【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、被記録材にフルカラー画像を得るカラーインクジェット記録装置に関するもので、複数色のノズルが一体に形成されたインクジェット記録ヘッドに、比較的小量のインクを保持するサブタンクを有していて、該サブタンク内のインクの残量が少なくなった際で印字を実施していないときに、記録装置の記録範囲外に設けられたメインタンクから定期的にインクを補給する装置に関するものである。
【０００２】
また印字動作中にインク残量が少なくなった事を検出した際に、記録ヘッドが印字範囲外に設置されたインク補給機構へ移動してインク供給される装置の回復処理に関するものである。
【０００３】
特に記録ヘッドとメインインクタンクがチューブなどのインク供給系を持たない機構のプリンタであり、ヘッド内のサブインクタンク内のインク残量が少なくなった際に定期的に本体に設置してあるメインタンクからインクを供給を受けるシステムである。
【０００４】
【従来の技術】
インクジェット記録装置は、記録ヘッドにインクを供給し、該記録ヘッドに設けられた圧電素子や電気熱変換体等のインク滴吐出手段を画像データに基づいて駆動することによって用紙等の被記録媒体にインクドットのパターンを記録付着させて画像を形成するものである。
【０００５】
カラー画像を得る為のヘッドは、一般的に例えばイエロー、マゼンタ、シアン、及びブラック等のインクに対しそれぞれのインクを持ったヘッドからカラーインクを吐出させる。
【０００６】
インク供給手段は、一般的にメインタンクとヘッドのサブタンクをチューブなどの供給手段を介してインクを補充していた。
【０００７】
しかしながら、チューブを使用しないシステムではヘッドのサブインクが少なくても４色のインク（ＢＫ、Ｃ，Ｍ，Ｙ）、フォト画像を達成するために濃度の低い淡インク、すなわちフォトインクを採用して６色のインク（ＢＫ，Ｃ，Ｍ，Ｙ、淡Ｃ、淡Ｍ）や、さらには淡ＢＫ、淡Ｙなどを使用している。
【０００８】
この際に、インク供給を実施しようとした場合には、一方向から４色、または６色以上のインクを供給使用とした場合に構成上非常に複雑になり、スペースがないといった欠点があった。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
通常サブタンクは、印字中に用いられたインクが消費されるにしたがって発生する負圧を平衡状態へ保つための手段を有している。たとえば、スポンジタイプのインクタンクであればタンクから消費されたインクに変わってタンク容器に設けられた外気と連通する穴から空気を取り込むことで平衡状態を保つことができる。
【００１０】
また、アルミシート等を利用した袋状の生インクタンクでは、その内部にインク自体が入っている。該生インクタンクにおいては、タンク自身に所定の負圧を発生させるような手段をもち、内部のインクが減少するに従い、前記袋が収縮したりしてタンク内の負圧状態を所定の範囲で維持できるようになっている。
【００１１】
前記ヘッドに搭載されているサブタンクにインク補給機構をとおしてメインタンクからインクを供給する際には、メインタンクを加圧したり、ヘッドを介して吸引動作を実施する等の方法が取られている。
【００１２】
ピットイン方式でのインク供給においては従来では１色または２色程度のものをインク供給する事を実施していたが、多数のインク供給を受ける場合に接合口が一方に集中するとインク種のうちどれか一つが少量になった際にインク供給を実施するために、頻繁に供給動作が必要となりスループットの低下があった。
【００１３】
更に一方向に接合口を設けることは、スペース上の制約をうけたり、更には接合精度を上げるための機構が必要となりコストが高くなってしまう問題点があった。
【００１４】
また一方向に据え置きのメインインクを用意してもスペース上の問題があり十分な量を確保することもできなかった。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
本発明においては、前記したようなサブタンクを記録ヘッドに搭載すると同時に、記録装置の印字範囲外に設けられたメインタンクからインクを定期的または随時に供給されるシステムにおいて、その回復手段についての改善に関するものである。
【００１６】
上記問題を解決するために、本発明は記録装置の両端にメインインクタンクを設置し、一方向には比較的使用頻度の高いインク種を設置し、他方には比較的使用頻度の低いインク種を設置するようにした。このようにすることで、例えば使用頻度の高いインクに対しては、ヘッド上のサブインクのインク容量を増したり、インク供給時の時間短縮を実施することが出来る。
【００１７】
具体的には、ヘッドに搭載された複数色のサブインクタンクの任意のインクが空になった際や、該インクタンクにインク残量が少なくなったことを検出する手段が働いたときに、これから印字を行うべきデータからが該当するインク色の量を算出して、前記サブタンク内のインク量と比較してインク量が不足しているかどうかを判断する。
【００１８】
仮に印字に関わるインク量が少ないと判定された際には、記録ヘッドは記録装置の印字範囲外に設置してあるインク補給機構へ移動し、ヘッドに搭載されているサブインクタンクへ前記インク補給機構に接合し、メインタンクからインクの供給を受けるものである。
【００１９】
インクの供給に際しては、インクの種類別に左右に分けて設置することで構成を簡略化できさらには、使用頻度の高いブラックインクとカラーインク（シアンＣ、マゼンタＭ、イエローＹ）の２つのグループに分けることができる。またカラーのレギュラーインクＣ，Ｍ，ＹのグループとフォトカラーインクＰＣ，ＰＭ，ＰＹのグループに分けることで効率の良い装置システム化が可能となる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
（実施形態１）
図１は、本発明に実施したカラーインクジェット記録装置の全体を示す概要図である。
【００２１】
図中の１００は記録装置、１０１はカラーインクジェットヘッドで４色の複数ヘッドがそれぞれ色毎に並べられている。から−ヘッド１０１はブラック（以下ＢＫ）、シアン（以下Ｃ），マゼンタ（以下Ｍ），イエロー（以下Ｙ）のノズル群を有してして、ＢＫノズル群１列とＣ，Ｍ，Ｙが直線上に配置されている。また該ヘッドにはインクを供給するための比較的小さなサイズのサブインクタンク（以下サブタンクとも言う）が各インク種ごとに搭載されている。
【００２２】
このサブタンクは所定の負圧を発生できるような構成がとられていて、記録ヘッドに所定の負圧を与えている。たとえば、所定の負圧手段をもった生インクタンク構成ものや多孔質のウレタンスポンジを用いたりしているものが使用されている。
【００２３】
１０３はＢＫ用の据え置き型メインタンクで記録装置の印字範囲外に固定して設置してある。
