(57)【要約】【課題】インク色数の多い場合のインク残量検知回路において、回路規模を削減しつつ各インクの残量検出のばらつきを抑えた回路を構成し、さらにはインク色数が多い場合でも処理時間を抑えるインク残量有無検出方法を実現することである。【解決手段】複数のセンサから構成されるセンサマトリクスを列方向と行方向のセンサにグループ分けする。次に、行方向グループ内のセンサの受光部からの出力を全てＯＲ接続して入力ポートに接続する。一方、各グループに属する複数のセンサからそれぞれ１個を選択し、それらの発光部を並列接続して、各グループに異なるセンサ駆動信号が出力されるように出力ポートに接続する。そして、ある行方向グループからのセンサ出力がインクなしと判定レベルの場合、列方向グループのセンサを順次に駆動し、各グループの出力を再検出してインクなし出力のセンサを特定する。【選択図】  図４
2013031987.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のインクそれぞれを収容する複数のインクタンクから前記複数のインクの数に対応した複数のインク流路を経て供給されたインクを用いて、記録ヘッドからインクを記録媒体に吐出することで記録を行う記録装置であって、
前記複数のインク流路それぞれに備えられ、前記複数のインク流路内のインクのありなしを検出する複数のセンサそれぞれがマトリクスの各要素となるように構成し、列方向にグループ化して構成される複数のセンサには共通のセンサ駆動信号が入力されるように前記列方向の複数のセンサを接続し、行方向にグループ化して構成される複数のセンサの各出力が共通の信号線を介して出力するように前記行方向の複数のセンサを接続したセンサマトリクスと、
前記列方向の複数のセンサに共通のセンサ駆動信号を出力する複数の出力ポートと、
前記行方向の複数のセンサの出力を入力する複数の入力ポートと、
前記複数の出力ポートからセンサ駆動信号を出力して前記センサマトリクスを構成する全てのセンサを駆動し、前記複数の入力ポートから得られるセンサ出力のいずれが予め定められた閾値以下であるかを判定する判定手段と、
前記判定手段により前記予め定められた閾値以下であると判定されたセンサ出力があった入力ポートに接続された行方向の複数のセンサそれぞれに前記複数の出力ポートから順次、センサ駆動信号を出力して前記行方向の複数のセンサそれぞれを再度駆動し、該入力ポートから得られるセンサ出力のいずれが前記予め定められた閾値以下であるかを判定することにより、前記複数のインク流路のいずれでインクなしが検出されたのかを特定する特定手段とを有することを特徴とする記録装置。
【請求項２】
前記センサが備えられるインク流路は弾性体を備え、
前記センサは、
前記インク流路の側面に設けられ、前記インク流路内にインクがあるかないかに従って位置が変化するアクチュエータと、
光を発光する発光部と、
前記発光部からの光を受光する受光部とを含み、
前記アクチュエータは、前記インク流路内にインクがあるときには前記発光部から前記受光部への光を遮らず、前記インク流路内にインクがないときには前記発光部から前記受光部への光を遮るように、前記アクチュエータの位置は変化することを特徴とする請求項１に記載の記録装置。
【請求項３】
前記センサは反射型或いは透過型のフォトセンサであることを特徴とする請求項２に記載の記録装置。
【請求項４】
前記発光部はＬＥＤであり、前記受光部はフォトトランジスタであり、
前記センサ駆動信号は前記ＬＥＤを駆動するためのＰＷＭ制御信号であることを特徴とする請求項２又は３に記載の記録装置。
【請求項５】
前記複数のインクそれぞれによる前記記録ヘッドからのインクの吐出履歴を格納する不揮発性メモリをさらに有し、
前記特定手段は、前記不揮発性メモリに格納されたインクの吐出履歴の情報を用いてインク残量が多い或いはインク残量なしと推定されるインクを供給するインク流路に備えられたセンサから駆動するよう制御することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の記録装置。
【請求項６】
複数のインクそれぞれを収容する複数のインクタンクから前記複数のインクの数に対応した複数のインク流路を経て供給されたインクを用いて、記録ヘッドからインクを記録媒体に吐出することで記録を行う記録装置におけるインク残量有無検出方法であって、
前記複数のインク流路には、前記複数のインク流路内のインクのありなしを検出する複数のセンサをそれぞれ備え、
前記複数のセンサそれぞれがマトリクスの各要素となるように構成し、列方向にグループ化して構成される複数のセンサには共通のセンサ駆動信号が入力されるように前記列方向の複数のセンサを接続し、行方向にグループ化して構成される複数のセンサの各出力が共通の信号線を介して出力するように前記行方向の複数のセンサを接続したセンサマトリクスを備え、
