CN1242885C - 印刷材料的容纳容器 - Google Patents

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Abstract

一种印刷材料的容纳容器。其中，打印机和墨盒是利用电磁波以非接触方式进行通信的。电能生成部分(240)通过电磁感应来生成电能。充电泵(250)将电能生成部分(240)所生成的电能进行升压，并提供给EEPROM(220)及传感器SS双方。这对于以非接触方式与印刷装置进行通信的印刷材料的容纳容器可使电路结构得到简化。

Description

印刷材料的容纳容器
技术领域
本发明涉及一种容纳印刷材料、安装在印刷装置上并利用电磁波与印刷装置进行规定通信的印刷材料的容纳容器。
背景技术
以往，安装在喷墨式打印机等的印刷装置上的墨盒具有存储器，是用来存储该墨盒的制造编号、制造年月日、拆封年月日等的墨盒信息、和存储容纳的墨水种类、墨水残余量等的墨水信息。而且，还具有用于检测墨水的残余量、墨水的温度等墨水状态的传感器。例如，日本专利特开2001-147146号公报中也公开了一种使用压电元件直接检测的方法。这种墨盒通过与印刷装置之间依靠通信来进行各种信息的存取，就可管理墨盒的信息和墨水信息。
以往，墨盒和印刷装置之间的通信是使两者电气接触来进行的。对于这种类型的墨盒，会出现由于连接端子的接触不良而导致很难进行稳定通信的情况。近年来，为了力求通信的稳定性，提出了一种利用电磁波以非接触进行两者之间通信的方式。在此方式中，因为墨盒不能直接接收来自印刷装置主体的电能供给，所以，例如，使用由接收到的来自印刷装置的电磁波而产生的感应电动势来驱动工作电路。
发明内容
因为墨盒是耗材，所以电路构成最好尽可能简单。这样的问题并不仅局限于容纳墨水的墨盒，也同样地存在于容纳其他的印刷材料的盒(容纳容器)，所述其他打印材料例如为调色剂。本发明的目的是在与印刷装置以非接触方式进行通信的印刷材料的容纳容器内，简化电路构成。
为了解决上述问题的至少一部分，本发明采用了以下的构成。
本发明的第一方式的印刷材料的容纳容器是一种容纳印刷材料、安装在印刷装置上并利用电磁波与该印刷装置进行规定的通信的印刷材料容纳容器，
其特征在于，具有：
检测部分，对所述容器容纳的印刷材料的状态进行检测；
存储部分，存储与所述容器有关的信息；
通信部分，将所述检测结果和与所述容器有关信息的至少一方发送给所述印刷装置；
第一电能生成部分，利用从所述印刷装置接收到的电磁波生成第一电能；以及
第二电能生成部分，使用所述第一电能，生成提供给所述检测部分及所述存储部分双方的第二电能。
这里，作为“印刷材料的状态”，例如，列举了印刷材料的残余量、温度、粘度等。此外，作为“与容器有关的信息”，例如，列举了容器的制造编号、制造年月日、拆封年月日、容纳的印刷材料的种类、残余量等。而且，容器既可以是能够对印刷装置进行装卸的，也可以是不能进行装卸而被早已安装上的。此外，容器既可以是不能补充印刷材料的类型，也可以是能够进行补充的类型。
在本发明中，利用从印刷装置接收到的电磁波而生成的第一电能，并使用该第一电能生成第二电能，将第二电能共同提供给检测部分及存储部分双方。于是，就不需要为了向检测部分及存储部分分别供给电能的其他电源系统。其结果，能够简化容器的电路构成。
在本发明的第一方式的容器中，
所述第二电能生成部分可以做成具有将所述第一电能进行升压的升压电路。
通过这样做，即使当检测部分及存储部分的工作电压比第一电能还高时，也能够使检测部分及存储部分工作。
还有，在上述容器中，
升压电路可以做成是，例如充电泵(charge pump)。除了充电泵以外，还可以使用开关式调整器等的各种DC/DC转换器。
在上述容器中，
所述检测部件，例如，可以做成具有使用压电元件的传感器。
使用压电元件的传感器，通常需要比第一电能生成部分所生成的电压还高的工件电压。本发明中，因为第二电能生成部分具有升压电路，所以能够向传感器供给高电压。
此外，在上述容器中，
