JP5299091B2 - 画像記録装置 - Google Patents

Description

本発明は、記録ヘッドのノズルから液体を吐出して、画像や文字を記録する画像記録装置に関する。

従来から、画像記録装置として、例えばインクジェットプリンタがある。かかるインクジェットプリンタは、複数種類のインクを記録媒体に向けて吐出させることが可能であり、記録媒体に吐出させるインクの種類や体積を変えて画像や文字を記録している。

このインクジェットプリンタは、記録ヘッドのノズルからインクを吐出させるために、ノズルに連通する圧力室内のインクに圧力を付与しているが、ノズルからインクを吐出させない時には、ノズルからインクが流出することを防止するために、記録ヘッド内のインクに大気圧よりも低い圧力である負圧を作用させる必要がある。そして、負圧を作用させるために、インクタンク内のインク液面がノズルの鉛直方向の位置よりも低い位置となるようにインクタンクを配置することが行われている。

ここで、記録ヘッドには、ノズルから吐出されたインクと同じ体積のインクがインクタンクから供給される。そのため、インクを吐出するほど、インクタンク内のインク液面が下がり、記録ヘッド内のインクに作用する負圧が大きくなる。つまり、記録ヘッド内のインクには、常時負圧が作用しているが、その負圧は、インクを吐出させることで変化する。この負圧の変化により、吐出されるインクの体積が変化し、記録媒体に形成されるドットの面積が変化することとなり、画像品質が変化するおそれがある。

しかし、複数種類のインクを吐出させてカラー画像を形成する場合には、吐出されるインクの体積が変化しても、複数種類のインクの間で吐出されるインクの体積の比率を常に一定にすること、すなわち、記録ヘッド内の複数種類のインクに対して常に同じ負圧を作用させることで、記録媒体に形成される画像の色合いの変化を抑え、画像品質が変化することを抑制することができる。例えば、特許文献１では、記録ヘッドに供給されるインクを貯留する複数のインクタンク内のインクの消費量のばらつきに影響されることなく、インクタンク内の圧力を均等に保つために、インクタンクケース内に互いに隣接して形成される収縮可能な複数のインクタンクを相補的に変形させている。これにより、インクタンク内のインク液面の高さを均一化している。その結果、記録ヘッド内の複数種類のインクに対して常に同じ負圧を作用させることができ、複数種類のインクの間で吐出されるインクの体積の比率が常に一定となるため、画像品質が変化することを抑制している。

特開２０００−００６４３５号公報

しかし、特許文献１では、一つのインクタンクケース内にインクを貯留する複数のインクタンクを互いに隣接させているため、インクタンクを交換する際に、それぞれのインクタンクごとに交換することはできず、インクタンクケースに配置されたすべてのインクタンクを交換しなければならない。つまり、それぞれのインクタンクを個別に交換することができず、そのため、インクタンク内にインクが同時に空になる場合以外は、インクが残留した状態でインクタンクを交換しなければならず、インクを無駄に捨ててしまうこととなる。

そこで、本発明は、記録ヘッド内のインクに作用させる負圧を複数のインクの間でほぼ同じにすることができ、さらに、インクタンク内のインクを無駄に捨てることなくインクタンクを交換することができる液体吐出装置を提供することを目的とする。

本発明の液体吐出装置は、液体を吐出する液体吐出ヘッドと、大気に連通する液体貯留空間を有する液体タンクと、前記液体タンクと前記記録ヘッドを連通させる液体流路と、前記液体流路の途中に配置されている液体バッファ室とを備え、前記液体吐出ヘッドから吐出した液体により画像を記録する画像記録装置において、前記液体吐出ヘッド、前記液体タンク、前記液体流路、および前記液体バッファ室は、互いに異なる複数種類の液体に対応して、それぞれ複数設けられており、前記複数の液体バッファ室は、それらの容積の合計が変化しないように外部に対して画定されるとともに、前記複数の液体タンク内の液面の高さの差が、それら液体タンクのそれぞれの液体消費量の差よりも小さくなるように、それらの容積が相補的に変化可能に構成されており、前記液体バッファ室に貯留されている液体量を検出する液体量検出手段と、前記液体タンク内の液体を前記液体バッファ室に流入させる液体流入手段をさらに備え、 前記液体流入手段は、前記液体量検出手段によって検出された前記複数の液体バッファ室に貯留されている液体量のうち最も少ない液体バッファ室に対応する前記液体タンク内の液体を前記液体バッファ室に流入させることを特徴としている。

