(57)【要約】【課題】インクカートリッジの状態を確実に判定することができる判定装置、判定方法、及びこれらに好適なインクカートリッジを提供すること。【解決手段】インクカートリッジ１０は、その背面１０２に対して接離可能なスライダ２４を有する。スライダ２４は、背面１０２との間でコイルバネ２６，２７によって支持されている。カートリッジケース１２１は、光センサ１２３を備える。カートリッジケース１２１にインクカートリッジ１０が挿入されると、スライダ２４が光センサ１２３によって検知され（Ｓ１）、その後、検知部１４０の前壁１４１が検知される（Ｓ３）。主制御部２５０は、スライダ２４及び前壁１４１それぞれの検知タイミングの時間差ΔＴを算出する（Ｓ５）。そして、算出された時間差ΔＴが所定の基準値以上のときにインクカートリッジ１０を正常と判定し、基準値未満のときに異常と判定する（Ｓ６）。【選択図】図９
2009132105.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
インクが収容されるインク室を有する本体と、
上記インク室内において上記本体の第１壁面の近傍に配置され、上記インク室内のインク量に基づいて移動可能な第１遮光部と、
上記本体に取り付けられ、上記第１壁面から離間する第１位置と上記第１壁面に近接する第２位置とを移動可能な第２遮光部とを具備し、
上記第１遮光部及び上記第２遮光部は、少なくとも上記第１壁面と直交する第１方向において重なり合う領域を有するインクカートリッジ。
【請求項２】
上記第１遮光部及び上記第２遮光部は、上記第１方向に隔てられている請求項１に記載のインクカートリッジ。
【請求項３】
上記第１壁面に設けられ、上記本体の内部と外部とを連通する孔を更に備え、
上記第２遮光部は、少なくとも上記孔を覆う請求項１又は２に記載のインクカートリッジ。
【請求項４】
上記第２遮光部を上記第１位置と上記第２位置との間で移動可能に支持する弾性部材を更に備える請求項１から３のいずれかに記載のインクカートリッジ。
【請求項５】
上記弾性部材は、上記第２遮光部の上側及び下側それぞれと上記本体とを連結する請求項４に記載のインクカートリッジ。
【請求項６】
請求項１から５のいずれかに記載のインクカートリッジの状態を判定する判定装置であって、
カートリッジ装着部に上記インクカートリッジが装着される過程において、上記カートリッジ装着部に設けられた光学センサの光路を上記第２遮光部が遮蔽した第１時点から上記第１遮光部が上記光路を遮蔽した第２時点までの時間差に基づいて、上記インクカートリッジが適正であることを判定するインクカートリッジの判定装置。
【請求項７】
上記時間差が予め定められた範囲内であるか否かによって上記インクカートリッジが適正か否かを判定する請求項６に記載の判定装置。  
【請求項８】
上記カートリッジ装着部に対する装着過程において、上記第１遮光部及び上記第２遮光部は、上記カートリッジ装着部に設けられた光学センサの光路に順次進入する請求項６又は７に記載の判定装置。
【請求項９】
上記第１遮光部は、上記カートリッジ装着部に当該インクカートリッジが装着された状態で、上記光路と交差する上記第３位置と上記光路から退避した第４位置に移動可能である請求項６から８のいずれかに記載の判定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、カートリッジ装着部に装着可能なインクカートリッジに関し、特に、インクカートリッジの状態を判定する際に好適なインクカートリッジの構造、及びこのインクカートリッジの状態を判定する判定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、インクを用いて記録用紙に画像を記録するインクジェット記録装置（以下「記録装置」と略称する。）が広く知られている。記録装置は、インクカートリッジが装着されるカートリッジ装着部を備える。インクカートリッジは、上記カートリッジ装着部に着脱可能に設けられる。インクカートリッジには、記録装置へ供給されるインクが収容されており、その内部には、インクを収容するためのインク室が形成されている。インクカートリッジの壁面には、インク室から記録ヘッドへインクを導出するためのインク供給口が設けられている。インクカートリッジがカートリッジ装着部に装着されると、カートリッジ装着部に設けられたインクニードルがインク供給口に挿入される。
【０００３】
特許文献１には、カートリッジ本体に下端部を覆うキャップが設けられたインクカートリッジが開示されている。このキャップは、カートリッジ本体の下端部を保護するとともに、カートリッジ本体に形成されたインク供給路及び大気連通路それぞれにインク供給弁及び大気導入弁を固定する役割を担う。インク供給弁及び大気導入弁それぞれには弁体が設けられており、この弁体はインク供給路及び大気連通路に沿って移動する。
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−２４６７８１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、インクカートリッジ自体に対して所定の範囲で移動する移動部材が設けられている構成においては、何らかの原因で上記移動部材が上手く作動しなくなる場合がある。例えば、インクカートリッジの製造時に不適切な移動機構が組み込まれた場合は、上記移動部材が上手く作動しない。また、インクカートリッジの輸送時に受けた振動や落下時に受けた衝撃によって移動部材や移動機構が変形した場合も同様に上手く作動しない。また、インクカートリッジを包装袋で減圧パックした場合も、上記移動部材が変形して上手く作動しない場合がある。このような不具合が発生していることに気付かずに当該インクカートリッジをカートリッジ装着部に装着すると、移動部材がカートリッジ装着部に引っ掛かるなどして、インクカートリッジをカートリッジ装着部から容易に取り出すことができなくなる。
