(57)【要約】【課題】インクが無くなったことを正確に検出可能な被検出部を備えたフォーム式のインクタンクを提案すること。【解決手段】フォーム式のインクタンク１の主インク室５は、第１、第２連通室３０、４０を介して副インク室２０に連通し、副インク室２０はインク取出し孔８ａに連通している。副インク室２０にはインクエンド検出用の直角プリズム５１の反射面５１ａ、５１ｂが露出している。インクは主インク室５から連通室３０、４０を介して副インク室２０に導入されるが、空気は小容積の第２連通室４０のみを介して副インク室２０に導入される。インク残量が少なくなり、気泡が第２連通室４０に導入されると、この中において気泡が形成され、気泡同士が纏まって、インク液面と気泡が分離した状態が迅速に形成され、副インク室２０内では気泡が形成されない。気泡により反射面５１ａ、５１ｂが覆われてインクエンド検出が出来なくなるという弊害を回避できる。【選択図】　　　図５
2004017599.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
インクが吸収保持されたフォームと、
このフォームが収納されている大気開放された主インク室と、
インク取出し孔と、
前記主インク室および前記インク取出し孔の間に形成された副インク室と、
前記インク取出し孔に作用するインク吸引力によって、前記主インク室の側からインクを前記副インク室に導入可能な第１連通室と、
前記インク取出し孔に作用するインク吸引力によって、前記主インク室の側からインクおよび気泡を前記副インク室に導入可能な第２連通室と、
前記主インク室から前記第２連通室を介して前記副インク室に進入した空気量に基づきインクが無くなったか否かを光学的に検出可能な被検出部とを有し、
前記被検出部は、背面が前記副インク室内に露出している反射面を備えているインクタンク。
【請求項２】
請求項１において、
前記第１連通室は、前記インク吸引力より大きな毛管引力が発生する第１連通孔を介して前記主インク室に連通しており、
前記第２連通室は、前記インク吸引力より小さな毛管引力が発生する第２連通孔を介して前記主インク室に連通していることを特徴とするインクタンク。
【請求項３】
請求項１または２において、
前記第１連通孔は、前記主インク室と前記第１連通室の間を仕切っている仕切り壁に形成した連通孔であるか、あるいは、これらの間を連通している連通口に取り付けた多孔質部材によって規定されたものであり、
前記第２連通孔は、前記主インク室と前記第２連通室の間を仕切っている仕切り壁に形成した連通孔であるか、あるいは、これらの間を連通している連通口に取り付けた多孔質部材によって規定されたものであることを特徴とするインクタンク。
【請求項４】
請求項１ないし３のうちのいずれかの項において、
前記第２連通室の容積は、前記第１連通部の容積よりも小さいことを特徴とするインクタンク。
【請求項５】
請求項１ないし４のうちのいずれかの項において、
前記第２連通室は、前記反射面の近傍位置において前記副インク室に連通していることを特徴とするインクタンク。
【請求項６】
請求項１ないし５のうちのいずれかの項において、
前記主インク室と前記副インク室を仕切っている仕切り板と、
この仕切り板における前記主インク室に面している表面に形成した第１の凹部と、
前記仕切り板の前記表面に形成した第２の凹部と、
前記第１の連通孔を形成するために、前記第１の凹部の外周縁部分に接合した第１のフィルタと、
前記第２の連通孔を形成するために、前記第２の凹部の外周縁部分に接合した第２のフィルタと、
前記仕切り板における前記第１の凹部に開けた第１の貫通孔と、
前記仕切り板における前記第２の凹部に開けた第２の貫通孔とを有しており、前記第１連通室は、前記第１の凹部と前記第１のフィルタによって構成され、前記第２連通室は、前記第２の凹部と前記第２のフィルタによって構成されていることを特徴とするインクタンク。
【請求項７】
インクが吸収保持されたフォームと、このフォームが収納されている大気開放された主インク室と、インク取出し孔と、前記主インク室および前記インク取出し孔の間に形成された副インク室と、を有し、
前記インク取出し孔に作用するインク吸引力によって、前記主インク室の側からインクを前記副インク室に導入可能な第１連通領域と、前記インク取出し孔に作用するインク吸引力によって、前記主インク室の側からインクおよび気泡を前記副インク室に導入可能な第２連通領域と、を含む多孔質部材が、前記主インク室と前記副インク室の境界のインク通路に配置されており、
前記主インク室から前記第２連通領域を介して前記副インク室に進入した空気量に基づきインクが無くなったか否かを光学的に検出可能な被検出部を有し、
前記被検出部は、背面が前記副インク室内に露出している反射面を備えているインクタンク。
【請求項８】
請求項７において、前記第１連通領域の多孔部の一部を拡張或は、孔開けすることにより前記第２連通領域を形成し、前記第１連通領域が発生する毛管引力より前記第２連通領域が発生する毛管引力が小さくなるようにしたことを特徴とするインクタンク。
【請求項９】
請求項１ないし８のうちのいずれかの項に記載のインクタンクをインク供給源とするインクジェットプリンタであって、
