液体残量検出システム
【課題】液体噴霧装置において、差動アンプへの入力信号に混入するノイズを好適に除去し、液体収容容器における液体の充填状況を精度良く検出する
【解決手段】プリンター２０に接続されるインクカートリッジＣＲ１のセンサ８０の電極８２は、調整回路５７を介して、差動アンプ５４に接続され、センサ８０の電極８１は、可変容量回路５３を介して、差動アンプ５４に接続される。副制御回路５２は、インク有り時のセンサ８０の出力信号と同じ周波数Ｈ１の信号と、インク無し時のセンサ８０の出力信号と同じ周波数Ｈ２の信号とを較正用信号源ＴＮを用いて、差動アンプ５４に入力させ、いずれの信号に対しても、差動アンプ５４への２つの入力経路のフィルタ特性の差が小さくなるように、可変容量回路５３の容量を設定する。
【解決手段】プリンター２０に接続されるインクカートリッジＣＲ１のセンサ８０の電極８２は、調整回路５７を介して、差動アンプ５４に接続され、センサ８０の電極８１は、可変容量回路５３を介して、差動アンプ５４に接続される。副制御回路５２は、インク有り時のセンサ８０の出力信号と同じ周波数Ｈ１の信号と、インク無し時のセンサ８０の出力信号と同じ周波数Ｈ２の信号とを較正用信号源ＴＮを用いて、差動アンプ５４に入力させ、いずれの信号に対しても、差動アンプ５４への２つの入力経路のフィルタ特性の差が小さくなるように、可変容量回路５３の容量を設定する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液体噴霧装置に供給する液体を収容する液体収容容器内に設けられたセンサからの出力信号を用いて、液体収容容器における液体の充填状況を検出する液体残量検出システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
プリンターに搭載されるインクカートリッジにおけるインクの有無を検出するためのインク検出装置が開発されている。こうしたインク検出装置として、例えば、インクカートリッジのインク流路の途中に設けた圧電素子に所定の駆動電圧を印加して圧電素子に歪みを生じさせ、駆動電圧を解放した際に生じる逆起電力の信号の周波数を検出して、インク流路がインクで満たされた状態であるか否かを判断する技術が知られている。
【０００３】
こうしたインク検出装置においては、圧電素子の出力インピーダンスが高いため、逆起電力へのノイズの混入が問題となる。そこで、圧電素子の両端の電極から逆相の検出信号を出力させ、差動アンプに入力する技術が開発されている（例えば、下記特許文献１）。この場合、両電極に同相で混入するコモンモードノイズは、差動アンプによって除去でき、精度の高いインク量レベル検出を行うことができる。
【０００４】
ところが、インク量レベル検出においては、インクカートリッジに収容されるインクを介して、圧電素子の両端の電極から混入するノイズの影響が比較的大きい。かかるノイズについては、圧電素子はキャパシタとしての性質を有するため、圧電素子の収容インク側の電極からの出力は、当該キャパシタを通過しないものとなり、収容インクと反対側の電極からの出力は、当該キャパシタを通過するものとなる。そのため、両電極から差動アンプへの入力経路におけるフィルタ特性に違いが生じるため、差動アンプを用いてもノイズを完全には除去できず、検出精度向上の余地を残していた。そこで、特許文献１では、圧電素子を通過しない出力経路に、圧電素子と同等の容量の較正用キャパシタを設けて、両電極から差動アンプに至る２つの入力経路におけるフィルタ特性を均一化して、インクを介して混入するノイズの影響を低減する技術についても開示している。
【０００５】
しかしながら、かかる構成のインク検出装置においても、圧電素子のキャパシタとしての容量は、個体間でバラツキが大きいため、圧電素子のキャパシタとしての容量と、較正用キャパシタの容量とを完全に同一にすることはできず、未だ検出精度向上の余地を残している状況であった。かかる問題は、上述したインク検出装置に限らず、センサからの出力信号を用いて、液体の残量を検出する種々の液体残量検出システムに共通して生じる問題であった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００８−２６８０５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上述の問題を踏まえ、本発明が解決しようとする課題は、液体噴霧装置において、差動アンプへの入力信号に混入するノイズを好適に除去し、液体収容容器における液体の充填状況を精度良く検出することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態又は適用例として実現することが可能である。
【０００９】
［適用例１］液体噴霧装置に供給する液体を収容する液体収容容器内に設けられたセンサからの出力信号を用いて、該液体収容容器における前記液体の充填状況を検出する液体残量検出システムであって、
前記センサと電気的に接続するための端子と、
前記センサから前記端子を介して入力される前記出力信号の差分を出力する差動アンプと、
容量を変更可能な容量可変キャパシタであって、該容量可変キャパシタの一方が前記端子から前記差動アンプに至る信号ラインに接続され、他方がグランドに接続された容量可変キャパシタと、
前記センサから前記差動アンプに至る２つの入力経路における、キャパシタとしてのフィルタ特性の差異を較正するための較正キャパシタと、
前記較正キャパシタと前記端子との間に接続され、較正用信号を生成し、前記差動アンプに入力する較正用信号源と、
前記容量可変キャパシタの容量を変化させながら、前記差動アンプに前記較正用信号を入力し、該差動アンプの出力が相対的に小さくなるように、前記容量可変キャパシタの容量を設定する制御部と
を備えた液体残量検出システム。
【００１０】
かかる構成の液体残量検出システムは、差動アンプへの２つの入力経路に、較正キャパシタと容量可変キャパシタと較正用信号源とが接続されており、制御部が、容量可変キャパシタの容量を変化させながら、差動アンプに前記較正用信号を入力し、差動アンプの出力が相対的に小さくなるように、容量可変キャパシタの容量を設定する。したがって、２つの入力経路のキャパシタとしてのフィルタ特性の違いを較正することができる。その結果、フィルタ特性が異なる２つの経路から差動アンプに入力されるノイズを好適に除去し、液体残量の検出精度を向上させることができる。
【００１１】
［適用例２］適用例１記載の液体残量検出システムであって、前記容量可変キャパシタは、前記信号ラインとグランドとの間に介装される複数のキャパシタと、前記複数のキャパシタの各々に設けられ、前記信号ライン及び前記グランドとの接続の少なくとも一方を入切するスイッチとを備え、前記制御部は、前記スイッチの接続状態を制御して、容量の制御を行う液体残量検出システム。
かかる構成の液体残量検出システムは、容量可変キャパシタは、複数のキャパシタとスイッチとで構成されているので、スイッチを制御して、容量を容易に変更することができる。
【００１２】
［適用例３］適用例２記載の液体残量検出システムであって、前記複数のキャパシタの個数は、Ｎ（Ｎは２以上の整数）個であり、前記Ｎ個のキャパシタは、ｎ（ｎは１からＮの整数）番目のキャパシタの静電容量が、ｎ＝１のキャパシタの静電容量である最小静電容量に２のｎ−１乗を乗じた値である液体残量検出システム。
【００１３】
かかる構成の液体残量検出システムは、スイッチの制御によって、接続された状態のキャパシタの合計の容量を、少ないキャパシタの数で効率的に調整することができる。また、最小静電容量を単位として、精度良くフィルタ特性の較正を行うことができる。
【００１４】
［適用例４］前記容量可変キャパシタは、集積回路内に設けられた適用例１ないし適用例３のいずれか記載の液体残量検出システム。
かかる構成の液体残量検出システムは、容量可変キャパシタが集積回路内に設けられるので、集積回路外部に設ける場合と比べて、低コスト化することができる。
【００１５】
［適用例５］前記較正用信号源は、周波数の異なる複数の信号を生成可能である適用例１ないし適用例４のいずれか記載の液体残量検出システム。
かかる構成の液体残量検出システムは、較正用信号の周波数を変えることができるので、差動アンプへの２つの入力経路のキャパシタとしてのフィルタ特性の違いを柔軟に較正することができる。
【００１６】
［適用例６］適用例５記載の液体残量検出システムであって、前記複数の信号は、前記液体収容容器に前記液体が充填されている場合の前記センサの固有振動数と略等しい第１の周波数の信号と、前記液体収容容器に前記液体が充填されていない場合の前記センサの固有振動数と略等しい第２の周波数の信号である液体残量検出システム。
【００１７】
かかる構成の液体残量検出システムは、液体収容容器における液体の充填状況に応じてセンサから出力される周波数に合わせた較正用信号を用いて、フィルタ特性の較正を行えるので、液体残量の検出精度を向上させることができる。
【００１８】
［適用例７］適用例５または適用例６記載の液体残量検出システムであって、前記較正用信号は、周波数の異なる複数の信号であり、前記制御部は、前記複数の信号の各々に対して、前記容量可変キャパシタの容量を変化させながら、前記差動アンプに前記較正用信号を入力し、前記複数の信号のいずれに対しても、該差動アンプの出力が相対的に小さくなるように、前記容量可変キャパシタの容量を設定する液体残量検出システム。
【００１９】
かかる構成の液体残量検出システムは、液体収容容器における液体の充填状況に応じてセンサから出力される２つの周波数に合わせた較正用信号を用いて、いずれの較正用信号に対しても、差動アンプの出力が相対的に小さくなるように容量可変キャパシタの容量を設定する。したがって、液体収容容器に液体が充填されている場合と、充填されていない場合のいずれに対しても、差動アンプへの２つの入力経路のキャパシタとしてのフィルタ特性の違いを好適に較正することができる。
【００２０】
［適用例８］適用例５ないし適用例７のいずれか記載の液体残量検出システムであって、前記較正用信号は、周波数の異なる複数の信号であり、前記制御部は、前記複数の信号のうちの第１の信号を入力した場合に、前記差動アンプの出力が相対的に小さくなる前記容量可変キャパシタの容量である第１の容量と、前記複数の信号のうちの第２の信号を入力した場合に、前記差動アンプの出力が相対的に小さくなる前記容量可変キャパシタの容量である第２の容量とを所定の重み付けで合成した容量に、前記容量可変キャパシタの容量を設定する液体残量検出システム。
【００２１】
かかる構成の液体残量検出システムは、第１の容量と第２の容量とを所定の重み付けで合成した容量に、容量可変キャパシタの容量を設定するので、複数の周波数の信号に対する、差動アンプへの２つの入力経路のキャパシタとしてのフィルタ特性の違いを、所望の程度で較正することができる。
【００２２】
［適用例９］適用例８記載の液体残量検出システムであって、前記第１の信号の周波数は、前記液体収容容器に前記液体が充填されている場合の前記センサの固有振動数と略等しく、前記第２の信号の周波数は、前記液体収容容器に前記液体が充填されていない場合の前記センサの固有振動数と略等しく、前記所定の重み付けは、前記第１の容量が前記第２の容量よりも重い液体残量検出システム。
かかる構成の液体残量検出システムは、液体収容容器に液体が充填されている場合を、液体が充填されていない場合よりも優先して、容量可変キャパシタの容量を設定する。液体が充填されている場合の方が、充填されていない場合と比べて、ノイズが差動アンプへ入力されやすいので、かかるノイズの除去性能を向上させることができる。
【００２３】
［適用例１０］前記較正用信号の周波数は、２のＰ乗（Ｐは整数）で表される適用例１ないし適用例９のいずれか記載の液体残量検出システム。
［適用例１１］前記較正用信号は、方形波である適用例１ないし適用例１０のいずれか記載の液体残量検出システム。
【００２４】
かかる構成の液体残量検出システムは、較正用信号をデジタルパルスとすることができるので、較正用信号源が較正用信号を容易に生成することができる。また、較正用信号源の構成を簡単にすることができる。
【００２５】
［適用例１２］前記制御部は、前記液体残量検出システムの使用環境が変化する可能性があることを少なくとも推認可能なイベントを検知した際に、前記容量可変キャパシタの容量の設定を行う適用例１ないし適用例１１のいずれか記載の液体残量検出システム。
かかる構成の液体残量検出システムは、使用環境が変化する可能性がある場合に、制御部が、容量可変キャパシタの容量の設定を行うので、使用環境の変化によって、差動アンプへの２つの入力経路のキャパシタとしてのフィルタ特性の違いが変化しても、その変化に追随することができる。したがって、使用環境が変化しても、液体残量の検出精度を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の実施例としてのプリンター２０の概略構成を示す説明図である。
【図２】インクカートリッジＣＲ１〜ＣＲ６及び印刷ヘッドユニット６０の概略構成を示す説明図である。
【図３】インクカートリッジＣＲ１〜ＲＣ６のインク残量を検出するためのプリンター２０の構成を示す説明図である。
【図４】従来のインク残量検出処理の詳細を示す説明図である。
【図５】インク受信ノイズ源Ｎから端子１１４及び１１５に至る経路の等価回路図である。
【図６】インク受信ノイズ源Ｎから差動アンプ５４に至るまでの２つの入力経路についてのフィルタ等価回路図である。
【図７】容量較正処理の流れを示すフローチャートである。
【図８】本発明のインク残量検出処理の流れを示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
本発明の実施例について説明する。
Ａ．実施例：
Ａ−１．プリンター２０の構成：
図１は、本発明の実施例としてのプリンター２０の概略構成図である。プリンター２０は、シリアル式インクジェットプリンターであり、図示するように、プリンター２０は、紙送りモーター３１によって印刷媒体Ｐを搬送する機構と、キャリッジモーター３３によってキャリッジ３０をプラテン３２の軸方向に往復動させる機構と、キャリッジ３０に搭載された印刷ヘッドユニット６０を駆動してインクの吐出及びドット形成を行う機構と、これらの紙送りモーター３１、キャリッジモーター３３、印刷ヘッドユニット６０及び操作パネル９２との信号のやり取りを司る主制御部４０とから構成されている。また、プリンター２０は、インターフェース９３を介してコンピュータＰＣに接続されている。
【００２８】
キャリッジ３０をプラテン３２の軸方向に往復動させる機構は、プラテン３２の軸と並行に架設され、キャリッジ３０を摺動可能に保持する摺動軸３４と、キャリッジモーター３３との間に無端の駆動ベルト３６を張設するプーリー３８等から構成されている。
【００２９】
キャリッジ３０には、カラーインクとして、シアンインクＣ、マゼンタインクＭ、イエロインクＹ、ブラックインクＫ、ライトシアンインクＬｃ、ライトマゼンタインクＬｍをそれぞれ収容したインクカートリッジＣＲ１〜ＣＲ６が搭載されている。
【００３０】
印刷ヘッドユニット６０は、図１に示すキャリッジ３０の裏面に、インクカートリッジＣＲ１〜ＣＲ６に関連する処理を実行する回路であるサブ制御部５０を備えている。印刷ヘッドユニット６０のその他の構成については、インクカートリッジＣＲ１〜ＣＲ６の構成と共に図２を用いて説明する。図２に示すように、インクカートリッジＣＲ１〜ＣＲ６は、上述したカラーインクの収容体であり、内部にインクを収容するインク収容室が形成された筐体７１と、プリンター２０にインクを供給するためのインク供給口７４と、インク残量の検出に用いられるセンサ８０と、端子１１４及び１１５を備えた端子板１１０とを備えている。インク供給口７４は、筐体７１の下部に設置され、センサ８０は、筐体７１の側部に設置されている。端子１１４及び１１５は、図示しない信号線によりセンサ８０と接続されている。
