(57)【要約】【課題】廃液収容容器に排出されたインク量を精度良く測定することができる画像形成装置を提供する。【解決手段】記録ヘッド３０１から吸引されたインクや空吐出されたインクが気液混合状態でポンプ３０４により密閉空間である廃液収容容器３０２に排出される場合、液体のみを排出した場合と気体のみを排出した場合では廃液収容容器３０２において発生する圧力が異なることを利用して廃液収容容器３０２内の圧力から排出された液体の割合を算出する。そして、実際に廃液収容容器３０２内へ排出されたインク量を精度良く測定する。液体の割合の算出には気体の状態方程式を変形した方程式を用い得る。【選択図】図１１
2012116080.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
インクの液滴を吐出するノズルを有する記録ヘッドと、
該ヘッドから吐出または吸引された印字に寄与しないインクを排出するための排出経路と、
該排出経路内にインクを排出するためのポンプと、
前記排出経路に接続される廃液を収容するためのインク流入口以外に開閉可能な大気連通口がある廃液収容容器と
を備える画像形成装置において、
前記廃液収容容器に発生する圧力を検出するセンサと温度を検出する温度センサとを備え、
前記ポンプを駆動する直前に前記大気連通口を閉じて前記ポンプ出口側から前記廃液収容容器までを密閉し、
前記ポンプの駆動により前記廃液収容容器内に発生した圧力を計測し、
該計測された圧力と前記温度センサで計測した温度と前記廃液収容容器内の空間容積から前記ポンプで排出されたインク量を算出する算出手段を有する
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
請求項１に記載の画像形成装置において、前記算出手段によって算出されたインク量を積算するカウンタを備えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
請求項１また２に記載の画像形成装置において、前記算出手段が、前記前記廃液収容容器内の空間であって廃液を収納可能な残容積を、前記ポンプ出口から前記廃液収容容器までの容積を前記廃液収容容器内の空間の容積に加えた値から、前記積算するカウンタ分のインク量を減じた容積として算出することを特徴とする画像形成装置。
【請求項４】
請求項１から３のいずれかに記載の画像形成装置において、前記大気連通口を開閉させる開閉機構に電磁弁を用いたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項５】
請求項１から４のいずれかに記載の画像形成装置において、
【数１】
2012116080.tif 000010
（ただし、各変数は、P0：初期圧力[Pa]、V0：初期体積[l]、Ma：空気の物質量[g/mol]、R：気体定数[hPal/mol K]、T：温度[K]、P’：ポンプ駆動によ上昇した圧力[Pa]、Vl：流入液体の体積[l]、ポンプの液体と気体の送液量をVpump[l]、空気の密度ρa[g/l]）
から前記ポンプの駆動によって前記廃液収容容器に排出されたインク量を算出することを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像形成装置に関し、詳細には、廃液収容容器に排出されたインク量を精度良く測定することを可能としたものに関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、廃液収容容器の満タン検知を行う目的で、反射型センサによって吸収体の色変化を判別する満タン検知と、メンテナンス頻度によって満タンの閾値が異なるソフトカウントによる満タン検知の構成が開示されている。なお、「満タン」とは、収容物が容器の容量の限度まで入っていることを言うが、「容量の限度」は、収容物の性質等、容器の種類や形状、構造等によって変わるものであることはもちろんである。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、インクの液滴を吐出するノズルを有する記録ヘッドから吸引されたインクや空吐出されたインクをポンプで廃液収容容器に排出する場合、ポンプの駆動量から廃液収容容器に排出される体積はわかるが、気液混合の場合は液体がどのくらい排出されたかはわからない。すなわち、上述した従来の技術では、廃液収容容器に排出されたインク量を精度良く検知するという問題が解消できていない。