本発明によれば、複数の液体バッファ室の容積の合計が変化しないように外部に対して画定されているとともに、それぞれ液体バッファ室の容積が相補的に変化可能に構成されているため、これら複数の液体バッファ室に連通する液体タンク内の液体の液面高さをほぼ同じすることができる。そして、このとき仮に、液体を貯留する液体タンクのいくつかが一体に形成されていると、液体タンクを交換する際に、１の液体のみの消費量が多い場合に、液体タンク内に残留する他の液体を無駄に捨ててしまうおそれがある。しかし、本発明においては、液体バッファ室は、液体タンクと記録ヘッドを連通させる液体流路の途中に配置されているため、液体タンクを複数の液体ごとに形成することができる。そのため、液体タンクをそれぞれ交換することができ、液体タンクを交換する際に、液体を無駄に捨ててしまうことがない。
また、複数の液体バッファ室に貯留されている液体のうちの１の液体の消費量が、他の液体に比べて多く、１の液体を貯留する液体バッファ室の容量が少なくなって、液体バッファ室に連通する液体タンク内の液面高さをほぼ同じに保つことが困難になった場合に、貯留されている液体量が最も少ない液体バッファ室に対応する液体タンクを交換させると、当該液体タンク内に液体が残っているにも関わらず、液体タンクを交換し、液体を無駄に捨ててしまうおそれがある。しかし、本発明では、液体流入手段が当該液体タンク内の液体を液体バッファ室に流入させるため、交換する液体タンク内の液体を無駄に捨てることがない。

さらに、前記複数の液体バッファ室は、隣り合う液体バッファ室が当接するように並んで配置されるとともに、外部に対する仕切りとなる外壁が変形不能であり、隣り合うバッファ室を仕切る内壁が可撓性を有するように構成されていることが好ましい。

これによれば、液体バッファ室を簡単な構成で、液体タンク内の液面の高さの差が、それぞれの液体消費量の差よりも小さくなるように、それら液体バッファ室の容積が相補的に変化可能にすることができる。

また、前記液体吐出ヘッドを搭載したキャリッジと、前記キャリッジを所定の走査方向に移動させる移動手段をさらに備え、前記複数の液体バッファ室は、前記キャリッジに搭載されていることが好ましい。

これによれば、複数の液体バッファ室がキャリッジに搭載されているため、これらの液体バッファ室が、液体吐出ヘッドに供給される液体を一時的に貯留するとともに、液体タンク内の液面高さをほぼ同じにすることもできる。

さらに、前記液体タンクに貯留されている液体の残量を検出する残量検出手段と、前記液体の残量に対応したメッセージを報知する報知手段をさらに備え、前記残量検出手段が、前記液体タンクに貯留されている液体の残量が所定のしきい値を下回ったことを検出した場合に、前記報知手段が、前記液体タンクを新たな液体タンクに交換するようにユーザに促すメッセージを報知することが好ましい。

これによれば、液体タンク内の液面の高さはほぼ同じであるため、これらの液体タンク内の液体の残量はほぼ同じである。そのため、液体タンク内の液体の残量が少なくなった際に、一度に複数の液体タンクを交換するようにユーザに報知することで、液体タンクの残量を個別にユーザに報知する必要がない。さらに、ユーザは、一度に複数の液体タンクを交換することができるため、液体タンクを交換する回数を大幅に少なくすることができる。

また一方で、前記残量検出手段が、前記液体タンクに貯留されている液体の残量が所定のしきい値を下回ったことを検出した場合に、前記報知手段が、前記液体量検出手段によって検出された前記複数の液体バッファ室に貯留されている液体量のうち最も少ない液体バッファ室に連通する前記液体タンクを新たな液体タンクに交換するようにユーザに促すメッセージを報知してもよい。

これによれば、液体バッファ室に貯留されている液体量を検出可能であるため、貯留されている液体量が最も少ない液体バッファ室に連通する液体タンクを個別に交換するように、ユーザに報知することができる。また、複数の液体バッファ室に貯留されている液体のうちの１の液体の消費量が、他の液体に比べて多い場合には、液体バッファ室の容量によっては、１の液体を貯留する液体バッファ室の容量が少なくなることで、その液体バッファ室が変形不能になり、複数の液体バッファ室に連通する液体タンク内の液面高さをほぼ同じに保つことが困難になる。しかし、液体タンクを個別に交換するようにユーザに報知して、液体の消費量が多い液体タンクを新たな液体タンクに交換させることによって、複数の液体タンク内の液面高さをほぼ同じに保つ機能を有効に動作させることができる。

前記液体流入手段は、貯留されている液体量が最も少ない液体バッファ室に対応する前記液体タンクの鉛直方向の位置をそれ以外の液体タンクの鉛直方向の位置よりも高くすることで、貯留されている液体量が最も少ない液体量である液体バッファ室に対応する前記液体タンク内の液体を前記液体バッファ室に流入させることができる。

これによれば、液体流入手段を貯留されている液体量が最も少ない液体バッファ室に対応する液体タンクの鉛直方向の位置をそれ以外の液体タンクの鉛直方向の位置よりも高くすることで、液体タンク内に残留する液体の水頭差を利用して、簡易な構成で液体タンク内の液体を液体バッファ室に流入させることができ、ポンプ等の高価な手段を追加する必要がない。

