(57)【要約】【課題】容器内のインクが予め想定されている所定のものであるかどうかを判定することが可能であるインク特性判定装置、インク特性判定方法、プログラム、及び画像記録装置を提供する。【解決手段】超音波送受信部３は、超音波を送受信する複数の送受信素子を一列に並べて構成されており、インク容器内のインクへ超音波を送信し、インク界面で反射して到来する反射波を受信する。伝播時間計測部２は、当該超音波を送信してから当該反射波を受信するまでの当該インク中の超音波の伝播時間を計測するものであり、当該送受信素子の各々から送受信される超音波を移相して超音波送受信部３の超音波送受信特性に指向性を与える可変移相部を少なくとも備える。インク特性判定部８は、計測された伝播時間と超音波送受信部３からインク界面までの距離とに基づいて当該インクの特性を判定する。【選択図】      図１
2009083294.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
インク容器に貯えられているインクの特性の判定を行うインク特性判定装置において、
前記インク容器内の前記インクへ超音波を送信し、当該インクの界面で反射して到来する当該超音波の反射波を受信する超音波送受信部と、
前記超音波送受信部が前記超音波を送信してから前記反射波を受信するまでに要した、当該超音波の前記インク中の伝播時間を計測する伝播時間計測部と、
前記計測された伝播時間と前記超音波送受信部から前記界面までの距離とに基づいて前記インクの特性を判定するインク特性判定部と、を少なくとも備え、
前記超音波送受信部は、超音波の送信及び受信を行う複数の送受信素子を一列に並べて構成されており、
前記伝播時間計測部は、前記複数の送受信素子の各々から送信される超音波を当該送受信素子毎に移相すると共に、当該複数の送受信素子の各々が受信した超音波を合成する前に当該送受信素子毎に移相して、前記超音波送受信部の超音波の送信特性及び受信特性に指向性を与える可変移相部を少なくとも備える、ことを特徴とするインク特性判定装置。
【請求項２】
前記インク特性判定部は、前記伝播時間と前記距離とに基づいて算出される、前記超音波が前記インク中を伝播するときの音速に基づいて、当該インクの特性を判定する、ことを特徴とする請求項１に記載のインク特性判定装置。
【請求項３】
前記インクインク特性判定装置は、前記インク特性判定部を少なくとも備える制御部を更に備えており、
前記制御部は、演算処理装置と当該演算処理装置に実行させる制御プログラムが予め格納されている記憶部とを少なくとも備えて構成されており、当該演算処理装置で当該制御プログラムを実行させることにより前記インク特性判定部として機能する、
ことを特徴とする請求項１に記載のインク飛翔状態判定システム。
【請求項４】
前記伝播時間計測部は、
経過時間の計測を行う計測部と、
超音波を発振させて前記可変移相部へ伝達すると共に、当該超音波の発振開始を前記計測部へ通知する発振部と、
前記超音波送受信部で前記反射波が受信されたことを検出して前記計測部へ通知する検波部と、
を少なくとも備えており、
前記計測部は、前記発振部より前記超音波の発振開始が通知されてから前記反射波の受信が前記検波部より通知されるまでの経過時間を前記伝播時間として計測する、ことを特徴とする請求項１に記載のインク特性判定装置。
【請求項５】
前記インクの界面は、前記インク容器の内壁面であること、を特徴とする請求項１に記載のインク特性判定装置。
【請求項６】
前記インク容器は可撓性を有しており、周囲から当該インク容器を押圧する機構に収納されている、ことを特徴とする請求項５に記載のインク特性判定装置。
【請求項７】
インク容器に貯えられているインクの特性の判定を行うインク特性判定装置によるインク特性判定方法において、
前記インク特性判定装置は、超音波の送信及び受信を行う複数の送受信素子を一列に並べて構成されている超音波送受信部を少なくとも備えており、
前記複数の送受信素子の各々から送信される超音波を当該送受信素子毎に移相して前記超音波送受信部の超音波の送信特性に指向性を与えた上で、当該超音波送受信部から前記インク容器内の前記インクへ超音波を送信し、
前記超音波送受信部を構成している前記複数の送受信素子が、前記インクの界面で反射して到来する当該超音波の反射波を受信し、
前記複数の送受信素子の各々が受信した前記反射波を当該送受信素子毎に移相して合成することで、前記超音波送受信部の超音波の受信特性に指向性を与え、
前記超音波を送信してから前記反射波を受信するまでに要した、当該超音波の前記インク中の伝播時間を計測し、
前記計測された伝播時間と前記超音波送受信部から前記界面までの距離とに基づいて前記インクの特性を判定する、ことを特徴とするインク特性判定方法。
【請求項８】
前記インクの特性の判定では、前記伝播時間と前記距離とに基づいて算出される、前記超音波が前記インク中を伝播するときの音速に基づいて、当該インクの特性の判定を行う、ことを特徴とする請求項７に記載のインク特性判定方法。
【請求項９】
インク容器に貯えられているインクの特性の判定を行うインク特性判定装置によるインクの特性の判定を演算処理装置に行わせるためのプログラムであって、
前記インク特性判定装置は、超音波の送信及び受信を行う複数の送受信素子を一列に並べて構成されている超音波送受信部を少なくとも備えており、
前記プログラムが、
前記複数の送受信素子の各々から送信される超音波を当該送受信素子毎に移相することで前記超音波送受信部の超音波の送信特性に指向性を持たせた上で、当該超音波送受信部から前記インク容器内の前記インクへ超音波を送信させる処理と、
前記超音波送受信部を構成している前記複数の送受信素子に、前記インクの界面で反射して到来する当該超音波の反射波を受信させる処理と、
前記複数の送受信素子の各々が受信した前記反射波を当該送受信素子毎に移相して合成することで、前記超音波送受信部の超音波の受信特性に指向性を持たせる処理と、
前記超音波を送信してから前記反射波を受信するまでに要した、当該超音波の前記インク中の伝播時間を計測する処理と、
前記計測された伝播時間と前記超音波送受信部から前記界面までの距離とに基づいて前記インクの特性を判定する処理と、
を前記演算処理装置に行わせることを特徴とするプログラム。
【請求項１０】
前記インクの特性を判定する処理では、前記伝播時間と前記距離とに基づいて算出される、前記超音波が前記インク中を伝播するときの音速に基づいて、当該インクの特性の判定を行う、ことを特徴とする請求項９に記載のプログラム。
【請求項１１】
請求項１乃至６のいずれか１項に記載のインク特性判定装置と、
前記インク特性判定装置が特性の判定を行う対象とするインクを貯えるインク容器と、
前記インク容器に貯えられている前記インクを用いて記録媒体上に記録処理を行わせる画像記録部と、を少なくとも備える、ことを特徴とする画像記録装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像記録技術に関し、特に、画像記録に用いられるインクの特性を判定する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
画像記録装置には、複写機、プリンタ装置、ファクシミリ装置等がある。複写機は、原稿読み取り機構が設けられており、その読み取り機構で読み込まれた原稿の記録データ（例えば図形や文字情報）に基づき紙やシート等の記録媒体上にインクを定着させることで画像記録を行う。プリンタ装置は、ユーザ毎のＰＣ（パーソナルコンピュータ）等からＬＡＮ等を介して送られてくる記録データに基づき記録媒体上にインクを定着させることで画像記録を行う。また、ファクシミリ装置は、電話回線等を介して送られてくる記録データに基づき記録媒体上にインクを定着させることで画像記録を行う。