【０００４】
そこで本発明においては、廃液収容容器に排出されたインク量を精度良く測定することができる画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の画像装置のうち請求項１に係るものは、インクの液滴を吐出するノズルを有する記録ヘッドと、該ヘッドから吐出または吸引された印字に寄与しないインクを排出するための排出経路と、該排出経路内にインクを排出するためのポンプと、前記排出経路に接続される廃液を収容するためのインク流入口以外に開閉可能な大気連通口がある廃液収容容器とを備える画像形成装置において、前記廃液収容容器に発生する圧力を検出するセンサと温度を検出する温度センサとを備え、前記ポンプを駆動する直前に前記大気連通口を閉じて前記ポンプ出口側から前記廃液収容容器までを密閉し、前記ポンプの駆動により前記廃液収容容器内に発生した圧力を計測し、該計測された圧力と前記温度センサで計測した温度と前記廃液収容容器内の空間容積から前記ポンプで排出されたインク量を算出する算出手段を有することを特徴とする。
【０００６】
同請求項２に係るものは、請求項１に記載の画像形成装置において、前記算出手段によって算出されたインク量を積算するカウンタを備えることを特徴とする。
【０００７】
同請求項３に係るものは、請求項１また２に記載の画像形成装置において、前記算出手段が、前記前記廃液収容容器内の空間であって廃液を収納可能な残容積を、前記ポンプ出口から前記廃液収容容器までの容積を前記廃液収容容器内の空間の容積に加えた値から、前記積算するカウンタ分のインク量を減じた容積として算出することを特徴とする。
【０００８】
同請求項４に係るものは、請求項１から３のいずれかに記載の画像形成装置において、前記大気連通口を開閉させる開閉機構に電磁弁を用いたことを特徴とする。
【０００９】
同請求項５に係るものは、請求項１から４のいずれかに記載の画像形成装置において、
【数１】
2012116080.tif 000003
（ただし、各変数は、P0：初期圧力[Pa]、V0：初期体積[l]、Ma：空気の物質量[g/mol]、R：気体定数[hPal/mol K]、T：温度[K]、P’：ポンプ駆動により上昇した圧力[Pa]、Vl：流入液体の体積[l]、ポンプの液体と気体の送液量をVpump[l]、空気の密度ρa[g/l]）
から前記ポンプの駆動によって前記廃液収容容器に排出されたインク量を算出することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、画像形成装置の廃液収容容器に排出されたインク量を精度良く測定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明に係る画像形成装置の機構部の概略を示す構成図
【図２】同機構部の要部平面説明図
【図３】維持回復機構の概略模式的側面説明図
【図４】同じく要部平面説明図
【図５】維持回復機構と第２廃液タンクの斜視説明図
【図６】同じく側面説明図
【図７】第２廃液タンクの斜視説明図
【図８】同じく同第２廃液タンクの図７と反対側から見た斜視説明図
【図９】第２廃液タンクの断面斜視説明図
【図１０】第２廃液タンクの吸引チューブとの連結部分の拡大断面説明図
【図１１】本発明の実施例１を示す図
【図１２】実施例１の動作を説明するフロー図
【図１３】図１１の構成で廃液収容容器を密閉空間とした状態を示す図
【図１４】本発明の実施例２について説明するためのフロー図
【図１５】本発明の実施例３について説明する図
【図１６】本発明の実施例４について説明する図
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明は、密閉空間に液体、例えば記録ヘッドから吸引されたインクや空吐出されたインクが気液混合状態でポンプにより密閉空間である廃液収容容器に排出する場合、液体のみを排出した場合と気体のみを排出した場合では密閉空間である廃液収容容器において発生する圧力が異なることに着目し、密閉空間に発生する圧力から排出された液体の割合を算出し、実際に排出されたインク量を算出することで、画像形成装置の廃液収容容器に排出されたインク量を精度良く測定するものである。
【００１３】
そこで本発明の実施形態としては、前記のようにして算出されたインク量を積算するカウンタを備えることで、廃液収容容器の満タン検知に利用したり、残量を知ったりすることを可能にできる。
【００１４】
