JP2011252709A - Liquid detecting device and liquid detecting method - Google Patents
Liquid detecting device and liquid detecting method Download PDFInfo
- Publication number
- JP2011252709A JP2011252709A JP2010124550A JP2010124550A JP2011252709A JP 2011252709 A JP2011252709 A JP 2011252709A JP 2010124550 A JP2010124550 A JP 2010124550A JP 2010124550 A JP2010124550 A JP 2010124550A JP 2011252709 A JP2011252709 A JP 2011252709A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- voltage
- electrode
- liquid detection
- liquid
- detection sensor
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Landscapes
- Measurement Of Levels Of Liquids Or Fluent Solid Materials (AREA)
Abstract
Description
本発明は、液体容器内の液体を検出するための技術に関する。 The present invention relates to a technique for detecting a liquid in a liquid container.
従来、インクカートリッジ等の液体容器内の液体の有無を検出するための液体検出センサーとして圧電素子を利用する技術が知られている(例えば、特許文献1参照)。この技術では、圧電素子に対して所定の波形を印加して電歪させ、電歪後の残留振動によって発生する波形に基づいて液体の有無を検出することができる。 Conventionally, a technique using a piezoelectric element as a liquid detection sensor for detecting the presence or absence of a liquid in a liquid container such as an ink cartridge is known (for example, see Patent Document 1). In this technique, a predetermined waveform is applied to a piezoelectric element to cause electrostriction, and the presence or absence of liquid can be detected based on a waveform generated by residual vibration after electrostriction.
しかし、圧電素子は、外部の湿度変化等に起因する絶縁抵抗の低下によって自己放電が生じる場合や、コンデンサのように自然放電が生じる場合がある。これらの放電現象が発生すると、圧電素子の電極間の電位差が徐々に小さくなり、この電位差の変化が、圧電素子からの出力波形に影響を与えてしまうという問題があった。このような問題はインクカートリッジに限らず、液体検出センサーを用いて液体の有無を検出する技術に共通した問題であった。 However, in the piezoelectric element, self-discharge may occur due to a decrease in insulation resistance caused by external humidity change or the like, or natural discharge may occur like a capacitor. When these discharge phenomena occur, the potential difference between the electrodes of the piezoelectric element gradually decreases, and there is a problem that the change in the potential difference affects the output waveform from the piezoelectric element. Such a problem is not limited to ink cartridges, but is a problem common to techniques for detecting the presence or absence of liquid using a liquid detection sensor.
上述の問題を考慮し、本発明が解決しようとする課題は、液体検出センサーの放電現象に伴う出力特性の変化を精度良く検出して、液体の有無の検出精度を向上させることである。 In view of the above-described problems, the problem to be solved by the present invention is to accurately detect a change in output characteristics associated with a discharge phenomenon of a liquid detection sensor and improve the detection accuracy of the presence or absence of liquid.
本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態又は適用例として実現することが可能である。 SUMMARY An advantage of some aspects of the invention is to solve at least a part of the problems described above, and the invention can be implemented as the following forms or application examples.
[適用例1]圧電素子を備える液体検出センサーを用いて液体容器内の液体の有無を検出する液体検出装置であって、前記液体検出センサーの第1の電極に電圧を印加して該液体検出センサーの第2の電極との間に電位差を生じさせる電圧印加部と、前記第2の電極の電圧を測定する電圧測定部と、測定された前記第2の電極の電圧の変化量に応じて前記液体検出センサーの出力特性を測定する特性測定部と、測定された前記出力特性に基づいて、前記液体容器内の液体の有無を検出するための前記液体検出センサーの駆動制御を行う液体検出制御部と、を備え、前記電圧測定部は、測定する電圧の測定可能範囲を有しており、前記電圧印加部は、前記第2の電極の電圧が前記電圧測定部の前記測定可能範囲内に入るように、前記液体検出センサーの前記第1の電極に印加する電圧を調整する、液体検出装置。 Application Example 1 A liquid detection apparatus for detecting the presence or absence of liquid in a liquid container using a liquid detection sensor including a piezoelectric element, and applying a voltage to the first electrode of the liquid detection sensor to detect the liquid According to a voltage application unit that generates a potential difference with the second electrode of the sensor, a voltage measurement unit that measures the voltage of the second electrode, and a measured change amount of the voltage of the second electrode A characteristic measurement unit that measures output characteristics of the liquid detection sensor, and liquid detection control that controls driving of the liquid detection sensor for detecting the presence or absence of liquid in the liquid container based on the measured output characteristics The voltage measuring unit has a measurable range of the voltage to be measured, and the voltage applying unit has the voltage of the second electrode within the measurable range of the voltage measuring unit. The liquid detection sensor Adjusting the voltage applied to the first electrode Sir, liquid detection device.
このような構成の液体検出装置では、液体検出センサーの第2の電極の電圧が、電圧測定部の電圧の測定可能範囲内に入るように、液体検出センサーの第1の電極に印加する電圧を調整する。そのため、電圧測定部が電圧測定上の不感帯を有していたとしても、液体検出センサーの放電現象に伴う出力特性の変化を精度良く測定することが可能になる。この結果、液体の有無の検出を精度良く行うことが可能になる。 In the liquid detection device having such a configuration, the voltage applied to the first electrode of the liquid detection sensor is set so that the voltage of the second electrode of the liquid detection sensor falls within the voltage measurable range of the voltage measurement unit. adjust. Therefore, even if the voltage measurement unit has a dead band in voltage measurement, it is possible to accurately measure the change in output characteristics due to the discharge phenomenon of the liquid detection sensor. As a result, it is possible to accurately detect the presence or absence of liquid.
[適用例2]適用例1に記載の液体検出装置であって、前記電圧印加部は、前記第2の電極の電圧が前記測定可能範囲の下限に満たない場合には、前記第1の電極に印加する電圧を高める、液体検出装置。 [Application Example 2] In the liquid detection device according to Application Example 1, in the case where the voltage of the second electrode is less than the lower limit of the measurable range, the voltage application unit A liquid detection device that increases the voltage applied to the liquid.
