JP2003039694A

JP2003039694A - インクの残量検出方法およびインクジェット記録装置

Info

Publication number: JP2003039694A
Application number: JP2001232919A
Authority: JP
Inventors: Masao Maeda; 昌雄前田
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2001-07-31
Filing date: 2001-07-31
Publication date: 2003-02-13
Anticipated expiration: 2021-07-31
Also published as: US6648436B2; US20030025741A1; JP3577010B2

Abstract

(57)【要約】【課題】インクジェットプリンタにおいて、センサを
用いた低コストかつ簡易な構成でインク残量を細かなレ
ベルまで正確に検出することを可能とする。【解決手段】インクが所定量以下となったことを検出
できる比較的低コストのセンサと記録動作等で消費した
量を保持するカウンタＣ２とを併用し、センサがインク
量の所定量以下である、インクなしを検出したとき(Ｓ
３０１)、前回の処理ではセンサがインクありを検出し
ていると判断した場合は(Ｓ３０２)、そのときのカウン
タＣ２の内容をセンサが上記インクなしを検出するとき
のレベル(Ｎ)に対応するしきい値Ｔ２とし(Ｓ３０３)、
次回の残量算出ではこのしきい値Ｔ２を用いて残量Ｌを
算出する(Ｓ３１２)。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、インクジェット記
録装置およびインクジェット記録装置において用いるイ
ンクの残量検出方法に関し、詳しくは、インク残量のレ
ベルを検出する残量検出方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、インクジェットプリンタなどのイ
ンクを用いる記録装置では、インクが無くなったりある
いは記録に支障が出る程度のインク量になったときに、
記録動作を停止したりユーザにインクタンクの交換を促
す表示を行うなどのため、インク残量の検出を行なうも
のがある。そして、その検出方法としては種々の方法が
提案されている。例えば、インクによる遮光を利用して
光学的に検出する光学的センサ、インクの有無に応じた
抵抗値の変化によって電気的に検出する電気的センサ、
インクの量に応じたレバーなどの部材の動作に応じて機
械的に検出する機械的センサなど、インクの有無や残量
を直接的に検出するセンサが知られている。また、記録
動作や回復動作等各種動作において消費されるインク量
を、データとして累積し、これに基いて残量を算出し推
定する方法も知られている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、光学
的、電気的もしくは機械的に検出するセンサは、インク
残量がある一定量以下であるか否かといったインクの有
無を検出することは比較的簡易な構成でかつ低コストで
検出可能であるが、インク残量の細かなレベルを検出す
るには、そのための制御が複雑になったり検出のための
部品コストがかかるなどのデメリットがある。

【０００４】一方、インク消費量を累積しこれに基く算
出によって残量を推定する方法は、それほどのコストを
要することなく残量の細かなレベルの検出が可能である
という利点がある。しかし、記録ヘッドの吐出量や回復
機構の性能ばらつきによる各種動作について算出される
インク消費量自体にばらつきがあることがあり、また、
インクタンクの容積やインク充填量等のばらつきがあ
り、推定した残量と実際のインク残量との間の誤差が大
きい場合がある。また、これらの誤差を考慮すると一定
のマージンを持って残量検出をする必要があり、そのた
めインクタンク内にまだインクが残っているにもかかわ
らず、例えば記録動作の停止やインクなしエラーの表示
がなされるなどの問題がある。

【０００５】本発明は、上述した問題を解消するために
なされたものであり、その目的とするところは、センサ
を用いた低コストかつ簡易な構成でインク残量を細かな
レベルまで正確に検出することが可能インクジェット記
録装置およびインクの残量検出方法を提供することにあ
る。

【０００６】

【課題を解決するための手段】そのために本発明では、
インク容器のインク残量を検出するインク残量検出方法
において、インク容器におけるインク残量が所定レベル
以下か否かを検出するセンサ手段と、該センサ手段が検
出した前記所定レベル以下または以下でないいずれかの
状態を記憶する検出状態記憶手段と、インク容器のイン
クが消費される量を当該インクを用いる手段の動作に基
いて算出する算出手段とを用意し、前記算出手段が算出
するインク消費量と、前記算出手段が算出するインク消
費量が前記センサ手段にかかる前記所定レベルに達する
と推定されるインク消費量としてのしきい値とを用い
て、前記所定レベルを基準としたインク残量を求める、
工程を有し、前記センサ手段が前記所定レベル以下であ
ることを検出し、かつ前記検出状態記憶手段が記憶する
状態が前記所定レベル以下でない状態であるとき、前記
算出手段が算出するインク消費量を前記しきい値の内容
とすることを特徴とする。

【０００７】また、インクを吐出する記録ヘッドと該記
録ヘッドに供給するインクを貯留したインク容器を用い
記録媒体に記録を行なう装置であって、前記インク容器
のインク残量を検出するインクジェット記録装置におい
て、インク容器におけるインク残量が所定レベル以下か
否かを検出するセンサ手段と、前記センサ手段が検出し
た前記所定レベル以下または以下でないいずれかの状態
を記憶する検出状態記憶手段と、インク容器のインクが
消費される量を当該インクを用いる手段の動作に基いて
算出する算出手段と、前記算出手段が算出するインク消
費量と、前記算出手段が算出するインク消費量が前記セ
ンサ手段にかかる前記所定レベルに達すると推定される
インク消費量としてのしきい値とを用いて、前記所定レ
ベルを基準としたインク残量を求める残量算出手段と、
を備え、前記センサ手段が前記所定レベル以下であるこ
とを検出し、かつ前記検出状態記憶手段が記憶する状態
が前記所定レベル以下でない状態であるとき、前記算出
手段が算出するインク消費量を前記しきい値の内容とす
ることを特徴とする。

