(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
インクタンク内に設けられた振動素子と、この振動素子に対して励振パルスを印加する励振パルス生成部と、インクタンク内の媒体との共振による残留振動に基づく振動素子からの逆起電力波形のパルスの周波数を検出する検出部と、検出部で検出された周波数に基づいてインクの有無を判定する判定部とを備えたインクジェット式プリンタで使用されるインクタンクのインク残量検出装置であって、上記励振パルス生成部が、インクタンク内のインクとの共振による振動素子の残留振動の周期に合わせて、インクタンク内に設けられた振動素子に対して複数個の励振パルスを印加し、該励振パルスと残留振動による逆起電力波形のパルスを重ねて残留振動の振幅を大きくすることを特徴とするインクジェット式プリンタのインク残量検出装置。
【請求項２】
上記励振パルス生成部が、インクタンク内のインクが有るとき及び無いときの振動素子の残留振動に対応して、それぞれ異なるパルス幅及び異なる周期を有する二個の励振パルスを前もって登録されており、最初にインクが有るときの励振パルスを振動素子に印加して、振動素子の逆起電力波形のパルスのレベルが低い場合には、インクが無いときの励振パルスを出力することを特徴とする、請求項１に記載のインクジェット式プリンタのインク残量検出装置。
【請求項３】
上記検出部が、振動素子からの逆起電力波形のパルスを二値化してカウントし、所定番目から所定数のパルスの間の時間を計測し、この時間に基づいて逆起電力波形のパルスの周波数を検出することを特徴とする、請求項１又は２の何れかに記載のインクジェット式プリンタのインク残量検出装置。
【請求項４】
上記励振パルス生成部が、物性の異なる少なくとも二種類のインクのそれぞれとの共振による振動素子の残留振動に対応して、それぞれ異なるパルス幅及び異なる周期を有する少なくとも二つの励振パルスを前もって登録されており、一の励振パルスを振動素子に印加して、振動素子の逆起電力波形のパルスのレベルが低い場合には、他の種類の励振パルスを出力することを特徴とする、請求項１から３の何れかに記載のインクジェット式プリンタのインク残量検出装置。
【請求項５】
インクタンク内に設けられた振動素子に対して励振パルスを印加して、インクタンク内の媒体との共振による残留振動に基づく振動素子からの逆起電力波形のパルスの周波数を検出し、検出された周波数に基づいてインクの有無を判定する、インクジェット式プリンタで使用されるインクタンクのインク残量検出方法であって、上記励振パルスを、インクタンク内のインクとの共振による振動素子の残留振動の周期に合わせて、インクタンク内に設けられた振動素子に対して複数個印加し、該励振パルスと残留振動による逆起電力波形のパルスを重ねて残留振動の振幅を大きくすることを特徴とするインク残量検出方法。
【請求項６】
上記励振パルスが、インクタンク内のインクが有るとき及び無いときの振動素子の残留振動に対応して、それぞれ異なるパルス幅及び異なる周期を有するように前もって登録された二個の励振パルスであって、最初にインクが有るときの励振パルスを振動素子に印加して、振動素子の逆起電力波形のパルスのレベルが低い場合には、インクが無いときの励振パルスを出力することを特徴とする、請求項５に記載のインクジェット式プリンタのインク残量検出方法。
【請求項７】
振動素子からの逆起電力波形のパルスを二値化してカウントし、所定番目から所定数のパルスの間の時間を計測し、この時間に基づいて逆起電力波形のパルスの周波数の検出を行なうことを特徴とする、請求項５又は６の何れかに記載のインクジェット式プリンタのインク残量検出方法。
【請求項８】
