JP2004122397A - インクタンク、インクエンド検出機構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とインク取出し口７の間には副インク室２０が形成され、副インク室２０は仕切り部材３０によって、気泡溜め２１とインク貯留室２２と、これらの間を連通している連通室２３とに仕切られている。連通室２３は、狭い第１の連通孔３３によって気泡溜め２１に連通し、狭い第２の連通孔３６によってインク貯留室２２に連通してている。連通室２３内には、インクエンド検出用のプリズム反射面５２ａ、５２ｂの背面が露出している。インク液面は気泡溜め２１によって気泡と分離されながら連通室２３内を低下する。連通室２３にはインク貯留室２２から気泡形成用のインクが供給されないので、インク液面の低下に伴って反射面５２ａ、５２ｂが露出してそれらの反射状態が確実に変化して、インクエンドが確実に検出される。
【選択図】　　　図６

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などのインク吸収体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。また、当該インクタンクのインクエンドを検出するためのインクエンド検出機構および当該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やフェルトなどのインク吸収体にインクを吸収保持させた形式のインクタンクが知られている。例えば、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。インク取出し口から、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、例えば次の特許文献に開示されている。
【０００７】
【特許文献１】
特開平１０−３２３９９３号公報
【特許文献２】
米国特許第５，６１６，９２９号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、フォーム式などのインクタンクの場合には、インクがインク吸収体に吸収保持されているので、インク吸収体の収納部に背面が露出する状態にプリズム反射面を配置しても、プリズム反射面には常にインク吸収体が接しているので、インクがなくなってもその反射特性が変化しない。よって、上記公開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（インク吸収体の収納部）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することにより当該反射面の背面がインク界面となるようにし、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。
【０００９】
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。
【００１０】
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はインク液面が低下しても変化しない。プリズム反射面を覆っている気泡が消えるまでには時間が掛かるので、それまでは、インクエンドを検出できないという不具合が発生する。インクエンドの検出タイミングが遅れると、インクの空吸引によってインクジェットヘッドの側に気泡が送り込まれ、ドット抜けなどの弊害が発生する。
【００１１】
本発明の課題は、インク残量が少なくなったにも拘わらず副インク室内の気泡に起因して反射面の反射状態が変化しないという弊害を解消可能なインクタンク、インクエンド検出機構、および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インク吸収体と、
このインク吸収体が収納されている大気開放された主インク室と、
インク取出し口と、
前記主インク室および前記インク取出し口の間に形成されており、前記インク取出し口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するために、背面がインク界面となっている反射面を備えた被検出部とを有し、
前記副インク室は、前記主インク室に連通している気泡溜めと、前記インク取出し口に連通しているインク貯留室と、前記気泡溜めおよび前記インク貯留室の間を連通している連通室とに仕切られ、
前記連通室には、前記反射面の背面側の部分が露出していることを特徴としている。
【００１３】
本発明では、主インク室とインク取出し口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、インク取出し口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。
【００１４】
また、本発明では、副インク室の内部は、気泡溜めと連通室とインク貯留室に仕切られているので、主インク室からのインクは、まず気泡溜めに流れ込み、次に連通室を介してインク貯留室に流れ込む。主インク室内のインクが無くなると、大気に連通している主インク室からは空気が副インク室の気泡溜めに進入してここに気泡を形成する。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、気泡溜めの内部は気泡で満たされ、当該気泡溜めには新たな気泡を生成するためのインクが無くなる。この結果、空気の進入に伴って、気泡溜めの内部を満たして気泡が潰れて徐々に大きな気泡となり、インクの消費に伴って、当該気泡溜め内の気泡が徐々に消えて空気のみの層が気泡溜めの上端側から徐々に形成されていく。