【０００８】以上の構成によれば、インク残量を求める
にあたって、上記センサ手段が上記所定レベル以下であ
ることを検出し、かつ上記検出状態記憶手段が記憶する
状態が上記所定レベル以下でない状態であるとき、上記
算出手段が算出するインク消費量を上記しきい値の内容
とするので、このしきい値を次回のインク残量を求める
処理に用いることができ、このインク残量算出における
しきい値の値をセンサ手段が所定レベル以下であること
を検出したときに対応した値に補正することが可能とな
る。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施形態を詳細に説明する。

【００１０】＜実施形態１＞図１は本発明の第一の実施
例にかかわるインクジェットプリンタ１の構成を示す模
式的正面図である。

【００１１】図において、ガイドシャフト２に案内され
て、図中矢印ＡおよびＢ方向に往復移動するキャリッジ
３上には、ブラックＫ、シアンＣ、マゼンタＭ、イエロ
ーＹのインクをそれぞれ吐出するノズル列が設けられた
各色インクごとの記録ヘッド４と、これらの記録ヘッド
に供給するインクを貯留した各色インクごとのインクタ
ンク５が搭載されており、このキャリッジ３は一部が接
続するベルト６を介して伝達されるキャリッジモータ７
の駆動力によって上記往復移動が可能となる。このキャ
リッジ３の移動により記録ヘッド４を用紙などの記録媒
体８に対して走査し、この走査の間に記録ヘッド４のノ
ズルに対応した吐出ヒータに駆動パルスを与えることに
よりインクを吐出し記録を行うことができる。すなわ
ち、本実施形態の記録ヘッドは吐出ヒータが駆動パルス
の印加によって発生する熱エネルギーを利用してインク
に気泡を生じさせ、この気泡の圧力によってインクを吐
出するものである。記録媒体８は、記録ヘッド４の一走
査毎に搬送モータ９により駆動される搬送ローラ１０に
よって、図中矢印Ｃ方向(図の紙面に垂直な方向)に所定
量ずつ送られ、これを繰り返すことにより記録媒体８の
１ページ分の記録を行なう。

【００１２】キャリッジ３が、図中Ｘ１で示す位置に移
動するそれぞれのインクタンク５と対向する位置には、
図７以降で後述される光学的にインク残量を検出するセ
ンサ１１が設けられる。これにより、キャリッジ３の位
置Ｘ１への移動もしくは記録ヘッド４の走査で位置Ｘ１
に移動するごとにこのセンサ１１によってそれぞれのイ
ンクタンクのインク残量を検出できる構成となってい
る。本実施形態では、図４、図６にて後述されるよう
に、記録ヘッド４の一回の走査ごとにセンサ１１の出力
が取り込まれ、図６にて後述されるインク残量更新処理
に用いられる。すなわち、本実施形態では、残量が一定
量以下になったか否か(残量の有無)を検出する、比較的
低コストで簡易な構成のセンサとして光学的センサを用
いるが、これの代わりに、前述した公知の電気的あるい
は機械的なセンサを用いてもよいことはもちろんであ
る。

【００１３】キャリッジ３が記録媒体８から矢印Ｂ方向
に外れた位置Ｘ２にあるときに記録ヘッド４と対向する
位置には、記録ヘッド４の吐出状態を良好に保つための
回復機構１２が設けられている。この回復機構１２はキ
ャップやブレードなどを備え、非記録時などにキャップ
によって各記録ヘッドのノズル配設面を覆うキャッピン
グを行ない、ノズル内のインクの増粘を防止したり、キ
ャピング状態でノズル内からインクを吸引して増粘等し
たインクを排出する吸引回復処理を行なうことができ
る。また、これらのキャップ内には対応する記録ヘッド
から記録に関与しない予備吐出の際に、インクが吐出さ
れる。さらに、各記録ヘッドに対応するブレードでノズ
ル配設面をワイピングし液滴や塵埃を取り除いたり、異
なる色のインクの混色を防止したりすることができる。

【００１４】図２は、図１に示したインクジェットプリ
ンタ１の制御系の構成を示すブロック図である。

【００１５】マイクロプロセッサ形態のＣＰＵ１３は内
部バス１４を介して接続されたＲＯＭ形態のプログラム
メモリ１５に格納された制御プログラムおよびＲＡＭ形
態のデータメモリ１６の内容にしたがって動作する。

【００１６】データメモリ１６にはインク残量センサ１
１がインクタンク５のインクなし状態を検出した時点か
らのインク消費量をカウントする、それぞれのインクタ
ンクごとのインクカウンタＣ１と、新しいインクタンク
５が装着されてからのインク消費量をカウントする、そ
れぞれのインクタンクごとのインクカウンタＣ２のカウ
ント値を格納する領域がそれぞれ設けられている。これ
らのカウンタは、図４および図５にて後述されるよう
に、記録動作で記録ヘッドから吐出されて消費されるイ
ンク量と吸引回復や予備吐出によって消費されるインク
量とを、それぞれ上述した時点からカウントする。さら
に、データメモリ１６には、上記カウンタＣ１、Ｃ２と
同様、図６にて後述する処理で用いられるしきい値Ｔ２
とインク有無フラグＦを記憶する領域も設けられる。し
きい値Ｔ２は、新しいインクタンク５を装着してから残
量センサ１１がインクタンクのインクなしを検出するま
でに消費すると想定されるインク消費量に対応するもの
であり、また、インク有無フラグＦは、最後にインク残
量センサ１１でインクタンク５のインクの有無を検出し
た結果を記憶するものである。

【００１７】インタフェース制御回路１７からインタフ
ェースケーブル１８を介して接続されたホストコンピュ
ータ１９から受信した記録データは、データメモリ１６
中の各色毎の記録バッファメモリ２０に記録画像データ
として展開格納される。記録バッファメモリ２０に展開
された各色毎の記録画像データはヘッド制御回路２１を
介して記録ヘッド４のドライバへ送られる。