【０００６】
そこで、本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、カートリッジ装着部にインクカートリッジが装着される際に、インクカートリッジの状態を確実に判定することができる判定装置、更に上記判定装置に好適なインクカートリッジを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
(1)  本発明は、インクが収容されるインク室を有する本体と、上記インク室内において上記本体の第１壁面の近傍に配置され、上記インク室内のインク量に基づいて移動可能な第１遮光部と、上記本体に取り付けられ、上記第１壁面から離間する第１位置と上記第１壁面に近接する第２位置とを移動可能な第２遮光部とを具備する。上記第１遮光部及び上記第２遮光部は、少なくとも上記第１壁面と直交する第１方向において重なり合う領域を有する。
【０００８】
第１遮光部及び第２遮光部は、光を透過させない性質を有する。第１遮光部はインク室内に配置されており、第２遮光部は本体外に配置されている。上記第１遮光部及び上記第２遮光部は、上述の如く重なり合う領域を有しており、具体的には、例えば、上記第１方向に沿って所定間隔を隔てて配置されている。
【０００９】
このように構成されたインクカートリッジがカートリッジ装着部に挿入されると、カートリッジ装着部に設けられた光学センサによって、まず、第２遮光部が光学センサの光路に配置されて光路を通る光が遮蔽される。更にインクカートリッジが挿入されると、第２遮光部がカートリッジ装着部の奥面に押し付けられて、本体だけがカートリッジ装着部へ進入する。これにより、第２遮光部が相対的に第１位置から第２位置まで移動する。その後、第１遮光部が上記光路に配置されて、光路を通る光が遮蔽される。
【００１０】
カートリッジ装着部では、上記光学センサの光路が第１遮光部及び第２遮光部それぞれによって遮光されたタイミング差が求められ、その差に基づいて、インクカートリッジが適正であるかどうか、つまり、インクカートリッジが正常であるか異常であるかの判定が可能である。
【００１１】
(2)  上記第１遮光部及び上記第２遮光部は、上記第１方向に隔てられている。
【００１２】
(3)  本発明のインクカートリッジは、上記本体の内部と外部とを連通する孔を更に備える。この孔は上記第１壁面に設けられている。上記第２遮光部は、少なくとも上記孔を覆う。
【００１３】
(4)  本発明のインクカートリッジは、上記第２遮光部を上記第１位置と上記第２位置との間で移動可能に支持する弾性部材を更に備える。
【００１４】
この構成により、上記第２遮光部は、外力を受けない限り第１位置を維持する。そして、上記カートリッジ装着部に当該インクカートリッジが装着される際に上記カートリッジ装着部側から外力を受けると、弾性部材の付勢力に抗して上記第１位置から上記第１壁面に近接する第２位置へ移動する。
【００１５】
(5)  上記弾性部材は、上記第２遮光部の上側及び下側それぞれと上記本体とを連結する。
【００１６】
(6)  本発明は、上述のインクカートリッジの状態を判定する判定装置として捉えることができる。すなわち、本発明の判定装置は、カートリッジ装着部に上記インクカートリッジが装着される過程において、上記カートリッジ装着部に設けられた光学センサの光路を上記第２遮光部が遮蔽した第１時点から上記第１遮光部が上記光路を遮蔽した第２時点までの時間差に基づいて、上記インクカートリッジが適正であることを判定する。
【００１７】
(7)  本発明の判定装置は、上記時間差が予め定められた範囲内であるか否かによって上記インクカートリッジが適正か否かを判定する。  
【００１８】
(8)  本発明の判定装置においては、上記カートリッジ装着部に対する装着過程で、上記第１遮光部及び上記第２遮光部は、上記カートリッジ装着部に設けられた光学センサの光路に順次進入する。
【００１９】
(9)  また、本発明の判定装置において、上記第１遮光部は、上記カートリッジ装着部に当該インクカートリッジが装着された状態で、上記光路と交差する上記第３位置と上記光路から退避した第４位置に移動可能である。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、カートリッジ装着部にインクカートリッジが装着される際に、インクカートリッジの状態を確実に判定することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、適宜図面を参照して本発明の一実施形態に係るインクカートリッジ１０、及びインクカートリッジ１０の状態を判定する判定装置２００について説明する。なお、以下の実施形態は本発明を具体化した一例にすぎず、本発明の要旨を変更しない範囲で、実施形態を適宜変更できることは言うまでもない。
【００２２】
［インクカートリッジ１０］
