JP5661338B2 - インクジェット装置 - Google Patents

Description

本発明は、インクジェット装置に関する。

インクジェット式のプリンタやインクジェット技術を採用する製造装置等のインクジェット装置において、インクタンクより供給されたインクがインクジェット装置内部に設けられたインク貯留槽（以下サブタンクと記載）に貯留される形態のものが知られている。サブタンクに貯留されたインクは、インク供給経路を通ってプリントヘッドに供給され、プリントヘッドよりプリント媒体上に吐出され、画像を形成する。サブタンク内のインクが規定値以下まで減少するとインク供給経路に空気が入ってしまい、プリントヘッドに空気が送られてプリント画像の画質が低下する可能性がある。このためサブタンク内のインク残量が規定値を下回らないようにするために、サブタンク内インク残量の検知を行う必要がある。サブタンク内のインク残量を検知する際、サブタンク内に発生するインクの泡に起因するインク残量の誤検知が発生する可能性がある。

特許文献１は、サブタンク内に発生するインクの泡に起因するインク残量の誤検知を防止するために、サブタンク内の液面高さを複数回検知して検知精度を高める技術を開示している。また、特許文献１は、泡の発生しやすい条件下においては、検知したのち、所定の待機時間経過後に再び検知することにより、検知精度を高める技術を開示している。

特開２００６−１２３３６５号公報

しかしながら、特許文献１のような方法で、サブタンク内のインク残量検知を行った場合には、所定時間まってもサブタンク内の泡が消滅しない可能性があり、その場合にはインク残量の誤検知を回避することができない可能性がある。また、インク残量検知処理を複数回行った場合、同じ処理を繰り返し実行するため、インク残量検知処理が終了するまでに時間がかかるという問題が存在する。

本発明は、上述の課題に鑑みてなされたものであって、その目的は、インク残量を正確に検知することが可能で、インク残量検知処理にかかる時間を短縮できるインクジェット装置を提供することにある。

本発明に係るインクジェット装置は、インクを吐出する記録ヘッドと、インクを貯留する第１容器と、前記第１容器から供給され、前記記録ヘッドへ供給されるインクを貯留する第２容器と、前記第２容器に設けられた一対の電極を有し、該電極間の電圧に基づき前記第２容器のインク量が所定量以上であることを検知する検知手段と、前記記録ヘッドから排出されたインク排出量に基づき前記第２容器のインク量を推定する推定手段と、前記第２容器に設けられ、前記電極の周辺に発生したインクの泡を吸引して外部へ排出する泡吸引動作を実行する泡吸引手段と、前記検知手段により検知された前記第２容器のインク量が所定値以上であり、且つ、前記推定手段により推定された前記第２容器のインク量が所定値以下である場合、前記泡吸引手段に前記泡吸引動作を実行させるように制御する制御手段と、を備えることを特徴とする。

本発明によれば、インク残量検知を行う際にサブタンク内に存在する泡を除去することにより、正確にインク残量検知を行うことが可能になるとともに、インク残量検知処理にかかる時間を短縮することが可能となる。

本発明の一実施形態に係る記録装置の概略構成図である。 図１の記録装置の他の状態を示す概略構成図である。 図１の記録装置の構成を表すブロック図である。 記録装置の処理内容の一例を示すフローチャートである。

本発明のインクジェット装置は、インクジェット式のプリンタ等の記録装置、インジェット技術を採用する電子部品や各種物品の製造装置などに広く適用可能である。以下、インクジェット式のプリンタを例に説明する。

図１は本発明の一実施形態に係るプリンタの概略構成図である。

図１において、１は、第１貯留手段であるところのインクタンク１であり、インクジェット装置本体に対して着脱自在に装着されている。２は、インクタンク１を大気と連通する大気連通口である。３は不揮発性メモリである。５は、第２貯留手段であるところのサブタンクである。サブタンク５は、装置内部に設けられている。４は、インクタンク１とサブタンク５を連結して、インクタンク１内のインクをサブタンク５へと注入させるインク注入口である。

インクタンク１は、インク注入口４を介してサブタンク５に接続される。大気連通口２からインクタンク１内に外気をとりいれることで、インクタンク１内に貯蔵されていたインクは、インク注入口４を通ってサブタンク５に供給される。

