JP4337330B2

JP4337330B2 - インクジェット記録装置

Info

Publication number: JP4337330B2
Application number: JP2002326229A
Authority: JP
Inventors: 強佐野; 昌泰藤尾; 一夫越野
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2002-11-11
Filing date: 2002-11-11
Publication date: 2009-09-30
Anticipated expiration: 2022-11-11
Also published as: JP2004160699A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、カートリッジの交換によりインク滴を吐出する記録ヘッドにインクを補給するインクジェット記録装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
インクジェット記録装置は、比較的コストが低く、かつ写真品質に近い印字品質を容易に得ることができるものの、溶媒に顔料粒子を混濁した顔料インクにあっては、顔料粒子が時間的に沈殿するため、インクカートリッジの交換前後で、濃度が大きく変化する。
【０００３】
このような問題を解消するため、例えば特開平11-48491号公報に見られるように、大型のインクタンクを設け、或る程度までインクが減少した時点で、新しいインクを補給して、インク顔料の濃度差を低減することも考えられる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
これによれば、急激な濃度の変化をある程度緩和することができるものの、インクカートリッジのインクをタンクに移し換える手間を要するという不都合を抱えている。
本発明はこのような問題に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、インクカートリッジからタンクにインクの移し換えを不要として、インクカートリッジ交換前後の色調や濃度の急激な変化を緩和することができるインクジェット記録装置を提供することである。
【０００５】
また本発明の他の目的は、インク量が少なくなり濃度が極端に上昇したインクを有効利用できるインクジェット記録装置を提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
このような問題を解消するために請求項１の発明は、インク滴を吐出するインクジェット記録ヘッドにバッファタンクを介してインクカートリッジのインクを供給するインクジェット記録装置において、前記バッファタンクは、インク残量が規定値となった前記インクカートリッジのインクを全て収容可能な容量を備え、前記インクカートリッジから前記バッファタンクへのインクの補給を制御するインク供給制御手段は、前記バッファタンクのインク液面を検出するセンサの出力信号に基づき、前記インクカートリッジが交換された直後から前記バッファタンクの容量分程度の所定量のインクが前記インクカートリッジから前記バッファタンクに補給されるまでは、前記バッファタンクから第１所定量のインクが消費されて前記バッファタンクのインク液面が第１レベルから第２レベルまで低下するたびに、前記第１レベルまで前記バッファタンクにインクを補給し、前記バッファタンクの容量分程度の所定量のインクが前記インクカートリッジから前記バッファタンクに補給され前記インクカートリッジのインク残量が前記規定値以下となるまでは、前記バッファタンクから前記第１所定量よりも多い第２所定量のインクが消費されて前記バッファタンクのインク液面が前記第１レベルから第３レベルまで低下するたびに、前記第１レベルまで前記バッファタンクにインクを補給し、前記インクカートリッジのインク残量が前記規定値以下となったとき、前記バッファタンクから前記第２所定量よりも多く且つ前記規定値以上の第３所定量のインクが消費されて前記バッファタンクのインク液面が前記第１レベルから第４レベルまで低下した時点で、前記インクカートリッジに残されている全てのインクを前記バッファタンクに移し換えることを特徴とする。
