JP2016030365A - インクジェット記録装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 インクタンク内のインク量検知センサに気泡の付着による誤検知を抑制できるインクジェット記録装置を提供する。
【解決手段】 第１のインクタンクと、インク流入口を有する第１室と検知手段を有する第２室とを備える第２のインクタンクと、を具備する。第２のインクタンク内に通常使用状態において最小インク容積のインクが入っているときのインク液面の高さである第１の高さからインク流入口の高さである第２の高さまでインク容積が変化したときの第２室内のインク容積変化量に対して、第２のインクタンク内の第２の高さよりも上方の容積がインク容積変化量以上となるような位置にインク流入口が設けられている。
【選択図】 図２

Description

本発明は、インクタンクから記録ヘッドに至る流路中に配置されたリザーブタンク内に、液面変化を検知する液面検知手段を備えたインクジェット記録装置に関する。

近年、インクジェット記録装置は、高画質化、大判印刷などの要求により、一枚の印刷でのインク消費量が多くなり、記録動作中にインクタンク内のインクが切れる問題が発生している。

インク切れ問題を解決するために、インクタンクと記録ヘッドの間のインク流路上にリザーブタンクを設けるインクジェット記録装置が提案されている。

例えば、図１３（ａ）に示すインクジェット記録装置では、インクタンク５が第１の中空管８、リザーブタンク４及び供給チューブ２を通じて記録ヘッド１に接続される。インクタンク５内のインクが切れてもリザーブタンク４内のインクにて記録動作を一時的に継続でき、記録動作の継続（ストップレス記録）をしながらインクタンクの交換を行うことができる。

このようなインクジェット記録装置では、記録動作中においてリザーブタンク内のインク量を常に監視する必要がある。リザーブタンク内のインク量の低下を検知すると、インクタンクが空になったと推定し、ユーザーにインクタンクの交換を促すことができる。

なお、リザーブタンク内のインク量（インク残量）は、インクの液面が所定位置（Ｈ）を下回ったことを検知すること（インク液面の検知）により検出される。インク液面の検知に用いられる液面検知手段として、図１３（ａ）に示すような電位差を検知する電極（４２１、４２２）や、光の反射特性を利用した光センサなどが知られている。

ところが、インクタンク内部で生じた気泡、或いはインクタンクの交換時等により液体流路内に進入した気泡がインクの流れと共にリザーブタンク内へ流入することがある。気泡がリザーブタンク内へ流入すると、液面検知手段が正しく作動しない、即ち誤検知が発生する恐れがある。

例えば、電極による液面検知の場合では、液面上に堆積される気泡によって二つの電極間の通電状態が解除されず、液面が低下しているにも関わらず液面変化（低下）を検知できないことがある。

また、光センサによる液面検知の場合でも同様である。即ち、光センサのプリズム表面に付着する気泡によって液体（インク）の有無に関わらず光線が反射されてしまい、液面変化を検知できないことがある。

このような気泡による誤検知問題の対策として、特許文献１のような発明が提案されている。

具体的には、特許文献１では、大気開放されたリザーブタンクの内部空間が仕切り板で二つの部屋に仕切られると共に、一方の部屋の下方にはインク流入口が設けられている。また、仕切り板には、仕切り板の両側の部屋内の液面を同一に維持するために、インク液面の上方と下方の２か所で二つの部屋を連通させる連通口が設けられている。また、インク流入口が設けられた部屋とは別の部屋に光センサを設けることにより、インク流入口から進入した気泡を遮蔽し、気泡と光センサを接触させないようにして誤検知を防止する方法が提案されていた。

特開２００７−２３７５５２号

しかしながら、図１３（ａ）に示すインクジェット記録装置のリザーブタンク４に、特許文献１のような仕切り板４１を設けようとすると、図１３（ｂ）に示すように、仕切り板４１において液面の上方と下方にそれぞれ連通口４１Ａと４１Ｂを設ける必要がある。

また、図１３（ｂ）のインクジェット記録装置の構成では、インクタンク５からリザーブタンク４へインクが流入するインク流入口８ａがリザーブタンク４の上面（天面）に設けられている。このため、リザーブタンク４において上面までインクが流入（充填）された場合、空気が残存できる空間が存在しない。

一方、リザーブタンク４内にインクが天面まで充填された状態で、インクタンク５内のインクが無くなると、インクタンク５から空気（気泡）がリザーブタンク４に流入する。即ち、リザーブタンク４からヘッド側に流出したインクの体積と同体積の空気（気泡）がインクタンク５からリザーブタンク４に流入する。このため、リザーブタンク４内のインクの液面が低下するが、インク流入口８ａ側の部屋に液面上に堆積される気泡体積（高さ）が液面の低下分以上に増加している。この結果、図１３（ｂ）に示すように、上方の連通口４１Ｂを通じて気泡が液面検知手段である電極（４２１、４２２）が設けられている部屋に進入し、電極に気泡が付着するリスク（確率）が高くなる。

故に、リザーブタンク４内の液面（インク残量）が低下しても、電極（４２１、４２２）が設けられた部屋に進入し液面上に堆積された気泡によって電極間（４２１、４２１）の電気的な導通状態が解消されない。よって、リザーブタンク内の液面の低下を正しく検知できない（誤検知する）恐れがある。

