CN1326703C - 墨水水平检测单元、喷墨记录设备及使用其的墨水水平检测方法和墨盒 - Google Patents

Abstract

为了提供一种喷墨记录设备的墨水水平检测单元，其可靠检测通过与接触振动元件的如墨水的介质共振得到的剩余振动而不受例如噪音的影响，由此提高墨水检测的准确性和可靠性，提供了设置于墨水罐11中的压电元件12、向压电元件12施加激励脉冲的激励脉冲产生部分13、基于通过与所述墨水罐11中介质共振的剩余振动检测来自振动元件12的反电动势波形频率的传感器14、及基于所检测到的频率判断墨水存在性的判断部分15。传感器14包括两个带通过滤器22A及22B，其使得只有在预定频率带中的波形可以通过，所述预定频率带是根据墨水的存在或缺乏而已被预先假定的；还包括频率检测装置150，所述频率检测装置使所述反电动势波形二进制化，计算被二进制化的反电动势波形的脉冲数，计算从预定数目脉冲到预定数目脉冲的时间，并基于此时间检测所述反电动势波形的频率。

Description

墨水水平检测单元、喷墨记录设备及使用其的墨水水平检测方法和墨盒

技术领域

本发明涉及喷墨记录设备的墨水水平检测单元及墨水水平检测方法，具体而言涉及检测声阻抗的改变由此检测喷墨记录设备的墨水罐中墨水水平的技术。

背景技术

通常，喷墨记录设备包括托架，在拖架上安装有上喷墨记录头和喷嘴开口，喷墨记录头具有使压力产生室增压的压力产生装置，增压墨水作为墨滴从喷嘴开口中被喷出；还包括容纳将通过流动通道被供给到记录头的墨水的墨水罐。喷墨记录设备被构造成可以完成连续的印刷。

这里，墨水罐通常被构造成为可从记录设备上拆卸的盒，使得在墨水已经被使用完后用户可以方便的将其更换。

作为现有墨盒的管理墨水消耗的方法，已知一种通过使用软件，基于通过累加由记录头喷出的墨滴数量而进行的计算及在打印头的维护过程中的墨水吸收量，来管理墨水消耗的方法；及一种通过向墨盒安装两个用于直接检测液面的电极，通过检测墨水的预定量已被实际消耗的时间来管理墨水消耗的方法。

但是，在通过使用软件，基于通过累加墨滴的喷出数量而进行的计算及墨水吸收量来管理墨水消耗的方法中，根据使用环境(例如，通过升高及降低使用空间的温度或湿度)、墨盒打开后经过的时间及用户方不同的使用频率，墨盒中的压力及墨水粘度会改变。由此，存在一个问题，即基于计算的墨水消耗量与实际墨水消耗量之间存在不可忽略的误差。此外，因为喷墨头的个体差异，每滴的墨水量不相同，由此也产生了基于计算的墨水消耗量与实际墨水消耗量之间存在不可忽略的误差的问题。此外，在盒一旦被拆除且相同盒被再次安装的情况下，累加的计数值一旦被复位，于是还存在实际的墨水水平不清楚的问题。

另一方面，在通过电极管理墨水已被消耗时的时间的方法中，在一点的墨水消耗的实际量可以被检测。由此，墨水水平可以被非常可靠的管理。但是，为了检测墨水的液面，墨水必须是传导性的，由此可使用的墨水种类受到限制。此外，存在电极与墨盒之间液体封闭结构复杂的问题。此外，因为通常使用具有好的传导性及高的抗腐蚀性的贵重金属作为电极的材料，所以也存在墨盒的制造成本增加的问题。此外，因为两个电极必须被分别安装至墨盒的不同位置，也存在制造工艺复杂由此使得制造成本增加的问题。

相反，墨水水平检测单元已被提出，其基于例如压电元件的振动元件的剩余振动频率来检测墨水的存在。即，在例如压电元件的振动元件和与此振动元件接触的介质(墨水、空气等)处于共振状态时，例如压电元件的振动元件的剩余振动频率指的是例如压电元件的振动元件及与此振动元件进行接触的介质之间的共振频率。在上述墨水水平检测单元中，通过此共振频率的改变来检测作为介质的墨水的状态。

在众多不同的电子设备中，从节省能源的观点来看，有将驱动电压设置得较低的趋势。而且，在喷墨打印机中，将驱动电压设置得较低的需要正在增加。

在上述墨水量检测单元中，通常，压电元件在驱动电压例如为5V时被脉冲驱动以由此发现上述剩余振动频率。

但是，随着驱动电压的降低，在上述压电元件的驱动电压被设置例如为3.3V的情况下，由于降低了驱动电压，施加于压电元件的振动变小。因而，上述剩余振动的振幅也变小，使得通过此剩余振动获得的检测信号的电平降低。

因而，在基于此剩余振动的检测信号来检测墨水罐中墨水的存在的情况下，因为检测信号的电平降低，所以墨水水平检测单元容易受到例如喷墨记录设备的马达的噪音或头驱动波形的感应导致的噪音的影响。如上所述，基于振动元件的剩余振动频率检测墨水存在的墨水水平检测单元对噪音敏感，由此存在在大噪音环境中检测精确度低及偶尔难以检测的问题。

此外，在此种墨水水平检测单元中，当墨水的液面位置几乎等于作为传感元件的例如是压电元件的振动元件的位置时(当液面处于墨水存在与墨水缺乏的边界区域时)，在随着托架的运动产生了墨水的液面的泡沫及波动的情况下，有错误检测墨水存在的顾虑。

因而，本发明的一个目的是提一种供喷墨记录设备的墨水水平检测技术，其中对例如是压电元件的振动元件施加激励，不受噪音影响而可靠地检测通过振动元件及与此振动元件接触的例如是墨水的介质之间的共振得到的剩余振动，由此增加了墨水检测的精确度及可靠性。

此外，本发明的另一个目的是提供一种喷墨记录设备的墨水水平检测技术，其中对例如是压电元件的振动元件施加激励，并且在随着托架的运动产生了墨水的液面的泡沫及波动的情况下，也可防止通过振动元件及与此振动元件接触的例如是墨水的介质之间的共振得到的剩余振动被错误检测。

发明内容

为了解决上述问题，在本发明中，提供了至少一个过滤器装置，其使得对于来自所述振动元件的反电动势波形，只有在根据墨水的存在或缺乏而预先已被假定的预定频率带中的波形通过过滤器装置；且检测已通过此过滤器装置的反电动势波形的频率，由此可靠地判断墨水的存在性而不受噪音的影响。

即，本发明的墨水水平检测单元是墨水罐的墨水水平检测单元，其包括为容纳墨水的墨水罐所设置的振动元件，向压电元件施加激励脉冲的激励脉冲产生部分，基于通过与所述墨水罐中介质共振的剩余振动检测来自所述振动元件的反电动势波形的频率的传感器，及基于所述传感器检测到的频率判断墨水存在性的判断部分。此单元的特征在于所述传感器包括至少一个过滤器装置，所述过滤器装置使得只有在预定频率带中的波形可以通过，所述预定频率带是根据墨水的存在或缺乏而已被预先假定的；还包括频率检测装置，所述频率检测装置使来自所述振动元件的所述反电动势波形二进制化，计算被二进制化的反电动势波形的脉冲数，计算从预定数目脉冲到预定数目脉冲的时间，并基于此时间检测所述反电动势波形的频率。

