説明

印刷装置

【課題】 印刷装置と印刷装置に着脱される印刷材収容体との正常な接触と、異常な短絡とを、高精度に検出する。
【解決手段】 印刷装置1000は、印刷材収容体CS1,CS2の2つの第1端子250,290と接触する第1検出端子550及び第2検出端子590と、印刷材収容体の2つの第2端子210,240と接触する第3検出端子510及び第4検出端子540と、第1検出端子からの第1検出信号SPinsを、第1装着検出経路を介して検出する第1検出部667と、第3検出端子から出力される第2検出信号DPinsを、第2装着検出経路を介して検出する第2検出部670と、を有する。第1検出部は、第2検出信号に基づいて、第2検出端子と第3検出端子との短絡を検出する。第2検出部は、第1検出信号に基づいて、第1検出端子と第4検出端子との短絡を検出する。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、印刷材収容体を搭載可能な印刷装置等に関する。
【背景技術】
【0002】
印刷材収容体(インク収容体等)の種類や印刷材収容体の装着の有無等を検出する検出回路と、印刷材収容体の中の印刷材が所定量以上あるかどうかを検出する回路(印刷材量検出回路)と、を有する印刷装置において、検出回路と、印刷材量検出回路との短絡による印刷材収容体および印刷装置の不具合を防止または抑制する技術は、例えば、特許文献1に記載されている。
【0003】
また、残量容量表示機能付き充電式二次電池パックの短絡保護回路は、例えば、特許文献2に記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特許公報第4539654号
【特許文献2】特開平5−299123号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
特許文献2に記載される短絡保護回路では、短絡が発生した場合の出力電流を、出力部に用意された電流検出抵抗の電圧変化を測定して判断する方法が採用されている。但し、電流検出抵抗は、エネルギーの損失を抑制するために低抵抗とする必要がある。しかし、この場合、電流/電圧変換によって得られる検出電圧が低下するため、短絡の有無を判定する判定回路の高精度化が求められる。
【0006】
判定回路の高精度化のためには、例えば、判定回路を、第1電源電圧(例えば0V)と第2電源電圧(数V、例えば3V〜5V程度)の間で動作するアナログ回路として構成する方法が採用される。この回路構成では、短絡検出抵抗の両端(2つの端)の電圧を測定して短絡を検出することになるが、2つの端の各電圧は変動するため、その分、測定精度にばらつきが生じることは否めない。
【0007】
また、高電圧(例えば数十V程度)を取り扱う必要がある場合には、レベル変換が必要となり、この分、回路が複雑になるのは否めない。
【0008】
また、短絡の発生が検出された後に保護回路が動作することから、短時間であっても、短絡電流が流れる可能性がある。
【0009】
本発明の少なくとも一態様によれば、印刷装置における端子間の正常な接触と、印刷材収容体を含む印刷装置とに不具合を引き起こすような端子間の意図しない短絡とを、より高精度に検出することができる。
【課題を解決するための手段】
【0010】
(1)本発明の印刷装置の一態様は、印刷装置であって、
2つの第1端子と、2つの第2端子と、前記2つの第1端子間に接続された電気デバイスと、前記2つの第2端子同士を接続する配線と、を備え、前記印刷装置に装着可能な印刷材収容体と、
前記印刷材収容体が装着されたときに、前記2つの第1端子と接触する第1及び第2検出端子と、
前記印刷材収容体が装着されたときに、前記2つの第2端子と接触する第3及び第4検出端子と、
前記第2検出端子と接続されて、前記第1検出端子から出力される第1検出信号を、前記電気デバイス及び前記2つの第1端子を含む第1装着検出経路を介して検出して、前記第1及び第2検出端子と前記2つの第1端子との接触を検出する第1検出部と、
前記第4検出端子と接続されて、前記第3検出端子から出力される第2検出信号を、前記配線及び前記2つの第2端子を含む第2装着検出経路を介して検出して、前記第3及び第4検出端子と前記2つの第2端子との接触を検出する第2検出部と、
を有し、
前記第1検出部は、前記第2検出信号に基づいて、前記2検出端子と前記第3検出端子との短絡を検出し、
前記第2検出部は、前記第1検出信号に基づいて、前記第1検出端子と前記第4検出端子との短絡を検出する印刷装置に関する。
【0011】
本態様では、装着検出に用いる2系統の第1,第2検出信号を短絡検出に兼用し、端子間で短絡が発生した場合に、正常時の接触検出信号(第1,第2検出信号の一方)よりも短絡検出信号(第1,第2検出信号の他方)が検出される。従って、第1,第2検出信号の発生部のいずれか一方の出力端をハイインピーダンスとするなどして、いずれか一方の信号を遮断しなくても、短絡時には短絡検出信号を確実に検出することができる。なお、第2検出端子と第3検出端子との短絡とは、第2検出信号が出力される第3検出端子と、第1検出部が接続される第2検出端子とが、結果的に導通するものを含み、印刷財収容体側の端子同士の短絡も含む(図6参照)。同様に、第1検出端子と第4検出端子との短絡とは、第1検出信号が出力される第1検出端子と、第2検出部が接続される第4検出端子とが、結果的に導通するものを含み、印刷財収容体側の端子同士の短絡も含む(図7参照)。また、この各信号はデジタル的に検出することができる。2系統の第1,第2検出信号は、例えばパルス信号とすることができる。よって、原則的には、高精度なアナログ回路が不要となる。
【0012】
また、本態様によれば、2系統の第1,第2検出信号を第1,第2検出部にて検出するために、電流検出抵抗を接続する必要がないため、各信号の駆動能力が低下しない。
【0013】
また、本態様によれば、所定電位(例えば、グランド)を基準として短絡の有無を検出する。例えば、第1検出部または第2検出部において、電流/電圧変換抵抗の一端をグランドに固定しておき、その電流/電圧変換抵抗の他端の電位の変化を検出することによって、短絡の発生の有無を検出する。この場合、電流/電圧変換抵抗の一つの端の電位の変化を、所定電位(上記の例ではグランド)を基準として測定することができる。よって、短絡検出抵抗の両端の電圧の変化を検出する場合に比べて、短絡検出の精度が向上する。