本発明は、このような気泡の付着によるタンク内のインク残量の誤検知を抑制するインクジェット記録装置を提供することを目的としている。

上記目的を達成するための本発明のインクジェット記録装置は、
インクを貯留する第１のインクタンクと、
前記第１のインクタンクからインクの供給を受ける第２のインクタンクであって、仕切り部と、前記仕切り部によって仕切られ前記第１のインクタンクからインクが流入するインク流入口を有する第１室と、前記仕切り部によって仕切られ前記第２のインクタンク内のインク量を検知するための検知手段を有する第２室と、前記第２のインクタンク内の下方に設けられ前記第１室と前記第２室を連通する第１連通口とを備える第２のインクタンクと、を具備するインクジェット記録装置であって、
前記第２のインクタンク内に通常使用状態において最小インク容積のインクが入っているときのインク液面の高さである第１の高さから前記インク流入口の高さである第２の高さまでインク容積が変化したときの前記第２室内のインク容積変化量に対して、前記第２のインクタンク内の前記第２の高さよりも上方の容積が前記インク容積変化量以上となるような位置に前記インク流入口が設けられ、
前記第２のインクタンク内において、前記第２の高さよりも上方に配置され前記第１室と前記第２室を連通する第２連通口が設けられていることを特徴とする。

また、本発明のインクジェット記録装置は、
インクを貯留する第１のインクタンクと、
上面、底面および前記上面と前記底面を接続する側面を有し、前記上面と前記底面と前記側面とで区画される内部空間に前記第１のインクタンクから供給されるインクを流入させるインク流入口を有する第２のインクタンクと、
前記第２のインクタンクの前記内部空間を第１室と第２室に仕切り、かつ前記底面側に前記第１室と前記第２室を連通させる第１連通口と、前記上面側に前記第１室と前記第２室を連通させる第２連通口とを備える仕切り部と、
前記第２室に配置され、前記第２のインクタンクのインク量を検知する検知手段と、を備えるインクジェット記録装置であって、
前記インク流入口の所在位置を含む水平面と前記側面と前記上面とで区画される部分の容積は、前記第２のインクタンク内のインクが通常使用状態において最小容積から最大容積に変動したときの前記第２室内におけるインク容積変化量以上となるように、前記インク流入口が前記第１室において前記上面の下方に配置され、
前記第２連通口が前記インク流入口よりも上方に配置されていることを特徴とする。

また、本発明のインクジェット記録装置は、
記録ヘッドと、
第１のインクタンクと、
前記第１のインクタンクと前記記録ヘッドとの間のインク流路に設けられインクを貯留する第２のインクタンクと、
前記第１のインクタンクに設けられた大気開放口と、
前記第２のインクタンクの内部に配置され、前記第１のインクタンクからのインクが流入するインク流入口と、
前記第２のインクタンクから前記記録ヘッドへインクを供給するインク供給口と、
前記第２のインクタンク内のインク量を検知する検知手段と、
前記第２のインクタンクの内部空間を、前記インク流入口が囲まれた第１室と、前記検知手段が囲まれた第２室とに仕切る仕切部と、
前記仕切部に設けられ、前記第２のインクタンク内のインクが最小容積であるときのインク液面よりも下方で前記第１室と第２室を連通させる第１連通口と、
前記仕切部に設けられ、前記インク流入口よりも上方で前記第１室と前記第２室を連通させる第２連通口と、を備えるインクジェット記録装置において、
前記インク流入口は、通常使用状態において前記第２のインクタンク内のインクが最大容積であるときのインク液面の高さ以上に配置され、かつ前記インク流入口と前記第２のインクタンクの天面の間に、前記第２のインクタンク内のインクが最小容積から最大容積に変動したときの前記第２室におけるインク容積変化量以上の容積を持つ空間が形成されていることを特徴とする。

本発明のインクジェット記録装置によれば、インク流入口より上方の空間に必要な容積を確保できるようにインク流入口の高さを設定することにより、第１インクタンクから第２インクタンクに気泡が流入したとしても、第１室にトラップされ液面上に堆積される気泡が容易に第１室から第２室へ流入することがない。また、第２室内に配置される検出手段に気泡が容易に付着されることもなく、気泡の付着による誤検知する問題も軽減される。

本発明に係る実施例のインクジェット記録装置の斜視図 本発明に係る実施例のインク流路の概念図 本発明に係る実施例のブロック図 本発明に係る実施例のインクジェット記録装置のリザーブタンクの充填動作シーケンスを示すフローチャート図 （ａ）本発明に係る実施例のインクジェット記録装置の記録ヘッド内にインクを充填する前の状態を示す概念図、（ｂ）本発明に係る実施例のインクジェット記録装置の記録ヘッド内にインクを充填した状態を示す概念図 （ａ）本発明に係る実施例のインクジェット記録装置のリザーブタンク内にインクを充填し始めた状態を示す概念図、（ｂ）本発明に係る実施例のインクジェット記録装置のリザーブタンク内の空気を排出する状態を示す概念図 （ａ）本発明に係る実施例のインクジェット記録装置のリザーブタンク内のインク充填動作を示す概念図、（ｂ）本発明に係る実施例のインクジェット記録装置のリザーブタンク内にインクが充填終了した状態を示す概念図 （ａ）本発明に係る実施例のインクジェット記録装置のストップレス記録動作時におけるインクタンク内のインクが消費され気泡がリザーブタンク内に流入し始めた状態を示す概念図、（ｂ）本発明に係る実施例のインクジェット記録装置のストップレス記録動作時におけるリザーブタンク内のインク量の低下に伴い気泡が第１室に溜められた状態を示す概念図 （ａ）本発明に係る実施例のインクジェット記録装置のストップレス記録動作時におけるインクタンク交換後のリザーブタンク内のインク充填動作を示す概念図、（ｂ）本発明に係る実施例のインクジェット記録装置のリザーブタンク内にインクが充填終了した状態を示す概念図 （ａ）本発明に係る実施例のインクジェット記録装置のストップレス記録動作時における第２室内のインク容積変化量Ｖと上部空間Ｓの容積（Ｖｓ）の関係を示す概念図、（ｂ）本発明に係る実施例のインクジェット記録装置のストップレス記録動作時における第２室内のインク容積変化量Ｖと上部空間Ｓのうち第１室にある空間Ｓ１の容積（Ｖｓ１）の関係を示す概念図 本発明に係る実施例のインクジェット記録装置のストップレス記録動作シーケンスを示すフローチャート図 本発明に係る実施例のインクジェット記録装置の変形例を示す概念図 （ａ）従来のインクジェット記録装置の構成図その１、（ｂ）従来のインクジェット記録装置の構成図その２

