(57)【要約】【課題】液体タンクを着脱する際に漏えいした液体の電気接点部への付着を防止する。【解決手段】液体吐出ヘッド１１０は、液体を保持可能な液体貯留室１３３と、液体貯留室１３３と連通し、液体タンク１６０が装着可能で、液体タンク１６０の内部と連通することにより液体を液体タンク１６０から液体貯留室１３３に供給する液体連通管１４５と、液体貯留室１３３と連通し液体を吐出する吐出口１１２と、液体貯留室１３３の外部に位置する外側端部１２２を有し液体貯留室１３３の液面を検知する電極対１２０と、電極対１２０のそれぞれの外側端部１２２に接続された電気接点部１３９と、を有している。吐出口１１２が開口する吐出口面１１３が鉛直方向下方を向いた姿勢で、電気接点部１３９は液体連通管１４５より上方に位置している。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体を保持可能な液体貯留室と、前記液体貯留室と連通し、液体タンクが装着され前記液体タンクと連通することにより前記液体を前記液体タンクから前記液体貯留室に供給する液体連通管と、前記液体貯留室と連通し前記液体を吐出する吐出口と、前記液体貯留室の外部に位置する外側端部を有し前記液体貯留室の液面を検知する電極対と、前記電極対のそれぞれの前記外側端部に接続された電気接点部と、を有し、前記吐出口が開口する吐出口面が鉛直方向下方を向いた姿勢で、前記電気接点部は前記液体連通管より上方に位置していることを特徴とする、液体吐出ヘッド。
【請求項２】
前記電極対は前記外側端部と前記液体貯留室の内部に位置する内側端部との間を前記液体貯留室の壁を貫通して延び、前記内側端部は、前記姿勢で前記液体連通管より下方に位置している、請求項１に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項３】
前記電極対の前記液体貯留室の内部にある部分は、前記姿勢で鉛直方向に延びている、請求項１または２に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項４】
圧力調整手段と接続され、前記圧力調整手段の作動によって圧力が変化する圧力調整室と、前記液体貯留室と前記圧力調整室とを密に仕切り、前記圧力調整室の前記圧力に応じて前記液体貯留室の容積を増減させるように変形可能な弾性部材と、を有する、請求項１から３のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項５】
前記電極対は複数組設けられている、請求項１から４のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項６】
前記液体タンクは前記液体連通管に着脱可能に装着される、請求項１から５のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項７】
請求項１から６のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッドと、前記液体吐出ヘッドを搭載するキャリッジと、を有することを特徴とする、液体吐出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液体吐出ヘッドとそれを用いた液体吐出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
液体吐出装置は液体吐出ヘッドによってインクなどの液体を記録媒体に付与し、記録媒体上に画像を形成する。液体は液体吐出ヘッドに対して着脱可能な液体タンクに貯蔵されている。液体は液体吐出ヘッド内のサブタンク（以下、液体貯留室という）に供給され、液体貯留室に貯蔵された液体は吐出口を備えた素子基板に供給される。液体が消費されると液体タンクが交換される。液体タンク交換時期をユーザーに知らせるために、液体タンクの液体の有無を検知する技術が提案され、かつ実用に供されている。
【０００３】