前記列方向の複数のセンサに共通のセンサ駆動信号を出力する複数の出力ポートからセンサ駆動信号を出力して前記センサマトリクスを構成する全てのセンサを駆動し、行方向の複数のセンサの出力を入力する複数の入力ポートから得られるセンサ出力のいずれが予め定められた閾値以下であるかを判定する判定工程と、
前記判定工程において前記予め定められた閾値以下であると判定されたセンサ出力があった入力ポートに接続された行方向の複数のセンサそれぞれに前記複数の出力ポートから順次、センサ駆動信号を出力して前記行方向の複数のセンサそれぞれを再度駆動し、該入力ポートから得られるセンサ出力のいずれが前記予め定められた閾値以下であるかを判定することにより、前記複数のインク流路のいずれでインクなしが検出されたのかを特定する特定工程とを有することを特徴とするインク残量有無検出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は記録装置及びそのインク残量有無検出方法に関し、特に、例えば、インクジェット記録ヘッドを記録媒体上を往復走査することで画像を記録する記録装置及びそのインク残量有無検出方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の、特に、複数色のインクを用いて記録を行うインクジェット記録装置では、ある１色のインクが無くなり吐出されなくなった時点で、画像を記録する装置としては正常に動作しなくなる。そのため、記録紙などの記録媒体へのインク吐出開始前に各色のインク残量を確認して画像形成が可能であることを確認した後に記録動作を開始する。
【０００３】
その際、各色のインク残量を把握するためにインクの色数に応じた数のセンサが設けられることになるが、使用するインク色数が多い場合にはインク残量検知を行う回路の規模も大きなものになる。
【０００４】
これまでにもセンサ数が多い回路構成の場合に、その回路システムのセンサ駆動を行う制御ポートやセンサ出力値を検出する入力ポートを削減する構成が提案されている。例えば、特許文献１は、複数のフォトセンサ群において、センサ発光部を直列接続することによって回路規模を削減し、さらにセンサ出力を並列接続することにより、検出用入力ポートを削減する構成を開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−３４９９３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
このような上記従来例では、センサ発光部が直列接続されているので効率的に回路規模を削減することは可能である。しかしながら、各センサ発光部（ＬＥＤ）の順方向電圧のばらつきを考えた場合、接続された各センサの順方向電圧の差分が累積するために、各グループの発光光量を均一化することが困難という問題がある。また、各センサの順方向電圧が累積することから駆動電圧はその分高いものが要求される。
【０００７】
そのために、各インク残量の変化を機構的な変位に置換え、その変位量を光学センサで検出する構成を考えた場合には、各センサの光量の差分が大きいと各インクの残量の正確な検出が難しいという問題がある。
【０００８】
本発明は上記従来例に鑑みてなされたもので、インク数が多い場合でもインク残量検出回路の規模を削減しつつ、短時間で高精度に残量検出を行うことが可能な記録装置及びその装置のインク残量有無検出方法を提供すること目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために本発明の記録装置は次のような構成からなる。
【００１０】
即ち、複数のインクそれぞれを収容する複数のインクタンクから前記複数のインクの数に対応した複数のインク流路を経て供給されたインクを用いて、記録ヘッドからインクを記録媒体に吐出することで記録を行う記録装置であって、前記複数のインク流路それぞれに備えられ、前記複数のインク流路内のインクのありなしを検出する複数のセンサそれぞれがマトリクスの各要素となるように構成し、列方向にグループ化して構成される複数のセンサには共通のセンサ駆動信号が入力されるように前記列方向の複数のセンサを接続し、行方向にグループ化して構成される複数のセンサの各出力が共通の信号線を介して出力するように前記行方向の複数のセンサを接続したセンサマトリクスと、前記列方向の複数のセンサに共通のセンサ駆動信号を出力する複数の出力ポートと、前記行方向の複数のセンサの出力を入力する複数の入力ポートと、前記複数の出力ポートからセンサ駆動信号を出力して前記センサマトリクスを構成する全てのセンサを駆動し、前記複数の入力ポートから得られるセンサ出力のいずれが予め定められた閾値以下であるかを判定する判定手段と、前記判定手段により前記予め定められた閾値以下であると判定されたセンサ出力があった入力ポートに接続された行方向の複数のセンサそれぞれに前記複数の出力ポートから順次、センサ駆動信号を出力して前記行方向の複数のセンサそれぞれを再度駆動し、該入力ポートから得られるセンサ出力のいずれが前記予め定められた閾値以下であるかを判定することにより、前記複数のインク流路のいずれでインクなしが検出されたのかを特定する特定手段とを有することを特徴とする。
