(57)【要約】【課題】インクタンクをセットする途中の、ジョイントが閉塞した状態で、インクジェットヘッドのノズル吸引を行うと発生する、逆流、混色を防止すると共に、インクタンクに搭載しインクタンク内にインク量を管理するメモリに記録されるインク量情報と実際のインク残量の相関を確実にする。【解決手段】インク供給路と大気連通室間に遮断させる弁及び経路を設けるとともに、インクタンクに搭載したメモリと、装置本体側にインク量の値を前記メモリに対し演算、書き込みする制御手段と、前記メモリに対し演算、書き込みを可能、禁止する禁止手段とを有し、インクタンクを装置に挿入する際、完全にセットした深さをＨａ、前記弁が閉じる深さをＨｂ、中空管の穴が閉塞する深さをＨｃ、メモリの書き換えを禁止する深さをＨｄとすると、深い順にＨａ＞Ｈｂ≒Ｈｄ≧Ｈｃであることを特徴とする。【選択図】        図１
2005014397.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部にインクを貯蔵し、装置に対して着脱自在なインクタンクを有し、前記インクタンクの底部には、インクタンク単体では密閉、中空間を挿入すると連通の状態となる２つのコネクタが設けられ、一方のコネクタには、記録ヘッドへインクを供給するインク供給路に連通する第１の中空管が挿入連通され、他方の前記コネクタには大気と連通した大気連通室に連通する第２の中空管が挿入連通され、インクタンクを装置にセットすると、インクタンクの内部を経由してインク供給路と大気連通室が連通する構成において、前記インクタンク内部を除く部分に、インク供給路と大気連通室間を連通、遮断させる弁及び経路を設け、前記インクタンクを装着している状態では、前記弁を遮断し、前記インクタンクを装着していない状態では、前記弁を連通させる機構とすると共に、インクタンクに搭載した書き換え可能な不揮発性メモリと、装置本体側に、消費したインク量に相当する値を前記メモリに対し演算、書き込みする制御手段と、前記インクタンクを装着している状態では、前記メモリに対し演算、書き込みを可能とし、前記インクタンクを装着していない状態では禁止する禁止手段とを有し、インクタンクを装置に挿入する過程において上記コネクタにより第１第２いずれかの中空管の穴を閉塞挿入高さが存在する構成において、
インクタンクを装置に挿入する際、完全に挿入した深さをＨａ、前記弁が閉じる深さをＨｂ、中空管の穴が閉塞する深さをＨｃ、メモリの書き換えを禁止する深さをＨｄとすると、深い順にＨａ＞Ｈｂ≒Ｈｄ≧Ｈｃであることを特徴とするインクジェット記録装置。
【請求項２】
前記請求項１において、インクタンクを装置に挿入する際、完全に挿入した深さをＨａ、前記弁が閉じる深さをＨｂ、中空管の穴が閉塞する深さをＨｃ、メモリの書き換えを禁止する深さをＨｄとすると、深い順にＨａ＞Ｈｂ＝Ｈｄ＞Ｈｃであることを特徴とするインクジェット記録装置。
【請求項３】
前記請求項１、２において、メモリと接続し、インクタンクに搭載する接点を有し、インクタンク挿入に伴い接離する装置側に固定した接点を有し、所定の挿入深さにて接点が離れメモリへの書き込みを不可能とする禁止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。
【請求項４】
前記請求項１、２において、所定に位置までインクタンクの挿入したことを検出する検出手段を有し、検出手段の信号に基づき前記メモリへの書き込みを禁止する禁止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。
【請求項５】
前記請求項１〜４において、インクタンクを挿入する力により、直接、又は、部品を介して、前記弁を遮断させる機構を有することを特徴とするインクジェット記録装置。
【請求項６】
前記請求項２において、所定に位置までインクタンクの挿入したことを検出する検出手段と、前記弁を電気的駆動により動作させる弁駆動手段と、インクタンクに搭載したメモリへの書き込みを禁止する禁止手段と、前記検出手段の信号に基づき前記メモリへの書き込みを禁止すると同時に前記弁駆動手段を駆動し、弁を開く制御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。
【請求項７】
前記請求項１〜５において、インク供給路の先に微細な吐出ノズルを持つ記録ヘッドと、吐出ノズルよりインク又は空気を吸引する吸引装置を有することを特徴とするインク供給装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、インク供給装置、インク供給機構およびインクジェット記録装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
プリンタ等の記録方式のうち、吐出口（ノズル）からインクを吐出させて記録紙等の被記録媒体上に記録を行うインクジェット記録方式は、低騒音のノンインパクト記録方式で高密度かつ高速の記録動作が可能であるため、近年では広く採用されている。
【０００３】
一般的なインクジェット記録装置は、インクジェットヘッドを搭載するキャリアを駆動する手段と、記録紙を搬送する搬送手段と、これらを制御するための制御手段などを備えている。また、インクジェットヘッドのノズル部分からインクを吐出するためのエネルギーを発生するために、ピエゾ素子などの電気機械変換体を用いてインクに加圧するもの、レーザなどの電磁波を照射して発熱させるもの、発熱により発泡させるもの、あるいは発熱抵抗体を有する電気熱変換体素子によって液体を加熱させ発泡させるものなどがある。その中でも熱エネルギを利用してインク滴を吐出させる方式のインクジェット記録装置は、ノズルを高密度に配列させることができるため高解像度の記録を行うことが可能である。特に電気熱変換体素子をエネルギー発生素子として用いたインクジェットヘッドは、小型化が容易であり、最近の半導体製造分野において技術の進歩と信頼性の向上が著しいＩＣ技術やマイクロ加工技術を応用して、その長所を十分に活用することにより高密度実装化が容易でかつ製造コストを低くできる。
【０００４】
図８に示す、熱エネルギを利用してインク滴を吐出させる方式の従来のインクジェット記録装置の一例において、記録ヘッド１０１の吐出ノズル１０１ｇは微細な穴であり、ノズルに特に弁機構はなく、ノズル内部を負圧に保つことによりノズルにインクのメニスカスを張らせ、ノズルからのインクの漏れ、大気からの空気の進入をなくしている。インクの吐出は吐出ノズル１０１ｇ近傍に配置されたヒータの膜沸騰エネルギーにより吐出ノズル１０１ｇのインクを押し出すことにより行われ、吐出後吐出ノズル１０１ｇの毛細管力により再びノズル内にインクを満たすサイクルが繰り返され、インクはチューブ１０６、インク供給ユニット１０５を介して随時水頭差にて負圧を維持しているメインタンク１０４から吸い上げられる。
【０００５】
画像を形成していくには、上記多数の吐出ノズルに対し選択的にエネルギーを与え、各ノズルから吐出したインクを随時メインタンク１０４から供給していく構成が用いられている。
【０００６】
上記インク供給を実現するための詳細構成を以下に記載する。
【０００７】