【０００３】
このような画像記録装置において、記録ヘッドの複数のノズルから紙等の記録媒体上へインク滴を飛翔させて記録処理を行うインクジェット方式のものが知られている。
インクジェット方式の画像記録装置では、使用するインクの特性（例えばインク温度に対する粘性等）が異なると、インク滴の飛翔の際に不具合が発生し良好な記録処理が行えなくなる虞がある。また、このような不具合を解決しないままインクジェット方式の画像記録装置を使用し続けると、記録ヘッド等の故障を招くことになる。従って、インクジェット方式の画像記録装置においては、インク特性の異なるインクを予め排除する必要がある。
【０００４】
このような課題を解決するための技術として、例えば特許文献１には、インクタンク及びインクタンク検査装置が開示されている。
特許文献１に開示されているインクタンクは、インクを収容するインクタンク本体部と、このインクタンク本体部内の一つの面上に設けられたプリズムと、このプリズムが設けられている面の外側に対向して配置された二次元コードシールと、を有している。ここで、二次元コードシールには、インクタンクが純正品であることを示す情報が含まれている。また、プリズムは、この二次元コードシールを透過した光を透過または反射させる。
【０００５】
一方、特許文献１に開示されているインクタンク検査装置は、二次元コードシールに赤色光を照射する赤色ＬＥＤと、二次元コードシールを透過しインクタンクのプリズムを反射した光に含まれている二次元コードの画像を結像させる光学系と、この光学系の結像面上に設けられたＣＣＤモノクロエリアセンサと、を有している。
【０００６】
特許文献１で開示されている技術では、インクタンク検査装置の赤色ＬＥＤから照射された光をインクタンクに設けられた二次元コードシールへ照射し、このときの二次元コードシールによる反射光をＣＣＤモノクロエリアセンサで検出し、この検出結果を解析する。これにより、インクタンク内のインクの残量の検出と、インクタンクが純正品であるか否かの判定を含む非純正品インクか否かの判定とを行えるようにしたものが、特許文献１の技術である。
【特許文献１】特開２００３−２６０８０４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１の技術では、インクタンク本体（壁部材）にプリズムを設けるため、インクタンク本体の構造において制限がある。このため、特許文献１の技術は、例えば、形状が変化する、可撓性のインク容器に適用することは困難である。
【０００８】
また、特許文献１の技術では、二次元コードシールを透過しインクタンクのプリズムを反射した光に含まれている二次元コードの画像を結像させる光学系をインクタンク検査装置が有している。このため、特許文献１の技術では、インクタンク本体のプリズムと、インクタンク検査装置の赤色ＬＥＤ及びＣＣＤモノクロエリアセンサとの距離（光路長）を厳密に規定する必要がある。その一方で、インクタンクは、画像記録装置に対し容易に着脱可能な構成であることが望ましい。このような要件を満たすには、インクタンク及びインクタンク検査装置全体の大型化とコスト高とを招くことになると考えられる。しかし、特許文献１には、インクタンク本体とインクタンク検査装置との位置関係を規定するための保持部材について特に記載がされていない。
【０００９】
そこで本発明は、前述した課題に鑑みてなされたものであり、特性判定のための専用の部材をインク容器に設けずとも容器内のインクが予め想定されている所定のものであるかどうかを判定することが可能であり、この判定を可撓性容器等に貯えられたインクに対しても行えるインク特性判定装置、インク特性判定方法、プログラム、及び画像記録装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前述した目的を達成するために、本発明の態様のひとつであるインク特性判定装置は、インク容器に貯えられているインクの特性の判定を行うインク特性判定装置において、インク容器内のインクへ超音波を送信し、当該インクの界面で反射して到来する当該超音波の反射波を受信する超音波送受信部と、超音波送受信部が超音波を送信してから反射波を受信するまでに要した、当該超音波のインク中の伝播時間を計測する伝播時間計測部と、計測された伝播時間と超音波送受信部から界面までの距離とに基づいてインクの特性を判定するインク特性判定部と、を少なくとも備え、超音波送受信部は、超音波の送信及び受信を行う複数の送受信素子を一列に並べて構成されており、伝播時間計測部は、複数の送受信素子の各々から送信される超音波を当該送受信素子毎に移相すると共に、当該複数の送受信素子の各々が受信した超音波を合成する前に当該送受信素子毎に移相して、超音波送受信部の超音波の送信特性及び受信特性に指向性を与える可変移相部を少なくとも備える、ことを特徴とする。
【００１１】
また、本発明の別の態様のひとつであるインク特性判定方法は、インク容器に貯えられているインクの特性の判定を行うインク特性判定装置によるインク特性判定方法において、インク特性判定装置は、超音波の送信及び受信を行う複数の送受信素子を一列に並べて構成されている超音波送受信部を少なくとも備えており、複数の送受信素子の各々から送信される超音波を当該送受信素子毎に移相して超音波送受信部の超音波の送信特性に指向性を与えた上で、当該超音波送受信部からインク容器内のインクへ超音波を送信し、超音波送受信部を構成している複数の送受信素子が、インクの界面で反射して到来する当該超音波の反射波を受信し、複数の送受信素子の各々が受信した反射波を当該送受信素子毎に移相して合成することで、超音波送受信部の超音波の受信特性に指向性を与え、超音波を送信してから反射波を受信するまでに要した、当該超音波のインク中の伝播時間を計測し、計測された伝播時間と超音波送受信部から界面までの距離とに基づいてインクの特性を判定する、ことを特徴とする。
【００１２】
また、本発明の更なる別の態様のひとつであるプログラムは、インク容器に貯えられているインクの特性の判定を行うインク特性判定装置によるインクの特性の判定を演算処理装置に行わせるためのプログラムであって、インク特性判定装置は、超音波の送信及び受信を行う複数の送受信素子を一列に並べて構成されている超音波送受信部を少なくとも備えており、プログラムが、複数の送受信素子の各々から送信される超音波を当該送受信素子毎に移相することで超音波送受信部の超音波の送信特性に指向性を持たせた上で、当該超音波送受信部からインク容器内のインクへ超音波を送信させる処理と、超音波送受信部を構成している複数の送受信素子に、インクの界面で反射して到来する当該超音波の反射波を受信させる処理と、複数の送受信素子の各々が受信した反射波を当該送受信素子毎に移相して合成することで、超音波送受信部の超音波の受信特性に指向性を持たせる処理と、超音波を送信してから反射波を受信するまでに要した、当該超音波のインク中の伝播時間を計測する処理と、計測された伝播時間と超音波送受信部から界面までの距離とに基づいてインクの特性を判定する処理と、を演算処理装置に行わせることを特徴とする。
【００１３】