【００１５】
このようにして、インクの消費に伴ってインク液面は気泡から分離されながら移動する。従って、気泡溜めに連通している連通室内では殆ど気泡が形成されずにインク液面が移動していく。また、連通室とインク貯留室との間の連通孔を小さくしておけば、インク貯留室側から連通室にインクが供給されないので、連通室内に形成された気泡はインクの消費に伴って速やかに消滅する。
【００１６】
従って、連通室内に背面が露出している反射面の反射状態は、気泡に邪魔されることなく、当該連通室内でのインク液面の移動に伴って応答性良く変化する。よって、インクエンド検出用の反射面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が覆われてしまい、インク液面が当該反射面よりも低下したにも拘わらず、反射面が反射面として機能せずに、インクエンド検出ができないという弊害を回避できる。
【００１７】
ここで、本発明のインクタンクにおいて、
前記被検出部の前記反射面が、前記連通室におけるインク液面の移動方向に沿って延びており、
前記連通室が、前記気泡溜めに連通している第１の連通孔と、前記インク貯留室に連通している第２の連通孔とを備えており、
前記第１連通孔が前記反射面よりも前記インク液面の移動方向の手前側に位置し、前記第２の連通孔が前記反射面よりも前記インク液面の移動方向の後側に位置している構成を採用できる。
【００１８】
この場合、前記第２の連通孔を、前記反射面から離れた位置に配置すれば、前記インク貯留室の側から前記連通室内の前記反射面背面部分へのインクの供給（気泡形成用のインクの供給）を確実に防止できる。
【００１９】
また、前記第２の連通孔における前記連通室側の開口縁部分および前記インク貯留室側の開口縁部分のうち、少なくとも前記連通室側の開口縁部分を凸曲面とすることが望ましい。このようにすれば、前記第２の連通孔に沿って毛細管力によって前記インク貯留室側から前記連通室側に気泡形成用のインクが吸い上げられるという弊害を回避できる。
【００２０】
さらに、前記第２の連通孔における前記連通室側の断面形状を、前記連通室側に向けて広がった台形形状とすれば、毛細管力によるインクの吸い上げを確実に防止できる。
【００２１】
さらにまた、前記第２の連通孔と前記インク貯留室との間に多孔質部材を配置すれば、当該多孔室部材の毛細管力によって連通室内のインク（気泡形成用のインク）が吸引されるので、連通室内に発生した気泡を速やかに消滅させることができる。
【００２２】
ここで、前記副インク室は、第１のフィルタによって前記主インク室と仕切られ、第２のフィルタによって前記インク取出し口と仕切られた構成とすることができる。この場合、前記第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し、前記第２のフィルタを、前記第１のフィルタよりも目が細かく、前記インク取出し孔に作用するインク吸引力によってインクのみを通過可能な多孔質材料から形成すればよい。また、この場合、前記多孔質部材を、前記第１のフィルタよりも目の粗い素材から形成すればよい。
【００２３】
なお、前記多孔質部材はフォームまたはフェルトから形成することができる。
【００２４】
また、前記副インク室内の前記気泡溜め、前記連通室および前記インク貯留室は、前記副インク室内に配置した仕切り部材によって区画形成することができる。この場合、この仕切り部材は、前記気泡溜めと前記インク貯留室および前記連通室との間を仕切っている第１の仕切り板と、前記インク貯留室と前記連通室との間を仕切っている第２の仕切り板とを備えた構成とすることができる。
【００２５】
さらに、前記反射面は一対のプリズム反射面とすることができる。
【００２６】
一方、本発明は、上記構成のインクタンクにおけるインクエンドを検出するインクエンド検出機構であって、
前記インクタンクに形成されている前記被検出部と、
前記被検出部の前記反射面に反射状態の変化を検出する検出部と、
を有していることを特徴としている。
【００２７】
本発明のインクエンド検出機構によれば、被検出部である反射面の背面が気泡間に保持されているインクで覆われてしまうことが無いので、確実にインクエンドを検出できる。
【００２８】
また、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における前記反射面の反射状態の変化を検出する検出部を有していることを特徴としている。
【００２９】
本発明のインクジェットプリンタによれば、検出部によってインクエンドを確実に検出できるので、インクの空吸引を防止できる。よって、インクの空吸引によってインクジェットヘッドの側に気泡が送り込まれ、ドット抜けなどの印字品位の低下を招くなどの弊害を防止できる。
【００３０】
【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カートリッジ形式の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。
【００３１】
（全体構成）
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り、図３は当該インクタンクの分解斜視図である。
【００３２】
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。
