JP5328718B2 - プリント装置 - Google Patents

Description

本発明は、インクを吐出してシートに画像をプリントするプリント装置に関するものである。

特許文献１には、インクカートリッジからのインクが最初に下流タンクに供給され、インクヘッド、上流タンク、下流タンクの間でインクを循環するためのインク循環経路が形成されたインクジェットプリンタが記載されている。

特開２００９−１９６２０８号公報

しかしながら、特許文献１に記載された発明では、１つのポンプでインクを循環させる構成であるため、インクヘッドからのインクの吐出の状況によっては、上部タンク、下部タンクに貯留されているインク量が安定しなかった。そのため、連続プリント動作を行いながら、インクを循環させることが困難であるという課題があった。

このような事情に鑑みて、本発明の目的は、連続プリント動作を行いながらインクを循環させることが可能で、高品位のプリント動作を実現することができるプリント装置を提供することである。

本発明は、上記目的を達成するため、インクを吐出するプリントヘッドと、インクを貯留する第１の貯留タンクと、該第１の貯留タンクからインクが供給され、前記プリントヘッドへ供給されるインクを貯留する第２の貯留タンクと、該第２の貯留タンクに貯留されているインク量を検知する検知手段と、前記プリントヘッドと前記第１の貯留タンクの間の流路に設けられた第１のポンプと、前記第１の貯留タンクと前記第２の貯留タンクの間の流路に設けられた第２のポンプを備え、前記プリントヘッドがプリント動作を行っているときに前記第１のポンプ及び前記第２のポンプを駆動することにより前記プリントヘッド、前記第１の貯留タンク、前記第２の貯留タンクの間の流路でインクを循環させるプリント装置であって、前記プリント動作を行っているときに、前記第１のポンプは一定速度で駆動され前記第２のポンプは前記検知手段の検知結果に基づいて駆動速度が変更されることを特徴とする。

本発明によれば、連続プリント動作を行いながらインクを循環させることが可能で、高品位のプリント動作を実現することができるプリント装置を提供することができる。

プリント装置の内部構成を説明する概略図である。 制御部のブロック図である。 片面プリントモードでの動作を説明するための図である。 両面プリントモードでの動作を説明するための図である。 第１の実施形態に係るインク循環供給機構を説明する図である。 インクタンクからプリントヘッドにインクを充填するときの動作を説明するフローチャートである。 インクタンクからプリントヘッドにインクを充填するときの動作を説明する図である。 インクを循環するときの動作を説明するフローチャートである。 インクタンクからインクを供給するときの動作を説明するフローチャートである。 インクを循環するときの動作を説明する図である。 インク循環供給制御の概念図である。 第１の実施形態の変形例のインク循環供給機構を説明する図である。 第２の実施形態に係るインク循環供給機構を説明する図である。 第３の実施形態に係るインク循環供給機構を説明する図である。

（第１の実施形態）
以下、インクジェット方式を用いたプリント装置の実施形態を説明する。本例のプリント装置は、ロール状に巻かれた長尺の連続シート（搬送方向において単位画像の長さよりも長い連続したシート）を使用し、片面プリント及び両面プリントの両方に対応した高速ラインプリンタである。例えば、プリントラボ等における大量枚数のプリントの分野に適している。本発明は、プリンタ、プリンタ複合機、複写機、ファクシミリ装置等のプリント装置に適用可能である。

図１は、プリント装置の内部構成を示す断面の概略図である。本実施形態のプリント装置は、ロール状に巻かれたシートを用いて、シートの第１面と第１面の裏面側の第２面との両面にプリントすることが可能である。プリント装置内部には、大きくは、シート供給部１、デカール部２、斜行矯正部３、プリント部４、検査部５、カッタ部６、情報記録部７、乾燥部８、反転部９、排出搬送部１０、ソータ部１１、排出部１２、加湿部２０、制御部１３、の各ユニットを備える。シートは、図中の実線で示したシート搬送経路に沿ってローラ対やベルトからなる搬送機構で搬送され、各ユニットで処理がなされる。

シート供給部１は、ロール状に巻かれた連続シートを保持して供給するためのユニットである。シート供給部１は、２つのロールＲ１、Ｒ２を収納することが可能であり、択一的にシートを引き出して供給する構成となっている。なお、収納可能なロールは２つであることに限定されず、１つ、あるいは３つ以上を収納するものであってもよい。

デカール部２は、シート供給部１から供給されたシートのカール（反り）を軽減させるユニットである。デカール部２では、１つの駆動ローラに対して２つのピンチローラを用いて、カールの逆向きの反りを与えるようにシートを湾曲させて通過させることでデカール力を作用させてカールを軽減させる。

斜行矯正部３は、デカール部２を通過したシートの斜行（本来の進行方向に対する傾き）を矯正するユニットである。基準となる側のシート端部をガイド部材に押し付けることにより、シートの斜行が矯正される。

プリント部４は、搬送されるシートに対して上方からプリントヘッド１４によりシート上にプリント処理を行って画像を形成するユニットである。つまり、プリント部４はシート上に所定の処理を行う処理部である。プリント部４は、シートを搬送する複数の搬送ローラも備えている。プリントヘッド１４は、使用が想定されるシートの最大幅をカバーする範囲でインクジェット方式のノズル列が形成されたライン型プリントヘッドを有する。プリントヘッド１４は、複数のプリントヘッドが搬送方向に沿って平行に並べられている。本例ではＣ（シアン）、Ｍ（マゼンタ）、Ｙ（イエロー）、ＬＣ（ライトシアン）、ＬＭ（ライトマゼンタ）、Ｇ（グレー）、Ｋ（ブラック）の７色に対応した７つのプリントヘッドを有する。なお、色数及びプリントヘッドの数は７つに限定されない。インクジェット方式は、発熱素子を用いた方式、ピエゾ素子を用いた方式、静電素子を用いた方式、ＭＥＭＳ素子を用いた方式等を採用することができる。各色のインクは、インクタンクからそれぞれインクチューブを介してプリントヘッド１４に供給される。

