JP6878834B2 - 液体吐出装置及びカートリッジ - Google Patents

Description

本発明は、液体を吐出するための複数の吐出口を有する吐出部と電極間の静電容量を測定する回路とを含む液体吐出装置、及び、当該液体吐出装置に装着可能なカートリッジに関する。

特許文献１（請求項１、図３等）には、カートリッジのタンク（液体貯留部）における互いに対向する一対の側面のそれぞれに電極を設け、当該電極間の静電容量を測定することにより、カートリッジ内のインクの残量を求める技術が開示されている。

特開２００７−３０２８９号公報

特許文献１のように液体貯留部における互いに対向する一対の側面のそれぞれに電極を設けた場合、当該電極間の距離を小さくするほど、静電容量の値が大きくなり、残量の検出精度を高めることができる。しかしながら、液体貯留空間を確保する必要があるため、当該距離を小さくして残量の検出精度を高めるには限界がある。

また、特許文献１のように液体貯留部における互いに対向する一対の側面のそれぞれに電極を設けた場合、後に実施例で示すように、残量に対する静電容量の変化率がリニアになる。この場合、エンプティ付近における残量の検出精度を高めることができない。

本発明の目的は、エンプティ付近における残量の検出精度を高めることができる液体吐出装置及びカートリッジを提供することにある。

本発明の第１観点に係る液体吐出装置は、液体を貯留するための液体貯留空間を画定する液体貯留部から供給された液体を吐出するための複数の吐出口を有する吐出部と、前記液体貯留部の底面に設けられた底面電極及び前記液体貯留部の一側面に設けられかつ前記底面電極と導通していない側面電極の少なくとも一方と電気的に接続され、前記底面電極と前記側面電極との間の静電容量を測定する回路とを備え、前記底面における前記一側面に隣接した一端部分が、水平方向に対して傾斜して、前記一側面に対して鋭角をなし、前記底面電極における前記側面電極に隣接した一端部分が、前記底面の前記一端部分に設けられ、前記底面電極の前記一端部分の先端から上方に延在する前記側面電極と平行な面に対して鋭角をなしていることを特徴とする。
本発明の第２観点に係る液体吐出装置は、液体を貯留するための液体貯留空間を画定する液体貯留部から供給された液体を吐出するための複数の吐出口を有する吐出部と、前記液体貯留部の底面に設けられた底面電極及び前記液体貯留部の一側面に設けられかつ前記底面電極と導通していない側面電極の少なくとも一方と電気的に接続され、前記底面電極と前記側面電極との間の静電容量を測定する回路とを備え、複数の前記液体貯留部が所定方向に並んで配置されており、前記底面電極及び前記側面電極のうち、一方が、前記所定方向に延在し、前記複数の液体貯留部に対して共通の共通電極であり、他方が、前記複数の液体貯留部に対して個別の個別電極であり、複数の前記個別電極が、単一の基板上に前記所定方向に並んで配置されていることを特徴とする。
本発明の第３観点に係る液体吐出装置は、液体を貯留するための液体貯留空間を画定する液体貯留部から供給された液体を吐出するための複数の吐出口を有する吐出部と、前記液体貯留部の底面に設けられた底面電極及び前記液体貯留部の一側面に設けられかつ前記底面電極と導通していない側面電極の少なくとも一方と電気的に接続され、前記底面電極と前記側面電極との間の静電容量を測定する回路とを備え、複数の前記液体貯留部が所定方向に並んで配置されており、前記底面電極及び前記側面電極のうち、一方が、前記所定方向に延在し、前記複数の液体貯留部に対して共通の共通電極であり、他方が、前記複数の液体貯留部に対して個別の個別電極であり、複数の前記個別電極の間に、グランド電極が配置されていることを特徴とする。
本発明の第４観点に係る液体吐出装置は、液体を貯留するための液体貯留空間を画定する液体貯留部から供給された液体を吐出するための複数の吐出口を有する吐出部と、前記液体貯留部の底面に設けられた底面電極及び前記液体貯留部の一側面に設けられかつ前記底面電極と導通していない側面電極の少なくとも一方と電気的に接続され、前記底面電極と前記側面電極との間の静電容量を測定する回路とを備え、前記液体貯留部の複数の側面のうち前記一側面と対向する別の側面に、前記底面電極と導通しかつ前記側面電極と導通していない別の側面電極が設けられていることを特徴とする。

本発明の第５観点に係るカートリッジは、液体を吐出するための複数の吐出口を有する吐出部と電極間の静電容量を測定する回路とを含む液体吐出装置に装着可能なカートリッジであって、前記吐出部に供給される液体を貯留するための液体貯留空間を画定する液体貯留部と、前記液体貯留部の底面に設けられた底面電極と、前記液体貯留部の一側面に設けられかつ前記底面電極と導通していない側面電極とを備え、前記底面における前記一側面に隣接した一端部分が、水平方向に対して傾斜して、前記一側面に対して鋭角をなし、前記底面電極における前記側面電極に隣接した一端部分が、前記底面の前記一端部分に設けられ、前記底面電極の前記一端部分の先端から上方に延在する前記側面電極と平行な面に対して鋭角をなし、前記液体吐出装置に装着されたときに、前記底面電極及び前記側面電極の少なくとも一方が前記回路と電気的に接続され、前記底面電極と前記側面電極との間の静電容量が前記回路によって測定されることを特徴とする。
本発明の第６観点に係るカートリッジは、液体を吐出するための複数の吐出口を有する吐出部と電極間の静電容量を測定する回路とを含む液体吐出装置に装着可能なカートリッジであって、前記吐出部に供給される液体を貯留するための液体貯留空間を画定する液体貯留部と、前記液体貯留部の底面に設けられた底面電極と、前記液体貯留部の一側面に設けられかつ前記底面電極と導通していない側面電極とを備え、前記液体貯留部の複数の側面のうち前記一側面と対向する別の側面に、前記底面電極と導通しかつ前記側面電極と導通していない別の側面電極が設けられており、前記液体吐出装置に装着されたときに、前記底面電極及び前記側面電極の少なくとも一方が前記回路と電気的に接続され、前記底面電極と前記側面電極との間の静電容量が前記回路によって測定されることを特徴とする。

