JP3414112B2 - インクジェットプリンタ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、インクタンクの装
着時にインクの残量計測を初期化する機能を備えたイン
クジェットプリンタの分野に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、インクジェットプリンタは、イン
クタンク内の専用インクを印刷ヘッドに形成されたイン
クジェットノズルから吐出することによって、印刷用紙
に対してドットを打ち出し、印字を行う。具体的には、
インクジェットノズルをピエゾ素子等により形成し、こ
のピエゾ素子に通電することで当該素子を振動させてイ
ンクを吐出するタイプのものがある。

【０００３】ところで、一般に、ピエゾ素子を用いたイ
ンクジェットノズルは熱に対して非常にデリケートであ
り、高温状態が続くと素子破壊を招く。吐出すべきイン
クが残っている状態での通常動作時には、インクが冷却
液として作用するために素子の温度上昇は抑えられる
が、インクがなくなってしまった状態で印字動作（以
下、空印字）を行うと、振動による素子発熱のためにピ
エゾ素子、つまりはインクジェットノズル自体を破損す
るおそれが生じる。ピエゾ素子は大変高価な部材である
ことから、発熱によるインクジェットノズルの破損を防
ぐためには、前述した空印字をなくすことが要求され
る。これには、インクタンク内のインク残量を正確に把
握し、インクがなくなる前に印字を停止する必要があ
る。

【０００４】また、インクジェットノズルが破損しない
場合であっても、印刷用紙への印字の途中で空印字状態
となると、今まで印字した印刷物が無駄になるばかり
か、当該ページ以降を再度印字し直すことが必要とな
る。このような無駄な印字及び再印字をなくすために
は、インクがなくなる前に印字を停止し、インクタンク
が交換された後に再度印字を開始することが考えられ
る。したがって、このような理由からもインクタンク内
のインク残量を正確に把握し、インクがなくなる前に印
字を停止することが要求される。

【０００５】このような問題に対し、従来のインクジェ
ットプリンタには、インクタンク内のインク残量が残り
少なくなった状態（以下、「インクエンド状態」）を検
出するためのインクエンド検出部が設けられている。そ
して、インクエンド検出部により「インクエンド状態」
を検出した場合には、この旨を外部に報知することによ
りインクタンクの交換を促す機能を備えている。

【０００６】インクエンド検出部による「インクエンド
状態」の検出方法は、種々様々な手法があるが、現在最
も一般的に利用される方法としては、インク量の減算カ
ウントを行う方法がある。これは、インクジェットノズ
ルから吐出されるインク量をカウントすることによって
吐出インク量を算出し、この吐出インク量をインクタン
ク内に充填されているインク総量から減算することによ
ってインク残量を算出するものである。そして、インク
残量が予め設定されたインク残量となったときに、イン
クエンド検出部から「インクエンド状態」である旨のス
テータス情報を外部（例えば、表示パネル等）に伝達す
るようになっている。

【０００７】このように、インクジェットノズルから吐
出されるインク量をカウントすることによってインク残
量を算出する従来のインクジェットプリンタでは、通
常、カウント値を初期化するタイミングを、新規にイン
クタンクを装着した時点に設定するものが一般的であ
る。すなわち、インクタンクを装着すると、インクエン
ド検出部によるカウント値が予め設定された値に初期化
され、印字を行う度に吐出インク量をカウントしてイン
ク残量を計測する。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来のインクジェットプリンタにあっては、一般
に、インクタンクの装着時にその都度インクの残量計測
値を初期化するという構成となっていたため、以下に述
べるような問題点があった。

【０００９】すなわち、従来のインクジェットプリンタ
では、インクタンク内における実際のインク残量にかか
わらず、インクタンクの装着動作に基づいてインク残量
のカウンタ値を初期化することとなる。このため、例え
ば、ユーザがインク残量の確認等のためにインクタンク
を一旦外し、残量確認後に再び同じインクタンクを装着
したりすると、カウント値は初期化されてしまって正し
いインク残量の計測ができなくなる。

【００１０】これは、例えインクがまだ充分ある状態で
あったとしても、再装着されたインクタンクは、新しい
インクタンクのように未使用状態ではないからであり、
未使用状態におけるインク残量を基準にして「インクエ
ンド状態」を検出するインクエンド検出部では「インク
エンド状態」の検出ができなくなるためである。

【００１１】つまり、使用中のインクタンクを外した後
に再装着を行うと、インクタンク内にインクがなくなっ
ても「インクエンド状態」が検出できずに空印字を行う
可能性が非常に高くなる。したがって、単に「インクエ
ンド状態」の伝達がないまま印字不能となるだけでな
く、前述したように、高価なインクジェットノズルが破
損してしまうおそれがあるという問題が発生する。

