JP4259058B2

JP4259058B2 - Cartridge and printing device

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Publication number: JP4259058B2
Application number: JP2002209468A
Authority: JP
Inventors: 昇朝内; 康彦小杉
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2002-07-18
Filing date: 2002-07-18
Publication date: 2009-04-30
Anticipated expiration: 2022-07-18
Also published as: CN2749675Y; JP2004050541A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、印刷に用いる記録材料を収容した収容室を備えたカートリッジに関し、詳しくはセンサを内蔵したカートリッジとこのカートリッジとの間で情報をやり取りする技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
インクジェットプリンタのようにインクを用紙に吐出して記録を行なう印刷装置（プリンタ）やトナーを用いて印刷を行なう印刷装置などが広く用いられている。こうした印刷装置のカートリッジでは、インクやトナーなどの記録材料を収容した収容室を備えている。記録材料の残量管理は、印刷装置においては、重要な技術となっており、使用量を印刷装置側でソフトウェアによりカウントして管理するだけでなく、最近では、カートリッジにセンサを設けて、直接計測しようとすることも行なわれている（例えば、特開２００１−１４７１４６号公報参照）。
【０００３】
センサとしては、種々のタイプが考えられるが、検出しようとする記録材料が導電性のインクであれば、電気的な抵抗値によりインク残量を計測しても良いし、収容室内に設けた共振室にピエゾ素子のような電歪素子を設け、電歪素子の共振周波数を計測することで、共振室内の記録材料の有無を計測することも可能である。更に、インクなどの記録材料の温度、粘度、湿度、粒度、色相、残量、圧力などを計測することも考えられ、この場合には、それぞれの物理的性質に合わせて、専用のセンサを用いればよい。例えば、温度であればサーミスタや熱電対、圧力であれば圧力センサなどである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、かかるセンサを設けたカートリッジでは、センサによる検出の条件が固定的であり、検出の信頼性を充分に高めることができない場合があるという問題があった。例えば収容室内の記録材料の有無を検出するようなセンサを設けている場合、記録材料の組成を変更すると、最適な検出条件が変る場合があり得るが、従来のカートリッジでは、こうした場合、検出用の回路構成を変更しなければ、検出の信頼性を充分に保証することはできなかった。かといってその都度回路構成を調整していたのでは、煩瑣な手間と高コストを招来してしまうという問題があった。
【０００５】
また、従来のカートリッジでは、検出の結果が、例えばインクの有無のように２値的なものである場合、検出回路が故障していても、いずれか一方の信号を出し続けてしまうと、故障であることを検出することが困難であった。このため、検出結果の信頼性を充分に評価することができないという問題も指摘されていた。
【０００６】
本発明の装置は、こうした問題を解決し、センサを備えたカートリッジにおいて、検出条件の変更に柔軟に対応することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段及びその作用・効果】
上記課題の少なくとも一部を解決する本発明の装置は、
印刷に用いる記録材料であるインクを収容した収容室と該収容室内に連通した共振室とを備え、印刷装置に搭載されるカートリッジであって、
前記インクの有無により相違する前記共振室の状態により共振状態が変化する圧電素子と、
前記圧電素子の振動に要する時間を計測する検出パルスの数を、検出条件の指定として、外部から受け付ける条件受付手段と、
前記圧電素子に励起用パルスを印加した上で、該励起用パルスに応動して振動する前記圧電素子の共振周波数を、該圧電素子が、前記検出条件として指定された検出パルスの数だけ振動するのに要する時間を用いて検出する検出手段と、
該検出の結果を出力する出力手段と
を備えたことを要旨としている。
【０００８】
かかるカートリッジは、収容室内の記録材料の状態を検出するセンサを備えており、外部からこのセンサによる検出の条件の指定を受けると、かかる指定された条件で検出を行なう。その上で、検出結果を出力する。従って、収容室内の記録材料の状態を検出する際、固定的な検出条件で検出を行なうのではなく、検出に適した条件の指定をうけて検出を行なうことができる。この結果、検出の精度を高めることができる。
【００１１】
更に、こうしたセンサとして、記録材料の状態により共振状態が変化する圧電素子を用いることもできる。この場合、圧電素子に、励起用パルスを印加した上で、励起用パルスに応動する圧電素子の振動を検出する構成とし、圧電素子の共振の状態から記録材料の状態を検出することができる。ここで、共振の状態とは、圧電素子の共振周波数として把握することができる。共振周波数は、圧電素子の１以上の振動に要する時間として検出することができる。
【００１２】
こうした圧電素子を用いたセンサを内蔵したカートリッジでは、検出の条件は、圧電素子の振動に要する時間を計測する振動の数の指定として具体化することができる。この場合、カートリッジは、指定された振動の数に要する時間を検出する。検出の結果は、無線通信により出力するものとすることができる。
【００１３】
検出に用いる振動の数は、計測を開始する振動の位置と、計測を終了する振動の位置により指定することができる。振動に関するデータは、指定した振動の開始と終了の位置に基づいて、例えばその間に要する時間として決定するものとしても良い。
【００１４】
こうしたカートリッジとしては、収容室内に収容された記録材料の状態に対応したパラメータを記憶するメモリ備えるものも有用である。
【００１５】
こうしたカートリッジでは、検出条件の指定などは、無線通信より行なうものとすることができる。そのために、カートリッジに、無線によりデータの授受を行なう無線通信手段を備えるものとすればよい。なお、検出結果も、無線により出力することができる。
【００１６】
こうした無線通信手段には、通信を行なうためのループ状のアンテナを備えることが一般的である。通信を行なう際には、このアンテナに起電力が誘起される。そこで、この起電力を利用して、カートリッジ内への給電を行なう構成としても良い。こうすれば、カートリッジ内に、バッテリなどを備える必要がなく、構成を簡略することができる。
【００１７】
本発明のカートリッジを用いた印刷装置の発明は、
印刷に用いる記録材料であるインクを収容した収容室と該収容室内に連通した共振室とを備えたカートリッジが搭載された印刷装置であって、
前記カートリッジは、
前記インクの有無により相違する前記共振室の状態により共振状態が変化する圧電素子と、
前記圧電素子の振動に要する時間を計測する検出パルスの数を、検出条件の指定として、外部から受け付ける条件受付手段と、
前記圧電素子に励起用パルスを印加した上で、該励起用パルスに応動して振動する前記圧電素子の共振周波数を、該圧電素子が、前記検出条件として指定された検出パルスの数だけ振動するのに要する時間を用いて検出する検出手段と、
該検出の結果を出力する出力手段と
が備えられ、
更に、当該印刷装置には、
前記検出の条件である前記検出パルスの数を指定する条件指定手段と、
前記カートリッジの出力手段から出力された検出結果を入力する入力手段と、
該検出結果について判断する判断手段と
を備えたことを要旨とする。
【００１８】
この印刷装置では、カートリッジは印刷装置から指定された検出条件で記録材料の状態を検出し、その上で、検出結果を出力する。従って、収容室内の記録材料の状態を検出する際、固定的な検出条件で検出を行なうのではなく、検出に適した条件の指定を印刷装置から受けて検出を行なうことができる。この結果、検出の精度を高めることができ、印刷装置としての信頼性を確保することができる。
【００１９】
また、印刷に用いる記録材料であるインクを収容した収容室と該収容室内に連通した共振室とを備えたカートリッジとの間で、情報をやり取りする方法として本発明捉えることもできる。この方法は、前記前記インクの有無により相違する前記共振室の状態により共振状態が変化する圧電素子を設け、
前記圧電素子の振動に要する時間を計測する検出パルスの数を、検出条件として、カートリッジの外部から指定し、
前記圧電素子に励起用パルスを印加した上で、該励起用パルスに応動して振動する前記圧電素子の共振周波数を、該圧電素子が、前記検出条件として指定された検出パルスの数だけ振動するのに要する時間を用いて検出し、
該検出の結果を、前記指定を行なった外部に出力し、
カートリッジとの間で情報をやり取りすること
を要旨としている。
【００２０】
かかる情報のやり取り方法によれば、センサの検出条件についてカートリッジの外部からこれを指定し、カートリッジ側からは、検出結果を出力する。この検出結果を受け取る側は、自らが指定した検出条件でなされた検出結果を受け取ることができる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について説明する。図１は、発明の実施の形態としてのインクカートリッジ１０とこのインクカートリッジ１０を搭載するプリンタ２０の送受信装置３０との概略構成を示す説明図である。プラテン２４により搬送される用紙Ｔに、印字ヘッド２５からインクを吐出して印字を行なうプリンタ２０の内部構成などについては省略するが、プリンタ２０の内の制御装置２２では、印刷に用いたインク量などのデータを演算しており、これを送受信装置３０を介してインクカートリッジ１０側に送信している。インクカートリッジ１０との間のデータの送受信は、無線通信によっているが、有線でも差し支えない。無線通信の方式は、この実施の形態では、電磁誘導方式としたが、他の方式も採用可能である。
【００２２】
インクカートリッジ１０には、通信を制御する通信制御部１２、メモリ１４へのデータの読み書きを行なうメモリ制御部１５、圧電素子を用いたセンサ１７、このセンサ１７の駆動とセンサ１７を利用したインク残量の検出を行なうセンサ制御部１９とを備える。センサ１７を用いたインク残量の検出は、次の手順で行なわれる。センサ１７は、インク収容室１６に設けられた共振室１８に装着されており、図示しない電極に駆動電圧を印加すると、圧電素子であるセンサ１７は、歪み、変形する。この状態から、圧電素子に溜まった電荷を放電すると、歪みのエネルギは解放され、素子は自由振動する。センサ１７は、共振室１８に臨んで設けられているので、この自由振動の周波数は、共振室１８の共振周波数により規制される。共振室１８の共振周波数は、共振室内にインクが存在する場合と、インクが存在しない場合で異なるから、共振周波数を検出すれば、共振室１８内のインクの有無、ひいては、インクカートリッジ１０におけるインク残量を知ることができる。
【００２３】
図２は、センサ制御部１９が行なう処理を、プリンタ２０側の制御装置２２の処理と対応づけて模式的に記載したフローチャートである。センサ制御部１９は、実際にはゲートアレイなどを用いた回路により実現されるが、理解の便を図って、その処理内容をフローチャートに従って説明する。インク残量の検出は、プリンタ２０の制御装置２２からの指示に基づいて行なわれる（ステップＳ５）。このとき、制御装置２２は、インク残量の検出の指示のみならず、検出条件（詳しくは後述）も指定する。カートリッジ１０では、通信制御部１２を介して、インク残量の検出指示および検出条件の指定を受け取る（ステップＳ１０）。
【００２４】
検出条件の指定を受け取ったセンサ制御部１９は、検出条件として、計測開始のパルスと終了の計測パルス数の設定を行なう（ステップＳ１１）。上述したように、検出は共振周波数により行なうが、この計測を行なうセンサ１７の振動として何パルス目を開始パルスとし、そこから何パルスに亘って計測を行なうか、という指定である。この例では、開始パルスとしては第１パルスが、計測パルス数としては、４パルスが指定される。もとより、開始パルスと終了パルスとを指定するものとしても良い（その場合は、終了パルスとしては第５パルスが指定されることになる）。共振によるセンサ１７の振動と、計測の開始パルス、計測パルス数、終了パルスの関係などを、図３に模式的に示した。
【００２５】
検出条件の設定が完了すると、次に、センサ制御部１９は、駆動パルスを、センサ１７に出力する（ステップＳ１２）。この結果、上述したように、圧電素子であるセンサ１７は、振動を励起され、電圧の印加が失われた後は、共振室１８の状態によって変化する共振周波数で共振する。そこで、センサ制御部１９は、検出条件として設定された開始パルスを検出するまで待ち（ステップＳ１３）、開始パルスを検出すると（図３、タイミングｔ１）、時間カウントを開始する（ステップＳ１４）。
【００２６】
その後、センサ制御部１９は、終了パルスを検出するまで待機し（ステップＳ１５）、予め設定されたパルス数（実施例では４パルス）を検出すると、時間カウントを終了し、カウント値を出力する処理を行なう（ステップＳ１６）。このとき、併せて検出が終了した位置（図３、タイミングｔ２）のパルス数も出力する。検出終了した位置のパルス数とは、開始パルス（この例では共振の第１パルス）に、計測に要したパルス数（この例では４パルス）を加えた値であり、図３に示した例では、第５パルスである。
【００２７】
センサ制御部１９が、カウント値と検出パルス数とを、通信制御部１２を介して出力すると、プリンタ２０の制御装置２２は、この検出結果を受取り（ステップＳ２０）、カウント値と共に受け取ったパルス数を調べて、予め指定した検出条件と合致しているかを判断する（ステップＳ３０）。この例では、カートリッジ１０側のセンサ制御部１９から受け取るのは、終了パルスの位置に対応したパルス数なので、制御装置２２は、自らが行なった検出条件の指定（ステップＳ５）から終了パルスの位置を求め、これと受け取ったパルス数とを比較して、検出条件が合致しているか否かを判断するのである。もとより、開始パルスと終了パルスを指定して、検出結果と共に、検出に要したパルス数を受け取り、これを検証するようにしても差し支えない。
