JP5610696B2 - インクジェット記録装置 - Google Patents

Description

本発明は、インクを記録媒体に吐出して記録を行うインクジェット記録装置に関する。

最近では、Ａ１版、Ａ０版のような大判のシートに写真調の画像を記録するような用途にまでインクジェット記録装置が使用されるようになってきている。そのような用途では、一枚の記録媒体に対して消費されるインクの量が多い。従って、一般の家庭などに広く普及している比較的小型のインクジェット記録装置のように、記録ヘッドに対し分離可能または不能に一体化されるインクタンクを用いる場合、インクタンクの交換頻度が高くなり記録装置の取り扱いが煩雑になる。また、インクタンクの交換頻度を少なくするために、容量の大きいインクタンクを採用する場合、内部に収容されたインクも含めたインクタンクの重量が増加するので、記録ヘッドを移動させるのに要する消費電力が増加する。

そのため、上記用途に適したインクジェット記録装置では、記録ヘッドとは別体の比較的大容量のインクタンクを装置の固定位置に配置し、それらの間をチューブで接続してインクを供給する所謂チューブ供給方式を採用するのが有利である。すなわち、容量の大きいインクタンクが採用されたとしても、記録ヘッドとともにインクタンクを移動させなくても済むので、移動する部分の重量が少なく抑えられ、その分記録の際の消費電力が抑えられる。また、チューブ供給方式の記録装置によって記録が行われる場合には比較的大容量のインクタンクが採用されても良いので、長時間の連続記録に対応することができる。このように、シリアルスキャン型のインクジェット記録装置において大判の記録画像を出力する等、大容量のインクタンクを用いることが求められる場合、長時間の連続記録が可能なチューブ供給方式が採用される場合がある。

但し、このようにチューブ供給方式の記録装置にあっても、インクタンク内のインク量は有限であるため、インクタンク内のインクを使い切ってしまった場合にはインクタンクの交換を行うことが求められる。そして、一枚の記録媒体に対して記録が行われている途中でインクタンク内のインクを使い切ってしまった場合には記録動作を中断し、そのインクタンクに関してインクタンクを交換することが求められる。このような場合には、インクタンクの交換作業の間に記録媒体上に吐出されたインクが乾いた状態となる。このため、次に記録動作が開始された場合、その記録動作再開直後に形成された記録部分と、その他の部分との間に色味の差（色ムラ）が生じることがある。これは記録媒体上の同一位置に、異なる色相のインクが重ねて吐出される場合に生じ易い。すなわち、中断されることなく連続的に記録動作が行われる場合、先に吐出されたインクと後に吐出されたインクとの間にはさほど大きな時間差がないため、先に吐出されたインクが未乾燥の状態で後に吐出されたインクの上に重ねて吐出されることとなる。従って同一位置に重ねて吐出される異なる色相のインクは記録媒体の上で互いに混ざり合う。一方、インクタンクの交換によって記録動作が一旦中断した場合、記録動作再開時には、既に乾燥したインクの上に液状のインクが重ねて吐出されることとなり、両インクが十分に混ざり合わない。その結果、インクタンク交換直後に記録された部分では、先に吐出されたインクと、後に吐出されたインクのいずれか一方のインクの色味が強調された色となる。これによって連続的に記録が行われた記録部分と、インタンク交換によって中断した後に記録が再開された部分との間には色味の差が生じることとなる。

上記のようなインクタンクの交換時の中断によって生じる色ムラは、長尺な記録ヘッドを用いて大判記録を高速に行うことを可能とする記録装置などでは、画像品質に対して特に大きな影響を及ぼす。また、色ムラの発生により記録画像が製品として使用できなくなった場合、インク及び記録媒体が無駄になり、ランニングコストの増大を招くことにもなる。そこで、記録媒体への記録動作の途中でインクタンクの交換が必要になるという事態が発生するのを避けるため、特許文献１に提案されているような、メインタンクとは別にサブタンクが用いられるインクジェット記録装置の構成を応用することが考えられる。ここに示されるインクジェット記録装置では、交換可能で大容量のメインタンクから、比較的容量の小さいサブタンクへとインクが供給され、サブタンク内に貯留されたインクが記録ヘッドへと供給される。

従って、一枚の記録媒体への記録の途中にメインタンク内のインクを使い切った場合にも、まだサブタンク内にインクが残っており、サブタンク内に貯留されているインクを使うことによって記録を継続することができる。そして、サブタンクから供給されるインクによって記録が行われている間にメインタンクの交換を完了すれば、記録動作を中断することなく記録を行うことが可能となり、記録画像の品質を高く維持することができる。

ところで、特許文献１に開示されている記録装置においては、記録ヘッド及びサブタンクがキャリッジに取り付けられている。そして、キャリッジとは別の位置にメインタンクが配置され、メインタンクからサブタンクに向けてインク流路が配置されている。メインタンクからサブタンクに向けて延びたインク流路は、サブタンクに対して接離可能とされている。メインタンクから延びたインク流路には、メインタンクからサブタンクにインクを供給するポンプが配置されている。

このように、特許文献１の記録装置によれば、メインタンクとサブタンクとの間のインク流路にポンプが配置され、ポンプによってメインタンクからサブタンクへインクの供給が行われている。しかしながら、メインタンクからサブタンクへインクの供給を行うポンプは、高価である場合が多い。一般に、ポンプは、駆動源や駆動源によって生じた駆動力を伝達するための伝達機構、インク流路等の構成を必要とする。そのため、ポンプは、記録装置を形成する部品の中では比較的コストが高い部品である。さらに、メインタンクからサブタンクへインクを供給する構成の記録装置においては、排気機構も必要となる。排気機構としては、例えばサブタンクを大気に連通、遮断させるための弁及びその駆動機構あるいは、ポンプなどが必要となるため、その構成は複雑かつ高価なものとなる可能性がある。

また、流通もしくは移設のために記録装置を移動する際、例えばメインタンク側が鉛直方向上方に向いた状態であると、移動時の衝撃等で記録ヘッドのインク吐出口に形成されるメニスカスが破壊され、水頭差でインクが吐出口から漏れることがある。このような不都合を回避するために、特許文献１の構成に対しメインタンクとサブタンクとの間にインク流路を閉塞させる弁を設け、インクの流れを断つようにすることが考えられる。しかしながら、ポンプとして電源オフ時に流路を確実に閉塞する構成のものが採用されておらず、かつメインタンクが取り外されている状態であるときには、弁の閉塞動作に伴って装置のメインタンク接続口からインクが噴出する恐れがある。すると、記録装置の内外や、記録装置ないしはメインタンクを取り扱うユーザの手を汚すという不都合が生じる。

ここで、弁の閉塞速度を低速にして上記噴出を抑制することも考えられる。しかし移動時には記録装置が傾いた状態となることもあり、そのような場合のメインタンク接続口からのインク漏出をも防止する上では不十分である。

特開２００１−１１３７１６号公報

本発明の目的は、メインタンクからサブタンクを介してインクを記録ヘッドに供給して記録を行うインクジェット記録装置において、構成の複雑化及び高価格化を抑制し、かつ移動時等に際してインク噴出や漏出を確実に防止できるようにすることにある。

そのために、本発明は、インクを吐出する記録ヘッドと、インクを収容し装置本体に着脱可能な第１のタンクと、該第１のタンクから前記記録ヘッドへインクが供給される経路に配され前記第１のタンクから供給されたインクを一旦貯留する第２のタンクと、該第２のタンクに配され前記第１のタンクと連通して前記第１のタンクからインクが供給される中空管と、前記第１のタンクが前記装置本体に装着された状態で前記第２のタンク内が連通路を介して大気と連通する連通状態と前記連通路を介して大気と連通しない非連通状態とに切り替える切替手段と、前記第２のタンクから前記記録ヘッドへインクが供給される経路に配され当該経路を閉塞することが可能な開閉弁を備えるインクジェット記録装置において、
前記第１のタンクが前記装置本体に装着されておらず前記中空管が露出した状態で装置の電源をオフにする際、前記切替手段によって前記非連通状態から前記連通状態に切り替えた後に前記開閉弁によって前記経路を閉塞し、その後前記切替手段によって前記非連通状態に切り替えるように制御することを特徴とする。

