(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
本体装置に着脱可能に設けられ且つ消耗品が充填された交換ユニットに対して、前記消耗品の残量を検出する検出装置であって、
前記消耗品の消費に伴って変形する前記交換ユニットの部分に設けられ、電磁波を介してデータを送受信するタグ部と、
前記本体装置側に設けられ、前記タグ部に対して電磁波を介して前記データを送受信するリーダライタ装置と、
前記リーダライタ装置から出力される前記電磁波の強度又は周波数を制御する制御部と、
前記制御部による電磁波の制御、及び前記タグ部との交信結果に基づいて、消耗品の残量を検出する残量検出部と
を備えたことを特徴とする検出装置。
【請求項２】
前記交換ユニットから前記本体装置へ消耗品を供給させる供給手段による前記消耗品の供給量を計量するか、又は前記本体装置における前記消耗品の消費量を計量する計量部と、
前記残量検出部によって検出された消耗品残量と、前記計量部による計量された前記供給量又は前記消費量に基づく消耗品残量とを比較する比較部と、
前記比較部による比較結果に基づいて、前記残量検出部による消耗品の残量の検出処理の補正、前記計量部による前記消耗品の供給量の計量処理の補正、及び前記計量部による前記消耗品の消費量の計量処理の補正の少なくとも何れかを行う補正部と
をさらに備えたことを特徴とする請求項１に記載の検出装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の検出装置で用いられる消耗品が充填された交換ユニットであって、
前記消耗品の消費に伴って変形する前記交換ユニットの部分に設けられ、電磁波を介してデータを送受信するタグ部を備えたことを特徴とする交換ユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インクカートリッジなど消耗品が充填された交換ユニット内における消耗品の残量を検出する検出装置及び交換ユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】
インクやトナー等の消耗品を使って印刷を行う印刷装置では、消耗品を格納したシリンダやカートリッジ等の交換ユニットが着脱可能になっている。そして、このような印刷装置では、インクなどの消耗品の残量が少なくなった際、ユーザーに対して交換ユニットの交換を通知するために、消耗品の残量を検出する技術があった。
【０００３】
従来の残量検出技術は、孔版印刷装置ではインクポンプの動作量をカウントし、また、インクジェットヘッド印刷装置では吐出回数をカウントすることで検出していた。しかし、孔版印刷装置で使用されるエマルジョンインクは、使用環境によって粘度が大きく異なり、また、機器の劣化によってインクポンプの吸引力が変動して、適切な残量を検出することができないという問題があった。また、インクジェット印刷装置においても、インクジェットヘッドの不吐出による差異や、インクカートリッジからインクジェットヘッドまでのインク循環経路に大量のインクが残ることから、適切な残量を検出することができないという問題もある。
【０００４】
このような問題を解決すべく、例えば、特許文献１に開示された技術がある。この特許文献１に開示された技術では、インクの消費に応じて交換ユニット内を移動可能とする移動体をカートリッジ内に配置させ、移動体の移動距離を測定センサで検出することで、インクの残量を検出している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００１-２８９６２６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に開示された技術において、移動体を測定する測定センサは、光学センサが用いられているため、交換ユニット内に配置される移動体に対して適切に光を当てる必要があり、装置内における設置位置など設計上の制約が伴い、適切な設置位置が確保できない場合には検出精度が低下するという問題があった。
【０００７】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、本体装置に着脱可能に設けられて消耗品が充填されるインクカートリッジなどの交換ユニットに関し、設計上の自由度を維持しつつ、交換ユニット内における消耗品残量検出の精度を向上させることができる検出装置及び交換ユニット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】
【０００８】
上記目的を達成するため、本発明に係る検出装置の第１の特徴は、本体装置に着脱可能に設けられ、消耗品が充填された交換ユニットの前記消耗品の残量を検出する検出装置であって、前記消耗品の消費に伴って変形する前記交換ユニットの部分に設けられ、電磁波を介してデータを送受信するタグ部と、前記本体装置側に設けられ、前記タグ部に対して電磁波を介して前記データを送受信するリーダライタ装置と、前記リーダライタ装置から出力される前記電磁波の強度又は周波数を制御する制御部と、前記制御部による電磁波の制御、及び前記タグ部との交信結果に基づいて、消耗品の残量を検出する残量検出部と
を備えたことにある。
【０００９】