【００１２】また、前述したように、インクジェットノ
ズルが破損しない場合であっても、印刷用紙への印字の
途中で空印字となると、今まで印字した印刷物が無駄に
なってしまうとともに、印字のやり直しが必要となると
いう問題点がある。

【００１３】本発明の課題は、上記問題点を解消し、イ
ンクタンクの着脱を行ってもインク残量を正確に検出す
るインクジェットプリンタを提供することにある。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明のインクジェット
プリンタは、インクを充填したインクタンクを装着する
ためのタンクホルダを有し、当該タンクホルダにインク
タンクを装着する際、インクタンクのインク供給口を閉
塞するキャップシールを破って当該インク供給口内に吸
入ノズルを挿入し、前記インクタンク内のインクを装置
本体内に取り込むインクジェットプリンタにおいて、印
字の際に吐出するインク量をカウントし、カウントした
インク量を前記インクタンク内のインク総量から減算す
ることによりインク残量を算出する残量算出部と、前記
インクタンクの装着時に、前記吸入ノズルの先端に加わ
る圧力を検出する圧力検出部と、前記圧力検出部により
検出された圧力に基づいて前記残量算出部における吐出
インク量のカウント値を初期化するか否かを判断する初
期化判断部と、を備えるように構成している。

【００１５】ここで、前記吸入ノズルは、前記インク供
給口内に挿入される吸入口部材と、前記吸入口部材を摺
動自在に支持する支持部材と、前記吸入口部材及び前記
支持部材の間に設けられた所定の付勢力を有する弾性部
材と、を有し、前記吸引口部材に加わる圧力と前記弾性
部材の付勢力との大小関係によって伸縮自在に構成され
ており、前記圧力検出部は、吸入口部材側に設けられた
押圧部と、前記支持部材側に設けられたスイッチと、を
有し、前記吸引口部材に加わる圧力が所定値以上となっ
たとき、前記押圧部により前記スイッチをオンし、前記
初期化判断部に対してカウント値を初期化する旨の制御
信号を出力するように構成している。

【００１６】そして、前記弾性部材の付勢力は、前記キ
ャップシールが破れる前の状態で前記吸入ノズルを前記
インク供給口に挿入するときに前記吸入口部材に加わる
最大の力をｆ１、前記キャップシールが破れた後の状態
で前記吸入ノズルを前記インク供給口に挿入するときに
前記吸入口部材に加わる最大の力をｆ２、前記押圧部に
より前記スイッチがオンとなるために前記吸入口部材に
加える最小の力をｆ３としたとき、ｆ１≧ｆ３＞ｆ２で
示す式を満たすように設定することが有効である。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態を図面
に基づいて説明する。

【００１８】図１は、本実施形態のインクジェットプリ
ンタにおける要部機能ブロック図である。

【００１９】図１に示すように、本実施形態でのインク
ジェットプリンタ１は、吐出すべきインクを蓄えるため
のインクタンク２と、インクタンク２を装着することに
よってインクタンク２を保持するタンクホルダ３とを有
し、また、残量算出部４、圧力検出部５、初期化判断部
６を備えている。

【００２０】図２は、本実施形態のタンクホルダの要部
構成を示す分解斜視図であり、図３は、インクタンク装
着時におけるタンクホルダの断面図である。

【００２１】インクタンク２は、印字に用いるインクを
収容するための直方体状のケースであり、その底面部に
は、インクを供給するためのインク供給口２ａが形成さ
れている。未使用状態でのインクタンク２では、インク
供給口２ａを金属箔でできたキャップシール２ｂによっ
て閉塞されている。したがって、インクタンク２をタン
クホルダ３に装着する際には、キャップシール２ｂを後
述する吸入ノズル７に押し当てた状態で上方から所定の
押圧を印加することにより破断する。なお、インクタン
ク２内には吸湿性に富んだウレタンフォームが充填され
ており、キャップシール２ｂが破断された後、インクタ
ンク２内のインクが外部に漏れないようになっている。

【００２２】タンクホルダ３は、内壁面部にリブ３ａが
形成された箱状の収容体であり、インクタンク２を装着
することによって装着されたインクタンク２をしっかり
と保持する。そして、タンクホルダ３の底面部には、イ
ンクタンク２の装着時にインク供給口２ａ部分が位置す
るための係合部３ｂが形成されており、さらに、係合部
３ｂの略中央には後述する吸入ノズル７の先端部分が位
置するための孔３ｃが形成されている。また、タンクホ
ルダ３には、印刷ヘッド（図示せず）が一体的に形成さ
れており、ガイドレール（図示せず）に沿って主走査方
向に移動自在に構成されることでキャリッジとしての機
能も有している。