【0014】
(2)本発明の印刷装置の一態様では、前記第3検出端子から出力される第2検出信号が、前記第1検出部に伝わる経路を第1短絡経路とし、前記第1検出端子から出力される前記第1検出信号が、前記第2検出部に伝わる経路を第2短絡経路とし、前記第1装着検出経路のインピーダンスは前記1短絡経路のインピーダンスよりも大きくし、前記第2装着検出経路のインピーダンスは前記2短絡経路のインピーダンスよりも大きくすることができる。
【0015】
第1,第2検出信号の発生源自体の電流駆動能力がほぼ等しいとき、第1,第2検出信号の一方が他方に打ち勝って上述した短絡検出信号を検出するには、第1検出部から見た第1装着検出経路と第1短絡経路との各インピーダンスの大きさに依存させることができる。つまり、第1装着検出経路のインピーダンスが第1短絡経路のインピーダンスよりも大きいと、第2検出信号が打ち勝つ。
【0016】
同様に、第1,第2検出信号の一方が他方に打ち勝つかは、第2検出部から見た第2装着検出経路と第2短絡経路との各インピーダンスの大きさに依存する。つまり、第2装着検出経路のインピーダンスが第2短絡経路のインピーダンスよりも大きいと、第1検出信号が打ち勝つ。
【0017】
(3)本発明の印刷装置の一態様では、前記第3検出端子から出力される前記第2検出信号の電流量を制限する電流制限抵抗を、さらに有することができる。
【0018】
こうすると、第1,第3検出端子間の短絡時には電気デバイスの比較的大きな抵抗を利用し、第2,第4検出端子間の短絡時には前記電流制限抵抗を利用して、第1,第2装着検出経路及び第1,第2短絡検出経路のインピーダンスを設定し、第1,第2検出信号の電流駆動能力を調整することができる。それにより、第1,第2検出信号の一方に打ち勝つ他方を短絡信号として短絡検出することができる。
【0019】
(4)本発明の印刷装置の一態様では、前記印刷装置が、前記第1検出端子に前記第2検出信号の電圧よりも高い電圧レベルを有する高電圧を印加したときに、前記第3検出端子及び前記第4検出端子のいずれかに、所定以上の電圧レベルが印加されたか否かを検出する過電圧検出部を、さらに有することができる。
【0020】
本態様によれば、高電圧を印加したときに、短絡抵抗RSN(図6)及び/又は短絡抵抗RSP(図7)を介して短絡が生じていると、その短絡抵抗RSN(図6)及び/又は短絡抵抗RSP(図7)と、第3検出端子及び/又は第4検出端子を介して、その電圧を過電圧検出部にて検出することができる。つまり、端子間の短絡の発生の検出とは独立して、好ましい過電圧対策として、過電圧検出部にて例えばロジックレベル程度の電圧を検出したら高電圧を低下または遮断するという対策を迅速に実行することができる。
【0021】
(5)本発明の印刷装置の一態様では、前記印刷材収容体の前記電気デバイスは、容量素子を用いて前記印刷材収容体内の印刷材の残量が所定量以上かどうかを検出するセンサーであり、前記容量素子の電荷を、前記第1検出信号及び前記第2検出信号の出力に先立って放電する放電素子をさらに有することができる。
【0022】
センサーと印刷側端子との接触/短絡を検出するとき、センサーとしての容量素子に電荷が蓄積されていると、その電荷によって生じる電流が測定誤差を生じさせる。つまり、所定電位(例えば、グランド)を基準として短絡の有無を検出することがむずかしくなる。そこで、本態様では、容量素子の電荷を、接触検出部による接触検出に先立って放電する放電素子を設け、その放電素子を介して容量素子の電荷を放電することによって、短絡検出の精度の低下を抑制することができる。
【0023】
(6)本発明の印刷装置の一態様では、前記第1検出端子と前記第3検出端子とは隣り合っており、前記第2検出端子と前記第4検出端子とは隣り合うように構成することができる。
【0024】
第1検出端子と第3検出端子とが隣り合っている場合に、例えば、導電性のインク等によって両端子が短絡する可能性が高まる。また、第2検出端子と第4検出端子とが隣り合っている場合に、例えば、導電性のインク等によって両端子が短絡する可能性が高まる。よって、短絡検出による対策が重要となる。
【図面の簡単な説明】
【0025】
【図1】本発明の一実施形態における印刷装置の構成を示す斜視図
【図2】図2(A),図2(B)は、インクカートリッジの外観を示す斜視図
【図3】図3(A),図3(B)は、基板の表面の構成および基板を側面から見たときの構成を示す図。
【図4】本発明の一実施形態におけるカートリッジの基板と印刷装置との電気的構成を示すブロック図
【図5】本発明におけるカートリッジの基板と印刷装置との電気的構成の具体例を示すブロック図である。
【図6】短絡抵抗RSNによって端子間が短絡されたときの短絡検出動作を説明するための図である。
【図7】短絡抵抗RSPによって端子間が短絡された場合における短絡の検出動作をするための図である。
【図8】短絡なし、図6の短絡あり、及び図7の短絡ありの各場合における、第1〜第4検出端子の電圧波形を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0026】
以下、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお以下に説明する本実施形態は特許請求の範囲に記載された本発明の内容を不当に限定するものではなく、本実施形態で説明される構成の全てが本発明の解決手段として必須であるとは限らない。
【0027】
図1は、本発明の一実施形態における印刷装置の構成を示す斜視図である。印刷装置1000は、インクカートリッジ(印刷材収容体)100と、装置本体1010とを有し、装置本体1010は、カートリッジ100が装着されるカートリッジ装着部1100と、回動自在なカバー1200と、操作部1300とを有する。カートリッジ装着部1100を「カートリッジホルダー」又は単に「ホルダー」または「装着部」とも呼ぶ。
【0028】
