JPH1123349A - 消費材の量の決定装置、消費材の量の決定方法、プリンタ装置、事務用機器、コンピュータ可読メモリ、及び、検出装置 - Google Patents

消費材の量の決定装置、消費材の量の決定方法、プリンタ装置、事務用機器、コンピュータ可読メモリ、及び、検出装置

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JPH1123349A
JPH1123349A JP10144735A JP14473598A JPH1123349A JP H1123349 A JPH1123349 A JP H1123349A JP 10144735 A JP10144735 A JP 10144735A JP 14473598 A JP14473598 A JP 14473598A JP H1123349 A JPH1123349 A JP H1123349A
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tank
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capacitor
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マリー・ヘレーネ フローガー
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パスカル クドレー
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ミカエル ロルジョー
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 タンクに残存する消費材の量、特に、インク
量を決定する装置を備える。 【解決手段】 キャパシタ３６がインクタンク２４の両
側に形成され、そのキャパシタを含む共振回路がジャイ
レータのような等価的なインダクタ７４を形成する回路
と別のキャパシタ６８ともに形成される。また、キャパ
シタ３６は等価的なインダクタを形成する回路に内蔵さ
れる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は消費材の量の決定装
置、消費材の量の決定方法、プリンタ装置、事務用機
器、コンピュータ可読メモリ、及び、検出装置に関し、
特に、所定の経路に沿って移動可能な機器の一部を構成
するタンクに残存する消費材の量を決定する消費材の量
の決定装置、消費材の量の決定方法、好適には取外し及
び／或は交換可能なインクタンクと前記インクタンクに
残存するインク量を決定するインク量の決定装置が設け
られた可動機器を有したプリンタ装置、事務用機器、コ
ンピュータ可読メモリ、及び、検出装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】インクジェット技術を用いるプリンタ機
器において特に用いられてきた幾つかの原理として、イ
ンクタンクに残存するインクレベルを決定したり、少な
くともその最低レベルを検出し、インクタンクにインク
を充填するように警告したり、一般的にはそのようなイ
ンクタンクにインクジェット記録ヘッドを一体化したカ
ートリッジを交換するようユーザに警告することができ
るものが知られている。これらの原理のあるものは、相
対的に小さな静電容量（数ピコファラッド（ｐＦ））を
もつキャパシタを用いている。その静電容量は、インク
タンクがこのキャパシタの２つの板の間の与えられた位
置、即ち、その誘電空間にあるとき、或は、そこに位置
するようにされたときに発生するものである。このよう
にして、インクタンクに存在するインク量がその誘電空
間の全体的な誘電率に直接的な影響を与える。この相関
関係がインクタンクのインク量を決定するために用いら
れるのである。
【０００３】例えば、欧州特許出願公開公報第００２８
３９９号では、インクタンクを挟む２つの金属板によっ
て形成されるキャパシタを含む共振回路を用いて、その
インクタンク内に存在する最小量のインクを検出する方
法について説明している。そのインクタンクは、従っ
て、そのキャパシタの誘電空間を満たし、インク量は、
その誘電空間の誘電率、従って、そのキャパシタンスの
値に直接的な影響を与える。
【０００４】共振回路は較正され、インク量が所定の低
レベルに達したときに、その共振周波数と測定抵抗端部
の最大電圧が得られるようになっている。その共振は発
生したとき、警告信号のために用いられる信号が送信さ
れる。その結果、そのようなシステムを用いれば、利用
可能な情報は、インクレベルが所定の小さな閾値より高
いかどうかを指示するだけである。
【０００５】上述した従来のシステムでは、キャパシタ
はインダクタコイルや警告信号発生器と関連しており、
上述した共振回路を形成する。その警告信号の値は、従
って、Ｆ0＝１／｛２π√（ＬＣ）｝で与えられる。こ
こで、Ｌはインダクタンス値、Ｃはインクタンクに関連
したキャパシタの静電容量値である。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、既に見
てきたように、この静電容量の値は、数ｐＦ程度であ
る。この共振回路の共振周波数は、その周波数の範囲を
１ｋＨｚから数１０ｋＨｚ程度の間に置いて、その範囲
で変化させることに利点がある。しかしながら、そのよ
うな小さな静電容量をもつキャパシタを用いると、イン
ダクタンスの値を、数１０ヘンリ（Ｈ）にする必要があ
る。これは、実用的ではない。技術的に可能であって
も、少なくともコストの観点からはそうではない。上述
した従来の機器において、これが、共振周波数を１ＭＨ
ｚ以上の範囲に置いて、その範囲で変化させる理由であ
る。さらにその上、この共振周波数の調整は、インダク
タンスの精度に直接係わり合う。これは、機器のコスト
を上昇させ、その生産を難しくしている。インダクタン
スの値を下げるようにすれば、共振周波数を数１０ＭＨ
ｚにまでさらに上げる必要がででくる。このようになる
と、電磁波放射の問題がでてくる。
【０００７】本発明は上記従来例の問題点を克服するた
