專利名稱：可測量消耗品的殘余量的消耗品容器的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及測量消耗品容器內的消耗品的殘余量的技術。
背景技術：
近年來，作為計算機的輸出裝置，噴墨打印機正在普及。通常，作為消耗品的噴墨打印機的墨水通過被容納在墨盒中而被提供。作為測量墨盒中所容納的消耗品的殘余量的方法，例如日本專利文獻特開2001-147146號公報所公開的那樣也提出了利用壓電元件直接測量的方法。
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使壓電元件的振動部振動。接著，根據(jù)由殘留在壓電元件的振動部上的殘留振動所產(chǎn)生的反電動勢的周期的變動來測量消耗品的殘余量。
然而，在這種方法中產(chǎn)生了下述問題，即，常常由于無意的振動噪聲而使得S/N比下降，從而不能正確測量。另一方面，為了提高S/N比而通過人工調節(jié)每個墨盒的電路會使得負擔很大。這樣的問題不僅限于墨盒，一般來說，這是可利用壓電元件測量消耗品的殘余量的消耗品容器共同的問題。

發(fā)明內容
本發(fā)明正是為了解決現(xiàn)有技術中的上述問題而完成的，其目的在于，提供一種在可利用壓電元件測量消耗品的殘余量的消耗品容器中，提高測量的可靠性的技術。
本發(fā)明第一方式的消耗品容器是可以測量所容納的消耗品的殘余量的消耗品容器。該消耗品容器包括消耗品罐，用于容納所述消耗品，并安裝有壓電元件；檢測信號生成電路，用于進行所述壓電元件的充電和放電，并生成檢測信號，所述檢測信號包含表示所述壓電元件放電后的殘留振動的周期的信息；控制部，用于對所述壓電元件的充電和放電進行控制。在該消耗品容器中，其特征在于，所述周期可用于確定所述儲存的消耗品的殘余量是否比預定量多；所述控制部可以改變所述壓電元件的放電特性。
本發(fā)明的第一方式的消耗品容器因為可以改變壓電元件的放電特性，所以可以將放電后的殘留振動的特性變?yōu)閷堄嗔繖z測來說很理想的特性。由此，可以提高測量的可靠性。此處，所謂壓電元件是指具有根據(jù)充放電而變形的反壓電效應和根據(jù)變形而產(chǎn)生電壓的壓電效應這兩個特性的元件。
在上述消耗品容器中，也可以是以下結構所述控制部可改變所述壓電元件的放電時間常數(shù)，所述控制部可改變所述壓電元件的放電時間。此處，所謂放電時間是指壓電元件與大地之間所連接的開關閉合而處于導通狀態(tài)的時間。
在上述消耗品容器中，所述檢測信號生成電路也可以如下構成，其包括電壓發(fā)生電路，用于在高電位側的第一端子與低電位側的第二端子之間產(chǎn)生預定的電位差；壓電元件，其一端連接在所述第二端子上；充電控制開關，連接在所述第一端子與所述壓電元件的另一端之間，用于根據(jù)來自所述控制部的控制輸出，對從所述第一端子向所述壓電元件的充電進行開關控制；放電控制開關，連接在所述壓電元件的另一端與所述第二端子之間，用于根據(jù)來自所述控制部的控制輸出，對從所述壓電元件向所述第二端子的放電進行開關控制；電阻電路，是連接在所述壓電元件的另一端與所述第二端子之間的電路，其可以改變電阻值；其中，所述控制部進行所述充電控制開關的開關控制，所述放電控制開關的開關控制，和所述電阻電路的電阻值的控制。
本發(fā)明的方法是測量消耗品容器內的消耗品的殘余量的方法。該方法包括(a)準備用于容納所述消耗品并安裝有壓電元件的消耗品罐和用于進行所述壓電元件的充放電的電路的步驟；(b)可變設定所述壓電元件的放電特性的步驟；(c)進行所述測量的步驟。在該方法中，其特征在于，所述步驟(c)包括(c-1)給所述壓電元件充電的步驟；(c-2)從所述壓電元件放電的步驟；(c-3)生成檢測信號的步驟，其中所述檢測信號包含表示所述壓電元件放電后的殘留振動的周期的信息；(c-4)響應于所述檢測信號，確定所述所儲存的消耗品的殘余量是否比預定量多的步驟。
在上述方法中，所述步驟(c)最好還包括響應于所述檢測信號，對可否測量所述儲存的消耗品的殘余量進行判斷，并響應于不可進行所述測量的判斷而將處理返回到所述步驟(b)的步驟，其中，所述步驟(b)最好包括響應于不可進行所述測量的判斷，將所述放電特性設定為與被判斷為不可進行所述測量的放電特性不同的放電特性，并將處理前進到所述步驟(c)的步驟。
這樣，因為可以自動設定可測量墨水殘余量的放電特性，并以該設定進行測量，所以可以提高測量的可靠性。
在上述方法中，最好還包括(d)準備非易失性存儲器的步驟；和(e)將設定信息記錄在所述存儲器中的步驟，其中所述設定信息表示所述測量時所設定的放電特性的設定內容；并且，所述步驟(b)最好包括根據(jù)從所述非易失性存儲器讀出的所述設定信息而設定放電特性的步驟。
這樣，因為可以將最后測量時所設定的表示放電特性的信息存儲到存儲器中，并以所存儲的設定進行測量，所以可以提高不改變放電特性的設定就能測量的可能性。
