JP2005010061A

JP2005010061A - 液面検出方法及び液面検出装置並びに液体タンク及びその液体タンクを備えた液体吐出装置

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Publication number: JP2005010061A
Application number: JP2003175917A
Authority: JP
Inventors: Mitsugi Ishihara; 貢石原
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 2003-06-20
Filing date: 2003-06-20
Publication date: 2005-01-13

Abstract

【課題】液体容器に収容される所定の液体の液面を検出して液体の充填状態又は残量を検出する液面検出において、液体の液面の変化を連続的な変化状態として検出する。
【解決手段】所定の液体８を収容する液体容器１と、この液体容器１の内部にてその底面から上面にわたって配置され所定の長さを有する電気抵抗体１０と、この電気抵抗体１０に電流を供給する電力供給手段（４）と、上記電気抵抗体１０の両端に接続されその両端間に生じる電圧を計測して上記液体容器１内の液体８の液面９を検出する演算手段（１１）とを備えて成り、上記液体容器１内に液体８を収容した状態で電気抵抗体１０に電流を流し、該電気抵抗体１０の両端間に生じる電圧を計測することにより、液体８の液面９を検出する。これにより、液体８の液面９の変化を連続的な変化状態として検出し、液体容器１内の液体８の充填状態又は残量を検出する。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液体容器に収容される所定の液体の液面を検出して液体の充填状態又は残量を検出する液面検出方法に関し、詳しくは、上記液体容器の内部に電気抵抗体を底面から上面にわたって配置してその両端間に生じる電圧を計測することにより、液体の液面の変化を連続的な変化状態として検出する液面検出方法及び液面検出装置並びに液体タンク及び液体吐出装置に係るものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の液面検出装置、例えばインクジェットプリンタのインク液の残量検出装置は、図１０に示すように、所定の液体（インク液）を収容する液体容器１の底面に共通電極２を設け、上記液体容器１の一側面に該液体容器１の高さ方向に所定の間隔で例えば四つの計測電極３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄを設け、上記共通電極２と各計測電極３ａ〜３ｄとの間には電力供給手段としてのパルス駆動回路４を接続すると共に、上記共通電極２及び各計測電極３ａ〜３ｄへの接続線に残量計測回路５を接続して構成されている。なお、図１０において、符号６は液体容器１の上面に形成された大気連通孔を示し、符号７は底面に設けられた液送出し口を示し、符号Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４は上記各計測電極３ａ〜３ｄに挿入された負荷抵抗を示している。
【０００３】
このような状態で、液体容器１の内部に液体８を収容すると、その液体８の量に応じて液面９が適宜の高さに形成される。そして、液体８としてのインク液は導電性を有しているので、パルス駆動回路４から共通電極２にパルス的に電流を供給すると、液体８が収容された高さ内にある共通電極２と計測電極３ａ〜３ｄとの間では電流が流れ、残量計測回路５に計測信号が送られる。このとき、どの計測電極３ａ〜３ｄから計測信号が送られてきたかにより、液面９がどこにあるかが分かり、液体８の残量を検出する。
【０００４】
例えば、図１０に示されるように、第２の計測電極３ｂと第３の計測電極３ｃとの間に液面９があるときは、第３及び第４の計測電極３ｃ，３ｄから残量計測回路５に計測信号が送られ、他の計測電極からは信号が入らないので、第３の計測電極３ｃの高さに相当する液体８の残量（例えば約５０％）を検出する。また、第１の計測電極３ａの上方に液面９があり、第１〜第４の計測電極３ａ〜３ｄの総てから計測信号が送られてきた場合は、液体８の残量は１００％であると検出する。或いは、第４の計測電極３ｄの下方に液面９があり、第１〜第４の計測電極３ａ〜３ｄのいずれからも計測信号が送られてこない場合は、液体８の残量は０％であると検出する。
【０００５】
そして、このようなインク液の残量検出装置は、例えば特願２００２−９９６５５号、特願２００２−２１５８４８号等の明細書に記載されている。また、インクタンク内のインク残量を検知する装置が記載された先行技術文献としては、特許文献１がある。
