JP4013642B2 - インクタンクおよびインクジェットプリンタ - Google Patents
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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および当該インクイ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、しかも確実に検出可能な検出機構を備えたインクタンクおよび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式のインクタンクが知られている。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】
【発明が解決しようとする課題】
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。そこで、主インク室（フォームが収納されているフォーム収納部）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。
【０００８】
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。
【０００９】
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。よって、インクエンドを検出できないという不具合が発生する惧れがある。
【００１０】
本発明の課題は、副インク室内の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。
【００１１】
また、本発明の課題は、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。
【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、背面がインク界面となっている反射面を備え、
前記副インク室は、当該副インク室内を、前記主インク室の側の気泡溜め部分と、前記インク取出し孔の側のインク貯留部分とに仕切っている仕切り板と、前記気泡溜めから前記インク貯留部分にインクを導入するために前記仕切り板に形成したインク導入孔を備えており、
前記仕切り板の前記気泡溜め部分に面している表面は、前記気泡溜め部分で発生した気泡を捕捉するための凹凸面となっ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。
【００１４】
また、副インク室の内部は、仕切り板によって主インク室側に気泡溜め部分が形成され、主インク室から気泡溜め部分に流れ込んだインクは仕切り板のインク導入孔を通ってインク貯留部分に導入される。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部分に進入してここに気泡を形成するので、当該気泡溜め部分に徐々に溜まっていき、当該気泡溜め部分に気泡が満たされた状態になる。気泡が増加するに連れて、副インク室内のインク残量も徐々に減っていくので、そのインク液面も気泡溜め部分内の高さ位置から徐々に低下していく。
【００１５】
気泡溜め部分に気泡が満たされて、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、空気が主インク室の側から進入すると、気泡溜め部分の内部は気泡で満たされているので、新たな気泡を生成するためのインクが存在しない。この結果、空気の進入に伴って、気泡溜め部分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、当該気泡溜め部分内の気泡が徐々に消えて空気のみの層が気泡溜め部分の上端側から徐々に形成されていく。
【００１６】
すなわち、仕切り板によって気泡溜め部分はインク貯留部分から分離されており、インク導入孔のみを介して連通している。よって、仕切り板により、気泡の形成に必要なインクがインク貯留部分から気泡溜め部分に供給されることを阻止できる。このように、仕切り板はインク液面と気泡を分離するための分離手段として機能し、インク液面が低下すると、容易に、気泡溜め内の気泡とインク液面とが分離する。
【００１７】
このようにして、気泡形成用のインクがインク貯留部分の側から供給されなくなるので、気泡溜め部分に溜まっている気泡は、インク液面の低下に伴って当該気泡溜め内において徐々に消滅し、その上端部分に空気のみの層が形成され始める。この空気のみの層は、副インク室内のインク液面の低下、すなわち、主インク室からの空気の進入に伴って徐々にインク貯留部分の側に向けて広がっていく。この結果、気泡溜め部分内の気泡が消滅して空気と置き換わるので、この後は、気泡が形成されない状態で、インク貯留部分内のインク液面が低下していく。
【００１８】
従って、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。
【００１９】
これに加えて、本発明では、仕切り板の表面には気泡捕捉用の凹凸面が形成されている。主インク室から気泡溜め部分に進入した空気により形成された気泡は、当該気泡溜め部分内をインクと共にインク導入孔の側に流れようとする。しかし、気泡は、仕切り板の表面に形成されている凹凸面の凹部に捕捉されて、その移動が阻止される。気泡が移動しない状態で更に気泡が形成されると、発生した気泡が凹部に捕捉されて静止している気泡と結びつき、一回り大きな気泡を形成する。
【００２０】
本発明では、仕切り板の表面に形成した気泡捕捉用の凹凸面によって、発生した気泡の移動が阻止され、気泡の結びつきが促進される。この結果、副インク室の気泡溜め部分における空気層の形成が促進されるので、気泡とインク液面との分離が速やかに形成される。従って、インク貯留部分内に気泡が進入して、そこに露出している反射面の背面に気泡が付着して、インクエンド検出が出来なくなるという弊害を確実に回避できる。
【００２１】
ここで、本発明の仕切り板の前記凹凸面には、前記インク導入孔に向かう気泡の流れに直交する方向に延びる凹部および／または凸部が含まれていることが望ましい。このようにすれば、気泡の流れを確実に止めることができる。
【００２２】
また、前記凹凸面には、凹部および凸部が交互に形成され、凸部の表面に一段高い不連続な第２の凸部が形成されている部分が含まれていることが望ましい。このようにすれば、凸部および第２の凸部の間に形成されている深い凹部によって気泡が確実に捕捉される。また、不連続な第２の凸部の間を通ってインクを流すことができる。よって、気泡を確実に捕捉できると共に、凹凸面上の残留してしまうインクの量を減らすことができる。
【００２３】
更に、前記凹凸面には、前記インク導入孔に向かう気泡の流れ方向に沿って見た場合に、千鳥状に凹部および／または凸部が配置された部分が含まれていることが望ましい。このようにすれば、気泡を確実に捕捉できると共に、凹凸面上にインクが溜まってしまうこともない。
【００２４】
更にまた、前記副インク室の内周面と前記仕切り板の外周面の間が液密状態に封止されていることが望ましい。これらの間に隙間があると、毛細管作用によってインク貯留部分から気泡溜め部分に、気泡形成用のインクが供給されてしまい、仕切り板によるインク液面と気泡の分離作用が阻害されるからである。
【００２５】
次に、本発明においては、前記副インク室の前記気泡溜め部分を、フィルタによって前記主インク室と仕切り、このフィルタを、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る構成を採用できる。この場合には、前記フィルタと前記仕切り板の間隔が、前記気泡溜め部分で発生する気泡の径よりも小さい寸法であることが望ましい。このようにすれば、気泡溜め部分で形成された気泡が押し潰された扁平な状態になるので、仕切り板の凹凸面上に確実に捕捉される。また、気泡同士の結びつきも促進される。
