JP2009006627A - 液量検出装置および液量検出方法 - Google Patents

Abstract

【課題】インクカートリッジ内に収容されたインクの残量を正確に検出する。
【解決手段】情報取得部１２は、回路基板１５０に設けられた情報記録手段１１から液体の種類に関する情報を取得する。記憶部１３は、情報取得部１２が取得したインクの種類に応じて、ＰＣから送られるインクカートリッジの個別情報データのうち、インク残量と起電力との対応テーブルを取得して記憶する。測定部１４は、所定のタイミングで２つの電極間に生ずる起電力（アナログデータ）をアナログデジタル（Ａ／Ｄ）変換してデジタルデータとし、変換したデジタルデータを記録部１５に送る。記録部１５は、送られたデジタルデータを記録する。液量算出部１６は、記録されたデジタルデータと記憶された対応テーブルとから、インクカートリッジに収容されているインクの残量を算出する。液量情報通知部１７は、算出されたインクの残量に応じた内容を通知する。
【選択図】図４

Description

本発明は、液体収容容器に収容されている液体の量を検出する液量検出装置および液量検出方法に関する。

用紙、ガラスあるいは樹脂製の基板、さらには布地などといった記録媒体に、液体収容容器に収納された液体を噴射ヘッドから噴射して所定の文字や図形、または画像（以降、これらを総称して「画像」と呼ぶ）を形成する液体噴射装置が利用されている。このような液体噴射装置の一例として、液体としてのインクを噴射ヘッドから記録媒体に噴射して、所定の画像を記録媒体上に形成するインクジェットプリンタがある。

インクジェットプリンタでは、上述した種々の記録媒体上に高品質の画像を形成するために、記録媒体に応じた好ましいインクの組成が従来より開示されている（例えば、特許文献１）。そして、このような好ましい組成を有するインクを収容した液体収容容器としてのインクカートリッジから噴射ヘッドにインクを供給し、噴射ヘッドからインク滴を記録媒体に噴射して画像を形成するのである。従って、記録媒体に画像を安定して形成するためには、インクカートリッジに、少なくとも画像を形成するために使用する分のインク量が残っていることが必要である。

このため、インクカートリッジ内に収容されたインクの残量を正確に検出するための技術が従来から開示されている。例えば特許文献２には、インクの液量が所定の残量になったときにスイッチを作動させ、算定されたインクの残量と実際のインクの残量とを一致させるようにした技術が開示されている。

特開２００３−３１０１号公報 特許第３６０３４３２号公報

しかしながら、特許文献２に開示された技術では、インクカートリッジにスイッチ機構を構成する必要があり、インクカートリッジの形状が制約されたり、インクカートリッジのコストが増加したりしてしまうという課題がある。また、スイッチを作動させるタイミングは、インク残量が所定の残量になったときであることから、所定の残量になるまでの間のインク残量、および所定量になった後のインク残量については、正しく検出することができないという課題がある。

ところで、古くから、電解質溶液中にイオン化傾向の異なる２つの電極を入れることによって、２つの電極間に電力が発生する原理が知られている（例えばボルタの電池）。そして、例えば上述した特許文献１に開示されているような組成を有するインクは、このような電解質溶液として利用できる液体であることが、本発明者によって知見された。従って、インクカートリッジにイオン化傾向の異なる２つの電極を挿入すれば、インクカートリッジはボルタの電池を形成して２つの電極間に電圧が発生することが見出された。また、発生する電圧は電極とインクの接触面積に応じて変化すること、さらにその電圧の変化は、変化開始時の電圧値を含めてインクの組成ごとに異なること、も見出された。

そこで、本発明は、液体収容容器において発生する電圧を利用して上記課題の少なくとも一部を解決することを目的になされたものであり、以下の形態または適用例として実現することが可能である。

［適用例１］液量検出装置であって、２つの電極を有する液体収容容器に液体が収容されることによって前記２つの電極間に発生する起電力を測定する測定部と、前記測定された起電力を記録する記録部と、前記液体収容容器に収容される液体の量と前記２つの電極間に発生する起電力との対応テーブルを記憶する記憶部と、前記記録された起電力と前記記憶された対応テーブルとを用いて、前記液体収容容器に収容されている液体の量を算出する液量算出部と、前記液量算出部が算出した液体の量に応じた液量情報を通知する液量情報通知部と、を備えたことを特徴とする。

この液量検出装置によれば、液体収容容器が有する２つの電極間に発生する起電力を測定し、この測定した起電力に対応する液量を、対応テーブルによって算出し、算出した液量に応じた液量情報を通知する。従って、例えば、スイッチを用いることなくインクカートリッジに収容されているインクの残量を検出できるので、インクカートリッジの形状が制約されることがない。また、後述するように、２つの電極間に生ずる起電力は、インクの残量に応じて変化するので、インクの残量が所定の残量になったときに限らず、インクの残量を正しく検出することができる。そして、正しく検出したインクの残量を通知するので、例えば、ユーザーは、画像を安定して形成することができるインク量がインクカートリッジに残っているか否かを正しく確認することができる。

