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技術 液体検出手段および液体噴射装置

出願人 セイコーエプソン株式会社
発明者 横山秀利月田将紀
出願日 2015年3月17日 (5年9ヶ月経過) 出願番号 2015-053026
公開日 2016年9月29日 (4年2ヶ月経過) 公開番号 2016-172353
状態 特許登録済
技術分野 インクジェット(インク供給、その他)
主要キーワード マルチプレクサー回路 バイポーラトランジスター 液体情報 インク抵抗 丸棒形状 正弦波交流電流 各導電部材 コイル形
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2016年9月29日)のものです。
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図面 (9)

課題

液体情報を検出する時に、液体電気分解による気泡の発生やインクの成分の析出を回避する液体検出手段および液体噴射装置を提供する。

解決手段

液体検出手段は、液体に印加する交流電流を生成する交流生成回路と、交流生成回路における第1の接続点電位および交流生成回路における第2の接続点の電位に基づき、液体情報を検出するための検出出力を生成する検出出力生成部と、検出出力に基づいて液体情報を検出する検出部と、を備える。

概要

背景

従来、液体噴射装置の一例として、インクジェットプリンターが知られている。インクジェットプリンターは、印刷用紙などの印刷媒体に、印刷ヘッドから液体の一例であるインク吐出させることによって、印刷媒体への印刷を行うことができる。また、インクジェットプリンターは、インクを貯留する液体容器としてのインクタンクを備え、貯留されたインクを印刷ヘッドに供給して印刷を行う。この種のインクジェットプリンターでは、インク情報の一つであるインクタンクに貯留されたインクの残量を検出する液体検出手段を備えたものが知られている(例えば、特許文献1参照)。

概要

液体情報を検出する時に、液体の電気分解による気泡の発生やインクの成分の析出を回避する液体検出手段および液体噴射装置を提供する。液体検出手段は、液体に印加する交流電流を生成する交流生成回路と、交流生成回路における第1の接続点電位および交流生成回路における第2の接続点の電位に基づき、液体情報を検出するための検出出力を生成する検出出力生成部と、検出出力に基づいて液体情報を検出する検出部と、を備える。

目的

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

液体容器貯留される液体液体情報を検出する液体検出手段であって、前記液体に印加する交流電流を生成する交流生成回路と、前記交流生成回路における第1の接続点電位および前記交流生成回路における第2の接続点の電位に基づき、前記液体情報を検出するための検出出力を生成する検出出力生成部と、前記検出出力に基づいて前記液体情報を検出する検出部と、を備えることを特徴とする液体検出手段。

請求項2

請求項1において、前記交流生成回路は、少なくとも前記液体が前記液体容器に満たされた場合に前記液体に浸漬するように前記液体容器に配置される第1導電部材および第2導電部材と、所定の周期信号を発生する周期信号発生部と、前記第1導電部材に一端が接続される第1の抵抗と、前記第1の抵抗の他端に接続され、前記所定の周期信号の1周期内の第1期間において、少なくとも前記第1の抵抗を介して、前記第1導電部材を基準電位より高電位所定電位に接続し、前記1周期内の第2期間において、前記第1導電部材と前記所定電位との接続を遮断する所定電位供給部と、前記第1の抵抗の前記他端と前記基準電位との間に接続された少なくとも一つの電気素子で構成され、前記第1の抵抗を介して、前記第1導電部材を前記基準電位に接続する基準電位供給部と、前記第2導電部材と前記基準電位との間に接続される少なくとも一つの容量と、を備え、前記第1の接続点は、前記第1導電部材と前記第1の抵抗との接続点であり、前記第2の接続点は、前記所定電位供給部と前記第1の抵抗との接続点であることを特徴とする液体検出手段。

請求項3

請求項2において、前記検出出力生成部は、少なくともアナログスイッチと積分回路とで構成され、前記アナログスイッチは、制御端子および一対の入出力端子を備え、前記制御端子は、前記第2の接続点に接続され、前記入出力端子の一方は、前記第1の接続点に接続され、前記入出力端子の他方は、前記積分回路の入力に接続され、前記アナログスイッチが、前記第2の接続点の電位に基づいて接続または遮断され、前記積分回路の出力が、前記検出出力であることを特徴とする液体検出手段。

請求項4

請求項2または3において前記検出部は、前記検出出力をA/D変換するA/Dコンバーターを備えることを特徴とする液体検出手段。

請求項5

請求項2から4のいずれか一項において、前記交流生成回路は、前記第1導電部材に接続可能な第1端子と前記第2導電部材に接続可能な第2端子とを備え、前記第1導電部材は、前記第1端子を介して前記第1の抵抗と接続され、前記第2導電部材は、前記第2端子を介して前記容量と接続されることを特徴とする液体検出手段。

請求項6

請求項2から5のいずれか一項において、前記交流生成回路は、前記所定電位供給部が、前記所定の周期信号により制御されて接続状態または遮断状態となるpチャンネル型FETであり、前記基準電位供給部を構成する前記少なくとも一つの電気素子が、第2の抵抗であることを特徴とする液体検出手段。

請求項7

請求項2から6のいずれか一項において、前記交流生成回路は、前記所定電位供給部と前記基準電位供給部とが、異なる回路基板上に構成され配線によって接続されることを特徴とする液体検出手段。

請求項8

請求項2から7のいずれか一項において、前記交流生成回路は、前記第1導電部材および前記第2導電部材が前記液体に浸漬している場合、前記第1期間内は常に、前記第1の抵抗および前記液体を介して、前記所定電位から前記容量に向かって電流が流れるよう前記所定の周期信号の周期、前記第1の抵抗の値および前記容量の値が決定されることを特徴とする液体検出手段。

請求項9

請求項2から8のいずれか一項において、前記液体容器が複数個備えられ、前記複数個の前記液体容器のそれぞれは、前記第1導電部材および前記第2導電部材が一対となって配置され、前記交流生成回路は、前記複数個の前記液体容器のそれぞれに配置された前記第1導電部材の内の一つを、選択的に前記第1の抵抗に接続する選択回路を備えることを特徴とする液体検出手段。

請求項10

請求項9において、前記交流生成回路は、前記複数個の前記液体容器に配置されたそれぞれの前記第2導電部材と前記基準電位との間にそれぞれ前記少なくとも一つの容量が接続されることを特徴とする液体検出手段。

請求項11

液体容器に貯留される液体を噴射可能な液体噴射装置であって、前記液体容器に貯留される前記液体の液体情報を検出する請求項2から10の少なくともいずれか一項に記載の液体検出手段を備えることを特徴とする液体噴射装置。

請求項12

請求項11において、前記液体容器は、前記液体を注入可能な注入口を備え、前記液体の再充填が可能であることを特徴とする液体噴射装置。

請求項13

請求項11または12において、前記交流生成回路は、前記第1導電部材に接続可能な第1端子と前記第2導電部材に接続可能な第2端子とを備え、前記液体容器は、前記液体噴射装置に対して着脱可能で、装着時に前記第1導電部材が前記第1端子と接続され、前記第2導電部材が前記第2端子に接続されることを特徴とする液体噴射装置。

請求項14

請求項11から13のいずれか一項において、前記液体は、印刷用インクであり、前記液体噴射装置は、前記インクを印刷媒体に向かって吐出する印刷ヘッドと、前記液体容器から前記印刷ヘッドへ前記インクを移送するインク移送経路と、を備えたインクジェットプリンターであることを特徴とする液体噴射装置。