このような構成であれば、液体検出センサーの第1の電極に印加する電圧を高めることで、第2の電極から出力される電圧が低い場合であっても、その電圧を電圧測定部の測定可能範囲内に引き入れることが可能になる。そのため、液体検出センサーの出力特性を精度良く測定することが可能になる。 With such a configuration, by increasing the voltage applied to the first electrode of the liquid detection sensor, even if the voltage output from the second electrode is low, the voltage is measured by the voltage measuring unit. It becomes possible to pull in within the possible range. Therefore, it becomes possible to accurately measure the output characteristics of the liquid detection sensor.
[適用例3]適用例1または適用例2に記載の液体検出装置であって、前記電圧印加部は、前記第2の電極の電圧が前記測定可能範囲の上限を超える場合には、前記第1の電極に印加する電圧を低下させる、液体検出装置。 [Application Example 3] In the liquid detection device according to Application Example 1 or Application Example 2, the voltage application unit may be configured such that the voltage of the second electrode exceeds the upper limit of the measurable range. A liquid detection apparatus for reducing a voltage applied to one electrode.
このような構成であれば、液体検出センサーの第1の電極に印加する電圧を低下させることで、第2の電極から出力される電圧が高い場合であっても、その電圧を電圧測定部の測定可能範囲内に引き入れることが可能になる。そのため、液体検出センサーの出力特性を精度良く測定することが可能になる。 With such a configuration, by reducing the voltage applied to the first electrode of the liquid detection sensor, even if the voltage output from the second electrode is high, the voltage is It becomes possible to draw within the measurable range. Therefore, it becomes possible to accurately measure the output characteristics of the liquid detection sensor.
[適用例4]適用例1または適用例2に記載の液体検出装置であって、前記電圧印加部は、前記第2の電極の電圧が前記測定可能範囲の上限を超える場合には、前記第1の電極に印加する電圧を、所定の電圧から漸減する電圧とする、液体検出装置。 Application Example 4 In the liquid detection device according to Application Example 1 or Application Example 2, in the case where the voltage application unit exceeds the upper limit of the measurable range when the voltage of the second electrode exceeds the upper limit of the measurable range, A liquid detection apparatus, wherein a voltage applied to one electrode is a voltage that gradually decreases from a predetermined voltage.
このような構成であれば、液体検出センサーの第1の電極に印加する電圧を漸減させることで、第2の電極から出力される電圧が高い場合であっても、その電圧を電圧測定部の測定可能範囲内に引き入れることが可能になる。そのため、液体検出センサーの出力特性を精度良く測定することが可能になる。 With such a configuration, by gradually decreasing the voltage applied to the first electrode of the liquid detection sensor, even if the voltage output from the second electrode is high, the voltage is It becomes possible to draw within the measurable range. Therefore, it becomes possible to accurately measure the output characteristics of the liquid detection sensor.
本発明は、上述した液体検出装置としての構成のほか、液体検出方法や、液体を検出するためのコンピュータープログラムとしても構成することができる。コンピュータープログラムは、コンピューターが読取可能な記録媒体に記録されていてもよい。記録媒体としては、例えば、フレキシブルディスクやCD−ROM、DVD−ROM、光磁気ディスク、メモリーカード、ハードディスク等の種々の媒体を利用することができる。 The present invention can be configured as a liquid detection method and a computer program for detecting a liquid, in addition to the configuration as the liquid detection apparatus described above. The computer program may be recorded on a computer-readable recording medium. As the recording medium, various media such as a flexible disk, a CD-ROM, a DVD-ROM, a magneto-optical disk, a memory card, and a hard disk can be used.
以下、本発明の実施の形態を実施例に基づき次の順序で説明する。
A.装置構成:
B.特性測定処理:
C.液体検出処理:
D.変形例:
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in the following order based on examples.
A. Device configuration:
B. Characteristic measurement process:
C. Liquid detection process:
D. Variations:
A.装置構成:
