JP2002127443A - インクタンク、インク残量検出方法、及び、記録装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 検出精度の高いインク残量検出が実現できる
インクタンク、インク残量検出方法、及び、記録装置を
提供することである。 【解決手段】 インクを収容する柔軟性のある非導電性
の袋１０４と、これを挟む電極１０６、１０７と、袋１
０４と電極１０６、１０７とを収容するハードケース１
０２と、電極１０６に対して直列に接続された入力端子
及び出力端子と、電極１０６と入力端子との間に直列に
接続される抵抗（Ｒ）１０１とを有し、電極１０７を接
地し、２つの電極間隔が袋１０４に収容されたインク量
に従って変化する構成のインクタンクを用い、入力端子
に所定周波数で所定振幅の信号を入力し、出力端子から
出力される信号の振幅を検出し、その検出された信号振
幅と所定の閾値とを比較し、その比較結果に従って、イ
ンクタンク内のインク残量を決定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はインクタンク、イン
ク残量検出方法、及び、記録装置に関し、特に、インク
ジェット方式に従った記録ヘッドを用いて記録を行う場
合に用いられるインクタンク、インク残量検出方法、及
び、記録装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】複写機、ワードプロセッサ、コンピュー
タ等の情報処理機器の普及に伴い、それらの機器の出力
（記録）装置の一つとして、インクジェット方式による
記録装置が急速に普及している。

【０００３】一般に、インクジェット記録装置は、イン
クを吐出する記録ヘッドとその記録ヘッドにインクを供
給するインクタンクとを搭載するキャリッジ、記録用紙
などの記録媒体を搬送する搬送機構、そして、これらを
制御するための制御回路を具備している。

【０００４】さて、従来のインクジェット記録装置で
は、インク残量の確認が困難なため、記録途中でインク
切れが発生し、記録不良などの不具合を生じてしまう場
合がある。例えば、連続用紙を供給しながら記録を行っ
ている途中にインク切れが生じると、そのインク切れ以
降の記録時間が無駄になってしまう。また、インク切れ
直前に生ずる、インク吐出が十分になされないことから
生じる、いわゆる「かすれ記録」の状態で記録動作を続
けると、その記録品質は悪いものとなり、多数の記録媒
体を無駄にしてしまうこと等がある。

【０００５】このような問題の発生を回避するために、
様々なインク切れ検出方法が提案されている。例えば、
記録データに基づいて、或いは、光学式センサ等を用い
て、吐出インク液滴の数を検出してカウントし、予め求
められている吐出１回当たりの吐出インク量とカウント
数からインク残量を検出するという「ドットカウント方
法」がある。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
例では、インク残量を直接検出していないため、使用途
中のインクタンク、即ち、インクを途中まで消費したイ
ンクタンクを記録装置に取り付て記録を行うときには、
正確にインク残量を求めることできないという問題があ
った。

【０００７】また、吐出１回当たりのインク吐出量は必
ずしも一定ではなくばらつく為、検出誤差が大きいとい
う問題があった。

【０００８】本発明は上記従来例に鑑みてなされたもの
で、検出精度の高いインク残量検出が実現できるインク
タンク、インク残量検出方法、及び、記録装置を提供す
ることを目的としている。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明のインクタンクは、以下のような構成からな
る。

【００１０】即ち、インクを収容する柔軟性のある非導
電性の内郭部と、前記内郭部を挟む第１及び第２の電極
と、前記内郭部と、前記第１及び第２の電極とを収容す
る外郭部と、前記第１の電極に対して直列に接続された
信号の入力端子及び出力端子と、前記第１の電極と前記
入力端子との間に直列に接続される所定の値の抵抗とを
有し、前記第２の電極は接地され、前記第１及び第２の
電極間の間隔は、前記内郭部に収容されたインク量に従
って変化することを特徴とするインクタンクを備える。

【００１１】このようなインクタンクにおいて、第１及
び第２の電極と内郭部でコンデンサを構成し、そのコン
デンサと前記抵抗でＣＲ回路を構成し、そのＣＲ回路は
ローパスフィルタとして機能とする。

【００１２】また他の発明によれば、上記構成のインク
タンクのインク残量を検出するインク残量検出方法であ
って、前記入力端子に所定周波数で所定振幅の信号を入
力する入力工程と、前記出力端子から出力される信号の
振幅を検出する検出工程と、前記検出工程において検出
された信号振幅と所定の閾値とを比較する比較工程と、
前記比較工程における比較結果に従って、前記インクタ
ンク内のインク残量を決定する決定工程とを有すること
を特徴とするインク残量検出方法を備える。

