專利名稱：可測(cè)量消耗品剩余量的消耗品容器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及制造可測(cè)量消耗品容器內(nèi)的消耗品剩余量的消耗品容器的技術(shù)。
背景技術(shù)：
近年來(lái)，作為計(jì)算機(jī)的輸出裝置，噴墨打印機(jī)正在普及。通常，將作為消耗品的噴墨打印機(jī)的墨水容納在墨盒中來(lái)提供。作為測(cè)量墨盒中所容納的消耗品的剩余量的方法，例如如日本專利文獻(xiàn)特開2001-147146號(hào)公報(bào)所公開的那樣，也提出了利用壓電元件直接測(cè)量的方法。
在該方法中，首先，通過向墨盒中所安裝的壓電元件施加電壓波來(lái)使壓電元件的振動(dòng)部振動(dòng)。接著，在為使作為噪聲的不需要的振動(dòng)衰減而經(jīng)過了待機(jī)時(shí)間之后，根據(jù)由壓電元件振動(dòng)部上所殘留的殘留振動(dòng)所產(chǎn)生的反電動(dòng)勢(shì)的周期的變動(dòng)來(lái)測(cè)量消耗品的剩余量。
但是，以往由于通過對(duì)壓電元件輸出的電壓波進(jìn)行計(jì)數(shù)來(lái)確定待機(jī)時(shí)間，因而當(dāng)噪聲很大時(shí)作為噪聲的電壓波也會(huì)被計(jì)數(shù)，從而會(huì)產(chǎn)生待機(jī)時(shí)間過小的情況。其結(jié)果是，無(wú)法使噪聲充分衰減，從而導(dǎo)致了測(cè)量可靠性下降。這樣的問題不僅限于墨盒，一般來(lái)說(shuō)，這是可利用壓電元件測(cè)量消耗品剩余量的消耗品容器的共同的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是為了解決現(xiàn)有技術(shù)中的上述問題而作出的，其目的在于，提供一種在可使用壓電元件來(lái)測(cè)量消耗品剩余量的消耗品容器中，提高測(cè)量可靠性的技術(shù)。
用于解決上述問題的本發(fā)明的第一方式提供一種從安裝了壓電元件的消耗品容器接受消耗品供應(yīng)的裝置。該裝置包括檢測(cè)信號(hào)生成電路，進(jìn)行所述壓電元件的充電和放電，并且生成包含表示下述周期的信息的檢測(cè)信號(hào)，其中所述周期是從所述放電結(jié)束起經(jīng)過了預(yù)定的待機(jī)時(shí)間之后殘留在所述壓電元件上的殘留振動(dòng)的周期；控制部，生成時(shí)鐘信號(hào)，并且對(duì)所述壓電元件的充電和放電進(jìn)行控制。所述周期可用于確定所述容納的消耗品的剩余量是否比預(yù)定量多。所述控制部通過對(duì)所述時(shí)鐘信號(hào)的脈沖數(shù)進(jìn)行計(jì)數(shù)來(lái)確定所述預(yù)定的待機(jī)時(shí)間。
在本發(fā)明的第一方式中，從壓電元件放電結(jié)束起到殘留振動(dòng)的檢測(cè)開始為止的待機(jī)時(shí)間是通過對(duì)時(shí)鐘信號(hào)的脈沖數(shù)進(jìn)行計(jì)數(shù)而確定的，因而與根據(jù)壓電元件輸出的電壓波來(lái)確定待機(jī)時(shí)間的方法不同，可抑制由于壓電元件制造誤差引起的待機(jī)時(shí)間的變動(dòng)。由此，可提高測(cè)量可靠性。
在上述裝置中，所述控制部最好構(gòu)成為可改變所述預(yù)定的待機(jī)時(shí)間。這樣，例如可根據(jù)消耗品容器的制造誤差來(lái)設(shè)定合適的待機(jī)時(shí)間。
本發(fā)明的第二方式提供了一種可測(cè)量所容納的消耗品的剩余量的消耗品容器。該消耗品容器包括消耗品罐，容納所述消耗品，并且安裝有壓電元件；檢測(cè)信號(hào)生成電路，進(jìn)行所述壓電元件的充電和放電，并且生成包含表示下述周期的信息的檢測(cè)信號(hào)，其中所述周期是指從所述放電結(jié)束起經(jīng)過了預(yù)定的待機(jī)時(shí)間之后殘留在所述壓電元件上的殘留振動(dòng)的周期；控制部，生成時(shí)鐘信號(hào)，并且對(duì)所述壓電元件的充電和放電進(jìn)行控制。所述周期可用于確定所述容納的消耗品的剩余量是否比預(yù)定量多。所述控制部通過對(duì)所述時(shí)鐘信號(hào)的脈沖數(shù)進(jìn)行計(jì)數(shù)來(lái)確定所述預(yù)定的待機(jī)時(shí)間。