前記インクタンクの前記被検出部を検出する検出部を備えていることを特徴とするインクジェットプリンタ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、インクを吸収保持したフォームを備えたインクタンクおよび当該インクイタンクをインク供給源とするインクジェットプリンタに関するものである。さらに詳しくは、本発明は、インクが無くなった状態（インクエンド）を精度良く、しかも確実に検出可能な検出機構を備えたインクタンクおよびインクジェットプリンタに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
インクジェットプリンタのインクタンクとしてはフォーム式のインクタンクが知られている。このフォーム式のインクタンクは、インクを吸収保持したフォームが収納されているフォーム収納部と、このフォーム収納部に連通したインク取出し孔と、フォーム収納部を大気開放している大気連通口とを有している。インク取出し孔から、インクジェットヘッドの吐出圧力によってインクを吸引すると、吸引したインク量に対応する空気が大気連通口からフォーム収納部に流入するようになっている。
【０００３】
フォーム式のインクタンクの場合におけるインクの有無の検出は、インクジェットヘッドから吐出されるインクドット数や、インクジェットヘッドからインクを吸引するインクポンプのインク吸引量等に基づき、使用されたインク量をカウントし、このカウント結果に基づき行っている。
【０００４】
なお、一般に、インクタンク内のインクが殆ど無くなった状態を「リアルエンド」と呼び、インクタンク内のインクの残量が一定量よりも少なくなった状態を「ニアエンド」と呼んでいるが、本明細書で用いる「インクエンド」とは、特に断りのない限り両者を含むものである。
【０００５】
しかしながら、インク使用量等をカウントしてインクエンドを検出するインクエンド検出方法は次のような問題点がある。インクジェットヘッドのインク吐出量、およびインクポンプによるインク吸引量にはばらつきがあるので、これらに基づきカウントされたインク使用量は、実際のインク使用量に比べて大きくばらつく。このために、インクエンドを確定するためには大きなマージンを設ける必要がある。この結果、インクエンドが検出された時点において、多量のインクが残っている場合があり、インクが無駄になることが多い。
【０００６】
そこで、プリズム反射面の背面をインク界面としておき、インクが無くなるとプリズム反射面が本来の反射面に戻るという光学特性を利用した光学式の検出システムを用いて、インクエンドを直接的に検出することが考えられる。プリズム反射面を利用した検出システムは、例えば特開平１０−３２３９９３号公報、米国特許第５，６１６，９２９号公報に開示されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、フォーム式のインクタンクの場合には、インクがフォームに吸収保持されているので、上記公報に開示されている検出システムをそのまま適用することが不可能である。そこで、主インク室（フォームが収納されているフォーム収納部）とインク取出し孔との間にインクを貯留可能な小容積の副インク室を形成し、ここにプリズム反射面を配置し、主インク室のインクがある程度消費された状態で副インク室に空気が進入するように圧力制御された構成を採用することが考えられる。
【０００８】
このようにすれば、主インク室内のインクの残りが少なくなると、インク取出し孔からインクが供給される毎に、主インク室から副インク室に気泡が進入するようになる。主インク室内のインクが無くなると、インクタンクのインク残量は実質的に副インク室に溜まっているインク量のみになる。この副インク室のインク残量が少なくなると、インク界面となっているプリズム反射面の背面がインク液面から露出し、当該反射面の反射状態が変化する。すなわち、背面がインクで覆われている状態では反射面として機能しなかった反射面が、インク液面の低下と共に徐々に反射機能を取り戻す。従って、当該反射面の反射光量に基づきインク残量が所定量以下になった状態を検出できる。よって、副インク室の容積を充分に小さくしておけば、インク残量が実質的に無くなった時点でインクエンドを検出できる。
【０００９】
しかしながら、副インク室内に進入した空気は副インク室内に気泡を生成する。気泡がプリズム反射面の背面に付着し、あるいはその近傍に浮遊した状態が形成されると、インク液面がプリズム反射面よりも低下しても、気泡間に保持されているインクによってプリズム反射面が覆われた状態が保持される。この結果、当該プリズム反射面の反射状態がインク液面が低下しても変化しない。よって、インクエンドを検出できないという不具合が発生する惧れがある。
【００１０】
本発明の課題は、副インク室内で発生する気泡が原因となって反射面の反射状態がインク液面が低下しても変化しないという弊害を解消可能なインクタンクを提案することにある。
【００１１】
また、本発明の課題は、かかるインクタンクの反射面の反射状態を検出することにより精度良く、且つ確実にインクエンドを検出可能なインクジェットプリンタを提案することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために、本発明のインクタンクは、
インクが吸収保持されたフォームと、
このフォームが収納されている大気開放された主インク室と、
インク取出し孔と、
前記主インク室および前記インク取出し孔の間に形成された副インク室と、
