(57)【要約】【課題】複数の姿勢で使用可能な液体貯蔵部が異なる姿勢で使用された場合にも、小型な構成で液体貯蔵量を検出することが可能な液体検出装置および液体吐出記録装置を提供する。【解決手段】液体検出装置は、液体貯蔵部の液体貯蔵空間に配置される第１、第２の電極８８，８９と、第１、第２の電極間の電気伝導率を決定する決定手段９０，１００を備える。液体貯蔵部２２Ｋの各姿勢において第１の電極８８の下端部８８ａと第２の電極８９の下端部８９ａは異なる高さに配置されている。【選択図】図８
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
異なる複数の姿勢で使用可能な液体貯蔵部に形成された液体貯蔵空間における液体の貯蔵状態を検出するための液体検出装置であって、
前記液体貯蔵部の液体貯蔵空間に配置される第１、第２の電極と、
前記第１の電極と前記第２の電極との間の電気伝導率を決定する決定手段と、を備え、
前記液体貯蔵部の前記各姿勢において前記第１の電極の下端部と前記第２の電極の下端部とが鉛直方向において異なる位置に配置されていることを特徴とする液体検出装置。
【請求項２】
前記液体貯蔵部は、少なくとも第１の姿勢と、該第１の姿勢とは異なる第２の姿勢とで使用可能であることを特徴とする請求項１に記載の液体検出装置。
【請求項３】
前記液体貯蔵部は、少なくとも第１の姿勢と、該第１の姿勢とは異なる第２の姿勢とで使用可能であり、前記第２の姿勢は、前記第１の姿勢から所定の角度回転した姿勢であることを特徴とする請求項１に記載の液体検出装置。
【請求項４】
前記第１、第２の姿勢のいずれにおいても、前記第１の電極の下端部が前記第２の電極の下端部よりも鉛直方向下方に位置することを特徴とする請求項３に記載の液体検出装置。
【請求項５】
前記第１、第２の姿勢のいずれにおいても、前記第２の電極の下端部が前記第１の電極の下端部よりも鉛直方向下方に位置することを特徴する請求項４に記載の液体検出装置。
【請求項６】
前記第１の姿勢において前記第１の電極の下端部が前記第２の電極の下端部よりも鉛直方向下方に位置し、第２の姿勢において前記第２の電極の下端部が前記第１の電極の下端部よりも鉛直方向下方に位置することを特徴する請求項４に記載の液体検出装置。
【請求項７】
前記決定手段により決定された電気伝導率に基いて、前記液体貯蔵部に貯蔵されている液体の貯蔵状態を判定する判定手段を備えることを特徴とする請求項１に記載の液体検出装置。
【請求項８】
前記判定手段は、前記液体貯蔵部に貯蔵されている液体の液面位置および気泡の発生状態を判定することを特徴とする請求項４ないし７のいずれか一項に記載の液体検出装置。
【請求項９】
前記第１、第２の電極とは異なる第３の電極を前記液体貯蔵空間にさらに配置し、
前記第３の電極の下端部は、前記第１、第２の姿勢のいずれにおいても、前記第１、第２の電極の下端部のうち鉛直方向下方に位置する下端部に対し、鉛直方向において同一の高さ位置または下方に設定され、
前記決定手段は、前記第１の電極と前記第３の電極との間の電位差、前記第２の電極と前記第３の電極との間の電位差に基いて電気伝導率を決定することを特徴とする請求項１ないし８に記載の液体検出装置。
【請求項１０】
前記判定手段は、前記電気伝導率が予め定めた第１の値以上であるとき第１の電極と第２の電極とに接触する位置に液面が存在すると判定し、前記電気伝導率が前記第１の値より低い第２の値以上かつ前記第１の値より低いとき前記第１の電極と前記第２の電極との間に泡が蓄積されていると判定し、前記電気伝導率が前記第２の値より低いとき前記第２の電極より下方に液面が位置すると判定することを特徴とする請求項３ないし９のいずれか一項に記載の液体検出装置。
【請求項１１】
前記電極は、前記第１の姿勢において水平になる第１の検出面と、第２の姿勢において水平になる第２の検出面とにより屈曲形状をなすことを特徴とする請求項１ないし９のいずれか一項に記載の液体検出装置。
【請求項１２】
前記液体貯蔵容器は、第１の姿勢において水平な下面となる第１の面と、前記第１の面と直交し前記第２の姿勢において水平な下面となる第２の面とを有する直方体形状をなし、
前記電極の第１の検出面は、前記第１の面と平行し、前記第２の検出面は、前記第２の面と平行することを特徴とする請求項１０に記載の液体検出装置。
【請求項１３】
液体を吐出する吐出部と、液体貯蔵空間に貯蔵された液体を前記吐出部に供給する液体貯蔵容器と、前記液体貯蔵空間における液体の貯蔵状態を検出するための液体検出装置とを備え、前記液体を記録媒体に吐出して画像を形成する液体吐出記録装置であって、
前記吐出部および液体貯蔵容器は第１の姿勢と第２の姿勢とで使用可能であり、
前記液体検出装置は、
異なる複数の姿勢で使用可能な液体貯蔵部に形成された液体貯蔵空間における液体の貯蔵状態を検出するための液体検出装置であって、
前記液体貯蔵部の液体貯蔵空間に配置される第１、第２の電極と、
前記第１の電極と前記第２の電極との間の電気伝導率を決定する決定手段と、を備え、
前記液体貯蔵部の前記各姿勢において前記第１の電極の下端部と前記第２の電極の下端部とが鉛直方向において異なる位置に配置されていることを特徴とする液体吐出記録装置。
【請求項１４】
前記液体貯蔵部に対して着脱可能に取り付けられることを特徴とする請求項１３に記載の液体吐出記録装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液体貯蔵部における液体貯蔵状態を検出するための液体検出装置および液体を吐出して記録媒体に記録を行う液体吐出記録装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