なお、本発明の態様のひとつには、本発明に係るインク特性判定装置と、インク特性判定装置が特性の判定を行う対象とするインクを貯えるインク容器と、インク容器に貯えられているインクを用いて記録媒体上に記録処理を行わせる画像記録部と、を少なくとも備える、ことを特徴とする画像記録装置も含まれる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、特性判定のための専用の部材をインク容器に設けずとも容器内のインクが予め想定されている所定のものであるかどうかを判定することが可能であり、この判定を可撓性容器等に貯えられたインクに対しても行えるインク特性判定装置、インク特性判定方法、プログラム、及び画像記録装置を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
まず、本発明の第一実施形態について説明する。
図１は、本第一実施形態に係るインク特性判定装置の概念的なブロック図である。また、図２は、図１に示したインク特性判定装置を備えた画像記録装置におけるインク液の経路を示した図である。
【００１６】
図１に示したインク特性判定装置１は、図２に示したインク容器１２内に収められているインク液１３の特性を判定するものであり、伝搬時間計測部２、超音波送受信部３、及び制御部７（７Ａ、７Ｂ）を備えて構成されている。
【００１７】
伝搬時間計測部２は、送受信部４の駆動制御と、超音波信号を発振してから反射部位で反射して戻ってきた当該超音波信号を検出するまでに要する経過時間の計測とを行う。
超音波送受信部３は、超音波の送受信を行って自身が発した超音波の反射波を検出する。超音波送受信部３には、送受信部４と吸音部材５とが備えられており、それらが支持部材６に支持されて構成されている。
【００１８】
送受信部４は例えば圧電振動子であり、伝搬時間計測部２による制御下で超音波の送信及び受信を行う。
吸音部材５は、超音波の干渉を防止するために、送受信部４から発せられた超音波のうちインク液１３の音速の検出へ影響を及ぼすと考えられるものを吸音する。
【００１９】
制御部７（７Ａ、７Ｂ）は、後述する画像記録装置１１の動作を統括制御するいわゆるコンピュータであり、詳細については後述する。なお、インク特性判定装置１の実施形態における制御部７を制御部７Ａと示し、後述するインク特性判定装置１を有している画像記録装置１１の実施形態における制御部７を制御部７Ｂと示すこととする。
【００２０】
インク特性判定部８は、インクの音速の算出とインクの特性の判定とを行う。なお、インク特性判定部８は、例えば、後述するＲＯＭ４２に記憶されるプログラムをＭＰＵ４１が実行することで構成するようにしてもよく、また、後述するＭＰＵ４１により制御される信号処理回路としてハードウェアで構成するようにしてもよい。
【００２１】
なお、制御部７Ａは、例えばユーザが所有するＰＣ（パーソナルコンピュータ）で構成してもよい。なお、このようにする場合には、当該ＰＣの演算処理装置（ＭＰＵ）がインク特性判定部８を制御する構成となる。
【００２２】
次に、画像記録装置におけるインク液の経路について、図２を参照しながら説明する。
インク容器１２の下面には、インク供給管２１の一端が接続されている。インク供給管２１の他端は、リザーバタンク２３内のインク液１３に浸されている。
【００２３】
インク容器１２直下のインク供給管２１の内側面には、インク特性判定装置１の構成要素のひとつである超音波送受信部２が設置されており、インク液１３に浸されている。前述したように、超音波送受信部２は、インク特性判定装置１の構成要素の別のひとつである制御部７Ａによる制御の下で、インク容器１２内に収められているインク液１３への超音波の送信と、後述する反射部位で反射して戻ってくる当該超音波の受信と、を行う。
【００２４】
この他、インク供給管２１における超音波送受信部２からリザーバタンク２３への途中に、開閉弁２２が設けられている。
密閉構造であるリザーバタンク２３の上面には、開閉弁２４−１を備えている大気開放管２５−１が設けられている。また、リザーバタンク２３内では、一端が分配器２７に接続されているインク液供給チューブ２６の他端がインク液１３に浸されている。
【００２５】
密閉構造である分配器２７の上面には、開閉弁２４−２を備える大気開放管２５−２が設けられている。また、分配器２７の下面には、インク入液流路２８が設けられている。このインク入液流路２８は、インク流路封止機構２９を介してインクヘッド３０と接続されている。インクヘッド３０は、その下方に搬送される画像記録媒体１０に対してインク液１３を吐出する。なお、インクヘッド３０の下面の高さ位置は、リザーバタンク２３内におけるインク液１３の界面（インク液面）の高さよりも高さＨだけ高い位置に配置されている。
【００２６】
インク液１３は、図２において、大気開放弁２４−１を閉じた状態で、開閉弁２２と大気開放弁２４−２とが開放されると、インク容器１２からリザーバタンク２３を介して分配器２７へと送られる。分配器２７内のインク液１３は、その後、インク入液流路２８を通ってインクヘッド３０へと送られ、そのインクヘッド３０の複数のノズルから記録媒体１０に向けて吐出される。なお、インク液１３は、大気開放弁２４−２を閉じた状態で開閉弁２２と大気開放弁２４−１とを開放すると、インク容器１２からリザーバタンク２３へと送られる。
【００２７】
次に図３について説明する。
図３は、図１に示したインク特性判定装置１の詳細構成を示したものである。
送受信部４は、前述したように、支持部材６に支持されて吸音部材５と共に超音波送受信部２に備えられている。この送受信部４は、送受信素子３６−１乃至３６−ｍを少なくとも備えて構成されている。
【００２８】
伝搬時間計測部２は、発振部３２と、可変移相部３１と、合成部３３と、検波部３４と、計測部３５とを備えて構成されている。ここで、発振部３２は超音波信号を発振し、可変移相部３１は超音波信号を移相させる。また、合成部３３は、受信した超音波信号を合成し、検波部３４は、合成した超音波信号を検波してその信号レベルを検出する。計測部３５は、発振部３２で超音波信号を発振させてから、距離が既知であるインク容器１２内の反射部位で反射して戻ってきた当該超音波信号を検波部３４により検出されるまでに要した時間を計測する。
【００２９】
インク特性判定部８は、前述したように、インクの音速の算出とインクの特性の判定とを行う。なお、図３に示した構成では、ＲＯＭ４２に予め記憶させておいた制御プログラムをＭＰＵ４１に実行させることでインク特性判定部８を構成する。
【００３０】
制御部７Ａは、インク特性判定部８を構成するための制御プログラムをＭＰＵ４１で実行させると、まず、伝搬時間計測部２が備えている発振部３２へ発振の指示を行う。
発振部３２は、この指示に応じて超音波信号を発生させて不図示の通信線に入力し、可変移相部３１へと伝送する。また、発振部３２は、超音波信号を発生させると同時に、超音波信号を発生させたことを通知する超音波パルス発振開始信号を不図示の通信線に入力して計測部３５へと伝送する。
【００３１】
可変移相部３１は、制御部７Ａからの指示に従い、送受信素子３６−１乃至３６−ｎの各々の配置位置に応じた超音波信号の分配と移相とを行う。この可変移相部３１の動作の詳細については後述する。
【００３２】
送受信素子３６−１乃至３６−ｎは、移相させた信号が可変移相部３１から信号通信線βを介して送られてくると、インク液１３へ超音波を送信する。
送信された超音波はインク液１３中を伝播した後に反射部位で反射して送受信部４へと戻ってくる。この超音波の伝播の様子については後述する。
【００３３】
送受信部４の送受信素子３６−１乃至３６−ｎは、戻ってきた超音波を受信すると、その超音波の大きさに応じた超音波信号を生成して信号通信線βへ入力し、可変移相部３１へ伝送する。
【００３４】