図1に示す例では、カートリッジ装着部1100には、4つのインクカートリッジが独立に装着可能であり、例えば、ブラック、イエロー、マゼンタ、シアンの4種類のインクカートリッジ100が装着される。カバー1200は省略可能である。操作部1300は、ユーザーが各種の指示や設定を行うための入力装置であり、また、ユーザーに各種の通知を行うための表示部を備えている。
【0029】
図2(A),図2(B)は、インクカートリッジ100の外観を示す斜視図である。図2(A),図2(B)におけるXYZ軸は、図1のXYZ軸に対応している。なお、インクカートリッジを単に「カートリッジ」とも呼ぶ。このカートリッジ100は、扁平な略直方体の外観形状を有しており、3方向の寸法L1,L2,L3のうちで、長さL1(挿入方向のサイズ)が最も大きく、幅L2が最も小さく、高さL3が長さL1と幅L2の中間である。
【0030】
カートリッジ100は、先端面(第1の面)Sfと、後端面(第2の面)Srと、天井面(第3の面)Stと、底面(第4の面)Sbと、2つの側面(第5及び第6の面)Sc,Sdとを備えている。カートリッジ100の内部には、可撓性材料で形成されたインク収容室120(「インク収容袋」とも呼ぶ)が設けられている。先端面Sfは、2つの位置決め穴131,132と、インク供給口110とを有している。天井面stには、回路基板200が設けられている。回路基板200には、インクに関する情報を格納するための不揮発性の記憶素子が搭載されている。第1の側面Scと第2の側面Sdは互いに対向しており、また、先端面Sf,天井面St、後端面Sr,及び,底面Sbと直交する。第2の側面Sdと先端面Sfが交わる位置には、凹凸嵌合部134が配置されている。
【0031】
図3(A)は、第1実施形態における回路基板(以下、基板とも言う)200の構成を示している。基板200の表面は、カートリッジ100に基板200が装着されたときに外側に露出している面である。図3(B)は、基板200の側面から見た図を示している。基板200の上端部には、ボス溝201が形成され、基板200の下端部には、ボス穴202が形成されている。
【0032】
図3(A)における矢印SDは、カートリッジ装着部1100へのカートリッジ100の装着方向を示している。この装着方向SDは、図2に示すカートリッジの装着方向(X方向)と一致する。基板200は、裏面に記憶装置203を有しており、表面には例えば9つの端子210〜290からなる端子群が設けられている。記憶装置203は、カートリッジ100のインクに関する情報(例えばインク残量)を格納する。端子210〜290は、略矩形状に形成され、装着方向SDと略垂直な方向に沿って2列形成するように配置されている。
【0033】
2つの列のうち、装着方向SDの手前側の例(図3(A)における上側に位置する列)を上側列R1(第1列)と呼び、装着方向SDの奥側の列(図3(A)における下側に位置する列)を下側列R2(第2列)と呼ぶ。なお、これらの列R1,R2は、複数の端子の接触部cp(複数の端子の各々と、後述する複数の装置側端子の各々との接触による接触部)によって形成される列であると考えることも可能である。
【0034】
上側R1を形成する端子210〜240と、下側列R2を形成する端子250〜290は、それぞれ以下の機能(用途)を有する。
<上側列R1>
(1)装着検出端子(第2端子)210
(2)リセット端子220
(3)クロック端子230
(4)装着検出端子(第2端子)240
<下側列R2>
(5)装着検出端子(第1端子、センサー端子)250
(6)電源端子260
(7)接地端子270
(8)データ端子280
(9)装着検出端子(第1端子、センサー端子)290
4つの装着検出端子210,240,250,290は、対応する装置本体側端子510,540,550,590(図4にて後述する)との電気接触の良否を検出する際に使用されるものであり、「接触検出端子」と呼ぶことも可能である。また、装着検出処理を「接触検出処理」と呼ぶことも可能である。本実施形態では、4つの装着検出端子210,240,250,290は、装着検出以外として、短絡検出にも兼用することができる、また、装着検出端子のうち、端子210、240は過電圧検出に兼用することができる。そこで、符号250,290を2つの第1端子と称し、符号210,240を2つの第2端子とも称することにする。また、4つの装着検出端子210,240,250,290のうち、後述するセンサー208と接続される端子250,290は、センサー端子とも称される。他の5つの端子220,230,260,270,280は、記憶装置203用の端子であり、「メモリー端子」とも呼ぶ。
【0035】
複数の端子210〜290のそれぞれは、その中央部に、複数の装置本体側端子のうちの対応する端子と接触する接触部cpを含んでいる。上側列R1を形成する端子210〜240の各接触部cpと、下側列R2を形成する端子250〜290の各接触部cpは、互い違いに配置され、いわゆる千鳥状の配置を構成している。また、上側列R1を形成する端子210〜240と、下側列R2を形成する端子250〜290も、互いの端子中心が装着方向SDに並ばないように、互い違いに配置され、千鳥状の配置を構成している。
【0036】
上側列R1の2つの装着検出端子210,240の各接触部は、上側列R1の両端部、すなわち、上側列R1の最も外側にそれぞれ配置されている。また、下側列R2の2つの装着検出端子250、299の各接触部は、下側列R2の両端部、すなわち、下側列R2の最も外側に配置されている。メモリー端子220,230、260、270、280の接触部cpは、複数の端子210〜290の全体が配置されている領域内の略中央に集合して配置されている。また、4つの装着検出端子210,240,250,290の接触部cpは、メモリー端子220、230、260、270、280の集合の四隅に配置されている。
【0037】
図4は、第1実施形態におけるカートリッジ100の回路基板200と印刷装置本体1010との電気的構成を示すブロック図である。印刷装置1000の装置本体1010は、表示パネル430と、電源回路440と、主制御回路400と、サブ制御回路500とを備えている。表示パネル430は、ユーザーに印刷装置1000の動作状態やカートリッジの装着状態などの各種の通知を行うための表示部である。表示パネル430は、例えば、図1の操作部1300に設けられる。電源回路440は、第1の電源電圧VDDを生成する第1電源441と、第2の電源電圧VHVを生成する第2電源442とを有している。
