JPH10119302A - インク残量検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 インク残量データをロジックデータとして直
接インクジェットプリンタの制御回路に出力することが
可能である、もってインク残量データをアナログ信号か
らデジタル信号へ変換するＡ／Ｄ変換器を必要とするこ
となく簡単な構成によりコストの低いインク残量検出装
置を提供する。 【解決手段】 インク残量に応じて抵抗値が変化する抵
抗体を有する遅延回路を利用し、インクの残量を電圧の
レベル変化などではなく、信号の遅延時間と言う形で出
力する。よって、Ａ／Ｄ変換器等を用いることなく、そ
のまま検出信号を取り込んでデジタル処理が可能とな
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、インクタンク内の
インク残量を検出するインク残量検出装置に関し、特
に、インク残量を電気的に検出するインク残量検出装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、インクジェットプリンタなどのよ
うな印字装置では、インクタンク内にインクを保持し、
そのインクタンクから供給されるインクを印字ヘッドが
被印字媒体に噴射等を行うことによって印字記録を行
う。インクタンク内のインクがなくなると印字ができな
くなるので、タンク内のインクがなくなる前に新しいイ
ンクタンクと取り替えるなどしてインクを補充する必要
がある。そのため、インクタンク内のインクがどの程度
有るかを検出する装置が不可欠であった。

【０００３】そこで、従来から、インクジェットプリン
タの本体に固定されるインクタンク内には、インクの残
量を随時検出するインク残量検出装置が設けられてい
る。このようなインクの残量検出には、例えば、インク
液面の変化に従って移動する磁石内蔵の浮きをリードス
イッチで検出する手法や、光センサによってインク液面
を確認するなどの手法が取られてきた。しかし、このよ
うなインク残量検出装置では、複雑な構成部品が必要で
あったり、装置自体が故障し易いといった問題や、容器
壁面に付着するインクによって光が思うように透過せず
に正確な検出ができない等といった不都合があった。

【０００４】そこで、このような問題・不都合を解消す
るものとして、インクタンク内に高低差をつけて配置さ
れた２つの電極からなる検出回路を用いたインク残量検
出装置が提案されている。これは、２つの電極間の抵抗
値を検出し、それに基づいてインク残量を推定するもの
である。インクは一般に、電気に対し、良導体でも絶縁
体でもなく、ある一定の抵抗値を持った導体となる。従
って、２つの電極間に介在するインクの量によって電極
間の電気抵抗値が変化する。よって、前記検出回路に信
号を与え、前記電極間の抵抗変化を測定することによ
り、インクの液量を検出することが可能となる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところが、従来におけ
る、上記のインクタンク内に電極を設けたタイプのイン
ク残量検出装置は、信頼性の高い検出が可能であるとい
う利点を有するものの、抵抗変化を判断する制御部が複
雑になると言う問題があった。

【０００６】なぜなら、前記従来のインク残量検出装置
の検出回路より出力される検出信号は、前記電極間の抵
抗値変化を電圧値変化として出力させたアナログ信号で
あり、印字装置の制御装置はその信号を直接処理するこ
とができなかった。よって、制御回路に、アナログ信号
をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器等を付加する必
要があり、また、これに付随してインターフェース等も
複雑な構成を取らざるを得なかった。結果、インク残量
検出装置は全体として複雑で大きなものとなり、コスト
アップを招来するという問題があった。

【０００７】本発明は、上記従来の問題点を解消するた
めになされたものであり、検出回路より出力されるイン
クの残量に関する信号をデジタル処理可能なロジック信
号とすることにより直接印字装置の制御装置に出力する
ことを可能とし、もって、インク残量データをアナログ
信号からデジタル信号への変換を行うＡ／Ｄ変換器を必
要とすることがない、簡単で小型な構成をとるインク残
量検出装置を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
請求項１に係わるインク残量検出装置は、印字装置に付
設され、印字ヘッドに対してインクを供給するインクタ
ンク内のインクの残量を検出するものであって、前記イ
ンクタンク内に配設され、インクタンク内に存在するイ
ンク残量に応じて変化する抵抗値を有する抵抗体より構
成された遅延回路を有する信号遅延手段と、前記信号遅
延手段に対して検出動作を行うための信号を与えると共
に、前記入力信号に対応して該信号遅延手段より出力さ
れる信号を受け、その出力信号の遅延時間に基づいてイ
ンクの残量を判断する検出手段とを備えている。

【０００９】請求項１のインク残量検出装置では、イン
ク残量に応じて抵抗値が変化する抵抗体を有する遅延回
路を利用し、インク残量を電圧のレベル変化でなく、信
号の遅延時間と言う形で出力する。よって、検出手段
は、Ａ／Ｄ変換器等を用いることなく、そのまま検出信
号を取り込むことができ、直接デジタル処理が可能とな
る。これより、インク残量検出装置の構成が非常に簡略
化され、そのコスト、小型化の面で大きなメリットを実
現すること可能となる。

【００１０】また、請求項２に係わるインク残量検出装
置は、請求項１のインク残量検出装置において、前記信
号遅延手段は、前記インクタンク内に配設され、インク
タンク内に存在するインクとの協働により前記抵抗体を
構成する一対の電極と、コンデンサ及びロジックＩＣか
らなる。

【００１１】請求項２のインク残量検出装置において
は、その回路構成をコンパクトにすることが可能であ
り、インクジェットプリンタの制御回路を特に変更する
ことなく実施することが可能となる。また、前記構成に
おいては、高性能な素子や回路機構を使用していないの
で、インクジェットプリンタの制御装置内に組み込むこ
とも可能である。