【００２３】吸入ノズル７は、図２に示すように、孔３
ｃを介してインク供給口２ａ内に挿入してインクを吸入
する吸入口部材７ａと、吸入口部材７ａを摺動自在に支
持する支持部材７ｂと、吸入口部材７ａ及び支持部材７
ｂの間に設けられた弾性部材であるスプリング７ｃと、
吸入口部材７ａ，支持部材７ｂ，スプリング７ｃを収容
するキャップ７ｄとから構成されている。吸入口部材７
ａの下端部位置には、押圧部となる突起部８ａが形成さ
れ、また、支持部材７ｂにおける突起部８ａの対向位置
にはタクトスイッチ８ｂが設けられている。

【００２４】さらに、吸入ノズル７を構成する吸入口部
材７ａ及び支持部材７ｂには、その内部にインク導入路
が形成されており、吸入口部材７ａから吸入したインク
は、支持部材７ｂの下端位置に取り付けられたインクチ
ューブ９を介して印刷ヘッドに送り出される。

【００２５】残量算出部４は、インクタンク２内のイン
ク残量を算出するものであり、具体的には、インクジェ
ットノズルのランクや一般的な利用温度等の条件の下で
インクジェットノズルから吐出されるインク量を予め設
定し、印字すべきデータに基づいてインクジェットノズ
ルを駆動する駆動回数をカウントすることによって、イ
ンクジェットノズルから吐出される吐出インク量を算出
する。そして、算出された吐出インク量をインクタンク
２内のインク総量値から減算することによってインク残
量を算出する。

【００２６】圧力検出部５は、インクタンク２をタンク
ホルダ３に装着する際、吸入ノズル７の先端に加わる圧
力を検出するものであり、具体的には、吸入口部材７ａ
に加わる圧力によって吸入口部材７ａが押し下げられ、
突起部８ａがタクトスイッチ８ｂをオンするか否かによ
って、吸入口部材７ａにスプリング７ｃの付勢力以上の
力が加わったか否かを判断する。すなわち、吸入ノズル
７は、圧力検出部５としての機能も有する。タクトスイ
ッチ８ｂがオンとなった場合、その検出信号は初期化判
断部６に出力される。

【００２７】初期化判断部６は、タクトスイッチ８ｂか
ら出力される検出信号に基づいて残量算出部４における
吐出インク量のカウント値を初期化するか否かを判断
し、決定するものである。具体的には、タクトスイッチ
８ｂから出力される検出信号をチェックし、検出信号が
オンであれば残量算出部４における吐出インク量を示す
カウント値を初期化し、一方、検出信号がオフであれば
残量算出部４におけるカウント値をそのままとする。す
なわち、インクタンク２がタンクホルダ３に装着された
とき、吸入ノズル７の先端に一定値以上の力が加われば
カウント値を初期化し、一定値未満の力しか加わらなけ
ればカウント値の初期化処理をキャンセルする。

【００２８】すなわち、本実施形態では、未使用状態の
インクタンク２は、一般に、インク供給口２ａを金属箔
でできたキャップシール２ｂによって閉塞されている点
に着目し、新規にインクタンク２を装着する際に吸入ノ
ズル７に加わる力と、一旦装着したインクタンク２を再
装着する際に吸入ノズル７に加わる力との差を利用して
インクタンク２の新旧を判断する。詳しくは、キャップ
シール２ｂが破れる前の状態で吸入ノズル７をインク供
給口２ａに挿入するときに吸入口部材７ａに加わる最大
の力をｆ１、キャップシール２ｂが破れた後の状態で吸
入ノズル７をインク供給口２ａに挿入するときに吸入口
部材７ａに加わる最大の力をｆ２、突起部８ａによりタ
クトスイッチ８ｂがオンとなるために吸入口部材７ａに
加える最小の力をｆ３としたとき、ｆ１≧ｆ３＞ｆ２の
式を満たすようにスプリング７ｃの付勢力を設定してい
る。

【００２９】図４は、市販のインクタンクをタンクホル
ダに装着する際に必要な力を集計したものである。な
お、図４では、５つのサンプルＡ〜Ｅに対して未使用状
態での装着と使用後での装着とを行い、そのときに加え
た力を示している。