７は、サブタンク５内に貯留されたインク６の残量を検知するための第１の電極である。８は、サブタンク５内に貯留されたインクの残量を検知するための第２の電極である。サブタンク５内にインク６が十分にある場合には、第１の電極７，第２の電極８ともにインク６に浸っているために電極間で通電可能である。すなわち、第１の電極７と第２の電極８の間で通電した場合には、サブタンク５内にインクが十分にあると判定することが可能である。また、サブタンク内のインクが少ない場合には、第１の電極７はインクに浸らないため、電極間に電流が流れない。このため、第１の電極７と第２の電極８の間に通電が無い場合には、サブタンク５内のインクが少ないと判定することが可能である。

９は、サブタンク５内に設けられた吸引口９である。吸引口９は、サブタンク５内のインク注入口４の直近に位置し、第１の電極７がサブタンク５内に貯留されたインク６と接する高さと同じ位置に設置される。１０は、排出口１０であり、不図示の廃インクタンクに接続されており、サブタンク５内より吸引された空気及びインク６の泡を廃インクタンクに吐出する。１１は、吸引ポンプであり、サブタンク内の空気及びインクの泡を吸引する。この構成により、少なくとも第１の電極７の周辺に貯まったインクの泡を吸引ポンプ１１を起動して吸い出し、除去することができる。１２は、サブタンク５からヘッド１３へインクを供給するためのインク供給経路である。１３は、サブタンク６から供給されたインクを記録媒体１４上に吐出するヘッドである。プリント処理を行う際に、ヘッド１３から記録のために吐出されたインク滴の吐出数、及び予備吐出のために吐出されたインク滴の吐出数をカウントする。また、ヘッドの吸引動作などで消費されるインク消費量を設計値から求めることができる。インク滴の吐出数と、インク消費量とから、ヘッド１３から排出されたインク排出量を算出することができる。ヘッドのインク排出量を算出することをドットカウントともいう。ドットカウントにより求められたインク排出量を、不揮発性メモリ３に記憶する。本実施形態では、インクタンク１に不揮発性メモリ３を備える構成で説明したが、装置本体に不揮発性メモリを備える構成であってもよい。不揮発性メモリ３に記憶されたインク排出量が、インクタンク１のインク貯留量を超えた時点で、インクタンク１内のインクは全て消費されたと判断できる。インクタンク１内のインクが全て消費されたと判断された場合であっても、サブタンク５内に貯留されたインク６によりプリント動作は続行可能である。インクタンク１内が空になってから、サブタンク５内のインクが所定量消費されると、第１の電極７の設置位置よりインク６の液面が下がり、第１の電極７と第２の電極８との間に通電が無くなる。その結果、サブタンク５内のインク量が減少したと判定することが可能である。

ここで、インク注入口４より第２の貯留手段としてのサブタンク５に対してインクが流入する際に、インクの泡１５が発生する場合がある。第１の電極７の周辺に泡１５がたまってしまうと、サブタンク５内のインク量が少ない場合でも第１の電極７と第２の電極８との間で泡１５を通じて通電する可能性がある。泡１５を通じて第１の電極７と第２の電極８とが通電すると、サブタンク５内のインク残量が十分にあると誤検知されてしまう可能性がある。

この場合、不揮発性メモリ３に記憶されたインク排出量を参照する。そして、サブタンク５内のインク残量が所定値よりも少なくインクの液面６が第１の電極７の位置より低い位置にあると推定される場合には、インク残量の誤検知が発生している可能性がある。第１の電極７の周辺に泡１５がたまったことでインク残量の誤検知が発生している可能性がある。

本実施形態では、図２に示すように、インク残量の誤検知が発生している可能性がある場合には、吸引ポンプ１１を駆動させて、第１の電極７周辺に貯まった泡１５を、泡処理手段としての吸引口９より吸い出す。

すなわち、サブタンク５内のインクの泡１５の一部または全部を除去して泡を減少させるように泡処理を実行する。この処理でインクの泡１５を除去することにより、第１の電極７と第２の電極８との間で意図しない通電によるインク残量の誤検知を回避することが可能になる。

