JP2004009716A - インクタンクおよびインクジェットプリンタ - Google Patents

Abstract

【課題】インクが無くなったことを簡単な構成により正確に検出可能な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とインク取出し孔７の間には副インク室３０が形成され、ここに進入する空気量が増加すると、インク界面となっている直角プリズム５２の反射面が本来の反射面に復帰してインクエンドを検出可能である。直角プリズム５２に、気泡の直径より幅の小さい矩形の凹部を設け、ここに一対の反射面を形成してある。インク界面となる反射面が、気泡が侵入しない凹部内に設けられているので、副インク室内に発生した気泡間に保持されているインクによって反射面の背面が覆われて、インク液面が低下しても反射面の反射状態が変化しなくなり、インクエンド検出ができないという不具合を解消できる。
【選択図】　　図３

Description

【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に関し、特に、インクが無くなった状態（インクエンド）を精度良く検出可能な検出機構を備えたインクタンク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通気孔とを有している。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通気孔からフォーム収納部に流入するようになっている。
【０００３】
ここで、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】
【発明が解決しようとする課題】
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】
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。
【０００８】
本発明の課題は、このような点に鑑みて、フォーム式のインクタンクにおけるインクエンドを、背面がインク界面となっている反射面を利用して精度良く検出可能な検出部を有するインクタンクを提案することにある。
【０００９】
また、本発明の課題は、副インク室内で発生する気泡に起因し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。
【００１０】
また、本発明の別の課題は、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。
【００１１】
【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ており、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導入可能な副インク室と、
前記主インク室から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、前記副インク室内において背面がインク界面となっているプリズム面を備え、
当該プリズム面に設けた矩形の凹部の底面が一対の光反射面であることを特徴としている。
【００１２】
本発明では、主インク室とインク取出し孔の間に副インク室が形成され、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。
【００１３】
これに加えて、本発明では、インク界面となっているプリズム面に矩形の凹部を設け、その底面を一対の反射面とされているので、凹部に気泡が侵入せず、それ故反射面背面に気泡が付着せず、副インク室内に発生した気泡が反射面背面に付着あるいはその近傍に浮遊して、気泡間に保持されているインクによって当該反射面が覆われてしまうという事態を回避できる。
【００１４】
この結果、副インク室内のインク液面が反射面よりも低下したにも拘わらず、反射面が気泡間に保持されているインクによって覆われたままとなり、当該反射面の反射状態が変化せずに、インクエンド検出ができないという弊害を回避できる。
【００１５】
ここで、プリズム面に設けた前記凹部の幅が、前記副インク室で発生する前記気泡の直径よりも小さい寸法とすれば、副インク室内に発生した気泡が反射面背面に付着、あるいはその近傍に浮遊することを防止できる。更に、発生する気泡の直径は、略０．５ｍｍより大きいので、前記凹部の幅を０．５ｍｍ以下とすることが好ましい。
【００１６】
次に、本発明では、インク界面となっている前記凹部及びそのプリズム面周辺の背面は撥水処理が施された表面とされているので、反射面背面に気泡が付着せず、また反射面背面に付着した気泡は当該反射面背面の撥水力によって破裂して消滅する。従って、副インク室内に発生した気泡が反射面背面に付着あるいはその近傍に浮遊して、気泡間に保持されているインクによって当該反射面が覆われてしまうという事態をより確実に回避できる。
【００１７】
また、本発明において、前記撥水処理が施された表面は、撥水材料が塗布された表面とすることができる。この場合、前記撥水材料として、フッ素系コーティング材を用いることができる。また、フッ素系コーティング材として、フルオロオレフィン系ポリマーあるいは含フッ素アクリル系コーティング材を用いることができる。
【００１８】