如此，消耗品容器可包括檢測(cè)信號(hào)生成電路與控制部。
在上述消耗品容器中，也可以使所述控制部能夠改變所述預(yù)定的待機(jī)時(shí)間。還可以使所述控制部根據(jù)從所述消耗品容器的外部提供的信號(hào)來(lái)生成所述時(shí)鐘信號(hào)。
本發(fā)明的第三方式提供了一種可測(cè)量所容納的消耗品的剩余量的其他結(jié)構(gòu)的消耗品容器。該消耗品容器包括容納所述消耗品的消耗品罐，和安裝在所述消耗品罐上的壓電元件。所述壓電元件根據(jù)從外部裝置提供的電流而進(jìn)行充電和放電，并且根據(jù)從所述放電結(jié)束起經(jīng)過了預(yù)定的待機(jī)時(shí)間后殘留在所述壓電元件上的殘留振動(dòng)而僅以預(yù)定的周期輸出電壓波。所述輸出的預(yù)定周期可用于確定所述容納的消耗品的剩余量是否比預(yù)定量多。所述預(yù)定的待機(jī)時(shí)間是通過對(duì)所述外部裝置生成的時(shí)鐘信號(hào)的脈沖數(shù)進(jìn)行計(jì)數(shù)而確定的。
在本發(fā)明的第三方式中，安裝在消耗品容器上的壓電元件在經(jīng)過了預(yù)定的待機(jī)時(shí)間之后僅以預(yù)定周期輸出電壓波，因此再加上根據(jù)對(duì)預(yù)定的待機(jī)時(shí)間的時(shí)鐘信號(hào)脈沖數(shù)進(jìn)行計(jì)數(shù)來(lái)確定的方法，可提高測(cè)量可靠性。
這里，“僅以預(yù)定周期輸出電壓波”是指一面以預(yù)定周期輸出電壓波，而另一面使預(yù)定周期之外的周期的電壓波的輸出充分衰減到預(yù)定周期的電壓波可分離的程度的意思。另外，“預(yù)定的周期”是指與預(yù)先設(shè)想輸出的頻率，例如實(shí)施例中的90kHz附近或者110kHz附近相對(duì)應(yīng)的周期，“預(yù)定周期以外的周期”是指諸如預(yù)定的周期的整數(shù)分之一(高頻波的周期)。
另外，本發(fā)明能夠以各種方式來(lái)實(shí)現(xiàn)，例如能以余量測(cè)量裝置、余量測(cè)量控制方法以及余量測(cè)量控制裝置、用于實(shí)現(xiàn)所述方法或者裝置的功能的計(jì)算機(jī)程序、記錄了該計(jì)算機(jī)程序的記錄介質(zhì)、包含該計(jì)算機(jī)程序并具體化到載波內(nèi)的數(shù)據(jù)信號(hào)、在該打印裝置中使用的打印頭或者盒體、以及其組合等的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)。


圖1是本發(fā)明實(shí)施中的墨盒100的外觀立體圖；圖2是表示安裝于墨盒100的盒體140側(cè)面部分的傳感器SS的截面的截面圖；圖3是墨盒100所具有的邏輯電路130的框圖；圖4是表示墨水剩余量檢測(cè)電路230與傳感器SS的電路結(jié)構(gòu)的電路圖；圖5是墨水剩余量檢測(cè)電路230所具有的脈沖計(jì)數(shù)器235的框圖；圖6是本發(fā)明實(shí)施例中的墨水剩余量測(cè)量處理的流程圖；圖7是表示墨水剩余量檢測(cè)電路230和傳感器SS的操作的時(shí)序圖；圖8是表示壓電元件PZT的施加電壓(與接地電位的電位差)的說(shuō)明圖；圖9是表示包括傳感器SS的傳感器振動(dòng)系統(tǒng)的頻率響應(yīng)函數(shù)(傳遞函數(shù))的說(shuō)明圖；圖10是響應(yīng)于來(lái)自壓電元件PZT的放電而在壓電元件PZT上產(chǎn)生電壓的狀態(tài)說(shuō)明圖。
具體實(shí)施例方式
下面，基于實(shí)施例按下述順序?qū)Ρ景l(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明。
A.本發(fā)明實(shí)施例中的墨盒的結(jié)構(gòu)B.本發(fā)明實(shí)施例中的墨盒的電氣結(jié)構(gòu)C.本發(fā)明實(shí)施例中的墨水剩余量檢測(cè)部的電路結(jié)構(gòu)D.本發(fā)明實(shí)施例中的墨水剩余量測(cè)量處理E.變形例A.墨盒的結(jié)構(gòu)圖1是本發(fā)明實(shí)施中的墨盒100的外觀立體圖。墨盒100包括盒體140，其內(nèi)部?jī)?chǔ)存有作為消耗品的一種墨水。在盒體140的下部設(shè)有供墨口110，用于給后述的打印機(jī)提供墨水。在盒體140的上部裝有天線120及邏輯電路130，用于通過電波與打印機(jī)進(jìn)行通信。在盒體140的側(cè)面部分安裝有用于墨水剩余量測(cè)量的傳感器SS。傳感器SS與邏輯電路130電連接。