本発明によれば、液体貯留部の互いに対向する一対の側面のそれぞれに電極を設けるのではなく、液体貯留部の底面と一側面とのそれぞれに電極を設け、当該電極間の静電容量を測定する。これにより、後に実施例に示すように、エンプティ付近において、残量に対する静電容量の変化率が大きくなり、残量の検出精度を高めることができる。

本発明の第１観点に係る液体吐出装置、及び、本発明の第５観点に係るカートリッジでは、前記底面における前記一側面に隣接した一端部分が、水平方向に対して傾斜して、前記一側面に対して鋭角をなし、前記底面電極における前記側面電極に隣接した一端部分が、前記底面の前記一端部分に設けられ、前記底面電極の前記一端部分の先端から上方に延在する前記側面電極と平行な面に対して鋭角をなしている。この場合、後に実施例に示すように、底面が水平方向に対して傾斜せず底面電極と側面電極とが直交する場合に比べ、残量が比較的多い領域において、静電容量が大きくなる。そのため、残量検出に必要な静電容量を確保するために電極のサイズを大きくすることを抑制でき、電極及びこれに関連する部品（基板等）を小型化することができる。また、後に実施例に示すように、底面が水平方向に対して傾斜せず底面電極と側面電極とが直交する場合に比べ、エンプティ付近において、残量に対する静電容量の変化率がより大きくなり、残量の検出精度をより高めることができる。

前記側面電極の下端が、前記液体貯留空間の下端よりも上方に位置してよい。この場合、液面が液体貯留空間の下端に至る（エンプティに至る）前に、液面が側面電極の下端に至った段階で、静電容量が急激に０に近づく。したがって、エンプティ付近における残量の検出精度をより高めることができる。

本発明の第２観点に係る液体吐出装置、及び、本発明の第３観点に係る液体吐出装置では、複数の前記液体貯留部が所定方向に並んで配置されており、前記底面電極及び前記側面電極のうち、一方が、前記所定方向に延在し、前記複数の液体貯留部に対して共通の共通電極であり、他方が、前記複数の液体貯留部に対して個別の個別電極である。この場合、底面電極及び側面電極の一方を、複数の液体貯留部の並列方向である所定方向に延在させることで、共通電極を容易に形成することができる。また、電極を共通化することで、電極毎の配線が不要になることから、製造が容易になると共に、電極周辺を小型化することができる。

本発明の第２観点に係る液体吐出装置では、複数の前記個別電極が、単一の基板上に前記所定方向に並んで配置されている。この場合、個別電極を個別の基板に設ける場合に比べ、配線の複雑化が抑制され、製造が容易になる。

複数の前記個別電極が、それぞれ、前記複数の液体貯留部のうち当該個別電極に対応する液体貯留部に隣接する液体貯留部の前記液体貯留空間と対向しなくてよい。この場合、各液体貯留部の残量検出において隣接する液体貯留部の残量の影響を受ける問題を抑制することができる。

本発明の第３観点に係る液体吐出装置では、複数の前記個別電極の間に、グランド電極が配置されている。この場合、各液体貯留部の残量検出において隣接する液体貯留部の残量の影響を受ける問題を抑制することができる。

本発明の第４観点に係る液体吐出装置、及び、本発明の第６観点に係るカートリッジでは、前記液体貯留部の複数の側面のうち前記一側面と対向する別の側面に、前記底面電極と導通しかつ前記側面電極と導通していない別の側面電極が設けられている。この場合、後に実施例に示すように、別の側面電極が設けられていない場合に比べ、残量が比較的多い領域において、残量に対する静電容量の変化率が大きくなり、残量の検出精度を高めることができる。

本発明によれば、液体貯留部の互いに対向する一対の側面のそれぞれに電極を設けるのではなく、液体貯留部の底面と一側面とのそれぞれに電極を設け、当該電極間の静電容量を測定する。これにより、後に実施例に示すように、エンプティ付近において、残量に対する静電容量の変化率が大きくなり、残量の検出精度を高めることができる。

本発明の一実施形態に係るプリンタの平面図である。 本発明の一実施形態に係るプリンタにおけるヘッドの部分断面図である。 本発明の一実施形態に係るプリンタにおけるヘッド、サブタンク及びカートリッジを示す側面図である。 本発明の一実施形態に係るプリンタにおけるサブタンクユニットを搬送方向下流側から見た側面図である。 図３のＶ−Ｖ線に沿った断面図である。 本発明の一実施形態に係るプリンタの電気的構成を示すブロック図である。 本発明の実施例及び比較例における残量と静電容量との関係を示すグラフである。 本発明の複数の実施例における残量と静電容量との関係を示すグラフである。

本発明の一実施形態に係るプリンタ１は、図１に示すように、筐体１ｘを有する。筐体１ｘの内部には、吐出ユニット１０と、搬送ユニット２０と、カートリッジユニット４０と、制御ユニット５０とが設けられている。

カートリッジユニット４０は、ブラック、イエロー、シアン、マゼンタの各色のインクを貯留する４つのカートリッジ４０Ｂ，４０Ｙ，４０Ｃ，４０Ｍを含む。４つのカートリッジ４０Ｂ，４０Ｙ，４０Ｃ，４０Ｍは、筐体１ｘに対して個別に着脱可能である。

