JP2011255585A - 液体噴射装置及び液体残量判定方法 - Google Patents

Abstract

【課題】差動アンプからの出力信号によりインク残量を判定する方法において、ノイズの影響を低減することができないという課題がある。
【解決手段】圧電素子５３を有するインクカートリッジ５０と液体噴射ヘッドと、を設けたキャリッジを移動させるキャリッジ移動手段と、二つの入力信号の差分を増幅して出力信号を出力する差動アンプ４０と、周波数測定部４４と、振幅測定部４６と、ノイズが発生したか否かを判定するノイズ判定部２３と、ノイズ判定部２３によってノイズが発生したとして判定されたとき、キャリッジ移動手段によって、キャリッジを移動させるキャリッジ移動部２４と、圧電素子駆動部２１と、圧電素子駆動部２１が圧電素子５３に対して駆動波形を出力した後に、周波数測定値に基づいて、インクカートリッジ５０のインク残量を判定する液体残量判定部２２と、を備えた液体噴射装置を提供する。
【選択図】図２

Description

本発明は、液体噴射装置及び液体残量判定方法に関するものである。

液体噴射装置の一例であるインクジェット式プリンターは、液体であるインクを収容するための液体容器としてのインクカートリッジを備え、インクカートリッジから供給されるインクを液体噴射ヘッドから噴射する。インクカートリッジ内のインク残量を検出する方法として、インクカートリッジにおけるインクの流路の途中に圧電素子を設け、この圧電素子に所定の駆動電圧を印加して歪を生じさせ、駆動電圧を停止した際に、圧電素子から発生した、残存するインクの量に応じて変化する逆起電力を、信号の周波数として検出する方法が知られている。しかし、インクは導電性があるため、インクカートリッジにおけるインクの収容部がアンテナとして機能してしまう。そのため、インクジェット式プリンターの外部に電子装置などのノイズ発生源が置かれると、ノイズの混入により、逆起電力を信号の周波数として検出する際の検出精度が低下してしまうことがある。

そこで、例えば、特許文献１では、圧電素子の両端の電極から出力する互いに逆相の二つの検出信号を差動アンプに入力し、二つの検出信号の差分が増幅された一つの出力信号を差動アンプから出力させる方法が提案されている。インクジェット式プリンターの外部で発生し、インクを経由して、両端の電極から混入される二つのノイズは、差動アンプの入力の正極と負極で互いに同相のコモンモードノイズであることから、差分は小さく、差動アンプによってコモンモードノイズは除去される。コモンモードノイズが除去されると、圧電素子から発生した、検出信号のみが差動アンプで増幅、出力されるので、ノイズの影響が低減される。

特開２００８−２６８０５７号公報

しかしながら、圧電素子の両端の電極のうち、一方の電極がインクに近接して備えられるため、導電性を有するインクの収容部がアンテナとなってノイズを受信するとき、一方の電極から差動アンプに入力されるまでのノイズの経路と、一方の電極から圧電素子を介して他方の電極から差動アンプに入力されるまでのノイズの経路と、の二つの経路から二つのノイズがそれぞれ差動アンプに入力される。そのため、二つの経路には圧電素子の静電容量分の差異があることから、差動アンプに入力される二つのノイズには位相のずれと振幅のずれが生じている。二つのノイズに位相のずれと振幅のずれがあると、完全なコモンモードノイズではないため、差動アンプによって完全には除去できず、二つのノイズの差分が増幅されてしまう。従って、差動アンプから出力される一つの出力信号に対するノイズの影響を低減することができないという課題がある。

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］圧電素子を有する液体容器と前記液体容器から供給される液体を噴射する液体噴射ヘッドとを設けたキャリッジを移動させるキャリッジ移動手段と、前記圧電素子に接続される、第１の電極と第２の電極とからそれぞれ入力される二つの入力信号の差分を増幅して出力信号を出力する差動アンプと、前記出力信号における周波数を測定し、周波数測定値として出力する周波数測定部と、前記出力信号における電圧振幅を測定し、振幅測定値として出力する振幅測定部と、前記第１の電極と前記差動アンプとの接続状態を切り替える第１のスイッチと、前記第２の電極と前記差動アンプとの接続状態を切り替える第２のスイッチと、前記圧電素子に対して駆動波形を出力する圧電素子駆動部と、前記圧電素子駆動部が前記圧電素子に対して前記駆動波形を出力した後に、前記第１のスイッチにより前記第１の電極と前記差動アンプとを接続状態とし、前記第２のスイッチにより前記第２の電極と前記差動アンプとを接続状態とし、前記周波数測定値に基づいて、前記液体容器内の液体残量を判定する液体残量判定部と、前記第１のスイッチにより前記第１の電極と前記差動アンプとを接続状態とし、前記第２のスイッチにより前記第２の電極と前記差動アンプとを非接続状態とし、前記振幅測定値に基づいて、ノイズが発生したか否かのノイズ判定処理を実行するノイズ判定部と、前記ノイズ判定処理においてノイズが発生したとして判定されたとき、前記キャリッジ移動手段によって、前記キャリッジを移動させるキャリッジ移動部と、を備えたことを特徴とする液体噴射装置。

この構成によれば、第１のスイッチにより第１の電極と差動アンプとを接続状態とし、第２のスイッチにより第２の電極と差動アンプとを非接続状態とし、振幅測定値に基づいて、ノイズが発生したか否かのノイズ判定処理を実行するノイズ判定部と、ノイズ判定処理においてノイズが発生したとして判定されたとき、キャリッジ移動手段によって、キャリッジを移動させるキャリッジ移動部と、を備える。これにより、ノイズ判定処理においてノイズが発生したとして判定されたときは、キャリッジ移動部は、キャリッジに設けられた、圧電素子を有する液体容器を移動させて、圧電素子をノイズの発生源から遠くすることができる。従って、圧電素子に接続された第１の電極と第２の電極に混入するノイズを抑制できるので、差動アンプから出力される出力信号への影響を低減することが可能となる。

