JP2014091223A - インクジェット記録装置及びそのインク充填方法 - Google Patents

Abstract

【課題】サブタンクを有しているインクジェット記録装置において、必要以上に装置の大型化やコストアップを招くことなく、効率的にかつ高速にサブタンクにインクを充填にすることである。
【解決手段】インクタンクと記録ヘッドを接続するインクの流路中にサブタンクと容積変化する開閉弁を設ける。この構成において、インクタンクのインクを使い切ってもサブタンク内の使用可能量まではインク消費を許容し、サブタンクにインクを充填する際、開閉弁の容積の小さくする動作と開閉弁の容積の大きくする動作に速度差を設ける。これにより、サブタンクへのインク充填時間を短縮する。
【選択図】 図７

Description

本発明は記録装置及びそのインク充填方法に関する。本発明は、特に、例えば、インクを貯留するインクタンクとサブタンクとを備えたインクジェット記録装置及びそのインク充填方法に関する。

近年のインクジェット記録装置（以下、記録装置）は、高画質化・高速化が進んだことより、様々な印刷媒体を提供する生産装置として使用され始められている。通常、生産装置は装置を使用できないダウンタイムをできるだけ短くすることが重要である。そのため、そのような記録装置にはダウンタイムを短くするための構成が採用されている。即ち、その記録装置にサブタンクを設け、メインインクタンクが空になってもサブタンクのインクにて記録を続け（以後、ストップレス記録という）、その間にメインインクタンク（以下、インクタンク）を交換できるような構成を備えている。この場合、サブタンクの容量によってストップレス記録時間が決まるが、インクタンクが空になっていることに気づき、そのインクタンクを交換する時間を確保するために必要な最小限の量のインクを貯留する容量必要である。

また、記録装置は、顔料インクを用いることで写真／プルーフ市場においても認知度が高まり使用されることが増えてきている。顔料インクは放置しておくと顔料成分が沈降し、インクタンク内の濃度分布が均一でなくなる性質がある。インク濃度の不均一性は、画像品位に影響を及ぼすので、顔料インクを用いた記録装置では、定期的にインクタンク内のインクを攪拌する機構を備えている。

図１１は従来のサブタンクとインクタンクとを備えた記録装置のインク供給機構の断面図である。記録装置は通常、複数のインクを収容する構成を有しているが、ここでは説明を簡単にするために、一つのインクの流路の概念図を示している。

図１１に示すように、記録装置に対して脱着可能な一定容積のインクタンク１２５は、底部に２か所の接続部を有している。その一方の接続部が第１の中空管１２８を経由して一定容積のサブタンク１２４に連通し、サブタンク１２４を経由して記録ヘッド１２１に連通する。もう片方の接続部が第２の中空管１２９を経由して大気連通室１２６及び大気連通路１２７を介して大気と連通する。このような構造により、インクタンク１２５を記録装置に装着することで、記録ヘッド１２１と大気が連通する。

また、サブタンク１２４と記録ヘッド１２１と間に容積を変化させることが可能な開閉弁１２３が設けられている。サブタンク１２４はインクタンク１２５や記録ヘッド１２１への流路１２２と連通する他、サブタンク内の空気を除去する際の空気を抜く流路である大気連通路１３１をサブタンク天面に有している。サブタンク内の空気をなるべく除去したいので、大気連通路とサブタンクとの接続部は、サブタンク天面の一番高い位置に配置される。そして、サブタンク天面は大気連通路との接続部から垂直方向下側にいくほど断面形状が広がる形状をしている。また、大気連通路１３１とサブタンク１２４との接続部は水頭基準である第２の中空管１２９の底面よりも垂直方向に高い位置に配置している。また、大気連通路１３１に大気との連通を遮断／開放する大気連通弁１３２が設けられている。

インクタンク１２５内のインクを使い切った際には、空気が第１の中空管１２８を経由してサブタンク１２４内に導入される。その結果、第１の中空管１２８とサブタンク内の金属軸１３０との間の電気抵抗がインクで満たされている時と比べて変化する。これにより、記録装置はインクタンク内のインクが無くなったことを検知することができる。インクタンク内のインクが無くなったことを検知することで、ユーザにインクタンクのインク切れの警告を発行し、インクタンク交換を促す。なお、この間もサブタンク内のインクを用いて記録が可能である。

サブタンク内にインクがある間にインクタンク１２５が交換されれば、記録紙のページ間等の画像形成が停止したタイミングでサブタンク１２４内の空気を大気連通室１３４を経て大気連通路１３１を経由して大気へ放出する。それと同時にインクタンク１２５からサブタンク１２４へインクを充填する。その充填は、大気連通弁１３２を閉塞した上で流路の開閉弁１２３を開放し、大気連通弁１３２を開放した上で流路の開閉弁１２３を閉塞する動作を繰り返し行う手法を用いて行う。

