JP2006137002A - 印刷材収容体の判定 - Google Patents

Abstract

【課題】 印刷材収容体に対して種別を識別するための新たな要素を加えることなく、印刷材収容体の種別を判別すること。
【解決手段】印刷装置２０は、カートリッジ処理制御回路１００、センサ制御回路Ｍ２０ａ、Ｍ２０ｂを介して、インク量検出処理を実行する。制御回路２０は、インク量の検出処理の対象となったインクカートリッジ７０毎に、インク量被検出端子１１４、１１５が検出されたか否かをメモリに記憶する。制御回路４０は、カートリッジ判定モジュールＭ５０を実行して、検出されたインク量被検出端子の組み合わせに応じて、インクカートリッジ７０の種別を判定する。
【選択図】 図５

Description

本発明は、印刷材収容体の種類を判定する印刷装置および印刷材収用体の種別を判定する方法に関する。

印刷材を収容する印刷材収容体（例えば、インクカートリッジ）が複数、装着される印刷装置（例えば、インクジェットプリンタ）では、所定の位置に所定の印刷材収容体が装着される必要がある。この要求を満たすために、従来は、例えば、印刷材収容体の表面に識別マークを付すことにより、あるいは、印刷材収容体の物理的な外部形状と印刷材収用体装着部の物理的な形状の一致・不一致によって、印刷材収用体の種別を判別してきた。また、印刷材収用体に識別情報を格納する記憶素子を付し、記憶素子から識別情報を読み出すことで、印刷材収用体の種別を判別する技術も知られている。
特開平６−３２０８１８号公報

しかしながら、印刷材収用体の外部形状を印刷材収用体の種別毎に変更する場合には、印刷材収用体の再利用にあたり、オリジナルの種別を考慮しなければならなず、再利用時の効率が低下するという問題がある。また、識別情報を使用する技術では、印刷材収用体に対して記憶素子を付さなければならないという問題がある。

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、印刷材収容体に対して種別を識別するための新たな要素を加えることなく、印刷材収容体の種別を判別することを目的とする。

上記課題の少なくとも一部を解決するために、本発明の第１の態様は、印刷材を収容すると共に収容されている印刷材量を検出するために用いられる被検出端子を有する印刷材収容体を装着可能な印刷装置を提供する。本発明の第１の態様に係る印刷装置は、前記印刷材収容体に収容されている印刷材量を検出するための検出端子と、前記印刷材収容体が装着された際における、前記検出端子と前記被検出端子との接触または非接触を検出して、前記印刷材収容体の種類を判定する印刷材収容体判定部とを備えることを特徴とする。

本発明の第１の態様に係る印刷装置によれば、検出端子と被検出端子との接触または非接触を検出して、印刷材収容体の種類を判定するので、印刷材収用体に対して種別を識別するための新たな要素を加えることなく、印刷収容体の種別を判別することができる。

本発明の第１の態様に係る印刷装置において、前記印刷装置には前記検出端子が複数備えられており、前記印刷材収容体には前記被検出端子が１以上備えられており、前記印刷材収容体判定部は前記複数の検出端子と前記１以上の被検出端子との接触の態様に基づいて前記印刷材収容体の種類を判定しても良い。かかる場合には、判定可能な印刷材収容体の数（種類）を増加させることができる。

本発明の第１の態様に係る印刷装置はさらに、前記複数の検出端子を通じて前記被検出端子に電圧を印加し、前記被検出端子から返された電圧に基づいて前記印刷材収用体に収容されている印刷材量を検出する印刷材量検出部を備え、前記印刷材収容体判定部は、前記複数の検出端子のうち、前記被検出端子から返された電圧を検出する検出端子と、前記被検出端子から返された電圧を検出しない検出端子との組み合わせを前記接触の態様として、前記印刷材収容体の種類を判定しても良い。かかる場合には、印刷材量の検出結果を利用して印刷材収容体の種類を判定することができる。

本発明の第１の態様に係る印刷装置において、前記印刷材収容体の種類は、収容する印刷材の初期量であっても良く、前記印刷材収容体の容量種別であっても良く、あるいは、収容される印刷材の種類であっても良い。

本発明の第２の態様は、印刷材を収容すると共に、収容されている印刷材量を検出するためのセンサと、センサと接続されている被検出端子とを有する印刷材収容体を装着可能な印刷装置を提供する。本発明の第２の態様に係る印刷装置は、前記印刷材収容体に収容されている印刷材量を検出するための検出端子と、前記検出端子を介して前記被検出端子に対して前記センサを駆動するために駆動電圧を出力する駆動電圧出力回路と、前記検出端子によって受信される、前記出力された駆動電圧に対する前記センサからの応答電圧に基づいて、前記検出端子と前記被検出端子との接触または非接触を検出し、検出された接触の態様に基づいて前記印刷材収容体の種類を判定する印刷材収容体判定部とを備えることを特徴とする。

本発明の第２の態様に係る印刷装置によれば、検出端子によって受信される、出力された駆動電圧に対するセンサからの応答電圧に基づいて、検出端子と被検出端子との接触または非接触を検出し、検出された接触の態様に基づいて印刷材収容体の種類を判定するので、印刷材収用体に対して種別を識別するための新たな要素を加えることなく、印刷収容体の種別を判別することができる。

本発明の第２の態様に係る印刷装置において、前記印刷装置には前記検出端子が複数備えられており、前記印刷材収容体には１以上の前記被検出端子と接地端子が備えられており、前記印刷材収容体判定部は、前記複数の検出端子のうち、前記応答電圧が検出される前記検出端子の数を前記接触の態様として、前記印刷材収用体の種類を判定しても良い。かかる場合には、判定可能な印刷材収容体の数（種類）を増加させることができる。

本発明の第２の態様に係る印刷装置において、前記センサは、圧電素子を用いて前記印刷材の残量を検出するセンサであっても良い。かかる場合には、応答電圧として得られる、圧電素子の振動周波数に基づいて、印刷材の残量を検出することができる。

