JP6074987B2 - リフィル検知機能を有する画像形成装置、及びリフィル検知方法 - Google Patents

Description

本発明は、インク等の消耗品が充填されるカートリッジに、消耗品が再充填されたか否かを検知するリフィル検知機能を有する画像形成装置、及びリフィル検知方法に関する。

画像形成装置にてインクを用いて画像を多数形成すると、カートリッジ内のインクが空になる。該カートリッジ内のインクが空になった後に、インク詰め替え業者や使用者によって、インクを詰め替えられたカートリッジを使用することがある。これをリフィル品と呼ぶ。このようなリフィル品を使用することにより、画像形成時に所望の画質が得られない場合や、インクを記録媒体に吐出するヘッドの目詰まりなどの不具合を発生する可能性がある。このため、リフィル品の使用を検知し、リフィル品を使用することによる不具合発生の可能性を使用者に報知することが行われている。
このリフィル品の使用を検知する技術として、特許文献１に示すものが開示されている。これは、画像形成装置の装置本体のメモリに、カートリッジ内のインクが空になったことを示すインク空フラグとカートリッジの識別番号を記憶させる。カートリッジが装置本体から取り外され、再度装着されると、装置本体は装着されたカートリッジの識別番号と記憶している識別番号を比べる。両識別番号が一致すれば、インク空フラグを確認するとともに、カートリッジ内のインク残量を確認する。インク残量が０よりも大きな値であれば、インクが充填されたものとして、カートリッジがリフィル品である旨の警報を発する。

特開２０１０-１７３１８０号公報

従来の構成では、装置本体のメモリにインク空フラグとカートリッジの識別番号を記憶させるから、装置本体のメモリの容量が大きくなる。また、カートリッジが装着されていたのとは別の装置本体にカートリッジが装着されると、該装置本体にはインク空フラグが記憶されていないから、カートリッジがリフィル品か否かの判断ができない問題がある。
本発明の目的は、装置本体のメモリ容量を大きくすることなく、且つ装置本体が異なっても、カートリッジがリフィル品か否かを正確に検知することにある。

画像形成装置は、画像形成動作を行う装置本体と、メモリを備え消耗品が収納されるカートリッジが装着される被装着部と、制御部とを備え、
前記制御部は、
前記被装着部に装着されたカートリッジの消耗品を使用する前記装置本体の動作によってその値が変化するものであって、所定の関係式によって関係付けることができる複数のデータを、前記被装着部に装着されたカートリッジのメモリに書き込む書き込み処理と、前記被装着部に装着されたカートリッジのメモリから、前記複数のデータを読み出し、これらのデータが前記所定の関係式を満たす関係にあるか否かを判定する判定処理とを実行する。

カートリッジに消耗品が詰め替えられたか否かは、装置本体の制御部が、被装着部に装着されたカートリッジのメモリから複数のデータを読み出し、これらのデータが所定の関係式を満たす関係にあるか否かによって判定される。これにより、カートリッジに消耗品が詰め替えられたか否かを判定するための情報を装置本体内のメモリに記憶する必要がなくなるため、装置本体内のメモリの容量を小さくすることができる。
また、カートリッジのメモリから読み出した複数のデータから、カートリッジに消耗品が詰め替えられたか否かを判定するから、装置本体が変わっても、カートリッジに消耗品が詰め替えられたか否かが正確に判定される。

インクジェット記録装置の内部構成を示す図である。 カートリッジの斜視図である。 コントローラの内部ブロック図である。 カートリッジメモリ内のテーブルを示す図である。 カートリッジメモリのデータ更新動作を示すフローチャートである。 印刷処理を示すフローチャートである。 リフィル品判断動作を示すフローチャートである。

