(57)【要約】【課題】  インクタンク内のインク残量をきわめて簡易な構成によって精度よく検出することができ、しかも磁性インク以外の種々のインクの残量も検知することができるインクタンクおよび記録装置を提供すること。【解決手段】  インクタンク２０内にコイル１８を備え、このコイル１８は、インクタンク２０内のインク残量に応じてインダクタンスが変化するようにインクタンク２０内のインクと接する。このコイル１８は、電気接点１６，２１を介して記録装置に接続される。【選択図】  図１
2005103857.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
記録装置に用いられる記録ヘッドに、インクを供給するためのインクタンクにおいて、
外部が絶縁体によって被覆された導電体によってコイル状に形成され、前記インクタンク内のインク残量に応じてインダクタンスが変化するように前記インクタンク内のインクと接するコイルと、
前記記録装置に対して前記コイルを直接または間接的に接続するための接続手段と、
を備えたことを特徴とするインクタンク。
【請求項２】
前記記録ヘッドにインクを供給するための供給口と、
前記供給口を密閉するための密閉部材と、
前記密閉部材を前記供給口の密閉方向に付勢するばねと、
を備え、
前記コイルは前記ばねとしての機能を兼有する
ことを特徴とする請求項１に記載のインクタンク。
【請求項３】
前記接続手段は、前記密閉部材を介して前記コイルを前記記録装置に接続することを特徴とする請求項２に記載のインクタンク。
【請求項４】
前記接続手段は、前記密閉部材と前記記録ヘッドを介して前記コイルを前記記録装置に接続することを特徴とする請求項１または２に記載のインクタンク。
【請求項５】
前記密閉部材は、前記コイルの内部に位置するコアを有することを特徴とする請求項２から４のいずれかに記載のインクタンク。
【請求項６】
前記コイルは巻き径が変化することを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載のインクタンク。
【請求項７】
前記コイルは、前記インクタンクが使用される姿勢において、その長手方向が略鉛直方向に沿うことを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載のインクタンク。
【請求項８】
請求項１から７のいずれかに記載のインクタンクからインクが供給される記録ヘッドを用いて、記録をする記録装置において、
前記インクタンクの接続手段と電気的に接続される接続部と、
前記接続部と前記インクタンクの接続手段を介して接続される前記コイルのインダクタンスに基づいて、前記インクタンク内のインク残量を検知する検知手段と、
を備えたことを特徴とする記録装置。
【請求項９】
前記検知手段は、前記コイルのインダクタンスに応じて発振周波数が変化する発振制御回路を含むことを特徴とする請求項８に記載の記録装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インク残量の検知が可能なインクタンクおよび記録装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
液体使用装置として、例えば、液体のインクを用いて画像を記録する記録装置がある。この種の記録装置としては、液体のインクを吐出可能なインクジェット記録ヘッドを用いて、記録媒体にインクを付与することにより記録媒体上に画像を記録するインクジェット記録装置がある。このインクジェット記録装置は、記録時の騒音が比較的小さく、しかも小さなドットを高い密度で形成できるため、昨今においてはカラー記録を含めた多くの記録に利用されている。このようなインクジェット記録装置の一形態としては、インクタンクが一体不可分にまたは分離可能に取り付けられたインクジェット記録ヘッドを用いた方式のものがある。かかる記録装置は、その記録ヘッドを搭載して記録媒体に対し記録ヘッドを所定方向に相対的に走査させるキャリッジと、記録媒体を記録ヘッドに対して上記所定方向と直交する方向に相対的に搬送（副走査）させる搬送手段と、を具え、記録ヘッドの主走査の過程において、その記録ヘッドからインクを吐出することによって記録を行う。さらに、キャリッジ上に、ブラックインクおよびカラーインク（イエロー、シアン、マゼンタ等）の吐出が可能な記録ヘッドを搭載し、ブラックインクによるテキスト画像のモノクローム記録のみではなく、各インクの吐出割合を変えることによりフルカラー記録を可能としたものもある。