記録ヘッド１０１の内部には、微細な穴である吐出ノズル１０１ｇにごみが詰まるのを防止するための微細なメッシュ構造のフィルタ１０１ｃと、フィルタ１０１ｃと吐出ノズル１０１ｇとを結ぶ流路１０１ｆと、フィルタ１０１ｃの上流で、インクジェット記録装置本体に設置されたメインタンク１０４からチューブ１０６を介して供給されるインクを一定量蓄えるサブタンク１０１ｂとが配置されている。
【０００８】
メインタンク１０４は、供給ユニット１０５に対して着脱可能な構成であり、その底部に、ゴム栓１０４ｂで密封されたインク供給口と、ゴム栓１０４ｃで密封された大気導入口とを有する。メインタンク１０４は、単体では気密な容器であり、インク１０９はメインタンク１０４内にそのまま収容される。
【０００９】
インク供給ユニット１０５は、メインタンク１０４からインク１０９を取り出し、記録ヘッド１０１にインクを供給するためのインク供給針２０５ａと、メインタンク２０４内へ大気連通口１０５ｇからの大気を導入させるための大気導入針１０５ｂとを有する。インク供給針１０５ａおよび大気導入針１０５ｂは、メインタンク１０４のインク供給口および大気導入口の位置に対応させて配置されており、メインタンク１０４がインク供給ユニット１０５に装着されることで、インク供給針１０５ａおよび大気導入針１０５ｂがそれぞれゴム栓１０４ｂ、１０４ｃを貫通し、メインタンク１０４の内部に侵入する構成となっている。すなわち、メインタンク１０４がインク供給ユニット１０５に装着されることで、記録ヘッド１０１からインク供給針１０５ａまでの流路と、大気導入針１０５ｂから大気連通口１０５ｇの流路とが１本の流路として連通する。
【００１０】
尚、インク供給針１０５ａおよび大気導入針１０５ｂがそれぞれゴム栓１０４ｂ、１０４ｃを挿入する際に、インクが針穴から漏れ出すことを防止するため、挿入途中でいったん針穴をゴム栓で閉塞させ、挿入が完了すると連通するように、ゴム栓の厚みが針穴の大きさよりも厚く構成することが必要である。
【００１１】
また、周囲環境の温度変化により、記録ヘッド１０１内及び、メインタンク１０４内の空気が膨張した場合に大気連通口１０５ｇからインクがあふれることを防止するために、大気導入針１０５ｂと大気連通口１０５ｇの間にあふれたインクを一時収容するバッファ室１０５ｆを構成している。
【００１２】
以上の構成により、記録ヘッド１０１内のインクが消費されると、その負圧により、インクが随時メインタンク１０４からインク供給ユニット１０５およびインク供給チューブ１０６を介して記録ヘッド１０１へ供給される。その際、メインタンク１０４から供給されたインクと同量の空気が、大気連通口１０５ｇからバッファ室１０５ｆ、大気導入針１０５ｂを経て、メインタンク１０４内に導入される。
【００１３】
しかし、上記構成だけでは、サブタンク１０１ｂ内に、チューブ１０６などの樹脂材料を透過して侵入する空気や、インク内に溶存していた空気が蓄積してしまう問題があり、サブタンク１０１ｂのインクが空になると上記インク供給が不可能になってしまう不都合がある。
【００１４】
このため、記録ヘッド１０１からインク供給針１０５ａまでの流路に遮断弁１１０と、吐出ノズル１０１ｇを吸引する吸引キャップ１０７ａ、吸引ポンプ１０７ｂを含む回復ユニット１０７の連動動作により、蓄積した空気を除去する手段を構成している。
【００１５】
空気の除去動作について説明する。
【００１６】
まず、遮断弁１１０を閉鎖し、吸引キャップ１０７ａを記録ヘッド１０１の吐出ノズル１０１ｇを覆うように押しつける。続いて、吸引ポンプ１０７ｃにより吐出ノズル１０１ｇを吸引する。するとサブタンク１０１ｂ内は減圧し、蓄積した空気は膨張する。吸引ポンプ１０７ｃは記録ヘッド１０１内のインクと、膨張した空気の一部を吸い出す。ここで、遮断弁１１０を開放することで、減圧されていた記録ヘッド１０１内にインクが流れ込み、吸引キャップ１０７ａを開くことで動作は完了する。空気の一部を含む吸引ポンプ１０７ｃで吸引された分のインクが充填されるため、蓄積した空気を減少させることができる。
【００１７】
また、上記構成を利用して、吐出ノズル１０１ｇにインクの増粘物が詰まった場合は、遮断弁１１０を開いたまま、回復ユニット１０７の吸引キャップ１０７ａと吸引ポンプにて吐出ノズル１０１ｇからインクを勢いよく引き出すことでインク吐出特性の回復がなされる。
【００１８】
尚、近年、インクタンク１０４内のインク残量をユーザが把握でき、しかも、インクタンクを使いかけで交換され、再度元のタンクに戻した場合でも、インクタンク固有のインク残量が把握できるようにするために、インクタンク１０４に書き換え可能な不揮発性メモリ１０４ｄを搭載し、そのタンク内のインクの使用量をカウント値として保持する構成が用いられるようになってきた。
【００１９】
メモリ１０４ｄには電源ライン、信号線等複数の電気接点を持ち、本体の供給ユニット１０５側にはその接点に対応するコンタクト１０５ｊを配置し、タンク１０４を供給ユニット１０５を装着することで接点が結合し、本体のＣＰＵとメモリ１０４ｄとが電気的に接続される。
【００２０】
画像形成時に吐出ノズルより吐出するインクの発数を装置本体のＣＰＵにてカウントし、インクの使用量カウント値に置き換え、印字終了毎にインクタンク１０４のメモリ１０４ｄのカウント値より使用量カウント値を差し引いた値をメモリ１０４ｄへ書き込む。上記空気の除去動作、及び、ノズルの回復動作をする場合もインクを多量に消費するため、動作終了時にインクの消費量に相当する使用量カウント値をメモリ１０４ｄのカウント値より使用量カウント値を差し引き、メモリ１０４ｄへ書き込むことで、常にインクの残量とメモリのカウント値とが相関をとれる構成をとっている。（例えば、特許文献１参照。）
【特許文献１】
特開２００２−２３４１８０号公報
【００２１】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来例においては、メインタンク１０４をインク供給ユニット１０５に対し着脱する際に、インクが各針の針穴から漏れ出すことを防止するため、挿入途中でいったん針穴をゴム栓で閉塞させ、挿入が完了すると連通するように、ゴム栓の厚みが針穴の大きさよりも厚く構成しているため、不完全な挿入状態のままでは、インク供給針１０５ａないし大気導入針１０５ｂが閉塞している状態で、記録ヘッドの空気除去動作や、ノズルの回復動作を実施した場合、記録ヘッド内を減圧し、遮断弁１１０を開放後、メインタンク１０４からインクが供給されるべき経路を閉鎖されてしまっているためにインクが供給されず、逆に吐出ノズル１０１ｇからキャップに溜まったインクや空気を吸い込むこととなってしまう。特に、空気除去動作の場合、記録ヘッド内を減圧した状態で、強引にインクタンクを抜いてしまい、針穴が閉塞した瞬間と遮断弁１１０を開放する瞬間が重なった場合に発生してしまう。減圧した状態では、タンクをはずされたことが検出できたとしても、圧を解除する動作がなく回避できない。
【００２２】
このような状態では、キャップ内で固着しかけていたインクがノズルに詰まり印字障害を起こすことや、複数色の吐出ノズルを１つのキャップで吸引する場合は、他の色のインク記録ヘッド内に逆流し、色の混合を起こしてしまう。
【００２３】
