JPH02275318A - 液体レベル検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野コ 本発明は、容器内の導電性液体の量を自動的に検出する
装置に関し、特に、プリンタ等におけるインク容器内の
インク量を検出するインクレベル検出装置に関する。

［従来の技術］ 現在出力機器として多く用いられているインクジェット
式のプリンタは、様々な方法でインクの残量あるいはイ
ンク切れを自動的に検出し表示ランプを点灯させるなど
してユーザに知らせる。その方法の１つとして、インク
の導電性を利用するものがある。この方法を用いてイン
ク残量を検出するプリンタの多くは、インク容器内に互
いに同一の高さになるように配された１対の電極の一方
に所定の電圧（以下、これを検索電圧または検索信号と
呼ぶ。）を付与し、このときの他方の電極の電位を検出
することによってインク残量を検出する。インク容器内
のインク面の高さが１対の電極の先端部の高さよりも高
ければ、１対の電極の一方に付与された電圧は導電性を
有するインクを他方に伝達される。しかし、インク面に
高さが１対の電極の先端部の高さよりも低ければ、１対
の電極の一方に付与された電圧は他方の電極に伝達され
ない。したがって、他方の電極の電位を検出すればイン
ク面の高さが電極の先端部の高さよりも高いか低いかが
判定される。つまり、インク残量が１対の電極の先端部
の高さという１つの検出レベルを基準に検出される。こ
のような方式でインクが容器内のどの高さまで入ってい
るか（以下、この“高さ”をインクレベルと呼ぶ。）、
すなわち、インク残量をより正確に検出するには、イン
ク容器内に複数の異なる高さに配された複数対の電極を
用いることが考えられるであろう。以下、このような電
極を検出電極と呼ぶ。

第３図はそのような場合の一例として、カラープリンタ
における各色のインク残量を２つの検出レベルを基準に
検出する場合に考えられる、インクレベル検出機構の一
例を示す図である。図を参照して、イエロー（Ｙ）のイ
ンクが収容されたインク容器１には２対の検出電極ｅｙ
ｌおよびｅｙ２が配され、マゼンタ（Ｍ）のインクが収
容されたインク容器２にも２対の検出電極ｅｍｌおよび
ｅｍ２が配され、シアン（Ｃ）のインクが収容されたイ
ンク容器３にも２対の検出電極ｅｃｌおよびｅｃ２が配
され、ブラック（ｂ）のインクが収容されたインク容器
４にも２対の検出電極ｅｂｌおよびｅｂ２が配される。

これら各２対の検出電極の先端はそれぞれ、各インク容
器における異なる高さ、レベル１とレベル２とに位置す
る。検出回路１１は、６対の検出電極の一方に所定の電
圧を印加したたときの他方の電位（以下、これを検出電
圧と呼ぶ。）を検出することによってインクが容器内の
どの高さまで入っているか、すなわち、インクレベルを
検出し、その検出結果に応じた検出出力を出力する。た
とえば、図を参照して、インク容器１のインクレベルは
レベル１とレベル２との中間である。したがって、この
場合には、レベル１の高さに位置する検出電極対ｅｙｌ
の各検出電極は互いに絶縁されるため、一方の検出電極
に検索電圧が印加されても他方の検出電極には電流が流
れず他方の検出電極の電位は変化しない。

しかし、レベル２の高さに位置する検出電極対ｅｙ２の
各検出電極は、導電性を有するインクを介して互いに接
続される。したがって、検出電極対ｅｙ２の一方の検出
電極に検索電圧が印加されると、他方の検出電極に電流
が流れ他方の検出電極の電位が変化する。したがって、
検出電極対ｅｙ１およびｅｙ２からは互いに異なる検出
電圧が得られる。この場合、検出回路１１は、インク切
れまでには、まだ余裕があることを示す検出出力を出力
する。

次に、インク容器２の場合、インクレベルはレベル１よ
りも高い。したがって、検出電極対ｅｍ１およびｅｍ２
のどちらからも、インクレベルがそのレベルより高いこ
とを示す検出電圧が得られる。この場合には、検出回路
１１はインク残量が十分であることを示す検出出力を出
力する。

次に、インク容器３の場合、インクレベルはレベル２よ
りも低い。したがって、検出電極対ｅｃ１およびｅｃ２
のどちらの対からも、インクレベルがそのレベルよりも
低いことを示す検出電圧が得られる。この場合には検出
回路１１はインク残量がわずかであることを示す検出出
力を出力する。

インク容器４のインクレベルはインク容器１と同様にレ
ベル１よりも低くレベル２よりも高い範囲内にある。し
たがって、検出電極対ｅｂｌおよびｅｂ２からはインク
容器１の検出電極対ｅｙｌおよびｅｙ２から得られる検
出電圧と同様の検出電圧が得られ、検出回路１１はイン
ク容器１の場合と同じ検出出力を出力する。

