(57)【要約】【課題】  インク貯留部内のインク残量をより正確に推定することができる。【解決手段】  インクを吐出する記録ヘッドと、第１の外側面と第２の外側面を有し記録ヘッドへ供給されるインクを貯留するインク貯留部と、第１の外側面に設けられた第１の電極と、第２の外側面に設けられた第２の電極と、第１の電極及び第２の電極と接続され第１の電極と第２の電極の間における静電容量を計測する計測手段と、を備えるインクジェット記録装置であって、計測手段が、第２の電極に電流を供給せず第１の電極に電流を供給して計測する第１の静電容量と、第１の電極に電流を供給せず第２の電極に電流を供給して計測する第２の静電容量と、に基づいてインク貯留部内のインク残量を推定する残量推定手段を備えることを特徴とするインクジェット記録装置。【選択図】  図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
インクを吐出する記録ヘッドと、第１の外側面と第２の外側面を有し前記記録ヘッドへ供給されるインクを貯留するインク貯留部と、前記第１の外側面に設けられた第１の電極と、前記第２の外側面に設けられた第２の電極と、前記第１の電極及び前記第２の電極と接続され前記第１の電極と前記第２の電極の間における静電容量を計測する計測手段と、を備えるインクジェット記録装置であって、
前記計測手段が、前記第２の電極に電流を供給せず前記第１の電極に電流を供給して計測する第１の静電容量と、前記第１の電極に電流を供給せず前記第２の電極に電流を供給して計測する第２の静電容量と、に基づいて前記インク貯留部内のインク残量を推定する残量推定手段を備えることを特徴とするインクジェット記録装置。
【請求項２】
前記残量推定手段は、前記第１の静電容量と前記第２の静電容量の平均値に基づいて前記インク残量を推定することを特徴とする請求項１に記載のインクジェット記録装置。
【請求項３】
前記第１の電極と前記第２の電極は対向して設けられていることを特徴とする請求項１または２に記載のインクジェット記録装置。
【請求項４】
前記インク貯留部は着脱可能なカートリッジ式であることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載のインクジェット記録装置。
【請求項５】
前記残量推定手段は、前記平均値が所定値未満の場合は前記インク貯留部が装着されていないと判定することを特徴とする請求項４に記載のインクジェット記録装置。
【請求項６】
前記残量推定手段は、前記第１の静電容量と前記第２の静電容量の差が閾値より大きい場合は異常であると判定することを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載のインクジェット記録装置。
【請求項７】
前記残量推定手段は、前記第１の静電容量と前記第２の静電容量の差が閾値より大きい場合は、前記計測手段に再度計測を行わせることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載のインクジェット記録装置。
【請求項８】
インクを吐出する記録ヘッドと、第１の電極が設けられた第１の外側面と第２の電極が設けられた第２の外側面を有し前記記録ヘッドへ供給される第１のインクを貯留する第１のインク貯留部と、第３の電極が設けられた第３の外側面と第４の電極が設けられた第４の外側面を有し前記記録ヘッドへ供給される第２のインクを貯留する第２のインク貯留部と、前記第１の電極と前記第２の電極の間における静電容量を計測する計測手段と、を備えるインクジェット記録装置であって、
前記計測手段が、前記第２の電極と前記第３の電極と前記第４の電極に電流を供給せず前記第１の電極に電流を供給して計測する第１の静電容量と、前記第１の電極と前記第３の電極と前記第４の電極に電流を供給せず前記第２の電極に電流を供給して計測する第２の静電容量と、に基づいて前記第１のインク貯留部内の前記第１のインク残量を推定する残量推定手段を備えることを特徴とするインクジェット記録装置。
【請求項９】
前記第２の電極と前記第３の電極は隣接して対向するように設けられ、前記計測手段が前記第１の静電容量を計測する際、前記第３の電極に電流を供給せず前記第４の電極に電流を供給することで前記第３の電極と前記第４の電極の間における静電容量を計測することを特徴とする請求項８に記載のインクジェット記録装置。
【請求項１０】
前記記録ヘッドと前記第１のインク貯留部と前記第２のインク貯留部を搭載して移動するキャリッジを備え、前記キャリッジは、前記第１の外側面と対向する第１の面にグランドと接続される第１のガード電極が設けられ、前記第４の外側面と対向する第２の面にグランドと接続される第２のガード電極が設けられていることを特徴とする請求項８または９に記載のインクジェット記録装置。
【請求項１１】
インクを吐出する記録ヘッドと、第１の外側面と第２の外側面を有し前記記録ヘッドへ供給されるインクを貯留するインク貯留部と、前記第１の外側面に設けられた第１の電極と、前記第２の外側面に設けられた第２の電極と、前記第１の電極及び前記第２の電極と接続される計測手段と、を備えるインクジェット記録装置における残量推定方法であって、
