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発明の名称 インクジェットプリンタ機構搭載装置、その制御方法及びその制御プログラム
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開2007−15298(P2007−15298A)
公開日 平成19年1月25日(2007.1.25)
出願番号 特願2005−200798(P2005−200798)
出願日 平成17年7月8日(2005.7.8)
代理人 【識別番号】110000017
【氏名又は名称】特許業務法人アイテック国際特許事務所
発明者 片山 匡由 / 品田 聡
要約 課題
発振子として作用するインク残量検出センサを利用してタンク内のインク量を精度よく検出できる。

解決手段
マルチファンクションプリンタ10では、インク残量検出センサ61の共振周波数fが第1の周波数帯域(インクカートリッジ46のタンク内に蓄えられたインクがインク残量検出センサ61の位置に達する量だけ残っていることを表す周波数帯域)にも第2の周波数帯域(インクカートリッジ46のタンク内に蓄えられたインクがインク残量検出センサ61の位置に達する量だけ残っていないことを表す周波数帯域)にも入らない不定状態のとき、該不定状態を解消可能な不定状態解消処理を実行し、その後、インク残量検出センサ61の共振周波数fが第1及び第2の周波数帯域のいずれかに入るか否かを判定し、第2の周波数帯域に入るときにはインク切れに関する情報を報知する。
特許請求の範囲
【請求項1】
インクジェット方式の印刷ヘッドと、
該印刷ヘッドへインクを供給可能なタンクと、
該タンクに取り付けられ発振子として作用し前記タンク内のインクの量に応じて該インクとの接触状態が変わるインク残量検出センサと、
前記インク残量検出センサの共振周波数が、前記タンク内に蓄えられたインクが前記インク残量検出センサの位置に達する量だけ残っていることを表す第1の周波数帯域にも、前記タンク内に蓄えられたインクが前記インク残量検出センサの位置に達する量だけ残っていないことを表し前記第1の周波数帯域とは異なる第2の周波数帯域にも入らない不定状態のとき、該不定状態を解消可能な不定状態解消処理を実行する処理実行手段と、
前記処理実行手段による前記不定状態解消処理の実行後に前記インク残量検出センサの共振周波数が前記第1の周波数帯域及び前記第2の周波数帯域のいずれかに入るか否かを判定し、前記共振周波数が前記第1の周波数帯域に入るときにはインク切れに関する情報を報知せず前記共振周波数が前記第2の周波数帯域に入るときにはインク切れに関する情報を報知する情報報知手段と、
を備えたインクジェットプリンタ機構搭載装置。
【請求項2】
前記処理実行手段は、前記共振周波数が前記第1の周波数帯域と前記第2の周波数帯域との間の中間帯域に入るときには前記インクの液面又は内部に発生した気泡の影響を小さくする気泡対策処理を実行する、
請求項1に記載のインクジェットプリンタ機構搭載装置。
【請求項3】
前記気泡対策処理は、フラッシング又はヘッドクリーニングである、
請求項2に記載のインクジェットプリンタ機構搭載装置。
【請求項4】
前記気泡対策処理は、前記タンク内のインクを振盪させる処理である、
請求項2に記載のインクジェットプリンタ機構搭載装置。
【請求項5】
前記処理実行手段は、前記第1の周波数帯域と前記第2の周波数帯域との間の中間帯域を第3の周波数帯域とするとき、前記共振周波数が前記第1、第2、第3のいずれの周波数帯域にも入らないときにはノイズの影響を小さくするノイズ対策処理を実行する、
請求項1〜4のいずれかに記載のインクジェットプリンタ機構搭載装置。
【請求項6】
前記タンクは、移動可能に構成され、
前記処理実行手段は、前記共振周波数が前記第1、第2、第3のいずれの周波数帯域にも入らないときにはノイズの影響が小さい位置に前記タンクを移動する処理を実行する、
請求項5に記載のインクジェットプリンタ機構搭載装置。
【請求項7】
前記ノイズの影響が小さい位置には、ノイズを遮蔽するノイズ遮蔽ボックスが設けられている、
請求項6に記載のインクジェットプリンタ機構搭載装置。
【請求項8】
インクジェット方式の印刷ヘッドと、該印刷ヘッドへインクを供給可能なタンクと、該タンクに取り付けられ発振子として作用し前記タンク内のインクの量に応じて該インクとの接触状態が変わるインク残量検出センサとを備えたインクジェットプリンタ機構搭載装置をコンピュータ・ソフトウェアによって制御する方法であって、
(a)前記インク残量検出センサの共振周波数が、前記タンク内に蓄えられたインクが前記インク残量検出センサの位置に達する量だけ残っていることを表す第1の周波数帯域にも、前記タンク内に蓄えられたインクが前記インク残量検出センサの位置に達する量だけ残っていないことを表し前記第1の周波数帯域とは異なる第2の周波数帯域にも入らない不定状態のとき、該不定状態を解消可能な不定状態解消処理を実行するステップと、