特許文献１には液体検知機構を備えた液体吐出ヘッドが開示されている。液体検知機構は液体吐出ヘッド内に設けられた電極対（流体センサ）を有している。電極対が液体と接触しているときは電極間に電流が流れる。液体貯留室内の液面が低下し電極対のいずれかが液面から離間すると電極間の電圧が増加する。流体センサはこの原理に基づき液面を検出し、液体タンクの液体が消費されたことを検知する。液体吐出ヘッドはまた、液体が吐出するためのエネルギーを発生させるエネルギー発生素子を有している。エネルギー発生素子と電極は共通の電気接点部を介して液体吐出装置の本体と電気的に接続される。液体吐出ヘッドはさらに、液体タンクの外装部を貫通し内部の液体を取出すニードル状の液体連通管を備えている。液体タンクを所定の装着位置にセットすると液体連通管が液体タンクの外装部を貫通し、液体連通管を経由して液体が液体貯留室に供給される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】国際公開第２０１２／１２１６９３号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
液体タンクを交換する際、液体タンクの液体の一部が液体タンク外に漏えいする可能性がある。具体的には使用済みの液体タンクを液体連通管から引き抜くとき、及び新品の液体タンクをセットして液体タンクの外装部を液体連通管で貫通させるときに、液体連通管の貫通部から液体が漏えいし液体連通管に付着する可能性がある。特許文献１に記載の液体吐出ヘッドでは液体連通管が電気接点部より上方に位置しており、液体連通管に付着した液体が落下して電気接点部に付着し、電気接点部にショートが発生する可能性がある。
【０００６】
本発明は、液体タンクを着脱する際に漏えいした液体が電気接点部に付着しにくい液体吐出ヘッド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】
【０００７】
本発明の液体吐出ヘッドは、液体を保持可能な液体貯留室と、液体貯留室と連通し、液体タンクが装着され液体タンクと連通することにより液体を液体タンクから液体貯留室に供給する液体連通管と、液体貯留室と連通し液体を吐出する吐出口と、液体貯留室の外部に位置する外側端部を有し液体貯留室の液面を検知する電極対と、電極対のそれぞれの外側端部に接続された電気接点部と、を有している。吐出口が開口する吐出口面が鉛直方向下方を向いた姿勢で、電気接点部は液体連通管より上方に位置している。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、液体タンクを着脱する際に漏えいした液体が電気接点部に付着しにくい液体吐出ヘッドを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】液体吐出装置の概略構成を示す模式的平面図である。
【図２】液体タンクが装着された液体吐出ヘッドの模式的断面図である。
【図３】液体吐出ヘッドの分解斜視図である。
【図４】液体吐出ヘッドの裏面側から見た斜視図である。
【図５】液体吐出ヘッドに液体タンクが装着される様子を示す斜視図である。
【図６】液体吐出ヘッドのジョイント部材の分解斜視図である。
【図７】液体タンクが空になったときの液体吐出ヘッドの模式的断面図である。
【図８】気泡がないときの液体貯留室の内部を示す模式的断面図である。
【図９】気泡が生じているときの液体貯留室の内部を示す模式的断面図である。
【図１０】液体量（液面）と電極の検知電圧との関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下に、図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。以下に示す実施形態において、液体吐出ヘッドは記録媒体に対して移動しながらインク等の液体を吐出し、画像を形成する。本実施形態では、液体タンクが液体吐出ヘッドに着脱可能に搭載され、液体タンクから液体吐出ヘッドに直接液体が供給される。液体タンクは液体吐出ヘッドとともに、往復移動（主走査）するキャリッジに搭載される。このような液体吐出ヘッドへの液体の供給方法はオンキャリッジ方式と呼ばれる。オンキャリッジ方式は、液体タンクと液体吐出ヘッドを接続するチューブ等の部品が不要なため、コンパクトで低コストの液体吐出装置を提供することができる。本発明はオンキャリッジ方式の液体吐出ヘッド及び液体吐出装置に特に好適に適用できるが、液体タンクが液体吐出ヘッドに搭載されず、液体タンクと液体吐出ヘッドがチューブで接続される液体吐出ヘッド及び液体吐出装置にも適用することができる。他の実施形態では、固定された液体吐出ヘッドが移動する記録媒体に液体を吐出し、画像を形成することもできる。