なお、大気連通弁１３２、流路の開閉弁１２３の交互の開閉動作の駆動源は一つ（不図示）であり、一つの駆動源からの駆動力を切り替えることで開閉弁１２３と大気連通弁１３２を同時に開閉制御する。大気連通弁１３２と流路の開閉弁１２３各々の開放、閉塞の動作は同じ速度で行う。なお、開閉弁１２３の容積変化量が一回の開閉動作によってサブタンクにインクを充填させる量になる。

また、インクタンク１２５とサブタンク１２４の内部の攪拌は、大気連通弁１３２を遮断し、流路の開閉弁１２３を等速で連続開閉動作させ、その容積変化によりインクタンクとサブタンクにインクの流れを発生させることで実現している。

特開２０１０−２０８１５１号公報

しかしながら上記従来例では、一つの駆動源からの駆動力を切り替えることで開閉弁１２３と大気連通弁１３２とを同時に等速で開閉制御しているために、サブタンクにインクタンクからインクを充填するのに時間がかかる。インク充填中は記録を停止してしまうので、ユーザからの観点からはこの時間はダウンタイムになり、この時間が長いとユーザからすると好ましくない。

このため、複数の駆動源を設け、専用の駆動源を用いてサブタンクの空気を抜き、サブタンクにインクを充填することも考えられる。しかしながら、これは、装置の大型化や装置のコストアップになるという問題が生じてしまう。装置の大型化を避けるためには、サブタンク容量そのものを削減することも考えられるが、その場合、ストップレス記録時間が短くなるという問題が生じてしまう。

本発明は上記従来例に鑑みてなされたもので、サブタンクを備えた構成において、装置の大型化を招くことなく、効率的にサブタンクにインクを充填することが可能なインクジェット記録装置及びそのインク充填方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために本発明のインクジェット記録装置は、次のような構成からなる。

即ち、インクを貯留する脱着可能なインクタンクと、前記インクタンクから供給されたインクを貯留するサブタンクとを備え、前記サブタンクから供給されたインクを用いて記録ヘッドにより記録媒体に記録を行うインクジェット記録装置であって、前記サブタンクに設けられ、前記サブタンクと前記インクタンクとの間で、空気或いはインクの流入と流出とを制御する開閉弁と、前記開閉弁の開閉動作に従って、前記空気或いはインクの流入と流出とにより容積が変化するインク溜まり部と、前記インクタンクから前記サブタンクにインクを充填する際には、前記サブタンク内の空気を前記インクタンクに流出させるために前記開閉弁を開放状態から閉塞状態にする動作速度を、前記インクタンクのインクを前記サブタンクに流入させるために前記開閉弁を閉塞状態から開放状態にする動作速度より速くするよう開閉制御を行う制御手段とを有することを特徴とする。

また本発明を別の側面から見れば、インクを貯留する脱着可能なインクタンクと、前記インクタンクから供給されたインクを貯留するサブタンクと、前記サブタンクに設けられ、前記サブタンクと前記インクタンクとの間で、空気或いはインクの流入と流出とを制御する開閉弁と、前記開閉弁の開閉動作に従って、前記空気或いはインクの流入と流出とにより容積が変化するインク溜まり部とを備え、前記サブタンクから供給されたインクを用いて記録ヘッドにより記録媒体に記録を行うインクジェット記録装置におけるインク充填方法であって、前記インクタンクから前記サブタンクにインクを充填する際には、前記サブタンク内の空気を前記インクタンクに流出させるために前記開閉弁を開放状態から閉塞状態にする動作速度を、前記インクタンクのインクを前記サブタンクに流入させるために前記開閉弁を閉塞状態から開放状態にする動作速度より速くするよう開閉制御を行うことを特徴とするインク充填方法を備える。

従って本発明によれば、簡単な構成でより速くサブタンク内をインクで満たすことが可能となるという効果がある。また、必要以上に装置の大型化やコストアップを招くことないという利点がある。また、インク撹拌時には、そのインク撹拌に適した方法を用いることにより、効率良く攪拌も可能となる。

本発明の代表的な実施例であるインクジェット記録装置の構成概略を示す部分破断斜視図である。 図１に示した記録装置のインク供給系の構成を示す図である。 図１に示す記録装置の制御構成を示すブロック図である。 インクタンク５内のインクを使い切り、サブタンク４内のインクを使用して記録動作を実行している（ストップレス記録）状況でのインク供給系の状態を示す図である。 ストップレス記録の制御シーケンスを示す図である。 インクタンク５を交換後のインク供給系の状態を示す図である。 開閉弁３の開閉に伴う弁の容積変化を示す図である。 ストップレス記録制御中に必要となるサブタンク充填制御の詳細な処理シーケンスを示すフローチャートである。 インク攪拌動作を説明するためのインク供給系を示す図である。 攪拌動作の処理を示すフローチャートである。 従来のサブタンクとインクタンクとを備えた記録装置のインク供給機構の断面図である。