以下、本発明の実施形態を図を用いて詳述する。本実施形態では、本発明の「消耗品」としてシートに吐出されて画像を形成するインクを例示し、「画像形成装置」としてインクジェット記録装置１を例示する。
図１は、インクジェット記録装置１の内部構成を示す図である。インクジェット記録装置１は直方体状の筐体１０を有し、該筐体１０の天板上部には、トレイ１１が設けられている。筐体１０内には、上方から下方に向かって、搬送ユニット５、ヘッド４、給紙ユニット６が配置されている。
ヘッド４の下方にはプラテン４１が配置され、ヘッド４はブラック、シアン、マゼンタ及びイエローの各インクの液滴をプラテン４１上に搬送されたシートＰに吐出する。搬送ユニット５は、３つの送りローラ対５０を備えて、ヘッド４を通過したシートＰを水平に搬送した後にトレイ１１に送る。給紙ユニット６は、シートＰが積層された給紙トレイ６０からシートＰを取り出す給紙ローラ６１と、該給紙ローラ６１によって取り出されたシートＰをヘッド４に送る搬送ローラ対６２を備えている。前記送りローラ対５０及び搬送ローラ対６２は、別個のモータによって回転駆動される。
給紙ローラ６１によって給紙トレイ６０から取り出されたシートＰは搬送ローラ対６２によってプラテン４１に送られる。シートＰは、ヘッド４によってインクが吐出された後に、送りローラ対５０によってトレイ１１に搬送される。
筐体１０の内側上部にて、ヘッド４に干渉しない位置には、筐体１０内の各機構及び電気回路の動作を司るコントローラ８が配置されている。筐体１０上には、コントローラ８に接続されてインクジェット記録装置１の動作状態を表示するパネル１２が設けられている。

ヘッド４の側方には、タンク１３が設けられ、該タンク１３内に夫々異なる色のインクが収納された４つのカートリッジ７が挿脱可能に収納される。タンク１３内にはスイッチ(図示せず)が設けられ、カートリッジ７がタンク１３に装着されると、該スイッチはオンとなる。該タンク１３が、本発明の「被装着部」を構成する。
タンク１３はチューブ１４を介してヘッド４に接続され、各カートリッジ７からのインクがヘッド４に供給される。所定枚数だけシートＰを印刷した後は、ヘッド４の下面にキャップ(図示せず)を被せて、ヘッド４に残留したインクを吐出させる。これをフラッシング動作と呼び、ヘッド４をメインテナンスする際に行われる。ヘッド４と筐体１０とによって、本発明の「装置本体」を構成する。

図２は、カートリッジ７の斜視図である。カートリッジ７にはカートリッジメモリ７０が設けられ、該カートリッジメモリ７０に該カートリッジ７の識別番号であるシリアルＩＤ等が書き込まれている。該カートリッジメモリ７０にはまた、後記の如く、インクの使用量等が書き込まれる。
多数枚のシートＰにインクを吐出して、カートリッジ７が空になると、使用者はタンク１３からカートリッジ７を取り出す。この際に、空のカートリッジ７をインク詰め替え業者に提出し、インクが再充填されたカートリッジ７を再びタンク１３に装着することがある。このインクが再充填されたカートリッジ７をリフィル品と呼ぶ。これとは逆に、インクが再充填されていないカートリッジ７を純正品と呼ぶ。

図３は、コントローラ８の内部ブロック図である。コントローラ８は、インクジェット記録装置１の全体の制御を司る制御部８０と、該制御部８０が実行するプログラム、その他の固定データを格納するＲＯＭ８１と、カートリッジメモリ７０内のデータ等を一時的に格納するＲＡＭ８２と、装置の電源が遮断されている間もデータを保持する不揮発性メモリであるＥＥＰＲＯＭ８３と、例えばシートＰの搬送動作及びヘッド４のインク吐出動作を制御する本体ＩＣ８４と、カートリッジメモリ７０との間でデータの送受を行うためのＩ/Ｏ部８５と、前記送りローラ対５０及び搬送ローラ対６２を駆動するモータに給電するモータ駆動部８６を備える。制御部８０は、前記のパネル１２にも接続されている。
制御部８０には、外部からの印刷指令である印刷ジョブ及びタンク１３のスイッチからの信号が入力される。該印刷ジョブには、印刷されるシートＰの枚数、シートＰへの印刷面積等のデータが含まれる。Ｉ/Ｏ部８５とカートリッジメモリ７０との間のデータ送受は有線によるものでも、無線によるもの何れであってもよい。
制御部８０は、１つのＣＰＵで構成されるが、複数のＣＰＵの組み合わせであってもよい。また、制御部８０として、ＣＰＵとＡＳＩＣ(Application Specific Integrated Circuit)とを組み合わせて用いてもよい。制御部８０は内部クロックを分周して、タイマーとして用いる。

