(57)【要約】【課題】  インクカートリッジ一体型のインクジェット記録装置において、コストアップや装置の大型化、複雑化を招くことなく、インク残量を正確に検知するインク残量測定方法を提供する。【解決手段】  液体噴射記録ヘッド供給される複数種類の記録液体がそれぞれ隔離された貯留室に貯留される液体貯留手段を有しており、液体貯留手段の重量バランスを検知する手段を有し、検知された重量バランスを基に、前記隔離された貯留室ごとの記録液体重量比を決定した値をもとにインク残量を決定する。【選択図】  図１
2006159676.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体噴射記録ヘッドへと向かう複数種類の記録液体がそれぞれ隔離された貯留室に貯留される液体貯留手段を有し、該隔離された貯留室ごとの記録液体重量を決定する液体重量測定方法であって、
前記液体貯留手段の重量バランスを検知する手段を備え、前記液体貯留手段の重量バランスを検知する工程と、検知された重量バランスを基に前記液体貯留手段の重心位置を求める工程と、求められた重心位置を基に前記隔離された貯留室ごとの記録液体重量比を決定する工程とを含むことを特徴とする液体重量測定方法。
【請求項２】
前記液体貯留手段の重量バランスを検知する手段を用いて、前記液体貯留手段の全重量を検知する工程と、検知された全重量を基に前記貯留室ごとの記録液体重量を決定する工程とを有することを特徴とする請求項１に記載の液体重量測定方法。
【請求項３】
前記液体貯留手段の重量バランスを検知する手段は、前記液体貯留手段の複数の位置に分散して荷重を測定する点を備えており、該複数の荷重を測定する点の数は、前記隔離された貯留室の数と同等以上であることを特徴とする請求項１、２に記載の液体重量測定方法。
【請求項４】
液体噴射記録ヘッドへと向かう複数種類の記録液体がそれぞれ隔離された貯留室に貯留される液体貯留手段を有し、該液体貯留手段の隔離された貯留室ごとに所定の記録液体を注入する液体注入方法であって、
前記液体貯留手段の重量バランスおよび全重量を検知する手段を備え、前記液体貯留手段の重量バランスおよび全重量を検知する工程と、検知された重量バランスを基に前記液体貯留手段の重心位置を求める工程と、求められた重心位置と全重量を基に前記隔離された貯留室ごとの記録液体重量を決定する工程と、記録液体それぞれの所定量に不足する分だけ記録液体を注入する工程とを含むことを特徴とする液体注入方法。
【請求項５】
前記液体貯留手段の重量バランスを検知する手段は、前記液体貯留手段の複数の位置に分散して荷重を測定する点を備えており、該複数の荷重を測定する点の数は、前記隔離された貯留室の数と同等以上であることを特徴とする請求項４に記載の液体注入方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インク等の液体を吐出して記録動作を行うインクジェット記録装置において、本発明は、一般的なプリント装置のほか、複写機、通信システムを有するファクシミリ、プリント部を有するワードプロセッサ等の装置、あるいは、これらの装置を複合した多機能記録装置等に適用することができる。
【背景技術】
【０００２】
インクジェット記録装置は、いわゆるノンインパクト記録方式の記録装置であり、高速な記録と様々な被記録媒体に対して記録することが可能であって、記録における騒音が殆ど生じないと言った特徴を持つ。このようなことから、インクジェット記録装置は、プリンタ、複写機、ファクシミリ、ワードプロセッサ等の記録機構を担う装置として、広く採用されている。
【０００３】
このようなインクジェット記録装置に搭載される記録ヘッドにおける代表的なインク吐出方式としては、ピエゾ素子などの電気機械変換体を用いたもの、レーザーなどの電磁波を照射して発熱させ、この発熱による作用でインク滴を吐出させるもの、あるいは発熱抵抗体を有する電気熱変換素子によってインクを加熱し、膜沸騰の作用によりインク滴を吐出させるものなどが知られている。電気熱変換素子を用いたインクジェット記録ヘッドは、電気熱変換素子を記録液室内に設け、これに記録信号となる電気パルスを供給して発熱させることによりインクに熱エネルギーを与え、そのときの記録液の相変化により生じる記録液の発泡時（沸騰時）の気泡圧力を利用して、微小な吐出口から微小なインク滴を吐出させて、被記録媒体に対し記録を行うものであり、一般に、インク滴を吐出するためのインクジェット記録ノズルと、このノズルにインクを供給する供給系とを有している。