図1は、本発明の実施例としての印刷装置の概略構成を示す説明図である。印刷装置10は、シアン、マゼンタ、イエロー等のインクが収容されたインクカートリッジ80が装着されるキャリッジ12と、キャリッジ12を主走査方向に駆動するキャリッジモーター14と、印刷用紙PAを副走査方向に搬送する紙送りモーター16と、キャリッジ12に搭載され、インクカートリッジ80から供給されたインクを吐出する印刷ヘッド18と、印刷に関する設定操作を行うための操作部20と、印刷装置10の動作全般を制御する制御ユニット50と、を備えている。
A. Device configuration:
FIG. 1 is an explanatory diagram showing a schematic configuration of a printing apparatus as an embodiment of the present invention. The
制御ユニット50は、所定のインターフェース22を介して接続されたコンピューター90等から受信した印刷データに基づいて、キャリッジモーター14や紙送りモーター16、印刷ヘッド18を制御して印刷を行わせる機能を有する。本実施例では、制御ユニット50は、更に、インクカートリッジ80内のインクの有無を検出する機能や、インクカートリッジ80に備えられた液体検出センサーの出力特性を測定する機能を有している。以下、これらの機能を実現するための構成および処理内容について詳細に説明する。
The
図2は、インクカートリッジ80と制御ユニット50の内部構成を示す説明図である。インクカートリッジ80は、インクが収容されたインク収容室82と、インク収容室82に収容されたインクを印刷ヘッド18に供給するためのインク供給口83と、インク収容室82内の液体の有無を検出するための液体検出センサー84と、種々の情報が記録された不揮発性の半導体メモリー87と、を備えている。
FIG. 2 is an explanatory diagram showing the internal configuration of the
液体検出センサー84は、圧電素子を含んでおり、この圧電素子を駆動するための第1の電極85と第2の電極86とを備えている。これら第1の電極85、第2の電極86、および、半導体メモリー87が有する各電極は、インクカートリッジ80の外面に設けられた回路基板(図示せず)上の端子を通じて、制御ユニット50内の各回路に電気的に導通する。
The
制御ユニット50は、駆動波形生成部52と、EEPROM54と、センサー制御部56と、電圧測定部60と、主制御部70と、を備えている。
The
駆動波形生成部52は、主制御部70からの指令に応じて、液体検出センサー84を駆動するための駆動波形(電圧波形)を生成する。具体的には、駆動波形生成部52は、EEPROM54にデジタル信号として記憶された駆動波形を読み出し、この駆動波形をD/A変換することでアナログ信号としての駆動波形を生成する。なお、駆動波形生成部52は、液体検出センサー84だけでなく、印刷ヘッド18に備えられたピエゾ素子を駆動するための駆動波形も出力することが可能である。
The drive
EEPROM54には、液体検出センサー84を動作させる目的に応じて、複数種類の駆動波形が記憶されている。具体的には、インクカートリッジ80内の液体の有無を検出するための駆動波形と、液体検出センサー84の出力特性を測定するための駆動波形と、が記憶されている。以下では、前者の波形を、「液体検出用波形」といい、後者の波形を「特性測定用波形」という。
The EEPROM 54 stores a plurality of types of drive waveforms in accordance with the purpose for operating the
センサー制御部56は、内部に複数のスイッチS1〜S6を備えており、主制御部70からの指令に応じてこれらのスイッチS1〜S6の開閉状態を切り換えることで、駆動波形生成部52から出力された駆動波形の液体検出センサー84への送信や、液体検出センサー84から出力された応答波形の受信を行う。スイッチS1,S2,S5,S6としては、例えば、アナログスイッチを用いることができ、スイッチS3,S4としては、例えば、NMOSトランジスタを用いることができる。
The
スイッチS1は、オン状態にされたときに、駆動波形生成部52と液体検出センサー84の第1の電極85とを接続する。また、スイッチS2は、オン状態にされたときに、駆動波形生成部52と液体検出センサー84の第2の電極86とを接続する。
When the switch S <b> 1 is turned on, the drive
スイッチS3は、オン状態にされたときに、液体検出センサー84の第1の電極85を接地する。また、スイッチS4は、オン状態にされたときに、液体検出センサー84の第2の電極を接地する。
The switch S3 grounds the first electrode 85 of the
スイッチS5は、オン状態にされたときに、液体検出センサー84の第1の電極85と電圧測定部60とを接続する。また、スイッチS6は、オン状態にされたときに、液体検出センサー84の第2の電極86と電圧測定部60とを接続する。
When the switch S5 is turned on, the switch S5 connects the first electrode 85 of the
電圧測定部60は、センサー制御部56を通じて液体検出センサー84から出力された応答波形を受信し、その波形の電圧を測定する機能を有する。この電圧測定部60は、オペアンプ等から構成される電圧変換回路62と、A/D変換回路64とを備えている。電圧変換回路62は、アナログ信号である応答波形の電圧範囲(例えば、0〜5V)を、A/D変換回路64で測定可能な電圧範囲(例えば、0〜3.3V)に変換する。A/D変換回路64では、こうして電圧範囲が変換されたアナログ信号をデジタル信号に変換する。電圧測定部60は、このデジタル信号に基づいて、受信した波形の電圧を測定する。
The
本実施例の電圧測定部60は、電圧変換回路62を構成するオペアンプ等の電気的特性によって、電圧を精度良く測定できる範囲(測定可能範囲)が制限されている。つまり、本実施例の電圧測定部60は、測定可能な電圧の下限値と上限値とを有している。本実施例では、電圧測定部60によって測定可能な電圧の下限値は1Vであり、上限値は5Vである。つまり、0Vから1Vまでが、電圧測定部60の電圧測定上の不感帯となる。
In the
主制御部70は、CPUやRAM、ROMを備えるコンピューターとして構成されている。CPUは、ROMに記憶された制御プログラムをRAMにロードして実行することで特性測定部72および液体検出制御部74として機能する。
The
特性測定部72は、駆動波形生成部52やセンサー制御部56、電圧測定部60と協同して、液体検出センサー84の出力特性を測定する機能を有する。本実施例では、液体検出センサー84の出力特性として、液体検出センサー84から出力される「リーク電圧成分」を測定する。圧電素子は、外部環境の湿度が高くなるほど、第1の電極85と第2の電極86の間の絶縁抵抗が低下するという性質を有する。そのため、周りの湿度が高いほど、自己放電が進行し、第1の電極85と第2の電極86との間の電位差が小さくなる。この電位差の低下量が、本実施例における「リーク電圧成分」に相当する。特性測定部72は、リーク電圧成分を測定すると、その測定値(単位時間当たりの電圧変化量)をEEPROM54に記録する。リーク電圧成分を測定するための具体的な処理内容については後述する。
The
液体検出制御部74は、駆動波形生成部52やセンサー制御部56、電圧測定部60、液体検出センサー84と協同して、インクカートリッジ80内の液体の有無を検出する機能を有する。液体検出制御部74は、特性測定部72によって測定されたリーク電圧成分を考慮して液体の有無を検出する。液体を検出するための具体的な処理内容については後述する。
