JPH07137291A - インク貯蔵手段のインク残量検知装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 インク貯蔵手段１００内に配置される互いに
対向する第１の圧電部材１１０および第２の圧電部材１
２０と、駆動回路２００および検出回路４００を備える
ことを特徴とする、インク貯蔵手段のインク残量検出装
置。 【効果】 駆動回路により、第１の圧電部材に駆動電圧
を加え、第１の圧電部材を変形することにより、インク
に圧力波を発生させ、この圧力波によって第２の圧電部
材を変形させて逆起電圧を発生させ、この逆起電圧を検
出回路で検出することにより、検出感度が高く、インク
残量のレベルの判定の信頼性が高く、インクの変質を招
くことのない小型の装置を提供することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はインクジェットプリンタ
等液体インクを使用するプリンタに関し、さらに詳しく
はプリンタのインク貯蔵手段のインク残量検知装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術およびその課題】インクジェットプリン
タ、静電プリンタ等、液体インクを使用するプリンタは
低騒音で高品質の印字ができるため、現在広く用いられ
ている。しかし、インクを用いて印字を行うため、大量
の印字を行えばインク切れの状態となり、インクカート
リッジまたはインクタンク等のインク貯蔵手段の交換ま
たはインク貯蔵手段に対するインクの補給が必要とな
る。このインク切れが印字作業の途中に発生するとトラ
ブルを生じ、作業能率を損なう。

【０００３】そこでインク切れを予防するため、インク
切れを予知するためのインク残量の検知装置が案出さ
れ、すでに知られている。従来のインク残量の検知装置
としては、例えば実公昭６２−３７７３３号公報には、
インク中に２個の電極を浸漬し電極間の容量の変化を測
定する第１の手段、およびインク中に設けた２本の針等
によりインクの電気抵抗の変化を測定する第２の手段が
記載されている。

【０００４】しかしながら、第１の手段はインク貯蔵手
段の寸法の制約により容量変化の絶対値は決定的に小さ
く、測定精度が著しく不安定である。第２の手段はイン
ク中に電流を流すこととなるためインクの化学変化を促
進し、インクの印字特性を劣化させ印字品質の低下を招
き易い。

【０００５】このほかにも、発光手段と受光手段の間に
直接または容器を介して間接的にインクを介在させ受光
量の変化を検出する第３の手段も知られている。しかし
第３の手段はインクの濡れによって検出精度が低く、ま
た装置も大型となりやすい欠点を有する。

【０００６】

【発明の目的】本発明はインク切れを予知するためのイ
ンク貯蔵手段のインク残量検知装置において、前述の従
来技術の欠点を除去し、検出感度が高く、インク残量の
レベルの判定の信頼性が高く、インクの変質を招くこと
のない装置を小型のサイズにおいても実現できる技術を
提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに本発明は対向する二つの圧電部材と、駆動回路およ
び検出回路からなる、プリンタ装置のインク貯蔵手段内
に配置されるインク残量検知装置において、前記の駆動
回路により第１の圧電部材に駆動電圧を加えてこれを変
形し、第１および第２の圧電部材の間に介在するインク
に圧力波を発生させ、圧力波によって第２の圧電部材を
変形させて逆起電圧を発生させ、逆起電圧を前記の検出
回路により検出し、インク残量のレベルを判定すること
を特徴とする。

【０００８】本発明は更に圧電振動部材、圧電振動部材
を振動させる発振回路および発振回路の出力を検出する
検出回路からなる、プリンタ装置のインク貯蔵手段内に
配置されるインク残量検知装置において、前記の検出回
路によりインクの残量のレベルを判定することを特徴と
する。

【０００９】

【作用】本発明によれば、インク貯蔵手段内に配置され
互いに対向する第１および第２の圧電部材のうちの第１
の圧電部材に駆動電圧を印加することによりこれを変形
し、第１および第２の圧電部材の間に介在するインクを
圧縮してインク内に圧力波を発生させる。そして、この
圧力波によって第２の圧電部材を変形させて逆起電圧を
発生させ、この逆起電圧を前記の検出回路により検出す
るものである。

【００１０】このため、前記の圧力波のレベルおよびこ
れに依存する逆起電圧のレベルは、圧電部材が小型のも
のであっても第１および第２の圧電部材間のインクのレ
ベルに依存して極めて鋭敏に変化する。従って測定の感
度が高く、信頼性も高い。