【0038】
第1の電源電圧VDDは、ロジック回路に用いられる通常の電源電圧(定格3.3V)である。第2の電源電圧VHVは、印刷ヘッドを駆動してインクを吐出させるために用いられる高い電圧(例えば定格42V)である。これらの電圧VDD、VHVは、サブ制御回路500に供給され、また、必要に応じて他の回路にも供給される。主制御回路400は、CPU410と、メモリー420とを有している。サブ制御回路500は、カートリッジの記憶装置203へのアクセスを実行するメモリー制御回路501と、装着検出回路600とを有している。なお、主制御回路400と、サブ制御回路500とを含む回路を、「制御回路(制御部)」と呼ぶことも可能である。
【0039】
印刷装置1000の装置本体1010には、サブ制御回路500に接続された複数の端子510〜590が設けられている。これら装置本体側端子510〜590は、印刷材収容体(インクカートリッジ)100の複数の端子210〜290にそれぞれ接触する。ここで、符号550,590の端子は、カートリッジ側の2つの第1端子250,290と接触する第1検出端子550及び第2検出端子590と称する。また、符号510,540の端子は、カートリッジ側の2つの第2端子210,240と接触する第3検出端子510及び第4検出端子540と称する。
【0040】
カートリッジの基板200(図3)に設けられた9つの端子のうち、リセット端子220と、クロック端子230と、電源端子260と、接地端子270と、データ端子280は、記憶装置203に電気的に接続されている。記憶装置203は、アドレス端子を持たず、クロック端子から入力されるクロック信号SCKのパルス数と、データ端子から入力されるコマンドデータとに基づいてアクセスするメモリセルが決定され、クロック信号SCKに同期して、データ端子よりデータを受信し、もしくは、データ端子からデータを送信する不揮発性メモリーである。クロック端子230は、サブ制御回路500から装置側端子530を介して記憶装置203にクロック信号SCKを供給するために用いられる。電源端子260と接地端子270には、印刷装置1000からの記憶装置を駆動するための電源電圧(例えば3.3V)と接地電圧(0V)が、装置側端子650,570を介してそれぞれ供給されている。この記憶装置203を駆動するための電源電圧は、第1の電源電圧VDDから直接与えられる電圧か、第1の電源電圧VDDから生成されるもので第1の電源電圧VDDよりも低い電圧でもよい。データ端子280は、サブ制御回路500と記憶装置203との間で、装置側端子580を介してデータ信号SDAをやり取りするために用いられる。リセット端子220は、サブ制御回路500から記憶装置203に、装置側端子520を介してリセット信号RSTを供給するために用いられる。2つの装着検出端子(2つの第2端子)210,240は、カートリッジ100の基板200(図3)内で配線206を介して互いに接続されている。よって、第3及び第4検出端子510,540が2つの第2端子210,240と接触すると、第3及び第4検出端子510,540は配線206により接続される。他の2つの装着検出端子(2つの第1端子)250,290は、カートリッジ100に設けられた電気デバイス例えばセンサー208に接続されている。カートリッジ側の2つの第1端子250,290は、センサー端子としても機能し、装置側の第1検出端子550及び第2検出端子590とそれぞれ接触する。
【0041】
ここで、センサー208にて残量を検出するには、液量検査信号がセンサー208を構成する圧電素子の一方の電極にセンサー端子290を介して供給される。液量検査信号は、高電圧発生部661(図5〜図7参照)によって生成される最大電圧が例えば約36Vのアナログ信号である。センサー208の圧電素子はカートリッジ100内のインクの残量に応じて振動し、振動によって発生した逆起電圧が液量応答信号として圧電素子から他方のセンサー端子250を介して液量検出部664(図5〜図7参照)に送信される。液量応答信号は、圧電素子の振動数に対応する周波数を有する振動成分を含んでいる。液量検出部664は、液量応答信号RSの周波数を測定することによって、インク残量が所定量以上であるか否かを検出することができる。このインク残量検出処理は、後述するリーク検査(リーク検出処理)で使用される第1の装着検出信号SPinsよりも高い電圧レベルを有する高電圧信号を、端子250を介してセンサー208に供給する高電圧処理である。
【0042】
図5は、第1実施形態におけるカートリッジ100の回路基板200と装置本体1010との電気的構成の具体例を示すブロック図である。ただし図5では、図1に示す4色のインクカートリッジ100のうちの2つのみを示している。
【0043】
図5に示される印刷装置1000は、印刷材(インク等)を収容しており、印刷装置1000に装着可能な1または複数の印刷材収容体(インクカートリッジ)IC1,IC2から印刷材(インク等)の供給を受けて印刷を実行する。
【0044】
この印刷装置1000は、センサー処理部660が、2つの装着/短絡検出部662,665を有する。2つの装着/短絡検出部662,665は、印刷装置1000に印刷材収容体(インクカートリッジ)IC1,IC2が正常に装着されているかどうか、本来接続されることがない第1,第4検出端子550,540同士または第2,第3検出端子590,510同士に意図しない異常な短絡が生じているか、の検出に用いられる。
【0045】
ここで検出されるべき短絡とは、センサー処理部(センサー駆動回路)660がセンサー208に高電圧を印加するときに、図5に示す第2の装着検出信号(第2検出信号)DPinsが出力される第3検出端子510と、第1検出部667が接続される第2検出端子590とが結果的に導通し、あるいは図5に示す第1の装着検出信号(第1検出信号)SPinsが出力される第1検出端子550と、第2検出部670が接続される第4検出端子540とが結果的に導通する全ての短絡を含む。この短絡とは、例えばインクの付着などにより発生する意図しない短絡である。換言すれば、検出されるべき短絡とは、センサー処理部(センサー駆動回路)660がセンサー端子250,290,550,590に印加する高電圧が、センサー端子250,290,550,590以外の端子に印加され、記憶装置203、サブ制御回路500の絶対最大定格以上の電圧が印加されることにつながる短絡である。