液体吐出ヘッドから吐出させた液体を記録媒体に付着させて画像などの記録を行う液体吐出記録装置には、液体吐出ヘッドの吐出部への液体の供給および供給すべき液体を貯蔵する液体貯蔵部が設けられている。液体貯蔵部としては液体吐出ヘッドと一体的に設けられたもの、あるいは液体吐出ヘッドに対して着脱可能に設けられたものなどが知られている。また、液体貯蔵部には液体吐出ヘッドの液体貯蔵量が一定量以下になった場合にはポンプなどを駆動し、液体貯蔵部から液体供給部へと液体を送給することが行なわれている。これによれば、液体貯蔵部内は適度な負圧に保たれ、ノズルにおけるメニスカスの形成が可能になる。
【０００３】
ところで、液体貯蔵部内の液体貯蔵量が一定量以下となったか否かを検出するための検出手段としては、種々のものが提案されている。例えば、特許文献１には、発光素子から放出された光の反射量の差が液体の有無によって変化する現象を利用して液面の位置（液量）を判定する手段が開示されている。この手段は、液体貯蔵部の液面検出部を光が透過できる透明材で形成すると共に、その液面検出部の外部近傍に発光素子および受光素子を配置した構成を有する。しかしながら、このような構成を有する液量検出手段では、液面検出部に接触した液体が付着してしまうことがある。この場合、液面が検知位置レベル以下になっても液体があると判断されることとなる。また、液体貯蔵部は、液体によって変質し難い材料で形成する必要がある。つまり、耐液性と光透過性とが両立する材料を使用することが必要となるが、その材料選定には困難を伴うという問題が生じている。
【０００４】
上記のような問題を回避可能な液量検出手段として、液体の電気伝導率を利用した、いわゆる電極式の液量検出手段がある（特許文献２参照）。この検出手段では、一対の液面検知電極を液体貯蔵部に設け、両電極間が非導通となった時点で、液面が少なくとも一方の電極の鉛直方向における位置よりも下方に到達したと判断される。この電極式の液量検出手段は、耐液性に優れ、長期の使用が可能になるという利点を有している。
【０００５】
ところで、液体吐出記録装置は、近年の印刷分野での市場の拡大につれ、様々な用途で用いられるようになり、その使用形態にも変化が生じている。例えば、インク滴を鉛直下面に向けて吐出する通常の記録姿勢の外に、インク滴を鉛直下面と垂直な方向に吐出するような記録姿勢で用いることもある。すなわち液体貯蔵容器が直方体形状をなす場合、複数の吐出ノズルを備えた面を第１の面とし、第１の面と直交し、かつノズル列と平行な面を第２の面とするとき、第１の面を鉛直下面として吐出を行う場合と、第２の面を鉛直下面として吐出を行う場合とがある。このとき、第１の面を鉛直下面とすればインク滴は鉛直下面へ向けて吐出され、第２の面を鉛直下面とすればインク滴は鉛直下面と垂直な方向（水平方向）へ向けて吐出される。このように、記録装置の記録姿勢を選択できるようにすることによって、設置スペースの有効利用、占有面積の削減などを実現することが可能となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０００−１９８２２２号公報
【特許文献２】特開２００７−３１３７３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記のように、記録装置の姿勢を変えてインクの吐出方向を、第１の面を鉛直下面とした吐出と、第２の面を鉛直下面とした吐出とに変更することが可能な記録装置では、姿勢の変更に伴って液体貯蔵部の姿勢も変化する。このため、液体貯蔵部における液面検出を正確に行うためには、液体貯蔵部内に液面検知手段としての電極が２組（少なくとも４個）必要となる。この場合、吐出部に一体的にあるいは着脱可能に取り付けられる液体貯蔵部の限られたスペースの中に２組の液面検知手段を組み込むのは困難であり、仮に組み込むことができたとしても、液体吐出ヘッド内のインク供給室の容積を圧迫してしまう、という課題がある。
【０００８】
本発明は、複数の姿勢で使用可能な液体貯蔵部が異なる姿勢で使用された場合にも、小型な構成で液体貯蔵量を検出することが可能な液体検出装置および液体吐出記録装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するため、本発明は以下の構成を有する。  
すなわち、本発明の第１の形態は、異なる複数の姿勢で使用可能な液体貯蔵部に形成された液体貯蔵空間における液体の貯蔵状態を検出するための液体検出装置であって、前記液体貯蔵部の液体貯蔵空間に配置される第１、第２の電極と、前記第１の電極と前記第２の電極との間の電気伝導率を決定する決定手段と、を備え、前記液体貯蔵部の前記各姿勢において前記第１の電極の下端部と前記第２の電極の下端部とが鉛直方向において異なる位置に配置されていることを特徴とする。
【００１０】