この発明によれば、バッファタンクには前回装着されていたインクカートリッジのインクが残存しているため、インクカートリッジのインクの濃度に大きな変化があるとしても、バッファに残っている前回のインクに今回のインクカートリッジのインクが混合されて徐々に濃度が今回のインクカートリッジのものに序序に変化させることができ、インクカートリッジ交換前後の色調や濃度の急激な変化を緩和することができる。また、短時間で新しいインクカートリッジのインク濃度に対応することができる。
【０００７】
【発明の実施の態様】
そこで以下に本発明の詳細を図示した実施例に基づいて説明する。
図１は、本発明の一実施例を示すものであって、紙幅方向に往復案内されるキャリッジ１には、インクジェット式記録ヘッドユニットが設けられ、筐体２の一側にはカバー３により開閉可能なインクカートリッジ収容部４が、また他側には操作パネル５が設けられている。
【０００８】
図２は、本発明の一実施例を示すものであって、キャリッジ１に設けられたブラックのインクを吐出する記録ヘッド６と、イエロー、シアン、マゼンタ等のカラーインクを吐出する記録ヘッド７とは、インク供給チューブ８、９、１０、１１を介してそれぞれバッファタンク１２、１３、１４、１５に接続されている。各バッファタンク１２、１３、１４、１５は、チューブ１６、１７、１８、１９を介してブラック、イエロー、シアン、マゼンタのインクを収容したカートリッジに接続されている。
【０００９】
インクカートリッジ２０、２１、２２、２３は、例えば図３に示したように脱気インクを封入した可撓性を有するインク袋３０と、インクニアエンド状態及びインクエンド状態にインクエンド検出器を作動させるインクエンド検出板３１と、インク袋３０に設けられた栓体３２を露出させるようにケース本体３３と蓋体３４とからなるハードケースに収容して構成されている。
このような構成により、インクカートリッジ収容部４にインクカートリッジ装填すると、収容部４に配置されている図示しないインク供給針を介してインクカートリッジ２０、２１、２２、２３がチューブ１６、１７、１８、１９に接続される。
【００１０】
ところで、バッファタンク１２、１３、１４、１５は、その容量が、記録ヘッドに負圧を作用させてインクを充填するために、強制的に記録ヘッドからインクを排出しても、急激なインクの濃度変化を或る程度緩和することができる容量の、前回のカートリッジのインクを貯蔵できるように選択されている。
【００１１】
この実施例において、印刷が進んで特定のインクカートリッジ、例えばマゼンタのインクカートリッジのインクが消費された時点で、新しいマゼンタのインクカートリッジに交換する。インクカートリッジの交換が終了した時点で、少なくともマゼンタのインクを吐出する記録ヘッド７ｍを、キャッピング手段２５で封止してノズル開口からインクを強制的に排出させる。これにより、インクカートリッジの交換によりチューブ等の流路に侵入した気泡が排出される。
【００１２】
この状態で記録動作を再開すると、記録ヘッド７からインク滴が吐出し、バッファタンク１２、１３、１４、１５のインクが記録ヘッド７に供給され、またインクカートリッジ２０、２１、２２、２３からバッファタンク１２、１３、１４、１５に新しいインクが補給される。
【００１３】
この場合マゼンタのインクカートリッジが交換されていれば、バッファタンク１５には前回装着されていたマゼンタのインクカートリッジのインクが残存しているため、たとえインクカートリッジのインクの濃度に大きな変化があるとしても、バッファに残っている前回のインクに今回のインクカートリッジのインクが混合されて徐々に濃度が今回のインクカートリッジのものに変化していくため、急激な色の変化を防止することができる。
【００１４】