根据此构造，通过至少一个过滤器装置，在没有噪音通过的同时，基于通过与所述墨水罐中介质共振的剩余振动可以检测来自振动元件的反电动势波形的频率。由此，墨水的存在性可以被可靠地判断。

此外，本发明的墨水水平检测单元的特征在于：所述过滤器装置包括用于墨水存在的带通过滤器和用于墨水缺乏的带通过滤器，其分别使得只有在根据墨水的存在或缺乏而预先已被假定的所述预定频率带中的波形可以通过；且所述频率检测装置检测已经通过所述用于墨水存在的带通过滤器或所述用于墨水缺乏的带通过滤器的所述反电动势波形的频率。

根据此构造，可以只检测已经通过所述用于墨水存在的带通过滤器或所述用于墨水缺乏的带通过滤器的所述反电动势波形的频率，所述用于墨水存在的带通过滤器或所述用于墨水缺乏的带通过滤器使得只有在根据墨水的存在或缺乏而预先已被假定的所述预定频率带中的波形可以通过。由此墨水的存在性可以被可靠地判断而不受噪音的影响。

此外，本发明的墨水水平检测单元的特征在于：所述频率检测装置包括检测已经通过所述用于墨水存在的带通过滤器的反电动势波形频率的用于墨水存在的频率计数器，及检测已经通过所述用于墨水缺乏的带通过滤器的反电动势波形频率的用于墨水缺乏的频率计数器。

根据此构造，在其中并行设置用于墨水存在的带通过滤器和用于墨水存在的频率计数器，及用于墨水缺乏的带通过滤器和用于墨水缺乏的频率计数器的两个测量电路处，可以基于剩余振动同时检测来自振动元件的反电动势波形的频率。

此外，本发明的墨水水平检测单元的特征在于：在所述用于墨水存在的带通过滤器及所述用于墨水缺乏的带通过滤器中，每个中心频率都匹配于所述振动元件在墨水存在情况下或墨水缺乏情况下的共振频率；且每个通带都被设为可以允许所述振动元件的个别振动的大小。

根据此构造，在允许传感器的个别振动的同时，本发明可以被应用于喷墨记录设备。

此外，本发明的墨水水平检测单元的特征在于，在所述用于墨水存在的带通过滤器与所述用于墨水缺乏的带通过滤器的通带之间设置不敏感带。

根据此结构，同样当墨水的液面的位置几乎等于振动元件的位置时(即使当液面位置处于在墨水存在与墨水缺乏之间的边界区域中时)，也可以防止因为随着托架的运动产生了墨水液面的泡沫及波动而错误检测墨水的存在性。

此外，安装于喷墨记录设备上、容纳用于打印的墨水的本发明墨盒的特征在于：设置有为所述墨盒设置的振动元件，向压电元件施加激励脉冲的激励脉冲产生部分，基于通过与所述墨盒中介质共振的剩余振动检测来自振动元件的反电动势波形的频率的传感器，及基于所述传感器检测到的频率判断墨水存在性的判断部分；且所述传感器包括至少一个过滤器装置，所述过滤器装置使得只有在预定频率带中的波形可以通过，所述预定频率带是根据墨水的存在或缺乏而已被预先假定的；还包括频率检测装置，所述频率检测装置使来自所述振动元件的所述反电动势波形二进制化，计算被二进制化的反电动势波形的脉冲数，计算从预定数目脉冲到预定数目脉冲的时间，并基于此时间检测所述反电动势波形的频率。

根据此构造，通过至少一个过滤器装置，在没有噪音通过的同时，基于通过与所述墨水罐中介质共振的剩余振动可以检测来自振动元件的反电动势波形的频率。由此，墨水的存在性可以被可靠地判断。

此外，在本发明中喷墨记录设备的墨水水平检测方法是一种检测在喷墨记录设备中使用的墨水罐中的墨水水平的方法，包括向设置用于所述墨水罐的振动元件施加激励脉冲、基于因为与所述墨水罐中介质共振引起的剩余振动检测来自所述振动元件的反电动势波形的频率、及基于所述检测到的频率判断墨水存在性的步骤。此方法的特征在于：对于来自所述振动元件的反电动势波形，使得只有在根据墨水的存在或缺乏而预先已被假定的预定频率带中的波形通过过滤器装置；已通过的波形被二进制化且计算被二进制化的波形的脉冲数；计算从预定数目脉冲到预定数目脉冲的时间；且基于此时间检测所述反电动势波形的频率。

根据此构造，通过过滤器装置，在没有噪音通过的同时，可以基于通过与所述墨水罐中介质共振的剩余振动检测来自振动元件的反电动势波形的频率。由此，墨水的存在可以被可靠地判断。

此外，在本发明中喷墨记录设备的墨水水平检测方法的特征在于，同时使用了上述墨水水平检测方法及通过计算从喷墨记录设备的打印头喷出的墨水点数来检测墨水水平的方法。

根据此构造，与只通过计算墨点数来检测墨水水平方法进行检测的情况相比，墨水耗尽可以被更准确地检测。

附图说明

图1是一结构图，示出了根据本发明的第一实施例的墨水水平检测单元的构造。

图2是一线路图，示出了图1的墨水水平检测单元中传感器的放大器的具体构造的示例。

图3是一流程图，示出了图1的墨水水平检测单元中墨水水平检测的操作。

图4是一时间图，示出了图1中剩余振动的频率测量中每一部分的信号。

图5是一流程图，示出了图1的墨水水平检测单元中剩余振动频率的测量的详细操作(图3所示流程图中步骤A3与A7)。

图6是一结构图，示出了根据本发明的第二实施例的墨水水平检测单元的构造。

图7是一流程图，示出了图6的墨水水平检测单元中墨水水平检测的操作。

图8是用于说明根据本发明的第三实施例的墨水水平检测方法的示图。

图9是一流程图，示出了本发明的第三实施例中墨水水平检测的操作。

图10是根据本发明的第四实施例的墨盒的外部透视图。

图11是图10所示设置于墨盒侧部的传感器的截面图。

图12是根据本发明的第四实施例的墨盒的墨水水平检测电路的功能结构图。

具体实施方式

以下将参考本发明的实施方式对本发明进行详细描述。以下实施例不对权利要求中的发明产生限制，且对于本发明的解决手段，在实施例中描述的所有特征的结合不总是不可缺少的。

根据本发明的实施例的墨水水平检测单元将在以下参考附图描述。

图1示出了根据本发明的第一实施例的墨水水平检测单元的构造。在图1中，墨水水平检测单元10包括起振动元件作用的、设置用于可拆卸地安装于喷墨记录设备(喷墨式打印机)上的盒型墨水罐11的压电元件12；用于向此压电元件12施加激励脉冲的激励脉冲产生部分13；基于通过同墨水共振产生于此压电元件12中的剩余振动，来检测反电动势波形的频率的传感器14；判断墨水存在的判断部分15；及控制这些激励脉冲产生部分13、传感器14、和判断部分15的控制部分200。