次に、インク取出し孔に作用するインク吸引力によって気泡を主インク室から副インク室内に導入可能とするためには、前記副インク室を前記主インク室に連通している主インク室側連通口に第１のフィルタを取り付け、この第１のフィルタを、前記インク取出し孔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すればよい。
【００１９】
この場合、副インク室内に発生した気泡がインク取出し孔の側に排出されないようにするためには、前記副インク室および前記インク取出し孔を連通している取出し孔側連通口に、第２のフィルタを取り付け、この第２のフィルタを、前記第１のフィルタより孔径が小さい多孔質材料から形成すればよい。
【００２０】
次に、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ており、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導入可能な副インク室と、
前記主インク室から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、前記副インク室内において背面がインク界面となっているプリズム面を備え、
当該プリズム面に設けた矩形の凸部の上面が一対の光反射面であることを特徴としている。
【００２１】
本発明のインクタンクにおいても、主インク室とインク取出し孔の間に副インク室が形成され、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。
【００２２】
また、インク界面となっているプリズム面に矩形の凸部を設け、その上面を一対の反射面とされているので、反射面が気泡間に保持されているインクによって覆われてしまうという事態を回避できる。
【００２３】
この結果、副インク室内のインク液面が反射面よりも低下したにも拘わらず、反射面が気泡間に保持されているインクによって覆われたままとなり、当該反射面の反射状態が変化せずに、インクエンド検出ができないという弊害を回避できる。
【００２４】
次に、本発明では、インク界面となっている前記凸部及びそのプリズム面周辺の背面は撥水処理が施された表面とされているので、反射面背面に気泡が付着せず、また反射面背面に付着した気泡は当該反射面背面の撥水力によって破裂して消滅する。従って、副インク室内に発生した気泡が反射面背面に付着あるいはその近傍に浮遊して、気泡間に保持されているインクによって当該反射面が覆われてしまうという事態をより確実に回避できる。
【００２５】
また、本発明において、前記撥水処理が施された表面は、撥水材料が塗布された表面とすることができる。この場合、前記撥水材料として、フッ素系コーティング材を用いることができる。また、フッ素系コーティング材として、フルオロオレフィン系ポリマーあるいは含フッ素アクリル系コーティング材を用いることができる。
【００２６】
次に、インク取出し孔に作用するインク吸引力によって気泡を主インク室から副インク室内に導入可能とするためには、前記副インク室を前記主インク室に連通している主インク室側連通口に第１のフィルタを取り付け、この第１のフィルタを、前記インク取出し孔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すればよい。
【００２７】
この場合、副インク室内に発生した気泡がインク取出し孔の側に排出されないようにするためには、前記副インク室および前記インク取出し孔を連通している取出し孔側連通口に、第２のフィルタを取り付け、この第２のフィルタを、前記第１のフィルタより孔径が小さい多孔質材料から形成すればよい。
【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】
［実施例１］
（全体構成）
図１（ａ）および（ｂ）は本発明を適用した実施例１に係る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り、図３は当該インクタンクの分解斜視図である。
【００３１】
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孔７が形成されており、このインク取出し孔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がインク取出し口とされている。インク取出し孔７におけるゴムパッキン８よりも奥の部分には、インク取出し口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、インク取出し口８ａを封鎖している。
【００３３】
主インク室５は、第１のフィルタ１１および第２のフィルタ１２によって仕切られている副インク室３０を介してインク取出し孔７に連通している。また、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。従って、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、インク取出し孔７を介して吸引されると、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】
なお、容器蓋４の大気連通孔１３は、容器蓋表面に刻まれた屈曲状の溝１３ａに繋がっており、この溝１３ａの端１３ｂは容器蓋４の縁端近傍まで延びている。インクタンク１の出荷時には、容器蓋４の大気連通孔１３および溝１３ａが形成されている部分はシール１４が貼り付けられており、使用時には、当該シール１４の切り取り線１４ａに沿って当該シール１４の一部１４ｂを剥がすことにより、溝１３ａの端１３ｂが露出し、大気連通孔１３が大気開放状態になる。