以下、図面を参照して本発明の実施例について具体的に説明する。

図１は、本発明に係る実施例のインクジェット記録装置を示す斜視図である。図１に示すように、インクジェット記録装置５０（以下、単に「記録装置」と称する）は、互いに向き合った２つの脚部５５の上端部に跨るように固定されている。キャリッジ６０には、ヘッド（記録ヘッド）１が搭載されている。記録時は、搬送ロールホルダーユニット５２にセットされた記録媒体が印字位置まで給紙（搬送）される。キャリッジ６０がキャリッジモータ（不図示）及びベルト伝動手段６２より主走査方向Ｂに往復移動すると共にヘッド１の各ノズルからインク滴が吐出される。キャリッジ６０が記録媒体の一方端まで移動すると、搬送ローラ５１が所定量だけ記録媒体を副走査方向Ａへ搬送する。このように記録動作と搬送動作とを交互に繰り返すことにより記録媒体全体に画像を形成する。画像形成後は、不図示のカッターによって記録媒体をカットし、カットされた記録媒体はスタッカ５３に積載される。

インク供給ユニット６３には、黒、シアン、マゼンタ、イエローなどのインク色ごとに分かれた（装置に脱着可能な）インクタンク５（第１のインクタンク）が具えられており、各色のインクが貯留されている。また、インクタンク５が後述するリザーブタンク４（第２のインクタンク）を介して供給チューブ（インク流路）２に接続されている。また、供給チューブ（インク流路）２はキャリッジ６０の往復運動の際に暴れることのないように、チューブガイド６１によって束ねられている。

ヘッド１の記録媒体に対向した面には、主走査と略直交した方向に複数のノズル列（不図示）が備られており、ノズル列単位で前記供給チューブ（インク流路）２と接続している。

回復ユニット７０が主走査方向において記録媒体範囲外で、かつヘッド１のノズル面に対向する位置に設けられている。回復ユニット７０は、必要に応じてヘッド１の吐出ノズル表面からインク又は空気を吸い出してノズルのクリーニングを行ったり、ヘッド内部に溜まった空気を強制的に吸い出したりする吸引手段を備えている。

記録装置５０の右側には操作パネル５４が設けられており、ユーザーは記録装置５０に対して指令を入力することができる。また、インクタンク内のインクが空になった際にユーザーに警告を出してインクタンク５の交換を促すこともできる。

図２は、本発明に係る実施例のインクジェット記録装置のインク流路概念図を示す。

図２に示すように、本実施例の記録装置５０は、主に装置本体（不図示）に脱着可能なインクタンク５（第１のインクタンク）と、リザーブタンク４（第２のインクタンク）とを備えている。

インクタンク５は、内部にインクを貯留する内部空間と、底部に設けられたジョイント部を介して連結された第１の中空管８と第２の中空管９とを備えている。インクタンク５は、第１の中空管８を通じてリザーブタンク４と連通し、第２の中空管９を通じて大気連通室６と連通している。また、大気連通室６は更に大気連通路７を通じて大気開放されている。即ち、第２の中空管９と大気連通室６と大気連通路７とで本発明のインクタンク５の大気開放口が構成される。

リザーブタンク４は、インクを供給するインク流路２（供給チューブ）を通じて記録ヘッド１と連通している。なお、インク流路２には、容積変化可能な可撓性部材によって構成され、インク流路２を開放／閉塞することが可能な開閉弁３が備えられている。また、開閉弁３は、駆動機構（不図示）により駆動される。

（リザーブタンクの内部構成）
以下、本実施例のリザーブタンク４の内部構成について説明する。

本実施例では、リザーブタンク４は、上面（天面）４３Ａと、底面４３Ｂと、上面４３Ａと底面４３Ｂを接続する側面４３Ｃとを備える筐体で構成されており、筐体内に内部空間４Ａが形成されている。即ち、リザーブタンク４の内部空間４Ａは、上面４３Ａ底面４３Ｂ及び側面４３Ｃとで区画されている。なお、本実施例では、リザーブタンク４の筐体を方体形状として形成されているが、他の形状とすることもできる。

リザーブタンク４（筐体）の内部には、側面４３Ｃと略平行するように配置される仕切壁４１（仕切部）が設けられており、内部空間４Ａが第１室４Ｂと第２室４Ｃの二つの部屋に仕切られている。仕切壁４１は、上面側４３Ａに開口部４１ａ（第２連通口）を備え、底面側４３Ｂに開口部４１ｂ（第１連通口）を備えている。

開口部４１ａ、４１ｂを通じて、第１室４Ｂと第２室４が連通されている。よって、第１室４Ｂと第２室４Ｃ内の気圧が調和され、第１室４Ｂと第２室４Ｃ内それぞれのインク液面が同じ高さになっている。

なお、本実施例では、仕切壁４１は板状であるが、目の微細なメッシュ状の板や、複数のリブ等で構成されても良い。

第１室４Ｂには、第１中空管８の一方の開口端から構成されインクをリザーブタンク４に流入させるためのインク流入口８ａが配置されている。具体的に、第１の中空管８はリザーブタンク４の上面４３Ａから第１室４Ｂに突出して設けられ、インク流入口８ａがリザーブタンク４の上面４３Ａの下方に配置されている。

後述するように、インク流入口８ａ（の所在位置）をリザーブタンク４の上面４３Ａよりも下方に配置することにより、リザーブタンク４内の液面がインク流入口８ａの位置に達した際、インク流入口８ａが液面で封止される。このとき、インク流入口８ａの所在位置を含む水平面（液面）と上面４３Ａの間に気体が残存する空間Ｓが形成される。