【００１１】さらに第１の圧電部材に電圧を加え、また
は第２の圧電部材より逆起電圧を取り出すことはインク
に電流を流すことなくできるのでインクの変質を起こす
ことはない。このようにしてインク残量が一定のレベル
以下になったときには逆起電圧の顕著な低下を生じ、イ
ンク残量の過少状態を容易に検知することができる。

【００１２】更に本発明によれば、インク貯蔵手段内部
に圧電振動部材を配置し圧電振動部材を回路の一部とし
て発振回路を構成することにより、例えばインクが圧電
振動部材を浸しているときは発振せず、浸していないと
きは発振するように発振回路のゲインを設定することに
より、小型の圧電振動部材によっても、インクの変質を
起こすことなく、安定した測定精度においてインクの残
量の過少状態を検知することができる。

【００１３】

【実施例１】以下に本発明の実施例１を図１、図２およ
び図３を参照して説明する。図１は本発明の実施例１の
全体の構成を示す斜視図であり、図２は本発明の実施例
１の駆動回路を示す回路図であり、図３は本発明の実施
例１の検出回路を示す回路図であり、図４は本発明の実
施例１の動作を示すタイムチャートである。

【００１４】図１において、インク貯蔵手段１００に取
付けられる基板１０１上にＰＺＴ等の圧電材料よりなる
板状の第１の圧電部材１１０および第２の圧電部材１２
０を互いに対向するようにして配置し固定する。第１の
圧電部材１１０および第２の圧電部材１２０の上端部に
は弾性部材１４０を介して上板１５０を共通に取り付け
る。

【００１５】第１の圧電部材１１０を挟んでその側面に
１対の駆動電極１１２および駆動電極１１４を取付け、
第２の圧電部材１２０を挟んでその側面に１対の検出電
極１２２および検出電極１２４を取付ける。第１の圧電
部材１１０および第２の圧電部材１２０は矢印１２６の
方向に分極されている。

【００１６】駆動電極１１２、１１４は、それぞれリー
ド線により駆動回路２００の第１の出力端子２０１およ
び第２の出力端子２０３に接続する。検出電極１２２、
１２４は、それぞれリード線により検出回路３００の入
力端子３０１およびアースに接続する。

【００１７】駆動回路２００および検出回路３００はイ
ンク貯蔵手段１００の内部または外部に設けることがで
きるが、例えば駆動回路２００は外部に設けて印字のた
めの駆動回路の一部を切り替えて用い、検出回路３００
の一部は内部に配し、残りの部分は外部に配するのは実
用的である。

【００１８】駆動回路２００の構成について説明すれ
ば、図２に示すように、第１の圧電部材１１０の一方の
駆動電極１１２に接続する第１の出力端子２０１は、正
の電源線ＨＶに接続する。駆動電極１１２に対向する駆
動電極１１４と接続する第２の出力端子２０３は抵抗Ｒ
２、第１のｎｐｎバイポーラトランジスタ２０２を経て
アースに接続するとともに、抵抗Ｒ１，ｐｎｐバイポー
ラトランジスタ２０５を経て正の電源線ＨＶに接続す
る。ｐｎｐバイポーラトランジスタ２０５は、ベースを
抵抗Ｒ３を介して正の電源線ＨＶに接続するとともに抵
抗Ｒ４、第２のｎｐｎバイポーラトランジスタ２０７を
経てアースに接続する。

【００１９】検出回路３００の構成について説明すれ
ば、図３に示すように、第２の圧電部材１２０の一方の
検出電極１２２は、入力端子３０１を経てオペアンプ３
１０の非反転入力端子に接続し、他の一方の検出電極１
２４は、アースにそれぞれリード線を介して接続する。

【００２０】オペアンプ３１０の反転入力端子は、抵抗
Ｒ３１を介して正の電源線ＨＶに接続するとともに、抵
抗Ｒ３２を介してアースに接続する。オペアンプ３１０
の出力端子は、ダイオード３２０および抵抗Ｒ３３を介
してフリップフロップ３３０のＴ端子に接続するととも
に、このＴ端子を抵抗Ｒ３４を介してアースに接続す
る。

【００２１】フリップフロップ３３０のリセット端子に
はリセット信号線３３２を接続する。フリップフロップ
３３０のＱ端子は、アンドゲート３４０の反転入力端子
に接続し、アンドゲート３４０の非反転入力端子にはイ
ネーブル信号線３４２を接続する。