前記第２の電極に電流を供給せず前記第１の電極に電流を供給したときに前記計測手段によって第１の静電容量を計測する第１の計測工程と、前記第１の電極に電流を供給せず前記第２の電極に電流を供給したときに前記計測手段によって第２の静電容量を計測する第２の計測工程と、前記第１の静電容量と前記第２の静電容量に基づいて前記インク貯留部内のインク残量を推定する残量推定工程と、を有することを特徴とする残量推定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、静電容量を計測することでインク貯留部のインク残量を推定するインクジェット記録装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、インク容器の外側に電極を設けて、インク容器に貯留されているインクの残量を検知するインクジェット記録装置が開示されている。電極に対して電流を流し、当該電極とグランドに接続されたガード電極間の静電容量を計測することで、インク残量が推定される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−２３０２２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１の構成はインク容器を構成する４つの側面のうち、１つの側面のみに電極が設けられているため、インク容器が傾いている場合は貯留されているインクと電極の接触面積が変化して、正確なインク残量が推定されないことがある。
【０００５】
上記課題に鑑みて本発明は、より正確なインク残量を推定することができるインクジェット記録装置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】
【０００６】
本発明は、上記目的を達成するため、インクを吐出する記録ヘッドと、第１の外側面と第２の外側面を有し前記記録ヘッドへ供給されるインクを貯留するインク貯留部と、前記第１の外側面に設けられた第１の電極と、前記第２の外側面に設けられた第２の電極と、前記第１の電極及び前記第２の電極と接続され前記第１の電極と前記第２の電極の間における静電容量を計測する計測手段と、を備えるインクジェット記録装置であって、前記計測手段が、前記第２の電極に電流を供給せず前記第１の電極に電流を供給して計測する第１の静電容量と、前記第１の電極に電流を供給せず前記第２の電極に電流を供給して計測する第２の静電容量と、に基づいて前記インク貯留部内のインク残量を推定する残量推定手段を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、より正確なインク残量を推定することができるインクジェット記録装置が提供される。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】第１実施形態に係るインクジェット記録装置の外観斜視図である。
【図２】第１実施形態に係るインクジェット記録装置のインク供給を示す模式図である。
【図３】第１実施形態に係るインクジェット記録装置のインクタンクの詳細図である。
【図４】第１実施形態に係るインクジェット記録装置のインク供給を中心としたブロック図である
【図５】第１実施形態に係る計測手段の電気接続を示す詳細図である。
【図６】第１実施形態に係る第１のスイッチと第２のスイッチの切り替えと、コンパレータから出力されるパルスの関係を示す図である。
【図７】第１実施形態に係る所定時間内にカウントされる出力パルス数とインクタンクに貯留されているインク量の関係を示すグラフである。
【図８】第１実施形態に係るインクタンクとその内部に貯留されているインクの詳細を示す図である。
【図９】第１実施形態に係る静電容量と出力パルス数の関係を示すグラフである。
【図１０】第１実施形態に係るインク残量推定のフローチャートである。
【図１１】第２実施形態に係るインク残量推定のフローチャートである。
【図１２】第３実施形態に係るインクタンクの詳細を示す図である。
【図１３】第４実施形態に係るインクタンクの詳細を示す図である。
【図１４】第４実施形態に係るインクタンクの変形例の詳細を示す図である。
【図１５】第５実施形態に係るインクタンクの詳細を示す図である。
【図１６】第５実施形態に係る電極の静電容量とインク残量の関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本発明に係るインクジェット記録装置の実施形態について説明する。ただし、実施形態に記載されている構成要素はあくまで例示であり、本発明の範囲を限定する趣旨のものではない。本明細書においては、間欠的に搬送される記録媒体に対しインクを吐出する記録ヘッドを、記録媒体の搬送方向と交差する方向に往復移動させて記録を行う、シリアル型のインクジェット記録装置を例に説明する。しかしながら、本発明はシリアル型のインクジェット記録装置に限らず、長尺プリントヘッドを用いて連続的にプリントを行うライン型のインクジェット記録装置にも適用することができる。本明細書において「インク」とは、記録液などの液体の総称として用いる。さらに本明細書において「記録」とは、平面的なものに対する記録に限らず、立体物に対する記録も含む。本明細書において「記録媒体」とは、液体を吐出されるものであって、紙、布、プラスチックフィルム、金属板、ガラス、セラミックス、木材、皮革等の記録媒体の総称として用いる。さらに、記録媒体はロール状の連続紙に限らずカット紙も含む。
【００１０】
〔第１実施形態〕
図１は、本実施形態のインクジェット記録装置（以下、記録装置）４０の外観斜視図である。記録装置４０は、幅が６０〜１００インチサイズ等の記録媒体４６に画像を記録する。記録装置４０は、記録ヘッド５１等を備えた本体部を乗せるスタンド４１と、本体部から排出された記録媒体４６を受ける排出トレイ４２を備える。また、ユーザに対して記録情報や設定結果等を表示するための表示パネル４３と、ユーザが記録モードや記録媒体４６の種類等の設定を操作するための操作パネル４４を備える。さらに記録装置４０には、ブラック、シアン、マゼンタ、イエロー等のインクを貯留して記録ヘッド５１（図２参照）へインクを供給するためのインクタンク１（図２参照）を装着する装着部４５を備える。以下、図１に示すＺ方向を鉛直方向とする。