以下添付図面を参照して本発明の好適な実施例について、さらに具体的かつ詳細に説明する。なお、既に説明した部分には同一符号を付し重複説明を省略する。

なお、この明細書において、「記録」（「プリント」という場合もある）とは、文字、図形等有意の情報を形成する場合のみならず、有意無意を問わない。また人間が視覚で知覚し得るように顕在化したものであるか否かを問わず、広く記録媒体上に画像、模様、パターン等を形成する、または媒体の加工を行う場合も表すものとする。

また、「記録媒体」とは、一般的な記録装置で用いられる紙のみならず、広く、布、プラスチック・フィルム、金属板、ガラス、セラミックス、木材、皮革等、インクを受容可能なものも表すものとする。

さらに、「インク」（「液体」と言う場合もある）とは、上記「記録（プリント）」の定義と同様広く解釈されるべきものである。従って、記録媒体上に付与されることによって、画像、模様、パターン等の形成または記録媒体の加工、或いはインクの処理（例えば記録媒体に付与されるインク中の色剤の凝固または不溶化）に供され得る液体を表すものとする。

またさらに、「ノズル」とは、特にことわらない限り吐出口ないしこれに連通する液路およびインク吐出に利用されるエネルギーを発生する素子を総括して言うものとする。

以下に用いる記録ヘッド用基板（ヘッド基板）とは、シリコン半導体からなる単なる基体を指し示すものではなく、各素子や配線等が設けられた構成を差し示すものである。

さらに、基板上とは、単に素子基板の上を指し示すだけでなく、素子基板の表面、表面近傍の素子基板内部側をも示すものである。また、本発明でいう「作り込み（built-in）」とは、別体の各素子を単に基体表面上に別体として配置することを指し示している言葉ではなく、各素子を半導体回路の製造工程等によって素子板上に一体的に形成、製造することを示すものである。

次に、インクジェット記録装置の実施例について説明する。この記録装置は、ロール状に巻かれた連続シート（記録媒体）を使用し、そのシートにＢ０やＡ０サイズの画像を記録する大判プリントを行う装置である。なお、使用する記録媒体にカット紙を用いても良いことは言うまでもない。

図１は、本発明の代表的な実施例であるインクジェット記録装置の構成概略を示す部分破断斜視図である。

図１に示すように、インクジェット記録装置（以下、記録装置）５０は互いに向き合った２つの脚部５５の上端部に跨るように固定されている。キャリッジ６０には、記録ヘッド１が搭載されている。記録時は搬送ロールホルダユニット５２にセットされた記録媒体を記録位置まで給紙し、キャリッジ６０がキャリッジモータ（不図示）及びベルト６２より矢印Ｂで示す方向（主走査方向）に往復移動しながら、記録ヘッド１の各ノズルからインク滴が吐出される。キャリッジ６０が記録媒体の一端まで移動すると、搬送ローラ５１が所定量だけ記録媒体を矢印Ａで示す方向（副走査方向）へ搬送する。このように記録動作と搬送動作とを交互に繰り返すことにより記録媒体全体に画像を形成する。画像形成後は、カッタ（不図示）によって記録媒体をカットし、カットされた記録媒体はスタッカ５３に積載されていく。

インク供給ユニット６３には、黒、シアン、マゼンタ、イエロなどといったインク色ごとに分かれた（装置に脱着可能な）インクタンク５が備えられており、インクタンク５は供給チューブ２に接続されている。また、供給用チューブ２はキャリッジ６０の往復運動の際に暴れることのないように、チューブガイド６１によって束ねられている。

記録ヘッド１の記録媒体に対向した面には主走査方向と略直交した方向に複数のノズル列（不図示）を持ち、ノズル列単位で供給用チューブ２と接続している。

さらに回復ユニット７０が主走査方向に記録媒体範囲外で、かつ記録ヘッド１のノズル面に対向する位置に設けられている。回復ユニット７０は、必要に応じて記録ヘッド１のノズル面からインク又は空気を吸い出すノズルのクリーニングや記録ヘッド内部に溜まった空気を強制的に吸い出す吸引動作を実行する。

記録装置５０の右側には操作パネル５４が設けられており、インクタンク５内のインクが空になった際に警告メッセージを表示してユーザにその旨を通知し、インクタンク５の交換を促すことができる。

図２に図１に示した記録装置のインク供給系の構成を示す図である。前述のように、記録装置５０は複数の色のインクを使用するがインク供給系の構成は、複数のインクにわたって共通な構成なので、ここでは一色のインクの供給系について示す。

図２に示すように、記録装置に脱着可能な容積一定のインクタンク５は底部に２か所のジョイント部を有しており、そのジョイント部が装置の第１の中空管８及び第２の中空管９と連結している。第１の中空管８及び第２の中空管９は中空の金属針で構成されている。インクタンク５内の第２の中空管９の周囲にインクタンク底面から立ち壁４２が形成されている。この構造により、第１の中空管と第２の中空管との間に微小電流（定電流）を流した場合、立ち壁４２よりも貯留したインク残量の高さが低くなっていると、インクを介した電流の流れが妨げられ、２つの中空管の間の抵抗値が増加する。これによって、インクタンク５内のインク切れが近いことを検出可能にしている（第１の検出手段）。

