JP6939031B2 - 画像記録装置及びカートリッジ - Google Patents

Description

本発明は、カートリッジに貯留された液体をヘッドから排出する画像記録装置、及びカートリッジに関する。

従来より、インクを貯留するインクカートリッジが着脱可能な画像記録装置が知られている（例えば、特許文献１）。このインクカートリッジは、製造時点に関する情報が記憶された記憶部を有する。画像記録装置は、記憶部が記憶する製造直後のインクの濃度から、所定時間が経過した後のカートリッジの上下方向のインクの濃度の変化を求めて、カートリッジの下方のインクをパージにより排出したり、上方のインクを不使用とする。

特開２００１−３５３８８５号公報

インクに含まれる顔料の沈降などによるインクの粘度の変化は、カートリッジの製造直後から使用開始時までにのみ変化するものではなく、カートリッジの使用が開始されてからも変化する。また、ユーザは、カートリッジの使用を開始するとき、すなわち、カートリッジを初めて装置に装着する直前に、注意書きなどに喚起されて、カートリッジに貯留されたインクを攪拌すべく、カートリッジを振ったりすることがある。したがって、製造後の経過時間のみによって、インクの粘度の変化を求めても、使用開始後のインクの粘度の変化には対応することができない。

本発明は、前述された事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、カートリッジの使用が開始された後、液室に貯留されている液体の粘度を精度よく推測する手段を提供することにある。

(1) 本発明に係る画像記録装置は、液体が貯留された液室と、一端が上記液室と連通され、他端が外部と連通される第１流路と、を有するカートリッジが、装着される装着ケースと、一端が外部と連通される第２流路であって、上記カートリッジが上記装着ケースに装着されたときに、上記第１流路とともに流路を構成する第２流路と、上記第２流路の他端と連通されるヘッドと、上記液室の断面積、並びに、上記液室に貯留されている液体の液量及び粘度を記憶するメモリと、コントローラと、を備える。上記コントローラは、上記液量及び上記断面積に基づいて、上記液室の底から液面までの上下方向の高さを算出し、算出された高さを上下方向に複数の領域に分割し、上記カートリッジが上記第２流路に接続されてから経過した時間に応じて、各領域毎に変化した粘度の値を算出して上記メモリに記憶させる。

上記構成によれば、カートリッジの液室の液面の高さに応じて、複数の領域毎に変化した粘度の値を算出することができる。これにより、各領域において変化した粘度に応じて、ヘッドが液体を排出するための排出エネルギーを変更したり、ヘッドから液体を強制的に排出するパージを実行したりすることができる。

(2) 好ましくは、上記コントローラは、上記複数の領域毎に予め定められた単位時間当たりに変化する粘度の推測値を、上記メモリに記憶された上記複数の領域毎の粘度の値に加算する処理を繰り返す。

(3) 好ましくは、上記コントローラは、上記ヘッドから排出される液体の量に相当する液量を、上記メモリに記憶された液量から減算して、上記メモリに記憶された液量を更新し、更新された液量及び断面積に基づいて、上記液室の底から液面までの上下方向の高さを算出し、算出された高さを上下方向に複数の領域に分割し、上記メモリに記憶された更新前の上記複数の領域毎の粘度の値を、更新された複数の領域に割り当てて、更新された複数の領域毎に変化した粘度の値を算出する。

上記構成によれば、ヘッドから液体が排出されて、カートリッジの液室の液面高さが変われば、複数の領域を割り当て直して、各領域毎に変化した粘度の値を算出することができる。

(4) 好ましくは、上記コントローラは、上下方向に分割した複数の各領域の上下方向の幅を上記メモリに記憶させ、上記メモリに記憶された複数の各領域の上下方向の幅に基づいて、更新された複数の各領域において、更新前の複数の各領域が占める割合を決定し、決定した割合に基づいて、更新された複数の各領域毎の変化した粘度の値を算出する。

(5) 好ましくは、上記複数の領域において上記液室の最下部に相当する領域の上下方向の幅は、他のいずれかの領域の上下方向の幅よりも小さい。

上記構成によれば、粘度の増加が起こりやすい液室の最下部に相当する領域において変化した粘度を精度よく推測することができる。

(6) 好ましくは、上記複数の領域において上記液室の最下部及び最上部に相当する各領域の上下方向の幅は、これら以外の他の領域の上下方向の幅よりも小さい。

上記構成によれば、粘度の増減が起こりやすい液室の最下部及び最上部に相当する領域の粘度の増減を精度よく推測することができる。

(7) 好ましくは、上記画像記録装置は、環境温度を計測する温度センサを更に具備しており、上記メモリは、複数の温度にそれぞれ対応した複数の補正係数を記憶しており、上記コントローラは、上記温度センサの出力に応じて、上記補正係数を選択して、上記変化した粘度の値に乗ずる。

上記構成によれば、環境温度による粘度の増減の変化に対応して、変化した粘度の値を算出することができる。

(8) 好ましくは、上記コントローラは、上記複数の領域において上記液室の最下部に相当する領域の変化した粘度の値が第１閾値以上であることに応じて、上記ヘッドが液体を排出するための排出エネルギーを第１値から、第１値より大きな第２値に変更する。

上記構成によれば、液体の粘度増加によるヘッドからの不排出を抑制することができる。

(9) 好ましくは、上記コントローラは、上記複数の領域において上記液室の最下部に相当する領域の変化した粘度の値が第２閾値以上であることに応じて、上記ヘッドから強制的に液体を排出するパージを実行する。

上記構成によれば、ヘッドから排出されにくい液体による画像記録を抑制することができる。

(10) 好ましくは、上記画像記録装置は、接点を更に備え、上記カートリッジは、上記装着ケースに装着された状態で、上記接点と導通可能なカートリッジメモリを備えており、上記コントローラは、上記複数の領域毎の変化した粘度の値を上記接点を通じて上記カートリッジメモリに記憶させる。