【００３３】
容器本体２の底面にはインク取出し口７が形成されており、このインク取出し口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。インク取出し口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。
【００３４】
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２０を介してインク取出し孔８ａ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、インク取出し口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。
【００３５】
副インク室２０の内部は、後述の図４〜７に示すように、仕切り部材３０によって、主インク室側の気泡溜め２１と、インク取り出し口側のインク貯留室２２と、これらの間を連通している連通室２３とに仕切られている。
【００３６】
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。
【００３７】
また、容器底面のインク取出し孔８ａ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（図示せず）がシール１５を破って当該インク取出し孔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。
【００３８】
（副インク室および被検出部）
次に、図４はインクタンク１を図１のＩＶ−ＩＶ線で切断した部分を示す断面図であり、図５はインクタンク１を図１のＶ−Ｖ線で切断した部分を示す断面図であり、図６は図４における副インク室の部分を拡大して示す拡大部分断面図である。また、図７には仕切り部材を取り出して示してある。
【００３９】
これらの図に示すように、インク取出し孔８ａと主インク室５の間には第１のフィルタ１１および第２のフィルタ１２によって仕切られた小容積の副インク室２０が形成されている。副インク室２０の内部は、そこに配置された仕切り部材３０によって、気泡溜め２１と、インク貯留室２２と、これらの間を連通している連通室２３とに仕切られている。
【００４０】
また、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タンク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および、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５２を備えた被検出部が配置されている。
【００４１】
詳細に説明すると、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の矩形の上端開口が主インク室側連通口２０５となっている。この連通口２０５には長方形の第１のフィルタ１１が取り付けられている。
【００４２】
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おり、当該底板部分２０６の中央にインク取出し口７が形成されている。すなわち、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２０６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取出し孔側連通口２１０とされ、ここに第２のフィルタ１２が取り付けられている。
【００４３】
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。
【００４４】
この第１フィルタ１１には、他の部分よりメニスカスの弱い空気通過孔１１ａが形成されている。この空気通過孔１１ａは、０．３ｍｍ程度の小径の孔であり、仕切り部材３０の第１の連通孔３３より、遠い位置に形成されている。すなわち、第１フィルタ１１における第１の連通孔３３に対峙している端部とは反対側の端部に空気通過孔１１ａが形成されている。
【００４５】
これに対して、第２のフィルタ１２は、インクポンプによる吸引力が作用し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第１のフィルタ１１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。
【００４６】
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。
【００４７】
次に、インクタンク１に配置されている被検出部（５１、５２）を、図３〜図６を参照して説明する。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および５２が一定の間隔で一体形成されている。これら直角プリズム５１、５２はそれぞれ直交する一対の反射面５１ａ、５１ｂおよび５２ａ、５２ｂを備えている。
【００４８】
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。これに対して、他方の直角プリズム５２は、副インク室２０内において仕切り部材３０と共に連通室２３を区画形成している筒状枠２０２の部分に開けた開口部２０２ｂから直接に連通室２３の内部に露出しており、各反射面５２ａ、５２ｂの背面がインク界面となっている。
【００４９】