上記励振パルスが、物性の異なる少なくとも二種類のインクのそれぞれとの共振による振動素子の残留振動に対応して、それぞれ異なるパルス幅及び異なる周期を有するように前もって登録された少なくとも二つの励振パルスであって、一の励振パルスを振動素子に印加して、振動素子の逆起電力波形のパルスのレベルが低い場合には、他の励振パルスを出力することを特徴とする、請求項５から７の何れかに記載のインクジェット式プリンタのインク残量検出方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、インクジェット式プリンタのインク残量検出装置及び検出方法に関し、特に、音響インピーダンスの変化を検出してインクジェット式プリンタのインクタンクにおけるインク残量を検出するための技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、インクジェット式プリンタは、圧力発生室を加圧する圧力発生手段と、加圧されたインクをインク滴として吐出するノズル開口とを備えたインクジェット式記録ヘッドが搭載されたキャリッジと、流路を介して記録ヘッドに供給されるインクを収容するインクタンクとを備えており、連続印刷が可能なように構成されている。
【０００３】
ここで、インクタンクは、インクが消費された時点で、ユーザが簡単に交換できるように、記録装置に対して着脱可能なカートリッジとして構成されているものが一般的である。
【０００４】
ところで、従来インクカートリッジのインク消費の管理方法としては、記録ヘッドによって吐出されるインク滴のカウント数と、印字ヘッドのメンテナンス行程で吸引されたインク量とをソフトウェアにより積算し、計算上でインク消費を管理する方法や、インクカートリッジに直接液面検出用の電極を二本取り付けることによって、実際にインクが所定量消費された時点を検知することにより、インク消費を管理する方法等が知られている。
【０００５】
しかしながら、ソフトウェアによりインク滴の吐出数や吸引されたインク量を積算してインク消費を計算上で管理する方法は、使用環境により、例えば使用室内の温度や湿度の高低，インクカートリッジの開封後の経過時間，ユーザサイドでの使用頻度の違い等によって、インクカートリッジ内の圧力やインクの粘度が変化してしまい、計算上のインク消費量と実際の消費量との間に無視できない誤差が生じてしまうという問題があった。また、同一カートリッジを一旦外し、再度装着した場合には、積算されたカウント値が一旦リセットされてしまうので、実際のインク残量が分からなくなってしまうという問題もあった。
【０００６】
一方、電極によりインクが消費された時点を管理する方法は、インク消費のある一点の実量を検出できるため、インク残量を高い信頼性で管理することができる。しかしながら、インクの液面を検出するためには、インクが導電性である必要があるので、使用できるインクの種類が限定されてしまう。また、電極とインクカートリッジとの間の液密構造が複雑化するという問題がある。さらに、電極の材料としては、通常は導電性が良好で耐腐蝕性も高い貴金属を使用するので、インクカートリッジの製造コストが高くなってしまうという問題もあった。さらに、二本の電極をそれぞれインクカートリッジの別な場所に装着する必要があるため、製造工程が複雑化し、結果として製造コストが高くなってしまうという問題もあった。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
これに対して、例えば圧電素子等の振動素子の残留振動周波数に基づいて、インクの有無を検出するようにしたインク残量検出装置も提案されている。即ち、圧電素子等の振動素子と、かかる振動素子に接する媒体（インク、空気等）とが共振状態である時の、圧電素子等の振動素子の残留振動周波数とは、圧電素子等の振動素子とこれに接する媒体との共振周波数のことであり、上記のインク残量検出装置は、この共振周波数の変化によって媒体であるインクの状態を検知するものである。
【０００８】
ところで、広く各種電子機器等においては、省電力の観点から、駆動電圧を低く設定する傾向が広まってきており、インクジェット式プリンタにおいても、駆動電圧の低電圧化の要求が高まってきている。
【０００９】
上述したインク残量検出装置においては、従来例えば５Ｖの駆動電圧により圧電素子をパルス駆動することにより、上述した残留振動周波数を求めるようにしている。
【００１０】
しかしながら、駆動電圧の低電圧化に伴って、上記圧電素子の駆動電圧を例えば３．３Ｖに設定すると、低電圧化により、圧電素子に付与される振動が小さくなるので、上述した残留振動の振幅も小さくなり、この残留振動による検出信号のレベルが低下することになる。