【０００３】
このようなインクジェット記録装置においては、インクタンク内のインク残量を把握して対処することが必要となる。  
インクジェット記録装置におけるインク残量を検知することにより、インクが無い状態で記録を行った場合に発生する記録不良、それに伴う記録媒体の浪費を防止することができる。また、インクの吐出手段として電気熱変換素子等の熱エネルギーの発生手段を備えた記録ヘッドを用いる場合には、その熱エネルギーが与えられたインクの状態変化により発生する圧力を利用して、インクが吐出されることになる。このようないわゆるバブルジェット（登録商標）方式のインクジェット記録装置においては、インク残量を検知することにより、インクがない状態で熱エネルギーの発生手段を駆動したときに、記録ヘッドの温度上昇により記録ヘッド自体が破損することを防止すべく、ユーザーにインクタンクの交換等を促すことができる。例えば、インクタンク内のインク量を検知して、そのインク残量を表示したり、あるいはインク残量が少なくなった場合に警告を発したり、または、これらの報知と共に記録動作を停止させることも行われる。
【０００４】
従来、インクタンク内のインクがなくなったこと（インク終了）を検知するための構成としては、光学素子を用いて、インク残量に応じて変化するインクタンクの透光状態を検出する構成、およびタンク内部に配置された複数の電極部材を用いて、インクの液面レベルに応じて変化する電気的な導通状態を検知する構成（以下、これらを「センサー方式」という）がある。また、別の方式としては、記録ヘッドからインクを吐出するための吐出パルス数をカウントして使用したインク量を求め、そのインク量に基づいてインク残量を推測する構成（以下、「ドットカウント方式」という）等が知られている。
【０００５】
別な方法としては、特許文献１に開示されているインク容量検知方式がある。かかる検知方法においては、インクタンクのインクを記録ヘッドに供給するインク流路に、インク残量によって変移するダイヤフラムとコアを備えたインク液室を設け、流路外部のコイルの中でコアの位置が変化することでインク残量を検知する。
【０００６】
また、特許文献２に開示されているインク容量検知装置は、インクタンクから記録ヘッドにインクを供給するインク供給路の外側や、インクタンクの少なくとも一部の周囲にコイルを巻き付け、そのコイルの内部のインク量によって変化するコイルのインダクタンスから、インク残量を検知する。
【０００７】
【特許文献１】特開平７−１２５２５１号公報
【特許文献２】特開平１０−２１７５０８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
光学素子や電極部材などを用いたセンサー方式においては、インク残量を段階的に検出するためには部品点数を追加する必要があり、製造コストの上昇を招く問題がある。また、光学素子等の構成物を配置するためのスペースを確保しなければならないため、インク残量を多段階的に検出することが難しく、一般には、インク終了時点におけるインクの液面レベルのみを検出をしている。
【０００９】
また、インクの吐出パルス数をカウントするドットカウント方式においては、記録ヘッドがドットを形成するために使用するインク量のバラツキを含めて、インク残量を推測するため、インクがインクタンク内に満杯の状態から、そのインクが使い切られるまでの全てにおいてインク残量を検知した場合には、どうしてもインク残量の誤差が生じてしまい、正確なインク終了時点の検知が難しいといった問題がある。
【００１０】
また、特許文献１の方式の場合には、インク液室が大型化するため、小型のインクタンクを着脱自在に装着するように構成されたキャリッジに対して、インク液室を一体的に設けることができないという問題がある。特にカラー記録をするために複数のインクタンクを設ける場合には、各インクタンクに対応させてインク液室をそれぞれ設けることとなり、インクジェット記録装置が大型化かつコスト高になるという問題がある。
【００１１】