更に、インクタンク１０４をはずす方向に対して、インク残量を管理するメモリ１０４ｄの接点１０４ｅと供給ユニット１０５のコンタクト１０４ｊの接触ストロークが大きすぎると、インクタンク１０４をはずしかけ、針穴が閉塞した状態でもメモリ１０４ｄのアクセスか可能になってしまい、空気除去動作時に閉塞しインクが消費されないにも関わらず、メモリ１０４ｄのカウント値を減らしてしまう。逆に、接触のストロークが小さすぎると、針穴から正常にインクを供給可能な状態でも、メモリ１０４ｄへのアクセスが不可能となり、空気除去動作時にインクを消費したにも関わらず、メモリ１０４ｄのカウント値を減算することができなくなる。
【００２４】
このように、インクの消費を正しくメモリに記録することができず、インクの残量とメモリのカウント値の相関がとれなくなるという問題があった。
【００２５】
【課題を解決するための手段】
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、内部にインクを貯蔵し、装置に対して着脱自在なインクタンクを有し、前記インクタンクの底部には、インクタンク単体では密閉、中空間を挿入すると連通の状態となる２つのコネクタが設けられ、一方のコネクタには、記録ヘッドへインクを供給するインク供給路に連通する第１の中空管が挿入連通され、他方の前記コネクタには大気と連通した大気連通室に連通する第２の中空管が挿入連通され、インクタンクを装置にセットすると、インクタンクの内部を経由してインク供給路と大気連通室が連通する構成において、前記インクタンク内部を除く部分に、インク供給路と大気連通室間を連通、遮断させる弁及び経路を設け、前記インクタンクを装着している状態では、前記弁を遮断し、前記インクタンクを装着していない状態では、前記弁を連通させる機構とすると共に、インクタンクに搭載した書き換え可能な不揮発性メモリと、装置本体側に消費したインク量に相当する値を前記メモリに対し演算、書き込みする制御手段と、前記インクタンクを装着している状態では、前記メモリに対し演算、書き込みを可能とし、前記インクタンクを装着していない状態では禁止する禁止手段とを有し、インクタンクを装置に挿入する過程において上記コネクタにより第１第２いずれかの中空管の穴を閉塞挿入高さが存在する構成において、インクタンクを装置に挿入する際、完全にセットした深さをＨａ、前記弁が閉じる深さをＨｂ、中空管の穴が閉塞する深さをＨｃ、メモリの書き換えを禁止する深さをＨｄとすると、深い順にＨａ＞Ｈｂ≒Ｈｄ≧Ｈｃであることを特徴とする。
【００２６】
上記の通り構成された本発明のインクジェット装置は、インクタンクを完全に挿入している深さＨａでは従来例と同様の流路構成であり、空気除去動作及びノズルの回復が正常に実行できる。インクタンクの挿入が不完全であり針穴が閉塞されている深さＨｃでも、針穴が閉塞する挿入高さよりも深い位置Ｈｂで前記弁の遮断、連通が切り替わる位置関係とすることで、常にインク供給路と大気連通室との連通を確保できるため、記録ヘッドの空気除去動作や、ノズルの回復動作を実施した場合、記録ヘッド内を減圧し、遮断弁を開放後、常に、インク供給路方面から圧が開放される。このことにより、吐出ノズル１０１ｇからインクや空気が逆流する問題を解決できる。インクタンクに搭載した書き換え可能な不揮発性メモリへのアクセスを深さＨｄより深い位置で可能、Ｈｄよも浅い位置では禁止とし、深さＨｃとＨｂの間の領域では、細い中空管よりも抵抗の少ない遮断弁経由でから圧が解除されインクタンクからのインクの消費はなくなるため、理想的には深さＨｄ＝Ｈｂとすれば、インクタンクのインク消費とメモリのカウント値が完全に一致し正確なインク残量を把握可能となる。実際寸法公差にて微少に位置がずれＨｄ≒Ｈｂとなっても、配置を考慮しない場合に比べリスクを減らすことができる。
【００２７】
更に改良し、Ｈｄ＝Ｈｂ＝Ｈｃとすれば、中空管と弁の流路抵抗のバランスに頼ることなく確実に切り替わる。
【００２８】
上記書き換え可能な不揮発性メモリへのアクセス禁止手段としては、メモリの接点とそのメモリに対応し装置側に固定した接点との接触する高さを調整配置する方法で、タンクの挿入深さが浅いと非接触となりアクセス禁止となるものや、タンクの挿入深さを検出するセンサを有し、指定の深さで検出信号がＣＰＵに伝えられ、メモリへのアクセスを禁止する方法が考えられる。
【００２９】
深さＨｄとＨｂを一致させる手段としては、上記禁止手段の禁止開始位置と遮断弁の開閉位置を一致させ配置する方法や、上記タンクの挿入深さを検出するセンサの信号に基づき、所定深さにてメモリへのアクセスを禁止すると同時に、遮断弁に電磁弁等を用いて遮断する方法が考えられる。
【００３０】
【発明の実施の形態】
（実施例１）
次に、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
【００３１】
図１は、本発明の一実施形態によるインクジェット記録装置の概略の構成を示す斜視図である。
【００３２】
図１に示すインクジェット記録装置は、記録ヘッド２０１の往復移動（主走査）と、一般記録紙、特殊紙、ＯＨＰフィルム等の記録用シートＳの所定ピッチごとの搬送（副走査）とを繰り返しつつ、これらの動きと同期させながら記録ヘッド２０１から選択的にインクを吐出させ、記録用シートＳに付着させることで、文字や記号、画像等を形成するシリアル型の記録装置である。
【００３３】
図１において、記録ヘッド２０１は、２本のガイドレールに摺動自在に支持され不図示のモータ等の駆動手段によりガイドレールに沿って往復移動されるキャリッジ２０２に着脱可能に搭載されている。記録用シートＳは、搬送ローラ２０３により、記録ヘッド２０１のインク吐出面に対面し、かつ、インク吐出面との距離を一定に維持するように、キャリッジ２０２の移動方向と交差する方向（例えば、直交する方向である矢印Ａ方向）に搬送される。
【００３４】
記録ヘッド２０１は、それぞれ異なる色のインクを吐出するための複数のノズル列を有する。記録ヘッド２０１から吐出されるインクの色に対応して、複数の独立したメインタンク２０４が、インク供給ユニット２０５に着脱可能に装着される。インク供給ユニット２０５と記録ヘッド２０１とは、それぞれインクの色に対応した複数のインク供給チューブ２０６によって接続され、メインタンク２０４をインク供給ユニット２０５に装着することで、メインタンク２０４内に収納された各色のインクを、記録ヘッド２０１の各ノズル列に独立して供給することが可能となる。
【００３５】
記録ヘッド２０１の往復移動範囲内で、かつ、記録用シートＳの通過範囲外の領域である非記録領域には、回復ユニット２０７が、記録ヘッド２０１のインク吐出面と対面するように配置されている。
【００３６】
次に、このインクジェット記録装置のインク供給系の詳細な構成について図２を参照して説明する。図２は、図１に示すインクジェット記録装置のインク供給経路を説明するための図であり、説明を簡単にするため、１色分の経路についてのみ示している。
【００３７】
まず、記録ヘッド２０１について説明する。
【００３８】
記録ヘッド２０１へは、インク供給チューブ２０６の先端に設けられた液体コネクタが気密接続されるコネクタ挿入口２０１ａからインクが供給される。コネクタ挿入口２０１ａは記録ヘッド２０１の上部に形成されたサブタンク部２０１ｂと連通している。サブタンク部２０１ｂの下には、並列に配列された複数のノズル２０１ｇを有するノズル部にインクを直接供給する液室２０１ｆが形成されている。サブタンク部２０１ｂと液室２０１ｆとはフィルタ２０１ｃによって区画されているが、サブタンク部２０１ｂと液室２０１ｆとの境界には開口部２０１ｄが形成された仕切部２０１ｅを有し、フィルタ２０１ｃはこの仕切部２０１ｅ上に設置されている。