めになされたもので、インクタンクに関連した小さな静
電容量をもつキャパシタを組み込むにも係らず、共振周
波数を中程度（約１〜数ｋＨｚ、或は、数１０ｋＨｚ）
の周波数に抑え、その範囲で変化させることができ、高
価でサイズの大きな部品を用いる必要もなく、また、微
妙な調整の必要もなく、目的とする適用分野で最適な消
費材の量の決定装置、消費材の量の決定方法、その装置
を用いたプリンタ装置や事務用機器、コンピュータ可読
メモリ、及び、検出装置を提供することを目的としてい
る。
【０００８】そして、本発明は好適にはタンクに残存す
る消費材の量が所定の値となる低レベルになったことを
単に示すのみならず、その量の測定を行うことを目的と
している。
【０００９】従って、本発明は特にインクタンクを含む
交換可能なカートリッジを備えたプリンタ装置において
インクレベルを測定する機器に関するものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】さて、本発明の基本的な
考えは、インクタンクに関連した低容量のキャパシタを
等価的なインダクタを形成する電気回路の要素として利
用する、即ち、インダクタコイルのインピーダンスと同
じ程度のインピーダンスを有し、そのインピーダンスを
周波数とともに増加させ、等価的なインダクタを形成す
るこの電気回路を別のキャパシタと結合して共振回路を
形成することから成り立っている。
【００１１】即ち、本発明のタンクに存在する消費材の
量を決定する装置は、以下のような構成からなる。つま
り、板を形成する２つの伝導性要素を有し、そのタンク
の少なくとも一部が２つの板によって定義される誘電空
間の中に置かれるようにされたキャパシタと、そのキャ
パシタを含み、励起信号発生器に接続された共振回路
と、その共振回路から入力され、消費材の量を表わす信
号を受信するために接続された検出手段とを有し、前記
キャパシタが等価的なインダクタを形成する回路に組み
込まれ、その回路が別のキャパシタと関係して、共振回
路を形成することを特徴とする。
【００１２】本発明の顕著な利点には、以上のようにし
て構成された共振回路には、一般には高価で大きなサイ
ズとなる構成要素のインダクタコイルを生産するための
コイル巻きが全く必要ないことがある。
【００１３】そのような等価インダクタを構成する回路
それ自体は知られたものである。
【００１４】本発明をプリンタ装置に適用した好適な実
施態様によれば、そのタンクはインクタンクであり、そ
のインクタンクのすぐそばに配置される記録ヘッドと関
連している。このような記録ヘッドは、上記キャパシタ
の電気伝導性の板の１つを形成するシリコン或は他の伝
導性要素でできている回路を有している。この伝導性要
素は、記録ヘッドのインク吐出制御回路の少なくとも一
部となり得る。
【００１５】この場合、プリンタ装置の主処理回路によ
って制御されるセレクタが備えられ、インクタンクに残
存するインク量が測定される時点で、記録ヘッドをその
インク吐出制御回路或はジャイレータを備えた共振回路
とを切り替えることには利点がある。
【００１６】さらに上記キャパシタの電気伝導性の板の
１つがインクタンクの一面に当てられると良い。このイ
ンクタンクは絶縁材でできており、その板がインクタン
クの一面で境界となってその面に当てられる金属板でで
きていると良いし、或は、インクタンクのその面を金属
面としても良い。
【００１７】変形例として、そのキャパシタの２つの板
のインクタンクの２つの面に当てられるようにしても良
い。その場合には、記録ヘッドはそのキャパシタの板の
一部を形成することはなく、ただキャパシタの誘電空間
を占める要素を形成するだけである。
【００１８】もちろん、本発明は以上のようにして定義
される、特に、プリンタ機器のインクタンクに残存する
インク量を決定する装置をもつどんな事務機器にも適用
できる。そのような機器には単体でプリンタ装置を構成
するもの、そのプリンタ機器を組み込んだファクシミリ
装置などがある。
【００１９】また、本発明は以上のようにして定義され
るインクレベルを決定する機器の機能を実現するマイク
ロコンピュータにも適用される。
【００２０】さらに、本発明は、実施可能な形態として
の要素として、プリンタ装置用のインク交換用インクタ
ンクを有しそのインクタンクの一面に保持される伝導性
の表面によってキャパシタの板を形成することができる
カートリッジにも適用できる。
【００２１】なお、本発明の特徴と利点については添付
図面によって図示されたいくつかの実施形態からより明
らかになる。
【００２２】
【発明の実施の形態】以下添付図面を参照して本発明の
好適な実施の形態について詳細に説明する。
【００２３】図１は、本発明の代表的な実施形態である
インクタンクに存在するインクのレベルを決定するため
の手段を組み込んだプリンタ装置の構成を示すブロック
図である。図２は本発明の実施形態に従うプリンタ装置
の概観を示す斜視図である。図３は、インクタンクと記
録ヘッドを一体化した交換可能なカートリッジの詳細を
図式的に示した図である。図４は、ジャイレータを組み
込んだ共振回路の電気的な構成を示す回路図である。
【００２４】図１〜図４に示されているように、プリン
タ装置１０は、プリントデータを受信するパラレル入出
力ポート１２、そのポートに接続されるインタフェース
回路１４、インタフェース回路１４に接続されるインク
吐出制御回路１６、アンプ１８、そのアンプ１８を通し
てインク吐出制御回路１６によって制御されるインクジ
ェット記録ヘッド（以下、記録ヘッドという）２０、そ
の記録ヘッドが内蔵される取り外し可能なカートリッジ
２２を有している。従来より、カートリッジ２２は記録
ヘッド２０に付随したインクタンク２４を含んでいる。
図示された例では、カートリッジ２２は交換可能であ
る。即ち、インクタンク２４と記録ヘッド２０によって
形成されるアセンブリはインクタンク２４が空になる度
に、取り替えられる。
【００２５】その交換可能なインクカートリッジは、ス
テッピングモータ２８によって駆動され平行移動するキ
ャリッジ２６に搭載される。キャリッジ２６はガイドレ
ール３０によって形成される移動パスに沿って往復移動
