JP4120174B2

JP4120174B2 - インクカートリッジの装着状態の検出

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Publication number: JP4120174B2
Application number: JP2001077699A
Authority: JP
Inventors: 幸一大槻
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2001-03-19
Filing date: 2001-03-19
Publication date: 2008-07-16
Anticipated expiration: 2021-03-19
Also published as: JP2002273900A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、複数のインクカートリッジを用いて印刷を行う技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
インクジェットプリンタやインクジェットプロッタなどの各種インクジェット記録装置（「印刷装置」とも呼ぶ）に用いられるキャリッジには、各インクカートリッジの装着の有無を検出するための信号線が設けられているものもある。これらの信号線は、インクカートリッジが装着されると、各インクカートリッジが有する接続端子のそれぞれに接続される。これらの接続端子は、各インクカートリッジ内で短絡線を通じて短絡されているので、各信号線が短絡されたことを検出することにより、印刷装置は各インクカートリッジの装着の有無を決定できる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、このようなインクカートリッジの検出方法では、各インクカートリッジの装着の有無を決定するためには、キャリッジに装着されるインクカートリッジの数だけの信号線が必要となる。このため、装着されるインクカートリッジが多くなると、これに応じて多くの信号線をキャリッジに備えなければならないという問題があった。このような問題は、キャリッジ以外の場所にインクカートリッジを搭載する印刷装置においても発生する問題であった。
【０００４】
この発明は、従来技術における上述の課題を解決するためになされたものであり、信号線の数を増大させることなく、印刷装置へのインクカートリッジの装着の有無を検出することのできる技術を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段およびその作用・効果】
上述の課題の少なくとも一部を解決するため、本発明は、インクカートリッジを用いて印刷を行う印刷装置であって、インクカートリッジをそれぞれ装着可能な複数のカートリッジ装着部と、前記複数のカートリッジ装着部におけるインクカートリッジの装着状態に応じて、インピーダンスが決定されるカートリッジ検出回路と、前記インピーダンスに応じて、前記複数のカートリッジ装着部におけるインクカートリッジの装着状態を決定する装着状態決定部と、を備えることを特徴とする。
【０００６】
本発明では、複数のインクカートリッジの印刷装置への装着状態に応じてインピーダンスが決定され、このインピーダンスに応じて、インクカートリッジの印刷装置への装着状態が決定されるので、インクカートリッジを検出するための信号線の数を増やすことなく、検出できるインクカートリッジの数を増大させることができる。
【０００７】
上記印刷装置において、前記カートリッジ検出回路は、前記インクカートリッジの装着状態に応じて、抵抗値が変化する回路であるのが好ましい。
【０００８】
この構成では、カートリッジ検出回路の抵抗値に応じた電気的な特性を測定することによって、簡易に複数のカートリッジ装着部の装着状態を知ることができる。
【０００９】
上記印刷装置において、前記カートリッジ検出回路は、前記複数のカートリッジ装着部に対応してそれぞれ設けられた抵抗とスイッチとの並列回路を順次直列に接続した回路を含んでおり、前記スイッチは、対応するカートリッジ装着部におけるインクカートリッジの装着の有無に応じて開閉されるようにしても良い。あるいは、前記カートリッジ検出回路は、前記複数のカートリッジ装着部に対応してそれぞれ設けられた抵抗とスイッチとの直列回路を順次並列に接続した回路を含んでおり、前記スイッチは、対応するカートリッジ装着部におけるインクカートリッジの装着の有無に応じて開閉されるようにしても良い。