【００２４】
同様に１０４，１０５，１０６はそれぞれＣ，Ｍ，Ｙのカラーインク用のメインタンクである。
【００２５】
色はサブタンクのインク色に合わせてあり、交換可能な構成となっている。該メインタンクには、インク残量を検出する機能を持たせる事が望ましく、例えば電極を用いたものや、透明性の高い材質で内部のインクが目で確認できたりするものがあるが、特定されるものでなく、何らかの検出機能を有していれば良い。
【００２６】
図２は、本発明に用いた記録ヘッドユニットの概観斜視図である。また図３は、該ヘッドの内部がわかるようにした説明図であり構成を示す一例である。
【００２７】
ＢＫ用サブタンク１１５は、右側にＢＫ用のインク供給接合口１１７ＢＫがあり、左側にはカラー用のサブタンク１１３〜１１４に不図示のＣ，Ｍ，Ｙのインク供給接合口１１７Ｃ，Ｍ，Ｙがある。従来の方式だと一方向に４つの口を設置するために小さなスペース内に収め込む必要性があり機構的に無理な状態であった。
【００２８】
特にインク色毎に記録ヘッドを分けるタイプのものいは、そのヘッド幅が大きくなるのでインクを供給するインク流路が長くなり、複雑化を招いていた。
【００２９】
本願では、インク流路を適切な長さに保つことができ、かつインクの供給に無理なく実施できることからインク供給が安定的に実施できるものである。更にＢＫインクはテキストを中心に使用頻度が高く頻繁にインクの供給を実施する必要性があり、単一の接合口であるためにインク供給動作時間も短縮が可能となった。
【００３０】
図３に示す様に、ヘッド１０１には右側にＢＫノズル群、左側にカラーＣＭＹ３色のノズル群がある。ＢＫ側を代表的に内部構成を説明する。３０１はＢＫノズル群の共通液室であり、３０２はサブタンク内のインク溜めでありアルミフイルム等の部材でつくられている。供給路３０３を通して供給される。該インク溜め３０２はメインタンクとの接合部材１１７ＢＫを介して充填されるものである。
【００３１】
図４は、ＢＫサブタンク１１７内のインク量がなくなった際や少量になった際にメインタンクからインク補給を受けるしくみについて説明する図である。
【００３２】
４０１はインク補給ステーションであり、その中にはＢＫ用メインタンク４０２が設置されている。４０３はメインタンクを交換容易にする為の取っ手である。
【００３３】
４０４は記録ヘッド１０１のＢＫインク供給接合部１１７と勘合してインクを充填するものであり、針状の部材で構成されている、また４０５はインクを加圧で充填する供給用のポンプ機構である。４０６はインクを充填する際に一方向に流れるような制御が可能な弁機構であり供給路に下がらないように制御している。
【００３４】
キャリッジ上に搭載された記録ヘッド１０１のＢＫサブタンク１１５内にはインク残量が検出できる機能を有していて、印字中にインクが不足した際には、印字を中断しメインタンクからインクの供給を受ける。実際には、印字中のインク充填は印字のスループットを低下させたり、印字される画像を劣化させることがあるので、ページ単位で実施することが望ましい。
【００３５】
サブタンク１１５内のインク残量を検出する手段としては、コストがかからない本体内でのインク滴をカウントしてその消費量わ算出するドットカウンタ方式が望ましい。ドットカウンタ方式は、ノズルから吐出したインク滴の数量をカウントし、一滴あたりの吐出量は予め決められた所定値を設置がわかっていれば、容易に算出することができる。また回復動作が必要な際には、同じ様にあらかじめ設定された回復動作時のカウンタ値を用いればよい。
【００３６】
たとえば、記録ヘッド１０１のＢＫインクが少なくなった際には、記録装置の右側にある第一のステーションに記録ヘッドを移動ささる。この際にステーションにはＢＫ用のメインタンクがあり、インク供給口が接続される。次にメインタンクからインクを供給するために加圧回復装置としてのポンプ機構４０５か稼動いてインクを充填する。
【００３７】
回復装置は一般的な加圧方式を用いることが容易であるが、負圧を発生させるポンプなどを利用して実施しても問題はない。
【００３８】
更に具体的に説明する。メインタンク４０２は記録装置内に固定してあり、交換可能な構成になっている。また、サブタンク接合部１１７とうまく勘合できる様に突起等のガイド案内部を設けてある。メインタンク４０２には、サブタンク接合部１１７との接合事にインクを補給する為の注入機構４０４を有している。機構自体は特定されるものでないが本実施形態では針状部材を用いたが任意な方法で良い。
【００３９】
ガイド案内部にはシール性を保つ弾性体（不図示）とインクを注入する為の針体４０４がある。
【００４０】
サブタンク接合部１１７が挿入されると、シール性弾性体がサブタンク部材に押されて注入針４０４が出る構成になっている。該針体には貫通穴があり、これを通してメインタンク４０２内のインクがサブタンク１１５内の袋３０２へインクが供給する事が出来る。
【００４１】
インクの補給が終了した際には、サブタンク接合部１１７をメインタンクから離脱させる。サブタンク接合部を外した際には、メインタンク内部にあるシール性弾性体を元の位置まで戻す為のバネ体がある。
【００４２】
本発明においては、インクを加圧するための手段４０５によりインクを供給した際に、ヘッド表面から出てきたインクを除去することが望ましく、具体的には加圧処理を実施してインクをノズルから排出した際に、ワイパーブレード等の清掃部材（ウレタンゴムやＨＮＢＲ製ゴム）を使用してインク滴の除去を行うことで良好な状態を保てる。
【００４３】
ワイパーブレードの形状は特定されるものでなく、記録ヘッドの表面からインクを除去できるものであれば本発明に対して十分な効果があるものである。
【００４４】
更にワイピングを実施した後に記録ヘッドのノズルから印字とは無関係の予備吐出動作を実行させることで、ノズル内に入った汚れたインクや増粘インク等が排出されるため、印字に対して安定的に保ことができる。またカラーインクの場合の予備吐出数は、各インクの色が混色解消させる為の設定で良い。
【００４５】
このようにメインタンクとサブタンクを有した記録装置において、インク残量が少量になった事を検出した際に定期的にインクの補給を実施し、安定した印字品位を確保する為の回復動作を実施する事が望ましく、インクの補給動作にはメインタンクからの加圧補給とフェイス面清掃手段によって可能となった。
【００４６】
次にカラー用サブタンク１１２〜１１４のインク量が少量になった際には、前記と同様に左側にあるカラー用ステーションに移動して所定のインク量を充填できるようにしている。
【００４７】
カラーサブタンクは各色とも同一サイズの物を図示したが、特定されることなく画像処理やインク使用頻度を考慮して任意の設定にする事ができる。
【００４８】