する。そのモータはキャリッジをプーリ３３と歯付きベ
ルト３４との系によって駆動する。キャリッジ即ち記録
ヘッドが移動するパスは、図示はされていないが、例え
ば、シート紙のような記録媒体上に記録されるラインに
平行である。シート紙の側は、このパスに垂直方向に移
動する。いくつかのコンダクタをもったフレキシブルケ
ーブル３２は、アンプ１８をキャリッジによって搬送さ
れるセレクタ３５に接続する。後述するように、このセ
レクタによって、記録ヘッド２０に通常の動作中はイン
ク吐出制御回路１６からの信号を印加したり、また、イ
ンクタンクに残存するインク量を決定する動作の進行中
にはこの実施形態に従う機器からの信号を印加すること
ができるようにしている。記録ヘッド２０はシリコン基
板の回路とその回路をインクから分離する絶縁材とを有
している。セレクタ３５によって、そのシリコン基板の
回路を、後述するこの実施形態の回路の一部を形成する
キャパシタ３６の板として用いることができるようにし
ている。セレクタ３５はキャリッジによって運搬され、
キャパシタ３６にできるだけ近い場所に位置できるよう
にしている。
【００２６】プリンタ装置１０は、また、主処理回路４
０を有している。その回路はバス４１によってインク吐
出制御回路１６、ＲＯＭ４２、ＲＡＭ４４に接続してい
る。ＲＯＭ４２は、主処理回路の動作プログラムを格納
しており、一方、ＲＡＭ４４はインク吐出制御回路１６
と関連しており、コネクション４５によってインタフェ
ース回路１４を介して受信したデータと主処理回路４０
によって処理されたデータとを一時的に格納する。
【００２７】主処理回路４０はディスプレイ４８に接続
され、プリンタ装置の動作を表わすメッセージの表示を
制御する。さらに、主処理回路４０は少なくとも１つの
スイッチをもったキーパッド５０に接続され、これを通
してユーザは操作命令をプリンタ装置に伝えることがで
きる。主処理回路はまた、増幅回路５４を介してステッ
ピングモータ２８に接続されている。
【００２８】以上の略述したプリンタ装置は従来から当
業者には良く知られているものである。従って、これ以
上の詳細については説明しない。
【００２９】タンクの中に存在する消費材（即ち、イン
ク）の量を決定する機器は、上述したキャパシタ３６を
有しており、そのキャパシタは板を形成する２つの伝導
性要素によって定められ、インクタンク２４がこれら２
つの板によって定められる誘電空間に位置するようにこ
れらの板は置かれる。この例では、第１の金属板５６は
キャリッジ２６上のインクタンクの外側に固定され、キ
ャリッジ上にカートリッジ２２が置かれたとき、その板
がインクタンクの面に隣接し、そこに当てられる。ま
た、変形例として、インクタンク２４の外面を金属にし
て、そのような板がカートリッジと同じタイミングで交
換できるようにしても良い。
【００３０】ここで説明する例では、そのキャパシタの
もう１つの板は記録ヘッド２０の一部を形成するシリコ
ン基板の回路によって形成される。また、さらなる変形
例として、この板はキャリッジ上にインクタンクの外側
でインクタンクのもう一方の面に当てられるようにして
固定した第２の金属板５８で構成されても良い。図１〜
図２において、この変形例は、破線を用いて図示されて
いる。金属板５８はこの場合、第１の金属板５６に距離
を離して平行に置かれ、カートリッジがキャリッジに搭
載されたとき、インクタンク２４がこれらの２つの板の
間に挿入できるようにしている。
【００３１】この場合、インク量を決定する機器はまっ
たくインク吐出制御回路１６に独立になり、セレクタ３
５は省略して良い。しかしながら、そのような構成であ
っても、記録ヘッドをガルヴァニック的に絶縁し、一
方、インク量を決定する機器が動作するために、そのス
イッチを残しておくことが望ましい。
【００３２】全ての場合において、セレクタ３５は制御
コネクション６０を介し、主処理回路４０によって制御
される。
【００３３】上述した事柄に従えば、インクタンク２４
は実用上キャパシタ３６の誘電空間にその全体が置か
れ、インクタンク内のインク量がこの誘電空間の誘電率
に、つまり、キャパシタ３６の静電容量の値に直接影響
を与えるようにする。しかしながら、本発明に従う実施
形態の原理は、たとえ、インクタンクが誘電空間の一部
のみを占める場合、その逆にその空間を越えて伸張して
いる場合であっても、インク量の変化が静電容量の値と
して認識可能な変化に変換できる限りは、実施可能であ
る。さらにその上、図示した例では、キャリッジ２６の
位置がどうであれ、キャパシタはインクタンク２４の両
側全体にわたって設けられた２つの板によって形成され
る。しかしながら、２つの板の内の少なくとも１つが固
定され、キャリッジによって運搬されないような場合の
ように、たとえ、そのキャパシタが実際にはキャリッジ
が所定の位置、例えば、キャリッジ移動経路の一端にあ
るときにだけ形成される場合であっても、本発明を実施
することは可能である。この場合には、インク量はキャ
リッジがその与えられた位置にあるときにのみ、決定可
能である。
【００３４】インク量決定機器は、また、上述したよう
なキャパシタ３６を含み、励起信号生成器６４から信号
が供給される共振回路６２を含んでいる。この場合、励
起信号生成器６４は、主処理回路４０によって制御され
る周波数可変の発振器である。その発振器の出力はアン
プ６６の入力に接続される。
【００３５】図１と図４に図示されているように、アン
プ６６の出力は、ダンピング抵抗６９を介して別のキャ
パシタ６８の一端に接続されている。このキャパシタの
他端は接地されている。この抵抗６９とキャパシタ６８
の共通接点は、アナログ／デジタル（Ａ／Ｄ）変換回路
７０に接続される一方で、インクタンク２４に関連した
キャパシタ３６を組み込んだ等価的な（notional）イン
ダクタ７４を形成する電気回路にも接続される。図４に
おけるこの等価的な（notional）インダクタを形成する
回路は、それ自体で、所謂、“ジャイレータ”回路とし
て知られている。それは、キャリッジ２６によって運搬
され、従って、プリンタ装置の他の構成要素、特に、フ