【００１１】
図２は、装着部４５に装着されたインクタンク１から、記録ヘッド５１までのインク供給を模式的に示す図である。記録ヘッド５１は外部のホスト装置から送られてきた記録データに基づき、記録ヘッド５１内部にある電気熱変換素子に電気エネルギーを供給することで熱エネルギーを発生させる。発生した熱エネルギーによってインクに気泡が発生し、気泡発生の際に生じる圧力によって記録媒体４６と対向する面に配された各吐出口からインク滴が吐出される。
【００１２】
記録媒体４６は不図示の搬送ローラ等によってＹ方向に搬送される。記録ヘッド５１はキャリッジ１００に搭載され、メインレール２０３とキャリッジ搬送ベルト２０４に案内されてＹ方向と交差するＸ方向に往復移動する。本実施形態においてはＸ方向とＹ方向は直交する。記録ヘッド５１は往復移動しながらインク滴を吐出して、記録媒体４６に対して１バンド分の画像を記録する記録動作を行う。記録媒体４６に１バンド分の画像が記録されると、記録媒体４６は不図示の搬送ローラ等の回転によって所定の搬送量だけＹ方向に搬送される（間欠搬送動作）。この１バンド分の記録動作と間欠搬送動作を繰り返すことによって、記録媒体４６の全体に画像が記録される。
【００１３】
記録ヘッド５１には複数の吐出口が列状に設けられており、各吐出口列からブラック、シアン、マゼンタ、イエロー等のインクが吐出され、記録媒体４６上に画像が記録される。キャリッジ１００の移動領域内で、且つ、記録媒体４６が搬送される搬送領域の外側には、回復ユニット２１４が設けられている。回復ユニット２１４には吸引キャップやワイパ等が設けられ、記録ヘッド５１の吐出口面をワイパで拭き取り、吸引キャップによってインクを吸引し、記録ヘッド５１の吐出口面を覆うためのキャッピングを行う。
【００１４】
インク貯留部としてのインクタンク１はユーザによって着脱可能なカートリッジ式で、装着部４５に色毎に装着されている。装着部４５の下方にはジョイント部９が設けられ、記録ヘッド５１とジョイント部９は、可撓性チューブなどで形成されたインク流路８によって接続される。
【００１５】
図３は本実施形態におけるインクタンク１の詳細を示す斜視図である。インクタンク１は、第１の外壁１４、第２の外壁１５、第３の外壁１６、第４の外壁１７によって四方を囲まれ、内部にインク１３を貯留する。本実施形態では、第１の外壁１４の外側面に第１の電極１１が設けられ、第２の外壁１５の外側面に第２の電極１２が設けられている。第１の電極１１と第２の電極１２は長方形の金属のパターンで形成されていて、互いに対向するように設けられている。
【００１６】
図３に示すように、第１の電極１１の上端と第２の電極１２の上端は、インクタンク１の上端と略同じ高さになるように設けられている。また、第１の電極１１の下端と第２の電極１２の下端は、インクタンク１の下端と略同じ高さになるように設けられている。すなわち第１の電極１１と第２の電極１２は、第１の外壁１４と第２の外壁１５の鉛直方向において占める範囲と略同等の範囲を占めるように構成されている。これにより、インクタンク１内（インク貯留部内）に貯留されているインク１３の残量が満タンの状態から空の状態のいずれの状態であっても、インクタンク１に貯留されている量のインク１３の静電容量を計測することができる。
【００１７】
本実施形態においては、第１の電極１１と第２の電極１２は形状を同一のものとしている。インクタンク１の周囲を囲む第１の外壁１４〜第４の外壁１７は、誘電率の高い材料によって薄く形成されていることが好ましい。
【００１８】
図３（ｂ）は、実際に計測に用いられる第１の電極１１と第２の電極１２のそれぞれの隣に、グランド１０に接続した金属パターン２１を配する例を示す。これにより、インクタンク１の周囲の誘電体から受ける電気的な影響を少なくすることができ、より正確な計測結果を得ることができる。インクタンク１の第３の外壁１６と第４の外壁１７にも同様に、グランド１０に接続した金属パターン２１を配置してもよい。
【００１９】
図４は記録装置４０のインク供給を中心としたブロック図である。第１の電極１１と第２の電極１２は接続切替手段２に接続されている。また、接続切替手段２は計測手段３とグランド１０に接続されている。接続切替手段２は、第１の電極１１を計測手段３と接続し第２の電極１２をグランド１０と接続する第１の状態と、第２の電極１２を計測手段３と接続し第１の電極１１をグランド１０と接続する第２の状態と、に切り替える。
【００２０】
制御部（ＣＰＵ）４は、接続切替手段２と計測手段３を含めた記録装置４０全体の制御を行う。エンジン部５は、記録ヘッド５１に記録動作を行わせるための駆動モータ等を有し、制御部４の指令によって動作する。ユーザインタフェイス部６は、表示パネル４３と操作パネル４４を有する。インタフェイス部７は、外部のホスト装置から記録データを受信する。
【００２１】
図５は、計測手段３の電気接続を詳細に示す図である。本実施形態における計測手段３には自己容量方式を採用している。計測手段３は、電源３２、コンパレータ３３、基準電圧回路３４、カウンタ３５、スイッチ部３７、スイッチ制御部３８を有する。スイッチ部３７は、第１のスイッチ３７１と第２のスイッチ３７２とを有する。第１のスイッチ３７１は電源３２と接続され、電源３２と電極（第１の電極１１又は第２の電極１２）の接続・非接続を切り替える。第２のスイッチ３７２はグランド１０と接続され、グランド１０と電極の接続・非接続を切り替える。電源３２からは定電流が供給される。
【００２２】
