JP2016112687A - インクジェット記録装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 インクの廃却量を抑制しつつインクタンクの交換回数を減らすことができるインクジェット記録装置を提供する。【解決手段】 インクジェット記録装置は、第１のインクタンクと、第１のインクタンク内のインク量を検知する検知手段と、第２のインクタンクと、を備える。検知手段によって検知された第１のインクタンク内のインク量に基づき、第２のインクタンク内の液面を所定の高さ位置から、当該所定の高さ位置よりも高い位置へ調整する。【選択図】 図３

Description

本発明は、リザーブタンクを有するインクジェット記録装置に関する。

近年、生産装置として、リザーブタンクを備えたインクジェット記録装置が広く使用されている。このようなインクジェット記録装置では、インクタンクが空になってもリザーブタンク内のインクを用いて記録動作を続ける（以下、「ストップレス記録」と称する）ことができる。また、リザーブタンク内のインクを用いて記録動作を継続している間にインクタンクの交換も可能である。

例えば、特許文献１に開示されたインクジェット記録装置（図１２を参照する）は、上下に配置されたインクタンク１３０とサブタンク３３０’（リザーブタンク）を備えている。インク流路（インク導入針３２１側の流路）を通じて、インクタンク１３０からサブタンク３３０’へインクが供給される。また、インク流路３３５を通じて、サブタンク３３０’内のインクが記録ヘッド２０１へ供給される。

特許文献１のようなインクジェット記録装置では、大量生産など停止できない連続記録動作（連続印刷）を行う場合において、インクタンク交換不可能な非監視時間帯（例えば、夜間の無人時間帯）が存在する可能性がある。このような非監視時間帯に記録動作によりインクタンク内のインクが無くならないように、非監視時間帯を開始する前にインクタンクを予め新品に交換しておく対策が考えられる。

特開２００７−３１３８３０号公報

しかしながら、非監視時間帯の前にインクタンクを交換した場合、交換により取り外されたインクタンク内にまだ利用可能なインク量が残っている可能性がある。このようなインクタンクを装置本体に取り付けて再利用しようとすると、短時間でインクが無くなり、再度交換しなければならず、交換作業が増える問題がある。一方、再利用しない場合にはインクの浪費（廃却量の増加）に繋がる。

本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、インクの廃却量を抑制しつつインクタンクの交換回数を減らすことを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明のインクジェット記録装置は、インクを収容する第１のインクタンクと、前記第１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１のインクタンクの下方に配置されると共に、大気と連通する大気連通部を備え、前記第１のインクタンクから供給されるインクを収容する第２のインクタンクと、前記第２のインクタンクから供給されるインクを用いて記録動作を行う記録ヘッドと、前記第１のインクタンクから前記第２のインクタンクへインクを供給するインク供給路と、前記第２のインクタンクから前記第１のインクタンクへ空気を導入する空気導入路と、を備え、前記インク供給路を通じて前記第１のインクタンクから前記第２のインクタンクへインクを供給すると共に、前記空気導入路を通じて前記第２のインクタンクから前記第１のインクタンクへ空気が導入され、前記第２のインクタンク内の液面が所定の高さ位置に維持された状態で前記記録動作が行われるインクジェット記録装置において、前記検知手段によって検知された前記第１のインクタンク内のインク量に基づき、前記第２のインクタンク内の液面を前記所定の高さ位置から、当該所定の高さ位置よりも高い位置へ調整する液面調整手段を有す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、インクの廃却量を抑制しつつインクタンクの交換回数を減らすことができる。

本発明の第１実施例に係るインクジェット記録装置の斜視概念図である。 第１実施例のインクジェット記録装置のブロック図である。 （ａ）、（ｂ）第１実施例のインクジェット記録装置のインク流路概念図である。 第１実施例の初期充填制御のフローチャートである。 （ａ）、（ｂ）第１実施例の初期充填動作状態を示す概念図である。 第１実施例の自動液面制御のフローチャートである。 （ａ）〜（ｅ）第１実施例の自動液面制御の動作状態を示す概念図である。 第１実施例の手動液面制御のフローチャートである。 第１実施例のリザーブタンクの撹拌制御のフローチャートである。 （ａ）〜（ｃ）第１実施例のリザーブタンクの撹拌動作を示す概念図である。 第２実施例のインクジェット記録装置のインク流路概念図である。 従来のインクジェット記録装置のインク流路図である。

［第１実施例］
以下、図１〜図１０を参照して本発明の第１実施例について説明する。

なお、本実施例では、インクジェット記録装置として、シリアル型のインクジェット記録装置を用いて説明する。

１．インクジェット記録装置
（１−１）インクジェット記録装置の全体構成
図１は、本実施例に係るインクジェット記録装置の斜視概念図である。

図１に示すように、インクジェット記録装置（以下、単に「記録装置５０」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、搬送ロールホルダユニット５２にセットされた記録媒体が記録位置まで給紙（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−Ｂに往復移動すると共にヘッド１の各ノズル（吐出口）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は、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２（インク流路）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の往復移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、主走査方向Ｂ−Ｂ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、ノズル列単位で供給チューブ２（インク流路）と接続している。

回復ユニット７０が主走査方向Ｂ−Ｂにおいて記録媒体の領域外で、かつヘッド１の吐出口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の吐出口面からインク又は空気を吸引し、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引する吸引手段を備えている。

記録装置５０の右側（図１を参照する）には操作パネル５４が設けられており、ユーザは記録装置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、ユーザへ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。