図４は、本発明の第２実施例を、前述のマゼンタのインク供給系を例に取って示すものであって、この実施例においてはインクカートリッジ２３と、バッファタンク１５との間にはインク移送用ポンプ４０が接続され、またバッファタンク１５には液面センサ４１が設けられている。
【００１５】
ポンプ制御手段４３は、インクカートリッジ２３のインクエンド検出板３１と、液面センサ４１とからの検出信号により、インクカートリッジ２３のインクをバッファタンク１５に移送するようにモータ４２を駆動する。
【００１６】
この実施例において、バッファタンク１５のインク量が規定値以下となると、ポンプ制御手段４３はモータ４２を回転駆動してインクカートリッジ２３のインクをバッファタンク１５に移送し、バッファタンク１５のインク量が規定値に到達した時点でモータ４２を停止させる。
【００１７】
以下、このような動作を繰り返してインクカートリッジのインク量がニアエンドに到達すると、ポンプ制御手段４３は、バッファタンク１５のインクレベルがニアエンド近くに低下するまでモータ４２の駆動を見合わせる。
【００１８】
このようにして、バッファタンク１５のインクが最少量となった時点で、モータ４２を駆動してインクカートリッジ２３に残存しているインクを全てバッファタンク１５に移送し、インクカートリッジの交換を待つ。これにより、特に顔料インクが収容されているインクカートリッジにあっては、下部に沈殿している顔料がバッファタンク１５に移送される。
【００１９】
新しいマゼンタのインクカートリッジが装着された時点で、ポンプ制御手段４３は、モータ４２を駆動して新しいインクカートリッジのインクをバッファタンク１５に規定量移送する。これにより、高い濃度で顔料を含むインクと新しいインクとが混合される。
【００２０】
ついで、少なくともマゼンタのインクを吐出するノズル開口を、キャッピング手段２５で封止してノズル開口からインクを強制的に排出させて、インクカートリッジの交換によりチューブ等の流路に侵入した気泡を除去する。
【００２１】
この実施例によれば、インク残量が少なくなり、濃度が極端に上昇したインクを無駄にすることなく、かつ急激な色濃度の変化を招くことなく、印刷に有効に利用することができる。
【００２２】
図５は、本発明のインクジェット記録装置の一実施例を示すものであって、キャリッジ４０はキャリッジモータ４１によって駆動されるタイミングベルト４２を介し、走査ガイド部材４３に案内されて紙送り部材４４の長手方向、すなわち記録用紙の幅方向である主走査方向に往復移動されるように構成されている。
そして紙送り部材４４に対向するキャリッジ４０の面、この実施例では下面には、それぞれのインクを液滴として吐出することができる図示しないインクジェット式記録ヘッドが設けられている。また、キャリッジ４０上には記録ヘッドにインクを供給するためのサブタンク４５Ｂ、４５Ｃ、４５Ｍ、４５Ｙが搭載されている。
【００２３】
フレームの一側にカートリッジホルダ４６を配置してインクカートリッジ４７Ｂ、４７Ｃ、４７Ｍ、４７Ｙが着脱可能に配置され、それぞれのインクカートリッジ４７Ｂ、４７Ｃ、４７Ｍ、４７Ｙの着脱を着脱センサ４８Ｂ、４８Ｃ、４８Ｍ、４８Ｙにより検出できるように構成されている。各インクカートリッジ４７Ｂ、４７Ｃ、４７Ｍ、４７Ｙは、チューブ４９Ｂ、４９Ｃ、４９Ｍ、４９Ｙを介してバッファタンク５０Ｂ、５０Ｃ、５０Ｍ、５０Ｙに接続されている。
【００２４】
各バッファタンク５０Ｂ、５０Ｃ、５０Ｍ、５０Ｙは、インクカートリッジ４７Ｂ、４７Ｃ、４７Ｍ、４７Ｙの交換時に濃度変化を緩和できる程度の容量を備え、図６に示したように内部に少なくとも４つのレベルでの液面を検出できるように液面センサ５１、５２、５３、５４が配置されている。バッファタンク５０Ｂ、５０Ｃ、５０Ｍ、５０Ｙは、重力による流下によりサブタンク４５Ｂ、４５Ｃ、４５Ｍ、４５Ｙにインクを供給できるように若干高所に配置され、チューブ６０Ｂ、６０Ｃ、６０Ｍ、６０Ｙを介してサブタンク４５Ｂ、４５Ｃ、４５Ｍ、４５Ｙに接続され、記録ヘッドにインクを供給する。
【００２５】