本発明の第２の態様に係る印刷装置において、前記印刷材収容体の種類は、収容する印刷材の初期量であっても良く、前記印刷材収容体の容量種別であっても良く、あるいは、収容される印刷材の種類であっても良い。

本発明の第３の態様は、印刷材を収容すると共に収容されている印刷材量を検出するために用いられる被検出端子を有し、印刷装置に装着されて用いられ得る印刷材収容体の種類を判定する方法を提供する。本発明の第３のい態様に係る方法は、前記印刷材収容体が装着された際に、印刷装置に備えられている検出端子と前記被検出端子との接触の有無を検出し、前記検出した接触の有無に基づいて、前記装着された印刷材収容体の種類を判定することを特徴として備える。

本発明の第３の態様に係る方法によれば、本発明の第１の態様に係る印刷装置と同様の作用効果を得ることができると共に、本発明の第３の態様に係る方法は本発明の第１の態様に係る印刷装置と同様にして種々の態様にて実現され得る。

本発明の第４の態様は、印刷材を収容すると共に、収容されている印刷材量を検出するためのセンサと、センサと接続されている被検出端子とを有し、印刷装置に装着されて用いられ得る印刷材収容体の種類を判定する方法を提供する。本発明の第４の態様に係る方法は、 印刷装置に備えられている検出端子を介して前記被検出端子に対して前記センサを駆動するために駆動電圧を出力し、前記検出端子によって受信される、前記出力された駆動電圧に対する前記センサからの応答電圧に基づいて、前記検出端子と前記被検出端子との接触または非接触を検出し、前記検出した接触の態様に基づいて前記印刷材収容体の種類を判定することを特徴として備える。

本発明の第４の態様に係る方法によれば、本発明の第２の態様に係る印刷装置と同様の作用効果を得ることができると共に、本発明の第４の態様に係る方法は本発明の第２の態様に係る印刷装置と同様にして種々の態様にて実現され得る。

以下、本発明にかかる印刷装置および印刷材収容体の種別の判定方法について、図面を参照しつつ、実施例に基づいて説明する。

Ａ．印刷装置およびカートリッジの構成：
図１を参照して本実施例に係る印刷装置の概略構成について説明する。図１は、実施例に係る印刷装置２０の概略構成図である。

印刷装置２０は、副走査送り機構と、主走査送り機構と、ヘッド駆動機構と、これら各機構を駆動制御するための制御回路４０を備えている。

副走査送り機構は、紙送りモータ２２と、ギヤトレイン２３を備えている。副走査送り機構は、紙送りモータ２２の回転をギヤトレイン２３を介してプラテン２６に伝達することで、印刷用紙Ｐを副走査方向に搬送する。

主走査送り機構は、キャリッジモータ２４と、プラテン２６の軸と並行に架設されキャリッジ３０を摺動可能に保持する摺動軸３４と、キャリッジモータ２４との間に無端の駆動ベルト３６を張設するプーリ３８と、キャリッジ３０の原点位置を検出する位置センサ３９とを備えている。主走査送り機構は、キャリッジモータ２４によってキャリッジ３０をプラテン２６の軸方向（主走査方向）に往復動させる。

ヘッド駆動機構は、キャリッジ３０に搭載された印刷ヘッドユニット６０を駆動してインクの吐出を制御して、印刷媒体上におけるドット形成を制御する。

制御回路４０は、紙送りモータ２２、キャリッジモータ２４、印刷ヘッドユニット６０および操作パネル３２と信号線を介して接続されており、また、コネクタ５６を介してコンピュータ９０に接続されている。制御回路４０は、コンピュータ９０、操作パネル３２からの指示に従い、あるいは、制御回路４０に格納されている各種プログラムに従って、紙送りモータ２２、キャリッジモータ２４、印刷ヘッドユニット６０を駆動する。

図２を参照して、印刷ヘッドユニット６０に対するインクカートリッジの装着の態様について説明する。図２は印刷ヘッドユニットに対するインクカートリッジの装着の態様を示す説明図である。印刷ヘッドユニット６０は、複数（例えば、本実施例では８つ）のインクカートリッジ７０を装着可能なカートリッジ装着部６２と、印刷ヘッド６８と、インクカートリッジ７０に関連する処理を実行する専用回路であるカートリッジ処理専用回路６１（図２では、図示省略）とを備えている。

カートリッジ装着部６２は、ガイド６５と、装着可能なインクカートリッジ数分のインク導入部６６および端子板１００を備えている。ガイド６５は、各インクカートリッジ７０が所定の挿入方向Ｒに挿入され、他の方向からは挿入できないようにする機能を有する。

インク導入部６６は、インクカートリッジ７０がカートリッジ装着部６２に装着された際に、上述したインクカートリッジ７０のインク供給口７４に挿入され、インクを印刷ヘッド６８に導入する。端子板１００には、後述するインクカートリッジ７０の回路板１１０に配置された端子に対応する各種の端子が配置されている。

続いて、インクカートリッジ７０について説明する。図２に示すように、インクカートリッジ７０は、印刷材としてのインクが一種類収容される収容体である。インクカートリッジ７０は、内部にインクを収容する筐体７１と、印刷装置２０にインクを供給するためのインク供給口７４と、インク残量の検出に用いられるセンサ７２と、後述する各種の端子が配置された回路板１１０とを備えている。インク供給口７４は、筐体７１の下部に設置され、センサ７２は、筐体７１の側部に設置されている。センサ７２は、本実施例では、圧電素子を用いるものとした。

回路板１１０は、筐体７１の外側表面に設置されている。これによって、後述する各種の端子が筐体７１の表面に配置される。回路板１１０は、上述した外側表面の挿入方向側（本実施例では、下側）約１／２の領域内に配置されている。もちろん、挿入方向側、約１／３内、約１／４内の領域内に配置することとしても良い。回路板１１０は、上述したカートリッジ装着部６２の端子板１１０に備えられた端子と対応する各種の端子が配置されている。