本発明に係る液体吐出装置は、本発明は、複数の液体タンク内の液面高さを同じに保つことができ、その結果、液体吐出ヘッド内の液体に作用させる負圧を複数の液体の間でほぼ同じにすることができる。したがって、吐出されるインクの体積が複数のインクの間で常に同じ比率とすることができ、記録媒体に記録される画像の色合いが、インク残量が少なくなることで変化することがない。さらに、複数の液体タンクがそれぞれ別個に形成されているため、液体タンク内の液体を無駄に捨てることなく液体タンクを交換することができる。

本実施形態に係るプリンタの概略構成を示す平面図である。 本実施形態に係るインクの吐出に伴うインクバッファ室内の容量とカートリッジ内のインク残量の経時的変化を模式的に表した図である。 本実施形態に係るカートリッジの交換に関するフローチャートである。 変形例１の図２相当の図である。 変形例１の図３相当のフローチャートである。 変形例２の図２相当の図である。 変形例２の図３相当のフローチャートである。 変形例３の図２相当の図である。 変形例４の図３相当のフローチャートである。 液体バッファ室の種々の変形例を示す平面図である。

次に、本発明の好適な実施形態について説明する。本実施形態は、記録ヘッドのノズルからインクを吐出して記録媒体に画像などを記録する画像記録装置としてのインクジェットプリンタに本発明を適用した一例である。

図１に示すように、本実施形態に係るプリンタ１（液体吐出装置）は、走査方向（図１の左右方向）に沿って往復移動可能に構成されたキャリッジ２と、このキャリッジ２に搭載された図示しない記録ヘッド（液体吐出ヘッド）と、キャリッジ２に搭載され、記録ヘッドに供給されるインクを一時的に貯留するサブタンク３と、インクを貯留するカートリッジ４（液体タンク）と、カートリッジ４を着脱可能なカートリッジ装着部５と、インクを供給するためにカートリッジ４とサブタンク３を連通させるチューブ６と、カートリッジ４内のインク残量や、その残量に基づいたカートリッジ４の交換時期などを表示するディスプレイ２０（報知手段）、およびプリンタ１全体を制御する制御手段３０などを備えている。

プリンタ１には、水平方向に平行に延びる２本のガイド軸１０が走査方向に延びて配置されており、２本のガイド軸１０に、キャリッジ２が取り付けられている。そして、キャリッジ２には駆動ベルト１１が取り付けられており、駆動モータ１２が駆動ベルト１１を駆動させることで、キャリッジ２はガイド軸１０に案内されつつ、走査方向に往復移動される。

カートリッジ４は、樹脂等で形成されており、その内部に、インクを貯留するインク貯留空間（液体貯留空間）を備えている。そのインク貯留空間は、カートリッジ装着部５に装着した際に、大気に連通するように構成されている。このカートリッジ４は、ブラック（Ｋ）、イエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）の４色のインクそれぞれを貯留するように個別に形成されており、それぞれのカートリッジ４は、チューブ６を介してサブタンク３に連通している。

サブタンク３は、その外壁が硬質な樹脂などで形成されている変形不能な直方体の箱であり、その内部に、それぞれのインクが充填されるインクバッファ室７（液体バッファ室）が設けられている。これらのインクバッファ室７同士はそれぞれ可撓性の樹脂等からなる膜を介して隣接しており、相補的に変形可能である。そして、それぞれのインクバッファ室７は記録ヘッドに連通しており、記録ヘッドに対してインクを供給する。このとき、インクバッファ室７の容量および、それぞれのインクバッファ室７の容量の合計であるサブタンク３の容量は、カートリッジ４に貯留されるインクの容量に応じて決定することが好ましい。

記録ヘッドは、鉛直方向でカートリッジ４内のインク液面よりも高い位置に配置されている。また、カートリッジ４のインク貯留空間は、大気に連通しているため、カートリッジ４内のインクと、記録ヘッド内のインクの水頭差によって、インクを吐出しない時に、記録ヘッドのノズルからインクが流出しないように、記録ヘッド内のインクに大気圧よりも低い圧力である負圧を生じさせている。なお、記録ヘッドは、４色のインクに対してそれぞれ個別に設けられていても、４色のインクを吐出可能に一体に形成されていてもよい。

次に、記録用紙Ｐへの画像などの記録について説明する。まず、図示しない搬送手段で、記録用紙Ｐをその先端がキャリッジ２に搭載された記録ヘッドに重なる位置まで紙送り方向に搬送する。そして、キャリッジ２を走査方向に移動させつつ、記録ヘッドからインクを吐出させることで、記録ヘッドによって記録用紙Ｐに所定幅の画像が記録される。

その後、搬送手段により、記録用紙Ｐを紙送り方向に記録する画像等の解像度に対応した距離だけ搬送する。そして、キャリッジ２を上述の方向とは逆の方向に移動させつつ、記録ヘッドからインクを吐出させることで、さらに記録用紙Ｐに所定幅の画像がそれぞれ記録される。これを繰り返すことで、記録用紙Ｐに画像を記録する。