前記インク取出し孔に作用するインク吸引力によって、前記主インク室の側からインクを前記副インク室に導入可能な第１連通室と、
前記インク取出し孔に作用するインク吸引力によって、前記主インク室の側からインクおよび気泡を前記副インク室に導入可能な第２連通室と、
前記主インク室から前記第２連通室を介して前記副インク室に進入した空気量に基づきインクが無くなったか否かを光学的に検出可能な被検出部とを有し、
前記被検出部は、背面が前記副インク室内に露出している反射面を備えていることを特徴としている。
【００１３】
本発明のインクタンクでは、主インク室内のインクの残りが少なくなると、インク取出し孔からインクが供給される毎に、主インク室から第２連通室を介して副インク室に気泡も進入するようになる。主インク室内のインクが無くなると、インクタンクのインク残量は実質的に副インク室に溜まっているインク量のみになる。この副インク室のインク残量が少なくなると、インク界面となっている反射面の背面がインク液面から露出し、当該反射面の反射状態が変化する。すなわち、背面がインクで覆われている状態では反射面として機能しなかった反射面が、インク液面の低下と共に徐々に反射機能を取り戻す。従って、当該反射面の反射光量に基づきインク残量が所定量以下になった状態を検出できる。副インク室の容積を充分に小さくしておけば、インク残量が実質的に無くなった時点でインクエンドを検出できる。
【００１４】
ここで、本発明では、主インク室と副インク室の間は、第１連通室および第２連通室のそれぞれによって相互に連通しており、残留インクの量が多い場合には双方の連通室を介してインクが副インク室内に導入される。インク残量が少なくなると、インク消費量に対応する空気が、主インク室側から第２連通室のみを介して副インク室に供給される。
【００１５】
従って、主インク室内のインクが無くなると、空気が第２連通室に進入して、ここで気泡を形成するので、当該第２連通室が気泡で満たされていく。インクが更に消費されて副インク室内のインク残量も徐々に減っていくと、そのインク液面の高さ位置も徐々に低下していく。
【００１６】
第２連通室内に気泡が満たされて、インク液面が副インク室内の高さ位置まで低下した後は、第２連通室内は気泡で満たされているので、新たな気泡を生成するためのインクが実質的に存在しない。この結果、空気の進入に伴って、第２連通室の内部を満たしていた気泡が潰れて徐々に大きな気泡となり、当該第２連通室内の気泡が徐々に消えて（纏まって大きくなり）、空気のみの層が第２連通室内の上端側に形成され、これが徐々に副インク室側に広がっていく。
【００１７】
従って、本発明によれば、空気が第２連通室に進入して気泡を形成するものの、インク液面が低下すると、ここに空気層が形成され、インク液面と気泡が迅速に分離される。よって、副インク室内に気泡が充満して反射面の背面に付着し、あるいはその近傍に浮遊することを防止できる。この結果、気泡が原因となって反射面の反射状態が変化せず、インクエンドを検出できないという不具合を確実に解消できる。
【００１８】
また、主インク室から副インク室へのインクの供給は、第１連通室を介して行われるので、この第１連通室の大きさを調整すれば、インクの流れを阻害するような流路抵抗の増加も回避できる。
【００１９】
ここで、第１連通室を、前記インク吸引力より大きな毛管引力が発生する第１連通孔を介して前記主インク室に連通しておけば、ここを介して、インクのみが主インク室から副インク室に供給される。逆に、前記第２連通室を、前記インク吸引力より小さな毛管引力が発生する第２連通孔を介して前記主インク室に連通しておけば、主インク室から空気を当該第２連通室に導入できる。
【００２０】
第１連通孔は、前記主インク室と前記第１連通室の間を仕切っている仕切り壁に形成した１個あるいは複数個の連通孔とすることができる。この代わりに、これらの間を連通している連通口に取り付けたフィルタなどの多孔質部材によって規定することもできる。
【００２１】
同様に、前記第２連通孔も、前記主インク室と前記第２連通室の間を仕切っている仕切り壁に形成した連通孔とすることができる。また、これらの間を連通している連通口に取り付けたフィルタなどの多孔質部材によって規定されたものとすることもできる。
【００２２】
次に、気泡形成用のインクの供給をなるべく少なくすれば、第２連通室内においてインク液面と気泡との分離が促進され、また、気泡が消滅して空気層が迅速に形成される。従って、前記第２連通室の容積は可能な限り小さくしておくことが望ましく、少なくとも前記第１連通室の容積よりも小さくしておくことが望ましい。また、インク流路抵抗の増加を抑制するためにも、第１連通室の容積は可能な限り大きくしておくことが望ましいので、この点からも第２連通室の容積を小さくして、限られたスペース内において第１連通室の容積を大きくすることが望ましい。
【００２３】
また、前記第２連通室を、前記反射面の近傍位置において前記副インク室に連通させておけば、副インク室内における反射面の背面部分では、インク液面が空気の層と確実に分離した状態で降下するので、反射面の背面に気泡が付着し、あるいはその近傍に気泡が多数浮遊する事態を確実に防止できる。
【００２４】
本発明において、主インク室と副インク室とを仕切り板を用いて仕切った場合には、前記第１、第２連通室を次のように構成することができる。すなわち、
前記主インク室と前記副インク室を仕切っている仕切り板における前記主インク室に面している表面に形成した第１の凹部と、
