專利名稱：印刷裝置、以及印刷材料狀態(tài)的檢測方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及印刷材料的狀態(tài)的檢測，尤其涉及利用壓電元件檢測印刷材料的狀態(tài)的技術(shù)。
背景技術(shù)：
在安裝墨盒來進(jìn)行印刷的印刷裝置(例如噴墨打印機)中，公知有各種判定所容納的墨水的剩余量的方法。這些方法之一是將配置在墨盒中的壓電元件用作判定墨水剩余量的傳感器。具體來說，向壓電元件施加驅(qū)動電壓使壓電元件振動后，壓電元件以與墨水剩余量相應(yīng)的固有振動頻率振動(共振)。測定由于該振動而從壓電元件輸出的電壓的頻率，從而判定墨盒內(nèi)是否含有預(yù)定量以上的墨水剩余量(例如專利文獻(xiàn)1)。
然而，在利用傳感器的檢測中，有時來自傳感器的信號(電壓)的大小有波動，從而無法正確檢測。例如，若來自傳感器的信號過大，則有時對來自傳感器的信號進(jìn)行放大的放大器飽和，從而不能根據(jù)來自傳感器的信號進(jìn)行正常的放大。此外，若傳感器的信號過小，則有時不能可靠地檢測出信號。為了應(yīng)對這些問題，公知有根據(jù)傳感器的信號的大小來改變放大器的放大增益的技術(shù)，和利用電流偏置電路來擴大放大器的工作范圍的技術(shù)。
但是，在上述現(xiàn)有技術(shù)中，當(dāng)不考慮各個傳感器的特性差異(例如制造誤差引起的差異)就應(yīng)用在將壓電元件用作傳感器的墨水剩余量的判定中時，有可能難以根據(jù)壓電元件的特性做出正確的判定。這樣的問題不僅限于墨盒的墨水剩余量的判定，在將壓電元件用作傳感器來判定印刷材料的狀態(tài)時也存在該問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，在將壓電元件用作傳感器來判定印刷材料的狀態(tài)時提高其判定精度。
為了解決至少一個上述問題，本發(fā)明的方式提供了一種安裝有配置了壓電元件的印刷材料容納體的印刷裝置。本發(fā)明第一方式的印刷裝置具有電壓施加部，為了使所述壓電元件振動而向所述壓電元件施加驅(qū)動電壓；測定部，用于測定從振動的所述壓電元件輸出的輸出電壓的頻率；切換機構(gòu)，其可將所述壓電元件和所述測定部切換為連接狀態(tài)和非連接狀態(tài)；切換控制部，其在施加所述驅(qū)動電壓時使所述切換機構(gòu)為所述非連接狀態(tài)，并在施加所述驅(qū)動電壓后在待機期間使所述切換機構(gòu)為所述連接狀態(tài)，將所述所述輸出電壓提供給所述測定部，并且，該切換控制部改變所述待機期間，使得在使所述切換機構(gòu)為所述連接狀態(tài)時所述輸出電壓的大小為可通過所述測定部測定所述輸出電壓的頻率的大小；以及判斷部，基于由所述測定部測定的頻率來判定所述印刷材料容納體的印刷材料。
來自壓電元件的輸出電壓的大小在施加驅(qū)動電壓后隨著時間衰減。在本發(fā)明第一方式的印刷裝置中，通過改變直到施加驅(qū)動電壓后將壓電元件和測定部連接起來的待機期間，將來自壓電元件的輸出電壓的大小調(diào)整為可通過測定部測定的大小。因此，能夠提高測定部中頻率測定的可靠性，從而能夠高精度判定印刷材料的狀態(tài)。
即使在壓電元件的輸出特性由于制造誤差而變動時也能夠高精度判定印刷材料的狀態(tài)。
此外，能夠參照存儲器中所存儲的信息來改變?yōu)楹线m的待機期間。因此，更能夠高精度判定印刷材料的狀態(tài)。
通過一邊改變待機時間一邊反復(fù)測定頻率，能夠提高頻率測定的可靠性。
由于能夠根據(jù)壓電元件的制造誤差來適當(dāng)?shù)馗淖兇龣C期間，所以能夠進(jìn)一步提高頻率測定的可靠性。
能夠避免放大部飽和從而難以測定頻率的問題。其結(jié)果是能夠高精度地判定印刷材料的狀態(tài)。
此外，能夠高精度判定印刷材料是否在預(yù)定量以上。
另外，本發(fā)明能夠以各種方式實現(xiàn)，例如可以作為判定印刷材料容納體內(nèi)的印刷材料的狀態(tài)的方法等的方法發(fā)明來實現(xiàn)。此外，本發(fā)明還可以通過用于實現(xiàn)上述方法或印刷裝置的功能的計算機程序、記錄該計算機程序的記錄介質(zhì)、以及包括該計算機程序并在載波內(nèi)實現(xiàn)的數(shù)據(jù)信號等的方式來實現(xiàn)。