記録ヘッドには、吐出されたインクと同量のインクがサブタンク３のインクバッファ室７から供給され、インクバッファ室７には、記録ヘッドに供給されたインクと同量のインクがチューブ６を介してカートリッジ４から補給される。

そして、カートリッジ４内のインクの残量を検出する公知の残量検出手段によって検出されたインク残量に基づいて、制御手段３０は、カートリッジ４の残量や交換時期をユーザに知らせるメッセージをディスプレイ２０に表示させる。

次に、記録ヘッドからインクが吐出されたときのサブタンク３及びカートリッジ４内のインク容量の変化を図２を用いて説明する。ここでは、１のインクのみを吐出させた場合について説明するが、他の色のインクを吐出させた場合も同様であり、さらに、２色以上のインクを同時に吐出させた場合は、１のインクのみを吐出させた場合を重ね合わせることで説明することができる。そのため、ここでは、便宜的にブラックインクのみを吐出させた場合について説明する。

図２の（ａ−１）〜（ａ−３）はサブタンク３内のインク容量、（ｂ−１）〜（ｂ−３）はカートリッジ４内のインク残量であり、矢印は、インクの吐出に伴う時間の変化を表している。なお、（ａ−１）と（ｂ−１）、（ａ−２）と（ｂ−２）、（ａ−３）と（ｂ−３）がそれぞれ対応している。

ブラックインクを吐出させると、ブラックインクを貯留するカートリッジ４のインク液面が下ろうとするが、サブタンク３内の４色のインクに対応するインクバッファ室７は、可撓性の膜を介して隣接しているため、カートリッジ４内のブラックインクとブラックインク以外のインクの水頭差を少なくするように、可撓性の膜が変形する。つまり、ブラックインクの吐出により、サブタンク３内のブラックインクに対応するインクバッファ室７の容量が少なくなるとともに、ブラックインク以外のインクに対応するインクバッファ室７にはカートリッジ４からインクが流入することでその容量は多くなる（図２（ａ−２））。その結果、４つのカートリッジ４内のインク液面高さが同じになる（図２（ｂ−２））。その後も続けてブラックインクを吐出させると、サブタンク３内のブラックタンクに対応するインクバッファ室７の容量がさらに少なくなるとともに、ブラックインク以外のインクに対応するインクバッファ室７はカートリッジ４からさらにインクが流入することで、その容量はさらに多くなる（図２（ａ−３））。そのため、それぞれカートリッジ４内のインクは、そのインク液面を４色とも互いに同じ高さに保ちながら残量が減少することになる（図２（ｂ−３））。

本実施形態に係るカートリッジ４の交換に関する制御について図３のフローチャートを用いて説明する。まず、残量検出手段がカートリッジ４内のインク残量を検出し（Ｓ１１）、そのインク残量が所定の閾値以下である場合には（Ｓ１２、Ｙｅｓ）、制御手段３０は、全てのカートリッジ４を交換するようにユーザに促すメッセージをディスプレイ２０に表示させる（Ｓ１３）。その後、ユーザは、全てのカートリッジ４を交換することとなる。

この本実施形態によれば、４つのカートリッジ４内のインク液面の高さは、常に同じ高さに保つことができるため、４つのカートリッジ４とそれに対応する記録ヘッド内のインクの水頭差によって記録ヘッド内のインクに作用する負圧が、４色のインクの間で常に同じになる。そのため、同時に吐出される４色のインクの体積の比率は常に一定となり、記録媒体Ｐに記録される画像の色合いが変化することがない。

さらに、４つのカートリッジ４内のインクの液面高さは同じであるため、残量検出手段は、複数のカートリッジ４のうちの１つのカートリッジ４のインク残量のみを検出すればよく、残量検出手段をカートリッジ４ごとに設ける必要がない。さらに、４つのカートリッジ４を同時に交換することができるため、ユーザのカートリッジ４を交換する機会を大幅に減らすことができる。

次に、本実施形態に種々の変更を加えた変形例について説明する。ただし、前記実施形態と同様の構成を有するものについては、同じ符号を付して適宜その説明を省略する。以降の変形例の説明においては、ブラックインクのみでなく他のインクも同時に吐出させている場合も想定している。