回路板１１０は、インクカートリッジ７０がカートリッジ装着部６２に装着された際に、上述したカートリッジ装着部６２の端子板１１０に対向する位置に配置されている。これによって、インクカートリッジ７０がカートリッジ装着部６２に装着された際に、インクカートリッジ７０の回路板１１０上の被接触端子と、カートリッジ装着部６２の端子板１００の対応する接触端子とが、互いに接触する構成になっている。本明細書において、接触端子に対応する被接触端子とは、インクカートリッジ７０がカートリッジ装着部６２に装着された際に、一の接触端子と接触する被接触端子（ただし、正常な状態で接触する端子をいい、装着ずれやインク付着等により誤接触する端子は含まない。）をいう。

図３および図４を参照して、本実施例における端子板１００および回路板１１０の端子の配列について説明する。図３は、図２における矢印Ｙ２方向から見たカートリッジ装着部６２の端子板１００の接触端子配列を示している。図４は、図２における矢印Ｙ１方向から見たインクカートリッジ７０の回路板１１０の被接触端子配列を示している。

先ず、カートリッジ装着部６２の端子板１００に備えられた接触端子について説明する。端子板１００には、後述するカートリッジ検出回路Ｍ１０用の３つのカートリッジ検出端子１０１〜１０３と、後述するセンサ制御回路Ｍ２０用の３つのインク量検出端子１０４、１０５、１０６が備えられている。３つカートリッジ検出端子１０１〜１０３は、図３において二点破線で示すように一の列を形成するように配置されている。３つカートリッジ接触端子１０１〜１０３のうち、端子１０１と端子１０３は後述するインクカートリッジ７０の被接触端子１１７との接触の有無を検出するための端子（以下、接触検出端子１０１，１０３という。）であり、端子１０２は接地端子である。

３つのインク量検出端子１０４、１０５、１０６は、図３において破線で示すように、３つのカートリッジ検出端子１０１〜１０３とは異なる列を形成するように配置されている。３つのインク量検出端子１０４、１０５、１０６のうち、端子１０４、１０５は、後述するセンサ制御回路Ｍ２０の制御によりセンサ７２に対して駆動電圧を出力する端子（以下、センサ用端子という。）であり、端子１０６は接地端子である。

図４を参照して、インクカートリッジ７０の回路板１１０に備えられた被接触端子について説明する。本実施例においては、回路板１１０には、図４（ａ）〜（ｃ）に示すように１１０ａ〜１１０ｃの３つの種類があり、インクカートリッジ７０には、インクの種類、インク初期量（初期充填量）やカートリッジ容量によって予め決められた種類の回路板１１０が配置される。本実施例では、インクカートリッジ７０に収容されたインク量に応じて、インク量が多いＬサイズのカートリッジ（以下、Ｌカートリッジともいう。）には、図４（ａ）に示す回路板１１０ａが配置される。インク量が標準的なＭサイズのカートリッジ（以下、Ｍカートリッジともいう。）には、図４（ｂ）に示す回路板１１０ｂが配置され、インク量が少ないＳサイズのカートリッジ（以下、Ｓカートリッジともいう。）には、図４（ｃ）に示す回路板１１０ｃが配置される。

回路板１１０ａは、上述した端子板１００の３つのインク量検出端子１０４〜１０６にそれぞれ対応するインク量被検出端子１１４、１１５、１１６、一枚の略長方形状の被接触端子１１６とを備えている。略長方形上の端子１１７は、３つのカートリッジ検出端子１０１〜１０３を導通する端子である。

回路板１１０ｂは、上述した端子板１００の３つのインク量検出端子１０４、１０６にそれぞれ対応するインク量被検出端子１１４、１１６、一枚の略長方形状の被接触端子１１７とを備えている。回路板１１０ｃは、上述した端子板１００の３つのインク量検出端子１０５、１０６にそれぞれ対応するインク量被検出端子１１５、１１６、一枚の略長方形状の被接触端子１１７とを備えている。

回路板１１０ａ〜１１０ｃの端子１１７は、上述した接触検出端子１０１、１０３との接触が検出される被接触端子（以下、検出端子という。）である。そして、回路板１１０ａ〜１１０ｃの端子１１４、１１５は、センサ７２の駆動用電極に接続され、上述したセンサ用端子１０４、１０５と接触する被接触端子であり、端子１１６は、センサ７２の接地電極に接続され、上述した接地端子１０６と接触する被接触端子である。

Ｂ．カートリッジ処理専用回路の構成：
図５を参照してカートリッジ処理専用回路の概略構成について説明する。図５は、カートリッジ処理専用回路の電気的構成の概略を示す説明図である。図５では、説明の便宜のため、上述した回路板１１０ａが配置されたインクカートリッジ７０の電気的構成も合わせて示した。また、図５には、説明の便宜のため、１つのインクカートリッジ７０に対応する構成のみを示した。

カートリッジ処理専用回路６１は、インクカートリッジ７０に対する各種処理を実行するために制御回路４０とは別に、印刷装置２０に備えられている回路である。カートリッジ処理専用回路６１は、３．３Ｖの低電圧を用いて駆動される２つのカートリッジ検出回路Ｍ１０（それぞれＭ１０ａ、Ｍ１０ｂという。）と、センサ用端子１０４、１０５から出力される比較的高い電圧（本実施例では、電圧最大４５Ｖ）を制御するセンサ制御回路Ｍ２０ａ、Ｍ２０ｂと、これらの回路を制御するカートリッジ処理制御部Ｍ１００とを備える。

カートリッジ検出回路Ｍ１０ａは、上述した接触検出端子１０１と、インクカートリッジ７０の検出端子１１７（図４参照）との接触の有無を検出する接触検出回路としての機能を備える。また、カートリッジ検出回路Ｍ１０ｂは、他の接触検出端子１０３と、インクカートリッジ７０の検出端子１１７（図４参照）との接触の有無を検出する接触検出回路としての機能を備える回路である。