【００３５】
また、容器底面のインク取出し孔７の部分もシール１５が貼り付けられており、インクタンク１をインクジェットプリンタのタンク装着部に装着するとタンク装着部に取り付けられているインク供給針（図４（ｂ）参照）がシール１５を破って当該インク取出し口８ａに差し込まれて、当該インクタンク１が装着状態になる。
【００３６】
次に、図４は図１のＩＶ−ＩＶ線で切断した部分のインクタンク１の断面図であり、図５は図１のＶ−Ｖ線で切断した部分のインクタンク１の断面図であり、図６は図１のＶＩ−ＶＩ線で切断した部分のインクタンク１の断面図である。
【００３７】
これらの図を参照して、インク取出し孔７と主インク室５の間に形成されている副インク室３０を含むインク通路部分の構造を説明する。まず、容器本体２の底板部分２１には、矩形断面の筒状枠２２が当該底板部分２１を貫通して上下に垂直に延びている。この筒状枠２２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２３の上端には長方形の連通口２５（主インク室側連通口）が形成されている。この連通口２５には長方形の第１のフィルタ１１が取り付けられている。
【００３８】
この筒状枠２２の容器底板部分２１から下方に垂直に突出している下側筒状枠部分２４の下端開口は、これに一体形成されている枠底板部分２４ａによって封鎖されており、当該枠底板部分２４ａの略中央からは、全体として円筒状の突出部分２６が上方に垂直に延びる状態で一体形成されている。この突出部分２６の中心孔はインク取り出し孔７に連通したインク通路２７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２８が突出部分２６の内周面に一体形成されている。
【００３９】
この突出部分２６は、上記の第１のフィルタ１１よりも所定距離だけ下の位置までに延びており、その上端に形成されている円形の連通口２９（取出し孔側連通口）には第２のフィルタ１２が取り付けられている。
【００４０】
本例の第１のフィルタ１１は、インクを通すと共に、インク取出し孔７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１のフィルタ１１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。
【００４１】
これに対して、第２のフィルタ１２は、インクを通すが、インク取出し孔に作用するインク吸引力によっては気泡が通過することのない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はメニスカスが破壊しない毛管引力となる細かな孔サイズの多孔質材料から形成されている。また、この第２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る。この第２のフィルタ１２も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。
【００４２】
ここで、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７に作用するインク吸引力である。
【００４３】
次に、本例の副インク室３０には、インク吸い上げ用のコップ状キャップ３１が配置されている。このコップ状キャップ３１によって、副インク室３０の底に溜まっているインクを上方に位置している第２のフィルタ１２が取り付けられている連通口２９まで吸い上げるようにしている。
【００４４】
図７（ａ）および（ｂ）は、このコップ状キャップ３１を示す斜視図および断面図である。図４ないし図７を参照して説明すると、このコップ状キャップ３１は、円筒状胴部３２と、この上端開口を封鎖している天板部分３３とを備えており、その下端開口３４の円形端面３５には、所定角度間隔で形成された複数の突起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３６が形成されている。円筒状胴部３２の内周面は、その下端側内周面部分３７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３８と、この上側に連続している小径の上端側内周面部分３９を備えている。
【００４５】
この形状のコップ状キャップ３１は、インク室３０の中に形成されている円筒状の突出部分２６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。突出部分２６の外周面は、下端側部分が僅かに大きな大径外周面部分４１とされ、この上端側部分が小径外周面部分４２とされ、これらの間には環状段面４３が形成されている。図６に示すように、小径外周面部分４２には、所定の角度間隔で外方に突出したリブ４４が形成されている。本例では９０度間隔で４本のリブ４４が形成されており、これらのリブ４４の突出量は同一であり、上下方向に所定の長さとされている。また、これらのリブ４４の突出量は、これらがコップ状キャップ３１の上端側外周面部分３９にちょうど嵌り込むように設定されている。
【００４６】