【００３０】図４に示すように、インクタンク２のサン
プルＡ〜Ｅは、未使用状態での装着にはいずれも１００
０ｇｆ以上の力が必要であり、また、使用後では４００
ｇｆ以上の力があれば装着できることがわかる。すなわ
ち、サンプルＡ〜Ｅの範囲で考えれば、タクトスイッチ
８ｂがオンするために吸入口部材７ａに加わる力を、１
０００ｇｆ〜４００ｇｆの範囲、動作マージンを考慮す
ると７００ｇｆ程度となるようにスプリング７ｃの付勢
力を設定すればよいことになる。

【００３１】以下、上述実施形態の作用について、図５
〜図７を参照して説明する。

【００３２】図５は、インクタンクの交換に伴う処理を
示すフローチャートあり、図６は、吸入ノズルの状態変
化を説明するための断面図である。なお、以下の説明で
Ｓは処理ステップを示す。

【００３３】まず、通常時におけるプリンタ処理中（Ｓ
１）に、例えば、インクタンク２内のインク残量が「イ
ンクエンド状態」となったとき等のように、インクタン
ク２の交換要求が発生したか否かをチェックする（Ｓ
２）。そして、このＳ２における判断処理の結果、イン
クタンク２の交換要求がない場合、通常時におけるプリ
ンタ処理を再度継続して実行する。

【００３４】一方、上記Ｓ２における判断処理の結果、
インクタンク２の交換要求がある場合、タンクホルダ３
をカートリッジ交換位置まで駆動し（Ｓ３）、インクタ
ンク２が装着されるまで待つ（Ｓ４）。そして、インク
タンク２の装着時にタクトスイッチ８ｂからの検出信号
をチェックする（Ｓ５）。

【００３５】ここで、インクタンク２が未使用品である
場合、前述したように、インク供給口２ａはキャップシ
ール２ｂによって閉塞されているため、当該インクタン
ク２を装着する場合、吸入ノズル７は、図６（ａ）に示
す状態から図６（ｂ）に示す状態を経て図６（ｄ）に示
す状態へと変化する。これによって、タクトスイッチ８
ｂはオンし、インクタンク２が未使用品であることが初
期化判断部６に認識される。

【００３６】また、一旦キャップシール２ｂが破れたイ
ンクタンク２を再装着する場合、吸入ノズル７は、図６
（ａ）に示す状態から図６（ｃ）に示す状態を経て図６
（ｄ）に示す状態へと変化する。すなわち、この場合に
はタクトスイッチ８ｂはオンしないため、インクタンク
２は未使用品ではないものと初期化判断部６に認識され
る。

【００３７】図７は、残量算出処理及び初期化判断処理
を示すフローチャートであり、図７（ａ）は、残量算出
処理を示すフローチャート、図７（ｂ）は、初期化判断
処理を示すフローチャートである。

【００３８】図７（ａ）に示す残量算出処理では、ま
ず、主走査駆動により印字を実行すると（Ｓ１１）、吐
出インク量をカウントし、カウント変数Ｉに加算する
（Ｓ１２）。なお、このカウント変数Ｉは、後述する初
期化判断処理によって初期化（＝“０”）されるため、
初期値は“０”となっている。次に、カウント変数Ｉに
基づいて吐出インク量の合計値を求め、この合計値をイ
ンクタンク２内のインク総量値から減算することによっ
てインク残量を算出する（Ｓ１３）。

【００３９】図７（ｂ）に示す初期化判断処理では、ま
ず、インクタンク２がタンクホルダ３に装着されたか否
かをチェックし（Ｓ２１）、装着された時点でタクトス
イッチ８ｂから出力される検出信号をチェックする（Ｓ
２２）。そして、Ｓ２２の判断処理において検出信号が
オンであれば、現在残量算出処理において使用されてい
るカウント変数Ｉを初期化（＝“０”）する（Ｓ２
３）。

【００４０】一方、Ｓ２２の判断処理において検出信号
がオフであれば、現在残量算出処理において使用されて
いるカウント変数Ｉをそのまま使用し、初期化処理をキ
ャンセルする。これによって、未使用状態のインクタン
ク２を装着したときだけ、カウント変数Ｉを初期化す
る。

【００４１】したがって、ユーザがインク残量の確認等
のためにインクタンク２を一旦外し、残量確認後に再び
同じインクタンク２を装着したりしても、再装着された
インクタンク２ではカウント変数Ｉを初期化することが
なく、正しいインク残量の計測をすることができる。

【００４２】以上のように本実施形態では、インクタン
ク２をタンクホルダ３に装着すると、装着されたインク
タンク２が未使用状態であるか否かを簡単に判断し、未
使用状態である場合のみ残量算出部４でのカウント変数
Ｉを初期化する。これによって、いずれも正しいインク
残量の計測ができ、熱に対してデリケートな印刷ヘッド
を保護することができる。また、印字途中で空印字とな
って無駄な印刷物を出すことなく、再度印字のやり直し
を行うという労力を省くことができる。