また、本発明の第２の形態は、液体を吐出する吐出部と、液体貯蔵空間に貯蔵された液体を前記吐出部に供給する液体貯蔵容器と、前記液体貯蔵空間における液体の貯蔵状態を検出するための液体検出装置とを備え、前記液体を記録媒体に吐出して画像を形成する液体吐出記録装置であって、前記吐出部および液体貯蔵容器は第１の姿勢と第２の姿勢とで使用可能であり、前記液体検出装置は、異なる複数の姿勢で使用可能な液体貯蔵部に形成された液体貯蔵空間における液体の貯蔵状態を検出するための液体検出装置であって、前記液体貯蔵部の液体貯蔵空間に配置される第１、第２の電極と、前記第１の電極と前記第２の電極との間の電気伝導率を決定する決定手段と、を備え、前記液体貯蔵部の前記各姿勢において前記第１の電極の下端部と前記第２の電極の下端部とが鉛直方向において異なる位置に配置されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、複数の姿勢で使用可能な液体貯蔵容器が異なる姿勢で使用された場合にも、液体貯蔵容容器の液体貯蔵空間における液体貯蔵量の減少量を抑え得る小型な構成で、液体貯蔵量を検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明に係る液体吐出記録装置の第１の実施形態を模式的に示した正面図である。
【図２】本発明に係る実施形態の液体吐出記録装置の記録・搬送ユニットの模式図であり、第２の姿勢をとるように設置された場合を示す。
【図３】本発明に係る液体吐出記録装置の制御系を示すブロック図である。
【図４】本実施形態の記録装置における液体タンクから記録ヘッドまでの液体の通る経路を模式的に示した図である。
【図５】図４に示した記録ヘッドとその周囲を拡大して示した図である。
【図６】図５に示した記録ヘッドの変形例であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は底面図を示している。
【図７】図４のＡ−Ａ断面を示した図である。
【図８】電極ユニットの構成を示す図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は底面図である。
【図９】液体貯蔵空間内に貯蔵された液体と、液体貯蔵空間内に突出している電極との位置関係を示す正面図および側面図であり、記録ヘッドが第１の姿勢にある状態を示す。
【図１０】液体貯蔵空間内に貯蔵された液体と、液体貯蔵空間内に突出している電極との位置関係を示す正面図および側面図であり、記録ヘッドが第２の姿勢にある状態を示す。
【図１１】本実施形態における検出回路部を示す図である。
【図１２】本実施形態において算出した電気伝導率とそれに対応する液体の貯蔵状態の判定例を示す図である。
【図１３】本発明の第２の実施形態における電極を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施形態を図面を参照しつつ説明する。  
【００１４】
（第１の実施形態）
図１は、本発明に係る液体吐出記録装置（以下、単に記録装置ともいう）の第１の実施形態を模式的に示した正面図である。記録装置１０はホストＰＣ１２と接続されており、ホストＰＣ１２から送信される記録情報に基づいて、４つの液体吐出ヘッド２２Ｋ、２２Ｃ、２２Ｍ、２２Ｙから記録媒体（以下、ロール紙ともいう）Ｐに対して４色の液体を吐出することで記録を行う。すなわち、４つの液体吐出ヘッド（以下、記録ヘッドともいう）２２Ｋ、２２Ｃ、２２Ｍ、２２Ｙからは、ブラック、シアン、マゼンタ、イエローの液体（インク）がそれぞれ吐出される。各記録ヘッドは、記録媒体Ｐの搬送方向（図中、矢印Ａ方向）に沿って並設されている。本実施形態では、４つの記録ヘッドが、搬送方向上流から２２Ｋ、２２Ｃ、２２Ｍ、２２Ｙの順に配置されている。各記録ヘッドは、インクを吐出するノズルの開口部である吐出口を、記録媒体の搬送方向と交差する方向（図では直交する方向）に沿って、使用する記録媒体の最大幅よりも長い範囲に亘って配置してなる、所謂ラインヘッドとなっている。また、記録装置１０は、各記録ヘッドを移動させることなく記録媒体Ｐを搬送し、記録ヘッドに配列された複数のノズルそれぞれからインクを吐出して記録を行う。各ノズルからのインクの吐出は、各ノズル内に設けられた吐出エネルギー発生素子を駆動することにより行う。吐出エネルギー発生素子として、本実施形態では、電気熱変換素子（ヒータ）を用いているが、吐出エネルギー発生素子としては、ピエゾなどの電気機械変換素子を用いることも可能である。
【００１５】
記録装置が記録を行う際は、各記録ヘッドを移動させることなく、記録ヘッドに設けられたヒータを駆動することによってノズルの吐出口から液体を吐出して記録を行う。この場合、通常の使用形態では、記録ヘッドの吐出口が形成されている吐出口面（第１の面）２Ｋｓ、２２Ｃｓ、２２Ｍｓ、２２Ｙｓが鉛直方向と直交する下面となり、インク滴は鉛直方向に沿って吐出される。また、本実施形態では、図２に示すように、記録ヘッドの吐出口面が鉛直方向と平行する使用形態、すなわち記録ヘッドを９０度の回転させた使用形態を採ることも可能になっている。この場合、吐出口面の各吐出口からは吐出口面と直交する方向に沿って液体が吐出される。以下、吐出口面が鉛直方向と直交する下面となる使用形態での記録ヘッドの姿勢を第１の姿勢、吐出口面が鉛直方向と平行する使用形態での記録ヘッドの姿勢を第２の姿勢という。
【００１６】