圖1是包括第一實施例的印刷裝置的印刷系統(tǒng)的簡要結(jié)構(gòu)圖；圖2是示意主控制電路40的電氣結(jié)構(gòu)的說明圖；圖3是示意子控制電路50及墨盒70的電氣結(jié)構(gòu)的說明圖；圖4中的(a)是墨盒70的主視圖，(b)是墨盒70的側(cè)視圖；圖5是示意配置在墨盒70的框體上的傳感器72的截面(圖4中的B-B截面)的截面圖；圖6是示意第一實施例的墨水剩余量判定處理的處理例程的流程圖；圖7是頻率測定處理中的時序圖；圖8是對待機期間的確定進(jìn)行示意的說明圖；圖9是示意第二實施例的墨水剩余量判定處理的處理例程的流程圖；圖10是關(guān)于第二實施例的待機期間T2的變化進(jìn)行說明的說明圖。
具體實施例方式
以下，參照附圖并基于實施例來說明本發(fā)明的實施方式。
A.第一實施例·印刷裝置及墨盒的結(jié)構(gòu)參照圖1來說明第一實施例的印刷裝置的簡要結(jié)構(gòu)。圖1是包括第一實施例的印刷裝置的印刷系統(tǒng)的簡要結(jié)構(gòu)圖。
印刷系統(tǒng)具有印刷裝置20和計算機90。印刷裝置20經(jīng)由連接器80與計算機90相連接。
印刷裝置20具有副掃描進(jìn)給機構(gòu)、主掃描進(jìn)給機構(gòu)、頭驅(qū)動機構(gòu)、以及控制包括各機構(gòu)的整個印刷裝置20的主控制電路40。副掃描進(jìn)給機構(gòu)具有送紙電機22和滾筒26，該機構(gòu)通過將送紙電機22的旋轉(zhuǎn)傳遞給滾筒26而在副掃描方向上搬運用紙P。主掃描機構(gòu)具有托架電機24、滑輪38、張架在托架電機34和滑輪38之間的驅(qū)動帶36、以及與滾筒26的軸平行設(shè)置并可滑動地保持托架30的滑動軸34。主掃描機構(gòu)通過將托架電機24的旋轉(zhuǎn)傳達(dá)給托架30而使托架30在主掃描方向(滑動軸34的軸向)上往復(fù)運動。頭驅(qū)動機構(gòu)具有被搭載在托架30上的印刷頭單元60，該機構(gòu)通過驅(qū)動印刷頭單元60而使墨水噴到用紙P上。印刷裝置20還具有將用戶的指示傳達(dá)給主控制電路40的接口，即操作面板32。
印刷頭單元60具有印刷頭68和墨盒安裝部(省略圖示)，并且在墨盒安裝部中安裝有六個墨盒70。印刷頭單元60還具有子控制電路50。
參照圖2及圖3對印刷裝置20的電氣結(jié)構(gòu)進(jìn)行說明。圖2是示意主控制電流40的電氣結(jié)構(gòu)的說明圖。圖3是示意子控制電路50及墨盒70的電氣結(jié)構(gòu)的說明圖。
首先對墨盒70的電氣結(jié)構(gòu)進(jìn)行說明，如圖3所示，墨盒70具有被容納在后述的墨盒70中并用于墨水剩余量的判定處理(以下稱墨水剩余量判定處理)的壓電元件720、以及同樣用于墨水剩余量的判定處理并存儲元件信息DI的存儲器ME。壓電元件720和存儲器ME分別經(jīng)由設(shè)置在墨盒70外側(cè)表面上的端子(圖示省略)，在安裝時與子控制電路50電連接。另外，在圖3中只圖示了六個墨盒70中的兩個，為了避免圖面復(fù)雜而省略了其他四個。元件信息DI是關(guān)于安裝在墨盒70上的壓電元件720的合適的待機期間T2的值。元件信息DI基于墨盒70的制造時的評價測試而確定，并在制造時被存儲在存儲器ME中。關(guān)于待機期間T2將在后面說明。
主控制電路40具有CPU 41、PROM 42、RAM 43、生成時鐘信號的發(fā)送器44、與周邊設(shè)備(例如送紙電機22、托架電機24、子控制電路50)進(jìn)行信號交換的周邊設(shè)備輸入輸出部(PIO)45、后述的驅(qū)動電壓生成電路46、以及驅(qū)動緩沖器47。驅(qū)動緩沖器47被作為向印刷頭68提供點的導(dǎo)通、關(guān)斷信號的緩沖器來使用。這些通過總線49相互連接。此外，總線49也與上述的連接器80相連接。其結(jié)果是，這些各結(jié)構(gòu)要素相互可進(jìn)行數(shù)據(jù)的交換。此外，在主控制電路40中還設(shè)有分配輸出器48，用于將來自驅(qū)動電壓生成電路46的輸出電壓以預(yù)定的定時分配給印刷頭68。主控制電路40與送紙電機22和托架電機24的轉(zhuǎn)動同步，并以預(yù)定的定時將點數(shù)據(jù)輸出給驅(qū)動緩沖器47。