さらに本発明の実施形態としては、密閉空間の容積を、ポンプ出口から廃液収容容器までの容積から、前記カウンタ内に存在する分のインク量を減じた容積として、適正なインク量を算出可能とすることができる。
【００１５】
またさらに本発明の実施形態としては、密閉空間を開閉可能な大気連通口を電磁弁で構成し、任意のタイミングで密閉空間の開閉を行えるようにすることができる。
【実施例】
【００１６】
まず、本発明に係る画像形成装置の一例について図１及び図２を参照して説明する。なお、図１は同画像形成装置の全体構成を説明する側面説明図、図２は同装置の要部平面説明図である。この画像形成装置はシリアル型インクジェット記録装置であり、装置本体１の左右の側板２１Ａ、２１Ｂに横架したガイド部材である主従のガイドロッド３１、３２でキャリッジ３３を主走査方向に摺動自在に保持し、図示しない主走査モータによってタイミングベルトを介して図２で矢示方向（キャリッジ主走査方向）に移動走査する。
【００１７】
キャリッジ３３には、イエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、ブラック（Ｋ）の各色のインク滴を吐出するための液体吐出ヘッドからなる記録ヘッド３４ａ、３４ｂ（区別しないときは「記録ヘッド３４」という。）を複数のノズルからなるノズル列を主走査方向と直交する副走査方向に配列し、インク滴吐出方向を下方に向けて装着している。記録ヘッド３４は、それぞれ２つのノズル列を有し、記録ヘッド３４ａの一方のノズル列はブラック（Ｋ）の液滴を、他方のノズル列はシアン（Ｃ）の液滴を、記録ヘッド３４ｂの一方のノズル列はマゼンタ（Ｍ）の液滴を、他方のノズル列はイエロー（Ｙ）の液滴を、それぞれ吐出する。
【００１８】
また、キャリッジ３３には、記録ヘッド３４のノズル列に対応して各色のインクを供給するためのサブタンク３５ａ、３５ｂ（区別しないときは「サブタンク３５」という。）を搭載している。このサブタンク３５には、カートリッジ装填部４に着脱自在に装着される各色のインクカートリッジ１０ｙ、１０ｍ、１０ｃ、１０ｋから、供給ポンプユニット５によって各色の供給チューブ３６を介して、各色のインクが補充供給される。
【００１９】
一方、給紙トレイ２の用紙積載部（圧板）４１上に積載した用紙４２を給紙するための給紙部として、用紙積載部４１から用紙４２を１枚ずつ分離給送する半月コロ（給紙コロ）４３及び給紙コロ４３に対向し、摩擦係数の大きな材質からなる分離パッド４４を備え、この分離パッド４４は給紙コロ４３側に付勢されている。そして、この給紙部から給紙された用紙４２を記録ヘッド３４の下方側に送り込むために、用紙４２を案内するガイド部材４５と、カウンタローラ４６と、搬送ガイド部材４７と、先端加圧コロ４９を有する押さえ部材４８とを備えるとともに、給送された用紙４２を静電吸着して記録ヘッド３４に対向する位置で搬送するための搬送手段である搬送ベルト５１を備えている。
【００２０】
搬送ベルト５１は、無端状ベルトであり、搬送ローラ５２とテンションローラ５３との間に掛け渡されて、ベルト搬送方向（副走査方向）に周回するように構成している。また、この搬送ベルト５１の表面を帯電させるための帯電手段である帯電ローラ５６を備えている。この帯電ローラ５６は、搬送ベルト５１の表層に接触し、搬送ベルト５１の回動に従動して回転するように配置されている。この搬送ベルト５１は、図示しない副走査モータによってタイミングを介して搬送ローラ５２が回転駆動されることによって図２のベルト搬送方向に周回移動する。
【００２１】
さらに、記録ヘッド３４で記録された用紙４２を排紙するための排紙部として、搬送ベルト５１から用紙４２を分離するための分離爪６１と、排紙ローラ６２及び排紙コロである拍車６３とを備え、排紙ローラ６２の下方に排紙トレイ３を備えている。また、装置本体１の背面部には両面ユニット７１が着脱自在に装着されている。この両面ユニット７１は搬送ベルト５１の逆方向回転で戻される用紙４２を取り込んで反転させて再度カウンタローラ４６と搬送ベルト５１との間に給紙する。また、この両面ユニット７１の上面は手差しトレイ７２としている。
【００２２】
さらに、図２に示すように、キャリッジ３３の走査方向一方側の非印字領域には、記録ヘッド３４のノズルの状態を維持し、回復するための維持回復機構８１を配置している。この維持回復機構８１には、記録ヘッド３４の各ノズル面をキャッピングするための各キャップ部材（以下「キャップ」という。）８２ａ、８２ｂ（区別しないときは「キャップ８２」という。）と、ノズル面をワイピングするためのワイパ部材（ワイパブレード）８３と、増粘した記録液を排出するために記録に寄与しない液滴を吐出させる空吐出を行うときの液滴を受ける空吐出受け８４と、キャリッジ３３をロックするキャリッジロック８７などとを備えている。