ただし、サブタンクの大きさはヘッドユニット自体の大きさを考える必要性があり、不容易に大きくすることで本体のスペースを大きくしたり、キャリッジ搭載事のヘッド駆動する時のモータ負荷を減らす事が必要であり、最適化することが望ましい。
【００４９】
メインタンク内にはアルミシート等でできたインク貯蔵袋によってインクを保持している。インク補給口とは逆側に一般的にもちられている様な２本の電極が設置（不図示）され、内部のインクが少量になると検出できる構成になっている。この原理は一般的にインク自体が導電性を有しているので電気的に検出することが可能であるためである。
【００５０】
該タンク内の２本の電極の抵抗値が上昇することで検出可能で、記録装置本体でのアラーム等を表示しユーザーに交換をしてもらう。
【００５１】
図５は、本実施形での動作を示すフローチャートである。各ステップ（以下ＳＴという）ごとに説明する。
【００５２】
ＳＴ１は印字待機状態であり、ＳＴ２は印字信号が入力、ＳＴ３は印字信号が入力された際にヘッド上に搭載されているサブインクタンク内のインク残量を検出する。基本的にはインク補給は随時実施されているので少ないことはないが、長期放置時や特殊な場合でインクがないかどうかを確認する。ＳＴ３がＯＫが際にはＳＴ４へ、またＮＯのときにはＳＴ６ヘステップが進む。
【００５３】
ＳＴ４はこれから印字される印字量からインク消費量を算出する。ＳＴ５では印字を開始してから途中でインク供給動作をやらないように予め準備を行う。すなわち現在のサブタンク内のインク量で足りるかを判断する。仮にＯＫであればＳＴ１１へ、またＮＯであればＳＴ６へ進む。
【００５４】
ＳＴ６ではサブタンク内のどのインク量が少量なのかを検出後ＢＫインクであればＳＴ７へ、またカラーインクのＣ，Ｍ，ＹのいずれかであればＳＴ９へ進む。ＳＴ８では本体の右側に用意された第一のステーションにヘッドを移動してＢＫインクを充填する。カラーインクであれば左側に用意された第２のステーションにヘッドを移動させて必要なカラーインクを充填する。
【００５５】
印字の準備ができた状態になた後、ＳＴ１１へ進み印字が開始される。もしここでサブタンク内のインク残量が少量になった事を検出した際には、印字を中断してインク補給動作を実施しても良い。ＳＴ１２印字動作、ＳＴ１３印字完了、ＳＴ１４排紙動作を実行する。すべての印字が完了した時点でまたＳＴ１に戻る。
【００５６】
このように必要なインクをタイミング良く、使用頻度が高いＢＫインクを短時間にインク充填可能となり、カラー用と分けることでインク供給接合機構を簡略化できるものである。
【００５７】
（第２の実施形態）
次にフォトインクシステムを用いたプリンタにおいては、インク色がレギュラーインクとしてＢＫ，Ｃ，Ｍ，Ｙの他に、淡Ｃ，淡Ｍの合計６色を用いるものについて説明する。場合によっては、淡ＢＫや淡Ｙを用いてもよい。
【００５８】
図６は、両側に３種類のインク供給接合口が必要となってくる。従来の方式では、一方向に６個の接合口すべてを設置してあったため非常にスペースが小さくする必要性があり、また煩雑な構成をとるしかなかった。本実施形態では、比較的スペースを有効的に使用することができる。
【００５９】
また他の利点としてレギュラーカラーインクシステムを使用している際にはフォトカラーインクシステムのインク充填動作や不用意な動作をしなくて良いといった点である。
【００６０】
これから印字を行う印字画像がレギュラーカラーインクかフォトカラーインクかを検出し、必要に応じてインクの供給を実施できる。
【００６１】
図６は記録ヘッドには合計６列のノズル群がある。右側にある列には６１１ＢＫノズル群、６１２シアンノズル群、６１３マゼンタノズル群がある。左側には６１４イエロー、６１５フォトシアン、６１６フォトマゼンタが縦に並んでいる。
【００６２】
各ノズル群に対して、それぞれサブタンクとして６０１ＢＫ〜６０３Ｍ、および６０４Ｙ〜６０６ＰＭと配置されている。
【００６３】
第一の実施形態でも述べたように、本体には両端にメインタンクが配置されている。前記記録ヘッドのサブタンク内のインク量が少量であったことを検出した際には、それぞれのインクに対応したメインタンクと接合してインクが供給されるものである。
【００６４】
このように記録ヘッドのサブタンクにインクを供給する際に、接合口を両側に設置することで構成的にも簡略化できる。
【００６５】
（第三の実施形態）
図７は、合計７色のインクを用いるシステムである。第一列には７０１ＢＫ、７０１Ｃ、７０３Ｍ、７０４Ｙの各インクごとのサブタンクがあり個別にインク供給用の接合口が設置してある。該サブタンクは図中の各インクごとのノズル群に対応していてインクシステムはＢＫインクを含むレギュラーカラーインク系を一方向に設置している。
【００６６】
次に第二列にはフォトインク系の７１２ＰＣ、７１３ＰＭ、７１４ＰＹと言ったインクシステムのものが配置してある。同様に記録ノズル群もＰＣ（淡Ｃ）、ＰＭ（淡Ｍ）、ＰＹ（淡Ｙ）が設置されている構成である。
【００６７】
図８は、サブインクタンクの更なる変形例のものであり、サブタンク内には生インク８０１とインク吸収体８０５であるスポンジを合成して形成したもので、インク残量自体も透明ケースを使用することで目で見て判断することもできる。図９は、該サブタンクを横方向に見た図である。８０１は生インク状態であり８１０の部分はインクが使用された気体の部分である。
【００６８】
接合口８０７は通常気密性を保っている。生インク部と前記スポンジ部との境目にはインクと気体が交換する隙間が設けてある。
【００６９】
サブタンク内のインク残量が少なくなった際に、ヘッドユニットがインク補給を実施するためにメインタンクステーションに記録ヘッドを移動させる。この時記録ヘッドユニットは、メインタンクステーション内に設けられた回復系部材と接合することができる。具体的にはヘッドのノズル部分をキャッツビングさせ、メインタンクからのインク補給を加圧式ポンプなどで供給後に、キャップを介してノズルから吸引回復動作で実施するものである。
【００７０】
メインタンクには、加圧手段を設けず、キャップに負圧発生手段を用いて実施しても良い。
【００７１】
さらにインクを吸引動作実施する際には、ヘッド全体を一括で吸引動作実施しても良いし、仮に記録ヘッドは個別の形態であれば、キャップ部材を個別に設けて単独に実施する事ができる。すなわち、サブタンクの特定色のインクがなくなって残量検知手段が働いた時には、該当するインクのみを補給しても良い。
【００７２】
【発明の効果】
以上説明をした様に、ヘッドにはサブタンクを有していてインク残量が少ないと判定された際には、記録ヘッドは記録装置の印字範囲外に設置してあるインク補給機構へ移動し、ヘッドに搭載されているサブインクタンクへ前記インク補給機構に接合し、メインタンクからインクの供給を受けるものである。
【００７３】