这里，在喷墨式打印机的打印头单元中，图1中的压电元件12实际上被设置用于每种颜色的墨水罐11。

上述压电元件12被构造成通过施加的电压产生位移，与介质(即墨水罐11中的墨水或空气)共振，并通过此共振产生剩余振动。通过此剩余振动，在压电元件12中产生反电动势波形。

预先注册两种激励脉冲的激励脉冲产生部分13被构造成选择性地输出这些激励脉冲。

这里，对于两种激励脉冲，第一种激励脉冲是当墨水罐11中存在墨水时，具有同通过与墨水共振的剩余振动相对应的脉冲宽度及脉冲周期的激励脉冲。第二种激励脉冲是当墨水罐11中不存在墨水时，具有同通过与空气共振的剩余振动相对应的脉冲宽度及脉冲周期的激励脉冲。

图1所示的上述传感器4包括放大器16、用于墨水存在的带通过滤器(BPF)22A、用于墨水缺乏的带通过滤器(BPF)22B及频率测量部分150。频率测量部分150还包括脉冲数计数器170及脉冲宽度测量部分180。

如图2所示，上述放大器16例如是被构造成使得来自压电元件12的反电动势波形被运算放大器16a放大，由此使得反电动势波形成为在振动中心具有参考电压Vref的波形。

上述用于墨水存在的带通过滤器(BPF)22A及用于墨水缺乏的带通过滤器(BPF)22B是在墨水存在或缺乏时，各自中心频率与由本实施例中的墨水水平检测单元所获得的输出波形的频率相匹配的带通过滤器。即，在用于墨水存在的带通过滤器(BPF)22A中，在墨水存在情况下，其中心频率匹配于输出波形的100KHz频率。另一方面，在用于墨水缺乏的带通过滤器(BPF)22B中，在墨水缺乏情况下，其中心频率匹配于输出波形的160KHz频率。

上述用于墨水存在的带通过滤器(BPF)22A，及用于墨水缺乏的带通过滤器(BPF)22B各自具有每一个中心频率的±10KHz的通带宽度。这考虑到了作为传感器的压电元件中的个别振动。即，用于墨水存在的带通过滤器(BPF)22A具有90KHz到110KHz的通带宽度。另一方面，用于墨水缺乏的带通过滤器(BPF)22B具有150KHz到170KHz的通带宽度。由此，作为两个过滤器的通带宽度的中间频率区域的110KHz到150KHz在某种程度上被设置成为传感器的不敏感带。

如上所述，本实施例的第一个特征是使用了在墨水存在情况下及在墨水缺乏情况下，各自的中心频率匹配于输出波形频率的两个带通过滤器。

此外，本发明的第二个特征是两个过滤器的通带宽度被设置成考虑到了传感器中的个别振动，且在两个过滤器的通带宽度之间的中间频率区域成为上述不敏感带。

上述频率测量部分150是设置在用于墨水存在的带通过滤器(BPF)22A及用于墨水缺乏的带通过滤器(BPF)22B的两个过滤器中使用的单个频率计数器，且根据来自控制部分200的控制信号，频率测量部分150的连接被切换到用于墨水存在的带通过滤器(BPF)22A或者用于墨水缺乏的带通过滤器(BPF)22B。

在此频率测量部分150中的脉冲数计数器170利用比较器，将通过用于墨水存在的带通过滤器(BPF)22A或用于墨水缺乏的带通过滤器(BPF)22B的从放大器16输入的反电动势波形与参考电压Vref相比较。在反电动势波形高于参考电压Vref情况下，脉冲数计数器170输出信号以由此二进制化反电动势波形，计算此被二进制化的反电动势波形的脉冲数，并产生时间计数脉冲，该时间计数脉冲仅在从一个预定数目的脉冲到另一个预定数目的脉冲的时间(例如从第五个脉冲到第八个脉冲的时间)变成H电平。此外，脉冲宽度测量部分180测量来自脉冲数计数器170的时间计数脉冲的脉冲宽度，计算每单位时间的脉冲数，并检测反电动势波形的脉冲的频率。

基于在传感器14中检测的反电动势波形的脉冲的频率，上述判断部分15判断在墨水罐11中设置有压电元件12的高度位置处是否有墨水存在，并将判断结果输出到为例如喷墨式打印机的打印机主体设置的控制部分200。

上述控制部分200包括例如微计算机、CPU等等；并根据本发明的墨水水平检测方法，控制激励脉冲产生部分13、传感器14及判断部分15以由此如下所述地检测墨水水平。

此外，打印机主体的主控制部分可以构造成具有控制部分200的功能。

如下根据图3的流程图，根据本发明的第一实施例的墨水水平检测单元10由此基于本发明的第一实施例的墨水水平检测方法被构成并操作。

首先，在步骤A1中，控制部分200清除重新测量标记，并随后在步骤A2中发出控制信号以将频率测量部分150的连接切换到用于墨水存在的带通过滤器(BPF)22A。在步骤A3中，通过激励脉冲产生部分13，作为目标频率(即激励脉冲)，选择在墨水存在时的激励脉冲，且产生此激励脉冲。因此，图4A中所示的激励脉冲被施加到压电元件12，使得压电元件振动。墨水罐11中的墨水通过压电元件12的振动而共振。由此，压电元件12通过此共振产生剩余振动。然后，如下控制部分200控制传感器14，并如下所述地测量压电元件12的剩余振动的频率。

即，通过与墨水罐11中的墨水共振得到的剩余振动，压电元件12产生如图4B所示的反电动势波形。

如图4C所示，通过放大器16的运算放大器16a，此反电动势波形被放大而在振动的中心具有参考电压Vref。在液面高于墨水罐11的传感器位置，即压电元件12所在位置的情况下(在墨水存在情况下)，因为传感器中的个别振动，此反电动势波形具有在90KHz到100KHz之间的频率。由此，因为其频率在用于墨水存在的带通过滤器(BPF)22A的通带宽度中，反电动势波形通过用于墨水存在的带通过滤器(BPF)22A并输入到频率测量部分150的脉冲数计数器170中。然后，脉冲数计数器170通过利用比较器将此反电动势波形与参考电压Vref相比较，如图4D所示，将反电动势波形二进制化，对此二进制信号计数，并如图4E所示地产生时间计数脉冲，该时间计数脉冲仅在从一个预定数目的脉冲到另一个预定数目的脉冲的时间(图4E中为从第五个脉冲到第八个脉冲的时间)变成H电平。

因此，脉冲宽度测量部分180测量此时间计数脉冲的脉冲宽度，并从此脉冲宽度中找到剩余振动频率。此时，即使因为喷墨式打印机的马达或因为头驱动波形感应引起的高频率噪音从压电元件12施加于传感器系统，此高频率噪音的频率不存在于用于墨水存在的带通过滤器(BPF)22A的通带宽度中。由此，高频率噪音不能通过用于墨水存在的带通过滤器(BPF)22A，由此其没有被输入频率测量部分150的脉冲数计数器170中。