所述存储部分可以做成是，例如，存储内容的重写或者擦除所需要的电压比读取所需要的电压还高的、可重写的非易失性存储器。
例如，如EEPROM这样的非易失性存储器在进行数据的写入或者擦去时需要比通常还高的电压。本发明中，因为第二电能生成部分具有升压电路，所以能够向所述非易失性存储器供给高电压。
在上述容器中，还可以具有，
降压部分，对于所述检测部分和所述存储部分任意一方，使从所述第二电能生成部分供给的电能的电压下降。
如此一来，例如，当存储部分(EEPROM)需要比较高的电压而检测部分需要比较低的电压时，可以使第二电能生成部分具有输出存储部分所需要的电压的结构，并经降压部分使电压下降来向检测部分供给电能。于是，如果使用降压部分，则能够以简单结构从共同的电能生成部分对需求电压不同的多个电路供给电能。
在此，所述降压部分，例如，可以由在所述检测部分和所述存储部分的任何一方与所述第二电能生成部分之间串联连接的至少含有一个二极管的电路所构成，也可以由与所述检测部分和所述存储部分的任何一方并联连接的至少含有一个二极管的电路所构成。
本发明的印刷材料的容纳容器也可以具有以下的构成。即，
本发明的第二方式的容器是一种容纳印刷材料、安装在印刷装置上并利用电磁波与该印刷装置进行规定的通信的印刷材料的容纳容器，
其特征在于，具有：
第一电能生成部分，利用从所述印刷装置接收到的电磁波生成第一电能；
多个工作电路，用比所述第一电能生成部分生成的电压还高的工作电压来进行工作；以及
升压电路，被所述多个工作电路的至少一部分共用，将所述第一电能进行升压。
在容器内具有先前说明的存储器、传感器等需要比由第一电能生成部分生成的电压还高的电压的各种工作电路。此外，例如容纳多种墨水的墨盒(容器)，在各墨水的各自容纳罐中存在具有传感器的情况。本发明中，因为升压电路被这些多个工作电路的至少一部分共用，所以简化电路结构。
在上述容器中，
所述升压电路，例如，可被所述工作电压相同的所述工作电路共用。此外，所述升压电路也可被工作时序不同的所述工作电路共用。
在上述容器中还可以具有，
降压部分，对于从所述升压电路供给电能的多个工作电路中的一部分，使从所述升压电路供给的电能的电压下降。
在此，所述降压部分，例如，可以由在从所述升压电路供给电能的多个工作电路中的一部分与所述升压电路之间串联连接的至少含有一个二极管的电路所构成，也可以由与从所述升压电路供给电能的多个工作电路中的一部分并联连接的至少含有一个二级管的电路所构成。
还有，本发明能够通过各种方式来实现，例如，能够以状态(包括残余量)检测装置、状态检测控制方法及状态检测控制装置、用于实现这些方法或者装置功能的计算机程序、记录该计算机程序的记录媒介、包含该计算机程序并在载波内具体化的数据信号、用于该印刷装置的打印头或墨盒、以及其组合等方式来实现。
附图说明
图1是墨盒100的外观立体图。
图2是墨盒100的逻辑电路方框图。
图3是墨水残余量检测部分230的电路构成图。
图4是构成墨水残余量检测部分230的电路的时序图表。
图5是测定墨水残余量程序的流程图。
图6是在第二电能生成部分和墨水残余量检测部分230之间连接降压电路251所构成的逻辑电路130a的说明图。
图7是表示对墨水残余量检测部分230并联连接降压电路251a所构成的逻辑电路130b的说明图。
具体实施方式
以下，按下面顺序进行说明本发明的实施方式的实施例。
A.墨盒的大致构成
B.墨盒的电气构成
C.墨水残余量检测部分的电路构成
D.墨水残余量测定程序
E.变形例
A.墨盒的大致构成
图1是墨盒100的外观立体图。此墨盒100在墨水罐内容纳一种墨水。在墨盒100的下部设置有向打印机的打印头供给墨水的墨水供给口110，在上部具有用于通过电波和打印机进行通信的天线120、测定墨水残余量的传感器SS以及逻辑电路130。
