づく記録ヘッドからのインク滴の吐出数、フラッシング動作による記録ヘッドからのインク滴の吐出数、および記録ヘッドからインクを吸引排出させるクリーニング操作の動作毎に、それぞれ係数を乗じてインク消費量もしくはインク残量を演算するようになされた請求項１または請求項２に記載のインクジェット式記録装置。
【請求項４】
前記インクカートリッジのインク残量検出手段は、インク量の減少を物理的に検出する検出手段を利用するように構成した請求項１乃至請求項３のいずれかに記載のインクジェット式記録装置。
【請求項５】
前記サブタンク内に所定の量までインクが補給されたことを検出するインク量検出手段が、サブタンク内に収容されサブタンクに補給されたインクによって浮上するフロート部材と、フロート部材の浮上位置にしたがって電気的な出力を発生する出力発生手段により構成されてなる請求項１乃至請求項４のいずれかに記載のインクジェット式記録装置。
【請求項６】
前記インクカートリッジからサブタンクに至るインク補給路が、可撓性のインク補給チューブにより構成されている請求項１乃至請求項５のいずれかに記載のインクジェット式記録装置。
【請求項７】
前記インクカートリッジは、その外郭が気密状態に形成され、内部にインクを封入した可撓性素材により形成されたインクパックが収納されると共に、インクカートリッジの外郭構成部材とインクパックとで形成される空間内に、空気加圧ポンプにより生成される空気圧が印加され、空気圧の作用によりインクカートリッジからサブタンクに対してインクを補給するように構成された請求項１乃至請求項６のいずれかに記載のインクジェット式記録装置。
【請求項８】
前記記録ヘッドより吐出される各インクをそれぞれ封入する複数のインクカートリッジが記録装置に着脱可能に装填され、１つの空気加圧ポンプにより生成される空気圧が、各インクカートリッジに対してそれぞれ印加されるように構成した請求項７に記載のインクジェット式記録装置。
【請求項９】
キャリッジに搭載されて記録用紙の幅方向に往復移動される記録ヘッドと、前記記録ヘッドと共にキャリッジに搭載され、インクカートリッジからインク補給路を介してインクの補給を受けると共に、前記記録ヘッドにインクを供給するサブタンクを備えたインクジェット式記録装置に用いられるインクカートリッジのインクエンド判定方法であって、
前記サブタンク内に貯留されたインク消費量を演算し、その演算結果に基づいてインクカートリッジからサブタンクに対してインクを補給するインク補給ステップと、前記インク補給ステップの実行によりサブタンク内に所定の量までインクが補給された場合にインクカートリッジからサブタンクに対するインクの補給を停止させる補給停止ステップとが巡回して実行され、前記インク補給ステップと補給停止ステップとが巡回して実行されている間に、前記インク補給ステップの開始から所定時間の間に補給停止ステップに至るか否かを検証する計時ステップが実行され、前記計時ステップにおいて所定の時間経過後においても前記補給停止ステップに至らない場合であって、さらに前記インクカートリッジに貯留されたインク量が所定の値以下であることが確認された場合において、前記インクカートリッジがインクエンド状態であると判定し、
前記インク補給ステップの開始から所定時間の間に補給停止ステップに至るか否かを検証する計時ステップが実行され、前記計時ステップにおいて所定の時間経過後においても前記補給停止ステップに至らない場合であって、さらに前記インクカートリッジに貯留されたインク量が所定の値以上であることが確認された場合においてはエラー状態であると判定するようになされたインクジェット式記録装置に用いられるインクカートリッジのインクエンド判定方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、記録ヘッドが搭載されたキャリッジ上に、記録ヘッドにインクを供給するためのサブタンクが搭載されたインクジェット式記録装置に関し、特に前記サブタンクにインクを補給するインクカートリッジのインクエンド状態を正確に把握することができるインクジェット式記録装置および同装置に用いられるインクカートリッジのインクエンド判定方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えばオフィス向けまたは業務用に提供されるインクジェット式記録装置においては、比較的大量の印刷に対応させるために、大容量のインクカートリッジを配備する必要が生じ、このために各色のインクカートリッジを例えば装置本体側に配置された装着装置（カートリッジホルダ）に装填させる形式の記録装置が提供されている。
【０００３】
そして、記録ヘッドが搭載されたキャリッジ上にはサブタンクが配置され、前記各インクカートリッジから各サブタンクに対してインク補給チューブを介してそれぞれインクを補給し、さらに各サブタンクからそれぞれ記録ヘッドに対してインクを供給するように構成されている。
【０００４】
このような構成の記録装置に用いられるインクカートリッジにおいては、カートリッジホルダに装填された状態で、各インクカートリッジがインクエンドの状態であるか否かを検証するインクエンド検出手段が具備されている。
【０００５】
このインクエンド検出手段は、例えば特開平３−７５３０号公報に開示されたように、インクが封入された可撓性のインクパックがインクカートリッジのケース内に収納され、インクの消費に基づくインクパックの収縮状態をインクエンド検出レバーが検出するように構成されている。そして、このレバーの動きによりオンまたはオフされるスイッチの動作によりインクエンド状態を電気的に検出できるように構成されている。また、インク滴の吐出を計数することで使用量を算出し、インクエンド判定を行なう方法も提案されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、前者のような構成のインクエンド検出手段においては、可撓性のインクパックの収縮状態をインクエンド検出レバーとスイッチとの組み合わせにより検出するものであるため、例えば検出レバーの形態やスイッチの接点構成上において個々にばらつきが発生し、したがってインクエンド検出ポイントが大きく変動するという技術的な課題を有している。
【０００７】
また、後者のようなインク滴の計数による方法でも、インク滴の重量ばらつきや、インクカートリッジ内の容量ばらつき等により、インクエンド時のインク残量がばらつくという課題を有している。