本発明によれば、メインタンクからサブタンクを介してインクを記録ヘッドに供給して記録を行うインクジェット記録装置において、構成の複雑化及び高価格化を抑制し、かつ移動時等におけるインク噴出や漏出を確実に防止できるようになる。

本発明の第一実施形態に係るインクジェット記録装置の平面図である。 記録ヘッドへインクを供給するインク供給システムにおいて、ダイヤフラム部が拡張した状態を示す模式的な断面図である。 記録ヘッドへインクを供給するインク供給システムにおいて、ダイヤフラム部が縮小した状態を示す模式的な断面図である。 メインタンク内のインクが使い切られサブタンクに空気が供給された状態を示す模式的な断面図である。 メインタンク内のインクが使い切られ、さらにサブタンク内のインクが消費されて減少した状態を示す模式的な断面図である。 新たなメインタンクが設置された状態を示す模式的な断面図である。 （ａ）、（ｂ）、（ｃ）は図２のインク供給システムにおいて、ダイヤフラム部が拡張・縮小すると共に大気連通口が開放・閉塞された状態のサブタンクについて拡大して示した模式的な断面図である。 インクが充填される工程を示すフローチャートである。 インクジェット記録装置の制御系の構成例を示すブロック図である。 （ａ）はサブタンク内の中実管にインクの液面が触れた状態を示すの模式的な断面図であり、（ｂ）はサブタンクへのインク充填動作終了時の状態を示す模式的な断面図である。 メインタンクが装着されたまま記録装置の電源がオフとされたときの状態を示す説明図である。 メインタンクが取り外され、サブタンクら供給されるインクによって記録が続行されている状態を説明するための説明図である。 メインタンクが取り外された状態記録装置の電源がオフとされたときに生じる不都合を説明するための説明図である。 本発明の実施形態の特徴構成に係る電源オフ時のシーケンスの一例を示すフローチャートである。 図１４のシーケンスによるメインタンクの非装着状態における動作を説明するための説明図である。 図１４のシーケンスによるメインタンクの非装着状態における動作を説明するための説明図である。 図１４のシーケンスに適用可能で、サブタンク内の空気量に応じた適切なダイヤフラム作動を実現するために参照されるデータを説明するための説明図である。

以下、本発明を実施するための実施形態について添付図面を参照しながら説明する。
（基本構成）
図１に、本発明の適用されるインクジェット記録装置の概略構成を説明するための模式的な平面図を示す。なお、ここに示すインクジェット記録装置は、インク滴を吐出可能な記録ヘッドを記録媒体の搬送方向と交差する方向に移動させて記録を行ういわゆるシリアル型のインクジェット記録装置となっている。

図１において、記録ヘッド１は、供給されるインクを複数の吐出口から吐出可能なインクジェット記録ヘッドであり、この記録ヘッド１は、キャリッジ１０２に着脱可能に搭載される。キャリッジ１０２には、不図示のコネクタを介して記録ヘッド１に駆動信号等を伝達するためのコネクタホルダ（電気接続部）が設けられている。キャリッジ１０２は、装置本体に設置されたガイドシャフト１０３によって、矢印Ａに示す方向に往復移動可能に支持されている。当該移動の駆動源をなすモータ（以下、主走査モータという）１０４により回転駆動されるモータプーリ１０５と従動プーリ１０６との間には、キャリッジ１０２に連結されたタイミングベルト１０７が架け渡されている。キャリッジ１０２は、これらのモータ１０４、プーリ１０５、１０６、タイミングベルト１０７などによって構成された駆動機構によってＡ方向に移動される。

プリント用紙やプラスチック薄板等の記録媒体１０８は、給紙モータ１１５の駆動によってピックアップローラ１１３が回転されることにより、オートシートフィーダ（ＡＳＦ）１１４から一枚ずつ分離されて給紙される。さらに、記録媒体１０８は、搬送ローラ１０９の回転により矢印Ｂの方向に搬送されて、記録ヘッド１における吐出口の形成面（吐出口面）と対向する位置（記録部）を通る。搬送ローラ１０９は、搬送モータ１１６の駆動により回転される。記録媒体１０８が給紙されたかどうかの判定と、その給紙時における記録媒体の先端の頭だし位置の確定は、搬送ローラ１０９の上流に配されたペーパエンドセンサ１１２の検知信号に基づいて行われる。さらに、記録媒体１０８の後端位置の割り出し、及び記録媒体１０８の後端位置から現在の記録位置を割り出すためにもペーパエンドセンサ１１２が使用される。なお、記録媒体１０８は、記録部において平坦な記録面を形成するように、その裏面がプラテン（不図示）により支持される。

上記構成を有するインクジェット記録装置では、記録ヘッド１がキャリッジ１０２と共に矢印Ａ方向に移動しつつインクを吐出する記録動作（以下、記録走査という）と、各記録走査の間に行われる記録媒体の搬送動作とを繰り返し、記録録媒体上に画像を形成する。

図２は、本発明の実施形態に係るインクジェット記録装置１００のインク供給システムの概略図である。ここでは説明を簡単にするため、液体としてのインク１色分の経路についてのみ示す。図２は、特に、メインタンク５内部にインクが十分に収容されており、メインタンク５内のインクが使用されて記録が行われている状態を示す図である。

まず、本実施形態のインク供給システムの構成について説明する。本実施形態のインク供給システムは、記録ヘッド１、メインタンク５、サブタンク４及びバッファ室６を有している。本実施形態の記録ヘッド１は、インクを吐出させる記録素子が設けられた素子基板と、この素子基板に接合されるオリフィスプレートとを備えている。オリフィスプレートは、インクの液滴を吐出する複数の吐出口を有するとともに、素子基板に接合されることによって吐出口が連通するエネルギ作用室としての発泡室及びこれに連通するインク流路等が形成されている。

メインタンク（第１のインクタンク）５は、記録装置本体に対して着脱可能に搭載されている。本実施形態では、メインタンク５は、比較的大容量のインクを収容可能に形成されている。メインタンク５に収容されたインクは、記録装置本体に搭載されたサブタンク４に供給され、さらにサブタンク内のインクがキャリッジに搭載された記録ヘッド１に供給される。記録ヘッド１は供給されたインクを吐出口から吐出し、画像の記録を行う。記録動作が進むにつれ、メインタンクからサブタンクへのインクの供給が行われ、メインタンク５の内部のインクは減少してゆく。そして、メイタンク内のインクが無くなったとき、あるいは一枚の記録媒体に対して記録を行うのに不十分な量となったときに、メインタンク５をインクの充填された新たなものに交換する。

サブタンク（第２のインクタンク）４は、メインタンク５と記録ヘッド１の間で、メインタンク５から記録ヘッド１へ供給されるインクを一旦貯留することが可能なように形成されている。このサブタンク４は、メインタンクが空となって交換されている間に、記録動作を中断させないようにするため、メインタンク５の交換作業の間、記録動作を行うことが可能な量のインクが収容されている。このため、サブタンク４の容量は、メインタンク５に比べ、比較的小さく形成される。メインタンク５とサブタンク４は、サブタンク４の液室４の上面部に突設された第１の中空管１１によって連通される。第１の中空管１１は金属などの導電部材によって形成され、その内部にインクを流通させることが可能なように形成されている。

ここで、第１の中空管１１は、インクの流通する流路が流路抵抗を十分に有するように、その内径が十分に細く形成されている。このため、メインタンク５がサブタンク４よりも高い位置に配置されていても、メインタンク５内に収容されているインクは、重力のみによってサブタンク４内に供給されることはない。記録ヘッド１でインクが吐出され、サブタンク４内のインク量が減少することでサブタンク４内に所定値以上の負圧が発生したときにメインタンク５からサブタンク４へインクが供給される。

また、記録ヘッド１とサブタンク４との間には、これらを接続するための供給チューブ２が配置されている。供給チューブ２は、内部にインクを流通させることが可能とされ、サブタンク４内部のインクを記録ヘッド１に供給する。供給チューブ２は柔軟な材料によって形成されており、記録ヘッド１を記録走査させつつ記録ヘッド１にインクを供給することが可能である。