レキシブルケーブル３２の導線によって発振器に接続さ
れている。セレクタ３５或は／及びジャイレータ７４が
キャリッジ２６に搭載されている、即ち、キャパシタに
できるだけ近接しているという事実によって、寄生容量
に対するその系の感度と他の電磁波干渉を低くしてい
る。
【００３６】ジャイレータは、第１の差動アンプ７６を
含んでいる。そのアンプにある１つの非反転入力は抵抗
６９とキャパシタ６８の共通接点に接続されており、も
う１つの反転入力は２つの抵抗Ｒ2、Ｒ3の共通接点に接
続されている。抵抗Ｒ3は、この同じアンプ（第１の差
動アンプ７６）の出力と、インクタンクに関連するキャ
パシタ３６の金属板５６とに接続されている。抵抗Ｒ2
は、このアンプ（第１の差動アンプ７６）の非反転入力
に接続された抵抗Ｒ1に接続されている。抵抗Ｒ1と抵抗
Ｒ2との共通接点は第２の差動アンプ７８の出力に接続
されている。この第２のアンプ（第２の差動アンプ７
８）の反転入力は、抵抗Ｒ2、Ｒ3の共通接点に接続され
ており、一方、その非反転入力はセレクタ３５と接地さ
れた抵抗Ｒ4に接続されている。そのスイッチのもう１
つの端子はキャパシタ３６のもう１つの金属板、この例
では記録ヘッド２０に接続されている。プリンタ装置が
通常の動作をしている間は、セレクタ３５はキャパシタ
３６をジャイレータ７４からは切断し、インク吐出制御
回路１６から出力される信号はアンプ１８を介し、記録
ヘッド２０に印加される。インクタンクに存在するイン
ク量を決定する間は、キャパシタの金属板はアンプ１８
からは絶縁され、セレクタ３５を介して第２の差動アン
プ７８の非反転入力に接続される。インク量決定のこれ
らの動作は、通常の記録動作の間、例えば、ある頁と次
の頁の記録の間に、即ち、記録ヘッドが所定のアイドリ
ング位置にあるときに発生することが望ましい。結局、
主処理回路４０は、インクタンク２４を運搬するキャリ
ッジ２６が所定の位置にあるときにだけ、セレクタ３５
を制御するようにプログラムされれば良い。
【００３７】図４を参照して説明したジャイレータは、
アントニウ（ＡＮＴＯＮＩＯＵ）によって発明されたタ
イプのものであり、これによってキャパシティブインピ
ーダンスをインダクティプタイプのインピーダンスに変
換することができる。即ち、Ｚをインクタンクに関連し
たキャパシタ３６のインピーダンスであるとすれば、ジ
ャイレータ７４のインピーダンスは、次のような形で表
わされる。
【００３８】Ｚg＝（Ｒ1・Ｒ2・Ｒ4）／（Ｒ3・Ｚ） 従って、Ｒ1＝Ｒ2＝Ｒ3＝Ｒ4＝１０ｋΩであるような簡
単な適用例では、Ｚg＝ｊ（１０ｋΩ）2Ｃωとなる。
【００３９】ここで、Ｃはキャパシタの静電容量の値を
表わし、ωは励起信号の周波数である。静電容量の値に
１０の８乗（１０8）だけ掛けられているので、まるで
キャパシタ３６が相対的に高い値をもつインダクタに変
換されたかのように全ての事象が発生する。
【００４０】例えば、インクタンクに関連したキャパシ
タの静電容量の値が約９ｐＦであるなら、この回路によ
って生成される等価的なインダクタンスは約９００μＨ
である。これによって、共振回路の開発で、その共振周
波数を中程度の周波数範囲、典型的には、１〜数ｋＨｚ
から数１０ｋＨzの間に置いて、その範囲内で変化させ
るようにすることが可能になる。例えば、そのような９
００μＨの等価的なインダクタンスと２２ｎＦのキャパ
シタとを関連づけることによって、３０ｋＨz共振周波
数を達成できる。さらに、その周波数を下げるために、
キャパシタ６８の値を小さくすることが可能である。
【００４１】主処理回路４０は、例えば、周波数可変の
発振器６４を制御して、その周波数が共振回路の共振周
波数以下の小さい値と同じ共振周波数より大きな値との
間で変化するようにできる。これらの条件下では、Ａ／
Ｄ変換器７０は、共振回路の共振曲線を表現するデジタ
ル情報を制御ユニットに送信する。
【００４２】ある極値が記録されるとき、発振器の対応
する周波数は（同じ時に）共振回路の共振周波数である
と考えられる。従って、主処理回路４０とＡ／Ｄ変換器
７０と連結された検出手段を形成して、共振回路６２か
らの信号（これは、抵抗６９、キャパシタ６８、抵抗Ｒ
1の共通接点においてとられ、測定時におけるインクタ
ンク２４に存在するインク量を表わしている）を受信す
る。示されているように、これら検出手段は（主処理回
路４０は発振器６４の周波数の変化を制御するという事
実によって）共振回路６２の共振周波数を決定し格納す
るために用いられる。メモリ４２、４４を備えた主処理
回路４０はまた、このようにして決められた共振周波数
の値とインクタンクに残存する消費材（インク）の量と
の間にある対応関係を決めるのに適した処理手段を構成
している。上述したように、検出手段４０、７０は、共
振回路６２からの信号の極値を検出する回路を有してい
るか、その回路を構成している。一度、インク量が決め
られたなら、それはディスプレイ４８に表示される。
【００４３】図５は、本発明に従う実施形態によって得
られた結果を示す実験曲線を図示したものである。ｘ軸
は最大量のパーセンテージ（％）で表わされたインクタ
ンクに残存するインク量を示している。一方、ｙ軸はヘ
ルツ（Ｈz）で表わされた共振回路の共振周波数を示し
ている。この共振周波数はインクタンクに残存するイン
ク量に従って変化し、この変化はＲＯＭ４２の中で表と
して表現され、重要で、かつ、使用するのに便利な形に
なっていることが分かる。
【００４４】本発明を実施するために用いられるアルゴ
リズムは、プリンタ装置のＲＯＭ４２に格納されてい
る。このアルゴリズムは実質的には８つのステップから
構成され、これに対応する動作が、定期的、例えば、文
書が記録される前に実行される。このアルゴリズムはイ
ンクタンク２４のインク量を決定する。これは、主処理
回路４０の制御下で用いられる。ステップＥ１はセレク
タ３５の選択場所を位置づけする処理で記録ヘッド２０
をジャイレータ７４に接続する。この時点で、記録ヘッ
ドとアンプ１８との間の接続が切断され、記録ヘッドの
シリコン要素によって形成されるキャパシタ３６の金属
板が抵抗Ｒ4と第２の差動アンプ７８の入力とに電気的
に接続される。