【００１１】
従って、この残留振動の検出信号に基づいて、インクタンク内のインクの有無を検出する場合に、検出信号のレベルが低下することから、例えばインクジェット式プリンタのモータ類等のノイズの影響を受けやすくなり、インク検出精度が低下すると共に、場合によっては検出が困難になってしまう。
【００１２】
そこで、本発明の課題は、簡単な構成により、圧電素子等の振動素子に励振を付与して、振動素子に接するインク等の媒体との共振による残留振動を確実に検出して、インク検出精度及び信頼性を高めるようにしたインクジェット式プリンタのインク残量検出装置及びインク残量検出方法を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明では、インクタンク内のインクとの共振による圧電素子等の振動素子の残留振動の周期に合わせて、インクタンク内に設けられた圧電素子等の振動素子に対して、複数個の励振パルスを付与して、残留振動の振幅を大きくするようにした。
【００１４】
即ち、請求項１記載のインクジェット式プリンタのインク残量検出装置では、インクタンク内に設けられた振動素子と、この振動素子に対して励振パルスを印加する励振パルス生成部と、インクタンク内の媒体との共振による残留振動に基づく振動素子からの逆起電力波形のパルスの周波数を検出する検出部と、検出部で検出された周波数に基づいてインクの有無を判定する判定部とを備えたインクジェット式プリンタで使用されるインクタンクのインク残量検出装置であって、上記励振パルス生成部が、インクタンク内のインクとの共振による振動素子の残留振動の周期に合わせて、インクタンク内に設けられた振動素子に対して複数個の励振パルスを印加し、該励振パルスと残留振動による逆起電力波形のパルスを重ねて残留振動の振幅を大きくすることを特徴とする。
【００１５】
また、請求項５記載のインクジェット式プリンタのインク残量検出方法では、インクタンク内に設けられた振動素子に対して励振パルスを印加して、インクタンク内の媒体との共振による残留振動に基づく振動素子からの逆起電力波形のパルスの周波数を検出し、検出された周波数に基づいてインクの有無を判定する、インクジェット式プリンタで使用されるインクタンクのインク残量検出方法であって、上記励振パルスを、インクタンク内のインクとの共振による振動素子の残留振動の周期に合わせて、インクタンク内に設けられた振動素子に対して複数個印加し、該励振パルスと残留振動による逆起電力波形のパルスを重ねて残留振動の振幅を大きくすることを特徴とする。
【００１６】
この構成によれば、インクタンク内のインクとの共振による振動素子の残留振動に対応するパルス幅を有する励振パルスを、インクタンク内に設けられた振動素子に対して印加する。これにより、振動素子に励振を付与すると、インクタンク内のインクと共振して、この共振による残留振動が振動素子に発生する。これを受けて、振動素子には、残留振動により逆起電力波形のパルスが発生するので、この逆起電力波形の周波数を検出して、その周波数に基づいて、インクタンク内におけるインクの有無を判定することができる。
【００１７】
この場合、励振パルスが、インクタンク内のインクとの共振による残留振動に対応するパルス幅を有しているので、この励振パルスとインクとの共振による残留振動による逆起電力波形のパルスが重なることになり、振動素子の残留振動がより大きくなる。
【００１８】
従って、振動素子を駆動する励振パルスが小さくても、即ち励振パルス生成部の駆動電圧が低くても、インクとの共振による振動素子の残留振動を確実に検出し、インクの有無を正確に判定することが可能になる。
【００２１】
また、上記構成によれば、励振パルスが、インクタンク内のインクとの共振による振動素子の残留振動の周期に対応する周期の複数個の励振パルスであることから、励振パルスによる振動素子の振動によって、インクタンク内のインクとの共振による振動素子の残留振動の振幅がより大きくなる。
【００２２】