サブタンク４には、外部と空気を流通させることを可能としている大気連通路８が連結されている。大気連通路８は、導入部８１と、空間部８２と、排出部８３とを備えている。導入部８１は、サブタンク４内で最も高い位置４１から上方に立ち上がるように形成されている。空間部８２は、導入部８１の上端に形成された導出口８１ｂに連結されて形成されている。排出部８３は、空間部８２からサブタンク４の底面よりも下方に立ち下がって形成されている。そして、大気連通路８は、全体として逆Ｕ字状に構成されている。導入部８１の下端部に形成された導入口８１ａはサブタンク４における最も高い位置と同一の高さ位置に配設されている。また、大気連通路８には、その排出部８３に外周面に沿って摺動可能に大気連通弁９が設けられており、この大気連通弁９を移動させることによって大気連通路８の出口である大気連通口（大気連通部）８ａを開放、閉塞することが可能になっている。従って、大気連通口８ａが開放状態にあるときには、サブタンク４の内部の空気を導入部８１、空間部８２及び排出部８３を介して大気へと放出することができる。

また、サブタンク４には、サブタンク４内のインクの液面が所定の高さ以上にあるとき、インクと接触する金属などの導電部材によって形成された中実管１３が取り付けられている。この中実管１３と中空管１１とは図外の配線部によって電気的に接続され、中実管１３と中空管１１とが液体サブタンク内に収納されたインクと接触すると閉回路が形成され、インクがサブタンク内に充填されたことを表す電気信号が出力される。

なお、本実施形態では、中実管１３をサブタンク４の上面に形成された傾斜面４２に配置し、サブタンク４のインク内に生じた気泡が中実管１３の周囲に溜まるのを避けるように構成されている。これによれば、液面の位置が中実管１３との接触位置に達しているにも拘わらず、中実管１３の周囲に溜まった気泡によってインクと中実管１３とが非接触となって液面位置が検出されないという誤検出が生じるのを避けることができる。

また、サブタンク４と記録ヘッド１との間のインク供給経路の途中には、内容積の変化が可能なダイヤフラム部３が設けられている。ダイヤフラム部３は、本実施形態ではサブタンク４の液室部４ａに連通する流路部４ｂに設けられている。ダイヤフラム部３は、可撓性を有するゴムとしてのダイヤフラムによって形成されている。図２は、ダイヤフラム部３が流路部４ｂの壁面から外方に膨出した初期状態を示しており、その内容積は拡張した状態にある。一方、図３はダイヤフラム部３の中央部が流路部４ｂの壁面に接する位置まで押圧された状態を示しており、この状態においてダイヤフラム部３の内容積は前述の拡張状態に比べて縮小する。なお、この実施形態における流路部４ｂには、ダイヤフラム部３によって開閉される連通口４ｂ１が形成されると共に、連通口４ｂ１より下流側（サブタンクから記録ヘッドへのインクの流動方向において下流側）に前述の供給チューブ２の下端部が連結されている。従って、図３に示すようにダイヤフラム部３が押圧された状態にあるとき、連通口４ｂ１はダイヤフラム部３によって閉塞され、液室部４ａと記録ヘッド１との連通が遮断されるようになっている。つまり、ダイヤフラム部３は記録ヘッドから液室部４ａの間を連通、遮断させる開閉弁としての機能も併せ持つ構成となっている。

また、ダイヤフラム部３が設けられている流路部４ｂは、サブタンク４の液室部４ａにおいて下方部に配置されており、液室部４ａとの連通口は比較的低い位置に形成されている。これにより、インクが消費され、サブタンク４内に残るインクの量が僅かな量になるまで流路部４ｂ及びダイヤフラム部３内に空気が流入しないように構成されている。

バッファ室６は、内部にインクを収容可能な容器として、メインタンク５と連通するように形成されている。そして、バッファ室６の内部には大気に開放された大気連通路７が配置されており、バッファ室６の内部の空間は大気連通路７を介して大気と連通している。メインタンク５とバッファ室６との間は、第２の中空管１２によって接続される。第２の中空管１２も金属などの導電部材によって形成され、その内部にインクを流通させることが可能なように形成されている。メインタンク５とバッファ室６とが連通しているので、メインタンク５の内部のインクが温度上昇によって膨張し、メインタンク５の内部の圧力が上昇するようなことがあっても、メインタンク５内部のインクをバッファ室６の内部に流入させることができる。このため、メインタンク５の内部の圧力が過度に上昇することが抑えられる。また、メインタンク５が、バッファ室６を介して大気と連通するように形成されており、バッファ室６は、メインタンク５内部の圧力を大気の圧力とバランスさせる役割を果たしている。

ここで、本実施形態におけるダイヤフラム部３の押圧、開放動作、及び大気連通弁の開閉動作を行う機構を説明する。本実施形態では、ダイヤフラム部３を押圧、開放させることによるダイヤフラム部３の内容積の拡張・縮小動作及び大気連通口の開閉動作は、同一のモータ１４を有する駆動機構３０によって行われる。駆動機構３０は、モータ１４と、モータ１４の出力軸に固定された駆動ギア１４ａ、アイドルギア１５、遊星ギア１６からなる駆動力伝達機構とを備える。また、駆動機構３０は、駆動力伝達機構によって選択的に回転駆動される第１ギア１９及び第２ギア２４と、第１ギアと一体的に回転する第１カム２０と、第２ギア２４と一体的に回転する第２カム２５を有する。さらに駆動機構３０は、第１カム２０によって作動する大気弁レバー２１と、第２カム２５によって作動するダイヤフラムレバー２７とを有する。

より詳細に説明すると、モータ１４の出力軸に固定された駆動ギア１４ａは、アイドルギア１５と噛合するように配置されている。また、アイドルギア１５と遊星ギア１６とは噛合し、それぞれのギアがモータ１４からの駆動力を伝達する。遊星ギア１６は、アーム１７を介してアイドルギア１５に接続されており、アイドルギア１５の中心軸との距離を保ちながら、図２に示されるモータ１４の回転方向によってＲ１、Ｒ２のいずれかの方向に移動できる。遊星ギア１６がＲ１方向に移動したときには、遊星ギア１６はギア２４と噛合し、遊星ギア１６がＲ２方向に移動したときにはギア１９と噛合することが可能とされている。

さらに駆動機構３０は、支点２２を中心軸として回転する大気弁レバー２１と、支点２６を中心軸として回転するダイヤフラムレバー２７とを有している。大気弁レバー２１の一端部は、前述の大気連通口８ａを開閉させるための大気連通弁９に連結されており、圧縮バネ２３の付勢力によって大気連通口８ａを開放させる位置へと付勢されている。カム２０の外周の一部には、外方に突出する押圧部２０ａが設けられており、カム２０が所定の位相位置まで回転することにより、この押圧部２０ａが大気弁レバー２１の一端部を圧縮バネ２３の付勢力に抗して押圧する。また、カム２０の外周部の一部には、外方に突出する押圧部２０ａが設けられており、カム２０が所定の位相位置まで回転することにより、この押圧部２０ａが圧縮バネ２３に抗してダイヤフラムレバー２７を押圧することができる。ギア２４及びギア１９に近接した位置には、ギア２４及びギア１９と共に回転するカム２０及びカム２５の位相検知を行うセンサ４２、４３が、それぞれ配置されている。このうち、ダイヤフラム部３を作動させるダイヤフラムレバー２７を押圧部２０ａで押すカム２５の位相の検知は、ダイヤフラム部センサ４２が行う。また、大気連通弁９を作動させる大気弁レバー２１を押圧部２５ａで押すカム２０の位相検知は、大気弁センサ４３が行う。センサ４２、４３によってそれぞれのギア１９、２４の位相を正確に検出し、大気連通口の開閉動作及びダイヤフラム部３の移動によるダイヤフラム部３の内容積の拡張・縮小動作を確実に行うことが可能とされている。本実施形態では、センサ４２、４３は発光素子及び受光素子を有する光学的なフォトセンサが用いられている。センサ４２、４３は、受光素子での光量を検出することによってギア１９、２４の位相を検出している。本実施形態では、ギア１９、２４の所定位置にフラグが設けられており、このフラグが所定位相に位置したときに発光素子からの光が遮光され、受光素子での受光量を変化させてギア１９、２４の位相を検知している。なお、センサ４２、４３の形態としてはこれに限定されず、その他の形態のものが用いられても良い。例えば、ギアが近くの位置を通過することで発生する磁界の変化を検出する磁気センサが用いられても良い。

