液体タンク、および、液体供給装置
【課題】外部にインク供給することによって、インクカートリッジ内のインク液面が下がることを低減する。
【解決手段】インクカートリッジ４は、インク２０と、インク２０よりも密度が大きい第２の液体３０を貯留し、インク２０と第２の液体３０から浮力を受けて浮遊する移動部材１１を有する。インク２０を外部に供給すると、移動部材１１が沈下し、インク２０と第２の液体３０の界面を上昇させるとともに、移動部材１１とインク２０の液面を上昇させて、インク２０の液面高さが下がることを低減する。
【解決手段】インクカートリッジ４は、インク２０と、インク２０よりも密度が大きい第２の液体３０を貯留し、インク２０と第２の液体３０から浮力を受けて浮遊する移動部材１１を有する。インク２０を外部に供給すると、移動部材１１が沈下し、インク２０と第２の液体３０の界面を上昇させるとともに、移動部材１１とインク２０の液面を上昇させて、インク２０の液面高さが下がることを低減する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液体を貯留する液体タンク、および、液体タンクを装着して液体を供給する液体供給装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、液体を貯留する液体タンクとして、例えばインクジェットプリンタに装着され、記録ヘッドに供給されるインクを貯留するインクカートリッジがある。かかるインクカートリッジが装着されたインクジェットプリンタは、記録ヘッドのノズルに連通する圧力室内のインクに圧力を付与することで、ノズルからインクを吐出させており、この吐出されたインクを記録媒体上に着弾させることで、記録媒体上に文字や画像等を記録している。
【０００３】
このとき、記録ヘッドから吐出されるインクの体積にばらつきが生じると、記録媒体上に着弾したインクの面積にばらつきが生じることとなり、記録媒体に記録される画像の品質にばらつきが生じることとなる。この吐出されるインクの体積のばらつきは、インクの消費に伴いインクカートリッジ内のインク残量が減少することで、記録ヘッド内のインクに作用する圧力が変動して生じることが知られている。すなわち、インクを吐出しないときに、記録ヘッドからインクが流出するのを防止するために、記録ヘッド内のインクに大気圧よりも低い圧力である負圧を与えており、そのためにインクカートリッジと記録ヘッドとの鉛直方向の高さの差である水頭差を利用する方式や、インクカートリッジ内の吸収体を利用する方式を採用しているが、インクカートリッジ内のインク残量が減少すると、この負圧が変化する。
【０００４】
そこで、記録ヘッド内のインクに作用する負圧を一定にするために、特許文献１に記載のインクジェット記録装置は、インクカートリッジを保持するバネ部材を備え、インクの消費に伴うインクカートリッジの重量変化に追従してインクカートリッジの設置高さを変化させている。これにより、インクカートリッジ内のインク液面の高さを常に一定に保ち、インクカートリッジと記録ヘッドとの水頭差を一定に保つことで、記録ヘッド内のインクに常に一定の負圧を作用させている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平５−１８５６０１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に記載のインクジェット記録装置では、インクの消費に伴いインクカートリッジの鉛直方向の位置を上昇させるために、インクカートリッジを保持するためのバネ部材が必要であり、インクカートリッジ単体ではインク液面の高さを一定に保つことができない。また、インクジェット記録装置には、インクカートリッジが鉛直方向に移動可能な空間を設ける必要があるため、インクジェット記録装置が大型化してしまうおそれがある。
【０００７】
そこで、本発明は、液体供給装置に液体タンク以外の部材を追加することなく、液体タンク単体で、液体の消費による液体タンク内の液面高さが下がることを低減することができる液体タンク、および、液体供給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】
【０００８】
第１の発明の液体タンクは、外部に供給される第１の液体を貯留する貯留部と、前記貯留部内の前記第１の液体の液面より低い位置に保持され、前記第１の液体と混合しない、前記第１の液体とは異なる流体と、前記第１の液体と前記流体から浮力を受けて浮遊するとともに、前記第１の液体の液量に応じて鉛直方向に移動可能な移動部材を備えた液体タンクにおいて、前記移動部材は、鉛直方向から見て前記流体と重なる領域を鉛直方向に移動可能であるとともに、鉛直方向における上端が第１の液体の液面以上であり、かつ、鉛直方向における下端が前記流体と隣接していることを特徴としている。ここで、移動部材の鉛直方向における下端が流体と隣接しているとは、移動部材と流体が当接しているものも、介在物を介して移動部材と流体とが隣接しているものも含むものである。
【０００９】
これによれば、第１の液体が外部に供給されて貯留部に貯留されている第１の液体の液量が減少すると、移動部材は第１の液体から受ける浮力が減少するため、第１の液体の液面よりも低い位置に保持されている流体に向かって沈下することとなる。そして、移動部材が流体に沈下した部分の体積が第１の液体の液面を上昇させる。したがって、第１の液体が外部に供給されることによる第１の液体の液面高さが下がることを低減することができる。
【００１０】
第２の発明の液体タンクは、前記第１の発明において、前記流体は、前記第１の液体よりも密度が大きく、前記第１の液体と互いに混合しない第２の液体であることを特徴としている。
【００１１】
これによれば、流体が第１の液体よりも密度が大きく、第１の液体と互いに混合しない第２の液体からなるため、第１の液体と第２の液体を混合させないための部材を追加する必要がなく、液体タンクを簡単な構成とすることができる。
【００１２】
第３の発明の液体タンクは、前記第１の発明において、前記第１の液体と前記流体とを隔離する隔離膜をさらに備えたことを特徴としている。
【００１３】
これによれば、第１の液体をすべて外部に供給した液体タンクを新たな液体タンクに交換するような場合において、流体が隔離膜によって保持されているため、流体が外部に流れ出すこと防止することができる。
【００１４】
第４の発明の液体供給装置は、前記第１から第３のいずれかの発明の液体タンクと、前記移動部材の移動量を検出する移動量検出手段と、前記液体タンク内に貯留されている第１の液体の液量を算出する液量算出手段を備えた液体供給装置において、前記液量算出手段は、前記移動量検出手段によって検出された前記移動部材の移動量に基づいて、前記液体タンク内に貯留されている第１の液体の液量を算出することを特徴としている。
【００１５】
液体供給装置においては、一般に、液体タンクに貯留されている液体の消費に伴う液面の低下を検出することで液体の残量を検出する残量検出手段が備えられている。しかしながら、本発明においては、移動部材の移動量を検出し、その移動量に基づいて液体タンクに貯留されている第１の液体の液量を算出している。すなわち、第１の液体の液面高さの低下を抑制するための移動部材を、第１の液体の液量を算出するために使用することができる。そのため、第１の液体の液量を検出するために、液体タンク内に新たに部材を追加する必要がない。
【発明の効果】
【００１６】
