特許 7596643 液体噴射装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-12-02

(45)【発行日】2024-12-10

(54)【発明の名称】液体噴射装置

(51)【国際特許分類】

   B41J 2/175 20060101AFI20241203BHJP

【ＦＩ】

B41J2/175 309

B41J2/175 115

【請求項の数】 4

(21)【出願番号】P 2020054530

(22)【出願日】2020-03-25

(65)【公開番号】P2021154518

(43)【公開日】2021-10-07

【審査請求日】2023-02-07

(73)【特許権者】

【識別番号】000002369

【氏名又は名称】セイコーエプソン株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000028

【氏名又は名称】弁理士法人明成国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】吉田 昌彦

(72)【発明者】

【氏名】上柳 雅史

【審査官】高松 大治

(56)【参考文献】

【文献】特開平０３－２８４９５３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００３－２３７１０１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１６－１７５２９４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００４－２０３０２８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０９－０１５０２５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平１０－１９３６４０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－００３４５６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１６－１７２３５３（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１５／０３０８８７７（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ４１Ｊ ２／０１－２／２１５

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

液体を噴射する液体噴射装置であって、
前記液体を収容可能な液体容器に設けられ、第１の電極と第２の電極とを有する電極部と、
前記電極部の断線による接続不良の有無と、前記液体容器の前記液体の有無とをそれぞれ判定可能な判定部と、
前記第１の電極と前記第２の電極との間に設けられ、第１の抵抗値を有する第１の抵抗と、
前記第１の電極と前記第２の電極との間の前記液体の量により変化する、第２の抵抗値を有する第２の抵抗と、を備え、
前記第１の電極と前記第２の電極とはそれぞれ、前記液体容器の上側から前記液体容器内にまで延びる部材であり、前記第２の電極は、前記第１の電極よりも前記液体容器の底部に近い位置まで延在し、
前記判定部は、
前記第１の抵抗および前記第２の抵抗と、前記判定部との間に設けられる測定ポイントにおける電圧と、予め定められた第１の閾値とを比較することにより、前記電極部の前記断線による前記接続不良の有無を判定し、
前記測定ポイントにおける前記電圧と、予め定められた第２の閾値を比較することにより、前記液体の有無を判定し、
前記第２の閾値は、前記第１の閾値よりも大きい、液体噴射装置。

【請求項2】

請求項１に記載の液体噴射装置であって、
前記第１の抵抗値は、前記第１の電極と前記第２の電極とが前記液体に浸っている状態における前記第２の抵抗値の最大値よりも大きい、液体噴射装置。

【請求項3】

液体を噴射する液体噴射装置であって、
前記液体を収容可能な液体容器に設けられ、第１の電極と第２の電極とを有する電極部と、
前記電極部の断線による接続不良の有無と、前記液体容器の前記液体の有無とを判定可能な判定部と、
前記第１の電極と前記第２の電極との間に設けられる第１のコンデンサーと、
前記第１の電極と前記第２の電極の間に前記液体の量により変化する、第２の抵抗値の有する第２の抵抗と、を備え、
前記第１の電極と前記第２の電極とはそれぞれ、前記液体容器の上側から前記液体容器内にまで延びる部材であり、前記第２の電極は、前記第１の電極よりも前記液体容器の底部に近い位置まで延在し、
前記判定部は、
前記第２の抵抗および前記第１のコンデンサーと、前記判定部との間に設けられる測定ポイントにおける電圧と、予め定められた第１の閾値とを比較することにより、前記電極部の前記断線による前記接続不良の有無を判定し、
前記測定ポイントにおける電圧と、予め定められた第２の閾値とを比較することにより、前記液体の有無を判定し、
前記第２の閾値は、前記第１の閾値よりも大きい、液体噴射装置。

【請求項4】

請求項１から請求項３までのいずれか一項に記載の液体噴射装置であって、
前記液体容器は、前記液体を注入可能な注入口を備える、液体噴射装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、液体噴射装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、２本の電極を液体容器に設け、両電極間に電圧を印加して電極間の抵抗値を用いて液体容器内のインク残量を検出するインク残量検出装置が知られている（特許文献１）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開平６－２７０４１０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

従来の技術では、電極間の抵抗値を検出する場合において、電極に接続不良が生じていた場合においても、インク残量が無い場合と同程度の抵抗値となる。これにより、電極間の抵抗値を用いて、電極に接続不良が生じているのか否かを判定することは困難であった。このような課題は、液体容器のインク残量を検出する技術に限られず、インク以外の他の液体の残量を検出するために２本の電極を用いる技術に共通する。

【課題を解決するための手段】

【0005】

（１）本開示の一形態によれば、液体を噴射する液体噴射装置が提供される。この液体噴射装置は、前記液体を収容可能な液体容器に設けられ、第１の電極と第２の電極とを有する電極部と、前記電極部の接続不良の有無と、前記液体容器の前記液体の有無とをそれぞれ判定可能な判定部と、前記第１の電極と前記第２の電極との間に設けられ、第１の抵抗値を有する第１の抵抗と、前記第１の電極と前記第２の電極との間の前記液体の量により変化する、第２の抵抗値を有する第２の抵抗と、を備える。

【0006】

（２）本開示の他の一形態によれば、液体を噴射する液体噴射装置が提供される。この液体噴射装置は、前記液体を収容可能な液体容器に設けられ、第１の電極と第２の電極とを有する電極部と、前記電極部の接続不良の有無と、前記液体容器の前記液体の有無とを判定可能な判定部と、前記第１の電極と前記第２の電極との間に設けられる第１のコンデンサーと、前記第１の電極と前記第２の電極の間に前記液体の量により変化する、第２の抵抗値の有する第２の抵抗と、を備える。

