(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
印字ヘッドに着脱可能な複数のインクカートリッジを対象として、それぞれのインク残量を検知する装置において、
前記各インクカートリッジのインクタンクにそれぞれ一対で設けられ、前記複数のインクカートリッジが前記印字ヘッドに装着されることで、隣合うインクカートリッジ同士で相互に電気的に接続されるインク検出電極と、
前記一対のインク検出電極間におけるインクのインピーダンスと相互に並列に
設けられ、各インクカートリッジ間で相互に異なる値のインピーダンス素子と、
前記各インク検出電極を介して相互に直列に接続されることになる前記インクの合成インピーダンスに対して、交流信号を与え、該合成インピーダンスによる前記交流信号の変調出力から、各インクタンクのインク残量をそれぞれ判定する判定手段とを含むことを特徴とするインク残量検知装置。
【請求項２】
前記インピーダンス素子は、コンデンサであることを特徴とする請求項１記載のインク残量検知装置。
【請求項３】
印字ヘッドに着脱可能な複数のインクカートリッジを対象として、それぞれのインク残量を検知する装置において、
前記各インクカートリッジのインクタンクにそれぞれ一対で設けられ、前記複数のインクカートリッジが前記印字ヘッドに装着されることで、隣合うインクカートリッジ同士で相互に電気的に接続されるインク検出電極と、
前記各インクカートリッジに個別に対応して設けられ、一端が対応するインク検出電極の一方と接続され、他端が共通に接続され、各インクカートリッジ間で相互に異なる値のインピーダンス素子と、
前記各インク検出電極を介して相互に直列に接続されることになる前記インクの合成インピーダンスに対して、交流信号を与え、該合成インピーダンスによる前記交流信号の変調出力から、各インクタンクのインク残量をそれぞれ判定する判定手段とを含むことを特徴とするインク残量検知装置。
【請求項４】
前記判定手段は、前記交流信号の周波数を複数種類切換えて判定を行うことを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載のインク残量検知装置。
【請求項５】
印字ヘッドに着脱可能に複数個搭載されるインクカートリッジのインク残量検知装置において、
インクタンクにそれぞれ一対で設けられ、前記複数のインクカートリッジが前記印字ヘッドに装着されることで、隣合うインクカートリッジ同士で相互に電気的に接続されるインク検出電極と、
一端が前記インク検出電極の一方と接続され、他端が前記印字ヘッド側で共通に接続され、各インクカートリッジ間で相互に異なる値のインピーダンス素子とを含むことを特徴とするインク残量検知装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、記録ヘッドからインク滴を吐出させ、記録媒体上に画像を記録するインクジェットプリント装置に好適に実施され、インクタンク内のインク残量を検知するための装置およびその残量検知が行われるインクカートリッジに関する。
【０００２】
【従来の技術】
前記インクジェットプリント装置は、電子写真方式等に比べて、比較的簡単な構成で実現することができ、またカラー化にも記録ヘッドが大型化する程度で、装置全体の複雑化・大型化を抑えつつ対応することができ、家庭用等で広く使用されるようになってきている。このようなインクジェットプリント装置において、インク残量を検知しないと、印字途中にインクが無くなり、ユーザが予定していた印字を行えなかったり、インクが無いにも拘わらず印字動作を継続し、記録ヘッドが加熱して破損を招く等の不具合が発生する。このため、従来から、インク残量検知装置が搭載されている。
【０００３】
その典型的な従来技術は、特開平７−２１８３２１号公報等に示されている光学検知式の残量検知装置であり、透光性のインクタンクの側壁に一対の発光素子と受光素子とを設け、発光素子から出射された光が、インクの有る時には該インクに吸収され、無い時には前記インクタンクの側壁で反射して受光素子へ入射することで、インクの有無を検出している。
【０００４】
しかしながら、このような光学検知式の残量検知装置は、高コストであり、また構成が大掛かりで、４色や６色の各インクタンクに対応すると、キャリッジが大型化してしまうという問題がある。
【０００５】
そこで、このような問題を解決する他の従来技術としては、たとえば特開平８−１９７７４９号公報が挙げられる。この従来技術では、インクタンクの相互に対向する内壁面に一対の検出電極を設け、導電性のインクの静電容量から、インクの残量やインクの有無を検出している。これによって、薄板状の検出電極や端子、さらに僅かな配線の引回しで、低コストおよび省スペースに残量検知が行われている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述のような従来技術によっても、個別のインクタンクからの配線の引回し等で、充分低コスト化および省スペース化が実現されているとは言えない。