［適用例２］１回目の前記ノイズ判定処理を行った後、前記キャリッジ移動手段によって前記液体容器を一方方向に移動させ、２回目の前記ノイズ判定処理を行ったとき、２回目の前記ノイズ判定処理における前記振幅測定値が、１回目の前記ノイズ判定処理における前記振幅測定値を超える場合、前記キャリッジ移動部は、前記キャリッジ移動手段によって前記液体容器を反対方向の１回目の前記ノイズ判定処理を行った位置を越える位置に移動させ、３回目の前記ノイズ判定処理を行うことを特徴とする上記液体噴射装置。

この構成によれば、２回目のノイズ判定処理の位置における振幅測定値が、１回目のノイズ判定処理の位置における振幅測定値を超えたときは、圧電素子がノイズ発生源に近くなったとして判定できる。そこで、キャリッジ移動部が、キャリッジ移動手段によって液体容器を反対方向の１回目のノイズ判定処理の位置を越える位置に移動させ、３回目のノイズ判定処理を行えば、圧電素子をノイズ発生源から遠くすることができる。従って、圧電素子と接続する、第１の電極と第２の電極に混入するノイズを抑制できるので、３回目のノイズ判定処理では、差動アンプから出力される出力信号への影響を低減することが可能となる。

［適用例３］前記第１の電極は、前記液体容器に収容される液体に近接し、前記第１の電極と前記差動アンプとの間に、前記圧電素子と略同じ静電容量のコンデンサーを備えたことを特徴とする上記液体噴射装置。

この構成によれば、一方の電極から差動アンプに入力されるノイズの経路と、一方の電極から圧電素子を介して他方の電極から差動アンプに入力されるノイズの経路と、の二つの経路における静電容量分の差異を小さくすることができる。そのため、第１の電極から入力されるノイズと、第２の電極から入力されるノイズとの位相と振幅のずれを小さくすることができる。これにより、二つのノイズの差分が差動アンプによって増幅されることを抑制できるので、差動アンプから出力される出力信号への影響を低減できる。

［適用例４］圧電素子を有する液体容器と前記液体容器から供給される液体を噴射する液体噴射ヘッドとを設けたキャリッジを移動させるキャリッジ移動手段と、前記圧電素子に接続される、第１の電極と第２の電極とからそれぞれ入力される二つの入力信号の差分を増幅して出力信号を出力する差動アンプと、前記第１の電極と前記差動アンプとの接続状態を切り替える第１のスイッチと、前記第２の電極と前記差動アンプとの接続状態を切り替える第２のスイッチと、を備えた液体噴射装置における前記液体容器の液体残量を判定する液体残量判定方法であって、前記第１のスイッチにより前記第１の電極と前記差動アンプとが接続状態にあり、前記第２のスイッチにより前記第２の電極と前記差動アンプとが非接続状態にあるとき、前記出力信号における電圧振幅を測定し、振幅測定値として出力する振幅測定工程と、前記振幅測定値に基づいて、ノイズが発生したか否かのノイズ判定処理を実行するノイズ判定工程と、前記ノイズ判定処理においてノイズが発生したとして判定されたとき、前記キャリッジ移動手段によって、前記キャリッジを移動させるキャリッジ移動工程と、前記圧電素子に対して駆動波形を出力する圧電素子駆動工程と、前記圧電素子駆動工程において前記圧電素子に対して前記駆動波形を出力した後に、前記第１のスイッチにより前記第１の電極と前記差動アンプとが接続状態にあり、前記第２のスイッチにより前記第２の電極と前記差動アンプとが接続状態にあるとき、前記出力信号における周波数を測定し、周波数測定値として出力する周波数測定工程と、前記周波数測定値に基づいて、前記液体容器内の液体残量を判定する液体残量判定工程と、を含むことを特徴とする液体噴射装置における前記液体容器の液体残量を判定する液体残量判定方法。

この構成によれば、振幅測定工程で測定された振幅測定値に基づいて、ノイズが発生したか否かのノイズ判定処理を実行するノイズ判定工程と、ノイズ判定処理においてノイズが発生したとして判定されたとき、キャリッジ移動手段によって、キャリッジを移動させるキャリッジ移動工程、を含む。これにより、ノイズ判定処理においてノイズが発生したとして判定されたときは、キャリッジに設けられた、圧電素子を有する液体容器を移動させて、圧電素子をノイズの発生源から遠くすることができる。従って、圧電素子に接続された第１の電極と第２の電極に混入するノイズを抑制できるので、差動アンプから出力される出力信号への影響を低減することが可能となる。

液体噴射装置の概略構成を示した図。 制御部、回路基板、インクカートリッジの電気的な構成を示し、ノイズ判定期間におけるスイッチの状態を示す図。 周波数測定部と振幅測定部との電気的な構成を示す図。 （ａ）は、第１の電極に発生する信号波形を示す図、（ｂ）は、第２の電極に発生する信号波形を示す図、（ｃ）は、差動アンプの出力側に発生する信号波形を示す図。 制御部、回路基板、インクカートリッジの電気的な構成を示し、圧電素子駆動期間におけるスイッチの接続状態を示す図。 制御部、回路基板、インクカートリッジの電気的な構成を示し、液体残量判定期間におけるスイッチの接続状態を示す図。 第１実施形態における液体残量を判定する処理プログラムのフローチャート。 第２実施形態における液体残量を判定する処理プログラムのフローチャート。 第３実施形態における制御部、回路基板、インクカートリッジの電気的な構成を示した図。

（第１実施形態）
以下、第１実施形態について図面を参照しつつ説明する。図１は第１実施形態における液体噴射装置としてのインクジェット式プリンター（以降はプリンターと称する）１の概略構成を示した図である。

本実施形態におけるキャリッジ移動手段は、キャリッジ６を固定する駆動ベルト５、駆動ベルト５を回転駆動させるキャリッジモーター７、キャリッジモーター７によって駆動される駆動ローラー８とともに駆動ベルト５を張設するプーリー４、キャリッジ６の移動方向をガイドするガイド軸１０を含んで構成される。

キャリッジモーター７の駆動により、駆動ベルト５が回転駆動され、キャリッジ６が、ガイド軸１０の軸方向に沿って図面左右方向に移動する。キャリッジモーター７は、パルス数に応じて回転軸の回転角度が変化するステッピングモーターであり、パルス数に応じてキャリッジ６の位置を決めることができる。