【図面の簡単な説明】

【0007】

【図1】第１実施形態の液体噴射装置の外観斜視図。

【図2】ユニットカバーを取り外した状態の液体容器ユニットを示す斜視図。

【図3】液体噴射装置をさらに説明するための図。

【図4】液体検出機構の一例を示す図。

【図5】図４の液体検出機構の等価回路図。

【図6】液体検出機構の動作の一例を示すタイミングチャート。

【図7】測定ポイントにおける検出出力のシミュレーション結果を示す図。

【図8】第２実施形態の液体噴射装置を示す図である。

【図9】測定ポイントにおける検出出力のシミュレーション結果を示す図。

【発明を実施するための形態】

【0008】

Ａ．第１実施形態：
図１は、第１実施形態の液体噴射装置１の外観斜視図である。図２は、ユニットカバー２１を取り外した状態の液体容器ユニット２０を示す斜視図である。図１および図２には互いに直交する座標軸であるＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸を付している。これ以降に示す図についても、必要に応じて同様の座標軸を付す。本実施形態では、Ｘ軸とＹ軸に平行な水平面に液体噴射装置１が配置されて使用される。Ｚ軸方向は鉛直方向に沿った方向であり、＋Ｚ軸方向が鉛直上方向であり、－Ｚ軸方向が鉛直下方向である。液体噴射装置１の＋Ｙ軸方向の面を前面、－Ｙ軸方向の面を後面と称する。

【0009】

液体噴射装置１は、液体３４としてのインクを用紙などの媒体１２に噴射して画像を形成するインクジェットプリンターである。液体３４は、顔料系インクや染料系インクなどを用いることができる。本実施形態では、液体３４は顔料系インクである。液体噴射装置１は、液体容器ユニット２０と操作部１３と排紙部１１とケース１４とを備えている。ケース１４は、液体噴射装置１の外殻の一部を構成している。ケース１４の内側には、液体噴射装置１の図示しない機構ユニットが収容されている。機構ユニットは、液体噴射装置１において、印刷動作を実行する機構部分である。

【0010】

液体容器ユニット２０は、ユニットカバー２１とユニット底部２２を備え、ケース１４の外側に設置されている。液体容器ユニット２０には、複数の液体容器３０が収容可能である。液体容器３０には印刷に供される液体３４が貯留され、液体噴射装置１の印刷時に、液体３４が液体容器３０から印刷ヘッド１７に供給される。

【0011】

液体容器３０は、少なくとも一部が透過性の材料で形成されており、貯留された液体３４が外部から視認できる。ユニットカバー２１は、収納される液体容器３０の透過性の部位に面した位置に、透過性の窓部２４を備える。ユーザーは、液体噴射装置１の外部から窓部２４を介して液体容器３０の液体３４の量を視認することが可能である。

【0012】

液体噴射装置１の前面には、操作部１３と排紙部１１とが配置される。操作部１３には、電源ボタン、設定ボタンおよび表示パネルなどが設けられる。液体噴射装置１は、制御基板１５に実装された制御部１６を備える。制御部１６は、操作部１３から入力される指示等に基づいて前述の機構ユニットを動作させ、媒体１２の搬送や印刷ヘッド１７の駆動などを行って媒体１２に印刷を行う。印刷された媒体１２は、排紙部１１から排出される。制御基板１５は、ケース１４内に収容されている。

【0013】

図２に示すように、液体容器ユニット２０は、ユニット底部２２と、基板支持部２７と、液体容器３０を取り囲むユニットカバー２１とを備える。ユニット底部２２および基板支持部２７は、液体噴射装置１に固定されて設置される。

【0014】

液体容器ユニット２０は、ユニット底部２２に面して、複数の液体容器３０が並べられて装着可能である。本実施形態では、４つの液体容器３０が装着される。４つの液体容器３０には、それぞれ色や素材などの種類の異なる液体３４が貯留されてもよい。４つの液体容器３０の内の一つは他と比べてサイズが大きく、より多くの液体３４を貯留できる。サイズの大きな液体容器３０には、例えば、使用頻度の高いブラックの液体３４を貯留させ、他の液体容器３０には、それぞれイエロー、マゼンタおよびシアンなどの液体３４を個別に貯留させることができる。

【0015】

図２に示すように、ユニット底部２２の鉛直上方向の基板支持部２７は、液体容器３０が液体容器ユニット２０に並べて装着された時、液体容器３０に接触するよう配置される。そのため、液体容器３０は、ユニット底部２２と基板支持部２７とに挟まれて液体容器ユニット２０に装着される。

【0016】

また、液体容器３０は、ネジ２８によって、基板支持部２７に固定される。基板支持部２７は、後述する交流生成回路４０を含めた回路が実装される回路基板２６を備える。液体容器３０が基板支持部２７に固定されると、液体容器３０は回路基板２６とも固定される。回路基板２６には、信号配線ＦＦＣ（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ Ｆｌａｔ Ｃａｂｌｅ）１９が接続され、回路基板２６上に実装される回路と液体噴射装置１の制御基板１５に実装される回路とが電気的に接続される。なお、液体容器３０は、液体容器３０が備える注入口３２から外れた領域において、基板支持部２７および回路基板２６と接触する。

【0017】

図３は、液体噴射装置１をさらに説明するための図である。図２および図３を用いて主に液体容器３０の構成について説明する。図３に示すように、液体容器３０は、内部が中空の容器であり、中空部分である液体収容室３０１に液体３４を貯留することができる。また、液体容器３０は、鉛直上方向の面に液体３４を注入可能な注入口３２を備えている。液体３４の残量が少なくなった時は、注入口３２から液体容器３０へ液体３４の再充填が可能である。注入口３２の開口には、通常、図示しないキャップ部材が気密に取り付けられる。液体噴射装置１のユーザーは、キャップ部材を取り外すことによって、注入口３２を介して液体容器３０内に液体３４を補充することができる。

【0018】

各液体容器３０は、少なくとも一部が透過性の外壁で形成される。本実施形態においては、Ｘ軸方向の外壁の一部が透過性である。この外壁面には残量の目安となる図２に示すマーク３１が設けられている。ユーザーは、マーク３１を目印にして残量を把握することができる。

【0019】

図３に示すように、液体容器３０は、液体供給部３３と、電極部３７と、第１の抵抗Ｒ１とを備える。液体供給部３３は、液体容器３０に収容された液体３４を印刷ヘッド１７に送り出す。電極部３７は、液体容器３０の液体残量を判定するために用いられる。電極部３７は、第１の電極３５と、第２の電極３６とを有する。液体容器３０が、ユニット底部２２と基板支持部２７に挟まれて液体容器ユニット２０に装着されたときに、液体容器３０の外部に突出した第１の電極３５と第２の電極３６は、基板支持部２７に配置された回路基板２６と接触するように配置される。