【００４３】なお、前述の実施形態では、弾性部材とし
てスプリング７ｃを用いているが、例えば、ゴムや板バ
ネ等のように所定の弾性係数を有する部材に置換しても
構わない。また、前述の実施形態では、圧力検出部５の
機能を、吸入ノズル７の突起部８ａ及びタクトスイッチ
８ａにより実現しているが、この場合、吸入口部材７ａ
の位置を検出するためのセンサとして、例えば、非接触
タイプの位置センサ等を用いてもよい。

【００４４】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、インクタンクの最初の装着時にだけ、残量算
出部におけるカウント値が初期化されるので、インクタ
ンクの着脱を行ってもインク残量を正確に検出すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施形態のインクジェットプリンタにおける
要部機能ブロック図。

【図２】本実施形態のタンクホルダの要部構成を示す分
解斜視図。

【図３】インクタンク装着時におけるタンクホルダの断
面図。

【図４】市販のインクタンクをタンクホルダに装着する
際に必要な力を示す集計図。

【図５】インクタンクの交換に伴う処理を示すフローチ
ャート。

【図６】吸入ノズルの状態変化を説明するための断面
図。

【図７】残量算出処理及び初期化判断処理を示すフロー
チャート。

【符号の説明】

１ インクジェットプリンタ ２ インクタンク ２ａ インク供給口 ２ｂ キャップシール ３ タンクホルダ ３ａ リブ ３ｂ 係合部 ３ｃ 孔 ４ 残量算出部 ５ 圧力検出部 ６ 初期化判断部 ７ 吸入ノズル ７ａ 吸入口部材 ７ｂ 支持部材 ７ｃ スプリング（弾性部材） ７ｄ キャップ ８ａ 突起部（押圧部） ８ｂ タクトスイッチ（スイッチ） ９ インクチューブ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平４−79644（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−270001（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−966（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−205419（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−309018（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−226143（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−147649（ＪＰ，Ａ) 特表 平３−505999（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B41J 2/175 B41J 2/125

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 インクを充填したインクタンクを装着す
   るためのタンクホルダを有し、当該タンクホルダにイン
   クタンクを装着する際、インクタンクのインク供給口を
   閉塞するキャップシールを破って当該インク供給口内に
   吸入ノズルを挿入し、前記インクタンク内のインクを装
   置本体内に取り込むインクジェットプリンタにおいて、 印字の際に吐出するインク量をカウントし、カウントし
   たインク量を前記インクタンク内のインク総量から減算
   することによりインク残量を算出する残量算出部と、 前記インクタンクの装着時に、前記吸入ノズルの先端に
   加わる圧力を検出する圧力検出部と、 前記圧力検出部により検出された圧力に基づいて前記残
   量算出部における吐出インク量のカウント値を初期化す
   るか否かを判断する初期化判断部と、 を備えることを特徴とするインクジェットプリンタ。
2. 【請求項２】 前記吸入ノズルは、前記インク供給口内
   に挿入される吸入口部材と、前記吸入口部材を摺動自在
   に支持する支持部材と、前記吸入口部材及び前記支持部
   材の間に設けられた所定の付勢力を有する弾性部材と、
   を有し、前記吸引口部材に加わる圧力と前記弾性部材の
   付勢力との大小関係によって伸縮自在に構成されてお
   り、 前記圧力検出部は、吸入口部材側に設けられた押圧部
   と、前記支持部材側に設けられたスイッチと、を有し、
   前記吸引口部材に加わる圧力が所定値以上となったと
   き、前記押圧部により前記スイッチをオンし、前記初期
   化判断部に対してカウント値を初期化する旨の制御信号
   を出力するように構成してなることを特徴とする請求項
   １記載のインクジェットプリンタ。
3. 【請求項３】 前記キャップシールが破れる前の状態で
   前記吸入ノズルを前記インク供給口に挿入するときに前
   記吸入口部材に加わる最大の力をｆ１、前記キャップシ
   ールが破れた後の状態で前記吸入ノズルを前記インク供
   給口に挿入するときに前記吸入口部材に加わる最大の力
   をｆ２、前記押圧部により前記スイッチがオンとなるた
   めに前記吸入口部材に加える最小の力をｆ３としたと
   き、 前記弾性部材の付勢力は、ｆ１≧ｆ３＞ｆ２の式を満た
   すように設定してなることを特徴とする請求項２記載の
   インクジェットプリンタ。