紙送りモーター９の駆動により、プラテン１１が回転し、記録媒体としての用紙Ｐが、キャリッジ６の移動方向と交わる方向に搬送される。

ブラックインク，イエロー，マゼンタ，シアンのカラーインクがそれぞれ収容された、液体容器としての４個のインクカートリッジ５０が、キャリッジ６にそれぞれ着脱可能に搭載される。

キャリッジ６の用紙Ｐ側には、液体噴射ヘッド（不図示）が備えられる。液体噴射ヘッドには、インクカートリッジ５０からインクが供給され、液体噴射ヘッドに設けられた複数のノズル（不図示）から液滴が噴射される。

プリンター１は、コネクター２を介して、コンピューター２００と接続される。コンピューター２００からは文字データや画像データが制御部２０に入力される。制御部２０は、キャリッジモーター７、紙送りモーター９の駆動制御と、液体噴射ヘッドからの液滴の吐出制御とを行うことにより、コンピューター２００から入力された文字データや画像データに基づいて用紙Ｐに画像を形成する。

プリンター１には、ユーザーがプリンター１の各種設定を行ったり、プリンター１の各種設定状態を確認したりするための操作パネル３が備えられる。また、プリンター１には、液晶パネルなどによって構成される表示部１２が備えられる。表示部１２には、プリンター１の設定状態などが表示される。

キャリッジ６には、インクカートリッジ５０内の液体残量としてのインク残量を検出するための電子回路が設けられた回路基板３０が備えられる。

図２は、制御部２０、回路基板３０、インクカートリッジ５０の電気的な構成を示す図である。ブラックインクを収容するインクカートリッジ５０が、図１のキャリッジ６に装着されると、インクカートリッジ５０に設けられた端子５４，５５と、回路基板３０に設けられた端子３１，３２とがそれぞれ当接し、電気的に接続される。

図示しないが、同様に、図１のイエロー，マゼンタ，シアンのカラーインクを収容するインクカートリッジ５０がそれぞれキャリッジ６に装着されると、インクカートリッジ５０に設けられた端子５４，５５と、回路基板３０に設けられた端子３１，３２とがそれぞれ当接し、電気的に接続される。

制御部２０は、ブラックインク，イエロー，マゼンタ，シアンのカラーインクを収容する各インクカートリッジ５０に対応する回路基板３０にそれぞれ設けられた端子３１，３２と、チャンネルを切り替えることによって、各インクカートリッジ５０内のインク残量を個別に検出することができる。

制御部２０は、液体噴射ヘッドから吐出されたインクの吐出量をドットカウント値として、ブラックインク，イエロー，マゼンタ，シアンの色別にカウントすることができる。

インクカートリッジ５０には、第１の電極５１と第２の電極５２に接続される圧電素子５３が備えられる。第１の電極５１は、インクカートリッジ５０におけるインクを収容する液体収容部５６に近接して備えられる。

回路基板３０には、一方が端子３１に接続され、他方がコンデンサー３７に接続される第１のスイッチとしてのスイッチ３５が備えられる。コンデンサー３７は、直流成分を伝達せずに、交流成分を伝達する。

コンデンサー３７に接続されるバンドパスフィルター（ＢＰＦ）３９は、所定の帯域の周波数を通過させる。所定の帯域の周波数は、圧電素子から発生した、残存するインクの量に応じて変化する逆起電力の、信号の周波数で定められる。例えば、インク有りの状態での逆起電力の信号周波数が約３０ＫＨｚ、インクなしの状態での逆起電力の信号周波数が約１１０ＫＨｚであれば、所定の帯域の周波数は、約３０ＫＨｚ〜約１１０ＫＨｚに定まり、所定の帯域外の周波数の信号は減衰し、除去される。ＢＰＦ３９と差動アンプ４０の入力側とは、信号線４１によって接続される。

回路基板３０には、一方が端子３２に接続され、他方がコンデンサー３６に接続される第２のスイッチとしてのスイッチ３４が備えられる。コンデンサー３６は、直流成分を伝達せずに、交流成分を伝達する。

コンデンサー３６に接続されるバンドパスフィルター（ＢＰＦ）３８は、所定の帯域の周波数を通過させる。所定の帯域の周波数は、ＢＰＦ３９と同一である。ＢＰＦ３８と差動アンプ４０の入力側とは、信号線４２によって接続される。ＢＰＦ３８，３９のコンデンサー３６，３７側は、基準電圧Ｖ１が印加される。

差動アンプ４０の出力側と、周波数測定部４４と振幅測定部４６とは、信号線４３によって接続される。周波数測定部４４は、差動アンプ４０から出力された出力信号における周波数を測定し、周波数測定値として出力する。

振幅測定部４６は、差動アンプ４０から出力された出力信号における電圧振幅を測定し、振幅測定値を出力する。

図３は、本実施形態における周波数測定部４４と振幅測定部４６との電気的な構成を示す図である。周波数測定部４４には、信号線４３と接続される電圧比較部４４１、計測カウンター４４３が備えられる。

電圧比較部４４１の入力側における一方には信号線４３が接続され、入力側における他方には、一方が接地された電源４４４が接続される。図２の差動アンプ４０の出力電圧は、電圧比較部４４１により、電源４４４の電圧と比較され、電圧比較部４４１から信号線４４２を介して計測カウンター４４３にパルス信号が出力される。

電圧比較部４４１から出力されたパルス信号は、計測カウンター４４３によってカウントされ、信号線４５を介して、周波数測定値として図２の液体残量判定部２２に出力される。

振幅測定部４６には、アナログデジタルコンバーター（ＡＤＣ）４６１、移動平均処理部４６３が含まれる。

ＡＤＣ４６１は、信号線４３を介して差動アンプ４０から受信した出力信号における電圧振幅（ｐｅａｋ ｔｏ ｐｅａｋ電圧）を測定し、信号線４６２を介して移動平均処理部４６３に振幅測定値を出力する。

移動平均処理部４６３は、電圧振幅の平均処理を行い、電圧振幅の精度を高める。平均処理後の結果が、信号線４７を介して、振幅測定値として図２のノイズ判定部２３に出力される。