上記構成によれば、使用途中のカートリッジが装置に装着されたときに、それまでの各領域毎の変化した粘度の値の情報を、カートリッジから読み出し可能となる。

(11) 好ましくは、上記コントローラは、上記カートリッジメモリに記憶させた上記複数の領域毎の変化した粘度の値を読み出して、上記メモリに記憶させる。

上記構成によれば、使用途中のカートリッジが装置に装着されたときに、それまでの各領域毎の変化した粘度の値の情報を引き継いで、その後の粘度の増減を算出することができる。

(12) 本発明は、液体が貯留された液室と、一端が上記液室と連通され且つ他端が外部と連通される第１流路と、を有するカートリッジが、装着される装着ケースと、一端が外部と連通される第２流路であって、上記カートリッジが上記装着ケースに装着されたときに、上記第１流路と共に流路を構成する上記第２流路と、上記第２流路の他端と連通されるヘッドと、接点と、コントローラとを備える画像記録装置に装着されるカートリッジであって、上記装着ケースに装着された状態で上記コントローラに接続された上記接点と導通可能なカートリッジメモリを備えており、上記カートリッジメモリは、上記液室の底から液面までの上下方向の高さを複数に分割した各領域毎に対応する液体の粘度の値を記憶しているカートリッジとして捉えられてもよい。

本発明に係る液体排出装置によれば、カートリッジの使用が開始された後、液室に貯留されている液体の粘度を精度よく推測できる。

図１は、実施形態に係るカートリッジホルダ１００を備えたプリンタ１０の内部構造を模式的に示す模式断面図である。 図２は、カートリッジ３０がカートリッジホルダ１００に装着される前の状態を示す縦断面図である。 図３は、カートリッジ３０がカートリッジホルダ１００に装着され、且つ被検出子５３が第１位置に位置している状態を示す縦断面図である。 図４は、カートリッジ３０がカートリッジホルダ１００に装着され、且つ被検出子５３が第２位置に位置している状態を示す縦断面図である。 図５は、プリンタ１０のブロック図である。 図６は、粘度算出処理のフローチャートである。 図７は、画像記録処理のフローチャートである。 図８（Ａ）は粘度基本テーブルであり、図８（Ｂ）は混合割合テーブルである。

以下、適宜図面を参照して本発明の実施形態について説明する。なお、以下に説明される実施形態は本発明が具体化された一例にすぎず、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。

［プリンタ１０の概要］
本実施形態に係るプリンタ１０は、インクジェット記録方式でシートに画像を記録する画像記録装置の一例である。プリンタ１０は、図１に示されるように、給送トレイ１５と、給送ローラ２３と、搬送ローラ２５と、複数のノズル２９を有するヘッド２１と、ヘッド２１に対面するプラテン２６と、排出ローラ２７と、排出トレイ１６と、カートリッジ３０が着脱されるカートリッジホルダ１００と、ヘッド２１及びカートリッジホルダ１００に装着されたカートリッジ３０を連通させるチューブ２０と、ヘッド２１近傍に位置する温度センサ７０と、を主に備える。

プリンタ１０は、給送ローラ２３及び搬送ローラ２５を駆動させて、給送トレイ１５に支持されたシートをプラテン２６の位置まで搬送する。次に、プリンタ１０は、カートリッジホルダ１００に装着されたカートリッジ３０からチューブ２０を通じて供給されるインクを、ヘッド２１に所定の駆動電圧を付与することによってノズル２９から吐出させる。ヘッド２１に駆動電圧が付与されることによって、ピエゾ素子が振動して、ノズル２９からインクが吐出される。これにより、プラテンに支持されたシートにインクが着弾することで、シート上に画像が記録される。そして、プリンタ１０は、排出ローラ２７を駆動させて、画像が記録されたシートを排出トレイ１６に排出する。チューブ２０とヘッド２１との接続部分が、第２流路の他端の一例である。

［カートリッジホルダ１００］
カートリッジホルダ１００は、カートリッジ３０を収容する内部空間を有する箱形状である。カートリッジホルダ１００の内部空間は、天壁、底壁、奥壁、及び一対の側壁によって画定される。一方、カートリッジホルダ１００の奥壁と対面する位置に、内部空間を外部に露出させる開口１０１が形成されている。カートリッジ３０は、開口１０１を通じてカートリッジホルダ１００の内部空間に挿入され、開口１０１を通じてカートリッジホルダ１００の内部空間から抜去される。カートリッジホルダ１００が、装着ケースの一例である。

以下、カートリッジホルダ１００にカートリッジ３０が挿入される向きを「挿入向き７」と表記し、カートリッジホルダ１００からカートリッジ３０が抜去される向きを「抜去向き８」と表記する。挿入向き７及び抜去向き８は、水平方向に沿う向きであって、且つ互いに逆向きである。また、挿入向き７及び抜去向き８を総称して「挿抜方向９」と表記し、挿抜方向９に直交する水平方向の方向を「幅方向」と表記する。

カートリッジホルダ１００は、図２に示されるように、ニードル１０２と、残量センサ１０３と、接点１０６と、装着センサ１０７とを備えている。なお、カートリッジホルダ１００には、ブラックインク、シアンインク、マゼンタインク、イエローインクを貯留した４つのカートリッジ３０が装着される。各インクは、例えば、各色の顔料が液体に混合されることによって着色されたものである。そして、ニードル１０２、残量センサ１０３、接点１０６、及び装着センサ１０７は、４つのカートリッジ３０に対応して、４つずつ設けられている。但し、カートリッジホルダ１００に装着可能なカートリッジ３０の数は、４つに限定されず、１つでもよいし、５つ以上でもよい。

［ニードル１０２］
ニードル１０２は、カートリッジホルダ１００の奥壁から抜去向き８に突出している。ニードル１０２は、内部に流路が形成された管である。またニードルは１０２は樹脂で成形されている。ニードル１０２は、カートリッジホルダ１００の内部空間に露出された端部が開口されており、反対側の端部にチューブ２０が接続されている。ニードル１０２は、カートリッジホルダ１００に装着されたカートリッジ３０の後述する液室３１と、チューブ２０とを連通させる。ニードル１０２の先端が、第２流路の一端の一例である。ニードル１０２及びチューブ２０の内部空間が第２流路の一例である。

