インクカートリッジ及びインクジェット記録装置
【課題】装置のスペース効率向上に寄与するインクカートリッジを提供し、装置内におけるインクカートリッジの配置の自由度を高める。また、インクを無駄なく使用できるインクカートリッジ及びインクジェット記録装置を提供する。
【解決手段】本発明のインクカートリッジは、扁平な箱体形状を有するカートリッジ容器１２の内部に、インク液を収納する可塑性材料もしくは弾性体からなるインク袋１４が収納された構造を有する。カートリッジ容器１２は、容器内部が大気と連通し得る開口３０，３２，３４，３６が形成される。インク袋１４には、当該インク袋の容積を拡大させる方向に付勢してインク袋１４内に負圧を発生させる負圧発生手段が設けられる。この負圧発生手段による負圧方向への付勢力は、インク袋のインク供給口１６から遠くなるにつれて連続的にまたは段階的に小さくなっている。
【解決手段】本発明のインクカートリッジは、扁平な箱体形状を有するカートリッジ容器１２の内部に、インク液を収納する可塑性材料もしくは弾性体からなるインク袋１４が収納された構造を有する。カートリッジ容器１２は、容器内部が大気と連通し得る開口３０，３２，３４，３６が形成される。インク袋１４には、当該インク袋の容積を拡大させる方向に付勢してインク袋１４内に負圧を発生させる負圧発生手段が設けられる。この負圧発生手段による負圧方向への付勢力は、インク袋のインク供給口１６から遠くなるにつれて連続的にまたは段階的に小さくなっている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はインクジェット記録装置に用いられるインクカートリッジの構造及びそのインクカートリッジを使用するインクジェット記録装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、デジタルカメラ等により撮影された画像などを印刷記録する装置としてインクジェット記録装置（インクジェットプリンター）が広く普及している。家庭用のインクジェット記録装置の多くは、キャリッジに搭載した印字ヘッドを紙送り方向と直交する主走査方向に往復走行させながらインク吐出を行うシリアル走査方式が採用されており、印字ヘッドの上部に縦型のインクカートリッジ（インクタンク）が配置されている。
【０００３】
かかる従来のインクカートリッジの内部には、ポリマー発泡体などのインク吸収体が配設されており、当該インク吸収体の毛細管力で負圧を発生させている。特許文献１では、使用済みカートリッジ内のポリマー発泡体を廃棄する際の環境問題に配慮して、カートリッジ内部にバネを利用した負圧発生用の圧力調整器を配設する構造が提案されている。しかし、特許文献１にはインク残量の検出方法について記載されていない。この点、特許文献２は、インク量により外径寸法が可変するインク袋に当接するレバーの位置をセンサで検出することでインク残量を検出する構成を開示している。
【特許文献１】特開平６−１５５７５９号公報
【特許文献２】特開２００２−２４８７９５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記のように、家庭用のインクジェット記録装置の多くに採用されている構造、すなわち、キャリッジのヘッド上にインクカートリッジを搭載する方式では、ヘッド上部に容積の大きいカートリッジを持ち、ヘッドとともに往復走行（主走査）するため、ヘッドの走行空間として装置内に大きいスペースが必要であり、空間の有効活用がなされない欠点がある。
【０００５】
また、上記従来のインクカートリッジは、カートリッジ内にインク以外のポリマー発泡体等の部材が収納されるため、インクの収納効率が悪いという問題もある。
【０００６】
その一方で、業務用などのワイドフォーマット機では、インク収納効率のよいインク袋方式が知られているが、揚水高さで負圧を付与するので、ヘッド内圧を規定の圧力にしようとすると、インク袋の設置場所に制約がある。
【０００７】
また、インク袋方式は、容積変化量を緻密に把握することが困難なため、特許文献２に開示された従来のインク残量検出の方法ではインク残量を正確に把握することが難しい。特に、家庭用のインクジェット記録装置のような比較的小容量のインクカートリッジにインク袋方式を適用すると、その容積変化量を正確に検出することはさらに困難となる。その結果、インク袋内のインクを最後まできれいに使いきることができず、無駄なインク量が多くなってしまうという欠点がある。
【０００８】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、装置のスペース効率向上に寄与するインクカートリッジを提供すること、収納されているインクを無駄なく使用できるインクカートリッジを提供すること、インク残量を正確に検出することができるインクカートリッジを提供すること、装置内におけるインクカートリッジの配置の自由度を高めることができるインクカートリッジを提供することを目的とし、併せて、このようなインクカートリッジを用いるインクジェット記録装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記目的を達成するために請求項１に係る発明は、扁平な箱体形状を有するカートリッジ容器の内部に、インク液を収納する可塑性材料もしくは弾性体からなるインク袋が収納された構造を有するインクカートリッジであって、前記カートリッジ容器は、前記インク袋が収納される容器内部が大気と連通し得る大気連通口を有し、前記インク袋は、前記カートリッジ容器の形状に適合した扁平形状を有し、前記インク袋には、当該インク袋の容積を拡大させる方向に付勢してインク袋内に負圧を発生させる負圧発生手段が設けられ、前記負圧発生手段による負圧方向への付勢力は、前記インク袋内からインクを取り出すために前記インク袋に設けられているインク供給口から遠くなるにつれて連続的にまたは段階的に小さくなっていることを特徴とする。
【００１０】
本発明によれば、負圧発生手段を有する扁平形状のインクカートリッジ形態としたことで、インクジェット記録装置内におけるインクカートリッジの配置の自由度が高まり、また、装置高さの低減にも寄与し得る。
【００１１】
さらに、本発明のインクカートリッジは、インクの消費に伴い、インク供給口（インクの取り出し口）から遠い部分から変形（収縮）するため、インク供給口を封止することなく、インクを無駄なく使用することができ、無駄インクの低減効果がある。
【００１２】
請求項２に係る発明は、請求項１記載のインクカートリッジの一態様であり、前記負圧発生手段は、前記インク袋の周囲に形成された折り畳みの折り目であり、前記インク供給口から相対的に近い部位の折り目よりも、前記インク供給口から相対的に遠い部位の折り目が大きいことを特徴とする。
【００１３】
かかる態様によれば、折り目の弾性を利用して負圧を発生させることができるとともに、内部のインク消費に伴い、インク供給口から遠い折り目の大きい部位が先に変形しやすく、インク供給口を封止することなく、インクを無駄なく使用することができる。
【００１４】
請求項３に係る発明は、請求項１記載のインクカートリッジの一態様であり、前記負圧発生手段は、前記インク袋の外周面のうち前記インク供給口に近い部分に設けられたバネ部材を含んで構成されていることを特徴とする。
【００１５】
折り畳みの折り目による弾性の利用に代えて、又はこれと組み合わせてバネ部材を用いることで、負圧を発生させることができるとともに、インク供給口に近い部位の付勢力を大きくすることができる。
【００１６】
請求項４に係る発明は、請求項１記載のインクカートリッジの一態様であり、前記負圧発生手段は、前記インク袋の外周面において前記インク供給口からの距離が異なる複数の部位に設けられた複数のバネ部材を含んで構成されており、前記インク供給口から相対的に近い部位に配設されるバネ部材の付勢力は、前記インク供給口から相対的に遠い部位に配設されるバネ部材の付勢力よりも大きいことを特徴とする。
【００１７】
付勢力（バネ定数）の異なる複数のバネ部材を用いることで、インク供給口に近い部位の付勢力を大きく、インク供給口から遠い部位の付勢力を小さくする構成を実現できる。
【００１８】
請求項５に係る発明は、請求項１記載のインクカートリッジの一態様であり、前記インク袋は弾性体によって構成されており、当該弾性体は、前記インク供給口から相対的に近い部位の弾性力が前記インク供給口から相対的に遠い部位の弾性力よりも大きいことを特徴とする。
【００１９】
インク袋自体を弾性体で構成し、その弾性力を部位によって変えることで、インク供給口から遠い部位から先に収縮させる構成（インク供給口付近を最後まで封止させない構成）を実現できる。
【００２０】
請求項６に係る発明は、請求項５記載のインクカートリッジの一態様であり、前記弾性体によって構成されたインク袋は、前記インク供給口から相対的に近い部位の肉厚が前記インク供給口から相対的に遠い部位の肉厚よりも厚いことを特徴とする。
【００２１】
弾性体の厚み（肉厚）を変えることによって、弾性力を変えることができ、インク供給口から遠い部位から先に収縮させる構成（インク供給口付近を最後まで封止させない構成）を実現できる。
【００２２】
請求項７に係る発明は、請求項１乃至６の何れか１項に記載のインクカートリッジの一態様であり、前記インク袋は、前記インク供給口からの距離が異なる複数の部位について、当該インク袋の厚み方向に光が貫通し得る光透過性領域を有し、前記カートリッジ容器には、前記複数の部位での光の貫通を可能とする複数の光通過部が形成されていることを特徴とする。
【００２３】
インクカートリッジ内のインク残量を検出する手段として、非接触の光学式センサを用いる態様が好ましく、かかる光学式センサの利用を可能にすべく、インク袋及びカートリッジ容器について、光通過が可能な構成とすることが望ましい。特に、本発明のインクカートリッジは、インク供給口に近い部位と、遠い部位とでインク袋の変形の仕方が異なるため、インク供給口から距離が異なる複数の部位で光学式センサによる検出を行うことが望ましい。
【００２４】
請求項８に係る発明は、請求項７記載のインクカートリッジの一態様であり、前記光通過部は、前記大気連通口の開口であることを特徴とする。
【００２５】
大気連通口を光通過部として兼用することが可能である。
【００２６】
請求項９に係る発明は、請求項１乃至８の何れか１項に記載のインクカートリッジの一態様であり、前記インク袋に対するインク充填終了時の内部負圧、インク充填容量、充填回数、充填日時のうち少なくとも１つの情報を記憶したＩＣ記憶チップが搭載されていることを特徴とする。
【００２７】
本発明のインクカートリッジは、インクを再充填することで、繰り返し利用することができるため、充填毎に必要な属性情報をＩＣ記憶チップに書き込むことが好ましい。
【００２８】
請求項１０に係る発明は、前記目的を達成するインクジェット記録装置を提供する。すなわち、請求項１０に係るインクジェット記録装置は、請求項１乃至９の何れか１項に記載のインクカートリッジと、前記インクカートリッジから供給されるインクをノズルから吐出する印字ヘッドと、前記印字ヘッドの上部に配置され、前記インクカートリッジから供給されるインクを貯留するとともに、前記印字ヘッドに連通し、該印字ヘッドへインクを供給するサブタンクと、前記印字ヘッドを記録媒体の搬送方向と直交する方向に走査させる走査手段と、を備えたインクジェット記録装置であって、前記インクカートリッジと前記サブタンクとが連結された状態のときに、前記印字ヘッドのノズル液面圧力が−２０ｍｍＨ２Ｏ〜−７０ｍｍＨ２Ｏとなるように設定されていることを特徴とする。
【００２９】
一般にインクジェットヘッド（印字ヘッド）では、ノズル面のメニスカスを維持するために、ヘッド内部を適正な負圧に維持する必要がある。本発明によるインクカートリッジは、インクカートリッジ自体が内部を負圧に維持できる構造のため、印字ヘッドのノズル面の高さ、サブタンクの位置及び構造、インクカートリッジの配置位置（高さ）など、装置の構成を考慮して、インクカートリッジの負圧発生手段の負圧付勢力を適正値に設計することで、インクカートリッジの配置位置による揚水高さなどの圧力に限定されない、多様な配置レイアウトが可能である。すなわち、インクカートリッジをヘッドノズル面の上部に配置する態様も可能であるし、ヘッドノズル面の下部に配置する態様も可能である。
【００３０】
なお、記録媒体は、印字ヘッドによって吐出されるインクを受ける媒体であり、連続用紙、カット紙、シール用紙、ＯＨＰシート等の樹脂シート、フイルム、布、その他材質や形状を問わず、様々な媒体があり得る。
【００３１】
請求項１１に係るインクジェット記録装置は、請求項１乃至９の何れか１項に記載のインクカートリッジと、前記インクカートリッジから供給されるインクをノズルから吐出する印字ヘッドと、前記印字ヘッドの上部に配置され、前記インクカートリッジから供給されるインクを貯留するとともに、前記印字ヘッドに連通し、該印字ヘッドへインクを供給するサブタンクと、前記印字ヘッドを記録媒体の搬送方向と直交する方向に走査させる走査手段と、前記インクカートリッジの前記インク袋内のインク残量を検出するカートリッジ内インク残量検出手段と、前記インクカートリッジから前記印字ヘッドへインクを供給するためのインク供給路と、前記インク袋の前記インク供給口下流近傍に設けられた大気開放バルブと、前記インク供給路内のインク残量を検出する供給路内インク残量検出手段と、前記カートリッジ内インク残量検出手段で検出されたインク残量が所定の規定値を下回った場合に前記大気開放バルブを開放して、プリントを続行する制御を行う制御手段と、を備えたことを特徴とする。
【００３２】
かかる態様によれば、インクカートリッジのインク残量がカートリッジ交換必要な規定値に達した場合でも、大気開放バルブより下流のインク供給路内及びサブタンク内のインクを用いて印字ヘッドからのインク吐出を継続することができる。
【００３３】
請求項１２に係る発明は、請求項１０又は１１記載のインクジェット記録装置の一態様であり、前記サブタンクの一部の面は、可塑性膜と板バネとを組み合わせて成る弾性変形部材によって構成されており、前記弾性変形部材が変位することにより、当該サブタンク内が負圧に維持されることを特徴とする。
【００３４】
かかる態様によれば、サブタンクの負圧維持機能により、ヘッドの内部圧力を負圧に維持することができるので、ポンプなどを用いて負圧を維持する必要がなく、装置構成をコンパクトにすることができる。
【００３５】
請求項１３に係る発明は、請求項１０乃至１２の何れか１項に記載のインクジェット記録装置の一態様であり、前記走査手段による前記印字ヘッドの走査領域の少なくとも一方の端部に、前記インクカートリッジの前記インク供給口と繋がるインク供給路のインク供給連結部が設けられ、前記印字ヘッド上のサブタンク側に、前記インク供給連結部に対して連結及び離間可能な連結部が設けられ、前記サブタンク内にインクを供給する場合には前記連結部を前記インク供給連結部に連結させ、前記印字ヘッドによる印字実行時には前記連結部を前記インク供給連結部から離間させることを特徴とする。
【００３６】
請求項１３に係る発明は、印字実行時に印字ヘッドがインク供給系のインク供給連結部から離間し、サブタンク内のインクによってインク吐出を行い、インク供給時に印字ヘッドのサブタンクをインク供給連結部と連結させてサブタンクへのインク補給を行う、いわゆるピットイン・インク供給方式のインクジェット記録装置の態様を提供する。
【発明の効果】
【００３７】
本発明によれば、インクジェット記録装置内におけるインクカートリッジの配置の自由度が高まり、装置高さの低減にも効果がある。
【００３８】
また、本発明のインクカートリッジは、インク供給口（インクの取り出し口）を封止することなく、インク袋内に収納されたインクを最後まで無駄なく使用することができる。
【００３９】
さらに、本発明の一態様に係るインクジェット記録装置によれば、インクカートリッジ内のインクが無くなった場合でも、インク供給路内及びサブタンク内に残るインクを活用して、プリントを続行することが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４０】
以下添付図面に従って本発明の好ましい実施の形態について詳説する。
【００４１】
〔インクカートリッジの構成〕
図１は本発明の実施形態に係るインクカートリッジの斜視図、図２はその断面図である。これらの図面に示したように、本例のインクカートリッジ１０は、全体的に扁平な略直方体形状を有するカートリッジ容器１２の内側に、インク液を収容する扁平なインク袋１４が収納された構造からなる。カートリッジ容器１２は、プラスチックなど比較的硬質の材料で形成されたハードケース体であり、所定の外観形状（本例の場合、図示の略直方体形状）を維持できる程度の剛性をもつ。
【００４２】
インク袋１４は、内部のインク液量に応じて外形が変形し得る可塑性の材料で構成されており、インク液量に追従してインク袋１４の形状、内部容積が変化する。インク袋１４の一端面には、インク液の取り出し及びインク液の充填用の流路となるインク供給口１６が設けられている。この管状のインク供給口１６を保持すべく、カートリッジ容器１２の対応する位置には、当該インク供給口１６が挿入固定される管状の連結部１８が突設されている。
【００４３】
上記の如く構成されたインクカートリッジ１０は、例えば、図２に示すように、厚み方向を重力方向（上下方向）に向け、扁平面を略水平に保った状態（重力方向に対して扁平面が略垂直となる姿勢）でインクジェット記録装置に装着される。かかる装着姿勢を想定したとき、インクジェット記録装置内にはインク残量を検出する手段（「カートリッジ内インク残量検出手段」に相当）としての発光素子２０，２２及び受光素子２４，２６がインクカートリッジ１０を挟んで上下に対向して配設される。
【００４４】
カートリッジ容器１２の上面及び下面には、発光素子２０，２２及び受光素子２４，２６の位置に対応して、発光素子２０，２２及び受光素子２４，２６間の光通過を可能とする開口３０，３２，３４，３６（「光通過部」及び「大気連通口」に相当）が形成されている。
【００４５】
インク袋１４の全周面、若しくは、インク袋１４の周面のうち少なくともカートリッジ容器１２の開口３０，３２，３４，３６に対応する位置の部分は、発光素子２０，２２から発せられた光がインク袋１４を通過して受光素子２４，２６に到達するようになっている。
【００４６】
カートリッジ容器１２に形成された開口３０，３２，３４，３６は、光の通過経路を形成するのみならず、カートリッジ容器１２内を大気と連通させてインク袋１４の外側に大気圧を付与する大気連通口としての機能も兼ねる。なお、カートリッジ容器１２の開口３０，３２，３４，３６に代えて、カートリッジ容器１２に光透過性を有する材料（例えば、透明樹脂）から成る透明窓部を設ける態様も可能であり、この場合は大気連通口としての開口が別途形成される。
【００４７】
さらに、本例のカートリッジ容器１２にはＩＣ記憶チップ４０が搭載され、インク充填終了時の内部負圧の値、インク充填容量、充填回数、充填日時などの属性情報がこのＩＣ記憶チップ４０に記憶される。ＩＣ記憶チップ４０は、非接触で読み書き可能な無線ＩＣタグ（Radio Frequency Identification：RFID）を用いる態様が好ましい。
【００４８】
図３はインク袋１４の斜視図である。図示のように、本例のインク袋１４は、その周囲に折り畳み用の折り目４４を有し、インク袋１４内部のインク液量に応じて折り畳みが可能な蛇腹構造となっている。また、この折り目４４の弾性によって、インク袋１４の内部が負圧状態に維持される。
【００４９】
図３に例示のインク袋１４では、インク供給口１６に近い側の折り目４４が相対的に小さく、インク供給口１６から遠い距離の折り目４４が相対的に大きくなっている。すなわち、インク袋１４の側面のインク供給口１６に近い方の折り目４４の折り込み量をａ１，ａ２とし、インク供給口１６から遠い方の折り目４４の折り込み量をｂ１，ｂ２とするとき、ａ１＜ｂ１，ａ２＜ｂ２の関係を満たし、インク供給口１６から距離が大きくなるに伴い、負圧発生力（折り目４４の弾性力）が徐々に小さくなるように構成されている。
【００５０】
図中の符号５０，５２は、インク袋１４に設けられた光透過性領域であり、これら光透過領域５０，５２は、図２で説明したカートリッジ容器１２の開口３０，３２の各位置に対応する部位に設けられている。図３では明示しないが、インク袋１４の裏側にも同様に、カートリッジ容器１２の裏面側の開口３４，３６（図２参照）の各位置に対応する部位に光通過領域が設けられている。もちろん、インク袋１４の全体を光透過性材料で形成する態様も可能である。
【００５１】
上記の如く構成されたインクカートリッジ１０において、インク充填時には、まず、インク袋１４の内部気体及びインクを負圧状態にして排出し、その後、インク供給口１６からインクを充填する工程に入る。インク充填工程では、インク袋１４の内部圧力を規定の圧力になるように制御しながら、規定負圧（例えば、インクジェット記録装置に装填された使用状態において記録ヘッドのノズルのメニスカスを破壊しない程度の圧力）が発生する範囲内にインクを充填する。
【００５２】
充填後、内部負圧の値やインク充填容量などを含む属性情報をＩＣ記憶チップ４０に書き込む。
【００５３】
本例のインクカートリッジ１０は、カートリッジ自体に負圧を発生する手段（ここでは、インク袋１４の折り目４４）を備えているため、インクカートリッジ１０の配置位置による揚水高さなどの圧力に限定されないという利点がある。すなわち、インク袋１４によって発生する負圧力を適正値に設定することで、吐出ヘッドのノズル面の上部、下部を問わず、インクカートリッジ１０の多様な配置形態が可能である。
【００５４】
特に、インクカートリッジ１０が装着されるインクジェット記録装置内におけるインクカートリッジ１０の配置形態として、カートリッジの扁平方向が水平となるように配置すると、装置高さを低減する効果が大きい。
【００５５】
インクジェット記録装置内に本例のインクカートリッジ１０が装着され、カートリッジの連結部１８が装置側の流路接続口（連結部１８の係合受け部）と連結されることにより、インク袋１４内のインクがインク供給口１６を通って外部に取り出される。インク袋１４からインクジェット記録装置の印字ヘッドにインクが供給され、インク袋１４内のインクが消費されるに伴い、インク袋１４のインク供給口１６から遠い部分（弾性力の弱い部分）の折り目４４から先に折り畳まれていく。
【００５６】
インクの消費量の増加（残量の減少）に伴い、次第にインク袋１４が潰れていくが、インク供給口１６に近い部分は比較的折り目４４の弾性力が強いために、最後まで潰れにくく、インク供給口１６付近が封止されにくい。したがって、インクを最後まで無駄なく消費することが可能となり、無駄インクを低減できる。
【００５７】
仮に、一様な負圧発生力の可塑性部材からなる単なる扁平のインク袋であるとすると、インク供給口からインクが外部に取り出される際に、インク供給口の近くからインクが外部に取り出されるため、インク供給口付近が先に潰れやすい。そのため、インク供給口から遠い部分に十分なインクが残存しているにもかかわらず、可塑性のインク袋がインク供給口付近で押しつぶされて封止状態となりやすく、インク供給口から離れた部位のインクを取り出すことが困難になるという欠点がある。この点、本発明の実施形態によるインクカートリッジ１０によれば、インク供給口１６付近が封止状態にならず、最後まで無駄なくインクを取り出すことができる。
【００５８】
さらに、本例のインクカートリッジ１０は、インク液を再充填することで容器（インク袋１４及びカートリッジ容器１２）を繰り返し再利用が可能である。インクカートリッジ１０を再利用（リサイクル）するときのインク再充填の際は、ＩＣ記憶チップ４０に上記と同様の情報の書き込みを行う。ただし、繰り返し再利用することによって、インク袋１４の折り目４４の弾性が劣化することにも配慮し、規定値負圧にすべく充填されたインク量が初期充填のインク量に対し、規定を超える誤差が生じた場合は、リサイクル不能と判断し、インク袋１４の交換等を行う。
【００５９】
〔インク残量を検出するための構成〕
図２で説明したとおり、本実施形態では、インク袋１４の少なくとも一部を光透過性の材料で構成し、扁平なインク袋１４の厚み方向に貫通して光を通過可能に構成される。そして、このインク袋１４の光通過経路を挟んで片側に発光素子２０，２２が配置され、反対側に発光素子２０，２２と対面して受光素子２４，２６が配置される。受光素子２４，２６により受光される光量（インク袋１４及びインク液を透過する透過光量）は、インク袋内の厚み（インク袋自体の肉厚と、インク袋内に残るインク液の厚みとを含むインク袋の外形の厚み）に依存するため、受光素子２４，２６から出力される検出信号の値（例えば、電圧信号の値）と、インク残量との相関を示すデータを予め用意しておき、受光素子２４，２６から得られる検出信号と相関データに基づいて、インク残量を特定（検出）することができる。
【００６０】
なお、発光素子２０，２２の光が貫通する厚み方向に扁平なインクカートリッジ１０において、色材含有量３％インクに対し、厚みは５ｍｍ以下とすることで良好な検出が可能である。
