专利名称：墨盒及印刷装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种具有容纳用于印刷的记录材料的容纳室的墨盒，更具体的说，涉及一种内置传感器的墨盒和与该墨盒交换信息的技术。
背景技术：
象喷墨打印机那样将墨水喷到纸上进行记录的印刷装置(打印机)或使用调色剂来进行印刷的印刷装置等被广泛使用。在这种印刷装置的墨盒中，具有容纳墨水或调色剂等记录材料的容纳室。对于印刷装置来说，记录材料的余量管理成为重要技术，最近，不仅在印刷装置侧通过软件对使用量进行计数来进行管理，而且还在墨盒中设置传感器来直接进行测量(例如，参照日本专利特开2001-147146号公报)。
作为传感器，虽然能够考虑各种类型，但是，如果要检测的记录材料是导电性墨水，则可以通过电阻值来测量墨水余量，也可以通过在设于容纳室内的谐振室中设置压电元件等，测定压电元件的谐振频率，从而测定谐振室内有无记录材料。而且，还可以考虑测定墨水等记录材料的温度、粘度、湿度、粒度、色调、余量、压力等。此时，分别配合各物理性质来使用专用传感器即可。例如，若为温度，则是热敏电阻或热电偶，若为压力，则是压力传感器等。
但是，在设有这种传感器的墨盒中，传感器的检测条件是不变的，因此，有时无法充分提高检测的可靠性。例如，在设有检测容纳室内有无记录材料的传感器的情况下，若改变记录材料的成分，则最佳检测条件有时会变化，但在现有的墨盒中，若在这种情况下不改变用于检测的电路结构，则无法充分保证检测的可靠性。然而，每次调整电路结构时则存在导致手续繁琐和成本变高的问题。
另外，在现有墨盒中，检测结果例如仅为有无墨水等两个值的情况下，若检测电路出现了故障，但还在继续输出某一信号时，则难以检测出发生了故障。因此，还存在无法充分评价检测结果可靠性的问题。
实用新型内容本实用新型的装置的目的在于解决上述问题，对于具备传感器的墨盒而言，可以灵活地对应于检测条件的改变，并确保检测结果的可靠性。
至少解决部分上述问题的本实用新型的装置是一种墨盒，装载在印刷装置上，具有盛放用于印刷的记录材料的容纳室，其特征在于，具备传感器，检测所述容纳室内的所述记录材料的状态；条件接受装置，对于该传感器的检测条件，接受来自外部的指定；检测装置，在所述指定条件下进行所述检测；以及输出装置，输出该检测结果。
这种墨盒具备检测容纳室内的记录材料状态的传感器，一旦从外部接受关于该传感器的检测条件的指定，就在所指定的条件下进行检测。从而输出检测结果。因此，在检测容纳室内的记录材料状态时，不是在固定的检测条件下进行检测，而是能够接受适用于检测的条件指定来进行检测。其结果，可提高检测精度。
这里，可以将输出装置用于输出对应于指定的检测条件的数据和检测结果的装置。
这种墨盒将对应于检测条件的数据(包含检测条件本身)与检测结果一起输出，因此，可以从对墨盒进行检测指示的一侧校验检测结果的可靠性。
作为这种墨盒的记录材料，可以是用于喷墨打印机等的规定颜色的墨水、或用于复印机、传真机或激光打印机的调色剂。
另外，作为传感器，可以利用检测容纳室内有无记录材料的传感器，也可以利用检测记录材料余量的传感器。当然，还可以使用至少检测记录材料的温度、粘度、湿度、粒度、色调、余量及压力中的一个的传感器。
此外，作为输出装置，可以是通过无线通信来输出检测结果的装置。利用无线通信可以提高墨盒的设置自由度。
而且，作为这种传感器，还可以使用谐振状态随记录材料的状态而变化的压电元件。此时，向压电元件施加激励脉冲后，检测压电元件响应该激励脉冲的振动，从而，可以根据压电元件的谐振状态来检测记录材料的状态。这里，谐振状态可用压电元件的谐振频率来掌握。谐振频率可作为压电元件的1个以上振动的所需时间来进行检测。
在内置使用这种压电元件的传感器的墨盒中，检测条件可具体化为对测量压电元件进行振动所需时间的振动数的指定。此时，墨盒检测指定的振动数的所需时间，同时，将与测量所用的振动有关的数据和检测时间一起输出。
用于检测的振动数可通过开始测量的振动位置和结束测量的振动位置来指定。与振动有关的数据也可以根据指定的振动开始位置和结束位置来确定，例如可以作为其间的所需时间来确定。
作为这种墨盒，通过所具备的存储器来存储与容纳室内盛放的记录材料的状态对应的参数的墨盒也很有用。
在这种墨盒中，可以通过无线通信来指定检测条件等。为此，墨盒中也可以具备通过无线收发数据的无线通信装置。另外，检测结果也可以通过无线输出。
这种无线通信装置中通常具备用于进行通信的环形天线。在进行通信时，在该天线中感应电动势。这里，也可以利用该电动势向墨盒内供电。这样，墨盒不必在其内具备电池等，从而可简化结构。
使用本实用新型墨盒的印刷装置的实用新型是一种印刷装置，其中，装载具备盛放印刷所用记录材料的容纳室的墨盒，其特征在于，所述墨盒具备传感器，检测所述容纳室内的所述记录材料的状态；条件接受装置，对于该传感器的检测条件，接受来自外部的指定；检测装置，在所述指定条件下进行所述检测；以及输出装置，输出该检测结果，而该印刷装置还具备条件指定装置，指定所述检测条件；
输入装置，输入从所述墨盒的输出装置输出的检测结果；以及判断装置，对该检测结果进行判断。
在该印刷装置中，墨盒在由印刷装置指定的检测条件下检测记录材料的状态，并输出检测结果。因此，检测容纳室内的记录材料状态时，不是在固定的检测条件下进行检测，而是可以从印刷装置接受适于检测的条件指定，来进行检测。其结果，可以提高检测精度，还可以确保作为印刷装置的可靠性。
在这种印刷装置中，作为所述墨盒的所述输出装置可以考虑将对应于所述指定检测条件的数据与所述检测结果一起输出的结构；作为该印刷装置的所述输入装置可以考虑将所述数据与从所述墨盒的输出装置输出的检测结果一起输入的结构；另外，作为该印刷装置的所述判断装置也可以考虑将输入的所述数据与由所述条件指定装置指定的检测条件进行对照，并在两者对应的情况下，设该检测结果为有效，进而进行与所述记录材料的状态有关的规定处理的结构。
