(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
吐出口を有する記録ヘッドと、
前記記録ヘッドを搭載して往復走査するキャリッジと、
インクを貯留するメインタンクと、
前記メインタンクから管を介してインクが供給されるサブタンクと、
前記記録ヘッドと前記サブタンクの間を接続する供給チューブと、
前記供給チューブ内のインクの動圧が、前記管のインク移動に対する耐圧かつ空気移動に対する耐圧より大きくなるように、前記キャリッジの加速度を制御する加速度制御手段と、
前記供給チューブに設けられ、前記メインタンクから前記サブタンクにインクを供給する供給手段と、
前記供給手段の制御を行う供給制御手段と、
を備えたインクジェット記録装置であって、
前記供給制御手段は、前記サブタンクの空き容量が、前記メインタンクのインク容量以上の場合に、前記供給手段により前記サブタンクにインクを供給するように制御することを特徴とするインクジェット記録装置。
【請求項２】
前記メインタンクのインク残量を求める第１の手段と、
前記サブタンクの空き容量を求める第２の手段とを備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。
【請求項３】
前記第１の手段は、前記メインタンク内のインクの液面の位置を検知することでインク残量を求め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。
【請求項４】
前記第２の手段は、前記サブタンク内のインクの液面の位置を検知することで空き容量を求めることを特徴とする請求項２または請求項３に記載のインクジェット記録装置。
【請求項５】
前記供給手段は、容積変化することで前記メインタンクからサブタンクへとインクを供給するダイヤフラム弁であることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載のインクジェット記録装置。
【請求項６】
前記供給制御手段は、記録動作を行っていないときに前記供給手段により前記メインタンクから前記サブタンクへのインク充填を行うことを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか１項記載のインクジェット記録装置。
【請求項７】
前記管は、重力方向に関して、前記メインタンクの下部と前記サブタンクの上部とを接続していることを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載のインクジェット記録装置。
【請求項８】
前記供給チューブは、前記キャリッジの移動に追従して移動する部分を有することを特徴とする請求項１乃至請求項７のいずれか１項に記載のインクジェット記録装置。
【請求項９】
前記加速度制御手段は、前記供給チューブ内のインク動圧が、前記吐出口におけるメニスカス耐圧より小さくなるように前記キャリッジの加速度を制御することを特徴とする請求項１乃至請求項８のいずれか１項に記載のインクジェット記録装置。
【請求項１０】
前記サブタンクは、前記供給チューブと前記管とを除いて密閉された構造となっていることを特徴とする請求項１乃至請求項９のいずれか１項に記載のインクジェット記録装置。
【請求項１１】
吐出口を有する記録ヘッドと、前記記録ヘッドを搭載して往復走査するキャリッジと、インクを貯留するメインタンクと、前記メインタンクから管を介してインクが供給されるサブタンクと、前記記録ヘッドと前記サブタンクの間を接続する供給チューブと、備えたインクジェット記録装置の前記サブタンクへのインク充填方法であって、
前記キャリッジの加速度を制御することで、前記メインタンクから前記サブタンクにインクを充填する第１の充填工程と、
前記サブタンクの空き容量が前記メインタンクのインク容量以上の場合に、前記供給チューブに設けられた供給手段を用いて前記メインタンクから前記サブタンクにインクを充填する第２の充填工程と、
を有することを特徴とするインク充填方法。
【請求項１２】
前記第１の充填工程は、
前記供給チューブから前記サブタンクにインクが移動し、前記サブタンクから前記メインタンクに空気が移動する加速度で、前記キャリッジを往方向に加速する工程と、
前記サブタンクから前記供給チューブにインクが移動し、前記メインタンクから前記サブタンクにインクが移動する加速度で、前記キャリッジを前記往方向に減速する工程と、
前記サブタンクから前記供給チューブにインクが移動し、前記メインタンクから前記サブタンクにインクが移動する加速度で、前記キャリッジを復方向に加速する工程と、
前記供給チューブから前記サブタンクにインクが移動し、前記サブタンクから前記メインタンクに空気が移動する加速度で、前記キャリッジを前記復方向に減速する工程と、
を有することを特徴とする請求項１１に記載のインク充填方法。
【請求項１３】
前記第２の充填工程は、記録動作を行っていないときに行われることを特徴とする請求項１１または請求項１２に記載のインク充填方法。
【請求項１４】
前記供給手段は、前記供給チューブに設けられた容積変化可能なダイヤフラム弁であり、
前記第２の充填工程は、前記ダイヤフラム弁の容積を変化させることで前記サブタンクにインクを供給することを特徴とする請求項１１乃至請求項１３のいずれか１項に記載のインク充填方法。
【請求項１５】
前記管は、重力方向に関して、前記メインタンクの下部と前記サブタンクの上部とを接続していることを特徴とする請求項１１乃至請求項１４のいずれか１項に記載のインク充填方法。
【請求項１６】
前記供給チューブは、前記キャリッジの移動に追従して移動する部分を有することを特徴とする請求項１１乃至請求項１５のいずれか１項に記載のインク充填方法。
【請求項１７】
前記第１の充填工程において、前記供給チューブ内のインク動圧が、前記吐出口におけるメニスカス耐圧より小さくなるように前記キャリッジの加速度を制御することを特徴とする請求項１１乃至請求項１６のいずれか１項に記載のインク充填方法。
【請求項１８】
前記サブタンクは、前記供給チューブと前記管とを除いて密閉された構造となっていることを特徴とする請求項１１乃至請求項１７のいずれか１項に記載のインク充填方法。
【請求項１９】
インクを吐出する吐出口を有する記録ヘッドと、前記記録ヘッドを搭載して往復移動するキャリッジと、前記記録ヘッドへ供給されるインクを貯留するサブタンクと、前記サブタンクへ供給されるインクを貯留するメインタンクと、前記サブタンクと前記記録ヘッドとを接続し前記キャリッジの移動に追従して移動する供給チューブと、前記供給チューブに設けられた容積変化可能なダイヤフラム弁と、前記メインタンクから前記サブタンクへインクが供給されるように前記キャリッジの移動における加減速を制御する第１制御と前記ダイヤフラム弁の容積を繰り返し変化させる第２制御とを実行する制御手段と、を備え、記録動作と並行して前記第１制御を実行することによって前記メインタンクから前記サブタンクへインクを供給するインクジェット記録装置であって、