以下、図１及び図２を参照して、本発明の一実施形態に係るインクカートリッジ１０について説明する。ここに、図１は、インクカートリッジ１０の外観構成を模式的に示す斜視図である。図２は、インクカートリッジ１０の構成を示す模式図であり、（Ａ）にインクカートリッジ１０の背面図が示されており、（Ｂ）にインクカートリッジ１０の縦断面図が示されている。なお、図２では、インク注入部１５が省略されている。
【００２３】
インクカートリッジ１０は、所謂インクジェット記録方式のプリンタや複写機、ファクシミリ装置などの画像記録装置に用いられるものであり、内部に所定色のインクが収容されている。このインクカートリッジ１０は、後述するインク供給装置１２０が備えるカートリッジケース１２１（図３参照、本発明のカートリッジ装着部の一例）に装着されて用いられる。
【００２４】
図１に示されるように、インクカートリッジ１０は、扁平形状の略六面体として構成されている。詳細には、インクカートリッジ１０は、幅方向（矢印５１の方向）に細く、高さ方向（矢印５２の方向）及び奥行き方向（矢印５３の方向）が上記幅方向よりも長い略直方体形状に形成されている。このインクカートリッジ１０は、図１に示された起立状態で、図中の下側の面を底面１０４とし、図中の上側の面を上面１０３として、背面１０２（本発明の第１壁面に相当）側から挿入方向５０に沿ってカートリッジケース１２１（図３参照）に挿入される。なお、背面１０２に対向する面が正面１０１である。また、正面１０１、上面１０３、背面１０２及び底面１０４それぞれに隣接し、互いに対向する２つの面が側面１０５，１０６である。正面１０１から見て左側が左側面１０５であり、右側は右側面１０６である。
【００２５】
インクカートリッジ１０は、大別して、本体２０、インク注入部１５、検知部１４０（本発明の第１遮光部の一例）、アーム６０、大気連通口８１（本発明の孔の一例）、インク供給口９１（本発明の孔の一例）、スライダ２４（本発明の第２遮光部の一例）、コイルバネ２６，２７（本発明の弾性部材の一例）により構成されている。本体２０、アーム６０及びスライダ２４は、樹脂材料で構成されている。樹脂材料としては、例えばナイロンやポリエチレン、ポリプロピレンなどが挙げられる。
【００２６】
本体２０は、フレーム１１０とフィルム７０とによって構成されている。フレーム１１０は、インクカートリッジ１０の筐体を構成する部材であり、インクカートリッジ１０の六面１０１〜１０６を形成する。したがって、インクカートリッジ１０の各面１０１〜１０６は、フレーム１１０の各面に一致する。以下において、インクカートリッジ１０の各面に付された符号（１０１〜１０６）を用いてフレーム１１０の各面を示す。
【００２７】
フレーム１１０は、透光性のある樹脂材料で構成されており、例えば、樹脂材料を射出成形することにより得られる。フレーム１１０は、透光性を有するものであれば如何なる樹脂で構成されていてもよく、例えば、透明或いは半透明の樹脂で構成することも可能である。フレーム１１０は、正面１０１、上面１０３、背面１０２、底面１０４に概ね沿って環状に形成されている。これにより、フレーム１１０の左側面１０５及び右側面１０６に開口が形成されている。
【００２８】
フレーム１１０の左側面１０５、右側面１０６それぞれに、透明な樹脂で構成された薄肉状のフィルム７０が貼り付けられている。具体的には、フィルム７０は、フレーム１１０の左側面１０５、右側面１０６の外縁部に溶着されている。このフィルム７０によって左側面１０５及び右側面１０６の開口が閉塞される。これにより、フレーム１１０とフィルム７０とによって囲まれた空間がインク室１２（図２（Ｂ）参照）として区画される。このように区画されたインク室１２にインクが収容される。なお、本実施形態では、フレーム１１０とフィルム７０とによってインク室１２を形成することとしたが、例えば、フレーム１１０自体を直方体の容器状に形成することによってその内部にインク室１２を形成してもかまわない。
【００２９】
インク注入部１５は、インクをインク室１２に注入するためのものである。このインク注入部１５は、フレーム１１０の正面１０１側に設けられている。詳細には、インク注入部１５は、フレーム１１０の正面１０１の中段付近よりやや下側に設けられている。図１に示されるように、インク注入部１５は、筒部１７を備える。筒部１７は、正面１０１からインク室１２側に穿設された略円筒状の孔である。筒部１７の正面１０１側の開口１８は、本体２０の外部に開放されたインク注入口である。この開口１８から筒部１７の内部にインクが注入されると、筒部１７内を通ってインク室１２へインクが流入する。
【００３０】
検知部１４０は、インク室１２に収容されているインクの量を視覚的或いは光学的に検知するためのものである。検知部１４０は、フレーム１１０の背面１０２の中段付近に設けられている。検知部１４０は、略直方体形状に形成されており、背面１０２の中段付近から外向きへ突出している。具体的には、検知部１４０は、平面１０２に平行で、この背面１０２から外向きに所定距離だけ離反された矩形状の前壁１４１と、この前壁１４１の左右の二辺を含む一対の側壁１４２と、前壁１４１の上下の二辺を含む上壁１４３および底壁１４４とにより区画されてなる。前壁１４１の幅（矢印５１方向の寸法）は、インクカートリッジ１０の幅よりも小さく形成されている。
【００３１】