検査部５は、プリント部４でシートにプリントされた検査パターンや画像をスキャナによって光学的に読み取って、プリントヘッドのノズルの状態、シート搬送状態、画像位置等を検査して画像が正しくプリントされたかを判定するためのユニットである。スキャナは、ＣＣＤイメージセンサやＣＭＯＳイメージセンサを有する。

カッタ部６は、プリント後のシートを所定長さに切断する機械的なカッタを備えたユニットである。カッタ部６は、シートを次工程に送り出すための複数の搬送ローラも備えている。

情報記録部７は、切断されたシートの非プリント領域にプリントのシリアル番号や日付等のプリント情報（固有の情報）を記録するユニットである。記録は、インクジェット方式、熱転写方式等で文字やコードをプリントすることで行われる。情報記録部７の上流側且つカッタ部６の下流側には、切断されたシートの先端エッジを検知するセンサ２３が設けられている。つまり、センサ２３はカッタ部６と情報記録部７による記録位置との間でシートの端部を検知する。センサ２３の検知タイミングに基づいて、情報記録部７で情報記録するタイミングが制御される。

乾燥部８は、プリント部４でプリントされたシートを加熱して、付与されたインクを短時間に乾燥させるためのユニットである。乾燥部８の内部では通過するシートに対して少なくとも下面側から熱風を付与してインク付与面を乾燥させる。なお、乾燥方式は熱風を付与する方式に限らず、電磁波（紫外線や赤外線等）をシート表面に照射する方式であってもよい。

以上のシート供給部１から乾燥部８までのシート搬送経路を第１経路と称する。第１経路はプリント部４から乾燥部８までの間にＵターンする形状を有し、カッタ部６はＵターンの形状の途中に位置している。

反転部９は、両面プリントを行う際に表面プリントが終了した連続シートを一時的に巻き取って表裏反転させるためのユニットである。反転部９は、乾燥部８を通過したシートを再びプリント部４に供給するための、乾燥部８からデカール部２を経てプリント部４に到る経路（ループパス）（第２経路と称する）の途中に設けられている。反転部９はシートを巻き取るための回転する巻取回転体（ドラム）を備えている。表面のプリントが済んで切断されない連続シートは巻取回転体に一時的に巻き取られる。巻き取りが終わったら、巻取回転体が逆回転して巻き取り済みシートはデカール部２に供給され、プリント部４に送られる。このシートは表裏反転しているのでプリント部４は裏面にプリントを行うことができる。両面プリントの具体的な動作については後述する。

排出搬送部１０は、カッタ部６で切断され乾燥部８で乾燥させられたシートを搬送して、ソータ部１１までシートを受け渡すためのユニットである。排出搬送部１０は、反転部９に設けられた第２経路とは異なる経路（第３経路と称する）に設けられている。第１経路を搬送されてきたシートを第２経路と第３経路のいずれか一方に選択的に導くために、経路の分岐位置には可動フラッパを有する経路切替機構が設けられている。

ソータ部１１と排出部１２は、シート供給部１の側部で且つ第３経路の末端に設けられている。ソータ部１１は必要に応じてプリント済みシートをグループ毎に仕分けるためのユニットである。仕分けられたシートは、複数のトレイからなる排出部１２に排出される。このように、第３経路はシート供給部１の下方を通過して、シート供給部１を挟んでプリント部４や乾燥部８とは逆側にシートを排出するレイアウトとなっている。

加湿部２０は、加湿気体（空気）を生成して、加湿気体をプリント部４のプリントヘッド１４とシートの間に供給するためのユニットである。これにより、プリントヘッド１４のノズルのインク乾燥が抑制される。加湿部２０の加湿方式は、気化式、水噴霧式、蒸気式等の方式が採用される。気化式には、本実施形態の回転式の他に、透過膜式、膜下浸透式、毛細管式等がある。水噴霧式には、超音波式、遠心式、高圧スプレー式、２流体噴霧式等がある。蒸気式には、蒸気配管式、電熱式、電極式等がある。加湿部２０とプリント部４は第１ダクト２１で接続され、更に加湿部２０と乾燥部８は第２ダクト２２で接続されている。乾燥部８ではシートを乾燥させる際に多湿且つ高温の気体が生成される。この気体は第２ダクト２２を通して加湿部２０に導入されて、加湿部２０での加湿気体生成の補助エネルギとして利用される。そして、加湿部２０で生成された加湿気体は第１ダクト２１を通してプリント部４に導入される。

制御部１３は、プリント装置全体の各部の制御を司るユニットである。制御部１３は、ＣＰＵ、記憶装置、各種制御部を備えたコントローラ（制御部）、外部インターフェース、及びユーザーが入出力を行う操作部１５を有する。プリント装置の動作は、コントローラ又はコントローラに外部インターフェースを介して接続されるホストコンピュータ等のホスト装置１６からの指令に基づいて制御される。

図２は、制御部１３の概念を示すブロック図である。制御部１３に含まれるコントローラ（破線で囲まれる範囲）は、ＣＰＵ２０１、ＲＯＭ２０２、ＲＡＭ２０３、ＨＤＤ２０４、画像処理部２０７、エンジン制御部２０８、個別ユニット制御部２０９から構成される。ＣＰＵ（中央演算処理部）２０１は、プリント装置の各ユニットの動作を統合的に制御する。ＲＯＭ２０２は、ＣＰＵ２０１が実行するためのプログラムやプリント装置の各種動作に必要な固定データを格納する。ＲＡＭ２０３は、ＣＰＵ２０１のワークエリアとして用いられたり、種々の受信データの一時格納領域として用いられたり、各種設定データを記憶させたりする。ＨＤＤ（ハードディスク）２０４は、ＣＰＵ２０１が実行するためのプログラム、プリントデータ、プリント装置の各種動作に必要な設定情報を記憶読出することが可能である。操作部１５は、ユーザーとの入出力インターフェースであり、ハードキーやタッチパネルの入力部、及び情報を提示するディスプレイや音声発生器等の出力部を含む。例えば、タッチパネル付きのディスプレイが用いられ、装置の動作ステータス、プリント状況、メンテナンス情報（インク残量、シート残量、メンテナンスステータス等）等がユーザーに対して表示される。ユーザーはタッチパネルから各種の情報入力を行うことができる。