【０００７】
本発明の目的は、一層の低コスト化および省スペース化を図ることができるインク残量検知装置およびインクカートリッジを提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明のインク残量検知装置は、印字ヘッドに着脱可能な複数のインクカートリッジを対象として、それぞれのインク残量を検知する装置において、前記各インクカートリッジのインクタンクにそれぞれ一対で設けられ、前記複数のインクカートリッジが前記印字ヘッドに装着されることで、隣合うインクカートリッジ同士で相互に電気的に接続されるインク検出電極と、前記一対のインク検出電極間におけるインクのインピーダンスと相互に並列に設けられ、各インクカートリッジ間で相互に異なる値のインピーダンス素子と、前記各インク検出電極を介して相互に直列に接続されることになる前記インクの合成インピーダンスに対して、交流信号を与え、該合成インピーダンスによる前記交流信号の変調出力から、各インクタンクのインク残量をそれぞれ判定する判定手段とを含むことを特徴とする。
【０００９】
上記の構成によれば、各インクタンクの壁面等に一対で設けられるインク検出電極は、各インクカートリッジが印字ヘッドに装着されることで、隣合う検出電極同士が接触するなどして相互に電気的に接続されるので、検知対象であるインクのインピーダンスは相互に直列に接続されることになる。しかしながら、各インクのインピーダンスには、並列にインピーダンス素子が設けられており、しかもそのインピーダンスは、各インクカートリッジで相互に異なる値となっている。
【００１０】
したがって、判定手段は、入力交流信号が合成インピーダンスによって変調された出力のレベルや位相差などから、どのインクが無くなったのかを検知することができる。こうして、複数のインクカートリッジのインク残量を個別に検知可能にしても、配線の引回しを最小限にすることができ、一層の低コスト化および省スペース化を図ることができる。
【００１１】
また、本発明のインク残量検知装置では、前記インピーダンス素子は、コンデンサであることを特徴とする。
【００１２】
上記の構成によれば、上述のように相互に直列に接続されることになるインクの合成インピーダンスに前記交流信号が与えられると、それに直流成分が含まれている場合、その直流電圧はコンデンサが分担することになる。
【００１３】
したがって、インクに直流電圧が印加されてしまうことによって生じる析出を防止することができる。
【００１４】
さらにまた、本発明のインク残量検知装置は、印字ヘッドに着脱可能な複数のインクカートリッジを対象として、それぞれのインク残量を検知する装置において、前記各インクカートリッジのインクタンクにそれぞれ一対で設けられ、前記複数のインクカートリッジが前記印字ヘッドに装着されることで、隣合うインクカートリッジ同士で相互に電気的に接続されるインク検出電極と、前記各インクカートリッジに個別に対応して設けられ、一端が対応するインク検出電極の一方と接続され、他端が共通に接続され、各インクカートリッジ間で相互に異なる値のインピーダンス素子と、前記各インク検出電極を介して相互に直列に接続されることになる前記インクの合成インピーダンスに対して、交流信号を与え、該合成インピーダンスによる前記交流信号の変調出力から、各インクタンクのインク残量をそれぞれ判定する判定手段とを含むことを特徴とする。
【００１５】
上記の構成によれば、各インクタンクの壁面等に一対で設けられるインク検出電極は、各インクカートリッジが印字ヘッドに装着されることで、隣合う検出電極同士が接触するなどして相互に電気的に接続されるので、検知対象であるインクのインピーダンスは相互に直列に接続されることになる。しかしながら、各インクのインピーダンス同士の接続点は、インピーダンス素子を介して共通電位に接続されることになり、しかもそのインピーダンスは、各インクカートリッジで相互に異なる値となっている。
【００１６】
したがって、判定手段は、入力交流信号が合成インピーダンスによって変調された出力のレベルや位相差などから、どのインクが無くなったのかを検知することができる。こうして、複数のインクカートリッジのインク残量を個別に検知可能にしても、配線の引回しを最小限にすることができ、一層の低コスト化および省スペース化を図ることができる。
【００１７】
また、インピーダンス素子がインクカートリッジ側に設けられている場合、インピーダンス素子がインクのインピーダンスと並列に接続されると、未装着のインクカートリッジがあると、そこが開放端となってしまうのに対して、各インピーダンス素子の他端が接地電位等の共通電位に接続されていると、前記未装着のインクカートリッジがあっても、そこまでで検知対象の回路が形成されるので、どのインクカートリッジが装着されていないのかまで判定することができる。
【００１８】