検知部１４０は、フレーム１１０と一体に形成されている。したがって、検知部１４０は、フレーム１１０と同じ材質、すなわち、透明樹脂で構成されており、外部から光透過が可能である。なお、検知部１４０は、光透過性を有するものであれば、透明に限らず半透明の樹脂などで構成されていてもよい。検知部１４０は、後述するように、カートリッジケース１２１に取り付けられた光センサ１２３の発光素子１１３（図３参照）によって光が照射される的にされる。
【００３２】
図２に示されるように、検知部１４０は中空状に形成されており、内部に空間１４７を有する。空間１４７は、インク室１２に連続している。空間１４７に、インク残量を指し示すためのアーム６０のインジケータ部６２（本発明の可動部材の一例）が挿入される。
【００３３】
インク室１２内にアーム６０が設けられている。アーム６０は、インク室１２に収容されたインクの量を検知するための部材である。アーム６０の略中心に軸６６が設けられている。軸６６は、フレーム１１０に設けられた軸受け（不図示）に支持されている。これにより、アーム６０がインク室１２内において揺動可能となる。
【００３４】
アーム６０は、遮光性のある樹脂材料で構成されている。アーム６０は、例えば、樹脂材料を射出成形することにより得られる。樹脂材料としては、ナイロン、ポリエチレンやポリプロピレン（ＰＰ）、ポリカーボネート、ポリオレフィン、カーボンブラックが添加されたアクリル樹脂などが該当する。アーム６０は、少なくとも後述するインジケータ部６２が遮光性を有していればよい。つまり、必ずしもアーム６０の全体が遮光性を有している必要はない。
【００３５】
アーム６０の一方の端部に、内部が中空状に形成されたフロート部６３が設けられている。フロート部６３は浮力体の役割を担っており、インク室１２内のインク量に応じて上下に変位する。これにより、フロート部６３の変位量に応じてアーム６０が揺動する。なお、フロート部６３は、アーム６０を揺動させる浮力を発生させ得るものであればよく、内部が中空状のものに限定されない。
【００３６】
アーム６０の他方の端部に、インジケータ部６２が設けられている。このインジケータ部６２は、検知部１４０の空間１４７内に挿入されている。インジケータ部６２は、アーム６０の揺動動作に応じて空間１４７内で上下に移動する。なお、図２（Ｂ）には、インジケータ部６２が底壁１４４に当接した下位姿勢（本発明の第３位置に相当）が実線で示され、インジケータ部６２が上壁１４３に当接した上位姿勢（本発明の第４位置に相当）が破線で示されている。
【００３７】
インク室１２内のインク量に応じてフロート部６３が上下に変位すると、アーム６０が揺動し、その揺動動作に応じてインジケータ部６２が空間１４７内で上下に移動する。具体的には、フロート部６３が上昇すると、アーム６０が矢印６７の方向へ回動して、インジケータ部６２が空間１４７の下方へ移動する。インジケータ部６２が検知部１４０の下壁１４４に到達すると、インジケータ部６２は、下壁１４４に当接した下位姿勢（図２（Ｂ）において実線で示された姿勢）となる。このとき、インジケータ部６２は、検知部１４０の側壁１４２の下部１４２Ａ（図１において破線で囲まれた部分）の内側に配置される。上記下位姿勢において、下部１４２Ａに垂直に光が照射されると、下部１４２を透過した光はインジケータ部６２によって遮蔽される。
【００３８】
一方、インクが所定量未満になってフロート部６３が下降すると、アーム６０が矢印６８の方向へ回動して、インジケータ部６２が空間１４７の上方へ移動する。インジケータ部６２が検知部１４０の上壁１４３に到達すると、インジケータ部６２は、上壁１４３に当接した上位姿勢（図２（Ｂ）において破線で示された姿勢）となる。このとき、インジケータ部６２は、下部１４２Ａ（図１参照）の内側から退避した位置に配置される。この上位姿勢において、下部１４２Ａに垂直に光が照射されると、その光はインジケータ部６２に遮られることなく検知部１４０を透過する。
【００３９】
本実施形態では、カートリッジケース１２１にインクカートリッジ１０が装着された状態で、後述する光センサ１２３の発光素子１１３（図３参照）から側壁１４２の下部１４２Ａへ向けて光が出射される。そのため、インジケータ部６２が上記下位姿勢にある場合は、光はインジケータ部６２によって遮蔽される。一方、インジケータ部６２が上記上位姿勢にある場合は、光はインジケータ部６２によって遮蔽されずに受光素子１１４（図３参照）へ到達する。したがって、受光素子１１４の出力信号の波形に基づいてインク室１２内のインクが所定量以下であるかどうかを検知することができる。
【００４０】
フレーム１１０の背面１０２に、大気連通口８１とインク供給口９１とが形成されている。つまり、大気連通口８１、インク供給口９１、及び検知部１４０は、いずれも同一の壁面に設けられている。
【００４１】
大気連通口８１は、背面１０２において、検知部１４０より上方に形成されている。この大気連通口８１は、インク室１２内のの空気とインクカートリッジ１０の外部とを連通するための貫通孔である。インクカートリッジ１０が未使用状態の場合は、大気連通口８１は、シール部材（不図示）によって閉塞されている。インクカートリッジ１０がカートリッジケース１２１に装着されると、大気連通口８１に後述するロッド１３７（図３参照）が挿通される。これにより、大気連通口８１が開放されて、インク室１２内の気圧が大気圧になる。
【００４２】