【００１１】
まず、本発明の液体吐出装置について説明する。図１は液体吐出装置の概略構成を示す平面図である。本実施形態の液体吐出装置１０は、イエロー、ブラック、シアン及びマゼンタの各色のインクを記録媒体に吐出して記録媒体に画像を形成するインクジェット方式の画像記録装置である。液体吐出装置１０は液体吐出ヘッド１１０と、液体吐出ヘッド１１０を搭載するキャリッジ１８０と、を有している。液体タンク１６０は液体吐出ヘッド１１０に装着され、液体吐出ヘッド１１０とともにキャリッジ１８０に搭載され、記録媒体の搬送方向Ｐと直交する主走査方向Ｈに移動することができる。キャリッジ１８０が主走査方向Ｈに移動しながら、キャリッジ１８０に搭載された液体吐出ヘッド１１０が記録媒体に向けて液体を吐出し、記録媒体に画像を記録する。
【００１２】
図２は、本実施形態に係る液体吐出ヘッドの模式的断面図である。同図では、液体タンクが液体吐出ヘッドに装着され、液体吐出ヘッドに液体が供給されている。図３は、図２に示す液体吐出ヘッドの分解斜視図である。図４は、図２に示す液体吐出ヘッドの裏面側から見た斜視図である。以下の説明では、液体吐出ヘッドは、吐出口が形成された吐出口面が概ね鉛直方向下方を向いた姿勢にあるものとする。この姿勢は、液体吐出装置１０の設置状態における液体吐出ヘッドの姿勢と一致する。また、本明細書において、「上方」は斜め上方と直上の両者を含み、「下方」は斜め下方と直下の両者を含む。
【００１３】
液体吐出ヘッド１１０は、ジョイント部材１３０と、液体流路部材１５１と、シール部材１４０と、ジョイント部材１３０に設けられた液体連通管１４５と、液体流路部材１５１に支持された素子基板１１１と、を有している。シール部材１４０はジョイント部材１３０と液体流路部材１５１との間に挟まれている。ジョイント部材１３０は液体流路部材１５１及びシール部材１４０とともに、液体タンク１６０から供給される液体を保持可能な液体貯留室１３３を構成している。本実施形態では、液体吐出ヘッド１１０は４色の液体にそれぞれ対応した４つの素子基板１１１と、４つの液体貯留室１３３と、を有している。ジョイント部材１３０は２色毎に一体に構成され（ジョイント部材１３０ａ，１３０ｂ）、液体流路部材１５１は４色分が一体に構成されている。シール部材１４０は各ジョイント部材１３０に対応して設けられている（図３のシール部材１４０ａ，１４０ｂ，１４０ｃ，１４０ｄ参照）。シール部材１４０はゴム等の柔軟性のある材料からなり、液体貯留室１３３の密閉性を高めている。
【００１４】
図５は、液体吐出ヘッド１１０に液体タンク１６０が装着される様子を示す斜視図である。図２，３，５（ａ）に示すように、ジョイント部材１３０の側面には液体連通管１４５が設けられている。液体連通管１４５はニードル状の形状を有し、内部に液体が流通可能な流路１４６を備えている。液体連通管１４５はジョイント部材１３０からほぼ水平に延びている。液体連通管１４５はジョイント部材１３０と一体化されているが、溶着などによってジョイント部材１３０に固定されてもよい。液体タンク１６０を図５（ａ）の矢印の方向に沿って液体連通管１４５に装着すると、液体連通管１４５の鋭利な先端１５０が液体タンク１６０の外装部１６１を貫通する。図５（ｂ）は液体タンク１６０が液体吐出ヘッド１１０に装着された状態を示している。液体タンク１６０は、液体吐出ヘッド１１０に設けられたコイルばねと解除レバー（図示せず）によって液体タンク１６０に固定される。これによって液体タンク１６０内に保持されている液体を液体吐出ヘッド１１０に供給することが可能となる。液体タンク１６０の液体は液体連通管１４５の内部の流路１４６を通り、ジョイント部材１３０と液体連通管１４５との接続部である導入口１４７から液体貯留室１３３に供給される。
【００１５】