一方、第２室４Ｃには、インク量を検知する金属製の電極ピン４２ａ〜４２ｃ（検知手段）が配置されている。３本の電極ピン４２ａ〜４２ｃの内、電極ピン４２ａと電極ピン４２ｃ間の電圧の変化により、図２中の破線Ｈで示す液面位置（インクが満タンとして検知される高さ位置）が検知される。なお、電極ピン４２ａの下端位置は、Ｈ位置に対応する。また電極ピン４２ｂと電極ピン４２ｃ間の電圧の変化により、図２中の破線Ｌで示す液面位置（最小容積のインク量とされる高さ位置）が検知される。なお、電極ピン４２ｂの下端位置は、Ｌ位置に対応する。

インク液面を検知するには、本実施例のような複数の電極ピンによるものでなく、光センサ等の液面を検知できるセンサを用いても良い。

また、本実施例では、インク流入口８ａは、仕切壁４１の開口部４１ａ（の下端）よりも下方に位置されている。言い換えれば、開口部４１ａ（の下端）はインク流入口８ａよりも上方に配置されている。

ここで、「最小容積のインク量とされる高さ（Ｌ位置）」は本発明の「第１の高さ」に対応する。また、「インク流入口８ａの高さ（位置）」は本発明の「第２の高さ」に対応する。後述するように、インク流入口８ａの高さ（位置）は「インクが満タンとして検知される高さ（Ｈ位置）」とほぼ同じであり、Ｈ位置より若干上方にある。また、「開口部４１ａの高さ（配置位置）」は本発明の「第３の高さ」に対応する。

本実施例では、第１室４Ｂの底面４３Ｂ側には、インク供給口４４が配置されている。具体的に、インク供給口４４は、図２中の破線Ｌ位置よりも下方の底面４３Ｂ側近傍に配置されている。即ち、インク供給口４４は、電極ピン４２ｂ、４２ｃにより検出可能な最小容積のインク量に対応するインクの液面（Ｌ位置）よりも下方に配置されている。なお、インク供給口４４を第２室４Ｃに設けてもよい。

また、本実施例では、電極ピン４２ｂ、４２ｃにより検出可能な最小容積のインク量に対応するインクの液面（Ｌ位置）よりも下方に開口部４１ｂが配置されている。即ち、開口部４１ｂ（の上端）がＬ位置よりも下方に位置している。

（インクジェット記録装置の制御機構）
図３は、本発明に係る実施例の記録装置５０の内部構成（制御機構）を示すブロック図である。

図３に示すように、本実施例の記録装置５０は、主に記録装置を制御するＣＰＵ１１、ユーザーが操作するキーや情報を表示する操作パネルを含むユーザーインターフェース１２を備えている。また、記録装置５０は、制御ソフトウエアを内蔵するＲＯＭ１３、制御ソフトウエアを動作させる際に一時的に使用するＲＡＭ１４も備えている。更に、記録装置５０は、駆動部Ｉ／Ｏ１５、駆動部分１６、リザーブタンク４の残量を検出するインク残量センサ１７、インクタンクの脱着を検出するインクタンク装着センサ１８も備えている。

なお、インク残量センサ１７は、電極ピン４２ａ、４２ｂ、４２ｃの電流の電圧値からリザーブタンク４内の液面（残量）を検知している。また、インク残量センサ１７は、インクタンク５内のインク残量を検知する構成を有してもよい。

インクタンク装着センサ１８は、インクタンクに装着したＥＥＰＲＯＭ２０の読み値で判断している。インクタンク装着センサ１８を用いてＥＥＰＲＯＭ２０の内容の読み書きを行う。

以下、本実施例の特徴であるリザーブタンク４内のインク挙動について、（Ａ）充填時と（Ｂ）ストップレス記録動作時に分けて詳細に説明する。

（Ａ）インク充填時のリザーブタンク内のインク挙動
図４〜７を用いて、装置本体にリザーブタンク４が設置された時のリザーブタンク４へのインク充填について説明する。

図４は、本実施例の記録装置５０のリザーブタンク４の充填動作シーケンスのフローチャートを示す。

図５（ａ）は、記録装置５０の記録ヘッド１内にインクを充填する前の状態を示す。また、図５（ｂ）は、記録ヘッド１内にインクを充填した状態を示す。

図６（ａ）は、記録装置５０のリザーブタンク４内にインクを充填し始めた状態を示す。また、図５（ｂ）は、リザーブタンク４内の空気を排出する状態を示す。

図７（ａ）は、記録装置５０のタンク内のインク充填動作を示す。また、図７（ｂ）は、記録装置５０のリザーブタンク４内にインクが充填終了した状態を示す。

図５（ａ）に示すように、最初にインクタンク５が装置本体に装着されたとき、リザーブタンク４とヘッド１の間のインク流路２にはインクがまだ充填されていない状態である。

この状態から開閉弁３を閉鎖してヘッド１を回復ユニット７０（図２を参照する）で吸引し、開閉弁３からヘッド１に至るインク流路に負圧を発生させる。

その後、開閉弁３を開放すると、負圧によってインクタンク５からリザーブタンク４を介してインクが吸い出され、開閉弁３からヘッド１に至るインク流路２にインクが充填される。

インク流路充填動作を同様に複数回繰り返すと、図５（ｂ）に示すように開閉弁３からインク供給路２を経てヘッド１に至るインク流路２にインクが充填され、リザーブタンク４底面４３Ｂ側に少量のインクが充填された状態になる。