【００２２】アンドゲート３４０の出力端子は、電源部
３５２、負荷３５４およびスイッチ手段３５６よりなる
警報発生回路３５０のスイッチ手段３５６の制御部Ｇに
接続する。ここで電源部３５２は直流電源または交流電
源であり、負荷３５４は発光手段または発音手段であ
り、スイッチ手段３５６の制御部Ｇは例えばｎｐｎバイ
ポーラトランジスタのベースのようなものである。

【００２３】本発明の実施例１の動作につき説明する。
インクカートリッジ等のインク貯蔵手段１００内のイン
クの残量が十分あるときは図１に示す基板１０１、第１
の圧電部材１１０および第２の圧電部材１２０、および
上板１５０により囲まれた図４（ｂ）に示す圧力室１６
０内のようにインクが充填されている。

【００２４】第１の圧電部材１１０および第２の圧電部
材１２０の間隔は、圧力室１６０内のインクの液面の高
さが、毛管現象の影響を避けて、インク貯蔵手段１００
内のインクの液面の高さに追従するように１ｍｍ程度に
しておくことが好ましい。

【００２５】図２に示す駆動回路の第１のｎｐｎバイポ
ーラトランジスタ２０２および第２のｎｐｎバイポーラ
トランジスタ２０７のベースに図４（ａ）に示す充電信
号Ｎおよび放電信号Ｐ０をそれぞれ加える。

【００２６】放電信号Ｐ０が立ち上がっている間は駆動
電極１１２と駆動電極１１４の間に放電が行われ、第１
の圧電部材１１０に加えられる駆動電圧Ｖはゼロレベル
となっている。充電信号Ｎが立ち上がっている期間Ｔ１
においては駆動電極１１２と１１４の間に充電が行わ
れ、駆動電極１１４の電位はアースレベルに低下し、第
１の圧電部材１１０に加えられる駆動電圧Ｖは充電の時
定数の経過後、電源の電圧に等しいレベルに立ち上が
る。次に放電信号Ｐ０が立ち上がると、前と同様にして
放電が行われ、放電の時定数で決まる期間の後、駆動電
圧Ｖはゼロレベルに低下する。

【００２７】このようにして駆動電圧Ｖが立ち上がって
いる期間に第１の圧電部材１１０はシェアモード（剪断
歪み）により、図１の二重矢印１２８の方向に変形し圧
力室１６０を縮小し、これにより圧力室１６０に充填さ
れたインクの圧力は急激に上がり、圧力波が発生する。

【００２８】圧力室１６０とインク貯蔵手段１００との
間はインクの流入流出のために連通しているが、圧力波
に対しては閉じていると見なせる。したがって、この圧
力波は第２の圧電部材１２０に伝えられ、これを変形す
る。この変形により検出電極１２２と１２４の間に図４
（ｂ）に示す逆起電圧Ｖ１を発生させる。

【００２９】この逆起電圧は図３に示す検出回路におい
て、アースとオペアンプ３１０の非反転入力端子の間に
加えられる。ここでオペアンプ３１０の反転入力端子と
アースの間に加えられる電圧は、電源電圧をＥとしたと
きＥ＊Ｒ３２／（Ｒ３１＋Ｒ３２）であり、これをＥ０
とする。逆起電圧Ｖ１のピーク値をＥ１としたとき、前
記Ｅ０をＥ１より低い適切な値に設定しておく。

【００３０】このようにすると、オペアンプ３１０の出
力電圧Ｖ２は図４（ｂ）に示すように、逆起電圧Ｖ１が
反転入力端子の電圧Ｅ０よりも低いときは−Ｅとなり、
Ｅ０を越える期間は＋Ｅとなるのでダイオード３２０お
よび抵抗Ｒ３３経てフリップフロップ３３０のＴ端子に
は正の信号パルスＰ１が入力する。

【００３１】フリップフロップ３３０のリセット端子に
はリセット信号線３３２を通じて予めリセット信号を加
え、フリップフロップ３３０のＱ端子のデータをローに
リセットしておくと、前記信号パルスＰ１の立ち下がり
により、フリップフロップ３３０のＱ端子のデータはロ
ーからハイに立ち上がり、この状態が持続するのでアン
ドゲート３４０の反転入力端子のデータはハイの状態を
持続している。