(b)前記ステップ(a)の後に前記インク残量検出センサの共振周波数が前記第1の周波数帯域及び前記第2の周波数帯域のいずれかに入るか否かを判定し、前記共振周波数が前記第1の周波数帯域に入るときにはインク切れに関する情報を報知せず前記共振周波数が前記第2の周波数帯域に入るときにはインク切れに関する情報を報知するステップと、
を含むインクジェットプリンタ機構搭載装置の制御方法。
【請求項9】
前記ステップ(a)では、前記共振周波数が前記第1の周波数帯域と前記第2の周波数帯域との間の中間帯域に入るときには前記インクの液面又は内部に発生した気泡の影響を小さくする気泡対策処理を実行する、
請求項8に記載のインクジェットプリンタ機構搭載装置の制御方法。
【請求項10】
前記ステップ(a)では、前記第1の周波数帯域と前記第2の周波数帯域との間の中間帯域を第3の周波数帯域とするとき、前記共振周波数が前記第1、第2、第3のいずれの周波数帯域にも入らないときにはノイズの影響を小さくするノイズ対策処理を実行する、
請求項8又は9に記載のインクジェットプリンタ機構搭載装置の制御方法。
【請求項11】
請求項8〜10のいずれかに記載のインクジェットプリンタ機構搭載装置の制御方法の各ステップを1又は複数のコンピュータに実現させるための制御プログラム。
発明の詳細な説明
【技術分野】
【0001】
本発明は、インクジェットプリンタ機構搭載装置、その制御方法及びその制御プログラムに関する。
【背景技術】
【0002】
従来より、インクジェット方式の印刷ヘッドへインクを供給可能なタンクにインク残量検出センサを取り付け、このインク残量検出センサの共振周波数に基づいてタンク内のインクの有無を判定するインクジェットプリンタ機構搭載装置が知られている。例えば、特許文献1には、振動板の片面に圧電素子を接合したインク残量検出センサを利用したものが開示されている。このインク残量検出センサは、タンク内のインクが所定量以上残存している場合にはインク残量検出センサの振動板とインクとが接触するように、また、タンク内のインクが所定量未満になった場合にはインク残量検出センサの振動板とインクとが非接触となるように、タンクに取り付けられている。ここで、タンク内のインクが所定量以上残存している場合のインク残量検出センサの共振周波数とタンク内のインクが所定量未満になった場合のインク残量検出センサの共振周波数とは大きく異なることから、インク残量検出センサの共振周波数と予め定めた閾値とを比較することにより、タンク内にインクが所定量残存しているか否かを判定している。
【特許文献1】WO01/087627 図7〜図13
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0003】
ところで、この種のインク残量検出センサにおいて、本発明者らが鋭意研究した結果、タンク内のインクが所定量以上のときの共振周波数は所定の低周波数帯域に入り、タンク内のインクが所定量未満のときの共振周波数は所定の高周波帯域に入るが、タンク内のインクの状態やインク残量検出センサの周囲の環境によっては、共振周波数がいずれの周波数帯域にも入らないことがあることがわかった。このように共振周波数がいずれの周波数帯域にも入らない場合には、タンク内のインクが所定量以上なのか所定量未満なのかを精度よく判定することができないという問題が生じる。
【0004】
本発明は、このような課題に鑑みなされたものであり、発振子として作用するインク残量検出センサを利用してタンク内のインク量を精度よく検出可能なインクジェットプリンタ機構搭載装置、その制御方法及びその制御プログラムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0005】
本発明は、上述の目的を達成するために以下の手段を採った。
【0006】
本発明のインクジェットプリンタ機構搭載装置は、
インクジェット方式の印刷ヘッドと、
該印刷ヘッドへインクを供給可能なタンクと、
該タンクに取り付けられ発振子として作用し前記タンク内のインクの量に応じて該インクとの接触状態が変わるインク残量検出センサと、
前記インク残量検出センサの共振周波数が、前記タンク内に蓄えられたインクが前記インク残量検出センサの位置に達する量だけ残っていることを表す第1の周波数帯域にも、前記タンク内に蓄えられたインクが前記インク残量検出センサの位置に達する量だけ残っていないことを表し前記第1の周波数帯域とは異なる第2の周波数帯域にも入らない不定状態のとき、該不定状態を解消可能な不定状態解消処理を実行する処理実行手段と、
前記処理実行手段による前記不定状態解消処理の実行後に前記インク残量検出センサの共振周波数が前記第1の周波数帯域及び前記第2の周波数帯域のいずれかに入るか否かを判定し、前記共振周波数が前記第1の周波数帯域に入るときにはインク切れに関する情報を報知せず前記共振周波数が前記第2の周波数帯域に入るときにはインク切れに関する情報を報知する情報報知手段と、
を備えたものである。
【0007】