それぞれのインクカートリッジ４７Ｂ、４７Ｃ、４７Ｍ、４７Ｙは、図７に示したように加圧空気注入口７０を備えたケース本体７１と、蓋体７２からなるハードケースにインクパック７３を収容して構成されている。インクパック７３は、そのインク供給口７４をケース本体７１の窓７５から突出させた状態で気密的に収容されている。それぞれのインクカートリッジ４７Ｂ、４７Ｃ、４７Ｍ、４７Ｙの加圧空気注入口７０は、チューブチューブ７４Ｂ、７４Ｃ、７４Ｍ、７４Ｙによりそれぞれ独立のエアポンプ７５Ｂ、７５Ｃ、７５Ｍ、７５Ｙに接続されていて、加圧空気の加圧力によりインクをバッファタンク５０Ｂ、５０Ｃ、５０Ｍ、５０Ｙに排出するように構成されている。
【００２６】
図８は、インク供給制御装置の一実施例を、１種類のインクの供給路について示すものであって、印刷などにより記録ヘッドでインクが消費されると、サブタンク４５Ｂ、４５Ｃ、４５Ｍ、４５Ｙ(これらを代表して符号４７として表現する)からインクが記録ヘッドに流れ込み、これに随伴してバッファタンク５０Ｂ、５０Ｃ、５０Ｍ、５０Ｙ(これらを代表して符号５０として表現する)のインクがサブタンク４５に流れ込むからバッファタンク５０の液面が低下する。
【００２７】
このようにしてバッファタンク５０の液面が第３のレベルＬ３まで低下すると(ステップイ)、液面センサ５３から信号が出力し、インク供給制御手段８０がエアポンプ７５Ｂ、７５Ｃ、７５Ｍ、７５Ｙ(これらを代表して符号７５として表現する)を駆動して(ステップロ)、バッファタンク５０にその液面が第１のレベルＬ１までインクを供給する。
センサ５１によりインクが第１のレベルＬ１まで補給されたことが検出された時点で(ステップハ)、インク供給制御手段８０はエアポンプ７５を停止させてインクの補給を停止する(ステップニ)。以下、バッファタンク５０の液面が第３のレベルＬ３まで低下してセンサ５３から信号が出力するたびにステップ(イ)乃至ステップ(ニ)の過程を繰り返してバッファタンク５０のインク量を第１のレベルＬ１と第３のレベルＬ３の範囲ΔＬ２に維持する。
【００２８】
このようにしてインクカートリッジ４７のインク量がニアエンド近くまで減少したことがニアエンド検出手段８１により検出されると(ステップホ)、インク供給制御手段８０は第３のレベルＬ３でインクを補給することなく、第４のレベルＬ４まで低下してセンサ５４から信号が出力するのを待つ。この第１のレベルＬ１と第４のレベルＬ４との範囲ΔＬ３は、ニアエンドとなったインクカートリッジ４７のインクを全て収容できる量に設定されている。
【００２９】
バッファタンク５０のインクレベルが第４のレベルＬ４まで低下してセンサ５４から信号が出力すると(ステップヘ)、インク供給制御手段８０はエアポンプ７５を所定時間作動させる(ステップト)。インクカートリッジ４７に残っているインクを全て排出するに必要な時間が経過して(ステップチ)、インクカートリッジ４７のインクがバッファタンク５０に移動した時点でカートリッジ交換信号を出力して警報等を発し、インクカートリッジ４７の交換を促す(ステップリ)。
【００３０】
ユーザは、この警報に基づいてインクカートリッジ４７を交換すると(ステップヌ)、着脱センサ４８Ｂ、４８Ｃ、４８Ｍ、４８Ｙ(これらを代表して符号４８として表現する)から信号が出力する。この状態でバッファタンク５０のインクが消費されてインクが若干減少、つまり第２のレベルＬ２まで減少してセンサ５２から信号が出力すると(ステップル)、インク供給制御手段８０はエアポンプ７５を駆動して第１のレベルＬ１までインクを供給する(ステップオ、ワ、カ)。以下、バッファタンク５０の液面が第２のレベルＬ２まで低下した時点でエアポンプ７５を作動させて範囲ΔＬ１の範囲、つまり通常時よりも少量のインクが消費されるたびにバッファタンク５０に新しいインクカートリッジ４７のインクを逐次補給する。これにより、短時間で前回のインクカートリッジ４７のインクと新しく装着されてインクカートリッジ４７とのインクを混合させて短期間でスムースに濃度の変動を防止する。