驅(qū)動電壓生成電路46是生成頭驅(qū)動電壓PS和傳感器驅(qū)動電壓DS的電路，其中的頭驅(qū)動電壓PS經(jīng)由分配輸出器48而被提供給印刷頭68，傳感器驅(qū)動電壓DS經(jīng)由子控制電路50而被提供給上述的墨盒70的壓電元件720。以下將傳感器驅(qū)動電壓DS簡稱為“驅(qū)動電壓”。驅(qū)動電壓生成電路46能夠基于CPU 41所指示的電壓波形數(shù)據(jù)，生成具有任意波形的電壓。
具體地說，驅(qū)動電壓生成電路46具有沒有圖示的運算器、數(shù)/模轉(zhuǎn)換器(D/A轉(zhuǎn)換器)和放大電路。運算器利用電壓波形數(shù)據(jù)生成表示想要生成的電壓波形的數(shù)字信號。D/A轉(zhuǎn)換器將所生成的數(shù)字信號轉(zhuǎn)換為模擬信號。放大電路將模擬信號放大，從而生成具有預(yù)期波形的電壓。
子控制電路50是與主控制電路40協(xié)同工作，從而執(zhí)行與墨盒70有關(guān)的處理的電路。圖3中選擇性地示出了這些處理中墨水剩余量判定處理所必需的部分。如圖3所示，子控制電路50具有計算機51、三個開關(guān)SW1～SW3和放大部52。
計算機51具有CPU 511、PROM 512、RAM 513、與主控制電路40進(jìn)行信號交換的接口514、與子控制電路50內(nèi)部的結(jié)構(gòu)元件以及墨盒70進(jìn)行信號交換的輸入輸出部(SIO)515。它們彼此通過總線519進(jìn)行連接。計算機51可經(jīng)由接口514與主控制電路40進(jìn)行信號交換。計算機51可經(jīng)由SIO 515控制三個開關(guān)SW1～SW3。計算機51可經(jīng)由SIO 515接收來自放大部52的輸出。在安裝有墨盒70的時候，計算機51能夠經(jīng)由SIO515與上述的存儲器ME連接，并能夠獲取存儲器ME中所存儲的信息。
第一開關(guān)SW1及第二開關(guān)SW2是具有兩個端子的單通道的模擬開關(guān)，并可在一個端子與另一個端子電連接的狀態(tài)(以下稱連接狀態(tài))和沒有電連接的狀態(tài)(以下稱非連接狀態(tài))之間切換。第一開關(guān)SW1的一個端子與上述驅(qū)動電壓DS的輸入線連接，另一個端子與第二開關(guān)SW2及第三開關(guān)SW3連接。第二開關(guān)SW2的一個端子與第一開關(guān)SW1及第三開關(guān)SW3連接，另一個端子與放大部52相連接。
第三開關(guān)SW3是六通道的模擬開關(guān)。第三開關(guān)SW3的一側(cè)的一個端子與第一開關(guān)SW1及第二開關(guān)SW2連接，另一側(cè)的六個端子分別與分別安裝在六個墨盒70上的壓電元件720的一個電極相連接。通過切換第三開關(guān)SW3來選擇六個墨盒70的壓電元件720中的某一個。這三個開關(guān)SW1～SW3的切換控制將在后面的墨水剩余量判定處理的說明中詳細(xì)描述。
放大部52包括運算放大器，從而當(dāng)所供給的電壓小于參考電壓Vref(0V)時輸出低信號，當(dāng)所供給的電壓在參考電壓Vref以上時輸出高信號，即起比較器的作用。因此，來自放大器52的輸出信號QC(以下稱為放大部輸出)是只由高信號和低信號構(gòu)成的數(shù)字信號。
參照圖4和圖5，以傳感器的構(gòu)造為中心來說明墨盒70的構(gòu)造。圖4中的(a)是墨盒70的主視圖，(b)是墨盒70的側(cè)視圖。圖5是示出配置在墨盒70的框體上的傳感器72的截面(圖4中的B-B截面)的截面圖。
墨盒70具有框體71、供墨口74、以及包括上述壓電元件720的傳感器72。而且，墨盒70還具有用于將上述存儲器ME及壓電元件720電連接到上述子控制電路50中的端子，但省略了對它們的圖示。
如圖4所示，框體71的內(nèi)部具有用于容納墨水的容納室，容納室被劃分肋板77劃分成主容納室MRM、第一子容納室SRM1和第二子容納室SRM2。主容納室MRM占據(jù)整個容納室容積的大部分。第一子容納室SRM1在底面與供墨口74連通。第二子容納室SRM2在底面附近與主容納室MRM連通。