【００２３】
また、この維持回復機構８１の下方側には維持回復動作のうちの空吐出受け８４に対する空吐出及びワイパ部材８３の清掃によって空吐出受け８４から生じる廃液を収容するための交換されない第１廃液タンク１００を、維持回復機構８１の側方側にはカートリッジ装填部４の下側に装置本体の前面側から交換可能な第２廃液タンク１０１を、それぞれ備えている。インクカートリッジ１０及び第１廃液タンク１０１は、装置本体の前面の共通のカバーを開くことで、装置本体前面側から交換することができるため、低コスト化を図れる。
【００２４】
また、図２に示すように、キャリッジ３３の走査方向他方側の非印字領域には、記録中などに増粘した記録液を排出するために記録に寄与しない液滴を吐出させる空吐出を行うときの液滴を受ける空吐出受け８８を配置し、この空吐出受け８８には記録ヘッド３４のノズル列方向に沿った開口部８９などを備えている。
【００２５】
このように構成したこの画像形成装置においては、給紙トレイ２から用紙４２が１枚ずつ分離給紙され、略鉛直上方に給紙された用紙４２はガイド４５で案内され、搬送ベルト５１とカウンタローラ４６との間に挟まれて搬送され、さらに先端を搬送ガイド３７で案内されて先端加圧コロ４９で搬送ベルト５１に押し付けられ、略９０°搬送方向を転換される。
【００２６】
このとき、帯電ローラ５６に対してプラス出力とマイナス出力とが交互に繰り返すように、つまり交番する電圧が印加され、搬送ベルト５１が交番する帯電電圧パターン、すなわち、周回方向である副走査方向に、プラスとマイナスが所定の幅で帯状に交互に帯電されたものとなる。このプラス、マイナス交互に帯電した搬送ベルト５１上に用紙４２が給送されると、用紙４２が搬送ベルト５１に吸着され、搬送ベルト５１の周回移動によって用紙４２が副走査方向に搬送される。
【００２７】
そこで、キャリッジ３３を移動させながら画像信号に応じて記録ヘッド３４を駆動することにより、停止している用紙４２にインク滴を吐出して１行分を記録し、用紙４２を所定量搬送後、次の行の記録を行う。記録終了信号又は用紙４２の後端が記録領域に到達した信号を受けることにより、記録動作を終了して、用紙４２を排紙トレイ３に排紙する。そして、記録ヘッド３４のノズルの維持回復を行うときには、キャリッジ３３をホーム位置である維持回復機構８１に対向する位置に移動して、キャップ部材８２によるキャッピングを行ってノズルからの吸引を行うノズル吸引、画像形成に寄与しない液滴を吐出する空吐出などの維持回復動作を行うことにより、安定した液滴吐出による画像形成を行うことができる。
【００２８】
次に、この画像形成装置における維持回復機構８１について図３及び図４を参照して説明する。なお、図３は同維持回復機構の模式的概略構成図、図４は同じく要部平面説明図である。この維持回復機構８１は、維持装置フレーム２１１に、キャップホルダ２１２に保持されたキャップ８２ａ、８２ｂと、弾性体を含むワイパ部材８３と、第１ワイパ清掃手段であるワイパクリーナ８６とがそれぞれ昇降可能（上下動可能）に保持されている。
【００２９】
キャップ８２は、記録ヘッド３４のノズル面と対向する側に開口を有する箱型の部材である。このキャップ８２はその開口上面部に弾性部分を有しており、前記弾性部分をノズル面に当接し、密着させることでノズルの開口を封止（キャッピング）することができる。また、キャップ８２内には多孔質のスポンジ状部材である図示しない吸収部材が配設されている。これにより、吸収部材の持つ毛管力により、キャップ８２内でインクを均一な状態で保持すると同時に、後述する吸引ポンプ２２０によりキャップ８２ａ内のインクを排出する際に排出する負圧をキャップ全体に伝播させることができる。
【００３０】
そして、ワイパ部材８３と吸引用となるキャップ８２ａとの間には筒状の空吐出受け８４が配置され、この空吐出受け８４のワイパ部材８３側上端部はワイパ部材８３に付着したインクを掻き落して除去する第２ワイパ清掃手段としてワイパクリーナ部８５が形成されている。ワイパ部材８３のクリーニングを行うときにはワイパクリーナ８６でワイパ部材８３をワイパクリーナ部８５に押し付けた状態でワイパ部材８３を下降させることにより、ワイパ部材８３に付着したインクを空吐出受け８４側に掻き落す。