また、本発明のインク残量検知装置では、前記判定手段は、前記交流信号の周波数を複数種類切換えて判定を行うことを特徴とする。
【００１９】
上記の構成によれば、複数の周波数の交流信号を入力しての結果から判定を行うことで、判定精度、すなわちＳ／Ｎを向上することができ、インクカートリッジの数が多く、どのインクが無くなっているかの判定が難しい場合でも、正確に判定を行うことができる。
【００２０】
さらにまた、本発明のインク残量検知装置は、印字ヘッドに着脱可能に複数個搭載されるインクカートリッジのインク残量検知装置において、インクタンクにそれぞれ一対で設けられ、前記複数のインクカートリッジが前記印字ヘッドに装着されることで、隣合うインクカートリッジ同士で相互に電気的に接続されるインク検出電極と、一端が前記インク検出電極の一方と接続され、他端が前記印字ヘッド側で共通に接続され、各インクカートリッジ間で相互に異なる値のインピーダンス素子とを含むことを特徴とする。
【００２１】
上記の構成によれば、印字ヘッドに装着されたインクカートリッジのインク残量を検知するにあたって、各インクタンクの壁面等に一対で設けられるインク検出電極は、各インクカートリッジが印字ヘッドに装着されることで、隣合う検出電極同士が接触するなどして相互に電気的に接続されるので、検知対象であるインクのインピーダンスは相互に直列に接続されることになる。しかしながら、各インクのインピーダンス同士の接続点は、インピーダンス素子を介して共通電位に接続されることになり、しかもそのインピーダンスは、各インクカートリッジで相互に異なる値となっている。
【００２２】
したがって、インク残量検知装置は、交流信号を入力し、各インクカートリッジの合成インピーダンスによって変調された出力のレベルや位相差などから、どのインクが無くなったのかを検知することができる。こうして、複数のインクカートリッジのインク残量を個別に検知可能にしても、インク残量検知のための配線の引回しを最小限にすることができ、インク残量検知装置の一層の低コスト化および省スペース化を図ることができる。
【００２３】
また、インピーダンス素子がインクのインピーダンスと並列に接続されると、未装着のインクカートリッジがあると、そこが開放端となってしまうのに対して、各インピーダンス素子の他端が接地電位等の共通電位に接続されていると、前記未装着のインクカートリッジがあっても、そこまでで検知対象の回路が形成されるので、どのインクカートリッジが装着されていないのかまで判定することができる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の一形態について、図１〜図９に基づいて説明すれば、以下のとおりである。
【００２５】
図１は、本発明の実施の一形態のインク残量検知を実現するインクカートリッジ１の斜視図であり、図２はそのインクカートリッジ１を複数（図２では、参照符１ＢＫ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｙ，１ＬＣ，１ＬＭの６色分）搭載したインクジェットプリント装置のキャリッジ２の斜視図である。前記キャリッジ２の下面には、前記各インクカートリッジ１にそれぞれ対応した印字ヘッドが搭載されている。
【００２６】
前記各インクカートリッジ１は、内部にインクタンク３を備え、そのインクタンク３の一対の壁面４，５には、タンク内とタンク外とに共に露出する一対のインク検出電極６，７がそれぞれ嵌め込まれている。また、一方の壁面４には電極８が設けられており、この電極８とインク検出電極７との間には、インピーダンス素子であるコンデンサ９が設けられている。
【００２７】
したがって、このインクカートリッジ１の等価回路は、図３のようになる。図３において、Ｚｉｎｋはインクのインピーダンスであり、Ｃはコンデンサ９の静電容量である。
【００２８】
図４は、各インクタンク１のインク残量をそれぞれ判定する本発明の実施の一形態の判定回路１１のブロック図である。前記各インクカートリッジ１はキャリッジ２に装着されると、隣合うインクカートリッジ同士でインク検出電極６，７が接触して、電気的に導通する。そして、この図４の例では、キャリッジ２側で、前記インク検出電極６と電極８とが導通するようになっている。また、この図４の例では、図面の簡略化のために、インクカートリッジ１は、シアンのインクカートリッジ１ｃ、マゼンタのインクカートリッジ１ｍ、イエローのインクカートリッジ１ｙの３つのインクカートリッジで示している。
【００２９】
したがって、キャリッジ２側では、シアンのインクのインピーダンスＺｃおよびコンデンサ９の静電容量Ｃｃの並列回路と、マゼンタのインクのインピーダンスＺｍおよびコンデンサ９の静電容量Ｃｍの並列回路と、イエローのインクのインピーダンスＺｙおよびコンデンサ９の静電容量Ｃｙの並列回路とが、相互に直列に接続されている。前記各静電容量Ｃｃ，Ｃｍ，Ｃｙは、相互に異なる値に選ばれる。前記直列回路の一端（図４ではイエロー側）からは、判定用の交流信号Ｖｉｎが入力され、前記直列回路の他端（図４ではシアン側）は接地される。
