JPH02231145A - インク残量検知装置、該インク残量検知装置を有するインクジェットヘッドカートリッジおよび該カートリッジを搭載したインクジェット記録装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野〕 本発明はインク残量検知装置に関し、特に所定の入力信
号に応じて、液滴を飛翔させて記録画像を形成するイン
クジェット記録装置において用いられるインク残量検知
装置に関する。

また、該インク残量検知装置を備えたインクジェットヘ
ッドカートリッジに関する。

さらに、該カートリッジを搭載したキャリッジを備えた
インクジェット記録装置に関する。

（従来の技術〕 例えば、インクを滴として吐出することにより所望の記
録画像を形成するインクジェット記録装置で用いられる
インクは、通常インクカートリッジ等、所定のインク貯
留手段に貯えられており、この貯留手段におけるインク
残量を検知するための様々な装置が従来から知られてい
る。

これらインク残量検知装置の最も一般的なものの一つと
して、２つの電極間のインク量に応じて？出される抵抗
値に基づき、インク量が所定値以下か否かを検知する装
置が有る。

ところで、インクジェット記録装置に搭載される記録ヘ
ッドは半導体ディバイスの製造方法と同様の方法により
製造されるのが一般的である。このような記録ヘッドは
、吐出エネルギー発生素子としての例えば電気熱変換素
子およびこの変換素子を駆動するトランジスタやダイオ
ード等の機能素子を配設したシリコン等の基板と、イン
クが電気熱変換素子による熱作用を受ける熱作用室とし
てのインク液路を上記基板と接合することで構成する部
材とからなる。

上述した記録ヘッドを駆動するための駆動回路として用
いられてきたものの等価回路図を第７図に示す。同図は
記録ヘッドの一構成例として３２個のインク吐出口およ
びこれら吐出口の各々に連通ずるインク液路を有する記
録ヘッドの駆動回路を示す。インク液路の各々に電気熱
変換素子Ｒ，〜Ｒ３２のそれぞれが対応して配設され、
また、電気熱変換素子Ｒ１〜Ｒ３■の各々に対応してス
イッヂング素子としてのトランジスタＴ，〜Ｔ３２が設
けられている。

このような駆動回路が基板上に構成された場合における
前述したインク残量検知装置の等価回路を第８図に示す
。同図において、１および２はインク残量に応じて抵゛
抗値を検出するための電極である。また、３は上述した
記録ヘッドのインク液路を構成し、第７図において示し
た駆動回路を配設した基板を１つの電極としてとらえて
示したものである。また、電極１，２間には所定の電圧
または電流が印加される。

上述の構成について換言すれば、電極１，２間はインク
供給路としてインク流動の安定した部分であり、電極２
．３間はインク吐出によるインク波動の影響を受けやす
い不安定な部分である。これら電極１，２問および電極
２．３間はそれぞれインク量に応じた抵抗Ｒ＋２および
Ｒ２３を有する。

このような回路構成において、電極３はフローティング
であるため抵抗が無限となり、電流■は電極２．３間を
流れない。そのため、このインク残量検出装置で検出さ
れる抵抗値は、電極１．２間の抵抗ＲＩ２だけによって
定まることになる。したがって、安定し、かつ正確なイ
ンク残量検知を行なうことができる。

［発明が解決しようとする課題］ ところで、記録ヘッド構造の小型化および簡易化、ある
いは製造工程中に生ずる不良の低減化等の要請から、電
気熱変換素子とスイッチングトランジスタ等の機能素子
とを同一基板上に配設し、いわゆるマトリックス駆動を
行なう記録記録ヘッドが最近用いられつつある。第９図
はこの駆動回路の一例を示すものであり、第７図に示す
回路が３２個のスイッチング素子Ｔ　Ｉ　””　Ｔ　３
　２を有するのに対し、第３図に示す回路では１２個の
スイッチング素子Ｔｉｌｌ〜Ｔａ４　＊　”ｂｌ−Ｔｂ
ｅｌで３２個の電気熱変換素子Ｒｌ〜Ｒ３２を駆動でき
るという利点がある。

しかしながら、マトリックス駆動方式をとる場合、回路
構成が高密度になり、例えば機能素子としてのダイオー
ドｏ１〜Ｄ３２等において、隣り合うダイオードセル間
に寄生電流が生じる恐れがある。

すなわち、マトリクス駆動は駆動すべき（ｙｎｘｎ）セ
グメントの電気熱変換素子をｍ本のブロック制御端子と
ｎ本のセグメント制御端子により駆動するものであり、
このようなマトリクス駆動に用いられるダイオード構造
の断面を第１０図（Ａ）に示す。