図４、図５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で受光できるように、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５２ａに４５度の角度で入射させ、この反射面５２ａおよび反射面５２ｂ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。
【００５０】
次に、図６および図７を主に参照して、副インク室２０の内部を、気泡溜め２１、インク貯留室２２および連通室２３に仕切っている仕切り部材３０について説明する。仕切り部材３０は、副インク室２０を仕切っている長方形の水平仕切り板３１（第１の仕切り板）と、水平仕切り板３１の裏面（インク貯留室側の表面）の中央から垂直に突出している円筒３２を備えている。水平仕切り板３１における直角プリズム５２の側の端部には気泡溜め２１と連通室２３とを連通している第１の連通孔３３が形成されている。
【００５１】
この第１の連通孔３３と円筒３２の間の位置には、水平仕切り板３１の裏面から当該水平仕切り板３１と同一幅で垂直に延びている垂直仕切り板３４（第２の仕切り板）が形成されている。この垂直仕切り板３４の下端は外側（円筒３２とは反対側）に直角に折れ曲がった水平底板部分３５となっている。この水平底板部分３５の先端と、これに対峙している筒状枠内周面部分２０２ｃとの間には細長い長方形の第２の連通孔３６が形成されており、この連通孔３６を介して、連通室２３とインク貯留室２２とが連通している。本例では、水平底板部分３５の上面３５ａは、筒状枠２０２に形成した開口部２０２ｂの下面２０２ｄとほぼ同一高さとされている。
【００５２】
ここで、第２の連通孔３６を規定している水平底板部分３５における連通室２３側の開口縁３５ｂは、凸円弧面からなっている。このように連通孔３６の開口縁３５ｂにアールを付けることにより、開口縁３５ｂと筒状枠内周面部分２０２ｃとの隙間はインク貯留室２２の側が狭くなるので、インク貯留室２２の側から当該連通孔３６を介して毛細管力によって連通室２３にインクが供給されてしまうことを防止できる。すなわち、連通室２３に対する気泡形成用のインクの供給を断つことができる。また、垂直仕切り板３４と水平底板部分３５の間の入り隅３４ａも凹円弧面によって規定し、さらには、水平底板部分３５および垂直仕切り板３４と厚み方向の側端面との出隅も凸円弧面によって規定すれば、より確実に、インク貯留室２２から連通室２３に対してインクが供給されてしまうことを防止できる。
【００５３】
次に、仕切り部材３０の水平仕切り板３１は矩形の仕切り板本体部分３０１と、この仕切り板本体部分３０１の外周縁端から上下に垂直に延びている矩形の外周枠部分３０２とを備えている。外周枠部分３０２の外周側面３０２ａは、副インク室２０を形成している矩形の筒状枠２０２における上端開口２０５側の内周側面２０５ａに液密状態で接合されている。
【００５４】
仕切り板本体部分３０１の表面（気泡溜め２１の側の表面）には、その長辺方向に向けて平行に２本のリブ３０３、３０４が形成されており、これらにより、フォーム６を組み込んだ時に、第１フィルタ１１が撓んで仕切り板本体部分３０１の表面に接触しないようにしている。さらに、ポンプ吸引が行われた祭、ポンプの吸引圧力で第１フィルタ１１が撓まないようになっている。第１フィルタ１１が撓むことにより、仕切り板本体部分３０１と第１フィルタ１１間にインク溜りが起きないように一定の空間を確保し、インクが第１の連通孔３３にスムースに流れるようになっている。仕切り板本体部分３０１の裏面中央から垂直に延びている円筒３２は、インク貯留室２２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２１０まで吸い上げるためのものである。
【００５５】
図５〜７を参照して説明すると、円筒３２の下端開口の円形端面３２１には、所定角度間隔で形成された複数の突起３２２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３２２が形成されている。円筒３２の内周面は、その下端側内周面部分３２３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３２４と、この上側に連続している小径の上端側内周面部分３２５を備えている。
【００５６】
この形状の円筒３２を備えた仕切り部材３０は、インク貯留室２２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。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３２の下端側側外周面部分３２３にちょうど嵌り込むように設定されている。
【００５７】
仕切り部材３０の円筒３２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３２２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第２のフィルタ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、インク貯留室２２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、インク貯留室２２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２０８からインク取出し孔８ａに供給できる。