図４は、カートリッジメモリ７０内のテーブルを示し、アドレスとデータ内容が格納されたエリアを示す図である。アドレス０００１には、前記の如く、カートリッジ７のシリアルＩＤが格納され、アドレス０００２には印刷後におけるインクの使用総量が格納される。このインクの使用総量は、印刷ジョブに含まれるシートＰへの印刷面積から制御部８０が求めた印刷時のインクの使用量にメインテナンス時のインク使用量、即ちフラッシング動作時のインク吐出量を加えたものである。

アドレス０００３には、メインテナンス時のインク使用量(フラッシング動作時及びパージ動作時のインク排出量)が格納され、アドレス０００４には、該カートリッジ７がタンク１３に装着されてから以降の印刷されたシートＰの枚数が格納される。フラッシング動作時のインク吐出量は、例えばヘッド４の下面に被せるキャップにセンサ等を設けて計測することができる。
アドレス０００５には、カバレッジ、即ちシートＰ１枚当たりの平均インク使用量の割合をパーセントで示した値が格納されている。具体的には、シートＰの余白以外を全てインクにて印刷した場合、カバレッジの値は１００となる。カバレッジをパーセントで示すことにより、アドレス０００５のエリアの容量、ひいてはカートリッジメモリ７０の容量を少なくすることができる。このアドレス０００２から０００５の値は、制御部８０からＩ/Ｏ部８５を介してカートリッジメモリ７０に入力される。

空のカートリッジ７をインク詰め替え業者に提出すると、該インク詰め替え業者は、カートリッジ７に同じ色のインクを再充填する。この際に、該インク詰め替え業者は、カートリッジ７内にインクを満タンにするとともに、カートリッジメモリ７０内のインク使用総量の値を０に設定する、即ちアドレス０００２内のデータを０に設定する。この結果、あたかもカートリッジ７が新品の如く設定される。該インク詰め替え業者は、その他のアドレス、即ち０００１、０００３―０００５のデータを書き換えることはできない。

制御部８０内には、以下の式(１)が格納されて、アドレス０００２のデータであるインク使用総量の値を、アドレス０００３-０００５に格納されたデータから演算される値と比較することができる。前記の如く、カバレッジはシートＰ１枚当たりの平均インク使用量の割合を示したものであるから、カバレッジからシートＰ１枚当たりの平均インク使用量が求められる。
ここで、印刷枚数にカバレッジを乗じ、これにメインテナンスでのインク使用量を加算して求められたインクの使用総量の値をＴ１とする。即ち、アドレス０００３―０００５に格納されたデータを組み合わせて演算されたインク使用総量の値をＴ１とする。

Ｔ１×０.９≦アドレス０００２のインク使用総量の値≦Ｔ１×１.１ (１)
Ｔ１は、印刷枚数分のシートＰを印刷し、メインテナンスした後のインク使用総量の値であるから、カートリッジ７が純正品であれば、アドレス０００２のインク使用総量の値は式(１)を充たす筈である。ところが、カートリッジ７がリフィル品に交換されていれば、前記の如く、インク詰め替え業者は、カートリッジメモリ７０内のインク使用総量の値を０に設定するから、インク使用総量の値は式(１)を充たさない。これにより、制御部８０はカートリッジ７がリフィル品か否かを判断することができる。
ここで、インク使用総量がＴ１に０.９を乗じた値及びＴ１に１.１を乗じた値の範囲内としたのは、平均インク使用量及びメインテナンスでのインク使用量を求める際の演算誤差を考慮したのである。従って、Ｔ１に乗じる値は、０.９及び１.１の値に限定されない。
また、式(１)は加算と乗算とから構成され、除算を含まない。一般にデータの演算に除算を用いると、計算速度が遅くなる。従って、制御部８０は除算以外の演算方法にて関係式を構成し、演算速度の低下を防いでいる。従って、式(１)に減算を含めてもよい。