【0020】

第１の電極３５および第２の電極３６は、液体容器３０の外部から液体収容室３０１まで延びる棒形状である。第１の電極３５および第２の電極３６は、導電性部材、本実施形態ではステンレス鋼で形成される。第１の電極３５の長さは、第２の電極３６の長さよりも短い。第２の電極３６は、第１の電極３５よりも液体収容室３０１の底部近傍まで延在する。これにより、少なくとも液体３４が液体収容室３０１を満たす程度に充填された場合、第１の電極３５および第２の電極３６の両電極が液体３４に浸漬する。その後、印刷が行われ液体３４が消費されて液体の量が減ってくると、第１の電極３５が液体３４の外に露出し、第２の電極３６のみが液体３４に浸漬する状態となる。

【0021】

上述したように、液体容器３０は、ユニット底部２２と基板支持部２７とに挟まれて、液体容器ユニット２０に装着される。また、回路基板２６は、基板支持部２７上において、液体容器３０の第１の電極３５および第２の電極３６に対向して接触可能な位置になるよう配置される。回路基板２６には、第１の電極３５および第２の電極３６に対向する位置に、第１端子３８および第２端子３９が形成される。これにより、液体容器３０が液体容器ユニット２０に装着された時、第１の電極３５と第１端子３８とが接触して電気的に接続され、第２の電極３６と第２端子３９とが接触して電気的に接続される。

【0022】

また、図２に示すように、基板支持部２７と液体容器３０とがネジ２８によって固定されることによって、第１の電極３５は第１端子３８に圧着され、第２の電極３６は第２端子３９に圧着される。そのため、電極３５，３６と端子３８，３９との電気的な接続が確実に形成される。さらに、回路基板２６上に実装される回路と液体噴射装置１の制御基板１５上に実装される回路とは、信号配線ＦＦＣ１９を介して相互に接続される。制御基板１５上に実装される回路には、制御部１６が含まれるため、回路基板２６上の回路は、制御部１６と相互に通信が可能である。なお、第１の電極３５および第２の電極３６と回路基板２６との電気的な接続は上記に限定されるものではない。例えば、信号線とコネクターとを用いて第１の電極３５と第２の電極３６とを回路基板２６に電気的に接続してもよい。具体的には、第１の信号線の一方を第１の電極３５にハンダ付けなどによって取り付け、第１の信号線の他方をコネクターに取り付ける。また、第２の信号線の一方を第２の電極３６にハンダ付けなどによって取り付け、第２の信号線の他方をコネクターに取り付ける。コネクターが回路基板２６の接続部に接続されることで、第１の電極３５および第２の電極３６が回路基板２６に電気的に接続される。

【0023】

第１の抵抗Ｒ１は、電気回路上について、第１の電極３５と第２の電極３６との間に設けられ、第１の抵抗値ＲＶ１を有する。第１の抵抗Ｒ１は第１の電極３５と第２の電極３６とに電気的に接続されている。具体的には、本実施形態では第１の抵抗Ｒ１の一端が第１の電極３５のうち液体収容室３０１の外側に位置する部分に接続され、第１の抵抗Ｒ１の他端が第２の電極３６のうち液体収容室３０１の外側に位置する部分に接続されることで、第１の抵抗Ｒ１は第１の電極３５と第２の電極３６との間に設けられる。

【0024】

液体収容室３０１の液体３４は、第２の抵抗Ｒ２として機能する。液体３４は、第１の電極３５と第２の電極３６との間の量により変化する第２の抵抗値ＲＶ２を有する導電性である。このため、第１の電極３５および第２の電極３６の両電極が液体３４に浸漬する場合、第１の電極３５と第２の電極３６とは、液体３４を介して電気的に接続された状態となる。

【0025】

第１の抵抗Ｒ１と第２の抵抗Ｒ２とは、第１の電極３５と第２の電極３６とに並列に接続された抵抗である。第１の抵抗値ＲＶ１は、第２の抵抗値ＲＶ２の最大値よりも大きい。本実施形態では、第１の抵抗値ＲＶ１は５０ｋΩである。

【0026】

制御部１６は、電極部３７の断線などによって生じる接続不良の有無と、液体容器３０の前記液体の有無とをそれぞれ判定可能な判定部１６１を有する。

【0027】

液体供給部３３は、液体容器３０が使用される装着状態で液体容器３０の下部に相当する部位に備えられる。注入口３２から液体容器３０に注入された液体３４は、液体収容室３０１に貯留され、液体供給部３３から外部へ送り出される。一方、液体噴射装置１には、液体移送経路としてのチューブ１８が固定されて配置される。液体供給部３３には、チューブ１８の一端が繋がれ、チューブ１８の他端は、印刷ヘッド１７に繋げられる。これにより、液体容器３０の液体３４は、チューブ１８を経由して印刷ヘッド１７へ移送され印刷に供される。

【0028】

液体容器ユニット２０は、液体容器３０が装着される時、液体供給部３３がチューブ１８に接合するよう構成されている。

【0029】

以上のように、液体容器３０は、液体供給部３３がチューブ１８に取り付けられ、第１の電極３５および第２の電極３６が、回路基板２６上の第１端子３８および第２端子３９と電気的に接続される。これにより、液体容器３０の液体収容室３０１に貯留された液体３４が、液体噴射装置１において使用される状態となる。

【0030】

次に、液体検出機構６０について、図４から図６を参照して説明する。図４は、液体検出機構６０の一例を示す図である。図５は、図４の液体検出機構６０の等価回路図である。図６は、液体検出機構６０の動作の一例を示すタイミングチャートである。なお、図４において、ＶＤＤは、液体検出機構６０を動作させる電源の高電位側の電位を示す。また、ＶＳＳは、電源の低電位側の電位を示し、基準電位であるグランドである。以降の図面においても、同様の符号を用いる。