（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タンク装着部に装着されたか否か、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。
【００５８】
インクタンク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のフィルタ１１、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。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。
【００５９】
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。
【００６０】
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１のフィルタ１１を通って気泡となって副インク室２０の気泡溜め２１内に入り込み、ここに気泡が徐々に溜まっていく。
【００６１】
このとき、第１フィルタ１１には、他の部分よりメニスカスの弱い空気通過孔１１ａが形成されているので、気泡溜め２１に取り込められる気泡は、空気通過孔１１ａからのみ取り込まれる。そして、空気通過孔１１ａから取り込められた気泡は、第１フィルタ１１の他の部分を通過する気泡に比較して大きい径の気泡となる。そして、空気通過孔１１ａが仕切り部材３０の第１の連通孔３３から離れた位置に形成されているから、気泡は、第１の連通孔３３までの間に他の気泡と合体して更に大きな気泡になり易く、また気泡が消え易い。更に、大きな気泡が気泡溜め２１の上下端に接しながら移動することによって、気泡溜め２１のインクが第１の連通孔３３へ押し出されるので、空気通過孔１１ａが離れているほど、気泡溜め２１の残留インクは減少させられる。その結果、気泡溜め２１においては、気泡が発生しにくいと同時に気泡が壊れ易くなる。このことから、空気連通孔１１ａは第１の連通孔３３とは反対側の隅に設けることが望ましい。　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る。副インク室２０の連通室２３内には、インク液面の移動方向に沿って延びている直角プリズム５２の一対のプリズム反射面５２ａ、５２ｂの背面が露出しているので、インク液面が低下すると、それに伴ってプリズム反射面５２ａ、５２ｂの背面が上側から除去に露出していく。この結果、一対の反射面５２ａ、５２ｂ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４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、インクカートリッジ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。
【００６２】
副インク室２０の容積を充分に小さくしておけば、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５２ａ、５２ｂ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２０のインク貯留部分２２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。
【００６３】
ここで、副インク室２０内に生成された気泡が直角プリズム５２のプリズム反射面５２ａ、５２ｂの近傍に浮遊していると、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５２ａ、５２ｂ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５２ａ、５２ｂよりも低下しても、プリズム反射面５２ａ、５２ｂ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。
【００６４】
しかしながら、本例のインクタンク１では、仕切り部材３０の水平仕切り板３１によって副インク室２０の上端部分に気泡溜め２１が形成されており、この気泡溜め２１によって、インク残量が所定量以下になるとインク液面は気泡から分離された状態で降下する。また、プリズム反射面５２ａ、５２ｂの背面は、インク貯留室２２ではなく、当該インク貯留室２２と気泡溜め２１との間を連通している連通室２３内に露出している。よって、気泡がプリズム反射面５２ａ、５２ｂの近傍に浮遊することに起因して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。
【００６５】
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のフィルタ１１の高さ位置よりも低下すると、主インク室５から空気が副インク室２０の気泡溜め２１内に進入し、気泡を生成する。発生した気泡は当該気泡溜め２１に溜まっていく。インク消費に伴ってインク液面が徐々に低下して気泡溜め２１の下端よりも低い位置になると、気泡溜め部分２１内のインク残量は極僅かになる。気泡溜め２１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。
【００６６】