図２の回路基板３０には、一方が端子３２と接続され、他方が制御部２０に備えられた圧電素子駆動部２１と接続されるスイッチ３３が設けられる。

制御部２０には、圧電素子駆動部２１、液体残量判定部２２、ノイズ判定部２３、キャリッジ移動部２４が備えられる。圧電素子駆動部２１は、電子回路から構成され、圧電素子５３に駆動波形を出力して圧電素子５３を駆動させる。制御部２０には、ＣＰＵ（不図示）、ＲＡＭ（不図示）、ＲＯＭ（不図示）が備えられる。液体残量判定部２２、ノイズ判定部２３、キャリッジ移動部２４は、ＣＰＵがＲＯＭからプログラムをＲＡＭに読み出して実行することによって機能する。

図４（ａ）は、図２の第１の電極５１に発生する信号波形を示す図である。図４（ｂ）は、第２の電極５２に発生する信号波形を示す図である。図４（ｃ）は、差動アンプ４０の出力側の信号線４３に発生する信号波形を示す図である。

図２には、図４のノイズ判定期間Ｔ１におけるスイッチ３５，３４，３３の接続状態が示される。ノイズ判定期間Ｔ１においては、スイッチ３５は、接続状態にあり、スイッチ３４は、非接続状態にあり、スイッチ３３は、非接続状態にある。そのため、第１の電極５１と差動アンプ４０とは接続状態にあり、第２の電極５２と差動アンプ４０とは非接続状態にあり、第２の電極５２と圧電素子駆動部２１とは非接続状態にある。

プリンター１の外部における近傍に置かれた電子機器装置などがノイズ発生源となるとき、図２のインクカートリッジ５０の液体収容部５６に収容されたインクがアンテナとして機能し、ノイズＮ１を受信する場合がある。このとき、図４（ａ）に示すように、ノイズＮ１が第１の電極５１に入力される。

第１の電極５１に入力されたノイズＮ１は、端子３１、スイッチ３５、コンデンサー３７、ＢＰＦ３９、信号線４１を介して差動アンプ４０に入力される。ノイズＮ１は、差動アンプ４０によって増幅され、図４（ｃ）に示すように、ノイズ増幅波形Ｎ２が信号線４３に出力される。

図２の信号線４３を介して入力されたノイズ増幅波形Ｎ２は、振幅測定部４６によって測定され、振幅測定値としてノイズ判定部２３に出力される。

ノイズ判定部２３は、ノイズ判定期間Ｔ１において、振幅測定部４６によって測定された振幅測定値が所定の振幅測定値を超えたとき、ノイズが発生したとして判定する。

図２のキャリッジ移動部２４は、キャリッジ移動処理期間Ｔ２において、キャリッジ移動手段を用いて、キャリッジ６をガイド軸１０の軸方向に沿って移動させる。キャリッジ移動部２４は、１回のキャリッジ６の移動処理において、キャリッジモーター７に所定の数のパルス信号を送信し、キャリッジ６を所定の距離だけ移動させる。例えば、１回のキャリッジ６の移動処理により、キャリッジ６が５ｃｍ移動する。

これにより、キャリッジ６に備えられたインクカートリッジ５０がノイズ発生源から遠くなるので、図４（ａ）に示すように、キャリッジ移動処理期間Ｔ２においては、第１の電極５１にノイズＮ１の発生がなくなる。

図５には、図４の圧電素子駆動期間Ｔ３におけるスイッチ３５，３４，３３の接続状態が示される。図５は、図２の制御部２０、回路基板３０、インクカートリッジ５０の電気的な構成と同じであり、スイッチ３５，３４，３３の接続状態が異なる。

圧電素子駆動期間Ｔ３においては、スイッチ３５は、非接続状態にあり、スイッチ３４は、非接続状態にあり、スイッチ３３は、接続状態にある。そのため、第１の電極５１と差動アンプ４０とは非接続状態にあり、第２の電極５２と差動アンプ４０とは非接続状態にあり、第２の電極５２と圧電素子駆動部２１とは接続状態にある。

図５の圧電素子駆動部は、図４（ｂ）の圧電素子駆動期間Ｔ３において、スイッチ３３、端子３２、端子５５を介して第２の電極５２に駆動波形Ｄを印加し、圧電素子５３を駆動させる。

図６には、図４の液体残量判定期間Ｔ４におけるスイッチ３５，３４，３３の接続状態が示される。図６は、図２，図５の制御部２０、回路基板３０、インクカートリッジ５０の電気的な構成と同じであり、スイッチ３５，３４，３３の接続状態が異なる。

液体残量判定期間Ｔ４においては、スイッチ３５は、接続状態にあり、スイッチ３４は、接続状態にあり、スイッチ３３は、非接続状態にある。そのため、第１の電極５１と差動アンプ４０とは接続状態にあり、第２の電極５２と差動アンプ４０とは接続状態にあり、第２の電極５２と圧電素子駆動部２１とは非接続状態にある。

図６の液体残量判定部２２は、液体残量判定期間Ｔ４において、信号線４５を介して周波数測定部４４から出力された周波数測定値に基づいて、インク残量を判定する。

液体残量判定期間Ｔ４においては、第１の電極５１には、図４（ａ）に示すように、戻り波形Ｗ１が生じ、第２の電極５２には、図４（ｂ）に示すように、戻り波形Ｗ２が生じる。戻り波形Ｗ１と戻り波形Ｗ２とは、互いに逆相となる。

このとき、差動アンプ４０の信号線４３には、図４（ｃ）に示すように、差動増幅波形Ｗ３が出力される。

図６の周波数測定部４４は、差動増幅波形Ｗ３を測定し、周波数測定値として出力し、液体残量判定部２２に出力する。

液体残量判定部２２は、周波数測定部４４から受信した周波数測定値に基づいて、インクカートリッジ５０内のインク残量を判定する。例えば、周波数測定値が約３０ＫＨｚであれば、インク有りとして判定し、周波数測定値が約１１０ＫＨｚであれば、インク無しとして判定する。

次に、液体残量判定方法について、液体残量を判定する処理プログラムのフローチャートを用いて説明する。図７は、液体残量を判定する処理プログラムのフローチャートである。