本發(fā)明的第一方式的制造方法是制造可測量所容納的消耗品的殘余量的消耗品容器的方法。該方法包括(a)測量壓電元件的特性，并生成表示所述壓電元件的特性的壓電元件特性信息的步驟；(b)準備用于儲存所述消耗品的消耗品罐的步驟；(c)將所述壓電元件、檢測信號生成電路和非易失性存儲器安裝在所述消耗品罐上的步驟，其中所述檢測信號生成電路進行所述壓電元件的充電和放電，并生成檢測信號，所述檢測信號包含表示所述壓電元件放電后的殘留振動的周期的信息；(c)根據(jù)所述壓電元件特性信息設定所述壓電元件的放電特性的步驟；(d)將表示所述所設定的放電特性的設定信息記錄在所述非易失性存儲器中的步驟。在該方法中所述周期可用于確定所述所儲存的消耗品的殘余量是否比預定量多。
在本發(fā)明的第一方式的制造方法中，測量壓電元件的特性而生成壓電元件特性信息，并根據(jù)該信息設定壓電元件的放電特性，從而例如可以簡化通過人工調節(jié)而設定放電特性的作業(yè)。由此，可以減輕由于壓電元件特性的偏差而導致的所要求的壓電元件的放電特性的設定負擔。此外，例如可以通過在進行壓電元件的產(chǎn)品檢驗時一并進行，從而來減小壓電元件的特性測量的負擔。
在上述制造方法中，所述步驟(a)也可以包括測量壓電元件的特性并分類為多個等級的步驟；所述步驟(c)也可包括根據(jù)所述所分類的等級設定所述壓電元件的放電特性的步驟。這樣，可以簡便地應用本發(fā)明。
本發(fā)明第二方式的制造方法是制造可測量所容納的消耗品的殘余量的消耗品容器的方法。該方法包括(a)準備用于儲存所述消耗品的消耗品罐的步驟；(b)將壓電元件、非易失性存儲器和進行所述壓電元件的充放電的電路安裝在所述消耗品罐上的步驟；(c)設定所述壓電元件的可變的放電特性的步驟；(d)判斷所述測量可否進行的步驟；(e)將所述設定的放電特性記錄在所述非易失性存儲器中的步驟。在該方法中，所述步驟(d)包括(d-1)給所述壓電元件充電的步驟；(d-2)從所述壓電元件放電的步驟；(d-3)生成檢測信號的步驟，其中所述檢測信號包含表示所述壓電元件放電后的殘留振動的周期的信息；(d-4)響應于所述檢測信號，進行可否測量所述儲存的消耗品的殘余量的判斷的步驟；(d-5)根據(jù)不可進行所述測量的判斷，設定為與被判斷為不可進行測量的放電特性不同的放電特性，并將處理返回到所述步驟(d)的步驟。在該方法中，其特征在于，所述周期可用于確定所述所儲存的消耗品的殘余量是否比預定量多。
在本發(fā)明的第二方式的制造方法中，因為通過反復試驗來自動檢索可測量的設定狀態(tài)，所以可以減輕放電特性的設定負擔。這樣的設定可以作為消耗品容器的產(chǎn)品檢驗的一部分來實施。
本發(fā)明的第二方式的消耗品容器是可以測量所容納的消耗品的殘余量的消耗品容器。該消耗品容器包括消耗品罐，用于容納所述消耗品，并安裝有壓電元件；檢測信號生成電路，用于進行所述壓電元件的充電和放電，并生成檢測信號，所述檢測信號包含表示所述壓電元件放電后的殘留振動的周期的信息；非易失性存儲器，用于存儲放電特性設定信息，所述放電特性設定信息用于根據(jù)表示所述壓電元件的特性的壓電元件特性信息設定所述壓電元件的放電特性；和控制部，用于對所述壓電元件的充電和放電進行控制。在該消耗品容器中，其特征在于，所述周期可用于確定所述儲存的消耗品的殘余量是否比預定量多；所述控制部可以根據(jù)所述壓電元件特性信息和所述放電特性設定信息來設定所述壓電元件的放電特性。
本發(fā)明的第二方式的消耗品容器因為被構成為可以根據(jù)表示壓電元件特性的信息來改變壓電元件的放電特性的結構，所以，可以通過只將表示壓電元件特性的信息送給消耗品容器來容易地進行放電特性的設定。
在上述消耗品容器中，所述壓電元件特性信息也可以是根據(jù)所述壓電元件的特性的測量而從多個等級中所選擇的等級；所述控制部也可以根據(jù)所述選擇的等級來設定所述壓電元件的放電特性。
此外，本發(fā)明可以以各種方式實現(xiàn)，例如，可以以下述方式實現(xiàn)，即殘余量測量裝置、殘余量測量方法以及殘余量測量控制裝置、用于實現(xiàn)這些方法或裝置的功能的計算機程序、存儲該計算機程序的記錄介質、包括該計算機程序并在載波中被具體化了的數(shù)據(jù)信號、該印刷裝置中所用的印刷頭和墨盒、及其組合等。


圖1是本發(fā)明實施例中的墨盒100的外觀立體圖；圖2是表示安裝于墨盒100的盒體140的側面部分的傳感器SS的剖面的剖面圖；圖3是安裝于墨盒100中的邏輯電路130的框圖；圖4是表示墨水殘余量檢測電路230與傳感器SS的電路結構的電路圖；圖5是安裝于墨水殘余量檢測電路230中的脈沖計數(shù)器235的框圖；