本発明に係る液体タンクは、第１の液体の消費に伴い、移動部材が流体保持部領域内に沈む量が増加することで、第１の液体の液面を押し上げることができ、液体タンク単体で、第１の液体の消費による第１の液体の液面高さが下がることを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本実施形態に係るインクジェットプリンタの概略構成を示す平面図である。
【図２】本実施形態に係るインクカートリッジ、および装着部の概略構成を示す断面図である。
【図３】インクの供給に伴うインクカートリッジ内のインクの液面の変化を説明する模式図である。
【図４】変形形態に係るインクカートリッジの概略構成を示す断面図である。
【図５】別の変形形態に係るインクカートリッジの概略構成を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
次に、本発明の好適な実施形態について説明する。本実施形態は、液体供給装置として、記録用紙に対してインクを噴射して画像等を記録する、インクジェットプリンタのインク供給系に本発明を適用したものである。
【００１９】
図１は、本実施形態に係るインクジェットプリンタの概略構成を示す平面図である。図１に示すように、プリンタ１は、キャリッジ２と、このキャリッジ２に搭載された図示しない記録ヘッドおよびサブタンク３と、４つのインクカートリッジ４ａ〜４ｄ（液体タンク）と、これら４つのインクカートリッジ４ａ〜４ｄが着脱可能な装着部５（液体供給装置）と、装着部５とサブタンク３を連通するチューブ６や、プリンタ１の状態を表示する図示しないディスプレイなどを備えている。
【００２０】
キャリッジ２は、図１の左右方向（走査方向）に平行に延びる２本のガイド軸７ａ、７ｂに沿って往復移動可能に構成されている。また、キャリッジ２には、無端ベルト８が連結されており、キャリッジ駆動モータ９によって無端ベルト８が走行駆動されたときに、キャリッジ２は、無端ベルト８の走行に伴って走査方向に移動するようになっている。
【００２１】
このキャリッジ２には、記録ヘッドとサブタンク３が搭載されている。記録ヘッドは、その下面（図１の紙面向こう側の面）に複数の噴射ノズルと、その噴射ノズルに連通する圧力室などからなるインク流路と、圧力室内のインクに圧力を付与するアクチュエータを備えている。このアクチュエータを駆動させて圧力室内のインクに圧力を付与することで、噴射ノズルからインクを噴射させている。このアクチュエータとしては、ピエゾ素子などの電気機械変換体や、発熱抵抗体を有する発熱素子などの電気熱変換体などの形式を採用することができる。この記録ヘッドは、サブタンク３と連通しており、サブタンク３はチューブ６を介して装着部５と連結している。装着部５にインクカートリッジ４ａ〜４ｄが装着されると、インクカートリッジ４ａ〜４ｄとサブタンク３がチューブ６を介して連通される。
【００２２】
インクカートリッジ４は、後述するインク２０の液面の高さが、記録ヘッドの噴射ノズルの鉛直方向の位置よりも低い位置となるように設置されている。これにより、記録ヘッド内のインクに圧力を付与してないときに、噴射ノズルからインクが流出しないように、記録ヘッド内のインクに大気圧よりも低い圧力である、いわゆる負圧を与えている。
【００２３】
図２に示すように、インクカートリッジ４は、インク２０（第１の液体）を貯留する貯留部１０を有し、インク２０の密度よりも大きく、インク２０と混合しない第２の液体３０がインク２０の下部に貯留されている。さらに、インク２０を外部に供給するための供給口１２と供給チューブ１３、および貯留部１０に外部から大気を流入させる大気連通口１４を備えている。供給チューブ１３の一端は、インク２０内に浸かり、他端は供給口１２と連結している。
【００２４】
さらに、インクカートリッジ４は、水平方向の断面が一様な移動部材１１を備えている。この移動部材１１は、インク２０と第２の液体３０から浮力を受けて浮遊し、インク２０の外部への供給に伴い移動可能であり、貯留されているインク２０と第２の液体３０から受ける浮力と移動部材１１に作用する重力が釣り合った位置で静止する。
【００２５】
装着部５には、インクカートリッジ４ａ〜４ｄが着脱され、インクカートリッジ４が装着された際に、供給口１２と係合する流出口１５と、移動部材１１を検出するセンサー１６を備えている。流出口１５には、チューブ６がつながれており、装着されたインクカートリッジ４内のインク２０が流出口１５、およびチューブ６を通じて記録ヘッドに供給される。
【００２６】
プリンタ１の全体の制御を司る図示しない制御装置は、例えば、中央処理装置であるＣＰＵ（Central Processing Unit）と、プリンタ１の全体動作を制御する為の各種プログラムやデータ等が格納されたＲＯＭ（Read Only Memory）と、ＣＰＵで処理されるデータ等を一時的に記憶するＲＡＭ（Random Access Memory）等を含むマイクロコンピュータを備えている。あるいは、この制御装置は、演算回路を含む各種回路が組み合わされたハードウェア的なものであってもよい。
【００２７】
次に、記録用紙Ｐへの画像の記録について説明する。まず、制御手段は、図示しない搬送手段を制御して、記録用紙Ｐをその先端がキャリッジ２に重なる位置まで図１の下方向（紙送り方向）に搬送する。そして、キャリッジ２を制御して走査方向に移動させつつ、キャリッジ２に搭載された記録ヘッドのアクチュエータを制御して噴射ノズルからインクを吐出させて、記録用紙Ｐに所定幅の画像がそれぞれ記録される。
【００２８】
その後、記録用紙Ｐを紙送り方向に所定量搬送し、キャリッジ２を制御して上述の方向とは逆の方向に移動させつつ、記録ヘッドの噴射ノズルからインクを吐出させて、さらに記録用紙Ｐに所定幅の画像がそれぞれ記録される。これを繰り返すことで、記録用紙Ｐに画像を形成する。
【００２９】
噴射ノズルからインクが吐出されると、インクカートリッジ４から記録ヘッドに新たにインクが供給される。このときのインクカートリッジ４内のインク２０の液面、インク２０と第２の液体３０の境界面、および移動部材１１の移動について、図３のインクカートリッジ４の模式図を用いて説明する。図３では、簡単のため、供給チューブ１３などの図示を省略している。
【００３０】
図３（ａ）は、移動部材１１がインク２０と第２の液体３０から浮力を受けて、その上端がインク２０の液面以上に突出し、その下端が第２の液体３０に接していて静止している状態である。この状態から、記録ヘッドの噴射ノズルからインクが吐出され、インクカートリッジ４から記録ヘッドにインクが供給されると、図３（ｂ）に示すように、図３（ａ）のインク２０の液面の位置（図３（ｂ）中の点線）が低下する。このとき、移動部材１１のインク２０内に浸かっている体積が減少するため、移動部材１１がインク２０から受ける浮力が減少することになり、その結果、図３（ｃ）に示すように、移動部材１１が沈下し、第２の液体３０内に浸かっている体積が増加する。これにより、減少した浮力に相当する浮力を第２の液体３０から受けて移動部材１１の沈下は止まる。このとき、移動部材１１が第２の液体３０内に沈下して、第２の液体３０を押しのけることになり、第２の液体３０とインク２０の境界面を上昇させる。この境界面の上昇に伴い、図３（ｄ）に示すように、インク２０の液面と、移動部材１１が上昇することとなる。
【００３１】