【００３１】
また、印刷ヘッドユニット６０は、上述したサブ制御部５０（図２では図示せず）のほかに、図２に示すように、カートリッジ装着部６２、インク導入部６６、印刷ヘッド６８、端子板１００を備えている。カートリッジ装着部６２には、インクカートリッジＣＲ１〜ＣＲ６が装着される。印刷ヘッド６８は、複数のノズルと、各ノズルに備えられた圧電素子とを有し、電圧が圧電素子に印加されることによって、インク滴をノズルから吐出する。インク導入部６６は、インクカートリッジＣＲ１〜ＣＲ６がカートリッジ装着部６２に装着される際に、インクカートリッジＣＲ１〜ＣＲ６のインク供給口７４に挿入され、インクを印刷ヘッド６８に導入する。
【００３２】
端子板１００は、インクカートリッジＣＲ１〜ＣＲ６の端子板１１０の端子１１４及び１１５に対応する端子１０４及び１０５を備えている。端子１０４及び１０５は、インクカートリッジＣＲ１〜ＣＲ６がカートリッジ装着部６２に装着された際に、上述した端子１１４及び１１５とそれぞれ接触して、インクカートリッジＣＲ１〜ＣＲ６のセンサ８０と、プリンター２０とを電気的に接続する。なお、印刷ヘッドユニット６０は、インク導入部６６及び端子板１００を、装着可能なインクカートリッジ数（ここでは６個）と同数だけ備えている。また、端子板１００の端子１０４、１０５及び１０７は、サブ制御部５０に接続されている。
【００３３】
以上のようなハードウェア構成を有するプリンター２０は、キャリッジモーター３３を駆動することによって、印刷ヘッドユニット６０を印刷媒体Ｐに対して主走査方向に往復動させ、また、紙送りモーター３１を駆動することによって、印刷媒体Ｐを副走査方向に移動させる。主制御部４０は、キャリッジ３０が往復動する動き（主走査）や、印刷媒体Ｐの紙送りの動き（副走査）に合わせて、印刷データに基づいて適切なタイミングでノズルを駆動することにより、印刷媒体Ｐ上の適切な位置に適切な色のインクドットを形成する。こうすることによって、プリンター２０は、インターフェース９３を介してコンピュータＰＣからから入力されたカラー画像を印刷することが可能となっている。
【００３４】
Ａ−２．インク残量検出システム２５の構成：
プリンター２０におけるインク残量検出システム２５について図３を用いて説明する。インク残量検出システム２５は、主制御部４０、サブ制御部５０、端子１０４及び１０５を備えている。また、インク残量検出システム２５は、上述した端子１０４，１０５及と、インクカートリッジＣＲ１の端子１１４，１１５とを介して、インクカートリッジＣＲ１と電気的に接続されている。なお、プリンター２０は、実際には、ＣＲ１インクカートリッジＣＲ１〜ＣＲ６と接続されているが、説明を簡単にするため、インクカートリッジＣＲ２〜ＣＲ６との接続関係は省略している。
【００３５】
主制御部４０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＥＥＰＲＯＭを備えており、ＲＯＭやＥＥＰＲＯＭに記憶されたプログラムをＲＡＭに展開し、実行することにより、プリンター２０の動作全般の制御のほか、駆動信号生成部４１、インク残量判断部４２としても機能する。この機能部の詳細については後述する。
【００３６】
サブ制御部５０は、インクカートリッジＣＲ１〜ＣＲ６に関連する処理、主に、インク残量の検出を行うためのＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）５１と調整回路５７とを備えている。ＡＳＩＣ５１は、副制御回路５２、可変容量回路５３、差動アンプ５４、スイッチＳＷ１１，ＳＷ１２、較正用信号源ＴＮを備えている。副制御回路５２は、主制御部４０とのやり取りを行いつつ、スイッチＳＷ１１〜ＳＷ１２のＯＮ／ＯＦＦ制御を行うことで、インク残量の検出結果を主制御部４０に出力する。副制御回路５２の機能の詳細は、後述するインク残量検出処理において明らかにする。
【００３７】
スイッチＳＷ１１，ＳＷ１２は、サブ制御部５０における回路の接続状態を切り替えるアナログスイッチである。スイッチＳＷ１１は、グランド（ＧＮＤ）と端子１０５との接続状態を切り替えるスイッチであり、スイッチＳＷ１１の一方は、ＧＮＤに接続され、他方は調整回路５７を介して端子１０５に接続されている。スイッチＳＷ１２は、主制御部４０と端子１０４との接続状態を切り替えるスイッチであり、スイッチＳＷ１２の一方は、主制御部４０に接続され、他方は、可変容量回路５３を介して端子１０４に接続されている。
【００３８】
可変容量回路５３は、ｎ個（ｎは２以上の整数）のキャパシタＣ１〜Ｃｎと、ｎ個のスイッチＳＷ１〜ＳＷｎとによって構成される。キャパシタＣ１〜Ｃｎの一端は、ＧＮＤに接続されており、他の一端は、スイッチＳＷ１〜ＳＷｎを介して、スイッチＳＷ１２と端子１０４との間の信号線に接続されている。本実施例においては、スイッチＳＷ１〜ＳＷｎは、アナログスイッチ、例えば、ＦＥＴ（Ｆｉｅｌｄ Ｅｆｆｅｃｔ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）であり、ｎ＝４としている。キャパシタＣ１〜Ｃｎの容量は、キャパシタＣ１が最も小さく、キャパシタＣ２、Ｃ３となるにしたがって、２Ｃ、４Ｃと、２の倍数で増加していく。つまり、ｉ番目（ｉは、１〜ｎの整数）のキャパシタＣｉの容量は２(i-1)Ｃである。可変容量回路５３は、スイッチＳＷ１〜ＳＷｎのＯＮ／ＯＦＦを切り替えることで、接続されたキャパシタの合計の容量を、値０（スイッチＳＷ１〜ＳＷｎの全てをＯＦＦ）から値２×２(n-1)−１（スイッチＳＷ１〜ＳＷｎの全てをＯＮ）までの全ての整数にＣを乗じた値のいずれかに制御可能である。以降、ＯＮとなったスイッチＳＷ１〜ＳＷｎに対応するキャパシタを総称してキャパシタＣｂ２とも呼ぶ。なお、スイッチＳＷ１〜ＳＷｎは、キャパシタＣ１〜ＣｎとＧＮＤとの間に介装されていてもよいし、信号線とキャパシタＣ１〜Ｃｎの間と、キャパシタＣ１〜ＣｎとＧＮＤとの間の両方に介装されていてもよい。
【００３９】
かかる可変容量回路５３は、信号源から差動アンプ５４に入力する２つの入力経路におけるキャパシタとしてのフィルタ特性を補正するための回路であり、その詳細は後述する。キャパシタのフィルタ特性とは、例えば、入力経路に存在する、キャパシタ（キャパシタとしての性質を有する部材や寄生容量を含む）の構成や容量に起因するフィルタ特性をいう。
【００４０】
差動アンプ５４は、２つの入力の差分を増幅して、副制御回路５２に出力する。差動アンプ５４への２つの入力は、可変容量回路５３とスイッチＳＷ１２との間の信号線と、調整回路５７とスイッチＳＷ１１との間の信号線とに接続されている。本実施例では、端子１０４から差動アンプ５４に至る信号線を第１の信号線Ｌ１とも呼び、端子１０５から差動アンプ５４に至る信号線を第２の信号線Ｌ２とも呼ぶ。
【００４１】
また、第２の信号線Ｌ２は、ＡＳＩＣ５１の外部を経由しており、当該外部において、調整回路５７が直列的に接続されている。調整回路５７は、キャパシタＣａとキャパシタＣｂとから構成される。キャパシタＣａは、差動アンプ５４と端子１０５との間に直列的に接続されている。キャパシタＣｂの一端は、差動アンプ５４とキャパシタＣａとの間で第２の信号線Ｌ２に接続され、他の一端は、ＧＮＤに接続されている。調整回路５７は、可変容量回路５３と同様に、フィルタ特性を較正するための回路であり、その詳細は後述する。なお、第２の信号線Ｌ２がＡＳＩＣ５１の外部で調整回路５７と接続しているのは、調整回路５７のキャパシタ容量が比較的大きく、ＡＳＩＣ５１の内部には設けにくいからである。
【００４２】
較正用信号源ＴＮは、パルス生成回路であり、ＡＳＩＣ５１の内部において、調整回路５７と端子１０５との間の第２の信号線Ｌ２に接続されている。本実施例では、較正用信号源ＴＮは、副制御回路５２からの制御信号を受けて、方形波のデジタルパルスを生成するものである。ただし、較正用信号源ＴＮは、アナログパルスを生成するものであってもよい。較正用信号源ＴＮが生成するデジタルパルスの周波数は、２p（Ｐは任意の整数）に調整することができる。なお、較正用信号源ＴＮは、副制御回路５２に含まれてもよい。また、較正用信号源ＴＮは、調整回路５７と端子１０５との間、すなわち、キャパシタＣＡの端子１０５側と同一電位の箇所に接続されていればよく、ＡＳＩＣ５１の外部に設けられていてもよい。
【００４３】
かかる構成のインク残量検出システム２５に接続されるインクカートリッジＣＲ１は、上述のとおり、センサ８０と、端子１１４及び１１５とを備えている。センサ８０は、公知の技術であるため、詳しい説明は省略するが、インクカートリッジＣＲ１のインク収容室からインク供給口７４に至るインク流路の途中に設けられ、後述するインク残量検出処理に用いられる。センサ８０は、プラス（Ｐ）電極である電極８１と、マイナス（Ｎ）電極である電極８２と、その間に配された圧電素子８３とからなり、電極８１は端子１１４に、電極８２は端子１１５に接続されている。本実施例では、電極８１及び電極８２のうちの電極８２側にインク収容室が設けられている。また、電極８２とインク収容室との間には、絶縁体８４が挿入されている。
【００４４】
また、上述のサブ制御部５０において、可変容量回路５３とインクカートリッジＣＲ１用の端子１０４との間との間には、６チャネルのアナログスイッチ（第１の切り替えスイッチという）が接続されており、また、調整回路５７とインクカートリッジＣＲ１用の端子１０５との間とには、６チャネルのアナログスイッチ（第２の切り替えスイッチという）が接続されている（図示せず）。第１及び第２のアナログスイッチを切り替えることで、第１の信号線Ｌ１及び第２の信号線Ｌ２の接続先を、インクカートリッジＣＲ１〜ＣＲ６用の各々の端子１０４，１０５の間で切り替え可能な構成となっている。また、較正用信号源ＴＮは、調整回路５７と第２の切り替えスイッチとの間で、第２の信号線Ｌ２に接続されている。これにより、第１及び第２の切り替えスイッチを切り替えれば、較正用信号源ＴＮに接続されるインクカートリッジＣＲ１〜ＣＲ６も、同時に切り替わることとなる。
【００４５】
Ａ−３．従来のインク残量検出処理：
本発明のインク残量処理について説明する前に、プリンター２０を用いて従来のインク残量処理を行う場合の手順について、図３及び図４を用いて説明する。インク残量検出処理とは、インク残量検出システム２５を用いて、インクカートリッジＣＲ１〜ＣＲ６に収容されたインクの残量が残り僅かであるか否かを検出する処理である。以下、インクカートリッジＣＲ１に対してのインク残量検出処理として説明する。この処理は、本実施例においては、所定のタイミング、例えば、インクカートリッジＣＲ１が交換されたとき、プリンター２０の電源投入時、印刷を一定量実行した後（例えば、１ページ分の印刷を実行した後）、印刷ヘッド６８が備えるノズルを清掃する処理（いわゆるフラッシング処理）を実行した後、主制御部４０が印刷データに基づいてカウントする各カラーインクの使用量が所定量に達したときに実行される。
【００４６】
インク残量検出処理が開始されると、主制御部４０は、図４に示すように、サブ制御部５０の副制御回路５２に対して、測定コマンドを送信する。副制御回路５２は、測定コマンドを受信すると、測定コマンドに含まれる情報により指定された検出対象カートリッジ（ここではインクカートリッジＣＲ１）を認識する。そして、主制御部４０が副制御回路５２に制御信号Ｐ１を送信すると、副制御回路５２は、上述した６チャネルのスイッチで、サブ制御部５０とインクカートリッジＣＲ１とを電気的に接続する。そして、副制御回路５２は、スイッチＳＷ１１及びＳＷ１２をＯＮにする。こうすることで、主制御部４０とインクカートリッジＣＲ１の端子１１４とが電気的に接続されると共に、インクカートリッジＣＲ１の端子１１５の電位が基準電位（ＧＮＤ）にされ、後述するセンサ駆動電圧ＤＳを、端子１１４を介して圧電素子８３に印加可能となる。
【００４７】
かかる状態で、主制御部４０は、駆動信号生成部４１の処理として、センサ駆動電圧ＤＳを出力する。本実施例においては、センサ駆動電圧ＤＳは、最大３６Ｖの電圧を有する台形のパルス信号である。ここでは、センサ駆動電圧ＤＳは、駆動電圧の最大電位差ΔＶｃの中間の電位Ｖｍｉｄから１／２×ΔＶｃだけ上昇して最大電位Ｖｍａｘに達し、所定の維持期間を経てΔＶｃだけ下降して最小電位Ｖｍｉｎに至り、さらに、所定の維持期間を経て再び１／２×ΔＶｃだけ上昇して電位Ｖｍｉｄに戻る波形を有している。ただし、センサ駆動電圧ＤＳの波形は、このような波形に限るものではなく、例えば、最小電位ＶｍｉｎからΔＶｃ分上昇して最大電位Ｖｍａｘに達し、所定の維持期間を経てΔＶｃ分下降して最小電位Ｖｍｉｎに戻る波形であってもよい。こうして、圧電素子８３には、センサ駆動電圧ＤＳが印加される。センサ駆動電圧ＤＳの印加が終了した後、主制御部４０は、制御信号Ｐ２を発生させる。制御信号Ｐ１が発生されるタイミングから制御信号Ｐ２が発生されるまでの期間を駆動電圧印加期間Ｔ１と呼ぶ。
【００４８】
副制御回路５２は、制御信号Ｐ２を受信したタイミングで、スイッチＳＷ１１，ＳＷ１２をＯＦＦにする。これにより、端子１１４及び１１５は、主制御部４０またはＧＮＤと切り離され、解放状態となる。その結果、圧電素子８３は振動を励起される。
【００４９】
駆動電圧印加期間Ｔ１終了後、センサ駆動電圧ＤＳによって振動を励起された圧電素子８３は、振動に伴う歪みに応じて、逆起電力を発生する。圧電素子８３は、発生した逆起電力を、端子１１４及び端子１１５を介して出力信号ＳＧ１，ＳＧ２として出力する。端子１１４から出力される出力信号ＳＧ１と、端子１１５から出力される出力信号ＳＧ２とは、図４に示すように、逆位相である。
【００５０】
制御信号Ｐ２の出力後、待機期間Ｔ２をおいて、主制御部４０は、制御信号Ｐ３を発生させる。副制御回路５２は、制御信号Ｐ３を受信したタイミングで、差動アンプ５４をＯＮにする。この結果、出力信号ＳＧ１は、可変容量回路５３が接続された第１の信号線Ｌ１を介して差動アンプ５４に入力され、出力信号ＳＧ２は、調整回路５７が接続された第２の信号線Ｌ２を介して差動アンプ５４に入力される。
【００５１】
出力信号ＳＧ１，ＳＧ２が入力されると、差動アンプ５４は、入力された出力信号ＳＧ１及びＳＧ２の差分を増幅した出力信号ＳＧを副制御回路５２に出力する。副制御回路５２は、差動アンプ５４から出力された出力信号ＳＧをＡＤ変換し、デジタル信号を生成する。副制御回路５２は、デジタル化された出力信号ＳＧが所定回数立ち上がるのに要する期間Ｔ３（以下、測定期間Ｔ３という。）を測定する。測定期間Ｔ３の測定は、測定期間Ｔ３に含まれるクロック信号のパルス数をカウントすることによって実行される。そして、副制御回路５２は、測定された測定期間Ｔ３に基づいて、出力信号ＳＧの周波数Ｈを算出する。周波数Ｈは、圧電素子８３が振動する固有振動数に等しい。副制御回路５２は、算出した周波数Ｈを主制御部４０に出力する。
【００５２】