【０００４】
このようなインクジェット記録ヘッドを備えた記録装置は低コストで高品位な文字や画像が出力可能である。一般に各ヘッド部の吐出口は、数的には高画質の傾向から、６４個から増えて１２８個、２５６個等が用いられており、１インチ当たりの吐出口数で言うところの「ｄｐｉ」で、３００ｄｐｉ、６００ｄｐｉ等の高密度で配置される。これらの吐出口に対して配置される電気熱変換体としての発熱体は、数μｓｅｃオーダーから１０μｓｅｃオーダーのパルス的な駆動によって応答して、膜沸騰による気泡を形成するが、高周波的で駆動できるため、高速プリント、高画質の形成を達成している。
【０００５】
一方、前記インクジェット方式の改良技術として、本願出願人が提案した新方式に、前記気泡を大気に連通させることで、液滴を一定化せしめ、微小液滴の吐出を可能にした大気連通型のインクジェット方式を用いたプリンターが市場に投入されている。このプリンターも、前記プリンター同様のブラック、シアン、マゼンタ、イエローの各色用のヘッド部を有し、それぞれ大気連通型のインクジェット方式を共通して用いることで、微小液滴の安定吐出量の確保に基づく高画質プリントを達成している。すなわち、銀塩写真と同等の高品位カラー記録を達成するためには、紙上でドットが見えない（粒状感が無い）程度に小ドット化することが必要であり、カラーインクの液滴は、約５ｐｌ（ピコリットル、１０−１２リットル）、ドット径４０〜５０μｍ、解像度６００×１２００〜１２００×１２００ｄｐｉ（ｄｐｉは１インチ当たりのドット数を示す単位）程度の設定がなされるが、十分対応可能である。
【０００６】
インクジェットプリンタでは印字にしたがってインクを消費するため、印字ヘッド内部のインク室にインクを常に供給する必要がある。この供給源としてインク収容手段であるインクタンクがある。インク供給方式には、印字ヘッドとは別の場所にインクタンクを有し、チューブなどによってインクを供給する方式のものと、インクタンクが単体あるいは印字ヘッドと一体でキャリッジに搭載されているインクカートリッジ方式のものがある。後者の方式において、インクジェットヘッドとインクタンクを一体化したインクカートリッジは使い捨てされるが、適切な時にインクカートリッジを交換するためには、インクタンク内のインク残量を検知する必要がある。インクカートリッジに収容されているインクの残量を検出する方法としては、インクカートリッジ交換後の吐出総ドット数をカウントしたデータから算出したり、インクカートリッジ内に設けられた電極によりインク量に伴い変化する抵抗値を利用するものや、容量変化を利用するもの、あるいはフォトセンサーを利用したものなどがある。
【０００７】
特に、インクカートリッジの重量を利用して残量を検出する方法としては、軸に沿って往復運動するヘッドキャリッジ全体の重量を、往復運動エネルギーから物理法則を用いて導き出す方法が特許文献１に開示されている。詳しくはキャリッジの位置制御のために設けられた位置検出装置を利用し、ある速度で走行しているキャリッジの駆動電流を遮断後、キャリッジが停止するまでの距離あるいは時間を計測、この結果とキャリッジへ働く制動力とからキャリッジ総質量を求めることでインク残量を検出している。
【特許文献１】特開平１０−０２９３２０号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
インクカートリッジ一体型の記録ヘッドにおいて、インク残量を検知して効率良くインクを消耗するという課題に対し、従来の方法では、電気回路やセンサー等の特別な装置を付加しなければならず、前記装置のための空間が必要になったり、コストが高くなってしまうということがある。
【０００９】