【０００６】
【特許文献１】
特開平６−２２６９９０号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、このような従来のインク液の残量検出装置においては、液体容器１の高さ方向に所定の間隔で設けられた例えば四つの計測電極３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄの位置に応じて液面９を検出して液体８の残量を検出しているので、計測電極の設置数及び位置に応じた段階的な液の残量しか検出できない。例えば、残量＝満杯、３／４、２／４、１／４、０のように概略の残量しか分からなかった。
【０００８】
この場合、図１０において、第１の計測電極３ａから計測信号が送られてきていれば、残量＝満杯となるが、実際には該第１の計測電極３ａの設置位置まで液体８が減少している状態がある。また、第１〜第４の計測電極３ａ〜３ｄのいずれからも計測信号が送られてこない場合は、残量＝０となるが、実際には第４の計測電極３ｄの直ぐ下まで液体８が残っていて使用可能な状態がある。すなわち、段階的な液の残量しか検出できず、残量検出が不正確であった。
【０００９】
また、共通電極２以外に、計測電極３ａ〜３ｄが残量の段階的な検出数に応じて必要となり、インク液の残量検出装置の全体として電極の数が多くなり、構造が複雑となるものであった。
【００１０】
そこで、本発明は、このような問題点に対処し、液体の液面の変化を連続的な変化状態として検出する液面検出方法及び液面検出装置並びに液体タンク及び液体吐出装置を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明による液面検出方法は、液体容器に収容される所定の液体の液面を検出する液面検出方法であって、上記液体容器の内部に所定の長さの電気抵抗体を該液体容器内の底面から上面にわたって配置し、上記液体容器内に液体を収容した状態で電気抵抗体に電流を流し、該電気抵抗体の両端間に生じる電圧を計測することにより、液体の液面を検出するものである。
【００１２】
このような方法により、液体容器内に液体を収容した状態で該液体容器の底面から上面にわたって配置された電気抵抗体に電流を流し、該電気抵抗体の両端間に生じる電圧を計測し、液体中に浸る電気抵抗体の長さの変化によって可変抵抗器として働く上記電気抵抗体の両端の抵抗値を求めることにより、液体の液面を検出する。これにより、液体の液面の変化を連続的な変化状態として検出する。
【００１３】
また、本発明による液面検出装置は、所定の液体を収容する液体容器と、この液体容器の内部にてその底面から上面にわたって配置され所定の長さを有する電気抵抗体と、この電気抵抗体に電流を供給する電力供給手段と、上記電気抵抗体の両端に接続されその両端間に生じる電圧を計測して上記液体容器内の液体の液面を検出する演算手段と、を備えて成るものである。
【００１４】
このような構成により、液体容器の内部にてその底面から上面にわたって配置された電気抵抗体に、電力供給手段で電流を供給し、上記電気抵抗体の両端に接続された演算手段で電気抵抗体の両端間に生じる電圧を計測し、液体中に浸る電気抵抗体の長さの変化によって可変抵抗器として働く上記電気抵抗体の両端の抵抗値を求めることにより、液体の液面を検出する。これにより、液体の液面の変化を連続的な変化状態として検出する。
【００１５】
さらに、本発明による液体タンクは、所定の液体を収容し上面に大気連通孔を有すると共に底面に液送出し口を有する液体容器と、この液体容器の内部にてその底面から上面にわたって配置され所定の長さを有する電気抵抗体と、この電気抵抗体の両端に接続され上記液体容器の外部にてその底面及び上面に設けられた電極と、を備えて成るものである。
【００１６】
このような構成により、液体容器で所定の液体を収容し、この液体容器の内部にてその底面から上面にわたって配置された電気抵抗体の両端に接続され上記液体容器の外部にてその底面及び上面に設けられた電極を利用して、該電気抵抗体に電流を供給する。このとき、上記電気抵抗体の両端間に生じる電圧を計測し、液体中に浸る電気抵抗体の長さの変化によって可変抵抗器として働く電気抵抗体の両端の抵抗値を求めることにより、液体の液面を検出することを可能とする。これにより、液体の液面の変化を連続的な変化状態として検出可能とする。
【００１７】
さらにまた、本発明による液体吐出装置は、所定の液体を収容する液体タンクを備えた液体吐出ヘッドを装置本体部に着脱可能な状態に保持し、該液体吐出ヘッドに形成された各液体吐出ノズルから液体を吐出してドット列又はドットを形成する液体吐出装置であって、上記液体タンクは、上面に大気連通孔を有すると共に底面に液送出し口を有する液体容器と、この液体容器の内部にてその底面から上面にわたって配置され所定の長さを有する電気抵抗体と、この電気抵抗体の両端に接続され上記液体容器の外部にてその底面及び上面に設けられた電極と、を備えて成るものである。