【００３９】
上述の構成により、コネクタ挿入口２０１ａから記録ヘッド２０１に供給されたインクは、サブタンク部２０１ｂ、フィルタ２０１ｃ、液室２０１ｆを経てノズル２０１ｇに供給される。コネクタ挿入口２０１ａからノズル２０１ｇまでの間は大気に対して気密な状態に保たれている。
【００４０】
ノズル２０１ｇは、断面幅が２０μｍ程度の筒状の構造を持ち、ノズル２０１ｇ内のインクに吐出エネルギーを与えることでインクをノズル２０１ｇから吐出させ、インクの吐出後、ノズル２０１ｇの毛管力によりノズル２０１ｇ内にインクが満たされる。通常は、この吐出を２０［ｋＨｚ］以上のサイクルで繰り返し、微細で高速な画像形成を行っている。ノズル２０１ｇ内のインクに吐出エネルギーを与えるために、記録ヘッド２０１は、ノズル２０１ｇごとにエネルギー発生手段を有する。本実施形態では、エネルギー発生手段として、ノズル２０１ｇ内のインクを加熱する発熱抵抗素子を用いており、記録ヘッド２０１の駆動を制御するヘッド制御部（不図示）からの指令により発熱抵抗素子を選択的に駆動し、所望のノズル２０１ｇ内のインクを膜沸騰させ、これにより生じる気泡の圧力を利用してノズル２０１ｇからインクを吐出させている。
【００４１】
ノズル２０１ｇは、インクを吐出する先端を下向きにして配列されているが、その先端を閉鎖する弁機構は設けられておらず、インクはメニスカスを形成した状態でノズル２０１ｇを満たしている。そのため、記録ヘッド２０１の内部、特にノズル２０１ｇ内は負圧の状態に保たれている。ただし、負圧が小さすぎると、ノズル２０１ｇの先端に異物やインクが付着した場合、インクのメニスカスが崩れてインクがノズル２０１ｇから漏れ出てしまうことがある。またこの逆に負圧が大きすぎると、吐出時にインクに与えられるエネルギーよりもノズル２０１ｇ内にインクを引き戻す力が強くなってしまい、吐出不良となってしまう。よって、ノズル２０１ｇ内における負圧は、大気圧よりも若干低い一定の範囲に保たれる。この負圧の範囲は、ノズル２０１ｇの数、断面積、発熱抵抗素子の性能等により異なるが、本発明者らの実験結果によれば、約−０．４［ｋＰａ］〜約−２［ｋＰａ］（ただし、インクの比重≒水の比重とする）の範囲が好ましい。
【００４２】
本実施形態では、インク供給ユニット２０５と記録ヘッド２０１とをインク供給チューブ２０６で接続しており、インク供給ユニット２０５に対する記録ヘッド２０１の位置を比較的に自由に設定できるので、記録ヘッド２０１内を負圧とするために、記録ヘッド２０１をインク供給ユニット２０５よりも高い位置に配置している。この高さについて詳しくは後述する。
【００４３】
フィルタ２０１ｃは、ノズル２０１ｇを詰まらせるような異物がサブタンク部２０１ｂから液室２０１ｆへ流出するのを防止するための、ノズル２０１ｇの断面幅よりも小さい１０μｍ以下の微細孔を有する金属メッシュで構成される。フィルタ２０１ｃは、フィルタ２０１ｃの一方の面のみにインクが接触すると各微細孔に毛管力によるインクのメニスカスが形成され、インクは容易に透過するが空気の流れは困難な性質を持っている。微細孔のサイズが小さいほどメニスカスの強度は強くなり、より空気を通しにくくなる。
【００４４】
本実施形態で用いたようなフィルタ２０１ｃでは、空気を透過させるのに必要な圧力は１０．１［ｋＰａ］程度（実験値）である。そのため、記録ヘッド１内でのインクの移動方向に関してフィルタ２０１ｃの下流に位置する液室２０１ｆに空気が存在すると、空気は空気自身の浮力程度ではフィルタ２０１ｃを通過することができないので、液室２０１ｆ内の空気は液室２０１ｆ内に留まる。本実施形態においてはこの現象を利用しており、液室２０１ｆをインクで満たさず、液室２０１ｆ内のインクとフィルタ２０１ｃとの間に空気の層が存在するように、一定量のインクを液室２０１ｆ内に蓄えている。
【００４５】
液室２０１ｆ内に蓄えられるインクの量は、最低限、ノズル２０１ｇをインクで満たすのに必要な量である。ノズル２０１ｇ内に液室２０１ｆからの空気が侵入すると、インク吐出後のノズル２０１ｇにインクが補充されず吐出不良をおこすため、ノズル２０１ｇ内は常にインクで満たされている必要がある。
【００４６】
フィルタ２０１ｃの上面にはサブタンク部２０１ｂ内のインクが接触しているが、このインクと接触している面積がフィルタ２０１ｃの有効面積となる。従来の技術でも述べたようにフィルタ２０１ｃによる圧力損失はフィルタ２０１ｃの有効面積に依存している。本実施形態では、フィルタ２０１ｃを記録ヘッド２０１の使用状態において水平となるように配置し、フィルタ２０１ｃの上面全体にインクを接触させることによりフィルタの有効面積を最大とし、圧力損失を低くしている。
【００４７】
次に、インク供給ユニット２０５およびメインタンク２０４について説明する。
【００４８】
メインタンク２０４は、供給ユニット２０５に対して着脱可能な構成であり、その底部に、ゴム栓２０４ｂで密封されたインク供給口と、ゴム栓２０４ｃで密封された大気導入口とを有する。メインタンク２０４は、単体では気密な容器であり、インク２０９はメインタンク２０４内にそのまま収容される。
【００４９】
一方、インク供給ユニット２０５は、メインタンク２０４からインク２０９を取り出すためのインク供給針２０５ａと、メインタンク２０４内へ大気を導入させるための大気導入針２０５ｂとを有する。インク供給針２０５ａおよび大気導入針２０５ｂは同形状の中空針であり、針先は閉じ、針側面に針穴を有する。メインタンク２０４のインク供給口および大気導入口の位置に対応させて針先を上方に向けて配置されており、メインタンク２０４がインク供給ユニット２０５に装着されることで、インク供給針２０５ａおよび大気導入針２０５ｂ各々の針穴がそれぞれゴム栓２０４ｂ、２０４ｃを貫通し、メインタンク２０４の内部と連通する構成となっている。ただし、針穴の大きさが各ゴム栓のシールする厚みよりも大きいと、メインタンク２０４を針に挿入する途中過程において、針穴を通してメインタンクの内部と大気とが連通してしまいインクが漏れてしまうため、図３に示すように、ゴム栓２０４ｂ、２０４ｃのシール厚みは針穴の大きさよりも大きくし、挿入過程で一端針穴を塞ぐことで挿入時のインクの漏れを防いでいる。
【００５０】
インク供給針２０５ａ、大気導入針２０５ｂには、おのおの軸方向に摺動可能にリング状のパッキン２０５ｍ、２０５ｎが装着され、パッキンは下方よりバネにより押し上げられている。図２に示すように、タンクがセットされている状態では、メインタンク２０４により押し下げられ、図３のようにメインタンク２０４をはずしかけると、メインタンク２０４に伴いパッキン２０５ｍ、２０５ｎは上昇し、図４に示すように、メインタンク２０４を取り外すと、インク供給針２０５ａ、大気導入針２０５ｂの針穴を密閉する位置でとどまる構成とである。このパッキン２０５ｍ、２０５ｎの構成は、インクの漏れを防ぐ目的であり、特開昭６２−１６１５４４と同様の構成である。
【００５１】
インク供給針２０５ａは、液路２０５ｃ、遮断弁２１０、および液路２０５ｄという経路を経て、インク供給チューブ２０６と接続される。大気導入針２０５ｂは、液路２０５ｅ、バッファ室２０５ｆ、大気連通口２０５ｇを経て大気と連通する。インク供給針２０５ａ根元と大気導入針２０５ｂは液路２０５ｊにより接続され、液路２０５ｊに設けられた連通切替弁２１１により連通、遮断の状態となる。