従って、振動素子を駆動する励振パルスが小さくても、即ち励振パルス生成部の駆動電圧が低くても、振動素子の残留振動をより一層確実に検出して、インクの有無をより一層正確に判定することが可能になる。
【００２３】
請求項２記載のインク残量検出装置においては、上記励振パルス生成部が、インクタンク内のインクが有るとき及び無いときの媒体との、即ち、インク及び空気との共振による振動素子の残留振動に対応して、それぞれ異なるパルス幅及び異なる周期を有する二個の励振パルスを前もって登録されており、インクが有るときの励振パルスを振動素子に印加して、振動素子の逆起電力波形のパルスのレベルが低い場合には、インクが無いときの励振パルスを出力することを特徴とする。
【００２４】
請求項６記載のインク残量検出方法においては、上記励振パルスが、インクタンク内のインクが有るとき及び無いときの媒体との、即ち、インク及び空気との共振による振動素子の残留振動に対応して、それぞれ異なるパルス幅及び異なる周期を有するように前もって登録された二個の励振パルスであって、インクが有るときの励振パルスを振動素子に印加して、振動素子の逆起電力波形のパルスのレベルが低い場合には、インクが無いときの励振パルスを出力することを特徴とする。
【００２５】
この構成によれば、インクタンク内にインクが有るとき及び無いときの媒体との、即ち、インク及び空気との共振による振動素子の残留振動に対応して、それぞれの残留振動に対応するパルス幅及び異なる周期を有する二種類の励振パルスを前もって登録しておき、先ずインクが有るときの励振パルスを振動素子に印加し、共振による残留振動に基づく振動素子の逆起電力波形のパルスを検出して、インクの有無を判定する。
【００２６】
そして、この振動素子の逆起電力波形のパルスのレベルが低い場合には、続いてインクが無いときの励振パルスを振動素子に印加し、残留振動による振動素子の逆起電力波形のパルスを検出して、インクの有無を判定する。
【００２７】
これにより、インクタンク内のインク残量の有無に応じて、それぞれ適宜のパルス幅及び周期を有する励振パルスを振動素子に印加することによって、大きな振幅の残留振動を発生させて、振動素子の逆起電力波形のパルスのレベルを高くして、インクの有無を確実に判定することができる。
【００２８】
請求項３記載のインク残量検出装置においては、上記検出部が、振動素子からの逆起電力波形のパルスを二値化してカウントし、所定番目から所定数のパルスの間の時間を計測し、この時間に基づいて逆起電力波形のパルスの周波数を検出することを特徴とする。
【００２９】
請求項７記載のインク残量検出方法においては、振動素子からの逆起電力波形のパルスを二値化してカウントし、所定番目から所定数のパルスの間の時間を計測し、この時間に基づいて逆起電力波形のパルスの周波数の検出を行なうことを特徴とする。
【００３０】
この構成によれば、振動素子からの逆起電力波形のパルスを二値化することにより、パルスの振幅の変化を吸収し、このパルスを正確にカウントする。そして、インク等との共振による振動素子の残留振動の安定化を待って、所定番目から所定数のパルスの間の時間を計測することにより、単位時間当たりのパルス数の計算により、容易にこのパルスの周波数を検出することができる。
【００３１】
請求項４記載のインク残量検出装置においては、上記励振パルス生成部が、物性の異なる少なくとも二種類のインクのそれぞれとの共振による振動素子の残留振動に対応して、それぞれ異なるパルス幅及び異なる周期を有する少なくとも二つの励振パルスを前もって登録されており、一の励振パルスを振動素子に印加して、振動素子の逆起電力波形のパルスのレベルが低い場合には、他の種類の励振パルスを出力することを特徴とする。
【００３２】
請求項８記載のインク残量検出方法においては、上記励振パルスが、物性の異なる少なくとも二種類のインクのそれぞれとの共振による振動素子の残留振動に対応して、それぞれ異なるパルス幅及び異なる周期を有するように前もって登録された少なくとも二つの励振パルスであって、一の励振パルスを振動素子に印加して、振動素子の逆起電力波形のパルスのレベルが低い場合には、他の励振パルスを出力することを特徴とする。
【００３３】