前記仕切り板の前記表面に形成した第２の凹部と、
前記第１の連通孔を形成するために、前記第１の凹部の外周縁部分に接合した第１のフィルタと、
前記第２の連通孔を形成するために、前記第２の凹部の外周縁部分に接合した第２のフィルタと、
前記仕切り板における前記第１の凹部に開けた第１の貫通孔と、
前記仕切り板における前記第２の凹部に開けた第２の貫通孔とを有した構成とすることができる。
【００２５】
この場合には、前記第１の凹部と前記第１のフィルタとによって前記第１連通室が構成され、前記第２の凹部と前記第２のフィルタとによって、前記第２連通室が構成される。
【００２６】
また、１種類のフィルタの一部の孔を拡張或は孔開け加工により、毛管引力の異なる領域を同一のフィルタ上に形成し、未加工部を前記第１連通孔に対応する部分とし、拡張あるいは、孔開け部を前記第２連通孔に対応する部分とすることもできる。この場合、フィルタの各部分を前記仕切り板における前記第１連通室、前記第２連通室の外周縁部分に接合することにより、前記第１連通室と前記第２連通室の外周縁部分の形状が自由になり、前記第２連通室を前記第１連通室の中央部に配置することもできる。
【００２７】
この構成によれば、フォームに含浸されたインクがほとんど消費されてから、前記第１連通室への気泡の侵入が開始されるようになり、より多くのインクを消費することができるほか、輸送中にインクタンクに作用する振動や衝撃などにより、第２連通部室に気泡が侵入することを防止できる。
【００２８】
一方、本発明は、上記構成のインクタンクをインク供給源とするインクジェットプリンタであって、前記インクタンクの前記被検出部を検出する検出部を備えていることを特徴としている。本発明のインクジェットプリンタによれば、検出部の反射面の反射状態がインク液面の低下に伴って確実に変化するので、確実にインクタンクのインクエンドを検出できる。
【００２９】
【発明の実施の形態】
以下に、図面を参照して、本発明を適用したインクタンクの実施例を説明する。なお、以下の実施例はインクジェットプリンタのタンク装着部に対して着脱可能に装着されるインクタンクに対して本発明を適用した例である。しかし、本発明は、インクジェットプリンタに予め配置されたインクタンクに対しても同様に適用可能である。
【００３０】
（構成）
図１（ａ）および（ｂ）は本発明を適用したフォーム式のインクタンクを示す平面図および正面図であり、図２は当該インクタンクを底面側から見た場合の斜視図である。図３は当該インクタンクの内部構造を示すために蓋を省略した状態で示す分解斜視図であり、図４は当該インクタンクの分解斜視図である。また、図５は図１のＶ−Ｖ線で切断した部分の断面図であり、図６は図１のＶＩ−ＶＩ線で切断した部分の断面図である。
【００３１】
これらの図を参照して説明すると、本例のインクタンク１は、インクジェットプリンタ（図示せず）に形成されているタンク装着部（図示せず）に対して着脱可能に装着して使用される。このインクタンク１は、上側が開口した直方体の容器本体２と、この容器本体２の上側開口３を封鎖している容器蓋４とを有し、これらの内部に主インク室５が形成され、ここに、インクが吸収保持された全体として直方体形状のフォーム６が収納されている。
【００３２】
容器本体２の底面にはインク取出し部７が形成されており、このインク取出し部７には円盤状のゴムパッキン８が装着されており、その中心に開けた貫通孔８ａがインク取出し孔とされている。インク取出し部７におけるゴムパッキン８よりも奥の部分には、インク取出し孔８ａを封鎖可能な弁９が配置されており、この弁９は常にコイルばね１０によってゴムパッキン８に押し付けられ、インク取出し孔８ａを封鎖している。
【００３３】
主インク室５は容器蓋４に形成された大気連通孔１３を介して大気開放されている。また、図５から分かるように、主インク室５とインク取出し孔８ａとの間には副インク室２０が形成され、主インク室５と副インク室２０の間には第１および第２連通室３０、４０が形成されている。主インク室５は第１連通室３０を介して副インク室２０に連通していると共に、第２連通室４０を介して副インク室２０に連通しており、副インク室２０はインク取出し孔８ａに直接に連通している。インク取出し孔８ａに不図示のインクジェットヘッド側からインク吸引力が作用すると、主インク室５に装着したフォーム６に吸収保持されているインクが、第１、２連通室３０、４０から副インク室２０を介してインク取出し孔８ａからインクジェットヘッド側に供給される。同時に、吸引されたインクに対応する分の空気が、大気連通口１３から主インク室５に入り込む。
【００３４】
また、本例の副インク室２０には、インクタンク１のインクエンドを光学的に検出するために用いる直角プリズム５１からなる被検出部が配置されている。
【００３５】
次に各部分の構成を詳細に説明する。まず、副インク室２０について説明すると、容器本体２の底板部分２０１には、矩形断面の筒状枠２０２が当該底板部分２０１を貫通して上下に垂直に延びている。この筒状枠２０２における主インク室５内に垂直に起立している上側筒状枠部分２０３の矩形の上端開口は仕切り部材６０によって封鎖されている。また、筒状枠２２の容器底板部分２０１から下方に垂直に突出している下側筒状枠部分２０４の下端開口は、これに一体形成されている底板部分２０６によって封鎖されている。これら筒状枠２０２、仕切り部材６０および底板部分２０６によって、副インク室２０が形成されている。