技術分野

0001

本発明は、液体検出手段および液体噴射装置に関する。

背景技術

0002

従来、液体噴射装置の一例として、インクジェットプリンターが知られている。インクジェットプリンターは、印刷用紙などの印刷媒体に、印刷ヘッドから液体の一例であるインク吐出させることによって、印刷媒体への印刷を行うことができる。また、インクジェットプリンターは、インクを貯留する液体容器としてのインクタンクを備え、貯留されたインクを印刷ヘッドに供給して印刷を行う。この種のインクジェットプリンターでは、インク情報の一つであるインクタンクに貯留されたインクの残量を検出する液体検出手段を備えたものが知られている(例えば、特許文献1参照)。

先行技術

0003

特開平3−275360号公報

発明が解決しようとする課題

0004

液体検出手段においては、インク残量を検出するために、インクタンク内のインクに電流を流すことがある。この場合、インク中を流れる直流電流によってインクが電気分解されて、気泡が発生したりインクの成分が電極析出したりする恐れがある。このような状態になると、気泡や析出したインクの成分がインクに混じって印刷ヘッドに運ばれ、印刷ヘッドのノズルを詰まらせてしまい、インクの吐出に悪影響を及ぼすという課題があった。特許文献1の液体検出手段では、電圧制限部を設け、さらに複数の電極間パルス電圧印加している。これにより、印加する電気的エネルギーを抑えて電気分解を避けつつインク残量を検出する手段が示唆されている。しかしながら、特許文献1には、インクに交番電流を流すことによって電気分解による悪影響を回避するという技術的思想に関しては、その詳細な手段を含めて開示されていない。

0005

なお、交番電流とは、二つの電極間にかかる電圧極性が時間と共に周期的に変化して、二つの電極の間を流れる電流の方向が電圧の変化と共に変わる電流のことをいう。その代表的なものは、正弦波交流電流である。本明細書においては、正弦波交流電流および非正弦波交流電流を含めて、交番電流を交流電流または単に交流と称する。

課題を解決するための手段

0006

本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態または適用例として実現することが可能である。

0007

(適用例1)液体容器に貯留される液体の液体情報を検出する液体検出手段であって、前記液体に印加する交流電流を生成する交流生成回路と、前記交流生成回路における第1の接続点電位および前記交流生成回路における第2の接続点の電位に基づき、前記液体情報を検出するための検出出力を生成する検出出力生成部と、前記検出出力に基づいて前記液体情報を検出する検出部と、を備えることを特徴とする液体検出手段。

0008

本適用例によれば、交流生成回路によって液体には交流電流が印加される。そのため、液体中に直流電流を流さず、電気分解によって気泡を発生させたり液体の成分を電極に析出させたりすることがない。また、交流生成回路内の所定の箇所の電位に基づいて、液体情報を検出するための検出出力が生成される。そのため、交流生成回路の動作に対応した検出出力を生成でき、電気分解による悪影響を回避可能な液体検出手段が実現できる。なお、液体検出手段は液体検出装置同義である。

0009

(適用例2)上記適用例において、前記交流生成回路は、少なくとも前記液体が前記液体容器に満たされた場合に前記液体に浸漬するように前記液体容器に配置される第1導電部材および第2導電部材と、所定の周期信号を発生する周期信号発生部と、前記第1導電部材に一端が接続される第1の抵抗と、前記第1の抵抗の他端に接続され、前記所定の周期信号の1周期内の第1期間において、少なくとも前記第1の抵抗を介して、前記第1導電部材を基準電位より高電位所定電位に接続し、前記1周期内の第2期間において、前記第1導電部材と前記所定電位との接続を遮断する所定電位供給部と、前記第1の抵抗の前記他端と前記基準電位との間に接続された少なくとも一つの電気素子で構成され、前記第1の抵抗を介して、前記第1導電部材を前記基準電位に接続する基準電位供給部と、前記第2導電部材と前記基準電位との間に接続される少なくとも一つの容量と、を備え、前記第1の接続点は、前記第1導電部材と前記第1の抵抗との接続点であり、前記第2の接続点は、前記所定電位供給部と前記第1の抵抗との接続点であることを特徴とする液体検出手段。

0010

本適用例によれば、液体に浸漬する第1導電部材および第2導電部材と、周期信号発生部と、第1の抵抗と、所定電位供給部と、基準電位供給部と、少なくとも一つの容量と、を含んで交流生成回路が形成される。第1導電部材と第2導電部材との間の液体には、交流生成回路を構成する少なくとも一つの容量の充放電によって、第1期間と第2期間とで交互に流れる方向が切り替わる交流電流を流すことができる。そのため、電気分解による悪影響を回避できる。また、液体情報を検出するための検出出力は、交流生成回路を構成する第1の抵抗の両端の電位に基づいて生成される。そのため、交流生成回路の動作に対応した検出出力を生成でき、かつ電気分解による悪影響を回避可能な液体検出手段が実現できる。

0011

(適用例3)上記適用例において、前記検出出力生成部は、少なくともアナログスイッチと積分回路とで構成され、前記アナログスイッチは、制御端子および一対の入出力端子を備え、前記制御端子は、前記第2の接続点に接続され、前記入出力端子の一方は、前記第1の接続点に接続され、前記入出力端子の他方は、前記積分回路の入力に接続され、前記アナログスイッチが、前記第2の接続点の電位に基づいて接続または遮断され、前記積分回路の出力が、前記検出出力であることを特徴とする液体検出手段。

0012

本適用例によれば、検出出力生成部は、アナログスイッチと積分回路とで構成可能である。そのため、複雑な回路構成を用いることなく簡単な回路で検出出力生成部を構成できる。

0013

(適用例4)上記適用例において、前記検出部は、前記検出出力をA/D変換するA/Dコンバーターを備えることを特徴とする液体検出手段。

0014

本適用例によれば、検出部がA/Dコンバーターを備える。そのため、検出出力をA/D変換することによって、検出出力のレベルが正確に把握できる。その結果、液体情報の検出が容易となる。

0015

(適用例5)上記適用例において、前記交流生成回路は、前記第1導電部材に接続可能な第1端子と前記第2導電部材に接続可能な第2端子とを備え、前記第1導電部材は、前記第1端子を介して前記第1の抵抗と接続され、前記第2導電部材は、前記第2端子を介して前記容量と接続されることを特徴とする液体検出手段。

0016

本適用例によれば、第1導電部材は、第1端子を介して第1の抵抗と接続され、第2導電部材は、第2端子を介して容量と接続される。そのため、確実な接続が実現されると共に、各端子部において各導電部材との切り離しを容易に行うことができる。

0017

(適用例6)上記適用例において、前記交流生成回路は、前記所定電位供給部が、前記所定の周期信号により制御されて接続状態または遮断状態となるpチャンネル型FETであり、前記基準電位供給部を構成する前記少なくとも一つの電気素子が、第2の抵抗であることを特徴とする液体検出手段。

0018

本適用例によれば、所定電位供給部はpチャンネル型FETで構成され、基準電位供給部は抵抗で構成される。その結果、第1導電部材および第2導電部材が液体に浸漬している場合、交流生成回路は、下記の挙動が可能となる。
第1期間:pチャンネル型FETがONとなり、第2導電部材に接続された容量は、第1の抵抗および液体を介して所定電位に接続される。そのため、容量が充電される。
第2期間:pチャンネル型FETがOFFとなり、第1期間で充電された容量は、液体、第1の抵抗および第2の抵抗を介して基準電位に接続される。そのため、容量が放電される。
さらに、所定電位供給部および基準電位供給部は、それぞれ一つの電気素子によって構成できるため、少ない電気素子によって交流生成回路が構成可能となる。