この構成によれば、物性の異なるインクに関して、それぞれのインクとの共振による振動素子の残留振動に対応するパルス幅及び異なる周期を有する複数種類の励振パルスを前もって登録しておき、これらの複数種類の励振パルスを順次に振動素子に印加することによって、当該インクの物性に合わせた振動素子の逆起電力波形のパルスを利用して、インクの有無を有効に判定することができる。
【００３４】
【発明の実施の形態】
図面を参照して、本発明の実施の形態に係るインク残量検出装置について説明する。尚、以下に述べる実施形態は、本発明の好適な具体例であるから、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの態様に限られるものではない。
【００３５】
図１は、本発明によるインク残量検出装置の一実施形態の構成を示している。図１において、インク残量検出装置１０は、インクジェット式プリンタのインクタンク１１内に設けられた振動素子としての圧電素子１２と、この圧電素子１２に対して励振パルスを印加するため励振パルス生成部１３と、この圧電素子１２に発生するインクとの共振による残留振動に基づく逆起電力波形のパルスを検出する検出部１４と、インクの有無を判定する判定部１５と、これらの励振パルス生成部１３，検出部１４及び判定部１５を制御する制御部２０と、から構成されている。
【００３６】
ここで、図１においては、圧電素子１２は、実際にはインクジェット式プリンタのヘッドにて、各色毎のインクタンク１１に対してそれぞれ設けられている。
【００３７】
上記圧電素子１２は、例えばピエゾ素子であって、印加される電圧により変位して、媒体、即ち、インクタンク１１内のインク或いは空気と共振し、この共振による残留振動を生じるように構成されている。尚、この残留振動によって、圧電素子１２には逆起電力波形のパルスが発生する。
【００３８】
励振パルス生成部１３は、二種類の励振パルスを前もって登録してあり、これらの励振パルスを選択して出力するように構成されている。
【００３９】
ここで、二種類の励振パルスのうち、第一の種類の励振パルスは、インクタンク１１内にインクが有るときのインクとの共振による残留振動に対応したパルス幅及び周期を有する二個の励振パルスであり、第二の励振パルスは、インクタンク１１内にインクが無いときの空気との共振による残留振動に対応したパルス幅及び周期を有する二個の励振パルスである。
【００４０】
上記検出部１４は、図示の場合、増幅部１６，パルス数計数部１７及びパルス幅測定部１８から構成されている。
【００４１】
上記増幅部１６は、例えば図２に示すように、圧電素子１２からの逆起電力波形のパルスをオペアンプ１６ａにより増幅すると共に、コンパレータ１６ｂにより基準電圧Ｖｒｅｆと比較して、逆起電力波形のパルスが基準電圧Ｖｒｅｆより高い場合に信号を出力することにより、二値化するように構成されている。
【００４２】
上記パルス数計数部１７は、増幅部１６からの二値化された逆起電力波形のパルスをカウントして、所定番目から所定数のパルス（例えば５番目から８番目のパルス）の間の時間だけＨレベルとなる時間計測パルスを発生する。
【００４３】
上記パルス幅測定部１８は、パルス数計数部１７からの時間計測パルスのパルス幅を測定して、単位時間当たりのパルス数を計算して、逆起電力波形のパルスの周波数を検出する。
【００４４】
上記判定部１５は、検出部１４で検出された逆起電力波形のパルスの周波数に基づいて、インクタンク内の圧電素子１２が設けられた高さ位置におけるインクの有無を判定し、判定結果を例えばプリンタの本体に設けられた制御部に出力する。
【００４５】
上記制御部２０は、例えばマイコン，ＣＰＵ等から構成されており、本発明によるインク残量検出方法に従って、励振パルス生成部１３，検出部１４及び判定部１５を制御して、後述するようにインク残量の検出を行なうようになっている。
【００４６】
尚、制御部２０は、プリンタ本体の制御部がその機能を備えるように構成されていてもよい。
【００４７】
本発明の実施形態によるインク残量検出装置１０は、以上のように構成されており、本発明によるインク残量検出方法に基づいて、図３のフローチャートに従って、以下のように動作する。