以上の図３（ａ）〜（ｄ）では、インク２０の液面の低下（図３（ｂ））、移動部材１１の沈下（図３（ｃ））、および、インク２０と第２の液体３０の境界面の移動とインク２０の液面と移動部材１１の上昇（図３（ｄ））を段階的に説明したが、実際には、図３（ａ）〜（ｄ）がほぼ同時に進行し、図３（ａ）の状態から図３（ｄ）の状態に変化することとなる。仮に、移動部材１１が固定されているとすると、記録ヘッドにインク２０が供給されると、インク２０の液面は図３（ｂ）に示す液面の位置まで低下する。しかしながら、本実施形態においては、移動部材１１はインク２０と第２の液体３０から浮力を受けて浮遊しているため、記録ヘッドにインク２０が供給された後である図３（ｄ）におけるインク２０の液面高さは、図３（ｂ）のインク２０の液面高さに対して高い位置に保たれている。すなわち、インクカートリッジ４から記録ヘッドにインク２０が供給されても、インク２０の液面の高さが下がることを低減することができる。
【００３２】
仮に、インクの消費に伴ってインクカートリッジ内のインクの液面高さが低下する場合には、インクの液面高さと記録ヘッドの噴射ノズルの鉛直方向の高さの差によって記録ヘッド内のインクに作用する負圧が変化することとなる。噴射ノズルからインクを噴射させる際に、アクチュエータが常に同じ圧力を記録ヘッド内のインクに付与していると、インクに作用する負圧が変化することで、噴射されるインクの速度や体積が変化することとなる。噴射されるインクの速度が変化すると、記録用紙上に着弾するインクの位置にずれが生じることとなる。また、噴射されるインクの体積が変化すると、記録用紙上に記録される画像の色合いが変化することとなる。
【００３３】
しかしながら、本発明のインクカートリッジ４は、インク２０と、インク２０よりも密度が大きい第２の液体３０と、インク２０と第２の液体３０から浮力を受けて浮遊する移動部材１１を有しているため、インク２０を外部に供給しても、移動部材１１が第２の液体３０内に沈下して、インク２０の液面を上昇させることから、インク２０の液面高さが下がることを低減することができる。そのため、記録ヘッド内のインクに作用する負圧の変動を抑制することができ、噴射されるインクの速度や体積の変化を抑えることができる。したがって、記録用紙Ｐ上に記録される画像を略均一な印字品質に保つことができる。
【００３４】
例えば、仮にインク２０と第２の液体３０の密度が同じであり、移動部材１１の水平方向の断面積を貯留部１０の水平方向の断面積の半分とすると、インク２０を外部に供給したときに、本発明によらない場合におけるインク２０の液面の低下に対して、インク２０の液面の低下を半分にすることができる。
【００３５】
次に、インクカートリッジ４内のインク２０の残量の検出について説明する。インクカートリッジ内のインクの残量を検出するために、インクに浮遊し、インク液面の変動に合わせて移動する残量検出用フロートを備えたインクカートリッジが知られている。この場合には、インクカートリッジ底面付近にフロートが位置するか否かをインクカートリッジ外部の光学センサー等によって検知している。これは、インク液面を直接検出することが困難であるため、所定位置におけるフロート有無からインク液面高さを検出して、インクの残量を検出している。
【００３６】
本実施形態では、インク２０と第２の液体３０から浮力を受けて浮遊する移動部材１１を備えているため、制御装置が、センサー１６を制御して移動部材１１がインクカートリッジ４の所定位置に位置するか否か検知する。このセンサー１６は、インク２０の残量がなくなるときの移動部材１１の位置に対応して設置されており、その位置は、インク２０、第２の液体３０、移動部材１１の密度、第２の液体３０の体積、および、移動部材１１、貯留部１０の水平方向の断面形状から算出される。移動部材１１が所定位置に位置する場合には、制御装置は、インクカートリッジ４内のインク２０の残量がなくなったことをディスプレイに表示させてユーザに報知する。これにより、ユーザは、インク２０の残量がなくなったインクカートリッジ４を新たなインクカートリッジ４に交換する。ここで、移動部材１１をインク２０の残量を算出するためのフロートとしても利用することができ、別途残量検出用フロートを設置する必要がない。
【００３７】
また、本実施形態においては、インク２０を外部に供給したときに、インクカートリッジ４内のインク２０の液面高さが下がることを低減することについて説明していたが、これには限られず、インク２０の密度と、第２の液体３０の密度を考慮して、移動部材１１の水平方向の断面や材質（密度）を適宜設定することで、インク２０を外部に供給したときに、供給したインク２０の体積に相当する液面の高さを略一定に保つように構成してもよい。上記の実施形態と同様に、記録ヘッド内のインクに作用する負圧の変化を抑えることができるため、噴射されるインクの速度や体積の変化を抑制することができる。したがって、記録用紙Ｐ上に記録される画像の印字品質を略一定に保つことができる。
【００３８】
次に、本実施形態に種々の変更を加えた変形形態について説明する。ただし、前記実施形態と同様の構成を有するものについては、同じ符号を付して適宜その説明を省略する。
【００３９】
第１変形形態は、図４（ａ）に示すように、インクカートリッジ４が変形自在なフィルム３１（隔離膜）で区画されており、その上部にインク２０、下部に第２の液体３０が貯留されている。フィルム３１の周囲端部は、インクカートリッジ４の筐体に固着されている。本実施形態では、第２の液体３０は、インク２０と混合しない液体であったが、ここでは、インク２０と第２の液体３０はフィルム３１で区画されているため、第２の液体３０はインク２０と混合する液体であってもよく、また、その密度はインク２０の密度以上であればいかなる液体でもよく、第２の液体３０を自由に選択するとして用いることができる。
【００４０】
この第１変形形態は、インク２０が外部に供給されることで、移動部材１１がフィルム３１を鉛直方向下向きに押しながら第２の液体３０に向かって沈下し、移動部材１１の第２の液体３０を押しのけた体積が、インク２０の液面を上昇させることで、インク２０の液面の高さが下がることを低減することができる。これにより、記録ヘッド内のインクに作用する負圧の変動を抑えることができ、噴射されるインクの速度や体積の変化を抑制することができる。したがって、記録用紙Ｐ上に記録される画像を略均一な印字品質に保つことができる。
【００４１】
一方で、第２の液体３０にインク２０の密度より小さい液体を用いることも可能である。その場合には、フィルム３１は可撓性があり、かつ、第２の液体３０とインク２０の間で発生する第２の液体３０の浮力と釣り合う張力が発生して、第２の液体３０の上方への移動を規制し、第２の液体３０をインク２０の液面よりも下側に保持できる程度にその変形が規制されていればよい。
【００４２】
この場合には、移動部材１１には、インク２０と第２の液体３０から受ける浮力と、張力が作用しているフィルム３１が移動部材１１の鉛直方向下方向への移動を規制する力とが作用して静止する。インク２０が外部に供給されることで、移動部材１１がインク２０から受ける浮力が小さくなるため、移動部材１１がフィルム３１を鉛直方向下向きに押圧するが、その押圧する力がフィルム３１が移動部材１１の鉛直方向下向きへの移動を規制する力よりも大きくなったときに、移動部材１１がフィルム３１を鉛直方向下向きに押しながら第２の液体３０に向かって沈下する。そして、移動部材１１の第２の液体３０を押しのけた体積が、インク２０の液面を上昇させることで、インク２０の液面の高さを一定に保つことができる。これにより、記録ヘッド内のインクに作用する負圧を一定に保つことができ、噴射されるインクの速度や体積の変化が生じない。したがって、記録用紙Ｐ上に記録される画像を常に均一な印字品質に保つことができる。