【００１８】このとき、ヘッド制御回路２１ではそれぞ
れの記録ヘッド４へ送った記録画像データが示す吐出イ
ンク滴数(以下、インクドット数ともいう)をカウントし
ており、ＣＰＵ１３はヘッド制御回路２１のレジスタを
読み取ることにより、各記録ヘッドが走査ごとに消費し
たインクドット数を取得することができる。そして、そ
の値はインク量に換算されて上記のカウンタＣ１および
Ｃ２に累積されることになる。

【００１９】ＣＰＵ１３は、モータ制御回路２２を介し
てキャリッジモータ７、搬送モータ９、回復機構駆動モ
ータ２３を制御する。また、ＣＰＵ１３は、センサ回路
２４を通じて、光学インクセンサ１１の出力値を読取
り、各色インクタンク５内のインクの有無を検出するこ
とができる。

【００２０】さらに、本プリンタ１からインタフェース
ケーブル１８を介して接続されたホストコンピュータ１
９へ各種情報を通知することもでき、これにより、本プ
リンタ１で算出したインク残量情報、すなわち、図６に
て後述されるインク残量レベルをホストコンピュータ１
９へ通知し、ホストコンピュータ１９上の画面にインク
残量表示を行うことができる。

【００２１】図３は、ホストコンピュータ１９の画面に
おけるインク残量表示形態を示し、また、インク残量レ
ベルを説明する図である。

【００２２】インクタンク５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋそれ
ぞれのインク残量は図示のように棒グラフとして表示さ
れる。図６にて後述されるように、残量レベル情報Ｌが
残量情報として本プリンタで算出され、この情報がホス
トコンピュータ１９に送られることにより、ホストコン
ピュータ１９はこの残量レベル情報Ｌに従い図３に示す
ような表示を行なう。新しいインクタンク５が装着され
た直後は残量レベル情報Ｌは、図３においてレベルＮ＋
Ｍに対応しその表示がなされ、また、残量センサ１１が
インクタンク５のインクなし状態を検出した時点では、
本来残量レベル情報Ｌは、図３におけるレベルＮに対応
するが、図６にて後述されるように複数の値をとり得る
ものであり、それに応じたレベルの表示がなされる。さ
らに、所定のインク量を消費した時点でインクなしエラ
ーを表示し、このときレベル情報Ｌは図３においてレベ
ル０に対応しその表示がなされる。

【００２３】図３におけるレベルＮ＋ＭからレベルＮま
での間は、残量レベル情報Ｌの値に応じて、Ｍ段階に等
分されたいずれかのレベルに丸めて表示される。この１
段階の大きさを示す単位幅Ｕｍは検出する残量レベルの
細かさを示し、プリンタの仕様などに応じて定められる
ものである。また、この単位幅Ｕｍは、図６にて後述さ
れるように残量レベル情報Ｌの算出に用いられるもので
ある。同様に、レベルＮからレベル０の間はＮ段階に等
分されたいずれかのレベルに丸めて表示され、また、単
位幅Ｕｎは図６にて後述される残量レベル情報Ｌの算出
に用いられる。

【００２４】図４は，インクジェットプリンタ１の記録
動作の処理手順を示すフローチャートである。

【００２５】インクジェットプリンタ１は、１ページの
記録開始に先だち、まず記録媒体の給紙動作を行う（ス
テップＳ１０１）。次に、インクジェット記録装置１
は、ホストコンピュータ１９から１バンド分すなわち各
記録ヘッド４の一走査分の記録データを受信し（ステッ
プＳ１０２）、記録ヘッド４を走査して受信した１バン
ド分の記録動作を行う（ステップＳ１０３）。

【００２６】この記録動作の間に、インクジェットプリ
ンタ１では、ヘッド制御回路２１のレジスタを読み取る
ことにより記録動作で消費したインクドット数をインク
量に換算した量の消費量Ｄ１を取得するとともに（ステ
ップＳ１０４）、図６にて後述されるインク残量更新処
理を行う（ステップＳ１０５）。

【００２７】以上のステップＳ１０１からステップＳ１
０５を繰り返したのち（ステップＳ１０６）、１ページ
の記録を終了すると、記録媒体の排紙動作を行い（ステ
ップＳ１０７）、本記録動作を終了し、次のページの記
録指示を待機する。

【００２８】図５は、インクジェットプリンタ１におい
て実行される回復動作時の処理手順を示すフローチャー
トである。

【００２９】本インクジェットプリンタ１は、上述した
吸引回復処理や予備吐出を、記録開始時や記録動作中の
所定回数などのそれぞれの所定タイミングで実行する
（ステップＳ２０１）。そして、それぞれの実行ごとに
その回復処理で消費したインク量を消費量Ｄ２として取
得するとともに、上述の記録動作の場合と同様、インク
残量更新処理を行ない（ステップＳ２０２）、本処理を
終了する。

【００３０】図６は、上述のステップＳ１０４およびス
テップＳ２０２で行われるインク残量更新処理の詳細な
処理手順を示すフローチャートである。なお、本処理
は、インクタンク５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋそれぞれにつ
いて行なわれることはもちろんである。以下では、一つ
のインクタンクに関する処理について説明するが、他に
ついても同様であることは明らかである。