本実施例では、接触検出端子１０１に何も接触していない場合（以下、解放時という。）には、接触検出端子１０１の電位は、約３Ｖに設定される。回路板１００ａを備えるインクカートリッジ７０が装着されて、接触検出端子１０１が検出端子１１７と接触すると（以下、接触時という。）、接触検出端子１０１は接地端子１０２と導通し、接触検出端子１０１の電位は約０Ｖに落ちる。

したがって、接触検出端子１０１の解放時には、カートリッジ検出回路Ｍ１０ａ、Ｍ１０ｂは、ハイ信号をカートリッジ検出信号ＣＯ１、ＣＯ２として出力し、接触検出端子１０１の接触時には、ロー信号をカートリッジ検出信号ＣＯ１、ＣＯ２として出力する。

カートリッジ処理制御部Ｍ１００は、カートリッジ処理専用回路６１全体を制御すると共に、印刷装置２０全体を制御する制御回路４０と信号（データや指示信号等）のやり取りを実行する。具体的には、カートリッジ処理制御部Ｍ１００は、制御回路４０の指示に従い、センサ制御回路Ｍ２０ａ、Ｍ２０ｂにインク残量を検出させ、検出結果をデータとして、制御回路４０に出力する。また、カートリッジ処理制御部Ｍ１００は、受信したカートリッジ検出信号ＣＯ１、ＣＯ２を、制御回路４０に出力する。カートリッジ処理制御部Ｍ１００は、ロジック回路により構成されても良いし、汎用のプロセッサにより構成されても良い。

センサ制御回路Ｍ２０ａ、Ｍ２０ｂは、カートリッジ処理制御部Ｍ１００の指示に従って、センサ用端子１０４、１０５から出力される電圧を制御して、センサ７２にインク残量またはインク消費量を検出させる回路である。以下の説明では、説明を簡易にするためにセンサ制御回路Ｍ２０ａを例にとって説明するが、以下の説明はセンサ制御回路Ｍ２０ｂについても同様に当てはまる。

センサ制御回路Ｍ２０ａは、２つのトランジスタＴｒ１、Ｔｒ２、２つの抵抗器Ｒ１、Ｒ２、アンプ２３２、コンパレータ２３４、カウント制御部２３５、カウンタ２３６、アナログスイッチ２３７を備えている。また、センサ制御回路Ｍ２０ａは、カートリッジ処理制御部１００からの充電信号ＣＳをトランジスタＴｒ１に入力するための信号線、カートリッジ処理制御部１００からの放電信号ＤＳをトランジスタＴｒ２に入力するための信号線を備えている。さらにセンサ制御回路Ｍ２０ａは、カウント制御部２３５に信号ＣＣを入力するための信号線、図示しない発振器から出力されるカウントクロックＣＬＫをカウンタ２３６に入力するための信号線、カウンタ２３６の出力信号（出力値）ＳＤ１をカートリッジ処理制御部１００に出力するための信号線、アナログスイッチ２３７に対して切換信号ＳＣを入力するための信号線を備えている。

トランジスタＴｒ１はＰＮＰ型トランジスタであり、ベースはカートリッジ処理制御部１００と接続され、エミッタは電圧生成部２３８に接続されている。そしてコレクタは抵抗器Ｒ１を介してアナログスイッチ２３７に接続されている。一方、トランジスタＴｒ２はＮＰＮ型トランジスタであり、ベースはカートリッジ処理制御部１００に接続され、コレクタは抵抗器Ｒ２を介してアナログスイッチ２３７に接続されている。そしてエミッタは接地されている。二つのトランジスタＴｒ１，Ｔｒ２は、ＰＮＰ型とＮＰＮ型であるため、充電信号ＣＳをロウに落とすとトランジスタＴｒ１はオン状態となり、放電信号ＤＳをハイにするとトランジスタＴｒ２は、オン状態となる。

アナログスイッチ２３７の一端における第１の端子は、抵抗器Ｒ１と抵抗器Ｒ２との接続点に接続され、第２の端子はアンプ２３２に接続され、他端はインク量検出端子１０４に接続されている。抵抗器Ｒ１，抵抗器Ｒ２は、トランジスタＴｒ１，Ｔｒ２を介して、電圧生成部２３８および接地ラインに接続されている。アンプ２３２はさらにコンパレータ２３４に接続されており、コンパレータ２３４の出力端子はカウント制御部２３５に接続されている。コンパレータ２３４には参照電圧Ｖrefが入力されている。カウント制御部２３５の出力端子は、カウンタ２３６に接続されている。カウンタ２３６の出力端子は、カートリッジ処理制御部１００に接続されている。

インクカートリッジ７０に備えられているセンサ７２は、インク量検出端子１０４、インク量被検出端子１１４を介して、電圧生成部２３８−トランジスタＴｒ１−抵抗器Ｒ１からなる供給回路により電気的なエネルギの供給を受けて充電される。センサ７２はまた、インク量検出端子１０４、インク量被検出端子１１４を介して、抵抗器Ｒ２−トランジスタＴｒ２−接地ラインからなる放電回路により蓄積されている電荷を放電する。