インクを補給は、加圧手段によってインクを供給されるシステムによって、ヘッドのノズル部からインクを微小もしくは、所定量を押し出すことで回復動作を実施し、ヘッド表面のワイピング動作と印字とは無関係の予備吐出を実施することで安定した吐出が可能となり高品位な画像を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明でのカラーインクジェット記録装置の全体を示す斜視図。
【図２】第１実施形態でのヘッドユニットの斜視図。
【図３】第１実施形態でのヘッドユニットのサブタンク内部構成を説明する斜視図。
【図４】ヘッドユニットのサブタンクにインク補給を実施する際の説明図。
【図５】ヘッドユニットのサブタンクにインク補給する動作シーケンスの一例。
【図６】第２実施形態のヘッドユニットのノズル配列とサブタンクを示す図。
【図７】第３実施形態のヘッドユニットのノズル配列とサブタンクを示す図。
【図８】他の実施形態で、ヘッドユニットのサブタンク構成が異なるものを示す図。
【図９】図８のサブタンク構成を説明する図。
【符号の説明】
１００ カラーインクジェット記録装置
１０１ カラーヘッド
１０２ キャリッジ
１０３ ＢＫ用のインク補給ステーション
１０４ Ｙカラーインクステーション
１０５ Ｍカラーインクステーション
１０６ Ｃカラーインクステーション
１０７ 用紙搬送用ローラ
１０８ 記録媒体
１１１ ＢＫノズル群
１１２ Ｃカラーノズル群
１１３ Ｍカラーノズル群
１１４ Ｙカラーノズル群
１１５ ＢＫ用サブタンク
１１６ Ｙ用サブタンク
１１７ ＢＫ用インク供給接続口
３０１ ＢＫノズル用の液室
３０２ サブタンク袋
３０３ ノズルとサブタンクとの接合路
４０１ メインタンクステーション
４０２ メインインクタンク
４０３ 取っ手
４０４ サブタンクとの接合部
４０５ ポンプ機構
４０６ インク逆流防止用の弁機構
６０１ ＢＫ（ブラック）用サブタンク
６０２ Ｃ（シアン）カラー用サブタンク
６０３ Ｍ（マゼンタ）カラー用サブタンク
６０４ Ｙ（イエロー）カラー用サブタンク
６０５ ＰＣ（フォトシアン）用サブタンク
６０６ ＰＭ（フォトマゼンタ）用サブタンク
６１１ ＢＫノズル
６１２ Ｃノズル
６１３ Ｍノズル
６１４ Ｙノズル
６１５ ＰＣノズル
６１６ ＰＭノズル
７０１ ＢＫ
７０２ Ｃ
７０３ Ｍ
７０４ Ｙ
７１２ ＰＣ
７１３ ＰＭ
７１４ ＰＹ
８０１ ＢＫ生インク
８０２ Ｃ生インク
８０３ Ｍ生インク
８０４ Ｙ生インク
８０５ ＢＫインク吸収体
８０６ Ｙインク吸収体
８０７ ＢＫ用インク接合口
８１０ 気体部分
ＳＴ１〜１４ 動作のステップをあらわす記号[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a color inkjet recording apparatus for obtaining a full-color image on a recording material, and has a sub-tank for holding a relatively small amount of ink in an inkjet recording head in which nozzles of a plurality of colors are integrally formed. The present invention relates to an apparatus for periodically replenishing ink from a main tank provided outside the recording range of a recording apparatus when printing is not being performed when the remaining amount of ink in the sub tank is low.
[0002]
Also, the present invention relates to a recovery process of a device that supplies ink by moving a recording head to an ink replenishing mechanism installed outside a printing range when it is detected that the remaining amount of ink is low during a printing operation.
[0003]
In particular, the print head and the main ink tank are printers with a mechanism that does not have an ink supply system such as a tube, and are installed in the main unit periodically when the amount of ink remaining in the sub ink tank in the head is low. This is a system that receives ink from a tank.
[0004]
[Prior art]
An ink jet recording apparatus supplies ink to a recording head, and drives an ink droplet ejection unit such as a piezoelectric element or an electrothermal transducer provided on the recording head based on image data to thereby record on a recording medium such as paper. The image is formed by recording and attaching a pattern of ink dots.
[0005]
In general, a head for obtaining a color image discharges color ink from a head having respective inks for, for example, yellow, magenta, cyan, and black inks.
[0006]
The ink supply means generally replenishes the ink in the main tank and the sub tank of the head via a supply means such as a tube.
[0007]