また、この泡除去のための吸引処理は、サブタンク５内にインクが十分ある状態で実行すると、サブタンク５内のインクを吸引してしまう可能性がある。このため、本実施形態では、インク残量の誤検知が発生している可能性がある場合のみに実施する。具体的には、ヘッド１３から排出されたインク排出量に基づいて、インクタンク１のインク消費量を算出する。そして、インクタンク１内のインクが全て消費されたと判断され、かつ、第１の電極７及び第２の電極８によりサブタンク５内にインクがあると判定された場合には、サブタンク５内のインク残量を誤検知している可能性がある。このような場合に、泡除去処理を実施する。このような処理を行うことで、サブタンク５内のインク残量を誤検知している可能性がある場合にのみ泡除去処理が実行されるようになり、インク残量検知処理を実施する際に毎回泡除去処理が実施されることがなく、処理時間の短縮が可能になる。

本発明は、着脱可能である種類の違ったインクタンクを複数個装着可能なインクジェット装置に適用される。本実施形態では、単一のインクタンクおよびサブタンクを含む系列のみについて解説するが、実際には図示した系列の構成が装着されるインクタンクの数だけ備えられている構成となる。

図３は、本発明の一実施形態に係るプリンタの制御系を示すブロック図である。この制御系が本発明の制御手段を構成する。

ＣＰＵ１００は、プリンタ全体を制御するための演算処理装置である。制御回路のバス１０１は、ＣＰＵ１００とその他の装置を接続する機能を持つ。ＲＡＭ（Random Access Memory）１０２は、電力が供給されている間のみ情報を保持できる記録装置であり、電力の供給が断たれると保持している情報は消滅してしまう。ＲＯＭ（Read Only Memory）１０３は、読み出しのみ可能なメモリで、プリンタの制御プログラムを記録してあり、ＣＰＵ１００で参照して制御動作を行う。操作パネル１０４は、操作用のキーおよび、表示パネルを有する。操作パネル制御部１０５は、操作パネル１０４上のキーの状態を監視し、押下されたキーによって適切な制御コマンドを、ＣＰＵ１００を含むプリンタの制御回路に対して発行する。また、表示パネルに表示する文字列を作成し、表示パネルの制御を行なう。また、表示パネル上に配されたキーによりユーザーがキー入力をすることが可能になっており、この操作用のキーを用いてエラー発生状態からの回復処理の開始等、プリンタ装置に対する動作の指定を入力することが可能である。

インターフェース１０６は、プリンタとホストコンピュータ１０７とを接続し、ホストコンピュータ１０７よりデータを受信したり、ステータスを送信したりする機能を持ち、ホストコンピュータ１０７とのデータ送受信用通信ポートとして動作する。

モータドライバ１０８は、プリンタのプリント動作を行うためのキャリッジモータ（プリントヘッドを動作させる）、紙送りモータ（プリント用紙を動かし、給紙、排紙を行う）、回復モータ（ヘッドの回復動作を行う）等のモータ類を制御する制御回路である。

インク残量検知部１０９は、第１の電極７と第２の電極８の間の通電状態を監視してサブタンク５内のインク量が所定レベルを下回っているかどうか、すなわち、インク残量を検知する。

吸引ポンプ制御部１１０は、サブタンク内の空気を吸引する吸引ポンプの制御を行う。

インクタンク不揮発性記憶素子３は、インクジェット装置に複数装着されるインクタンクのそれぞれに備えられている不揮発性記憶素子を表しており、各インクタンクのインク残量が記録される。