【００１１】
また本発明を別の側面から見れば、複数のインクそれぞれを収容する複数のインクタンクから前記複数のインクの数に対応した複数のインク流路を経て供給されたインクを用いて、記録ヘッドからインクを記録媒体に吐出することで記録を行う記録装置におけるインク残量有無検出方法であって、前記複数のインク流路には、前記複数のインク流路内のインクのありなしを検出する複数のセンサをそれぞれ備え、前記複数のセンサそれぞれがマトリクスの各要素となるように構成し、列方向にグループ化して構成される複数のセンサには共通のセンサ駆動信号が入力されるように前記列方向の複数のセンサを接続し、行方向にグループ化して構成される複数のセンサの各出力が共通の信号線を介して出力するように前記行方向の複数のセンサを接続したセンサマトリクスを備え、前記列方向の複数のセンサに共通のセンサ駆動信号を出力する複数の出力ポートからセンサ駆動信号を出力して前記センサマトリクスを構成する全てのセンサを駆動し、行方向の複数のセンサの出力を入力する複数の入力ポートから得られるセンサ出力のいずれが予め定められた閾値以下であるかを判定する判定工程と、前記判定工程において前記予め定められた閾値以下であると判定されたセンサ出力があった入力ポートに接続された行方向の複数のセンサそれぞれに前記複数の出力ポートから順次、センサ駆動信号を出力して前記行方向の複数のセンサそれぞれを再度駆動し、該入力ポートから得られるセンサ出力のいずれが前記予め定められた閾値以下であるかを判定することにより、前記複数のインク流路のいずれでインクなしが検出されたのかを特定する特定工程とを有することを特徴とするインク残量有無検出方法を備える。
【発明の効果】
【００１２】
従って本発明によれば、インク数が多い場合でもインク残量検出回路の規模を削減しつつ、短時間で高精度に残量検出を行うことができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の代表的な実施例であるインクジェット記録装置の構成の概要を示す外観斜視図である。
【図２】図１に示したインクジェット記録装置の制御構成を示すブロック図である。
【図３】インク残量検知回路のセンサ配置構成図である。
【図４】インク残量検知システムブロック図である。
【図５】インク残量検知システムにおけるセンサとインクの構成図である。
【図６】インク残量検知の検出フローチャートである。
【図７】他の実施例に従うインク残量検知回路のセンサ配置構成図である。
【図８】他の実施例に従うインク残量検知の検出フローチャートである。
【図９】他の実施例に従うインク残量検知の検出フローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下に、図面を参照しながら本発明の実施例について詳細に説明する
なお、この明細書において、「記録」（以下、「プリント」とも称する）とは、文字、図形等有意の情報を形成する場合のみならず、有意無意を問わず、広く記録媒体上に画像、模様、パターン等を形成する、又は媒体の加工を行う場合も表すものとする。また、人間が視覚で知覚し得るように顕在化したものであるか否かを問わない。
【００１５】
また、「記録媒体」とは、一般的な記録装置で用いられる紙のみならず、広く、布、プラスチック・フィルム、金属板、ガラス、セラミックス、木材、皮革等、インクを受容可能なものも表すものとする。
【００１６】
また、「インク」とは、上記「記録」の定義と同様広く解釈されるべきもので、記録媒体上に付与されることによって、画像、模様、パターン等の形成又は記録媒体の加工、或いはインクの処理に供され得る液体を表すものとする。インクの処理としては、例えば記録媒体に付与されるインク中の色剤の凝固又は不溶化させることが挙げられる。
【００１７】
またさらに、「記録要素」とは、特にことわらない限り吐出口ないしこれに連通する液路およびインク吐出に利用されるエネルギーを発生する素子を総括して言うものとする。
【００１８】
＜記録装置の概要説明（図１〜図２）＞