【００４３】
第２変形形態は、図４（ｂ）に示すように、インクカートリッジ４の貯留部１０に変形自在なフィルム３１で囲まれた空間に第２の液体３０が充填されている。上述の形態とは異なり、この第２の液体３０を保持するフィルム３１の領域（以下、液体保持領域と称す）は、貯留部１０の水平方向における一部の領域であるため、移動部材１１が鉛直方向から見てその液体保持領域と重なる領域以外の領域に移動しないように、移動部材１１の水平方向の移動を制限するガイド４０が備えられている。
【００４４】
第１変形形態と同様にインク２０と第２の液体３０はフィルム３１で区画されているため、第２の液体３０はインク２０と混合する液体であってもよい。さらに、第２の液体３０の密度は、インク２０の密度以上であればいかなる液体でもよい。また、液体保持領域が、移動部材１１がガイド４０で規制された移動可能な領域以外の領域に移動しないように、フィルム３１の底部の一部がインクカートリッジ４の筐体に固着されていてもよい。また、第１変形形態と同様に、第２の液体３０にインク２０の密度より小さい液体を用いることも可能である。この場合には、第２の液体３０をインク２０の液面より下側に保持するために、フィルム３１の底部の一部がインクカートリッジ４の筐体に固着されているか、フィルム３１と第２の液体３０とを合わせた見かけ上の密度がインク２０の密度よりも大きければよく、さらに、第２の液体３０とインク２０の間で発生する第２の液体３０の浮力と釣り合う張力が発生して、第２の液体３０の上方への移動を規制し、第２の液体３０をインク２０の液面よりも下側に保持できる程度にその変形が規制されていればよい。また、フィルム３１に図示しない錘が固着されており、フィルム３１と第２の流体３０と錘とを合わせた見かけ上の密度がインク３０の密度よりも大きくてもよい。
【００４５】
この第２変形形態においても、第１変形形態と同様に、インク２０が外部に供給されることで、移動部材１１がフィルム３１を鉛直方向下向きに押しながら第２の液体３０に向かって沈下し、移動部材１１の第２の液体３０を押しのけた体積が、インク２０の液面を上昇させることで、インク２０の液面の高さが下がることを低減することができる。これにより、記録ヘッド内のインクに作用する負圧の変動を抑制することができ、噴射されるインクの速度や体積の変化を抑えることができる。したがって、記録用紙Ｐ上に記録される画像を略均一な印字品質に保つことができる。
【００４６】
また、第２変形形態においても、第１変形形態と同様に、インク２０の密度、第２の液体３０の密度、フィルム３１の密度、および錘の重量を考慮して、移動部材１１の水平方向の断面や材質（密度）を設定することで、インク２０を外部に供給したときに、インク２０の液面高さを一定に保つように構成してもよい。
【００４７】
いずれの変形形態においても、着脱可能なインクカートリッジ４は、第２の液体３０がフィルム３１で覆われているため、装着部５からインクカートリッジ４を取り外した後、インクカートリッジ４を持ち運ぶ際に、第２の液体３０がインクカートリッジ４から外部に流れ出すことがない。
【００４８】
また、第２変形形態にのみ移動部材１１の移動を規制するガイド４０が備えられていたが、これには限られず、本実施形態や第１変形形態においてもガイド４０があってもよい。また、ガイド４０は、移動部材１１が転覆することも防止することができる。
【００４９】
以上においては、センサー１６は、インク２０の残量がなくなるときの移動部材１１の位置に対応する位置に設置されていたが、これには限られず、図５（ａ）のように、鉛直方向において移動部材１１と重なる位置にセンサー１６が設置されており、移動部材１１の鉛直方向の移動量を計測して、その移動量と、インク２０、第２の液体３０、移動部材１１の密度、第２の液体３０の体積、および、移動部材１１、貯留部１０の水平方向の断面形状から制御手段がインク２０の残量を算出してもよい。この場合、センサー１６には、レーザ変位計のような変位が測定可能なものが用いられる。また、図５（ｂ）のように、移動部材１１の側面に例えばエンコーダのような目盛りが設置されており、センサー１６によって検出された目盛りの数（ＯＮ−ＯＦＦの回数）と、目盛りの間隔から制御装置が移動部材１１の移動量を算出して、その移動量から同様にインク２０の残量を算出してもよい。
【００５０】
以上においては、移動部材１１は一様の材質である必要はなく、移動部材１１に錘を追加することで、移動部材１１の見かけ上の密度を適宜設定してもよい。また、移動部材１１は、その水平方向の断面が円筒や角柱のように一様であるものに限られず、円錐や角錐のような形状のものであってもよい。また、インク２０の液面高さが一定に保たれる場合には、仮にインク２０に浮遊する残量検知用のフロートを用いても、当該フロートは移動することがないため、インク２０の残量を検出することができない。そのため、インク２０の残量を算出するにあたり、インク２０と第２の液体３０から浮力を受けて浮遊する移動部材１１の移動量を検出することは非常に有用である。
【００５１】
また、以上においては、インクカートリッジ４内のインク２０の残量がなくなった場合に、インクカートリッジ４を交換していたが、これに限られず、インク２０を新たにインクカートリッジ４に追加してもよい。
【００５２】
また、以上においては、インク２０の液面より下側に保持される流体を第２の液体３０として説明したが、当該流体は液体に限られず、ゾルやゲル等であってもよい。
【００５３】
また、本発明はインクジェットプリンタに装着されるインクカートリッジに適用することに限られず、液体タンク内の液体の液面高さを一定に保つ、あるいは、液面高さの低下を低減するものであれば、いかなる液体タンクにも適用することができる。例えば、高層建物の屋上に設置される受水槽などに適用することで、建物内の各階の水道蛇口から排出される水圧を一定に保つことができる。
【符号の説明】
【００５４】
１ プリンタ
４ａ〜４ｄ インクカートリッジ
５ 装着部
１１ 移動部材
２０ インク（第１の液体）
３０ 第２の液体
Ｐ 記録用紙
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液体を貯留する液体タンク、および、液体タンクを装着して液体を供給する液体供給装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、液体を貯留する液体タンクとして、例えばインクジェットプリンタに装着され、記録ヘッドに供給されるインクを貯留するインクカートリッジがある。かかるインクカートリッジが装着されたインクジェットプリンタは、記録ヘッドのノズルに連通する圧力室内のインクに圧力を付与することで、ノズルからインクを吐出させており、この吐出されたインクを記録媒体上に着弾させることで、記録媒体上に文字や画像等を記録している。
【０００３】
このとき、記録ヘッドから吐出されるインクの体積にばらつきが生じると、記録媒体上に着弾したインクの面積にばらつきが生じることとなり、記録媒体に記録される画像の品質にばらつきが生じることとなる。この吐出されるインクの体積のばらつきは、インクの消費に伴いインクカートリッジ内のインク残量が減少することで、記録ヘッド内のインクに作用する圧力が変動して生じることが知られている。すなわち、インクを吐出しないときに、記録ヘッドからインクが流出するのを防止するために、記録ヘッド内のインクに大気圧よりも低い圧力である負圧を与えており、そのためにインクカートリッジと記録ヘッドとの鉛直方向の高さの差である水頭差を利用する方式や、インクカートリッジ内の吸収体を利用する方式を採用しているが、インクカートリッジ内のインク残量が減少すると、この負圧が変化する。
