DE60306833T2

DE60306833T2 - Vorrichtung und Verfahren zur Anzeige einer Restflüssigkeitsmenge

Info

Publication number: DE60306833T2
Application number: DE60306833T
Authority: DE
Inventors: Takeo Shinagawa-ku Eguchi; Takumi Shinagawa-ku Namekawa; Kazuyasu Shinagawa-ku Takenaka; Shinichi Shinagawa-ku Horii
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 2002-04-02
Filing date: 2003-03-31
Publication date: 2007-02-15
Anticipated expiration: 2023-04-01
Also published as: CN1460842A; EP1350628A2; SG125912A1; EP1350628B1; EP1350628A3; JP2003291367A; DE60306833D1; US20060203017A1; US7059696B2; CN100529688C; US7896454B2; KR20030079750A; US20030214545A1

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
1. Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft eine Restflüssigkeitsmengen-Anzeigevorrichtung und ein Restflüssigkeitsmengen-Anzeigeverfahren zum Anzeigen einer Menge einer leitenden Flüssigkeit, die in einem Flüssigkeitsbehälter zurückbleibt. Die Erfindung wird z. B. dann angewendet, wenn die Menge der Tinte, die in einem Tintenstrahldrucker zurückbleibt, erfasst und angezeigt wird.
2. Beschreibung des Standes der Technik
Bei Tintenstrahldruckern wird Tinte, die in einem Tintenvorratsbehälter enthalten ist, durch einen Tintenströmungsweg an eine Tintenabgabeeinheit geliefert und Tintentröpfchen werden von der Tintenabgabeeinheit abgegeben.
Bei Tintenstrahldruckern muss außerdem das Vorhandensein/Fehlen der Tinte mit verhältnismäßig großer Genauigkeit erfasst werden. Die Gründe dafür werden im Folgenden beschrieben. Es ist erstens schwierig, die Menge der zurückbleibenden Tinte durch Beobachten des Tintenvorratsbehälters von außen zu bestimmen.
Wenn zweitens eine Tintenabgabeoperation fortgesetzt wird, bis die Tinte vollständig verbraucht ist, besteht die Gefahr, dass die Tintenabgabeeinheit beschädigt wird. Als ein Beispiel eines Verfahrens zum Abgeben von Tinte, das in Tintenstrahldruckern verwendet wird, ist in der Technik ein Verfahren bekannt, bei dem Tinte, die in Tintenzellen enthalten ist, durch exotherme Elemente schnell erhitzt wird, um Tintentröpfchen abzugeben. Bei diesem Verfahren besteht die Gefahr, dass die exothermen Elemente beschädigt werden, falls sie erhitzt werden, wenn sich in den Tintenzellen keine Tinte befindet. Demzufolge muss die Tintenabgabeoperation (Druckoperation) angehalten werden, wenn die Menge der zurückbleibenden Tinte auf einen vorgegebenen Pegel abgenommen hat.
Beim Bedrucken eines großen Papierbogens besteht drittens die Gefahr, dass die Tinte mitten in der Druckoperation ausgeht, wenn die Menge der zurückbleibenden Tinte nicht mit großer Genauigkeit bestimmt werden kann, wobei der teilweise bedruckte Papierbogen in diesem Fall vergeudet wird.
Demzufolge ist es in Bezug auf Sicherheit und Wirtschaftlichkeit erforderlich, die Menge der zurückbleibenden Tinte mit großer Genauigkeit zu erfassen.
2 ist eine perspektivische Explosionsansicht, die ein erstes Beispiel eines bekannten Resttintenmengen-Detektors (japanische Patentveröffentlichung JP 5201019 A ) zeigt.
Bei diesem Beispiel enthält eine Tintenpatrone elastische Tintenbeutel b und die Tintenbeutel b werden durch Kompressionsfedern c gedrückt. Außerdem bewegen sich Streifen d, wenn die Tintenmenge abnimmt, so dass die Menge der zurückbleibenden Tinte bestimmt werden kann, indem die Verschiebung der Streifen d durch ein Fenster e beobachtet wird. Demzufolge kann die Menge der zurückbleibenden Tinte in einfacher Weise kostengünstig erfasst werden.
3 ist ein Blockschaltplan, der ein zweites Beispiel eines bekannten Resttintenmengen-Detektors (japanische Patentveröffentlichung JP 9169118 A ) zeigt.
Bei diesem Beispiel wird die Menge der zurückbleibenden Tinte anhand der ursprünglichen Tintenmenge, die in einem Vorratsbehälter enthalten ist, und der Häufigkeit, wie oft ein Tintentröpfchen abgegeben wurde, berechnet. Eine Tintenmengenabgabe-Berechnungseinrichtung f enthält einen Zähler, der die Häufigkeit zählt, wie oft eine Tintenabgabeoperation ausgeführt worden ist, und ein Multiplizierglied, das den Zählerstand mit der Tintenmenge multipliziert, die in einer einzelnen Tintenabgabeoperation (mittleres Volumen) abgegeben wird. Der auf diese Weise erhaltene Wert wird anschließend an eine Resttintenmengen-Berechnungseinrichtung g als die Menge der verbrauchten Tinte übermittelt. Die Resttintenmengen-Berechnungseinrichtung g berechnet die Menge der zurückbleibenden Tinte durch Subtrahieren des durch die Tintenmengenabgabe-Berechnungseinrichtung f berechneten Wertes von der ursprünglichen Tintenmenge, die in dem Vorratsbehälter enthalten ist.
4 ist eine geschnittene Seitenansicht, die ein drittes Beispiel eines bekann ten Resttintenmengen-Detektors (japanische Patentveröffentlichung JP 6226990 A ) zeigt.