ここで、「交換ユニット」とは、インクやトナー等の消耗品を内部に収納したシリンダやカートリッジ、或いは印刷用紙や孔版原紙等の消耗品を積層又は巻装した印刷用紙の束や孔版原紙ロール等が含まれ、消費に伴う「変形」とは、インクやトナーの容器又は内容物の変形や、積層物や巻装物の体積変化などを意味する。
【００１０】
本発明に係る検出装置の第２の特徴は、前記交換ユニットから前記本体装置へ消耗品を供給させる供給手段による前記消耗品の供給量、又は前記本体装置における前記消耗品の消費量を計量する計量部と、前記残量検出部によって検出された消耗品残量と、前記計量部による計量結果に基づく消耗品残量とを比較する比較部と、前記比較部による比較結果に基づいて、前記供給手段における計量処理を補正する補正部とをさらに備えたことにある。
【００１１】
ここで、「供給手段」とは、例えば、消耗品を一時的に貯留されるインクタンクにインクを供給するインクポンプなどが含まれ、また、「消耗品の供給量」とは、例えば、交換ユニットからインクタンクに供給されたインク量が含まれる。また、「消耗品の消費量」とは、印刷時に消費されたインク量が含まれる。
【００１２】
本発明に係る交換ユニットの特徴は、上記検出装置で用いられる消耗品が充填された交換ユニットであって、前記消耗品の消費に伴って変形する前記交換ユニットの部分に設けられ、電磁波を介してデータを送受信するタグ部を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明に係る検出装置の第１の特徴によれば、制御部では、リーダライタ装置から出力される電磁波の強度又は周波数などの無線通信を制御しているので、例えば、制御部によって、電磁波の強度又は周波数を変更して交信エリアを可変させることができる。そして、本願発明では、消耗品の消費に伴って変形する交換ユニットの部分にタグ部を設けているので、残量検出部では、制御部による電磁波の制御、及びタグ部との交信結果に基づいて、タグ部の位置を検出することができるため、インクの消費に伴って変形するタグ部に応じたインク残量を検出することができ、ユーザーに適切な残量情報の提示、及びインク切れなどの情報提供等が行える。特に、本願発明では、インク残量検出において、電磁波又は周波数などの無線通信を用いてインク残量を検出しているので、交換ユニット内における消耗品残量検出の精度を向上させることができる。
【００１４】
本発明に係る検出装置の第２の特徴によれば、交換ユニットから本体装置へ消耗品を供給させる供給手段による消耗品の供給量、又は本体装置における消耗品の消費量を計量する計量部を備え、残量検出部によって検出された消耗品残量と、計量部による計量結果に基づく消耗品残量とを比較するので、比較した消耗品残量の差を判断することで、機械の異常検出及び故障予知が可能となる。また、本願発明では、比較結果に基づいて、残量検出部による検出処理又は供給手段における計量処理を補正するので、消耗品の残量検出の精度を向上させることができる。
【００１５】
本発明に係る交換ユニットの特徴によれば、本体装置側のリーダライタ装置から出力される電磁波の強度又は周波数などの無線通信を制御することにより、タグ部との交信結果に基づいて、タグ部の位置を検出することができ、インクの消費に伴って変形するタグ部に応じたインク残量を検出することができ、ユーザーに適切な残量情報の提示、及びインク切れなどの情報提供等が行える。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施形態に係る印刷装置の概略構成を示す機能ブロック図である。
【図２】実施形態に係る孔版印刷用ドラムユニットを印刷装置から引き出した状態の斜視図である。
【図３】実施形態に係るインクカートリッジ及び移動体を示す模式図である。
【図４】（ａ）〜（ｃ）は、実施形態に係るＲＦＩＤリーダライタの交信可能エリアと、移動体に設けられたＲＦＩＤタグとの位置関係を示す説明図である。
【図５】実施形態に係るインク残量の検出動作を示すフローチャートである。
【図６】実施形態に係る比較処理及び補正処理の動作を示すフローチャートである。
【図７】変更例に係るインクカートリッジを示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。各図面を通じて同一もしくは同等の部位や構成要素には、同一もしくは同等の符号を付している。ただし、図面は模式的なものであり、現実のものとは異なることに留意すべきである。また、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることはもちろんである。
【００１８】
また、以下に示す実施の形態は、この発明の技術的思想を具体化するための装置等を例示するものであって、この発明の技術的思想は、各構成部品の材質、形状、構造、配置等を下記のものに特定するものでない。この発明の技術的思想は、特許請求の範囲において、種々の変更を加えることができる。
【００１９】
（印刷装置の構成）
本発明の一実施形態である印刷装置の構成について詳細に説明する。図１は、本実施形態に係る印刷装置の概略構成を示す機能ブロック図であり、図２は、本実施形態に係る孔版印刷用ドラムユニットを印刷装置から引き出した状態の斜視図である。また、図３は、本実施形態に係るインクカートリッジ及び移動体を示す模式図であり、図４（ａ）〜（ｃ）は、本実施形態に係るＲＦＩＤリーダライタの交信可能エリアと、移動体に設けられたＲＦＩＤタグとの位置関係を示す説明図である。
【００２０】