［残量センサ１０３］
残量センサ１０３は、ニードル１０２より上下方向６の上方に位置している。残量センサ１０３は、幅方向に対向して状態で位置する発光部及び受光部を備える。カートリッジホルダ１００に装着されたカートリッジ３０は、残量センサ１０３の発光部及び受光部の間に位置する。換言すれば、発光部及び受光部は、カートリッジホルダ１００に装着されたカートリッジ３０を挟むように、互いに対向した状態で位置している。

残量センサ１０３は、発光部から照射された光が受光部で受光されたか否かに応じて、信号レベルの異なる信号を出力する。残量センサ１０３は、例えば、受光部で受光された光の受光強度が閾値強度未満であることに応じて、ローレベル信号をコントローラ１３０（図５参照）へ出力する。一方、残量センサ１０３は、受光部で受光された光の受光強度が閾値強度以上であることに応じて、ローレベル信号より信号レベルの高いハイレベル信号をコントローラ１３０へ出力する。

［接点１０６］
接点１０６は、カートリッジホルダ１００の天壁に設けられている。接点１０６は、天壁からカートリッジホルダ１００の内部空間へ向けて下方に突出している。接点１０６は、カートリッジホルダ１００にカートリッジ３０が装着された状態において、カートリッジ３０の後述するＩＣチップ６０の電極に接する位置に位置している。接点１０６は、導電性及び弾性を有し、上方へ弾性的に変形可能である。接点１０６は、コントローラ１３０に電気的に接続されている。

［装着センサ１０７］
装着センサ１０７は、カートリッジホルダ１００にカートリッジ３０が装着されているか否かに応じて、信号レベルの異なる信号を出力する。より詳細には、装着センサ１０７は、図３及び図４に示されるように、カートリッジホルダ１００にカートリッジ３０が装着されていることに応じて、ローレベル信号をコントローラ１３０へ出力する。一方、装着センサ１０７は、図２に示されるように、カートリッジホルダ１００にカートリッジ３０が装着されていないことに応じて、ハイレベル信号をコントローラ１３０へ出力する。

［カートリッジ３０］
カートリッジ３０は、図２に示されるように、液体の一例であるインクを内部に貯留可能な液室３１を有する容器である。液室３１は、例えば、樹脂製の壁によって画定されている。カートリッジ３０は、例えば、上下方向６及び挿抜方向９の寸法が幅方向より大きい扁平形状である。なお、異なる色のインクが貯留されるカートリッジ３０の外形形状は、同一でもよいし、異なっていてもよい。

図３及び図４に示されるように、カートリッジ３０がカートリッジホルダ１００に装着された状態において、残量センサ１０３に対面するカートリッジ３０の壁は、残量センサ１０３の発光部から出力される光を透過する。また、カートリッジ３０がカートリッジホルダ１００に装着された状態で、装着センサ１０７に対面するカートリッジ３０の壁は発光部から出力される光を遮光する。また、カートリッジ３０は、大気連通口３２と、供給管４０と、センサアーム５０と、ＩＣチップ６０と、を備える。

大気連通口３２は、液室３１とカートリッジ３０の外部とを連通させる。大気連通口３２は、供給管４０より上方に形成されている。大気連通口３２は、インクの通過を遮断し且つ気体の通過を許容する半透膜３３によって封止されている。または、カートリッジ３０は、カートリッジ３０がカートリッジホルダ１００に装着されたことに応じて大気連通口３２を開放するバルブを備えてもよい。このバルブは、カートリッジ３０がカートリッジホルダ１００から抜去されたことに応じて大気連通口３２を閉塞させてもよい。

供給管４０は、外形形状が概ね円筒形状であって、カートリッジ３０の下部から挿入向き７に突出する。供給管４０の突出端には、開口４１が形成されている。また、供給管４０の内部空間は、開口４４を通じて、液室３１と連通している。すなわち、液室３１に貯留されたインクは、供給管４０の内部空間、及び開口４１を通じてカートリッジ３０の外部に流出する。また、供給管４０の内部空間には、バルブ４２と、コイルバネ４３とが位置している。供給管４０の内部空間が第１流路の一例である。開口４４が、第１流路の一端の一例である。開口４１が第１流路の他端の一例である。

バルブ４２は、供給管４０の内部空間において、開口４１を閉塞させる閉塞位置（図２参照）と、開口４１を開放する開放位置（図３及び図４参照）との間を、挿抜方向９に沿って移動可能に構成されている。コイルバネ４３は、バルブ４２を閉塞位置へ向けて挿入向き７に付勢している。すなわち、液室３１のインクは、バルブ４２が開放位置に位置していることに応じて、開口４１を通じてカートリッジ３０の外部に流出する。一方、液室３１のインクは、バルブ４２が閉塞位置に位置していることに応じて、カートリッジ３０の外部に流出しない。

カートリッジ３０がカートリッジホルダ１００に装着される過程において、ニードル１０２は、開口４１を通じて供給管４０の内部空間に進入する。そして、供給管４０の内部空間に進入したニードル１０２は、コイルバネ４３の付勢力に抗してバルブ４２を閉塞位置から開放位置に移動させる。これにより、供給管４０、ニードル１０２、及びチューブ２０を通じて、カートリッジ３０の液室３１とヘッド２１とが連通される。

［センサアーム５０］
センサアーム５０は、液室３１の内部に位置している。センサアーム５０は、アーム５１と、フロート５２と、被検出子５３とを備える。アーム５１は、液室３１の内部において、上下方向６及び挿抜方向９を含む平面上で回動可能に支持されている。フロート５２は、液室３１に貯留されるインクより比重が小さい材料で形成される。フロート５２は、アーム５１の一端に形成されている。被検出子５３は、残量センサ１０３の発光部から出力される光を遮光する材料又は色で形成されている。被検出子５３は、アーム５１の他端に形成されている。

