(57)【要約】【課題】  インク残量の誤検知を防ぐインク残量検知方法及びその方法を用いたインクジェット記録装置を提供することである。【解決手段】  光学検知方式とドットカウント方式の両方の残量検知機能を有し、外部要因によって光学検知が誤検知してしまうといった課題を解決するためにドットカウントによって計測されたインク消費量積算値が規定の閾値未満では第１の空間のインク残量なしの光学判別結果を１回目に限り無視し、規定の回数以上光学検知によってインク無しと判別された場合にはドットカウントによるインク消費量積算値が閾値未満でも光学検知判別結果を優先することでインク残量検知における不整合を解消する。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
インクジェット方式に従って記録を行う記録ヘッドに供給するために、インクを収容する第１の空間と前記インクを吸収させたインク吸収体とを収容する第２の空間とを有したインクタンクのインク残量を検知するインク残量検知方法において、少なくとも２種類以上の検知方法を有し、あるインク使用量の閾値までは第１の検知方式の結果を優先するが、インク使用量が閾値未満において規定回数以上第２の検知方式でインク無しと検知とされた場合には第２の検知方式の結果を優先することを特徴とするインク残量検知方法。
【請求項２】
前記インク使用量の閾値はインクの種類によって同一もしくは異なることを特徴とする請求項１に記載のインク残量検知方法。
【請求項３】
前記規定回数は２回以上であることを特徴とする請求項１に記載のインク残量検知方法。
【請求項４】
前記第１の検知方式をドットカウント方式、第２の検知方式を光学検知方式であることを特徴とする請求項１に記載のインク残量検知方法。
【請求項５】
前記光学検知方式は前記第１の空間に対して光を入射し、前記光の反射光或は透過光を検知して、前記検知された光に基づいて、前記第１の空間における残量インクの有無を判別する判別工程を有することを特徴とする請求項４に記載のインク残量検知方法。
【請求項６】
前記ドットカウント方式は前記記録ヘッドからのインク吐出回数を計数する計数工程と、前記判別工程において第１の空間の残量インクが無いと判別されるまでに前記計数工程において計数されたインク吐出回数を積算する積算工程と、前記積算値と前記閾値を比較して前記積算値が前記閾値以上であれば第１の空間の残量インクなしを判定する判定工程と、前記判定工程において残量インクが無いと判定された後、第２の空間でのインク吐出回数を積算する積算工程と、第２の空間でのインク吐出回数と規定の閾値を比較することで前記インクタンクの残量インクの有無を判定する判定工程とを有することを特徴とする請求項４に記載のインク残量検知方法。
【請求項７】
前記第２の空間での吐出回数の規定の閾値はインクの種類によって同一もしくは異なることを特徴とする請求項６に記載のインク残量検知方法。
【請求項８】
前記判別工程結果および前記判定工程結果をインクタンクに付随するメモリもしくは本体メモリに記録することを特徴とする請求項１に記載のインク残量検知方法。
【請求項９】
前記判別工程において、光学検知判別回数が１回でドットカウントによるインク使用量積算値が閾値未満または、インクタンクに付随するメモリや本体メモリ内に記録された第１の空間のインク残量がゼロでない場合に、前記判別工程による判別結果がインク無しとされたときはインク無しの光学検知判別結果を拒否することを特徴とする請求項１に記載のインク残量検知方法。
【請求項１０】
前記判別工程の規定回数実行による判別結果がインク無しとされたときのドットカウントによるインク使用量積算値が閾値未満または、インクタンクに付随するメモリや本体メモリ内に記録された第１の空間のインク残量がゼロでないとき、インクなしの光学検知判別結果を優先することを特徴とする請求項１に記載のインク残量検知方法。
【請求項１１】
インクジェット方式に従って記録を行う記録ヘッドに供給するために、インクを収容する第１の空間と前記インクを吸収させたインク吸収体とを収容する第２の空間とを有したインクタンクのインク残量を検知するインク残量検知方法において、少なくとも２種類以上の検知方法を有し、あるインク使用量の閾値までは第１の検知方式の結果を優先するが、インク使用量が閾値未満において規定回数以上第２の検知方式でインク無しと検知とされた場合には第２の検知方式の結果を優先することを特徴とするインクジェット記録装置。
【請求項１２】
前記インク使用量の閾値はインクの種類によって同一もしくは異なることを特徴とする請求項１１に記載のインクジェット記録装置。
【請求項１３】
前記規定回数は２回以上であることを特徴とする請求項１１に記載のインクジェット記録装置。
【請求項１４】
前記第１の検知方式をドットカウント方式、第２の検知方式を光学検知方式であることを特徴とする請求項１１に記載のインクジェット記録装置。
【請求項１５】
前記光学検知方式は前記第１の空間に対して光を入射し、前記光の反射光或は透過光を検知して、前記検知された光に基づいて、前記第１の空間における残量インクの有無を判別する判別工程を有することを特徴とする請求項１４に記載のインクジェット記録装置。
【請求項１６】
前記ドットカウント方式は前記記録ヘッドからのインク吐出回数を計数する計数工程と、前記判別工程において第１の空間の残量インクが無いと判別されるまでに前記計数工程において計数されたインク吐出回数を積算する積算工程と、前記積算値と前記閾値を比較して前記積算値が前記閾値以上であれば第１の空間の残量インクなしを判定する判定工程と、前記判定工程において残量インクが無いと判定された後、第２の空間でのインク吐出回数を積算する積算工程と、第２の空間でのインク吐出回数と規定の閾値を比較することで前記インクタンクの残量インクの有無を判定する判定工程とを有することを特徴とする請求項１４に記載のインクジェット記録装置。
【請求項１７】