【0031】

図４に示すように、液体検出機構６０は、交流生成回路４０と、検出出力生成部５５と判定部１６１とを備える。交流生成回路４０は、下記の要素を有する。
ａ）第１の電極３５および第２の電極３６を備える電極部３７
ｂ）所定の周期信号を発生する周期信号発生部４１
ｃ）所定電位供給部としてのｐチャンネル型ＦＥＴ４３
ｄ）第１の電極３５に一端が接続される第３の抵抗Ｒ３
ｅ）第１の電極３５と第３の抵抗Ｒ３とを接続する第１端子３８
ｆ）基準電位供給部を構成する第４の抵抗Ｒ４
ｇ）第２の電極３６と基準電位との間に接続されるコンデンサーＣｔ
ｈ）第２の電極３６とコンデンサーＣｔとを接続する第２端子３９
ｉ）第１の電極３５と第２の電極３６に接続された第１の抵抗Ｒ１

【0032】

また、検出出力生成部５５は、下記の要素を備える。
ｊ）制御端子Ｓを備えたアナログスイッチ５３、
ｋ）積分回路５４を構成する抵抗Ｒ５４およびコンデンサーＣ５４。

【0033】

液体検出機構６０は、交流生成回路４０において検出電圧Ｖ１を生成し、検出出力生成部５５において検出電圧Ｖ１を波形成形して検出出力５７を出力する。判定部１６１は、波形生成後の地点である測定ポイントＭＰの検出出力５７を検出する。ここで、検出出力５７は、測定ポイントＭＰの電圧である。測定ポイントＭＰは、電気回路上について、第１の抵抗Ｒ１および第２の抵抗Ｒ２と、判定部１６１との間に設けられている。詳細には、測定ポイントＭＰは、電気回路上について、検出出力生成部５５と判定部１６１との間に位置する。

【0034】

上述の交流生成回路４０の各要素は、図４に示すように結線されて交流生成回路４０を形成する。具体的には、ｐチャンネル型ＦＥＴ４３のソース端子はＶＤＤに接続される。ｐチャンネル型ＦＥＴ４３のゲート端子は、周期信号発生部４１の出力であるＰＷＭ出力４２に接続される。ｐチャンネル型ＦＥＴ４３のドレイン端子には、第３の抵抗Ｒ３と第４の抵抗Ｒ４とが接続される。ここで、ドレイン端子、第３の抵抗Ｒ３および第４の抵抗Ｒ４の接続点を第２の接続点と呼び、第２の接続点の電位をＶ２とする。第３の抵抗Ｒ３は、一端が第１端子３８を介して第１の電極３５に接続され、他端がドレイン端子に接続される。第４の抵抗Ｒ４は、一端がＶＳＳに接続され、他端がドレイン端子に接続される。第２の電極３６には、コンデンサーＣｔが接続される。コンデンサーＣｔは、一端がＶＳＳに接続され、他端が第２端子３９を介して第２の電極３６に接続される。

【0035】

なお、周期信号発生部４１は、液体噴射装置１の制御部１６の制御に基づいて、種々のタイミングで周期信号の生成が可能な信号生成器で構成される。ここで、交流生成回路４０は、例えば、第３の抵抗Ｒ３の抵抗値を１０ｋΩ、第４の抵抗Ｒ４の抵抗値を１ｋΩ、コンデンサーＣｔの容量を１ｎＦとして構成できる。

【0036】

検出出力生成部５５は、交流生成回路４０において生成される検出電圧Ｖ１を、アナログスイッチ５３によって特定のタイミングで積分回路５４に伝送し、積分回路５４によって平滑化する。平滑化された積分回路５４の出力が、判定部１６１で検出される検出出力５７となる。図４に示すように、アナログスイッチ５３の制御端子Ｓは、交流生成回路４０における第２の接続点に接続され、第２の接続点の電位Ｖ２に基づいて、検出電圧Ｖ１が積分回路５４に伝送される。アナログスイッチ５３の入出力端子の一方は、交流生成回路４０における第１の接続点に接続される。前述のように、第１の接続点は、第１の電極３５と第３の抵抗Ｒ３との接続点であり、第１の接続点の電位が検出電圧Ｖ１である。アナログスイッチ５３の入出力端子の他方は、積分回路５４の入力である抵抗Ｒ５４の一端に接続される。抵抗Ｒ５４の他端は、一端がＶＳＳに接続されたコンデンサーＣ５４の他端に接続されて、抵抗Ｒ５４とコンデンサーＣ５４とで積分回路５４が構成される。抵抗Ｒ５４とコンデンサーＣ５４との接続点の電位が、積分回路５４の出力であり、検出出力生成部５５の出力である検出出力５７となる。なお、検出出力生成部５５は、例えば、抵抗Ｒ５４の抵抗値を６６ｋΩ、コンデンサーＣ５４の容量を０．０１μＦとして構成できる。

【0037】

図６は、液体検出機構６０の動作の一例を示すタイミングチャートＴＣであると共に、タイミングチャートＴＣに基づく検出電圧Ｖ１の電圧および検出出力５７の電圧を示す。図６の（ａ）に示すＰＷＭ出力４２および図６の（ｂ）に示すＰＷＭ出力４２は、共に周期信号発生部４１の出力４２を示す。図６の（ｂ）に示すＰＷＭ出力４２は、図６の（ａ）に示すＰＷＭ出力４２の一部を時間的に拡大して表記した図である。具体的には、二点鎖線で囲った範囲Ａを拡大した図である。図６の（ｃ）は、アナログスイッチ５３の動作を制御する第２の接続点の電位Ｖ２を示す。図６の（ｄ）は、液体３４に対する検出電圧Ｖ１を破線で示し、液体３４が無い場合の検出電圧Ｖ１を二点鎖線で示す。図６の（ｅ）は、アナログスイッチ５３の出力５６を示す。図６の（ｆ）は、検出出力５７を示す。

【0038】

周期信号発生部４１は、制御部１６からの制御信号により、周期信号発振の開始と停止が制御される。周期信号発生部４１は、制御部１６から発振の指示を受けている期間、ＰＷＭ出力４２として、ＶＳＳレベルである第１期間Ｔ１とＶＤＤレベルである第２期間Ｔ２とを周期的に繰り返す信号を出力する。図６の（ａ）は、ｔ１からｔ２およびｔ３からｔ４の期間は制御部から発振の指示を受けている期間である。各期間を周期信号区間という。この区間の長さは、１つの液体容器について、検出部がインクの情報を判定できる程度に検出出力５７を取得可能な時間に設定されている。例えば、ＰＷＭ出力４２は、周期信号区間において、第１期間Ｔ１と第２期間Ｔ２とを同一デューティー比が５０％で周期的に繰り返す。