以下に制御回路の動作の一例について説明する。

ＣＰＵ１００は、ＲＯＭ１０３より制御プログラムを読み出し、プログラムに従って各制御装置の制御を実行する。インターフェース１０６は、ホストコンピュータ１０７よりプリントデータを受信し、これをＲＡＭ１０２に書き込む。書き込まれたデータをもとにＣＰＵ１００は、モータドライバ１０８、および、ヘッド１３の制御を行い、プリントデータに基づいて記録媒体上にインクを吐出し、画像を形成する。この際にヘッド１３より記録媒体上に吐出されたインクのドットカウントを元にしてＣＰＵ１００がインク排出量を算出し、算出したインク排出量をインクタンク不揮発性記憶素子３に記録する。プリント動作等によりサブタンク５内のインクが消費された場合、サブタンク５内のインクを全て使い切ってしまうと、ヘッド１３に空気が入ってしまい、インクの吐出が正常に行われなくなる。その結果、記録媒体上に形成される画像の品質が悪化してしまう。このため、ヘッド１３に空気が入らないように、サブタンク５内のインクを使い切る前にインク消費を伴う処理を停止する必要がある。サブタンク５内のインクを使い切らないようにするために、インク消費量の閾値を決め、サブタンク５内のインク残量がこの閾値を下回った時点で、処理を停止するようにする。プリント動作等のインクを消費する処理が行われている間は、インク残量検知部１０９によりサブタンク５内のインク液面が第１の電極７よりも下回っているかどうかの判定を行う。第１の電極７よりもインク液面が下回ったと判定された時点より、ドットカウントによりインク排出量を計算し、算出されたインク排出量よりサブタンク５内のインク残量を求める。サブタンク５内のインク残量が前述の閾値を下回った時点でプリント動作等の処理を停止する。

ここで、インク残量検知部１０９によりサブタンク５内のインク液面が第１の電極７よりも下回ったと判定されるタイミングが遅れると、次の問題が生じる。すなわち、ドットカウントにより算出したサブタンク５内のインク残量が前述の閾値を下回った時点でプリント動作等の処理を停止しても、その時点ではすでにサブタンク５内のインクを使い切ってしまっている可能性がある。その結果、ヘッド１３に空気が送られてしまう可能性がある。上記したように、第１の電極７の周辺に泡が貯まってしまうと、サブタンク５内のインク量が減少して実際には第１の電極７のところまでインクが届いていないにもかかわらず、サブタンク５内にインクが十分あると判定されてしまう状況が発生する。この状況を回避するために、インク残量検知部１０９によりサブタンク内インク残量の検知を実行した際に、インク残量検知部１０９により検知したインク残量検知結果とインクタンク不揮発性記憶素子３に記録されたインク排出量を比較する。そして、両者の間に違いがある場合には、すなわち、両者の関係が所定の関係にない場合には、吸引ポンプ制御部１１０により吸引ポンプ１１を駆動してサブタンク５内の空気を吸引する。サブタンク５内の空気を吸引することでサブタンク５内に発生したインクの泡を除去することができるので、吸引後にインク残量検知部１１０により再度サブタンク５内インク残量の検知を実行することで、正しいインク残量を検知することが可能になる。

図４は、上記制御系におけるプリント動作中のインク残量検知処理の一例を示すフローチャートである。

まず、ステップ２０１においてプリント動作を行う。ステップ２０２において、電気的インク残量検知処理を実施して、サブタンク５内のインク残量を検知する。ステップ２０３においては、ドットカウント方式により算出したインク排出量を参照し、サブタンク内のインク残量を求める。ステップ２０４においては、ステップ２０２で求めたインク残量と、ステップ２０３で求めたインク残量を比較する。比較した結果が一致していた場合、すなわち、所定の関係にある場合にはステップ２０５へと進み、一致しなかった場合、すなわち、所定の関係にない場合にはステップ２１１へと進む。なお、一致している場合とは、完全一致している場合だけでなく、両方のインク残量の差が所定の範囲に収まっている場合も含む。ステップ２０５においては、不一致であった回数のカウンターを０クリアする。ステップ２０６において、ステップ２０４で一致した検知結果がインク有りかどうかの判定を行う。結果がインク有りだった場合にはステップ２０７へと進み、インク無しであった場合にはステップ２０８へと進む。ステップ２０７においては、電気的インク残量検知とドットカウントによるインク残量判定の結果がインク有りで一致したと判定し、インク残量ステータスをインク有りに設定し、処理の先頭に戻りプリント動作を続行する。ステップ２０８においては、電気的インク残量検知とドットカウントによるインク残量判定の結果がインク無しで一致したと判定し、インク残量ステータスをインク少状態に設定する。ステップ２０９においては、インクタンクに備えられた不揮発性記憶素子にインク無し状態になったことを記録する。ステップ２１０においては、表示パネルにインク少状態になったことを表示し、ユーザーに対して告知し、インク少状態のままプリント動作を続行する。ステップ２０４においてインク残量状態を比較した結果が一致しなかった場合にはステップ２１１へと進み、吸引ポンプを駆動してサブタンク内の泡除去処理を実行する。ステップ２１２においては、再び電気的インク残量検知処理を実施して、サブタンク内のインク残量を検知し、インク残量を再度取得する。ステップ２１３においては、ステップ２１２で求めたインク残量と、ステップ２０３で再取得したインク残量とを比較する。比較した結果が一致していた場合には、ステップ２０５へと進み、一致しなかった場合にはステップ２１４へと進む。ステップ２１４においては、不一致であった回数をカウントするカウンターをインクリメントする。ステップ２１５においては、不一致であった回数をカウントするカウンターの値が１より大きいかどうかを判定する。カウンター値が１だった場合にはステップ２１６へと進み、１より大きかった場合にはステップ２０８へと進む。ステップ２１６においては、インク残量ステータスをインク有りに設定し、処理の先頭に戻りプリント動作を続行する。