インク供給口９１は、検知部１４０より下方の壁面に形成されている。このインク供給口９１は、インク室１２からインクを外部に導出するための貫通孔である。インクカートリッジ１０が未使用状態の場合は、インク供給口９１は、シール部材（不図示）によって閉塞されている。インクカートリッジ１０がカートリッジケース１２１に装着されると、インク供給口９１に後述するインクニードル１３４（図３参照）が挿通される。これにより、インクニードル１３４を通じてインクカートリッジ１０から記録ヘッド（不図示）へインクが供給可能となる。
【００４３】
なお、大気連通口８１及びインク供給口９１を閉塞するシール部材としては、大気連通口８１及びインク供給口９１を覆う粘着フィルムなどの簡易なものや、バネ力によってインク室１２側から大気連通口８１及びインク供給口９１を閉塞するバルブなどを用いることが可能である。
【００４４】
図１及び図２に示されるように、スライダ２４は、インクカートリッジ１０の幅方向に細く、高さ方向に長い角柱形状を呈する。スライダ２４の幅は、後述する光センサ１２３の発光素子１１３と受光素子１１４との間に形成される光路１１５に挿入可能なサイズに形成されている。スライダ２４は、光を透過させない部材、つまり、照射された光を遮蔽する部材で構成されている。このスライダ２４は、背面１０２に対してコイルバネ２６，２７を介して接離可能に構成されている。なお、本実施形態では、図示されるように角柱形状のスライダ２４を例示するが、例えば、スライダ２４が、背面１０２を覆って、大気連通口８１又はインク供給口９１を保護する保護カバーの役割を有するものであってもよい。
【００４５】
コイルバネ２６は、背面１０２において、検知窓１４０の上側に取り付けられている。また、コイルバネ２７は、背面１０２において、検知窓１４０の下側に取り付けられている。コイルバネ２６，２７は、その伸縮方向が背面１０２に対して垂直な方向となるように設けられている。したがって、コイルバネ２６，２７は、背面１０２に対して垂直方向に伸縮する。コイルバネ２６，２７の取付は、例えば、背面１０２からインク室１２側へ筒状のバネ受けを穿設し、そのバネ受けにコイルバネ２６，２７の一方端を挿入することにより達成される。上記バネ受けには、コイルバネ２６，２７の抜けを防止するための周知の係合手段が施されている。このコイルバネ２６，２７の他方端にスライダ２４が固定されている。
【００４６】
スライダ２４は、図２に示されるように、検知部１４０よりも挿入方向５０側に配置されている。言い換えれば、スライダ２４と検知部１４０とは、挿入方向５０に沿って所定間隔を隔てて配置されている。そのため、インクカートリッジ１０を背面１０２側から見るとスライダ２４と検知部１４０の前壁１４１とが重なり合っている。なお、スライダ２４と前壁１４１とが完全に一致して重なり合っている必要はなく、例えば、一部だけが重なり合っていてもよい。また、インクカートリッジ１０を側面１０５側から見た場合に、スライダ２４が後述する第２位置に移動した際に、スライダ２４と前壁１４１とが一部だけ重なり合ってもかまわない。
【００４７】
スライダ２４に外力が加えられると、コイルバネ２６，２７が伸縮して、上記外力が加えられた方向へスライダ２４が移動する。本実施形態では、コイルバネ２６，２７に外力が加えられていない状態では、スライダ２４は、検知部１４０の前壁１４１から挿入方向へ所定間隔を隔てた第１位置（本発明の第１位置に相当）に維持される。一方、スライダ２４に挿入方向５０の反対方向（図２（Ｂ）の右方向）の外力が加えられると、スライダ２４は検知部１４０側へ移動して、前壁１４１に近接する第２位置（本発明の第２位置に相当）に達する。
【００４８】
このように構成されたインクカートリッジ１０においては、誤ってインクカートリッジ１０を落下させたときに受けた衝撃などによって、コイルバネ２６，２７が変形する場合がある。例えば、コイルバネ２６，２７が延びきってしまったり、或いは、コイルバネ２６，２７が収縮した状態で固着したりする。この場合、スライダ２４が正常に動作しなくなる。また、製造時においてコイルバネ２６，２７が欠落していたり、或いは設計値とは異なるバネ定数のコイルバネ２６，２７が取り付けられた不良品のインクカートリッジ１０がユーザに渡る場合もあり得る。このような異常のあるインクカートリッジ１０がカートリッジケース１２１（図３参照）に装着されると、インクカートリッジ１０の脱抜ができなくなったり、或いはインク漏れや印字不良といった予期せぬ不具合が生じることになる。本実施形態では、インクカートリッジ１０がカートリッジケース１２１に装着される際に、インクカートリッジ１０の状態、具体的には、インクカートリッジ１０が正常であるか異常であるかが後述する判定装置２００（図８参照）によって判定される。かかる状態判定処理については、後段において図９のフローチャートを参照しつつ詳細に説明する。
【００４９】
なお、以下の説明では、正常なコイルバネ２６，２７を備えたものをインクカートリッジ１０Ａと称し、収縮した状態でもとに戻らなくなった異常なコイルバネ２６，２７を備えたものをインクカートリッジ１０Ｂと称する。また、特に言及しない限り、インクカートリッジ１０Ａ及びインクカートリッジ１０Ｂを総じてインクカートリッジ１０と称する。
【００５０】
次に、図３を参照して、インクカートリッジ１０が装着されるインク供給装置１２０の構成について説明する。ここに、図３は、インク供給装置１２０の縦断面構造を模式的に示す断面図である。
【００５１】