Bei diesem Beispiel sind ein Paar Elektroden i in einer Position in der Nähe an der Bodenfläche einer Tintenzelle h angeordnet und das Vorhandensein/Fehlen von Tinte wird anhand des Widerstands zwischen den Elektroden l erfasst.
5 ist eine geschnittene Seitenansicht, die ein viertes Beispiel eines bekannten Resttintenmengen-Detektors (japanische Patentveröffentlichung JP 2000043287 A ) zeigt.
Bei diesem Beispiel ist ein optischer Sensor vorgesehen, der lichtreflektierende Elemente k1 und k2, die an der Bodenfläche eines Tintenvorratsbehälters j angeordnet sind, lichtaussendende Elemente m1 und m2, die Licht zu den lichtreflektierenden Elementen k1 bzw. k2 aussenden, und lichtempfangende Elemente n1 und n2, die das Licht empfangen, das von den lichtaussendenden Elementen m1 und m2 ausgesendet bzw. von den lichtreflektierenden Elementen k1 bzw. k2 reflektiert wird, enthält, und das Vorhandensein/Fehlen von Tinte wird anhand der Weise erfasst, in der Licht durch die lichtempfangenden Elemente n1 und n2 des optischen Sensors empfangen wird.
Bei den oben beschriebenen bekannten Techniken bestehen jedoch die folgenden Probleme.
Das erste Beispiel, bei dem die Menge der zurückbleibenden Tinte durch visuelle Beobachtung bestimmt wird, entspricht nicht den Anforderungen der neuesten hochwertigen Tintenstrahldrucker. Außerdem müssen dann, wenn die Menge der zurückbleibenden Tinte an einer Anzeige oder dergleichen angezeigt werden soll, mechanische Verschiebungen in elektrische Signale umgesetzt werden, was bedeutet, dass eine komplexe Struktur erforderlich ist und hohe Kosten entstehen.
In dem zweiten Beispiel wird die Menge der verbrauchten Tinte berechnet, indem das mittlere Volumen eines Tintentröpfchens, das in einer einzelnen Tintenabgabeoperation abgegeben wird, mit der Anzahl der ausgeführten Tintenabgabeoperationen multipliziert wird. Wenn jedoch z. B. der Tintenvorratsbehälter ein großes Fassungsvermögen besitzt, vergrößert sich allmählich die Differenz zwischen dem tatsächlichen Volumen eines abgegebenen Tintentröpfchens und dem mittleren Volumen eines Tintentröpfchens, das in Voraus eingestellt wird. Deswegen ist es aus Sicherheitsgründen erforderlich, eine Nachricht anzuzeigen, die angibt, dass die Tinte ausgegangen ist, während trotzdem eine verhältnismäßig große Tintenmenge zurückgeblieben ist. Demzufolge muss eine Nachricht angezeigt werden, die angibt, dass die Tinte ausgegangen ist, während eine zum Fortsetzen des Drucks ausreichende Tintenmenge noch vorhanden ist, und daher wird die verbleibende Tinte vergeudet.
Da außerdem in dem dritten Beispiel nur das Vorhandensein/Fehlen der Tinte erfasst wird, kann die Menge der zurückbleibenden Tinte nicht bestimmt werden. Es kann deswegen vorkommen, dass die Nachricht, dass die Tinte ausgegangen ist, plötzlich angezeigt wird und die Druckoperation anhält. In einem derartigen Fall kann der Drucker anschließend nicht verwendet werden, es sei denn, es steht eine Ersatzdruckpatrone zur Verfügung.
Bei dem vierten Beispiel besteht ebenfalls ein Problem, das dem Problem des dritten Beispiels ähnlich ist. Außerdem werden in dem vierten Beispiel der oben beschriebene optische Sensor zum Erfassen der Menge der zurückbleibenden Tinte und das Verfahren, bei dem die Häufigkeit der Abgabe eines Tintentröpfchens gezählt wird, in Kombination verwendet, so dass die Genauigkeit im Vergleich zu dem zweiten Beispiel verbessert ist, und das Problem des dritten Beispiels, d. h., dass die Nachricht, die angibt, dass die Tinte ausgegangen ist, plötzlich angezeigt wird, wird vermieden. Da es jedoch erforderlich ist, die oben beschriebenen beiden Verfahren zum Erfassen der Menge der zurückbleibenden Tinte in Kombination zu verwenden, wird das System komplex und es entstehen hohe Kosten.
Das Patent US 6.007.173-A offenbart eine Restflüssigkeitsmengen-Anzeigevorrichtung und ein Verfahren, bei dem mehrere Tintenpegelsensoren oder Leiter, die unterschiedliche Längen aufweisen, und ein gemeinsamer Leiter, der mit einer Spannungsquelle verbunden ist, verwendet werden. In Abhängigkeit von dem Flüssigkeitspegel fließt Strom zwischen dem gemeinsamen Leiter und einem oder mehreren der Pegelsensoren. Da die Abstände zwischen dem gemeinsamen Leiter und den unterschiedlichen Pegelsensoren verschieden sind, können Signale mit unterschiedlichen Raten gemessen werden. Bei einer Flüssigkeit mit einer geringen Leitfähigkeit kann es im Einzelnen schwierig sein, diese Erfassungsergebnisse in gleichförmige Anzeigesignale umzusetzen.