センサアーム５０は、液室３１の内部において、浮力及び重力が釣り合う姿勢に回動する。すなわち、センサアーム５０は、液室３１に貯留されたインク量の変化に伴って回動する。より詳細には、センサアーム５０は、液室３１のインクの液面が検出位置Ｐ以上であることに応じて、図２及び図３に示されるように、被検出子５３が第１位置に位置する姿勢となる。一方、センサアーム５０は、液室３１のインクの液面が検出位置Ｐ未満であることに応じて、図４に示されるように、被検出子５３が第１位置と異なる第２位置に位置する姿勢となる。

第１位置は、カートリッジ３０がカートリッジホルダ１００に装着されたときに、残量センサ１０３の発光部及び受光部の間の光路と重なる位置である。第２位置は、カートリッジ３０がカートリッジホルダ１００に装着されたときに、残量センサ１０３の発光部及び受光部の間の光路から外れた位置である。検出位置Ｐは、新品のカートリッジ３０の液室３１に貯留されているインク量（例えば、１００）のうち、予め定められた量（例えば、５０）のインクが消費されたときの液面の位置である。

すなわち、残量センサ１０３は、カートリッジホルダ１００に装着されたカートリッジ３０の被検出子５３が第１位置に存在していることに応じて、ローレベル信号をコントローラ１３０へ出力する。換言すれば、残量センサ１０３は、カートリッジホルダ１００に装着されたカートリッジ３０の液面が検出位置Ｐ以上であることに応じて、ローレベル信号をコントローラ１３０へ出力する。一方、残量センサ１０３は、カートリッジホルダ１００に装着されたカートリッジ３０の被検出子５３が第２位置に存在していることに応じて、ハイレベル信号をコントローラ１３０へ出力する。換言すれば、残量センサ１０３は、カートリッジホルダ１００に装着されたカートリッジ３０の液面が検出位置Ｐ未満であることに応じて、ハイレベル信号を出力する。

なお、センサアーム５０及び残量センサ１０３は任意の構成である。例えば、カートリッジ３０の液室３１におけるインクの残量は、コントローラ１３０が、液室３１の初期のインク量Ｖ０から、ヘッド２１が排出したインク量が減算されることによって、ＥＥＰＲＯＭ１３４などに記憶されてもよい。そして、ＥＥＰＲＯＭ１３４に記憶されたインク量Ｖが閾値に到達することによって、液室３１のインク残量が少なくなったと判定されてもよい。

［ＩＣチップ６０］
カートリッジ３０の上面であって、大気連通口３２より前方には、ＩＣチップ６０が位置している。ＩＣチップ６０には、電極及び不図示のメモリが搭載されている。電極は、接点１０６と電気的に導通可能である。カートリッジ３０がカートリッジホルダ１００に装着された状態において、ＩＣチップ６０は、接点１０６と電気的に導通する。コントローラ１３０は、接点１０６を通じてＩＣチップ６０のメモリから情報を読み出し、接点１０６を通じてＩＣチップ６０のメモリに情報を書き込むことができる。

ＩＣチップ６０のメモリは、液室３１に貯留されているインク量Ｖと、液室３１の断面積Ｓと、各領域毎の粘度ρ（変化した粘度の値の一例）と、を記憶するカートリッジメモリの一例である。粘度ρは、カートリッジ３０に貯留されているインクの粘度を示す。ＩＣチップ６０のメモリの記憶領域には、カートリッジ３０の液室３１に初期充填量のインク量Ｖ０が貯留されている状態における、液室３１を上下方向６において複数の領域に分割した各領域毎の粘度ρが記憶されている。

［コントローラ１３０］
プリンタ１０は、さらにコントローラ１３０を備える。コントローラ１３０は、図５に示されるように、ＣＰＵ１３１、ＲＯＭ１３２、ＲＡＭ１３３、ＥＥＰＲＯＭ１３４（メモリの一例）、及びＡＳＩＣ１３５を備えている。ＲＯＭ１３２には、ＣＰＵ１３１が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。ＲＡＭ１３３は、ＣＰＵ１３１が上記プログラムを実行する際に用いるデータや信号等を一時的に記録する記憶領域、或いはデータ処理の作業領域として使用される。ＥＥＰＲＯＭ１３４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。

ＡＳＩＣ１３５は、給送ローラ２３、搬送ローラ２５、排出ローラ２７、及びヘッド２１を作動させるものである。コントローラ１３０は、ＡＳＩＣ１３５を通じて不図示のモータを駆動させることによって、給送ローラ２３、搬送ローラ２５、及び排出ローラ２７を回転させる。また、コントローラ１３０は、ＡＳＩＣ１３５を通じて不図示のピエゾ素子に駆動電圧を出力することによって、ヘッド２１のノズル２９からインクを吐出させる。ＡＳＩＣ１３５は、複数種類の駆動電圧を出力可能である。

また、ＡＳＩＣ１３５には、ＩＣチップ６０、温度センサ７０、残量センサ１０３、装着センサ１０７、及びディスプレイ１０９が接続されている。すなわち、コントローラ１３０には、ＩＣチップ６０、温度センサ７０、残量センサ１０３、装着センサ１０７、及びディスプレイ１０９が接続されている。また、コントローラ１３０は、ＡＳＩＣ１３５を通じてディスプレイ１０９に情報を表示させる。

ＥＥＰＲＯＭ１３４は、カートリッジホルダ１００に装着される複数のカートリッジ３０それぞれに対応付けて、換言すれば、各カートリッジ３０に貯留されているインクの色に対応付けて、各種情報を記憶している。各種情報とは、閾値Ｔｈ１、Ｔｈ２（第１閾値、第２閾値の一例）、駆動電圧Ｅ１、Ｅ２（第１値、第２値の一例）、粘度基本テーブル、温度補正係数、及び混合割合テーブルを指す。

閾値Ｔｈ１は、液室３１の領域のうち最下領域の粘度ρに対して、ヘッド２１の駆動電圧Ｅ１，Ｅ２を選択的に付与するための値である。閾値Ｔｈ２は、液室３１の領域のうち最下領域の粘度ρに対して、パージを行うかを判定するための値である。閾値Ｔｈ２は、閾値Ｔｈ１より大きな値である。