【０００４】
そこで、記録ヘッド内のインクに作用する負圧を一定にするために、特許文献１に記載のインクジェット記録装置は、インクカートリッジを保持するバネ部材を備え、インクの消費に伴うインクカートリッジの重量変化に追従してインクカートリッジの設置高さを変化させている。これにより、インクカートリッジ内のインク液面の高さを常に一定に保ち、インクカートリッジと記録ヘッドとの水頭差を一定に保つことで、記録ヘッド内のインクに常に一定の負圧を作用させている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平５−１８５６０１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に記載のインクジェット記録装置では、インクの消費に伴いインクカートリッジの鉛直方向の位置を上昇させるために、インクカートリッジを保持するためのバネ部材が必要であり、インクカートリッジ単体ではインク液面の高さを一定に保つことができない。また、インクジェット記録装置には、インクカートリッジが鉛直方向に移動可能な空間を設ける必要があるため、インクジェット記録装置が大型化してしまうおそれがある。
【０００７】
そこで、本発明は、液体供給装置に液体タンク以外の部材を追加することなく、液体タンク単体で、液体の消費による液体タンク内の液面高さが下がることを低減することができる液体タンク、および、液体供給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】
【０００８】
第１の発明の液体タンクは、外部に供給される第１の液体を貯留する貯留部と、前記貯留部内の前記第１の液体の液面より低い位置に保持され、前記第１の液体と混合しない、前記第１の液体とは異なる流体と、前記第１の液体と前記流体から浮力を受けて浮遊するとともに、前記第１の液体の液量に応じて鉛直方向に移動可能な移動部材を備えた液体タンクにおいて、前記移動部材は、鉛直方向から見て前記流体と重なる領域を鉛直方向に移動可能であるとともに、鉛直方向における上端が第１の液体の液面以上であり、かつ、鉛直方向における下端が前記流体と隣接していることを特徴としている。ここで、移動部材の鉛直方向における下端が流体と隣接しているとは、移動部材と流体が当接しているものも、介在物を介して移動部材と流体とが隣接しているものも含むものである。
【０００９】
これによれば、第１の液体が外部に供給されて貯留部に貯留されている第１の液体の液量が減少すると、移動部材は第１の液体から受ける浮力が減少するため、第１の液体の液面よりも低い位置に保持されている流体に向かって沈下することとなる。そして、移動部材が流体に沈下した部分の体積が第１の液体の液面を上昇させる。したがって、第１の液体が外部に供給されることによる第１の液体の液面高さが下がることを低減することができる。
【００１０】
第２の発明の液体タンクは、前記第１の発明において、前記流体は、前記第１の液体よりも密度が大きく、前記第１の液体と互いに混合しない第２の液体であることを特徴としている。
【００１１】
これによれば、流体が第１の液体よりも密度が大きく、第１の液体と互いに混合しない第２の液体からなるため、第１の液体と第２の液体を混合させないための部材を追加する必要がなく、液体タンクを簡単な構成とすることができる。
【００１２】
第３の発明の液体タンクは、前記第１の発明において、前記第１の液体と前記流体とを隔離する隔離膜をさらに備えたことを特徴としている。
【００１３】
これによれば、第１の液体をすべて外部に供給した液体タンクを新たな液体タンクに交換するような場合において、流体が隔離膜によって保持されているため、流体が外部に流れ出すこと防止することができる。
【００１４】
第４の発明の液体供給装置は、前記第１から第３のいずれかの発明の液体タンクと、前記移動部材の移動量を検出する移動量検出手段と、前記液体タンク内に貯留されている第１の液体の液量を算出する液量算出手段を備えた液体供給装置において、前記液量算出手段は、前記移動量検出手段によって検出された前記移動部材の移動量に基づいて、前記液体タンク内に貯留されている第１の液体の液量を算出することを特徴としている。
【００１５】
液体供給装置においては、一般に、液体タンクに貯留されている液体の消費に伴う液面の低下を検出することで液体の残量を検出する残量検出手段が備えられている。しかしながら、本発明においては、移動部材の移動量を検出し、その移動量に基づいて液体タンクに貯留されている第１の液体の液量を算出している。すなわち、第１の液体の液面高さの低下を抑制するための移動部材を、第１の液体の液量を算出するために使用することができる。そのため、第１の液体の液量を検出するために、液体タンク内に新たに部材を追加する必要がない。
【発明の効果】
【００１６】
本発明に係る液体タンクは、第１の液体の消費に伴い、移動部材が流体保持部領域内に沈む量が増加することで、第１の液体の液面を押し上げることができ、液体タンク単体で、第１の液体の消費による第１の液体の液面高さが下がることを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本実施形態に係るインクジェットプリンタの概略構成を示す平面図である。
【図２】本実施形態に係るインクカートリッジ、および装着部の概略構成を示す断面図である。
【図３】インクの供給に伴うインクカートリッジ内のインクの液面の変化を説明する模式図である。
【図４】変形形態に係るインクカートリッジの概略構成を示す断面図である。
【図５】別の変形形態に係るインクカートリッジの概略構成を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
次に、本発明の好適な実施形態について説明する。本実施形態は、液体供給装置として、記録用紙に対してインクを噴射して画像等を記録する、インクジェットプリンタのインク供給系に本発明を適用したものである。
【００１９】
図１は、本実施形態に係るインクジェットプリンタの概略構成を示す平面図である。図１に示すように、プリンタ１は、キャリッジ２と、このキャリッジ２に搭載された図示しない記録ヘッドおよびサブタンク３と、４つのインクカートリッジ４ａ〜４ｄ（液体タンク）と、これら４つのインクカートリッジ４ａ〜４ｄが着脱可能な装着部５（液体供給装置）と、装着部５とサブタンク３を連通するチューブ６や、プリンタ１の状態を表示する図示しないディスプレイなどを備えている。
【００２０】
キャリッジ２は、図１の左右方向（走査方向）に平行に延びる２本のガイド軸７ａ、７ｂに沿って往復移動可能に構成されている。また、キャリッジ２には、無端ベルト８が連結されており、キャリッジ駆動モータ９によって無端ベルト８が走行駆動されたときに、キャリッジ２は、無端ベルト８の走行に伴って走査方向に移動するようになっている。
【００２１】
このキャリッジ２には、記録ヘッドとサブタンク３が搭載されている。記録ヘッドは、その下面（図１の紙面向こう側の面）に複数の噴射ノズルと、その噴射ノズルに連通する圧力室などからなるインク流路と、圧力室内のインクに圧力を付与するアクチュエータを備えている。このアクチュエータを駆動させて圧力室内のインクに圧力を付与することで、噴射ノズルからインクを噴射させている。このアクチュエータとしては、ピエゾ素子などの電気機械変換体や、発熱抵抗体を有する発熱素子などの電気熱変換体などの形式を採用することができる。この記録ヘッドは、サブタンク３と連通しており、サブタンク３はチューブ６を介して装着部５と連結している。装着部５にインクカートリッジ４ａ〜４ｄが装着されると、インクカートリッジ４ａ〜４ｄとサブタンク３がチューブ６を介して連通される。
