JP2000085137A

JP2000085137A - インクジェットプリンタ

Info

Publication number: JP2000085137A
Application number: JP10260794A
Authority: JP
Inventors: Mitsuyasu Nakajima; 光康中嶋
Original assignee: Casio Computer Co Ltd
Current assignee: Casio Computer Co Ltd
Priority date: 1998-09-16
Filing date: 1998-09-16
Publication date: 2000-03-28

Abstract

(57)【要約】【課題】印字ヘッドとインクタンク分離型で連結チュー
ブレスの小型で高速印字を行うインクジェットプリンタ
を提供する。【解決手段】ヘッドユニット部３１は印字ヘッド３３の
インク吐出面に１２５個又は２５６個のノズル４２（４
２ａ、４２ｂ）からなる複数列のノズル列３９ａ〜３９
ｈを備え、各ノズル列３９に連結するサブタンク３８−
１〜３８−８を備え、不図示のキャリッジに保持され、
主走査方向（矢印ｘ方向）に往復移動して用紙に印字す
る。５個のタンク３６ａ〜３６ｅはイエロー、マゼン
タ、シアン、ブラックの各インクと洗浄液を収容し、装
置本体に着脱自在に固定され、先端下部のポンプ機構３
７ａ〜３７ｅにより、最も供給回数が少なくなるように
使用インク量を割り振られたサブタンク３８に、その割
り振られたインクを割り振られた量だけを供給し、又は
洗浄液を供給する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、印字ヘッドと分離
したインクタンクを装置本体に固定し、印字ヘッドに設
けたサブタンクにチューブレスでインクを供給するシリ
アルプリント方式のインクジェットプリンタに関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、個人向けの画像形成装置として、
印字ヘッドの発熱素子を駆動してインクリボンのインク
を用紙面に熱転写して印字を行う熱転写プリンタや、イ
ンクボトルのインクを用紙面に吐出して印字を行うイン
クジェットプリンタなどの比較的軽便なシリアルプリン
タが主流となって広く用いられている。

【０００３】特に、インクジェットプリンタにおける記
録（印字）方法は、記録ヘッド（印字ヘッド）のノズル
からインクの液滴を吐出させ、このインク滴を紙、布な
どの被記録材に吸収させて文字や画像等の記録を行なう
ものであり、騒音の発生が少なく、特別な定着処理を要
することもなく、且つフルカラー記録も容易な記録方法
である。

【０００４】フルカラー記録は、通常、減法混色の三原
色であるイエロー（黄色）、マゼンタ（赤色染料名）及
びシアン（緑味のある青色）の３色のインクに、文字や
画像の黒色部分に専用されるブラック（黒）を加えた４
色のインクを用いて行なわれる。すなわち、記録ヘッド
に各色専用のノズルを配設し、これらのノズルからイエ
ロー、マゼンタ、シアンの３色のインク、あるいはブラ
ックを加えた４色のインクを、各々の色の吐出量を制御
しながら吐出し、被記録材の１画素に各々のインクを混
合吸収或は隣接付着させてフルカラーの記録を行なうよ
うにしている。

【０００５】図６(a) は、そのようなシリアルインクジ
ェットプリンタ（以下、単にプリンタという）の構成を
模式的に示す斜視図であり、同図(b) は、同図(a) に示
す印字ヘッドを用紙側から見た拡大図（同図(a) のＡ矢
視拡大図）であり、同図(c)は、同図(a),(b) に示す印
字ヘッドを側面方向から見た超拡大断面図（同図(b)の
Ｂ矢視超拡大断面図）である。

【０００６】同図(a) に示すプリンタ１は、キャリッジ
２に印字ヘッド３が固設され、これらキャリッジ２と印
字ヘッド３に、インクタンク（インクカートリッジ）４
が着脱自在に係合するように構成されている。

【０００７】キャリッジ２は、一方ではガイドレール５
により滑動自在に支持され、他方では歯付き駆動ベルト
６に固着している。これにより、印字ヘッド３及びイン
クタンク４は、図の両方向矢印Ｘで示す装置本体（プリ
ンタ１）の幅方向、つまり印字画像の主走査方向に往復
駆動される。この印字ヘッド３と装置本体の不図示の制
御装置との間にフレキシブル通信ケーブル７が接続さ
れ、このフレキシブル通信ケーブル７を介して制御装置
から印字データと制御信号が印字ヘッド３に送出され
る。

【０００８】この印字ヘッド３に対向し、印字ヘッド３
の往復移動方向に延在して、装置本体のフレーム８の下
端部にプラテン９が配設されている。このプラテン９に
接して用紙１１が紙送りローラ１２により図の矢印Ｙで
示す副走査方向（図の斜め右下方向）に間欠的に搬送さ
れる。この間欠搬送の停止期間中に、印字ヘッド３は、
モータ１０により歯付き駆動ベルト６及びキャリッジ２
を介して駆動されながら、用紙１１に近接してインクを
吐出し、紙面に印字する。

【０００９】このようなインクジェットプリンタは、家
庭で個人的に使用されるプリンタの場合は、通常、イン
クを吐出する印字ヘッドとインクを収納するインクタン
クとがヘッドユニットとして初めから一体に構成されて
装置本体のキャリッジに着脱自在に取付けられるように
したもの、又は上述のようにキャリッジに印字ヘッドが
固定されていて、この印字ヘッドにインクタンクがカー
トリッジとして着脱自在に係合してヘッドユニットとし
て一体化するようにしたものが多い。