【００３２】この状態において前記の駆動回路２００の
充電信号Ｎが加えられてから適切な時間だけずらせて立
ち上げるイネーブル信号Ｑ３１がイネーブル信号線３４
２に加えられるが、スイッチ手段３５６の制御部Ｇに加
えられるアンドゲート３４０の出力データＱＧはイネー
ブル信号Ｑ３１が立ち上がる前と同様に依然としてロー
であり、スイッチ手段３５６は非導通状態のままであ
り、警報発生回路３５０には電流が流れず警報は発生し
ない。

【００３３】つぎにインクカートリッジ内のインクの残
量が少なくなり図４（ｃ）に示すように圧力室１６０内
においてインク面と上板１５０の間に隙間を生じたとき
は、前述の如く第１の圧電部材１１０が変形し圧力室１
６０が縮小しても、ほとんどその分だけ圧力室１６０内
の空気が縮小しインクの体積の縮小にはほとんど寄与せ
ず、圧力室１６０内のインクに発生する圧力波のレベル
は、前述のごとく圧力室１６０にインクが充填されてい
る場合に比し極端に低下する。

【００３４】これに伴い第２の圧電部材１２０に発生し
オペアンプ３１０の非反転入力端子に加えられる逆起電
圧Ｖ１のレベルも顕著に低下し、図４（ｃ）に示すよう
に、そのピーク値においてもオペアンプ３１０の反転入
力端子の電圧Ｅ０よりも低い状態となる。その結果、オ
ペアンプ３１０の出力電圧は常に−Ｅとなり、ダイオー
ド３２０および抵抗Ｒ３３を経てフリップフロップ３３
０のＴ端子に入力する信号Ｐ１のレベルはローとなり、
フリップフロップ３３０のＱ端子のデータはリセットさ
れたローの状態が持続する。

【００３５】イネーブル信号Ｑ３１が立ち上がるとアン
ドゲート３４０の出力データはローからハイに立ち上が
り、スイッチ手段３５６は導通状態となり、警報発生回
路３５０に電流が流れ、光学的または音響的な警報を発
生する。

【００３６】なお弾性部材１４０は柔らかいので第１の
圧電部材１１０が変形してもその変形が上板１５０を介
して第２の圧電部材１２０の変形に寄与することはほと
んどない。

【００３７】このようにして、本発明の実施例１の装置
によればインクの残量が所定の値より少なくなった場合
にのみ確実に警報を発生させることができる。本装置は
プリンタに組み込まれて使用されるものであり、例えば
印字に先立って本装置を動作させるようにし、警報が発
生したときにインクカートリッジの交換等を行うように
すれば、インク切れを未然に防ぐことができる。

【００３８】

【実施例２】本発明の実施例２につき図５、図６および
図７を参照して説明する。図５は本発明の実施例２の装
置の構成を示す斜視図であり、図６は本発明の実施例２
の検出回路を示す回路図であり、図７は本発明の実施例
２の動作を示すタイムチャートである。

【００３９】本発明の実施例２のセンサー部分は図１に
示す実施例１のセンサー部分を縦型にしたものであり、
インク貯蔵手段１００の側壁部の内側に基板１０１を、
第１の圧電部材１１０および第２の圧電部材１２０の板
面がインク面に対し垂直となるようにして取り付ける。
第１の圧電部材１１０および第２の圧電部材１２０には
実施例１と同様に弾性部材を介して共通の上板を取り付
けるが弾性部材および上板の図示を省略する。

【００４０】第１の圧電部材１１０に設ける駆動電極１
１２、１１４を、それぞれリード線により駆動回路２０
０の第１の出力端子２０１および第２の出力端子２０３
に接続する。第２の圧電部材１２０に設ける検出電極１
２２、１２４を、それぞれリード線により検出回路４０
０の入力端子４０１およびアースに接続する。

【００４１】検出回路４００の構成について説明すれ
ば、図６に示すように、第２の圧電部材１２０の一方の
検出電極１２２は、入力端子４０１を経てオペアンプ３
１０の非反転入力端子に接続し、他の一方の検出電極１
２４は、アースにそれぞれリード線を介して接続する。

【００４２】オペアンプ３１０の反転入力端子は抵抗Ｒ
３１を介して正の電源線ＨＶに接続するとともに、抵抗
Ｒ３２を介してアースに接続する。オペアンプ３１０の
出力端子は、ダイオード３２０および抵抗Ｒ３３を介し
て第２のアンドゲート４５０の非反転入力端子に接続す
るとともに、非反転入力端子を抵抗Ｒ３４を介してアー
スに接続する。