次に、上記ダイ才一ドの駆動方法について詳述する。第
ｌＯ図（＾）には２つのダイオード（セル）が示されて
いるだけであるが、このような素子が例えば前述の如く
３２個配置され電気的にマトリクス接続されている。

ここでは同一グループにおける２つのセグメントとして
の電気熱変換素子ＲＨＩ　，ＲＨ２の駆動について説明
する。

電気熱変換素子ＲＨＩを駆動する為には、まずスイッチ
Ｇ１によりグループの選択がなされると共にスイッチＳ
ｌにより電気熱変換素子Ｒ｝Ｉｆが選択さわる。すると
トランジスタ構成のダイオードセルＳＨＩは正バイアス
され電流が供給されて電気熱変換素子Ｒｌｌ１は発熱す
る。この熱エネルギーが液体に状態変化を生起させて気
泡を発生させ吐出口より液体を吐出する。

同様に電気熱変換素子！｛｝１２を駆動する場合も、ス
イッチれ，スイッチＳ２を選択的にオンしてダイオード
セルＳＨ２を駆動し電気熱変換素子に電流を供給する． 各電気熱変換素子Ｒ旧．ＲＨ２に接続される各ダイオー
ドＳＨＩ，ＳＨ２は同一基板上に形成されており、電気
的に分離する為に第ｌθ図（Ｂ）　に示すように基板を
接地する。

Ｎ型Ｓｔ基板を利用する場合は基板を最も高い電位とな
るようにバイアスし、電気的に分離する。

ところが、Ｐ型基板を使用し基板電位をＧＮＤに落した
場合、第８図に示した基板を１つの電極として考えた場
合の電極３はフローティングとはならず、ＧＮＤ状態と
なる。従って第８図で示される回路構成において検出さ
れる抵抗値は、電流が電極２．３間にも流れることによ
り抵抗Ｒ２−，の影響を受け抵抗Ｒ＋２のみによって定
まるものとはならない６この結果、電極１．２間の抵抗
値を測定することで行っていたインク量（インク残量）
の検知においては、電極２．３間に存在するインクの影
響を受けることによって正確なインク残量検知ができな
いという課題が生じた。

また、上述した電極はインク中に溶存した気体が経時変
化することで発生することのある気泡が付着しやすい状
態にある。このように電極に気泡が付着した場合には、
正確な抵抗値の検出を行なえない場合が生じることがあ
った． 本発明は上述した従来の問題点に鑑みてなされたもので
あり、その目的とするところは、２つの電極のうち所定
の電極の電位を基板の電位と等しくすることによってイ
ンク流動が不安定な部分に検出電流が流れるのを防止す
るか、あるいは基板電位と異なる他方の電極１と基板３
間の抵抗を、本来測定目的とするインク抵抗に比して十
分太きくなるように２つの電極を配置することにより、
インク抵抗測定における測定誤差を廃し、安定かつ正確
なインク残量検知を可能にしたインク残量検知装置を提
供することにある。

ここで、上述の基板３と電極１０間の抵抗Ｒ，一，に関
して電極１，２間の抵抗すなわち測定すべき本来のイン
ク抵抗Ｒ１−２の間の関係がとなることが測定上望まし
い。

また、本発明は、前述のような安定かつ正確なインク残
量検知手段を搭載することで、インクが消費されてしま
うことで生ずるインクの吐出の不良を防止し、優れたイ
ンク吐出特性をもつインクジェットヘッドカートリッジ
を提供することを目的とする． さらに、本発明は、優れたインク吐出特性をもつインク
残量検知手段を搭載したインクジェットヘッドカートリ
ッジを使用して優れた記録を行なう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］ そのために本発明の一側面においてインクを貯留したイ
ンクタンクとインクの吐出を行なう記録ヘッドとを連接
するインク供給路中に儲えられた第１．第２電極と、該
第１，第２電極間の抵抗値を検出する検出手段と、を備
え、前記第２電極は、前記インク供給路中であって、前
記記録ヘッドに対して相対的に近い方の領域に設けられ
、前記第１電極は前記インク供給路中であって、前記第
２電極を間に介して前記記録ヘッドから相対的に遠い領
域に設けられており、前記第２電極は、前記記録ヘッド
を構成しインクを吐出するために駆動される吐出エネル
ギー発生素子を配設した基板と同電位に保持されるとと
もに、前記第１電極は前記電位とは異なる電位に保持さ
れ、前記第１，第２電極間の抵抗値の変化のみを計測す
ることでインクの残量を検知することを特徴とする。