【００４５】ステップＥ２では、主処理回路４０は発振
器６４の周波数の増加を制御し、共振回路６２が与えら
れた周波数の励起信号を受信するようにする。
【００４６】ステップＥ３では、抵抗６９、キャパシタ
６８、抵抗Ｒ1の共通接点においてとられ、Ａ／Ｄ変換
器７０に印加される信号Ｓｉは、デジタル情報に変換さ
れる。このデジタル情報ＳniはステップＥ４において、
ＲＡＭ４４に格納される。それから、ステップＥ５で
は、主処理回路４０はＳniの値がその前に得られたＳi
より大きいかどうかを調べる。もし、そうであれば、こ
の処理はステップＥ２に戻り、発振器６４の周波数を
（増加することによって）インクリメントする。これに
対して、そうでなければ主処理回路４０の処理はステッ
プＥ６に進み、最大値Ｓniに対応する発振器６４の周波
数の値を格納する。
【００４７】それから、処理はステップＥ７に進み、直
前に格納された周波数に対応して、ＲＯＭ４２に格納さ
れたテーブルＴＣを用いて、インクタンクに残存するイ
ンク量を決定する。
【００４８】ステップＥ８ではその結果を表示する。
【００４９】なお、変形例として、インクレベルの値を
離れた場所に設置された機器、例えば、マイクロコンピ
ュータにインタフェースを用いて転送しても良い。
【００５０】従って以上説明した実施形態に従えば、共
振回路の共振周波数とインク量との関係をテーブルにし
てＲＯＭに格納しておき、インク量測定においてはその
共振周波数を求め、得られた周波数をＲＯＭに格納され
たテーブルを参照してインク量を推定することができ
る。
【００５１】なお、以上の実施形態において、インクタ
ンクに収容される消費材はインクであるとして説明した
が、その生成物はインクに限定されるものではない。例
えば、記録画像の定着性を高めたり、その画像品質を高
めたりするために記録媒体に対して吐出される処理液の
ようなものがインクタンクに収容されていても良い。
【００５２】さらに、以上の実施形態ではプリンタ装置
を例として説明したが本発明はこれによって限定される
ものではない。例えば、以上説明した構成のプリンタ装
置を記録部とし、これに加えて公衆回線との通信インタ
フェース、画像原稿を読み取るスキャナ、通信インタフ
ェースを介して受信したファクシミリ画像信号を復号し
たり、スキャナによって生成された画像信号をファクシ
ミリ画像信号を符号化する符号化復号化器、さらに、以
上の構成要素を制御する制御部や操作を行うマンマシン
インタフェースなどを備えたファクシミリ装置にも本発
明は適用できる。
【００５３】さらにまた、以上説明した構成のプリンタ
装置を記録部とし、これに加えてＬＣＤなどのディスプ
レイユニット、キーボードやマウス、フロッピィディス
クやハードディスクなどの記憶ユニット、ＣＰＵ、ＲＯ
Ｍ、ＲＡＭなどで構成される制御ユニットなどを備えた
ワードプロセッサやパーソナルコンピュータにも本発明
は適用できる。
【００５４】さらにまた、以上説明した構成のプリンタ
装置にデジタルカメラとのインタフェースを備え、その
デジタルカメラで撮影した写真を印刷する装置として構
成することもできる。
【００５５】さらに、以上の実施形態は、特にインクジ
ェット記録方式の中でも、インク吐出を行わせるために
利用されるエネルギーとして熱エネルギーを発生する手
段（例えば電気熱変換体やレーザ光等）を備え、前記熱
エネルギーによりインクの状態変化を生起させる方式を
用いることにより記録の高密度化、高精細化が達成でき
る。
【００５６】その代表的な構成や原理については、例え
ば、米国特許第４７２３１２９号明細書、同第４７４０
７９６号明細書に開示されている基本的な原理を用いて
行うものが好ましい。この方式はいわゆるオンデマンド
型、コンティニュアス型のいずれにも適用可能である
が、特に、オンデマンド型の場合には、液体（インク）
が保持されているシートや液路に対応して配置されてい
る電気熱変換体に、記録情報に対応していて膜沸騰を越
える急速な温度上昇を与える少なくとも１つの駆動信号
を印加することによって、電気熱変換体に熱エネルギー
を発生せしめ、記録ヘッドの熱作用面に膜沸騰を生じさ
せて、結果的にこの駆動信号に１対１で対応した液体
（インク）内の気泡を形成できるので有効である。この
気泡の成長、収縮により吐出用開口を介して液体（イン
ク）を吐出させて、少なくとも１つの滴を形成する。こ
の駆動信号をパルス形状をすると、即時適切に気泡の成
長収縮が行われるので、特に応答性に優れた液体（イン
ク）の吐出が達成でき、より好ましい。
【００５７】このパルス形状の駆動信号としては、米国
特許第４４６３３５９号明細書、同第４３４５２６２号
明細書に記載されているようなものが適している。な
お、上記熱作用面の温度上昇率に関する発明の米国特許
第４３１３１２４号明細書に記載されている条件を採用
すると、さらに優れた記録を行うことができる。
【００５８】記録ヘッドの構成としては、上述の各明細
書に開示されているような吐出口、液路、電気熱変換体
の組み合わせ構成（直線状液流路または直角液流路）の
他に熱作用面が屈曲する領域に配置されている構成を開
示する米国特許第４５５８３３３号明細書、米国特許第
４４５９６００号明細書を用いた構成も本発明に含まれ
るものである。加えて、複数の電気熱変換体に対して、
共通するスロットを電気熱変換体の吐出部とする構成を
開示する特開昭５９−１２３６７０号公報や熱エネルギ
ーの圧力波を吸収する開口を吐出部に対応させる構成を
開示する特開昭５９−１３８４６１号公報に基づいた構
成としても良い。
【００５９】さらに、記録装置が記録できる最大記録媒
体の幅に対応した長さを有するフルラインタイプの記録
ヘッドとしては、上述した明細書に開示されているよう
な複数記録ヘッドの組み合わせによってその長さを満た
す構成や、一体的に形成された１個の記録ヘッドとして
の構成のいずれでもよい。
【００６０】加えて、上記の実施形態で説明した記録ヘ
ッド自体に一体的にインクタンクが設けられたカートリ
ッジタイプの記録ヘッドのみならず、装置本体に装着さ
れることで、装置本体との電気的な接続や装置本体から
のインクの供給が可能になる交換自在のチップタイプの
記録ヘッドを用いてもよい。