記録ヘッドは、液体の吐出動作に伴って、吐出口面２２Ｋｓ、２２Ｃｓ、２２Ｍｓ、２２Ｙｓに塵埃や液体滴等の異物が付着することで吐出状態が変わり、記録に影響を与えることがある。そのため、各記録ヘッド２２Ｋ、２２Ｃ、２２Ｍ、２２Ｙから安定して液体を吐出できるように、記録装置１０には回復ユニット４０が組み込まれている。この回復ユニット４０により吐出口面のクリーニングを定期的に行うことによって、記録ヘッド２２Ｋ、２２Ｃ、２２Ｍ、２２Ｙのノズルからの液体吐出状態を初期の良好な液体吐出状態に回復させることができる。回復ユニット４０には、クリ−ニング動作のときに４つの記録ヘッド２２Ｋ、２２Ｃ、２２Ｍ、２２Ｙの出口面２２Ｋｓ、２２Ｃｓ、２２Ｍｓ、２２Ｙｓから液体を除去するキャップ５０が備えられている。キャップ５０は各液体吐出ヘッド２２Ｋ、２２Ｃ、２２Ｍ、２２Ｙに独立して設けられており、ブレード、液体除去部材、ブレード保持部材、キャップ等から構成されている。なお、以下の説明において、各記録ヘッドを特に区別する必要がない場合には、記録ヘッドに付す符号を２２とすることもある。同様に、各吐出口面を区別する必要がない場合には、吐出口面に付す符号を２２ｓとすることもある。
【００１７】
記録媒体Ｐはロール紙供給ユニット２４から供給され、記録装置１０に組み込まれた搬送機構２６によって矢印Ａ方向に搬送される。搬送機構２６は、ロ−ル紙Ｐを搬送する搬送ベルト２６ａ、この搬送ベルト２６ａを回転させる搬送モータ２６ｂ、搬送ベルト２６ａに張力を与えるローラ２６ｃなどから構成されている。  
記録動作においては、搬送中のロール紙Ｐがブラックインク吐出用の記録ヘッド２２Ｋの下に到達すると、ホストＰＣ１２から送られた記録情報に基づいて記録ヘッド２２Ｋからブラックインクが吐出される。同様に記録ヘッド２２Ｃ、２２Ｍ、２２Ｙの順に、各色の液体（インク）がロール紙Ｐへと吐出され、カラー画像が記録される。
【００１８】
また、記録装置１０には各記録ヘッドに供給される液体を貯めておくメインタンク２８Ｋ、２８Ｃ、２８Ｍ、２８Ｙ、各記録ヘッドに液体を補充させるためのポンプ７２（図４参照）、およびクリーニング動作をするためのポンプ８５などが備えられている。なお、本実施形態では、記録ヘッド２２Ｃ、２２Ｍ、２２Ｙと搬送機構２６とにより記録・搬送ユニット４２を構成している。
【００１９】
図２は、記録ヘッドの吐出口面が鉛直下面と直交するように記録・搬送ユニット４２が設置された場合、すなわち前述の第２の姿勢をとるように設置された場合を示す模式図である。図２に示す状態では、インク滴は鉛直下面と垂直な面（水平面）に沿って吐出される。ロール紙Ｐは、記録ヘッド２２Ｋ、２２Ｃ、２２Ｍ、２２Ｙの吐出口面２２Ｋｓ、２２Ｃｓ、２２Ｍｓ、２２Ｙｓに平行に搬送され、各記録ヘッドから吐出されたインクによってカラー画像が記録される。
【００２０】
図３は、図１の記録装置１０の制御系を示すブロック図である。ホストＰＣ（ホスト装置）１２から送信された記録情報やコマンドは、インターフェイスコントローラ１０２を介してＣＰＵ１００に受信される。  
【００２１】
ＣＰＵ１００は、記録装置１０における記録情報の受信、記録動作、ロール紙Ｐのハンドリング等、全体的な制御を司る演算処理装置である。ＣＰＵ１００では、受信したコマンドを解析した後に、記録データの各色成分のイメージデータをイメージメモリ１０６にビットマップ展開する。記録前に行う動作処理では、出力ポート１１４およびモータ駆動部１１６を介してキャッピングモータ１２２とヘッドアップダウンモータ１１８を駆動し、各記録ヘッド２２Ｋ、２２Ｃ、２２Ｍ、２２Ｙをキャップ５０から離間させて記録位置へと移動させる。またＣＰＵ１００は、出力ポート１１４およびモータ駆動部１１６を介してロ−ル紙Ｐを繰り出すロールモータ１２６およびロール紙Ｐを搬送する搬送モータ１２０等を駆動してロ−ル紙Ｐを記録位置に搬送する制御を行う。さらに、記録ヘッド２２内を負圧に保つための圧力制御ポンプ３６のファンモータ３６ａを駆動する。
【００２２】
記録を行う際は、一定速度で搬送されるロール紙Ｐにインクを吐出するタイミング（記録タイミング）を決定するため、先端検知センサ１０９でロール紙Ｐの先端位置を検出する。その後、ロ−ル紙Ｐの搬送に同期して、ＣＰＵ１００はイメージメモリ１０６から記録情報を順次読み出し、この読み出した記録情報を記録ヘッド制御回路１１２を経由して各記録ヘッド２２Ｋ、２２Ｃ、２２Ｍ、２２Ｙに転送する。
【００２３】
ＣＰＵ１００の動作はプログラムＲＯＭ１０４に記憶された処理プログラムに基づいて実行される。プログラムＲＯＭ１０４には、制御フローに対応する処理プログラムおよびテーブルなどが記憶されている。また、ＣＰＵ１００は作業用のメモリとしてワークＲＡＭ１０８を使用する。さらにＣＰＵ１００は、各記録ヘッド２２Ｋ、２２Ｃ、２２Ｍ、２２Ｙのクリーニングや回復動作時に、出力ポート１１４、モータ駆動部１１６を介してポンプモータ１２４を駆動し、液体の加圧および吸引等の制御を行う。
【００２４】
記録ヘッド２２に液体を充填する際には、液体検出装置１０７から出力される検出信号に基づき、ＣＰＵ１００が記録ヘッド２２に設けられた後述の液体貯蔵部に貯蔵されている液体の貯蔵状態を判断する。その後、判断した液体貯蔵状態に応じて出力ポート１１４、モータ駆動部１１６を介してポンプモータ１２４を駆動し、液体の供給を停止したり、記録ヘッド２２内の泡を消す消泡シーケンスなどを実行したりする。
【００２５】
図４は、本実施形態の記録装置における液体タンク７０から記録ヘッド２２Ｋまでの液体の通る経路を模式的に示した図である。各記録ヘッドは同一の構造を有しているため、以下、例としてブラックインク用の記録ヘッド２２Ｋについてのみ説明を行う。
【００２６】
記録装置１０には、記録ヘッド２２Ｋを有すると共に、この記録ヘッド２２Ｋに液体を供給する液体供給装置６０が組み込まれている。液体供給装置６０は、記録装置１０の本体部に着脱自在な液体タンク７０と、この液体タンク７０と記録ヘッド２２Ｋとを連結する液体供給路６２の途中に配置された液体供給ポンプ７２と、を備えた構成を有している。供給ポンプ７２は、液体フィルタ２２Ｆ２を介して液体貯蔵部２２Ｋｒへの液体の供給を担うものである。