さらに、上述の記録ヘッドは記録するカラー画像によって、被記録媒体上に吐出消費されるインク量が各色（例えばブラック、シアン、マゼンタ、イエロー）によってまちまちである。特に、特定の色合いの画像を連続して記録する場合には、特定のインクがより多く消耗されて貯蔵インクの残量にばらつきが生じる。さらに、インクジェット記録装置本体に着脱可能なインクジェット記録ヘッドにおいて、複数のインクを貯蔵可能なインクタンク一体型では、特定のインクが消費されるたびに新しいインクジェット記録ヘッドに交換されることになる。この場合、複数のインクのうちいずれかのインクが消耗した時点で残りのインクを残したまま、記録ヘッドごと交換しなければならなかった。このような記録ヘッドにインクを再注入して再び利用可能な状態にリサイクルする場合、インクの残り方がばらばらであるインク消耗済の記録ヘッドのそれぞれに対して、必要なインク量を決定することは困難であった。
【００１０】
本発明は、複数のインクを貯留可能なインクカートリッジ一体型の記録ヘッドにおいて、記録ヘッド自身に特殊な回路の設定や部品の拡大を伴うことなく、重量バランス（重心と重量）を検知する簡単な手段を用いて、インク残量を決定する方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上述の課題を解決するために、以下のような手段を用いた。
【００１２】
液体噴射記録ヘッドへと向かう複数種類の記録液体がそれぞれ隔離された貯留室に貯留される液体貯留手段を有し、前記隔離された貯留室ごとの記録液体重量を決定する液体重量測定方法であって、前記液体貯留手段の重量バランスを検知する手段を有し、検知された重量バランスを基に、前記隔離された貯留室ごとの記録液体重量比を決定することを特徴とした液体重量測定方法を用いて、インク残量を決定した。
【００１３】
また、液体噴射記録ヘッドへと向かう複数種類の記録液体がそれぞれ隔離された貯留室に貯留される液体貯留手段を有し、前記隔離された貯留室ごとに所定の記録液体を注入する液体注入方法であって、前記液体貯留手段の重量バランスを検知する手段と前記液体貯留手段の全重量を検知する手段とを備え、それらの検知された重量バランスと全重量の値から前記貯留室ごとの液体重量を決定する手段を有し、それぞれ所定量に不足する分だけ記録液体を注入することを特徴とする液体注入を用いて、過不足なくインクを注入した。
【発明の効果】
【００１４】
以上本発明によれば、記録ヘッドは特別な回路をなんら設ける必要もなく、また部品の拡大も伴わない簡単な構成で、重量バランス（重心および重量）を検知する手段から各色インク残量を計算により決定できる。
【００１５】
重量バランスを検知する手段をインクジェット記録装置に設けた場合には、記録ヘッドを記録装置に装着した状態で使用可能なインク残量を判断し、残量が少ない場合にはユーザーに警告することもできる。また、各色インクの残量によって少なくなっているインクの使用量を制限するなどの使いこなしによってインクタンク一体型の記録ヘッドのインク使用効率が向上させることができる。
【００１６】
インク消耗済である記録ヘッドにインクを再注入して、再使用可能な状態にリサイクルする場合に、重量バランスを検知する手段により再注入に必要なインク量を各色ごとに求めることができる。この方法を用いれば、インクの残り方がばらばらであるインク消耗済の記録ヘッドのそれぞれに対して、インクを過不足なく充填することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下に、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００１８】
図３から図５は、本発明が実施または適用される好適な記録ヘッドを説明するための説明図である。以下、これらの図面を参照して各構成要素について説明する。
【００１９】
本発明の記録ヘッドは図３に示すようにインクタンク一体構成となっており、図３中の第２の記録ヘッドH１００１はカラーインク（シアンインク、マゼンタインク、イエローインク）をそれぞれ搭載している。これら記録ヘッドH１００１は、インクジェット記録装置本体に載置されているキャリッジの位置決め手段および電気的接点によって固定支持されるとともに、キャリッジに対して着脱可能となっており、搭載したインクが消費されるとそれぞれ交換される。
次にこれら記録ヘッドに関して、さらに詳しく記録ヘッドを構成しているそれぞれの構成要素毎に順を追って説明する。
【００２０】
（１） 記録ヘッド
本実施例における記録ヘッドH１００１は、電気信号に応じて膜沸騰をインクに対して生じせしめるための熱エネルギを生成する電気熱変換体を用いたバブルジェット（登録商標）方式の記録ヘッドであり、電気熱変換体とインク吐出口とが対向するように配置された、いわゆるサイドシュータ型の記録ヘッドである。