【0039】

周期信号発生部は、ｔ２～ｔ３の期間において、制御部１６から発振の停止の信号を受信すると、発振を停止して、出力４２としてＶｄｄレベルの信号を出力する。

【0040】

図４に示す交流生成回路４０においては、ｐチャンネル型ＦＥＴ４３は、ＰＷＭ出力４２に基づいてＯＮ／ＯＦＦが制御される。具体的には、ｐチャンネル型ＦＥＴ４３は、ＰＷＭ出力４２が第１期間Ｔ１の時にＯＮとなり、第２期間Ｔ２の時にＯＦＦとなる。その結果、ドレイン端子は、第１期間Ｔ１においてＶＤＤとなり、第２期間Ｔ２において、ドレイン端子はハイインピーダンス状態となる。そのため、第１期間Ｔ１において、第１の電極３５が、第３の抵抗Ｒ３を介してＶＤＤに接続され、第２期間Ｔ２において、その接続が遮断された状態となる。このように、ｐチャンネル型ＦＥＴ４３は、所定電位供給部として機能する。

【0041】

第１期間Ｔ１においては、第４の抵抗Ｒ４もＶＤＤに接続されるため、第４の抵抗Ｒ４を介してＶＤＤからＶＳＳに電流が流れる。この電流は、交流生成回路４０の消費電流を増加させることになるため、消費電流の増加を防ぐためには、第４の抵抗Ｒ４の値を出来るだけ大きくするのが好適である。

【0042】

前述したように、第１の電極３５および第２の電極３６の両電極が液体３４に浸漬する状態において、両電極間は、第１の抵抗Ｒ１と液体３４によって生じる第２の抵抗Ｒ２の合成抵抗を介して導通状態となる。そのため、第１期間Ｔ１において、ＶＤＤ、ｐチャンネル型ＦＥＴ４３、第３の抵抗Ｒ３、第１端子３８、第１の電極３５、液体３４および第１の抵抗Ｒ１、第２の電極３６、第２端子３９、コンデンサーＣｔ、ＶＳＳの経路で電流が流れる。この経路で電流が流れる時、コンデンサーＣｔが充電される。そのため、コンデンサーＣｔの電位が徐々にＶＤＤに近づき、図６の（ｄ）に示すように、第１期間Ｔ１において検出電圧Ｖ１が徐々にＶＤＤに近づく。

【0043】

次に、第２期間Ｔ２では、ｐチャンネル型ＦＥＴ４３がＯＦＦする。そのため、ＶＤＤから流れる電流がなくなり、充電されたコンデンサーＣｔが、回路系において最も高電位となる。その結果、コンデンサーＣｔ、第２端子３９、第２の電極３６、液体３４および第１の抵抗Ｒ１、第１の電極３５、第１端子３８、第３の抵抗Ｒ３、第４の抵抗Ｒ４、ＶＳＳの経路で電流が流れる。これにより第２期間Ｔ２では、第１期間Ｔ１でコンデンサーＣｔに充電された電荷が放電される。したがって、第４の抵抗Ｒ４は、第３の抵抗Ｒ３を介して第１の電極３５を、ＶＳＳに接続する基準電位供給部として機能する。この時、コンデンサーＣｔの電位が放電に伴って徐々に低下する。そのため、図６の（ｄ）に示すように、第２期間Ｔ２において検出電圧Ｖ１が徐々にＶＳＳに近づく。

【0044】

上述の説明から明らかなように、第１期間Ｔ１で液体３４に流れる電流と第２期間Ｔ２で液体３４に流れる電流とでは、電流の流れる方向が逆になる。つまり、ＰＷＭ出力４２が第１期間Ｔ１と第２期間Ｔ２とを周期的に繰り返す周期信号区間においては、液体３４には交流電流が流れる。

【0045】

次に、図４に示す検出出力生成部５５の動作を説明する。アナログスイッチ５３を制御する電位Ｖ２は、図６の（ｂ）に示すＰＷＭ出力４２に基づいて、図６の（ｃ）に示すように変化する。具体的には、ＰＷＭ出力４２がＶＤＤレベルの時は、ｐチャンネル型ＦＥＴ４３がＯＦＦするため、電位Ｖ２は第４の抵抗Ｒ４を介してＶＳＳに近づく。一方、ＰＷＭ出力４２がＶＳＳレベルの時は、ｐチャンネル型ＦＥＴ４３がＯＮするため、電位Ｖ２はＶＤＤとなる。アナログスイッチ５３は、電位Ｖ２が、所定の閾値を越えてＶＤＤに近づくとＯＦＦし、所定の閾値を下回ってＶＳＳに近づくとＯＮするように構成されている。したがって、電位Ｖ２がＶＳＳに近づく第２期間Ｔ２の時、アナログスイッチ５３の出力５６には検出電圧Ｖ１が伝送される。一方、電位Ｖ２がＶＤＤになる第１期間Ｔ１の時は、検出電圧Ｖ１の伝送が遮断されるため、出力５６は不定状態となる。図６の（ｅ）はその状態を示し、具体的には、第２期間Ｔ２の時に出力５６に図６の（ｄ）に示す検出電圧Ｖ１が現れることを示す。

【0046】

上記のように、検出電圧Ｖ１は、電位Ｖ２の変化に基づいて切り出されてアナログスイッチ５３の図６の（ｅ）に示す出力５６となる。次いで出力５６は、積分回路５４に伝送されて平滑化され、検出出力５７が生成される。その結果、図６の（ｆ）に示すように、安定した検出出力５７が生成される。具体的には、液体収容室３０１に液体が無い場合の検出出力５７の電圧は、液体収容室３０１に液体がある場合の検出出力５７の最低電圧よりも低くなる。なお、液体３４の第２の抵抗値ＲＶ２は、液体収容室３０１の液体残量に応じて変化する。これにより、液体収容室３０１に液体がある場合の検出出力５７の電圧も、変化する。ここで、「液体収容室３０１に液体が無い」とは、液体収容室３０１の液面が第１の電極３５よりも下側に到達した状態を指す。