吐出ユニット１０は、キャリッジ１１と、キャリッジ１１に搭載されたヘッド１２及びサブタンクユニット１３とを含む。

キャリッジ１１は、走査方向に延在する２本のガイド軸１１ｇに支持され、キャリッジモータ１１ｍの駆動により無端ベルト１１ｂが走行することで、走査方向に往復移動する。

ヘッド１２は、図２に示すように、流路ユニット１２ｍと、アクチュエータユニット１２ｎとを含む。

流路ユニット１２ｍの下面は、複数の吐出口１２ｘが開口した吐出面１２ａである。吐出口１２ｘは、図１に示すように、搬送方向に配列され、４つの吐出口列１２Ｂ，１２Ｙ，１２Ｃ，１２Ｍを形成している。４つの吐出口列１２Ｂ，１２Ｙ，１２Ｃ，１２Ｍは、走査方向に並んで配置されており、それぞれ、ブラック、イエロー、シアン、マゼンタの各色のインクを吐出する複数の吐出口１２ｘで構成されている。

流路ユニット１２ｍの内部には、図２に示すように、色毎（吐出口列１２Ｂ，１２Ｙ，１２Ｃ，１２Ｍ毎）に共通の共通流路１２ｙと、吐出口１２ｘ毎に個別の個別流路１２ｚとが形成されている。個別流路１２ｚは、対応する色の共通流路１２ｙの出口から圧力室１２ｚ１を経て吐出口１２ｘに至る流路である。流路ユニット１２ｍの上面には、複数の圧力室１２ｚ１が開口している。

アクチュエータユニット１２ｎは、流路ユニット１２ｍの上面に複数の圧力室１２ｚ１を覆うように配置された振動板１２ｎ１と、振動板１２ｎ１の上面に配置された圧電層１２ｎ２と、圧電層１２ｎ２の上面に複数の圧力室１２ｚ１のそれぞれと対向するように配置された複数の個別電極１２ｎ３とを含む。振動板１２ｎ１及び圧電層１２ｎ２において各個別電極１２ｎ３と各圧力室１２ｚ１とで挟まれた部分は、圧力室１２ｚ１毎に個別のユニモルフ型アクチュエータとして機能し、ヘッドドライバ１２ｄによる各個別電極１２ｎ３への電圧の印加に応じて、独立して変形可能である。アクチュエータが圧力室１２ｚ１に向かって凸となるように変形することにより、圧力室１２ｚ１の容積が減少し、圧力室１２ｚ１内のインクに圧力が付与され、吐出口１２ｘからインクが吐出される。

サブタンクユニット１３は、図１に示すように、ブラック、イエロー、シアン、マゼンタの各色のインクを貯留する４つのサブタンク１３Ｂ，１３Ｙ，１３Ｃ，１３Ｍを含む。４つのサブタンク１３Ｂ，１３Ｙ，１３Ｃ，１３Ｍは、それぞれ、可撓性のチューブ１５Ｂ，１５Ｙ，１５Ｃ，１５Ｍを介して、４つのカートリッジ４０Ｂ，４０Ｙ，４０Ｃ，４０Ｍと接続されている。

４つのサブタンク１３Ｂ，１３Ｙ，１３Ｃ，１３Ｍの構成は互いに同じであり、４つのカートリッジ４０Ｂ，４０Ｙ，４０Ｃ，４０Ｍの構成は互いに同じである。

各サブタンク１３Ｂ，１３Ｙ，１３Ｃ，１３Ｍは、図３に示すように、筐体１３ｘを有する。各カートリッジ４０Ｂ，４０Ｙ，４０Ｃ，４０Ｍは、筐体４０ｘを有する。各筐体１３ｘ，４０ｘは、略直方体形状であり、インクを貯留するためのインク貯留空間１３ｖ，４０ｖを画定している。

各カートリッジ４０Ｂ，４０Ｙ，４０Ｃ，４０Ｍのインク貯留空間４０ｖは、対応する色のチューブ１５Ｂ，１５Ｙ，１５Ｃ，１５Ｍを介して、対応する色のサブタンク１３Ｂ，１３Ｙ，１３Ｃ，１３Ｍのインク貯留空間１３ｖと連通している。各サブタンク１３Ｂ，１３Ｙ，１３Ｃ，１３Ｍのインク貯留空間１３ｖは、対応する色のジョイント１６を介して、ヘッド１２における対応する色の共通流路１２ｙと連通している。

各カートリッジ４０Ｂ，４０Ｙ，４０Ｃ，４０Ｍのインク貯留空間４０ｖからチューブ１５Ｂ，１５Ｙ，１５Ｃ，１５Ｍを介してサブタンク１３Ｂ，１３Ｙ，１３Ｃ，１３Ｍのインク貯留空間１３ｖに供給されたインクは、インク貯留空間１３ｖに一時的に貯留された後、ジョイント１６を介してヘッド１２に供給される。

４つのサブタンク１３Ｂ，１３Ｙ，１３Ｃ，１３Ｍの筐体１３ｘは、図４に示すように、走査方向（所定方向）に並んで配置されている。

サブタンクユニット１３には、図３及び図４に示すように、底面電極３ａと、４つの側面電極３ｂと、４つの側面電極３ｃとが設けられている。各側面電極３ｂは、底面電極３ａと導通していない。各側面電極３ｃは、底面電極３ａと導通し、かつ、側面電極３ｂと導通していない。底面電極３ａ及び４つの側面電極３ｃは、グランド電位に保たれている。

底面電極３ａは、４つのサブタンク１３Ｂ，１３Ｙ，１３Ｃ，１３Ｍの筐体１３ｘの底面１３ｘａに設けられている。底面電極３ａは、図４に示すように、走査方向に延在し、４つのサブタンク１３Ｂ，１３Ｙ，１３Ｃ，１３Ｍに対して共通の共通電極である。底面電極３ａは、４つのサブタンク１３Ｂ，１３Ｙ，１３Ｃ，１３Ｍのインク貯留空間１３ｖの略全域と鉛直方向に対向している。