前記制御手段は、前記記録動作が終了した後、前記サブタンク内の空き容量が前記メインタンク内のインク量以上である場合は、前記第２制御を実行することによって前記メインタンクから前記サブタンクへインクを供給することを特徴とするインクジェット記録装置。
【請求項２０】
前記メインタンクと前記サブタンクとを接続する中空管をさらに備え、
前記制御手段は、前記第１制御において、前記サブタンクから前記メインタンクへ空気を移動させるために前記供給チューブ内のインクの動圧が前記中空管内の空気移動に対する耐圧よりも大きくなるように前記キャリッジの移動における加減速を制御し、かつ、前記メインタンクから前記サブタンクへインクを移動させるために前記供給チューブ内のインクの動圧が前記中空管内のインク移動に対する耐圧よりも大きくなるように前記キャリッジの移動における加減速を制御することを特徴とする請求項１９に記載のインクジェット記録装置。
【請求項２１】
前記中空管は、重力方向に関して、前記メインタンクの下部と前記サブタンクの上部とを接続していることを特徴とする請求項２０に記載のインクジェット記録装置。
【請求項２２】
前記サブタンクは、前記供給チューブと前記中空管とを除いてほぼ密閉された構造となっていることを特徴とする請求項２０または２１に記載のインクジェット記録装置。
【請求項２３】
前記制御手段は、前記供給チューブ内のインクの動圧が前記吐出口におけるメニスカス耐圧よりも小さくなるように前記キャリッジの移動における加減速を制御することを特徴とする請求項１９ないし２２のいずれか１項に記載のインクジェット記録装置。
【請求項２４】
前記メインタンク内のインクの液面の位置を検知する第１検知手段をさらに備え、前記第１検知手段の検知結果に基づいて前記メインタンク内のインク量を求めることを特徴とする請求項１９ないし２３のいずれか１項に記載のインクジェット記録装置。
【請求項２５】
前記サブタンク内のインクの液面の位置を検知する第２検知手段をさらに備え、前記第２検知手段の検知結果に基づいて前記サブタンク内の空き容量を求めることを特徴とする請求項１９ないし２４のいずれか１項に記載のインクジェット記録装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インクジェット記録装置に備えられたメインタンクからサブタンクにインクを充填するインク充填方法およびその方法が適用されるインクジェット記録装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、Ａ１サイズやＡ０サイズといった大判の記録媒体への記録にインクジェット記録装置が用いられてきている。この種のインクジェット記録装置では、一般的に主走査方向に往復走査されるキャリッジに搭載されたインクジェット記録ヘッド（以下、記録ヘッドと称する。）と大容量のメインインクタンク（以下、メインタンクと称する。）とをチューブによって連結して記録ヘッドにインクを供給する構成が採用される。
【０００３】
大判のインクジェット記録装置の用途は黒単色の線画から写真調の画像の記録まで幅広い。中でも写真調の画像のような印字デューティーの高い画像の場合、その記録には多量のインクが消費される。大判のインクジェット記録装置では、大容量のメインタンクが用いられているが、記録画像の種類や印刷量によって、多量にインクが消費されると結果としてメインタンクの交換頻度の増加を招くことになる。
【０００４】
メインタンクと記録ヘッドをチューブで直結した構成の場合、メインタンクを交換するには、記録動作を中断する必要があり、交換作業に消費される時間をロスすることになり記録効率が低下する。また１枚の記録媒体への記録途中にメインタンクの交換作業を行って記録動作を中断すると、中断の前後で時間経過による色ムラが生じ、画像品質が低下してしまう。
【０００５】
そこで、記録動作を中断することなくメインタンクを交換するために、メインタンクと記録ヘッドとの間にサブタンクを備えたインクジェット記録装置が特許文献１に提案されている。特許文献１には、メインタンクとサブタンクとを連結し、メインタンクからサブタンクにインクを移動させ、サブタンクにインクを充填する構成が開示されている。そして、サブタンクからチューブを介して接続された記録ヘッドにインクが供給され記録動作が行なわれる構成となっている。この構成では、メインタンク内のインクを使いきった場合であってもサブタンク内に貯留されているインクによって記録を継続することができる。そのため、サブタンク内のインクを消費して記録動作を行っている間にメインタンクを交換すればよい。これによって、記録動作を中断することなく、メインタンクを交換することができ、メインタンクの交換にかかる時間のロスによる記録効率の低下や時間経過による画像品質の低下を防ぐことができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１０−２０８１５１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、特許文献１には、サブタンクと記録ヘッドとを連結するインク供給流路としてのチューブの途中にインク供給流路を遮断できる弁が配されている。この弁は、容積が可変する容積変化部材で構成されており（以下、ダイヤフラム弁と称する。）、このダイヤフラム弁を動作させることによってサブタンク内を負圧にすることができる。メインタンクからサブタンクにインクを充填するには、ダイヤフラム弁を動作させてサブタンク内を負圧にしてメインタンクからインクをサブタンクに引き込みサブタンクへのインク充填が行なわれる。
【０００８】
ところが、サブタンクと記録ヘッドの間に配置されたダイヤフラム弁を駆動させてサブタンクへのインク充填を行う状態ときは、サブタンクと記録ヘッドとをつなぐインク経路が閉鎖状態と開放状態を繰り返すことが必要になる。そのため、ダイヤフラム弁を駆動させているときには、記録ヘッドへのインク供給が行えず記録動作を継続することができない。つまり、サブタンクへのインク充填と記録動作とは両立することができず、サブタンクへのインク充填の際には、記録動作を中断し、記録動作とは独立した動作にする必要があり、記録効率の低下が生じていた。
【０００９】
そのため本発明者らは、キャリッジの加速度により生じるチューブ内のインクに動圧を用いて、メインタンクからサブタンクへのインク充填を行うことができるインクジェット記録装置を検討している。ところで、メインタンクとサブタンクとを有する記録装置では、キャリッジに加速度が生じていなくても、記録動作に用いられたインク量（以下、記録インク量とも称する）と同じ量のインクがサブタンクからメインタンクに供給される。これは、記録動作によりサブタンクのインクが使用されると、サブタンク内が減圧状態となるためである。
【００１０】
つまり本発明者らが検討する記録装置においては、記録に使用されたインクと、動圧を利用して移動したインクとがメインタンクからサブタンクへと供給され、サブタンクのみで見たときには動圧を利用して移動したインクの量が増加していることになる。
【００１１】
しかしながら、動圧によりサブタンクに充填できるインク量がそれほど多くない場合には、サブタンク内にインクが十分に充填される前にメインタンク内のインクが無くなってしまうという状況が生じる可能性がある。このような状況が生じてしまうとサブタンクを有しているにもかかわらず、１つの画像の記録中にインクが不足してしまうという懸念が生じる。