【００３０】
前記交流信号Ｖｉｎは、たとえば５Ｖ0-P のゼロクロス正弦波信号や０Ｖと５Ｖとのロジック回路のレベルを有する矩形波信号であり、端子１２から入力され、バッファ１３から抵抗Ｒ１，Ｒ２へ出力され、それらの接続点で分圧された後、結合コンデンサＣ１を介して前記直列回路に与えられる。そして、前記抵抗Ｒ１，Ｒ２および結合コンデンサＣ１の接続点が検出端となり、その検出端の電圧は、ダイオードＤ１およびコンデンサＣ２の平滑回路で整流・平滑化された後、抵抗Ｒ３からバッファ１４を介して、出力信号Ｖｏｕｔとして出力される。
【００３１】
前記出力信号Ｖｏｕｔは、前記交流信号Ｖｉｎを出力するマイクロコンピュータなどから成る判定部１５に入力されてアナログ／デジタル変換される。前記判定部１５は、前記交流信号Ｖｉｎのロジック周波数を変化しつつ、それぞれの周波数での前記出力信号Ｖｏｕｔの電圧レベルから、予め求められているテーブルを参照し、どのインクカートリッジのインクが無くなったのかを判定する。
【００３２】
以下の表１〜表５には、上述の５Ｖ0-P のゼロクロス正弦波信号を用いた場合について説明する。表１に、前記インピーダンスＺｃ，Ｚｍ，Ｚｙおよび静電容量Ｃｃ，Ｃｍ，Ｃｙならびに結合コンデンサＣ１の静電容量の一例を示す。そして、これらの定数で、抵抗Ｒ１の抵抗値を５０ｋΩとした場合の交流信号Ｖｉｎの各周波数での出力信号Ｖｏｕｔの電圧レベルを表２に示す。また、前記抵抗Ｒ１の抵抗値を５００ｋΩとした場合の交流信号Ｖｉｎの各周波数での出力信号Ｖｏｕｔの電圧レベルを表３に示す。
【００３３】
【表１】
0003833544.tif 000002
【００３４】
【表２】
0003833544.tif 000003
【００３５】
【表３】
0003833544.tif 000004
【００３６】
図５は、前記表２の抵抗Ｒ１＝５０ｋΩとした場合における各インクカートリッジ１ｃ，１ｍ，１ｙのインクの有無の判定動作を示すフローチャートである。ステップＳ１で、先ず交流信号Ｖｉｎの周波数が１００Ｈｚとされる。そして、ステップＳ２では、その１００Ｈｚの交流信号Ｖｉｎでの出力信号Ｖｏｕｔの電圧レベルが、表２で示す総てのインクカートリッジ１ｃ，１ｍ，１ｙのインクが有る状態での出力信号Ｖｏｕｔの電圧レベルである２．０Ｖに対して充分余裕のある０．５Ｖよりも大きいか否かが判断され、０．５Ｖもない場合にはステップＳ３で、少なくとも１つのインクカートリッジが装着されていないものと判定する。
【００３７】
前記ステップＳ２において出力信号Ｖｏｕｔの電圧レベルが０．５Ｖを超えていると、ステップＳ４に移り、前記２．０Ｖに対して充分余裕のある３．０Ｖより小さいか否かが判断され、３．０Ｖ未満の場合にはステップＳ５で、総てのインクカートリッジ１ｃ，１ｍ，１ｙが装着されており、かつそれぞれのインクが有る正常な状態であると判定する。
【００３８】
これに対して、前記ステップＳ４において出力信号Ｖｏｕｔの電圧レベルが３．０Ｖ以上で、何れかのインクが無いと判定されるとステップＳ６に移り、交流信号Ｖｉｎの周波数が１ｋＨｚに変化される。そして、ステップＳ７では、出力信号Ｖｏｕｔの電圧レベルが、表２で示すシアンのインクカートリッジ１ｃのインクが無い状態での出力信号Ｖｏｕｔの電圧レベルである１．７Ｖに対して充分余裕のある３．０Ｖ未満であるか否かが判断され、そうである場合にはステップＳ８においてシアンのインクカートリッジ１ｃのインクが無い状態であると判定する。
【００３９】
また、ステップＳ７において、出力信号Ｖｏｕｔの電圧レベルが３．０Ｖ以上である場合にはさらにステップＳ９に移り、交流信号Ｖｉｎの周波数が１０ｋＨｚに変化される。そして、ステップＳ１０では、出力信号Ｖｏｕｔの電圧レベルが、表２で示すマゼンタのインクカートリッジ１ｍのインクが無い状態での出力信号Ｖｏｕｔの電圧レベルである１．２Ｖに対して充分余裕のある３．０Ｖ未満であるか否かが判断され、そうである場合にはステップＳ１１においてマゼンタのインクカートリッジ１ｍのインクが無い状態であると判定し、そうである場合にはステップＳ１２においてイエローのインクカートリッジ１ｙのインクが無い状態であると判定する。
【００４０】
こうして、何れかのインクカートリッジ１ｃ，１ｍ，１ｙが装着されていない状態および何れかのインクカートリッジ１ｃ，１ｍ，１ｙのインクが無くなったのかを判定することができる。前記表３のデータを用いる場合には、前記ステップＳ２，Ｓ４，Ｓ７，Ｓ１０での判定レベルが異なる。
【００４１】
図６に、前記表２に相当する前記５Ｖ矩形波を用いた場合における交流信号Ｖｉｎならびに直列抵抗Ｒ１，Ｒ２および結合コンデンサＣ１の接続点での変調信号の波形を示す。前記５Ｖ矩形波とすることによって、リファレンス電位が２．５Ｖのオフセットを持ち、また５Ｖ矩形波は５ＶP-P リファレンスに対して２．５Ｖ0-P であるので、表２の値の１／２に２．５Ｖのオフセットを加算した出力波形となる。