【００３１】
また、印字領域に最も近い側のキャップ８２ａにはチューブ部材である弾性部材からなる可撓性吸引チューブ２１９を介して吸引手段であるチュービングポンプ（吸引ポンプ）２２０を接続し、キャップ８２ａのみを吸引（回復）及び保湿用キャップ（以下単に「吸引用キャップ」という。）とし、キャップ８２ｂは単なる保湿用キャップとしている。したがって、記録ヘッド３４の回復動作を行うときには、回復動作を行う記録ヘッド３４を吸引用キャップ８２ａによってキャッピング可能な位置に選択的に移動させる。
【００３２】
吸引ポンプ２２０は、吸引チューブ２１９に対して複数の加圧部材による加圧と移動を繰り返すことによってチューブ２１０に吸引力を発生させる。吸引チューブ２１９は、シリコンチューブでも良いが、吸引チューブ２１９内にインクを一時貯留することから、チューブ壁面からの水蒸気透過が起こりにくい材質で形成することが好ましい。そこで、ここでは、熱可塑性エラストマーからなるチューブを使用している。使用する熱塑性エラストマーとしては、例えばポリスチレン系熱可塑性エラストマー、ポリオレフィン系熱可塑性エラストマー、ポリジエン系熱可塑性エラストマー、ポリ塩化ビニル系熱可塑性エラストマー、塩素化ポリエチレン系熱可塑性エラストマー、ポリウレタン系熱可塑性エラストマー、ポリエステル系熱可塑性エラストマー、ポリアミド系熱可塑性エラストマー、フッ素樹脂系熱可塑性エラストマーなどが挙げられる。また、吸引チューブ２１９に用いる熱可塑性エラストマーの硬度は、ＪＩＳ−Ａ規格でおよそ５０度のものを使用することで、ポンピングでの送液を可能にする弾性力を得ることができて、モータへの与えるポンプ駆動負荷を小さくすることができる。さらに、吸引チューブ２１９に用いる熱可塑性エラストマーの水蒸気透過性は、１５ｇ／ｍ２・ｄａｙ以下にすることで、保持するインクがチューブ２１９内で水分蒸発する速度を遅くして、チューブ２１９内にインクを一時貯留させることができる。
【００３３】
一方、キャップ８２ａ、８２ｂ、ワイパ部材８３などの下方にはフレーム２１１に回転自在に支持したカム軸２２１を配置し、このカム軸２２１には、キャップホルダ２１２を昇降させるためのキャップカム２２２と、ワイパ部材８３を昇降させるためのワイパカム２２４、空吐出受け８４内で空吐出される液滴がかかる回転体としてのコロ２２６と、ワイパクリーナ８６を揺動させるためのクリーナカム２２８と、キャリッジロック８７を昇降させるためのキャリッジロックカム２２９をそれぞれ設けている。
【００３４】
そして、吸引ポンプ２２０及びカム軸２２１を回転駆動するために、維持回復用モータ２３１の回転をモータ軸２３１ａに設けたモータギヤ２３２に、吸引ポンプ２２０のポンプ軸２２０ａに設けたポンプギヤ２３３を噛み合わせ、更にこのポンプギヤ２３３と一体の中間ギヤ２３４に中間ギヤ２３５を介して一方向クラッチ２３７付きの中間ギヤ２３６を噛み合わせ、この中間ギヤ２３６と同軸の中間ギヤ２３８に中間ギヤ２３９を介してカム軸２２１に固定したカムギヤ２４０を噛み合わせている。なお、クラッチ２３７付きの中間ギヤ２３６、２３８の回転軸である中間軸２４１はフレーム２１１にて回転可能に保持している。
【００３５】
この維持回復機構８１においては、記録ヘッド３４のノズルを形成した面（ノズル面）に付着したインクや不純物を取り除くときには、モータ２３１を駆動して、ワイパカム２２４を介してワイパ部材８３を上昇させる。この状態で、キャリッジ３３を主走査方向に移動させることにより、ワイパ部材８３によって記録ヘッド３４のノズル面をワイピングして、不純物などを除く。
【００３６】
また、記録ヘッド３４のノズルを外気に露呈した状態のまま放置すると、内部のインクが乾燥して増粘、固着し、インク吐出性能が低下してしまうことから、これを防ぐために、記録ヘッド３４のノズル面をキャップ８２で覆うときには、モータ２３１を回転させ、キャップカム２１３を介してキャップ８２を上昇させ、記録ヘッド３４のノズル面をキャッピングする。また、記録動作の前後やその最中において、空吐出受け８８、キャップ８２ａに対して記録動作に寄与しないインク滴の吐出（予備吐出）を行ってノズル吐出性能維持を図る。
【００３７】
次に、この画像形成装置に適用した第２廃液タンクについて図５ないし図１０を参照して説明する。なお、図５は維持回復機構と第２廃液タンクの斜視説明図、図６は同じく側面説明図、図７は第２廃液タンクの斜視説明図、図８は同じく同第２廃液タンクの図７と反対側から見た斜視説明図、図９は第２廃液タンクの断面斜視説明図、図１０は第２廃液タンクの吸引チューブとの連結部分の拡大断面説明図である。