（１−２）インクジェット記録装置の制御機構
図２は、本実施例のインクジェット記録装置の制御機構を示すブロック図である。

図２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、ユーザが操作するキーや情報を表示する操作パネル５４を含むユーザインターフェース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を備えている。更に、記録装置５０は、駆動部Ｉ／Ｏ１５、駆動部分１６、インク量を検知する検知手段１７、インクタンクの着脱を検出するインクタンク装着センサ１８を備えている。

なお、本実施例では、検知手段１７は、電極（図示しない）および電極に繋ぐ電気回路を備え、電極の電圧値からリザーブタンク４内の液面情報を検知することができる。また、検知手段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。さらに検知手段１７は、ドットカウント手段を備えて、ドットカウント手段によって得られたインク消費量に基づきインクタンク内のインク量（残量）を算出（検知）する構成であってもよい。

インクタンク装着センサ１８は、インクタンク５に取り付けられたＥＥＰＲＯＭ２０の読み値で着脱状態を判断している。また、インクタンク装着センサ１８を用いてＥＥＰＲＯＭ２０の内容（記録情報）の読み書きを行う。つまり、インクを使用する度に、ＥＥＰＲＯＭ２０にインクタンク５の残量が記録され、インクタンク５の残量管理が行われている。

（１−３）インクジェット記録装置の流路構成
図３（ａ）、（ｂ）は、本実施例のインクジェット記録装置のインク流路の概念図である。なお、本実施例では、一色分のインク流路を例として説明するが、複数色のインク流路についても同様である。

図３（ａ）に示すように、本実施例の記録装置５０は、主にインクを収容するインクタンク５と、インクタンク５から供給されるインクを収容するリザーブタンク４と、リザーブタンク４から供給されるインクを用いて記録を行うヘッド１を備える。

また、リザーブタンク４は、インクタンク５の下方に配置されている。インクタンク５とリザーブタンク４の間には、インクタンク５からリザーブタンク４へインクを供給するインク供給路６と、リザーブタンク４からインクタンク５へ空気を導入する空気導入路１０とが備えられている。なお、リザーブタンク４は大気と連通する大気連通部７を備え、大気開放されている。一方、インクタンク５は大気連通部を有さず、大気開放されていない。また、インクタンク５は、リザーブタンク４（装置本体）に対して着脱可能である。

インクタンク５は、内部にインクを貯留する内部空間を有し、底部には２カ所のジョイント部が設けられている。このジョイント部には、後述する第１中空管８と第２中空管９が挿入可能である。

インク供給路６には、第１開閉弁３１（開閉部）と可撓部３３（インク供給手段）とが設けられている。なお、インク供給路６の一端６ａが第１中空管８に接続され、他端６ｂがリザーブタンク４の底部に接続されている。

第１開閉弁３１は、開状態と閉状態とに切り替わることによってインク供給路６を開閉することができる。可撓部３３は、可撓性を有し内部容積が変化可能な部材で構成されている。可撓部３３を変形させて、内部容積を変化させることにより、可撓部３３にインクの出入ができる。

また、第１開閉弁３１がインクタンク５と可撓部３３の間に配置されている。なお、第１開閉弁３１とは別に、リザーブタンク４と可撓部３３の間にも開閉弁（図示しない）を更に設けてもよい。また、本実施例では、第１開閉弁３１、可撓部３３は、共通の駆動機構（不図示）により駆動されている。

本実施例では、可撓部３３は、インク供給路６において、重力方向の最下部に設けられている。これにより、可撓部３３の内部に気泡の混入が軽減される。なお、本実施例では、可撓部３３の容積変化量は約０．７〜１ｍｌに設定されている。また、可撓部３３の配置や内部容積などを適宜に変更して実施することも可能である。

次に、本実施例の特徴である空気導入路（液面調整手段）について説明する。なお、本発明の液面調整手段は、主に空気導入路１０から構成される。

本実施例では、空気導入路１０は、第１空気流路１０１と第２空気流路１０２を備えている。

第１空気流路１０１の一端１０ａが第２中空管９に接続され、他端１０ｂがリザーブタンク４の上部（上面）に接続されている。なお、第１空気流路１０１の他端１０ｂは、リザーブタンク４の上面からリザーブタンク４内に挿入された状態で配置されており、所定の高さ位置（Ｌ）に開口する開口１０ｃ（第１開口部）を備えている。

第２空気流路１０２の一端１０ｅが、第１空気流路１０１の途中の側壁１０ｄに接続され、他端１０ｆがリザーブタンク４の上部（上面）に接続されている。なお、第２空気流路１０２の他端１０ｆは、リザーブタンク４の上面からリザーブタンク４内に挿入された状態で配置されており、所定の高さ位置（Ｌ）よりも高い位置（Ｈ）に開口する開口１０ｇ（第２開口部）を備えている。即ち、リザーブタンク４内において、第２空気流路の開口１０ｇが第１空気流路の開口１０ｃよりも高い位置に配置されている。

また、第２空気流路１０２には、流路を開状態と閉状態に切り換える第２開閉弁３２（流路開閉部）が設けられている。なお、後述するように、通常の記録動作時には、第２開閉弁３２は閉状態（図３（ａ）を参照する）に設定される。

図３（ａ）に示すように、第２開閉弁３２（空気流路開閉弁）が閉状態である場合、インク供給路６（および第１中空管８）と第１空気流路１０１（および第２中空管９）によって、リザーブタンク４とインクタンク５が連通される。リザーブタンク４において、インク供給路６の開口（他端６ｂ）位置が第１空気流路１０１の開口１０ｃの位置よりも下方に配置されている。このため、水頭差により、インク供給路６（および第１中空管８）を通じてインクタンク５からリザーブタンク４へインクが供給された際、第１空気流路１０１（および第２中空管９）を通じてリザーブタンク４からインクタンク５へ空気が導入される。