【００１０】旧来はモノクロプリンタが主流であった
が、昨今では、上述したようにフルカラープリンタが主
流であり、同図(b) に示すように、印字ヘッド３のイン
ク吐出面には、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シア
ン（Ｃ）及びブラック（Ｋ）の４種類のインクを吐出す
る４列のノズル列１３（１３ｙ、１３ｍ、１３ｃ、１３
ｋ）が形成されている。１列のノズル列１３には、およ
そ１２５個又は２５６個のノズル１４が、例えば３００
ｄｐｉ（ドット／インチ）の密度で縦１列に並んで配置
されている。

【００１１】このような印字ヘッド３は、同図(c) に示
すように、例えば１０×１５ｍｍの大きさのシリコンチ
ップ１５に、ＬＳＩ形成処理技術や薄膜形成処理技術を
用いて、図外左方の駆動回路、発熱素子１６、駆動電極
１７、共通電極１８、駆動回路側インク隔壁１９ａ、イ
ンク供給孔側インク隔壁１９ｂ、ノズル板２１、このノ
ズル板２１に形成されたノズル１４、シリコンチップ１
５に穿設・貫通されたインク受給孔２２、このインク受
給孔２２から上記発熱素子１６上に連通するインク通路
２３等がモノリシックに形成されている。

【００１２】上記のインク隔壁１９ａ及び１９ｂの厚さ
はおよそ１０μｍである。この印字ヘッド３の裏面（同
図(c) では上面）から、インクタンク４のインク供給口
２４がインク受給孔２２に連通している。すなわち、イ
ンクタンク４内には、同図(a) に破線で示すように、イ
エロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）及びブラ
ック（Ｋ）のインクに対応する４つのインク室２５が設
けられており、これら４つのインク室２５のインク供給
口２４が、同図(b) に示す４列のノズル列１３に対応す
る４個のインク受給孔２４にそれぞれ連通している。

【００１３】図７(a) 〜(d) は、上記インクタンク４の
インク室２５と印字ヘッド３のインク受給孔２２との連
通状態を模式的に示す図６(a) のＣ矢視断面図である。
図７(a) に示すように、４つのインク室２５のうちのイ
エローインクを収容しているインク室２５ｙは、その底
部の最右端部にインク供給口２４が形成されており、そ
のインク供給口２４が、印字ヘッド３のノズル列１３ｙ
のインク受給孔２２に連通している。同様に、マゼンタ
インクを収容しているインク室２５ｍは、同図(b) に示
すように、底部の中央より右端寄りにインク供給口２４
が形成されており、そのインク供給口２４が、印字ヘッ
ド３のノズル列１３ｍのインク受給孔２２に連通してい
る。

【００１４】また、シアンインクを収容しているインク
室２５ｃは、同図(c) に示すように、底部の中央より左
端寄りにインク供給口２４が形成されており、そのイン
ク供給口２４が、印字ヘッド３のノズル列１３ｃのイン
ク受給孔２２に連通している。そして、ブラックインク
を収容しているインク室２５ｋは、同図(d) に示すよう
に、底部の最左端にインク供給口２４が形成されてお
り、そのインク供給口２４が、印字ヘッド３のノズル列
１３ｋのインク受給孔２２に連通している。

【００１５】このような構成において、印字ヘッド３
は、４列のノズル列１３からイエロー、マゼンタ、シア
ン及びブラックのインクを印字データに応じて吐出しな
がら前述したように主走査方向に往復移動して用紙１１
の紙面に、１画素毎に各々のインクを混合吸収させてフ
ルカラーの印字を実行する。

【００１６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、このような
インクジェットプリンタは、文字の印字ばかりでなく、
近年のようにフルカラー画像の印刷に多用されるように
なると、インクの消費量が増大する。インクの消費量が
増大すると、インクタンクの容量を大きくして対処しな
ければならないが、そのようにインクタンクの容量を大
きくすると、印字ヘッドとインクタンクがヘッドユニッ
トとして一体となってキャリッジに装着されるタイプで
は、その一体となって走行するヘッドユニット自体が大
型となり、したがって、主走査方向の全領域に亙って大
きな可動スペースを確保する必要が生じ、これにより、
プリンタ全体として寸法が大きくなり、このため小型化
の要望が強い家庭用向けのプリンタとしては対応できな
いという問題が発生する。

【００１７】また、そればかりでなく、ヘッドユニット
が大型になると、その分だけヘッドユニットが重くな
り、印字主走査方向に往復走行するヘッドユニットの慣
性が大きくなる。慣性が大きいと、小さな駆動トルクで
は往復走行が不安定となって良質な印字結果が得られな
い。したがって、安定した往復走行を行わせて印字品質
を維持するためには、ヘッドユニットに往復走行を行わ
せるモータの駆動トルクを大きくする、つまり、より大
型のモータを使用する必要がある。また、それと共にヘ
ッドユニットの往復走行のためのガイドレール材の剛性
及びフレーム材の剛性も高める必要がある。しかし、こ
れでは更にプリンタが大型化するばかりでなく、消費電
力が大きくなり、また、製造コストが上昇して、とても
個人向けの用途に対応できない。