図８（Ａ）に示されるように、粘度基本テーブルは、液室３１の底から液面までを上下方向６に対して５つの領域に区分し、各領域において、単位時間毎に増減する粘度ρの値が示されたものである。５つの領域は、液室３１の底から液面までの上下方向６の高さを０〜１００％としたときに、０〜５％、５〜２０％、２０〜８０％、８０〜９５％、９５〜１００％の上下方向６の幅として分割されている。これら５つの領域において液室３１の最下部に相当する０〜５％の領域、及び最上部に相当する９５〜１００％の上下方向６の各幅は、他の３つの領域の上下方向６の幅よりも小さい。この５つの領域に対して、単位時間毎に増減する粘度ρの値が、液室３１の底から、＋３、＋１、±０、−０．５、−１と割り当てられている。単位時間は、例えば、３０日である。

温度補正係数は、温度２５℃を基準「１」として、温度３３℃に係数「１．３」、温度４０℃に係数「１．６」が割り当てられている。

図８（Ｂ）に示されるように、混合割合テーブルは、単位時間当たりのインクの吐出量ＰＶ１００、ＰＶ５００の２種類が設定されており、それぞれのインクの吐出量について、単位時間当たり経過後の各領域が占める割合が「％」で示されている。例えば、ＰＶ１００で３０日使用された後、液室３１が再分割された最下部の領域０〜５％には、再分割される直前の領域５〜２０％に含まれていたインクが９８％、領域２０〜８０％に含まれていたインクが２％の割合で混合されている。

［プリンタ１０の動作］
図６、図７を参照して、本実施形態に係るプリンタ１０の動作を説明する。図６、図７に示される各処理は、コントローラ１３０のＣＰＵ１３１によって実行される。なお、以下の各処理は、ＲＯＭ１３２に記憶されているプログラムをＣＰＵ１３１が読み出して実行してもよいし、コントローラ１３０に搭載されたハードウェア回路によって実現されてもよい。また、以下の各処理の実行順序は、本発明の要旨を変更しない範囲で、適宜変更することができる。

［粘度算出処理］
コントローラ１３０は、プリンタ１０の電源が投入されると、粘度算出処理を実行する。コントローラ１３０は、装着センサ１０７の出力が、ハイレベル信号からローレベル信号に変化したかを判定する（Ｓ１１）。プリンタ１０の電源が投入された後、カートリッジホルダ１００にカートリッジ３０が装着されることにより、装着センサ１０７の出力がハイレベル信号からローレベル信号へ変化する。

コントローラ１３０は、装着センサ１０７の出力が、ハイレベル信号からローレベル信号へ変化したと判定したことに応じて（Ｓ１１：Ｙｅｓ）、タイマーの作動を開始する（Ｓ１２）。タイマーは、例えば、コントローラ１３０が内蔵するクロックにより実現される。また、コントローラ１３０は、温度センサ７０をオンにし（Ｓ１３）、所定の期間毎に温度センサ７０により計測された温度をＥＥＰＲＯＭ１３４に記憶する。また、コントローラ１３０は、カートリッジ３０のＩＣチップ６０のメモリに記憶されている、各領域毎の粘度ρの値を読み出して（Ｓ１４）、ＥＥＰＲＯＭ１３４に記憶する。ＩＣチップ６０のメモリには、カートリッジ３０が初期のインク量Ｖ０を貯留しているときの、５つの各領域毎の粘度ρが記憶されている。なお、ＩＣチップ６０のメモリに記憶されている各領域毎の粘度ρはいずれも初期値ρ０である。

続いて、コントローラ１３０は、装着センサ１０７の出力がローレベル信号からハイレベル信号に変化するかを判定する（Ｓ１５）。コントローラ１３０は、装着センサ１０７の出力がローレベル信号からハイレベル信号に変化したと判定したことに応じて（Ｓ１５：Ｙｅｓ）、粘度算出処理を終了する。

他方、コントローラ１３０は、装着センサ１０７の出力がローレベル信号からハイレベル信号に変化していないと判定したことに応じて（Ｓ１５：Ｎｏ）、タイマーの計測値に基づいて、単位時間Ｔが経過したかを判定する（Ｓ１６）。単位時間Ｔは、例えば３０日である。コントローラ１３０は、単位時間Ｔが経過していないと判定したことに応じて（Ｓ１６：Ｎｏ）、Ｓ１５の処理へ戻る。

コントローラ１３０は、単位時間Ｔが経過したと判定したことに応じて（Ｓ１６：Ｙｅｓ）、単位時間Ｔが経過するまでにヘッド２１から吐出された累積インク量が閾値Ｖｔｈ未満であるかを判定する（Ｓ１７）。閾値Ｖｔｈは、前述された混合割合テーブルのインクの吐出量ＰＶ１００、５００のうち、少ない方の吐出量ＰＶ１００に近似できる程度にインク量をヘッド２１が吐出しているかを判定するための値であり、例えば、ＰＶ５０が設定される。

コントローラ１３０は、単位時間Ｔが経過するまでにヘッド２１から吐出されたインク量が閾値Ｖｔｈ未満であると判定したことに応じて（Ｓ１７：Ｙｅｓ）、各領域の粘度を算出する（Ｓ１８）。詳細には、コントローラ１３０は、粘度基本テーブルを参照して、５つの領域における粘度の増減を初期粘度ρ０に対して行い、その増減後の粘度ρをＥＥＰＲＯＭ１３４に記憶する。例えば、領域０〜５％についてρ＝ρ０＋３となる。また、コントローラ１３０は、ＥＥＰＲＯＭ１３４に蓄積された温度センサ７０の計測値の平均値を算出し、温度の平均値に対応する係数をＥＥＰＲＯＭ１３４から読み出して、増減後の粘度ρに乗ずる。例えば、温度の平均値が２５℃であれば、係数「１」を粘度ρに乗じて、ＥＥＰＲＯＭ１３４に記憶する。そして、コントローラ１３０は、ＥＥＰＲＯＭ１３４に記憶された各領域の粘度ρを、カートリッジ３０のＩＣチップ６０のメモリに書き込む（Ｓ１９）。