第１の電極１１と第２の電極１２は、接続切替手段２によって、一方がグランド１０に接続され他方が計測手段３の電源３２に接続されることで、２つの電極間における全体静電容量Ｃａが計測される。全体静電容量Ｃａには、インク１３の静電容量（以下、インク静電容量）Ｃｉの他に、電極自体がもともと有する電極静電容量Ｃｅも含まれる。従って、インク静電容量Ｃｉと電極静電容量Ｃｅの和が全体静電容量Ｃａとして計測される。第１の電極１１と第２の電極１２は本実施形態では同一のため、電極静電容量Ｃｅも２つの電極で同一とする。第１の電極１１又は第２の電極１２が計測手段３と接続されることは、図５に示すように、コンデンサの一態様としてインク１３（インク静電容量Ｃｉ）と一方の電極（電極静電容量Ｃｅ）が計測手段３の回路と接続されることと同意とする。
【００２３】
コンパレータ３３は基準電圧回路３４と一方の電極とに接続され、２つの電極間に生じている電圧と基準電圧を比較する。コンパレータ３３が比較した結果、電極間の電圧が基準電圧よりも低い場合はＬｏｗ信号を出力する。この出力結果に基づいてスイッチ制御部３８が第１のスイッチ３７１を接続し、第２のスイッチ３７２を非接続にする。これにより電源３２と電極が接続されて、電極に電荷がチャージされる。
【００２４】
一方コンパレータ３３が比較した結果、電極間の電圧が基準電圧よりも高い場合はＨｉｇｈ信号を出力する。この出力結果に基づいて、スイッチ制御部３８が第２のスイッチ３７２を接続し、第１のスイッチ３７１を非接続にする。これにより電極とグランド１０が接続されて、電極にチャージされた電荷が放電される。
【００２５】
カウンタ３５は、コンパレータ３３から出力されるＨｉｇｈ信号とＬｏｗ信号によって形成されるパルスをカウントする。
【００２６】
図６は、計測手段３における第１のスイッチ３７１と第２のスイッチ３７２の切り替えと、コンパレータ３３から出力されるパルスの関係を示す。横軸は時間経過を示す。なお、図６はコンパレータ３３から出力されるパルスをデジタル表示したものであり、Ｈｉｇｈ信号のみを波形として示す。そのため、Ｌｏｗ信号の出力は出力信号がない状態と同様に示す。
【００２７】
区間Ａでは、第１のスイッチ３７１が接続され、第２のスイッチ３７２は非接続となっている。すなわち電極と電源３２が接続されるため、電源３２から電極静電容量Ｃｅとインク静電容量Ｃｉに対して電荷がチャージされる。電荷のチャージに比例して時間経過とともに電圧も上がり、やがて基準電圧を超えるとコンパレータ３３からＨｉｇｈ信号が出力される。
【００２８】
Ｈｉｇｈ信号の出力に応じてスイッチ制御部３８が第１のスイッチ３７１を非接続にし、第２のスイッチ３７２を接続する。このような接続状態を区間Ｂとする。区間Ｂでは電極とグランド１０が接続されるため、電極とインク１３から放電が開始される。すなわち、電極静電容量Ｃｅとインク静電容量Ｃｉから電荷が放出されるため、比例して電圧も下がり、やがて基準電圧を下回るとコンパレータ３３からＨｉｇｈ信号が出力されなくなる。このようなＨｉｇｈ信号の出力と消滅によってパルスが形成される。以上の動作が所定時間に亘って繰り返し行われ、カウンタ３５によってコンパレータ３３から出力されたパルスがカウントされる。
【００２９】
電源３２のような定電流に接続されているコンデンサは、静電容量が大きいほど電荷のチャージに要する時間も長くなる。そのため、静電容量の大きいコンデンサは電圧の上昇に要する時間も長くなり、結果として所定時間内において出力されるパルス数は少なくなる。つまり、静電容量の大きさと出力パルス数は反比例の関係となっている。本実施形態では、このような静電容量と出力パルス数の反比例の関係に基づいてインク１３の静電容量を計測し、インクタンク１に貯留されているインク残量を推定する。
【００３０】
図７は、所定時間内にカウントされる出力パルス数とインクタンク１内のインク残量の関係を示すグラフである。第１のプロット７１は、インクタンク１にインク１３が満タンに貯留されている状態を示す。インク１３は量が多いほど静電容量Ｃｉが増加するため、満タンのときにインク１３の静電容量Ｃｉは大きくなり、結果として計測される全体静電容量Ｃａも大きくなる。一方、出力パルス数は静電容量と反比例するため、インク１３が満タンのときは小さい値を示す。
【００３１】
第２のプロット７２は、インクタンク１内のインク残量が空の状態を示す。インク１３が満タンのときと比較して、全体静電容量Ｃａは小さく、出力パルス数は大きい。これはインク１３が空のとき、静電容量Ｃｉはほぼゼロに等しくなるため、全体静電容量Ｃａが電極静電容量Ｃｅとほぼ等しい値になることによる。
【００３２】
第３のプロット７３は、インクタンク１が装着部４５に装着されていない状態を示す。空のインクタンク１が装着部４５に装着されているときの第２のプロット７２と比較して、全体静電容量Ｃａはさらに小さい値を示し、出力パルス数は大きい値を示す。これは、インクタンク１が装着されていないため、インク静電容量Ｃｉのみならず電極静電容量Ｃｅが計測されないことによる。
【００３３】
このように、図７に示す第１のプロット７１と第２のプロット７２を結んで得られる直線の式に基づいて、残量推定手段としての制御部４によってインクタンク１に貯留されているインク残量が推定される。本実施形態においては、接続切替手段２によって電源３２との接続を切り替えることで、第１の状態と第２の状態の両方の状態で出力パルス数が計測される。第１の状態で得られた第１の静電容量と第２の状態で得られた第２の静電容量を用いて制御部４が静電容量の平均値を算出し、図７に示すグラフを元にインクタンク１内部のインク残量を推定する。
【００３４】