圖2是表示安裝于墨盒100的盒體140側(cè)面部分的傳感器SS的截面的截面圖。傳感器SS包括具有稱為壓電效應(yīng)和反壓電效應(yīng)的壓電元件特性的壓電元件PZT；向壓電元件PZT施加電壓的兩個(gè)電極10、11；和傳感器附件12。電極10、11連接在邏輯電路130上。傳感器附件12是具有從壓電元件PZT向墨水和盒體140傳遞振動(dòng)的薄膜的傳感器SS的結(jié)構(gòu)部分。
圖2(a)表示剩有預(yù)定量以上的墨水，從而墨水的液面比傳感器SS的位置(圖1)高的情況。圖2(b)表示沒有剩余預(yù)定量以上的墨水，從而墨水的液面比傳感器SS的位置低的情況。從這些附圖可知，在墨水的液面比傳感器SS的位置高時(shí)，傳感器SS、墨水和盒體140構(gòu)成振動(dòng)體，而在墨水的液面比傳感器SS的位置低時(shí)，只有附著在傳感器SS上的少量墨水和傳感器SS及盒體140構(gòu)成振動(dòng)體。其結(jié)果是，壓電元件PZT周圍的振動(dòng)特性根據(jù)墨水的剩余量而變化。在本實(shí)施例中，利用這種振動(dòng)特性的變化來(lái)進(jìn)行墨水剩余量的測(cè)量。此外，關(guān)于測(cè)量方法的詳細(xì)內(nèi)容將在后面敘述。
B.墨盒的電氣結(jié)構(gòu)圖3是安裝于墨盒100中的邏輯電路130的框圖。邏輯電路130包括RF電路200、控制部210、作為非易失性存儲(chǔ)器的EEPROM 220、墨水剩余量檢測(cè)電路230、電能生成部240和充電泵電路250。
RF電路200包括解調(diào)部201和調(diào)制部202，所述解調(diào)部201對(duì)經(jīng)由天線120從打印機(jī)20接收的電波進(jìn)行解調(diào)；所述調(diào)制部202用于對(duì)從控制部210接收的信號(hào)進(jìn)行調(diào)制并發(fā)送給打印機(jī)20。打印機(jī)20利用天線121通過預(yù)定頻率的載波將基帶信號(hào)發(fā)送給墨盒100。另一方面，墨盒100可以不使用載波，而是通過改變天線120的負(fù)載來(lái)改變天線121的阻抗。墨盒100利用該阻抗變化將信號(hào)發(fā)送給打印機(jī)20。這樣，墨盒100與打印機(jī)20就可以進(jìn)行雙向通信了。
RF電路200還從天線120上激勵(lì)的交流電中提取基準(zhǔn)時(shí)鐘信號(hào)。被提取的基準(zhǔn)時(shí)鐘信號(hào)被供應(yīng)給控制部201?？刂撇?01根據(jù)基準(zhǔn)時(shí)鐘信號(hào)生成作為邏輯電路130的控制基準(zhǔn)的控制時(shí)鐘信號(hào)。另外，邏輯電路130也可以將基準(zhǔn)時(shí)鐘信號(hào)直接用作控制時(shí)鐘信號(hào)。
電能生成部240對(duì)RF電路200接收到的載波進(jìn)行整流，從而生成預(yù)定電壓(例如5V)的電能。電能生成部240向RF電路200、控制部210、EEPROM 220和充電泵電路250供電。充電泵電路250將電能升壓到傳感器SS所要求的預(yù)定電壓后，提供給墨水剩余量檢測(cè)電路230。
C.本發(fā)明實(shí)施例中的墨水剩余量檢測(cè)電路230的電路結(jié)構(gòu)圖4是表示墨水剩余量檢測(cè)電路230與傳感器SS的電路結(jié)構(gòu)的電路圖。墨水剩余量檢測(cè)電路230包括PNP型晶體管Tr1、NPN型晶體管Tr2、充電時(shí)間常數(shù)調(diào)節(jié)用電阻器R1、放電時(shí)間常數(shù)調(diào)節(jié)用電阻電路Rs、放大器232和脈沖計(jì)數(shù)器235。傳感器SS通過兩個(gè)電極10、11(圖2)連接在墨水剩余量檢測(cè)電路230上。
放電時(shí)間常數(shù)調(diào)節(jié)用電阻電路Rs具有四個(gè)放電時(shí)間常數(shù)調(diào)節(jié)用電阻器R2a、R2b、R2c、R2d和分別與其中的每一個(gè)相連的四個(gè)開關(guān)Sa、Sb、Sc、Sd。四個(gè)開關(guān)Sa、Sb、Sc、Sd可以通過控制部210進(jìn)行開閉。通過該開閉的組合，控制部210可以設(shè)定放電時(shí)間常數(shù)調(diào)節(jié)用電阻電路Rs的阻值。