【００６１】また、以上説明した記録装置の構成に、記
録ヘッドに対する回復手段、予備的な手段等を付加する
ことは記録動作を一層安定にできるので好ましいもので
ある。これらを具体的に挙げれば、記録ヘッドに対して
のキャッピング手段、クリーニング手段、加圧あるいは
吸引手段、電気熱変換体あるいはこれとは別の加熱素子
あるいはこれらの組み合わせによる予備加熱手段などが
ある。また、記録とは別の吐出を行う予備吐出モードを
備えることも安定した記録を行うために有効である。
【００６２】さらに、記録装置の記録モードとしては黒
色等の主流色のみの記録モードだけではなく、記録ヘッ
ドを一体的に構成するか複数個の組み合わせによってで
も良いが、異なる色の複色カラー、または混色によるフ
ルカラーの少なくとも１つを備えた装置とすることもで
きる。
【００６３】以上説明した実施の形態においては、イン
クが液体であることを前提として説明しているが、室温
やそれ以下で固化するインクであっても、室温で軟化も
しくは液化するものを用いても良く、あるいはインクジ
ェット方式ではインク自体を３０°Ｃ以上７０°Ｃ以下
の範囲内で温度調整を行ってインクの粘性を安定吐出範
囲にあるように温度制御するものが一般的であるから、
使用記録信号付与時にインクが液状をなすものであれば
よい。
【００６４】加えて、積極的に熱エネルギーによる昇温
をインクの固形状態から液体状態への状態変化のエネル
ギーとして使用せしめることで積極的に防止するため、
またはインクの蒸発を防止するため、放置状態で固化し
加熱によって液化するインクを用いても良い。いずれに
しても熱エネルギーの記録信号に応じた付与によってイ
ンクが液化し、液状インクが吐出されるものや、記録媒
体に到達する時点では既に固化し始めるもの等のよう
な、熱エネルギーの付与によって初めて液化する性質の
インクを使用する場合も本発明は適用可能である。この
ような場合インクは、特開昭５４−５６８４７号公報あ
るいは特開昭６０−７１２６０号公報に記載されるよう
な、多孔質シート凹部または貫通孔に液状または固形物
として保持された状態で、電気熱変換体に対して対向す
るような形態としてもよい。本発明においては、上述し
た各インクに対して最も有効なものは、上述した膜沸騰
方式を実行するものである。
【００６５】さらに加えて、本発明に係る記録装置の形
態としては、コンピュータ等の情報処理機器の画像出力
端末として一体または別体に設けられるものの他、リー
ダ等と組み合わせた複写装置、さらには送受信機能を有
するファクシミリ装置の形態を取るものであっても良
い。
【００６６】なお、本発明は、複数の機器（例えばホス
トコンピュータ，インタフェイス機器，リーダ，プリン
タなど）から構成されるシステムに適用しても、一つの
機器からなる装置（例えば、複写機，ファクシミリ装置
など）に適用してもよい。
【００６７】また、本発明の目的は、前述した実施形態
の機能を実現するソフトウェアのプログラムコードを記
録した記憶媒体を、システムあるいは装置に供給し、そ
のシステムあるいは装置のコンピュータ（またはＣＰＵ
やＭＰＵ）が記憶媒体に格納されたプログラムコードを
読出し実行することによっても、達成されることは言う
までもない。
【００６８】この場合、記憶媒体から読出されたプログ
ラムコード自体が前述した実施形態の機能を実現するこ
とになり、そのプログラムコードを記憶した記憶媒体は
本発明を構成することになる。
【００６９】プログラムコードを供給するための記憶媒
体としては、例えば、フロッピディスク，ハードディス
ク，光ディスク，光磁気ディスク，ＣＤ−ＲＯＭ，ＣＤ
−Ｒ，磁気テープ，不揮発性のメモリカード，ＲＯＭな
どを用いることができる。
【００７０】また、コンピュータが読出したプログラム
コードを実行することにより、前述した実施形態の機能
が実現されるだけでなく、そのプログラムコードの指示
に基づき、コンピュータ上で稼働しているＯＳ（オペレ
ーティングシステム）などが実際の処理の一部または全
部を行い、その処理によって前述した実施形態の機能が
実現される場合も含まれることは言うまでもない。
【００７１】さらに、記憶媒体から読出されたプログラ
ムコードが、コンピュータに挿入された機能拡張ボード
やコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わる
メモリに書込まれた後、そのプログラムコードの指示に
基づき、その機能拡張ボードや機能拡張ユニットに備わ
るＣＰＵなどが実際の処理の一部または全部を行い、そ
の処理によって前述した実施形態の機能が実現される場
合も含まれることは言うまでもない。
【００７２】なお本発明は上述した実施形態によって限
定されるものではなく、当業者にとっては様々な変形例
があることは言うまでもない。
【００７３】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、タ
ンクの少なくとも一部との間で、キャパシタを形成し、
そのタンク内の消費材の量に応じて変化する静電容量に
基づいてその消費材の量を検出する際に、キャパシタの
静電容量に応じて変化する信号、例えば、共振周波数を
検知することにより、タンク内の消費材の量を精度良く
検出することができるという効果ある。また、共振回路
から得られる共振周波数を抑えることにより信頼性と精
度を高め、かつ、安価にタンク内の消費材の量を検出す
ることができる。また、以上説明したように本発明によ
れば、インクのような消費材の量を決定するために用い
る共振回路には高価で大きなサイズとなる部品であるイ
ンダクタコイルを用いる必要がないので、満足できる信
頼性と精度とをもち、簡単な構造で、かつ、安価に、タ
ンク内に存在する消費材の量を決定することができる。
【００７４】
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に従うインクタンクに存在す
るインクのレベルを決定するための手段を組み込んだプ
リンタ装置の構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の実施形態に従うプリンタ装置の概要を