【００４３】第２のアンドゲート４５０の反転入力端子
は、フリップフロップ３３０のＱ端子に接続するととも
に、第１のアンドゲート３４０の反転入力端子に接続す
る。第２のアンドゲート４５０の出力端子は、フリップ
フロップ３３０のＴ端子に接続する。

【００４４】フリップフロップ３３０のリセット端子に
はリセット信号線３３２を接続する。第１のアンドゲー
ト３４０の非反転入力端子にイネーブル信号線３４２を
接続する。

【００４５】第１のアンドゲート３４０の出力端子は、
電源部３５２、負荷３５４およびスイッチ手段３５６よ
りなる警報発生回路３５０のスイッチ手段３５６の制御
部Ｇに接続する。

【００４６】本発明の実施例２の動作につき説明する。
本発明の実施例２の駆動回路２００は実施例１の駆動回
路と同じである。実施例１と同様の駆動方法を繰り返す
ことにより図７（ａ）、図７（ｂ）に示すように同様の
波形の駆動電圧Ｖを一定周期で繰り返し第１の圧電部材
１１０に加える。これにより第１の圧電部材１１０は励
振され、インクに連続した波動を起こし、この波動によ
り第２の圧電部材１２０は励振され交流の逆起電圧Ｖ２
１を発生する。

【００４７】インク貯蔵手段内のインクの残量が十分あ
るときは図７（ａ）に示すように圧力室１６０内にイン
クが完全にまたは十分に存在する。このとき第２の圧電
部材１２０に発生する前記の交流の逆起電圧Ｖ２１のピ
ーク値が抵抗Ｒ３１と抵抗Ｒ３２の分圧比によってきま
るオペアンプ３１０の反転入力端子の電圧Ｅ０を越える
ように適切にＥ０を設定しておく。

【００４８】このようにするとオペアンプ３１０の出力
電圧は逆起電圧Ｖ２１がＥ０を越える期間は＋Ｅ、それ
以外の期間は−Ｅとなりダイオード３２０および抵抗Ｒ
３３を経て第２のアンドゲート４５０の非反転入力端子
に、パルス信号Ｐ２が逆起電圧Ｖ１と同一の周期で繰り
返し入力する。

【００４９】フリップフロップ３３０のリセット信号線
３３２に予めリセット信号を加え、フリップフロップ３
３０のＱ端子のデータＱを当初はローにしておく。この
状態でパルス信号Ｐ２の１発目のパルスが加えられると
Ｔ端子に入力する第２のアンドゲート４５０の出力デー
タＱＴは最初ローの状態で、Ｐ２が立ち上がるとハイと
なりＰ２が立ち下がるとローとなる。

【００５０】フリップフロップ３３０のＴ端子のデータ
がこのようにしてハイからローに下がると直ちに、フリ
ップフロップ３３０のＱ端子のデータはローからハイに
立ち上がり、第２のアンドゲート４５０の反転入力端子
のデータはハイとなるので、Ｐ２の２発目以降のパルス
がきても第２のアンドゲート４５０の出力データＱＴは
ローまま動かず、従ってフリップフロップ３３０のＱ端
子のデータＱもハイの状態を維持し、第１のアンドゲー
ト３４０の反転入力端子には継続してハイの状態の入力
信号が加えられる。

【００５１】この状態でイネーブル信号線３４２にイネ
ーブル信号Ｑ３１が加えられても第１のアンドゲート３
４０の出力ＱＧはイネーブル信号Ｑ３１が立ち上がる前
と同様に依然としてローであり、スイッチ手段３５６は
非導通状態のままであり、警報発生回路３５０には電流
が流れず警報は発生しない。

【００５２】つぎにインクカートリッジ内のインクの残
量が少なくなり図７（ｂ）に示すようにインク面が第１
の圧電部材１１０および第２の圧電部材１２０の下端に
近づくにしたがって第１の圧電部材１１０の振動により
発生する波動のレベルが低下するため第２の圧電部材１
２０が波動により振動されにくくなる。このため第２の
圧電部材１２０の振動の振幅は低下し、これに伴って逆
起電圧Ｖ２１のピーク値も低下する。