【００３１】本処理では、まずインク残量センサ１１の
出力値を取り込み、その出力より各インクタンク５のイ
ンクの有無を判断する（ステップＳ３０１）。ここで、
インクタンク５が、センサ１１がインク無しを検出した
状態である、インクなし状態であると判断したときは、
インク有無フラグＦによって前回のインクタンク５のイ
ンク有無検出状態をチェックする（ステップＳ３０
２）。インク有無フラグＦがインクあり状態を示すもの
であるときは、センサ１１の出力が今回の検出で始めて
インクあり状態からインクなし状態へ変化したことにな
る。この場合は、カウンタＣ２の内容を次回の処理で用
いるしきい値Ｔ２として記憶する（ステップＳ３０
３）。これにより、カウンタ２の内容とセンサ１１がイ
ンクなし状態を検出するときの値に対応するしきい値Ｔ
２の内容とを一致させることができ、インク消費量等の
個体差ばらつきによりカウンタＣ２の内容に誤差があっ
ても、次回以降のしきい値Ｔ２を補正することでばらつ
きが吸収されるため、後述のステップＳ３１２のインク
残量レベルＬの算出を正確に行なうことができる。さら
に、インク有無フラグＦが上記のようにインクあり状態
のときはインクなし状態にセットし、インクなしのとき
はそのままとする処理を行なう（ステップＳ３０４）。

【００３２】次に、図２にて前述したインクカウンタＣ
１に、記録動作にかかるインク消費量Ｄ１または回復動
作にかかるインク消費量Ｄ２を加算する（ステップＳ３
０５）。そして、インク残量レベルを算出するが、ここ
で、インクカウンタＣ１の内容が、インクタンク５でイ
ンクなし状態が検出された後のインク残量レベルの計算
に用いられるしきい値Ｔ１を超えているか否かを調べる
（ステップＳ３０６）。ここで、しきい値Т１は、セン
サ１１がインクなしを検出した後インクなしエラーまで
に消費すべきインク量、すなわち、図３に示したレベル
と単位幅を用いて、Ｎ×Ｕｎと表されるものである。イ
ンクカウンタＣ１の内容がしきい値Ｔ１を超えていない
ときは、インク残量レベルＬをＬ＝（Ｔ１−Ｃ１）／Ｕｎ＋１として算出する（ステップＳ３０７）。なお、上記の式
の計算は整数演算として扱われ、式中の除算により発生
する少数部分は切り捨てられるものとする。一方、イン
クカウンタＣ１がしきい値Ｔ１を超えているときは、イ
ンクなしエラーをホストコンピュータに通知した上で
（ステップＳ３０８）、インク残量レベルＬを０とする
（ステップＳ３０９）。

【００３３】一方、ステップＳ３０１においてインクタ
ンク５のインク有りの状態を検出しているときは、イン
ク有無フラグＦをインクあり状態にセットし（ステップ
Ｓ３１０）、次に、インクカウンタＣ２の内容にインク
消費量Ｄ１またはＤ２を加算する（ステップＳ３１
１）。そして、インク残量レベルＬをＬ＝Ｎ＋（Ｔ２−Ｃ２）／Ｕｍ＋１として算出する（ステップＳ３１２）。上記の式の計算
も同様に整数演算として扱われ、式中の除算により発生
する少数部分は切り捨てられるものとする。

【００３４】最後に、以上のステップＳ３０１からＳ３
１２の処理で求めたインク残量レベル情報Ｌをホストコ
ンピュータ１９へ通知し(ステップＳ３１３)、本処理を
抜ける。この通知により、ホストコンピュータ１９の画
面上に図３に示しようなインク残量表示が行われる。

【００３５】以上述べたような処理を行うことにより、
インクタンク５内のインク有無のみを検出する安価なセ
ンサ１１を用いてインク残量を段階表示することが可能
になる。また、記録ヘッドの吐出量や回復機構の性能ば
らつきによる各種動作のインク消費量やインクタンク５
のインク容量およびインク充填量のばらつき等によりイ
ンク残量推定に誤差が生じたとしても、インク残量セン
サ１１によるインクタンク５のインクなし状態検出時点
でのカウンＣ２の内容で補正したしきい値を基に次のイ
ンク残量レベル算出を行うため、カウンタの内容に誤差
があっても、正確なインク残量検出が可能となる。

【００３６】＜実施形態２＞上述の実施形態１では、イ
ンクタンク５においてインクあり状態からインクなし状
態へ変化した時点でのカウンタＣ２の値をそのまま次の
処理で用いるしきい値Ｔ２として記憶する場合を説明し
たが、複数回の履歴を記憶するようにして、平均値を算
出あるいはその他の演算処理により次の処理で用いるし
きい値Ｔ２を算出するようにすればなお効果的である。

【００３７】図７〜図１２は、上記の実施形態で用いた
光学的インク残量センサ１１の具体的構成と残量の検出
のいくつかの例を説明する図である。

【００３８】図７は、インクを吐出する記録ヘッド７０
１と、この記録ヘッドに供給するインクを収容するイン
クタンク７００の構成、ならびに、インクタンク７００
内のインクの残量低下を光学センサにより検知する構成
を説明する図である。

【００３９】インクタンク７００は、リブ７１５によっ
て複数のインク室に分けられており、図７に示す構成で
は、複数のインク室は、インクをそのままの状態で収容
するインク収容部７１６と、スポンジのような多孔質体
や繊維によって構成される負圧発生部材７１３を収容し
た負圧発生部材収容部７１４とから構成されている。ま
た、このインク収容部７１６と負圧発生部材収容部７１
４とはインクタンク７００の底部７１１の隙間部７０８
によって連通しており、負圧発生部材収容部７１４に収
容されるインクは、負圧発生部材７１３によってインク
が流出しないよう負圧が保たれている。

【００４０】図７では、交換可能なインクタンク７００
の負圧発生部材収容部７１４側のインク室に開口部７０
５が設けられ、また、この開口部７０５にジョイント部
材７０７が挿入され、インクジェット記録ヘッド７０１
にインクが供給されるよう構成されている。また、負圧
発生部材収容部７１４には大気連通口７１０が設けられ
ている。