【００２８】
検出条件が合致していると判断できれば、検出は正常に行なわれた（ステップＳ４０）と判断し、センサ１７によるインク残量の検出結果を、その後の処理に利用する。例えば、検出結果が共振室１８にもはやインクがない状況を示していれば、プリンタ２０の制御装置２２は、インク残量が共振室１８のレベルを下回ったとして、その後のインク残量管理に用いるのである。他方、検出条件が合致としていないと判断した場合には、検出にはエラーが、あったと判断し（ステップＳ５０）、この検出結果をその後の処理には利用しない。
【００２９】
以上説明した本発明の実施の形態に拠れば、カートリッジ１０では、収容室１６内のインクの状態（ここではインクの有無）を検出することができ、しかもその検出をカートリッジ１０外部のプリンタ２０の制御装置２２側から指定された条件で行なう。このため、検出条件が固定的なものになることがなく、状況の変化に柔軟に対応することができる。例えば、収容室１６に収容するインクの組成を変更したことで、検出の最適条件が変った場合などでも柔軟に対応することができる。更に、この実施の形態では、カートリッジ１０とプリンタ２０側のデータのやり取りは、無線通信により行なわれており、印刷のために移動するカートリッジ１０との間で、接点の接触不良などのおそれがなく、安定にデータのやり取りを行なうことができる。なお、この実施の形態では、外部から指定された検出の条件に関連するデータを、検出結果と共に出力し、検出条件をしていた側（制御装置２２）で検証を行なっているので、データ通信の信頼性も含めて、検出全体に関して、高い信頼性を確保することができるが、かかる構成は発明としては必須の要件ではない。
【００３０】
次に、本発明の実施例について説明する。第１実施例はインクジェットプリンタに適用したものである。図４は、このプリンタ２００の動作に関与する部分を中心に、その構成を模式的に示す説明図である。また、図５は、プリンタ２００の制御装置２２２を中心に、その電気的な構成を示す説明図である。図４に示したように、このプリンタ２００は、給紙ユニット２０３から給紙されプラテン２２５によって搬送される用紙Ｔに、印字ヘッド２１１ないし２１６から、インク滴を吐出して、用紙Ｔ上に画像を形成する。プラテン２２５は、紙送り用モータ２４０からギヤトレイン２４１を介して伝達される駆動力により回転・駆動される。このプラテンの回転角度は、エンコーダ２４２により検出される。印字ヘッド２１１ないし２１６は、用紙Ｔの幅方向に往復動するキャリッジ２１０に設けられている。このキャリッジ２１０は、ステッピングモータ２２３により駆動される搬送用ベルト２２１に結合されている。搬送用ベルト２２１は、無端ベルトであり、ステッピングモータ２２３と、その反対側に設けられたプーリ２２９との間に架設されている。従って、ステッピングモータ２２３が回転すると、キャリッジ２１０は、搬送用ベルト２２１の移動に伴い、搬送用のガイド２２４に沿って往復動する。
【００３１】
次に、キャリッジ２１０に搭載された６色のインクカートリッジ１１１ないし１１６について説明する。６色のインクカートリッジ１１１ないし１１６は、基本的な構造は同一であり、その内部の収容室に収容されるインクの組成、即ち色が異なっている。インクカートリッジ１１１ないし１１６には、それぞれ黒色のインク（Ｋ）、シアンインク（Ｃ）、マゼンタインク（Ｍ）、イエロインク（Ｙ）、ライトシアンインク（ＬＣ）、ライトマゼンタインク（ＬＭ）、が収容されている。ライトシアンインク（ＬＣ）、ライトマゼンタインク（ＬＭ）は、それぞれ、シアンインク（Ｃ）、マゼンタインク（Ｍ）より、その染料濃度において、１／４程度に調整された淡い色のインクである。これらのカートリッジ１１１ないし１１６には、後で詳しくその構成を説明する検出記憶モジュール１２１ないし１２６が取り付けられている。この検出記憶モジュール１２１ないし１２６は、無線通信により、プリンタ２００側の制御装置２２２とデータの交換などを行なうことができる。第１実施例では、検出記憶モジュール１２１ないし１２６は、インクカートリッジ１１１ないし１１６の側面に取り付けられている。
【００３２】
これらの検出記憶モジュール１２１ないし１２６と無線によるデータ交換を行なうために、プリンタ２００には、通信用の送受信部２３０が設けられている。送受信部２３０は、他の電子部品、例えば、紙送り用モータ２４０、ステッピングモータ２２３、エンコーダ２４２等と共に、制御装置２２２に接続されている。制御装置２２２には、この他、プリンタ２００の前面に用意された操作パネル２４５の各種スイッチ２４７や、ＬＥＤ２４８も接続されている。
【００３３】
この制御装置２２２は、図５に示すように、プリンタ２００全体の制御を司るＣＰＵ２５１、その制御プログラムを記憶したＲＯＭ２５２、データの一時保存に用いられるＲＡＭ２５３、外部の機器とのインタフェースを司るＰＩＯ２５４、時間を管理するためのタイマ２５５、印字ヘッド２１１ないし２１６を駆動するためのデータを蓄える駆動バッファ２５６などを備え、これらを、バス２５７で相互に接続している。制御装置２２２には、これらの回路素子の他、発振器２５８や分配出力器２５９なども設けられている。分配出力器２５９は、発振器２５８から出力されるパルス信号を、６つの印字ヘッド２１１ないし２１６のコモン端子に分配するものである。印字ヘッド２１１ないし２１６は、そのオン・オフ（インクを吐出する・しない）のデータを、駆動バッファ２５６の側から受取り、分配出力器２５９から駆動パルスを受け取った時点で、駆動バッファ２５６の側から出力されたデータに従って、インクを対応するノズルから吐出する。
【００３４】
制御装置２２２のＰＩＯ２５４には、既に説明したステッピングモータ２２３、紙送り用モータ２４０、エンコーダ２４２、送受信部２３０、操作パネル２４５と共に、印刷すべき画像データをプリンタ２００に出力するコンピュータＰＣも接続されている。従って、印刷時には、コンピュータＰＣにおいて印刷すべき画像が特定され、そのラスタライズ、色変換、ハーフトニングなどの処理が行なわれたデータが、プリンタ２００に出力される。プリンタ２００は、キャリッジ２１０の移動位置をステッピングモータ２２３の駆動量により検出しつつ、紙送りの位置をエンコーダ２４２からのデータで確認し、これらに合わせて、コンピュータＰＣから受け取ったデータを、印字ヘッド２１１ないし２１６のノズルから吐出すべきインクのオン・オフのデータに展開し、駆動バッファ２５６および分配出力器２５９を駆動する。
【００３５】
制御装置２２２は、ＰＩＯ２５４に接続された送受信部２３０を介して、カートリッジ１１１ないし１１６に搭載された検出記憶モジュール１２１ないし１２６と、無線でデータのやり取りを行なうことができる。このために、送受信部２３０には、ＰＩＯ２５４からの信号を所定周波数の交流信号に変換するＲＦ変換部２３１と、ＲＦ変換部２３１からの交流信号を受けるループアンテナ２３３が設けられている。ループアンテナ２３３に交流信号を加えると、その近傍に同様のアンテナを配置すると、電磁誘導により、他方のアンテナに電気信号が励起される。本実施例では、無線による通信距離がプリンタ内部の距離に限られることから、電磁誘導を用いた無線通信手法を採用した。また、実施例では、無線通信に用いるアンテナは送受信側でそれぞれ一つずつ用意し、送信も受信も、同一のアンテナを用いているが、送信用アンテナと受信用アンテナを、少なくとも一方の側では分離して専用アンテナとすることも可能である。また、本実施例では、カートリッジ側の作動電力は、通信に使用しているアンテナ間の電磁誘導を用いて取得しているが、電力取得用のアンテナを別途単独で設けることも差し支えない。
【００３６】
次に、インクカートリッジ１１１側の検出記憶モジュール１２１の構成について説明する。図６は、検出記憶モジュール１２１ないし１２６の外観を正面および側面から示す図である。各インクカートリッジ１１１ないし１１６に搭載された検出記憶モジュール１２１ないし１２６は、内部に記憶されたＩＤ番号を除いてすべて同一なので、検出記憶モジュール１２１について以下説明する。この検出記憶モジュール１２１は、図示するように、薄いフィルム上の基板１３１に金属の薄膜パターンとして形成されたアンテナ１３３と、後述する各種機能を造り込んだ専用ＩＣチップ１３５と、インクの有無を検出するセンサモジュール１３７と、これらを接続する配線パターン１３９などから構成されている。
【００３７】
図７は、この検出記憶モジュール１２１をインクカートリッジ１１１に装着した状態を示す端面図である。図示するように、検出記憶モジュール１２１は、接着剤または両面テープなどの接着層１４１により、インクカートリッジ１１１の側面に装着される。このとき、基板１３１の裏面に設けられたセンサモジュール１３７は、カートリッジ１１１の側面に設けられた開口１４３に嵌合する。センサモジュール１３７の内部には、共振室１５１が形成されており、この共振室１５１の一側壁にセンサとして働く圧電素子１５３が貼付されている。
【００３８】
検出記憶モジュール１２１の内部構成について説明する。図８は、検出記憶モジュール１２１の内部構成を示すブロック図である。図示するように、この検出記憶モジュール１２１は、専用ＩＣチップ１３５内に、ＲＦ回路１６１，電源部１６２，データ解析部１６３，ＥＥＰＲＯＭ制御部１６５，ＥＥＰＲＯＭ１６６，検出制御部１６８，駆動制御部１７０，アンプ１７２，コンパレータ１７４，発振器１７５，カウンタ１７６，出力部１７８，二つのトランジスタＴｒ１，Ｔｒ２，抵抗器Ｒ１，Ｒ２などから構成されている。
【００３９】
ＲＦ回路１６１は、アンテナ１３３に電磁誘導により発生した交流信号を検波して入力する回路であり、検波により取り出した電力成分を電源部１６２に、信号成分をデータ解析部１６３に出力する。また、後述する出力部１７８からの信号を受取り、これを変調して交流信号とし、アンテナ１３３を介して、プリンタ２００側の送受信部２３０に送信する機能も有する。電源部１６２は、ＲＦ回路１６１から受け取った電力成分を用い、これを安定化して、専用ＩＣチップ１３５内部の電源およびセンサモジュール１３７の電源として出力する回路である。従って、インクカートリッジ１１１ないし１１６には、乾電池などの電源は搭載されていない。また、特に図示しなかったが、送受信部２３０から信号により電力が供給される時間がある程度限られている場合には、電源部１６２により生成された安定化電源を蓄えるコンデンサなどの電荷蓄積素子を設けることも有用である。電荷蓄積素子は、電源部１６２の前段に設けるものとしても良い。
【００４０】
データ解析部１６３は、ＲＦ回路１６１から受け取った信号成分を解析し、大まかにはコマンドとデータを取り出す回路である。データ解析部１６３は、解析した結果に基づき、ＥＥＰＲＯＭ１６６とのデータのやり取りを行なうか、センサモジュール１３７とのデータのやり取りを行なうかを制御している。データ解析部１６３は、データを解析した結果に従って、ＥＥＰＲＯＭ１６６とのデータのやり取りやセンサモジュール１３７とのデータのやり取りなどを行なうが、そのために、やり取りの対象となってるインクカートリッジを識別する処理なども行なう必要が生じる。データ解析部１６３はこれらの処理も行なう。その処理の詳細については後述するが、基本的には、図９（ａ）（ｂ）に示したように、キャリッジ２１０に搭載された各インクカートリッジが、送受信部２３０に対してどの位置にあるか、という情報と、各インクカートリッジに記憶されたＩＤとのにより、インクカートリッジの識別を行なっている。図９（ａ）は、各インクカートリッジ１１１ないし１１６およびこれに装着された検出記憶モジュール１２１ないし１２６と、送受信部２３０との位置関係を、斜視により示す説明図であり、図９（ｂ）は、更にインクカートリッジと送受信部２３０との関係を、両者の幅の観点から示す説明図である。
【００４１】
インクカートリッジを識別する処理を行なう場合、制御装置２２２は、キャリッジ２１０を、送受信部２３０の存在する側に搬送する。キャリッジ２１０が送受信部２３０と対向する位置は、印字範囲外に設けられている。図９に示したように、この実施例では、検出記憶モジュール１２１ないし１２６は、インクカートリッジ１１１ないし１１６の側面に装着されており、キャリッジ２１０が移動することで、最大２つの検出記憶モジュールが、送受信部２３０との送信可能範囲に入ることになる。この状態で、データ解析部１６３は、送受信部２３０を介して、制御装置２２２からの要求を受け、インクカートリッジの認識処理やメモリへのアクセスあるいはセンサモジュール１３７とのやり取りなどの処理を行なう。処理の詳細は、後でフローチャートを用いて説明する。
【００４２】
データをやり取りするインクカートリッジの特定を済ませた後、実際にＥＥＰＲＯＭ１６６との間でデータのやり取りを行なう場合、データ解析部１６３は、読み書きを行なうアドレス、読み書きのいずれを行なうかの指定、およびデータの書き込みの場合にはそのデータを、ＥＥＰＲＯＭ制御部１６５に渡す。これらの指定やデータを受け取ったＥＥＰＲＯＭ制御部１６５は、ＥＥＰＲＯＭ１６６に対してアドレスと読み書きの指定とを出力し、データを書き込んだり、ＥＥＰＲＯＭ１６６からデータを読み出すといった処理を行なう。
【００４３】
ＥＥＰＲＯＭ１６６の内部のデータ構成を図１０に示した。図１０（ａ）に示したように、ＥＥＰＲＯＭ１６６の内部は大きくは二つに分かれており、メモリ空間の前半は、インク残量などのデータが読み書きされるユーザメモリおよび分類コードが記憶される読み書き可能領域ＲＡＡである。またメモリ空間の後半は、インクカートリッジを特定するためのＩＤ情報が書き込まれた読出専用領域ＲＯＡである。
【００４４】
読出専用領域ＲＯＡに対する書き込みは、ＥＥＰＲＯＭ１６６を備えた検出記憶モジュール１２１ないし１２６がインクカートリッジ１１１ないし１１６に取り付けられる前、例えば、検出記憶モジュールが製造される過程や、インクカートリッジが製造される過程で行なわれる。従って、プリンタ２００の本体側からは、読み書き可能領域ＲＡＡに記憶されているデータに対しては、データの読み出しおよび書き込みの双方を実行し得るが、読出専用領域ＲＯＡに対しては、データの読み取りを実行し得るが、データの書き込みは実行することができない。
【００４５】
読み書き可能領域ＲＡＡのユーザメモリには、各インクカートリッジ１１１ないし１１６のインク残量情報などを書き込むために使用されており、インク残量情報をプリンタ２００本体側で読み取り、残量が僅かになったときにユーザに対して警告を出すといった処理利用可能である。分類コードの記憶領域には、インクカートリッジの種類などを区別するための様々なコードが記憶されており、ユーザが独自にこれらのコードを使用することができる。