(カートリッジメモリのデータ更新動作)
カートリッジ７がリフィル品か否かを判断する為には、通常の印刷動作にて、カートリッジメモリ７０内のアドレス０００３−０００５のデータの値を更新しておく必要がある。この動作が本発明の「書き込み処理」であり、図５のフローチャートを用いて説明する。
使用者が装置の電源をオンにした際には、制御部８０は、外部から印刷ジョブが制御部８０に入力されているか否かを確認する(Ｓ１)。制御部８０は印刷ジョブが入力されていれば、印刷処理を行う(Ｓ２)。

印刷処理は図６のフローチャートに示すように、先ずシートＰを１枚印刷する(Ｓ１０)。制御部８０は、カートリッジメモリ７０内のアドレス０００４の印刷枚数の値を更新する、即ち枚数を１だけ増加させる(Ｓ１１)。次に、制御部８０は印刷ジョブ内のデータから、インク使用量を求める。
このインク使用量からカバレッジを演算して、カートリッジメモリ７０のアドレス０００５のデータであるカバレッジの値を更新する(Ｓ１２)。次に、制御部８０は印刷ジョブ内に更に印刷すべきデータが残っているかを判断し(Ｓ１３)、更に印刷すべきデータが残っているならば、ステップＳ１０に戻る。制御部８０は、印刷すべきデータが残っていなければ、印刷処理を終了する。

印刷ジョブがもはや入力されない又は印刷処理後は、既に印刷した枚数等からメインテナンスが必要か否かを判断する(Ｓ３)。メインテナンスが必要であれば、制御部８０は本体ＩＣ８４を駆動して、ヘッド４に電圧を供給してフラッシング動作を行い(Ｓ４)、該フラッシング動作時のインク使用量を求め、カートリッジメモリ７０のアドレス０００３のエリアの値を更新する(Ｓ５)。印刷処理にてカバレッジの値と印刷枚数の値が更新されているから、カバレッジの値に印刷枚数の値を乗じて、フラッシング動作時のインク使用量を加算すれば、インクの使用総量が判る。制御部８０は、カートリッジメモリ７０のアドレス０００２のインクの使用総量のデータを更新する(Ｓ６)。これにより、カートリッジメモリ７０内のアドレス０００２−０００５のデータの値が更新された。
ステップＳ３にてメインテナンスが不要と判断され、又はステップＳ６にてインクの使用総量のデータが更新されれば、カートリッジメモリ７０内のデータの更新動作を終了する。

(リフィル品判断動作)
カートリッジ７がタンク１３に装着されると、制御部８０は該カートリッジ７がリフィル品か否かを判断し、リフィル品と判断すれば、使用者に注意を促す。この動作が本発明の「判定処理」であり、図７のフローチャートを用いて説明する。
制御部８０はカートリッジメモリ７０のアドレス０００１−０００５から、該アドレスに対応したデータを取得する(Ｓ２０)。仮に制御部８０が良好に各データを取得できなかった場合は、制御部８０はパネル１２にエラー表示を映し出し(Ｓ２１、Ｓ２２)、カートリッジ７が純正品でもリフィル品でもない所謂海賊品である旨の注意を使用者に喚起する。

次に、制御部８０はアドレス０００３―０００５から取得したデータに基づいてインク使用総量の値であるＴ１を求め、該Ｔ１とアドレス０００２のデータ、即ちインクの使用総量の値が前記の式(１)を充たすか否かを判断する(Ｓ２３)。
即ち、制御部８０は、本発明の「判定手段」を構成し、本発明の「第１処理」を実行する。
式(１)を充たせば、制御部８０はカートリッジ７が純正品であると判断する(Ｓ２４)。制御部８０は例えばパネル１２に「Ready」等の表示を映し出し、カートリッジ７に何ら支障がないことを表示する。