【００５３】その結果、インク面のレベルが所定のレベ
ル以下となると、逆起電圧Ｖ２１のピーク値はオペアン
プ３１０の反転入力端子の電圧Ｅ０以下となりオペアン
プ３１０の出力電圧は常に−Ｅとなり、ダイオード３２
０および抵抗Ｒ３３を介して第２のアンドゲート４５０
の非反転入力への入力信号Ｐ２は常にローとなり、フリ
ップフロップ３３０のＴ端子への入力ＱＴは常にローと
なり、フリップフロップ３３０のＱ端子のデータＱはロ
ーの状態を維持し第１のアンドゲート３４０の反転入力
端子には継続してローの状態の入力が加えられる。

【００５４】この状態でイネーブル信号線３４２にイネ
ーブル信号Ｑ３１を加えると、イネーブル信号Ｑ３１が
立ち上がっている期間はアンドゲート３４０の出力ＱＧ
はハイとなりスイッチ手段３５６を導通状態とし、警報
発生回路３５０に電流を流し、警報を発生する。

【００５５】

【実施例３】本発明の実施例３につき図面を参照して説
明する。図８は本発明の実施例３の装置の構成を示す斜
視図であり、図９は本発明の実施例３の発信回路と検出
回路を示す回路図であり、図１０は本発明の実施例３の
動作を説明するタイムチャートである。

【００５６】インク貯蔵手段１００の内部に取付けられ
る基板１０１上にＰＺＴ等の圧電材料よりなる板状の圧
電振動部材１３０を直立させて固定する。圧電振動部材
１３０を挟んでその側面に１対の電極１３２、１３４を
取付ける。電極１３２、１３４をリード線により発振回
路５００に接続し、発振回路５００の出力端子５０３を
リード線により検出回路４１０の入力端子４１１に接続
する。

【００５７】発振回路５００および検出回路４１０の構
成を図９を参照して説明する。発振回路５００について
は、ｎｐｎバイポーラトランジスタ５２２のコレクタに
圧電振動部材１３０の一方の電極１３２を容量Ｃ２を介
して接続し、ｎｐｎバイポーラトランジスタ５２２のベ
ースに他方の電極１３４を接続する。

【００５８】ｎｐｎバイポーラトランジスタ５２２のコ
レクタを別途のインピーダンスＺ６１を介して正の電源
線ＨＶに接続するとともにリード線により出力端子５０
３に接続する。ｎｐｎバイポーラトランジスタ５２２の
ベースを容量Ｃ１を介してアースに接続するとともに、
さらにｎｐｎバイポーラトランジスタ５２２のベースを
バイアス抵抗Ｒ５１およびバイアス抵抗Ｒ５２を介して
それぞれ正の電源線ＨＶおよびアースに接続する。

【００５９】ｎｐｎバイポーラトランジスタ５２２のエ
ミッタをインピーダンスＺ６２を介してアースに接続す
る。検出回路４１０の構成は図９に示すように、図６に
示す第１のアンドゲート３４０を省きフリップフロップ
３３０のＱ端子をスイッチ手段３５６のゲート部Ｇに接
続した点を除き実施例２における検出回路４００と同様
であるので詳細な説明は省略する。

【００６０】本発明の動作につき説明する。図９の発振
回路５００において電極１３２、１３４間に生じた逆起
電圧の変動はｎｐｎバイポーラトランジスタ５２２のベ
ース−エミッタ電流の変動を起こし、これが増幅された
形でｎｐｎバイポーラトランジスタ５２２のコレクタ電
流の変動を生じ、これによりｎｐｎバイポーラトランジ
スタ５２２のコレクタ電位が変動し、圧電振動部材１３
０に交流の駆動電圧が加えられ、圧電振動部材１３０を
振動させて逆起電圧を発生させるという動作が循環し、
循環の度に駆動電圧が増加して行くようであれば発振回
路５００は発振する。

【００６１】インク貯蔵手段１００内のインクの残量が
十分にあるときは図１０（ａ）示すように圧電振動部材
１３０の全部がインク中に漬けられており振動に対する
制動が強く、駆動電圧／逆起電圧の比率が回路の増幅率
を越えてしまうために発振回路５００は発振せず、ｎｐ
ｎバイポーラトランジスタ５２２のコレクタ電圧Ｖ３１
はバイアス電圧とインピーダンスＺ６１、Ｚ６２によっ
て決まる一定のレベルを維持する。