充電時に使用される抵抗器Ｒ１は、放電時に使用される抵抗器Ｒ２よりも、抵抗値の大きな抵抗器である。抵抗器Ｒ１の抵抗値ｒ１と抵抗器Ｒ２の抵抗値ｒ２とは、次のように定めた。圧電素子を用いたセンサ７２は、電荷を蓄積すると電歪効果により機械的な歪みが生じる。センサ７２に蓄積されている電荷を放電すると、単位時間当たりに解放するエネルギの大きさに比例して歪みが解放され、センサ７２には振動が発生する。この振動を利用してインク量の検出を行なうことから、単位時間に解放するエネルギを大きくしたいので、抵抗値ｒ２は、できるだけ小さくしている。トランジスタＴｒ２のオン抵抗なども存在するので、放電回路のインピーダンスｒｄが０になることはあり得ないから、抵抗器Ｒ２は、実際には設けない場合（ｒ２＝０）もあり得る。他方、センサ７２への電気エネルギの供給（実際にはトランジスタＴｒ１を介した充電）は、最終的には電圧生成部２３８が単位時間に出力可能なエネルギにより制限されてしまう。供給回路の回路抵抗を小さくしても、実際には電圧生成部２３８の内部抵抗により供給される電流は制限されてしまう。そこで、抵抗器Ｒ１の抵抗値ｒ１は、電圧生成部２３８の出力電圧Ｖと、この生成部２３８から無理なく取り出せる電流の上限値ｉmax とを用いて、センサ７２への供給回路の回路抵抗ｒｃが、
ｒｃ＝Ｖ／ｉmax
となるように定める。具体的には、トランジスタＴｒ１のオン抵抗ｒＯＮと回路の布線抵抗ｒｒとを用いて
ｒ１＝ｒｃ−ｒＯＮ−ｒｒ
として定めればよい。本実施例では、供給回路のインピーダンスｒｃと放電回路のインピーダンスｒｄとを、
ｒｃ＞ｒｄ
としているので、電圧生成部２３８から単位時間あたりに供給されるエネルギを、放電時に単位時間あたりに解放されるエネルギより、かなり小さくすることができる。従って、センサ７２がインク量を検出するために必要とするエネルギを、時間をかけて蓄積し、短時間に解放することで、エネルギの供給能力の小さな電圧生成部２３８を用いながら、検出用の充分な共振現象を、センサ７２に発生させることができる。

以上、カートリッジ処理専用回路６１について、１つのインクカートリッジ７０と対応する構成を説明した。本実施例では、８つのインクカートリッジ７０が装着されるので、上述した２つのカートリッジ検出回路Ｍ１０ａ、Ｍ１０ｂは、各カートリッジごとに２つずつ計１６個備えられている。また、センサ制御回路Ｍ２０ａ、Ｍ２０ｂは、各カートリッジごとに２つずつ計１６個備えられている。カートリッジ処理制御部Ｍ１００は、１つで８つのインクカートリッジに関する処理を実行する。

制御回路４０は、中央演算装置（ＣＰＵ）４１、メモリ４２、入出力ポート（Ｉ／Ｏ）４３を備える周知のコンピュータである。メモリ４２にはカートリッジ処理専用回路６１から受信したインク量検出信号ＳＤ１、ＳＤ２を用いて、インクカートリッジ７０の種類および装着の有無を判定するカートリッジ判定モジュールＭ５０を備えられている。制御回路４０は、メモリ４２に格納されている図示しない種々のモジュールを実行して、印刷装置２０の種々の動作を制御する。

Ｃ．インク量検出処理：
図６および図７を参照して、本実施例におけるインク量検出処理について説明する。図６は本実施例におけるインク量検出処理において実行される処理ルーチンを示すフローチャートである。図７はインク量検出処理における充電信号ＣＳ、放電信号ＤＳ、インク残量端子電圧、アンプ後電圧、コンパレータ出力、およびカウントクロックの時間変化を示すタイムチャートである。なお、以下の説明では、センサ制御回路Ｍ２０ａを例にとって説明するが、センサ制御回路Ｍ２０ｂについても同様にして当てはまる。また、インク量検出処理においては、例えば、センサ制御回路Ｍ２０ａによる処理が実行された後、センサ制御回路Ｍ２０ｂによる処理が実行される。すなわち、２つのセンサ制御回路Ｍ２０ａ、Ｍ２０ｂによって順次、インク量検出処理が実行される。

初期状態では、充電信号ＣＳ、放電信号ＤＳは共にハイになっており、トランジスタＴｒ１はターンオフし、トランジスタＴｒ２はターンオンしている。従って、センサ７２は、トランジスタＴｒ２を介して接地されており、電荷は蓄積されていない。センサ７２を用いたインク量検出が開始されると、カートリッジ処理制御部１００は、放電信号ＤＳをロウとし、トランジスタＴｒ２をターンオフする（ステップＳ１００）。また、カートリッジ処理制御部１００は、切換信号ＳＣをアナログスイッチ２３７に送って、電圧生成部２３８とインク量検出端子１０４とが接続されるようにアナログスイッチ２３７を切り換える（ステップＳ１０２）。

カートリッジ処理制御部１００は、時刻ｔ１が経過すると、充電信号ＣＳをロウとし、トランジスタＴｒ１をオン状態とする（ステップＳ１０４）。そのため、区間ｔ１〜ｔ２では、電圧生成部２３８により生成された電圧がインク量検出端子１０４、インク量被検出端子１１４を介してセンサ７２に印加されることとなり、センサ７２に電荷が蓄積される。この結果、センサ７２の端子電圧は、電圧生成部２３８で生成された電圧まで徐々に上昇する。このとき、抵抗器Ｒ１を介して充電を行っているため、単位時間あたりに蓄積されるエネルギは、抵抗器Ｒ２を介して行なう放電の単位時間あたりのエネルギよりも、少なくなる。そのため、図７に示すように、充電時の勾配が放電時の勾配より緩やかな波形となる。充電されたセンサ７２は、電気エネルギを蓄積すると共に、その内部に機械的な歪みを蓄積する。即ち、センサＳＳは、電歪効果（逆圧電効果）によって変形する。

カートリッジ処理制御部１００は、時刻ｔ２が経過すると充電信号ＣＳをハイとしてトランジスタＴｒ１をターンオフし（ステップＳ１０６）、時刻ｔ３が経過すると放電信号ＤＳをハイとしてトランジスタＴｒ２をターンオンする（ステップＳ１０８）。また、カートリッジ処理制御部１００は、切換信号ＳＣをアナログスイッチ２３７に送って、アンプ２３２とインク量検出端子１０４とが接続されるようにアナログスイッチ２３７を切り換える（ステップＳ１１０）。