0019

(適用例7)上記適用例において、前記交流生成回路は、前記所定電位供給部と前記基準電位供給部とが、異なる回路基板上に構成され配線によって接続されることを特徴とする液体検出手段。

0020

本適用例によれば、所定電位供給部と基準電位供給部とが配線によって接続される。そのため、異なる回路基板上に分散配置することができるので、基板レイアウト設計の自由度が増す。

0021

(適用例8)上記適用例において、前記交流生成回路は、前記第1導電部材および前記第2導電部材が前記液体に浸漬している場合、前記第1期間内は常に、前記第1の抵抗および前記液体を介して、前記所定電位から前記容量に向かって電流が流れるよう前記所定の周期信号の周期、前記第1の抵抗の値および前記容量の値が決定されることを特徴とする液体検出手段。

0022

本適用例によれば、交流生成回路は以下の動作となる。液体が有って、第1導電部材および第2導電部材が液体に浸漬している場合は、第1期間内は常に、第1の抵抗および液体を介して、所定電位から容量に向かって電流が流れる。一方、第1導電部材および第2導電部材が液体に浸漬していない場合は、電流を流す液体が無いので電流経路が遮断される。そのため、容量に流れ込む電流が生じない。したがって、第1導電部材と第2導電部材との間の液体の有無を、第1期間において容量に流れ込む電流の有無によって検出ができる。換言すれば、電流が流れることによって第1の抵抗の両端に発生する電位差を検出することによって液体の有無が検出ができる。

0023

(適用例9)上記適用例において、前記液体容器が複数個備えられ、前記複数個の前記液体容器のそれぞれは、前記第1導電部材および前記第2導電部材が一対となって配置され、前記交流生成回路は、前記複数個の前記液体容器のそれぞれに配置された前記第1導電部材の内の一つを、選択的に前記第1の抵抗に接続する選択回路を備えることを特徴とする液体検出手段。

0024

本適用例によれば、選択回路が、複数の液体容器にそれぞれ配置された第1導電部材の内の一つを、選択的に第1の抵抗に接続する。そのため、交流生成回路のすべての構成要素を個々の液体容器毎に備える必要が無い。したがって、交流生成回路の構成要素を兼用化することができるため、複数の液体容器を備えた場合に、液体検出手段のコスト、サイズを小さくできる。

0025

(適用例10)上記適用例において、前記交流生成回路は、前記複数個の前記液体容器に配置されたそれぞれの前記第2導電部材と前記基準電位との間にそれぞれ前記少なくとも一つの容量が接続されることを特徴とする液体検出手段。

0026

本適用例によれば、複数の液体容器に配置された第2導電部材には、それぞれ個別に容量が接続される。そのため、容量を液体容器の近傍に配置することができるので、第2導電部材と容量との間の配線が容易になり、かつ電気的な特性を安定させることができる。

0027

(適用例11)液体容器に貯留される液体を噴射可能な液体噴射装置であって、前記液体容器に貯留される前記液体の液体情報を検出する上記適用例2から10の少なくともいずれか一つに記載の液体検出手段を備えることを特徴とする液体噴射装置。

0028

本適用例によれば、液体噴射装置は、交流生成回路を含む液体検出手段を備える。交流生成回路は、交流生成回路を構成する容量の充放電によって、第1導電部材と第2導電部材との間に液体が有る場合、液体を介して交流電流を流すことができる。そのため、液体検出手段は、容量に流れ込む電流の有無を検出することによって、第1導電部材と第2導電部材との間の液体の有無を検出できる。つまり、電流が流れないことを検出することによって、第1導電部材と第2導電部材の少なくともいずれか一方が液体と離れたことが分かる。一方、第1導電部材と第2導電部材の少なくともいずれか一方が液体と離れる時の液体の量は、液体容器のサイズと各導電部材のサイズから所定の値となる。したがって、電流の有無を検出することによって、第1導電部材と第2導電部材との間の液体の有無が分かり、その結果、液体容器の液体の量が検出可能となる。したがって、電気分解によって気泡を発生させたり液体の成分を電極に析出させたりすることなく液体容器の液体の液体情報としての液量を検出することが可能な液体噴射装置が実現できる。

0029

(適用例12)上記適用例において、前記液体容器は、前記液体を注入可能な注入口を備え、前記液体の再充填が可能であることを特徴とする液体噴射装置。

0030

本適用例によれば、液体容器は、液体を注入可能な注入口を備える。そのため、液体検出手段によって液体容器の液体が少なくなったことが検出された場合に、注入口から液体を液体容器に再充填することが可能な液体噴射装置が実現できる。

0031

(適用例13)上記適用例において、前記交流生成回路は、前記第1導電部材に接続可能な第1端子と前記第2導電部材に接続可能な第2端子とを備え、前記液体容器は、前記液体噴射装置に対して着脱可能で、装着時に前記第1導電部材が前記第1端子と接続され、前記第2導電部材が前記第2端子に接続されることを特徴とする液体噴射装置。

0032

本適用例によれば、液体容器が液体噴射装置に装着される時に、液体容器に配置される第1導電部材が第1端子と接続され、液体容器に配置される第2導電部材が第2端子に接続される。そのため、液体容器が装着された時に、交流生成回路を形成する液体噴射装置が実現できる。

0033

(適用例14)上記適用例において、前記液体は、印刷用のインクであり、前記液体噴射装置は、前記インクを印刷媒体に向かって吐出する印刷ヘッドと、前記液体容器から前記印刷ヘッドへ前記インクを移送するインク移送経路と、を備えたインクジェットプリンターであることを特徴とする液体噴射装置。

0034

本適用例によれば、インクジェットプリンターは、交流生成回路を含む液体検出手段を備える。交流生成回路は、交流生成回路を構成する容量の充放電によって、第1導電部材と第2導電部材との間にインクが有る場合、インクに交流電流を流すことができる。そのため、インク中に直流電流を流さず、電気分解によって気泡を発生させたりインクの成分を電極に析出させたりすることなくインク量の検出を行うことが可能なインクジェットプリンターが実現できる。

図面の簡単な説明

0035

本発明を適用したインクジェットプリンターの外観斜視図。
インクタンクユニットカバーを取り外した状態のインクタンクユニット部分を示す斜視図。
インクタンクの構成およびインクタンクとインクジェットプリンターにおける他の構成要素との係属を示す模式図。
液体検出手段の一例を示す図。
図4の液体検出手段の等価回路図
液体検出手段の動作の一例を示すタイミングチャート
液体検出手段の他の一例を示す図。
液体検出手段のさらに他の一例を示す図。

実施例

0036

以下、本発明を適用した実施形態について図面を参照して説明する。本実施形態では、本発明を適用した液体噴射装置の一例として、インクジェットプリンター1(以下、プリンターと称する)を例に挙げて説明する。プリンター1は、インクタンク30に貯留されるインク34を、印刷ヘッド17から用紙12などの印刷媒体に対して吐出して印刷を行うものである(図1および図3参照)。ここで、インクタンク30が液体容器に相当し、インク34が液体容器に貯留される液体に相当する。なお、以下の説明で参照する図面では、説明および図示の便宜上、部材ないし部分の縦横縮尺を実際のものとは異なるように表す場合がある。