【００１８】また、インクタンクを印字ヘッドから独立
させ、印字ヘッドにインク供給チューブで連結する方法
は、インク供給チューブの移動スペースが必要となって
装置本体が大型化するため、デザイン関連や設計関連な
どの特殊な用途に業務用で使用される大サイズ（例えば
Ａ３判以上の用紙を用いるもの）のインクジェットプリ
ンタなどには採用されているものの、家庭用の小型のプ
リンタ装置には不向きであって採用することができな
い。

【００１９】これに対して、近年ますますフルカラーの
写真画像やグラフィック画像の印刷需要が高まり、これ
に応じて各色インクの使用量が格段に増加している。例
えば、インク使用量の多い場合では、１枚の用紙片面に
５０％もの付着率でインクが消費されることがある。こ
れは、通常の文字の印字では印字率（インク付着率）が
５％以下であることを考えると、これの１０倍もの量で
あり、如何に大きなインク使用量であるかが分かる。

【００２０】したがって、インクタンクの容量が充分に
大きくない場合には、僅か数十枚の用紙に印刷しただけ
でインクが無くなってしまうということがしばしば発生
した。例えば、７２０ｄｐｉのインクジェットプリンタ
では、通常１滴（１ドット）の吐出量は約２０ｐｌ（ピ
コリットル）くらいであるので、Ａ４サイズの用紙に付
着率５０％で印字を続けると、カートリッジ容量１０ｍ
ｌ（ミリリットル）の場合、用紙２０枚分しかインクが
もたない計算になる。

【００２１】このため、インクタンクを大きくして、印
刷できる用紙枚数を多くするべきであると思われるが、
前述したように、単にインクタンクを大きくしたので
は、種々の問題が派生してきて、小型のプリンタには実
用化できないという問題があった。

【００２２】本発明の課題は、上記従来の実情に鑑み、
印字ヘッドとインクタンクを分離し且つ連結チューブを
排除し、更にこの構成によって派生する種々の問題点を
解決して、小型でありながら充分な容量のインクタンク
を備え、高速な印字を実行するインクジェットプリンタ
を提供することである。

【００２３】

【課題を解決するための手段】以下に、本発明のインク
ジェットプリンタの構成を述べる。本発明のインクジェ
ットプリンタは、外部から供給されるインクを一時的に
保持する複数のサブタンクと、該サブタンク毎に対応し
て形成され該サブタンクに保持したインクをインク滴と
して吐出する複数のノズル列とを備え、用紙の進行方向
と直角の方向に往復移動しながら上記ノズル列より上記
インク滴を吐出して上記用紙に印字を行う印字ヘッド
と、装置本体に固定して配置され、インクを収容する複
数のインク収容室と該インク収容室毎に設けられ該イン
ク収容室に収容されているインクを上記印字ヘッドの上
記サブタンクに供給するためのインク供給口とを備える
インクタンクと、該インクタンクの上記インク収容室か
ら上記インクを上記インク供給口を介して任意の上記サ
ブタンクに供給するインク供給制御手段とを有して構成
される。

【００２４】上記サブタンクは、例えば請求項２記載の
ように、インク受給位置で全ての上記供給口に同時に対
応すべく形成されたスリット状の受給口を有することが
好ましい。また、上記ノズル列は、例えば請求項３記載
のように、上記印字ヘッドの副走査方向に縦列で少なく
とも２列配置されることが好ましい。

【００２５】また、上記インク供給制御手段は、例えば
請求項４記載のように、上記インクタンクに収容されて
いる各色インクの使用量を印字データに基づいて算出す
るインク使用量算出手段と、該インク使用量算出手段に
より算出された各色インクの使用量に基づき該色インク
を供給すべき上記サブタンクを選択するサブタンク選択
手段とを備え、上記使用量の算出された色インクを、該
色インクに対応して選択されている上記サブタンクに供
給するよう、上記インクタンクの上記インク供給口の動
作と上記印字ヘッドの動作とを制御するように構成され
る。

【００２６】上記インク使用量算出手段は、例えば請求
項５記載のように、用紙一枚分の各色インクの使用量を
算出するように構成されることが好ましく、また、上記
サブタンク選択手段は、例えば請求項６記載のように、
上記算出された各色インク使用量に対応して必要なサブ
タンク数がサブタンク総数よりも多い場合は、インク供
給回数が最少となるように印字データを分割するように
構成されることが好ましい。

【００２７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照しながら説明する。図１(a) は、一実施の形態に
おけるインクジェットプリンタの主要部の構成を示す斜
視図であり、同図(b) は、その主要部を構成する印字ヘ
ッドを同図(a) の矢印Ｃで示す方向から見た模式的な正
面図、同図(c) は、同図(b) のＤ−Ｄ′断面矢視図、同
図(d) は同図(b) のＥ−Ｅ′断面矢視図である。

【００２８】同図(a) に示すように、このインクジェッ
トプリンタの主要部の構成は、ヘッドユニット部３１と
メインタンク部３２とからなる。ヘッドユニット部３１
は、印字ヘッド３３とサブタンク部３４とが一体に形成
されており、不図示のキャリッジに保持されている。こ
のキャリッジがこれも不図示のモータ及び駆動ベルトに
よって駆動されることにより、ヘッドユニット部３１
は、同図(a) の両方向矢印ｘで示す主走査方向に往復移
動する。尚、同図(a) はヘッドユニット部３１が基準位
置（ホームポジション）に在る状態を示している。