印刷装置１は、図１に示すように、ユーザー操作に基づく印刷指示にしたがって印刷ジョブを印刷する印刷装置であり、版胴に巻き付けられたマスタ（孔版原紙）を、印刷用紙に圧接させることにより孔版印刷を行う孔版印刷装置である。なお、本実施形態では、印刷装置１とは、インクカートリッジが着脱される本体装置であり、装着されたインクカートリッジ３内のインク残量を検出する検出装置を備える。
【００２１】
この印刷装置１には、クライアント端末２がネットワークＬＡＮ４を介して接続されている。クライアント端末２は、ＣＰＵによる演算処理機能、及び通信インターフェースによる通信処理機能を備えた端末であり、パーソナルコンピューター等の汎用コンピューターや、機能を特化させた専用装置により実現することができ、モバイルコンピューターやＰＤＡ（Personal Digital Assistance）、携帯電話機が含まれる。また、このクライアント端末２は、ネットワークＬＡＮ４に介して印刷装置１に接続され、印刷装置１に画像データの送信を行う。なお、図１では、代表して１つのクライアント端末２についてのみ図示している。
【００２２】
ネットワークＬＡＮ４は、通信プロトコルＴＣＰ／ＩＰを用いた１０ＢＡＳＥ−Ｔや１００ＢＡＳＥ−ＴＸ等によるローカルネットワーク（ＬＡＮ）や無線ＬＡＮ（ＷＬＡＮ）等の無線ネットワークであり、例えば、ピア・トゥー・ピアによる家庭内ネットワークなどの簡易的なネットワークなども含まれる。
【００２３】
印刷装置１の構成としては、スキャナ部１５と、プリンタ部１４と、制御ユニット１０と、外部インターフェース部１３と、表示パネル１６と、カートリッジ取付機構３００とを備えている。
【００２４】
外部インターフェース部１３は、クライアント端末２から送信された印刷ジョブを受信する通信手段である。外部インターフェース部１３は、ネットワークＬＡＮ４を介して、クライアント端末２に接続されている。この外部インターフェース部１３を介して、クライアント端末２から印刷ジョブが受信される。
【００２５】
表示パネル１６は、印刷装置１で実行される処理に対する操作情報を表示する表示手段である。表示パネル１６は、印刷装置１の上部に配置されている。この表示パネル１６は、スキャナ部１５にセットした印刷画像を複写印刷する際の、複写枚数や複写倍率といった複写条件をユーザーが入力する入力操作部等として利用することができる。
【００２６】
スキャナ部１５は、原稿上の印刷画像を読み取って画像信号を出力する手段であり、原稿をレンズやＣＣＤ等によって光学的に読み取り、電気信号として出力する。この読み取った情報は所定の指令（拡大、縮小等）に基づいて加工され、制御ユニット１０に送出される。
【００２７】
プリンタ部１４は、スキャナ部１５から出力された画像信号に基づいて記録紙（片面又は両面）に印刷画像を印刷（記録）する手段である。本実施形態において、プリンタ部１４は、孔版原紙に印刷用画像データを感熱穿孔する製版手段及び孔版印刷用ドラムユニット８１１を備える。製版手段は、制御ユニット１０から孔版印刷用に処理された印刷用画像データが送信されると、製版処理として孔版原紙に印刷用画像データに応じた穿孔画像を形成し、穿孔画像が形成された孔版原紙を孔版印刷用ドラム８１１ａに巻装する処理である着版を行う。
【００２８】
孔版印刷用ドラムユニット８１１は、印刷装置１に対して着脱及び交換可能な交換ユニットであり、図２に示すように、印刷装置１に設けられた孔版印刷用ドラム孔１６１からドラムガイドレール部材１６２を利用して、印刷装置１の内部に挿入可能かつ外部へ引き出し可能である。さらに、孔版印刷用ドラムユニット８１１は、矩形状の孔版印刷用ドラム枠体１６３及び孔版印刷用ドラム枠体１６３に対して回転自由に支持された孔版印刷用ドラム８１１ａを備えている。
【００２９】
孔版印刷用ドラム８１１ａは、製版された孔版原紙を外周面に着版し、孔版印刷用ドラム８１１ａに印刷用紙を押圧することで、ドラム内部に設けられたインクカートリッジ３から供給される孔版印刷用インクを、孔版原紙の穿孔を介して印刷用紙に転写する。また、孔版印刷用ドラム８１１ａは、円筒状に形成されており、ドラムモータの動力により一方向及び自身の中心軸線回りに回転可能な状態で支持されている。さらに、孔版印刷用ドラム８１１ａは、多孔構造に構成され、外周部に孔版原紙の一端を係止するクランプ機構を有している。
【００３０】
このような孔版印刷用ドラム８１１ａの内部には、インクを供給するインクカートリッジ３が設けられ、印刷装置１側にはインクカートリッジ３が取り付けられるカートリッジ取付機構３００を備えている。カートリッジ取付機構３００は、画像形成装置１００の本体側にインクカートリッジ３を収容する挿通部３０１が形成された金属製の筐体３０２と、筐体３０２と対向配置されたＲＦＩＤリーダライタ１８とを備えている。
【００３１】
ＲＦＩＤリーダライタ１８は、印刷装置１側に設けられ、インクカートリッジ３が印刷装置１に装着されたときに、インクカートリッジ３に貼り付けられたＲＦＩＤタグ３１に対して電磁波を介してデータを送受信するリーダライタ装置である。
【００３２】
なお、インクカートリッジ３が筐体３０２に取り付けられた際には、印刷装置１側に設けられた取付検出センサ（不図示）に検出されるようになっている。具体的には、取付検出センサは、受光センサであり、受光が遮断されることにより、その遮蔽物の存在を検出する。取付け時に受光センサに接近される凸部によって受光が遮断されることによりその取付けが検出される。