図５（ｂ）の状態になった後、図４に示すリザーブタンク充填制御動作により、リザーブタンク４内にインクが充填される。

図４に示すように、リザーブタンク充填制御が開始されると、Ｓ２０１において、開閉弁３が制御され、弁の開閉動作が繰り返される。

なお、本実施例では、開閉弁３の容積をＶ１、第１の中空管８の容積をＶ２とした際に、Ｖ１＞Ｖ２の関係が成り立つように開閉弁３と第１の中空管８が構成されている。

図６（ａ）に示すように、開閉弁３を閉塞状態から開放状態に切替すると、開閉弁３の容積が増加し、開閉弁３へのインク流入により、容積Ｖ１―Ｖ２分のインクをインクタンク５からリザーブタンク４へ引き込むことができる。この容積をＶ３（＝Ｖ１−Ｖ２）とする。この際、インクタンク５には大気連通室６からＶ３分の空気が引き込まれる。

次に、図６（ｂ）に示すように、開閉弁３を開放状態から閉塞状態に切替すると、開閉弁３の容積が減少し、開閉弁３からインクの流出により、リザーブタンク４の上部に溜まった空気が容積Ｖ３分だけリザーブタンク４からインクタンク５へ押し出される。この際、インクタンク５から容積Ｖ３分のインクが大気連通室６へ押し出される。

なお、開閉弁３からヘッド１までのインク供給流路の圧損が、開閉弁３からインクタンク５までの圧損に比べてはるかに大きいため、開閉弁の開閉（開閉弁の容積変化）によって開閉弁３とヘッド１との間でインクが殆ど流れない。

このように、開閉弁３の開閉動作を繰り返すことにより、リザーブタンク内４の空気はインクタンク５のインクと置換されていく。

また、図７（ａ）に示すように、仕切壁４１には二つの開口部４１ａと４１ｂが設けられているため、空気とインクの置換と共に、第１室４Ｂと第２室４Ｃの液面は一致したまま上昇していく。

なお、図４に示すように、開閉弁３の開閉動作を繰り返す毎にリザーブタンク４内のインクが満たされたかどうかを確認する（Ｓ２０２）。即ち、電極ピン４２ａ〜ｃを用いて、図７（ａ）中の破線ＨとＬで示すインク液面を検知する。リザーブタンク４内のインク液面が液面Ｈ位置にあることが検知されると、リザーブタンク４は満タンであると判断される。

開閉弁３の開閉動作を繰り返すことにより、インクタンク５からリザーブタンク４に供給されたインクの液面がインク流入口８ａまで上昇する。インク流入口８ａ（第２の高さ）が液面により封止されると、インクタンク５とリザーブタンク４の間での気液交換が終了し、リザーブタンク４へのインクの流入も停止する。このとき、リザーブタンク４内のインク量が通常使用状態における最大容積となる。

なお、リザーブタンク４内の液面が確実にＨ位置に到達したことを検知するために、インク液面Ｈ位置を検知する電極ピン４２ａ（下端）を、インク流入口８ａよりも若干下方に配置するとよい。

従って、図７（ａ）に示すように、電極ピン４２ａでインク液面が液面Ｈ位置に達したことを検知した際には、インク液面Ｈ位置とインク流入口８ａ位置の間には少しの空間（距離）が残る。このため、図４に示すように、リザーブタンク４がインクで満たされたと検知（判断）された後（Ｓ２０２）に、開閉弁の開閉動作をさらに複数回（本実施例では３回）行わせる（Ｓ２０３）。これにより、インク液面が確実にインク流入口８ａを封止することができる。

なお、本実施例では、インク流入口８ａの位置をインク液面Ｈ位置（インクが満たされたと判断される位置）よりも若干上方に配置していたが、インク流入口８ａの位置とインク液面Ｈ位置を同じ高さとすることもできる。このとき、Ｓ２０３の制御動作を省略することもできる。

Ｓ２０３が終わると、図７（ｂ）に示すように、インク液面はインク流入口８ａと一致した位置になる。このように、インク流入口８ａがリザーブタンク４の内部へ突出しているため、インク流入口８ａとリザーブタンク４の上面４３Ａの間に、確実に空間Ｓが存在するようになる。即ち、インク流入口８ａは、リザーブタンク４の上面４３Ａよりも下方に配置されることにより、上面４３Ａと側面４３Ｃに囲まれてインク流入口８ａと上面４３Ａの間において気体が残存する空間（Ｓ）が形成される。

なお、リザーブタンク４へインクの充填が終了後に、記録動作が開始されても、インクタンク５にインクがある場合、記録動作によりインクが消費された分、インクタンク５からインクがリザーブタンク４へ引き込まれる（補給される）。このため、リザーブタンク４内の液面はほとんど変化しない。

一方、図４に示すように、Ｓ２０２においてリザーブタンク４が満たされてない場合は、インクタンク５のインク残量を確認し（Ｓ２０４）、残量がある場合は、開閉弁３の開閉動作を繰り返す（Ｓ２０１）。インクタンク５の残量が無いと判断した場合は、インクタンクの交換を促す（Ｓ２０５）。

また、Ｓ２０６においてインクタンク５が交換されると、開閉弁３の開閉動作を繰り返す（Ｓ２０１）。なお、インクタンク５の残量は、インクタンク５のＥＥＰＲＯＭ２０に記録されている残量によって判断される。

（Ｂ）ストップレス記録動作時リザーブタンク内のインク挙動
次に、図８〜１０を用いて、インクタンク５のインクを使い切ってリザーブタンク４のインクを使用して画像形成するストップレス記録時の、リザーブタンク４内のインク挙動について説明する。

図８（ａ）は、記録装置のストップレス記録動作時におけるインクタンク５内のインクが消費され気泡がリザーブタンク４内に流入し始めた状態を示す。また、図８（ｂ）は、リザーブタンク４内のインク量の低下に伴い気泡が第１室４Ｂに溜められた状態を示す。