在本实施例中，对传感器SS采用压电驱动器。墨盒100通过对压电驱动器施加电压生成逆压电效应而使压电元件振动，从通过其残余振动的压电效应而生成的电压变化来测定其振动频率。因为此频率对应墨盒中残余的墨水量发生变化，所以能够用于墨水残余量的测定。如果根据申请人的实验，该频率为90KHz时能够判断出墨水充足，为110KHz时能够判断出残余量为零。当然，此频率是对应墨盒的容积而变化的，并不是对所有的墨盒而唯一确定的。
B.墨盒的电气构成
图2是墨盒100所具有的逻辑电路130的方框图。逻辑电路130具有RF电路200、控制部分210、EEPROM220、墨水残余量检测部分230、电能生成部分240、以及充电泵250。
RF电路200具有：解调部分201，将通过天线120从打印机PT接收到的电波进行解调；以及调制部分202，将从控制部分210输入的信号进行调制，并向打印机PT发送。打印机PT发送27.12MHz的载波，通过ASK调制该载波将控制信号向墨盒100发送。ASK调制是使载波的振幅对应数字信号来变化的方式。
另一方面，从控制部分210返回到打印机PT的命令和数据通过调制部分202PSK调制来进行发送。PSK调制是使载波的相位对应数字信号来变化的方式。打印机PT和墨盒100通过这样的方式相互进行通信。再者，这里所说的调制方式只不过是示例的调制方式，也可适用其他的调制方式。
控制部分210通过解调部分201对应解调的控制信号进行各种控制。该控制部分是如下控制，例如读出EEPROM220中所记录的信息并向打印机PT发送，将用于检测出墨水残余量的信号向墨水残余量检测部分230传送。
EEPROM220中预先存储有墨盒100的制造编号、制造年月日、容纳的墨水的种类等的信息。控制部分210通过来自打印机PT的指示将这些信息从EEPROM220输入并发送。在EEPROM220中，也可写入上述以外的信息，例如，可写入由后述的方法检测出的墨水的残余量、墨盒100的拆封年月日有关数据。
电能生成部分240将RF电路220接收到的载波进行整流并生成电能。这里，生成的电能的电压设为5V。该电能生成部分240相当于本发明第一电能生成部分。在图中省略了连线。电能生成部分240与RF电路200、控制部分210、EEPROM220等连接，用于作为驱动各部分的电源。此外，如图中的粗线所示，充电泵250连接电能生成部分240。
充电泵250与EEPROM220和墨水残余量检测部分230相连。当从控制部分210向EEPROM220内写入数据时，或者，为了使传感器SS的压电振动器振动，需要比由电能生成部分240所生成的5V还高的电压。本实施例的EEPROM220和压电振器以不同的时序驱动，而且以相同的电压驱动。充电泵250将由电能生成部分240生成的电压升压，生成控制部分210将数据写入EEPROM220时所需要的电压以及用于驱动传感器SS的电压。该充电泵250相当于本发明的“第二电能生成部分”及“升压电路”。还有，代替充电泵250，也可以使用开关式调整器等各种升压型DC/DC转换器。
C.墨水残余量检测部分的电路构成
图3是墨水残余量检测部分230的电路构成图。如图所示，墨水残余量检测部分230具有：两个晶体管Tr1、Tr2，两个电阻R1、R2，放大器232、比较器234、计数控制部分236、计数器238、以及图中未示出的振荡器。此外，墨水残余量检测部分230具有：端子TA，用于把来自控制部分210的充电信号输入给晶体管Tr1；端子TB，用于把放电信号输入给晶体管Tr2；输入端子TC，用于向计数控制部分236输入信号；端子TD，用于把来自振荡器的计数时钟(count clock)输入给计数器238；以及端子TE，用于向控制部分210输出计数器238的输出值。
晶体管Tr1是PNP型晶体管，基极与端子TA相连，发射极与充电泵250相连。然后，集电极经电阻R1与传感器SS连接。另一方面，晶体管Tr2是NPN型的晶体管，基极与端子TB相连，集电极经电阻R2与传感器SS连接。然后，发射极接地。
传感器SS的一端接地，经电阻R1、R2而与晶体管Tr1、Tr2相连的另一端也与放大器232相连。放大器232还与比较器234相连，比较器234的输出端子与计数控制部分236相连。计数控制部分236的输出端子与计数器238相连。计数器238的输出端子与端子TE相连。