液体流路部材１５１はフィルタ１５３と、フィルタ１５３と素子基板１１１とを接続する液体供給流路１５４と、を有しており、液体貯留室１３３の液体はフィルタ１５３と液体供給流路１５４を通って素子基板１１１に供給される。素子基板１１１は、液体貯留室１３３と連通し液体が吐出する多数の吐出口１１２と、吐出口１１２から液体が吐出するためのエネルギーを発生させるエネルギー発生素子（図示せず）と、を有している。吐出口１１２は記録媒体と対向する吐出口面１１３に開口している。液体吐出装置１０が設置された状態で、吐出口面１１３はほぼ水平に広がっている。液体がエネルギー発生素子によって加熱され、吐出口１１２から記録媒体に向けて吐出し、記録媒体に画像が記録される。
【００１６】
液体流路部材１５１は、ジョイント部材１３０を挟んで液体タンク１６０の反対側をほぼ鉛直方向に延びる側壁１５２を有している。側壁１５２の液体タンク１６０から見た裏面の上部には第１の電気接点部１３９が設けられている。第１の電気接点部１３９は液体貯留室１３３（ジョイント部材１３０）の外部に位置している。ジョイント部材１３０の上方にはコネクタ部材１３８が設けられている。コネクタ部材１３８は各液体タンク１６０に対応して設けられている（図３のコネクタ部材１３８ａ，１３８ｂ，１３８ｃ，１３８ｄ参照）。コネクタ部材１３８は液体タンク１６０に設けられた電気基板１６２と第１の電気接点部１３９とを電気的に接続しており、第１の電気接点部１３９を介して液体タンク１６０の液体残量情報などを液体吐出装置１０の本体に送信する。
【００１７】
液体貯留室１３３を構成する壁を貫通して、液体貯留室１３３の液面を検知する電極対１２０が設けられている。電極対１２０のそれぞれはピンの形状を有し、液体貯留室１３３の外部に位置する外側端部１２２と液体貯留室１３３の内部に位置する内側端部１２１との間を液体貯留室１３３（ジョイント部材１３０）の頂部壁１３４を貫通して延びている。電極対１２０の内側端部１２１は液体連通管１４５、好ましくは液体連通管１４５の全体より下方に位置している。図６は、ジョイント部材１３０の分解斜視図である。図６に示すように、電極対１２０は２組（電極１２０ａ，１２０ｂの組、及び電極１２０ｃ，１２０ｄの組）設けられているが、その数は限定されず、電極対１２０は、一組設けられてもよいし、複数組設けられてもよい。ただし、以下の説明では電極対１２０のそれぞれの電極を電極１２０ａ，１２０ｂで代表する。電極対１２０の少なくとも液体貯留室１３３内の部分は鉛直方向に延びている。本実施形態では電極対１２０は全長に渡って鉛直方向に延びているが、液体貯留室１３３の外部で湾曲または屈曲していてもよい。電極対１２０は液体貯留室１３３の密閉性を確保するために、インサート成形や接着等によりジョイント部材１３０の頂部壁１３４に固定されている。
【００１８】
電極対１２０の電極１２０ａ，１２０ｂのそれぞれの外側端部１２２は電気接続部材１３２を介して第１の電気接点部１３９に接続されている。電気接続部材１３２は導電性材料で形成され、一端がジョイント部材１３０に加締めにより固定されている。電気接続部材１３２は複数の屈曲部を有し、第１の電気接点部１３９とジョイント部材１３０との間で圧縮されている。圧縮により生じる弾性復元力によって、電気接続部材１３２の他端は第１の電気接点部１３９のパッド（図示せず）に安定して接触する。第１の電気接点部１３９は液体連通管１４５、好ましくは液体連通管１４５の全体より上方に位置している。
【００１９】
液体吐出ヘッド１１０は素子基板１１１のエネルギー発生素子に接続された第２の電気接点部１３７を有している。第２の電気接点部１３７はエネルギー発生素子との接続を容易にするため、液体吐出ヘッド１１０の液体タンク１６０から見た裏面、具体的には液体流路部材１５１の側壁１５２の下部に設けられている。第１の電気接点部１３９は第２の電気接点部１３７より上方に位置している。
【００２０】
