JP2004050542A

JP2004050542A - Cartridge and printer

Info

Publication number: JP2004050542A
Application number: JP2002209496A
Authority: JP
Inventors: Noboru Asauchi; 朝内　昇
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2002-07-18
Filing date: 2002-07-18
Publication date: 2004-02-19
Anticipated expiration: 2022-07-18
Also published as: JP4259059B2; CN100464984C; CN1939739A

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain a cartridge provided with a sensor in which alteration of detecting conditions is dealt with flexibly and reliability of detection results is ensured. <P>SOLUTION: The ink cartridge 10 is provided with a sensor 17 for detecting ink and the controller 22 of a printer 20 transmits a command of detection along with the detecting conditions to the cartridge 10 side by radio. The cartridge 10 receives the command and a sensor control section 19 drives the sensor 19 under the commanded detecting conditions thus oscillating the sensor. Since the sensor 17 is disposed oppositely to a resonance chamber 18 provided in an ink containing chamber 16, its oscillation frequency is regulated by the resonance frequency of the resonance chamber 18. Since the resonance frequency depends on the presence/absence of ink in the resonance chamber 18, presence/absence of ink in the resonance chamber 18 and thereby the residual quantity of ink in the ink cartridge 10 can be known by detecting the resonance frequency. Detection under commanded conditions is checked by delivering the detecting conditions from the ink cartridge side. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、印刷に用いる記録材料を収容した収容室を備えたカートリッジに関し、詳しくはセンサを内蔵したカートリッジとこのカートリッジとの間で情報をやり取りする技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
インクジェットプリンタのようにインクを用紙に吐出して記録を行なう印刷装置（プリンタ）やトナーを用いて印刷を行なう印刷装置などが広く用いられている。こうした印刷装置のカートリッジでは、インクやトナーなどの記録材料を収容した収容室を備えている。記録材料の残量管理は、印刷装置においては、重要な技術となっており、使用量を印刷装置側でソフトウェアによりカウントして管理するだけでなく、最近では、カートリッジにセンサを設けて、直接計測しようとすることも行なわれている（例えば、特開２００１−１４７１４６号公報参照）。
【０００３】
センサとしては、種々のタイプが考えられるが、検出しようとする記録材料が導電性のインクであれば、電気的な抵抗値によりインク残量を計測しても良いし、収容室内に設けた共振室にピエゾ素子のような電歪素子を設け、電歪素子の共振周波数を計測することで、共振室内の記録材料の有無を計測することも可能である。更に、インクなどの記録材料の温度、粘度、湿度、粒度、色相、残量、圧力などを計測することも考えられ、この場合には、それぞれの物理的性質に合わせて、専用のセンサを用いればよい。例えば、温度であればサーミスタや熱電対、圧力であれば圧力センサなどである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、かかるセンサを設けたカートリッジでは、センサによる検出の条件が固定的であり、検出の信頼性を充分に高めることができない場合があるという問題があった。例えば収容室内の記録材料の有無を検出するようなセンサを設けている場合、記録材料の組成を変更すると、最適な検出条件が変る場合があり得るが、従来のカートリッジでは、こうした場合、検出用の回路構成を変更しなければ、検出の信頼性を充分に保証することはできなかった。かといってその都度回路構成を調整していたのでは、煩瑣な手間と高コストを招来してしまうという問題があった。
【０００５】
また、従来のカートリッジでは、検出の結果が、例えばインクの有無のように２値的なものである場合、検出回路が故障していても、いずれか一方の信号を出し続けてしまうと、故障であることを検出することが困難であった。このため、検出結果の信頼性を充分に評価することができないという問題も指摘されていた。
【０００６】
本発明の装置は、こうした問題を解決し、センサを備えたカートリッジにおいて、検出条件の変更に柔軟に対応し、かつ検出結果信頼性を確保することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段及びその作用・効果】
上記課題の少なくとも一部を解決する本発明の装置は、
印刷に用いる記録材料を収容した収容室を備え、印刷装置に搭載されるカートリッジであって、
前記収容室内の前記記録材料の状態を検出するセンサと、
該センサによる検出の条件について、外部からの指定を受け付ける条件受付手段と、
前記指定された条件で前記検出を行なう検出手段と、
前記指定された検出の条件に対応したデータと共に、該検出の結果を出力する出力手段と
を備えたことを要旨としている。
【０００８】
かかるカートリッジは、収容室内の記録材料の状態を検出するセンサを備えており、外部からこのセンサによる検出の条件の指定を受けると、かかる指定された条件で検出を行なう。その上で、指定された検出条件に対応したデータと共に検出結果を出力する。従って、収容室内の記録材料の状態を検出する際、固定的な検出条件で検出を行なうのではなく、検出に適した条件の指定をうけて検出を行なうことができる。この結果、検出の精度を高めることができる。しかも、この検出結果は、検出の条件に対応したデータ（検出の条件そのものを含む）と共に出力されるので、カートリッジに対して検出の指示を行なった側から、検出結果の信頼性について検証することが可能となる。
【０００９】
こうしたカートリッジの記録材料としては、インクジェットプリンタなどに用いる所定色のインクや、複写機，ファックスまたはレーザプリンタ用のトナーなどを想定することができる。
【００１０】
また、センサとしては、収容室内の記録材料の有無を検出するものや、記録材料の残量を検出するものも利用可能である。もとより、記録材の温度、粘度、湿度、粒度、色相、残量、圧力のうちの少なくとも一つを検出するセンサを用いることもできる。
【００１１】
更に、こうしたセンサとして、記録材料の状態により共振状態が変化する圧電素子を用いることもできる。この場合、圧電素子に、励起用パルスを印加した上で、励起用パルスに応動する圧電素子の振動を検出する構成とし、圧電素子の共振の状態から記録材料の状態を検出することができる。ここで、共振の状態とは、圧電素子の共振周波数として把握することができる。共振周波数は、圧電素子の１以上の振動に要する時間として検出することができる。
【００１２】
こうした圧電素子を用いたセンサを内蔵したカートリッジでは、検出の条件は、圧電素子の振動に要する時間を計測する振動の数の指定として具体化することができる。この場合、カートリッジは、指定された振動の数に要する時間を検出すると共に、計測に用いた振動に関するデータを、検出した時間と共に出力するものとすることができる。
【００１３】
検出に用いる振動の数は、計測を開始する振動の位置と、計測を終了する振動の位置により指定することができる。振動に関するデータは、指定した振動の開始と終了の位置に基づいて、例えばその間に要する時間として決定するものとしても良い。
【００１４】
こうしたカートリッジとしては、収容室内に収容された記録材料の状態に対応したパラメータを記憶するメモリ備えるものも有用である。
【００１５】
こうしたカートリッジでは、検出条件の指定などは、無線通信より行なうものとすることができる。そのために、カートリッジに、無線によりデータの授受を行なう無線通信手段を備えるものとすればよい。なお、検出結果も、無線により出力することができる。
【００１６】
こうした無線通信手段には、通信を行なうためのループ状のアンテナを備えることが一般的である。通信を行なう際には、このアンテナに起電力が誘起される。そこで、この起電力を利用して、カートリッジ内への給電を行なう構成としても良い。こうすれば、カートリッジ内に、バッテリなどを備える必要がなく、構成を簡略することができる。
【００１７】
本発明のカートリッジを用いた印刷装置の発明は、
印刷に用いる記録材料を収容した収容室を備えたカートリッジが搭載された印刷装置であって、
前記カートリッジには、
前記収容室内の前記記録材料の状態を検出するセンサと、
該センサによる検出の条件について、前記印刷装置からの指定を受け付ける条件受付手段と、
前記指定された条件で前記検出を行なう検出手段と、
前記指定された検出の条件に対応したデータと共に、前記検出の結果を出力する出力手段と
が備えられ、
更に、当該印刷装置には、
前記検出の条件を指定する条件指定手段と、
前記カートリッジの出力手段から出力された検出結果と前記データとを入力する入力手段と、
該入力した前記データと前記条件指定手段が指定した検出条件とを突き合わせ、両者が対応している場合には、該検出結果を有効として、前記記録材料の状態に関連する所定の処理を行なう判断手段と
を備えたことを要旨とする。
【００１８】
この印刷装置では、カートリッジは印刷装置から指定された検出条件で記録材料の状態を検出し、その上で、検出の条件に対応したデータと共に、検出結果を出力する。従って、収容室内の記録材料の状態を検出する際、固定的な検出条件で検出を行なうのではなく、検出に適した条件の指定を印刷装置から受けて検出を行なうことができる。この結果、検出の精度を高めることができ、印刷装置としての信頼性を確保することができる。しかも、印刷装置側では、カートリッジから受け取った検出条件に対応したデータを自らが指定した検出条件と突き合わせ、対応している場合には、検出結果を有効として、記録材料の状態に関連する所定の処理を行なう。所定の処理とは、例えば記録材料の有無を検出した場合には、記録材料の残量の演算であっり、その演算式の較正（キャリブレーション）であったり、種々の処理を想定することができる。逆に、両者をつき合わせて対応しない場合には、検出結果を無効としたり、使用者に対して、検出結果を有効と扱えないことを警告したりする処理を行なうことも有用である。
【００１９】
また、印刷に用いる記録材料を収容した収容室を備えたカートリッジとの間で、情報をやり取りする方法として本発明捉えることもできる。この方法は、
前記カートリッジに設けられ、前記収容室内の前記記録材料の状態を検出するセンサによる検出の条件について、カートリッジの外部から指定し、
該指定された検出条件に従って、前記カートリッジにおいて行なわれる前記センサを用いた検出結果を、前記指定された検出条件に対応したデータと共に、前記カートリッジの外部に出力し、
該出力されたデータと前記指定した検出条件との対応を検証して、前記検出結果の有効性を判断すること
を要旨としている。
【００２０】
かかる情報のやり取り方法によれば、センサの検出条件についてカートリッジの外部からこれを指定し、カートリッジ側からは、検出結果と共に、この検出条件に対応したデータを出力する。この検出結果とデータとを受け取る側は、データと指定した検出条件との対応を検証することで、検出結果の有効性を判断する。従って、カートリッジとの間の情報のやり取りの信頼を高めることができる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について説明する。図１は、発明の実施の形態としてのインクカートリッジ１０とこのインクカートリッジ１０を搭載するプリンタ２０の送受信装置３０との概略構成を示す説明図である。プラテン２４により搬送される用紙Ｔに、印字ヘッド２５からインクを吐出して印字を行なうプリンタ２０の内部構成などについては省略するが、プリンタ２０の内の制御装置２２では、印刷に用いたインク量などのデータを演算しており、これを送受信装置３０を介してインクカートリッジ１０側に送信している。インクカートリッジ１０との間のデータの送受信は、無線通信によっているが、有線でも差し支えない。無線通信の方式は、この実施の形態では、電磁誘導方式としたが、他の方式も採用可能である。
【００２２】
インクカートリッジ１０には、通信を制御する通信制御部１２、メモリ１４へのデータの読み書きを行なうメモリ制御部１５、圧電素子を用いたセンサ１７、このセンサ１７の駆動とセンサ１７を利用したインク残量の検出を行なうセンサ制御部１９とを備える。センサ１７を用いたインク残量の検出は、次の手順で行なわれる。センサ１７は、インク収容室１６に設けられた共振室１８に装着されており、図示しない電極に駆動電圧を印加すると、圧電素子であるセンサ１７は、歪み、変形する。この状態から、圧電素子に溜まった電荷を放電すると、歪みのエネルギは解放され、素子は自由振動する。センサ１７は、共振室１８に臨んで設けられているので、この自由振動の周波数は、共振室１８の共振周波数により規制される。共振室１８の共振周波数は、共振室内にインクが存在する場合と、インクが存在しない場合で異なるから、共振周波数を検出すれば、共振室１８内のインクの有無、ひいては、インクカートリッジ１０におけるインク残量を知ることができる。
【００２３】
図２は、センサ制御部１９が行なう処理を、プリンタ２０側の制御装置２２の処理と対応づけて模式的に記載したフローチャートである。センサ制御部１９は、実際にはゲートアレイなどを用いた回路により実現されるが、理解の便を図って、その処理内容をフローチャートに従って説明する。インク残量の検出は、プリンタ２０の制御装置２２からの指示に基づいて行なわれる（ステップＳ５）。このとき、制御装置２２は、インク残量の検出の指示のみならず、検出条件（詳しくは後述）も指定する。カートリッジ１０では、通信制御部１２を介して、インク残量の検出指示および検出条件の指定を受け取る（ステップＳ１０）。
【００２４】
検出条件の指定を受け取ったセンサ制御部１９は、検出条件として、計測開始のパルスと終了の計測パルス数の設定を行なう（ステップＳ１１）。上述したように、検出は共振周波数により行なうが、この計測を行なうセンサ１７の振動として何パルス目を開始パルスとし、そこから何パルスに亘って計測を行なうか、という指定である。この例では、開始パルスとしては第１パルスが、計測パルス数としては、４パルスが指定される。もとより、開始パルスと終了パルスとを指定するものとしても良い（その場合は、終了パルスとしては第５パルスが指定されることになる）。共振によるセンサ１７の振動と、計測の開始パルス、計測パルス数、終了パルスの関係などを、図３に模式的に示した。
【００２５】
検出条件の設定が完了すると、次に、センサ制御部１９は、駆動パルスを、センサ１７に出力する（ステップＳ１２）。この結果、上述したように、圧電素子であるセンサ１７は、振動を励起され、電圧の印加が失われた後は、共振室１８の状態によって変化する共振周波数で共振する。そこで、センサ制御部１９は、検出条件として設定された開始パルスを検出するまで待ち（ステップＳ１３）、開始パルスを検出すると（図３、タイミングｔ１）、時間カウントを開始する（ステップＳ１４）。
【００２６】
その後、センサ制御部１９は、終了パルスを検出するまで待機し（ステップＳ１５）、予め設定されたパルス数（実施例では４パルス）を検出すると、時間カウントを終了し、カウント値を出力する処理を行なう（ステップＳ１６）。このとき、併せて検出が終了した位置（図３、タイミングｔ２）のパルス数も出力する。検出終了した位置のパルス数とは、開始パルス（この例では共振の第１パルス）に、計測に要したパルス数（この例では４パルス）を加えた値であり、図３に示した例では、第５パルスである。
【００２７】
センサ制御部１９が、カウント値と検出パルス数とを、通信制御部１２を介して出力すると、プリンタ２０の制御装置２２は、この検出結果を受取り（ステップＳ２０）、カウント値と共に受け取ったパルス数を調べて、予め指定した検出条件と合致しているかを判断する（ステップＳ３０）。この例では、カートリッジ１０側のセンサ制御部１９から受け取るのは、終了パルスの位置に対応したパルス数なので、制御装置２２は、自らが行なった検出条件の指定（ステップＳ５）から終了パルスの位置を求め、これと受け取ったパルス数とを比較して、検出条件が合致しているか否かを判断するのである。もとより、開始パルスと終了パルスを指定して、検出結果と共に、検出に要したパルス数を受け取り、これを検証するようにしても差し支えない。
【００２８】
検出条件が合致していると判断できれば、検出は正常に行なわれた（ステップＳ４０）と判断し、センサ１７によるインク残量の検出結果を、その後の処理に利用する。例えば、検出結果が共振室１８にもはやインクがない状況を示していれば、プリンタ２０の制御装置２２は、インク残量が共振室１８のレベルを下回ったとして、その後のインク残量管理に用いるのである。他方、検出条件が合致としていないと判断した場合には、検出にはエラーが、あったと判断し（ステップＳ５０）、この検出結果をその後の処理には利用しない。
【００２９】
以上説明した本発明の実施の形態に拠れば、カートリッジ１０では、収容室１６内のインクの状態（ここではインクの有無）を検出することができ、しかもその検出をカートリッジ１０外部のプリンタ２０の制御装置２２側から指定された条件で行なう。このため、検出条件が固定的なものになることがなく、状況の変化に柔軟に対応することができる。例えば、収容室１６に収容するインクの組成を変更したことで、検出の最適条件が変った場合などでも柔軟に対応することができる。更に、この実施の形態では、カートリッジ１０とプリンタ２０側のデータのやり取りは、無線通信により行なわれており、印刷のために移動するカートリッジ１０との間で、接点の接触不良などのおそれがなく、安定にデータのやり取りを行なうことができる。しかも、この実施の形態では、外部から指定された検出の条件に関連するデータを、検出結果と共に出力し、検出条件をしていた側（制御装置２２）で検証を行なっているので、データ通信の信頼性も含めて、検出全体に関して、高い信頼性を確保することができる。
【００３０】
次に、本発明の実施例について説明する。第１実施例はインクジェットプリンタに適用したものである。図４は、このプリンタ２００の動作に関与する部分を中心に、その構成を模式的に示す説明図である。また、図５は、プリンタ２００の制御装置２２２を中心に、その電気的な構成を示す説明図である。図４に示したように、このプリンタ２００は、給紙ユニット２０３から給紙されプラテン２２５によって搬送される用紙Ｔに、印字ヘッド２１１ないし２１６から、インク滴を吐出して、用紙Ｔ上に画像を形成する。プラテン２２５は、紙送り用モータ２４０からギヤトレイン２４１を介して伝達される駆動力により回転・駆動される。このプラテンの回転角度は、エンコーダ２４２により検出される。印字ヘッド２１１ないし２１６は、用紙Ｔの幅方向に往復動するキャリッジ２１０に設けられている。このキャリッジ２１０は、ステッピングモータ２２３により駆動される搬送用ベルト２２１に結合されている。搬送用ベルト２２１は、無端ベルトであり、ステッピングモータ２２３と、その反対側に設けられたプーリ２２９との間に架設されている。従って、ステッピングモータ２２３が回転すると、キャリッジ２１０は、搬送用ベルト２２１の移動に伴い、搬送用のガイド２２４に沿って往復動する。
【００３１】
次に、キャリッジ２１０に搭載された６色のインクカートリッジ１１１ないし１１６について説明する。６色のインクカートリッジ１１１ないし１１６は、基本的な構造は同一であり、その内部の収容室に収容されるインクの組成、即ち色が異なっている。インクカートリッジ１１１ないし１１６には、それぞれ黒色のインク（Ｋ）、シアンインク（Ｃ）、マゼンタインク（Ｍ）、イエロインク（Ｙ）、ライトシアンインク（ＬＣ）、ライトマゼンタインク（ＬＭ）、が収容されている。ライトシアンインク（ＬＣ）、ライトマゼンタインク（ＬＭ）は、それぞれ、シアンインク（Ｃ）、マゼンタインク（Ｍ）より、その染料濃度において、１／４程度に調整された淡い色のインクである。これらのカートリッジ１１１ないし１１６には、後で詳しくその構成を説明する検出記憶モジュール１２１ないし１２６が取り付けられている。この検出記憶モジュール１２１ないし１２６は、無線通信により、プリンタ２００側の制御装置２２２とデータの交換などを行なうことができる。第１実施例では、検出記憶モジュール１２１ないし１２６は、インクカートリッジ１１１ないし１１６の側面に取り付けられている。
【００３２】
これらの検出記憶モジュール１２１ないし１２６と無線によるデータ交換を行なうために、プリンタ２００には、通信用の送受信部２３０が設けられている。送受信部２３０は、他の電子部品、例えば、紙送り用モータ２４０、ステッピングモータ２２３、エンコーダ２４２等と共に、制御装置２２２に接続されている。制御装置２２２には、この他、プリンタ２００の前面に用意された操作パネル２４５の各種スイッチ２４７や、ＬＥＤ２４８も接続されている。
【００３３】
この制御装置２２２は、図５に示すように、プリンタ２００全体の制御を司るＣＰＵ２５１、その制御プログラムを記憶したＲＯＭ２５２、データの一時保存に用いられるＲＡＭ２５３、外部の機器とのインタフェースを司るＰＩＯ２５４、時間を管理するためのタイマ２５５、印字ヘッド２１１ないし２１６を駆動するためのデータを蓄える駆動バッファ２５６などを備え、これらを、バス２５７で相互に接続している。制御装置２２２には、これらの回路素子の他、発振器２５８や分配出力器２５９なども設けられている。分配出力器２５９は、発振器２５８から出力されるパルス信号を、６つの印字ヘッド２１１ないし２１６のコモン端子に分配するものである。印字ヘッド２１１ないし２１６は、そのオン・オフ（インクを吐出する・しない）のデータを、駆動バッファ２５６の側から受取り、分配出力器２５９から駆動パルスを受け取った時点で、駆動バッファ２５６の側から出力されたデータに従って、インクを対応するノズルから吐出する。
【００３４】
制御装置２２２のＰＩＯ２５４には、既に説明したステッピングモータ２２３、紙送り用モータ２４０、エンコーダ２４２、送受信部２３０、操作パネル２４５と共に、印刷すべき画像データをプリンタ２００に出力するコンピュータＰＣも接続されている。従って、印刷時には、コンピュータＰＣにおいて印刷すべき画像が特定され、そのラスタライズ、色変換、ハーフトニングなどの処理が行なわれたデータが、プリンタ２００に出力される。プリンタ２００は、キャリッジ２１０の移動位置をステッピングモータ２２３の駆動量により検出しつつ、紙送りの位置をエンコーダ２４２からのデータで確認し、これらに合わせて、コンピュータＰＣから受け取ったデータを、印字ヘッド２１１ないし２１６のノズルから吐出すべきインクのオン・オフのデータに展開し、駆動バッファ２５６および分配出力器２５９を駆動する。
【００３５】
制御装置２２２は、ＰＩＯ２５４に接続された送受信部２３０を介して、カートリッジ１１１ないし１１６に搭載された検出記憶モジュール１２１ないし１２６と、無線でデータのやり取りを行なうことができる。このために、送受信部２３０には、ＰＩＯ２５４からの信号を所定周波数の交流信号に変換するＲＦ変換部２３１と、ＲＦ変換部２３１からの交流信号を受けるループアンテナ２３３が設けられている。ループアンテナ２３３に交流信号を加えると、その近傍に同様のアンテナを配置すると、電磁誘導により、他方のアンテナに電気信号が励起される。本実施例では、無線による通信距離がプリンタ内部の距離に限られることから、電磁誘導を用いた無線通信手法を採用した。また、実施例では、無線通信に用いるアンテナは送受信側でそれぞれ一つずつ用意し、送信も受信も、同一のアンテナを用いているが、送信用アンテナと受信用アンテナを、少なくとも一方の側では分離して専用アンテナとすることも可能である。また、本実施例では、カートリッジ側の作動電力は、通信に使用しているアンテナ間の電磁誘導を用いて取得しているが、電力取得用のアンテナを別途単独で設けることも差し支えない。
【００３６】
次に、インクカートリッジ１１１側の検出記憶モジュール１２１の構成について説明する。図６は、検出記憶モジュール１２１ないし１２６の外観を正面および側面から示す図である。各インクカートリッジ１１１ないし１１６に搭載された検出記憶モジュール１２１ないし１２６は、内部に記憶されたＩＤ番号を除いてすべて同一なので、検出記憶モジュール１２１について以下説明する。この検出記憶モジュール１２１は、図示するように、薄いフィルム上の基板１３１に金属の薄膜パターンとして形成されたアンテナ１３３と、後述する各種機能を造り込んだ専用ＩＣチップ１３５と、インクの有無を検出するセンサモジュール１３７と、これらを接続する配線パターン１３９などから構成されている。
【００３７】
図７は、この検出記憶モジュール１２１をインクカートリッジ１１１に装着した状態を示す端面図である。図示するように、検出記憶モジュール１２１は、接着剤または両面テープなどの接着層１４１により、インクカートリッジ１１１の側面に装着される。このとき、基板１３１の裏面に設けられたセンサモジュール１３７は、カートリッジ１１１の側面に設けられた開口１４３に嵌合する。センサモジュール１３７の内部には、共振室１５１が形成されており、この共振室１５１の一側壁にセンサとして働く圧電素子１５３が貼付されている。
【００３８】
検出記憶モジュール１２１の内部構成について説明する。図８は、検出記憶モジュール１２１の内部構成を示すブロック図である。図示するように、この検出記憶モジュール１２１は、専用ＩＣチップ１３５内に、ＲＦ回路１６１，電源部１６２，データ解析部１６３，ＥＥＰＲＯＭ制御部１６５，ＥＥＰＲＯＭ１６６，検出制御部１６８，駆動制御部１７０，アンプ１７２，コンパレータ１７４，発振器１７５，カウンタ１７６，出力部１７８，二つのトランジスタＴｒ１，Ｔｒ２，抵抗器Ｒ１，Ｒ２などから構成されている。
【００３９】
ＲＦ回路１６１は、アンテナ１３３に電磁誘導により発生した交流信号を検波して入力する回路であり、検波により取り出した電力成分を電源部１６２に、信号成分をデータ解析部１６３に出力する。また、後述する出力部１７８からの信号を受取り、これを変調して交流信号とし、アンテナ１３３を介して、プリンタ２００側の送受信部２３０に送信する機能も有する。電源部１６２は、ＲＦ回路１６１から受け取った電力成分を用い、これを安定化して、専用ＩＣチップ１３５内部の電源およびセンサモジュール１３７の電源として出力する回路である。従って、インクカートリッジ１１１ないし１１６には、乾電池などの電源は搭載されていない。また、特に図示しなかったが、送受信部２３０から信号により電力が供給される時間がある程度限られている場合には、電源部１６２により生成された安定化電源を蓄えるコンデンサなどの電荷蓄積素子を設けることも有用である。電荷蓄積素子は、電源部１６２の前段に設けるものとしても良い。
【００４０】
データ解析部１６３は、ＲＦ回路１６１から受け取った信号成分を解析し、大まかにはコマンドとデータを取り出す回路である。データ解析部１６３は、解析した結果に基づき、ＥＥＰＲＯＭ１６６とのデータのやり取りを行なうか、センサモジュール１３７とのデータのやり取りを行なうかを制御している。データ解析部１６３は、データを解析した結果に従って、ＥＥＰＲＯＭ１６６とのデータのやり取りやセンサモジュール１３７とのデータのやり取りなどを行なうが、そのために、やり取りの対象となってるインクカートリッジを識別する処理なども行なう必要が生じる。データ解析部１６３はこれらの処理も行なう。その処理の詳細については後述するが、基本的には、図９（ａ）（ｂ）に示したように、キャリッジ２１０に搭載された各インクカートリッジが、送受信部２３０に対してどの位置にあるか、という情報と、各インクカートリッジに記憶されたＩＤとのにより、インクカートリッジの識別を行なっている。図９（ａ）は、各インクカートリッジ１１１ないし１１６およびこれに装着された検出記憶モジュール１２１ないし１２６と、送受信部２３０との位置関係を、斜視により示す説明図であり、図９（ｂ）は、更にインクカートリッジと送受信部２３０との関係を、両者の幅の観点から示す説明図である。
【００４１】
インクカートリッジを識別する処理を行なう場合、制御装置２２２は、キャリッジ２１０を、送受信部２３０の存在する側に搬送する。キャリッジ２１０が送受信部２３０と対向する位置は、印字範囲外に設けられている。図９に示したように、この実施例では、検出記憶モジュール１２１ないし１２６は、インクカートリッジ１１１ないし１１６の側面に装着されており、キャリッジ２１０が移動することで、最大２つの検出記憶モジュールが、送受信部２３０との送信可能範囲に入ることになる。この状態で、データ解析部１６３は、送受信部２３０を介して、制御装置２２２からの要求を受け、インクカートリッジの認識処理やメモリへのアクセスあるいはセンサモジュール１３７とのやり取りなどの処理を行なう。処理の詳細は、後でフローチャートを用いて説明する。
【００４２】
データをやり取りするインクカートリッジの特定を済ませた後、実際にＥＥＰＲＯＭ１６６との間でデータのやり取りを行なう場合、データ解析部１６３は、読み書きを行なうアドレス、読み書きのいずれを行なうかの指定、およびデータの書き込みの場合にはそのデータを、ＥＥＰＲＯＭ制御部１６５に渡す。これらの指定やデータを受け取ったＥＥＰＲＯＭ制御部１６５は、ＥＥＰＲＯＭ１６６に対してアドレスと読み書きの指定とを出力し、データを書き込んだり、ＥＥＰＲＯＭ１６６からデータを読み出すといった処理を行なう。
【００４３】