PNP型晶體管Tr1如下連接?；鶚O與端子TA相連接，所述端子TA接收來(lái)自控制部210的控制輸出。發(fā)射極經(jīng)由充電時(shí)間常數(shù)調(diào)節(jié)用電阻器R1連接在充電泵電路250上。集電極連接在作為傳感器SS的一個(gè)電極的電極10上。作為傳感器SS的另一電極的電極11接地。
NPN型晶體管Tr2如下連接。基極與端子TB相連接，所述端子TB接收來(lái)自控制部210的控制輸出。集電極連接在作為傳感器SS的一個(gè)電極的電極10上。發(fā)射極經(jīng)由可如上述改變電阻值的放電時(shí)間常數(shù)調(diào)節(jié)用電阻電路Rs接地。
脈沖傳感器235經(jīng)由對(duì)壓電元件PZT輸出的電壓進(jìn)行放大的放大器232連接在壓電元件PZT上所連接的電極10上。脈沖計(jì)數(shù)器235連接在控制部210上，以便可接收來(lái)自控制部210的控制輸出。
圖5是墨水剩余量檢測(cè)電路230所具有的脈沖計(jì)數(shù)器235的框圖。脈沖計(jì)數(shù)器235包括比較器234、計(jì)數(shù)器控制部236、計(jì)數(shù)部238和圖中未示出的振蕩器。作為分析對(duì)象的放大器232的輸出與作為比較對(duì)象的基準(zhǔn)電位Vref被輸入到比較器234中。計(jì)數(shù)器控制部236與計(jì)數(shù)部238連接在控制部210上。
另外，墨水剩余量檢測(cè)電路230相當(dāng)于權(quán)利要求書中的“檢測(cè)信號(hào)生成電路”。
D.本發(fā)明實(shí)施例中的墨水剩余量測(cè)量處理圖6是表示本發(fā)明實(shí)施例中的墨水剩余量測(cè)量處理方法的流程圖。圖7是表示該處理中的墨水剩余量檢測(cè)電路230和傳感器SS的操作的時(shí)序圖。該處理例如響應(yīng)打印機(jī)20的電源開關(guān)的操作，由墨盒100與打印機(jī)20雙方來(lái)執(zhí)行。在墨盒100中，對(duì)僅產(chǎn)生了預(yù)定數(shù)目(例如五個(gè))的由壓電元件PZT輸出的電壓波的期間內(nèi)的控制時(shí)鐘信號(hào)的脈沖數(shù)進(jìn)行計(jì)數(shù)。另一方面，打印機(jī)20根據(jù)所計(jì)數(shù)的值來(lái)計(jì)算出電壓波的頻率，并根據(jù)所計(jì)算出的頻率來(lái)推定墨水的剩余量狀態(tài)。具體地說(shuō)，進(jìn)行以下處理。
在步驟S100中，控制部210(圖4)通過開閉放電時(shí)間常數(shù)調(diào)節(jié)用電阻電路Rs的四個(gè)開關(guān)Sa、Sb、Sc、Sd，來(lái)設(shè)定壓電元件PZT的放電時(shí)間常數(shù)。
在步驟S110中，控制部210(圖4)在時(shí)刻t0向端子TA輸出預(yù)定的控制輸出信號(hào)從而導(dǎo)通晶體管Tr1。由此，電流從充電泵電路250流入到壓電元件PZT中，并通過該電流向具有電容的壓電元件PZT施加電壓。此外，在初始狀態(tài)下，兩個(gè)晶體管Tr1、Tr2都被關(guān)斷。
控制部210在時(shí)刻t1關(guān)斷晶體管Tr1，使墨水剩余量檢測(cè)電路230待機(jī)直至?xí)r刻t2。直至?xí)r刻t2的待機(jī)是為了使由于施加電壓而引起的壓電元件PZT的振動(dòng)衰減。此外，通過控制部210對(duì)控制時(shí)鐘信號(hào)的脈沖數(shù)進(jìn)行計(jì)數(shù)來(lái)進(jìn)行計(jì)時(shí)。
在步驟S120中，控制部210(圖4)在時(shí)刻t2向端子TB發(fā)送預(yù)定的控制輸出信號(hào)，從而使晶體管Tr2在時(shí)刻t2導(dǎo)通，并在時(shí)刻t3關(guān)斷。由此，僅在從時(shí)刻t2到時(shí)刻t3的期間從壓電元件PZT進(jìn)行放電。壓電元件PZT通過該放電而急劇變形，從而激勵(lì)傳感器振動(dòng)系統(tǒng)振動(dòng)。傳感器振動(dòng)系統(tǒng)在本實(shí)施例中是包括傳感器SS(圖2)和傳感器SS周邊的盒體140以及墨水的系統(tǒng)。