【００１０】
この構成では、インクカートリッジの装着状態に応じて抵抗値が変化する回路を、抵抗とスイッチとを用いた簡易な回路で実現することができる。
【００１１】
上記印刷装置において、前記スイッチは、前記インクカートリッジが装着されると、前記インクカートリッジが有する短絡線で短絡接続される端子対を含んでいても良い。
【００１２】
この構成では、上記の回路に用いられるスイッチを、簡単な構成で実現することができる。
【００１３】
上記印刷装置において、前記スイッチは、前記インクカートリッジが装着されると、前記インクカートリッジが有する抵抗で接続される端子対を含み、前記抵抗は、前記インクカートリッジの種類毎に異なる抵抗値を有し、前記装着状態決定部は、前記インピーダンスに応じて、前記複数のカートリッジ装着部におけるインクカートリッジの装着状態と、装着されたインクカートリッジの種類とを決定するものであることが好ましい。
【００１４】
こうすれば、たとえば、顔料インクや染料インクといった種類の異なるインクを収容したインクカートリッジの種別をも認識することができる。
【００１５】
上記印刷装置において、前記装着状態決定部は、前記インピーダンスに応じて変動する、前記カートリッジ検出回路に直列に接続された抵抗の両端の電位差をＡＤ変換してデジタルデータを生成するＡＤ変換器と、前記デジタルデータを処理することにより前記装着状態を決定するＣＰＵとを備えるようにしても良い。なお、前記ＡＤ変換器および前記ＣＰＵは、１つのチップに含まれるようにするのが好ましい。
【００１６】
この構成では、ＣＰＵチップに内蔵されたＡＤ変換器を流用することにより構成を簡略化することが可能となるという利点がある。
【００１７】
なお、本発明は、種々の態様で実現することが可能であり、たとえば、印刷装置、インクカートリッジの検出方法および装置、それらの方法または装置の機能を実現するためのコンピュータプログラム、そのコンピュータプログラムを記録した記録媒体、そのコンピュータプログラムを含み搬送波内に具現化されたデータ信号、等の態様で実現することができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態を実施例に基づいて以下の順序で説明する。
Ａ．印刷装置の構成：
Ｂ．インクカートリッジ装着状態の決定：
Ｃ．変形例：
【００１９】
Ａ．印刷装置の構成：
【００２０】
図１は、カラープリンタ２０の概略構成図である。カラープリンタ２０は、紙送りモータ２２によって印刷用紙Ｐを副走査方向に搬送する副走査送り機構と、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）に往復動させる主走査送り機構と、キャリッジ３０に搭載された印刷ヘッドユニット６０（「印刷ヘッド集合体」とも呼ぶ）を駆動してインクの吐出およびドット形成を制御するヘッド駆動機構と、これらの紙送りモータ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との信号のやり取りを司る制御回路４０とを備えている。制御回路４０は、コネクタ５６を介してコンピュータ９０に接続されている。
【００２１】
印刷用紙Ｐを搬送する副走査送り機構は、紙送りモータ２２の回転をプラテン２６と用紙搬送ローラ（図示せず）とに伝達するギヤトレインを備える（図示省略）。また、キャリッジ３０を往復動させる主走査送り機構は、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。
【００２２】
図２は、制御回路４０を中心としたカラープリンタ２０の構成を示すブロック図である。制御回路４０は、ＣＰＵ４１と、プログラマブルＲＯＭ（ＰＲＯＭ）４３と、ＲＡＭ４４と、文字のドットマトリクスを記憶したキャラクタジェネレータ（ＣＧ）４５とを備えた算術論理演算回路として構成されている。この制御回路４０は、さらに、外部のモータ等とのインタフェースを専用に行なうＩ／Ｆ専用回路５０と、このＩ／Ｆ専用回路５０に接続され印刷ヘッドユニット６０を駆動してインクを吐出させるヘッド駆動回路５２と、紙送りモータ２２およびキャリッジモータ２４を駆動するモータ駆動回路５４とを備えている。Ｉ／Ｆ専用回路５０は、パラレルインタフェース回路を内蔵しており、コネクタ５６を介してコンピュータ９０から供給される印刷データＰＤを受け取ることができる。カラープリンタ２０は、この印刷データＰＤに従って印刷を実行する。なお、ＲＡＭ４４は、ラスタデータを一時的に格納するためのバッファメモリとして機能する。
【００２３】