コップ状キャップ３１を突出部分２６にキャッピングすると、４本のリブ４４によってコップ状キャップ３１が位置決めされ、コップ状キャップ３１の内周面と突出部分２６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４５が形成される。また、コップ状キャップ３１における下端の円形端面３５に形成した突起３６の下面から天板部分３３の裏面までの高さ寸法は、突出部分２６の高さ寸法よりも所定量だけ大きく設定されている。従って、キャッピング状態では、突出部分２６の上端に取り付けた第２のフィルタ１２とコップ状キャップ３１の天板部分３３の裏面の間には、所定間隔のインク通路用の隙間４６が形成され、この隙間４６が隙間４５に連通している。さらには、キャッピング状態においては、コップ状キャップ３１の下端に形成された４個の突起３６の間には、一定幅の４本の円弧状断面の隙間４７が形成される。この円弧状断面の隙間４７は上記の円弧状断面の隙間４５に連通している。
【００４７】
ここで、隙間４５、４６、４７を適切な幅に設定しておくことにより、ここにインクによるメニスカスが形成され、毛細管引力によって、隙間４７から隙間４５を通ってインクが吸い上げられて、隙間４６を通って第２のフィルタ１２を経由して突出部分上端の連通口２９に到るインク吸い上げ用通路を形成することができる。このようにすると、副インク室３０に溜まっているインク量が減って、その液面が第２のフィルタ１２よりも低くなった場合においても、副インク室３０内のインクを第２のフィルタ１２の位置まで吸い上げて、インク通路２７からインク取出し孔７に供給することができる。
【００４８】
また、本例では、コップ状キャップ３１の外周面３２ａが副インク室３０を形成している筒状枠２２の内側側面２２ａから所定幅だけ離間した状態となるようにしてある。コップ状キャップ３１の外周面３２ａが筒状枠２２の内側側面２２ａに接触すると、副インク室３０の内部が接触位置を境として左右に分断されてしまい、副インク室３０内に溜まっているインクを効率良く吸い上げることができなくなるおそれがある。本例では、コップ状キャップ３１によって副インク室３０に溜まっているインクを効率良く吸い上げることができる。
【００４９】
（検出部）
次に、本例のインクタンク１には、当該インクタンク１がインクジェットプリンタの装着部に装着されたか否かを光学的に検出するために用いる直角プリズム５１が配置されている。また、副インク室３０に溜まっているインク残量が所定量を下回ったことを光学的に検出するために用いる直角プリズム５２が配置されている。
【００５０】
図３、図５、図６および図８を参照して説明すると、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が接着固定されており、この矩形板５４の内側面には直角プリズム５１および５２が一定の間隔で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を備えている。直角プリズム５２は一対の面５２ａ、５２ｂを備えており、これらの面にはそれぞれ矩形の凹部５２ｃ、５２ｄが形成され、凹部５２ｃ、５２ｄには一対の反射面５２ｅ、５２ｆが形成されている。
【００５１】
一方の直角プリズム５１は、一定隙間の空気層５５を介して容器本体２の側板部分５３に対峙している。すなわち、側板部分５３には直角プリズム５１に対応した形状の凹部５６が形成されており、これにより各反射面５１ａ、５１ｂは一定隙間の空気層５５を介して主インク室５の側板部分５３に対峙している。
【００５２】
これに対して、他方の直角プリズム５２は、副インク室３０を形成している筒状枠２２に開けた開口部２２ｂから直接に副インク室３０の内部に露出している。すなわち、一対のプリズム面５２ａ、５２ｂと凹部５２ｃ、５２ｄの背面がインク界面となっている。従って、副インク室３０のインク液面が当該直角プリズム５２の取り付け位置よりも上側にある場合には、各反射面５２ｅ、５２ｆはインクに接して反射面として機能しない。しかるに、インク液面が下方に下がると、各反射面５２ｅ、５２ｆは本来の反射面として機能を徐々に取り戻す。
【００５３】
次に、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、５８が取り付けられている。これらの光学式センサ５７、５８は、発光素子５７ａ、５８ａと受光素子５７ｂ、５８ｂを備えている。光学式センサ５７は、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により受光できるように、その位置が設定されている。同様に、光学式センサ５８も、その発光素子５８ａから射出光を反射面５２ｅに４５度の角度で入射させ、この反射面５２ｅおよび反射面５２ｆで反射された戻り光を受光素子５８ｂにより受光できるように、その位置が設定されている。
【００５４】
（検出動作）
本例のインクタンク１がインクジェットプリンタの装着部に装着されたか否かの検出、およびインクタンク１のインクエンド検出は、次のように行われる。
【００５５】
インクタンク１をインクジェットプリンタの装着部に装着すると、図４（ｂ）に示すように、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６１の先端部分が、インクタンク１のインク取出し孔７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２７内に位置している弁９を押し上げた状態になる。
【００５６】