圖8是表示放電時(shí)的壓電元件PZT的放電波形的示意圖。圖8(a)是表示時(shí)間領(lǐng)域的放電波形的示意圖。各時(shí)刻上的電壓如下所示。
(1)放電開始時(shí)刻t2電位Vch(充電泵電路250的輸出電位)(2)時(shí)間常數(shù)時(shí)刻td僅從電位Vch降低了63.2％的電位(3)放電結(jié)束時(shí)刻t3比接地電位稍高的電位(圖8)這里，時(shí)間常數(shù)時(shí)刻td是從放電開始時(shí)刻t2僅經(jīng)過了時(shí)間常數(shù)的時(shí)刻。另外，在本說(shuō)明書中，將從放電開始時(shí)刻t2到放電結(jié)束時(shí)刻t3的壓電元件PZT與大地處于導(dǎo)通關(guān)系的時(shí)間稱為放電時(shí)間。
圖8(b)是表示頻率領(lǐng)域的施加電壓的基波與多個(gè)高頻波的說(shuō)明圖。這是假定了第一窗口(圖7)中壓電元件PZT的施加電壓的波形永久反復(fù)的波形的傅立葉分析結(jié)果的示意圖。其結(jié)果可知，施加電壓成為由作為放電時(shí)間的倒數(shù)的基頻和具有其整數(shù)倍頻率的高頻波構(gòu)成的電壓波。此處，如果為了易于理解說(shuō)明而假定壓電元件PZT的變形與施加電壓成線性關(guān)系，則激振力的波形與施加電壓的波形一致。
圖9是表示包括傳感器SS的傳感器振動(dòng)系統(tǒng)的頻率響應(yīng)函數(shù)(傳遞函數(shù))的說(shuō)明圖。頻率響應(yīng)函數(shù)是指表示傳感器振動(dòng)系統(tǒng)的振動(dòng)傳遞系統(tǒng)的輸入與輸出的關(guān)系的函數(shù)，用輸入的傅立葉頻譜與輸出的傅立葉頻譜之比來(lái)表示。即，本實(shí)施例的頻率響應(yīng)函數(shù)是壓電元件PZT的放電波形(與激振力成線性關(guān)系)的傅立葉頻譜與傳感器振動(dòng)系統(tǒng)的自由振動(dòng)的傅立葉頻譜之比。
圖9的第一模式與第二模式表示傳感器振動(dòng)系統(tǒng)的兩個(gè)固有模式。固有模式是指?jìng)鞲衅髡駝?dòng)系統(tǒng)振動(dòng)而成的形狀。換言之，所有的物體在振動(dòng)時(shí)具有各自固有的形狀，從而不能以此外的形狀振動(dòng)。該固有形狀就是固有模式。物體的固有模式可以通過模態(tài)分析來(lái)求出。
假定墨盒100具有以下兩個(gè)振動(dòng)模式。
(1)第一模式是在傳感器SS(圖2)所具有的凹部的邊緣部分成為振動(dòng)波節(jié)的同時(shí)，凹部的中心成為振動(dòng)波幅，從而變形為碗形的振動(dòng)模式。
(2)第二模式是在傳感器SS所具有的凹部的邊緣部分與中心部分雙方均成為振動(dòng)波節(jié)的同時(shí)，邊緣部分和中心部分之間的中間部的從中心部看過去的左右兩處成為振動(dòng)波幅，從而變形為秋千形的振動(dòng)模式。
這樣，傳感器振動(dòng)系統(tǒng)只在第一模式和第二模式的固有振動(dòng)頻率下產(chǎn)生由激振所導(dǎo)致的自由振動(dòng)。另一方面，即使壓電元件PZT以其他頻率激勵(lì)傳感器振動(dòng)系統(tǒng)振動(dòng)，傳感器振動(dòng)系統(tǒng)中產(chǎn)生的自由振動(dòng)也會(huì)立即衰減到極小。
圖10是響應(yīng)于來(lái)自壓電元件PZT的自由振動(dòng)而在壓電元件PZT上產(chǎn)生電壓的狀態(tài)說(shuō)明圖。圖10(a)將頻率領(lǐng)域的施加電壓(放電時(shí))的波形(圖8(b))與傳感器振動(dòng)系統(tǒng)的頻率響應(yīng)函數(shù)(圖9)重疊起來(lái)，并分別用實(shí)線和虛線表示。圖10(b)表示壓電元件PZT的輸出電壓。
從圖10(a)可知，調(diào)節(jié)放電波形的基波頻率，使得其與傳感器振動(dòng)系統(tǒng)的第一模式的固有振動(dòng)頻率大體一致，并使得與傳感器振動(dòng)系統(tǒng)的第二模式的頻率一致的放電波形的高頻波不存在。由此，只在傳感器振動(dòng)系統(tǒng)的第一模式的固有振動(dòng)頻率中產(chǎn)生大的自由振動(dòng)。其結(jié)果是，只在傳感器振動(dòng)系統(tǒng)的第一模式的固有振動(dòng)頻率下，壓電元件PZT上產(chǎn)生大的電壓(圖10(b))。這與假定了第二窗口(圖7)中的壓電元件PZT的輸出電壓的波形永久反復(fù)的波形的傅立葉分析結(jié)果一致。