【００１２】
そこで本発明は、記録動作の中断による記録効率の低下を防止しつつも、メインタンク内のインクが無くなるときには、確実にサブタンク内のインクを充填できる信頼性の高い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。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明は、吐出口を有する記録ヘッドと、前記記録ヘッドを搭載して往復走査するキャリッジと、インクを貯留するメインタンクと、前記メインタンクから管を介してインクが供給されるサブタンクと、前記記録ヘッドと前記サブタンクの間を接続する供給チューブと、前記供給チューブ内のインクの動圧が、前記管のインク移動に対する耐圧かつ空気移動に対する耐圧より大きくなるように、前記キャリッジの加速度を制御する加速度制御手段と、前記供給チューブに設けられ、前記メインタンクから前記サブタンクにインクを供給する供給手段と、前記供給手段の制御を行う供給制御手段と、を備えたインクジェット記録装置であって、前記供給制御手段は、前記サブタンクの空き容量が、前記メインタンクのインク容量以上の場合に、前記供給手段により前記サブタンクにインクを供給するように制御することを特徴としている。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、キャリッジの加速度を制御することでメインタンクからサブタンクにインクを供給するとともに、サブタンクの空き容量がメインタンクのインク容量以上になると強制的にメインタンクからサブタンクへインクの供給を行っている。そのためタイムロスによる記録効率の低下を抑止しつつも、１つの画像の印字中に記録動作が中断する状況を防止できる信頼性の高いインクジェット記録装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】（ａ）本発明に係るインクジェット記録装置を概略的に示す斜視図である。（ｂ）本発明に係る記録ヘッドの一部を分解して示した斜視図である。
【図２】本発明のインクジェット記録装置本体に搭載された制御系の構成を概略的に示すブロック図である。
【図３】本発明に係るインク供給系を概略的に示す模式図である。
【図４】本発明に係るダイヤフラム弁の構造を説明する断面図である。
【図５】本発明に係る往復走査記録時におけるサブタンクへのインク充填の状態を（ａ）〜（ｆ）によって順に示す模式図である。
【図６】本発明に係る往復走査記録時における（ａ）キャリッジの移動速度及び（ｂ）加速度プロファイルの一例を示す模式図である。
【図７】第１の実施形態に係るインク充填のタイミングを説明するフローチャートである。
【図８】第２の実施形態に係るメインタンクのインク残量検知センサの概略図である。
【図９】第２の実施形態に係るサブタンクのインク残量検知センサの概略図である。
【図１０】第２の実施形態に係るインク充填のタイミングを説明するフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
インクジェット記録装置はインクを吐出して記録媒体に対して記録動作を行うために用いることができる。具体的な適用機器としては、プリンタ、複写機、ファクシミリ等の事務機器や、工業用生産機器などを挙げることができる。このようなインクジェット記録装置を用いることによって、紙、糸、繊維、布帛、皮革、金属、プラスチック、ガラス、木材、セラミックスなど種々の記録媒体に記録を行うことができる。
【００１７】
本明細書内で用いられる「記録」とは、文字や図形などの意味を持つ画像を記録媒体に対して付与することだけでなく、パターンなどの意味を持たない画像を付与することも意味することとする。
【００１８】
さらに「インク」とは広く解釈されるべきものであり、記録媒体上に付与されることによって、画像、模様、パターン等の形成、記録媒体の加工、或いはインクまたは記録媒体の処理に供される液体を言うものとする。
【００１９】
以下、図面を参照して本発明の形態を説明する。なお、以下の説明では，同一の機能を有する構成には図面中同一の番号を付与し、その説明を省略する場合がある。
【００２０】
（装置本体概略構成）
図１は、記録媒体１３に記録動作を行うインクジェット記録装置の記録装置本体の概略斜視図を示している。なお、本実施形態におけるインクジェット記録装置は、記録媒体の記録幅方向に記録ヘッドを往復走査させて記録動作を行う、いわゆるシリアル型のインクジェット記録装置である。このシリアル型記録装置は、搬送ローラ１９よって記録媒体１３をＹ方向（副走査方向）へと間欠的に搬送する。これと共に、キャリッジに搭載された記録ヘッド３を記録媒体１３の搬送方向であるＹ方向と直交する方向であるＸ方向（主走査方向）に往復走査させながら記録動作を行う。また、図１に示す記録装置本体は、例えば、Ａ１サイズやＡ０サイズの記録媒体への記録が行えるような大型インクジェット記録装置である。
【００２１】
記録ヘッド３は供給されるインクを複数の吐出口から吐出可能なインクジェット記録ヘッドであり、キャリッジ２に着脱可能に搭載される。キャリッジ２は記録ヘッド３を搭載して図中Ｘ方向に沿って往復走査する。具体的には、キャリッジ２は、Ｘ方向に沿って配置されたガイドレール５に沿って移動可能に支持されており、ガイドレール５と並行に移動する無端ベルト６に固定されている。無端ベルト６は、キャリッジモータ（ＣＲモータ）の駆動力によって往復運動し、それによってキャリッジ２をＸ方向に往復走査させる。
【００２２】
また、符号８は図３で詳述するインク供給システムであり、インクの色に対応して、複数の独立したメインタンクを有して設けられている。インク供給システムと記録ヘッド３とは、それぞれインクの色に対応した柔軟な材料からなる複数のインク供給チューブ４によって接続されている。さらに、メインタンクをインク供給システム８に装着することで、メインタンク内に収納された各色のインクを、記録ヘッド３の各ノズル列に独立して供給することが可能となる。また、記録装置本体には、記録ヘッド３のインク吐出状態を回復・維持する回復処理装置７も設けられている。
【００２３】
（記録ヘッド）
図１（ｂ）に、インクジェット記録装置のキャリッジに搭載される記録ヘッドの一部を分解して示した斜視図を示す。記録ヘッド３は、接続部３０によってインクジェット記録装置本体から供給チューブ４を介してインクが供給される。そして接続部３０から供給されたインクは、インクの色ごとに設けられた貯留部（不図示）に一時的に貯留され、記録動作時に吐出される。さらに、この貯留部にはゴム製の弾性変形する部材で形成された圧力調整部材４０が接続して設けられており、この圧力調整部材４０の容積が変化することにより、貯留部内の圧力を調整することができる。具体的には、圧力調整部材４０の容積は約１．４ｍｌであり±０．３ｍｌ程度の容積変化を許容することができる。
【００２４】
（制御システム）