図８と図９を用いて本実施形態の効果を説明する。図８は、インクタンク１とその内部に貯留されているインク１３の詳細を示す図である。図８（ａ）〜図８（ｃ）では、インクタンク１に貯留されているインク量は全て同量とする。図８（ａ）はインクタンク１が傾いていない状態を示す。このときインク１３の液面は略水平のため、第１の電極１１が第１の外壁１４を介してインク１３と接触している第１の面積６０１は、第２の電極１２が第２の外壁１５を介してインク１３と接触している第２の面積６０２とほぼ等しい。
【００３５】
ここで、本明細書中において電極とインク１３が外壁を介して接触している状態を「インクと電極の接触」と称し、電極とインク１３が外壁を介して接触している面積を「接触面積」と称する。インク静電容量Ｃｉはインク１３が電極と接触している接触面積に比例する。そのため、図８（ａ）においては、第１の電極１１に電流を流して得られる第１の静電容量（第１の出力パルス数）と第２の電極１２に電流を流して得られる第２の静電容量（第２の出力パルス数）もほぼ等しい。
【００３６】
一方、図８（ｂ）はインクタンク１が傾いている状態を示す。図８（ｂ）の場合、インク１３の液面は傾き、第１の電極１１とインク１３が第１の外壁１４を介して接触している第３の面積６０３は、第２の電極１２とインク１３が第２の外壁１５を介して接触している第４の面積６０４よりも大きい。図８（ａ）の場合と比較すると、第３の面積６０３は第１の面積６０１及び第２の面積６０２より大きく、第４の面積６０４は第１の面積６０１及び第２の面積６０２より小さい。
【００３７】
インク静電容量Ｃｉはインクと電極の接触面積に比例するため、図８（ａ）の場合と比較してインク静電容量Ｃｉは小さくなり、第１の電極１１に電流を流して得られる第１の出力パルス数は少ない値が計測される。すなわち、図８（ｂ）において第１の電極１１に電流を流して推定されるインク残量は、実際のインク残量よりも多い。同様に、図８（ｂ）において第２の電極１２に電流を流して推定されるインク残量は、第４の面積６０４が小さいことから、実際のインク残量よりも少ない。
【００３８】
図８（ｃ）はインクタンク１に貯留されたインク１３に気泡６３１が混入している状態を示す。図８（ｃ）では、混入した気泡６３１が第２の外壁１５の内側面に接触している。そのため、図８（ａ）の場合と比較して第２の電極１２が第２の外壁１５を介してインク１３と接触している第６の面積６０６は小さく、インク静電容量Ｃｉも小さい。従って、実際のインク残量よりも少なく推定される。一方、インクタンク１自体はほぼ水平に保たれているため、第１の電極１１とインク１３が第１の外壁１４を介して接触している第５の面積６０５は、第１の面積６０１や第２の面積６０２と略等しい。
【００３９】
図９は、図８（ａ）に示すインクタンク１が傾いていない状態と図８（ｂ）に示すインクタンク１が傾いている状態における、静電容量と出力パルス数の関係を示すグラフである。第４のプロット９１は、図８（ａ）において第１の電極１１と第２の電極１２で計測された静電容量を示す。図８（ａ）ではインクタンク１がほぼ水平で、第１の面積６０１と第２の面積６０２がほぼ等しいため、第１の電極１１で計測される静電容量と第２の電極１２で計測される静電容量はほぼ等しい。
【００４０】
第５のプロット９２は、図８（ｂ）において第１の電極１１で計測される静電容量を示す。図８（ｂ）ではインクタンク１が傾き、第１の電極１１とインク１３が第１の外壁１４を介して接触している第３の面積６０３は、第１の面積６０１及び第２の面積６０２より大きい。そのため、第５のプロット９２に示す静電容量は、第４のプロット９１に示す静電容量より大きい値が計測される。
【００４１】
第６のプロット９３は図８（ｂ）において第２の電極１２で計測される静電容量を示す。第２の電極１１とインク１３が第２の外壁１５を介して接触している第４の面積６０４は、第１の面積６０１及び第２の面積６０２より小さい。そのため、第６のプロット９３は、第５のプロット９２とは反対に第４のプロット９１よりも小さい静電容量が計測される。このようにインクタンク１に同量のインク１３が貯留されていても、外壁を介したインク１３との接触面積に応じて、各電極で計測される静電容量が異なる場合がある。
【００４２】
図１０は、本実施形態におけるインク残量推定のフローチャートを示す。まず、ステップＳ１で制御部４が接続切替手段２を第１の状態にして、第１の電極１１を計測手段３に接続し、第２の電極１２をグランド１０に接続する。続いてステップＳ２では、計測手段３によって第１の電極１１に所定時間電流を流して得られる第１の静電容量Ｃ１が計測される。
【００４３】
ステップＳ３では、制御部４が接続切替手段を第２の状態にして、第２の電極１２を計測手段３に接続し、第１の電極１１をグランド１０に接続する。ステップＳ４で、計測手段３によって第２の電極１２に所定時間電流を流して得られる第２の静電容量Ｃ２が計測される。ステップＳ２とステップＳ４において電流を流す所定時間は共通である。
【００４４】
次にステップＳ５で、制御部４が第１の静電容量Ｃ１と第２の静電容量Ｃ２から平均静電容量Ｃｈを算出する。ステップＳ６では、算出された平均静電容量Ｃｈが電極静電容量Ｃｅよりも大きいか否かを判定する。ここで電極静電容量Ｃｅは電極自体の静電容量であり、すなわちインクタンク１にインク１３が貯留されていないときの静電容量を示す。従って、ステップＳ６においては、インクタンク１にインク１３が貯留されているか否かが制御部４によって判定されている。
【００４５】
ステップＳ６において平均静電容量Ｃｈが電極静電容量Ｃｅよりも大きい場合は、ステップＳ７にて制御部４がインク残量の推定を行う。ここで、インク残量の推定は図７に示すように、インクタンク１内のインク１３が満タンのときの静電容量Ｃｆとインク１３が空のときの静電容量Ｃｅから算出される。