【００２１】
（１−２）カラー記録ヘッド
カラー記録ヘッドＨ１００１はシアン、マゼンタ、イエローの３色のインクを吐出させるためのもので、図４の分解斜視図に示すように、記録素子基板Ｈ１１０１、電気配線テープＨ１３０１、インク供給保持部材Ｈ１５０１、フィルタＨ１７０１、Ｈ１７０２、Ｈ１７０３、インク吸収体Ｈ１６０１、Ｈ１６０２、Ｈ１６０３、蓋部材Ｈ１９０１、およびシール部材Ｈ１８０１から構成されている。
【００２２】
（１−２−１）カラー記録ヘッドの記録素子基板
図５はカラー記録ヘッドの記録素子基板Ｈ１１０１の構成を説明するために一部破断して示す斜視図であり、シアン、マゼンタ、イエロー用の３個のインク供給口Ｈ１１０２が並列して形成されている点が第1の記録素子基板Ｈ１１００と大きく異なる。それぞれのインク供給口H１１０２を挟んでその両側に電気熱変換素子Ｈ１１０３と吐出口Ｈ１１０７とが一列に並んで千鳥状に配置されて形成されている。Ｓｉ基板Ｈ１１０１上には、第１の記録素子基板Ｈ１１００におけるＳｉ基板Ｈ１１１０同様に、電気配線、ヒューズもしくは抵抗等、電極部Ｈ１１０４などが形成されており、その上に樹脂材料でフォトリソグラフィ技術によってインク流路壁Ｈ１１０６や吐出口Ｈ１１０７が形成されており、電気配線に電力を供給するための電極部Ｈ１１０４にはＡｕ等のバンプＨ１１０５が形成されている。
【００２３】
（１−２−２）電気配線テープ
電気配線テープＨ１３０１は、ポリイミドのベース基材上に銅箔の配線パターンを形成することで構成されており、第２の記録素子基板Ｈ１１０１に対してインクを吐出するための電気信号を印加する電気信号経路を形成するものであり、記録素子基板を組み込むための開口部が形成されており、この開口部の縁付近には、記録素子基板の電極部Ｈ１１０４に接続される電極端子Ｈ１３０４が形成されている。また、電気配線テープＨ１３０１には、本体装置からの電気信号を受け取るための外部信号入力端子Ｈ１３０２が形成されており、電極端子Ｈ１３０４と外部信号入力端子Ｈ１３０２は連続した銅箔の配線パターンでつながれている。
【００２４】
電気配線テープＨ１３０１と第２の記録素子基板１１０１の電気的接続は、例えば、第２の記録素子基板Ｈ１１０１の電極部Ｈ１１０４に形成されたバンプＨ１１０５と、第２の記録素子基板Ｈ１１０１の電極部Ｈ１１０４に対応する電気配線テープＨ１３０１の電極端子Ｈ１３０４とが熱超音波圧着法により電気接合されることでなされている。
【００２５】
（１−２−３）インク供給保持部材
インク供給保持部材Ｈ１５０１は、例えば、樹脂成形により形成されている。樹脂材料には、形状的剛性を向上させるためにガラスフィラーを５〜４０％混入した樹脂材料を使用することが望ましい。図４に示すように、インク供給保持部材Ｈ１５０１は、内部にシアン、マゼンタ、イエローのインクを保持するための負圧を発生するための吸収体Ｈ１６０１、Ｈ１６０２，Ｈ１６０３をそれぞれ独立して保持するための空間を有することでインクタンクの機能と、記録素子基板Ｈ１１００の各インク供給口Ｈ１１０２にそれぞれインクを導くための独立したインク流路を形成することでインク供給機能とを備えている。インク吸収体Ｈ１６０１、Ｈ１６０２、Ｈ１６０３は、ＰＰ繊維を圧縮したものが使われているが、ウレタン繊維を圧縮したものでも良い。各インク流路の上流部のインク吸収体Ｈ１６０１、Ｈ１６０２、Ｈ１６０３との境界部には、記録素子基板Ｈ１１０１内部にゴミの進入を防ぐためのフィルタＨ１７０１，Ｈ１７０２，Ｈ１７０３がそれぞれ溶着により接合されている。各フィルタＨ１７０１、Ｈ１７０２、Ｈ１７０３は、ＳＵＳ金属メッシュタイプでも良いが、ＳＵＳ金属繊維焼結タイプのほうが好ましい。
【００２６】
インク流路の下流部には、第２の記録素子基板Ｈ１１０１にシアン、マゼンタ、イエローの各インクを供給するためのインク供給口Ｈ１２０１が形成されており、第２の記録素子基板Ｈ１１０１の各インク供給口１１０２がインク供給保持部材Ｈ１５０１の各インク供給口Ｈ１２０１に連通するよう、第２の記録素子基板Ｈ１１０１がインク供給保持部材Ｈ１５０１に対して位置精度良く接着固定される。この接着に用いられる第１の接着剤は、低粘度で硬化温度が低く、短時間で硬化し、硬化後比較的高い硬度を有し、かつ、耐インク性のあるものが望ましい。例えば、第１の接着剤としては、エポキシ樹脂を主成分とした熱硬化接着剤が用いられ、その際の接着層の厚みは５０μｍ程度が望ましい。