【００１３】さらにまた他の発明によれば、上記構成の
インクタンクからインクが供給されるインクジェット記
録ヘッドを用いて記録を行う記録装置であって、前記入
力端子に所定周波数で所定振幅の信号を入力する入力手
段と、前記出力端子から出力される信号の振幅を検出す
る検出手段と、前記検出手段によって検出された信号振
幅と所定の閾値とを比較する比較手段と、前記比較手段
による比較結果に従って、前記インクタンク内のインク
残量を決定する決定手段とを有することを特徴とする記
録装置を備える。

【００１４】ここで、前記検出手段は、出力端子から出
力された信号を増幅する増幅器と、その増幅された信号
のピーク値とボトム値とをホールドするホールド回路
と、そのホールドされたピーク値とボトム値とに基づい
て、増幅された信号の振幅を検出する差分検出器とを有
することが好ましい。

【００１５】さらに、前記決定手段によって決定された
インク残量を表示する表示手段を有することが好まし
い。これに加えて、その決定されたインク残量が所定の
基準値以上であるかどうかを判別し、その判別結果に従
って、インクタンクの交換を促す旨のメッセージを前記
表示手段に表示するようにすると良い。

【００１６】なお、上記インクジェット記録ヘッドは、
熱エネルギーを利用してインクを吐出するために、イン
クに与える熱エネルギーを発生するための電気熱変換体
を備えていることが好ましい。

【００１７】以上の構成により本発明は、インクを収容
する柔軟性のある非導電性の内郭部と、これを挟む第１
及び第２の電極と、これら内郭部と第１及び第２の電極
とを収容する外郭部と、第１の電極に対して直列に接続
された信号の入力端子及び出力端子と、第１の電極と入
力端子との間に直列に接続される所定の値の抵抗とを有
し、第２の電極を接地し、第１及び第２の電極間の間隔
が内郭部に収容されたインク量に従って変化する構成の
インクタンクを用いることにより、入力端子に所定周波
数で所定振幅の信号を入力し、出力端子から出力される
信号の振幅を検出し、その検出された信号振幅と所定の
閾値とを比較し、その比較結果に従って、インクタンク
内のインク残量を決定する。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下添付図面を参照して本発明の
好適な実施形態を詳細に説明する。

【００１９】図１は本発明の代表的な実施形態であるイ
ンクジェット方式に従う記録ヘッドを用いてインクを吐
出して画像を記録するカラー記録装置（以下、記録装置
という）の構成を示す外観斜視図である。

【００２０】図１において、記録用紙またはプラスチッ
クシートなどの記録媒体９０１は記録領域の上下に配置
された一対の搬送ローラ９０２、９０３によって支持さ
れ、シート送りモータ９０４で駆動される搬送ローラ９
０２によって矢印α方向へ搬送される。搬送ローラ９０
２，９０３の前方にはこれと平行にガイドシャフト９０
５が設けられている。ガイドシャフト９０５に沿ってキ
ャリッジ９０６がキャリッジモータ９０７の出力によ
り、ワイヤ９０８を介して矢印β方向に往復移動され
る。

【００２１】さて、キャリッジ９０６には、インクジェ
ット方式に従う記録ヘッド９０９と記録ヘッド９０９に
インクを供給するインクタンク９１０が搭載されてい
る。記録ヘッド９０９はカラー画像用であり、キャリッ
ジ９０６の移動方向に沿って黒インクを吐出するヘッド
（Ｋ−ヘッド）９０９−Ａ、シアンインクを吐出するヘ
ッド（Ｃ−ヘッド）９０９−Ｂ、マゼンタインクを吐出
するヘッド（Ｍ−ヘッド）９０９−Ｃ、イエロインクを
吐出するヘッド（Ｙ−ヘッド）９０９−Ｄが配置されて
いる。

【００２２】また、インクタンク９１０は、これら４つ
のヘッドに対応して、各色のインクを供給するために、
ブラック（Ｂｋ）インクを収容するコンパートメント９
１０−Ａ、シアン（Ｃ）インクを収容するコンパートメ
ント９１０−Ｂ、マゼンタ（Ｍ）インクを収容するコン
パートメント９１０−Ｃ、イエロ（Ｙ）インクを収容す
るコンパートメント９１０−Ｄから構成されている。

【００２３】なお、記録ヘッド９０９及びインクタンク
９１０はキャリッジ９０６から夫々別々に取り外し可能
である。また、記録ヘッド９０９及びインクタンク９１
０が一体的に構成された交換可能なインクカートリッジ
を用いても良い。