図９は、本実施形態におけるインクジェット記録装置の制御系の概略構成を示すブロック図である。図９において、インクジェット記録装置の各部の動作は、ＲＯＭ１２１内に格納された制御プログラム及びＲＡＭ１２２に格納された種々のデータなどに基づいてＣＰＵ１２０により制御される。すなわち、ＣＰＵ１２０には、記録ヘッド１に設けられた電気熱変換素子を駆動するヘッド駆動回路１２３、主走査モータ１０４を駆動する主走査モータ駆動回路１２４、ＬＦモータ１１６を駆動するＬＦモータ駆動回路１２５などが接続されている。さらに、前述の大気弁９の開閉及びダイヤフラム部３の移動などを行うための駆動源であるモータ４がＣＰＵ１２０に接続されている。また、ＣＰＵ１２０には、インクジェット記録装置の動作状態を表示する表示部５２及び記録媒体を供給するＡＳＦ１１４などが接続されている。また、ＣＰＵ１２０には、前述の大気弁センサ４３、ダイヤフラム部センサ４２、ペーパーエンドセンサ１１２などが接続されている。また、ＣＰＵ１２０には、メインタンク５及びサブタンク４内に収容されているインクが所定量以下に達したか否かを表す信号を出力する液体検出回路５０が接続されている。この液体検出回路５０は、前述の第１の中空管１１と第２の中空管１２との間、第１の中空管１１と中実管１３との間に、それぞれ所定の電圧を印加する。そして、第１の中空管１１と第２の中空管１２との間、第１の中空管１１と中実管１３との間に電流が流れたか否かを検出し、電流が流れた場合にはＣＰＵ１２０に検出信号を出力する。なお、この液体検出回路５０と中空管１１，１２及び中実管１３によって、メインタンク及びサブタンク内にインクが存在するか否かを検出する液体検出手段が構成されている。

また、上記の制御系において、ＣＰＵ１２０は、液体検出回路５０及び各部のセンサから出力された信号に応じて、ＲＯＭ１２１に格納されている制御プログラムに従い、記録動作、サブタンクへのインクの充填動作などの種々の動作が制御される。例えば、メインタンク５の交換後に実行されるサブタンクへのインクの充填動作においては、ダイヤフラム部センサ４２及び大気弁センサ４３によって検出された各カム２０、２５の位相を表す信号がＣＰＵ１２０に入力される。ＣＰＵ１２０は、それらの位相と液体検出回路５０からの信号に基づいてモータ１４の回転方向及び回転量が制御される。

このように構成されたインクジェット記録装置１００における記録ヘッド１がインクを吐出し、インクが消費されると、記録ヘッド１内に負圧が生じる。この記録ヘッド１内の負圧がチューブ２を介してサブタンク４に伝わり、サブタンク４内のインクが記録ヘッド１へ供給されることになる。このとき、大気連通弁９は閉塞されているので、負圧が外部に逃げずにサブタンク４内に伝播する。そして、上述したように第１の中空管１１を介してメインタンク５とサブタンク４とが連通しているので、サブタンク４内に負圧が形成されると、メインタンク５からサブタンク４へインクが供給される。また、本実施形態では、上述したようにメインタンク５とバッファ室６とが第２の中空管１２を介して連通しているので、大気連通路７によって外部と連通したバッファ室６内部の空気が、メインタンク５の内部に流入することが可能である。従って、上述のように記録が行われることでメインタンク５内のインクが減少したとしても、メインタンク５内の圧力は大気とバランスされてメインタンク５内部の圧力が過度に低下することが抑えられる。

本実施形態では、重力によってのみではインクが流通しないように流路抵抗が十分に大きい第１の中空管１１を介してメインタンク５とサブタンク４とが連通している。第１の中空管１１内部の流路抵抗が十分に大きいので、メインタンク５内部からサブタンク４へは記録ヘッドで消費された分のインクのみしか供給されない。従って、メインタンク５からはサブタンク４が必要としている適量のインクのみが供給されることになり、重力によって過剰なインクがメインタンク５からサブタンク４内部に供給されることが抑えられる。このため、サブタンク４内でのインクの液面は、一定の領域内に位置するように調節される。本実施形態では、メインタンク５内にインクが収容されている状態では、サブタンク４の内部ではインクの液面が中実管１３の下端部とサブタンク４の上面との間に位置するように調節されている。

本実施形態の記録装置によって記録動作が続けられ、メインタンク５内のインクが消費され続けると、最終的にはメインタンク５内部のインクが使い切られる。メインタンク５内部のインクが使い切られてインクが無くなってしまったときには、メインタンク５からサブタンク４へ空気が供給されることになる。従って、メインタンク５が空になった状態になった後に記録ヘッド１からインクが吐出され続けると、サブタンク４の供給路１０内に空気が供給される。この空気は、メインタンク５とサブタンク４を連結する第１の中空管１１を介して、サブタンク４内の供給路１０内に流入する。このように、メインタンク５内のインクが使い切られて空になった後に記録ヘッド１でインクが消費されると、メインタンク５内の空気とサブタンク４内のインクが置換されてサブタンク４内に空気が流入することになる。

本実施形態では、中空管１１と中実管１３との間に所定の電圧を印加し、中空管１１と中実管１３との間が通電するか否かによって供給路１０内にインクが存在しているかどうかの判断が行われている。このとき、供給路１０内にインクが存在している場合には中空管１１、１３の間が導通し、インクの存在しない領域がある場合には導通しない。この導通の有無によって供給路１０内にインクが収容されているか否かが判断され、これによってメインタンク５内のインクの有無が確認される。例えば、中空管１１と中実管１３との間の電気的接続が切断されると、サブタンク４内部のインクが消費され始めたことが検知される。このときは、メインタンク５の内部にはインクが無く空になって、メインタンク内の空気がサブタンク４の供給路１０内に吸引された状態であると考えられる。メインタンク５内のインク有無の検知の精度を高めるために、鉛直方向に延出する比較的内径の小さな円筒部が形成されている。本実施形態では、中空管１１の内径が１．６ｍｍ、供給路１０の内径が２〜３ｍｍである。メインタンク５がほぼ空となった際には、中空管１１及び流路１０内に空気が導入され、電気的接続が切断されてインク切れが検出される。また、このとき供給路１０を形成する壁面が比較的内径の小さな円筒状に形成されているので、サブタンク４内に空気が供給されてインクの液面が低下したときに、液面の変位が比較的大きくなる。このように、サブタンク４内に空気が供給されたときにインク液面が大きく変位するので、メインタンクからサブタンクへの空気の流入量が僅かであっても、中空管１１及び中実管１３の間の通電を確実に遮断することができる。これにより、メインタンク５内のインクがなくなったことを、インク液面の変位によって確実に検知できる。このように、サブタンク４の内部には、メインタンク５からのインクの供給口に近接した位置でインクの有無を検知し、メインタンク５からのインクの供給が止まったことを検知するインク有無検知センサ（液体有無検知センサ）が取り付けられている。本実施形態では特に、中空管１１が、メインタンク５からのインクの供給口とインク有無検知センサとしての機能を兼ね備えており、メインタンク５からのインクの供給口の位置とインクの有無を検知する位置が略一致している。

メインタンク５の交換が行われる際には、サブタンク４内にはある一定量のインクが保持されている。サブタンク４における供給路１０内のインクの有無の検知によってメインタンク５のインク切れが検出された後は、記録ヘッド１によるインク消費量がインクの吐出回数によって計算され、そのインク消費量に基づいてサブタンク４内のインク残量が計算される。その後、もしメインタンク５が交換されることなく記録が続行され、サブタンク４が空となったときには記録が中断される。このときは、やむを得ず記録動作が中断され、メインタンク５の交換作業を促す報知動作が行われる。

メインタンク５内部のインク切れが検知された際には、記録装置はディスプレーや記録装置の表示部に表示してユーザーに報知する。

メインタンク５が交換される際には、メインタンク５が上方に引き上げられて、第１の中空管１１及び第２の中空管１２からメインタンク５が引き抜かれる。そして、新たなメインタンク５を第１の中空管１１及び第２の中空管１２がメインタンク５の壁面を貫通するように装着され、サブタンク４及びバッファ室６をメインタンク５に接続する。