【００３８】
この画像形成装置では、前述したように維持回復機構８１の空吐出受け８４からの廃液（廃インク）を貯留保持する固定の第１廃液タンク１００と、キャップ８２ａから排出される廃液を貯留保持する着脱自在な第２廃液タンク１０１とを備えている。第２廃液タンク１０１は、容器本体１１１と蓋部材１１２とで形成される密閉構造の容器であり、内部にインク（廃液）を吸収して保持する繊維状の不織布やスポンジ状の吸収体からなる複層構造（ここでは３層構造）の吸収部材１１３が設けられている。容器本体（ケース）１１１と蓋部材１１２との間は、溶着、あるいはパッキンなどの弾性部材を用いて密閉した構造としている。
【００３９】
そして、第２廃液タンク１０１のタンク長手方向に一端部にはチューブ部材である吸引チューブ２１９の廃液排出端側が連結部材であるニードル１２０を介して密封状態で着脱可能に接続される廃液導入口部１１７が設けられ、タンク長手方向の他端部側の上面にタンク内外を連通する大気連通口１１６が設けられている。大気連通口１１６は、開口部が大きいと廃液が第２廃液タンク１０１から溢れやすくなり、また第２廃液タンク１０１内に収容された廃液の乾燥を促進してしまうため、開口は小さいほうが好ましい。
【００４０】
ここで、第２廃液タンク１０１の吸収部材１１３にはニードル１２０の開口部１２１から廃液が導入される部位に対応して廃液導入空間１１４が形成され、また、奥側にも３層を貫いて大気連通口１１６に対応して空間１１５が形成されている。これにより、廃液導入空間１１４と大気連通口１１６との間には吸収部材１１３が配置されることになり、廃液流入口（廃液導入空間１１４）付近と大気連通口１１５付近との空気の移動が起こりにくくなるため、廃液導入空間１１４付近の廃液の乾燥を抑制することができる。
【００４１】
また、廃液が導入される部位に吸収部材１１３が存在しない廃液導入空間１１４が設けられていることで、ニードル１２０の挿入が容易になって第２廃液タンク１０１の交換が容易になる。つまり、この部位に吸収部材１１３があると、ニードル１２０を吸収部材１１３に突き刺しながら挿入することになるが、目の細かい吸収部材１１３にノードル１２０を突き刺すことは実際上困難である。また、大気連通口１１６に対応する部位に吸収部材１１３が存在しない空間１１５が設けられていることで、大気連通口１１６から廃液の気泡が発生して第２廃液タンク１０１が汚れることを防止できる。
【００４２】
また、ニードル１２０から廃液を排出させる場合、ニードル１２０の流出口（開口部１２１）では廃液と空気が同時に排出され得るため、ニードル１２０の先端部には気泡起因の粘度の高い廃液が付着しやすい。また、第２廃液タンク１０１が外された場合に、ニードル１２０の開口部１２１に廃液が溜まっていると、廃液が増粘し吸引不良が発生する可能性がある。そこで、廃液導入部１１７には弾性部材１１８の外側に吸収部材１２３を配置し（図９及び図１０参照）、第２廃液タンク１０１を抜かれた時に、ニードル１２０の先端部が吸収部材１２３で擦られながら抜かれるようにして、廃液詰まりを防止している。なお、ニードル１２０の開口部１２１は、先端に設けると弾性部材１１８を貫通させる時に、弾性部材１１８の一部が開口部に挟まってしまいニードル１２０が詰まる可能性があるので、ニードル１２０の側面に設けられていることが好ましい。また、第２廃液タンク１０１の長手方向一端部の壁面には情報記憶媒体１１９が設けられている（図８参照）。この情報記憶媒体１１９には第１廃液タンク１０１に排出された廃液量や排出できる排出可能残量などの情報が記憶されている。この情報記憶媒体１１９の情報は維持回復機構８１側の読取り手段１２５によって読み取ることができる。
【００４３】
第２廃液タンク１０１の満タン検知については、記録ヘッド３４から吐出する滴数と滴量とで排出量をカウントするソフトカウントで第２廃液タンク１０１に排出された廃液量を計測し、この計測値が予め定めた値（閾値）を超えた場合に満タンと検知するようにしている。満タン検知を検出している第２廃液タンク１０１が新しい第２廃液タンク１０１に交換された場合には、自動的に計測値がリセットされる。また、第２廃液タンク１０１に蓋部材１１２の上面には画像形成装置内での第２廃液タンク１０１のがたつきを抑えるためにリブ１１２ａが形成されている。