この結果、区間ｔ３〜ｔ４では、トランジスタＴｒ２がオン状態になり、センサ７２に蓄積された電荷は、インク量被検出端子１１４、インク量検出端子１０４、抵抗器Ｒ２を介して放電される。本実施例ではトランジスタＴｒ１、Ｔｒ２が共にオンとなるのを回避するため、双方がオフとなる区間ｔ２〜ｔ３を設けた。この放電によって、センサ７２は、充電により内部に蓄積された機械的な歪みを一気に放出して変形する。センサ７２には、電圧が印加されていないので、センサ７２は自由振動が可能となり、蓄積された機械的なエネルギによって、共振周波数で自由振動することになる。自由振動であってもセンサ７２が変形することに変わりはないから、センサ７２の両端には電圧（応答電圧）が生じる。

この電圧の変化はアンプ２３２によって増幅され、コンパレータ２３４に出力される。コンパレータ２３４は、この増幅された電圧の変化を所定の参照電圧Ｖrefと比較して、ハイ／ローの２つの信号に変換してカウント制御部２３５に出力する。カウント制御部２３５は、入力された信号ＣＣに従って、センサ７２（圧電素子）の共振開始後、コンパレータ２３４からの出力信号５パルス分の期間、カウンタ２３６の動作を有効にするためのカウント制御信号を生成する。カウンタ２３６は、カウント制御信号がハイ（カウントイネーブル）の期間、入力されたカウントクロックＣＬＫを利用して、そのパルス数をカウントする。カウンタ２３６のカウント値は、カートリッジ処理制御部１００に送られ、制御回路４０に送信される（ステップＳ１１２）。制御回路４０は、カウンタ２３６のカウント値から、センサ７２の振動周波数を算出して、カートリッジ７０内のインク量を測定して（ステップＳ１１４）、本処理ルーチンを終了する。

すなわち、検出される振動周波数は、圧電素子と共に振動する周囲の構造体（筐体７１やインク）の固有振動数を表し、インクカートリッジに残存するインク量に応じて変化する。したがって、振動周波数を測定することによってインク量を検出することができる。なお、制御回路４０は、インク量の検出結果（応答のあったインク量被検出端子１１４、１１５）をメモリに記憶しておく。

Ｄ．インクカートリッジ判定処理：
図８を参照してインクカートリッジの種別を判定するインクカートリッジ種別判定処理について説明する。図８は本実施例に係るインクカートリッジ種別判定処理において実行される処理ルーチンを示すフローチャートである。このインクカートリッジ判定処理は、本実施例に係るインクカートリッジ７０の種別判定は、本来、インクカートリッジ７０内のインク量を検出するために用いられるセンサ７２からの検出結果（応答電圧の有無）を利用して実行される。インクカートリッジ７０の種別判定処理は、例えば、インクカートリッジ７０が交換されたタイミング、あるいは、インク量検出処理が実行されるタイミングにおいて実行される。すなわち、

制御回路４０は、カートリッジ処理制御部１００を介して、カートリッジ制御回路Ｍ２０ａ、Ｍ２０ｂによるインク量判定処理を実行した際、各インクカートリッジ７０毎に、インク量被検出端子１１４（以下、端子Ａともいう。）、１１５（以下、端子Ｂともいう。）が検出されたか否か（応答電圧を受信したか否か）をメモリに記憶している。本処理ルーチンは、メモリに記憶されている、端子Ａ、端子Ｂの検出結果に基づいて実行される。

制御回路４０は、カートリッジ判定モジュールＭ５０を実行して、判定対象となるインクカートリッジ７０において、端子Ａが検出されたか否かを判定する（ステップＳ２００）。制御回路４０は、端子Ａが検出されたと判定した場合には（ステップＳ２００：Ｙｅｓ）、判定対象となるインクカートリッジ７０において、端子Ｂが検出されたか否かを判定する（ステップＳ２０１）。

制御回路４０は、端子Ｂが検出されたと判定した場合には（ステップＳ２０１：Ｙｅｓ）、判定対象のインクカートリッジ７０は、インクカートリッジＬであると判定して（ステップＳ２０２）、本処理ルーチンを終了する。すなわち、インクカートリッジ７０が、図４（ａ）に示すように、インク量被検出端子１１４、１１５を備えている場合が該当する。

制御回路４０は、端子Ｂが検出されていないと判定した場合には（ステップＳ２０１：Ｎｏ）、判定対象のインクカートリッジ７０は、インクカートリッジＭであると判定して（ステップＳ２０３）、本処理ルーチンを終了する。すなわち、インクカートリッジ７０が、図４（ｂ）に示すように、インク量被検出端子１１４のみを備えている場合が該当する。

制御回路４０は、ステップＳ２００において、判定対象となるインクカートリッジ７０において、端子Ａが検出されていないと判定した場合には（ステップＳ２００：Ｎｏ）、判定対象となるインクカートリッジ７０において、端子Ｂが検出されたか否かを判定する（ステップＳ２０４）。

制御回路４０は、端子Ｂが検出されたと判定した場合には（ステップＳ２０４：Ｙｅｓ）、判定対象のインクカートリッジ７０は、インクカートリッジＳであると判定して（ステップＳ２０５）、本処理ルーチンを終了する。すなわち、インクカートリッジ７０が、図４（ｃ）に示すように、インク量被検出端子１１５のみを備えている場合が該当する。

制御回路４０は、端子Ｂが検出されていないと判定した場合には（ステップＳ２０４：Ｎｏ）、判定対象のインクカートリッジ７０は、存在しないと判定して（ステップＳ２０６）、本処理ルーチンを終了する。すなわち、インクカートリッジ７０が、印刷装置２０のインクカートリッジ装着部に装着されていない場合が該当する。