また、インクタンク５が記録装置から外された場合にも、２つの中空管の間の抵抗値が増加し、新たなインクタンク５と交換された後には、２つの中空管の間の抵抗値が低下するので、このような抵抗値の変化からもインクタンクの脱着を検出可能である。

第２の中空管９は大気連通室６に連通しており、大気連通室６内の大気連通路７を介して、インクタンク５は大気と連通する。また、インクタンク５の底面４５と容積一定のサブタンク４の天面４６とを第１の中空管８で連通し、サブタンク４と記録ヘッド１は供給チューブ２を介して連通している。サブタンク４は天面の略全域を垂直方向下側にいくほど断面積が広がる傾斜面４９で構成し、最も高い位置４６で第１の中空管８と接続している。そして、サブタンク４内の上部には、金属によって構成された電極部１０が設けてある。第１の中空管８と電極部１０との間に微小電流（定電流）を流した際、これらの間の抵抗値により、サブタンク内のインクが満タンかどうかを検知している（第２の検出手段）。

サブタンク４からのインク流出口は側面４７の最も低い位置４８に設けている。サブタンク４と供給チューブ２との間には供給流路を開放／閉塞することが可能な容積変化可能な可撓性部材によって構成された開閉弁３が設けてある。開閉弁３は圧縮バネ３８で常時開放方向に付勢されており、カム３７によってレバー３９が押され、中心軸４０を中心に回転することで閉塞する。カム３７はフォトセンサ４１によって位置出し可能に構成しており、駆動源であるＤＣモータ３５によりギア３６を介して回転制御している。

図３は図１に示す記録装置の制御構成を示すブロック図である。

図３に示すように、記録装置５０には装置全体を制御するＣＰＵ１１、ユーザが操作するキーや情報を表示する操作パネルを含むユーザインタフェース１２、制御ソフトウエアを内蔵するＲＯＭ１３を備える。さらに、記録装置５０は制御ソフトウエアを動作させる際に一時的に使用するＲＡＭ１４、制御信号やセンサ信号や記録信号などを入出力するＩ／Ｏポート１５、図１で言及したような駆動部１６、インクタンクの残量を検出するインク残量センサ１７を備える。

インク残量センサ１７は、上述した第１の中空管８と電極部１０との間に微小電流を流したときの、これらの間の抵抗値を監視し、インク切れが近いことを検出する。インクタンク５の脱着を検出するインクタンク装着センサ１８は、インクタンク５に備えられたＥＥＰＲＯＭ２０から読込値で、その脱着を判断している。また、インクタンク装着センサ１８を介してＥＥＰＲＯＭ２０の内容は書き換えられる。

図４はインクタンク５内のインクを使い切り、サブタンク４内のインクを使用して記録動作を実行している（ストップレス記録）状況でのインク供給系の状態を示す図である。なお、図４において、図２を参照して既に説明した構成要素には同じ参照番号を付し、その説明は省略する。

図５はストップレス記録の制御シーケンスを示す図である。

記録装置５０はインクタンク５内のインクを使い切った際は、サブタンク４内のインクを用いて画像形成を継続可能であり、サブタンク４内のインクを消費すると、大気連通路７からインクタンク５を経由して空気がサブタンク４に導入される。図４に示すように、導入された空気はサブタンク４の上方に溜まる。このような状態でされたにサブタンク４内のインクをさらに消費すると、サブタンク４内のインク面が低下し、第１の中空管８と電極部１０とがインクを介して電気的に接続されなくなる。その結果、これらの間に電流が流れにくくなる。

従って、ステップＳ２０１では、第１の中空管８と電極部１０との間に微小電流を流し、これらの間の抵抗値を測定することで、サブタンク４内のインクが消費されている（即ち、サブタンクが満タンではない）ことを検知することができる。ここで、サブタンク４内のインクを消費されていると判断されることは、インクタンク５が空になったことを示しており、処理はステップＳ２０２に進み、ユーザにインクタンク５が空であることを操作パネルを通じて通知し、インクタンクの交換を促す。

インクタンク５が交換されるまでの間、サブタンク４内のインク使用許容量までは画像形成を許容し、続行する。この実施例では、その許容量は約１１ｍｌであり、記録装置５０では記録可能な最大サイズの用紙に１００％の濃度で記録した場合に最低１枚は記録可能なインク量に相当する。インク使用許容量を使用しきったかどうかは次の方法で判定する。即ち、サブタンク４内のインク使用許容量を予め記録装置に記憶させておき、記録ヘッド１からのインク液滴吐出数をカウントすることでインク消費量を計算する。次に、その消費量と許容量を比較して、消費量が許容量以下であれば、記録を許容し、許容量を超えた場合は、画像形成を停止させて、インクタンク５が空であることを通知しながらインクタンク５の交換を待つ。ここでは、サブタンク４のインク残量をその検知手段を設けずに、インクの吐出量に換算する方法を用いたが、サブタンク４内にインク残量検知手段を設けても良い。