【００４２】
図６（ａ）は交流信号Ｖｉｎを示し、スパイクノイズを抑制するために鈍りが与えられている。また、図６（ｂ）、図６（ｄ）および図６（ｆ）は、総てのインクカートリッジ１ｃ，１ｍ，１ｙが装着されており、かつ総てのインクが有る場合の波形を示し、それぞれＶｉｎ＝１００Ｈｚ、１ｋＨｚ、１０ｋＨｚである。さらにまた、図６（ｃ）、図６（ｅ）および図６（ｇ）は、総てのインクカートリッジ１ｃ，１ｍ，１ｙが装着されており、かつマゼンタのインクが無い場合の波形を示し、それぞれＶｉｎ＝１００Ｈｚ、１ｋＨｚ、１０ｋＨｚである。
【００４３】
したがって、図６（ｂ）、図６（ｄ）および図６（ｆ）の波形の平均値レベルが、前記表２における各周波数でのＹＭＣ有りのデータに対応し、図６（ｃ）、図６（ｅ）および図６（ｇ）の波形の平均値レベルが、前記表２における各周波数でのＭ無しのデータに対応する。
【００４４】
このようにして、キャリッジ２に装着されると各インク検出電極６，７を介して相互に直列に接続されることになる各インクのインピーダンスＺｃ，Ｚｍ，Ｚｙに対して交流信号Ｖｉｎを与え、合成インピーダンスによる該交流信号Ｖｉｎの変調出力から、各インクカートリッジ１ｃ，１ｍ，１ｙのインクの有無をそれぞれ判定することができる。こうして、複数のインクカートリッジ１ｃ，１ｍ，１ｙのインク残量を個別に検知可能にしても、配線の引回しを最小限にすることができ、一層の低コスト化および省スペース化を図ることができる。
【００４５】
また、各インクのインピーダンスＺｃ，Ｚｍ，Ｚｙに並列に設けるインピーダンス素子をコンデンサＣｃ，Ｃｍ，Ｃｙとするので、前記交流信号Ｖｉｎに直流成分が含まれていても、その直流電圧は該コンデンサＣｃ，Ｃｍ，Ｃｙが分担することになり、インクに直流電圧が印加されてしまうことによって生じる析出を防止することができる。
【００４６】
さらにまた、前記交流信号Ｖｉｎの周波数を複数種類切換えて判定を行うことで、判定精度、すなわちＳ／Ｎを向上することができ、インクカートリッジ１の数が多く、どのインクが無くなっているかの判定が難しい場合でも、正確に判定を行うことができる。
【００４７】
図７は上述のように構成される判定回路１１が用いられるインクジェットプリント装置２１の概略的構成を示す透視斜視図であり、図８はその縦断面図である。給紙トレイ２２に積載収納されている用紙２３は、給紙ローラ２４によって取出され、バネ２５によって該給紙ローラ２４に弾発的に当接されている捌きパッド２６と該給紙ローラ２４とによって１枚ずつに分離されて、印字部２７への搬送路へと給紙されてゆく。
【００４８】
前記印字部２７の直前にはＰＳローラ２８が配置されており、前記搬送路を給送されてきた用紙２３は、その先端が該ＰＳローラ２８に噛込んだ状態で一旦停止されて先端が揃えられた後、画像形成のタイミングに合わせて前記印字部２７に給送されるる。印字部２７の下流側には、排紙ローラ２９が設けられており、印字の終了した用紙２３は該排紙ローラ２９によって排紙トレイ３０上に排出される。
【００４９】
前記印字部２７では、キャリッジ２が、案内シャフト３２およびタイミングベルト３３によって、副走査方向である用紙２３の搬送方向３４とは直交する主走査方向３５に摺動変位され、その際、該キャリッジ３１に搭載された印字ヘッド３６から用紙２３にインクを吐出することで、印字処理を行うことができる。
【００５０】
図９は、前記インクジェットプリント装置２１の電気的構成を示すブロック図である。パーソナルコンピュータなどからの印字データおよび制御信号は、マイクロコンピュータで実現される制御回路４１のインタフェイス部４２に入力され、印字データは、画像処理部４３においてメモリ４４を用いて画像処理および各画素のデータに展開され、ヘッド駆動回路４５から前記印字ヘッド３６に与えられる。
【００５１】
また、前記制御信号は、前記インタフェイス部４２から駆動系制御部４６に与えられ、主走査方向３５の駆動信号と副走査方向（用紙搬送方向３４）の駆動信号とに分離され、キャリッジ駆動回路４７および用紙搬送駆動回路４８にそれぞれ与えられる。キャリッジ駆動回路４７はキャリッジモータ４９を駆動制御し、用紙搬送駆動回路４８は用紙搬送モータ５０を駆動制御する。前記駆動系制御部４６には、上述の判定回路１１で判定されたインクカートリッジ１の着脱状態およびインクの有無のデータが入力される。
【００５２】
本発明の実施の他の形態について、図１０および図１１に基づいて説明すれば、以下のとおりである。
【００５３】
図１０は、本発明の実施の他の形態の判定回路５１のブロック図である。図１０の構成において、前述の図４の構成に類似し、対応する部分には同一の参照符号を付して、その説明を省略する。注目すべきは、この判定回路５１では、前記抵抗Ｒ１と結合コンデンサＣ１との接続点から得られる変調信号は、結合コンデンサＣ３および抵抗Ｒ２，Ｒ３を介してコンパレータ５２の非反転入力端へ入力される。前記コンパレータ５２の反転入力端には基準電圧Ｖｒｅｆが入力されており、その出力信号Ｖｏｕｔａは帰還抵抗Ｒ４を介して前記非反転入力端へ正帰還される。