このインクジェットプリンタ機構搭載装置では、インク残量検出センサの共振周波数が第1の周波数帯域(タンク内に蓄えられたインクがインク残量検出センサの位置に達する量だけ残っていることを表す周波数帯域)にも第2の周波数帯域(タンク内に蓄えられたインクがインク残量検出センサの位置に達する量だけ残っていないことを表す周波数帯域)にも入らない不定状態のとき、該不定状態を解消可能な不定状態解消処理を実行し、その後、インク残量検出センサの共振周波数が第1及び第2の周波数帯域のいずれかに入るか否かを判定し、第1の周波数帯域に入るときにはインク切れに関する情報を報知せず、第2の周波数帯域に入るときにはインク切れに関する情報を報知する。このように、インク残量検出センサの共振周波数が不定状態にあるときには不定状態解消処理を実行するため、その不定状態解消処理を実行した後はインク残量検出センサの共振周波数が第1及び第2の周波数帯域のいずれかに入る可能性が高い。したがって、タンク内のインクがインク残量検出センサの位置に達する量だけ残っているか否かを精度よく検出することができる。
【0008】
ここで、「インク残量検出センサ」とは、適当な周波数の電圧を印加することにより共振して固有の共振周波数の信号を出力するものであればよく、例えば振動板に圧電素子を接合したものであってタンク内のインクの量に応じて該インクと振動板との接触状態が変わるように取り付けたものとしてもよいし、第1電極とバネ構造の第2電極とを間隔を開けて配置したコンデンサタイプの素子であってタンク内のインクの量に応じて該インクと第2電極との接触状態が変わるように取り付けたものとしてもよい。また、「インク切れに関する情報」とは、例えばインク切れが間近であることのお知らせや、インク切れになったことのお知らせなどが挙げられる。
【0009】
本発明のインクジェットプリンタ機構搭載装置において、前記処理実行手段は、前記共振周波数が前記第1の周波数帯域と前記第2の周波数帯域との間の中間帯域に入るときには前記インクの液面又は内部に発生した気泡の影響を小さくする(気泡の影響をなくす場合も含む)気泡対策処理を実行してもよい。経験的にみて、タンク内のインクの液面又は内部に気泡が発生しその気泡がインク残量検出センサに接触しているときにはそのインク残量検出センサの共振周波数が中間帯域に入ることが多い。したがって、共振周波数が中間帯域に入るときには気泡対策処理を実行して気泡の影響を小さくすることにより、その後のインク残量検出センサの共振周波数が第1の周波数帯域又は第2の周波数帯域に入る可能性を高めることができる。
【0010】
このように気泡対策処理を実行可能なインクジェットプリンタ機構搭載装置において、気泡対策処理として、フラッシング又はヘッドクリーニングを採用してもよい。こうすれば、例えばインクの液面に発生した気泡がインク残量検出センサに接触していたときには、インクを印刷ヘッドから吐出させるフラッシング又は印刷ヘッド内のインクを吸引するヘッドクリーニングを行うことによりインクの液面が下がったりインクの内部の気泡が消失したりするため、気泡の影響を小さくすることができる。あるいは、気泡対策処理として、タンク内のインクを振盪させる処理を採用してもよい。こうすれば、タンク内のインクに発生した気泡が振盪によって消失することがあるため、気泡の影響を小さくすることができる。
【0011】
本発明のインクジェットプリンタ機構搭載装置において、前記処理実行手段は、前記第1の周波数帯域と前記第2の周波数帯域との間の中間帯域を第3の周波数帯域とするとき、前記共振周波数が前記第1、第2、第3のいずれの周波数帯域にも入らないときにはノイズの影響を小さくする(ノイズの影響をなくす場合も含む)ノイズ対策処理を実行してもよい。経験的にみて、インクジェットプリンタ機構搭載装置に設けられた他の機構やインクジェットプリンタ機構搭載装置の周囲に配置された他の電子機器が動作することによって発生したノイズの周波数は、第1、第2、第3のいずれの周波数帯域にも入らないことが多い。したがって、共振周波数が第1、第2、第3のいずれの周波数帯域にも入らないときにはノイズ対策処理を実行してノイズの影響を小さくすることにより、その後のインク残量検出センサの共振周波数が第1の周波数帯域又は第2の周波数帯域に入る可能性を高めることができる。
【0012】
このようにノイズ対策処理を実行可能なインクジェットプリンタ機構搭載装置において、前記タンクは、移動可能に構成され、前記処理実行手段は、前記共振周波数が前記第1、第2、第3のいずれの周波数帯域にも入らないときにはノイズの影響が小さい位置に前記タンクを移動する処理を実行してもよい。こうすれば、比較的容易にノイズの影響を小さくすることができる。このとき、ノイズの影響が小さい位置には、ノイズを遮蔽するノイズ遮蔽ボックスが設けられていてもよい。こうすれば、単にタンクの位置を変更する場合に比べて、ノイズの影響をより小さくすることができる。
【0013】
本発明のインクジェットプリンタ機構搭載装置の制御方法は、
インクジェット方式の印刷ヘッドと、該印刷ヘッドへインクを供給可能なタンクと、該タンクに取り付けられ発振子として作用し前記タンク内のインクの量に応じて該インクとの接触状態が変わるインク残量検出センサとを備えたインクジェットプリンタ機構搭載装置をコンピュータ・ソフトウェアによって制御する方法であって、