【００４１】インクジェットプリンタにおいて記録を行
うと、記録ヘッド７０１に設けられているノズルからイ
ンクが吐出され、インクタンク７００にインク吸引力が
発生する。インクタンク７００内のインク７０９はこの
吸引力により、まず負圧発生部材１３に保持されるイン
クが少し使われ、その後、インク収容部７１からリブ７
１５の端部とインクカートリッジ底部７１１との隙間部
７０８を通り負圧発生部材収容部７１４へ負圧発生部材
７１３を通ってジョイント部材７０７内に引き込まれ記
録ヘッド７０１へ供給される。これにより、隙間部７０
８以外は密閉しているインク収容部７１６の内部の圧力
が低下し、インク収容部７１６と負圧発生部材収容部７
１４との間に圧力差を生じる。記録が継続して行われる
とその圧力差は上昇を続けるが、負圧発生部材収容部７
１４の上部は大気連通口７１０により大気に解放されて
いるため空気は負圧発生部材７１３を通ってリブ端部と
インクカートリッジ底部７１１との隙間部７０８からイ
ンク収容部７１６に入る。この時点でインク収容部１６
と負圧発生部材収容部１４との間に圧力差が解消され
る。記録装置が稼働中はこの動作が繰り返され、インク
収容部７１６内のインクはインク収容部７１６内の壁面
に付着するインク以外はほぼ全て使用される。

【００４２】記録装置内の、インクタンク７００の使用
時における底面側の位置に、図７および図８に示すよう
に、インク収容部７１６内のインク残量が所定レベルよ
り低下したことを検出するためのインク検出手段７０３
が設けられている。このインク検出手段７０３は、イン
ク収容部７１６の底面の透明な部分に対し光を発する発
光素子８２１と、発光素子の対向する位置で光を受ける
受光素子８２２とで構成されており、インク収容部７１
６内にインク７０９が満たされているときにはインク７
０９により、正確にはインク７０９に含まれる染料ある
いは顔料により光路が遮断され、受光素子８２２の出力
が出力されないが、インク収容部７１６内のインク７０
９の残量が所定レベルより低下したとき、受光素子８２
２が受光したことを示す出力が得られる。この受光素子
の出力に基づいて、インク収容部７１６内のインク残量
が所定レベルより低下したことが検出される。

【００４３】このようにして、インクタンク７００内の
インク残量として、インク収容部７１６内のインク残量
がほぼ無くなった状態、つまり、所定レベルより低下し
た状態を検出することができる。

【００４４】図９は、残量センサのさらに他の例を示す
図である。

【００４５】図７に示す構成は、図８に示すようにイン
クタンク７００のインク室のうち、インクをそのままの
状態で貯留するインク収容部７１６内のインク残量の低
下を、光が透過するか否かに応じて検出するものであっ
たが、以下に示す構成は、インクタンクが使用される状
態における底面にプリズム状の部材を設け、その部材を
構成する壁面における光の反射を利用し、その部材にイ
ンクが接触する程度にインクが残っているか否かを検出
するものである。

【００４６】図９はインクタンク７００の概略構成を示
す側面図である。図９において、図７と同じ構成、もし
くは同等の機能のために設けられた構成については、図
７と同じ符号を付している。

【００４７】図９に示すインクタンク７００は、図７に
示すインクタンクと同様に、リブ７１５で仕切られた複
数のインク室で構成されており、吸収体である負圧発生
部材７１３を収容した負圧発生部材収容部７１４と、イ
ンクを液体の状態そのままで収容するインク収容部７１
６とが、リブ７１５の底部で連通している。

【００４８】なお、この図９に示す構成では、負圧発生
部材収容部７１４の内部の上側に、突出する形態で複数
個のリブ７２０が一体に成形され、負圧発生部材収納室
３４０に圧縮状態で収容される負圧発生部材７１３と当
接している。また、上壁７００Ｕと負圧発生部材７１３
との間にエアバッファ室７４０が形成されている。

【００４９】この図９に示すインクタンクの底面７００
Ｂには、インク収容部７１６内のインク残量の低下を検
出するために用いるプリズム１８０設けられている。イ
ンクタンク７００は、半透明の光透過性材料、例えば、
ポリプロピレンなどの材料で形成され、前述のプリズム
１８０はインクタンク７００と一体的に形成されてい
る。また、プリズム１８０は一般的な三角プリズムの底
面中央の一部に凹状部２００が設けられた形をしてい
る。

【００５０】次に、このプリズム１８０を用いた検出の
原理について図１０を参照して説明する。なお、図１０
においては、凹状部２００を省略している。

【００５１】図１０はインクタンクの底面に設けられた
光透過型プリズムとそのプリズムに光を照射する発光素
子１００１及びその光を受光する受光素子１００２の位
置関係を示す図である。なお、発光素子１００１と受光
素子１００２は記録装置本体側に設けられている。

【００５２】プリズム１８０はインクタンク７００の底
面７００Ｂと一体に形成されており、プリズム１０６０
にインクタンク７００の外部下方から、発光素子１００
１からの光が入射される。

【００５３】さて、その入射光はインクタンク７００の
インク収容部７１６内部にインクが充分に充填されてい
る場合には光路Ａから光路Ｂ'という経路を辿りインク
内に吸収されてしまう。これに対して、インクが消費さ
れインク収容部７１６内にインクがなくなっている場
合、図１０に示すように、その入射光はプリズム１８０
の斜辺部で反射され、光路Ａから光路Ｂ、さらに光路Ｃ
とを経て受光素子１００２へと至る。従って、インク収
容部７１６内にインクが有る場合と、インク残量が低下
した場合とで、受光素子１００２により受光する光量が
異なり、その受光素子１００２の出力に基づいて、イン
ク残量が所定量以下に低下した状態であるか否かを検出
することができる。なお、プリズム１８０の斜辺部にお
いて光の反射が異なるのは、プリズム１８０を構成する
部材、インク、および空気における光の屈折率によるも
のであり、インク残量が低下して斜辺部にインクが接触
していない場合、斜辺部において光が全反射し、受光素
子１００２の受光量が大きくなる。また、斜辺部にイン
クが接触する程度にインクが残っている場合、プリズム
１８０の部材とインクの屈折率により、斜辺部で全反射
が生じず、光はインク収容部７１６内に進むこととな
る。