図９（ａ）は、記録装置のストップレス記録動作時におけるインクタンク５交換後、リザーブタンク４内のインク充填動作を示す。また、図９（ｂ）は、リザーブタンク内にインクが充填終了した状態を示す。

図１０（ａ）は、記録装置のストップレス記録動作時における第２室内４Ｃのインク容積変化量Ｖと上部空間Ｓの容積（Ｖｓ）の関係を示す。また、図１０（ｂ）は、ストップレス記録動作時における第２室内４Ｃのインク容積変化量Ｖと上部空間Ｓのうち第１室にある空間Ｓ１の容積（Ｖｓ１）の関係を示す。

インクタンク５のインクが消費され使い切り状態となったとき、サブタンク４に貯留されたインクを使用してストップレス記録動作に移行することができる。なお、図１１は、記録装置のストップレス記録動作シーケンスを示すフローチャート図である。

図１１に示すように、ストップレス記録動作に移行すると、リザーブタンク４の満タン判定が行われる（Ｓ３０１）。インクが消費されてインク液面がＨ位置（満タン判定位置）を下回ると、Ｓ３０２において装置本体の操作パネル５４に空になったインクタンク５の交換サインが表示される（警告を出す）。

なお、インクタンク５が交換されるまでの間、リザーブタンク４のインク液面が、図８（ａ）に示すＬ位置に至るまでは画像形成を許容し、記録を続行することができる。即ち、Ｌ位置は、通常使用状態においてリザーブタンク４内の最小インク容積に対応する高さ（第１の高さ）である。

図８（ａ）に示すように、インクタンク５内のインクが無くなれば、インクタンク５内部の気泡が空気と共にリザーブタンク４に流入する。インクタンク５が交換されずに、このままストップレス記録動作が継続されると、消費されたインクと同量（同容積）の気泡と空気の混合体がリザーブタンク４内へ流入する。

しかし、上述した通り、リザーブタンク４内の上部空間Ｓには、常に空気が存在（残存）する構成になっている。このため、図８（ｂ）に示すように、リザーブタンク４内の液面の低下に伴い第１室４Ｂに気泡がインクタンク５から流入しても、気泡が第２室４Ｃに引き込まれることがない。一方、空間Ｓに存在する空気が開口部４１ａを通じて第１室４Ｂから第２室４Ｃへ移動することができる（矢印方向を参照する）。なお、第２室４Ｃの液面は、第１室４Ｂの液面と同一液面にあり、第１室４Ｂの液面と同様に低下する。

次に、図１１に示すように、Ｓ３０３においてインクタンク５が交換されたと判断されると、Ｓ３０４において記録動作中であるか否かが判断される。

記録動作が停止（ページ間や記録動作完了）している場合に、Ｓ３０５にてリザーブタンク４の充填動作へ移行する。

リザーブタンク４の充填動作において、開閉弁３の開閉動作によってリザーブタンク４とインクタンク５の間で気泡とインクの置換が行われる。この時、図９（ａ）に示すように、リザーブタンク４内の液面の上昇と共に、第１室４Ｂの気泡はインクタンク５へ戻り、第２室４Ｃの空気は開口部４１ａを通じて第１室４Ｂの上部の空間へ移動する（矢印方向を参照する）。

また、図９（ｂ）に示すように、リザーブタンク４内の液面が再びＨ位置まで上昇すると、電極ピン４２ａ、４２ｃによってリザーブタンク４のインクは満タンであることが検知される（Ｓ２０２と同様）。さらに、開閉弁３が３回の開閉動作を繰り返して充填動作が終了する（Ｓ２０３と同様）。充填動作が完了すると、リザーブタンク４は、空気が占める上部空間Ｓを残しつつ、インクで満たされた状態に回復する。

なお、図９（ｂ）に示すように、完全に気泡とインクを置換できずに少量の気泡がリザーブタンク４内に残ることがある。しかし、これらの気泡はある程度の時間が経つと弾けて消滅するため、交換されたインクタンク５のインクを消費する間に自然に消泡できるので問題にはならない。

一方、図１１に示すように、Ｓ３０３においてインクタンク５が交換されない場合は、Ｓ３０６にてリザーブタンク４内のインク液面がＬ位置（最小容積のインク量）に至ったと判断されるまでは記録動作（ストップレス記録）を続行することができる。

リザーブタンク４内のインク液面がＬ位置に到達した場合、記録動作を停止しないと、インク供給口４４から空気がインク供給路２へ侵入し、ヘッド１へ空気が混入してインク吐出不良が発生する。このため、Ｓ３０７において直ちに記録動作を停止し、またＳ３０８にてインクタンク５の交換を促す。

次に、ストップレス記録動作時のリザーブタンク４内の液面変動と上部空間Ｓ容積の関係について説明する。

図１０（ａ）に示すように、インクタンク５が空になっても、インクタンク５を交換せずにリザーブタンク４内のインクを消費（ストップレス記録動作）し続けると、リザーブタンク４の液面が低下する。液面の低下に伴い第１室４Ｂにおいて、Ｌ位置からインク流入口８ａ位置（またはＨ位置）に至る領域（Ｘ１）は気泡で満たされる。

一方、第２室４Ｃ内の液面も、同様にインク流入口８ａ位置（またはＨ位置）からＬ位置まで変動する。すなわち、図１０（ａ）に斜線部で示す領域（Ｘ２）が、第２室４Ｃ中のインクが空気で置換されるときの最大の置換可能容積（インク容積変化量Ｖ）となる。

このインク容積変化量Ｖを空間Ｓの空気で置換できるよう、インク容積変化量Ｖに対し空間Ｓが十分大きくなるように構成すれば、気泡が第１室４Ｂから第２室４Ｃに流入する（矢印方向を参照する）問題が軽減される。