特許文献２の検知方式の内、インク供給路にコイルを巻き付ける方式については、インク残量を段階的に検出できないため、インク終了時点におけるインクの液面レベルのみを検出をしている。また、インクタンクの周囲にコイルを巻き付ける方式では、インク残量をある程度リニアに検出することは可能である。しかし、コイルの内側にのみインクが配置されることとなり、開示されている磁性インク以外の種類のインクでは、コイル近傍の磁束が大きく減少し、インダクタンスの変化が小さくなって検出精度が悪化するといった問題がある。
【００１２】
このように、センサー方式では、インク残量を段階的に検知するためには部品点数の増加やスペースの問題がある。また、ドットカウント方式では、インク残量に誤差が生じてしまう問題がある。また、特許文献２のようにインクタンクの周囲にコイルを巻き付ける方式では、インクが磁性インク以外の場合に、インクタンクの内部のインク容量によって変化するコイルのインダクタンスの変化が小さくなるといった問題がある。
【００１３】
本発明の目的は、インクタンク内のインク残量をきわめて簡易な構成によって精度よく検出することができ、しかも磁性インク以外の種々のインクの残量も検知することができるインクタンクおよび記録装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明のインクタンクは、記録装置に用いられる記録ヘッドに、インクを供給するためのインクタンクにおいて、外部が絶縁体によって被覆された導電体によってコイル状に形成され、前記インクタンク内のインク残量に応じてインダクタンスが変化するように前記インクタンク内のインクと接するコイルと、前記記録装置に対して前記コイルを直接または間接的に接続するための接続手段と、を備えたことを特徴とする。
【００１５】
本発明の記録装置は、上記のインクタンクからインクが供給される記録ヘッドを用いて、記録をする記録装置において、前記インクタンクの接続手段と電気的に接続される接続部と、前記接続部と前記インクタンクの接続手段を介して接続される前記コイルのインダクタンスに基づいて、前記インクタンク内のインク残量を検知する検知手段と、を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、インクタンク内のインク残量に応じてインダクタンスが変化するようにインクタンク内のインクと接するコイルを用いることにより、インクタンク内のインク残量をきわめて簡易な構成によって精度よく検出することができる。また、磁性インク以外の種々のインクの残量も検知することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下に、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。  
（第１の実施形態）
図６は、本発明を適用可能なインクジェット記録装置の構成例を説明するための図である。本例の記録装置１５０はシリアルスキャン方式のインクジェット記録装置であり、ガイド軸１５１，１５２によって、キャリッジ１５３が矢印Ａの主走査方向に移動自在にガイドされている。キャリッジ１５３は、キャリッジモータおよびその駆動力を伝達するベルト等の駆動力伝達機構により、主走査方向に往復動される。キャリッジ１５３には、記録ヘッドないし供給部と、これに装着されてインクを供給するインクタンクと、からなる液体供給システム１５４が搭載される。記録媒体としての用紙Ｐは、装置の前端部に設けられた挿入口１５５から挿入された後、その搬送方向が反転されてから、送りローラ１５６によって矢印Ｂの副走査方向に搬送される。記録装置１５０は、記録ヘッドを主走査方向に移動させつつ、プラテン１５７上の用紙Ｐの記録領域に向かってインクを吐出させる記録動作と、その記録幅に対応する距離だけ用紙Ｐを副走査方向に搬送する搬送動作と、を繰り返すことによって、用紙Ｐ上に順次画像を記録する。
【００１８】
なお、記録ヘッドは、インクを吐出するためのエネルギーとして、電気熱変換体から発生する熱エネルギーを利用するものであってもよい。その場合には、電気熱変換体の発熱によってインクに膜沸騰を生じさせ、そのときの発泡エネルギーによって、インク吐出口からインクを吐出することができる。また、記録ヘッドにおけるインクの吐出方式は、このような電気熱変換体を用いた方式のみに限定されず、例えば、圧電素子を用いてインクを吐出する方式等であってもよい。
【００１９】