この結果、インク取出し孔７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のフィルタ１１、副インク室３０を介してインク通路２７に流れ込み、インク供給針６１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。このようなインク供給機構は公知であるので、これ以上の説明は省略する。
【００５７】
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によって受光され、これによって、インクタンク１が装着されたことが検出される。
【００５８】
次に、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７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。図４（ａ）において一点鎖線で示すように、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、空気が第１のフィルタ１１を通って副インク室３０に進入して副インク室３０内に気泡を生成する。副インク室３０とインク取出し孔７の側の間を仕切っている第２のフィルタ１２は気泡を通さないので、副インク室３０の内部に気泡が徐々に溜まっていく。
【００５９】
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３０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３０内に露出している直角プリズム５２の一対の反射面５２ｅ、５２ｆ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５２ｅ、５２ｆは反射面として徐々に機能し始める。副インク室３０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５８の受光素子５８ｂの受光量が予め定めた受光量を超える。この受光素子５８ｂ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。
【００６０】
副インク室３０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、この状態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５８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３０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。
【００６１】
特に、本例では、コップ状キャップ３１を用いて、副インク室３０の底部分に溜まっているインクを第２のフィルタ１２の位置まで吸い上げるためのインク吸い上げ機構が形成されている。従って、光学式センサ５８によるインクのニアエンド検出からインク使用量をカウントしてリアルエンド検出を行う場合、副インク室３０に溜まっているインクが実質的に全て吸い上げられてインク取出し孔７からインクジェットヘッドに供給されるので、副インク室３０にインクが実質的に無くなった時点でインクのリアルエンドを検出可能となり、当該リアルエンド検出の検出精度を高めることができる。
【００６２】
ここで、本例のインクタンク１においては、その直角プリズム５２の一対の面５２ａ、５２ｂそれぞれに矩形の凹部５２ｃ、５２ｄを設け、ここに一対の反射面５２ｅ、５２ｆを形成している。この構成とすることにより、次のような作用効果が得られる。
【００６３】
すなわち、インク残量の減少に伴って空気が副インク室３０に進入して気泡が発生すると、副インク室３０の内部においてはインク液面よりも上の空間は気泡で満たされた状態になり、この状態でインク液面が低下していく。このために、インク液面がプリズム面５２ａ、５２ｂの上端から徐々に低下していく状態では、インク液面から露出したプリズム面５２ａ、５２ｂの近傍には気泡が浮遊している。従って、図８（ｂ）に示すように、インク液面がプリズム面５２ａ、５２ｂより低くなっても、これらの近傍に浮遊している気泡の間に保持されているインクによってプリズム面５２ａ、５２ｂの背面が覆われたままの状態に陥るおそれがある。この状態になると、プリズム面５２ａ、５２ｂは反射面として機能しないので、インクエンド検出ができない。
【００６４】
しかしながら、本例では、図８（ａ）に示すように、副インク室３０内においてインク界面となっているプリズム面５２ａ、５２ｂそれぞれに、矩形の凹部５２ｃ、５２ｄを設け、ここに一対の反射面５２ｅ、５２ｆを形成している。凹部の幅ｔを気泡の直径より小さくすることで、気泡Ｂが凹部５２ｃ、５２ｄに侵入せず、それ故気泡Ｂが反射面５２ｅ、５２ｆの背面に付着しない。気泡の直径は、略０．５ｍｍより大きいため、凹部の幅ｔは０．５ｍｍ以下に設定することが望ましい。この結果、インク液面が低下して反射面５２ｅ、５２ｆが露出すると、当該反射面の反射状態が変化して、インクエンドを確実に検出できる。
【００６５】
（実施例の効果）
以上説明したように、本例のインクタンク１では、主インク室５とインク取出し孔７の間に小さな容積の副インク室３０を形成し、主インク室５の側からここに気泡を導入可能とし、当該副インク室３０からインク取出し孔７の側には気泡が流出しないようにし、当該副インク室３０内において背面がインク界面とされているプリズム反射面５２ｅ、５２ｆによる反射光量に基づきインクエンドを検出している。従って、インクタンク１からのインク吐出回数やインクポンプによるインク吸引量をカウントした結果に基づきインクタンク１のインクエンドを検出する場合に比べて、極めて正確にインクエンドを検出できる。よって、インクエンド検出時におけるインクタンクのインク残量を少なくでき、インクの無駄を抑制できる。