即ち、リザーブタンク４内に通常使用状態において最小インク容積のインクが入っているときのインク液面の高さであるＬ位置からインク流入口８ａ位置までインク容積が変化したときの第２室４Ｃ内のインク容積変化量（Ｖ）に対して、インク流入口８ａ位置よりも上方空間Ｓの容積（Ｖｓ）がインク容積変化量以上（即ち、Ｖｓ≧Ｖ）となるように設定すれば、気泡が第２室４Ｃに流入する問題が軽減され、誤検知問題が軽減される。

このように、ストップレス記録動作時、リザーブタンク４内のインクが消費され、第１室４Ｂに気泡が流入したとしても、上方空間Ｓに十分が容積（Ｖｓ）を設けることにより、従来のような上部空間が存在しない場合に比べ、気泡を一時的に収容する空間および気泡が消泡されるまでの時間（空間）を稼ぐことができる。

即ち、気泡が電極に付着する確率を低下させると共に電極に付着するまでの時間（気泡の移動経路長）を確保することができる。この結果、インクタンク５内の気泡がリザーブタンク４に流入したとしても、気泡が空間Ｓに配置された開口部４１ａを介して第１室４Ｂから第２室４Ｃに流入することが軽減される。

また、仮に第２室４Ｃに気泡が流入したとしても、空間Ｓに十分な容積（Ｖｓ）を持たせることにより、電極ピン（４２ａ〜４２ｃ）に付着する確率が下がり、電極ピンに気泡の付着による誤検知問題が軽減される。

また、図１０（ｂ）に示すように、空間Ｓの内、第１室４Ｂにある部分（上部空間Ｓ１）の容積（Ｖｓ１）を、インク容積変化量Ｖ以上（Ｖｓ１≧Ｖ）に設定することができる。

即ち、第２室４Ｃ内のインク容積変化量（Ｖ）に対して、インク流入口８ａ位置（第２の高さ）よりも上方の空間Ｓのうち、第１室４Ｂ内の容積（Ｖｓ１）がインク容積変化量（Ｖ）以上（即ち、Ｖｓ１≧Ｖ）となるような位置にインク流入口８ａを配置することができる。

これにより、リザーブタンク４内の液面がＬ位置に低下し、最大量の気泡がインクタンク５から第１室４Ｂに流入した状態でも、第１室４Ｂの上部空間Ｓ１には、確実に余る容積分（＝Ｖｓ１−Ｖ）を残すことができる。従って、大量な気泡がリザーブタンク４に流入しても、第１室４Ｂの上部空間（Ｓ１）に気泡を十分に溜めることができ、気泡が第２室４Ｃへ進入することがより軽減される。

なお、仕切壁４１の厚みがリザーブタンク４の幅に比べて無視できる範囲内であれば、第１室４Ｂにおける上部空間Ｓ１の容積（Ｖｓ１）を、仕切壁４１の厚み方向の中心（面）を境界として上部空間Ｓの容積（Ｖｓ）から割り出して算出することができる。一方、仕切壁４１の厚みが無視できない場合は、仕切壁４１の側面から対向するリザーブタンク４の側面４３Ｃとの間の距離および第１室４Ｂの底面積などに基づき上部空間Ｓ１の容積（Ｖｓ１）を算出することができる。

更に、上部空間Ｓ１のうち、インク流入口８ａの位置からインク容積変化量（Ｖ）分の空間を除いて上方に残った空間（Ｖｓ１−Ｖ）の領域内で連通口４１ａ（第２連通口）を配置することができる。

即ち、第２室４Ｃ内のインク容積変化量（Ｖ）に対して、インク流入口８ａ（第２の高さ）から連通口４１ａ（第２連通口）の高さ（第３の高さ）までの第１室４Ｂ内の容積がインク容積変化量（Ｖ）以上となるような位置に連通口４１ａ（第２連通口）を設けることができる。

これにより、リザーブタンク４から流出（消費）されたインクの容積分が仮に全て気泡としてインクタンク５からリザーブタンク４に流入した場合についても、気泡が上方の連通口４１ａを超えて第２室４Ｃへ進入することがない。従って、第１室４Ｂから第２室４Ｃへの気泡の流入をより効果的に防止することができる。よって、電極ピン（４２ａ〜４２ｃ）に気泡の付着による誤検知もより確実に防止することができる。

以上に説明した通り、本発明によれば、大気連通口を持たないリザーブタンク４の内部に、インクタンク５から気泡が流入しても、検知手段が設けられた第２室４Ｃ側に気泡の流入を軽減することができる。よって、確実にリザーブタンク４内の液面変化を検知することができる。

（その他）
前述した実施例では、インク流入口８ａ（第１中空管８）はリザーブタンクの上面４３Ａより下方に突出して設けられている形態を示したが、インク流入口８ａを別の形態として構成してもよい。例えば、図１２に示すように、インク流入口８ａを側面４３Ｃに設けても良い。なお、この場合、インク流入口８ａの最高位置までリザーブタンク４にインクが流入された後インク流入口８ａが液面によって封止される。このため、インク流入口８ａの最高位置より上方の空間Ｓの容積を第２室４Ｃのインク容積変化量（Ｖ）以上となるように設定すればよい。

本実施例では、リザーブタンク４の筐体の上面４３Ａは平面として形成設けられているが、平面ではなく、複数の斜面あるいは球面などで構成されてもよい。上面４３Ａとインク流入口８ａの間に十分な容積を有する上部空間Ｓが形成できればよい。

本実施例では、開口部４１ａ、４１ｂは仕切り壁４１に設けられたが、リザーブタンク４の筐体に設けても良い。例えば、上面４３Ａおよび底面４３Ｂにおいて第１室４Ｂと第２室４Ｃを連通する溝で開口部４１ａ、４１ｂを構成してもよい。