【０００８】
そのために、前記したばらつきに配慮してインクカートリッジのインクの残量が多少残されている状態において、あえてインクエンドのサインを出すように構成されている。したがって、インクパック内には相当のインクが残された状態でカートリッジ交換がなされる場合が多く、このためにランニングコストや、廃棄されるインクカートリッジ内の残留インクの処理等の負担が発生するという問題を抱えている。
【０００９】
本発明は、前記したような問題点に着目してなされたものであり、インクカートリッジのインクエンド状態をより正確に把握することができるインクジェット式記録装置および同装置に用いられるインクカートリッジのインクエンド判定方法を提供することを目的とするものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
前記した目的を達成するためになされた本発明にかかるインクジェット式記録装置は、キャリッジに搭載されて記録用紙の幅方向に往復移動される記録ヘッドと、前記記録ヘッドと共にキャリッジに搭載され、インクカートリッジからインク補給路を介してインクの補給を受けると共に、前記記録ヘッドにインクを供給するサブタンクを備えたインクジェット式記録装置であって、前記インクカートリッジに貯留されたインク量が所定の値以下となったことを検出するインク残量検出手段を有し、前記インク残量検出手段による検出値が所定の値以下となったことを検出し、かつ前記インクカートリッジからサブタンクに対するインクの補給時間が所定の時間を経過しても、サブタンクに対するインクの補給量が不十分な場合において、インクカートリッジがインクエンド状態であると判定するインクエンド判定手段を備え、前記インク残量検出手段による検出値が所定の値以上であることを検出し、かつ前記インクカートリッジからサブタンクに対するインクの補給時間が所定の時間を経過しても、サブタンクに対するインクの補給量が不十分な場合においてはエラー状態であることを判定する手段を有する。
【００１１】
この場合、好ましい実施の形態においてはサブタンク内に貯留されたインク消費量を演算するインク消費量演算手段と、前記インク消費量演算手段により演算されたインクの消費量が所定の値に達した場合に、インクカートリッジからサブタンクに対してインクを補給すべく開弁制御されるインク補給バルブと、前記インク補給バルブの開弁によりサブタンク内に所定の量までインクが補給されたことを検出した場合に検出出力に基づいて前記インク補給バルブを閉弁制御するインク量検出手段と、前記インク補給バルブの開弁時から計時を開始する計時手段と、前記インク残量検出手段による検出値が所定の値以下となったことを検出し、かつ前記計時手段が予め定められた時間を計時したにもかかわらず前記インク量検出手段による検出出力が得られない場合に、インクカートリッジがインクエンド状態であると判定するインクエンド判定手段が具備される。
【００１３】
この場合、サブタンク内に貯留されたインク消費量を演算するインク消費量演算手段もしくはインクカートリッジのインク残量検出手段は、好ましくは印字データに基づく記録ヘッドからのインク滴の吐出数、フラッシング動作による記録ヘッドからのインク滴の吐出数、および記録ヘッドからインクを吸引排出させるクリーニング操作の動作毎に、それぞれ係数を乗じてインク消費量もしくはインク残量を演算するようになされる。また、前記インクカートリッジのインク残量検出手段は、インク量の減少を物理的に検出する検出手段を利用するように構成される場合もある。
【００１４】
また、前記サブタンク内に所定の量までインクが補給されたことを検出するインク量検出手段は、好ましくはサブタンク内に収容されサブタンクに補給されたインクによって浮上するフロート部材と、フロート部材の浮上位置にしたがって電気的な出力を発生する出力発生手段により構成される。
【００１５】
そして、本発明にかかるインクジェット式記録装置の好ましい実施の形態においては、前記インクカートリッジからサブタンクに至るインク補給路が、可撓性のインク補給チューブにより構成される。そして、前記インクカートリッジは、その外郭が気密状態に形成され、内部にインクを封入した可撓性素材により形成されたインクパックが収納されると共に、インクカートリッジの外郭構成部材とインクパックとで形成される空間内に、空気加圧ポンプにより生成される空気圧が印加され、空気圧の作用によりインクカートリッジからサブタンクに対してインクを補給するように構成される。
【００１６】
さらに、好ましくは前記記録ヘッドより吐出される各インクをそれぞれ封入する複数のインクカートリッジが記録装置に着脱可能に装填され、１つの空気加圧ポンプにより生成される空気圧が、各インクカートリッジに対してそれぞれ印加されるように構成される。
【００１７】
また、本発明にかかるインクジェット式記録装置に用いられるインクカートリッジのインクエンド判定方法は、キャリッジに搭載されて記録用紙の幅方向に往復移動される記録ヘッドと、前記記録ヘッドと共にキャリッジに搭載され、インクカートリッジからインク補給路を介してインクの補給を受けると共に、前記記録ヘッドにインクを供給するサブタンクを備えたインクジェット式記録装置に用いられるインクカートリッジのインクエンド判定方法であって、
前記サブタンク内に貯留されたインク消費量を演算し、その演算結果に基づいてインクカートリッジからサブタンクに対してインクを補給するインク補給ステップと、前記インク補給ステップの実行によりサブタンク内に所定の量までインクが補給された場合にインクカートリッジからサブタンクに対するインクの補給を停止させる補給停止ステップとが巡回して実行され、前記インク補給ステップと補給停止ステップとが巡回して実行されている間に、前記インク補給ステップの開始から所定時間の間に補給停止ステップに至るか否かを検証する計時ステップが実行され、前記計時ステップにおいて所定の時間経過後においても前記補給停止ステップに至らない場合であって、さらに前記インクカートリッジに貯留されたインク量が所定の値以下であることが確認された場合において、前記インクカートリッジがインクエンド状態であると判定し、前記インク補給ステップの開始から所定時間の間に補給停止ステップに至るか否かを検証する計時ステップが実行され、前記計時ステップにおいて所定の時間経過後においても前記補給停止ステップに至らない場合であって、さらに前記インクカートリッジに貯留されたインク量が所定の値以上であることが確認された場合においてはエラー状態であると判定するようになされる。