図１は本発明の代表的な実施例であるインクジェット記録ヘッド（以下、記録ヘッド）を用いて記録を行なう記録装置の構成の概要を示す外観斜視図である。
【００１９】
図１に示すようにインクジェット記録装置（以下、記録装置）１はインクジェット方式に従ってインクを吐出して記録を行なうインクジェット記録ヘッド（以下、記録ヘッド）３をキャリッジ２に搭載し、キャリッジ２を矢印Ａ方向に往復移動させて記録を行う。記録紙などの記録媒体Ｐを給紙機構５を介して給紙し、記録位置まで搬送し、その記録位置において記録ヘッド３から記録媒体Ｐにインクを吐出することで記録を行なう。
【００２０】
記録装置１のキャリッジ２には記録ヘッド３を搭載するのみならず、記録ヘッド３に供給するインクを貯留するインクタンク６を装着する。インクタンク６はキャリッジ２に対して着脱自在になっている。
【００２１】
図１に示した記録装置１はカラー記録が可能であり、そのためにキャリッジ２にはマゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、イエロ（Ｙ）、ブラック（Ｋ）のインクを夫々、収容した４つのインクカートリッジを搭載している。これら４つのインクカートリッジは夫々独立に着脱可能である。
【００２２】
この実施例の記録ヘッド３は、熱エネルギを利用してインクを吐出するインクジェット方式を採用している。このため、電気熱変換体を備えている。この電気熱変換体は各吐出口のそれぞれに対応して設けられ、記録信号に応じて対応する電気熱変換体にパルス電圧を印加することによって対応する吐出口からインクを吐出する。
【００２３】
図２は図１に示した記録装置の制御構成を示すブロック図である。
【００２４】
図２に示すように、コントローラ６００は、ＭＰＵ６０１、ＲＯＭ６０２、特殊用途集積回路（ＡＳＩＣ）６０３、ＲＡＭ６０４、システムバス６０５、Ａ／Ｄ変換器６０６などで構成される。ここで、ＲＯＭ６０２は後述する制御シーケンスに対応したプログラム、所要のテーブル、その他の固定データを格納する。ＡＳＩＣ６０３は、キャリッジモータＭ１の制御、搬送モータＭ２の制御、及び、記録ヘッド３の制御のための制御信号を生成する。ＲＡＭ６０４は、画像データの展開領域やプログラム実行のための作業用領域等として用いられる。システムバス６０５は、ＭＰＵ６０１、ＡＳＩＣ６０３、ＲＡＭ６０４を相互に接続してデータの授受を行う。Ａ／Ｄ変換器６０６は以下に説明するセンサ群からのアナログ信号を入力してＡ／Ｄ変換し、デジタル信号をＭＰＵ６０１に供給する。
【００２５】
また、図２において、６１０は画像データの供給源となる図１に示したホストやＭＦＰに対応するホスト装置である。ホスト装置６１０と記録装置１との間ではインタフェース（Ｉ／Ｆ）６１１を介して画像データ、コマンド、ステータス等をパケット通信により送受信する。このパケット通信については後で説明する。なお、インタフェース６１１としてＵＳＢインタフェースをネットワークインタフェースとは別にさらに備え、ホストからシリアル転送されるビットデータやラスタデータを受信できるようにしても良い。
【００２６】
さらに、６２０はスイッチ群であり、電源スイッチ６２１、プリントスイッチ６２２、回復スイッチ６２３などから構成される。
【００２７】
６３０は装置状態を検出するためのセンサ群であり、位置センサ６３１、温度センサ６３２等から構成される。この実施例では、この他にもインク残量を検出するフォトセンサが設けられる。このフォトセンサの詳細について後述する。
【００２８】
さらに、６４０はキャリッジ２を矢印Ａ方向に往復走査させるためのキャリッジモータＭ１を駆動させるキャリッジモータドライバ、６４２は記録媒体Ｐを搬送するための搬送モータＭ２を駆動させる搬送モータドライバである。
【００２９】
ＡＳＩＣ６０３は、記録ヘッド３による記録走査の際に、ＲＡＭ６０４の記憶領域に直接アクセスしながら記録ヘッドに対して記録素子（吐出用のヒータ）を駆動するためのデータを転送する。加えて、この記録装置には、ユーザインタフェースとしてＬＣＤやＬＥＤで構成される表示部が備えられている。
【００３０】
なお、上記構成の記録装置に用いられるインクタンクの残量は光学センサ（フォトセンサ）を用いて検出される。
【００３１】
次に、この実施例の特徴であるインク残量を検出する構成について説明する。
【００３２】
図３はインクの残量をフォトセンサで検出する構成について説明する図である。
【００３３】
このフォトセンサはインクタンク６と記録ヘッド３との間のインク流路に設けられる。フォトセンサは異なるインクを収容する複数のインクタンクと記録ヘッドとを接続する複数の流路それぞれに設けられる。例えば、インクタンクから記録ヘッドへインクを供給する供給ユニットに設けられている。この供給ユニットは、フォトセンサの他に、加圧機構、圧力センサ等を備えている。しかしながら、以下に説明するようにインク流路はインクのありなしにより、その形状が物理的に変化する弾性体であることが望ましい。