0037

(第1実施形態)
(プリンターの全体構成)
まず、プリンター1の全体構成について、図1を参照して説明する。図1は、本発明を適用したプリンター1の外観斜視図である。図1には、相互に直交する座標軸であるXYZ軸を付す。また、これ以降に示す図についても、必要に応じて同様のXYZ軸を付す。XYZ軸のそれぞれにおいて、矢印の向きが+方向(正方向)を示し、矢印の向きとは逆向きが−方向(負方向)を示す。プリンター1が使用される状態において、プリンター1は、X軸とY軸とによって規定される水平な平面に配置される。プリンター1の使用状態において、Z軸は、水平な平面に直交する軸であり、−Z軸方向が鉛直下方向である。また、プリンター1の+Y軸方向の面を前面、−Y軸方向の面を後面と称する。

0038

図1に示すように、本実施形態における液体噴射装置としてのプリンター1は、インクタンクユニット20と操作部13と排紙部11を備えている。さらに、プリンター1は、ケース14を備えており、ケース14が、プリンター1の外殻の一部を構成している。ケース14の内側には、プリンター1の機構ユニット(不図示)が収容されている。機構ユニットは、プリンター1において、印刷動作を実行する機構部分である。

0039

インクタンクユニット20は、インクタンクユニットカバー21とインクタンクユニット底部22を備え、ケース14の外側に設置されている。インクタンクユニット20には、複数のインクタンク30が収納可能である。インクタンク30には印刷に供されるインク34が貯留され、プリンター1の印刷時に、インク34がインクタンク30から印刷ヘッド17に供給される(図3参照)。

0040

インクタンク30は、少なくとも一部が透過性の材料で形成されており、貯留されたインク34が外部から視認できる。インクタンクユニットカバー21は、収納されるインクタンク30の透過性の部位に面した位置に、透過性の窓部24を備える。そのため、ユーザーは、プリンター1の外部から窓部24を介してインクタンク30のインク34の量を視認することが可能である。

0041

プリンター1の前面には、操作部13と排紙部11とが配置される。操作部13には、電源タン、設定ボタンおよび表示パネルなどが設けられる。プリンター1は、制御基板15に実装された制御部16を備える(図3参照)。制御部16は、操作部13から入力される指示等に基づいて前述の機構ユニットを動作させ、用紙12の搬送や印刷ヘッド17の駆動などを行って用紙12に印刷を行う。印刷された用紙12は、排紙部11から排出される。制御基板15は、ケース14内に収容されている。

0042

(インクタンクユニットの構成)
次に、インクタンクユニット20の構成について、図2を参照して説明する。図2は、インクタンクユニットカバー21を取り外した状態のインクタンクユニット20を示す斜視図である。

0043

図2に示すように、インクタンクユニット20は、インクタンクユニット底部22を備える。そして、その鉛直上方向(Z軸方向)に、インクタンク30を装着する空間を挟んで、後述する基板受け27を備える。さらに、装着されたインクタンク30を囲むインクタンクユニットカバー21を備える。インクタンクユニット底部22および基板受け27は、プリンター1に固定されて設置される。
インクタンクユニット20は、インクタンクユニット底部22に面して、複数のインクタンク30が並べられて装着可能である。本実施形態では、4つのインクタンク30が装着される。4つのインクタンク30には、それぞれ種類(色、素材など)の異なるインク34が貯留されても良い。4つのインクタンク30の内の一つは他と比べてサイズが大きく、より多くのインク34を貯留できる。そこで、例えば、サイズの大きなインクタンク30には、使用頻度の高いブラックのインク34を貯留させ、他のインクタンク30には、それぞれイエローマゼンタおよびシアンなどのインク34を個別に貯留させることができる。

0044

インクタンクユニット底部22の鉛直上方向の基板受け27は、インクタンク30がインクタンクユニット20に並べて装着された時、インクタンク30に接触するよう配置される。そのため、インクタンク30は、インクタンクユニット底部22と基板受け27とに挟まれてインクタンクユニット20に装着される。

0045

また、インクタンク30は、ネジ28によって、基板受け27に固定される。基板受け27は、後述する交流生成回路40(図4参照)を含めた回路が実装される回路基板26を備える。そのため、インクタンク30が基板受け27に固定されると、インクタンク30は回路基板26とも固定される。回路基板26には、信号配線FFC(Flexible Flat Cable)19が接続され、回路基板26上に実装される回路とプリンター1の制御基板15に実装される回路とが電気的に接続される(図3参照)。なお、インクタンク30は、インクタンク30が備えるインク注入口32(詳細は後述)から外れた領域において、基板受け27および回路基板26と接触する。

0046

(インクタンクの構成)
次に、インクタンク30の構成およびプリンター1との繋がりについて、図2および図3を参照して説明する。図3は、インクタンク30の構成およびインクタンク30とプリンター1における他の構成要素との係属を示す模式図である。

0047

図3に示すように、インクタンク30は、内部が中空容器であり、中空部分にインク34を貯留することができる。また、インクタンク30は、鉛直上方向(Z軸方向)の面にインク34を注入可能なインク注入口32を備えている(図2および図3参照)。そのため、インク34の貯留量が少なくなった時は、インク注入口32からインクタンク30へインク34の再充填が可能である。インク注入口32の開口には、通常、キャップ部材(不図示)が気密に取り付けられる。プリンター1のユーザーは、キャップ部材を取り外すことによって、インク注入口32を介してインクタンク30内にインク34を補充することができる。
各インクタンク30は、少なくとも一部が透過性の外壁で形成される。本実施形態においては、X軸方向の外壁の一部が透過性である。この外壁面にはインク量の目安となるマーク31(図2参照)があり、ユーザーはこのマーク31を目印にしてインク量を把握することができる。
さらに、インクタンク30は、貯留したインク34を印刷ヘッド17に送り出すインク供給部33を備える。
さらに、第1導電部材としての第1の電極35および第2導電部材としての第2の電極36を備える。第1の電極35および第2の電極36は、インクタンク30の外部に突出している。インクタンク30が、インクタンクユニット底部22と基板受け27に挟まれてインクタンクタンクユニット20に装着されたときに、インクタンク30の外部から突出した第1の電極35と第2の電極36は、基板受け27に配置された回路基板26と接触するように配置される。

0048

第1の電極35および第2の電極36は、インクタンク30の外部から中空部分まで延びる板棒形状のステンレス材製作される。第1の電極35の長さは、第2の電極36の長さよりも短い。第2の電極36は、第1の電極35の端部を越えて中空部分の底部近傍まで延在する。これにより、少なくともインク34が中空部分を満たす程度に充填された場合、第1の電極35および第2の電極36の両電極がインク34に浸漬する。その後、印刷が行われインク34が消費されてインク量が減ってくると、第1の電極35がインク34の外に露出し、第2の電極36のみがインク34に浸漬する状態となる。

0049

前述したように、インクタンク30は、インクタンクユニット底部22と基板受け27とに挟まれて、インクタンクユニット20に装着される。また、回路基板26は、基板受け27上において、インクタンク30の第1の電極35および第2の電極36に対向して接触可能な位置になるよう配置される。回路基板26には、第1の電極35および第2の電極36に対向する位置に、第1端子38および第2端子39が形成される。これにより、インクタンク30がインクタンクユニット20に装着された時、第1の電極35と第1端子38とが接触して電気的に接続され、第2の電極36と第2端子39とが接触して電気的に接続される。