【００２６】
また、この場合においては、前記フィルタの外周縁部分を、前記副インク室の外周壁部分および前記仕切り板の外周縁部分に対して単一の熱融着工程によって接合して、前記副インク室の内周面と前記仕切り板の外周面の間を液密状態に封止することが望ましい。
【００２７】
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。
【００２８】
【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。
【００２９】
（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。
【００３０】
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。
【００３１】
容器本体２の底面にはインク取出し部７が形成されており、このインク取出し部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。インク取出し部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。
【００３２】
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。
【００３３】
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部分２１およびインク取り出し孔側のインク貯留部分２２に仕切られ、仕切り部材３０に形成したインク導入孔３３を介して相互に連通している。
【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。
【００３６】
次に、図４はインクタンク１のＩＶ−ＩＶ線で切断した部分を示す断面図であり、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（ａ）および（ｂ）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およびそのｂ−ｂ線で切断した部分の部分拡大断面図である。
【００３７】
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によって気泡溜め部分２１およびインク貯留部分２２に仕切られている。本例の仕切り部材３０は、副インク室２０を仕切っている仕切り板３１と、このインク貯留部分側の表面の中央から直角に突出している円筒３２とを備えており、仕切り板３１の一端側の部分には気泡溜め部分２１からインク貯留部分２２にインクを導くためのインク導入孔３３が形成されている。さらに、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。
【００３８】
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。
【００３９】
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部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２０９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。
【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。
【００４１】
これに対して、第２のフィルタ１２は、インクポンプが吸引されている場合を除くインク吸引力がインク取出し孔に作用した場合、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。
【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。
【００４３】
次に、インクタンク１に配置されている被検出部を、主に図３、図４および図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。
【００４４】
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のインク貯留部分２２を区画形成している筒状枠２０２に開けた開口部２０２ｂから直接にインク貯留部分２２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。
【００４５】
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。
【００４６】
（仕切り部材）
図７は仕切り部材３０を示す斜視図である。図６および図７を主に参照して、副インク室２０を気泡溜め部分２１およびインク貯留部分２２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の内部を仕切っている仕切り板３１と、この下側表面の中央から垂直に延びる円筒３２を備えている。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。
【００４７】
仕切り板本体部分３０１の表面（気泡溜め部分２１の側の表面）は凹凸面３０３とされている。この凹凸面３０３は、主インク室５から第１のフィルタ１１を介して気泡溜め部分２１に進入した空気により形成される気泡がインク導入孔３３の側に流れないように捕捉するための気泡トラップとして機能するものである。
【００４８】
本例の凹凸面３０３は、短辺方向に延びる一定幅の凹部３０４および凸部３０５が長円方向に向けて交互に一定間隔で形成された構成とされている。また、各凸部３０５の表面には、一定の間隔で一定長さの第２凸部３０６が不連続状態に形成されている。仕切り板本体部分３０１の長辺方向に沿って見た場合に、各凸部３０４の表面に不連続状態に形成されている第２凸部３０６は、千鳥状に配列されている。凹部３０３を基準にすると、各凸部３０４の高さは例えば０．１ｍｍであり、これらの表面に形成されている第２凸部３０６の高さは例えば０．２ｍｍであり、各凹部３０３および各凸部３０４の幅は例えば５ｍｍである。
【００４９】
ここで、仕切り板本体部分３０１の長辺方向の直角プリズム５２が配置されている側の端部分には、その中央部分に短辺方向に長い長円形のインク導入孔３３が形成されている。このインク導入孔３３の周囲は第２凸部３０６と同一高さの凸枠部分３０７により囲まれている。また、この凸状枠部分３０７から仕切り板本体部分３０１の両長辺縁までの間には、仕切り板本体部分３０１の長辺方向に延びる一定長さの凹部３０８および凸部３０９が短辺方向に向けて一定の間隔で交互に形成されている。凸部３０９の高さは第２凸部３０５の高さと同一とされている。
【００５０】
なお、仕切り板本体部分３０１の中央には円形凹部３１０が形成されている。本例の仕切り部材３０は樹脂材料からなる射出成形品であり、この円形凹部３１０はゲート跡である。また、仕切り板本体部分３０１の下側表面（インク貯留部分２２側の表面）には、直角プリズム５２の上下方向の中央位置よりも下方まで突出した垂れ壁部分３１１が形成されている。この垂れ壁部分３１１は仕切り部材３０の短辺方向に向けて、その全幅に亘って形成されている。
【００５１】
次に、仕切り板本体部分３０１の下側表面の中央から垂直に延びている円筒３２は、インク貯留部分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。
【００５２】
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。
【００５３】