Das Patent EP-10 555 520-A offenbart einen Tintenstrahlrecorder mit Elektroden in der Tintenaufbewahrungskammer zum Erfassen der oberen und unteren Grenzwerte des Tintenflüssigkeitspegels. Es gibt jedoch keine Möglichkeit zum Schätzen der Menge der zurückbleibenden Tinte, wenn der Pegel zwischen diesen Grenzwerten liegt. Es kann der Fall auftreten, bei dem die Nachricht, die angibt, dass die Tinte ausgegangen ist, plötzlich angezeigt wird und die Druckoperation versehentlich anhält.
Das Patent. EP-999 063 A offenbart ein Beispiel einer Tintenstrahldruckvorrichtung, die zum Erfassen der tatsächlichen Menge der zurückbleibenden Tinte eine gemeinsame Elektrode und mehrere vertikal angeordnete Elektroden verwendet. Die Funktionsweise dieser bekannten Anordnung ist nahezu die gleiche wie in dem oben erläuterten Patent US-6.007.173-A.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Es ist demzufolge eine Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung und ein Verfahren zu schaffen, um eine Menge einer Flüssigkeit, wie etwa Tinte, die in einem Behälter hiervon zurückbleibt, mit einer einfachen Struktur schrittweise zu messen und anzuzeigen.
Um die oben beschriebene Aufgabe zu lösen, enthält eine Restflüssigkeitsmengen-Anzeigevorrichtung zum Anzeigen einer Menge einer leitenden Flüssigkeit, die in einem Flüssigkeitsbehälter zurückbleibt, gemäß einem Aspekt der Erfindung mehrere Erfassungselektroden, die in einer Richtung angeordnet sind, in der der Flüssigkeitspegel fällt, wenn die Flüssigkeitsmenge in dem Behälter abnimmt, und eine gemeinsamen Elektrode, die Strom leitet, wenn wenigstens eine der Erfassungselektroden mit der Flüssigkeit in Kontakt ist; eine Spannungsquelle, die so beschaffen ist, dass sie an die Erfassungselektroden eine Spannung anlegt; einen Flüssigkeitsdetektor, der das Vorhandensein/Fehlen der Flüssigkeit an Positionen der Erfassungselektroden anhand der Tatsache, ob die Erfassungselektroden Strom leiten, wenn die Spannung durch die Spannungsquelle angelegt wird, erfasst; und eine Restflüssigkeitsmengen-Anzeigeeinheit, die die Menge der in dem Behälter zurückbleibenden Flüssigkeit schrittweise anhand des Erfassungsergebnisses über das Vorhandensein/Feh len der Flüssigkeit an Positionen der Elektrodeneinheiten, das durch den Flüssigkeitsdetektor erhalten wird, anzeigt, und ist dadurch gekennzeichnet, dass die gemeinsame Elektrode mehrere gemeinsame Elektroden aufweist, wobei jede der Erfassungselektroden von einer gemeinsamen Elektrode begleitet wird, um so eine Elektrodeneinheit zu bilden, und mehrere Elektrodeneinheiten in einer Richtung angeordnet sind, in der der Flüssigkeitspegel fällt, wenn die Flüssigkeitsmenge in dem Behälter abnimmt, und Strom leiten, wenn die Elektrodeneinheiten mit der Flüssigkeit in Kontakt sind.
Ein Restflüssigkeitsmengen-Anzeigeverfahren gemäß der Erfindung zum Anzeigen einer Menge einer leitenden Flüssigkeit, die in einem Flüssigkeitsbehälter zurückbleibt, enthält die folgenden Schritte: Anlegen einer Spannung an Elektrodeneinheiten, die in einer Richtung angeordnet sind, in der der Flüssigkeitspegel fällt, wenn die Menge der Flüssigkeit in dem Behälter abnimmt, und die Strom leiten, wenn die Elektrodeneinheiten mit der Flüssigkeit in Kontakt sind; wobei die mehreren Elektrodeneinheiten mehrere Erfassungselektroden sowie mehrere begleitende gemeinsame Elektroden aufweisen; Erfassen des Vorhandenseins/Fehlens der Flüssigkeit an Positionen der Elektrodeneinheiten anhand der Tatsache, ob die Elektrodeneinheiten Strom leiten, wenn die Spannung angelegt wird; und schrittweises Anzeigen der Menge der in dem Behälter verbleibenden Flüssigkeit anhand des Erfassungsergebnisses über das Vorhandensein/Fehlen der Flüssigkeit an Positionen der Elektrodeneinheiten.
Funktionsweise
Gemäß der Erfindung sind die Elektrodeneinheiten in einer Richtung angeordnet, in der der Flüssigkeitspegel fällt, wenn die Menge der Flüssigkeit in dem Behälter abnimmt. Deswegen sind die Elektrodeneinheiten, die sich über dem Flüssigkeitspegel befinden, nicht mit der Flüssigkeit in Kontakt und die Elektrodeneinheiten, die sich unter dem Flüssigkeitspegel befinden, sind mit der Flüssigkeit in Kontakt.
Da die Flüssigkeit leitet, wenn die Spannung angelegt wird, leiten die Elektrodeneinheiten, die mit der Flüssigkeit in Kontakt sind, Strom, während die Elektrodeneinheiten, die nicht mit der Flüssigkeit in Kontakt sind, keinen Strom leiten.