【００６１】
また、インク残量を検出するための手段（発光素子と受光素子の対）は、図２に例示したように、インク供給口１６から異なる距離に複数個配置する態様が好ましい。既述のとおり、インクの使用（消費）に伴って、インク供給口１６から遠い方のインク袋１４の厚み収縮が先行し、インク残量がある程度少なくなった状態でインク供給口１６に近い部分のインク袋の厚み収縮が大きくなる。
【００６２】
インク袋１４を透過する光の光透過量はインク袋１４の厚みに対して反比例の関係にあるので、インク供給口１６から距離の異なる複数の部位についてインク袋厚を検出する手段（発光素子と受光素子の対）を設け、これら複数の検出手段から得られる情報（複数の受光素子からの検出信号）を用いることで、インクカートリッジ１０の使い始め（初期充填量）から使い終わり（カートリッジの交換が必要なインク切れのレベル）まで連続的にインク残量を正確に検出することができる。
【００６３】
本例に開示のインク検出手段によれば、インク袋の負圧発生機構による収縮効果により、インク残量が少なくなった状態の検出精度に優れる。
【００６４】
また、従来提案されているアクチュエータ方式の検出の場合、接触方式のため、カートリッジの着脱／装填を行った場合には容積変形状態により検出誤差が大きくなるのに対し、本例に開示のインク検出手段は、検出器が非接触型（光学式）であり、かつインク袋の負圧発生機構により、インク袋が一定の容積変形を保つので、着脱、装填を繰り返しても検出誤差を小さくできる。
【００６５】
さらに、本例に開示の構成は、光学式の非接触型検出方式のため、検出素子（発光素子、受光素子）は、インクジェット記録装置本体側に配置可能であり、インクカートリッジ装填時の操作性を損なわない。また、インクカートリッジ側に検出素子や、検出用の電極などを持たないため、消耗品であるインクカートリッジのコストを低減できる。
【００６６】
上述の例では、インク袋１４自体の折り目の弾性によって負圧を発生させているが、負圧発生手段の態様はこの例に限定されず、折り目４４に代えて、或いは折り目４４と組合せて、負圧発生部材としてのバネ部材を取り付ける態様も可能である。
【００６７】
なお、上述の例では、インク袋１４の折り目によって構成される負圧発生手段の負圧方向への付勢力は、インク供給口１６から遠くなるにつれて連続的に小さくなっているが、本発明の実施に際しては、負圧方向への付勢力が必ずしも連続的に小さくなっていることは要求されず、インク供給口１６から遠くなるにつれて、２段階或いは更に多段階の階段状に付勢力が小さくなるような構成でもよい。例えば、負圧発生手段として、板バネを用いる場合、板バネの幅の範囲内では付勢力は概ね一定となり得るが、板バネのない部分、或いは、よりバネ力の小さい板バネを設けた部分との組合せにより、インク袋の全体として、インク供給口１６近くから次第に遠くなるしたがって、負圧方向の付勢力を段階的に小さくするように構成することが可能である。
【００６８】
図４は、インク袋の他の形態例を示す斜視図である。図４中図３に示した構成と同一または類似する要素には同一の符号を付し、その説明は省略する。
【００６９】
図４に示したインク袋６０は、インク供給口１６の近い方に板バネ６２を備えており、この板バネ６２によって、インク袋６０を容積拡大方向（負圧発生方向）に付勢している。インク供給口１６から遠い部分には板バネが設けられておらず、端面の折り目６４によって折り畳み可能となっている。
【００７０】
図示のインク袋６０によれば、図５（ａ），（ｂ）に示すように、インク量の減少に伴ってインク袋６０のインク供給口１６から遠い部位から順に折り畳まれて変形し、インク供給口１６の近傍付近は最後まで押し潰されずに、インク供給口１６と連通したインク収容空間６６の形状が確保される。このため、インク供給口１６が封止されずに、インクを最後まで無駄なく取り出すことができる。
【００７１】
図４の構成に代えて、図６に示すように、インク供給口１６から遠い位置にも板バネ６８を設ける態様が可能である。この場合、板バネ６８の付勢力は、インク供給口１６に近い板バネ６２の付勢力よりも小さいものとする。なお、図６中図４に示した構成と同一または類似する要素には同一の符号を付し、その説明は省略する。
【００７２】
図７は、インク袋のさらに他の形態例を示す断面図である。
【００７３】
図示のインク袋７０は、インク収容部７２の全体が弾性体で構成されており、インク供給口１６に近い部分の弾性力（バネ定数）が相対的に大きく、インク供給口１６から遠い距離の部分の弾性力（バネ定数）が相対的に小さくなっている。具体的には、単一の弾性材料で成形されて成るインク袋７０の厚みがインク供給口１６からの距離が遠くなるにつれて次第に薄くなるように構成されている。
【００７４】
図７に示すように、インク供給口１６に近い部位（Ａ部）の厚みをｔ１、遠い部位（Ｂ部）の厚みをｔ２とすると、Ａ部の厚みｔ１はＢ部の厚みｔ２よりも厚く、ｔ１＞ｔ２である。弾性体は、肉厚の３乗に比例して変位量が変わるため、例えば、０．５×ｔ１３≒ｔ２３を満たすようにインク袋７０の厚みｔ１、ｔ２を設計すると、同一圧力でＢ部はＡ部より約２倍変形しやすくなる。
【００７５】
図７では、インク袋の厚さを変える実施態様を記載したが、インク袋の材料組成をインク供給口に近い部分と、インク供給口に遠い部分とで変化させることで、弾性力（バネ定数）を変化させてもよい。
【００７６】
このような構成によっても、インク袋の負圧を維持しつつ、インクの消費によってインク供給口から遠い部位から順にインク袋を変形させることができるため、インクを無駄なく消費することができる。
【００７７】
〔インクカートリッジの配置形態並びに負圧制御について〕
図８は本発明の実施形態に係るインクカートリッジが用いられるシリアル走査型インクジェット記録装置のヘッド部周辺の構成例を示す要部斜視図である。
【００７８】
図中符号８０はキャリッジ、８２はヘッド部、８４はサブタンクユニット、８６はガイドシャフト、８８はガイドレールである。ヘッド部８２を搭載したキャリッジ８０はガイドシャフト８６に支持されており、当該ガイドシャフト８６及びこれに平行なガイドレール８８に沿って、図示せぬ記録媒体とノズル面との間の距離を一定に保ちつつ、主走査方向（矢印Ｍ方向）に滑らかに往復走行可能である。
【００７９】
サブタンクユニット８４は、キャリッジ８０上でヘッド部８２の上に配置されている。サブタンクユニット８４は、ＣＭＹＫの各色のインクを貯留する色別のサブタンク８４Ｃ，８４Ｍ，８４Ｙ，８４Ｋを備えている。各色のサブタンク８４Ｃ，８４Ｍ，８４Ｙ，８４Ｋは図示せぬ流路形成部材を介して印字ヘッド８２と接続されるとともに、それぞれ対応する色のインクカートリッジ９０Ｃ，９０Ｍ，９０Ｙ，９０Ｋと接続される。
【００８０】
各色のインクカートリッジ９０Ｃ，９０Ｍ，９０Ｙ，９０Ｋから供給されたインクは、それぞれ対応する色のサブタンク８４Ｃ，８４Ｍ，８４Ｙ，８４Ｋに貯留され、ここから下方のヘッド部８２へと供給される。
【００８１】
図８には明示しないが、ヘッド部８２はシアン（Ｃ），マゼンタ（Ｍ），イエロー（Ｙ），黒（Ｋ）の各色インクを吐出するためノズル列を備えている。各色のノズル列は、それぞれ同一色のインクを吐出する複数のノズルが記録媒体（不図示）の搬送方向（図中矢印Ｓで示す副走査方向）に並ぶように配列されている。すなわち、ヘッド部８２は、Ｃインクを吐出するＣノズルが副走査方向に並んだＣノズル列、Ｍインクを吐出するＭノズルが副走査方向に並んだＭノズル列、Ｙインクを吐出するＹノズルが副走査方向に並んだＹノズル列、Ｋインクを吐出するＫノズルが副走査方向に並んだＫノズル列を有し、これらＣＭＹＫの各ノズル列が列単位で副走査方向と直交する主走査方向（図中矢印Ｍで示す方向）に並ぶように配列されている。
【００８２】
図９は、ヘッド部８２のノズル配列の例を示す図である。各色インクに対応する印字ヘッドは同一構造を有しているので、これらを符号１００で表すことにする。
【００８３】
印字ヘッド１００は、ｎ個のノズル１０１（１０１-1〜１０１-n）を有し、このｎ個のノズルが２列に千鳥状に並べられている。このようにノズル１０１を千鳥配置することで、副走査方向に沿って並ぶように投影される実質的なノズル列のノズル間ピッチ（図９中でノズル１０１-1とノズル１０１-2の副走査方向の距離ｈ）を小さくすることができる。
【００８４】
図１０は、１ノズル分（１チャンネル）の液滴吐出素子の構成を示す断面図である。ノズル１０１はインクが収容される加圧液室１０２と連通し、更に、ヘッド内の各加圧液室１０２は、複数の加圧液室１０２に対してインクを供給する共通流路１０５と連通する。なお、共通流路１０５は、各色に対応するサブタンクユニット８４（図８参照）に連通しており、吐出用のインクは、サブタンクユニット８４から図１０に示す共通流路１０５を介してヘッド内の各加圧液室１０２に供給される。
【００８５】
また、図１０に示すように、加圧液室１０２の内部には、加圧液室１０２内のインクを加圧する手段としての加圧素子（ここでは、ヒータ）１０８が設けられている。加圧素子１０８を駆動して加圧液室１０２内のインクを沸騰状態にして気泡（バブル）を発生させ、その発生した気泡の圧力によってノズル１０１からインクが吐出される。すなわち、本例に示す印字ヘッド１００には、ヒータの加熱エネルギーにより加圧液室に発生させた気泡の圧力をインクの吐出力に用いるサーマル方式が適用される。
【００８６】
なお、本例では、インクの色別にそれぞれ独立の印字ヘッド（Ｃヘッド，Ｍヘッド，Ｙヘッド，Ｋヘッド）を構成し、これら複数の各色印字ヘッドを組み合わせてヘッド部８２（ＣＭＹＫヘッド）を構成しているが、かかる構成に代えて、１つの（単一の）印字ヘッドの内部流路を色別に個別化する構造（色単位で独立した流路構造）とし、１つの印字ヘッドから複数色のインクを吐出可能な構成としてもよい。
【００８７】
図８に例示した構成においては、各色のインクカートリッジ９０Ｃ，９０Ｍ，９０Ｙ，９０Ｋは、インクジェット記録装置内において、ヘッド部８２上のサブタンクユニット８４よりもさらに上方に配置され、それぞれ扁平面を略水平に保ちつつ、各色の（４つの）インクカートリッジ９０Ｃ，９０Ｍ，９０Ｙ，９０Ｋが同一平面上で主走査方向に沿って１列に並ぶように配置される。
【００８８】
ヘッド部８２の吐出面（ノズル面８２Ａ）からインクカートリッジ９０Ｃ，９０Ｍ，９０Ｙ，９０Ｋまでの高さをＬとし、水頭圧差（符号＋）Ｐ1、インクカートリッジ内の負圧値（符号−）Ｐ2、ヘッド部のノズル面の内圧Ｐ3とするとき、Ｐ3は−２０ｍｍＨ２Ｏ〜−７０ｍｍＨ２Ｏに設定することが望ましい。なお、１ｍｍＨ２Ｏ（ミリ水柱メートル）は約９．８Ｐａ（パスカル）であるから、Ｐａ（パスカル）の単位系で表すと、Ｐ3は−１９６Ｐａ〜−６８６Ｐａに設定することが望ましい。
【００８９】
すなわち、次の関係式、
ヘッドノズル液面圧力Ｐ3＝(ヘッドノズル面からインクカートリッジ揚水高さ圧：Ｐ1）＋（インクカートリッジ内圧：Ｐ2）
を満たすように、カートリッジ位置（ヘッドノズル面を基準とする鉛直上方の高さ位置、図８におけるＬ）とカートリッジ内の負圧値を設定する。
【００９０】
図８に例示したように、インクカートリッジ９０Ｃ，９０Ｍ，９０Ｙ，９０Ｋがヘッド部８２のノズル面８２Ａより鉛直方向の上側に配置される場合は、水頭圧差（Ｐ1）はプラス（＋）方向であるのでインクカートリッジ内圧力は、この＋方向の水頭圧差を吸収すべく、インクカートリッジ９０Ｃ，９０Ｍ，９０Ｙ，９０Ｋの内部負圧発生手段の付勢力を設定し、ヘッドノズル液面圧力が規定値の範囲（例えば、−２０ｍｍＨ２Ｏ〜−７０ｍｍＨ２Ｏ）となるように設定される。
【００９１】
図１１は、本発明の実施形態に係るインクカートリッジが用いられるインクジェット記録装置の他の構成を示す要部斜視図である。
【００９２】
図示の形態は、図８で説明した例と比較して、インクカートリッジがヘッドノズル面よりも鉛直方向下側に配置される形態となっている点で相違する。図１１中、図８の例と同一または類似する要素には同一の符号を付し、その説明は省略する。
【００９３】
図１１に示した構成のように、インクカートリッジ９０Ｃ，９０Ｍ，９０Ｙ，９０Ｋがヘッド部８２のノズル面８２Ａより鉛直方向の下側に配置される場合は、水頭圧差（Ｐ1）はマイナス（−）方向であるが、インクカートリッジ内圧力は、内部負圧発生手段の付勢圧力を設定し、ヘッドノズル液面圧力が規定値範囲になるように設定される。
【００９４】
すなわち、次の関係式、
ヘッドノズル液面圧力Ｐ3＝（ヘッドノズル面からインクカートリッジ揚水高さ圧：Ｐ1）＋（インクカートリッジ内圧：Ｐ2）
を満たすように、インクカートリッジの位置（ヘッドノズル面を基準とする鉛直下方の高さ位置、図１１におけるＬ）及びカートリッジ内の負圧値を設定する。
【００９５】
また、各インクカートリッジ９０Ｃ，９０Ｍ，９０Ｙ，９０Ｋとサブタンク８４Ｃ，８４Ｍ，８４Ｙ，８４Ｋとを繋ぐ流路の途中（好ましくは、各インクカートリッジ９０Ｃ，９０Ｍ，９０Ｙ，９０Ｋのインク供給口１６の近く）には、大気開放が可能なバルブ（大気開放バルブ）９２Ｃ，９２Ｍ，９２Ｙ，９２Ｋが設けられている。何れかのインクカートリッジ９０Ｃ，９０Ｍ，９０Ｙ，９０Ｋについてインク残量エンド（これ以上インク袋からインクを取り出すことができないという残量の限界）が検出された場合に、該当するインクカートリッジ９０Ｃ，９０Ｍ，９０Ｙ，９０Ｋの大気開放バルブ９２Ｃ，９２Ｍ，９２Ｙ，９２Ｋを開放する（大気に連通させる）ことでインク供給路内のインクをヘッド部８２に送り出すことができる。これにより、インク流路内のインクを無駄なく利用することが可能である。
【００９６】
図８及び図１１で説明したように、本発明の実施形態に係るインクカートリッジによれば、扁平インクカートリッジの配置高さと、内部の負圧値を設定することで、インクカートリッジの配置自由度を上げる効果があり、装置高さを低減することができる。
【００９７】
〔ピットイン・インク供給方式のインクジェット記録装置への適用例〕
図１２は本発明の一実施形態に係るインクジェット記録装置の構成図である。同図に示したように、このインクジェット記録装置１１０は、インクの色ごとに設けられた複数の印字ヘッド１１２Ｃ，１１２Ｍ，１１２Ｙ，１１２Ｋを有するヘッド部１１２と、各印字ヘッド１１２Ｃ，１１２Ｍ，１１２Ｙ，１１２Ｋに供給するインクを貯蔵しておくインクカートリッジ１１４（１１４Ｃ，１１４Ｍ，１１４Ｙ，１１４Ｋ）と、記録紙１１６を供給する給紙部１１８と、ガイドシャフト１２０に支持されながらガイドレール１２２に沿ってヘッド部１１２を記録紙搬送方向と略直交する主走査方向に走査させるキャリッジ１２４と、ヘッド部１１２が有する各色の印字ヘッド１１２Ｋ，１１２Ｃ，１１２Ｍ，１１２Ｙのそれぞれに連結され、各印字ヘッド１１２Ｋ，１１２Ｃ，１１２Ｍ，１１２Ｙの内部に負圧を発生させるとともに各色インクのサブタンクとしても機能する、印字ヘッドと同数の負圧維持部１２６（１２６Ｃ，１２６Ｍ，１２６Ｙ，１２６Ｋ）と、を備えている。
【００９８】
各色の印字ヘッド１１２Ｃ，１１２Ｍ，１１２Ｙ，１１２Ｋの構造は、図９及び図１０で説明した例と同様であるため、説明を省略する。
【００９９】
図１２における給紙部１１８には、所定のサイズに切断されたカット紙が装填される給紙カセットを用いる方式が適用される。複数のサイズの記録紙１１６に印字を行う場合には、給紙部１１８に装着されている給紙カセットを取り出し、所望のサイズの記録紙１１６が装填された給紙カセットに交換する。なお、同一サイズの異なる紙種の記録紙１１６を装填したカセットを用意してもよい。
【０１００】
このように、インクジェット記録装置１１０は複数種類の記録紙を利用可能に構成されており、給紙カセットには装填される記録紙１１６の種類情報を記録したバーコード或いは無線タグなどの情報記録体が取り付けられ、その情報記録体の情報を所定の読取装置によって読み取ることで、インクジェット記録装置１１０は使用される用紙の種類を自動的に判別し、用紙の種類に応じて装置内の各部が制御される。例えば、記録紙１１６の種類に応じて適切なインク吐出を実現するようにインク吐出制御を行ってもよい。
【０１０１】
給紙部１１８に装填された記録紙１１６は、給紙ローラ１３０の回動によって搬送路１３２に送り出され、搬送路１３２に設けられた搬送ローラ１３４に沿って垂直方向上側に搬送されるとともに、搬送路１３２において表裏が反転されて（搬送路１３２内で１回ターンして）ヘッド部１１２の直下へ送られる。記録紙１１６は、ヘッド部１１２の直下において搬送ローラ１３６によって所定の平面性を維持されながら一定の搬送ピッチで水平面内の所定の搬送方向（副走査方向、矢印線で図示）に送られる。
【０１０２】
記録紙１１６がヘッド部１１２の直下の印字領域に到達すると、キャリッジ１２４を主走査方向に走査させながら、各印字ヘッド１１２Ｋ，１１２Ｃ，１１２Ｍ，１１２Ｙの記録紙１１６と対向する面に設けられたノズルから各色インクを吐出させて主走査方向の印字を実行する。１回の主走査方向に印字が終わると、記録紙１１６は副走査方向に所定の距離だけ送られ、キャリッジを主走査方向に移動させながら主走査方向の印字が行われる。このようにして、副走査方向に記録紙１１６を一定ピッチずつ搬送方向へ送りながら主走査方向の印字を繰り返すことで、記録紙１１６の全面にわたって所望の画像が記録される。所望の画像が形成された記録紙１１６は、所定の搬送方向に送られて排紙部１３８から装置外部に排出される。
【０１０３】
各印字ヘッド１１２Ｋ，１１２Ｃ，１１２Ｍ，１１２Ｙのそれぞれに供給されるインクを貯蔵しておくインクカートリッジ１１４（Ｃインクに対応するＣインクカートリッジ１１４Ｃ、Ｍインクに対応するＭインクカートリッジ１１４Ｍ、Ｙインクに対応するＹインクカートリッジ１１４Ｙ、Ｋインクに対応するＫインクカートリッジ１１４Ｋ、これらを総称してインクカートリッジ１１４と記載する。）は、装置本体と分離可能なサブカートリッジ１４０に設けられるインクカートリッジ挿入口（図１２中不図示、図１３の符号１４２Ｃ，１４２Ｍ，１４２Ｙ，１４２Ｋ）に装着される。
【０１０４】
本例に示すインクジェット記録装置１１０では、インクカートリッジ１１４が装着されるサブカートリッジ１４０を装置前面側から装置本体に着脱可能な構造を有している。また、サブカートリッジ１４０の正面（サブカートリッジ１４０を装置本体に装着したときの装置前面に対応する面）には、インクカートリッジ１１４を挿入するためのインクカートリッジ挿入口１４２Ｃ，１４２Ｍ，１４２Ｙ，１４２Ｋが設けられており、装置の前面（フロント面）側からインクカートリッジ１１４の着脱（交換）作業が可能な構造となっている。
【０１０５】
〔サブカートリッジの説明〕
次に、サブカートリッジの構成について説明する。図１３は、サブカートリッジ１４０の斜視図であり、図１４はサブカートリッジ１４０をインクジェット記録装置１０本体に装着した状態の装置上側から見た平面図である。なお、図１４では、サブカートリッジ１４０の図示を明示するためヘッド部１１２と走査機構の詳細な図示は省略されている。
【０１０６】
図１３に示すように、サブカートリッジ１４０は、その前面（正面）にインクカートリッジ挿入口１４２Ｃ，１４２Ｍ，１４２Ｙ，１４２Ｙを有する。
【０１０７】
インクカートリッジ挿入口１４２Ｃ，１４２Ｍ，１４２Ｙ，１４２Ｋを介してインクカートリッジ装着部１４４Ｃ，１４４Ｍ，１４４Ｙ，１４４Ｋにインクカートリッジ１１４Ｃ，１１４Ｍ，１１４Ｙ，１１４Ｋが装着されると、インクカートリッジ１１４Ｃ，１１４Ｍ，１１４Ｙ，１１４Ｋはサブカートリッジ１４０の内部に設けられたインク供給路１４６を介して、インク供給連結部１４８（１４８Ｃ，１４８Ｍ，１４８Ｙ，１４８Ｋ）と連通する。図示の便宜上、図１３ではインク供給路１４６を１本の線で模式的に図示したが、サブカートリッジ１４０の内部には各色のインクに対応するインク流路が個別に設けられている。
【０１０８】
インク供給連結部１４８は、サブカートリッジ１４０をインクジェット記録装置本体に装着した状態におけるヘッド部１１２の走査領域の一方の端部に設けられている。ヘッド部１１２の端部には、サブカートリッジ１４０のインク供給連結部１４８に対して連結／離脱可能な連結部１４９が設けられている（図１４参照）。
【０１０９】
本例に示すインクジェット記録装置１１０は、ヘッド部１１２にインク充填が必要になると、キャリッジ１２４をインク供給連結部１４８が設けられる走査領域の一方の端部に移動させ、連結部１４９をインク供給連結部１４８に接続することで、サブカートリッジ１４０からヘッド部１１２にインクが供給されるピットイン・インク供給方式が採用される。
【０１１０】
ヘッド部１１２の連結部１４９とサブカートリッジ１４０のインク供給連結部１４８が嵌合連結されるときのヘッド部１１２の位置をホームポジションとし、記録待機中や印字処理開始時及び印字処理終了時、或いはメンテナンス実行時にはヘッド部１１２をホームポジションに移動させるようにキャリッジ１２４の駆動が制御される。
【０１１１】
サブカートリッジ１４０には、印字領域における記録紙（図１２中の符号１１６）の搬送ガイドとなる搬送ガイド部１５０と、縁なし印字時の記録紙１１６の幅からはみ出したインクを受けるインク受容部１５２と、の機能を備えたガイド部材１５４を備えている。このガイド部材１５４は、その外縁部分に形成された凸部が印字領域における記録紙の搬送ガイド部１５０となり、周囲を搬送ガイド部１５０（凸部）で囲まれた領域（凹部）がインク受容部１５２となっている。
【０１１２】
ガイド部材１５４にインクなどの汚れが付着した場合には、ユーザがサブカートリッジ１４０から取り外して清掃または交換することができる。ガイド部材１５４には樹脂材料が好適に用いられる。インク受容部１５２に多孔質部材や不織布など液体を吸収する吸収部材を備え、インク受容部１５２が廃インクで一杯になるとガイド部材１５４から吸収部材のみを取り出すように構成すると、インク受容部１５２のメンテナンスが容易になる。
【０１１３】
サブカートリッジ１４０には、ヘッド部１１２のノズル面に対して密着し得るキャップ部材（図１４中不図示、図２１中の符号２６０）と、該キャップ部材に連通する吸引ポンプ（図１４中不図示、図２１中の符号２８８）と、を有する回復ユニット１６０が配設される。回復ユニット１６０は、ヘッド部１１２がサブカートリッジ１４０に連結された状態（ホームポジションに位置する状態）で、ヘッド部１１２のノズル面直下に位置している。回復ユニット１６０の構成について詳細は後述するが、印字処理開始前や印字待機中などの非印字時には、ヘッド部１１２のノズル面にキャップ部材を密着させて、ノズル内のインクの乾燥を防止し、インクの粘度上昇による吐出異常を回避する。
【０１１４】
また、ノズル内（ヘッド内）に気泡が発生した場合やノズル内の増粘インクをノズルから除去する場合には、前記キャップ部材をノズル面に密着させて吸引ポンプを作動させることでノズルからインクを吸引する。この吸引動作により、ヘッド部１１２には連結部１４９側から新しいインクが供給される。
【０１１５】
サブカートリッジ１４０には、回復ユニット１６０により吸引された廃インクを回収する廃インクタンク（廃インク回収部）１６２を備えている。この廃インクタンク１６２は、サブカートリッジ１４０に設けられた廃インク流路１６４を介して回復ユニット１６０と連通される。
【０１１６】
廃インクタンク１６２は、サブカートリッジ１４０を装置本体から取り出した状態でサブカートリッジ１４０の下面側から取り外すことができる。したがって、廃インクタンク１６２が廃インクで一杯になった場合には、サブカートリッジ１４０から取り外して新しい廃インクカートリッジに交換可能であり、廃インクタンク１６２のみを廃棄することができる。なお、インク受容部１５２と廃インクタンク１６２とをチューブなどの流路部材を介して連通させ、インク受容部１５２に収容されるインクを廃インクタンク１６２に集めるように構成してもよい。
【０１１７】
上述したように、印字ヘッド１１２Ｃ，１１２Ｍ，１１２Ｙ，１１２Ｋへインクを供給するインク供給系と、インク受容部１５２や回復ユニット１６０、廃インクタンク１６２から構成されるインク回収系と、をサブカートリッジ１４０内に集約して収納することでインクチューブの引き回しや廃インクのメンテナンスをユーザが容易に行うことができる。
【０１１８】
図１５はヘッド部１１２を上面から見た平面模式図（一部に透視断面を含む図）である。図１５に示したように、ヘッド部１１２は、Ｃインクを吐出する複数のノズルが副走査方向に配列されたＣノズル列１７２Ｃと、Ｍインクを吐出する複数のノズルが副走査方向に配列されたＭノズル列１７２Ｍと、Ｙインクを吐出する複数のノズルが副走査方向に配列されたＹノズル列１７２Ｙと、Ｋインクを吐出する複数のノズルが副走査方向に配列されたＫノズル列１７２Ｋと、を備え、ヘッド部１１２の上部には、各色のノズル列１７２Ｃ，１７２Ｍ，１７２Ｙ，１７２Ｋに対応して各色インク用の負圧維持部１２６Ｃ，１２６Ｍ，１２６Ｙ，１２６Ｋが設けられている。
【０１１９】