Ｔ１とインクの使用総量の値が前記の式(１)を充たさない場合は、前記の如く、カートリッジ７がリフィル品である可能性がある。制御部８０は、カートリッジ７をリフィル品と判断し(Ｓ２５)、使用者にその旨を報知する(Ｓ２６)。具体的には、パネル１２にカートリッジ７がリフィル品である旨の警告を表示する。即ち、制御部８０は、本発明の「第２処理」を実行する。
この警告を表示するのは、前記の如く、リフィル品を使用することにより、画像形成時に所望の画質が得られない場合や、ヘッド４の目詰まりなどの不具合を発生する可能性があるからである。
この警告を表示する際に、制御部８０は該カートリッジ７のシリアルＩＤをＥＥＰＲＯＭ８３に格納してもよい。これにより、次回からカートリッジ７がタンク１３に装着されたときは、ＥＥＰＲＯＭ８３からシリアルＩＤを読み出す。このシリアルＩＤがカートリッジメモリ７０内のシリアルＩＤと一致すれば、該カートリッジ７がリフィル品であることが直ぐに判る。

また、パネル１２にカートリッジ７がリフィル品である旨が表示された際に、同時にパネル１２に「はい」「いいえ」の表示を映し出し、使用者が何れかを選択できるようにしてもよい。この場合、使用者が「はい」の表示を選択すると、リフィル品のカートリッジ７を使用することができ、「いいえ」を選択すると、該カートリッジ７からインクがヘッド４に供給されない。
更に、パネル１２にはカートリッジ７内のインクの残量を表示する領域が設けられている。リフィル品のカートリッジ７を使用する場合は、該領域に残量表示が正しくないことが判るマークを表示してもよい。また、パネル１２に表示されるカートリッジ７がリフィル品である旨の警告は、電子メールにて使用者に転送されてもよい。

本実施形態の効果
カートリッジ７にインクが充填されたか否かは、制御部８０が、タンク１３に装着されたカートリッジ７のカートリッジメモリ７０から複数のデータを読み出し、これらのデータが式(１)を満たす関係にあるか否かによって判定される。これにより、カートリッジ７にインクが充填されたか否かを判定するための情報をコントローラ８内のＥＥＰＲＯＭ８３に記憶する必要がなくなるため、該ＥＥＰＲＯＭ８３の容量を小さくすることができる。
また、カートリッジメモリ７０から読み出した複数のデータから、カートリッジ７にインクが充填されたか否かを判定するから、別の筐体１０にカートリッジ７を装着しても、カートリッジ７にインクが充填されたか否かが正確に判定される。

上記実施形態では、印刷ジョブから直接に得られるインクの使用総量の値と、該インクの使用総量とは別の値である印刷枚数やカバレッジの値から演算されるインクの使用総量の値とを比較して、カートリッジ７がリフィル品か否かを判断した。
しかし、これに代えて、例えばフラッシング動作時に直接得られるメインテナンス時のインク使用量と、該メインテナンス時のインク使用量とは別の値である印刷枚数やカバレッジの値から演算されるメインテナンス時のインク使用量とを比較して、カートリッジ７がリフィル品か否かを判断してもよい。
即ち、印刷動作時に直接得られる１のデータの値と、インクジェット記録装置１の印刷動作によって変化する値であって、該１のデータとは別である複数のデータの値を組み合わせて得られる値とを比較して、カートリッジ７がリフィル品か否かを判断すればよい。
また、インクの使用総量の値に代えて、インク残量の値を用いて、カートリッジ７がリフィル品か否かを判断してもよい。ここで、インク残量とはカートリッジ７のインク容量からインクの使用総量を減じた値である。
更に、前記の如く、タンク１３には複数色、具体的には４色のインクに対応した複数のカートリッジ７が装着可能である。制御部８０は、カートリッジ７がリフィル品か否かの式として、インクの色またはカートリッジ７の種類に応じて異なるものを用いてもよい。

本発明は、インク等の消耗品が充填されるカートリッジに、消耗品が再充填されたか否かを検知するリフィル検知機能を有する画像形成装置に適用すると有用である。

１ インクジェット記録装置
４ ヘッド
７ カートリッジ
８ コントローラ
１０ 筐体
７０ カートリッジメモリ
８０ 制御部

Claims (7)