【００５２】
連通切替弁２１１はゴム材からなるダイヤフラム２１１ａから成り、このダイヤフラム２１１ａを変位させることにより開閉を行う。
【００５３】
メインタンク２０４を正常にセットしている場合では、メインタンク２０４の底面にてダイヤフラム２１１ａを押さえつけ、連通切替弁２１１を閉の状態とし、図３に示すようにタンクをはずしかけると、ダイヤフラム２１１ａの弾力により盛り上がり、連通切替弁２１１を開の状態とする作用をする。
【００５４】
すなわち、メインタンク２０４がインク供給ユニット２０５に装着されることで、大気連通口２０５ｇ、バッファ室２０５ｆ、メインタンク２０４、遮断弁２１０、インク供給チューブ２０６、記録ヘッド２０１へと１本の流路として連通する。メインタンク２０４が非装着の状態では、大気連通口２０５ｇ、バッファ室２０５ｆ、連通切替弁２１１、遮断弁２１０、インク供給チューブ２０６、記録ヘッド２０１へと１本の流路として連通する。
【００５５】
インク供給針２０５ａおよび大気導入針２０５ｂは、本実施形態では、インクの流動抵抗を抑えるため、内径が１．６［ｍｍ］の太いものを使用し、また、針穴についても直径を１〜１．５［ｍｍ］とした。
【００５６】
遮断弁２１０は、ゴム材からなるダイヤフラム２１０ａを有し、このダイヤフラム２１０ａを変位させることにより２つの液路２０５ｃ、２０５ｄ間の開閉を行う。ダイヤフラム２１０ａの上面には、押圧ばね２１０ｃを内部に保持する筒状のばねホルダ２１０ｂが取り付けられており、この押圧ばね２１０ｃによりダイヤフラム２１０ａを押し潰すことにより、液路２０５ｃ、２０５ｄ間が遮断される。ばねホルダ２１０ｂは、後述する回復ユニット２０７のリンク２０７ｅにより動作されるレバー２１０ｄが係合するフランジを有する。レバー２１０ｄを動作させて、押圧ばね２１０ｃのばね力に抗してばねホルダ２１０ｂを持ち上げることで、液路２０５ｃ、２０５ｄ間が連通する。遮断弁２１０は、記録ヘッド２０１がインクを吐出している状態、待機中および休止中では開かれ、後述するインク充填動作時には、回復ユニット２０７とタイミングを合わせて開閉される。
【００５７】
上述したインク供給ユニット２０５の構成は、レバー２１０ｄを除き、メインタンク２０４ごと、すなわちインクの色ごとに設けられている。レバー２１０ｄは全ての色に共通のものであり、全ての色についての遮断弁２１０を同時に開閉させる。
【００５８】
以上の構成により、記録ヘッド２０１内のインクが消費されると、その負圧により、インクが随時メインタンク２０４からインク供給ユニット２０５およびインク供給チューブ２０６を介して記録ヘッド２０１へ供給される。その際、メインタンク２０４から供給されたインクと同量の空気が、大気連通口２０５ｇからバッファ室２０５ｆ、大気導入針２０５ｂを経て、メインタンク２０４内に導入される。
【００５９】
バッファ室２０５ｆは、メインタンク２０４内の空気の膨張によりメインタンク２０４から流出したインクを一時的に保持する目的の空間であり、大気導入針２０５ｂの下端はバッファ室２０５ｆの底部に位置している。環境温度が上昇する等、サブタンク部２０１ｂ、メインタンク２０４内の空気が膨張した場合は、メインタンク２０４内のインクが大気導入針２０５ｂから液路２０５ｅを経てバッファ室２０５ｆへ流出する。逆に、環境温度が低下する等、メインタンク２０４内の空気が収縮した場合は、バッファ室２０５ｆ内に流出していたインクはメインタンク２０４へ戻る。また、バッファ室２０５ｆにインクが存在している状態で記録ヘッド２０１からインクを吐出させると、まず、バッファ室２０５ｆ内のインクがメインタンク２０４へ戻り、バッファ室２０５ｆ内のインクがなくなった後、メインタンク２０４内に空気が導入される。
【００６０】
ここで、メインタンク２０４の基本水頭と、メインタンク２０４内に空気が導入される際のインク供給ユニット２０５の液路内での空気およびインクの挙動について、図５を用いて説明する。
【００６１】
図５（ａ）に、メインタンク２０４から記録ヘッド２０１（図２参照）へインクを供給可能な通常の状態を示す。この状態では、メインタンク２０４内は、バッファ室２０５ｆを除いて気密状態であるためインクタンク２０５内は負圧に保たれ、インクの先端２０９ａは、液路２０５ｅの途中に留まっている。インクの先端２０９ａの圧力は、大気と接しているため大気圧（＝１０１．３［ｋＰａ］）である。インクの先端２０９ａが位置する液路２０５ｃとインク供給チューブ２０６（図２参照）に連通する液路２０５ｅとは同じ高さであり、両液路２０５ｃ、２０５ｅ間はインクのみで連通されているので、液路２０５ｃの圧力も大気圧となる。これはインクの先端２０９ａと液路２０５ｃとの高さの関係で決まるものであり、メインタンク２０４内のインク２０９の量には影響されない。
【００６２】
メインタンク２０４内のインクが消費されると、図５（ｂ）に示すように、インクの先端２０９ａは徐々に大気導入針２０５ｂへ向かって移動し、大気導入針２０５ｂの直下に達した時点で、図５（ｃ）に示すように、気泡となって大気導入針２０５ｂ内を浮上し、メインタンク２０４内に導入される。これと入れ替えに、メインタンク２０４内のインクが大気導入針２０５ｂ内に侵入し、インクの先端２０９ａは図５（ａ）に示した元の状態に戻る。
【００６３】
図５（ｄ）に、バッファ室２０５ｆ内にインクが溜まった状態を示す。この場合、インクの先端２０９ａはバッファ室２０５ｆの高さ方向中間の、液路２０５ｃよりもｈ１［ｍｍ］だけ高い位置に位置しており、液路２０５ｃの圧力が−９．８ｈ１［Ｐａ］となっている。
【００６４】
以上より、本実施形態において、ノズル２０１ｇ（図２参照）にかかる水頭差による圧力は、図６に示すように流路２０５ｃからサブタンク部２０１ｂ内のインク上面２０９ｂまでの高さをｈ２［ｍｍ］、フィルタ２０１ｃからサブタンク部２０１ｂ内のインク上面２０９ｂまでの高さをｈ３［ｍｍ］、ノズル２０１ｇの下端から液室２０１ｆ内のインク上面２０９ｃまでの高さをｈ４［ｍｍ］とすると、ノズル２０１ｇ下端での負圧Ｐｎは、通常の状態では、Ｐｎ≒−９．８（ｈ２−ｈ３−ｈ４）［Ｐａ］となり、バッファ室２０５ｆにインクが溜まった状態では、Ｐｎ≒−９．８（ｈ２−ｈ１−ｈ３−ｈ４）［Ｐａ］となる。Ｐｎの値は、前述した負圧の範囲（−０．４［ｋＰａ］〜−２［ｋＰａ］）の範囲に収まるように設定される。
【００６５】
次に、回復ユニット２０７について説明する。
【００６６】
回復ユニット２０７は、ノズル２０１ｇからのインクや空気の吸引と、遮断弁２１０の開閉を行うものであり、記録ヘッド２０１のインク吐出面（ノズル２０１ｇが開口した面）をキャッピングする吸引キャップ２０７ａと、遮断面２１０のレバー２１０ｄを動作させるリンク２０７ｅとを有する。
【００６７】
吸引キャップ２０７ａは、少なくともインク吐出面と接触する部分がゴム等の弾性部材で構成され、インク吐出面を密閉する位置と記録ヘッド２０１から退避した位置との間を移動可能に設けられている。吸引キャップ２０７ａには、中間部位にチューブポンプ式の吸引ポンプ２０７ｃを有するチューブが接続されており、ポンプモータ２０７ｄによって吸引ポンプ２０７ｃを駆動することで、連続吸引が可能である。また、ポンプモータ２０７ｄの回転量に応じて吸引量を変えることが可能である。本実施形態では、４０．５［ｋＰａ］まで減圧可能な吸引ポンプ２０７ｃを用いている。