【００４６】
読出専用領域ＲＯＡに記憶されたＩＤ情報は、検出記憶モジュールが取り付けられるインクカートリッジに関する製造情報などである。ＩＤ情報としては、図１０（ｂ）に示したように、インクカートリッジ１１１ないし１１６が製造された年、月、日、時、分、秒、場所についての情報が記憶されている。これらは全て４〜８ｂｉｔ程度の大きさの領域に書き込まれており、全体で４０ｂｉｔ〜７０ｂｉｔ程度のメモリ領域を占有している。プリンタ２００の電源投入直後などに、プリンタ２００の制御装置２２２は、検出記憶モジュール１２１ないし１２６から各インクカートリッジ１１１ないし１１６の製造情報を含むＩＤ情報を読み取ることにより、例えば、インクカートリッジの有効期限が切れていたり残り僅かである場合に、ユーザに対して警告を出すことなどが可能である。
【００４７】
なお、検出記憶モジュール１２１のＥＥＰＲＯＭ１６６には、上記の情報以外の情報が適宜含まれていてもよい。また、ＥＥＰＲＯＭ１６６は、全体が書き換え可能領域としてもよい。その場合、上述したインクカートリッジの製造情報などのＩＤ情報などは、ＥＥＰＲＯＭ１６６をＮＡＮＤ型フラッシュＲＯＭなど電気的に読み書き可能なメモリを採用して構成することも可能である。なお、本実施例では、ＥＥＰＲＯＭ１６６としては、シリアルタイプのメモリを使用している。
【００４８】
他方、センサモジュール１３７との間でやり取りを行なう場合には、データ解析部１６３は、まずカウンタ１７６をクリアすると共に、検出条件を制御装置２２２から受取り、これを検出制御部１６８に設定する。検出制御部１６８は、この設定を受けて、センサモジュール１３７の圧電素子１５３から得られる信号の何発目（開始パルスという）から何発のパルスに亘って計測を行なうかの設定を行なう。次に、データ解析部１６３は、駆動制御部１７０に駆動信号の出力を指令する。駆動制御部１７０は、この指令を受けて、駆動信号をトランジスタＴｒ１，Ｔｒ２に出力し、圧電素子１５３に駆動電圧を印加する。この結果、圧電素子１５３に生じた共振を、アンプ１７２により増幅し、更にコンパレータ１７４に入力して、矩形のパルス信号に変換する。コンパレータ１７４は、アンプ１７２からの出力信号を所定の比較電圧Ｖref と比較して、その大小に基づいて矩形波に変換する回路である。
【００４９】
コンパレータ１７４からの信号を受けた検出制御部１６８は、予め設定された開始パルスから指定されたパルス数の期間、カウンタ１７６のＳＥＴ端子をアクティブにして、カウンタ１７６を作動させる。カウンタ１７６は、ＳＥＴ端子がアクティブとされている間、発振器１７５からのパルスをカウントし、カウントし終わった値を、出力部１７８に出力する。出力部１７８は、検出制御部１６８から検出に用いた条件値を受け取っており、カウンタ１７６からのカウント値とこの剣検出の条件値とを、ＲＦ回路１６１を介して、制御装置２２２側に出力する。検出の条件値とは、この実施例では、開始パルス数に計測に用いたパルス数を加えた値、即ち計測の終了パルスの位置に対応したパルス数（この実施例では、第５パルス）である。もとより、開始パルスおよび計測期間を示すパルス数をそのまま用いることも可能である。なお、出力部１７８は、データ解析部１６３に内蔵させてもよい。
【００５０】
次に、プリンタ２００の制御装置２２２が検出記憶モジュール１２１ないし１２６のデータ解析部１６３と共に行なうインクカートリッジ１１１の識別処理やメモリアクセスの処理の概要について説明する。図１１は、プリンタ２００側に設けられた制御装置２２２と各インクカートリッジ１１１ないし１１６に設けられた検出記憶モジュール１２１ないし１２６とが、送受信部２３０を介した通信を行ないつつ実行する処理の概要を示したフローチャートである。プリンタ２００の制御装置２２２と検出記憶モジュール１２１ないし１２６のデータ解析部１６３とは、送受信部２３０を介して通信を行ないつつ、ＩＤ情報読み取り処理（第１手順）、及びＩＤ情報以外の読み取り処理やインク残量情報の書き込み処理などであるメモリアクセス処理（第２手順）、更にはセンサモジュール１３７とのデータのやり取り（第３手順）などの各ステップを実行する。
【００５１】
プリンタ２００では、電源投入時、電源オン中にユーザがインクカートリッジ１１１ないし１１６の何れかを交換したとき、前回の通信処理を実行してから所定時間経過したとき等に、そのインクカートリッジの製造情報を読み取ったり、インク残量をＥＥＰＲＯＭ１６６の所定の領域に書き込んだり、読み取ったする処理などを実行する。これらの処理は、通常の印刷処理とは異なっており、送受信部２３０を介して、検出記憶モジュール１２１ないし１２６との通信を伴う処理である。
【００５２】
このとき、検出記憶モジュール１２１ないし１２６との通信を行なうために、インクカートリッジ１１１ないし１１６を収容するキャリッジ２１０は、通常の印刷実行時の位置または右側非印字領域から離れて、送受信部２３０が存在する左側非印字領域へと移動される。キャリッジ２１０がこの左側非印字領域に移動されることによって、送受信部２３０の近傍に至った検出記憶モジュールでは、送受信部２３０のループアンテナ２３３からの交流信号を、アンテナ１３３を介して受け取る。電源部１６２は、この交流信号から電力を取り出し、安定化した電源店圧を内部の各制御部，回路素子に供給する。この結果、検出記憶モジュールの各制御部，回路素子は、処理を行なうことが可能になる。
【００５３】
こうして送受信部２３０と各検出記憶モジュール１２１ないし１２６との通信を伴う処理ルーチンが開始されると、まず、プリンタ２００側の制御装置２２２にて、電源オン要求が発生したか否かを判定する（ステップＳ１００）。すなわち、インクジェットプリンタ２００に電源が投入され、その作動が開始された直後であるか否かの判定を行なう。電源オン要求が発生したと判定した場合には（ステップＳ１００：Ｙｅｓ）、第１手順すなわち検出記憶モジュール１２１ないし１２６からのＩＤ情報を読み取る手順を開始する（ステップＳ１０４以下）。
【００５４】
制御装置２２２は、電源オン要求が発生していないと判定した場合には（ステップＳ１００：Ｎｏ）、プリンタ２００が通常の印刷処理を実行中であると判断し、次にインクカートリッジ１１１ないし１１６の交換要求が発生したか否かを判定する（ステップＳ１０２）。インクカートリッジ１１１ないし１１６の交換要求は、例えば、プリンタ２００の電源が投入されている状態でユーザが操作パネル２４５上のインクカートリッジ交換ボタン２４７を押すことにより生じる。このとき、プリンタ２００は、通常の印刷処理モードを中断してインクカートリッジ１１１ないし１１６の何れかの交換を行なうが、交換要求自体は、インクカートリッジ１１１ないし１１６の交換後に発生する。
【００５５】
制御装置２２２は、インクカートリッジ１１１ないし１１６の交換要求が発生したと判定した場合には（ステップＳ１０２：Ｙｅｓ）、第１手順、すなわち交換されたインクカートリッジに設けられた記憶素子からのＩＤ情報を読み取る手順を開始する（ステップＳ１０４）。一方、インクカートリッジ１１１ないし１１６交換要求が発生していない（ステップＳ１０２：Ｎｏ）と判定した場合には、電源投入時などに各検出記憶モジュール１２１ないし１２６のＩＤ情報を既に正常に読み取っていると判断して、次にアクセスの対象について判断する処理を行なう（ステップＳ１５０）。アクセスの対象は、本実施例のインクカートリッジでは、ＥＥＰＲＯＭ１６６とセンサモジュール１３７とが存在する。そこで、メモリへのアクセスが指示されていると判断した場合には（ステップＳ１５０：メモリ）、上述した第２手順、すなわち検出記憶モジュール１２１ないし１２６とのメモリアクセス処理を開始する（ステップＳ２００）。他方、アクセスの対象がセンサモジュール１３７であると判断した場合には（ステップＳ１５０：センサ）、センサモジュール１３７から検出結果を読み取る第３手順を実行する。
【００５６】
次に第１ないし第３手順の各々について説明する。上述したように、第１手順は、制御装置２２２が、プリンタにおける電源オン要求やインクカートリッジ交換要求を検出した場合に実行される。第１手順では、まず検出記憶モジュール１２１ないし１２６からのＩＤ情報読み取り（ステップＳ１０４）、次に、アンチコリジョン処理を実行する（ステップＳ１０６）。アンチコリジョン処理とは、いまだ各検出記憶モジュール１２１ないし１２６からそれぞれのＩＤ情報を取得していない場合に、各素子からＩＤ情報読み取り処理を行なう際に混信が発生することを防止するための処理である。このアンチコリジョン処理が途中で失敗した場合は、再度始めからアンチコリジョン処理を実行することとすればよい。無線通信を用いた本実施例の場合、送受信部２３０は、常に複数の検出記憶モジュール（この実施例では二つの検出記憶モジュール）と通信が可能であり、かつ通信を開始した時点では、キャリッジ２１０に搭載されているインクカートリッジ１１１ないし１１６に装着された検出記憶モジュール１２１ないし１２６のＩＤ情報を、制御装置２２２は知らないので、混信を防止するアンチコリジョン処理が必要となる。アンチコリジョン処理の詳細については、ここでは説明しないが、基本的には、ＩＤ情報の一部を送受信部２３０から出力し、ＩＤ情報の一部が一致する検出記憶モジュールのみが応答を返し、他の検出記憶モジュールはスリープモードに入ることで、通信可能範囲に存在するインクカートリッジの検出記憶モジュールのＩＤ情報を特定し、一致する検出記憶モジュールとの通信を確立する。
【００５７】
アンチコリジョン処理が終了した場合、制御装置２２２は、データ解析部１６３を介して、各検出記憶モジュール１２１ないし１２６からＩＤ情報を読み取る処理を実行する（ステップＳ１０８）。ＩＤ情報を読み取るこの処理が終了した場合、とりあえず本通信処理ルーチンを終了する場合と、引き続いて第２手順を実行する場合とがある。
【００５８】
第２手順を開始する場合について説明する。第２手順を開始する場合、制御装置２２２は、メモリアクセスを開始するものとし（ステップＳ２００）、続けてアクティブモードコマンドを、各検出記憶モジュール１２１ないし１２６に向けて発行する（ステップＳ２０２）。アクティブモードコマンドとは、各検出記憶モジュール１２１ないし１２６に対しそれぞれのＩＤ情報を随伴させて発行するコマンドであり、各検出記憶モジュール１２１ないし１２６のデータ解析部１６３は、受信したＩＤ情報を照合して自身のＩＤ情報と一致した場合のみ、アクセス準備完了の応答信号ＡＣＫを、制御装置２２２に送信する。
【００５９】
制御装置２２２は、検出記憶モジュール１２１ないし１２６からアクティブモードコマンドに対するの応答信号ＡＣＫを得ると、各検出記憶モジュール１２１ないし１２６に対するメモリアクセス処理を実行する（ステップＳ２０４）。このメモリアクセス処理は、ＥＥＰＲＯＭ１６６へのデータの書き込みか、あるいはＥＥＰＲＯＭ１６６からのデータの読み出しの処理である。いずれの場合も、ＥＥＰＲＯＭ制御部１６５側からは、制御装置２２２が指定したメモリのアドレスを伴ってアクセスが行なわれる。ＥＥＰＲＯＭ制御部１６５は、このアドレスと読み書きのいずれであるかの指示に従って、ＥＥＰＲＯＭ１６６の該当するアドレスを読み書きする。ＥＥＰＲＯＭ１６６へのメモリアクセスが完了すると、ＥＥＰＲＯＭ制御部１６５は、アクセス完了を示す応答信号ＡＣＫとアクセスしたアドレスとを、データ解析部１６３を介して制御装置２２２に送信する。以上で第２の手順は完了し、各検出記憶モジュール１２１ないし１２６に対するインク残量情報の書き込みなどが終了する。
【００６０】
次に、第３の手順について説明する。第３手順では、センサモジュール１３７へのアクセスを開始し（ステップＳ３００）、メモリアクセスの場合と同様、まずアクティブモードコマンドＡＭＣの発行を行なう（ステップＳ３０２）。アクティブモードコマンドを受け取ったインクカートリッジ１１１ないし１１６のうち、アクティブモードコマンドに随伴したＩＤ情報が一致したカートリッジは、応答信号ＡＣ形を返送し、その後の処理を受け付ける状態に移行する。この様子を図１２のタイミングチャートに示した。図１２最上段ＤＡＴは、制御装置２２２側と検出記憶モジュール１２１側とのデータのやり取りを示す。また、アクティブモードＡＣＭは、これがハイレベルに反転すれば、その検出記憶モジュール１２１がアクティブモードになったことを示している。
【００６１】
アクティブモードコマンドを出力して、いずれかの検出記憶モジュールをアクティブにすると、制御装置２２２は、次に検出条件ＤＮの指定を、そのインクカートリッジに送信する（ステップＳ３０４）。検出条件ＤＮを指定するデータが受け取られ、応答信号ＡＣＫが戻ってくると、制御装置２２２は、次に検出の指示ＤＣを出力する（ステップＳ３０６）。なお、検出の指示ＤＣは、検出条件の指定に含めることも可能である。
【００６２】
検出の指示ＤＣがなされると、図８に示したように、データ解析部１６３は、カウンタ１７６に対するクリア信号ＣＬＲを出力し、カウンタ１７６を値０にリセットする。次に、データ解析部１６３は、駆動制御部１７０に駆動指示ＤＲＩＶを出力する。この駆動指示ＤＲＩＶを受けて、駆動制御部１７０はトランジスタＴｒ１，Ｔｒ２を駆動する。この実施例では、図１３に示すように、駆動指示ＤＲＩＶは、充電用のトランジスタＴｒ１をオン状態にして圧電素子１５３に電圧を印加し、所定時間後にこのトランジスタＴｒ１をオフにして、放電用のトランジスタＴｒ２をオン状態とし、所定時間後にこのトランジスタＴｒ２をオンにするというサイクルを２回実行する信号である。圧電素子１５３に印加される電圧は、電源部１６２により供給される電圧であり、その充電の勾配は、抵抗器Ｒ１により制限されている。また、圧電素子１５３に蓄積された電荷は、トランジスタＴｒ２を介して放電されるが、この放電の勾配は、抵抗器Ｒ２により制限される。トランジスタＴｒ１，Ｔｒ２のオン・オフの間隔は、圧電素子１５３に生じる振動の周波数が、センサモジュール１３７内の共振室１５１の共振周波数に近くなるように設定されている。
【００６３】