0050

また、基板受け27とインクタンク30とがネジ28によって固定されることによって、第1の電極35は第1端子38に圧着され、第2の電極36は第2端子39に圧着される。そのため、電極35,36と端子38,39との電気的な接続が確実に形成される。
さらに、回路基板26上に実装される回路とプリンター1の制御基板15上に実装される回路とは、信号配線FFC19を介して相互に接続される。制御基板15上に実装される回路には、制御部16が含まれるため、回路基板26上の回路は、制御部16と相互に通信が可能である。
また、インク34は、素材および組成に基づくインク抵抗値Ri(図5参照)を持って導電性を有する。そのため、第1の電極35および第2の電極36の両電極がインク34に浸漬する場合、第1の電極35と第2の電極36とは、インク34を介して電気的に接続された状態となる。

0051

インク供給部33は、インクタンク30が使用される装着状態でインクタンク30の下部に相当する部位に備えられる。インク注入口32からインクタンク30に注入されたインク34は、中空部分に貯留され、インク供給部33から外部へ送り出される。一方、プリンター1には、インク移送経路としてのチューブ18が固定されて配置される。インク供給部33には、チューブ18の一端が繋がれ、チューブ18の他端は、印刷ヘッド17に繋げられる。これにより、インクタンク30のインク34は、チューブ18を経由して印刷ヘッド17へ移送され印刷に供される。
インクタンクユニット20は、インクタンク30が装着される時、インク供給部33がチューブ18に接合するよう構成されている。

0052

以上のように、インクタンク30は、プリンター1の製造時に、インクタンクユニット20に装着される時、インク供給部33がチューブ18に接合され、第1の電極35および第2の電極36が、回路基板26上の第1端子38および第2端子39と電気的に接続される。これにより、インクタンク30に貯留されたインク34が、プリンター1において使用される状態となる。

0053

(液体検出手段の構成および動作)
次に、液体検出手段60について、図4から図6を参照して説明する。図4は、液体検出手段60の一例を示す図である。図5は、図4の液体検出手段60の等価回路図である。図6は、液体検出手段60の動作の一例を示すタイミングチャートである。
なお、図4において、VDDは、液体検出手段60を動作させる電源の高電位側の電位を示す。また、VSSは、電源の低電位側の電位を示し、基準電位(グランド)である。以降の図面においても、同様の符号を用いる。

0054

図4に示すように、液体検出手段60は、交流生成回路40、検出出力生成部55および検出部50を含んで構成される。
交流生成回路40は、下記の要素で構成される。
a)第1導電部材としての第1の電極35および第2導電部材としての第2の電極36、
b)所定の周期信号を発生する周期信号発生部41、
c)所定電位供給部としてのpチャンネル型FET43、
d)第1の電極35に一端が接続される第1の抵抗R1、
e)第1の電極35と第1の抵抗R1とを接続する第1端子38、
f)基準電位供給部を構成する第2の抵抗R2、
g)第2の電極36と基準電位との間に接続される容量C1、
h)第2の電極36と容量C1とを接続する第2端子39。
また、検出出力生成部55は、下記の要素で構成される。
i)制御端子Sを備えたアナログスイッチ53、
j)積分回路54を構成する抵抗R54および容量C54。
液体検出手段60は、交流生成回路40において検出電圧V1を生成し、検出出力生成部55において検出電圧V1を波形成形して、検出部50で検出する。ここで、検出電圧V1は、第1の接続点である第1の電極35と第1の抵抗R1との接続点の電位である。これにより、インク34の量や種類と言ったインク情報を検出する。

0055

上述の交流生成回路40の各要素は、図4に示すように結線されて交流生成回路40を形成する。具体的には、pチャンネル型FET43のソース端子はVDDに接続される。pチャンネル型FET43のゲート端子は、周期信号発生部(PWMとも呼ぶ)41の出力であるPWM出力42に接続される。pチャンネル型FET43のドレイン端子には、第1の抵抗R1と第2の抵抗R2とが接続される。ここで、ドレイン端子、第1の抵抗R1および第2の抵抗R2の接続点を第2の接続点と呼び、第2の接続点の電位をV2とする。第1の抵抗R1は、一端が第1端子38を介して第1の電極35に接続され、他端がドレイン端子に接続される。第2の抵抗R2は、一端がVSSに接続され、他端がドレイン端子に接続される。第2の電極36には、容量C1が接続される。容量C1は、一端がVSSに接続され、他端が第2端子39を介して第2の電極36に接続される。
なお、周期信号発生部41は、プリンター1の制御部16の制御に基づいて、種々のタイミングで周期信号の生成が可能な信号生成器で構成される。
ここで、交流生成回路40は、例えば、第1の抵抗R1=10kΩ、第2の抵抗R2=1kΩ、第1の容量C1=1nFとして構成できる。

0056

検出出力生成部55は、交流生成回路40において生成される検出電圧V1を、アナログスイッチ53によって特定のタイミングで積分回路54に伝送し、積分回路54によって平滑化する(詳細は後述)。平滑化された積分回路54の出力が、検出部50で検出される検出出力57となる。図4に示すように、アナログスイッチ53の制御端子Sは、交流生成回路40における第2の接続点に接続され、第2の接続点の電位V2に基づいて、検出電圧V1が積分回路54に伝送される。アナログスイッチ53の入出力端子の一方は、交流生成回路40における第1の接続点に接続される。前述のように、第1の接続点は、第1の電極35と第1の抵抗R1との接続点であり、第1の接続点の電位が検出電圧V1である。アナログスイッチ53の入出力端子の他方は、積分回路54の入力である抵抗R54の一端に接続される。抵抗R54の他端は、一端がVSSに接続された容量C54の他端に接続されて、抵抗R54と容量C54とで積分回路54が構成される。抵抗R54と容量C54との接続点の電位が、積分回路54の出力であり、検出出力生成部55の出力である検出出力57となる。
なお、検出出力生成部55は、例えば、抵抗R54=66kΩ、容量C54=0.01μFとして構成できる。

0057

図6(a)〜(g)は、液体検出手段60の動作の一例を示すタイミングチャートであると共に、タイミングチャートに基づく検出電圧V1の電位および検出出力57の電位を示す。図6(a)のPWM出力42および図6(b)のPWM出力42は、共に周期信号発生部41の出力42を示す。図6(b)のPWM出力42は、図6(a)のPWM出力42の一部を時間的に拡大して表記した図である。具体的には、図6(a)のPWM出力42に示す二点鎖線で囲った範囲Aを拡大した図である。図6(c)は、以下で説明する交流生成回路40の動作に伴って変化する検出電圧V1を実線で示し、インク34が無い場合の検出電圧V1を破線で示す。図6(d)は、アナログスイッチ53の動作を制御する第2の接続点の電位V2を示す。図6(e)は、異なる種類のインク34に対する検出電圧V1を実線と一点鎖線で示し、インク34が無い場合の検出電圧V1を破線で示す。図6(f)は、アナログスイッチ53の出力56を示す。図6(g)は、検出出力57を示す。
周期信号発生部41は、制御部16からの制御信号により、周期信号発振の開始と停止が制御される。周期信号発生部41は、制御部16から発振の指示を受けている期間、PWM出力42として、第1期間T1(VSSレベル)と第2期間T2(VDDレベル)とを周期的に繰り返す信号を出力する。図6(a)は、t1からt2およびt3からt4の期間は制御部から発振の指示を受けている期間である。各期間を周期信号区間という。この区間の長さは、1つのインクタンクについて、検出部がインクの情報を判定できる程度に検出出力57を取得可能な時間に設定されている(t1〜t4は時間を表す)。例えば、PWM出力42は、周期信号区間において、第1期間T1と第2期間T2とを同一デューティー比(50%)で周期的に繰り返す。
周期信号発生部は、制御部16から発振の停止の信号を受信すると、発振を停止して、出力42としてVddレベルの信号を出力する(t2〜t3の期間)。