【００３４】
図３において、アクチュエータＭ１０１は後述のインク流路の側面に設けられ、インク流路内の圧力により、図３においては上下方向に稼働し、フォトセンサ３０１の発光部３０１Ｅから受光部３０１Ｒへの光軸を遮光する部材である。インク流路にはゴム製のダイヤフラムが設けられており、アクチュエータＭ１０１はダイヤフラムと接続している。また、インク流路Ｍ１０２では加圧機構（不図示）により、インク流路上流でインクを加圧し、インクを押し出す構造になっている。ここで、発光部３０１ＥはＬＥＤであり、受光部３０１Ｒはフォトトランジスタである。
【００３５】
インク流路Ｍ１０２で加圧されたインクにより内圧が発生すると図３（ａ）に示すようにインク流路に設けられたダイヤフラムが矢印の向きに動き（変形し）、アクチュエータＭ１０１がその圧力により流れに垂直な方向に押し出されるような構造になっている。もし、インクがインク流路内に存在しない場合には、インク流路上流でインクが加圧されてもインク流路Ｍ１０２内で空気が圧縮されるのみで、アクチュエータＭ１０１を矢印の向きに移動させる力が発生しない。その結果、図３（ｂ）に示すように、フォトセンサ３０１の光軸が遮光されないため、インクなしが認識される。
【００３６】
なお、アクチュエータＭ１０１、フォトセンサ３０１も同様にインク色数分、即ち、インク流路の数分設けられており、インク色ごとに残量を検出できる構造となっている。
【００３７】
また、この実施例では、フォトセンサとして透過型フォトインタラプタを用いて説明したが、フォトセンサとして反射型のフォトセンサを用いても良い。
【００３８】
この場合、受光部への入光は発光部からの赤外光がアクチュエータで反射されて到達する。一方、アクチュエータは図３に示したような光軸を遮光するような形状ではなく、赤外光を反射する反射板のような形状で構成される。その材質はより発光部からの赤外光を吸収してしまうような材質は好ましくない。インク流路内の圧力によって、反射板の役割をするアクチュエータとフォトセンサとの距離が変化する。即ち，インク流路内にインクがある場合には、流路上流で圧力がかけられたときには、反射板がフォトセンサへ近づき受光部を塞ぐ位置へ移動するため、受光部への入光が遮断される。このように受光部への反射光量をインク流路内の圧力に応じて変化させることにより、インク流路内の圧力を検出することができる。
【００３９】
図４は各インク色毎に設けられたフォトセンサの回路構成を示す図である。図４に示す例は、インクタンクが１２個、即ち、インクの数は１２であり、これに応じてフォトセンサも１２個設けられている構成である。このフォトセンサは図３を参照して説明した透過型フォトインタラプタである。これらのフォトセンサ１０１〜１０４、２０１〜２０４、３０１〜３０４は図４に示すように３×４のマトリクス（センサマトリクス）として電気的には接続されている。
【００４０】
図４に示されているように、３つのＰＷＭ制御信号ＰＷＭ＿Ｌ１〜ＰＷＭ＿Ｌ３はコントローラ６００から出力されて、夫々が３つのフォトセンサからなる列方向のフォトセンサ群に共通のセンサ駆動信号として供給される。各ＰＷＭ制御信号は４個のフォトセンサに電流制限抵抗を介して接続されている。制限抵抗は各フォトセンサ毎に設けられることになるが、それぞれに設けることにより各センサの制限抵抗と発光部３０１Ｅに等しくＰＷＭ制御信号で設定された駆動電圧が供給されるようになっている。ここでは、１つのＰＷＭ制御信号が接続される列方向の４個のフォトセンサ毎にグループ化し、これらをグループＬ１〜Ｌ３とする。  
さて、信号ＡＤ１〜ＡＤ４はコントローラ６００に出力されるセンサ出力信号である。ここで、３×４マトリクスの行方向をグループ化して４つのグループＴ１〜Ｔ４に分割する。各グループ内の３個のフォトセンサの受光部３０１Ｅであるフォトトランジスタのコレクタ側をまとめて接続して共通の信号線からコントローラ６００の各ＡＤポートに接続する。各受光部のエミッタ側はそれぞれＧＮＤレベルに接続されている。そして、各グループ毎に接続されたコレクタの信号を抵抗を介してＶccにプルアップすることで、この３個のフォトセンサの出力がＯＲ接続されることになる。即ち、この３個のフォトセンサのどれか１つでも受光部に入光し、コレクタ電流が流れると、電圧Ｖccでプルアップされた抵抗部で電圧降下が発生し、その分Ｖccより低い電位がＡＤポートに印加される構成になっている。３個のフォトセンサがいずれもＯＮ状態でない場合のみ、ＡＤポートにはプルアップ電圧Ｖccが入力される。
【００４１】