それぞれの負圧維持部１２６Ｃ，１２６Ｍ，１２６Ｙ，１２６Ｋは、チューブその他の適宜の流路形成部材（図中の符号１７４として図示）を介して、対応する連結部１４９Ｃ，１４９Ｍ，１４９Ｙ，１４９Ｋと連通している。以後、説明の便宜上、特に色を特定せずに、負圧維持部１２６Ｃ，１２６Ｍ，１２６Ｙ，１２６Ｋを指す場合に符号１２６で表す。同様に、連結部１４９Ｃ，１４９Ｍ，１４９Ｙ，１４９Ｋについても、色を特定しない場合に符号１４９で表すものとする。
【０１２０】
ヘッド部１１２の主走査方向の一端部（連結部１４９が形成されている側と反対側の端部）には、気泡排出チャンバ１８０が設けられており、各負圧維持部１２６の上部に形成された排出口１８４は、それぞれチューブその他の適宜の流路形成部材より成る気泡排出流路１８６と逆止弁１８８とを介して気泡排出チャンバ１８０に連通されている。なお、逆止弁１８８に代えて開閉制御可能なバルブ（開閉バルブ）を用いてもよい。
【０１２１】
また、気泡排出チャンバ１８０の底面には、複数の開口（気泡排出孔２０８）が形成されており、この底面に、後述する回復ユニット１６０のキャップ（図２１中の符号２６０）を密着させて吸引ポンプ（図２１中の符号２８８）で減圧することにより、気泡吸引が行われる。
【０１２２】
〔負圧維持部の説明〕
次に、負圧維持部１２６の構造について詳説する。図１６は、負圧維持部１２６の構成を模式的に示した側面図（図１５における矢印Ａ方向から見た図）である。
【０１２３】
図１６に示すように、負圧維持部１２６は、ヘッド部１１２へ供給されるインクが一旦貯留されるインク収容容積を有するサブタンク１９０を備え、該サブタンク１９０の一部の面（側面部）が可塑性膜１９２と板バネ１９４とから成る弾性変形部材１９６によって構成されている。
【０１２４】
すなわち、サブタンク１９０は、その内部圧力が大気圧力よりも小さい場合に少なくともその一部が弾性変形する構造を有し、サブタンク１９０の容積が収縮することで負圧を発生させる構造となっている。また、サブタンク１９０の内部圧力が大気圧力になった場合は弾性変形の復元力でその容積は復元される。
【０１２５】
本例の負圧維持部１２６は、外観形状を維持し得る程度に硬質の材料から成るサブタンク１９０の容器の一壁面に、円形の可塑性膜１９２が取り付けられており、この可塑性膜１９２に十字形状の板バネ１９４が固着された構造を有し、内部圧力の変化によって可塑性膜１９２が変位する。
【０１２６】
サブタンク１９０は、その内部の圧力が大気圧の場合には板バネ１９４に変形力が作用しないが、内部圧力が負圧になると、可塑性膜１９２と板バネ１９４はサブタンク１９０の容積を縮小させる方向に変形し、サブタンク１９０の内部に負圧が発生するように構成されている。
【０１２７】
可塑性膜１９２と板バネ１９４から成る弾性変形部材１９６がサブタンク１９０の容積を縮小させる方向に変位すると、板バネ１９４の弾性力（復元力）により、サブタンク１９０の内部容積（すなわち、負圧維持部１２６の内部容積）を拡大させる方向に力が働く。この弾性変形部材１９６の作用によって、サブタンク１９０の内部圧力は負圧に維持される。板バネ１９４の形状（弾性係数）は、弾性変形部材１９６の変形量と変形時の発生圧力によって適宜設計される。
【０１２８】
図１６に示す態様では、サブタンク１９０の少なくとも１つの壁面に可塑性膜１９２と板バネ１９４とを面同士で接着（溶着）させた弾性変形部材１９６を備える構成を例示したが、弾性変形部材１９６は上記構成以外にも、板バネと可塑性膜とをサンドイッチ状にはさみ込んでこれらを溶着する構成でもよい。
【０１２９】
負圧維持部１２６には、図１５で説明した連結部１４９へと繋がるインク供給口２０２と、ヘッド部１１２との連通口であるヘッド連通口２０４が設けられている。図１３及び図１４で説明したように、連結部１４９がサブカートリッジ１４０のインク供給連結部１４８に連結されることにより、インクカートリッジ１１４と図１６のサブタンク１９０が連通し、インク供給口２０２を介してサブタンク１９０内にインクが供給される。
【０１３０】
また、負圧維持部１２６の下面（サブタンク１９０の底面部）には、ヘッド部１１２との連通口であるヘッド連通口２０４が設けられており、このヘッド連通口２０４を介して該サブタンク１９０からヘッド内にインクが供給される。
【０１３１】
サブタンク１９０の上部には、気泡溜まり部２０６が形成されている。気泡溜まり部２０６は、上方に向かって流路断面が徐々に小さくなる滑らかな曲面形状（例えば、先細りのテーパー状）を有しており、ヘッド部１１２からサブタンク１９０内に流入した気泡がその浮力で上方に移動し、途中で引っかかることなく、気泡溜まり部２０６に導かれ、気泡溜まり部２０６の上部に滞留するようになっている。なお、気泡溜まり部２０６の内面形状は、上記に限らず、例えば、テーパー状（錐面形状）に代えて、半球形状などでもよい。
【０１３２】
気泡溜まり部２０６の最上部に設けられた排出口１８４は、気泡排出流路１８６と連通している。図１５で説明したとおり、気泡排出流路１８６には逆止弁１８８（または開閉バルブ）が設けられ、さらに気泡排出流路１８６の排出口１８４（気泡排出口）と反対側の端部は気泡排出チャンバ１８０と連通している（図１５参照）。
【０１３３】
上記構成から成る負圧維持部１２６によれば、図１７に示すように、サブタンク１９０内のインク量に応じて可塑性膜１９２が変位し、負圧維持部１２６の内部圧力も変化する。
【０１３４】
図１７中破線で示す可塑性膜１９２’はインクが十分に充填された状態（ホームポジションでのピットインによるインク供給が完了した直後の初期状態）を示し、実線で示す可塑性膜１９２は、印字ヘッドによるインクの消費に伴って、サブタンク１９０内のインクが減少し、負圧維持部１２６内部圧力（負圧の絶対値）が大きくなり、インクの補充が必要になった状態を示している。
【０１３５】
可塑性膜１９２の変化量と負圧維持部１２６の内部圧力の変化量（すなわち、サブタンク１９０の容積変化量）は相関があるため、可塑性膜１９２の変化量を観測（検出）することで、間接的に負圧維持部１２６の内部圧力を検出することができる。
【０１３６】
図１８を用いて、負圧維持部１２６の内部圧力を検出する手段の一例を説明する。図１８(a),(b)には、可塑性膜１９２の変形量を検出する検出機構２２０（負圧維持部１２６の内部圧力検出部）の構成例を示す。図１８(a),(b)に示す検出機構２２０は、可塑性膜１９２の変形量に応じて回動するアクチュエータ２２２と、２つの光学式センサ２２４，２２６を含んで構成される。
【０１３７】
第１のセンサ２２４は、可塑性膜１９２の初期状態に対応する位置に設けられ、負圧維持部１２６がサブカートリッジ１４０に連結された状態でヘッド部１１２のノズル面高さとインクカートリッジ１１４の位置（高さ）との水頭圧差（サブタンクの初期充填圧力）分の内圧を検出する。
【０１３８】
第２のセンサ２２６は、プリント実行時における負圧維持部１２６の内部圧力（負圧）の上限圧力（ピットインによるインク供給が必要なインク残量のレベルに対応する内部圧力）を検出する。
【０１３９】
図１８(a)は、負圧維持部１２６がサブカートリッジ１４０が連結されて負圧維持部１２６内にインクが充填された状態であり、この状態で検出される負圧維持部１２６の内部圧力（充填完了時の初期充填圧力）は、例えば、−１０ｍｍＨ２Ｏである。
【０１４０】
また、図１８(b)は、プリント実行時における負圧維持部１２６の内部圧力の上限状態（インク補充が必要な状態）であり、この状態で検出される負圧維持部１２６の内部圧力は、例えば、−７０ｍｍＨ２Ｏである。
【０１４１】
なお、図１８(a),(b)に示すアクチュエータ２２２に代わりストレンゲージ（ひずみ検出部材）を用いることも可能である。また、図１８(a),(b)には、光学式センサを２つ備える態様を例示したが、２つのセンサのうち第１のセンサ２２４は省略可能であり、少なくとも、可塑性膜１９２の変形量（サブタンク１９０の容積変化量）が所定量以上となったことを検出するセンサ（図１８(a),(b)ではセンサ２２６）を備えていればよい。
【０１４２】
〔インク供給連結部の構造例〕
図１９(a),(b)は、サブカートリッジ１４０側に設けられるインク供給連結部１４８と、ヘッド部１１２の負圧維持部１２６側に設けられるインク供給用の連結部１４９の構造例を示す断面図である。
【０１４３】
図１９(a)は、負圧維持部１２６側の連結部１４９とサブカートリッジ１４０のインク供給連結部１４８が離間した状態を示し、図１９(b)は、両者が連結した状態を示す。
【０１４４】
図１９(a)に示すように、負圧維持部１２６側の連結部１４９の内部は、弾性部材（例えば、バネ）２３０の力によってボール（弁体）２３２をインク流入方向と逆方向（図の右方向）に付勢して、ボール２３２を小径の流路の端面（弁座）２３４に押し当ててインク流路を塞ぐ逆止弁の構造を有している。
【０１４５】
その一方、この連結部１４９に嵌合されるサブカートリッジ１４０側のインク供給連結部１４８は、連結部１４９の挿入口２３６に挿入可能なインク供給針２４４を有し、インク供給針２４４の先端近くの周面には、インク供給針２４４の内部流路２４６と連通する開口穴２４８が形成されている。
【０１４６】
図１９(a)に示す離間状態では、弾性部材（例えば、バネ）２３０により付勢されたボール２３２により、挿入口２３６の流路が塞がれ、弁が閉じた状態となる。
【０１４７】
図１９(b)に示す連結状態では、挿入口２３６にインク供給針２４４が挿入されることにより、インク供給針２４４の先端によってボール２３２が弾性部材２３０の付勢方向と反対方向へ押されて移動し、インク供給針２４４の開口穴２４８を通ってインクが連結部１４９の内部へと流れる。すなわち、図１９(b)に示す連結状態ではボール２３２による弁が開いた状態となり、図１２で説明したヘッド部１１２とインクカートリッジ１１４とが連通状態となる。
【０１４８】
〔気泡排出路に用いられる弁構造の例〕
図２０(a),(b)には、図１６で説明した逆止弁１８８の構造例を示す。なお、図２０(b)は図２０(a)の２０ｂ−２０ｂ’線に沿う断面図である。図２０(a)に示すように、逆止弁１８８は、略球体のボール（弁体）２５０が流路２５２内に遊挿された構造を有し、ボール２５０が収容されている流路２５２の負圧維持部１２６と連通する側（図２０（ａ）における下側）には、ボール２５０により封止可能な大きさの流路断面積を有する開口２５４が形成され、気泡排出チャンバ１８０と連通する側（図２０（ａ）における上側）には、ボール２５０の直径よりも大きな略円形状の内側に凸形状部２５６を有する開口２５８（ボール２５０が当接しても流路が封止されない流路断面の形状を有する開口）を備えている。
【０１４９】
したがって、気泡排出チャンバ１８０側の吸引ポンプ（図２１に符号２８８で図示）により吸引される状態ではボール２５０が開口２５８の端面（凸形状部２５６）に当接することで、負圧維持部１２６側の開口２５４が開放され、ボール２５０と開口２５４の隙間から気泡が排出される（順方向の圧力により逆止弁１８８が開いた状態）。
【０１５０】
その一方、気泡排出チャンバ１８０側の吸引ポンプ（図２１に符号２８８で図示）が停止している状態（気泡排出チャンバ１８０が吸引されない状態）ではボール２５０が負圧維持部１２６側の開口２５４と接触して開口２５４を封止する（逆方向の圧力により弁が閉じた状態）。なお、図２０(a),(b)に示す弁構造はあくまでも一例であり、他の弁構造を適用してもよい。
【０１５１】
〔回復ユニットの構成例〕
図２１はヘッド部１１２及び回復ユニット１６０の概略構成を示す模式図である。同図は、ヘッド部１１２を正面（図１５の矢印Ｂ方向）から見た図であり、説明の便宜上、一部に透視断面を含んでいる。図２１では、図示の便宜上、Ｋインク用の負圧発生部１２６Ｋについてのみ検出機構２２０を記載したが、他の色についても同様に、それぞれの負圧維持部１２６Ｃ，１２６Ｍ，１２６Ｙ，１２６Ｋについて検出機構２２０が設けられている。
【０１５２】
図２１に示すとおり、回復ユニット１６０は、ヘッド部１１２のノズル面（インク吐出面）１１２Ａ及び気泡排出チャンバ１８０の下面（気泡排出孔２０８の形成面）に圧接されるキャップ２６０を備えている。
【０１５３】
キャップ２６０は、ノズル面１１２Ａのノズル形成領域を覆う第１のキャップ部（ノズル吸引用キャップ部）２６２と、気泡排出チャンバ１８０の気泡排出孔２０８形成領域を覆う第２のキャップ部（チャンバ吸引用キャップ部）２６４とが仕切壁２６６を挟んで一体的に組み合わされた構造を有しており、第１のキャップ部２６２及び第２のキャップ部２６４の各排出口２７２、２７４は、それぞれ別々のバルブ２８２，２８４を介して共通の吸引ポンプ２８８に接続される。吸引ポンプ２８８は、図１３で説明した廃インクタンク１６２に接続されている。
【０１５４】
なお、図２１に示した第１のキャップ部２６２に繋がるバルブ２８２を「第１バルブ２８２」と呼び、第２のキャップ部２６４に繋がるバルブ２８４を「第２バルブ２８４」と呼ぶことにする。
【０１５５】
キャップ２６０は、不図示の上下駆動機構に支持されており、ノズル面１１２Ａから離れた退避位置と、ノズル面１１２Ａに圧接するキャッピング位置とに移動可能である。なお、ノズル面１１２Ａと気泡排出チャンバ１８０の下面は同一平面上にあり、ノズル面１１２Ａ及び気泡排出チャンバ１８０の下面に接触するキャップ２６０の接触部には、圧接による密着性（密閉性）を高めるための弾性部材（シール部材）２７８が設けられている。
【０１５６】
上記構成によれば、不図示の上下駆動機構を動作させて、ヘッド部１１２のノズル面１１２Ａに第１のキャップ部２６２を密着させるとともに、気泡排出チャンバ１８０の気泡排出孔２０８の形成面に第２のキャップ部２６４を密着させて、第１バルブ２８２、第２２８４を開き、吸引ポンプ２８２を動作させることで、ヘッド部１１２及び負圧維持部１２６内のインクを吸引して、ヘッド内及び負圧維持部１２６内の気泡を外部に排出することができる。また、ヘッド部１１２にインクを初期充填する際にも、キャップ２６０をノズル面１１２Ａ及び気泡排出チャンバ１８０に圧接して、バルブ２８２，２８４を制御しつつ吸引ポンプ２８８を作動させる。
【０１５７】
本例では、第１のキャップ部２６２と第２のキャップ部２６４とを有する１つのキャッブ部材（キャップ２６０）を用いたが、第１のキャップ部２６２に相当するノズル吸引用のキャップと、第２のキャップ部２６４に相当するチャンバ吸引用のキャップとをそれぞれ個別のキャップ部材によって構成し、各キャップ部材について個別に上下駆動機構を設ける態様も可能である。
【０１５８】
〔制御系の説明〕
図２２は、インクジェット記録装置１１０のシステム制御系の構成を示すブロック図である。本例のインクジェット記録装置１１０は、インクカートリッジ１１４（図１２参照）のインク残量を検出するためのインク残量検出部３２０と、負圧維持部１２６の可塑性膜１９２の変位を検出するための可塑性膜変位検出部３３０と、回復ユニット１６０（図１３，図２１参照）の吸引ポンプ２８８を駆動するポンプドライバ３４０と、第１バルブ２８２、第２バルブ２８４並びに大気開放バルブ９２を制御するバルブドライバ３５０を備えている。
【０１５９】
また、図２２に示すとおり、インクジェット記録装置１１０は、通信インターフェース３７０、システムコントローラ３７２、画像メモリ３７４、ＲＯＭ３７５、モータドライバ３７６、ヒータドライバ３７８、プリント制御部３８０、画像バッファメモリ３８２、ヘッドドライバ３８４等を備えている。
【０１６０】
インク残量検出部３２０には、図２で説明した発光素子２０，２２及び受光素子２４，２６、並びに後述するインク供給路（図２４の符号４０１）のインク残量を検出する光学式センサ（図２４の符号４０４）などが含まれる。
【０１６１】
インク残量検出部３２０から得られるインクカートリッジ１１４のインク残量情報は、ホストコンピュータ３８６のディスプレイなど、所定の表示手段により表示されるとともに、インクカートリッジ１１４内のインク残量が少なくなると報知手段によりその旨が報知され、インクカートリッジ１１４の交換が促される。
【０１６２】
可塑性膜変位検出部３３０は、図１８で説明した検出機構２２０に相当する。すなわち、各色の負圧維持部１２６についてそれぞれ可塑性膜１９２の変位を検出するために配設された光学式のセンサ２２４，２２６が図２２の可塑性膜変位検出部３３０に含まれる。
【０１６３】
可塑性膜変位検出部３３０から得られる変位情報は、各負圧維持部１２６の内部のインク残量並びに内部圧力（負圧値）を反映した情報であり、かかる情報に基づき負圧維持部１２６内のインク残量が所定量を下回ることが検出されると（すなわち、負圧維持部１２６の内部圧力が所定の値よりも大きな負圧値になると）、ピットインによる負圧維持部１２６へのインクの補給が行われる。
【０１６４】
ポンプドライバ３４０は、システムコントローラ３７２からの指令に従い、吸引ポンプ２８８のオン／オフ制御や駆動方向の制御を行う制御ブロックである。
【０１６５】
バルブドライバ３５０は、システムコントローラ３７２からの指令に従い、図２１で説明した回復ユニット１６０のバルブ２８２，２８４や、図１１で説明した大気開放用のバルブ９２（９２Ｃ，９２Ｍ，９２Ｙ，９２Ｋ）の開閉を行う制御ブロックである。
【０１６６】
通信インターフェース３７０は、ホストコンピュータ３８６から送られてくる画像データを受信するインターフェース部である。通信インターフェース３７０にはＵＳＢ（Universal Serial Bus）、ＩＥＥＥ１３９４、イーサネット（登録商標）、無線ネットワークなどのシリアルインターフェースやセントロニクスなどのパラレルインターフェースを適用することができる。この部分には、通信を高速化するためのバッファメモリ（不図示）を搭載してもよい。
【０１６７】
ホストコンピュータ３８６から送出された画像データは通信インターフェース３７０を介してインクジェット記録装置１１０に取り込まれ、一旦画像メモリ３７４に記憶される。画像メモリ３７４は、通信インターフェース３７０を介して入力された画像を一旦格納する記憶手段であり、システムコントローラ３７２を通じてデータの読み書きが行われる。画像メモリ３７４は、半導体素子からなるメモリに限らず、ハードディスクなど磁気媒体を用いてもよい。
【０１６８】
システムコントローラ３７２は、通信インターフェース３７０、画像メモリ３７４、ポンプドライバ３４０、バルブドライバ３５０、モータドライバ３７６、ヒータドライバ７８等の各部を制御する制御手段である。システムコントローラ３７２は、中央演算処理装置（ＣＰＵ）及びその周辺回路等から構成され、ホストコンピュータ３８６との間の通信制御、画像メモリ３７４の読み書き制御等を行うとともに、搬送系のモータ３８８やヒータ３８９を制御する制御信号を生成する。
【０１６９】
ＲＯＭ３７５には、システムコントローラ３７２のＣＰＵが実行するプログラム及び制御に必要な各種データなどが格納されている。ＲＯＭ３７５は、書換不能な記憶手段であってもよいし、ＥＥＰＲＯＭのような書換可能な記憶手段であってもよい。画像メモリ３７４は、画像データの一時記憶領域として利用されるとともに、プログラムの展開領域及びＣＰＵの演算作業領域としても利用される。
【０１７０】
モータドライバ３７６は、システムコントローラ３７２からの指示にしたがってモータ３８８を駆動するドライバ（駆動回路）である。なお、図２２には、１つのモータドライバ３７６とモータ３８８を図示したが、インクジェット記録装置１１０は、複数のモータ及びこれらを駆動するモータドライバを備えている。一例を挙げると、図１２に示す給紙ローラ１３０を駆動するモータやキャリッジ１２４を動作させるモータ、記録紙１１６の搬送路に備えられる搬送ローラ１３４，１３６を駆動するモータなどがある。図２２に示したシステムコントローラ３７２は、これら複数のモータに対応した複数のモータドライバを制御している。
【０１７１】
また、ヒータドライバ３７８とヒータ３８９についても同様であり、インクジェット記録装置１１０は、複数のヒータ及びこれらを駆動するヒータドライバを備えており、システムコントローラ３７２は、装置内の複数のヒータ及びヒータドライバを制御している。
【０１７２】
プリント制御部３８０は、システムコントローラ３７２の制御に従い、画像メモリ３７４内の画像データ（多値の入力画像のデータ）からインク吐出制御用の信号（印字データ）を生成するための各種加工、補正などの処理を行う信号処理手段として機能し、生成した印字制御信号（印字データ）をヘッドドライバ３８４に供給する制御部である。
【０１７３】
プリント制御部３８０において所要の信号処理が施され、該画像データに基づいてヘッドドライバ３８４を介して各色の印字ヘッド１１２Ｃ，１１２Ｍ，１１２Ｙ，１１２Ｋのインク液滴の吐出量や吐出タイミングの制御が行われる。これにより、所望のドットサイズやドット配置が実現される。
【０１７４】
プリント制御部３８０には画像バッファメモリ３８２が備えられており、プリント制御部３８０における画像データ処理時に画像データやパラメータなどのデータが画像バッファメモリ３８２に一時的に格納される。なお、図２２において画像バッファメモリ３８２はプリント制御部３８０に付随する態様で示されているが、画像メモリ３７４と兼用することも可能である。また、プリント制御部３８０とシステムコントローラ３７２とを統合して一つのプロセッサで構成する態様も可能である。
【０１７５】
ヘッドドライバ３８４はプリント制御部３８０から与えられる印字データに基づいて各色の印字ヘッド１１２Ｃ，１１２Ｍ，１１２Ｙ，１１２Ｋに設けられた加圧素子１０８（図１０参照）を駆動する。ヘッドドライバ３８４にはヘッドの駆動条件を一定に保つためのフィードバック制御系を含んでいてもよい。
【０１７６】
画像入力から印字出力までの処理の流れを概説すると、印刷すべき画像のデータは、通信インターフェース３７０を介して外部から入力され、画像メモリ３７４に蓄えられる。この段階では、例えば、ＲＧＢの多値の入力画像データが画像メモリ３７４に記憶される。
【０１７７】
インクジェット記録装置１１０では、インク（色材） による微細なドットの打滴密度やドットサイズを変えることによって、人の目に疑似的な連続階調の画像を形成するため、入力されたデジタル画像の階調（画像の濃淡）をできるだけ忠実に再現するようなドットパターンに変換する必要がある。そのため、画像メモリ３７４に蓄えられた元画像（ＲＧＢ）のデータは、システムコントローラ３７２を介してプリント制御部３８０に送られ、ディザ法や誤差拡散法などを用いたハーフトーン化処理によって、インク色ごとのドットデータ（打滴配置データ）に変換される。
【０１７８】
すなわち、プリント制御部３８０は、入力されたＲＧＢ画像データをＫ，Ｃ，Ｍ，Ｙの４色のドットデータに変換する処理を行う。こうして、プリント制御部３８０で生成されたドットデータは、画像バッファメモリ３８２に蓄えられる。この色別ドットデータは、各色の印字ヘッド１２Ｃ，１２Ｍ，１２Ｙ，１２Ｋのノズル１０１からインクを吐出するためのＣＭＹＫ打滴データに変換され、印字されるインク吐出データが確定する。
【０１７９】
ヘッドドライバ３８４は、プリント制御部３８０から与えられるインク吐出データに基づき、各印字ヘッド１１２Ｃ，１１２Ｍ，１１２Ｙ，１１２Ｋのノズル１０１に対応する加圧素子１０８を駆動するための駆動信号を出力する。
【０１８０】
記録媒体としての記録紙１１６の搬送速度とヘッド部１１２の走査速度に同期して印字ヘッド１１２Ｃ，１１２Ｍ，１１２Ｙ，１１２Ｋからのインク吐出を制御することにより、記録紙１１６上に画像が形成される。
【０１８１】
また、本例のインクジェット記録装置１１０は、ヘッド部１１２による印字結果を検出する手段として、印字検出部３９４を備えている。印字検出部３９４は、イメージセンサ（例えば、ＣＣＤ撮像素子やＣＭＯＳ撮像素子）を含むブロックであり、該イメージセンサによって読み取った読取結果からノズル１０１の目詰まりその他の吐出異常をチェックする手段として機能する。
【０１８２】
すなわち、印字検出部３９４は、記録紙１１６に印字された画像を読み取り、所要の信号処理などを行って印字状況（吐出の有無、着弾位置誤差、ドット形状、光学濃度など）を検出し、その検出結果をプリント制御部３８０及びシステムコントローラ３７２に提供する。
【０１８３】
次に、上記の如く構成されたインクジェット記録装置１１０の動作について説明する。
【０１８４】
〔インクの初期充填動作について〕
インクが未充填の印字ヘッドにインクを初期充填する際、或いはインクカートリッジを交換したときの初期充填の際には、以下に述べる初期充填処理が実行される。
【０１８５】
先ず、インクカートリッジ１１４を装置本体（サブカートリッジ１４０）に装填し、キャリッジ１２４を走査させてヘッド部１１２をホームポジションに移動させ、サブカートリッジ１４０のインク供給連結部１４８にヘッド部１１２側の連結部１４９を連結させる。
【０１８６】
次に、回復ユニット１６０のキャップ２６０を上昇させて、キャップ２６０をノズル面１１２Ａ及び気泡排出チャンバ１８０に圧接する（図２１参照）。すなわち、第１のキャップ部２６２でヘッド部１１２のノズル形成領域を覆うとともに、第２のキャップ部２６４で気泡排出チャンバ１８０の気泡排出孔２０８の形成領域を覆う。
【０１８７】