電極対１２０の電極１２０ａ，１２０ｂの内側端部１２１は液体貯留室１３３の液面を検知する。図２に示すように液体貯留室１３３が液体で満たされている場合、または、液体貯留室１３３の液面が内側端部１２１と同じかそれより上にある場合、電極間に存在する液体の導電性によって、電極間に生じる検知電圧は低いままである。すなわち内側端部１２１が液体と接している場合、電極間に生じる検知電圧は低いままである。図７に示すように、液体タンク１６０の液体がすべて消費され、液体貯留室１３３の液面が内側端部１２１より下方まで低下すると電極間に生じる検知電圧が増大する。図２と図７における検知電圧の差により液面の検知が可能となる。液体吐出装置１０は電極間に生じる検知電圧を第１の電気接点部１３９を介して読取り、液体タンク１６０が空になったこと、及び液体タンク１６０の交換が必要なことをユーザーに報知する。ユーザーによって使用済みの液体タンク１６０が液体吐出ヘッド１１０から引き抜かれ、新品の液体タンク１６０が液体吐出ヘッド１１０に装着される。
【００２１】
液体貯留室１３３には気泡が発生することがある。液体タンク１６０が空になり、液体貯留室１３３の液体が部分的に消費されているときは、空気と液体が液体貯留室１３３中でそれぞれある程度の体積を占める。このような状況では、空気と液体の界面付近に細かく微小な気泡が堆積しやすい。特に、本実施形態では液体吐出ヘッド１１０がキャリッジ１８０上に積載され往復運動を行うため、液面の揺動により空気が分断されて気泡が発生しやすい。液体タンク１６０が大気連通口を備えている場合は、液体タンク１６０の液体残量が少なくなると、液体とともに空気も液体貯留室１３３に導入される。電極対１２０が液面を検知するときは空気と液体が液体貯留室１３３中でそれぞれある程度の体積を占めているため、気泡が発生しやすくなっており、かつ発生した気泡が液体貯留室１３３に長時間滞留しやすい。液体貯留室１３３に気泡が存在していると、液体貯留室１３３の液面を正確に検知することができない。
【００２２】
そのため、液体吐出ヘッド１１０は、圧力調整手段１７１と接続され圧力調整手段１７１の作動によって圧力が変化する圧力調整室１４１と、液体貯留室１３３と圧力調整室１４１とを密に仕切る弾性部材１４３と、を有している。圧力調整手段１７１は減圧ポンプ１７２と、大気開放管１７３と、減圧ポンプ１７２と大気開放管１７３とを切り替えるバルブ１７４と、を有している。弾性部材１４３は、圧力調整室１４１の圧力に応じて液体貯留室１３３の容積を増減させるように変形可能である。より具体的には、図２において、シール部材１４０は薄膜で構成された弾性部材１４３を有している。弾性部材１４３は弾性部材収容室１４４に収容されており、弾性部材収容室１４４は弾性部材１４３により、液体貯留室１３３と圧力調整室１４１とに仕切られている。弾性部材１４３はシール部材１４０の一部であり、面外方向に変形できるようにゴム等の柔軟性のある材料から形成されている。圧力調整室１４１には減圧流路１４９の一端が開口しており、減圧流路１４９の他端はキャリッジ１８０が所定の位置に達すると流路１７５に接続される。この結果、圧力調整室１４１はバルブ１７４を介して、液体吐出装置１０に配置された減圧ポンプ１７２に接続される。
【００２３】
減圧ポンプ１７２を駆動することで圧力調整室１４１が減圧される。弾性部材１４３は圧力調整室１４１側に変形し、液体貯留室１３３の容積が増大する。液体タンク１６０に液体があるときは、液体が液体貯留室１３３に流入する。その後バルブ１７４を切り替え、圧力調整室１４１を大気開放管１７３と連通させて、圧力調整室１４１を大気解放する。弾性部材１４３は元の状態に復元し、液体貯留室１３３の容積は減少する。これらの動作を繰り返すことで弾性部材１４３がポンプのように作用し、液体貯留室１３３内の上部に滞留している気泡が、液体連通管１４５を介して液体タンク１６０に排出される。これにより、液体貯留室１３３内の気泡の量を減少させ、電極対１２０によって液体貯留室１３３の液面をより正確に検知することができる。
【００２４】
上述の通り、電極対１２０の内側端部１２１は液体連通管１４５より下方に位置している。その理由は以下の通りである。第一に、電極対１２０の目的は液体タンク１６０が空になったかどうかを検知することである。そのためには、液体タンク１６０が空になった後に、液体貯留室１３３の液面が電極対１２０の内側端部１２１まで下がる必要がある。換言すれば、電極対１２０の内側端部１２１が液体連通管１４５より上方に位置していると、液体タンク１６０が空になる前に電極対１２０の内側端部１２１が液体貯留室１３３の液面を検知し、上記目的を達成することができない。第二の理由は、電極対１２０の内側端部１２１の付近にある気泡を、液体連通管１４５を通して液体タンク１６０に移動させるためである。電極対１２０の内側端部１２１が液体連通管１４５より下方にあるため、弾性部材１４３の作動によって上昇する気泡を効率的に液体連通管１４５に導くことができる。これによって、液体貯留室１３３の気泡を効率的に除去し、液体貯留室１３３の液面をより正確に検知することができる。