印刷ヘッドユニット６０は、カートリッジ検出回路５５を有しており、また、インクカートリッジ１０７ｋ、１０７Ｃ、１０７Ｍ、１０７Ｙをそれぞれ搭載可能な複数のカートリッジ装着部１０９ｋ、１０９Ｃ、１０９Ｍ、１０９Ｙを有している。カートリッジ検出回路５５は、各インクカートリッジのそれぞれに対応する端子５７ｋ、５７Ｃ、５７Ｍ、５７Ｙを備えている。複数のインクカートリッジ１０７ｋ、１０７Ｃ、１０７Ｍ、１０７Ｙは、装着時において、これらの検出回路側端子５７ｋ、５７Ｃ、５７Ｍ、５７Ｙに接続されるカートリッジ側端子を有する回路１８０ｋ、１８０Ｃ、１８０Ｍ、１８０Ｙを備える。カートリッジ検出回路５５は、ヘッド駆動回路５２内の装着状態検出部５１に接続されている。
【００２４】
Ｂ．インクカートリッジ装着状態の決定：
図３は、本発明の第１実施例におけるカートリッジ検出回路５５と装着状態検出部５１の電気的な構成を示すブロック図である。カートリッジ検出回路５５は、装着される各インクカートリッジ毎に、１個の抵抗と１つの端子対とを並列に接続した単位検出回路を備える。具体的には、たとえば、シアンインクを収容するシアンのインクカートリッジ１０７Ｃに対しては、抵抗値Ｒｃを有する抵抗Ｒｃと端子対Ｔｃとからなる単位検出回路がカートリッジ検出回路５５に備えられている。これらの各インクカートリッジ毎の単位検出回路は、直列に接続されている。
【００２５】
カートリッジ検出回路５５の抵抗値は、以下に示すように、インクカートリッジの印刷ヘッドユニット６０への装着状態に応じて決定される。たとえば、図３に示す例では、シアン、イエロ、ブラックのインクカートリッジは、印刷ヘッドユニット６０に装着されているが、マゼンタのインクカートリッジは装着されていない。このため、端子対Ｔｃ、Ｔｙ、Ｔｋがそれぞれ短絡されるので、カートリッジ検出回路５５の抵抗値Ｒｓは、マゼンタ用の抵抗Ｒｍと等しくなる。
【００２６】
装着状態検出部５１は、電圧Ｖｃｃを発生させる電源５８と、ＡＤコンバータ５３（ＡＤ変換器とも呼ぶ）と、カートリッジ検出回路５５に流れる電流を電圧として計測するための抵抗Ｒａとを有している。装着状態検出部５１は、電圧Ｖｃｃをカートリッジ検出回路５５の一端に印可している。カートリッジ検出回路５５の他端は、抵抗Ｒａに直列に接続されている。抵抗Ｒａの両端には、カートリッジ検出回路５５を流れる電流に応じて電位差が発生する。この電位差は、ＡＤコンバータ５３で量子化され、ＣＰＵ４１に送られる。ＣＰＵ４１は、この量子化されたデータに基づいて、インクカートリッジの装着状態を決定する。この決定処理のためのコンピュータプログラムは、Ｐ−ＲＯＭ４３に予め格納されている。なお、この第１実施例においては、装着状態検出部５１と、ＣＰＵ４１と、Ｐ−ＲＯＭ４３とが、特許請求の範囲における装着状態決定部に相当する。
【００２７】
なお、装着状態決定部に含まれるＣＰＵ４１とＡＤコンバータ５３は、１つのチップに含まれるような構成としても良い。ＣＰＵチップにはＡＤコンバータが内蔵されることも多いので、このような場合には、ＣＰＵチップに内蔵されたＡＤコンバータを流用することにより構成を簡略化することが可能となるという利点がある。
【００２８】
図４は、インクカートリッジの装着状態と抵抗Ｒａの両端に発生する電位差を示す図である。なお、図に示すように、抵抗Ｒａの抵抗値は１０オームであり、カートリッジ検出回路５５に印可する電圧Ｖｃｃは５Ｖとしている。図３から分かるように、抵抗Ｒａの両端から取り出される電位差Ｖａは、Ｒａ×Ｖｃｃ／（Ｒａ＋Ｒｓ）として求めることができる。
【００２９】
具体的には、たとえば、カートリッジ検出回路５５の合成抵抗Ｒｓは、インクカートリッジが一つも装着されていない状態では、抵抗Ｒｃ、Ｒｍ、Ｒｙ、Ｒｋの抵抗値の合計（Ｒｃ＋Ｒｍ＋Ｒｙ＋Ｒｋ）となる。この結果、電位差Ｖａは、Ｒａ×Ｖｃｃ／（Ｒａ＋Ｒｃ＋Ｒｍ＋Ｒｙ＋Ｒｋ）となる。一方、シアンのインクカートリッジが装着されると、カートリッジ検出回路５５の合成抵抗Ｒｓは、Ｒｍ＋Ｒｙ＋Ｒｋとなるので、電位差Ｖａは、Ｒａ×Ｖｃｃ／（Ｒａ＋Ｒｍ＋Ｒｙ＋Ｒｋ）となる。
【００３０】
このように、各インクカートリッジの装着状態に応じて、カートリッジ検出回路５５のインピーダンス（ここでは合成抵抗Ｒｓ）が決定される。このインピーダンスの変化に応じて、カートリッジ検出回路５５と抵抗Ｒａとに流れる電流が決定される。この電流の変化に応じて、抵抗Ｒａの両端に生ずる電位差が決定される。そして、この電位差の変化に応じて、ＡＤコンバータ５３が量子化して生成する電位差データが決定される。
【００３１】