【００１９】
以上のようなインクカートリッジのインクエンド判定方法を採用したインクジェット式記録装置によると、例えば印刷の実行によりサブタンク内のインク貯留量が減少すると、インク補給バルブが開弁制御されてインクカートリッジよりインク補給路を介してキャリッジに搭載されたサブタンクに対してインクが補給される。そして、サブタンク内のインク量検出手段が、所定の量までインクが補給されたことを検出した場合には、前記インク補給バルブが閉弁制御され、これにより記録装置は継続して印刷を実行することができる。
【００２０】
そして、前記したインク補給バルブの開弁時から計時を開始し、所定の時間経過後においてもサブタンク内のインク量検出手段が所定の量までインクが補給されたことを検出し得ない場合には、インクカートリッジがインクエンド状態であると判定するようになされる。
【００２１】
すなわち、このようにインク補給バルブの開弁時から計時して、サブタンクが当然満タンになるべき所定の時間を経過しても、サブタンク内のインク量検出手段が当該状態を検出し得ない場合には、インクカートリッジがインクエンド状態であると推定するようになされる。したがって、前記したようなインクエンド検出手段を採用することにより、インクカートリッジ内のインクがほぼ皆無となる状態まで使いきることができる。
【００２２】
加えて、前記したようにインクカートリッジに貯留されたインク量が所定の値以下となったことを検出するインク残量検出手段を配置される。そして、このインク残量検出手段がインクエンドに近いことを検出した場合であって、さらに前記したように所定の時間経過後においても、サブタンク内のインク量検出手段が所定の量までインクが補給されたことを検出し得ない場合に、インクカートリッジがインクエンド状態であると判定するようになされる。このように構成することで、例えばインク補給系の障害等により誤ってカートリッジのインクエンド状態を検出することを避けることができる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明にかかるインクカートリッジのインクエンド判定方法を採用したインクジェット式記録装置について、図に示す好ましい実施の形態に基づいて説明する。図１は、インクジェット式記録装置の全体構成を上面図によって示したものである。図１において符号１はキャリッジであり、このキャリッジ１はキャリッジモータ２によって駆動されるタイミングベルト３を介し、走査ガイド部材４に案内されて紙送り部材５の長手方向、すなわち記録用紙の幅方向である主走査方向に往復移動されるように構成されている。そして、図１には示されていないが、キャリッジ１の紙送り部材５に対向する面には、後述するインクジェット式記録ヘッド６が搭載されている。
【００２４】
また、キャリッジ１には前記記録ヘッドにインクを供給するためのサブタンク７ａ〜７ｄが搭載されている。このサブタンク７ａ〜７ｄは、この実施の形態においては、その内部において各インクを一時的に貯留するために、それぞれのインク（例えばブラックインク、イエロー、シアン、マゼンタの各カラーインク）に対応して４個具備されている。
【００２５】
そして、このサブタンク７ａ〜７ｄに対して、装置の端部に配置されたカートリッジホルダ８に装填されたインクカートリッジ（以下、これをメインタンクとも言う）９ａ〜９ｄから、インク補給路を構成する可撓性のインク補給チューブ１０，１０，……をそれぞれ介して、ブラックインクおよび各カラーインクが補給されるように構成されている。
【００２６】
一方、前記キャリッジ１の移動経路上における非印字領域（ホームポジョン）には、記録ヘッドのノズル形成面を封止することができるキャッピング手段１１が配置されており、さらにこのキャッピング手段１１の上面には、前記記録ヘッドのノズル形成面に密着して封止し得るゴム等の弾性素材により形成されたキャップ部材１１ａが配置されている。そして、キャリッジ１がホームポジョンに移動したときに、前記キャップ部材１１ａによって、記録ヘッドのノズル形成面が封止することができるように構成されている。
【００２７】
このキャップ部材１１ａは、記録装置の休止期間中において記録ヘッドのノズル形成面を封止し、ノズル開口の乾燥を防止する蓋体として機能する。また、このキャップ部材１１ａには、後述する吸引ポンプ（チューブポンプ）におけるチューブの一端が接続され、吸引ポンプによる負圧を記録ヘッドに作用させて、記録ヘッドからインクを吸引排出させるクリーニング動作が実行されるように構成されている。
【００２８】
そして、キャッピング手段１１に隣接した印字領域側には、ゴム等の弾性素材を短冊状に形成したワイピング部材１２が配置されていて、必要に応じて記録ヘッドのノズル形成面を払拭して清掃することができるようにも構成されている。
【００２９】
次に図２は、図１に示した記録装置に搭載されたインク補給システムの構成を模式的に示したものであり、このインク補給システムについて、同一符号で示した図１と共に説明する。図１および図２において、符号２１は空気加圧ポンプを示しており、この空気加圧ポンプ２１により加圧された空気は、圧力調整弁２２に供給され、さらに圧力検出器２３を介して前記した各メインタンク９ａ〜９ｄ（図２においては代表して符号９として示しており、以下において代表して単に符号９として説明する場合もある。）にそれぞれ供給されるように構成されている。
【００３０】
この場合、前記圧力検出器２３から各メインタンク９に対して空気流路が分岐され、カートリッジホルダ８に装填された状態の各メインタンクに対して、それぞれ加圧空気が印加されるように構成されている。
【００３１】
前記圧力調整弁２２は、空気加圧ポンプ２１によって加圧された空気圧が、何らかの障害により過度の状態に達した時に、圧力を開放して各メインタンク９ａ〜９ｄに加わる空気圧が所定の範囲に維持できる機能を有している。
【００３２】