【0046】
なお、図5に示すセンサー処理部660のうち、2つの装着/短絡検出部662,665が、図4に示す装着検出回路600に相当する。
【0047】
(1)装着検出(接触検出)
装着/短絡検出部662には第1検出信号発生部640及び第1検出部667が配置され、装着/短絡検出部665には第2検出信号発生部650及び第2検出部670が配置されている。
【0048】
第1検出信号発生部640は、第1検出信号SPinsを発生する。第1検出信号発生部640から発生する第1検出信号SPinsは、第1及び第2検出端子550,590がインクカートリッジIC1の2つの第1端子250,290と接触していると、次の経路を経て第1検出部667にて検出される。つまり、第1検出信号発生部640から発生する第1検出信号SPinsは、図5の出力バッファA1、スイッチTS1、スイッチSW1(接点a1)、第1検出端子550、インクカートリッジIC1(第1端子250、センサー208及び第1端子290)、第2検出端子590、スイッチSW2(接点b1)及び入力バッファA2の経路(第1装着検出経路)を介して流れ、第1検出部667にて第1検出応答信号SPresが検出される。
【0049】
ここで、電気デバイスの一例であるセンサー208が容量素子であると、センサー208の一端に印加された電圧が、センサー208の他端に容量結合により発生する。このように、第1検出信号SPinsの電圧がセンサー208を介して伝達されるので、第1検出信号SPinsに基づく第1検出応答信号SPresを、第1検出部667にて検出できる。
【0050】
第1及び第2検出端子550,590がインクカートリッジIC1の2つの第1端子250,290と接触していないと、第1装着検出経路は成立しない。この場合、第1検出部667にて第1検出信号SPinsに基づく第1検出応答信号SPresが検出されることはない。このように、第1検出部667は、第1検出信号SPinsに基づく第1検出応答信号SPresの検出の有無により、第1及び第2検出端子550,590と2つの第1端子250,290との接触/非接触を精度良く検出できる。
【0051】
また、他のインクカートリッジIC2を検査するには、上述したスイッチSW1,SW2に代えて、スイッチSW1’(接点a1’)及びSW2’(接点b1’)を用いればよい。こうして、時分割で複数のインクカートリッジIC1,IC2をそれぞれ検査することができる。
【0052】
第2検出信号発生部650は、第2検出信号DPinsを発生する。第2検出信号発生部650から発生する第2検出信号DPinsは、カートリッジ各々に対応した第3及び第4検出端子510,540が全てのインクカートリッジICの2つの第1端子210,240と接触していると、次の経路を経て第2検出部670にて検出される。つまり、第2検出信号発生部650から発生する第2検出信号DPinsは、出力バッファA3、抵抗Rr、第3検出端子510、全てのインクカートリッジICの検出経路(第2端子210、配線206及び第2端子240)、第4検出端子540及び入力バッファA4の経路(第2装着検出経路)を介して流れ、第2検出部670にて第2検出応答信号DPresが検出される。
【0053】
第3及び第4検出端子510,540が2つの第1端子210,240と接触していないと、上述した第2装着検出経路は成立しない。この場合、第2検出部670にて第2検出信号DPinsに基づく第2検出応答信号DPresが検出されることはない。このように、第2検出部670は、第2検出信号DPinsに基づく第2検出応答信号DPresの検出の有無により、第3及び第4検出端子510,540と全てのカートリッジICの2つの第2端子210,240との接触/非接触を精度良く検出できる。
【0054】
(2)短絡検出
本実施形態では、上述した第1,第2検出信号発生部640,650及び第1,第2検出部667,670を用いて、上述した記憶装置、制御回路などに絶対最大定格を超えるような電圧印加を引き起こす可能性がある端子間の短絡有無も検出している。つまり、接触検出と短絡検出とは同時に実行される。この短絡検出について、図6及び図7も参照して概説する。なお、図6及び図7では、作図の便宜上、カートリッジ100は一つのみ示している。
【0055】
図6は、電気的に第2検出端子590及び第3検出端子510が短絡した時の動作を示している。第2検出端子590及び第3検出端子510の短絡とは結果として生じていれば良く、カートリッジ側の端子240,290が短絡しているもの、装置本体側の第2検出端子590及び第4検出端子540が短絡しているものなど含む。
【0056】
この場合、第1検出部667は、上述した第1装着検出経路を流れる第1検出信号SPinsと、検出端子590と第4検出端子540(第3検出端子510)との間の第1短絡部(短絡抵抗RSN)を含む第1短絡経路Ir2(抵抗Rr、第3検出端子510、カートリッジ(第2端子210、配線206及び第2端子240)、第1短絡抵抗RSN及び第2端子590)を流れる第2検出信号DPinsと、が合成された信号を受信し、これにより、第2検出端子590と第3検出端子510との短絡を検出する。
【0057】
図7は、電気的に第1検出端子550及び第4検出端子540が短絡した時の動作を示している。第1検出端子550及び第4検出端子540の短絡とは結果として生じていれば良く、カートリッジ側の端子210,250が短絡しているもの、装置本体側の第1検出端子550及び第3検出端子510が短絡しているものなども含む。
【0058】