［適用例２］上記液量検出装置であって、前記液体収容容器に設けられ、当該液体収容容器に収容されている液体の種類を示す情報を記録した情報記録手段から、前記収容されている液体の種類を取得する情報取得部をさらに備え、前記記憶部は、前記液体収容容器に収容される液体の種類に応じた前記対応テーブルを記憶し、前記液量算出部は、前記記録された起電力と、前記情報取得部が取得した液体の種類に応じた対応テーブルとを用いて、前記液体収容容器に収容されている液体の量を算出することを特徴とする。

この構成によれば、液体収容容器に収容すべき液体の種類を示す情報を取得し、実際に液体収容容器に収容されている液体の種類に応じた対応テーブルを記憶する。そして、測定した起電力に対応する液量を、記憶した対応テーブルによって算出する。例えば、液体としてのインクは、前述したように組成によって変化開始時の起電力の電圧値および起電力の変化具合が異なる。そこで、少なくともインクの組成に基づいて区分されたインクの種類に応じた対応テーブルを用いることによって、インクの種類毎に、インクカートリッジに収容されているインクの量を正しく検出することができるのである。

［適用例３］上記液量検出装置であって、前記測定部は、前記液体収容容器に設けられていることを特徴とする。

こうすれば、液体収容容器に生じた起電力を、測定部まで電気的に導く導線距離が短くなる。従って、導線における電圧降下が抑制されるので、発生した起電力を正しく測定することが可能となる。

［適用例４］液量検出方法であって、２つの電極を有する液体収容容器に液体が収容されることによって前記２つの電極間に発生する起電力を測定する測定工程と、前記測定された起電力を記録する記録工程と、前記液体収容容器に収容される液体の量と前記２つの電極間に発生する起電力との対応テーブルを記憶する記憶工程と、前記記録された起電力と前記記憶された対応テーブルとを用いて、前記液体収容容器に収容されている液体の量を算出する液量算出工程と、前記液量算出工程で算出した液体の量に応じた液量情報を通知する液量情報通知工程と、を備えたことを特徴とする。

この液量検出方法によれば、液体収容容器が有する２つの電極間に発生する起電力を測定し、この測定した起電力に対応する液量を、対応テーブルによって算出し、算出した液量に応じた液量情報を通知する。従って、例えばスイッチを用いることなくインクカートリッジに収容されているインクの残量を検出できるので、インクカートリッジの形状が制約されることがない。また、後述するように、２つの電極間に生ずる起電力は、インクの残量に応じて変化するので、インクの残量が所定の残量になったときに限らず、インクの残量を正しく検出することができる。そして、正しく検出したインクの残量を通知するので、例えば、ユーザーは、画像を安定して形成することができるインク量がインクカートリッジに残っているか否かを正しく確認することができる。

［適用例５］上記液量検出方法であって、前記液体収容容器に設けられ、当該液体収容容器に収容されている液体の種類を示す情報を記録した情報記録手段から、前記収容されている液体の種類を取得する情報取得工程をさらに備え、前記記憶工程は、前記液体収容容器に収容される液体の種類に応じた前記対応テーブルを記憶し、前記液量算出工程は、前記記録された起電力と、前記情報取得工程で取得した液体の種類に応じた対応テーブルとを用いて、前記液体収容容器に収容されている液体の量を算出することを特徴とする。

こうすれば、液体収容容器に収容すべき液体の種類を示す情報を取得し、実際に液体収容容器に収容されている液体の種類に応じた対応テーブルを記憶する。そして、測定した起電力に対応する液量を、記憶した対応テーブルによって算出する。例えば、液体としてのインクは、前述したように組成によって変化開始時の起電力の電圧値および起電力の変化具合が異なる。そこで、少なくともインクの組成に基づいて区分されたインクの種類に応じた対応テーブルを用いることによって、インクの種類毎に、インクカートリッジに収容されているインクの量を正しく検出することができるのである。

次に、本発明を実施例に基づいて説明する。図１は、本発明の一実施例となる液量検出装置を組み込んだ液体噴射装置の一例であるインクジェットプリンタ１０について、その概略構造を示したものである。また、図中下側吹き出し部に示した図は、キャリッジ２０（後述する）を図中矢印Ｓの方向から見た側面図である。

このインクジェットプリンタ１０は、液体としての各色インクが収納された液体収容容器としてのインクカートリッジ１００（イエロー）、インクカートリッジ２００（マゼンタ）、インクカートリッジ３００（シアン）、インクカートリッジ４００（ブラック）がキャリッジ２０の定められた位置に装着されている。キャリッジ２０は、キャリッジベルト４１に固定され、キャリッジベルト４１がキャリッジモータ４０によって駆動されるのに伴って、フレーム２７に固定されたガイド２１に沿って図面左右方向に移動する。このとき、キャリッジ２０の図面裏側に設けられた噴射ヘッド３０に穿設された複数のノズルから、印刷画像に相応した各色の所定量のインク滴３９がアクチュエータ（不図示）によって所定のタイミングで印刷用紙２５に噴射される。印刷用紙２５は、フレーム２７に固定された駆動モータ２６により駆動される紙送りローラー（不図示）などによって、図面上下方向に所定量ずつ搬送駆動される。こうして、印刷画像に相応した各色の所定量のインク滴３９が、印刷用紙２５全体に噴射されることによって画像が形成される。