４つの側面電極３ｂは、４つのサブタンク１３Ｂ，１３Ｙ，１３Ｃ，１３Ｍの筐体１３ｘの側面１３ｘｂに設けられた基板３ｘ上に、走査方向に間隔をなして配置されている。４つの側面電極３ｂは、４つのサブタンク１３Ｂ，１３Ｙ，１３Ｃ，１３Ｍに対して個別の個別電極であり、サブタンク用静電容量測定回路１３ｓ（図６参照）と電気的に接続されている。４つの側面電極３ｂは、それぞれ、４つのサブタンク１３Ｂ，１３Ｙ，１３Ｃ，１３Ｍの筐体１３ｘのうち対応する筐体１３ｘのインク貯留空間１３ｖと搬送方向に対向し、かつ、当該対応する筐体１３ｘに走査方向に隣接する筐体１３ｘのインク貯留空間１３ｖと搬送方向に対向していない。

走査方向に隣接する２つの側面電極３ｂの間には、グランド電極３ｄが配置されている。各グランド電極３ｄは、鉛直方向に延在し、当該グランド電極３ｄを走査方向に挟む２つの側面電極３ｂと略同じ鉛直方向の範囲に亘って配置されている。即ち、各グランド電極３ｄと、当該グランド電極３ｄを走査方向に挟む２つの側面電極３ｂとは、鉛直方向において略一致している。

４つの側面電極３ｃは、４つのサブタンク１３Ｂ，１３Ｙ，１３Ｃ，１３Ｍの筐体１３ｘにおける、側面１３ｘｂと搬送方向に対向する側面１３ｘｃに、それぞれ設けられている。側面電極３ｃは、側面電極３ｂと同様に、走査方向に間隔をなして配置されており、４つのサブタンク１３Ｂ，１３Ｙ，１３Ｃ，１３Ｍの筐体１３ｘのうち対応する筐体１３ｘのインク貯留空間１３ｖと搬送方向に対向し、かつ、当該対応する筐体１３ｘに走査方向に隣接する筐体１３ｘのインク貯留空間１３ｖと搬送方向に対向していない。側面電極３ｃと側面電極３ｂとは、対応するインク貯留空間１３ｖを搬送方向に挟んでいる。

ここで、図３に示すように、側面１３ｘｂは、鉛直方向及び走査方向と平行である一方、底面１３ｘａは、搬送方向下流側に向かうにつれて（即ち、側面１３ｘｃから側面１３ｘｂに向かうにつれて）下方に位置するように、水平方向に対して傾斜している。これにより、底面１３ｘａと側面１３ｘｂとのなす角度θ１は、鋭角となっている。底面１３ｘａにおける側面１３ｘｂに隣接した一端部分（図３において右側の端部）は、水平方向に対して傾斜して、側面１３ｘｂに対して鋭角をなしている。

同様に、側面電極３ｂは、鉛直方向及び走査方向と平行である一方、底面電極３ａは、搬送方向下流側に向かうにつれて（即ち、側面電極３ｃから側面電極３ｂに向かうにつれて）下方に位置するように、水平方向に対して傾斜している。底面電極３ａにおける側面電極３ｂに隣接した一端部分（図３において右側の端部）は、底面１３ｘａの上記一端部分に設けられ、底面電極３ａの上記一端部分の先端から上方に延在する側面電極３ｂと平行な面に対して鋭角をなしている。

各側面電極３ｂの下端３ｂ１は、対応するインク貯留空間１３ｖの下端１３ｖ１よりも上方に位置している。

４つのカートリッジ４０Ｂ，４０Ｙ，４０Ｃ，４０Ｍは、図５に示すように、筐体１ｘのカートリッジホルダ１ｙに形成された４つの格納室１ｚに、それぞれ着脱可能に装着されている。４つの格納室１ｚは、走査方向に並んで配置されている。したがって、４つのカートリッジ４０Ｂ，４０Ｙ，４０Ｃ，４０Ｍがプリンタ１に装着されたとき、４つのカートリッジ４０Ｂ，４０Ｙ，４０Ｃ，４０Ｍの筐体４０ｘは、走査方向に並んで配置されている。

各カートリッジ４０Ｂ，４０Ｙ，４０Ｃ，４０Ｍには、図３及び図５に示すように、底面電極４ａと、側面電極４ｂと、側面電極４ｃとが設けられている。各カートリッジ４０Ｂ，４０Ｙ，４０Ｃ，４０Ｍに設けられた底面電極４ａ、側面電極４ｂ及び側面電極４ｃは、各カートリッジ４０Ｂ，４０Ｙ，４０Ｃ，４０Ｍに対して個別の電極である。各カートリッジ４０Ｂ，４０Ｙ，４０Ｃ，４０Ｍにおいて、側面電極４ｂは底面電極４ａと導通せず、側面電極４ｃは底面電極４ａと導通しかつ側面電極４ｂと導通していない。

底面電極４ａは、各カートリッジ４０Ｂ，４０Ｙ，４０Ｃ，４０Ｍの筐体４０ｘの底面４０ｘａに設けられている。底面電極４ａは、対応するカートリッジ４０Ｂ，４０Ｙ，４０Ｃ，４０Ｍのインク貯留空間４０ｖの略全域と鉛直方向に対向している。

側面電極４ｂは、各カートリッジ４０Ｂ，４０Ｙ，４０Ｃ，４０Ｍの筐体４０ｘの側面４０ｘｂに設けられている。

側面電極４ｃは、各カートリッジ４０Ｂ，４０Ｙ，４０Ｃ，４０Ｍの筐体４０ｘにおける、側面４０ｘｂと走査方向に対向する側面４０ｘｃに、設けられている。側面電極４ｃと側面電極４ｂとは、対応するインク貯留空間４０ｖを走査方向に挟んでいる。

カートリッジホルダ１ｙにおける各格納室１ｚを画定する壁には、端子４０ｓ１，４０ｓ２が設けられている。端子４０ｓ１はグランド電位に保たれており、端子４０ｓ２はカートリッジ用静電容量測定回路４０ｓ（図６参照）と電気的に接続されている。各カートリッジ４０Ｂ，４０Ｙ，４０Ｃ，４０Ｍが格納室１ｚに装着されたときに、端子４０ｓ１，４０ｓ２が底面電極４ａ及び側面電極４ｂのそれぞれと接触し、底面電極４ａがグランド電位に保たれ、側面電極４ｂがカートリッジ用静電容量測定回路４０ｓと電気的に接続される。