【００３３】
インクカートリッジ３は、印刷装置１の本体装置に着脱可能に装填され、インクが充填された交換ユニットである。本実施形態におけるインクカートリッジ３は、図３に示すように、略円筒状をなした外装体３０の内部に消耗品であるインクが封入される。インクカートリッジ３の印刷装置１側端面には、印刷装置１側のカートリッジ取付機構３００の筐体３０２に係合される係合面３３が嵌め込まれている。この係合面３３は、樹脂又は金属などの硬質材料で形成され、印刷装置１のカートリッジ取付機構３００に当接される突当面となっている。この係合面３３と筐体３０２を挟んで対向する位置には、ＲＦＩＤリーダライタ１８が配置されている。
【００３４】
係合面３３には、その中央にインク供給口３４が配置されている。このインク供給口３４は、内部に収納するインクを印刷装置１に送り出す供給口であり、印刷装置１側のカートリッジ取付機構３００に着脱されるようになっている。すなわち、インク供給口３４は、印刷装置１側のカートリッジ取付機構３００に嵌合される着脱機構を構成し、この着脱機構によりインクカートリッジ３と印刷装置１とが相互に接続されて、インクカートリッジ３から印刷装置１へのインクの供給が行われる。
【００３５】
また、インクカートリッジ３の内部は、移動体３２で仕切られており、この移動体３２の係合面３３側に、インクの消費に伴って縮小変形するインク収容部分３ａが画成されている。移動体３２は、係合面３３と平行に配置されるとともに、外装体３０の内部空間の径方向断面に合致する断面形状を有しており、インクの消費に伴って摺動し、インク収容部分３ａを縮小変形させる。具体的には、インクカートリッジ３が未使用時であれば、係合面３３と対向する終端面３６側に配置され、インクカートリッジ３内のインクが使用されていく度に係合面３３側に移動される。そして、この移動体３２の係合面３３側に、非接触通信を行うＲＦＩＤタグ３１が貼り付けられている。
【００３６】
ＲＦＩＤタグ３１は、ＲＦＩＤリーダライタ１８から受信される電磁波を介してデータを送受信するタグ部である。本実施形態において、ＲＦＩＤタグ３１には、データの書き込み及び読み取りが行われるＩＣチップをマウントして内部アンテナを内部に形成した薄肉回路基板であるフレキシブル回路基板によりカード状に形成されている。このＲＦＩＤタグ３１は、基板に、例えば導電性インクや導電性を有するアルミ蒸着シート等の金属薄膜をエッチング加工等により所定の形状・大きさ（長さ，面積）に成形することで形成されている。内部アンテナは、略方形のスパイラルアンテナである。
【００３７】
また、ＲＦＩＤタグ３１のメモリには、カートリッジを識別する識別子の他、カートリッジのインクの色や水性・油性の種別などの品質情報、着脱回数、インク使用量、インク残量などカートリッジに関する情報が記憶される。特に、本実施形態では、残量検出部１１１ａによる残量検出処理で必要な情報として、自機の内部アンテナの受信感度や周波数特性などの電波特性情報の他、インクの粘度など計量部１１１ｃによる計量処理に必要なインク特性情報が記憶することができ、本体側との通信が開始される際、必要に応じて、これらの電波特性情報やインク特性情報を本体側に送信し、残量検出処理やインク消費量の計量処理で利用するようにしてもよい。また、補正部１１１ｅによって、残量検出処理の補正が行われたときには、補正された電磁波の強度や周波数などの通信設定情報を記録したり、消費量計量処理の補正が行われたときには、補正されたインク供給機構１７３によるインクの供給量算出パラメータ、又は印刷装置１におけるインクの消費量算出パラメータを記録したりするようにしてもよい。
【００３８】
そして、ＲＦＩＤタグ３１では、カートリッジ取付機構３００に対する装着動作が印刷装置１側で検出されると、ＲＦＩＤリーダライタ１８との近距離（非接触）通信が開始され、自機が記憶するデータを印刷装置１側に送信する。このとき、上記電波特性情報を印刷装置１の残量検出部１１１ａに送信することもできる。また、印刷処理が実行されると、使用されたインク量が算出され、その使用されたインク量が差し引かれた印刷処理後のインク残量が更新されてＲＦＩＤタグ３１に記録され、電波特性情報や残量や計量に関する情報が補正された場合にはその補正値を記録する。
【００３９】
図１に戻り、印刷装置１には、印刷装置１の各駆動部１７が含まれる。各駆動部１７は、印刷装置１内の各部を駆動させる駆動機構であり、例えば、記録媒体をプリンタ部１４に搬送したり、印刷装置１の排出トレイに排紙したりする用紙搬送機構１７１や、マスタを製版機構に搬送するマスタ搬送機構１７２、さらには、インクカートリッジ３からプリンタ部１４へインクを供給させるインク供給機構１７３が含まれる。インク供給機構１７３には、例えば、インクカートリッジ３からプリンタ部１４のインクタンクにインクを供給するインクポンプなどが含まれる。
【００４０】
（制御ユニットの構成）
制御ユニット１０は、印刷装置１全体の制御を行う装置であり、ＣＰＵやＤＳＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｓｉｇｎａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）等のプロセッサ、メモリ、及びその他の電子回路等のハードウェア、或いはその機能を持ったプログラム等のソフトウェア、又はこれらの組み合わせなどによって構成された演算処理装置で構成される。なお、以下、説明中で用いられる「モジュール」とは、装置や機器等のハードウェア、或いはその機能を持ったソフトウェア、又はこれらの組み合わせなどによって構成され、所定の動作を達成するための機能単位を示す。