ＥＥＰＲＯＭ１６６の内部のデータ構成を図１０に示した。図１０（ａ）に示したように、ＥＥＰＲＯＭ１６６の内部は大きくは二つに分かれており、メモリ空間の前半は、インク残量などのデータが読み書きされるユーザメモリおよび分類コードが記憶される読み書き可能領域ＲＡＡである。またメモリ空間の後半は、インクカートリッジを特定するためのＩＤ情報が書き込まれた読出専用領域ＲＯＡである。
【００４４】
読出専用領域ＲＯＡに対する書き込みは、ＥＥＰＲＯＭ１６６を備えた検出記憶モジュール１２１ないし１２６がインクカートリッジ１１１ないし１１６に取り付けられる前、例えば、検出記憶モジュールが製造される過程や、インクカートリッジが製造される過程で行なわれる。従って、プリンタ２００の本体側からは、読み書き可能領域ＲＡＡに記憶されているデータに対しては、データの読み出しおよび書き込みの双方を実行し得るが、読出専用領域ＲＯＡに対しては、データの読み取りを実行し得るが、データの書き込みは実行することができない。
【００４５】
読み書き可能領域ＲＡＡのユーザメモリには、各インクカートリッジ１１１ないし１１６のインク残量情報などを書き込むために使用されており、インク残量情報をプリンタ２００本体側で読み取り、残量が僅かになったときにユーザに対して警告を出すといった処理利用可能である。分類コードの記憶領域には、インクカートリッジの種類などを区別するための様々なコードが記憶されており、ユーザが独自にこれらのコードを使用することができる。
【００４６】
読出専用領域ＲＯＡに記憶されたＩＤ情報は、検出記憶モジュールが取り付けられるインクカートリッジに関する製造情報などである。ＩＤ情報としては、図１０（ｂ）に示したように、インクカートリッジ１１１ないし１１６が製造された年、月、日、時、分、秒、場所についての情報が記憶されている。これらは全て４〜８ｂｉｔ程度の大きさの領域に書き込まれており、全体で４０ｂｉｔ〜７０ｂｉｔ程度のメモリ領域を占有している。プリンタ２００の電源投入直後などに、プリンタ２００の制御装置２２２は、検出記憶モジュール１２１ないし１２６から各インクカートリッジ１１１ないし１１６の製造情報を含むＩＤ情報を読み取ることにより、例えば、インクカートリッジの有効期限が切れていたり残り僅かである場合に、ユーザに対して警告を出すことなどが可能である。
【００４７】
なお、検出記憶モジュール１２１のＥＥＰＲＯＭ１６６には、上記の情報以外の情報が適宜含まれていてもよい。また、ＥＥＰＲＯＭ１６６は、全体が書き換え可能領域としてもよい。その場合、上述したインクカートリッジの製造情報などのＩＤ情報などは、ＥＥＰＲＯＭ１６６をＮＡＮＤ型フラッシュＲＯＭなど電気的に読み書き可能なメモリを採用して構成することも可能である。なお、本実施例では、ＥＥＰＲＯＭ１６６としては、シリアルタイプのメモリを使用している。
【００４８】
他方、センサモジュール１３７との間でやり取りを行なう場合には、データ解析部１６３は、まずカウンタ１７６をクリアすると共に、検出条件を制御装置２２２から受取り、これを検出制御部１６８に設定する。検出制御部１６８は、この設定を受けて、センサモジュール１３７の圧電素子１５３から得られる信号の何発目（開始パルスという）から何発のパルスに亘って計測を行なうかの設定を行なう。次に、データ解析部１６３は、駆動制御部１７０に駆動信号の出力を指令する。駆動制御部１７０は、この指令を受けて、駆動信号をトランジスタＴｒ１，Ｔｒ２に出力し、圧電素子１５３に駆動電圧を印加する。この結果、圧電素子１５３に生じた共振を、アンプ１７２により増幅し、更にコンパレータ１７４に入力して、矩形のパルス信号に変換する。コンパレータ１７４は、アンプ１７２からの出力信号を所定の比較電圧Ｖｒｅｆ　と比較して、その大小に基づいて矩形波に変換する回路である。
【００４９】
コンパレータ１７４からの信号を受けた検出制御部１６８は、予め設定された開始パルスから指定されたパルス数の期間、カウンタ１７６のＳＥＴ端子をアクティブにして、カウンタ１７６を作動させる。カウンタ１７６は、ＳＥＴ端子がアクティブとされている間、発振器１７５からのパルスをカウントし、カウントし終わった値を、出力部１７８に出力する。出力部１７８は、検出制御部１６８から検出に用いた条件値を受け取っており、カウンタ１７６からのカウント値とこの剣検出の条件値とを、ＲＦ回路１６１を介して、制御装置２２２側に出力する。検出の条件値とは、この実施例では、開始パルス数に計測に用いたパルス数を加えた値、即ち計測の終了パルスの位置に対応したパルス数（この実施例では、第５パルス）である。もとより、開始パルスおよび計測期間を示すパルス数をそのまま用いることも可能である。なお、出力部１７８は、データ解析部１６３に内蔵させてもよい。
【００５０】
次に、プリンタ２００の制御装置２２２が検出記憶モジュール１２１ないし１２６のデータ解析部１６３と共に行なうインクカートリッジ１１１の識別処理やメモリアクセスの処理の概要について説明する。図１１は、プリンタ２００側に設けられた制御装置２２２と各インクカートリッジ１１１ないし１１６に設けられた検出記憶モジュール１２１ないし１２６とが、送受信部２３０を介した通信を行ないつつ実行する処理の概要を示したフローチャートである。プリンタ２００の制御装置２２２と検出記憶モジュール１２１ないし１２６のデータ解析部１６３とは、送受信部２３０を介して通信を行ないつつ、ＩＤ情報読み取り処理（第１手順）、及びＩＤ情報以外の読み取り処理やインク残量情報の書き込み処理などであるメモリアクセス処理（第２手順）、更にはセンサモジュール１３７とのデータのやり取り（第３手順）などの各ステップを実行する。
【００５１】
プリンタ２００では、電源投入時、電源オン中にユーザがインクカートリッジ１１１ないし１１６の何れかを交換したとき、前回の通信処理を実行してから所定時間経過したとき等に、そのインクカートリッジの製造情報を読み取ったり、インク残量をＥＥＰＲＯＭ１６６の所定の領域に書き込んだり、読み取ったする処理などを実行する。これらの処理は、通常の印刷処理とは異なっており、送受信部２３０を介して、検出記憶モジュール１２１ないし１２６との通信を伴う処理である。
【００５２】
このとき、検出記憶モジュール１２１ないし１２６との通信を行なうために、インクカートリッジ１１１ないし１１６を収容するキャリッジ２１０は、通常の印刷実行時の位置または右側非印字領域から離れて、送受信部２３０が存在する左側非印字領域へと移動される。キャリッジ２１０がこの左側非印字領域に移動されることによって、送受信部２３０の近傍に至った検出記憶モジュールでは、送受信部２３０のループアンテナ２３３からの交流信号を、アンテナ１３３を介して受け取る。電源部１６２は、この交流信号から電力を取り出し、安定化した電源店圧を内部の各制御部，回路素子に供給する。この結果、検出記憶モジュールの各制御部，回路素子は、処理を行なうことが可能になる。
【００５３】
こうして送受信部２３０と各検出記憶モジュール１２１ないし１２６との通信を伴う処理ルーチンが開始されると、まず、プリンタ２００側の制御装置２２２にて、電源オン要求が発生したか否かを判定する（ステップＳ１００）。すなわち、インクジェットプリンタ２００に電源が投入され、その作動が開始された直後であるか否かの判定を行なう。電源オン要求が発生したと判定した場合には（ステップＳ１００：Ｙｅｓ）、第１手順すなわち検出記憶モジュール１２１ないし１２６からのＩＤ情報を読み取る手順を開始する（ステップＳ１０４以下）。
【００５４】
制御装置２２２は、電源オン要求が発生していないと判定した場合には（ステップＳ１００：Ｎｏ）、プリンタ２００が通常の印刷処理を実行中であると判断し、次にインクカートリッジ１１１ないし１１６の交換要求が発生したか否かを判定する（ステップＳ１０２）。インクカートリッジ１１１ないし１１６の交換要求は、例えば、プリンタ２００の電源が投入されている状態でユーザが操作パネル２４５上のインクカートリッジ交換ボタン２４７を押すことにより生じる。このとき、プリンタ２００は、通常の印刷処理モードを中断してインクカートリッジ１１１ないし１１６の何れかの交換を行なうが、交換要求自体は、インクカートリッジ１１１ないし１１６の交換後に発生する。
【００５５】
制御装置２２２は、インクカートリッジ１１１ないし１１６の交換要求が発生したと判定した場合には（ステップＳ１０２：Ｙｅｓ）、第１手順、すなわち交換されたインクカートリッジに設けられた記憶素子からのＩＤ情報を読み取る手順を開始する（ステップＳ１０４）。一方、インクカートリッジ１１１ないし１１６交換要求が発生していない（ステップＳ１０２：Ｎｏ）と判定した場合には、電源投入時などに各検出記憶モジュール１２１ないし１２６のＩＤ情報を既に正常に読み取っていると判断して、次にアクセスの対象について判断する処理を行なう（ステップＳ１５０）。アクセスの対象は、本実施例のインクカートリッジでは、ＥＥＰＲＯＭ１６６とセンサモジュール１３７とが存在する。そこで、メモリへのアクセスが指示されていると判断した場合には（ステップＳ１５０：メモリ）、上述した第２手順、すなわち検出記憶モジュール１２１ないし１２６とのメモリアクセス処理を開始する（ステップＳ２００）。他方、アクセスの対象がセンサモジュール１３７であると判断した場合には（ステップＳ１５０：センサ）、センサモジュール１３７から検出結果を読み取る第３手順を実行する。
【００５６】
次に第１ないし第３手順の各々について説明する。上述したように、第１手順は、制御装置２２２が、プリンタにおける電源オン要求やインクカートリッジ交換要求を検出した場合に実行される。第１手順では、まず検出記憶モジュール１２１ないし１２６からのＩＤ情報読み取り（ステップＳ１０４）、次に、アンチコリジョン処理を実行する（ステップＳ１０６）。アンチコリジョン処理とは、いまだ各検出記憶モジュール１２１ないし１２６からそれぞれのＩＤ情報を取得していない場合に、各素子からＩＤ情報読み取り処理を行なう際に混信が発生することを防止するための処理である。このアンチコリジョン処理が途中で失敗した場合は、再度始めからアンチコリジョン処理を実行することとすればよい。無線通信を用いた本実施例の場合、送受信部２３０は、常に複数の検出記憶モジュール（この実施例では二つの検出記憶モジュール）と通信が可能であり、かつ通信を開始した時点では、キャリッジ２１０に搭載されているインクカートリッジ１１１ないし１１６に装着された検出記憶モジュール１２１ないし１２６のＩＤ情報を、制御装置２２２は知らないので、混信を防止するアンチコリジョン処理が必要となる。アンチコリジョン処理の詳細については、ここでは説明しないが、基本的には、ＩＤ情報の一部を送受信部２３０から出力し、ＩＤ情報の一部が一致する検出記憶モジュールのみが応答を返し、他の検出記憶モジュールはスリープモードに入ることで、通信可能範囲に存在するインクカートリッジの検出記憶モジュールのＩＤ情報を特定し、一致する検出記憶モジュールとの通信を確立する。
【００５７】
アンチコリジョン処理が終了した場合、制御装置２２２は、データ解析部１６３を介して、各検出記憶モジュール１２１ないし１２６からＩＤ情報を読み取る処理を実行する（ステップＳ１０８）。ＩＤ情報を読み取るこの処理が終了した場合、とりあえず本通信処理ルーチンを終了する場合と、引き続いて第２手順を実行する場合とがある。
【００５８】
第２手順を開始する場合について説明する。第２手順を開始する場合、制御装置２２２は、メモリアクセスを開始するものとし（ステップＳ２００）、続けてアクティブモードコマンドを、各検出記憶モジュール１２１ないし１２６に向けて発行する（ステップＳ２０２）。アクティブモードコマンドとは、各検出記憶モジュール１２１ないし１２６に対しそれぞれのＩＤ情報を随伴させて発行するコマンドであり、各検出記憶モジュール１２１ないし１２６のデータ解析部１６３は、受信したＩＤ情報を照合して自身のＩＤ情報と一致した場合のみ、アクセス準備完了の応答信号ＡＣＫを、制御装置２２２に送信する。
【００５９】
制御装置２２２は、検出記憶モジュール１２１ないし１２６からアクティブモードコマンドに対するの応答信号ＡＣＫを得ると、各検出記憶モジュール１２１ないし１２６に対するメモリアクセス処理を実行する（ステップＳ２０４）。このメモリアクセス処理は、ＥＥＰＲＯＭ１６６へのデータの書き込みか、あるいはＥＥＰＲＯＭ１６６からのデータの読み出しの処理である。いずれの場合も、ＥＥＰＲＯＭ制御部１６５側からは、制御装置２２２が指定したメモリのアドレスを伴ってアクセスが行なわれる。ＥＥＰＲＯＭ制御部１６５は、このアドレスと読み書きのいずれであるかの指示に従って、ＥＥＰＲＯＭ１６６の該当するアドレスを読み書きする。ＥＥＰＲＯＭ１６６へのメモリアクセスが完了すると、ＥＥＰＲＯＭ制御部１６５は、アクセス完了を示す応答信号ＡＣＫとアクセスしたアドレスとを、データ解析部１６３を介して制御装置２２２に送信する。以上で第２の手順は完了し、各検出記憶モジュール１２１ないし１２６に対するインク残量情報の書き込みなどが終了する。
【００６０】
次に、第３の手順について説明する。第３手順では、センサモジュール１３７へのアクセスを開始し（ステップＳ３００）、メモリアクセスの場合と同様、まずアクティブモードコマンドＡＭＣの発行を行なう（ステップＳ３０２）。アクティブモードコマンドを受け取ったインクカートリッジ１１１ないし１１６のうち、アクティブモードコマンドに随伴したＩＤ情報が一致したカートリッジは、応答信号ＡＣ形を返送し、その後の処理を受け付ける状態に移行する。この様子を図１２のタイミングチャートに示した。図１２最上段ＤＡＴは、制御装置２２２側と検出記憶モジュール１２１側とのデータのやり取りを示す。また、アクティブモードＡＣＭは、これがハイレベルに反転すれば、その検出記憶モジュール１２１がアクティブモードになったことを示している。
【００６１】
アクティブモードコマンドを出力して、いずれかの検出記憶モジュールをアクティブにすると、制御装置２２２は、次に検出条件ＤＮの指定を、そのインクカートリッジに送信する（ステップＳ３０４）。検出条件ＤＮを指定するデータが受け取られ、応答信号ＡＣＫが戻ってくると、制御装置２２２は、次に検出の指示ＤＣを出力する（ステップＳ３０６）。なお、検出の指示ＤＣは、検出条件の指定に含めることも可能である。
【００６２】
検出の指示ＤＣがなされると、図８に示したように、データ解析部１６３は、カウンタ１７６に対するクリア信号ＣＬＲを出力し、カウンタ１７６を値０にリセットする。次に、データ解析部１６３は、駆動制御部１７０に駆動指示ＤＲＩＶを出力する。この駆動指示ＤＲＩＶを受けて、駆動制御部１７０はトランジスタＴｒ１，Ｔｒ２を駆動する。この実施例では、図１３に示すように、駆動指示ＤＲＩＶは、充電用のトランジスタＴｒ１をオン状態にして圧電素子１５３に電圧を印加し、所定時間後にこのトランジスタＴｒ１をオフにして、放電用のトランジスタＴｒ２をオン状態とし、所定時間後にこのトランジスタＴｒ２をオンにするというサイクルを２回実行する信号である。圧電素子１５３に印加される電圧は、電源部１６２により供給される電圧であり、その充電の勾配は、抵抗器Ｒ１により制限されている。また、圧電素子１５３に蓄積された電荷は、トランジスタＴｒ２を介して放電されるが、この放電の勾配は、抵抗器Ｒ２により制限される。トランジスタＴｒ１，Ｔｒ２のオン・オフの間隔は、圧電素子１５３に生じる振動の周波数が、センサモジュール１３７内の共振室１５１の共振周波数に近くなるように設定されている。
【００６３】
駆動制御部１７０による充電と放電が行なわれる結果、圧電素子１５３は、共振室１５１の共振周波数で振動し、圧電素子１５３の電極にはこの振動による電圧が発生する。この振動は、基本的には、共振室１５１の性質から決まる共振周波数となる。共振室１５１の性質とは、ここでは、共振室１５１内のインクの充満の程度である。共振室１５１内にインクが充満している場合には、この実施例では、共振周波数はおよそ９０ＫＨｚであり、共振室１５１内のインクが印刷と共に消費されて空になった場合にて、およそ１１０ＫＨｚであった。もとよりこうした共振周波数は、共振室１５１の大きさや内壁の性質（撥水性など）によって変化する。従って、インクカートリッジのタイプ毎に測定しておけばよい。なお、インクカートリッジにインクを充填する前（共振室１５１内は空）の共振周波数と、一旦充填されたインクが消費されて共振室１５１内が空になった場合の共振周波数は異なっている。これは、インクが消費されても共振室１５１内周面などにはインクが付着して残っているためと考えられる。このため、圧電素子１５３の振動の周波数から共振室１５１内のインクの残量の状態を検出するには、その検出条件は、かなりの制約を受けることがある。
【００６４】
圧電素子１５３は、上述したように、印加電圧による強制振動を起因として、共振室１５１の共振周波数に従った周波数で振動する。かかる振動をアンプ１７２により増幅し、コンパレータ１７４に入力し、比較電圧Ｖｒｅｆ　と比較する。この結果、コンパレータ１７４は、圧電素子１５３の振動数の矩形波信号ＣＯＭＰを出力する（図１２参照）。検出制御部１６８は、この矩形波信号ＣＯＭＰを入力し、これと予め指定を受けた検出条件（開始パルスと計測に用いたパルス数）とから、カウンタ１７６を動作させる期間を指定するセット信号ＳＥＴを生成する。図１２に示した例では、開始パルスは第１番目のパルス、計測を行なう期間は４パルス分であることから、検出期間ＳＥＴは、第１番目のパルスの立ち上がりから第５番目のパルスの立ち上がりまで、即ち矩形波信号ＣＯＭＰで４パルス分、ということになる。
【００６５】
この信号ＳＥＴが出力されている間、カウンタ１７６は発振器１７５の出力する高い周波数のパルスを利用して、これをカウントする。共振周波数が異なれば、４つ分のパルスの時間は異なるから、終了パルスを検出して検出制御部１６８が出力するセット信号ＳＥＴが反転するまでにカウンタ１７６がカウントアップしたカウント値ＣＮＴは、共振周波数によって異なることになる。このカウント値ＣＮＴは、出力部１７８を介して、プリンタ２００の制御装置２２２に出力される。このとき、カウント値ＣＮＴのみならず、検出条件に対応しデータも出力部１７８は制御装置２２２側へ出力する。本実施例では、終了パルスの番号（ここでは第５パルス）を出力している。もとより、指定された検出条件そのもの、つまり開始パルスの番号（ここでは第１パルス）と、測定に用いたパルス数（ここでは４パルス分）とを出力するものとしても良い。
【００６６】
制御装置２２２は、検出結果であるカウント値ＣＮＴと、検出条件（開始パルスの番号と測定パルス数）を受け取り、このカウント値ＣＮＴに基づいて、インク残量を判定する。実際には、共振室１５１にインクが存在するか否かの判断を行なうことになる。カウント値ＣＮＴが、予め定めた判定値より大きければインクがあると判断し、判定値以下であればインクがないと判断するのである。この結果、プリンタ２００の制御装置２２２は、印字ヘッド２１１ないし２１６から吐出されるインク滴の数をソフトウェアでカウントして、インク消費量を管理しているが、その管理の値と現実のインクカートリッジ１１１ないし１１６内の検出記憶モジュール１２１ないし１２６から得られた共振室１５１内のインクの有無の情報とを用いて、インクカートリッジ１１１ないし１１６内のインクの現在量を正確に管理することが可能となる。
【００６７】
インク吐出量をカウントしてインク残量を管理する場合、印字ヘッド２１１ないし２１６から一度に吐出されるインク量は、そのノズル径の加工上のバラツキや、インクの粘性のパラツキ、使用時のインク温度などにより、インク残量の計算値は、現実の残量と少しずつずれてくる。検出記憶モジュール１２１ないし１２６は、インクカートリッジ１１１ないし１１６においてインクがおよそ１／２消費された場合に共振室１５１内のインクが空になるように配置されている。従って、検出記憶モジュール１２１ないし１２６からのインクの有無に関する判断が、インク有りからインクなしに切り替った時点を検出し、この時点で、ソフトウェアでカウントしてきたインク消費量を較正すれば、インク消費量を正確に管理することが可能となる。較正は、単にインク消費量を、検出記憶モジュール１２１ないし１２６からの検出結果を利用して１／２にリセットするするものとしてもよい、それまでソフトウェアのカウントの程度を補正するといった手法で行なってもよい。この結果、インクカートリッジ１１１ないし１１６におけるインクエンド（カートリッジ内のインクが完全になくなるタイミング）を正確に三種することが可能となる。従って、インクエンドによる交換を指示したインクカートリッジ内に未使用のインクが所定量残っており、資源を無駄にすると言うことがない。また、インクエンドの検出前にインクカートリッジ内のインクがなくなってしまい、いわゆる空打ちをして、印字ヘッド２１１ないし２１６が損傷を被るということも生じにくい。
【００６８】
しかも、本実施例のプリンタ２００では、検出結果であるカウント値ＣＮＴのみならず、検出条件に関連した値（終了パルス）を検出記憶モジュール１２１ないし１２６から制御装置２２２に返すので、制御装置２２２は、自分が指定した検出条件で正しく検出が行なわれたか否かを検証することができる。この場合の制御装置２２２の処理を図１４に示す。制御装置２２２は、検出記憶モジュール１２１ないし１２６におけるインク有無の検出条件Ｄ１と検出の指示Ｄ２とをインクカートリッジ１１１ないし１１６に出力した後（ステップＳ４００）、インクカートリッジ１１１ないし１１６側から、検出結果の応答があるのを待つ（ステップＳ４１０）。応答があると、インクカートリッジの検出記憶モジュール１２１ないし１２６から、検出結果（カウント値ＣＮＴ）と検出条件に対応したデータＤＴとを無線通信を介して読み込む（ステップＳ４２０）。
【００６９】
次に読み取ったデータＤＴと指示した検出条件Ｄ１とをつき合わせる処理を行ない（ステップＳ４３０）、両者が一致していれば、検出結果を有効とみなして（ステップＳ４４０）、ソフトウェアカウンタによるインク残量の演算に、検出結果を反映させる処理を行なう（ステップＳ４５０）。具体的には、センサモジュール１３７を用いて行なわれた計測の結果であるカウント値ＣＮＴを所定値と比較し（ステップＳ４５１）、カウント値ＣＮＴの方が小さければ、フラグＦｎに値１を、カウント値ＣＮＴの方が大きければ、フラグＦｎに値０を、それぞれ設定する（ステップＳ４５２，４５４）。その後、カウント値ＣＮＴが所定値より小さくなった場合のみ、前回設定されたフラグＦｎ−１と今回設定されたフラグの値Ｆｎとが一致しているか否かの判断を行ない（ステップＳ４５５）、不一致の場合には、フラグが値０から値１に変更された直後であることから、インクカートリッジ１１１におけるインク残量がほぼ１／２となった時点であると判定し、制御装置２２２において行なわれているインク残量の演算に利用する。即ち、ソフトウェアにより管理してきたインク残量ＩＲＱを、上記の検出結果を利用して１／２にセットするのである（ステップＳ４５８）。
【００７０】
従って、ソフトウェアによるインク残量の演算に誤差が存在する場合でも、センサモジュール１３７を用いたインク残量の検出結果を利用して、これを修正することができる。なお、センサを用いたインク残量の検出結果を参照してソフトウェアによるインク残量の演算式の補正係数などを微調整することも可能である。
【００７１】
他方、読み取ったデータＤ帝都指示した検出条件Ｄ１とが対応していない場合には（ステップＳ４３０）、検出結果を有効とみなすことができないと判断し（ステップＳ４６０）、その後のインク残量の管理をソフトウェアカウンタにのみ委ねる（ステップＳ４７０）。また、インクカートリッジ１１１ないし１１６の検出記憶モジュール１２１ないし１２６に何らかの不具合が発生していると考えられるので、使用者に対して、「インクカートリッジに障害が発生している可能性があります」などの警告を発するものとしても良い。警告は、プリンタ２００に設けられた操作パネル２４５上のＬＥＤ２４８を点滅させることによって行なっても良いし、液晶ディスプレイなどを搭載し、ここに表示しても良い。あるいは、音声合成などを利用して、スピーカから音声により警告するものとしても良い。また、プリンタ２００に対して印字データを出力するコンピュータとの間が双方向性のインタフェースで接続されていれば、プリンタ２００からコンピュータにデータを出力し、コンピュータ側に、上記の表示を行なうものとしても良い。以上の処理の終了後、「ＥＮＤ」に抜けて、本処理ルーチンを終了する。
【００７２】
以上説明した実施例では、インクカートリッジ１１１ないし１１６に搭載された検出記憶モジュール１２１ないし１２６の動作を確認しながら、プリンタ２００におけるインクカートリッジ内のインクの状態に応じた処理（ここではインク残量の演算処理）を異ならせることができる。検出記憶モジュール１２１ないし１２６が正常に動作している場合には、その検出結果を利用して、インク残量が１／２となった時点でソフトウェアカウンタのインク残量の演算値を較正することができる。他方、制御装置２２２が指定した検出条件で検出が行なわれていないと判断した場合には、検出結果であるカウント値ＣＮＴは信頼することができないので、これを用いたインクの有無の判定や、ひいてはその判断に従うインク消費量の較正なども行なわない。あるいは行なう場合でも、限定的に利用したり、使用者に対して警告を出してから、較正するということも可能である。もとより、検出条件が一致しない場合には、インクカートリッジにおける検出記憶モジュールの故障とみなして、使用者にインクカートリッジの交換などの警告を併せて行なってもよい。
【００７３】
以上、インクカートリッジ１１１ないし１１６に設けられた検出記憶モジュール１２１ないし１２６と送受信部との第１手順通信処理ないし第３手順、更には検出記憶モジュール１２１ないし１２６における検出結果の有効性を判断した上で制御装置２２２が行なう処理について説明した。これらの処理は、制御装置２２２が各検出記憶モジュール１２１ないし１２６と通信しながら実現される。かかる通信処理は、左端の検出記憶モジュール１２１から右端の検出記憶モジュール１２６へと順次１つずつ行なわれる。その際、キャリッジ２１０は、インクカートリッジの幅１つ分ずつ順次移動しては停止する。停止した際、各インクカートリッジの検出記憶モジュールとの通信処理が行なわれる。もとより、本実施例の送受信部２３０のように、その幅が、インクカートリッジほぼ２つ分に対向する大きさである場合は、インクカートリッジ２つ分ずつ合計３回移動・停止し、各位置で検出記憶モジュール２つずつと通信処理を行なうこととすれば、キャリッジ２１０の移動・位置決め動作が少なくて済むのでより好ましい。この場合でも、制御装置２２２は、アンチコリジョンの処理を行なっているので、複数個のインクカートリッジのやり取りが混信することはない。
【００７４】
以上、本発明の実施の形態と実施例とについて説明したが、本発明はこうした実施の形態および実施例に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、更に種々なる形態で実施し得ることは勿論である。例えば、本実施例の検出記憶モジュール１２１は、インクジェットプリンタのインクカートリッジのみならず、トナーカートリッジなどにも適用することができる。また、検出記憶モジュール１２１は、カートリッジの底面や上面に設けることも可能である。上面に設けた場合には、送受信部２３０の配置の自由度が高く、全体の構成が簡略となる。なお、検出記憶モジュール１２１をインクカートリッジ１１１の上面に設ける場合でも、インク収容室のしきり方を設定すれば、インクエンド付近や、インク消費量が１／２のあたりなど、インク有無を検出するインク残量を自由に設定することができる。
【００７５】
更に、上記実施例では、インクの有無の検出は、インク消費量が略１／２となるあたりで行なうものとしたが、インクエンドの近傍で行なっても良いし、インク消費量のもっと少ない時点（インク残量の多い時点）で行なってもよい。また、外部から指定される検出条件は、本実施例では、圧電素子１５３を用いたことから、その開始パルスや終了パルス、あるいは検出期間に相当するパルス数などに関連のある条件として設定したが、検出を行なうタイミング（時刻やインターバル、電源投入時など）、検出回数、など様々な条件を設定することができる。またこれらの条件に対してカートリッジ側が返答するデータとしては、条件一部をそのまま用いても良いし、予め決められた対応によるコードなどを用いてもよい。なお、検出条件に対応したデータを出力しないものとして差し支えない。
【００７６】
上記の実施例では、インク有無の検出は、ハードウェアロジックにより実現しているが、ＣＰＵを用い、ソフトウェアにより同様の処理を行なうことも可能である。この場合には、カウンタ１７６がカウントした値を制御装置２２２側に送信する構成に代えて、インクの有無の判断自体を検出記憶モジュール１２１側で行ない、インクの有無の判定結果のみを制御装置２２２側に送信する構成とすることも可能である。
ないものとして差し支えない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の態様としてのカートリッジ１０の概略構成を示す説明図である。
【図２】本発明の実施の態様としてのカートリッジ側とプリンタ側の処理とを関連付けて示すフローチャートである。
【図３】本発明の実施の態様におけるインクの有無の検出の原理について説明する説明図である。
【図４】本発明の一実施例としてのプリンタ２００の内部構成を示す概略構成図である。
【図５】実施例のプリンタ２００における制御装置２２２の内部構成を示すブロック図である。
【図６】実施例の検出記憶モジュール１２１の外観を示す説明図である。
【図７】実施例のインクカートリッジ１１１への検出記憶モジュール１２１の取り付け状態を示す説明図である。
【図８】検出記憶モジュール１２１の内部構成を示すブロック図である。
【図９】キャリッジ２１０に搭載されたインクカートリッジ１１１ないし１１６と送受信部２３０との関係を示す説明図である。
【図１０】検出記憶モジュール１２１におけるＥＥＰＲＯＭ１６６の内部に記憶された情報を示す説明図である。
【図１１】検出記憶モジュール１２１における処理の概要を示すフローチャートである。
【図１２】第３手順における各部の動作を示すタイミングチャートである。
【図１３】駆動指示ＤＲＩＶにより実際に圧電素子１５３に印加される電圧と圧電素子１５３の振動状態を示す説明図である。
【図１４】実施例における検出処理ルーチンを示すフローチャートである。
【符号の説明】
１０…インクカートリッジ
１２…通信制御部
１４…メモリ
１５…メモリ制御部
１６…インク収容室
１７…センサ
１８…共振室
１９…センサ制御部
２０…プリンタ
２２…制御装置
２４…プラテン
２５…印字ヘッド
３０…送受信装置
１１１〜１１６…インクカートリッジ
１２１〜１２６…検出記憶モジュール
１３１…基板
１３３…アンテナ
１３５…専用ＩＣチップ
１３７…センサモジュール
１３９…配線パターン
１４１…接着層
１５１…共振室
１５３…圧電素子
１６１…ＲＦ回路
１６２…電源部
１６３…データ解析部
１６５…ＥＥＰＲＯＭ制御部
１６６…ＥＥＰＲＯＭ
１６８…検出制御部
１７０…駆動制御部
１７２…アンプ
１７４…コンパレータ
１７５…発振器
１７６…カウンタ
１７８…出力部
２００…インクジェットプリンタ
２０３…給紙ユニット
２１０…キャリッジ
２１１…印字ヘッド
２２１…搬送用ベルト
２２２…制御装置
２２３…ステッピングモータ
２２４…ガイド
２２５…プラテン
２２９…プーリ