【００１８】
このような構成により、装置本体部に着脱可能に保持される液体吐出ヘッドに備えられた液体タンクを、前述の手段による液体タンクと同じ構成とすることにより、液体容器の外部にてその底面及び上面に設けられた電気抵抗体の電極を利用して、上記電気抵抗体の両端間に生じる電圧を計測し、液体中に浸る電気抵抗体の長さの変化によって可変抵抗器として働く電気抵抗体の両端の抵抗値を求めることによって、液体の液面を検出することを可能とする。これにより、液体の液面の変化を連続的な変化状態として検出可能とする。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を添付図面に基づいて詳細に説明する。
図１は本発明による液面検出方法の実施の形態を説明する概略図であり、且つこの液面検出方法の実施に使用する液面検出装置の実施形態を示す模式図である。本発明の液面検出方法は、液体容器１、例えばインクジェットプリンタのインク容器に収容される所定の液体（インク）の液面を検出するもので、上記液体容器１の内部に所定の長さの電気抵抗体１０を該液体容器１内の底面から上面にわたって配置し、上記液体容器１内に液体８を収容した状態で電気抵抗体１０に電流を流し、該電気抵抗体１０の両端間に生じる電圧を計測することにより、液体８の液面９を検出する。
【００２０】
いま、説明の都合上、液面検出装置の構成について図１を参照して説明する。この液面検出装置は、図１に示すように、液体容器１と、電気抵抗体１０と、パルス駆動回路４と、演算回路１１とを備えて成る。なお、図１において、符号Ｒは上記電気抵抗体１０に挿入された負荷抵抗を示している。
【００２１】
上記液体容器１は、内部に所定の液体、例えば導電性を有するインクを収容するもので、所定の高さで所定の容積を有する箱状に形成され、その上面に大気連通孔６を有すると共に底面に液送出し口７を有している。
【００２２】
上記液体容器１の内部には、電気抵抗体１０が設けられている。この電気抵抗体１０は、液体容器１の内部に収容される液体８の液面９を検出するセンサーとなるもので、上記液体容器１の高さと略同等の長さを有し、該液体容器１の一側面に沿って底面から上面にわたって垂直方向に配置されている。ここで、上記液体容器１内に収容される液体８は導電性を有するので、液体容器１内に液体８を収容した状態で電気抵抗体１０に電流を流すと、液体８中に浸る電気抵抗体１０の部分については電流は該液体８を伝わって流れ、上記電気抵抗体１０は、液体８中に浸る部分の長さの変化によって可変抵抗器として働くこととなる。これにより、液体容器１内に液体８を収容した状態で上記電気抵抗体１０の両端の抵抗値を求めることにより、液面９から露出した部分の長さが分かり、液体８の液面９を検出することができる。
【００２３】
上記電気抵抗体１０の具体例を示すと、図３〜図５に示すようになる。図３は、例えばセラミック等の絶縁材から成る丸棒状の芯材１２の外周面に、その長手方向の全幅に広がる金属皮膜又はカーボン皮膜を巻き付けた後に、その金属皮膜又はカーボン皮膜の表面に適宜のピッチで螺旋状の切り取り溝を入れて、上記芯材１２の周りに螺旋状に周回する膜状抵抗体１３を形成し、全体として細長直線状の電気抵抗体１０を構成した例を示している。なお、上記膜状抵抗体１３は、芯材１２の外周面に、細長いリボン状に形成された金属皮膜又はカーボン皮膜を螺旋状に巻き付けて形成してもよい。これらの場合、螺旋状に周回する膜状抵抗体１３のピッチを適宜調節することにより、該膜状抵抗体１３の長さを調節して全体の抵抗値を変えることができる。また、符号１０ａ，１０ｂは、電気抵抗体１０を後述の電極１６ａ，１６ｂに接続するための導電体から成る端子を示している。
【００２４】
また、図４は、例えばベークライト等の絶縁材から成る細長板状のベース板１４の片面に、細長いリボン状に形成された金属皮膜又はカーボン皮膜を長手方向の全長にわたって貼り付けて膜状抵抗体１３を形成し、全体として細長直線状の電気抵抗体１０を構成した例を示している。
【００２５】
さらに、図５は、例えばセラミック等の絶縁材から成る丸棒状の芯材１２の外周面に、細長い線材に形成されたニクロム線などの金属巻線１５を適宜のピッチで螺旋状に巻き付けて、全体として細長直線状の電気抵抗体１０を構成した例を示している。なお、螺旋状に巻き付ける金属巻線１５のピッチを適宜調節することにより、該金属巻線１５の長さを調節して全体の抵抗値を変えることができる。また、図３〜図５の例に共通しているが、いずれの場合も抵抗体としての金属皮膜又はカーボン皮膜又は金属巻線の表面には、保護膜としてのコーティングは施されていない。
【００２６】