The liquid
B.特性測定処理:
図3は、上述した特性測定部72によって実行される特性測定処理のフローチャートである。また、図4は、液体検出センサー84の特性を測定するための特性測定用波形とそれに応じたリーク電圧成分の例を示す説明図である。図3に示す特性測定処理は、例えば、新たなインクカートリッジ80がキャリッジ12に装着された場合に実行される。新たなインクカートリッジ80が装着されたか否かは、例えば、インクカートリッジ80が備える半導体メモリー87からそのインクカートリッジ80の製造番号等を読み取ることで判断することができる。なお、この特性測定処理は、新たなインクカートリッジ80が装着された場合だけでなく、印刷装置10の起動時や印刷処理時に実行されることとしてもよい。
B. Characteristic measurement process:
FIG. 3 is a flowchart of the characteristic measurement process executed by the
この特性測定処理の実行が開始されると、まず、特性測定部72は、センサー制御部56に指令を与えてスイッチの初期設定を行う(ステップS10)。具体的には、スイッチS1,S4をオン状態にし、スイッチS2,S3,S5,S6をオフ状態にする。こうすることで、駆動波形生成部52と液体検出センサー84の第1の電極85とが接続され、液体検出センサー84の第2の電極86が接地した状態になる。
When the execution of the characteristic measurement process is started, first, the
次に、特性測定部72は、駆動波形生成部52に指令を与えて、特性測定用波形W1(図4参照)を出力させ、液体検出センサー84の第1の電極85に印加する(ステップS12)。特性測定用波形W1は、図4に示すように、初期の電圧が0Vであり、その後、所定の電圧まで上昇した後に、その電圧を保つように形成されている。この電圧は、例えば、後述する液体検出用波形の最大電圧と最小電圧の中間の値程度(例えば、15V程度)とすることができる。
Next, the
特性測定部72は、特性測定用波形W1の印加によって、第1の電極85の電圧が一定になった後の時点T0において、センサー制御部56に指令を与えて、スイッチS4をグランドから切り離すとともに、スイッチS6をオン状態にし、液体検出センサー84の第2の電極86と電圧測定部60とを接続する(ステップS14)。このとき、特性測定部72は、スイッチS1をオン状態のままにすることで、第1の電極85の電圧を一定に保っておく。このように、第1の電極85を一定の電圧に保ったまま、第2の電極86をグランドから切り離すと、圧電素子の絶縁抵抗が低下している場合には、図4に示すように、リーク電圧成分が発生し、第2の電極86の電圧が、接地電位(0V)から徐々に上昇していくことになる。電圧測定部60は、この第2の電極86の電圧の測定を行う。
The
ステップS14によってスイッチの接続状態を切り換えた後、特性測定部72は、第1の時点T1における第2の電極86の第1の電圧と、その後の第2の時点T2における第2の電極86の第2の電圧とをそれぞれ電圧測定部60から取得する(ステップS16)。第1の時点T1から第2の時点T2までの間隔は、例えば、数十μsec程度である。図4には、電圧測定部60の電圧の測定可能範囲MRと、その上限値UL(5V)および下限値LL(1V)を示している。図4中に、「ケース1」と示したように、第1の電圧と第2の電圧とが、いずれも電圧測定部60の測定可能範囲MRに入る場合には、圧電素子のリーク電圧成分を正常に測定することが可能である。しかし、圧電素子の絶縁抵抗(すなわち、外部環境の湿度)によっては、図4中に「ケース2」と示したように、第1の電圧と第2の電圧とがいずれも測定可能範囲MRの下限値LLを下回る場合がある。また、「ケース3」と示したように、第1の電圧は下限値LLを下回るものの、第2の電圧は測定可能範囲MR内に入る場合がある。また、「ケース4」と示したように、第1の電圧は測定可能範囲MRに入るものの、第2の電圧は、上限値ULを上回る場合がある。これらのケース2〜4では、特性測定部72は、電圧測定部60によって圧電素子のリーク電圧成分を正常に測定することができない。そこで、本実施例では、以下に説明する処理を実行する。
After switching the connection state of the switch in step S14, the
ステップS16(図3)において、第1の電圧と第2の電圧とを電圧測定部60から取得すると、特性測定部72は、第1の電圧が測定不能であったか否かを判断する(ステップS18)。本実施例では、特性測定部72は、電圧測定部60から取得された第1の電圧が、電圧測定部60の測定可能範囲MRの下限値LL未満の場合に、第1の電圧が測定不能であったと判断する。第1の電圧が測定不能の場合には、例えば、図4のケース2およびケース3のように、絶縁抵抗の低下量が少なく、リーク電圧成分が少ないために、第1の電圧が測定可能範囲MRの下限値LLにまで届かないと判断することができる。そこで、特性測定部72は、特性測定用波形W1の電圧を嵩上げし(ステップS20)、再度、当該特性測定処理を実行する。特性測定用波形W1の嵩上げは、駆動波形生成部52によって電圧変換を行うことで行ってもよいし、嵩上げを行った特性測定用波形を予めEEPROM54に記録しておき、これを駆動波形生成部52が読み出すこととしてもよい。
In step S16 (FIG. 3), when the first voltage and the second voltage are acquired from the
図5は、嵩上げした特性測定用波形W2によってリーク電圧成分を測定する方法を示す図である。図5に示した例では、時点T1と時点T2において、特性測定用波形W2の電圧が、特性測定用波形W1の電圧に対してΔvだけ高まるように、特性測定用波形W1の嵩上げを行っている。このような特性測定用波形W2を液体検出センサー84の第1の電極85に印加すれば、第2の電極86がグランドから切り離されると同時に、嵩上げされた特性測定用波形W2に追従するように第2の電極86の電圧も嵩上げされることになる。この結果、第1の電圧、および、第2の電圧を、電圧測定部60の測定可能範囲MR内に引き入れることが可能になる。なお、嵩上げする電圧Δvは、リーク電圧成分がゼロの場合にも、電圧Δvだけ特性測定用波形W1を嵩上げすることで、第2の電極86の電位が、測定可能範囲MRの下限値LLを超えることになる電圧に設定されている。本実施例では、電圧測定部60の測定可能範囲MRの下限値が1Vであるため、嵩上げする電圧Δvは、例えば、1.5〜2.0Vとすることができる。
FIG. 5 is a diagram showing a method of measuring a leakage voltage component by using the raised characteristic measurement waveform W2. In the example shown in FIG. 5, at the time T1 and the time T2, the characteristic measurement waveform W1 is raised so that the voltage of the characteristic measurement waveform W2 increases by Δv with respect to the voltage of the characteristic measurement waveform W1. Yes. When such a characteristic measurement waveform W2 is applied to the first electrode 85 of the