このような一連の動作についての主な制御は、キャリッジ２０に取り付けられたサブ基板６０と、フレキシブル基板４５によってサブ基板６０と接続されフレーム２７に取り付けられたメイン基板５０と、によって行われる。

メイン基板５０には、図中上側の吹き出し部に示したように、インクジェットプリンタ１０の諸動作を制御するためのＣＰＵ５１と、これらの動作に関するプログラムを記録したＲＯＭ５２と、動作に際して必要なデータを一時的に記憶したり読み出したりするためのＲＡＭ５３と、サブ基板６０との間でのデータのやり取りやユーザーのパーソナルコンピュータ（ＰＣ）など外部機器との情報のやり取りを行うためのインターフェイス（Ｉ／Ｆ）５５とが備えられている。後述する液量検出のための処理ルーチンプログラムは、ＲＯＭ５２に記憶されている。また、ＲＡＭ５３はデータのバッファ領域を有し、ＰＣからＩ／Ｆ５５を介して出力された印刷ジョブや後述する対応テーブルなどのデータをこの領域に記憶する。

一方、サブ基板６０には、メイン基板５０との間でのデータ授受といった所定の動作を実行するためのロジック回路などが形成されている。従って、ＣＰＵ５１がＲＯＭ５２に記録された各処理動作のプログラムを読み出し、サブ基板６０との間で種々の信号データを授受することによって、ＣＰＵ５１は所定の動作を実行する。

さて、各インクカートリッジ１００〜４００は、図中下側の吹き出し部内に示したように、インクカートリッジと一体で形成され後述する構造を有した着脱手段１３０によって、キャリッジ２０との間で着脱可能な状態で挿入固定されている。また、各インクカートリッジ１００〜４００にはそれぞれインクの供給口１０７が設けられ、この供給口１０７から供給されるインクは、同じく図示しないインク流路に従って、噴射ヘッド３０に設けられたそれぞれ対応するノズルまで流れるように構成されている。

各インクカートリッジ１００〜４００には、インクカートリッジに関する個別情報を記録したＩＣチップを搭載した回路基板１５０が取り付けられている。回路基板１５０は、サブ基板６０との間に図示しない結線手段が設けられ、個別情報をサブ基板６０との間で授受できるように構成されている。従って、ＣＰＵ５１は、サブ基板６０を介して個別情報をＩＣチップに記録したり、記録された個別情報を読み出したり等の処理を行う。例えば、インクカートリッジに収容されたインクの残量を推定した推定値に相当するデータをＩＣチップに記録したり、インクカートリッジの製造日や収容するインクの種類に関するデータをＩＣチップから読み出したりする。

次に、本実施例における液量検出装置が検出対象とするインクカートリッジ１００〜４００について、その具体的な構造を図２を用いて説明する。図２は、インクカートリッジ１００を側面方向から見た断面図で、その全体構成を模式的に示した模式図である。なお、他のインクカートリッジ２００，３００，４００は総てインクカートリッジ１００と同じ構造を有しているため、説明を省略する。

図２に示すように、インクカートリッジ１００は、インクを収容するためのインク収容部１０５が内部に形成された樹脂製のインク容器体１０１と、インク容器体１０１と一体で設けられた着脱手段１３０と供給口１０７と、回路基板１５０と、２つの電極１１０と電極１２０とから構成されている。

供給口１０７は、中央部分に開口部が形成された略パイプ形状を有し、噴射ヘッド３０に対してインクを供給するインクの供給口として機能する。すなわち、キャリッジ２０にインクカートリッジ１００が装着されると、この開口部に対して、キャリッジ２０側に設けられた供給針７０が挿入される。そして、インク収容部１０５に収容されたインクが供給針７０に流出して、噴射ヘッド３０に対してインクが供給されるのである。なお、供給口１０７の開口部には、インクカートリッジ１００がキャリッジ２０に装着されていないときはインクが流出しない封止状態となり、インクカートリッジ１００がキャリッジ２０に装着されて供給針７０が挿入されているときは開口状態となる弁機構が、必要に応じて構成されている。

着脱手段１３０は、図示するような略フック形状を呈し、インクカートリッジ１００を図面下方向へ押し下げると二点鎖線で示した状態（符号１３０ａ）に撓むように形成されている。従って、インクカートリッジ１００はキャリッジ２０へ図面上方から押し込むことによって装着される。装着後は、キャリッジ２０の溝部２０ｂと突起部１３０ｂが係合することによって図面上方向に抜けないように固定される。もとより、インクカートリッジ１００をキャリッジ２０から取り外す場合は、着脱手段１３０を二点鎖線で示した状態（符号１３０ａ）に撓ませた後、図面上方向に引き上げればよい。こうして、インクカートリッジ１００は、キャリッジ２０つまりインクジェットプリンタ１０に対して着脱が可能なように構成されている。なお、本実施例における着脱手段は一例であって、着脱が可能な構造であれば、他の構造（例えばネジ止め）であっても勿論よい。