【００５４】
こうして、前記コンパレータ５２において基準電圧Ｖｒｅｆでレベル弁別、すなわち波形整形された前記出力信号Ｖｏｕｔａはまた、マイクロコンピュータなどから成る判定部５３に入力される。前記判定部５３は、前記交流信号Ｖｉｎのロジック周波数を変化しつつ、それぞれの周波数での前記出力信号Ｖｏｕｔａと出力した交流信号Ｖｉｎとの位相差φから、予め求められているテーブルを参照し、どのインクカートリッジのインクが無くなったのかを判定する。前記位相差φは、前記判定部５３において、たとえば交流信号Ｖｉｎのエッジタイミングに割込みによってタイマをスタートし、出力信号Ｖｏｕｔａのエッジタイミングに割込みによってタイマをストップすることで求められた時間を、前記交流信号Ｖｉｎの周波数で除算することで求めることができる。
【００５５】
前記インピーダンスＺｃ，Ｚｍ，Ｚｙおよび静電容量Ｃｃ，Ｃｍ，Ｃｙならびに結合コンデンサＣ１の静電容量を前記表１と同様にして、それらの定数で、抵抗Ｒ１の抵抗値を５０ｋΩとした場合の位相差φを表４に示す。また、前記抵抗Ｒ１の抵抗値を５００ｋΩとした場合の位相差φを表５に示す。
【００５６】
【表４】
0003833544.tif 000005
【００５７】
【表５】
0003833544.tif 000006
【００５８】
図１１は、前記表４の抵抗Ｒ１＝５０ｋΩとした場合における各インクカートリッジ１ｃ，１ｍ，１ｙのインクの有無の判定動作を示すフローチャートである。ステップＳ２１で、前記図５のステップＳ１と同様に、先ず交流信号Ｖｉｎの周波数が１００Ｈｚとされる。そして、ステップＳ２２では、その１００Ｈｚの交流信号Ｖｉｎに対して、出力信号Ｖｏｕｔａのパルスが検出されるか否かが判断され、検出されない場合にはステップＳ２３で、少なくとも１つのインクカートリッジが装着されていないものと判定する。
【００５９】
前記ステップＳ２２において出力信号Ｖｏｕｔａのパルスが検出されるとステップＳ２４に移り、信号Ｖｉｎ，Ｖｏｕｔａの位相差φが、表４で示すシアンのインクカートリッジ１ｃのインクが無い状態での位相差φである１５°に対して充分余裕のある５０°を超えているか否かが判断され、そうである場合にはステップＳ２５においてシアンのインクカートリッジ１ｃのインクが無い状態であると判定する。
【００６０】
また、ステップＳ２４において、前記位相差φが５０°以下である場合にはさらにステップＳ２６に移り、前記ステップＳ６と同様に交流信号Ｖｉｎの周波数が１ｋＨｚに変化される。そして、ステップＳ２７では、前記位相差φが、表４で示すマゼンタのインクカートリッジ１ｍのインクが無い状態での位相差φである１５°に対して充分余裕のある５０°を超えているか否かが判断され、そうである場合にはステップＳ２８においてマゼンタのインクカートリッジ１ｍのインクが無い状態であると判定する。
【００６１】
さらにまた、ステップＳ２７において、前記位相差φが５０°以下である場合にはさらにステップＳ２９に移り、前記ステップＳ９と同様に交流信号Ｖｉｎの周波数が１０ｋＨｚに変化される。そして、ステップＳ３０では、前記位相差φが、表４で示すイエローのインクカートリッジ１ｙのインクが無い状態での位相差φである１６°に対して充分余裕のある５０°を超えているか否かが判断され、そうである場合にはステップＳ３１においてイエローのインクカートリッジ１ｙのインクが無い状態であると判定し、そうでない場合はステップＳ３２において、総てのインクカートリッジ１ｃ，１ｍ，１ｙが装着されており、かつそれぞれのインクが有る正常な状態であると判定する。
【００６２】
こうして、何れかのインクカートリッジ１ｃ，１ｍ，１ｙが装着されていない状態および何れかのインクカートリッジ１ｃ，１ｍ，１ｙのインクが無くなったのかを判定することができる。前記表５のデータを用いる場合には、前記ステップＳ２４，Ｓ２７，Ｓ３０での判定レベルが異なる。
【００６３】
本発明の実施のさらに他の形態について、図１２に基づいて説明すれば、以下のとおりである。
【００６４】
図１２は、本発明の実施のさらに他の形態の判定回路６１のブロック図である。この判定回路６１は、前述の判定回路１１に類似し、対応する部分には同一の参照符号を付して、その説明を省略する。注目すべきは、この判定回路６１では、判定に関する構成は判定回路１１と同様であるけれども、前記各インクカートリッジ１がキャリッジ２に装着されると、隣合うインクカートリッジ同士でインク検出電極６，７が接触して電気的に導通するとともに、電極８それぞれが接地されるようになっていることである。
【００６５】