【００４６】
ステップＳ６において平均静電容量Ｃｈが電極静電容量Ｃｅよりも小さい場合は、ステップＳ９に進む。ステップＳ９では、インクタンク１が装着部４５に装着されていないときの未装着静電容量Ｃｎと平均静電容量Ｃｈを制御部４が比較する。ここで未装着静電容量Ｃｎとは、インクタンク１が装着されていないことによって、インク静電容量Ｃｉおよび電極静電容量Ｃｅがほぼゼロであるときの静電容量を示す。
【００４７】
平均静電容量Ｃｈが未装着静電容量Ｃｎよりも大きいときは、ステップＳ１０に進み、制御部４によってインクタンク１のインク切れ状態と判定される。インク切れ状態と判定された場合は、ステップＳ１１にて制御部４によって表示パネル４３を介してユーザに報知される。一方、平均静電容量Ｃｈが未装着静電容量Ｃｎよりも小さい（所定値未満）ときは、インクタンク１が装着部４５に装着されていないと制御部４が判定し、表示パネル４３を介してユーザに報知する。
【００４８】
上述のような制御が行われることで、インクタンク１の傾きやインクタンク１内の気泡発生によって正確な静電容量が計測されない場合でも、複数の電極を用いて複数回計測した結果を用いることで、より正確なインク残量の推定を行うことができる。さらに、計測された静電容量を用いて、インクタンク１が装着部４５に適切に装着されているか否かも検知することができる。
【００４９】
例えば、図８（ｂ）に示すインクタンク１が傾いている状態では、ステップＳ５において制御部４が第１の静電容量Ｃ１と第２の静電容量Ｃ２の平均値を算出することで、片方の静電容量のみを計測する場合と比較して、より正確なインク残量が推定される。図８（ｃ）に示す気泡が混入している状態においても、制御部４が第２の静電容量Ｃ２のみを計測する場合と比較して、第１の静電容量Ｃ１との平均値を算出することで、より正確なインク残量を推定することができる。
【００５０】
尚、本実施形態においては複数回計測した静電容量値を平均してインク残量を推定したが、これに限らず他の算出方法でもよい。また、本実施形態ではインク貯留部の一例として記録装置４０本体に固定されたインクタンク１のインク残量を推定したが、これに限らず、記録ヘッド５１と共にキャリッジ１００に搭載されるサブタンク等の形態にも採用することができる。
【００５１】
〔第２実施形態〕
図１１は本実施形態のインク残量推定のフローチャートを示す図である。基本的な構成は第１実施形態と同様である。本実施形態においては、第１の静電容量Ｃ１と第２の静電容量Ｃ２の差分が大きい場合は、記録装置４０が異常な状態であると判定する。異常な状態とは、例えば記録装置４０が極端に傾いて置かれてしまっていたり、電極が検知不能になっていたりする場合等が挙げられる。
【００５２】
ステップＳ９１からステップＳ９４までは、図１０におけるステップＳ１からステップＳ４までの制御と同様である。続いてステップＳ９２１において、制御部４が第１の静電容量Ｃ１と第２の静電容量Ｃ２の差分ΔＣを算出する。
【００５３】
ステップＳ９２２にて、制御部４が差分ΔＣと閾値Ｃｔｈを比較する。ここで閾値Ｃｔｈとは予め設定した閾値であり、差分ΔＣが閾値Ｃｔｈより大きい場合は制御部４によって記録装置４０が異常であると判定される。
【００５４】
差分ΔＣが閾値Ｃｔｈより小さい場合は、記録装置４０は正常であると制御部４が判定し、ステップＳ９５からステップＳ９９までとステップＳ９１０及びステップＳ９１１は図１０におけるステップＳ５からステップＳ１１までと同様の制御が行われる。
【００５５】
一方、差分ΔＣが閾値Ｃｔｈより大きい場合はステップＳ９２３に進み、制御部４が記録装置４０の状態を異常と判定する。制御部４は、表示パネル４３に異常である旨を表示させてユーザに報知する。
【００５６】
上述したような制御を行うことで、第１実施形態における効果に加えて、記録装置４０が異常な状態のままユーザに使用され続けることを抑制することができる。
【００５７】
なお、算出された差分ΔＣが閾値Ｃｔｈより大きく、制御部４によって異常であると判定された場合、ステップＳ９１に戻って第１の静電容量Ｃ１と第２の静電容量Ｃ２を再度計測する形態であってもよい。また、例えば異常の原因が泡である場合を想定して、制御部４が異常であると判定したら、記録ヘッド５１に混入した気泡を除去するための制御を行わせてもよい。
【００５８】
〔第３実施形態〕
本実施形態は図１２に示すように、カラー印刷を行うために複数色のインクタンクが記録ヘッド５１と共にキャリッジ１００に搭載されている構成である。キャリッジ１００はカラー印刷に対応するため、シアン用インクタンク１０１、マゼンタ用インクタンク１０２、イエロー用インクタンク１０３、ブラック用インクタンク１０４を搭載する。シアン用インクタンク１０１はシアンインク１０１３を貯留し、マゼンタ用インクタンク１０２はマゼンタインク１０２３を貯留する。同様に、イエロー用インクタンク１０３はイエローインク１０３３を貯留し、ブラック用インクタンク１０４はブラックインク１０４３を貯留する。
【００５９】
シアン用インクタンク１０１は、シアン左側面１０１Ｌに第１シアン電極１０１１が、シアン右側面１０１Ｒに第２シアン電極１０１２がそれぞれ外側から設けられている。同様に、マゼンタ用インクタンク１０２は、マゼンタ左側面１０２Ｌに第１マゼンタ電極１０２１が、マゼンタ右側面１０２Ｒに第２マゼンタ電極１０２２がそれぞれ外側から設けられている。イエロー用インクタンク１０３は、イエロー左側面１０３Ｌに第１イエロー電極１０３１が、イエロー右側面１０３Ｒに第２イエロー電極１０３２がそれぞれ外側から設けられている。ブラック用インクタンク１０４は、ブラック左側面１０４Ｌに第１ブラック電極１０４１が、ブラック右側面１０４Ｒに第２ブラック電極１０４２がそれぞれ外側から設けられている。