接着，在步骤A4中，通过确认在预定时间内上述时间计数脉冲的产生，控制部分200判断通过与墨水共振得到的压电元件12的剩余振动的频率测量是否已成功。在测量已成功的情况下，在步骤A5中控制部分200输出其频率，判断部分15判断墨水的存在，且墨水水平检测操作结束。

这里，判断部分15通过判断剩余振动频率在墨水存在情况下的频率范围之中，来判断墨水的存在。

在剩余振动频率不在墨水存在情况下的频率范围之中时，可以进行同步骤A4中测量失败的情况相似的处理。

相反，在步骤A4中剩余振动的频率测量失败的情况下，在步骤A6中控制部分200发出控制信号并切换频率测量部分150的连接到用于墨水缺乏的带通过滤器(BPF)22B。然后，在步骤A7中，当墨水缺乏时的第二激励脉冲被选择作为目标频率，即压电元件12的激励脉冲，且产生此第二激励脉冲，由此压电元件12振动并与墨水罐11中的墨水或空气共振。通过与墨水或空气共振，压电元件12产生剩余振动。然后，控制部分200如下所述地控制传感器14，由此测量压电元件12的剩余振动的频率。

接着，在步骤A8中，控制部分200判断剩余振动的频率测量是否已成功。在测量已成功的情况下，在步骤A5中控制部分200输出其频率，判断部分15判断墨水的存在性，且墨水水平检测操作结束。

在剩余振动频率不在墨水缺乏情况下的频率范围之中时，可以进行同步骤A8中测量失败的情况相似的处理。

此外，在步骤A9中重新测量标记没有被设立的情况下，控制部分200在步骤A10中设立了重新测量标记后，其等待直到用于移动喷墨式打印机的打印机头的托架马达及进纸马达停止且进而喷墨停止，并返回步骤A2。由此，例如由于托架马达及进纸马达产生的噪音及由于喷墨中驱动波形信号产生的噪音的影响被除去，且墨水水平被再次检测。

相反，在步骤A9中重新测量标记被设立的情况下，因为通过步骤A10至A11墨水水平的重新测量已经在步骤A2至A8中完成，作为墨水水平检测失败，控制部分200在步骤A12中执行适当的处理以停止喷墨式打印机的打印操作，且墨水水平检测操作结束。

在上述实施例中，激励电压脉冲产生部分13预先注册两种激励脉冲，其对应于在墨水存在和墨水缺乏情况下压电元件12的剩余振动。首先，通过在墨水存在的情况下的第一激励脉冲，测量剩余振动的频率。当测量失败时，通过在墨水缺乏的情况下的第二激励脉冲，测量剩余振动的频率。

在此情况下，如下根据图5中所示的流程图，通过墨水水平检测单元10测量剩余振动频率(图3中的步骤A3和A7)。

即，在图3的流程图的步骤A2中，在目标频率被设置为墨水存在的情况下的频率时，首先，在图5中流程图的步骤B1中，通过使用激励脉冲产生部分13，控制部分200设置作为目标脉冲的第一激励脉冲的脉冲数(Pn)为1(Pn＝1)。在步骤B2中，激励电压脉冲产生部分13产生第一激励脉冲(根据墨水存在情况下的脉冲)，并施加此激励脉冲至压电元件12。

然后，在步骤B3中，控制部分200控制传感器14通过使用放大器16的运算放大器16a，基于在压电元件12中产生的通过与墨水的共振的剩余振动，来放大反电动势波形，在步骤B4中通过使用比较器16b比较被放大的反电动势波形与参考电压Vref，并将此脉冲二进制化。

随后，在步骤B5中，控制部分200使得脉冲计数部分170计算上述二进制信号并产生时间计数脉冲，该时间计数脉冲仅在从一个预定数目的脉冲到另一个预定数目的脉冲的时间(例如从第五个脉冲到第八个脉冲的时间)变成H电平，并使得脉冲宽度测量部分180测量上述时间计数脉冲的脉冲宽度，且测量压电元件12的剩余振动频率。

然后，在步骤B6中，控制部分200判断在预定时间内脉冲宽度是否已经可以被测量，即，时间计算是否超时。在测量超时情况下(步骤B6中为是的情况下)，在步骤B7中，控制部分200判断是否n已经达到最大值。在n没有达到最大值的情况下，在步骤B8中，控制部分200将脉冲数增加1(n＝n+1)由此提供两个脉冲，返回步骤B2，并进行重新测量。此处理被重复，且在振动频率不能被测量的情况下(步骤B7中是)，即使脉冲数被增加直到在步骤B7中n达到最大值(Pn＝Pnmax)，也在步骤B9中判断墨水水平检测(测量)失败，且控制部分200行进到图3的流程图中步骤A4至A6。即，第二激励脉冲(根据墨水缺乏情况下的脉冲)被设置作为目标脉冲。

相反，在步骤B6中时间计算没有超时的情况下，在步骤B10中控制部分200判断剩余振动的频率是否在在墨水存在情况下的频率范围内。在剩余振动的频率在墨水存在情况下的频率范围内时，控制部分200在步骤B11中判断墨水存在。由此，墨水水平检测(测量)成功实现，且控制部分200在图3的流程图中从步骤A4行进至A5。

此外，在步骤B10中，在剩余振动的频率不在墨水存在情况下的频率范围内时，控制部分200在步骤B12中判断剩余振动的频率是否在在墨水缺乏的情况下的频率范围内。在剩余振动的频率在墨水缺乏情况下的频率范围内时，控制部分200在步骤B13中判断墨水缺乏。相似的，墨水水平检测(测量)成功实现，且控制部分200在图3的流程图中从步骤A4行进至A5。

相反，在步骤B12中，在剩余振动的频率不在墨水缺乏情况下的频率范围内时，墨水的存在性便不能被判断。由此，控制部分行进到步骤B7，并进行相似于在超时情况下的处理。即，在脉冲数增加到Pnmax时，测量被重复。此外，图3的步骤A7中的操作(在控制部分从步骤A7行进至步骤A8时的操作)也类似的根据图5的流程图完成。

由此，通过测量压电元件12与墨水罐11中的墨水共振的剩余振动频率，可以更精确地进行墨水存在性的判断。

在现有的利用类似于此实施例中上述单元的振动元件的剩余振动频率的墨水水平检测单元中，当墨水的液面的位置几乎等于作为传感元件的例如是压电元件的振动元件的位置时(当液面处于墨水存在与墨水缺乏的边界区域时)，在随着托架的运动产生了墨水的液面的泡沫及波动的情况下，有错误检测墨水存在的顾虑。

但是，在此实施例的墨水水平检测单元中，在用于墨水存在的带通过滤器(BPF)22A的通带宽度与用于墨水缺乏的带通过滤器(BPF)22B的通带宽度之间的频率区域110KHz到150KHz被设置为在某种程度上成为传感器的不敏感带。由此，当墨水罐11中的墨水液面的位置几乎等于振动元件12的位置(在墨水存在与墨水缺乏之间的边界区域中)，因为随着托架的运动而产生的墨水液面的泡沫及波动引起的输出不平衡通过不敏感带被切断。由此，从不进行上述的错误检测。即，在此情况下，在图3的流程图中步骤A3及A7中任意的剩余振动频率测量中，测量失败，由此控制部分进行至步骤11，等待直到用于移动喷墨式打印机的打印机头的托架马达及进纸马达停止且进而喷墨停止，并返回步骤A2。由此，例如由于托架马达及进纸马达产生的噪音及由于喷墨中驱动波形信号引起的噪音的影响被彻底除去，且墨水水平被再次检测。