これらの検出出力は、インクの残量をユーザに知らせる
表示ランプ等の表示手段を機能させるために用いられる
。

以上のようにして、インク残量（インクレベル）はレベ
ル１以上、レベル２以上レベル１以下、およびレベル２
以下の３レベルのうちのいずれであるかが判別される。

［発明が解決しようとする課８］ 以上のように、インクの残量をより正確に検出するため
には、各インク容器内にはその先端が互いに異なる高さ
に位置する複数対の検出電極が配されるであろう。した
がって、インクの色の数、すなわち、インク容器の数を
Ｎ、検出レベル数、すなわち、検出電極対数をＬとする
と、インクの残量を検出するためにインク容器内に配さ
れる検出電極の総数は、２ＮＸして表わされる。ところ
で、インクの残量を正確に知るには、多くの検出電極対
を互いに異なる高さに配し、検出レベル数を多くすれば
よい。その場合、検出レベル数の増加に伴い、検出電極
の総数は上式に従って増加し非常に多くなる。ところが
、このような検出電極の増加は、そのインクレベル検出
機構を含む装置（この例の場合は、プリンタ）の製造コ
ストを上昇させるという問題点があった。

本発明の目的は上記のような問題点を解決し、インクレ
ベルを検出するための検出電極数を節減しながらカラー
プリンタのインク残量検出に代表される、複数の容器内
の導電性液体のレベル検出を正確に行なうことができる
液体レベル検出装置を提供することである。

［課題を解決するための手段］ 上記のような目的を達成するために本発明に係る、導電
性液体のレベルを検出するための液体レベル検出装置は
、複数の容器の各々の複数のレベルに関連して各レベル
に平行に、かつ、複数の容器に共通に設けられる少なく
とも１つの共通電極と、複数の容器の各々ごとにレベル
に垂直に配設される１個の固有電極と、少なくとも１つ
の共通電極の各々に個別に、または、複数の固有電極に
共通に検索電圧を印加して、各固有電極からその電位変
化を検出する検出手段とを備えた。

［作用］ 本発明に係る液体レベル検出装置は以上のように構成さ
れるため、容器内に配される検出電極の総数は、容器の
数と、共通電極の数、すなわち、検出レベルの数との和
である。したがって、容器内の液体レベルを検出するた
めに容器内に配される検出電極の数は、各容器内に検出
レベルの数と同じ数の検出電極対を設ける場合よりも少
なくなる。

［実施例］ 第１図は本発明の一実施例を示す、カラープリンタの各
色のインクの残量を検出するインクレベル検出装置の概
略ブロック図である。図を参照して、このインクレベル
検出装置は、４個の並置されたインク容器１（イエロー
のインクが収容される。）、２（マゼンタのインクが収
容される。）。

３、シアンのインクが収容される。）、および４（ブラ
ックのインクが収容される。）に共通に設けられる検出
電極之１および迂２と、各インク容器にそれぞれ配置さ
れる検出電極ｅｌ、　　ｅ２．　　ｅ３およびｅ４と、
検出電極ｅ１〜ｅ４に接続されるアナログデータセレク
タ５と、アナログスイッチ６と、パルス状の検索信号を
発生する検索信号発生部７と、２つの異なる基準電圧ｖ
ｒ　ｅ　＃　＋およびｖｒ　ｅ　Ｆ　２を発生する基準
電圧発生部８と、ＣＰＵ　（中央演算処理装置）９と、
検出出力発生部１０とを含む。以後の説明において、検
出電極廷１および込２を共通電極と呼び、各インク容器
に固有の検出電極ｅｌ、　　ｅ２．　　ｅ３．およびｅ
４を固有電極と呼ぶ。固有電極ｅ　ｌ　ｒ　　ｅ　２　
＊　　ｅ　３　ｒおよびｅ４の先端の各インク容器内に
おける高さはすべて等しく、共通電極立１および之２の
各インク容器内における高さもすべて等しく共通電極之
１および悲２は互いに平行である。以後の説明において
は、共通電極之１の高さをレベル１とし、固有電極ｅ　
ｌ　ｒ　　ｅ　２　ｒ　　ｅ　３　＋　およびｅ４のそ
れぞれの先端の高さをレベル２とする。本実施例におい
て、共通電極ｆＬ２は接地される。

次に、このインクレベル検出装置の動作について説明す
る。

まず、ＣＰＵ９はどの色のインク残量を検出するかを指
定する検出インク選択信号をアナログデータセレクタ５
に出力するとともに、インクレベルをレベル１とレベル
２のどちらと比較するか（検出レベルの選択）を指定す
る検出レベル選択信号をアナログスイッチ６に出力する
。