【００２４】記録ヘッド９０９を構成する４つのヘッド
の前面、すなわち、記録媒体９０１の記録面と所定間隔
（例えば０．８ｍｍ）を於て対抗する面には複数（例え
ば、４８個または６４個）のインク吐出口をキャリッジ
９０６の走査方向と交差させる方向として各縦一列に配
置したインク吐出部が設けられている。

【００２５】また、キャリッジ９０６上には記録媒体の
幅を越えて記録ヘッド９０９がインク吐出を行い、プラ
テンを汚さないように記録媒体の幅を検知するための紙
幅センサ９１１が搭載されている。

【００２６】記録装置のＣＰＵやこれに併設されたＲＯ
Ｍ、ＲＡＭ等を含む制御部は、ホストコンピュータ（以
下、ホストという）９１２からコマンド信号や記録デー
タ信号（記録情報）を受信し、これに基づいて駆動回路
を介して各ヘッド９０９−Ａ〜Ｄに設けられた電気熱変
換体に駆動電源（ヒート電源）を印加し通電する。これ
により、インクが吐出され、記録媒体９０１上に記録が
行われる。これと同時にＣＰＵは駆動回路を介してキャ
リッジモータ９０７や紙送りモータ９０４を駆動して記
録ヘッド９０９の移動や記録媒体の搬送を行う。

【００２７】図２は図１に示した記録装置の制御構成を
示すブロック図である。

【００２８】制御部を構成するＣＰＵＣＰＵ１００４は
プログラムメモリ（ＰＲＯＭ）１００１に格納されてい
た制御プログラムを読み出して、これをＲＡＭで構成さ
れるワーキングメモリ１００２に展開して種々の制御処
理を実行する。一方、ホスト９１２から転送されたコマ
ンド信号や記録データ信号はインタフェース１００７を
介して受信し、記録データ信号はＲＡＭで構成されるデ
ータメモリ１００３に格納する。

【００２９】また、ＣＰＵ１００４は制御プログラムを
実行しながら、出力ポート１００５およびモータドライ
バ１００６を介してキャリッジモータ９０７やシート送
りモータ９０４を制御するとともに、データメモリ１０
０９に格納されている記録情報に基づきヘッド駆動回路
１０１３を介して記録ヘッド９０９を制御して記録動作
を実行させる。

【００３０】操作パネル（不図示）上に設けられた各操
作キー１００８からの指示入力は入力ポート１０１０を
介してＣＰＵ１００４に伝達され、また、ＬＥＤランプ
やＬＣＤなどで構成される表示部１０１１に対してはＣ
ＰＵ１００４は出力ポート１０１２を介して制御信号を
供給して、メッセージ表示やランプ点灯などを行わせ
る。

【００３１】紙幅センサ９１１からの入力は、入力ポー
ト１０１３を介して読み込まれ、記録制御に用いられ
る。

【００３２】また、電源回路１０１４からはＣＰＵ１０
０４やＲＯＭ、ＲＡＭなどの制御ロジック回路を動作さ
せるためのロジック駆動電圧Ｖ_cc（例えば、５Ｖ）、各
種モータ駆動電圧ＶＭ（例えば、３０Ｖ）、および、記
録ヘッド９０９の電気熱変換体に通電し発熱させるため
のヒート電圧ＶＨ（例えば、２５Ｖ）が出力される。

【００３３】一方、インク残量検知センサ１０１５によ
って得られるセンサ情報はインク残量検知回路１０１７
で信号処理され、インクタンク９１０内のインク残量を
表す情報として入力ポート１０１６を介してＣＰＵ１０
１４に送られる。ＣＰＵ１０１４は、インク残量検知セ
ンサ１０１５からの情報に基づいて出力ポート１０１２
を介して表示部１０１１を制御しユーザにインク残量を
知らせる。また、インク残量が基準値以下になった場
合、ＣＰＵ１０１４は表示部１０１１を用いてインク切
れ警告メッセージを表示し、ユーザにインクタンク交換
時期を知らせる。

【００３４】なお、図２において、１００９は各構成要
素を接続するＣＰＵバスである。

【００３５】次に、この実施形態において用いるインク
残量検知センサ１０１５の構成について説明する。イン
ク残量検知センサ１０１５はインクタンク９１０に内臓
される。

【００３６】図３〜図４はインクタンク９１０に内臓さ
れたインク残量検知センサ１０１５の構造を示す図であ
り、図３はインクタンクに十分にインクが充填されてい
る様子を示し、一方、図４はインクタンクにインク残量
が少なくなった様子を示す図である。なお、インクタン
ク９１０の各コンパートメントの内部構造は同じである
ので、これらの図にはコンパートメントは示しておら
ず、代表的に１つのコンパートメントの内部構造をイン
クタンクの内部構造としている。