可変移相部３１は、制御部７Ａからの指示に従い、送受信素子３６−１乃至３６−ｎの各々の配置位置に応じた超音波信号の移相を行う。その後、この移相された超音波信号は、不図示の信号線に入力されて合成部３３へ伝送される。合成部３３は、この移相された超音波信号の合成を行う。この可変移相部３１及び合成部３３の動作の詳細については後述する。
【００３５】
合成された超音波信号は、不図示の信号線に入力されて検波部３４へ伝送される。検波部３４は、合成部３３から伝送されてきた超音波信号の検波を行ってその信号レベルを検出する。ここで、超音波信号が後述するように検出されると、検波部３４は、超音波パルス受信信号を不図示の信号線に入力して計測部３５へ伝送する。
【００３６】
計測部３５は、発振部３２から超音波パルス発振開始信号を受け取ると計時を開始し、超音波パルス受信信号を検波部３４から受け取るとその計時を終了して計時結果を示す計時情報を取得する。この計時情報は、計測結果通信線γに入力されて制御部７Ａへ伝送される。なお、計測部３５は、例えば、ＲＯＭ４２に記憶されるプログラムをＭＰＵ４１が実行することで構成するようにしてもよく、また、後述するＭＰＵ４１により制御される信号処理回路としてハードウェアで構成するようにしてもよい。
【００３７】
制御部７Ａでは、制御機能及び演算機能を有するＭＰＵ（Micro Processor Unit：演算処理装置）４１、制御プログラムを格納するＲＯＭ（Read Only Memory）４２、ＭＰＵが作業用メモリとして使用するＲＡＭ（Random Access Memory）４４等からなる制御処理回路とＩ／Ｆ部４５とがバス４７を介して相互に接続されており、ＭＰＵ４１の管理の下で各種データを相互に授受することができる。
【００３８】
ＭＰＵ４１は、画像記録装置１１全体の動作を制御する。
ＲＯＭ４２には、ＭＰＵ４１によって実行される制御プログラムが予め格納されている。ＭＰＵ４１は、この制御プログラムを実行することによって、インク特性判定部８として機能することが可能となると共に、画像記録装置１１全体の動作制御が可能となる。
【００３９】
ＲＡＭ４４は、ＭＰＵ４１がインク特性判定部８を実行する際に必要に応じて作業用領域として使用するメモリである。
Ｉ／Ｆ（インタフェース）部４５は、画像記録装置１１の各部と制御部７Ａとの間での各種のデータ授受を管理する。このＩ／Ｆ部４５は、Ａ／Ｄ（アナログ−デジタル）変換部４６を有しており、送受信部４で受信される超音波の受信レベルに対応した電気信号（アナログ信号）をデジタルデータへと変換してＭＰＵ４１へ送付することができる。
【００４０】
可変移相部制御通信線αは、移相量を可変移相部３１へ指示する信号を伝送する。信号通信線βは、前述したように、可変移相部３１より送受信部４への送信信号の伝送と、送受信部４より可変移相部３１への受信信号の伝送とを行う。計測結果通信線γは、前述したように、計測部３５での計時結果を示す計時情報を制御部７Ａへ伝送する。
【００４１】
次に、本実施形態におけるインク容器１２の周辺部分の構成について説明する。
図４は、本発明の第一実施形態におけるインク容器１２の周辺部分の構成の詳細を示した図である。
【００４２】
なお、図４に示したインク容器１２には、超音波送受信部３が設けられている図２のインク供給管２１が、インク容器接続部５４で接続されている。また、インク容器１２には、不図示のインク弁が設けられているものとする。このインク弁は、インク容器１２がインク供給管２１と接続されたときに開放状態となり、インク容器１２がインク供給管２１から取り外されたときには閉止される構成を有しているものとする。
【００４３】
なお、このインク弁は、開放状態において、前述した超音波送受信部３内の送受信部４から送信されてインク容器壁面５３中の反射部位５３ａで反射される超音波を遮らないように構成されていることは言うまでもない。
【００４４】
次に、インク特性判定装置１による、図４に示したインク容器１２内のインク液１３に対する超音波の送受信の様子を説明する。
まず、制御部７Ａは、所定レベルの超音波信号を発生させる指示を発振部３２に与える。発振部３２は、この指示に応じて超音波信号を発生させて可変移相部３１へ送り出す。また、発振部３２は、前述した超音波パルス発振開始信号を計測部３５へ伝送して超音波信号を発生させたことを通知する。
【００４５】
可変移相部３１は、制御部７Ａからの指示に従い、送受信素子３６−１乃至３６−ｎの各々の配置位置に応じた超音波信号の分配と移相と後述するように行う。送受信素子３６−１乃至３６−ｎがこの超音波信号に基づいて超音波を生成して送信すると、生成された超音波は、インク容器壁面５３内の反射部位５３ａへ向かう送信波５１として送信される。
【００４６】
その後、送信波５１として送信された超音波は、反射部位５３ａで反射して、送受信素子３６−１乃至３６−ｎへ向かう反射波５２となる。
送受信素子３６−１乃至３６−ｎは、この反射波５２である超音波を受信し、その受信レベルに対応した電気信号（超音波信号）を可変移相部３１へ伝送する。
【００４７】
可変移相部３１は、制御部７Ａからの指示に従い、送受信素子３６−１乃至３６−ｎの各々の配置位置に応じた超音波信号の移相を後述するように行って合成部３３へ送り出す。合成部３３は、移相された超音波信号を後述するように合成して検波部３４へ送り出す。
【００４８】
検波部３４は、合成された超音波信号を検波してその信号レベルを検出し、この検波の結果に対応した超音波パルス受信信号を計測部３５へ送り出す。
計測部３５は、発振部３２から超音波パルス発振開始信号を受け取ってから、超音波パルス受信信号を検波部３４から受け取るまでに要した時間を計測し、その計測結果を示す計時情報を制御部７Ａへ送り出す。
【００４９】
この計時情報を受け取った制御部７Ａは、インク特性判定部８として機能し、計時情報で示されている時間、すなわち超音波が送受信素子３６−１乃至３６−ｎと反射部位５３ａとの間の一往復に要した時間と、予め制御部７Ａに格納されている、送受信素子３６−１乃至３６−ｎと反射部位５３ａとの間の距離とに基づいて、伝達速度を算出する。そして、この算出結果に基づいて、インクの特性の判定、すなわちインク液１３が予め想定されている所定のものであるかどうかを判定する。
【００５０】
次に、超音波送受信部３の構造について説明する。図５は、超音波送受信部の構造を模式的に示したものである。
超音波送受信部３には、前述したように、送受信部４と吸音部材５とが備えられており、それらが支持部材６に支持されて構成されており、送受信部４には、例えば圧電振動子である送受信素子３６−１乃至３６−ｎが備えられている。
【００５１】
次に、送受信部４から送信される超音波に所望の指向性を与える原理について説明する。
図６は、送受信素子３６−１乃至３６−ｎによる超音波の送信時における物理的作用を説明している。
【００５２】
図６において、基準点６１は、送受信素子３６−１乃至３６−ｎが配列されている直線上の点である。また、角度θは、送受信素子３６−１乃至３６−ｎが配列されている直線と、図４において所望の指向性を示している送信波５１の向きに直交する直線とのなす角である。
【００５３】
離間距離ｄ１乃至ｄｎは、基準点６１から各送受信素子３６−１乃至３６−ｎまでの距離を表しており、各送受信素子３６−１乃至３６−ｎの配置位置を示している。
可変移相部３１には、可変移相器６２−１乃至６２−ｎが備えられている。可変移相器６２−１乃至６２−ｎは、それぞれ送受信素子３６−１乃至３６−ｎの各々に対応付けられている。
【００５４】