在该印刷装置中，在印刷装置侧，将对应于从墨盒接受的检测条件的数据与自己指定的检测条件进行对照，并在对应的情况下，设检测结果为有效，进而进行与记录材料的状态有关的规定处理。所述规定处理，例如在检测有无记录材料时，可以是记录材料的余量计算、该计算公式的校正(校准)等各种处理。相反，在对照两者后不对应的情况下，设检测结果为无效，进而进行向用户警告检测结果无效的处理。
附图的简要说明
图1是本实用新型实施方式的墨盒10的示意性结构说明图。
图2是将本实用新型实施方式的墨盒侧与打印机侧的处理联系起来的流程图。
图3是本实用新型实施方式中的检测有无墨水的原理说明图。
图4是本实用新型一个实施例的打印机200内部结构的结构示意图。
图5是实施例的打印机200中的控制装置222的内部结构框图。
图6是实施例的检测存储模块121的外观说明图。
图7是检测存储模块121向实施例的墨盒111的安装状态说明图。
图8是检测存储模块121的内部结构框图。
图9是装载在载体210上的墨盒111至116与收发信部分230的关系说明图。
图10是在检测存储模块121中的EEPROM166内部存储的信息说明图。
图11是检测存储模块121中的处理的示意性流程图。
图12是第三过程中的各部分动作时序图。
图13是通过驱动指示DRIV实际施加到压电元件153上的电压与压电元件153的振动状态说明图。
图14是实施例中的检测处理程序流程图。
具体实施方式
下面，说明本实用新型的实施方式。图1是实用新型的实施方式的墨盒10与装载墨盒10的打印机20的收发信装置30的示意性结构说明图。省略从印刷头25向由压纸滚筒24传输的纸T喷出墨水后进行印刷的打印机20的内部结构等，但在打印机20内的控制装置22中，对在印刷中所用的墨水量等数据进行运算，并经收发信装置30将这些数据发送到墨盒10侧。与墨盒10之间的数据的接收和发送是通过无线通信进行的，但即使是有线也无妨。无线通信方式，虽然在本实施方式中为电磁感应方式，但也可以采用其它方式。
墨盒10中具备控制通信的通信控制部分12、向存储器14读写数据的存储器控制部分15、使用压电元件的传感器17、驱动传感器17和利用传感器17检测墨水余量的传感器控制部分19。使用传感器17检测墨水余量是按如下步骤进行的。传感器17安装在设于墨水容纳室16中的谐振室18中，若向图中没有表示的电极施加驱动电压，则作为压电元件的传感器17失真(歪む)、变形。若从该状态释放积在压电元件中的电荷，则失真的能量被释放出来，从而，元件会自由振动。因为传感器17设置在邻近谐振室18的位置上，所以，该自由振动频率受谐振室18的谐振频率的控制。谐振室18的谐振频率在谐振室内存在墨水的情况与不存在墨水的情况下不同，因此，只要检测谐振频率，就能够知道谐振室18内有无墨水及墨盒10中的墨水余量。
图2是将传感器控制部分19的处理和打印机20侧的控制装置22的处理对应起来表示的示意性流程图。传感器控制部分19实际上由使用门阵列等的电路实现，但为了便于理解，根据流程图来说明该处理内容。根据来自打印机20的控制装置22的指示，检测墨水余量(步骤S5)。此时，控制装置22不仅指示检测墨水余量，而且还指定检测条件(在后面详细描述)。墨盒10经通信控制部分12，接受检测墨水余量的指示和检测条件的指定(步骤S10)。
接受到检测条件的指定的传感器控制部分19，作为检测条件，设定测量开始脉冲和结束的测量脉冲数(步骤S11)。如上所述，通过谐振频率进行的检测是，对于进行该测量的传感器17的振动，将第几个脉冲为开始脉冲，从开始脉冲通过几个脉冲来进行测量的指定。在本例中，开始脉冲指定为第一脉冲，测量脉冲数指定为4个脉冲。当然，也可以指定开始脉冲和结束脉冲(此时，结束脉冲指定为第5个脉冲)。在图3中示意性地表示基于谐振的传感器17的振动与测量开始脉冲、测量脉冲数、结束脉冲的关系。
完成检测条件的设定后，传感器控制部分19接着将驱动脉冲输出到传感器17中(步骤S12)。其结果，如上所述，作为压电元件的传感器17受激发而振动，并且在失去电压施加后，以随谐振室18的状态而变化的谐振频率谐振。因此，传感器控制部分19等待，直到检测到作为检测条件设定的开始脉冲为止，(步骤S13)，并且，一旦检测到开始脉冲(图3，时刻t1)，就开始计时(步骤S14)。
之后，传感器控制部分19待机，直到检测到结束脉冲为止(步骤S15)，并在检测到事先设定的脉冲数时(在实施例中为4个脉冲)，结束计时，进行输出计数值的处理(步骤S16)。此时，还一并输出检测结束位置(在图3中为时刻t2)的脉冲数。所谓检测结束位置的脉冲数是在开始脉冲(在本例中为谐振的第一脉冲)上加上测量所需脉冲数(在本例中为4个脉冲)后的值，在图3所示的实例中，为第5脉冲。
如果传感器控制部分19经通信控制部分12输出计数值和检测脉冲数，则打印机20的控制装置22接受该检测结果(步骤S20)，并核对同计数值一起接受的脉冲数，判断是否与事先指定的检测条件一致(步骤S30)。在本例中，从墨盒10侧的传感器控制部分19接受的是对应于结束脉冲位置的脉冲数，因此，控制装置22从由自己指定的检测条件(步骤S5)求出结束脉冲位置，并用此与接受的脉冲数相比，判断检测条件是否一致。当然，指定开始脉冲和结束脉冲，并与检测结果一起接受检测所需脉冲数来进行校验也无妨。
如果能够判断出检测条件一致，则可判断为所进行的检测是正常的(步骤S40)，从而，将传感器17的墨水余量的检测结果用于之后的处理中。例如，如果检测结果表示谐振室18中已经没有墨水的状态，则打印机20的控制装置22设墨水余量低于谐振室18的水平，并用于之后的墨水余量管理中。另一方面，当判断出检测条件不一致时，判断为检测中出现了错误(步骤S50)，从而，不将该检测结果用于之后的处理中。