前記第２の空間での吐出回数の規定の閾値はインクの種類によって同一もしくは異なることを特徴とする請求項１６に記載のインクジェット記録装置。
【請求項１８】
前記判別工程結果および前記判定工程結果をインクタンクに付随するメモリに記録することを特徴とする請求項１１に記載のインクジェット記録装置。
【請求項１９】
前記判別工程において、光学検知判別回数が１回でドットカウントによるインク使用量積算値が閾値未満または、インクタンクに付随するメモリや本体メモリ内に記録された第１の空間のインク残量がゼロでない場合に、前記判別工程による判別結果がインク無しとされたときはインク無しの光学検知判別結果を拒否することを特徴とする請求項１１に記載のインクジェット記録装置。
【請求項２０】
前記判別工程の規定回数実行による判別結果がインク無しとされたときのドットカウントによるインク使用量積算値が閾値未満または、インクタンクに付随するメモリや本体メモリ内に記録された第１の空間のインク残量がゼロでないとき、インクなしの光学検知判別結果を優先することを特徴とする請求項１１に記載のインクジェット記録装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はインク残量検知方法及び記録装置に関し、特にインクジェット方式に従って記録を行う記録ヘッドにインクを供給するインクタンクのインク残量検知方法及びその方法を用いた記録装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
記録ヘッドからインクを吐出させて画像を記録するインクジェット記録装置において、記録動作の最中にインクがなくなってしまった場合には、出力された画像がかすれてしまったりするので、インクを充填した状態で再度記録動作を行う必要がある。そのため、記録のスループットの低下や、無駄な記録媒体の消費が起こってしまう。また、記録ヘッド内にインクがない状態で記録動作（記録ヘッドの駆動）を行ってしまうと、記録ヘッドに吐出不良などの異常が発生してしまう恐れがある。
【０００３】
これらの問題を低減させるために、インクジェット記録装置には、記録ヘッドにインクを供給するインクを収容するインクタンク内のインク残量を検出する機能を備えている。このインク残量の検出機能によれば、インクタンク内のインク残量を検知して、その残量を表示するか、或は、その残量が少なくなった場合に、装置利用者に警告を発したり記録動作を停止することができる。具体的にインクタンク内のインク残量を検知するためには、さまざまな方法がある。
【０００４】
その方法の１つとして、インクタンクに何らかのセンサを設けインク残量を直接測定するものがある。このセンサとしては、電極や光学センサを用いるものが考えられる。センサに電極を用いる方法は、インクタンクの内部にインクに接した２本の電極を設け、インク残量に応じて変化する電極間の抵抗値を測定することによりインク残量を推定するものである。また、光学センサを用いる方法は、インクタンクの近傍に光源と受光部からなる光学センサを設け、インクタンク内のインクに対して光を入射させ、インク残量やインクの有無に応じて変化する反射光或は透過光を検出してインク残量やインクの有無を検知している。このようなインク残量検出方法は、「センサ方式」と呼ばれている。
【０００５】
また、上記のセンサ方法とは別の方法として、インク滴の吐出回数をカウントし、予め見積もってある１吐出当りのインク量と吐出回数とを掛け合わせることにより、インク消費量を間接的に推定するものがある。この方式は、「ドットカウント方式」と呼ばれている。
【０００６】
それぞれの方法は長所と欠点があるため相互に補い合うために複数の残量検知方法を組み合わせて使用する場合もある。このような残量検知方法は、例えば、下記特許文献１に開示されている。
【０００７】
また、ユーザーの利便性を向上させるためにインクタンクにメモリ機能を付与することも考案されている。インクタンクに設けたＥＥＰＲＯＭなどのメモリにインク情報やインク残量を書き込むことで、インクタンクの誤装着を防止したり、同一のインクタンクを複数のインクジェット記録装置で使用しても残量管理を行うことができる。従来の残量検知と組み合わせることにより、より正確な残量検知が可能となる。このようなインクタンクは、例えば、下記特許文献２、３に開示されている。
【特許文献１】特開２００２−１２７４５４号公報
【特許文献２】特開平０９−３１４８６１号公報
【特許文献３】特開平０７−３０９０１８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
光学センサを用いたセンサ方式とドットカウント方式を併用しているインク残量検知方法の場合、２つの空間に分かれているインクタンクの第１の空間のインク有無（またはインク残量）判別は光学センサを用いて検知し、第２の空間のインク残量判別はドットカウント方式を用いて検出している。しかし、第１の空間のインク有無判別を行う光学センサは、センサ出力値に電気的ノイズなどが干渉した場合や受光部が外乱光を受光してしまうような外部要因により、正確な残量検出が行えない場合がある。つまり、インクタンク内にインクがあるにも関わらずインク無しと判別してしまうことがある。そのため、第１の空間のインク有無判別を行う場合においても、ドットカウントによるインク残量検出を行い、ドットカウントによるインク使用量積算値がある閾値以下であるならば光学センサを用いた検知の判別結果を無視するといった方法をとって、インク残量の整合性を図っている。
【０００９】