円筒３２を備えた仕切り板３０は、インク貯留部分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。
【００５４】
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、インク貯留部分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、インク貯留部分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。
【００５５】
次に、本例の仕切り部材３０は次のようにして、副インク室２０を構成している筒状枠２０２の上端開口部分に接合されている。図６から分かるように、筒状枠２０２の上端開口縁部分は細幅の矩形枠状部分２３１（外周壁部分）によって規定されている。この矩形枠状部分２３１の内周側面２０５ａに密着するように、仕切り部材３０の外周枠部分３０２における縁端部３０２ｂ（外周縁部分）の外周側面３０２ａが形成されている。
【００５６】
筒状枠２０２の矩形枠状部分２３１の矩形枠状端面２３１ａと、仕切り部材３０の端部３０２ａの矩形枠状端面３０２ｃとが面一となるように配置し、これらの上に第１のフィルタ１１のが外周縁部分１１ａを載せ、この状態で、第１のフィルタ１１をこれらに対して同時に熱融着する。このようにして、三部材が単一の熱融着工程により接合されている。また、この結果、仕切り部材３０の外周枠部分３０２の外周側面３０２ｂと筒状枠２０２の内周側面２０５ａの間が液密状態に封止される。
【００５７】
（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】
インクカートリジ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、インク取り出し孔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、インクカートリッジ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の気泡溜め部分２１内に入り込む。副インク室２０のインク貯留部分２２とインク取出し孔８ａ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。よって、副インク室２０の上端部分に形成されている小容積の気泡溜め部分２１に気泡が徐々に溜まっていく。
【００６１】
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り、副インク室２０のインク貯留部分２２内に露出している直角プリズム５２の一対のプリズム反射面５２ａ、５２ｂ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、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、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、仕切り板３１によって副インク室２０の上端部分に気泡溜め部分２１が形成されており、この気泡溜め部分２２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。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】
図８を参照して更に詳しく説明すると、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の気泡溜め部分２１内に進入し、気泡Ｂを生成する。発生した気泡は当該気泡溜め２０に溜まっていく。図８（ｂ）はこの状態を示す説明図である。
【００６６】
次に、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部分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。気泡溜め部分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。ここで、気泡溜め部分２１とインク貯留部分２２との間のインク導入孔３３は狭いので、実質的に、インク貯留部分２２から気泡溜め部分２１に対して気泡生成用のインクが供給されることが無い。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部分２２から気泡溜め部分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Ｓは、気泡溜め部分２１内の気泡から分離して徐々に降下する。気泡溜め部分２１内の気泡からインク液面が分離した後は、気泡溜め部分２１内に気泡生成用のインクが実質的に存在しないので、主インク室５から空気が進入すると、気泡が潰れて徐々に纏まり、気泡溜め部分２１の上端側から徐々に空気の層が形成されていく。図８（ｃ）にはこの状態を示してある。
【００６７】
このように、本例の副インク室２０は、仕切り部材３０によって気泡溜め部分２１はインク貯留部分２２から分離されており、インク導入孔３３のみを介して連通している。よって、仕切り部材３０により、気泡の形成に必要なインクがインク貯留部分２２から気泡溜め部分２１に供給されることを阻止できる。このように、仕切り部材３０はインク液面と気泡を分離するための分離手段として機能し、インク液面が低下すると、容易に、気泡溜め内の気泡とインク液面とが分離する。
【００６８】
気泡形成用のインクがインク貯留部分２２の側から供給されなくなるので、気泡溜め部分２２に溜まっている気泡は、インク液面の低下に伴って当該気泡溜め部分２２内において徐々に消滅し、その上端部分に空気のみの層が形成され始める。この空気のみの層は、副インク室２０内のインク液面の低下、すなわち、主インク室５からの空気の進入に伴って徐々にインク貯留部分２２の側に向けて広がっていく。この結果、気泡溜め部分２２内の気泡が消滅して空気と置き換わるので、この後は、気泡が形成されない状態で、インク貯留部分２２内のインク液面が低下していく。図８（ｄ）にはこの状態を示してある。
【００６９】
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く。この結果、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】
ここで、本例では、仕切り部材３０の仕切り板３１の表面には気泡捕捉用の凹凸面３０３が形成されている。主インク室５から気泡溜め部分２１に進入した空気により形成された気泡は、当該気泡溜め部分２１内をインクと共にインク導入孔３３の側に流れようとする。しかし、図８（ｅ）に示すように、気泡Ｂは、仕切り板３１の表面に形成されている凹凸面３０３の凹部３０４に捕捉されて、その移動が阻止される。気泡が移動しない状態で更に気泡が形成されると、発生した気泡が凹部３０４に捕捉されて静止している気泡と結びつき、一回り大きな気泡を形成する。
【００７１】
このように、気泡捕捉用の凹凸面３０３によって、発生した気泡の移動が阻止され、気泡の結びつきが促進される。この結果、副インク室２０の気泡溜め部分２１における空気層の形成が促進されるので、気泡とインク液面との分離状態が速やかに形成される。従って、インク貯留部分２２内に気泡が進入して、そこに露出している反射面５２ａ、５２ｂの背面に気泡が付着して、インクエンド検出が出来なくなるという弊害を確実に回避できる。
【００７２】