ここで説明したフォトセンサの接続については、フォトセンサが透過型、反射型のいずれの場合でも同様である。いずれの場合にもインク流路にインクがなければ、フォトセンサへは受光部への光の遮断がなされないため、そのフォトセンサの受光部のコレクタ電流が増加するような回路構成となる。
【００４２】
図５はフォトセンサとコントローラとの間の制御構成を示すブロック図である。
【００４３】
図５に示すように、コントローラ６００はセンサ群を制御するためのＬＥＤを発光駆動するためのＰＷＭ制御信号の出力ポート（ＰＷＭ＿Ｌ＊）をセンサマトリクス３００のセンサ列分備えている。図４に示した構成から分かるように、センサマトリクス３００は３×４マトリクス構成なので、３つの出力ポート（ＰＷＭ＿Ｌ＊、＊＝１〜３）を備えている。コントローラ６００内のＴＣＵ６５０（タイマコントロールユニット）はパルス幅とパルス間隔を制御することでＰＷＭ制御を実現する。そして、ＴＣＵ６５０に上述のＰＷＭ制御信号の出力ポートが設けられ、各ＰＷＭ制御の出力ポートは、フォトセンサの発光部にそれぞれ電流制限抵抗を介して接続されている。各フォトセンサの発光制御時には、予め定められたパルス幅でＰＷＭ制御信号で出力ポートへの印加電圧をＯＮ／ＯＦＦすることにより、各フォトセンサの発光部に任意の電流を供給し、その結果、フォトセンサの発光光量を調整することができる。
【００４４】
また、コントローラ６００には、センサマトリクス３００からの出力信号が入力されるアナログポート（ＡＤポート）が備えられている。このＡＤポートはセンサマトリクス３００の行数分備えられる。このＡＤポートはコントローラ６００内のＡＤＣ６６０（ＡＤコンバータ）に接続される。ＡＤＣ６６０はポートに入力されるアナログ電圧レベルを１０ビットのデジタル値に変換し、ポート毎に備えられるコントローラ内のレジスタにセットする。また、ＡＤＣ６６０には基準電圧が接続されている。図４に示した構成から分かるように、センサマトリクス３００は３×４マトリクス構成なので、４つのＡＤポートを備えている。これらのＡＤポートにはアナログ信号が入力されるので、ある特定の閾値でフォトセンサ出力のＯＮ／ＯＦＦを判定するのではなく、インク残量に応じたフォトセンサのレベル変化を把握することが可能になる。
【００４５】
次にフローチャートを参照して、この記録装置が実行するインク残量有無検出の動作について説明する。図６はインク残量有無検出動作の処理を示すフローチャートである。
【００４６】
なお、この説明では、最初の状態では、１２色のインクの残量については不明な状態（インクが十分にあると認識されている状態）であるものとする。インク残量の検出のタイミングとしては、インク流路への加圧動作が伴うために、圧力をかけられない状態では行うことができない。逆にインク流路に圧力がかけられている状態では、残量の検出はいつでも可能である。
【００４７】
まず、ステップＳ１０１では、出力ポート（ＰＷＭ＿Ｌ１〜３）をアクティブにすることにより、センサマトリクス３００のグループＬ１〜Ｌ３全てのセンサを発光駆動する。センサマトリクス３００はインクがない場合にフォトセンサの受光部への入射光が増加する構成であるため、ＰＷＭ制御信号のデューティ設定を最大値として、より受光部への入光が起こりやすい方向で制御する。それにより、残量が不足しているインクをより確実に判断できる。
【００４８】
この最大設定値で発光部を駆動している状態で、処理はステップＳ１０２にすすみ、センサマトリクスの安定度を考慮したウエイトを挿入したのちに、センサマトリクスからのポートＡＤ１〜４のレベルを読み取ることにより、各フォトセンサの状態を確認する。
【００４９】
ステップＳ１０３で、ＡＤポートの入力の中に予め定められた閾値以下のものがあるかどうかを調べる。ここで、全てのＡＤポートの入力値が閾値よりも大きくプルアップ電圧Ｖccに近い値であれば、フォトセンサの受光部はＯＲ接続されているので、全センサがアクチュエータで遮光されており、全色のインクがインク流路内にあると判断する。この場合、インク残量検出動作は終了する。これに対して、ＡＤ入力ポートの少なくとも１つが閾値を下回る電圧レベルである場合には、いずれかのインクの残量が不足していると判断し、処理はステップＳ１０４に進み、残量が不足しているインクの特定処理に移る。
【００５０】
この特定処理については、図６（ｂ）に示すフローチャートを参照して説明する。
【００５１】
ステップＳ１０３ではフォトセンサ全てのＬＥＤを駆動しているので、出力が閾値以下のフォトセンサの特定処理では、出力が閾値以下と判定したＡＤポートについて処理を行う。各ＡＤポートからの出力にはＯＲ接続となっている列方向グループに属する３つのフォトセンサからの出力が寄与しているので、列方向グループＬ１〜Ｌ３のどのセンサの出力が閾値以下となっているか判断がつかない。そこで、ここではグループＬ１から順次ＬＥＤを再度点灯させ、発光側のどのグループに接続されているフォトセンサが閾値以下のレベルを示しているかを特定する。