【００６８】
カム２０７ｂは吸引キャップ２０７ａを動作させるものであり、カム制御モータ２０７ｇにより、リンク２０７ｅを動作させるカム２０７ｆと同期して回転される。カム２０７ｂのａ〜ｃの位置がそれぞれ吸引キャップ２０１ｇと接触するタイミングは、カム２０７ｆのａ〜ｃの位置がそれぞれリンク２０７ｅと接触するタイミングと一致している。ａの位置では、カム２０７ｂは吸引キャップ２０１ｇを記録ヘッド２０１のインク吐出面から離間させ、カム２０７ｆはリンク２０７ｅを押しつけてレバー２１０ｄを押し上げ、遮断弁２１０を開かせる。ｂの位置では、カム２０７ｂは吸引キャップ２０１ｇをインク吐出面に密着させ、カム２０７ｆはリンク２０７ｅを引き戻して遮断弁を閉じさせる。ｃの位置では、カム２０７ｂは吸引キャップ２０７ａをインク吐出面に密着させ、カム２０７ｆはリンク２０７ｅを押しつけて遮断弁２１０を開かせる。
【００６９】
記録動作の際は、カム２０７ｂ、２０７ｆをａの位置とし、ノズル２０１ｇからのインクの吐出、およびメインタンク２０４から記録ヘッド２０１へのインクの供給を可能とする。待機中および休止中を含む非動作時は、カム２０７ｂ、２０７ｆをｃの位置とし、ノズル２０１ｇの乾燥を防止するとともに、遮断弁２１０を開き、記録ヘッド２０１内の負圧を保つ。また、カム２０７ｂ、２０７ｆのｃの位置は、以下に説明する、記録ヘッド２０１へのインク充填動作時に用いられる。
【００７０】
以上、メインタンク２０４から記録ヘッド２０１までのインク供給経路を説明したが、図２に示したような構成では、長期にわたって見ると、記録ヘッド２０１内に空気が蓄積してしまう。
【００７１】
サブタンク部２０１ｂにおいては、インク供給チューブ２０６を透過して侵入する空気や、インク内に溶存していた空気が蓄積する。インク供給チューブ２０６を透過する空気については、それらを構成する材料としてガスバリア性の高いものを使用すればよいが、ガスバリア性の高い材料は高価であり、大量生産される民生用の機器では、コスト面の都合上、高性能な材料を容易に使用することはできない。本実施形態では、インク供給チューブ２０６には低コストかつ柔軟性が高く使い易いポリエチレンチューブを用いている。
【００７２】
一方、液室２０１ｆにおいては、ノズル２０１ｇからインクを吐出する際にインクの膜沸騰により生じた気泡が分裂して液室２０１ｆに戻ったり、インク中に溶存している微細な気泡がノズル２０１ｇ内のインクの温度上昇により集まって大きな気泡となることにより、徐々に空気が蓄積する。
【００７３】
本発明者らが行った実験によると、本実施形態に示した構成においては、サブタンク部２０１ｂ内での空気の蓄積量は１ヶ月当たり約１［ｍｌ］、液室２０１ｆ内での空気の蓄積量は１ヶ月当たり約０．５［ｍｌ］であった。
【００７４】
サブタンク部２０１ｂ内および液室２０１ｆ内での空気の蓄積量が多いと、サブタンク部２０１ｂおよび液室２０１ｆが各々収納しているインク量が減少してしまう。サブタンク部２０１ｂにおいては、インクが不足すると、フィルタ２０１ｃが空気に露出してフィルタ２０１ｃの有効面積が減少し、その結果としてフィルタ２０１ｃの圧力損失が上昇し、最悪の場合は液室２０１ｆへインクが供給できなくなってしまう。一方、液室２０１ｆにおいては、ノズル２０１ｇの上端が空気に露出すると、ノズル２０１ｇへのインク供給が不能となる。このように、サブタンク部２０１ｂおよび液室２０１ｆのいずれも、一定量以上のインクが収納されていないと致命的な問題が生じる。
【００７５】
そこで、所定の期間ごとにサブタンク部２０１ｂおよび液室２０１ｆの各々に適量のインクを充填することで、ガスバリア性の高い材料を使用しなくてもインクの吐出機能を長期間にわたって安定して維持することができる。例えば本実施形態の場合、１ヶ月当たりに蓄積する空気の量に充填時のばらつきをプラスした量を、サブタンク部２０１ｂおよび液室２０１ｆにそれぞれ１ヶ月ごとに充填すればよい。
【００７６】
サブタンク部２０１ｂおよび液室２０１ｆへのインクの充填は、回復ユニット２０７による吸引動作を利用して行う。すなわち、吸引キャップ２０１ａで記録ヘッド２０１のインク吐出面を密閉した状態で吸引ポンプ２０７ｃを駆動し、記録ヘッド２０１内のインクをノズル２０１ｇから吸引することによって行う。ただし、単にノズル２０１ｇからインクを吸引しただけでは、ノズル２０１ｇから吸引したインクとほぼ同量のインクがサブタンク部２０１ｂから液室２０１ｆへ流れ込み、同様に、サブタンク２０１ｂから流出したインクとほぼ同量のインクがメインタンク２０４からサブタンク部２０１ｂへ流れ込むだけで、吸引前と状況はほとんど変わらない。
【００７７】
したがって、本実施形態では、フィルタ２０１ｃで仕切られたサブタンク部２０１ｂと液室２０１ｆとに各々適量のインクを充填するために、遮断弁２１０を利用してサブタンク部２０１ｂおよび液室２０１ｆを所定の圧力まで減圧し、サブタンク部２０１ｂおよび液室２０１ｆの容積設定を行う。
【００７８】
以下に、サブタンク部２０１ｂと液室２０１ｆとへのインク充填動作、および容積設定について説明する。
【００７９】
インク充填動作は、まず、記録ヘッド２０１が吸引キャップ２０７ａと対向する位置までキャリッジ２０２（図１参照）を移動させ、回復ユニット２０７のカム制御モータ２０７ｇを駆動してカム２０７ｂ、２０７ｅを、それぞれｂの位置が吸引キャップ１０７ａおよびリンク２０７ｅと接触するまで回転させる。これにより、記録ヘッド２０１のインク吐出面が吸引キャップ２０７ａにより密閉され、遮断弁２１０はメインタンク２０４から記録ヘッド２０１までのインク経路を閉じた状態となる。
【００８０】
この状態でポンプモータ２０７ｄを駆動し、吸引ポンプ２０７ｃにより吸引キャップ２０７ａから吸引を行う。この吸引により、記録ヘッド２０１内に残留しているインクおよび空気がノズル２０１ｇを通して吸引され、記録ヘッド２０１内が減圧される。吸引ポンプ２０７ｃによる吸引量が所定の量に達した時点で、吸引ポンプ２０７ｃを停止させ、カム制御モータ２０７ｇを駆動してカム２０７ｂ、２０７ｆをそれぞれｃの位置が吸引キャップ２０７ａおよびリンク２０７ｅと接触するまで回転させる。これにより、吸引キャップ２０７ａによるインク吐出面の密閉状態はそのままで、遮断弁２１０が開かれる。吸引ポンプ２０７ｃによる吸引量は、記録ヘッド２０１内の圧力が、サブタンク部２０１ｂおよび液室２０１ｆ内に適量のインクを充填するのに必要な所定の圧力となる吸引量であり、これは計算や実験等によって求めることができる。
【００８１】
記録ヘッド２０１内が減圧されると、インク供給チューブ２０６を介して記録ヘッド２０１内にインクが流れ込み、サブタンク部２０１ｂおよび液室２０１ｆの各々にインクが充填される。充填されるインクの量は、減圧されているサブタンク部２０１ｂおよび液室２０１ｆがほぼ大気圧に戻るのに必要な体積であり、サブタンク部２０１ｂおよび液室２０１ｆの容積および圧力により決定される。
【００８２】