ステップＳ１００では、ノイズ判定処理の回数Ｋを「１」の値に設定する。ステップＳ１１０では、ノイズ判定部２３は、図４のノイズ判定期間Ｔ１において、ノイズが発生したか否かのノイズ判定処理を行う。ノイズ判定期間Ｔ１において、図２のノイズ判定部２３は、スイッチ３５を接続状態とし、スイッチ３４を非接続状態とし、スイッチ３３を非接続状態として設定する。これにより、第１の電極５１と差動アンプ４０の信号線４１と接続される入力側とが導通され、第２の電極５２と差動アンプ４０の信号線４２と接続される入力側とが非導通となる。

ステップＳ１２０では、ノイズ判定部２３は、振幅測定部４６から出力される振幅測定値に基づいて、ノイズが発生したとして判定されたときは（Ｙｅｓ）、ステップＳ１５０に進む。ノイズが発生しなかったとして判定されたときは（Ｎｏ）、ステップＳ１３０に進む。

ステップＳ１３０では、図４の圧電素子駆動期間Ｔ３における圧電素子駆動処理が行われる。図５の圧電素子駆動部２１は、スイッチ３５を非接続状態とし、スイッチ３４を非接続状態とし、スイッチ３３を接続状態として設定する。これにより、圧電素子駆動部２１と第２の電極５２とが接続され、第２の電極５２に図４（ｂ）の駆動波形Ｄが印加され、圧電素子５３が駆動される。

ステップＳ１４０では、図４の液体残量判定期間Ｔ４における液体残量判定処理が行われる。図６の液体残量判定部２２は、スイッチ３３を非接続状態とし、スイッチ３４を接続状態とし、スイッチ３５を接続状態として設定する。これにより、第１の電極５１と差動アンプ４０の一方の入力側とが導通され、第２の電極５２と差動アンプ４０の他方の入力側とが導通される。

液体残量判定部２２は、周波数測定部４４から出力される周波数測定値に基づいて、インクカートリッジ５０の液体収容部５６内のインク残量を判定する。

ステップＳ１５０では、ノイズ判定部２３は、ノイズ判定処理の回数Ｋは所定の回数であるか否かを判定する。所定の回数を、例えば２回として設定すると、ノイズ判定処理の回数Ｋが１回目であるときは（Ｎｏ）、ステップＳ１７０に進む。

ステップＳ１７０では、図４のキャリッジ移動処理期間Ｔ２におけるキャリッジ６の一方方向への移動処理が行われる。図２のキャリッジ移動部２４は、キャリッジモーター７に所定の数のパルス信号を送信し、キャリッジ６を移動させる。

ステップＳ１８０では、ノイズ判定処理の回数Ｋに「１」の値が加算され、回数Ｋの値は「２」になり、ステップＳ１１０に戻る。上述したように、ステップＳ１１０でノイズ判定処理が行われ、ステップＳ１２０でノイズが発生しなかったと判定されたときは（Ｎｏ）、ステップＳ１３０での圧電素子駆動処理が行われ、ステップＳ１４０での液体残量判定処理が行われる。

ステップＳ１２０で、ノイズ判定部２３は、再びノイズが発生したとして判定されたときは（Ｙｅｓ）、ステップＳ１５０に進む。ステップＳ１５０では、ノイズ判定処理の回数Ｋが所定の回数である２回目に一致するので（Ｙｅｓ）、ステップＳ１６０に進む。

ステップＳ１６０では、液体残量判定部２２は、インク残量の判定が不能であることをプリンター１に備えられた表示部１２に表示することにより、使用者に通知する。このような場合、使用者は、ノイズの発生源となる電子機器装置を移動させたり、電子機器装置の電源スイッチを遮断したりするなどの対応を行う。

本実施形態では、ステップＳ１５０で、所定のノイズ判定処理の回数を２回として設定して説明したが、３回以上に設定してもよい。これにより、さらに、キャリッジ６をノイズ発生源から遠く離れた位置に移動させることができる。

本実施形態では、ステップＳ１５０でノイズ判定処理の回数Ｋが所定の回数であったとき、ステップＳ１６０に進み、判定不能を通知したが、ノイズ判定処理の回数Ｋが所定の回数であるときノイズＮ１が検出された場合には、ステップＳ１６０に進む前に、ノイズ判定処理の回数Ｋにおけるキャリッジ６の位置で圧電素子駆動処理を行い、次に液体残量判定処理を行うようにしてもよい。

そのようなノイズ判定処理の回数Ｋが所定の回数であるとき、「インク有り」または「インク無し」としての液体残量判定処理の結果と、制御部２０によってカウントされたドットカウント値に基づいて算出された「インク有り」または「インク無し」としての結果と比較を行う。

液体残量判定部２２の結果とドットカウント値より算出された結果とが一致する場合には、ノイズＮ１の影響はあるが、誤検出はしておらず、液体残量判定が可能と判断する。液体残量判定部２２の結果とドットカウント値より算出される結果が一致しない場合には、誤検出している可能性があるため、ステップＳ１６０に進む。液体残量判定処理の結果、「インク有り」でも、「インク無し」でもない場合（例えば、逆起電力周波数が３０ＫＨｚ、１１０ＫＨｚ以外）には誤検出している可能性があるため、ステップＳ１６０に進み、判定不能を通知する。

以上、本実施形態で説明した液体噴射装置としてのプリンター１は、圧電素子５３を有する液体容器としてのインクカートリッジ５０とインクカートリッジ５０から供給される液体としてのインクを噴射する液体噴射ヘッドとを設けたキャリッジ６を移動させるキャリッジ移動手段と、圧電素子５３に接続される、第１の電極５１と第２の電極５２とからそれぞれ入力される二つの入力信号の差分を増幅して出力信号を出力する差動アンプ４０と、差動アンプ４０からの出力信号における周波数を測定し、周波数測定値として出力する周波数測定部４４と、差動アンプ４０からの出力信号における電圧振幅を測定し、振幅測定値として出力する振幅測定部４６と、第１の電極５１と差動アンプ４０との接続状態を切り替える第１のスイッチとしてのスイッチ３５と、第２の電極５２と差動アンプ４０との接続状態を切り替える第２のスイッチとしてのスイッチ３４と、圧電素子５３に対して駆動波形Ｄを出力する圧電素子駆動部２１と、圧電素子駆動部２１が圧電素子５３に対して駆動波形Ｄを出力した後に、スイッチ３５により第１の電極５１と差動アンプ４０とを接続状態とし、スイッチ３４により第２の電極５２と差動アンプ４０とを接続状態とし、周波数測定値に基づいて、インクカートリッジ５０内の液体残量としてのインク残量を判定する液体残量判定部２２と、スイッチ３５により第１の電極５１と差動アンプ４０とを接続状態とし、スイッチ３４により第２の電極５２と差動アンプ４０とを非接続状態とし、振幅測定部４６から出力された振幅測定値に基づいて、ノイズが発生したか否かのノイズ判定処理を実行するノイズ判定部２３と、ノイズ判定部２３によるノイズ判定処理においてノイズが発生したとして判定されたとき、キャリッジ移動手段によって、キャリッジ６を移動させるキャリッジ移動部２４と、を備える。