主制御部４０は、周波数Ｈを取得すると、インク残量判断部４２の処理として、取得した周波数Ｈに基づいて、インクカートリッジＣＲ１のインク残量を判定する。ここで、圧電素子８３は、センサ８０が設置されるインク流路にインクが充填された状態と、インクが無い状態とでは、異なる固有振動数で振動する。すなわち、ここでいう圧電素子８３の固有振動数とは、圧電素子８３ごとに１つに定まる値ではなく、センサ８０が設置されるインク流路の影響を受けて定まる値であり、インクの有無に応じて変化する値である。例えば、本実施例におけるインクカートリッジＣＲ１において、センサ８０は、インク有り時において第１の固有振動数Ｈ１（例えば、約３０ＫＨｚ）で振動し、インク無し時において第２の固有振動数Ｈ２（例えば、約１１０ＫＨｚ）で振動する。このような振動特性は、インクカートリッジの形状、材質、インクの材質等、種々の要因によって変化するものであって、上述の値に限られるものではない。主制御部４０は、こうした特性を利用して、取得した周波数Ｈが、第１の固有振動数Ｈ１とほぼ等しい場合には、インクカートリッジＣＲ１のインク残量は所定量以上である（インク有り）と判断し、取得した周波数Ｈが、第２の固有振動数Ｈ２とほぼ等しい場合には、インク残量は所定量未満（インク無し）であると判断するのである。
【００５３】
このようにして、インクカートリッジＣＲ１のインク残量を判断し、その結果がインク無しであれば、主制御部４０は、操作パネル９２のディスプレイにインクカートリッジＣＲ１の交換をユーザーに促すためのメッセージを表示する。また、主制御部４０は、その結果をコンピュータＰＣに送信する。これを受けて、コンピュータＰＣは、同様のメッセージをディスプレイに表示する。
【００５４】
Ａ−４．可変容量回路５３及び調整回路５７の詳細：
可変容量回路５３及び調整回路５７の詳細について説明する前に、上述したインク残量検出処理の課題について説明する。プリンター２０においては、インクジェット式プリンター特有の問題として、インクカートリッジＣＲ１に充填されたインクがアンテナとなって、センサ８０の電極８１及び８２からノイズが混入することが想定される。こうしたノイズ源を本願では、インク受信ノイズ源Ｎという。
【００５５】
インク受信ノイズ源Ｎから電極８１を介して端子１１４に至る第１の経路（Ｐ極側）の等価回路を図５（ａ）に示す。第１の経路では、図示するように、インク受信ノイズＮ源は、絶縁体８４及び圧電素子８３を介して、端子１１４に接続される。ここで、絶縁体８４及び圧電素子８３は誘電体であるため、キャパシタとしての性質を有している。したがって、第１の経路の等価回路は、インク受信ノイズ源Ｎと端子１１４との間に、絶縁体８４に相当するキャパシタＣｐと、圧電素子８３に相当するキャパシタＣＡとが直列に接続された構成となる。一方、インク受信ノイズ源Ｎから電極８２を介して端子１１５に至る第２の経路（Ｎ極側）の等価回路を図５（ｂ）に示す。第２の経路では、図示するように、圧電素子８３が存在しない。したがって、第２の経路の等価回路は、インク受信ノイズ源Ｎと端子１１５との間に、絶縁体８４に相当するキャパシタＣｐのみが直列に接続された構成となる。
【００５６】
このように、インク受信ノイズ源Ｎから混入するノイズに対しては、差動アンプ５４の入力のうちの、Ｐ極側の経路とＮ極側の経路とでは、キャパシタとしてのフィルタ特性が異なることとなる。その結果、インク受信ノイズ源Ｎから混入するノイズを差動アンプ５４で完全に除去することができず、精度の良いインク残量の検出が行えないという課題を生じることとなる。
【００５７】
以上の課題を踏まえ、可変容量回路５３及び調整回路５７の詳細について説明する。本実施例のプリンター２０における、インク受信ノイズ源Ｎから差動アンプ５４に至るまでの２つの入力経路についてのフィルタ等価回路を図６に示す。Ｐ極側の経路では、インク受信ノイズ源Ｎから差動アンプ５４の入力の間に、インク受信ノイズ源Ｎ側から順に、キャパシタＣｐ、キャパシタＣＡが直列に接続され、キャパシタＣＡと差動アンプ５４との間に、キャパシタＣＢｐとキャパシタＣｂ２とが、その一端がＧＮＤに接続されるように接続されている。キャパシタＣＢｐは、ＡＳＩＣ５１の寄生容量である。
【００５８】
一方、Ｎ極側の経路では、インク受信ノイズ源Ｎから差動アンプ５４の入力の間に、インク受信ノイズ源Ｎ側から順に、キャパシタＣｐ、調整回路５７のキャパシタＣａが直列に接続されている。また、キャパシタＣｐとキャパシタＣａの間には、キャパシタＣＢｎが、その一端がＧＮＤに接続されるように接続されており、キャパシタＣａと差動アンプ５４との間には、調整回路５７のキャパシタＣｂが、その一端がＧＮＤに接続されるように接続されている。キャパシタＣＢｎは、ＡＳＩＣ５１の寄生容量である。
【００５９】
本実施例における各キャパシタの容量は、Ｃｐが８２ｐＦ、キャパシタＣＡが１００〜５００ｐＦ程度、キャパシタＣＢｐ及びＣＢｎが１８ｐＦである。キャパシタＣＡの容量を所定の範囲で例示しているのは、キャパシタＣＡの容量は、個体差が比較的大きいからである。ここで、調整回路５７を構成するキャパシタＣａの容量は、Ｐ極側のキャパシタＣＡとほぼ同一と想定される容量となっており、キャパシタＣｂの容量はＰ極側のキャパシタＣＢｐとほぼ同一と想定される容量となっている。このように、調整回路５７（キャパシタＣａ及びキャパシタＣｂ）を設けることで、プリンター２０が可変容量回路５３を備えていない場合において、差動アンプ５４に入力される２つの経路のフィルタ特性を極力均一にして、すなわち、インク受信ノイズ源Ｎから混入するノイズへの影響を両経路で同じにして、上述の課題を解決することができる。なお、かかる等価回路において、キャパシタＣＢｎのＧＮＤと反対側の一端は、キャパシタＣｐのインク受信ノイズ源Ｎと反対側の一端と同一電位であるため、ノイズへの影響を考慮する必要は無いので、キャパシタＣａの容量がキャパシタＣＡと同一であり、キャパシタＣｂの容量がキャパシタＣＢｐと同一の容量であれば、Ｐ極側の経路及びＮ極側の経路のフィルタ特性は、同一となる。
【００６０】
しかし、このように、調整回路５７を設けたとしても、上述したように、キャパシタＣＡの容量は個体差が比較的大きいために、キャパシタＣＡの容量を正確に想定することは困難である。すなわち、Ｐ極側の経路及びＮ極側の経路のフィルタ特性を完全に同一にすることはできない。こうしたことから、本実施例においては、主に、キャパシタＣＡの実際の容量と想定容量との誤差を較正するために、可変容量回路５３が設けられている。具体的には、可変容量回路５３のスイッチＳＷ１〜ＳＷｎの接続状態を制御して、Ｐ極側の経路におけるキャパシタＣＡ、ＣＢｐ及びＣｂ２の合計の容量と、Ｎ極側の経路におけるキャパシタＣａ及びＣｂの容量の合計とをほぼ同じとするために、可変容量回路５３が設けられている。かかるスイッチＳＷ１〜ＳＷｎの接続状態の制御は、後述する容量較正処理及び本発明のインク残量検出処理において明らかにする。
【００６１】
本実施例においては、キャパシタＣＡの容量は２００％程度のばらつきがあるため、キャパシタＣｂ２の最大容量（ＳＷ１〜ＳＷｎの全てがＯＮの場合）である｛２×２(n-1)-１｝Ｃが、そのばらつきに対応可能な値となるように、スイッチＳＷ１の容量Ｃを設定する。なお、本実施例では、可変容量回路５３が備えるキャパシタ及びスイッチの数ｎはｎ＝４としたが、ｎを大きくすれば、容量Ｃを小さくできるので、すなわち、キャパシタＣｂ２の設定可能な容量の各値のピッチを小さくすることができるので、Ｐ極側の経路及びＮ極側の経路のフィルタ特性の違いを、より細かく制御することができる。ｎの値は、求められる検出精度とコスト、実装スペースの制約などに応じて、適宜設定すればよい。また、キャパシタＣｂの容量は、キャパシタＣＢｐの容量よりも大きいと想定される値で設定する。このように設定するのは、Ｎ極側のキャパシタＣａ及びＣｂの容量を、Ｐ極側のキャパシタＣＡ及びＣＢｐの容量よりも大きくするためである。
【００６２】
Ａ−５．容量較正処理：
インク残量検出システム２５における容量較正処理について、図７を用いて説明する。容量較正処理とは、差動アンプ５４への２つの入力経路におけるフィルタ特性の違いを較正するために、インクカートリッジＣＲ１〜ＣＲ６の８センサ８０の特性に応じて可変容量回路５３のスイッチＳＷ１〜ＳＷｎの接続状態を設定する処理、すなわち、キャパシタＣｂ２の容量を設定する処理である。この処理は、プリンター２０の電源が投入された時点で開始される。容量較正処理が開始されると、副制御回路５２は、所定のイベントの発生を待機する（ステップＳ２１０）。
【００６３】
所定のイベントとは、プリンター２０の使用環境が変化する可能性があることを少なくとも推認可能なイベントである。ここでの使用環境とは、キャパシタのフィルタ特性が変化する環境条件、例えば、温度、湿度などをいう。本実施例では、所定のイベントは、プリンター２０の電源投入、プリンター２０の省電力モードからの復帰とし、副制御回路５２は、主制御部４０から所定の信号を受け取ることで、当該イベントを検知することとした。
【００６４】
所定のイベントを検知すると（ステップＳ２１０：ＹＥＳ）、副制御回路５２は、装着されたインクカートリッジＣＲ１〜ＣＲ６の中から１つのインクカートリッジを選択し、第１及び第２の切り替えスイッチを制御して、当該選択したインクカートリッジとサブ制御部５０とを電気的に接続する（ステップＳ２２０）。本実施例では、最初に選択されるインクカートリッジは、インクカートリッジＣＲ１とした。
【００６５】
インクカートリッジと接続すると、副制御回路５２は、メモリに記憶された第１の固有振動数Ｈ１を示す情報を含む制御信号を較正用信号源ＴＮに与え、較正用信号源ＴＮに、周波数Ｈ１の較正用信号を発信させる（ステップＳ２３０）。周波数Ｈ１の較正用信号を発信させると、副制御回路５２は、スイッチＳＷ１〜ＳＷｎにスイッチ制御信号を与え、その接続状態を順次切り替えながら、差動アンプ５４の出力値をそれぞれ記憶する（ステップＳ２４０）。本実施例では、スイッチＳＷ１〜ＳＷｎは、各スイッチのＯＮ／ＯＦＦについての全ての組み合わせについて接続が切り替えられる。例えば、ｎ＝４であれば、１６通りの接続状態が切り替えられることとなる。
【００６６】
そして、副制御回路５２は、記憶した出力値の中で、最も小さな最小出力値を判断し、当該最小出力値を出力した際のスイッチＳＷ１〜ＳＷｎの接続状態に対応するキャパシタＣｂ２の容量Ｃｂ２１を記憶する（ステップＳ２５０）。容量Ｃｂ２１は、インク有り時にセンサ８０から出力される出力信号ＳＧ１，ＳＧ２の周波数である周波数Ｈ１の信号が差動アンプ５４に入力される際に、差動アンプ５４への２つの入力経路におけるフィルタ特性を最も均一にできるキャパシタＣｂ２の容量である。
【００６７】
容量Ｃｂ２１を記憶すると、副制御回路５２は、メモリに記憶された第２の固有振動数Ｈ２を示す情報を含む制御信号を較正用信号源ＴＮに与え、較正用信号源ＴＮに、周波数Ｈ２の較正用信号を発信させる（ステップＳ２６０）。なお、本実施例では、ステップＳ２２０及びＳ２５０において、較正用信号源ＴＮに発信させる較正用信号は、インク受信ノイズ源Ｎからの混入が想定されるノイズよりも十分に大きな信号である。こうすれば、容量較正処理の途中で、インク受信ノイズ源Ｎからノイズが混入しても、その影響を小さくできるからである。
【００６８】
周波数Ｈ２の較正用信号を発信させると、副制御回路５２は、上記ステップＳ２３０と同様に、スイッチＳＷ１〜ＳＷｎの接続状態を順次切り替えながら、差動アンプ５４の出力値をそれぞれ記憶する（ステップＳ２７０）。そして、副制御回路５２は、ステップＳ２６０で記憶した出力値の中で、最も小さな最小出力値を判断し、当該最小出力値を出力した際のスイッチＳＷ１〜ＳＷｎの接続状態に対応するキャパシタＣｂ２の容量Ｃｂ２２を記憶する（ステップＳ２８０）。容量Ｃｂ２２は、インク無し時にセンサ８０から出力される出力信号ＳＧ１，ＳＧ２の周波数である周波数Ｈ２の信号が差動アンプ５４に入力される際に、差動アンプ５４への２つの入力経路におけるフィルタ特性を最も均一にできるキャパシタＣｂ２の容量である。
【００６９】
容量Ｃｂ２２を記憶すると、副制御回路５２は、記憶した容量Ｃｂ２１，Ｃｂ２２及び調整係数αを用いて、次式（１）により、合成容量Ｃｂ２３を算出する（ステップＳ２９０）。ここで、調整係数α（０≦α≦１）は、容量Ｃｂ２１及びＣｂ２２の重み付けを表す係数である。なお、合成容量Ｃｂ２３が整数でない場合には合成容量Ｃｂ２３の値の小数点以下を四捨五入したり、切捨てしたりして、整数化処理を行う。
Ｃｂ２３＝α×Ｃｂ２１＋（１−α）×Ｃｂ２２・・・（１）
【００７０】
本実施例においては、調整係数αは、０．５＜α＜１の範囲、例えば、α＝０．７で設定するものとした。要するに、容量Ｃｂ２１の重み付けを容量Ｃｂ２２よりも重くするのである。換言すれば、インク有り時における差動アンプ５４への２つの入力経路のフィルタ特性の均一性を、インク無し時におけるそれよりも重視するのである。こうして、合成容量Ｃｂ２３は、容量Ｃｂ２１と容量Ｃｂ２２との間の容量Ｃｂ２１に近い側の値で設定されることとなる。容量Ｃｂ２１の重み付けを容量Ｃｂ２２よりも重くするのは、インク有り時の方が、インク無し時よりも、インク受信ノイズ源Ｎから差動アンプ５４の入力経路にノイズが混入しやすいからである。
【００７１】
合成容量Ｃｂ２３を算出すると、副制御回路５２は、キャパシタＣｂ２の容量が合成容量Ｃｂ２３となるスイッチＳＷ１〜ＳＷｎの接続状態を示す情報（以下、スイッチ制御情報という）を、カートリッジの識別情報（例えば、インクカートリッジＣＲ１であることを示す情報）と対応付けて、副制御回路５２のメモリに記憶する（ステップＳ３００）。なお、スイッチ制御情報は、スイッチごとのＯＮ／ＯＦＦ情報であってもよいし、合成容量Ｃｂ２３の値であってもよい。また、スイッチ制御情報の記憶場所は、副制御回路５２のメモリに限らず、副制御回路５２は、スイッチ制御情報を主制御部４０に出力し、主制御部４０がスイッチ制御情報をＥＥＰＲＯＭなどに記憶してもよい。
【００７２】
スイッチ制御情報を記憶すると、副制御回路５２は、全てのインクカートリッジについて、ステップＳ２２０〜Ｓ３００の処理を繰り返す（ステップＳ３１０）。こうして、容量較正処理は終了となり、副制御回路５２は、処理を元に戻す。なお、スイッチＳＷ１〜ＳＷｎは寄生容量として作用するが、上述の容量較正処理によれば、当該寄生容量の影響も反映させて、Ｐ極側とＮ極側のフィルタ特性を均一化できるスイッチＳＷ１〜ＳＷｎの接続状態を求めることができる。
【００７３】
Ａ−６．本発明のインク残量検出処理：
インク残量検出システム２５を用いた本発明のインク残量処理について図８を用いて説明する。本発明のインク残量検出処理は、従来のインク残量処理と同様のタイミングで開始される。本発明のインク残量処理が開始されると、主制御部４０は、まず、インクカートリッジＣＲ１〜ＣＲ６の中から検出対象カートリッジを選択する（ステップＳ４１０）。インクカートリッジを選択すると、副制御回路５２は、上述した容量較正処理のステップＳ３００で記憶した、選択したインクカートリッジに対応するスイッチ制御情報を読み込む（ステップＳ４２０）。
【００７４】
スイッチ制御情報を読み込むと、主制御部４０は、副制御回路５２にスイッチ制御信号を与えて、可変容量回路５３のスイッチＳＷ１〜ＳＷｎの接続状態を、ステップＳ４２０で読み込んだスイッチ制御情報に対応する状態に設定する（ステップＳ４３０）。スイッチＳＷ１〜ＳＷｎの接続状態を設定すると、主制御部４０は、選択したインクカートリッジに対して、上述した従来のインク残量検出処理により、インク残量の検出を行う（ステップＳ４４０）。そして、副制御回路５２は、全てのインクカートリッジについて、ステップＳ４１０〜Ｓ４４０の処理を繰り返す（ステップＳ４５０）。こうして、本発明のインク残量検出処理は終了となる。
【００７５】
Ａ−７．効果：