なお、本実施形態では、第１の中空管１１と第２の中空管１２との間に所定の電圧を印加し、第１の中空管１１と第２の中空管１２との間が通電するか否かによってインクの充填されているメインタンク５が装着されているか否かを確認することができる。このように、本実施形態では、インクが充填されているメインタンク５が装着されたことを検知するメインタンク装着検知センサ（第１のインクタンク装着検知センサ）が取り付けられている。

図５は、図４に示す状態からさらに記録動作が行われることによってサブタンク４内のインクが消費されて減少した状態を示す説明図である。記録動作が行われている状態では、大気連通弁９は閉塞され、ダイヤフラム部３は外方に膨出した初期状態にあるため、ダイヤフラム部３の内容積が拡張された状態に保たれている。

メインタンク５はサブタンク４よりも高い位置に配置されているが、インクが収容されているメインタンク５が搭載されたとしても、すぐにはサブタンク４内にはインクは供給されない。通常、メインタンク５は空になった状態で交換されるので、メインタンク５を交換する際には、図６に示されるようにサブタンク４内の供給路１０には空になった状態のメインタンク５から空気が吸引されサブタンク４内に空気が流入する。従って、通常、メインタンク５が交換されると、サブタンク４の供給路１０内には空気が存在している。

また、メインタンク５を交換する際には大気連通弁９が閉塞されている。そして、サブタンク４内のインクの上部には空気が収容されている。これにより、メインタンク５が交換されることでインクが収容されているメインタンク５とサブタンク４とが連通したとしても、この空気はサブタンク４の外部に放出されないので、サブタンク４にはインクはほとんど流入しない。このため、メインタンク５を交換したとしても、サブタンク４で負圧が発生しないと、メインタンク５からはインクは供給されない。

従って、サブタンク４にインクを供給するためには、サブタンク４内に負圧を発生させ、サブタンク４内の空気と新たに交換されたメインタンク５内のインクとが置換されて、サブタンク４内にインクが充填されることが求められる。ここで、図７及び図８を参照しつつ、サブタンクへのインクの充填動作の概略を説明する。なお、図７（ａ）〜（ｃ）は、サブタンク内にインクを充填する際のサブタンク周辺の各部の動作を示す説明図、図８は、図７に示すサブタンクへのインクの充填動作時の制御工程を示すフローチャートである。

図７（ａ）は、メインタンク５が交換され、サブタンク内のインクが僅かな状態になった状態を、図７（ｂ）は、ダイヤフラム部３を内方に移動させることでサブタンク４内の空気をサブタンク４の外部に送り出した状態を示している。また、図７（ｃ）は、ダイヤフラム部３を外方に移動させることでメインタンク５からサブタンク４内にインクを供給している状態を示している。

図７（ａ）に示すように、メインタンク５を交換した直後は、ダイヤフラム部３が外方に膨出し、その内容積が拡張されている。このとき大気連通弁９は閉塞されている。次に、図７（ｂ）に示すように、大気連通弁９を閉塞状態から開放状態にした後（Ｓ２０１）、ダイヤフラム部３を内方に位置させて、その内容積を縮小させる（Ｓ２０２）。ダイヤフラム部３の移動によって約０．５ｃｃ分の体積変化を行う。

ダイヤフラム部３を内方に移動させることにより、約０．５ｃｃ分のインクがダイヤフラム部３からサブタンク４におけるメインタンク側に押出される。このとき、ダイヤフラム部３から記録ヘッド１までの流路抵抗ΔP_H（供給チューブ２の流路抵抗）はダイヤフラム部３からサブタンク４（メインタンク５）までの流路抵抗ΔP_Sに比べ、圧倒的に高いので、殆ど記録ヘッド１側にはインクは殆ど押出されない。

このときの管内の流路抵抗は管内の流れの圧力損失にて次式のように表すことができる。

圧力損失ΔＰは
ΔＰ＝Ｑ×（１２８μΔＬ）／πｄ⁴・・・（１）
と表すことができる。ここでＱはインク流量、μはインク粘度、ΔＬは流路長、ｄは流路内径である。

本実施形態では、供給チューブ２は、その内径が２．４ｍｍであり、長さが約１．９mである。一方、流路部４ｂのうちダイヤフラム部３から液室部４ａまでの部分ではその内径が約５ｍｍ、長さが約１０ｍｍである。このとき、ダイヤフラム部３から記録ヘッド１までの流路抵抗ΔP_Hと、ダイヤフラム部３からの流路部４ｂでの流路抵抗ΔP_Sとの比は、
ΔP_H：ΔP_S＝３５８０：１・・・（２）
である。従って、圧倒的にダイヤフラム部３から記録ヘッド１までの流路抵抗の方が、サブタンク４におけるダイヤフラム部３からの流路部４ｂにおける流路抵抗よりも大きい。

ゆえに、ダイヤフラム部３が移動することによってサブタンク４内部のインクが圧縮されたとしても、サブタンク４に収容されているインクは、殆ど記録ヘッド１側には押出されない。その結果、ダイヤフラム部３が内方に移動することによってダイヤフラム部３から圧縮され押出されるインクは、サブタンク４側に移動する。

次に、仮にインクがサブタンク内の供給路１０及び第１の中空管１１を介してメインタンク５に流入する際の抵抗値ΔP_H2と、サブタンク４内の空気がサブタンク４内の大気連通路８を介して大気に排出される抵抗値ΔP_Aとを比較する。本実施形態では、インクの粘度が空気の粘度よりも約１００倍強大きい。また、供給路１０の内径が約２〜３ｍｍ、長さが約２０ｍｍ、第１の中空管１１の内径が１．６ｍｍ、長さが約３０ｍｍであり、一方、大気連通路８の内径が２．７ｍｍ、長さが約７４ｍｍである。従って、サブタンク４からメインタンク５までの流路抵抗ΔP_H2と、サブタンク４から大気連通路８を介して大気に至るまでの流路抵抗ΔP_Aとの比は
ΔP_H2：ΔP_A＝２７．５：１・・・（３）
である。

このように、大気連通弁９が開放された際のサブタンク４から大気までの流路抵抗ΔP_Aの方が、サブタンク４からメインタンク５までの流路抵抗ΔP_H2よりも圧倒的に小さい。そのため、ダイヤフラム部３が内方に移動してその内容積が小さくなりサブタンク４内部のインク及び空気が圧縮された際には、サブタンク４内の空気は大気連通弁９を通って大気に排出されることになる。従って、サブタンク４内の圧力は高くならず、インクは殆どメインタンク５へは流れない。

次に図７（ｃ）に示されるように、大気連通弁９を開放状態から閉塞状態にした後（Ｓ２０３）、ダイヤフラム部３を内方へと押圧した状態から外方に膨出する初期状態へと移動させる（Ｓ２０４）。このダイヤフラム部３の移動により、その内容積が拡大する。これにより、サブタンク４内に負圧が発生し、ダイヤフラム部３内にインクが約０．５ｃｃ分流入すると共に、メインタンク５からサブタンクへインクが供給される。このとき、ダイヤフラム部３から記録ヘッド１までの流路抵抗は、ダイヤフラム部３からメインタンク５までの流路抵抗に比べかなり高いため、記録ヘッド１側からダイヤフラム部３へ流入するインクは殆ど無い。本実施形態では、供給路１０の内径が約２〜３ｍｍ、長さが約２０ｍｍ、第１の中空管１１の内径が１．６ｍｍ、長さが約３０ｍｍである。従って、ダイヤフラム部３から記録ヘッド１までの流路抵抗ΔP_Hとダイヤフラム部３からメインタンク５までの流路抵抗ΔP_Tとの比は
ΔP_H：ΔP_T＝１１：１・・・（４）
であり、ダイヤフラム部３から記録ヘッド１までの流路抵抗の方がかなり大きい。従って記録ヘッド１側のインクがダイヤフラム部３に流入することは殆ど無い。このとき、大気連通弁９が閉塞されていることにより、記録装置の外部から大気連通路８を介してサブタンク４内に空気が入ってくることは殆どない。そして、メインタンク５内は負圧になるが、大気連通路７を介してバッファ室６から空気がメインタンク５内に導入されるので、メインタンク５内の負圧は解消される。その結果、メインタンク５からサブタンク４へある一定量のインクが導入されることとなる。

次に、本実施形態のインク供給システムにおけるメインタンク５の交換後に、メインタンク５からサブタンク４の内部へインクを供給する際の駆動機構３０の各部の動作について説明する。