Dementsprechend kann die Position des Flüssigkeitspegels in Bezug auf die Positionen der Elektrodeneinheiten erfasst werden, indem bestimmt wird, ob die Elektrodeneinheiten, die in der Richtung angeordnet sind, in der der Flüssigkeitspegel fällt, wenn die Menge der Flüssigkeit in dem Behälter abnimmt, Strom leiten. Anschließend wird die Menge der Flüssigkeit, die in dem Behälter zurückbleibt, unter Verwendung des Erfassungsergebnisses schrittweise angezeigt. Dementsprechend kann nicht nur einfach das Vorhandensein/Fehlen der Flüssigkeit angezeigt werden, sondern die Menge der zurückbleibenden Flüssigkeit (z. B. der Anteil der zurückbleibenden Flüssigkeit in Bezug auf die Menge, wenn der Behälter voll ist) kann mit einer einfachen Struktur schrittweise genau angezeigt werden.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG
1 ist eine Darstellung, die die Restflüssigkeitsmengen-Anzeigevorrichtung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung zeigt;
2 ist eine perspektivische Explosionsansicht, die ein erstes Beispiel eines bekannten Resttintenmengen-Detektors zeigt;
3 ist ein Blockschaltplan, der ein zweites Beispiel eines bekannten Resttintenmengen-Detektors zeigt;
4 ist eine geschnittene Seitenansicht, die ein drittes Beispiel eines bekannten Resttintenmengen-Detektors zeigt; und
5 ist eine geschnittene Seitenansicht, die ein viertes Beispiel eines bekannten Resttintenmengen-Detektors zeigt.
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM
Eine Ausführungsform der Erfindung wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung beschrieben. 1 ist eine Darstellung, die eine Restflüssigkeitsmengen-Anzeigevorrichtung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung zeigt. In dieser Ausführungsform wird eine Restflüssigkeitsmengen-Anzeigevorrichtung 10, die in einem Tintenstrahldrucker oder dergleichen verwendet wird, als ein Beispiel beschrieben.
In 1 enthält ein Behälter 11 Tinte für einen Tintenstrahldrucker oder dergleichen. Ein Tinteneinspritzloch 11a ist in der oberen Oberfläche des Behälters 11 ausgebildet und ein Tintenauslass 11b ist in der unteren Oberfläche des Behälters 11 ausgebildet. Der Tintenauslass 11b ist mit einem Tintenströmungsweg eines (nicht gezeigten) Druckkopfs verbunden.
Ein Resttintenmengen-Erfassungssubstrat 20 (das im Folgenden einfach als Substrat bezeichnet wird) ist in dem Behälter 11 an der mittigen Position des Behälters 11 angeordnet. Wie im Folgenden genau beschrieben wird, dient das Substrat 20 dazu, die Menge der zurückbleibenden Flüssigkeit durch Erfassen des Flüssigkeitspegels zu bestimmen. Wenn jedoch der Behälter 11 geneigt wird, verläuft der Flüssigkeitspegel in dem Behälter 11 nicht parallel zur Oberfläche einer Basis, die den Behälter 11 unterstützt, und falls das Substrat 20 an einer Position angeordnet ist, die nahe an einer der Seitenflächen des Behälters 11 liegt, steigt oder fällt der Flüssigkeitspegel in Bezug auf das Substrat 20 gemäß der Neigung des Behälters 11 und es kann kein genauer Flüssigkeitspegel ermittelt werden. Aus diesem Grund ist das Substrat 20 an der mittigen Position angeordnet, wo der Einfluss der Neigung des Behälters 11 minimal ist (d. h., wo die Verschiebung des Flüssigkeitspegels minimal ist), so dass der Flüssigkeitspegel genau ermittelt werden kann, selbst wenn der Behälter 11 etwas geneigt ist.
Mehrere Elektrodeneinheiten 21 (21a bis 21h) sind auf dem Substrat 20 vorgesehen. Im Einzelnen sind sieben Elektrodeneinheiten 21 aus sieben Erfassungselektroden 21a bis 21g und sieben gemeinsamen Elektroden 21h aufgebaut. Jede der gemeinsamen Elektroden 21h ist an einer Position nahe zu einer der Erfassungselektroden 21a bis 21g angeordnet.
Wenn die Tinte, die in dem Behälter 11 enthalten ist, verbraucht wird und ihre Menge dementsprechend abnimmt, bewegt sich der Flüssigkeitspegel in der Figur nach unten (d. h. in der Richtung vom Tinteneinspritzloch 11a zum Tintenauslass 11b). Genauer gesagt, der Flüssigkeitspegel bewegt sich in Richtung der Schwerkraft, wenn die Tintenmenge abnimmt.
Die Erfassungselektrode 21a ist an der obersten Position angeordnet (eine Position, an der die Erfassungselektrode 21a mit der Tinte in Kontakt kommt, wenn der Behälter 11 voll ist) und die Erfassungselektrode 21g ist an einer Position nahe zur Bodenfläche des Behälters 11 angeordnet. Außerdem sind die Erfassungselektroden 21a bis 21g in der Richtung, in der der Flüssigkeitspegel fällt, wenn die Tintenmenge abnimmt, d. h. in Richtung der Schwerkraft in festen Intervallen angeordnet.
Die Erfassungselektroden 21a bis 21g sind einzeln entsprechend ihrer Verdrahtungsmuster angeschlossen und die sieben gemeinsamen Elektroden 21h sind gemäß einem einzelnen Verdrahtungsmuster parallel geschaltet und sind geerdet.
Die gemeinsamen Elektroden 21h können in der Weise aufgebaut sein, dass der gesamte Bereich der gemeinsamen Elektroden 21h und das Verdrahtungsmuster mit der Tinte in Kontakt gelangt. In dieser Ausführungsform kommen jedoch nur die rechtwinkligen Bereiche der gemeinsamen Elektroden 21h mit der Tinte in Kontakt (sind zu dieser freiliegend) und das Verdrahtungsmuster ist bedeckt, so dass es nicht mit der Tinte in Kontakt gelangt. Deswegen sind die Bereiche der gemeinsamen Elektroden 21h, die mit der Tinte in Kontakt gelangen, so klein wie möglich hergestellt.