ここで、図５に示すように、側面４０ｘｂは、鉛直方向及び搬送方向と平行である一方、底面４０ｘａは、上方に凸となるように湾曲している。これにより、底面４０ｘａにおける側面４０ｘｂに隣接した一端部分（図５において左側の端部）と側面４０ｘｂとのなす角度θ２は、鋭角となっている。つまり、底面４０ｘａにおける上記一端部分は、水平方向に対して傾斜して、側面４０ｘｂに対して鋭角をなしている。

同様に、側面電極４ｂは、鉛直方向及び搬送方向と平行である一方、底面電極４ａは、上方に凸となるように湾曲している。これにより、底面電極４ａにおける側面電極４ｂに隣接した一端部分（図５において左側の端部）は、底面４０ｘａの上記一端部分に設けられ、底面電極４ａの上記一端部分の先端から上方に延在する側面電極４ｂと平行な面に対して鋭角をなしている。

側面電極４ｂの下端４ｂ１は、対応するインク貯留空間４０ｖの下端４０ｖ１よりも上方に位置している。

搬送ユニット２０は、図１に示すように、用紙１００を搬送方向に搬送するためのものであり、ヘッド１２よりも搬送方向上流側に配置された搬送ローラ対２１と、ヘッド１２よりも搬送方向下流側に配置された搬送ローラ対２２とを含む。搬送ローラ対２１，２２は、それぞれ、用紙１００を挟持するように配置された駆動ローラと従動ローラとを含む。搬送モータ２０ｍ（図６参照）の駆動により駆動ローラが回転することで、駆動ローラと従動ローラとが互いに逆方向に回転する。

搬送ユニット２０によって搬送方向に搬送される用紙１００の表面に、キャリッジ１１と共に走査方向に往復移動するヘッド１２の吐出口１２ｘからインクが吐出されることで、画像が記録される。

制御ユニット５０は、プリンタ１の各部を制御するものであり、図６に示すように、ＣＰＵ（Central Processing Unit）５１、ＲＯＭ（Read Only Memory）５２及びＲＡＭ（Random Access Memory）５３を含む。ＣＰＵ５１は、外部装置（例えば、プリンタ１に接続されたＰＣ）から送信された画像データに基づいて、当該画像データに係る画像が用紙１００に記録されるように、キャリッジモータ１１ｍ、ヘッドドライバ１１ｄ及び搬送モータ２０ｍを制御する。ＲＯＭ５２は、ＣＰＵ５１が実行するプログラム、各種固定データ等を記している。ＲＡＭ５３は、ＣＰＵ５１がプログラム実行時に必要なデータ（画像データ等）を一時的に記憶する。

サブタンク用静電容量測定回路１３ｓは、底面電極３ａと各側面電極３ｂとの間の静電容量を測定するものであり、各側面電極３ｂに正弦波を印加し、上記静電容量の大きさに応じた電圧を示す信号を制御ユニット５０に送信する。底面電極３ａと各側面電極３ｂとの間の静電容量は、当該サブタンク内のインクの残量に応じて変化する。ＲＯＭ５２は、サブタンク内のインクの残量と、底面電極３ａと各側面電極３ｂとの間の静電容量との相関関係（第１相関関係）を示すデータを記憶している。ＣＰＵ５１は、ＲＯＭ５２に記憶された第１相関関係を示すデータと、サブタンク用静電容量測定回路１３ｓから受信した信号とに基づいて、各サブタンク１３Ｂ，１３Ｙ，１３Ｃ，１３Ｍ内のインク残量を判断し、適宜の処理（カートリッジ４０Ｂ，４０Ｙ，４０Ｃ，４０Ｍの交換を要請する報知等）を行う。

カートリッジ用静電容量測定回路４０ｓは、各カートリッジ４０Ｂ，４０Ｙ，４０Ｃ，４０Ｍにおける底面電極４ａと側面電極４ｂとの間の静電容量を測定するものであり、端子４０ｓ２を介して側面電極４ｂに正弦波を印加し、上記静電容量の大きさに応じた電圧を示す信号を制御ユニット５０に送信する。底面電極４ａと側面電極４ｂとの間の静電容量は、当該カートリッジ内のインクの残量に応じて変化する。ＲＯＭ５２は、カートリッジ内のインクの残量と、底面電極４ａと側面電極４ｂとの間の静電容量との相関関係（第２相関関係）を示すデータを記憶している。ＣＰＵ５１は、ＲＯＭ５２に記憶された第２相関関係を示すデータと、カートリッジ用静電容量測定回路４０ｓから受信した信号とに基づいて、各カートリッジ４０Ｂ，４０Ｙ，４０Ｃ，４０Ｍ内のインク残量を判断し、適宜の処理（カートリッジ４０Ｂ，４０Ｙ，４０Ｃ，４０Ｍの交換を要請する報知等）を行う。

以上に述べたように、本実施形態によれば、サブタンク１３Ｂ，１３Ｙ，１３Ｃ，１３Ｍにおいて、筐体１３ｘの互いに対向する一対の側面のそれぞれに電極を設けるのではなく、筐体１３ｘの底面１３ｘａと側面１３ｘｂとのそれぞれに電極（底面電極３ａ及び側面電極３ｂ）を設け、当該電極３ａ，３ｂ間の静電容量を測定する。また、カートリッジ４０Ｂ，４０Ｙ，４０Ｃ，４０Ｍにおいて、筐体４０ｘの互いに対向する一対の側面のそれぞれに電極を設けるのではなく、筐体４０ｘの底面４０ｘａと側面４０ｘｂとのそれぞれに電極（底面電極４ａ及び側面電極４ｂ）を設け、当該電極４ａ，４ｂ間の静電容量を測定する（図３参照）。これにより、後に実施例に示すように、エンプティ付近において、残量に対する静電容量の変化率が大きくなり、残量の検出精度を高めることができる。