如圖5所示，傳感器72具有上述壓電元件720和傳感器附件725。壓電元件720由壓電部721和夾持壓電部721的兩個電極722、723構(gòu)成，該壓電元件720配置在傳感器附件725上。壓電部721由所謂的壓電材料，如鋯鈦酸鉛(Pb(ZrxTi1-x)O3PZT)形成。傳感器附件725中，橋流路BR被大體形成為“コ”形。橋流路BR的一端通過形成在框體71的側(cè)面上的第一側(cè)面孔75與上述第一子容納室SRM1連通，另一端通過形成在框體71的側(cè)面上的第二側(cè)面孔76與上述第二子容納室SRM2連通。在傳感器附件725中，橋流路BR與壓電元件720之間被形成薄膜狀。通過這樣來構(gòu)成，使得包括橋流路BR的周邊部分能夠與壓電元件720一同共振。
在圖4和圖5中，墨盒70中所容納的墨水如箭頭所示那樣進(jìn)行流動。具體來說，主容納室MRM中所容納的墨水從底面附近流入第二子容納室SMR2。流入到第二子容納室SMR2的墨水經(jīng)過第二側(cè)面孔76、傳感器附件725的橋流路BR以及第一側(cè)面孔75而流入第一子容納室SMR1。然后，流入到第一子容納室SMR1的墨水經(jīng)過供墨口74而被供應(yīng)到印刷頭單元60。
這里，圖5中的(a)示出了墨盒70中有預(yù)定量以上的墨水的狀態(tài)(以下稱為有墨水時)。在有墨水時，墨水被填充到上述橋流路BR中。即，成為在壓電元件720的周邊部分填充有墨水的狀態(tài)。另一方面，圖5中的(b)示出了墨盒70中只有不足預(yù)定量的墨水的狀態(tài)(以下稱為沒有墨水時)。在沒有墨水時，在上述橋流路BR中沒有墨水從第二子容納室SRM2流入到橋流路BR，從而沒有被墨水被填充到橋流路BR中。即，成為沒有在壓電元件720的周邊部分填充墨水的狀態(tài)。其結(jié)果是，壓電元件720在有墨水時和沒有墨水時具有不同的振動頻率。即，在有墨水時，壓電元件720以第一固有振動頻率H1(例如30KHz)振動；在沒有墨水時，壓電元件720以第二具有振動頻率H2(例如110KHz)振動。
·墨水剩余量判定處理接下來，參照圖6～圖8來說明第一實施例的墨水剩余量判定處理。圖6是表示第一實施例的墨水剩余量判定處理的處理例程的流程圖。圖7是頻率測定處理中的時序圖。圖8是對待機期間的確定進(jìn)行示意的說明圖。
墨水剩余量判定處理是針對各個墨盒70的每一個來判定各墨盒70所容納的墨水的剩余量是在預(yù)定量以上還是不足預(yù)定量的處理。本處理具體按以下那樣的時序來執(zhí)行。
·更換墨了盒70時；·印刷裝置20的電源接通時；·進(jìn)行了一定量的印刷之后(例如進(jìn)行了一頁印刷之后)；·對安裝在印刷頭68上的噴嘴執(zhí)行了清掃的處理(所謂的沖洗處理)之后。
開始執(zhí)行墨水剩余量判定處理后，主控制電路40(CPU 41)從六個墨盒70中選擇作為處理對象的墨盒70(以下為處理對象墨盒)(步驟S101)。
主控制電路40取得關(guān)于所選擇的處理對象墨盒所具有的壓電元件720的上述元件信息DI(步驟S102)。具體而言，主控制電路40向子控制電路50的計算機51發(fā)送命令，使子控制電路50取得存儲在處理對象墨盒的存儲器ME中的元件信息DI。接收了命令的計算機51(CPU 511)根據(jù)命令的指示取得元件信息DI并發(fā)送給主控制電路40。取得元件信息DI后，主控制電路40參照元件信息DI來確定待機期間T2(步驟S 103)。關(guān)于待機期間T2將在后面說明。
主控制電路40接下來利用所確定的待機期間T2執(zhí)行頻率測定處理(步驟S104)。參照圖5所示的時序圖來說明頻率測定處理。圖5所示的時鐘信號CLK、測定命令CM以及開關(guān)控制信號SS是在頻率測定處理中從主控制電路40的PIO 45發(fā)送給子控制電路50的計算機51的信號。測定命令CM中包含指示執(zhí)行頻率測定處理的命令和指定處理對象墨盒的信息。如上所述，驅(qū)動電壓DS是從主控制電路40的驅(qū)動電壓生成電路46經(jīng)過子控制電路50而施加給墨盒70的壓電元件720的電壓。輸出電壓RS是在施加了驅(qū)動電壓DS后從振動的壓電元件720由于壓電效應(yīng)而輸出的電壓。如上所述，放大部輸出QC是從放大部52向計算機51輸出的信號。
子控制電路50的計算機51在接收到開關(guān)控制信號SS的第一脈沖P1的時刻根據(jù)在先接收的測定命令CM來控制第三開關(guān)SW3，從而使處理對象墨盒的壓電元件720處于與子控制電路50連接的狀態(tài)。進(jìn)而，計算機51在接收到開關(guān)控制信號的第一脈沖P1的時刻將第一開關(guān)SW1控制成連接狀態(tài)，將第二開關(guān)SW2控制成非連接狀態(tài)。通過這樣，驅(qū)動電壓生成電路46與處理對象墨盒的壓電元件720電連接，從而能夠?qū)Ⅱ?qū)動電壓DS施加給壓電元件720。此外，放大部52與驅(qū)動電壓生成電路46及壓電元件720電氣切斷，從而驅(qū)動電壓DS不會被施加到放大部52。