キャリッジ１５３の移動領域における図６中の左端には、キャリッジ１５３に搭載された記録ヘッドのインク吐出口の形成面と対向する回復系ユニット（回復処理手段）１５８が設けられている。回復系ユニット１５８には、記録ヘッドのインク吐出口のキャッピングが可能なキャップと、そのキャップ内に負圧を導入可能な吸引ポンプなどが備えられており、インク吐出口を覆ったキャップ内に負圧を導入することにより、インク吐出口からインクを吸引排出させて、記録ヘッドの良好なインク吐出状態を維持するための回復処理を行うことができる。また、画像形成とは別に、キャップ内に向かってインク吐出口からインクを吐出させることによって記録ヘッドの良好なインク吐出状態を維持する回復処理（予備吐出処理」ともいう）を行うこともできる。
【００２０】
かかるインクジェット記録装置においては、インクタンクの内部のインク残量を把握し、インクタンクの交換を適切タイミングで行うことが必要である。
【００２１】
図１は、液体供給システム１５４の概略構成を説明するための断面図であり、概して、インクタンク１０と、インクジェット記録ヘッド（以下、単に「記録ヘッド」と称する）２０と、それらの間を連絡するインク供給路を形成する供給部５０とから構成されている。インクタンク１０は、図では記録ヘッド２０や供給部５０と分離可能な構成となっている。しかし、インクタンク１０は、記録ヘッド２０や供給部５０と分離不能に一体化されたものでもよい。また、供給部５０は、記録ヘッド２０と分離可能または分離不能に一体化されたものでもよく、さらには、記録ヘッド２０を搭載するキャリッジ１５３に設けられて、その上部からインクタンク１０が装着されたときに、インクタンク１０から記録ヘッド２０に至るインク供給経路を形成するものであってもよい。２３はフィルターである。
【００２２】
インクタンク１０は、概して、インク収納空間が画成されるインク収納室１２およびバルブ室３０との２室からなり、それらの両室の内部は連通路１３を介して互いに連通されている。そして、インク収納室１２内には記録ヘッド２０から吐出させるためのインクが収納され、インクの吐出動作に伴って記録ヘッド２０にインクが供給される。
【００２３】
インク収納室１２の一部には変形可能な可撓性膜（シート部材）１１が配設されており、このシート部材１１の部分と不撓性の外装１５との間でインクを収納する空間を画成している。このシート部材１１から見たインク収納空間に対する外側空間、すなわち図１におけるシート部材１１の上側空間は、大気に開放され大気圧と等しくされている。さらに、このインク収納空間内は、下方に設けられている供給部５０への接続部およびバルブ室３０への連通路１３を除いて、実質的に密閉空間を形成している。
【００２４】
本例のシート部材１１の中央部分は、平板状の支持部材である圧力板１４によって形状が規制されており、その周縁部分が変形可能となっている。そして、このシート部材１１は、予めその中央部分が凸状に形成されていて、側面形状がほぼ台形となっている。このシート部材１１は、後述するように、インク収納空間内におけるインク量の変化や圧力変動に応じて変形する。その際に、シート部材１１の周辺部分がバランスよく伸縮変形し、そのシート部材１１の中央部分がほぼ水平姿勢を保ったまま、図の上下方向に平行移動する。このようにシート部材１１がスムーズに変形（移動）するため、その変形に伴う衝撃の発生がなく、衝撃に起因するインク収納空間内に異常な圧力変動が生じることもない。
【００２５】
またインク収納空間内には、圧力板１４を介してシート部材１１を図中の上方に付勢する圧縮ばね形態のばね部材４０が設けられている。このばね部材４０の作用により、記録ヘッド２０のインク吐出部に形成されるインクのメニスカスの保持力と平衡して、記録ヘッドのインク吐出動作を可能とする範囲の負圧が発生する。図１の状態は、インク収納空間内にほぼ完全にインクが充填された状態を示しており、この状態でもばね部材４０は圧縮された状態にあり、インク収納空間内には適切な負圧が生じている。
【００２６】
バルブ室３０には、インクタンク１０内の負圧が所定値以上に高まったときに外部から気体（空気）を導入すると共に、インクタンク１０からのインク漏出を阻止するための一方向弁が構成される。この一方向弁は、連通口３６を有して弁閉鎖部材となる圧力板３４と、連通口３６との対向するようにバルブ室３０の筐体内壁に固定されて連通口３６を密閉可能なシール部材３７と、圧力板３４と接合されると共に連通口３６が貫通するシート部材３１と、を有する。バルブ室３０内は、インクタンク１０への連通口１３および連通口３６を除いて、実質的に密閉空間を維持している。シート部材３１よりも図１中右側に位置するバルブ室３０の筐体内空間は、大気連通口３２によって大気に開放され、大気圧と等しくされている。