ステップＳ２０３では、サブタンク４内のインク使用許容量を消費しきる前にインクタンクを交換したかどうかを調べ、交換がなされたと判断した場合、処理はステップＳ２０４に進み、画像形成中であるかどうかを調べる。そして、画像形成中であると判断された場合には、その画像形成の終了を待ち合わせる。そして、画像形成の停止を確認して、処理はステップＳ２０５に進み、次の画像形成の開始前にサブタンク４内にインクを充填する。なお、サブタンクへのインク充填制御の詳細については後述する。充填後に次の画像形成を開始する。このようにして、画像形成の間（例えば、あるページとその次のページの記録の間など）に、サブタンクへのインク充填を行う。

これに対して、ステップＳ２０３において、インクタンク５の交換がまだなされていないと判断された場合、処理はステップＳ２０７に進み、さらにサブタンク４内のインク使用許容量を消化しきったかどうかを調べる。ここで、その許容量を消化したと判断された場合、処理はステップＳ２０７に進み、直ちに記録動作を停止する。これは、記録を停止しないと、サブタンク４からインク供給流路を経由して記録ヘッド１へ空気が混入し、結果、インク吐出不良が発生し、記録画像の品位が低下するためである。そして、ステップＳ２０８では、インクタンク５の交換を促すメッセージを表示する。

図６はインクタンク５を交換後のインク供給系の状態を示す図である。

図６において、（ａ）は開閉弁３を閉塞から開放にした状態を示し、（ｂ）は開閉弁３を開放から閉塞にした状態を示している。この実施例では、開閉弁３の容積をＶ１、第１の中空管の容積をＶ２とした際に、Ｖ１＞Ｖ２の関係が成り立つようにしている。この実施例では、Ｖ１＝約０．４５ｍｌ、Ｖ２＝約０．０９ｍｌである。従って、図６（ａ）に示すように、開閉弁３を閉塞状態から開放状態にすると、容積Ｖ１―Ｖ２（約０．３６ｍｌ）分のインクをインクタンク５からサブタンク４へ引き込むことができる。この容積をＶ３（＝Ｖ１−Ｖ２）とする。その際、インクタンク５へは大気連通室６から空気が容積Ｖ３分引き込まれる。

その後、図６（ｂ）に示すように、ＤＣモータ３５によってカム３７を回転させてレバー３９により開閉弁３を押圧させ、開放状態から閉塞状態にすることで、サブタンク４内の空気が容積Ｖ３分だけサブタンク４からインクタンク５へ押し出される。この際、インクタンク５から容積Ｖ３分のインクが大気連通室６へ押し出される。この時、開閉弁３から記録ヘッド１までのインク供給流路の圧損が開閉弁３からインクタンク５までの圧損に比べてはるかに大きいため、インクは記録ヘッド１側には殆ど流れない。

その後、再び図６（ａ）に示すように、ＤＣモータ３５によってカム３７を回転させて、圧縮バネ３８でレバー３９を付勢すると、開閉弁３は閉塞状態から開放状態になる。その際、大気連通室６からインクをＶ３分インクタンク５へ引き込むと当時にインクタンク５からサブタンク４へＶ３分インクを引き込む。その後、再びＤＣモータ３５を回転させて図６（ｂ）に示すように開閉弁３を開放状態から閉塞状態にする。最初の動作以外は、インクタンク５とサブタンク４との間において、閉塞状態から開放状態になるとインクが流れ、開放状態から閉塞状態になると空気が流れる。空気の方がインクと比べて流路抵抗が低いため、流れやすい。

図７は開閉弁３の開閉動作の速度を示す図である。図７において、縦軸は開閉弁３の容積変化速度であり、横軸は時間である。

図７（ａ）に示すように、サブタンクへのインク充填時、開閉弁３が閉塞状態から開放状態になる際は、インクがインクタンク５からサブタンク４に流入するので、空気と比べ流路抵抗が大きく、弁の開放に対して、開閉弁３の容積変化が追従しにくい。このため、弁の開放動作が不安定になり動作速度（容積変化速度）を速くするには限界がある。これに対して、開閉弁３が開放状態から閉塞状態になる際は、空気がサブタンク４からインクタンク５に流入するので、インクと比べ流路抵抗が小さく、弁の閉塞に対して、開閉弁３の容積変化が追従しやすい。このため、動作速度（容積変化速度）を速くすることが可能となる。この実施例では、図７（ａ）が示しているように、閉塞状態から開放状態の動作と比べ、開放状態から閉塞状態の動作は約２倍、動作速度（容積変化速度）を速くすることが可能である。

従って、図７（ｂ）に示すような容積変化速度が弁の開閉に対して変化しない場合と比べ、弁が開放状態から閉塞状態にする場合には弁の動作を速くしてサブタンク４にインクを充填する時間を短縮することが可能となる。