【００６２】インクの残量が減少し、圧電振動部材１３
０の一部ががインク面から突出するようになると、イン
ク面の低下に伴って振動に対する制動が弱くなり、前記
の駆動電圧／逆起電圧の比率が低下して回路の増幅率を
下回るようになると、回路は圧電振動部材１３０の固有
周波数に近い周波数で発振するようになる。

【００６３】このとき発振の振幅は無限に増大していく
のではなく、前記の駆動電圧／逆起電圧の比率および増
幅率の振幅依存性（非線形性）により駆動電圧／逆起電
圧の比率と増幅率が等しくなる振幅において振動が持続
する。

【００６４】この持続振幅は当初の駆動電圧／逆起電圧
の比率が大であるほど大きくなる。すなわち、インク面
が低下するほど発振の振幅は増大し、エミッタからオペ
アンプ３１０の非反転入力端子に入力する電圧波形のピ
ーク値は高くなって行く。

【００６５】インクの残量が減少しインク面が所定のレ
ベルよりも低下すると図１０（ｂ）に示すように前記の
コレクタ電圧Ｖ３１の波形のピーク値はオペアンプ３１
０の反転入力端子の電圧Ｅ０を超える。前記のコレクタ
電圧Ｖ３１は発振回路の出力端子５０３から検出回路の
入力端子４１１を経て検出回路４１０のオペアンプ３１
０の非反転入力端子に入力し、実施例２の場合と同様に
してアンドゲート４５０の非反転入力端子に周期的に立
ち上がる状態で信号Ｐ２が加えられ、アンドゲート４５
０の出力ＱＴを１回だけ立ち上げた後ローに立ち下がっ
た状態に維持し、フリップフロップ３３０のＱ端子のデ
ータをローからハイに立ち上げて、この状態を維持す
る。

【００６６】Ｑ端子のデータはスイッチ手段３５６の制
御部Ｇの入力データＱＧがハイに立ち上がると警報発生
回路３５０に電流が流れ警報を発生する。

【００６７】一方インク面が所定のレベルより高い状態
においては、発振している場合も発振していない場合も
オペアンプ３１０の非反転入力端子に加えられる電圧は
図１０（ａ）に示すように反転入力端子の電圧Ｅ０を超
えることはないので、前記の信号Ｐ２は立ち上がること
なくローを維持し、アンドゲート４５０の出力ＱＴもロ
ーを維持し、最終的にスイッチ手段３５６の制御部の入
力データはローの状態を維持しハイに立ち上がることは
ないので、警報発生回路３５０に電流は流れず警報は発
生しない。

【００６８】以上に述べた各実施例の検出回路において
はすべて専用の警報発生回路を有していたが、本発明に
おける検出手段はこれに限らず、インク面のレベルが所
定のレベルより高いか低いかをハイ、ローのデータとし
て記憶する記憶手段を有していさえすれば、このデータ
に基づいて警報を発する手段は多数ある。例えばプリン
タの動作を制御するマイクロプロセッサにこのデータを
取り込み、このデータに基づき、プリンタを印字不能の
状態とし、エラー信号を発生する手段がある。また前記
データをプリンタと接続するパソコン等に転送し、その
表示装置にメッセージを表示することにより警報を発生
することもできる。

【００６９】次に、実施例３のようにインク面のレベル
が下がったときに信号パルスを発生する構成のもので
は、前記のハイ、ローのデータを記憶する記憶手段を用
いることなく警報を発生することもできる。

【００７０】例えば図１１に示す回路においてはサイリ
スタ６１０のアノードＡをランプ等の負荷６２０を介し
て直流電源の高電位側に接続し、カソードＫをアースに
接続することにより警報発生回路６５０を構成し、サイ
リスタ６１０のゲートＧを抵抗Ｒ３３を介してダイオー
ド３２０の出力側に接続する。ダイオード３２０より前
の構造は発振回路５００も含め図９に示し実施例３に用
いた回路と同様である。

【００７１】この回路の動作について説明すれば、イン
ク面が所定のレベルよりも低下したときは、すでに述べ
たようにして信号パルスＰ２が発生しサイリスタ６１０
のゲートＧに加えられる。サイリスタ６１０はこれによ
りトリガされて導通状態となり、警報発生回路に電流が
流れ警報を発生する。