この場合、第2検出部670は、上述した第2装着検出経路を流れる第2検出信号DPinsと、第1検出端子550と第3検出端子510(第4検出端子540)との間の第2短絡部(短絡抵抗RSP)を含む第2短絡経路Ir1(抵抗Rc、第1検出端子550、第1短絡抵抗RSP、カートリッジ(第2端子210、配線206及び第2端子240)及び第4検出端子540)を流れる第1検出信号SPinsと、が合成された信号を受信し、これにより第1検出端子550と第3検出端子510との短絡を検出する。
【0059】
この構成によれば、2系統の装着検出用の信号SPins,DPinsを短絡検出用として兼用し、端子間で短絡が発生した場合には、第1検出部でDPinsに基づく信号を受信し、第2検出部ではSPinsに基づく信号を受信するので、短絡を検出することができる。この各信号はデジタル的に検出することができる。2系統の短絡検出用の信号SPins,DPinsは、例えばパルス信号とすることができる。よって、高精度なアナログ回路が不要となる。
【0060】
接触検出と短絡検出とは、通常、印刷装置1000の電源ON時やカートリッジ交換時に実行されるシーケンスで、インク量検出に先立って行われる。よって、カートリッジ100が正しくホルダー1100に装着されているかの接触検出時に短絡が検出された場合には、インク量検出は実行せず、ユーザーにカートリッジ100の交換を推奨したり、カートリッジ100の汚れを落とすように進めるメッセージを出すことが好ましい。
【0061】
(3)過電圧検出
次に、上述した短絡時に発生する過電圧の検出について、その概要を説明する。これは、例えば装着検出を実行した時には短絡が検出されなかったが、インク量検出処理が実行されるときに、短絡が発生しており、制御回路400,500、記憶装置203にセンサー駆動用の高電圧が印加されることを防止するための処理である。図5〜図7に示すように、装着/短絡検出部662には、高電圧発生部661を設けることができ。装着/短絡検出部665には、過電圧検出部620を設けることができる。
【0062】
高電圧発生部661は、例えば3.3Vの第1,第2検出信号SPins,DPinsの電圧よりも高い電圧レベルを有する高電圧(例えば36〜42V)を発生することができる。高電圧発生部661(高電圧部663と出力バッファA5を含む)は、スイッチTS2を介してセンサー208に高電圧(例えば42V)を印加して、図5に示す液量検出部664にてインクカートリッジIC1,IC2のインク残量を検出するものである。
【0063】
高電圧を印加したときに、短絡抵抗RSN(図6)及び/又は短絡抵抗RSP(図7)を介して短絡が生じていると、その短絡抵抗RSN(図6)及び/又は短絡抵抗RSP(図7)と、第3検出端子510及び/又は第4検出端子540と、図5に示すダイオード641,642,645の少なくとも一つを介して、その高電圧が分圧回路Ra,Rbにて分圧されて、過電圧検出部620にて検出することができる。
【0064】
センサー端子250,290,550,590と、センサー端子以外の端子210,240,510,540との間で短絡が生じ、センサー端子以外の端子210,240,510,540に、所定の電圧レベルよりも高い電圧レベルが印加されると、過電圧検出部620によって、その過電圧状態の発生が検出される。この場合、例えば、その検出結果が主制御回路(制御部)400に送信され、主制御回路(制御部)400が、高電圧を低下または遮断するといった対策を迅速に実行することができる。つまり、端子間の短絡検出とは独立して、好ましい過電圧対策を実行することができる。
【0065】
(4)短絡検出の詳細な説明
図6に示す短絡時には、第1装着検出経路を流れる第1検出信号SPinsに対して、短絡抵抗RSNを含む第1短絡経路を流れる第2検出信号DPins(Ir2)が検出されることで、第1検出部667が第2検出端子590と第3検出端子510との間の短絡を検出することはすでに述べた。このことは、不具合を引き起こすような抵抗値を持つ短絡が発生しているときに、第2検出信号DPinsが第1検出部667で検出されるように、第1短絡経路を流れる第2検出信号DPins(Ir2)の電流駆動能力が設定されていることを意味する。第2検出信号DPinsが第1検出部667で検出されるかどうかは、第1,第2検出信号発生部640,650自体の電流駆動能力がほぼ等しいとき、第1検出部667から見た第1装着検出経路と第1短絡経路との各インピーダンスの差に依存する。つまり、第1装着検出経路のインピーダンスは第1短絡経路のインピーダンスよりも大きいことが条件となる。
【0066】
ここで、第1装着検出経路のインピーダンスは、出力バッファA1とスイッチTS1のインピーダンスRcや、センサー208のインピーダンス(Rzとする)が支配的である。特に、センサー208が容量素子であれば、センサー208のインピーダンスRzは無限大である。よって、第1装着検出経路のインピーダンスは第1短絡経路のインピーダンスよりも大きいという条件が成立する。そのため、短絡抵抗RSNを含む図6の第1短絡経路Ir2に流れる第2検出信号DPinsを第1検出部667にて検出できる。
【0067】
同様に、図7に示す短絡時には、第2検出部670から見た第2装着検出経路のインピーダンスは、第2短絡経路のインピーダンスよりも大きいことが条件となる。この場合、第2短絡検出経路にて支配的な出力バッファA1及びスイッチTS1のインピーダンスRcと短絡抵抗RSPよりも、第2装着検出経路のインピーダンスが大きくなければならない。
【0068】
このために、図5の印刷装置1000では、第3検出端子510から出力される第2検出信号DPins(Ir2)の電流量を制限する電流制限抵抗Rrを有することが好ましい。電流制限抵抗Rrは、Rr>Rc+RSPを満足する抵抗値とすることができる。
【0069】
上述のとおり、図6の短絡時にはセンサー208の大抵抗Rzを利用し、図7の短絡時には電流制限抵抗Rrを利用して、第1,第2装着検出経路及び第1,第2短絡検出経路のインピーダンスを設定し、第1,第2検出信号SPins,DPinsの電流駆動能力を調整することができる。それにより、短絡が発生した場合に、第1,第2検出信号SPins,DPins各々を、第2検出部670、第1検出部667にて、短絡信号として検出することができる。
【0070】