さて、このように構成されたインクカートリッジ１００をボルタの電池とするべく、インク収容部１０５に収容されるインクと接触するように、２つの電極１１０と電極１２０とが、インク容器体１０１の底部（図面下側）にその端部を固定しつつ、インク収容部１０５内に挿入されている。なお、電極１１０と電極１２０は、それぞれ結線部材１１１と１２１とによって、回路基板１５０に設けられた所定の端子（不図示）に導かれるように構成されている。

本実施例では、電極１１０は銅板で、電極１２０は亜鉛板で形成されている。ここでインク収容部１０５に収容されたインクは、前述した特許文献２にも開示されているように、インクの組成によって酸性やアルカリ性を示すｐＨ値が異なることから、組成が異なるインクは電解質溶液としての機能も異なる。従って、電極１１０と電極１２０との間に生ずる起電力の大きさはインクの組成に応じて異なることになる。

電極１１０と電極１２０は、イオン化傾向の大きさによってプラス極かマイナス極かが決定され、本実施例では銅板に対してイオン化傾向が大きい亜鉛板で形成された電極１２０がマイナス極になる。なお、インクカートリッジ１００に挿入される電極１１０と電極１２０とを、それぞれ銅板と亜鉛板とせず、これ以外にマグネシウム板やアルミニウム板などを用いても勿論よい。要するに、インクに溶融した際、電極１１０と電極１２０との間に起電力が生ずる導電性の材料であれば、どのような材料を電極として用いても差し支えない。

さて、イオン化傾向の異なる材料で形成された２つの電極が、インクカートリッジ１００のインク収容部１０５に収容されたインクと接触すると、図２に示したように、この２つの電極間に電極１１０をプラス極、電極１２０をマイナス極とする起電力が発生する。そしてさらに、発生する起電力の大きさは、電極材料がインクに溶融するときに発生する自由電子の量に比例することから、２つの電極において、インクが接触している領域面積に応じた電圧値を有する起電力が発生する。従って、図２に示したインクカートリッジ１００においては、インク収容部１０５に収容されているインクの残量に応じて、発生する起電力が変化する。

インクカートリッジ１００に設けられた２つの電極間に発生する起電力が、収容されているインクの量（すなわちインク残量）に応じてどのように変化するのか、その一例を図３に示した。

図３は、縦軸を起電力（単位：ボルト）、横軸をインク残量（単位：ミリリットル）とし、インク収容部１０５に残っているインク残量と、そのとき２つの電極間に発生する起電力との対応関係を曲線ＴＫにて示した説明図である。図示するように、インク残量がＣｆミリリットルの位置は、インク収容部１０５にインクが満タンに充填された状態を示し、そのときの起電力はＶＡボルトであることを示している。

その後、ノズルからインク滴が噴射されることによってインクカートリッジ１００に収容されたインクが減少していくと、インクの液面ＰＬ（図２）が下がっていく。このため電極１１０および電極１２０との接触領域が減少して電極材料が溶融する部分の面積領域が減少するとともに、溶融することができるインクの容積も減少する。この結果、電極材料がインクに溶融することによって発生する自由電子は減少し、図３では、インク残量がＣａミリリットルのとき起電力はＶａ（＜ＶＡ）ボルトになることを示している。

そして、さらにインクが減少していき、インクがインク収容部１０５に存在しなくなる状態つまりインクが空の状態になると、本実施例では、電極１１０および電極１２０と接触するインクが殆ど存在しなくなる。図３では、このような状態におけるインク残量はＣｅミリリットルであり、そのとき発生する起電力は０ボルトであることを示している。

そこで、本実施例の液量検出装置は、発生する起電力の大きさによって、装着されたインクカートリッジに収容されたインクの残量を正しく検出しようというものである。以下、本実施例の液量検出装置について、図４および図５を用いて説明する。なお、図４は、本実施例の液量検出装置の機能ブロック図であり、図５は、本実施例の液量検出装置が行う処理フローチャートである。

本実施例では、図１において、ＣＰＵ５１が、ＲＡＭ５３をワーキングエリアとして使用しながらＲＯＭ５２に格納された処理プログラムを実行することによって、液量検出装置として動作する。そして、図４に示すように、情報取得部１２、記憶部１３、測定部１４、記録部１５、液量算出部１６、液量情報通知部１７として機能する。このうち、測定部１４は回路基板１５０に形成され、その他はメイン基板５０に形成されている。各部は主として以下の処理を司る。