図２は、本実施形態におけるインクジェット記録装置の記録装置本体に搭載される制御システム（制御手段）の構成例を示すブロック図である。図２において、１００は主制御部である。この主制御部１００は演算、制御、判別、設定などの処理動作を実行するＣＰＵ１０１を備えている。そして、ＣＰＵ１０１によって実行すべき制御プログラム等を格納するＲＯＭ１０２、インクの吐出／非吐出を表す２値の記録データを格納するバッファ、ＣＰＵ１０１による処理のワークエリア等として用いられるＲＡＭ１０３、入出力ポート１０４などを備える。さらにＲＡＭ１０３には、記録動作前後のメインタンクのインク量やサブタンクの空き容量等を記憶する記憶手段としても用いることができる。
【００２５】
入出力ポート１０４には、搬送ローラを駆動させる搬送モータ（ＬＦモータ）１１３、キャリッジモータ（ＣＲモータ）１１４、記録ヘッド３、回復処理装置７などの各駆動回路１０５、１０６、１０７、１０８が接続されている。これらの各駆動回路１０５，１０６，１０７，１０８は、主制御部１００により制御される。入出力ポート１０４には、記録ヘッドの温度を検出するヘッド温度センサ１１２、キャリッジ２に固定されたエンコーダセンサ１１１、記録装置本体の使用環境である温度と湿度を検知する温湿度センサ１０９などの各種センサ類が接続されている。また、主制御部１００はインターフェース回路１１０を介してホストコンピュータ１１５に接続されている。
【００２６】
１１６は回復処理装置７によって記録ヘッド３から強制的にインクを排出させた場合に、そのインク量をカウントする回復処理カウンタである。１１７は記録開始前や記録終了時、記録中に行われる予備吐出をカウントする予備吐出カウンタである。１１８はフチ無し記録を行う場合に記録媒体領域外に記録されるインクをカウントするフチ無しインクカウンタ、１１９は記録中に吐出するインクをカウントする吐出ドットカウンタである。
【００２７】
以上の構成を有するインクジェット記録装置によって実行される記録動作を説明する。ホストコンピュータ１１５からインターフェースを介して記録データを受信すると、その記録データはＲＡＭ１０３のバッファに展開される。そして、記録動作が指示されると、搬送ローラ１９が作動し、記録媒体が記録ヘッド３との対向位置へと搬送される。キャリッジ２はガイドレール５に沿って図１中Ｘ方向へと移動する。キャリッジ２の移動に伴って、記録ヘッド３からはインク滴が吐出され、記録媒体に１バンド分の画像が記録される。この後、搬送ユニットにより、記録媒体はキャリッジ２と直交する図１中Ｙ方向に１バンド分だけ搬送される。以上の動作を繰り返すことにより、記録媒体には所定の画像が形成される。
【００２８】
なお、キャリッジ２の位置は、キャリッジ２の移動に伴ってエンコーダセンサ１１１から出力されるパルス信号を主制御部１００でカウントすることにより検出される。すなわち、エンコーダセンサ１１１は、Ｘ方向に沿って配置された不図示のエンコーダフィルムに一定の間隔で形成された検出部を検出することによってパルス信号を主制御部１００へ出力する。主制御部１００はこのパルス信号をカウントすることにより、キャリッジ２の位置を検出する。キャリッジ２のホームポジション及びその他の位置への移動は、エンコーダセンサ１１１からの信号に基づいて行われる。
【００２９】
（インク供給システム）
図３は本発明が適用されるインクジェット記録装置のインクの供給系にかかる構成、すなわちインク供給システム８、記録ヘッド３、インク供給システムと記録ヘッドを連結する供給チューブ４を示す模式図である。ここでは解り易さのために、１本の供給チューブ４の図を用いて説明を行う。
【００３０】
図３において、インク供給システム８は記録装置本体の所定の個所に配置されている。そして、メインタンク９、サブタンク１０、サブタンク１０とメインタンク９とを連結する中空管１１、バッファ室１２、メインタンク９とバッファ室１２を連結する連通管２１、ダイヤフラム弁１４を備えている。供給チューブ４は、柔軟な材料で構成されたており、サブタンク１０と記録ヘッド３とを接続している。サブタンク１０と接続された供給チューブ４はキャリッジ２の移動走査方向に並行な部分を有して延在され記録ヘッド３の図中左側に対して接続されるように途中で折り返されて記録装置本体内を這いまわされている。つまり、供給チューブはガイドレール５と並行な部分を有するように配置されている。なお、図３で示した供給チューブ４の配置はあくまで一例であって、この限りではない。
【００３１】
メインタンク９は記録装置本体に対して着脱可能に搭載されるもので、本実施形態におけるインクジェット記録装置では、メインタンク９は、サブタンク１０と比べ大容量のインクを収容している。また、メインタンク９は中空管１１によってサブタンク１０と連通され、連通管２１によってバッファ室１２と連通されている。メインタンク９は、中空管１１および連通管２１とメインタンク９の装着状態の底部で接続する構成であり、接続部分を除いて密閉されている。
【００３２】
サブタンク１０は記録ヘッド３に対して重力方向下方の位置に配置されている。サブタンク１０は天井部がドーム状または傾斜面を備えた構成とされており、中空管１１はサブタンク１０の重力方向の上部に接続されている。なお、図３はサブタンクの最上部にあたる個所に中空管１１が接続された構成を示しており、サブタンク１０に対しては実質的に０ｍｍの侵入量で構成されている。
【００３３】
この中空管１１の端部が、サブタンク１０内のインクと接しない位置にあるときに、後に詳細に説明する供給チューブ内のインクの動圧を用いたインク充填およびダイヤフラム弁１４（供給手段）によるインクの強制充填が行われる。すなわちサブタンク１０内における中空管１１の位置が、サブタンクへのインク充填が完了する際のインク位置となるため、中空管１１の侵入量を適宜調整することで、サブタンク内のインクの満杯量を調節することができる。
【００３４】
また、サブタンク１０には、記録ヘッド３と連通する供給チューブ４がサブタンク１０の下部（底部近傍）の位置、すなわち必ずインクと接する位置で連通している。サブタンク１０は中空管１１、供給チューブ４との連結部を除いて実質的に密閉された構造として構成されている。なお、サブタンク１０は後述するサブタンクへのインク充填時に実質的に密閉された構成になっていればよく、サブタンクへのインク充填時以外では密閉構成に限られない。また、サブタンクへのインク充填時であっても、以下で説明するインク移動耐圧Ｐｉ、空気移動耐圧Ｐａよりも耐圧が大きい連通個所をサブタンクが有していることを妨げない。
【００３５】
中空管１１はサブタンク１０内の内圧状態によってインクや空気が移動可能となっているが、メインタンク９からサブタンク１０に対して重力によって自然にインクが移動することはない構成とされる。例えば、インク移動がスムーズに行えるような流路抵抗となるのに十分な内径であると同時に、中空管１１の開口部においてインクがメニスカスを張るために十分な内径（例えば内径：１〜２ｍｍ）として構成されている。
【００３６】