リザーブタンク４内の液面の上昇によって開口１０ｃが封止されたとき、リザーブタンク４からインクタンク５への空気の移動が停止され、インクタンク５からリザーブタンク４へのインクの供給も停止される。即ち、液面が開口１０ｃの位置（Ｌ位置）に維持される。

一方、図３（ｂ）に示すように、第２開閉弁３２が開状態である場合、インク供給路６（および第１中空管８）と第１空気流路１０１（および第２中空管９）と第２空気流路１０２によって、リザーブタンク４とインクタンク５が連通されている。

この場合、第１空気流路と第２空気流路が同時に開放されているため、リザーブタンク４内の液面の上昇によって開口１０ｃ（第１空気流路）が封止されても、開口１０ｇ（第２空気流路）を通じて、リザーブタンク４内の空気がインクタンク５へ移動できる。このため、上昇するリザーブタンク４の液面で開口１０ｇが封じされたとき、インクタンク５とリザーブタンク４の気液交換が終了し、インクタンク５からリザーブタンク４へのインク供給も停止される。即ち、液面が開口１０ｇの位置（Ｌ位置）に維持される。

なお、リザーブタンク４内のインクが消費されて液面が下がると、第１空気流路１０１または第２空気流路１０２を通じて空気がインクタンク５へ導入されると共に、リザーブタンク４へインクが自動的に供給される（バードフィード供給方式）。従って、インクタンク５内のインクが無くなるまでは、リザーブタンク４内のインクの液面は開口１０ｃ（Ｌ位置）または開口１０ｇ（Ｈ位置）と略同じ高さに位置（維持）される。

このように、本実施例では、液面調整手段によって、第２開閉弁３２の開閉状態を制御し、リザーブタンク４内の液面をＬ位置とＨ位置の二つの位置に維持することができる。

リザーブタンク４内のインクの液面とヘッド１の吐出口面との水頭差Ｈ１（図３（ａ）を参照する）、または水頭差Ｈ２（図３（ｂ）を参照する）によって、ヘッド１内のインクの負圧が維持されている。本実施例では、水頭差Ｈ１を約９０ｍｍに設定し、水頭差Ｈ２を約８０ｍｍに設定している。なお、水頭差Ｈ１、Ｈ２のいずれも記録ヘッド１の吐出口におけるインクのメニスカスが破壊されない範囲内に設定すればよい。

バードフィード供給方式では、ヘッド１における記録動作と、インクタンク５からリザーブタンク４へのインク供給動作を同時に行うことができる。この場合、ヘッド１におけるインクの消費速度よりも、インクタンク５からリザーブタンク４へのインクの供給速度を速く設定する必要がある。

インクの供給速度が、第２中空管９の底面９ａとリザーブタンク４内の液面との間の高低差（水頭差）に決められる。液面がＬ位置にあるときは、Ｈ位置にあるときよりも、液面と底面９ａの高低差（水頭差）が大きくなるため、液面がＬ位置に設定された場合は、Ｈ位置に設定された場合に比べてインクの供給速度が速い。なお、本実施例では、液面がＨ位置にあるとき、液面と底面９ａとの高低差（水頭差）を約２０ｍｍに設定している。

本実施例では、インク流出口４０１がリザーブタンク４の側面において最も低い位置に設けられている。また、リザーブタンク４と供給チューブ２の間に開閉弁３が設けられている。なお、第１開閉弁３１、第２開閉弁３２、可撓部３３または開閉弁３は、同じ駆動源で駆動してもよく、別の駆動源で駆動してもよい。また、複数色のインク流路内の開閉弁を同時に駆動されるように構成しても良い。

また、本実施例では、リザーブタンク４内の液面がＬ位置またはＬ位置以上に維持されるため、気泡がインク流出口４０１を通じて下流側（ヘッド１側）へ流出することが軽減される。なお、本実施例では、リザーブタンク４の底面からＬ位置までの高さを１０ｍｍに設定している。

また、リザーブタンク４内には、インク量を検出する検出手段を設けても良い。例えば、電極間の抵抗値変化に基づき、リザーブタンク４内のインク量の下限を検知する電極対（図示しない）を設けることできる。電極対によって、リザーブタンク４内の液面が「空状態」（下限値を下まわった状態）を検知した場合、液面が回復するまで、インクを消費する全ての動作（記録動作、クリーニング動作など）が禁止される。

（１−４）インクジェット記録装置の初期充填動作
次に、図４および図５を用いて、記録装置５０の初期状態からインク充填動作を行う制御について説明する。なお、記録装置５０は、初期充填によって記録動作を開始可能な状態になる。

図４は、本実施例の初期充填制御のフローチャートを示す。図５（ａ）、（ｂ）は、初期充填動作状態を示す概念図である。

図４または図５（ａ）に示すように、まず、第２開閉弁３２を閉じる（Ｓ１０１）、そして、第１開閉弁３１を開ける（Ｓ１０２）。

次に、装着されるインクタンクを装着するように操作パネル５４よりアナウンスする（Ｓ１０３）。そして、インクタンク装着センサ１８によって、インクタンク５が装着されたかを判断する（Ｓ１０４）。

インクタンク５が装置本体に装着されると、インクタンク５からリザーブタンク４へのインク供給が開始される。なお、第２開閉弁３２が閉じた状態では、リザーブタンク４内の液面がＬ位置まで上昇した後、この位置に維持される。