【００４８】
先ず、ステップＡ１にて、制御部２０が再測定フラグをクリアした後、ステップＡ２にて、励振パルス生成部１３により、ターゲット周波数即ち励振パルスとしてインクが有るときの第一の励振パルスを選択して、この第一の励振パルスを発生させる。
【００４９】
これにより、圧電素子１２は、図４（Ａ）に示す励振パルスが印加されることにより振動する。インクタンク１１内のインクは、圧電素子１２の振動により共振する結果、圧電素子１２には、この共振による残留振動を発生する。
【００５０】
そして、ステップＡ３にて、制御部２０は、検出部１４を制御して、以下のようにして圧電素子１２の残留振動の周波数を測定する。
【００５１】
即ち、圧電素子１２は、インクタンク１１内のインクとの共振による残留振動により、図４（Ｂ）に示すように、逆起電力パルスを発生する。
【００５２】
この逆起電力パルスは、図４（Ｃ）に示すように、増幅部１６のオペアンプ１６ａで増幅された後、図４（Ｄ）に示すように、コンパレータ１６ｂにより基準電圧Ｖｒｅｆと比較して、二値化される。
【００５３】
そして、パルス数計数部１７が、この逆起電力パルスの二値化信号をカウントして、図４（Ｅ）に示すように、所定番目から所定数のパルス（図示の場合、５番目から８番目のパルス）の間の時間だけＨレベルとなる時間計測パルスを発生する。
【００５４】
これにより、パルス幅測定部１８が、この時間計測パルスのパルス幅を測定して、このパルス幅から残留振動周波数を求める。
【００５５】
続いて、ステップＡ４にて、制御部２０は、例えば所定時間内に上記時間計測パルスの生成を確認する等により、インクとの共振による圧電素子１２の残留振動の周波数測定が成功したか否かを判定し、成功した場合には、ステップＡ５にて、その周波数を出力して、判定部１５により、インクの有無を判定して、インク残量検出の動作を終了する。
【００５６】
ここで、判定部１５は、残留振動周波数がインク有りの場合の周波数範囲内か、あるいはインク無しの場合の周波数範囲内かを判別することにより、インクの有無を判定する。
【００５７】
尚、残留振動周波数がインク有りの場合またはインク無しの場合の周波数範囲内の何れにも該当しない場合には、ステップＡ４における測定失敗の場合と同様に処理されてもよい。
【００５８】
これに対して、上記ステップＡ４にて、残留振動の周波数測定が失敗した場合には、制御部２０は、ステップＡ６にて、ターゲット周波数即ち圧電素子１２の励振パルスとしてインクが無いときの第二の励振パルスを選択して、この第二の励振パルスを発生させる。
【００５９】
これにより、圧電素子１２が振動して、インクタンク１１内のインク或いは空気と共振する。圧電素子１２は、インク或いは空気との共振により残留振動を発生する。
【００６０】
そして、ステップＡ７にて、制御部２０は、後述するように検出部１４を制御して、圧電素子１２の残留振動の周波数を測定する。
【００６１】
続いて、ステップＡ８にて、制御部２０は、残留振動の周波数測定が成功したか否かを判定し、成功した場合には、同様にステップＡ５にて、その周波数を出力して、判定部１５により、インクの有無を判定して、インク残量検出の動作を終了する。
【００６２】
尚、残留振動周波数がインク有りの場合またはインク無しの場合の周波数範囲内の何れにも該当しない場合には、ステップＡ８における測定失敗の場合と同様に処理されてもよい。
【００６３】
また、上記ステップＡ９にて、再測定フラグが立っていない場合には、制御部２０は、ステップＡ１０にて、再測定フラグを立てた後、ステップＡ１１にて、インクジェット式プリンタのプリンタヘッドを移動させるためのキャリッジモータ及び紙送りモータが停止し、さらにインク吐出が停止するまで待って、ステップＡ２に戻る。これにより、上記キャリッジモータ及び紙送りモータによるノイズやインク吐出の際の印刷指令に伴う信号によるノイズ等の影響を排除して、再度インク残量検出を行なう。
【００６４】