【００６０】
それぞれの電極には、第１実施形態と同様に接続切替手段２が接続されている。さらに、キャリッジ１００には、シアン左側面１０１Ｌと対向する第１の面に第１のガード電極１０５が設けられている。また、ブラック右側面１０４Ｒと対向する第２の面に第２のガード電極１０６が設けられている。第１のガード電極１０５と第２のガード電極１０６は、それぞれグランド１０に接続されている。
【００６１】
本実施形態では、制御部４によってシアン用インクタンク１０１から順にブラック用インクタンク１０４まで、１色ずつインク残量が推定される。各インクタンクで２つの電極に１回ずつ電流が供給されるため、計測手段３と接続される電極の順番は以下の通りである。すなわち、第１シアン電極１０１１、第２シアン電極１０１２、第１マゼンタ電極１０２１、第２マゼンタ電極１０２２、第１イエロー電極１０３１、第２イエロー電極１０３２、第１ブラック電極１０４１、第２ブラック電極１０４２である。
【００６２】
各インクタンクで静電容量が計測される際、計測手段３と接続される電極以外は、接続切替手段２によって全てグランド１０に接続される。これにより、図１２に示すようにインクタンク同士が隣接した形態であっても、計測手段３と接続されない電極は必ずグランド１０に接続されるため、静電容量の計測にはほとんど影響を与えない。つまり、計測しているインクタンクの隣のインクタンクは、グランド１０に接続された電極によって挟まれているため、隣のインクタンクに貯留されたインクの影響で静電容量の計測値に影響することはほとんどない。従って、より正確な静電容量を計測することができる。
【００６３】
例えば、第２シアン電極１０１２と計測手段３を接続してシアンインク１０１３の静電容量を計測しているときは、隣の第１マゼンタ電極１０２１はグランド１０と接続されており、マゼンタインク１０２３の影響を低減できる構成となっている。
【００６４】
また、キャリッジ１００に対しては第１のガード電極１０５と第２のガード電極１０６が設けられている。そのため、端に配されているシアン用インクタンク１０１とブラック用インクタンク１０４に対しても、キャリッジ１００の外部からの電気的な影響を受けにくい構成となっていて、安定的な静電容量の計測に寄与している。
【００６５】
なお、本実施形態では電流が供給される電極以外はすべてグランド１０に接続されたが、本発明はこれに限定されない。例えば、第１シアン電極１０１１に電流を供給し第２シアン電極１０１２をグランド１０に接続してシアンインク１０１３の静電容量を計測する際、隣接して設けられているマゼンタインク１０２３の静電容量も同じタイミングで計測することもできる。
【００６６】
具体的には、第１シアン電極１０１１に電流を供給し、第２シアン電極１０１２をグランド１０に接続するのと同じタイミングで、第１マゼンタ電極１０２１をグランド１０に接続して第２マゼンタ電極１０２２に電流を供給する。これにより、隣接する第２シアン電極１０１２と第１マゼンタ電極１０２１は互いにグランド１０に接続されているため、それぞれがガード電極としての役割を果たす。すなわち、第１シアン電極１０１１に電流が供給されても、第２シアン電極１０１２と第１マゼンタ電極１０２１がグランド１０に接続されているため、制御部４によるマゼンタインク１０２３の静電容量の計測は干渉されない。逆も同様で、第２マゼンタ電極１０２２に電流が供給されても、第２シアン電極１０１２と第１マゼンタ電極１０２１がグランド１０に接続されているため、制御部４によるシアンインク１０１３の静電容量の計測は干渉されない。
【００６７】
〔第４実施形態〕
図１３はインクタンク１の第１の外壁１４から第４の外壁１７のそれぞれに、４つの電極を設けた本実施形態の一例を示す。第１実施形態と同様に、第１の外壁１４には第１の電極１１が設けられ、第２の外壁１５には第２の電極１２が設けられている。本実施形態ではそれに加えて、第３の外壁１６の外側面に第３の電極１３３が設けられ、第４の外壁１７の外側面には第４の電極１３４が設けられている。４つの電極は全て同じ大きさである。第３の電極１３３と第４の電極１３４も接続切替手段２に接続されている。
【００６８】
制御部４によるインク残量の推定は、第１実施形態と同様に行われる。すなわち制御部４は、１つの電極を計測手段３と接続し、それ以外の電極をグランド１０と接続することで静電容量を計測する。まず制御部４は、第１の電極１１を計測手段３と接続し、第２の電極１２、第３の電極１３３、第４の電極１３４をグランド１０と接続して第１の静電容量Ｃ１を計測する。ここで計測される第１の静電容量Ｃ１は、第１の電極１１と対向する第２の電極１２だけでなく、第３の電極１３３及び第４の電極１３４との間に生じる電圧の影響も受ける。そのため、第１の電極１１と第２の電極１２の２つの電極によって計測する場合と比較して、より正確な静電容量が計測される。
【００６９】
制御部４は同様に、第２の電極１２を計測手段３と接続し、第１の電極１１、第３の電極１３３、第４の電極１３４をグランド１０と接続して第２の静電容量Ｃ２を計測する。次に制御部４は、第３の電極１３３を計測手段３と接続し、第１の電極１１、第２の電極１２、第４の電極１３４をグランド１０と接続して第３の静電容量Ｃ３を計測する。最後に制御部４は、第４の電極１３４を計測手段３と接続し、第１の電極１１、第２の電極１２、第３の電極１３３をグランド１０と接続して第４の静電容量Ｃ４を計測する。
【００７０】