高速なデータ処理が要求されるユニットについては専用の処理部が設けられている。画像処理部２０７は、プリント装置で扱うプリントデータの画像処理を行う。入力された画像データの色空間（例えばＹＣｂＣｒ）を、標準的なＲＧＢ色空間（例えばｓＲＧＢ）に変換する。また、画像データに対し解像度変換、画像解析、画像補正等、様々な画像処理が必要に応じて施される。これらの画像処理によって得られたプリントデータは、ＲＡＭ２０３又はＨＤＤ２０４に格納される。エンジン制御部２０８は、ＣＰＵ２０１等から受信した制御コマンドに基づいてプリントデータに応じてプリント部４のプリントヘッド１４の駆動制御も行う。個別ユニット制御部２０９は、シート供給部１、デカール部２、斜行矯正部３、検査部５、カッタ部６、情報記録部７、乾燥部８、反転部９、排出搬送部１０、ソータ部１１、排出部１２、加湿部２０の各ユニットを個別に制御するためのサブコントローラである。ＣＰＵ２０１による指令に基づいて個別ユニット制御部２０９によりそれぞれのユニットの動作が制御される。外部インターフェース２０５は、コントローラをホスト装置１６に接続するためのインターフェース（Ｉ／Ｆ）であり、ローカルＩ／Ｆ又はネットワークＩ／Ｆである。以上の構成要素はシステムバス２１０によって接続されている。

ホスト装置１６は、プリント装置にプリントを行わせるための画像データの供給源となる装置である。ホスト装置１６は、汎用又は専用のコンピュータであってもよいし、画像リーダ部を有する画像キャプチャ、デジタルカメラ、フォトストレージ等の専用の画像機器であってもよい。ホスト装置１６がコンピュータの場合は、コンピュータに含まれる記憶装置にＯＳ、画像データを生成するアプリケーションソフトウェア、プリント装置用のプリントドライバがインストールされる。なお、以上の処理の全てをソフトウェアで実現することは必須ではなく、一部又は全部をハードウェアによって実現するようにしてもよい。

次に、プリント時の基本動作について説明する。プリントは、片面プリントモードと両面プリントモードとでは動作が異なるので、それぞれについて説明する。

図３は、片面プリントモードでの動作を説明するための図である。シート供給部１から供給されたシートがプリントされて排出部１２に排出されるまでの搬送経路を太線で示している。シート供給部１から供給され、デカール部２、斜行矯正部３でそれぞれ処理されたシートは、プリント部４において表面（第１面）のプリントがなされる。長尺の連続シートに対して、搬送方向における所定の単位長さの画像（単位画像）を順次プリントして複数の画像を並べて形成していく。プリントされたシートは検査部５を経て、カッタ部６において単位画像ごとに切断される。切断されたカットシートは、必要に応じて情報記録部７でシートの裏面にプリント情報が記録される。そして、カットシートは１枚ずつ乾燥部８に搬送され乾燥が行われる。その後、排出搬送部１０を経由して、ソータ部１１の排出部１２に順次排出され積載されていく。一方、最後の単位画像の切断でプリント部４の側に残されたシートはシート供給部１に送り戻されて、シートがロールＲ１又はＲ２巻き取られる。このように、片面プリントにおいては、シートが第１経路と第３経路を通過して処理され、第２係路は通過しない。

図４は、両面プリントモードでの動作を説明するための図である。両面プリントでは、表面（第１面）プリントシーケンスに次いで裏面（第２面）プリントシーケンスを実行する。最初の表面プリントシーケンスでは、シート供給部１から検査部５までの各ユニットでの動作は上述の片面プリントの動作と同じである。カッタ部６では切断動作は行わずに、連続シートのまま乾燥部８に搬送される。乾燥部８での表面のインク乾燥の後、排出搬送部１０側の経路（第３経路）ではなく、反転部９側の経路（第２経路）にシートが導かれる。第２経路においてシートは順方向（図面では反時計回り方向）に回転する反転部９の巻取回転体に巻き取られていく。プリント部４において、予定された表面のプリントが全て終了すると、カッタ部６にて連続シートのプリント領域の後端が切断される。切断位置を基準に搬送方向下流側（プリントされた側）の連続シートは乾燥部８を経て反転部９でシート後端（切断位置）まで全て巻き取られる。一方、この巻き取りと同時に、切断位置よりも搬送方向上流側（プリント部４の側）に残された連続シートは、シート先端（切断位置）がデカール部２に残らないように、シート供給部１に巻き戻されて、シートがロールＲ１又はＲ２に巻き取られる。この巻き戻しによって、以下の裏面プリントシーケンスで再び供給されるシートとの衝突が避けられる。

上述の表面プリントシーケンスの後に、裏面プリントシーケンスに切り替わる。反転部９の巻取回転体が巻き取り時とは逆方向（図面では時計回り方向）に回転する。巻き取られたシートの端部（巻き取り時のシート後端は、送り出し時にはシート先端になる）は、図の破線の経路に沿ってデカール部２に送り込まれる。デカール部２では巻取回転体で付与されたカールの矯正がなされる。つまり、デカール部２は第１経路においてシート供給部１とプリント部４との間、ならびに第２径路において反転部９とプリント部４との間に設けられて、いずれの経路においてもデカールの働きをする共通のユニットとなっている。シートの表裏が反転したシートは、斜行矯正部３を経て、プリント部４に送られて、シートの裏面にプリントが行われる。プリントされたシートは検査部５を経て、カッタ部６において予め設定されている所定の単位長さ毎に切断される。カットシートは両面にプリントされているので、情報記録部７での記録はなされない。カットシートは１枚ずつ乾燥部８に搬送され、排出搬送部１０を経由して、ソータ部１１の排出部１２に順次排出され積載されていく。このように、両面プリントにおいては、シートは第１経路、第２径路、第１経路、第３経路の順に通過して処理される。