Der Oberflächenbereich der Erfassungselektroden 21a bis 21g kann gleich dem der gemeinsamen Elektroden 21h sein. Alternativ kann der Oberflächenbereich der gemeinsamen Elektroden 21h größer sein als der der Erfassungselektroden 21a bis 21g. Wenn die Tinte z. B. eine verhältnismäßig geringe Leitfähigkeit besitzt, besteht die Gefahr, dass eine elektrische Verbindung zwischen jeder der Erfassungselektroden 21a bis 21g und der entsprechenden gemeinsamen Elektrode 21h nicht ausreichend gewährleistet werden kann. Eine derartige Situation kann jedoch vermieden werden, indem der Oberflächenbereich der gemeinsamen Elektroden 21h größer hergestellt wird als der der Erfassungselektroden 21a bis 21g.
Die Elektrodeneinheiten 21 sind in der Weise aufgebaut, dass sie wasserabstoßende Oberflächen besitzen. Die Elektrodeneinheiten 21 können z. B. aus wasserabstoßendem Material sein oder es kann eine wasserabstoßende Beschichtung auf der Oberfläche jeder Elektrodeneinheit 21 aufgebracht sein. Wenn dementsprechend z. B. eine der Elektrodeneinheiten 21 von der Tinte befreit wird, kann die Tinte von der Oberfläche dieser Elektrodeneinheit 21 möglichst schnell entfernt werden, und eine Falscherfassung, d. h. es wird festgestellt, dass die Elektrodeneinheit 21 mit der Tinte in Kontakt ist, obwohl sie bereits frei von Tinte ist, kann vermieden werden.
Obwohl in der Figur nicht gezeigt, ist außerdem die Oberfläche (äußere Schicht) jeder Elektrodeneinheit 21 mit einer oberflächenbehandelten Schicht beschichtet, die eine Korrosionsbeständigkeit gegenüber der Tinte und der Luft besitzt. Verschiedene Arten von Plattierungsmaterialien können zum Bilden der oberflächenbehandelten Schicht verwendet werden, wobei in dieser Ausführungsform eine Goldplattierung aufgebracht ist.
Die oberflächenbehandelte Schicht ist vorgesehen, um eine vorübergehende Verschlechterung der Charakteristiken der Elektrodeneinheiten 21 zu vermeiden. Im Einzelnen besteht in Abhängigkeit von der Art des Metalls, das zum Bilden der Elektrodeneinheiten 21 verwendet wird, eine Gefahr, dass sich das Metall (die Elektrodeneinheiten 21) infolge von physikalischen oder elektrochemischen Änderungen auflöst, die auftreten, wenn die Elektrodeneinheit 21 mit der im Container 11 enthaltenen Tinte in Kontakt gelangt. Wenn zusätzlich die Elektrodeneinheiten 21 mit Luft in Kontakt gelangen, besteht eine Gefahr, dass die Oberflächen der Elektrodeneinheiten 21 oxidieren und sich ihre elektrischen Eigenschaften ändern, wobei der elektrische Widerstand z. B. größer wird. In einem derartigen Fall kann es möglicherweise nicht möglich sein, eine elektrische Verbindung zwischen jeder der Erfassungselektroden 21a bis 21g und der entsprechenden gemeinsamen Elektrode 21h herzustellen. Um derartige Situationen zu vermeiden, wird demzufolge die oberflächenbehandelte Schicht, einen Korrosionswiderstand die gegenüber Tinte und Luft besitzt, auf der Oberfläche jeder Elektrodeneinheit 21 aufgebracht.
Außerdem sind sieben Widerstände 12 und sieben D-Flipflops 13 (DFFs), die einem Flüssigkeitsdetektor der Erfindung entsprechen, außerhalb des Behälters 11 angeordnet. Jeder Widerstand 12 ist mit einem D-Eingangsanschluss eines der DFFs 13 verbunden und jede der Erfassungselektroden 21a bis 21g ist mit einer der elektrischen Leitungen elektrisch verbunden, die die Widerstände 12 mit ihren entsprechenden DFFs 13 verbinden.
Widerstände, die hohe Widerstandswerte besitzen, werden als Widerstände 12 verwendet. In dieser Ausführungsform wird das Vorhandensein/Fehlen von Tinte anhand der Tatsache erfasst, ob die Erfassungselektroden 21a bis 21g mit der Tinte in Kontakt sind. In Abhängigkeit von der spezifischen Leitfähigkeit der Tinte und des Oberflächenbereichs der Erfassungselektroden 21a bis 21g besteht die Möglichkeit, dass lediglich ein äußerst kleiner Betrag des Stroms in der Tinte fließen kann. Dementsprechend werden Widerstände mit großen Widerstandswerten verwendet, damit eine ausreichende Potentialdifferenz zwischen einem Fall, bei dem die Erfassungselektroden 21a bis 21g mit der Tinte in Kontakt sind, und einem Fall, bei dem die Erfassungselektroden 21a bis 21g mit der Tinte nicht in Kontakt sind, erreicht werden kann.
Die oben beschriebenen sieben Widerstände 12 sind mit einem Impulsgenerator 15 verbunden, der einer Spannungsquelle der Erfindung entspricht, wobei eine Verzögerungsschaltung 14 dazwischen geschaltet ist. Außerdem wird ein Taktimpuls, der von dem Impulsgenerator 15 ausgegeben wird, an einem Taktimpuls-Eingangsanschluss (CK-Eingangsanschluss) von jedem der DFFs 13 eingegeben.