0058

図4に示す交流生成回路40においては、pチャンネル型FET43は、PWM出力42に基づいてON/OFFが制御される。具体的には、pチャンネル型FET43は、PWM出力42が第1期間T1(ゲート端子がVSSレベル)の時にONとなり、第2期間T2(ゲート端子がVDDレベル)の時にOFFとなる。その結果、ドレイン端子は、第1期間T1においてVDDとなり、第2期間T2において、ドレイン端子はハイインピーダンス状態となる。そのため、第1期間T1において、第1の電極35が、第1の抵抗R1を介してVDDに接続され、第2期間T2において、その接続が遮断された状態となる。このように、pチャンネル型FET43は、所定電位供給部として機能する。

0059

第1期間T1においては、第2の抵抗R2もVDDに接続されるため、第2の抵抗R2を介してVDDからVSSに電流が流れる。この電流は、交流生成回路40の消費電流を増加させることになるため、消費電流の増加を防ぐためには、第2の抵抗R2の値を出来るだけ大きくするのが好適である。

0060

前述したように、第1の電極35および第2の電極36の両電極がインク34に浸漬する状態において、両電極間は、インク34のインク抵抗値Ri(図5参照)を介して導通状態となる。
そのため、第1期間T1において、VDD→pチャンネル型FET43→第1の抵抗R1→第1端子38→第1の電極35→インク34→第2の電極36→第2端子39→容量C1→VSSの経路で電流が流れる。この経路で電流が流れる時、容量C1が充電される。そのため、容量C1の電位が徐々にVDDに近づき、図6(c)に示すように、第1期間T1において検出電圧V1が徐々にVDDに近づく。

0061

次に、第2期間T2では、pチャンネル型FET43がOFFする。そのため、VDDから流れる電流がなくなり、充電された容量C1が、回路系において最も高電位となる。その結果、容量C1→第2端子39→第2の電極36→インク34→第1の電極35→第1端子38→第1の抵抗R1→第2の抵抗R2→VSSの経路で電流が流れ、第1期間T1で容量C1に充電された電荷が放電される。したがって、第2の抵抗R2は、第1の抵抗R1を介して第1の電極35を、VSSに接続する基準電位供給部として機能する。この時、容量C1の電位が放電に伴って徐々に低下する。そのため、図6(c)に示すように、第2期間T2において検出電圧V1が徐々にVSSに近づく。

0062

上述の説明から明らかなように、第1期間T1でインク34に流れる電流と第2期間T2でインク34に流れる電流とでは、電流の流れる方向が逆になる。つまり、PWM出力42が第1期間T1と第2期間T2とを周期的に繰り返す周期信号区間においては、インク34には交流電流が流れる。

0063

次に、図4に示す検出出力生成部55の動作を説明する。アナログスイッチ53を制御する電位V2は、図6(b)に示すPWM出力42に基づいて、図6(d)に示すように変化する。具体的には、PWM出力42がVDDレベルの時は、pチャンネル型FET43がOFFするため、電位V2は第2の抵抗R2を介してVSSに近づく。一方、PWM出力42がVSSレベルの時は、pチャンネル型FET43がONするため、電位V2はVDDとなる。アナログスイッチ53は、電位V2が、所定の閾値を越えてVDDに近づくとOFFし、所定の閾値を下回ってVSSに近づくとONするように構成されている。
したがって、電位V2がVSSに近づく第2期間T2の時、アナログスイッチ53の出力56には検出電圧V1が伝送される。一方、電位V2がVDDになる第1期間T1の時は、検出電圧V1の伝送が遮断されるため、出力56は不定状態となる。図6(f)はその状態を示し、具体的には、第2期間T2の時に出力56に検出電圧V1(図6(e))が現れることを示す。
ここで、図6(e)において、実線が、インク抵抗値Ri(図5参照)の大きい顔料系インクの検出電圧V1を示し、一点鎖線が、顔料系インクよりインク抵抗値Riの小さい染料系インクの検出電圧V1を示す。詳細は後述するが、このように、検出電圧V1は、インク34の種類に対応して異なる値となる。

0064

上記のように、検出電圧V1は、電位V2の変化に基づいて切り出されてアナログスイッチ53の出力56(図6(f))となる。次いで出力56は、積分回路54に伝送されて平滑化され、検出出力57が生成される。その結果、図6(g)に示すように、インク34の種類に対応して異なる電位レベルを持つ安定した検出出力57が生成される。具体的には、染料系インクが存在する場合および顔料系インクが存在する場合の2つの場合において、一点鎖線で示す染料系インクが最も大きな電位の検出出力57となり、実線で示す顔料系インクの検出出力57の電位が染料系インクの検出出力57の電位よりも低い値となる。

0065

そのため、検出出力57が後段の検出部50によって検出されることによって、第1の電極35と第2の電極36との間にインク34が存在することが分かる。さらに、検出出力57がインク34の種類に対応して異なる電位レベルを持つため、例えば、検出部50にA/Dコンバーターを備えて電位レベルの差異を把握することによって、インク34の種類を検出することも可能である。

0066

一方、インク34が消費され、第2の電極36と第1の電極35との間にインク34が存在しなくなると、第1の電極35および第2の電極36が導通されず絶縁状態となる。そのため、第1期間T1においてpチャンネル型FET43がONすると、検出電圧V1は第1の抵抗R1を介してVDDに接続される。また、第2期間T2においてpチャンネル型FET43がOFFすると、検出電圧V1は、第1の抵抗R1および第2の抵抗R2を介してVSSに接続される。その結果、図6(c),(e)において破線で示すように、検出電圧V1は、第1期間T1においてVDDとなり、第2期間T2においてVSSとなる。そのため、図6(g)に示すように、検出出力57はVSSレベルとなり、第1の電極35と第2の電極36との間にインク34が存在しないことが検出される。

0067

次に、図5図6を参照して、より詳細に交流生成回路40の挙動を説明する。図5において、SWは、pチャンネル型FET43を示すスイッチである。R1は第1の抵抗R1であり、R2は第2の抵抗R2である。Riは、インク34のインク抵抗値Riであり、C1は、容量C1である。SW53は、アナログスイッチ53を示すスイッチである。

0068

第1の電極35および第2の電極36の両電極がインク34に浸漬する場合、SWがONすると、C1は、R1およびRiを介して、VDDに接続され、電流が流れる。この場合の、検出電圧V1は式1で表すことができる。
V1=VDD−(R1/(R1+Ri))×(VDD−Vc(t))・・・式1
ここで、Vc(t)は、C1の電位である。(t)は媒介変数であり、時間tと共にVc(t)が変化することを示す。

0069

第1期間T1においては、C1はVDDによって充電されて、Vc(t)が時間と共に徐々に大きくなる。その結果、式1の右辺第3項の(VDD−Vc(t))が徐々に小さくなるため、右辺第1項のVDDから減ぜられる値が小さくなる。したがって、図6(c)の検出電圧V1で示すように、検出電圧V1はVDDに徐々に近づいていく。そのため、VDDと検出電圧V1との電位差Vdが徐々に小さくなる。
ここで、第1期間T1が開始される時間t1の時、C1が充分に放電されていて、Vc(t1)=0とすると、その値を式1に代入して、
V1=(Ri/(R1+Ri))×VDD・・・式2
となる。つまり、検出電圧V1は、式2で表される値を初期値として徐々に大きくなってVDDに近づき、電位差Vdは、徐々に小さくなる。
また、式2から分かるように、検出電圧V1の初期値はRiが大きいほど大きくなる。そのため、図6(e)に示すように、時間t1の時、実線で示すRiの大きい顔料系インクの検出電圧V1が、一点鎖線で示すRiの小さい染料系インクの検出電圧V1より大きい値となって現れる。