以下，参照图4所示的时序图表说明上述电路的动作。当来自控制部分210的充电信号为高电平时，晶体管Tr1处于接通状态。因此，由充电泵250所生成的电压通过电阻R1被施加到传感器SS上，传感器SS的压电元件由于逆压电效应而产生形变。接下来，控制部分210将充电信号置为低电平、将放电信号置为高电平，则晶体管Tr2就处于接通状态，传感器SS经电阻R2放电。通过该放电，传感器SS的压电元件振动，通过压电效应来产生电压的变化。放大器232将此电压的变化放大。比较器234将此放大的电压的变化与规定的比较电压Vref相比较，变换为高电平/低电平这两个信号并向计数控制部分236输出。计数控制部分236按照从端口TC输入的信号，在压电元件的谐振开始后、在比较器234的输出信号为5个脉冲的期间，生成使计数器238的工作有效的计数控制信号。计数器238在计数控制信号是高电平(可计数)的期间，对从端子TD输入的计数时钟的脉冲数进行计数。计数器238的计数值被送到控制部分210，被发送给打印机PT。在打印机PT一侧，通过计数器238的计数值，计算出传感器SS的振动频率，测定墨盒100内的墨水残余量。
D.墨水残余量测定程序
图5是墨水残余量测定程序的流程图。该处理是通过墨盒100内的处理和打印机PT内的处理而进行的。首先，在墨盒100一侧，控制部分210经RF电路200输入从打印机PT来的墨水量测定命令(步骤S 100)，向墨水残余量检测部分230输入充电信号(步骤S101)，经过规定时间后输出放电信号(步骤S102)。然后，由墨水残余量检测部分230的计数器238对计数时钟进行计数(步骤S103)，控制部分210经RF电路200向打印机PT输出该计数值(步骤S104)。在打印机PT一侧，已知墨水残余量检测部分230具有的振荡器的振荡频率，从该计数值计算出传感器SS的振动频率，按照该频率判定墨水残余量的状态(步骤S105)。在打印机PT一侧，当该频率数是90HKz时判定为墨水充足(步骤S106)，当是110HKz时判定为没有残余量(步骤S107)。通过以上处理，就能够测定墨盒内的残余的墨水残余量。
在以上说明的本实施例的墨盒100中，通过充电泵250能够生成向EEPROM220和传感器SS双方供给的电能。也就是说，不需要其它电源系统来向双方供给电能。其结果，就能够简化电路构成。
E.变形例
以上，对本发明的实施例进行了说明，本发明并不只局限于这样的实施例，在不脱离其宗旨的范围内可进行各种方式的实施。例如，可实施以下的变形例。
E1.变形例1
在上述实施例中，作为墨盒100上的检测墨水状态的检测部分设有检测墨水残余量的传感器SS，但这并不局限于此。也可以具有其它的传感器，例如温度传感器、粘度传感器等。同时，还可以具有多个存储器。
E2.变形例2
在上述实施例中，示出了将本发明适用于容纳一种墨水的墨盒100的情况，但也可以适用于容纳多种墨水的墨盒。在容纳多种类墨水的墨盒中，多数都具有多个传感器SS。在本发明的墨盒中，升压电路一般被多个工作电路的至少一部分共用。于是，例如，也可以使多个传感器与EEPROM共用一个充电泵250，也可以在EEPROM用的充电泵之外、具有多个传感器共用的充电泵。
E3.变形例3
在上述实施例中，示出了将本发明适用于容纳有墨水的墨盒的例子，但这并不只局限于此。容纳其他的印刷材料的盒，例如，容纳调色剂的调色剂盒也适用本发明。
E4.变形例4
在上述实施例中，用硬件构成了控制部分210，也可以用软件构成。例如，取代控制部分210，也可以使用具有CPU、ROM、RAM等的微机。此外，采用了通过墨盒100一侧和打印机机PT一侧的处理来进行墨水残余量的测定，但也可以在墨盒100一侧进行全部的处理。
E5.变形例5
在上述实施例中，逻辑电路130(图2)具有向EEPROM220和墨水残余量检测部分230施加同一电压的结构，但是也可以如图6或图7所示的构成例那样具有施加不同电压的结构。