図８はストップレス記録制御中に必要となるサブタンク充填制御の詳細な処理シーケンスを示すフローチャートである。

この実施例では、ステップＳ３０１において、開閉弁３の開閉動作（充填用）を繰り返し制御する。そして、ステップＳ３０２ではその開閉動作毎にサブタンク４がインクで満たされたかどうかを確認する。これは、上述のように第１の中空管８とサブタンク４に設けた電極部１０との間に微小電流を流し、その結果得られる、第１の中空管８と電極部１０との間の抵抗値を測定することによって確認することができる。

ここで、インクで満たされていないと判断された場合、処理はステップＳ３０４に進み、インクタンク５内にインクがあるかどうかを確認する。ここで、インクがあると判断された場合は、処理はステップＳ３０１に戻り、開閉弁３の開閉動作（充填用）を繰り返す。これに対して、インクタンク５内にインクがないと判断された場合、処理はステップＳ３０５に進み、インクタンク５の交換を促し、ステップＳ３０６においてインクタンクの交換完了を待ち合わせる。そして、インクタンク５の交換が確認されたなら、処理はステップＳ３０１に戻り、再び開閉弁３の開閉動作（充填用）を繰り返す。

なお、インクタンク５内にインクがあるかどうかは、第１の中空管８と第２の中空管９との間に微小電流を流した際にこれらの間の抵抗値を測定することによってインク切れが近いことを判断する。また、インク切れが近く、残量がゼロにちかい（ニアエンド）場合の判断は、インクタンク５のＥＥＰＲＯＭ２０に格納されている残量の情報に基づいて行う。即ち、開閉弁３の一回の開閉動作によりＶ３の容量（約０．３６ｍｌ）をインクタンク５からサブタンク４へ導入可能なので、ＥＥＰＲＯＭ２０に格納されている残量を示す情報から計算することで判断する。

さて、ステップＳ３０２により、サブタンク４がインクで満たされたことが確認されると、処理はステップＳ３０３に進み、マージンとして、開閉弁３の開閉動作（充填用）を３回行う。なお、マージンの３回は開閉弁等の容積によって、別の回数でもよい。

次に、インク攪拌動作について図を参照して説明する。

図９はインク攪拌動作を説明するためのインク供給系を示す図である。図９において、
（ａ）は開閉弁３を閉塞状態から開放状態に変化させた状態を示す図であり、（ｂ）は開閉弁３を開放状態から閉塞状態に変化させた状態を示す図である。

図１０は攪拌動作の処理を示すフローチャートである。

攪拌を行うに際し、まずステップＳ４０１ではインクタンクが装着されているかどうかを確認する。ここで、インクタンクが装着されていないと判断された場合、処理はステップＳ４０２にインクタンクの装着を促す。これに対して、インクタンクが装着されたと判断された場合処理は、ステップＳ４０３に進む。

ステップＳ４０３ではサブタンク４内がインクで満たされているかどうかを確認する。ここで、サブタンクがインク満タンでないと判断された場合、処理はステップＳ４０４に進み、サブタンク充填制御を実行する。サブタンク充填制御は、既に図８を参照して説明した通りである。これに対して、サブタンク４がインクで満タンであると判断された場合とステップＳ４０４におけるサブタンク充填制御の実行後、処理はステップＳ４０５に進み、開閉弁３を開閉動作するよう制御して攪拌動作を行う。

図９（ａ）に示すように、開閉弁３を閉塞状態から開放状態にすると、インクタンク５から開閉弁３の容積変化分の容量Ｖ１のインクがサブタンク４を経由して開閉弁３まで引き込まれる。その際、大気連通室６から空気もしくはインクがインクタンク５にも引き込まれる。その後、図９（ｂ）に示すように、開閉弁３を開放状態から閉塞状態にすると、開閉弁３の容積変化分の容量Ｖ１のインクがサブタンク４を経由して、インクタンク５内に流れ込む。その際、大気連通室６へインクタンク５からインクが流れ込む。インクタンク５にインクが流れ込むことにより、インクタンク５にインクの流れが起きる。その結果、サブタンク４の内部にもインクの流れが発生する。即ち、インクタンク５とサブタンク４との間において、開閉弁３の閉塞状態から開放状態への動作時も開放状態から閉塞状態への動作時もインクが流れる。なお、この動作による流路抵抗は同じである。

従って、図７（ｂ）に示すように、一定速度で開閉弁３の開閉動作を繰り返すことにより、図７（ａ）に示したサブタンク４にインクを充填する場合における開閉弁３の開閉制御とは異なる動作でインクの流れを継続的に発生させることができる。これにより、インクタンク５とサブタンク４の内部のインクを攪拌することができる。