図５は、第１の実施形態に係るインク循環供給機構を説明する図である。上述のように、本例では、Ｃ（シアン）、Ｍ（マゼンタ）。Ｙ（イエロー）、ＬＣ（ライトシアン）、ＬＭ（ライトマゼンタ）、Ｇ（グレー）、Ｋ（ブラック）の７つのプリントヘッドを有する。インク循環供給機構は、各色ごとに同様の構成を有するため、図５では１色分のインク循環供給機構を説明する。

図５において、３０はプリントヘッドに供給されるインクを保持するインクタンクである。インクタンク３０は、プリント装置本体に対して着脱自在に構成される。４０はインクタンク３０から最初にインクが供給される第１の貯留タンクであるところのバッファタンクである。５０はバッファタンク４０からインクが供給される第２の貯留タンクであるところのサブタンクである。サブタンク５０からプリントヘッド１４にインクが供給される。

バッファタンク４０は、インク循環供給経路の中で最も高い位置に設けられている。プリントヘッド１４は、シートにプリントを行うときと、回復動作が行われるときと、で上下方向の位置が異なる。サブタンク５０は、プリントヘッド１４がいずれの位置にいる場合であっても、プリントヘッド１４のノズルからインクが垂れたり、ノズルに空気が流入することのないような位置に設けられている。

３５は、インクタンク３０からバッファタンク４０にインクを供給するための供給ポンプである。６１はプリントヘッド１４とバッファタンク４０の間の循環供給経路に設けられた第１の循環ポンプである。第１の循環ポンプ６１を駆動することにより、サブタンク５０に貯留されているインクはプリントヘッド１４に供給されるとともに、プリントヘッド１４でプリントに使用されなかったインクはバッファタンク４０に回収される。６２はバッファタンク４０とサブタンク５０の間の循環供給経路に設けられた第２の循環ポンプである。第２の循環ポンプ６２を駆動することにより、バッファタンク４０に貯留されているインクはサブタンク５０に供給される。

第１の循環ポンプ６１、第２の循環ポンプ６２、及び供給ポンプ３５は、チューブをローラでしごきながら回転駆動することにより圧力を発生させることが可能なチューブポンプである。これらのポンプの駆動には、ステッピングモータが使用される。

４１は、バッファタンク４０の上部に設けられた大気連通口である。大気連通口４１により、バッファタンク４０内に集積した気泡がタンク外に排出される。４２は、第２の液面検知手段（第２の検知手段）であるところのバッファタンクセンサである。バッファタンクセンサ４２は、バッファタンク４０に固定された軸と、その軸が貫通するように設けられ所定範囲で上下に移動可能なバッファタンク上部フロートＢＨ及びバッファタンク下部フロートＢＬを備えている。バッファタンク上部フロートＢＨ及びバッファタンク下部フロートＢＬは、空気より比重が大きく、インクより比重が小さい。そのため、インクの液面がフロートよりも高くなると、フロートは上方に移動する。しかしながら、フロートは規制部により上方への移動は規制される。また、インクの液面がフロートよりも低くなると、フロートは下方に移動する。しかしながら、フロートは規制部により下方への移動は規制される。軸の内部には磁気スイッチが設けられている。フロートが液面の高さに応じて高さ方向に移動したときに、磁気スイッチによりバッファタンク上部フロートＢＨ及びバッファタンク下部フロートＢＬの位置を検知することで、インクの液面の位置を検知することができる。

５１は、サブタンク５０の上部に設けられた大気連通口である。大気連通口５１により、サブタンク５０内に集積した気泡がタンク外に排出される。５２は、第１の液面検知手段であるところのサブタンクセンサである。サブタンクセンサ５２は、バッファタンクセンサ４２と同様に、軸、サブタンク上部フロートＳＨ、及びサブタンク下部フロートＳＢを備えている。

なお、本実施形態では、液面検知手段として、バッファタンクセンサ４２、サブタンクセンサ５２の構成を用いて説明を行う。しかしながら、液面検知手段としてはその他の構造を用いることもできる。例えば、タンクの両端に静電容量式のセンサを配置し、センサ部での電位の変化状態から液面の位置を検知する静電容量検知式のセンサを用いてもよい。

また、バッファタンク４０のインクの貯留量は、サブタンク５０のインクの貯留量よりも大きい。また、バッファタンクセンサ４２のバッファタンク下部フロートＢＬからバッファタンク上部フロートＢＨまでのインク容量は、サブタンクセンサ５２のサブタンク下部フロートＳＬからサブタンク上部フロートＳＨまでのインク容量よりも大きい。

次に、インクタンク３０からプリントヘッド１４にインクを充填するときの動作を説明する。図６（ａ）、（ｂ）は、インクタンクからプリントヘッドにインクを充填するときの動作を説明するフローチャートである。図７は、インクタンクからプリントヘッドにインクを充填するときの動作を説明する図である。

図６（ａ）において、ＳＴＡＲＴでインク充填動作を開始する。図７（ａ）は、インク充填動作を開始する前の状態を示す。この状態では、バッファタンク４０はインクが空であるため、バッファタンク上部フロートＢＨ及びバッファタンク下部フロートＢＬは、その可動範囲の最下部にある。また、サブタンク５０もインクが空であるため、サブタンク上部フロートＳＨ及びサブタンク下部フロートＳＬは、その可動範囲の最下部にある。

ステップＳ１０１で供給ポンプ３５を駆動する。供給ポンプ３５を駆動することにより、インクタンク３０に貯留されているインクがバッファタンク４０に供給される。バッファタンク４０にインクが供給され始めると、液面の上昇とともに可動範囲の最下部にあったバッファタンク下部フロートＢＬが上昇し、バッファタンク下部フロートＢＬの検知がＯＦＦからＯＮに切り換わる。さらに、インクタンク３０からバッファタンク４０にインクが供給されると、可動範囲の最下部にあったバッファタンク上部フロートＢＨが上昇し、バッファタンク上部フロートＢＨの検知がＯＦＦからＯＮに切り換わる。