ステップS18(図3)において、第1の電圧が正常に測定されたと判断された場合には、特性測定部72は、第2の電圧が測定不能であったか否かを判断する(ステップS22)。本実施例では、特性測定部72は、電圧測定部60から取得された第2の電圧が電圧測定部60の測定可能範囲MRの上限値ULである場合に、第2の電圧が測定不能であると判断する。上限値ULとなる電圧値は実際には測定可能範囲MR内に含まれるが、電圧測定部60による電圧変換やA/D変換の結果、上限値UL以上となる電圧はすべて上限値ULの値に固定されてしまう場合がある。そのため、本実施例では、電圧測定部60から取得された電圧が電圧測定部60の測定可能範囲MRの上限値ULである場合に、第2の電圧は測定不能であると判断することとした。上記ステップS22において、第2の電圧が測定不能であったと判断された場合には、第1の電圧が正常に測定されたにも拘わらず、第2の電圧が測定不能であったことになる。つまり、図4に示したケース4のように、絶縁抵抗の低下量が多くリーク電圧成分が多いために、第2の電圧が測定可能範囲MRの上限値ULを超えたと判断することができる。そこで、特性測定部72は、特性測定用波形W1の電圧を嵩下げし(ステップS24)、再度、当該特性測定処理を実行する。特性測定用波形W1の嵩下げについても、駆動波形生成部52によって電圧変換を行うことで行ってもよいし、嵩下げを行った特性測定用波形を予めEEPROM54に記録しておき、これを駆動波形生成部52が読み出すこととしてもよい。
In step S18 (FIG. 3), when it is determined that the first voltage is normally measured, the
図6は、嵩下げした特性測定用波形W3によってリーク電圧成分を測定する方法を示す図である。図6に示した例では、時点T1と時点T2において、特性測定用波形W3の電圧が、特性測定用波形W1の電圧に対して−Δvだけ低くなるように、特性測定用波形W1の嵩下げを行っている。このような特性測定用波形W3を液体検出センサー84の第1の電極85に印加すれば、嵩下げされた特性測定用波形W3に追従するように第2の電極86の電圧も嵩下げされることになる。この結果、第1の電圧、および、第2の電圧を、電圧測定部60の測定可能範囲MR内に引き入れることが可能になる。
FIG. 6 is a diagram illustrating a method of measuring a leakage voltage component by using the characteristic measurement waveform W3 that has been reduced in volume. In the example shown in FIG. 6, at time T1 and time T2, the characteristic measurement waveform W1 is reduced in bulk so that the voltage of the characteristic measurement waveform W3 is lower than the voltage of the characteristic measurement waveform W1 by −Δv. It is carried out. If such a characteristic measurement waveform W3 is applied to the first electrode 85 of the
ステップS22(図3)において、第2の電圧が正常に測定されたと判断された場合には、第1の電圧についても第2の電圧についてもどちらも正常に測定されたことになるので、特性測定部72は、測定された第1の電圧と第2の電圧とに基づいて、リーク電圧成分の値(単位時間当たりの電圧変化量)を算出する(ステップS26)。そして、算出したリーク電圧成分の値を、液体検出センサー84の出力特性値としてEEPROM54に記録する(ステップS28)。以上で説明した一連の処理によって、特性測定処理は終了する。
If it is determined in step S22 (FIG. 3) that the second voltage has been normally measured, both the first voltage and the second voltage have been normally measured. Based on the measured first voltage and second voltage, the
本実施例では、この特性測定処理を、キャリッジ12に装着されたすべてのインクカートリッジ80に対して個別に行い、後述する液体検出処理では、インクカートリッジ80毎に個別のリーク電圧成分の値を用いてインクの有無の検出を行う。これに対して、例えば、代表的なインクカートリッジ80に対してのみ特性測定処理を行うこととし、後述する液体検出処理では、代表的なリーク電圧成分の値を用いてインクカートリッジ80毎に液体の有無を検出することとしてもよい。
In this embodiment, this characteristic measurement process is performed individually for all
上述した特性測定処理において、特性測定用波形の嵩下げは、図7に示すように行うことも可能である。図7は、特性測定用波形の嵩下げの他の態様を示す図である。図7に示した例では、時点T1から時点T2にかけて、特性測定用波形W4の傾きが降下するよう嵩下げを行っている。こうすることにより、第1の電圧と第2の電圧をより、確実に測定可能範囲MR内に収めることが可能になる。なお、この場合には、リーク電圧成分の算出時に、降下させた傾きに相当する電圧値を、第1の電圧と第2の電圧のそれぞれに加算する。 In the characteristic measurement process described above, the characteristic measurement waveform can be reduced as shown in FIG. FIG. 7 is a diagram illustrating another aspect of reducing the bulk of the characteristic measurement waveform. In the example shown in FIG. 7, the bulk reduction is performed from the time point T1 to the time point T2 so that the slope of the characteristic measurement waveform W4 decreases. By doing so, the first voltage and the second voltage can be more reliably within the measurable range MR. In this case, when calculating the leakage voltage component, a voltage value corresponding to the lowered slope is added to each of the first voltage and the second voltage.