サブタンク１３Ｂ，１３Ｙ，１３Ｃ，１３Ｍにおいて、底面１３ｘａにおける側面１３ｘｂに隣接した一端部分（図３において右側の端部）は、水平方向に対して傾斜して、側面１３ｘｂに対して鋭角をなしている。底面電極３ａにおける側面電極３ｂに隣接した一端部分（図３において右側の端部）は、底面１３ｘａの上記一端部分に設けられ、底面電極３ａの上記一端部分の先端から上方に延在する側面電極３ｂと平行な面に対して鋭角をなしている。また、カートリッジ４０Ｂ，４０Ｙ，４０Ｃ，４０Ｍにおいて、底面４０ｘａにおける側面４０ｘｂに隣接した一端部分（図５において左側の端部）は、水平方向に対して傾斜して、側面４０ｘｂに対して鋭角をなしている。底面電極４ａにおける側面電極４ｂに隣接した一端部分（図５において左側の端部）は、底面４０ｘａの上記一端部分に設けられ、底面電極４ａの上記一端部分の先端から上方に延在する側面電極４ｂと平行な面に対して鋭角をなしている。この場合、後に実施例に示すように、底面が水平方向に対して傾斜せず底面電極と側面電極とが直交する場合に比べ、残量が比較的多い領域において、静電容量が大きくなる。そのため、残量検出に必要な静電容量を確保するために電極のサイズを大きくすることを抑制でき、電極及びこれに関連する部品（基板等）を小型化することができる。また、後に実施例に示すように、底面が水平方向に対して傾斜せず底面電極と側面電極とが直交する場合に比べ、エンプティ付近において、残量に対する静電容量の変化率がより大きくなり、残量の検出精度をより高めることができる。

サブタンク１３Ｂ，１３Ｙ，１３Ｃ，１３Ｍにおいて、側面電極３ｂの下端３ｂ１は、対応するインク貯留空間１３ｖの下端１３ｖ１よりも上方に位置している（図３参照）。カートリッジ４０Ｂ，４０Ｙ，４０Ｃ，４０Ｍにおいて、側面電極４ｂの下端４ｂ１は、対応するインク貯留空間４０ｖの下端４０ｖ１よりも上方に位置している（図５参照）。この場合、液面がインク貯留空間１３ｖ，４０ｖの下端１３ｖ１，４０ｖ１に至る（エンプティに至る）前に、液面が側面電極３ｂ，４ｂの下端３ｂ１，４ｂ１に至った段階で、静電容量が急激に０に近づく。したがって、エンプティ付近における残量の検出精度をより高めることができる。

４つのサブタンク１３Ｂ，１３Ｙ，１３Ｃ，１３Ｍの筐体１３ｘは、走査方向に並んで配置されている（図４参照）。底面電極３ａは、走査方向（４つの筐体１３ｘの並列方向）に延在し、４つの筐体１３ｘに対して共通の共通電極である。側面電極３ｂは、４つの筐体１３ｘに対して個別の個別電極である。この場合、底面電極３ａ及び側面電極３ｂの一方を、４つの筐体１３ｘの並列方向に延在させることで、共通電極を容易に形成することができる。また、電極を共通化することで、電極毎の配線が不要になることから、製造が容易になると共に、電極周辺を小型化することができる。

４つの側面電極３ｂは、単一の基板３ｘ上に走査方向（４つの筐体１３ｘの並列方向）に並んで配置されている（図４参照）。この場合、個別電極を個別の基板に設ける場合に比べ、配線の複雑化が抑制され、製造が容易になる。

４つの側面電極３ｂは、それぞれ、４つのサブタンク１３Ｂ，１３Ｙ，１３Ｃ，１３Ｍの筐体１３ｘのうち当該側面電極３ｂに対応する筐体１３ｘに隣接する筐体１３ｘのインク貯留空間１３ｖと対向していない（図４参照）。この場合、各サブタンク１３Ｂ，１３Ｙ，１３Ｃ，１３Ｍの残量検出において隣接するサブタンクの残量の影響を受ける問題を抑制することができる。

隣接する２つの側面電極３ｂの間に、グランド電極３ｄが配置されている（図４参照）。この場合、各サブタンク１３Ｂ，１３Ｙ，１３Ｃ，１３Ｍの残量検出において隣接するサブタンクの残量の影響を受ける問題を抑制することができる。

サブタンク１３Ｂ，１３Ｙ，１３Ｃ，１３Ｍにおいて、筐体１３ｘの複数の側面のうち、側面電極３ｂが設けられた側面１３ｘｂと対向する側面１３ｘｃに、底面電極３ａと導通しかつ側面電極３ｂと導通していない別の側面電極３ｃが設けられている（図３参照）。カートリッジ４０Ｂ，４０Ｙ，４０Ｃ，４０Ｍにおいて、筐体４０ｘの複数の側面のうち、側面電極４ｂが設けられた側面４０ｘｂと対向する側面４０ｘｃに、底面電極４ａと導通しかつ側面電極４ｂと導通していない別の側面電極４ｃが設けられている（図５参照）。この場合、後に実施例に示すように、別の側面電極３ｃ，４ｃが設けられていない場合に比べ、残量が比較的多い領域において、残量に対する静電容量の変化率が大きくなり、残量の検出精度を高めることができる。

以下、図７及び図８を参照し、本発明の実施例及び比較例における残量と静電容量との関係の解析結果について説明する。各例は、１つの液体貯留部において電極の配置を異ならせたものである。

実施例１は、直方体形状の（即ち、底面及び側面に傾斜や湾曲のない）液体貯留部に、別の側面電極（上述の実施形態における側面電極３ｃ，４ｃ）を配置せず、底面電極（上述の実施形態における底面電極３ａ，４ａ）及び側面電極（上述の実施形態における側面電極３ｂ、４ｂ）を配置したものである。