さらに、前記圧力検出器２３は、空気加圧ポンプ２１によって加圧された空気圧を検知し、空気加圧ポンプ２１の駆動を制御するように機能する。すなわち、空気加圧ポンプ２１によって加圧された空気圧が所定の圧力に達したことを検出した場合には、空気加圧ポンプ２１の駆動を停止させると共に、圧力検出器２３によって空気圧が定められた圧力以下となったことを検出した場合には、空気加圧ポンプ２１を駆動させるように制御し、この繰り返しによって前記した各メインタンク９ａ〜９ｄに加わる空気圧が所定の範囲に維持されるように機能する。
【００３３】
前記メインタンク９は、その概略構成が図２に示されたように、その外郭を構成するケースが気密状態に形成されており、その内部にはインクを封入した可撓性素材により形成されたインクパック２４が収納されている。そして、メインタンク９とインクパック２４とで形成される空間が圧力室２５を構成しており、この圧力室２５内に、圧力検出器２３を介した加圧空気が供給されるように構成されている。
【００３４】
この構成により、各メインタンク９ａ〜９ｄに収納された各インクパック２４は、それぞれ加圧空気による加圧を受け、各メインタンク９ａ〜９ｄから各サブタンク７ａ〜７ｄに対して所定の圧力によるインク流が発生されるようになされる。
【００３５】
なお、インクカートリッジとしての前記メインタンク９には、図３にも示されたようにそのケースの一部にメインタンク９に関する情報を記録できる記録素子２７が配置されており、この記録素子２７には後述するように当該メインタンクにおけるインク残量に関するデータが書き込まれている。そして図２に示されたように、この記録素子２７に対して情報を書き込みまたは読み出しするための端子２８がメインタンク９の一部に配置されており、メインタンク９を記録装置に装填した場合において、記録装置側と電気的に接続されてメインタンクのインク残量に関する情報の授受がなされるように構成されている。
【００３６】
また、前記メインタンク９内には、図３にも示されたようにメインタンク９に貯留されたインク量が所定の値以下となったことを検出するインク残量検出手段を構成する検出スイッチ２９を具備させる場合もある。そして、前記したインクパック２４の一面は、例えば両面接着シート２４ａによって、メインタンク９を構成するケースの内面に貼り付けられており、またインクパック２４の他面には作動板２４ｂが同様に貼り付けられている。この構成により、インクパック２４に封入されたインクの量が少なくなった場合において、インクパック２４の収縮に伴い、前記作動板２４ｂの一部が前記検出スイッチ２９を例えばオン状態とするように作用する。
【００３７】
図２に示されたように前記スイッチ２９のオン・オフ情報が導出される端子３０がメインタンク９の一部に配置されており、メインタンク９を記録装置に装填した場合において、記録装置側と電気的に接続できるように構成される。
【００３８】
一方、前記各メインタンク９ａ〜９ｄにおいて加圧されたインクは、それぞれ各インク補給バルブ２６，２６……および各インク補給チューブ１０，１０，……をそれぞれ介して、キャリッジ１に搭載された各サブタンク７ａ〜７ｄ（図２においては代表して符号７として示しており、以下において代表して単に符号７として説明する場合もある。）に供給されるように構成されている。
【００３９】
図２に示すサブタンク７の構成についての詳細な説明は後述するが、その基本構成は、内部にフロート部材３１が配置されており、そのフロート部材３１の一部には永久磁石３２が取り付けられている。そして、ホール素子に代表される磁電変換素子３３ａ，３３ｂが基板３４に装着されて、サブタンク７の側壁に添接されている。
【００４０】
この構成により、フロート部材３１に配置された永久磁石３２と、フロート部材の浮上位置にしたがった前記永久磁石３２による磁力線量に応じて、前記ホール素子３３ａ，３３ｂにより電気的出力が発生される出力発生手段が構成されており、前記フロート部材３１を含めてサブタンク内のインク量検出手段を構成している。
【００４１】
この実施の形態においては、前記したインク量検出手段は各メインタンク９から各サブタンク７に対してインクが補給されて、サブタンク内のインク量が所定の容量（ほぼ満タン状態）に達した状態を検知するように利用されており、この場合において前記したホール素子３３ａ，３３ｂの電気的出力に基づいて前記インク補給バルブ２６が閉弁されるように構成されている。
【００４２】
一方、この実施の形態においては、後述するようにサブタンク内のインク消費量を演算するインク消費量演算手段が備えられており、この演算手段によりサブタンク内のインク消費が進んだと判定された場合には、前記インク補給バルブ２６を開弁制御するように構成されている。これにより、メインタンク９内で加圧されているインクは、インクの消費が進んだそれぞれのサブタンク７内に個別に送出される。
【００４３】
そして、当該サブタンク７内におけるインク量が所定の容量に達した場合には、前記したとおりフロート部材を含むインク量検出手段からの出力に基づいて、前記インク補給バルブ２６が閉弁される。このような繰り返しにより、メインタンクからサブタンクに対して断続的にインクが補給されるように作用し、各サブタンクには常に一定の範囲のインクが貯留されるようになされる。
【００４４】
また、図２に示されたように各サブタンク７からは、バルブ３５およびこれに接続されたチューブ３６を介して記録ヘッド６に対してインクが供給されるように構成されており、記録ヘッド６の図示せぬアクチェータに供給される印刷データに基づいて、記録ヘッド６のノズル形成面に形成されたノズル開口６ａより、インク滴が吐出されるように作用する。なお、図２において符号１１は、前記したキャッピング手段を示しており、このキャッピング手段１１に接続されたチューブは後述する吸引ポンプ（チューブポンプ）に接続されている。
【００４５】
次に図４および図５は、前記したサブタンクの実施の形態を示したものであり、図４はサブタンクの一部の構成を割愛し、これを一面方向から視た斜視図で示しており、また図５は同方向から視た透視図で示している。なお、図４および図５において、既に説明した各部に相当する部分は、同一符号で示されている。
【００４６】
サブタンク７は、ほぼ直方体状に形成され、且つ全体が偏平状になされている。このサブタンク７の外郭は、一側壁４１ａとこれに連なる周側壁４１ｂとが一体に形成された箱状部材４１により構成されており、この箱状部材４１の開口周縁には、例えば透明な樹脂素材によるフィルム状部材４２（図５参照）が熱溶着手段により密着状態に取り付けられ、箱状部材４１とフィルム状部材４２とにより囲まれた内部に、インク貯留空間４３が形成されている。