【００２９】上記のメインタンク部３２には、細長い形
状に形成された５個のタンク３６（３６ａ、３６ｂ、３
６ｃ、３６ｄ、３６ｅ）が着脱自在に装着されて装置本
体側に固定される。これらのタンク３６は、その長手方
向が印字ヘッド３３の主走査方向に並行して配置され
る。５個のタンク３６には、例えばイエロー、マゼン
タ、シアン、ブラックの各インクと洗浄液がそれぞれ収
容されている。これらのタンク３６は、中身が空になる
と新品と交換される。

【００３０】各タンク３６のホームポジション側の下部
には、ポンプ機構３７（３７ａ、３７ｂ、３７ｃ、３７
ｄ、３７ｅ）が連結される。ポンプ機構３７は、特には
図示しないが電磁マイクロポンプから成る。電磁マイク
ロポンプは、メインタンク部３２の下部のポンプベース
に支持されて下向きに開口部を形成されたダイヤフラム
と、このダイヤフラムの開口部に形成された入力弁及び
出力弁と、ダイヤフラムの開口部と対極の上部外側に一
端を固着され、磁極が円柱軸の両端に分極している円柱
状の永久磁石と、この永久磁石の側周面を滑動自在に支
持するガイド部材と、永久磁石の自由端側に緩やかに外
嵌するスパイラル状のマイクロコイルとを有している。

【００３１】このマイクロコイルに、電流が印加される
と、スイッチング電流によって発生する磁力の極性変化
に追従して永久磁石が上下しダイヤフラムの上部を引上
げ、或は押圧する。これにより、ダイヤフラムの内部圧
力がスイッチング電流の周波数に応じて減増し、入力弁
に連通するタンク室３６のインクがダイヤフラム内に吸
引され、このインクが出力弁から外部つまりサブタンク
部３４に流出する。このポンプ機構３７から供給するイ
ンクの液量は、マイクロコイルに印加する電流の周波数
によって制御が可能である。これにより、サブタンク部
３４に供給される液量を、所望の液量に制御することが
できる。

【００３２】一方のヘッドユニット部３１のサブタンク
部３４は、スリット状に形成されたインク受給口を備え
た８個のサブタンク３８（３８−１、３８−２、・・
・、３８−８）を備えている。これらサブタンク３８の
上記スリット状に形成されたインク受給口は、それぞれ
のインク受給位置（図１(a) のホームポジション及びそ
れより印字領域方向へインク受給口分だけ順次ずれた位
置）で全てのポンプ機構３７（インク供給口）に同時に
対応すべく形成されている。

【００３３】ところで、インクジェットプリンタの小型
化を促進する上で、サブタンクが大きくなることは、印
字ヘッドを搭載したキャリッジの外形及び重量が大きく
なることになり、チューブレスで且つサブタンク化した
ことの利点が薄れてくる虞がある。そこで、本例では、
標準的な画像（例えば各色１０％の印字率）を設定し、
これに基づき、例えばＡ４判の用紙１枚を印字するのに
必要な量のインクを貯留できるように、各色のサブタン
クの容量を一律に決めている。

【００３４】すなわち、ここでサブタンクの容量をＱ、
１ドットの吐出インク量を５０ｐｌ（ピコリットル）、
解像度を３００ｄｐｉとしてＡ４判の印字有効領域を略
２４６０×３３００ドット、各色ともに印字率を１０
％、安全係数Ａ＝１．２とすると、Ｑ＝５０×２４６０×３３００×ｌ０×Ａ＝４９μｌ
（マイクロリットル）となる。

【００３５】次に、ヘッドユニット部３１の印字ヘッド
３３は、同図(b) に示すように、インク吐出面に、例え
ば１列が１２５個又は２５６個というような多数のイン
ク吐出ノズル４２（４２ａ、４２ｂ）からなる複数列の
ノズル列３９（同図(b) の例では８列のノズル列３９
ａ、３９ｂ、３９ｃ、３９ｄ、３９ｅ、３９ｆ、３９
ｇ、３９ｈ）を備えている。この印字ヘッド３３の上記
ノズル列３９が形成されている層の裏面には、特には図
示しないが、図６(c) に示したものと略同様に、ＬＳＩ
形成処理技術や薄膜形成処理技術を用いてシリコンチッ
プ上に形成された上記ノズル列３９のインク吐出ノズル
４２に対応する数μｍ単位のサイズの多数の電極、発熱
素子、インク隔壁、インク通路が形成されている。

【００３６】尚、同図(b) に示す例では、各ノズル列３
９の各インク吐出ノズル４２は、８４. ７μｍの間隔で
並んでいる。また、同図(b) には各ノズル列３９を分別
し易いように中心部に間隔を大きく空けて示している
が、Ｙ方向に縦列に並んでいる２つのノズル列３９内の
Ｙ方向での最中心側のインク吐出ノズル４２と４２（例
えばノズル列３９ａのインク吐出ノズル４２ａとノズル
列３９ｅのインク吐出ノズル４２ｂ）間の間隔も同様に
８４．７μｍである。

【００３７】この構成は、各ノズル列３９において、最
中心側のインク吐出ノズル４２と４２間のインク隔壁
（図６(c) の駆動回路側インク隔壁１９ａとインク供給
孔側インク隔壁１９ｂを参照）を連続させて、この部分
におけるインク通路（図６(c)のインク通路２３参照）
のＹ方向を遮断することによって達成できる。