【００４４】
すなわち、この画像形成装置では、第１廃液タンク１００と第２廃液タンク１０１とを備えて、空吐出及びワイパ部材８３の清掃による廃液は第１廃液タンク１００に収容し、キャップ８２ａからの廃液は第２廃液タンク１０１に収容するようにしている。つまり、維持回復動作で生じる廃液には、記録ヘッド３４のノズルの吐出不良回復のためにノズル面をキャップ８２ａでキャッピングし、吸引ポンプ２２０によってノズルからインクを吸引することで生じる吸引チューブ２１９からの廃液と、印字領域以外（空吐出受け８４など）の場所にノズルから画像形成に寄与しないインク滴を吐出することで生じる空吐出及びワイパ部材８３に付着したインクをワイパクリーナ部８５で清掃することによる廃液とがある。
【００４５】
ここで、吸引チューブ２１９からの廃液はノズルから強制的にインクを吸引するため、比較的低粘度の廃液となるが、空吐出やワイパ部材の清掃による廃液（これらを「空吐出受けからの廃液」という。）は量が少ないことなどから比較的高粘度の廃液となる。この場合、低粘度の廃液のみを密閉された空間に排出させることで、廃液の堆積を低減させることができる。そこで、吸引チューブ２１９からの廃液と空吐出受け８４からの廃液とを同一の廃液タンクに排出して収容するのではなく、空吐出受けからの廃液を排出、収容するための第１廃液タンク１００と、吸引チューブ２１９からの廃液を排出、収容するための第２廃液タンク１０１を備える。そして、この第２廃液タンク１０１は、密閉構造の廃液タンクとすることで廃液の乾燥が低減されるとともに、収容している廃液の溢れを低減できる。これにより、第２廃液タンク１０１では廃液の堆積が少なく、廃液タンクの利用効率が向上する。なお、第２廃液タンク１０１は装置本体に対して着脱可能にすることで廃液タンク１０１を交換することができる。
【００４６】
＜実施例１＞
本発明の実施例１を図１１に示し、本実施例の記録ヘッドから廃液タンクまでの説明を行う。なお以下では本実施例を、可能であれば図１〜図１０に示した画像形成装置の構成を参照しつつ説明するが、本発明の実施が図１〜図１０に示した画像形成装置に限定されることはない。
【００４７】
本実施例では、記録ヘッド３００（例えば上述した画像形成装置の例の記録ヘッド３４）からインクを吸引または吐出するためのキャップ３０１が設けてあり、キャップ３０１と廃液収容容器３０２（例えば、同じく第２廃液タンク１０１）の間を廃液経路部材３０３（例えば、同じく吸引チューブ２１９）でつなぎ、キャップ３０１に排出されたインクは、廃液経路部材３０３の途中にあるポンプ３０４の駆動により廃液経路部材３０３を通り、廃液収容容器３０２へと排出されるようになっている。廃液収容容器３０２には、インクを排出するための上述した廃液経路部材３０３、廃液収容容器３０２内を大気に連通させる大気連通口３０５、大気連通口３０５を開閉するための開閉機構３０６、廃液収容容器３０２内の圧力を測定するための圧力計３０７、廃液収容容器３０２内の温度を測定するための温度センサ３０８が設けてある。なお図１１の実施例では、温度センサ３０８を廃液収容容器３０２内に配してあるが、外部に設けても良い。また、廃液経路部材３０３等と廃液収容容器３０２との接合部は密閉構造とし、接合部からの空気漏れがない構成とすることが好ましい。そのような接合部に採用する密閉構造には、適宜公知の構造、手段を採用すればよい。
【００４８】
図１２、図１３は、実施例１の動作を説明する図であり、図１２はフロー図、図１３は図１１の構成で廃液収容容器３０２を密閉空間とした状態を示す図である。まず、大気連通口３０５を閉じることによって廃液収容容器３０２に対して大気に連通している箇所をポンプ３０４のみとする（ステップS-1）。ポンプ３０４の駆動前に廃液収容容器３０２内の空間の圧力と温度を圧力計３０７と温度センサ３０８によりそれぞれ測定する（ステップS-2）。そしてポンプ３０４を駆動すると、廃液収容容器３０２に対して大気に連通する箇所がなくなるため密閉空間が形成される（図１３で廃液収容容器３０２をグレーとして示している）。さらにポンプ３０４を駆動すると、廃液がさらに送りこまれて廃液収容容器３０２内の圧力が上昇する（ステップS-3）。
【００４９】
ついでステップS-3の動作により上昇した圧力を圧力計３０７で測定する（ステップS-4）。ここで測定した圧力から以下の方法でインク（液体）の排出量を算出する（ステップS-5）。
すなわち、気体の状態方程式は
【数２】
2012116080.tif 000004