前述のように、メインタンク５の交換後にサブタンク４内から空気を除去しつつ、メインタンク５からサブタンク４へインクを供給するには、ダイヤフラム部３の拡張・縮小動作（ダイヤフラムの移動）及び大気連通弁９の開閉作動を繰り返す。このときの記録装置におけるダイヤフラム部３と大気連通弁９の状態としては、概ね２つの状態が考えられる。まず一方の状態としては、図２に示されるように、ダイヤフラム部３をサブタンク４の外方に膨出してダイヤフラム部３の内容積が拡張した状態（以下、この状態をダイヤフラム部の拡張状態と称す）にあり、かつ大気連通弁９が閉塞した状態がある。また、他方の状態としては、図３に示されるように、ダイヤフラム部３が押圧されて、その内容積が縮小した状態（以下、この状態をダイヤフラム部の縮小状態と称す）にあり、かつ大気連通弁９が開放された状態がある。

図２に示されるようにダイヤフラム部３が拡大状態あり、かつ大気連通弁９が閉塞した状態から、図３に示されるようにダイヤフラム部３が縮小状態にあり、かつ大気連通弁９を閉塞させる場合の各部の動作について説明する。

図２に示す状態では、第１カム２０の押圧部２０ａが大気弁レバー２１の端部（図中右端部）を圧縮バネ２３の付勢力に抗して押圧しており、これによって大気弁レバー２１の他端部（図中、左端部）に設けられた大気連通弁９が大気連通口８ａが閉塞されている。また、第２カム２５の押圧部２５ａは、ダイヤフラムレバー２７から離間した状態にあり、ダイヤフラムレバー２７は、ばねの付勢力によってカム２５の円形の外周面に当接している。このとき、ダイヤフラムレバー２７の一端部（図中、左端部）はダイヤフラム部３を押圧していない状態（開放状態）にあり、ダイヤフラム部３は拡張状態に保たれている。

ここで、まず、モータ１４を駆動し、駆動ギア１４ａをＳ２方向へと回転させる。この駆動ギア１４ａの回転力はアイドルギア１５を介して遊星ギア１６に伝達され、遊星ギア１６はその回動中心軸を中心として回転する。なお、アイドルギア１５は定位置に保持された不図示の軸を中心に定位置で回転する。遊星ギア１６の回転により、これに噛合しているギア１９と共に第１カム２０が回転し、その押圧部２０ａが大気弁レバー２１の端部（右端部）から離間する。その結果、大気弁レバー２１は、圧縮バネ２３の弾性力によって支点２２を中心に図２における反時計方向へと回転し、大気連通弁９を大気連通口８ａを閉塞する位置から移動させる。これにより、大気連通口８ａは大気に開放される。

次に、モータ１４によって駆動ギア１４ａをＳ２方向に回転させると、駆動ギアに噛合しているアイドルギア１５が回転する。このアイドルギア１５の回転により、これに噛合している遊星ギア１６がＲ１方向へと移動し、図３に示すようにギア２４と噛合する。その後も継続してモータ１４を駆動することにより、ギア１６はその回動中心を中心として回転し、押圧部２５ａがダイヤフラムレバー２７との対向位置へと移動し、ダイヤフラムレバー２７の端部（図中、右端部）を圧縮バネ２８に抗して押圧する。これにより、ダイヤフラムレバー２７の他端部（図中、左端部）がダイヤフラム部３を押圧し、ダイヤフラム部３を縮小状態にする（図３参照）。こうしてダイヤフラム部３が縮小されることにより、ダイヤフラム部３内のインクがサブタンク４の液室４ａ側に送り込まれ、液室４内のインクの液面は上昇する。この際、大気連通口８ａは大気連通弁９によって開放状態となっているため、液室４内のインクの液面上昇に伴ってサブタンク４の上方部に溜まっている空気は大気連通口８ａから大気へと排出される。

このように、ダイヤフラム部３及び大気連通弁９について、図２の状態から図３の状態に位置関係を変化させることができる。

次に、図３に示されるようにダイヤフラム部３が縮小状態あり、かつ大気連通弁９が開放された状態から、図２に示されるようにダイヤフラム部３が拡張状態にあり、かつ大気連通弁９を閉塞させる場合の各部の動作について説明する。

図３に示すダイヤフラムの縮小状態から、モータ１４を駆動して駆動ギア１４ａをＳ１方向へと回転させると、アイドルギア１５の回転に伴って遊星ギア１６はＲ２方向へと移動し、ギア１９と噛合する。その後、継続してモータ１４を駆動することにより、アイドルギア１５を介して遊星ギア１６が回転し、その回転に連動してギア１９及びカム２０が回転する。カム２０の回転によって押圧部２０ａが大気弁レバー２１の端部を圧縮バネ２３に抗して押圧し、大気弁レバー２１を支点を中心に回転させる。大気連通弁９は、大気弁レバー２１の移動に伴って移動し、それまで開放状態にあった大気連通口８ａを閉塞する。この時点で、モータ１４の回転は一旦停止する。また、ダイヤフラム部３は、図３に示す縮小状態を維持する。

上記のようにして大気連通口８ａが大気連通弁９によって閉塞した後、モータ１４を駆動し、駆動ギア１４ａをＳ２方向に回転させる。駆動ギア１４ａの回転に連動してアイドルギア１５が回転することにより、遊星ギア１６はＲ１方向へと移動し、ギア２４に噛合する。遊星ギア１６とギア２４とが係合した後も、モータ１４の駆動力によって駆動ギア１４が回転し続けることにより、遊星ギア１６はその回動中心を中心として回転し、ギア２４を回転させる。これにより、カム２５の押圧部２５ａがダイヤフラムレバー２７から離間し、ダイやフラムレバー２７は圧縮バネ２８の付勢力によって支点２６を中心に図３における時計方向へと回転する。その結果、ダイヤフラムレバー２７は、ダイヤフラム部３に対する押圧力を解除し、ダイヤフラム部３は自身の復元力によって図２に示す拡張状態に復帰する。このとき、大気連通口８ａは閉塞されているため、ダイヤフラム部３が拡張状態に復帰することにより、サブタンク４内に負圧が発生し、メインタンク５内のインクが中空管１１を通じてサブタンク内に流入する。

以上のように、ダイヤフラム縮小・拡大、及び大気連通口８ａの開閉を繰り返すことにより、メインタンク５内のインクが一定量ずつ（本実施形態では、０．５ｃｃずつ）、サブタンク４へと供給されて行く。なお、上記動作において、ギア１９、２４を回転させる際には、それぞれのギア１９、２４に対応して取り付けられたダイヤフラム部センサ４２及び大気弁センサ４３によってカム２０、２５の位相が正確に検知されている。従って、大気連通弁９の開閉状態や、ダイヤフラム部３がサブタンク４の比較的外方か内方のいずれに位置しているかが正確に把握される。

図１０（ａ）はサブタンク４内の中実管１３にインクの液面が触れた状態の記録装置が示され、図１０（ｂ）にはインクのサブタンク４への充填動作終了時の状態の記録装置が示されている。

メインタンク５内のインクの有無検出方法は前述したように、サブタンク４内の中実管１３と、メインタンク５の中空管１１との間の空間がインクで満たされているか否かで判断する。このとき、中実管１３と中空管１１との間の空間がインクで満たされていれば、これらの間に電気を流したときに通電され、一方からの電気信号を他方で検知することができ、インクで満たされていることを検知することができる。サブタンク４内のインクの充填動作においても、中実管１３と中空管１１との間の空間で電気が導通するかどうかで判断される。この空間にインクが満たされ、電気が導通した直後の状態を図１０（ａ）に示す（Ｓ２０５）。本実施形態では、サブタンク４の天面に傾斜を持たせ、大気への排出口を傾斜の上方に位置させ、メインタンク５からサブタンク４へのインク導入口が傾斜面よりも下方に位置し、インクの有無を検出するための中実管１３が傾斜面の途中に位置させている。このことにより、サブタンク４内に溜まっている空気が大気連通路８を介してスムーズに除去される。このようにサブタンク４が形成されることで、サブタンク４内の空気が抜けずに、インクが充填されているにも関わらずインクの存在が検知されないようなインクの有無の検知における誤検知を防止している。図１０（ａ）の状態になった際には、ある一定量サブタンク４にはインクが充填し終わっている。本実施形態では、その後、第１ステップ及び第２ステップの制御が一回ずつ行われて１セットとし、このセットが１０回行われて終了としている（Ｓ２０６）。なお、第１ステップ及び第２ステップが繰り返される回数は１０回に限定されず、他の回数であっても良い。中実管１３と中空管１１との間のインクの有無検知によってインクの存在が検知されるまで繰り返されることとしても良い。また、記録の用途に応じてサブタンク内のインク量を調節することとしても良い。