【００３７】図３〜図４に示すように、インクタンク９
１０は、プラスチック等により成形されたハードケース
１０２にインク１０３を入れた柔軟性のある非導電性の
袋１０４を入れた構成になっている。インク１０３の入
っている非導電性の袋１０４には、チューブ１０５が接
続されて、チューブ１０５がハードケース１０２の外部
まで延びており、記録ヘッドにまで繋がっている。従っ
て、インク１０３はチューブ１０５を通って記録ヘッド
へと供給される。

【００３８】さらに、図３〜図４に示すように、非導電
性の袋１０４を挟んで１組の電極１０６と１０７がギャ
ップ（ｄ）だけ離れて配置され、袋に設置されている。
従って、ギャップ（ｄ）の値は、インク１０３の入って
いる非導電性の袋１０４の厚さに相当する。これら１組
の電極１０６、１０７にはそれぞれ信号線が接続されて
おり、インクタンク９１０の外部と電気的に接続されて
いる。この場合には、電極１０６は抵抗（Ｒ）１０１に
接続され、電極１０７は接地されている。

【００３９】このような構成から、１組の電極１０６、
１０７はコンデンサとみることができる。ここで、イン
ク１０３の誘電率をε、各電極の面積をＳ、電極間ギャ
ップをｄとした場合の平行平板のキャパシタンス（Ｃ）
は式（１）によって表現することができる。

【００４０】Ｃ ＝ ε・Ｓ／ｄ ……（１） さて、記録動作が続き、インクタンク９１０のインク１
０３が消費されてインク残量が少なくなると、非導電性
の袋１０４の内容量は減少し、その結果、図４に示すよ
うに、非導電性の袋１０４の厚みが薄くなる。つまり、
電極１０６と電極１０７間のギャップ（ｄ）が狭くな
る。このインク消費量と電極間ギャップ（ｄ）は、ほぼ
比例的に変化する。

【００４１】図５はインク１０３の消費による電極間ギ
ャップ（ｄ）の変化による電極間キャパシタンス（Ｃ）
の変化を示す図である。

【００４２】図５に示されているように、キャパシタン
ス（Ｃ）と電極間ギャップ（ｄ）との間には反比例の関
係が成り立っている。即ち、電極間ギャップ（ｄ）の値
が小さく、つまりインク残量が少なくなるに従い、キャ
パシタンス（Ｃ）は大きくなっていく。

【００４３】図６は図３及び図４に示すインク残量検知
センサ１０１５の等価回路の構成をを示す回路図であ
る。

【００４４】図６において、可変コンデンサ（Ｃ）４０
２はインク残量変化に伴って変化する電極間キャパシタ
ンスである。この図に示す回路は、４０３を入力端子、
４０４を出力端子とするローパスフィルタ（以後、ＬＰ
Ｆと記す）になっている。このＬＰＦのゲイン（Ｇ）は
式（２）のようになる。

【００４５】 │Ｇ│＝１／√{１＋（ωＣＲ）²} ＝１／√{１＋（２πｆＣＲ）²} ……（２） ｆ：周波数、ω：角周波数、π：円周率 図７はキャパシタンス（Ｃ）とゲイン（Ｇ）との関係を
示す図である。

【００４６】この図で示される出力特性は、キャパシタ
ンス（Ｃ）４０２の容量が０．０１〜１μＦ、抵抗
（Ｒ）１０１が１０ＫΩであるとし、入力端子４０３へ
周波数が１ＫＨｚ（ｆ＝１ＫＨｚ）の正弦波を入力した
場合に出力端子４０４から得られる信号の出力特性とな
っている。なお、図７に於いて横軸は対数表示である。

【００４７】さて、式（２）のＣに式（１）を代入して
まとめると式（３）が得られる。

【００４８】 │Ｇ│＝１／√{１＋（２πｆ[ε・Ｓ／ｄ]Ｒ）²}……（３） 図８は式（３）に基づいて得られるＬＰＦのゲイン
（Ｇ）と電極間ギャップ（ｄ）との関係を示す図であ
る。

【００４９】式（３）と図８に示す関係から分かるよう
に、電極間ギャップ（ｄ）が小さく、つまり、インク残
量少なくなるに連れて、ＬＰＦのゲイン（Ｇ）も小さく
なっている。これは、ＬＰＦに固定周波数で且つ固定振
幅の信号を入力した場合、インク残量が少なくなるに従
い、ＬＰＦの出力信号振幅が小さくなることを示してい
る。この出力信号振幅の変化を利用すればインク残量検
出が可能になる。