圖6是本發(fā)明實施例中的墨水殘余量測量處理的流程圖；圖7是表示墨水殘余量檢測電路230和傳感器SS的動作的時序圖；圖8是表示壓電元件PZT的施加電壓(與接地電位的電位差)的說明圖；圖9是表示包括傳感器SS的傳感器振動系統(tǒng)的頻率響應函數(shù)(傳遞函數(shù))的說明圖；圖10是表示響應于來自壓電元件PZT的放電而在壓電元件PZT上產(chǎn)生電壓的狀態(tài)的說明圖；圖11是表示響應于來自壓電元件PZT的放電而在壓電元件PZT上產(chǎn)生電壓的狀態(tài)的說明圖；圖12是表示本發(fā)明實施例中的放電特性設定處理的內容的說明圖；圖13是表示本發(fā)明實施例中的放電特性設定處理的方法的流程圖；圖14是表示傳感器等級與放電時間常數(shù)調節(jié)用電阻電路的設定狀態(tài)的關系的說明圖；圖15表示的是來自變形例中的壓電元件PZT的放電特性電壓波形。
具體實施例方式
下面，基于實施例，按以下順序說明本發(fā)明的實施方式。
A.本發(fā)明的實施例中的墨盒的構造B.本發(fā)明的實施例中的墨盒的電氣結構C.本發(fā)明的實施例中的墨水殘余量檢測部的電路結構D.本發(fā)明的實施例中的墨水殘余量測量處理E.本發(fā)明的實施例中的放電特性設定處理的內容F.本發(fā)明的實施例中的放電特性測量處理的方法G.變形例A.墨盒的構造圖1是本發(fā)明實施例中的墨盒100的外觀立體圖。墨盒100包括盒體140，其內部儲存有作為消耗品的一種墨水。在盒體140的下部設有供墨口110，用于給后述的打印機提供墨水。在盒體140的上部裝有天線120和邏輯電路130，用于通過電波與打印機進行通信。在盒體140的側面部分安裝有用于墨水殘余量的測量的傳感器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的側面部分的傳感器SS的剖面的剖面圖。傳感器SS包括具有稱為壓電效應和反壓電效應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傳導振動的薄膜的傳感器SS的構造部分。
圖2(a)表示殘余有預定量以上的墨水，從而墨水的液面比傳感器SS的位置(圖1)高的情況。圖2(b)表示沒有殘余預定量以上的墨水，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，傳感器SS、墨水和盒體140構成振動體，而在墨水的液面比傳感器SS的位置低時，傳感器SS、盒體140和只有附著在傳感器SS上的少量墨水構成振動體。其結果是，壓電元件PZT周圍的振動特性根據(jù)墨水的殘余量而變化。在本實施例中，利用這種振動特性的變化來進行墨水殘余量的測量。此外，關于測量方法的詳細內容將在后面敘述。
B.墨盒的電氣結構圖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、作為非易失性存儲器的EEPROM 220、墨水殘余量檢測電路230、功率發(fā)生部240和充電泵電路250。
RF電路200包括解調部201和調制部202，所述解調部201對經(jīng)由天線120從打印機20接收的電波進行解調；所述調制部202用于對從控制部210接收的信號進行調制并發(fā)送給打印機20。打印機20利用天線121通過預定頻率的載波將基帶信號發(fā)送給墨盒100。另一方面，墨盒100可以不使用載波，而是通過使天線120的負載變動來使天線121的阻抗變動。墨盒100利用該阻抗的變動將信號發(fā)送給打印機20。這樣，墨盒100與打印機20就可以進行雙向通信了。
功率發(fā)生部240對RF電路200接收到的載波進行整流，從而以預定的電壓(例如5V)產(chǎn)生功率。功率發(fā)生部240將功率提供給RF電路200、控制部210、EEPROM 220和充電泵電路250。充電泵電路250升壓到傳感器SS所要求的預定電壓后，將功率提供給墨水殘余量檢測電路230。
C.本發(fā)明實施例中的墨水殘余量檢測電路230的電路結構圖4是表示墨水殘余量檢測電路230與傳感器SS的電路結構的電路圖。墨水殘余量檢測電路230包括PNP型晶體管Tr1、NPN型晶體管Tr2、充電時間常數(shù)調節(jié)用電阻器R1、放電時間常數(shù)調節(jié)用電阻電路Rs、放大器232和脈沖計數(shù)器235。傳感器SS通過兩個電極10、11(圖2)連接到墨水殘余量檢測電路230上。
放電時間常數(shù)調節(jié)用電阻電路Rs具有四個放電時間常數(shù)調節(jié)用電阻器R2a、R2b、R2c、R2d和分別與其相連的四個開關Sa、Sb、Sc、Sd。四個開關Sa、Sb、Sc、Sd可以通過控制部210進行開閉。通過該開閉的組合，控制部210可以設定放電時間常數(shù)調節(jié)用電阻電路Rs的阻值。
PNP型晶體管Tr1如下那樣連接。其基極連接在端子TA上，所述端子TA接收來自控制部210的控制輸出。發(fā)射極經(jīng)由充電時間常數(shù)調節(jié)用電阻器R1連接到充電泵電路250。集電極連接在作為傳感器SS的一個電極的電極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如下那樣連接。基極連接在端子TB上，所述端子TB接收來自控制部210的控制輸出。集電極連接在作為傳感器SS的一個電極的電極10上。發(fā)射極經(jīng)由可如上述那樣改變電阻值的放電時間常數(shù)調節(jié)用電阻電路Rs接地。