【００２７】
シート部材３１において、圧力板３４と接合されている中央部分以外の周縁部分は変形可能となっており、その中央部分が凸状とされていて、側面形状がほぼ台形となっている。このような構成をとることによって、弁閉鎖部材である圧力板３４の図１中の左右方向への移動が円滑に行われる。
【００２８】
バルブ室３０の内部には、一方向弁の開放動作を規制するための弁規制部材として、ばね部材３５が設けられている。ばね部材３５はやや圧縮された状態とされており、その圧縮の反力によって圧力板３４が図１中の右方に押される。このばね部材３５の伸縮を伴って、連通口３６に対するシール部材３７の密着／離間を行うことにより弁として機能する。さらに、大気連通口３２から連通口３６を介してバルブ室３０内部への気体の導入のみを許可する一方向弁として機能する。
【００２９】
ここでシール部材３７は、連通口３６を確実に密閉できるものであればよい。すなわち、シール部材３７は、少なくとも連通口３６と接触する部位が連通口３６の開口面に対して平坦性を保つ形状を有するもの、あるいは連通口３６の周囲に密着可能なリブを有したもの、さらには連通口３６内に突入する先端を有して連通口３６を閉塞可能な形状のものなど、密着状態が確保できるものであればよく、またその材質も特に限定されない。しかし、このような密着は、ばね部材３５の伸長力で達成されるものであるため、その伸長力の作用によって動くシート部材３１と圧力板３４に追随し易いもの、すなわち収縮性をもつゴムのような弾性体によってシール部材３７を形成することがより好ましい。
【００３０】
かかるインクタンク１０においては、インクが十分に満たされている初期状態からインク消費が進むことによって、インク収納室１２内のインクが徐々に減少する。そして、インク収納室１２内の負圧と、バルブ室３０内における弁規制部材（ばね部材３５）によって作用する力等とがつりあった状態から、さらにインク消費が継続されてインク収納室１２内の負圧がさらに強まった瞬間に、連通口３６が開放されてインク収納室１２内へ大気が流入する。この大気の取り込みにより、シート部材１１および圧力板１４が図１中の上方に変位してインク収納室１２内の容積が増大し、同時に、インク収納室１２内の負圧が弱まって連通口３６が再び閉鎖される。
【００３１】
また、インクタンク１０の周囲環境の変化、例えば、温度上昇あるいは減圧等が生じても、シート部材１１および圧力板１４が下方への最大変位位置から図１のような初期位置まで変位量に対応するインク収納室１２内の容積変化分、インク収納室１２内に取り込まれている空気の膨張が許容される。換言すれば、その容積変化分の空間がバッファ領域として機能し、周囲環境の変化に伴うインク収納室１２内の圧力の上昇を緩和し、記録ヘッド２０の吐出口からのインク漏出を効果的に防止することができる。
【００３２】
また、インクタンク１０内の初期充填状態（図１の状態）からのインクの導出に伴い、インク収納室１２の内容積が減少してバッファ領域が確保されるまでは、インク収納室１２内に外気が導入されないため、それまでの間に周囲環境の急激な変化や振動や落下などが生じてもインク漏れは発生しない。さらに、インクの未使用状態から予めインク収納室１２内にバッファ領域を確保しているのではないので、インクタンク１０のインク容積効率も高く、それをコンパクトに構成することができる。
【００３３】
なお図示の例において、インク収納室１２内のばね４０およびバルブ室３０内のばね３５は、いずれもコイルばねの形態として模式的に示しているが、他の形態のばねを用いることもできる。例えば、円錐弦巻ばねや板ばねなどを用いることもできる。さらに、板ばねを用いる場合には、その板ばねを断面略Ｕ字形状の有する一対の板ばね部材とし、それらの一対のＵ字形状の板ばね部材を対照的に対向させて、それらの開放端同士を組合せてもよい。
【００３４】
記録ヘッド２０とインクタンク１０との結合は、図示の例では、記録ヘッド２０に一体に設けられている供給部５０の接続部５１がインクタンク１０内に挿入されることによってなされる。これによって、記録ヘッド２０とインクタンク１０とが流体的に結合され、インクタンク１０から記録ヘッド２０へのインク供給が可能となる。