即ち、リザーブタンク４内において、底面からＬ位置までの容積のインクがインクタンク５から供給される。また、この容積の値とインクの供給速度（水頭差に比例する）に基づき、空状態から液面がＬ位置になるまでインクを供給するための所定の時間ｔを算出することができる。例えば、この容積は６０ｃｃであるとき、供給速度が３０ｃｃ／分である場合に、所定の時間ｔは２分となる。

インクタンク５が装着されてからの経過時間と時間ｔを比較し（Ｓ１０５）、リザーブタンク４に液面がＬ位置に達したか否かを推定することができる。

図５（ｂ）に示すように、時間ｔを経過したとき、即ち、リザーブタンク４内の液面がＬ位置に達したと推定できたとき、リザーブタンク４の初期充填が完了する。

リザーブタンク４の初期充填が完了すると、リザーブタンク４からヘッド１へのインク充填を開始することができる。ヘッド１の充填動作は、まず、開閉弁３を閉じて（Ｓ１０６）、吸引ポンプ（図示しない）を用いて所定時間でヘッド１から吸引する（Ｓ１０７）。吸引によりヘッド１内に負圧が形成された後、再び開閉弁３を開けて（Ｓ１０８）、ヘッド１内の負圧によりリザーブタンク４からヘッド１へインクが吸い込まれて、ヘッド１が充填される。Ｓ１０６〜Ｓ１０８の動作を複数（Ｎ）回繰り返して実施することにより、ヘッド１に所定量のインクが充填され、ヘッド充填動作が終了する。

なお、本実施例では、リザーブタンク４の初期充填をＬ位置までとしているため、Ｈ位置に比べて、リザーブタンク４の充填時間を短縮することができる。これにより、記録装置５０全体の初期充填時間が短く、早期に記録可能状態とすることができる。

２．リザーブタンク内の液面の制御
前述したように、本実施例の液面調整手段（空気導入路）によって、リザーブタンク４内の液面をＬ位置またはＨ位置に調整することができる。インクタンク内のインク残量に応じて、リザーブタンク内の液面を自動または手動により調整することができる。

（２−１）リザーブタンク内の液面の自動制御
以下、図６および図７（ａ）〜（ｅ）を用いて、記録動作中におけるリザーブタンク内の液面の自動制御について説明する。図６は、本実施例の自動液面制御のフローチャートである。図７（ａ）〜（ｅ）は、本実施例の自動液面制御の動作状態を示す概念図である。

図６または図７（ａ）に示すように、リザーブタンク内の液面の自動制御を開始する際、まず、第２開閉弁３２が閉状態である、かつ第１開閉弁３１が開状態であることを確認する（Ｓ２０１）。

図７（ｂ）に示すように、第２開閉弁３２が閉状態かつ第１開閉弁３１が開状態である状態で、所定時間間隔でインクタンク５内の残量Ｓ１とリザーブタンク４のＬ位置とＨ位置の間の収容可能な容積（リザーブ容積）Ｖ１と比較する（Ｓ２０２）。これにより、インクタンク５内の残量をリザーブタンク４内へ移動可能か否かを判断する。

なお、図７（ｂ）に示すように、リザーブ容積Ｖ１は、Ｌ位置とＨ位置間のリザーブタンク４の空間容積である。

インクタンク５の残量（インク量）Ｓ１は、インクタンク５の初期の収容容量から、消費されたインク量を差し引いて算出する。なお、消費されたインク量は、吐出口から吐出される１滴あたりのインク量と吐出数に基づき算出（ドットカウント）される第１のインク消費量と、回復ユニット７０の１回あたりの吸引量と吸引回数に基づき算出される第２のインク消費量との和である。また、消費されたインク量を算出する際、環境変化や色によるバラツキなどを考慮してもよい。

Ｓ２０２において、インクタンク５内のインク残量Ｓ１がリザーブ容積Ｖ１以下（Ｓ１≦Ｖ１）になったと判断されたとき、インクタンク５内のインクをリザーブタンク４へ移動可能と推定される。この場合、第２開閉弁３２を開状態に切り換える（Ｓ２０３）ことにより、リザーブタンク４内の液面がＬ位置からＨ位置に上昇可能になり、インクタンク５内のインク（残留インク）をリザーブタンク４へ供給（移動）することができる。

図７（ｃ）に示すように、第２開閉弁３２の開状態が所定時間Ｔ以上を経過すれば、水頭差によりインクタンク５内の残留インクがリザーブタンク４へ移動完了し、インクタンク５が「空状態」になると判断される（Ｓ２０４）。このとき、リザーブタンク４内の液面は、Ｌ位置以上で、Ｈ位置以下のＭ１位置になる。なお、Ｍ１位置のリザーブタンク内のインク量がドットカウント手段により算出することができる。

なお、所定の時間Ｔは、残量Ｓ１とインク供給速度（水頭差）に基づき求めることができる。例えば、インクタンクの残量Ｓ１が５０ｃｃであり、インク供給速度が２５ｃｃ／分である場合に、所定の時間Ｔを２分とすることができる。

Ｓ２０４において、所定時間Ｔを経過したとき、第２開閉弁を閉じて（Ｓ２０５）、インクタンク交換のアナウンスを行う（Ｓ２０６）。これにより、空状態になったインクタンク５が取り外され、他のインクタンク５Ａが装着される（図７（ｄ）を参照する）。