インク供給装置１２０は、インクジェットプリンタなどの画像記録装置に設けられている。インク供給装置１２０は、画像記録装置が備える記録ヘッド（不図示）へインクを供給するものである。インク供給装置１２０は、複数のインクカートリッジ１０を装着可能なカートリッジケース１２１を備えている。以下、カートリッジケース１２１について詳細に説明する。
【００５２】
図３に示されるように、カートリッジケース１２１の内部に、インクカートリッジ１０が収容される。カートリッジケース１２１は、その前面に開口１２７を有する。開口１２７を通じてカートリッジケース１２１の内部にインクカートリッジ１０が挿入される。
【００５３】
カートリッジケース１２１の奥側に、光センサ１２３が設けられている。光センサ１２３は、判定装置２００の制御部２５０（図８参照）に接続されている。光センサ１２３は、カートリッジケース１２１の背面を構成する壁面１２９に設けられている。光センサ１２３は、カートリッジケース１２１に装着されたインクカートリッジ１０のインク量を検知するためのものである。本実施形態では、光センサ１２３として、発光素子１１３及び受光素子１１４（図３参照）を有する透過型のフォトインタラプタが用いられている。カートリッジケース１２１にインクカートリッジ１０が装着されると、光センサ１２３の発光素子１１３と受光素子１１４との間の光路１１５に検知部１４０の下部が挿入される。つまり、検知部１４０の側壁１４２の下部１４２Ａ（図１参照）が発光素子１１３から受光素子１１４に至る光路１１５に配置される。
【００５４】
壁面１２９の下部には、カートリッジケース１２１の内部から背面側へ貫通する孔１３２が形成されている。孔１３２のカートリッジケース１２１内部側に管状のインクニードル１３４が接続されている。孔１３２の背面側にインクチューブ（不図示）が接続されている。カートリッジケース１２１にインクカートリッジ１０が装着されると、インクニードル１３４がインク供給口９１に挿入されて、インク供給口９１からインクチューブに至るインク通路が形成される。
【００５５】
壁面１２９の上部には、ロッド１３７が設けられている。ロッド１３７は、壁面１２９に立設されている。カートリッジケース１２１にインクカートリッジ１０が装着されると、ロッド１３７が大気連通口８１に挿入される。これにより、インク室１２と外部とが大気連通口８１を通じて連通する。
【００５６】
［インクカートリッジ１０の装着動作］
以下、図４乃至図６を参照して、カートリッジケース１２１に対するインクカートリッジ１０の装着動作について説明する。ここに、図４乃至図６は、インク供給装置１２０の縦断面構造及びインクカートリッジ１０の装着過程を模式的に示す断面図である。図４には、スライダ２４が光センサ１２３の検知領域に挿入された状態が示されている。図５には、スライダ２４が壁面１２９に当接した状態が示されている。図６には、コイルバネ２６，２７が収縮してスライダ２４が第２位置に移動した状態が示されている。
【００５７】
図４に示されるように、インクカートリッジ１０がカートリッジケース１２１に挿入されると、まず、スライダ２４が光センサ１２３の光路１１５を横切るように、発光素子１１３と受光素子１１４との間に挿入される。
【００５８】
スライダ２４の挿入過程において、スライダ２４と光路１１５とが交差する位置にスライダ２４が配置されると、スライダ２４に光が照射される。このとき、スライダ２４に照射された光はスライダ２４によって遮蔽されるため、この光は受光素子１１４に到達しない。スライダ２４が光路１１５を通り過ぎると、光はスライダ２４と検知部１４０との間の空隙を通って受光素子１１４へ到達する。
【００５９】
更にインクカートリッジ１０が挿入されると、図５に示されるように、検知部１４０が光センサ１２３の光路１１５を横切るように挿入されて、スライダ２４が壁面１２９に当接する。検知部１４０の挿入過程において、前壁１４１と光路１１５とが交差する位置まで挿入されると、発光素子１１３から出射された光は、前壁１４１に照射される。このとき、光は前壁１４１によって大きく減衰される。そのため、光は受光素子１１４に殆ど届かない。
【００６０】
この状態からインクカートリッジ１０が更に挿入されると、図６に示されるように、スライダ２４が壁面１２９に押し付けられて、本体２０だけが挿入方向３０へ進入して、スライダ２４に近づく。つまり、スライダ２４は、壁面１２９から挿入方向５０とは反対の方向の押圧力を受けて、背面１０２に近づく方向（図６の左方向）へ相対的に移動する。このとき、コイルバネ２６，２７が収縮されて、スライダ２４が背面１０２に最も近接する位置（本発明の第２位置に相当）に配置される。
【００６１】
本体２０がスライダ２４に近づく過程において、ロッド１３７が大気連通口８１に挿通される。これにより、大気連通口８１が開放されて、インク室１２と外部とが連通して、インク室１２内の気圧が大気圧と同じ圧力になる。その後にインクニードル１３４がインク供給口９１に挿通される。これにより、インク室１２が、インクニードル１３４及び孔１３２を経てインクチューブと連通する。この状態で、インク室１２のインクをインクチューブを通じて記録ヘッド（不図示）へ供給可能となる。
【００６２】
図６に示されるように、インクカートリッジ１０がカートリッジケース１２１の奥側まで挿入されると、開口１２７に設けられた蓋（不図示）が閉じられて、その蓋がカートリッジケース１２１に固定される。これにより、カートリッジケース１２１へのインクカートリッジ１０の装着が完了する。カートリッジケース１２１にインクカートリッジ１０が装着された状態で、検知部１４０の側壁１４２の下部１４２Ａ（図１参照）が光路１１５と交差する位置に配置される。この状態で、光センサ１２３の出力波形に基づいて、インク室１２内のインクが所定量以上あるかどうかを判定することができる。