他の側面においてインクを吐出するために利用される吐
出エネルギー発生素子が配設された基板を偏えて構成さ
れる記録ヘッド部と、該記録ヘッド部に対して供給され
るインクを貯留するインクタンク部と、前記記録ヘッド
部に前記インクタンク部からインクを供給するためのイ
ンク供給路と、該インク供給路中にその一部が設けられ
、インクの残量の検出に用いられるインク残量検知手段
と、を具え、前記インク残量検知手段は、第１，第２電
極とこれらの電極間の抵抗値を検出する検出手段とを有
し、前記第１．第２電極は、前記インク供給路中であっ
て、相対的に前記記録ヘッド部に近い方の領域に前記第
２電極が、また、前記記録ヘッド部に対して前記第２電
極を間に介して相対的に遠い領域に前記第１電極が設け
られており、前記第２電極は、前記基板と同電位に保持
されるとともに前記第１電極は前記電位とは異なる電位
に保持されていることを特徴とする。

さらに、他の側面においてインクを吐出するために利用
される吐出エネルギー発生素子が配設された基板を備え
て構成される記録ヘッド部と、該記録ヘッド部に対して
供給されるインクを貯留するインクタンク部と、前記記
録ヘッド部に前記インクタンク部からインクを供給する
ためのインク供給路と、該インク供給路中にその一部が
設けられ、インクの残量の検出に用いられる第１，第２
電極と、を有するインクジェットヘッドカートリッジを
具え、前記第１．第２電極は、前記インク供給路中であ
って、相対的に前記記録ヘッド部に近い方の領域に前記
第２電極が、また、前記記録ヘッド部に対して前記第２
電極を間に介して相対的に遠い領域に前記第１電極が設
けられており、飾記第２電極は、前記基板と同電位に保
持されるとともに前記第１電極は前記電位とは異なる電
位に保持され、さらに、前記第１，第２電極とこれらの
電極間の抵抗値を検出する検出手段と、前記インクジェ
ットヘッドカートリッジを搭載し、走査可能に設けられ
たキャリッジと、を具えたことを特徴とする。

？らに、別の側面において、インクを貯留したインクタ
ンクとインクの吐出を行なう記録ヘッドとを連接するイ
ンク供給路中に備えられた第１，第２電極と、該第１．
第２電極間の抵抗値を検出する検出手段、とを具え、前
巳記録ヘッドを構成する基板の基板電位と異なる電位を
有する前記第１電極と当該基板との間の抵抗値Ｒ１−３
が、前記第１，第２電極間のインク抵抗値であって、イ
ンクが充填された時の値Ｒｌ−２より大きくＲ！−３ ■〉５ Ｒｌ−２ となるように前記第１，第２電極を配置することにより
、前記第１．第２電極間の抵抗値の変化のみを計測する
ことで、インクの残量を検知することを特徴とする。

さらに、別の側面において、インクを吐出するために利
用される吐出エネルギー発生素子が配設された基板を備
えて構成される記録ヘッド部と、該記録ヘッド部に対し
て供給されるインクを貯留するインクタンク部と、前記
記録ヘッド部に前記インクタンク部からインクを供給す
るためのインク供給路と、該インク供給路中にその一部
が設けられ、インクの残量の検出に用いられるインク残
量検知手段と、を具え、前記インク残量検知手段は、第
１．第２電極とこれらの電極間の抵抗値を検出する検出
手段とを有し、前記記録ヘッド部を構成する基板の基板
電位と異なる電位を有する前記第１電極と当該基板との
間の抵抗値Ｒ１−３が、前記第１，第２電極間のインク
抵抗値であってインクが充填された時の値Ｒ，−２より
大きくするインクタンク部と、前記記録ヘッド部に前記
インクタンク部からインクを供給するためのインク供給
路と、該インク供給路中に設けられ、インクの残量の検
出に用いられる第１，第２電極と、を有したインクジェ
ットヘッドカートリッジを具え、前記記録ヘッド部を構
成する基板の基板電位と異なる電位を有する前記第１電
極と当該基板との間の抵抗値１１−３が、前記第１，第
２電極間のインク抵抗値で、インクが充填された時の値
Ｒ１−２より大きく となるように前記インク供給路中に第１，第２電極を配
置することにより、前記第１，第２電極間の抵抗値の変
化のみを計測することで、インクの残量を検知すること
を特徴とする。

さらに、別の側面において、インクを吐出するために利
用される吐出エネルギー発生素子が配設された基板を備
えて構成される記録ヘッド部と、該記録ヘッド部に対し
て供給されるインクを貯留となるように前記第１．第２
電極を配置し、さらに、前記第１，第２電極間の抵抗値
の変化のみを計測することで、インクの残量を検知する
ための検出手段と、前記インクジェットヘッドカートリ
ッジを搭載し、走査可能に設けられたキャリツジと、を
具えたことを特徴とする。