Sieben LED-Ansteuerungseinrichtungen 16, wovon jede ein NOT-Gatter enthält, sind in Übereinstimmung mit den DFFs 13 an der Ausgangsseite der DFFs 13 vorgesehen, und die Q-Ausgangsanschlüsse der DFFs 13 sind einzeln mit ihren entsprechenden LED-Ansteuerungseinrichtungen 16 verbunden. Außerdem sind sieben Leuchtdioden (LEDs) 17, die einer Restflüssigkeitsmengen-Anzeigeeinheit der Erfindung entsprechen, in Übereinstimmung mit den LED-Ansteuerungseinrichtungen 16 an der Ausgangsseite der LED-Ansteuerungseinrichtungen 16 vorgesehen und die LED-Ansteuerungseinrichtungen 16 sind einzeln mit den Anoden ihrer entsprechenden LEDs 17 verbunden. Die LEDs 17 sind an einer Position angeordnet, die durch den Benutzer betrachtet werden kann.
Bei der Restflüssigkeitsmengen-Anzeigevorrichtung 10, die in der oben angegebenen Weise aufgebaut ist, gibt der Impulsgenerator 15 nur dann einen Taktimpuls aus, wenn die Menge der zurückbleibenden Tinte erfasst werden soll. Alternativ kann die Menge der zurückbleibenden Tinte ununterbrochen erfasst werden, indem ununterbrochen Taktimpulse übertragen werden (d. h., indem ununterbrochen ein Strom angelegt wird). Da der Betrag der zurückbleibenden Tinte durch einen kleinen Strom erfasst werden kann, treten keine nachteiligen Wirkungen auf, selbst wenn der Strom ununterbrochen angelegt wird. Da jedoch eine Gefahr besteht, dass die Tinte durch Elektrolyse zersetzt wird und sich die Eigenschaften der Tinte in Abhängigkeit von dem Betrag des angelegten Stroms ändern, wird der Strom nur für die Zeit angelegt, die für die Erfassung der Menge der zurückgebliebenden Tinte erforderlich ist (z. B. mehrere Millisekunden).
Wenn ein Taktimpuls von dem Impulsgenerator 15 gesendet wird, wird eine Spannung über die Verzögerungsschaltung 14 an alle Widerstände 12 an einem Ende hiervon angelegt. Dementsprechend ist das Potential auf einem Hochpegel, d. h. "1 (high)" liegt an einem Ende aller Widerständen 12 an. Wenn die Erfassungselektroden 21a bis 21g und die gemeinsamen Elektroden 21h mit der Tinte in Kontakt sind, fließt ein Strom von den Erfassungselektroden 21a bis 21g zu ihren entsprechenden gemeinsamen Elektroden 21h und zur Masse. Demzufolge wird das Potential an den D-Eingangsanschlüssen der DFFs 13 auf einen niedrigen Pegel gesetzt, d. h. "0 (tief)", so dass die D-Eingangsanschlüsse der DFFs 13 "0" als einen Eingangswert empfangen.
Wenn dagegen die Erfassungselektroden 21a bis 21g und die gemeinsamen Elektroden 21h nicht mit der Tinte in Kontakt sind, fließt kein Strom von den Erfassungselektroden 21a bis 21g zu ihren entsprechenden gemeinsamen Elektroden 21h, und dadurch wirken die Erfassungselektroden 21a bis 21g hochohmig. Demzufolge ändert sich das Potential an den D-Eingangsanschlüssen der DFFs 13 nicht von dem angelegten Potential, d. h. vom Hochpegel "1" und die D-Eingangsanschlüsse der DFFs 13 empfangen "1" als Eingangwert.
Dementsprechend wird "0" an den D-Eingangsanschlüssen der DFFs 13 eingegeben, wenn die Erfassungselektroden 21a bis 21g und die gemeinsame Elektrode 21h mit der Tinte in Kontakt sind, und "1" wird an den D-Eingangsan schlüssen der DFFs 13 eingegeben, wenn die Erfassungselektroden 21a bis 21g und die gemeinsame Elektrode 21h nicht mit der Tinte in Kontakt sind.
Außerdem wird dann, wenn der Taktimpuls an den CK-Eingangsanschlüssen der DFFs 13 eingegeben wird, während "0" oder "1" an den D-Eingangsanschlüssen der DFFs 13 eingegeben wird, die Messung für eine Zeit ausgeführt, die der Impulsbreite des Taktimpulses entspricht, und Werte, die an den D-Eingangsanschlüssen zu dem Zeitpunkt eingegeben werden, der der abfallenden Flanke des Taktimpulses entspricht, werden an den Q-Ausgangsanschlüssen ausgegeben. Nachdem der Taktimpuls an den CK-Eingangsanschlüssen eingegeben wurde, werden Werte, die an den Q-Ausgangsanschlüssen ausgegeben werden, aufrechterhalten und ändern sich nicht, selbst wenn sich die an den D-Eingangsanschlüssen eingegebenen Werte ändern, bis der nächste Taktimpuls an dem CK-Eingangsanschlüssen eingegeben wird.
Der Zeitpunkt, an dem der Taktimpuls an den CK-Eingangsanschlüssen der DFFs 13 eingegeben wird, und der Zeitpunkt, an dem die D-Eingangsanschlüsse der DFFs 13 die Eingangswerte über die Widerstände 12 empfangen, werden durch die Verzögerungsschaltung 14 in der Weise eingestellt, dass die abfallende Flanke des Taktimpulses an den CK-Eingangsanschlüssen der DFFs 13 eingegeben wird, während "0" oder "1" an den D-Eingangsanschlüsse der DFFs 13 eingegeben wird.