在本實(shí)施例中，利用傳感器振動(dòng)系統(tǒng)的第一模式的固有振動(dòng)頻率的微小變化來(lái)測(cè)量墨水的液面。即，在本實(shí)施中，根據(jù)墨水的液面是否高于傳感器SS，第一模式的固有振動(dòng)頻率發(fā)生微小變化。根據(jù)該變化確定傳感器SS與墨水液面的位置關(guān)系。從而可知，其結(jié)果是其他頻率的電波成為噪聲。
在步驟S130(圖6)中，控制部210再次使墨水剩余量檢測(cè)電路230在從圖7的時(shí)刻t3到時(shí)刻t4之間待機(jī)。該待機(jī)時(shí)間是為了使成為噪聲源的不需要的振動(dòng)衰減的時(shí)間。在該待機(jī)時(shí)間內(nèi)，第一模式和第二模式的固有振動(dòng)頻率以外的頻率的振動(dòng)基本上都消失了。待機(jī)時(shí)間如上所述在時(shí)刻t4結(jié)束。
待機(jī)時(shí)間的測(cè)量是通過控制部210對(duì)控制時(shí)鐘信號(hào)的脈沖數(shù)進(jìn)行計(jì)數(shù)而進(jìn)行的。利用控制時(shí)鐘信號(hào)來(lái)測(cè)量待機(jī)時(shí)間的理由將在后面敘述。
控制部210(圖5)在時(shí)刻t4向計(jì)數(shù)器控制部236輸出計(jì)數(shù)器啟動(dòng)信號(hào)。接收了計(jì)數(shù)器啟動(dòng)信號(hào)的計(jì)數(shù)器控制部236向計(jì)數(shù)部238輸出計(jì)數(shù)允許(enable)信號(hào)。計(jì)數(shù)允許信號(hào)的輸出響應(yīng)于接收信號(hào)之后的第一個(gè)比較器輸出的上升沿Edge1而開始(時(shí)刻t5)，并響應(yīng)于第六個(gè)上升沿Edge6(時(shí)刻t6)而結(jié)束。另外，在比較器234中作為比較對(duì)象的基準(zhǔn)電位Vref，在本實(shí)施例中被設(shè)定為接地電位，但也可以使其從接地電位偏移，以可靠消除噪聲。
在步驟S140中，計(jì)數(shù)部238對(duì)控制時(shí)鐘信號(hào)的脈沖數(shù)進(jìn)行計(jì)數(shù)?？刂茣r(shí)鐘信號(hào)的脈沖數(shù)的計(jì)數(shù)只在計(jì)數(shù)部238接收計(jì)數(shù)允許信號(hào)的期間內(nèi)進(jìn)行。由此，從比較器輸出的上升沿Edge1到第六個(gè)上升沿Edge6之間的控制時(shí)鐘信號(hào)的脈沖數(shù)被計(jì)數(shù)。即，壓電元件PZT輸出的電壓波的5個(gè)周期的控制時(shí)鐘信號(hào)的脈沖數(shù)被計(jì)數(shù)。
在步驟S150中，計(jì)數(shù)部238輸出計(jì)數(shù)值。所輸出的計(jì)數(shù)值被送到打印機(jī)20中。打印機(jī)20根據(jù)接收的計(jì)數(shù)值與控制時(shí)鐘周期計(jì)算出壓電元件PZT輸出的電壓波的頻率。
在步驟S160中，打印機(jī)20可根據(jù)該頻率來(lái)確定墨水的剩余量是否在預(yù)定量以上。例如，假定已知在墨水的液位比傳感器SS的位置高時(shí)，是大約90kHz的頻率，在墨水的液位比傳感器SS的位置低時(shí)，是大約110kHz的頻率。此時(shí)，如果所計(jì)算的頻率例如是105kHz，則可知墨水的剩余量不足預(yù)定值(步驟S170、S180)。
如此，在壓電元件PZT輸出的電壓波的周期測(cè)量中，對(duì)電壓波進(jìn)行計(jì)數(shù)并利用產(chǎn)生了預(yù)定數(shù)目的電壓波的時(shí)間來(lái)測(cè)量周期。與此相反，不是通過對(duì)電壓波進(jìn)行計(jì)數(shù)而是通過對(duì)控制時(shí)鐘信號(hào)進(jìn)行計(jì)數(shù)來(lái)測(cè)量待機(jī)時(shí)間。這是為了排除傳感器SS的制造誤差對(duì)待機(jī)時(shí)間的影響來(lái)正確測(cè)量待機(jī)時(shí)間的緣故。