２３０…送受信部
２３１…ＲＦ変換部
２３３…ループアンテナ
２４０…紙送り用モータ
２４１…ギヤトレイン
２４２…エンコーダ
２４５…操作パネル
２４７…各種スイッチ
（インクカートリッジ交換ボタン）
２４８…ＬＥＤ
２５１…ＣＰＵ
２５２…ＲＯＭ
２５３…ＲＡＭ
２５４…ＰＩＯ
２５５…タイマ
２５６…駆動バッファ
２５７…バス
２５８…発振器
２５９…分配出力器
ＡＣ…応答信号
ＡＣＫ…応答信号
ＡＣＭ…アクティブモード
ＡＭＣ…アクティブモードコマンド
ＣＬＲ…クリア信号
ＣＯＭＰ…矩形波信号
ＤＣ…指示
ＤＮ…検出条件
ＤＲＩＶ…駆動指示
ＤＲＩＶ…駆動信号
ＰＣ…コンピュータ
Ｒ１…抵抗器
Ｒ２…抵抗器
ＲＡＡ…読み書き可能領域
ＲＯＡ…読出専用領域
ＳＥＴ…セット信号
Ｔ…用紙
Ｔｒ１…トランジスタ
Ｔｒ２…トランジスタ
Ｖｒｅｆ…比較電圧[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a cartridge having a storage chamber for storing a recording material used for printing, and more particularly, to a technique for exchanging information between a cartridge having a built-in sensor and the cartridge.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art A printing apparatus (printer) that discharges ink onto paper to perform recording and a printing apparatus that performs printing using toner, such as an ink jet printer, are widely used. Such a cartridge of the printing apparatus has a storage chamber for storing a recording material such as ink or toner. Management of the remaining amount of recording material is an important technology in printing devices. Not only is the amount of used material counted and managed by software on the printing device side, but recently, a sensor is provided on the cartridge to directly Attempts have been made to measure (see, for example, JP-A-2001-147146).
[0003]
Various types of sensors can be considered. If the recording material to be detected is a conductive ink, the remaining ink amount may be measured by an electric resistance value, or the resonance amount provided in the accommodation chamber may be measured. By providing an electrostrictive element such as a piezo element in the chamber and measuring the resonance frequency of the electrostrictive element, it is also possible to measure the presence or absence of a recording material in the resonance chamber. Furthermore, it is conceivable to measure the temperature, viscosity, humidity, particle size, hue, remaining amount, pressure, etc. of the recording material such as ink, and in this case, a dedicated sensor is used according to each physical property. Just fine. For example, the temperature is a thermistor or a thermocouple, and the pressure is a pressure sensor.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the cartridge provided with such a sensor, there is a problem that the detection condition by the sensor is fixed, and the reliability of the detection may not be sufficiently improved. For example, if a sensor that detects the presence or absence of the recording material in the storage chamber is provided, changing the composition of the recording material may change the optimal detection conditions. Unless the circuit configuration is changed, the reliability of detection cannot be sufficiently guaranteed. However, if the circuit configuration is adjusted each time, there is a problem that complicated work and high cost are caused.
[0005]
Further, in the conventional cartridge, if the detection result is a binary one such as the presence or absence of ink, even if the detection circuit is out of order, if any one of the signals is continuously output, a failure will occur. Is difficult to detect. For this reason, it has been pointed out that the reliability of the detection result cannot be sufficiently evaluated.
[0006]
An object of the present invention is to solve such a problem, and to flexibly respond to a change in detection conditions and ensure the reliability of a detection result in a cartridge provided with a sensor.
[0007]
[Means for Solving the Problems and Their Functions and Effects]
The device of the present invention that solves at least a part of the above-mentioned problems,
A cartridge that includes a storage chamber that stores a recording material used for printing, and is mounted on a printing apparatus,
A sensor for detecting a state of the recording material in the storage chamber;
Condition receiving means for receiving an external designation for a condition of detection by the sensor;
Detecting means for performing the detection under the designated condition;
Output means for outputting a result of the detection together with data corresponding to the specified detection condition;
The gist is that it is provided.
[0008]
Such a cartridge is provided with a sensor for detecting the state of the recording material in the storage chamber, and when a condition for detection by this sensor is specified from the outside, detection is performed under the specified condition. Then, a detection result is output together with data corresponding to the specified detection condition. Therefore, when detecting the state of the recording material in the storage chamber, the detection can be performed by designating conditions suitable for the detection, instead of performing detection under fixed detection conditions. As a result, the accuracy of detection can be improved. In addition, since the detection result is output together with the data (including the detection condition itself) corresponding to the detection condition, it is necessary to verify the reliability of the detection result from the side instructing the detection to the cartridge. Becomes possible.
[0009]
As the recording material of such a cartridge, ink of a predetermined color used for an ink jet printer or the like, or toner for a copier, a facsimile or a laser printer can be assumed.
[0010]
As the sensor, a sensor that detects the presence or absence of the recording material in the storage chamber and a sensor that detects the remaining amount of the recording material can be used. Of course, a sensor that detects at least one of the temperature, viscosity, humidity, particle size, hue, remaining amount, and pressure of the recording material can be used.
[0011]
Further, as such a sensor, a piezoelectric element whose resonance state changes depending on the state of the recording material can be used. In this case, an excitation pulse is applied to the piezoelectric element, and then the vibration of the piezoelectric element in response to the excitation pulse is detected, so that the state of the recording material can be detected from the state of resonance of the piezoelectric element. Here, the state of resonance can be understood as the resonance frequency of the piezoelectric element. The resonance frequency can be detected as a time required for one or more vibrations of the piezoelectric element.
[0012]
In such a cartridge incorporating a sensor using a piezoelectric element, the detection condition can be embodied as designation of the number of vibrations for measuring the time required for the vibration of the piezoelectric element. In this case, the cartridge can detect the time required for the designated number of vibrations and output data on the vibration used for the measurement together with the detected time.
[0013]
The number of vibrations used for detection can be specified by the position of the vibration at which the measurement starts and the position of the vibration at which the measurement ends. The data relating to the vibration may be determined based on the designated start and end positions of the vibration, for example, as the time required between the start and end.
[0014]
As such a cartridge, a cartridge having a memory for storing parameters corresponding to the state of the recording material stored in the storage chamber is also useful.
[0015]
In such a cartridge, designation of detection conditions and the like can be performed by wireless communication. For this purpose, the cartridge may be provided with a wireless communication means for wirelessly transmitting and receiving data. Note that the detection result can also be output wirelessly.
[0016]
Such wireless communication means generally includes a loop antenna for performing communication. When communication is performed, an electromotive force is induced in this antenna. Therefore, a configuration may be adopted in which power is supplied to the inside of the cartridge using the electromotive force. In this case, there is no need to provide a battery or the like in the cartridge, and the configuration can be simplified.
[0017]
The invention of a printing apparatus using the cartridge of the present invention,
A printing apparatus equipped with a cartridge having a storage chamber containing a recording material used for printing,
In the cartridge,
A sensor for detecting a state of the recording material in the storage chamber;
Condition receiving means for receiving a designation from the printing apparatus for a condition of detection by the sensor;
Detecting means for performing the detection under the designated condition;
Output means for outputting a result of the detection together with data corresponding to the specified detection condition;
Is provided,
Further, the printing device includes
Condition designating means for designating the detection condition;
Input means for inputting the detection result and the data output from the output means of the cartridge,
The input data is compared with the detection condition designated by the condition designating means, and if both correspond, the detection result is determined to be valid and a predetermined process related to the state of the recording material is determined. Means
The gist is that it is provided.
[0018]
In this printing apparatus, the cartridge detects the state of the recording material under the detection conditions specified by the printing apparatus, and then outputs a detection result together with data corresponding to the detection conditions. Therefore, when detecting the state of the recording material in the storage chamber, the detection can be performed by receiving designation of a condition suitable for the detection from the printing apparatus instead of performing the detection under the fixed detection condition. As a result, the accuracy of detection can be improved, and the reliability of the printing apparatus can be ensured. In addition, the printing apparatus matches the data corresponding to the detection conditions received from the cartridge with the detection conditions specified by itself, and if so, validates the detection result and sets a predetermined value related to the state of the recording material. Perform processing. For example, when the presence or absence of the recording material is detected, the predetermined process may be calculation of the remaining amount of the recording material, calibration of the calculation formula (calibration), or various processes. it can. Conversely, if the two are not matched, it is also useful to perform processing to invalidate the detection result or warn the user that the detection result cannot be treated as valid.
[0019]
In addition, the present invention can be regarded as a method of exchanging information with a cartridge having a storage chamber that stores a recording material used for printing. This method
A condition provided by the sensor for detecting a state of the recording material in the storage chamber is provided from the outside of the cartridge.
According to the specified detection condition, a detection result using the sensor performed in the cartridge is output to the outside of the cartridge together with data corresponding to the specified detection condition,
Verifying the correspondence between the output data and the specified detection condition to determine the validity of the detection result
The gist is.
[0020]
According to this information exchange method, the detection condition of the sensor is designated from outside the cartridge, and the cartridge side outputs data corresponding to the detection condition together with the detection result. The side that receives the detection result and the data determines the validity of the detection result by verifying the correspondence between the data and the specified detection condition. Therefore, the reliability of exchanging information with the cartridge can be improved.
[0021]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described. FIG. 1 is an explanatory diagram showing a schematic configuration of an ink cartridge 10 according to an embodiment of the present invention and a transmitting / receiving device 30 of a printer 20 having the ink cartridge 10 mounted thereon. Although the internal configuration of the printer 20 for performing printing by discharging ink from the print head 25 onto the paper T conveyed by the platen 24 is omitted, the control device 22 in the printer 20 controls the amount of ink used for printing. And the like, which are transmitted to the ink cartridge 10 via the transmission / reception device 30. The transmission and reception of data with the ink cartridge 10 is performed by wireless communication, but may be performed by wire. In this embodiment, the wireless communication system is an electromagnetic induction system, but other systems can be adopted.
[0022]
The ink cartridge 10 includes a communication control unit 12 for controlling communication, a memory control unit 15 for reading and writing data from and to a memory 14, a sensor 17 using a piezoelectric element, driving of the sensor 17, and ink remaining using the sensor 17. A sensor control unit 19 for detecting the amount. The detection of the remaining amount of ink using the sensor 17 is performed in the following procedure. The sensor 17 is mounted in a resonance chamber 18 provided in the ink storage chamber 16, and when a drive voltage is applied to an electrode (not shown), the sensor 17 as a piezoelectric element is distorted and deformed. When the electric charge accumulated in the piezoelectric element is discharged from this state, the energy of the strain is released, and the element vibrates freely. Since the sensor 17 is provided facing the resonance chamber 18, the frequency of the free vibration is regulated by the resonance frequency of the resonance chamber 18. Since the resonance frequency of the resonance chamber 18 is different between the case where ink is present in the resonance chamber and the case where no ink is present, if the resonance frequency is detected, the presence or absence of ink in the resonance chamber 18 and, consequently, the ink in the ink cartridge 10 You can know the remaining amount.