また、高電圧が印加される装置本体側のセンサー端子550,590、カートリッジ側のセンサー端子250,290と、装置本体側端子510もしくは540との間に短絡があった場合に、制御回路400,500および記憶装置203に不具合を起こさないために、過電圧検出・短絡検出されるべき短絡の抵抗値について説明する。図5の印刷装置1000は、前記高電圧の最大電圧をVmaxとし、センサー処理部(センサー駆動回路)660がセンサー208に高電圧を印加しているときに、短絡により第3検出端子510しくは第4検出端子540に印加される電圧をVlimとし、電圧Vlimが印加されるときに第3検出端子510および第4検出端子540に流れる電流をIlimとすると、過電圧検出/短絡検出されるべき短絡抵抗RSNまたは短絡抵抗RSNは、高電圧の最大電圧Vmaxを検出電流Ilimで除算して得られる抵抗値(R’=Vmax/Ilim)よりもそれぞれ小さい抵抗であることが好ましい。
【0071】
つまり、RSN<Vmax/Vlim,RSP<Vmax/Vlim(但し、Vmax≫Vlim)という関係が成立するのが好ましい。このVmax/Ilimは、保護対象のデバイス(制御回路や記憶装置)が絶対最大定格を超えないための条件であり、それ以下では短絡検出/過電圧検出を行う境界条件である。
【0072】
また、図5に示される印刷装置1000では、印刷材収容体(インクカートリッジ)IC1,IC2のセンサー208に蓄積される電荷を、各種の検出に先立って放電するために、放電素子M1,M4(図6または図7)を有することができる。
【0073】
上述のとおり、印刷装置1000は、2系統の第1,第2検出信号を用意し、端子間で短絡が発生した場合に、各信号の干渉をデジタル的に検出し、また、所定電位(例えば、グランド)を基準として短絡の有無を検出する。
【0074】
ここで、短絡を検出するとき、センサー208としての容量素子に電荷が蓄積されていると、その電荷によって生じる電流が測定誤差を生じさせる。つまり、所定電位(例えば、グランド)を基準として短絡の有無を検出することがむずかしくなる。そこで、センサー(容量素子)208の電荷を検出に先立って放電する放電経路を設けることができる。図6及び図7に示す放電素子(MOSトランジスタ)M1,M4がオンすることによって形成される経路を設け、その放電経路を介してセンサー(容量素子)208の電荷を放電する。このことによってセンサー208の蓄積電荷量を零とし、この後、検出を行うことによって、検出の精度の低下を抑制している。
【0075】
また、図5に示される印刷装置1000では、先に図3(A)に示したカットリッジ側端子210,240,250,290に対応して、装置本体側の第1検出端子550と第3検出端子510とは隣り合っており、装置本体側の第2検出端子590と第4検出端子540とは隣り合っている。
【0076】
第1検出端子550と第3検出端子510とが隣り合っている場合に、例えば、導電性のインク等によって両端子が短絡して過電圧が発生する可能性が高まる。また、第2検出端子590と第4検出端子540とが隣り合っている場合に、例えば、導電性のインク等によって両端子が短絡して過電圧が発生する可能性が高まる。よって、短絡検出による対策が重要となる。以上のことは、第1検出端子550と第4検出端子540とが隣り合っている場合や、第2検出端子590と第3検出端子510とが隣り合っている場合も同様であり、過電圧対策が必要である。
【0077】
図5の印刷装置1000に含まれる主制御回路(制御部)400は、印刷装置1000が印刷動作を実施する前に、上述した各種検査の実施を司る。そして、短絡や過電圧が検出されたときに、高電圧発生部661から出力される電圧を、制御部(主制御回路)400により低下または遮断することができる。
【0078】
このような印刷装置の制御方法によれば、印刷装置1000における高電圧駆動の安全性を高めることができる。なお、図5において、参照符号TS1〜TS3やスイッチSW1,SW2,SW1’,SW2’は、主制御回路(制御部)400によってオン/オフが制御されるアナログスイッチである。
【0079】
次に、装着検出と短絡検出の波形の一例について、図8を参照して説明する。図8は、第1〜第4検出端子510,540,550,590の電圧波形を説明するための図である。
【0080】
短絡が生じない場合には、図8に示すように、第1検出端子550から出力される第1検出信号SPinsは、実質的にその電圧波形が反映されて、第1応答信号SPresとして第2端子590に到達する。また、第3検出端子510から出力される第2検出信号DPinsは、実質的にその電圧波形が反映されて、第2応答信号DPresとして第4検出端子540に到達する。
【0081】
短絡抵抗RSNによる短絡が生じた図6の場合には、第1検出部667に接続された第2検出端子590に、短絡により第2検出信号DPinsの第2応答信号DPresが出現する。つまり、図6のセンサー208の抵抗Rzより小さい短絡抵抗RSN(第1短絡経路)を流れる第2検出信号DPinsは、比較的大きい抵抗Rzを流れる第1検出信号SPinsより支配的となる。なお、図6に示す短絡がある場合には、図8に示す第2端子590では、第1検出信号SPinsに基づく第1応答信号SPresが、センサー208の比較的大きな抵抗Rzで減衰されて現れる。よって、図6に示す短絡がある場合を示す図8にてハッチングで示す期間では、第1応答信号SPresでなく第2応答信号DPresの電圧波形が第2検出端子590に支配的に現れる。このとき、第1検出部667は、図8に示す時刻t1,t4のタイミングで図6の短絡をハイレベルHとして検出でき、あるいは図8に示す時刻t2,t3のタイミングで図6の短絡をローレベルLとして検出できる。
【0082】
一方、短絡抵抗RSPによる短絡が生じた図7の場合には、第2検出部670に接続された第4検出端子540に、第1検出信号SPinsの第1応答信号SPresが出現する。つまり、図7の抵抗Rrより小さい短絡抵抗RSP(第2短絡経路)を流れる第1検出信号SPinsは、比較的大きい抵抗Rrを流れる第2検出信号DPinsより支配的となる。なお、図7に示す短絡がある場合には、図8に示す第4検出端子540では、第2検出信号DPinsに基づく第2応答信号DPresが、比較的大きな抵抗Rrで減衰されて現れる。よって、図7に示す短絡がある場合を示す図8にてハッチングで示す期間では、第2応答信号DPresでなく第1応答信号SPresの電圧波形が第4検出端子540に支配的に現れる。このとき、第2検出部670は、図8に示す時刻t2,t3のタイミングで図7の短絡をハイレベルHとして検出でき、あるいは図8に示す時刻t1,t4のタイミングで図7の短絡をローレベルLとして検出できる。