0070

第2期間T2においては、第1期間T1において充電されたC1からRi、R1およびR2を介して電荷がVSSに放電される。そのため、Vc(t)は徐々に小さくなり、図6(c),(e)に示すように、検出電圧V1は徐々に小さくなってVSSに達する。ここで、Riが大きいと、第1期間T1におけるC1への充電電流が小さいため、充電が進まずVc(t)が大きくならない。つまり、顔料系インクよりもRiの小さい染料系インクの方が、よりC1への充電が進みVc(t)が大きくなる。そのため、図6(e)に示すように、第2期間T2でC1の放電が開始される時、一点鎖線で示すRiの小さい染料系インクの検出電圧V1が、実線で示すRiの大きい顔料系インクの検出電圧V1より大きい値となって現れる。

0071

以上のように、液体検出手段60は、インク34の種類によって異なる検出出力57を生成し、インク34の有無や種類と言ったインク情報を検出することができる。
また、図3から分かるように、インク34が消費されインク量が減少すると、まず、第2の電極36より短い第1の電極35の先端が、インク34の界面から離れる。この時のインク34の量は、インクタンク30の中空部のサイズと第1の電極35の長さから一義的に決まる。そのため、第1の電極35と第2の電極36との間にインク34が無いと検出された時に、インク情報として、残留するインク34の量を知ることができる。

0072

また、第1期間T1が長くなる、あるいは第1の抵抗R1の値が小さくなる、あるいは容量C1の値が小さくなると、第1期間T1内において容量C1の電位がVDDにより近づくようになる。その結果、VDDから容量C1へ電流が流れなくなる。電流が流れない状態はインク34が無い場合と同じ状態であるため、インク34の有り無しの検出が難しくなる。したがって、第1の電極35および第2の電極36の両電極がインク34に浸漬している場合に、第1期間T1において、常にVDDから容量C1へ電流が流れて電位差Vdが存在するように、第1期間T1の長さ(換言すれば、PWM出力42における第1期間T1および第2期間T2の周期)、第1の抵抗R1の値および容量C1の値が決定されることが好ましい。

0073

作用効果
以上のように、第1実施形態によれば、下記の作用効果が得られる。
まず、液体検出手段60の交流生成回路40は、インク34に交流電流を流すことができる。そのため、インク情報の検出を行う時、電気分解によって気泡が発生したり第1の電極35あるいは第2の電極36にインク34の成分が析出したりすることのない液体検出手段60を実現できる。
さらに、インク34が有る場合は、第1期間T1内で常に、VDDとの間に電位差Vdを持ち、かつインク34が無い場合は、第1期間T1内で、電位差Vdが0となる検出電圧V1を生成する交流生成回路40を実現できる。また、検出電圧V1に基づいて、インク34の有無および種類を検出するための検出出力57を生成する検出出力生成部55が実現可能である。そのため、プリンター1は、交流生成回路40、検出出力生成部55および検出出力57を検出する検出部50を含んで構成される液体検出手段60を備えることによって、電気分解により気泡が発生したり液体の成分が電極に析出したりすることなくインク情報の検出を行うことができる。

0074

さらに、液体検出手段60の交流生成回路40は、所定電位供給部および基準電位供給部を含んで構成可能である。そして、所定電位供給部は一つのpチャンネル型FET43で構成でき、基準電位供給部は一つの抵抗R2で構成できる。そのため、少ない電気素子によって液体検出手段60が構成可能となる。その結果、液体検出手段60およびそれを備えたプリンター1のコスト、サイズを小さくできる。

0075

さらに、液体検出手段60の交流生成回路40は、図4に示すように、所定電位供給部としてのpチャンネル型FET43と基準電位供給部としての第2の抵抗R2との間を1本の配線で結線可能である。そのため、所定電位供給部と基準電位供給部とを、異なる回路基板上に分散配置することが容易である。例えば、制御部16、周期信号発生部(PWM)41およびpチャンネル型FET43をプリンター1の制御基板15上に配置し、第1の抵抗R1、第2の抵抗R2、第1端子38、第2端子39および容量C1をインクタンクユニット20側の回路基板26上に配置して、pチャンネル型FET43と第2の抵抗R2との間を信号配線FFC19によって結線することもできる。したがって、交流生成回路40の構成要素を最小の配線で異なる回路基板上に分散配置することができるので、コストの増加を抑えた上で基板レイアウト設計の自由度を向上させることができる。

0076

さらに、液体検出手段60の交流生成回路40は、PWM出力42における周期信号の周期、第1の抵抗R1の値および容量C1の値を好適に決定することによって、第1の電極35および第2の電極36の両電極がインク34に浸漬している場合に、第1の期間T1において常に、第1の抵抗R1およびインク34を介してVDDから容量C1に電流が流れるように設定することができる。その結果、検出電圧V1が、VDDに対して常に電位差Vdを持つようにすることができる。そのため、検出電圧V1に基づいて検出出力生成部55において生成される検出出力57を検出部50で検出することによって、インク34の有無や量および種類と言ったインク情報が検出できる。

0077

さらに、PWM出力42として、第1期間T1と第2期間T2とを周期的に繰り返す周期信号区間を有し、周期信号が無い期間は第2期間T2と同等の電位レベルとなる信号を利用できる。そのため、周期信号が無い期間において、周期信号がある期間において充放電される容量C1を充分に放電できる。その結果、次の周期信号が始まる時の容量C1の電位を一定の値にすることができるため、安定した検出電圧V1を生成する交流生成回路40を実現でき、ひいては、安定した動作を行う液体検出手段60が実現できる。

0078

また、液体検出手段60の検出出力生成部55は、アナログスイッチ53と積分回路54とで構成できる。そのため、第1期間T1と第2期間T2とにおいて生成される検出電圧V1をアナログスイッチ53によって時分割で選択することが可能となる。さらに、選択された検出電圧V1を積分回路54によって安定した電位レベルを持つ検出出力57が生成される。その結果、検出出力57を検出する際は任意のタイミングで検出が可能となるため、製品設計の自由度を向上させることができる。

0079

さらに、検出出力生成部55は、アナログスイッチ53と受動素子で構成される積分回路54とで構成できる。そのため、単体MOSFETバイポーラトランジスターで検出出力生成部55を構成した場合に比べて、MOSFETの閾値(Vth)のバラツキやバイポーラトランジスターの直流電流増幅率(hfe)のバラツキに影響されることなく、安定した検出出力57を生成することができる。

0080

また、第2期間T2の時に検出出力57を生成するように検出出力生成部55を構成することによって、インク34が存在する場合はインク34の種類に対応した検出出力57が生成され、インク34が存在しない場合は検出出力57がVSSレベルになるようにできる。その結果、インク34が存在するにもかかわらず検出出力57がVSSレベルである場合は、液体検出手段60に故障が発生したと判別することができる。

0081

さらに、プリンター1は、本実施形態の液体検出手段60を備える。液体検出手段60を構成するインクタンク30は、インク注入口32を備えるため、プリンター1は、インク34の再充填が可能となる。

0082

以上、第1実施形態について説明したが、第1実施形態に対しては、本発明の趣旨から逸脱しない範囲で様々な変形を加えることができる。例えば、第1実施形態以外には、以下のような変形例が考えられる。