本実施例では、検知手段である電極ピン（４２ａ〜４２ｃ）が第２室４Ｃに配置されたが、複数の電極ピンの少なく一部（例えば、電極ピン４２ａ、４２ｂ）を第２室４Ｃに配置し、残りの電極ピン（例えば、電極ピン４２ｃ）を第１室４Ｂに配置してもよい。

なお、本発明における上下方向（上方、下方）は、記録装置の使用時の姿勢における高さ方向または重力方向を基準とする。

１ ヘッド
２ 供給チューブ、インク流路
３ 開閉弁
４ リザーブタンク
４Ａ 内部空間
４Ｂ 第１室
４Ｃ 第２室
４１ 仕切板
４１ａ〜ｂ 開口部
４２ａ〜ｃ 電極ピン（検知手段）
４４ インク供給口
５ インクタンク
６ 大気連通室
７ 大気連通口
８ 第１の中空管
８ａ インク流入口
９ 第２の中空管
５０ （インクジェット）記録装置

Claims (10)

1. インクを貯留する第１のインクタンクと、
   前記第１のインクタンクからインクの供給を受ける第２のインクタンクであって、仕切り部と、前記仕切り部によって仕切られ前記第１のインクタンクからインクが流入するインク流入口を有する第１室と、前記仕切り部によって仕切られ前記第２のインクタンク内のインク量を検知するための検知手段を有する第２室と、前記第２のインクタンク内の下方に設けられ前記第１室と前記第２室を連通する第１連通口とを備える第２のインクタンクと、を具備するインクジェット記録装置であって、
   前記第２のインクタンク内に通常使用状態において最小インク容積のインクが入っているときのインク液面の高さである第１の高さから前記インク流入口の高さである第２の高さまでインク容積が変化したときの前記第２室内のインク容積変化量に対して、前記第２のインクタンク内の前記第２の高さよりも上方の容積が前記インク容積変化量以上となるような位置に前記インク流入口が設けられ、
   前記第２のインクタンク内において、前記第２の高さよりも上方に配置され前記第１室と前記第２室を連通する第２連通口が設けられていることを特徴とするインクジェット記録装置。
2. 前記第２室内のインク容積変化量に対して、前記第２の高さよりも上方の前記第１室内の容積が前記インク容積変化量以上となるような位置に前記インク流入口が設けられていることを特徴とする請求項１に記載のインクジェット記録装置。
3. 前記第２室内のインク容積変化量に対して、前記第２の高さから前記第２連通口の高さである第３の高さまでの前記第１室内の容積が前記インク容積変化量以上となるような位置に前記第２連通口が設けられていることを特徴とする請求項２に記載のインクジェット記録装置。
4. 前記第１連通口は、前記第１の高さよりも下方に配置されている請求項１〜３のいずれか１項に記載のインクジェット記録装置。
5. 前記仕切り部がメッシュ状の部材で構成されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のインクジェット記録装置。
6. 前記検知手段は、複数の電極で構成され、前記複数の電極のうち、少なくとも１つが前記第２室に配置されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載のインクジェット記録装置。
7. 前記第２のインクタンク内の最大の液面の高さを検知する前記電極が、前記第２の高さよりも下方に配置されていることを特徴とする請求項６に記載のインクジェット記録装置。
8. 前記第２のインクタンクは、インクを吐出する記録ヘッドにインクを供給するインク供給口を備え、前記インク供給口は、前記第１位置よりも下方に配置されていることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載のインクジェット記録装置。
9. インクを貯留する第１のインクタンクと、
   上面、底面および前記上面と前記底面を接続する側面を有し、前記上面と前記底面と前記側面とで区画される内部空間に前記第１のインクタンクから供給されるインクを流入させるインク流入口を有する第２のインクタンクと、
   前記第２のインクタンクの前記内部空間を第１室と第２室に仕切り、かつ前記底面側に前記第１室と前記第２室を連通させる第１連通口と、前記上面側に前記第１室と前記第２室を連通させる第２連通口とを備える仕切り部と、
   前記第２室に配置され、前記第２のインクタンクのインク量を検知する検知手段と、を備えるインクジェット記録装置であって、
   前記インク流入口の所在位置を含む水平面と前記側面と前記上面とで区画される部分の容積は、前記第２のインクタンク内のインクが通常使用状態において最小容積から最大容積に変動したときの前記第２室内におけるインク容積変化量以上となるように、前記インク流入口が前記第１室において前記上面の下方に配置され、
   前記第２連通口が前記インク流入口よりも上方に配置されていることを特徴とするインクジェット記録装置。
10. 記録ヘッドと、
    第１のインクタンクと、
    前記第１のインクタンクと前記記録ヘッドとの間のインク流路に設けられインクを貯留する第２のインクタンクと、
    前記第１のインクタンクに設けられた大気開放口と、
    前記第２のインクタンクの内部に配置され、前記第１のインクタンクからのインクが流入するインク流入口と、
    前記第２のインクタンクから前記記録ヘッドへインクを供給するインク供給口と、
    前記第２のインクタンク内のインク量を検知する検知手段と、
    前記第２のインクタンクの内部空間を、前記インク流入口が囲まれた第１室と、前記検知手段が囲まれた第２室とに仕切る仕切部と、
    前記仕切部に設けられ、前記第２のインクタンク内のインクが最小容積であるときのインク液面よりも下方で前記第１室と第２室を連通させる第１連通口と、
    前記仕切部に設けられ、前記インク流入口よりも上方で前記第１室と前記第２室を連通させる第２連通口と、を備えるインクジェット記録装置において、
    前記インク流入口は、通常使用状態において前記第２のインクタンク内のインクが最大容積であるときのインク液面の高さ以上に配置され、かつ前記インク流入口と前記第２のインクタンクの天面の間に、前記第２のインクタンク内のインクが最小容積から最大容積に変動したときの前記第２室におけるインク容積変化量以上の容積を持つ空間が形成されていることを特徴とするインクジェット記録装置。

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