傳感器SS的制造誤差對(duì)待機(jī)時(shí)間的影響主要是由施加到傳感器SS上的電壓所產(chǎn)生的高頻波(圖8(b))而引起的。即，由于高頻波的產(chǎn)生量根據(jù)傳感器SS的制造誤差而發(fā)生變化，因而如果根據(jù)電壓脈沖的計(jì)數(shù)來(lái)確定待機(jī)時(shí)間，則待機(jī)時(shí)間也會(huì)根據(jù)高頻波的產(chǎn)生量而發(fā)生變化。其結(jié)果是，例如在高頻波的產(chǎn)生量很多時(shí)，會(huì)產(chǎn)生由于待機(jī)時(shí)間過小，從而無(wú)法使作為噪聲源的不必要的振動(dòng)(第一模式的固有振動(dòng)頻率的電壓波以外的電壓波)充分衰減的問題。
如此，在本實(shí)施例中，由于由控制部210通過計(jì)數(shù)控制時(shí)鐘信號(hào)來(lái)確定待機(jī)時(shí)間，因而可抑制由包括壓電元件的制造誤差在內(nèi)的消耗品制造誤差導(dǎo)致的待機(jī)時(shí)間的變化。由此，可提高測(cè)量可靠性。
E.變形例此外，本發(fā)明并不僅限于上述實(shí)施例或?qū)嵤┓绞?，在不脫離其宗旨的范圍內(nèi)可以在各種狀態(tài)下實(shí)施，例如也可以進(jìn)行如下的變形。
E-1.在上述各實(shí)施例中，作為傳感器的要素使用了壓電元件PZT，但例如也可以使用羅謝爾鹽(酒石酸鉀鈉)。本發(fā)明中使用的傳感器只要利用具有根據(jù)充放電而變形的反壓電效應(yīng)和根據(jù)變形而產(chǎn)生電壓的壓電效應(yīng)這兩個(gè)特性的壓電元件即可。
E-2.在上述實(shí)施例中，通過對(duì)根據(jù)從邏輯電路130的外部提供的基準(zhǔn)時(shí)鐘信號(hào)而生成的控制時(shí)鐘信號(hào)進(jìn)行計(jì)數(shù)來(lái)確定待機(jī)時(shí)間，但例如也可以在邏輯電路130的內(nèi)部配置基準(zhǔn)晶振器。
E-3.在上述實(shí)施例中，剩余量的測(cè)量對(duì)象是墨水，但例如也可以是調(diào)色劑。在本發(fā)明中作為剩余的測(cè)量對(duì)象，只要是隨著機(jī)器的使用而減少的消耗品即可。
E-4.在上述實(shí)施例中，剩余量的測(cè)量對(duì)象是墨水，但例如也可以是調(diào)色劑。在本發(fā)明中作為剩余的測(cè)量對(duì)象，只要是隨著機(jī)器的使用而減少的消耗品即可。
E-5.在上述實(shí)施例中，將墨水剩余量檢測(cè)部230或控制部210配置在墨盒100中，但也可以將墨水剩余量檢測(cè)部230和控制部210中的至少一個(gè)配置在例如被稱為打印機(jī)20側(cè)的墨盒100的外部。
另外，在墨盒100與打印機(jī)20之間進(jìn)行非接觸通信，但例如也可以使用電觸點(diǎn)進(jìn)行通信。
當(dāng)本發(fā)明功能的一部分或者全部用軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)時(shí)，該軟件(計(jì)算機(jī)程序)能夠以存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)可讀記錄介質(zhì)內(nèi)的形式而提供。在本發(fā)明中，所謂“計(jì)算機(jī)可讀的記錄介質(zhì)”，不僅限于軟盤或者CD-ROM等便攜式的記錄介質(zhì)，也包括各種RAM或ROM等計(jì)算機(jī)內(nèi)的內(nèi)部存儲(chǔ)裝置，或者硬盤等固定在計(jì)算機(jī)上的外部存儲(chǔ)裝置。
最后，作為本申請(qǐng)要求優(yōu)先權(quán)基礎(chǔ)的日本專利申請(qǐng)(特愿2003-182354，申請(qǐng)日平成15年6月26日)通過對(duì)其的引用被包含在公開的內(nèi)容中。
工業(yè)實(shí)用性本發(fā)明可適用于在計(jì)算機(jī)的輸出裝置中使用的消耗品容器。
權(quán)利要求
1.一種裝置，從安裝了壓電元件的消耗品容器接受消耗品的供應(yīng)，其特征在于，包括檢測(cè)信號(hào)生成電路，進(jìn)行所述壓電元件的充電和放電，并且生成包含表示下述周期的信息的檢測(cè)信號(hào)，其中所述周期是從所述放電結(jié)束起經(jīng)過了預(yù)定的待機(jī)時(shí)間之后殘留在所述壓電元件上的殘留振動(dòng)的周期；和控制部，生成時(shí)鐘信號(hào)，并且對(duì)所述壓電元件的充電和放電進(jìn)行控制；所述周期可用于確定所述容納的消耗品的剩余量是否比預(yù)定量多，所述控制部通過對(duì)所述時(shí)鐘信號(hào)的脈沖數(shù)進(jìn)行計(jì)數(shù)來(lái)確定所述預(yù)定的待機(jī)時(shí)間。