【００７２】ここで、発振回路５００の出力電圧が十分
大である場合にはオペアンプ３１０を用いることなく、
検出回路４２０の入力端子６１１を点線で示すようにダ
イオード３２０に接続することにより回路は更に簡素化
される。この場合は発振回路のインピーダンスＺ６１、
Ｚ６２の抵抗値を適切に選択し、インク面が所定のレベ
ル以下になったときに発振を開始するように回路の増幅
率を設定しておくこととする。

【００７３】本発明に用いる検出回路への入力が微弱で
あるために判定に必要な信号パルスの発生が十分に行わ
れない場合には、比較器（例えば実施例におけるオペア
ンプ３１０を用いた比較器）の前にオペアンプまたはバ
イポーラトランジスタを用いた通常の電圧増幅器を接続
することにより、装置の検知作用を確実なものとするこ
とができる。

【００７４】

【発明の効果】本発明によれば液体インクを使用するプ
リンタにおいてインクを変質させることなく小型の検出
素子を用いてインクカートリッジ、インクタンク等のイ
ンク貯蔵手段におけるインク残量のレベルを精度良く確
実に検知し、インク切れを未然に防止することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例１の全体の構成を示す斜視図で
ある。

【図２】本発明の実施例１における駆動回路を示す回路
図である。

【図３】本発明の実施例１における検出回路を示す回路
図である。

【図４】本発明の実施例１の動作を示すタイムチャート
である。

【図５】本発明の実施例２の全体の構成を示す斜視図で
ある。

【図６】本発明の実施例２における検出回路を示す回路
図である。

【図７】本発明の実施例２の動作を示すタイムチャート
である。

【図８】本発明の実施例３の全体の構成を示す斜視図で
ある。

【図９】本発明の実施例３における発振回路および検出
回路を示す回路図である。

【図１０】本発明の実施例３の動作を示すタイムチャー
トである。

【図１１】本発明のその他の実施例における発振回路お
よび検出回路を示す回路図である。

【符号の説明】

１００ インク貯蔵手段 １１０ 第１の圧電部材 １２０ 第２の圧電部材 １３０ 圧電振動部材 ２００ 駆動回路 ３００ 検出回路 ３５０ 警報発生回路 ３５２ 電源部 ３５４ 負荷 ３５６ スイッチ手段 ４００ 検出回路 ４１０ 検出回路 ４２０ 検出回路 ５００ 発振回路 ６１０ サイリスタ ６２０ 負荷 ６５０ 警報発生回路

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 対向する第１の圧電部材と第２の圧電部
   材と、駆動回路と、検出回路とを備え、駆動回路により
   第１の圧電部材に駆動電圧を加えてこれを変形させ、第
   １の圧電部材と第２の圧電部材の間に介在するインクに
   圧力波を発生させ、圧力波によって第２の圧電部材を変
   形させて逆起電圧を発生させ、逆起電圧を検出回路によ
   り検出し、インク残量のレベルを判定することを特徴と
   するインク貯蔵手段のインク残量検知装置。
2. 【請求項２】 圧電振動部材と、圧電振動部材を振動さ
   せる発振回路および発振回路の出力を検出する検出回路
   とを備え、検出回路によりインクの残量のレベルを判定
   することを特徴とするインク貯蔵手段のインク残量検知
   出装置。
3. 【請求項３】 検出回路は、入力電圧と基準電圧との比
   較を行う比較手段を備えていることを特徴とする請求項
   １または請求項２に記載するインク貯蔵手段のインク残
   量検知装置。
4. 【請求項４】 検出回路は、インク残量のレベルに対応
   したデータを記憶する記憶手段を備えていることを特徴
   とする請求項１または請求項２に記載するインク貯蔵手
   段のインク残量検知装置。
5. 【請求項５】 検出回路は、インク残量のレベルに対応
   したデータを記憶する記憶手段を備え、記憶手段の出力
   とイネーブル信号とのアンドをとって警報の発生を制御
   することを特徴とする請求項１に記載するインク貯蔵手
   段のインク残量検知装置。
6. 【請求項６】 検出回路は、サイリスタにより導通を制
   御する警報発生回路を備え、発振回路の出力に基づくト
   リガ信号をサイリスタのゲートに加えることによりサイ
   リスタを導通させ警報発生回路に電流を流し警報を報知
   することを特徴とする請求項２に記載するインク貯蔵手
   段のインク残量検知装置。