【００２７】
また、インク供給口Ｈ１２０１付近周囲の平面には、電気配線テープＨ１３０１の一部の裏面が第２の接着剤により接着固定される。第２の記録素子基板Ｈ１１０１と電気配線テープＨ１３０１との電気接続部分は、第１の封止剤Ｈ１３０７および第２の封止剤Ｈ１３０８（図６参照）により封止され、電気接続部分をインクによる腐食や外的衝撃から保護されている。第１の封止剤Ｈ１３０７は、主に電気配線テープＨ１３００の電極端子Ｈ１３０２と記録素子基板のバンプＨ１１０５との接続部の裏面側と記録素子基板の外周部分を封止し、第２の封止剤Ｈ１３０８は、上述の接続部の表側を封止している。そして、電気配線テープＨ１３０１の未接着部は折り曲げられ、インク供給保持部材Ｈ１５０１のインク供給口Ｈ１２０１を有する面にほぼ直交した側面に熱カシメもしくは接着等で固定される。
【００２８】
（１−２−４）蓋部材
蓋部材Ｈ１９０１は、インク供給保持部材Ｈ１５０１の上部開口部に溶着されることで、インク供給保持部材Ｈ１５０１内部の独立した空間をそれぞれ閉塞するものである。但し、蓋部材Ｈ１９０１にはインク供給保持部材Ｈ１５０１内部の各部屋の圧力変動を逃がすための細口Ｈ１９１１、Ｈ１９１２、Ｈ１９１３と、それぞれに連通した微細溝Ｈ１９２１、Ｈ１９２２、Ｈ１９２３を有している。微細溝Ｈ１９２１およびＨ１９２２の他端は微細溝Ｈ１９２３の途中に合流している。さらに、細口Ｈ１９１１、Ｈ１９１２、Ｈ１９１３と微細溝Ｈ１９２１、Ｈ１９２２、および微細溝Ｈ１９２３のほとんどをシール部材Ｈ１８０１で覆い、微細溝Ｈ１９２３の他端部を開口することで大気連通口Ｈ１９２５を形成している。また、第２の記録ヘッドをインクジェット記録装置に固定するための係合部H１９３０を有している。
【００２９】
（１−３）記録ヘッドのインクジェット記録装置への装着
図３に示したように、記録ヘッドＨ１００１には、インクジェット記録装置本体のキャリッジの装着位置に案内するための装着ガイドＨ１５６０、ヘッドセットレバーによりキャリッジに装着固定するための係合部Ｈ１９３０、およびキャリッジの所定の装着位置に位置決めするためのＸ方向（キャリッジスキャン方向）の突き当て部Ｈ１５７０、Ｙ方向（記録メディア搬送方向）の突き当て部Ｈ１５８０、Ｚ方向（インク吐出方向）の突き当て部Ｈ１５９０を備えている。上記突き当て部により位置決めされることで、電気配線テープH１３００およびH１３０１上の外部信号入力端子H１３０２がキャリッジ内に設けられた電気接続部のコンタクトピンと正確に電気的接触を行う。
【００３０】
（２） インクジェット記録装置
次に、上述したようなカートリッジタイプの記録ヘッドを搭載可能な液体吐出記録装置について説明する。図７は、本発明の液体吐出記録ヘッドを搭載可能な記録装置の一例を示す説明図である。
【００３１】
図１９に示す記録装置において、図３に示したカラー記録ヘッドH１００１およびブラック記録ヘッドH１０００がキャリッジ１０２に位置決めして交換可能に搭載されており、キャリッジ１０２には、記録ヘッドH１００１上の外部信号入力端子を介して各吐出部に駆動信号等を伝達するための電気接続部が設けられている。
【００３２】
キャリッジ１０２は、主走査方向に延在して装置本体に設置されたガイドシャフト１０３に沿って往復移動可能に案内支持されている。そして、キャリッジ１０２は主走査モータ１０４によりモータプーリ１０５、従動プーリ１０６およびタイミングベルト１０７等の駆動機構を介して駆動されるとともにその位置および移動が制御される。また、ホームポジションセンサ１３０がキャリッジ１０２に設けられている。これにより遮蔽板１３６の位置をキャリッジ１０２上のホームポジションセンサ１３０が通過した際に位置を知ることが可能となる。
【００３３】