【００２５】
また、上述の通り、第１の電気接点部１３９は液体連通管１４５より上方に位置している。その理由は以下の通りである。液体連通管１４５は液体タンク１６０内に挿入されるため、液体タンク１６０の交換時に微量の液体が液体連通管１４５に付着する。液体吐出ヘッド１１０はキャリッジ１８０に搭載されて往復運動を行うため、液体連通管１４５に付着した液体はキャリッジ１８０の加減速により飛散し、移動しやすい。しかし、第１の電気接点部１３９が液体連通管１４５より上方にあるため、液体連通管１４５に付着した液体が液体吐出ヘッド１１０の内部を回り込んで第１の電気接点部１３９に付着する可能性が低下する。また、液体が第１の電気接点部１３９に付着した場合も、第１の電気接点部１３９に付着する液体の量を低減することができる。これにより、第１の電気接点部１３９におけるショートの可能性を低減し、電気接続の信頼性を確保することができる。
【００２６】
オンキャリッジ供給方式では液体吐出ヘッド１１０が液体タンク１６０に近接しているため、液体連通管１４５の液体が付着しやすい部位が液体貯留室１３３に近接する。従って、当該液体が付着しやすい部位が、液体貯留室１３３に近接配置される電極対１２０の外側端部１２２に近接しやすく、その結果、電極対１２０の外側端部１２２と接続される第１の電気接点部１３９も当該液体が付着しやすい部位に近接しやすい。本実施形態では、第１の電気接点部１３９が電気接続部材１３２を介して電極対１２０の外側端部１２２と接続されているため、第１の電気接点部１３９を上方に配置することが容易である。さらに、本実施形態では、エネルギー発生素子との電気的接続を容易にするために液体吐出ヘッド１１０の下部に設置される第２の電気接点部１３７を第１の電気接点部１３９とは別に設けている。このため、第１の電気接点部１３９を一層上方に設置しやすくなっている。
【００２７】
次に、電極対１２０の構成についてさらに詳細に説明する。図８は気泡がないときの液体貯留室１３３の内部を示す模式的断面図である。図８，９では便宜上電極対の２つの電極を表示している。図８（ａ）は鉛直方向に延びている電極対１２０（電極１２０ａ，１２０ｂ）を、図８（ｂ）は互いに異なる高さを水平方向に延びている電極対１２０（電極１２０ｅ，１２０ｆ）を示している。図８（ａ）では両方の電極１２０ａ，１２０ｂの内側端部１２１ａ，１２１ｂは同じ高さにあり、ともに液面Ｓに接している。図８（ｂ）では下側の電極１２０ｆの全体が液面Ｓより下方にあり、上側の電極１２０ｅはその下面が液面Ｓに接している。各電極１２０ａ，１２０ｂ，１２０ｅ，１２０ｆの液体貯留室１３３の内部における表面積、すなわち各電極の液面検知面積は等しい。液体貯留室１３３の液面が図８に示す液面Ｓより低下すると検知電圧が急激に上昇して液面が検知される。液体の導電性は高いため、電極と液体の接触面積と検知電圧との間に相関はない。電極の一部分が液体に接触していれば検知電圧は低いままであり、電極が液体に全く接触しなければ検知電圧は大きく増加する。この点で鉛直方向に延びている電極対（図８（ａ））と水平方向に延びている電極対（図８（ｂ））との間に大きな差はない。
【００２８】
しかし、上述の通り、液体貯留室１３３の液面付近には気泡が存在している可能性がある。図９は、気泡が生じているときの液体貯留室１３３の内部を示す模式的断面図であり、同図（ａ），（ｂ）は図８（ａ），（ｂ）に対応している。図７と異なり、空気と液体の界面付近には気泡Ｂが存在している。図９（ａ）では両方の電極１２０ａ，１２０ｂの内側端部１２１ａ，１２１ｂは同じ高さにあり、ともに気泡Ｂ中にある。図９（ｂ）では下側の電極１２０ｆの全体が液面Ｓより下方にあり、上側の電極１２０ｅは気泡Ｂ中にある。いずれの場合も少なくとも一方の電極は液面Ｓより上方にあるが、気泡Ｂによって導通性が発生する。この結果、図９では、両方の電極が液体に接触している場合の検知電圧と、両方の電極が空気のみに接触している場合の検知電圧の中間の電圧が検出される。さらに電極が液体と接している場合と異なり、電極が気泡と接しているときの電気抵抗は、電極が気泡と接触する面積に影響される。図９（ａ）においては、両方の電極１２０ａ，１２０ｂが気泡Ｂに接触しているのに対し、図９（ｂ）においては、上側の電極１２０ｅは気泡Ｂに接触しているが、下側の電極１２０ｆは液中にあるため、電気抵抗値に差異が発生する。このため、図９（ａ）における検知電圧が図９（ｂ）における検知電圧よりも大きくなる。