【００６３】
以下、図７を参照して、インクカートリッジ１０が装着される過程における光センサ１２３の出力信号の波形（信号レベルの変化）について説明する。ここに、図７は、光センサ１２３の信号レベルを示す時系列波形である。（Ａ）は、正常なインクカートリッジ１０Ａの装着過程における時系列波形である。（Ｂ）は、異常なインクカートリッジ１０Ｂの装着過程における時系列波形である。
【００６４】
図７の（Ａ）及び（Ｂ）に示されるように、カートリッジケース１２１にインクカートリッジ１０Ａ，１０Ｂのいずれが装着された場合でも、時刻Ｔ０の時点でスライダ２４が検知される。すなわち、時刻Ｔ０の時点で、光路１１５を通る光はスライダ２４によって遮蔽されて、信号レベルがＨＩＧＨからＬＯＷに変化する。そして、スライダ２４が光路１１５を通り過ぎると、再び信号レベルがＨＩＧＨになる（時刻Ｔ１）
【００６５】
カートリッジケース１２１にインクカートリッジ１０Ａが装着される場合は、スライダ２４が検知されてから（時刻Ｔ０）、光路１１５と交差する位置に前壁１４１が配置されるまでに時間ΔＴ１１を要する。なお、光路１１５と交差する位置に前壁１４１が配置されると、信号レベルがＨＩＧＨからＬＯＷに変化して（時刻Ｔ３）、前壁１４１が検知される。
【００６６】
一方、カートリッジケース１２１にインクカートリッジ１０Ｂが装着される場合は、スライダ２４が検知されてから（時刻Ｔ０）、前壁１４１が検知されるまで（時刻Ｔ２）、時間ΔＴ１１よりも短い時間ΔＴ１２を要する。これは、コイルバネ２６，２７が収縮した状態で固着されており、スライダ２４と前壁１４１との間隙が狭くなっていることが原因である。
【００６７】
なお、インクカートリッジ１０Ａ，１０Ｂが更に奥部側へ挿入されると、インジケータ部６２が光路１１５に交差する。このとき、光はインジケータ部６２によって遮蔽されるため、信号レベルはＬＯＷとなる。一方、インジケータ部６２が上記上位位置にある場合は、光は受光素子１１４に到達するため、信号レベルはＨＩＧＨとなる。
【００６８】
［判定装置２００］
次に、図８を参照して、本発明のインクカートリッジ判定装置の一例である判定装置２００について説明する。この判定装置２００は、インクカートリッジ１０Ａとインクカートリッジ１０Ｂとを識別可能に構成されている。ここに、図８は、判定装置２００の概略構成を示すブロック図である。
【００６９】
図８に示されるように、判定装置２００は、主制御部２５０と、上述した光センサ１２３とを備える。以下、主制御部２５０について説明する。なお、光センサ１２３の構成については上述の説明を参照されたい。
【００７０】
主制御部２５０は、判定装置２００の全体動作を制御するものである。主制御部２５０は、図８に示されるように、ＣＰＵ２５１、ＲＯＭ２５２、ＲＡＭ２５３、ＥＥＰＲＯＭ２５４、及びＡＳＩＣ２５５を主とするマイクロコンピュータとして構成されている。主制御部２５０内では、各部それぞれがバス２５７を介して通信可能に接続されている。
【００７１】
ＲＯＭ２５２には、ＣＰＵ２５１が複合機１０の各種動作を制御するためのプログラムなどが格納されている。ＲＡＭ２５３は、ＣＰＵ２５１が上記プログラムを実行する際に用いる各種データを一時的に記録する記憶領域又は作業領域として使用される。ＥＥＰＲＯＭ２５４には、電源オフ後も保持すべき設定やフラグ等が格納される。
【００７２】
ＡＳＩＣ２５５に、光センサ１２３が接続されている。詳細には、光センサ１２３の発光素子１１３及び受光素子１１４がＡＳＩＣ２５５に接続されている。発光素子１１３は、ＡＳＩＣ２５５から受けた駆動信号に基づいて光を出射する。受光素子１１４は、受光した光の輝度（受光量）に応じた信号をＡＳＩＣ２５５に出力する。ＡＳＩＣ２５５は、入力した信号を解析して、その信吾の電気的レベル（電圧値又は電流値）が所定の閾値以上であるかどうかを判断する。所定の閾値以上である場合に、当該信号レベルをＨＩＧＨと判定し、所定の閾値未満の場合に当該信号レベルをＬＯＷと判定する。
【００７３】
本実施形態では、光センサ１２３の受光素子１１４から出力された信号に基づいて、カートリッジケース１２１に装着されるインクカートリッジ１０の状態が主制御部２５０によって判定される。以下、図９のフローチャートを参照しながら、カートリッジケース１２１に装着されるインクカートリッジ１０が、インクカートリッジ１０Ａであるかインクカートリッジ１０Ｂであるかを判定する状態判定処理の手順について説明する。ここに、図９は、主制御部２５０によって行われる状態判定処理の手順の一例を示すフローチャートである。
【００７４】
まず、ステップＳ１において、スライダ２４が検知されたかどうかが判断される。かかる判断は、光センサ１２３の信号レベルに基づいて行われる。具体的には、光センサ１２３の光路にスライダ２４が進入したときに、光センサ１２３の信号レベルがＨＩＧＨからＬＯＷに変化したかどうかによって判断される（図７の時刻Ｔ０参照）。ここで、スライダ２４が検知されたと判断されると（Ｓ１のＹｅｓ）、次のステップＳ２において、その検知タイミング（検知時刻）がＲＡＭ２５３に記憶される。なお、ステップＳ１の判断処理は、スライダ２４が検知されるまで行われる。