上述したインク残量検出システム２５において、差動アンプ５４の入力には、２つの入力経路のフィルタ特性を較正するための調整回路５７と可変容量回路５３とが接続されている。また、インク残量検出システム２５には、調整回路５７と端子１０５との間に、較正用信号源ＴＮが接続されている。インク残量検出システム２５は、容量較正処理によって、較正用信号源ＴＮから差動アンプ５４に較正用信号を入力しながら、可変容量回路５３のスイッチＳＷ１〜ＳＷｎを順次ＯＮ／ＯＦＦし、差動アンプ５４の出力が相対的に小さくなるようにスイッチＳＷ１〜ＳＷｎの接続状態（キャパシタＣｂ２の容量）を設定するので、調整回路５７だけが接続されている場合と比べて、２つの入力経路のフィルタ特性の較正精度を高めることができる。その結果、インク残量検出処理によって、インク受信ノイズ源Ｎから混入し、フィルタ特性が異なる２つの経路を介して差動アンプ５４に入力されるノイズを好適に除去し、インク残量検出処理における検出精度を高めることができる。
【００７６】
また、インク残量検出システム２５は、インク有り時のセンサ８０からの出力信号ＳＧ１，ＳＧ２の周波数である周波数Ｈ１の較正用信号や、インク無し時のセンサ８０の出力信号ＳＧ１，ＳＧ２の周波数である周波数Ｈ２の較正用信号を用いて、すなわち、インク残量検出処理における周波数条件を反映させて、容量較正処理を行うので、インク残量検出処理における検出精度を向上させることができる。また、２種類の周波数の信号が差動アンプ５４に入力される場合を考慮して、２つの入力経路のフィルタ特性を均一化するので、インク有り時、インク無し時のいずれに対しても、インク残量検出処理における検出精度を高めることができる。
【００７７】
また、インク受信ノイズ源Ｎからノイズが相対的に混入しやすいインク有り時の検出精度を、インク受信ノイズ源Ｎからノイズが相対的に混入しにくいインク無し時の検出精度よりも重視して、スイッチＳＷ１〜ＳＷｎの接続状態を設定するので、好適にノイズの影響を除去することができる。
【００７８】
また、インク残量検出システム２５は、較正用信号源ＴＮを備えているので、プリンター２０の工場出荷段階のみならず、プリンター２０によるユーザーの使用段階においても、容量較正処理を行うことができる。したがって、プリンター２０の使用環境、例えば、温度や湿度が大きく変化して、キャパシタのフィルタ特性が変化したとしても、その使用環境に応じて適切に、差動アンプ５４の２つの入力経路のフィルタ特性を均一化することができる。
【００７９】
また、可変容量回路５３は、可変容量回路５３を構成するキャパシタＣ１〜Ｃｎの容量が比較的小さく、集積回路であるＡＳＩＣ５１内に設けられているので、集積回路外部に設ける場合と比べて、低コスト化することができる。
【００８０】
また、インク残量検出システム２５において、可変容量回路５３を構成するキャパシタＣ１〜Ｃｎの容量は、ｉ番目のキャパシタＣｉの容量が２(i-1)Ｃとなるように設定されている。したがって、スイッチＳＷ１〜ＳＷｎのＯＮ／ＯＦＦを切り替えることで、接続されたキャパシタの合計の容量を、値０から値２×２(n-1)−１までの全ての整数にＣを乗じた値のいずれかに効率的に制御可能である。また、キャパシタＣ１〜Ｃｎの最小容量Ｃを単位として、精度良く、フィルタ特性の較正を行うことができる。
【００８１】
また、インク残量検出システム２５において、較正用信号源ＴＮの発信する較正用信号は、方形波であり、その周波数は、値２pで構成されるので、簡単な較正用信号源ＴＮの構成で、容易に、デジタルパルスを生成することができる。
【００８２】
また、インク残量検出システム２５は、プリンター２０の使用環境が変化する可能性がある場合に、副制御回路５２が容量較正処理を行うので、使用環境の変化によって差動アンプ５４への２つの入力経路のキャパシタとしてのフィルタ特性の違いが変化しても、その変化に追随することができる。したがって、使用環境が変化しても、液体残量の検出精度を向上させることができる。
【００８３】
Ｂ．変形例：
上述の実施形態の変形例について説明する。
Ｂ−１．変形例１：
上述の実施形態においては、可変容量回路５３は、第１の信号線Ｌ１（Ｐ極）側に接続する構成について示したが、キャパシタＣｂ及びＣＢｐの容量の大小関係やキャパシタＣａの容量の設定値によっては、第２の信号線Ｌ２（Ｎ極）側に接続してもよい。もちろん、Ｐ極側とＮ極側の両方に可変容量回路５３が接続されていても差し支えない。各キャパシタの容量を考慮して、Ｐ極側及びＮ極側のフィルタ特性が均一化できる側に、可変容量回路５３を接続すればよいのである。また、調整回路５７についても、第１の信号線Ｌ１側、第２の信号線Ｌ２側の両方に接続されていてもよい。
【００８４】
また、可変容量回路５３がＮ極側に接続される場合、可変容量回路５３は、差動アンプ５４と調整回路５７との間に接続されるから、較正用信号源ＴＮは、上述の実施形態と同様に、調整回路５７と端子１０５との間に接続されていればよい。較正用信号源ＴＮは、較正用信号源ＴＮから差動アンプ５４に至る２つのフィルタ等価回路の構成が同一になる位置に接続できればよいのである。
【００８５】
Ｂ−２．変形例２：
上述の実施形態においては、可変容量回路５３を構成するキャパシタＣ１〜Ｃｎの容量は、ｉ番目のキャパシタＣｉの容量が２(i-1)Ｃとなるように設定したが、キャパシタＣｉの容量は、かかる例に限らず、適宜設定すればよい。例えば、キャパシタＣ１〜Ｃｎの容量は、全て同一としてもよい。
【００８６】
Ｂ−３．変形例３：
上述の実施形態においては、インク残量検出システム２５は、液体残量検出システムの使用環境が変化する可能性があることを少なくとも推認可能なイベントを検知した際に、容量較正処理を実行する構成について示したが、容量較正処理の実行契機は、かかる例に限るものではない。例えば、操作パネル９２を用いたユーザー操作を受け付けて実行してもよいし、インク残量検出処理を行う前に実行してもよい。また、プリンター２０が温度センサや湿度センサを備えている場合には、これらのセンサによって直接的に使用環境の変化を検知したとき、例えば、温度や湿度が所定範囲を超えて変化したことを検知したときに実行してもよい。なお、インク残量検出処理を行う前に容量較正処理を実行する場合には、カートリッジごとに、容量較正処理を行って、続けてインク残量算出処理を行ってもよい。こうすれば、副制御回路５２は、スイッチ制御情報を記憶する必要が無い。
【００８７】
Ｂ−４．変形例４：
上述の実施形態においては、周波数の異なる２種類の信号を用いて、容量較正処理を行う較正について示したが、用いる信号は１種類であってもよい。例えば、インク受信ノイズ源Ｎからノイズが混入しやすい、インク有り時のセンサ８０出力信号ＳＧ１，ＳＧ２と同じ周波数である周波数Ｈ１の信号のみを用いてもよい。こうすれば、より簡単な較正で容量較正処理を行えるので、サブ制御部５０の演算負荷の低減、処理時間の短縮化などに資する。
【００８８】
また、インク残量検出処理において、インク有り、またはインク無しのいずれかの検出結果を得た場合に、当該検出結果に対応する１つの周波数を用いて、容量較正処理を行った後、再度、インク残量検出処理を行ってもよい。例えば、インク有りに対応する周波数Ｈ１の信号のみを用いて容量較正処理を行った後に、インク残量検出処理においてインク無しの検出結果を得た場合には、再度、インク無しに対応する周波数Ｈ２の信号のみを用いて容量較正処理を行い、インク残量検出処理をやり直して、１回目の検出結果を検証してもよい。こうすれば、インク残量処理の検出精度を高めることができる。
【００８９】
また、プリンター２０に装着されるインクカートリッジＣＲ１〜ＣＲ６が、ＩＣチップなどの記憶媒体を備え、当該記憶媒体に、インクカートリッジの型式、インクの種類等の識別情報が記憶されている場合には、主制御部４０が記憶媒体から識別情報を読み取って、当該識別情報に対応する１種類または２種類の周波数の信号を較正用信号源ＴＮに発信させてもよい。この場合、主制御部４０は、ＥＥＰＲＯＭに、識別情報と振動数とを対応付けたテーブルを記憶していてもよい。また、インクカートリッジの記憶媒体に、容量較正処理で用いる信号の周波数を示す情報を記憶しておき、主制御部４０は、これを読み込んで、当該周波数の信号を較正用信号源ＴＮに発信させてもよい。
【００９０】
Ｂ−５．変形例５：
上述の実施形態においては、容量較正処理において、キャパシタＣｂ２の容量は、容量Ｃｂ２１及びＣＢ２２を所定の重み付けで合成した合成容量Ｃｂ２３に設定したが、かかる重み付けは、必須ではない。例えば、キャパシタＣｂ２の容量は、容量Ｃｂ２１及びＣＢ２２の間の任意の値に設定してもよい。
【００９１】
Ｂ−６．変形例６：
上述の実施形態では、容量較正処理において、センサ８０の第１の固有振動数Ｈ１及び第２の固有振動数Ｈ２と等しい周波数である周波数Ｈ１及び周波数Ｈ２の較正用信号を用いたが、較正用信号源の周波数は、これに限られるものではない。例えば、周波数Ｈ１，Ｈ２から１０％の変動範囲にある周波数を用いてもよいし、任意の周波数を用いてもよい。こうしても、一定の効果を得ることができる。
【００９２】
Ｂ−７．変形例７：
上述の実施形態においては、可変容量回路５３は、ＡＳＩＣ５１に含まれる構成としたが、ＡＳＩＣ５１の外部に設けてもよい。また、可変容量回路５３は、複数のキャパシタとスイッチとから構成されることに限らず、１つの可変コンデンサなどとしてもよい。可変容量回路５３は、一端がＧＮＤに接続された、容量の変更が可能なキャパシタであればよい。
【００９３】
以上、本発明の実施形態について説明したが、上述した実施形態における本発明の構成要素のうち、独立クレームに記載された要素以外の要素は、付加的な要素であり、適宜省略可能である。また、本発明はこうした実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を脱しない範囲において、種々なる態様で実施できることは勿論である。例えば、本発明は、実施例に示したインクジェット式プリンターとしての構成のほか、インク以外の他の液体（機能材料の粒子が分散されている液状体、ジェルのような流状体を含む）を噴霧する液体噴霧装置としての構成も可能である。
【符号の説明】
【００９４】
２０…プリンター
３０…キャリッジ
３１…紙送りモーター
３２…プラテン
３３…キャリッジモーター
３４…摺動軸
３６…駆動ベルト
３８…プーリー
４０…主制御部
４１…駆動信号生成部
４２…インク残量判断部
５０…サブ制御部
５１…ＡＳＩＣ
５２…副制御回路
５３…可変容量回路
５４…差動アンプ
５７…調整回路
６０…印刷ヘッドユニット
６２…カートリッジ装着部
６６…インク導入部
６８…印刷ヘッド
７１…筐体
７４…インク供給口
８０…センサ
８１，８２…電極
８３…圧電素子
８４…絶縁体
９２…操作パネル
９３…インターフェース
１００，１１０…端子板
１０４，１０５，１１４，１１５…端子
Ｐ…印刷媒体
ＰＣ…コンピュータ
ＣＲ１〜ＣＲ６…インクカートリッジ
Ｎ…インク受信ノイズ源
Ｃ１〜Ｃｎ，ＣＡ，ＣＢ，ＣＢｐ，ＣＢｎ，Ｃａ，Ｃｂ，Ｃｐ，Ｃｂ２…キャパシタ
ＳＷ１１，ＳＷ１２，ＳＷ１〜ＳＷｎ…スイッチ
ＴＮ…信号源
ＤＳ…センサ駆動電圧
ＳＧ，ＳＧ１，ＳＧ２…出力信号
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液体噴霧装置に供給する液体を収容する液体収容容器内に設けられたセンサからの出力信号を用いて、液体収容容器における液体の充填状況を検出する液体残量検出システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
プリンターに搭載されるインクカートリッジにおけるインクの有無を検出するためのインク検出装置が開発されている。こうしたインク検出装置として、例えば、インクカートリッジのインク流路の途中に設けた圧電素子に所定の駆動電圧を印加して圧電素子に歪みを生じさせ、駆動電圧を解放した際に生じる逆起電力の信号の周波数を検出して、インク流路がインクで満たされた状態であるか否かを判断する技術が知られている。
【０００３】
こうしたインク検出装置においては、圧電素子の出力インピーダンスが高いため、逆起電力へのノイズの混入が問題となる。そこで、圧電素子の両端の電極から逆相の検出信号を出力させ、差動アンプに入力する技術が開発されている（例えば、下記特許文献１）。この場合、両電極に同相で混入するコモンモードノイズは、差動アンプによって除去でき、精度の高いインク量レベル検出を行うことができる。
【０００４】
ところが、インク量レベル検出においては、インクカートリッジに収容されるインクを介して、圧電素子の両端の電極から混入するノイズの影響が比較的大きい。かかるノイズについては、圧電素子はキャパシタとしての性質を有するため、圧電素子の収容インク側の電極からの出力は、当該キャパシタを通過しないものとなり、収容インクと反対側の電極からの出力は、当該キャパシタを通過するものとなる。そのため、両電極から差動アンプへの入力経路におけるフィルタ特性に違いが生じるため、差動アンプを用いてもノイズを完全には除去できず、検出精度向上の余地を残していた。そこで、特許文献１では、圧電素子を通過しない出力経路に、圧電素子と同等の容量の較正用キャパシタを設けて、両電極から差動アンプに至る２つの入力経路におけるフィルタ特性を均一化して、インクを介して混入するノイズの影響を低減する技術についても開示している。
【０００５】
しかしながら、かかる構成のインク検出装置においても、圧電素子のキャパシタとしての容量は、個体間でバラツキが大きいため、圧電素子のキャパシタとしての容量と、較正用キャパシタの容量とを完全に同一にすることはできず、未だ検出精度向上の余地を残している状況であった。かかる問題は、上述したインク検出装置に限らず、センサからの出力信号を用いて、液体の残量を検出する種々の液体残量検出システムに共通して生じる問題であった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００８−２６８０５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上述の問題を踏まえ、本発明が解決しようとする課題は、液体噴霧装置において、差動アンプへの入力信号に混入するノイズを好適に除去し、液体収容容器における液体の充填状況を精度良く検出することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態又は適用例として実現することが可能である。
【０００９】
［適用例１］液体噴霧装置に供給する液体を収容する液体収容容器内に設けられたセンサからの出力信号を用いて、該液体収容容器における前記液体の充填状況を検出する液体残量検出システムであって、
前記センサと電気的に接続するための端子と、
前記センサから前記端子を介して入力される前記出力信号の差分を出力する差動アンプと、
容量を変更可能な容量可変キャパシタであって、該容量可変キャパシタの一方が前記端子から前記差動アンプに至る信号ラインに接続され、他方がグランドに接続された容量可変キャパシタと、
前記センサから前記差動アンプに至る２つの入力経路における、キャパシタとしてのフィルタ特性の差異を較正するための較正キャパシタと、
前記較正キャパシタと前記端子との間に接続され、較正用信号を生成し、前記差動アンプに入力する較正用信号源と、
前記容量可変キャパシタの容量を変化させながら、前記差動アンプに前記較正用信号を入力し、該差動アンプの出力が相対的に小さくなるように、前記容量可変キャパシタの容量を設定する制御部と
を備えた液体残量検出システム。
【００１０】