可変移相部３１により送受信素子３６−１乃至３６−ｎ各々の配置位置に応じて移相された超音波は、各送受信素子３６−１乃至３６−ｎより送信される。この際、可変移相部３１は、送受信素子３６−１乃至３６−ｎの各々から送信されて合成されて得られる超音波が所望の向きを指向するように、発振部３２から分配された超音波信号を移相する。このようにするために、可変移相部３１は、送受信素子３６−１乃至３６−ｎ各々から送信される超音波の波面６３が、当該所望の向きを示している送信波５１に対して直交して形成されるように超音波信号を移相する。
【００５５】
このような波面６３を得るための可変移相器６２−ｋ（ｋ＝１、２、…、ｎ）の移相量δk は、下記の［数１］式により求めることができる。
【００５６】
【数１】
2009083294.tif 000003
この［数１］式において、ｄk は、基準点６１と送受信素子３６−ｋとの離間距離であり、λは、送受信素子３６−１乃至３６−ｎから送信する超音波のインク液１３中での波長である。なお、超音波のインク液１３中での波長は、インク液１３（溶媒）を、送信する超音波の周波数で除算すると求めることができる。なお、インク液１３の各溶媒による音速の例としては、溶媒がグリセリンの場合で１９２０メートル／秒であり、溶媒が水の場合で１４８０メートル／秒であり、更に溶媒が油の場合で１３９０メートル／秒である。
【００５７】
なお、送受信素子３６−１乃至３６−ｎは、少なくとも２つ以上を送受信部４に備えるようにすればよい。但し、送受信部４に備える送受信素子３６−１乃至３６−ｎの個数は、所望する放射方向への送信指向性の精度が向上するので、多くした方が望ましい。また、この個数は、後述する受信指向性の精度を向上させる観点、及び、合成部３３による合成後の超音波信号の強度を増加させる観点からも、多くした方が望ましく、十数個程度にすることが好ましい。
【００５８】
図６において、仮想位置６４−１乃至６４−ｎは、超音波の波面６３を決定するためのものである。
仮想位置６４−ｋ（ｋ＝２、３、…、ｎ）は、［数１］式により求められる、送受信素子３６−ｋに入力される超音波信号に対しての移相量δk から決定される。また、仮想位置６４−１は、［数１］式により同様に求められる、送受信素子３６−１に入力される超音波信号に対しての移相量δ1 から決定される。ここで、仮想位置６４−１と６４−ｋとを直線で結ぶと、超音波の波面６３が求まる。超音波の放射方向は、この超音波の波面６３に直交する矢印（送信波）５１の方向となる。この方向は、送受信素子３６−１乃至３６−ｎの配列する方向に対し、角度θだけ偏向した方向となる。
【００５９】
可変移相器６２−１乃至６２−ｎに対する移相量の設定をこのようすることにより、送信する超音波に所望の指向性を与えることができる。
以上のようにして所望の指向性を与えて送受信部４から送信した超音波は、インク容器壁面５３内の反射部位５３ａで反射して送受信部４に戻ってくる。次に、この超音波を受信する送受信部４に所望の指向性を与える原理について説明する。
【００６０】
反射部位５３ａで反射した超音波は、受信部４の送受信素子３６−１乃至３６−ｎに到来する。送受信素子３６−１乃至３６−ｎは、この超音波を受信すると超音波信号を励起する。励起された超音波信号は、可変移相部３１へ伝送される。
【００６１】
可変移相部３１は、送受信素子３６−１乃至３６−ｍの各々から送られてきた超音波信号に対して移相処理を施して合成部３３へ伝送する。合成部３３は、移相処理が施された超音波信号の合成処理を行う。この可変移相部３１による移相処理と合成部３３による合成処理とにより、送受信素子３６−１乃至３６−ｎによる超音波の受信に指向性を与える。
【００６２】
図７は、送受信素子３６−１乃至３６−ｎによる超音波の受信時における物理的作用を説明する図であり、移相処理及び合成処理により、超音波の受信に所望の指向性が与えられる原理を示したものである。
【００６３】
図７において、基準点６１は、送受信素子３６−１乃至３６−ｎが配列されている直線上の点である。また、角度θは、送受信素子３６−１乃至３６−ｎが配列されている直線と、図７において所望の到来方向を示している受信波５２の向きに直交する直線とのなす角である。
【００６４】
離間距離ｄ１乃至ｄｎは、基準点６１から各送受信素子３６−１乃至３６−ｎまでの距離を表しており、各送受信素子３６−１乃至３６−ｎの配置位置を示している。
可変移相部３１には、可変移相器６２−１乃至６２−ｎが備えられている。可変移相器６２−１乃至６２−ｎは、それぞれ送受信素子３６−１乃至３６−ｎの各々に対応付けられている。
【００６５】
図７において、仮想位置６４−１乃至６４−ｎは、移相処理及び合成処理を行うことにより、送受信素子３６−１乃至３６−ｎが最も良好に受信することのできる超音波の波面６３を決定するためのものである。
【００６６】
仮想位置６４−ｋ（ｋ＝２、３、…、ｎ）は、前述した［数１］式により求められる、送受信素子３６−ｋに入力される超音波信号に対しての移相量δk から決定される。また、仮想位置６４−１は、［数１］式により同様に求められる、送受信素子３６−１に入力される超音波信号に対しての移相量δ1 から決定される。ここで、仮想位置６４−１と６４−ｋとを直線で結ぶと、超音波の波面６３が求まる。超音波を最良に受信できる到来方向は、この超音波の波面６３に直交する矢印（受信波）５２の方向となる。この方向は、送受信素子３６−１乃至３６−ｎの配列する方向に対し、角度θだけ偏向した方向となる。
【００６７】
可変移相器６２−１乃至６２−ｎに対する移相量の設定をこのようすることにより、送受信素子３６−１乃至３６−ｎによる超音波の受信に所望の指向性を与えることができる。
【００６８】
合成部３３は、超音波を受信したことによって送受信素子３６−１乃至３６−ｎの各々に励起した超音波信号の合成処理を行う。このときの合成処理は、下記の［数２］式に従って行う。
【００６９】
【数２】
2009083294.tif 000004
この［数２］式においては、Ｅｓｕｍ（ｔ）が合成部３３からの合成出力であり、Ａk が送受信素子３６−ｋ（ｋ＝１、２、…、ｎ）にかけられる重み（送受信素子３６−ｋの能率）であり、ｊが電流密度である。また、Ｅ0 （ｔ）は、発振部３２により発振される超音波信号の基準振幅に対応する振幅量である。このような合成処理により、合成部３３で合成されて出力される超音波信号は、矢印（受信波）５２の方向から到来する超音波についてのものが最大となる。
【００７０】
次に図８について説明する。図８は、超音波の受信時に合成部３３から出力される超音波信号の波形例を示している。
図８において、横軸は経過時間を表しており、合成部３３から出力される超音波信号の信号レベル、すなわち送受信部４で受信された超音波の受信レベル（受信量）を表している。
【００７１】
図８の波形例を時間経過に沿って説明する。波形７１は、送受信部４自身の送信した超音波が直接受信されて得られたものである。また、波形７２は、送受信部４からインク液１３中に放射された後に反射部位５３ａで反射して戻ってきた超音波を送受信部４が受信して得られたものである。
【００７２】
なお、以下の説明では、波形７１を「送信波形７１」と称することとし、波形７２を「反射部位５３ａからの反射波形７２」と称することとする。
図８に例示されている波形例において、送信波形７１はインク液１３の特性検出には不要であり、反射部位５３ａからの反射波形７２のみが必要である。ここで、送受信部４が超音波を送信してから送信波形７１が受信されるまでの経過時間は一定であり、反射部位５３ａからの反射波形７２よりも先に受信されることは明らかである。
【００７３】