しかしながら、第１の空間のインク残量を、ドットカウントによるインク使用量積算値を求める際に、記録装置毎の吐出量のばらつきや記録装置の使用環境（環境温度や湿度）によって１吐出当りのインク量が異なることや、インクの蒸発などによるインク量の変化に対応していないため、ドットカウント方式においても正確な残量検出が行えない場合がある。つまり、ドットカウント方式によるインク消費量が所定の閾値未満であるにもかかわらず、第１の空間にインクがなくなってしまうことがあった。また、インクタンクにメモリを設けてインク残量を管理する方式においても、メモリの読み書きに対応していない機種においてインクタンクを使用した場合には、ドットカウントによって計測されたインク消費量が書き込まれないので、メモリに書き込まれているインク残量と実際のインク量に差が生じてしまう恐れがあった。同様にインクタンクにメモリを設けず、記録装置内のメモリにドットカウント積算値を記憶する場合においても、記録装置毎にメモリの使用フォーマットが異なった場合には同様の現象が起こることが懸念される。従って、第１の空間のインク有無の判別の際に、ドットカウント方式によるインク使用量積算値が所定値になるまで光学センサを用いたインク有無の検出結果を無視する方法では、光学センサによる検知では第１の空間のインクは無いと判別されるが、ドットカウントによるインク消費量積算値が閾値未満のため、その判別結果を無視してしまう。その結果、本当はインクＬＯＷ（インク残量が低下した状態）であるにもかかわらず、そのことをユーザーに知らせることができずに印字を続けてしまい、インクがないのに記録動作を行ってしまう恐れがあった。インクがないのに記録動作を行うことにより、記録ヘッドを傷めたりすることが懸念され、ユーザーの利便性を低下させてしまう恐れがあった。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するために、本発明のインク残量検知方法では以下の構成を有する。
【００１１】
インクジェット方式に従って記録を行う記録ヘッドに供給するために、インクを収容する第１の空間と前記インクを吸収させたインク吸収体とを収容する第２の空間とを有したインクタンクのインク残量を検知するインク残量検知方法において、少なくとも２種類以上の検知方法を有し、あるインク使用量の閾値までは第１の検知方式の結果を優先するが、インク使用量が閾値未満において規定回数以上第２の検知方式でインク無しと検知とされた場合には第２の検知方式の結果を優先することを特徴とするインク残量検知方法を備える。
【００１２】
さらに、前記インク使用量の閾値はインクの種類によって同一もしくは異なることを特徴とする。
【００１３】
さらに、前記規定回数は２回以上であることを特徴とする。
【００１４】
さらに、前記第１の検知方式をドットカウント方式、第２の検知方式を光学検知方式であることを特徴とする。
【００１５】
さらに、前記光学検知方式は前記第１の空間に対して光を入射し、前記光の反射光或は透過光を検知して、前記検知された光に基づいて、前記第１の空間における残量インクの有無を判別する判別工程を有することを特徴とする。
【００１６】
さらに、前記ドットカウント方式は前記記録ヘッドからのインク吐出回数を計数する計数工程と、前記判別工程において第１の空間の残量インクが無いと判別されるまでに前記計数工程において計数されたインク吐出回数を積算する積算工程と、前記積算値と前記閾値を比較して前記積算値が前記閾値以上であれば第１の空間の残量インクなしを判定する判定工程と、前記判定工程において残量インクが無いと判定された後、第２の空間でのインク吐出回数を積算する積算工程と、第２の空間でのインク吐出回数と規定の閾値を比較することで前記インクタンクの残量インクの有無を判定する判定工程とを有することを特徴とする。
【００１７】
さらに、前記第２の空間での吐出回数の規定の閾値はインクの種類によって同一もしくは異なることを特徴とする。
【００１８】
さらに、前記判別工程結果および前記判定工程結果をインクタンクに付随するメモリもしくは本体内メモリに記録することを特徴とする。
【００１９】
さらに、前記判別工程において、光学検知判別回数が１回でドットカウントによるインク使用量積算値が閾値未満または、インクタンクに付随するメモリや本体メモリ内に記録された第１の空間のインク残量がゼロでない場合に、前記判別工程による判別結果がインク無しとされたときはインク無しの光学検知判別結果を拒否することを特徴とする。
【００２０】
さらに、前記判別工程の規定回数実行による判別結果がインク無しとされたときのドットカウントによるインク使用量積算値が閾値未満または、インクタンクに付随するメモリや本体メモリ内に記録された第１の空間のインク残量がゼロでないとき、インクなしの光学検知判別結果を優先することを特徴とする。
【００２１】
さらに、前記判定手段によって、インクタンクに残量インクが無いと判定された場合には、記録ヘッドによる記録動作を停止するよう制御する記録制御手段を備えることが好ましい。
【００２２】
上記の記録ヘッドは、熱エネルギーを利用してインクを吐出するために、インクに与える熱エネルギーを発生するための電気熱変換体を備えていることが望ましい。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によると、複数種類の検出方法を用いてインクタンク内のインクの残量を検出する際に、より正確にインク残量の検出を行なうことが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下添付図面を参照して本発明の実施形態について詳細に説明する。
【００２５】
まず、インクジェット記録装置の構成を説明する。図６は本発明の代表的な実施形態であるインクジェット方式に従って記録を行う記録ヘッドを備えた記録装置の槻略構成を示す斜視図である。この実施形態では、図６に示すように記録ヘッド１はこれにインクを供給するインクタンク７とともに連結され一体となってインクカートリッジ２０を構成する。このインクカートリッジに個々のインク情報を書き込む不揮発性メモリ（例えばＥＥＰＲＯＭ）が付いており、キャリッジ２との接点に電極を設け、そこから書き込み、読み込みを行う。なお、この実施形態ではインクカートリッジ２０は後述するように記録ヘッド１とインクタンク７とが分離可能な構成となっているが、記録ヘッドとインクタンクとが一体化したインクカートリッジを用いても良い。
【００２６】