【００５２】
まず、ステップＳ２０１では最初に発光駆動する列方向グループとしてグループＬ１を指定し、ステップＳ２０２でそのＬＥＤを点灯させる。ステップＳ２０３では、ステップＳ１０３で出力が閾値以下となっていた全てのＡＤポートからの出力を再取得する。次にステップＳ２０４に進み、今回の出力が閾値以下であるかどうかを調べる。
【００５３】
ここで、その出力が閾値以下であったならば、処理はステップＳ２０５に進み、この時点で、閾値以下のフォトセンサ出力がある列方向グループが特定されるので、出力を取得したＡＤポートの該当するセンサが閾値以下となっていることが特定される。
【００５４】
例えば、全点灯した場合にＡＤポートＡＤ１が閾値以下を示していたとすると、フォトセンサ１０１、２０１、３０１の少なくとも一つのセンサが閾値以下のレベルを示している。次に列方向グループ毎にＬＥＤを再度駆動し、各駆動時のＡＤ１の出力を取得する。例えば、列方向グループＬ１を駆動しているときのみＡＤ１が閾値以下を示したならば、センサ１０１は閾値以下を示していることが特定される。
【００５５】
次にステップＳ２０６に進み、次に駆動すべき列方向グループを指定して、処理はステップＳ２０２に戻る。この動作を繰り返し、全ての列方向グループの駆動が終了したならば、マトリクスの全てのセンサについて、閾値以下のものの特定が終了したことになる。以上の処理によりインク残量検出動作を終了する。
【００５６】
従って以上説明した実施例に従えば、インク残量を検出するために用いるフォトセンサをマトリクス構成とし、列方向グループでの分割駆動を行うことと行方向グループでの出力信号とを監視することにより出力の低下したフォトセンサを特定できる。これにより、簡単な構成と制御により、残量がなくなったインクを特定することが可能となる。
【００５７】
なお、前述の実施例ではセンサマトリクスの列方向グループのフォトセンサの駆動を個別的に制御しなかったが、各フォトセンサのランク（発光側―受光側の伝達特性）が予め分かっている場合には各グループのＰＷＭ駆動時間（点灯時間）を可変としても良い。即ち、フォトセンサのランクばらつきを補正し、インク各色の残量の程度によってセンサが同等のレベルを出力するように、伝達特性の良くないセンサが含まれるグループを発光駆動する場合には、そのセンサに合わせて発光側の駆動時間を長くするのである。このようにすることで、伝達効率の低いフォトセンサを駆動する場合にも、十分な発光時間が確保されセンサが遮光されていない場合に十分なコレクタ電流が得られ、誤検出を防止することができる。
【００５８】
また、コントローラが不揮発性メモリなどを用いて各インク毎の吐出履歴管理が可能である場合には、その履歴情報を用いて前述のセンサ特定処理でインク残量が多いと推定される色に対応するセンサから駆動する。これにより、ＬＥＤの点灯回数を削減することが可能である。仮に、インク残量の多い色に対応するセンサから駆動し、最初と２番目の列方向グループのＬＥＤ点灯時にＡＤポートが閾値以下でなかったら、最後のグループに対応するセンサがインクなしであることが分かる。また逆に明らかにインクの残量に差があり、インクなしとなっている色が推定できている場合には、その色に対応するセンサのみレベルを確認するために駆動することも可能である。このようにしてセンサ特定処理を短縮し、より速くインク残量の少ないインクを検出することができる。
【００５９】
＜他の実施例＞
図７はインクの残量をフォトセンサで検出する別の実施例の構成について説明する図である。なお、図７において、図３を参照して説明したのと同じ構成要素については同じ参照番号を付し、その説明は省略する。
【００６０】
図７と図３とを比較すると分かるように、この実施例によれば、フォトセンサ３０１が設けられた位置でインク流路Ｍ１０２は折れ曲がり、インクがアクチュエータＭ１０１に接する位置でインク流路Ｍ１０２に弾性体Ｍ１０３が設けられている。この弾性体は、例えば、ゴムのようなものでできている。そして、弾性体Ｍ１０３にアクチュエータＭ１０１が取り付けられる。
【００６１】
従って、図７に示す構成では、インク流路内の圧力により、図７においては弾性体Ｍ１０３の膨張収縮に伴って、アクチュエータＭ１０１も上下方向に移動し、フォトセンサ３０１の発光部３０１Ｅから受光部３０１Ｒへの光を遮断する。これにより、インク有りを認識する。
【００６２】