次に、第１のキャップ部２６２に繋がる第１バルブ２８２を閉じるとともに、第２キャップ部２６４に繋がる第２バルブ２８４を開き、吸引ポンプ２８８により負圧をかけて、気泡排出流路１８６の逆止弁１８８を開き、負圧維持部１２６（すなわち、サブタンク１９０）にインクを充填する。
【０１８８】
このように、インクの初期充填時に第２バルブ２８４を開き、第１バルブ２８２を閉じた状態で、負圧維持部１２６（サブタンク１９０）の排出口１８４を介して気泡排出流路１８６からサブタンク１９０内の気体を確実に排出することで、サブタンク１９０内をインクに置換することができる。
【０１８９】
負圧維持部１２６（すなわち、サブタンク１９０）へのインク充填が完了したら、第２バルブ２８４を閉じるとともに第１バルブ２８２を開き、吸引ポンプ２８８により負圧をかけてヘッド内にインクを充填する。
【０１９０】
インク充填後に吸引ポンプ２８８を停止すると、インクカートリッジ１１４の位置（高さ）と、ノズル面高さの水頭差圧分だけ、負圧維持部１２６の板バネ１９４が変位し、内圧が維持される。
【０１９１】
その後、サブカートリッジ１４０のインク供給連結部１４８からヘッド部１１２の連結部１４９を離間させると、負圧維持部１２６側のインク供給弁（図１９で説明したボール２３２による逆止弁）が閉じ、負圧維持部１２６内は板バネ１９４により負圧に維持される。
【０１９２】
〔印字中のインク供給制御（ピットイン）について〕
印字中はインク吐出によって負圧維持部１２６内のインクが消費されるため、負圧維持部１２６内のインク減少とともに、板バネ１９４の変位が増加し、負圧が増加する。図１８（b）で説明したように、負圧上限が検出されると、ヘッド部１１２をホームポジションに移動させ、ピットインによるインク補給を行う。ピットインにより、負圧維持部１２６と、インク供給連結部１４８が連結された際、負圧維持部１２６の内部圧力がインク供給連結部１４８内の圧力より、負圧が大きいため、自然に（供給側からの加圧や被供給側からの吸引などの圧力付与を必要とせずに）インクカートリッジ１１４から負圧維持部１２６内へインクが供給される。
【０１９３】
すなわち、負圧維持部１２６とインク供給連結部１４８が連結されると、ノズル面のヘッド内圧力は、インクカートリッジ１１４とノズル面１１２Ａの揚水高さ分の負圧に回復する。このとき、負圧維持部１２６の板バネ１９４が復元する変位分、インクカートリッジ１１４から負圧維持部１２６にインクが供給される。
【０１９４】
図２３には、印字実行中のインク供給制御のフローチャートを示す。図２３に示すように、プリントが実行されると（ステップＳ１０）、ステップＳ１２において負圧維持部１２６の可塑性膜１９２の変位量を検知する第２のセンサ２２６のオンを監視する。第２のセンサ２２６がオフと判断されると（ステップＳ１２でＮＯ判定時）、プリントを続行し（ステップＳ１４）、タイマーを用いて第２のセンサ２２６のスキャンからの時間が計測され（ステップＳ１６）、所定の時間おきに第２のセンサ２２６のオンが監視される。
【０１９５】
一方、ステップＳ１２において第２のセンサ２２６がオンと判断されると（ＹＥＳ判定時）、プリントが中止され、ヘッド部１１２はホームポジションに移動される（ステップＳ２０）。
【０１９６】
ヘッド部１１２がホームポジションに移動されると、負圧維持部１２６に繋がる連結部１４９がサブカートリッジ１４０のインク供給連結部１４８に連結され（ステップＳ２２）、インクカートリッジ１１４から負圧維持部１２６のサブタンク１９０へインクが供給される（ステップＳ２４）。
【０１９７】
ステップＳ２４のインク供給中は第１のセンサ２２４のオンが監視される（ステップＳ２６）。第１のセンサ２２４がオフの場合には、タイマーを用いて前回の第１のセンサ２２４のスキャンからの時間が計測され（ステップＳ２８）、所定の時間おきに第１のセンサ２２４のオンが監視される。
【０１９８】
一方、ステップＳ２６において第１のセンサ２２４がオンと判断されると（ＹＥＳ判定時）、負圧維持部１２６に繋がる連結部１４９とサブカートリッジ１４０のインク供給連結部１４８を離間させ（ステップＳ３０）、当該インク供給制御はステップＳ１２に戻る。
【０１９９】
上述したように、本実施形態によれば、ピットイン動作によって、サブカートリッジ１４０のインク供給連結部１４８に負圧維持部１２６を連結させた状態ではヘッド部１１２のノズル面１１２Ａとインクカートリッジ１１４の水頭圧差によりヘッド内部に適正な負圧を発生させて、インク供給系から負圧維持部１２６へ自動的にインクを供給することができる。また、インク補給後に、インク供給連結部１４８との連結を解除し、インク供給連結部１４８から負圧維持部１２６を離間させた状態では、ヘッド内部に発生させた負圧は負圧維持部１２６内の密閉されたサブタンク１９０により適正に維持される。
【０２００】
また、プリントジョブ実行中におけるインク供給を繰り返すことにより連結部１４９から気泡が混入すると、負圧維持部１２６（図１６参照）の上部にある気泡溜まり部２０６（図１６参照）に該気泡が滞留する。負圧維持部１２６内の気泡が増加するとサブタンク１９０内の気泡も増加し、その結果、サブタンク１９０内に収容されるインク量が減少してしまう。このようにしてサブタンク１９０内のインク量が減少すると1回のインク供給で印字できるプリント数が減ってしまうので、かかる事態を回避すべく、インク供給のタイミングでキャップ２６０（図２１参照）をノズル面１１２Ａ及び気泡排出チャンバ１８０に圧接し、第２バルブ２８４（図２１参照）を開き、第１バルブ２８２を閉じた状態で、吸引ポンプ２８８を動作させ、気泡排出口１８４から負圧維持部１２６内の気泡を排出するように、制御する態様が好ましい。
【０２０１】
上述したように、負圧維持部１２６の気泡排出口１８４からの気泡吸引手段と、ノズルからのインク吸引手段とを、共通の吸引ポンプ２８８で兼用し、２種類の吸引モード（吸引ルート）を切り換える切換手段（第１バルブ２８２及び第２バルブ２８４）を備える態様によれば、ヘッド部１１２とサブカートリッジ１４０とを連結した状態で吸引モードを切り換えて動作させることで、気泡排除、ヘッドメニスカス部の増粘物排除、サブタンク１９０内へのインク供給、ヘッドノズル面とインクカートリッジ１１４との水頭圧差による負圧発生、負圧維持を実施可能とする。
【０２０２】
また、サブタンク１９０内の気液分離機能でその上側に滞留する気泡を排除するための機能を有しているため、ヘッドへの気泡混入による吐出異常の可能性を低減し、且つ、気液分離された気泡のみを排除可能であり、インクの有効使用率の向上が見込まれる。
【０２０３】
また、本例のインクジェット記録装置１１０は、メニスカスの乾燥によりノズル内部のインクが増粘し予備吐出（パージ）、が不可能になった場合に、キャップ２６０をノズル面１１２Ａに密着させ、更に第１バルブ２８２を開き（第２バルブ２８４は閉じる）、吸引ポンプ２８８を動作させてノズルから増粘インクを吸引することができる。このようにノズル内の劣化インクを吸引除去することで、印字ヘッドは吐出可能な状態になる。
【０２０４】
なお、図示は省略するが、印字ヘッドのノズルを複数のブロックに分け、キャップ２６０を該ノズルブロックごとに吸引可能な構造にすることで、吸引による無駄なインク消費を抑制することができる。
【０２０５】
〔インク残量エンド時のプリントシーケンスについて〕
図２４は、インク供給系の構成を模式的に描いた構成図である。同図では、図１３で説明したサブカートリッジ１４０のインク供給連結部１４８の部分を「ピットイン連結部４００」として図示してある。図２４に示すように、ピットイン連結部４００は、インク供給路４０１を構成するインク供給チューブ４０２と大気開放バルブ９２を介してインクカートリッジ１１４と接続されている。インクカートリッジ１１４は、ヘッド部１１２のノズル面１１２Ａよりも低い位置に配置されており、インク供給チューブ４０２によって構成されるインク供給路４０１には、当該インク供給路４０１内のインク残量を検出するためのインク残量検出手段（「供給路内インク残量検出手段」に相当、例えば、発光素子と受光素子よりなる光学式センサ）４０４が設けられている。
【０２０６】
インクカートリッジ１１４からピットイン連結部４００までのインク供給路４０１と、該インク供給路４０１に設けられたインク残量検出手段４０４は、水平面内（同じ高さの水平面内）に配置される。このような配置形態によれば、大気開放バルブ９２を開いてインク供給路４０１を大気連通させた場合でも、インク残量検出手段４０４によって「インク無し」が検出されるまで、一定の負圧維持が可能である。
【０２０７】
図２５は、インク残量エンドシーケンスのフローチャートである。
【０２０８】
図２５に示すように、プリントジョブが開始されると（ステップＳ５０）、インクカートリッジ１１４のインク残量の検出が行われ、検出結果に基づいてカートリッジ内のインク残量がインク交換アラーム表示の規定量以上であるか否かが判断される（ステップＳ５２）。
【０２０９】
インクカートリッジ１１４内のインク残量の検出は、図２で説明した受光素子２４、２６から得られる信号に基づいて行われる。インク残量の評価は、インクカートリッジ１１４の交換を促すインク交換表示を行うか否かの判定基準となる規定量（「アラーム表示規定量」という）と、インクカートリッジ１１４の交換が必要（インク取り出し不能）な最終的なエンドレベルを示す規定量（「交換規定量」という）の２段階で判断される。
【０２１０】
例えば、交換規定量は、インク残量０．１ｍｌ（ミリリットル）に設定され、アラーム表示規定量は、交換規定量より手前のインク残量０．３ｍｌ（ミリリットル）に設定される。
【０２１１】
ステップＳ５２において、インクカートリッジ１１４内のインク残量がアラーム表示規定量以上と判定されれば（ＹＥＳ判定時）、プリントが継続され（ステップＳ５４）、処理はステップＳ５２に戻る。
【０２１２】
その一方、ステップＳ５２において、インクカートリッジ１１４内のインク残量がアラーム表示規定量よりも少ないと判定された場合は（ＮＯ判定時）、ステップＳ５６へ進み、インクカートリッジの交換を促す表示（警告表示）が行われる。
【０２１３】
その後、ユーザによってインクカートリッジ１１４の交換が行われたか否かを判断し（ステップＳ５８）、インクカートリッジの交換が実施されれば、インク交換表示を消し、プリントを続行する（ステップＳ５４）。
【０２１４】
ステップＳ５８において、ユーザによるインクカートリッジの交換が実施されずに、ＮＯ判定となった場合には、ステップＳ６０へ進む。ステップＳ６０では、インクカートリッジ１１４内のインク残量が交換規定量以上であるか否かが判断される。インクカートリッジ１１４内に交換規定量以上のインクが残っている場合には、そのままプリントを続行する（ステップＳ５４）。
【０２１５】
インクカートリッジの交換が行われないまま、プリントが継続され、ステップＳ６０において、インク残量が交換規定量よりも少ないと判定された場合は（ＮＯ判定時）、インクカートリッジ１１４のインク取り出し口（インク供給口１６）の下流近傍に設けた大気開放バルブ９２を開放し（ステップＳ６２）、この大気開放バルブ９２の位置するインク供給路からサブタンク１９０内のインクを使用してプリントを続行する（図２４参照）。
【０２１６】
この際、ユーザに対しインクカートリッジ交換の表示は継続される。また、大気開放バルブ９２を開いてプリントを続行する間、インク供給路に設けたインク残量検出手段４０４によってインク供給路内のインク残量が検出され、プリントを継続するに足るインク量がインク供給路内に残っているか否かが判断される（図２５のステップＳ６４）。
【０２１７】
ステップＳ６４でインク供給路内のインク残量が「有る」と判断されると、ステップＳ６６に進み、ユーザによるインクカートリッジ１１４の交換が実施されたか否かの判断を行う。インクカートリッジの交換が実施されずに、ＮＯ判定となった場合には、プリントを続行して、ステップＳ６４へ戻る。
【０２１８】
こうして、ステップＳ６４でインク供給路内のインク残量が「有る」と判断されている間（ＹＥＳ判定時）は、プリントが続行されるが、ステップＳ６４でインク供給路内のインク残量が「無し」と判断されると、プリントを停止する（ステップＳ６８）。
【０２１９】
また、ユーザによってインクカートリッジ１１４の交換が実施され、ステップＳ６６でＹＥＳ判定となった場合には、インク交換表示を消すが、引き続き大気開放バルブ９２の位置するインク供給路からサブタンク内のインクを使用してプリントを続行する。その後、当該インク供給路内のインク及びサブタンク内の負圧が規定値以上になった場合に、大気開放バルブ９２を閉じて、既述の初期充填動作を行い（ステップＳ６８）、インク供給路内にインクを充填する。
【０２２０】
なお、インク供給路内のインク残量の検出は、図２４で説明したようにインク供給チューブにセンサを設ける形態に限らず、吐出液滴サイズと吐出液滴数をカウントしてインク消費量を計算することにより、流路内のインク残量を推定することで検出を行ってもよい。
【０２２１】
図２５で説明した制御を行うことにより、インクカートリッジ内のインクが無くなっても、インク供給路内に残るインクを利用してプリント続行が可能となる。
【０２２２】
また、本例のインクジェット記録装置１１０は、以下のような利点も有する。
【０２２３】
すなわち、本例のインクジェット記録装置１１０によれば、給紙部１１８（給紙カセット）からヘッド部１１２へ記録紙１１６を搬送する搬送路を記録紙１１６の表面と裏面とを反転させる構造とし、給紙部１１８とその上部に設けられるヘッド部１１２との間にインクカートリッジ１１４を備え、給紙カセット及びインクカートリッジ１１４の着脱操作を装置の正面側（前面側）から行う構造を有するので、装置の奥行き方向の寸法を縮小することができ、更に、装置上面のフリースペース化が実現される。
【０２２４】
また、インクカートリッジ１１４を扁平形状とすることで、インクカートリッジ１１４の高さ方向の寸法を小さくすることが可能になり、装置全体の高さを低くすることが可能になる。
【０２２５】
インクカートリッジ１１４が装着されるサブカートリッジ１４０を備え、サブカートリッジ１４０内にインク供給系を収納し、更に、サブカートリッジ１４０は装置本体の正面側から装置本体と着脱可能に構成されるので、インク供給系をコンパクトにまとめることができ、装置内の構造が簡素化される。
【０２２６】
縁なし印字時や回復処理時に発生する廃インクが収容される廃インクタンク１６２をサブカートリッジ１４０内に備え、廃インクタンク１６２をサブカートリッジ１４０と着脱可能に構成するので、メンテナンス性の向上が見込まれる。
【０２２７】
また、サブカートリッジ１４０には、ヘッド部１１２直下の印字領域における記録紙１１６のガイドとなる搬送ガイド部１５０及び縁なし印字時の記録紙１１６の幅からはみ出したインクを受けるインク受容部１５２として機能するガイド部材１５４を備え、該ガイド部材１５４をサブカートリッジと着脱可能に構成されるので、印字領域における記録紙１１６の搬送上の不具合が防止され、縁なし印字時に発生する搬送ガイド部１５０の汚れのメンテナンスが容易になる。
【０２２８】
各色の印字ヘッド１１２Ｃ，１１２Ｍ，１１２Ｙ，１１２Ｋは、インク供給時にサブカートリッジ１４０内に備えられるインク供給系と接続され、ヘッドノズル面とインクカートリッジ１１４との水頭圧差によってインク供給系から負圧維持部１２６及びヘッド部１１２へインクが供給される。また、ヘッド部１１２の上には、印字中におけるヘッド内の負圧をコントロールする負圧維持部１２６が接続され、この負圧維持部１２６によりヘッドノズル面とインクカートリッジとの水頭圧差を基準としてヘッドの内部圧力（負圧）が制御されるので、ヘッドの内部に負圧発生し維持するポンプ等の圧力発生源が不要である。
【０２２９】
上述したインクジェット記録装置１１０における負圧維持部１２６は、弾性変形部材（可塑性膜１９２及び板バネ１９４）により負圧を発生させこれを維持する方式であるため、毛細管力を利用してヘッド内の負圧を発生させ維持する従来の吸収部材方式に比べて、インクカートリッジ１１４内に残留するインクの量が少なくなるので、インク使用率の向上が見込まれる。
【０２３０】
また、本インクジェット記録装置１１０は、サブタンク１９０内に気液分離機能を有する構成であり、従来のヘッドと分離される側に気液分離機能を有するインク吸収部材が設けられる構成におけるインク吸収部材に残留するインクがなく、無駄なインクが発生しない。
【０２３１】
上述したように、インク供給部に毛細管力を利用したインク吸収部材を介在させる従来方式では、インクの粘度上昇に伴い圧力損失が大きくなりインク供給の応答性が悪化するといった弊害が生じていた。特に低温時にはインクの粘度が高くなり、更に印字デューティが大きい場合にはインク供給の応答性が問題となった。
【０２３２】
本例では、インク供給部に毛細管力を用いたインク供給部材を備えていないので、上記従来方式に比べてインク供給の応答性が高くなり、インク供給時間が短縮される。また、インク供給の応答性がよいために印字ヘッド内の一定の負圧維持が容易であり、プリント物の濃度変化などを防止する効果を奏している。
【図面の簡単な説明】
【０２３３】
【図１】本発明の実施形態に係るインクカートリッジの斜視図
【図２】図１の２−２線に沿う断面図
【図３】インク袋の斜視図
【図４】インク袋の他の形態を示す斜視図
【図５】インク袋の変形の仕方を説明するために用いた断面図
【図６】インク袋の他の形態を示す斜視図
【図７】インク袋の他の形態を示す断面図
【図８】本発明の実施形態に係るインクジェット記録装置の要部構成図
【図９】印字ヘッドのノズル配列例を示す図
【図１０】印字ヘッドの内部構造例を示す断面図
【図１１】本発明の他の実施形態に係るインクジェット記録装置の要部構成図
【図１２】本発明の他の実施形態に係るインクジェット記録装置の全体構成図
【図１３】図１２のインクジェット記録装置に装着されるサブカートリッジの斜視図
【図１４】図１２のインクジェット記録装置に装着されるサブカートリッジの平面図
【図１５】ヘッド部の平面模式図
【図１６】ヘッド部上に搭載される負圧維持部の構成を示す図
【図１７】サブタンクの容積変位を説明するために用いた図
【図１８】負圧維持部の内部圧力を検出する手段の一例を示す説明図
【図１９】サブカートリッジのインク供給連結部とヘッド部側のインク供給用の連結部の構造例を示す断面図
【図２０】図１６に示す気泡排出口に接続される逆止弁の構造を示す断面図
【図２１】ヘッド部及び回復ユニットの概略構成を示す模式図
【図２２】本例のインクジェット記録装置の制御系の構成を示すブロック図
【図２３】印字実行中のインク供給制御の手順を示すフローチャート
【図２４】インク供給系の構成を示した模式図
【図２５】インク残量エンドシーケンスのフローチャート
【符号の説明】
【０２３４】
１０…インクカートリッジ、１２…カートリッジ容器、１４，６０，７０…インク袋、１６…インク供給口、２０，２２…発光素子、２４，２６…受光素子、３０，３２，３４，３６…開口、４０…ＩＣ記憶チップ、４４…折り目、５０，５２…光透過領域、６２，６８…板バネ、８０…キャリッジ、８２…ヘッド部、８２Ａ…ノズル面、８４…サブタンクユニット、８６…ガイドシャフト、８８…ガイドレール、１００，１１２Ｃ，１１２Ｍ，１１２Ｙ，１１２Ｋ…印字ヘッド、１０１…ノズル、１０８…加圧素子、１１０…インクジェット記録装置、１１２…ヘッド部、１１２Ａ…ノズル面、１１４…インクカートリッジ、１１６…記録紙、１２４…キャリッジ、１２６…負圧維持部、１４８…インク供給連結部、１４９…連結部、１６０…回復ユニット、１８０…気泡排出チャンバ、１８８…逆止弁、１９０…サブタンク、１９２…可塑性膜、１９４…板バネ、１９６…弾性変形部材、２２０…検出機構、２６０…キャップ、２８８…吸引ポンプ、４０２…インク供給チューブ、４０４…インク残量検出手段
【技術分野】
【０００１】
本発明はインクジェット記録装置に用いられるインクカートリッジの構造及びそのインクカートリッジを使用するインクジェット記録装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、デジタルカメラ等により撮影された画像などを印刷記録する装置としてインクジェット記録装置（インクジェットプリンター）が広く普及している。家庭用のインクジェット記録装置の多くは、キャリッジに搭載した印字ヘッドを紙送り方向と直交する主走査方向に往復走行させながらインク吐出を行うシリアル走査方式が採用されており、印字ヘッドの上部に縦型のインクカートリッジ（インクタンク）が配置されている。
【０００３】
かかる従来のインクカートリッジの内部には、ポリマー発泡体などのインク吸収体が配設されており、当該インク吸収体の毛細管力で負圧を発生させている。特許文献１では、使用済みカートリッジ内のポリマー発泡体を廃棄する際の環境問題に配慮して、カートリッジ内部にバネを利用した負圧発生用の圧力調整器を配設する構造が提案されている。しかし、特許文献１にはインク残量の検出方法について記載されていない。この点、特許文献２は、インク量により外径寸法が可変するインク袋に当接するレバーの位置をセンサで検出することでインク残量を検出する構成を開示している。
【特許文献１】特開平６−１５５７５９号公報
【特許文献２】特開２００２−２４８７９５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記のように、家庭用のインクジェット記録装置の多くに採用されている構造、すなわち、キャリッジのヘッド上にインクカートリッジを搭載する方式では、ヘッド上部に容積の大きいカートリッジを持ち、ヘッドとともに往復走行（主走査）するため、ヘッドの走行空間として装置内に大きいスペースが必要であり、空間の有効活用がなされない欠点がある。
【０００５】
また、上記従来のインクカートリッジは、カートリッジ内にインク以外のポリマー発泡体等の部材が収納されるため、インクの収納効率が悪いという問題もある。
【０００６】
その一方で、業務用などのワイドフォーマット機では、インク収納効率のよいインク袋方式が知られているが、揚水高さで負圧を付与するので、ヘッド内圧を規定の圧力にしようとすると、インク袋の設置場所に制約がある。
【０００７】
また、インク袋方式は、容積変化量を緻密に把握することが困難なため、特許文献２に開示された従来のインク残量検出の方法ではインク残量を正確に把握することが難しい。特に、家庭用のインクジェット記録装置のような比較的小容量のインクカートリッジにインク袋方式を適用すると、その容積変化量を正確に検出することはさらに困難となる。その結果、インク袋内のインクを最後まできれいに使いきることができず、無駄なインク量が多くなってしまうという欠点がある。
【０００８】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、装置のスペース効率向上に寄与するインクカートリッジを提供すること、収納されているインクを無駄なく使用できるインクカートリッジを提供すること、インク残量を正確に検出することができるインクカートリッジを提供すること、装置内におけるインクカートリッジの配置の自由度を高めることができるインクカートリッジを提供することを目的とし、併せて、このようなインクカートリッジを用いるインクジェット記録装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記目的を達成するために請求項１に係る発明は、扁平な箱体形状を有するカートリッジ容器の内部に、インク液を収納する可塑性材料もしくは弾性体からなるインク袋が収納された構造を有するインクカートリッジであって、前記カートリッジ容器は、前記インク袋が収納される容器内部が大気と連通し得る大気連通口を有し、前記インク袋は、前記カートリッジ容器の形状に適合した扁平形状を有し、前記インク袋には、当該インク袋の容積を拡大させる方向に付勢してインク袋内に負圧を発生させる負圧発生手段が設けられ、前記負圧発生手段による負圧方向への付勢力は、前記インク袋内からインクを取り出すために前記インク袋に設けられているインク供給口から遠くなるにつれて連続的にまたは段階的に小さくなっていることを特徴とする。
【００１０】
本発明によれば、負圧発生手段を有する扁平形状のインクカートリッジ形態としたことで、インクジェット記録装置内におけるインクカートリッジの配置の自由度が高まり、また、装置高さの低減にも寄与し得る。
【００１１】
さらに、本発明のインクカートリッジは、インクの消費に伴い、インク供給口（インクの取り出し口）から遠い部分から変形（収縮）するため、インク供給口を封止することなく、インクを無駄なく使用することができ、無駄インクの低減効果がある。
【００１２】
請求項２に係る発明は、請求項１記載のインクカートリッジの一態様であり、前記負圧発生手段は、前記インク袋の周囲に形成された折り畳みの折り目であり、前記インク供給口から相対的に近い部位の折り目よりも、前記インク供給口から相対的に遠い部位の折り目が大きいことを特徴とする。
【００１３】