印刷用紙やプラスチック薄板等の被記録媒体１０８は給紙モータ１３５からギアを介してピックアップローラ１３１を回転させることによりオートシートフィーダ（ＡＳＦ）１３２から一枚ずつ分離給紙される。更に搬送ローラ１０９の回転により、記録ヘッドＨ１０００及びＨ１００１の吐出口面と対向する位置（プリント部）を通って搬送（副走査）される。搬送ローラ１０９はＬＦモータ１３４の回転によりギアを介して行われる。その際、給紙されたかどうかの判定と給紙時の頭出し位置の確定は、ペーパエンドセンサ１３３を被記録媒体１０８が通過した時点で行われる。さらに、被記録媒体１０８の後端が実際にどこに有り、実際の後端から現在の記録位置を最終的に割り出すためにもペーパエンドセンサ１３３は使用されている。
【００３４】
なお、被記録媒体１０８は、プリント部において平坦なプリント面を形成するように、その裏面をプラテン（不図示）により支持されている。この場合、キャリッジ１０２に搭載された記録ヘッドＨ１０００及びＨ１００１は、それらの吐出口面がキャリッジ１０２から下方へ突出して前記２組の搬送ローラ対の間で被記録媒体１０８と平行になるように保持されている。
【００３５】
記録ヘッドＨ１０００およびH１００１は、各吐出部における吐出口の並び方向が上述したキャリッジ１０２の走査方向に対して交差する方向になるようにキャリッジ１０２に搭載され、これらの吐出口列から液体を吐出して記録を行なう。
【００３６】
また、記録ヘッドＨ１００１と全く同じ構成で、内部のインクがライトマゼンタ、ライトシアン、ブラックで構成された記録ヘッドを記録ヘッドＨ１０００と交換して使うことで高画質フォトプリンタとして使用することも可能である。
【実施例１】
【００３７】
本発明の実施例１について図１を参照して説明する。
【００３８】
インクカートリッジの重量バランスを測定する方法と測定結果を以下に示す。図１に示すように、複数のインクを隔離して収納するインクカートリッジに、重量バランスを測定するための測定点を定めた。この測定点の数は、インクカートリッジの分割数と同等かそれ以上の数が必要である。即ち、図１に示すように、インクカートリッジがインクＡとインクＢに２分割されているような場合、重量バランスを測定するためには測定点Ａと測定点Ｂの２ヶ所設定する必要がある。重量バランスの測定は重心の位置を求めることに他ならない。
【００３９】
測定点Ａでの荷重Ｆaと測定点Ｂでの荷重Fbの合計はインクカートリッジ全体の総重量Ｆtotになる。重心Ｇから各測定点までのベクトルを
【００４０】
【数１】
2006159676.tif 000003
とすると以下の関係式Ｉが成り立つ。
【００４１】
【数２】
2006159676.tif 000004
測定点Ａ、Ｂの座標をそれぞれＡ（Xa,Ya,Za）、Ｂ（Xb,Yb,Zb）とすると、重心Ｇ（Xg,Yg,Zg）の位置は、関係式Ｉより
【００４２】
【数３】
2006159676.tif 000005
のように、演算により決定できる。
【００４３】
また、インクＡ・インクＢともに空の状態での重心位置をＧ0（Ｘ0，Ｙ0，Ｚ0）、インクＡのみ所定の最大重量分だけ充填されているときの重心をＧa（Ｘga，Ｙga，Zga）、インクＢのみ所定の最大重量分だけ填されているときの重心をＧb（Ｘgb，Ｙgb，Zgb）とすると、
重心変位ベクトルは次のように表わせる。
【００４４】
【数４】
2006159676.tif 000006
ここで、aおよびbは各インクの充填率であり、ゼロは空の状態、１は最大重量分だけ充填されていることを示している。
【００４５】
【数５】
2006159676.tif 000007
重心変位ベクトルの座標は以上のように初期値で与えてもよいし、記憶手段から読み取るようにしてもよい。
【００４６】
（II）式および（III）より、インク充填率aおよびｂの変数が演算プロセスにより検知可能となる。
【００４７】
すなわち、この重心位置変位の演算結果、インクカートリッジ全体の総重量Ｆtotおよびインク空の状態での重心位置、インクＡおよびインクＢのみが最大量充填されている状態でのそれぞれの重心位置とから、インクＡとインクＢの重量が決定できる。
【００４８】
本発明による重量多点測定によって、どのインクがどれだけ消費されているか、あるいはどれだけ注入されたかが簡便な方法で検知可能である。
【実施例２】
【００４９】
本発明の実施例２について図２を参照して説明する。
【００５０】
本発明の記録ヘッドは図３及び図４に示すようにインクタンク一体構成となっており、図３中の第２の記録ヘッドH１００１はカラーインク（シアンインク、マゼンタインク、イエローインク）をそれぞれ搭載している。この記録ヘッドH１００１は、Ｈ１０００とともにインクジェット記録装置本体に載置されているキャリッジの位置決め手段および電気的接点によって固定支持されるとともに、キャリッジに対して着脱可能となっており、搭載したインクが消費されるとそれぞれ交換される。