【００４１】
制御ユニット１０は、プログラムを適宜読み込んで実行することにより種々の機能モジュールを仮想的に構築し、画像データに関する処理や、各部の動作制御、ユーザー操作に対する種々の処理を行う。また、制御ユニット１０は、ＲＯＭ２２に格納されているプログラム及び設定情報に基づいて、表示パネル１６から入力設定される内容に応じたスキャナ部１５やプリンタ部１４の動作を制御する。
【００４２】
制御ユニット１０には、画像処理部１２と、エンジン制御部１１、ＲＯＭ２２、及びＲＡＭ２１を備えている。ＲＡＭ２１には、クライアント端末２から画像処理部１２に入力された印刷ジョブや、表示パネル１６から入力されたコピー時の印刷枚数や各種の設定内容等が随時記憶される。ＲＯＭ２２には、クライアント端末２、又は表示パネル１６から入力される設定内容に応じた、各駆動部１７、スキャナ部１５及びプリンタ部１４の動作を制御するためのプログラム及び設定情報、及びＲＦＩＤリーダライタ１８が読み取ったインクカートリッジ３に関する情報等が格納される。
【００４３】
また、ＲＯＭ２２には、インクカートリッジ３と通信を行うための通信設定情報、インクカートリッジ３内のインクの消費量を計量するためのインク消費量計量情報などが格納される。通信設定情報とは、ＲＦＩＤタグ３１と通信を行うための設定情報であり、本実施形態では、表１に示すように、交信可能エリアが異なる共振周波数と電磁波の強度であるＲＦ出力値とが設定されている。
【表１】
0006463187.tif 000002
【００４４】
具体的には、表１に示すように、長距離用の設定情報では、共振周波数は低く設定され、ＲＦ出力は高く設定されており、交信可能エリア３５は、図４（ａ）に示すように、係合面３３側から終端面３６側に至る遠距離となっている。また、近距離用の設定情報では、共振周波数は高く設定され、ＲＦ出力は低く設定されており、交信可能エリア３５は、図４（ｃ）に示すように、係合面３３近傍における近距離となっている。そして、中距離用の設定情報では、共振周波数とＲＦ出力とも中間に設定され、交信可能エリア３５は、図４（ｂ）に示すように、係合面３３側からインクカートリッジ３の中間部分に至る中距離となる。なお、本実施形態では、交信可能エリア３５を３つに分けたが、共振周波数とＲＦ出力値をより細かく設定して、より複数の交信可能エリアに分けることができる。
【００４５】
インク消費量計量情報とは、インクカートリッジ３から印刷装置１へインクを供給させる供給手段によるインクの供給量、又は印刷装置１におけるインクの消費量を計量するための各種データであり、インク供給機構１７３であるインクポンプの１回の動作で送り出されるインク量の他、印刷条件（印刷画像の印字率、印刷面積、プレス圧、マスタ先行エネルギー、排版時のインク消費など）に応じて使用されるインク量が含まれる。表２は、インク使用量を算出する際に使用される一例を示しており、ここでは、印面サイズ及び印字率による１枚あたりのインク使用量（ｇ）を定めている。
【表２】
0006463187.tif 000003
【００４６】
表２に示す一例では、印字率が高くなるほど使用量（ｇ）は多くなり、また、印面が大きいほど使用量は大きくなる。ＲＯＭ２２には、このようなインク使用量を算出するためのデータテーブル又は算出方法が各種蓄積されており、印刷条件に応じてインク残量を検出する際に種々選択される。なお、ＲＯＭ２２には、電磁波の強度又は周波数に基づいた移動体３２の位置及びインク残量を定義した定義データも記憶される。
【００４７】
印刷装置１の画像処理部１２は、上述したプリンタ部１４に印刷動作を行わせるモジュールであり、図１に示すように、製版制御部１２１とヘッド制御部１２２とを備える。製版制御部１２１は、プリンタ部１４の製版機構を制御するモジュールであり、例えば、サーマルヘッドを制御して、スキャナ部１５で読み取った原稿画像（もしくはＰＣ等の外部から入力した原稿画像）をマスタに画素孔を穿孔して製版させる。ヘッド制御部１２２は、プリンタ部１４の印刷機構を制御するモジュールであり、例えば、多数のインク孔が形成された多孔構造の孔版印刷用ドラム８１１ａや、搬送中の印刷用紙をマスタへと押圧するローラ等を制御して、印刷用紙にインクを転写させる。
【００４８】
エンジン制御部１１は、駆動部１７における各部の制御を行うモジュールであり、本実施形態では、制御部１１１と、モータ駆動回路１１３と、センサ処理回路１１２とを備えている。モータ駆動回路１１３は、制御部１１１から出力される制御信号に基づいて各駆動部１７を駆動させるモジュールであり、例えば、インク供給機構１７３が備えるインクポンプ、大気開放弁や、用紙搬送機構１７１が備える給排紙機構、ローラ等を制御することにより、インク循環処理、マスタ搬送処理、用紙搬送処理等を行わせる。
【００４９】
センサ処理回路１１２は、印刷装置１に配置された各種センサからの検出結果を取得して、復号化して制御部１１１に送出するモジュールである。特に、本実施形態において、このセンサ処理回路１１２には、ＲＦＩＤリーダライタ１８が接続されており、ＲＦＩＤリーダライタ１８から取得されるカートリッジ情報を取得するカートリッジ情報取得部としても機能する。