かかる態様によれば、折り目の弾性を利用して負圧を発生させることができるとともに、内部のインク消費に伴い、インク供給口から遠い折り目の大きい部位が先に変形しやすく、インク供給口を封止することなく、インクを無駄なく使用することができる。
【００１４】
請求項３に係る発明は、請求項１記載のインクカートリッジの一態様であり、前記負圧発生手段は、前記インク袋の外周面のうち前記インク供給口に近い部分に設けられたバネ部材を含んで構成されていることを特徴とする。
【００１５】
折り畳みの折り目による弾性の利用に代えて、又はこれと組み合わせてバネ部材を用いることで、負圧を発生させることができるとともに、インク供給口に近い部位の付勢力を大きくすることができる。
【００１６】
請求項４に係る発明は、請求項１記載のインクカートリッジの一態様であり、前記負圧発生手段は、前記インク袋の外周面において前記インク供給口からの距離が異なる複数の部位に設けられた複数のバネ部材を含んで構成されており、前記インク供給口から相対的に近い部位に配設されるバネ部材の付勢力は、前記インク供給口から相対的に遠い部位に配設されるバネ部材の付勢力よりも大きいことを特徴とする。
【００１７】
付勢力（バネ定数）の異なる複数のバネ部材を用いることで、インク供給口に近い部位の付勢力を大きく、インク供給口から遠い部位の付勢力を小さくする構成を実現できる。
【００１８】
請求項５に係る発明は、請求項１記載のインクカートリッジの一態様であり、前記インク袋は弾性体によって構成されており、当該弾性体は、前記インク供給口から相対的に近い部位の弾性力が前記インク供給口から相対的に遠い部位の弾性力よりも大きいことを特徴とする。
【００１９】
インク袋自体を弾性体で構成し、その弾性力を部位によって変えることで、インク供給口から遠い部位から先に収縮させる構成（インク供給口付近を最後まで封止させない構成）を実現できる。
【００２０】
請求項６に係る発明は、請求項５記載のインクカートリッジの一態様であり、前記弾性体によって構成されたインク袋は、前記インク供給口から相対的に近い部位の肉厚が前記インク供給口から相対的に遠い部位の肉厚よりも厚いことを特徴とする。
【００２１】
弾性体の厚み（肉厚）を変えることによって、弾性力を変えることができ、インク供給口から遠い部位から先に収縮させる構成（インク供給口付近を最後まで封止させない構成）を実現できる。
【００２２】
請求項７に係る発明は、請求項１乃至６の何れか１項に記載のインクカートリッジの一態様であり、前記インク袋は、前記インク供給口からの距離が異なる複数の部位について、当該インク袋の厚み方向に光が貫通し得る光透過性領域を有し、前記カートリッジ容器には、前記複数の部位での光の貫通を可能とする複数の光通過部が形成されていることを特徴とする。
【００２３】
インクカートリッジ内のインク残量を検出する手段として、非接触の光学式センサを用いる態様が好ましく、かかる光学式センサの利用を可能にすべく、インク袋及びカートリッジ容器について、光通過が可能な構成とすることが望ましい。特に、本発明のインクカートリッジは、インク供給口に近い部位と、遠い部位とでインク袋の変形の仕方が異なるため、インク供給口から距離が異なる複数の部位で光学式センサによる検出を行うことが望ましい。
【００２４】
請求項８に係る発明は、請求項７記載のインクカートリッジの一態様であり、前記光通過部は、前記大気連通口の開口であることを特徴とする。
【００２５】
大気連通口を光通過部として兼用することが可能である。
【００２６】
請求項９に係る発明は、請求項１乃至８の何れか１項に記載のインクカートリッジの一態様であり、前記インク袋に対するインク充填終了時の内部負圧、インク充填容量、充填回数、充填日時のうち少なくとも１つの情報を記憶したＩＣ記憶チップが搭載されていることを特徴とする。
【００２７】
本発明のインクカートリッジは、インクを再充填することで、繰り返し利用することができるため、充填毎に必要な属性情報をＩＣ記憶チップに書き込むことが好ましい。
【００２８】
請求項１０に係る発明は、前記目的を達成するインクジェット記録装置を提供する。すなわち、請求項１０に係るインクジェット記録装置は、請求項１乃至９の何れか１項に記載のインクカートリッジと、前記インクカートリッジから供給されるインクをノズルから吐出する印字ヘッドと、前記印字ヘッドの上部に配置され、前記インクカートリッジから供給されるインクを貯留するとともに、前記印字ヘッドに連通し、該印字ヘッドへインクを供給するサブタンクと、前記印字ヘッドを記録媒体の搬送方向と直交する方向に走査させる走査手段と、を備えたインクジェット記録装置であって、前記インクカートリッジと前記サブタンクとが連結された状態のときに、前記印字ヘッドのノズル液面圧力が−２０ｍｍＨ２Ｏ〜−７０ｍｍＨ２Ｏとなるように設定されていることを特徴とする。
【００２９】
一般にインクジェットヘッド（印字ヘッド）では、ノズル面のメニスカスを維持するために、ヘッド内部を適正な負圧に維持する必要がある。本発明によるインクカートリッジは、インクカートリッジ自体が内部を負圧に維持できる構造のため、印字ヘッドのノズル面の高さ、サブタンクの位置及び構造、インクカートリッジの配置位置（高さ）など、装置の構成を考慮して、インクカートリッジの負圧発生手段の負圧付勢力を適正値に設計することで、インクカートリッジの配置位置による揚水高さなどの圧力に限定されない、多様な配置レイアウトが可能である。すなわち、インクカートリッジをヘッドノズル面の上部に配置する態様も可能であるし、ヘッドノズル面の下部に配置する態様も可能である。
【００３０】
なお、記録媒体は、印字ヘッドによって吐出されるインクを受ける媒体であり、連続用紙、カット紙、シール用紙、ＯＨＰシート等の樹脂シート、フイルム、布、その他材質や形状を問わず、様々な媒体があり得る。
【００３１】
請求項１１に係るインクジェット記録装置は、請求項１乃至９の何れか１項に記載のインクカートリッジと、前記インクカートリッジから供給されるインクをノズルから吐出する印字ヘッドと、前記印字ヘッドの上部に配置され、前記インクカートリッジから供給されるインクを貯留するとともに、前記印字ヘッドに連通し、該印字ヘッドへインクを供給するサブタンクと、前記印字ヘッドを記録媒体の搬送方向と直交する方向に走査させる走査手段と、前記インクカートリッジの前記インク袋内のインク残量を検出するカートリッジ内インク残量検出手段と、前記インクカートリッジから前記印字ヘッドへインクを供給するためのインク供給路と、前記インク袋の前記インク供給口下流近傍に設けられた大気開放バルブと、前記インク供給路内のインク残量を検出する供給路内インク残量検出手段と、前記カートリッジ内インク残量検出手段で検出されたインク残量が所定の規定値を下回った場合に前記大気開放バルブを開放して、プリントを続行する制御を行う制御手段と、を備えたことを特徴とする。
【００３２】
かかる態様によれば、インクカートリッジのインク残量がカートリッジ交換必要な規定値に達した場合でも、大気開放バルブより下流のインク供給路内及びサブタンク内のインクを用いて印字ヘッドからのインク吐出を継続することができる。
【００３３】
請求項１２に係る発明は、請求項１０又は１１記載のインクジェット記録装置の一態様であり、前記サブタンクの一部の面は、可塑性膜と板バネとを組み合わせて成る弾性変形部材によって構成されており、前記弾性変形部材が変位することにより、当該サブタンク内が負圧に維持されることを特徴とする。
【００３４】
かかる態様によれば、サブタンクの負圧維持機能により、ヘッドの内部圧力を負圧に維持することができるので、ポンプなどを用いて負圧を維持する必要がなく、装置構成をコンパクトにすることができる。
【００３５】
請求項１３に係る発明は、請求項１０乃至１２の何れか１項に記載のインクジェット記録装置の一態様であり、前記走査手段による前記印字ヘッドの走査領域の少なくとも一方の端部に、前記インクカートリッジの前記インク供給口と繋がるインク供給路のインク供給連結部が設けられ、前記印字ヘッド上のサブタンク側に、前記インク供給連結部に対して連結及び離間可能な連結部が設けられ、前記サブタンク内にインクを供給する場合には前記連結部を前記インク供給連結部に連結させ、前記印字ヘッドによる印字実行時には前記連結部を前記インク供給連結部から離間させることを特徴とする。
【００３６】
請求項１３に係る発明は、印字実行時に印字ヘッドがインク供給系のインク供給連結部から離間し、サブタンク内のインクによってインク吐出を行い、インク供給時に印字ヘッドのサブタンクをインク供給連結部と連結させてサブタンクへのインク補給を行う、いわゆるピットイン・インク供給方式のインクジェット記録装置の態様を提供する。
【発明の効果】
【００３７】
本発明によれば、インクジェット記録装置内におけるインクカートリッジの配置の自由度が高まり、装置高さの低減にも効果がある。
【００３８】
また、本発明のインクカートリッジは、インク供給口（インクの取り出し口）を封止することなく、インク袋内に収納されたインクを最後まで無駄なく使用することができる。
【００３９】
さらに、本発明の一態様に係るインクジェット記録装置によれば、インクカートリッジ内のインクが無くなった場合でも、インク供給路内及びサブタンク内に残るインクを活用して、プリントを続行することが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４０】
以下添付図面に従って本発明の好ましい実施の形態について詳説する。
【００４１】
〔インクカートリッジの構成〕
図１は本発明の実施形態に係るインクカートリッジの斜視図、図２はその断面図である。これらの図面に示したように、本例のインクカートリッジ１０は、全体的に扁平な略直方体形状を有するカートリッジ容器１２の内側に、インク液を収容する扁平なインク袋１４が収納された構造からなる。カートリッジ容器１２は、プラスチックなど比較的硬質の材料で形成されたハードケース体であり、所定の外観形状（本例の場合、図示の略直方体形状）を維持できる程度の剛性をもつ。
【００４２】
インク袋１４は、内部のインク液量に応じて外形が変形し得る可塑性の材料で構成されており、インク液量に追従してインク袋１４の形状、内部容積が変化する。インク袋１４の一端面には、インク液の取り出し及びインク液の充填用の流路となるインク供給口１６が設けられている。この管状のインク供給口１６を保持すべく、カートリッジ容器１２の対応する位置には、当該インク供給口１６が挿入固定される管状の連結部１８が突設されている。
【００４３】
上記の如く構成されたインクカートリッジ１０は、例えば、図２に示すように、厚み方向を重力方向（上下方向）に向け、扁平面を略水平に保った状態（重力方向に対して扁平面が略垂直となる姿勢）でインクジェット記録装置に装着される。かかる装着姿勢を想定したとき、インクジェット記録装置内にはインク残量を検出する手段（「カートリッジ内インク残量検出手段」に相当）としての発光素子２０，２２及び受光素子２４，２６がインクカートリッジ１０を挟んで上下に対向して配設される。
【００４４】
カートリッジ容器１２の上面及び下面には、発光素子２０，２２及び受光素子２４，２６の位置に対応して、発光素子２０，２２及び受光素子２４，２６間の光通過を可能とする開口３０，３２，３４，３６（「光通過部」及び「大気連通口」に相当）が形成されている。
【００４５】
インク袋１４の全周面、若しくは、インク袋１４の周面のうち少なくともカートリッジ容器１２の開口３０，３２，３４，３６に対応する位置の部分は、発光素子２０，２２から発せられた光がインク袋１４を通過して受光素子２４，２６に到達するようになっている。
【００４６】
カートリッジ容器１２に形成された開口３０，３２，３４，３６は、光の通過経路を形成するのみならず、カートリッジ容器１２内を大気と連通させてインク袋１４の外側に大気圧を付与する大気連通口としての機能も兼ねる。なお、カートリッジ容器１２の開口３０，３２，３４，３６に代えて、カートリッジ容器１２に光透過性を有する材料（例えば、透明樹脂）から成る透明窓部を設ける態様も可能であり、この場合は大気連通口としての開口が別途形成される。
【００４７】
さらに、本例のカートリッジ容器１２にはＩＣ記憶チップ４０が搭載され、インク充填終了時の内部負圧の値、インク充填容量、充填回数、充填日時などの属性情報がこのＩＣ記憶チップ４０に記憶される。ＩＣ記憶チップ４０は、非接触で読み書き可能な無線ＩＣタグ（Radio Frequency Identification：RFID）を用いる態様が好ましい。
【００４８】
図３はインク袋１４の斜視図である。図示のように、本例のインク袋１４は、その周囲に折り畳み用の折り目４４を有し、インク袋１４内部のインク液量に応じて折り畳みが可能な蛇腹構造となっている。また、この折り目４４の弾性によって、インク袋１４の内部が負圧状態に維持される。
【００４９】
図３に例示のインク袋１４では、インク供給口１６に近い側の折り目４４が相対的に小さく、インク供給口１６から遠い距離の折り目４４が相対的に大きくなっている。すなわち、インク袋１４の側面のインク供給口１６に近い方の折り目４４の折り込み量をａ１，ａ２とし、インク供給口１６から遠い方の折り目４４の折り込み量をｂ１，ｂ２とするとき、ａ１＜ｂ１，ａ２＜ｂ２の関係を満たし、インク供給口１６から距離が大きくなるに伴い、負圧発生力（折り目４４の弾性力）が徐々に小さくなるように構成されている。
【００５０】
図中の符号５０，５２は、インク袋１４に設けられた光透過性領域であり、これら光透過領域５０，５２は、図２で説明したカートリッジ容器１２の開口３０，３２の各位置に対応する部位に設けられている。図３では明示しないが、インク袋１４の裏側にも同様に、カートリッジ容器１２の裏面側の開口３４，３６（図２参照）の各位置に対応する部位に光通過領域が設けられている。もちろん、インク袋１４の全体を光透過性材料で形成する態様も可能である。
【００５１】
上記の如く構成されたインクカートリッジ１０において、インク充填時には、まず、インク袋１４の内部気体及びインクを負圧状態にして排出し、その後、インク供給口１６からインクを充填する工程に入る。インク充填工程では、インク袋１４の内部圧力を規定の圧力になるように制御しながら、規定負圧（例えば、インクジェット記録装置に装填された使用状態において記録ヘッドのノズルのメニスカスを破壊しない程度の圧力）が発生する範囲内にインクを充填する。
【００５２】
充填後、内部負圧の値やインク充填容量などを含む属性情報をＩＣ記憶チップ４０に書き込む。
【００５３】
本例のインクカートリッジ１０は、カートリッジ自体に負圧を発生する手段（ここでは、インク袋１４の折り目４４）を備えているため、インクカートリッジ１０の配置位置による揚水高さなどの圧力に限定されないという利点がある。すなわち、インク袋１４によって発生する負圧力を適正値に設定することで、吐出ヘッドのノズル面の上部、下部を問わず、インクカートリッジ１０の多様な配置形態が可能である。
【００５４】
特に、インクカートリッジ１０が装着されるインクジェット記録装置内におけるインクカートリッジ１０の配置形態として、カートリッジの扁平方向が水平となるように配置すると、装置高さを低減する効果が大きい。
【００５５】
インクジェット記録装置内に本例のインクカートリッジ１０が装着され、カートリッジの連結部１８が装置側の流路接続口（連結部１８の係合受け部）と連結されることにより、インク袋１４内のインクがインク供給口１６を通って外部に取り出される。インク袋１４からインクジェット記録装置の印字ヘッドにインクが供給され、インク袋１４内のインクが消費されるに伴い、インク袋１４のインク供給口１６から遠い部分（弾性力の弱い部分）の折り目４４から先に折り畳まれていく。
【００５６】
インクの消費量の増加（残量の減少）に伴い、次第にインク袋１４が潰れていくが、インク供給口１６に近い部分は比較的折り目４４の弾性力が強いために、最後まで潰れにくく、インク供給口１６付近が封止されにくい。したがって、インクを最後まで無駄なく消費することが可能となり、無駄インクを低減できる。
【００５７】
仮に、一様な負圧発生力の可塑性部材からなる単なる扁平のインク袋であるとすると、インク供給口からインクが外部に取り出される際に、インク供給口の近くからインクが外部に取り出されるため、インク供給口付近が先に潰れやすい。そのため、インク供給口から遠い部分に十分なインクが残存しているにもかかわらず、可塑性のインク袋がインク供給口付近で押しつぶされて封止状態となりやすく、インク供給口から離れた部位のインクを取り出すことが困難になるという欠点がある。この点、本発明の実施形態によるインクカートリッジ１０によれば、インク供給口１６付近が封止状態にならず、最後まで無駄なくインクを取り出すことができる。
【００５８】
さらに、本例のインクカートリッジ１０は、インク液を再充填することで容器（インク袋１４及びカートリッジ容器１２）を繰り返し再利用が可能である。インクカートリッジ１０を再利用（リサイクル）するときのインク再充填の際は、ＩＣ記憶チップ４０に上記と同様の情報の書き込みを行う。ただし、繰り返し再利用することによって、インク袋１４の折り目４４の弾性が劣化することにも配慮し、規定値負圧にすべく充填されたインク量が初期充填のインク量に対し、規定を超える誤差が生じた場合は、リサイクル不能と判断し、インク袋１４の交換等を行う。
【００５９】
〔インク残量を検出するための構成〕
図２で説明したとおり、本実施形態では、インク袋１４の少なくとも一部を光透過性の材料で構成し、扁平なインク袋１４の厚み方向に貫通して光を通過可能に構成される。そして、このインク袋１４の光通過経路を挟んで片側に発光素子２０，２２が配置され、反対側に発光素子２０，２２と対面して受光素子２４，２６が配置される。受光素子２４，２６により受光される光量（インク袋１４及びインク液を透過する透過光量）は、インク袋内の厚み（インク袋自体の肉厚と、インク袋内に残るインク液の厚みとを含むインク袋の外形の厚み）に依存するため、受光素子２４，２６から出力される検出信号の値（例えば、電圧信号の値）と、インク残量との相関を示すデータを予め用意しておき、受光素子２４，２６から得られる検出信号と相関データに基づいて、インク残量を特定（検出）することができる。
【００６０】
なお、発光素子２０，２２の光が貫通する厚み方向に扁平なインクカートリッジ１０において、色材含有量３％インクに対し、厚みは５ｍｍ以下とすることで良好な検出が可能である。
【００６１】
また、インク残量を検出するための手段（発光素子と受光素子の対）は、図２に例示したように、インク供給口１６から異なる距離に複数個配置する態様が好ましい。既述のとおり、インクの使用（消費）に伴って、インク供給口１６から遠い方のインク袋１４の厚み収縮が先行し、インク残量がある程度少なくなった状態でインク供給口１６に近い部分のインク袋の厚み収縮が大きくなる。
【００６２】
インク袋１４を透過する光の光透過量はインク袋１４の厚みに対して反比例の関係にあるので、インク供給口１６から距離の異なる複数の部位についてインク袋厚を検出する手段（発光素子と受光素子の対）を設け、これら複数の検出手段から得られる情報（複数の受光素子からの検出信号）を用いることで、インクカートリッジ１０の使い始め（初期充填量）から使い終わり（カートリッジの交換が必要なインク切れのレベル）まで連続的にインク残量を正確に検出することができる。
【００６３】
本例に開示のインク検出手段によれば、インク袋の負圧発生機構による収縮効果により、インク残量が少なくなった状態の検出精度に優れる。
【００６４】
また、従来提案されているアクチュエータ方式の検出の場合、接触方式のため、カートリッジの着脱／装填を行った場合には容積変形状態により検出誤差が大きくなるのに対し、本例に開示のインク検出手段は、検出器が非接触型（光学式）であり、かつインク袋の負圧発生機構により、インク袋が一定の容積変形を保つので、着脱、装填を繰り返しても検出誤差を小さくできる。
【００６５】
さらに、本例に開示の構成は、光学式の非接触型検出方式のため、検出素子（発光素子、受光素子）は、インクジェット記録装置本体側に配置可能であり、インクカートリッジ装填時の操作性を損なわない。また、インクカートリッジ側に検出素子や、検出用の電極などを持たないため、消耗品であるインクカートリッジのコストを低減できる。
【００６６】
上述の例では、インク袋１４自体の折り目の弾性によって負圧を発生させているが、負圧発生手段の態様はこの例に限定されず、折り目４４に代えて、或いは折り目４４と組合せて、負圧発生部材としてのバネ部材を取り付ける態様も可能である。
【００６７】
なお、上述の例では、インク袋１４の折り目によって構成される負圧発生手段の負圧方向への付勢力は、インク供給口１６から遠くなるにつれて連続的に小さくなっているが、本発明の実施に際しては、負圧方向への付勢力が必ずしも連続的に小さくなっていることは要求されず、インク供給口１６から遠くなるにつれて、２段階或いは更に多段階の階段状に付勢力が小さくなるような構成でもよい。例えば、負圧発生手段として、板バネを用いる場合、板バネの幅の範囲内では付勢力は概ね一定となり得るが、板バネのない部分、或いは、よりバネ力の小さい板バネを設けた部分との組合せにより、インク袋の全体として、インク供給口１６近くから次第に遠くなるしたがって、負圧方向の付勢力を段階的に小さくするように構成することが可能である。
【００６８】
図４は、インク袋の他の形態例を示す斜視図である。図４中図３に示した構成と同一または類似する要素には同一の符号を付し、その説明は省略する。
【００６９】
図４に示したインク袋６０は、インク供給口１６の近い方に板バネ６２を備えており、この板バネ６２によって、インク袋６０を容積拡大方向（負圧発生方向）に付勢している。インク供給口１６から遠い部分には板バネが設けられておらず、端面の折り目６４によって折り畳み可能となっている。
【００７０】
図示のインク袋６０によれば、図５（ａ），（ｂ）に示すように、インク量の減少に伴ってインク袋６０のインク供給口１６から遠い部位から順に折り畳まれて変形し、インク供給口１６の近傍付近は最後まで押し潰されずに、インク供給口１６と連通したインク収容空間６６の形状が確保される。このため、インク供給口１６が封止されずに、インクを最後まで無駄なく取り出すことができる。
【００７１】
図４の構成に代えて、図６に示すように、インク供給口１６から遠い位置にも板バネ６８を設ける態様が可能である。この場合、板バネ６８の付勢力は、インク供給口１６に近い板バネ６２の付勢力よりも小さいものとする。なお、図６中図４に示した構成と同一または類似する要素には同一の符号を付し、その説明は省略する。
【００７２】
図７は、インク袋のさらに他の形態例を示す断面図である。
【００７３】
図示のインク袋７０は、インク収容部７２の全体が弾性体で構成されており、インク供給口１６に近い部分の弾性力（バネ定数）が相対的に大きく、インク供給口１６から遠い距離の部分の弾性力（バネ定数）が相対的に小さくなっている。具体的には、単一の弾性材料で成形されて成るインク袋７０の厚みがインク供給口１６からの距離が遠くなるにつれて次第に薄くなるように構成されている。
【００７４】
図７に示すように、インク供給口１６に近い部位（Ａ部）の厚みをｔ１、遠い部位（Ｂ部）の厚みをｔ２とすると、Ａ部の厚みｔ１はＢ部の厚みｔ２よりも厚く、ｔ１＞ｔ２である。弾性体は、肉厚の３乗に比例して変位量が変わるため、例えば、０．５×ｔ１３≒ｔ２３を満たすようにインク袋７０の厚みｔ１、ｔ２を設計すると、同一圧力でＢ部はＡ部より約２倍変形しやすくなる。
【００７５】
図７では、インク袋の厚さを変える実施態様を記載したが、インク袋の材料組成をインク供給口に近い部分と、インク供給口に遠い部分とで変化させることで、弾性力（バネ定数）を変化させてもよい。
【００７６】
このような構成によっても、インク袋の負圧を維持しつつ、インクの消費によってインク供給口から遠い部位から順にインク袋を変形させることができるため、インクを無駄なく消費することができる。
【００７７】
〔インクカートリッジの配置形態並びに負圧制御について〕
図８は本発明の実施形態に係るインクカートリッジが用いられるシリアル走査型インクジェット記録装置のヘッド部周辺の構成例を示す要部斜視図である。
【００７８】
図中符号８０はキャリッジ、８２はヘッド部、８４はサブタンクユニット、８６はガイドシャフト、８８はガイドレールである。ヘッド部８２を搭載したキャリッジ８０はガイドシャフト８６に支持されており、当該ガイドシャフト８６及びこれに平行なガイドレール８８に沿って、図示せぬ記録媒体とノズル面との間の距離を一定に保ちつつ、主走査方向（矢印Ｍ方向）に滑らかに往復走行可能である。
【００７９】
サブタンクユニット８４は、キャリッジ８０上でヘッド部８２の上に配置されている。サブタンクユニット８４は、ＣＭＹＫの各色のインクを貯留する色別のサブタンク８４Ｃ，８４Ｍ，８４Ｙ，８４Ｋを備えている。各色のサブタンク８４Ｃ，８４Ｍ，８４Ｙ，８４Ｋは図示せぬ流路形成部材を介して印字ヘッド８２と接続されるとともに、それぞれ対応する色のインクカートリッジ９０Ｃ，９０Ｍ，９０Ｙ，９０Ｋと接続される。
【００８０】