示す斜視図である。
【図３】インクタンクと記録ヘッドを一体化した交換可
能なカートリッジの詳細を図式的に示した図である。
【図４】ジャイレータを組み込んだ共振回路の電気的な
構成を示す回路図である。
【図５】インクタンクに残存するインク量と共振回路の
共振周波数との間にある関係を例示する図である。
【図６】本発明の実施形態を実行のため、図１の装置に
含まれるＲＯＭに記憶されたプログラムを示すフローチ
ャートである。
【符号の説明】
１０ プリンタ装置 １２ パラレル入出力ポート １４ インタフェース回路 １６ インク吐出制御回路 １８ アンプ ２０ インクジェット記録ヘッド ２２ カートリッジ ２４ インクタンク ２６ キャリッジ ２８ ステッピングモータ ３０ ガイドレール ３２ フレキシブルケーブル ３３ プーリ ３４ 歯付きベルト ３５ セレクタ ３６ キャパシタ ４０ 主処理回路 ４１ バス ４２ ＲＯＭ ４４ ＲＡＭ ４５ コネクション ４８ ディスプレイ ５０ キーパッド ５４ 増幅回路 ５６ 第１の金属板 ５８ 第２の金属板 ６０ 制御コネクション ６２ 共振回路 ６４ 励起信号生成器（発振器） ６６ アンプ ６８ キャパシタ ６９ ダンピング抵抗 ７０ アナログ／デジタル（Ａ／Ｄ）変換回路 ７４ ジャイレータ ７６ 第１の差動アンプ ７８ 第２の差動アンプ

Claims (31)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 タンク内にある消費材の量を決定する消
    費材の量の決定装置であって、 伝導性の２つの板を有し、前記タンクの少なくとも一部
    が前記２つの板によって定義される誘電空間の中に置か
    れるようにされた第１のキャパシタと、 励起信号発生器と、 前記第１のキャパシタを含み、前記励起信号発生器に接
    続された共振回路と、 前記共振回路から入力され、前記消費材の量を表わす信
    号を受信するために接続された検出手段とを有し、 前記第１のキャパシタが等価的なインダクタを形成する
    回路に組み込まれ、前記回路が第２のキャパシタと関係
    して、前記共振回路を形成することを特徴とする消費材
    の量の決定装置。
  2. 【請求項２】 前記等価的なインダクタを形成する回路
    は、ジャイレータ回路であることを特徴とする請求項１
    に記載の消費材の量の決定装置。
  3. 【請求項３】 前記共振回路は、約１〜数ｋＨzと数１
    ０ｋＨzの範囲間に共振周波数があり、前記共振周波数
    は前記範囲内で変化することを特徴とする請求項１或は
    ２に記載の消費材の量の決定装置。
  4. 【請求項４】 前記検出手段は前記共振回路の共振周波
    数を決定するために用いられ、 前記検出手段は、前記共振周波数の値と前記消費材の量
    との間の対応関係を確立する処理手段を含むことを特徴
    とする請求項１乃至３のいづれかに記載の消費材の量の
    決定装置。
  5. 【請求項５】 前記励起信号発生器は、前記範囲内で周
    波数可変の交流信号発生器であり、 前記検出手段は前記共振回路からの信号の極値を検出す
    る回路を有していることを特徴とする請求項４に記載の
    消費材の量の決定装置。
  6. 【請求項６】 前記第１のキャパシタの少なくと前記板
    の１つが前記タンクの一面に当てられていることを特徴
    とする請求項１乃至５のいづれかに記載の消費材の量の
    決定装置。
  7. 【請求項７】 前記タンクはインクタンクであり、前記
    インクタンクは非常に近接して配置される記録ヘッドと
    関係しており、前記記録ヘッドは前記第１のキャパシタ
    の板の１つを形成する伝導性要素を有していることを特
    徴とする請求項６に記載の消費材の量の決定装置。
  8. 【請求項８】 前記伝導性要素は、少なくとも、前記記
    録ヘッドのインク吐出制御回路の一部であることを特徴
    とする請求項７に記載の消費材の量の決定装置。
  9. 【請求項９】 前記キャパシタの２つの板は、前記タン
    クの対向する２つの面に当てられることを特徴とする請
    求項６に記載の消費材の量の決定装置。
  10. 【請求項１０】 インクタンクと記録ヘッドとを有し、
    記録媒体の搬送機構に対向して配置されたガイド手段に
    よって移動するキャリッジを有するプリンタ装置であっ
    て、 伝導性の２つの板を有し、前記タンクの少なくとも一部
    が前記２つの板によって定義される誘電空間の中に置か
    れるようにされた第１のキャパシタと、 励起信号発生器と、 前記第１のキャパシタを含み、前記励起信号発生器に接
    続された共振回路と、 前記共振回路から入力され、消費材の量を表わす信号を
    受信するために接続された検出手段とを有し、 前記第１のキャパシタが等価的なインダクタを形成する
    回路に組み込まれ、前記回路が第２のキャパシタと関係
    して、前記共振回路を形成することを特徴とするプリン
    タ装置。
  11. 【請求項１１】 前記等価的なインダクタを形成する回
    路は、ジャイレータ回路であることを特徴とする請求項
    １０に記載のプリンタ装置。
  12. 【請求項１２】 前記共振回路は、約１〜数ｋＨzと数
    １０ｋＨzの範囲間に共振周波数があり、前記共振周波
    数は前記範囲内で変化することを特徴とする請求項１０
    或は１１に記載のプリンタ装置。
  13. 【請求項１３】 前記検出手段は前記共振回路の共振周
    波数を決定するために用いられ、 前記検出手段は、前記共振周波数の値と前記インクタン
    クに残存するインクの量との間の対応関係を確立する処
    理手段を含むことを特徴とする請求項１０乃至１２のい
    づれかに記載のプリンタ装置。
  14. 【請求項１４】 前記処理手段は、前記プリンタ装置の
    主処理回路とＲＯＭとを含み、 前記ＲＯＭには前記検出手段によって決定される共振周
    波数の値に対応した前記残存するインク量を表わす情報