【００２２】
インクカートリッジ４は、後述するインク２０の液面の高さが、記録ヘッドの噴射ノズルの鉛直方向の位置よりも低い位置となるように設置されている。これにより、記録ヘッド内のインクに圧力を付与してないときに、噴射ノズルからインクが流出しないように、記録ヘッド内のインクに大気圧よりも低い圧力である、いわゆる負圧を与えている。
【００２３】
図２に示すように、インクカートリッジ４は、インク２０（第１の液体）を貯留する貯留部１０を有し、インク２０の密度よりも大きく、インク２０と混合しない第２の液体３０がインク２０の下部に貯留されている。さらに、インク２０を外部に供給するための供給口１２と供給チューブ１３、および貯留部１０に外部から大気を流入させる大気連通口１４を備えている。供給チューブ１３の一端は、インク２０内に浸かり、他端は供給口１２と連結している。
【００２４】
さらに、インクカートリッジ４は、水平方向の断面が一様な移動部材１１を備えている。この移動部材１１は、インク２０と第２の液体３０から浮力を受けて浮遊し、インク２０の外部への供給に伴い移動可能であり、貯留されているインク２０と第２の液体３０から受ける浮力と移動部材１１に作用する重力が釣り合った位置で静止する。
【００２５】
装着部５には、インクカートリッジ４ａ〜４ｄが着脱され、インクカートリッジ４が装着された際に、供給口１２と係合する流出口１５と、移動部材１１を検出するセンサー１６を備えている。流出口１５には、チューブ６がつながれており、装着されたインクカートリッジ４内のインク２０が流出口１５、およびチューブ６を通じて記録ヘッドに供給される。
【００２６】
プリンタ１の全体の制御を司る図示しない制御装置は、例えば、中央処理装置であるＣＰＵ（Central Processing Unit）と、プリンタ１の全体動作を制御する為の各種プログラムやデータ等が格納されたＲＯＭ（Read Only Memory）と、ＣＰＵで処理されるデータ等を一時的に記憶するＲＡＭ（Random Access Memory）等を含むマイクロコンピュータを備えている。あるいは、この制御装置は、演算回路を含む各種回路が組み合わされたハードウェア的なものであってもよい。
【００２７】
次に、記録用紙Ｐへの画像の記録について説明する。まず、制御手段は、図示しない搬送手段を制御して、記録用紙Ｐをその先端がキャリッジ２に重なる位置まで図１の下方向（紙送り方向）に搬送する。そして、キャリッジ２を制御して走査方向に移動させつつ、キャリッジ２に搭載された記録ヘッドのアクチュエータを制御して噴射ノズルからインクを吐出させて、記録用紙Ｐに所定幅の画像がそれぞれ記録される。
【００２８】
その後、記録用紙Ｐを紙送り方向に所定量搬送し、キャリッジ２を制御して上述の方向とは逆の方向に移動させつつ、記録ヘッドの噴射ノズルからインクを吐出させて、さらに記録用紙Ｐに所定幅の画像がそれぞれ記録される。これを繰り返すことで、記録用紙Ｐに画像を形成する。
【００２９】
噴射ノズルからインクが吐出されると、インクカートリッジ４から記録ヘッドに新たにインクが供給される。このときのインクカートリッジ４内のインク２０の液面、インク２０と第２の液体３０の境界面、および移動部材１１の移動について、図３のインクカートリッジ４の模式図を用いて説明する。図３では、簡単のため、供給チューブ１３などの図示を省略している。
【００３０】
図３（ａ）は、移動部材１１がインク２０と第２の液体３０から浮力を受けて、その上端がインク２０の液面以上に突出し、その下端が第２の液体３０に接していて静止している状態である。この状態から、記録ヘッドの噴射ノズルからインクが吐出され、インクカートリッジ４から記録ヘッドにインクが供給されると、図３（ｂ）に示すように、図３（ａ）のインク２０の液面の位置（図３（ｂ）中の点線）が低下する。このとき、移動部材１１のインク２０内に浸かっている体積が減少するため、移動部材１１がインク２０から受ける浮力が減少することになり、その結果、図３（ｃ）に示すように、移動部材１１が沈下し、第２の液体３０内に浸かっている体積が増加する。これにより、減少した浮力に相当する浮力を第２の液体３０から受けて移動部材１１の沈下は止まる。このとき、移動部材１１が第２の液体３０内に沈下して、第２の液体３０を押しのけることになり、第２の液体３０とインク２０の境界面を上昇させる。この境界面の上昇に伴い、図３（ｄ）に示すように、インク２０の液面と、移動部材１１が上昇することとなる。
【００３１】
以上の図３（ａ）〜（ｄ）では、インク２０の液面の低下（図３（ｂ））、移動部材１１の沈下（図３（ｃ））、および、インク２０と第２の液体３０の境界面の移動とインク２０の液面と移動部材１１の上昇（図３（ｄ））を段階的に説明したが、実際には、図３（ａ）〜（ｄ）がほぼ同時に進行し、図３（ａ）の状態から図３（ｄ）の状態に変化することとなる。仮に、移動部材１１が固定されているとすると、記録ヘッドにインク２０が供給されると、インク２０の液面は図３（ｂ）に示す液面の位置まで低下する。しかしながら、本実施形態においては、移動部材１１はインク２０と第２の液体３０から浮力を受けて浮遊しているため、記録ヘッドにインク２０が供給された後である図３（ｄ）におけるインク２０の液面高さは、図３（ｂ）のインク２０の液面高さに対して高い位置に保たれている。すなわち、インクカートリッジ４から記録ヘッドにインク２０が供給されても、インク２０の液面の高さが下がることを低減することができる。
【００３２】
仮に、インクの消費に伴ってインクカートリッジ内のインクの液面高さが低下する場合には、インクの液面高さと記録ヘッドの噴射ノズルの鉛直方向の高さの差によって記録ヘッド内のインクに作用する負圧が変化することとなる。噴射ノズルからインクを噴射させる際に、アクチュエータが常に同じ圧力を記録ヘッド内のインクに付与していると、インクに作用する負圧が変化することで、噴射されるインクの速度や体積が変化することとなる。噴射されるインクの速度が変化すると、記録用紙上に着弾するインクの位置にずれが生じることとなる。また、噴射されるインクの体積が変化すると、記録用紙上に記録される画像の色合いが変化することとなる。
【００３３】
しかしながら、本発明のインクカートリッジ４は、インク２０と、インク２０よりも密度が大きい第２の液体３０と、インク２０と第２の液体３０から浮力を受けて浮遊する移動部材１１を有しているため、インク２０を外部に供給しても、移動部材１１が第２の液体３０内に沈下して、インク２０の液面を上昇させることから、インク２０の液面高さが下がることを低減することができる。そのため、記録ヘッド内のインクに作用する負圧の変動を抑制することができ、噴射されるインクの速度や体積の変化を抑えることができる。したがって、記録用紙Ｐ上に記録される画像を略均一な印字品質に保つことができる。
【００３４】
例えば、仮にインク２０と第２の液体３０の密度が同じであり、移動部材１１の水平方向の断面積を貯留部１０の水平方向の断面積の半分とすると、インク２０を外部に供給したときに、本発明によらない場合におけるインク２０の液面の低下に対して、インク２０の液面の低下を半分にすることができる。
【００３５】