【００５０】従って、ＬＰＦの固定抵抗（Ｒ）１０１及
び入力信号周波数（ｆ）は、インク残量変化に伴う電極
間のキャパシタンス（Ｃ）の変化量に合わせて、最適に
設置する必要がある。

【００５１】図９はインク残量検出回路１０１７の構成
を示すブロック図である。

【００５２】図９に示すように、インク残量検出回路１
０１７はＯＰアンプ７０２、ピークホールド回路７０
３、ボトムホールド回路７０４、差分検出器７０５で構
成されている。

【００５３】このような構成の回路において、インク残
量検知センサ１０１５を構成するＬＰＦには固定振幅で
かつ固定周波数の信号を入力する。ＬＰＦ１０１５に入
力された信号は、インク残量により変化するゲイン
（Ｇ）により減衰されＬＰＦ７０１から出力される。Ｌ
ＰＦ７０１から出力された信号は、ＯＰアンプ（ＡＭ
Ｐ）７０２に入力され、その入力信号を所定の増幅率で
増幅して出力する。この後、その増幅された信号はピー
クホールド回路７０３およびボトムホールド回路７０４
に送られ、その信号振幅のピーク値とボトム値を検出
し、その検出結果は差分検出器７０５へ送られる。

【００５４】差分検出器７０５では検出されたピーク値
及びボトム値より信号振幅を求め、ＣＰＵ１００４へそ
の情報をＡ／Ｄ変換して、デジタル値として転送する。
ＣＰＵ１００４では、その転送されたデジタル値（最大
信号振幅値）と所定の閾値とを比較することにより、イ
ンク残量を求め、その得られたインク残量を表示部１０
１１に表示して、ユーザにそのインク残量を知らせる。

【００５５】次に、以上のような構成の記録装置におい
て実行されるインク残量検出制御を図１０に示すフロー
チャートを参照して説明する。

【００５６】まず、ステップＳ１０では、インク残量検
出センサ（ＬＰＦ）１０１５へ固定振幅及び固定周波数
で信号を入力する。次に、ステップＳ２０では、インク
残量検出センサ（ＬＰＦ）１０１５からの出力信号に基
づいて、インク残量検出回路１０１７によってインク残
量を表しているデジタル情報をＣＰＵ１００４に転送
し、そのデジタル情報を所定の閾値と比較して、インク
残量を評価する。

【００５７】ステップＳ３０では、ＣＰＵ１００４はさ
らに評価されたインク残量（ＲｅｓＩＮＫ）が基準値
（ＴＨ）であるかどうかを調べる。ここで、ＲｅｓＩＮ
Ｋ≧ＴＨである場合は、処理はステップＳ４０に進み、
インク残量を表示部１０１１に表示してインク残量検出
を終了する。これに対して、ＲｅｓＩＮＫ＜ＴＨである
場合、処理はステップＳ５０に進む。

【００５８】ステップＳ５０では、インクタンク交換警
告のメッセージを表示部１０１１に表示してユーザにイ
ンクタンクが交換時期にあることを知らせる。その後、
処理はステップＳ６０に進み、インクタンク９１０の交
換をしたかどうかを調べる。ここで、ユーザがインクタ
ンク９１０を交換した場合、処理はステップＳ１０に戻
り、再びインク残量検出を行う。そして、再度の検出動
作の結果、残量インクが基準値以上であると判定された
場合には、そのインク残量を表示後にインク残量検出を
終了する。

【００５９】これに対して、ユーザがインクタンクを交
換していない場合には、処理はステップＳ７０に進み、
強制的にインク残量検出を終了するかどうかを判断す
る。ここで、例えば、所定の時間が経過しておらす、も
う少し、インクタンク交換の作業のために処理を待ち合
わせると判断した場合には、処理はステップＳ５０に戻
り、インクタンク交換警告のメッセージを表示する。こ
れに対して、所定の時間が経過してもインクタンク交換
の作業がなされていないと判断した場合には、強制的に
処理を終了する。

【００６０】従って以上説明した実施形態に従えば、イ
ンク残量の変化と直接的に関係するインクを入れた非導
電性の袋とそれを挟む２つの電極によって形成されるコ
ンデンサのキャパシタンスに基づいて、インク残量を求
めるので、より精度の高いインク残量検出を行うことが
できる。