[0023]
FIG. 2 is a flowchart schematically illustrating processing performed by the sensor control unit 19 in association with processing performed by the control device 22 of the printer 20. The sensor control unit 19 is actually realized by a circuit using a gate array or the like, but the processing content will be described with reference to a flowchart for the sake of easy understanding. The detection of the remaining amount of ink is performed based on an instruction from the control device 22 of the printer 20 (step S5). At this time, the control device 22 specifies not only an instruction for detecting the remaining amount of ink but also a detection condition (to be described in detail later). The cartridge 10 receives the instruction to detect the remaining amount of ink and the specification of the detection condition via the communication control unit 12 (step S10).
[0024]
The sensor control unit 19 that has received the designation of the detection condition sets the measurement start pulse and the end measurement pulse number as the detection condition (step S11). As described above, the detection is performed based on the resonance frequency. However, as the vibration of the sensor 17 that performs this measurement, it is specified how many pulses should be the start pulse and how many pulses should be measured from there. In this example, the first pulse is specified as the start pulse, and four pulses are specified as the number of measurement pulses. Of course, a start pulse and an end pulse may be specified (in this case, the fifth pulse is specified as the end pulse). FIG. 3 schematically shows the relationship between the vibration of the sensor 17 due to resonance, the measurement start pulse, the number of measurement pulses, and the end pulse.
[0025]
When the setting of the detection condition is completed, next, the sensor control unit 19 outputs a drive pulse to the sensor 17 (Step S12). As a result, as described above, the sensor 17 as a piezoelectric element resonates at a resonance frequency that changes depending on the state of the resonance chamber 18 after the vibration is excited and the application of the voltage is lost. Therefore, the sensor control unit 19 waits until a start pulse set as a detection condition is detected (step S13), and upon detecting a start pulse (FIG. 3, timing t1), starts counting time (step S14).
[0026]
Thereafter, the sensor control unit 19 waits until an end pulse is detected (step S15), and when detecting a preset number of pulses (four pulses in the embodiment), terminates time counting and outputs a count value. Is performed (step S16). At this time, the number of pulses at the position where the detection is completed (timing t2 in FIG. 3) is also output. The number of pulses at the position where detection is completed is a value obtained by adding the number of pulses required for measurement (four pulses in this example) to the start pulse (the first pulse of resonance in this example), and is an example shown in FIG. Now, the fifth pulse.
[0027]
When the sensor control section 19 outputs the count value and the number of detected pulses via the communication control section 12, the control device 22 of the printer 20 receives the detection result (step S20), and receives the number of pulses received together with the count value. Is checked to determine whether it matches the detection condition specified in advance (step S30). In this example, since the number of pulses corresponding to the position of the end pulse is received from the sensor control unit 19 of the cartridge 10, the control device 22 determines the position of the end pulse from the designation of the detection condition performed by itself (step S 5). Is determined, and this is compared with the number of received pulses to determine whether the detection condition is satisfied. Of course, the start pulse and the end pulse may be designated, the number of pulses required for the detection may be received together with the detection result, and this may be verified.
[0028]
If it can be determined that the detection conditions are met, it is determined that the detection has been performed normally (step S40), and the result of detection of the remaining amount of ink by the sensor 17 is used for the subsequent processing. For example, if the detection result indicates that there is no more ink in the resonance chamber 18, the control device 22 of the printer 20 determines that the remaining ink level has fallen below the level of the resonance chamber 18 and uses the remaining ink level for subsequent ink remaining amount management. It is. On the other hand, if it is determined that the detection conditions do not match, it is determined that there is an error in the detection (step S50), and this detection result is not used for the subsequent processing.
[0029]
According to the embodiment of the present invention described above, in the cartridge 10, the state of the ink in the storage chamber 16 (the presence or absence of the ink in this case) can be detected, and the detection is performed by the printer 20 outside the cartridge 10. This is performed under the conditions specified by the control device 22 side. Therefore, the detection condition does not become fixed, and it is possible to flexibly cope with a change in the situation. For example, by changing the composition of the ink stored in the storage chamber 16, it is possible to flexibly cope with a case where the optimum conditions for detection are changed. Further, in this embodiment, data exchange between the cartridge 10 and the printer 20 is performed by wireless communication, and there is no risk of contact failure or the like between the cartridge 10 that moves for printing and the like. , Data can be exchanged stably. Moreover, in this embodiment, data related to the detection condition specified from the outside is output together with the detection result, and verification is performed on the side (control device 22) that performed the detection condition. High reliability can be ensured for the entire detection, including the reliability of.
[0030]
Next, examples of the present invention will be described. The first embodiment is applied to an ink jet printer. FIG. 4 is an explanatory diagram schematically showing the configuration of the printer 200, focusing on parts involved in the operation. FIG. 5 is an explanatory diagram showing the electrical configuration of the control device 222 of the printer 200. As shown in FIG. 4, the printer 200 discharges ink droplets from the print heads 211 to 216 onto a sheet T fed from the sheet feeding unit 203 and conveyed by the platen 225, and forms an image on the sheet T. To form The platen 225 is rotated and driven by a driving force transmitted from the paper feed motor 240 via the gear train 241. The rotation angle of the platen is detected by the encoder 242. The print heads 211 to 216 are provided on a carriage 210 that reciprocates in the width direction of the paper T. The carriage 210 is coupled to a transport belt 221 driven by a stepping motor 223. The transport belt 221 is an endless belt, and is bridged between a stepping motor 223 and a pulley 229 provided on the opposite side. Accordingly, when the stepping motor 223 rotates, the carriage 210 reciprocates along the transport guide 224 as the transport belt 221 moves.
[0031]
Next, the six color ink cartridges 111 to 116 mounted on the carriage 210 will be described. The six color ink cartridges 111 to 116 have the same basic structure, but differ in the composition of the ink contained in the containing chamber, that is, the color. The ink cartridges 111 to 116 contain black ink (K), cyan ink (C), magenta ink (M), yellow ink (Y), light cyan ink (LC), and light magenta ink (LM), respectively. ing. The light cyan ink (LC) and the light magenta ink (LM) are light-colored inks whose dye concentration is adjusted to about 1/4 that of the cyan ink (C) and the magenta ink (M), respectively. These cartridges 111 to 116 are provided with detection storage modules 121 to 126 whose configuration will be described later in detail. The detection storage modules 121 to 126 can exchange data with the control device 222 of the printer 200 by wireless communication. In the first embodiment, the detection storage modules 121 to 126 are mounted on the side surfaces of the ink cartridges 111 to 116.
[0032]
In order to perform wireless data exchange with these detection storage modules 121 to 126, the printer 200 is provided with a communication transceiver 230. The transmission / reception unit 230 is connected to the control device 222 together with other electronic components, for example, the paper feed motor 240, the stepping motor 223, the encoder 242, and the like. In addition, various switches 247 of an operation panel 245 provided on the front of the printer 200 and an LED 248 are also connected to the control device 222.
[0033]
As shown in FIG. 5, the control device 222 includes a CPU 251 for controlling the entire printer 200, a ROM 252 for storing the control program, a RAM 253 for temporarily storing data, a PIO 254 for interfacing with an external device, , A drive buffer 256 for storing data for driving the print heads 211 to 216, etc., and these are interconnected by a bus 257. The control device 222 is provided with an oscillator 258 and a distribution output device 259 in addition to these circuit elements. The distribution output unit 259 distributes the pulse signal output from the oscillator 258 to the common terminals of the six print heads 211 to 216. The print heads 211 to 216 receive the ON / OFF (ink is not ejected) data from the drive buffer 256 side, and upon receiving a drive pulse from the distribution output unit 259, the print heads 211 to 216 receive data from the drive buffer 256 side. The ink is ejected from the corresponding nozzle according to the output data.
[0034]
The PIO 254 of the control device 222 is also connected to the stepping motor 223, the paper feed motor 240, the encoder 242, the transmission / reception unit 230, and the operation panel 245, as well as the computer PC that outputs image data to be printed to the printer 200. I have. Therefore, at the time of printing, an image to be printed is specified by the computer PC, and data on which processing such as rasterization, color conversion, and halftoning has been performed is output to the printer 200. The printer 200 checks the paper feed position with data from the encoder 242 while detecting the movement position of the carriage 210 based on the drive amount of the stepping motor 223, and matches the data received from the computer PC with the print head The data is developed into on / off data of ink to be ejected from the nozzles 211 to 216, and the drive buffer 256 and the distribution output unit 259 are driven.
[0035]
The control device 222 can wirelessly exchange data with the detection storage modules 121 to 126 mounted on the cartridges 111 to 116 via the transmission / reception unit 230 connected to the PIO 254. For this purpose, the transmission / reception unit 230 is provided with an RF conversion unit 231 that converts a signal from the PIO 254 into an AC signal of a predetermined frequency, and a loop antenna 233 that receives the AC signal from the RF conversion unit 231. When an AC signal is applied to the loop antenna 233, when a similar antenna is disposed near the loop antenna 233, an electric signal is excited to the other antenna by electromagnetic induction. In the present embodiment, a wireless communication method using electromagnetic induction is adopted because the wireless communication distance is limited to the distance inside the printer. Further, in the embodiment, one antenna used for wireless communication is prepared on each of the transmission and reception sides, and the same antenna is used for both transmission and reception, but the transmission antenna and the reception antenna are used at least on one side. It is also possible to separate and use it as a dedicated antenna. Further, in this embodiment, the operating power on the cartridge side is obtained by using electromagnetic induction between antennas used for communication, but an antenna for obtaining power may be separately provided.
[0036]
Next, the configuration of the detection storage module 121 on the ink cartridge 111 side will be described. FIG. 6 is a diagram showing the appearance of the detection storage modules 121 to 126 from the front and side. The detection storage modules 121 to 126 mounted on each of the ink cartridges 111 to 116 are all the same except for the ID numbers stored therein. Therefore, the detection storage modules 121 will be described below. As shown in the figure, the detection storage module 121 detects an antenna 133 formed as a metal thin film pattern on a substrate 131 on a thin film, a dedicated IC chip 135 incorporating various functions described below, and the presence or absence of ink. And a wiring pattern 139 connecting them.
[0037]