この構成によれば、ノイズ判定部２３によるノイズ判定処理においてノイズが発生したとして判定されたとき、キャリッジ移動部２４は、キャリッジ６に設けられた、圧電素子５３を有するインクカートリッジ５０を移動させて、圧電素子５３をノイズの発生源から遠くすることができる。従って、圧電素子５３に接続された、第１の電極５１と第２の電極５２に混入するノイズを抑制できるので、差動アンプ４０から出力される出力信号への影響を低減することが可能となる。

また、本実施形態のプリンター１におけるインク残量の判定方法は、圧電素子５３を有する液体容器としてのインクカートリッジ５０とインクカートリッジ５０から供給される液体としてのインクを噴射する液体噴射ヘッドとを設けたキャリッジ６を移動させるキャリッジ移動手段と、圧電素子５３に接続される、第１の電極５１と第２の電極５２とからそれぞれ入力される二つの入力信号の差分を増幅して出力信号を出力する差動アンプ４０と、第１の電極５１と差動アンプ４０との接続状態を切り替える第１のスイッチとしてのスイッチ３５と、第２の電極５２と差動アンプ４０との接続状態を切り替える第２のスイッチとしてのスイッチ３４と、を備えたプリンター１におけるインクカートリッジ５０のインク残量を判定する液体残量判定方法であって、スイッチ３５により第１の電極５１と差動アンプ４０とが接続状態にあり、スイッチ３４により第２の電極５２と差動アンプ４０とが非接続状態にあるとき、差動アンプ４０からの出力信号における電圧振幅を測定し、振幅測定値として出力する振幅測定工程と、出力された振幅測定値に基づいて、ノイズが発生したか否かのノイズ判定処理を実行するノイズ判定工程と、ノイズ判定処理においてノイズが発生したとして判定されたとき、キャリッジ移動手段によって、キャリッジ６を移動させるキャリッジ移動工程と、圧電素子５３に対して駆動波形Ｄを出力する圧電素子駆動工程と、圧電素子駆動工程において圧電素子５３に対して駆動波形Ｄを出力した後に、スイッチ３５により第１の電極５１と差動アンプ４０とが接続状態にあり、スイッチ３４により第２の電極５２と差動アンプ４０とが接続状態にあるとき、差動アンプ４０からの出力信号における周波数を測定し、周波数測定値として出力する周波数測定工程と、出力された周波数測定値に基づいて、インクカートリッジ５０内のインク残量を判定する液体残量判定工程と、を含む。

この構成によれば、ノイズ判定処理においてノイズが発生したとして判定されたとき、キャリッジ６に設けられた、圧電素子５３を有するインクカートリッジ５０をキャリッジ移動工程によって移動させ、圧電素子５３をノイズの発生源から遠くすることができる。従って、圧電素子５３と接続する、第１の電極５１と第２の電極５２に混入するノイズを抑制できるので、差動アンプ４０から出力される出力信号への影響を低減することが可能となる。

（第２実施形態）
第２実施形態では、前回測定した振幅測定値と比較することによって、キャリッジ６の移動方向を変える方法について説明する。図８は、第２実施形態における液体残量を判定する処理プログラムのフローチャートである。

ステップＳ２００では、ノイズ判定処理の回数Ｋを「１」の値に設定する。ステップＳ２１０では、図４のノイズ判定期間Ｔ１における１回目のノイズ判定処理が１回目の判定位置で行われる。ノイズ判定期間Ｔ１において、図２のノイズ判定部２３は、スイッチ３５を接続状態とし、スイッチ３４を非接続状態とし、スイッチ３３を非接続状態として設定する。これにより、第１の電極５１と、差動アンプ４０の信号線４１に接続される入力側とが導通され、第２の電極５２と差動アンプ４０の信号線４２に接続される入力側とが非導通となる。

ステップＳ２２０では、ノイズ判定部２３は、振幅測定部４６から出力される振幅測定値に基づいて、ノイズが発生したとして判定されたときは（Ｙｅｓ）、ステップＳ２５０に進み、ノイズが発生しなかったとして判定されたときは（Ｎｏ）、ステップＳ２３０に進む。

ステップＳ２３０では、図４の圧電素子駆動期間Ｔ３における圧電素子駆動処理が行われる。図５の圧電素子駆動部２１は、スイッチ３５を非接続状態とし、スイッチ３４を非接続状態とし、スイッチ３３を接続状態として設定する。これにより、圧電素子駆動部２１と第２の電極５２とが接続され、第２の電極５２に図４（ｂ）の駆動波形Ｄが印加され、圧電素子５３が駆動される。

ステップＳ２４０では、図４の液体残量判定期間Ｔ４における液体残量判定処理が行われる。図６の液体残量判定部２２は、スイッチ３５を接続状態とし、スイッチ３４を接続状態とし、スイッチ３３を非接続状態として設定する。これにより、第１の電極５１と差動アンプ４０の信号線４１に接続される入力側とが導通され、第２の電極５２と差動アンプ４０の信号線４２に接続される入力側とが導通される。

液体残量判定部２２は、周波数測定部４４から出力される周波数測定値に基づいて、インクカートリッジ５０の液体収容部５６に収容されるインク残量を判定する。

ステップＳ２５０では、ノイズ判定部２３は、ノイズ判定処理の回数Ｋが３回目であるか否かを判定する。ノイズ判定処理の回数Ｋが１回目であるので（Ｎｏ）、ステップＳ２７０に進む。