各色のインクカートリッジ９０Ｃ，９０Ｍ，９０Ｙ，９０Ｋから供給されたインクは、それぞれ対応する色のサブタンク８４Ｃ，８４Ｍ，８４Ｙ，８４Ｋに貯留され、ここから下方のヘッド部８２へと供給される。
【００８１】
図８には明示しないが、ヘッド部８２はシアン（Ｃ），マゼンタ（Ｍ），イエロー（Ｙ），黒（Ｋ）の各色インクを吐出するためノズル列を備えている。各色のノズル列は、それぞれ同一色のインクを吐出する複数のノズルが記録媒体（不図示）の搬送方向（図中矢印Ｓで示す副走査方向）に並ぶように配列されている。すなわち、ヘッド部８２は、Ｃインクを吐出するＣノズルが副走査方向に並んだＣノズル列、Ｍインクを吐出するＭノズルが副走査方向に並んだＭノズル列、Ｙインクを吐出するＹノズルが副走査方向に並んだＹノズル列、Ｋインクを吐出するＫノズルが副走査方向に並んだＫノズル列を有し、これらＣＭＹＫの各ノズル列が列単位で副走査方向と直交する主走査方向（図中矢印Ｍで示す方向）に並ぶように配列されている。
【００８２】
図９は、ヘッド部８２のノズル配列の例を示す図である。各色インクに対応する印字ヘッドは同一構造を有しているので、これらを符号１００で表すことにする。
【００８３】
印字ヘッド１００は、ｎ個のノズル１０１（１０１-1〜１０１-n）を有し、このｎ個のノズルが２列に千鳥状に並べられている。このようにノズル１０１を千鳥配置することで、副走査方向に沿って並ぶように投影される実質的なノズル列のノズル間ピッチ（図９中でノズル１０１-1とノズル１０１-2の副走査方向の距離ｈ）を小さくすることができる。
【００８４】
図１０は、１ノズル分（１チャンネル）の液滴吐出素子の構成を示す断面図である。ノズル１０１はインクが収容される加圧液室１０２と連通し、更に、ヘッド内の各加圧液室１０２は、複数の加圧液室１０２に対してインクを供給する共通流路１０５と連通する。なお、共通流路１０５は、各色に対応するサブタンクユニット８４（図８参照）に連通しており、吐出用のインクは、サブタンクユニット８４から図１０に示す共通流路１０５を介してヘッド内の各加圧液室１０２に供給される。
【００８５】
また、図１０に示すように、加圧液室１０２の内部には、加圧液室１０２内のインクを加圧する手段としての加圧素子（ここでは、ヒータ）１０８が設けられている。加圧素子１０８を駆動して加圧液室１０２内のインクを沸騰状態にして気泡（バブル）を発生させ、その発生した気泡の圧力によってノズル１０１からインクが吐出される。すなわち、本例に示す印字ヘッド１００には、ヒータの加熱エネルギーにより加圧液室に発生させた気泡の圧力をインクの吐出力に用いるサーマル方式が適用される。
【００８６】
なお、本例では、インクの色別にそれぞれ独立の印字ヘッド（Ｃヘッド，Ｍヘッド，Ｙヘッド，Ｋヘッド）を構成し、これら複数の各色印字ヘッドを組み合わせてヘッド部８２（ＣＭＹＫヘッド）を構成しているが、かかる構成に代えて、１つの（単一の）印字ヘッドの内部流路を色別に個別化する構造（色単位で独立した流路構造）とし、１つの印字ヘッドから複数色のインクを吐出可能な構成としてもよい。
【００８７】
図８に例示した構成においては、各色のインクカートリッジ９０Ｃ，９０Ｍ，９０Ｙ，９０Ｋは、インクジェット記録装置内において、ヘッド部８２上のサブタンクユニット８４よりもさらに上方に配置され、それぞれ扁平面を略水平に保ちつつ、各色の（４つの）インクカートリッジ９０Ｃ，９０Ｍ，９０Ｙ，９０Ｋが同一平面上で主走査方向に沿って１列に並ぶように配置される。
【００８８】
ヘッド部８２の吐出面（ノズル面８２Ａ）からインクカートリッジ９０Ｃ，９０Ｍ，９０Ｙ，９０Ｋまでの高さをＬとし、水頭圧差（符号＋）Ｐ1、インクカートリッジ内の負圧値（符号−）Ｐ2、ヘッド部のノズル面の内圧Ｐ3とするとき、Ｐ3は−２０ｍｍＨ２Ｏ〜−７０ｍｍＨ２Ｏに設定することが望ましい。なお、１ｍｍＨ２Ｏ（ミリ水柱メートル）は約９．８Ｐａ（パスカル）であるから、Ｐａ（パスカル）の単位系で表すと、Ｐ3は−１９６Ｐａ〜−６８６Ｐａに設定することが望ましい。
【００８９】
すなわち、次の関係式、
ヘッドノズル液面圧力Ｐ3＝(ヘッドノズル面からインクカートリッジ揚水高さ圧：Ｐ1）＋（インクカートリッジ内圧：Ｐ2）
を満たすように、カートリッジ位置（ヘッドノズル面を基準とする鉛直上方の高さ位置、図８におけるＬ）とカートリッジ内の負圧値を設定する。
【００９０】
図８に例示したように、インクカートリッジ９０Ｃ，９０Ｍ，９０Ｙ，９０Ｋがヘッド部８２のノズル面８２Ａより鉛直方向の上側に配置される場合は、水頭圧差（Ｐ1）はプラス（＋）方向であるのでインクカートリッジ内圧力は、この＋方向の水頭圧差を吸収すべく、インクカートリッジ９０Ｃ，９０Ｍ，９０Ｙ，９０Ｋの内部負圧発生手段の付勢力を設定し、ヘッドノズル液面圧力が規定値の範囲（例えば、−２０ｍｍＨ２Ｏ〜−７０ｍｍＨ２Ｏ）となるように設定される。
【００９１】
図１１は、本発明の実施形態に係るインクカートリッジが用いられるインクジェット記録装置の他の構成を示す要部斜視図である。
【００９２】
図示の形態は、図８で説明した例と比較して、インクカートリッジがヘッドノズル面よりも鉛直方向下側に配置される形態となっている点で相違する。図１１中、図８の例と同一または類似する要素には同一の符号を付し、その説明は省略する。
【００９３】
図１１に示した構成のように、インクカートリッジ９０Ｃ，９０Ｍ，９０Ｙ，９０Ｋがヘッド部８２のノズル面８２Ａより鉛直方向の下側に配置される場合は、水頭圧差（Ｐ1）はマイナス（−）方向であるが、インクカートリッジ内圧力は、内部負圧発生手段の付勢圧力を設定し、ヘッドノズル液面圧力が規定値範囲になるように設定される。
【００９４】
すなわち、次の関係式、
ヘッドノズル液面圧力Ｐ3＝（ヘッドノズル面からインクカートリッジ揚水高さ圧：Ｐ1）＋（インクカートリッジ内圧：Ｐ2）
を満たすように、インクカートリッジの位置（ヘッドノズル面を基準とする鉛直下方の高さ位置、図１１におけるＬ）及びカートリッジ内の負圧値を設定する。
【００９５】
また、各インクカートリッジ９０Ｃ，９０Ｍ，９０Ｙ，９０Ｋとサブタンク８４Ｃ，８４Ｍ，８４Ｙ，８４Ｋとを繋ぐ流路の途中（好ましくは、各インクカートリッジ９０Ｃ，９０Ｍ，９０Ｙ，９０Ｋのインク供給口１６の近く）には、大気開放が可能なバルブ（大気開放バルブ）９２Ｃ，９２Ｍ，９２Ｙ，９２Ｋが設けられている。何れかのインクカートリッジ９０Ｃ，９０Ｍ，９０Ｙ，９０Ｋについてインク残量エンド（これ以上インク袋からインクを取り出すことができないという残量の限界）が検出された場合に、該当するインクカートリッジ９０Ｃ，９０Ｍ，９０Ｙ，９０Ｋの大気開放バルブ９２Ｃ，９２Ｍ，９２Ｙ，９２Ｋを開放する（大気に連通させる）ことでインク供給路内のインクをヘッド部８２に送り出すことができる。これにより、インク流路内のインクを無駄なく利用することが可能である。
【００９６】
図８及び図１１で説明したように、本発明の実施形態に係るインクカートリッジによれば、扁平インクカートリッジの配置高さと、内部の負圧値を設定することで、インクカートリッジの配置自由度を上げる効果があり、装置高さを低減することができる。
【００９７】
〔ピットイン・インク供給方式のインクジェット記録装置への適用例〕
図１２は本発明の一実施形態に係るインクジェット記録装置の構成図である。同図に示したように、このインクジェット記録装置１１０は、インクの色ごとに設けられた複数の印字ヘッド１１２Ｃ，１１２Ｍ，１１２Ｙ，１１２Ｋを有するヘッド部１１２と、各印字ヘッド１１２Ｃ，１１２Ｍ，１１２Ｙ，１１２Ｋに供給するインクを貯蔵しておくインクカートリッジ１１４（１１４Ｃ，１１４Ｍ，１１４Ｙ，１１４Ｋ）と、記録紙１１６を供給する給紙部１１８と、ガイドシャフト１２０に支持されながらガイドレール１２２に沿ってヘッド部１１２を記録紙搬送方向と略直交する主走査方向に走査させるキャリッジ１２４と、ヘッド部１１２が有する各色の印字ヘッド１１２Ｋ，１１２Ｃ，１１２Ｍ，１１２Ｙのそれぞれに連結され、各印字ヘッド１１２Ｋ，１１２Ｃ，１１２Ｍ，１１２Ｙの内部に負圧を発生させるとともに各色インクのサブタンクとしても機能する、印字ヘッドと同数の負圧維持部１２６（１２６Ｃ，１２６Ｍ，１２６Ｙ，１２６Ｋ）と、を備えている。
【００９８】
各色の印字ヘッド１１２Ｃ，１１２Ｍ，１１２Ｙ，１１２Ｋの構造は、図９及び図１０で説明した例と同様であるため、説明を省略する。
【００９９】
図１２における給紙部１１８には、所定のサイズに切断されたカット紙が装填される給紙カセットを用いる方式が適用される。複数のサイズの記録紙１１６に印字を行う場合には、給紙部１１８に装着されている給紙カセットを取り出し、所望のサイズの記録紙１１６が装填された給紙カセットに交換する。なお、同一サイズの異なる紙種の記録紙１１６を装填したカセットを用意してもよい。
【０１００】
このように、インクジェット記録装置１１０は複数種類の記録紙を利用可能に構成されており、給紙カセットには装填される記録紙１１６の種類情報を記録したバーコード或いは無線タグなどの情報記録体が取り付けられ、その情報記録体の情報を所定の読取装置によって読み取ることで、インクジェット記録装置１１０は使用される用紙の種類を自動的に判別し、用紙の種類に応じて装置内の各部が制御される。例えば、記録紙１１６の種類に応じて適切なインク吐出を実現するようにインク吐出制御を行ってもよい。
【０１０１】
給紙部１１８に装填された記録紙１１６は、給紙ローラ１３０の回動によって搬送路１３２に送り出され、搬送路１３２に設けられた搬送ローラ１３４に沿って垂直方向上側に搬送されるとともに、搬送路１３２において表裏が反転されて（搬送路１３２内で１回ターンして）ヘッド部１１２の直下へ送られる。記録紙１１６は、ヘッド部１１２の直下において搬送ローラ１３６によって所定の平面性を維持されながら一定の搬送ピッチで水平面内の所定の搬送方向（副走査方向、矢印線で図示）に送られる。
【０１０２】
記録紙１１６がヘッド部１１２の直下の印字領域に到達すると、キャリッジ１２４を主走査方向に走査させながら、各印字ヘッド１１２Ｋ，１１２Ｃ，１１２Ｍ，１１２Ｙの記録紙１１６と対向する面に設けられたノズルから各色インクを吐出させて主走査方向の印字を実行する。１回の主走査方向に印字が終わると、記録紙１１６は副走査方向に所定の距離だけ送られ、キャリッジを主走査方向に移動させながら主走査方向の印字が行われる。このようにして、副走査方向に記録紙１１６を一定ピッチずつ搬送方向へ送りながら主走査方向の印字を繰り返すことで、記録紙１１６の全面にわたって所望の画像が記録される。所望の画像が形成された記録紙１１６は、所定の搬送方向に送られて排紙部１３８から装置外部に排出される。
【０１０３】
各印字ヘッド１１２Ｋ，１１２Ｃ，１１２Ｍ，１１２Ｙのそれぞれに供給されるインクを貯蔵しておくインクカートリッジ１１４（Ｃインクに対応するＣインクカートリッジ１１４Ｃ、Ｍインクに対応するＭインクカートリッジ１１４Ｍ、Ｙインクに対応するＹインクカートリッジ１１４Ｙ、Ｋインクに対応するＫインクカートリッジ１１４Ｋ、これらを総称してインクカートリッジ１１４と記載する。）は、装置本体と分離可能なサブカートリッジ１４０に設けられるインクカートリッジ挿入口（図１２中不図示、図１３の符号１４２Ｃ，１４２Ｍ，１４２Ｙ，１４２Ｋ）に装着される。
【０１０４】
本例に示すインクジェット記録装置１１０では、インクカートリッジ１１４が装着されるサブカートリッジ１４０を装置前面側から装置本体に着脱可能な構造を有している。また、サブカートリッジ１４０の正面（サブカートリッジ１４０を装置本体に装着したときの装置前面に対応する面）には、インクカートリッジ１１４を挿入するためのインクカートリッジ挿入口１４２Ｃ，１４２Ｍ，１４２Ｙ，１４２Ｋが設けられており、装置の前面（フロント面）側からインクカートリッジ１１４の着脱（交換）作業が可能な構造となっている。
【０１０５】
〔サブカートリッジの説明〕
次に、サブカートリッジの構成について説明する。図１３は、サブカートリッジ１４０の斜視図であり、図１４はサブカートリッジ１４０をインクジェット記録装置１０本体に装着した状態の装置上側から見た平面図である。なお、図１４では、サブカートリッジ１４０の図示を明示するためヘッド部１１２と走査機構の詳細な図示は省略されている。
【０１０６】
図１３に示すように、サブカートリッジ１４０は、その前面（正面）にインクカートリッジ挿入口１４２Ｃ，１４２Ｍ，１４２Ｙ，１４２Ｙを有する。
【０１０７】
インクカートリッジ挿入口１４２Ｃ，１４２Ｍ，１４２Ｙ，１４２Ｋを介してインクカートリッジ装着部１４４Ｃ，１４４Ｍ，１４４Ｙ，１４４Ｋにインクカートリッジ１１４Ｃ，１１４Ｍ，１１４Ｙ，１１４Ｋが装着されると、インクカートリッジ１１４Ｃ，１１４Ｍ，１１４Ｙ，１１４Ｋはサブカートリッジ１４０の内部に設けられたインク供給路１４６を介して、インク供給連結部１４８（１４８Ｃ，１４８Ｍ，１４８Ｙ，１４８Ｋ）と連通する。図示の便宜上、図１３ではインク供給路１４６を１本の線で模式的に図示したが、サブカートリッジ１４０の内部には各色のインクに対応するインク流路が個別に設けられている。
【０１０８】
インク供給連結部１４８は、サブカートリッジ１４０をインクジェット記録装置本体に装着した状態におけるヘッド部１１２の走査領域の一方の端部に設けられている。ヘッド部１１２の端部には、サブカートリッジ１４０のインク供給連結部１４８に対して連結／離脱可能な連結部１４９が設けられている（図１４参照）。
【０１０９】
本例に示すインクジェット記録装置１１０は、ヘッド部１１２にインク充填が必要になると、キャリッジ１２４をインク供給連結部１４８が設けられる走査領域の一方の端部に移動させ、連結部１４９をインク供給連結部１４８に接続することで、サブカートリッジ１４０からヘッド部１１２にインクが供給されるピットイン・インク供給方式が採用される。
【０１１０】
ヘッド部１１２の連結部１４９とサブカートリッジ１４０のインク供給連結部１４８が嵌合連結されるときのヘッド部１１２の位置をホームポジションとし、記録待機中や印字処理開始時及び印字処理終了時、或いはメンテナンス実行時にはヘッド部１１２をホームポジションに移動させるようにキャリッジ１２４の駆動が制御される。
【０１１１】
サブカートリッジ１４０には、印字領域における記録紙（図１２中の符号１１６）の搬送ガイドとなる搬送ガイド部１５０と、縁なし印字時の記録紙１１６の幅からはみ出したインクを受けるインク受容部１５２と、の機能を備えたガイド部材１５４を備えている。このガイド部材１５４は、その外縁部分に形成された凸部が印字領域における記録紙の搬送ガイド部１５０となり、周囲を搬送ガイド部１５０（凸部）で囲まれた領域（凹部）がインク受容部１５２となっている。
【０１１２】
ガイド部材１５４にインクなどの汚れが付着した場合には、ユーザがサブカートリッジ１４０から取り外して清掃または交換することができる。ガイド部材１５４には樹脂材料が好適に用いられる。インク受容部１５２に多孔質部材や不織布など液体を吸収する吸収部材を備え、インク受容部１５２が廃インクで一杯になるとガイド部材１５４から吸収部材のみを取り出すように構成すると、インク受容部１５２のメンテナンスが容易になる。
【０１１３】
サブカートリッジ１４０には、ヘッド部１１２のノズル面に対して密着し得るキャップ部材（図１４中不図示、図２１中の符号２６０）と、該キャップ部材に連通する吸引ポンプ（図１４中不図示、図２１中の符号２８８）と、を有する回復ユニット１６０が配設される。回復ユニット１６０は、ヘッド部１１２がサブカートリッジ１４０に連結された状態（ホームポジションに位置する状態）で、ヘッド部１１２のノズル面直下に位置している。回復ユニット１６０の構成について詳細は後述するが、印字処理開始前や印字待機中などの非印字時には、ヘッド部１１２のノズル面にキャップ部材を密着させて、ノズル内のインクの乾燥を防止し、インクの粘度上昇による吐出異常を回避する。
【０１１４】
また、ノズル内（ヘッド内）に気泡が発生した場合やノズル内の増粘インクをノズルから除去する場合には、前記キャップ部材をノズル面に密着させて吸引ポンプを作動させることでノズルからインクを吸引する。この吸引動作により、ヘッド部１１２には連結部１４９側から新しいインクが供給される。
【０１１５】
サブカートリッジ１４０には、回復ユニット１６０により吸引された廃インクを回収する廃インクタンク（廃インク回収部）１６２を備えている。この廃インクタンク１６２は、サブカートリッジ１４０に設けられた廃インク流路１６４を介して回復ユニット１６０と連通される。
【０１１６】
廃インクタンク１６２は、サブカートリッジ１４０を装置本体から取り出した状態でサブカートリッジ１４０の下面側から取り外すことができる。したがって、廃インクタンク１６２が廃インクで一杯になった場合には、サブカートリッジ１４０から取り外して新しい廃インクカートリッジに交換可能であり、廃インクタンク１６２のみを廃棄することができる。なお、インク受容部１５２と廃インクタンク１６２とをチューブなどの流路部材を介して連通させ、インク受容部１５２に収容されるインクを廃インクタンク１６２に集めるように構成してもよい。
【０１１７】
上述したように、印字ヘッド１１２Ｃ，１１２Ｍ，１１２Ｙ，１１２Ｋへインクを供給するインク供給系と、インク受容部１５２や回復ユニット１６０、廃インクタンク１６２から構成されるインク回収系と、をサブカートリッジ１４０内に集約して収納することでインクチューブの引き回しや廃インクのメンテナンスをユーザが容易に行うことができる。
【０１１８】
図１５はヘッド部１１２を上面から見た平面模式図（一部に透視断面を含む図）である。図１５に示したように、ヘッド部１１２は、Ｃインクを吐出する複数のノズルが副走査方向に配列されたＣノズル列１７２Ｃと、Ｍインクを吐出する複数のノズルが副走査方向に配列されたＭノズル列１７２Ｍと、Ｙインクを吐出する複数のノズルが副走査方向に配列されたＹノズル列１７２Ｙと、Ｋインクを吐出する複数のノズルが副走査方向に配列されたＫノズル列１７２Ｋと、を備え、ヘッド部１１２の上部には、各色のノズル列１７２Ｃ，１７２Ｍ，１７２Ｙ，１７２Ｋに対応して各色インク用の負圧維持部１２６Ｃ，１２６Ｍ，１２６Ｙ，１２６Ｋが設けられている。
【０１１９】
それぞれの負圧維持部１２６Ｃ，１２６Ｍ，１２６Ｙ，１２６Ｋは、チューブその他の適宜の流路形成部材（図中の符号１７４として図示）を介して、対応する連結部１４９Ｃ，１４９Ｍ，１４９Ｙ，１４９Ｋと連通している。以後、説明の便宜上、特に色を特定せずに、負圧維持部１２６Ｃ，１２６Ｍ，１２６Ｙ，１２６Ｋを指す場合に符号１２６で表す。同様に、連結部１４９Ｃ，１４９Ｍ，１４９Ｙ，１４９Ｋについても、色を特定しない場合に符号１４９で表すものとする。
【０１２０】
ヘッド部１１２の主走査方向の一端部（連結部１４９が形成されている側と反対側の端部）には、気泡排出チャンバ１８０が設けられており、各負圧維持部１２６の上部に形成された排出口１８４は、それぞれチューブその他の適宜の流路形成部材より成る気泡排出流路１８６と逆止弁１８８とを介して気泡排出チャンバ１８０に連通されている。なお、逆止弁１８８に代えて開閉制御可能なバルブ（開閉バルブ）を用いてもよい。
【０１２１】
また、気泡排出チャンバ１８０の底面には、複数の開口（気泡排出孔２０８）が形成されており、この底面に、後述する回復ユニット１６０のキャップ（図２１中の符号２６０）を密着させて吸引ポンプ（図２１中の符号２８８）で減圧することにより、気泡吸引が行われる。
【０１２２】
〔負圧維持部の説明〕
次に、負圧維持部１２６の構造について詳説する。図１６は、負圧維持部１２６の構成を模式的に示した側面図（図１５における矢印Ａ方向から見た図）である。
【０１２３】
図１６に示すように、負圧維持部１２６は、ヘッド部１１２へ供給されるインクが一旦貯留されるインク収容容積を有するサブタンク１９０を備え、該サブタンク１９０の一部の面（側面部）が可塑性膜１９２と板バネ１９４とから成る弾性変形部材１９６によって構成されている。
【０１２４】
すなわち、サブタンク１９０は、その内部圧力が大気圧力よりも小さい場合に少なくともその一部が弾性変形する構造を有し、サブタンク１９０の容積が収縮することで負圧を発生させる構造となっている。また、サブタンク１９０の内部圧力が大気圧力になった場合は弾性変形の復元力でその容積は復元される。
【０１２５】
本例の負圧維持部１２６は、外観形状を維持し得る程度に硬質の材料から成るサブタンク１９０の容器の一壁面に、円形の可塑性膜１９２が取り付けられており、この可塑性膜１９２に十字形状の板バネ１９４が固着された構造を有し、内部圧力の変化によって可塑性膜１９２が変位する。
【０１２６】
サブタンク１９０は、その内部の圧力が大気圧の場合には板バネ１９４に変形力が作用しないが、内部圧力が負圧になると、可塑性膜１９２と板バネ１９４はサブタンク１９０の容積を縮小させる方向に変形し、サブタンク１９０の内部に負圧が発生するように構成されている。
【０１２７】
可塑性膜１９２と板バネ１９４から成る弾性変形部材１９６がサブタンク１９０の容積を縮小させる方向に変位すると、板バネ１９４の弾性力（復元力）により、サブタンク１９０の内部容積（すなわち、負圧維持部１２６の内部容積）を拡大させる方向に力が働く。この弾性変形部材１９６の作用によって、サブタンク１９０の内部圧力は負圧に維持される。板バネ１９４の形状（弾性係数）は、弾性変形部材１９６の変形量と変形時の発生圧力によって適宜設計される。
【０１２８】
図１６に示す態様では、サブタンク１９０の少なくとも１つの壁面に可塑性膜１９２と板バネ１９４とを面同士で接着（溶着）させた弾性変形部材１９６を備える構成を例示したが、弾性変形部材１９６は上記構成以外にも、板バネと可塑性膜とをサンドイッチ状にはさみ込んでこれらを溶着する構成でもよい。
【０１２９】
負圧維持部１２６には、図１５で説明した連結部１４９へと繋がるインク供給口２０２と、ヘッド部１１２との連通口であるヘッド連通口２０４が設けられている。図１３及び図１４で説明したように、連結部１４９がサブカートリッジ１４０のインク供給連結部１４８に連結されることにより、インクカートリッジ１１４と図１６のサブタンク１９０が連通し、インク供給口２０２を介してサブタンク１９０内にインクが供給される。
【０１３０】
また、負圧維持部１２６の下面（サブタンク１９０の底面部）には、ヘッド部１１２との連通口であるヘッド連通口２０４が設けられており、このヘッド連通口２０４を介して該サブタンク１９０からヘッド内にインクが供給される。
【０１３１】
サブタンク１９０の上部には、気泡溜まり部２０６が形成されている。気泡溜まり部２０６は、上方に向かって流路断面が徐々に小さくなる滑らかな曲面形状（例えば、先細りのテーパー状）を有しており、ヘッド部１１２からサブタンク１９０内に流入した気泡がその浮力で上方に移動し、途中で引っかかることなく、気泡溜まり部２０６に導かれ、気泡溜まり部２０６の上部に滞留するようになっている。なお、気泡溜まり部２０６の内面形状は、上記に限らず、例えば、テーパー状（錐面形状）に代えて、半球形状などでもよい。
【０１３２】
気泡溜まり部２０６の最上部に設けられた排出口１８４は、気泡排出流路１８６と連通している。図１５で説明したとおり、気泡排出流路１８６には逆止弁１８８（または開閉バルブ）が設けられ、さらに気泡排出流路１８６の排出口１８４（気泡排出口）と反対側の端部は気泡排出チャンバ１８０と連通している（図１５参照）。
【０１３３】
上記構成から成る負圧維持部１２６によれば、図１７に示すように、サブタンク１９０内のインク量に応じて可塑性膜１９２が変位し、負圧維持部１２６の内部圧力も変化する。
【０１３４】
図１７中破線で示す可塑性膜１９２’はインクが十分に充填された状態（ホームポジションでのピットインによるインク供給が完了した直後の初期状態）を示し、実線で示す可塑性膜１９２は、印字ヘッドによるインクの消費に伴って、サブタンク１９０内のインクが減少し、負圧維持部１２６内部圧力（負圧の絶対値）が大きくなり、インクの補充が必要になった状態を示している。
【０１３５】
可塑性膜１９２の変化量と負圧維持部１２６の内部圧力の変化量（すなわち、サブタンク１９０の容積変化量）は相関があるため、可塑性膜１９２の変化量を観測（検出）することで、間接的に負圧維持部１２６の内部圧力を検出することができる。
【０１３６】
図１８を用いて、負圧維持部１２６の内部圧力を検出する手段の一例を説明する。図１８(a),(b)には、可塑性膜１９２の変形量を検出する検出機構２２０（負圧維持部１２６の内部圧力検出部）の構成例を示す。図１８(a),(b)に示す検出機構２２０は、可塑性膜１９２の変形量に応じて回動するアクチュエータ２２２と、２つの光学式センサ２２４，２２６を含んで構成される。
【０１３７】
第１のセンサ２２４は、可塑性膜１９２の初期状態に対応する位置に設けられ、負圧維持部１２６がサブカートリッジ１４０に連結された状態でヘッド部１１２のノズル面高さとインクカートリッジ１１４の位置（高さ）との水頭圧差（サブタンクの初期充填圧力）分の内圧を検出する。
【０１３８】
第２のセンサ２２６は、プリント実行時における負圧維持部１２６の内部圧力（負圧）の上限圧力（ピットインによるインク供給が必要なインク残量のレベルに対応する内部圧力）を検出する。