ステップＳ１０２で、バッファタンク上部フロートＢＨの検知がＯＦＦからＯＮに切り換わったか否かを検知する。ステップＳ１０２で、バッファタンク上部フロートＢＨの検知がＯＮに切り換わったことを検知すると、ステップＳ１０４で供給ポンプ３５の駆動を停止する。図７（ｂ）は、バッファタンク上部フロートＢＨの検知がＯＮに切り換わり、供給ポンプ３５の駆動を停止した状態を示す。

ステップＳ１０３で、供給ポンプ３５を所定時間駆動してもバッファタンク上部フロートＢＨがＯＮに切り換わらない場合は、インクタンク３０内のインクが無いと判断し、インクタンク３０の交換が必要であることを報知する。

ステップＳ１０４で供給ポンプ３５の駆動を停止した後に、ステップＳ１０５で第２の循環ポンプ６２を駆動する。第２の循環ポンプ６２を駆動することにより、バッファタンク４０に貯留されているインクがサブタンク５０に供給される。サブタンク５０にインクが供給され始めると、液面の上昇とともに可動範囲の最下部にあったサブタンク下部フロートＳＬが上昇し、サブタンク下部フロートＳＬの検知がＯＦＦからＯＮに切り換わる。さらに、バッファタンク４０からサブタンク５０にインクが供給されると、可動範囲の最下部にあったサブタンク上部フロートＳＨが上昇し、サブタンク上部フロートＳＨの検知がＯＦＦからＯＮに切り換わる。図７（ｃ）は、バッファタンク４０からサブタンク５０へインクが供給されている途中の状態を示す。バッファタンク４０内のインク量は減少し、サブタンク５０内のインク量は増加している状態を示している。

サブタンク上部フロートＳＨの検知がＯＮに切り換わる前に、ステップＳ１０６でバッファタンク４０のバッファタンク下部フロートＢＬの検知がＯＮからＯＦＦに切り換わったことを検知した場合は、ステップＳ１０７で第２の循環ポンプ６２の駆動を停止する。そして、ステップＳ１０１に戻り、供給ポンプ３５を駆動し、インクタンク３０からバッファタンク４０にインクを供給する。ステップＳ１０６でバッファタンク下部フロートＢＬの検知がＯＦＦに切り換わることなく、ステップＳ１０８でサブタンク上部フロートＳＨの検知がＯＮに切り換わったことを検知した場合は、ステップＳ１０９で第２の循環ポンプ６２の駆動を停止する。

第２の循環ポンプ６２を駆動してバッファタンク４０からサブタンク５０にインクを供給したことにより、バッファタンク４０のインク量は減少している。そこで、ステップＳ１１０で供給ポンプ３５を駆動する。ステップＳ１１１で、バッファタンク４０のバッファタンク上部フロートＢＨがＯＦＦからＯＮに切り換わったか否かを検知する。バッファタンク上部フロートＢＨがＯＮに切り換わったことを検知すると、ステップＳ１１２で供給ポンプ３５の駆動を停止する。図７（ｄ）は、バッファタンク上部フロートＢＨ１がＯＮに切り換わるまでインクタンクからインクを供給した状態を示す。ここまでの動作により、バッファタンク４０及びサブタンク５０にインクが充填される。

次に、図６（ｂ）を用いて、サブタンク５０からプリントヘッド１４までの流路、プリントヘッド１４内の液室、及びプリントヘッド１４からバッファタンク４０までの流路にインクを充填する動作を説明する。ステップＳ１１３で第１の循環ポンプ６１を駆動する。第１の循環ポンプ６１を駆動することにより、サブタンク５０に貯留されているインクがプリントヘッド１４に向けて供給される。ステップＳ１１４で、サブタンク５０のサブタンク下部フロートＳＬがＯＮからＯＦＦに切り換わったか否かを検知する。サブタンク下部フロートＳＬがＯＦＦに切り換わったことを検知すると、ステップＳ１１５で第１の循環ポンプ６１の駆動を停止する。

ステップＳ１１６でバッファタンク４０のバッファタンク上部フロートＢＨがＯＮ状態にあるか否かを検知する。バッファタンク上部フロートＢＨがＯＮ状態にない場合は、ステップＳ１０１に戻り、供給ポンプ３５を駆動してインクタンク３０からバッファタンク４０にインクを供給する。バッファタンク上部フロートＢＨがＯＮ状態にある場合は、ステップＳ１１７で第２の循環ポンプ６２を駆動する。ステップＳ１１８で、サブタンク５０のサブタンク下部フロートＳＬがＯＦＦからＯＮに切り換わったか否かを検知する。サブタンク下部フロートＳＬがＯＮに切り換わったことを検知すると、ステップＳ１１９でサブタンク５０の液面が中間水位になるように第２の循環ポンプ６２を予め決定されている所定量駆動する。サブタンク５０の液面は、サブタンク下部フロートＳＬとサブタンク上部フロートＳＨの間の位置に設定する。

次に、ステップＳ１２０でバッファタンク４０のバッファタンク上部フロートＢＨがＯＮ状態にあるか否かを検知する。バッファタンク上部フロートＢＨがＯＮ状態にある場合は、インク充填動作を終了する。バッファタンク上部フロートＢＨがＯＦＦ状態にある場合は、ステップＳ１２１で供給ポンプ３５を駆動する。ステップＳ１２２で、バッファタンク４０のバッファタンク上部フロートＢＨがＯＦＦからＯＮに切り換わったか否かを検知する。ステップＳ１２２で、バッファタンク上部フロートＢＨがＯＮに切り換わったことを検知すると、ステップＳ１２４で供給ポンプ３５の駆動を停止し、インク充填動作を終了する。図７（ｅ）は、サブタンク５０の液面が中間水位になっており、バッファタンク４０のバッファタンク上部フロートＢＨがＯＮに切り換わるまでインクタンクからインクを供給した状態を示す。

ステップＳ１２３で、供給ポンプ３５を所定時間駆動してもバッファタンク上部フロートＢＨがＯＮに切り換わらない場合は、インクタンク３０内のインクが無いと判断し、インクタンク３０の交換が必要であることを報知する。