脈沖傳感器235經(jīng)由將壓電元件PZT輸出的電壓放大的放大器232連接到壓電元件PZT上所連接的電極10上。脈沖計數(shù)器235連接在控制部210上，以便可用接收來自控制部210的控制輸出。
圖5是安裝于墨水殘余量檢測電路230中的脈沖計數(shù)器235的框圖。脈沖計數(shù)器235包括比較器234、計數(shù)器控制部236、計數(shù)部238和圖中未示出的振蕩器。作為分析對象的放大器232的輸出與作為比較對象的基準電位Vref被輸入到比較器234中。計數(shù)器控制部236與計數(shù)部238連接在控制部210上。此外，墨水殘余量檢測電路230相當于權利要求書中的“檢測信號生成電路”。
D.本發(fā)明實施例中的墨水殘余量測量處理圖6是本發(fā)明實施例中的墨水殘余量測量處理的方法的流程圖。圖7是表示墨水殘余量檢測電路230和傳感器SS的動作的時序圖。該處理例如是，響應于打印機20的電源開關的操作，通過墨盒100與打印機200雙方來執(zhí)行。在墨盒100中，對壓電元件PZT輸出的電壓波產(chǎn)生了預定數(shù)目(例如5個)的期間內的、時鐘信號的數(shù)量進行計數(shù)。另一方面，打印機20根據(jù)所計數(shù)的值計算出電壓波的頻率，并根據(jù)所計算出的頻率推定墨水的殘余量的狀態(tài)。具體地說，進行以下處理。
在步驟S100中，控制部210(圖4)通過放電時間常數(shù)調節(jié)用電阻電路Rs通過開閉四個開關Sa、Sb、Sc、Sd來進行壓電元件PZT的放電時間常數(shù)的設定。放電時間常數(shù)的設定處理的詳細內容將在后面敘述。
在步驟S110中，控制部210(圖4)在時刻t0向端子TA輸出預定的控制輸出信號而導通晶體管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，在初期狀態(tài)，兩個晶體管Tr1、Tr2都被關斷。
控制部210在時刻t1關斷晶體管Tr1，使墨水殘余量檢測電路230待機直至時刻t2。直至時刻t2的待機是為了使由于施加電壓而導致的壓電元件PZT的振動衰減。此外，計時是利用控制部210內部的圖中未示出的時鐘進行的。
在步驟S120中，控制部210(圖4)在時刻t2向端子TB發(fā)送預定的控制輸出信號，使得晶體管Tr2在時刻t2導通，并在時刻t3關斷。由此，僅在從時刻t2到時刻t3之間進行從壓電元件PZT的放電。壓電元件PZT通過該放電而急劇變形，從而激勵傳感器振動系統(tǒng)振動。傳感器振動系統(tǒng)在本實施例中是包括傳感器SS(圖2)和傳感器SS周邊的盒體以及墨水的系統(tǒng)。
圖8是表示放電時的壓電元件PZT的放電波形的說明圖。圖8(a)是表示時間區(qū)域中的放電波形的說明圖。各時刻的電壓如下(1)放電開始時刻t2電位Vch(充電泵電路250的輸出電位)；(2)時間常數(shù)時刻td從電位Vch下降了63.2％的電位；(3)放電結束時刻t3比接地電位稍高的電位(圖8)。
此處，時間常數(shù)時刻td是從放電開始時刻t2經(jīng)過了時間常數(shù)的時刻。此外，在本說明書中，從放電開始時刻t2到放電結束時刻t3的、壓電元件PZT與大地處于導通關系的時間稱為放電時間。
圖8(b)是表示頻率區(qū)域中的施加電壓的基本波與多個高頻波的說明圖。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的傅立葉分析結果的示意圖。其結果可知，施加電壓成為由作為放電時間的倒數(shù)的基本頻率和具有其整數(shù)倍頻率的高頻波構成的電壓波。此處，為了易于理解說明而假定壓電元件PZT的失真與施加電壓成線性關系，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的傳感器振動系統(tǒng)的頻率響應函數(shù)(傳遞函數(shù))。所謂頻率響應函數(shù)，是表示傳感器振動系統(tǒng)的振動傳遞系統(tǒng)的輸入與輸出的關系的函數(shù)，通過輸入的傅立葉頻譜與輸出的傅立葉頻譜之比來表示。即，本實施例的頻率響應函數(shù)是壓電元件PZT的放電波形(與激振力成線性關系)的傅立葉頻譜與傳感器振動系統(tǒng)的自由振動的傅立葉頻譜之比。
圖9的第一模式與第二模式表示傳感器振動系統(tǒng)的兩個固有模式。所為固有模式，就是傳感器振動系統(tǒng)振動而成的形狀。換言之，所有的物體在振動時具有各自固有的形狀，從而不能以其以外的形狀振動。該固有形狀就是固有模式。物體的固有模式可以通過模型解析來求得。
假定墨盒100具有以下兩個振動模式。
(1)第一模式是，傳感器SS(圖2)具有的凹部的邊緣部分成為振動的波節(jié)，并且凹部的中心成為振動的波幅，從而變形為碗形的振動模式。