実施例２は、直方体形状の（即ち、底面及び側面に傾斜や湾曲のない）液体貯留部に、底面電極（上述の実施形態における底面電極３ａ，４ａ）、側面電極（上述の実施形態における側面電極３ｂ、４ｂ）及び別の側面電極（上述の実施形態における側面電極３ｃ，４ｃ）を配置したものである。

実施例３は、上述の実施形態のサブタンクのように底面に傾斜のある液体貯留部に、別の側面電極（上述の実施形態における側面電極３ｃ）を配置せず、底面電極（上述の実施形態における底面電極３ａ）及び側面電極（上述の実施形態における側面電極３ｂ）を配置したものである。

実施例４は、上述の実施形態のカートリッジのように底面が湾曲した液体貯留部に、別の側面電極（上述の実施形態における側面電極４ｃ）を配置せず、底面電極（上述の実施形態における底面電極４ａ）及び側面電極（上述の実施形態における側面電極４ｂ）を配置したものである。

比較例１は、直方体形状の（即ち、底面及び側面に傾斜や湾曲のない）液体貯留部において、互いに対向する一対の側面のそれぞれに電極を配置したもの（即ち、特許文献１の構成）である。

比較例２は、直方体形状の（即ち、底面及び側面に傾斜や湾曲のない）液体貯留部において、１つの側面に２つの電極を水平方向に並んで配置したものである。

比較例３は、直方体形状の（即ち、底面及び側面に傾斜や湾曲のない）液体貯留部において、互いに接続する２つの側面のそれぞれに電極を配置したものである。

図７に示すように、比較例１〜３は、残量に対する静電容量の変化率がリニアである一方、実施例１，２は、エンプティ付近において、残量に対する静電容量の変化率が大きくなっている。このことから、実施例１，２は、比較例１〜３に比べ、エンプティ付近における残量の検出精度を高めることができるといえる。

また、図７において、実施例２（別の側面電極が設けられている形態）は、実施例１（別の側面電極が設けられていない形態）に比べ、残量が比較的多い領域において、残量に対する静電容量の変化率が大きくなっている。このことから、別の側面電極が設けられている場合、別の側面電極が設けられていない場合に比べ、残量が比較的多い領域において、残量の検出精度を高めることができるといえる。

さらに、図８において、実施例３（底面に傾斜のある形態）及び実施例４（底面が湾曲した形態）は、実施例１（底面に傾斜や湾曲のない形態）に比べ、残量が比較的多い領域において、静電容量が大きくなっており、かつ、エンプティ付近において、残量に対する静電容量の変化率がより大きくなっている。このことから、実施例３及び実施例４のような形態（即ち、底面における側面電極が設けられた一側面に隣接した一端部分が水平方向に対して傾斜して当該一側面に対して鋭角をなし、底面電極における側面電極に隣接した一端部分が、底面の上記一端部分に設けられ、底面電極の一端部分の先端から上方に延在する側面電極と平行な面に対して鋭角をなす形態）は、実施例１のような形態（底面が水平方向に対して傾斜せず底面電極と側面電極とが直交する形態）に比べ、残量が比較的多い領域において、静電容量が大きくなり、かつ、エンプティ付近において、残量の検出精度をより高めることができるといえる。

以上、本発明の好適な実施の形態及び実施例について説明したが、本発明は上述の実施形態及び実施例に限られるものではなく、特許請求の範囲に記載した限りにおいて様々な設計変更が可能なものである。

・液体吐出装置に備えられる液体貯留部は、交換式のタンク（カートリッジ）に限定されず、液体補充式のタンクであってもよい。
・液体吐出装置に備えられる液体貯留部の数は、１以上の任意の数であってよい。例えば、上述の実施形態では、４つのサブタンク（カートリッジ）で１組となっているが、２つのサブタンク（カートリッジ）で１組となってもよいし、１つのサブタンク及び／又は１つのカートリッジのみが設けられてもよい。
・液体吐出装置に複数の液体貯留部が備えられている場合に、複数の液体貯留部のうちの少なくとも１つに対して、本発明に係る電極や回路が設けられてもよい。
・回路による静電容量の測定方法は、上述の実施形態における方法に限定されず、任意の方法（例えば、ブリッジ法、共振周波数から求める方法、充電時定数から求める方法、フライングキャパシターを用いる方法等）であってよい。
・底面が水平方向に対して傾斜せず、底面電極と側面電極とが直交してもよい。
・側面電極の下端は、液体貯留空間の下端と同じ高さ又は液体貯留空間の下端よりも下方に位置してもよい。
・側面電極を共通電極、底面電極を個別電極としてもよい。
・複数の個別電極を、単一の基板上に配置しなくてもよい。
・複数の個別電極の間にグランド電極を配置しなくてもよい。
・別の側面電極を省略してもよい。
・底面電極及び側面電極は、サブタンクやカートリッジの筐体に設けられることに限定されず、液体吐出装置の筐体におけるサブタンクやカートリッジが配置される面に設けられてもよい。
・液体貯留部に貯留される液体は、インクに限定されず、任意の液体（例えば、インク中の成分を凝集又は析出させる処理液等）であってよい。
・本発明は、カラープリンタに限定されず、モノクロプリンタにも適用可能である。
・本発明は、プリンタに限定されず、ファクシミリ、コピー機、複合機等にも適用可能である。