バッファ室１２は連通管２１によりメインタンク９と接続されており、この連通管２１はバッファ室１２の底部付近まで延在されている。また、バッファ室１２はメインタンク９と連通管２１とで接続されている一方、大気に対して開放（連通）するための大気連通管２２を備えている。大気連通管２２は、バッファ室１２内の上方に先端部を備え、バッファ室１２の外部に他端部を備えた構成とされている。これにより、メインタンクの内圧と大気圧のバランスを取っている。このバッファ室１２は、外部環境変化等によってメインタンク９から移動してきたインクを収容するための空間として機能するものである。なお、図３に示す状態はメインタンク９と接続された連通管２１にインクが満ちているとともに、バッファ室１２にインクが存在しており、連通管２１の他端部がインク内に存在した状態を示している。これはバッファ室１２にメインタンク９からインクが移動した状態を表している。なお、このような状態であってもバッファ室１２内が大気と連通した状態が維持されるように、バッファ室１２の形状や大気連通管２２の配置が適宜選択される。
【００３７】
サブタンク１０と記録ヘッド３とを連結する供給チューブ４の途中には、容積変化可能な可撓性材料からなるダイヤフラム弁１４が配置されている。ダイヤフラム弁１４は、その容積を小さくしてインク流路を閉鎖する状態と、容積を拡大してインク流路を開放する状態をとりえる。図４にダイヤフラム弁１４によるインク供給を示す断面図を示す。
【００３８】
ダイヤフラム弁１４は、ばね３１とレバー３２とばねおさえ３４とで容積変化させることができる。図４（ａ）は、ダイヤフラム弁１４の容積が最大の状態を示している。この時、レバー３２が図の上方に移動することによりダイヤフラム弁１４の容積が増加し、ダイヤフラム弁１４内部にＡ１方向（記録ヘッド側）とＡ２方向（サブタンク側）とから供給チューブ４からインクが供給されている。図４（ｂ）はダイヤフラム弁１４の容積が最小の状態を示している。この時、レバー３２が図の下方に移動することによりダイヤフラム弁１４の容積が減少し、内部から供給チューブ４のＢ１方向（記録ヘッド方向）およびＢ２方向（サブタンク方向）とにインクが供給されている。サブタンク１０にインクが満たされており、上部に空隙が無い場合はメインタンク９にインクが戻るが、空隙がある場合にはサブタンク内にインクが戻る事により生じた加圧によってサブタンク１０からメインタンク９に空隙部分の空気が押し戻される。そして、再度図４（ａ）のようにダイヤフラム弁１４の容積を増加させると、サブタンク側に連結されたチューブ４からはＡ２方向にインクが引き戻されるため、結果サブタンク１０内は負圧になりメインタンク９のインクがサブタンク内に供給される。なお各動作で生じた記録ヘッド側の圧力変動は、圧力調整部材４０等で相殺される。このような動作を繰り返すことによって、強制的なサブタンクへのインク充填が行える。ところで、強制的なサブタンクへの充填の際には上述のようにサブタンクと記録ヘッドとをつなぐインク経路が閉鎖状態と開放状態を繰り返すことが必要になるため、記録ヘッドへのインク供給が行えず記録動作を継続することはできない。
【００３９】
次に、記録動作を行うことによりサブタンクへのインク充填が発生する状況について説明する。
【００４０】
記録動作を実行すると、記録ヘッド３の吐出口からインクが吐出されてインクが消費される。これによって、供給チューブ４を介してサブタンク１０内が負圧となり、この負圧が中空管１１の流路抵抗並びにメニスカス耐圧を上回ると、インクがメインタンク９からサブタンク１０へ供給される。つまり記録動作で消費した量のインクが結果的にメインタンク９から減少する。
【００４１】
そして、インク供給によってメインタンク９内が負圧になると、バッファ室１２内にインクがない場合には、大気連通管２２によって大気に連通したバッファ室１２、連通管２１を介して大気がメインタンク９に導入され負圧が解消される。
【００４２】
なお、図３のようにバッファ室１２内にインクが存在し、連通管２１がインクと連通した状態では、連通管２１を介してバッファ室１２内のインクがメインタンク内に戻り、メインタンク内の負圧を解消する。
【００４３】
そして、記録動作が継続して行われると最終的にはメインタンク９に収容されたインクが無くなり、メインタンク９の交換が必要となる。メインタンク９の交換中にはサブタンク１０内のインクを使用して記録動作が継続される。
【００４４】
このようにメインタンク９に収容されたインクが無くなりサブタンク１０に収容されたインクを消費して記録動作を行った後のサブタンク１０内のインクは、Ａ０やＡ１等の比較的大きな記録媒体を記録できるのに十分なインク量でない場合が生じているといえる。
【００４５】
このとき、常にダイヤフラム弁１４を使用してサブタンク１０への強制的な強制充填方法を用いると、メインタンク交換後に常に記録動作を中断する必要が生じることになり、記録効率の低下を招くことになる。そこで、本発明者らは記録動作時にチューブ内のインクの動圧を利用したサブタンクへのインクを充填する動圧充填方法を検討している。
【００４６】
このような動圧を利用したインク充填方法を、図５および図６を用いて説明する。
【００４７】
図５は往方向の走査と復方向の走査を行ってキャリッジ２の移動に伴う供給チューブ４内のインクの動圧を利用したサブタンクへのインク充填を示す模式図である。図５は（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）、（ｅ）、（ｆ）の順で経時しており、一往復のキャリッジ動作を示している。また、Ｓ１、Ｓ２はそれぞれキャリッジ２の移動方向を示しており、図５（ａ）、（ｂ）、（ｃ）はＳ１方向への移動を示しており、図５（ｄ）、（ｅ）、（ｆ）はＳ２方向への移動を示している。
【００４８】
図５中、Ｐ１１は加速度ａ１１、Ｐ１２は加速度ａ１２、Ｐ１３は加速度ａ１３、Ｐ１４は加速度ａ１４による供給チューブ４内のインクに働く動圧をそれぞれ示している。また、Ｐｉは中空管１１内におけるインク移動に対する耐圧、Ｐａは中空管１１内における空気移動に対する耐圧、Ｐｈは記録ヘッド３の吐出口（不図示）におけるメニスカス耐圧を示している。
【００４９】
まず図５（ａ）を用いて、サブタンク１０からメインタンク９へ空気が移動する点について説明する。
【００５０】
記録ヘッド３を保持したキャリッジ２は、インクジェット記録装置本体に搭載された制御系（図２参照）によって、キャリッジ２は加速度ａ１１でＳ１方向に加速するよう制御される。記録ヘッド３に接続した供給チューブ４には、キャリッジ２の移動に追従して移動する区間が存在する。このとき、供給チューブ４のうち、キャリッジ２の移動に追従して移動する区間内に存在するインクは加速度ａ１１による慣性力を受ける。供給チューブ４はキャリッジ２の移動方向に並行となるように配置されているので、加速度ａ１１による慣性力を受けたインクが供給チューブ４からサブタンク１０に移動する。このとき発生する圧力が、加速度ａ１１による供給チューブ４内のインクに働く動圧Ｐ１１である。
【００５１】
そして、動圧Ｐ１１を受けたインクが、供給チューブ４内からサブタンク１０に移動することによってサブタンク１０内を加圧する。
【００５２】