したがって、キャリッジ２側では、シアンのインクのインピーダンスＺｃ、マゼンタのインクのインピーダンスＺｍおよびイエローのインクのインピーダンスＺｙが、相互に直列に接続されるとともに、その直列回路の一端（図１２ではイエロー側）からは、判定用の交流信号Ｖｉｎが入力され、前記直列回路の他端（図１２ではシアン側）はシアンの静電容量Ｃｃを介して接地される。また、シアンのインクのインピーダンスＺｃとマゼンタのインクのインピーダンスＺｍとの接続点はマゼンタの静電容量Ｃｍを介して接地され、マゼンタのインクのインピーダンスＺｍとイエローのインクのインピーダンスＺｙとの接続点はイエローの静電容量Ｃｙを介して接地される。
【００６６】
上述のように構成される判定回路６１において、前記インピーダンスＺｃ，Ｚｍ，Ｚｙおよび静電容量Ｃｃ，Ｃｍ，Ｃｙならびに結合コンデンサＣ１の静電容量を前記表１と同様にして、それらの定数で、抵抗Ｒ１の抵抗値を５０ｋΩとした場合の交流信号Ｖｉｎの各周波数での出力信号Ｖｏｕｔの電圧レベルを表６に示す。また、この判定回路６１の構成は、前述の判定回路５１の構成にも適用することができ、抵抗Ｒ１の抵抗値を５０ｋΩとした場合の位相差φを、前記表６に合わせて示す。
【００６７】
【表６】
0003833544.tif 000007
【００６８】
このようにしてもまた、各インクカートリッジ１ｃ，１ｍ，１ｙのインクの有無をそれぞれ判定することができ、複数のインクカートリッジ１ｃ，１ｍ，１ｙのインク残量を個別に検知可能にしても、配線の引回しを最小限にすることができ、一層の低コスト化および省スペース化を図ることができる。
【００６９】
また、前記静電容量Ｃｃ，Ｃｍ，Ｃｙがインクカートリッジ１ｃ，１ｍ，１ｙ側に設けられている場合、該静電容量Ｃｃ，Ｃｍ，Ｃｙが前述の図４や図１０で示すようにインクのインピーダンスＺｃ，Ｚｍ，Ｚｙと並列に接続されると、未装着のインクカートリッジがあると、そこが開放端となってしまうのに対して、各静電容量Ｃｃ，Ｃｍ，Ｃｙが接地されていることで、表６に示すように、前記未装着のインクカートリッジがあっても、そこまでで検知対象の回路が形成されるので、どのインクカートリッジが装着されていないのかまで判定することができる。
【００７０】
【発明の効果】
本発明のインク残量検知装置は、以上のように、印字ヘッドに着脱可能な複数のインクカートリッジを対象として、それぞれのインク残量を検知するにあたって、各インクタンクの壁面等に一対のインク検出電極を設け、そのインク検出電極が前記複数のインクカートリッジが前記印字ヘッドに装着されることで、隣合うインクカートリッジ同士で相互に電気的に接続されるようにして、検知対象であるインクのインピーダンスを相互に直列に接続するようにし、かつその各インクのインピーダンスには、並列に、相互に異なる値のインピーダンス素子を設け、入力交流信号が合成インピーダンスによって変調された出力のレベルや位相差などから、どのインクが無くなったのかを検知する。
【００７１】
それゆえ、複数のインクカートリッジのインク残量を個別に検知可能にしても、配線の引回しを最小限にすることができ、一層の低コスト化および省スペース化を図ることができる。
【００７２】
また、本発明のインク残量検知装置は、以上のように、前記インピーダンス素子をコンデンサとし、上述のように相互に直列に接続されることになるインクの合成インピーダンスに与えられる前記交流信号に含まれている直流成分を該コンデンサに分担させる。
【００７３】
それゆえ、インクに直流電圧が印加されてしまうことによって生じる析出を防止することができる。
【００７４】
さらにまた、本発明のインク残量検知装置は、以上のように、印字ヘッドに着脱可能な複数のインクカートリッジを対象として、それぞれのインク残量を検知するにあたって、各インクタンクの壁面等に一対のインク検出電極を設け、そのインク検出電極が前記複数のインクカートリッジが前記印字ヘッドに装着されることで、隣合うインクカートリッジ同士で相互に電気的に接続されるようにして、検知対象であるインクのインピーダンスを相互に直列に接続するようにし、かつその各インクのインピーダンス同士の接続点を、相互に異なる値のインピーダンス素子を介して共通電位に接続し、入力交流信号が合成インピーダンスによって変調された出力のレベルや位相差などから、どのインクが無くなったのかを検知する。
【００７５】
それゆえ、複数のインクカートリッジのインク残量を個別に検知可能にしても、配線の引回しを最小限にすることができ、一層の低コスト化および省スペース化を図ることができる。
【００７６】
また、インピーダンス素子がインクカートリッジ側に設けられている場合、インピーダンス素子がインクのインピーダンスと並列に接続されると、未装着のインクカートリッジがあると、そこが開放端となってしまうのに対して、各インピーダンス素子の他端が接地電位等の共通電位に接続されていると、前記未装着のインクカートリッジがあっても、そこまでで検知対象の回路が形成されるので、どのインクカートリッジが装着されていないのかまで判定することができる。
【００７７】
また、本発明のインク残量検知装置では、以上のように、前記判定手段は、前記交流信号の周波数を複数種類切換えて判定を行う。