【００１２】また、請求項３に係わるインク残量検出装
置は、請求項１のインク残量検出装置において、前記検
出手段は、前記入力信号を与えてから前記信号遅延手段
より信号が出力されるまでの時間をカウントするカウン
ト手段と、前記カウント手段によりカウントされた時間
が所定値以上であるか否かを判断するとともに、前記時
間が所定値以上である場合にはインクタンク内のインク
がなくなったと判断する判断手段とを備えている。

【００１３】請求項３のインク残量検出装置において
は、インク残量を判断する検出手段の構成を非常にコン
パクトにすることが可能であり、インクジェットプリン
タの制御回路を特に変更することなく実施することが可
能となる。また、前記構成においては、高性能な素子や
回路機構を使用としないので、容易に実施が可能であ
る。

【００１４】請求項４のインク残量検出装置では、請求
項１乃至請求項３のいずれかのインク残量検出装置にお
いて、前記検出手段は、前記信号遅延手段に対して検出
動作を行うための信号を与えると共に、該信号遅延手段
より出力される信号の有無を検知し、出力信号の有無に
基づいて前記インクタンクの装着・未装着をも検出す
る。これにより、インクタンクの装着・未装着を検出す
る特別な回路・装置を設ける必要がなく、回路構成、装
置構成をコンパクトにすることが可能である。

【００１５】更に、前記目的を達成するため請求項５に
係わるインク残量検出装置は、印字装置に付設され、印
字ヘッドに対してインクを供給するインクタンク内のイ
ンクの残量を検出するものであって、前記インクタンク
内に配設され、インクタンク内に存在するインク残量に
応じて変化する静電容量を有するコンデンサより構成さ
れた遅延回路を有する信号遅延手段と、前記信号遅延手
段に対して検出動作を行うための信号を与えると共に、
前記入力信号に対応して該信号遅延手段より出力される
信号を受け、その出力信号の遅延時間に基づいてインク
の残量を判断する検出手段とを備えている。

【００１６】請求項５のインク残量検出装置では、イン
ク残量に応じて静電容量が変化するコンデンサを有する
遅延回路を利用し、インク残量を電圧のレベル変化でな
く、信号の遅延時間と言う形で出力する。よって、検出
手段は、Ａ／Ｄ変換器等を用いることなく、そのまま検
出信号を取り込むことができ、直接デジタル処理が可能
となる。これより、インク残量検出装置の構成が非常に
簡略化され、そのコスト、小型化の面で大きなメリット
を実現すること可能となる。

【００１７】また、請求項６に係わるインク残量検出装
置は、請求項５のインク残量検出装置において、前記信
号遅延手段は、前記インクタンク内に配設され、インク
タンク内に存在するインクとの協働により前記コンデン
サを構成する一対の電極と、抵抗体及びロジックＩＣか
らなる。

【００１８】請求項６のインク残量検出装置において
は、その回路構成をコンパクトにすることが可能であ
り、インクジェットプリンタの制御回路を特に変更する
ことなく実施することが可能となる。また、前記構成に
おいては、高性能な素子や回路機構を使用していないの
で、インクジェットプリンタの制御装置内に組み込むこ
とも可能である。

【００１９】また、請求項７に係わるインク残量検出装
置は、請求項５のインク残量検出装置において、前記検
出手段は、前記入力信号を与えてから前記信号遅延手段
より信号が出力されるまでの時間をカウントするカウン
ト手段と、前記カウント手段によりカウントされた時間
が所定値以下であるか否かを判断するとともに、前記時
間が所定値以下である場合にはインクタンク内のインク
がなくなったと判断する判断手段とを備えている。

【００２０】請求項７のインク残量検出装置において
は、インク残量を判断する検出手段の構成を非常にコン
パクトにすることが可能であり、インクジェットプリン
タの制御回路を特に変更することなく実施することが可
能となる。また、前記構成においては、高性能な素子や
回路機構を使用としないので、容易に実施が可能であ
る。

【００２１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の一形態に係
わるインク残量検出装置について図面を参照して説明す
る。図１は本発明に係わるインク残量検出装置を備えた
インクジェットプリンタの内部構成を示した概略斜視図
である。インクジェットプリンタ１は、左右方向に伸び
る回転軸２によってフレーム３に回転可能に支持される
円筒形状のプラテンローラ４を有する。プラテンローラ
４は、給紙カセット又は手差し給紙部から供給された記
録媒体としての印字用紙Ｐを記録ヘッド５に対面させな
がら搬送するものであり、紙送り装置の一部を構成して
いる。この記録ヘッド５は、ヘッドユニット６、及び記
録ヘッド５に４色（シアン、イエロー、マゼンタ、ブラ
ック）のインクを供給するインクカートリッジ７ａ乃至
７ｄと共に、キャリッジ８に着脱自在に搭載される。

【００２２】また、キャリッジ８は前部をプラテンロー
ラ４の軸線と平行に設けられたキャリッジ軸８ａに支持
され、これによって、キャリッジ８に搭載された記録ヘ
ッド５は、プラテンローラ４に支持された印字用紙Ｐを
横切る方向にスライド移動しながら記録動作を行う。キ
ャリッジ８を駆動するキャリッジモータ１０は、ベルト
１１及びプーリ１２、１３によって、キャリッジ８を駆
動するものである。