【００４７】
そして、箱状部材４１を構成する前記一側壁４１ａからインク貯留空間４３に向かって突出する支持軸４４が箱状部材４１と一体に形成されており、フロート部材３１は、この支持軸４４を回動中心として、インク貯留空間４３内において重力方向に可動できるように配置されている。
【００４８】
なお、この実施の形態においては、前記支持軸４４はインク貯留空間４３における水平方向の端部近傍に配置されており、前記フロート部材３１は、前記支持軸４４を回動中心として可動される支持腕部材４５の可動自由端側に一体に形成されている。
【００４９】
そして、図５に示されたように前記支持腕部材４５の自由端側に、前記した永久磁石３２が取り付けられており、この永久磁石３２は、支持腕部材４５がほぼ水平状態となされた時に、インク貯留空間４３における水平方向の他端部近傍に位置するよう、すなわちサブタンク７の側壁に添接された基板３４に装着されたホール素子３３ａ，３３ｂに最も接近されるように構成されている。
【００５０】
一方、前記サブタンク７には、その重力方向の低部、すなわちこの実施の形態においては周側壁４１ｂの底部にインク補給口４６が形成されており、このインク補給口４６に接続された前記チューブ１０を介してメインタンク９よりインク貯留空間４３内に、インクが補給されるように構成されている。
【００５１】
サブタンク７におけるインク補給口４６が、前記したとおり重力方向の低部に形成されることにより、メインタンクからのインクは、インク貯留空間４３の底部から補給され、したがって、インクの補給に際してインク貯留空間４３内においてインクの泡立ちが発生しないように配慮されている。
【００５２】
さらに、前記サブタンク７内には、フロート部材３１および支持腕部材４５の移動領域を避けた部分にキャリッジの移動に伴いサブタンク内のインクの波打ちの発生程度を低減させる複数条のリブ部材４７が配置されている。なお、この実施の形態においては、各リブ部材４７はサブタンク７を構成する箱状部材４１の一側壁４１ａからインク貯留空間４３に向かってそれぞれ突出するように、一側壁４１ａをベースとして一体に成形されている。
【００５３】
このリブ部材４７の存在により、前記したとおりサブタンク内のインクの波打ちの発生程度を低減させることができ、これにより、ホール素子によるサブタンク７内のインクの貯留量の検出精度を向上させることができる。
【００５４】
また、サブタンク７内には、図５に示されたようにインク補給口４６に近接してインク導出口４８が形成されている。そして、このインク導出口４８を覆うように、五角形（ホームベース状）を形成する異物トラップ用のフィルタ部材４９が配置されており、したがって、サブタンク７内に貯留されたインクは、このフィルタ部材４９を介してインク導出口４８に導かれるようになされる。
【００５５】
前記インク導出口４８より導出されるインクは、側壁４１ａの裏面側を経由してサブタンク７の下底部に配置された前記バルブ３５に至るように構成されている。そして、バルブ３５を介したインクは同様に側壁４１ａの裏面側を経由して記録ヘッド６に接続されるチューブ３６の接続口５３に導かれるように構成されている。
【００５６】
一方、サブタンク７の上半部には、図４および図５に示されたようにインク貯留空間４３に導通する導通溝６１が傾斜状態に形成されており、この導通溝６１の上端部、すなわちサブタンク７の重力方向の高部には、サブタンク７の側壁４１ａの裏面に貫通する大気連通口６２が形成されている。なお、この大気連通口６２はその裏面において、大気を通過させると共にインクの通過を阻止する撥水膜によって閉塞されている。
【００５７】
なお、図５に示されたように前記サブタンク７の側壁にはホール素子３３ａ，３３ｂの位置決めを行う凹部４１ｃが形成され、この位置決めのための凹部４１ｃを形成することによって、サブタンク７の側壁部はより薄肉状態とされ、前記フロート部材３１に取り付けられた永久磁石３２の移動軌跡とホール素子３３ａ，３３ｂとの距離が、より接近できるように構成されている。
【００５８】
これにより、ホール素子３３ａ，３３ｂによる永久磁石３２の磁力線の検出感度を向上させると共に、サブタンク７内のインク量に応じたフロート部材３１の重力方向への移動によるインク量検出精度も向上させることができる。
【００５９】
また、サブタンク７の一部には貫通穴６７が形成されている。したがって、各サブタンク７の貫通穴６７を貫通する１本の支持軸（図示せず）を利用することによって、各サブタンクを並列状態に配列することができ、これによりサブタンクユニットが構成できるようになされている。
【００６０】
図６は、前記した構成の記録装置に搭載され、カートリッジのインクエンド判定手段を構成する制御回路の一例を示している。なお図６においては、すでに説明した各部に相当する部分を同一符号で示しており、したがって重複する説明は省略する。また、図６に示されたようにキャッピング手段６には前記した吸引ポンプ１５が接続されており、この吸引ポンプ１５の排出側は廃液タンク１６に接続されている。
【００６１】
図６において、符号７０は印刷制御手段であり、この印刷制御手段７０はホストコンピュータからの印刷データに基づいてビットマップデータを生成し、このデータに基づいてヘッド駆動手段７１により駆動信号を発生させて、キャリッジ１に搭載された記録ヘッド６からインクを吐出させる機能を備えている。ヘッド駆動手段７１は、印刷データに基づく駆動信号の他に、フラッシング制御手段７２からのフラッシング指令信号を受けてフラッシング操作のための駆動信号を記録ヘッド６に出力するようにも構成されている。
【００６２】
符号７３はクリーニング制御手段であり、このクリーニング制御手段７３はクリーニング指令検知手段７４からの制御信号を受けて、ポンプ駆動手段７５を制御し、吸引ポンプ１５を駆動させる機能を備えている。そして、記録装置の操作パネル等に配置されたクリーニング指令スイッチ７６を操作することにより、前記クリーニング指令検知手段７４が動作し、マニュアルによるクリーニング操作が実行されるように構成されている。
【００６３】
また、クリーニング制御手段７３は印刷制御手段７０より制御信号を受けるようにも構成されており、これにより同様にポンプ駆動手段７５を制御して、吸引ポンプ１５を駆動させるクリーニング操作機能を備えている。