変形例１においては、図４に示すように、ブラックインクのみの消費量が多い場合に、複数のインクバッファ室７の容量の合計であるサブタンク３の大きさによっては、カートリッジ４内にインクが残っているにも関わらず、インクバッファ室７が変形不能な状態にまで容量が少なくなってしまうことがある（図４（ａ−３）、（ｂ−３））。この場合に、すべてのカートリッジ４を交換するとカートリッジ４内に残留しているインクを無駄に捨てることとなってしまう。そのため、インクバッファ室７の容量を検出する図示しないインクバッファ容量検出手段（液体量検出手段）がさらに設けられており、制御手段３０が、インクバッファ容量検出手段によって検出された容量が最も少ないインクバッファ室７に対応するブラックインクのカートリッジ４のみを交換するようにユーザに促すメッセージを、制御手段３０がディスプレイ２０に表示させる。交換されたブラックインクのカートリッジ４内のインク液面は、他のカートリッジ４内のインク液面よりも高いため、その水頭差により、ブラックインクのカートリッジ４に連通するインクバッファ室７の容量が多くなるように変形する。それに伴い、他のインクバッファ室７は容量が小さくなるように変形し、インクバッファ室７内のインクをカートリッジ４に流入させる。その結果、４つのカートリッジ４のインクの液面高さは同じになるとともに、ブラックインクのインクバッファ室７は変形可能な状態に回復する（図４（ａ−４）、（ｂ−４））。

一方、４色のインクをほぼ均等に消費した場合には、インクバッファ室７の容量が変形不能な状態にまで容量が少なくなることがない（図４（ａ−５）、（ｂ−５））。そのため、４つのカートリッジ４を同時に交換させることができる（図４（ａ−６）、（ｂ−６））。

この変形例１に係るカートリッジ４の交換に関する制御について図５のフローチャートを用いて説明する。まず、残量検出手段がカートリッジ４内のインク残量を検出し（Ｓ２１）、そのインク残量が所定の閾値以下である場合には（Ｓ２２、Ｙｅｓ）、インクバッファ容量検出手段がインクバッファ室７の容量を検出する（Ｓ２３）。その検出された容量が最も少ないインクバッファ室７の容量が所定の閾値以下である場合には（Ｓ２４、Ｙｅｓ）、制御手段３０は、容量が最も少ないインクバッファ室７に対応するカートリッジ４のみを交換するようにユーザに促すメッセージをディスプレイ２０に表示させる（Ｓ２５）。一方、インクバッファ容量検出手段によって検出された容量が最も少ないインクバッファ室７の容量が所定の閾値よりも多い場合には（Ｓ２２、Ｎｏ）、制御手段３０は、全てのカートリッジ４を交換するようにユーザに促すメッセージをディスプレイ２０に表示させる（Ｓ２６）。

この変形例１によると、本実施形態と同様に、カートリッジ４内のインク液面の高さを複数のカートリッジ４で同じ高さに保つことができるため、同時に吐出される４色のインクの体積の比率は常に一定にすることができ、記録媒体Ｐに記録される画像の色合いが変化することがない。さらに、１のインクの消費量が多い場合には、交換するカートリッジ４は、一つのみであるため、すべてのカートリッジ４を同時に交換する場合に比べて、カートリッジ４内のインクを無駄に捨ててしまうことがない。また、４色のインクをほぼ均等に消費した場合には、４つのカートリッジ４を同時に交換させるため、ユーザがカートリッジ４を交換する機会を大幅に減らすことができる。

インクバッファ容量検出手段は、インクバッファ室７が互いに隣接する可撓性の膜の変位量を測定し、その変位量からそれぞれのインクバッファ室７の容量を算出する。このとき、その変位量の測定にはレーザセンサーなどの光学的センサーや、超音波センサーなどを用いることができる。また、これらのセンサーに変えて、インクバッファ室７の対向する一対の可撓性の膜の間の静電容量や、これらの膜の間のインクに電流を流したときの抵抗値を測定するなどの電気的手段によって測定したものからそれぞれのインクバッファ室７の容量を算出してもよい。

変形例２においては、図６に示すように、ブラックインクのみの消費量が多い場合に、変形例１と同様に、インクバッファ室７が変形不能な状態にまで容量が少なくなってしまうことがある（図６（ａ−３）、（ｂ−３））。この場合に、インクバッファ容量検出手段によって検出された容量が最も少ないインクバッファ室７に対応するブラックインクのカートリッジ４内のインクを図示しないポンプ（液体流入手段）によってインクバッファ室７に流入させることで、当該インクバッファ室７が変形し、その容量が多くなる（図６（ａ−４）、（ｂ−４））。その後、制御手段３０が、ブラックインクのカートリッジ４を交換するようにユーザに促すメッセージをディスプレイ２０に表示させる。ブラックインクのカートリッジが交換されると、交換されたカートリッジ４内のインク液面は、他のカートリッジ４内のインク液面よりも高いため、その水頭差により、ブラックインクのカートリッジ４に連通するインクバッファ室７の容量がさらに多くなるように変形する。それに伴い、他のインクバッファ室７は容量が小さくなるように変形することで、インクバッファ室７内のインクをカートリッジ４に流入させる。その結果、４つのカートリッジ４のインクの液面高さは同じになる（図６（ｂ−５））。交換するカートリッジ４において、インクをインクバッファ室７に流入させるため、カートリッジ４交換時に使いきれずにカートリッジ４内に残留しているインクを無駄に捨ててしまうことがない。