そこで、伝搬時間計測部２の計測部３５では、検波開始時間Ｔｔｈを予め設定しておき、送受信部４が超音波を送信してから検波開始時間Ｔｔｈが経過するまでに送受信部４が受信した超音波についての波形を無視する。
【００７４】
ここで、検波開始時間Ｔｔｈは、送信波形７１が得られる経過時間よりも長く、且つ、反射部位５３ａからの反射波形７２が最も早くに得られるときの経過時間よりも短く設定しておく。計測部３５は、このように設定しておくことにより、送受信部４での超音波の受信に基づいて得られた信号波形から送信波形７１を除外するので、反射部位５３ａからの反射波形７２に基づくインク液１３中の音速の適切な算出が可能になる。
【００７５】
また、検波部３４には、反射基準値Δｔｈを予め設定しておき、送受信部４で受信された超音波の受信レベルが反射基準値Δｔｈに満たない超音波についての波形を無視するようにする。なお、この反射基準値ＡＴｈは、反射部位５３ａからの反射波形７２の最大値よりも小さい値に設定しておくとよい。このように設定しておくことにより、検波部３４は、送受信部４での超音波の受信に基づいて得られた信号波形から、ノイズ成分に相当する波形を除外して検波を行うので、反射部位５３ａからの反射波形７２に基づくインク液１３中の音速のより適切な算出が可能になる。
【００７６】
以上のようにして送受信部４から送信されてインク液１３中を伝搬し、反射部位５３ａにて反射した後に戻ってくる超音波の伝播経路は一定である。制御部７Ａには、この伝播経路の経路長が予め格納されており、制御部７Ａは、この経路長と、計測部３５で計測される当該伝播経路の超音波の伝播時間とに基づいて、インク液１３中を伝播する超音波の音速を算出し、この算出結果に基づいて、インクの特性の判定、すなわちインク液１３が予め想定されている所定のものであるかどうかを判定する。
【００７７】
次に、インク特性判定処理の処理内容について説明する。図９は、インク特性判定処理の処理内容をフローチャートで示したものである。制御部７Ａは、ＭＰＵ４１がＲＯＭ４２に格納されている制御プログラムを読み出して実行することによって、この処理を実現し、インク特性判定部８として機能する。
【００７８】
図９において、制御部７Ａは、まずＳ１において、伝搬時間計測部２を制御して超音波がインク液１３中を伝搬する時間を計測させる処理を行う。この計測制御処理の詳細は後述する。
【００７９】
次に制御部７Ａは、Ｓ２において、予め制御部７Ａに格納されている距離である、超音波送受信部３から反射部位５３ａまでの一往復の距離と、伝搬時間計測部２により計測された超音波がインク液１３中を伝搬する時間とに基づいて、超音波がインク液１３中を伝搬したときの音速を求める処理を行う。この音速算出処理の詳細は後述する。
【００８０】
次に、制御部７Ａは、Ｓ３において、Ｓ２の処理により求められた音速に基づいて、インクの特性を判定する処理を行い、その後はこの図９の処理を終了する。この判定処理の詳細は後述する。
【００８１】
以上までの処理がインク特性判定処理である。
次に図１０について説明する。図１０は、図９に示したインク特性判定処理におけるＳ１の処理として制御部７Ａにより行われる、計測制御処理の処理内容をフローチャートで示したものである。
【００８２】
制御部７Ａは、まず、Ｓ１１において、発振部３２に指示を与えて超音波を発振させる処理を行い、続くＳ１２において、制御部７Ａは、計測部３５に指示を与えて、超音波がインク液１３中を伝搬する時間を計時させる処理を行う。発振部３２は、この指示に応じて超音波の発振を開始すると共に、前述した超音波パルス発振開始信号を計測部３５へ伝送する。計測部３５は、制御部７Ａからの指示を受け取った後にこの超音波パルス発振開始信号を受け取ると、計時を開始する。
【００８３】
次に、制御部７Ａは、Ｓ１３において、可変移相部３１に指示を与えて、発振部３２から送られてきた超音波に対し、送受信素子３６−１乃至３６−ｎの各々の配置位置に応じた超音波信号の分配と移相とを行わせる処理を行う。
【００８４】
次に、制御部７Ａは、Ｓ１４において、可変移相部３１に指示を与えて、移相処理を施した超音波信号を送受信素子３６−１乃至３６−ｎに印加させて超音波を送信させる処理を行う。この処理により、送受信素子３６−１乃至３６−ｎからインク液１３へと超音波が送信される。
【００８５】
次に、制御部７Ａは、Ｓ１５において、送受信素子３６−１乃至３６−ｎに指示を与えて、インク液１３へ送信された超音波についての反射部位５３ａからの反射波を受信して生成された超音波を、可変移相部３１へ伝送させる処理を行う。
【００８６】
次に、制御部７Ａは、Ｓ１６において、可変移相部３１に指示を与えて、送受信素子３６−１乃至３６−ｎから送られてきた超音波信号に対し、送受信素子３６−１乃至３６−ｎの各々の配置位置に応じた移相を行わせて合成部３３へ伝送させる処理を行う。
【００８７】
次に、制御部７Ａは、Ｓ１７において、合成部３３に指示を与えて、可変移相部３１から送られてきた超音波信号を合成させて検波部３４へ伝送させる処理を行う。
制御部７Ａは、Ｓ１８において、現在の時間の計測結果を示す計時情報を計測部３５から受け取り、この計時情報で示されている時間が、前述した検波開始時間Ｔｔｈ（図８参照）を経過しているか否かを判定する処理を行う。ここで、制御部７Ａは、当該時間が検波開始時間Ｔｔｈを経過していると判定したとき（判定結果がＹｅｓのとき）には、Ｓ１９に処理を進める。一方、制御部７Ａは、当該時間が未だ検波開始時間Ｔｔｈを経過していないと判定したとき（判定結果がＮｏのとき）には、当該時間が検波開始時間Ｔｔｈを経過するまで、このＳ１８の処理を繰り返す。
【００８８】
次に、制御部７Ａは、Ｓ１９において、検波部３４に指示を与えて、合成部３３から送られてきた超音波信号を検波させてその信号レベルを検出させると共に、当該超音波信号が、反射部位５３ａからの反射波形７２であるとみなせるか否かを判定させる処理を行う。なお、検出部３４は、超音波信号を検波して検出された信号レベルが、前述した反射基準値Δｔｈ（図８参照）以上であるか否かを以って、この判定を行う。すなわち、制御部７Ａは、ここで、超音波信号の検出レベルが反射基準値Δｔｈ以上であると検出部３４が判定したとき（判定結果がＹｅｓのとき）には、当該超音波信号は反射部位５３ａからの反射波形７２であるとみなし、Ｓ２０に処理を進める。一方、制御部７Ａは、ここで、超音波信号の検出レベルが反射基準値Δｔｈ未満であると検出部３４が判定したとき（判定結果がＮｏのとき）には、当該超音波信号は反射部位５３ａからの反射波形７２ではないとみなし、当該超音波信号の検出レベルが反射基準値Δｔｈ以上となるまで、このＳ１９の処理を繰り返す。
【００８９】
次に、制御部７Ａは、Ｓ２０において、計測部３５に指示を与えて、超音波がインク液１３中を伝搬する時間の計時を停止させる処理を行い、その後は図９に処理を戻す。
次に図１１について説明する。図１１は、図９に示したインク特性判定処理におけるＳ２の処理として制御部７Ａにより行われる、音速算出処理の処理内容をフローチャートで示したものである。
【００９０】
制御部７Ａは、Ｓ２１において、インクの音速を算出する処理を行う。具体的には、超音波が伝搬した距離、すなわち、予め制御部７Ａに記憶されている距離である、超音波送受信部３から反射部位５３ａまで超音波が往復する伝播経路の距離を、図１０に示した計測制御処理におけるＳ２０までの処理によって計測部３５で計測された超音波がインク液１３中を伝搬する時間の計時結果で除算する演算処理を制御部７Ａが行うことにより、インクの音速が算出される。そして、制御部７Ａは、この処理を終えた後には、図９に処理を戻す。
【００９１】