駆動制御部１７０による充電と放電が行なわれる結果、圧電素子１５３は、共振室１５１の共振周波数で振動し、圧電素子１５３の電極にはこの振動による電圧が発生する。この振動は、基本的には、共振室１５１の性質から決まる共振周波数となる。共振室１５１の性質とは、ここでは、共振室１５１内のインクの充満の程度である。共振室１５１内にインクが充満している場合には、この実施例では、共振周波数はおよそ９０ＫＨｚであり、共振室１５１内のインクが印刷と共に消費されて空になった場合にて、およそ１１０ＫＨｚであった。もとよりこうした共振周波数は、共振室１５１の大きさや内壁の性質（撥水性など）によって変化する。従って、インクカートリッジのタイプ毎に測定しておけばよい。なお、インクカートリッジにインクを充填する前（共振室１５１内は空）の共振周波数と、一旦充填されたインクが消費されて共振室１５１内が空になった場合の共振周波数は異なっている。これは、インクが消費されても共振室１５１内周面などにはインクが付着して残っているためと考えられる。このため、圧電素子１５３の振動の周波数から共振室１５１内のインクの残量の状態を検出するには、その検出条件は、かなりの制約を受けることがある。
【００６４】
圧電素子１５３は、上述したように、印加電圧による強制振動を起因として、共振室１５１の共振周波数に従った周波数で振動する。かかる振動をアンプ１７２により増幅し、コンパレータ１７４に入力し、比較電圧Ｖref と比較する。この結果、コンパレータ１７４は、圧電素子１５３の振動数の矩形波信号ＣＯＭＰを出力する（図１２参照）。検出制御部１６８は、この矩形波信号ＣＯＭＰを入力し、これと予め指定を受けた検出条件（開始パルスと計測に用いたパルス数）とから、カウンタ１７６を動作させる期間を指定するセット信号ＳＥＴを生成する。図１２に示した例では、開始パルスは第１番目のパルス、計測を行なう期間は４パルス分であることから、検出期間ＳＥＴは、第１番目のパルスの立ち上がりから第５番目のパルスの立ち上がりまで、即ち矩形波信号ＣＯＭＰで４パルス分、ということになる。
【００６５】
この信号ＳＥＴが出力されている間、カウンタ１７６は発振器１７５の出力する高い周波数のパルスを利用して、これをカウントする。共振周波数が異なれば、４つ分のパルスの時間は異なるから、終了パルスを検出して検出制御部１６８が出力するセット信号ＳＥＴが反転するまでにカウンタ１７６がカウントアップしたカウント値ＣＮＴは、共振周波数によって異なることになる。このカウント値ＣＮＴは、出力部１７８を介して、プリンタ２００の制御装置２２２に出力される。このとき、カウント値ＣＮＴのみならず、検出条件に対応しデータも出力部１７８は制御装置２２２側へ出力する。本実施例では、終了パルスの番号（ここでは第５パルス）を出力している。もとより、指定された検出条件そのもの、つまり開始パルスの番号（ここでは第１パルス）と、測定に用いたパルス数（ここでは４パルス分）とを出力するものとしても良い。
【００６６】
制御装置２２２は、検出結果であるカウント値ＣＮＴと、検出条件（開始パルスの番号と測定パルス数）を受け取り、このカウント値ＣＮＴに基づいて、インク残量を判定する。実際には、共振室１５１にインクが存在するか否かの判断を行なうことになる。カウント値ＣＮＴが、予め定めた判定値より大きければインクがあると判断し、判定値以下であればインクがないと判断するのである。この結果、プリンタ２００の制御装置２２２は、印字ヘッド２１１ないし２１６から吐出されるインク滴の数をソフトウェアでカウントして、インク消費量を管理しているが、その管理の値と現実のインクカートリッジ１１１ないし１１６内の検出記憶モジュール１２１ないし１２６から得られた共振室１５１内のインクの有無の情報とを用いて、インクカートリッジ１１１ないし１１６内のインクの現在量を正確に管理することが可能となる。
【００６７】
インク吐出量をカウントしてインク残量を管理する場合、印字ヘッド２１１ないし２１６から一度に吐出されるインク量は、そのノズル径の加工上のバラツキや、インクの粘性のパラツキ、使用時のインク温度などにより、インク残量の計算値は、現実の残量と少しずつずれてくる。検出記憶モジュール１２１ないし１２６は、インクカートリッジ１１１ないし１１６においてインクがおよそ１／２消費された場合に共振室１５１内のインクが空になるように配置されている。従って、検出記憶モジュール１２１ないし１２６からのインクの有無に関する判断が、インク有りからインクなしに切り替った時点を検出し、この時点で、ソフトウェアでカウントしてきたインク消費量を較正すれば、インク消費量を正確に管理することが可能となる。較正は、単にインク消費量を、検出記憶モジュール１２１ないし１２６からの検出結果を利用して１／２にリセットするするものとしてもよい、それまでソフトウェアのカウントの程度を補正するといった手法で行なってもよい。この結果、インクカートリッジ１１１ないし１１６におけるインクエンド（カートリッジ内のインクが完全になくなるタイミング）を正確に算出することが可能となる。従って、インクエンドによる交換を指示したインクカートリッジ内に未使用のインクが所定量残っており、資源を無駄にすると言うことがない。また、インクエンドの検出前にインクカートリッジ内のインクがなくなってしまい、いわゆる空打ちをして、印字ヘッド２１１ないし２１６が損傷を被るということも生じにくい。
【００６８】
しかも、本実施例のプリンタ２００では、検出結果であるカウント値ＣＮＴのみならず、検出条件に関連した値（終了パルス数）を検出記憶モジュール１２１ないし１２６から制御装置２２２に返すので、制御装置２２２は、自分が指定した検出条件で正しく検出が行なわれたか否かを検証することができる。制御装置２２２が指定した検出条件で検出が行なわれていないと判断した場合には、検出結果であるカウント値ＣＮＴは信頼することができないので、これを用いたインクの有無の判定や、ひいてはその判断に従うインク消費量の較正なども行なわない。あるいは行なう場合でも、限定的に利用したり、使用者に対して警告を出してから、較正するということも可能である。もとより、検出条件が一致しない場合には、インクカートリッジにおける検出記憶モジュールの故障とみなして、使用者にインクカートリッジの交換などの警告を併せて行なってもよい。
【００６９】
以上、インクカートリッジ１１１ないし１１６に設けられた検出記憶モジュール１２１ないし１２６と送受信部との第１手順通信処理ないし第３手順について説明したが、それぞれ各検出記憶モジュール１２１ないし１２６との通信処理は、左端の検出記憶モジュール１２１から右端の検出記憶モジュール１２６へと順次１つずつ行なわれる。その際、キャリッジ２１０は、インクカートリッジの幅１つ分ずつ順次移動しては停止する。停止した際、各インクカートリッジの検出記憶モジュールとの通信処理が行なわれる。もとより、本実施例の送受信部２３０のように、その幅が、インクカートリッジほぼ２つ分に対向する大きさである場合は、インクカートリッジ２つ分ずつ合計３回移動・停止し、各位置で検出記憶モジュール２つずつと通信処理を行なうこととすれば、キャリッジ２１０の移動・位置決め動作が少なくて済むのでより好ましい。この場合でも、制御装置２２２は、アンチコリジョンの処理を行なっているので、複数個のインクカートリッジのやり取りが混信することはない。
【００７０】
以上、本発明の実施の形態と実施例とについて説明したが、本発明はこうした実施の形態および実施例に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、更に種々なる形態で実施し得ることは勿論である。例えば、本実施例の検出記憶モジュール１２１は、インクジェットプリンタのインクカートリッジのみならず、トナーカートリッジなどにも適用することができる。また、検出記憶モジュール１２１は、カートリッジの底面や上面に設けることも可能である。上面に設けた場合には、送受信部２３０の配置の自由度が高く、全体の構成が簡略となる。なお、検出記憶モジュール１２１をインクカートリッジ１１１の上面に設ける場合でも、インク収容室のしきり方を設定すれば、インクエンド付近や、インク消費量が１／２のあたりなど、インク有無を検出するインク残量を自由に設定することができる。
【００７１】
更に、上記実施例では、インクの有無の検出は、インク消費量が略１／２となるあたりで行なうものとしたが、インクエンドの近傍で行なっても良いし、インク消費量のもっと少ない時点（インク残量の多い時点）で行なってもよい。また、外部から指定される検出条件は、本実施例では、圧電素子１５３を用いたことから、その開始パルスや終了パルス、あるいは検出期間に相当するパルス数などに関連のある条件として設定したが、検出を行なうタイミング（時刻やインターバル、電源投入時など）、検出回数、など様々な条件を設定することができる。またこれらの条件に対してカートリッジ側が返答するデータとしては、条件一部をそのまま用いても良いし、予め決められた対応によるコードなどを用いてもよい。なお、検出条件に対応したデータを出力しないものとして差し支えない。
【００７２】
上記の実施例では、インク有無の検出は、ハードウェアロジックにより実現しているが、ＣＰＵを用い、ソフトウェアにより同様の処理を行なうことも可能である。この場合には、カウンタ１７６がカウントした値を制御装置２２２側に送信する構成に代えて、インクの有無の判断自体を検出記憶モジュール１２１側で行ない、インクの有無の判定結果のみを制御装置２２２側に送信する構成とすることも可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の態様としてのカートリッジ１０の概略構成を示す説明図である。
【図２】本発明の実施の態様としてのカートリッジ側とプリンタ側の処理とを関連付けて示すフローチャートである。
【図３】本発明の実施の態様におけるインクの有無の検出の原理について説明する説明図である。
【図４】本発明の一実施例としてのプリンタ２００の内部構成を示す概略構成図である。
【図５】実施例のプリンタ２００における制御装置２２２の内部構成を示すブロック図である。
【図６】実施例の検出記憶モジュール１２１の外観を示す説明図である。
【図７】実施例のインクカートリッジ１１１への検出記憶モジュール１２１の取り付け状態を示す説明図である。
【図８】検出記憶モジュール１２１の内部構成を示すブロック図である。
【図９】キャリッジ２１０に搭載されたインクカートリッジ１１１ないし１１６と送受信部２３０との関係を示す説明図である。
【図１０】検出記憶モジュール１２１におけるＥＥＰＲＯＭ１６６の内部に記憶された情報を示す説明図である。
【図１１】検出記憶モジュール１２１における処理の概要を示すフローチャートである。
【図１２】第３手順における各部の動作を示すタイミングチャートである。
【図１３】駆動指示ＤＲＩＶにより実際に圧電素子１５３に印加される電圧と圧電素子１５３の振動状態を示す説明図である。
【符号の説明】
１０…インクカートリッジ
１２…通信制御部
１４…メモリ
１５…メモリ制御部
１６…インク収容室
１７…センサ
１８…共振室
１９…センサ制御部
２０…プリンタ
２２…制御装置
２４…プラテン
２５…印字ヘッド
３０…送受信装置
１１１〜１１６…インクカートリッジ
１２１〜１２６…検出記憶モジュール
１３１…基板
１３３…アンテナ
１３５…専用ＩＣチップ
１３７…センサモジュール
１３９…配線パターン
１４１…接着層
１５１…共振室
１５３…圧電素子
１６１…ＲＦ回路
１６２…電源部
１６３…データ解析部
１６５…ＥＥＰＲＯＭ制御部
１６６…ＥＥＰＲＯＭ
１６８…検出制御部
１７０…駆動制御部
１７２…アンプ
１７４…コンパレータ
１７５…発振器
１７６…カウンタ
１７８…出力部
２００…インクジェットプリンタ
２０３…給紙ユニット
２１０…キャリッジ
２１１…印字ヘッド
２２１…搬送用ベルト
２２２…制御装置
２２３…ステッピングモータ
２２４…ガイド
２２５…プラテン
２２９…プーリ
２３０…送受信部
２３１…ＲＦ変換部
２３３…ループアンテナ
２４０…紙送り用モータ
２４１…ギヤトレイン
２４２…エンコーダ
２４５…操作パネル
２４７…各種スイッチ
（インクカートリッジ交換ボタン）
２４８…ＬＥＤ
２５１…ＣＰＵ
２５２…ＲＯＭ
２５３…ＲＡＭ
２５４…ＰＩＯ
２５５…タイマ
２５６…駆動バッファ
２５７…バス
２５８…発振器
２５９…分配出力器
ＡＣ…応答信号
ＡＣＫ…応答信号
ＡＣＭ…アクティブモード
ＡＭＣ…アクティブモードコマンド
ＣＬＲ…クリア信号
ＣＯＭＰ…矩形波信号
ＤＣ…指示
ＤＮ…検出条件
ＤＲＩＶ…駆動指示
ＤＲＩＶ…駆動信号
ＰＣ…コンピュータ
Ｒ１…抵抗器
Ｒ２…抵抗器
ＲＡＡ…読み書き可能領域
ＲＯＡ…読出専用領域
ＳＥＴ…セット信号
Ｔ…用紙
Ｔｒ１…トランジスタ
Ｔｒ２…トランジスタ
Ｖref…比較電圧[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a cartridge having a storage chamber for storing a recording material used for printing, and more particularly to a technique for exchanging information between a cartridge incorporating a sensor and the cartridge.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art A printing apparatus (printer) that performs recording by ejecting ink onto paper, such as an ink jet printer, and a printing apparatus that performs printing using toner are widely used. Such a cartridge of a printing apparatus includes a storage chamber that stores a recording material such as ink or toner. The management of the remaining amount of recording material is an important technology in printing devices. Not only is the amount of usage counted and managed by software on the printing device side, but recently, a sensor has been installed in the cartridge to directly Measurement is also being attempted (see, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-147146).