特に、本例では、仕切り部材３０の仕切り板３１の凹凸面３０３に形成されている凹部３０４および凸部３０５は、インク導入孔３３に向かう気泡の流れにほぼ直交する方向に延びるように形成されている。すなわち、凹凸面３０３のほぼ全体に亘って、その短辺側の縁に形成されているインク導入孔３３に向かうインクの流れに直交するように、短辺方向に延びる凹部３０４および凸部３０５が形成されている。また、インク導入孔３３から凹凸面３０３の長辺縁までの間には、凹凸面３０３の長辺方向に延びる凹凸部３０７、３０８が形成されている。従って、凹凸面３０３によって効率良く気泡の流れを阻止することができる。勿論、インク導入孔３３を中心として例えば同心円状に、所定の間隔で円弧形状の凹凸部を形成してもよい。
【００７３】
また、本例では、各凸部３０５の表面には一段高い第２凸部３０６が不連続状態で形成されている。しかも、第２凸部３０６は、インクの流れ方向、すなわち気泡の流れ方向である仕切り部材３０の長辺方向に沿って見た場合に千鳥状に配置されている。
【００７４】
気泡溜め部分２１に流入したインクは凹凸面３０３に沿ってインク導入孔３３に向けて流れるが、インク残量が少なくなると、当該凹凸面３０３上に形成された凹凸部の間を流れることになる。第２凸部３０６がインク流れ方向に千鳥状に配置されているので、インクは第２凸部３０６の間に千鳥状に残っている凸部３０５の表面部分を通って千鳥状に蛇行しながら流れる。従って、インクと共に移動しようとする気泡が確実に凹凸面３０３によって捕捉される。また、第２凸部３０６の間に形成される深い凹部３０４によって気泡が確実に捕捉される。これに加えて、凹凸面３０３に残量してしまうインクは第２凸部３０６によって規定される高さ分ではなく、低い凸部３０５によって規定される高さ分に相当する量であるので、凹凸面３０３上の残留インクを減らすこともできる。
【００７５】
なお、本例において、第１のフィルタ１１と仕切り部材３０の凹凸面３０３の間隔を、気泡溜め部分２１で発生する気泡の径よりも小さい寸法にしておけば、気泡溜め部分２１で形成された気泡が押し潰された扁平な状態になるので、仕切り部材３０の凹凸面３０３上に確実に気泡を捕捉でき、気泡同士の結びつきも促進されるという作用効果が得られるので望ましい。
【００７６】
このように、本例のインクタンク１では、インク液面の低下に伴ってプリズム反射面５２ａ、５２ｂの反射状態が気泡に邪魔されることなく確実に変化する。従って、本例のインクタンク１をインク供給源とするインクジェットプリンタにおいては、反射面５２ａ、５２ｂ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。
【００７７】
【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孔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部分とインク取り出し孔側のインク貯留部分とに仕切り、インク貯留部分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。また、気泡溜め部分とインク貯留部分を仕切っている仕切り部材における気泡溜め部分側の表面に気泡捕捉用の凹凸面を形成している。
【００７８】
インク残量の減少に伴って低下するインク液面は、仕切り部材によって、主インク室から気泡溜めに進入した空気により形成される気泡から分離される。また、仕切り部材の表面の凹凸面によって気泡溜め部分に発生した気泡が捕捉され、インク貯留部分に進行することが阻止される。従って、インク貯留部分に背面が露出している反射面に気泡が付着し、あるいはその近傍に気泡が浮遊して、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気泡に起因する弊害を防止できる。よって、確実にインクタンクのインクエンドを検出できる。
【００７９】
また、仕切り部材の凹凸面に形成した凹凸部が、インク導入孔に向かう気泡の流れに直交する方向に延びている場合には、気泡の流れを阻止して確実に気泡を捕捉できるという効果が得られる。
【００８０】
さらに、凹凸面に、凹部および凸部が交互に形成されていると共に、その凸部の表面に一段高い不連続な第２の凸部が形成されている部分が形成されている場合には、凸部および第２の凸部の間に形成されている深い凹部によって気泡が確実に捕捉され、同時に不連続な第２の凸部の間を通ってインクを流すことができる。よって、気泡を確実に捕捉できると共に、凹凸面上に残留してしまうインクの量を減らすことができるという効果が得られる。
【００８１】
さらにまた、凹凸面に、インク導入孔に向かう気泡の流れ方向に沿って見た場合に、千鳥状に凹凸部が形成されている場合には、千鳥状の凹凸部に沿ってインクが蛇行して流れるので気泡を確実に捕捉できると共に、凹凸面上にインクが溜まってしまうこともないという効果が得られる。
【００８２】
また、副インク室の内周面と仕切り板の外周面の間が液密状態に封止されている場合には、これらの間を通ってインク貯留部分から気泡溜め部分に、気泡形成用のインクが供給されることを防止できるので、仕切り部材によるインク液面と気泡の分離性能を高めることができるという効果が得られる。
【００８３】
次に、気泡溜め部分の高さを、ここで形成される気泡の寸法よりも小さくした場合には、気泡溜め部分で形成された気泡が押し潰された扁平な状態になるので、仕切り部材の凹凸面上に気泡が確実に捕捉され、また、気泡同士の結びつきも促進されるという効果が得られる。
【００８４】
また、この場合において、フィルタの外周縁部分を、副インク室の外周壁部分および前記仕切り板の外周縁部分に対して単一の熱融着工程によって接合して、副インク室の内周側面と仕切り板の外周側面の間を液密状態に封止すれば、簡単な製造工程によって三部材の接合および、液密状態を形成できるという効果が得られる。
【００８５】
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】（ａ）は、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り、（ｂ）はそのｂ−ｂ線で切断した部分を示す部分拡大断面図である。
【図７】図１の仕切り部材を示す斜視図である。
【図８】図１のインクタンクにおける仕切り部材の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 インク取出し部
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 気泡溜め部分
２２ インク溜め部分
３０ 仕切り部材
３１ 仕切り板
３２ 円筒
３３ インク導入孔
３０１ 仕切り板本体部分
３０２ 外周枠部分
３０３ 凹凸面
３０４ 凹部
３０５ 凸部
３０６ 第２凸部
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
【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および当該インクイ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、しかも確実に検出可能な検出機構を備えたインクタンクおよび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式のインクタンクが知られている。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】
【発明が解決しようとする課題】
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。そこで、主インク室（フォームが収納されているフォーム収納部）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。
【０００８】
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。
【０００９】