次に、インクタンクが交換されたことを確認し（Ｓ２０７）、交換されたインクタンク５Ａ内のインク残量Ｓ２とリザーブタンク４のＭ２位置とＨ位置の間の収容可能な容積（リザーブ容積）Ｖ２と比較する（Ｓ２０８）。なお、インクタンクを交換する際に、記録動作が継続されているので、液面がＭ１位置からＭ２位置に低下する。なお、同様に、Ｍ２位置のリザーブタンク内のインク量がドットカウント手段により算出することができる。

インクタンク５Ａの残量Ｓ２は、リザーブ容積Ｖ２を超える（Ｓ２≧Ｖ２）の場合、液面自動制御は終了する。一方、残量Ｓ２がリザーブ容積Ｖ２以下の場合、前記同様にインクタンク５Ａ内のインクをリザーブタンク４へ移動することができる。

なお、リザーブ容積Ｖ２は、Ｖ２＝Ｖ１−（Ｓ１−Ｄ）で算出することができる。即ち、リザーブ容積Ｖ２は、リザーブ容積Ｖ１からＳ１を差し引いて、さらにＳ２０３において第２開閉弁３２が開いてからインクタンクが交換された状態になるまでヘッド１へ移動（消費）されたインク量Ｄを足して求めることができる。

また、図７（ｅ）に示すように、第２開閉弁３２が閉じた状態で、十分な残量を有するインクタンク５Ｂが交換された場合に、リザーブタンク内の液面がＭ３位置からＬ位置になるまで、インクタンク５Ｂからインクが供給されることがない。即ち、液面に封じられた開口１０ｃが再び解放されるまで、リザーブタンク４からインクタンク５へ空気が導入されず、インクタンク５からリザーブタンク４へインクも供給されない。なお、同様に、Ｍ３位置のリザーブタンク内のインク量がドットカウント手段により算出することができる。

なお、リザーブタンク４内のインクが消費されて、リザーブタンク４内の液面がＬ位置に低下すれば、インクタンク５からリザーブタンク４へインクが自動的に供給されて、液面がＬ位置に維持される。

このように、本実施例の記録装置では、残量の少ないインクタンクを空にしてから交換可能となるため、残量の少ないインクタンクが発生しにくい。インクの浪費にも繋がりにくい。また、インクタンクの交換回数を減らすこともできる。

（２−２）リザーブタンク内の液面の手動制御
自動液面制御の他に、ユーザにより手動で液面制御（手動液面制御）も可能である。

以下、図８を用いてリザーブタンク内の液面の手動制御について説明する。図８は、本実施例の手動液面制御のフローチャートである。

なお、図８に示すように、液面の手動制御は、基本的に図６に示す液面の自動制御と同様であり、Ｓ３０３において相違する。

具体的には、図８のＳ３０１、Ｓ３０２、Ｓ３０４〜Ｓ３０９は図６に示すＳ２０１〜Ｓ２０８と基本的に同様である。

一方、Ｓ３０２において、インクタンク内のインクの残量Ｓ１がリザーブ容積Ｖ１以下であると判断された場合、インクタンク５内の残留インクをリザーブタンクへ移動可能と判断される。この場合、自動的にインクタンク５からリザーブタンク４へインクを移動するのではなく、ユーザに対してインクを移動するか否かについて問合せる。ユーザが残りインクを使い切るか否かを選択する（Ｓ３０３）ことができる。

ユーザがインクの移動（使い切ること）を選択した場合、自動制御と同様な制御になる。一方、ユーザがインクの移動をしないと選択した場合、液面の手動制御が終了する。

このように、手動制御により、ユーザがどのインクタンクを空状態にするかを決めることができる。

３．リザーブタンク内のインク撹拌制御
上記のように、液面調整手段を用いることにより、リザーブタンク４内の液面をＬ位置またはＬ位置よりも高い位置（Ｈ位置）に調整することができる。これにより、インクタンク５内のインクを移動させるときは、第２の開閉弁３２を開状態にすることにより、液面をＬ位置よりも高い位置（Ｈ位置まで）にすることができ、より多くのインクを移動させることができる。一方、通常の記録動作のときは、液面をＬ位置にすることができる。即ち、通常の記録動作時では、第２開閉弁３２が閉じられており、ヘッド１の吐出動作によりインクが消費され、リザーブタンク４内の液面が、Ｌ位置よりも高い位置（Ｈ位置）からＬ位置まで低下し、そしてＬ位置に維持される。

従って、通常の記録動作のときに、リザーブタンク４内のインク量を比較的に少なくすることができ、インク撹拌に要する時間を短縮することもできる。即ち、使用する場合に合せて、リザーブタンク内の液面を制御することにより、必要に応じて必要な撹拌モード（撹拌時間）を設けることができる。

以下、図９および１０を用いて本実施例のインク撹拌制御について説明する。

図９は、本実施例のリザーブタンクの撹拌制御のフローチャートである。また、図１０（ａ）〜（ｃ）は、本実施例のリザーブタンクの撹拌動作を示す概念図である。

リザーブタンク４内にインクがある状態で一定期間放置するとインクが沈降する可能性がある。特に、顔料インクの場合に沈降する可能性が高くなる。本実施例では、攪拌制御は、前回攪拌してから所定の時間を経過した場合と、インクタンクを交換した場合とに実行する。 なお、攪拌させる時間（可撓部３３の容積変化回数）は、経過時間と、攪拌時に液面の位置によって変更することができる。経過時間が長い程、攪拌時間を長くすることができる。また、液面がＬ位置にある場合は、Ｌ位置よりも高い位置（Ｈ位置）にある場合よりも、撹拌時間を短くすることができる。