【００７５】
次のステップＳ３では、前壁１４１が検知されたかどうかが判断される。かかる判断は、光センサ１２３の信号レベルに基づいて行われる。具体的には、光センサ１２３の光路に前壁１４１が進入したときに、光センサ１２３の信号レベルがＨＩＧＨからＬＯＷに変化したかどうかによって判断される（図７の時刻Ｔ２，Ｔ３参照）。ここで、前壁１４１が検知されたと判断されると（Ｓ３のＹｅｓ）、次のステップＳ４において、その検知タイミング（検知時刻）がＲＡＭ２５３に記憶される。なお、ステップＳ３の判断処理は、前壁１４１が検知されるまで行われる。
【００７６】
次のステップＳ５では、主制御部２５０によって、ＲＡＭ２５３に記憶された２つの検知タイミングから、その時間差ΔＴが算出される。その後、ステップＳ６において、算出された時間差ΔＴと予め定められた基準値とが比較され、上記時間差ΔＴが上記基準値以上であるかどうかが判断される。上記基準値としては、例えば、インクカートリッジ１０Ａがカートリッジケース１２１に挿入された場合の上記時間差ΔＴ１１（図７（Ａ）参照）の統計や、インクカートリッジ１０Ｂがカートリッジケース１２１に挿入された場合の上記時間差ΔＴ１２（図７（Ｂ）参照）の統計を予め取得しておき、その統計データに基づいて、インクカートリッジ１０Ａかインクカートリッジ１０Ｂかの判定が可能な閾値を定めることにより得られる。このように得られた基準値は、ＲＡＭ２５３に予め記憶されている。なお、ステップＳ６の判定は、時間差ΔＴと上記基準値とを比較する方法に限られず、例えば、時間差ΔＴが所定の基準範囲内であるかどうかによって判定する方法を採用することも可能である。
【００７７】
本実施形態では、ステップＳ６において、時間差ΔＴが上記基準値未満であると判定されると（Ｓ６のＮｏ）、インクカートリッジ１０Ｂを示すビットフラグがＣＰＵ２５１のレジスタやＲＡＭ２５３等にセットされる（Ｓ８）。一方、ステップＳ６において、時間差ΔＴが上記基準値以上であると判定されると（Ｓ６のＹｅｓ）、インクカートリッジ１０Ａを示すビットフラグがＣＰＵ２５１のレジスタやＲＡＭ２５３等にセットされる（Ｓ７）。
【００７８】
なお、ＣＰＵ２５１のレジスタやＲＡＭ２５３等にセットされたフラグは、ＣＰＵ２５１によって、インクカートリッジ１０の状態を示す情報として判定装置２００に接続された表示部などに出力してもよい。
【００７９】
このように、本実施形態の判定装置２００によれば、インクカートリッジ１０が装着される過程において、光センサ１２３の信号レベルに基づいてインクカートリッジ１０の状態、具体的には、コイルバネ２６，２７が正常なインクカートリッジ１０Ａか、或いは、コイルバネ２６，２７が異常なインクカートリッジ１０Ｂかが確実に且つ正確に判定される。
【００８０】
なお、上述の実施形態では、状態判定処理のみを行う専用機器としての判定装置２００について説明したが、例えば、インクジェットプリンタなどの画像記録装置の制御部に判定装置２００が行う状態判定処理を実行させることにより、本発明を具現化してもかまわない。
【図面の簡単な説明】
【００８１】
【図１】図１は、インクカートリッジ１０の外観構成を模式的に示す斜視図である。
【図２】図２は、インクカートリッジ１０の構成を示す模式図であり、（Ａ）にインクカートリッジ１０の背面図が示されており、（Ｂ）にインクカートリッジ１０の縦断面図が示されている。
【図３】図３は、インク供給装置１２０の縦断面構造を模式的に示す断面図である。
【図４】図４には、スライダ２４が光センサ１２３の検知領域に挿入された状態が示されている。
【図５】図５には、スライダ２４が壁面１２９に当接した状態が示されている。
【図６】図６には、コイルバネ２６，２７が収縮してスライダ２４が第２位置に移動した状態が示されている。
【図７】図７は、光センサ１２３の信号レベルを示す時系列波形であり、（Ａ）には、正常なインクカートリッジ１０Ａの装着過程における時系列波形が示されており、（Ｂ）には、異常なインクカートリッジ１０Ｂの装着過程における時系列波形が示されている。
【図８】図８は、判定装置２００の概略構成を示すブロック図である。
【図９】図９は、主制御部２５０によって行われる状態判定処理の手順の一例を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００８２】
１０・・・インクカートリッジ
１２・・・インク室
２４・・・スライダ
６０・・・アーム
６２・・・インジケータ部
６３・・・フロート部
８１・・・大気連通口
９１・・・インク供給口
１２０・・・インク供給装置
１２１・・・カートリッジケース
１２３・・・光センサ
１１３・・・発光素子
１１４・・・受光素子
１１５・・・光路
１４０・・・検知部
１４１・・・前壁
１４７・・・空間
２００・・・判定装置
２５０・・・主制御部
２５１・・・ＣＰＵ
２５３・・・ＲＡＭ
２５４・・・ＥＥＰＲＯＭ
【図１】
2009132105.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
2009132105.tif 000006
【図５】
2009132105.tif 000007
【図６】
2009132105.tif 000008
【図７】
2009132105.tif 000009
【図８】
2009132105.tif 000010
【図９】
2009132105.tif 000011