この時もサブタンク４のインク充填と同じく、開閉弁３から記録ヘッド１までのインク供給流路の圧損が開閉弁３からインクタンク５までの圧損に比べてはるかに大きいため、殆ど記録ヘッド１側へはインクは流れない。その結果、開閉弁３の容積変化分に相当するインクがインクタンク５へ流入／流出し、殆ど損失なくインクタンク５の内部のインクを攪拌することが可能となる。

なお、この実施例では、インクタンク容量３００ｍｌ、サブタンク容量３０ｍｌで、その攪拌タイミングを放置期間に応じて３つ設けている。即ち、放置期間が１０日以内であれば約１００回の開閉動作を行い、放置期間が１０日以上で２０日未満であれば約２００回の開閉動作を行い、放置期間が２０日以上であれば約４００回の開閉動作を行う。これより、濃度色差ΔＥを２以下（目標値）に抑え、記録濃度が安定した高品質な画像を記録することができる。

従って以上説明した実施例に従えば、開閉弁の開閉制御をサブタンクへのインク充填時とサブタンクとインクタンクのインク撹拌動作で変更することにより、サブタンクへの短時間でのインク充填を可能にすると共に効率的なインク撹拌を達成することができる。また、以上説明した構成をとることにより、必要以上に装置の大型化することないので、装置コストの低減にも資する。

なお、以上説明した実施例では、サブタンク充填の際、開閉弁３を開放状態から閉塞状態にする際は閉塞状態から開放状態にする際の動作と比べ、動作速度（容積変化速度）を速くしていた。また、インクタンク５とサブタンク４のインクを撹拌する際は開閉弁３を一定速度の開閉動作で繰り返ししていた。このように動作目的に合わせて開閉弁の動作制御を分けていた。

しかしながら、動作の目的によらず、開閉弁３を連続動作させる際、サブタンク４のインク残量をある周期で常に検知して、次のような制御を行っても良い。即ち、サブタンク４にインクがある状態、即ち、サブタンク４から空気でなくインクがインクタンク５に押し出されるようになった状態で、第１の中空管８と電極部１０との間の電気抵抗値を常に監視し、その変化を見てその動作を切り替えることも可能である。これにより、流体が空気からインクに変化し、その流路抵抗が大きくなった時点で、開閉弁の動作制御を速やかに切り替えることで、例えば、サブタンク充填と撹拌動作を連続して実行する際には、一連の動作に無駄がなく、より一層の時間短縮が可能となる。

また、サブタンクへのインク充填の際、図７（ｃ）に示すように、開閉弁３を閉塞状態から開放状態にした後には一定の動作停止時間を設け、開閉弁３を開放状態から閉塞状態にした後には動作停止時間を設けないようにしても良い。これにより、図７（ａ）に示した例と比べ、開閉弁３の閉塞状態から開放状態にする時間はより短くなる。このようにして、インクによる流路抵抗に起因する開閉弁３の容積変化の遅延に追従（復元）する時間を得る。これにより、効率的にサブタンク充填が可能となる。

さらに、インク撹拌動作の際、サブタンク４とインクタンク５のインクのより効果的な撹拌を鑑みて、開閉弁３の開放状態から閉塞状態にする動作と閉塞状態から開放状態にする動作の動作速度を変化させても良い。例えば、インク撹拌時間を得るために、開閉弁３を開放状態から閉塞状態にした後に一定の動作停止時間を設け、開閉弁３を閉塞状態から開放状態にした動作後には動作停止時間を設けないようにしても良い。

またさらに、以上説明した実施例では、図２、図４、図６、図８からも分かるように、開閉弁はインク溜まり部としても機能するが、インク溜まり部と開閉弁を分けてもよい。その場合は、インク溜まり部をサブタンクと開閉弁の間に設けた方が望ましい。インク溜まり部は蛇腹形態でもダイアフラム形態でも良く、容積変化可能な可撓性部材で形成された物でよい。

Claims (15)