【００２３】また、プラテンローラ４の、図１における
左側、即ち、印字用紙Ｐに対する記録範囲の外には、記
録ヘッド５の不吐出又は吐出不良を回復するバージ装置
１５が配置されている。パージ装置１５には、吸引キャ
ップ１６が設けられ、この吸引キャップ１６は、記録ヘ
ッド５のノズルを覆い、ポンプが発生させる負圧によ
り、記録ヘッド５内部の不良インクを吸引して記録ヘッ
ド５を回復させるものである。パージ装置１５は、ライ
ンフィード（ＬＦ）モータ４３（図３）を駆動源とし、
プラテンローラ４と駆動源を共有するものである。ライ
ンフィードモータの駆動力は、キャリッジ８が回復領域
に進入した時に、ポンプカムギア１７を介してパージ装
置１５へ伝達されるように構成されている。

【００２４】図２は本発明の一実施形態による記録ヘッ
ド５を備えたヘッドユニット６の一部破断の後方斜視図
である。ヘッドユニット６における記録ヘッド５は、４
色のインクを独立して噴射し得るノズルを各々持つヘッ
ドチップ（不図示）が横一列に並んで設けられている。
各ヘッドチップは、インク噴射のエネルギーを発生させ
る圧電セラミック素子を持つ基板を備え、該素子への通
電制御により基板が変形することにより、インク流路で
あるチャンネルの容積が変化して、インクカートリッジ
７ａ〜７ｄから供給される各色のインクを各ノズルより
噴射する。

【００２５】ヘッドユニット６は、その挿体としてホル
ダ２１とキャップ２２とを含み、ホルダ２１の全面に
は、記録ヘッド５の主体である複数個のヘッドチップが
配置され、全面壁を貫通してヘッドチップのインク導入
部２３が設けられている。このインク導入部２３のイン
ク供給流路解放端には、異物等を除去するためのフィル
タ２４が取り付けられている。ホルダ２１には、リブ２
５により仕切られた各スペースに４色のインクカートリ
ッジ７ａ〜７ｄがセットされと、そのインク供給口がイ
ンク導入部２３と接合され、ヘッドチップへインクが供
給される。

【００２６】次に、プリンタ１の制御系の構成について
図３を参照して説明する。図３はプリンタ１の制御系を
示すブロック図である。プリンタ１には、プリンタ１各
部を制御するＣＰＵ３１（検出手段）と、ホストコンピ
ュータ３２からの印字データをインターフェース３３を
介して受信し、印字データの展開の制御を行うゲートア
レイ３４（以下Ｇ／Ａ回路という）とを備えている。こ
のＣＰＵ３１とＧ／Ａ回路３４との間には、作業プログ
ラム等が記録されているＲＯＭ３５、及びＧ／Ａ回路３
４がホストコンピュータ３２から受信した上記印字デー
タを一時的に記憶するためのＲＡＭ３６とを備え、これ
らとの間で必要なデータの受信を行っている。

【００２７】また、ＣＰＵ３１には、印字用紙の有無を
検出するペーパセンサ３７、印字ヘッド５がホームポジ
ション位置にあることを検出する原点センサ３８、イン
クカートリッジ７内のインク残量を検出するための残量
検出回路５０が接続されている。尚、上記残量検出回路
５０が本発明の信号遅延手段に相当する。ＣＰＵ３１
は、この残量検出回路５０に基づいてインクカートリッ
ジ７内のインク残量を検出する検出手段として機能す
る。上記残量検出回路５０については後に詳細に説明す
る。

【００２８】ＣＰＵ３１には、キャリッジモータ１０を
駆動するための第１のモータドライバ４１、ラインフィ
ードモータ４３を駆動するための第２のモータドライバ
４２、各種の信号をＣＰＵ３１に与える操作パネル４３
などが接続されている。また、Ｇ／Ａ回路３４にはホス
トコンピュータ３２から受信した印字データをイメージ
データとして一時的に記憶すイメージメモリ４５が接続
されている。印字ヘッドドライバ４６は、Ｇ／Ａ回路３
４から出力された印字データ４６ａ、転送クロック４６
ｂ、及び印字ロック４６ｃに基づいて動作し、印字ヘッ
ド５を駆動する．Ｇ／Ａ回路３４にはキャリッジ８の移
動速度を計測し印字タイミングを決定するエンコーダセ
ンサも接続されている。

【００２９】次に、上記残量検出回路５０の構成及び動
作に付いて、図４、図５、及び図６を参照して説明す
る。図４は残量検出回路５０の回路構成を示す回路図、
図５、図６は上記残量検出回路５０の入出力のタイムチ
ャート図であり、図中、αは、検出手段であるＣＰＵ３
１から出力される測定信号、βは、インクカートリッジ
内に存在するインク残量に応じて変化する抵抗値を有す
る抵抗体の抵抗値（Ｒ）とコンデンサ５２の静電容量
（Ｃ）よって定まる積分信号、γは、検出手段であるＣ
ＰＵ３１へ入力される検出信号である。

【００３０】前記残量検出回路５０は、インクカートリ
ッジ７の電気抵抗を等価的に示した抵抗体の抵抗値
（Ｒ）と、コンデンサ５２の静電容量（Ｃ）より構成さ
れるＣＲ遅延回路、及びロジックＩＣ５１により構成さ
れている。インクカートリッジ７内には第１電極６０、
第２電極６１が組み込まれており、インク残量により前
記第１電極、第２電極からなる一対の電極間の電気抵抗
が変化する。この電気抵抗の変化に応じて残量検出回路
５０は、入力信号αに対して遅延する検出信号γを出力
する。尚、ロジックＩＣ５１は、ヒステリシス機能を備
えている。かかるロジックＩＣの作用については公知で
あるので、ここではその詳細な説明を省略する。