サブタンク内のインク残量を電気的に検知した際の結果とドットカウント方式でインク残量を算出した結果とを比較し、結果が一致しなかった場合は、サブタンクに設けられたポンプによって泡除去処理を実施することにより、正確な結果を得ることが可能になる。

また、泡除去処理を実行後に再びインク残量検知処理を実行し、その結果が再度一致しなかった場合には、一致しなかった回数が１回目の場合にはインク有りと判定する。一致しなかった回数が２回以上の場合にはインク無しと判断する。これにより、サブタンク内にインクが無いにもかかわらずインク有りと判定され、プリントヘッドに泡が送られることで画像が乱れる現象を回避することが可能になる。すなわち、再判断処理の実行回数に応じて、第１の電極７及び第２の電極の検知結果が正常かを判断する。

上記実施形態では、吸引ポンプ１１により第１の電極７周辺に貯まったインクの泡を吸い出すことでサブタンク5内のインク残量の誤検知を防ぐ構成としたが、本発明は、これに限定されない。例えば、吸引ポンプ１１を逆転駆動し、サブタンク内吸引口９より空気を吹き出させることにより、第１の電極７付近にたまっているインク６の泡１５を吹き飛ばす構成も可能である。

１ インクタンク（第１貯留手段）
５ サブタンク（第２貯留手段）
７ 第１の電極（残量検知手段）
８ 第２の電極
１１ 吸引ポンプ（泡処理手段）
１３ ヘッド

Claims (4)

1. インクを吐出する記録ヘッドと、
   インクを貯留する第１容器と、
   前記第１容器から供給され、前記記録ヘッドへ供給されるインクを貯留する第２容器と、
   前記第２容器に設けられた一対の電極を有し、該電極間の電圧に基づき前記第２容器のインク量が所定量以上であることを検知する検知手段と、
   前記記録ヘッドから排出されたインク排出量に基づき前記第２容器のインク量を推定する推定手段と、
   前記第２容器に設けられ、前記電極の周辺に発生したインクの泡を吸引して外部へ排出する泡吸引動作を実行する泡吸引手段と、
   前記検知手段により検知された前記第２容器のインク量が所定値以上であり、且つ、前記推定手段により推定された前記第２容器のインク量が所定値以下である場合、前記泡吸引手段に前記泡吸引動作を実行させるように制御する制御手段と、を備えることを特徴とするインクジェット装置。
2. 前記制御手段は、前記泡吸引手段に泡吸引動作を実行させた後、前記検知手段に再びインク残量を検知させ、前記推定手段により推定されたインク量と前記検知手段により再び検知されたインク量とに基づいて、前記泡吸引手段に再び泡吸引動作を実行させるように制御することを特徴とする請求項１に記載のインクジェット装置。
3. 前記制御手段は、前記泡吸引手段により泡吸引動作が実行された後、前記検知手段の検知結果と前記推定手段の指定結果とが不一致である回数に基づいて、前記第２容器のインク量を決定することを特徴とする請求項１または２に記載のインクジェット装置。
4. 前記推定手段は、前記記録ヘッドから吐出するインク滴の吐出数に基づきインク吐出量を算出し、前記インク吐出量に基づき前記第２容器のインク量を推定することを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載のインクジェット装置。

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