即ち、本実施例では、攪拌時に液面がＬ位置の場合（以後、攪拌モード１と称す）と、液面がＬ位置よりも高く、Ｈ位置以下の場合（以後、攪拌モード２と称す）とに分けて、放置期間に応じてリザーブタンク４の攪拌時間（回数）をそれぞれ設けている。

本実施例では、インクタンク５が交換された場合のインク撹拌制御について説明する。

具体的には、図６〜図７に説明したように、インクタンク５Ｂが交換されたとき、リザーブタンク４内のインク量（液面Ｍ３の位置）がドットカウントにより算出（推定）することができる。

本実施例のインク撹拌制御は、まず、リザーブタンク４内のインク量から液面位置はＬ位置にあるか、Ｌ位置よりも高い位置にあるかを判断する（Ｓ４０１）。

リザーブタンク４内のインクの液面がＬ位置にある場合に、撹拌モード１を実施する（Ｓ４０２）。一方、リザーブタンク４内の液面がＬ位置よりも高い位置にある場合、撹拌モード２を実施する（Ｓ４０３）。 なお、攪拌モード１では、放置期間が１０日未満であれば約８秒、放置期間が１０日以上で２０日未満であれば約１５秒、放置期間が２０日以上であれば約３０秒の攪拌動作を行う。

一方、攪拌モード２では、放置期間が１０日未満であれば約１５秒、放置期間が１０日以上で２０日未満であれば約３０秒、放置期間が２０日以上であれば約１分の攪拌動作を行う。

図１０（ａ）は、液面がＬ位置の状態で、リザーブタンク４内の顔料インクが沈降した（沈降して高濃度となったインク４ａ）様子を示している。

次に、図１０（ｂ）に示すように、第１開閉弁３１を閉じて（Ｓ４０４）、可撓部３３を縮小変形させ、インク供給路６（可撓部３３）内のインクをリザーブタンク４へ押し出す。リザーブタンク４にインクが押し出されことにより、リザーブタンク４内にインクの流れが生じて、沈降したインク４ａが巻き上げられて攪拌される。

続いて、図１０（ｃ）に示すように、可撓部３３を拡大変形させ（Ｓ４０５）、リザーブタンク４からインク供給路６側へインクを引き込む。そして、可撓部３３の縮小変形と拡大変形を繰り返す（Ｓ４０５）。

また、可撓部３３の縮小と拡大を複数（Ｎ）回変化させる（Ｓ４０６）ことにより、リザーブタンク４内のインクが攪拌され、インクの濃度を均一化させることができる。なお、放置期間によって決められた回数の容積変化が終わると、第１開閉弁３１を開放させ（Ｓ４０７）、リザーブタンク４の攪拌制御が終了する。

なお、リザーブタンク４の攪拌動作中では記録動作を停止する。攪拌動作中に記録データを記録装置が受信した場合、撹拌動作が終了後に記録動作を開始することができる。

従って、本実施例では、リザーブタンク４の液面がＬ位置の場合と、Ｌ位置よりも高い位置の場合にそれぞれ対応する２つの攪拌モードを有することにより、通常の記録動作時に、液面をＬ位置とすることができ、攪拌時間を短縮することできる。

なお、本実施例では、リザーブタンク４内のインクを撹拌するインク撹拌手段を備えることができる。また、インク撹拌手段は、第１開閉弁３１、可撓部３３で構成することができる。また、インク撹拌手段は、リザーブタンク４内の液面が所定高さ位置以下（Ｌ位置以下）の場合に、第１の撹拌動作を行い、所定高さ位置（Ｌ位置）よりも高い位置の場合に、第２の撹拌動作を行うようにしてもよい。

なお、本実施例では、リザーブタンク４の液面（インク量）が予測できることを前提として説明したが、インク量が推定出来なかった場合にもインク撹拌制御を行うことができる。具体的には、リザーブタンク４内の液面位置（インク量）が不明の場合には、まず第２開閉弁３２を開けて液面をＨ位置まで上昇させた後、第２開閉弁３２を閉じると共にドットカウントによりインクの消費量を算出し、リザーブタンク内のインク量を推定する。リザーブタンク４内のインク量が推定された後、Ｓ４０１において液面とＬ位置を比較することにより、撹拌モード１（Ｓ４０２）または撹拌モード２（Ｓ４０３）を選択することもできる。

このように、本実施例では、液面調整手段は、検知手段１７によって検知されたインクタンク５内のインク量に基づき、リザーブタンク４内の液面を所定の高さ位置（Ｌ位置）から、当該所定の高さ位置よりも高い位置へ調整することができる。なお、本実施例では、検知手段１７は、ヘッド１から吐出するインク滴をカウントするカウント手段を備えることができる。また、カウント手段によってカウントされた結果に基づき、インクタンク５内のインク量を推定することができる。

また、本実施例では、空気導入路１０は、リザーブタンク４内において、所定の高さ位置（Ｌ位置）に開口１０ｃを備える第１空気流路１０１と、所定の高さ位置よりも高い位置（Ｈ位置）に開口１０ｇを備える第２空気流路１０２とを備えることができる。

また、空気導入路１０は、第２空気流路１０２を開状態と閉状態とに切り換える第２開閉弁３２を備えることができる。なお、液面調整手段は、ドットカウント手段（検知手段）によって、インクタンク５内のインク量が所定値以下になったことを検知したとき、第２開閉弁３２を閉状態から開状態に切り換えることができる。

また、本実施例では、液面調整手段は、第２開閉弁３２を閉状態から開状態に切り換える動作を実行するか否かを選択する選択手段を備えることができる。液面調整手段は、第２開閉弁３２が開状態から閉状態に切り換えられた後、インクタンク５を交換するように警告を出すことができる。