【００６６】
また、本例では、副インク室３０内に露出しているインクエンド検出用のプリズム面５２ａ、５２ｂそれぞれに、気泡の直径より幅の小さい矩形の凹部５２ｃ、５２ｄを設け、ここに一対の反射面５２ｅ、５２ｆを形成してある。インク界面となる反射面５２ｅ、５２ｆが、気泡が侵入しない凹部内に設けられているので、副インク室３０内に発生した気泡によって反射面５２ｅ、５２ｆの背面が包まれ、気泡間に保持されているインクによって反射面５２ｅ、５２ｆの背面が覆われて、インク液面が低下してもそれらの反射状態が変化しなくなるという弊害を回避できる。よって、プリズム面５２ａ、５２ｂに矩形の凹部５２ｃ、５２ｄを設けるという極めて簡単な構成によって確実にインクエンド検出を行うことが可能になる。
【００６７】
次に、本例では、副インク室３０の内部にインク取出し孔７に通ずるインク通路２７を突出させることにより、これらが形成されているインクエンド検出のための構成部分をコンパクトにしてあるので、インクタンクの設置スペースの増加を抑制できるという利点がある。また、このインク通路２７にインク取出し孔７を封鎖している弁９およびコイルばね１０などを配置してあるので、当該インク取出し部分もコンパクトに構成できる。
【００６８】
（実施例１の変形例）
本例では、直角プリズム５２の一対の面５２ａ、５２ｂに気泡の直径より幅の小さい矩形の凹部５２ｃ、５２ｄを設け、ここに一対の反射面５２ｅ、５２ｆを形成しているが、凹部の幅を任意として凹部及びその周辺に撥水処理を施してもよい。すなわち図８（ｃ）に示すように、プリズム５２の凹部５２ｃ、５２ｄや反射面５２ｅ、５２ｆの背面は、撥水材料６０が塗布された撥水処理された表面とされている。撥水材料としては、透明なフッ素系コーティング材、例えば、フルオロオレフィン系ポリマーあるいは含フッ素アクリル系コーティング材を用いることができる。
【００６９】
このようにすれば、気泡Ｂが凹部５２ｃ、５２ｄや反射面５２ｅ、５２ｆに付着しない。また、反射面５２ｅ、５２ｆに付着した場合には、気泡Ｂは当該反射面の撥水力によって弾けて消失する。よって、より確実に、気泡Ｂを反射面５２ｅ、５２ｆの近傍から遠ざけることができる。この結果、インク液面が低下して反射面５２ｅ、５２ｆが露出すると、当該反射面の反射状態が変化して、インクエンドをより確実に検出できる。
【００７０】
また、本例では、コップ状キャップ３１を取り付けているがこれを省略することも可能である。
【００７１】
さらに、コップ状キャップ３１を配置してある場合には、副インク室３０とインク取り出し孔７の連通口２９に取り付けてある第２のフィルタ１２を省略することも可能である。
【００７２】
［実施例２］
上記の実施例１では、直角プリズムに気泡の直径より幅の小さい矩形の凹部を設け、ここに一対の反射面を形成することにより、反射面から気泡を遠ざけて気泡間に保持されているインクによって反射面が覆われてしまうという弊害を回避している。この代わりに、直角プリズムに凸部を設け、ここに一対の反射面を形成することにより、反射面が気泡間に保持されているインクによって覆われてしまうという弊害を回避することもできる。
【００７３】
図９（ａ）は、凸部に一対の反射面を形成した構成の直角プリズムを示す図である。本例のインクタンクの主要構成や検出動作は実施例１と同様であるので、それらの詳細な説明は省略するものとする。
【００７４】
本例のインクタンクも、主インク室５と、副インク室３０と、インク取出し孔７と、大気連通口１３と、インクエンド検出用の直角プリズム５２を備えており、本例のインクタンクを装着するインクジェットプリンタ（図示せず）の側には、直角プリズム５２からの反射光量に基づきインクエンドを検出する光学式センサ（フォトインタラプタ）５８を備えている。
【００７５】
ここで、本例の直角プリズム５２においては、一対の面５２ａ、５２ｂそれぞれに矩形の凸部５２ｇ、５２ｈを設け、ここに一対の反射面５２ｉ、５２ｊを形成している。この構成とすることにより、次のような作用効果が得られる。
【００７６】
すなわち、矩形の凸部５２ｇ、５２ｈを設け、ここに一対の反射面５２ｉ、５２ｊを形成することで、これらの近傍では気泡Ｂが密な状態で存在できず、それ故、浮遊している気泡Ｂの間にインクが保持されることがないので、プリズム５２の反射面５２ｉ、５２ｊの背面がインクで覆われたままの状態に陥るおそれが無くなる。
【００７７】
この結果、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５２ｉ、５２ｊ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５２ｉ、５２ｊ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３０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。
【００７８】
（実施例２の変形例）
本例では、直角プリズム５２の一対の面５２ａ、５２ｂに矩形の凸部５２ｇ、５２ｈを設け、ここに一対の反射面５２ｉ、５２ｊを形成しているが、凸部及びその周辺に撥水処理を施してもよい。すなわち図９（ｂ）に示すように、プリズム５２の凸部５２ｇ、５２ｈや反射面５２ｉ、５２ｊの背面は、撥水材料６０が塗布された撥水処理された表面とされている。撥水材料としては、透明なフッ素系コーティング材、例えば、フルオロオレフィン系ポリマーあるいは含フッ素アクリル系コーティング材を用いることができる。