以上説明したように構成された本実施例に係る印刷装置２０によれば、センサ制御回路Ｍ２０ａ、Ｍ２０ｂによって実行された、インク量検出処理の結果を利用して、インクカートリッジ７０の種別を判定することができる。換言すれば、各インクカートリッジ７０に備えられている、インク量被検出端子１１４、１１５の組み合わせに基づいて、インクカートリッジ７０の種別を判定することができる。したがって、インクカートリッジ７０の種別を判定するために、専用の端子、あるいは、インクカートリッジ７０の外形形状を個別形状とすることなく、簡易にインクカートリッジ７０の種別を判定することができる。

・その他の実施例：
上記実施例においては、インク量検出処理の実行結果を利用、すなわち、インク量検出処理の結果をメモリに記憶しておき、インクカートリッジ７０の種別を判定しているが、インク量検出処理とは別に、インクカートリッジの種別判定処理のためにインクカートリッジ７０に対して電圧を印加してもよい。この場合には、図８を参照して説明したインクカートリッジの種別判定処理が実行される。先ず、端子Ａの検出処理が実行され、続いて端子Ｂの検出処理が実行される。インク量検出処理とは別の処理とすることによって、インクカートリッジ７０の脱着のタイミングを初めとして、任意のタイミングにてインクカートリッジの種別判定処理を実行することができる。

上記実施例では、インク量検出処理の結果を利用、すなわち、インク量検出処理の結果をメモリに記憶しておき、インクカートリッジ７０の種別を判定しているが、インク量検出処理とは別に、インクカートリッジの種別判定処理のためにインクカートリッジ７０に対して電圧を印加してもよい。この場合には、インクカートリッジ７０の脱着のタイミングを初めとして、任意のタイミングにてインクカートリッジの種別判定処理を実行することができる。例えば、インクカートリッジ種別判定処理は、上述のインク量検出処理の手順に従って実行されても良い。あるいは、センサ制御回路Ｍ２０ａによって駆動電圧をインク量被検出端子１１４に対して入力し、駆動電圧に対する応答電圧をインク量検出端子１０４、１０５の双方で受信するようにして実行されても良い。

上記実施例においては、センサ７２として圧電素子を用い、制御回路４０からカートリッジ処理制御部１００を介して、センサ７２に対して駆動電圧を印加し（充電し）、放電することによって、応答電圧（振動周波数）を得て、インク量検出処理が実行されているが、インク量の多少に関わらず、入力された検出信号、駆動電圧に対して、何らかの応答信号、応答電圧を制御回路４０に返すことができるセンサであれば良い。この場合には、インク量検出処理において、必ずインク量被検出端子１１４、１１５からインク量検出端子１０４、１０５に対して応答信号、応答電圧が返されるので、これら応答信号、応答電圧の組み合わせによってインクカートリッジ７０の種別を判定することができる。

上記実施例では、カートリッジ処理専用回路６１が印刷装置２０に備えられているが、カートリッジ処理専用回路６１はインクカートリッジ７０に備えられていても良い。また、制御回路４０におけるカートリッジ判定モジュールＭ５０は、インクカートリッジ７０に備えられていても良い。

上記実施例では、カートリッジ判定処理において、インクカートリッジのインク容量、所期インク量を判定しているが、他の要素を判定しても良い。例えば、８色（シアン、マゼンタ、イエロー、ブラック、ライトシアン、ライトマゼンタ、ライトイエロー、ライトブラック）のインクカートリッジを１本ずつ用いる高画質印刷モードと、４色（シアン、マゼンタ、イエロー、ブラック）のインクを２本ずつ用いる低画質印刷モードを切り換え可能な印刷装置においては、インクの色の種類を判定することとしても良い。こうすれば、各印刷モードを実行する際に、適切なインクカートリッジ７０が装着されているか否かを印刷装置において判定することができる。

上記実施例において、印刷装置２０は、２つのインク量検出端子１０４、１０５を備え、２種類のインク量検出信号ＳＤ１、ＳＤ２を用いて、インクカートリッジの種類３つと、インクカートリッジの装着の有無を判定可能であるが（あるいは、インクカートリッジの種類４つ）、３以上のインク量検出端子を備え、３種類以上のインク量検出信号を用いても良い。この場合には、さらに多くのインクカートリッジの種類を判定可能である。また、印刷装置２０は、１つのインク量検出端子１０４を備え、１種類のインク量検出信号ＳＤ１を用いて、インクカートリッジの種類２つを判定しても良い。

また、上記実施例では、インクカートリッジ７０、および、これを装着する印刷装置２０に、本発明を適用しているが、インクカートリッジに限らず、他の印刷記録材、例えば、トナーが収容された収容体と、これを装着する印刷装置についても同様に適用可能である。

以上、実施例、変形例に基づき本発明に係る印刷装置、印刷材収容体の種別判定方法ついて説明してきたが、上記した発明の実施の形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定するものではない。本発明は、その趣旨並びに特許請求の範囲を逸脱することなく、変更、改良され得ると共に、本発明にはその等価物が含まれる。

実施例に係る印刷装置の概略構成図である。 印刷ヘッドユニットに対するインクカートリッジの装着の態様を示す説明図である。 図２における矢印Ｙ２方向から見たカートリッジ装着部の端子板の接触端子配列を示す説明図である。 図２における矢印Ｙ１方向から見たインクカートリッジの回路板の被接触端子配列を示す説明図である。 カートリッジ処理専用回路の電気的構成の概略を示す説明図である。 本実施例におけるインク量検出処理において実行される処理ルーチンを示すフローチャートである。 インク量検出処理における充電信号ＣＳ、放電信号ＤＳ、インク残量端子電圧、アンプ後電圧、コンパレータ出力、およびカウントクロックの時間変化を示すタイムチャートである。 本実施例に係るインクカートリッジ種別判定処理において実行される処理ルーチンを示すフローチャートである。