根据以上说明的本实用新型实施方式，在墨盒10中，可检测容纳室16内的墨水状态(这里为有无墨水)，而且在由墨盒10外部的打印机20的控制装置22侧指定的条件下进行该检测。因此，检测条件不固定，可弹性地对应于状态的变化。例如，即使因改变了容纳室16中所容纳的墨水成分，使检测的最佳条件变化时，也可弹性地与之对应。另外，在本实施例中，墨盒10与打印机20侧的数据交换通过无线通信来进行，从而，能够与为印刷而移动的墨盒10进行稳定的数据交换，而不用担心接点接触不良等。而且，在本实施例中，将与从外部指定的检测条件有关的数据和检测结果一起输出，并在指定检测条件侧(控制装置22)进行校验，因此，能够保证包含了数据通信的检测整体的高可靠性。
下面，说明本实用新型的实施例。第一实施例适于喷墨打印机。图4是以与打印机200的动作相关的部分为主，示意性地表示其结构的说明图。另外，图5是以打印机200的控制装置222为主，表示其电气结构的说明图。如图4所示，打印机200从印刷头211至216将墨滴喷到由供纸单元203供应并被压纸滚筒225传送的纸T上，从而在纸T上形成图像。压纸滚筒225通过从送纸马达240经齿轮系241传递的驱动力驱动、旋转。由编码器242检测该压纸滚筒的旋转角度。印刷头211至216设置于在纸T的幅方向往复移动的载体210上。该载体210连接在由步进马达223驱动的传送带221上。传送带221为无端带，被架设在步进马达223和设置在其相对侧的滑轮229之间。因此，步进马达223旋转时，载体210随传送带221的移动，沿着用于传送的导轨224往复移动。
下面，说明装载在载体210上的6种颜色的墨盒111至116。6种颜色的墨盒111至116，其基本结构相同，而容纳在其内部容纳室中的墨水成分、即颜色各不相同。在墨盒111至116中，分别容纳黑色墨水(K)、青色墨水(C)、品红色墨水(M)、黄色墨水(Y)、淡青色墨水(LC)、淡品红色墨水(LM)。淡青色墨水(LC)、淡品红色墨水(LM)分别是将染料浓度调整到青色墨水(C)、品红色墨水(M)的1/4的淡色墨水。在这些墨盒111至116中，安装有在后面将详细说明其结构的检测存储模块121至126。检测存储模块121至126可通过无线通信与打印机200侧的控制装置222进行数据交换等。在第一实施例中，检测存储模块121至126被安装在墨盒111至116的侧面上。
打印机200设有用于通信的收发信部分230，以便通过无线，与检测存储模块121至126进行数据交换。收发信部分230与其它电子部件、例如送纸马达240、步进马达223、编码器242等一起连接在控制装置222上。此外，在控制装置222上还连接着位于打印机200前表面的操作面板245的各种开关247和LED248。
如图5所示，该控制装置222具备控制打印机200整体的CPU251、存储其控制程序的ROM252、用于暂时保存数据的RAM253、作为与外部设备的接口的PIO254、用于管理时间的定时器255、以及存储用于驱动印刷头211至216的数据的驱动缓冲器256等，并由总线257将它们彼此连接。除这些电路元件外，控制装置222中还设有振荡器258和分配输出器259等。分配输出器259将从振荡器258输出的脉冲信号分配给6个印刷头211至216的公共端子。印刷头211至216从驱动缓冲器256侧接受开、关(喷出、不喷出墨水)数据，并在从分配输出器259接受驱动脉冲的时刻，根据从驱动缓冲器256侧输出的数据，从对应的喷嘴喷出墨水。
在控制装置222的PIO254上，除已说明的步进马达223、送纸马达240、编码器242、收发信部分230、操作面板245外，还连接着将应印刷的图像数据输出到打印机200中的计算机PC。因此，在印刷时，计算机PC确定应印刷的图像，向打印机200输出进行了增强光泽、颜色变换、半调色等处理的数据。打印机200，通过步进马达223的驱动量来检测载体210的移动位置，同时，用来自编码器242的数据确认送纸的位置，并与这些对应，将从计算机PC接收的数据展开为应从印刷头211至216的喷嘴喷出的墨水的开、关数据，并驱动驱动缓冲器256和分配输出器259。
控制装置222可以经连接于PIO254上的收发信部分230，利用无线与装载在墨盒111至116上的检测存储模块121至126进行数据交换。为此，收发信部分230设有将来自PIO254的信号变换为规定频率的交流信号的RF变换部分231和接受来自RF变换部分231的交流信号的环形天线233。若向环形天线233施加交流信号，并在其附近配置同样的天线时，则通过电磁感应，在另一天线中有电信号被激发。在本实施例中，因为无线的通信距离限于打印机内部的距离，所以，采用利用电磁感应的无线通信方法。另外，在实施例中，在收发信侧分别准备1个用于无线通信的天线，并且发送和接收都使用着同一天线，但也可以至少在一侧分离用于发送的天线和用于接收的天线，作为专用天线。另外，在本实施例中，墨盒侧的动作功率通过在通信中使用的天线间的电磁感应来获得，但另外单独设置用于获得功率的天线也无妨。
下面，说明墨盒111侧的检测存储模块121的结构。图6是从正面和侧面表示的检测存储模块121至126的外观图。装载在各墨盒111至116上的检测存储模块121至126除存储在内部的ID号以外完全相同，因此，如下说明检测存储模块121。如图所示，检测存储模块121由在薄膜上的基板131中以金属薄膜图形方式形成的天线133、装有后述的各种功能的专用IC芯片135、检测有无墨水的传感器模块137和连接这些的接线图形139等构成。
图7是表示将检测存储模块121安装在墨盒111上的状态端面图。如图所示，检测存储模块121通过粘接剂或双面带等的粘接层141，被安装在墨盒111的侧面。此时，设于基板131背面的传感器模块137插在位于墨盒111侧面上的开口143中。传感器模块137内部形成有谐振室151，而在该谐振室151的一个侧壁上粘有作为传感器动作的压电元件153。