【００２７】
また、記録ヘッド２２Ｋは、直方体形状をなす液体貯蔵部２２Ｋｒと、液体を吐出可能な吐出部２２ＫＳｉとを備えている。液体貯蔵部２２Ｋｒには、その内部に形成されている液体貯蔵空間２２Ｋｒｓに貯蔵された液体Ｌの貯蔵状態を検出するための液体検出装置９０が設けられている。なお、この液体検出装置９０については、後にその詳細を説明する。また、液体貯蔵部２２Ｋｒの下方には、吐出部２２ＫＳｉが接続されている。この吐出部２２ＫＳｉは、記録ヘッド２２Ｋのノズル２２Ｋｎと、ノズル２２Ｋｎへの液体供給口とから形成されている。
【００２８】
液体貯蔵部２２Ｋｒの上部には、空気で満たされた空間（以下、空気室という）２２Ｋｒａにエアーフィルタ２２Ｆ１を介して空気流路３５が接続されている。また、空気流路３５の端部には、同流路と共にＴ字状をなすように減圧流路３４が接続されている。この減圧流路３４は一端部３３が大気に開放され、他端部が圧力制御ポンプ３６に接続されている。圧力制御ポンプ３６はファンモータ１２５（図４参照）によって回転する圧力制御ファン３６ａを備える。
【００２９】
液体タンク７０には、この液体タンク７０内の液体の有無を検出する周知の検出センサ（不図示）が取り付けられている。なお、この液体タンク７０は記録装置の本体部の外方に配置され、液体供給路６２を介して記録ヘッド２２Ｋに接続されている。また、液体タンク７０には、液体タンク７０の内部圧力を大気圧にするための大気開放バルブ７４が取り付けられている。  
【００３０】
記録動作が実行されている間、液体貯蔵部２２Ｋｒの液体は、記録による液体消費によって減少していく。液体貯蔵部２２Ｋｒの液体検出装置８６の検出信号に基づいて液面２２Ｋｒｓが一定レベル以下に達したと判断された場合には、液体タンク７０の大気開放バルブ７４が開放され、液体供給ポンプ７２が稼動される。これにより、液体タンク７０から液体が吸引され、吸引された液体は液体貯蔵部２２Ｋｒ内に供給される。
【００３１】
一方、ＣＰＵ１００は液体検出装置８６の検出信号に基づき、液体貯蔵部２２Ｋの液体貯蔵空間２２Ｋｒｓに貯蔵されている液体Ｌの液面Ｌｓが一定の液面レベルに達したか否かの判定を行う。ここで、一定の液面レベルに達したとの判定結果が得られた場合、ＣＰＵ１００は、液体供給ポンプ７２の駆動を停止させると共に、液体タンク７０の大気解放バルブ７４を密閉して液体の供給を停止させる。なお、本実施形態では供給ポンプ７２としてチューブポンプを用いているため、液体供給ポンプ７２の駆動が停止された状態では、液体タンク７０と液体貯蔵部２２Ｋｒとの間の連通は遮断される。
【００３２】
図５は、記録ヘッド２２Ｋとその周囲を拡大して示した図である。記録時にはノズル２２Ｋｎにメニスカスを形成するため記録ヘッド２２Ｋに適正な負圧を付与する必要がある。従って記録動作時には大気バルブ３１を開放状態すると共に、圧力制御ポンプ３６の駆動によってＣ方向への気流を発生させる。これにより記録ヘッド２２Ｋ内の空気室２２Ｋａおよびノズル２２Ｋｎは減圧状態に保たれる。なお、本実施形態では大気と連通した液体貯蔵部２２Ｋｒが、吐出部２２Ｋｓｉの上方に配置されているので、大気バルブ３１が開くことによりノズル２２Ｋｎ先端の開口部には液面２２Ｋｒｓからの水頭圧力Ｈが正圧力としてノズル２２Ｋｎの開口部に作用する。そのため、圧力制御ポンプ３６による空気室２２Ｋａ内への減圧量は水頭圧力Ｈ以上に設定することで記録ヘッド２２Ｋのノズル２２Ｋｎに負圧を付与することができる。
【００３３】
図６は、図５に示す記録ヘッド２２Ｋの変形例であり、同図（ａ）は正面図、同図（ｂ）は側面図、同図（ｃ）は底面図を示している。  
図６ｂ、及び図６ｃに示されるように、記録ヘッド２２Ｋの形状は、エアーフィルタ２２Ｆ１に近づくに従って膨らむ膨出部２２Ｋｔが形成されている。この膨出部２２Ｋｔを持つことで、記録ヘッド２２Ｋの内部では、吐出により発生した気泡６９がエアーフィルタ２２Ｆ１の配置位置に向けて浮上し易くなっている。
【００３４】
図７は、図４のＡ−Ａ断面を示した図である。吐出部２２ＫＳｉ内のノズル２２Ｋｎは、ヒーターボード２２Ｋｈと供給口形成部材２２Ｋｔとの２つのチップを接合することで形成されている。また、供給口形成部材２２Ｋｔには、液体貯蔵部２２Ｋｒが当接し、供給口形成部材２２Ｋｔの液体流路と連通している。また、ヒーターボード２２Ｋｈとヘッド基板２４Ｋとは、通電ワイヤ２６Ｋによって結線され、記録ヘッド２２Ｋと外部基板との間で信号の授受を行う。また、吐出部２２ＫＳi、ヘッド基板２４、液室２５Ｋ等は不図示の手段によりベースプレート２３Ｋに固定されている。
【００３５】
ところで、上記の液体貯蔵部２２Ｋｒ内には記録動作および待機時に、液体中の溶存ガスが析出したり、液体供給動作により気泡６９が混入したりすることがある。なお、液体中の溶存ガスとは液体に溶け込んでいる空気を指し、一般に温度が低いほど多く溶け込む。この溶存ガスが液体中に析出する一例としては、記録動作中に液体が吐出部２２ＫＳiの方へ移動するのに伴い、吐出部２２ＫＳiに設けられたヒータの熱によって、液体の温度が上昇していくケースが挙げられる。また、液体貯蔵部２２Ｋｒ内への供給液体に気泡が含まれる一例としては、供給路６２でのガス透過が挙げられる。通常、供給路６２内は液体で満たされるが、供給路６２をチューブ等で構成する場合、時間の経過とともに大気中の空気がチューブを透過し内部に混入する。このような気泡６９が、液体供給動作に伴い液体貯蔵部２２Ｋｒ内へ混入する。この気泡は液体貯蔵部２２Ｋｒ内に累積するように蓄積されていき、やがて液体供給路を塞ぐ等、記録品位に問題を発生させるような現象を引き起こす。そのため従来は、所定の間隔で記録に寄与しない液体を排出させると同時に気泡６９も排出して気泡の除去を行なったり、蓄積された気泡を所定位置（例えば液体タンク）にまで押し流したりするという手法をとっていた。