ステップＳ２７０では、ノイズ判定部２３は、ノイズ判定処理の回数Ｋが２回目であるか否かを判定する。ノイズ判定処理の回数Ｋが１回目であるので（Ｎｏ）、ステップＳ２８０に進む。

ステップＳ２８０では、ノイズ判定部２３は、キャリッジ６が１回目の判定処理の位置で振幅測定部４６によって測定された、差動アンプ４０から出力された出力信号における振幅測定値を取得し、１回目の判定処理における振幅測定値として制御部２０のＲＡＭに記憶させる。

ステップＳ２９０では、図４のキャリッジ移動処理期間Ｔ２において、図２のキャリッジ移動部２４は、キャリッジモーター７に所定の数のパルス信号を送信し、キャリッジ６を一方方向へ移動させる。ステップＳ３００では、ノイズ判定処理の回数Ｋに「１」の値を加算し、ステップＳ２１０に戻る。ステップＳ２１０では、回数Ｋが２回目となるノイズ判定処理が行われる。

ステップＳ２２０では、上述したように、振幅測定部４６から出力される振幅測定値に基づいて、ノイズが発生したとして判定されたときは（Ｙｅｓ）、ステップＳ２５０に進む。ノイズが発生しなかったとして判定されたときは（Ｎｏ）、ステップＳ２３０に進む。

ステップＳ２５０では、ノイズ判定処理の回数Ｋが２回目であるので（Ｎｏ）、ステップＳ２７０に進む。ステップＳ２７０では、ノイズ判定処理の回数Ｋが２回目であるので（Ｙｅｓ）、ステップＳ３１０に進む。

ステップＳ３１０では、ノイズ判定部２３は、キャリッジ６が２回目の判定処理の位置で振幅測定部４６によって測定された、差動アンプ４０から出力された出力信号における振幅測定値を取得し、２回目の判定処理における振幅測定値として制御部２０のＲＡＭに記憶させる。

ステップＳ３２０では、ノイズ判定部２３は、２回目のノイズ判定処理における振幅測定値は、１回目のノイズ判定処理における振幅測定値を超えるか否かを判定する。２回目のノイズ判定処理における振幅測定値が、１回目のノイズ判定処理における振幅測定値を超えるときは（Ｙｅｓ）、ステップＳ３４０に進み、超えないときは（Ｎｏ）、ステップＳ３３０に進む。

ステップＳ３３０では、キャリッジ移動部２４は、キャリッジモーター７に所定の数のパルス信号を送信し、キャリッジ６を、さらに一方方向へ移動させ、ステップＳ３００に進む。

ステップＳ３４０では、図２のキャリッジ移動部２４は、キャリッジモーター７に所定の数のパルス信号を送信し、キャリッジモーター７をステップＳ３３０における回転方向とは反対の回転方向に駆動回転させ、キャリッジ６を、１回目の判定処理を行った判定位置を越える反対方向へ移動させ、ステップＳ３００に進む。

ステップＳ３００では、ノイズ判定処理の回数Ｋは「１」の値が加算されて回数Ｋの値は「３」となり、ステップＳ２１０に戻る。ステップＳ２１０では、３回目のノイズ判定処理が行われる。

ステップＳ２２０では、ノイズ判定部２３は、上述したように、振幅測定部４６から出力される振幅測定値に基づいて、ノイズが発生したとして判定されたときは（Ｙｅｓ）、ステップＳ２５０に進む。ノイズが発生しなかったとして判定されたときは（Ｎｏ）、ステップＳ２３０において圧電素子駆動処理を行い、ステップＳ２４０において液体残量判定処理を行う。

ステップＳ２５０では、ノイズ判定処理の回数Ｋが３回目であるので（Ｙｅｓ）、ステップＳ２６０に進む。ステップＳ２６０では、液体残量判定部２２は、インク残量の判定が不能であることをプリンター１に備えられた表示部１２に表示することにより、使用者に通知する。このような場合、使用者は、ノイズの発生源となる電子機器装置を移動させたり、電子機器装置の電源スイッチを遮断したりするなどの対応を行う。

以上、説明した本実施形態におけるプリンターは、１回目のノイズ判定処理を行った後、キャリッジ移動手段によってインクカートリッジ５０を一方方向に移動させ、２回目のノイズ判定処理を行ったとき、２回目のノイズ判定処理における振幅測定値が、１回目のノイズ判定処理における振幅測定値を超える場合、キャリッジ移動部２４は、キャリッジ移動手段によってインクカートリッジ５０を反対方向の１回目のノイズ判定処理を行った位置を越える位置に移動させ、３回目のノイズ判定処理を行う。

この構成によれば、２回目のノイズ判定処理の位置における振幅測定値が、１回目のノイズ判定処理の位置における振幅測定値を超えたときは、圧電素子５３がノイズ発生源に近くなったとして判定できる。そこで、キャリッジ移動部２４が、キャリッジ移動手段によってインクカートリッジ５０を反対方向の１回目のノイズ判定処理の位置を越える位置に移動させ、３回目のノイズ判定処理を行えば、圧電素子５３をノイズ発生源から遠くすることができる。従って、圧電素子５３と接続する、第１の電極５１と第２の電極５２に混入するノイズを抑制できるので、３回目のノイズ判定処理では、差動アンプ４０から出力される出力信号への影響を低減することが可能となる。

（第３実施形態）
第３実施形態では、第１の電極５１と差動アンプ４０との間に、圧電素子５３と略同じ静電容量のコンデンサーをさらに備えた場合について説明する。

図９は、第３実施形態における制御部、回路基板、インクカートリッジの電気的な構成を示した図である。第１実施形態、第２実施形態と同様に、第１の電極５１は、インクカートリッジ５０に収容されるインクに近接して備えられている。

第１の電極５１と差動アンプ４０との間に、圧電素子５３と略同じ静電容量のコンデンサー６０を備える。本実施形態では、回路基板３０において、スイッチ３５とコンデンサー３７との間に、圧電素子５３と略同じ静電容量のコンデンサー６０を備える。