【００６１】なお、以上の実施形態において、記録ヘッ
ドから吐出される液滴はインクであるとして説明し、さ
らにインクタンクに収容される液体はインクであるとし
て説明したが、その収容物はインクに限定されるもので
はない。例えば、記録画像の定着性や耐水性を高めた
り、その画像品質を高めたりするために記録媒体に対し
て吐出される処理液のようなものがインクタンクに収容
されていても良い。

【００６２】以上の実施形態は、特にインクジェット記
録方式の中でも、インク吐出を行わせるために利用され
るエネルギーとして熱エネルギーを発生する手段（例え
ば電気熱変換体やレーザ光等）を備え、前記熱エネルギ
ーによりインクの状態変化を生起させる方式を用いるこ
とにより記録の高密度化、高精細化が達成できる。

【００６３】その代表的な構成や原理については、例え
ば、米国特許第４７２３１２９号明細書、同第４７４０
７９６号明細書に開示されている基本的な原理を用いて
行うものが好ましい。この方式はいわゆるオンデマンド
型、コンティニュアス型のいずれにも適用可能である
が、特に、オンデマンド型の場合には、液体（インク）
が保持されているシートや液路に対応して配置されてい
る電気熱変換体に、記録情報に対応していて核沸騰を越
える急速な温度上昇を与える少なくとも１つの駆動信号
を印加することによって、電気熱変換体に熱エネルギー
を発生せしめ、記録ヘッドの熱作用面に膜沸騰を生じさ
せて、結果的にこの駆動信号に１対１で対応した液体
（インク）内の気泡を形成できるので有効である。この
気泡の成長、収縮により吐出用開口を介して液体（イン
ク）を吐出させて、少なくとも１つの滴を形成する。こ
の駆動信号をパルス形状をすると、即時適切に気泡の成
長収縮が行われるので、特に応答性に優れた液体（イン
ク）の吐出が達成でき、より好ましい。

【００６４】このパルス形状の駆動信号としては、米国
特許第４４６３３５９号明細書、同第４３４５２６２号
明細書に記載されているようなものが適している。な
お、上記熱作用面の温度上昇率に関する発明の米国特許
第４３１３１２４号明細書に記載されている条件を採用
すると、さらに優れた記録を行うことができる。

【００６５】記録ヘッドの構成としては、上述の各明細
書に開示されているような吐出口、液路、電気熱変換体
の組み合わせ構成（直線状液流路または直角液流路）の
他に熱作用面が屈曲する領域に配置されている構成を開
示する米国特許第４５５８３３３号明細書、米国特許第
４４５９６００号明細書を用いた構成も本発明に含まれ
るものである。加えて、複数の電気熱変換体に対して、
共通するスロットを電気熱変換体の吐出部とする構成を
開示する特開昭５９−１２３６７０号公報や熱エネルギ
ーの圧力波を吸収する開口を吐出部に対応させる構成を
開示する特開昭５９−１３８４６１号公報に基づいた構
成としても良い。

【００６６】さらに、記録装置が記録できる最大記録媒
体の幅に対応した長さを有するフルラインタイプの記録
ヘッドとしては、上述した明細書に開示されているよう
な複数記録ヘッドの組み合わせによってその長さを満た
す構成や、一体的に形成された１個の記録ヘッドとして
の構成のいずれでもよい。

【００６７】加えて、上記の実施形態で説明した記録ヘ
ッド自体に一体的にインクタンクが設けられたカートリ
ッジタイプの記録ヘッドのみならず、装置本体に装着さ
れることで、装置本体との電気的な接続や装置本体から
のインクの供給が可能になる交換自在のチップタイプの
記録ヘッドを用いてもよい。

【００６８】また、以上説明した記録装置の構成に、記
録ヘッドに対する回復手段、予備的な手段等を付加する
ことは記録動作を一層安定にできるので好ましいもので
ある。これらを具体的に挙げれば、記録ヘッドに対して
のキャッピング手段、クリーニング手段、加圧あるいは
吸引手段、電気熱変換体あるいはこれとは別の加熱素子
あるいはこれらの組み合わせによる予備加熱手段などが
ある。また、記録とは別の吐出を行う予備吐出モードを
備えることも安定した記録を行うために有効である。

【００６９】さらに、記録装置の記録モードとしては黒
色等の主流色のみの記録モードだけではなく、記録ヘッ
ドを一体的に構成するか複数個の組み合わせによってで
も良いが、異なる色の複色カラー、または混色によるフ
ルカラーの少なくとも１つを備えた装置とすることもで
きる。