一方、４色のインクをほぼ均等に消費した場合には、変形例１と同様で、インクバッファ室７の容量が変形不能な状態にまで容量が少なくなることがない（図６（ａ−６）、（ｂ−６））。そのため、４つのカートリッジ４を同時に交換させることができる（図６（ａ−７）、（ｂ−７））。ユーザのカートリッジ４を交換する機会を大幅に減らすことができる。

この変形例２に係るカートリッジ４の交換に関する制御について図７のフローチャートを用いて説明する。まず、残量検出手段がカートリッジ４内のインク残量を検出し（Ｓ３１）、そのインク残量が所定の閾値以下である場合には（Ｓ３２、Ｙｅｓ）、インクバッファ容量検出手段がインクバッファ室７の容量を検出する（Ｓ３３）。その検出された容量が最も少ないインクバッファ室７の容量が所定の閾値以下である場合には（Ｓ３４、Ｙｅｓ）、そのインクバッファ室７に対応するカートリッジ４内に残留しているインクをポンプによってインクバッファ室７に流入させる（Ｓ３５）。その後、制御手段３０は、そのインクバッファ室７に対応するカートリッジ４のみを交換するようにユーザに促すメッセージをディスプレイ２０に表示させる（Ｓ３６）。一方、インクバッファ容量検出手段によって検出された容量が最も少ないインクバッファ室７の容量が所定の閾値よりも多い場合には（Ｓ３４、Ｎｏ）、制御手段３０は、全てのカートリッジ４を交換するようにユーザに促すメッセージをディスプレイ２０に表示させる（Ｓ３７）。

この変形例２によると、本実施形態と同様に、カートリッジ４内のインク液面の高さを複数のカートリッジ４で同じ高さに保つことができるため、同時に吐出される４色のインクの体積の比率は常に一定にすることができ、記録媒体Ｐに記録される画像の色合いが変化することがない。さらに、変形例１と同様に、１のインクの消費量が多い場合には、交換するカートリッジ４は、１つのみであるため、すべてのカートリッジ４を同時に交換する場合に比べて、カートリッジ４内のインクを無駄に捨ててしまうことがない。さらに、交換させる前にカートリッジ４内に残留しているインクをインクバッファ室７に流入させるため、使いきれずにカートリッジ４内に残留したインクを無駄に捨ててしまうことがない。また、４色のインクをほぼ均等に消費した場合には、４つのカートリッジ４を同時に交換させるため、ユーザがカートリッジ４を交換する機会を大幅に減らすことができる。

変形例３においては、図８に示すように、ブラックインクのみの消費量が多い場合に、カートリッジ４内のインク残量が所定の閾値Ａ以下になった際に、上記の変形例と同様に、インクバッファ室７が変形不能な状態にまで容量が少なくなってしまうことがある（図８（ａ−３）、（ｂ−３））。この場合に、インクバッファ容量検出手段によって検出された容量が最も少ないインクバッファ室７に対応するブラックインクのカートリッジ４内のインクをポンプによってインクバッファ室７に流入させる（図８（ａ−４）、（ｂ−４））。その後、制御手段３０が、ブラックインクのカートリッジ４を交換するようにユーザに促すメッセージをディスプレイ２０に表示させる。交換されたブラックインクのカートリッジ４内のインク液面は、他のカートリッジ４内のインク液面よりも高いため、その水頭差により、ブラックインクのカートリッジ４に連通するインクバッファ室７の容量がさらに多くなるように変形する。それに伴い、他のインクバッファ室７は容量が小さくなるように変形し、インクバッファ室７内のインクをカートリッジ４に流入させる。その結果、４つのカートリッジ４のインクの液面高さは同じになる（図８（ｂ−５））。交換するカートリッジ４において、インクをインクバッファ室７に流入させるため、カートリッジ４交換時に使いきれずにカートリッジ４内に残留しているインクを無駄に捨ててしまうことがない。

一方、４色のインクをほぼ均等に消費した場合には、上記の変形例と同様で、インクバッファ室７の容量が変形不能な状態にまで容量が少なくなることがなく、４つのカートリッジ４の残量が同時に閾値Ａ以下となる（図８（ａ−６）、（ｂ−６））。このとき、すべてのカートリッジ４を同時に交換すると、カートリッジ４内に残留している閾値Ａより少ない量のインクを無駄に捨ててしまうこととなる。そのため、カートリッジ４内のインク残量が閾値Ｂ（Ｂ＜Ａ）以下となるまでインクを消費した後に（図８（ｂ−７））、４つのカートリッジ４を同時に交換させる（図８（ｂ−７）。カートリッジ４内のインクをさらに無駄なく使用することができる。また、上記の例と同様に、ユーザのカートリッジ４を交換する機会を大幅に減らすことができる。