この構成によれば、第１の電極５１から差動アンプ４０に入力されるノイズの経路と、第１の電極５１から圧電素子５３を介して第２の電極５２から差動アンプ４０に入力されるノイズの経路と、の二つの経路における静電容量分の差異を小さくすることができる。そのため、第１の電極５１から入力されるノイズと、第２の電極５２から入力されるノイズとの位相のずれを小さくすることができる。これにより、二つのノイズの差分が差動アンプによって増幅されることを抑制できるので、差動アンプから出力される出力信号としての差動増幅波形Ｗ３への影響を低減することが可能となる。

上述した第１実施形態〜第３実施形態においては、液体としてのインクを収容する液体容器を装着し、インクを噴射する液体噴射ヘッドを備えた液体噴射装置について説明したが、インク以外の液体を収容する液体容器を装着し、液体を噴射する液体噴射ヘッドを備えた液体噴射装置にも適用することができる。その他の液体噴射ヘッドを備えた液体噴射装置としては、例えば、液晶ディスプレイ等のカラーフィルターの製造に用いられる色材噴射ヘッド、有機ＥＬディスプレイ、ＦＥＤ（面発光ディスプレイ）等の電極形成に用いられる電極材料噴射ヘッド、バイオｃｈｉｐ製造に用いられる生体有機物噴射ヘッドを備えた液体噴射装置等が挙げられる。

１…インクジェット式プリンター、６…キャリッジ、２１…圧電素子駆動部、２２…液体残量判定部、２３…ノイズ判定部、２４…キャリッジ移動部、３３，３４，３５…スイッチ、３６，３７，６０…コンデンサー、３８，３９…ＢＰＦ、４０…差動アンプ、４４…周波数測定部、４６…振幅測定部、５０…インクカートリッジ、５１…第１の電極、５２…第２の電極、５３…圧電素子、４４１…電圧比較部、４４３…計測カウンター、４４４…電源、４６１…アナログデジタルコンバーター（ＡＤＣ）、４６３…移動平均処理部、Ｋ…ノイズ判定処理の回数。

Claims (4)

1. 圧電素子を有する液体容器と前記液体容器から供給される液体を噴射する液体噴射ヘッドとを設けたキャリッジを移動させるキャリッジ移動手段と、
   前記圧電素子に接続される、第１の電極と第２の電極とからそれぞれ入力される二つの入力信号の差分を増幅して出力信号を出力する差動アンプと、
   前記出力信号における周波数を測定し、周波数測定値として出力する周波数測定部と、
   前記出力信号における電圧振幅を測定し、振幅測定値として出力する振幅測定部と、
   前記第１の電極と前記差動アンプとの接続状態を切り替える第１のスイッチと、
   前記第２の電極と前記差動アンプとの接続状態を切り替える第２のスイッチと、
   前記圧電素子に対して駆動波形を出力する圧電素子駆動部と、
   前記圧電素子駆動部が前記圧電素子に対して前記駆動波形を出力した後に、前記第１のスイッチにより前記第１の電極と前記差動アンプとを接続状態とし、前記第２のスイッチにより前記第２の電極と前記差動アンプとを接続状態とし、前記周波数測定値に基づいて、前記液体容器内の液体残量を判定する液体残量判定部と、
   前記第１のスイッチにより前記第１の電極と前記差動アンプとを接続状態とし、前記第２のスイッチにより前記第２の電極と前記差動アンプとを非接続状態とし、前記振幅測定値に基づいて、ノイズが発生したか否かのノイズ判定処理を実行するノイズ判定部と、
   前記ノイズ判定処理においてノイズが発生したとして判定されたとき、前記キャリッジ移動手段によって、前記キャリッジを移動させるキャリッジ移動部と、
   を備えたことを特徴とする液体噴射装置。
2. 請求項１に記載の液体噴射装置であって、
   １回目の前記ノイズ判定処理を行った後、前記キャリッジ移動手段によって前記液体容器を一方方向に移動させ、２回目の前記ノイズ判定処理を行ったとき、２回目の前記ノイズ判定処理における前記振幅測定値が、１回目の前記ノイズ判定処理における前記振幅測定値を超える場合、前記キャリッジ移動部は、前記キャリッジ移動手段によって前記液体容器を反対方向の１回目の前記ノイズ判定処理を行った位置を越える位置に移動させ、３回目の前記ノイズ判定処理を行うことを特徴とする液体噴射装置。
3. 請求項１または請求項２に記載の液体噴射装置であって、
   前記第１の電極は、前記液体容器に収容される液体に近接し、前記第１の電極と前記差動アンプとの間に、前記圧電素子と略同じ静電容量のコンデンサーを備えたことを特徴とする液体噴射装置。
4. 圧電素子を有する液体容器と前記液体容器から供給される液体を噴射する液体噴射ヘッドとを設けたキャリッジを移動させるキャリッジ移動手段と、前記圧電素子に接続される、第１の電極と第２の電極とからそれぞれ入力される二つの入力信号の差分を増幅して出力信号を出力する差動アンプと、前記第１の電極と前記差動アンプとの接続状態を切り替える第１のスイッチと、前記第２の電極と前記差動アンプとの接続状態を切り替える第２のスイッチと、を備えた液体噴射装置における前記液体容器の液体残量を判定する液体残量判定方法であって、
   前記第１のスイッチにより前記第１の電極と前記差動アンプとが接続状態にあり、前記第２のスイッチにより前記第２の電極と前記差動アンプとが非接続状態にあるとき、前記出力信号における電圧振幅を測定し、振幅測定値として出力する振幅測定工程と、
   前記振幅測定値に基づいて、ノイズが発生したか否かのノイズ判定処理を実行するノイズ判定工程と、
   前記ノイズ判定処理においてノイズが発生したとして判定されたとき、前記キャリッジ移動手段によって、前記キャリッジを移動させるキャリッジ移動工程と、
   前記圧電素子に対して駆動波形を出力する圧電素子駆動工程と、
   前記圧電素子駆動工程において前記圧電素子に対して前記駆動波形を出力した後に、前記第１のスイッチにより前記第１の電極と前記差動アンプとが接続状態にあり、前記第２のスイッチにより前記第２の電極と前記差動アンプとが接続状態にあるとき、前記出力信号における周波数を測定し、周波数測定値として出力する周波数測定工程と、
   前記周波数測定値に基づいて、前記液体容器内の液体残量を判定する液体残量判定工程と、を含むことを特徴とする液体噴射装置における前記液体容器の液体残量を判定する液体残量判定方法。

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