1. シートに画像形成動作を行う装置本体と、
   メモリを備え消耗品であるインクが収納されるカートリッジが装着される被装着部と、
   制御部とを備え、
   前記メモリにはインクの使用総量のデータ、メンテナンス時のインク使用量のデータ、画像形成されたシート枚数のデータ、シート１枚当たりの平均インク使用量の割合を示すデータが格納され、
   前記制御部は、
   前記被装着部に装着されたカートリッジの消耗品を使用する前記装置本体の動作によってその値が変化するものであって、所定の関係式によって関係付けることができる前記複数のデータを、前記被装着部に装着されたカートリッジのメモリに書き込む書き込み処理と、
   前記被装着部に装着されたカートリッジのメモリから、前記複数のデータを読み出し、これらのデータが前記所定の関係式を満たす関係にあるか否かを判定する判定処理と、
   を実行し、
   該判定処理は、
   前記メモリ内に格納されたインクの使用総量のデータに基づく値と、前記メンテナンス時のインク使用量のデータと画像形成されたシート枚数のデータとシート１枚当たりの平均インク使用量の割合を示すデータとに基づいて演算された値とを比較することによりカートリッジのリフィルを検知する、画像形成装置。
2. 前記判定処理は、前記所定の関係式が所定の誤差範囲内で成立するか否かを判定する第１処理と、前記第１処理において前記式が所定の誤差範囲内で成立しないと判定したとき、前記カートリッジに前記消耗品が充填された旨の信号を発信する第２処理と、を含む、請求項１記載の画像形成装置。
3. 前記メモリ内に格納される前記複数のデータのひとつは、インク残量を示すデータである、請求項１又は２に記載の画像形成装置。
4. 前記被装着部には、複数色のインクに対応した複数のカートリッジが装着可能であり、前記制御部は、前記判定処理のため前記関係式として、インクの色またはカートリッジの種類に応じて異なるものを用いる、請求項１乃至３の何れか１の項に記載の画像形成装置。
5. 前記制御部が前記判定処理のために用いる前記関係式は、加算、減算、乗算の少なくとも１つを含み、かつ、除算を含まない、請求項１乃至４の何れか１の項に記載の画像形成装置。
6. シートに画像形成動作を行う装置本体と、
   メモリを備えインクである消耗品が収納されるカートリッジが装着される被装着部と、を備えた画像形成装置のリフィル検知方法であって、
   前記メモリにはインクの使用総量のデータ、メンテナンス時のインク使用量のデータ、画像形成されたシート枚数のデータ、シート１枚当たりの平均インク使用量の割合を示すデータが格納され、
   前記被装着部に装着されたカートリッジの消耗品を使用する前記装置本体の動作によってその値が変化するものであって、所定の関係式によって関係付けることができる複数のデータを、前記被装着部に装着されたカートリッジのメモリに書き込む書き込み処理工程と、
   前記被装着部に装着されたカートリッジのメモリから、前記複数のデータを読み出し、これらのデータが前記所定の関係式を満たす関係にあるか否かを判定する判定処理工程と、
   を有し、
   該判定処理工程は、
   前記メモリ内に格納されたインクの使用総量のデータに基づく値と、前記メンテナンス時のインク使用量のデータと画像形成されたシート枚数のデータとシート１枚当たりの平均インク使用量の割合を示すデータとに基づいて演算された値とを比較することによりカートリッジのリフィルを検知する、リフィル検知方法。
7. シートに画像形成を行う装置本体と、
   メモリを備え消耗品であるインクが収納されるカートリッジが装着される被装着部と、
   判定手段とを備え、
   前記カートリッジの前記メモリには、複数のデータが夫々格納される複数のエリアが設けられ、
   前記複数のデータは、前記被装着部に装着されたカートリッジのインクを使用する前記装置本体の動作によって、その値が変化してゆくインクの使用総量のデータ、メンテナンス時のインク使用量のデータ、画像形成されたシート枚数のデータ、シート１枚当たりの平均インク使用量の割合を示すデータであり、
   前記複数のエリアに格納される複数のデータは、互いに所定の関係式によって関係付けることができるものであり、
   前記判定手段は、前記複数のデータを夫々前記関係式に代入し、インクの使用総量のデータに基づく値と、前記メンテナンス時のインク使用量のデータと画像形成されたシート枚数のデータとシート１枚当たりの平均インク使用量の割合を示すデータとに基づいて演算された値とを比較し、前記関係式が成立するか否かを判定することにより、カートリッジのリフィルを検知する画像形成装置。

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