However, in a system that does not use a tube, the head sub-ink uses at least four color inks (BK, C, M, and Y), and a low-density light ink, that is, a photo ink, to achieve a photo image. Color inks (BK, C, M, Y, light C, light M), light BK, light Y, and the like are used.
[0008]
At this time, in the case where the ink supply is to be performed, if the ink is supplied and used in four or six colors or more from one direction, the configuration becomes very complicated and there is a drawback that there is no space. .
[0009]
[Problems to be solved by the invention]
Usually, the sub-tank has a means for maintaining a negative pressure generated as the ink used during printing is consumed in an equilibrium state. For example, in the case of a sponge type ink tank, an equilibrium state can be maintained by taking in air from a hole provided in the tank container that communicates with outside air instead of ink consumed from the tank.
[0010]
Further, in a bag-shaped raw ink tank using an aluminum sheet or the like, the ink itself is contained therein. The raw ink tank has means for generating a predetermined negative pressure in the tank itself, and as the amount of ink inside decreases, the bag shrinks to reduce the negative pressure state in the tank within a predetermined range. It can be maintained.
[0011]
When supplying ink from the main tank to the sub-tank mounted on the head through an ink supply mechanism, a method such as pressurizing the main tank or performing a suction operation via the head is employed. .
[0012]
In the pit-in type ink supply, conventionally one or two colors of ink were supplied. However, when a large number of inks are supplied, if the joining port concentrates on one side, any one of the ink types is used. In order to supply ink when one of them becomes small, frequent supply operations are required, and the throughput is reduced.
[0013]
Further, providing a joint in one direction has a problem in that the space is restricted and a mechanism for increasing the joint accuracy is required, which increases the cost.
[0014]
Further, even if the stationary main ink is prepared in one direction, there is a problem in space and it is not possible to secure a sufficient amount.
[0015]
[Means for Solving the Problems]
According to the present invention, in a system in which the above-described sub-tank is mounted on a print head and ink is periodically or occasionally supplied from a main tank provided outside the printing range of the printing apparatus, the recovery means is improved. It is about.
[0016]
In order to solve the above-mentioned problem, the present invention installs main ink tanks at both ends of a recording apparatus, installs relatively frequently used ink types in one direction, and installs relatively infrequently used ink types in the other direction. Was installed. By doing so, for example, with respect to frequently used ink, it is possible to increase the ink capacity of the sub-ink on the head and to shorten the time of ink supply.