[0003]
Various types of sensors can be considered. If the recording material to be detected is conductive ink, the remaining amount of ink may be measured by an electrical resistance value, or a resonance provided in the storage chamber. By providing an electrostrictive element such as a piezo element in the chamber and measuring the resonance frequency of the electrostrictive element, the presence or absence of the recording material in the resonance chamber can be measured. It is also possible to measure the temperature, viscosity, humidity, particle size, hue, remaining amount, pressure, etc. of recording materials such as ink. In this case, a dedicated sensor is used according to each physical property. That's fine. For example, thermistors and thermocouples are used for temperature, and pressure sensors are used for pressure.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, the cartridge provided with such a sensor has a problem that the detection condition by the sensor is fixed and the detection reliability may not be sufficiently improved. For example, when a sensor that detects the presence or absence of a recording material in the storage chamber is provided, the optimal detection condition may change if the composition of the recording material is changed. Without changing the circuit configuration, the reliability of detection could not be sufficiently ensured. However, if the circuit configuration is adjusted each time, there is a problem in that it is troublesome and expensive.
[0005]
Further, in the case of a conventional cartridge, if the detection result is binary, such as the presence or absence of ink, even if the detection circuit continues to fail, if either one of the signals continues to be output, It was difficult to detect. For this reason, the problem that the reliability of a detection result cannot fully be evaluated was also pointed out.
[0006]
The apparatus of the present invention is intended to solve such problems and flexibly cope with changes in detection conditions in a cartridge equipped with a sensor.
[0007]
[Means for solving the problems and their functions and effects]
  An apparatus of the present invention that solves at least a part of the above problems is as follows.
  A cartridge that includes a storage chamber that stores ink, which is a recording material used for printing, and a resonance chamber that communicates with the storage chamber, and is mounted on a printing apparatus.
  The resonance chamber differs depending on the presence or absence of the ink.Piezoelectric element whose resonance changes depending on the stateWhen,
  Measure the time required for vibration of the piezoelectric elementDetection pulseAs the detection condition specificationCondition accepting means for accepting from outside,
After applying an excitation pulse to the piezoelectric element, the piezoelectric element vibrates by the number of detection pulses specified as the detection condition at the resonance frequency of the piezoelectric element that vibrates in response to the excitation pulse. Detecting means for detecting using the time required for
  Output means for outputting the detection result;
  The gist is that
[0008]
Such a cartridge is provided with a sensor for detecting the state of the recording material in the storage chamber. When a detection condition is designated by the sensor from the outside, the detection is performed under the designated condition. Then, the detection result is output. Therefore, when detecting the state of the recording material in the storage chamber, the detection can be performed by specifying a condition suitable for detection, instead of performing detection under fixed detection conditions. As a result, the detection accuracy can be increased.
[0011]
Further, as such a sensor, a piezoelectric element whose resonance state changes depending on the state of the recording material can be used. In this case, after applying the excitation pulse to the piezoelectric element, the vibration of the piezoelectric element that responds to the excitation pulse is detected, and the state of the recording material can be detected from the resonance state of the piezoelectric element. Here, the resonance state can be grasped as the resonance frequency of the piezoelectric element. The resonance frequency can be detected as the time required for one or more vibrations of the piezoelectric element.
[0012]
In a cartridge incorporating a sensor using such a piezoelectric element, the detection condition can be embodied as designation of the number of vibrations for measuring the time required for vibration of the piezoelectric element. In this case, the cartridge detects the time required for the specified number of vibrations. The detection result can be output by wireless communication.
[0013]
The number of vibrations used for detection can be specified by the vibration position at which measurement is started and the vibration position at which measurement is ended. The data related to vibration may be determined as, for example, the time required between the start and end positions of the specified vibration.
[0014]
A cartridge having a memory for storing parameters corresponding to the state of the recording material accommodated in the accommodation chamber is also useful as such a cartridge.
[0015]
In such a cartridge, detection conditions can be specified by wireless communication. For this purpose, the cartridge may be provided with wireless communication means for transmitting and receiving data wirelessly. The detection result can also be output wirelessly.
[0016]
Such wireless communication means is generally provided with a loop-shaped antenna for performing communication. When communication is performed, an electromotive force is induced in the antenna. Therefore, it is possible to use this electromotive force to supply power to the cartridge. By doing so, it is not necessary to provide a battery or the like in the cartridge, and the configuration can be simplified.
[0017]
  The invention of the printing apparatus using the cartridge of the present invention,
A printing apparatus equipped with a cartridge including a storage chamber containing ink that is a recording material used for printing and a resonance chamber communicating with the storage chamber,
  The cartridge is
    The resonance chamber differs depending on the presence or absence of the ink.Piezoelectric element whose resonance changes depending on the stateWhen,
    Measure the time required for vibration of the piezoelectric elementDetection pulseAs the detection condition specificationCondition accepting means for accepting from outside,
After applying an excitation pulse to the piezoelectric element, the piezoelectric element vibrates by the number of detection pulses specified as the detection condition at the resonance frequency of the piezoelectric element that vibrates in response to the excitation pulse. Detecting means for detecting using the time required for
    Output means for outputting the detection result;
  Is provided,
  Furthermore, the printing device includes
    The detection conditiondetectionpulseofA condition specifying means for specifying a number;
    Input means for inputting the detection result output from the output means of the cartridge;
    Judging means for judging the detection result;
  The main point is that
[0018]
In this printing apparatus, the cartridge detects the state of the recording material under the detection condition specified by the printing apparatus, and then outputs the detection result. Therefore, when detecting the state of the recording material in the storage chamber, detection can be performed by receiving designation of conditions suitable for detection from the printing apparatus, instead of performing detection under fixed detection conditions. As a result, the detection accuracy can be improved, and the reliability of the printing apparatus can be ensured.
[0019]
  In addition, the present invention can also be understood as a method for exchanging information between a cartridge including a storage chamber containing ink as a recording material used for printing and a resonance chamber communicating with the storage chamber. This method is different depending on the presence or absence of the ink.A piezoelectric element whose resonance state changes depending on the state is provided,
Of the piezoelectric elementDetection that measures the time required for vibrationpulseofNumberAs a detection condition,Specify from the outside of the cartridge,
  After applying an excitation pulse to the piezoelectric element, the piezoelectric element vibrates by the number of detection pulses specified as the detection condition at the resonance frequency of the piezoelectric element that vibrates in response to the excitation pulse. Detect using the time required for
ThedetectionofThe result is output to the outside specified above,
  Exchange information with the cartridge
  Is the gist.
[0020]
According to this information exchange method, the detection condition of the sensor is designated from the outside of the cartridge, and the detection result is output from the cartridge side. The side receiving this detection result can receive the detection result made under the detection condition designated by itself.
[0021]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below. FIG. 1 is an explanatory diagram showing a schematic configuration of an ink cartridge 10 as an embodiment of the invention and a transmission / reception device 30 of a printer 20 on which the ink cartridge 10 is mounted. Although the internal configuration of the printer 20 that performs printing by ejecting ink from the print head 25 onto the paper T conveyed by the platen 24 is omitted, the control device 22 in the printer 20 uses the amount of ink used for printing. Such data is calculated and transmitted to the ink cartridge 10 side via the transmission / reception device 30. Transmission / reception of data to / from the ink cartridge 10 is performed by wireless communication, but may be wired. In this embodiment, the radio communication system is an electromagnetic induction system, but other systems can also be used.
[0022]
The ink cartridge 10 includes a communication control unit 12 that controls communication, a memory control unit 15 that reads and writes data to and from the memory 14, a sensor 17 that uses a piezoelectric element, driving the sensor 17, and ink remaining using the sensor 17. And a sensor control unit 19 for detecting the amount. Detection of the remaining amount of ink using the sensor 17 is performed according to the following procedure. The sensor 17 is mounted in a resonance chamber 18 provided in the ink storage chamber 16. When a driving voltage is applied to an electrode (not shown), the sensor 17 that is a piezoelectric element is distorted and deformed. When the electric charge accumulated in the piezoelectric element is discharged from this state, the strain energy is released and the element vibrates freely. Since the sensor 17 is provided facing the resonance chamber 18, the frequency of this free vibration is regulated by the resonance frequency of the resonance chamber 18. The resonance frequency of the resonance chamber 18 differs depending on whether ink is present in the resonance chamber and when ink is not present. Therefore, if the resonance frequency is detected, the presence / absence of ink in the resonance chamber 18 and the ink in the ink cartridge 10 are detected. You can know the remaining amount.
[0023]
FIG. 2 is a flowchart schematically illustrating the process performed by the sensor control unit 19 in association with the process of the control device 22 on the printer 20 side. The sensor control unit 19 is actually realized by a circuit using a gate array or the like, but for the sake of understanding, the processing content will be described according to a flowchart. Detection of the remaining amount of ink is performed based on an instruction from the control device 22 of the printer 20 (step S5). At this time, the control device 22 designates not only an instruction for detecting the remaining amount of ink but also a detection condition (details will be described later). In the cartridge 10, the ink remaining amount detection instruction and the detection condition designation are received via the communication control unit 12 (step S 10).
[0024]
The sensor control unit 19 that has received the designation of the detection condition sets a measurement start pulse and an end measurement pulse number as the detection condition (step S11). As described above, the detection is performed based on the resonance frequency, and it is designated as the number of pulses to be used as the start pulse as the vibration of the sensor 17 that performs the measurement, and how many pulses are measured from there. In this example, the first pulse is designated as the start pulse, and four pulses are designated as the number of measurement pulses. Of course, the start pulse and the end pulse may be designated (in this case, the fifth pulse is designated as the end pulse). FIG. 3 schematically shows the relationship between the vibration of the sensor 17 due to resonance, the measurement start pulse, the number of measurement pulses, the end pulse, and the like.
[0025]
When the setting of the detection condition is completed, the sensor control unit 19 then outputs a drive pulse to the sensor 17 (step S12). As a result, as described above, the sensor 17 that is a piezoelectric element resonates at a resonance frequency that varies depending on the state of the resonance chamber 18 after excitation of vibration and loss of voltage application. Therefore, the sensor control unit 19 waits until a start pulse set as a detection condition is detected (step S13). When the start pulse is detected (timing t1 in FIG. 3), time counting is started (step S14).
[0026]
Thereafter, the sensor control unit 19 waits until an end pulse is detected (step S15). When a preset number of pulses (4 pulses in the embodiment) is detected, the time count is ended and the count value is output. Is performed (step S16). At this time, the number of pulses at the position where the detection is completed (FIG. 3, timing t2) is also output. The number of pulses at the position where detection has been completed is a value obtained by adding the number of pulses required for measurement (four pulses in this example) to the start pulse (in this example, the first pulse of resonance), and is an example shown in FIG. Then, it is the fifth pulse.
[0027]
When the sensor control unit 19 outputs the count value and the number of detected pulses via the communication control unit 12, the control device 22 of the printer 20 receives the detection result (step S20), and the number of pulses received together with the count value. Is checked to determine whether or not the detection conditions specified in advance are met (step S30). In this example, since the number of pulses corresponding to the position of the end pulse is received from the sensor control unit 19 on the cartridge 10 side, the control device 22 determines the position of the end pulse from the designation of the detection condition performed by itself (step S5). And is compared with the number of received pulses to determine whether or not the detection condition is met. Of course, it is possible to specify the start pulse and the end pulse, receive the number of pulses required for detection together with the detection result, and verify this.
[0028]
If it can be determined that the detection conditions are met, it is determined that the detection has been performed normally (step S40), and the detection result of the remaining amount of ink by the sensor 17 is used for subsequent processing. For example, if the detection result indicates that there is no more ink in the resonance chamber 18, the control device 22 of the printer 20 determines that the remaining ink level is below the level of the resonance chamber 18 and uses it for subsequent ink remaining amount management. It is. On the other hand, if it is determined that the detection condition does not match, it is determined that there is an error in detection (step S50), and this detection result is not used for subsequent processing.