(2)第二模式是，傳感器SS具有的凹部的邊緣部分與中心部分雙方為振動的波節(jié)，并且邊緣部分和中心部分的中間部從中心部來看，左右兩個地方成為振動的波幅，從而變形為秋千形的振動模式。
這樣，傳感器振動系統(tǒng)只在第一模式和第二模式的固有振動頻率下產(chǎn)生由激振所導致的自由振動。另一方面，即使在其他頻率下壓電元件PZT激勵傳感器振動系統(tǒng)振動，傳感器振動系統(tǒng)中產(chǎn)生的自由振動也會立即衰減到極小。
圖10是表示響應于來自壓電元件PZT的自由振動而在壓電元件PZT上產(chǎn)生電壓的狀態(tài)的說明圖。圖10(a)是，使頻率區(qū)域中的施加電壓(放電時)的波形(圖8(b))與傳感器振動系統(tǒng)的頻率響應函數(shù)(圖9)重疊，并分別用實線和虛線表示。圖10(b)表示壓電元件PZT的輸出電壓。
從圖10(a)可知，調節(jié)放電波形的基本波的頻率，使其與傳感器振動系統(tǒng)的第一模式的固有振動頻率大體一致，并使得與傳感器振動系統(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，只在傳感器振動系統(tǒng)的第一模式的固有振動頻率中產(chǎn)生大的自由振動。其結果是，只在傳感器振動系統(tǒng)的第一模式的固有振動頻率中，壓電元件PZT上產(chǎn)生大的電壓(圖10(b))。這與第二窗口(圖7)中的假定了壓電元件PZT的輸出電壓的波形永久反復的波形的傅立葉解析結果一致。
在本實施例中，利用傳感器振動系統(tǒng)的第一模式的固有振動頻率的微小變動來測量墨水的液面。即，在本實施中，依賴于墨水的液面是否比傳感器SS高而第一模式的固有振動頻率發(fā)生微小變化。根據(jù)該變化確定傳感器SS與墨水的液面的位置關系。從而可知，其結果是其他頻率的電波成為噪聲。
在步驟S130(圖6)中，控制部210再次使墨水殘余量檢測電路230在從圖7的時刻t3到時刻t4之間待機。該待機時間是為了使成為噪聲源的不需要的振動衰減。在該待機時間內，第一模式和第二模式的固有振動頻率以外的頻率的振動基本上都消失了。待機時間如前所述在時刻t4結束。
控制部210(圖5)在時刻t4向計數(shù)器控制部236輸出計數(shù)器激活信號。接收到了計數(shù)器激活信號的計數(shù)器控制部236向計數(shù)部238輸出計數(shù)激活信號。計數(shù)激活信號的輸出響應于接收信號后的第一個比較器輸出的上升沿Edge1而開始(時刻t5)，響應于第六個上升沿Edge6(時刻t6)而結束。此外，在比較器234中，作為比較對象的基準電位Vref在本實施例中被設定為接地電位。
在步驟S140中，計數(shù)部238對時鐘進行計數(shù)。時鐘的計數(shù)只在計數(shù)部238接收計數(shù)激活信號的期間內進行。由此，從比較器輸出的上升沿Edge1到第六個上升沿Edge6之間的時鐘信號的數(shù)量被計數(shù)。即，壓電元件PZT輸出的電壓波的5個周期的時鐘信號被計數(shù)。
在步驟S150中，計數(shù)部238輸出計數(shù)值。所輸出的計數(shù)值被發(fā)送到打印機20。打印機20根據(jù)接收到的計數(shù)值與時鐘周期計算出壓電元件PZT輸出的電壓波的頻率。
在步驟S160中，打印機20可以根據(jù)該頻率確定墨水的殘余量是否在預定量以上。例如，假定知道在墨水的液位比傳感器SS的位置高時，是近90kHz的頻率，在墨水的液位比傳感器SS的位置低時，是近110kHz的頻率。此時，如果所計算的頻率例如是105kHz，則可知墨水殘余量不足預定值(步驟S170、S180)。
E.本發(fā)明實施例中的放電特性設定處理的內容圖11是表示與圖10一樣響應于來自壓電元件PZT的自由振動，在壓電元件PZT上產(chǎn)生電壓的狀態(tài)的說明圖。這里，是適當設定放電特性之前的狀態(tài)下的產(chǎn)生電壓的狀態(tài)。由于是在調節(jié)之前，所以，放電時的施加電壓的基本波的頻率與傳感器振動系統(tǒng)的第一模式的固有振動頻率一致，另一方面，存在與傳感器振動系統(tǒng)的第二模式的固有振動頻率一致的放電時的施加電壓的高頻波。
其結果是，不僅在第一模式的固有振動頻率中，在第二模式的固有振動頻率中也產(chǎn)生大的電壓。因此可知，第二模式的固有振動頻率的電壓波成為噪聲，妨礙墨水殘余量的測量。
圖12是表示本發(fā)明實施例中的放電特性設定處理的狀態(tài)的說明圖。圖12(a)表示放電特性設定后的放電波形，與圖8(a)是相同的圖。圖12(b)表示放電特性設定前的放電波形。