[0017]
Specifically, when any ink in the sub-ink tank of a plurality of colors mounted on the head becomes empty, or when the means for detecting that the remaining amount of ink in the ink tank is low has been activated, From this, the amount of the ink color corresponding to the data to be printed is calculated and compared with the amount of ink in the sub-tank to determine whether the amount of ink is insufficient.
[0018]
If it is determined that the amount of ink involved in printing is small, the recording head moves to the ink supply mechanism installed outside the printing range of the recording apparatus, and the ink supply to the sub-ink tank mounted on the head is performed. It is connected to a mechanism and receives supply of ink from the main tank.
[0019]
At the time of ink supply, the configuration can be simplified by separately installing the ink on the right and left sides according to the type of ink. Furthermore, the ink is divided into two groups of frequently used black ink and color ink (cyan C, magenta M, yellow Y). Can be divided. Further, by dividing the group of color regular inks C, M, and Y and the group of photo color inks PC, PM, and PY, an efficient system can be realized.
[0020]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a schematic diagram showing an entire color ink jet recording apparatus according to the present invention.
[0021]
In the figure, reference numeral 100 denotes a printing apparatus, 101 denotes a color inkjet head, and a plurality of heads of four colors are arranged for each color. The head 101 has a nozzle group of black (BK), cyan (C), magenta (M), and yellow (Y), and one row of BK nozzle group and C, M, Y They are arranged on a straight line. Further, a relatively small size sub-ink tank (hereinafter also referred to as a sub-tank) for supplying ink is mounted on the head for each ink type.
[0022]
The sub-tank is configured to generate a predetermined negative pressure, and applies a predetermined negative pressure to the recording head. For example, a raw ink tank having predetermined negative pressure means or a porous urethane sponge is used.
[0023]
Reference numeral 103 denotes a stationary main tank for BK, which is fixed and installed outside the printing range of the recording apparatus.
[0024]
Similarly, 104, 105, and 106 are main tanks for C, M, and Y color inks, respectively.
[0025]
The color is matched to the ink color of the sub-tank, and has a replaceable configuration. It is desirable that the main tank has a function of detecting the remaining amount of ink. For example, there is a type using an electrode, or a type using a highly transparent material in which the ink inside can be visually checked. It is only necessary to have some kind of detection function.
[0026]
FIG. 2 is a schematic perspective view of a recording head unit used in the present invention. FIG. 3 is an explanatory view showing the inside of the head and is an example showing the configuration.
[0027]
The BK sub-tank 115 has an ink supply connection port 117BK for BK on the right side, and C, M, and Y ink supply connection ports 117C, M, and Y (not shown) in the color sub-tanks 113 to 114 on the left side. . In the case of the conventional method, it is necessary to store the four ports in one direction in a small space, which is mechanically impossible.
[0028]
Particularly, in the case of the type in which the recording head is divided for each ink color, the head width becomes large, so that the ink flow path for supplying the ink becomes long, which has led to complication.
[0029]
In the present application, the ink supply can be stably performed since the ink flow path can be maintained at an appropriate length and the ink can be supplied without difficulty. Further, the BK ink is frequently used mainly for texts, and it is necessary to frequently supply the ink. The ink supply operation time can be reduced because the ink is a single joint port.
[0030]
As shown in FIG. 3, the head 101 has a BK nozzle group on the right side and a nozzle group of three colors CMY on the left side. The internal configuration will be described with the BK side as a representative. Reference numeral 301 denotes a common liquid chamber of the BK nozzle group, and reference numeral 302 denotes an ink reservoir in the sub tank, which is made of a member such as an aluminum film. It is supplied through the supply path 303. The ink reservoir 302 is filled via a joint member 117BK with the main tank.
[0031]
FIG. 4 is a diagram illustrating a mechanism for receiving ink supply from the main tank when the amount of ink in the BK sub-tank 117 is exhausted or becomes small.
[0032]
Reference numeral 401 denotes an ink supply station in which a BK main tank 402 is installed. Reference numeral 403 denotes a handle for easily replacing the main tank.
[0033]
Reference numeral 404 denotes a nozzle for filling the ink by fitting it into the BK ink supply joint 117 of the recording head 101, and is constituted by a needle-like member. Reference numeral 405 denotes a supply pump mechanism for charging the ink by pressurization. is there. Reference numeral 406 denotes a valve mechanism capable of controlling the ink to flow in one direction when the ink is filled, and controls the valve mechanism so as not to fall into the supply path.
[0034]
The BK sub-tank 115 of the recording head 101 mounted on the carriage has a function of detecting the remaining amount of ink. When the ink runs short during printing, the printing is interrupted and the ink is supplied from the main tank. Receive. In practice, filling the ink during printing may reduce the printing throughput or degrade the image to be printed.
[0035]
As a means for detecting the remaining amount of ink in the sub-tank 115, it is preferable to use a dot counter system that counts ink droplets in the main body at low cost and calculates the consumed amount. The dot counter method counts the number of ink droplets ejected from a nozzle, and the ejection amount per droplet can be easily calculated if a predetermined predetermined value is known. When a recovery operation is required, a counter value at the time of the recovery operation set in advance may be used in the same manner.
[0036]
For example, when the BK ink of the recording head 101 becomes low, the recording head is moved to the first station on the right side of the recording apparatus. At this time, the station has a main tank for BK, and the ink supply port is connected. Next, in order to supply ink from the main tank, the pump mechanism 405 as a pressure recovery device operates to fill the ink.
