(57)【要約】【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。【選択図】図３
2008183881.tif 000002
【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。
【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
【図１】
2008183881.tif 000003
【図２】
2008183881.tif 000004
【図３】
2008183881.tif 000005
【図４】
2008183881.tif 000006
【図５】
2008183881.tif 000007
【図６】
2008183881.tif 000008
【図７】
2008183881.tif 000009
【図８】
2008183881.tif 000010
【図９】
2008183881.tif 000011