在該例子中，將放電時間常數(shù)和放電時間作為放電特性進行設定。放電時間常數(shù)是壓電元件PZT與大地之間的電阻值和壓電元件PZT的靜電電容量的積。放電時間常數(shù)可以通過放電時間常數(shù)調節(jié)用電阻電路Rs的電阻值的調節(jié)來設定。該電阻值可以通過以適當?shù)慕M合來開閉各放電時間常數(shù)調節(jié)電阻控制開關Sa、Sb、Sc、Sd而進行設定。
另一方面，所謂放電時間，是如前所述壓電元件PZT與大地處于導通狀態(tài)的時間。具體而言，是控制部210使晶體管Tr2導通的時間。放電時間可以由控制部210自由設定。
通過這種方法，若將放電時間常數(shù)從時間常數(shù)Td’改為時間常數(shù)Td，并將放電結束時刻從t3’延長到t3，從而改變放電時間，則與圖12(a)所示的放電波形是相同波形。
這樣，根據(jù)本發(fā)明實施例的墨盒100，可以改變來自壓電元件PZT的放電特性，因而，可以將放電后的殘留振動的特性改變?yōu)闅堄嗔繖z測中優(yōu)選的S/N高的特性。其結果可以提高測量的可靠性。
F.本發(fā)明實施例中的放電特性設定處理的方法圖13是表示本發(fā)明實施例中的放電特性設定處理的方法的流程圖。放電特性設定處理可以在制造時和用戶使用墨盒100時進行。步驟S200和步驟S210中的處理是制造時的設定處理，步驟S220以后的處理是用戶使用墨盒100時的設定處理。此外，在該例子中，為了易于說明，只設定放電時間常數(shù)。
在步驟S200中，傳感器SS的制造者確定傳感器SS的傳感器等級。所謂傳感器等級SS是表示施加電壓與失真的關系及其他的傳感器特性的等級。傳感器等級的確定通過實際測量傳感器的特性來進行。在本實施例中，傳感器SS被分類成從A到H的8個階段。此外，傳感器等級相當于權利要求書中的“壓電元件特性信息”。
在步驟S210中，墨盒100的制造者根據(jù)所確定的傳感器等級進行放電特性的初期設定。放電特性的初期設定是根據(jù)預定的傳感器等級與放電時間常數(shù)調節(jié)用電阻電路Rs的設定狀態(tài)的關系(圖14)而進行的。此外，傳感器等級與放電時間常數(shù)調節(jié)用電阻電路Rs的設定狀態(tài)相當于權利要求書中的“放電特性設定信息”。
例如，當傳感器等級為B時，放電時間常數(shù)調節(jié)用電阻電路Rs所具有的4個開關Sa、Sb、Sc、Sd中的3個開關Sa、Sb、Sc被設定為“ON”，而開關Sd被設定為“OFF”。此處，由開關Sa、Sb、Sc、Sd的開閉來控制連接的電阻Ra、Rb、Rc、Rd的電阻值為100Ω、200Ω、400Ω、800Ω(圖14)。
該設定內容與傳感器等級一同被存儲在墨盒100配備于邏輯電路130內的非易失性存儲器中，即EEPROM 220中。此外，表示墨水的殘余量為預定量以上的信息也在注入墨水時被存儲。由此，表示在最后測量時所設定的放電特性的信息被存儲在非易失性存儲器中，因為是通過該存儲的設定來進行測量的，所以具有可以簡便地提高測量的可靠性的優(yōu)點。
在步驟S220中，用戶實施墨水殘余量的測量測試。測量測試的實施是一旦將墨盒100安裝到打印機20中就自動進行。打印機20通過以下所示的順序實施。
(1)通過EEPROM 220中所存儲的表示殘余量的信息來確認墨水的殘余量為預定量以上。
(2)基于EEPROM 220中所存儲的信息，設定放電時間常數(shù)調節(jié)用電阻電路Rs。
(3)執(zhí)行所述墨水殘余量測量處理的方法(圖6)中從步驟S110到步驟S160的處理。
在步驟S230中，打印機20判斷測量值是否在預定的容許范圍內。預定容許范圍在該例子中被設定為墨水的殘余量為預定量以上時的頻率，即90kHz±5kHz。該判斷的結果是，當測量值在預定的容許范圍內時，放電特性設定處理結束。另一方面，當測量值不在預定的容許范圍內時，處理進入步驟S240。此外，是否在容許范圍內的判斷相當于權利要求中的“是否可以測量消耗品的殘余量的判斷”。
在步驟S240中，打印機20在以預定的順序再次設定了放電時間常數(shù)調節(jié)用電阻電路Rs后反復進行測量。例如，當EEPROM 220中所存儲的傳感器等級為C時，以設定為B并測量，設定為D并測量，設定為A并測量，設定為E并測量這樣的順序反復測量，直到進入容許范圍內。由此，自動設定為可測量墨水的殘余量的放電特性，從而具有可以使放電特定的設定可靠而適當?shù)膬?yōu)點。
此外，從步驟S220到步驟S240的處理也可以在制造者一側實施。此外，從步驟S200到步驟S210的處理在制造者進行設定時和在用戶側進行設定時都可以省略。
G.變形例此外，本發(fā)明并不僅限于上述實施例或實施方式，在不脫離其宗旨的范圍內可以在各種狀態(tài)下實施，例如可如下那樣變形。
G-1.在上述各實施例中，作為傳感器的要素使用了壓電元件PZT，但是例如使用羅謝爾鹽(酒石酸鉀鈉)也可以。本發(fā)明中使用的傳感器利用具有根據(jù)充放電而變形的反壓電效應和根據(jù)變形產(chǎn)生電壓的壓電效應這兩個特性的壓電元件即可。