(a)前記インク残量検出センサの共振周波数が、前記タンク内に蓄えられたインクが前記インク残量検出センサの位置に達する量だけ残っていることを表す第1の周波数帯域にも、前記タンク内に蓄えられたインクが前記インク残量検出センサの位置に達する量だけ残っていないことを表し前記第1の周波数帯域とは異なる第2の周波数帯域にも入らない不定状態のとき、該不定状態を解消可能な不定状態解消処理を実行するステップと、
(b)前記ステップ(a)の後に前記インク残量検出センサの共振周波数が前記第1の周波数帯域及び前記第2の周波数帯域のいずれかに入るか否かを判定し、前記共振周波数が前記第1の周波数帯域に入るときにはインク切れに関する情報を報知せず前記共振周波数が前記第2の周波数帯域に入るときにはインク切れに関する情報を報知するステップと、
を含むものである。
【0014】
このインクジェットプリンタ機構搭載装置の制御方法では、インク残量検出センサの共振周波数が第1の周波数帯域(タンク内に蓄えられたインクがインク残量検出センサの位置に達する量だけ残っていることを表す周波数帯域)にも第2の周波数帯域(タンク内に蓄えられたインクがインク残量検出センサの位置に達する量だけ残っていないことを表す周波数帯域)にも入らない不定状態のとき、該不定状態を解消可能な不定状態解消処理を実行し、その後、インク残量検出センサの共振周波数が第1及び第2の周波数帯域のいずれかに入るか否かを判定し、第1の周波数帯域に入るときにはインク切れに関する情報を報知せず、第2の周波数帯域に入るときにはインク切れに関する情報を報知する。このように、インク残量検出センサの共振周波数が不定状態にあるときには不定状態解消処理を実行するため、その不定状態解消処理を実行した後はインク残量検出センサの共振周波数が第1及び第2の周波数帯域のいずれかに入る可能性が高い。したがって、タンク内のインクがインク残量検出センサの位置に達する量だけ残っているか否かを精度よく検出することができる。
【0015】
本発明のインクジェットプリンタ機構搭載装置の制御方法において、前記ステップ(a)では、前記共振周波数が前記第1の周波数帯域と前記第2の周波数帯域との間の中間帯域に入るときには前記インクの液面又は内部に発生した気泡の影響を小さくする(気泡の影響をなくす場合も含む)気泡対策処理を実行してもよい。経験的にみて、タンク内のインクの液面又は内部に気泡が発生しその気泡がインク残量検出センサに接触しているときにはそのインク残量検出センサの共振周波数が中間帯域に入ることが多い。したがって、共振周波数が中間帯域に入るときには気泡対策処理を実行して気泡の影響を小さくすることにより、その後のインク残量検出センサの共振周波数が第1の周波数帯域又は第2の周波数帯域に入る可能性を高めることができる。
【0016】
本発明のインクジェットプリンタ機構搭載装置の制御方法において、前記ステップ(a)では、前記第1の周波数帯域と前記第2の周波数帯域との間の中間帯域を第3の周波数帯域とするとき、前記共振周波数が前記第1、第2、第3のいずれの周波数帯域にも入らないときにはノイズの影響を小さくする(ノイズの影響をなくす場合も含む)ノイズ対策処理を実行してもよい。経験的にみて、インクジェットプリンタ機構搭載装置に設けられた他の機構やインクジェットプリンタ機構搭載装置の周囲に配置された他の電子機器が動作することによって発生したノイズの周波数は、第1、第2、第3のいずれの周波数帯域にも入らないことが多い。したがって、共振周波数が第1、第2、第3のいずれの周波数帯域にも入らないときにはノイズ対策処理を実行してノイズの影響を小さくすることにより、その後のインク残量検出センサの共振周波数が第1の周波数帯域又は第2の周波数帯域に入る可能性を高めることができる。
【0017】
本発明のインクジェットプリンタ機構搭載装置の制御方法において、上述したインクジェットプリンタ機構搭載装置の機能を実現するようなステップを追加してもよい。
【0018】
本発明の制御プログラムは、上述したインクジェットプリンタ機構装置の制御方法の各ステップを1又は複数のコンピュータに実現させるための制御プログラムである。この制御プログラムは、コンピュータが読み取り可能な記録媒体(例えばハードディスク、ROM、FD、CD、DVDなど)に記録されていてもよいし、伝送媒体(インターネットやLANなどの通信網)を介してあるコンピュータから別のコンピュータへ配信されてもよいし、その他どのような形で授受されてもよい。このプログラムを一つのコンピュータに実行させるか又は複数のコンピュータに各ステップを分担して実行させれば、上述した制御方法と同様の効果を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0019】
次に、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図1は本発明の一実施形態であるマルチファンクションプリンタ10の斜視図、図2はマルチファンクションプリンタ10の電気的接続を表すブロック図、図3はインクジェット印刷部40のプリンタ機構41の斜視図、図4はインクカートリッジ46の断面図である。