これに対して、上記ステップＡ９にて、再測定フラグが立っている場合には、上記ステップＡ１０からステップＡ１１を経て、ステップＡ２からステップＡ８にてインク残量の再測定を行なっているので、制御部２０は、ステップＡ１２にて、インク残量検出失敗として、例えばインクジェット式プリンタの印刷動作を停止させる等の適宜の処理を行なって、インク残量検出の動作を終了する。
【００６５】
上述した実施形態においては、励振パルス生成部１３は、インク有りの場合及びインク無しの場合の圧電素子１２の残留振動に対応した二種類の励振パルスが前もって登録されており、先ずインク有りの場合の第一の励振パルスにより、残留振動の周波数を測定して、測定失敗したときには、インク無しの場合の第二の励振パルスにより残留振動の周波数を測定するようにしている。
【００６６】
この場合、インク残量検出装置１０による残留振動周波数の測定（図３のステップＡ３、Ａ７の内容）は、図５に示したフローチャートに従って、以下のようになされる。
【００６７】
即ち、上述した図３のフローチャートのステップＡ２にてターゲット周波数をインクありに設定したら、図５のフローチャートにおいて、先ず、ステップＢ１にて、制御部２０が励振パルス生成部１３により、ターゲットパルスとしての第一の励振パルスのパルス数（Ｐｎ）を１個（Ｐｎ＝１）に設定する。ステップＢ２にて、励振パルス生成部１３は、この第一の励振パルス（インクありに合わせたパルス）を１個発生させ、この励振パルスを圧電素子１２に印加する。
【００６８】
そして、ステップＢ３にて、制御部２０は、検出部１４を制御して、圧電素子１２に発生するインクとの共振による残留振動に基づく逆起電力パルスを増幅部１６のオペアンプ１６ａにより増幅し、ステップＢ４にて、コンパレータ１６ｂにより基準電圧Ｖｒｅｆと比較して二値化する。
【００６９】
続いて、制御部２０は、ステップＢ５にて、パルス数計数部１７により、上記二値化信号をカウントして、所定番目から所定数のパルス（例えば５番目から８番目のパルス）の間の時間だけＨレベルとなる時間計測パルスを発生させ、パルス幅測定部１８により、上記時間計測パルスのパルス幅を計測し、圧電素子１２の残留振動の周波数を測定する。
【００７０】
そして、制御部２０は、ステップＢ６にて、所定時間内にパルス幅の計測ができたか否か、即ち時間計測がタイムアウトしたか否かを判定し、タイムアウトした場合（ステップＢ６でＹｅｓ）には、ステップＢ７にて、ｎが最大値に達したか否か判定し、ｎが最大値に達してない場合には、ステップＢ８にて、パルス数を１個増やして（ｎ＝ｎ＋１）２個として、ステップＢ２に戻り、再測定する。これを繰り返し、ステップＢ７にて、ｎが最大値に達するまで（Ｐｎ＝Ｐｎｍａｘ）パルス数を増やしても検出できなかった場合は（ステップＢ７でＹｅｓ）、ステップＢ９にて、インク残量検出（測定）失敗として、上述した図３のフローチャートのステップＡ４からＡ６に進む。即ち、ターゲットパルスとして第二の励振パルス（インク無しに合わせたパルス）を設定する。
【００７１】
これに対して、ステップＢ６にて、タイムアウトしなかった場合には、制御部２０は、ステップＢ１０にて、残留振動の周波数がインク有りの場合の周波数範囲内か否かを判定し、残留振動の周波数がインク有りの周波数内である場合には、ステップＢ１１にて、インク有りと判定し、インク残量検出（測定）成功となり、上述した図３のフローチャートのステップＡ４からＡ５に進む。
【００７２】
また、ステップＢ１０にて、残留振動の周波数がインク有りの周波数内でない場合には、ステップＢ１２にて、残留振動の周波数がインク無しの場合の周波数範囲内か否かを判定し、残留振動の周波数がインク無しの周波数内である場合には、ステップＢ１３にて、インク無しと判定し、同様に、インク残量検出（測定）成功となり、上述した図３のフローチャートのステップＡ４からＡ５に進む。
【００７３】
これに対して、ステップＢ１２にて、残留振動の周波数がインク無しの周波数内でない場合には、インクの有無の判定ができないので、ステップＢ７に進んで、タイムアウトと同様の処理を行う。即ち、Ｐｎｍａｘまでパルス数を増やしていきながら、測定を繰り返す。尚、図３のステップＡ７の動作（Ａ７からＡ８に進む場合）も、以上と同様に、図５のフローチャートに従う。
【００７４】