【００３１】次に、前記のように構成された残量検出回
路５０の作用について図５、図６に基づき説明する。該
残量検出回路５０において、方形波である測定信号αが
入力されると、その立ち上がりエッジにおいて（ｔａ
１）、積分信号βは、一対の電極間からなる抵抗体の抵
抗値（Ｒ）と、コンデンサ５２の静電容量（Ｃ）とによ
って定まる波形を有する。例えば、インクカートリッジ
７内にインクが十分に残っており、抵抗体の抵抗値が小
さい場合には、積分信号βの波形形状は、ややなまった
波形（図５：波形β参照）を有するとともに、かかる波
形の電圧が、ロジックＩＣ５１の立ち上がり信号入力時
のスレッシュ電圧であるＶｐに達すると（点ａ）ロジッ
クＩＣ５１の出力である検出信号γが「Ｈ」から「Ｌ」
に反転する（ｔａ２）。前記測定信号αの立ち上がりエ
ッジ（ｔａ１）から検出信号γが「Ｈ」から「Ｌ」に反
転する（ｔａ２）までの時間が遅延時間Ｔａである。一
方、測定信号αの立ち下がりエッジにおいても（ｔａ
３）、積分信号βの波形形状は、測定信号αの立ち上が
りエッジ（ｔａ１）と同様の波形を有し、その電圧が、
ロジックＩＣ５１の立ち下がり信号入力時のスレッシュ
電圧であるＶｎに達すると（点ａ'）ロジックＩＣ５１
の出力である検出信号γが「Ｌ」から「Ｈ」に反転する
（ｔａ４）。

【００３２】これに対して、インクカートリッジ７内に
残存するインクが減少して、抵抗体の抵抗値が大きくな
った場合、ロジックＩＣ５１に入力される信号の波形
は、そのなまりが増加される（図６：波形β参照）こと
により、かかる波形の電圧が、ロジックＩＣ５１の立ち
上がり信号入力時のスレッシュ電圧であるＶｐに達する
（点ｂ）時刻は遅くなっており、ロジックＩＣ５１の出
力である検出信号γが「Ｈ」から「Ｌ」に反転する時刻
（ｔｂ２）が遅くなる。即ち、この測定信号αの立ち上
がりエッジ（ｔｂ１）から検出信号γが「Ｈ」から
「Ｌ」に反転する（ｔｂ２）時間である遅延時間Ｔｂが
長くなっている。

【００３３】このように、ロジックＩＣ５１の「Ｈ」か
ら「Ｌ」に反転する時刻は、抵抗体の抵抗値（Ｒ）の変
化、即ち、インク残量に応じて、その抵抗体の抵抗値
（Ｒ）とコンデンサ５２の静電容量（Ｃ）とに基づき、
遅延時間を変化させるものである。このとき、遅延時間
Ｔは、Ｔ＝ＣＲによって決定される。したがって、その
検出信号γをロジック信号とすることが可能なことか
ら、従来のインク残量検出装置に必要とされたＡ／Ｄ変
換器を不要とすることができ、また、インターフェース
の構成を簡素化できる。

【００３４】続いて、前記インク残量検出の検出信号γ
に基づいて、ＣＰＵ３１が行うインクの有無の判断につ
いて、図７に基づき説明する。図７はインク残量検出プ
ログラムの流れを示すフローチャートである。ＣＰＵ３
１は、最初にパルス遅延時間計測カウンタをクリアする
（Ｓ１）。次に、パルス状の信号である測定信号αを発
生し（Ｓ２）（図５：波形α、図６：波形α参照）、パ
ルス遅延時間計測カウンタを増加しつつ（Ｓ３）、検出
信号γの下がりエッジを待つ（Ｓ４：ＮＯ）。ここで、
前記検出信号γの下がりエッジが検出されると（Ｓ４：
ＹＥＳ）、現在のパルス遅延時間計測カウンタの値と、
あらかじめＲＯＭ３５に設定された規定値と比較判断さ
れる（Ｓ５）。ここでは、例えば、規定値は２０に設定
されている。Ｓ３でカウントされたカウント数が規定値
以上でない場合（Ｓ５：ＮＯ）には、そのままプログラ
ムは終了される。また、カウント数が規定値以上である
場合（Ｓ５：ＹＥＳ）には、Ｓ６にてスイッチパネル４
３上に「インクカートリッジ７内のインクが無くなっ
た」旨に指示等のインク無し処理を行う。

【００３５】前記した各処理の内容について、具体的に
図５、図６を参照して説明する。まず、ＣＰＵ３１によ
るインク有りの場合の動作について説明する。図５にお
いて、測定信号αが入力され（ｔａ１）、検出信号γが
変化するとき（ｔａ２）までの時間はＴａであるが、こ
のとき、Ｔａが１２マイクロ秒であり、ステップＳ３，
Ｓ４の処理に係わる時間が１マイクロ秒であった場合、
パルス遅延時間計測カウンタの値は１２となる。よっ
て、パルス遅延時間計測カウンタの値が規定値（２０）
よりも小さいのでＳ５における判断はＮＯとなり、イン
クカートリッジ７内におけるインク残量は十分であるこ
ととなる。