【0020】
本実施形態のマルチファンクションプリンタ10は、図1に示すように、筐体11の上面の奥側の一辺にヒンジ12,12を介して開閉自在に取り付けられた蓋カバー13と、筐体11の上面に嵌め込まれたガラス板14を介して該ガラス板14の上面に載置された対象物をスキャニングするスキャナ部30と、スキャナ部30の下方に配置され筐体11の背面から給紙された用紙Pにインクジェット方式による印刷を行い筐体11の前面に設けられた排出口15から印刷された用紙Pを排出するインクジェット印刷部40と、各種の情報を表示するディスプレイ72のほか電源スイッチやコピーボタン、スキャナボタン、印刷ボタンなどのボタン群74が設けられた操作パネル70とを備えている。
【0021】
このうち、スキャナ部30は、図2に示すように、スキャナ機能を実行するスキャナ機構31と、このスキャナ機構31を制御するスキャナASIC32とを備えたものである。なお、「ASIC」とは、アプリケーション・スペシフィック・インテグレーテッド・サーキット(Application Specific Integrated Circuit)の略である。スキャナ機構31は、いわゆるフラットベッド型であり、ガラス板14に載置された対象物Mをこのガラス板14を介して光学的に読み取るラインイメージセンサ34と、対象物Mを読み取るためラインイメージセンサ34を走査させる移動機構36とを備えている。スキャナASIC32はスキャナ機構31を制御する機能を備えたICチップであり、スキャナ機構31のラインイメージセンサ34で読み取られたスキャンデータを、コントローラ20のRAM26に設けられたスキャナバッファ26aに格納する。このラインイメージセンサ34は、対象物Mに向かって発光した後の反射光をレッド(R)、グリーン(G)、ブルー(B)の各色に分解してスキャンデータとする周知のカラーイメージセンサである。
【0022】
インクジェット印刷部40は、図2に示すように、プリンタ機構41とプリンタASIC42とを備えている。プリンタ機構41は、インクジェット方式のフルカラープリンタとして構成されている。このプリンタ機構41は、図3に示すように、駆動輪41aと従動輪41bとの間に架け渡されたタイミングベルト43によりガイド44に沿って左右に往復動するキャリッジ45と、このキャリッジ45に搭載されシアン・マゼンタ・イエロー・ライトシアン・ライトマゼンタ及びブラックの各色のインクを個別に収容したインクカートリッジ46と、各インクカートリッジ46から供給された各インクに圧力をかける印刷ヘッド47と、この印刷ヘッド47で加圧されたインク滴を印刷媒体である用紙Pに吐出するノズル48と、用紙Pを搬送する搬送ローラ49とを備えている。印刷ヘッド47は、ここでは圧電素子に電圧をかけることによりこの圧電素子を変形させてインクを加圧する方式を採用しているが、発熱抵抗体(例えばヒータなど)に電圧をかけインクを加熱して発生した気泡によりインクを加圧する方式を採用してもよい。プリンタASIC42は、プリンタ機構41を制御する機能を備えたICチップであり、RAM26に設けられた印刷バッファ26b内の印刷データを1ページごとにビットマップイメージに展開し該展開した展開データを用紙Pに印刷するようにプリンタ機構41を制御する。
【0023】
プリンタ機構41は、更に、図3に示すように、ガイド44の左端近傍に形成されたフラッシング領域52と、ガイド44の右端近傍に形成されたキャップ54とを備えている。フラッシング領域52は、ノズル48の先端でインクが乾燥して固化するのを防止するために定期的又は所定のタイミングで印刷データとは無関係にインク滴を吐出させる、いわゆるフラッシング動作を行うときに利用されるものである。このフラッシング領域52は、印刷ヘッド47がキャリッジ45と共に左端まで移動したときに該印刷ヘッド47のノズル48と対向するように設けられている。このため、フラッシング動作を行う場合には、印刷ヘッド47をキャリッジ45と共に左端まで移動させたあとに行う。また、キャップ54は、印刷休止中などにノズル48が乾燥するのを防止するためにノズル48を封止するときに利用されるものである。このキャップ54は、印刷ヘッド47がキャリッジ45と共に右端(ホームポジションという)まで移動したときに該印刷ヘッド47のノズル形成面を覆うように作動される。また、キャップ54には、図示しない吸引ポンプが接続されている。そして、必要に応じて、キャップ54で封止された印刷ヘッド47のノズル形成面に吸引ポンプの負圧を作用させてノズル48から詰まったインクを吸引排出させる。なお、吸引排出された廃インクやフラッシングで使用された廃インクは、図示しない廃液タンクに溜められる。
【0024】