また、本実施例では、インクタンク５は、インクタンク５内のインク量の値を記憶する記憶手段を有することができる。即ち、検知手段によって検知したインクタンクタンク５内のインク残量情報を記憶手段に記憶することができる。なお、液面調整手段は、記憶手段に記憶されたインクタンク５内のインク量の情報に基づき、第２開閉弁３２を切り換えることができる。

［第２実施例］
以下、図１１を用いて本発明の第２実施例のインクジェット記録装置について説明する。

図１１に示すように、本実施例では、基本的に第１実施例と同様であり、空気導入路１０の構成および電極３４について第１実施例と相違する。

本実施例の液面調整手段を構成する空気導入路１０は、リザーブタンク４内において所定の高さ位置（Ｌ位置）に開口する開口１０ｃを備える。また、空気導入路１０においてＬ位置よりも高い位置に設けられ、空気導入路１０と大気を連通する大気連通路１０３を備える。大気連通路１０３には、大気連通路１０３を開状態と閉状態とに切り換える第３開閉弁３２Ａ（大気開閉部）が設けられている。

液面調整手段は、検知手段１７によって、インクタンク５内のインク量が所定値以下になったことを検知したとき、第３開閉弁３２Ａを閉状態から開状態に切り換える。即ち、第３開閉弁３２Ａが閉じた状態では、リザーブタンク４内の液面がＬ位置に維持されるが、第３開閉弁３２Ａを開放することにより、液面がＬ位置以上に上昇し、インクタンク５内の残留インクをリザーブタンク４へ移動することが可能になる。

また、第１実施例と同様に、本実施例の液面調整手段は、第３開閉弁３２Ａを閉状態から開状態に切り換える動作を実行するか否かを選択する選択手段を備えることができる。

また本実施例では、液面調整手段は、さらにリザーブタンク４の液面を検出する電極３４（液面検知手段）を更に備える。なお、電極３４は検知手段１７を構成するものである。

具体的には、電極３４は、一対の中実管３４１、３４２で構成されており、中実管３４１と３４２の下端が同じくＬ位置以上の位置（Ｈ位置）に配置されている。電極３４に弱電圧が印加されており、液面がＨ位置に達したとき、電極３４（中実管３４１、３４２）間に電気抵抗が変化することにより、液面を検知することができる。

電極３４によって、リザーブタンク内の液面が所定の高さ位置（Ｈ位置）に達したことを検知したとき、第３開閉弁３２Ａを開状態から閉状態に切り換えることができる。これにより、液面はＨ位置以上に上昇することはない。

また、液面調整手段は、第３開閉弁３２Ａが開状態から閉状態に切り換えられた後、インクタンク５を交換するようにユーザに警告を出すことができる。

また、インクタンク５は、インクタンク５内のインク量の値を記憶する記憶手段を有することができる。液面調整手段は、記憶手段に記憶されたインクタンク５内のインク量の情報に基づき、第３開閉弁３２Ａを切り換えることができる。

また、本実施例では、検知手段１７は電極３４を用いてリザーブタンク４の残量検知を行っているが、電極の他に、別のセンサを採用してもよい。例えば、フロート式や光学式等の他のセンサを採用してもよい。

３．その他
本実施例では、第２空気流路の一端（１０ｅ）が第１空気流路の「途中」に接続し、第１空気流路（第１中空管９）を介してインクタンク５と接続する例を説明したが、第２空気流路を直接インクタンク５と接続するようにしてもよい。即ち、第２空気流路と第１空気流路をそれぞれ独立してインクタンクとリザーブタンクを接続してもよい。言い換えれば、空気導入路は、インクタンクとリザーブタンクを接続し、且つリザーブタンク内において、所定の高さ位置（Ｌ）よりも高い位置に開口する第２開口部（１０ｇ）を備える第２空気流路を有してもよい。

また、本実施例では、第１中空管８と第２中空管９は共に金属針で構成されているが、それぞれをインク供給路６と空気導入路１０の一部として形成してもよい。即ち、インク供給路６の一端をインクタンク５の底部に接続し、他端がリザーブタンクの底部に接続してもよい。また、空気導入路１０の一端をインクタンク５の底部に接続し、他端をリザーブタンク４の上部に接続してもよい。

また、本実施例では、ヘッド１へのインク供給を水頭差方式で行っているが、リザーブタンク４とヘッド１間にポンプ（図示しない）を設け、リザーブタンク４からヘッド１側へインクを加圧して送り込むようにしてもよい。

また、本実施例では、開閉部が開閉弁で構成されているが、開閉弁に限らず、開閉可能な構成であればよい。例えば、開閉部を、駆動停止時に流路を遮断可能なポンプで構成されてもよく、開状態と閉状態とに切換可能な可撓部で構成されてもよい。

１ 記録ヘッド（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（第２のインクタンク）
５ インクタンク（第１のインクタンク）
６ インク供給路
７ 大気連通部
８ 第１中空管
９ 第２中空管
１０ 空気導入路（液面調整手段）
１０ｃ 開口（第１開口部）
１０ｇ 開口（第２開口部）
１０１ 第１空気流路
１０２ 第２空気流路
１７ 検知手段
３１ 第１開閉弁（開閉部）
３２ 第２開閉弁（流路開閉部）
３３ 可撓部

Claims (15)