Die Ausgangssignale von den Q-Ausgangsanschlüssen der DFFs 13 werden eingegeben und durch ihre entsprechenden LED-Ansteuereinrichtungen 16 umgesetzt. Die LED-Ansteuereinrichtungen 16 geben im Einzelnen "0" aus, wenn "1" von den Q-Ausgangsanschlüssen eingegeben wird, und geben "1" aus, wenn "0" von den Q-Ausgangsanschlüssen eingegeben wird.
Anschließend werden Ausgangssignale von den LED-Ansteuereinrichtungen 16 in ihre entsprechenden LEDs 17 eingegeben. Die LEDs 17 werden ausgeschaltet, wenn "0" eingegeben wird, und eingeschaltet, wenn "1" eingegeben wird.
In dem Zustand, der in 1 gezeigt ist, sind die Erfassungselektroden 21a, 21b und 21c, die die ersten bis dritten Erfassungselektroden von oben sind, mit der Tinte nicht in Kontakt. Demzufolge wird "1" an den D-Eingangsanschlüssen der entsprechenden DFFs 13 eingegeben und von deren Q-Aus gangsanschlüssen ausgegeben und durch die entsprechenden LED-Ansteuereinrichtungen 16 in "0" umgesetzt. Demzufolge wird "0" in die entsprechenden LEDs 17 eingegeben, so dass die LEDs 17 ausgeschaltet werden.
Die Erfassungselektroden 21d, 21e, 21f und 21g, die die vierten bis siebten Erfassungselektroden von oben sind, sind dagegen mit der Tinte in Kontakt. Demzufolge wird "0" an den D-Eingangsanschlüssen der entsprechenden DFFs 13 eingegeben und von deren Q-Ausgangsanschlüssen ausgegeben und durch die entsprechenden LED-Ansteuereinrichtungen 16 in "1" umgesetzt. Demzufolge wird "1" in die entsprechenden LEDs 17 eingegeben, so dass die LEDs 17 eingeschaltet werden. In 1 sind die eingeschalteten LEDs 17 durch Schraffurlinien angegeben.
Demzufolge werden alle LEDs 17 eingeschaltet, wenn der Behälter 11 voll ist, und alle LEDs 17 werden ausgeschaltet, wenn der Vorratsbehälter des Behälters 11 fast ist. In dieser Ausführungsform kann die Menge der zurückbleibenden Tinte in acht Schritten angezeigt werden und der Benutzer kann die Menge der zurückbleibenden Tinte in acht Schritten durch Beobachten der Anzeigevorrichtung bestimmen. Wenn z. B. vier der sieben LEDs 17 eingeschaltet und die restlichen drei ausgeschaltet sind, wie in 1 gezeigt ist, bedeutet das, dass die Menge der zurückbleibenden Tinte derart ist, dass der Behälter etwas mehr als halb voll ist.
Obwohl eine Ausführungsform der Erfindung beschrieben wurde, ist die Erfindung nicht auf die oben beschriebene Ausführungsform beschränkt, wobei z. B. die folgenden Modifikationen möglich sind:

(1) In der oben beschriebenen Ausführungsform wird die Menge der zurückbleibenden Tinte durch Vorsehen von sieben Elektrodeneinheiten 21 in acht Schritten angezeigt. In diesem Fall können die Ausgangssignale von den DFFs 13 außerdem durch Verwendung eines Signalumsetzers in einen anderen Signaltyp umgesetzt werden und die Menge der zurückbleibenden Tinte kann auch auf der Grundlage der durch den Signalumsetzer umgesetzten Signale angezeigt werden. Wenn z. B. wie in der oben beschriebenen Ausführungsform sieben Ausgangssignale als Erfassungsergebnis erhalten werden, kann die Menge der zurück bleibenden Tinte in acht Schritten angezeigt werden. Demzufolge kann die Menge der zurückbleibenden Tinte außerdem z. B. durch Dezimalzahlen 0 bis 7 angezeigt werden, indem die Ausgangssignale in ein 3-Bit-Signal (000 bis 111) umgesetzt werden. Alternativ kann die Menge der zurückbleibenden Tinte außerdem auf einer Anzeige oder dergleichen angezeigt werden, indem mehrere Nachrichten, z. B. "zurückbleibende Tinte ... %" im Voraus eingestellt werden und eine der Nachrichten in Übereinstimmung mit den Ausgangssignalen ausgewählt wird.
(2) Obwohl in der oben beschriebenen Ausführungsform sieben Elektrodeneinheiten 21 zum Erfassen der Menge der zurückbleibenden Tinte verwendet werden, kann zusätzlich die Anzahl der Elektrodeneinheiten 21 vergrößert werden, so dass die Menge der zurückbleibenden Tinte in einer größeren Anzahl von Schritten erfasst und angezeigt werden kann.
(3) In der oben beschriebenen Ausführungsform wurde außerdem eine Resttintenmengen-Anzeigevorrichtung, die in einem Tintenstrahldrucker verwendet wird, beschrieben. Die Erfindung ist jedoch nicht darauf beschränkt und kann außerdem bei verschiedenen Arten von Restflüssigkeitsmengen-Anzeigevorrichtungen zum Anzeigen der Menge von verschiedenen Arten von Flüssigkeiten, die in einem Behälter hiervon zurückbleiben, angewendet werden.

Wie oben beschrieben wurde, kann gemäß der Erfindung eine Menge einer Flüssigkeit, die in einem Behälter hiervon zurückbleibt, mit einer einfachen Struktur genau angezeigt werden.