【００５０】
具体的に、センサ処理回路１１２は、ＲＦＩＤタグ３１に記憶保持された情報を、ＲＦＩＤリーダライタ１８を通じて受信してデータとして取得する。このセンサ処理回路１１２によるデータの取得は、カートリッジ取付機構３００におけるカートリッジの取付検出に応じて開始され、取得されたデータは制御部１１１に入力される。
【００５１】
制御部１１１は、エンジン制御部１１全体を制御するモジュールである。制御部１１１では、センサ処理回路１１２が取得したＲＦＩＤタグ３１内のデータ（識別情報）を取得して、メーカー指定品（推奨品、純正品）のインクカートリッジ３であるのか、正しいホルダーに各カートリッジが装填されているか否かを判断する認証機能を有している。
【００５２】
また、制御部１１１には、インク残量を検出するモジュール群として、ＲＦＩＤリーダライタ１８から出力される電磁波の強度又は周波数を制御するリーダライタ制御部１１１ｂと、リーダライタ制御部１１１ｂによる電磁波の制御、及びＲＦＩＤタグ３１との交信結果に基づいて、インクの残量を検出する残量検出部１１１ａを有している。
【００５３】
具体的に、リーダライタ制御部１１１ｂは、ＲＯＭ２２内に含まれる近距離用、中距離用、及び遠距離用の通信設定情報を可変させて、交信可能エリア３５を変更しながらインクカートリッジ３のＲＦＩＤタグ３１と交信させる。この交信結果は、残量検出部１１１ａに送出される。
【００５４】
残量検出部１１１ａは、交信結果のうち、交信可能となった電磁波の強度又は周波数に基づいて、ＲＯＭ２２の定義データを参照して、ＲＦＩＤタグ３１の位置を検出するとともにインク残量を検出する。なお、残量検出部１１１ａによって、近距離用の通信設定情報で通信可能となった場合には、インクカートリッジ３内のインク残量が少ないと判断してインクエンドである旨を表示パネル１６上に表示させる。また、中距離用の通信設定情報で通信可能となった場合には、インクカートリッジ３内のインク残量が少なくなっていると判断してニアエンドである旨を表示パネル１６に表示させる。
【００５５】
また、制御部１１１には、残量検出部１１１ａによって検出されたインク残量と、実際に使用されたインク量から算出されるインク残量とを比較するモジュール群として、計量部１１１ｃと比較部１１１ｄとを備えている。
【００５６】
計量部１１１ｃは、インクカートリッジ３から印刷装置１へインクを供給させるインク供給機構１７３によるインクの供給量、又は印刷装置１におけるインクの消費量を計量するモジュールである。インク供給機構１７３によるインクの供給量とは、インクカートリッジ３から印刷装置内のインクタンクなどに供給されたインク量であり、インクポンプの１回の動作によるインク供給量と、動作回数との積算によって算出する。
【００５７】
一方、印刷装置１におけるインクの消費量の計量とは、印刷時に消費されたインク量であり、印字条件の少なくとも１つに基づいて、１枚あたりのインク消費量を算出するとともに、印刷枚数に応じたインク消費量を積算によって算出する。例えば、表２に示した印面サイズ及び印字率によるインクの転移量（ｇ）を用いる場合には、印刷条件から印面サイズと印字率とを抽出して、１枚あたりのインク量を算出するとともに、算出された１枚あたりのインク量と印刷枚数とを積算してインク消費量を算出する。そして、計量部１１１ｃは、各計量結果に基づいてインク残量を算出する。具体的には、ＲＦＩＤタグ３１に記憶された、前回までのインク残量から供給量又は消費量を減算して、印刷処理後のインク残量を算出する。
【００５８】
比較部１１１ｄは、残量検出部１１１ａによって検出されたインク残量と、計量部１１１ｃによる計量結果に基づくインク残量とを比較するモジュールである。ここで、計量結果に基づくインク残量とは、印刷装置１におけるインクの消費量の計量、又はインク供給機構１７３によるインクの供給量のいずれか、或いは両方である。これらのいずれか、或いは両方と、残量検出部１１１ａによって検出されたインク残量とを比較する。
【００５９】
比較部１１１ｄでは、この比較結果に基づいて、故障の有無や故障の可能性の有無を判断する。例えば、残量検出部１１１ａによって検出されたインク残量と、計量部１１１ｃによって算出されたインク残量との差が閾値より著しく大きい場合には、故障と判断する。また、例えば、残量検出部１１１ａによって検出されたインク残量と、計量部１１１ｃによって算出されたインク残量との差が所定の閾値以内であっても、前回の比較結果と比べて徐々に大きくなる場合には、故障が起き始めているとして、故障の可能性あと判断する。制御部１１１では、この比較部１１１ｄによる比較の結果、故障あり、又は故障の可能性があと判断した場合には、表示パネル１６に表示させ、使用を停止させたり、メンテナンスを指示したりする。
【００６０】
また、制御部１１１には、比較部１１１ｄによる比較結果に基づいて、残量検出部１１１ａによる検出処理又はインク供給機構１７３における計量処理を補正する補正部１１１ｅを有している。ここで、残量検出部１１１ａによる検出処理の補正とは、計量部１１１ｃによる計量結果に基づいて、ＲＦＩＤタグ３１の位置を補正したり、電磁波の強度や周波数などの通信設定情報を補正したりする処理が含まれる。一方、計量処理の補正とは、残量検出部１１１ａによる検出結果に基づいて、インク供給機構１７３によるインクの供給量算出パラメータ、又は印刷装置１におけるインクの消費量算出パラメータを補正する処理である。なお、この補正部１１１によって算出された補正値は、インクカートリッジ３のＲＦＩＤタグ３１に記憶しておき、次回の残量検出処理や消費量計量処理の実行時に読み出して、利用するようにしてもよい。