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。よって、インクエンドを検出できないという不具合が発生する惧れがある。
【００１０】
本発明の課題は、副インク室内の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。
【００１１】
また、本発明の課題は、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。
【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、背面がインク界面となっている反射面を備え、
前記副インク室は、当該副インク室内を、前記主インク室の側の気泡溜め部分と、前記インク取出し孔の側のインク貯留部分とに仕切っている仕切り板と、前記気泡溜めから前記インク貯留部分にインクを導入するために前記仕切り板に形成したインク導入孔を備えており、
前記仕切り板の前記気泡溜め部分に面している表面は、前記気泡溜め部分で発生した気泡を捕捉するための凹凸面となっ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。
【００１４】
また、副インク室の内部は、仕切り板によって主インク室側に気泡溜め部分が形成され、主インク室から気泡溜め部分に流れ込んだインクは仕切り板のインク導入孔を通ってインク貯留部分に導入される。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部分に進入してここに気泡を形成するので、当該気泡溜め部分に徐々に溜まっていき、当該気泡溜め部分に気泡が満たされた状態になる。気泡が増加するに連れて、副インク室内のインク残量も徐々に減っていくので、そのインク液面も気泡溜め部分内の高さ位置から徐々に低下していく。
【００１５】
気泡溜め部分に気泡が満たされて、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、空気が主インク室の側から進入すると、気泡溜め部分の内部は気泡で満たされているので、新たな気泡を生成するためのインクが存在しない。この結果、空気の進入に伴って、気泡溜め部分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、当該気泡溜め部分内の気泡が徐々に消えて空気のみの層が気泡溜め部分の上端側から徐々に形成されていく。
【００１６】
すなわち、仕切り板によって気泡溜め部分はインク貯留部分から分離されており、インク導入孔のみを介して連通している。よって、仕切り板により、気泡の形成に必要なインクがインク貯留部分から気泡溜め部分に供給されることを阻止できる。このように、仕切り板はインク液面と気泡を分離するための分離手段として機能し、インク液面が低下すると、容易に、気泡溜め内の気泡とインク液面とが分離する。
【００１７】
このようにして、気泡形成用のインクがインク貯留部分の側から供給されなくなるので、気泡溜め部分に溜まっている気泡は、インク液面の低下に伴って当該気泡溜め内において徐々に消滅し、その上端部分に空気のみの層が形成され始める。この空気のみの層は、副インク室内のインク液面の低下、すなわち、主インク室からの空気の進入に伴って徐々にインク貯留部分の側に向けて広がっていく。この結果、気泡溜め部分内の気泡が消滅して空気と置き換わるので、この後は、気泡が形成されない状態で、インク貯留部分内のインク液面が低下していく。
【００１８】
従って、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。
【００１９】
これに加えて、本発明では、仕切り板の表面には気泡捕捉用の凹凸面が形成されている。主インク室から気泡溜め部分に進入した空気により形成された気泡は、当該気泡溜め部分内をインクと共にインク導入孔の側に流れようとする。しかし、気泡は、仕切り板の表面に形成されている凹凸面の凹部に捕捉されて、その移動が阻止される。気泡が移動しない状態で更に気泡が形成されると、発生した気泡が凹部に捕捉されて静止している気泡と結びつき、一回り大きな気泡を形成する。
【００２０】
本発明では、仕切り板の表面に形成した気泡捕捉用の凹凸面によって、発生した気泡の移動が阻止され、気泡の結びつきが促進される。この結果、副インク室の気泡溜め部分における空気層の形成が促進されるので、気泡とインク液面との分離が速やかに形成される。従って、インク貯留部分内に気泡が進入して、そこに露出している反射面の背面に気泡が付着して、インクエンド検出が出来なくなるという弊害を確実に回避できる。
【００２１】
ここで、本発明の仕切り板の前記凹凸面には、前記インク導入孔に向かう気泡の流れに直交する方向に延びる凹部および／または凸部が含まれていることが望ましい。このようにすれば、気泡の流れを確実に止めることができる。
【００２２】
また、前記凹凸面には、凹部および凸部が交互に形成され、凸部の表面に一段高い不連続な第２の凸部が形成されている部分が含まれていることが望ましい。このようにすれば、凸部および第２の凸部の間に形成されている深い凹部によって気泡が確実に捕捉される。また、不連続な第２の凸部の間を通ってインクを流すことができる。よって、気泡を確実に捕捉できると共に、凹凸面上の残留してしまうインクの量を減らすことができる。
【００２３】
更に、前記凹凸面には、前記インク導入孔に向かう気泡の流れ方向に沿って見た場合に、千鳥状に凹部および／または凸部が配置された部分が含まれていることが望ましい。このようにすれば、気泡を確実に捕捉できると共に、凹凸面上にインクが溜まってしまうこともない。
【００２４】
更にまた、前記副インク室の内周面と前記仕切り板の外周面の間が液密状態に封止されていることが望ましい。これらの間に隙間があると、毛細管作用によってインク貯留部分から気泡溜め部分に、気泡形成用のインクが供給されてしまい、仕切り板によるインク液面と気泡の分離作用が阻害されるからである。
【００２５】
次に、本発明においては、前記副インク室の前記気泡溜め部分を、フィルタによって前記主インク室と仕切り、このフィルタを、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る構成を採用できる。この場合には、前記フィルタと前記仕切り板の間隔が、前記気泡溜め部分で発生する気泡の径よりも小さい寸法であることが望ましい。このようにすれば、気泡溜め部分で形成された気泡が押し潰された扁平な状態になるので、仕切り板の凹凸面上に確実に捕捉される。また、気泡同士の結びつきも促進される。
【００２６】
また、この場合においては、前記フィルタの外周縁部分を、前記副インク室の外周壁部分および前記仕切り板の外周縁部分に対して単一の熱融着工程によって接合して、前記副インク室の内周面と前記仕切り板の外周面の間を液密状態に封止することが望ましい。
【００２７】
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。
【００２８】
【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。
【００２９】
（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。
【００３０】
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。
【００３１】
容器本体２の底面にはインク取出し部７が形成されており、このインク取出し部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。インク取出し部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。
【００３２】
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。