サブタンク１０の内部は上方に空気層が存在しており、空気層が中空管１１と接している。このとき、中空管１１のメインタンク９内に存在する接続端では空気移動に対する耐圧Ｐａとして流路抵抗及びメニスカス耐圧が発生している。つまり動圧Ｐ１１がこの耐圧Ｐａよりも大きい場合、サブタンク１０からメインタンク９へと空気が移動することとなる。空気が移動することによってメインタンク９内が加圧状態になると、メインタンク９内のインクが連通管２１を介してバッファ室１２へ移動することになる。バッファ室１２内にインクが移動した際、大気連通管２２を介してバッファ室１２内の空気が押し出される。
【００５３】
また、動圧Ｐ１１により記録ヘッド３の貯留部からインクが流れ出る。そしてこの時生じる圧力は圧力調整部材４０で調整されることになる。なお、圧力調整部材４０で調整可能な変動量にも限界があるため、記録ヘッド３の吐出口におけるメニスカス耐圧Ｐｈよりも小さい動圧Ｐ１１となるように制御することが好ましい。このように制御しておくことにより、記録ヘッド３における吐出口から記録ヘッド３内に空気が流入することを防止することができる。
【００５４】
つまり供給チューブ４内のインクの動圧Ｐ１１（以下で示す関係式ではＰ１と表記）が、中空管１１の空気移動に対する耐圧Ｐａより大きい（Ｐ１＞Ｐａ）加速度ａ１１を与えることで、サブタンク１０からメインタンク９へ空気を移動させることができる。また記録ヘッド３の吐出口におけるメニスカス耐圧Ｐｈより小さくなるような（Ｐｈ＞Ｐ１＞Ｐａ…式（１））加速度ａ１１とすることで吐出口からの空気流入を防止することができる。
【００５５】
図５（ｂ）は、図５（ａ）の状態からキャリッジ２の移動速度が一定の速度（例えば２５インチ／秒）になった状態で一定の速度でＳ１方向に移動する様子を示している。この一定速度での移動中はキャリッジ移動による圧力変化がなく動圧変化によるインクの移動はない。この状態のインクの移動は、記録を実行していることにより記録ヘッドから吐出されるインク量に応じた量のインクがメインタンク９からサブタンク１０に移動するだけである。なお、メインタンク内の負圧によっては、バッファ室１２と連通管２１の状況に応じてインクまたは空気を引き込む動作が行われ、インク供給が継続されて記録信号に応じたＳ１方向の記録動作が行われる。
【００５６】
次に図５（ｃ）を用いて、メインタンク９からサブタンク１０にインクを移動させる点について説明する。図５（ｂ）に示すように所定の区間、一定の速度でキャリッジ２をＳ１方向に移動させて記録を行う。その後、インクジェット記録装置本体に搭載された制御系（図２参照）によって、記録ヘッド３を保持したキャリッジ２は、マイナスの加速度ａ１２で減速するよう制御される。
【００５７】
減速区間で供給チューブ４内のインクはマイナスの加速度ａ１２による慣性力を受ける。供給チューブ４はキャリッジ２の移動方向に並行となるように配置されているので、加速度ａ１２による慣性力を受けたインクが供給チューブ４から記録ヘッド３の方向へ移動する。このとき発生する圧力が、加速度ａ１２による供給チューブ４内のインクにかかる動圧Ｐ１２である。
【００５８】
動圧Ｐ１２により受けたインクが、供給チューブ４から記録ヘッド３に移動することによってサブタンク１０内が減圧される。
【００５９】
中空管１１にはインク移動に対する耐圧Ｐｉとして流路抵抗及びメニスカス耐圧が発生している。そのため、動圧Ｐ１２がこの耐圧Ｐｉよりも大きくなるときに、メインタンク９からサブタンク１０へインクが移動することになる。このとき、メインタンク９内が負圧状態になるため図５（ｃ）に示されるように、連通管２１とバッファ室１２内にインクが存在した状態ではバッファ室１２内のインクが連通管２１を介してメインタンク９内に引き込まれる。一方、連通管２１やバッファ室１２内にインクが存在しない場合には大気連通管２２、バッファ室１２、連通管２１を介して空気をメインタンク９内に引き込むことになる。
【００６０】
また、動圧Ｐ１２より記録ヘッド３へ移動したインクは、記録ヘッド３内の貯留部に流れ込む。そしてこの時生じる圧力は圧力調整部材４０で調整されることになる。なお、圧力調整部材４０で調整可能な変動量にも限界があるため、記録ヘッド３の吐出口におけるメニスカス耐圧Ｐｈよりも小さくなるように動圧Ｐ１２を制御することが好ましい。このように、制御しておくことにより、記録ヘッド３の吐出口からインクが漏れ出ることを防止することができる。
【００６１】
つまり供給チューブ４内のインクの動圧Ｐ１２（以下で示す関係式ではＰ２と表記）が、中空管１１のインク移動に対する耐圧Ｐｉより大きい（Ｐ２＞Ｐｉ）加速度ａ１２を与えることで、メインタンク９からサブタンク１０へインクを移動させることができる。また記録ヘッド３の吐出口におけるメニスカス耐圧Ｐｈより小さくなるような（Ｐｈ＞Ｐ２＞Ｐｉ…式（２））加速度ａ１２とすることで吐出口からのインク漏れを防止することができる。
【００６２】
加速度ａ１２で減速したキャリッジ２は次第に速度を落とし、静止する。静止した後、キャリッジ２はＳ２方向に移動を始める。Ｓ２方向への加速の様子を示した図が、図５（ｄ）である。このときの加速度ａ１３の方向はａ１２と同じで、その時のインク動圧Ｐ１３（関係式ではＰ２と表記）がチューブ内のインクに作用する。このときの耐圧関係は図５（ｃ）と同じ関係式を満足する。そのため、図５（ｃ）と同様にメインタンク９からサブタンク１０へのインクの移動が行われる。
【００６３】
図５（ｅ）は、図５（ｄ）の状態からキャリッジ２の移動速度が一定の速度（例えば２５インチ／秒）の状態でＳ２方向に移動する様子を示しており、図５（ｂ）と同様一定速度での移動中にインクを記録媒体１３に吐出することで、Ｓ２方向の記録動作を行う。
【００６４】
その後、所定の区間、一定の速度で移動中に記録を行った後、加速度ａ１４で減速する状態を示した図が、図５（ｆ）である。このときの加速度ａ１４の方向は加速度ａ１１と同じで、その時のインク動圧Ｐ１４（関係式ではＰ１と表記）がチューブ内のインクに作用する。このときの耐圧関係は図５（ａ）と同じ関係式を満足する。すなわち、図５（ａ）と同様にサブタンク１０からメインタンク９へ空気の移動が発生する。
【００６５】
以上説明した往方向の走査と復方向の走査を繰り返すことにより、特に図５（ｃ）、（ｄ）で示された加減速領域で動圧変化を利用したサブタンクへのインク充填が行なえる。
【００６６】
以上の動作を満足する記録装置本体の構造の一例は以下の通りである。
【００６７】
サブタンク容量：約３０ｍｌ、連通管２１の内径：約１〜２ｍｍφ、長さ：約２５〜３０ｍｍ、連通管２１はサブタンク内への侵入量は実質的に０ｍｍ、メインタンク内への侵入量は約２．５ｍｍである。また、供給チューブ４は内径：約２〜２．５ｍｍφ、長さ：約６５０〜１０００ｍｍである。記録ヘッドの吐出口のメニスカス耐圧は、負圧５ｋＰａ〜１０ｋＰａ程度である。
【００６８】
ここで、往復走査（双方向記録とも表現することがある）中のサブタンクへのインク充填におけるキャリッジ２のキャリッジ速度及び加速度プロファイルの例を図６に示す。図５におけるＳ１方向（図５中矢印Ｘ方向と同一方向をプラスＸ方向と表現することもある）を正、Ｓ２方向（図５中矢印Ｘ方向と反対方向をマイナスＸ方向と表現することもある）を負としている。