さらに、別の側面において、インクを貯留したインクタ
ンクとインクの吐出を行なう記録ヘッドとを連接するイ
ンク供給路中に備えられ当該インク供給路の断面積が減
少した絞り領域に配設されている第１．第２電極と、該
第１，第２電極間の抵抗値を検出する検出手段と、を具
え、前記第２電極は、前記インク供給路中であって、前
記記録ヘッドに対して相対的に近い方の領域に設けられ
、前記第１電極は前記インク供給路中であって、前記第
２電極を間に介して前記記録ヘッドから相対的に遠い領
域に設けられていることを特徴とする。

［作　用］ 以上の構成によれば、第１電極と第２電極との間で検出
される抵抗値の変化は、第１および第２電極間のみで生
じるインク抵抗値の変化を検出するだけでよい。

（実施例） 以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明する
。

第１図は本発明に係るインク残量検知装置の一例を搭載
したインクタンク部と記録ヘッド部とを一体に形成した
インクジェットヘッドカートリッジの構成を示す模式的
斜視図である。

本例のインクジェットヘッドカートリッジは、ディスポ
ーザブルなものとして構成されるものであり、図に示す
ように、カートリッジ本体５はインク貯留部材としての
インクタンク部８と記録ヘッド部９とを備えている。こ
のインクタンク部８は、内部にインクを吸収して貯留す
るための袋状のインク貯留袋、あるいは多孔質体からな
るインク吸収体を備えている。

そして、このインクタンク部８から記録ヘッド部９への
インク流入口となるインク供給口７，インク供給路６を
介して記録ヘッド部９に対してインクが供給される構成
となっている。

一方記録ヘッド部９は、電気熱変換素子や駆動回路が配
設されたヒータ基板３と、該ヒータ基板３および前記イ
ンクタンク部８の側面と接合されることでインク液路１
０，インク吐出口１１，インク供給路６等を構成する天
板４とにより構成されている。

ところで、本件が適用されるインクジェットヘッドカー
トリッジは、第１図に示されるようにインクタンク部８
の側面領域を利用してインク供給路６や、インク液路１
０等が一体的に構成されるものの他、電気熱変換素子や
駆動回路が配設されたヒータ基板３と該ヒータ基板３と
接合されてインク吐出口１１，インク液路１０を構成す
る天板４とで構成される記録ヘッド部９を別体として設
け、この記録ヘッド部９とインクタンク部８とインク供
給路６によって連通させて構成させるタイプのものも含
まれる。なお、インク吐出口１１はヒータ基板３と天板
４との接合部材に対してプレート部材に孔を形成したも
のを取付けるかあるいは一体的に形成するようにして構
成されるタイプも含まれる． さらには、記録ヘッドの構成としては、二つの部材が接
合されることで液路が形成され、該液路に対応して吐出
エネルギーを発生する電気熱変換素子が形成されている
ものが含まれる。

このように構成されたインクジェットヘッドカートリッ
ジの前記インク供給路６にはインク残量検知のための電
極１および２が相互に所定の間隔を有して配設される。

インク供給路６の電極１および２が配設される部位には
、それぞれ絞り部ｌ＾および２Ａが形成される。

上述のように構成されたカートリッジは、第２図に示さ
れるようなインクジェット記録装置本体のキャリッジに
装着され、この際所定接続部位を介して、ヒータ基板３
の駆動回路と装置本体側の制御部とが接続する。これに
より制御部から入力される所定の記録信号に基づいた記
録動作が行なわれ所望の画像が形成される． その際、インク滴の吐出は、前述の電気熱変換素子によ
って発生する熱エネルギーを利用することでインクに膜
沸騰を生じさせて行なわれるものである．その際印加さ
れる電圧は約１５Ｖ〜２５Ｖ程度である．もちろん、こ
の値はこの数値に限られるものでなく、インク吐出性能
を満足するように種々設定されうるものである． インクジェットヘッドカートリッジを搭載して所望の画
像の記録を行なうインクジェット記録装置は、例えば第
２図に示されるようなものである。

すなわち、駆動モータ５０ｌ３の正逆回転に連動して駆
動力伝達ギア５０１１．５００９を介して回転するリー
ドスクリュー５００５のら線溝５００４に対して係合す
るキャリッジＨＣは、ピン（不図示）を有し、矢印ａ，
ｂ方向に往復移動される．　５００２は紙押え板であり
、キャリッジ移動方向にわたフて紙をプラテン５００Ｇ
に対して押圧する，　５００７．５００１１はフォトカ
ブラであって、キャリッジのレバー５００６のこの領域
での存在を確認してモータ５０ｌ３の回転方向切換等を
行うためのホームポジション検知手段である，　５０１
６は記録ヘッドの前面をキャップするキャップ部材５０
２２を支持する部材で、５０ｌ５はこのキャップ内を吸
引する吸引手段であり、キャップ内開口５０２３を介し
て記録ヘッドの吸引回復を行う，　５０１７はクリーニ
ングブレードで、５０ｌ９はこのブレードを前後方向に
移動可能にする部材であり、本体支持板５０１８にこれ
らは支持されている。