【００６４】
一方、前記印刷制御手段７０、フラッシング制御手段７２、およびクリーニング制御手段７３よりそれぞれインク消費量演算手段７７に対して制御信号が供給されるように構成されている。このインク消費量演算手段７７はサブタンク７内に貯留されたインク消費量を演算する機能を有しており、印刷データに基づく印刷制御手段７０によりなされる記録ヘッドからのインク滴の吐出数、フラッシング制御手段７２よりなされるフラッシング動作による記録ヘッドからのインク滴の吐出数、またクリーニング制御手段７３によりなされる記録ヘッドからインクを吸引排出させるクリーニング操作が実行される毎に、それぞれのデータがインク消費量演算手段７７に供給されるようになされる。
【００６５】
そして、これらのデータを受けたインク消費量演算手段７７は、印刷の実行による記録ヘッドからのインク滴の吐出数、フラッシング動作による記録ヘッドからのインク滴の吐出数、またクリーニング操作の実行毎のインクの排出処理に基づいて、それぞれ係数設定手段７８にアクセスして、それぞれに対応する係数を乗算させることによりサブタンク７におけるインクの消費量を演算する。
【００６６】
このようにして演算されたサブタンク７におけるインクの消費量は、サブタンクのインク消費カウンタ７９に送られて、カウントアップ（加算）するように作用する。そして、当該カウントアップ値が所定の数値に達した場合には、サブタンク７内のインク量が低減した状態であり、したがって、インク補給バルブ２６が開弁制御されてメインタンクからサブタンクに対してインクを補給するように作用する。
【００６７】
このインクの補給によって、サブタンク７内のインク容量が所定の値（ほぼ満タン状態）になったことが、前記ホール素子３３ａ，３３ｂによる電気的出力によって検出されると、前記したとおりインク補給バルブ２６が閉弁制御され、これと同時にサブタンクのインク消費カウンタ７９は、その計数値がリセットされるようになされる。
【００６８】
一方、前記サブタンクのインク消費カウンタ７９よりメインタンクの残量カウンタ８０に対してサブタンクにおけるインク消費量の情報が転送されるように構成されている。また、メインタンクの残量カウンタ８０には、装填されたメインタンクに搭載された前記記録素子２７に格納されたメインタンクのインク残量に関するデータが、書き込み読み出し手段８１を介して予めセットされている。
【００６９】
そして、リセットされる直前におけるサブタンクのインク消費カウンタ７９による計数値が、前記メインタンクの残量カウンタ８０に送られて、メインタンクのインク残量を示す計数値から、サブタンクのインク消費カウンタ７９による計数値が減算されるように構成されている。これにより、メインタンクの残量カウンタ８０はインクの消費に応じて減算され、その数値データは書き込み読み出し手段８１を介してメインタンクに搭載された前記記録素子２７に書き込まれる。
【００７０】
前記サブタンクのインク消費カウンタ７９より、インク補給バルブ２６を開弁制御させるために送出される制御信号は、計時手段８２に供給されるように構成されている。計時手段８２はインク補給バルブ２６の開弁動作と同時に計時を開始する。そして、サブタンク７がほぼ満タン状態になされた時に発生する前記ホール素子３３ａ，３３ｂによる出力を受けるように構成されている。
【００７１】
ここで、前記計時手段８２はインク補給バルブ２６を開弁制御させるために送出される制御信号を受けて計時を開始し、所定時間が経過したにもかかわらず、サブタンク７がほぼ満タン状態になされた時に発生する前記ホール素子３３ａ，３３ｂによる出力が到来しない場合において、メインタンクがインクエンド状態であることを示すメッセイジ等を表示手段８３に表示させるように構成されている。
【００７２】
すなわち、前記した記録装置においては、メインタンクの圧力室内に加圧空気が供給され、この加圧空気によって各メインタンクから各サブタンクに対してインクを補給するように構成されており、したがって、サブタンクに対するインクの補給開始からほぼ満タン状態になされる時間は、設計上において判明しており、この時間を大きく超えた状態においても、サブタンクに対するインクの補給が不十分な場合においては、メインタンクがインクエンド状態であると推定することができる。
【００７３】
このようにしてメインタンクがインクエンド状態であることが検出された場合には、前記したようにメインタンクがインクエンド状態であることを示すメッセイジ等を表示手段８３に表示させると共に、記録装置の印刷動作を停止させるように制御される。これにより、サブタンク内のインクまで空状態にする問題を回避することができ、記録ヘッドのインク供給路に気泡が入り込むのを効果的に阻止させることができる。
【００７４】
またこの時、メインタンクにおけるインクは、ほぼ空状態となるまで使いきることができ、ランニングコストや廃棄されるインクカートリッジ内の残留インクの処理等の負担を軽減することができる。
【００７５】
ところで、前記した構成によるメインタンクのインクエンド検出手段によると、例えばメインタンクからサブタンクに至るインクの補給経路や、加圧空気の供給経路に何らかの障害が発生した場合には、誤ってメインタンクがインクエンド状態であると認識する可能性がある。図７に示した制御ルーチンは、このような問題を回避できるように構成されている。以下この制御ルーチンを示すフローチャートに基づいて、図６に示す制御回路と共にその作用を説明する。
【００７６】
メインタンクのインクエンド状態を検出するには、まずステップＳ１１に示されたように、印刷等に使用したインク量をサブタンク内インク消費カウンタに加算する操作が実行される。これは、図６に示されたインク消費量演算手段によって演算されたサブタンク内のインクの消費量を、サブタンクのインク消費カウンタ７９に送り、そのインク消費量を加算させるようになされる。そして、ステップＳ１２においてサブタンク内インク消費カウンタが所定値（Ａ）以上であるか否かが検証される。
【００７７】
これは、図６に示されたサブタンクのインク消費カウンタ７９の計数値が、所定の値（Ａ）を超えているか否かを検証するものであり、所定の値（Ａ）を超えていない（Ｎｏ）と判定された場合には、サブタンク内のインク容量に余裕があるということになる。したがって、前記所定の値（Ａ）を超えるまで、リターンされて前記ステップＳ１１とステップＳ１２のルーチンが繰り返される。