【００３３】
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部分２１およびインク取り出し孔側のインク貯留部分２２に仕切られ、仕切り部材３０に形成したインク導入孔３３を介して相互に連通している。
【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。
【００３６】
次に、図４はインクタンク１のＩＶ−ＩＶ線で切断した部分を示す断面図であり、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（ａ）および（ｂ）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およびそのｂ−ｂ線で切断した部分の部分拡大断面図である。
【００３７】
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によって気泡溜め部分２１およびインク貯留部分２２に仕切られている。本例の仕切り部材３０は、副インク室２０を仕切っている仕切り板３１と、このインク貯留部分側の表面の中央から直角に突出している円筒３２とを備えており、仕切り板３１の一端側の部分には気泡溜め部分２１からインク貯留部分２２にインクを導くためのインク導入孔３３が形成されている。さらに、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。
【００３８】
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。
【００３９】
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部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２０９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。
【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。
【００４１】
これに対して、第２のフィルタ１２は、インクポンプが吸引されている場合を除くインク吸引力がインク取出し孔に作用した場合、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。
【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。
【００４３】
次に、インクタンク１に配置されている被検出部を、主に図３、図４および図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。
【００４４】
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のインク貯留部分２２を区画形成している筒状枠２０２に開けた開口部２０２ｂから直接にインク貯留部分２２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。
【００４５】
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。
【００４６】
（仕切り部材）
図７は仕切り部材３０を示す斜視図である。図６および図７を主に参照して、副インク室２０を気泡溜め部分２１およびインク貯留部分２２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の内部を仕切っている仕切り板３１と、この下側表面の中央から垂直に延びる円筒３２を備えている。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。
【００４７】
仕切り板本体部分３０１の表面（気泡溜め部分２１の側の表面）は凹凸面３０３とされている。この凹凸面３０３は、主インク室５から第１のフィルタ１１を介して気泡溜め部分２１に進入した空気により形成される気泡がインク導入孔３３の側に流れないように捕捉するための気泡トラップとして機能するものである。
【００４８】
本例の凹凸面３０３は、短辺方向に延びる一定幅の凹部３０４および凸部３０５が長円方向に向けて交互に一定間隔で形成された構成とされている。また、各凸部３０５の表面には、一定の間隔で一定長さの第２凸部３０６が不連続状態に形成されている。仕切り板本体部分３０１の長辺方向に沿って見た場合に、各凸部３０４の表面に不連続状態に形成されている第２凸部３０６は、千鳥状に配列されている。凹部３０３を基準にすると、各凸部３０４の高さは例えば０．１ｍｍであり、これらの表面に形成されている第２凸部３０６の高さは例えば０．２ｍｍであり、各凹部３０３および各凸部３０４の幅は例えば５ｍｍである。
【００４９】
ここで、仕切り板本体部分３０１の長辺方向の直角プリズム５２が配置されている側の端部分には、その中央部分に短辺方向に長い長円形のインク導入孔３３が形成されている。このインク導入孔３３の周囲は第２凸部３０６と同一高さの凸枠部分３０７により囲まれている。また、この凸状枠部分３０７から仕切り板本体部分３０１の両長辺縁までの間には、仕切り板本体部分３０１の長辺方向に延びる一定長さの凹部３０８および凸部３０９が短辺方向に向けて一定の間隔で交互に形成されている。凸部３０９の高さは第２凸部３０５の高さと同一とされている。
【００５０】
なお、仕切り板本体部分３０１の中央には円形凹部３１０が形成されている。本例の仕切り部材３０は樹脂材料からなる射出成形品であり、この円形凹部３１０はゲート跡である。また、仕切り板本体部分３０１の下側表面（インク貯留部分２２側の表面）には、直角プリズム５２の上下方向の中央位置よりも下方まで突出した垂れ壁部分３１１が形成されている。この垂れ壁部分３１１は仕切り部材３０の短辺方向に向けて、その全幅に亘って形成されている。
【００５１】
次に、仕切り板本体部分３０１の下側表面の中央から垂直に延びている円筒３２は、インク貯留部分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。
【００５２】
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。
【００５３】
円筒３２を備えた仕切り板３０は、インク貯留部分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。
【００５４】
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、インク貯留部分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、インク貯留部分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。
【００５５】
次に、本例の仕切り部材３０は次のようにして、副インク室２０を構成している筒状枠２０２の上端開口部分に接合されている。図６から分かるように、筒状枠２０２の上端開口縁部分は細幅の矩形枠状部分２３１（外周壁部分）によって規定されている。この矩形枠状部分２３１の内周側面２０５ａに密着するように、仕切り部材３０の外周枠部分３０２における縁端部３０２ｂ（外周縁部分）の外周側面３０２ａが形成されている。
【００５６】
筒状枠２０２の矩形枠状部分２３１の矩形枠状端面２３１ａと、仕切り部材３０の端部３０２ａの矩形枠状端面３０２ｃとが面一となるように配置し、これらの上に第１のフィルタ１１のが外周縁部分１１ａを載せ、この状態で、第１のフィルタ１１をこれらに対して同時に熱融着する。このようにして、三部材が単一の熱融着工程により接合されている。また、この結果、仕切り部材３０の外周枠部分３０２の外周側面３０２ｂと筒状枠２０２の内周側面２０５ａの間が液密状態に封止される。