说明检测存储模块121的内部结构。图8是检测存储模块121的内部结构框图。如图所示，检测存储模块121在专用IC芯片135内具备RF电路161、电源部分162、数据分析部分163、EEPROM控制部分165、EEPROM166、检测控制部分168、驱动控制部分170、放大器172、比较器174、振荡器175、计数器176、输出部分178、两个晶体管Tr1、Tr2、电阻R1、R2等。
RF电路161，是对在天线131中利用电磁感应发生的交流信号进行检波并输入的电路，将通过检波取出的功率分量输出到电源部分162中，将信号分量输出到数据分析部分163中。另外，RF电路161还具有如下功能即，接受来自后述的输出部分178的信号，将该信号调制成交流信号，经天线133发送到打印机200侧的收发信部分230中。电源部分162使用从RF电路161接收到的功率分量，使其稳定后，作为专用IC芯片135内部的电源和传感器模块137的电源输出。因此，墨盒111至116中没有搭载干电池等电源。另外，在图中虽然没有特别表示，但是，也可以在收发信部分230通过信号供应功率的时间较有限的情况下，设置存储由电源部分162生成的稳定电源的电容等电荷存储元件。电荷存储元件也可以设置在电源部分162的前段。
数据分析部分163对从RF电路161接受到的信号分量进行分析，粗略地取出命令和数据。数据分析部分163基于分析结果，控制是与EEPROM166交换数据、还是与传感器模块137交换数据。数据分析部分163根据分析数据的结果，进行与EEPROM166的数据交换或与传感器模块137的数据交换等，但为此，还必需进行对作为交换对象的墨盒进行识别的处理等。数据分析部分163还进行这些处理。该处理的细节将会在后面描述，但基本上如图9A、9B所示，通过各墨盒中存储的ID和装载在载体210上的各墨盒对于收发信部分230位于什么样的位置等信息来识别墨盒。图9A是各墨盒111116和安装在其中的检测存储模块121126与收发信部分230的位置关系的立体说明图，图9B是从两者的宽度方面表示的墨盒与收发信部分230的关系说明图。
在进行识别墨盒的处理时，控制装置222向收发信部分230所在的一侧传送载体210。载体210与收发信部分230相对的位置被设置在印刷范围之外。如图9所示，在本实施例中，检测存储模块121至126安装在墨盒111至116的侧面，通过载体210移动，使最多两个检测存储模块进入到可与收发信部分230进行发送的范围内。在该状态下，数据分析部分163经收发信部分230接受来自控制装置222的请求，进行墨盒的识别处理、对存储器的存取处理或与传感器模块137的交换处理等。下面用流程图来说明处理的细节。
在确定了交换数据的墨盒后，实际上与EEPROM166进行数据交换的情况下，数据分析部分163在指定读写地址和进行读出还是写入、以及写入数据时，将该数据传递给EEPROM控制部分165。接到这些指定和数据的EEPROM控制部分165向EEPROM166输出地址和读写的指定，从而，进行写入数据或从EEPROM166读出数据等处理。
图10表示EEPROM166内部的数据结构。如图10A所示，EEPROM166内部大致上分为两个部分，存储器空间的前半部分是读写墨水余量等数据的用户存储器和存储分类代码的可读写区域RAA。另外，存储器空间的后半部分是写入用来确定墨盒的ID信息的读出专用区域ROA。
对读出专用区域ROA的写入是在具备EEPROM166的检测存储模块121至126被安装在墨盒111至116上之前，例如，在制造检测存储模块的过程、或制造墨盒的过程中进行的。因此，从打印机200的主体侧，对于存储在可读写区域RAA中的数据，能够进行数据的读出和写入，但对于读出专用区域ROA，虽然能够进行数据的读取，但不能进行数据的写入。
用来写入各墨盒111至116的墨水余量信息等的可读写区域RAA的用户存储器，从打印机200主体侧读取墨水余量信息，并且，可以用于在余量没有多少时向用户发出警告的处理中。在分类代码的存储区域中存有用于区别墨盒种类等的各种代码，用户可以独自使用这些代码。
存储在读出专用区域ROA中的ID信息，是关于安装检测存储模块的墨盒的制造信息等。作为ID信息，如图10B所示，存有与制造墨盒111至116的年、月、日、时、分、秒以及场所有关的信息。这些全都写在大小为4～8bit左右的区域中，因此，整体占40bit～70bit左右的存储区域。在接通打印机200的电源后，打印机200的控制装置222从检测存储模块121至126中读取包含各墨盒111至116的制造信息的ID信息，从而，例如能够在墨盒的有效期已到期或就要到期时，向用户发出警告。
当然，检测存储模块121的EEPROM166中也可以适当含有上述信息以外的信息。另外，EEPROM166整体也可以是可改写区域。此时，上述墨盒的制造信息等的ID信息等，也可以采用EEPROM166、NAND型闪存ROM等电可擦写的存储器来构成。在本实施例中，使用连续型(serialtype)存储器来作为EEPROM166。
另外，与传感器模块137进行交换时，数据分析部分163首先对计数器176进行清零，同时，从控制装置222接受检测条件，并将此设定在检测控制部分168中。检测控制部分168接受该设定，进行从传感器模块137的压电元件153中所得信号的第几个(称为开始脉冲)开始通过多少个脉冲来进行测量的设定。接着，数据分析部分163向驱动控制部分170发出输出驱动信号的指令。驱动控制部分170接受该指令后，向晶体管Tr1、Tr2输出驱动信号，并向压电元件513施加驱动电压。其结果，在压电元件153中产生的谐振被放大器172放大，并输入到比较器174中，变换为矩形脉冲信号。比较器174是将来自放大器172的输出信号与规定的比较电压Vref相比，从而，根据大小来变换为矩形波的电路。