また、インクタンク７の底面にはインク残量検出を行うための光反射面が設けられており、インクタンク７の内部構造は図１または図２に示したような構造をしている。従って、以降、インクタンク７の内部構造について言及するときには、図１または図２で用いた参照番号を用いることにする。
【００２７】
さらにまた、この記録ヘッドは、特にインクジェット記録方式の中でも、インク吐出を行わせるために利用されるエネルギーとして熱エネルギーを発生する手段（例えば電気熱変換体やレーザ光等）を備え、その熱エネルギーによりインクの状態変化を生起させる方式を用いることにより記録の高密度化、高精細化を達成している。
【００２８】
図６において、記録ヘッド１は図中下向きにインクを吐出する姿勢でキャリッジ２に搭載されており、キャリッジ２をガイド軸３に沿って移動させながらインク液滴を吐出して記録用紙のような記録媒体（不図示）上に画像を形成していく。なお、キャリッジ２の左右移動（往復移動）はキャリッジモータ４の回転によりタイミングベルト５を介して行われる。キャリッジ２には係合爪６が設けられ、インクタンクの係合穴７ａと係合して、キャリッジ２にインクタンク７は固定される．さて、記録ヘッド１走査分の記録が終了すると、記録動作を中断し、プラテン８上に位置する記録媒体をフィードモータ９の駆動により所定量だけ搬送し、次いで再びキャリッジ２をガイド軸３に沿って移動させながら次の１走査分の画像形成を行う。
【００２９】
装置本体の右側には記録ヘッド１のインク吐出状態を良好に保つための回復動作を行う回復機器１０が配設されており、その機器１０には記録ヘッド１をキャップするキャップ１１、記録ヘッド１のインク吐出面を拭うワイパ１２、及び、記録ヘッド１のインク吐出ノズルからインクを吸引するための吸引ポンプ（不図示）などが設けられている。
【００３０】
また、記録媒体を搬送するためのフィードモータ９の駆動力は本来の記録媒体搬送機構に伝達される他に、自動給紙装置（ＡＳＦ）１３へも伝達される。
【００３１】
さらに、回復機器１０の横側には赤外ＬＥＤ（発光素子）１５及びフォトトランジスタ（受光素子）１６から成るインク残量検出を行うための反射型センサを構成する光学ユニット１４が設けられている。これらの発光素子１５と受光素子１６とは記録用紙の搬送方向（矢印Ｆの方向）に沿って並ぶように取り付けられている。光学ユニット１４は装置本体のシヤーシ１７に取り付けられている。インクカートリッジ２０がキャリッジ２に搭載され、図４に示された位置より右方向へと移動すると、インクカートリッジ２０は光学ユニット１４上に位置するようになる。そして、インクタンク７の底面よりインクの状態を光学ユニット１４によって検出することが可能となる。
【００３２】
次に、上述した装置の記録制御を実行するための制御構成について説明する。
【００３３】
図７は記録装置の制御回路の構成を示すブロック図である。制御回路を示す図７において、１７００は記録信号を入力するインタフェース、１７０１はＭＰＵ、１７０２はＭＰＵ１７０１が実行する制御プログラムを格納するＲＯＭ、１７０３は各種データ（上記記録信号や記録ヘッド１に供給される記録データ等）を保存しておくＤＲＡＭである。１７０４は記録ヘッド１に対する記録データの供給制御を行うゲートアレイ（Ｇ．Ａ．）であり、インタフェース１７００、ＭＰＵ１７０１、ＲＡＭ１７０３間のデータ転送制御も行う。１７０５は記録ヘッド１を駆動するヘッドドライバ、１７０６、１７０７はそれぞれフィードモータ９、キャリッジモータ４を駆動するためのモータドライバである。
【００３４】
上記制御構成の動作を説明すると、インタフェース１７００に記録信号が入るとゲートアレイ１７０４とＭＰＵ１７０１との間で記録信号がプリント用の記録データに変換される。そして、モータドライバ１７０６、１７０７が駆動されると共に、ヘッドドライバ１７０５に送られた記録データに従って記録ヘッド１が駆動され、記録が行われる。
【００３５】
なお、１７１０は記録動作や記録装置の拭態に係る種々のメッセージを表示するＬＣＤ１７１１や記録動作や記録装置の状態を知らせる種々の色のＬＥＤランプ１７１２を備えた表示部である。
【００３６】
ゲートアレイ１７０４には、記録ヘッドから吐出されたインク滴の数を計数する液滴吐出数検出手段、所謂ドットカウンタ（不図示）が設けられている。このドットカウンタでは、画像を形成するために吐出されるインク滴と、回復処理の一環として実施される予備吐出の際に吐出されるインク滴との双方のインク滴を計数することを可能としている。
【００３７】
また、本実施形態の記録装置では各種吸引回復処理における各インクタンクにおけるインク消費量を予め実験的に求めており、吸引回復処理が実行された場合の消費重量をインクタンクごとに管理することができる。つまり、本実施の形態の記録装置において消費されるインク量は、上述のドットカウンタにより計数されたドット数に吐出液滴重量を乗算したものと、上述の吸引回復処理の消費重量を合算することにより算出することが可能である。
【００３８】
この算出されたインク消費量は、前述のインクタンク７のメモリに予め定められたタイミングで書き込まれる。本記録装置においては、記録装置に備えられた不揮発性メモリ（ＥＥＰＲＯＭ：不図示）にも同様の情報を書き込みバックアップが可能である。
【００３９】
また、記録ヘッド１と一体となったインクタンク７のインク有無を検出するインク残量検出部２５の動作はＭＰＵ１７０１によって制御される。
【００４０】
次にインク残量検出の原理について説明する。この場合センサ、特に、光センサを用いてインクタンク内のインク残量を検出する原理について説明する。実際には、図１に示すようなインク残量検出のための基本的構成がインクジェット記録装置に備えられる。
【００４１】