情報取得部１２は、回路基板１５０に設けられた情報記録手段１１から液体の種類に関する情報を取得する。本実施例では、前述したＩＣチップが情報記録手段１１に相当する。記憶部１３は、情報取得部１２が取得したインクの種類に応じて、ＰＣから送られるインクカートリッジの個別情報データのうち、インク残量と起電力との対応テーブルを取得して記憶する。測定部１４は、所定のタイミングで２つの電極間に生ずる起電力（アナログデータ）をアナログデジタル（Ａ／Ｄ）変換してデジタルデータとし、変換したデジタルデータを記録部１５に送る。記録部１５は、送られたデジタルデータをＲＡＭ５３の所定のエリアに記録する。液量算出部１６は、記録されたデジタルデータと記憶された対応テーブルとから、インクカートリッジに収容されているインクの残量を算出する。液量情報通知部１７は、算出されたインクの残量に応じた内容を通知する。

次に、図５のフローチャートに従って、本実施例での液量検出装置が行う処理の手順を説明する。この処理は、図１においてインクジェットプリンタ１０の使用者が図示しない所定の操作ボタンを操作して処理命令を入力したとき、あるいはインクカートリッジ１００〜４００がキャリッジに装着されたとき、又はインクジェットプリンタ１０の電源が投入されたときなどに開始される。また、本実施例ではこの処理は１回のみ行われることとして説明するが、もとより所定の時間間隔や所定の印刷枚数間隔などで繰返し行われることとしてもよい。

この処理が開始されると、まずステップＳ１にて、インクカートリッジについてインクの種類を取得処理する。ここでは、ＣＰＵ５１は、回路基板１５０に設けられたＩＣチップから、記録されている個別情報を読み出し、そのインクカートリッジ１００に収容されているインクの種類に関するデータを取得する。本実施例では、インクの種類としてインクの色とインクの組成についてのデータを取得する。もとより、インクの種類に関するデータは、インクが満タンの状態において発生する起電力を特定するためのデータであることから、このような起電力を特定できるデータであれば、これ以外のデータを取得することとしても勿論よい。

次にステップＳ２にて、対応テーブルを記憶する処理を行う。本実施例では、印刷ジョブとともに、最新のデータを記した対応テーブルが都度ＰＣから送られるものとし、ＣＰＵ５１は、送られる都度最新の対応テーブルのうちからインクの種類に応じた対応テーブルをＲＡＭ５３に更新して記憶する。ここで記憶される対応テーブルは、インク収容部１０５に残っているインク残量を示すデータと、そのデータに対応する２つの電極間に発生する起電力のデータを規定したテーブルである。すなわち、図３における曲線ＴＫを規定するものである。なお、本実施例では所定の容量間隔（例えば５ミリリットル間隔など）を有するインク残量に対応する起電力が規定されているものとする。

もとより、インクの種類に依存することなく、インクの残量と起電力との関係が略一定である場合は、本フローチャートにおいてインクの種類を取得する処理を行う必要はない。また、インクジェットプリンタ１０において使用するインクが、１種類であったり既に種類が限定されていたりする場合など予め使用するインクの種類が判明している場合もインクの種類を取得する処理を行う必要はない。従ってこのような場合はステップＳ１の処理は不要であり、図４に示した情報取得部１２の機能も不要である。このような場合は、ステップＳ２において、ＣＰＵ５１は例えば予めＲＯＭ５２に定められたインクの種類に応じた対応テーブルを記憶する処理を行えばよい。

続くステップＳ３にて起電力を測定する。本実施例では、ＣＰＵ５１は、インクカートリッジ１００に設けられた回路基板１５０に具備した測定回路（不図示）によって、２つの電極間に発生しているアナログデータである電圧値をデジタルデータに変換することによって測定する。こうすることで、インクカートリッジにおいて生じた起電力を、アナログデータのまま電気的に測定回路まで導く導線の距離が短くなる。従って、導線における電圧降下が抑制されるので、発生した起電力を正しく測定することが可能となる。

次にステップＳ４にて、測定された起電力を記録する処理を行う。ＣＰＵ５１は、測定回路によってデジタル変換された電圧値をＲＡＭ５３の所定の記録エリアに記憶する。

そして、次のステップＳ５にて、記録した起電力と対応テーブルとからインクの残量を算出する処理を行う。具体的には、ＣＰＵ５１は、記録された起電力を読み出し、対応テーブルの起電力と比較する。そして、記録された起電力に一致する値に対応するインクの残量を読み取ることで算出する。本実施例では、前述したように対応テーブルにおいて起電力の値は所定の容量間隔を有するインク残量に応じた値であることから、不連続の値である。そこで、ＣＰＵ５１は、記録された起電力に最も近い値を有する対応テーブルの起電力を探索し、探索した起電力に対応するインク残量を対応テーブルから読み取るのである。

なお、対応テーブルが、起電力とインク残量との対応関係を数式で規定したものであった場合は、ＣＰＵ５１は記録された起電力を用いてインクの残量を算出処理すればよい。

次に、ステップＳ６にてインクの残量に応じた情報を通知処理して、本実施例における液量検出処理を終了する。通知処理は、本実施例では、図１に示したインクジェットプリンタ１０に設けられた図示しない液晶表示パネルに、所定の文章を表示して通知するものとする。ＣＰＵ５１は、ＲＯＭ５２に予め記憶された文章から適切な文章を選択して表示する。例えば、対応テーブルが図３に示した曲線ＴＫであったとすると、探索された起電力がＶＡボルトであれば算出されるインク残量はＣｆであるので、「インクは満タンです」という文章を表示するという具合である。また、探索された起電力が０ボルトであれば算出されるインク残量はＣｅであるので、「インクは空です」という文章を表示するという具合である。また、探索された起電力がＶａボルトであれば算出されるインク残量はＣａであるので、「インクは約半分です」という文章を表示するという具合である。