G-2.在上述實施例中，通過調節(jié)晶體管Tr2的導通時間以及利用壓電元件和放電時間常數(shù)調節(jié)用電阻確定的時間常數(shù)來改變放電特性，但是也可以只調節(jié)其中任一方。此外，例如，也可以通過在放電用的電路中添加恒定電流電路，以形成圖15所示的放電波形，從而來改變放電特性。
G-3.在上述實施例中，放電時間常數(shù)通過改變放電時間常數(shù)調節(jié)用的電阻電路的電阻值來調節(jié)，但是例如通過也可以將電容器并排連接在壓電元件上并改變電容來調節(jié)時間常數(shù)。
G-4.在上述實施例中，殘余量的測量對象是墨水，但例如也可以是調色劑。作為本發(fā)明中的殘余量的測量對象的可以是由于設備的使用而減少的消耗品。
G-5.在上述實施例的放電特性設定處理的方法中，采用表示預定的傳感器等級與放電時間常數(shù)調節(jié)用電阻電路Rs的設定狀態(tài)的關系的表格，來設定壓電元件的放電特性，但是，例如將壓電元件的特性作為表示電壓與失真的關系的特性數(shù)值來測量，并根據(jù)該測量結果，根據(jù)非易失性存儲器或計算機中所存儲的運算法則來設定放電特性也可以。
運算法則也可以如下構成例如利用預定的計算式從上述特性數(shù)值計算出時間常數(shù)、放電時間等放電特性的最佳值，并選出最接近該最佳值的設定狀態(tài)。在本發(fā)明中進行的放電特性設定處理一般可以被構成是根據(jù)表示壓電元件特性的壓電元件特性信息來設定壓電元件的放電特性。此外，在這種情況下，該運算法則相當于權利要求中的“放電特性設定信息”。
當本發(fā)明的功能的一部分或是全部通過軟件來實現(xiàn)時，其軟件(計算機程序)可以以存儲在計算機可讀取的記錄介質中的形式來提供。在本發(fā)明中，所謂“計算機可讀取的記錄介質”不僅限于軟盤、CD-ROM那樣的便攜式記錄介質，也包括各種RAM、ROM等計算機內的內部存儲裝置和硬盤等的計算機所固有的外部存儲裝置。
工業(yè)實用性本發(fā)明可應用于計算機的輸出裝置所使用的消耗品容器。
權利要求
1.一種消耗品容器，可以測量所容納的消耗品的殘余量，其特征在于，包括消耗品罐，用于容納所述消耗品，并安裝有壓電元件；檢測信號生成電路，用于進行所述壓電元件的充電和放電，并生成檢測信號，所述檢測信號包含表示所述壓電元件放電后的殘留振動的周期的信息；控制部，用于對所述壓電元件的充電和放電進行控制，其特征在于，所述周期可用于確定所述儲存的消耗品的殘余量是否比預定量多；所述控制部可以改變所述壓電元件的放電特性。
2.如權利要求1所述的消耗品容器，其中，所述控制部可改變所述壓電元件的放電時間常數(shù)。
3.如權利要求1或2所述的消耗品容器，其中，所述控制部可改變所述壓電元件的放電時間。
4.如權利要求1至3中任一項所述的消耗品容器，其中，所述檢測信號生成電路包括電壓發(fā)生電路，用于在高電位側的第一端子與低電位側的第二端子之間產(chǎn)生預定的電位差；壓電元件，其一端連接在所述第二端子上；充電控制開關，連接在所述第一端子與所述壓電元件的另一端之間，用于根據(jù)來自所述控制部的控制輸出，對從所述第一端子向所述壓電元件的充電進行開關控制；放電控制開關，連接在所述壓電元件的另一端與所述第二端子之間，用于根據(jù)來自所述控制部的控制輸出，對從所述壓電元件向所述第二端子的放電進行開關控制；電阻電路，是連接在所述壓電元件的另一端與所述第二端子之間的電路，其可以改變電阻值；其中，所述控制部進行所述充電控制開關的開關控制、所述放電控制開關的開關控制、和所述電阻電路的電阻值的控制。
5.一種測量方法，用于測量消耗品容器內的消耗品的殘余量，其特征在于，包括(a)準備用于容納所述消耗品并安裝有壓電元件的消耗品罐，和用于進行所述壓電元件的充放電的電路的步驟；(b)可變設定所述壓電元件的放電特性的步驟；(c)進行所述測量的步驟；其中，所述步驟(c)包括(c-1)給所述壓電元件充電的步驟；(c-2)從所述壓電元件放電的步驟；(c-3)生成檢測信號的步驟，其中所述檢測信號包含表示所述壓電元件放電后的殘留振動的周期的信息；(c-4)響應于所述檢測信號，確定所述儲存的消耗品的殘余量是否比預定量多的步驟。
6.如權利要求5所述的測量方法，其中，所述步驟(c)還包括響應于所述檢測信號，對可否測量所述儲存的消耗品的殘余量進行判斷，并根據(jù)不可進行所述測量的判斷將處理返回到所述步驟(b)的步驟；所述步驟(b)包括根據(jù)不可進行所述測量的判斷，將所述放電特性設定為與被判斷為不可進行所述測量的放電特性不同的放電特性，并將處理前進到所述步驟(c)的步驟。
7.如權利要求6所述的測量方法，還包括(d)準備非易失性存儲器的步驟；和(e)將設定信息記錄在所述存儲器中的步驟，其中所述設定信息表示所述測量時所設定的放電特性的設定內容；其中，所述步驟(b)包括根據(jù)從所述非易失性存儲器讀出的所述設定信息而設定放電特性的步驟。