かかる構成の液体残量検出システムは、差動アンプへの２つの入力経路に、較正キャパシタと容量可変キャパシタと較正用信号源とが接続されており、制御部が、容量可変キャパシタの容量を変化させながら、差動アンプに前記較正用信号を入力し、差動アンプの出力が相対的に小さくなるように、容量可変キャパシタの容量を設定する。したがって、２つの入力経路のキャパシタとしてのフィルタ特性の違いを較正することができる。その結果、フィルタ特性が異なる２つの経路から差動アンプに入力されるノイズを好適に除去し、液体残量の検出精度を向上させることができる。
【００１１】
［適用例２］適用例１記載の液体残量検出システムであって、前記容量可変キャパシタは、前記信号ラインとグランドとの間に介装される複数のキャパシタと、前記複数のキャパシタの各々に設けられ、前記信号ライン及び前記グランドとの接続の少なくとも一方を入切するスイッチとを備え、前記制御部は、前記スイッチの接続状態を制御して、容量の制御を行う液体残量検出システム。
かかる構成の液体残量検出システムは、容量可変キャパシタは、複数のキャパシタとスイッチとで構成されているので、スイッチを制御して、容量を容易に変更することができる。
【００１２】
［適用例３］適用例２記載の液体残量検出システムであって、前記複数のキャパシタの個数は、Ｎ（Ｎは２以上の整数）個であり、前記Ｎ個のキャパシタは、ｎ（ｎは１からＮの整数）番目のキャパシタの静電容量が、ｎ＝１のキャパシタの静電容量である最小静電容量に２のｎ−１乗を乗じた値である液体残量検出システム。
【００１３】
かかる構成の液体残量検出システムは、スイッチの制御によって、接続された状態のキャパシタの合計の容量を、少ないキャパシタの数で効率的に調整することができる。また、最小静電容量を単位として、精度良くフィルタ特性の較正を行うことができる。
【００１４】
［適用例４］前記容量可変キャパシタは、集積回路内に設けられた適用例１ないし適用例３のいずれか記載の液体残量検出システム。
かかる構成の液体残量検出システムは、容量可変キャパシタが集積回路内に設けられるので、集積回路外部に設ける場合と比べて、低コスト化することができる。
【００１５】
［適用例５］前記較正用信号源は、周波数の異なる複数の信号を生成可能である適用例１ないし適用例４のいずれか記載の液体残量検出システム。
かかる構成の液体残量検出システムは、較正用信号の周波数を変えることができるので、差動アンプへの２つの入力経路のキャパシタとしてのフィルタ特性の違いを柔軟に較正することができる。
【００１６】
［適用例６］適用例５記載の液体残量検出システムであって、前記複数の信号は、前記液体収容容器に前記液体が充填されている場合の前記センサの固有振動数と略等しい第１の周波数の信号と、前記液体収容容器に前記液体が充填されていない場合の前記センサの固有振動数と略等しい第２の周波数の信号である液体残量検出システム。
【００１７】
かかる構成の液体残量検出システムは、液体収容容器における液体の充填状況に応じてセンサから出力される周波数に合わせた較正用信号を用いて、フィルタ特性の較正を行えるので、液体残量の検出精度を向上させることができる。
【００１８】
［適用例７］適用例５または適用例６記載の液体残量検出システムであって、前記較正用信号は、周波数の異なる複数の信号であり、前記制御部は、前記複数の信号の各々に対して、前記容量可変キャパシタの容量を変化させながら、前記差動アンプに前記較正用信号を入力し、前記複数の信号のいずれに対しても、該差動アンプの出力が相対的に小さくなるように、前記容量可変キャパシタの容量を設定する液体残量検出システム。
【００１９】
かかる構成の液体残量検出システムは、液体収容容器における液体の充填状況に応じてセンサから出力される２つの周波数に合わせた較正用信号を用いて、いずれの較正用信号に対しても、差動アンプの出力が相対的に小さくなるように容量可変キャパシタの容量を設定する。したがって、液体収容容器に液体が充填されている場合と、充填されていない場合のいずれに対しても、差動アンプへの２つの入力経路のキャパシタとしてのフィルタ特性の違いを好適に較正することができる。
【００２０】
［適用例８］適用例５ないし適用例７のいずれか記載の液体残量検出システムであって、前記較正用信号は、周波数の異なる複数の信号であり、前記制御部は、前記複数の信号のうちの第１の信号を入力した場合に、前記差動アンプの出力が相対的に小さくなる前記容量可変キャパシタの容量である第１の容量と、前記複数の信号のうちの第２の信号を入力した場合に、前記差動アンプの出力が相対的に小さくなる前記容量可変キャパシタの容量である第２の容量とを所定の重み付けで合成した容量に、前記容量可変キャパシタの容量を設定する液体残量検出システム。
【００２１】
かかる構成の液体残量検出システムは、第１の容量と第２の容量とを所定の重み付けで合成した容量に、容量可変キャパシタの容量を設定するので、複数の周波数の信号に対する、差動アンプへの２つの入力経路のキャパシタとしてのフィルタ特性の違いを、所望の程度で較正することができる。
【００２２】
［適用例９］適用例８記載の液体残量検出システムであって、前記第１の信号の周波数は、前記液体収容容器に前記液体が充填されている場合の前記センサの固有振動数と略等しく、前記第２の信号の周波数は、前記液体収容容器に前記液体が充填されていない場合の前記センサの固有振動数と略等しく、前記所定の重み付けは、前記第１の容量が前記第２の容量よりも重い液体残量検出システム。
かかる構成の液体残量検出システムは、液体収容容器に液体が充填されている場合を、液体が充填されていない場合よりも優先して、容量可変キャパシタの容量を設定する。液体が充填されている場合の方が、充填されていない場合と比べて、ノイズが差動アンプへ入力されやすいので、かかるノイズの除去性能を向上させることができる。
【００２３】
［適用例１０］前記較正用信号の周波数は、２のＰ乗（Ｐは整数）で表される適用例１ないし適用例９のいずれか記載の液体残量検出システム。
［適用例１１］前記較正用信号は、方形波である適用例１ないし適用例１０のいずれか記載の液体残量検出システム。
【００２４】
かかる構成の液体残量検出システムは、較正用信号をデジタルパルスとすることができるので、較正用信号源が較正用信号を容易に生成することができる。また、較正用信号源の構成を簡単にすることができる。
【００２５】
［適用例１２］前記制御部は、前記液体残量検出システムの使用環境が変化する可能性があることを少なくとも推認可能なイベントを検知した際に、前記容量可変キャパシタの容量の設定を行う適用例１ないし適用例１１のいずれか記載の液体残量検出システム。
かかる構成の液体残量検出システムは、使用環境が変化する可能性がある場合に、制御部が、容量可変キャパシタの容量の設定を行うので、使用環境の変化によって、差動アンプへの２つの入力経路のキャパシタとしてのフィルタ特性の違いが変化しても、その変化に追随することができる。したがって、使用環境が変化しても、液体残量の検出精度を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の実施例としてのプリンター２０の概略構成を示す説明図である。
【図２】インクカートリッジＣＲ１〜ＣＲ６及び印刷ヘッドユニット６０の概略構成を示す説明図である。
【図３】インクカートリッジＣＲ１〜ＲＣ６のインク残量を検出するためのプリンター２０の構成を示す説明図である。
【図４】従来のインク残量検出処理の詳細を示す説明図である。
【図５】インク受信ノイズ源Ｎから端子１１４及び１１５に至る経路の等価回路図である。
【図６】インク受信ノイズ源Ｎから差動アンプ５４に至るまでの２つの入力経路についてのフィルタ等価回路図である。
【図７】容量較正処理の流れを示すフローチャートである。
【図８】本発明のインク残量検出処理の流れを示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
本発明の実施例について説明する。
Ａ．実施例：
Ａ−１．プリンター２０の構成：
図１は、本発明の実施例としてのプリンター２０の概略構成図である。プリンター２０は、シリアル式インクジェットプリンターであり、図示するように、プリンター２０は、紙送りモーター３１によって印刷媒体Ｐを搬送する機構と、キャリッジモーター３３によってキャリッジ３０をプラテン３２の軸方向に往復動させる機構と、キャリッジ３０に搭載された印刷ヘッドユニット６０を駆動してインクの吐出及びドット形成を行う機構と、これらの紙送りモーター３１、キャリッジモーター３３、印刷ヘッドユニット６０及び操作パネル９２との信号のやり取りを司る主制御部４０とから構成されている。また、プリンター２０は、インターフェース９３を介してコンピュータＰＣに接続されている。
【００２８】
キャリッジ３０をプラテン３２の軸方向に往復動させる機構は、プラテン３２の軸と並行に架設され、キャリッジ３０を摺動可能に保持する摺動軸３４と、キャリッジモーター３３との間に無端の駆動ベルト３６を張設するプーリー３８等から構成されている。
【００２９】
キャリッジ３０には、カラーインクとして、シアンインクＣ、マゼンタインクＭ、イエロインクＹ、ブラックインクＫ、ライトシアンインクＬｃ、ライトマゼンタインクＬｍをそれぞれ収容したインクカートリッジＣＲ１〜ＣＲ６が搭載されている。
【００３０】
印刷ヘッドユニット６０は、図１に示すキャリッジ３０の裏面に、インクカートリッジＣＲ１〜ＣＲ６に関連する処理を実行する回路であるサブ制御部５０を備えている。印刷ヘッドユニット６０のその他の構成については、インクカートリッジＣＲ１〜ＣＲ６の構成と共に図２を用いて説明する。図２に示すように、インクカートリッジＣＲ１〜ＣＲ６は、上述したカラーインクの収容体であり、内部にインクを収容するインク収容室が形成された筐体７１と、プリンター２０にインクを供給するためのインク供給口７４と、インク残量の検出に用いられるセンサ８０と、端子１１４及び１１５を備えた端子板１１０とを備えている。インク供給口７４は、筐体７１の下部に設置され、センサ８０は、筐体７１の側部に設置されている。端子１１４及び１１５は、図示しない信号線によりセンサ８０と接続されている。
【００３１】
また、印刷ヘッドユニット６０は、上述したサブ制御部５０（図２では図示せず）のほかに、図２に示すように、カートリッジ装着部６２、インク導入部６６、印刷ヘッド６８、端子板１００を備えている。カートリッジ装着部６２には、インクカートリッジＣＲ１〜ＣＲ６が装着される。印刷ヘッド６８は、複数のノズルと、各ノズルに備えられた圧電素子とを有し、電圧が圧電素子に印加されることによって、インク滴をノズルから吐出する。インク導入部６６は、インクカートリッジＣＲ１〜ＣＲ６がカートリッジ装着部６２に装着される際に、インクカートリッジＣＲ１〜ＣＲ６のインク供給口７４に挿入され、インクを印刷ヘッド６８に導入する。
【００３２】
端子板１００は、インクカートリッジＣＲ１〜ＣＲ６の端子板１１０の端子１１４及び１１５に対応する端子１０４及び１０５を備えている。端子１０４及び１０５は、インクカートリッジＣＲ１〜ＣＲ６がカートリッジ装着部６２に装着された際に、上述した端子１１４及び１１５とそれぞれ接触して、インクカートリッジＣＲ１〜ＣＲ６のセンサ８０と、プリンター２０とを電気的に接続する。なお、印刷ヘッドユニット６０は、インク導入部６６及び端子板１００を、装着可能なインクカートリッジ数（ここでは６個）と同数だけ備えている。また、端子板１００の端子１０４、１０５及び１０７は、サブ制御部５０に接続されている。
【００３３】
以上のようなハードウェア構成を有するプリンター２０は、キャリッジモーター３３を駆動することによって、印刷ヘッドユニット６０を印刷媒体Ｐに対して主走査方向に往復動させ、また、紙送りモーター３１を駆動することによって、印刷媒体Ｐを副走査方向に移動させる。主制御部４０は、キャリッジ３０が往復動する動き（主走査）や、印刷媒体Ｐの紙送りの動き（副走査）に合わせて、印刷データに基づいて適切なタイミングでノズルを駆動することにより、印刷媒体Ｐ上の適切な位置に適切な色のインクドットを形成する。こうすることによって、プリンター２０は、インターフェース９３を介してコンピュータＰＣからから入力されたカラー画像を印刷することが可能となっている。
【００３４】
Ａ−２．インク残量検出システム２５の構成：
プリンター２０におけるインク残量検出システム２５について図３を用いて説明する。インク残量検出システム２５は、主制御部４０、サブ制御部５０、端子１０４及び１０５を備えている。また、インク残量検出システム２５は、上述した端子１０４，１０５及と、インクカートリッジＣＲ１の端子１１４，１１５とを介して、インクカートリッジＣＲ１と電気的に接続されている。なお、プリンター２０は、実際には、ＣＲ１インクカートリッジＣＲ１〜ＣＲ６と接続されているが、説明を簡単にするため、インクカートリッジＣＲ２〜ＣＲ６との接続関係は省略している。
【００３５】
主制御部４０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＥＥＰＲＯＭを備えており、ＲＯＭやＥＥＰＲＯＭに記憶されたプログラムをＲＡＭに展開し、実行することにより、プリンター２０の動作全般の制御のほか、駆動信号生成部４１、インク残量判断部４２としても機能する。この機能部の詳細については後述する。
【００３６】
サブ制御部５０は、インクカートリッジＣＲ１〜ＣＲ６に関連する処理、主に、インク残量の検出を行うためのＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）５１と調整回路５７とを備えている。ＡＳＩＣ５１は、副制御回路５２、可変容量回路５３、差動アンプ５４、スイッチＳＷ１１，ＳＷ１２、較正用信号源ＴＮを備えている。副制御回路５２は、主制御部４０とのやり取りを行いつつ、スイッチＳＷ１１〜ＳＷ１２のＯＮ／ＯＦＦ制御を行うことで、インク残量の検出結果を主制御部４０に出力する。副制御回路５２の機能の詳細は、後述するインク残量検出処理において明らかにする。
【００３７】
スイッチＳＷ１１，ＳＷ１２は、サブ制御部５０における回路の接続状態を切り替えるアナログスイッチである。スイッチＳＷ１１は、グランド（ＧＮＤ）と端子１０５との接続状態を切り替えるスイッチであり、スイッチＳＷ１１の一方は、ＧＮＤに接続され、他方は調整回路５７を介して端子１０５に接続されている。スイッチＳＷ１２は、主制御部４０と端子１０４との接続状態を切り替えるスイッチであり、スイッチＳＷ１２の一方は、主制御部４０に接続され、他方は、可変容量回路５３を介して端子１０４に接続されている。
【００３８】
可変容量回路５３は、ｎ個（ｎは２以上の整数）のキャパシタＣ１〜Ｃｎと、ｎ個のスイッチＳＷ１〜ＳＷｎとによって構成される。キャパシタＣ１〜Ｃｎの一端は、ＧＮＤに接続されており、他の一端は、スイッチＳＷ１〜ＳＷｎを介して、スイッチＳＷ１２と端子１０４との間の信号線に接続されている。本実施例においては、スイッチＳＷ１〜ＳＷｎは、アナログスイッチ、例えば、ＦＥＴ（Ｆｉｅｌｄ Ｅｆｆｅｃｔ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）であり、ｎ＝４としている。キャパシタＣ１〜Ｃｎの容量は、キャパシタＣ１が最も小さく、キャパシタＣ２、Ｃ３となるにしたがって、２Ｃ、４Ｃと、２の倍数で増加していく。つまり、ｉ番目（ｉは、１〜ｎの整数）のキャパシタＣｉの容量は２(i-1)Ｃである。可変容量回路５３は、スイッチＳＷ１〜ＳＷｎのＯＮ／ＯＦＦを切り替えることで、接続されたキャパシタの合計の容量を、値０（スイッチＳＷ１〜ＳＷｎの全てをＯＦＦ）から値２×２(n-1)−１（スイッチＳＷ１〜ＳＷｎの全てをＯＮ）までの全ての整数にＣを乗じた値のいずれかに制御可能である。以降、ＯＮとなったスイッチＳＷ１〜ＳＷｎに対応するキャパシタを総称してキャパシタＣｂ２とも呼ぶ。なお、スイッチＳＷ１〜ＳＷｎは、キャパシタＣ１〜ＣｎとＧＮＤとの間に介装されていてもよいし、信号線とキャパシタＣ１〜Ｃｎの間と、キャパシタＣ１〜ＣｎとＧＮＤとの間の両方に介装されていてもよい。