ブレードは、この形態でなく周知のクリーニングブレー
ドが木例に適用できることはいうまでもない．また、５
０１２は、吸引回復の吸引を開始するためのレバーで、
キャリッジと係合するカム５０２０の移動に伴って穆勤
し、駆勤モータからの駆動力がクラッチ切換等の公知の
伝達手段で穆勤制御される。

これらのキャッピング，クリーニング，吸引回復は、キ
ャリッジがホームポジション側領域にきたときにリード
スクリュー５００５の作用によってそれらの対応位置で
所望の処理が行えるように構成されているが、周知のタ
イミングで所望の作動を行うようにすればよい． 第３図は、第１図に示したインク供給路６と、その中に
配設された電極！および２と、ヒータ基板３との間に構
成されるインク残量検知装置の等価回路を示す． ヒータ基板３においては、前述した如くマトリックス駆
動方式をとる場合、回路構成が高密度になり、例えば機
能素子としてのダイオードＤ，〜Ｄ３２等において、隣
り合うダイオードセル間に寄生電流が生じる恐れがある
。このため、これらセル間に基板電位に等しいサブ電極
を設け、セル内に寄生電流が流れ込むのを防止するため
、この電極の電位をＧＮＤに藩している。

本例においては、この基板がＰ型であるため、電位をＧ
ＮＤとしている。そのため、基板３に近い方の電極２の
電位も基板３と同様ＧＮＤとしている。また、電極１は
インク抵抗測定のため電源電極となっている。

このようにすることで、基板３と電極２間の抵抗が大と
なり、電極１．２間には電流は流れるが、電極１から基
板３間にリーク電流が流れることがなくなる。したがっ
て、電極１．２間の抵抗を測定することでインクの残量
検知を正確に行なうことができる。

基板３から遠い方に配置されている電極１の電位は、基
板３あるいは電ｉ２の電位と異なる値ｖＨであればよい
ことは言うまでもないが、本願においては、電位ＶＨは
、１５Ｖないし２５Ｖ付近の電位（定電圧測定）に調整
設定されている。

すなわち、この電位は記録ヘッド部９において、インク
滴を吐出するために使用される電圧にほぼ等しい値が用
いられている。このように、記録ヘッドの駆動電圧を利
用することで、インク残量検知装置に特有の電圧源が不
要であり構成の簡略化が図れる。

もちろん、記録ヘッドの駆動とはまったく別の電源をも
ち、記録ヘッド駆動電圧と異なる電圧を電極１に印加し
てインク残量検知（定電流測定）を行ってもよいことは
言うまでもない。

前記第１電極から前記Ｓ２電極の方向へ定電流を流すこ
とにより、電極１．２間のインク抵抗を測定する。

このときの電流値は、１ｍＶ〜５０ｍＶが適当であり、
また定電流源の供給可能電圧を最大１５Ｖ程度とするこ
とが装置構成上望ましい。

加えて、上記電極１．２と基板３の配置に関して、基板
をＧＮＤとするＰ型Ｓｔ基板を使用する場合は また、後述するように基板をヘッド駆動電圧以上とする
Ｎ型Ｓｔ基板を使用する場合はとなるようにインクを介
して電極１．２および基板が配置されるものである。

ここで、Ｒ＋−２，Ｒｌ−３，Ｒ２−３は電極１−２問
および電極１，基板３問および電極２，基板３間の抵抗
値である。

ところで電極１．２間の抵抗値Ｒ１−２よりも電極１，
基板３間の抵抗値Ｒ１−３の方を十分大きくするように
電極１．２を配置すれば、必らずしも基板側に電極２を
配置せずども同様の効果が得られる。

これら電極１．２間はインク供給路６中のインクの存在
によってインク抵抗Ｒｌ２を有して導通し、電極２とヒ
ータ基板３とは同様にインクの存在によってインク抵抗
Ｒ２３を有して導通する。

以上から明らかなように、本願のインク残量検知装置の
回路で検出される電流は電極２と基板３とは同電位なの
で電流はながれないため、電極１一電極２−ＧＮＤを流
れる電流のみであるから電極２と基板３との間の不安定
゜なインク流動に起因する電流値変動の影響を排除で、
き、安定した正確なインク残量検知を行なうことが可能
となる。

第４図にインク抵抗とインク残量との関係の一例を示す
特性図をかかげる。なお、木図における曲線は電極１．
２の配設位置関係を調節することで所望の曲線とするこ
とができ、もっと少ないインク量まで検出することがで
きる。