【００３８】これらの各ノズル列３９に対応するインク
通路に連通して、同図(c),(d) に示すように、インク受
給孔４１がそれぞれシリコンチップを表裏に貫通して形
成されている。そして、同図(c) に示すように、ノズル
列３９ａのインク受給孔４１にはサブタンク３８−１の
底部に形成されているインク供給口が連通し、ノズル列
３９ｂのインク受給孔４１にはサブタンク３８−３のイ
ンク供給口が連通し、ノズル列３９ｃのインク受給孔４
１にはサブタンク３８−５のインク供給口が連通し、ノ
ズル列３９ｄのインク受給孔４１にはサブタンク３８−
７のインク供給口が連通する。

【００３９】また、同図(d) に示すように、ノズル列３
９ｅのインク受給孔４１にはサブタンク３８−２のイン
ク供給口が連通し、ノズル列３９ｆのインク受給孔４１
にはサブタンク３８−４のインク供給口が連通し、ノズ
ル列３９ｇのインク受給孔４１にはサブタンク３８−６
のインク供給口が連通し、そして、ノズル列３９ｈのイ
ンク受給孔４１にはサブタンク３８−８のインク供給口
が連通している。

【００４０】上述したように、各サブタンク３８のスリ
ット状に形成されたインク受給口はそれぞれのインク受
給位置で全てのポンプ機構３７に同時に対応するように
形成されているので、いずれのサブタンク３８つまりノ
ズル列３９に対しても、任意のタンク３６のインク又は
洗浄液を供給することができる。

【００４１】この構成によれば、それぞれのタンク３６
のメインタンク部３２への挿入は、プリンタ使用者の任
意の個所に挿入することができる。装置本体側でどのよ
うな種類のインクが入っているタンク３６であるかを認
識できるように、タンク３６側に通知方法さえあれば良
い。例えば、タンク３６に種類毎の突起物を持たせて装
置本体側で検知するようにすれば良い。

【００４２】図２は、上記インクジェットプリンタのシ
ステム構成を示すブロック図である。同図に示すよう
に、インクジェットプリンタ４０のシステム構成は、キ
ャリッジによって主走査方向に往復移動する移動部４３
と、その他の固定配置されている部分である静止部（制
御部）４４とに分かれている。

【００４３】上記一方の移動部４３は、印字ヘッド３３
を印字駆動するドライバ４５からなる。そして、他方の
静止部４４は、ＭＰＵ(micro processing unit) ４６
と、このＭＰＵ４６にバス４７を介して接続されたＩ／
Ｆ（インターフェース）４８及びヘッド制御部４９、並
びに上記Ｉ／Ｆ４８に接続されたメモリＡ５１及びヘッ
ド制御部４９に接続されたメモリＢ５２からなる。

【００４４】このインクジェットプリンタ４０には、ホ
スト機器であるＰＣ（パーソナルコンピュータ）５３か
ら、Ｉ／Ｆ４８を介して、印字データ及び制御データが
入力する。ＭＰＵ４６は、Ｉ／Ｆ４８を介しメモリＡ５
１を制御しながら上記の印字データ及び制御データを受
信する。

【００４５】また、ＭＰＵ４６には、各部を監視するセ
ンサの出力５４が入力し、ＭＰＵ４６からは用紙を搬送
させるためのモータや、歯付き平ベルト（つまりヘッド
ユニット部３１）を往復移動させるためのベルト駆動モ
ータを回転させる駆動信号５５が出力される。また、Ｍ
ＰＵ４６は、ヘッド制御部４９を介してメモリＢ５２に
１ライン毎の印字データを展開し、その展開した印字デ
ータに基づいて、ヘッド制御部４９を介してドライバ４
５を制御する。

【００４６】ＭＰＵ４６は、これら各部を上記センサの
出力５４を参照しながら駆動する。また、ヘッド制御部
４９からドライバ４５への印字データや制御信号の転送
は、ＩｒＤＡ５６ａ、５６ｂによって行われる。勿論、
図６(a) の場合と同様に、フレキシブル通信ケーブルを
用いるようにしてもよい。

【００４７】ところで、上述したように、本例では、サ
ブタンク３８の容量は、Ａ４判の用紙１枚当りの各色イ
ンクの印字率が１０％までとして計算している。したが
って、１色でも印字率が１０％を超えれば、１枚の印字
途中でその色のインクをサブタンクに補給しなければな
らない。更に、特定の色の印字率が３０％以上と色の構
成が偏った画像を印字する場合は、その特定色のインク
の補給を１枚の印字動作中に複数回行うことになり、印
字速度が低下してしまう虞がある。

【００４８】このように、印字中にインク供給（補給）
が頻繁に行われると、その分だけ印字速度が低下する。
つまり、本発明のようなタンク分離型のインクジェット
プリンタでは、１個のサブタンクの容量を小さくしてあ
るため、インク補給回数が多くなって印字速度が低下す
る虞がある。

【００４９】本例では、この印字途中でのインク供給
（補給）回数が極力少なくなるように、すなわちインク
供給回数を最低限度に抑えるように工夫している。以下
これについて説明する。

【００５０】図３(a),(b) 及び図４(a),(b),(c) は、印
字すべき画像のインク消費量とサブタンクへの割り当て
の例を示す図である。これらは、画像データをイエロ
ー、マゼンタ、シアン及びブラックの色毎に分解処理し
た後、この画像データの各色毎のインク消費量を算出し
たものである。図３(a),(b) 及び図４(a),(b),(c) は、
いずれも縦軸にサブタンク３８の容量を単位として示し
ており、横軸にイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シア
ン（Ｃ）及びブラック（Ｋ）のインクを示している。