ここで、気泡溜め２１と連通室２３との間の第１の連通孔３３は小さいので、連通室２３から気泡溜め２１に対して気泡生成用のインクが供給されることが殆ど無い。また、仕切り部材３０の仕切り板３１の外周側面３０２ａは液密状態で円筒枠２０２の内周側面２０５ａに接合されているので、これらの間を通ってインク貯留室２２から気泡溜め２１にインクが供給されてしまうこともない。この結果、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、気泡溜め２１内の気泡から分離して連通室２３内を徐々に降下する。このように、連通室２３内においては、インク液面は気泡から徐々に分離されながら低下していく。
【００６７】
連通室２３は、その下端部分において狭い第２の連通孔３６を介してインク貯留室２２に連通しており、当該連通孔３６は、プリズム反射面５２ａ、５２ｂに対して下方の離れた位置にある。従って、連通室２３内のインクが減っても、連通孔３６を介してインク貯留室２２の側からインクが当該連通室２３に供給されることが殆どない。さらに、本例では、連通孔３６の開口縁３５ｂ、３５ｃにアールを付けると共に入り隅３４ａ、出隅３４ｂにもアールを付けて、インクが毛細管力によってインク貯留室２２の側から連通室２３に吸い上げられてしまうことを防止している。よって、連通室２３内でインク液面が低下していくと、連通室２３には気泡形成用のインクが無くなり、気泡が速やかに消滅する。この結果、インク液面の低下に伴って、応答性良く、プリズム反射面５２ａ、５２ｂが露出して、その反射状態が変化するので、確実にインクエンドが検出される。
【００６８】
このように、本例の副インク室２０は、仕切り部材３０によって、気泡溜め２１と、インク貯留室２２と、これらの間を連通している連通室２３との仕切られており、連通室２３内に、プリズム反射面５２ａ、５２ｂの背面が露出している。よって、インク残量が少なくなると、インク貯留室２２から連通室２３に対して気泡形成用のインクが供給されることを確実に防止あるいは抑制できる。
【００６９】
よって、副インク室２０内において低下するインク液面は、気泡溜め２１によって気泡から分離されながら連通室２３の内部を移動し、連通室２３内において発生した気泡はインク液面の低下に伴って速やかに消滅する。従って、インクエンド検出用の直角プリズム５２反射面５２ａ、５２ｂ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５２ａ、５２ｂが覆われてしまうことがない。よって、インク液面Ｓの低下に伴って、プリズム反射面５２ａ、５２ｂの背面が徐々に露出していき、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。
【００７０】
なお、図８には、連通室２３とインク貯留室２２とを連通している第２の連通孔３６の別の例を示してある。この図に示す連通孔３６Ａは、垂直仕切り板３４の水平底板部分３５の先端面に連通室２３の側に向けて広がったテーパ３５Ａをつけることにより、全体として連通室２３の側に向けて広がった台形状の断面形状となっている。この断面形状の連通孔３６Ａを採用しても、当該連通孔３６Ａを介してインクが連通室２３の側に吸い上げられてしまうことを防止できる。
【００７１】
また、図８において想像線で示すように、連通孔３６Ａにおけるインク貯留室２２の側の部分にフェルトやフォームなどからなるフィルタ３７を取り付けるようにしてもよい。フィルタ３７の毛細管力によって連通室２３からインクが吸引されるので、連通室２３内における気泡形成用のインクを効率良く除去できる。フィルタ３７は、連通孔３６Ａにおける連通室２３の側に取り付けてもよい。なお、フィルタ３７は第１のフィルタ１１よりも目の粗いものとしておけば、インク流路抵抗の不必要な増加を防止できるので好ましい。
【００７２】
【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インク吸収体が収納されている大気開放された主インク室と、外部にインクを取り出すためのインク取出し口との間に副インク室を形成し、この副インク室内を、主インク室側の気泡溜めと、インク取出し口側のインク貯留室と、これらの間を連通する連通室とに仕切り、連通室内に背面が露出するように配置した反射面を利用して、インクエンドを検出するようにしている。
【００７３】
本発明によれば、副インク室の気泡溜めに気泡が溜まるので、連通室内においては、インク液面が気泡から分離されながらインク消費に伴って低下する。また、連通室にはインク貯留室の側から実質的にインクが供給されないので、連通室内で発生した気泡は速やかに消滅する。従って、反射面の背面が気泡間に保持されたインクによって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いという弊害を確実に防止でき、インクエンドを確実に検出できる。
【００７４】
また、本発明では、連通室とインク貯留室とを連通している第２の連通孔を反射面の背面から離した位置に形成してある。また、第２の連通孔の開口縁を凸曲面によって規定して当該連通孔を介してインク貯留室から連通室に向けてインクが吸い上げられないようにしている。従って、本発明によれば、インク貯留室から連通室への気泡形成用のインクの供給を確実に阻止できるので、連通室内での気泡発生を防止あるいは抑制でき、インクエンドを確実に検出できる。
【００７５】
さらに、第２の連通孔にフィルタを取り付けて連通室内のインクをフィルタによって吸引するようにすれば、連通室から気泡形成用のインクを除去できるので、連通室内で発生した気泡を速やかに消滅させることができ、インクエンドを速やかに検出できる。
【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のインクタンクの分解斜視図である。