以上のようなインク充填動作を行うことにより、バッファタンク４０及びサブタンク５０にインクが適切に存在している状態を維持しながら、インク循環供給経路にインクを充填していくことが可能となる。また、このようなインク充填動作を行うことにより、インク循環供給経路内に気泡を発生しにくくしている。

次に、インク循環供給経路内でインクを循環するときの動作を説明する。図８は、インクを循環するときの動作を説明するフローチャートである。図９は、インクタンクからインクを供給するときの動作を説明するフローチャートである。図１０は、インクを循環するときの動作を説明する図である。

図８において、ＳＴＡＲＴでインク循環動作を開始する。ステップＳ２０１でバッファタンク４０、サブタンク５０のフロートの状態を確認する。すなわち、バッファタンク４０のバッファタンク上部フロートＢＨがＯＮ状態で、バッファタンク下部フロートＢＬがＯＮ状態であるかを確認する。また、サブタンク５０のサブタンク上部フロートＳＨがＯＦＦ状態で、サブタンク下部フロートＳＬがＯＮ状態であるかを確認する。上記状態である場合は、ステップＳ２０２以降のインク循環動作を開始する。上記状態でない場合は、図６で説明したインク充填動作を行う。

ステップＳ２０２で、キャップをオープンし、プリントヘッド１４をプリント位置に移動させる。次に、ステップＳ２０３で、第１の循環ポンプ６１及び第２の循環ポンプ６２を駆動する。第１の循環ポンプ６１及び第２の循環ポンプ６２の駆動を開始することにより、インク循環供給経路内でインク循環が開始される。ここで、プリントヘッド１４からのインク吐出を安定させるために、プリントヘッド１４へインクを供給するための第１の循環ポンプ６１は、一定速度で駆動される。

プリントヘッド１４からプリント動作のためにインクが吐出されると、バッファタンク４０内のインクは減少していく。また、プリントヘッド１４からインクを吐出していない状態であっても、第１の循環ポンプ６１及び第２の循環ポンプ６２のインク循環量がばらつくと、バッファタンク４０及びサブタンク５０の液面位置は変化する。そこで、本願発明は、サブタンク上部フロートＳＨ及びサブタンク下部フロートＳＬによる液面検知を行うことにより、サブタンク５０の液面がサブタンク上部フロートＳＨとサブタンク下部フロートＳＬの間にあるように第２の循環ポンプ６２の駆動速度を制御する。

ステップＳ２０４でバッファタンク４０のバッファタンク下部フロートＢＬがＯＦＦ状態にあるか否かを検知する。プリントヘッド１４からインク吐出を行いながら、インク循環動作を継続していると、バッファタンク４０内のインク量は徐々に減少していく。まず、バッファタンク上部フロートＢＨが、インク循環動作を開始する前はＯＮ状態であったものがＯＦＦ状態に切り換わる。そして、さらにプリントヘッド１４からのインク吐出及びインク循環動作を継続することにより、さらにバッファタンク４０内のインク量は減少していき、バッファタンク下部フロートＢＬがＯＦＦ状態になる。バッファタンク下部フロートＢＬがＯＦＦ状態にあるときは、インク供給動作を行う。

ここで、図９を用いてインク供給動作を説明する。図９において、ＳＴＡＲＴでインク供給動作を開始する。

ステップＳ３０１でインク循環動作中であるか否かを判断する。インク循環動作中でない場合は、図６で説明したインク充填動作を行い、インク供給動作を終了する。インク循環動作中である場合は、ステップＳ３０２で供給ポンプ３５を駆動する。供給ポンプ３５を駆動することにより、インクタンク３０に貯留されているインクがバッファタンク４０に供給される。ステップＳ３０３で、バッファタンク４０のバッファタンク上部フロートＢＨがＯＮに切り換わったか否かを検知する。バッファタンク上部フロートＢＨがＯＮに切り換わったことを検知すると、ステップＳ３０４で供給ポンプ３５の駆動を停止し、インク供給動作を終了する。ここで、供給ポンプ３５によりインクタンク３０からバッファタンク４０に供給される単位時間あたりのインク量は、プリントヘッド１４からプリント動作のために吐出される単位時間あたりのインク量よりも多い。

ステップＳ３０４で、供給ポンプ３５を所定時間駆動してもバッファタンク上部フロートＢＨがＯＮに切り換わらない場合は、インクタンク３０内のインクが無いと判断し、インクタンク３０の交換が必要であることを報知する。インクタンク３０内のインクが無いと判断した場合でも、プリント動作とインク循環動作は継続する。バッファタンク４０のバッファタンク下部フロートＢＬがＯＦＦを検知した場合は、プリント命令の区切りでプリント動作を中断する処理を行う。具体的には、バッファタンク４０のバッファタンク下部フロートＢＬがＯＮからＯＦＦに切り換わったことを検知してから、バッファタンク４０内のインク使用限界となるインク量に相当する分のプリント動作を実行した時点で、プリント動作を中断する。

図８に戻り、インク循環動作の説明を続ける。ステップＳ２０４でバッファタンク下部フロートＢＬがＯＮ状態にあるときは、ステップＳ２０５でインク循環終了命令があるか否かを判断する。

ステップＳ２０５でインク循環終了命令がない場合は、ステップＳ２０６でサブタンク５０のサブタンク下部フロートＳＬがＯＦＦ状態にあるか否かを検知する。図１０（ａ）に、サブタンク下部フロートＳＬがＯＦＦ状態になっているときのインク循環供給経路の状態を示す。サブタンク下部フロートＳＬがＯＦＦ状態になっている場合は、ステップＳ２０７で第２の循環ポンプ６２の駆動速度を上げる。すなわち、サブタンク５０内のインク量が第１の閾値よりも少ないと検知した場合は、第２の循環ポンプ６２の駆動速度を上げる。第２の循環ポンプ６２の駆動速度を上げることにより、バッファタンク４０からサブタンク５０に供給されるインク量が増える。これにより、サブタンク５０のインクの液面が上昇することが期待される。所定時間経過後、ステップＳ２０８で、サブタンク下部フロートＳＬがＯＮ状態に切り換わったか否かを検知する。サブタンク下部フロートＳＬがＯＮ状態に切り換わったことを検知した場合は、ステップＳ２０３に戻りインク循環動作を継続する。所定時間経過後であってもサブタンク下部フロートＳＬがＯＮ状態に切り換わらない場合は、エラーと判断し、第１の循環ポンプ６１及び第２の循環ポンプ６２の駆動を停止する。