また、カートリッジ４内のインク残量が閾値Ａ以下となった後、閾値Ｂ以下となる前に、インクバッファ容量検出手段によって検出された容量が最も少ないインクバッファ室７が変形不能な状態にまで容量が少なくなってしまうことがある。その場合には、容量が最も少ないインクバッファ室７に対応するカートリッジ４内のインクをポンプによってインクバッファ室７に流入させる。この閾値ＡおよびＢは、カートリッジ４の容量、インクバッファ室７の容量に応じて決定することが好ましい。

この変形例３に係るカートリッジ４の交換に関する制御について図９のフローチャートを用いて説明する。まず、残量検出手段がカートリッジ４内のインク残量を検出し（Ｓ４１）、そのインク残量が所定の閾値Ａ以下である場合には（Ｓ４２、Ｙｅｓ）、インクバッファ容量検出手段がインクバッファ室７の容量を検出する（Ｓ４３）。その検出された容量が最も少ないインクバッファ室７の容量が所定の閾値以下である場合には（Ｓ４４、Ｙｅｓ）、そのインクバッファ室７に対応するカートリッジ４内に残留しているインクをポンプによってインクバッファ室７に流入させる（Ｓ４５）。その後、制御手段３０は、そのインクバッファ室７に対応するカートリッジ４のみを交換するようにユーザに促すメッセージをディスプレイ２０に表示させる（Ｓ４６）。一方、インクバッファ容量検出手段によって検出された容量が最も少ないインクバッファ室７の容量が所定の閾値よりも多い場合には（Ｓ４４、Ｎｏ）、その後、インクの吐出を続け、残量検出手段がカートリッジ４内のインク残量を検出し、そのインク残量が閾値Ｂ以下である場合には（Ｓ４７、Ｙｅｓ）、制御手段３０は、全てのカートリッジ４を交換するようにユーザに促すメッセージをディスプレイ２０に表示させる（Ｓ４８）。また、残量検出手段によって検出されたカートリッジ４内のインク残量が閾値Ｂ以上である場合には（Ｓ４７、Ｎｏ）、再度インクバッファ室７の容量を検出に戻る（Ｓ４３）。

この変形例３によると、本実施形態と同様に、カートリッジ４内のインク液面の高さを複数のカートリッジ４で同じ高さに保つことができるため、同時に吐出される４色のインクの体積の比率は常に一定にすることができ、記録媒体Ｐに記録される画像の色合いが変化することがない。さらに、変形例１と同様に、１のインクの消費量が多い場合には、交換するカートリッジ４は、１つのみであるため、すべてのカートリッジ４を同時に交換する場合に比べて、カートリッジ４内のインクを無駄に捨ててしまうことがない。さらに、変形例２と同様に、交換させる前にカートリッジ４内に残留しているインクをインクバッファ室７に流入させるため、使いきれずにカートリッジ４内に残留したインクを無駄に捨ててしまうことがない。さらに、カートリッジ４内のインク残量の閾値を２段階に設定することによって、カートリッジ４内のインクをより効率的に無駄なく使用することができる。また、４色のインクをほぼ均等に消費した場合には、４つのカートリッジ４を同時に交換させるため、ユーザがカートリッジ４を交換する機会を大幅に減らすことができる。

また、変形例３においては、カートリッジ４内のインクをインクバッファ室７に流入させるためにポンプを用いていたが、これに限られず、制御手段３０によって制御されるカートリッジ４を持ち上げる機構や、バネなどの付勢手段によってカートリッジ４を交換する際に当該カートリッジ４の鉛直方向の位置を自動的に高くする手段が備えてあり、インクをインクバッファ室７に流入させるカートリッジ４を他のカートリッジ４の鉛直方向の位置よりも高くすることで、それらのカートリッジ４内のインクの水頭差を利用して、インクをインクバッファ室７に流入させてもよい。これによると、ポンプなどの高価な部品を液体流入装置に追加する必要がない。

以上の説明では、カートリッジ４の閾値（変形例３においては、閾値Ｂ）をインク残量が空になった場合として説明したが、これに限られず、この閾値は、交換するときのカートリッジ４のインク残量に合わせて決定することができる。

また、サブタンク３内のインクバッファ室７の配置は、走査方向に並んで配置されているものには限られず、図１０（ａ）に示すように、一つのインクバッファ室７が他のインクバッファ室７に隣接して相補的に変形するものであれば、いかなる配置であってもよい。さらに、サブタンク３の形状は、直方体には限られず、図１０（ｂ）に示すように、円柱形であってもよい。

また、４つのインクバッファ室７がサブタンク３内に相補的に変形するように配置されていたが、相補的に変形するように配置されるインクバッファ室７の数は、４つに限られず、２つ以上であればよい。

また、サブタンク３はその外壁が変形不能であったが、これに限られず、変形不能な硬質の樹脂などで形成される外壁の一部が可撓性のフィルムなどで形成されていることで、サブタンク３内のインクバッファ室７の容量の合計を略一定に保ちつつ、キャリッジ２が走査方向に加速する際にインクバッファ室７およびチューブ６内のインクに作用する動圧を吸収するように形成されていてもよい。