【００５７】
（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】
インクカートリジ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、インク取り出し孔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、インクカートリッジ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の気泡溜め部分２１内に入り込む。副インク室２０のインク貯留部分２２とインク取出し孔８ａ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。よって、副インク室２０の上端部分に形成されている小容積の気泡溜め部分２１に気泡が徐々に溜まっていく。
【００６１】
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り、副インク室２０のインク貯留部分２２内に露出している直角プリズム５２の一対のプリズム反射面５２ａ、５２ｂ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、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、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、仕切り板３１によって副インク室２０の上端部分に気泡溜め部分２１が形成されており、この気泡溜め部分２２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。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】
図８を参照して更に詳しく説明すると、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の気泡溜め部分２１内に進入し、気泡Ｂを生成する。発生した気泡は当該気泡溜め２０に溜まっていく。図８（ｂ）はこの状態を示す説明図である。
【００６６】
次に、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部分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。気泡溜め部分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。ここで、気泡溜め部分２１とインク貯留部分２２との間のインク導入孔３３は狭いので、実質的に、インク貯留部分２２から気泡溜め部分２１に対して気泡生成用のインクが供給されることが無い。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部分２２から気泡溜め部分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Ｓは、気泡溜め部分２１内の気泡から分離して徐々に降下する。気泡溜め部分２１内の気泡からインク液面が分離した後は、気泡溜め部分２１内に気泡生成用のインクが実質的に存在しないので、主インク室５から空気が進入すると、気泡が潰れて徐々に纏まり、気泡溜め部分２１の上端側から徐々に空気の層が形成されていく。図８（ｃ）にはこの状態を示してある。
【００６７】
このように、本例の副インク室２０は、仕切り部材３０によって気泡溜め部分２１はインク貯留部分２２から分離されており、インク導入孔３３のみを介して連通している。よって、仕切り部材３０により、気泡の形成に必要なインクがインク貯留部分２２から気泡溜め部分２１に供給されることを阻止できる。このように、仕切り部材３０はインク液面と気泡を分離するための分離手段として機能し、インク液面が低下すると、容易に、気泡溜め内の気泡とインク液面とが分離する。
【００６８】
気泡形成用のインクがインク貯留部分２２の側から供給されなくなるので、気泡溜め部分２２に溜まっている気泡は、インク液面の低下に伴って当該気泡溜め部分２２内において徐々に消滅し、その上端部分に空気のみの層が形成され始める。この空気のみの層は、副インク室２０内のインク液面の低下、すなわち、主インク室５からの空気の進入に伴って徐々にインク貯留部分２２の側に向けて広がっていく。この結果、気泡溜め部分２２内の気泡が消滅して空気と置き換わるので、この後は、気泡が形成されない状態で、インク貯留部分２２内のインク液面が低下していく。図８（ｄ）にはこの状態を示してある。
【００６９】
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く。この結果、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】
ここで、本例では、仕切り部材３０の仕切り板３１の表面には気泡捕捉用の凹凸面３０３が形成されている。主インク室５から気泡溜め部分２１に進入した空気により形成された気泡は、当該気泡溜め部分２１内をインクと共にインク導入孔３３の側に流れようとする。しかし、図８（ｅ）に示すように、気泡Ｂは、仕切り板３１の表面に形成されている凹凸面３０３の凹部３０４に捕捉されて、その移動が阻止される。気泡が移動しない状態で更に気泡が形成されると、発生した気泡が凹部３０４に捕捉されて静止している気泡と結びつき、一回り大きな気泡を形成する。
【００７１】
このように、気泡捕捉用の凹凸面３０３によって、発生した気泡の移動が阻止され、気泡の結びつきが促進される。この結果、副インク室２０の気泡溜め部分２１における空気層の形成が促進されるので、気泡とインク液面との分離状態が速やかに形成される。従って、インク貯留部分２２内に気泡が進入して、そこに露出している反射面５２ａ、５２ｂの背面に気泡が付着して、インクエンド検出が出来なくなるという弊害を確実に回避できる。
【００７２】
特に、本例では、仕切り部材３０の仕切り板３１の凹凸面３０３に形成されている凹部３０４および凸部３０５は、インク導入孔３３に向かう気泡の流れにほぼ直交する方向に延びるように形成されている。すなわち、凹凸面３０３のほぼ全体に亘って、その短辺側の縁に形成されているインク導入孔３３に向かうインクの流れに直交するように、短辺方向に延びる凹部３０４および凸部３０５が形成されている。また、インク導入孔３３から凹凸面３０３の長辺縁までの間には、凹凸面３０３の長辺方向に延びる凹凸部３０７、３０８が形成されている。従って、凹凸面３０３によって効率良く気泡の流れを阻止することができる。勿論、インク導入孔３３を中心として例えば同心円状に、所定の間隔で円弧形状の凹凸部を形成してもよい。
【００７３】
また、本例では、各凸部３０５の表面には一段高い第２凸部３０６が不連続状態で形成されている。しかも、第２凸部３０６は、インクの流れ方向、すなわち気泡の流れ方向である仕切り部材３０の長辺方向に沿って見た場合に千鳥状に配置されている。
【００７４】
気泡溜め部分２１に流入したインクは凹凸面３０３に沿ってインク導入孔３３に向けて流れるが、インク残量が少なくなると、当該凹凸面３０３上に形成された凹凸部の間を流れることになる。第２凸部３０６がインク流れ方向に千鳥状に配置されているので、インクは第２凸部３０６の間に千鳥状に残っている凸部３０５の表面部分を通って千鳥状に蛇行しながら流れる。従って、インクと共に移動しようとする気泡が確実に凹凸面３０３によって捕捉される。また、第２凸部３０６の間に形成される深い凹部３０４によって気泡が確実に捕捉される。これに加えて、凹凸面３０３に残量してしまうインクは第２凸部３０６によって規定される高さ分ではなく、低い凸部３０５によって規定される高さ分に相当する量であるので、凹凸面３０３上の残留インクを減らすこともできる。