[0029]
According to the embodiment of the present invention described above, the cartridge 10 can detect the state of ink in the storage chamber 16 (in this case, the presence or absence of ink), and the detection can be performed by the printer 20 outside the cartridge 10. This is performed under the conditions specified from the control device 22 side. For this reason, detection conditions do not become fixed, and it is possible to flexibly cope with changes in the situation. For example, by changing the composition of the ink stored in the storage chamber 16, it is possible to respond flexibly even when the optimum detection conditions are changed. Furthermore, in this embodiment, the exchange of data between the cartridge 10 and the printer 20 is performed by wireless communication, and there is no risk of contact failure between the cartridge 10 moving for printing. , Can exchange data stably. In this embodiment, data related to the detection condition designated from the outside is output together with the detection result, and verification is performed on the side that has performed the detection condition (control device 22). However, such a configuration is not an indispensable requirement for the invention.
[0030]
Next, examples of the present invention will be described. The first embodiment is applied to an ink jet printer. FIG. 4 is an explanatory diagram that schematically shows the configuration centered on the portion involved in the operation of the printer 200. FIG. 5 is an explanatory diagram showing the electrical configuration of the printer 200 centering on the control device 222. As shown in FIG. 4, the printer 200 ejects ink droplets from the print heads 211 to 216 onto the paper T fed from the paper feed unit 203 and conveyed by the platen 225, and the image is formed on the paper T. Form. The platen 225 is rotated and driven by a driving force transmitted from the paper feed motor 240 via the gear train 241. The rotation angle of the platen is detected by the encoder 242. The print heads 211 to 216 are provided on the carriage 210 that reciprocates in the width direction of the paper T. The carriage 210 is coupled to a conveying belt 221 that is driven by a stepping motor 223. The conveyor belt 221 is an endless belt, and is stretched between the stepping motor 223 and a pulley 229 provided on the opposite side. Accordingly, when the stepping motor 223 rotates, the carriage 210 reciprocates along the conveyance guide 224 as the conveyance belt 221 moves.
[0031]
Next, the six color ink cartridges 111 to 116 mounted on the carriage 210 will be described. The six-color ink cartridges 111 to 116 have the same basic structure, and are different in the composition, that is, the color of the ink stored in the storage chamber. Each of the ink cartridges 111 to 116 contains black ink (K), cyan ink (C), magenta ink (M), yellow ink (Y), light cyan ink (LC), and light magenta ink (LM). ing. The light cyan ink (LC) and light magenta ink (LM) are light color inks that are adjusted to about ¼ in the dye density of the cyan ink (C) and magenta ink (M), respectively. These cartridges 111 to 116 are attached with detection storage modules 121 to 126 whose configuration will be described in detail later. The detection storage modules 121 to 126 can exchange data with the control device 222 on the printer 200 side by wireless communication. In the first embodiment, the detection storage modules 121 to 126 are attached to the side surfaces of the ink cartridges 111 to 116.
[0032]
In order to exchange data with these detection storage modules 121 to 126 wirelessly, the printer 200 is provided with a transmission / reception unit 230 for communication. The transmission / reception unit 230 is connected to the control device 222 together with other electronic components such as a paper feed motor 240, a stepping motor 223, an encoder 242, and the like. In addition to this, various switches 247 of an operation panel 245 prepared on the front surface of the printer 200 and an LED 248 are also connected to the control device 222.
[0033]
As shown in FIG. 5, the control device 222 includes a CPU 251 that controls the entire printer 200, a ROM 252 that stores the control program, a RAM 253 that is used for temporary storage of data, a PIO 254 that controls an interface with an external device, and a time And a drive buffer 256 for storing data for driving the print heads 211 to 216 are connected to each other via a bus 257. In addition to these circuit elements, the control device 222 is also provided with an oscillator 258, a distribution output device 259, and the like. The distribution output unit 259 distributes the pulse signal output from the oscillator 258 to the common terminals of the six print heads 211 to 216. The print heads 211 to 216 receive the ON / OFF (ink ejection / no ink) data from the drive buffer 256 side, and when the drive pulse is received from the distribution output unit 259, the print head 211 to 216 receives the data from the drive buffer 256 side. Ink is ejected from the corresponding nozzle according to the output data.
[0034]
A computer PC that outputs image data to be printed to the printer 200 is connected to the PIO 254 of the control device 222 together with the stepping motor 223, the paper feed motor 240, the encoder 242, the transmission / reception unit 230, and the operation panel 245 already described. Yes. Therefore, at the time of printing, an image to be printed is specified in the computer PC, and data subjected to processing such as rasterization, color conversion, and halftoning is output to the printer 200. The printer 200 detects the moving position of the carriage 210 based on the driving amount of the stepping motor 223, checks the paper feed position with the data from the encoder 242, and matches the data received from the computer PC with the print head. The data is developed into ON / OFF data of ink to be ejected from nozzles 211 to 216, and the drive buffer 256 and the distribution output unit 259 are driven.
[0035]
The control device 222 can wirelessly exchange data with the detection storage modules 121 to 126 mounted on the cartridges 111 to 116 via the transmission / reception unit 230 connected to the PIO 254. For this purpose, the transmission / reception unit 230 is provided with an RF conversion unit 231 that converts a signal from the PIO 254 into an AC signal having a predetermined frequency, and a loop antenna 233 that receives the AC signal from the RF conversion unit 231. When an AC signal is applied to the loop antenna 233, if a similar antenna is disposed in the vicinity thereof, an electric signal is excited in the other antenna by electromagnetic induction. In this embodiment, since the wireless communication distance is limited to the distance inside the printer, a wireless communication method using electromagnetic induction is adopted. In the embodiment, one antenna is used for radio communication on the transmitting and receiving sides, and the same antenna is used for both transmission and reception. However, the transmitting antenna and the receiving antenna are set on at least one side. It is also possible to separate and make a dedicated antenna. In this embodiment, the operating power on the cartridge side is acquired using electromagnetic induction between the antennas used for communication, but it is also possible to provide a separate power acquisition antenna.
[0036]
Next, the configuration of the detection storage module 121 on the ink cartridge 111 side will be described. FIG. 6 is a diagram showing the appearance of the detection storage modules 121 to 126 from the front and side. Since the detection storage modules 121 to 126 mounted on the ink cartridges 111 to 116 are all the same except for the ID numbers stored therein, the detection storage module 121 will be described below. As shown in the figure, this detection storage module 121 detects an antenna 133 formed as a metal thin film pattern on a substrate 131 on a thin film, a dedicated IC chip 135 incorporating various functions to be described later, and the presence or absence of ink. Sensor module 137 and a wiring pattern 139 for connecting them.
[0037]
FIG. 7 is an end view showing a state in which the detection storage module 121 is mounted on the ink cartridge 111. As shown in the figure, the detection storage module 121 is mounted on the side surface of the ink cartridge 111 with an adhesive layer 141 such as an adhesive or a double-sided tape. At this time, the sensor module 137 provided on the back surface of the substrate 131 is fitted into the opening 143 provided on the side surface of the cartridge 111. A resonance chamber 151 is formed inside the sensor module 137, and a piezoelectric element 153 serving as a sensor is attached to one side wall of the resonance chamber 151.
[0038]
The internal configuration of the detection storage module 121 will be described. FIG. 8 is a block diagram showing the internal configuration of the detection storage module 121. As shown in the figure, the detection storage module 121 includes an RF circuit 161, a power supply unit 162, a data analysis unit 163, an EEPROM control unit 165, an EEPROM 166, a detection control unit 168, a drive control unit 170, an amplifier, in a dedicated IC chip 135. 172, a comparator 174, an oscillator 175, a counter 176, an output unit 178, two transistors Tr1 and Tr2, resistors R1 and R2, and the like.
[0039]
The RF circuit 161 is a circuit that detects and inputs an AC signal generated by electromagnetic induction to the antenna 133, and outputs the power component extracted by the detection to the power supply unit 162 and the signal component to the data analysis unit 163. Also, it has a function of receiving a signal from an output unit 178 (to be described later), modulating the signal into an AC signal, and transmitting it to the transmitting / receiving unit 230 on the printer 200 side via the antenna 133. The power supply unit 162 is a circuit that uses the power component received from the RF circuit 161, stabilizes it, and outputs it as the power supply inside the dedicated IC chip 135 and the power supply of the sensor module 137. Therefore, the ink cartridges 111 to 116 are not equipped with a power source such as a dry battery. Although not particularly shown, when the time for which power is supplied by the signal from the transmission / reception unit 230 is limited to some extent, a charge storage element such as a capacitor for storing the stabilized power generated by the power supply unit 162 is provided. It is also useful to provide it. The charge storage element may be provided before the power supply unit 162.
[0040]
The data analysis unit 163 is a circuit that analyzes the signal component received from the RF circuit 161 and roughly extracts a command and data. The data analysis unit 163 controls whether data is exchanged with the EEPROM 166 or data exchange with the sensor module 137 based on the analysis result. The data analysis unit 163 exchanges data with the EEPROM 166 and exchanges data with the sensor module 137 according to the result of analyzing the data. For this purpose, the data analysis unit 163 also performs processing for identifying the ink cartridge to be exchanged. There is a need to do it. The data analysis unit 163 also performs these processes. Although details of the processing will be described later, basically, as shown in FIGS. 9A and 9B, each ink cartridge mounted on the carriage 210 is located at a position with respect to the transmission / reception unit 230. The ink cartridge is identified based on the above information and the ID stored in each ink cartridge. FIG. 9A is an explanatory view showing the positional relationship between the ink cartridges 111 to 116, the detection storage modules 121 to 126 mounted on the ink cartridges 111 to 116, and the transmission / reception unit 230 in a perspective view, and FIG. Furthermore, it is explanatory drawing which shows the relationship between an ink cartridge and the transmission / reception part 230 from a viewpoint of both width | variety.
[0041]
When performing the process of identifying the ink cartridge, the control device 222 conveys the carriage 210 to the side where the transmission / reception unit 230 exists. The position where the carriage 210 faces the transmission / reception unit 230 is provided outside the printing range. As shown in FIG. 9, in this embodiment, the detection storage modules 121 to 126 are mounted on the side surfaces of the ink cartridges 111 to 116, and when the carriage 210 moves, a maximum of two detection storage modules are The transmission range with the transmission / reception unit 230 is entered. In this state, the data analysis unit 163 receives a request from the control device 222 via the transmission / reception unit 230, and performs processing such as ink cartridge recognition processing, access to the memory, and exchange with the sensor module 137. Details of the processing will be described later using a flowchart.
[0042]
When data is actually exchanged with the EEPROM 166 after specifying an ink cartridge for exchanging data, the data analysis unit 163 designates an address for reading / writing, designation of reading / writing, and data In the case of writing, the data is transferred to the EEPROM control unit 165. Receiving these designations and data, the EEPROM control unit 165 outputs an address and reading / writing designation to the EEPROM 166, and performs processing such as writing data and reading data from the EEPROM 166.
[0043]
The internal data structure of the EEPROM 166 is shown in FIG. As shown in FIG. 10A, the inside of the EEPROM 166 is roughly divided into two, and the first half of the memory space is a user memory in which data such as the remaining amount of ink is read and written and a read / write in which a classification code is stored. It is a possible area RAA. The second half of the memory space is a read-only area ROA in which ID information for specifying the ink cartridge is written.
[0044]
Writing to the read-only area ROA is performed before the detection storage modules 121 to 126 having the EEPROM 166 are attached to the ink cartridges 111 to 116, for example, in the process of manufacturing the detection storage module or the process of manufacturing the ink cartridge. It is. Therefore, from the main body side of the printer 200, both reading and writing of data can be executed with respect to data stored in the readable / writable area RAA, but data reading is performed with respect to the read-only area ROA. Can be executed, but data writing cannot be executed.
[0045]
The user memory in the readable / writable area RAA is used for writing ink remaining amount information of each ink cartridge 111 to 116, and the remaining amount of ink is read by the main body of the printer 200. It is possible to use a process that sometimes gives a warning to the user. In the storage area for the classification code, various codes for distinguishing the types of ink cartridges are stored, and the user can use these codes independently.
[0046]
The ID information stored in the read-only area ROA is manufacturing information related to the ink cartridge to which the detection storage module is attached. As the ID information, as shown in FIG. 10B, information about the year, month, day, hour, minute, second, and place where the ink cartridges 111 to 116 are manufactured is stored. These are all written in an area having a size of about 4 to 8 bits, and occupy a memory area of about 40 bits to 70 bits as a whole. For example, immediately after the printer 200 is turned on, the control device 222 of the printer 200 reads the ID information including the manufacturing information of the ink cartridges 111 to 116 from the detection storage modules 121 to 126, for example, the expiration date of the ink cartridge. A warning or the like can be issued to the user when it is cut or only a little left.
[0047]
Note that the EEPROM 166 of the detection storage module 121 may appropriately include information other than the above information. The entire EEPROM 166 may be a rewritable area. In this case, the ID information such as the manufacturing information of the ink cartridge described above can be configured by adopting an electrically readable / writable memory such as a NAND flash ROM for the EEPROM 166. In the present embodiment, a serial type memory is used as the EEPROM 166.
[0048]
On the other hand, when exchanging with the sensor module 137, the data analysis unit 163 first clears the counter 176, receives the detection condition from the control device 222, and sets it in the detection control unit 168. In response to this setting, the detection control unit 168 sets the number of pulses (referred to as a start pulse) of the signal obtained from the piezoelectric element 153 of the sensor module 137 and the number of pulses to be measured. Next, the data analysis unit 163 instructs the drive control unit 170 to output a drive signal. Upon receiving this command, the drive control unit 170 outputs a drive signal to the transistors Tr 1 and Tr 2 and applies a drive voltage to the piezoelectric element 153. As a result, the resonance generated in the piezoelectric element 153 is amplified by the amplifier 172 and further input to the comparator 174 to be converted into a rectangular pulse signal. The comparator 174 is a circuit that compares the output signal from the amplifier 172 with a predetermined comparison voltage Vref and converts it into a rectangular wave based on the magnitude.