まず、図１において、１０１は記録ヘッドに供給するインクを収容するための透明プラスチック等の光透過性の材質でできたインクタンク、１０２はインクタンク１から記録ヘッドへインクを供給するための供給口、１０３はインクの消費に伴う気液交換を行うための大気連通口、１０４はカラープリンタで通常使用される黒、シアン、マゼンタ、イエローなどの色のインク、１０５は記録ヘッドでの記録のために安定的にインクを供給するためにインクタンク内に適当な負圧を発生させるよう適当な毛管力を有するポリウレタン等のインク吸収体、１０６はインク吸収体１０５をインクタンク内の適当な位置（図１では左半分の空間）に保持するための仕切り板、１０７はインク吸収体１０５に吸収されていないインク（以下、“生インク”という）である。
【００４２】
なお、仕切り板１０６はその下部がインクタンク１０１の右半分の空間と左半分の空間とがと通じるようなっている。このようにして徐々に生インク１０７がインク吸収体１０５へ供給されることにより、生インク１０７が残存する間は負圧が一定に保たれる。
【００４３】
また、１０８は生インク７の有無検出用の光源となるＬＥＤである。このＬＥＤには黒、シアン、マゼンタ、イエローの４色のインクいずれにもほとんど透過しない波長５５５ｎｍの光を発光するもの、例えば、スタンレー電気（株）製のＨＢＧ５０６６Ｘなどを用いることができる。さらに、１０９はシリコンフォトディテクター等の光検出器でＬＥＤ１０８からの光の波長に十分な感度をもつものであり、図１に示すように、光検出器１０９はＬＥＤ１０８から照射された光をインクタンク１０１及び生インク１０７を介して受光するように配置されている。
【００４４】
なお、ＬＥＤ１０８の発光制御や光検出器１０９で検出された光に基づく処理はインクジェット記録装置に備えられたＣＰＵなどによってなされる。
【００４５】
なお、１１０はメモリでインクタンクを取り付ける記録ヘッドもしくはキャリッジ側に電極を備えてインク情報を書き込む。
【００４６】
なお、図１に示した例では、ＬＥＤ１０８から光検出器１０９への光路が直線であり、インクタンクのインクを透過した光を光検出器１０９で検出するという透過型センサを用いているが、このインク残量検出の原理に従えば、インクタンク内にインクがあるときとないときで光検出器１０９によって検出される光量レベルに十分な違いがあれば良いので、ＬＥＤ１０８と光検出器１０９とをインクタンクの同じ側に設け、光透過性の材質でできているインクタンクの底面に光を照射し、その底面で反射され再び光検出器１０９に戻ってくる光を受光してインク残量検出を行う構成の反射型センサを用いても良い。
【００４７】
次に、図２に反射型センサを用いた例を示す。図１と共通の部分については説明を省略する。図２（ａ）は生インクありの状態で、図２（ｂ）は生インクなしの状態である。生インクありの状態では、インクタンク内のインクの残量が充分な時は、図２（ａ）に示すようにインクタンク内面はインク１０７で満たされており、光源１１１から発せられた照明光１１４の大部分はプリズム１１５を透過しインク１０７内へと抜け、インクの残量を検出するための照明光１１４はインク１０７とプリズム１１５の界面で反射されず透過する。このためプリズム１１５からの反射光は得られず、センサ１１２は、反射光が無いためにインクの残量が充分であると検査できる。それに対して、図２（ｂ）のようにインク量が空もしくは少ない時には、光源１１１からの照明光１１４はプリズム１１５内で反射され、照明光１１４はプリズム１１５と空気との界面で全反射されるため、反射光１１６がセンサ１１２へ入射する。これによりインクの残量が空もしくは少ないことが検出できる。なお、実施例では、反射型を用いることにする。
【００４８】
次に、インク残量検出部２５について詳細な構成について図８を用いて説明する。
【００４９】
図８（ａ）に示すような構成において、ＭＰＵ１７０１からの制御信号に基づいて、コントローラ３２は、所定のデューティ（ＤＵＴＹ）比（％）のパルス信号をＬＥＤ駆動回路３０に出力して、そのデューティ比に従って光学ユニット１４を構成する発光素子１５を駆動して赤外光をインクタンク７の底部に照射する。
【００５０】
その赤外光は、インクタンク７の底部の反射面で反射され、光学ユニット１４を構成する受光素子１６に戻ってくる。フォトトランジスタである受光素子１６は受光した赤外光を電気信号に変換し、その電気信号をローパスフィルタ（ＬＰＦ）３１に出力する。ローパスフィルタ（ＬＰＦ）３１は、受光素子１６から入力した電気信号の内、高周波雑音をカットして周波数の低い信号のみをコントローラ３２に送る。コントローラ３２はローパスフィルタ（ＬＰＦ）３１の信号をＡ／Ｄ変換してデジタル信号に変換する。そして、変換された値はＭＰＵ１７０１に転送される。
【００５１】
なお、図８（ｂ）に示しているように、発光素子１５は赤外光２８を発光する赤外ＬＥＤであり、受光素子１６は赤外光２９を受光して、その受光強度に応じて電気信号を出力するフォトトランジスタである。これらの赤外ＬＥＤとフォトトランジスタとは、図４に示すように、記録用紙の搬送方向に沿って並ぶように配置される。
【００５２】
基本的には以上のような構成がインクジェット記録装置に備えられると、インクタンク内のインク残量検出は、図３のフローチャートに示すようなシーケンスに従って実行される。
【００５３】
インクタンクが新規に記録装置に装着された直後からＭＰＵ１７０１はインク吐出回数のカウントを開始する。ステップＳ１ではそのカウント値に０をセットして初期化する。
【００５４】
ステップＳ２においてインクタンク１０１からインクが供給される記録ヘッドがインクを吐出すると、次のステップＳ３ではインク吐出回数をカウントして、そのカウント数をカウント値に加算する。また、そのカウント数をインクタンクのメモリ１１０に記録する。
【００５５】
次のステップＳ４では光源１１１から光を照射して光検出器１１２においてその光を受光し、さらにステップＳ５ではその受光光量がゼロかどうかを調べる。
【００５６】