サブタンク部２０１ｂおよび液室２０１ｆへのインクの充填は、遮断弁２１０が開かれてから約１秒程度で完了する。インクの充填が完了すると、カム制御モータ２０７ｇを駆動してカム２０７ｂ、２０７ｆをｂの位置がそれぞれ吸引キャップ２０７ａおよびリンク２０７ｅと接触する位置まで回転させる。これにより吸引キャップ２０７ａを記録ヘッド２０１から離間させ、再び吸引ポンプ２０７ｃを駆動して吸引キャップ２０７ａ内に残ったインクを吸引する。またこの状態では遮断弁２１０は開いた状態であるので、ノズル２０１ｇからインクを吐出して記録用シートＳ（図１参照）へ文字や画像等を形成可能な状態となる。
【００８３】
以上の構成において、メインタンク２０４がインク供給ユニット２０５に装着されることで、大気連通口２０５ｇ、バッファ室２０５ｆ、メインタンク２０４、遮断弁２１０、インク供給チューブ２０６、記録ヘッド２０１へと１本の流路として連通し、メインタンク２０４が非装着の状態では、大気連通口２０５ｇ、バッファ室２０５ｆ、連通切替弁２１１、遮断弁２１０、インク供給チューブ２０６、記録ヘッド２０１へと１本の流路として連通するといった、常に１本の流路を構成することにより、メインタンクをはずした状態で装置を傾けてもインクが漏れることを防止できる。さらに、その状態で、回復ユニット２０７にて吸引すると、バッファタンク２０５ｆや供給チューブ２０６内のインクを除去することができる。また、インクの充填動作中にメインタンク抜いたとしても、常に記録ヘッド２０１のインク供給上流より大気に連通した流路が確保されるため、ノズル２０１ｇからインクが逆流する事故を防止することができる。
【００８４】
また、インクタンク２０４内のインク残量をユーザが把握でき、しかも、インクタンクを使いかけで交換され、再度元のタンクに戻した場合でも、インクタンク固有のインク残量が把握できるようにするために、インクタンク２０４に書き換え可能な不揮発性メモリ２０４ｄを搭載している。
【００８５】
画像形成時に吐出ノズル２０１ｇより吐出するインクの発数を装置本体のＣＰＵ２１２にてカウントし、例えば１００発の吐出をカウント値１と置き換える等のインクの使用量カウント値への置き換えを行い、印字終了毎にインクタンク２０４のメモリ２０４ｄのカウント値より使用量カウント値を差し引いた値をメモリ２０４ｄへ書き込む。上記空気の除去動作、及び、ノズルの回復動作をする場合もインクを多量に消費するため、動作終了時にインクの消費量に相当する使用量カウント値をメモリ２０４ｄのカウント値より使用量カウント値を差し引き、メモリ２０４ｄへ書き込む。メモリ２０４ｄにはインクを使用していない新品の時点では、タンク内のインク量に相当するカウント値をあらかじめ記録されているもので、使用量カウント値を差し引くことで、常にインクの残量とメモリのカウント値とが相関をとれる構成としている。
【００８６】
メモリ２０４ｄと電気的に接続した電源ライン、信号線等複数の電気接点２０４ｅをインクタンク２０４の底面に配置し、本体の供給ユニット２０５側にはその接点２０４ｅに対応するコンタクト２０５ｋを配置し、図２のようにタンク２０４を供給ユニット２０５を装着することで接点２０４ｅとコンタクト２０５ｋとが結合し、本体のＣＰＵ２１２とメモリ２０４ｄとが電気的に接続される。図２の状態では、完全にインクタンク２０４を挿入した状態を示すもので、供給ユニット２０５に対してインクタンク２０４の挿入深さＨａの状態である。この状態は前述した通り、連通切替弁２１１ａがゴムの弾性分押し込まれた状態であると共に、メモリ２０４ｄの接点２０４ｅとコンタクト２０５ｋがコンタクトの弾性で押し込まれた状態であり、連通切替弁２１１ａが開く挿入深さＨｂと接点１０４ｅとコンタクト２０５ｋの接触が解除される高さＨｄ共に挿入深さＨａよりもやや浅い位置で、ＨｂとＨｄは略同じ挿入深さとなるように調整配置されるものである。ＨａからＨｂ、Ｈｄまでの深さは、インク供給路が確実にインクタンク１０４に連通している状態であり、かつ、メモリ２０４ｄへの書き込みも正常に行え、メモリ２０４ｄのカウンタ値とインク残量を確実に一致させることができる領域である。
【００８７】
図３は供給針２０５ａと大気導入針２０５ｂの針穴がゴム栓２０４ｂ、２０４ｃにて閉塞された状態であり、挿入深さはＨｃである。挿入深さＨｂ、ＨｄはＨｃよりも深い位置に設定するないしは等しくするものである。Ｈｃよりも深くした場合は、供給針２０５ａと大気導入針２０５ｂがインクタンク２０４内と連通し、かつ、連通切替弁２１１ａが開いた状態で、メモリ２０４ｄが接続されていない状態となる。供給針２０５ａと大気導入針２０５ｂはゴム栓ゴム栓２０４ｂ、２０４ｃを貫通させるために内径１ｍｍ以下の細い中空管としており、連通切替弁２１１ａの経路は特に流路幅の制約がないため３×３程度の大きさであり、この状態で空気を除去する動作を実施しても、よりも抵抗の少ない連通切替弁２１１ａ経由でから圧が解除されインクタンク２０４からのインクの消費はなくなり、インク残量のメモリ２０４ｄのカウンタ値との相関は保たれる。ＨｃとＨｂ、Ｈｄを等しくした場合は、機械的に流路の切替が行われ、前記流路抵抗の差を考慮することなく、より確実にインクタンク内のインク量を特定することができる。以上のとおりインクタンクの挿入深さを、深い順に表現すると、Ｈａ＞Ｈｂ≒Ｈｄ≧Ｈｃとすることで、インクタンク１０４内のインクの残量と、メモリ１０４ｄのカウンタ値との相関が維持され、適切なインク残量をユーザに提供することができる。
【００８８】
（実施例２）
上記第１実施例において、メモリ２０４ｄに対する書き込み、書き込み禁止は電気接点の着脱を用いた例であったが、他の方法を説明する。
【００８９】
第２実施例に関わる説明図を図７に示す。
【００９０】
メモリ２０４ｄ、メモリ２０４ｄと電気的に接続した電源ライン、信号線等複数の電気接点２０４ｅをインクタンク２０４の側面に配置し、本体の供給ユニット２０５側にはその接点２０４ｅに対応するコンタクト２０５ｋを配置し、タンク２０４を供給ユニット２０５を装着することで接点２０４ｅとコンタクト２０５ｋとが結合し、本体のＣＰＵ２１２とメモリ２０４ｄとが電気的に接続される。接点２０４ｅのタンク挿入方向の幅を大きくすることで、タンクの挿入深さが多少ずれても接点２０４ｅとコンタクト２０５ｋの接触は確保される。書き込みと書き込み禁止とを切り替えるインクタンクの挿入高さＨｄとなる位置でＯＮとなるプッシュスイッチ２０５Ｓを設け、スイッチ２０５ｓの導通、切断の信号をＣＰＵ２１２に伝え、スイッチ２０５ｓが導通するとメモリ２０４ｄのメモリ書き込みを行い、スイッチ２０５ｓが切断状態の場合メモリ２０４ｄのメモリ書き込みを禁止する制御をＣＰＵ２１２により行うものである。
【００９１】
位置の検出には、フォトセンサや、タンク側に導体、本体側に２本のコンタクトを配置しそのコンタクト間の導通を検出するもの、リードスイッチなど磁力を用いるもの等が挙げられる。本実施例は、メモリの種類によって活電中の接触、切断を許容しないものに関して、メモリを破壊することなくメモリの書き込み、禁止を実施できる。
【００９２】
（実施例３）
上記第１実施例において、連通切替弁の開閉するタンクの挿入深さＨｂとメモリ２０４ｄに対する書き込み、書き込み禁止を切り替える挿入深さＨｄを確実に同時に行える方法を説明する。
【００９３】
連通切替弁２１１ａの開閉をソレノイド等を用いて、電気信号により制御可能とし、その制御をＣＰＵ２１２により行う構成とする。
【００９４】