上記電気抵抗体１０は、二つの電極１６ａ，１６ｂの間に接続される。この電極１６ａ，１６ｂは、上記電気抵抗体１０をパルス駆動回路４に接続するためのもので、一方の電極１６ａは液体容器１の外部にてその上面に設けられ、他方の電極１６ｂは液体容器１の外部にてその底面に設けられている。そして、これらの電極１６ａ，１６ｂに対して、図３〜図５に示す電気抵抗体１０の両端の端子１０ａ，１０ｂを電気的に接続するようになっている。
【００２７】
上記電極１６ａ，１６ｂには、パルス駆動回路４が接続されている。このパルス駆動回路４は、上記電気抵抗体１０に電流を供給する電力供給手段となるもので、導電性を有する液体８の電気分解を抑えるために電気抵抗体１０に電流を供給する時間をできるだけ短くする必要から、後述の演算回路１１で電圧を計測して液面９を検出するときにのみパルス的に電流を供給するようになっている。
【００２８】
上記電極１６ａ，１６ｂには、演算回路１１が接続されている。この演算回路１１は、上記電気抵抗体１０の両端に接続されその両端間に生じる電圧を計測して上記液体容器１内の液体８の液面９を検出する演算手段となるもので、例えば計測した電圧値を用いてオームの法則を適用し、液体容器１内で液面９から露出した部分の電気抵抗体１０の抵抗値（液面９の高さにより変化する）を求めることにより液面９の位置を演算するようになっている。
【００２９】
図２は、このように構成された液面検出装置の電気的な等価回路を示す説明図である。図２において、パルス駆動回路４が供給する電圧をＥｖとし、可変抵抗器として働く電気抵抗体１０の全長による抵抗値をＲｖとし、該電気抵抗体１０が液体容器１内で液面９から露出した部分の長さによる抵抗値をｒｖとする。この等価回路において、図１に示す液体容器１内に収容した液体８の液面９の位置が、可変抵抗器の摺動子１７の位置となる。したがって、上記電気抵抗体１０の一方の電極１６ａから摺動子１７の位置までの長さによる抵抗値がｒｖとなり、この値が可変となる。
【００３０】
次に、このように構成された液面検出装置の動作について、本発明の液面検出方法と共に図１及び図２を参照して説明する。初めに、図１に示す液体容器１内に液体８が収容されており、電気抵抗体１０が上記液体８内に適宜の高さだけ（液面９まで）浸っているとする。この状態で、まず、パルス駆動回路４を駆動して電気抵抗体１０にパルス的に電流を供給する。すると、図２において、電流は、パルス駆動回路４のプラス側→負荷抵抗Ｒ→一方の電極１６ａ→電気抵抗体１０の摺動子１７→他方の電極１６ｂ→パルス駆動回路４のマイナス側、の経路で流れる。このとき、上記摺動子１７の位置は、液体容器１内の液面９の位置によって変化する。
【００３１】
次に、上記のような電流の流れにより電気抵抗体１０の両端間に生じる電圧を、演算回路１１で計測する。このときの電圧値は、電気抵抗体１０の一方の電極１６ａから摺動子１７の位置までの長さの抵抗体を電流が流れて生じる電圧値となる。上記計測された電圧値はＡ／Ｄ変換された後、演算回路１１内の演算器に入力され、オームの法則を適用して一方の電極１６ａから摺動子１７の位置までの長さによる抵抗値ｒｖを求める。
【００３２】
ここで、前記電流経路を流れる電流値をＩとすると、オームの法則により次の式が成立する。
Ｅｖ＝（Ｒ＋ｒｖ）×Ｉ …（１）
この式（１）において、ＥｖとＲとＩは既知であるので、抵抗値ｒｖは、
ｒｖ＝（Ｅｖ／Ｉ）−Ｒ …（２）
の式で求められる。
【００３３】
そして、図１及び図２から明らかなように、上記のように求めた抵抗値ｒｖが液面９の位置を表す量となるので、液体容器１の全高に対する底面からの液面９の高さＨは、
Ｈ＝（１−ｒｖ／Ｒｖ）×１００（％） …（３）
の式で求められる。これにより、液体容器１内に収容される液体８の液面９が検出され、これは液体８の充填状態又は残量を百分率で示すものとなる。
【００３４】
例えば、図１において液体容器１内に液体８が満杯に充填されているときは、図２において摺動子１７は一方の電極１６ａの位置に移動した状態となり、ｒｖ＝０となる。したがって、式（３）において、液面９の高さＨ＝１００（％）となり、充填量＝１００％又は残量＝１００％となる。一方、液体容器１内の液体８が空になったときは、図２において摺動子１７は他方の電極１６ｂの位置に移動した状態となり、ｒｖ＝Ｒｖとなる。したがって、式（３）において、液面９の高さＨ＝０（％）となり、充填量＝０％又は残量＝０％となる。図１に示すように、液面９が液体容器１の高さの中間にあるときは、その位置に応じて例えばＨ＝５５（％）となり、充填量又は残量＝５５％となる。
【００３５】
このような動作により、本発明の液面検出方法及び液面検出装置によれば、従来の図１０に示す計測電極の設置数及び位置に応じた段階的な液体８の残量検出ではなく、液体８の液面９の変化を連続的な変化状態として検出し、１００％から０％までアナログ的に連続した値として、液体の充填状態又は残量を検出することができる。