2.如權(quán)利要求1所述的裝置，其中，所述控制部可以改變所述預(yù)定的待機(jī)時(shí)間。
3.一種消耗品容器，可測(cè)量所容納的消耗品的剩余量，其特征在于，包括消耗品罐，容納所述消耗品，并且安裝有壓電元件；檢測(cè)信號(hào)生成電路，進(jìn)行所述壓電元件的充電和放電，并且生成包含表示下述周期的信息的檢測(cè)信號(hào)，其中所述周期是從所述放電結(jié)束起經(jīng)過了預(yù)定的待機(jī)時(shí)間之后殘留在所述壓電元件上的殘留振動(dòng)的周期；和控制部，生成時(shí)鐘信號(hào)，并且對(duì)所述壓電元件的充電和放電進(jìn)行控制；所述周期可用于確定所述容納的消耗品的剩余量是否比預(yù)定量多，所述控制部通過對(duì)所述時(shí)鐘信號(hào)的脈沖數(shù)進(jìn)行計(jì)數(shù)來(lái)確定所述預(yù)定的待機(jī)時(shí)間。
4.如權(quán)利要求3所述的消耗品容器，其中，所述控制部可以改變所述預(yù)定的待機(jī)時(shí)間。
5.如權(quán)利要求3或4所述的消耗品容器，其中，所述控制部根據(jù)從所述消耗品容器的外部提供的信號(hào)來(lái)生成所述時(shí)鐘信號(hào)。
6.一種消耗品容器，可測(cè)量所容納的消耗品的剩余量，其特征在于，包括容納所述消耗品的消耗品罐；和安裝在所述消耗品罐上的壓電元件；所述壓電元件根據(jù)從外部裝置提供的電流來(lái)進(jìn)行充電和放電，并根據(jù)從所述放電結(jié)束起經(jīng)過了預(yù)定的待機(jī)時(shí)間之后殘留在所述壓電元件上的殘留振動(dòng)而僅以預(yù)定的周期輸出電壓波，所述輸出的預(yù)定的周期可用于確定所述容納的消耗品的剩余量是否比預(yù)定量多，所述預(yù)定的待機(jī)時(shí)間通過對(duì)所述外部裝置生成的時(shí)鐘信號(hào)的脈沖數(shù)進(jìn)行計(jì)數(shù)而被確定。
7.一種測(cè)量方法，用于測(cè)量消耗品容器中容納的消耗品的剩余量，其特征在于，包括(a)準(zhǔn)備容納所述消耗品并安裝有壓電元件的消耗品罐以及進(jìn)行所述壓電元件的充放電的電路的步驟；(b)生成時(shí)鐘信號(hào)的步驟；(c)對(duì)所述壓電元件進(jìn)行充電的步驟；(d)從所述壓電元件進(jìn)行放電的步驟；(e)從所述放電結(jié)束起僅待機(jī)預(yù)定的待機(jī)時(shí)間的步驟；(f)生成包含表示下述周期的信息的檢測(cè)信號(hào)的步驟，其中所述周期是從所述放電結(jié)束起經(jīng)過了預(yù)定的待機(jī)時(shí)間之后殘留在所述壓電元件上的殘留振動(dòng)的周期；以及(g)根據(jù)所述檢測(cè)信號(hào)來(lái)確定所述容納的消耗品的剩余量是否比預(yù)定量多的步驟；所述步驟(e)還包括通過對(duì)所述時(shí)鐘信號(hào)的脈沖數(shù)進(jìn)行計(jì)數(shù)來(lái)確定所述預(yù)定的待機(jī)時(shí)間的步驟。
全文摘要
本發(fā)明是一種從安裝了壓電元件的消耗品容器接受消耗品的供應(yīng)的裝置。所述裝置包括檢測(cè)信號(hào)生成電路，用于進(jìn)行壓電元件的充電和放電，并且生成包含表示下述周期的信息的檢測(cè)信號(hào)，其中所述周期是從放電結(jié)束起經(jīng)過了預(yù)定的待機(jī)時(shí)間之后殘留在壓電元件上的殘留振動(dòng)的周期；和控制部，生成時(shí)鐘信號(hào)，并且控制所述壓電元件的充電和放電。周期可用于確定容納的消耗品的剩余量是否比預(yù)定量多?？刂撇客ㄟ^對(duì)時(shí)鐘信號(hào)的脈沖數(shù)進(jìn)行計(jì)數(shù)來(lái)確定預(yù)定的待機(jī)時(shí)間。
文檔編號(hào)B41J2/175GK1700991SQ200480001120
公開日2005年11月23日 申請(qǐng)日期2004年6月25日 優(yōu)先權(quán)日2003年6月26日
發(fā)明者小杉康彥 申請(qǐng)人:精工愛普生株式會(huì)社