【００７９】
このようにすれば、気泡Ｂが凸部５２ｇ、５２ｈや反射面５２ｉ、５２ｊに付着しない。また、反射面５２ｉ、５２ｊに付着した場合には、気泡Ｂは当該反射面の撥水力によって弾けて消失する。よって、より確実に、気泡Ｂを反射面５２ｉ、５２ｊの近傍から遠ざけることができる。この結果、インク液面が低下して反射面５２ｉ、５２ｊが露出すると、当該反射面の反射状態が変化して、インクエンドをより確実に検出できる。
【００８０】
［その他の実施の形態］
実施例１では一対の面５２ａ、５２ｂにそれぞれ矩形の凹部５２ｃ、５２ｄを設けここに一対の反射面５２ｅ、５２ｆを形成してあり、実施例２ではそれぞれ矩形の凸部５２ｇ、５２ｈを設けここに一対の反射面５２ｉ、５２ｊを形成してあるが、これら双方を組み合わせた構成を採用することも可能である。即ち、面５２ａに矩形の凹部５２ｃを設けここに反射面５２ｅを形成し、面５２ｂに矩形の凸部５２ｈを設けここに反射面５２ｊを形成して、反射面５２ｅと反射面５２ｊを対応させることも可能である。
【００８１】
【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容されている主インク室と、インクをインクジェットプリンタの側に供給するためのインク取出し孔との間に、小さな容積の副インク室を形成し、主インク室の側からここに気泡を導入可能とし、当該副インク室からインク取出し孔の側には気泡が流出しないようにし、当該副インク室のインク液面の低下に応じて反射状態が変化する反射面を用いて、インクタンクのインクエンドを検出可能としている。
【００８２】
従って、インクタンクからのインク吐出回数やインクポンプによるインク吸引量をカウントした結果に基づきインクタンクのインクエンドを検出する場合に比べて、極めて正確にインクエンドを検出できる。よって、インクエンド検出時におけるインクタンクのインク残量を少なくでき、インクの無駄を抑制できる。
【００８３】
一方、本発明では、副インク室内に露出しているインクエンド検出用のプリズムに、気泡の直径より幅の小さい矩形の凹部を設け、ここに一対の反射面を形成してある。インク界面となる反射面が、気泡が侵入しない凹部内に設けられているので、副インク室内に発生した気泡によって反射面の背面が覆われて、インク液面が低下しても反射面の反射状態が変化しなくなり、インクエンド検出が不可能になってしまうという弊害を回避できる。従って、プリズムに矩形の凹部を設けるという極めて簡単な構成によって、インクエンド検出を確実に行うことが可能になる。
【００８４】
また、本発明では、プリズムの凹部やその反射面の背面（インク界面）に撥水処理を施しているので、副インク室の内部で発生した気泡を反射面の背面から遠ざけることができ、また、気泡を撥水力によって破裂させて消失させることができる。よって、気泡間に保持されているインクによって反射面の背面が覆われ、インク液面が低下しても反射面の反射状態が変化しなくなり、インクエンド検出が不可能になってしまうという弊害を回避できる。従って、インクエンド検出を確実に行うことが可能になる。
【００８５】
次に、本発明では、副インク室の内部にインク取出し孔に通ずるインク通路を突出させることにより、これらが形成されているインクエンド検出のための構成部分をコンパクトにしてあるので、インクタンクの設置スペースの増加を抑制できるという利点がある。また、このインク通路にインク取出し孔を封鎖している弁およびコイルばねなどを配置してあるので、当該インク取出し部分もコンパクトに構成できる。
【００８６】
また、本発明では、直角プリズムに矩形の凸部を設け、ここに一対の反射面を形成したり、更にこれら凸部や反射面周辺の背面（インク界面）に撥水処理を施しているので、気泡が密な状態で存在できず、浮遊している気泡の間にインクが保持されることが無かったり、副インク室の内部で発生した気泡を反射面の背面から遠ざけることができ、また、気泡を撥水力によって破裂させて消失させることができる。従って、反射面の背面が気泡間に保持されているインクにより覆われ、インク液面が低下しても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いという弊害を回避できる。
【００８７】
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実施例１に係る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のインクタンクの分解斜視図である。
【図４】（ａ）は図１のＩＶ−ＩＶ線で切断した場合におけるインクタンクの断面図であり、（ｂ）はインク供給針が差し込まれた状態を示す部分断面図である。
【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のインクタンクにおけるコップ状キャップを示す図である。
【図８】図１のインクタンクにおける作用効果を示すための説明図であり、（ａ）は実施例１の作用効果を示すための説明図であり、（ｂ）は従来例を示すための説明図であり、（ｃ）は実施例１の変形例の作用効果を示すための説明図である。
【図９】本発明による実施例２に係るインクタンクにおける作用効果を示すための説明図である。