【００３９】
かかる可変容量回路５３は、信号源から差動アンプ５４に入力する２つの入力経路におけるキャパシタとしてのフィルタ特性を補正するための回路であり、その詳細は後述する。キャパシタのフィルタ特性とは、例えば、入力経路に存在する、キャパシタ（キャパシタとしての性質を有する部材や寄生容量を含む）の構成や容量に起因するフィルタ特性をいう。
【００４０】
差動アンプ５４は、２つの入力の差分を増幅して、副制御回路５２に出力する。差動アンプ５４への２つの入力は、可変容量回路５３とスイッチＳＷ１２との間の信号線と、調整回路５７とスイッチＳＷ１１との間の信号線とに接続されている。本実施例では、端子１０４から差動アンプ５４に至る信号線を第１の信号線Ｌ１とも呼び、端子１０５から差動アンプ５４に至る信号線を第２の信号線Ｌ２とも呼ぶ。
【００４１】
また、第２の信号線Ｌ２は、ＡＳＩＣ５１の外部を経由しており、当該外部において、調整回路５７が直列的に接続されている。調整回路５７は、キャパシタＣａとキャパシタＣｂとから構成される。キャパシタＣａは、差動アンプ５４と端子１０５との間に直列的に接続されている。キャパシタＣｂの一端は、差動アンプ５４とキャパシタＣａとの間で第２の信号線Ｌ２に接続され、他の一端は、ＧＮＤに接続されている。調整回路５７は、可変容量回路５３と同様に、フィルタ特性を較正するための回路であり、その詳細は後述する。なお、第２の信号線Ｌ２がＡＳＩＣ５１の外部で調整回路５７と接続しているのは、調整回路５７のキャパシタ容量が比較的大きく、ＡＳＩＣ５１の内部には設けにくいからである。
【００４２】
較正用信号源ＴＮは、パルス生成回路であり、ＡＳＩＣ５１の内部において、調整回路５７と端子１０５との間の第２の信号線Ｌ２に接続されている。本実施例では、較正用信号源ＴＮは、副制御回路５２からの制御信号を受けて、方形波のデジタルパルスを生成するものである。ただし、較正用信号源ＴＮは、アナログパルスを生成するものであってもよい。較正用信号源ＴＮが生成するデジタルパルスの周波数は、２p（Ｐは任意の整数）に調整することができる。なお、較正用信号源ＴＮは、副制御回路５２に含まれてもよい。また、較正用信号源ＴＮは、調整回路５７と端子１０５との間、すなわち、キャパシタＣＡの端子１０５側と同一電位の箇所に接続されていればよく、ＡＳＩＣ５１の外部に設けられていてもよい。
【００４３】
かかる構成のインク残量検出システム２５に接続されるインクカートリッジＣＲ１は、上述のとおり、センサ８０と、端子１１４及び１１５とを備えている。センサ８０は、公知の技術であるため、詳しい説明は省略するが、インクカートリッジＣＲ１のインク収容室からインク供給口７４に至るインク流路の途中に設けられ、後述するインク残量検出処理に用いられる。センサ８０は、プラス（Ｐ）電極である電極８１と、マイナス（Ｎ）電極である電極８２と、その間に配された圧電素子８３とからなり、電極８１は端子１１４に、電極８２は端子１１５に接続されている。本実施例では、電極８１及び電極８２のうちの電極８２側にインク収容室が設けられている。また、電極８２とインク収容室との間には、絶縁体８４が挿入されている。
【００４４】
また、上述のサブ制御部５０において、可変容量回路５３とインクカートリッジＣＲ１用の端子１０４との間との間には、６チャネルのアナログスイッチ（第１の切り替えスイッチという）が接続されており、また、調整回路５７とインクカートリッジＣＲ１用の端子１０５との間とには、６チャネルのアナログスイッチ（第２の切り替えスイッチという）が接続されている（図示せず）。第１及び第２のアナログスイッチを切り替えることで、第１の信号線Ｌ１及び第２の信号線Ｌ２の接続先を、インクカートリッジＣＲ１〜ＣＲ６用の各々の端子１０４，１０５の間で切り替え可能な構成となっている。また、較正用信号源ＴＮは、調整回路５７と第２の切り替えスイッチとの間で、第２の信号線Ｌ２に接続されている。これにより、第１及び第２の切り替えスイッチを切り替えれば、較正用信号源ＴＮに接続されるインクカートリッジＣＲ１〜ＣＲ６も、同時に切り替わることとなる。
【００４５】
Ａ−３．従来のインク残量検出処理：
本発明のインク残量処理について説明する前に、プリンター２０を用いて従来のインク残量処理を行う場合の手順について、図３及び図４を用いて説明する。インク残量検出処理とは、インク残量検出システム２５を用いて、インクカートリッジＣＲ１〜ＣＲ６に収容されたインクの残量が残り僅かであるか否かを検出する処理である。以下、インクカートリッジＣＲ１に対してのインク残量検出処理として説明する。この処理は、本実施例においては、所定のタイミング、例えば、インクカートリッジＣＲ１が交換されたとき、プリンター２０の電源投入時、印刷を一定量実行した後（例えば、１ページ分の印刷を実行した後）、印刷ヘッド６８が備えるノズルを清掃する処理（いわゆるフラッシング処理）を実行した後、主制御部４０が印刷データに基づいてカウントする各カラーインクの使用量が所定量に達したときに実行される。
【００４６】
インク残量検出処理が開始されると、主制御部４０は、図４に示すように、サブ制御部５０の副制御回路５２に対して、測定コマンドを送信する。副制御回路５２は、測定コマンドを受信すると、測定コマンドに含まれる情報により指定された検出対象カートリッジ（ここではインクカートリッジＣＲ１）を認識する。そして、主制御部４０が副制御回路５２に制御信号Ｐ１を送信すると、副制御回路５２は、上述した６チャネルのスイッチで、サブ制御部５０とインクカートリッジＣＲ１とを電気的に接続する。そして、副制御回路５２は、スイッチＳＷ１１及びＳＷ１２をＯＮにする。こうすることで、主制御部４０とインクカートリッジＣＲ１の端子１１４とが電気的に接続されると共に、インクカートリッジＣＲ１の端子１１５の電位が基準電位（ＧＮＤ）にされ、後述するセンサ駆動電圧ＤＳを、端子１１４を介して圧電素子８３に印加可能となる。
【００４７】
かかる状態で、主制御部４０は、駆動信号生成部４１の処理として、センサ駆動電圧ＤＳを出力する。本実施例においては、センサ駆動電圧ＤＳは、最大３６Ｖの電圧を有する台形のパルス信号である。ここでは、センサ駆動電圧ＤＳは、駆動電圧の最大電位差ΔＶｃの中間の電位Ｖｍｉｄから１／２×ΔＶｃだけ上昇して最大電位Ｖｍａｘに達し、所定の維持期間を経てΔＶｃだけ下降して最小電位Ｖｍｉｎに至り、さらに、所定の維持期間を経て再び１／２×ΔＶｃだけ上昇して電位Ｖｍｉｄに戻る波形を有している。ただし、センサ駆動電圧ＤＳの波形は、このような波形に限るものではなく、例えば、最小電位ＶｍｉｎからΔＶｃ分上昇して最大電位Ｖｍａｘに達し、所定の維持期間を経てΔＶｃ分下降して最小電位Ｖｍｉｎに戻る波形であってもよい。こうして、圧電素子８３には、センサ駆動電圧ＤＳが印加される。センサ駆動電圧ＤＳの印加が終了した後、主制御部４０は、制御信号Ｐ２を発生させる。制御信号Ｐ１が発生されるタイミングから制御信号Ｐ２が発生されるまでの期間を駆動電圧印加期間Ｔ１と呼ぶ。
【００４８】
副制御回路５２は、制御信号Ｐ２を受信したタイミングで、スイッチＳＷ１１，ＳＷ１２をＯＦＦにする。これにより、端子１１４及び１１５は、主制御部４０またはＧＮＤと切り離され、解放状態となる。その結果、圧電素子８３は振動を励起される。
【００４９】
駆動電圧印加期間Ｔ１終了後、センサ駆動電圧ＤＳによって振動を励起された圧電素子８３は、振動に伴う歪みに応じて、逆起電力を発生する。圧電素子８３は、発生した逆起電力を、端子１１４及び端子１１５を介して出力信号ＳＧ１，ＳＧ２として出力する。端子１１４から出力される出力信号ＳＧ１と、端子１１５から出力される出力信号ＳＧ２とは、図４に示すように、逆位相である。
【００５０】
制御信号Ｐ２の出力後、待機期間Ｔ２をおいて、主制御部４０は、制御信号Ｐ３を発生させる。副制御回路５２は、制御信号Ｐ３を受信したタイミングで、差動アンプ５４をＯＮにする。この結果、出力信号ＳＧ１は、可変容量回路５３が接続された第１の信号線Ｌ１を介して差動アンプ５４に入力され、出力信号ＳＧ２は、調整回路５７が接続された第２の信号線Ｌ２を介して差動アンプ５４に入力される。
【００５１】
出力信号ＳＧ１，ＳＧ２が入力されると、差動アンプ５４は、入力された出力信号ＳＧ１及びＳＧ２の差分を増幅した出力信号ＳＧを副制御回路５２に出力する。副制御回路５２は、差動アンプ５４から出力された出力信号ＳＧをＡＤ変換し、デジタル信号を生成する。副制御回路５２は、デジタル化された出力信号ＳＧが所定回数立ち上がるのに要する期間Ｔ３（以下、測定期間Ｔ３という。）を測定する。測定期間Ｔ３の測定は、測定期間Ｔ３に含まれるクロック信号のパルス数をカウントすることによって実行される。そして、副制御回路５２は、測定された測定期間Ｔ３に基づいて、出力信号ＳＧの周波数Ｈを算出する。周波数Ｈは、圧電素子８３が振動する固有振動数に等しい。副制御回路５２は、算出した周波数Ｈを主制御部４０に出力する。
【００５２】
主制御部４０は、周波数Ｈを取得すると、インク残量判断部４２の処理として、取得した周波数Ｈに基づいて、インクカートリッジＣＲ１のインク残量を判定する。ここで、圧電素子８３は、センサ８０が設置されるインク流路にインクが充填された状態と、インクが無い状態とでは、異なる固有振動数で振動する。すなわち、ここでいう圧電素子８３の固有振動数とは、圧電素子８３ごとに１つに定まる値ではなく、センサ８０が設置されるインク流路の影響を受けて定まる値であり、インクの有無に応じて変化する値である。例えば、本実施例におけるインクカートリッジＣＲ１において、センサ８０は、インク有り時において第１の固有振動数Ｈ１（例えば、約３０ＫＨｚ）で振動し、インク無し時において第２の固有振動数Ｈ２（例えば、約１１０ＫＨｚ）で振動する。このような振動特性は、インクカートリッジの形状、材質、インクの材質等、種々の要因によって変化するものであって、上述の値に限られるものではない。主制御部４０は、こうした特性を利用して、取得した周波数Ｈが、第１の固有振動数Ｈ１とほぼ等しい場合には、インクカートリッジＣＲ１のインク残量は所定量以上である（インク有り）と判断し、取得した周波数Ｈが、第２の固有振動数Ｈ２とほぼ等しい場合には、インク残量は所定量未満（インク無し）であると判断するのである。
【００５３】
このようにして、インクカートリッジＣＲ１のインク残量を判断し、その結果がインク無しであれば、主制御部４０は、操作パネル９２のディスプレイにインクカートリッジＣＲ１の交換をユーザーに促すためのメッセージを表示する。また、主制御部４０は、その結果をコンピュータＰＣに送信する。これを受けて、コンピュータＰＣは、同様のメッセージをディスプレイに表示する。
【００５４】
Ａ−４．可変容量回路５３及び調整回路５７の詳細：
可変容量回路５３及び調整回路５７の詳細について説明する前に、上述したインク残量検出処理の課題について説明する。プリンター２０においては、インクジェット式プリンター特有の問題として、インクカートリッジＣＲ１に充填されたインクがアンテナとなって、センサ８０の電極８１及び８２からノイズが混入することが想定される。こうしたノイズ源を本願では、インク受信ノイズ源Ｎという。
【００５５】
インク受信ノイズ源Ｎから電極８１を介して端子１１４に至る第１の経路（Ｐ極側）の等価回路を図５（ａ）に示す。第１の経路では、図示するように、インク受信ノイズＮ源は、絶縁体８４及び圧電素子８３を介して、端子１１４に接続される。ここで、絶縁体８４及び圧電素子８３は誘電体であるため、キャパシタとしての性質を有している。したがって、第１の経路の等価回路は、インク受信ノイズ源Ｎと端子１１４との間に、絶縁体８４に相当するキャパシタＣｐと、圧電素子８３に相当するキャパシタＣＡとが直列に接続された構成となる。一方、インク受信ノイズ源Ｎから電極８２を介して端子１１５に至る第２の経路（Ｎ極側）の等価回路を図５（ｂ）に示す。第２の経路では、図示するように、圧電素子８３が存在しない。したがって、第２の経路の等価回路は、インク受信ノイズ源Ｎと端子１１５との間に、絶縁体８４に相当するキャパシタＣｐのみが直列に接続された構成となる。
【００５６】
このように、インク受信ノイズ源Ｎから混入するノイズに対しては、差動アンプ５４の入力のうちの、Ｐ極側の経路とＮ極側の経路とでは、キャパシタとしてのフィルタ特性が異なることとなる。その結果、インク受信ノイズ源Ｎから混入するノイズを差動アンプ５４で完全に除去することができず、精度の良いインク残量の検出が行えないという課題を生じることとなる。
【００５７】
以上の課題を踏まえ、可変容量回路５３及び調整回路５７の詳細について説明する。本実施例のプリンター２０における、インク受信ノイズ源Ｎから差動アンプ５４に至るまでの２つの入力経路についてのフィルタ等価回路を図６に示す。Ｐ極側の経路では、インク受信ノイズ源Ｎから差動アンプ５４の入力の間に、インク受信ノイズ源Ｎ側から順に、キャパシタＣｐ、キャパシタＣＡが直列に接続され、キャパシタＣＡと差動アンプ５４との間に、キャパシタＣＢｐとキャパシタＣｂ２とが、その一端がＧＮＤに接続されるように接続されている。キャパシタＣＢｐは、ＡＳＩＣ５１の寄生容量である。
【００５８】
一方、Ｎ極側の経路では、インク受信ノイズ源Ｎから差動アンプ５４の入力の間に、インク受信ノイズ源Ｎ側から順に、キャパシタＣｐ、調整回路５７のキャパシタＣａが直列に接続されている。また、キャパシタＣｐとキャパシタＣａの間には、キャパシタＣＢｎが、その一端がＧＮＤに接続されるように接続されており、キャパシタＣａと差動アンプ５４との間には、調整回路５７のキャパシタＣｂが、その一端がＧＮＤに接続されるように接続されている。キャパシタＣＢｎは、ＡＳＩＣ５１の寄生容量である。
【００５９】
本実施例における各キャパシタの容量は、Ｃｐが８２ｐＦ、キャパシタＣＡが１００〜５００ｐＦ程度、キャパシタＣＢｐ及びＣＢｎが１８ｐＦである。キャパシタＣＡの容量を所定の範囲で例示しているのは、キャパシタＣＡの容量は、個体差が比較的大きいからである。ここで、調整回路５７を構成するキャパシタＣａの容量は、Ｐ極側のキャパシタＣＡとほぼ同一と想定される容量となっており、キャパシタＣｂの容量はＰ極側のキャパシタＣＢｐとほぼ同一と想定される容量となっている。このように、調整回路５７（キャパシタＣａ及びキャパシタＣｂ）を設けることで、プリンター２０が可変容量回路５３を備えていない場合において、差動アンプ５４に入力される２つの経路のフィルタ特性を極力均一にして、すなわち、インク受信ノイズ源Ｎから混入するノイズへの影響を両経路で同じにして、上述の課題を解決することができる。なお、かかる等価回路において、キャパシタＣＢｎのＧＮＤと反対側の一端は、キャパシタＣｐのインク受信ノイズ源Ｎと反対側の一端と同一電位であるため、ノイズへの影響を考慮する必要は無いので、キャパシタＣａの容量がキャパシタＣＡと同一であり、キャパシタＣｂの容量がキャパシタＣＢｐと同一の容量であれば、Ｐ極側の経路及びＮ極側の経路のフィルタ特性は、同一となる。
【００６０】