C.液体検出処理:
図8は、上述した液体検出制御部74によって実行される液体検出処理のフローチャートである。また、図9は、インクカートリッジ80内のインクを検出するための液体検出用波形とそれに応じた応答波形の例を示す説明図である。図8に示す液体検出処理は、例えば、印刷装置10の起動時や印刷処理時に実行される。
C. Liquid detection process:
FIG. 8 is a flowchart of the liquid detection process executed by the liquid
この液体検出処理が開始されると、液体検出制御部74は、まず、センサー制御部56に指令を与えてスイッチの初期設定を行う(ステップS50)。具体的には、スイッチS1,S4をオン状態にし、スイッチS2,S3,S5,S6をオフ状態にする。こうすることで、駆動波形生成部52と液体検出センサー84の第1の電極85とが接続され、液体検出センサー84の第2の電極86が接地した状態になる。
When the liquid detection process is started, the liquid
次に、液体検出制御部74は、駆動波形生成部52に指令を与えて、予め測定された液体検出センサー84のリーク電圧成分に応じた液体検出用波形W5(図9参照)を生成させる(ステップS52)。駆動波形生成部52は、液体検出制御部74からこの指令を受信すると、EEPROM54から液体検出用波形の元データとリーク電圧成分の値とを読み出し、図9に示すような液体検出用波形W5を生成する。具体的には、駆動波形生成部52は、圧電素子を駆動するための圧電素子駆動期間T3〜T4においては、互いに逆向きの台形を2つ組み合わせたパルス状の波形を有し、圧電素子から応答波形W6を受信するための応答波形受信期間T4〜T5においては、リーク電圧成分によって第1の電極85と第2の電極86との間の電位差が減少しても応答波形W6の振動の中心を一定に保つような傾きを有する液体検出用波形W5を生成する。
Next, the liquid
以上のようにして、液体検出用波形W5が生成されると、駆動波形生成部52によって、この液体検出用波形W5が液体検出センサー84の第1の電極85に印加される(ステップS54)。その後、液体検出制御部74は、圧電素子駆動期間の終了時点T4において、センサー制御部56に指令を与えて、スイッチS1をオン状態に保ったまま、スイッチS4をグランドから切り離すとともに、スイッチS6をオン状態にし、液体検出センサー84の第2の電極86と電圧測定部60とを接続する(ステップS56)。すると、図9に示すように、液体検出センサー84の第1の電極85には、リーク電圧成分によって第1の電極85と第2の電極86との間の電位差が減少しても応答波形W6の振動の中心を一定に保つような傾きを有する電圧波形が印加され、液体検出センサー84の第2の電極86からは、所定の周期で振動する応答波形W6が出力される。本実施例では、応答波形受信期間において、上述した傾きを有する電圧波形が液体検出センサー84の第1の電極85に印加されるため、リーク電圧成分による応答波形W6の電位上昇が抑制される。この結果、液体検出センサー84の第2の電極86からは、リーク電圧成分の影響が抑制された安定した応答波形W6が出力されることになる。これに対して、例えば、応答波形W6にリーク電圧成分が重畳された場合には、図9に破線で示した波形のように、徐々に全体の電位が高くなる波形になってしまう。
When the liquid detection waveform W5 is generated as described above, the drive
液体検出制御部74は、センサー制御部56および電圧測定部60を通じて、液体検出センサー84から応答波形W6を受信すると(ステップS58)。その周波数を測定し(ステップS60)、測定した周波数に応じて、インクカートリッジ80内の液体の有無を判定する(ステップS62)。液体検出センサー84は、詳細な図示は省略するが、インク収容室82からインク供給口83に至るインク流路の一部を形成するキャビティ(共振部)と、キャビティの壁面の一部を形成する振動板と、振動板上に配置された圧電素子とを備えている。圧電素子に液体検出用波形W5が供給されると、圧電素子を介して振動板が振動する。そして、その後の振動板の残留振動の周波数が応答波形W6の周波数となる。振動板の残留振動の周波数は、キャビティ内のインクの有無により異なるので、液体検出制御部74は、応答波形W6の周波数を測定することで、インクカートリッジ内インクの有無(正確にはキャビティ内のインクの有無)を検出することができる。液体検出制御部74は、こうして判定した結果を、印刷装置10に備えられた表示部やコンピューター90に表示させる(ステップS64)。
The liquid
以上で説明した本実施例の印刷装置10では、液体検出センサー84の第2の電極86からの出力に含まれるリーク電圧成分の値を測定するために、第1の電極85に特性測定用波形W1を印加する。そして、この特性測定用波形W1の印加時に、その波形の電圧を嵩上げや嵩下げすることで、電圧測定部60の測定可能範囲MR内にリーク電圧成分の測定値を引き入れる。そのため、リーク電圧成分が少ない場合や多い場合であっても、その値を正確に測定することができる。この結果、正確に測定されたリーク電圧成分を加味した液体検出用波形W5を液体検出センサー84に印加することができるので、液体検出センサー84からはリーク電圧成分の影響が抑制された安定した応答波形W6が出力される。そのため、応答波形W6の周波数を正確に測定することが可能になり、液体の有無についても精度良く検出することが可能になる。
In the
D.変形例:
以上、本発明の一実施例について説明したが、本発明はこのような実施例に限定されず、その趣旨を逸脱しない範囲で種々の構成を採ることができる。例えば、以下のような変形が可能である。
D. Variations:
As mentioned above, although one Example of this invention was described, this invention is not limited to such an Example, A various structure can be taken in the range which does not deviate from the meaning. For example, the following modifications are possible.
・変形例1:
上記実施例では、液体検出センサー84のリーク電圧成分の測定を行ったが、同様の要領により、液体検出センサー84に印加された電圧が自然放電することによって生じる「戻り成分」の測定を行うことも可能である。この戻り成分は、例えば、リーク電圧成分が生じない環境(例えば、乾燥した環境)において、図4に示した時点T1から時点T2までの間隔を自然放電による電圧変化を検出可能な間隔に調整した上で、上述した特性測定処理と同様の処理を実行することで測定することが可能である。
・ Modification 1:
In the above embodiment, the leakage voltage component of the
・変形例2:
上記実施例では、液体検出センサー84の第1の電極85に特性測定用波形を印加し、第2の電極86から出力される電圧値に基づいてリーク電圧成分を測定している。これに対して、例えば、液体検出センサー84の第2の電極86に特性測定用波形を印加し、第1の電極85から出力される電圧値に基づいてリーク電圧成分を測定してもよい。こうすることにより、液体検出センサー84の極性を反転させてリーク電圧成分を測定することが可能になる。また、極性反転時のリーク電圧成分に基づく液体検出用波形を第2の電極86に印加し、第1の電極85から出力される振動波形に基づいてインクカートリッジ80内のインクの有無を検出することも可能である。液体検出センサー84の極性の反転は、センサー制御部56内の各スイッチS1〜S6を制御するだけで容易に行うことが可能である。
Modification 2
In the above embodiment, the characteristic measurement waveform is applied to the first electrode 85 of the
・変形例3:
上記実施例では、液体検出センサー84のリーク電圧成分の測定値を加味した液体検出用波形W5を生成することで、安定した応答波形W6が液体検出センサー84から出力されるようにしている。これに対して、例えば、液体検出用波形W5にはリーク電圧成分を加味せず、リーク電圧成分が重畳された応答波形を液体検出センサー84からそのまま受信し、電圧測定部60あるいは液体検出制御部74において、その応答波形からリーク電圧成分の値を差し引くこととしてもよい。こうすることによっても、応答波形の周波数を精度良く測定することが可能になる。
・ Modification 3:
In the above embodiment, a stable response waveform W6 is output from the
・変形例4:
上記実施例では、本発明を印刷装置とインクカートリッジとに適用した例を説明したが、本発明は、インク以外の他の液体を噴射したり吐出したりする液体消費装置に用いても良く、また、そのような液体を収容した液体容器にも適用可能である。また、本発明の液体容器は、微小量の液滴を吐出させる液体噴射ヘッド等を備える各種の液体消費装置に流用可能である。「液滴」とは、上記液体消費装置から吐出される液体の状態をいい、粒状、涙状、糸状に尾を引くものも含むものとする。また、ここでいう「液体」とは、液体消費装置が噴射させることができるような材料であれよい。例えば、物質が液相であるときの状態のものであれば良く、粘性の高い又は低い液状態、ゾル、ゲル水、その他の無機溶剤、有機溶剤、溶液、液状樹脂、液状金属(金属融液)のような流状態、また物質の一状態としての液体のみならず、顔料や金属粒子などの固形物からなる機能材料の粒子が溶媒に溶解、分散または混合されたものなどを含む。また、液体の代表的な例としては上記実施例で説明したようなインクや、液晶等が挙げられる。ここで、インクとは一般的な水性インクおよび油性インク並びにジェルインク、ホットメルトインク等の各種液体組成物を包含するものとする。液体消費装置の具体例としては、例えば、液晶ディスプレイ、EL(エレクトロルミネッセンス)ディスプレイ、面発光ディスプレイ、カラーフィルタの製造などに用いられる電極材や色材などの材料を分散または溶解のかたちで含む液体を噴射する液体消費装置、バイオチップ製造に用いられる生体有機物を噴射する液体消費装置、精密ピペットとして用いられ試料となる液体を噴射する液体消費装置であってもよい。さらに、時計やカメラ等の精密機械にピンポイントで潤滑油を噴射する液体消費装置、光通信素子等に用いられる微小半球レンズ(光学レンズ)などを形成するために紫外線硬化樹脂等の透明樹脂液を基板上に噴射する液体消費装置、基板などをエッチングするために酸又はアルカリ等のエッチング液を噴射する液体消費装置を採用してもよい。