接受来自比较器174的信号的检测控制部分168，在从事先设定的开始脉冲到指定脉冲数的期间，激活计数器176的SET端子，使计数器176动作。计数器176在SET端子激活期间，对来自振荡器175的脉冲进行计数，并将计数结束的值输出到输出部分178中。输出部分178从检测控制部分168接受用于检测的条件值，并经过RF电路161向控制装置222侧输出来自计数器176的计数值和该检测条件值。所谓检测条件值，在本实施例中是在开始脉冲数上加上用于测量的脉冲数后的值，即，与测量结束脉冲的位置对应的脉冲数(在本实施例中为第5脉冲)。当然，也可以原样使用开始脉冲和表示测量时间的脉冲数。此外，输出部分178也可以位于数据分析部分163内。
下面，说明由打印机200的控制装置222与检测存储模块121至126的数据分析部分163一起进行的、墨盒111的识别处理或存储器存取处理的概况。图11是设置在打印机200侧的控制装置222与设置在各墨盒111至116中的检测存储模块121至126，经收发信部分230进行通信的同时进行的处理概况流程图。打印机200的控制装置222与检测存储模块121至126的数据分析部分163，经收发信部分230进行通信，同时，执行ID信息读取处理(第一过程)、作为ID信息以外的读取处理或墨水余量信息写入处理等的存储器存取处理(第二过程)、以及与传感器模块137的数据交换(第三过程)等各过程。
在打印机200中，接通电源时、或在电源导通中用户更换了墨盒111至116中的任何一个时、或执行上次通信处理后经过了规定时间时，执行读取该墨盒的制造信息、或将墨水余量写入EEPROM166的规定区域中、或进行读取等处理。这些处理与通常的印刷处理不同，是经收发信部分230并伴随与检测存储模块121至126的通信的处理。
此时，为了与检测存储模块121至126进行通信，装载墨盒111至116的载体210，从通常的执行印刷时的位置或右侧非印刷区域离开，移动到收发信部分230所在的左侧非印刷区域。通过将载体210移动到左侧非印刷区域，到达收发信部分230附近的检测存储模块，经天线133接受来自收发信部分230的环形天线233的交流信号。电源部分162从该交流信号中取出功率，并将稳定化后的电源电压向内部的各控制部分、电路元件供应。其结果，检测存储模块的各控制部分、电路元件可进行处理。
当开始这种伴随收发信部分230与各检测存储模块121至126间的通信的处理程序时，首先，由打印机200侧的控制装置222判断是否发生了电源导通请求(步骤S100)。即，判断是否是喷墨打印机200被接通电源，而且所述动作是在开始动作之后进行的。在判断为发生了电源导通请求时(步骤S100Yes)，开始第一过程即，读取来自检测存储模块121至126的ID信息的过程(步骤S104以下)。
控制装置222在判断为没有发生电源导通请求时(步骤S100No)，判断为打印机200正在执行通常的印刷处理，接着，判断是否发生了墨盒111至116的更换时的请求(步骤S102)。墨盒111至116的更换时的请求，例如，是在打印机200的电源被接通的状态下，通过由用户按下操作面板245上的墨盒更换按钮247来产生的。此时，打印机200中断通常的印刷处理模式，对墨盒111至116中的某个进行更换，但更换时的请求本身在更换墨盒111至116后发生。
控制装置222在判断为发生了墨盒111至116的更换时的请求时(步骤S102Yes)，开始第一过程即，读取设于更换后的墨盒中的存储元件的ID信息的过程(步骤S104)。另一方面，在判断为没有发生墨盒111至116更换时的请求(步骤S102No)时，判断为如在接通电源时已正常读取了各检测存储模块121至126的ID信息，接着，进行判断存取对象的处理(步骤S150)。在本实施例的墨盒中，存取对象有EEPROM166和传感器模块137。因此，当判断为指示对存储器进行存取时(步骤S150存储器)，开始上述第二过程即，开始与检测存储模块121至126间的存储器存取处理(步骤S200)。另一方面，在判断为存取对象是传感器模块137时(步骤S150传感器)，执行从传感器模块137读取检测结果的第三过程。
下面分别说明第一至第三过程。如上所述，在控制装置222检测到打印机中的电源导通请求或墨盒更换时的请求时执行第一过程。在第一过程中，首先读取来自检测存储模块121至126的ID信息(步骤S104)，之后，执行防止冲突处理(步骤S106)。防止冲突处理是，在还没有从各检测存储模块121至126中分别取得ID信息的情况下，防止从各元件读取ID信息时发生信号混淆的处理。该防止冲突处理在中途失败时，可再次从头开始进行防止冲突处理。在使用无线通信的本实施例中，收发信部分230可能经常与多个检测存储模块(在本实施例中为两个检测存储模块)进行通信，并且在开始通信的时刻，控制装置222尚还不知道装载在载体210上的墨盒111至116中安装的检测存储模块121至126的ID信息，因此，需要进行防止信息混淆的防止冲突处理。防止冲突处理的细节，虽然在这里不进行说明，但基本上是从收发信部分230输出部分ID信息，之后，仅由部分ID信息一致的检测存储模块返回响应，而其它检测存储模块则进入睡眠模式，从而，确定位于可通信范围内的墨盒的检测存储模块的ID信息，确立与一致的检测存储模块的通信。
防止冲突处理结束后，控制装置222经数据分析部分163，进行从各检测存储模块121至126中读取ID信息的处理(步骤S108)。在读取ID信息的处理结束后，有时会立刻结束本通信处理程序，而有时会接着执行第二过程。