【００６１】
（インク残量検出の動作）
次いで、本実施形態に係るインク残量検出の動作について説明する。図５は、実施形態に係るインク残量の検出動作を示すフローチャートであり、図６は、実施形態に係る比較処理及び補正処理の動作を示すフローチャートである。
【００６２】
（１）インク残量の検出動作について
先ず、インク残量の検出動作について説明する。図５に示すように、印刷装置において印刷処理が終了すると（Ｓ１０１）、リーダライタ制御部１１１ｂは、ＲＦＩＤリーダライタ１８に非接触通信の開始を指示する。この指示に応じて、ＲＦＩＤリーダライタ１８は、ＲＦＩＤタグ３１に対して電磁波を介してデータを送受信するための交信を開始する（Ｓ１０２）。
【００６３】
この際、リーダライタ制御部１１１ｂは、ＲＯＭ２２に記憶された近距離用の通信設定情報、中距離用の通信設定情報、及び遠距離用の通信設定情報に基づいて、ＲＦＩＤリーダライタ１８から出力される電磁波の強度又は周波数を随時変化させ、交信可能エリア３５を変更しながら、ＲＦＩＤタグ３１と交信させる。そして、残量検出部１１１ａは、リーダライタ制御部１１１ｂによる電磁波の制御、及びＲＦＩＤタグ３１との交信結果に基づいて、インクの残量を検出する。
【００６４】
具体的に、本実施形態では、先ず、遠距離用の通信設定情報に基づいて交信を開始する（Ｓ１０３）。なお、ここでは、遠距離用の通信設定情報から通信処理を行っているが、その順序は種々変更可能である。
【００６５】
遠距離用の通信設定情報によって、ＲＦＩＤタグ３１からカートリッジに関する情報が取得された場合には（Ｓ１０３における“Ｙ”）、交信可能となった遠距離用の通信設定情報に基づいて、ＲＯＭ２２内に記憶された定義データを参照し、ＲＦＩＤタグ３１が終端面３６側に位置し、インクは満タンであると判断するとともに（Ｓ１０６）、インク残量を検出する（Ｓ１０９）。一方、ＲＦＩＤタグ３１からカートリッジに関する情報が取得されない場合には（Ｓ１０３における“Ｎ”）、中距離用の通信設定情報に基づいて交信を開始する（Ｓ１０４）。
【００６６】
中距離用の通信設定情報によって、ＲＦＩＤタグ３１からカートリッジに関する情報が取得された場合には（Ｓ１０４における“Ｙ”）、交信可能となった中距離用の通信設定情報に基づいて、ＲＯＭ２２内に記憶された定義データを参照して、ＲＦＩＤタグ３１がインクカートリッジ３の中間に位置し、インクはニアエンドであると判断するとともに（Ｓ１０７）、インク残量を検出する（Ｓ１１０）。一方、ＲＦＩＤタグ３１からカートリッジに関する情報が取得されない場合には（Ｓ１０４における“Ｎ”）、近距離用の通信設定情報に基づいて交信を開始する（Ｓ１０５）。
【００６７】
近距離用の通信設定情報によって、ＲＦＩＤタグ３１からカートリッジに関する情報が取得された場合には（Ｓ１０５における“Ｙ”）、交信可能となった近距離用の通信設定情報に基づいて、ＲＯＭ２２内に記憶された定義データを参照して、ＲＦＩＤタグ３１がインクカートリッジ３の係合面３３側に位置しておりインクエンドであると判断するとともに（Ｓ１０８）、インク残量を検出する（Ｓ１１１）。
【００６８】
そして、制御部１１１では、表示パネル１６に各検出結果を表示させる（Ｓ１１２）。なお、ＲＦＩＤタグ３１からカートリッジに関する情報が取得されない場合には（Ｓ１０５における“Ｎ”）、カートリッジに関する情報が取得されるまで処理を繰り返すか、或いは処理を停止させてエラー表示を行う。
【００６９】
（２）比較処理及び補正処理の動作
次いで、比較処理及び補正処理の動作について説明する。図６に示すように、計量部１１１ｃは、インクカートリッジ３から印刷装置１へインクを供給させるインク供給機構１７３によるインクの供給量、又は印刷装置１におけるインクの消費量を計量する（Ｓ２０１）。具体的に、インク供給機構１７３によるインクの供給量は、インクポンプの１回の動作によるインク供給量と、動作回数との積算によって算出される。一方、印刷装置１におけるインクの消費量の計量は、印字条件に基づいて、１枚あたりのインク消費量を算出するとともに、印刷枚数に応じたインク消費量を積算によって算出される。そして、計量部１１１ｃは、各計量結果と前回までのインク残量とに基づいて現在のインク残量を算出する（Ｓ２０２）。
【００７０】
そして、比較部１１１ｄは、残量検出部１１１ａによって検出されたインク残量と、計量部１１１ｃによる計量結果に基づくインク残量とを比較する（Ｓ２０３）。比較した結果、検出されたインク残量と、計量結果に基づくインク残量に相違がない場合には（Ｓ１０４における“Ｎ”）、異常がないと判断して処理を終了する。
【００７１】
一方、検出されたインク残量と、計量結果に基づくインク残量に相違がある場合には（Ｓ２０４における“Ｙ”）、補正処理や異常発生の有無判断を行う（Ｓ２０５）。
【００７２】