-Modification 4:
In the above embodiment, an example in which the present invention is applied to a printing apparatus and an ink cartridge has been described. However, the present invention may be used for a liquid consuming apparatus that ejects or discharges liquid other than ink. Moreover, it is applicable also to the liquid container which accommodated such a liquid. In addition, the liquid container of the present invention can be used for various liquid consuming apparatuses including a liquid ejecting head that discharges a minute amount of liquid droplets. “Droplet” refers to the state of the liquid ejected from the liquid consuming apparatus, and includes those that have a tail in the form of particles, tears, or threads. In addition, the “liquid” referred to here may be a material that can be ejected by the liquid consuming device. For example, it may be in the state when the substance is in a liquid phase, and may be in a liquid state with high or low viscosity, sol, gel water, other inorganic solvents, organic solvents, solutions, liquid resins, liquid metals (metal melts) ) And a liquid as one state of the substance, as well as particles in which functional material particles made of solid materials such as pigments and metal particles are dissolved, dispersed or mixed in a solvent. Further, typical examples of the liquid include ink as described in the above embodiment, liquid crystal, and the like. Here, the ink includes general water-based inks and oil-based inks, and various liquid compositions such as gel inks and hot-melt inks. Specific examples of the liquid consuming device include, for example, a liquid containing dispersed or dissolved materials such as an electrode material and a color material used for manufacturing a liquid crystal display, an EL (electroluminescence) display, a surface emitting display, and a color filter. It may be a liquid consuming device for injecting a liquid, a liquid consuming device for injecting a bio-organic material used for biochip manufacturing, or a liquid consuming device for injecting a liquid as a sample used as a precision pipette. In addition, transparent resin liquids such as UV curable resin to form liquid consumption devices that pinpoint lubricant oil to precision machines such as watches and cameras, and micro hemispherical lenses (optical lenses) used in optical communication elements. A liquid consuming device that jets a liquid onto the substrate, or a liquid consuming device that jets an etching solution such as acid or alkali to etch the substrate or the like may be employed.
10…印刷装置
12…キャリッジ
14…キャリッジモーター
16…モーター
18…印刷ヘッド
20…操作部
22…インターフェース
50…制御ユニット
52…駆動波形生成部
54…EEPROM
56…センサー制御部
60…電圧測定部
62…電圧変換回路
64…A/D変換回路
70…主制御部
72…特性測定部
74…液体検出制御部
80…インクカートリッジ
82…インク収容室
83…インク供給口
84…液体検出センサー
85…第1の電極
86…第2の電極
87…半導体メモリー
90…コンピューター
S1〜S6…スイッチ
W1…特性測定用波形
W2…特性測定用波形
W3…特性測定用波形
W5…液体検出用波形
W6…応答波形
PA…印刷用紙
UL…上限値
LL…下限値
MR…測定可能範囲
DESCRIPTION OF
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記液体検出センサーの第1の電極に電圧を印加して該液体検出センサーの第2の電極との間に電位差を生じさせる電圧印加部と、
前記第2の電極の電圧を測定する電圧測定部と、
測定された前記第2の電極の電圧の変化量に応じて前記液体検出センサーの出力特性を測定する特性測定部と、
測定された前記出力特性に基づいて、前記液体容器内の液体の有無を検出するための前記液体検出センサーの駆動制御を行う液体検出制御部と、を備え、
前記電圧測定部は、電圧の測定可能範囲を有しており、
前記電圧印加部は、前記第2の電極の電圧が前記電圧測定部の前記測定可能範囲内に入るように、前記液体検出センサーの前記第1の電極に印加する電圧を調整する、
液体検出装置。 A liquid detection device that detects the presence or absence of liquid in a liquid container using a liquid detection sensor including a piezoelectric element,
A voltage applying unit that applies a voltage to the first electrode of the liquid detection sensor to generate a potential difference with the second electrode of the liquid detection sensor;
A voltage measuring unit for measuring the voltage of the second electrode;
A characteristic measuring unit that measures the output characteristic of the liquid detection sensor according to the measured amount of change in the voltage of the second electrode;
A liquid detection control unit that performs drive control of the liquid detection sensor for detecting the presence or absence of liquid in the liquid container based on the measured output characteristics;
The voltage measuring unit has a voltage measurable range,
The voltage application unit adjusts the voltage applied to the first electrode of the liquid detection sensor so that the voltage of the second electrode falls within the measurable range of the voltage measurement unit;
Liquid detection device.