【００３６】
次に、この副インク室２０の底板部分２０６の中央にはインク取出し部７が形成されている。底板部分２０６の中央からは、円筒状の突出部分２０７が上方（副インク室内）に垂直に延びている。この突出部分２０７の中心孔はインク取出し孔８ａに連通したインク通路２０８とされており、ここにゴムパッキン８、弁９およびコイルばね１０が装着されており、当該コイルばね１０のばね受け２０９が突出部分２０７の内周面に一体形成されている。この突出部分２０７の上端開口が円形の連通口２１０とされ、ここにフィルタ１２が取り付けられている。
【００３７】
本例のフィルタ１２は、インクポンプによる吸引が行われている場合を除くインク吸引力がインク取出し孔８ａに作用した場合、インクを通すが気泡が通過することのないように孔径の小さい多孔質材料から形成されている。このフィルタ１２は、インクに混入している異物を捕捉可能な孔サイズのものであり、不織布やメッシュフィルタ等から形成することができる。または、突出部分２０７の上端の連通口２１０を封鎖する天板部分を形成し、ここに所定の径の貫通孔を複数形成したものとすることも可能である。
【００３８】
なお、インク吸引力とは、インク供給対象のインクジェットヘッド（図示せず）でのインク吐出圧力によりインク取出し孔８ａに作用するインク吸引力もしくはインクポンプの吸引力によるものである。
【００３９】
次に、インクタンク１の副インク室２０に配置されている被検出部５０を説明する。容器本体２の側板部分５３の下端部分には、横長の矩形板５４が溶着固定されており、この矩形板５４の内側面には直角プリズム５１が一体形成されている。直角プリズム５１は直交する一対の反射面５１ａ、５１ｂを備えており、副インク室２０の筒状枠２０２に開けた開口部２０２ｂから直接に副インク室２０の内部に露出しており、各反射面５１ａ、５１ｂの背面がインク界面となっている。
【００４０】
図６に示すように、インクタンク１が装着されるインクジェットプリンタ（図示せず）の側には、反射型の光学式センサ５７が取り付けられている。光学式センサ５７は、発光素子５７ａと受光素子５７ｂを備えており、その発光素子５７ａからの射出光を反射面５１ａに対して４５度の角度で入射させ、この反射面５１ａおよび反射面５１ｂで反射された戻り光を受光素子５７ｂで受光できるように、その位置が設定されている。
【００４１】
次に、第１、第２連通室３０、４０の部分を詳細に説明する。副インク室２０の上端開口は上記のように仕切り部材６０によって封鎖され、この仕切り部材６０と筒状枠２０２と底板部分２０６の間に副インク室２０が形成されている。また、仕切り部材６０における主インク室５側に面している表面に第１および第２連通室３０、４０が形成されている。
【００４２】
図７には本例の仕切り部材６０を示してある。この図も参照して説明すると、仕切り部材６０は、長方形の仕切り板部分６１と、この仕切り板部分６１の裏面（副インク室２０の側の面）における中央部分から垂直に突出している円筒６２と、同じく当該裏面における直角プリズム５１に近い側の位置において垂直に突出している垂れ壁部分６３とを備えている。垂れ壁部分６３は仕切り板部分６１の短辺方向の全幅に亘って延びている。
【００４３】
仕切り板部分６１の表面（主インク室側の面）には、当該仕切り板部分６１と同一方向に長い矩形の第１の凹部７１が形成され、この外周縁部分は第１の矩形枠状突起７２によって囲まれている。また、当該表面の長辺方向の端部であって、直角プリズム５１の側の部分には、仕切り板部分６１の短辺方向に長い矩形の第２の凹部７３が形成され、この外周縁部分も第２の矩形枠状突起７４によって囲まれている。図７から分かるように、第１の凹部７１が矩形板部分６１の表面を実質的に占有しており、第２の凹部７２は直角プリズム側の端部分に形成された小さな面積のものとされている。
【００４４】
図４、５から分かるように、第１の凹部７１は矩形の第１のフィルタ７５で覆われており、この第１のフィルタ７５の外周縁部分は矩形枠状突起７２の表面に接合されている。同様に、第２の凹部７３は矩形の第２のフィルタ７６で覆われており、この第２のフィルタ７６の外周縁部分は矩形枠状突起７４の表面に接合されている。仕切り板部分６１の外周縁部分の裏面は超音波融着などによって筒状枠２０２の上端面に接合することができ、第１、第２のフィルタ７５、７６は、超音波融着などによって仕切り板部分６１の表面に形成されている矩形枠状突起７２、７４の表面に接合することができる。
【００４５】
また、第１連通室３０における第１の凹部７１の底面には、直角プリズム５１から離れている長辺方向の端部側の部位に、円形をした第１の貫通孔７７が形成されている。同様に、第２連通室４０における第２の凹部７３の底面にも、仕切り板部分６１の短辺方向に沿って長い長円形の第２の貫通孔７８が形成されている。
【００４６】
このようにして、本例の第１連通室３０は、仕切り板部分６１の表面に形成した第１の凹部７１と第１のフィルタ７５とによって構成され、第１のフィルタ７５を介して主インク室５に連通し、第１の貫通孔７７を介して副インク室２０に連通している。第２連通室４０は、仕切り板部分６１の表面に形成した第２の凹部７２と第２のフィルタ７６とによって構成され、第２のフィルタ７６を介して主インク室５に連通し、第２の貫通孔７８を介して副インク室２０に連通している。