しかし、このように、調整回路５７を設けたとしても、上述したように、キャパシタＣＡの容量は個体差が比較的大きいために、キャパシタＣＡの容量を正確に想定することは困難である。すなわち、Ｐ極側の経路及びＮ極側の経路のフィルタ特性を完全に同一にすることはできない。こうしたことから、本実施例においては、主に、キャパシタＣＡの実際の容量と想定容量との誤差を較正するために、可変容量回路５３が設けられている。具体的には、可変容量回路５３のスイッチＳＷ１〜ＳＷｎの接続状態を制御して、Ｐ極側の経路におけるキャパシタＣＡ、ＣＢｐ及びＣｂ２の合計の容量と、Ｎ極側の経路におけるキャパシタＣａ及びＣｂの容量の合計とをほぼ同じとするために、可変容量回路５３が設けられている。かかるスイッチＳＷ１〜ＳＷｎの接続状態の制御は、後述する容量較正処理及び本発明のインク残量検出処理において明らかにする。
【００６１】
本実施例においては、キャパシタＣＡの容量は２００％程度のばらつきがあるため、キャパシタＣｂ２の最大容量（ＳＷ１〜ＳＷｎの全てがＯＮの場合）である｛２×２(n-1)-１｝Ｃが、そのばらつきに対応可能な値となるように、スイッチＳＷ１の容量Ｃを設定する。なお、本実施例では、可変容量回路５３が備えるキャパシタ及びスイッチの数ｎはｎ＝４としたが、ｎを大きくすれば、容量Ｃを小さくできるので、すなわち、キャパシタＣｂ２の設定可能な容量の各値のピッチを小さくすることができるので、Ｐ極側の経路及びＮ極側の経路のフィルタ特性の違いを、より細かく制御することができる。ｎの値は、求められる検出精度とコスト、実装スペースの制約などに応じて、適宜設定すればよい。また、キャパシタＣｂの容量は、キャパシタＣＢｐの容量よりも大きいと想定される値で設定する。このように設定するのは、Ｎ極側のキャパシタＣａ及びＣｂの容量を、Ｐ極側のキャパシタＣＡ及びＣＢｐの容量よりも大きくするためである。
【００６２】
Ａ−５．容量較正処理：
インク残量検出システム２５における容量較正処理について、図７を用いて説明する。容量較正処理とは、差動アンプ５４への２つの入力経路におけるフィルタ特性の違いを較正するために、インクカートリッジＣＲ１〜ＣＲ６の８センサ８０の特性に応じて可変容量回路５３のスイッチＳＷ１〜ＳＷｎの接続状態を設定する処理、すなわち、キャパシタＣｂ２の容量を設定する処理である。この処理は、プリンター２０の電源が投入された時点で開始される。容量較正処理が開始されると、副制御回路５２は、所定のイベントの発生を待機する（ステップＳ２１０）。
【００６３】
所定のイベントとは、プリンター２０の使用環境が変化する可能性があることを少なくとも推認可能なイベントである。ここでの使用環境とは、キャパシタのフィルタ特性が変化する環境条件、例えば、温度、湿度などをいう。本実施例では、所定のイベントは、プリンター２０の電源投入、プリンター２０の省電力モードからの復帰とし、副制御回路５２は、主制御部４０から所定の信号を受け取ることで、当該イベントを検知することとした。
【００６４】
所定のイベントを検知すると（ステップＳ２１０：ＹＥＳ）、副制御回路５２は、装着されたインクカートリッジＣＲ１〜ＣＲ６の中から１つのインクカートリッジを選択し、第１及び第２の切り替えスイッチを制御して、当該選択したインクカートリッジとサブ制御部５０とを電気的に接続する（ステップＳ２２０）。本実施例では、最初に選択されるインクカートリッジは、インクカートリッジＣＲ１とした。
【００６５】
インクカートリッジと接続すると、副制御回路５２は、メモリに記憶された第１の固有振動数Ｈ１を示す情報を含む制御信号を較正用信号源ＴＮに与え、較正用信号源ＴＮに、周波数Ｈ１の較正用信号を発信させる（ステップＳ２３０）。周波数Ｈ１の較正用信号を発信させると、副制御回路５２は、スイッチＳＷ１〜ＳＷｎにスイッチ制御信号を与え、その接続状態を順次切り替えながら、差動アンプ５４の出力値をそれぞれ記憶する（ステップＳ２４０）。本実施例では、スイッチＳＷ１〜ＳＷｎは、各スイッチのＯＮ／ＯＦＦについての全ての組み合わせについて接続が切り替えられる。例えば、ｎ＝４であれば、１６通りの接続状態が切り替えられることとなる。
【００６６】
そして、副制御回路５２は、記憶した出力値の中で、最も小さな最小出力値を判断し、当該最小出力値を出力した際のスイッチＳＷ１〜ＳＷｎの接続状態に対応するキャパシタＣｂ２の容量Ｃｂ２１を記憶する（ステップＳ２５０）。容量Ｃｂ２１は、インク有り時にセンサ８０から出力される出力信号ＳＧ１，ＳＧ２の周波数である周波数Ｈ１の信号が差動アンプ５４に入力される際に、差動アンプ５４への２つの入力経路におけるフィルタ特性を最も均一にできるキャパシタＣｂ２の容量である。
【００６７】
容量Ｃｂ２１を記憶すると、副制御回路５２は、メモリに記憶された第２の固有振動数Ｈ２を示す情報を含む制御信号を較正用信号源ＴＮに与え、較正用信号源ＴＮに、周波数Ｈ２の較正用信号を発信させる（ステップＳ２６０）。なお、本実施例では、ステップＳ２２０及びＳ２５０において、較正用信号源ＴＮに発信させる較正用信号は、インク受信ノイズ源Ｎからの混入が想定されるノイズよりも十分に大きな信号である。こうすれば、容量較正処理の途中で、インク受信ノイズ源Ｎからノイズが混入しても、その影響を小さくできるからである。
【００６８】
周波数Ｈ２の較正用信号を発信させると、副制御回路５２は、上記ステップＳ２３０と同様に、スイッチＳＷ１〜ＳＷｎの接続状態を順次切り替えながら、差動アンプ５４の出力値をそれぞれ記憶する（ステップＳ２７０）。そして、副制御回路５２は、ステップＳ２６０で記憶した出力値の中で、最も小さな最小出力値を判断し、当該最小出力値を出力した際のスイッチＳＷ１〜ＳＷｎの接続状態に対応するキャパシタＣｂ２の容量Ｃｂ２２を記憶する（ステップＳ２８０）。容量Ｃｂ２２は、インク無し時にセンサ８０から出力される出力信号ＳＧ１，ＳＧ２の周波数である周波数Ｈ２の信号が差動アンプ５４に入力される際に、差動アンプ５４への２つの入力経路におけるフィルタ特性を最も均一にできるキャパシタＣｂ２の容量である。
【００６９】
容量Ｃｂ２２を記憶すると、副制御回路５２は、記憶した容量Ｃｂ２１，Ｃｂ２２及び調整係数αを用いて、次式（１）により、合成容量Ｃｂ２３を算出する（ステップＳ２９０）。ここで、調整係数α（０≦α≦１）は、容量Ｃｂ２１及びＣｂ２２の重み付けを表す係数である。なお、合成容量Ｃｂ２３が整数でない場合には合成容量Ｃｂ２３の値の小数点以下を四捨五入したり、切捨てしたりして、整数化処理を行う。
Ｃｂ２３＝α×Ｃｂ２１＋（１−α）×Ｃｂ２２・・・（１）
【００７０】
本実施例においては、調整係数αは、０．５＜α＜１の範囲、例えば、α＝０．７で設定するものとした。要するに、容量Ｃｂ２１の重み付けを容量Ｃｂ２２よりも重くするのである。換言すれば、インク有り時における差動アンプ５４への２つの入力経路のフィルタ特性の均一性を、インク無し時におけるそれよりも重視するのである。こうして、合成容量Ｃｂ２３は、容量Ｃｂ２１と容量Ｃｂ２２との間の容量Ｃｂ２１に近い側の値で設定されることとなる。容量Ｃｂ２１の重み付けを容量Ｃｂ２２よりも重くするのは、インク有り時の方が、インク無し時よりも、インク受信ノイズ源Ｎから差動アンプ５４の入力経路にノイズが混入しやすいからである。
【００７１】
合成容量Ｃｂ２３を算出すると、副制御回路５２は、キャパシタＣｂ２の容量が合成容量Ｃｂ２３となるスイッチＳＷ１〜ＳＷｎの接続状態を示す情報（以下、スイッチ制御情報という）を、カートリッジの識別情報（例えば、インクカートリッジＣＲ１であることを示す情報）と対応付けて、副制御回路５２のメモリに記憶する（ステップＳ３００）。なお、スイッチ制御情報は、スイッチごとのＯＮ／ＯＦＦ情報であってもよいし、合成容量Ｃｂ２３の値であってもよい。また、スイッチ制御情報の記憶場所は、副制御回路５２のメモリに限らず、副制御回路５２は、スイッチ制御情報を主制御部４０に出力し、主制御部４０がスイッチ制御情報をＥＥＰＲＯＭなどに記憶してもよい。
【００７２】
スイッチ制御情報を記憶すると、副制御回路５２は、全てのインクカートリッジについて、ステップＳ２２０〜Ｓ３００の処理を繰り返す（ステップＳ３１０）。こうして、容量較正処理は終了となり、副制御回路５２は、処理を元に戻す。なお、スイッチＳＷ１〜ＳＷｎは寄生容量として作用するが、上述の容量較正処理によれば、当該寄生容量の影響も反映させて、Ｐ極側とＮ極側のフィルタ特性を均一化できるスイッチＳＷ１〜ＳＷｎの接続状態を求めることができる。
【００７３】
Ａ−６．本発明のインク残量検出処理：
インク残量検出システム２５を用いた本発明のインク残量処理について図８を用いて説明する。本発明のインク残量検出処理は、従来のインク残量処理と同様のタイミングで開始される。本発明のインク残量処理が開始されると、主制御部４０は、まず、インクカートリッジＣＲ１〜ＣＲ６の中から検出対象カートリッジを選択する（ステップＳ４１０）。インクカートリッジを選択すると、副制御回路５２は、上述した容量較正処理のステップＳ３００で記憶した、選択したインクカートリッジに対応するスイッチ制御情報を読み込む（ステップＳ４２０）。
【００７４】
スイッチ制御情報を読み込むと、主制御部４０は、副制御回路５２にスイッチ制御信号を与えて、可変容量回路５３のスイッチＳＷ１〜ＳＷｎの接続状態を、ステップＳ４２０で読み込んだスイッチ制御情報に対応する状態に設定する（ステップＳ４３０）。スイッチＳＷ１〜ＳＷｎの接続状態を設定すると、主制御部４０は、選択したインクカートリッジに対して、上述した従来のインク残量検出処理により、インク残量の検出を行う（ステップＳ４４０）。そして、副制御回路５２は、全てのインクカートリッジについて、ステップＳ４１０〜Ｓ４４０の処理を繰り返す（ステップＳ４５０）。こうして、本発明のインク残量検出処理は終了となる。
【００７５】
Ａ−７．効果：
上述したインク残量検出システム２５において、差動アンプ５４の入力には、２つの入力経路のフィルタ特性を較正するための調整回路５７と可変容量回路５３とが接続されている。また、インク残量検出システム２５には、調整回路５７と端子１０５との間に、較正用信号源ＴＮが接続されている。インク残量検出システム２５は、容量較正処理によって、較正用信号源ＴＮから差動アンプ５４に較正用信号を入力しながら、可変容量回路５３のスイッチＳＷ１〜ＳＷｎを順次ＯＮ／ＯＦＦし、差動アンプ５４の出力が相対的に小さくなるようにスイッチＳＷ１〜ＳＷｎの接続状態（キャパシタＣｂ２の容量）を設定するので、調整回路５７だけが接続されている場合と比べて、２つの入力経路のフィルタ特性の較正精度を高めることができる。その結果、インク残量検出処理によって、インク受信ノイズ源Ｎから混入し、フィルタ特性が異なる２つの経路を介して差動アンプ５４に入力されるノイズを好適に除去し、インク残量検出処理における検出精度を高めることができる。
【００７６】
また、インク残量検出システム２５は、インク有り時のセンサ８０からの出力信号ＳＧ１，ＳＧ２の周波数である周波数Ｈ１の較正用信号や、インク無し時のセンサ８０の出力信号ＳＧ１，ＳＧ２の周波数である周波数Ｈ２の較正用信号を用いて、すなわち、インク残量検出処理における周波数条件を反映させて、容量較正処理を行うので、インク残量検出処理における検出精度を向上させることができる。また、２種類の周波数の信号が差動アンプ５４に入力される場合を考慮して、２つの入力経路のフィルタ特性を均一化するので、インク有り時、インク無し時のいずれに対しても、インク残量検出処理における検出精度を高めることができる。
【００７７】
また、インク受信ノイズ源Ｎからノイズが相対的に混入しやすいインク有り時の検出精度を、インク受信ノイズ源Ｎからノイズが相対的に混入しにくいインク無し時の検出精度よりも重視して、スイッチＳＷ１〜ＳＷｎの接続状態を設定するので、好適にノイズの影響を除去することができる。
【００７８】
また、インク残量検出システム２５は、較正用信号源ＴＮを備えているので、プリンター２０の工場出荷段階のみならず、プリンター２０によるユーザーの使用段階においても、容量較正処理を行うことができる。したがって、プリンター２０の使用環境、例えば、温度や湿度が大きく変化して、キャパシタのフィルタ特性が変化したとしても、その使用環境に応じて適切に、差動アンプ５４の２つの入力経路のフィルタ特性を均一化することができる。
【００７９】
また、可変容量回路５３は、可変容量回路５３を構成するキャパシタＣ１〜Ｃｎの容量が比較的小さく、集積回路であるＡＳＩＣ５１内に設けられているので、集積回路外部に設ける場合と比べて、低コスト化することができる。
【００８０】
また、インク残量検出システム２５において、可変容量回路５３を構成するキャパシタＣ１〜Ｃｎの容量は、ｉ番目のキャパシタＣｉの容量が２(i-1)Ｃとなるように設定されている。したがって、スイッチＳＷ１〜ＳＷｎのＯＮ／ＯＦＦを切り替えることで、接続されたキャパシタの合計の容量を、値０から値２×２(n-1)−１までの全ての整数にＣを乗じた値のいずれかに効率的に制御可能である。また、キャパシタＣ１〜Ｃｎの最小容量Ｃを単位として、精度良く、フィルタ特性の較正を行うことができる。
【００８１】
また、インク残量検出システム２５において、較正用信号源ＴＮの発信する較正用信号は、方形波であり、その周波数は、値２pで構成されるので、簡単な較正用信号源ＴＮの構成で、容易に、デジタルパルスを生成することができる。
【００８２】
また、インク残量検出システム２５は、プリンター２０の使用環境が変化する可能性がある場合に、副制御回路５２が容量較正処理を行うので、使用環境の変化によって差動アンプ５４への２つの入力経路のキャパシタとしてのフィルタ特性の違いが変化しても、その変化に追随することができる。したがって、使用環境が変化しても、液体残量の検出精度を向上させることができる。
【００８３】
Ｂ．変形例：
上述の実施形態の変形例について説明する。
Ｂ−１．変形例１：
上述の実施形態においては、可変容量回路５３は、第１の信号線Ｌ１（Ｐ極）側に接続する構成について示したが、キャパシタＣｂ及びＣＢｐの容量の大小関係やキャパシタＣａの容量の設定値によっては、第２の信号線Ｌ２（Ｎ極）側に接続してもよい。もちろん、Ｐ極側とＮ極側の両方に可変容量回路５３が接続されていても差し支えない。各キャパシタの容量を考慮して、Ｐ極側及びＮ極側のフィルタ特性が均一化できる側に、可変容量回路５３を接続すればよいのである。また、調整回路５７についても、第１の信号線Ｌ１側、第２の信号線Ｌ２側の両方に接続されていてもよい。
【００８４】
また、可変容量回路５３がＮ極側に接続される場合、可変容量回路５３は、差動アンプ５４と調整回路５７との間に接続されるから、較正用信号源ＴＮは、上述の実施形態と同様に、調整回路５７と端子１０５との間に接続されていればよい。較正用信号源ＴＮは、較正用信号源ＴＮから差動アンプ５４に至る２つのフィルタ等価回路の構成が同一になる位置に接続できればよいのである。
【００８５】
Ｂ−２．変形例２：
上述の実施形態においては、可変容量回路５３を構成するキャパシタＣ１〜Ｃｎの容量は、ｉ番目のキャパシタＣｉの容量が２(i-1)Ｃとなるように設定したが、キャパシタＣｉの容量は、かかる例に限らず、適宜設定すればよい。例えば、キャパシタＣ１〜Ｃｎの容量は、全て同一としてもよい。
【００８６】
Ｂ−３．変形例３：