[0049]
Upon receiving the signal from the comparator 174, the detection control unit 168 activates the SET terminal of the counter 176 for a specified number of pulses from a preset start pulse, and operates the counter 176. The counter 176 counts the pulses from the oscillator 175 while the SET terminal is active, and outputs the counted value to the output unit 178. The output unit 178 receives the condition value used for detection from the detection control unit 168, and outputs the count value from the counter 176 and the condition value for this sword detection to the control device 222 side via the RF circuit 161. To do. In this embodiment, the detection condition value is a value obtained by adding the number of pulses used for measurement to the number of start pulses, that is, the number of pulses corresponding to the position of the end pulse of measurement (in this embodiment, the fifth pulse). is there. Of course, the start pulse and the number of pulses indicating the measurement period can be used as they are. Note that the output unit 178 may be built in the data analysis unit 163.
[0050]
Next, an outline of the ink cartridge 111 identification processing and memory access processing performed by the control device 222 of the printer 200 together with the data analysis unit 163 of the detection storage modules 121 to 126 will be described. FIG. 11 shows an outline of processing executed by the control device 222 provided on the printer 200 side and the detection storage modules 121 to 126 provided in the ink cartridges 111 to 116 while performing communication via the transmission / reception unit 230. It is the shown flowchart. The control device 222 of the printer 200 and the data analysis unit 163 of the detection storage modules 121 to 126 communicate with each other via the transmission / reception unit 230 while performing ID information reading processing (first procedure), reading processing other than ID information, Steps such as a memory access process (second procedure) such as a process for writing ink remaining amount information and further data exchange with the sensor module 137 (third procedure) are executed.
[0051]
In the printer 200, when the power is turned on, when the user replaces any of the ink cartridges 111 to 116 while the power is on, the manufacturing information of the ink cartridge is displayed when a predetermined time has elapsed since the previous communication process was executed. , The ink remaining amount is written in a predetermined area of the EEPROM 166, and the process of reading is executed. These processes are different from normal printing processes, and are processes involving communication with the detection storage modules 121 to 126 via the transmission / reception unit 230.
[0052]
At this time, in order to communicate with the detection storage modules 121 to 126, the carriage 210 that accommodates the ink cartridges 111 to 116 is away from the normal printing execution position or the right non-printing area, and the transmission / reception unit 230 exists. To the left non-printing area. When the carriage 210 is moved to the left non-printing area, the detection storage module that has reached the vicinity of the transmission / reception unit 230 receives an AC signal from the loop antenna 233 of the transmission / reception unit 230 via the antenna 133. The power supply unit 162 extracts power from the AC signal and supplies the stabilized power supply store pressure to each internal control unit and circuit element. As a result, each control unit and circuit element of the detection storage module can perform processing.
[0053]
When a processing routine involving communication between the transmission / reception unit 230 and each of the detection storage modules 121 to 126 is started in this way, first, the control device 222 on the printer 200 side determines whether or not a power-on request has occurred ( Step S100). That is, it is determined whether or not the ink jet printer 200 is immediately after the power is turned on and its operation is started. If it is determined that a power-on request has occurred (step S100: Yes), the first procedure, that is, the procedure for reading ID information from the detection storage modules 121 to 126 is started (step S104 and subsequent steps).
[0054]
If the control device 222 determines that a power-on request has not occurred (step S100: No), the control device 222 determines that the printer 200 is performing normal printing processing, and then determines the ink cartridges 111 to 116. It is determined whether an exchange request has occurred (step S102). The replacement request for the ink cartridges 111 to 116 is generated, for example, when the user presses the ink cartridge replacement button 247 on the operation panel 245 while the printer 200 is powered on. At this time, the printer 200 interrupts the normal print processing mode and replaces any of the ink cartridges 111 to 116. However, the replacement request itself occurs after the ink cartridges 111 to 116 are replaced.
[0055]
When the control device 222 determines that a replacement request for the ink cartridges 111 to 116 has been generated (step S102: Yes), the control device 222 obtains ID information from the storage element provided in the replaced ink cartridge. A reading procedure is started (step S104). On the other hand, if it is determined that the replacement request for the ink cartridges 111 to 116 has not occurred (step S102: No), the ID information of each of the detection storage modules 121 to 126 has already been normally read when the power is turned on. Next, a process for determining an access target is performed (step S150). The access target includes the EEPROM 166 and the sensor module 137 in the ink cartridge of this embodiment. Therefore, when it is determined that an instruction to access the memory is given (step S150: memory), the above-described second procedure, that is, the memory access processing with the detection storage modules 121 to 126 is started (step S200). On the other hand, when it is determined that the access target is the sensor module 137 (step S150: sensor), a third procedure for reading the detection result from the sensor module 137 is executed.
[0056]
Next, each of the first to third procedures will be described. As described above, the first procedure is executed when the control device 222 detects a power-on request or an ink cartridge replacement request in the printer. In the first procedure, first, ID information is read from the detection storage modules 121 to 126 (step S104), and then anti-collision processing is executed (step S106). Anti-collision processing is processing for preventing the occurrence of interference when performing ID information reading processing from each element when the respective ID information has not yet been acquired from each of the detection storage modules 121 to 126. is there. If this anti-collision process fails midway, the anti-collision process may be executed again from the beginning. In the case of this embodiment using wireless communication, the transmission / reception unit 230 can always communicate with a plurality of detection storage modules (two detection storage modules in this embodiment), and when the communication is started, the carriage 210 Since the control device 222 does not know the ID information of the detection storage modules 121 to 126 mounted on the ink cartridges 111 to 116 mounted on the printer, an anti-collision process for preventing interference is required. Although details of the anti-collision processing are not described here, basically, a part of the ID information is output from the transmission / reception unit 230, and only the detection storage module in which a part of the ID information matches returns a response. When the detection storage module enters the sleep mode, the ID information of the detection storage module of the ink cartridge existing in the communicable range is specified, and communication with the matching detection storage module is established.
[0057]
When the anti-collision process is completed, the control device 222 executes a process of reading ID information from each of the detection storage modules 121 to 126 via the data analysis unit 163 (step S108). When this process of reading the ID information is completed, there are a case where the communication processing routine is ended for the time being and a case where the second procedure is subsequently executed.
[0058]
A case where the second procedure is started will be described. When starting the second procedure, the control device 222 starts memory access (step S200), and subsequently issues an active mode command to each of the detection storage modules 121 to 126 (step S202). The active mode command is a command issued with each ID information accompanying each detection storage module 121 to 126, and the data analysis unit 163 of each detection storage module 121 to 126 collates the received ID information. Only when the ID information matches the ID information of itself, a response signal ACK indicating completion of access preparation is transmitted to the control device 222.
[0059]
When the control device 222 obtains a response signal ACK to the active mode command from the detection storage modules 121 to 126, the control device 222 executes a memory access process for each of the detection storage modules 121 to 126 (step S204). This memory access process is a process of writing data to the EEPROM 166 or reading data from the EEPROM 166. In either case, access is made from the EEPROM control unit 165 side with the memory address designated by the control device 222. The EEPROM control unit 165 reads / writes the corresponding address of the EEPROM 166 according to the address or read / write instruction. When the memory access to the EEPROM 166 is completed, the EEPROM control unit 165 transmits the response signal ACK indicating the access completion and the accessed address to the control device 222 via the data analysis unit 163. Thus, the second procedure is completed, and writing of ink remaining amount information to each of the detection storage modules 121 to 126 is completed.
[0060]
Next, the third procedure will be described. In the third procedure, access to the sensor module 137 is started (step S300), and an active mode command AMC is first issued (step S302), as in the case of memory access. Of the ink cartridges 111 to 116 that have received the active mode command, the cartridge whose ID information associated with the active mode command is identical returns the response signal AC type, and shifts to a state for accepting subsequent processing. This is shown in the timing chart of FIG. The uppermost DAT in FIG. 12 shows data exchange between the control device 222 side and the detection storage module 121 side. The active mode ACM indicates that the detection storage module 121 is in the active mode if it is inverted to a high level.
[0061]
When one of the detection storage modules is activated by outputting an active mode command, the control device 222 next transmits designation of the detection condition DN to the ink cartridge (step S304). When data specifying the detection condition DN is received and the response signal ACK is returned, the control device 222 next outputs a detection instruction DC (step S306). The detection instruction DC can also be included in the detection condition specification.
[0062]
When the detection instruction DC is given, the data analysis unit 163 outputs a clear signal CLR to the counter 176 and resets the counter 176 to a value 0 as shown in FIG. Next, the data analysis unit 163 outputs a drive instruction DRIV to the drive control unit 170. In response to this drive instruction DRIV, the drive controller 170 drives the transistors Tr1 and Tr2. In this embodiment, as shown in FIG. 13, the drive instruction DRIV applies the voltage to the piezoelectric element 153 by turning on the charging transistor Tr1, turns off the transistor Tr1 after a predetermined time, and discharges it. This is a signal for executing a cycle of turning on the transistor Tr2 and turning on the transistor Tr2 after a predetermined time. The voltage applied to the piezoelectric element 153 is a voltage supplied by the power supply unit 162, and the charging gradient is limited by the resistor R1. The electric charge accumulated in the piezoelectric element 153 is discharged through the transistor Tr2, but the gradient of this discharge is limited by the resistor R2. The on / off intervals of the transistors Tr1 and Tr2 are set such that the frequency of vibration generated in the piezoelectric element 153 is close to the resonance frequency of the resonance chamber 151 in the sensor module 137.
[0063]
As a result of the charging and discharging by the drive control unit 170, the piezoelectric element 153 vibrates at the resonance frequency of the resonance chamber 151, and a voltage due to this vibration is generated at the electrode of the piezoelectric element 153. This vibration basically has a resonance frequency determined by the properties of the resonance chamber 151. Here, the property of the resonance chamber 151 is the degree of ink filling in the resonance chamber 151. In this embodiment, when the resonance chamber 151 is filled with ink, the resonance frequency is approximately 90 KHz. When the ink in the resonance chamber 151 is consumed with printing and becomes empty, the resonance frequency is approximately 110 KHz. Met. Naturally, such a resonance frequency varies depending on the size of the resonance chamber 151 and the properties of the inner wall (water repellency, etc.). Therefore, it may be measured for each type of ink cartridge. The resonance frequency before the ink cartridge is filled with ink (the resonance chamber 151 is empty) differs from the resonance frequency when the ink once filled is consumed and the resonance chamber 151 becomes empty. This is presumably because the ink remains attached to the inner peripheral surface of the resonance chamber 151 even when the ink is consumed. For this reason, in order to detect the state of the remaining amount of ink in the resonance chamber 151 from the vibration frequency of the piezoelectric element 153, the detection condition may be considerably restricted.
[0064]
As described above, the piezoelectric element 153 vibrates at a frequency according to the resonance frequency of the resonance chamber 151 due to forced vibration caused by the applied voltage. Such vibration is amplified by the amplifier 172, input to the comparator 174, and compared with the comparison voltage Vref. As a result, the comparator 174 outputs a rectangular wave signal COMP having the frequency of the piezoelectric element 153 (see FIG. 12). The detection control unit 168 receives the rectangular wave signal COMP and sets a set signal SET for designating a period for operating the counter 176 based on this and a detection condition (a start pulse and the number of pulses used for measurement) designated in advance. Is generated. In the example shown in FIG. 12, since the start pulse is the first pulse and the measurement period is four pulses, the detection period SET is the rise of the fifth pulse from the rise of the first pulse. That is, four pulses of the rectangular wave signal COMP.
[0065]
While the signal SET is being output, the counter 176 counts the high frequency pulse output from the oscillator 175 using the high frequency pulse. If the resonance frequency is different, the time of the four pulses is different. Therefore, the count value CNT counted up by the counter 176 until the set signal SET output from the detection control unit 168 is detected after detecting the end pulse is the resonance value. It depends on the frequency. The count value CNT is output to the control device 222 of the printer 200 via the output unit 178. At this time, the output unit 178 outputs not only the count value CNT but also data corresponding to the detection condition to the control device 222 side. In this embodiment, the number of the end pulse (here, the fifth pulse) is output. Of course, the designated detection condition itself, that is, the start pulse number (here, the first pulse) and the number of pulses used for measurement (here, 4 pulses) may be output.
[0066]
The control device 222 receives the count value CNT as the detection result and the detection condition (the number of the start pulse and the number of measurement pulses), and determines the remaining amount of ink based on the count value CNT. Actually, it is determined whether ink is present in the resonance chamber 151. If the count value CNT is greater than a predetermined determination value, it is determined that there is ink, and if the count value CNT is less than the determination value, it is determined that there is no ink. As a result, the control device 222 of the printer 200 manages the ink consumption by counting the number of ink droplets ejected from the print heads 211 to 216 by software. The control value and the actual ink cartridge Using the information on the presence or absence of ink in the resonance chamber 151 obtained from the detection storage modules 121 to 126 in 111 to 116, the current amount of ink in the ink cartridges 111 to 116 can be accurately managed. Become.
[0067]
When the ink remaining amount is managed by counting the amount of ink discharged, the amount of ink discharged from the print heads 211 to 216 at once is the variation in processing of the nozzle diameter, the variation in the viscosity of the ink, the ink in use The calculated value of the remaining amount of ink slightly deviates from the actual remaining amount due to temperature or the like. The detection storage modules 121 to 126 are arranged so that the ink in the resonance chamber 151 is emptied when approximately half of the ink is consumed in the ink cartridges 111 to 116. Therefore, if the determination as to the presence or absence of ink from the detection storage modules 121 to 126 detects when the ink is switched from the presence of ink to the absence of ink, and the ink consumption counted by the software is calibrated at this point, the ink consumption It becomes possible to manage the amount accurately. The calibration may be simply performed by resetting the ink consumption to ½ using the detection results from the detection storage modules 121 to 126, or by correcting the degree of software count until then. Also good. As a result, it is possible to accurately calculate the ink end (timing at which the ink in the cartridge completely disappears) in the ink cartridges 111 to 116. Therefore, a predetermined amount of unused ink remains in the ink cartridge instructed to be replaced by the ink end, and there is no need to waste resources. Also, it is unlikely that the ink in the ink cartridge runs out before the ink end is detected, so that the print heads 211 to 216 are damaged due to so-called idling.