0083

(第1変形例)
図7は、液体検出手段60の変形例を示す図である。具体的には、交流生成回路40(図4参照)の変形例である交流生成回路40Aを含んで構成された液体検出手段60Aを示す図である。交流生成回路40Aは、交流生成回路40における第1の抵抗R1と第1端子38の間に選択回路49が付加された回路である。選択回路49は、例えば、アナログスイッチなどで構成されたマルチプレクサー回路である。選択回路49には、インクタンクユニット20に装着された複数のインクタンク30(30a,30b,・・・30x)の第1の電極35(35a,35b,・・・35x)が、第1端子38(38a,38b,・・・38x)を介して接続される。選択回路49は、制御部16の制御に基づいて、接続された複数の第1の電極35(35a,35b,・・・35x)からいずれか一つを選択するか、複数の第1の電極35の全てと、R1の一端とを非接続とする。選択された第1の電極35(例えば、35a)は、選択回路49によって、第1の抵抗R1に接続される。一方、インクタンク30(30a,30b,・・・30x)の第2の電極36(36a,36b,・・・36x)は、第2端子39(39a,39b,・・・39x)を介して、それぞれ個別の容量C1(C1a,C1b,・・・C1x)に接続される。
したがって、選択回路49において第1の電極35aが選択された場合、前述した交流生成回路40と同様の動作によって、インクタンク30aのインク情報が検出可能な検出電圧V1を生成できる。その結果、液体検出手段60は、インクタンク30aのインク情報を検出できる。
同様に、選択回路49で他の第1の電極35(35b,・・・35x)が選択されると、選択された第1の電極35(35b,・・・35x)に対応するインクタンク30(30b,・・・30x)に貯留されたインク34のインク情報が検出可能となる。

0084

(作用効果)
第1変形例によれば、インクタンクユニット20に装着された複数のインクタンク30のインク34のインク情報を一つの交流生成回路40Aを使用して検出できる。そのため、交流生成回路40(40A)のすべての構成要素を個々のインクタンク30毎に備える必要が無く、交流生成回路40(40A)の構成要素を兼用化することができる。その結果、複数のインクタンク30を備えた場合に、液体検出手段60(60A)のコスト、サイズを小さくできる。
さらに、複数のインクタンク30の第2の電極36には、それぞれ個別に容量C1が接続される。そのため、容量C1をインクタンク30の近傍に配置することができるので、第2の電極36と容量C1との間の配線が容易になり、かつ電気的な特性を安定させることができる。

0085

(第2変形例)
図8は、液体検出手段60の他の変形例を示す図である。具体的には、交流生成回路40(図4参照)の他の変形例である交流生成回路40Bを含んで構成された液体検出手段60Bを示す図である。交流生成回路40Bは、交流生成回路40における第2の抵抗R2を、pチャンネル型FET43と相補型に接続されるnチャンネル型FET44に置き換えた回路である。これにより、PWM出力42が第1期間T1の時、所定電位供給部としてのpチャンネル型FET43がONしてnチャンネル型FET44がOFFする。このため、容量C1に、第1の抵抗R1およびインク34を介して電流が流れる。そして、PWM出力42が第2期間T2の時、pチャンネル型FET43がOFFして基準電位供給部としてのnチャンネル型FET44がONする。このため、第1期間T1で充電された容量C1から、インク34および第1の抵抗R1を介して電流が流れる。
したがって、前述した交流生成回路40の動作と同様にして、インク34のインク情報が検出可能な検出電圧V1を生成できる。

0086

(作用効果)
所定電位供給部が一つのpチャンネル型FET43で構成され、基準電位供給部が一つのnチャンネル型FET44で構成可能となる。したがって、少ない電気素子によって交流生成回路40(40B)が構成可能となり、液体検出手段60(60B)のコスト、サイズを小さくできる。

0087

(その他の変形例)
第1実施形態では、第1の電極35および第2の電極36は、板棒形状のステンレス材で製作されたが、第1の電極35および第2の電極36の材質はこれに限られない。導電性の部材であれば良く、腐食して錆をインク34に混入させることが無い導電性部材が好適で、例えばカーボン材でも良い。あるいは、板棒形状のステンレス材に金メッキを施したものでもよい。また、形状は板棒形状に限られず、丸棒形状角棒形状またはコイル形状等としても良い。

0088

また、第1実施形態では、PWM出力42の第1期間T1および第2期間T2のデューティー比を50%としたが、デューティー比を変えて、第2期間T2を第1期間T1より長くしても良い。これにより、容量C1を充電する時間より容量C1を放電する時間を長くできる。そのため、第1期間T1で容量C1に蓄えられた電荷を第2期間T2で充分に放出できるので、第2期間T2が終了して第1期間T1が開始される時の容量C1の電位を一定の値にすることができる。

0089

また、第1実施形態では、第2期間T2における検出出力57を検出することによってインク情報を検出した。一方、第1期間T1においても、第1の電極35と第2の電極36との間のインク34の有無および種類に対応して検出電圧V1の値に差異が発生する。そのため、第1期間T1において検出出力57を検出するようにしても良い。さらに、第1期間T1における検出出力57と第2期間T2における検出出力57とをそれぞれ検出して、その差分値からインク情報を検出しても良い。

0090

本願の実施形態では、インクタンクユニット20に収容されるインクタンク30(液体容器)は、プリンターベンダーによりプリンター1に取り付けられるもので、インクタンク30内にインク34が無くなった際にはプリンター1の使用者はインクタンク30を交換することなくインクタンク30のインク注入口32よりインク34をリフィルすることを説明した。本発明の適用はこれに限られず、インクタンク30は、プリンター1の使用者がプリンター1に対して着脱可能に構成され、インクタンク30のインク34が消費されたら新しいインクタンク30に交換されるものでもよい。この場合、インクタンク30は、インク注入口32を持たず、インク供給口33が開閉可能な弁を配置すればよい。そして、インクタンク30がプリンター1に装着されたときに、インクタンク30の第1導電部材35と第2導電部材36が、回路基板26の端子38、39と接続されればよい。

0091

また、本願の実施形態および変形例では、液体容器に貯留される液体としてインクタンク30に貯留されたインク34を例に挙げ、液体噴射装置としてインクジェットプリンター1を例に挙げて本願発明を説明した。しかし、本願発明の適用範囲はこれに限られず、液体容器に貯留された導電性を備える液体の液体情報の検出およびその液体を噴射可能な液体噴射装置に適用可能である。

0092

1…インクジェットプリンター(プリンター)、11…排紙部、14…ケース、15…制御基板、16…制御部、17…印刷ヘッド、18…チューブ、19…信号配線FFC、20…インクタンクユニット、24…窓部、26…回路基板、27…基板受け、28…ネジ、30…インクタンク、31…マーク、32…インク注入口、33…インク供給部、34…インク、35…第1の電極、36…第2の電極、38…第1端子、39…第2端子、40…交流生成回路、41…周期信号発生部(PWM)、42…PWM出力、43…pチャンネル型FET、44…nチャンネル型FET、49…選択回路、50…検出部、53…アナログスイッチ、54…積分回路、55…検出出力生成部、57…検出出力、60…液体検出手段、V1…検出電圧(第1の接続点の電位)、V2…第2の接続点の電位、R1…第1の抵抗、R2…第2の抵抗、Ri…インク抵抗値、C1…容量、S…アナログスイッチ53の制御端子、Vc(t)…容量C1の電位。

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