次に、インクカートリッジ４内のインク２０の残量の検出について説明する。インクカートリッジ内のインクの残量を検出するために、インクに浮遊し、インク液面の変動に合わせて移動する残量検出用フロートを備えたインクカートリッジが知られている。この場合には、インクカートリッジ底面付近にフロートが位置するか否かをインクカートリッジ外部の光学センサー等によって検知している。これは、インク液面を直接検出することが困難であるため、所定位置におけるフロート有無からインク液面高さを検出して、インクの残量を検出している。
【００３６】
本実施形態では、インク２０と第２の液体３０から浮力を受けて浮遊する移動部材１１を備えているため、制御装置が、センサー１６を制御して移動部材１１がインクカートリッジ４の所定位置に位置するか否か検知する。このセンサー１６は、インク２０の残量がなくなるときの移動部材１１の位置に対応して設置されており、その位置は、インク２０、第２の液体３０、移動部材１１の密度、第２の液体３０の体積、および、移動部材１１、貯留部１０の水平方向の断面形状から算出される。移動部材１１が所定位置に位置する場合には、制御装置は、インクカートリッジ４内のインク２０の残量がなくなったことをディスプレイに表示させてユーザに報知する。これにより、ユーザは、インク２０の残量がなくなったインクカートリッジ４を新たなインクカートリッジ４に交換する。ここで、移動部材１１をインク２０の残量を算出するためのフロートとしても利用することができ、別途残量検出用フロートを設置する必要がない。
【００３７】
また、本実施形態においては、インク２０を外部に供給したときに、インクカートリッジ４内のインク２０の液面高さが下がることを低減することについて説明していたが、これには限られず、インク２０の密度と、第２の液体３０の密度を考慮して、移動部材１１の水平方向の断面や材質（密度）を適宜設定することで、インク２０を外部に供給したときに、供給したインク２０の体積に相当する液面の高さを略一定に保つように構成してもよい。上記の実施形態と同様に、記録ヘッド内のインクに作用する負圧の変化を抑えることができるため、噴射されるインクの速度や体積の変化を抑制することができる。したがって、記録用紙Ｐ上に記録される画像の印字品質を略一定に保つことができる。
【００３８】
次に、本実施形態に種々の変更を加えた変形形態について説明する。ただし、前記実施形態と同様の構成を有するものについては、同じ符号を付して適宜その説明を省略する。
【００３９】
第１変形形態は、図４（ａ）に示すように、インクカートリッジ４が変形自在なフィルム３１（隔離膜）で区画されており、その上部にインク２０、下部に第２の液体３０が貯留されている。フィルム３１の周囲端部は、インクカートリッジ４の筐体に固着されている。本実施形態では、第２の液体３０は、インク２０と混合しない液体であったが、ここでは、インク２０と第２の液体３０はフィルム３１で区画されているため、第２の液体３０はインク２０と混合する液体であってもよく、また、その密度はインク２０の密度以上であればいかなる液体でもよく、第２の液体３０を自由に選択するとして用いることができる。
【００４０】
この第１変形形態は、インク２０が外部に供給されることで、移動部材１１がフィルム３１を鉛直方向下向きに押しながら第２の液体３０に向かって沈下し、移動部材１１の第２の液体３０を押しのけた体積が、インク２０の液面を上昇させることで、インク２０の液面の高さが下がることを低減することができる。これにより、記録ヘッド内のインクに作用する負圧の変動を抑えることができ、噴射されるインクの速度や体積の変化を抑制することができる。したがって、記録用紙Ｐ上に記録される画像を略均一な印字品質に保つことができる。
【００４１】
一方で、第２の液体３０にインク２０の密度より小さい液体を用いることも可能である。その場合には、フィルム３１は可撓性があり、かつ、第２の液体３０とインク２０の間で発生する第２の液体３０の浮力と釣り合う張力が発生して、第２の液体３０の上方への移動を規制し、第２の液体３０をインク２０の液面よりも下側に保持できる程度にその変形が規制されていればよい。
【００４２】
この場合には、移動部材１１には、インク２０と第２の液体３０から受ける浮力と、張力が作用しているフィルム３１が移動部材１１の鉛直方向下方向への移動を規制する力とが作用して静止する。インク２０が外部に供給されることで、移動部材１１がインク２０から受ける浮力が小さくなるため、移動部材１１がフィルム３１を鉛直方向下向きに押圧するが、その押圧する力がフィルム３１が移動部材１１の鉛直方向下向きへの移動を規制する力よりも大きくなったときに、移動部材１１がフィルム３１を鉛直方向下向きに押しながら第２の液体３０に向かって沈下する。そして、移動部材１１の第２の液体３０を押しのけた体積が、インク２０の液面を上昇させることで、インク２０の液面の高さを一定に保つことができる。これにより、記録ヘッド内のインクに作用する負圧を一定に保つことができ、噴射されるインクの速度や体積の変化が生じない。したがって、記録用紙Ｐ上に記録される画像を常に均一な印字品質に保つことができる。
【００４３】
第２変形形態は、図４（ｂ）に示すように、インクカートリッジ４の貯留部１０に変形自在なフィルム３１で囲まれた空間に第２の液体３０が充填されている。上述の形態とは異なり、この第２の液体３０を保持するフィルム３１の領域（以下、液体保持領域と称す）は、貯留部１０の水平方向における一部の領域であるため、移動部材１１が鉛直方向から見てその液体保持領域と重なる領域以外の領域に移動しないように、移動部材１１の水平方向の移動を制限するガイド４０が備えられている。
【００４４】
第１変形形態と同様にインク２０と第２の液体３０はフィルム３１で区画されているため、第２の液体３０はインク２０と混合する液体であってもよい。さらに、第２の液体３０の密度は、インク２０の密度以上であればいかなる液体でもよい。また、液体保持領域が、移動部材１１がガイド４０で規制された移動可能な領域以外の領域に移動しないように、フィルム３１の底部の一部がインクカートリッジ４の筐体に固着されていてもよい。また、第１変形形態と同様に、第２の液体３０にインク２０の密度より小さい液体を用いることも可能である。この場合には、第２の液体３０をインク２０の液面より下側に保持するために、フィルム３１の底部の一部がインクカートリッジ４の筐体に固着されているか、フィルム３１と第２の液体３０とを合わせた見かけ上の密度がインク２０の密度よりも大きければよく、さらに、第２の液体３０とインク２０の間で発生する第２の液体３０の浮力と釣り合う張力が発生して、第２の液体３０の上方への移動を規制し、第２の液体３０をインク２０の液面よりも下側に保持できる程度にその変形が規制されていればよい。また、フィルム３１に図示しない錘が固着されており、フィルム３１と第２の流体３０と錘とを合わせた見かけ上の密度がインク３０の密度よりも大きくてもよい。
【００４５】
この第２変形形態においても、第１変形形態と同様に、インク２０が外部に供給されることで、移動部材１１がフィルム３１を鉛直方向下向きに押しながら第２の液体３０に向かって沈下し、移動部材１１の第２の液体３０を押しのけた体積が、インク２０の液面を上昇させることで、インク２０の液面の高さが下がることを低減することができる。これにより、記録ヘッド内のインクに作用する負圧の変動を抑制することができ、噴射されるインクの速度や体積の変化を抑えることができる。したがって、記録用紙Ｐ上に記録される画像を略均一な印字品質に保つことができる。
【００４６】