    が格納されていることを特徴とする請求項１３に記載の
    プリンタ装置。
  15. 【請求項１５】 前記検出手段は前記共振回路の共振周
    波数を決定するために用いられ、 前記検出手段は、前記共振周波数の値と前記インクタン
    クに残存する消費材の量との間の対応関係を確立する処
    理手段を含むことを特徴とする請求項１３或は１４に記
    載のプリンタ装置。
  16. 【請求項１６】 前記第１のキャパシタの少なくと前記
    ２つの板の１つが前記インクタンクの一面に当てられて
    いることを特徴とする請求項１３乃至１５のいづれかに
    記載のプリンタ装置。
  17. 【請求項１７】 前記インクタンクは非常に近接して配
    置される記録ヘッドと関係しており、前記記録ヘッドは
    前記第１のキャパシタの板の１つを形成する伝導性要素
    を有していることを特徴とする請求項１６に記載のプリ
    ンタ装置。
  18. 【請求項１８】 前記キャパシタの２つの板は、前記イ
    ンクタンクの対向する２つの面に当てられることを特徴
    とする請求項１７に記載のプリンタ装置。
  19. 【請求項１９】 前記主処理回路は、前記キャリッジに
    よって運搬される前記インクタンクが所定の位置にある
    なら、接続されたセレクタを制御して前記第１のキャパ
    シタを前記共振回路に接続することができることを特徴
    とする請求項１４に記載のプリンタ装置。
  20. 【請求項２０】 前記セレクタは前記キャリッジによっ
    て運搬されることを特徴とする請求項１９に記載のプリ
    ンタ装置。
  21. 【請求項２１】 前記インクタンクと等価インダクタを
    形成する前記回路とはキャリッジによって運搬されるこ
    とを特徴とする請求項１０に記載のプリンタ装置。
  22. 【請求項２２】 前記インクタンクに残存するインク量
    を表わす情報を表示する表示手段をさらに有することを
    特徴とする請求項１０乃至２１のいずれかに記載のプリ
    ンタ装置。
  23. 【請求項２３】 前記記録ヘッドは、インクを吐出して
    記録を行うインクジェット記録ヘッドであることを特徴
    とする請求項１０に記載のプリンタ装置。
  24. 【請求項２４】 前記インクジェット記録ヘッドは、熱
    エネルギーを利用してインクを吐出するために、インク
    に与える熱エネルギーを発生するための電気熱変換体を
    備えていることを特徴とする請求項２３に記載のプリン
    タ装置。
  25. 【請求項２５】 請求項１０に記載のインクタンクを有
    し、 前記インクタンクの一面に備えられた伝導性をもつ面は
    キャパシタの板を形成するようにしたことを特徴とする
    プリンタ装置で用いられる交換用のインクカートリッ
    ジ。
  26. 【請求項２６】 請求項１乃至２１のいずれかに記載の
    消費材の量の決定装置或はプリンタ装置を含むことを特
    徴とする事務用機器。
  27. 【請求項２７】 前記事務用機器はファクシミリ装置を
    構成することを特徴とする請求項２６に記載の事務用機
    器。
  28. 【請求項２８】 タンクに残存する消費材の量を決定す
    る消費材の量の決定方法であって、 共振回路に対してある周波数をもった信号を入力する入
    力工程と、 前記共振回路からの出力信号を入力し、以前に得られた
    前記共振回路からの出力信号と比較する比較工程と、 前記比較工程における比較結果に従って、前記共振回路
    への入力信号の周波数を変化させる周波数変更工程と、 前記比較工程における比較結果に従って、前記共振回路
    からの極値を検出する検出工程と、 前記検出工程において得られた極値に基づいて、前もっ
    てメモリに格納された周波数と消費材の量との関係を参
    照して、前記タンクに残存する消費材の量を決定する決
    定工程とを有することを特徴とする消費材の量の決定方
    法。
  29. 【請求項２９】 タンクに残存する消費材の量を決定す
    る処理を実行するプログラムを格納したコンピュータ可
    読メモリであって、 前記プログラムは、共振回路に対してある周波数をもっ
    た信号を入力する入力処理を実行するコードと、 前記共振回路からの出力信号を入力し、以前に得られた
    前記共振回路からの出力信号と比較する比較処理を実行
    するコードと、 前記比較処理に従って、前記共振回路への入力信号の周
    波数を変化させる処理を実行するコードと、 前記比較処理に従って、前記共振回路からの極値を検出
    する検出処理を行うコードと、 前記検出処理によって得られた極値に基づいて、前もっ
    てメモリに格納された周波数と消費材の量との関係を参
    照して、前記タンクに残存する消費材の量を決定する処
    理を行うコードとを有することを特徴とするコンピュー
    タ可読メモリ。
  30. 【請求項３０】 タンク内にある消費材の量を検出する
    検出装置であって、 前記タンクの少なくとも一部との間に、前記タンク内の
    消費材の量に応じて静電容量が変化するキャパシタを形
    成するための伝導性の板部材と、 前記キャパシタを組み込んで等価的なインダクタを形成
    する回路を含む共振回路とを有し、 前記共振回路から得られる信号に基づいて前記キャパシ
    タの静電容量を検知することにより、前記タンク内の消
    費材の量を検出することを特徴とする検出装置。
  31. 【請求項３１】 前記等価的なインダクタを形成する回
    路は、ジャイレータであることを特徴とする請求項３０
    に記載の検出装置。
JP10144735A 1997-05-26 1998-05-26 消費材の量の決定装置、消費材の量の決定方法、プリンタ装置、事務用機器、コンピュータ可読メモリ、及び、検出装置 Withdrawn JPH1123349A (ja)

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