ここで、最初の段階ではインクタンク１０１内に生インク１０７が充填されているので、光源１１１からの光はプリズム１１５を透過してインクに吸収されてしまい、光検出器１１２の出力はオフセット及びノイズとなるバックグランドを除くと“ゼロ”となり、処理はステップＳ２に戻る。これに対して、記録動作が進むにつれてインクが消費され生インク１０７がだんだん減っていき、やがて生インク１０７が無くなると光源１１１からの照射光１１４はプリズム１１５を反射し、反射光１１６は光検出器１１２に到達して光検出器１１２には“ゼロ”でない出力が得られる。このように、光検出器１１２の出力変化を受け取るとＣＰＵは生インク１０７が無くなったと判断して、処理はステップＳ６に進む。
【００５７】
ステップＳ６ではドットカウントによるインク消費量の積算値が閾値以上の場合はステップＳ９に進むが、閾値未満の場合はステップＳ７に進む。この時の閾値としては生インク量の６０％にあたる値を規定する。ただし閾値としては特に制限はなく、この限りではない。閾値未満となる原因については、１：著しくインクが蒸発してしまい、インクタンク装着時の初期のインク量が減少した。２：メモリ機能に対応していない機種でインクタンクを使用した時に、ドットカウントによって計測されたインク消費量がインクタンクのメモリに書き込まれてないためメモリに書き込まれているインク量と実際のインク量に差が生じてしまい、ドットカウントによるインク消費量が閾値未満の状態で第１の空間のインクがなくなってしまった。３：光学センサが電気的ノイズなどの影響を受け誤検知してしまった。の３点が考えられる。ここで、ドットカウントによるインク消費量の積算値が閾値未満でステップＳ７に進んだ場合、１回目（Ｎ＝１）であれば光学センサの誤検知を疑い、インク無し判別結果を無視しステップＳ２に戻る。Ｎ＞１の場合はステップＳ８に進み誤検知かどうか確認し、４回以上（Ｎ＝４）光量ゼロと判別された場合は、１や２の理由を疑い、インク無しと判別し、ステップＳ９に進む。判別回数が２回目、３回目であれば４回判別するまでステップＳ４〜Ｓ８を繰り返す。ただし、ここでは判別回数は４回以上としたが複数回であればこの限りではない。
【００５８】
ステップＳ９ではモニター上に生インクが無くなり、インクが少なくなったことを知らせる表示（インクＬＯＷ）をし、インクタンクのメモリ１１０に生インクが無くなったことを書き込む。
【００５９】
ステップＳ９でインクＬＯＷを表示した後は、吸収体部で独立にドットカウントを行うステップＳ１０に進む。ステップＳ１１で記録動作に伴うインク吐出が発生するたびに、ステップＳ１２で吐出回数を加算し、吸収体部のドットカウントによるインク消費量の積算値をステップＳ１３で規定の閾値と比較する。閾値を超えていれば、ステップＳ１４に進み、閾値未満であればステップＳ１１へと戻る。この時の閾値としては、吸収体部で保持しているインク量の８０〜９０％としている。この閾値はインクの種類によって異なり、誤差を考慮した値となっている。また、閾値としてはこの限りではない。
【００６０】
ステップＳ１４ではユーザーにインクが無くなったことを知らせる表示（インクエンド）をし、インクタンクのメモリ１１０にインクエンドであることを記録する。これによって、たとえ同じタンクをインクタンクのメモリを読み込み可能な他の機械に使用してもインクエンドであることを常にユーザーに知らせることができるため空のインクタンクを吐出することでヘッドを傷めることを防ぐことができる。
【００６１】
なお、以上の説明はメモリ付きインクタンクを用いる場合について説明したがメモリ付きでないインクタンクを使用した場合も同様に適用できる。この場合はインクタンクに付随するメモリではなく本体メモリにドットカウントの積算値および残量有無判別結果を記録すればよい。
【００６２】
もしくは、インクタンクのメモリと同時に本体内のメモリに上記積算値および判別結果を記録してもよい。
【００６３】
また、以上の説明はインクタンク交換以降の処理について説明しなかったが、新しいインクタンクと交換後の処理は図３に示す処理に、図４のフローチャートに示すようにステップＳ１５、Ｓ１６の処理を加えれば良い。Ｓ１５は装着されているタンクのメモリを読み込みインク残量情報を引き出して、インクエンドでなければタンクが交換されたとみなし、ステップＳ１７を経て交換したタンクのメモリに書き込まれているドットカウント値をドットカウント初期値として（新品タンクであれば初期値ゼロ）リセットし、ステップＳ２に戻る。
【００６４】
また、メモリ付きでないインクタンクを使用した場合はステップＳ１６の代わりにステップＳ１８を経て光量検出し、ステップＳ１９において光量ゼロであればインクタンクが交換されたとみなし、ステップＳ１６を経て本体内のメモリに書き込まれているドットカウント値をリセットし、ステップＳ１に戻る。この場合のフローチャートを図５に示す。
【００６５】
このようにすることでインク吐出回数のカウント値のリセットを自動的に行い、インク残量検知を続行させることができる。
【００６６】
また、ステップＳ１４における警告表示処理において、確実に記録不良を出さないようにするためには記録動作を停止させるように制御しても良く、或は、インク残量の見積値に対応した残量表示をＬＣＤに行ってもよい。こうすることによって、より詳細なインク残量情報をユーザーに与えることができる。
【００６７】
以上のように本実施形態では、光学検知方式とドットカウント方式の両方の残量検知機能を有し、外部要因によって光学検知が誤検知してしまうといった課題を解決するためにドットカウントによって計測されたインク消費量積算値が規定の閾値未満では第１の空間のインク残量なしの光学判別結果を１回目に限り無視し、規定の回数以上光学検知によってインク無しと判断された場合にはドットカウントによるインク消費量積算値が閾値未満でも光学検知判別結果を優先するよう動作する。
【００６８】