また、第２変形形態においても、第１変形形態と同様に、インク２０の密度、第２の液体３０の密度、フィルム３１の密度、および錘の重量を考慮して、移動部材１１の水平方向の断面や材質（密度）を設定することで、インク２０を外部に供給したときに、インク２０の液面高さを一定に保つように構成してもよい。
【００４７】
いずれの変形形態においても、着脱可能なインクカートリッジ４は、第２の液体３０がフィルム３１で覆われているため、装着部５からインクカートリッジ４を取り外した後、インクカートリッジ４を持ち運ぶ際に、第２の液体３０がインクカートリッジ４から外部に流れ出すことがない。
【００４８】
また、第２変形形態にのみ移動部材１１の移動を規制するガイド４０が備えられていたが、これには限られず、本実施形態や第１変形形態においてもガイド４０があってもよい。また、ガイド４０は、移動部材１１が転覆することも防止することができる。
【００４９】
以上においては、センサー１６は、インク２０の残量がなくなるときの移動部材１１の位置に対応する位置に設置されていたが、これには限られず、図５（ａ）のように、鉛直方向において移動部材１１と重なる位置にセンサー１６が設置されており、移動部材１１の鉛直方向の移動量を計測して、その移動量と、インク２０、第２の液体３０、移動部材１１の密度、第２の液体３０の体積、および、移動部材１１、貯留部１０の水平方向の断面形状から制御手段がインク２０の残量を算出してもよい。この場合、センサー１６には、レーザ変位計のような変位が測定可能なものが用いられる。また、図５（ｂ）のように、移動部材１１の側面に例えばエンコーダのような目盛りが設置されており、センサー１６によって検出された目盛りの数（ＯＮ−ＯＦＦの回数）と、目盛りの間隔から制御装置が移動部材１１の移動量を算出して、その移動量から同様にインク２０の残量を算出してもよい。
【００５０】
以上においては、移動部材１１は一様の材質である必要はなく、移動部材１１に錘を追加することで、移動部材１１の見かけ上の密度を適宜設定してもよい。また、移動部材１１は、その水平方向の断面が円筒や角柱のように一様であるものに限られず、円錐や角錐のような形状のものであってもよい。また、インク２０の液面高さが一定に保たれる場合には、仮にインク２０に浮遊する残量検知用のフロートを用いても、当該フロートは移動することがないため、インク２０の残量を検出することができない。そのため、インク２０の残量を算出するにあたり、インク２０と第２の液体３０から浮力を受けて浮遊する移動部材１１の移動量を検出することは非常に有用である。
【００５１】
また、以上においては、インクカートリッジ４内のインク２０の残量がなくなった場合に、インクカートリッジ４を交換していたが、これに限られず、インク２０を新たにインクカートリッジ４に追加してもよい。
【００５２】
また、以上においては、インク２０の液面より下側に保持される流体を第２の液体３０として説明したが、当該流体は液体に限られず、ゾルやゲル等であってもよい。
【００５３】
また、本発明はインクジェットプリンタに装着されるインクカートリッジに適用することに限られず、液体タンク内の液体の液面高さを一定に保つ、あるいは、液面高さの低下を低減するものであれば、いかなる液体タンクにも適用することができる。例えば、高層建物の屋上に設置される受水槽などに適用することで、建物内の各階の水道蛇口から排出される水圧を一定に保つことができる。
【符号の説明】
【００５４】
１ プリンタ
４ａ〜４ｄ インクカートリッジ
５ 装着部
１１ 移動部材
２０ インク（第１の液体）
３０ 第２の液体
Ｐ 記録用紙
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外部に供給される第１の液体を貯留する貯留部と、
前記貯留部内の前記第１の液体の液面より低い位置に保持され、前記第１の液体と混合しない、前記第１の液体とは異なる流体と、
前記第１の液体と前記流体から浮力を受けて浮遊するとともに、前記第１の液体の液量に応じて鉛直方向に移動可能な移動部材を備えた液体タンクにおいて、
前記移動部材は、
鉛直方向から見て前記流体と重なる領域を鉛直方向に移動可能であるとともに、鉛直方向における上端が第１の液体の液面以上であり、かつ、鉛直方向における下端が前記流体と隣接していることを特徴とする液体タンク。
【請求項２】
前記流体は、前記第１の液体よりも密度が大きく、前記第１の液体と互いに混合しない第２の液体であることを特徴とする請求項１に記載の液体タンク。
【請求項３】
前記第１の液体と前記流体とを隔離する隔離膜をさらに備えたことを特徴とする請求項１に記載の液体タンク。
【請求項４】
請求項１から３のいずれかに記載の液体タンクと、
前記移動部材の移動量を検出する移動量検出手段と、
前記液体タンク内に貯留されている第１の液体の液量を算出する液量算出手段を備えた液体供給装置において、
前記液量算出手段は、前記移動量検出手段によって検出された前記移動部材の移動量に基づいて、前記液体タンク内に貯留されている第１の液体の液量を算出することを特徴とする液体供給装置。
【請求項１】
外部に供給される第１の液体を貯留する貯留部と、
前記貯留部内の前記第１の液体の液面より低い位置に保持され、前記第１の液体と混合しない、前記第１の液体とは異なる流体と、
前記第１の液体と前記流体から浮力を受けて浮遊するとともに、前記第１の液体の液量に応じて鉛直方向に移動可能な移動部材を備えた液体タンクにおいて、
前記移動部材は、
鉛直方向から見て前記流体と重なる領域を鉛直方向に移動可能であるとともに、鉛直方向における上端が第１の液体の液面以上であり、かつ、鉛直方向における下端が前記流体と隣接していることを特徴とする液体タンク。
【請求項２】
前記流体は、前記第１の液体よりも密度が大きく、前記第１の液体と互いに混合しない第２の液体であることを特徴とする請求項１に記載の液体タンク。
【請求項３】
前記第１の液体と前記流体とを隔離する隔離膜をさらに備えたことを特徴とする請求項１に記載の液体タンク。
【請求項４】
請求項１から３のいずれかに記載の液体タンクと、
前記移動部材の移動量を検出する移動量検出手段と、
前記液体タンク内に貯留されている第１の液体の液量を算出する液量算出手段を備えた液体供給装置において、
前記液量算出手段は、前記移動量検出手段によって検出された前記移動部材の移動量に基づいて、前記液体タンク内に貯留されている第１の液体の液量を算出することを特徴とする液体供給装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１１−２５４９１（Ｐ２０１１−２５４９１Ａ）
【公開日】平成２３年２月１０日（２０１１．２．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１７２８２４（Ｐ２００９−１７２８２４）
【出願日】平成２１年７月２４日（２００９．７．２４）
【出願人】（０００００５２６７）ブラザー工業株式会社 (13,856)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年２月１０日（２０１１．２．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年７月２４日（２００９．７．２４）
【出願人】（０００００５２６７）ブラザー工業株式会社 (13,856)
【Ｆターム（参考）】
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