【００５４】このようにして、インクタンク７００内の
インク残量として、インク収容部７１６内のインク残量
がほぼ無くなった状態、つまり、所定量より低下した状
態を検出することができる。

【００５５】図１１は、図９と同様にインクタンク７０
０のインク収容部７１６にプリズム１８０を設けた構成
を示すものである。図９と同構成については同じ符号を
付している。

【００５６】図９と相違する点はインク収容部７１６に
設けたプリズム１８０の方向である。図１２は、プリズ
ム１８０を、図１１の矢印ａ方向から見た拡大図であ
る。

【００５７】この図１１に示すようにプリズム１８０を
配置したインクタンク７００を用いる記録装置において
は、そのプリズム１８０の配置方向に合わせて前述の発
光素子と受光素子を装置内に設ける必要がある。

【００５８】この図１１に示す構成では、プリズム１８
０を構成する斜辺部の面積を大きくとることができ、図
９に示す構成と比較して、照射された光をプリズムの面
で正確に捕捉することができる。

【００５９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
インク残量を求めるにあたって、上記センサ手段が上記
所定レベル以下であることを検出し、かつ上記検出状態
記憶手段が記憶する状態が上記所定レベル以下でない状
態であるとき、上記算出手段が算出するインク消費量を
上記しきい値の内容とするので、このしきい値を次回の
インク残量を求める処理に用いることができ、このイン
ク残量算出におけるしきい値の値をセンサ手段が所定レ
ベル以下であることを検出したときに対応した値に補正
することが可能となる。

【００６０】この結果、インク消費量算出に誤差があっ
ても、インク所定レベル以下か否かのみを検出する比較
的安価なセンサを用いてインク残量検出を細かなレベル
まで正確に行うことが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態にかかわるインクジェット
プリンタの概略構成を示す模式的正面図である。

【図２】上記インクジェットプリンタの制御系の構成を
示すブロック図である。

【図３】本発明の一実施形態にかかわるインク残量表示
形態を示す図である。

【図４】上記プリンタにおける記録動作時の処理手順を
示すフローチャートである。

【図５】上記プリンタにおける回復動作時の処理手順を
示すフローチャートである。

【図６】本発明の一実施形態にかかわるインク残量更新
処理の処理手順を示すフローチャートである。

【図７】インクの残量低下を検出する光学センサの一構
成を説明する図である。

【図８】図７に示す光学センサの詳細な構成を説明する
図である。

【図９】インク残量を検出する光学センサのさらに他の
構成例を示す図である。

【図１０】図９に示す光学センサに用いられるプリズム
の機能を説明する図である。

【図１１】インク残量を検出する光学センサのさらに他
の構成例を示す図である。

【図１２】図１１に示すプリズムを、同図中矢印ａ方向
から見た拡大図である。

【符号の説明】

１インクジェットプリンタ２ガイドシャフト３キャリッジ４記録ヘッド５インクタンク６ベルト７キャリッジモータ８記録媒体９搬送モータ１０搬送ローラ１１光学インクセンサ１２回復機構１３ＣＰＵ１４内部バス１５プログラムメモリ１６データメモリ１７インタフェース制御回路１８インタフェースケーブル１９ホストコンピュータ２０記録バッファメモリ２１ヘッド制御回路２２モータ制御回路２３回復機構駆動モータ２４センサ回路