アナログスイッチ６は、ＣＰＵ９からの検出レベル選択
信号に応じて検索信号発生部７からの検索信号を共通電
極ｆＬ１または固有電極ｅｌ、ｅ２゜ｅ３．およびｅ４
に選択的に付与するとともに、基準電圧発生部８からの
出力電圧ｖ、　ｅ　９　＋およびＶｒ　ｅ　４’　２の
うちのどちらかを検出出力発生部１０に入力する。検索
信号が共通電極見１に付与された場合、インクレベルが
レベル１よりも上にあるインク容器に配される固有電極
には検索信号が伝達されるがインクレベルがレベル１よ
りも下にあるインク容器に配される固有電極には検索信
号が伝達されない。つまり、検索信号が共通電極ｆＬ１
に付与されることによって、各容器内のインクレベルは
レベル１と比較される。逆に、検索信号が固有電極ｅｌ
、　　ｅ２．　　ｅ３．およびｅ４に付与された場合、
インクレベルがレベル２よりも上にあるインク容器に配
される固有電極は接地電位を与えられている共通電極迂
２にインクを介して接続されるため付与された検索信号
をアナログデータセレクタ５に伝達できない。しかし、
インクレベルがレベル２よりも下にあるインク容器に配
される固有電極に付与された検索信号はそのままアナロ
グデータセレクタ５に入力される。つまり、検索信号が
固有電極ｅ　１　ｒ　　ｅ　２　＋　　ｅ　３　＊　お
よびｅ４に付与されることによって、各容器内のインク
レベルはレベル２と比較される。

アナログデータセレクタ５は、ＣＰＵ９からの検出イン
ク選択信号に応じて、固有電極ｅｌ、ｅ２　、ｅ　３　
ｒ　およびｅ４のそれぞれの出力電圧のうちの１つを選
択し検出出力発生部１０に入力する。

具体的にはアナログデータセレクタ５は、イエロー、マ
ゼンタ、シアン、およびブラックのそれぞれの色のイン
クを指定する検出インク選択信号に対してそれぞれ固有
電極ｅｌ、　　ｅ２．　　ｅ３．およびｅ４のそれぞれ
の出力電圧を出力する。

検出出力発生部１０は、アナログスイッチ６を介して入
力される基準電圧発生部８からの基準電圧ＶｒｅＦ＋ま
たはｖｒ　ｅ　４’　ｚと、アナログデータセレクタ５
の出力電圧、すなわち、選択された固有電極の出力電圧
とを比較し、その比較結果に応じたレベルの電圧を検出
出力として出力する。

基準電圧ｖｒ　ｆｌ　９　＋と基準電圧ｖｒ　ｅ　Ｆ　
２のどちらが検出出力発生部１０に入力されるかは、Ｃ
ＰＵ９からアナログスイッチ６に与えられる検出レベル
選択信号、すなわち、インクレベルをレベル１とレベル
２のどちらと比較するかによって決められる。先の説明
のように、インクレベルがレベル１と比較される場合、
固有電極はインクレベルがレベル１よりも上にある場合
にのみアナログデータセレクタ５に検索信号を伝達する
。逆にインクレベルがレベル２と比較される場合、固有
電極はインクレベルがレベル２よりも下にある場合のみ
アナログデータセレクタ５に検索信号を伝達するみつま
り、インクレベルがレベル１と比較される場合とレベル
２と比較される場合とではインクレベルの検出レベル（
レベル１またはレベル２）に対する高低に対応する固有
電極からの出力電圧が異なる。そこで、検出出力発生部
１０からの検出出力が検出レベルの選択にかかわらず、
常にインクレベルの検出レベルに対する高低を示す２レ
ベルとなるように、基準電圧Ｖｒ８Ｆ、およびＶｒｅＦ
ｚは設定される。

以上のように、本実施例では、検索信号を共通電極見１
と固有電極ｅ　１　＋　　ｅ　２　ｒ　　ｅ　３　＋　
およびｅ４とに切換えて付与した場合の各固有電極から
の出力電圧を検出することにより、各色のインク残量を
２つの検出レベルをもとに検出できる。以上のようにし
て、インクレベル（インク残量）がレベル１以上、レベ
ル２以上１以下、およびレベル２以上のうちのいずれで
あるかが判別される。

なお、本実施例においては、インクレベルを２つの基準
レベルをもとに検出するために検索信号を共通電極の１
つと、すべての固有電極とに切換えて付与したが、共通
電極にのみ切換えて付与してもよい。、第２図は、その
ような場合のインク容器部の構成の一例を示す図である
。図を参照して、各インク容器１．　２．　３．および
４に配される固有電極ｅｌ、ｅ２．ｅ３．およびｅ４の
先端は、先の実施例の場合と異なり、互いに平行な共通
電極之１および見２のどちらよりも低い位置にある。