FIG. 7 is an end view showing a state where the detection storage module 121 is mounted on the ink cartridge 111. As shown, the detection storage module 121 is mounted on the side surface of the ink cartridge 111 by an adhesive layer 141 such as an adhesive or a double-sided tape. At this time, the sensor module 137 provided on the back surface of the substrate 131 fits into the opening 143 provided on the side surface of the cartridge 111. A resonance chamber 151 is formed inside the sensor module 137, and a piezoelectric element 153 serving as a sensor is attached to one side wall of the resonance chamber 151.
[0038]
The internal configuration of the detection storage module 121 will be described. FIG. 8 is a block diagram showing the internal configuration of the detection storage module 121. As shown in the figure, the detection storage module 121 includes an RF circuit 161, a power supply unit 162, a data analysis unit 163, an EEPROM control unit 165, an EEPROM 166, a detection control unit 168, a drive control unit 170, an amplifier circuit 161 in a dedicated IC chip 135. 172, a comparator 174, an oscillator 175, a counter 176, an output section 178, two transistors Tr1 and Tr2, resistors R1 and R2, and the like.
[0039]
The RF circuit 161 is a circuit that detects and inputs an AC signal generated by electromagnetic induction to the antenna 133, and outputs a power component extracted by the detection to the power supply unit 162 and a signal component to the data analysis unit 163. Further, it has a function of receiving a signal from an output unit 178 described later, modulating the signal, converting the signal into an AC signal, and transmitting the AC signal to the transmission / reception unit 230 of the printer 200 via the antenna 133. The power supply unit 162 is a circuit that uses the power component received from the RF circuit 161, stabilizes the power component, and outputs the power as the power inside the dedicated IC chip 135 and the power of the sensor module 137. Therefore, no power source such as a dry battery is mounted on the ink cartridges 111 to 116. Although not particularly shown, if the time during which power is supplied from the transmission / reception unit 230 by a signal is limited to some extent, a charge storage element such as a capacitor for storing the stabilized power generated by the power supply 162 is used. It is also useful to provide. The charge storage element may be provided before the power supply unit 162.
[0040]
The data analysis unit 163 is a circuit that analyzes a signal component received from the RF circuit 161 and roughly extracts a command and data. The data analysis unit 163 controls whether to exchange data with the EEPROM 166 or exchange data with the sensor module 137 based on the analysis result. The data analysis unit 163 exchanges data with the EEPROM 166 and exchanges data with the sensor module 137 according to the result of the data analysis. For this purpose, the data analysis unit 163 also performs processing for identifying the ink cartridge to be exchanged. Need to be done. The data analyzer 163 also performs these processes. Although details of the processing will be described later, basically, as shown in FIGS. 9A and 9B, where each ink cartridge mounted on the carriage 210 is located with respect to the transmission / reception unit 230. Is identified and the ID stored in each ink cartridge, the ink cartridge is identified. FIG. 9A is a perspective view illustrating the positional relationship between the ink cartridges 111 to 116, the detection storage modules 121 to 126 attached to the ink cartridges 111 to 116, and the transmission / reception unit 230, and FIG. 9B is a perspective view. FIG. 9 is an explanatory diagram showing the relationship between the ink cartridge and the transmission / reception unit 230 from the viewpoint of the width of both.
[0041]
When performing the process of identifying the ink cartridge, the control device 222 conveys the carriage 210 to the side where the transmission / reception unit 230 exists. The position where the carriage 210 faces the transmission / reception unit 230 is provided outside the printing range. As shown in FIG. 9, in this embodiment, the detection storage modules 121 to 126 are mounted on the side surfaces of the ink cartridges 111 to 116, and when the carriage 210 moves, a maximum of two detection storage modules are provided. It will be within the transmission possible range with the transmission / reception unit 230. In this state, the data analysis unit 163 receives a request from the control unit 222 via the transmission / reception unit 230, and performs processing such as recognition processing of the ink cartridge, access to the memory, and exchange with the sensor module 137. Details of the processing will be described later using a flowchart.
[0042]
When data is actually exchanged with the EEPROM 166 after specifying the ink cartridge for exchanging data, the data analysis unit 163 specifies the address for reading and writing, the designation of whether to perform reading and writing, and the designation of data. In the case of writing, the data is passed to the EEPROM control unit 165. Upon receiving these designations and data, the EEPROM control unit 165 outputs an address and a read / write designation to the EEPROM 166, and performs processing such as writing data and reading data from the EEPROM 166.
[0043]
FIG. 10 shows the internal data structure of the EEPROM 166. As shown in FIG. 10A, the inside of the EEPROM 166 is roughly divided into two parts, and the first half of the memory space includes a user memory for reading and writing data such as the remaining ink amount and a read / write for storing a classification code. The possible area RAA. The second half of the memory space is a read-only area ROA in which ID information for specifying the ink cartridge is written.
[0044]
Writing to the read-only area ROA is performed before the detection storage modules 121 to 126 having the EEPROM 166 are attached to the ink cartridges 111 to 116, for example, in the process of manufacturing the detection storage module or the process of manufacturing the ink cartridge. It is. Accordingly, the main body of the printer 200 can perform both reading and writing of data stored in the readable / writable area RAA, but can read data of the read only area ROA. Can be executed, but writing of data cannot be executed.
[0045]
The user memory in the readable / writable area RAA is used to write ink remaining amount information and the like of each of the ink cartridges 111 to 116. The ink remaining amount information is read by the main body of the printer 200, and the remaining amount becomes small. Processing such as issuing a warning to the user is sometimes available. Various codes for distinguishing the types of the ink cartridges and the like are stored in the classification code storage area, and the user can use these codes independently.
[0046]
The ID information stored in the read-only area ROA is, for example, manufacturing information on an ink cartridge to which the detection storage module is attached. As the ID information, as shown in FIG. 10B, information on the year, month, date, hour, minute, second, and place at which the ink cartridges 111 to 116 were manufactured are stored. These are all written in an area of about 4 to 8 bits, and occupy a memory area of about 40 to 70 bits in total. Immediately after the power of the printer 200 is turned on, for example, the control device 222 of the printer 200 reads the ID information including the manufacturing information of each of the ink cartridges 111 to 116 from the detection storage modules 121 to 126 so that, for example, the expiration date of the ink cartridge is It is possible to issue a warning to the user when the power supply is cut or the remaining power is very low.
[0047]
Note that the EEPROM 166 of the detection storage module 121 may appropriately include information other than the above information. Further, the entire EEPROM 166 may be a rewritable area. In this case, the ID information such as the manufacturing information of the ink cartridge described above may be configured by employing an electrically readable and writable memory such as the NAND flash ROM in the EEPROM 166. In this embodiment, a serial type memory is used as the EEPROM 166.
[0048]
On the other hand, when exchanging with the sensor module 137, the data analysis unit 163 first clears the counter 176, receives the detection condition from the control device 222, and sets it in the detection control unit 168. In response to this setting, the detection control unit 168 sets the number (from the start pulse) to the number of pulses of the signal obtained from the piezoelectric element 153 of the sensor module 137. Next, the data analysis unit 163 instructs the drive control unit 170 to output a drive signal. In response to this command, the drive control unit 170 outputs a drive signal to the transistors Tr1 and Tr2, and applies a drive voltage to the piezoelectric element 153. As a result, the resonance generated in the piezoelectric element 153 is amplified by the amplifier 172 and further input to the comparator 174 to be converted into a rectangular pulse signal. The comparator 174 is a circuit that compares an output signal from the amplifier 172 with a predetermined comparison voltage Vref and converts the output signal into a rectangular wave based on the magnitude of the comparison voltage Vref.
[0049]
Upon receiving the signal from the comparator 174, the detection control unit 168 activates the SET terminal of the counter 176 for a specified number of pulses from a preset start pulse to operate the counter 176. The counter 176 counts pulses from the oscillator 175 while the SET terminal is active, and outputs the counted value to the output unit 178. The output unit 178 receives the condition value used for detection from the detection control unit 168, and outputs the count value from the counter 176 and the condition value for sword detection to the control device 222 side via the RF circuit 161. I do. In this embodiment, the detection condition value is a value obtained by adding the number of pulses used for measurement to the number of start pulses, that is, the number of pulses corresponding to the position of the end pulse of measurement (the fifth pulse in this embodiment). is there. Of course, the start pulse and the number of pulses indicating the measurement period can be used as they are. Note that the output unit 178 may be incorporated in the data analysis unit 163.
[0050]
Next, an outline of a process of identifying the ink cartridge 111 and a process of memory access performed by the control device 222 of the printer 200 together with the data analysis unit 163 of the detection storage modules 121 to 126 will be described. FIG. 11 shows an outline of processing executed by the control device 222 provided in the printer 200 and the detection storage modules 121 to 126 provided in the ink cartridges 111 to 116 while performing communication via the transmission / reception unit 230. It is a flowchart shown. The control device 222 of the printer 200 and the data analysis unit 163 of the detection storage modules 121 to 126 communicate with each other via the transmission / reception unit 230, and perform ID information reading processing (first procedure) and reading processing other than ID information. Steps such as memory access processing (second procedure) such as writing processing of ink remaining amount information and data exchange with the sensor module 137 (third procedure) are executed.
[0051]
In the printer 200, when the user replaces any one of the ink cartridges 111 to 116 while the power is on, or when a predetermined time has elapsed since the previous communication processing, the manufacturing information of the ink cartridge is used. , The remaining amount of ink is written in a predetermined area of the EEPROM 166, and processing for reading is executed. These processes are different from normal printing processes, and are processes that involve communication with the detection storage modules 121 to 126 via the transmission / reception unit 230.
[0052]
At this time, in order to communicate with the detection storage modules 121 to 126, the carriage 210 accommodating the ink cartridges 111 to 116 is separated from the position at the time of normal printing or the right non-printing area, and the transmission / reception unit 230 is present. To the left non-printing area. When the carriage 210 is moved to the left non-printing area, the detection storage module that has reached the vicinity of the transmission / reception unit 230 receives an AC signal from the loop antenna 233 of the transmission / reception unit 230 via the antenna 133. The power supply unit 162 extracts power from the AC signal and supplies the stabilized power supply pressure to the internal control units and circuit elements. As a result, each control unit and circuit element of the detection storage module can perform processing.
[0053]
When the processing routine involving communication between the transmission / reception unit 230 and each of the detection storage modules 121 to 126 is started, first, the control device 222 of the printer 200 determines whether or not a power-on request has been issued ( Step S100). That is, it is determined whether or not the power is turned on to the inkjet printer 200 and immediately after the operation is started. If it is determined that a power-on request has occurred (step S100: Yes), the first procedure, that is, the procedure of reading ID information from the detection storage modules 121 to 126, is started (step S104 and subsequent steps).
[0054]