各インクカートリッジ46は、図4に示すように、インクを収容するタンク46aと、このタンク46aから印刷ヘッド47へインクを供給するインク供給通路46bとを備え、上下方向に延びるインク供給通路46bの途中には通路壁を液密状態で貫通するセンサアセンブリ60が取り付けられている。センサアセンブリ60は、金属板よりなる振動板61aの片面に圧電素子61bを接合しその圧電素子61bに電極61c,61cを取り付けたインク残量検出センサ61と、このインク残量検出センサ61の固有共振周波数付近の発振信号の振幅をディジタル信号に変換してコントローラ20へ出力する共振周波数検出回路62とを備えている。このうち、共振周波数検出回路62は、インク残量検出センサ61を含んで構成され圧電素子61bの電極61c、61cに駆動電圧を印加してインク残量検出センサ61を固有共振周波数付近で励振させる発振回路63と、この発振回路63から得られた発振信号のうち共振周波数付近の周波数成分を強調し共振周波数以外の周波数成分を減衰させるバンドパスフィルタ64と、このバンドパスフィルタ64を通過した交流の発振信号を直流の電圧信号に変換する検波整流回路65と、この検波整流回路65を通過したアナログの電圧信号をディジタル信号に変換してコントローラ20へ出力するA/D変換回路66とを備えている。
【0025】
ここで、インク残量検出センサ61の振動板61aは、圧電素子61bが接合されていない面がタンク46aの内側を向いているため、タンク46a内のインクの量に応じてインクと接触したり接触しなかったりする。そして、振動板61aがインクに接触しているときつまりタンク46a内のインクがインク残量検出センサ61に達する量だけ残っているときと、振動板61aがインクに接触していないときつまりタンク46a内のインクがインク残量検出センサ61に達する量だけ残っていないときとでは、インク残量検出センサ61の共振振動数が異なるため、その共振振動数に基づいてインクの残存量を把握することができる。
【0026】
コントローラ20は、図2に示すように、CPU22を中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、各種処理プログラムを記憶したROM24と、一時的にデータを記憶したりデータを保存したりするRAM26と、回数をカウントするときに使用されるカウンタ28とを備えている。このコントローラ20は、バス29を介してスキャナASIC32、プリンタASIC42、共振周波数検出回路62及び操作パネル70と接続されている。RAM26は、複数の領域を備えており、これらの領域には、スキャナ部30により読み取られた画像情報を一時的に記憶するスキャナバッファ26aや、インクジェット印刷部40に印刷させる画像情報を一時的に記憶する印刷バッファ26bがある。
【0027】
次に、こうして構成された本実施形態のマルチファンクションプリンタ10の動作、特にコントローラ20によって実行されるインク残量検出処理ルーチンについて説明する。図5は、コントローラ20のCPU22により実行されるインク残量検出処理ルーチンのフローチャートである。このルーチンは、ROM24に記憶され、CPU22により所定のタイミングごとに繰り返し実行される。なお、所定のタイミングとは、例えばインクを消費した時点(フラッシングやヘッドクリーニングが終了した時点とか、印刷動作中の印刷ヘッド47がキャリッジ45と共にガイド44に沿って一往復した時点など)としてもよいし、予め定められた時間(数sec)が経過した時点であってもよい。
【0028】
図5のインク残量検出処理ルーチンが開始されると、CPU22は、まず、カウンタ28の値nに1をセットし(ステップS110)、続いてインク残量検出センサ61の共振周波数fを共振周波数検出回路62から入力する(ステップS120)。
【0029】
ここで、インク残量と共振周波数との関係は予め実験によって図6のグラフのようになることがわかっている。このグラフでは、インクあり即ちタンク46a内のインクがインク残量検出センサ61に達する量だけ残っている場合には第1周波数帯域(f1〜f2,例えば100〜200kHz)に入り、インクなし即ちタンク46a内のインクがインク残量検出センサ61に達する量だけ残っていない場合には第2周波数帯域(f3〜f4,例えば300〜400kHz)に入る。共振周波数が第1周波数帯域と第2周波数帯域との間の中間帯域に入ることもあるが、そのときのインク残量はごく狭小な範囲であるため、通常は共振周波数がこの中間帯域に入ることはほとんどない。しかし、タンク46a内のインクの液面や内部に気泡が発生して振動板61aに接触している場合には、その気泡がインク残量検出センサ61の振動板61aに付着して中間帯域の共振周波数となることがある。また、インクカートリッジ46の近くに存在するスキャナ部30が駆動している場合やマルチファンクションプリンタ10の周囲に設置された他の電子機器が駆動している場合には、スキャナ部30や他の電子機器からのノイズが原因でインク残量検出センサ61の共振周波数が第1周波数帯域より低くなったり第2周波数帯域より高くなったりすることがある。ここで、共振周波数が中間帯域に入るときや第1周波数帯域より低くなったり第2周波数帯域より高くなったりしたときには、インクの有無が判定できない状態であるから、不定状態と称する。
【0030】