【００５１】図３(a) に示す例では、この画像（画像
Ａ）を一枚印字するために、イエローインク（Ｙ）はサ
ブタンク２個分、マゼンタインク（Ｍ）は３個分、シア
ンインク（Ｃ）とブラックインク（Ｋ）は夫々１個分必
要であることを示している。

【００５２】そこで、このような場合には、イエローイ
ンク（Ｙ）をノズル列３９ａと３９ｅのサブタンク３８
−１と３８−２に割り当て、マゼンタインク（Ｍ）をノ
ズル列３９ｂ、３９ｆ、及び３９ｇのサブタンク３８−
３、３８−４、及び３８−６に割り当て、ノズル列３９
ｃのサブタンク３８−５は空きタンクとし、シアンイン
ク（Ｃ）をノズル列３９ｈのサブタンク３８−８に割り
当て、そして、ブラックインク（Ｋ）をノズル列３９ｄ
のサブタンク３８−７に割り当てる。

【００５３】この割り当てに基づいて各インクを各サブ
タンクに夫々供給する。このようにすることにより、用
紙一枚の印刷中に、サブタンク３８にインクを供給する
処理ルーチンを介在させず印字を行うことができる。す
なわち高速印字が可能になる。尚、この場合は、用紙を
副走査方向へ縦（副操作方向）に２列に配置したノズル
列の１列分づつ搬送し、印字ヘッド３３の上半分（ノズ
ル列３９ａ〜３９ｄ）と下半分（ノズル列３９ｅ〜３９
ｈ）で重ね印字することになる。すなわちマルチパス印
字を行うことになる。

【００５４】但し、インクの必要量が多い色は、ノズル
列３９からインクを吐出する回数が多いことを示してい
る。したがって、できるだけ効率よく印字するために、
Ｙ方向に並ぶノズル列３９のサブタンク３８に同一の色
を供給するようにする。例えげ上記の場合では、イエロ
ーインクをノズル列３９ａと３９ｅのサブタンク３８−
１と３８−２に割り当てている。

【００５５】このようにすると、イエローだけの印字が
要求されている印字領域では、Ｙ方向のノズル列の長さ
分、つまりノズル列３９ａと３９ｅとを足した分の印字
幅（副走査方向の長さ）を得ることができ、この領域に
限って、用紙をノズル列２列分づつ搬送し、１回の主走
査印字だけで印字を完了する、つまり、シングルパス印
字を行うと、印字効率がその分だけ上昇する。もし、上
記のイエローインクをノズル列３９ｅと３９ｆのサブタ
ンク３８−２と３８−４に割り当てたりすると、ノズル
列３９ｅ又は３９ｆの長さ分（上記の半分の幅）しか印
字ができないから、折角ノズル列をＹ方向に複数列並べ
た効果が失われてしまう。

【００５６】また、図３(b) に示す例は、他の画像（画
像Ｂ）を一枚印字するために必要なインクの量を示して
おり、イエローインク（Ｙ）はサブタンク１個分、マゼ
ンタインク（Ｍ）は１個分、シアンインク（Ｃ）は３個
分、そしてブラックインク（Ｋ）は５個分、計１０個の
サブタンクが必要である。本例の構成ではサブタンクは
８個であるから、サブタンクの割り当てが不足すること
になる。

【００５７】このような場合は、用紙一枚分の画像を適
宜な個所で分割し、インクのサブタンクへの途中補給を
行わせる。適宜な個所とは、印刷処理を行う画像ドット
順に必要インク量を累算しながらサブタンク３８に割り
当てていき、その割り当て総数が９個になる直前、つま
り割り当てサブタンクが８個（サブタンク３８の総数）
となったときの印字データであり、これを画像分割点と
する。

【００５８】これは、印字途中でサブタンクへのインク
再補給が極力生じないように各色のサブタンク使用数を
決めるものであり、各色インク毎に必要とされるサブタ
ンク数をＮ、各色インク毎の用紙一枚当りのインク使用
量をａ、サブタンク１個の容量をｑとしたとき「Ｎ＞
（ａ／ｑ）」となるようなＮを算出し、これらＮの総数
がヘッドユニット部３１のサブタンク総数Ｓ（本例では
Ｓ＝８）を超えたときは、超えないように印字画像を印
字順に分割する（上式の右辺を分割していく）。この分
割は最小限に行う。そして、その分割位置で印字を一時
中断してサブタンクにインクの再供給を行う。

【００５９】図４(a),(b) は、上記のように画像Ｂの印
字インクをサブタンクに割り当てた状態を示している。
この例では、画像Ｂの印字領域として略６０％の所が分
割点となっており、ここまでが、図４(a) に示すサブタ
ンク毎に供給されたインクで印字される。そして、図４
(b) はインク補給直後の、各サブタンクのインクの量を
示している。この状態で画像Ｂの残りの略４０％分が印
字（印刷）される。

【００６０】尚、この例では、印刷を始める前に、これ
から使用するサブタンク３８及びノズル４２を洗浄す
る。また、途中でインクを補給する際にも混色が起こる
可能性のあるサブタンクについては洗浄を行う。