[0037]
It is easy to use a general pressurizing method for the recovery device, but there is no problem if the recovery device is implemented using a pump or the like that generates a negative pressure.
[0038]
This will be described more specifically. The main tank 402 is fixed in the recording apparatus and has a replaceable configuration. Further, a guide guide portion such as a protrusion is provided so as to be able to fit well with the sub tank joining portion 117. The main tank 402 has an injection mechanism 404 for replenishing ink for joining with the sub-tank joining section 117. Although the mechanism itself is not specified, a needle-shaped member is used in the present embodiment, but any method may be used.
[0039]
The guide includes an elastic body (not shown) for maintaining the sealing property and a needle body 404 for injecting ink.
[0040]
When the subtank joint 117 is inserted, the sealing elastic body is pushed by the subtank member so that the injection needle 404 comes out. The needle has a through hole, through which ink in the main tank 402 can be supplied to the bag 302 in the sub tank 115.
[0041]
When the replenishment of the ink is completed, the sub-tank joint 117 is detached from the main tank. When the subtank joint is removed, there is a spring body for returning the sealing elastic body inside the main tank to the original position.
[0042]
In the present invention, when the ink is supplied by the means 405 for pressurizing the ink, it is desirable to remove the ink that has come out of the head surface. When ejected, a good state can be maintained by removing the ink droplets using a cleaning member (urethane rubber or HNBR rubber) such as a wiper blade.
[0043]
The shape of the wiper blade is not specified, and any effect that can remove ink from the surface of the recording head will have a sufficient effect on the present invention.
[0044]
Further, by performing a preliminary ejection operation irrelevant to printing from the nozzles of the recording head after wiping is performed, dirty ink, thickened ink, etc. that have entered the nozzles are discharged, so that printing is stable. Can be kept. The number of preliminary ejections in the case of color inks may be set to eliminate the color mixture of each ink.
[0045]
In a recording apparatus having a main tank and a sub-tank as described above, when it is detected that the remaining amount of ink is low, the ink is periodically replenished, and a recovery operation for securing stable print quality is performed. It is preferable to carry out the ink supply operation, and the ink supply operation can be performed by pressurized supply from the main tank and face surface cleaning means.
[0046]
Next, when the amount of ink in the color sub-tanks 112 to 114 becomes small, it moves to the color station on the left side in the same manner as described above so that a predetermined amount of ink can be filled.
[0047]
Although the color sub-tank is illustrated as having the same size for each color, it can be set arbitrarily in consideration of image processing and ink use frequency without being specified.
[0048]
However, it is necessary to consider the size of the head unit itself for the size of the sub-tank, and it is possible to increase the space of the main unit by easily increasing the size, or to reduce the motor load when driving the head when mounting the carriage. Necessary and desirable to optimize.
[0049]
In the main tank, ink is held by an ink storage bag made of an aluminum sheet or the like. Two electrodes which are generally used on the opposite side of the ink supply port are provided (not shown) so as to detect when the amount of ink inside is small. This principle is because the ink itself generally has conductivity and can be electrically detected.
[0050]
It can be detected by an increase in the resistance value of the two electrodes in the tank, and an alarm or the like on the recording apparatus main body is displayed to have the user exchange it.
[0051]
FIG. 5 is a flowchart showing the operation in the present embodiment. Each step (hereinafter referred to as ST) will be described.
[0052]
ST1 is a printing standby state, ST2 receives a printing signal, and ST3 detects the remaining amount of ink in the sub-ink tank mounted on the head when the printing signal is input. Basically, ink replenishment is carried out at any time, so it is not small, but it is checked whether ink is left when left for a long time or in special cases. If ST3 is OK, the process proceeds to ST4, and if NO, the process proceeds to ST6.
[0053]
In step ST4, the ink consumption is calculated from the printing amount to be printed. In ST5, preparations are made in advance so as not to perform the ink supply operation halfway from the start of printing. That is, it is determined whether the current amount of ink in the sub tank is sufficient. If OK, go to ST11, otherwise go to ST6.
[0054]
In ST6, after detecting which amount of ink in the sub tank is small, if it is BK ink, the process proceeds to ST7, and if it is any of C, M, and Y of color ink, the process proceeds to ST9. In ST8, the head is moved to the first station prepared on the right side of the main body to fill the BK ink. If it is a color ink, the head is moved to the second station prepared on the left side to fill the required color ink.
[0055]
After being ready for printing, the process proceeds to ST11 and printing is started. If it is detected here that the remaining amount of ink in the sub tank has become small, the printing may be interrupted and the ink supply operation may be performed. ST12 printing operation, ST13 printing completion, and ST14 paper discharging operation are executed. When all printing is completed, the process returns to ST1.
[0056]
In this way, the necessary ink can be filled with the BK ink frequently used in good time in a short time, and the ink supply joining mechanism can be simplified by separating the ink from the color ink.
[0057]
(Second embodiment)
Next, a description will be given of a printer using a photo ink system that uses a total of six colors of light C and light M in addition to BK, C, M and Y as regular inks. In some cases, light BK or light Y may be used.
[0058]
FIG. 6 requires three types of ink supply connection ports on both sides. In the conventional method, all six joints are installed in one direction, so that it is necessary to make the space very small, and a complicated configuration has to be taken. In the present embodiment, relatively space can be used effectively.
[0059]
Another advantage is that when a regular color ink system is used, the ink filling operation and the careless operation of the photo color ink system need not be performed.
[0060]
It is possible to detect whether the print image to be printed is a regular color ink or a photo color ink, and supply the ink as necessary.