如上所述，在本实施例的墨水水平检测单元中，即使随着托架的运动产生了墨水液面的泡沫及波动，也可以防止错误检测。

此外，在图3的流程图中步骤A3及A7中任意的剩余振动频率测量中，如上所述，即使因为喷墨式打印机的马达或因为头驱动波形的感应引起的高频率噪音从压电元件12施加于传感器系统，此高频率噪音的频率不存在于用于墨水存在的带通过滤器(BPF)22A及用于墨水缺乏的带通过滤器(BPF)22B的通带宽度中。由此，高频率噪音不能通过用于墨水存在的带通过滤器(BPF)22A或用于墨水缺乏的带通过滤器(BPF)22B，由此其没有被输入频率测量部分150的脉冲数计数器170中。因此，可以进行彻底清除了此噪音的墨水存在性的精确检测。

在本实施例的墨水水平检测单元中，因为由于如托架马达的马达及用于喷墨的驱动波形信号引起的噪音的影响可以被除去，而不停止喷墨式打印机的打印操作，即不停止托架马达及进纸马达，及进而不停止通过驱动波形信号进行的喷墨，所以可以完成相对精确的墨水操作性检测。由此，尽管也可以在托架运动(主扫描)期间进行检测，但作为检测的时机，在包括由停止位置加速、以恒定速度打印、减速、停止步骤的一系列托架的运动操作中，优选的在以恒定速度打印期间完成检测。这是因为随着托架的运动，墨水的液面的泡沫及波动相对较少。

图6示出了根据本发明第二实施例的墨水水平检测单元的构造。本实施例的墨水水平检测单元的基本构造与第一实施例中的几乎相同。与第一实施例中相似的部分以相似的标号表示，且其描述被省略。在图6中，传感器14′包括放大器16，用于墨水存在的带通过滤器(BPF)22A，连接到用于墨水存在的带通过滤器(BPF)22A的频率测量部分150A，用于墨水缺乏的带通过滤器(BPF)22B，及连接到用于墨水缺乏的带通过滤器(BPF)22B的频率测量部分150B。频率测量部分150A还包括脉冲数计数器170A及脉冲宽度测量部分180A，且频率测量部分150B还包括脉冲数计数器170B及脉冲宽度测量部分180B。如上所述，此实施例的特征在于有两个频率测量电路，其包括用于墨水存在的带通过滤器(BPF)22A及连接到用于墨水存在的带通过滤器(BPF)22A的频率测量部分150A，用于墨水缺乏的带通过滤器(BPF)22B及连接到用于墨水缺乏的带通过滤器(BPF)22B的频率测量部分150B；并且墨水存在时的脉冲频率与墨水缺乏时的脉冲频率分别在他们各自的电路中被测量。

如下根据图7的流程图，根据本发明的第二实施例的墨水水平检测单元10′由此基于本发明的第二实施例的墨水水平检测方法被构成并操作。

首先，在步骤C1中，控制部分200清除重新测量标记，随后压电元件12的剩余振动的频率在包括用于墨水存在的带通过滤器(BPF)22A及频率测量部分150A的用于墨水存在的BPF电路中和包括用于墨水缺乏的带通过滤器(BPF)22B及频率测量部分150B的用于墨水缺乏的BPF电路中被同时测量。即，在步骤C2A中，通过激励脉冲产生部分13，选择在墨水存在时的激励脉冲作为目标频率，即激励脉冲，且产生此激励脉冲。由此，压电元件12的剩余振动的频率如图4A至4E所示地被测量。此外，在步骤C2B中，通过激励脉冲产生部分13，选择在墨水缺乏时的激励脉冲作为目标频率，即激励脉冲，且产生此激励脉冲。由此，压电元件12的剩余振动的频率如图4A至4E所示地被测量。

在此时，即使因为喷墨式打印机的马达或因为头驱动波形的感应所引起的高频率噪音从压电元件12施加于传感器系统，此高频率噪音的频率不存在于用于墨水存在的带通过滤器(BPF)22A的通带宽度中及用于墨水缺乏的带通过滤器(BPF)22B的通带宽度中。由此，高频率噪音不能通过用于墨水存在的带通过滤器(BPF)22A或用于墨水缺乏的带通过滤器(BPF)22B，由此此噪音不影响剩余振动的频率测量。

随后，在步骤C3中，通过确认在预定时间内上述时间计数脉冲的产生，控制部分200判断压电元件12的剩余振动的频率测量是否已经在用于墨水存在的BPF电路中成功。在测量已成功的情况下，在步骤C4中控制部分200输出其频率，判断部分15判断墨水的存在性，且墨水水平检测操作结束。在此，判断部分15通过判断剩余振动的频率是否在墨水存在情况下的频率范围内，来判断墨水的存在。

相反，在步骤C3中剩余振动的频率测量失败的情况下，在步骤C5中，通过相似的确认在预定时间内上述时间计数脉冲的产生，控制部分200判断压电元件12的剩余振动的频率测量是否已经在用于墨水缺乏的BPF电路中成功。在测量已成功的情况下，在步骤C4中控制部分200输出其频率，判断部分15判断墨水的缺乏，且墨水水平检测操作结束。在此，判断部分15通过判断剩余振动的频率是否在墨水缺乏情况下的频率范围内，来判断墨水的缺乏。

相反，在步骤C5中剩余振动的频率测量失败的情况下，在步骤C6中判断是否设立了重新测量标记。在重新测量标记没有被设立的情况下，在步骤C7中设立了重新测量标记后，控制部分200等待直到用于移动喷墨式打印机的打印机头的托架马达及进纸马达停止且进而喷墨停止，并返回步骤C2A及C2B。由此，例如由于托架马达及进纸马达引起的噪音及由于喷墨中驱动波形信号引起的噪音的影响被除去，且墨水水平被再次检测。

相反，在步骤C6中重新测量标记被设立的情况下，因为通过步骤C7至C8墨水水平的重新测量已经在步骤C2A及C2B至C5中进行，作为墨水水平检测失败，控制部分200在步骤C9中进行适当的处理以停止喷墨式打印机的打印操作，且墨水水平检测操作结束。

通过上述操作，本实施例的墨水水平检测单元10′可以获得与在第一实施例中那些优点相似的工作优点。

图8是结构图，示出了根据本发明的第三实施例的打印机300的整体构造。示出的打印机300包括打印机控制器310及打印引擎320。打印机控制器310包括接收来自主计算机400的打印数据的接口(以下称为「主I/F」)311；用于临时存储输入到打印机300中的打印数据的输入缓冲器312A；输出(图像)缓冲器312B，存储于输入缓冲器312A中的打印数据在其中被翻译并解压成为打印图像数据；存储用于不同数据处理的程序的ROM 313；CPU 314；打印控制ASIC 315，其由用于发送头数据到打印头322的打印控制电路及包括不同马达驱动器的应用半导体集成电路(以下称为「ASIC」)构成；及用于发送图像数据及驱动信号到打印引擎320的接口( 以下称为「mech.I/F」)316。主I/F 311、输入缓冲器312A、输出(图像)缓冲器312B、ROM 313、CPU 314、打印控制ASIC315及mech.I/F 316通过总线317被相互连接。