【００２９】
図１０は、液体量（液面の位置）と電極の検知電圧の関係を示すグラフである。横軸は液体貯留室の液体量（液面の位置）、縦軸は電極間の検知電圧を示す。実線は、図８に示す気泡がない状態を示しており、鉛直方向に延びている電極対１２０（図８（ａ））と水平方向に延びている電極対１２０（図８（ｂ））との間に差異はない。検知電圧は、液体貯留室１３３内の液体量が減少し液面が電極の内側端部１２１から離間するポイントＡで急激に上昇し、ポイントＢで液体の有無を判断する閾値を超え、液体タンク１６０が空であることが検知される。その後、液体貯留室１３３の液体量はさらに減少するが、電圧は高いままである。
【００３０】
破線は、電極対１２０が鉛直方向に延びており気泡が存在する場合（図９（ａ））の検知電圧を示している。ポイントＡで電極対１２０の内側端部１２１は液体から離間するが、気泡Ｂが電極間に存在しているため検知電圧は急激に上昇せず、電極１２０ａ，１２０ｂと気泡Ｂの接触面積に応じて徐々に上昇していく。検知電圧はポイントＣで液体の有無を判断する閾値を超え、液体タンク１６０が空であることが検知される。その後、電極１２０ａ，１２０ｂと気泡Ｂの接触面積が徐々に減少し、それに伴い検知電圧が徐々に上昇し、気泡Ｂが電極１２０ａ，１２０ｂから離間すると、検知電圧が一定になる。
【００３１】
一点破線は、電極対１２０が水平方向に延びており気泡が存在する場合（図９（ｂ））の検知電圧を示している。ポイントＡで上側電極１２０ｅの下面が液体から離間するが、上側電極１２０ｅは気泡Ｂで覆われているため、検知電圧は若干上昇する。その後液体量が低下するが、上側電極１２０ｅと気泡の接触面積が変化しないため、検知電圧はほぼ一定の状態を保つ。さらに液体量が低下すると、ポイントＤで気泡Ｂの頂部が上側電極１２０ｅの上面に達する。上側電極１２０ｅと気泡Ｂの接触面積が徐々に減少し、検知電圧が徐々に上昇し、ポイントＥで液体の有無を判断する閾値を超え、液体タンク１６０が空であることが検知される。
【００３２】
このように、気泡が電極間に存在すると、液面が電極より低下しても電極間抵抗が急激に増大せず、液面の検知誤差が生じる。電極対１２０が鉛直配置の場合、液体タンク１６０が空であることが検知されるときの液体量が、気泡の有無によりポイントＢからポイントＣの範囲でばらつく。これに対し、電極対１２０が水平配置の場合、液体タンク１６０が空であることが検知されるときの液体量が、気泡の有無によりポイントＢからポイントＥの範囲でばらつく。つまり、水平に延びる電極対１２０では、液面の検知誤差が非常に大きくなり、この誤差を収容するために全高の高い液体貯留室１３３を必要とする。換言すれば、鉛直に延びる電極対１２０では、水平に延びる電極対１２０と比べて容積の小さな液体貯留室１３３を用いることができ、液体吐出ヘッド１１０をコンパクト化することができる。
【符号の説明】
【００３３】
１１０  液体吐出ヘッド
１１２  吐出口
１２０  電極対
１３３  液体貯留室
１３９  第１の電気接点部
１４５  液体連通管
１６０  液体タンク
【図１】
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【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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【図９】
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【図１０】
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