【0047】

また、図６の（ｆ）に実線で示すように、第１の電極３５と第２の電極３６との間が断線などにより接続不良が生じて回路がオープン状態になった場合の検出出力５７の電位は、液体収容室３０１に液体が無い場合の検出出力５７の電位よりも低くなる。

【0048】

次に、図５と図６を参照して、より詳細に交流生成回路４０の挙動を説明する。図５において、ＳＷは、ｐチャンネル型ＦＥＴ４３を示すスイッチである。ＳＷ５３は、アナログスイッチ５３を示すスイッチである。

【0049】

図７は、測定ポイントＭＰにおける検出出力５７のシミュレーション結果を示す図である。図７の縦軸は電圧であり、横軸は経過時間である。図７に示すように、測定ポイントＭＰにおける電圧である検出出力５７は、第１の電極３５と第２の電極３６とが液体３４に浸っている状態である残量ありの場合には、第１の電極３５よりも液面が下側に位置する状態である残量なしの場合よりも高くなる。残量ありの場合において、液体３４の第２の抵抗値ＲＶ２が最大値をとる場合の抵抗は３６ｋΩである。また、測定ポイントＭＰにおける電圧である検出出力５７は、残量なしの場合には電極部３７の接続不良の場合よりも高くなる。

【0050】

このシミュレーション結果をもとに、第１の閾値Ｖａと第２の閾値Ｖｂとが予め定められる。第１の閾値Ｖａは、電極部３７の接続不良の有無を判定するための閾値である。第２の閾値Ｖｂは液体容器３０の液体の有無を判定するための閾値である。第２の閾値Ｖｂは、第１の閾値Ｖａよりも大きい。第１の閾値Ｖａと第２の閾値Ｖｂは、例えば制御部１６のメモリーに記憶される。判定部１６１は、検出出力５７と第１の閾値Ｖａを比較することにより、電極部３７の接続不良の有無を判定する。具体的には、判定部１６１は、検出出力５７が第１の閾値Ｖａより小さい場合には接続不良が生じていると判定し、検出出力５７が第１の閾値Ｖａよりも大きい場合には接続不良が生じていないと判定する。また判定部１６１は、検出出力５７と第２の閾値Ｖｂとを比較することにより、液体容器３０の液体の有無を判定する。具体的には、判定部１６１は、検出出力５７が第２の閾値Ｖｂよりも大きい場合には液体容器３０に液体があると判定し、検出出力５７が第２の閾値Ｖｂよりも小さい場合であって、かつ、第１の閾値Ｖａよりも大きい場合に液体容器３０に液体が無いと判定する。接続不良の有無の判定は、例えば、液体噴射装置１の出荷前や、液体容器３０の注入口３２から液体３４を再充填した場合に実行される。なお、液体の有無判定は、予め定めたタイミング、例えば印刷ジョブの終了時などに実行される。

【0051】

上記第１実施形態によれば、第１の電極３５と第２の電極３６との間に第１の抵抗Ｒ１を設けることで、液体の量が第１の電極３５より下回る程度に少なくなった場合と、電極部３７の接続不良が生じた場合とでは、第１の電極３５と第２の電極３６との間の抵抗値を異ならせることができる。これにより、第１の電極３５と第２の電極３６との間の抵抗値の違いによって、判定部１６１は接続不良の有無および液体の有無を判定できる。具体的には、第１の電極３５と第２の電極３６との間の抵抗値が変化することで測定ポイントＭＰの電圧である検出出力５７も変化する。これにより、判定部１６１は、測定ポイントＭＰの電圧と第１の閾値Ｖａとを比較することで電極部３７の接続不良の有無を判定でき、測定ポイントＭＰの電圧と第２の閾値Ｖｂとを比較することで液体の有無を判定できる。また電極部３７の接続不良を判定する際に、更なる他の要素、例えば更なるダミー抵抗を配置する必要がないので判定時間を短縮できる。または、他の要素を配置するスペースを考慮する必要がないため、液体噴射装置１の設計の自由度が向上する。

【0052】

また上記第１実施形態では、第１の抵抗値ＲＶ１は第２の抵抗値ＲＶ２の最大値よりも大きい。これにより、電極部３７の接続不良が生じた場合と液体が少なくなった場合とにおいて、第１の電極３５と第２の電極３６との間の抵抗値ＲＶ１，ＲＶ２をより大きく異ならせることができる。これにより、第１の電極３５と第２の電極３６との間の抵抗値の違いによって、判定部１６１は電極部３７の接続不良の有無、および、液体の有無を精度良く判定できる。

【0053】

また上記第１実施形態によれば、液体容器３０は注入口３２を有する。これにより、判定部１６１は、注入口３２から液体を再充填した場合などの液体噴射装置１が長期に使用される場合にも、接続不良の有無および液体の有無を精度良く判定できる。

【0054】

Ｂ．第２実施形態：
図８は、第２実施形態の液体噴射装置１ａを示す図である。図３に示す液体噴射装置１と液体噴射装置１ａとの違いは、液体噴射装置１ａが第１の抵抗Ｒ１に代えて第１のコンデンサーＣ１を備える点である。液体噴射装置１ａにおいて、その他の構成については第１実施形態と同様の構成であるため、同様の構成については同一符号を付すと共に説明を省略する。

【0055】

第１のコンデンサーＣ１は、第１実施形態の第１の抵抗Ｒ１と同様に、第１の電極３５と第２の電極３６との間に設けられている。第１のコンデンサーＣ１は第１の電極３５と第２の電極３６とに電気的に接続されている。第１のコンデンサーＣ１と液体３４によって構成される第２の抵抗Ｒ２とは、第１の電極３５と第２の電極３６とに並列に接続される。第１のコンデンサーＣ１の容量は、例えば２２０ｐＦである。判定部１６１は、電気回路上について、第２の抵抗Ｒ２および第１のコンデンサーＣ１と、判定部１６１との間に設けられる測定ポイントＭＰにおける電圧である検出出力５７を検出する。