【００７８】
そして、前記ステップＳ１２において、サブタンクのインク消費カウンタ７９の数値が、所定の値（Ａ）を超えたと判定された場合には、ステップＳ１３に移り、サブタンクへのインク補給動作が開始される。これは、前記インク補給バルブ２６が開弁制御されることによってなされる。続いてステップＳ１４においてサブタンクへのインク補給が完了したか否かの検証がなされる。これは、前記したとおり、ホール素子２２ａ，３３ｂによる出力が利用される。
【００７９】
このステップＳ１４による検証と並行して、ステップＳ１８においてサブタンクへのインク補給動作が開始された時より所定時間が経過したか否かの検証も開始される。これは図６に示された計時手段８２によってなされる。そして、所定時間の経過以前にサブタンクへのインク補給が完了した（Ｙｅｓ）と判定されると、ステップＳ１５においてインク補給動作を停止する制御がなされる。これは前記したとおり、インク補給バルブ２６を閉弁制御することによりなされる。
【００８０】
そして、ステップＳ１６においてサブタンク内インク消費カウンタ７９をリセットさせる操作が実行され、これに続くステップＳ１７において、インクカートリッジのインク残量カウンタ８０から前記（Ａ）を減算する操作がなされる。
【００８１】
これにより、サブタンクに対してインクを補給した１回分のインク量が減算され、その減算結果（換言すればインクカートリッジのインク残量）がインクカートリッジのインク残量カウンタ８０にセットされる。
【００８２】
一方、前記ステップＳ１４において、サブタンクへのインク補給が完了せず（Ｎｏ）に、しかもステップＳ１８において所定時間が経過したと判定された場合には、インクカートリッジが空状態となったことが推定される。そこで、ステップＳ１９においてサブタンクへのインクの補給動作を停止させる操作が実行される。
【００８３】
続いて、ステップＳ２０においてカートリッジのインク残量カウンタ８０は所定値以下であるか否かを判定する操作がなされる。ここで、インクカートリッジのインク残量カウンタ８０が所定値以下に達していない状態（Ｎｏの状態）、換言すれば、カートリッジ内にインクが相当に残されている状態にもかかわらず、前記したようにサブタンクへのインクの補給が所定時間内に完了しない場合は、例えばインクの補給経路または加圧空気の供給経路等に何らかのトラブルが発生していると見なすことができ、この場合には表示手段８３にエラー表示を行なうようになされる。
【００８４】
また、前記ステップＳ２０においてカートリッジのインク残量カウンタ８０が所定値以下に達した（Ｙｅｓ）と判定された場合には、インクカートリッジが間違いなくエンド状態になったと判定するようになされ、この場合には表示手段８３にインクエンドを示す表示を行なうようになされる。すなわち、前記したステップＳ２０による判定手段を備えることにより、メインタンクのインクエンド状態を正しく認識することができる。
【００８５】
以上説明した実施の形態においては、インクカートリッジにおけるインク残量の情報をインクカートリッジとしてのメインタンクを構成するケースの一部に配置した記録素子２７から読み出し、この情報からサブタンクのインク消費量を減算させて、当該インクカートリッジのインク残量情報として利用するようにしている。しかしながら、インクカートリッジにおけるインク残量情報を把握する手段としては、例えば図２および図３に示したようにインクカートリッジ内に配置された検出スイッチ２９を利用することができる。
【００８６】
この場合、図７に示すステップＳ２０において、前記検出スイッチ２９によるカートリッジのインク残量の情報が利用され、エラー状態かインクエンド状態かを判定する情報として利用される。
【００８７】
また、以上説明した実施の形態においてはインクカートリッジの圧力室に加圧空気を導入してサブタンクにインクを補給するように構成されているが、本発明はこのような形態の記録装置以外にも利用することができる。例えばサブタンク内が負圧となるように吸引してインクを補給するような記録装置、あるいはインクカートリッジとサブタンクとの間に水頭差を持たせてインクカートリッジ側からサブタンクに対してインク流を発生させる記録装置においては、カートリッジのインク残量検出手段として、図８乃至図１０に示すような物理的な検出手段を利用することができる。
【００８８】
まず、図８はインクカートリッジ９のケースを透明樹脂で成形し、このケースの下側部付近を挟むようにして光源８６および光感知センサ８７を配置した構成を示している。図８（ａ）に示すようにカートリッジ９内にインクが多量に収容されている場合には、前記光源８６からの投射光が遮断されるため、センサ８７は投射光を感知することができない。また、図８（ｂ）に示すようにカートリッジ９内のインクが所定値よりも減少した場合には、透明樹脂で成形されたケースを介して光源８６からの投射光をセンサ８７が感知することができ、インク残量が所定値よりも少ないことが判定される。
【００８９】
また、図９は同じくインクカートリッジ９のケースを透明樹脂で成形し、その下底部と側壁部との間の隅角部にプリズム部８５を形成した構成とされている。すなわち、光源８６からプリズム部８５への入射角と、プリズム部８５からセンサ８７に至る出射角は、それぞれθ（＝４５度）の角度となるように構成されている。そして、カートリッジ９内のインクと、ケースを構成する樹脂との屈曲率により決定される全反射の臨界角と、空気とケースを構成する樹脂との屈曲率により決定される全反射の臨界角の相違によりインクカートリッジ内のインク残量を検出するようになされる。
【００９０】
さらに、図１０はインクカートリッジ９のケースの下底面の近傍にインクの貯留空間に向かって一対の電極端子９０ａ，９０ｂが埋設した構成とされており、一方の電極端子９０ａに対して定電圧源９１から所定の電圧が印加されるように構成されている。また、他方の電極端子９０ｂには基準電位（アース）との間に抵抗素子９２が接続されており、この抵抗素子９２に生ずる電位を検出する電圧検出器９３が前記他方の電極端子９０ｂに接続されている。
【００９１】