【００７８】
それゆえ、判定精度、すなわちＳ／Ｎを向上することができ、インクカートリッジの数が多く、どのインクが無くなっているかの判定が難しい場合でも、正確に判定を行うことができる。
【００７９】
さらにまた、本発明のインク残量検知装置は、以上のように、印字ヘッドに着脱可能な複数のインクカートリッジを対象として、それぞれのインク残量を検知するにあたって、各インクタンクの壁面等に一対のインク検出電極を設け、そのインク検出電極が前記複数のインクカートリッジが前記印字ヘッドに装着されることで、隣合うインクカートリッジ同士で相互に電気的に接続されるようにして、検知対象であるインクのインピーダンスを相互に直列に接続するようにし、かつその各インクのインピーダンス同士の接続点を、相互に異なる値のインピーダンス素子を介して共通電位に接続し、入力交流信号が合成インピーダンスによって変調された出力のレベルや位相差などから、どのインクが無くなったのかを検知する。
【００８０】
それゆえ、インク残量検知装置は、交流信号を入力し、各インクカートリッジの合成インピーダンスによって変調された出力のレベルや位相差などから、どのインクが無くなったのかを検知することができる。こうして、複数のインクカートリッジのインク残量を個別に検知可能にしても、インク残量検知のための配線の引回しを最小限にすることができ、インク残量検知装置の一層の低コスト化および省スペース化を図ることができる。
【００８１】
また、インピーダンス素子がインクのインピーダンスと並列に接続されると、未装着のインクカートリッジがあると、そこが開放端となってしまうのに対して、各インピーダンス素子の他端が接地電位等の共通電位に接続されていると、前記未装着のインクカートリッジがあっても、そこまでで検知対象の回路が形成されるので、どのインクカートリッジが装着されていないのかまで判定することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の一形態のインク残量検知を実現するインクカートリッジの斜視図である。
【図２】図１で示すインクカートリッジを複数搭載したインクジェットプリント装置のキャリッジの斜視図である。
【図３】図１で示すインクカートリッジの等価回路図である。
【図４】各インクタンクのインク残量をそれぞれ判定する本発明の実施の一形態の判定回路のブロック図である。
【図５】図４の判定回路での各インクカートリッジのインクの有無の判定動作を示すフローチャートである。
【図６】各インクカートリッジのインクの有無を判定するための波形図である。
【図７】前記判定回路が用いられるインクジェットプリント装置の概略的構成を示す透視斜視図である。
【図８】図７の縦断面図である。
【図９】前記インクジェットプリント装置の電気的構成を示すブロック図である。
【図１０】本発明の実施の他の形態の判定回路のブロック図である。
【図１１】図１０の判定回路での各インクカートリッジのインクの有無の判定動作を示すフローチャートである。
【図１２】本発明の実施のさらに他の形態の判定回路のブロック図である。
【符号の説明】
１；１ＢＫ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｙ，１ＬＣ，１ＬＭ    インクカートリッジ
１ｃ，１ｍ，１ｙ    インクカートリッジ
２    キャリッジ
３    インクタンク
４，５    壁面
６，７    インク検出電極
８    電極
９    コンデンサ（インピーダンス素子）
１１，５１，６１    判定回路
１３，１４    バッファ
１５，５３    判定部
２１    インクジェットプリント装置
２２    給紙トレイ
２３    用紙
２４    給紙ローラ
２７    印字部
２８    ＰＳローラ
２９    排紙ローラ
３０    排紙トレイ
３１    キャリッジ
３６    印字ヘッド
４１    制御回路
４３    画像処理部
４５    ヘッド駆動回路
４６    駆動系制御部
４７    キャリッジ駆動回路
４８    用紙搬送駆動回路
４９    キャリッジモータ
５０    用紙搬送モータ
５２    コンパレータ
Ｃ１    結合コンデンサ
Ｃ２    コンデンサ
Ｃ；Ｃｃ，Ｃｍ，Ｃｙ    静電容量（インピーダンス素子）
Ｄ１    ダイオード
Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３    抵抗
Ｚｉｎｋ；Ｚｃ，Ｚｍ，Ｚｙ    インクのインピーダンス
【図１】
0003833544.tif 000008
【図２】
0003833544.tif 000009
【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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