【0056】

図９は、測定ポイントＭＰにおける検出出力５７のシミュレーション結果を示す図である。図９に示すように、測定ポイントＭＰにおける電圧である検出出力５７は、第１の電極３５と第２の電極３６とが液体３４に浸っている状態である残量ありの場合には、第１の電極３５よりも液面が下側に位置する状態である残量なしの場合よりも高くなる。残量ありの場合において、液体３４の第２の抵抗値ＲＶ２が最大値をとる場合の抵抗は３６ｋΩである。また、測定ポイントＭＰにおける電圧である検出出力５７は、残量なしの場合には電極部３７の接続不良の場合よりも高くなる。

【0057】

このシミュレーション結果をもとに、第１の閾値Ｖａａと第２の閾値Ｖｂａとが予め定められる。第１の閾値Ｖａａは、電極部３７の接続不良の有無を判定するための閾値である。第２の閾値Ｖｂａは液体容器３０の液体の有無を判定するための閾値である。第２の閾値Ｖｂａは、第１の閾値Ｖａａよりも大きい。第１の閾値Ｖａａと第２の閾値Ｖｂａは、例えば制御部１６のメモリーに記憶される。判定部１６１は、検出出力５７と第１の閾値Ｖａａを比較することにより、電極部３７の接続不良の有無を判定する。具体的には、判定部１６１は、検出出力５７が第１の閾値Ｖａａより小さい場合には接続不良が生じていると判定し、検出出力５７が第１の閾値Ｖａａよりも大きい場合には接続不良が生じていないと判定する。また判定部１６１は、検出出力５７と第２の閾値Ｖｂａとを比較することにより、液体容器３０の液体の有無を判定する。具体的には、判定部１６１は、検出出力５７が第２の閾値Ｖｂａよりも小さい場合には液体容器３０に液体があると判定し、検出出力５７が第２の閾値Ｖｂａよりも小さい場合であってかつ第１の閾値Ｖａａよりも大きい場合に液体容器３０に液体が無いと判定する。接続不良の有無の判定は、例えば、液体噴射装置１の出荷前や、液体容器３０の注入口３２から液体３４を再充填した場合に実行される。なお、液体の有無判定は、予め定めたタイミング、例えば印刷ジョブの終了時などに実行される。

【0058】

上記第２実施形態によれば、第１の電極３５と第２の電極３６との間に第１のコンデンサーＣ１を設けることで、液体の量が第１の電極３５より下回る程度に少なくなった場合と、電極部３７の接続不良が生じた場合とにおいて、第１の電極３５と第２の電極３６との間の抵抗値を異ならせることができる。これにより、第１の電極３５と第２の電極３６との間の抵抗値の違いによって、判定部１６１は接続不良の有無および液体の有無を判定できる。具体的には、第１の電極３５と第２の電極３６との間の抵抗値が変化することで測定ポイントＭＰの電圧である検出出力５７も変化する。これにより、判定部１６１は、測定ポイントＭＰの電圧と第１の閾値Ｖａとを比較することで電極部３７の接続不良の有無を判定でき、測定ポイントＭＰの電圧と第２の閾値Ｖｂとを比較することで液体の有無を判定できる。また電極部３７の接続不良を判定する際に、他の要素、例えばダミー抵抗を配置する必要がないので判定時間を短縮できる。または、他の要素を配置するスペースを考慮する必要がないため、液体噴射装置１の設計の自由度が向上する。また上記第２実施形態によれば、液体容器３０は注入口３２を有する。これにより、判定部１６１は、注入口３２から液体を再充填した場合などの液体噴射装置１ａが長期に使用される場合にも、電極部３７接続不良の有無、および、液体の有無を精度良く判定できる。

【0059】

Ｃ．他の実施形態：
Ｃ－１．他の実施形態１：
上記各実施形態では、液体としてインクを収容する液体容器３０を備える液体噴射装置１，１ａを例に説明したが、本開示の技術はインク以外の他の液体を収容する液体容器と、液体容器を備える液体噴射装置に適用できる。例えば、プリンター以外の以下の液体噴射装置に本開示の技術は適用できる。
（１）ファクシミリ装置等の画像記録装置
（２）液晶ディスプレイ等の画像表示装置用のカラーフィルターの製造に用いられる色材噴射記録装置
（３）有機ＥＬ(Electro Luminescence)ディスプレイや、面発光ディスプレイ (Field Emission Display、ＦＥＤ)等の電極形成に用いられる電極材噴射装置
（４）バイオチップ製造に用いられる生体有機物を含む液体を噴射する液体噴射装置
（５）精密ピペットとしての試料噴射装置
（６）潤滑油の噴射装置
（７）樹脂液の噴射装置
（８）時計やカメラ等の精密機械にピンポイントで潤滑油を消費する液体噴射装置
（９）光通信素子等に用いられる微小半球レンズ（光学レンズ）などを形成するために紫外線硬化樹脂液等の透明樹脂液を基板上に噴射する液体噴射装置
（１０）基板などをエッチングするために酸性又はアルカリ性のエッチング液を噴射する液体噴射装置
（１１）他の任意の微小量の液滴を吐出させる液体噴射ヘッドを備える液体噴射装置

【0060】

Ｃ－２．他の実施形態２：
上記各実施形態において、第１の抵抗Ｒ１や第１のコンデンサーＣ１は、電気回路上において、第１の電極３５と第２の電極３６との間に設けられていれば上記各実施形態の配置に限定されるものではない。例えば、第１の抵抗Ｒ１や第１のコンデンサーＣ１は、回路基板２６上に設けられていてもよい。この場合においても、第１の抵抗Ｒ１や第１のコンデンサーＣ１と、液体３４によって形成される第２の抵抗Ｒ２とは、第１の電極３５と第２の電極３６との間に並列に接続される。

【0061】

Ｄ．他の形態：
本開示は、上述した実施形態に限られるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において種々の形態で実現することができる。例えば、本開示は、以下の形態（aspect）によっても実現可能である。以下に記載した各形態中の技術的特徴に対応する上記実施形態中の技術的特徴は、本開示の課題の一部又は全部を解決するために、あるいは、本開示の効果の一部又は全部を達成するために、適宜、差し替えや、組み合わせを行うことが可能である。また、その技術的特徴が本明細書中に必須なものとして説明されていなければ、適宜、削除することが可能である。