このように通知処理することによって、例えばインクジェットプリンタ１０の使用者は、表示された文章によって、キャリッジ２０に装着したインクカートリッジに収容されたインクの残量が、印刷を行うために必要な量であるか否かを、容易に確認することができる。従って、本実施例によれば、例えば、スイッチを用いることなくインクカートリッジに収容されているインクの残量を検出できるので、インクカートリッジの形状が制約されることがない。また、２つの電極間に生ずる起電力は、インクの残量に応じて変化するので、インクの残量が所定の残量になったときに限らず、インクの残量を正しく検出することができる。そして、正しく検出したインクの残量を通知するので、例えば、ユーザーは、画像を安定して形成することができるインク量がインクカートリッジに残っているか否かを正しく確認することができる。

以上、本発明の実施の形態について実施例により説明したが、本発明はこうした実施例に何ら限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内において様々な形態で実施し得ることは勿論である。以下、変形例を挙げて説明する。

（第１変形例）
上記実施例では、インクカートリッジ１００のインク収容部１０５に挿入された２つの電極は、インクと接触する領域面積がインクの満タン状態から、インクの消費に伴って漸次減少するように挿入されているが、特にこれに限るものでない。例えば、２つの電極は、インク残量が所定量以降から、インクと接触する領域面積がインクの消費に伴って減少するように設けられていることとしてもよい。こうすれば、インク残量が所定量となるまでの起電力の変化具合と、インク残量が所定量となった以降の起電力の変化具合とは異なるので、インク残量が所定量となった状態を精度良く検出することができる。従って、インク残量が所定量となった状態を正しく検出して通知することができる。

本変形例を、図６を用いて説明する。図６（ａ）は、本変形例におけるインクカートリッジ１００ｂの側断面を示す模式図である。また、図６（ｂ）は、インクカートリッジ１００ｂについて、本変形例の液量検出装置が用いる対応テーブルを示している。

図６（ａ）に示したように、電極１１０ｂおよび電極１２０ｂは、インク収容部１０５内のインクが減少し、インクの液面が満タン状態を示すＰＬから所定量のインク残量となるＰＬｂに液面が下がったときから、インクとの接触面積が減少するように、インク収容部１０５内に挿入されている。従って、インクが満タン状態である液面ＰＬから、液面ＰＬｂの位置となるまでは、発生する起電力は殆ど減少しないか、電極材料が溶融できるインクの容量の減少に相応した分の減少になる。その後、さらにインクの液面が下がっていくと、今度はインクと接触する電極の面積領域が減少するので、発生する起電力は大きく減少する。

この結果、図６（ｂ）に示した対応テーブルは、所定量のインク残量Ｃｂとなった以降は、発生する起電力の変化が大きくなる。つまり、インクが満タン状態であるインク残量Ｃｆにおいて発生する起電力ＶＢから、液面ＰＬｂの位置となるインク残量Ｃｂにおいて生ずる起電力Ｖｂまでの変化よりも、それ以降のインク残量の減少に伴って発生する起電力の変化の方が大きくなる。つまり、起電力の変化割合に対してインク残量の変化割合が少なくなる。

前述したように、ＣＰＵ５１は、インク残量を算出するために、記録された起電力に最も近い値を有する対応テーブルの起電力を探索する。このとき、インク残量Ｃｂからインクが減少する暫くの間では、起電力の変化に対してインクの減少が少ないので、探索された起電力に対応するインク残量は、所定量のインク残量Ｃｂと大きく異なることがない。従って、本変形例のように電極を形成することによって、発生する起電力と対応テーブルとから、所定量となったインク残量の状態を精度良く検出することができるのである。

（第２変形例）
上記変形例では、２つの電極は、インク残量が所定量以降から、インクと接触する領域面積がインクの消費に伴って減少するように設けられていることとしたが、本変形例ではインク残量が所定量となるまで、インクと接触するように設けられていることとしてもよい。こうすれば、インク残量が所定量となるまで２つの電極には起電力が発生しているが、インク残量が所定量となった以降は起電力が発生しなくなるので、インク残量が所定量となった状態をさらに精度良く検出することができる。従って、インク残量が所定量となった状態を正しく検出して通知することができることになる。さらに本変形例では、２つの電極のうち少なくとも一方の電極を複数とし、それらの複数の電極について、それぞれ異なるインク残量となるまでインクと接触するように形成することとしてもよい。

本変形例を、図７を用いて説明する。図７（ａ）は、本変形例の一例となるインクカートリッジ１００ｃの側断面を示す模式図である。また、図７（ｂ）は、インクカートリッジ１００ｃについて、本変形例の液量検出装置が用いる対応テーブルを示している。