8.一種計算機程序，所述計算機程序使計算機控制消耗品容器，以便對可測量所容納消耗品的殘余量的消耗品容器所具有的壓電元件的放電特性進行設定，其中，所述消耗品容器包括消耗品罐，用于容納所述消耗品，并安裝有壓電元件；檢測信號生成電路，用于進行所述壓電元件的充電和放電，并生成檢測信號，所述檢測信號包含表示所述壓電元件放電后的殘留振動的周期的信息；控制部，用于對所述壓電元件的充電和放電進行控制，并可以改變所述壓電元件的放電特性；和非易失性存儲器，用于存儲表示所述放電特性的設定內容的設定信息和表示所述消耗品的殘余量是否比預定量多的殘余量信息；所述計算機程序包括使所述計算機實現(xiàn)下述功能的程序(a)從所述非易失性存儲器讀出所述設定信息和所述殘余量信息的功能；(b)基于所述設定信息設定所述壓電元件的放電特性的功能；(c)基于所述殘余量信息，確認所述消耗品的殘余量比所述預定量多的功能；(d)根據(jù)所述確認而生成檢測信號的功能，其中所述檢測信號包含表示所述壓電元件放電后的殘留振動的周期的信息；(e)接收所述檢測信號，并響應于所述接收的檢測信號而對是否可以測量所述消耗品的殘余量進行判斷的功能；(f)響應于可否進行所述測量的判斷，當判斷為不可進行所述測量時，設定為與被判斷為不可進行所述測量的放電特性不同的放電特性，并將處理返回到所述功能(d)的功能；(g)響應于可否進行所述測量的判斷，當判斷為可進行所述測量時，使表示所述設定的放電特性的設定內容的設定信息記錄在所述非易失性存儲器中的功能。
9.一種制造方法，是制造可測量所容納的消耗品的殘余量的消耗品容器的方法，其特征在于，包括(a)測量壓電元件的特性，并生成表示所述壓電元件的特性的壓電元件特性信息的步驟；(b)準備用于儲存所述消耗品的消耗品罐的步驟；(c)將所述壓電元件、檢測信號生成電路和非易失性存儲器安裝在所述消耗品罐上的步驟，其中所述檢測信號生成電路進行所述壓電元件的充電和放電，并生成檢測信號，所述檢測信號包含表示所述壓電元件放電后的殘留振動的周期的信息；(c)根據(jù)所述壓電元件特性信息設定所述壓電元件的放電特性的步驟；(d)將表示所述設定的放電特性的設定信息記錄在所述非易失性存儲器中的步驟；其中，所述周期可用于確定所述儲存的消耗品的殘余量是否比預定量多。
10.如權利要求9所述的消耗品容器的制造方法，其中，所述步驟(a)包括測量壓電元件的特性并分類為多個等級的步驟；所述步驟(c)包括根據(jù)所述分類的等級設定所述壓電元件的放電特性的步驟。
11.一種消耗品容器的制造方法，是制造可測量所容納的消耗品的殘余量的消耗品容器的方法，其特征在于，包括(a)準備用于儲存所述消耗品的消耗品罐的步驟；(b)將壓電元件、非易失性存儲器和進行所述壓電元件的充放電的電路安裝在所述消耗品罐上的步驟；(c)設定所述壓電元件的可變的放電特性的步驟；(d)判斷所述測量可否進行的步驟；(e)將所述設定的放電特性記錄在所述非易失性存儲器中的步驟；其中，所述步驟(d)包括(d-1)給所述壓電元件充電的步驟；(d-2)從所述壓電元件放電的步驟；(d-3)生成檢測信號的步驟，其中所述檢測信號包含表示所述壓電元件放電后的殘留振動的周期的信息；(d-4)響應于所述檢測信號，進行可否測量所述儲存的消耗品的殘余量的判斷的步驟；(d-5)根據(jù)不可進行所述測量的判斷，設定為與被判斷為不可進行測量的放電特性不同的放電特性，并將處理返回到所述步驟(d)的步驟；其中，所述周期可用于確定所述所儲存的消耗品的殘余量是否比預定量多。
12.一種消耗品容器，可以測量所容納的消耗品的殘余量，其特征在于，包括消耗品罐，用于容納所述消耗品，并安裝有壓電元件；檢測信號生成電路，用于進行所述壓電元件的充電和放電，并生成檢測信號，所述檢測信號包含表示所述壓電元件放電后的殘留振動的周期的信息；非易失性存儲器，用于存儲放電特性設定信息，所述放電特性設定信息用于根據(jù)表示所述壓電元件的特性的壓電元件特性信息設定所述壓電元件的放電特性；和控制部，用于對所述壓電元件的充電和放電進行控制，其中，所述周期可用于確定所述儲存的消耗品的殘余量是否比預定量多；所述控制部可以根據(jù)所述壓電元件特性信息和所述放電特性設定信息來設定所述壓電元件的放電特性。
13.如權利要求12所述的消耗品容器，其中，所述壓電元件特性信息是根據(jù)所述壓電元件的特性的測量而從多個等級中所選擇的等級；所述控制部根據(jù)所述選擇的等級來設定所述壓電元件的放電特性。
全文摘要
本發(fā)明是可測量所容納的消耗品的殘余量的消耗品容器。該消耗品容器包括消耗品罐，用于容納所述消耗品，并安裝有壓電元件；檢測信號生成電路，用于進行壓電元件的充電和放電，并生成檢測信號，所述檢測信號包含表示壓電元件放電后的殘留振動的周期的信息；和控制部，用于對壓電元件的充電和放電進行控制。其特征在于，該周期可用于確定所述所容納的消耗品的殘余量是否比預定量多；該控制部可以改變所述壓電元件的放電特性。
文檔編號B41J2/175GK1748127SQ200480003
公開日2006年3月15日 申請日期2004年2月4日 優(yōu)先權日2003年2月7日
發(fā)明者西原雄一 申請人:精工愛普生株式會社