【0062】

（１）本開示の一形態によれば、液体を噴射する液体噴射装置が提供される。この液体噴射装置は、前記液体を収容可能な液体容器に設けられ、第１の電極と第２の電極とを有する電極部と、前記電極部の接続不良の有無と、前記液体容器の前記液体の有無とをそれぞれ判定可能な判定部と、前記第１の電極と前記第２の電極との間に設けられ、第１の抵抗値を有する第１の抵抗と、前記第１の電極と前記第２の電極との間の前記液体の量により変化する、第２の抵抗値を有する第２の抵抗と、を備える。この形態によれば、第１の電極と第２の電極との間に第１の抵抗を設けることで、液体の量が少なった場合と、電極部の接続不良が生じた場合とでは、第１の電極と第２の電極との間の抵抗値を異ならせることができる。これにより、第１の電極と第２の電極との間の抵抗値の違いによって、判定部は接続不良の有無および液体の有無を判定できる。

【0063】

（２）上記形態において、前記第１の抵抗値は、前記第２の抵抗値の最大値よりも大きくてもよい。この形態によれば、電極部の接続不良が生じた場合と液体が少なくなった場合とでは、第１の電極と第２の電極との間の抵抗値をより大きく異ならせることができる。これにより、第１の電極と第２の電極との間の抵抗値の違いによって、判定部は接続不良の有無および液体の有無を精度良く判定できる。

【0064】

（３）上記形態において、前記判定部は、前記第１の抵抗および前記第２の抵抗と、前記判定部との間に設けられる測定ポイントにおける電圧と、予め定められた第１の閾値とを比較することにより、前記電極部の前記接続不良の有無を判定し、前記測定ポイントにおける前記電圧と、予め定められた第２の閾値を比較することにより、前記液体の有無を判定してもよい。この形態によれば、測定ポイントの電圧と第１の閾値とを比較することで電極部の接続不良の有無を判定でき、測定ポイントの電圧と第２の閾値とを比較することで液体の有無を判定できる。

【0065】

（４）上記形態において、前記第２の閾値は、前記第１の閾値よりも大きくてもよい。この形態によれば、第２の閾値を第１の閾値よりも大きく設定することで、電極部の接続不良の有無および液体容器の液体の有無を判定できる。

【0066】

（５）本開示の他の一形態によれば、液体を噴射する液体噴射装置が提供される。この液体噴射装置は、前記液体を収容可能な液体容器に設けられ、第１の電極と第２の電極とを有する電極部と、前記電極部の接続不良の有無と、前記液体容器の前記液体の有無とを判定可能な判定部と、前記第１の電極と前記第２の電極との間に設けられる第１のコンデンサーと、前記第１の電極と前記第２の電極の間に前記液体の量により変化する、第２の抵抗値の有する第２の抵抗と、を備える。この形態によれば、第１の電極と第２の電極との間に第１のコンデンサーを設けることで、液体の量が少なった場合と、電極部の接続不良が生じた場合とでは、第１の電極と第２の電極との間の抵抗値を異ならせることができる。これにより、第１の電極と第２の電極との間の抵抗値の違いによって、判定部は接続不良の有無および液体の有無を判定できる。

【0067】

（６）上記形態において、前記判定部は、前記第２の抵抗および前記第１のコンデンサーと、前記判定部との間に設けられる測定ポイントにおける電圧と、予め定められた第１の閾値とを比較することにより、前記電極部の前記接続不良の有無を判定し、前記測定ポイントにおける電圧と、予め定められた第２の閾値とを比較することにより、前記液体の有無を判定してもよい。この形態によれば、測定ポイントの電圧と第１の閾値とを比較することで電極部の接続不良の有無を判定でき、測定ポイントの電圧と第２の閾値とを比較することで液体の有無を判定できる。

【0068】

（７）上記形態において、前記第２の閾値は、前記第１の閾値よりも大きくてもよい。この形態によれば、第２の閾値を第１の閾値よりも大きく設定することで、電極部の接続不良の有無および液体容器の液体の有無を判定できる。

【0069】

（８）上記形態において、前記液体容器は、前記液体を注入可能な注入口を備えていてもよい。この形態によれば、注入口を備える液体容器を有する液体噴射装置において、判定部は接続不良の有無および液体の有無を判定できる。

【0070】

本開示は、上記形態の他に、液体噴射装置の製造方法、接続不良および液体残量の判定方法、判定方法を実行するためのコンピュータープログラムなどの形態で実現することができる。

【符号の説明】

【0071】

１，１ａ…液体噴射装置、１１…排紙部、１２…媒体、１３…操作部、１４…ケース、１５…制御基板、１６…制御部、１７…印刷ヘッド、１８…チューブ、２０…液体容器ユニット、２１…ユニットカバー、２２…ユニット底部、２４…窓部、２６…回路基板、２７…基板支持部、２８…ネジ、３０…液体容器、３１…マーク、３２…注入口、３３…液体供給部、３４…液体、３５…第１の電極、３６…第２の電極、３７…電極部、３８…第１端子、３９…第２端子、４０…交流生成回路、４１…周期信号発生部、４２…ＰＷＭ出力、５３…アナログスイッチ、５４…積分回路、５５…検出出力生成部、５６…出力、５７…検出出力、６０…液体検出機構、１６１…判定部、３０１…液体収容室、Ａ…範囲、Ｃ…第１のコンデンサー、Ｃ１…第１のコンデンサー、Ｃ５４…コンデンサー、Ｃｔ…コンデンサー、ＭＰ…測定ポイント、Ｒ１…第１の抵抗、Ｒ２…第２の抵抗、Ｒ３…第３の抵抗、Ｒ４…第４の抵抗、Ｒ５４…抵抗、ＲＶ１…第１の抵抗値、ＲＶ２…第２の抵抗値、Ｓ…制御端子、Ｔ１…第１期間、Ｔ２…第２期間、ＴＣ…タイミングチャート、Ｖ１…検出電圧、Ｖ２…電位、Ｖａ，Ｖａａ…第１の閾値、Ｖｂ，Ｖｂａ…第２の閾値

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】