具体的に、検出されたインク残量と計量結果に基づくインク残量との差が閾値より著しく大きい場合には、故障と判断する。また、検出されたインク残量と計量結果に基づくインク残量との差が所定の閾値以内であっても、前回の比較結果と比べて徐々に大きくなる場合には、故障が起き始めているとして、故障の可能性あと判断する。これらの判断結果は、表示パネル１６の画面上に表示させる。
【００７３】
また、補正部１１１ｅは、比較部１１１ｄによる比較結果に基づいて、残量検出部１１１ａによる検出処理（ＲＦＩＤタグ３１の位置、電磁波の強度や周波数などの通信設定情報）を補正したり、インク供給機構１７３における計量処理（インク供給機構１７３で供給されるインクの供給量算出パラメータ、又は印刷装置１で消費されるインクの消費量算出パラメータ）を補正する。
【００７４】
（作用・効果）
このような本実施形態によれば、リーダライタ制御部１１１ｂによって、電磁波の強度又は周波数を変更して交信エリアを変化させ、残量検出部１１１ａは、リーダライタ制御部１１１ｂによる電磁波の制御、及びＲＦＩＤタグ３１との交信結果に基づいて、ＲＦＩＤタグ３１の位置を特定するので、インクの消費に伴って位置が変動するＲＦＩＤタグ３１に応じたインク残量を検出することができ、ユーザーに適切な残量情報の提示、及びインク切れ予告等が行える。特に、本実施形態では、インク残量検出において、電磁波又は周波数などの無線通信を用いてインク残量を検出しているので、交換ユニット内における消耗品残量検出の精度を向上させることができる。
【００７５】
また、本実施形態によれば、残量検出部１１１ａによって検出された消耗品残量と、計量部１１１ｃによる計量結果に基づく消耗品残量とを比較するので、比較した消耗品残量の差を判断することで、機械の異常検出及び故障予知が可能となる。また、本実施形態では、比較結果に基づいて、残量検出部１１１ａによる検出処理、又はインク供給機構１７３における計量処理を補正するので、消耗品の残量検出の精度を向上させることができる。
【００７６】
（変更例）
なお、上述した実施形態の説明は、本発明の一例である。このため、本発明は上述した実施形態に限定されることなく、本発明に係る技術的思想を逸脱しない範囲であれば、設計等に応じて種々の変更が可能である。
【００７７】
例えば、上述した実施形態では、孔版印刷装置のインクカートリッジに本発明を適用した場合を例に説明したが、本発明は、これに限定するものではなく、例えば、図７に示すような、インクヘッドからインクを吐出して印刷を行うインクジェット印刷装置のインクカートリッジ５に適用することができる。この場合には、インクカートリッジ５内の収納パック５１のパック底面５２にＲＦＩＤタグ３１が貼り付けられる。なお、本体装置であるインクジェット印刷装置側の検出装置は、上述の実施形態と同様の構成とすることができる。
【００７８】
この収納パック５１は、樹脂にアルミを蒸着した可撓性のある素材で形成された袋体であり、外装体となる筐体５０内に格納される。そして、収納パック５１は、インクが充填された状態では略立方体をなし、そのパック底面５２が、筐体５０の終端面５６に近接されており、インク供給口５４からインクが供給され、収納パック５１内のインクが減少するにつれて収納パック４１が収縮変形され、ＲＦＩＤタグ３１が、インクカートリッジ５の係合面５３側に配置されたＲＦＩＤリーダライタ１８に近づくように移動される。このＲＦＩＤリーダライタ１８の移動により、ＲＦＩＤリーダライタ１８を通じて本体装置側の残量検出部１１１ａによってインク残量が算出される。このとき、インク供給機構１７３の駆動によるインク使用量の算出では、インクジェットヘッドにおけるインクの消費量を、印刷物の印字率や印刷面積、インク濃度等に基づいて算出する。
【００７９】
また、上述した実施形態では、交換ユニットとしてインクカートリッジを用いた場合を例に説明したが、本発明は、これに限定するものではなく、消耗品が充填された交換ユニット内における消耗品の消費によって、その内部の容器の変形や積層物の体積変化を検出することができればよく、トナーや印刷用紙、孔版原紙ロールなど種々の交換ユニットにも適用可能である。
【符号の説明】
【００８０】
１…印刷装置
２…クライアント端末
３，５…インクカートリッジ
４…ＬＡＮ
１０…制御ユニット
１１…エンジン制御部
１２…画像処理部
１３…外部インターフェース部
１４…プリンタ部
１５…スキャナ部
１６…表示パネル
１７…駆動部
１８…ＲＦＩＤリーダライタ
２１…ＲＡＭ
２２…ＲＯＭ
３０…外装体
３１…ＲＦＩＤタグ
３２…移動体
３３，５３…係合面
３４，５４…インク供給口
３５…交信可能エリア
３６，５６…終端面
５０…筐体
５１…収納パック
５２…パック底面
１００…画像形成装置
１１１…制御部
１１１ａ…残量検出部
１１１ｂ…リーダライタ制御部
１１１ｃ…計量部
１１１ｄ…比較部
１１１ｅ…補正部
１１２…センサ処理回路
１１３…モータ駆動回路
１２１…製版制御部
１２２…ヘッド制御部
１６１…孔版印刷用ドラム孔
１６２…ドラムガイドレール部材
１６３…孔版印刷用ドラム枠体
１７１…用紙搬送機構
１７２…マスタ搬送機構
１７３…インク供給機構
３００…カートリッジ取付機構
３０１…挿通部
３０２…筐体
８１１…孔版印刷用ドラムユニット
８１１ａ…孔版印刷用ドラム
【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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