【０１３９】
図１８(a)は、負圧維持部１２６がサブカートリッジ１４０が連結されて負圧維持部１２６内にインクが充填された状態であり、この状態で検出される負圧維持部１２６の内部圧力（充填完了時の初期充填圧力）は、例えば、−１０ｍｍＨ２Ｏである。
【０１４０】
また、図１８(b)は、プリント実行時における負圧維持部１２６の内部圧力の上限状態（インク補充が必要な状態）であり、この状態で検出される負圧維持部１２６の内部圧力は、例えば、−７０ｍｍＨ２Ｏである。
【０１４１】
なお、図１８(a),(b)に示すアクチュエータ２２２に代わりストレンゲージ（ひずみ検出部材）を用いることも可能である。また、図１８(a),(b)には、光学式センサを２つ備える態様を例示したが、２つのセンサのうち第１のセンサ２２４は省略可能であり、少なくとも、可塑性膜１９２の変形量（サブタンク１９０の容積変化量）が所定量以上となったことを検出するセンサ（図１８(a),(b)ではセンサ２２６）を備えていればよい。
【０１４２】
〔インク供給連結部の構造例〕
図１９(a),(b)は、サブカートリッジ１４０側に設けられるインク供給連結部１４８と、ヘッド部１１２の負圧維持部１２６側に設けられるインク供給用の連結部１４９の構造例を示す断面図である。
【０１４３】
図１９(a)は、負圧維持部１２６側の連結部１４９とサブカートリッジ１４０のインク供給連結部１４８が離間した状態を示し、図１９(b)は、両者が連結した状態を示す。
【０１４４】
図１９(a)に示すように、負圧維持部１２６側の連結部１４９の内部は、弾性部材（例えば、バネ）２３０の力によってボール（弁体）２３２をインク流入方向と逆方向（図の右方向）に付勢して、ボール２３２を小径の流路の端面（弁座）２３４に押し当ててインク流路を塞ぐ逆止弁の構造を有している。
【０１４５】
その一方、この連結部１４９に嵌合されるサブカートリッジ１４０側のインク供給連結部１４８は、連結部１４９の挿入口２３６に挿入可能なインク供給針２４４を有し、インク供給針２４４の先端近くの周面には、インク供給針２４４の内部流路２４６と連通する開口穴２４８が形成されている。
【０１４６】
図１９(a)に示す離間状態では、弾性部材（例えば、バネ）２３０により付勢されたボール２３２により、挿入口２３６の流路が塞がれ、弁が閉じた状態となる。
【０１４７】
図１９(b)に示す連結状態では、挿入口２３６にインク供給針２４４が挿入されることにより、インク供給針２４４の先端によってボール２３２が弾性部材２３０の付勢方向と反対方向へ押されて移動し、インク供給針２４４の開口穴２４８を通ってインクが連結部１４９の内部へと流れる。すなわち、図１９(b)に示す連結状態ではボール２３２による弁が開いた状態となり、図１２で説明したヘッド部１１２とインクカートリッジ１１４とが連通状態となる。
【０１４８】
〔気泡排出路に用いられる弁構造の例〕
図２０(a),(b)には、図１６で説明した逆止弁１８８の構造例を示す。なお、図２０(b)は図２０(a)の２０ｂ−２０ｂ’線に沿う断面図である。図２０(a)に示すように、逆止弁１８８は、略球体のボール（弁体）２５０が流路２５２内に遊挿された構造を有し、ボール２５０が収容されている流路２５２の負圧維持部１２６と連通する側（図２０（ａ）における下側）には、ボール２５０により封止可能な大きさの流路断面積を有する開口２５４が形成され、気泡排出チャンバ１８０と連通する側（図２０（ａ）における上側）には、ボール２５０の直径よりも大きな略円形状の内側に凸形状部２５６を有する開口２５８（ボール２５０が当接しても流路が封止されない流路断面の形状を有する開口）を備えている。
【０１４９】
したがって、気泡排出チャンバ１８０側の吸引ポンプ（図２１に符号２８８で図示）により吸引される状態ではボール２５０が開口２５８の端面（凸形状部２５６）に当接することで、負圧維持部１２６側の開口２５４が開放され、ボール２５０と開口２５４の隙間から気泡が排出される（順方向の圧力により逆止弁１８８が開いた状態）。
【０１５０】
その一方、気泡排出チャンバ１８０側の吸引ポンプ（図２１に符号２８８で図示）が停止している状態（気泡排出チャンバ１８０が吸引されない状態）ではボール２５０が負圧維持部１２６側の開口２５４と接触して開口２５４を封止する（逆方向の圧力により弁が閉じた状態）。なお、図２０(a),(b)に示す弁構造はあくまでも一例であり、他の弁構造を適用してもよい。
【０１５１】
〔回復ユニットの構成例〕
図２１はヘッド部１１２及び回復ユニット１６０の概略構成を示す模式図である。同図は、ヘッド部１１２を正面（図１５の矢印Ｂ方向）から見た図であり、説明の便宜上、一部に透視断面を含んでいる。図２１では、図示の便宜上、Ｋインク用の負圧発生部１２６Ｋについてのみ検出機構２２０を記載したが、他の色についても同様に、それぞれの負圧維持部１２６Ｃ，１２６Ｍ，１２６Ｙ，１２６Ｋについて検出機構２２０が設けられている。
【０１５２】
図２１に示すとおり、回復ユニット１６０は、ヘッド部１１２のノズル面（インク吐出面）１１２Ａ及び気泡排出チャンバ１８０の下面（気泡排出孔２０８の形成面）に圧接されるキャップ２６０を備えている。
【０１５３】
キャップ２６０は、ノズル面１１２Ａのノズル形成領域を覆う第１のキャップ部（ノズル吸引用キャップ部）２６２と、気泡排出チャンバ１８０の気泡排出孔２０８形成領域を覆う第２のキャップ部（チャンバ吸引用キャップ部）２６４とが仕切壁２６６を挟んで一体的に組み合わされた構造を有しており、第１のキャップ部２６２及び第２のキャップ部２６４の各排出口２７２、２７４は、それぞれ別々のバルブ２８２，２８４を介して共通の吸引ポンプ２８８に接続される。吸引ポンプ２８８は、図１３で説明した廃インクタンク１６２に接続されている。
【０１５４】
なお、図２１に示した第１のキャップ部２６２に繋がるバルブ２８２を「第１バルブ２８２」と呼び、第２のキャップ部２６４に繋がるバルブ２８４を「第２バルブ２８４」と呼ぶことにする。
【０１５５】
キャップ２６０は、不図示の上下駆動機構に支持されており、ノズル面１１２Ａから離れた退避位置と、ノズル面１１２Ａに圧接するキャッピング位置とに移動可能である。なお、ノズル面１１２Ａと気泡排出チャンバ１８０の下面は同一平面上にあり、ノズル面１１２Ａ及び気泡排出チャンバ１８０の下面に接触するキャップ２６０の接触部には、圧接による密着性（密閉性）を高めるための弾性部材（シール部材）２７８が設けられている。
【０１５６】
上記構成によれば、不図示の上下駆動機構を動作させて、ヘッド部１１２のノズル面１１２Ａに第１のキャップ部２６２を密着させるとともに、気泡排出チャンバ１８０の気泡排出孔２０８の形成面に第２のキャップ部２６４を密着させて、第１バルブ２８２、第２２８４を開き、吸引ポンプ２８２を動作させることで、ヘッド部１１２及び負圧維持部１２６内のインクを吸引して、ヘッド内及び負圧維持部１２６内の気泡を外部に排出することができる。また、ヘッド部１１２にインクを初期充填する際にも、キャップ２６０をノズル面１１２Ａ及び気泡排出チャンバ１８０に圧接して、バルブ２８２，２８４を制御しつつ吸引ポンプ２８８を作動させる。
【０１５７】
本例では、第１のキャップ部２６２と第２のキャップ部２６４とを有する１つのキャッブ部材（キャップ２６０）を用いたが、第１のキャップ部２６２に相当するノズル吸引用のキャップと、第２のキャップ部２６４に相当するチャンバ吸引用のキャップとをそれぞれ個別のキャップ部材によって構成し、各キャップ部材について個別に上下駆動機構を設ける態様も可能である。
【０１５８】
〔制御系の説明〕
図２２は、インクジェット記録装置１１０のシステム制御系の構成を示すブロック図である。本例のインクジェット記録装置１１０は、インクカートリッジ１１４（図１２参照）のインク残量を検出するためのインク残量検出部３２０と、負圧維持部１２６の可塑性膜１９２の変位を検出するための可塑性膜変位検出部３３０と、回復ユニット１６０（図１３，図２１参照）の吸引ポンプ２８８を駆動するポンプドライバ３４０と、第１バルブ２８２、第２バルブ２８４並びに大気開放バルブ９２を制御するバルブドライバ３５０を備えている。
【０１５９】
また、図２２に示すとおり、インクジェット記録装置１１０は、通信インターフェース３７０、システムコントローラ３７２、画像メモリ３７４、ＲＯＭ３７５、モータドライバ３７６、ヒータドライバ３７８、プリント制御部３８０、画像バッファメモリ３８２、ヘッドドライバ３８４等を備えている。
【０１６０】
インク残量検出部３２０には、図２で説明した発光素子２０，２２及び受光素子２４，２６、並びに後述するインク供給路（図２４の符号４０１）のインク残量を検出する光学式センサ（図２４の符号４０４）などが含まれる。
【０１６１】
インク残量検出部３２０から得られるインクカートリッジ１１４のインク残量情報は、ホストコンピュータ３８６のディスプレイなど、所定の表示手段により表示されるとともに、インクカートリッジ１１４内のインク残量が少なくなると報知手段によりその旨が報知され、インクカートリッジ１１４の交換が促される。
【０１６２】
可塑性膜変位検出部３３０は、図１８で説明した検出機構２２０に相当する。すなわち、各色の負圧維持部１２６についてそれぞれ可塑性膜１９２の変位を検出するために配設された光学式のセンサ２２４，２２６が図２２の可塑性膜変位検出部３３０に含まれる。
【０１６３】
可塑性膜変位検出部３３０から得られる変位情報は、各負圧維持部１２６の内部のインク残量並びに内部圧力（負圧値）を反映した情報であり、かかる情報に基づき負圧維持部１２６内のインク残量が所定量を下回ることが検出されると（すなわち、負圧維持部１２６の内部圧力が所定の値よりも大きな負圧値になると）、ピットインによる負圧維持部１２６へのインクの補給が行われる。
【０１６４】
ポンプドライバ３４０は、システムコントローラ３７２からの指令に従い、吸引ポンプ２８８のオン／オフ制御や駆動方向の制御を行う制御ブロックである。
【０１６５】
バルブドライバ３５０は、システムコントローラ３７２からの指令に従い、図２１で説明した回復ユニット１６０のバルブ２８２，２８４や、図１１で説明した大気開放用のバルブ９２（９２Ｃ，９２Ｍ，９２Ｙ，９２Ｋ）の開閉を行う制御ブロックである。
【０１６６】
通信インターフェース３７０は、ホストコンピュータ３８６から送られてくる画像データを受信するインターフェース部である。通信インターフェース３７０にはＵＳＢ（Universal Serial Bus）、ＩＥＥＥ１３９４、イーサネット（登録商標）、無線ネットワークなどのシリアルインターフェースやセントロニクスなどのパラレルインターフェースを適用することができる。この部分には、通信を高速化するためのバッファメモリ（不図示）を搭載してもよい。
【０１６７】
ホストコンピュータ３８６から送出された画像データは通信インターフェース３７０を介してインクジェット記録装置１１０に取り込まれ、一旦画像メモリ３７４に記憶される。画像メモリ３７４は、通信インターフェース３７０を介して入力された画像を一旦格納する記憶手段であり、システムコントローラ３７２を通じてデータの読み書きが行われる。画像メモリ３７４は、半導体素子からなるメモリに限らず、ハードディスクなど磁気媒体を用いてもよい。
【０１６８】
システムコントローラ３７２は、通信インターフェース３７０、画像メモリ３７４、ポンプドライバ３４０、バルブドライバ３５０、モータドライバ３７６、ヒータドライバ７８等の各部を制御する制御手段である。システムコントローラ３７２は、中央演算処理装置（ＣＰＵ）及びその周辺回路等から構成され、ホストコンピュータ３８６との間の通信制御、画像メモリ３７４の読み書き制御等を行うとともに、搬送系のモータ３８８やヒータ３８９を制御する制御信号を生成する。
【０１６９】
ＲＯＭ３７５には、システムコントローラ３７２のＣＰＵが実行するプログラム及び制御に必要な各種データなどが格納されている。ＲＯＭ３７５は、書換不能な記憶手段であってもよいし、ＥＥＰＲＯＭのような書換可能な記憶手段であってもよい。画像メモリ３７４は、画像データの一時記憶領域として利用されるとともに、プログラムの展開領域及びＣＰＵの演算作業領域としても利用される。
【０１７０】
モータドライバ３７６は、システムコントローラ３７２からの指示にしたがってモータ３８８を駆動するドライバ（駆動回路）である。なお、図２２には、１つのモータドライバ３７６とモータ３８８を図示したが、インクジェット記録装置１１０は、複数のモータ及びこれらを駆動するモータドライバを備えている。一例を挙げると、図１２に示す給紙ローラ１３０を駆動するモータやキャリッジ１２４を動作させるモータ、記録紙１１６の搬送路に備えられる搬送ローラ１３４，１３６を駆動するモータなどがある。図２２に示したシステムコントローラ３７２は、これら複数のモータに対応した複数のモータドライバを制御している。
【０１７１】
また、ヒータドライバ３７８とヒータ３８９についても同様であり、インクジェット記録装置１１０は、複数のヒータ及びこれらを駆動するヒータドライバを備えており、システムコントローラ３７２は、装置内の複数のヒータ及びヒータドライバを制御している。
【０１７２】
プリント制御部３８０は、システムコントローラ３７２の制御に従い、画像メモリ３７４内の画像データ（多値の入力画像のデータ）からインク吐出制御用の信号（印字データ）を生成するための各種加工、補正などの処理を行う信号処理手段として機能し、生成した印字制御信号（印字データ）をヘッドドライバ３８４に供給する制御部である。
【０１７３】
プリント制御部３８０において所要の信号処理が施され、該画像データに基づいてヘッドドライバ３８４を介して各色の印字ヘッド１１２Ｃ，１１２Ｍ，１１２Ｙ，１１２Ｋのインク液滴の吐出量や吐出タイミングの制御が行われる。これにより、所望のドットサイズやドット配置が実現される。
【０１７４】
プリント制御部３８０には画像バッファメモリ３８２が備えられており、プリント制御部３８０における画像データ処理時に画像データやパラメータなどのデータが画像バッファメモリ３８２に一時的に格納される。なお、図２２において画像バッファメモリ３８２はプリント制御部３８０に付随する態様で示されているが、画像メモリ３７４と兼用することも可能である。また、プリント制御部３８０とシステムコントローラ３７２とを統合して一つのプロセッサで構成する態様も可能である。
【０１７５】
ヘッドドライバ３８４はプリント制御部３８０から与えられる印字データに基づいて各色の印字ヘッド１１２Ｃ，１１２Ｍ，１１２Ｙ，１１２Ｋに設けられた加圧素子１０８（図１０参照）を駆動する。ヘッドドライバ３８４にはヘッドの駆動条件を一定に保つためのフィードバック制御系を含んでいてもよい。
【０１７６】
画像入力から印字出力までの処理の流れを概説すると、印刷すべき画像のデータは、通信インターフェース３７０を介して外部から入力され、画像メモリ３７４に蓄えられる。この段階では、例えば、ＲＧＢの多値の入力画像データが画像メモリ３７４に記憶される。
【０１７７】
インクジェット記録装置１１０では、インク（色材） による微細なドットの打滴密度やドットサイズを変えることによって、人の目に疑似的な連続階調の画像を形成するため、入力されたデジタル画像の階調（画像の濃淡）をできるだけ忠実に再現するようなドットパターンに変換する必要がある。そのため、画像メモリ３７４に蓄えられた元画像（ＲＧＢ）のデータは、システムコントローラ３７２を介してプリント制御部３８０に送られ、ディザ法や誤差拡散法などを用いたハーフトーン化処理によって、インク色ごとのドットデータ（打滴配置データ）に変換される。
【０１７８】
すなわち、プリント制御部３８０は、入力されたＲＧＢ画像データをＫ，Ｃ，Ｍ，Ｙの４色のドットデータに変換する処理を行う。こうして、プリント制御部３８０で生成されたドットデータは、画像バッファメモリ３８２に蓄えられる。この色別ドットデータは、各色の印字ヘッド１２Ｃ，１２Ｍ，１２Ｙ，１２Ｋのノズル１０１からインクを吐出するためのＣＭＹＫ打滴データに変換され、印字されるインク吐出データが確定する。
【０１７９】
ヘッドドライバ３８４は、プリント制御部３８０から与えられるインク吐出データに基づき、各印字ヘッド１１２Ｃ，１１２Ｍ，１１２Ｙ，１１２Ｋのノズル１０１に対応する加圧素子１０８を駆動するための駆動信号を出力する。
【０１８０】
記録媒体としての記録紙１１６の搬送速度とヘッド部１１２の走査速度に同期して印字ヘッド１１２Ｃ，１１２Ｍ，１１２Ｙ，１１２Ｋからのインク吐出を制御することにより、記録紙１１６上に画像が形成される。
【０１８１】
また、本例のインクジェット記録装置１１０は、ヘッド部１１２による印字結果を検出する手段として、印字検出部３９４を備えている。印字検出部３９４は、イメージセンサ（例えば、ＣＣＤ撮像素子やＣＭＯＳ撮像素子）を含むブロックであり、該イメージセンサによって読み取った読取結果からノズル１０１の目詰まりその他の吐出異常をチェックする手段として機能する。
【０１８２】
すなわち、印字検出部３９４は、記録紙１１６に印字された画像を読み取り、所要の信号処理などを行って印字状況（吐出の有無、着弾位置誤差、ドット形状、光学濃度など）を検出し、その検出結果をプリント制御部３８０及びシステムコントローラ３７２に提供する。
【０１８３】
次に、上記の如く構成されたインクジェット記録装置１１０の動作について説明する。
【０１８４】
〔インクの初期充填動作について〕
インクが未充填の印字ヘッドにインクを初期充填する際、或いはインクカートリッジを交換したときの初期充填の際には、以下に述べる初期充填処理が実行される。
【０１８５】
先ず、インクカートリッジ１１４を装置本体（サブカートリッジ１４０）に装填し、キャリッジ１２４を走査させてヘッド部１１２をホームポジションに移動させ、サブカートリッジ１４０のインク供給連結部１４８にヘッド部１１２側の連結部１４９を連結させる。
【０１８６】
次に、回復ユニット１６０のキャップ２６０を上昇させて、キャップ２６０をノズル面１１２Ａ及び気泡排出チャンバ１８０に圧接する（図２１参照）。すなわち、第１のキャップ部２６２でヘッド部１１２のノズル形成領域を覆うとともに、第２のキャップ部２６４で気泡排出チャンバ１８０の気泡排出孔２０８の形成領域を覆う。
【０１８７】
次に、第１のキャップ部２６２に繋がる第１バルブ２８２を閉じるとともに、第２キャップ部２６４に繋がる第２バルブ２８４を開き、吸引ポンプ２８８により負圧をかけて、気泡排出流路１８６の逆止弁１８８を開き、負圧維持部１２６（すなわち、サブタンク１９０）にインクを充填する。
【０１８８】
このように、インクの初期充填時に第２バルブ２８４を開き、第１バルブ２８２を閉じた状態で、負圧維持部１２６（サブタンク１９０）の排出口１８４を介して気泡排出流路１８６からサブタンク１９０内の気体を確実に排出することで、サブタンク１９０内をインクに置換することができる。
【０１８９】
負圧維持部１２６（すなわち、サブタンク１９０）へのインク充填が完了したら、第２バルブ２８４を閉じるとともに第１バルブ２８２を開き、吸引ポンプ２８８により負圧をかけてヘッド内にインクを充填する。
【０１９０】
インク充填後に吸引ポンプ２８８を停止すると、インクカートリッジ１１４の位置（高さ）と、ノズル面高さの水頭差圧分だけ、負圧維持部１２６の板バネ１９４が変位し、内圧が維持される。
【０１９１】
その後、サブカートリッジ１４０のインク供給連結部１４８からヘッド部１１２の連結部１４９を離間させると、負圧維持部１２６側のインク供給弁（図１９で説明したボール２３２による逆止弁）が閉じ、負圧維持部１２６内は板バネ１９４により負圧に維持される。
【０１９２】
〔印字中のインク供給制御（ピットイン）について〕
印字中はインク吐出によって負圧維持部１２６内のインクが消費されるため、負圧維持部１２６内のインク減少とともに、板バネ１９４の変位が増加し、負圧が増加する。図１８（b）で説明したように、負圧上限が検出されると、ヘッド部１１２をホームポジションに移動させ、ピットインによるインク補給を行う。ピットインにより、負圧維持部１２６と、インク供給連結部１４８が連結された際、負圧維持部１２６の内部圧力がインク供給連結部１４８内の圧力より、負圧が大きいため、自然に（供給側からの加圧や被供給側からの吸引などの圧力付与を必要とせずに）インクカートリッジ１１４から負圧維持部１２６内へインクが供給される。
【０１９３】
すなわち、負圧維持部１２６とインク供給連結部１４８が連結されると、ノズル面のヘッド内圧力は、インクカートリッジ１１４とノズル面１１２Ａの揚水高さ分の負圧に回復する。このとき、負圧維持部１２６の板バネ１９４が復元する変位分、インクカートリッジ１１４から負圧維持部１２６にインクが供給される。
【０１９４】
図２３には、印字実行中のインク供給制御のフローチャートを示す。図２３に示すように、プリントが実行されると（ステップＳ１０）、ステップＳ１２において負圧維持部１２６の可塑性膜１９２の変位量を検知する第２のセンサ２２６のオンを監視する。第２のセンサ２２６がオフと判断されると（ステップＳ１２でＮＯ判定時）、プリントを続行し（ステップＳ１４）、タイマーを用いて第２のセンサ２２６のスキャンからの時間が計測され（ステップＳ１６）、所定の時間おきに第２のセンサ２２６のオンが監視される。
【０１９５】
一方、ステップＳ１２において第２のセンサ２２６がオンと判断されると（ＹＥＳ判定時）、プリントが中止され、ヘッド部１１２はホームポジションに移動される（ステップＳ２０）。
【０１９６】
ヘッド部１１２がホームポジションに移動されると、負圧維持部１２６に繋がる連結部１４９がサブカートリッジ１４０のインク供給連結部１４８に連結され（ステップＳ２２）、インクカートリッジ１１４から負圧維持部１２６のサブタンク１９０へインクが供給される（ステップＳ２４）。
【０１９７】
ステップＳ２４のインク供給中は第１のセンサ２２４のオンが監視される（ステップＳ２６）。第１のセンサ２２４がオフの場合には、タイマーを用いて前回の第１のセンサ２２４のスキャンからの時間が計測され（ステップＳ２８）、所定の時間おきに第１のセンサ２２４のオンが監視される。
【０１９８】
一方、ステップＳ２６において第１のセンサ２２４がオンと判断されると（ＹＥＳ判定時）、負圧維持部１２６に繋がる連結部１４９とサブカートリッジ１４０のインク供給連結部１４８を離間させ（ステップＳ３０）、当該インク供給制御はステップＳ１２に戻る。
【０１９９】
上述したように、本実施形態によれば、ピットイン動作によって、サブカートリッジ１４０のインク供給連結部１４８に負圧維持部１２６を連結させた状態ではヘッド部１１２のノズル面１１２Ａとインクカートリッジ１１４の水頭圧差によりヘッド内部に適正な負圧を発生させて、インク供給系から負圧維持部１２６へ自動的にインクを供給することができる。また、インク補給後に、インク供給連結部１４８との連結を解除し、インク供給連結部１４８から負圧維持部１２６を離間させた状態では、ヘッド内部に発生させた負圧は負圧維持部１２６内の密閉されたサブタンク１９０により適正に維持される。
【０２００】
また、プリントジョブ実行中におけるインク供給を繰り返すことにより連結部１４９から気泡が混入すると、負圧維持部１２６（図１６参照）の上部にある気泡溜まり部２０６（図１６参照）に該気泡が滞留する。負圧維持部１２６内の気泡が増加するとサブタンク１９０内の気泡も増加し、その結果、サブタンク１９０内に収容されるインク量が減少してしまう。このようにしてサブタンク１９０内のインク量が減少すると1回のインク供給で印字できるプリント数が減ってしまうので、かかる事態を回避すべく、インク供給のタイミングでキャップ２６０（図２１参照）をノズル面１１２Ａ及び気泡排出チャンバ１８０に圧接し、第２バルブ２８４（図２１参照）を開き、第１バルブ２８２を閉じた状態で、吸引ポンプ２８８を動作させ、気泡排出口１８４から負圧維持部１２６内の気泡を排出するように、制御する態様が好ましい。
【０２０１】
上述したように、負圧維持部１２６の気泡排出口１８４からの気泡吸引手段と、ノズルからのインク吸引手段とを、共通の吸引ポンプ２８８で兼用し、２種類の吸引モード（吸引ルート）を切り換える切換手段（第１バルブ２８２及び第２バルブ２８４）を備える態様によれば、ヘッド部１１２とサブカートリッジ１４０とを連結した状態で吸引モードを切り換えて動作させることで、気泡排除、ヘッドメニスカス部の増粘物排除、サブタンク１９０内へのインク供給、ヘッドノズル面とインクカートリッジ１１４との水頭圧差による負圧発生、負圧維持を実施可能とする。
【０２０２】
また、サブタンク１９０内の気液分離機能でその上側に滞留する気泡を排除するための機能を有しているため、ヘッドへの気泡混入による吐出異常の可能性を低減し、且つ、気液分離された気泡のみを排除可能であり、インクの有効使用率の向上が見込まれる。
【０２０３】
また、本例のインクジェット記録装置１１０は、メニスカスの乾燥によりノズル内部のインクが増粘し予備吐出（パージ）、が不可能になった場合に、キャップ２６０をノズル面１１２Ａに密着させ、更に第１バルブ２８２を開き（第２バルブ２８４は閉じる）、吸引ポンプ２８８を動作させてノズルから増粘インクを吸引することができる。このようにノズル内の劣化インクを吸引除去することで、印字ヘッドは吐出可能な状態になる。