【００３５】
図２は、インクタンク１０に対して供給部５０の接続部５１が挿入される前の状態の説明図である。接続部５１が挿入されるインクタンク１０側の開口には、ゴム等の封止部材１７が取り付けられている。封止部材１７は、接続部５１の周囲に密着してインクタンク１０からのインク漏出を防止すると共に、接続部５１とインクタンク１０との接続を確実なもとする。封止部材１７には、接続部５１を挿入するための穴１７Ａが形成されており、接続部５１が挿入されないときは、コイル状のジョイントばね１８の弾性力によって密閉用のジョイントボール１９が穴１７Ａを閉じて、インクタンク１０内からのインクの漏出を防止している。
【００３６】
ジョイントばね１８は、例えば、内部が金属のような導電体であり、外部には樹脂のような絶縁体の被膜が形成されている。このジョイントばね１８は、インクタンク１０内のインクに浸る位置に配備され、かつ、インクタンク１０をインク使用状態の姿勢（図１中の上下を上下方向とする姿勢）に保ったときに、ジョイントばね１８の長手方向（図１中の上下方向）がインクタンク１０内のインクの液面レベルの変化方向となるように設定されている。そして、インクタンク１０のインク残量が変化する全ての場合において、ジョイントばね１８は、その長手方向においてインクの液面と交差する。ジョイントばね１８がインク内に浸るため、その絶縁体の被膜としては、インク内に不純物として溶出するようなものが含まれないもの、例えば、添加物のきわめて少ない純粋なポリプロピレンやポリエチレンであることが望ましい。また、ジョイントばね１８の一端側（上端側）における内部の導電体は、インクタンク１０側の電気接点１６に接続されている。電気接点１６はインクタンク壁１５を貫き、インクタンク１０の内側に位置する端部にはジョイントばね１８の一端側の導電体が電気的に接続され、インクタンク１０の外側に位置する端部は、インクジェット記録装置側と電気的に接続可能とされている。ジョイントばね１８の他端側（下端側）は、前述したようにジョイントボール１９を封止部材１７に押し付けている。このジョイントばね１８の他端部は、ジョイントボール１９との接触面における絶縁性の被膜が除去されており、露出した導電体が導電性の部材であるジョイントボール１９と電気的に接続されている。そのジョイントボール１９は、図１のようにインクタンク１０と供給部５０とが結合されたときに、その供給部５０側の電気接点２１と電気的に接続される。すなわち、電気接点２１は、導電体である接続部５１と電気的に接続されており、図１のように、供給部５０の接続部５１がインクタンク１０内に挿入されたときに、接続部５１がジョイントばね１８の弾性力に抗してジョイントボール１９を押し上げることにより、ジョイントボール１９が接続部５１を介して電気接点２１に電気的に接続される。電気接点２１は、インクジェット記録装置側の接続部と電気的に接続可能となっている。
【００３７】
したがって、図１のようにインクタンク１０と供給部５０とが結合したときに、電気接点１６、ジョイントばね１８、ジョイントボール１９、接続部５１、および電気接点２１が電気的に接続されて、後述する電気回路の一部のコイルＬを形成する。また、図１のようにインクタンク１０と供給部５０とが結合したときは、接続部５１の穴５１Ａ（図２参照）を通して、インクタンク１０内から記録ヘッド２０へのインクの供給路が形成される。
【００３８】
図３は、電気接点１６，２１が接続されるインクジェット記録装置側の電気回路の基本構成例の説明図である。
【００３９】
ジョイントばね１８は、インクタンク１０内のインクをコアとしたコイル（インダクタンス）Ｌとして機能し、インク中に浸るジョイントばね１８の長さに応じて、つまりインクタンク１０内のインク残量に応じてインダクタンスが変化する。コイル１８は、その内側および外側にインクが存在するようにインク中に浸っているため、その内側のみにインクが存在する場合よりもインダクタンスが大きくなり、その分、後述するようにインク残量に対応するインダクタンスの変化が大きくなって、インク残量を確実に検知することができる。ＮＡＮＤゲートＮＡ、抵抗Ｒ、コンデンサーＣ１、Ｃ２によって、コイルＬのインダクタンスに応じて発振周波数が変化する発振制御回路が構成されている。ＮＡＮＤゲートＮＡは、そのゲート入力”Ｈ”が入力されたときにインバータとして機能し、このときに、図３の発振制御回路がコイルＬのインダクタンスに応じた周波数で発振する。ＮＡＮＤゲートＮＡにゲート入力”Ｌ”が入力されているときは、図３の発振制御回路は機能しない。