【００４７】
ここで、第２のフィルタ７６は、インクを通すと共に、インク取出し孔８ａに作用するインク吸引力によって、気泡が通過可能な多孔質材料から形成されている。すなわち、インク吸引力によってメニスカスが破壊する毛管引力となる孔サイズの多孔質材料から形成されている。この第２のフィルタ７６は、例えば、不織布やメッシュフィルタ等から形成されている。これに対して、第１のフィルタ７５は、インクポンプが吸引されている場合を除くインク吸引力がインク取出し孔に作用した場合、インクを通すが気泡が通過することのないように第２のフィルタ７６より孔径の小さい多孔質材料から形成されている。この第１のフィルタ７５も不織布やメッシュフィルタ等から形成されている。
【００４８】
例えば、インク吸引力が２００ｐａ程度になる場合には、第１のフィルタ７５は例えば４０００ｐａの毛管引力を発生可能な多孔質素材とすればよく、第２のフィルタ７６は２０００ｐａの負圧が作用すると気泡を通過させるような粗い目の多孔質素材（毛管引力が２０００ｐａ未満の多孔質素材）とすればよい。
【００４９】
なお、第１のフィルタ７５、第２のフィルタ７６で仕切り板部分６１に形成した第１、第２の凹部７１、７３を覆う代わりに、当該凹部７１、７３の開口（主インク室側の連通口）を板部材（仕切り壁部分）で覆い、この板部分に複数の連通孔を形成してもよい。この場合、第１の凹部７１を覆っている第１の板部材に形成すべき第１の連通孔は、インク吸引力が作用しても気泡を通さない孔径のものとし、第２の凹部７３を覆っている第２の板部材に形成すべき第２の連通孔は、インク吸引力が作用すると気泡を通す孔径のものとすればよい。例えば、第２の連通孔は１００μｍ直径のものとすれば、２０００ｐａの負圧が作用するとインクメニスカスが崩れて気泡を通すことができる。
【００５０】
次に、仕切り板本体部分６１の下側表面の中央から垂直に延びている円筒６２は、副インク室２０の底に溜まっているインクを上方に位置しているフィルタ１２が取り付けられている連通口２１０まで吸い上げるためのものである。円筒６２の下端開口の円形端面６２１には、所定角度間隔で形成された複数の突起６２２が垂直に突出している。本例では９０度間隔で同一高さの４個の突起６２２が形成されている。円筒６２の内周面は、その下端側内周面部分６２３と、この上側に連続して僅かに内側にせり出したテーパ付き内周面部分６２４と、この上側に連続している小径の上端側内周面部分６２５を備えている。
【００５１】
円筒６２を備えた仕切り部材６０は、副インク室２０の中に形成されている円筒状の突出部分２０７に対して上側からキャッピングした状態で取り付けられている。図５、６から分かるように、突出部分２０７の外周面にはその下側部分に、所定の角度間隔で外方に突出したリブ２０７ａが形成されている。本例では９０度間隔で４本のリブ２０７ａが形成されており、これらのリブ２０７ａの突出量は、これらが円筒６２の下端側側外周面部分６２３にちょうど嵌り込むように設定されている。
【００５２】
仕切り部材６０の円筒６２を突出部分２０７にキャッピングすると、４本のリブ２０７ａによって、当該円筒３２の内周面と突出部分２０７の外周面の間には４本のインク吸い上げ用の円弧状断面の隙間２２０が形成される。従って、円筒３２の下端の突出部分６２２の間に形成される隙間２２１からこの隙間２２０を経由して上方に位置しているフィルタ１２に到るインク吸い上げ用の経路が形成される。このようにすると、副インク室２０に溜まっているインク量が減って、その液面がフィルタ１２よりも低くなった場合においても、副インク室２０内のインクをフィルタ１２の位置まで吸い上げて、インク通路２０８からインク取出し孔８ａに供給できる。
【００５３】
（インクエンド検出動作）
次に、インクジェットプリンタに装着された本例のインクタンク１のインクエンドの検出動作を説明する。
【００５４】
インクカートリッジ１をインクジェットプリンタのカートリッジ装着部に装着すると、インクジェットプリンタの側に配置されているインク供給針（図示せず）の先端部分が、インクタンク１のインク取出し孔８ａに装着したゴムパッキン８の貫通孔８ａを貫通して、インク通路２０８内に位置している弁９を押し上げた状態になる。この結果、インク取出し孔８ａが開いた状態になるので、インクタンク１の主インク室５内のフォーム６に吸収保持されているインクが、第１連通室３０および第２連通室４０から副インク室２０を介してインク通路２０８に流れ込み、インク取り出し孔８ａに差し込まれているインク供給針を通って、インクジェットプリンタ側のインクジェットヘッドに供給可能となる。
【００５５】
インクタンク１がこのように装着されると、その側面に形成されている直角プリズム５１がインクジェットプリンタ側の光学式センサ５７に対峙した状態になる。従って、光学式センサ５７からの射出光は、直角プリズム５１の反射面５１ａ、５１ｂで反射されて当該光学式センサ５７によって受光可能な位置関係になる。
【００５６】