If the control device 222 determines that the power-on request has not been issued (step S100: No), it determines that the printer 200 is performing a normal print process, and then determines whether the ink cartridges 111 to 116 It is determined whether an exchange request has occurred (step S102). The request to replace the ink cartridges 111 to 116 is generated, for example, when the user presses the ink cartridge replacement button 247 on the operation panel 245 while the power of the printer 200 is turned on. At this time, the printer 200 interrupts the normal print processing mode and replaces one of the ink cartridges 111 to 116. The replacement request itself occurs after the replacement of the ink cartridges 111 to 116.
[0055]
If the control device 222 determines that a request to replace the ink cartridges 111 to 116 has been issued (step S102: Yes), the first procedure, that is, the ID information from the storage element provided in the replaced ink cartridge is used. The reading procedure is started (step S104). On the other hand, if it is determined that the replacement request of the ink cartridges 111 to 116 has not been issued (step S102: No), it is determined that the ID information of each of the detection storage modules 121 to 126 has already been normally read when the power is turned on. Judgment is performed, and processing for judging the access target is performed (step S150). The objects to be accessed include the EEPROM 166 and the sensor module 137 in the ink cartridge of this embodiment. Therefore, when it is determined that the access to the memory is instructed (step S150: memory), the above-described second procedure, that is, the memory access processing with the detection storage modules 121 to 126 is started (step S200). On the other hand, when it is determined that the access target is the sensor module 137 (step S150: sensor), a third procedure for reading a detection result from the sensor module 137 is executed.
[0056]
Next, each of the first to third procedures will be described. As described above, the first procedure is executed when the control device 222 detects a power-on request or an ink cartridge replacement request in the printer. In the first procedure, first, ID information is read from the detection storage modules 121 to 126 (step S104), and then an anti-collision process is executed (step S106). The anti-collision process is a process for preventing the occurrence of interference when performing the ID information reading process from each element when the respective ID information has not yet been obtained from each of the detection storage modules 121 to 126. is there. If the anti-collision processing fails on the way, the anti-collision processing may be executed again from the beginning. In the case of the present embodiment using wireless communication, the transmission / reception unit 230 can always communicate with a plurality of detection storage modules (in this embodiment, two detection storage modules), and when the communication is started, the carriage 210 Since the control device 222 does not know the ID information of the detection storage modules 121 to 126 mounted on the ink cartridges 111 to 116 mounted on the printer, anti-collision processing for preventing interference is required. Although details of the anti-collision process are not described here, basically, a part of the ID information is output from the transmission / reception unit 230, and only the detection storage module in which a part of the ID information matches returns a response. Enters the sleep mode, thereby identifying the ID information of the detection storage module of the ink cartridge present in the communicable range and establishing communication with the matching detection storage module.
[0057]
When the anti-collision process is completed, the control device 222 executes a process of reading ID information from each of the detection storage modules 121 to 126 via the data analysis unit 163 (Step S108). When this processing for reading the ID information is completed, there are cases where the present communication processing routine is ended for the time being, and cases where the second procedure is subsequently executed.
[0058]
A case where the second procedure is started will be described. When starting the second procedure, the control device 222 starts the memory access (step S200), and subsequently issues an active mode command to each of the detection storage modules 121 to 126 (step S202). The active mode command is a command issued to each of the detection storage modules 121 to 126 together with their respective ID information. The data analysis unit 163 of each of the detection storage modules 121 to 126 checks the received ID information. Only when the ID matches the own ID information, an access preparation completion response signal ACK is transmitted to the control device 222.
[0059]
Upon obtaining the response signal ACK to the active mode command from the detection storage modules 121 to 126, the control device 222 executes a memory access process for each of the detection storage modules 121 to 126 (step S204). The memory access process is a process of writing data to the EEPROM 166 or a process of reading data from the EEPROM 166. In any case, the access is performed from the EEPROM control unit 165 with the address of the memory designated by the control device 222. The EEPROM control unit 165 reads / writes the corresponding address of the EEPROM 166 in accordance with the instruction of the address or the read / write. When the memory access to the EEPROM 166 is completed, the EEPROM control unit 165 transmits a response signal ACK indicating the access completion and the accessed address to the control device 222 via the data analysis unit 163. Thus, the second procedure is completed, and the writing of the remaining ink amount information into each of the detection storage modules 121 to 126 is completed.
[0060]
Next, the third procedure will be described. In the third procedure, access to the sensor module 137 is started (step S300), and an active mode command AMC is first issued (step S302), as in the case of memory access. Among the ink cartridges 111 to 116 that have received the active mode command, the cartridges whose ID information associated with the active mode command matches return the response signal AC type, and shift to a state of receiving the subsequent processing. This situation is shown in the timing chart of FIG. 12 shows data exchange between the control device 222 side and the detection storage module 121 side. The active mode ACM indicates that the detection storage module 121 is in the active mode when it is inverted to the high level.
[0061]
When an active mode command is output to activate one of the detection storage modules, the control device 222 next sends a designation of the detection condition DN to the ink cartridge (step S304). When the data designating the detection condition DN is received and the response signal ACK returns, the control device 222 outputs a detection instruction DC next (step S306). The detection instruction DC can be included in the specification of the detection condition.
[0062]
When the detection instruction DC is issued, the data analyzer 163 outputs a clear signal CLR to the counter 176, and resets the counter 176 to a value of 0, as shown in FIG. Next, the data analysis unit 163 outputs a drive instruction DRIV to the drive control unit 170. In response to the drive instruction DRIV, the drive control section 170 drives the transistors Tr1 and Tr2. In this embodiment, as shown in FIG. 13, the drive instruction DRIV turns on the transistor Tr1 for charging, applies a voltage to the piezoelectric element 153, turns off the transistor Tr1 after a predetermined time, and turns off the transistor Tr1 for discharging. This is a signal for executing twice a cycle of turning on the transistor Tr2 and turning on the transistor Tr2 after a predetermined time. The voltage applied to the piezoelectric element 153 is a voltage supplied by the power supply unit 162, and the charging gradient is limited by the resistor R1. The electric charge accumulated in the piezoelectric element 153 is discharged through the transistor Tr2, and the gradient of this discharge is limited by the resistor R2. The on / off interval of the transistors Tr1 and Tr2 is set such that the frequency of the vibration generated in the piezoelectric element 153 is close to the resonance frequency of the resonance chamber 151 in the sensor module 137.
[0063]
As a result of charging and discharging performed by the drive control unit 170, the piezoelectric element 153 vibrates at the resonance frequency of the resonance chamber 151, and a voltage is generated at the electrodes of the piezoelectric element 153 due to the vibration. This vibration basically has a resonance frequency determined by the properties of the resonance chamber 151. Here, the property of the resonance chamber 151 is the degree of ink filling in the resonance chamber 151. In the case where the ink is filled in the resonance chamber 151, the resonance frequency is about 90 KHz in this embodiment, and when the ink in the resonance chamber 151 is consumed together with printing and becomes empty, about 110 KHz. Met. Naturally, such a resonance frequency changes depending on the size of the resonance chamber 151 and the properties of the inner wall (such as water repellency). Therefore, the measurement may be performed for each type of ink cartridge. The resonance frequency before the ink cartridge is filled with ink (the interior of the resonance chamber 151 is empty) is different from the resonance frequency when the ink once filled is consumed and the interior of the resonance chamber 151 becomes empty. It is considered that this is because the ink remains on the inner peripheral surface of the resonance chamber 151 even when the ink is consumed. Therefore, in order to detect the state of the remaining amount of ink in the resonance chamber 151 from the frequency of the vibration of the piezoelectric element 153, the detection condition may be considerably restricted.
[0064]
As described above, the piezoelectric element 153 vibrates at a frequency according to the resonance frequency of the resonance chamber 151 due to the forced vibration caused by the applied voltage. The vibration is amplified by the amplifier 172, input to the comparator 174, and compared with the comparison voltage Vref. As a result, the comparator 174 outputs a rectangular wave signal COMP of the frequency of the piezoelectric element 153 (see FIG. 12). The detection control unit 168 receives the rectangular wave signal COMP, and sets a set signal SET for designating a period during which the counter 176 operates based on the rectangular wave signal COMP and detection conditions (a start pulse and the number of pulses used for measurement) specified in advance. Generate In the example shown in FIG. 12, since the start pulse is the first pulse and the measurement period is four pulses, the detection period SET is from the rise of the first pulse to the rise of the fifth pulse. Up to four pulses of the square wave signal COMP.
[0065]
While this signal SET is being output, the counter 176 counts using a high-frequency pulse output from the oscillator 175. If the resonance frequency is different, the time of the four pulses is different. Therefore, the count value CNT counted up by the counter 176 until the end signal is detected and the set signal SET output from the detection control unit 168 is inverted is equal to the resonance value. It will depend on the frequency. The count value CNT is output to the control device 222 of the printer 200 via the output unit 178. At this time, the output unit 178 outputs not only the count value CNT but also data corresponding to the detection condition to the control device 222 side. In this embodiment, the number of the end pulse (here, the fifth pulse) is output. Of course, the designated detection condition itself, that is, the number of the start pulse (here, the first pulse) and the number of pulses used for the measurement (here, four pulses) may be output.
[0066]
The control device 222 receives the count value CNT, which is the detection result, and the detection conditions (start pulse number and measured pulse number), and determines the remaining amount of ink based on the count value CNT. Actually, it is determined whether or not ink exists in the resonance chamber 151. If the count value CNT is larger than a predetermined determination value, it is determined that there is ink, and if it is less than the determination value, it is determined that there is no ink. As a result, the control device 222 of the printer 200 manages the ink consumption by counting the number of ink droplets ejected from the print heads 211 to 216 by software, and manages the ink consumption. It is possible to accurately manage the current amount of ink in the ink cartridges 111 to 116 using information on the presence or absence of ink in the resonance chamber 151 obtained from the detection storage modules 121 to 126 in 111 to 116. Become.
[0067]