【０２０４】
なお、図示は省略するが、印字ヘッドのノズルを複数のブロックに分け、キャップ２６０を該ノズルブロックごとに吸引可能な構造にすることで、吸引による無駄なインク消費を抑制することができる。
【０２０５】
〔インク残量エンド時のプリントシーケンスについて〕
図２４は、インク供給系の構成を模式的に描いた構成図である。同図では、図１３で説明したサブカートリッジ１４０のインク供給連結部１４８の部分を「ピットイン連結部４００」として図示してある。図２４に示すように、ピットイン連結部４００は、インク供給路４０１を構成するインク供給チューブ４０２と大気開放バルブ９２を介してインクカートリッジ１１４と接続されている。インクカートリッジ１１４は、ヘッド部１１２のノズル面１１２Ａよりも低い位置に配置されており、インク供給チューブ４０２によって構成されるインク供給路４０１には、当該インク供給路４０１内のインク残量を検出するためのインク残量検出手段（「供給路内インク残量検出手段」に相当、例えば、発光素子と受光素子よりなる光学式センサ）４０４が設けられている。
【０２０６】
インクカートリッジ１１４からピットイン連結部４００までのインク供給路４０１と、該インク供給路４０１に設けられたインク残量検出手段４０４は、水平面内（同じ高さの水平面内）に配置される。このような配置形態によれば、大気開放バルブ９２を開いてインク供給路４０１を大気連通させた場合でも、インク残量検出手段４０４によって「インク無し」が検出されるまで、一定の負圧維持が可能である。
【０２０７】
図２５は、インク残量エンドシーケンスのフローチャートである。
【０２０８】
図２５に示すように、プリントジョブが開始されると（ステップＳ５０）、インクカートリッジ１１４のインク残量の検出が行われ、検出結果に基づいてカートリッジ内のインク残量がインク交換アラーム表示の規定量以上であるか否かが判断される（ステップＳ５２）。
【０２０９】
インクカートリッジ１１４内のインク残量の検出は、図２で説明した受光素子２４、２６から得られる信号に基づいて行われる。インク残量の評価は、インクカートリッジ１１４の交換を促すインク交換表示を行うか否かの判定基準となる規定量（「アラーム表示規定量」という）と、インクカートリッジ１１４の交換が必要（インク取り出し不能）な最終的なエンドレベルを示す規定量（「交換規定量」という）の２段階で判断される。
【０２１０】
例えば、交換規定量は、インク残量０．１ｍｌ（ミリリットル）に設定され、アラーム表示規定量は、交換規定量より手前のインク残量０．３ｍｌ（ミリリットル）に設定される。
【０２１１】
ステップＳ５２において、インクカートリッジ１１４内のインク残量がアラーム表示規定量以上と判定されれば（ＹＥＳ判定時）、プリントが継続され（ステップＳ５４）、処理はステップＳ５２に戻る。
【０２１２】
その一方、ステップＳ５２において、インクカートリッジ１１４内のインク残量がアラーム表示規定量よりも少ないと判定された場合は（ＮＯ判定時）、ステップＳ５６へ進み、インクカートリッジの交換を促す表示（警告表示）が行われる。
【０２１３】
その後、ユーザによってインクカートリッジ１１４の交換が行われたか否かを判断し（ステップＳ５８）、インクカートリッジの交換が実施されれば、インク交換表示を消し、プリントを続行する（ステップＳ５４）。
【０２１４】
ステップＳ５８において、ユーザによるインクカートリッジの交換が実施されずに、ＮＯ判定となった場合には、ステップＳ６０へ進む。ステップＳ６０では、インクカートリッジ１１４内のインク残量が交換規定量以上であるか否かが判断される。インクカートリッジ１１４内に交換規定量以上のインクが残っている場合には、そのままプリントを続行する（ステップＳ５４）。
【０２１５】
インクカートリッジの交換が行われないまま、プリントが継続され、ステップＳ６０において、インク残量が交換規定量よりも少ないと判定された場合は（ＮＯ判定時）、インクカートリッジ１１４のインク取り出し口（インク供給口１６）の下流近傍に設けた大気開放バルブ９２を開放し（ステップＳ６２）、この大気開放バルブ９２の位置するインク供給路からサブタンク１９０内のインクを使用してプリントを続行する（図２４参照）。
【０２１６】
この際、ユーザに対しインクカートリッジ交換の表示は継続される。また、大気開放バルブ９２を開いてプリントを続行する間、インク供給路に設けたインク残量検出手段４０４によってインク供給路内のインク残量が検出され、プリントを継続するに足るインク量がインク供給路内に残っているか否かが判断される（図２５のステップＳ６４）。
【０２１７】
ステップＳ６４でインク供給路内のインク残量が「有る」と判断されると、ステップＳ６６に進み、ユーザによるインクカートリッジ１１４の交換が実施されたか否かの判断を行う。インクカートリッジの交換が実施されずに、ＮＯ判定となった場合には、プリントを続行して、ステップＳ６４へ戻る。
【０２１８】
こうして、ステップＳ６４でインク供給路内のインク残量が「有る」と判断されている間（ＹＥＳ判定時）は、プリントが続行されるが、ステップＳ６４でインク供給路内のインク残量が「無し」と判断されると、プリントを停止する（ステップＳ６８）。
【０２１９】
また、ユーザによってインクカートリッジ１１４の交換が実施され、ステップＳ６６でＹＥＳ判定となった場合には、インク交換表示を消すが、引き続き大気開放バルブ９２の位置するインク供給路からサブタンク内のインクを使用してプリントを続行する。その後、当該インク供給路内のインク及びサブタンク内の負圧が規定値以上になった場合に、大気開放バルブ９２を閉じて、既述の初期充填動作を行い（ステップＳ６８）、インク供給路内にインクを充填する。
【０２２０】
なお、インク供給路内のインク残量の検出は、図２４で説明したようにインク供給チューブにセンサを設ける形態に限らず、吐出液滴サイズと吐出液滴数をカウントしてインク消費量を計算することにより、流路内のインク残量を推定することで検出を行ってもよい。
【０２２１】
図２５で説明した制御を行うことにより、インクカートリッジ内のインクが無くなっても、インク供給路内に残るインクを利用してプリント続行が可能となる。
【０２２２】
また、本例のインクジェット記録装置１１０は、以下のような利点も有する。
【０２２３】
すなわち、本例のインクジェット記録装置１１０によれば、給紙部１１８（給紙カセット）からヘッド部１１２へ記録紙１１６を搬送する搬送路を記録紙１１６の表面と裏面とを反転させる構造とし、給紙部１１８とその上部に設けられるヘッド部１１２との間にインクカートリッジ１１４を備え、給紙カセット及びインクカートリッジ１１４の着脱操作を装置の正面側（前面側）から行う構造を有するので、装置の奥行き方向の寸法を縮小することができ、更に、装置上面のフリースペース化が実現される。
【０２２４】
また、インクカートリッジ１１４を扁平形状とすることで、インクカートリッジ１１４の高さ方向の寸法を小さくすることが可能になり、装置全体の高さを低くすることが可能になる。
【０２２５】
インクカートリッジ１１４が装着されるサブカートリッジ１４０を備え、サブカートリッジ１４０内にインク供給系を収納し、更に、サブカートリッジ１４０は装置本体の正面側から装置本体と着脱可能に構成されるので、インク供給系をコンパクトにまとめることができ、装置内の構造が簡素化される。
【０２２６】
縁なし印字時や回復処理時に発生する廃インクが収容される廃インクタンク１６２をサブカートリッジ１４０内に備え、廃インクタンク１６２をサブカートリッジ１４０と着脱可能に構成するので、メンテナンス性の向上が見込まれる。
【０２２７】
また、サブカートリッジ１４０には、ヘッド部１１２直下の印字領域における記録紙１１６のガイドとなる搬送ガイド部１５０及び縁なし印字時の記録紙１１６の幅からはみ出したインクを受けるインク受容部１５２として機能するガイド部材１５４を備え、該ガイド部材１５４をサブカートリッジと着脱可能に構成されるので、印字領域における記録紙１１６の搬送上の不具合が防止され、縁なし印字時に発生する搬送ガイド部１５０の汚れのメンテナンスが容易になる。
【０２２８】
各色の印字ヘッド１１２Ｃ，１１２Ｍ，１１２Ｙ，１１２Ｋは、インク供給時にサブカートリッジ１４０内に備えられるインク供給系と接続され、ヘッドノズル面とインクカートリッジ１１４との水頭圧差によってインク供給系から負圧維持部１２６及びヘッド部１１２へインクが供給される。また、ヘッド部１１２の上には、印字中におけるヘッド内の負圧をコントロールする負圧維持部１２６が接続され、この負圧維持部１２６によりヘッドノズル面とインクカートリッジとの水頭圧差を基準としてヘッドの内部圧力（負圧）が制御されるので、ヘッドの内部に負圧発生し維持するポンプ等の圧力発生源が不要である。
【０２２９】
上述したインクジェット記録装置１１０における負圧維持部１２６は、弾性変形部材（可塑性膜１９２及び板バネ１９４）により負圧を発生させこれを維持する方式であるため、毛細管力を利用してヘッド内の負圧を発生させ維持する従来の吸収部材方式に比べて、インクカートリッジ１１４内に残留するインクの量が少なくなるので、インク使用率の向上が見込まれる。
【０２３０】
また、本インクジェット記録装置１１０は、サブタンク１９０内に気液分離機能を有する構成であり、従来のヘッドと分離される側に気液分離機能を有するインク吸収部材が設けられる構成におけるインク吸収部材に残留するインクがなく、無駄なインクが発生しない。
【０２３１】
上述したように、インク供給部に毛細管力を利用したインク吸収部材を介在させる従来方式では、インクの粘度上昇に伴い圧力損失が大きくなりインク供給の応答性が悪化するといった弊害が生じていた。特に低温時にはインクの粘度が高くなり、更に印字デューティが大きい場合にはインク供給の応答性が問題となった。
【０２３２】
本例では、インク供給部に毛細管力を用いたインク供給部材を備えていないので、上記従来方式に比べてインク供給の応答性が高くなり、インク供給時間が短縮される。また、インク供給の応答性がよいために印字ヘッド内の一定の負圧維持が容易であり、プリント物の濃度変化などを防止する効果を奏している。
【図面の簡単な説明】
【０２３３】
【図１】本発明の実施形態に係るインクカートリッジの斜視図
【図２】図１の２−２線に沿う断面図
【図３】インク袋の斜視図
【図４】インク袋の他の形態を示す斜視図
【図５】インク袋の変形の仕方を説明するために用いた断面図
【図６】インク袋の他の形態を示す斜視図
【図７】インク袋の他の形態を示す断面図
【図８】本発明の実施形態に係るインクジェット記録装置の要部構成図
【図９】印字ヘッドのノズル配列例を示す図
【図１０】印字ヘッドの内部構造例を示す断面図
【図１１】本発明の他の実施形態に係るインクジェット記録装置の要部構成図
【図１２】本発明の他の実施形態に係るインクジェット記録装置の全体構成図
【図１３】図１２のインクジェット記録装置に装着されるサブカートリッジの斜視図
【図１４】図１２のインクジェット記録装置に装着されるサブカートリッジの平面図
【図１５】ヘッド部の平面模式図
【図１６】ヘッド部上に搭載される負圧維持部の構成を示す図
【図１７】サブタンクの容積変位を説明するために用いた図
【図１８】負圧維持部の内部圧力を検出する手段の一例を示す説明図
【図１９】サブカートリッジのインク供給連結部とヘッド部側のインク供給用の連結部の構造例を示す断面図
【図２０】図１６に示す気泡排出口に接続される逆止弁の構造を示す断面図
【図２１】ヘッド部及び回復ユニットの概略構成を示す模式図
【図２２】本例のインクジェット記録装置の制御系の構成を示すブロック図
【図２３】印字実行中のインク供給制御の手順を示すフローチャート
【図２４】インク供給系の構成を示した模式図
【図２５】インク残量エンドシーケンスのフローチャート
【符号の説明】
【０２３４】
１０…インクカートリッジ、１２…カートリッジ容器、１４，６０，７０…インク袋、１６…インク供給口、２０，２２…発光素子、２４，２６…受光素子、３０，３２，３４，３６…開口、４０…ＩＣ記憶チップ、４４…折り目、５０，５２…光透過領域、６２，６８…板バネ、８０…キャリッジ、８２…ヘッド部、８２Ａ…ノズル面、８４…サブタンクユニット、８６…ガイドシャフト、８８…ガイドレール、１００，１１２Ｃ，１１２Ｍ，１１２Ｙ，１１２Ｋ…印字ヘッド、１０１…ノズル、１０８…加圧素子、１１０…インクジェット記録装置、１１２…ヘッド部、１１２Ａ…ノズル面、１１４…インクカートリッジ、１１６…記録紙、１２４…キャリッジ、１２６…負圧維持部、１４８…インク供給連結部、１４９…連結部、１６０…回復ユニット、１８０…気泡排出チャンバ、１８８…逆止弁、１９０…サブタンク、１９２…可塑性膜、１９４…板バネ、１９６…弾性変形部材、２２０…検出機構、２６０…キャップ、２８８…吸引ポンプ、４０２…インク供給チューブ、４０４…インク残量検出手段
【特許請求の範囲】
【請求項１】
扁平な箱体形状を有するカートリッジ容器の内部に、インク液を収納する可塑性材料もしくは弾性体からなるインク袋が収納された構造を有するインクカートリッジであって、
前記カートリッジ容器は、前記インク袋が収納される容器内部が大気と連通し得る大気連通口を有し、
前記インク袋は、前記カートリッジ容器の形状に適合した扁平形状を有し、
前記インク袋には、当該インク袋の容積を拡大させる方向に付勢してインク袋内に負圧を発生させる負圧発生手段が設けられ、
前記負圧発生手段による負圧方向への付勢力は、前記インク袋内からインクを取り出すために前記インク袋に設けられているインク供給口から遠くなるにつれて連続的にまたは段階的に小さくなっていることを特徴とするインクカートリッジ。
【請求項２】
前記負圧発生手段は、前記インク袋の周囲に形成された折り畳みの折り目であり、前記インク供給口から相対的に近い部位の折り目よりも、前記インク供給口から相対的に遠い部位の折り目が大きいことを特徴とする請求項１記載のインクカートリッジ。
【請求項３】
前記負圧発生手段は、前記インク袋の外周面のうち前記インク供給口に近い部分に設けられたバネ部材を含んで構成されていることを特徴とする請求項１記載のインクカートリッジ。
【請求項４】
前記負圧発生手段は、前記インク袋の外周面において前記インク供給口からの距離が異なる複数の部位に設けられた複数のバネ部材を含んで構成されており、前記インク供給口から相対的に近い部位に配設されるバネ部材の付勢力は、前記インク供給口から相対的に遠い部位に配設されるバネ部材の付勢力よりも大きいことを特徴とする請求項１記載のインクカートリッジ。
【請求項５】
前記インク袋は弾性体によって構成されており、当該弾性体は、前記インク供給口から相対的に近い部位の弾性力が前記インク供給口から相対的に遠い部位の弾性力よりも大きいことを特徴とする請求項１記載のインクカートリッジ。
【請求項６】
前記弾性体によって構成されたインク袋は、前記インク供給口から相対的に近い部位の肉厚が前記インク供給口から相対的に遠い部位の肉厚よりも厚いことを特徴とする請求項５記載のインクカートリッジ。
【請求項７】
前記インク袋は、前記インク供給口からの距離が異なる複数の部位について、当該インク袋の厚み方向に光が貫通し得る光透過性領域を有し、前記カートリッジ容器には、前記複数の部位での光の貫通を可能とする複数の光通過部が形成されていることを特徴とする請求項１乃至６の何れか１項に記載のインクカートリッジ。
【請求項８】
前記光通過部は、前記大気連通口の開口であることを特徴とする請求項７記載のインクカートリッジ。
【請求項９】
前記インク袋に対するインク充填終了時の内部負圧、インク充填容量、充填回数、充填日時のうち少なくとも１つの情報を記憶したＩＣ記憶チップが搭載されていることを特徴とする請求項１乃至８の何れか１項に記載のインクカートリッジ。
【請求項１０】
請求項１乃至９の何れか１項に記載のインクカートリッジと、
前記インクカートリッジから供給されるインクをノズルから吐出する印字ヘッドと、
前記印字ヘッドの上部に配置され、前記インクカートリッジから供給されるインクを貯留するとともに、前記印字ヘッドに連通し、該印字ヘッドへインクを供給するサブタンクと、
前記印字ヘッドを記録媒体の搬送方向と直交する方向に走査させる走査手段と、
を備えたインクジェット記録装置であって、
前記インクカートリッジと前記サブタンクとが連結された状態のときに、前記印字ヘッドのノズル液面圧力が−２０ｍｍＨ２Ｏ〜−７０ｍｍＨ２Ｏとなるように設定されていることを特徴とするインクジェット記録装置。
【請求項１１】
請求項１乃至９の何れか１項に記載のインクカートリッジと、
前記インクカートリッジから供給されるインクをノズルから吐出する印字ヘッドと、
前記印字ヘッドの上部に配置され、前記インクカートリッジから供給されるインクを貯留するとともに、前記印字ヘッドに連通し、該印字ヘッドへインクを供給するサブタンクと、
前記印字ヘッドを記録媒体の搬送方向と直交する方向に走査させる走査手段と、
前記インクカートリッジの前記インク袋内のインク残量を検出するカートリッジ内インク残量検出手段と、
前記インクカートリッジから前記印字ヘッドへインクを供給するためのインク供給路と、
前記インク袋の前記インク供給口下流近傍に設けられた大気開放バルブと、
前記インク供給路内のインク残量を検出する供給路内インク残量検出手段と、
前記カートリッジ内インク残量検出手段で検出されたインク残量が所定の規定値を下回った場合に前記大気開放バルブを開放して、プリントを続行する制御を行う制御手段と、
を備えたことを特徴とするインクジェット記録装置。
【請求項１２】
前記サブタンクの一部の面は、可塑性膜と板バネとを組み合わせて成る弾性変形部材によって構成されており、前記弾性変形部材が変位することにより、当該サブタンク内が負圧に維持されることを特徴とする請求項１０又は１１記載のインクジェット記録装置。
【請求項１３】
前記走査手段による前記印字ヘッドの走査領域の少なくとも一方の端部に、前記インクカートリッジの前記インク供給口と繋がるインク供給路のインク供給連結部が設けられ、
前記印字ヘッド上のサブタンク側に、前記インク供給連結部に対して連結及び離間可能な連結部が設けられ、
前記サブタンク内にインクを供給する場合には前記連結部を前記インク供給連結部に連結させ、前記印字ヘッドによる印字実行時には前記連結部を前記インク供給連結部から離間させることを特徴とする請求項１０乃至１２の何れか１項に記載のインクジェット記録装置。
【請求項１】
扁平な箱体形状を有するカートリッジ容器の内部に、インク液を収納する可塑性材料もしくは弾性体からなるインク袋が収納された構造を有するインクカートリッジであって、
前記カートリッジ容器は、前記インク袋が収納される容器内部が大気と連通し得る大気連通口を有し、
前記インク袋は、前記カートリッジ容器の形状に適合した扁平形状を有し、
前記インク袋には、当該インク袋の容積を拡大させる方向に付勢してインク袋内に負圧を発生させる負圧発生手段が設けられ、
前記負圧発生手段による負圧方向への付勢力は、前記インク袋内からインクを取り出すために前記インク袋に設けられているインク供給口から遠くなるにつれて連続的にまたは段階的に小さくなっていることを特徴とするインクカートリッジ。
【請求項２】
前記負圧発生手段は、前記インク袋の周囲に形成された折り畳みの折り目であり、前記インク供給口から相対的に近い部位の折り目よりも、前記インク供給口から相対的に遠い部位の折り目が大きいことを特徴とする請求項１記載のインクカートリッジ。
【請求項３】
前記負圧発生手段は、前記インク袋の外周面のうち前記インク供給口に近い部分に設けられたバネ部材を含んで構成されていることを特徴とする請求項１記載のインクカートリッジ。
【請求項４】
前記負圧発生手段は、前記インク袋の外周面において前記インク供給口からの距離が異なる複数の部位に設けられた複数のバネ部材を含んで構成されており、前記インク供給口から相対的に近い部位に配設されるバネ部材の付勢力は、前記インク供給口から相対的に遠い部位に配設されるバネ部材の付勢力よりも大きいことを特徴とする請求項１記載のインクカートリッジ。
【請求項５】
前記インク袋は弾性体によって構成されており、当該弾性体は、前記インク供給口から相対的に近い部位の弾性力が前記インク供給口から相対的に遠い部位の弾性力よりも大きいことを特徴とする請求項１記載のインクカートリッジ。
【請求項６】
前記弾性体によって構成されたインク袋は、前記インク供給口から相対的に近い部位の肉厚が前記インク供給口から相対的に遠い部位の肉厚よりも厚いことを特徴とする請求項５記載のインクカートリッジ。
【請求項７】
前記インク袋は、前記インク供給口からの距離が異なる複数の部位について、当該インク袋の厚み方向に光が貫通し得る光透過性領域を有し、前記カートリッジ容器には、前記複数の部位での光の貫通を可能とする複数の光通過部が形成されていることを特徴とする請求項１乃至６の何れか１項に記載のインクカートリッジ。
【請求項８】
前記光通過部は、前記大気連通口の開口であることを特徴とする請求項７記載のインクカートリッジ。
【請求項９】
前記インク袋に対するインク充填終了時の内部負圧、インク充填容量、充填回数、充填日時のうち少なくとも１つの情報を記憶したＩＣ記憶チップが搭載されていることを特徴とする請求項１乃至８の何れか１項に記載のインクカートリッジ。
【請求項１０】
請求項１乃至９の何れか１項に記載のインクカートリッジと、
前記インクカートリッジから供給されるインクをノズルから吐出する印字ヘッドと、
前記印字ヘッドの上部に配置され、前記インクカートリッジから供給されるインクを貯留するとともに、前記印字ヘッドに連通し、該印字ヘッドへインクを供給するサブタンクと、
前記印字ヘッドを記録媒体の搬送方向と直交する方向に走査させる走査手段と、
を備えたインクジェット記録装置であって、
前記インクカートリッジと前記サブタンクとが連結された状態のときに、前記印字ヘッドのノズル液面圧力が−２０ｍｍＨ２Ｏ〜−７０ｍｍＨ２Ｏとなるように設定されていることを特徴とするインクジェット記録装置。
【請求項１１】
請求項１乃至９の何れか１項に記載のインクカートリッジと、
前記インクカートリッジから供給されるインクをノズルから吐出する印字ヘッドと、
前記印字ヘッドの上部に配置され、前記インクカートリッジから供給されるインクを貯留するとともに、前記印字ヘッドに連通し、該印字ヘッドへインクを供給するサブタンクと、
前記印字ヘッドを記録媒体の搬送方向と直交する方向に走査させる走査手段と、
前記インクカートリッジの前記インク袋内のインク残量を検出するカートリッジ内インク残量検出手段と、
前記インクカートリッジから前記印字ヘッドへインクを供給するためのインク供給路と、
前記インク袋の前記インク供給口下流近傍に設けられた大気開放バルブと、
前記インク供給路内のインク残量を検出する供給路内インク残量検出手段と、
前記カートリッジ内インク残量検出手段で検出されたインク残量が所定の規定値を下回った場合に前記大気開放バルブを開放して、プリントを続行する制御を行う制御手段と、
を備えたことを特徴とするインクジェット記録装置。
【請求項１２】
前記サブタンクの一部の面は、可塑性膜と板バネとを組み合わせて成る弾性変形部材によって構成されており、前記弾性変形部材が変位することにより、当該サブタンク内が負圧に維持されることを特徴とする請求項１０又は１１記載のインクジェット記録装置。
【請求項１３】
前記走査手段による前記印字ヘッドの走査領域の少なくとも一方の端部に、前記インクカートリッジの前記インク供給口と繋がるインク供給路のインク供給連結部が設けられ、
前記印字ヘッド上のサブタンク側に、前記インク供給連結部に対して連結及び離間可能な連結部が設けられ、
前記サブタンク内にインクを供給する場合には前記連結部を前記インク供給連結部に連結させ、前記印字ヘッドによる印字実行時には前記連結部を前記インク供給連結部から離間させることを特徴とする請求項１０乃至１２の何れか１項に記載のインクジェット記録装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【公開番号】特開２００８−８７２８２（Ｐ２００８−８７２８２Ａ）
【公開日】平成２０年４月１７日（２００８．４．１７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−２６９５８５（Ｐ２００６−２６９５８５）
【出願日】平成１８年９月２９日（２００６．９．２９）
【出願人】（３０６０３７３１１）富士フイルム株式会社 (25,513)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年４月１７日（２００８．４．１７）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年９月２９日（２００６．９．２９）
【出願人】（３０６０３７３１１）富士フイルム株式会社 (25,513)
【Ｆターム（参考）】
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