ステップＳ２０６でサブタンク下部フロートＳＬがＯＮ状態であると検知した場合は、ステップＳ２０９でサブタンク上部フロートＳＨがＯＮ状態であるか否かを検知する。図１０（ｂ）に、サブタンク上部フロートＳＨがＯＮ状態になっているときのインク循環供給経路の状態を示す。サブタンク上部フロートＳＨがＯＮ状態になっている場合は、ステップＳ２１０で第２の循環ポンプ６２の駆動速度を下げる。すなわち、サブタンク５０内のインク量が第１の閾値よりも大きい第２の閾値よりも多いと検知した場合は、第２の循環ポンプ６２の駆動速度を下げる。第２の循環ポンプ６２の駆動速度を下げることにより、バッファタンク４０からサブタンク５０に供給されるインク量が減る。これにより、サブタンク５０のインクの液面が下降することが期待される。所定時間経過後、ステップＳ２１１で、サブタンク上部フロートＳＨがＯＦＦ状態に切り換わったか否かを検知する。サブタンク上部フロートＳＨがＯＦＦ状態に切り換わったことを検知した場合は、ステップＳ２０３に戻りインク循環動作を継続する。所定時間経過後であってもサブタンク上部フロートＳＨがＯＦＦ状態に切り換わらない場合は、エラーと判断し、第１の循環ポンプ６１及び第２の循環ポンプ６２の駆動を停止する。ステップＳ２０９でサブタンク上部フロートＳＨがＯＦＦ状態であると検知した場合は、ステップＳ２０３に戻りインク循環動作を継続する。

ステップＳ２０５でインク循環終了命令があった場合は、ステップＳ２１２で第１の循環ポンプ６１及び第２の循環ポンプ６２の駆動を停止する。そして、ステップＳ２１３で、プリントヘッド１４をキャッピングする。ステップＳ２１４でバッファタンク４０及びサブタンク５０のフロートの状態を確認する。すなわち、バッファタンク４０のバッファタンク上部フロートＢＨがＯＮ状態で、バッファタンク下部フロートＢＬがＯＮ状態であるかを確認する。また、サブタンク５０のサブタンク上部フロートＳＨがＯＦＦ状態で、サブタンク下部フロートＳＬがＯＮ状態であるかを確認する。上記状態である場合は、インク循環動作を終了する。上記状態でない場合は、図６で説明したインク充填動作を行った後に、インク循環動作を終了する。

図１１は、これまでに説明した、インク循環供給制御の概念図である。本実施形態によれば、サブタンク５０の液面をサブタンク上部フロートＳＨ及びサブタンク下部フロートＳＬの間で制御する。サブタンク５０の液面変化に伴い、バッファタンク４０の液面は、上昇、下降を繰り返しつつ、プリントヘッド１４からインクが吐出されてインクが消費されることにより下がってくる。その後、インク循環供給経路内のインクが確実に消費されたことが、第１の液面検知手段及び第２の液面検知手段の検知結果により確定した時点で、供給ポンプ３５を駆動してインクタンク３０からバッファタンク４０にインクを供給する。

本実施形態によれば、バッファタンクフロートセンサ（第２の検知手段）でバッファタンク４０内の液体の状態を監視しつつ、サブタンクフロートセンサ（検知手段）で得られる検知情報から、第２の循環ポンプ６２の駆動速度を制御することができる。この構成により、プリント動作中であってもインク循環供給動作を継続して実行することが可能となる。また、インク循環供給経路内のインク量を確保することができる。さらに、インク循環供給動作を行うことにより、連続してプリント動作を行ってもプリントヘッド１４の昇温を所定範囲内に抑えることができる。また、プリント動作中に発生するインク流路内の気泡を回収できるとともに、プリントヘッド内部の負圧を安定させることができる。

なお、以上の説明では、プリント動作中にインク循環供給動作を行う構成を説明したが、プリント待機状態でインク循環供給動作を行うようにしてもよい。プリント待機状態においても、所定期間ごとにインク循環供給動作を行うことにより、インクの成分が沈降することを抑制することができる。特に顔料インクにおいては、放置することにより顔料成分が沈降するため、有効である。

図１２は、第１の実施形態の変形例のインク循環供給機構を説明する図である。この変形例では、第２の液面検知手段であるところのバッファタンクセンサ４２が、バッファタンク上部フロートＢＨ、バッファタンク中部フロートＢＭ、及びバッファタンク下部フロートＢＬを備えている。この変形例では、フロートの個数を増やすことにより、バッファタンク４０内の液面の検知を高精度に行うことができる。この構成により、インクタンク３０からバッファタンク４０へのインク供給を早いタイミングで行うことができる。

（第２の実施形態）
図１３は、第２の実施形態に係るインク循環機構を説明する図である。図１３も第１の実施形態と同様に１色分のインク循環機構を説明する。

図１３において、第２の液面検知手段であるところのバッファタンクセンサ４２を２組段違いに設けている。バッファタンクセンサ４２は、第１のバッファタンク上部フロートＢＨ１及び第１のバッファタンク下部フロートＢＬ１を所定範囲で上下に移動可能に支持する第１の軸を備える。さらに、バッファタンクセンサ４２は、第２のバッファタンク上部フロートＢＨ２及び第２のバッファタンク下部フロートＢＬ２を所定範囲で上下に移動可能に支持する第２の軸とを備える。

インク循環動作を開始する前の状態では、サブタンク５０の液面は、サブタンク上部フロートＳＨとサブタンク下部フロートＳＬの間に設定される。すなわち、サブタンク上部フロートＳＨはＯＦＦ状態で、サブタンク下部フロートＳＬはＯＮ状態である。バッファタンク４０の液面は、第１のバッファタンク上部フロートＢＨ１にて検知される位置に設定される。すなわち、第１のバッファタンク上部フロートＢＨ１、第１のバッファタンク下部フロートＢＬ１、及び第２のバッファタンク下部フロートＢＬ２はＯＮ状態で、第２のバッファタンク上部フロートＢＨ２はＯＦＦ状態である。