前記電圧印加部は、前記第2の電極の電圧が前記測定可能範囲の下限に満たない場合には、前記第1の電極に印加する電圧を高める、液体検出装置。 The liquid detection device according to claim 1,
The voltage application unit increases the voltage applied to the first electrode when the voltage of the second electrode is less than the lower limit of the measurable range.
前記電圧印加部は、前記第2の電極の電圧が前記測定可能範囲の上限を超える場合には、前記第1の電極に印加する電圧を低下させる、液体検出装置。 The liquid detection device according to claim 1 or 2, wherein
The voltage application unit is a liquid detection device that reduces the voltage applied to the first electrode when the voltage of the second electrode exceeds the upper limit of the measurable range.
前記電圧印加部は、前記第2の電極の電圧が前記測定可能範囲の上限を超える場合には、前記第1の電極に印加する電圧を、所定の電圧から漸減する電圧とする、液体検出装置。 The liquid detection device according to claim 1 or 2, wherein
When the voltage of the second electrode exceeds the upper limit of the measurable range, the voltage application unit sets the voltage applied to the first electrode to a voltage that gradually decreases from a predetermined voltage. .
(a)前記液体検出センサーの第1の電極に電圧を印加して該液体検出センサーの第2の電極との間に電位差を生じさせる工程と、
(b)電圧の測定可能範囲を有する電圧測定回路によって前記第2の電極の電圧を測定する工程と、
(c)測定された前記第2の電圧の変化量に応じて前記液体検出センサーの電気的特性を測定する工程と、
(d)測定された前記電気的特性に基づいて、前記液体容器内の液体の有無を検出するための前記液体検出センサーの駆動制御を行う工程と、
(e)前記第2の電極の電圧が前記電圧測定回路の前記測定可能範囲内に入るように、前記液体検出センサーの前記第1の電極に印加する電圧を調整する工程と、
を備える液体検出方法。 A liquid detection method for detecting the presence or absence of liquid in the liquid container using a liquid detection sensor including a piezoelectric element,
(A) applying a voltage to the first electrode of the liquid detection sensor to generate a potential difference with the second electrode of the liquid detection sensor;
(B) measuring the voltage of the second electrode by a voltage measuring circuit having a voltage measurable range;
(C) measuring an electrical characteristic of the liquid detection sensor in accordance with the measured change amount of the second voltage;
(D) performing drive control of the liquid detection sensor for detecting the presence or absence of liquid in the liquid container based on the measured electrical characteristics;
(E) adjusting the voltage applied to the first electrode of the liquid detection sensor so that the voltage of the second electrode falls within the measurable range of the voltage measurement circuit;
A liquid detection method comprising:
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2010124550A JP2011252709A (en) | 2010-05-31 | 2010-05-31 | Liquid detecting device and liquid detecting method |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2010124550A JP2011252709A (en) | 2010-05-31 | 2010-05-31 | Liquid detecting device and liquid detecting method |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2011252709A true JP2011252709A (en) | 2011-12-15 |
Family
ID=45416770
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2010124550A Pending JP2011252709A (en) | 2010-05-31 | 2010-05-31 | Liquid detecting device and liquid detecting method |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2011252709A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN108931283A (en) * | 2017-05-22 | 2018-12-04 | 九阳股份有限公司 | A kind of level testing methods and device of sink |
-
2010
- 2010-05-31 JP JP2010124550A patent/JP2011252709A/en active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN108931283A (en) * | 2017-05-22 | 2018-12-04 | 九阳股份有限公司 | A kind of level testing methods and device of sink |
CN108931283B (en) * | 2017-05-22 | 2021-01-08 | 九阳股份有限公司 | Water level detection method and device for water tank |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5387107B2 (en) | Liquid ejector | |
US9649838B2 (en) | Inspection method of liquid discharge head and liquid discharge device | |
JP5151372B2 (en) | Liquid ejecting apparatus and method for controlling liquid ejecting apparatus | |
EP2853394B1 (en) | Liquid discharging apparatus | |
US9254700B2 (en) | Liquid discharge device, and discharge abnormality testing method | |
US20120249638A1 (en) | Liquid ejecting apparatus and control method thereof | |
JP2005305992A (en) | Liquid drop ejector and its abnormal ejection detecting method | |
US9056455B2 (en) | Liquid discharge device, testing method, and medium with recorded program | |
WO2009113729A1 (en) | Mounting device, baseboard, and method of changing liquid information | |
JP4952356B2 (en) | Liquid detection device, liquid ejection device, and liquid detection method | |
EP3045314B1 (en) | Inspection method of liquid discharge head and liquid discharge device | |
JP2006088446A (en) | Checking method for liquid ejection head, and printer | |
US7905568B2 (en) | Liquid property detection device, liquid container, image forming device, and liquid property detection method | |
JP5104386B2 (en) | Liquid ejector | |
JP5083250B2 (en) | How to change liquid container, substrate, liquid information | |
JP2006142515A (en) | Method for detecting quantity of liquid, printer and print system | |
JP5176690B2 (en) | Liquid supply device, electric circuit, and liquid ejection system | |
JP2011252709A (en) | Liquid detecting device and liquid detecting method | |
JP4576958B2 (en) | Printing apparatus and method for detecting state of printing material | |
JP2011251407A (en) | Printing apparatus and liquid detection sensor inspection method | |
US11458726B2 (en) | Liquid ejecting apparatus | |
JP2010221484A (en) | Liquid jetting device, liquid storage container, and method for inspecting inter-terminal connection | |
JP5151841B2 (en) | Liquid ejecting apparatus and method for controlling liquid ejecting apparatus | |
JP4650008B2 (en) | Liquid container | |
JP2007326263A (en) | Printer, and detecting method of printing material amount |