この構成により、インクカートリッジ内におけるインクが、前記一対の電極端子９０ａ，９０ｂを導通させる程度以上の容量のインクがインクカートリッジ内に残されている場合においては、電圧検出器９３において所定以上の電圧値が検出される。また、インクカートリッジ内におけるインク残量がエンド状態に近い場合においては、前記電圧検出器９３における電圧値は遥かに低下する。したがってこの構成を利用することによって、インクカートリッジ内のインク残量を検出することが可能となる。
【００９２】
以上説明した図８乃至図１０に示されたインクカートリッジのインク残量検出手段を、前記した図７におけるステップＳ２０におけるカートリッジの残量カウンタの数値に置き換えて利用することもできる。
【００９３】
【発明の効果】
以上の説明で明らかなように、本発明にかかるカートリッジのインクエンド判定方法を採用したインクジェット式記録装置によると、インクカートリッジのインク残量検出手段による検出値が所定の値以下となったことを検出し、かつインクカートリッジからサブタンクに対するインクの補給時間が所定の時間を経過しても、サブタンクに対するインクの補給量が不十分な場合において、インクカートリッジがインクエンド状態であると判定するように構成したので、メインタンクからサブタンクに至るインクの補給経路や、加圧空気の供給経路における何らかの障害による誤検出を防止し、インクカートリッジのインクエンド状態を正確に把握することができる。そして、このような検出方法によりインクカートリッジのインクエンド状態を検出することにより、多量のインクを残した状態でインクカートリッジを交換するなどの不経済な運用を回避することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用したインクジェット式記録装置の全体構成を示した平面図である。
【図２】メインタンクから記録ヘッドに至るインク供給システムを示した模式図である。
【図３】図２に示されたインクカートリッジの構成を示した断面図である。
【図４】サブタンクの一部の構成を割愛し、これを一面方向から視た状態の斜視図である。
【図５】同じくサブタンクを一面方向から視た状態の透視図である。
【図６】図１に示されたインクジェット式記録装置に搭載された制御回路の構成を示したブロック図である。
【図７】図６に示す制御回路によってなされるカートリッジのインクエンド状態を検出する動作ルーチンを示したフローチャートである。
【図８】図７に示すインクエンド状態を検出する動作ルーチンにおいて利用し得る物理的なインク残量検出手段の第１の例を示した模式図である。
【図９】同じくインク残量検出手段の第２の例を示した模式図である。
【図１０】同じくインク残量検出手段の第３の例を示した模式図である。
【符号の説明】
１                            キャリッジ
６                            記録ヘッド
７（７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄ）  サブタンク
８                            カートリッジホルダ
９（９ａ，９ｂ，９ｃ，９ｄ）  メインタンク（インクカートリッジ）
１０                          可撓性チューブ（インク補給路）
１１                          キャッピング手段
１２                          ワイピング手段
１５                          吸引ポンプ
２１                          空気加圧ポンプ
２２                          圧力調整弁
２３                          圧力検出器
２４                          インクパック
２４ｂ                        作動板
２５                          圧力室
２６                          インク補給バルブ
２７                          記録素子
２９                          検出スイッチ
３１                          フロート部材
３２                          永久磁石
３３（３３ａ，３３ｂ）        ホール素子
７０                          印刷制御手段
７１                          ヘッド駆動手段
７２                          フラッシング制御手段
７３                          クリーニング制御手段
７４                          クリーニング指令検知手段
７５                          ポンプ駆動手段
７７                          インク消費量演算手段
７８                          係数設定手段
７９                          サブタンクのインク消費カウンタ
８０                          メインタンクの残量カウンタ
８１                          書き込み読み出し手段
８２                          計時手段
８３                          表示手段
８５                          プリズム部
８６                          光源
８７                          光感知センサ
９０ａ，９０ｂ                電極端子
９１                          定電圧源
９３                          電圧検出器
【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】
0003575376.tif 000007
【図７】
0003575376.tif 000008
【図８】
0003575376.tif 000009
【図９】
0003575376.tif 000010
【図１０】
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