第５図は第３図に示した実施例と別の実施例を示す等価
回路である。この場合、ヒータ基板３はＮ型基板であり
、基板電位は所定の電位、例えば電気熱変換素子を駆動
するための電位Ｖ｝Ｉに保たれる。これに応じて電極２
の電位もｖＨに保たれ、電極１の電位はＧＮＤとする。

この回路構成によっても、基板３と電極２は同電位とさ
れているので電流は流れず、電極１，２間のみに電流が
生じ、この間の電流値を検出することができ同様に安定
した正確なインク残量検知が可能となる。木例において
も印加電圧等の特性については前述と同様である。

第６図は第１図に示したインク供給路６の一部を示す模
式図である。図に示すように、インク供給路６の電極１
およ、び２が設けられる部位には、それぞれ絞り部ＩＡ
および２＾が形成される。これにより、この絞り部にお
いてインク流の速度が増し、この速度の増大したインク
流により、電極に付着した気泡等は除去される。この結
果、電極に付着した気泡等が電流検出に与える悪影０を
排除することができ、電極１．２間に流れる電流を正確
に検出することが可能となる。

なお、上述した各実施例においては、電極１．２間の抵
抗値を検出する手段が図示または記述されないが、この
抵抗値検出は公知の手段によって行われることは明らか
である。

なお、インク残・量を検知するに際しては、電極１．２
間の抵抗値は定電流を印加して測定してもよく、あるい
は定電圧を印加して測定してもよい。

本発明は、特にインクジェット記録方式の中でもバブル
ジェット方式の記録ヘッド、記録装置において優れた効
果をもたらすものである。

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４７４０７９６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。この方式は所謂オンデマンド型．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を発生せしめ、記録ヘ
ッドの熱作用面に膜沸騰をさせて、結果的にこの駆動信
号に一対一で対応した液体（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とす
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。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４
３１３１２４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。

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．電気熱変換体の組合せ構成
（直線状液流路または直角液流路）の他に熱作用部が屈
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
４５５８：１３３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、共通するスリッ
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の圧力波を吸収
する開孔を吐出部に対応させる構成を開示する特開昭５
９−　１３８４６１号公報に基いた措成としても本発明
の効果は有効である。

加えて、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、あるいは記録
ヘッド自体に一体的に設けられたカートリッジタイプの
記録ヘッドを用いた場合に特に本発明は有効である。

また、本発明に記録装置の構成として設けられる、記録
ヘッドに対しての回復手段、予備的な補助手段等を付加
することは本発明の効果を一層安定できるので、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
或は吸引手段、電気熱変換体或はこれとは別の加熱素子
或はこれらの組み合わせによる予備加熱手段、記録とは
別の吐出を行なう予備吐出モードを行なうことも安定し
た記録を行なうために有効である。

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よいが、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
なくとも一つを備えた装置にも本発明は極めて有効であ
る。

［発明の効果コ 以上の説明から明らかなように、本発明によれば、ヒー
タ基板の電位をヒータ基板に近い第２電極と同電位とさ
れているので、第１電極と第２電極との間で検出される
抵抗値の変化は第１および第２電極間のインク抵抗値の
みの変化によって生じるものとなる。

したがって、第１，第２電極間の抵抗値を検出するだけ
でインク残量に正確に対応したインク残量検知を行うこ
とが可能なインク残量検知装置を１足供できる。

また、電極の配設箇所のインク供給路を細くしているの
で、電極に気泡等が付着するのを防止することが可能と
なり、インク残量に正確に対応した安定した残量検知を
行なうことが可能となった。

さらに、前述のように正確かつ安定したインク残量検知
が可能で、インク消費によるインク滴の吐出不良などを
生じることのないインクジェットヘッドカートリッジを
提供することができる。