１ プリンタ（液体吐出装置）
３ａ 底面電極
３ｂ 側面電極
３ｃ 側面電極（別の側面電極）
３ｄ グランド電極
３ｘ 基板
４ａ 底面電極
４ｂ 側面電極
４ｃ 側面電極（別の側面電極）
１２ ヘッド（吐出部）
１２ｘ 吐出口
１３Ｂ，１３Ｙ，１３Ｃ，１３Ｍ サブタンク
１３ｓ サブタンク用静電容量測定回路（回路）
１３ｖ インク貯留空間（液体貯留空間）
１３ｘ 筐体（液体貯留部）
１３ｘａ 底面
１３ｘｂ 側面（一側面）
１３ｘｃ 側面（別の側面）
４０Ｂ，４０Ｙ，４０Ｃ，４０Ｍ カートリッジ
４０ｓ カートリッジ用静電容量測定回路（回路）
４０ｖ インク貯留空間（液体貯留空間）
４０ｘ 筐体（液体貯留部）
４０ｘａ 底面
４０ｘｂ 側面（一側面）
４０ｘｃ 側面（別の側面）

Claims (8)

1. 液体を貯留するための液体貯留空間を画定する液体貯留部から供給された液体を吐出するための複数の吐出口を有する吐出部と、
   前記液体貯留部の底面に設けられた底面電極及び前記液体貯留部の一側面に設けられかつ前記底面電極と導通していない側面電極の少なくとも一方と電気的に接続され、前記底面電極と前記側面電極との間の静電容量を測定する回路と
   を備え、
   前記底面における前記一側面に隣接した一端部分が、水平方向に対して傾斜して、前記一側面に対して鋭角をなし、
   前記底面電極における前記側面電極に隣接した一端部分が、前記底面の前記一端部分に設けられ、前記底面電極の前記一端部分の先端から上方に延在する前記側面電極と平行な面に対して鋭角をなしていることを特徴とする液体吐出装置。
2. 液体を貯留するための液体貯留空間を画定する液体貯留部から供給された液体を吐出するための複数の吐出口を有する吐出部と、
   前記液体貯留部の底面に設けられた底面電極及び前記液体貯留部の一側面に設けられかつ前記底面電極と導通していない側面電極の少なくとも一方と電気的に接続され、前記底面電極と前記側面電極との間の静電容量を測定する回路と
   を備え、
   複数の前記液体貯留部が所定方向に並んで配置されており、
   前記底面電極及び前記側面電極のうち、一方が、前記所定方向に延在し、前記複数の液体貯留部に対して共通の共通電極であり、他方が、前記複数の液体貯留部に対して個別の個別電極であり、
   複数の前記個別電極が、単一の基板上に前記所定方向に並んで配置されていることを特徴とする液体吐出装置。
3. 液体を貯留するための液体貯留空間を画定する液体貯留部から供給された液体を吐出するための複数の吐出口を有する吐出部と、
   前記液体貯留部の底面に設けられた底面電極及び前記液体貯留部の一側面に設けられかつ前記底面電極と導通していない側面電極の少なくとも一方と電気的に接続され、前記底面電極と前記側面電極との間の静電容量を測定する回路と
   を備え、
   複数の前記液体貯留部が所定方向に並んで配置されており、
   前記底面電極及び前記側面電極のうち、一方が、前記所定方向に延在し、前記複数の液体貯留部に対して共通の共通電極であり、他方が、前記複数の液体貯留部に対して個別の個別電極であり、
   複数の前記個別電極の間に、グランド電極が配置されていることを特徴とする液体吐出装置。
4. 複数の前記個別電極が、それぞれ、前記複数の液体貯留部のうち当該個別電極に対応する液体貯留部に隣接する液体貯留部の前記液体貯留空間と対向しないことを特徴とする請求項２又は３に記載の液体吐出装置。
5. 液体を貯留するための液体貯留空間を画定する液体貯留部から供給された液体を吐出するための複数の吐出口を有する吐出部と、
   前記液体貯留部の底面に設けられた底面電極及び前記液体貯留部の一側面に設けられかつ前記底面電極と導通していない側面電極の少なくとも一方と電気的に接続され、前記底面電極と前記側面電極との間の静電容量を測定する回路と
   を備え、
   前記液体貯留部の複数の側面のうち前記一側面と対向する別の側面に、前記底面電極と導通しかつ前記側面電極と導通していない別の側面電極が設けられていることを特徴とする液体吐出装置。
6. 前記側面電極の下端が、前記液体貯留空間の下端よりも上方に位置することを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の液体吐出装置。
7. 液体を吐出するための複数の吐出口を有する吐出部と電極間の静電容量を測定する回路とを含む液体吐出装置に装着可能なカートリッジであって、
   前記吐出部に供給される液体を貯留するための液体貯留空間を画定する液体貯留部と、
   前記液体貯留部の底面に設けられた底面電極と、
   前記液体貯留部の一側面に設けられかつ前記底面電極と導通していない側面電極とを備え、
   前記底面における前記一側面に隣接した一端部分が、水平方向に対して傾斜して、前記一側面に対して鋭角をなし、
   前記底面電極における前記側面電極に隣接した一端部分が、前記底面の前記一端部分に設けられ、前記底面電極の前記一端部分の先端から上方に延在する前記側面電極と平行な面に対して鋭角をなし、
   前記液体吐出装置に装着されたときに、前記底面電極及び前記側面電極の少なくとも一方が前記回路と電気的に接続され、前記底面電極と前記側面電極との間の静電容量が前記回路によって測定されることを特徴とするカートリッジ。
8. 液体を吐出するための複数の吐出口を有する吐出部と電極間の静電容量を測定する回路とを含む液体吐出装置に装着可能なカートリッジであって、
   前記吐出部に供給される液体を貯留するための液体貯留空間を画定する液体貯留部と、
   前記液体貯留部の底面に設けられた底面電極と、
   前記液体貯留部の一側面に設けられかつ前記底面電極と導通していない側面電極とを備え、
   前記液体貯留部の複数の側面のうち前記一側面と対向する別の側面に、前記底面電極と導通しかつ前記側面電極と導通していない別の側面電極が設けられており、
   前記液体吐出装置に装着されたときに、前記底面電極及び前記側面電極の少なくとも一方が前記回路と電気的に接続され、前記底面電極と前記側面電極との間の静電容量が前記回路によって測定されることを特徴とするカートリッジ。

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