【００３６】
なお、図１においては、電気抵抗体１０は、液体容器１内の１箇所に垂直方向に設けたものとしたが、本発明はこれに限られず、液体容器１内の異なる複数箇所に垂直方向に設けたものとしてもよい。例えば、液体容器１内の対向する両側面に沿わせて１個ずつ、合計２個の電気抵抗体１０を設けてもよい。この場合は、複数個の電気抵抗体１０による液面検出の結果を平均することにより、より精度の高い検出をすることができる。また、上記電気抵抗体１０は、液体容器１内に斜め方向に設けたものとしてもよい。例えば、液体容器１内の対向する両側面間において、対角線方向に設けてもよい。
【００３７】
図６は、本発明による液体タンクの実施形態を示す説明図である。この液体タンク２０は、内部に所定の液体を収容しておき対象装置に対してその液体を供給するもので、例えばインクジェットプリンタのプリントヘッドにおいてノズル部材にインクを供給するものである。そして、この液体タンク２０は、図６に示すように、液体容器１と、電気抵抗体１０と、電極１６ａ，１６ｂとを備えて成る。
【００３８】
上記液体容器１は、内部に所定の液体、例えば導電性を有するインクを収容するもので、所定の高さで所定の容積を有する細長い箱状に形成され、その上面に大気連通孔６を有すると共に底面に液送出し口７を有している。
【００３９】
上記液体容器１の内部には、電気抵抗体１０が設けられている。この電気抵抗体１０は、液体容器１の内部に収容される液体８の液面９を検出するセンサーとなるもので、上記液体容器１の高さと略同等の長さを有し、該液体容器１の一側面に沿って底面から上面にわたって垂直方向に配置されている。ここで、上記液体容器１内に収容される液体８は導電性を有するので、液体容器１内に液体８を収容した状態で電気抵抗体１０に電流を流すと、液体８中に浸る電気抵抗体１０の部分については電流は該液体８を伝わって流れ、上記電気抵抗体１０は、液体８中に浸る部分の長さの変化によって可変抵抗器として働くこととなる。これにより、液体容器１内に液体８を収容した状態で上記電気抵抗体１０の両端の抵抗値を求めることにより、液面９から露出した部分の長さが分かり、液体８の液面９を検出することができる。なお、上記電気抵抗体１０の具体例は、前述の図３〜図５に示すと同様に構成されている。
【００４０】
上記電気抵抗体１０の両端には、二つの電極１６ａ，１６ｂが接続されている。この電極１６ａ，１６ｂは、上記電気抵抗体１０を図示外の例えば図１に示すパルス駆動回路４に接続するためのもので、一方の電極１６ａは液体容器１の外部にてその上面に設けられ、他方の電極１６ｂは液体容器１の外部にてその底面に設けられている。そして、これらの電極１６ａ，１６ｂに対して、図３〜図５に示す電気抵抗体１０の両端の端子１０ａ，１０ｂが電気的に接続されている。
【００４１】
このように構成された液体タンク２０を、図示外の例えばインクジェットプリンタのプリントヘッドに組み込むことにより、インクジェットプリンタの装置本体部側の装置部品と接続されて図１に示すような液面検出装置を構成し、前述と同様の動作をして、液体容器１内の液体８の液面９を検出し、液体８の充填状態又は残量が検出可能となる。
【００４２】
図７は、上述の液体タンク２０の他の実施形態を示す説明図である。この実施形態は、前記電気抵抗体１０を液体容器１内の異なる複数箇所に垂直方向に設けたものである。すなわち、図６の実施形態に追加して、液体容器１内の一側面に対向する他側面に沿って底面から上面にわたって第２の電気抵抗体２１を垂直方向に配置し、この第２の電気抵抗体２１の両端に二つの電極２２ａ，２２ｂを接続したものである。
【００４３】
この場合は、図７（ｂ）に示すように、細長い箱状に形成された液体容器１がその使用状態において傾斜しているときに、第１の電気抵抗体１０及び第２の電気抵抗体２１による液面９の検出結果を加算して平均することにより、誤差を低減して液体８の充填状態又は残量が検出可能となる。
【００４４】
なお、図６及び図７の実施形態において、上記電気抵抗体１０又は電気抵抗体２１は、液体容器１内に斜め方向に設けたものとしてもよい。例えば、液体容器１内の対向する両側面間において、適宜の角度で傾斜して設けてもよい。
【００４５】
次に、本発明による液体吐出装置の一例としてのインクジェットプリンタの実施形態を、図８及び図９を参照して説明する。このインクジェットプリンタ３０は、図６又は図７に示す所定の液体（インク）を収容する液体タンク２０を備えたプリントヘッド２５にて記録媒体の所定位置にインク滴を吐出して画像を形成するものであり、プリンタ本体部３１と、プリントヘッド２５と、記録紙トレイ３２とを備えている。
【００４６】