【００３６】これに対して、ＣＰＵ３１によるインク無
しの場合の動作について、つまり図６においては、測定
信号αが入力され（ｔｂ１）、検出信号γが変化すると
き（ｔｂ２）までの時間はＴｂであるが、このとき、Ｔ
ｂが４８マイクロ秒であり、上記と同様ステップＳ３，
Ｓ４の処理に係わる時間が１マイクロ秒であった場合、
パルス遅延時間計測カウンタの値は４８となる。よって
パルス遅延時間計測カウンタの値が規定値（２０）以上
であり、かかる場合には、Ｓ５における判断はＹＥＳと
なり、インクカートリッジ７内におけるインク残量が減
少してインクカートリッジ７を新たなインクカートリッ
ジ７に交換すべき時期にある。従って、スイッチパネル
４３上に「インクカートリッジ７内のインクがなくなっ
た」旨の指示を行って使用者に報知されるものである。

【００３７】以上詳細に説明した第１の実施の形態に係
わるインク残量検出装置では、インク残量に応じて抵抗
値が変化する抵抗体の抵抗値（Ｒ）とコンデンサの静電
容量（Ｃ）とを有するＣＲ遅延回路を利用し、ロジック
ＩＣ５１を介してインク残量に応じて異なる、遅延時間
の検出信号γが得られ、また、ロジックＩＣ５１からの
検出信号γに基づき、測定信号αとの遅延時間をタイマ
ー計測することにより、インク残量が検出されるので、
Ａ／Ｄ変換器等を用いることなく、そのままロジック信
号を取り込んでデジタル処理が可能となる。これによ
り、インク残量検出装置の構成が非常に簡略化され、そ
のコスト、小型化の面で大きなメリットを実現すること
が可能となる。

【００３８】更に、残量検出回路５０における前記信号
遅延手段は、インクカートリッジ７内に配設された一対
の電極６０、６１、コンデンサ５２、及びロジックＩＣ
５１にて構成されており、この回路構成はコンパクトに
することが可能であり、インクジェットプリンタの制御
回路を特に変更することなく実施することが可能とな
る。また、高性能な素子や回路構成を使用しないでイン
クジェットプリンタの制御回路内に組み込むことも可能
である。

【００３９】続いて、第２実施の形態に係わるインク残
量検出装置について図８、図９、図１０、及び図１１に
基づき説明する。図８は、残量検出回路５０の回路構成
を示す回路図、図９、図１０は上記残量検出回路５０の
入出力のタイムチャート図であり、図中の信号、測定信
号α、積分信号β、検出信号γは、第１実施形態と同様
である。ここに、第２の実施の形態に係わるインク残量
検出装置は、基本的に、前記第１実施形態のインク残量
検出装置と同様の構成を有しており、インクカートリッ
ジ内にはインク残量に応じて静電容量が変化するコンデ
ンサを構成する一対の電極が配設されるとともに、所定
抵抗値を有する抵抗体が設けられ、ロジックＩＣとによ
り、ＣＲ遅延回路を構成する点で、第１実施形態とは異
なり、残余の構成については同様の構成を有する。従っ
て、以下の説明においては、第１実施形態におけると同
一の要素等については同一の番号を付して説明する。

【００４０】前記残量検出回路５０は、インクカートリ
ッジ７の静電容量を等価的に示したコンデンサの静電容
量（Ｃ）と、抵抗体５３の抵抗値（Ｒ）より構成される
ＣＲ遅延回路、及びロジックＩＣ５１により構成されて
いる。インクカートリッジ７内には第１電極６２、第２
電極６３が組み込まれており、インク残量により前記第
１電極、第２電極からなる一対の電極間の静電容量が変
化する。この静電容量の変化に応じて残量検出回路５０
は、入力信号αに対して遅延する検出信号γを出力す
る。

【００４１】次に、前記のように構成された残量検出回
路５０の作用について図９、図１０に基づき説明する。
該残量検出回路５０は、方形波である測定信号αが入力
されると、その立ち上がりエッジにおいて（ｔｃ１）、
積分信号βは、抵抗体５３の抵抗値（Ｒ）と、一対の電
極間からなるコンデンサの静電容量（Ｃ）とによって定
まる波形を有する。例えば、インクカートリッジ７内に
インクが十分に残っており、コンデンサの静電容量が大
きい場合には、積分信号βの波形形状は、なまった波形
（図９：波形β参照）を有するとともに、かかる波形の
電圧が、ロジックＩＣ５１の立ち上がり信号入力時のス
レッシュ電圧であるＶｐに達すると（点ｃ）ロジックＩ
Ｃ５１の出力である検出信号γが「Ｈ」から「Ｌ」に反
転する（ｔｃ２）。前記測定信号αの立ち上がりエッジ
（ｔｃ１）から検出信号γが「Ｈ」から「Ｌ」に反転す
る（ｔｃ２）までの時間が遅延時間Ｔｃである。一方、
測定信号αの立ち下がりエッジにおいても（ｔｃ３）、
積分信号βの波形形状は、測定信号αの立ち上がりエッ
ジ（ｔｃ１）と同様の波形を有し、その電圧が、ロジッ
クＩＣ５１の立ち下がり信号入力時のスレッシュ電圧で
あるＶｎに達すると（点ｃ'）ロジックＩＣ５１の出力
である検出信号γが「Ｌ」から「Ｈ」に反転する（ｔｃ
４）。