【００３１】
このようにして、バッファタンク５０の容量分程度のインクが新しいインクカートリッジから補充された時点で(ステップヨ)、通常の動作、つまりステップ(イ)に戻り、バッファタンク５０のインク量が第３のレベルに低下した時点でインクカートリッジ４７からインクを補給する。これにより、エアポンプ７５を頻繁に駆動させる必要がなくなり、騒音を防止することができる。
【００３２】
なお、上述の実施例においては、インクカートリッジのインクがニアエンドとなった時点で、バッファタンクのインクが最低のレベルＬ３まで消費されるのを待つようにしているが、バッファタンク５０の空き容量が、インクカートリッジのインク残量よりも多くなった時点でインクカートリッジ４７のインクを全てバッファタンク５０に移し換えるようにしても同様の作用を奏する。
また、上述の実施例においてはサブタンクとバッファタンクとをそれぞれ独立に設けているが、サブタンクの容量を大きくしてバッファタンクの機能を奏するように構成しても同様の作用を奏することは明らかである。
さらに、上述の実施例においては顔料の沈殿に起因する色変化について説明したが、ロット間での若干の濃度差に起因する不都合についても同様に解消できることは明らかである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のインクジェット記録装置の一実施例を示す外観図である。
【図２】同上インクジェット記録装置のインク供給系の一実施例を示す構成図である。
【図３】同上インクカートリッジの一実施例を示す組立斜視図である。
【図４】同上インクジェット記録装置のインク供給系の他の実施例を示す構成図である。
【図５】本発明のインクジェット記録装置の第２の実施例を示す構成図である。
【図６】同上記録装置のバッファタンクの一実施例を示す断面図である。
【図７】同上記録装置に使用するインクカートリッジの一実施例を示す組立斜視図である。
【図８】インク供給制御装置の一実施例を示すブロック図である。
【図９】同上インク供給制御装置の動作を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１キャリッジ６、７記録ヘッド１２〜１５バッファタンク２０〜２３インクカートリッジ４０インク移送用ポンプ４１液面センサ

Claims

インク滴を吐出するインクジェット記録ヘッドにバッファタンクを介してインクカートリッジのインクを供給するインクジェット記録装置において、
前記バッファタンクは、インク残量が規定値となった前記インクカートリッジのインクを全て収容可能な容量を備え、
前記インクカートリッジから前記バッファタンクへのインクの補給を制御するインク供給制御手段は、前記バッファタンクのインク液面を検出するセンサの出力信号に基づき、
前記インクカートリッジが交換された直後から前記バッファタンクの容量分程度の所定量のインクが前記インクカートリッジから前記バッファタンクに補給されるまでは、前記バッファタンクから第１所定量のインクが消費されて前記バッファタンクのインク液面が第１レベルから第２レベルまで低下するたびに、前記第１レベルまで前記バッファタンクにインクを補給し、
前記バッファタンクの容量分程度の所定量のインクが前記インクカートリッジから前記バッファタンクに補給され前記インクカートリッジのインク残量が前記規定値以下となるまでは、前記バッファタンクから前記第１所定量よりも多い第２所定量のインクが消費されて前記バッファタンクのインク液面が前記第１レベルから第３レベルまで低下するたびに、前記第１レベルまで前記バッファタンクにインクを補給し、
前記インクカートリッジのインク残量が前記規定値以下となったとき、前記バッファタンクから前記第２所定量よりも多く且つ前記規定値以上の第３所定量のインクが消費されて前記バッファタンクのインク液面が前記第１レベルから第４レベルまで低下した時点で、前記インクカートリッジに残されている全てのインクを前記バッファタンクに移し換える
ことを特徴とするインクジェット記録装置。