インクジェットヘッドが駆動されてインク吐出が行われると、インク吐出圧力によってインク取出し孔８ａにはインク吸引力が作用して、インクジェットヘッドに向けてインクが供給される。インクが供給されてフォーム６に保持されているインクが減少すると、それに伴って、大気連通口１３を介して空気が主インク室５内に入り込む。インクの消費に伴ってフォーム６に含浸されているインクが徐々に減少し、それに代って気泡がフォーム６内に入り込む。フォーム６内のインク残量が少なくなると、主インク室５内から空気が、第２連通室４０の第２のフィルタ７６を通って気泡となって第２連通室４０内に入り込む。第１連通室３０の第１のフィルタ７５は気泡を通さない。従って、気泡は小容積の第２連通室４０内にのみ形成され、ここに気泡が徐々に溜まっていく。
【００５７】
さらにインク残量が少なくなると、主インク室５および副インク室２０に溜まっているインクの液面が徐々に下がり、副インク室２０内に露出している直角プリズム５１の一対のプリズム反射面５１ａ、５１ｂが徐々にインク液面から露出する。この結果、一対の反射面５１ａ、５１ｂは反射面として機能し始める。副インク室２０のインク液面が予め定めた液面位置（例えば、図５に示す位置Ｌ）を下回ると、光学式センサ５７の受光素子５７ｂの受光量が予め定めた受光量を超える。この受光素子５７ｂの受光量の増加に基づき、インクタンク１のインクが無くなったこと（インクエンド）が検出される。
【００５８】
副インク室２０の容積を充分に小さくしておけば、ここのインク残量が僅かになった時点でインクエンドが検出されるので、インク残量が極力少ない状態でインクエンドを検出でき、インクの無駄を抑制できる。なお、プリズム反射面５１ａ、５１ｂによって検出されるインクエンドを、ニアエンドとみなして、次のように処理すると、更にインクの無駄を無くすことができる。すなわち、光学式センサ５７によってインクのニアエンドを検出した後に、以降使用されるインク量をカウントし、その値が副インク室２０の容積に相当する量に達したときにリアルエンドを確定すれば、インク残量が実質的に無くなる時点までインクを使用可能である。
【００５９】
ここで、副インク室２０内に気泡が生成され、直角プリズム５１のプリズム反射面５１ａ、５１ｂの近傍に気泡が浮遊していると、気泡間に保持されているインクによって実質的にプリズム反射面５１ａ、５１ｂが覆われた状態に陥ってしまう。この状態になると、インク液面がプリズム反射面５１ａ、５１ｂより低下しても、プリズム反射面５１ａ、５１ｂはインクで覆われた状態のままとなり、その反射状態が変化しないので、インクエンドの検出が不可能となってしまう。
【００６０】
しかしながら、本例のインクタンク１では、主インク室５と副インク室２０の間が第１連通室３０および第２連通室４０をそれぞれ介して連通しており、インクは双方の連通室３０、４０を介して副インク室２０に供給されるが、主インク室５から副インク室２０への空気の進入は、第２連通室４０を介してのみ行われる。第２連通室４０の内容積は極めて小さいので、インク残量が所定量以下になり、インク液面が第２連通室４０よりも下になると、当該第２連通室４０のインクが無くなり、気泡形成が行われなくなり、気泡が消滅して空気の層が上側から徐々に形成される。この結果、インク液面が気泡から分離された状態で降下する。よって、この第２連通室４０の直下に位置しているプリズム反射面５１ａ、５１ｂの背面側の部分に気泡が浮遊することはない。よって、気泡が原因となってプリズム反射面の反射状態が変化せずインクエンド検出ができなくなるという弊害を回避できる。
【００６１】
更に詳しく説明すると、インク残量が少なくなり、インク液面が第１、第２連通室３０、４０の第１のフィルタ７５、第２のフィルタ７６の高さ位置よりも低下すると、主インク室５からは空気が第２連通室４０に進入して気泡を生成する。発生した気泡は当該第２連通室４０に溜まっていく。
【００６２】
次に、インク消費に伴ってインク液面が徐々に低下して、第２連通室４０における副インク室２０と連通している第２の貫通孔７８よりも低下すると、第２連通室４０内のインク残量は極僅かになる。第２連通室４０内のインクは主インク室５から進入した空気が気泡を形成するために用いられるが、第２連通室４０の容積は極めて小さいので、主インク室５の側から空気が進入しても気泡の生成は止まり、インク液面は、第２連通室４０内の気泡から分離して徐々に降下する。第２連通室４０内の気泡からインク液面が分離した後は、当該第２連通室４０内に気泡生成用のインクが実質的に存在しないので、主インク室５から空気が進入すると、気泡が潰れて徐々に纏まり、第２連通室４０の上端側から徐々に空気の層が形成されていく。
【００６３】
この空気のみの層は、副インク室２０内のインク液面の低下、すなわち、主インク室５からの空気の進入に伴って徐々に副インク室２０内に広がっていく。この結果、第２連通室４０内の気泡が消滅して空気と置き換わるので、この後は、気泡が形成されない状態で、副インク室２０内のインク液面が低下していく。
【００６４】
従って、インクエンド検出用の直角プリズム５１反射面５１ａ、５１ｂの近傍に浮遊している気泡間に保持されているインクによって当該反射面５１ａ、５１ｂが覆われてしまうことがない。よって、インク液面の低下に伴って、プリズム反射面５１ａ、５１ｂの背面が徐々に露出していく。この結果、インク液面が所定の高さ位置を下回った時点で、気泡に阻害されることなくインクエンドが確実に検出される。
【００６５】