次に図１２について説明する。図１２は、図９に示したインク特性判定処理におけるＳ３の処理として制御部７Ａにより行われる、判定処理の処理内容をフローチャートで示したものである。
【００９２】
制御部７Ａは、まず、Ｓ３１において、図１１に示した音速算出処理におけるＳ２１の処理により算出されたインクの音速が、予め想定されているものであるか否かを判定する処理を行う。ここで、制御部７Ａは、インクの音速が想定通りであると判定したとき（判定結果がＹｅｓのとき）には、インク容器１２内のインクが予め想定されている所定のものであるとみなしてＳ３２に処理を進める。一方、制御部７Ａは、インクの音速が想定していたものとは異なると判定したとき（判定結果がＮｏのとき）には、インク容器１２内のインクは想定外のものとであるとみなしてＳ３３に処理を進める。
【００９３】
次に、制御部７Ａは、Ｓ３２において、インク容器１２内のインクが予め想定されている所定のものであることを示す情報を制御部７ＡのＲＡＭ４４に記憶する処理を行い、その後は図９に処理を戻す。
【００９４】
この一方、制御部７Ａは、Ｓ３２において、インク容器１２内のインクが想定外のものであることを示す情報を制御部７ＡのＲＡＭ４４に記憶する処理を行い、その後は図９に処理を戻す。
【００９５】
以上の図９から図１２にかけての処理を制御部７Ａが行うことにより、インク容器１２内のインク液１３の特性の判定が可能となる。
以上のように、本発明の第一実施形態においては、超音波の送受信を行う送受信素子３６−１乃至３６−ｎ、可変移相部３１、発振部３２、合成部３３、及び検波部３４を備えてインク特性判定装置１を構成したので、インク容器１２内の所望する方向への超音波の送信と、インク容器１２内の所望する方向からの反射波の受信とが可能である。従って、本第一実施形態によれば、インク容器１２内にインク特性の判定のための専用の部材を設けずともインク容器１２内のインクの特性を判定することが可能であり、これにより、粗悪なインクや、不適切な状態のインクを排除することができる。
【００９６】
次に、本発明の第二実施形態について説明する。なお、以下の説明においては、前述した第一実施形態と異なる点を説明する。
図１３は、本第二実施形態におけるインク容器１２の周辺部分の構成の詳細を示した図である。この図１３を用いて、本実施形態におけるインク液１３の特性の検出の様子を説明する。
【００９７】
図４に示した本発明の第一実施形態に係るものと異なり、図１３に示した第二実施形態におけるインク容器１２は可撓性を有している。なお、インク容器１２とインク供給管２１とは、不図示のインク容器接続部によって接続されている。また、インク容器１２には、不図示のインク弁が設けられているものとする。このインク弁は、インク容器１２がインク供給管２１と接続されたときに開放状態となり、インク容器１２がインク供給管２１から取り外されたときには閉止される構成を有しているものとする。
【００９８】
なお、このインク弁は、開放状態において、前述した超音波送受信部３内の送受信部４から送信されて反射部位５３ａで反射される超音波を遮らないように構成されていることは言うまでもない。
【００９９】
図１３に示した本第二実施形態の構成では、可撓性のインク容器１２を保持するインク容器保持機構８１、及び、インク容器保持機構８１との間でインク容器１２を押圧する押圧機構８２を設けた構成となっており、インク容器１２内壁面を反射部位５３ａとしている。
【０１００】
次に、インク特性判定装置１による、図１３に示したインク容器１２内のインク液１３に対する超音波の送受信の様子を説明する。
まず、制御部７Ａは、所定レベルの超音波信号を発生させる指示を発振部３２に与える。発振部３２は、この指示に応じて超音波信号を発生させて可変移相部３１へ送り出す。また、発振部３２は、前述した超音波パルス発振開始信号を計測部３５へ伝送して超音波信号を発生させたことを通知する。
【０１０１】
可変移相部３１は、制御部７Ａからの指示に従い、送受信素子３６−１乃至３６−ｎの各々の配置位置に応じた超音波信号の分配と移相とを前述したように行う。送受信素子３６−１乃至３６−ｎがこの超音波信号に基づいて超音波を生成して送信すると、生成された超音波は、インク容器壁面５３内の反射部位５３ａへ向かう送信波５１として送信される。
【０１０２】
その後、送信波５１として送信された超音波は、反射部位５３ａで反射して、送受信素子３６−１乃至３６−ｎへ向かう反射波５２となる。
送受信素子３６−１乃至３６−ｎは、この反射波５２である超音波を受信し、その受信レベルに対応した電気信号（超音波信号）を可変移相部３１へ伝送する。
【０１０３】
可変移相部３１は、制御部７Ａからの指示に従い、送受信素子３６−１乃至３６−ｎの各々の配置位置に応じた超音波信号の移相を前述したように行って合成部３３へ送り出す。合成部３３は、移相された超音波信号を前述したように合成して検波部３４へ送り出す。
【０１０４】
検波部３４は、合成された超音波信号を検波してその信号レベルを検出し、この検波の結果に対応した超音波パルス受信信号を計測部３５へ送り出す。
計測部３５は、発振部３２から超音波パルス発振開始信号を受け取ってから、超音波パルス受信信号を検波部３４から受け取るまでに要した時間を計測し、その計測結果を示す計時情報を制御部７Ａへ送り出す。
【０１０５】
この計時情報を受け取った制御部７Ａは、インク特性判定部８として機能し、計時情報で示されている時間、すなわち超音波が送受信素子３６−１乃至３６−ｎと反射部位５３ａとの間の一往復に要した時間と、予め制御部７Ａに格納されている、送受信素子３６−１乃至３６−ｎと反射部位５３ａとの間の距離とに基づいて、伝達速度を算出する。そして、この算出結果に基づいて、インクの特性の判定、すなわちインク液１３が予め想定されている所定のものであるかどうかを判定する。
【０１０６】
以上のように、本発明の第二実施形態においても、超音波の送受信を行う送受信素子３６−１乃至３６−ｎ、可変移相部３１、発振部３２、合成部３３、及び検波部３４を備えてインク特性判定装置１を構成したので、インク容器１２内の所望する方向への超音波の送信と、インク容器１２内の所望する方向からの反射波の受信とが可能である。従って、本第二実施形態によれば、インク容器１２内にインク特性の判定のための専用の部材を設けずとも、可撓性を有するインク容器１２内のインクの特性を判定することが可能であり、これにより、粗悪なインクや、不適切な状態のインクを排除することができる。
【０１０７】
次に、本発明の第三実施形態として、前述したインク特性判定装置１を有している画像記録装置の実施形態ついて説明する。
図１４は、本第三実施形態に係る画像記録装置の概念的なブロック図である。また、図１５は、図１４に示した画像記録装置の構造を模式的に示したものである。
【０１０８】
画像記録装置１１は、例えばプリンタ装置、ファクシミリ装置、コピー装置など、画像データに基づいて被記録材に対し画像を記録する装置のいずれでもよい。画像記録装置１１は、インク容器１２内に収められているインク液１３の特性を判定する前述したインク特性判定装置１と、インクを収納するインク容器１２と、記録媒体へ画像を記録する画像記録部２９と、を少なくとも備えて構成されている。
【０１０９】
画像記録部２９は、記録ヘッド駆動部９２及び記録ヘッド９３と、これらを保持するキャリッジ９１と、を少なくとも備えて構成されている。なお、画像記録部２９は、制御部７ＢのＩ／Ｆ部４５に接続されており、画像記録部２９の動作は制御部７Ｂによって制御される。
【０１１０】