在該狀態(tài)下，從驅(qū)動電壓生成電路46輸出驅(qū)動電壓DS，并施加給處理對象墨盒的壓電元件720。在驅(qū)動電壓DS的施加結(jié)束的時刻，主控制電路40使開關(guān)控制信號SS產(chǎn)生第二脈沖P2。子控制電路50的計算機51在接收了開關(guān)控制信號SS的第二脈沖P2的時刻使第一開關(guān)SW1為非連接狀態(tài)。將從使第一開關(guān)SW1成為連接狀態(tài)的時刻開始到使第二開關(guān)SW2成為非連接狀態(tài)的時刻為止的期間稱為驅(qū)動電壓施加期間T1。
驅(qū)動電壓施加期間T1結(jié)束后，由驅(qū)動電壓DS激勵起振動的壓電元件720響應(yīng)于伴隨振動的畸變而輸出輸出電壓RS。在產(chǎn)生上述第二脈沖P2后，在步驟S103確定的待機期間T2中，主控制電路40使開關(guān)控制信號SS產(chǎn)生第三脈沖P3。子控制電路50的計算機51在接收到開關(guān)控制信號SS的第三脈沖P3的時刻使第二開關(guān)SW2成為連接狀態(tài)，其結(jié)果是，來自壓電元件720的輸出電壓RS被供應(yīng)放大部52。
放大部52如上述那樣起著比較器的作用，并如圖7所示，將與輸出電壓RS的波形相應(yīng)的數(shù)字信號、即放大部輸出QC輸出給計算機51。子控制電路50的計算機51測定從放大部輸出QC的最開始的上升沿E1開始到第六個上升沿為止的期間T3(以下稱測定期間T3)。測定期間T3的測定是通過對測定期間T3中所包含的時鐘信號CLK的脈沖數(shù)量進(jìn)行計數(shù)而進(jìn)行的。計算機51基于所測定的測定期間T3計算出輸出電壓RS的頻率H。輸出電壓RS的頻率H與壓電元件720振動的固有頻率相等。計算機51將計算出的頻率H發(fā)送給主控制電路40。
返回圖6繼續(xù)說明。主控制電路40取得頻率H后，基于所取得的頻率H來判定處理對象墨盒的墨水剩余量(步驟S105)。當(dāng)所取得的頻率H與上述的第一固有頻率H1大體相等時，主控制電路40判斷為處理對象墨盒的墨水剩余量在預(yù)定量以上(步驟S106)。另一方面，當(dāng)所取得的頻率H與上述的第二固有頻率H2大體相等時，主控制電路40判定為處理對象墨盒的墨水剩余量不足預(yù)定量(步驟S107)。
主控制電路40將墨水剩余量的判定結(jié)果發(fā)送給計算機90。其結(jié)果是，計算機90能夠?qū)⒛Ｓ嗔康呐卸ńY(jié)果通知給用戶。
另外，從以上的說明可知，本實施例中的主控制電路40和子控制電路50相當(dāng)于權(quán)利要求書中的電壓施加部。此外，子控制電路50中的放大部52和計算機51相當(dāng)于權(quán)利要求書中的測定部。然后，子控制電路50中的第二開關(guān)SW2相當(dāng)于權(quán)利要求書中的切換機構(gòu)，主控制電路40和子控制電路50中的計算機51相當(dāng)于切換控制部。此外，主控制電路40相當(dāng)于判定部。
接下來，參照圖8來說明在步驟S103中參照元件信息DI而確定的待機期間T2。圖8是示出來自壓電元件720的輸出電壓RS的特性(以下也稱輸出特性)的一個例子和所對應(yīng)的待機期間T2的說明圖。
圖8示出了將壓電元件a和壓電元件b用作上述傳感器72的壓電元件720時的輸出電壓RS的特性。圖8中的縱軸表示輸出電壓RS的振幅A。如圖7所示，振幅A表示輸出電壓RS的低電壓側(cè)的峰值與高電壓側(cè)的峰值之間的電壓差。振幅A例如以mVp-p(毫伏特峰值至峰值)為單位來表示，是表示輸出電壓RS的大小的指標(biāo)。圖8中的橫軸在將上述驅(qū)動電壓施加期間T1的結(jié)束時刻(使第一開關(guān)SW1成為非連接狀態(tài)時)設(shè)定為t0時表示從t0開始的經(jīng)過時間。經(jīng)過時間例如以μsec(微秒)為單位來表示。
由驅(qū)動電壓DS激勵起的壓電元件a、b的振動隨著時間的經(jīng)過而衰減。與此同時，來自壓電元件a、b的輸出電壓RS的大小(振幅A)也如圖8所示那樣隨著時間的經(jīng)過而衰減。