1. インクを収容する第１のインクタンクと、
   前記第１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１のインクタンクの下方に配置されると共に、大気と連通する大気連通部を備え、前記第１のインクタンクから供給されるインクを収容する第２のインクタンクと、
   前記第２のインクタンクから供給されるインクを用いて記録動作を行う記録ヘッドと、
   前記第１のインクタンクから前記第２のインクタンクへインクを供給するインク供給路と、
   前記第２のインクタンクから前記第１のインクタンクへ空気を導入する空気導入路と、を備え、
   前記インク供給路を通じて前記第１のインクタンクから前記第２のインクタンクへインクを供給すると共に、前記空気導入路を通じて前記第２のインクタンクから前記第１のインクタンクへ空気が導入され、前記第２のインクタンク内の液面が所定の高さ位置に維持された状態で前記記録動作が行われるインクジェット記録装置において、
   前記検知手段によって検知された前記第１のインクタンク内のインク量に基づき、前記第２のインクタンク内の液面を前記所定の高さ位置から、当該所定の高さ位置よりも高い位置へ調整する液面調整手段を有することを特徴とするインクジェット記録装置。
2. 前記空気導入路は、
   前記第１のインクタンクと前記第２のインクタンクを接続し、且つ前記第２のインクタンク内において、前記所定の高さ位置に開口する第１開口部を備える第１空気流路と、
   前記第１空気流路の途中と前記第２のインクタンクを接続し、且つ前記第２のインクタンク内において、前記所定の高さ位置よりも高い位置に開口する第２開口部を備える第２空気流路と、
   前記第２空気流路を開状態と閉状態とに切り換える流路開閉部と、を有し、
   前記液面調整手段は、前記検知手段によって、前記第１のインクタンク内のインク量が所定値以下になったことを検知したとき、前記流路開閉部を閉状態から開状態に切り換え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. 前記液面調整手段は、前記流路開閉部を閉状態から開状態に切り換える動作を実行するか否かを選択する選択手段を備え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. 前記液面調整手段は、前記流路開閉部が開状態から閉状態に切り換えられた後、前記第１のインクタンクを交換するように警告を出すことを特徴とする請求項２または３に記載のインクジェット記録装置。
5. 前記第１のインクタンクは、前記第１のインクタンク内のインク量の値を記憶する記憶手段を有することを特徴とする請求項２〜４のいずれか１項に記載のインクジェット記録装置。
6. 前記液面調整手段は、前記記憶手段に記憶された前記第１のインクタンク内のインク量の情報に基づき、前記流路開閉部を切り換えることを特徴とする請求項５に記載のインクジェット記録装置。
7. 前記空気導入路は、
   前記第２のインクタンク内において前記所定の高さ位置に開口する開口部と、
   前記空気導入路において、前記所定の高さ位置よりも高い位置に設けられ、前記空気導入路と大気を連通する大気連通路と、
   前記大気連通路を開状態と閉状態とに切り換える大気開閉部と、を有し、
   前記液面調整手段は、前記検知手段によって、前記第１のインクタンク内のインク量が所定値以下になったことを検知したとき、前記大気開閉部を閉状態から開状態に切り換え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。
8. 前記液面調整手段は、前記大気開閉部を閉状態から開状態に切り換える動作を実行するか否かを選択する選択手段を備えることを特徴とする請求項７に記載のインクジェット記録装置。
9. 前記液面調整手段は、前記第２のインクタンクの液面を検出する液面検知手段を更に有し、
   前記液面検知手段によって、前記第２のインクタンク内の液面が所定の高さ位置に達したことを検知したとき、前記大気開閉部を開状態から閉状態に切り換えることを特徴とする請求項７または８に記載のインクジェット記録装置。
10. 前記液面調整手段は、前記大気開閉部が開状態から閉状態に切り換えられた後、前記第１のインクタンクを交換するように警告を出すことを特徴とする請求項９に記載のインクジェット記録装置。
11. 前記第１のインクタンクは、前記第１のインクタンク内のインク量の値を記憶する記憶手段を有する
    ことを特徴とする請求項７〜１０のいずれか１項に記載のインクジェット記録装置。
12. 前記液面調整手段は、前記記憶手段に記憶された前記第１のインクタンク内のインク量の情報に基づき、前記大気開閉部を切り換えることを特徴とする請求項１１に記載のインクジェット記録装置。
13. 前記空気導入路は、
    前記第１のインクタンクと前記第２のインクタンクを接続し、且つ前記第２のインクタンク内において、前記所定の高さ位置に開口する第１開口部を備える第１空気流路と、
    前記第１のインクタンクと前記第２のインクタンクを接続し、且つ前記第２のインクタンク内において、前記所定の高さ位置よりも高い位置に開口する第２開口部を備える第２空気流路と、
    前記第２空気流路を開状態と閉状態とに切り換える流路開閉部と、を有し、
    前記液面調整手段は、前記検知手段によって、前記第１のインクタンク内のインク量が所定値以下になったことを検知したとき、前記流路開閉部を閉状態から開状態に切り換え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。
14. 前記検知手段は、前記記録ヘッドから吐出するインク滴をカウントするカウント手段を有し、
    前記カウント手段によってカウントされた結果に基づき、前記第１のインクタンク内のインク量を推定することを特徴とする請求項１〜１３のいずれか１項に記載のインクジェット記録装置。
15. 前記第２のインクタンク内のインクを撹拌するインク撹拌手段がさらに備えられ、
    前記インク撹拌手段は、前記第２のインクタンク内の液面が前記所定高さ位置以下の場合に、第１の撹拌動作を行い、前記第２のインクタンク内の液面が前記所定高さ位置よりも高い位置の場合に、第２の撹拌動作を行うことを特徴とする請求項１〜１４のいずれか１項に記載のインクジェット記録装置。
    

Images