（各変数は、P0：初期圧力[Pa]、V0：初期体積[l]、m0：初期空気量[g]、Ma：空気の物質量[g/mol]、R：気体定数[hPal/mol K]、T：温度[K]を表す。）
であるが、ポンプ３０４の駆動によって、空気と液体が廃液収容容器３０２内の空間に排出されるため、その時の状態方程式は以下のようになる。
【数３】
2012116080.tif 000005
（各変数は、P’：ポンプ駆動によ上昇した圧力[Pa]、Vl：流入液体の体積[l]、ma：流入空気量[g]を表す。）
また、ポンプ３０４の液体と気体の送液量をVpump[l]、気体の送液量をVa[l]とすると以下のようになる。
【数４】
2012116080.tif 000006
また、この数式４から、流入空気量は空気の密度ρa[g/l]を用いると以下の式で表されることがわかる。
【数５】
2012116080.tif 000007
この数式５を数式３に代入して整理すると以下のようになる。
【数６】
2012116080.tif 000008
この数式６からポンプ３０４の駆動によって廃液収容容器３０２に排出されたインク量を算出することができる。
【００５０】
そして最後に、廃液収容容器３０２内の圧力を開放するために開閉機構３０６により大気連通口３０５を開放する（ステップS-6）。
【００５１】
＜実施例２＞
図１４は、本発明の実施例２について説明するためのフロー図である。なお以下の図１４の説明では、ステップS-５ａ以外は実施例１と同様のため説明を省略する。
すなわち本実施例では、ステップS-5ａで上述のした数式６を利用して算出したインク量を積算するカウントを行う。これにより、廃液収容容器３０２内に排出されたインク量を知る。この排出インク量がわかっていると、廃液収容容器３０２の満タン検知に利用したり、廃液収容容器３０２に収容可能な残量を知ったりすることができる。
【００５２】
＜実施例３＞
図１５は、本発明の実施例３について説明するためのフロー図である。なお以下の図１５の説明では、ステップ４ａ以外は実施例２と同様のため説明を省略する。
すなわちステップS-５でインク量の算出を行うが、廃液収容容器３０２にインクが排出されると廃液収容容器３０２の空間容積が小さくなる（残量が少なくなる）ため、上述した数式６で算出されるインク量が排出されたインク量よりも大きな値となる。そのため、予めステップS-４ａで廃液収容容器３０２に排出されたインク量（Vtotal[l]）を廃液収容容器３０２の空間容積（V0）から減ずることで、廃液収容容器３０２内の空き空間容積を知っておき、適正なインク量を算出できるようにする。数式６において、V0をV0−Vtotalに置き換えると、以下のようになり、この数式７からインク量を算出することができる。
【数７】
2012116080.tif 000009
【００５３】
＜実施例４＞
図１６は、本発明の実施例４について説明する図である。本実施例では、大気連通口３０５の部分の開閉機構３０６に電磁弁を用いている。大気連通口３０５の開閉機構３０６に電磁弁を用いることで、任意のタイミングで大気連通口３０５の開閉を行うことができる。
【符号の説明】
【００５４】
３００：記録ヘッド
３０１：キャップ
３０２：廃液収容容器
３０３：廃液経路部材
３０４：ポンプ
３０５：大気連通口
３０６：開閉機構
３０７：圧力計
３０８：温度センサ
【先行技術文献】
【特許文献】
【００５５】
【特許文献１】特開２００６‐１５９４６５号公報
【図２】
2012116080.tif 000011
【図５】
2012116080.tif 000012
【図６】
2012116080.tif 000013
【図７】
2012116080.tif 000014
【図９】
2012116080.tif 000015
【図１０】
2012116080.tif 000016
【図１】
2012116080.tif 000017
【図３】
2012116080.tif 000018
【図４】
2012116080.tif 000019
【図８】
2012116080.tif 000020
【図１１】
2012116080.tif 000021
【図１２】
2012116080.tif 000022
【図１３】
2012116080.tif 000023
【図１４】
2012116080.tif 000024
【図１５】
2012116080.tif 000025
【図１６】
2012116080.tif 000026