【００４０】
図４は、記録ヘッド２０からのインクを吐出および回復処理によって、インクタンク１０内のインクが消費された状態の断面図である。このような記録ヘッド２０によるインクの消費に伴って、インクタンク１０内のインクが接続部５１を通して供給部５０に移動する。これに伴い、インク収納室１２の内容積が減少し、シート部材１１が圧力板１４に規制されつつ下方に向けて変形する。これによりばね部材４０が圧縮され、インク収納室１２内の負圧も高まる。そして前述したように、インク収納室１２内の負圧と、バルブ室３０内における弁規制部材（ばね３５）によって作用する力等とがつりあった状態から、さらにインク消費が継続されてインク収納室１２内の負圧がさらに強まった瞬間に、連通口３６が開放されて大気がインク収納室１２内に取り込まれる。この大気の取り込みによって、シート部材１１および圧力板１４が図中の上方に変位してインク収納室１０内の容積が増大し、同時に、インク収納室１０内の負圧も弱まって連通口３６が再び閉鎖される。
【００４１】
このようにインクタンク１０内のインクが消費されていくにつれて、インク液面ＬＡが下がり、そのインクタンク１０内のインクに浸っているコイルＬ（１８）の長さが減少して、コイルＬのインダクタンスが減少する。図５は、インクの使用量（消費量）と、コイルＬのインダクタンスとの関係を表す。インクジェット記録装置は、図３のような発振制御回路を用いて、コイルＬのインダクタンスの変化をパルスの周波数変化として捉える。これにより、インクタンク１０内のインク残量を検出することができる。
【００４２】
図９は、インクジェット記録装置の制御系の概略ブロック構成図である。図９において、ＣＰＵ１００は、本記録装置の動作の制御処理やデータ処理等を実行する。ＲＯＭ１０１は、それらの処理手順等のプログラムが格納され、またＲＡＭ１０２は、それらの処理を実行するためのワークエリアなどとして用いられる。記録ヘッド２０からのインクの吐出は、ＣＰＵ１００が記録ヘッド２０における電気熱変換体（ヒータ）の駆動データ（画像データ）および駆動制御信号（ヒートパルス信号）をヘッドドライバ２０Ａに供給することにより行われる。ＣＰＵ１００は、キャリッジ１５３を主走査方向に駆動するためのキャリッジモータ１０３をモータドライバ１０３Ａを介して制御し、また用紙Ｐを副走査方向に搬送するためのＰ．Ｆモータ１０４をモータドライバ１０４Ａを介して制御する。
【００４３】
１０５は、図３のような回路構成を備えたインク残量検知部１０５であり、インクタンク１０内のコイルＬ（１８）に接続され、そのコイルＬのインダクタンスに基づいてインクタンク１０内のインク残量を検知する。ＣＰＵ１００は、その検知結果に基づいて、ユーザーにインクタンク１０の交換等の対応を促すための表示や警告を発する。本例の場合、コイルＬは、インクタンク１０側の電気接点１０と記録ヘッド２０側の電気接点２１とを介してインク残量検知部１０５に接続される。そのため、インクタンク１０と記録ヘッド２０とが結合され、かつ、それらが記録装置に装着されることによって、コイルＬの接続回路が形成されることになる。したがって、インク残量検知部１０５において、インクタンク１０と記録ヘッド２０の装着状態を検知することもできる。
【００４４】
（第２の実施形態）
図７は本発明の第２の実施形態における要部の断面図である。  
本例の場合、コイルＬとして機能するジョイントばね１８′は、その長手方向（上下方向）の途中から巻き径が変化している。図７のように、ジョイントばね１８´の下側の巻き径を上側の巻き径より大きくすることにより、インクの使用量（消費量）に応じてコイルＬ（１８′）のインダクタンスが図８のように変化する。すなわち、巻き径を大きくしたジョイントばね１８′の下側部分をインクの液面が下降していくときの範囲Ａにて、インクの液面の下降する変化（インクの使用量）に対して、コイルＬのインダクタンスの変化率が大きくなる。したがって、インクタンク１０内のインクが使いきられる時点（インク終了）に近づいたことをより確実に検知することができる。このように、段階的にインク残量警告をする際の検知精度が向上することになる。また、ジョイントばね１８′の巻き径は３段階以上に変化させてもよく、これによりインク残量の検知感度を３段階以上に設定することもできる。