【００４２】これに対して、インクカートリッジ７内に
残存するインクが減少して、コンデンサの静電容量が小
さくなった場合、ロジックＩＣ５１に入力される信号の
波形は、そのなまりが低減される（図１０：波形β参
照）ことにより、かかる波形の電圧が、ロジックＩＣ５
１の立ち上がり信号入力時のスレッシュ電圧であるＶｐ
に達する（点ｄ）時刻は早くなっており、ロジックＩＣ
５１の出力である検出信号γが「Ｈ」から「Ｌ」に反転
する時刻（ｔｄ２）が早くなる。即ち、この測定信号α
の立ち上がりエッジ（ｔｄ１）から検出信号γが「Ｈ」
から「Ｌ」に反転する（ｔｄ２）時間である遅延時間Ｔ
ｄが短くなっている。

【００４３】このように、ロジックＩＣ５１の「Ｈ」か
ら「Ｌ」に反転する時刻は、コンデンサの静電容量
（Ｃ）の変化、即ち、インク残量に応じて、そのコンデ
ンサの静電容量（Ｃ）と抵抗体５３の抵抗値（Ｒ）とに
基づき、遅延時間を変化させるものである。このとき、
遅延時間Ｔは、Ｔ＝ＣＲによって決定される。したがっ
て、その検出信号γをロジック信号とすることが可能な
ことから、従来のインク残量検出装置に必要とされたＡ
／Ｄ変換器を不要とすることができ、また、インターフ
ェースの構成を簡素化できる。

【００４４】続いて、前記インク残量検出の検出信号γ
に基づいて、ＣＰＵ３１が行うインクの有無の判断につ
いて、図１１に基づき説明する。図１１はインク残量検
出プログラムの流れを示すフローチャートである。ＣＰ
Ｕ３１は、最初にパルス遅延時間計測カウンタをクリア
する（Ｓ１１）。次に、パルス状の信号である測定信号
αを発生し（Ｓ１２）（図９：波形α、図１０：波形α
参照）、パルス遅延時間計測カウンタを増加しつつ（Ｓ
１３）、検出信号γの下がりエッジを待つ（Ｓ１４：Ｎ
Ｏ）。ここで、前記検出信号γの下がりエッジが検出さ
れると（Ｓ１４：ＹＥＳ）、現在のパルス遅延時間計測
カウンタの値と、あらかじめＲＯＭ３５に設定された規
定値と比較判断される（Ｓ１５）。ここでは、例えば、
規定値は４０に設定されている。Ｓ１３でカウントされ
たカウント数が規定値以上である場合（Ｓ１５：ＹＥ
Ｓ）には、そのままプログラムは終了される。また、カ
ウント数が規定値以上でない場合（Ｓ１５：ＮＯ）に
は、Ｓ１６にてスイッチパネル４３上に「インクカート
リッジ７内のインクが無くなった」旨に指示等のインク
無し処理を行う。

【００４５】前記した各処理の内容について、具体的に
図９、図１０を参照して説明する。まず、ＣＰＵ３１に
よるインク有りの場合の動作について説明する。図９に
おいて、測定信号αが入力され（ｔｃ１）、検出信号γ
が変化するとき（ｔｃ２）までの時間はＴｃであるが、
このとき、Ｔｃが６０マイクロ秒であり、ステップＳ
３，Ｓ４の処理に係わる時間が１マイクロ秒であった場
合、パルス遅延時間計測カウンタの値は６０となる。よ
って、パルス遅延時間計測カウンタの値が規定値（４
０）よりも大きいのでＳ１５における判断はＹＥＳとな
り、インクカートリッジ７内におけるインク残量は十分
であることとなる。

【００４６】これに対して、ＣＰＵ３１によるインク無
しの場合の動作について、つまり図１０においては、測
定信号αが入力され（ｔｄ１）、検出信号γが変化する
とき（ｔｄ２）までの時間はＴｄであるが、このとき、
Ｔｄは２５マイクロ秒であり、上記と同様ステップＳ１
３，Ｓ１４の処理に係わる時間が１マイクロ秒であった
場合、パルス遅延時間計測カウンタの値は２５となる。
よってパルス遅延時間計測カウンタの値が規定値（４
０）以下であり、かかる場合には、Ｓ１５における判断
はＮＯとなり、インクカートリッジ７内におけるインク
残量が減少してインクカートリッジ７を新たなインクカ
ートリッジ７に交換すべき時期にある。従って、スイッ
チパネル４３上に「インクカートリッジ７内のインクが
なくなった」旨の指示を行って使用者に報知されるもの
である。

【００４７】以上詳細に説明した第２の実施の形態に係
わるインク残量検出装置では、インク残量に応じて静電
容量が変化するコンデンサ（Ｃ）の静電容量と抵抗体５
３の抵抗値（Ｒ）とを有するＣＲ遅延回路を利用し、ロ
ジックＩＣ５１を介してインク残量に応じて異なる、遅
延時間の検出信号γが得られ、また、ロジックＩＣ５１
からの検出信号γに基づき、測定信号αとの遅延時間を
タイマー計測することにより、インク残量が検出される
ので、Ａ／Ｄ変換器等を用いることなく、そのままロジ
ック信号を取り込んでデジタル処理が可能となる。これ
により、インク残量検出装置の構成が非常に簡略化さ
れ、そのコスト、小型化の面で大きなメリットを実現す
ることが可能となる。