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成１４年７月２２日（２００２．７．２
２）

【手続補正１】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図６

【補正方法】変更

【補正内容】

【図６】

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】インク容器のインク残量を検出するイン
ク残量検出方法において、インク容器におけるインク残量が所定レベル以下か否か
を検出するセンサ手段と、該センサ手段が検出した前記
所定レベル以下または以下でないいずれかの状態を記憶
する検出状態記憶手段と、インク容器のインクが消費さ
れる量を当該インクを用いる手段の動作に基いて算出す
る算出手段とを用意し、前記算出手段が算出するインク消費量と、前記算出手段
が算出するインク消費量が前記センサ手段にかかる前記
所定レベルに達すると推定されるインク消費量としての
しきい値とを用いて、前記所定レベルを基準としたイン
ク残量を求める、工程を有し、前記センサ手段が前記所
定レベル以下であることを検出し、かつ前記検出状態記
憶手段が記憶する状態が前記所定レベル以下でない状態
であるとき、前記算出手段が算出するインク消費量を前
記しきい値の内容とすることを特徴とするインク残量検
出方法。
【請求項２】前記算出手段が算出するインク消費量と
前記しきい値を用いて求める前記インク残量は、複数段
階の各残量レベルとして求められることを特徴とする請
求項１に記載のインク残量検出方法。
【請求項３】前記求めたインク残量を表示する工程を
さらに有したことを特徴とする請求項１または２に記載
のインク残量検出方法。
【請求項４】前記インクを用いる手段は、インクジェ
ット記録装置で有り、該装置のインクを吐出する記録ヘ
ッドによる記録動作および記録ヘッドの吐出回復動作に
よってインクが消費されることを特徴とする請求項１な
いし３のいずれかに記載のインク残量検出方法。
【請求項５】インクタンク内のインク有無を検出する
光学センサと、印字記録を含む各種動作におけるインク
消費量を算出するインク消費量算出手段と、前記光学セ
ンサがインクタンク内のインクなし状態を検出してから
前記インク消費量算出手段により算出されたインク消費
量を累積記憶する第1のインクカウンタとを備え、前記
光学センサがインクタンク内のインクなし状態を検出し
てからインクなしエラーとするまでのインク消費量を第
１のしきい値としてあらかじめ設定しておき、前記光学
センサがインクタンク内インクなし状態を検出してから
前記インク消費量算出手段により算出されたインク消費
量を前記第1のインクカウンタに累積記憶し、前記第1の
インクカウンタが前記第１のしきい値を超えた場合にイ
ンクなしエラーとするよう制御するインクジェット記録
装置におけるインク残量検出方法において、新しいインクタンクが装着されてから前記インク消費量
算出手段により算出されたインク消費量を累積記憶する
第２のインクカウンタと、前記光学センサがインクタン
ク内インクなし状態を検出している場合に前記第１のイ
ンクカウンタを基にインクなしエラーになるまでに消費
できる第１のインク残量レベルを算出する第１のインク
残量レベル算出手段と、前記光学センサがインクタンク
内インクなし状態を検出している場合に前記第２のイン
クカウンタを基にインクなしエラーになるまでに消費で
きると想定される第２のインク残量レベルを算出する第
２のインク残量レベル算出手段と、前記光学センサの状
態により前記第１のインク残量レベルまたは前記第２の
インク残量レベルのいずれかを選択し所定の補正を加え
ることによりインク残量レベルを決定するインク残量レ
ベル決定手段と、前記インク残量レベル決定手段により
決定されたインク残量レベルを表示するインク残量表示
手段と、新しいインクタンクが装着されてから前記光学
センサがインクタンク内のインクなし状態を検出するま
でに消費すると想定されるインク消費量を第２のしきい
値として決定する第２のしきい値決定手段とを用意し、新しいインクタンクが装着された時点で取るべきインク
残量レベルを第１のインク残量レベル値、前記光学セン
サがインクタンク内インクなし状態を検出した時点で取
るべきインク残量レベル値を第２のインク残量レベル
値、およびインクなしエラー状態に達した時点で取るべ
きインク残量レベルとしての第３のインク残量レベル値
を設定する工程を有し、前記第１のインク残量算出手段は、前記光学センサがイ
ンクタンク内インクなし状態を検出した時点で前記第２
のインク残量レベル値となり、前記第１のインクカウン
タが前記第１のしきい値に達した時点で前記第３のイン
ク残量レベル値となるよう前記第１のインク残量を算出
し、前記第２のインク残量算出手段は、新しいインクタンク
が装着された時点すなわち前記第２のインクカウンタが
０の時点で前記第１のインク残量レベル値となり、前記
第２のインクカウンタが前記第２のしきい値に達した時
点で前記第２のインク残量レベル値となるよう前記第２
のインク残量を算出し、前記インク残量レベル決定手段は、前記光学センサがイ
ンクタンク内インクなし状態を検出している場合には前
記第１のインク残量レベル算出手段により算出した前記
第１のインク残量レベルを選択し、前記光学センサがイ
ンクタンク内インクあり状態を検出している場合には前
記第２のインク残量レベル算出手段により算出した前記
第２のインク残量レベルを選択するとともに、前記光学
センサによるインクタンク内インク有無検出状態がイン
クあり状態からインクなし状態に変化した時点の前記第
２のインクカウンタの値を履歴として記憶しておき、前
記第２のしきい値決定手段は前記記憶してある第２のイ
ンクカウンタ履歴を参照して補正された前記第２のしき
い値を決定することを特徴とするインク残量検出方法。
【請求項６】前記第２のしきい値決定手段は、前記記
憶してある第２のインクカウンタ履歴のうち最後に記憶
した第２のインクカウンタ履歴値を前記第２のしきい値
として決定することを特徴とする請求項５に記載のイン
ク残量検出方法。
【請求項７】前記第２のしきい値決定手段は、前記記
憶してある第２のインクカウンタ履歴の複数の第２のイ
ンクカウンタ履歴の平均値を前記第２のしきい値として
決定することを特徴とする請求項５に記載のインク残量
検出方法。
【請求項８】前記インク残量レベル決定手段は、前記
第１のインク残量レベルと前記第２のインク残量レベル
をＮ分割する点および前記第２のインク残量レベルと前
記第３のインク残量レベルをＭ分割する点のみをインク
残量レベルと取り得る値としてインク残量レベルを算出
することを特徴とする請求項５ないし７のいずれかに記
載のインク残量検出方法。
【請求項９】前記算出したインク残量を表示する工程
をさらに有したことを特徴とする請求項５ないし８のい
ずれかに記載のインク残量検出方法。
【請求項１０】インクを吐出する記録ヘッドと該記録
ヘッドに供給するインクを貯留したインク容器を用い記
録媒体に記録を行なう装置であって、前記インク容器の