【００６９】
記録装置のキャリッジ走査区間は、図５で説明した通り、加速／減速区間と定速度区間を有している。このうちサブタンクへのインク充填に寄与するのは加速／減速区間である。本例の記録装置のキャリッジ走査区間は凡そ３６インチである。キャリッジ走査区間の距離はこれに限られないことは言うまでもない。重要なのは加速／減速区間で所定の関係の動圧を発生させる加速度によってキャリッジを走査することである。
【００７０】
図６（ａ）は横軸が時間、縦軸がキャリッジ２の移動速度を示しており、図６（ｂ）は横軸が時間、縦軸がキャリッジ２の加速度を示している。図６（ａ）では、キャリッジ２は時間０において静止している。キャリッジ２が加速度ａ１１（例えば２００インチ／秒２）でＳ１方向に移動を開始し、所定時間移動後、所定の速度（例えば２５インチ／秒）に達し一定の速度で移動する。更に所定時間移動後、加速度ａ１２（例えば２３０インチ／秒２）で減速していき、やがてキャリッジ２は静止する。次に、キャリッジ２は加速度ａ１３（例えば２００インチ／秒２）でＳ２方向に移動を開始し、所定時間移動後、所定の速度（例えば２５インチ／秒）に達し一定の速度で移動する。更に所定時間移動後、加速度ａ１４（例えば２３０インチ／秒２）で減速していき、やがてキャリッジ２は静止する。
【００７１】
さらに具体的には、供給チューブ内のインクの動圧は、
Ｐｎ＝（ｍｎ・ａｎ）／Ｓ                      …式（３）
ｍｎ：加速度がかかるインクの質量
Ｓ：供給チューブの断面積
ａｎ：キャリッジの加速度
で表すことができる。また、この時最大の動圧が生じる時のインク質量は、
ｍｎ＝ｋＳＬｎ                      …式（４）
ｋ：インクの比重
Ｓ：供給チューブの断面積
Ｌ-ｎ：加速度による慣性を受ける供給チューブの最大長さ
と表すことができる。
【００７２】
式（３）に式（４）を代入することにより、
Ｐｎ＝ｋＬｎａｎ                    …式（５）
という関係となっていることがわかる。
【００７３】
すなわち式（１）Ｐｈ＞Ｐ１＞Ｐａと式（２）Ｐｈ＞Ｐ２＞Ｐｉとは、Ｐｈ／（ｋＬ１）＞ａ１＞Ｐａ／（ｋＬ１）と、Ｐｈ／（ｋＬ２）＞ａ２＞Ｐｉ／（ｋＬ２）と変換できることが分かる。
【００７４】
以上のように、記録動作時のキャリッジを上述のような関係を満たす加速度で加速するように加速度制御することで、供給チューブに生じるインクの動圧を用いてメインタンクからサブタンクへのインク充填を行うことができる。これにより、記録動作を中断して別にサブタンクの充填動作を行う時間を設けることなく、信頼性の高いサブタンクへの充填を行うことができる。
【００７５】
なお、サブタンクにインクが十分に充填されると、図５（ａ）及び図５（ｆ）のような状態で、中空管１１を介してサブタンク１０からメインタンク９へ移動するのは空気ではなくインクとなるため、サブタンク１０への動圧を利用したインク充填動作は行われなくなる。
【００７６】
つまりメインタンクとサブタンクとを有する記録装置で記録動作を行うと、記録に使用されたインクと、動圧を利用して移動したインクとがメインタンクからサブタンクへと供給される。そしてサブタンクのインク量に注目すると、動圧を利用して移動したインクの量が増加することになる。
【００７７】
しかし動圧を利用したインク充填量が多くない場合には、サブタンク内のインクが、Ａ０やＡ１等の比較的大きな記録媒体に記録するのに十分なインク量に達する前に、メインタンク内のインクが無くなりメインタンク交換タイミングを迎える可能性がある。このような状態では、サブタンク１０を設けていても記録動作を中断せざるを得なくなる懸念がある。このような状況が発生すると、インク吐出量の微妙な違いが生じて画像のむらやスジが視認されることになり、画像品位の低下を招くことになる。
【００７８】
このような強制充填の頻度を少なくしつつ、画像品位の低下を防止できるインクジェット記録装置について、以下具体的に説明する。
【００７９】
（第１の実施形態）
本実施形態におけるダイヤフラム弁を用いた供給制御を行うタイミングを示すインク充填のフローを図７に示す。
【００８０】
最初に、記録装置本体に記憶されたメインタンクのインク容量（以下、インク残量とも称する）Ｍｎ（ｎ＝１，２，３・・・）とサブタンクの空き容量Ｋｎを読み出す（ステップ１）。
【００８１】
次に、ステップ２においてインクジェット記録装置による記録動作を行い、ステップ３において記録動作後のメインタンクのインク残量Ｍｎ＋１とサブタンクの空き容量Ｋｎ＋１を算出する。なお記録動作とは、S１方向あるいはＳ１方向のそれぞれの記録動作のことを言う。
【００８２】
記録動作中には、動圧を利用したサブタンクへのインク充填が行われており、メインタンクからはこの動圧によるインク移動量αが減少する。さらに、記録に用いられたインク量Ａと同じ量のインクもサブタンクからメインタンクに供給される。これは、記録動作でサブタンクのインクが使用されると、サブタンク内が減圧状態となり、大気解放されているメインタンクとの圧力差によりインクが供給されるためである。
【００８３】
また、本実施形態におけるインクジェット記録装置は、画像データから記録に用いられたインク量を見積もるドットカウント手段を有しており、これにより記録で使用されたインク量Ａを算出することができる。さらに、動圧によりメインタンクからサブタンクに移動するインク量αは、供給チューブの径や加速度等から算出することができる。
Ｍｎ：記録動作前のメインタンクのインク容量
Ｋｎ：記録動作前のサブタンクの空き容量
Ａ：記録に使用されたインク量
α：動圧によりメインタンクからサブタンクに移動したインク量
と表すると、記録動作後のメインタンクのインク残量Ｍｎ＋１とサブタンクのインクの空き容量Ｋｎ＋１は次のように算出することができる。
Ｍｎ＋１＝Ｍｎ−Ａ−α…式（６）
Ｋｎ＋１＝Ｋｎ−α…式（７）
次に、メインタンクのインク残量Ｍｎ＋１とサブタンク内のインクの空き容量Ｋｎ＋１との比較を行う。メインタンクのインク残量Ｍｎ＋１がサブタンク内の空き容量Ｋｎ＋１以下、つまりＭｎ＋１≦Ｋｎ＋１…式（８）となったと判断されたときに、ダイヤフラム弁１４を用いて強制的にメインタンクからサブタンクへインク充填動作を行う（ステップ５）。このインク充填動作は、１つの画像形成が終了した後に行われる。
【００８４】
このような強制的なサブタンクへの充填動作が行われると、メインタンクは空となるため、メインタンク交換の警告を出してユーザーに交換を促す（ステップ６）。
【００８５】
そして、記録動作後のメインタンクのインク残量Ｍｎ＋１とサブタンクの空き容量Ｋｎ＋１を記憶手段に書き込みを行い終了する（ステップ７）。
【００８６】
なお、式（６）、式（７）からわかるように、式（８）は、
Ｍｎ−Ａ≦Ｋｎ…式（９）とも表すことができる。
【００８７】
そのため、動圧によりサブタンクに供給されるインク量αを求めなくとも、インクタンク交換後のメインタンクのインク残量Ｍと、サブタンクの空き容量Ｋと、記録に使用したインク量Ａとからサブタンクへのインク充填制御を行うこともできる。
【００８８】