さて、ステップS120でインク残量検出センサ61の共振周波数fを入力したあと、その共振周波数fが第1の周波数帯域(f1〜f2)に入るか否かを判定する(ステップS130)。そして、共振周波数fが第1の周波数帯域に入るときには、図6のグラフからタンク46a内のインクがインク残量検出センサ61に達する量だけ残っていることからインク切れ間近であることを報知することなく、カウンタ28の値nをゼロにリセットし(ステップS160)、このルーチンを終了する。
【0031】
一方、ステップS130でインク残量検出センサ61の共振周波数fが第1の周波数帯域に入らなかったときには、第2の周波数帯域(f3〜f4)に入るか否かを判定する(ステップS140)。そして、共振周波数fが第2の周波数帯域に入るときには、図6のグラフからタンク46a内のインクがインク残量検出センサ61に達する量だけ残っていないことからインク切れ間近であることを操作パネル70のディスプレイ72に表示し(ステップS150)、その後カウンタ28の値nをゼロにリセットし(ステップS160)、このルーチンを終了する。
【0032】
一方、ステップS140でインク残量検出センサ61の共振周波数fが第2の周波数帯域に入らなかったときには、中間帯域(f2〜f3)に入るか否かを判定する(ステップS170)。そして、共振周波数fが中間帯域に入るときには、経験的にみてタンク46a内のインクの液面か内部に気泡が発生してその気泡が振動板61aに接触していることがあることから、フラッシング処理を行う(ステップS180)。このフラッシング処理は、キャリッジ45が図3の左端まで移動したあと印刷ヘッド47を駆動してノズル48からフラッシング領域52にインク滴を吐出させる処理をいう。このフラッシング処理により、タンク46a内のインクの液面に気泡が発生していた場合には液面のレベルが下がるため気泡が振動板61aから接触しなくなる。あるいは、タンク46a内のインクの内部に気泡が発生していた場合にはインク滴の吐出に伴って気泡が消失することがある。
【0033】
一方、ステップS170でインク残量検出センサ61の共振周波数fが中間帯域(f2〜f3)に入らなかったときには、共振周波数fは第1の周波数帯域よりも低いか第2の周波数帯域よりも高いことになる。この場合には、経験的にみて、インクカートリッジ46の近くに存在するスキャナ部30が駆動してノイズの原因になっていたりマルチファンクションプリンタ10の周囲に設置された他の電子機器が駆動してノイズの原因になっていたりする場合が多いため、そのようなノイズの影響を受けにくい位置にキャリッジ45を移動する(ステップS190)。なお、ノイズの影響が小さい位置は、予め実験などにより経験的に定めておいてもよい。
【0034】
そして、ステップS180又はステップS190のあと、カウンタ28の値nを1インクリメントし(ステップS200)、その値nが所定回数(例えば3回)を超えたか否かを判定する(ステップS210)。そして、値nが所定回数以下のときには、ステップS120に戻り、再びインク残量検出センサ61の共振周波数fを入力し(S120)、その後ステップS130以下の処理を行う。この場合、フラッシング処理又はキャリッジ移動処理が実行された後であるため、共振周波数fは第1の周波数帯域か第2の周波数帯域に入る可能性が高い。一方、ステップS210でカウンタ28の値nが所定回数を超えたときには、フラッシング処理やキャリッジ移動処理を所定回数行っても不定状態が解消されなかったことから、何らかのエラーが発生しているものとしてエラーメッセージをディスプレイ72に表示し(ステップS220)、このルーチンを終了する。
【0035】
ここで、本実施形態の構成要素と本発明の構成要素との対応関係を明らかにする。本実施形態のマルチファンクションプリンタ10が本発明のインクジェットプリンタ機構搭載装置に相当し、本実施形態の印刷ヘッド47,タンク46a,インク残量検出センサ61がそれぞれ本発明の印刷ヘッド、タンク、インク残量検出センサに相当し、本実施形態のコントローラ20のCPU22が本発明の処理実行手段及び情報報知手段に相当する。なお、本実施形態では、マルチファンクションプリンタ10の動作を説明することにより本発明のインクジェットプリンタ機構搭載装置の制御方法の一例も明らかにしている。
【0036】
以上詳述した本実施形態のマルチファンクションプリンタ10によれば、インク残量検出センサ61の共振周波数fが第1の周波数帯域にも第2の周波数帯域にも入らないときには、該不定状態を解消可能なフラッシング処理又はキャリッジ移動処理を実行するため、その後はインク残量検出センサ61の共振周波数fが第1及び第2の周波数帯域のいずれかに入る可能性が高い。したがって、タンク46a内のインクの有無を精度よく検出することができる。
【0037】
なお、本発明は上述した実施形態に何ら限定されることはなく、本発明の技術的範囲に属する限り種々の態様で実施し得ることはいうまでもない。
【0038】