符号の説明

２０...印刷装置
２２...紙送りモータ
２３...ギヤトレイン
２４...キャリッジモータ
２６...プラテン
３０...キャリッジ
３２...操作パネル
３４...摺動軸
３６...駆動ベルト
３８...プーリ
３９...位置センサ
４０...制御回路
５６...コネクタ
６０...印刷ヘッドユニット
６１...カートリッジ処理専用回路
６２...カートリッジ装着部
６４...装着受け面
６５...ガイド
６６...インク導入部
６８...印刷ヘッド
７０...インクカートリッジ
７１...筐体
７２...センサ（圧電素子）
７３...底面
７４...インク供給口
９０...コンピュータ
１００...端子板
１０１、１０３...接触検出端子
１０２...接地端子
１０４、１０５...インク量検出端子
１０５...接地端子
１１０...回路板
１１１、１１３...検出端子
１１２...接地端子
１１４、１１５...インク量被検出端子
１１６...接地端子
Ｍ１０ａ、Ｍ１０ｂ...カートリッジ検出回路
Ｍ２０ａ、Ｍ２０ｂ...センサ制御回路
Ｍ５０...カートリッジ判定部
Ｍ１００...カートリッジ処理制御部
２３２...アンプ
２３４...コンパレータ
２３５...カウント制御部
２３６...カウンタ
２３７...アナログスイッチ
２３８...電圧生成部
Ｔｒ１、Ｔｒ２...トランジスタ
Ｒ１、Ｒ２...抵抗

Claims (14)

1. 印刷材を収容すると共に収容されている印刷材量を検出するために用いられる被検出端子を有する印刷材収容体を装着可能な印刷装置であって、
   前記印刷材収容体に収容されている印刷材量を検出するための検出端子と、
   前記印刷材収容体が装着された際における、前記検出端子と前記被検出端子との接触または非接触を検出して、前記印刷材収容体の種類を判定する印刷材収容体判定部とを備える印刷装置。
2. 請求項１に記載の印刷装置において、
   前記印刷装置には前記検出端子が複数備えられており、
   前記印刷材収容体には前記被検出端子が１以上備えられており、
   前記印刷材収容体判定部は前記複数の検出端子と前記１以上の被検出端子との接触の態様に基づいて前記印刷材収容体の種類を判定する印刷装置。
3. 請求項２に記載の印刷装置はさらに、
   前記複数の検出端子を通じて前記被検出端子に電圧を印加し、前記被検出端子から返された電圧に基づいて前記印刷材収用体に収容されている印刷材量を検出する印刷材量検出部を備え、
   前記印刷材収容体判定部は、前記複数の検出端子のうち、前記被検出端子から返された電圧を検出する検出端子と、前記被検出端子から返された電圧を検出しない検出端子との組み合わせを前記接触の態様として、前記印刷材収容体の種類を判定する印刷装置。
4. 請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の印刷装置において、
   前記印刷材収容体の種類は、収容する印刷材の初期量である印刷装置。
5. 請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の印刷装置において、
   前記印刷材収容体の種類は、前記印刷材収容体の容量種別である印刷装置。
6. 請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の印刷装置において、
   前記印刷材収容体の種類は、収容される印刷材の種類である印刷装置。
7. 印刷材を収容すると共に、収容されている印刷材量を検出するためのセンサと、センサと接続されている被検出端子とを有する印刷材収容体を装着可能な印刷装置であって、
   前記印刷材収容体に収容されている印刷材量を検出するための検出端子と、
   前記検出端子を介して前記被検出端子に対して前記センサを駆動するために駆動電圧を出力する駆動電圧出力回路と、
   前記検出端子によって受信される、前記出力された駆動電圧に対する前記センサからの応答電圧に基づいて、前記検出端子と前記被検出端子との接触または非接触を検出し、検出された接触の態様に基づいて前記印刷材収容体の種類を判定する印刷材収容体判定部とを備える印刷装置。
8. 請求項７に記載の印刷装置において、
   前記印刷装置には前記検出端子が複数備えられており、
   前記印刷材収容体には１以上の前記被検出端子と接地端子が備えられており、
   前記印刷材収容体判定部は、前記複数の検出端子のうち、前記応答電圧が検出される前記検出端子の数を前記接触の態様として、前記印刷材収用体の種類を判定する印刷装置。
9. 請求項７または請求項８に記載の印刷装置において、
   前記センサは、圧電素子を用いて前記印刷材の残量を検出するセンサである印刷装置。
10. 請求項７ないし請求項９のいずれかに記載の印刷装置において、
    前記印刷材収容体の種類は、収容する印刷材の初期量である印刷装置。
11. 請求項７ないし請求項９のいずれかに記載の印刷装置において、
    前記印刷材収容体の種類は、前記印刷材収容体の容量種別である印刷装置。
12. 請求項７ないし請求項９のいずれかに記載の印刷装置において、
    前記印刷材収容体の種類は、収容する印刷材の種類である印刷装置。
13. 印刷材を収容すると共に収容されている印刷材量を検出するために用いられる被検出端子を有し、印刷装置に装着されて用いられ得る印刷材収容体の種類を判定する方法であって、
    前記印刷材収容体が装着された際に、印刷装置に備えられている検出端子と前記被検出端子との接触の有無を検出し、
    前記検出した接触の有無に基づいて、前記装着された印刷材収容体の種類を判定する方法。
14. 印刷材を収容すると共に、収容されている印刷材量を検出するためのセンサと、センサと接続されている被検出端子とを有し、印刷装置に装着されて用いられ得る印刷材収容体の種類を判定する方法であって、
    印刷装置に備えられている検出端子を介して前記被検出端子に対して前記センサを駆動するために駆動電圧を出力し、
    前記検出端子によって受信される、前記出力された駆動電圧に対する前記センサからの応答電圧に基づいて、前記検出端子と前記被検出端子との接触または非接触を検出し、
    前記検出した接触の態様に基づいて前記印刷材収容体の種類を判定する方法。

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