说明开始第二过程的情况。开始第二过程时，控制装置222，认为开始存储器存取(步骤S200)，接着，向各检测存储模块121至126发出激活模式指令(步骤S202)。激活模式指令是与各种ID信息一起向各检测存储模块121至126发出的指令，各检测存储模块121至126的数据分析部分163，对照接收到的ID信息，并只在与自己的ID信息一致的情况下，向控制装置222发送存取准备结束的响应信号ACK。
控制装置222一旦从检测存储模块121至126得到对激活模式指令的响应信号ACK，则执行对各检测存储模块121至126进行的存储器存取处理(步骤S204)。该存储器存取处理是向EEPROM166写入数据或从EEPROM166读出数据的处理。不管何种情况，EEPROM控制部分165侧都根据由控制装置222指定的存储器地址来进行存取。EEPROM控制部分165根据该地址和是读还是写的指示，对EEPROM166的相应地址进行读写。当完成了对EEPROM166的存储器存取时，EEPROM控制部分165经数据分析部分163向控制装置222发送表示存取结束的响应信号ACK和进行存取的地址。到此，结束第二过程，从而完成对各检测存储模块121至126的墨水余量信息的写入等。
接着，说明第三过程。在第三过程中，开始向传感器模块137进行存取(步骤S300)，与存储器存取的情况一样，首先发出激活模式指令AMC(步骤S302)。在接受激活模式指令的墨盒111至116中，与伴随激活模式指令的ID信息一致的墨盒返回响应信号AC，并过渡到接受之后处理的状态。该状态如图12的时序图所示。图12最上段的DAT表示控制装置222侧与检测存储模块121侧的数据交换。而激活模式ACM则表示如果它向高电平翻转，则该检测存储模块121变为激活模式。
输出激活模式指令，若有检测存储模块被激活，则控制装置222接着向该墨盒发送检测条件DN的指定(步骤S304)。若指定检测条件DN的数据被接受，并有响应信号ACK返回，则控制装置222接着输出检测指示DC(步骤S306)。当然，检测指示DC也可包含在检测条件的指定中。
若进行检测指示DC，则如图8所示，数据分析部分163向计数器176输出清零信号CLR，将计数器176复位为0值。接着，数据分析部分163向驱动控制部分170输出驱动指示DRIV。驱动控制部分170接受该驱动指示DRIV后，驱动晶体管Tr1、Tr2。在本实施例中，如图13所示，驱动指示DRIV是执行两次如下循环的信号即，使用于充电的晶体管Tr1变为导通状态后，向压电元件153施加电压，并在规定时间后关断该晶体管Tr1，使用于放电的晶体管Tr2成导通状态，在规定时间后关断该晶体管Tr2。施加在压电元件153上的电压是由电源部分162提供的电压，其充电斜率由电阻器R1控制。另外，存储在压电元件153中的电荷经晶体管Tr2放电，其放电斜率由电阻R2控制。设定晶体管Tr1、Tr2的导通、关断间隔，使在压电元件153中产生的振动频率与传感器模块137内的谐振室151的谐振频率接近。
进行驱动控制部分170的充电和放电的结果，压电元件153在谐振室151的谐振频率下振动，从而，在压电元件153的电极中产生由该振动引起的电压。该振动的谐振频率主要由谐振室151的特性决定。谐振室151的特性，在这里是谐振室151内的墨水充满程度。在本实施例中，谐振室151内充满墨水时，谐振频率约为90KHz，谐振室151内的墨水随着印刷被消耗掉而变空时，约为110KHz。当然，这种谐振频率随谐振室151的大小和内壁特性(防水性等)变化。因此，对每种类型的墨盒进行测定即可。然而，向墨盒中填充墨水前(谐振室151内为空)的谐振频率与已填充的墨水被消耗掉而使谐振室151变空时的谐振频率是不同的。这是因为即使墨水被消耗掉，但在谐振室151内表面上还残留着附着的墨水。因此，在根据压电元件153的振动频率检测谐振室151内的墨水余量状态中，检测条件受到相当大的约束。
如上所述，压电元件153以施加电压引起的强制振动为基础，以随谐振室151的谐振频率的频率振动。由放大器172放大该振动，并输入到比较器174中，与比较电压Vref进行比较。其结果，比较器174输出与压电元件153相同振动数的矩形波信号COMP(参照图12)。检测控制部分168输入该矩形波信号COMP，并根据该信号和事先接受指定的检测条件(开始脉冲和用于测量的脉冲数)，生成设置信号SET，该设置信号SET指定计数器176动作的时间。在图12所示实例中，因为开始脉冲为第一脉冲，进行测量的时间为4个脉冲，所以，检测时间SET从第一个脉冲的上升沿开始到第5个脉冲的上升沿为止，即，相当于矩形波信号COMP为4个脉冲的时间。
在输出该信号SET期间，计数器176利用从振荡器175输出的高频脉冲，对其进行计数。谐振频率不同时，4个脉冲的时间也不同，因此，在检测到结束脉冲后由检测控制部分168输出的设置信号SET翻转之前，由计数器176加起来的计数值CNT随谐振频率的不同而不同。该计数值CNT经输出部分178被输出到打印机200的控制装置222中。此时，输出部分178，不仅将计数值CNT，而且还将对应于检测条件的数据输出到控制装置222侧。在本实施例中，输出结束脉冲的序号(这时为第5脉冲)。当然，也可以输出所指定的检测条件本身，即开始脉冲的序号(这里为第一脉冲)和用于测定的脉冲数(这里为4个脉冲)。
控制装置222，接受作为检测结果的计数值CNT和检测条件(开始脉冲的序号和测定脉冲数)，并根据计数值CNT判断墨水余量。实际上是进行谐振室151中是否存在墨水的判断。如果计数值CNT大于预定的判断值，则判断为有墨水，如果小于判断值，则判断为无墨水。其结果，打印机200的控制装置222，通过利用软件对从印刷头211至216喷出的墨滴数进行计数来管理墨水消耗量，但是，也可以利用该管理值和从墨盒111至116内的检测存储模块121至126得到的、谐振室151内有无墨水的信息，来正确管理墨盒111至116内的墨水的当前量。