【００７５】
なお、本例において、第１のフィルタ１１と仕切り部材３０の凹凸面３０３の間隔を、気泡溜め部分２１で発生する気泡の径よりも小さい寸法にしておけば、気泡溜め部分２１で形成された気泡が押し潰された扁平な状態になるので、仕切り部材３０の凹凸面３０３上に確実に気泡を捕捉でき、気泡同士の結びつきも促進されるという作用効果が得られるので望ましい。
【００７６】
このように、本例のインクタンク１では、インク液面の低下に伴ってプリズム反射面５２ａ、５２ｂの反射状態が気泡に邪魔されることなく確実に変化する。従って、本例のインクタンク１をインク供給源とするインクジェットプリンタにおいては、反射面５２ａ、５２ｂ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。
【００７７】
【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孔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部分とインク取り出し孔側のインク貯留部分とに仕切り、インク貯留部分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。また、気泡溜め部分とインク貯留部分を仕切っている仕切り部材における気泡溜め部分側の表面に気泡捕捉用の凹凸面を形成している。
【００７８】
インク残量の減少に伴って低下するインク液面は、仕切り部材によって、主インク室から気泡溜めに進入した空気により形成される気泡から分離される。また、仕切り部材の表面の凹凸面によって気泡溜め部分に発生した気泡が捕捉され、インク貯留部分に進行することが阻止される。従って、インク貯留部分に背面が露出している反射面に気泡が付着し、あるいはその近傍に気泡が浮遊して、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気泡に起因する弊害を防止できる。よって、確実にインクタンクのインクエンドを検出できる。
【００７９】
また、仕切り部材の凹凸面に形成した凹凸部が、インク導入孔に向かう気泡の流れに直交する方向に延びている場合には、気泡の流れを阻止して確実に気泡を捕捉できるという効果が得られる。
【００８０】
さらに、凹凸面に、凹部および凸部が交互に形成されていると共に、その凸部の表面に一段高い不連続な第２の凸部が形成されている部分が形成されている場合には、凸部および第２の凸部の間に形成されている深い凹部によって気泡が確実に捕捉され、同時に不連続な第２の凸部の間を通ってインクを流すことができる。よって、気泡を確実に捕捉できると共に、凹凸面上に残留してしまうインクの量を減らすことができるという効果が得られる。
【００８１】
さらにまた、凹凸面に、インク導入孔に向かう気泡の流れ方向に沿って見た場合に、千鳥状に凹凸部が形成されている場合には、千鳥状の凹凸部に沿ってインクが蛇行して流れるので気泡を確実に捕捉できると共に、凹凸面上にインクが溜まってしまうこともないという効果が得られる。
【００８２】
また、副インク室の内周面と仕切り板の外周面の間が液密状態に封止されている場合には、これらの間を通ってインク貯留部分から気泡溜め部分に、気泡形成用のインクが供給されることを防止できるので、仕切り部材によるインク液面と気泡の分離性能を高めることができるという効果が得られる。
【００８３】
次に、気泡溜め部分の高さを、ここで形成される気泡の寸法よりも小さくした場合には、気泡溜め部分で形成された気泡が押し潰された扁平な状態になるので、仕切り部材の凹凸面上に気泡が確実に捕捉され、また、気泡同士の結びつきも促進されるという効果が得られる。
【００８４】
また、この場合において、フィルタの外周縁部分を、副インク室の外周壁部分および前記仕切り板の外周縁部分に対して単一の熱融着工程によって接合して、副インク室の内周側面と仕切り板の外周側面の間を液密状態に封止すれば、簡単な製造工程によって三部材の接合および、液密状態を形成できるという効果が得られる。
【００８５】
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】（ａ）は、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り、（ｂ）はそのｂ−ｂ線で切断した部分を示す部分拡大断面図である。
【図７】図１の仕切り部材を示す斜視図である。
【図８】図１のインクタンクにおける仕切り部材の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 インク取出し部
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 気泡溜め部分
２２ インク溜め部分
３０ 仕切り部材
３１ 仕切り板
３２ 円筒
３３ インク導入孔
３０１ 仕切り板本体部分
３０２ 外周枠部分
３０３ 凹凸面
３０４ 凹部
３０５ 凸部
３０６ 第２凸部
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 (8)
- 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、背面がインク界面となっている反射面を備え、
前記副インク室は、当該副インク室内を、前記主インク室の側の気泡溜め部分と、前記インク取出し孔の側のインク貯留部分とに仕切っている仕切り板と、前記気泡溜めから前記インク貯留部分にインクを導入するために前記仕切り板に形成したインク導入孔を備えており、
前記仕切り板の前記気泡溜め部分に面している表面は、前記気泡溜め部分で発生した気泡を捕捉するための凹凸面となっていることを特徴とするインクタンク。 - 請求項１において、
前記凹凸面には、前記インク導入孔に向かう気泡の流れに直交する方向に延びる凹部および／または凸部が含まれているインクタンク。 - 請求項１または２において、
前記凹凸面には、凹部および凸部が交互に形成され、凸部の表面に一段高い不連続な第２の凸部が形成されている部分が含まれているインクタンク。 - 請求項１ないし３のうちのいずれかの項において、
前記凹凸面には、前記インク導入孔に向かう気泡の流れ方向に沿って見た場合に、千鳥状に凹部および／または凸部が配置された部分が含まれているインクタンク。 - 請求項１ないし４のうちのいずれかの項において、
前記副インク室の前記気泡溜め部分は、フィルタによって前記主インク室と仕切られており、
このフィルタは、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、
前記フィルタと前記仕切り板の間隔が、前記気泡溜め部分で発生する気泡の径よりも小さい寸法とされているインクタンク。 - 請求項１ないし５のうちのいずれかの項において、
前記副インク室の内周面と前記仕切り板の外周面の間が液密状態に封止されているインクタンク。 - 請求項１ないし６のうちのいずれかの項において、
前記副インク室の前記気泡溜め部分は、フィルタによって前記主インク室と仕切られており、
このフィルタは、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、
前記フィルタの外周縁部分は、前記副インク室の外周壁部分および前記仕切り板の外周縁部分に対して単一の熱融着工程によって接合されることにより、前記副インク室の内周面と前記仕切り板の外周面の間が液密状態に封止されているインクタンク。 - 請求項１ないし７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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