【００５１】
記録ヘッドを構成しているそれぞれの構成要素については上述の通りであり詳細な説明は省略する。第二の記録ヘッドＨ１００１を用いて、インクカートリッジの重量バランスを測定する方法と測定結果を以下に示す。図２に示すように、複数のインクを隔離して収納するインクカートリッジに、重量バランスを測定するための測定点を定めた。この測定点の数は、インクカートリッジの分割数と同等かそれ以上の数が必要である。即ち、図２に示すように、インクカートリッジがインクＡとインクＢとインクＣに３分割されているような場合、重量バランスを測定するためには測定点Ａ、Ｂ、Ｃの３ヶ所設定する必要がある。重量バランスの測定は重心の位置を求めることに他ならない。
【００５２】
測定点Ａでの荷重Ｆaと、測定点Ｂでの荷重Fbと、測定点Ｃでの荷重Ｆcとの合計はインクカートリッジ全体の総重量Ｆtotになる。重心Ｇから各測定点までのベクトルを
【００５３】
【数６】
2006159676.tif 000008
とすると以下の関係式Ｉが成り立つ。
【００５４】
【数７】
2006159676.tif 000009
測定点Ａ、Ｂ、Ｃの座標をそれぞれＡ（Xa,Ya,Za）、Ｂ（Xb,Yb,Zb）、Ｃ（Xc,Yc,Zc）とすると、同一平面上の重心Ｇ（Xg,Yg,Zg）の位置は、関係式Ｉより
【００５５】
【数８】
2006159676.tif 000010
のように、演算により決定できる。
【００５６】
また、インクＡ・インクＢ・インクＣともに空の状態での重心位置をＧ0（Ｘ0，Ｙ0，Ｚ0）、インクＡのみ所定の最大重量分だけ充填されているときの重心をＧa（Ｘga，Ｙga，Zga）、インクＢのみ所定の最大重量分だけ填されているときの重心をＧb（Ｘgb，Ｙgb，Zgb）、インクＣのみ所定の最大重量分だけ填されているときの重心をＧc（Ｘgc，Ｙgc，Zgc）とすると、
重心変位ベクトルは次のように表わせる。
【００５７】
【数９】
2006159676.tif 000011
ここで、a，ｂおよびｃは各インクの充填率であり、ゼロは空の状態、１は最大重量分だけ充填されていることを示している。
【００５８】
【数１０】
2006159676.tif 000012
重心変位ベクトルの座標は以上のように初期値で与えてもよいし、記憶手段から読み取るようにしてもよい。
【００５９】
（II）式および（III）より、インク充填率aおよびｂの変数が演算プロセスにより検知可能となる。
【００６０】
以上は、全てのインクが空の状態での重心位置Ｇ0と、全てのインクが所定最大量だけ充填された状態での重心位置Ｇｆとが変わらない前提だが、Ｇ0とＧｆの位置が変化する場合は、次のような補正プロセスを加える。
【００６１】
全てのインクの充填率が均等（a = b = c = k）であると仮定した状態での重心位置Ｇuniを充填率ｋを使って表わすと、
【００６２】
【数１１】
2006159676.tif 000013
となり、まず充填率ｋを検知するプロセスを経る。
【００６３】
次に、実際には異なる各インクの充填率をそれぞれa，b，cとしたときの重心変位ベクトルは次のように表わせる。
【００６４】
【数１２】
2006159676.tif 000014
ここで、a，ｂおよびｃは各インクの充填率であり、ゼロは空の状態、１は最大重量分だけ充填されていることを示している。
【００６５】
【数１３】
2006159676.tif 000015
重心変位ベクトルの座標は以上のように初期値で与えてもよいし、記憶手段から読み取るようにしてもよい。
【００６６】
（II）式および（III）、あるいは（II）´式および（III）´より、インク充填率aおよびｂの変数が演算プロセスにより検知可能となる。
【００６７】
すなわち、この重心位置変位の演算結果、インクカートリッジ全体の総重量Ｆtotおよびインク空の状態での重心位置と総重量、インクＡ，インクＢおよびインクＣのみが最大量充填されている状態でのそれぞれの重心位置、全てのインクが最大量充填されている状態での総重量とから、インクＡとインクＢとインクＣの各充填量が決定できる。