制御部７Ｂは、ＲＯＭ４２に予め格納されている各種の制御プログラムをＭＰＵ４１で実行することにより、画像記録装置１１の各種動作を統括制御する。すなわち、制御部７Ｂは、インク特性判定部８を構成するための制御プログラムをＭＰＵ４１で実行することにより、インク特性判定装置１の動作を統括制御する制御部７Ａの機能を提供する。また、制御部７Ｂは、画像記録制御部９４を構成するための制御プログラムをＭＰＵ４１で実行することにより、画像記録装置１１での画像記録動作を統括制御する機能を提供する。
【０１１１】
なお、画像記録制御部９４は、例えば、図１５に示すように、ＲＯＭ４２に記憶されるプログラムをＭＰＵ４１が実行することで構成するようにしてもよく、また、ＭＰＵ４１により制御される信号処理回路としてハードウェアで構成するようにしてもよい。
【０１１２】
画像記録装置１１での画像記録動作は以下のように行われる。すなわち、まず、不図示の搬送路を搬送される記録媒体１０（図２参照）の例えば先端を記録媒体検出部（不図示）が検出する。すると、その検出情報をトリガとして、例えばロータリエンコーダである搬送情報生成部（不図示）が、記録媒体１０の搬送の進行状況を示す累積パルス数を生成する。画像記録制御部９４として機能している制御部７Ｂは、この累積パルス数と、ＲＯＭ４２に予め記憶されている記録ヘッド９３の各離間距離に対応する累積パルス数とが一致したタイミングで、記録ヘッド駆動部９２を制御する。こうして、記録媒体１０への記録処理が実現される。
【０１１３】
次に、画像記録装置１１の各構成要素の動作について説明する。
まず、制御部７Ｂは、インク特性判定装置１に、インク容器１２内のインク液１３の特性を判定させる。なお、このときにインク特性判定装置１により行われるインク特性判定のための動作は、前述した他の実施形態におけるものと同一であるので、ここでは説明を省略する。ここで、制御部７Ｂは、インク容器１２内のインクが予め想定されている所定のものでないとインク特性判定装置１が判定したときには、その旨を上位装置に通知し、以降の記録処理を行わないようにする。
【０１１４】
次に、制御部７Ｂは、外部装置（不図示）から通知されるジョブ情報により記録処理の開始が指示されると、給送機構（不図示）に対し記録媒体１０の搬送開始を指示すると共に、搬送経路上で記録媒体１０を搬送する搬送機構（不図示）を駆動させる搬送駆動部（不図示）を動作させる。
【０１１５】
次に、制御部７Ｂは、収納トレイ（不図示）に積載されている記録媒体１０のうち最上部のものを、給送機構（不図示）に一枚ずつピックアップさせて搬送経路の下流側へ給送させる。
【０１１６】
次に、制御部７Ｂは、給送された記録媒体１０の例えば先端を検出した旨の通知を前述した記録媒体検出部から受けると、前述した搬送情報生成部で生成されるパルス数の累積を開始する。
【０１１７】
次に、制御部７Ｂは、給送機構より受け渡しされた記録媒体１０を搬送機構の搬送部材（不図示）上に載置させて更に搬送経路下流側へ搬送させる。
ここで、制御部７Ｂは、搬送情報生成部（不図示）におけるロータリエンコーダによる累積パルス数が、不揮発性メモリに予め記憶されている記録ヘッド９３の各離間距離に対応する累積パルス数に一致したタイミングから、当該制御部７ＢのＲＡＭ４４に記憶された画像データを順次読み出す。そして、制御部７Ｂは、順次読み出される画像データに従って記録ヘッド駆動部９２を制御して、記録ヘッド９３に設けられている各ノズルからインクを吐出させて記録媒体１０への記録処理を行う。
【０１１８】
以上のように、本発明の第三実施形態においては、超音波の送受信を行う送受信素子３６−１乃至３６−ｎ、可変移相部３１、発振部３２、合成部３３、及び検波部３４を備えて構成されているインク特性判定装置１を備えて画像記録装置１１を構成したので、インク容器１２内の所望する方向への超音波の送信と、インク容器１２内の所望する方向からの反射波の受信とが可能である。従って、本第三実施形態によれば、インク容器１２内にインク特性の判定のための専用の部材を設けずとも、可撓性を有するインク容器１２内のインクの特性を判定することが可能であり、これにより、粗悪なインクや、不適切な状態のインクを排除して、記録媒体１０へ良好な記録処理を行うことができる。
【０１１９】
また、本実施形態によれば、粗悪なインクや、不適切な状態のインクを使用して画像記録装置１１自体を破損し使用不能にしてしまう虞が無い。
その他、本発明は、上述した実施形態に限定されることなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良・変更が可能である。
【図面の簡単な説明】
【０１２０】
【図１】本発明に係るインク特性判定装置の概念的なブロック図である。
【図２】図１に示したインク特性判定装置を備えた画像記録装置におけるインク液の経路を示した図である。
【図３】図１に示したインク特性判定装置１の詳細構成を示す図である。
【図４】本発明の第一実施形態におけるインク容器の周辺部分の構成の詳細を示した図である。
【図５】超音波送受信部の構造を模式的に示した図である。
【図６】送受信素子による超音波の送信時における物理的作用を説明する図である。
【図７】送受信素子による超音波の受信時における物理的作用を説明する図である。
【図８】超音波の受信時に合成部から出力される超音波信号の波形例を示す図である。
【図９】インク特性判定処理の処理内容をフローチャートで示した図である。
【図１０】計測制御処理の処理内容をフローチャートで示した図である。
【図１１】音速算出処理の処理内容をフローチャートで示した図である。
【図１２】判定処理の処理内容をフローチャートで示した図である。
【図１３】本発明の第二実施形態におけるインク容器の周辺部分の構成の詳細を示した図である。
【図１４】本発明に係る画像記録装置の概念的なブロック図である。
【図１５】図１４に示した画像記録装置の構造を模式的に示した図である。
【符号の説明】
【０１２１】
１  インク特性判定装置
２  伝搬時間計測部
３  超音波送受信部
４  送受信部
５  吸音部材
６  支持部材
７（７Ａ，７Ｂ）  制御部
８  インク特性判定部
１０  記録媒体
１１  画像記録装置
１２  インク容器
１３  インク液
２１  インク供給管
２２  開閉弁
２３  リサーバタンク
２４−１，２４−２  大気開放弁
２５−１，２５−２  大気開放管
２６  インク液供給チューブ
２７  分配器
２８  インク入液流路
２９  インク流路封止機構
３０  インクヘッド
３１  可変移相部
３２  発振部
３３  合成部
３４  検波部
３５  計測部
３６−１乃至３６−ｎ  送受信素子
４１  ＭＰＵ
４２  ＲＯＭ
４４  ＲＡＭ
４５  Ｉ／Ｆ部
４６  アナログ−デジタル変換部
４７  バス
５１  送信波
５２  反射波
５３  インク容器壁面
５３ａ  反射部位
５４  インク容器接続部
６１  基準点
６２−１乃至６２−ｎ  可変移相器
６３  波面
６４−１乃至６４−ｍ  仮想位置
７１  送信波形
７２  反射部位からの反射波形
８１  インク容器保持機構
８２  押圧機構
９１  キャリッジ
９２  記録ヘッド駆動部
９３  記録ヘッド
９４  画像記録制御部
ｄ１乃至ｄｎ  基準点からの離間距離
Ｔｔｈ  検波開始時間
Δｔｈ  反射波基準値
α  可変移相部制御通信線
β  信号通信線
γ  計軸結果通信線
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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