主I/F 311包括临时存储数据以在主计算机400与其之间传输及接收数据并从主计算机400接收打印命令来打印数据的FIFO缓冲器。输入缓冲器312A临时存储主I/F 311中FIFO缓冲器已经接收的打印数据。在输出(图像)缓冲器312B中，在已经分析打印数据的打印命令后，例如光栅图形类图像数据的图像数据被解压。ROM 313存储将被CPU 314执行的不同控制程序。此外，ROM 313也存储未示出的字体数据、图形功能及不同的过程。在根据本实施例的打印机中CPU 314对各种控制起主要作用。

打印引擎320包括打印头322、托架机构324及进纸机构326。进纸机构326包括进纸马达，进纸辊等，并相继地输出例如记录纸的打印记录介质，由此以完成次扫描。托架机构324包括打印头322安装于其上的托架，通过同步带运行托架的托架马达等，并在主扫描方向上移动打印头322。本实施例中构成墨水罐11′的墨盒被安装在将被设置的托架的壳体之中。在次扫描方向上，打印头322具有喷墨喷嘴列阵，其中一个具有例如用于每种颜色的96个喷嘴，且依预定的时序从每个喷嘴中喷出墨滴。

通过未示出的图像扫描器进入主计算机400的图形数据通过主计算机400上的打印机驱动器被转换成打印机300可以翻译的数据(控制命令及打印数据)。在被主计算机400上的操作系统(OS)管理的同时，此被转换的数据通过连接电缆415从主计算机400的接口部分(I/F部分)发送到打印机300。

在打印机300中，首先，由打印机的主I/F 311接收数据，其控制命令及打印数据被CPU 314翻译并被输出(图像)缓冲器312B解压为打印图像，且由打印引擎320执行打印。此外，包括墨水水平的打印机状态由打印机300上的未示出的状态确认器实时控制，并通过未示出的主I/F 311中的数据传输部分被传输到主计算机400。然后，通过主计算机400上的打印机驱动器，墨水水平被显示在例如未示出的监控器屏幕上。

本实施例的特征在于由根据第一或第二实施例的上述墨水水平检测单元(墨水水平传感器)10或10′进行的墨水水平检测方法与通过软件的墨水水平计算方法(软件计算)一起被使用。此外，根据此墨水水平计算方法的软件程序由被CPU 314执行及保存在ROM 313中的控制程序组成。

在本实施例中，作为通过软件的墨水水平计算方法，使用以下计算墨水水平的方法，其包括计算由打印机(打印)头322喷出的墨水点的数量、将计算出的数量乘以每点的墨水量以由此找出消耗的墨水量、从在未使用状态中的墨水总量中减去此被消耗的墨水量、及进而减去在例如墨水抽吸(泵吸)的头清洁中用于保养的墨水量的步骤。

通过此软件计算的墨水水平计算表达式表示为下述表达式(1)：

I(剩余)＝I(满)-(点数×dI)-I(保养)...(1)。

此处，

I(剩余)：剩余墨水量

I(满)：未使用墨盒时的墨水量

点数：计算点数

dI：每点墨水量

I(保养)：被使用于例如头清洁的保养的墨水量

在此，尽管根据头及墨水状态的个体差异dI会不同，但可假定的最大dI被用于计算以避免因为墨水不足的空喷射。

由此，在此通过软件的墨水水平计算方法中，随着墨水的消耗，在基于计算的墨水水平与实际墨水水平之间的误差被逐步累积。由此，假设如图8所示的墨水被消耗到仅从墨水罐(墨盒)11′的底部到高度位置81(墨水液面)的状态被作为上述点计算的墨水耗尽。换言之，如图8所示，从墨水罐11′的底部到墨水液面位置81的部分(由箭头82所示)对应于在通过软件的墨水水平计算方法中一个墨盒中所包括的计算误差，且必须允许其作为用于防止因为墨水不足的空喷射的裕量。

由此，在此实施例中，根据第一或第二实施例的上述墨水水平检测方法同通过软件的上述墨水水平计算方法一起被使用，由此墨水可以被用尽，即可以进行墨水耗尽的精确检测。

即，在本实施例中，如图8所示，在根据第一或第二实施例的上述墨水水平检测单元(墨水水平传感器)10或10′中作为传感元件的压电元件12被设置在墨水罐11′的侧表面，且处于比作为软件计算的边界的墨水液面位置81高的位置。为了进行更精确的墨水耗尽检测，优选的是压电元件12被设置于比墨水液面位置81高且接近于墨水罐11′的底部的位置。在墨水罐(墨盒)11′中是满量墨水的情况下，通过包括压电元件12的墨水水平检测单元(墨水水平传感器)10或10′，墨水状态被判断为墨水存在。由此，通过墨水水平检测单元(墨水水平传感器)10或10′，墨水水平的检测被继续。在墨水存在与墨水缺乏之间(当首先判断墨水缺乏时)的边界区域(由箭头83所示)中，因为确切地知道从压电元件12被固定位置的剩余墨水量，此时存储在通过软件的墨水水平计算中的计算误差被除去，从此位置重新进行点计算，且墨水被消耗至墨水耗尽。且如图8中箭头83所示的区域中，尽管误差被包括在通过软件的墨水水平计算中，被存储的误差在区域中被校正，直到墨水水平检测单元(墨水水平传感器)10或10′检测到墨水缺乏。由此，墨水可以被使用至墨水液面位置84，由此可以减少墨水耗尽时剩余在墨盒(墨水罐11′)中的墨水量。

如图8所示，压电元件12被设置于比作为软件计算极限的墨水液面位置81高的位置。由此，尽管墨水水平检测单元(墨水水平传感器)10或10′判断墨水存在，在通过软件进行的墨水水平计算而检测到墨水耗尽的情况下，就认为在墨水水平检测单元(墨水水平传感器)中产生了某些问题。由此，为了避免因为墨水不足引起的空喷射，该时间被判断为墨水耗尽。

本实施例中的墨水水平检测方法将参考图9的流程图在以下描述。

首先，在步骤D1中，墨盒(墨水罐11′)的使用被启动；且在步骤D2中，在打印操作被执行时，墨水被消耗得越多，且在墨盒(墨水罐11′)中的墨水减少得越多。在步骤D3中，墨水水平通过上述软件计算被计算。在步骤D4中，墨水水平检测单元(墨水水平传感器)10或10′以预定的时序进行墨水水平检测。判断墨水水平检测单元(墨水水平传感器)10或10′是否已检测到墨水缺乏(步骤D5)。在墨水缺乏已经被检测的情况下(步骤D5中的是)，上述通过软件计算的墨水水平计算表达式被校正(步骤D6)。

即，在从墨水水平检测单元(墨水水平传感器)10或10′的压电元件12的位置到墨水罐11底部的墨水量(如箭头83所示)被作为I(极少)时，当传感器检测到墨水缺乏时，通过以下设置将积累计算误差置零：