【００４８】更に、残量検出回路５０における前記信号
遅延手段は、インクカートリッジ７内に配設された一対
の電極６２、６３、抵抗体５３、及びロジックＩＣ５１
に構成されており、この回路構成はコンパクトにするこ
とが可能であり、インクジェットプリンタの制御回路を
特に変更することなく実施することが可能となる。ま
た、高性能な素子や回路構成を使用しないでインクジェ
ットプリンタの制御回路内に組み込むことも可能であ
る。

【００４９】なお、本発明は、上記実施の形態に限定さ
れるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で様々な
変更が可能である。

【００５０】例えば、上記実施の形態で示した抵抗体
（Ｒ）とコンデンサ（Ｃ）による遅延回路を構成するの
ではなく、コイル（Ｌ）による遅延回路を構成すること
も可能である。

【００５１】また、実施の形態では、インクの残量検出
について説明したが、検出対象となる液体にはインクに
限定されず、その残量を検出するもので有れば全てに対
応するものである。

【００５２】更に、実施の形態では、インクの有無を判
断する例を挙げたが、遅延時間に応じてインクの残量を
多段階的に評価するようにしても良い。

【００５３】なお、図４に示した実施形態においては、
そのインク残量検出装置にを用いてインクカートリッジ
７の装着・未装着の検出をすることも可能である。図４
において、インクカートリッジ７が未装着の場合には、
残量検出回路５０が途中で断絶されてしまうため、測定
信号αが入力されても出力が出なくなる。よって、ＣＰ
Ｕ３１は出力信号の有無を検知することで、容易にイン
クカートリッジ７の装着・未装着が判断できる。

【００５４】

【発明の効果】以上説明した通り請求項１に係わるイン
ク残量検出装置は、インク残量に応じて抵抗値が変化す
る抵抗体を有する遅延回路を利用し、インクの残量を電
圧のレベルの変化ではなく、信号の遅延時間という形で
出力する。よって、Ａ／Ｄ変換器等を用いることなく、
そのまま検出信号を取り込んでデジタル処理が可能とな
る。これより、インク残量検出装置の構成が非常に簡略
化され、そのコスト、小型化の面で大きなメリットを実
現すること可能となる。

【００５５】また、請求項２に係わるインク残量検出装
置は、請求項１のインク残量検出装置において、前記信
号遅延手段は、前記インクカートリッジ内に配設され、
インクカートリッジ内に存在するインクとの協働により
前記抵抗体を構成する一対の電極と、コンデンサ及びロ
ジックＩＣからなっており、その回路構成をコンパクト
にすることが可能であり、インクジェットプリンタの制
御回路を特に変更することなく実施することが可能とな
る。また、前記構成においては、高性能な素子や回路機
構を使用していないので、インクジェットプリンタの制
御装置内に組み込むことも可能である。

【００５６】また、請求項３に係わるインク残量検出装
置においては、請求項１のインク残量検出装置におい
て、前記検出手段は、前記入力信号を与えてから前記信
号遅延手段より信号が出力されるまでの時間をカウント
するカウント手段と、前記カウント手段によりカウント
された時間が所定値以上であるか否かを判断するととも
に、前記時間が所定値以上である場合にはインクタンク
内のインクがなくなったと判断する判断手段とを備えた
構成を取り、非常にコンパクトにすることが可能である
とともに、インクジェットプリンタの制御回路を特に変
更することなく実施することが可能となる。また、前記
構成においては、高性能な素子や回路機構を使用としな
いので、容易に実施が可能である。

【００５７】また、請求項４のインク残量検出装置で
は、請求項１乃至請求項３のいずれかのインク残量検出
装置において、前記検出手段は、前記信号遅延手段に対
して検出動作を行うための信号を与えると共に、該信号
遅延手段より出力される信号の有無に基づき、前記イン
クカートリッジの装着・未装着を検出する。これによ
り、インクカートリッジの装着・未装着を検出する特別
な回路・装置を設ける必要がなく、回路構成、装置構成
をコンパクトにすることが可能である。

【００５８】更に、請求項５に係わるインク残量検出装
置は、インク残量に応じて静電容量が変化するコンデン
サを有する遅延回路を利用し、インクの残量を電圧のレ
ベルの変化ではなく、信号の遅延時間という形で出力す
る。よって、Ａ／Ｄ変換器等を用いることなく、そのま
ま検出信号を取り込んでデジタル処理が可能となる。こ
れより、インク残量検出装置の構成が非常に簡略化さ
れ、そのコスト、小型化の面で大きなメリットを実現す
ること可能となる。

【００５９】また、請求項６に係わるインク残量検出装
置は、請求項５のインク残量検出装置において、前記信
号遅延手段は、前記インクカートリッジ内に配設され、
インクカートリッジ内に存在するインクとの協働により
前記抵抗体を構成する一対の電極と、抵抗体及びロジッ
クＩＣからなっており、その回路構成をコンパクトにす
ることが可能であり、インクジェットプリンタの制御回
路を特に変更することなく実施することが可能となる。
また、前記構成においては、高性能な素子や回路機構を
使用していないので、インクジェットプリンタの制御装
置内に組み込むことも可能である。

【００６０】また、請求項７に係わるインク残量検出装
置においては、請求項５のインク残量検出装置におい
て、前記検出手段は、前記入力信号を与えてから前記信
号遅延手段より信号が出力されるまでの時間をカウント
するカウント手段と、前記カウント手段によりカウント
された時間が所定値以下であるか否かを判断するととも
に、前記時間が所定値以下である場合にはインクタンク
内のインクがなくなったと判断する判断手段とを備えた
構成を取り、非常にコンパクトにすることが可能である
とともに、インクジェットプリンタの制御回路を特に変
更することなく実施することが可能となる。また、前記
構成においては、高性能な素子や回路機構を使用としな
いので、容易に実施が可能である。