【００３６】
これに対し、本実施形態の液体吐出記録装置では、供給口形成部材２２Ｋｔと液室２５Ｋとの当接面から液体液面２２Ｋｒｓに至る流路では、気泡が自らの浮力により上方へ移動できるように形成されている。このため、液体貯蔵部２２Ｋｒに混入した気泡６９は、上方へ移動すると共に液体液面２２Ｋｒｓに達し、消滅（以下、気液分離という）する。このとき、記録ヘッド２２Ｋには負圧が付与されているため、泡の消滅と同時に泡の体積分の液体が液室に供給され、これによって記録動作の連続性を確保している。
【００３７】
しかしながら、記録媒体への浸透性を向上させるために添加される界面活性剤を比較的多く含む液体を用いた場合、液体供給時に気泡が多く混入すると、液体貯蔵部内の液体上方に泡の層が形成され、長時間消えることがない。この場合、気泡の存在によって液室に液体が供給されず、液体貯蔵部内の液体は泡の体積分だけ減少することになり、記録動作の連続性が維持できなくなる可能性がある。また、記録動作の連続性が維持できなくなる要因としては、液体貯蔵部２２Ｋｒにおける液体貯蔵量が不足することによっても生じる。従って、本実施形態の液体吐出記録装置には、液体貯蔵部内での液体の貯蔵量および液体貯蔵部内における気泡の発生状態などの液体貯蔵状態を検出することが可能な液体検出装置が備えられている。
【００３８】
以下、本実施形態における液体検出装置を図８ないし図１１を参照しつつ説明する。  
本実施形態における液体検出装置９０は、図８ないし図１０に示す複数の電極を備えた電極ユニット８０（図８ないし図１０参照）と、電極ユニット８０に接続された検出回路部９３(図１１参照)と、を備える。さらに、本実施形態における液体検出装置は、検出回路部９３から出力される検出信号に基いて液体貯蔵部における液体貯蔵状態を判定する判定手段としてのＣＰＵ１００も含む。
【００３９】
まず、図８ないし図１０に基づき電極ユニット８０について説明する。図８は電極ユニットの構成を示す図であり、同図（ａ）は正面図、同図（ｂ）は側面図、同図（ｃ）は底面図である。図８において、電極ユニット８０は、直方体形状をなす電極支持体８１と、この電極支持体８０に固定された、第１、第２、第３の３本の電極８８，８９，８７を備える。各電極８８，８９，８７はいずれも電極支持体８１の一方の外面８１ａから外方に突出すると共に、電極支持体８１の他方の外面８１ｂからも外方へと突出する。第１の電極８８は、電極支持体８１の一方の外面８１ａから突出する長さが最も短くなっている。また、第２の電極８７と第３の電極８９は、同一の長さだけ外面８１ａから突出している。これらの電極を保持する電極支持体８１は、図４、図５および図６に示すように、記録ヘッド２２Ｋの液体貯蔵部２２Ｋｒにおいて、吐出部２２ＫＳｉが設けられている面と対向する面に固定されている。各電極は、電極支持体８１の外面８１ａから突出する部分が液体貯蔵空間２２Ｋｒｓ内に位置する一方、外面８１ｂから外方に突出する部分は外部に露出している。この外部に露出している電極部分は、ハーネス（不図示）等を介して電気基板（不図示）に接続されている。なお、第３の電極８７は電気基板のグランドに接続された共通電極となっている。
【００４０】
図９、図１０は、液体貯蔵部２２Ｋｒの液体貯蔵空間２２Ｋｒｓ内に貯蔵された液体と、液体貯蔵空間２２Ｋｒｓ内に突出している電極８７，８８，８９との位置関係を示す正面図および側面図である。  
【００４１】
図９は、記録ヘッド２２Ｋが、その吐出部２２Ｋｓから鉛直方向（Ｖｄ方向）に沿って液体が吐出される姿勢（第１の姿勢）に保たれた状態を示している。この第１の姿勢において、直方体形状をなす液体貯蔵部２２Ｋｒの底面に相当する面（第１の面）２２Ｋｒ１は鉛直方向と直交する面（水平面）となる。この第１の面２２Ｋｒ１に吐出部２２Ｋｓが固定されている。さらに、液体貯蔵部２２Ｋｒは直方体形状をなすため、第１の面２２Ｋｒ１と直交する面(第２の面)２２Ｋｒ２が、鉛直方向（Ｖｄ方向）と平行する面（鉛直面）となる。
【００４２】
記録ヘッド２２Ｋが第１の姿勢にあるとき、液体貯蔵部２２Ｋｒ内では第２の電極８９と第３の電極８７の各々の下端部は、第１の電極８８の下端部よりも鉛直方向において下方の同一位置に位置する。つまり、第２,第３の下端部から第１の面２２Ｋｒ１までの距離は、第１の電極８８の下端部から第１の面２２Ｋｒ１までの距離よりも短い。従って、第１の姿勢では、液体貯蔵部２２Ｋｒに貯蔵された液体が、図９(ｃ)に示すように全ての電極に接している状態から減少し液面が下降すると、第１の電極８８が最も早い段階で液体と非接触状態になる（図９（ｂ）参照）。そして、図９（ｂ）に示す段階からさらに液体が減少し液面が下降すると、図９（ａ）に示すように、全ての電極８８，８９，８７が液体と非接触状態になる。
【００４３】