【００７０】以上説明した実施の形態においては、イン
クが液体であることを前提として説明しているが、室温
やそれ以下で固化するインクであっても、室温で軟化も
しくは液化するものを用いても良く、あるいはインクジ
ェット方式ではインク自体を３０°Ｃ以上７０°Ｃ以下
の範囲内で温度調整を行ってインクの粘性を安定吐出範
囲にあるように温度制御するものが一般的であるから、
使用記録信号付与時にインクが液状をなすものであれば
よい。

【００７１】加えて、積極的に熱エネルギーによる昇温
をインクの固形状態から液体状態への状態変化のエネル
ギーとして使用せしめることで積極的に防止するため、
またはインクの蒸発を防止するため、放置状態で固化し
加熱によって液化するインクを用いても良い。いずれに
しても熱エネルギーの記録信号に応じた付与によってイ
ンクが液化し、液状インクが吐出されるものや、記録媒
体に到達する時点では既に固化し始めるもの等のよう
な、熱エネルギーの付与によって初めて液化する性質の
インクを使用する場合も本発明は適用可能である。この
ような場合インクは、特開昭５４−５６８４７号公報あ
るいは特開昭６０−７１２６０号公報に記載されるよう
な、多孔質シート凹部または貫通孔に液状または固形物
として保持された状態で、電気熱変換体に対して対向す
るような形態としてもよい。本発明においては、上述し
た各インクに対して最も有効なものは、上述した膜沸騰
方式を実行するものである。

【００７２】さらに加えて、本発明に係る記録装置の形
態としては、コンピュータ等の情報処理機器の画像出力
端末として一体または別体に設けられるものの他、リー
ダ等と組み合わせた複写装置、さらには送受信機能を有
するファクシミリ装置の形態を取るものであっても良
い。

【００７３】なお、本発明は、複数の機器（例えばホス
トコンピュータ，インタフェース機器，リーダ，プリン
タなど）から構成されるシステムに適用しても、一つの
機器からなる装置（例えば、複写機，ファクシミリ装置
など）に適用してもよい。

【００７４】また、本発明の目的は、前述した実施形態
の機能を実現するソフトウェアのプログラムコードを記
録した記憶媒体を、システムあるいは装置に供給し、そ
のシステムあるいは装置のコンピュータ（またはＣＰＵ
やＭＰＵ）が記憶媒体に格納されたプログラムコードを
読出し実行することによっても、達成されることは言う
までもない。

【００７５】この場合、記憶媒体から読出されたプログ
ラムコード自体が前述した実施形態の機能を実現するこ
とになり、そのプログラムコードを記憶した記憶媒体は
本発明を構成することになる。

【００７６】プログラムコードを供給するための記憶媒
体としては、例えば、フロッピディスク，ハードディス
ク，光ディスク，光磁気ディスク，ＣＤ−ＲＯＭ，ＣＤ
−Ｒ，磁気テープ，不揮発性のメモリカード，ＲＯＭな
どを用いることができる。

【００７７】また、コンピュータが読出したプログラム
コードを実行することにより、前述した実施形態の機能
が実現されるだけでなく、そのプログラムコードの指示
に基づき、コンピュータ上で稼働しているＯＳ（オペレ
ーティングシステム）などが実際の処理の一部または全
部を行い、その処理によって前述した実施形態の機能が
実現される場合も含まれることは言うまでもない。

【００７８】さらに、記憶媒体から読出されたプログラ
ムコードが、コンピュータに挿入された機能拡張ボード
やコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わる
メモリに書込まれた後、そのプログラムコードの指示に
基づき、その機能拡張ボードや機能拡張ユニットに備わ
るＣＰＵなどが実際の処理の一部または全部を行い、そ
の処理によって前述した実施形態の機能が実現される場
合も含まれることは言うまでもない。

【００７９】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、イ
ンクを収容する柔軟性のある非導電性の内郭部と、これ
を挟む第１及び第２の電極と、これら内郭部と第１及び
第２の電極とを収容する外郭部と、第１の電極に対して
直列に接続された信号の入力端子及び出力端子と、第１
の電極と入力端子との間に直列に接続される所定の値の
抵抗とを有し、第２の電極を接地し、第１及び第２の電
極間の間隔が内郭部に収容されたインク量に従って変化
する構成のインクタンクを用いることにより、入力端子
に所定周波数で所定振幅の信号を入力し、出力端子から
出力される信号の振幅を検出し、その検出された信号振
幅と所定の閾値とを比較し、その比較結果に従って、イ
ンクタンク内のインク残量を決定するので、インク残量
と直接的に関係のある信号に基づいたインク残量を求め
ていることになり、より精度の高いインク残量検出を行
うことができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の代表的な実施形態であるインクジェッ
ト方式に従う記録ヘッドを用いてインクを吐出して画像
を記録するカラー記録装置の構成を示す外観斜視図であ
る。