I(剩余)＝I(极少)

I(满)＝I(极少)

点数＝0

I(保养)＝0

此外，通过软件计算的墨水水平计算在此设置后被重新进行来进行打印，由此可以减少在墨水被判断为墨水耗尽时剩余在墨盒中的墨水量。

此外，当墨水水平检测单元(墨水水平传感器)10或10′检测到墨水缺乏时，上述dI可以从基于计算的墨水水平与实际墨水水平之间的差异被校正。使用此被校正的dI，计算剩余在低于水平检测单元(墨水水平传感器)10或10′的压电元件12的部分中的墨水量，由此可以进行墨水耗尽的更加准确的判断，且墨水剩余量可以被进一步减少。在每点的墨水量在打印模式之间不同的情况下，在每个喷射模式点都应该被计算，并且应当执行在每个模式中墨水量的使用率、墨水水平计算及计算表达式的校正。

在墨水水平计算表达式已被这样校正后(步骤D6)，打印操作在步骤D7中继续。由此，墨水被进一步消耗，且在墨盒(墨水罐11′)中的墨水进一步减少。在步骤D8中，通过上述软件计算来计算墨水水平。然后，判断通过软件计算的墨水水平是否已达到零(步骤D9)。在墨水水平已达到零的情况下(步骤D9中的是)，此状态被判断为墨水耗尽(步骤D10)。然后，如上所述，通过如图8中所示的主计算机400上的打印机驱动器，墨水耗尽被显示在未示出的监控器屏幕上以通知用户墨水耗尽(步骤D11)，且墨水水平检测操作结束。

另一方面，在步骤D5中墨水缺乏还没有被检测到的情况下(步骤D5中的否)，判断通过软件计算的墨水水平是否为零(步骤D12)。在墨水水平为零的情况下(步骤D12中的是)，墨盒(墨水罐11′)被判断为不正常(步骤D13)。于是，在监控器屏幕上显示墨盒异常以通知用户此异常情况(步骤D14)，且墨水水平检测操作结束。另一方面，在通过软件计算的墨水水平不为零的情况下(步骤D12中的否)，墨水水平检测操作返回到步骤D2，且打印操作继续。

如上所述，根据本实施例中的墨水水平检测方法，根据第一或第二实施例的上述墨水水平检测方法与通过软件的墨水水平计算方法一起使用，由此墨水可以被使用到耗尽，即，可以进行墨水耗尽的更准确检测。

在上述实施例中，尽管作为振动元件使用了压电元件，本发明不限于此，而可以使用其它压电元件，例如电致伸缩元件及磁致伸缩元件，或其它振动元件。

此外，在上述实施例中，尽管只示出了单个的墨水罐11，本发明不限于此。明确的是，进行四到七种颜色的彩色打印的喷墨打印机可以通过为每种颜色的每个墨水罐设置振动元件，并基于通过与例如墨水的介质的共振的剩余振动来检测反电动势波形的频率，来检测墨水水平。

另一方面，在上述实施例中，已经描述了在墨水罐11中设置单个墨水水平检测单元10的示例。但是，可以有多个墨水水平检测单元设置在墨水罐11的内壁表面上使得其高度(深度)位置相互不同，且在施加到每个墨水水平检测单元的激励脉冲被切换到墨水存在脉冲或墨水缺乏脉冲时，墨水水平可以被测量。由此，不仅墨水存在，而且墨水水平可以被测量。

此外，在上述实施例中，两种激励脉冲，即墨水存在激励脉冲及墨水缺乏激励脉冲被预先注册。但是，假设使用了具有不同物质特性的，例如粘性的墨水，可以预先注册多种激励脉冲。

然后，参考图10到图12，将描述本发明的第四实施例。本发明的墨水水平检测单元可以被设置用于可拆除地安装于喷墨打印机的墨盒，且本实施例示出了此示例。

图10是设置有本实施例中墨水水平检测单元的墨盒100的外部透视图。墨盒100具有在其中容纳作为消耗物质的一种墨水的壳体140。在壳体140的较低部分，设置有用于向下述打印机供给墨水的墨水供给部分110。在壳体140的较高部分，设置有由通过无线电波用于与打印机通信的环状天线120及专用IC芯片构成的逻辑电路130。在壳体140的侧部分，装设有用于测量墨水水平的传感器SS。传感器SS被电连接到逻辑电路130。

图11是装于墨盒100的壳体140侧部分的传感器SS的截面图。传感器SS包括上述压电元件12、施加电压到压电元件12上的两个电极110、111及传感器安装件112。电极110、111被连接到逻辑电路130。传感器安装件112是传感器SS的具有薄膜的结构部分，其将振动由压电元件12传输到墨水及壳体140。

图11A示出了剩余有预定量及更多的墨水，及墨水的液面高于传感器SS的位置的情况(在图10中)。图11B示出了未剩余有预定量及更多的墨水，及墨水的液面低于传感器SS的位置的情况(在图10中)。由以上附图可知，在墨水的液面高于传感器SS的位置的情况下，则传感器SS、墨水及壳体140起振动体的作用。但是，在墨水的液面低于传感器SS的位置的情况下，则传感器、壳体140及附着于传感  SS的少量墨水起振动体的作用。由此，压电元件12周围的振动特征根据墨水的剩余量而变化。而且在本实施例中，利用此振动特征的变化，墨水水平被测量。因为测量剩余量的详细方法类似于第一及第二实施例中的方法，其描述被省略。

图12是着重于为墨盒100设置的由专用IC芯片构成的逻辑电路130的构造图。类似于第一及第二实施例中的情况，逻辑电路130包括用于向压电元件12施加激励脉冲的激励脉冲产生部分13；基于通过同墨水共振产生于压电元件12中的剩余振动，来检测反电动势波形的频率的传感器14；判断墨水存在性的判断部分15；及控制这些激励脉冲产生部分13、传感器14、和判断部分15的控制部分200。此外，除了这些部分，逻辑电路130包括RF转换器202。

RF转换器202包括解调通过环状天线120从打印机302接收的无线电波的解调部分(未示出)，及调制由控制部分200接收的信号并发送调制的信号到打印机302的调制部分(未示出)。利用环状天线120，打印机302通过具有预定频率的载波发送基带信号至墨盒100。另一方面，通过不使用载波改变环状天线120的负载，墨盒100可以改变环状天线120的阻抗。利用此阻抗的改变，墨盒100发送信号至打印机302。由此，墨盒100与打印机302可以进行双向通信。

此外，逻辑电路130还包括整流由RF转换器202接收的载波并产生预定电压(例如，在5V)的电能的能量产生部分(未示出)。此能量产生部分向RF转换器202及控制部分200供应电能。此外，可以提供充电泵电路，其将由能量产生部分产生的预定电压提升到传感器SS要求的预定电压并将此电能供应给传感器14。

如上所述，在本实施例中，因为不仅振动元件，而且激励脉冲产生部分、传感器、判断部分、过滤器装置及频率检测装置被设置用于墨盒，基于通过同墨盒中的介质共振的剩余振动，墨盒本身可以从振动元件检测反电动势波形的频率，由此墨水的存在性可以被可靠地判断。