上記プリンタ本体部３１は、装置本体部として記録媒体である記録紙に対して適正に印画を行わせるための記録紙搬送機構部や電気回路部を内部に納めたものであり、上面にはプリントヘッド２５を収納する収納部３３が開口されており、その上端部には該収納部３３を開閉する上蓋３４が設けられている。また、プリンタ本体部３１の前面下部には、後述の記録紙トレイ３２を装着するためのトレイ挿入口３５が設けられている。なお、このトレイ挿入口３５は記録紙の排紙口も兼ねている。
【００４７】
上記プリンタ本体部３１の収納部３３には、前述の液体タンク２０を備えたプリントヘッド２５が矢印Ｚのように収納されて、着脱可能な状態に保持されている。ここでは、一例として記録紙（例えばＡ４判）の一辺の幅にわたってノズル部材（図示せず）が長尺に形成されたフルラインタイプのプリントヘッドを示している。また、上記プリンタ本体部３１のトレイ挿入口３５には、記録紙トレイ３２が着脱可能状態に装着されている。この記録紙トレイ３２は、記録紙を重ねて収納するものであり、その上面部にはプリンタ本体部３１から排紙される記録紙の排紙受け部３２ａが設けられている。
【００４８】
図９は、上記プリンタ本体部３１の内部構造の具体的な一例を示す断面図で、（ａ）は印画停止状態を示し、（ｂ）は印画動作状態を示している。このプリンタ本体部３１は、図９（ａ）に示すように、プリンタ本体部３１の下方部で、記録紙トレイ３２の挿入方向にてその側端部に対応する上方部位には、ローラーから成る給紙手段３６が設けられており、記録紙トレイ３２から記録紙３７が随時供給できるようになっている。また、記録紙３７の供給方向には、分離手段３８が設けられており、重ねて収納された記録紙３７を１枚ずつ分離して給紙できるようになっている。さらに、この分離手段３８で分離された記録紙３７の搬送方向でプリンタ本体部３１の上方部位には、記録紙３７の搬送方向を反転する反転ローラー３９が設けられている。
【００４９】
そして、この反転ローラー３９で反転された記録紙３７の搬送方向の先にはベルト搬送手段４０が設けられており、図９（ａ）に示すように、印画停止状態においては、排紙方向の端部４０ａが矢印Ａ方向に下がって、プリントヘッド２５の下面との間に大きなギャップを形成している。一方、図９（ｂ）に示す印画動作状態においては、上記端部４０ａが矢印Ｂ方向に上昇して水平状態にされ、プリントヘッド２５の下面との間に所定の小さなギャップの記録紙通路を形成するようにされている。
【００５０】
また、印画停止状態において、図９（ａ）に示すように、プリントヘッド２５の下面はヘッドキャップ４１で閉じられており、インク吐出ノズルのインクが乾燥して目詰まりするのを防いでいる。また、ヘッドキャップ４１には、クリーニング手段４２が設けられており、印画動作開始前に、ヘッドキャップ４１が所定の位置に退避する（図９（ｂ）参照）動作に伴って、インク吐出ノズルをクリーニングするようになっている。
【００５１】
次に、このように構成されたインクジェットプリンタ３０の動作について説明する。まず、図８に示すプリンタ本体部３１の上面の上蓋３４を開いて、プリントヘッド２５を収納部３３に矢印Ｚのように収納する。また、プリンタ本体部３１の前面下部に設けられたトレイ挿入口３５に記録紙トレイ３２を挿入する。このとき、図９（ａ）に示すように、プリンタ本体部３１の内部は、ベルト搬送手段４０の端部４０ａが矢印Ａ方向に下がっており、プリントヘッド２５の下面がヘッドキャップ４１で閉じられて印画停止状態となっている。
【００５２】
次に、印画開始の制御信号が入力されると、ヘッドキャップ４１が図９（ａ）において矢印Ｃのように移動して所定の位置に退避する。このとき、ヘッドキャップ４１の退避動作に伴って、クリーニング手段４２がプリントヘッド２５のノズル部材の表面を摺動してインク吐出ノズルをクリーニングする。
【００５３】
また、このヘッドキャップ４１が所定位置に退避すると、ベルト搬送手段４０の端部４０ａが図９（ａ）において矢印Ｂ方向に上昇し、該ベルト搬送手段４０は、水平状態にてその搬送用ベルトと上記プリントヘッド２５との間に所定の小さなギャップの記録紙通路を形成して停止する（図９（ｂ）参照）。
【００５４】
そして、図９（ｂ）に示す印画動作状態において、給紙手段３６が駆動し、記録紙トレイ３２内に重ねて収納された記録紙３７が矢印Ｄ方向に供給される。この際、分離手段３８によって記録紙３７は１枚ずつに分離されて矢印Ｅ方向に随時給紙される。
【００５５】
この給紙された記録紙３７は、反転ローラー３９により搬送方向が反転されて、ベルト搬送手段４０まで送られる。そして、該記録紙３７は、ベルト搬送手段４０によってプリントヘッド２５の下方部まで運ばれて行く。
【００５６】