壓電元件a和壓電元件b通過相同的制造工序而制造。在壓電元件a和壓電元件b中，如圖8所示那樣輸出電壓RS的輸出特性不同是由于制造誤差的緣故。例如，由于制造誤差所引起的靜電電容量的不同、尺寸精度的不同(例如，強電介質(zhì)體或電極的厚度)，輸出電壓RS的初始輸出的振幅A和與經(jīng)過時間相對的輸出電壓RS的振幅A的衰減特性不同。
這里，為了能夠正確測定輸出電壓RS的頻率H，在上述的測定期間T3中，輸出電壓RS的振幅A需要在預(yù)定的可測定范圍內(nèi)。例如，當(dāng)輸出電壓RS的振幅A大于可測定范圍的上限值Vmax時，輸入電壓RS被輸入到放大部52后，放大部52飽和。放大部52一旦飽和后，在回歸到正常的工作狀態(tài)之前要耗費一定的時間，從而無法輸出與輸出電壓RS的波形相應(yīng)的放大部輸出QC。而當(dāng)輸出電壓RS的振幅A小于可測定范圍的下限值Vmin時，放大部52不能正確進(jìn)行輸出電壓RS與參考電壓Vref的比較，從而無法輸出與輸出電壓RS的波形相應(yīng)的放大部輸出QC。其結(jié)果是，在任何一種情況下都不能正確測定輸出電壓RS的頻率。
輸出電壓RS的振幅A處于可測定范圍的期間根據(jù)壓電元件而不同，例如，對于壓電元件a，是從t1到t2的期間；對于壓電元件b，是從t3到t4的期間(參照圖8)。因此，若能夠在該期間內(nèi)適當(dāng)?shù)卦O(shè)定待機期間T2，使得其中包括測定期間T3，則能夠正確地測定輸入電壓RS的頻率H。例如，如圖8所示，將目標(biāo)值Vaim設(shè)定在可測定范圍內(nèi)。然后，將從t0開始到輸出電壓RS的振幅A衰減到目標(biāo)值Vaim的時刻為止的期間設(shè)為待機期間T2即可。
在本實施例中，在制造墨盒70時評價壓電元件720的輸出電壓RS的輸出特性。然后，基于評價結(jié)果確定合適的待機期間T2，并將其作為元件信息DI存儲在存儲器ME中。主控制電路40如上述那樣參照元件信息DI來改變待機期間T2，因此，能夠根據(jù)壓電元件720的制造誤差所引起的輸出電壓RS的輸出特性來將待機期間T2改變?yōu)楹线m的期間。對于元件信息DI，只要使得主控制電路40能夠通過參照該元件信息DI來確定合適的待機期間T2即可。元件信息DI如上所述可以是合適的待機期間T2本身，也可以是評價輸出特性的數(shù)據(jù)。
如以上所說明的那樣，根據(jù)第一實施例的印刷裝置20，當(dāng)輸出電壓RS的大小(例如振幅A)處于可測定范圍時，改變待機期間T2，使得輸出電壓RS被供應(yīng)給放大部52。換言之，通過改變待機期間T2來將供應(yīng)給放大部52的輸出電壓RS的大小調(diào)整為適于頻率測定的大小。因此，放大部52能夠正確輸出與輸出電壓RS相應(yīng)的放大部輸出QC。因此，能夠正確測定輸出電壓RS的頻率H，從而提高墨水剩余量的判定精度。
主控制電路40由于參照元件信息DI來改變待機期間T2，所以能夠設(shè)定與由壓電元件720的制造誤差引起變動的輸出電壓RS的輸出特性相應(yīng)的合適的待機期間T2。因此，即使在壓電元件720的輸出特性由于制造誤差而變動時，也能夠高精度判定墨水剩余量。
此外，上述的可測定范圍由于是放大部52不飽和的范圍，所以能夠避免放大部52飽和從而難以進(jìn)行頻率測定的問題。
B.第二實施例在第一實施例中，在墨盒70中搭載了存儲器ME，但在第二實施例中，是對墨盒70中沒有搭載存儲器ME的情況進(jìn)行說明。第二實施例的印刷裝置的結(jié)構(gòu)除了在墨盒70中沒有搭載存儲器這一點以外，其他與第一實施例相同，所以省略其說明，并對相同結(jié)構(gòu)使用相同的標(biāo)號。
·墨水剩余量判定處理參照圖9和圖10來說明第二實施例的墨水剩余量判定處理。另外，對于與第一實施例相同的處理適當(dāng)省略其說明，主要說明與第一實施例不同的處理。圖9是示出第二實施例的墨水剩余量判定處理的處理例程的流程圖。圖10是對第二實施例的待機期間T2的改變進(jìn)行說明的說明圖。
開始執(zhí)行墨水剩余量判定處理后，主控制電路40(CPU 41)與第一實施例一樣，選擇處理對象墨盒(步驟S101)。接著，主控制電路40將待機期間T2設(shè)定為初始待機期間T20。(步驟S202)。