[0061]
FIG. 6 shows that the printhead has a total of six nozzle groups. The columns on the right side include a 611BK nozzle group, a 612 cyan nozzle group, and a 613 magenta nozzle group. On the left side, 614 yellow, 615 photo cyan, and 616 photo magenta are vertically arranged.
[0062]
For each nozzle group, sub-tanks 601BK to 603M and 604Y to 606PM are arranged.
[0063]
As described in the first embodiment, the main tank is provided with the main tanks at both ends. When it is detected that the amount of ink in the sub-tank of the recording head is small, the ink is supplied in connection with the main tank corresponding to each ink.
[0064]
As described above, when ink is supplied to the sub-tank of the recording head, the arrangement can be simplified by providing the joining ports on both sides.
[0065]
(Third embodiment)
FIG. 7 shows a system using a total of seven colors of ink. The first row has sub-tanks for each ink of 701BK, 701C, 703M, and 704Y, and a connection port for ink supply is individually provided. The sub-tank corresponds to a nozzle group for each ink in the drawing, and the ink system is provided with a regular color ink system including BK ink in one direction.
[0066]
Next, in the second row, 712PC, 713PM, and 714PY of the photo ink system are arranged. Similarly, the recording nozzle group has a configuration in which PC (light C), PM (light M), and PY (light Y) are provided.
[0067]
FIG. 8 shows a further modification of the sub-ink tank, in which a raw ink 801 and a sponge, which is an ink absorber 805, are synthesized in the sub-tank, and the ink remaining amount itself uses a transparent case. By doing so, you can also judge it visually. FIG. 9 is a view of the sub-tank viewed in a lateral direction. Reference numeral 801 denotes a raw ink state, and a portion 810 is a gas portion where ink is used.
[0068]
The joint port 807 normally keeps airtightness. A gap for exchanging ink and gas is provided at a boundary between the raw ink portion and the sponge portion.
[0069]
When the remaining amount of ink in the sub tank is low, the head unit moves the recording head to the main tank station in order to carry out ink supply. At this time, the recording head unit can be joined to a recovery system member provided in the main tank station. More specifically, the nozzle portion of the head is cat-buzzed, and ink supply from the main tank is supplied by a pressurized pump or the like, and then the nozzle is suction-recovered through a cap.
[0070]
The main tank may not be provided with the pressurizing means, and the cap may be implemented using a negative pressure generating means.
[0071]
Further, when performing the suction operation of the ink, the suction operation may be performed on the entire head at once, or if the recording head is in an individual form, the cap member can be separately provided and performed independently. . That is, when the remaining amount detecting means operates when the ink of the specific color in the sub tank runs out, only the corresponding ink may be supplied.
[0072]
【The invention's effect】
As described above, when it is determined that the head has a sub-tank and the amount of remaining ink is small, the recording head moves to the ink supply mechanism installed outside the printing range of the recording apparatus, The ink supply mechanism is connected to a sub-ink tank mounted on the head and receives supply of ink from the main tank.
[0073]
Replenishment of ink is performed by a system that is supplied with ink by the pressurizing means, by performing a recovery operation by pushing out a minute amount or a predetermined amount of ink from the nozzle portion of the head, and performing a recovery operation irrespective of wiping operation of the head surface and printing By performing the preliminary ejection, stable ejection becomes possible, and a high-quality image can be obtained.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view showing an entire color inkjet recording apparatus according to the present invention.
FIG. 2 is a perspective view of a head unit according to the first embodiment.
FIG. 3 is a perspective view illustrating an internal configuration of a sub tank of the head unit according to the first embodiment.
FIG. 4 is an explanatory diagram when ink is supplied to a sub tank of a head unit.
FIG. 5 is an example of an operation sequence for supplying ink to a sub tank of a head unit.
FIG. 6 is a diagram illustrating a nozzle arrangement and a sub tank of a head unit according to a second embodiment.
FIG. 7 is a diagram illustrating a nozzle arrangement and a sub tank of a head unit according to a third embodiment.
FIG. 8 is a view showing another embodiment in which a sub tank configuration of a head unit is different.
FIG. 9 is a view for explaining the configuration of the sub-tank of FIG.
[Explanation of symbols]
REFERENCE SIGNS LIST 100 color inkjet recording apparatus 101 color head 102 carriage 103 BK ink supply station 104 Y color ink station 105 M color ink station 106 C color ink station 107 paper transport roller 108 recording medium 111 BK nozzle group 112 C color nozzle group 113 M color nozzle group 114 Y color nozzle group 115 BK subtank 116 YY subtank 117 BK ink supply connection port 301 BK nozzle liquid chamber 302 Subtank bag 303 Joining path 401 between nozzle and subtank Main tank station 402 Main ink tank 403 Handle 404 Joint with subtank 405 Pump mechanism 406 Valve mechanism 601 for preventing ink backflow Subtank 602C for BK (black) Ann) color subtank 603 M (magenta) color subtank 604 Y (yellow) color subtank 605 PC (photocyan) subtank 611 PM (photomagenta) subtank 611 BK nozzle 612 C nozzle 613 M nozzle 614 Y nozzle 615 PC nozzle 616 PM nozzle 701 BK
702 C
703 M
704 Y
712 PC
713 PM
714 PY
801 BK raw ink 802 C raw ink 803 M raw ink 804 Y raw ink 805 BK ink absorber 806 Y ink absorber 807 BK ink junction port 810 Gas portion ST1 to 14 Symbols representing operation steps