図７（ａ）に示したように、本変形例におけるインクカートリッジ１００ｃは、図２における電極１１０を２つの電極１１０ｃおよび電極１１０ｄとしたものである。そして、図示するように、電極１１０ｃは、インク収容部１０５内のインクが減少し、インクの液面が満タン状態を示すＰＬからＰＬｃに下がるまでインクと接触するように、インク収容部１０５内に挿入されている。また、電極１１０ｄは、インクの液面がＰＬｄに下がるまでインクと接触するように、インク収容部１０５内に挿入されている。一方、電極１２０ｃは、少なくとも電極１１０ｄと等しいインク残量まで、インクと接触するようにインク収容部１０５内に挿入されている。

本変形例では、電極１１０ｃと電極１２０ｃとの電極間、電極１１０ｄと電極１２０ｃとの電極間をそれぞれ２つの電極間とし、これらの電極間に発生する起電力を測定する。従って、ＣＰＵ５１は、図７（ｂ）に示すように、２つの電極間に対応する２つの対応テーブル１，２を参照して、インク残量を算出する。

具体的には、インクが満タン状態である液面ＰＬにおいて発生した起電力ＶＣが、液面ＰＬｃの位置になると、電極１１０ｃと電極１２０ｃとの電極間に発生する起電力は０ボルトになる。従って、ＣＰＵ５１は、対応テーブル１を参照して起電力０ボルトに対応するインク残量Ｃｃを読み取る。そして、さらにインクの液面が下がり液面ＰＬｄの位置になると、今度は電極１１０ｄと電極１２０ｃとの電極間に発生する起電力が０ボルトになる。従って、ＣＰＵ５１は、対応テーブル２を参照して０ボルトの起電力に対応するインク残量Ｃｄを読み取るのである。

このように、本変形例によれば、起電力が発生しているか否かによってインクの残量を検出するので、容易にかつ精度良くインク残量を検出することができる。従って、本変形例は、２つの電極間に発生する起電力について、電極とインクとの接触面積の減少に応じた変化が小さい場合には特に有効である。

（その他の変形例）
上記実施例および変形例では、図４に示したように測定部１４を回路基板１５０に設けることとしたが、メイン基板５０に設けることとしてもよい。あるいは、サブ基板６０に設けることとしてもよい。上記実施例および変形例では、インクカートリッジにおいて生じた起電力の電圧降下を抑制し、発生した起電力を正しく測定するために測定部を回路基板１５０に設けたが、例えば発生する起電力が大きく、相対的に電圧降下の影響が小さくなることによって起電力を正しく測定することができる場合は、特に回路基板１５０に設ける必要はない。

また上記実施例および変形例では、図５の処理フローチャートにおいて説明したように、液量情報通知部１７は所定の文章を液晶表示パネルに表示することによって判定結果を通知することとしたが、特にこれに限るものでないことは勿論である。例えば、音によって通知することとしてもよい。インクジェットプリンタに発音体が設けられている場合は、音の出し方（周波数や音量、あるいは発音パターンなど）を変えることによって、インク残量を通知することが可能である。

あるいは、液量情報通知部１７は、インクジェットプリンタの動作に関するトリガー信号を出力することによって通知することとしてもよい。例えば、印刷動作を中止するためのトリガー信号を出力する。こうすれば、印刷量に見合うインクがそれぞれのインクカートリッジに残っていない場合は、印刷動作を中止できるので、画像が安定して形成されない印刷を抑制することができる。

あるいは、液量情報通知部１７は、インクが所定のインク残量になったときに、例えば特許文献２に開示された技術におけるスイッチ動作に替えて、算定されたインク残量と実際のインク残量とを一致させるように所定のトリガー信号を出力して通知することとしてもよい。こうすれば、算定されたインク残量と実際のインク残量とを、スイッチ機構を設けることなく一致させることができるので、インクカートリッジの形状が制約されることを回避したり、インクカートリッジのコストが増加することを抑制したりすることができる。

また、上記実施例および変形例では、図５に示したステップＳ２において、印刷ジョブとともに都度ＰＣから送られる最新のデータを記した対応テーブルを更新して記憶することとしたが、これ以外の方法で更新することとしてもよい。例えば、インクジェットプリンタのプリンタドライバのバージョンアップ処理において、バージョンアッププログラムとともに送られるものとしてもよい。こうすれば、印刷ジョブのデータは対応テーブルのデータを含まないので、データを軽くすることができる。

また、上記実施例および変形例では、液体として、印刷用紙に画像を形成するためのインクを例示して説明したが、これに限るものでないことは勿論である。例えば、ガラス基板や樹脂基板に画像を形成し、液晶パネルや有機ＥＬパネルの構成部材を形成するための記録液や機能液であってもよい。

また、上記実施例および変形例では、液体噴射装置をインクジェットプリンタとして説明したが、これに限るものでないことは勿論である。前述したインクを含め、記録液や機能液を噴射できる装置であれば何でもよい。