このようにして、複数個の励振パルスを使用して、インクタンク１１内のインクとの共振による圧電素子１２の残留振動周波数を測定することにより、より一層正確なインクの有無の判定を行なうことができる。
【００７５】
尚、検出部１４において、例えば増幅部１６とパルス数計数部１７との間に、励振パルスの周波数帯域のみを透過させるフィルタを設けることにより、上記ステップＢ１２の処理を省略して、ステップＢ１３に進むようにしてもよい。
【００７６】
上述した実施形態においては、振動素子として、例えばピエゾ素子等の圧電素子が使用されているが、これに限らず、例えば電歪素子，磁歪素子等の他の圧電素子、あるいは他の振動素子を使用してもよい。
【００７７】
また、上述した実施形態においては、インクタンク１１は一つのみ図示されているが、これに限らず、所謂４色または６色のカラー印刷を行なうインクジェット式プリンタにおいては、各色毎のインクタンク毎に振動素子を備えて、各振動素子毎に、インク等の媒体との共振による残留振動に基づく逆起電力波形のパルスを検出して、インク残量の検出を行なうようにしてもよいことは明らかである。
【００７８】
一方、上述した実施形態においては、インクタンク１１内にインク残量検出装置１０を１個のみ設ける例について説明したが、インクタンク１１の内壁面に高さ（深さ）位置を異ならせて複数のインク残量検出装置を設置しておき、それぞれのインク残量検出装置に印加する励振パルスをインク有り用／無し用と切替えながら測定してもよい。このようにすれば、インクの有無だけでなく、インクの残量レベルを測定することも可能となる。
【００７９】
また、上述した実施形態においては、インク有り用の励振パルスとインク無し用の励振パルスの２種類の励振パルスを予め登録しておくようにしたが、物性、例えば、粘度の異なるインクを使用する場合を想定して、複数種類の励振パルスを予め登録しておくようにすることも可能である。
【００８０】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば、インクタンク内のインクとの共振による振動素子の残留振動に対応するパルス幅を有する励振パルスを、インクタンク内に設けられた振動素子に対して印加して、残留振動により振動素子に発生する逆起電力波形のパルスの周波数を検出し、その周波数に基づいて、インクタンク内におけるインクの有無を判定することができる。
【００８１】
その際、励振パルスのパルス幅及び周期が、インクタンク内のインクとの共振による振動素子の残留振動に対応するパルス幅及び周期を有しているので、この励振パルスと残留振動による逆起電力波形のパルスが重なることになり、振動素子の残留振動がより大きくなる。
【００８２】
従って、振動素子を駆動する励振パルスが小さくても、即ち励振パルス生成部の駆動電圧が低くても、振動素子の残留振動を確実に検出し、インクの有無を正確に判定することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるインク残量検出装置の一実施形態の構成を示すブロック図である。
【図２】図１のインク残量検出装置における検出部の増幅部の具体的構成例を示す配線図である。
【図３】図１のインク残量検出装置におけるインク残量検出の動作を示すフローチャートである。
【図４】図１の残留振動の周波数測定における各部の信号を示すタイムチャートである。
【図５】本発明によるインク残量検出装置の変形例におけるインク残量検出の動作の要部を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１０    インク残量検出装置
１１    インクタンク
１２    圧電素子（振動素子）
１３    励振パルス生成部
１４    検出部
１５    判定部
１６    増幅部
１７    パルス数計数部
１８    パルス幅測定部
２０    制御部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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