初始待機期間T20被預(yù)先設(shè)定并被存儲在主控制電路40的PROM 42中。初始待機期間T20是考慮了關(guān)于作為配置在墨盒70中的壓電元件720而制造的多個壓電元件的統(tǒng)計信息來確定的。圖10中示出了對多個壓電元件調(diào)查與各自的輸出電壓RS的輸出特性相應(yīng)的合適的待機期間(以下稱合適待機期間)，并計算出它們的概率分布PD(例如正態(tài)分部)的結(jié)果。這樣的統(tǒng)計信息所表示的合適待機期間的變動例如是由上述的壓電元件的制造誤差所引起的。初始待機期間T20例如被設(shè)定為合適待機期間的平均值ta0。
接著，主控制電路40利用所設(shè)定的待機期間T2執(zhí)行頻率測定處理(步驟S203)。第二實施例中的頻率測定處理與參照圖7說明的第一實施例中的頻率測定處理相同，所以省略其說明。
頻率測定處理結(jié)束后，主控制電路40是否判定能夠正確測定頻率H(步驟S204)。在第二實施例中，例如由于所設(shè)定的待機期間T2不符合配置在處理對象墨盒上的壓電元件720的輸出電壓RS的輸出特性，所以有時不能正確測定頻率H。主控制電路40例如在如下情況判定為不能正確測定頻率H(1)即使測定期間T3開始后經(jīng)過了預(yù)定時間，也無法檢測出放大部輸出QC的第一個上升沿E1時，(2)即使定期間T3開始后經(jīng)過了預(yù)定時間，也無法檢測出放大部輸出QC的第六個上升沿E6時，(3)測定出與假定的頻率H(與第一固有頻率H1或第二固有頻率H2大致相等的頻率)不同的頻率時。當(dāng)在預(yù)定時間內(nèi)能夠測定出假定的頻率H時，主控制電路40判定為能夠正確測定頻率H。
主控制電路40判斷為不能正確測定頻率H后(步驟S204否)，改變待機期間T2(步驟S205)。改變后的待機期間T2是考慮了上述的統(tǒng)計信息而設(shè)定的。具體來說，利用從圖10所示的概率分布PD導(dǎo)出的信息(例如，標(biāo)準(zhǔn)偏差σ)將待機期間T2從ta0改變?yōu)閠a1＝(ta0-σ)。在主控制電路40的PROM 42中存儲有預(yù)先計算出的標(biāo)準(zhǔn)偏差σ，從而主控制電路40可以利用它來改變待機期間T2。
接著，主控制電路40返回步驟S203，利用改變后的待機期間T2再次執(zhí)行頻率測定處理。這樣，主控制電路40一邊改變待機期間T2(步驟S205)一邊反復(fù)執(zhí)行頻率測定處理(步驟S203)，直到判斷為能夠正確測定頻率H為止(步驟S204是)。待機期間T2例如像圖10所示那樣，按照第一次ta0、第二次ta1(ta0-σ)、第三次ta2(ta0+σ)、第四次ta3(ta0-2σ)、第五次ta4(ta0+2σ)而依次改變。
主控制電路40在判斷為能夠取得頻率H后(步驟S204是)，與第一實施例一樣，執(zhí)行墨水剩余量的判定后結(jié)束本處理(步驟S206～S208)。
如以上所說明的那樣，根據(jù)第二實施例的印刷裝置20，一邊改變待機期間T2，換句話說就是一邊檢索適于壓電元件720的待機期間T2，一邊反復(fù)頻率測定處理，因而能夠提高頻率測定的可靠性。其結(jié)果是，即使壓電元件720的輸出特性由于制造誤差而變動，也能夠高精度地測定墨水剩余量。
另外，由于利用統(tǒng)計信息(例如上述的平均值ta0和標(biāo)準(zhǔn)偏差σ)來改變待機期間T2，所以能夠根據(jù)壓電元件的制造誤差來適當(dāng)?shù)馗淖兇龣C期間T2。
C.變形例在上述第一實施例中，是通過一次的頻率測定處理來測定有墨水時的頻率(與第一固有頻率H1對應(yīng))和沒有墨水時的頻率(與第二固有頻率H2對應(yīng))，但是也可以分兩次來執(zhí)行測定沒有墨水時的頻率的處理和測定有墨水時的頻率的處理。此時，用于測定沒有墨水時的頻率的待機期間T2和用于測定有墨水時的頻率的待機期間T2作為元件信息DI也可以分別存儲在存儲器ME中。這是因為有時具有沒有墨水時的頻率的輸出電壓RS的輸出特性和具有有墨水時的頻率的輸出電壓RS的輸出特性不同的緣故。
在上述第一實施例中，若不能正確測定輸出電壓RS的頻率H，則與第二實施例一樣，一邊利用統(tǒng)計信息改變待機期間T2，一邊反復(fù)進(jìn)行頻率測定處理。這樣能夠使頻率測定的可靠性進(jìn)一步提高。
此外，在上述實施例中，作為印刷材料的狀態(tài)，是檢測墨水剩余量，但是作為檢測對象，不必限定于此，檢測印刷材料的溫度、濕度、密度、質(zhì)量、粘度或者壓力等都可以。根據(jù)壓電元件720的固有頻率隨著墨水的狀態(tài)的變化而變化的關(guān)系，可檢測墨水的各種狀態(tài)。