制御部４は、得られた第１の静電容量Ｃ１から第４の静電容量Ｃ４から平均値を算出し、インク残量を推定する。これにより、第１の実施形態よりもさらに正確なインク残量を推定することができる。
【００７１】
なお、インクタンク１の形状、電極の数や電極を設ける場所はこれに限らず、適宜変更することが好ましい。また、本実施形態においては第１の電極１１から第４の電極１３４が同一形状であったが、変形例として図１４に示すような形態であってもよい。
【００７２】
図１４は、インクタンク１の第２の外壁１５に第２の電極１２が設けられ、第３の外壁１６に第５の電極１３５が設けられている。第５の電極１３５は第２の電極１２よりも幅が小さいため、貯留されているインク１２０２と接触する面積も第２の電極１２より小さい。このように電極の面積が異なるときは、計測手段３が計測した静電容量と面積の比率に基づいて制御部４がインク量の推定を行う。
【００７３】
〔第５実施形態〕
本実施形態は、インクタンク１において対向する２つの電極を鉛直方向にずらした形で設ける。図１５に示すように、インクタンク１の第１の外壁１４に第６の電極１５６が設けられ、第２の外壁１５に第７の電極１５７が設けられている。第６の電極１５６は、第７の電極１５７よりも低い位置に設けられ、第６の電極１５６の下端はインクタンク１の下端と一致しているが、第６の電極１５６の上端はインクタンク１の上端と一致していない。一方、第７の電極１５７の上端はインクタンク１の上端と一致しているが、第７の電極１５７の下端はインクタンク１の下端と一致していない。
【００７４】
図１５（ａ）は、インク１３０２の液面が第７の電極１５７の下端よりも鉛直下方にある様子を示す。このとき、第７の電極１５７とインク１３０２は接触していないため、制御部４が第７の電極１５７に電流を流しても有効な静電容量は計測されない。一方、制御部４は第６の電極１５６に電流を流すことで有効な静電容量の計測結果が得られる。
【００７５】
図１５（ｂ）は、インク１３０２の液面が第６の電極１５６の上端よりも鉛直下方で、且つ、第７の電極１５７の下端よりも鉛直上方にある様子を示す。このとき、第６の電極１５６と第７の電極１５７は両方ともインク１３０２と接触している。そのため、制御部４は両方の電極から静電容量の計測結果を得ることができる。
【００７６】
図１５（ｃ）は、インク１３０２の液面が第６の電極１５６の上端よりも鉛直上方にある様子を示す。このとき第６の電極１５６はインク１３０２と接触していない。そのため、制御部４が第６の電極１５６に電流を流しても有効な静電容量は計測されない。一方、制御部４は第７の電極１５７に電流を流すことで有効な静電容量の計測結果が得られる。
【００７７】
図１６は、第６の電極１５６及び第７の電極１５７から計測された静電容量とインク残量の関係を示すグラフである。また、両電極によって計測された静電容量の合計値も示されている。図１５（ａ）に示すように、インク１３０２の液面が第７の電極１５７の下端よりも鉛直下方の場合に計測された静電容量の区間をＸ区間とする。図１５（ｂ）に示すように、インク１３０２の液面が第６の電極１５６の上端よりも鉛直下方で、且つ、第７の電極１５７の下端よりも鉛直上方にある場合に計測された静電容量の区間であり、Ｙ区間と称する。図１５（ｃ）に示すように、インク１３０２の液面が第６の電極１５６の上端よりも鉛直上方にある場合に計測された静電容量の区間をＺ区間とする。
【００７８】
Ｙ区間は、両電極で静電容量が計測され、得られる２つ計測結果がインク残量に応じて変化するため、合計値を示すグラフにおいて、他のＸ区間とＹ区間のときよりも勾配が大きい。この勾配の違いを利用して、例えば勾配が小さく、静電容量の合計値が閾値以下であるＸ区間では、制御部４によって表示パネル４３に「インク切れ」と表示させることができる。同様に、勾配が小さく、静電容量の合計値が閾値以上であるＺ区間では、表示パネル４３に「インク満タン」と表示させることができる。すなわち、片方の電極による計測結果しか得られない場合は、制御部４がインク量の推定を行うことなくユーザに報知する形態を採用することができる。
【００７９】
本実施形態で示したように、本願発明は電極を設ける位置が鉛直方向において互いに揃っている形態に限定されるものではない。電極を設ける位置が鉛直方向においてずれている形態であっても、電極を設けた位置に応じて制御部４がインク量の推定を行う構成も本願発明に含まれる。
【符号の説明】
【００８０】
１  インクタンク（インク貯留部）
３  計測手段
４  制御部（残量推定手段）
１１  第１の電極
１２  第２の電極
１４  第１の外壁（第１の外側面）
１５  第２の外壁（第２の外側面）
５１  記録ヘッド
【図１】
2018089807.tif 000003
【図２】
2018089807.tif 000004
【図３】
2018089807.tif 000005
【図４】
2018089807.tif 000006
【図５】
2018089807.tif 000007
【図６】
2018089807.tif 000008
【図７】
2018089807.tif 000009
【図８】
2018089807.tif 000010
【図９】
2018089807.tif 000011
【図１０】
2018089807.tif 000012
【図１１】
2018089807.tif 000013
【図１２】
2018089807.tif 000014
【図１３】
2018089807.tif 000015
【図１４】
2018089807.tif 000016
【図１５】
2018089807.tif 000017
【図１６】
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