【００６１】洗浄は、タンク３６ｅに入っている洗浄液
を、使用するインクの色が変わるサブタンク３８に適量
供給し、各インク吐出ノズル４２より排出エリア（不図
示）で吐出させることによって行う。この処理により、
サブタンク３８およびインク吐出ノズル４２は洗浄さ
れ、混色の心配が無くなる。

【００６２】印刷実行に際しては、図４(a) に示すよう
に、イエローインク（Ｙ）及びマゼンタインク（Ｍ）に
対してはそれぞれ１個のサブタンク３８を使用し、シア
ンインク（Ｃ）及びブラックインク（Ｋ）に対してはそ
れぞれ３個のサブタンク３８を使用する。画像Ｂの略６
０％を印刷した上記の画像分割点では全てのサブタンク
３８のインクは空になっている。

【００６３】ここで、図４(b) に示すインク再補給を行
う。このとき、イエローインク（Ｙ）には１個のサブタ
ンク、マゼンタインク（Ｍ）には１個のサブタンク、シ
アンインク（Ｃ）には１個のサブタンク、ブラックイン
ク（Ｋ）には２個のサブタンク３８が割り当てられる。
このようにインクを供給すれば、後は最後まで印字が可
能である。すなわち、インクの補給は一回でよいことに
なる。

【００６４】尚、図３(b) 、図４(a) を比べてみると、
イエロー、マゼンタ、シアンの各インクの夫々必要とす
るサブタンクの個数に変化がない。したがって、最初の
略６０％の印字を行うためのインク供給（印字前の供
給）時点で、インクの供給を図４(c) に示すようにして
も良い。同図(c) のイエロー、マゼンタ、シアンのイン
ク供給量は図３(b) に示したイエロー、マゼンタ、シア
ンのインク供給量と同一であり、ブラックインクのみが
図４(a) に示した画像Ｂの分割点までの印字量（略６０
％）となっている。

【００６５】そのようにすれば、画像分割点では、イエ
ロー、マゼンタ、シアンの各インクは印刷終了までの充
分なインク量が残っているので、再補給は図４(b) で示
されるブラックインクのみについて行えば良い。

【００６６】図５は、図１及び図２に示す構成のインク
ジェットプリンタ４０において、上述の使用インク量算
出と、その算出したインク量を各サブタンクに割り当て
て供給し、印字処理を行う動作のフローチャートであ
る。尚、この処理はＭＰＵ４６の制御のもとに行われ
る。

【００６７】図５において、先ず印刷に必要な画像デー
タの処理を使用インクの種類に合わせて行う（Ｓ１）。
この処理は、画像データをイエロー、マゼンタ、シアン
及びブラックの色毎に分解する処理である。

【００６８】次に、各色毎にインク使用量を算出する
（Ｓ２）。この処理では、１ドットの吐出インク量を５
０ｐｌとして、各色毎のインク使用量が演算される。続
いて、その算出された各色毎のインク使用量に基づい
て、１枚の印字中にサブタンクへのインク再供給が必要
かを判断しながら各色のインク毎に割り当てるべきサブ
タンクの使用数及びノズル列の位置を決める（Ｓ３）。
これにより、画像Ａの場合は図３(a) に示したように各
インクが各サブタンク３８に割り当てられ、画像Ｂの場
合は、図４(a) 又は図４(c) に示したように各インクが
各サブタンクに割り当てられる。

【００６９】そして、必要に応じてサブタンク及びノズ
ルを洗浄して、サブタンクへのインク供給を行う（Ｓ
４）。これにより、例えば図３(b) に示した画像Ｂのよ
うに必要サブタンク数が、ヘッドユニット部３１の総サ
ブタンク数を越えるときは、図４(b) に示すようにイン
クが補給される。

【００７０】続いて、印字が可能な位置まで印字を行い
（Ｓ５）、Ｓ２で算出されているインク使用量に基づい
て、再供給が必要か否かを判断し（Ｓ６）、必要ならば
Ｓ４に戻り、インクを再供給して再び印刷を行うという
ことを、用紙１枚の印刷終了まで繰り返す。

【００７１】これにより、用紙１枚の印刷中にサブタン
クへのインク再供給回数を最低限に抑えて印刷スピード
の低下を防止することができる。特に一定色に偏った画
像を印刷するときは極めて高速に印刷することができ
る。

【００７２】尚、上記の実施の形態では、ノズル列の構
成を主走査方向（Ｘ方向）に４列、副走査方向（Ｙ方
向）に２列の合計４×２＝８列として説明しているが、
ノズル列の配置はこれに限ることなく、どのように構成
してもよい。例えば３×３、４×３等であってもよい。
いずれにしても同様な効果が得られる。

【００７３】

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明によ
れば、複数のインクタンクに貯留された複数種類の各色
インクを、夫々、複数のサブタンクの内の任意のサブタ
ンクに供給できる構成としたので、印字データに応じて
各色インク毎に供給するサブタンクを割り当てることに
より、用紙１枚の印刷中におけるサブタンクへのインク
再供給を最低限に抑えることができ、したがって、イン
クタンクと印字ヘッドが分離型でインクを供給する連結
チューブのない小型のインクジェットプリンタでありな
がら、印刷を高速に維持できると共に、主走査方向ばか
りでなく副走査方向にも複数のノズル列を配置すること
により、特定色に偏った画像に対しては格段に高速な印
字が可能となって便利である。