When managing the remaining amount of ink by counting the amount of ink discharged, the amount of ink discharged from the print heads 211 to 216 at one time depends on the variation in the processing of the nozzle diameter, the variation in the viscosity of the ink, and the ink in use. The calculated value of the remaining ink amount slightly deviates from the actual remaining amount depending on the temperature or the like. The detection storage modules 121 to 126 are arranged so that the ink in the resonance chamber 151 becomes empty when approximately half of the ink in the ink cartridges 111 to 116 is consumed. Therefore, when the determination regarding the presence or absence of the ink from the detection storage modules 121 to 126 is detected at the time when the switching from the presence of the ink to the absence of the ink is performed, and at this time, the ink consumption counted by the software is calibrated, The quantity can be controlled accurately. The calibration may be performed by simply resetting the ink consumption to １／ using the detection results from the detection storage modules 121 to 126, or by correcting the degree of software counting until then. Is also good. As a result, it is possible to accurately determine three types of ink ends (timings at which the ink in the cartridges completely runs out) in the ink cartridges 111 to 116. Therefore, a predetermined amount of unused ink remains in the ink cartridge for which replacement by the ink end has been instructed, and there is no waste of resources. In addition, it is unlikely that the ink in the ink cartridge runs out before the detection of the ink end, and that the print heads 211 to 216 are damaged due to so-called idling.
[0068]
Moreover, in the printer 200 of the present embodiment, not only the count value CNT as a detection result but also a value (end pulse) related to the detection condition is returned from the detection storage modules 121 to 126 to the control device 222. It is possible to verify whether or not the detection has been correctly performed under the detection conditions specified by the user. FIG. 14 shows the processing of the control device 222 in this case. After outputting the detection condition D1 of the presence or absence of ink in the detection storage modules 121 to 126 and the detection instruction D2 to the ink cartridges 111 to 116 (step S400), the control device 222 outputs the detection result from the ink cartridges 111 to 116 side. Wait for a response (step S410). If there is a response, the detection result (count value CNT) and the data DT corresponding to the detection condition are read from the detection storage modules 121 to 126 of the ink cartridge via wireless communication (step S420).
[0069]
Next, a process of matching the read data DT with the specified detection condition D1 is performed (step S430). If the two match, the detection result is regarded as valid (step S440), and the remaining amount of ink by the software counter is determined. A process is performed to reflect the detection result in the calculation of (Step S450). Specifically, the count value CNT, which is the result of the measurement performed using the sensor module 137, is compared with a predetermined value (step S451). If the count value CNT is smaller, the value 1 is set to the flag Fn, If the value CNT is larger, a value 0 is set to the flag Fn (steps S452 and 454). Thereafter, only when the count value CNT becomes smaller than the predetermined value, it is determined whether or not the previously set flag Fn-1 and the currently set flag value Fn match (step S455). In the case of, since the flag has just been changed from the value 0 to the value 1, it is determined that the time when the remaining amount of ink in the ink cartridge 111 is almost ほぼ, and the control device 222 performs It is used to calculate the remaining ink level. That is, the remaining ink amount IRQ managed by the software is set to １／ using the above detection result (step S458).
[0070]
Therefore, even if there is an error in the calculation of the remaining ink amount by the software, the error can be corrected by using the result of detecting the remaining ink amount using the sensor module 137. It is also possible to finely adjust the correction coefficient of the calculation formula of the remaining ink amount by software with reference to the detection result of the remaining ink amount using the sensor.
[0071]
On the other hand, if the read data D does not correspond to the detection condition D1 instructed (step S430), it is determined that the detection result cannot be regarded as valid (step S460), and the remaining ink remaining amount is managed. To the software counter only (step S470). In addition, since it is considered that some trouble has occurred in the detection storage modules 121 to 126 of the ink cartridges 111 to 116, the user may be informed that "the ink cartridge may have failed". A warning may be issued. The warning may be given by blinking the LED 248 on the operation panel 245 provided on the printer 200, or may be displayed here by mounting a liquid crystal display or the like. Alternatively, a warning may be issued by voice from a speaker using voice synthesis or the like. Further, if a printer that outputs print data to the printer 200 is connected with a bidirectional interface, the printer 200 outputs data to the computer and performs the above display on the computer. Is also good. After the above processing is completed, the processing exits to “END” and ends this processing routine.
[0072]
In the above-described embodiment, while checking the operation of the detection storage modules 121 to 126 mounted on the ink cartridges 111 to 116, processing (here, the remaining ink amount) of the printer 200 according to the state of the ink in the ink cartridges is performed. Arithmetic processing) can be made different. When the detection storage modules 121 to 126 are operating normally, the result of the detection is used to calibrate the calculated value of the remaining ink amount of the software counter when the remaining ink amount is reduced to half. Can be. On the other hand, if the control device 222 determines that the detection is not performed under the specified detection condition, the count value CNT, which is the detection result, cannot be trusted. Consequently, calibration of the ink consumption according to the judgment is not performed. Alternatively, even in the case where calibration is performed, it is also possible to perform calibration after limiting use or issuing a warning to the user. Of course, if the detection conditions do not match, it may be considered that the detection storage module in the ink cartridge has failed, and a warning to the user, such as replacement of the ink cartridge, may be issued to the user.
[0073]
As described above, the first to third communication processes between the detection storage modules 121 to 126 provided in the ink cartridges 111 to 116 and the transmission / reception unit, and the validity of the detection results in the detection storage modules 121 to 126 are determined. The processing performed by the control device 222 has been described above. These processes are realized while the control device 222 communicates with each of the detection storage modules 121 to 126. Such communication processing is performed one by one sequentially from the leftmost detection storage module 121 to the rightmost detection storage module 126. At that time, the carriage 210 sequentially moves by one width of the ink cartridge and stops. When stopped, communication processing with the detection storage module of each ink cartridge is performed. Of course, when the width is the size facing almost two ink cartridges as in the transmission / reception unit 230 of this embodiment, the ink cartridge is moved / stopped three times by two ink cartridges in total, and at each position. It is more preferable to perform the communication process with two detection storage modules because the movement and positioning operation of the carriage 210 can be reduced. Even in this case, since the control device 222 performs the anti-collision process, the exchange of the plurality of ink cartridges does not cause interference.
[0074]
As described above, the embodiments and examples of the present invention have been described. However, the present invention is not limited to these embodiments and examples at all, and various modifications may be made without departing from the gist of the present invention. Of course, it can be implemented in the form. For example, the detection storage module 121 of the present embodiment can be applied not only to an ink cartridge of an ink jet printer but also to a toner cartridge and the like. Further, the detection storage module 121 can be provided on the bottom surface or the top surface of the cartridge. When it is provided on the upper surface, the degree of freedom of arrangement of the transmitting / receiving unit 230 is high, and the overall configuration is simplified. Even when the detection storage module 121 is provided on the upper surface of the ink cartridge 111, if the manner in which the ink storage chamber is divided is set, it is possible to detect the presence or absence of the ink in the vicinity of the ink end or when the ink consumption is about half. The remaining amount can be set freely.
[0075]
Further, in the above-described embodiment, the detection of the presence or absence of ink is performed when the amount of ink consumption becomes approximately 略. However, the detection may be performed in the vicinity of the ink end, or when the amount of ink consumption is smaller. (At the time when the amount of remaining ink is large). In the present embodiment, since the piezoelectric element 153 is used, the detection condition specified from the outside is set as a condition related to the start pulse, the end pulse, or the number of pulses corresponding to the detection period. Various conditions can be set, such as detection timing (time, interval, power-on, etc.), number of detections, and the like. Further, as data that the cartridge side responds to these conditions, a part of the conditions may be used as it is, or a code based on a predetermined correspondence may be used. Note that data corresponding to the detection condition may not be output.
[0076]
In the above embodiment, the detection of the presence or absence of ink is realized by hardware logic, but the same processing can be performed by software using a CPU. In this case, instead of transmitting the value counted by the counter 176 to the control device 222 side, the detection / storage module 121 itself determines the presence / absence of ink, and transmits only the determination result of the presence / absence of ink to the control device 222. It is also possible to adopt a configuration in which data is transmitted to the side.
It does not matter if it does not exist.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an explanatory diagram showing a schematic configuration of a cartridge 10 as an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a flowchart illustrating a process on a cartridge side and a process on a printer side in association with each other as an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is an explanatory diagram illustrating the principle of detecting the presence or absence of ink in the embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a schematic configuration diagram showing an internal configuration of a printer 200 as one embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a block diagram showing an internal configuration of a control device 222 in the printer 200 according to the embodiment.
FIG. 6 is an explanatory diagram illustrating an appearance of a detection storage module 121 according to the embodiment.
FIG. 7 is an explanatory diagram showing an attachment state of the detection storage module 121 to the ink cartridge 111 according to the embodiment.
FIG. 8 is a block diagram showing an internal configuration of the detection storage module 121.
FIG. 9 is an explanatory diagram showing the relationship between the ink cartridges 111 to 116 mounted on the carriage 210 and the transmission / reception unit 230.
FIG. 10 is an explanatory diagram showing information stored inside an EEPROM 166 in the detection storage module 121.
FIG. 11 is a flowchart showing an outline of processing in a detection storage module 121;
FIG. 12 is a timing chart showing the operation of each unit in a third procedure.
FIG. 13 is an explanatory diagram showing a voltage actually applied to the piezoelectric element 153 according to a drive instruction DRIV and a vibration state of the piezoelectric element 153.
FIG. 14 is a flowchart illustrating a detection processing routine in the embodiment.
[Explanation of symbols]
10. Ink cartridge
12 Communication control unit
14 ... Memory
15 Memory control unit
16 ... Ink storage room
17 ... Sensor
18 Resonance chamber
19 ... Sensor control unit
20 ... Printer
22 ... Control device
24 ... Platen
25 ... Print head
30 ... Transceiver
111 to 116: Ink cartridge
121 to 126... Detection storage module
131 ... substrate
133 ... antenna
135 ... Exclusive IC chip
137 ... Sensor module
139 ... Wiring pattern
141 ... adhesive layer
151 ... resonance chamber
153 ... piezoelectric element
161 RF circuit
162: Power supply section
163: Data analysis unit
165: EEPROM control unit
166… EEPROM
168 ... Detection control unit
170: drive control unit
172 ... Amplifier
174 ... Comparator
175 ... Oscillator
176 ... Counter
178 ... Output unit
200 ... Inkjet printer
203: Paper feed unit
210 ... carriage
211 ... Print head
221: Conveyor belt
222: control device
223 ... Stepping motor
224… Guide
225 ... Platen
229 ... Pulley
230 ... Transceiver
231 RF conversion unit
233 ... Loop antenna
240 ... paper feed motor
241: Gear train
242 ... Encoder
245 ... Operation panel
247 ... Various switches
(Ink cartridge exchange button)
248… LED
251 ... CPU
252… ROM
253 ... RAM
254 ... PIO
255 ... timer
256 ... Drive buffer
257 ... Bus
258 ... Oscillator
259 ... Distribution output device
AC: response signal
ACK: response signal
ACM: Active mode
AMC: Active mode command
CLR: Clear signal
COMP: Square wave signal
DC ... instruction
DN: Detection condition
DRIV ... drive instruction
DRIV ... drive signal
PC: Computer
R1 ... resistor
R2: resistor
RAA: Read / write area
ROA: Read-only area
SET… Set signal
T… Paper
Tr1 ... Transistor
Tr2: Transistor
Vref: comparison voltage