1. インクを貯留する脱着可能なインクタンクと、前記インクタンクから供給されたインクを貯留するサブタンクとを備え、前記サブタンクから供給されたインクを用いて記録ヘッドにより記録媒体に記録を行うインクジェット記録装置であって、
   前記サブタンクに設けられ、前記サブタンクと前記インクタンクとの間で、空気或いはインクの流入と流出とを制御する開閉弁と、
   前記開閉弁の開閉動作に従って、前記空気或いはインクの流入と流出とにより容積が変化するインク溜まり部と、
   前記インクタンクから前記サブタンクにインクを充填する際には、前記サブタンクの空気を前記インクタンクに流出させるために前記開閉弁を開放状態から閉塞状態にする動作速度を、前記インクタンクのインクを前記サブタンクに流入させるために前記開閉弁を閉塞状態から開放状態にする動作速度より速くするよう開閉制御を行う制御手段とを有することを特徴とするインクジェット記録装置。
2. 前記インクタンクと前記サブタンクの内部に貯留したインクを撹拌する際には、前記制御手段は、前記開閉弁を開放状態から閉塞状態にする動作速度を、前記開閉弁を閉塞状態から開放状態にする動作速度とを同じにするよう開閉制御を行うことを特徴とする請求項１に記載のインクジェット記録装置。
3. 前記インクタンクから前記サブタンクにインクを充填する際には、前記制御手段はさらに、前記開閉弁を閉塞状態から開放状態にした後には動作停止時間を設け、前記開閉弁を開放状態から閉塞状態にした後には動作停止時間を設けないように制御することを特徴とする請求項１又は２に記載のインクジェット記録装置。
4. 前記開閉弁は前記インク溜まり部としても機能することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のインクジェット記録装置。
5. 前記インクタンクの底部には金属でできた第１の中空管と第２の中空管とが接続され、前記第１の中空管と前記第２の中空管の内のいずれかが前記サブタンクと接続され、前記インクタンクと前記サブタンクとの間のインクの流路として機能し、
   前記第１の中空管と前記第２の中空管との間に電流を流し、前記第１の中空管と前記第２の中空管との間の抵抗値を測定し、前記抵抗値の変化から前記インクタンクのインク切れが近いことを検出する第１の検出手段とをさらに有することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載のインクジェット記録装置。
6. 前記サブタンクの上部には電極部が設けられ、前記サブタンクと接続された前記第１の中空管と前記第２の中空管の内のいずれかと前記電極部との間に電流を流し、前記第１の中空管と前記第２の中空管の内のいずれかと前記電極部との間の抵抗値を測定し、前記抵抗値の変化から前記サブタンクのインクで満タンかどうかを検出する第２の検出手段をさらに有することを特徴とする請求項５に記載のインクジェット記録装置。
7. 前記制御手段は、前記インクタンクが装着されており、前記第２の検出手段により前記サブタンクのインクが満タンではないことを検出した場合に、前記開閉弁の開閉動作を制御して前記インクタンクから前記サブタンクにインクを充填することを特徴とする請求項６に記載のインクジェット記録装置。
8. 前記第２の検出手段により前記サブタンクのインクが満タンではないことを検出した場合に、前記インクタンクの交換を促すメッセージを表示する表示手段をさらに有することを特徴とする請求項６に記載のインクジェット記録装置。
9. 前記インクタンクの交換が完了したかどうかを判断する判断手段をさらに有することを特徴とする請求項８に記載のインクジェット記録装置。
10. 前記第２の検出手段により前記サブタンクのインクが満タンではないことを検出した場合に、前記判断手段によりインクタンクの交換が完了していないと判断された場合であっても、前記サブタンクからのインクの供給により前記記録ヘッドによる記録を続行するよう制御する記録制御手段をさらに有することを特徴とする請求項９に記載のインクジェット記録装置。
11. 前記記録制御手段は、前記サブタンクからのインクの供給により前記記録ヘッドによる記録により消費されるインクの消費量を予め定められた使用許容量と比較する比較し、前記インクの消費量が前記使用許容量を超えた場合は、前記記録を停止させるよう制御することを特徴とする請求項１０に記載のインクジェット記録装置。
12. 前記制御手段は、前記インクタンクが装着されており、前記第２の検出手段により前記サブタンクのインクが満タンであることを検出した場合に、前記開閉弁の開閉動作を制御して予め定められたタイミングで前記インクタンクと前記サブタンクの内部のインクを撹拌することを特徴とする請求項６に記載のインクジェット記録装置。
13. インクを貯留する脱着可能なインクタンクと、前記インクタンクから供給されたインクを貯留するサブタンクと、前記サブタンクに設けられ、前記サブタンクと前記インクタンクとの間で、空気或いはインクの流入と流出とを制御する開閉弁と、前記開閉弁の開閉動作に従って、前記空気或いはインクの流入と流出とにより容積が変化するインク溜まり部とを備え、前記サブタンクから供給されたインクを用いて記録ヘッドにより記録媒体に記録を行うインクジェット記録装置におけるインク充填方法であって、
    前記インクタンクから前記サブタンクにインクを充填する際には、前記サブタンクの空気を前記インクタンクに流出させるために前記開閉弁を開放状態から閉塞状態にする動作速度を、前記インクタンクのインクを前記サブタンクに流入させるために前記開閉弁を閉塞状態から開放状態にする動作速度より速くするよう開閉制御を行うことを特徴とするインク充填方法。
14. 前記インクタンクと前記サブタンクの内部に貯留したインクを撹拌する際には、前記開閉弁を開放状態から閉塞状態にする動作速度を、前記開閉弁を閉塞状態から開放状態にする動作速度とを同じにするよう開閉制御を行うことをさらに特徴とする請求項１３に記載のインク充填方法。
15. 前記インクタンクから前記サブタンクにインクを充填する際にはさらに、前記開閉弁を閉塞状態から開放状態にした後には動作停止時間を設け、前記開閉弁を開放状態から閉塞状態にした後には動作停止時間を設けないようにすることを特徴とする請求項１３又は１４に記載のインク充填方法。

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