【００４５】
（他の実施形態）
ジョイントばね１８は、少なくともインクタンク１０内のインク残量の検知範囲において、インクタンク１０内のインクに接するように配備すればよい。また、ジョイントばね１８の長手方向は必ずしも鉛直方向でなくてもよく、配備スペース等の関係から若干斜めに配備してもよい。要は、インクタンク１０内のインク残量に応じて、ジョイントばね１８インダクタンスが変化すればよい。また、コイルＬとしては、ジョイントボール１９（記録ヘッド２０にインクを供給するためのインクタンク１０のインク供給部を密閉する部材）を付勢するためのジョイントばね１８のみならず、インクタンク１０内の備わる種々の機能のばねを用いることができる。また、コイルＬとしての機能のみを果たすコイルを備えてもよい。
【００４６】
また、コイルＬは、インクタンク１０側の接点のみ、あるいは記録ヘッド２０側の接点のみを介して記録装置に接続するようにしてもよい。要は、インクタンク１０側のコイルＬが直接または間接的に記録装置に接続できればよい。また、インクタンク１０と記録ヘッド２０は、一体的なインクジェットカートリッジを構成するものであってもよい。
【００４７】
また、コイルＬのインダクタンスの検知方法は、上述したような発信周波数の変化として検知する方法のみに特定されない。要は、コイルＬのインダクタンスを電気的に検出できる方法であればよい。また、コイルＬのインダクタンスの検出回路の少なくとも一部をインクタンク１０側に備えてもよい。
【００４８】
また、本発明は、上述したようないわゆるシリアルスキャン方式の記録装置の他、長尺の記録ヘッドを用いるいわゆるフルライン方式の記録装置等に対しても広く適用することができる。また本発明は、インク以外の種々の液体（薬液、飲料水など）の残量を検知するためにも用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本発明の第１の実施形態における要部の断面図である。
【図２】図１におけるインクタンクと記録ヘッド側の供給部との分離状態における断面図である。
【図３】図１におけるコイルに接続される発振制御回路の回路図である。
【図４】図１におけるインクタンク内のインクが使用されたときの状態を説明するための断面図である。
【図５】図１におけるコイルのインダクタンスとインク使用量との関係の説明図である。
【図６】本発明を適用可能なインクジェット記録装置の構成例を示す斜視図である。
【図７】本発明の第２の実施形態における要部の断面図である。
【図８】図７におけるコイルのインダクタンスとインク使用量との関係の説明図である。
【図９】本発明の第１の実施形態におけるインクジェット記録装置の制御系のブロック構成図である。
【符号の説明】
【００５０】
１０    インクタンク
１１    シート部材
１２    インク収納室
１３    連通口
１４    圧力板
１５    インクタンク壁
１６、２１    電気接点
１７    封止部
１８、１８´    ジョイントばね（コイル）
１９    ジョイントボール
２０    記録ヘッド
２３    フィルタ
３０    バルブ室
３１    バルブ室シート部材
３２，３６    連通口
３４    バルブ室圧力板
３５    バルブ室ばね部材
３７    シール部材
４０    ばね部材
５０    供給部
５１    接続部
１５０    インクジェット記録装置
１５４    液体供給システム
１５３    キャリッジ
１５８    回復系ユニット
【図１】
2005103857.tif 000003
【図２】
2005103857.tif 000004
【図３】
2005103857.tif 000005
【図４】
2005103857.tif 000006
【図５】
2005103857.tif 000007
【図６】
2005103857.tif 000008
【図７】
2005103857.tif 000009
【図８】
2005103857.tif 000010
【図９】
2005103857.tif 000011
【手続補正書】
【提出日】平成16年7月30日(2004.7.30)
【手続補正１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図４】
2005103857.tif 000012