ＣＰＵ４１は、ＡＤコンバータ５３が生成した電位差データに基づいて、インクカートリッジの印刷装置への装着状態を決定する。この決定は、ＣＰＵ４１が、予めＰ−ＲＯＭ４３に格納された電位差データとインクカートリッジの装着状態との間の関係に関する情報を含むプログラム読み出して、これを実行することにより行う。この情報は、たとえば、電位差データが２．３Ｖ〜２．７Ｖのときは、シアンカートリッジが装着されておらず、他のインクカートリッジが装着されていることを示すような情報を含んでいる。
【００３２】
なお、図３に示したカートリッジ検出回路５５は、５個以上のインクカートリッジを搭載する場合にも容易に拡張することができる。また、インクカートリッジの搭載可能な数を増加させたときにも、インクカートリッジ検出のための信号線は２本で済む。このように、本実施例では、インクカートリッジの検出のための信号線を増やすことなく、装着状態を認識できるカートリッジの数を増やすことができるという利点がある。
【００３３】
なお、インピーダンスを変える方法は、上述のようなジャンパー線（短絡線ともいう）を用いるような方法に限られず、たとえば、インクカートリッジが印刷ヘッドユニット６０上のスイッチをＯＮ／ＯＦＦするような方法でも良い。
【００３４】
また、カートリッジ検出回路５５は、異なるインクカートリッジの装着状態に対する合成抵抗値Ｒｓが同一とならないように構成されているのが好ましい。たとえば、図３と図４に示す回路において、抵抗Ｒｙの抵抗値が３０オームであるとすると、イエロカートリッジのみが装着されていない場合と、シアンカートリッジとマゼンタカートリッジのみが装着されていない場合と、でカートリッジ検出回路５５の抵抗値が一致してしまう。この場合、装着状態検出部５１は、上記のいずれの状態であるかを特定できない。したがって、このような状態を回避できるようにするのが好ましいからである。
【００３５】
図５は、本発明の第２実施例におけるカートリッジ検出回路５５ａを示す図である。図５（ａ）に示すカートリッジ検出回路５５ａでは、抵抗Ｒｃ、Ｒｍ、Ｒｙ、Ｒｋと端子対Ｔｃ、Ｔｍ、Ｔｙ、Ｔｋとがそれぞれ直列に接続されて４つの単位検出回路を構成しており、このような抵抗と端子対とからなる４つの単位検出回路が並列に接続されている。図５（ｂ）は、図５（ａ）に示すカートリッジ検出回路５５ａを使用した場合におけるインクカートリッジの装着状態と抵抗Ｒａ（図３）の両端に発生する電位差の関係を示す図である。
【００３６】
このように、抵抗と端子対とからなる単位検出回路が並列に接続されていても、インクカートリッジの装着状態に応じて、カートリッジ検出回路５５の抵抗値が変化する。この結果、この電圧Ｖａに応じて、インクカートリッジの装着状態を決定することができることが分かる。
【００３７】
図６は、本発明の他の実施例におけるカートリッジ検出回路５５ｂ、５５ｃを示す図である。図６（ａ）のカートリッジ検出回路５５ｂでは、本発明の第２実施例の回路の抵抗の変わりにコイルを用いて回路を構成している。図６（ｂ）のカートリッジ検出回路５５ｃでは、本発明の第２実施例の回路の抵抗の変わりにコンデンサを用いて回路を構成している。これらの場合、装着状態検出部５１は、カートリッジ検出回路５５ｂ、５５ｃに交流電圧を印可し、この電圧に対するインピーダンスの変化に応じて、インクカートリッジの装着状態を決定することになる。
【００３８】
以上の説明から理解できるように、カートリッジ検出回路は、インクカートリッジの装着状態に応じてインピーダンスを変化させるように構成されているものであれば良い。また、カートリッジ検出回路は、異なる装着状態ではインピーダンスも常に異なるように構成されているのが好ましい。
【００３９】
Ｃ．変形例：
なお、この発明は上記の実施例や実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様において実施することが可能であり、例えば次のような変形も可能である。
【００４０】
Ｃ−１．上記各実施例では、１種類のインク毎にインクカートリッジが独立して構成されていたが、本発明は、複数種類のインクタンクを１つのインクカートリッジにまとめたものを搭載可能な印刷装置にも適用可能である。すなわち、一般に、本発明は複数個のインクカートリッジを搭載可能な印刷装置に適用することができる。
【００４１】
Ｃ−２．上記各実施例においては、インクカートリッジが有する短絡線が検出回路側端子５７ｋ、５７Ｃ、５７Ｍ、５７Ｙを短絡接続することにより、カートリッジ検出回路のインピーダンスを変化させているが、短絡線の代わりにカートリッジの種類毎に異なる抵抗を用いてカートリッジ検出回路のインピーダンスを変化させても良い。