【図面の簡単な説明】

【図１】(a) は一実施の形態におけるインクジェットプ
リンタの主要部の構成を示す斜視図、(b) はその印字ヘ
ッドの(a) のＣ矢視図、(c) は(b) のＤ−Ｄ′断面矢視
図、(d) は(b) のＥ−Ｅ′断面矢視図である。

【図２】一実施の形態におけるインクジェットプリンタ
のシステム構成を示すブロック図である。

【図３】(a) 印字すべき画像Ａのインク消費量とサブタ
ンクへの割り当ての例を示す図、(b) は画像Ｂのインク
消費量と使用サブタンク数を示す図である。

【図４】(a) は画像Ｂの初回のインク供給量とサブタン
クへの割り当ての例を示す図、(b) は補給時のインク供
給量とサブタンクへの割り当ての例を示す図、(c) は初
回のインク供給量とサブタンクへの割り当ての他の例を
示す図である。

【図５】インクの使用量算出と各サブタンクへの割り当
てを行って印字処理を行う動作のフローチャートであ
る。

【図６】(a) は従来のシリアルインクジェットプリンタ
の構成を模式的に示す斜視図、(b) はその印字ヘッドを
用紙側から見た拡大図、(c) は(b) のＢ矢視超拡大断面
図である。

【図７】(a) 〜(d) は従来のインクタンクのインク室と
印字ヘッドのインク受給孔との連通状態を模式的に示す
図６(a) のＣ矢視断面図である。

【符号の説明】

１シリアルインクジェットプリンタ（プリンタ）２キャリッジ３印字ヘッド４インクタンク（インクカートリッジ）５ガイドレール６歯付き駆動ベルト７フレキシブル通信ケーブル８フレーム９プラテン１０モータ１１用紙１２紙送りローラ１３（１３ｙ、１３ｍ、１３ｃ、１３ｋ）ノズル列１４ノズル１５シリコンチップ１６発熱素子１７駆動電極１８共通電極１９ａ駆動回路側インク隔壁１９ｂインク供給孔側インク隔壁２１ノズル板２２インク受給孔２３インク通路２４インク供給口２５（２５ｙ、２５ｍ、２５ｃ、２５ｋ）インク室３１ヘッドユニット部３２メインタンク部３３印字ヘッド３４サブタンク部３６（３６ａ、３６ｂ、３６ｃ、３６ｄ、３６ｅ）イ
ンクタンク３７（３７ａ、３７ｂ、３７ｃ、３７ｄ、３７ｅ）ポ
ンプ機構３８（３８−１、３８−２、・・・、３８−８）サブ
タンク３９（３９ａ、３９ｂ、３９ｃ、・・・、３９ｈ）ノ
ズル列４０インクジェットプリンタ４１インク受給孔４２、４２ａ、４２ｂインク吐出ノズル４３移動部４４静止部（制御部）４５ドライバ４６ＭＰＵ(micro processing unit) ４８Ｉ／Ｆ（インターフェース）４９ヘッド制御部５１メモリＡ５２メモリＢ５３ＰＣ（パーソナルコンピュータ）５４センサの出力５５駆動信号

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】外部から供給されるインクを一時的に保
持する複数のサブタンクと、該サブタンク毎に対応して
形成され該サブタンクに保持したインクをインク滴とし
て吐出する複数のノズル列とを備え、用紙の進行方向と
直角の方向に往復移動しながら前記ノズル列より前記イ
ンク滴を吐出して前記用紙に印字を行う印字ヘッドと、装置本体に固定して配置され、インクを収容する複数の
インク収容室と該インク収容室毎に設けられ該インク収
容室に収容されているインクを前記印字ヘッドの前記サ
ブタンクに供給するためのインク供給口とを備えるイン
クタンクと、該インクタンクの前記インク収容室から前記インクを前
記インク供給口を介して任意の前記サブタンクに供給す
るインク供給制御手段と、を有することを特徴とするインクジェットプリンタ。
【請求項２】前記サブタンクはインク受給位置で全て
の前記供給口に同時に対応すべく形成されたスリット状
の受給口を有することを特徴とする請求項１記載のイン
クジェットプリンタ。
【請求項３】前記ノズル列は前記印字ヘッドの副走査
方向に縦列で少なくとも２列配置されることを特徴とす
る請求項１記載のインクジェットプリンタ。
【請求項４】前記インク供給制御手段は、前記インク
タンクに収容されている各色インクの使用量を印字デー
タに基づいて算出するインク使用量算出手段と、該イン
ク使用量算出手段により算出された各色インクの使用量
に基づき該色インクを供給すべき前記サブタンクを選択
するサブタンク選択手段とを備え、各色インクの算出さ
れた前記使用量を、該色インクに対応して選択されてい
る前記サブタンクに供給するよう、前記インクタンクの
前記インク供給口の動作と前記印字ヘッドの動作とを制
御することを特徴とする請求項１記載のインクジェット
プリンタ。
【請求項５】前記インク使用量算出手段は、用紙一枚
分の各色インクの使用量を算出することを特徴とする請
求項４記載のインクジェットプリンタ。
【請求項６】前記サブタンク選択手段は、前記算出さ
れた各色インク使用量に対応して必要なサブタンク数が
サブタンク総数よりも多い場合は、インク供給回数が最
少となるように印字データを分割することを特徴とする
請求項４又は５記載のインクジェットプリンタ。