なお、本実施形態では、残量検出後に所定回数のダイヤフラム部３及び大気連通弁９の開閉動作が行われ、本実施形態では特に１０回の開閉動作が行われている。しかし、残量の検出によってサブタンク４の供給路１０内に十分にインクが収容されていることが検知された際に、これらの開閉動作を止めることとしても良い。

また、本実施形態では、ダイヤフラム部３から記録ヘッド１までの流路抵抗ΔP_Hとダイヤフラム部３からメインタンク５までの流路抵抗ΔP_Tとの比が
ΔP_H：ΔP_T＝１１：１‥‥（５）
であったが、本発明に用いられる供給チューブはこれに限定されず、他の長さ及び内径を有する供給チューブが用いられても良い。他の実施形態において、内径が２．４ｍｍ、長さが約１ｍの供給チューブが用いられ、その他は上記実施形態と同じ記録装置の場合、ΔP_H：ΔP_T＝６：１となる。ここで、ダイヤフラム部３から記録ヘッド１までの流路抵抗をΔP_Hとし、ダイヤフラム部３からメインタンク５までの流路抵抗をΔP_Tとしている。サブタンク４は、上記実施形態のものと同様のものが用いられ、供給路１０の内径が約２~３ｍｍ、長さが約２０ｍｍ、第１の中空管１１の内径が１．６ｍｍ、長さが約３０ｍｍである。この、実施形態においても、ほぼ同じ効果が得られている。

本発明の実施例の形態だけでなく、上記流路抵抗の大小関係を維持すれば、他の挙動を制御することで（ダイヤフラム部の開閉スピード等）、略同じ効果が得られる。

このように、本実施形態では、大気連通口８ａを開放させてからイヤフラム部３の内容積を縮小させる工程と、大気連通口８ａを閉塞させてからダイヤフラム部３の内容積を拡大させる工程とを繰り返すことでサブタンクへのインクの充填が行われる。従って、メインタンク５からサブタンク４内にインクを供給するのに、サブタンク４内に負圧を形成するための構成が簡易な構造にすることができる。これにより、記録装置の構造が簡易で済み、記録装置の製造コストを低く抑えることができる。

また、本実施形態の記録装置の構成によれば、サブタンク４内にインクを供給するための負圧を形成するための手段とサブタンク４内から空気を除去するための駆動機構を駆動させるための駆動源を共通化することができる。一般に、サブタンク４に負圧を形成するための駆動源と、サブタンク４から空気を除去するための駆動源とは別々に形成されるため、モータ等の駆動源が別々に必要となり、これによって記録装置の製造コストを高くしていた。これに対して、本実施形態では、ダイヤフラム部３の容積変化と、大気連通弁９の開閉動作とを選択的に作動させることで、サブタンク４に負圧を形成するための駆動源と、サブタンク４から空気を除去するための駆動源とが単一の駆動源によって駆動されている。従って、記録装置の構造がさらに簡易となり、記録装置の製造コストをさらに低く抑えることができる。

ここで、本実施形態のサブタンクへの液体充填方法は、大気連通口８ａを開放させてからダイヤフラム部３の内容積を縮小させる容積変化部材縮小ステップ（Ｓ２０２）を有している。そして、本実施形態のサブタンクへの液体充填方法は、大気連通口８ａを閉塞させてからダイヤフラム部３の内容積を拡大させる容積変化部材拡大ステップ（Ｓ２０１）を有していることとした。このとき、サブタンク４へのインクの供給を速く行うためには、ダイヤフラム部３の内容積を縮小させる容積変化部材縮小ステップにおいて、大気連通口８ａを開放させてから、ダイヤフラム部３の内容積を縮小させるまでの時間は短い方が好ましい。本実施形態では、大気連通口８ａを開放させてから、ダイヤフラム部３の内容積を縮小させるまでの時間は、５秒以内とされている。また、同様に、大気連通口８ａを閉塞させてからダイヤフラム部３の内容積を拡大させる容積変化部材拡大ステップにおいても、大気連通口８ａを閉塞させてからダイヤフラム部３の内容積を拡大させるまでの時間は短い方が好ましい。本実施形態では、大気連通口８ａを閉塞させてからダイヤフラム部３の内容積を拡大させるまでの時間は５秒以内とされている。

また、さらに、大気連通口８ａを開放させてからダイヤフラム部３の内容積を縮小させる容積変化部材縮小ステップと、大気連通口８ａを閉塞させてからダイヤフラム部３の内容積を拡大させる容積変化部材拡大ステップとの間の時間も短い方が好ましい。本実施形態では、サブタンク４にインクを供給するために、容積変化部材縮小ステップと容積変化部材拡大ステップとのそれぞれのステップが繰り返されるときに、それぞれのステップの時間は５秒以内とされている。

なお、本実施形態では、ダイヤフラム部３の作動及び大気連通弁９の開閉を、大気弁レバー２１及びダイヤフラムレバー２７をバネによって付勢すると共に、モータ１４の回転方向を変え、遊星ギア１６と噛合するギアを変えることによって操作している。しかしながら、本発明はこの実施形態に限定されず、他の方法によってダイヤフラム部３の開閉及び大気連通弁９の開閉が行われても良い。例えば、ギア１９、２４をそれぞれ駆動させるモータを二つ取り付け、それぞれのモータによってギア１９、２４を駆動させることにしても良い。

（特徴構成）
以上の実施形態の基本構成に対し、記録装置の移動時等に際してインク噴出や漏出を確実に防止できるようにするための特徴的な実施形態について説明する。

先に説明した図２は、メインタンク５及びサブタンク４双方にインクが十分にあり、従って、サブタンク４から記録ヘッド１に供給される量に相当するインクが常にメインタンク５からサブタンク４に供給されながら記録動作が行われている状態を示している。この状態では、大気連通口８ａが閉塞され、ダイヤフラム部３が外方への変位位置にある。

このような状態のまま電源がオフとされ、記録装置を移動させることを考える。このとき、記録ヘッド１が鉛直方向下側にされている場合は記録ヘッド１の吐出口から、また記録ヘッド１が上側にされている場合はバッファ室６に配設されている大気連通路７から、それぞれインクが漏出する恐れがある。移動時におけるこれらの姿勢に起因した漏出が生じないよう、電源をオフするに際して、図１１に示すように、ダイヤフラム部３を内方への変位位置（内容積が縮小する位置）に設定し、インク供給路を閉塞する。この内容積の縮小分のインクは、サブタンク４とダイヤフラム部３との間の流路抵抗がダイヤフラム部３とヘッド１との間の流路抵抗より小さければ、同図の矢印で示すように、サブタンク４へと流れ込む。この場合、インク供給系は密閉状態となっている。このため、ダイヤフラム部３の作動に伴う圧力伝播によりサブタンク４からメインタンク５、さらにはバッファ室６へのインク流入があっても、インクはバッファ室６に貯留され、移動時に生じる多少の傾斜では大気連通路７からのインク漏出が生じることはない。

一方、記録動作の実行中にメインタンク５内のインクが無くなり、ユーザがメインタンク５を取り外した場合、図１２に示すようにサブタンク４から供給されるインクによって記録の続行が可能である。これは、メインタンク５内にインクがあるにも拘らずユーザがメインタンク５を取り外した場合でも生じる状態である。このような状態で電源のオフが指示された場合、記録装置の移動が行われることを考慮して、インク漏出を防止するためにダイヤフラム部３を内方への変位位置（内容積が縮小する位置）に設定し、インク供給路を遮断する。

図１３はこのときの状態を示している。メインタンク５が装着されていない状態で大気連通口８ａが閉塞され、ダイヤフラム部３を内方への変位位置に設定することでインク供給路が遮断されると、ダイヤフラム部３の内容積の縮小分のインクはサブタンク４へと流れ込む。この場合には、メインタンク５が存在しないことで、サブタンク４内は大気に対し開放状態となっている。このため、サブタンク４内へのインク流入に伴うサブタンク４の内圧の上昇に起因して、第１の中空管１１からインク噴出３０が生じ、記録装置の内外あるいはユーザの手などを汚してしまう恐れがある。