固有電極ｅｌ、ｅ２．ｅ３．およびｅ４はアナログデー
タセレクタ５のみに接続され、共通電極込１および見２
はともにアナログスイッチ６に接続される。つまり、先
の実施例においてアナログスイッチ６の、固有電極ｅ　
ｌ　＋　　ｅ　３　＋　　ｅ　３　ｒ　およびｅ４が接
続される端子に共通電極迂２が接続される（第１図参照
）。したがって、検索信号は共通電極ｆＬ１と１２とに
切換えて付与される。この場合、共通電極立１に検索信
号が付与されることによって各容器内のインクレベルは
共通電極廷１の高さ（図中レベル１）と比較され、共通
電極悲２に検索信号が付与されることによって各容器内
のインクレベルは共通電極Ｌ２の高さ（図中レベル２）
と比較される。この場合には、検出レベルの設定に応じ
て検出出力発生部１０に与えられる基準電圧は、２値に
切換えられる必要はなく一定値でよい。

なお、上記２実施例における検出信号発生部１０からの
検出出力はインク残量をユーザに知らせるための表示手
段とを機能させるために用いられればよい。一般的には
、後述の実施例のように、共通電極をすべて固有電極の
先端よりも高い位置に配し検索信号を共通電極のそれぞ
れに切換えて付与するのが望ましい。この場合、検出レ
ベルの数は共通電極の数に等しいので、各インク容器内
に配される検出電極の総数は、インクの色の数、すなわ
ち、インク容器の数をＮ１検出レベル数をＬとすると、
Ｌ＋Ｎで表わせる。したがって、検出電極総数は第３図
に示される種類のインクレベル検出機構における数、す
なわち、２ＮＸＬに比べはるかに小さくなる。特に、イ
ンク残量を正確に検出するために検出レベル数を大きく
した場合に、この効果はより顕著になる。また、このよ
うな検出電極総数の節減に伴い、インクレベル検出装置
内の入出力ポート数も節減される。なお、インクの色の
数（インク容器の数）および検出レベルの数はともに上
記実施例における値４個と２個とに限定されず任意の設
定されてよい。また、上記実施例においては、回路部品
数を減らすために、各固有電極の出力電圧を個別に取出
す手段としてアナログデータセレクタを用いたが、これ
と同様の機能を有する他のものを用いてもよい。さらに
、検索信号を共通電極（または固有電極および共通電極
）のそれぞれに切換えて付与するための手段もアナログ
スイッチに限定されず、検出出力部の入力信号形式に適
するものが用いられればよい。

さらに、検索信号の型式は本実施例におけるパルス型式
に限定されないが、インクを電気分解させないような交
流周波数およびレベルを有するものでなければならない
。また、どの色のインクの残量を検出するか、およびイ
ンクレベルをどの検出レベルと比較するかを指定する選
択信号は必ずしもＣＰＵから直接出力される必要はなく
、他の制御部等から出力されてもよい。

本実施例においては、本発明に係る液体レベル検出装置
をカラープリンタのインクレベル検出装置として用いた
が、容器内の導電性液体の量を検出するための他の装置
に用いられることも可能である。

［発明の効果コ 以上のように、本発明に係る液体レベル検出装置によれ
ば、より少ない数の検出電極を用いて、液体レベルを少
なくとも１つの検出レベルと比較し複数の容器内の液体
残量を検出することができる。したがって、検出電極数
を節減しながら複数の容器内の、液体残量の検出を正確
に行なうことが可能となる。その結果、装置内における
入出力ポート数が節減され、この液体レベル検出装置を
含む各種の装置の製造コストも低下する。したがってこ
のような液体レベル検出装置をカラープリンタ等に用い
れば、製造コストを上げることなくインク残量を正確に
検出できる高性能のインクレベル検出装置を備えたプリ
ンタ等を提供することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す図、第２図は本発明の
他の実施例を示す図、第３図は従来技術から考えられる
インクレベル検出機構の一例を示す図である。 図において、１．　２．　３．および４はインク容器、
５はアナログデータセレクタ、６はアナログスイッチ、
７は検索信号発生部、８は基準電圧発生部、９はＣＰＵ
、１０は検出出力発生部、１１は検出回路である。 なお、図中、同一符号は同一または相当部分を示す。 第１ 図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 複数の容器内に収容される導電性液体のレベルを検出す
   るための液体レベル検出装置であって、前記複数の容器
   の各々の少なくとも１つのレベルに関連して各レベルに
   平行に、かつ、前記複数の容器に共通に設けられる少な
   くとも１つの共通電極と、 前記複数の容器の各々ごとにレベルに垂直に配設される
   １個の固有電極と、 前記少なくとも１つの共通電極の各々に個別に、または
   、複数の固有電極に共通に検索電圧を印加して、各固有
   電極からその電位変化を検出する検出手段とを備えた、
   液体レベル検出装置。