続いて、コントローラ１３０は、作動しているタイマーをリセットして再び作動させ（Ｓ２０）、また、ＥＥＰＲＯＭ１３４に記憶されているヘッド２１が吐出した累積インク量を「０」にリセットし（Ｓ２１）、また、ＥＥＰＲＯＭ１３４に記憶された温度センサ７０の計測値を消去して（Ｓ２２）、Ｓ１５へ戻る。

コントローラ１３０は、単位時間Ｔが経過するまでにヘッド２１から吐出されたインク量が閾値Ｖｔｈ以上であると判定したことに応じて（Ｓ１７：Ｙｅｓ）、カートリッジ３０の液室３１に貯留されているインクの液面の高さを算出して、当該インクの液室３１の底から液面までの高さｈを５つの領域に再分割する（Ｓ２３）。液室３１のインクは、初期のインク量Ｖ０から吐出されたインク量の分だけ減っている。コントローラ１３０は、残っているインク量について、液室３１の断面積に基づいて現在の液室３１の底から液面までの高さｈを算出し、この高さｈを５つの領域に再分割する。

続いて、コントローラ１３０は、再分割された各領域について粘度ρを算出する（Ｓ２４）。コントローラ１３０は、単位時間Ｔが経過するまでにヘッド２１から吐出されたインク量に応じて、ＰＶ１００，５００の２つの混合割合テーブルのうち、いずれを適用するかを決定する。この決定は、例えば、単位時間Ｔが経過するまでにヘッド２１から吐出されたインク量が、ＰＶ３００未満であれば、ＰＶ１００の混合割合テーブルを適用し、また、ＰＶ３００以上であれば、ＰＶ５００の混合割合テーブルを適用すると決定される。

例えば、ＰＶ１００で３０日使用された後、液室３１が再分割された最下部の領域０〜５％には、再分割される直前の領域５〜２０％に含まれていたインクが９８％、領域２０〜８０％に含まれていたインクが２％の割合で混合されているので、粘度ρ＝ρ０＋１が９８％を占めており、粘度ρ＝ρ０±０が２％を占めている。これらから、再分割された領域０〜５％において粘度ρ＝ρ０＋０．９８が算出される。このようにして、コントローラ１３０は、再分割された各領域の粘度ρを算出してＥＥＰＲＯＭ１３４及びＩＣチップ６０のメモリに記憶する。その後、コントローラ１３０は、Ｓ１９〜Ｓ２２の処理を実行して、Ｓ１５へ戻る。

［画像記録処理］
コントローラ１３０は、プリンタ１０に記録指示を受け付けたことに応じて、図７に示される画像記録処理を実行する。記録指示の取得先は特に限定されないが、例えば、不図示の操作パネルを通じてユーザから取得してもよいし、不図示の通信インタフェースを通じて外部装置から取得してもよい。

まず、コントローラ１３０は、ＥＥＰＲＯＭ１３４に記憶された各領域毎の粘度情報を取得する（Ｓ３１）。そして、取得した粘度情報のうち、最下部の領域０〜５％の粘度ρが閾値Ｔｈ２以上であるかを判定する（Ｓ３２）。

コントローラ１３０は、領域０〜５％の粘度ρが閾値Ｔｈ２以上であると判定したことに応じて（３２：Ｙｅｓ）、パージを実行する（Ｓ３３）。パージは、例えば、ヘッド２１をキャップで覆って、キャップ内を減圧することによりヘッド２１からインクを排出するものであっても、ヘッド２１又はカートリッジ３０の液室３１に圧力を付与してヘッド２１からインクを排出するものであってもよい。領域０〜５％の粘度ρが閾値Ｔｈ２以上であることにより、領域０〜５％に位置するインクは、ヘッド２１から吐出することが困難なインクであると判定されて、ヘッド２１から排出される。パージによるインクの排出量は、カートリッジ３０の液室３１から領域０〜５％に含まれるインクの全量を排出できる量であってもよいし、領域０〜５％に含まれるインクの一部が排出できる量であってもよい。

他方、コントローラ１３０は、領域０〜５％の粘度ρが閾値Ｔｈ２以上でないと判定したことに応じて（３２：Ｎｏ）、領域０〜５％の粘度ρが閾値Ｔｈ１以上であるかを判定する（Ｓ３４）。コントローラ１３０は、領域０〜５％の粘度ρが閾値Ｔｈ１以上であると判定したことに応じて（３４：Ｙｅｓ）、ヘッド２１に付与する駆動電圧として電圧Ｅ＝Ｅ２を設定する（Ｓ３５）。他方、コントローラ１３０は、領域０〜５％の粘度ρが閾値Ｔｈ１以上でないと判定したことに応じて（３４：Ｎｏ）、ヘッド２１に付与する駆動電圧として電圧Ｅ＝Ｅ１を設定する（Ｓ３６）。ここで、電圧Ｅ２は、電圧Ｅ１より大きい電圧である。領域０〜５％の粘度ρが閾値Ｔｈ１以上であることにより、領域０〜５％に位置するインクは、ヘッド２１から吐出するための駆動電圧を大きくすることが必要なインクであると判定されて、電圧Ｅ２が設定される。

そして、コントローラ１３０は、設定された駆動電圧によって画像記録を行う（Ｓ３７）。詳細には、コントローラ１３０は、給送トレイ１５上のシートを給送ローラ２３及び搬送ローラ２５に搬送させ、設定された駆動電圧に基づいてヘッド２１にインクを吐出させ、シートを排出ローラ２７に搬送させる。これにより、シートに画像が記録され、画像が記録されたシートが排出トレイ１６上に向けて搬送される。

続いて、コントローラ１３０は、画像記録においてヘッド２１から吐出したインク量をＥＥＰＲＯＭ１３４に記憶されているインク量に加算し、また、インク量をＩＣチップ６０のメモリに記憶して（Ｓ３８）、画像記録処理を終了する。