さらに、記録紙３７が、プリントヘッド２５の下方部に達すると、印画信号が入力され、該印画信号に応じてプリントヘッド２５の発熱抵抗素子が駆動される。そして、一定速度で送られる記録紙３７に対して、例えば４色のインクに対応するインク吐出ノズルの列からインク液滴が吐出され、記録紙３７上にカラーのプリント画像が形成される。
【００５７】
このようにして記録紙３７上への印画が総て終了すると、図９（ｂ）に示すように、記録紙３７はプリントヘッド２５の下方部から矢印Ｆ方向に搬送され、排紙口を兼ねたトレイ挿入口３５（図８参照）から記録紙トレイ３２の排紙受け部３２ａに排紙される。そして、図９（ａ）に示すように、ベルト搬送手段４０の端部４０ａが矢印Ａ方向に下がり、ヘッドキャップ４１がプリントヘッド２５の下面を閉じて印画停止状態に復帰し、インクジェットプリンタ３０の動作が停止する。
【００５８】
なお、以上の説明においては、インクジェットプリンタに適用された例について述べたが、本発明はこれに限らず、記録方式がインクジェット方式のファクシミリ装置や複写機等の画像形成装置についても適用可能である。
【００５９】
また、液体タンク２０に収容される液体はインクに限られず、液体吐出ヘッド（２５）に形成された液体吐出ノズルから所定の液体を吐出してドット列又はドットを形成するものであるならば、他の液体の吐出装置にも適用することができる。例えば、ＤＮＡ鑑定などにおいてＤＮＡ含有溶液をパレット上に吐出するための液体吐出装置にも適用することができる。
【００６０】
【発明の効果】
本発明は以上のように構成されたので、請求項１〜６に係る液面検出方法によれば、液体容器内に液体を収容した状態で該液体容器の底面から上面にわたって配置された電気抵抗体に電流を流し、該電気抵抗体の両端間に生じる電圧を計測し、液体中に浸る電気抵抗体の長さの変化によって可変抵抗器として働く上記電気抵抗体の両端の抵抗値を求めることにより、液体の液面を検出することができる。これにより、液体の液面の変化を連続的な変化状態として検出することができる。したがって、１００％から０％までアナログ的に連続した値として、液体の充填状態又は残量を検出することができる。
【００６１】
また、請求項７〜１２に係る液面検出装置によれば、液体容器の内部にてその底面から上面にわたって配置された電気抵抗体に、電力供給手段で電流を供給し、上記電気抵抗体の両端に接続された演算手段で電気抵抗体の両端間に生じる電圧を計測し、液体中に浸る電気抵抗体の長さの変化によって可変抵抗器として働く上記電気抵抗体の両端の抵抗値を求めることにより、液体の液面を検出することができる。これにより、液体の液面の変化を連続的な変化状態として検出することができる。したがって、１００％から０％までアナログ的に連続した値として、液体の充填状態又は残量を検出することができる。また、液面検出のセンサーとしては、１本の電気抵抗体と２個の電極があればよいので、構造が簡単であると共に、コスト低減を図ることができる。
【００６２】
さらに、請求項１３〜１７に係る液体タンクによれば、液体容器で所定の液体を収容し、この液体容器の内部にてその底面から上面にわたって配置された電気抵抗体の両端に接続され上記液体容器の外部にてその底面及び上面に設けられた電極を利用して、該電気抵抗体に電流を供給することができる。このとき、上記電気抵抗体の両端間に生じる電圧を計測し、液体中に浸る電気抵抗体の長さの変化によって可変抵抗器として働く電気抵抗体の両端の抵抗値を求めることにより、液体の液面を検出することを可能とする。これにより、液体の液面の変化を連続的な変化状態として検出可能とする。したがって、１００％から０％までアナログ的に連続した値として、液体の充填状態又は残量を検出することができる。また、液面検出のセンサーとしては、１本の電気抵抗体と２個の電極があればよいので、構造が簡単であると共に、コスト低減を図ることができる。
【００６３】
さらにまた、請求項１８に係る液体吐出装置によれば、装置本体部に着脱可能に保持される液体吐出ヘッドに備えられた液体タンクを、請求項１３〜１７に係る液体タンクと同じ構成とすることにより、液体容器の外部にてその底面及び上面に設けられた電気抵抗体の電極を利用して、上記電気抵抗体の両端間に生じる電圧を計測し、液体中に浸る電気抵抗体の長さの変化によって可変抵抗器として働く電気抵抗体の両端の抵抗値を求めることによって、液体の液面を検出することを可能とする。これにより、液体の液面の変化を連続的な変化状態として検出可能とする。したがって、液体吐出装置の液体タンクについて、１００％から０％までアナログ的に連続した値として、液体の充填状態又は残量を検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による液面検出方法の実施の形態を説明する概略図であり、且つこの液面検出方法の実施に使用する液面検出装置の実施形態を示す模式図である。
【図２】上記液面検出装置の電気的な等価回路を示す説明図である。