さらにまた、このように優れた特性を有するインクジェ
ットヘッドカートリッジを搭載したインクジェット記録
装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のインク残量検知装置が適用されたイン
クタンクと記録ヘッドとを一体型したインクジェットヘ
ッドカートリッジの一例を示す模式的斜視図、 第２図は、インクジェットヘッドカートリッジが搭載さ
れたインクジェット記録装置の一例を示す斜視図、 第３図および第５図は本発明に係るインク残量検知装置
における等価回路のそれぞれ異なる実施例を示す回路図
、 第４図はインク残量と抵抗値との関係を示す特性図、 第６図は本発明に係るインク残量検知装置の電極が配設
されたインク供給路の一例を模式的に示す平面図、 第７図はインクジェット記録ヘッドの駆動回路の一例を
示す回路図、 第８図は従来のインク残量検知装置における等価回路の
回路図、 第９図はインクジェット記録ヘッドのマトリックス駆動
方式による駆動回路の一例を示す回路図、 第１０図（Ａ）およびＣＢ）は、マトリックス方式に配
されたダイオードを模式的に示す基板の側面図である。 １，２・・・電極、 ＩＡ，２Ａ・・・絞り部、 ３・・・ヒータ基板、 ４・・・天板、 ５・・・カートリッジ本体、 ６・・・インク供給路、 ７・・・インク供給口。 第３ 図 第６図 インクタ＼ｌ （　’／ｏ　） 第４ 図 第８図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）インクを貯留したインクタンクとインクの吐出を行
   なう記録ヘッドとを連接するインク供給路中に備えられ
   た第１、第２電極と、 該第１、第２電極間の抵抗値を検出する検出手段と、を
   備え、 前記第２電極は、前記インク供給路中であって、前記記
   録ヘッドに対して相対的に近い方の領域に設けられ、前
   記第１電極は前記インク供給路中であって、前記第２電
   極を間に介して前記記録ヘッドから相対的に遠い領域に
   設けられており、前記第２電極は、前記記録ヘッドを構
   成しインクを吐出するために駆動される吐出エネルギー
   発生素子を配設した基板と同電位に保持されるとともに
   、前記第１電極は前記電位とは異なる電位に保持され、
   前記第１、第２電極間の抵抗値の変化のみを計測するこ
   とでインクの残量を検知することを特徴とするインク残
   量検知装置。 ２）前記基板がＰ型基板であるときは、前記基板と前記
   第２電極の電位はグラウンドに設定され、前記第１電極
   の電位は、所定のＶ＿Ｈに設定されることを特徴とする
   請求項１に記載のインク残量検知装置。 ３）前記基板がＰ型であるときは、前記第１電極と前記
   第２電極との間の抵抗Ｒ＿１＿−＿２と、前記第１電極
   と前記基板との間の抵抗Ｒ＿１＿−＿３とは、（Ｒ＿１
   ＿−＿３）／（Ｒ＿１＿−＿２）＞５なる関係を有する
   ことを特徴とする請求項２に記載のインク残量検知装置
   。 ４）前記基板がＮ型基板であるときは、前記基板と前記
   第２電極との電位は所定のＶ＿Ｈに設定され、前記第１
   電極の電位はグラウンドに設定されることを特徴とする
   請求項１に記載のインク残量検知装置。 ５）前記基板がＮ型であるときは、前記第１電極と前記
   第２電極との間の抵抗Ｒ＿１＿−＿２と、前記第２電極
   と前記基板との間の抵抗Ｒ＿２＿−＿３とは、（Ｒ＿２
   ＿−＿３）／（Ｒ＿１＿−＿２）＞５なる関係を有する
   ことを特徴とする請求項４に記載のインク残量検知装置
   。 ６）前記インク供給路の前記第１、第２電極が配設され
   る部位は、インク供給路の断面積が減少した絞り部であ
   ることを特徴とする請求項１に記載のインク残量検知装
   置。 ７）インクを吐出するために利用される吐出エネルギー
   発生素子が配設された基板を備えて構成される記録ヘッ
   ド部と、 該記録ヘッド部に対して供給されるインクを貯留するイ
   ンクタンク部と、 前記記録ヘッド部に前記インクタンク部からインクを供
   給するためのインク供給路と、 該インク供給路中にその一部が設けられ、インクの残量
   の検出に用いられるインク残量検知手段と、を具え、 前記インク残量検知手段は、第１、第２電極とこれらの
   電極間の抵抗値を検出する検出手段とを有し、前記第１
   、第２電極は、前記インク供給路中であって、相対的に
   前記記録ヘッド部に近い方の領域に前記第２電極が、ま
   た、前記記録ヘッド部に対して前記第２電極を間に介し
   て相対的に遠い領域に前記第１電極が設けられており、
   前記第２電極は、前記基板と同電位に保持されるととも
   に前記第１電極は前記電位とは異なる電位に保持されて
   いることを特徴とするインクジェットヘッドカートリッ
   ジ。 ８）前記記録ヘッド部に配設された前記吐出エネルギー
   発生素子は、電気熱交換体であり、該変換体によって発
   生される熱エネルギーを利用してインク滴が吐出される
   ことを特徴とする請求項７記載のインクヘッドカートリ