［作用効果］
上述の説明によれば、コントローラ１３０が、インク量Ｖ及び液室３１の断面積Ｓに基づいて、液室３１の底から液面までの上下方向６の高さｈを算出し、算出された高さｈを上下方向６に５つの領域に分割し、カートリッジ３０がカートリッジホルダ１００に装着されてから経過した時間に応じて、各領域毎に変化した粘度ρを算出してＥＥＰＲＯＭ１３４に記憶する。これにより、コントローラ１３０が、カートリッジ３０の液室３１の液面の高さに応じて、複数の領域毎に変化した粘度ρを算出することができる。また、コントローラ１３０が、各領域において変化した粘度ρに応じて、ヘッド２１がインクを排出するための駆動電圧を変更したり、パージを実行したりすることができる。

また、コントローラ１３０は、ヘッド２１から排出されたインク量をＥＥＰＲＯＭ１３４に記憶されたインク量Ｖから減算して更新し、更新されたインク量Ｖ及び断面積Ｓに基づいて、液室３１の底から液面までの上下方向６の高さｈを算出する。そして、コントローラ１３０は、算出された高さｈを上下方向に５つの領域に分割し、ＥＥＰＲＯＭ１３４に記憶された更新前の５つの領域毎の粘度ρを、更新された５つの領域に割り当てて、更新された領域毎に変化した粘度ρを算出する。これにより、コントローラ１３０は、ヘッド２１からインクが排出されて、カートリッジ３０の液室３１の液面の高さｈが変われば、複数の領域を割り当て直して、各領域毎に変化した粘度ρを算出することができる。

また、上述の説明によれば、５つの領域のうち液室３１の最下部に相当する領域０〜５％の上下方向６の幅は、及び最上部に相当する領域９５〜１００％の上下方向６の幅は、他の領域の上下方向６の幅よりも小さい。これにより、粘度ρの増減が起こりやすい液室３１の最下部及び最上部に相当する領域の粘度ρの増減を精度よく推測することができる。

また、プリンタ１０が温度センサ７０を具備しており、コントローラ１３０は、温度センサ７０の出力に応じて補正係数を選択して、変化した粘度ρに乗ずる。これにより、コントローラ１３０は、プリンタ１０が置かれている環境温度による粘度ρの増減の変化に対応して、変化した粘度ρを算出することができる。

また、コントローラ１３０は、カートリッジ３０の液室３１の最下部に相当する領域０〜５％の粘度ρが閾値Ｔｈ１以上であることに応じて、ヘッド２１の駆動電圧を電圧Ｅ１より大きな電圧Ｅ２に変更する。これにより、インクの粘度増加によるヘッド２１からの不排出を抑制することができる。

また、コントローラ１３０は、カートリッジ３０の液室３１の最下部に相当する領域０〜５％の変化した粘度ρが閾値Ｔｈ２以上であることに応じて、パージを実行する。これにより、ヘッド２１から吐出されにくいインク液体による画像記録を抑制することができる。

また、コントローラ１３０は、５つの領域毎の粘度ρを接点１０６を通じてＩＣチップ６０のメモリに記憶させる。これにより、コントローラ１３０は、使用途中のカートリッジ３０がカートリッジホルダ１００に装着されたときに、それまでの各領域毎の変化した粘度ρの情報を、カートリッジ３０のＩＣチップ６０のメモリから読み出し可能となる。

また、コントローラ１３０は、ＩＣチップ６０のメモリに記憶させた５つの領域毎の粘度ρを読み出して、ＥＥＰＲＯＭ１３４に記憶させる。これにより、コントローラ１３０は、使用途中のカートリッジ３０がカートリッジホルダ１００に装着されたときに、それまでの各領域毎の変化した粘度ρの情報をを引き継いで、その後の粘度ρの増減を算出することができる。

［変形例］
上述の説明においては、コントローラ１３０は、ヘッド２１から排出されたインク量をＥＥＰＲＯＭ１３４に記憶されたインク量Ｖから減算して更新した後、再分割した５つの領域における粘度ρを、混合割合テーブルに基づいて算出するが、これに限らない。コントローラ１３０は、上述の算出方法に代えて、別の算出方法によって、再分割した５つの領域における粘度ρを算出してもよい。例えば、コントローラ１３０は、５つの領域の上下方向６の幅をＥＥＰＲＯＭ１３４に記憶させ、この各幅に基づいて、再分割した５つの領域において、再分割前の５つの領域が占める割合を決定し、決定した割合に基づいて、再分割した５つの各領域毎の粘度ρを算出してもよい。

詳細には、例えば、液室３１の最下部の領域０〜５％に含まれるインクの１／２が液室３１から流出したとすると、再分割した５つの領域のうち最下部の領域０〜５％に含まれる再分割前の領域０〜５％に含まれるインクの割合は、約５１．３％である。そして、残り４８．７％が、再分割前の領域５〜２０％に含まれるインクである。したがって、再分割した最下部の領域０〜５％は、粘度ρ＝ρ０＋２．０２６となる。

また、上述の説明では、インク吐出量ＰＶ１００，５００の２つの混合割合テーブルがＥＥＰＲＯＭ１３４に記憶されているが、これに限らない。例えば、インク吐出量に合わせて更に多くの混合割合テーブルがＥＥＰＲＯＭ１３４に記憶されていてもよい。また、２つの混合割合テーブルに基づいて、インク吐出量ＰＶ１００、ＰＶ５００以外のインク吐出量ＰＶにおける混合割合が関数により算出されてもよい。

なお、上述の説明では、５つの領域のうち液室３１の最下部に相当する領域０〜５％の上下方向６の幅は、及び最上部に相当する領域９５〜１００％の上下方向６の幅は、他の領域の上下方向６の幅よりも小さいが、これに限らない。上述の各領域の幅に代えて、例えば、最下部に相当する領域０〜５％の上下方向６の幅のみが、他の領域の上下方向６の幅よりも小さく設定されてもよい。また、例えば、最下部に相当する領域０〜５％の上下方向６の幅と同幅の領域が他の領域に存在してもよい。