以上のように、本発明は、複数種類の検出方法を用いてインクタンク内のインク残量を検出する際に、インク使用量を計数する一方の検出方法によりインク残量が所定量以上であると判断される場合に、通常はインクタンク内のインク量（またはインクの有無）を検出する他方の検出方法による検出結果よりもインク使用量を計数する検出方法による検出結果を優先させるが、インクタンク内のインク量（またはインクの有無）を検出する検出方法によってインク量が低下した（またはインクが無い）検出結果が所定回数以上得られたときにはインク量（またはインクの有無）を検出する検出方法による検出結果を優先させる。本発明によると、複数種類の検出方法を用いてインクタンク内のインクの残量を検出する際に、それぞれの検出方法により得られる検出結果が異なる場合においても正確にインク残量の検出を行なうことが可能となる。
【００６９】
なお、以上説明した実施形態は光センサを用いた例で説明したが、インク収容部の生インクの有無は、電極を用いて検出するなど他の方式によって検出しても良い。どのような方式の検出系を採用するかは、インクジェット記録装置のシステムとして性能・コスト等全体的な観点から判断すべきである。最適な方式を採用することにより、同じ効果でもコストを安くすることができる。
【００７０】
例えば、インクタンクにすでにインクと通じた導体部が設けられている場合は、電極方式の検出系を採用するほうが、光学的な検出系を新たに設けるよりもコスト的に低く抑えられる。
【００７１】
なお、以上の実施形態において、記録ヘッドから吐出される液滴はインクであるとして説明し、さらにインクタンクに収容される液体はインクであるとして説明したが、その収容物はインクに限定されるものではない。例えば、記録画像の定着性や耐水性を高めたり、その画像品質を高めたりするために記録媒体に対して吐出される処理液のようなものがインクタンクに収容されていても良い。
【００７２】
以上の実施形態は、特にインクジェット記録方式の中でも、インク吐出を行わせるために利用されるエネルギーとして熱エネルギーを発生する手段（例えば電気熱変換体やレーザ光等）を備え、前記熱エネルギーによりインクの状態変化を生起させる方式を用いることにより記録の高密度化、高精細化が達成できる。
【００７３】
その代表的な構成や原理については、例えば、米国特許第４７２３１２９号明細書、同第４７４０７９６号明細書に開示されている基本的な原理を用いて行うものが好ましい。この方式はいわゆるオンデマンド型、コンティニュアス型のいずれにも適用可能であるが、特に、オンデマンド型の場合には、液体（インク）が保持されているシートや液路に対応して配置されている電気熱変換体に、記録情報に対応していて核沸騰を超える急速な温度上昇を与える少なくとも１つの駆動信号を印加することによって、電気熱変換体に熱エネルギーを発生せしめ、記録ヘッドの熱作用面に膜沸騰を生じさせて、結果的にこの駆動信号に１対１で対応した液体（インク）内の気泡を形成できるので有効である。この気泡の成長、収縮により吐出用開口を介して液体（インク）を吐出させて、少なくとも１つの滴を形成する。この駆動信号をパルス形状にすると、即時適切に気泡の成長収縮が行われるので、特に応答性に優れた液体（インク）の吐出が達成でき、より好ましい。
【００７４】
このパルス形状の駆動信号としては、米国特許第４４６３３５９号明細書、同第４３４５２６２号明細書に記載されているようなものが適している。なお、上記熱作用面の温度上昇率に関する発明の米国特許第４３１３１２４号明細書に記載されている条件を採用すると、さらに優れた記録を行うことができる。
【００７５】
記録ヘッドの構成としては、上述の各明細書に開示されているような吐出口、液路、電気熱変換体の組み合わせ構成（直線状液流路または直角液流路）の他に熱作用面が屈曲する領域に配置されている構成を開示する米国特許第４５５８３３３号明細書、米国特許第４４５９６００号明細書を用いた構成も本発明に含まれるものである。加えて、複数の電気熱変換体に対して、共通するスロットを電気熱変換体の吐出部とする構成を開示する特開昭５９−１２３６７０号公報や熱エネルギーの圧力波を吸収する開口を吐出部に対応させる構成を開示する特開昭５９−１３８４６１号公報に基づいた構成としても良い。
【００７６】
さらに、記録装置が記録できる最大記録媒体の幅に対応した長さを有するフルラインタイプの記録ヘッドとしては、上述した明細書に開示されているような複数記録ヘッドの組み合わせによってその長さを満たす構成や、一体的に形成された１個の記録ヘッドとしての構成のいずれでもよい。
【００７７】
加えて、上記の実施形態で説明した記録ヘッド自体に一体的にインクタンクが設けられたカートリッジタイプの記録ヘッドのみならず、装置本体に装着されることで、装置本体との電気的な接続や装置本体からのインクの供給が可能になる交換自在のチップタイプの記録ヘッドを用いてもよい。
【００７８】
また、以上説明した記録装置の構成に、記録ヘッドに対する回復手段、予備的な手段等を付加することは記録動作を一層安定にできるので好ましいものである。これらを具体的に挙げれば、記録ヘッドに対してのキャッピング手段、クリーニング手段、加圧あるいは吸引手段、電気熱変換体あるいはこれとは別の加熱素子あるいはこれらの組み合わせによる予備加熱手段などがある。また、記録とは別の吐出を行う予備吐出モードを備えることも安定した記録を行うために有効である。
【００７９】
さらに、記録装置の記録モードとしては黒色等の主流色のみの記録モードだけではなく、記録ヘッドを一体的に構成するか複数個の組み合わせによってでも良いが、異なる色の複色カラー、または混色によるフルカラーの少なくとも１つを備えた装置とすることもできる。
【００８０】
以上説明した実施の形態においては、インクが液体であることを前提として説明しているが、室温やそれ以下で固化するインクであっても、室温で軟化もしくは液化するものを用いても良く、あるいはインクジェット方式ではインク自体を３０°Ｃ以上７０°Ｃ以下の範囲内で温度調整を行ってインクの粘性を安定吐出範囲にあるように温度制御するものが一般的であるから、使用記録信号付与時にインクが液状をなすものであればよい。
【００８１】