【００６１】以上の通り本発明は、検出されるインク残
量データをロジックデータとして直接インクジェットプ
リンタの制御回路に出力することが可能であり、もって
インク残量データをアナログ信号からデジタル信号へ変
換するＡ／Ｄ変換器を必要とすることがなく簡単な構成
によりコストの低いインク残量検出装置を提供すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係わるインク残量検出装置を備えた印
字装置の外観を示す斜視図である。

【図２】本発明に係わるインク残量検出装置を備えた印
字装置のヘッドユニットの斜視図である。

【図３】本発明に係わるインク残量検出装置を備えた印
字装置のブロック図である。

【図４】本発明の第１の実施の形態のインク残量検出装
置の内部構成を示す回路図である。

【図５】本発明の第１の実施の形態のインク残量検出装
置を構成する回路のインクが有る時の各点での電位（信
号）を示したタイムチャート図である。

【図６】本発明の第１の実施の形態のインク残量検出装
置を構成する回路のインクが無い時の各点での電位（信
号）を示したタイムチャート図である。

【図７】本発明の第１の実施の形態のインクの有無を検
出するための処理の流れを示すフローチャート図であ
る。

【図８】本発明の第２の実施の形態のインク残量検出装
置の内部構成を示す回路図である。

【図９】本発明の第２の実施の形態のインク残量検出装
置を構成する回路のインクが有る時の各点での電位（信
号）を示したタイムチャート図である。

【図１０】本発明の第２の実施の形態のインク残量検出
装置を構成する回路のインクが無い時の各点での電位
（信号）を示したタイムチャート図である。

【図１１】本発明の第２の実施の形態のインクの有無を
検出するための処理の流れを示すフローチャート図であ
る。

【符号の説明】

７ インクカートリッジ ５０ 残量検出回路 ５１ ロジックＩＣ ５２ コンデンサ ５３ 抵抗

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 印字装置に付設され、印字ヘッドに対し
   てインクを供給するインクカートリッジ内のインクの残
   量を検出するインク残量検出装置において、 前記インクタンク内に配設され、インクタンク内に存在
   するインク残量に応じて変化する抵抗値を有する抵抗体
   より構成された遅延回路を有し、入力信号にインク残量
   に応じた遅延をかけて出力する信号遅延手段と、 前記信号遅延手段に対して検出動作を行うための入力信
   号を与えると共に、前記入力信号に対応して該信号遅延
   手段より出力される信号を受け、その出力信号の遅延時
   間に基づいてインクの残量を判断する検出手段とを備え
   たことを特徴とするインク残量検出装置。
2. 【請求項２】 前記信号遅延手段は、前記インクタンク
   内に配設され、インクタンク内に存在するインクとの協
   働により前記抵抗体を構成する一対の電極と、コンデン
   サ及びロジックＩＣとからなることを特徴とする請求項
   １に記載のインク残量検出装置。
3. 【請求項３】 前記検出手段は、 前記入力信号を与えてから前記信号遅延手段より信号が
   出力されるまでの時間をカウントするカウント手段と、 前記カウント手段によりカウントされた時間が所定値以
   上であるか否かを判断するとともに、前記時間が所定値
   以上である場合にはインクタンク内のインクがなくなっ
   たと判断する判断手段とを備えていることを特徴とする
   請求項１に記載のインク残量検出装置。
4. 【請求項４】 前記検出手段は、前記信号遅延手段に対
   して検出動作を行うための信号を与えると共に、該信号
   遅延手段より出力される信号の有無を検知し、出力信号
   の有無に基づいて前記インクタンクの装着・未装着をも
   検出することを特徴とする請求項１乃至請求項３のいず
   れかに記載のインク残量検出装置。
5. 【請求項５】 印字装置に付設され、印字ヘッドに対し
   てインクを供給するインクタンク内のインクの残量を検
   出するインク残量検出装置において、 前記インクタンク内に配設され、インクタンク内に存在
   するインク残量に応じて変化する静電容量を有するコン
   デンサより構成された遅延回路を有し、入力信号にイン
   ク残量に応じた遅延をかけて出力する信号遅延手段と、 前記信号遅延手段に対して検出動作を行うための入力信
   号を与えると共に、前記入力信号に対応して該信号遅延
   手段より出力される信号を受け、その出力信号の遅延時
   間に基づいてインクの残量を判断する検出手段とを備え
   たことを特徴とするインク残量検出装置。
6. 【請求項６】 前記信号遅延手段は、前記インクタンク
   内に配設され、インクタンク内に存在するインクとの協
   働により前記コンデンサを構成する一対の電極と、抵抗
   体及びロジックＩＣとからなることを特徴とする請求項
   ５に記載のインク残量検出装置。
7. 【請求項７】 前記検出手段は、 前記入力信号を与えてから前記信号遅延手段より信号が
   出力されるまでの時間をカウントするカウント手段と、 前記カウント手段によりカウントされた時間が所定値以
   下であるか否かを判断するとともに、前記時間が所定値
   以下である場合にはインクタンク内のインクがなくなっ
   たと判断する判断手段とを備えていることを特徴とする
   請求項５に記載のインク残量検出装置。