また、上述の説明では、カートリッジ３０の液室３１の底からインクの液面までの高さｈが５つの分割されているが、分割数は５つに限定されず、５つから増減されてもよい。

また、上述の説明では、初期粘度ρ０から増減した後の粘度ρがＥＥＰＲＯＭ１３４及びＩＣチップ６０のメモリに記憶されるが、これに限らない。例えば、コントローラ１３０は、粘度ρではなく、増減量のみをＥＥＰＲＯＭ１３４及びＩＣチップ６０のメモリに記憶してもよい。

また、上述の説明では、顔料を含むインクを液体の一例として説明したが、これに限らない。液体は、例えば、経時的に粘度の変化が生じるのであれば、画像記録時にインクに先立って用紙などに吐出される前処理液でもよい。

１０・・・プリンタ（画像記録装置）
２１・・・ヘッド
３０・・・カートリッジ
３１・・・液室
６０・・・ＩＣチップ（カートリッジメモリ）
７０・・・温度センサ
１００・・・カートリッジホルダ（装着ケース）
１０６・・・接点
１３０・・・コントローラ
１３４・・・ＥＥＰＲＯＭ（メモリ）

Claims (12)

1. 液体が貯留された液室と、一端が上記液室と連通され、他端が外部と連通される第１流路と、を有するカートリッジが、装着される装着ケースと、
   一端が外部と連通される第２流路であって、上記カートリッジが上記装着ケースに装着されたときに、上記第１流路とともに流路を構成する第２流路と、
   上記第２流路の他端と連通されるヘッドと、
   上記液室の断面積、並びに、上記液室に貯留されている液体の液量及び粘度を記憶するメモリと、
   コントローラと、を備える画像記録装置であって、
   上記コントローラは、
   上記液量及び上記断面積に基づいて、上記液室の底から液面までの上下方向の高さを算出し、算出された高さを上下方向に複数の領域に分割し、
   上記カートリッジが上記第２流路に接続されてから経過した時間に応じて、各領域毎に変化した粘度の値を算出して上記メモリに記憶させる画像記録装置。
2. 上記コントローラは、上記複数の領域毎に予め定められた単位時間当たりに変化する粘度の推測値を、上記メモリに記憶された上記複数の領域毎の粘度の値に加算する処理を繰り返す請求項１に記載の画像記録装置。
3. 上記コントローラは、上記ヘッドから排出される液体の量に相当する液量を、上記メモリに記憶された液量から減算して、上記メモリに記憶された液量を更新し、
   更新された液量及び断面積に基づいて、上記液室の底から液面までの上下方向の高さを算出し、算出された高さを上下方向に複数の領域に分割し、
   上記メモリに記憶された更新前の上記複数の領域毎の粘度の値を、更新された複数の領域に割り当てて、更新された複数の領域毎に変化した粘度の値を算出する請求項１又は２に記載の画像記録装置。
4. 上記コントローラは、
   上下方向に分割した複数の各領域の上下方向の幅を上記メモリに記憶させ、
   上記メモリに記憶された複数の各領域の上下方向の幅に基づいて、更新された複数の各領域において、更新前の複数の各領域が占める割合を決定し、
   決定した割合に基づいて、更新された複数の各領域毎の変化した粘度の値を算出する請求項３に記載の画像記録装置。
5. 上記複数の領域において上記液室の最下部に相当する領域の上下方向の幅は、他のいずれかの領域の上下方向の幅よりも小さい請求項１から４のいずれかに記載の画像記録装置。
6. 上記複数の領域において上記液室の最下部及び最上部に相当する各領域の上下方向の幅は、これら以外の他の領域の上下方向の幅よりも小さい請求項５に記載の画像記録装置。
7. 環境温度を計測する温度センサを更に具備しており、
   上記メモリは、複数の温度にそれぞれ対応した複数の補正係数を記憶しており、
   上記コントローラは、上記温度センサの出力に応じて、上記補正係数を選択して、上記変化した粘度の値に乗ずる請求項１から６のいずれかに記載の画像記録装置。
8. 上記コントローラは、上記複数の領域において上記液室の最下部に相当する領域の変化した粘度の値が第１閾値以上であることに応じて、上記ヘッドが液体を排出するための排出エネルギーを第１値から、第１値より大きな第２値に変更する請求項１から７のいずれかに記載の画像記録装置。
9. 上記コントローラは、上記複数の領域において上記液室の最下部に相当する領域の変化した粘度の値が第２閾値以上であることに応じて、上記ヘッドから強制的に液体を排出するパージを実行する請求項１から８のいずれかに記載の画像記録装置。
10. 接点を更に備え、
    上記カートリッジは、上記装着ケースに装着された状態で、上記接点と導通可能なカートリッジメモリを備えており、
    上記コントローラは、上記複数の領域毎の変化した粘度の値を上記接点を通じて上記カートリッジメモリに記憶させる請求項１から９のいずれかに記載の画像記録装置。
11. 上記コントローラは、上記カートリッジメモリに記憶させた上記複数の領域毎の変化した粘度の値を読み出して、上記メモリに記憶させる請求項１０に記載の画像記録装置。
12. 液体が貯留された液室と、一端が上記液室と連通され且つ他端が外部と連通される第１流路と、を有するカートリッジが、装着される装着ケースと、
    一端が外部と連通される第２流路であって、上記カートリッジが上記装着ケースに装着されたときに、上記第１流路と共に流路を構成する上記第２流路と、
    上記第２流路の他端と連通されるヘッドと、
    接点と、
    コントローラとを備える画像記録装置に装着されるカートリッジであって、
    上記装着ケースに装着された状態で上記コントローラに接続された上記接点と導通可能なカートリッジメモリを備えており、
    上記カートリッジメモリは、上記液室の底から液面までの上下方向の高さを複数に分割した各領域毎に対応する液体の粘度の値を記憶しているカートリッジ。
    

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