【００６８】
本発明による重量多点測定によって、どのインクがどれだけ消費されているか、あるいはどれだけ注入されたかが簡便な方法で検知可能である。本実施例に示すように、本発明は３色カラー一体型インクカートリッジに応用して効果を発揮することが可能である。
【実施例３】
【００６９】
本発明の実施例３について説明する。
【００７０】
図８は第２の実施例と同じ本発明の第２の記録ヘッドH１００１を使用しており、カラーインク（シアンインク、マゼンタインク、イエローインク）を搭載している。本実施例はインク消耗済である記録ヘッドにインクを再注入して、再使用可能な状態にリサイクルした例である。第２の実施例で示したように重量バランスを検知する手段により再注入に必要なインク量を各色ごとに求めることができる。図８中、１６１はイエローインクのインク注入針、１６２はマゼンタインクのインク注入針、１６３はシアンインクのインク注入針であり、各インクの注入量を独立に制御できる構成になっている。第二の実施例で示したように、重量多点測定によって、どのインクがどれだけ消費されているか、あるいはどれだけ注入されたかが簡便な方法で検知可能なので、インクの残り方がばらばらであるインク消耗済の記録ヘッドのそれぞれに対して、インクを過不足なく充填することができる。
【００７１】
本実施例に示すように、本発明は使用中あるいは使用済の３色カラー一体型インクカートリッジにインクを所定最大量まで再注入する事に応用して効果を発揮する。
【図面の簡単な説明】
【００７２】
【図１】本発明の実施例１の図。
【図２】本発明の実施例２の図。
【図３】記録ヘッド。
【図４】記録ヘッドの分解図。
【図５】カラー記録ヘッドの記録素子基板の一部破断がなされた斜視図。
【図６】Ｓｉ基板概略図。
【図７】インクジェット記録装置の図。
【図８】本発明の実施例３の図。
【符号の説明】
【００７３】
１０２  キャリッジ
１０３  ガイドシャフト
１０４  主走査モータ
１０５  モータプーリ
１０６  従動プーリ
１０７  タイミングベルト
１０８  被記録媒体
１０９  搬送ローラ
１３０  ホームポジションセンサ
１３１  ピックアップローラ
１３２  オートシートフィーダ（ＡＳＦ）
１３３  ペーパエンドセンサ
１３４  ＬＦモータ
１３５  給紙モータ
１３６  遮蔽板
１４０  試験端子
１５１  測定点Ａ
１５２  測定点Ｂ
１５３  測定点Ｃ
１６１  Ａインク注入針
１６２  Ｂインク注入針
１６３  Ｃインク注入針
Ｈ１０００  第1の記録ヘッド
Ｈ１００１  第2の記録ヘッド
Ｈ１１００  第１の記録素子基板
Ｈ１１０１  第２の記録素子基板
Ｈ１１０２  インク供給口
Ｈ１１０３  電気熱変換素子
Ｈ１１０５  バンプ
Ｈ１１０６  インク流路壁
Ｈ１１０７  吐出口
Ｈ１１０８  吐出口列
Ｈ１１１０  Ｓｉ基板
Ｈ１２００  第１のインク供給口
Ｈ１２０１  第2のインク供給口
Ｈ１３００  電気配線テープ
Ｈ１３０２  外部信号入力端子
Ｈ１３０３  開口部 
Ｈ１３０４  電極端子
Ｈ１３０７  第１の封止剤
Ｈ１３０８  第２の封止剤
Ｈ１５００  第1のインク供給部材
Ｈ１５０１  第２のインク供給部材
Ｈ１５６０  装着ガイド
Ｈ１５７０  Ｘ突き当て部
Ｈ１５８０  Ｙ突き当て部
Ｈ１５９０  Ｚ突き当て部
Ｈ１６００、Ｈ１６０１、Ｈ１６０２、Ｈ１６０３  インク吸収体
Ｈ１７００、Ｈ１７０１、Ｈ１７０２、Ｈ１７０３  フィルタ
Ｈ１８００、Ｈ１８０１  シール部材
Ｈ１９００、Ｈ１９０１  蓋部材
Ｈ１９１０、Ｈ１９１１、Ｈ１９１２、Ｈ１９１３  微細口
Ｈ１９２０、Ｈ１９２１、Ｈ１９２２、Ｈ１９２３  細溝
Ｈ１９２４、Ｈ１９２５  大気連通口
【図１】
2006159676.tif 000016
【図２】
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【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】
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【図８】
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