【図４】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４における副インク室の部分を拡大して示す部分拡大断面図である。
【図７】（ａ）は図１の仕切り部材を示す斜視図であり、（ｂ）はその平面図であり、（ｃ）はその立面図である。
【図８】図１のインクタンクにおける第２の連通孔の別の形状、おおび第２の連通孔にフィルタを取り付けた例を示す説明図である。
【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　　インク取出し口
８　　ゴムパッキン
８ａ　インク取出し孔
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
２０　副インク室
２１　気泡溜め
２２　インク貯留室
２３　連通室
３０　仕切り部材
３１　水平仕切り板（第１の仕切り板）
３２　円筒
３３　第１の連通孔
３４　垂直仕切り板（第２の仕切り板）
３４ａ　入り隅
３４ｂ　出隅
３５　水平底板部分
３５ａ　上面
３５ｂ、３５ｃ　開口縁
３６、３６Ａ　第２の連通孔
３７　フィルタ
５１、５２　プリズム
５１ａ、５１ｂ、５２ａ、５２ｂ　反射面
５７、５８　光学式センサ
５７ａ、５８ａ　発光素子
５７ｂ、５８ｂ　受光素子

Claims (12)

1. インクが吸収保持されたインク吸収体と、
   このインク吸収体が収納されている大気開放された主インク室と、
   インク取出し口と、
   前記主インク室および前記インク取出し口の間に形成されており、前記インク取出し口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するために、背面がインク界面となっている反射面を備えた被検出部とを有し、
   前記副インク室は、前記主インク室に連通している気泡溜めと、前記インク取出し口に連通しているインク貯留室と、前記気泡溜めおよび前記インク貯留室の間を連通している連通室とに仕切られ、
   前記連通室には、前記反射面の背面側の部分が露出しているインクタンク。
2. 請求項１において、
   前記被検出部の前記反射面は、前記連通室におけるインク液面の移動方向に沿って延びており、
   前記連通室は、前記気泡溜めに連通している第１の連通孔と、前記インク貯留室に連通している第２の連通孔とを備えており、
   前記第１連通孔は前記反射面よりも前記インク液面の移動方向の手前側に位置し、前記第２の連通孔は前記反射面よりも前記インク液面の移動方向の後側に位置し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、
   前記第２の連通孔は、前記反射面から離れた位置に配置されていることを特徴とするインクタンク。
4. 請求項２または３において、
   前記第２の連通孔における前記連通室側の開口縁部分および前記インク貯留室側の開口縁部分のうち、少なくとも前記連通室側の開口縁部分を凸曲面としたことを特徴とするインクタンク。
5. 請求項４において、
   前記第２の連通孔における前記連通室側の断面形状を、前記連通室側に向けて広がった台形形状としたことを特徴とするインクタンク。
6. 請求項２ないし５のうちのいずれかの項において、
   前記第２の連通孔と前記インク貯留室との間に多孔質部材を配置したことを特徴とするインクタンク。
7. 請求項６において、
   前記副インク室は、第１のフィルタによって前記主インク室と仕切られ、第２のフィルタによって前記インク取出し口と仕切られており、
   前記第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おり、
   前記第２のフィルタは、前記第１のフィルタよりも目が細かく、前記インク取出し孔に作用するインク吸引力によってインクのみを通過可能な多孔質材料から形成されており、
   前記多孔質部材は、前記第１のフィルタよりも目の粗い素材から形成されていることを特徴とするインクタンク。
8. 請求項７において、
   前記多孔質部材はフォームまたはフェルトであることを特徴とするインクタンク。
9. 請求項２ないし８のうちのいずれかの項において、
   前記副インク室内に配置した仕切り部材を有し、
   この仕切り部材は、前記気泡溜めと前記インク貯留室および前記連通室との間を仕切っている第１の仕切り板と、前記インク貯留室と前記連通室との間を仕切っている第２の仕切り板とを備えていることを特徴とするインクタンク。
10. 請求項１ないし９のうちのいずれかの項において、
    前記反射面は一対のプリズム反射面であることを特徴とするインクタンク。
11. 請求項１ないし１０のうちのいずれかの項に記載のインクタンクにおけるインクエンドを検出するインクエンド検出機構であって、
    前記インクタンクに形成されている前記被検出部と、
    前記被検出部の前記反射面の反射状態の変化を検出する検出部と、
    を有していることを特徴とするインクエンド検出機構。
12. 請求項１ないし１０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における前記反射面の反射状態の変化を検出する検出部を有し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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