また、第２実施例に同様に、メモリ２０４ｄ、メモリ２０４ｄと電気的に接続した電源ライン、信号線等複数の電気接点２０４ｅをインクタンク２０４の側面に配置し、本体の供給ユニット２０５側にはその接点２０４ｅに対応するコンタクト２０５ｋを配置し、タンク２０４を供給ユニット２０５を装着することで接点２０４ｅとコンタクト２０５ｋとが結合し、本体のＣＰＵ２１２とメモリ２０４ｄとが電気的に接続される。接点２０４ｅのタンク挿入方向の幅を大きくすることで、タンクの挿入深さが多少ずれても接点２０４ｅとコンタクト２０５ｋの接触は確保される。書き込みと書き込み禁止とを切り替えるインクタンクの挿入高さＨｄとなる位置でＯＮとなるプッシュスイッチ２０５Ｓを設け、スイッチ２０５ｓの導通、切断の信号をＣＰＵ２１２に伝える構成である。
【００９５】
スイッチ２０５ｓが導通すると連通切替弁２１１ａを閉じ、メモリ２０４ｄのメモリ書き込みを行い、スイッチ２０５ｓが切断状態の場合は連通切替弁２１１ａを開き、メモリ２０４ｄのメモリ書き込みを禁止する制御をＣＰＵ２１２により行うものである。
【００９６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のインクジェット記録装置は、内部にインクを貯蔵し、装置に対して着脱自在なインクタンクを有し、前記インクタンクの底部には、インクタンク単体では密閉、中空間を挿入すると連通の状態となる２つのコネクタが設けられ、一方のコネクタには、記録ヘッドへインクを供給するインク供給路に連通する第１の中空管が挿入連通され、他方の前記コネクタには大気と連通した大気連通室に連通する第２の中空管が挿入連通され、インクタンクを装置にセットすると、インクタンクの内部を経由してインク供給路と大気連通室が連通する構成において、前記インクタンク内部を除く部分に、インク供給路と大気連通室間を連通、遮断させる弁及び経路を設け、前記インクタンクを装着している状態では、前記弁を遮断し、前記インクタンクを装着していない状態では、前記弁を連通させる機構とすると共に、インクタンクに搭載した書き換え可能な不揮発性メモリと、装置本体側に消費したインク量に相当する値を前記メモリに対し演算、書き込みする制御手段と、前記インクタンクを装着している状態では、前記メモリに対し演算、書き込みを可能とし、前記インクタンクを装着していない状態では禁止する禁止手段とを有し、インクタンクを装置に挿入する過程において上記コネクタにより第１第２いづれかの中空管の穴を閉塞挿入高さが存在する構成において、インクタンクを装置に挿入する際、完全にセットした深さをＨａ、前記弁が閉じる深さをＨｂ、中空管の穴が閉塞する深さをＨｃ、メモリの書き換えを禁止する深さをＨｄとすると、深い順にＨａ＞Ｈｂ≒Ｈｄ≧Ｈｃとすることで、インクタンクを完全に挿入している深さＨａでは従来例と同様の流路構成であり、空気除去動作及びノズルの回復が正常に実行できる。インクタンクの挿入が不完全であり針穴が閉塞されている深さＨｃも、針穴が閉塞する挿入高さよりも深い位置Ｈｂでも前記弁の遮断、連通が切り替わる位置関係とすることで、常にインク供給路と大気連通室との連通を確保できるため、記録ヘッドの空気除去動作や、ノズルの回復動作を実施した場合、記録ヘッド内を減圧し、遮断弁を開放後、常に、インク供給路方面から圧が開放される。このことにより、吐出ノズル１０１ｇからインクや空気が逆流する問題を解決できると共に、インクタンクに搭載した書き換え可能な不揮発性メモリへのアクセスを深さＨｄより深い位置で可能、Ｈｄよも浅い位置では禁止とし、深さＨｃとＨｂの間の領域では、細い中空管よりも抵抗の少ない遮断弁経由でから圧が解除されインクタンクからのインクの消費はなくなるため、理想的には深さＨｄ＝Ｈｂとすれば、インクタンクのインク消費とメモリのカウント値が完全に一致し正確なインク残量を把握可能となる。実際寸法公差にて微少に位置がずれＨｄ≒Ｈｂとなっても、配置を考慮しない場合に比べリスクを減らすことができる。
【００９７】
更に改良し、Ｈｄ＝Ｈｂ＝Ｈｃとすれば、中空管と弁の流路抵抗のバランスに頼ることなく確実に切り替わる。
【００９８】
上記書き換え可能な不揮発性メモリへのアクセス禁止手段としては、メモリの接点とそのメモリに対応し装置側に固定した接点との接触する高さを調整配置する方法で、タンクの挿入深さが浅いと非接触となりアクセス禁止となるものや、タンクの挿入深さを検出するセンサを有し、指定の深さで検出信号がＣＰＵに伝えられ、メモリへのアクセスを禁止する方法が考えられ、構成する上で応用が容易である。
【００９９】
更に、上記タンクの挿入深さを検出するセンサの信号に基づき、所定深さにてメモリへのアクセスを禁止すると同時に、遮断弁に電磁弁等を用いて遮断する構成を用いれば、確実に深さＨｄ＝Ｈｂとなり、インクタンクのインク消費とメモリのカウント値が完全に一致し正確なインク残量を把握可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態によるインクジェット記録装置の概略の構成を示す斜視図である。
【図２】本発明の一実施形態によるインクジェット記録装置のインク供給系の詳細な構成を説明するための図である。
【図３】本発明の一実施形態によるインクジェット記録装置のインク供給系の詳細な構成を説明するための図である。
【図４】本発明の一実施形態によるインクジェット記録装置のインク供給系の詳細な構成を説明するための図である。
【図５】メインタンク内に空気が導入される際のインク供給ユニットの液路内での空気およびインクの挙動について説明するための図である。
【図６】ノズルにかかる水頭差による圧力を説明するための図である。
【図７】本発明の二実施形態によるインクジェット記録装置のインク供給系の構成を説明するための図である。
【図８】従来のインクジェット記録装置におけるインク供給系の一例の構成を説明するための図である。
【符号の説明】
２０１  記録ヘッド
２０１ａ  コネクタ挿入口
２０１ｂ  サブタンク
２０１ｃ  フィルタ
２０１ｄ  開口部
２０１ｅ  仕切部
２０１ｆ  液室
２０１ｇ  ノズル
２０２  キャリッジ
２０３  搬送ローラ
２０４  メインタンク
２０４ｂ、２０４ｃ  ゴム栓
２０４ｄ  メモリ
２０４ｅ  接点
２０５  インク供給ユニット
２０５ａ  インク供給針
２０５ｂ  大気導入針
２０５ｃ、２０５ｄ、２０５ｅ、２０５ｊ  液路
２０５ｆ  バッファ室
２０５ｇ  大気連通口
２０５ｉ  上部開口
２０５ｋ  コンタクト
２０５ｍ、２０５ｎ  パッキン
２０５ｓ  スイッチ
２０６  インク供給チューブ
２０７  回復ユニット
２０７ａ  吸引キャップ
２０７ｂ、２０７ｆ  カム
２０７ｃ  吸引ポンプ
２０７ｄ  ポンプモータ
２０７ｅ  リンク
２０７ｇ  カム制御モータ
２０９  インク
２０９ａ  先端
２０９ｂ、２０９ｃ  インク上面
２１０  遮断弁
２１０ａ  ダイヤフラム
２１０ｂ  ホルダ
２１０ｃ  押圧ばね
２１０ｄ  レバー
２１１  連通遮断弁
２１１ａ  ダイヤフラム
２１２  ＣＰＵ
【図１】
2005014397.tif 000003
【図２】
2005014397.tif 000004
【図３】
2005014397.tif 000005
【図４】
2005014397.tif 000006
【図５】
2005014397.tif 000007
【図６】
2005014397.tif 000008
【図７】
2005014397.tif 000009
【図８】
2005014397.tif 000010