インク残量を検出するインクジェット記録装置におい
て、インク容器におけるインク残量が所定レベル以下か否か
を検出するセンサ手段と、前記センサ手段が検出した前記所定レベル以下または以
下でないいずれかの状態を記憶する検出状態記憶手段
と、インク容器のインクが消費される量を当該インクを用い
る手段の動作に基いて算出する算出手段と、前記算出手段が算出するインク消費量と、前記算出手段
が算出するインク消費量が前記センサ手段にかかる前記
所定レベルに達すると推定されるインク消費量としての
しきい値とを用いて、前記所定レベルを基準としたイン
ク残量を求める残量算出手段と、を備え、前記センサ手
段が前記所定レベル以下であることを検出し、かつ前記
検出状態記憶手段が記憶する状態が前記所定レベル以下
でない状態であるとき、前記算出手段が算出するインク
消費量を前記しきい値の内容とすることを特徴とするイ
ンクジェット記録装置。
【請求項１１】前記算出手段が算出するインク消費量
と前記しきい値を用いて求める前記インク残量は、複数
段階の各残量レベルとして求められることを特徴とする
請求項１０に記載のインクジェット記録装置。
【請求項１２】前記インクを用いる手段は、インクジ
ェット記録装置で有り、該装置のインクを吐出する記録
ヘッドによる記録動作および記録ヘッドの吐出回復動作
によってインクが消費されることを特徴とする請求項１
０または１１に記載のインクジェット記録装置。
【請求項１３】前記求めたインク残量の情報を当該イ
ンクジェット記録装置のホスト装置へ送信する手段をさ
らに備えたことを特徴とする請求項１０ないし１２のい
ずれかに記載のインクジェット記録装置。
【請求項１４】前記記録ヘッドは熱エネルギーを利用
してインクに気泡を生じさせ該気泡の圧力によってイン
クを吐出することを特徴とする請求項１０ないし１３の
いずれかに記載のインクジェット記録装置。
【請求項１５】インクタンク内のインク有無を検出す
る光学センサと、印字記録を含む各種動作におけるイン
ク消費量を算出するインク消費量算出手段と、前記光学
センサがインクタンク内のインクなし状態を検出してか
ら前記インク消費量算出手段により算出されたインク消
費量を累積記憶する第1のインクカウンタとを備え、前
記光学センサがインクタンク内のインクなし状態を検出
してからインクなしエラーとするまでのインク消費量を
第１のしきい値としてあらかじめ設定しておき、前記光
学センサがインクタンク内インクなし状態を検出してか
ら前記インク消費量算出手段により算出されたインク消
費量を前記第1のインクカウンタに累積記憶し、前記第1
のインクカウンタが前記第１のしきい値を超えた場合に
インクなしエラーとするよう制御するインクジェット記
録装置において、新しいインクタンクが装着されてから前記インク消費量
算出手段により算出されたインク消費量を累積記憶する
第２のインクカウンタと、前記光学センサがインクタンク内インクなし状態を検出
している場合に前記第１のインクカウンタを基にインク
なしエラーになるまでに消費できる第１のインク残量レ
ベルを算出する第１のインク残量レベル算出手段と、前記光学センサがインクタンク内インクなし状態を検出
している場合に前記第２のインクカウンタを基にインク
なしエラーになるまでに消費できると想定される第２の
インク残量レベルを算出する第２のインク残量レベル算
出手段と、前記光学センサの状態により前記第１のインク残量レベ
ルまたは前記第２のインク残量レベルのいずれかを選択
し所定の補正を加えることによりインク残量レベルを決
定するインク残量レベル決定手段と、前記インク残量レベル決定手段により決定されたインク
残量レベルを表示するインク残量表示手段と、新しいイ
ンクタンクが装着されてから前記光学センサがインクタ
ンク内のインクなし状態を検出するまでに消費すると想
定されるインク消費量を第２のしきい値として決定する
第２のしきい値決定手段とを備え、新しいインクタンクが装着された時点で取るべきインク
残量レベルを第１のインク残量レベル値、前記光学セン
サがインクタンク内インクなし状態を検出した時点で取
るべきインク残量レベル値を第２のインク残量レベル
値、およびインクなしエラー状態に達した時点で取るべ
きインク残量レベルとしての第３のインク残量レベル値
を設定し、前記第１のインク残量算出手段は、前記光学センサがイ
ンクタンク内インクなし状態を検出した時点で前記第２
のインク残量レベル値となり、前記第１のインクカウン
タが前記第１のしきい値に達した時点で前記第３のイン
ク残量レベル値となるよう前記第１のインク残量を算出
し、前記第２のインク残量算出手段は、新しいインクタンク
が装着された時点すなわち前記第２のインクカウンタが
０の時点で前記第１のインク残量レベル値となり、前記
第２のインクカウンタが前記第２のしきい値に達した時
点で前記第２のインク残量レベル値となるよう前記第２
のインク残量を算出し、前記インク残量レベル決定手段は、前記光学センサがイ
ンクタンク内インクなし状態を検出している場合には前
記第１のインク残量レベル算出手段により算出した前記
第１のインク残量レベルを選択し、前記光学センサがイ
ンクタンク内インクあり状態を検出している場合には前
記第２のインク残量レベル算出手段により算出した前記
第２のインク残量レベルを選択するとともに、前記光学
センサによるインクタンク内インク有無検出状態がイン
クあり状態からインクなし状態に変化した時点の前記第
２のインクカウンタの値を履歴として記憶しておき、前
記第２のしきい値決定手段は前記記憶してある第２のイ
ンクカウンタ履歴を参照して補正された前記第２のしき
い値を決定することを特徴とするインクジェット記録装
置。
【請求項１６】前記第２のしきい値決定手段は、前記
記憶してある第２のインクカウンタ履歴のうち最後に記
憶した第２のインクカウンタ履歴値を前記第２のしきい
値として決定することを特徴とする請求項１５に記載の
インクジェット記録装置。
【請求項１７】前記第２のしきい値決定手段は、前記
記憶してある第２のインクカウンタ履歴の複数の第２の
インクカウンタ履歴の平均値を前記第２のしきい値とし
て決定することを特徴とする請求項１５に記載のインク
ジェット記録装置。
【請求項１８】前記インク残量レベル決定手段は、前
記第１のインク残量レベルと前記第２のインク残量レベ
ルをＮ分割する点および前記第２のインク残量レベルと
前記第３のインク残量レベルをＭ分割する点のみをイン
ク残量レベルと取り得る値としてインク残量レベルを算
出することを特徴とする請求項１５ないし１７のいずれ
かに記載のインクジェット記録装置。
【請求項１９】前記インクジェット記録装置はホスト
コンピュータとともにインクジェット記録システムを構
成し、前記インクジェット記録装置は前記インク残量レ
ベルを前記ホストコンピュータに送信する手段をさらに
備え、前記ホストコンピュータは前記インク残量レベル
を前記インクジェット記録装置より受信する手段を備
え、前記インク残量表示手段をホストコンピュータの画
面上に構成することを特徴とする請求項１５または１８
に記載のインクジェット記録装置。