また、複数のインクバッファ室７が、その外壁が変形不能なサブタンク３内に配置されていたが、これに限られず、複数のインクバッファ室７の容量の合計を略一定に保つ手段であれば、例えば、バネなどの付勢手段の一方を当接させることによって、複数のインクバッファ室７の外縁の変形を拘束し、他方をプリンタ１内部における固定端に固定して反力が一定となるように形成することで行ってもよい。

また、変形例においては、残量検出手段によってカートリッジ４内のインク残量が所定の閾値以下となったことを検出した場合に、インクバッファ容量検出手段によってインクバッファ室７の容量を検出していたが、残量検出手段と、インクバッファ容量検出手段が検出する順番は、この順番に限られず、先にインクバッファ室７の容量を検出してから、カートリッジ４内のインク残量を検出してもよい。さらに、常にカートリッジ４内のインク残量とインクバッファ室７の容量を検出していてもよい。

また、ディスプレイ２０を報知手段としていたが、これに限られず、カートリッジ４内のインク残量に応じて点灯、点滅するＬＥＤなどの光で報知するものでもよく、さらに、カートリッジ４内のインク残量に応じて音声や、音楽が流れる音で報知するものでもよい。また、報知手段は、プリンタ１と一体に形成されている必要はなく、例えば、プリンタ１に接続されたコンピュータの表示画面であってもよい。

１ プリンタ
２ キャリッジ
３ サブタンク
４ カートリッジ
５ カートリッジ装着部
６ チューブ
７ インクバッファ室
２０ ディスプレイ
３０ 制御手段
Ｐ 記録用紙

Claims (6)

1. 液体を吐出する液体吐出ヘッドと、
   大気に連通する液体貯留空間を有する液体タンクと、
   前記液体タンクと前記記録ヘッドを連通させる液体流路と、
   前記液体流路の途中に配置されている液体バッファ室とを備え、
   前記液体吐出ヘッドから吐出した液体により画像を記録する画像記録装置において、
   前記液体吐出ヘッド、前記液体タンク、前記液体流路、および前記液体バッファ室は、互いに異なる複数種類の液体に対応して、それぞれ複数設けられており、
   前記複数の液体バッファ室は、
   それらの容積の合計が変化しないように外部に対して画定されるとともに、前記複数の液体タンク内の液面の高さの差が、それら液体タンクのそれぞれの液体消費量の差よりも小さくなるように、それらの容積が相補的に変化可能に構成されており、
   前記液体バッファ室に貯留されている液体量を検出する液体量検出手段と、
   前記液体タンク内の液体を前記液体バッファ室に流入させる液体流入手段をさらに備え、
   前記液体流入手段は、前記液体量検出手段によって検出された前記複数の液体バッファ室に貯留されている液体量のうち最も少ない液体バッファ室に対応する前記液体タンク内の液体を前記液体バッファ室に流入させることを特徴とする画像記録装置。
2. 前記複数の液体バッファ室は、隣り合う液体バッファ室が当接するように並んで配置されるとともに、外部に対する仕切りとなる外壁が変形不能であり、隣り合うバッファ室を仕切る内壁が可撓性を有するように構成されていることを特徴とする請求項１に記載の画像記録装置。
3. 前記液体吐出ヘッドを搭載したキャリッジと、
   前記キャリッジを所定の走査方向に移動させる移動手段をさらに備え、
   前記複数の液体バッファ室は、前記キャリッジに搭載されていることを特徴とする請求項１または２に記載の画像記録装置。
4. 前記液体タンクに貯留されている液体の残量を検出する残量検出手段と、
   前記液体の残量に対応したメッセージを報知する報知手段をさらに備え、
   前記残量検出手段が、前記液体タンクに貯留されている液体の残量が所定のしきい値を下回ったことを検出した場合に、前記報知手段が、前記液体タンクを新たな液体タンクに交換するようにユーザに促すメッセージを報知することを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の画像記録装置。
5. 前記残量検出手段が、前記液体タンクに貯留されている液体の残量が所定のしきい値を下回ったことを検出した場合に、前記報知手段が、前記液体量検出手段によって検出された前記複数の液体バッファ室に貯留されている液体量のうち最も少ない液体バッファ室に対応する前記液体タンクを新たな液体タンクに交換するようにユーザに促すメッセージを報知することを特徴とする請求項４に記載の画像記録装置。
6. 前記液体流入手段は、
   貯留されている液体量が最も少ない液体量である液体バッファ室に対応する前記液体タンクの鉛直方向の位置をそれ以外の液体タンクの鉛直方向の位置よりも高くすることで、貯留されている液体量が最も少ない液体バッファ室に対応する前記液体タンク内の液体を前記液体バッファ室に流入させることを特徴とする請求項１に記載の画像記録装置。
   

Images