この状態から、インク循環供給動作を開始し、プリントヘッド１４からインク吐出が行われると、バッファタンク４０の液面は下がる。インクが消費されることにより、第２のバッファタンク下部フロートＢＬ２はＯＮ状態であるが第１のバッファタンク上部フロートＢＨ１がＯＦＦ状態になる。すると、第２の液面検知手段であるところのバッファタンクセンサ４２によりインクが消費されていることが確実に分かる。

そこで、供給ポンプ３５を駆動し、第２のバッファタンク上部フロートＢＨ２がＯＮ状態になるまで、インクタンク３０からバッファタンク４０にインクを供給する。ここで、供給ポンプ３５を駆動しても、第２のバッファタンク上部フロートＢＨ２がＯＮ状態を検知できない場合は、インクタンク３０内のインクが無いと判断し、インクタンク３０の交換が必要であることを報知する。新品のインクタンク３０が装着された場合は、供給ポンプ３５を駆動し、上部フロートＢＨ２がＯＮ状態になるまで、インクタンク３０からバッファタンク４０にインクを供給する。

また、インクタンク３０が交換されない場合であっても、プリント動作及びインク循環供給動作は継続して行う。すなわち、バッファタンク４０のバッファタンクセンサ４２が多点検知できる構成である。そのため、第１のバッファタンク下部フロートＢＬ１から第２のバッファタンク下部フロートＢＬ２、第２のバッファタンク下部フロートＢＬ２から第１のバッファタンク上部フロートＢＨ１までの液面をプリント装置内部のインク残量情報として表示する。インク残量情報を表示することにより、使用者はプリント装置内に使用可能なインクがどれくらい残っているかを知ることができる。また、使用者は、第１のバッファタンク下部フロートＢＬ１がＯＦＦ状態を検知するまではプリント動作を継続できることを予め知ることができる。

以上説明したように、本実施形態によれば、バッファタンク４０のバッファタンクセンサ４２を多点検知できる構成としたため、インクタンクからのインク供給のタイミングを細かく制御することができる。また、バッファタンク４０に比較的インクが残っている状態で、使用者にインクタンク３０のインク残量を報知することができ、早期にインクタンクの交換を促すことができる。この構成により、連続したプリント動作を実現することが可能となる。

（第３の実施形態）
図１４は、第３の実施形態に係るインク循環供給機構を説明する図である。図１４も第１の実施形態と同様に１色分のインク循環機構を説明する。

本実施形態では、プリントヘッド１４内のインク経路を２系統に分割している。図１４において、７１はプリントヘッド１４内の第１のヘッド内経路であり、７２は第２のヘッド内経路である。６１ａは、第１のヘッド内経路７１に対応した第２の循環ポンプである。６１ｂは、第２のヘッド内経路７２に対応した第２の循環ポンプである。

連続印刷を行うフルマルチ構造のプリントヘッドの場合には、プリントヘッド自体が大型化するとともに、連続印刷によるプリントヘッドの昇温を抑えるために、ヘッド内のインク経路を２系統に分割する構成が考えられる。このようなプリントヘッドの構成においても、第１の実施形態、第２の形態と同様に、インク循環供給動作を実施することができる。

１４ プリントヘッド
３０ インクタンク
４０ バッファタンク
４２ バッファタンクセンサ
５０ サブタンク
５２ サブタンクセンサ
６１ 第１の循環ポンプ
６２ 第２の循環ポンプ

Claims (9)

1. インクを吐出するプリントヘッドと、インクを貯留する第１の貯留タンクと、該第１の貯留タンクからインクが供給され、前記プリントヘッドへ供給されるインクを貯留する第２の貯留タンクと、該第２の貯留タンクに貯留されているインク量を検知する検知手段と、前記プリントヘッドと前記第１の貯留タンクの間の流路に設けられた第１のポンプと、前記第１の貯留タンクと前記第２の貯留タンクの間の流路に設けられた第２のポンプを備え、前記プリントヘッドがプリント動作を行っているときに前記第１のポンプ及び前記第２のポンプを駆動することにより前記プリントヘッド、前記第１の貯留タンク、前記第２の貯留タンクの間の流路でインクを循環させるプリント装置であって、
   前記プリント動作を行っているときに、前記第１のポンプは一定速度で駆動され前記第２のポンプは前記検知手段の検知結果に基づいて駆動速度が変更されることを特徴とするプリント装置。
2. 前記検知手段で検知されたインク量が第１の閾値よりも少ない場合は、前記第２のポンプの駆動速度を上げることを特徴とする請求項１に記載のプリント装置。
3. 前記インク量が前記第１の閾値より大きい第２の閾値よりも多い場合は、前記第２のポンプの駆動速度を下げることを特徴とする請求項２に記載のプリント装置。
4. 前記検知手段は、前記第２の貯留タンクに固定された軸と、該軸が貫通するように設けられ所定範囲で上下に移動可能な上部フロート及び下部フロートと、を有することを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載のプリント装置。
5. 前記第１の貯留タンクへ供給されるインクを保持するインクタンクが前記プリント装置に着脱自在であることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載のプリント装置。
6. 前記インクタンクから前記第１の貯留タンクへインクを供給するための供給ポンプをさらに備えることを特徴とする請求項５に記載のプリント装置。
7. 前記第１の貯留タンクに貯留されているインク量を検知する第２の検知手段をさらに備え、前記供給ポンプは前記第２の検知手段の検知結果に基づいて駆動されることを特徴とする請求項６に記載のプリント装置。
8. 前記第１の貯留タンクは、前記プリントヘッド及び前記第２の貯留タンクよりも高い位置に設けられることを特徴とする請求項１ないし７のいずれか１項に記載のプリント装置。
9. 前記第１の貯留タンクの容量は、前記第２の貯留タンクの容量よりも大きいことを特徴とする請求項１ないし８のいずれか１項に記載のプリント装置。

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