一方、図１０は、記録ヘッド２２Ｋの吐出部２２Ｋｓから鉛直方向と直交する方向(水平方向)へと液体Ｌが吐出される姿勢（第２の姿勢）に記録ヘッド２２Ｋが保たれた状態を示している。この第２の姿勢では、第１の面２２Ｋｒ１が鉛直方向Ｖｄと平行する面（鉛直面）となり、第２の面２２Ｋｒ２が鉛直方向と直交する面（水平面）となる。また、本実施形態では、この第２の姿勢においても、第２の電極８９と第３の電極８７の各々の下端部が、第１の電極８８の下端部よりも鉛直方向において下方の同一位置に位置する。つまり、第２,第３の電極８９，８７の下端部から、この姿勢での下面となる第２の面２２Ｋｒ２までの距離は、第１の電極８８の下端部から第２の面２２Ｋｒ２までの距離よりも短い。
【００４４】
従って、第２の姿勢においても、全ての電極に液体が接している図１０(ｃ)に示す状態から液体が減少し液面が下降していくと、図１０（ｂ）に示すように第１の電極８８が最も早い段階で液体と非接触状態となる。その後さらに液体Ｌが減少し、液面Ｌが下降すると、図９（ａ）に示すように全ての電極８８，８９，８７が液体と非接触状態となる。
【００４５】
以上のように、本実施形態では第１、第２の姿勢のいずれにおいても、第２，第３の電極８７，８９が常に第１の電極８８よりも下方に位置する。この第２，第３の電極８７，８９の下端部の位置は、液体貯蔵部における液面下限位置を示している。液面下限位置は、液体貯蔵部２２Ｋｒに対し液体の供給を開始させるべき液面の位置であり、液体貯蔵部２２Ｋｒの容積、記録動作の最大継続時間など、記録動作の継続性の維持を想定して予め設定されている。
【００４６】
次に、前記液体貯蔵部２２Ｋｒにおける液体と前記電極ユニット８０の各電極との位置関係を検出するための検出手段としての検出回路部を説明する。  
図１１は、上記構成を有する電極ユニット８０の各電極に電気的に接続された検出回路部９０を示す図である。ここに示す検出回路部９０は、一定の電圧を第１、第２の電極８８，８９に付加した際、第１、第２の電極８８，８９それぞれと共通電極８７との間のインピーダンスまたは電気伝導率を計測するための回路である。この回路から出力された検出信号に基いて各電極と液面との位置関係が判断される。すなわち、第１の電極８８と第２の電極とに液体が接触する場合、両電極は液体を介して導通状態となるためインピーダンスは低くなり、電気伝導率は高くなる。一方、第１の電極８８、第２の電極８９が液体に接触していない場合、電極８８，８９と第３の電極８７との間は電気的に遮断されて高インピーダンスとなるため、電気伝導率は低くなる。
【００４７】
以下、図１１に示す構成をより具体的に説明すると、整流器９２ｂの一方の入力端子９２ｂ１には電極ユニット８０の第１の電極８８が接続され、他方の入力端子９２ｂ２は記録装置のグランドに接続されている。また、整流器９２ａの一方の入力端子９２ａ１には、第２の電極８９が接続され、他方の入力端子９２ａ２は記録装置のグランドに接続されている。さらに、第３の電極８７は、共通電極としてグランドに接続されている。また、第１の電極８８および第２の電極８９には、電圧生成部（電圧生成手段）９１にて生成された電圧が印加される。なお、電圧生成部９１にて生成される電圧は交流電圧であり、この交流電圧を印加することによって電極間に流れる電流による液体の電気分解を回避するようになっている。
【００４８】
上記構成を有する検出回路部９０において、電圧生成部９１にて生成された交流電圧は記録ヘッド２８Ｋに設置された第１の電極８８及び第２の電極８９に印加される。ここで、整流部９２ａの入力端子９２ａ１には、第１の電極８８と第３の電極８７との間のインピーダンスに応じて減衰された電圧が入力される。これにより、整流部９２ａからは入力端子９２ａに入力された電圧と、入力端子９２ｂに入力された電圧との電圧差、すなわち第１の電極８８と第３の電極８９における電位差に応じた信号が出力される。同様に、整流部９２ｂの入力端子９２ｂ１には、第２の電極８９と第３の電極８７との間のインピーダンスに応じて減衰された電圧が入力される。そして、整流部９２ａからは両入力端子９２ａと９２ｂとに入力された電圧の電圧差、すなわち第２の電極８９と第３の電極８７における電位差に応じた信号が出力される。各整流部９２ａ，９２ｂから出力された検出信号はＣＰＵ１００に出力される。ＣＰＵ１００では、入力された検出信号を用いて各電極間の電気伝導率を算出し、その電気伝導率に基いて記録ヘッド２８Ｋにおける液体貯蔵状態を判定する。
【００４９】
図１２は、算出した電気伝導率とそれに対応する液体の貯蔵状態の判定結果の一例を示す。図１２に示す例では、算出した電気伝導率が第１の値以上（０μｓ以上）かつ（第２の値未満（１００μｓ未満）であれば、電極間には液体が存在すると判定する。また、算出した電気伝導率が第２の値以上（１００μｓ以上）かつ第３の値未満（３０００μｓ未満）であれば、電極間には泡が存在すると判定する。さらに、算出した電気伝導率が第３の値以上（３０００μｓ以上）であれば、電極間には空気が存在すると判定する。そして、ＣＰＵ１００は判定した液体の貯蔵状態に応じて所定の告知手段（表示器、音声発生手段）を駆動し、現在の液体貯蔵状態をユーザに知らせる。このように、本実施形態では、液体貯蔵状態として、単に液面位置、すなわち液体の貯蔵量を知らせるだけでなく、液面に気泡が発生しているか否かの判定と告知を行う。このため、より適切に液体貯蔵状態をユーザに認識させることが可能になる。なお、この電気伝導率と液面状態との対応関係の判定は、例えば、図１２に示す関係を表すデータを予めテーブルメモリに格納しておき、電気伝導率に基いて液体の貯蔵状態を読み出すことによって実現することができる。