また本発明の別の実施の形態として、仕切り部材に１枚のフィルタを貼り付けて、第１の連通室および第２の連通室を形成する構成を挙げることができる。図８、９はこの構成を示す図であり、基本的な構成は上記の例と同一である。図示の例において、フィルタ部材７９は、その一部が鋭利な針等により孔径が拡大されている拡大孔８０を略中心部に備えている。仕切り部材８１は、その表面に形成された第１の凹部８２と、その表面中央部に形成された第２の凹部８３を備えている。第１の凹部８２は第１の連通孔８４を介して副インク室８５に連通しており、第２の凹部８３は連通路８３ａ、第２の連通孔８６を介して直角プリズム５１（図５参照）側の副インク室８５に連通している。
【００６６】
フィルタ部材７９は、その拡大孔８０が第２の凹部８３内に位置するように仕切り板表面に位置合わせされ、この状態で、第２の凹部８３の外縁部８３ｂに融着されていると共に、当該フィルタ部材７９の周辺部も第１の凹部８２の外縁部８２ａに融着されている。
【００６７】
フィルタ部材７９の毛管引力は先の実施の形態において説明した第１のフィルタ７５と同等の毛管引力が発生するように設定されており、また、フィルタ部材７９に形成した拡大孔８０は第２のフィルタ７６と同等の毛管引力が発生するように設定されている。
【００６８】
以上の構成によれば、１枚のフィルタ部材７９を用いて２つの水準の毛管引力を発生させることができ、第１の実施の形態で示したインクタンクをより簡単に実現することができる。
【００６９】
このように、本例のインクタンク１では、インク液面の低下に伴ってプリズム反射面５１ａ、５１ｂの反射状態が気泡に邪魔されることなく確実に変化する。従って、本例のインクタンク１をインク供給源とするインクジェットプリンタにおいては、反射面５１ａ、５１ｂの反射状態に基づき、確実にインクタンクのインクエンドを検出できる。
【００７０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のインクタンクでは、インクが吸収保持されたフォームが収納されている主インク室から、第１連通室および第２連通室を介して副インク室内にインクを導入し、副インク室内に背面が露出している反射面を備えた被検出部の反射状態の変化に基づきインクタンクのインクエンドを検出している。また、第１連通室はインクのみを通過可能とし、第２連通室はインクおよび空気を通過可能な構成としてある。
【００７１】
従って、本発明によれば、主インク室のインク残量が少なくなると、インクの消費に伴って空気が主インク室から第２連通室に進入してここに気泡を形成する。第２連通室の容積を小さくしておけば、インク残量の減少に伴って、この第２連通室内において気泡とインク液面とが分離して、副インク室内においては気泡が形成されることなくインク液面が低下する。
【００７２】
特に、第２連通室の容積を小さくし、当該第２連通室の近傍位置に被検出部の反射面を配置しておけば、副インク室内においてインク液面は気泡から分離した状態で確実に低下していく。よって、当該反射面はインク液面の低下に応じて反射状態が変化して、確実にインクエンドを検出できる。
【００７３】
また、本発明では、主インク室から第１連通室を介して副インク室に向かうインク導入路が確保されているので、インク流路抵抗を増加させることなく、副インク室内での気泡発生を抑制できる。
【００７４】
次に、本発明のインクジェットプリンタは、インク液面の低下に伴って反射状態が確実に変化する反射面を備えたインクタンクをインク供給源としているので、当該反射面の反射状態に基づき確実にインクタンクのインクエンドを検出できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）および（ｂ）は本発明を適用したフォーム式のインクタンクの実施例を示す平面図および正面図である。
【図２】図１のインクタンクを底面側から見た場合の斜視図である。
【図３】図１のインクタンクの内部構造を示すために、蓋を取り外した状態で示す分解斜視図である。
【図４】図１のインクタンクの分解斜視図である。
【図５】図１のＶ−Ｖ線で切断した場合におけるインクタンクの断面図である。
【図６】図１のＶＩ−ＶＩ線で切断した場合におけるインクタンクの断面図である。
【図７】図１の仕切り部材を示す斜視図である。
【図８】本発明の別の実施の形態の主要部分を示す斜視図である。
【図９】図８に示す本発明の実施の形態における主要部の平面図である。
【符号の説明】
１　　インクタンク
２　　容器本体
３　　容器本体の上側開口
４　　容器蓋
５　　主インク室
６　　フォーム
７　　インク取出し部
８　　ゴムパッキン
８ａ　インク取出し孔
１２　フィルタ
１３　大気連通孔
２０　副インク室
３０　第１連通室
４０　第２連通室
５０　被検出部
５１　直角プリズム
５１ａ、５１ｂ　反射面
５７　光学式センサ
６０　仕切り部材
６１　仕切り板部分
６２　円筒
６３　垂れ壁部分
７１　第１の凹部
７２　矩形枠部分
７３　第２の凹部
７４　矩形枠部分
７５　第１のフィルタ
７６　第２のフィルタ
７７　第１の貫通孔
７８　第２の貫通孔
７９　フィルタ部材
８０　拡大孔
【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】
2004017599.tif 000008
【図７】
2004017599.tif 000009
【図８】
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【図９】
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