また本実施形態では記録動作ごとにメインタンクのインク残量Ｍを算出しているが、記録動作に使用されるインク量Ａが少ない場合には、ステップ３におけるメインタンクのインク量の算出を各記録動作でなく複数回の記録動作ごとに算出するようにしてもよい。
【００８９】
以上のように、サブタンクの空き容量がメインタンクのインク残量以上（インク容量以上）となったときに強制充填を行うようにすることで、インクの強制充填を行う頻度を最小限とすることができ、強制充填による記録効率の低下を防止することができる。また、メインタンクが交換されるときには必ず、サブタンク内に１つの画像を記録するために十分なインク量とすることができ、画像印字中に記録動作が中断されることを防止でき、画像にむらやスジが生じることも防止できる。
【００９０】
（第２の実施形態）
第１の実施形態では、インク量Ａと、動圧によりサブタンクに供給されたインク量αとを用いてメインタンクのインク残量とサブタンクの空き容量を見積もり、インク充填タイミングを制御する場合を説明した。本実施形態においては、メインタンク内にインクの液面の位置を検知してメインタンクのインク残量を求める手段と、サブタンク内にインクの液面の位置を検知してサブタンクの空き容量を求める手段を設けてる。これによりインク量を検知することで、より正確にインク充填タイミングを制御できる場合について説明する。
【００９１】
図８は、本実施形態に用いられるメインタンク９内に設けられたインクの検知センサである。図８は設置状態にあるメインタンク９の一部を抜粋して示したもので、重力方向下方に中空管１１と中空管２１とが接続されている。本実施形態において、中空管１１と中空管２１とは例えばステンレスのような導電性を有する金属材料で設けており、さらに中空管１１と中空管２１とは定電流回路２３に接続されている。そして、メインタンク９の内部には、中空管２１の周りを囲むように高さｈ１の壁２０が設けられている。
【００９２】
つまり、高さｈ１よりも高い位置に液面がある場合には、定電流回路２３で電圧を印加するとインクを介して電流が流れる。一方高さｈ１以下の位置に液面がある場合には、定電流回路２３で電圧を印加しても電流が流れない。これにより、メインタンク９内のインクの液面の位置を検知し、メインタンク９内のインク残量をより正確に見積もることができる。以下、高さｈ１のときのメインタンクのインク量をＭｈとする。
【００９３】
また、図９に示すように本実施形態のサブタンク１０にもメインタンク９と同様にサブタンク内のインクの検知センサが設けられている。サブタンク１０の重力方向上部には、導電性を有する金属材料で設けられた中空管１１と、電極２４とが設けられている。そして、中空管１１と電極２４とは、定電流回路２５に接続されている。サブタンクのインクの液面が中空管１１の下端部より重力方向に関して上側に位置している場合には、定電流回路２５で電圧を印加するとインクを介して電流が流れる。一方、サブタンクのインクの液面が、中空管１１の下端部より重力方向に関して下側に位置しているときには、定電流回路２５で電圧を印加しても電流が流れない。
【００９４】
これにより、サブタンク１０内の液面の位置が中空管１１の下端部以下となったタイミングをより正確に検知することができる。つまり検知後のドットカウントに基づいてサブタンク１０の空き容量Ｋｘを見積もることで、より正確にサブタンク内のインク空き容量を見積もることができる。
【００９５】
そして１つの画像を記録するために最低限必要なサブタンク１０のインク量をＬｈとしたときのサブタンク内のインク空き容量をＫｈと表すときに、メインタンクの壁２０の高さは、Ｋｈ≧Ｍｈとなるように設けておく。
【００９６】
なお、定電流回路２５による検知を定期的（例えば数ｍ秒〜数秒の間隔毎）に行うことに伴う検知ばらつきや、インクのメニスカス・泡等によるによる液面検知ばらつきを考慮し、サブタンクの空き容量Ｋｘに予めばらつきを加味した値を含んでおいてもよい。
【００９７】
具体的にはメインタンクは、インク量（Ｍｈ）が１０ｍｌとなったときに残量検知センサで検知されるように設けられている。そしてサブタンクは、満杯量（Ｌ０）が２９ｍｌとなるように中空管が調整されており、１つの画像を記録する最低限必要な量であるサブタンクのインク量（Ｌｈ）が１０ｍｌに設定されている。
【００９８】
このような検知センサを設けた場合の、ダイヤフラム弁を用いた強制充填を行うタイミングを示すインク充填のフローについて図１０を用いて説明する。
【００９９】
最初に、ステップ１１においてインクジェット記録装置による記録動作を行う。そして定電流回路２３を用いて記録動作後のメインタンク９内のインクの液面がｈ１以下の位置、すなわちインク残量がＭｈ以下となったかを検知する（ステップ１２）。そしてＭｈ以下ではない場合には、ダイヤフラム弁１４による強制充填動作を行うことなく処理を終了する。
【０１００】
Ｍｈ以下であった場合には、サブタンク１０内のインクの空き容量がＫｈ以上となったかを判断する（ステップ１３）。そしてＫｈ以上ではない場合には、ダイヤフラム弁１４による強制充填動作を行うことなく処理を終了する。
【０１０１】
サブタンク１０内のインクの空き容量がＫｈ以上であると判断された場合には、ダイヤフラム弁１４による強制的にサブタンクへのインク充填動作を行う（ステップ１４）。なお、上述のようにサブタンク１０のインクの空き容量Ｋｈと、メインタンク９のインク量Ｍｈとは、Ｍｈ≦Ｋｈとなるように設けられているため強制充填動作後にメインタンクは空となる。
【０１０２】
その後、メインタンク交換の警告を出して、ユーザーに交換を促す（ステップ７）。
【０１０３】
すなわちメインタンクのインク残量がＭｈ以下かつサブタンクの空き容量がＫｈ以上となって初めて強制充填が行われように制御されている。一方メインタンクのインク残量がＭｈより多くかつサブタンクの空き容量がＫｈ以上の場合には、動圧を利用したインク充填動作によりサブタンクにインクが充填されサブタンクの空き容量がＫｈ未満となる可能性があるため、強制充填は行われない。このように制御することで、インクの強制充填を行う頻度を最小限とすることができ、強制充填による記録効率の低下を防止することができる。また、メインタンクが交換されるときには必ずサブタンク内のインクを１つの画像を記録するために十分な量とすることができ、画像印字中に記録動作が中断されることを防止でき、画像にむらやスジが生じることも防止できる。
【０１０４】
なおＡ１サイズやＡ０サイズの記録媒体に対して記録を行う大型インクジェット記録装置を対象として説明を行ったが、これに限られることなくＡ３、Ａ４版以下等の各種の記録媒体に対して記録を行うビジネスプリンタ等にも適用できることは言うまでもない。
【符号の説明】
【０１０５】
２  キャリッジ
３  記録ヘッド
４  供給チューブ
８  供給システム
９  メインタンク
１０  サブタンク
１１  中空管
１２  バッファ室
１３  記録媒体
１４  ダイヤフラム弁
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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