【図３】上記液面検出装置に備えられる電気抵抗体の具体例を示す説明図である。
【図４】上記液面検出装置に備えられる電気抵抗体の他の具体例を示す説明図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図である。
【図５】上記液面検出装置に備えられる電気抵抗体の更に他の具体例を示す説明図である。
【図６】本発明による液体タンクの実施形態を示す説明図である。
【図７】上記液体タンクの他の実施形態を示す説明図である。
【図８】本発明による液体吐出装置の一例としてのインクジェットプリンタの実施形態を示す斜視図である。
【図９】図８に示すインジェットプリンタの内部構成を示した断面図であり、（ａ）は印画停止状態を示し、（ｂ）は印画動作状態を示している。
【図１０】従来の液面検出装置を示す模式図である。
【符号の説明】
１…液体容器
４…パルス駆動回路（電力供給手段）
８…液体
９…液面
１０…電気抵抗体
１１…演算回路（演算手段）
１６ａ，１６ｂ…電極
１７…摺動子
２０…液体タンク
２１…第２の電気抵抗体
２２ａ，２２ｂ…第２の電気抵抗体の電極
２５…プリントヘッド（液体吐出ヘッド）
３０…インクジェットプリンタ（液体吐出装置）
３１…プリンタ本体部
３２…記録紙トレイ

Claims

液体容器に収容される所定の液体の液面を検出する液面検出方法であって、
上記液体容器の内部に所定の長さの電気抵抗体を該液体容器内の底面から上面にわたって配置し、上記液体容器内に液体を収容した状態で電気抵抗体に電流を流し、該電気抵抗体の両端間に生じる電圧を計測することにより、液体の液面を検出することを特徴とする液面検出方法。
上記電気抵抗体への電流の供給は、電圧の計測時にのみパルス的に行うことを特徴とする請求項１記載の液面検出方法。
上記電気抵抗体は、液体容器内の１箇所に垂直方向に設けたものであることを特徴とする請求項１記載の液面検出方法。
上記電気抵抗体は、液体容器内の異なる複数箇所に垂直方向に設けたものであることを特徴とする請求項１記載の液面検出方法。
上記電気抵抗体は、液体容器内に斜め方向に設けたものであることを特徴とする請求項１記載の液面検出方法。
上記電気抵抗体は、金属被膜、カーボン被膜又は金属巻線を用いて細長直線状に形成したものであることを特徴とする請求項１記載の液面検出方法。
所定の液体を収容する液体容器と、
この液体容器の内部にてその底面から上面にわたって配置され所定の長さを有する電気抵抗体と、
この電気抵抗体に電流を供給する電力供給手段と、
上記電気抵抗体の両端に接続されその両端間に生じる電圧を計測して上記液体容器内の液体の液面を検出する演算手段と、
を備えて成ることを特徴とする液面検出装置。
上記電力供給手段は、電気抵抗体への電流の供給を電圧の計測時にのみパルス的に行うものであることを特徴とする請求項７記載の液面検出装置。
上記電気抵抗体は、液体容器内の１箇所に垂直方向に設けたことを特徴とする請求項７記載の液面検出装置。
上記電気抵抗体は、液体容器内の異なる複数箇所に垂直方向に設けたことを特徴とする請求項７記載の液面検出装置。
上記電気抵抗体は、液体容器内に斜め方向に設けたことを特徴とする請求項７記載の液面検出装置。
上記電気抵抗体は、金属被膜、カーボン被膜、金属巻線を用いて細長直線状に形成したことを特徴とする請求項７記載の液面検出装置。
所定の液体を収容し上面に大気連通孔を有すると共に底面に液送出し口を有する液体容器と、
この液体容器の内部にてその底面から上面にわたって配置され所定の長さを有する電気抵抗体と、
この電気抵抗体の両端に接続され上記液体容器の外部にてその底面及び上面に設けられた電極と、
を備えて成ることを特徴とする液体タンク。
上記電気抵抗体は、液体容器内の１箇所に垂直方向に設けたことを特徴とする請求項１３記載の液体タンク。
上記電気抵抗体は、液体容器内の異なる複数箇所に垂直方向に設けたことを特徴とする請求項１３記載の液体タンク。
上記電気抵抗体は、液体容器内に斜め方向に設けたことを特徴とする請求項１３記載の液体タンク。
上記電気抵抗体は、金属被膜、カーボン被膜、金属巻線を用いて細長直線状に形成したことを特徴とする請求項１３記載の液体タンク。
所定の液体を収容する液体タンクを備えた液体吐出ヘッドを装置本体部に着脱可能な状態に保持し、該液体吐出ヘッドに形成された各液体吐出ノズルから液体を吐出してドット列又はドットを形成する液体吐出装置であって、
上記液体タンクは、上面に大気連通孔を有すると共に底面に液送出し口を有する液体容器と、この液体容器の内部にてその底面から上面にわたって配置され所定の長さを有する電気抵抗体と、この電気抵抗体の両端に接続され上記液体容器の外部にてその底面及び上面に設けられた電極と、を備えて成るものであることを特徴とする液体吐出装置。