【００５０】
以上のように、本実施形態によれば、液体貯蔵部に３本１組の電極を配置することによって、第１の姿勢と第２の姿勢のいずれにおいても適正に液体の貯蔵状態を検出することが可能になる。このため、液体貯蔵部が電極によって占有される体積を抑えることができ、液体貯蔵部における液体貯蔵量を増大させることができる。
【００５１】
（第２の実施形態）
次に本発明の第２の実施形態を図１３に基いて説明する。なお、図中、上記第１の実施形態と同一もしくは相当部分には同一符号を付し、その説明の詳細は省く。  
この第２の実施形態は、液体検出装置９０に設けられた３本の電極１８８，１８９，１８７の端部の形状を、図８に示す第１の実施形態における電極１８８，１８９，１８７とは異なる形状に形成したものである。すなわち、図１３に示す電極は、同図（ｂ）に示すようなＬ字状の屈曲形状をなしている。第３の電極１８７の端部１８７ａと第２の電極１８９の端部（第２の検出面）１８９ａは、図２に示すように記録ヘッド２２が第２の姿勢で使用されるとき下側に向けて屈曲した状態となる。また、第１の電極１８８の端部（第１の検出面）１８８ａは記録ヘッド２２Ｋが第２の姿勢にあるとき上側に向けて屈曲した状態となる。
【００５２】
以上のように構成された第２の実施形態における液体検出装置によれば、上記第１の実施形態と同様に２つの姿勢において液体の検出を行うことが可能になる。さらに、電極の端部が上記のように屈曲した形状を有しているため、先端が曲げられていない電極に比べて液体との接触面積が増大し、液面の変化をより正確に検出することが可能になる。
【００５３】
（他の実施形態）
上記各実施形態では、直方体形状の液体貯蔵容器が第１姿勢と第２の姿勢のいずれの姿勢をとる場合にも、３本の電極のうち第２，第３の電極の下端部が、第１の電極よりも常に鉛直方向下方に位置するように、各電極の長さおよび位置が定められている。しかしながら、本発明は上記各実施形態に限定されるものではない。
【００５４】
例えば、液体貯蔵部の形状は直方体に限らず、他の形状とすることも可能である。また、上記実施形態では、第２の姿勢を、第１の姿勢から９０度回転させた姿勢としたが、第１の姿勢を第１の姿勢からその他の所定の角度回転させるようにすることも可能である。さらに、使用可能な姿勢の数が、２つの姿勢に限らず３つ以上の姿勢である場合にも本発明は適用可能である。また、第１〜第３の電極のうち、共通電極である第３の電極が、液体貯蔵部の各姿勢において常に他の電極よりも鉛直方向下方になるように電極を配置することも可能であり、これによれば、検出可能な液体の貯蔵状態をさらに増加することができる。
【００５５】
また、液体貯蔵空間内に配置する電極の数を２本とすることも可能である。この場合、第１の電極の下端部と第２の電極の下端部とを異なる高さになるよう配置し、各電極間の電気伝導率を求めるようにすれば、第１、第２の姿勢のいずれにあっても液体貯蔵状態を検出することができる。なお、この場合、第１の電極と第２の電極のいずれか一方を、第１、第２の姿勢において常に鉛直方向下方に位置するように配置し、その電極をグランドに接続する。また、鉛直方向上方に位置する電極は、第１の実施形態と同様に整流器の一方の端子に接続すると共に、整流器の他方の入力端子はグランドに接続する。そして、整流器から出力される検出信号に基いて、第１の電極と第２の電極の間の電気伝導率を求めるようにすれば、第１、第２の姿勢のいずれにおいても液体貯蔵部における液体の貯蔵状態を判定することができる。但し、この形態では、第１の電極に対して液体が接触状態にあるか否かの判定および第１の電極と第２の電極の間に気泡が形成されているか否かの判定は可能であるが、第１の実施形態のように第２の電極に対する液体の貯蔵位置を判定することはできない。
【００５６】
上記各実施形態では、液体貯蔵部を液体吐出ヘッドに対して一体的に取り付けた場合を例に採り説明したが、液体貯蔵部を液体吐出ヘッドに対して着脱可能に設ける場合にも本発明は適用可能である。また、液体貯蔵容器と液体吐出ヘッドとが分離した状態で記録装置本体内に設けられ、記録装置本体が異なる姿勢で用いられる記録装置にも、本発明の液体検出装置は適用可能である。さらに本発明に係る液体検出装置は、記録装置に関係しない液体貯蔵容器における液体の貯蔵状態の検出にも適用可能である。
【符号の説明】
【００５７】
１０  液体検出装置
２２Ｋ、２２Ｃ、２２Ｍ、２２Ｙ  記録ヘッド
２２Ｋｒ  液体貯蔵部
２２Ｋｒｓ  液体貯蔵空間
８７ａ，１８７ａ  第１の電極の下端部
８８，１８８  第１の電極
８９，１８９  第２の電極
８９ａ，１８９ａ  第２の電極の下端部
８７，１８７  第３の電極
８７ａ，１８７ａ  第３の電極の下端部
９０  液体検出回路
９１  圧電生成部（電圧印加手段）
９２ａ，９２ｂ  整流部
１００  ＣＰＵ（判定手段）
Ｌ  液体
Ｖｄ  鉛直方向
【図１】
2014097604.tif 000003
【図２】
2014097604.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2014097604.tif 000009
【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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