Claims

Restflüssigkeitsmengen-Anzeigevorrichtung (10) zum Anzeigen einer Menge einer leitenden Flüssigkeit, die in einem Flüssigkeitsbehälter (11) zurückbleibt, mit: mehreren Erfassungselektroden (21a–21g), die in einer Richtung angeordnet sind, in der der Flüssigkeitspegel fällt, wenn die Flüssigkeitsmenge in dem Behälter abnimmt, und einer gemeinsamen Elektrode (21h), die Strom leitet, wenn wenigstens eine der Erfassungselektroden mit der Flüssigkeit in Kontakt ist; einer Spannungsquelle (15), die so beschaffen ist, dass sie an die Erfassungselektroden (21a–21g) eine Spannung anlegt, einem Flüssigkeitsdetektor, der das Vorhandensein/Fehlen der Flüssigkeit an Positionen der Erfassungselektroden anhand der Tatsache, ob die Erfassungselektroden (21a–21e) Strom leiten, wenn die Spannung durch die Spannungsquelle angelegt wird, erfasst; und einer Restflüssigkeitsmengen-Anzeigeeinheit (17), die die Menge der in dem Behälter (11) zurückbleibenden Flüssigkeit schrittweise anhand des Erfassungsergebnisses über das Vorhandensein/Fehlen der Flüssigkeit an Positionen der Elektrodeneinheiten (21), das durch den Flüssigkeitsdetektor erhalten wird, anzeigt, dadurch gekennzeichnet, dass die gemeinsame Elektrode (21h) mehrere gemeinsame Elektroden (21h) aufweist, wobei jede der Erfassungselektroden (21a–21g) von einer gemeinsamen Elektrode begleitet wird, um so eine Elektrodeneinheit (21) zu bilden, und mehrere Elektrodeneinheiten (21) in einer Richtung angeordnet sind, in der der Flüssigkeitspegel fällt, wenn die Flüssigkeitsmenge in dem Behälter abnimmt, und Strom leiten, wenn die Elektrodeneinheiten mit der Flüssigkeit in Kontakt sind.
Restflüssigkeitsmengen-Anzeigevorrichtung nach Anspruch 1, wobei: jede Elektrodeneinheit eine Erfassungselektrode (21a–21g) und eine gemeinsame Elektrode (21h) aufweist, die in gegenseitiger Nähe angeordnet sind.
Restflüssigkeitsmengen-Anzeigevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 und 2, die ferner einen Signalumsetzer (13) aufweist, der das Erfassungsergeb nis über das Vorhandensein/Fehlen der Flüssigkeit an Positionen der Elektrodeneinheiten (21), das durch den Flüssigkeitsdetektor erhalten wird, in ein Signal eines vorgegebenen Typs umsetzt, wobei die Restflüssigkeitsmengen-Anzeigeeinheit (17) die Menge der in dem Behälter (11) verbleibenden Flüssigkeit anhand des durch den Signalumsetzer (13) erhaltenen umgesetzten Signals anzeigt.
Restflüssigkeitsmengen-Anzeigevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 und 2, bei der die Spannungsquelle (15) die Spannung nur für eine Zeitdauer anlegt, die der Flüssigkeitsdetektor benötigt, um das Vorhandensein/Fehlen der Flüssigkeit zu erfassen.
Restflüssigkeitsmengen-Anzeigevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 und 2, bei der wenigstens ein Teil jeder der Elektrodeneinheiten (21) eine wasserabstoßende Oberfläche besitzt.
Restflüssigkeitsmengen-Anzeigevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 und 2, bei der eine äußere Schicht jeder der Elektrodeneinheiten (21), die mit der Flüssigkeit in Kontakt gelangt, mit einer oberflächenbehandelten Schicht beschichtet ist, die gegenüber der Flüssigkeit und der Luft eine Korrosionsbeständigkeit besitzt.
Restflüssigkeitsmengen-Anzeigevorrichtung nach Anspruch 2, bei der die gemeinsamen Elektroden (21h) zueinander parallel geschaltet sind und nur in Bereichen in der Nähe der Erfassungselektroden (21a–21g) freiliegen.
Restflüssigkeitsmengen-Anzeigevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 und 2, bei der die Elektrodeneinheiten an Positionen angeordnet sind, an denen eine Verschiebung des Flüssigkeitspegels, die bei einer Neigung des Behälters hervorgerufen wird, minimal ist.
Restflüssigkeitsmengen-Anzeigeverfahren zum Anzeigen einer Menge einer leitenden Flüssigkeit, die in einem Flüssigkeitsbehälter (11) zurückbleibt, das die folgenden Schritte enthält: Anlegen einer Spannung an Elektrodeneinheiten (21), die in einer Richtung angeordnet sind, in der der Flüssigkeitspegel fällt, wenn die Menge der Flüssigkeit in dem Behälter (11) abnimmt, und die Strom leiten, wenn die Elektrodeneinheiten mit der Flüssigkeit in Kontakt sind; wobei die mehreren Elektrodeneinheiten (21) mehrere Erfassungselektroden (21a–21g) sowie mehrere begleitende gemeinsame Elektroden (21h) aufweisen; Erfassen des Vorhandenseins/Fehlens der Flüssigkeit an Positionen der Elektrodeneinheiten (21) anhand der Tatsache, ob die Elektrodeneinheiten Strom leiten, wenn die Spannung angelegt wird; schrittweises Anzeigen der Menge der in dem Behälter verbleibenden Flüssigkeit anhand des Erfassungsergebnisses über das Vorhandensein/Fehlen der Flüssigkeit an Positionen der Elektrodeneinheiten (21).