图6所示的是在充电泵250和墨水残余量检测部分230之间连接降压电路251所构成的电路130a。在逻辑电路130a中，充电泵250对EEPROM220直接施加20V电压电能，同时，经电路251对墨水残余量检测部分230施加15.2V电压的电能。
降压部分251是8个二极管串联连接而构成的电路。该电路是利用二极管的正向电压为稳定的0.6V来构成的。
图7示出了将降压电路251a并联连接在墨水残余量检测部分230上而构成的逻辑电路130b。在逻辑电路130b中，充电泵250向EEPROM220直接供给20V电压的电能，同时，向墨水残余量检测部分230供给与降压电路251a的两端电压(15.2V)相同电压的电能。
降压电路251a是由一个稳压二极管(Zener diode)构成的电路。该电路是利用二极管的击穿电压(Zener voltage)为恒定这一原理而构成的。
还有，当得到的稳压二极管的击穿电压与所期望的电压存在差异时，也可以构成通过与其他的二极管连接，从而在两端生成所希望的电压的结构。此外，当在充电泵250和墨水残余量检测部分230之间串联连接降压电路时(图6)，也可在降压电路中使用稳压二极管。而且，降压电路也可以使用晶体管的稳电压电路来构成。

Claims (14)

1.一种印刷材料的容纳容器，容纳印刷材料、安装在印刷装置上并利用电磁波与该印刷装置进行规定的通信，具有：
检测部分，对所述容器容纳的印刷材料的状态进行检测；
存储部分，存储与所述容器有关的信息；
通信部分，将所述检测结果和与所述容器有关信息的至少一方发送给所述印刷装置；
第一电能生成部分，利用从所述印刷装置接收到的电磁波生成第一电能；以及
第二电能生成部分，使用所述第一电能，生成提供给所述检测部分及所述存储部分双方的第二电能。
2.如权利要求1所述的容器，其中，
所述第二电能生成部分具有将所述第一电能进行升压的升压电路。
3.如权利要求2所述的容器，其中，
所述升压电路是充电泵。
4.如权利要求1至3中任一项所述的容器，其中，
所述检测部分具有使用压电元件的传感器。
5.如权利要求1至3中任一项所述的容器，其中，
所述存储部分是，存储内容的重写或者擦除所需要的电压比读取所需要的电压还高的、可重写的非易失性存储器。
6.如权利要求1至3中任一项所述的容器，还具有，
降压部分，对于所述检测部分和所述存储部分任意一方，使从所述第二电能生成部分供给的电能的电压下降。
7.如权利要求6所述的容器，其中，
所述降压部分是，在所述检测部分和所述存储部分的任何一方、与所述第二电能生成部分之间串联连接的至少含有一个二极管的电路。
8.如权利要求6所述的容器，其中，
所述降压部分是，与所述检测部分和所述存储部分的任何一方并联连接的至少含有一个二极管的电路。
9.一种印刷材料的容纳容器，容纳印刷材料、安装在印刷装置上并利用电磁波与该印刷装置进行规定的通信，具有：
第一电能生成部分，利用从所述印刷装置接收到的电磁波生成第一电能；
多个工作电路，用比所述第一电能生成部分生成的电压还高的工作电压来进行工作，以及
升压电路，被所述多个工作电路的至少一部分共用，将所述第一电能进行升压。
10.如权利要求9所述的容器，其中，
所述升压电路被所述工作电压相同的所述工作电路共用。
11.如权利要求9所述的容器，其中，
所述升压电路被所述工作时序不同的所述工作电路共用。
12.如权利要求9至11中任一项所述的容器，具有，
降压部分，对于从所述升压电路供给电能的多个工作电路中的一部分，使从所述升压电路供给的电能的电压下降。
13.如权利要求12所述的容器，其中，
所述降压部分是，在从所述升压电路供给电能的多个工作电路中的一部分、与所述升压电路之间串联连接的至少含有一个二极管的电路。
14.如权利要求12所述的容器，其中，
所述降压部分是，与从所述升压电路供给电能的多个工作电路中的一部分并联连接的至少含有一个二极管的电路。
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