   ッジ。 ９）インクを吐出するために利用される吐出エネルギー
   発生素子が配設された基板を備えて構成される記録ヘッ
   ド部と、 該記録ヘッド部に対して供給されるインクを貯留するイ
   ンクタンク部と、 前記記録ヘッド部に前記インクタンク部からインクを供
   給するためのインク供給路と、 該インク供給路中にその一部が設けられ、インクの残量
   の検出に用いられる第１、第２電極と、を有するインク
   ジェットヘッドカートリッジを具え、 前記第１、第２電極は、前記インク供給路中であって、
   相対的に前記記録ヘッド部に近い方の領域に前記第２電
   極が、また、前記記録ヘッド部に対して前記第２電極を
   間に介して相対的に遠い領域に前記第１電極が設けられ
   ており、前記第２電極は、前記基板と同電位に保持され
   るとともに前記第１電極は前記電位とは異なる電位に保
   持され、 さらに、前記第１、第２電極とこれらの電極間の抵抗値
   を検出する検出手段と、 前記インクジェットヘッドカートリッジを搭載し、走査
   可能に設けられたキャリッジと、 を具えたことを特徴とするインクジェット記録装置。 １０）前記記録ヘッド部に配設された前記吐出エネルギ
   ー発生素子は、電気熱変換体であり、該変換体によって
   発生される熱エネルギーを利用してインク滴が吐出され
   ることを特徴とする請求項９記載のインクジェット記録
   装置。 １１）インクを貯留したインクタンクとインクの吐出を
   行なう記録ヘッドとを連接するインク供給路中に備えら
   れた第１、第２電極と、 該第１、第２電極間の抵抗値を検出する検出手段、とを
   具え、 前記記録ヘッドを構成する基板の基板電位と異なる電位
   を有する前記第１電極と当該基板との間の抵抗値Ｒ＿１
   ＿−＿３が、前記第１、第２電極間のインク抵抗値であ
   って、インクが充填された時の値Ｒ＿１＿−＿２より大
   きく （Ｒ＿１＿−＿３）／（Ｒ＿１＿−＿２）＞５となるよ
   うに前記第１、第２電極を配置することにより、前記第
   １、第２電極間の抵抗値の変化のみを計測することで、
   インクの残量を検知することを特徴とするインク残量検
   知装置。 １２）インクを吐出するために利用される吐出エネルギ
   ー発生素子が配設された基板を備えて構成される記録ヘ
   ッド部と、 該記録ヘッド部に対して供給されるインクを貯留するイ
   ンクタンク部と、 前記記録ヘッド部に前記インクタンク部からインクを供
   給するためのインク供給路と、 該インク供給路中にその一部が設けられ、インクの残量
   の検出に用いられるインク残量検知手段と、を具え、 前記インク残量検知手段は、第１、第２電極とこれらの
   電極間の抵抗値を検出する検出手段とを有し、前記記録
   ヘッド部を構成する基板の基板電位と異なる電位を有す
   る前記第１電極と当該基板との間の抵抗値Ｒ＿１＿−＿
   ３が、前記第１、第２電極間のインク抵抗値であってイ
   ンクが充填された時の値Ｒ＿１＿−＿２より大きく （Ｒ＿１＿−＿３）／（Ｒ＿１＿−＿２）＞５となるよ
   うに前記インク供給路中に第１、第２電極を配置するこ
   とにより、前記第１、第２電極間の抵抗値の変化のみを
   計測することで、インクの残量を検知することを特徴と
   するインクジェットヘッドカートリッジ。 １３）インクを吐出するために利用される吐出エネルギ
   ー発生素子が配設された基板を備えて構成される記録ヘ
   ッド部と、 該記録ヘッド部に対して供給されるインクを貯留するイ
   ンクタンク部と、 前記記録ヘッド部に前記インクタンク部からインクを供
   給するためのインク供給路と、 該インク供給路中に設けられ、インクの残量の検出に用
   いられる第１、第２電極と、を有したインクジェットヘ
   ッドカートリッジを具え、 前記記録ヘッド部を構成する基板の基板電位と異なる電
   位を有する前記第１電極と当該基板との間の抵抗値Ｒ＿
   １＿−＿３が、前記第１、第２電極間のインク抵抗値で
   、インクが充填された時の値Ｒ＿１＿−＿２より大きく （Ｒ＿１＿−＿３）／（Ｒ＿１＿−＿２）＞５となるよ
   うに前記第１、第２電極を配置し、さらに、前記第１、
   第２電極間の抵抗値の変化のみを計測することで、イン
   クの残量を検知するための検出手段と、 前記インクジェットヘッドカートリッジを搭載し、走査
   可能に設けられたキャリッジと、 を具えたことを特徴とするインクジェット記録装置。 １４）インクを貯留したインクタンクとインクの吐出を
   行なう記録ヘッドとを連接するインク供給路中に備えら
   れ当該インク供給路の断面積が減少した絞り領域に配設
   されている第１、第２電極と、該第１、第２電極間の抵
   抗値を検出する検出手段と、を具え、 前記第２電極は、前記インク供給路中であって、前記記
   録ヘッドに対して相対的に近い方の領域に設けられ、前
   記第１電極は前記インク供給路中であって、前記第２電
   極を間に介して前記記録ヘッドから相対的に遠い領域に
   設けられていることを特徴とするインク残量検知装置。