通过对墨水喷出量进行计数来管理墨水余量时，从印刷头211至216一次喷出的墨水量因加工时产生的其喷嘴直径的差异、墨水粘度的差异、以及使用时的墨水温度等，使墨水余量的计算值逐渐偏离实际余量。设置检测存储模块121至126，使得在墨盒111至116中大约消耗了1/2的墨水时，谐振室151内的墨水变空。因此，关于来自检测存储模块121至126的有无墨水的判断，检测从有墨水切换为无墨水的时刻，并在该时刻，如果对通过软件计数的墨水消耗量进行校正，则能够正确管理墨水消耗量。校正可以通过只利用来自检测存储模块121至126的检测结果，将墨水消耗量复位到1/2来进行，或者，也可以通过对此前的软件的计数程度进行补偿的方法来进行。其结果，能够正确算出墨盒111至116中的墨水用尽(ink end)(墨盒内的墨水完全没有的时刻)。从而，不会有在根据墨水用尽指示更换的墨盒内还剩有一定量的未使用的墨水，造成资源浪费的情况。另外，在墨水用尽的检测前墨盒内已无墨水，从而导致所谓的空打，使印刷头211至216损坏的情况也较难发生。
在本实施例的打印机200中，从检测存储模块121至126不仅将作为检测结果的计数值CNT、而且还将与检测条件相关的值(结束脉冲数)返回给控制装置222，因此，控制装置222可以校验在由自己指定的检测条件下是否正确地进行了检测。当判断为没有在由控制装置222指定的检测条件下进行检测时，因为作为检测结果的计数值CNT不可信，所以不进行根据该值的有无墨水的判断，以及根据该判断的墨水消耗量的校正等。或者，即使在进行的情况下，只进行有限的利用，或可以向用户发出警告后，进行校正。当然，检测条件不一致时，也可以将其视为墨盒内的检测存储模块的故障，从而与更换墨盒的警告一起向用户发送。
通过图14的流程来说明控制装置222校验在由自己指定的检测条件下是否正确地进行了检测的处理。控制装置222向墨盒111至116输出在检测存储模块121至126中有无墨水的检测条件D1和检测指示D2后(步骤S400)，等待来自墨盒111至116侧的检测结果的响应(步骤S410)。若有响应，则从墨盒的检测存储模块121至126经无线通信读入检测结果(计数值CNT)和对应于检测条件的数据DT(步骤S420)。
接着，进行对读取的数据DT与指示的检测条件D1进行对照的处理(步骤S430)，若两者一致，则视为检测结果有效(步骤S440)，从而进行将检测结果反映到软件计数器的墨水余量运算中的处理(步骤S450)。具体地说，将作为使用传感器模块137进行的测量结果的计数值CNT与规定值进行比较(步骤S451)，并且，若计数值CNT小，则设定标记Fn为1，若计数值CNT大，则设定标记Fn为0(步骤S452、454)。然后，仅在计数值CNT小于规定值的情况下，进行上次设定的标记Fn-1与这次设定的标记Fn是否一致的判断(步骤S455)，当不一致时，因为是标记从值0刚刚变到值1，所以，判断为是墨盒111中的墨水余量成为约1/2的时刻，并用于在控制装置222中进行的墨水余量的运算中。即，利用上述检测结果，将由软件管理的墨水余量IRQ设置为1/2(步骤S458)。
从而，即使在软件的墨水余量的运算中存在误差，也可以利用使用传感器模块137的墨水余量检测结果，对其进行修正。当然，也可以参考使用传感器的墨水余量检测结果，对软件的墨水余量运算式的补偿系数等进行微调整。
另一方面，当读取的数据DT与指示的检测条件D1不对应时(步骤S430)，判断为不能将检测结果视为有效(步骤S460)，从而，仅由软件计数器来管理之后的墨水余量(步骤S470)。另外，可能在墨盒111至116的检测存储模块121至126中发生了一些故障，因此，也可以向用户发出[墨盒中有可能发生了故障]等警告。警告，既可以通过使在打印机200中设置的操作面板245上的LED248闪烁来进行，也可以装载液晶显示器等并在其中显示。或者，也可以利用声音合成等，从扬声器通过声音来进行警告。另外，如果打印机200与向其输出印刷数据的计算机是通过双向接口来连接的，则也可以从打印机200向计算机输出数据，从而在计算机侧进行上述显示。在以上处理结束后，进入[结束]，结束本处理程序。
在以上说明的实施例中，确认装载在墨盒111至116中的检测存储模块121至126的动作，同时能够使打印机200中的、与墨盒内的墨水状态对应的处理(这里为墨水余量的运算处理)不同。当检测存储模块121至126在正常动作时，可以利用该检测结果，在墨水余量变为1/2的时刻，校正软件计数器的墨水余量运算值。另一方面，当判断为没有在由控制装置222指定的检测条件下进行检测时，因为作为检测结果的计数值CNT不可信，所以不进行根据该值的有无墨水的判断，以及根据该判断的墨水消耗量的校正等。或者，即使在进行的情况下，只进行有限的利用，或可以向用户发出警告后，进行校正。当然，检测条件不一致时，也可以将其视为墨盒内的检测存储模块的故障，从而与更换墨盒的警告一起向用户发送。
以上，说明了设置于墨盒111至116中的检测存储模块121至126、和收发信部分的第一过程通信处理至第三过程，以及在判断出检测存储模块121至126中的检测结果有效性后，由控制装置222进行的处理。控制装置222与各检测存储模块121至126进行通信的同时执行这些处理。这种通信处理，从左端的检测存储模块121向右端的检测存储模块126每次只与一个依次进行。此时，载体210依次每移动1个墨盒宽度后停止。并且在停止时，与各墨盒的检测存储模块进行通信处理。当然，如本实施例的收发信部分230那样，其宽度为大致可以与两个墨盒正对的大小时，如果每次移动两个墨盒的距离，从而共计移动、停止3次，并在每个位置上与两个检测存储模块进行通信处理的话，则能够使载体210的移动、定位动作很少，因此比较好。此时，因为控制装置222进行防止冲突处理，所以不会混淆与多个墨盒的信息交换。