【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　　インク取出し孔
８　　ゴムパッキン
９　　弁
１０　　コイルばね
１１　第１のフィルタ
１２　第２のフィルタ
１３　大気連通孔
２１　容器本体の底板部分
２７　インク通路
３０　副インク室
３１　キャップ
３２　胴部
３３　天板部分
３６　突起
４４　リブ
４５　インク吸い上げ用の隙間
４６　連通部
４７　隙間
５１、５２　プリズム
５１ａ、５１ｂ、５２ｅ、５２ｆ、５２ｉ、５２ｊ　反射面
５２ｃ、５２ｄ　凹部
５２ｇ、５２ｈ　凸部
５７、５８　光学式センサ
５７ａ、５８ａ　発光素子
５７ｂ、５８ｂ　受光素子
６０　撥水材料
Ｂ　気泡

Claims (17)

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ており、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導入可能な副インク室と、
   前記主インク室から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、前記副インク室内において背面がインク界面となっているプリズム面を備え、
   当該プリズム面に設けた矩形の凹部の底面が一対の光反射面であることを特徴とするインクタンク。
2. 請求項１において、
   プリズム面に設けた前記凹部の幅が、前記副インク室で発生する前記気泡の直径よりも小さい寸法とされていることを特徴とするインクタンク。
3. 請求項２において、
   前記凹部の幅が、０．５ｍｍ以下であることを特徴とするインクタンク。
4. 請求項１において、
   インク界面となっている前記凹部及びそのプリズム面周辺の背面は撥水処理が施された表面であることを特徴とするインクタンク。
5. 請求項４において、
   前記撥水処理が施された表面は、撥水材料が塗布された表面であることを特徴とするインクタンク。
6. 請求項５において、
   前記撥水材料は、フッ素系コーティング材であることを特徴とするインクタンク。
7. 請求項６において、
   前記フッ素系コーティング材は、フルオロオレフィン系ポリマーあるいは含フッ素アクリル系コーティング材であることを特徴とするインクタンク。
8. 請求項１ないし７のうちのいずれかの項において、
   前記副インク室を前記主インク室に連通している主インク室側連通口と、
   この主インク室側連通口に取り付けた第１のフィルタとを有し、
   この第１のフィルタは、前記インク取出し孔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ことを特徴とするインクタンク。
9. 請求項８において、
   前記副インク室および前記インク取出し孔を連通している取出し孔側連通口と、
   この取出し孔側連通口に取り付けられている第２のフィルタとを有し、
   この第２のフィルタは、前記第１のフィルタより孔径が小さい多孔質材料から形成されていることを特徴とするインクタンク。
10. 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ており、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導入可能な副インク室と、
    前記主インク室から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、前記副インク室内において背面がインク界面となっているプリズム面を備え、
    当該プリズム面に設けた矩形の凸部の上面が一対の光反射面であることを特徴とするインクタンク。
11. 請求項１０において、
    インク界面となっている前記凸部及びそのプリズム面周辺の背面は撥水処理が施された表面であることを特徴とするインクタンク。
12. 請求項１１において、
    前記撥水処理が施された表面は、撥水材料が塗布された表面であることを特徴とするインクタンク。
13. 請求項１２において、
    前記撥水材料は、フッ素系コーティング材であることを特徴とするインクタンク。
14. 請求項１３において、
    前記フッ素系コーティング材は、フルオロオレフィン系ポリマーあるいは含フッ素アクリル系コーティング材であることを特徴とするインクタンク。
15. 請求項１０ないし１４のうちのいずれかの項において、
    前記副インク室を前記主インク室に連通している主インク室側連通口と、
    この主インク室側連通口に取り付けた第１のフィルタとを有し、
    この第１のフィルタは、前記インク取出し孔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ことを特徴とするインクタンク。
16. 請求項１５において、
    前記副インク室および前記インク取出し孔を連通している取出し孔側連通口と、
    この取出し孔側連通口に取り付けられている第２のフィルタとを有し、
    この第２のフィルタは、前記第１のフィルタより孔径が小さい多孔質材料から形成されていることを特徴とするインクタンク。
17. 請求項１ないし１６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。

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