図１４はそのような不都合を防止するために採用される特徴構成に係る処理手順の一例である。また、図１５および図１６は、図１４のシーケンスによるメインタンクの非装着状態における動作を説明するための説明図である。図１４の手順は電源スイッチのオフ等により電源オフが指示されたときに起動されるものであり、この手順に対応した制御プログラムは図９の制御系におけるＲＯＭ１２１内に格納され、ＣＰＵ１２０により実行されるものとすることができる。

図１４のシーケンスでは、電源オフが指示されると、まず大気連通口８ａを開放し（ステップＳ３０１；図１５）、その後にダイヤフラム部３を内方へ移動させてインク供給路を遮断する（ステップＳ３０２）。このとき、ダイヤフラム部３の内容積の縮小分のインクはサブタンク４へと流れ込む。ここで、ダイヤフラム部３から大気連通口８ａまでの流路抵抗よりもダイヤフラム部３からメインタンク５までの流路抵抗が大きければ、サブタンク４と大気連通口８ａ間の空気は大気連通口８ａから排出される。この後、大気連通口８ａを閉塞させ（ステップＳ３０３）、電源のオフを許容して（ステップＳ３０４）、シーケンスを終了する。

図１６はこのときの状態を示している。本実施形態の特徴構成では、ダイヤフラム部３の内容積を縮小させるに先立ち、大気連通口８ａを開放しているので、サブタンク４内へのインク流入に伴うサブタンク４の内圧の上昇が緩和される。従って、図１３の状態と異なり、第１の中空管１１からのインク噴出が生じず、記録装置の内外あるいはユーザの手などを汚してしまう不都合を防止することができる。

なお、図１６の状態で電源がオフとされてから、再び電源がオンとなったときの状態は図１２と同等である。この場合、大気連通口８ａを閉塞させた状態でダイヤフラム部３を外方に移動（復元）させて記録ヘッド１へのインク供給路を形成する。この状態では大気連通口８ａが閉塞されているので、図示のようにメインタンク５が装着されていない状態でも、サブタンク４内のインクを利用して記録動作を再開することができる。

ところで、上記ステップＳ３０２の処理により空気が排出される場合、そのときのサブタンク４内の空気量ないしインク量によっては、大気連通口８ａから若干インクが漏れることがある。しかし大気連通口８ａの下側にインク吸収体等を配置しておけば（不図示）、そのような不慮のインク漏出に備えることができる。

また、そのようなインクの漏出を低減するために、ステップＳ３０２の処理に次のような制御を含ませることができる。つまり、サブタンク４および大気連通口８ａ間にある空気量を求め、その空気量に最適なダイヤフラム部３の内方への変位速度（ダイヤフラムの作動速度）を設定し、作動時間を可変とすることである。

ここで、例えばサブタンク４の容量をＷ１、サブタンク内に存在する空気量をＷ２とした場合、サブタンク内の空気比Ｋ（％）は、
Ｋ＝（Ｗ２／Ｗ１）×１００‥‥（６）
と表すことができる。

そして、図１７に示すように、Ｋ値が小さい（空気量が少なく、インク量が多い）ときはダイヤフラム部３の作動速度を下げ、Ｋ値が大きい（空気量が多く、インク量が少ない）ときはダイヤフラム部３の作動速度を上げるようにする。つまり、インク量が多い場合には大気連通口か８ａからの排出速度を下げることで、インクよりも空気が確実に先に排出されるようになし、空気量が多い場合には大気連通口か８ａからの排出速度を上げることで、空気が速やかに排出されるようにする。図１７は、例えば容量２０ｃｃのサブタンク４内にインクが充満している場合、すなわちＫ＝０の場合はダイヤフラム部３の作動時間を１０秒、Ｋ＝２５の場合は５秒、Ｋ＝４０の場合は３秒となる例を示している。

サブタンク４内の空気量ないしインク量の算出は、例えば次のようにを行うことができる。すなわち、上述のように、中実管１３と中空管１１との間の導通の有無を判定するで、サブタンク４内にインクが実質的に充満している状態及びメインタンク５内のインク量が実質的に無い状態またはメインタンク５が装着されていない状態を知ることができる。そこで、導通が確認されている状態から、メインタンク５内のインク量が実質的に無くなったかまたはメインタンク５が装着されていないために導通が確認されない状態が判定された以降、記録に使用されたインク量を算出する。そのインク量の分、空気がサブタンク４において置換されて行くので、空気量を算出することができる。なお、インク量の算出は、例えば記録ヘッド１が吐出したインクのドット数をカウントし、これに１ドットあたりのインク吐出量を乗じることで行うことができる。そして、図１７に示したようなＫ値およびこれに応じたダイヤフラム部３の最適な作動速度（時間）の関係を示すデータを例えばＲＯＭ１２１等に格納し、図１４のシーケンス実行時にこれを参照するようにすればよい。これによれば、サブタンク４内のインク量検知のための特別な機構や検知のための時間が不要となり、構成簡単で効率の高いインクジェット記録装置が得られる。

また、図１４のシーケンスはメインタンク５が装着の有無に関わらず実施可能であるが、特に非装着状態において図１３で説明したような不都合を防止する上で有効である。従って、メインタンク５が非装着であることを検知し、その場合に図１４のシーケンスが実行されるようにすることができる。

（その他）
なお、以上の説明では、所謂シリアルスキャン方式のインクジェット記録装置に本発明を適用した実施形態について説明した。しかし本発明は、記録媒体の幅方向の全域に亘って吐出口を配列してなる記録ヘッドを用いる所謂フルライン方式のインクジェット記録装置にも適用が可能である。

また、上例ではサブタンクと記録ヘッドとの間のインク供給経路の途中に設けられてこれを開放及び閉塞させる開閉弁の機能を、サブタンク内へのインク充填機能を実行するために容積変化を生じさせる部材としてのダイヤフラム部が果たす場合を例示した。開閉弁の形態はこれに限られるものではないが、しかし両機能を１つの部材で実行可能とすることは、装置構成および制御を簡単化する上で有利である。さらに、変位または変形によって容積変化を生じさせ、上述した各動作を可能とするものであれば、ダイヤフラム以外の容積変化部材、例えばベローズをを使用することが可能である。

１ 記録ヘッド
３ ダイヤフラム部
４ サブタンク
５ メインタンク
８ａ 大気連通口
９ 大気連通弁
３０ 駆動機構

Claims (4)

1. インクを吐出する記録ヘッドと、インクを収容し装置本体に着脱可能な第１のタンクと、該第１のタンクから前記記録ヘッドへインクが供給される経路に配され前記第１のタンクから供給されたインクを一旦貯留する第２のタンクと、該第２のタンクに配され前記第１のタンクと連通して前記第１のタンクからインクが供給される中空管と、前記第１のタンクが前記装置本体に装着された状態で前記第２のタンク内が連通路を介して大気と連通する連通状態と前記連通路を介して大気と連通しない非連通状態とに切り替える切替手段と、前記第２のタンクから前記記録ヘッドへインクが供給される経路に配され当該経路を閉塞することが可能な開閉弁を備えるインクジェット記録装置において、
   前記第１のタンクが前記装置本体に装着されておらず前記中空管が露出した状態で装置の電源をオフにする際、前記切替手段によって前記非連通状態から前記連通状態に切り替えた後に前記開閉弁によって前記経路を閉塞し、その後前記切替手段によって前記非連通状態に切り替えるように制御することを特徴とするインクジェット記録装置。
2. 前記開閉弁は内容積が変化可能な容積変化部材であり、前記容積変化部材の内容積を縮小することによって前記経路が閉塞する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. 前記開閉弁から前記記録ヘッドまでの流路抵抗は、前記開閉弁から前記第２のタンクまでの流路抵抗よりも大きいことを特徴とする請求項１または２に記載のインクジェット記録装置。
4. 装置の電源をオンにする際、前記非連通状態のまま前記開閉弁によって前記経路を閉塞した状態から前記第２のタンクから前記記録ヘッドへインクが供給可能な状態に変更することを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載のインクジェット記録装置。

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