以上说明了本实用新型的实施方式和实施例，但是本实用新型不局限于这些实施方式和实施例，在不脱离本实用新型宗旨的范围内，可以以各种方式实施。例如，本实施例的检测存储模块121不仅适用于喷墨打印机的墨盒中，而且还可以适用于调色剂墨盒等中。另外，检测存储模块121也可以设置在墨盒的底面或上面。当设在上面时，收发信部分230的设置自由度会变大，从而能够简化整体结构。当然，当将检测存储模块121设置在墨盒111上面时，如果将其设于墨水容纳室的隔壁，则可自由设定检测有无墨水的墨水余量，如墨水用尽边缘、墨水消耗量约为1/2等。
另外，在上述实施例中，在墨水消耗量大致为1/2时进行墨水有无的检测，但也可以在墨水用尽的边缘进行，或还可以在墨水消耗量更少的时刻(墨水余量多的时刻)进行。另外，在本实施例中由于使用压电元件153，因此，作为与它的开始脉冲和结束脉冲、或相当于检测时间的脉冲数等相关的条件来设定从外部指定的检测条件，但是，也可以作为进行检测的时间(时刻或间隔、接通电源的时刻等)、检测次数等各种条件来设定从外部指定的检测条件。并且，作为墨盒侧对这些条件的响应数据，可以直接使用部分条件，也可以使用预定的对应代码等。当然，不输出对应于检测条件的数据也无妨。
在上述实施例中，通过硬件逻辑来实现墨水有无的检测，但也可以使用CPU通过软件来实现同样的处理。此时，可以取代向控制装置222侧发送由计数器176计数的值的结构，采用在检测存储模块121侧进行有无墨水的判断，并向控制装置222侧只发送有无墨水的判断结果的结构。
权利要求1.一种墨盒，装载在印刷装置上，具备容纳用于印刷的记录材料的容纳室，其特征在于，具备传感器，检测所述容纳室内的所述记录材料的状态；条件接受装置，对于该传感器的检测条件，接受来自外部的指定；检测装置，在所述指定条件下进行所述检测；以及输出装置，输出该检测结果。
2.如权利要求1所述的墨盒，其中，所述输出装置是将对应于所述指定检测条件的数据与所述检测结果一起输出的装置。
3.如权利要求1所述的墨盒，其中，所述记录材料是规定颜色的墨水。
4.如权利要求1所述的墨盒，其中，所述记录材料是用于复印机、传真机或激光打印机上的调色剂。
5.如权利要求1至4中任何一项所述的墨盒，其中，所述传感器是检测所述容纳室内有无所述记录材料的传感器。
6.如权利要求1至4中任何一项所述的墨盒，其中，所述传感器至少测定所述记录材料的温度、粘度、湿度、粒度、色调、余量及压力中的一个。
7.如权利要求1所述的墨盒，其中，所述输出装置是通过无线通信来输出所述检测结果的装置。
8.如权利要求1所述的墨盒，其中，所述传感器是谐振状态随所述记录材料的状态而变化的压电元件，所述检测装置是向该压电元件施加激励脉冲后，检测所述压电元件响应该激励脉冲的振动的装置。
9.如权利要求8所述的墨盒，其中，所述检测装置是将所述压电元件的谐振频率作为该压电元件的1个以上振动的所需时间来进行检测的装置。
10.如权利要求9所述的墨盒，其中，所述条件接受装置是接受对所述压电元件的振动所需时间进行测量的振动数的指定的装置，所述检测装置是在检测该指定振动数的所需时间的同时，将与该测量所用的振动有关的数据与该测量时间一起输出的装置。
11.如权利要求10所述的墨盒，其中，所述条件接受装置接受的振动数由开始测量的振动位置和结束测量的振动位置来指定，所述检测装置根据所述指定的振动开始位置和结束位置来确定关于所述振动的数据。
12.如权利要求1至11中任何一项所述的墨盒，其中，具备存储器，存储对应于在所述容纳室内容纳的所述记录材料的状态的参数。
13.如权利要求1至12中任何一项所述的墨盒，其中，具备通过无线通信与外部进行数据交换的无线通信装置，同时，通过该无线通信装置，从外部接收所述检测条件的指定。
14.如权利要求13所述的墨盒，其中，所述无线通信装置具备用于所述通信的环形天线，还具备利用在该天线中感应的电动势向墨盒内供电的电源装置。
15.一种印刷装置，装载具备容纳印刷所用记录材料的容纳室的墨盒，其特征在于，所述墨盒具备传感器，检测所述容纳室内的所述记录材料的状态；条件接受装置，对于该传感器的检测条件，接受来自外部的指定；检测装置，在所述指定条件下进行所述检测；以及输出装置，输出该检测结果，而该印刷装置还具备条件指定装置，指定所述检测条件；输入装置，输入从所述墨盒的输出装置输出的检测结果；以及判断装置，对该检测结果进行判断。
16.如权利要求15所述的印刷装置，其中，所述墨盒的所述输出装置是将对应于所述指定检测条件的数据与所述检测结果一起输出的装置，该印刷装置的所述输入装置是将所述数据与从所述墨盒的输出装置输出的检测结果一起输入的装置，该印刷装置的所述判断装置是将该输入的所述数据与由所述条件指定装置指定的检测条件进行对照，并在两者对应的情况下，设该检测结果有效，进而进行与所述记录材料的状态有关的规定处理的装置。
17.如权利要求16所述的印刷装置，其中，所述判断装置是将该输入的所述数据与由所述条件指定装置指定的检测条件进行对照，并在两者不对应的情况下，报告不对应的装置。
专利摘要在容纳记录材料的墨盒中，检测记录材料的状态，但检测的可靠性低。墨盒(10)设有检测有无墨水的传感器(17)，从打印机(20)的控制装置(22)通过无线向墨盒(10)发送检测指示和检测条件。墨盒(10)接受该指示，用传感器控制部分(19)，在指示的检测条件下驱动传感器(17)，使之振动。传感器(17)与谐振室(18)相邻，因此，其振动频率受谐振室(18)的谐振频率的控制。谐振频率根据谐振室(18)内有无墨水而不同，因此，若检测谐振频率，则可知谐振室(18)内有无墨水及墨盒(10)的墨水余量。同时，从墨盒输出检测条件，校验是否在指示的检测条件下进行了检测，从而保证正确的检测。
文档编号G01F23/28GK2749675SQ0320635
公开日2006年1月4日 申请日期2003年7月18日 优先权日2002年7月18日
发明者朝内昇, 小杉康彦 申请人:精工爱普生株式会社