Claims

A cartridge that includes a storage chamber that stores a recording material used for printing, and is mounted on a printing apparatus,
A sensor for detecting a state of the recording material in the storage chamber;
Condition receiving means for receiving an external designation for a condition of detection by the sensor;
Detecting means for performing the detection under the designated condition;
An output means for outputting a result of the detection together with data corresponding to the specified detection condition.

The cartridge according to claim 1, wherein the recording material is a predetermined color ink.

The cartridge according to claim 1, wherein the recording material is a toner for a copier, a facsimile or a laser printer.

4. The cartridge according to claim 1, wherein the sensor is a sensor that detects presence or absence of the recording material in the storage chamber. 5.

The cartridge according to any one of claims 1 to 3, wherein
Cartridge for measuring at least one of temperature, viscosity, humidity, particle size, hue, remaining amount, and pressure of the recording material.

The cartridge according to any one of claims 1 to 5, wherein
The sensor is a piezoelectric element whose resonance state changes depending on the state of the recording material,
The cartridge is a means for applying an excitation pulse to the piezoelectric element and detecting vibration of the piezoelectric element in response to the excitation pulse.

The cartridge according to claim 6, wherein
The cartridge is a means for detecting a resonance frequency of the piezoelectric element as a time required for one or more vibrations of the piezoelectric element.

The cartridge according to claim 7, wherein
The condition receiving means is means for receiving designation of the number of vibrations for measuring the time required for the vibration of the piezoelectric element,
The cartridge is a means for detecting a time required for the designated number of vibrations and outputting data on the vibration used for the measurement together with the measured time.

The cartridge according to claim 8, wherein
The number of vibrations received by the condition receiving unit is specified by the position of the vibration to start the measurement and the position of the vibration to end the measurement,
The cartridge wherein the detecting means determines data on the vibration based on the start and end positions of the designated vibration.

The cartridge according to any one of claims 1 to 9, wherein
A cartridge provided with a memory for storing parameters corresponding to a state of the recording material stored in the storage chamber.

The cartridge according to any one of claims 1 to 10, wherein
With wireless communication means for sending and receiving data from outside with wireless communication,
A cartridge which receives the designation of the detection condition from outside via the wireless communication means.

The cartridge according to claim 11, wherein
A cartridge comprising: a wireless communication unit having a loop antenna for performing the communication, and a power supply unit for supplying power to the cartridge by using an electromotive force induced by the antenna.

A printing apparatus equipped with a cartridge having a storage chamber containing a recording material used for printing,
In the cartridge,
A sensor for detecting a state of the recording material in the storage chamber;
Condition receiving means for receiving an external designation for a condition of detection by the sensor;
Detecting means for performing the detection under the designated condition;
Output means for outputting the result of the detection, together with data corresponding to the designated detection condition,
Further, the printing device includes
Condition designating means for designating the detection condition;
Input means for inputting the detection result and the data output from the output means of the cartridge,
The input data is compared with the detection condition designated by the condition designating means, and if both correspond, the detection result is determined to be valid and a predetermined process related to the state of the recording material is determined. And a printing device comprising:

The printing device according to claim 13,
A printing apparatus comprising: a determining unit that matches the input data with a detection condition designated by the condition designating unit, and, when the two do not correspond to each other, notifies the fact.

A method for exchanging information with a cartridge having a storage chamber containing a recording material used for printing,
A condition provided by the sensor for detecting a state of the recording material in the storage chamber is provided from the outside of the cartridge.
According to the specified detection condition, a detection result using the sensor performed in the cartridge is output to the outside of the cartridge together with data corresponding to the specified detection condition,
A method of exchanging information with a cartridge that verifies the correspondence between the output data and the specified detection condition and determines the validity of the detection result.