【図２】図１に示した記録装置の制御構成を示すブロッ
ク図である。

【図３】インクタンクに内臓されたインク残量検知セン
サの構造を示す図である。

【図４】インクタンクに内臓されたインク残量検知セン
サの構造を示す図である。

【図５】インク１０３の消費による電極間ギャップ
（ｄ）の変化による電極間キャパシタンス（Ｃ）の変化
を示す図である。

【図６】図３及び図４に示すインク残量検知センサ１０
１５の等価回路の構成をを示す回路図である。

【図７】キャパシタンス（Ｃ）とゲイン（Ｇ）との関係
を示す図である。

【図８】ＬＰＦのゲイン（Ｇ）と電極間ギャップ（ｄ）
との関係を示す図である。

【図９】インク残量検出回路１０１７の構成を示すブロ
ック図である。

【図１０】インク残量検出制御を示すフローチャートで
ある。

【符号の説明】

１０１ 抵抗（Ｒ） １０２ ハードケース １０３ インク １０４ 非導電性の袋 １０５ チューブ １０６、１０７ 電極 ４０２ キャパシタンス（Ｃ） ４０３ 入力端子 ４０４ 出力端子 ９０９ 記録ヘッド ９１０ インクタンク １０１１ 表示部 １０１４ ＣＰＵ １０１５ 残量検知センサ（ＬＰＦ） １０１７ インク残量検知回路

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 インクを収容する柔軟性のある非導電性
   の内郭部と、 前記内郭部を挟む第１及び第２の電極と、 前記内郭部と、前記第１及び第２の電極とを収容する外
   郭部と、 前記第１の電極に対して直列に接続された信号の入力端
   子及び出力端子と、 前記第１の電極と前記入力端子との間に直列に接続され
   る所定の値の抵抗とを有し、 前記第２の電極は接地され、 前記第１及び第２の電極間の間隔は、前記内郭部に収容
   されたインク量に従って変化することを特徴とするイン
   クタンク。
2. 【請求項２】 前記第１及び第２の電極と前記内郭部で
   コンデンサを構成し、 前記コンデンサと前記抵抗でＣＲ回路を構成し、 前記ＣＲ回路はローパスフィルタとして機能とすること
   を特徴とする請求項１に記載のインクタンク。
3. 【請求項３】 請求項１に記載のインクタンクのインク
   残量を検出するインク残量検出方法であって、 前記入力端子に所定周波数で所定振幅の信号を入力する
   入力工程と、 前記出力端子から出力される信号の振幅を検出する検出
   工程と、 前記検出工程において検出された信号振幅と所定の閾値
   とを比較する比較工程と、 前記比較工程における比較結果に従って、前記インクタ
   ンク内のインク残量を決定する決定工程とを有すること
   を特徴とするインク残量検出方法。
4. 【請求項４】 請求項１に記載のインクタンクからイン
   クが供給されるインクジェット記録ヘッドを用いて記録
   を行う記録装置であって、 前記入力端子に所定周波数で所定振幅の信号を入力する
   入力手段と、 前記出力端子から出力される信号の振幅を検出する検出
   手段と、 前記検出手段によって検出された信号振幅と所定の閾値
   とを比較する比較手段と、 前記比較手段による比較結果に従って、前記インクタン
   ク内のインク残量を決定する決定手段とを有することを
   特徴とする記録装置。
5. 【請求項５】 前記検出手段は、 前記出力端子から出力された信号を増幅する増幅器と、 前記増幅器によって増幅された信号のピーク値とボトム
   値とをホールドするホールド回路と、 前記ホールド回路によってホールドされたピーク値とボ
   トム値とに基づいて、前記増幅された信号の振幅を検出
   する差分検出器とを有することを特徴とする請求項４に
   記載の記録装置。
6. 【請求項６】 前記決定手段によって決定されたインク
   残量を表示する表示手段をさらに有することを特徴とす
   る請求項４に記載の記録装置。
7. 【請求項７】 前記決定手段によって決定されたインク
   残量が所定の基準値以上であるかどうかを判別する判別
   手段と、 前記判別手段による判別結果に従って、前記インクタン
   クの交換を促す旨のメッセージを前記表示手段に表示す
   る警告手段とをさらに有することを特徴とする請求項６
   に記載の記録装置。
8. 【請求項８】 前記インクジェット記録ヘッドは、熱エ
   ネルギーを利用してインクを吐出するために、インクに
   与える熱エネルギーを発生するための電気熱変換体を備
   えていることを特徴とする請求項４に記載の記録装置。