例えば、上述した実施形態では、インク残量検出センサ61として振動板61aに圧電素子61bを接合させたものを採用したが、インク残量検出センサ61はこれに限定されるものではなく、適当な周波数の電圧を印加することにより共振して固有の共振周波数の信号を出力するものであればどのような構造であってもよい。例えば、第1電極とバネ構造の第2電極とを間隔を開けて配置したコンデンサタイプの素子(例えば特開2002−257616参照)を採用してもよい。
【0039】
また、上述した実施形態では、気泡対策処理としてフラッシング処理を採用したが、気泡対策処理はこれに限定されるものではなく、インクの液面や内部に発生した気泡の影響を小さくするか排除することができる処理であればどのような処理であってもよい。例えば、キャリッジ45を図3の右端(ホームポジション)に移動させ印刷ヘッド47にキャップ54を被せてノズル48内のインクを図示しない吸引ポンプで吸引するヘッドクリーニング処理を行ってもよい。あるいは、キャリッジ45をガイド44に沿って小刻みに左右に動かすことによりタンク46a内のインクを振盪させて気泡が消失するようにしてもよい。
【0040】
更に、上述した実施形態では、ノイズ対策処理としてキャリッジ移動処理を採用したが、ノイズ対策処理はこれに限定されるものではなく、インクカートリッジ46の周囲に発生したノイズの影響を小さくするか排除することができる処理であればどのような処理であってもよい。例えば、スキャナ部30の稼働が終了するのを待つ処理を実行してもよいし、スキャナ部30の稼働を強制終了する処理を実行してもよい。あるいは、ホームポジションにインクカートリッジ46を収納可能な板金製のノイズ遮蔽ボックスを設け、ノイズ対策処理としてキャリッジ45をホームポジションに移動させてインクカートリッジ46をノイズ遮蔽ボックス内に収納するようにしてもよい。なお、図3においてプリンタ機構41の右端から左端までの領域のすべてにおいてインクカートリッジ46を収納可能な板金製のノイズ遮蔽ボックスを設けてもよい。また、図7に示すようにフラッシング領域52にノイズ遮蔽ボックス140を設けてもよく、この場合にはフラッシング処理を実行したあとその場でインク残量検出センサ61の共振周波数fを入力してその周波数帯域を調べてもよい。この場合のフラッシング処理は、気泡対策とノイズ対策とを兼ねた処理になる。このため、ステップS150で否定判定されたあとはステップS170に進まず直ちにステップS180でフラッシング処理を行い、その後ステップS200以降の処理を行うようにしてもよい。
【0041】
更にまた、上述した実施形態では、マルチファンクションプリンタ10に本発明を適用したが、スキャナ部30を備えていないインクジェットプリンタに本発明を適用してもよい。
【0042】
上述した実施形態では、インクありの状態のときに共振周波数fが第1周波数帯域に入り、インクなしの状態のときに共振周波数fが第1周波数帯域よりも高い第2周波数帯域に入る場合を例に挙げて説明した。しかし、インクのありなしの状態と共振周波数fの帯域との関係は、例えばインク残量検出センサ61の周辺の構造・形状・寸法や、インク残量検出センサ61の性質などによって異なる。このため、インクありの状態のときに共振周波数fが第2周波数帯域に入り、インクなしの状態のときに共振周波数fが第1周波数帯域に入ることもある。本発明は、そのような場合においても適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【0043】
【図1】マルチファンクションプリンタ10の斜視図。
【図2】マルチファンクションプリンタ10の電気的接続を表すブロック図。
【図3】インクジェット印刷部40のプリンタ機構41の斜視図。
【図4】インクカートリッジ46の断面図。
【図5】インク残量検出処理ルーチンのフローチャート。
【図6】インク残量と共振周波数との関係を表すグラフ。
【図7】インクジェット印刷部40のプリンタ機構41の斜視図。
【符号の説明】
【0044】
10 マルチファンクションプリンタ、11 筐体、12,12 ヒンジ、13 蓋カバー、14 ガラス板、15 排出口、20 コントローラ、22 CPU、24 ROM、26 RAM、26a スキャナバッファ、26b 印刷バッファ、28 カウンタ、29 バス、30 スキャナ部、31 スキャナ機構、32 スキャナASIC、34 ラインイメージセンサ、36 移動機構、40 インクジェット印刷部、41 プリンタ機構、41a 駆動輪、41b 従動輪、42 プリンタASIC、43 タイミングベルト、44 ガイド、45 キャリッジ、46 インクカートリッジ、46a タンク、46b インク供給通路、47 印刷ヘッド、48 ノズル、49 搬送ローラ、52 フラッシング領域、54 キャップ、60 センサアセンブリ、61 インク残量検出センサ、61a 振動板、61b 圧電素子、61c 電極、62 共振周波数検出回路、63 発振回路、64 バンドパスフィルタ、65 検波整流回路、66 A/D変換回路、70 操作パネル、72 ディスプレイ、74 ボタン群、140 ノイズ遮蔽ボックス。




 

 


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