【0083】
しかも、本実施形態では、上述した通り接触検出と短絡検出とを同時に実施できる。例えば、第1検出部667が、図8に示すタイミング(t1,t2)での検出レベルが、(L,L)で接触なし、(L,H)で正常接触、(H,L)で図6の短絡をそれぞれ同時に検出できる。同様に、第2検出部670が、図8に示すタイミング(t1,t2)での検出レベルの組み合わせが、(L,L)で接触なし、(H,L)で正常接触、(L,H)で図7の短絡をそれぞれ同時に検出できる。
【0084】
以上、いくつかの実施形態について説明したが、本発明の新規事項および効果から実体的に逸脱しない多くの変形が可能であることは当業者には容易に理解できるものである。従って、このような変形例はすべて本発明の範囲に含まれるものとする。例えば、明細書又は図面において、少なくとも一度、より広義または同義な異なる用語と共に記載された用語は、明細書又は図面のいかなる箇所においても、その異なる用語に置き換えることができる。
【符号の説明】
【0085】
100 印刷材収容体(インクカートリッジ)、
206 配線、208 電気デバイス(センサー)、
210,240 2つの第2端子、250,290 2つの第1端子、
510 第3検出端子、540 第4検出端子、
550 第1検出端子、590 第2検出端子、
620 過電圧検出部、640 第1検出信号発生部、650 第2検出信号発生部、
662,665 装着/短絡検出部、667 第1検出部、670 第2検出部、
661 高電圧発生部、
1000 印刷装置、1010 装置本体、
CS1,CS2 印刷材収容体(インクカートリッジ)
SPins,Is1 第1検出信号、SPres 第1応答信号、
DPins,Is2 第2検出信号、DPres 第2応答信号、
RSN,RSP 短絡抵抗、Rr 電流制限抵抗、
M1,M4 放電素子

【特許請求の範囲】
【請求項1】
印刷装置であって、
2つの第1端子と、2つの第2端子と、前記2つの第1端子間に接続された電気デバイスと、前記2つの第2端子同士を接続する配線と、を備え、前記印刷装置に着脱可能な印刷材収容体と、
前記印刷材収容体が装着されたときに、前記2つの第1端子と接触する第1及び第2検出端子と、
前記印刷材収容体が装着されたときに、前記2つの第2端子と接触する第3及び第4検出端子と、
前記第2検出端子と接続されて、前記第1検出端子から出力される第1検出信号を、前記電気デバイス及び前記2つの第1端子を含む第1装着検出経路を介して検出して、前記第1及び第2検出端子と前記2つの第1端子との接触を検出する第1検出部と、
前記第4検出端子と接続され、前記第3検出端子から出力される第2検出信号を、前記配線及び前記2つの第2端子を含む第2装着検出経路を介して検出して、前記第3及び第4検出端子と前記2つの第2端子との接触を検出する第2検出部と、
を有し、
前記第1検出部は、前記第2検出信号に基づいて、前記2検出端子と前記第3検出端子との短絡を検出し、
前記第2検出部は、前記第1検出信号に基づいて、前記第1検出端子と前記第4検出端子との短絡を検出する、ことを特徴とする印刷装置。
【請求項2】
請求項1記載の印刷装置であって、
前記第3検出端子から出力される第2検出信号が、前記第1検出部に伝わる経路を第1短絡経路とし、前記第1検出端子から出力される前記第1検出信号が、前記第2検出部に伝わる経路を第2短絡経路とし、
前記第1装着検出経路のインピーダンスは前記1短絡経路のインピーダンスよりも大きく、
前記第2装着検出経路のインピーダンスは前記2短絡経路のインピーダンスよりも大きいことを特徴とする印刷装置。
【請求項3】
請求項2記載の印刷装置であって、
前記第3検出端子から出力される前記第2検出信号の電流量を制限する電流制限抵抗を、さらに有することを特徴とする印刷装置。
【請求項4】
請求項3記載の印刷装置であって、
前記印刷装置が、前記第1検出端子に前記第2検出信号の電圧よりも高い電圧レベルを有する高電圧を印加したときに、前記第3検出端子及び前記第4検出端子のいずれかに、所定以上の電圧レベルが印加されたか否かを検出する過電圧検出部を、さらに有することを特徴とする印刷装置。
【請求項5】
請求項1〜請求項4のいずれか一項に記載の印刷装置であって、
前記印刷材収容体の前記電気デバイスは、容量素子を用いて前記印刷材収容体内の印刷材の残量が所定量以上かどうかを検出するセンサーであり、
前記容量素子の電荷を、前記第1検出信号及び前記第2検出信号の出力に先立って放電する放電素子をさらに有することを特徴とする印刷装置。
【請求項6】
請求項1〜請求項5のいずれか一項に記載の印刷装置であって、
前記第1検出端子と前記第3検出端子とは隣り合っており、前記第2検出端子と前記第4検出端子とは隣り合っていることを特徴とする印刷装置。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【図7】
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【図8】
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【公開番号】特開2012−250489(P2012−250489A)
【公開日】平成24年12月20日(2012.12.20)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2011−125991(P2011−125991)
【出願日】平成23年6月6日(2011.6.6)
【出願人】(000002369)セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Fターム(参考)】