[0068]
In addition, in the printer 200 of this embodiment, not only the count value CNT as the detection result but also the value (number of end pulses) related to the detection condition is returned from the detection storage modules 121 to 126 to the control device 222. Can verify whether or not the detection is correctly performed under the detection condition designated by the user. When it is determined that the detection is not performed under the detection condition designated by the control device 222, the count value CNT as the detection result cannot be trusted. The ink consumption according to the judgment is not calibrated. Alternatively, even when performing, it is possible to use the information limitedly, or to give a warning to the user and then calibrate. Of course, if the detection conditions do not match, it may be considered that the detection storage module in the ink cartridge has failed, and a warning such as replacement of the ink cartridge may be given to the user.
[0069]
The first procedure communication process to the third procedure between the detection storage modules 121 to 126 provided in the ink cartridges 111 to 116 and the transmission / reception unit have been described above. The communication process with each of the detection storage modules 121 to 126 is as follows. This is performed one by one from the leftmost detection storage module 121 to the rightmost detection storage module 126. At that time, the carriage 210 sequentially moves by one width of the ink cartridge and stops. When stopped, communication processing with the detection storage module of each ink cartridge is performed. Of course, when the width of the transmission / reception unit 230 is almost the same as that of two ink cartridges as in the transmission / reception unit 230 of this embodiment, the ink cartridges are moved and stopped three times in total for two ink cartridges. It is more preferable to perform communication processing with each of the detection storage modules 2 because the movement and positioning operations of the carriage 210 can be reduced. Even in this case, since the control device 222 performs the anti-collision process, exchange of a plurality of ink cartridges does not interfere.
[0070]
The embodiments and examples of the present invention have been described above. However, the present invention is not limited to these embodiments and examples, and various modifications can be made without departing from the scope of the present invention. Of course, it can be implemented in the form. For example, the detection storage module 121 of this embodiment can be applied not only to an ink cartridge of an ink jet printer but also to a toner cartridge. The detection storage module 121 can also be provided on the bottom or top surface of the cartridge. When provided on the upper surface, the degree of freedom of arrangement of the transmission / reception unit 230 is high, and the overall configuration is simplified. Even when the detection storage module 121 is provided on the upper surface of the ink cartridge 111, the ink for detecting the presence or absence of ink, such as the vicinity of the ink end or about half of the ink consumption, can be determined by setting the ink storage chamber. The remaining amount can be set freely.
[0071]
Furthermore, in the above embodiment, the presence / absence of ink is detected when the ink consumption is approximately halved. However, it may be performed in the vicinity of the ink end or when the ink consumption is smaller. You may carry out at the time (when there is much ink remaining amount). In addition, in this embodiment, the detection condition designated from the outside is set as a condition related to the start pulse, the end pulse, or the number of pulses corresponding to the detection period because the piezoelectric element 153 is used. Various conditions such as the timing of detection (time, interval, power-on, etc.), the number of detections, and the like can be set. Further, as data that the cartridge side responds to these conditions, a part of the condition may be used as it is, or a code corresponding to a predetermined correspondence may be used. Note that data corresponding to the detection condition may not be output.
[0072]
In the above-described embodiment, the presence / absence of ink is detected by hardware logic. However, similar processing can be performed by software using a CPU. In this case, instead of the configuration in which the value counted by the counter 176 is transmitted to the control device 222 side, the ink presence / absence determination itself is performed on the detection storage module 121 side, and only the ink presence / absence determination result is determined. It is also possible to adopt a configuration for transmitting to the side.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an explanatory diagram showing a schematic configuration of a cartridge 10 as an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a flowchart showing the cartridge side and printer side processing in association with each other as an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is an explanatory diagram for explaining the principle of detecting the presence or absence of ink in an embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a schematic configuration diagram illustrating an internal configuration of a printer 200 as an embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a block diagram illustrating an internal configuration of a control device 222 in the printer 200 of the embodiment.
FIG. 6 is an explanatory diagram illustrating an appearance of a detection storage module 121 according to the embodiment.
FIG. 7 is an explanatory diagram illustrating an attachment state of the detection storage module 121 to the ink cartridge 111 according to the embodiment.
8 is a block diagram showing an internal configuration of a detection storage module 121. FIG.
9 is an explanatory diagram showing the relationship between the ink cartridges 111 to 116 mounted on the carriage 210 and the transmission / reception unit 230. FIG.
10 is an explanatory diagram showing information stored in an EEPROM 166 in the detection storage module 121. FIG.
FIG. 11 is a flowchart showing an outline of processing in the detection storage module 121;
FIG. 12 is a timing chart showing the operation of each unit in the third procedure.
13 is an explanatory diagram showing a voltage actually applied to the piezoelectric element 153 by a drive instruction DRIV and a vibration state of the piezoelectric element 153. FIG.
[Explanation of symbols]
10: Ink cartridge
12 ... Communication control unit
14 ... Memory
15 ... Memory control unit
16 ... Ink storage chamber
17 ... Sensor
18 ... Resonance chamber
19 ... Sensor control unit
20 ... Printer
22 ... Control device
24 ... Platen
25 ... Print head
30: Transmitter / receiver
111-116 ... Ink cartridge
121-126 ... Detection storage module
131 ... Board
133 ... Antenna
135 ... Dedicated IC chip
137 ... Sensor module
139 .. wiring pattern
141: Adhesive layer
151 ... Resonance chamber
153: Piezoelectric element
161: RF circuit
162: Power supply unit
163: Data analysis unit
165 ... EEPROM controller
166 ... EEPROM
168 ... Detection control unit
170: Drive control unit
172 ... Amplifier
174 ... Comparator
175 ... Oscillator
176 ... Counter
178 ... Output section
200 ... Inkjet printer
203: Paper feeding unit
210 ... carriage
211: Print head
221 ... Conveying belt
222 ... Control device
223 ... Stepping motor
224 ... Guide
225 ... Platen
229 ... pulley
230 ... Transmission / reception
231 ... RF converter
233 ... Loop antenna
240 ... paper feeding motor
241 ... Geartrain
242 ... Encoder
245 ... Operation panel
247 ... Various switches
(Ink cartridge replacement button)
248 ... LED
251 ... CPU
252 ... ROM
253 ... RAM
254 ... PIO
255: Timer
256: Drive buffer
257 ... Bus
258 ... Oscillator
259 ... Distribution output device
AC ... Response signal
ACK ... Response signal
ACM ... Active mode
AMC ... Active mode command
CLR ... Clear signal
COMP ... Square wave signal
DC ... Instruction
DN: Detection condition
DRIV ... Drive instruction
DRIV ... Drive signal
PC ... Computer
R1 ... resistor
R2 ... resistor
RAA ... Read / write area
ROA ... Read only area
SET: Set signal
T ... paper
Tr1 ... transistor
Tr2 ... Transistor
Vref: Comparison voltage

Claims

印刷に用いる記録材料であるインクを収容した収容室と該収容室内に連通した共振室とを備え、印刷装置に搭載されるカートリッジであって、
前記インクの有無により相違する前記共振室の状態により共振状態が変化する圧電素子と、
前記圧電素子の振動に要する時間を計測する検出パルスの数を、検出条件の指定として、外部から受け付ける条件受付手段と、
前記圧電素子に励起用パルスを印加した上で、該励起用パルスに応動して振動する前記圧電素子の共振周波数を、該圧電素子が、前記検出条件として指定された検出パルスの数だけ振動するのに要する時間を用いて検出する検出手段と、
該検出の結果を出力する出力手段と
を備えたカートリッジ。A cartridge that includes a storage chamber that stores ink, which is a recording material used for printing, and a resonance chamber that communicates with the storage chamber, and is mounted on a printing apparatus,
A piezoelectric element whose resonance state changes depending on the state of the resonance chamber, which differs depending on the presence or absence of the ink;
Condition receiving means for receiving the number of detection pulses for measuring the time required for vibration of the piezoelectric element from the outside as the designation of detection conditions ;
After applying an excitation pulse to the piezoelectric element, the piezoelectric element vibrates by the number of detection pulses specified as the detection condition at the resonance frequency of the piezoelectric element that vibrates in response to the excitation pulse. Detecting means for detecting using the time required for
An output means for outputting a result of the detection.

前記出力手段は、前記検出の結果を無線通信により出力する手段である請求項１記載のカートリッジ。 2. The cartridge according to claim 1, wherein the output means is means for outputting the detection result by wireless communication.

請求項１記載のカートリッジであって、
前記条件受付手段が受け付ける検出パルスの数は、計測を開始するパルスが何番目かと、計測を終了するパルスが何番目かにより指定され、
前記検出手段は、前記検出パルスの数に要する時間を、前記指定したパルスの開始と終了の位置に基づいて決定する
カートリッジ。The cartridge according to claim 1,
The number of detection pulses received by the condition receiving means is specified by the number of pulses for starting measurement and the number of pulses for ending measurement,
The detection means determines the time required for the number of detection pulses based on the start and end positions of the designated pulse .

請求項１ないし請求項３のいずれか記載のカートリッジであって、
前記収容室内に連通する共振室内の前記インクの有無に対応したパラメータを記憶するメモリ備えたカートリッジ。A cartridge according to any one of claims 1 to 3 ,
A cartridge provided with a memory for storing parameters corresponding to the presence or absence of the ink in a resonance chamber communicating with the storage chamber.

請求項１ないし請求項４のいずれか記載のカートリッジであって、
外部と無線通信よりデータの授受を行なう無線通信手段を備えると共に、
前記検出条件の指定を、該無線通信手段を介して、外部から受け取るカートリッジ。A cartridge according to any one of claims 1 to 4 ,
With wireless communication means to exchange data with the outside by wireless communication,
A cartridge that receives designation of the detection condition from the outside via the wireless communication means.

請求項５記載のカートリッジであって、
前記無線通信手段は、前記通信を行なうためのループ状のアンテナを備え、該アンテナに誘起される起電力を利用して、カートリッジ内への給電を行なう電源手段を備えた
カートリッジ。The cartridge according to claim 5 , wherein
The wireless communication means includes a loop-shaped antenna for performing the communication, and includes a power supply means for supplying power into the cartridge using an electromotive force induced in the antenna.

印刷に用いる記録材料であるインクを収容した収容室と該収容室に連通する共振室とを備えたカートリッジが搭載された印刷装置であって、
前記カートリッジには、
前記インクの有無により相違する前記共振室の状態により共振状態が変化する圧電素子と、
前記圧電素子の振動に要する時間を計測する検出パルスの数を、検出条件の指定として、外部から受け付ける条件受付手段と、
前記圧電素子に励起用パルスを印加した上で、該励起用パルスに応動して振動する前記圧電素子の共振周波数を、該圧電素子が、前記検出条件として指定された検出パルスの数だけ振動するのに要する時間を用いて検出する検出手段と、
該検出の結果を出力する出力手段と
が備えられ、
更に、当該印刷装置には、
前記検出の条件である前記検出パルスの数を指定する条件指定手段と、
前記カートリッジの出力手段から出力された検出結果を入力する入力手段と、
該検出結果について判断する判断手段と
を備えた印刷装置。A printing apparatus equipped with a cartridge including a storage chamber containing ink that is a recording material used for printing and a resonance chamber communicating with the storage chamber,
The cartridge includes
A piezoelectric element whose resonance state changes depending on the state of the resonance chamber, which differs depending on the presence or absence of the ink;
Condition receiving means for receiving the number of detection pulses for measuring the time required for vibration of the piezoelectric element from the outside as the designation of detection conditions ;
After applying an excitation pulse to the piezoelectric element, the piezoelectric element vibrates by the number of detection pulses specified as the detection condition at the resonance frequency of the piezoelectric element that vibrates in response to the excitation pulse. Detecting means for detecting using the time required for
Output means for outputting the detection result, and
Furthermore, the printing device includes
Condition designating means for designating the number of the detection pulses as the detection condition;
Input means for inputting the detection result output from the output means of the cartridge;
And a determination unit configured to determine the detection result.

印刷に用いる記録材料であるインクを収容した収容室と該収容室内に連通した共振室とを備えたカートリッジとの間で、情報をやり取りする方法であって、
前記前記インクの有無により相違する前記共振室の状態により共振状態が変化する圧電素子を設け、
前記圧電素子の振動に要する時間を計測する検出パルスの数を、検出条件として、カートリッジの外部から指定し、
前記圧電素子に励起用パルスを印加した上で、該励起用パルスに応動して振動する前記圧電素子の共振周波数を、該圧電素子が、前記検出条件として指定された検出パルスの数だけ振動するのに要する時間を用いて検出し、
該検出の結果を、前記指定を行なった外部に出力し、
カートリッジとの間で情報をやり取りする方法。A method for exchanging information between a storage chamber containing ink, which is a recording material used for printing, and a cartridge including a resonance chamber communicating with the storage chamber,
Providing a piezoelectric element whose resonance state changes depending on the state of the resonance chamber, which differs depending on the presence or absence of the ink ;
The number of detection pulses for measuring the time required for vibration of the piezoelectric element is designated as a detection condition from the outside of the cartridge,
After applying an excitation pulse to the piezoelectric element, the piezoelectric element vibrates by the number of detection pulses specified as the detection condition at the resonance frequency of the piezoelectric element that vibrates in response to the excitation pulse. Detect using the time required for
The result of the detection, and outputs to the outside of performing the designated,
A method of exchanging information with the cartridge.