此外，没有受到每个墨盒个体差异的影响，例如即使在墨盒被更换的情况下，也可以完成准确的检测。

此外，在本实施例中，在墨盒100与打印机302侧之间，使用无线电通信进行数据的交换。打印机主体可以稳定地与在打印中与托架一起运动的墨盒100进行数据交换，而没有端子接触不良的顾虑。

如上所述，根据本发明，通过与振动元件进行接触的例如是墨水的介质之间的共振，可以不受噪音的影响可靠地检测对例如是压电元件的振动元件施加激励而产生的剩余振动，由此增加了墨水检测的精确性及可靠性。

此外，在因为托架的运动产生了墨水液面的泡沫及波动的情况下，错误的检测也可以被防止。

此外，通过一同使用通过软件的墨水水平计算方法，墨水耗尽可以被更准确的检测。

此外，本发明可以在各种实施例实现。例如，通过上述实施例中的墨水水平检测单元及检测方法、喷墨打印机、使用于打印机中的墨盒、打印机头、及通过用于实现单元的方法或功能的计算机程序，及存储其计算机程序的记录介质，可以实现本发明。

此外，本发明可以被类似地应用到作为喷墨记录装置具有类似喷墨系统的传真机、复印机及绘图仪。

工业实用性

可以利用本发明来检测喷墨记录设备中使用的墨水容器中的墨水的消耗状态(墨水水平)。

Claims (15)

1.一种墨水水平检测单元，包括为容纳墨水的墨水罐所设置的振动元件，向压电元件施加激励脉冲的激励脉冲产生部分，基于通过与所述墨水罐中介质共振的剩余振动检测来自所述振动元件的反电动势波形的频率的传感器，及基于所述传感器检测到的频率判断墨水存在性的判断部分，其中：

所述传感器包括至少一个过滤器装置，所述过滤器装置使得只有在预定频率带中的波形可以通过，所述预定频率带是根据墨水的存在或缺乏而已被预先假定的；还包括频率检测装置，所述频率检测装置使来自所述振动元件的所述反电动势波形二进制化，计算被二进制化的反电动势波形的脉冲数，计算从第预定数目脉冲到预定数目脉冲的时间，并基于此时间检测所述反电动势波形的频率。

2.如权利要求1所述的墨水水平检测单元，其中所述过滤器装置包括用于墨水存在的带通过滤器和用于墨水缺乏的带通过滤器，其分别使得只有在根据墨水的存在及墨水的缺乏而预先已被假定的所述预定频率带中的波形可以通过；且所述频率检测装置检测已经通过所述用于墨水存在的带通过滤器或所述用于墨水缺乏的带通过滤器的所述反电动势波形的频率。

3.如权利要求2所述的墨水水平检测单元，其中所述频率检测装置包括检测已经通过所述用于墨水存在的带通过滤器的反电动势波形的频率的用于墨水存在的频率计数器，及检测已经通过所述用于墨水缺乏的带通过滤器的反电动势波形的频率的用于墨水缺乏的频率计数器。

4.如权利要求2或3所述的墨水水平检测单元，其中在所述用于墨水存在的带通过滤器及所述用于墨水缺乏的带通过滤器中，每个中心频率都匹配于所述振动元件在墨水存在情况下或墨水缺乏情况下的共振频率；且每个通带都被设为可以允许所述振动元件的个别振动的大小。

5.如权利要求2所述的墨水水平检测单元，其中在所述用于墨水存在的带通过滤器与所述用于墨水缺乏的带通过滤器的通带之间设置不敏感带。

6.一种具有根据权利要求1至5中任一权利要求的墨水水平检测单元的喷墨记录设备。

7.一种墨盒，其容纳用于打印的墨水并可拆卸地安装到喷墨记录设备上，所述墨盒包括为所述墨盒设置的振动元件，向压电元件施加激励脉冲的激励脉冲产生部分，基于通过与所述墨盒中介质共振的剩余振动检测来自振动元件的反电动势波形的频率的传感器，及基于所述传感器检测到的频率判断墨水存在性的判断部分，其中

所述传感器包括至少一个过滤器装置，所述过滤器装置使得只有在预定频率带中的波形可以通过，所述预定频率带是根据墨水的存在或墨水的缺乏而已被预先假定的；还包括频率检测装置，所述频率检测装置使来自所述振动元件的所述反电动势波形二进制化，计算被二进制化的反电动势波形的脉冲数，计算从第预定数目脉冲到预定数目脉冲的时间，并基于此时间检测所述反电动势波形的频率。

8.如权利要求7所述的墨盒，其中所述过滤器装置包括用于墨水存在的带通过滤器和用于墨水缺乏的带通过滤器，其分别使得只有在根据墨水的存在及墨水的缺乏而预先已被假定的所述预定频率带中的波形可以通过；且所述频率检测装置检测已经通过所述用于墨水存在的带通过滤器或所述用于墨水缺乏的带通过滤器的所述反电动势波形的频率。

9.如权利要求8所述的墨盒，其中所述频率检测装置包括检测已经通过所述用于墨水存在的带通过滤器的反电动势波形的频率的用于墨水存在的频率计数器，及检测已经通过所述用于墨水缺乏的带通过滤器的反电动势波形的频率的用于墨水缺乏的频率计数器。

10.如权利要求8或9所述的墨盒，其中在所述用于墨水存在的带通过滤器及所述用于墨水缺乏的带通过滤器中，每个中心频率都匹配于所述振动元件在墨水存在情况下或墨水缺乏情况下的共振频率；且每个通带都被设为可以允许所述振动元件的个别振动的大小。

11.如权利要求8所述的墨盒，其中在所述用于墨水存在的带通过滤器与所述用于墨水缺乏的带通过滤器的通带之间设置不敏感带。

12.如权利要求8所述的墨盒，还包括在喷墨记录设备与所述墨盒之间发送并接收无线电波的天线，及RF转换器，所述RF转换器解调通过所述天线从所述喷墨记录设备接收的信号以输入所述被解调的信号到控制部分，并调制从所述控制部分接收的信号以通过所述天线将所述被调制的信号发送到所述喷墨记录设备。

13.如权利要求8所述的墨盒，其中所述激励脉冲产生部分、传感器、判断部分、过滤器装置、频率检测装置及RF转换器作为专用IC芯片被设置用于所述墨盒。

14.一种检测在喷墨记录设备中使用的墨水罐中的墨水水平的方法，包括向设置用于所述墨水罐的振动元件施加激励脉冲、基于因为与所述墨水罐中介质共振引起的剩余振动检测来自所述振动元件的反电动势波形的频率、及基于所述检测到的频率判断墨水存在性的步骤，其中：

对于来自所述振动元件的反电动势波形，使得只有在根据墨水的存在或墨水的缺乏而预先已被假定的预定频率带中的波形通过过滤器装置；已通过的波形被二进制化且计算被二进制化的波形的脉冲数；计算从第预定数目脉冲到预定数目脉冲的时间；且基于此时间检测所述反电动势波形的频率。

15.如权利要求14所述的墨水水平检测方法，其中通过计算从喷墨记录设备的打印头喷出的墨水点数来检测墨水水平的方法被同时使用。

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