在上述實施例中，示出的是將本發(fā)明應(yīng)用到容納墨水的墨盒中的例子，但是并不限于此。也可以將本發(fā)明應(yīng)用到其他印刷材料，例如容納調(diào)色劑的調(diào)色劑墨盒中。
權(quán)利要求
1.一種印刷裝置，安裝有配置了壓電元件的印刷材料容納體，其包括電壓施加部，為了使所述壓電元件振動而向所述壓電元件施加驅(qū)動電壓；測定部，用于測定從振動的所述壓電元件輸出的輸出電壓的頻率；切換機構(gòu)，其可將所述壓電元件和所述測定部切換為連接狀態(tài)和非連接狀態(tài)；切換控制部，其在施加所述驅(qū)動電壓時使所述切換機構(gòu)為所述非連接狀態(tài)，并在施加所述驅(qū)動電壓后在待機期間使所述切換機構(gòu)為所述連接狀態(tài)，從而將所述輸出電壓供應(yīng)給所述測定部，并且，該切換控制部改變所述待機期間，使得在使所述切換機構(gòu)為所述連接狀態(tài)時所述輸出電壓的大小為可通過所述測定部測定所述輸出電壓的頻率那樣的大??；和判斷部，基于由所述測定部測定的頻率來判定所述印刷材料容納體的印刷材料。
2.如權(quán)利要求1所述的印刷裝置，其中，所述待機期間是考慮了輸出特性而被改變的，其中所述輸出特性是由所述壓電元件的制造誤差而引起變動的特性，并與所述輸出電壓的大小有關(guān)。
3.如權(quán)利要求2所述的印刷裝置，其中所述印刷材料容納體具有存儲器，用于存儲與所述輸出特性有關(guān)的信息或基于所述輸出特性的信息，所述待機期間是參照所述存儲器所存儲的信息而被改變的。
4.如權(quán)利要求1所述的印刷裝置，其中，當(dāng)所述測定部不能測定所述輸出電壓的頻率時，所述電壓施加部再次施加所述驅(qū)動電壓，所述測定部再次測定所述頻率，當(dāng)所述再次測定時，所述切換控制部改變所述待機期間。
5.如權(quán)力要求4所述的印刷裝置，其中，所述待機期間是考慮了與所述壓電元件的制造誤差有關(guān)的統(tǒng)計信息而被改變的。
6.如權(quán)利要求1所述的印刷裝置，其中，所述測定部具有用于放大所述輸出電壓的放大部，可由所述測定部測定的輸出電壓的大小是所述放大部不飽和的大小。
7.如權(quán)利要求1所述的印刷裝置，其中，所述印刷材料的狀態(tài)的判定，是所述印刷材料容納體中有預(yù)定量以上的印刷材料的狀態(tài)還是只有不足預(yù)定量的狀態(tài)的判定。
8.一種判定印刷材料的狀態(tài)的方法，其在安裝有配置了壓電元件的印刷材料容納體的印刷裝置中，利用所述壓電元件和用于測定電壓頻率的測定部來判定所述印刷材料容納體內(nèi)的印刷材料的狀態(tài)，所述方法包括在所述壓電元件和所述測定部不連接的狀態(tài)下，為了使所述壓電元件振動而向所述壓電元件施加驅(qū)動電壓的工序；在施加所述驅(qū)動電壓后，在待機期間連接所述壓電元件和所述測定部，將從振動的所述壓電元件輸出的輸出電壓提供給所述測定部的工序；在所述測定部中，測定所提供的所述輸出電壓的頻率的工序；和基于所述測定的頻率來判定所述印刷材料的狀態(tài)的工序，并且，所述待機期間被改變，使得將所述壓電元件和所述測定部連接起來時，所述輸出電壓的大小為可通過所述測定部測定頻率那樣的大小。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種印刷裝置及印刷材料狀態(tài)的檢測方法，能在將壓電元件用作傳感器來判定印刷材料的狀態(tài)時提高其判定精度。所述印刷裝置包括電壓施加部，為使配置在印刷材料容納體上的壓電元件振動而對所述壓電元件施加驅(qū)動電壓；測定部，用于測定從壓電元件輸出的輸出電壓的頻率；切換機構(gòu)，可將壓電元件和測定部切換為連接狀態(tài)和非連接狀態(tài)；切換控制部，在施加驅(qū)動電壓時使切換機構(gòu)為非連接狀態(tài)，并在施加驅(qū)動電壓后在待機期間使切換機構(gòu)為連接狀態(tài)，將輸出電壓供給測定部；判定部，基于測定的頻率來判定印刷材料容納體的印刷材料狀態(tài)。切換控制部改變待機期間，使得在使切換機構(gòu)為連接狀態(tài)時輸出電壓的大小為可通過測定部測定頻率那樣的大小。
文檔編號G01F23/22GK1814450SQ20061000275
公開日2006年8月9日 申請日期2006年1月25日 優(yōu)先權(quán)日2005年1月31日
發(fā)明者朝內(nèi)昇 申請人:精工愛普生株式會社