【００４２】
こうすれば、インクカートリッジの装着の有無だけでなく、インクカートリッジの種類にも応じて、カートリッジ検出回路のインピーダンスが変化するので、たとえば、顔料インクを収容するインクカートリッジと染料インクを収容するインクカートリッジとを識別できるようにすることもできる。
【００４３】
Ｃ−３．インクカートリッジは、印刷装置に装着されていれば良く、印刷ヘッドユニット６０でなく印刷装置の他の部位に装着されていても良い。このような場合には、その部位にカートリッジ検出回路が配置される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の印刷装置のプリンタ２０の概略構成図。
【図２】制御回路の内部構成を示すブロック図。
【図３】本発明の第１実施例におけるカートリッジ検出回路５５と装着状態検出部５１の電気的な構成を示すブロック図。
【図４】インクカートリッジの装着状態と抵抗Ｒａの両端に発生する電位差を示す図。
【図５】本発明の第２実施例におけるカートリッジ検出回路５５ａを示す図。
【図６】本発明の他の実施例におけるカートリッジ検出回路５５ｂ、５５ｃを示す図。
【符号の説明】
２０…カラープリンタ
２２…紙送りモータ
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
４１…ＣＰＵ
４３…ＲＯＭ
４４…ＲＡＭ
５０…Ｉ／Ｆ専用回路
５１…装着状態検出部
５２…ヘッド駆動回路
５３…ＡＤコンバータ
５４…モータ駆動回路
５５、５５ａ、５５ｂ、５５ｃ…カートリッジ検出回路
５６…コネクタ
５７ｋ、５７Ｃ、５７Ｍ、５７Ｙ…検出回路側端子
５８…電源
６０…印刷ヘッドユニット
９０…コンピュータ
１０７ｋ、１０７Ｃ、１０７Ｍ、１０７Ｙ…インクカートリッジ
１０９ｋ、１０９Ｃ、１０９Ｍ、１０９Ｙ…カートリッジ装着部
１８０ｋ、１８０Ｃ、１８０Ｍ、１８０Ｙ…回路

Claims

相互に短絡された第１の端子対を有するインクカートリッジを用いて印刷を行う印刷装置であって、
前記インクカートリッジをそれぞれ装着可能な複数のカートリッジ装着部と、
前記複数のカートリッジ装着部におけるインクカートリッジの装着状態に応じて、インダクタンスまたはキャパシタンスの一方が変化するカートリッジ検出回路と、
前記インダクタンスまたはキャパシタンスの一方の変化に応じて、前記複数のカートリッジ装着部におけるインクカートリッジの装着状態を決定する装着状態決定部と、
を備え、
前記カートリッジ検出回路は、
前記複数のカートリッジ装着部に対応してそれぞれ設けられたインダクタンスまたはキャパシタンスの一方を有する素子と、
前記インクカートリッジの前記カートリッジ装着部への装着によって前記第１の端子対のそれぞれと接触する第２の端子対を有し、前記第２の端子対を短絡することによって前記素子を前記カートリッジ検出回路に接続するスイッチと、
を有する印刷装置。
請求項１記載の印刷装置であって、
前記カートリッジ検出回路は、前記複数のカートリッジ装着部のうち両端部に対応する前記素子のキャパシタンスが、前記複数のカートリッジ装着部のうち両端部以外に配置された少なくとも一つのカートリッジ装着部のいずれに対応する前記素子のキャパシタンスよりも大きくなるように構成されているとともに、前記素子と前記スイッチとを含む回路が順次並列に接続されている印刷装置。
相互に短絡された第１の端子対を有するインクカートリッジをそれぞれ装着可能な複数のカートリッジ装着部と、前記複数のカートリッジ装着部における前記インクカートリッジの装着状態に応じて、インダクタンスまたはキャパシタンスの一方が変化するカートリッジ検出回路とを備える印刷装置におけるインクカートリッジの装着状態を検出する方法であって、
前記カートリッジ検出回路のインダクタンスまたはキャパシタンスの一方の変化に応じて定まる所定の電気的特性を測定する工程と、
前記インピーダンスに応じて、前記複数のカートリッジ装着部におけるインクカートリッジの装着状態を決定する工程と、
を備え、
前記カートリッジ検出回路は、
前記複数のカートリッジ装着部に対応してそれぞれ設けられたインダクタンスまたはキャパシタンスの一方を有する素子と、
前記インクカートリッジの前記カートリッジ装着部への装着によって前記第１の端子対のそれぞれと接触する第２の端子対を有し、前記第２の端子対を短絡することによって前記素子を前記カートリッジ検出回路に接続するスイッチと、
を有するカートリッジの検出方法。