インク流路Ｍ１０２で加圧されたインクにより内圧が発生すると図７（ａ）に示すようにインク流路に設けられた弾性体Ｍ１０３が下向きの向きに動き（変形し）、アクチュエータＭ１０１がその動きに伴って下向きに移動する。もし、インクがインク流路内に存在しない場合には、インク流路上流でインクが加圧されてもインク流路Ｍ１０２内で空気が圧縮されるのみで、弾性体Ｍ１０３が押されることはない。従って、アクチュエータＭ１０１を下向きに移動させる力が発生しない。その結果、図７（ｂ）に示すように、フォトセンサ３０１の光軸が遮光されないため、インクなしが認識される。
【００６３】
なお、アクチュエータＭ１０１、フォトセンサ３０１も同様にインク色数分、即ち、インク流路の数分設けられており、インク色ごとに残量を検出できる構造となっている。
【００６４】
また、この実施例では、フォトセンサとして透過型フォトインタラプタを用いて説明したが、フォトセンサとして反射型のフォトセンサを用いても良く、その構成については先に説明した実施例の通りである。
【００６５】
次に、図８〜図９に示すフローチャートを参照して、インク残量有無検出動作の別の実施例について説明する。なお、図８において、既に図６を参照して説明したのと同じ処理ステップについては同じステップ参照番号を付し、その説明は省略する。
【００６６】
ステップＳ１０１での処理の後、最大設定値で発光部３０１Ｅを駆動している状態で、ステップＳ１０１ａでは、センサの安定度を考慮して１００μ秒ウエイトする。その後、処理はステップＳ１０２’にすすみ、センサマトリクスからのポートＡＤ１〜４のレベルを読み取ることにより、各フォトセンサの状態を確認する。
【００６７】
ここで、ポートＡＤ１〜４に入力されたアナログ信号からセンサレベルを決定する処理については、図９に示すフローチャートを参照して説明する。
【００６８】
ステップＳ３０１では、取得するＡＤポートに対応しているＡＤＣ６６０内の１０ビットレジスタの数値を取得する。ここではセンサの出力範囲０〜３．３Ｖに対して、ＡＤＣの基準電圧も３．３Ｖとしているので１０ビットレジスタ値は０〜０ｘ３ｆｆの数値を示す。
【００６９】
ステップＳ３０１で最初のレジスタ値を取得後、５ミリ秒タイマによる割り込み処理に同期して、５ミリ秒毎に同じレジスタの値の読み取りを行う。従って、ステップＳ３０２において、５回目のレジスタ値の取得を確認すると、処理はステップＳ３０３において、５個のレジスタ値の内の最大値と最小値を除く３個のレジスタ値の平均値を算出する。そして、ステップＳ３０４では算出された平均値をこのポートの入力値として確定する。以上のように、５回のレジスタ値の読み取り処理を行うので、１つのポートのＡＤ値の確定には２０ミリ秒程度の時間を要する。
【００７０】
このように全てのＡＤポートの入力値が確定したならば、処理はステップＳ１０３’に進む。ステップＳ１０３’では、ＡＤポートの入力の中に予め定められた閾値以下のものがあるかどうかを調べる。ここで、全てのＡＤポートの入力値が閾値よりも大きくプルアップ電圧Ｖccに近い値であれば、フォトセンサの受光部はＯＲ接続されているので、全センサがアクチュエータで遮光されており、全色のインクがインク流路内にあると判断する。ここで、インク残量有無を判定する閾値は１０ビットデジタル値で０ｘ０７ｆである。この場合、インク残量検出動作は終了する。
【００７１】
これに対して、ＡＤ入力ポートの少なくとも１つが閾値（０ｘ０７ｆ）を下回る場合には、いずれかのインクの残量が不足していると判断し、処理はステップＳ１０４に進み、残量が不足しているインクの特定処理に移る。
【００７２】
この特定処理については、図８（ｂ）に示すフローチャートを参照して説明する。
【００７３】
前述したステップＳ２０１〜Ｓ２０２の処理後、ステップＳ２０２ａでセンサ出力が安定するのを待ち合わせるために１００μ秒ウェイトする。そのとき、ステップＳ１０２’の処理で閾値以下となっていた全てのＡＤポートのレベルを再取得する。
【００７４】
次にステップＳ２０４’では、今回のそのレベルが閾値以下であるかを調べる。ここで、インク残量有無を判定する閾値は１０ビットデジタル値で０ｘ０７ｆである。以下、前述のようにステップＳ２０５〜Ｓ２０７の処理を実行する。
【００７５】
従って以上説明した実施例に従えば、インク残量を検出するために用いるマトリクス構成フォトセンサにおいてその出力が安定するのを待ち合わせ、デジタル値に変換されたセンサ出力値を用いて出力の低下したフォトセンサを特定できる。これにより、より安定的に残量がなくなったインクを特定することが可能となる。
【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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