加えて、積極的に熱エネルギーによる昇温をインクの固形状態から液体状態への状態変化のエネルギーとして使用せしめることを積極的に利用するため、またはインクの蒸発を防止するため、放置状態で固化し加熱によって液化するインクを用いても良い。いずれにしても熱エネルギーの記録信号に応じた付与によってインクが液化し、液状インクが吐出されるものや、記録媒体に到達する時点では既に固化し始めるもの等のような、熱エネルギーの付与によって初めて液化する性質のインクを使用する場合も本発明は適用可能である。このような場合インクは、特開昭５４−５６８４７号公報あるいは特開昭６０−７１２６０号公報に記載されるような、多孔質シート凹部または貫通孔に液状または固形物として保持された状態で、電気熱変換体に対して対向するような形態としてもよい。本発明においては、上述した各インクに対して最も有効なものは、上述した膜沸騰方式を実行するものである。
【００８２】
さらに加えて、本発明に係る記録装置の形態としては、コンピュータ等の情報処理機器の画像出力端末として一体または別体に設けられるものの他、リーダ等と組み合わせた複写装置、さらには送受信機能を有するファクシミリ装置の形態を取るものであっても良い。
【００８３】
なお、本発明は、複数の機器（例えばホストコンピュータ，インタフェース機器，リーダ，プリンタなど）から構成されるシステムに適用しても、一つの機器からなる装置（例えば、複写機，ファクシミリ装置など）に適用してもよい。
【００８４】
また、本発明の目的は、前述した実施形態の機能を実現するソフトウェアのプログラムコードを記録した記憶媒体を、システムあるいは装置に供給し、そのシステムあるいは装置のコンピュータ（またはＣＰＵやＭＰＵ）が記憶媒体に格納されたプログラムコードを読出し実行することによっても、達成されることは言うまでもない。
【００８５】
この場合、記憶媒体から読出されたプログラムコード自体が前述した実施形態の機能を実現することになり、そのプログラムコードを記憶した記憶媒体は本発明を構成することになる。
【００８６】
プログラムコードを供給するための記憶媒体としては、例えば、フロッピディスク，ハードディスク，光ディスク，光磁気ディスク，ＣＤ−ＲＯＭ，ＣＤ−Ｒ，磁気テープ，不揮発性のメモリカード，ＲＯＭなどを用いることができる。
【００８７】
また、コンピュータが読出したプログラムコードを実行することにより、前述した実施形態の機能が実現されるだけでなく、そのプログラムコードの指示に基づき、コンピュータ上で稼働しているＯＳ（オペレーティングシステム）などが実際の処理の一部または全部を行い、その処理によって前述した実施形態の機能が実現される場合も含まれることは言うまでもない。
【００８８】
さらに、記憶媒体から読出されたプログラムコードが、コンピュータに挿入された機能拡張ボードやコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わるメモリに記録された後、そのプログラムコードの指示に基づき、その機能拡張ボードや機能拡張ユニットに備わるＣＰＵなどが実際の処理の一部または全部を行い、その処理によって前述した実施形態の機能が実現される場合も含まれることは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００８９】
【図１】光センサを用いてインクタンク内のインク残量を検出する原理について説明した図である。
【図２】反射型センサを用いてインクタンク内のインク残量を検出する原理について説明した図である。
【図３】インク残量検出処理の概要を示すフローチャートである。
【図４】新たなインクタンクと交換された場合のインク残量検出処理を示すフローチャートである（メモリ付きインクタンクの場合）。
【図５】新たなインクタンクと交換された場合のインク残量検出処理を示すフローチャートである（メモリ付きインクタンクでない場合）。
【図６】本発明の代表的な実施形態であるインクジェット方式に従って記録を行う記録ヘッドを備えた記録装置の概略構成を示す斜視図である。
【図７】記録装置の制御回路の構成を示すブロック図である。
【図８】インク残量検出部２５の詳細な構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００９０】
１  記録ヘッド
２  キャリッジ
３  ガイド軸
４  キャリッジモータ
５  タイミングベルト
６  係合爪
７  インクタンク
８  プラテン
９  フィードモータ
１０  回復機器
１１  キャップ
１２  ワイパー
１３  ＡＳＦ
１４  光学ユニット
１５  発行素子
１６  受光素子
１７  シャーシ
２０  インクカートリッジ
２５  インク残量検出部
２８  赤外光
２９  赤外光
３０  ＬＥＤ駆動回路
３１  ローパスフィルタ（ＬＰＦ）
３２  コントローラ
１０１  インクタンク
１０２  記録ヘッドへのインク供給口
１０３  大気連通口
１０４  インク
１０５  インク吸収体
１０６  仕切り板
１０７  生インク
１０８  光源（ＬＥＤ）
１０９  光検出器
１１０  不揮発性メモリ
１１１  光源
１１２  光検出器
１１３  レンズ
１１４  照射光
１１５  プリズム
１１６  反射光
１７００  インターフェース
１７０１  ＭＰＵ
１７０２  ＲＯＭ
１７０３  ＤＲＡＭ
１７０４  ゲートアレイ
１７０５  ヘッドドライバ
１７０６  フィードモータドライバ
１７０７  キャリッジモータドライバ
１７１０  表示部
１７１１  ＬＣＤ
１７１２  ＬＥＤランプ
【図１】
2007015254.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2007015254.tif 000007
【図６】
2007015254.tif 000008
【図７】
2007015254.tif 000009
【図８】
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