また、上記実施例および変形例では、インクカートリッジを、インクジェットプリンタに着脱可能に装着するインクカートリッジであるものとして説明したが、特にこれに限るものでないことは勿論である。例えば、インク収容容器から供給パイプによってインクを供給するタンク方式のインクカートリッジであることとしてもよい。

また、上記実施例および変形例では、液量検出装置を液体噴射装置としてのインクジェットプリンタに組み込むこととして説明したが、液量検出装置を液体噴射装置とは別体の装置としてもよい。こうすれば、インクカートリッジをインクジェットプリンタに装着することなく、インクカートリッジ単独で収容されているインクの液量を検出することができる。

また、本発明は液量検出方法としても実施することが可能である。液量検出方法は、上述した液量検出装置の実施例および変形例における処理の説明に準じるものであることから、説明は省略する。

本発明の実施例となる液量検出装置を組み込んだ液体噴射装置の一例となるインクジェットプリンタについての概略構造図。 インクカートリッジを側面から見た断面図で、その全体構成を示す模式図。 起電力とインク残量との対応関係を示した曲線を説明する説明図。 本実施例の液量検出装置の機能ブロック図。 本実施例の液量検出装置が行う処理フローチャート。 （ａ）は第１変形例の液量検出装置が検出するインクカートリッジの構造図、（ｂ）は第１変形例の液量検出装置が用いる対応テーブルの説明図。 （ａ）は第２変形例の液量検出装置が検出するインクカートリッジの構造図、（ｂ）は第２変形例の液量検出装置が用いる対応テーブルの説明図。

符号の説明

１０…インクジェットプリンタ、１１…情報記録手段、１２…情報取得部、１３…記憶部、１４…測定部、１５…記録部、１６…液量算出部、１７…液量情報通知部、２０…キャリッジ、２０ｂ…溝部、２１…ガイド、２５…印刷用紙、２６…駆動モータ、２７…フレーム、３０…噴射ヘッド、３９…インク滴、４０…キャリッジモータ、４１…キャリッジベルト、４５…フレキシブル基板、５０…メイン基板、５１…ＣＰＵ、５２…ＲＯＭ、５３…ＲＡＭ、５５…Ｉ／Ｆ、６０…サブ基板、７０…供給針、１００，１００ｂ，１００ｃ…インクカートリッジ、１０１…インク容器体、１０５…インク収容部、１０７…供給口、１１０，１１０ｂ，１１０ｃ，１１０ｄ…電極、１１１…結線部材、１２０，１２０ｂ，１２０ｃ…電極、１３０，１３０ａ…着脱手段、１３０ｂ…突起部、１５０…回路基板、２００，３００，４００…インクカートリッジ。

Claims (5)

1. ２つの電極を有する液体収容容器に液体が収容されることによって前記２つの電極間に発生する起電力を測定する測定部と、
   前記測定された起電力を記録する記録部と、
   前記液体収容容器に収容される液体の量と前記２つの電極間に発生する起電力との対応テーブルを記憶する記憶部と、
   前記記録された起電力と前記記憶された対応テーブルとを用いて、前記液体収容容器に収容されている液体の量を算出する液量算出部と、
   前記液量算出部が算出した液体の量に応じた液量情報を通知する液量情報通知部と、
   を備えたことを特徴とする液量検出装置。
2. 請求項１に記載の液量検出装置であって、
   前記液体収容容器に設けられ、当該液体収容容器に収容されている液体の種類を示す情報を記録した情報記録手段から、前記収容されている液体の種類を取得する情報取得部をさらに備え、
   前記記憶部は、前記液体収容容器に収容される液体の種類に応じた前記対応テーブルを記憶し、
   前記液量算出部は、前記記録された起電力と、前記情報取得部が取得した液体の種類に応じた対応テーブルとを用いて、前記液体収容容器に収容されている液体の量を算出することを特徴とする液量検出装置。
3. 請求項１または２に記載の液量検出装置であって、
   前記測定部は、前記液体収容容器に設けられていることを特徴とする液量検出装置。
4. ２つの電極を有する液体収容容器に液体が収容されることによって前記２つの電極間に発生する起電力を測定する測定工程と、
   前記測定された起電力を記録する記録工程と、
   前記液体収容容器に収容される液体の量と前記２つの電極間に発生する起電力との対応テーブルを記憶する記憶工程と、
   前記記録された起電力と前記記憶された対応テーブルとを用いて、前記液体収容容器に収容されている液体の量を算出する液量算出工程と、
   前記液量算出工程で算出した液体の量に応じた液量情報を通知する液量情報通知工程と、
   を備えたことを特徴とする液量検出方法。
5. 請求項４に記載の液量検出方法であって、
   前記液体収容容器に設けられ、当該液体収容容器に収容されている液体の種類を示す情報を記録した情報記録手段から、前記収容されている液体の種類を取得する情報取得工程をさらに備え、
   前記記憶工程は、前記液体収容容器に収容される液体の種類に応じた前記対応テーブルを記憶し、
   前記液量算出工程は、前記記録された起電力と、前記情報取得工程で取得した液体の種類に応じた対応テーブルとを用いて、前記液体収容容器に収容されている液体の量を算出することを特徴とする液量検出方法。

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