上述の実施形態においては、インク残量検出システム２５は、液体残量検出システムの使用環境が変化する可能性があることを少なくとも推認可能なイベントを検知した際に、容量較正処理を実行する構成について示したが、容量較正処理の実行契機は、かかる例に限るものではない。例えば、操作パネル９２を用いたユーザー操作を受け付けて実行してもよいし、インク残量検出処理を行う前に実行してもよい。また、プリンター２０が温度センサや湿度センサを備えている場合には、これらのセンサによって直接的に使用環境の変化を検知したとき、例えば、温度や湿度が所定範囲を超えて変化したことを検知したときに実行してもよい。なお、インク残量検出処理を行う前に容量較正処理を実行する場合には、カートリッジごとに、容量較正処理を行って、続けてインク残量算出処理を行ってもよい。こうすれば、副制御回路５２は、スイッチ制御情報を記憶する必要が無い。
【００８７】
Ｂ−４．変形例４：
上述の実施形態においては、周波数の異なる２種類の信号を用いて、容量較正処理を行う較正について示したが、用いる信号は１種類であってもよい。例えば、インク受信ノイズ源Ｎからノイズが混入しやすい、インク有り時のセンサ８０出力信号ＳＧ１，ＳＧ２と同じ周波数である周波数Ｈ１の信号のみを用いてもよい。こうすれば、より簡単な較正で容量較正処理を行えるので、サブ制御部５０の演算負荷の低減、処理時間の短縮化などに資する。
【００８８】
また、インク残量検出処理において、インク有り、またはインク無しのいずれかの検出結果を得た場合に、当該検出結果に対応する１つの周波数を用いて、容量較正処理を行った後、再度、インク残量検出処理を行ってもよい。例えば、インク有りに対応する周波数Ｈ１の信号のみを用いて容量較正処理を行った後に、インク残量検出処理においてインク無しの検出結果を得た場合には、再度、インク無しに対応する周波数Ｈ２の信号のみを用いて容量較正処理を行い、インク残量検出処理をやり直して、１回目の検出結果を検証してもよい。こうすれば、インク残量処理の検出精度を高めることができる。
【００８９】
また、プリンター２０に装着されるインクカートリッジＣＲ１〜ＣＲ６が、ＩＣチップなどの記憶媒体を備え、当該記憶媒体に、インクカートリッジの型式、インクの種類等の識別情報が記憶されている場合には、主制御部４０が記憶媒体から識別情報を読み取って、当該識別情報に対応する１種類または２種類の周波数の信号を較正用信号源ＴＮに発信させてもよい。この場合、主制御部４０は、ＥＥＰＲＯＭに、識別情報と振動数とを対応付けたテーブルを記憶していてもよい。また、インクカートリッジの記憶媒体に、容量較正処理で用いる信号の周波数を示す情報を記憶しておき、主制御部４０は、これを読み込んで、当該周波数の信号を較正用信号源ＴＮに発信させてもよい。
【００９０】
Ｂ−５．変形例５：
上述の実施形態においては、容量較正処理において、キャパシタＣｂ２の容量は、容量Ｃｂ２１及びＣＢ２２を所定の重み付けで合成した合成容量Ｃｂ２３に設定したが、かかる重み付けは、必須ではない。例えば、キャパシタＣｂ２の容量は、容量Ｃｂ２１及びＣＢ２２の間の任意の値に設定してもよい。
【００９１】
Ｂ−６．変形例６：
上述の実施形態では、容量較正処理において、センサ８０の第１の固有振動数Ｈ１及び第２の固有振動数Ｈ２と等しい周波数である周波数Ｈ１及び周波数Ｈ２の較正用信号を用いたが、較正用信号源の周波数は、これに限られるものではない。例えば、周波数Ｈ１，Ｈ２から１０％の変動範囲にある周波数を用いてもよいし、任意の周波数を用いてもよい。こうしても、一定の効果を得ることができる。
【００９２】
Ｂ−７．変形例７：
上述の実施形態においては、可変容量回路５３は、ＡＳＩＣ５１に含まれる構成としたが、ＡＳＩＣ５１の外部に設けてもよい。また、可変容量回路５３は、複数のキャパシタとスイッチとから構成されることに限らず、１つの可変コンデンサなどとしてもよい。可変容量回路５３は、一端がＧＮＤに接続された、容量の変更が可能なキャパシタであればよい。
【００９３】
以上、本発明の実施形態について説明したが、上述した実施形態における本発明の構成要素のうち、独立クレームに記載された要素以外の要素は、付加的な要素であり、適宜省略可能である。また、本発明はこうした実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を脱しない範囲において、種々なる態様で実施できることは勿論である。例えば、本発明は、実施例に示したインクジェット式プリンターとしての構成のほか、インク以外の他の液体（機能材料の粒子が分散されている液状体、ジェルのような流状体を含む）を噴霧する液体噴霧装置としての構成も可能である。
【符号の説明】
【００９４】
２０…プリンター
３０…キャリッジ
３１…紙送りモーター
３２…プラテン
３３…キャリッジモーター
３４…摺動軸
３６…駆動ベルト
３８…プーリー
４０…主制御部
４１…駆動信号生成部
４２…インク残量判断部
５０…サブ制御部
５１…ＡＳＩＣ
５２…副制御回路
５３…可変容量回路
５４…差動アンプ
５７…調整回路
６０…印刷ヘッドユニット
６２…カートリッジ装着部
６６…インク導入部
６８…印刷ヘッド
７１…筐体
７４…インク供給口
８０…センサ
８１，８２…電極
８３…圧電素子
８４…絶縁体
９２…操作パネル
９３…インターフェース
１００，１１０…端子板
１０４，１０５，１１４，１１５…端子
Ｐ…印刷媒体
ＰＣ…コンピュータ
ＣＲ１〜ＣＲ６…インクカートリッジ
Ｎ…インク受信ノイズ源
Ｃ１〜Ｃｎ，ＣＡ，ＣＢ，ＣＢｐ，ＣＢｎ，Ｃａ，Ｃｂ，Ｃｐ，Ｃｂ２…キャパシタ
ＳＷ１１，ＳＷ１２，ＳＷ１〜ＳＷｎ…スイッチ
ＴＮ…信号源
ＤＳ…センサ駆動電圧
ＳＧ，ＳＧ１，ＳＧ２…出力信号
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体噴霧装置に供給する液体を収容する液体収容容器内に設けられたセンサからの出力信号を用いて、該液体収容容器における前記液体の充填状況を検出する液体残量検出システムであって、
前記センサと電気的に接続するための端子と、
前記センサから前記端子を介して入力される前記出力信号の差分を出力する差動アンプと、
容量を変更可能な容量可変キャパシタであって、該容量可変キャパシタの一方が前記端子から前記差動アンプに至る信号ラインに接続され、他方がグランドに接続された容量可変キャパシタと、
前記センサから前記差動アンプに至る２つの入力経路における、キャパシタとしてのフィルタ特性の差異を較正するための較正キャパシタと、
前記較正キャパシタと前記端子との間に接続され、較正用信号を生成し、前記差動アンプに入力する較正用信号源と、
前記容量可変キャパシタの容量を変化させながら、前記差動アンプに前記較正用信号を入力し、該差動アンプの出力が相対的に小さくなるように、前記容量可変キャパシタの容量を設定する制御部と
を備えた液体残量検出システム。
【請求項２】
請求項１記載の液体残量検出システムであって、
前記容量可変キャパシタは、
前記信号ラインとグランドとの間に介装される複数のキャパシタと、
前記複数のキャパシタの各々に設けられ、前記信号ライン及び前記グランドとの接続の少なくとも一方を入切するスイッチと
を備え、
前記制御部は、前記スイッチの接続状態を制御して、容量の制御を行う
液体残量検出システム。
【請求項３】
請求項２記載の液体残量検出システムであって、
前記複数のキャパシタの個数は、Ｎ（Ｎは２以上の整数）個であり、
前記Ｎ個のキャパシタは、ｎ（ｎは１からＮの整数）番目のキャパシタの静電容量が、ｎ＝１のキャパシタの静電容量である最小静電容量に２のｎ−１乗を乗じた値である
液体残量検出システム。
【請求項４】
前記容量可変キャパシタは、集積回路内に設けられた請求項１ないし請求項３のいずれか記載の液体残量検出システム。
【請求項５】
前記較正用信号源は、周波数の異なる複数の信号を生成可能である請求項１ないし請求項４のいずれか記載の液体残量検出システム。
【請求項６】
請求項５記載の液体残量検出システムであって、
前記複数の信号は、前記液体収容容器に前記液体が充填されている場合の前記センサの固有振動数と略等しい第１の周波数の信号と、前記液体収容容器に前記液体が充填されていない場合の前記センサの固有振動数と略等しい第２の周波数の信号である
液体残量検出システム。
【請求項７】
請求項５または請求項６記載の液体残量検出システムであって、
前記較正用信号は、周波数の異なる複数の信号であり、
前記制御部は、前記複数の信号の各々に対して、前記容量可変キャパシタの容量を変化させながら、前記差動アンプに前記較正用信号を入力し、前記複数の信号のいずれに対しても、該差動アンプの出力が相対的に小さくなるように、前記容量可変キャパシタの容量を設定する
液体残量検出システム。
【請求項８】
請求項５ないし請求項７のいずれか記載の液体残量検出システムであって、
前記較正用信号は、周波数の異なる複数の信号であり、
前記制御部は、前記複数の信号のうちの第１の信号を入力した場合に、前記差動アンプの出力が相対的に小さくなる前記容量可変キャパシタの容量である第１の容量と、前記複数の信号のうちの第２の信号を入力した場合に、前記差動アンプの出力が相対的に小さくなる前記容量可変キャパシタの容量である第２の容量とを所定の重み付けで合成した容量に、前記容量可変キャパシタの容量を設定する
液体残量検出システム。
【請求項９】
請求項８記載の液体残量検出システムであって、
前記第１の信号の周波数は、前記液体収容容器に前記液体が充填されている場合の前記センサの固有振動数と略等しく、
前記第２の信号の周波数は、前記液体収容容器に前記液体が充填されていない場合の前記センサの固有振動数と略等しく、
前記所定の重み付けは、前記第１の容量が前記第２の容量よりも重い
液体残量検出システム。
【請求項１０】
前記較正用信号の周波数は、２のＰ乗（Ｐは整数）で表される請求項１ないし請求項９のいずれか記載の液体残量検出システム。
【請求項１１】
前記較正用信号は、方形波である請求項１ないし請求項１０のいずれか記載の液体残量検出システム。
【請求項１２】
前記制御部は、前記液体残量検出システムの使用環境が変化する可能性があることを少なくとも推認可能なイベントを検知した際に、前記容量可変キャパシタの容量の設定を行う請求項１ないし請求項１１のいずれか記載の液体残量検出システム。
【請求項１】
液体噴霧装置に供給する液体を収容する液体収容容器内に設けられたセンサからの出力信号を用いて、該液体収容容器における前記液体の充填状況を検出する液体残量検出システムであって、
前記センサと電気的に接続するための端子と、
前記センサから前記端子を介して入力される前記出力信号の差分を出力する差動アンプと、
容量を変更可能な容量可変キャパシタであって、該容量可変キャパシタの一方が前記端子から前記差動アンプに至る信号ラインに接続され、他方がグランドに接続された容量可変キャパシタと、
前記センサから前記差動アンプに至る２つの入力経路における、キャパシタとしてのフィルタ特性の差異を較正するための較正キャパシタと、
前記較正キャパシタと前記端子との間に接続され、較正用信号を生成し、前記差動アンプに入力する較正用信号源と、
前記容量可変キャパシタの容量を変化させながら、前記差動アンプに前記較正用信号を入力し、該差動アンプの出力が相対的に小さくなるように、前記容量可変キャパシタの容量を設定する制御部と
を備えた液体残量検出システム。
【請求項２】
請求項１記載の液体残量検出システムであって、
前記容量可変キャパシタは、
前記信号ラインとグランドとの間に介装される複数のキャパシタと、
前記複数のキャパシタの各々に設けられ、前記信号ライン及び前記グランドとの接続の少なくとも一方を入切するスイッチと
を備え、
前記制御部は、前記スイッチの接続状態を制御して、容量の制御を行う
液体残量検出システム。
【請求項３】
請求項２記載の液体残量検出システムであって、
前記複数のキャパシタの個数は、Ｎ（Ｎは２以上の整数）個であり、
前記Ｎ個のキャパシタは、ｎ（ｎは１からＮの整数）番目のキャパシタの静電容量が、ｎ＝１のキャパシタの静電容量である最小静電容量に２のｎ−１乗を乗じた値である
液体残量検出システム。
【請求項４】
前記容量可変キャパシタは、集積回路内に設けられた請求項１ないし請求項３のいずれか記載の液体残量検出システム。
【請求項５】
前記較正用信号源は、周波数の異なる複数の信号を生成可能である請求項１ないし請求項４のいずれか記載の液体残量検出システム。
【請求項６】
請求項５記載の液体残量検出システムであって、
前記複数の信号は、前記液体収容容器に前記液体が充填されている場合の前記センサの固有振動数と略等しい第１の周波数の信号と、前記液体収容容器に前記液体が充填されていない場合の前記センサの固有振動数と略等しい第２の周波数の信号である
液体残量検出システム。
【請求項７】
請求項５または請求項６記載の液体残量検出システムであって、
前記較正用信号は、周波数の異なる複数の信号であり、
前記制御部は、前記複数の信号の各々に対して、前記容量可変キャパシタの容量を変化させながら、前記差動アンプに前記較正用信号を入力し、前記複数の信号のいずれに対しても、該差動アンプの出力が相対的に小さくなるように、前記容量可変キャパシタの容量を設定する
液体残量検出システム。
【請求項８】
請求項５ないし請求項７のいずれか記載の液体残量検出システムであって、
前記較正用信号は、周波数の異なる複数の信号であり、
前記制御部は、前記複数の信号のうちの第１の信号を入力した場合に、前記差動アンプの出力が相対的に小さくなる前記容量可変キャパシタの容量である第１の容量と、前記複数の信号のうちの第２の信号を入力した場合に、前記差動アンプの出力が相対的に小さくなる前記容量可変キャパシタの容量である第２の容量とを所定の重み付けで合成した容量に、前記容量可変キャパシタの容量を設定する
液体残量検出システム。
【請求項９】
請求項８記載の液体残量検出システムであって、
前記第１の信号の周波数は、前記液体収容容器に前記液体が充填されている場合の前記センサの固有振動数と略等しく、
前記第２の信号の周波数は、前記液体収容容器に前記液体が充填されていない場合の前記センサの固有振動数と略等しく、
前記所定の重み付けは、前記第１の容量が前記第２の容量よりも重い
液体残量検出システム。
【請求項１０】
前記較正用信号の周波数は、２のＰ乗（Ｐは整数）で表される請求項１ないし請求項９のいずれか記載の液体残量検出システム。
【請求項１１】
前記較正用信号は、方形波である請求項１ないし請求項１０のいずれか記載の液体残量検出システム。
【請求項１２】
前記制御部は、前記液体残量検出システムの使用環境が変化する可能性があることを少なくとも推認可能なイベントを検知した際に、前記容量可変キャパシタの容量の設定を行う請求項１ないし請求項１１のいずれか記載の液体残量検出システム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１０−２１０５６２（Ｐ２０１０−２１０５６２Ａ）
【公開日】平成２２年９月２４日（２０１０．９．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−５９３６３（Ｐ２００９−５９３６３）
【出願日】平成２１年３月１２日（２００９．３．１２）
【公序良俗違反の表示】
（特許庁注：以下のものは登録商標）
１．ＥＥＰＲＯＭ
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年９月２４日（２０１０．９．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年３月１２日（２００９．３．１２）
【公序良俗違反の表示】
（特許庁注：以下のものは登録商標）
１．ＥＥＰＲＯＭ
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
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