JP2004058663A

JP2004058663A - インクジェット記録装置およびその操作方法

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Publication number: JP2004058663A
Application number: JP2003159404A
Authority: JP
Inventors: Isao Ebisawa; 海老沢　功
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2002-06-05
Filing date: 2003-06-04
Publication date: 2004-02-26

Abstract

【課題】記録ヘッドとサブタンクをキャリッジに搭載し、メインタンクからインクの補給を受けて記録を行うインクジェット記録装置の改良された操作方法を提供する。
【解決手段】記録ヘッドにインクを供給するサブタンクのインク残量を検知または算出する手段と次に印字される少なくとも１枚分の画像の必要インク消費量を算出する手段とによってインク量を比較し、サブタンク内の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。インクの補給は、加圧手段または負圧手段によってインクを供給するシステムによって実施される。
【選択図】　　　　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、インクを吐出して被記録材に画像を形成するインクジェット記録装置およびその操作方法に関するものである。例えば複数色のインクを吐出するノズル（吐出口）が一体に形成されたインクジェット記録ヘッドに供給される比較的少量のインクを保持するサブタンクを有し、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行していないときに、メインタンクからサブタンクにインクを補給するインクジェット記録装置およびその操作方法に関するものである。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、印字範囲外に設置されたインク補給機構へ移動した記録ヘッドにインクを供給するインクジェット記録装置およびその操作方法に関するものである。
【０００２】
本発明は、特に、サブタンク内のインクの残量が減った時にインク補給機構によってインクを注入する装置の操作方法の改善に関するものであり、インク補給を実施する際の安定したインク供給と供給後の印字安定性を保つ事を可能とするものである。なお、記録ヘッドとインク補給機構との間にはインクがもれないようなジョイント部を有していて、外部から気体やごみが入り込まない様に工夫してあることが好ましい。
【０００３】
【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が供給され、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付着させて画像を形成するものである。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を吐出させる吐出口を有する。走査型の記録装置においては、前記の記録ヘッドは被記録媒体に沿って所定の方向に往復移動するキャリッジに塔載されている。一般的に、１つのヘッドは１種類のインクを有していて、複数個のヘッドが主走査方向に配置されているものが多い。
【０００４】
【特許文献１】
特開平７−３２６０６号公報
【特許文献２】
特開昭５９−２０７２５９号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記の様に複数のヘッドを持つ事は、コスト面、大きさの点で不利な為に、複数色のインクの吐出口を一体型にしたヘッドが考案されている。ここで、複数色のインクの吐出口を一体型にしたヘッドを回復動作させるためには個別のキャップまたは個別の回復手段等で実施することも可能であるが、コスト、大きさの点で不利であるため、１つの共通キャップで複数色のインクのノズルを同時に回復動作することが提案されている。この場合、回復動作が必要となった際には、複数色のインクのノズルをすべて同時に回復動作する構成となっている。
【０００６】
更にヘッド部と一体に構成されているインクタンクを小さくすることは印字可能な紙の枚数を減らしてしまう。そして、印字途中でインク切れを発生することが発生する恐れがある。そのためにインクタンク内にインク残量センサーをつけたりすることもあるが、インク量を管理するのに印字画像の最大値を予期してインク量を保持させなくてはいけないといった課題があった。
【０００７】
複数色のインクの吐出口を一体型にしたヘッドとこれに略一体構成されたインクタンクにおいて任意の１つの色のインクが空状態になった後に、インクカートリッジの交換やインク自体の補給機構によってインクを供給することが従来から知られている。メインタンクからヘッドに一体的に搭載されたサブインクにインクを供給した際に、複数色のインクが同一面に構成された記録ヘッドでは、その表面に排出される各色のインクが交じり合い混色を発生する問題がある。
【０００８】
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。
【０００９】
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。
【００１０】
前記ヘッドに接続されたインクタンク（以下、サブタンクとも言う）にインク補給機構によっ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（例えば特許文献１参照）、ヘッドを介して吸引動作を実施する（例えば特許文献２参照）等の方法がある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明は、サブタンク内のインク残量が少なくなった時にメインタンクからサブタンクにインクを供給する装置の改善に関するものである。
【００１２】
本発明の目的の一つは、吐出口から吐出されるインクを貯溜するための、インクの受領部を有するインクタンクと、該インクタンクを搭載して移動するキャリッジと、前記インクタンクと分離可能で、前記インクタンクへのインクの補給時に前記インクタンクの前記受領部に接続する供給部を有するメインタンクと、前記インクタンクにおけるインクの残量を導き出す導出手段と、これから記録すべきデータに基づいて、これから使用されるインクの使用予定量を算出する算出手段と、前記導出手段によって導き出された前記インクタンクにおけるインクの残量と前記算出手段によって算出されたインクの使用予定量とを比較する比較手段と、該比較手段による比較の結果、前記インクタンクにインクを補給すべきと判断されたら、前記キャリッジによって前記インクタンクを移動し、前記インクタンクの前記受領部と前記メインタンクの前記供給部とを接続し、前記メインタンクから前記インクタンクにインクを補給する様制御する制御手段と、を具備することを特徴とするインクジェット記録装置を提供することである。
【００１３】
本発明の他の目的は、吐出口から吐出されるインクを貯溜するための、インクの受領部を有するインクタンクと、該インクタンクを搭載して移動するキャリッジと、前記インクタンクと分離可能で、前記インクタンクへのインクの補給時に前記インクタンクの前記受領部に接続する供給部を有するメインタンクと、を具備するインクジェット記録装置の操作方法であって、前記インクタンクにおけるインクの残量を導き出す導出工程と、これから記録すべきデータに基づいて、これから使用されるインクの使用予定量を算出する算出工程と、前記導出工程において導き出された前記インクタンクにおけるインクの残量と前記算出工程において算出されたインクの使用予定量とを比較する比較工程と、該比較工程における比較の結果、前記インクタンクにインクを補給すべきと判断されたら、前記キャリッジによって前記インクタンクを移動させる移動工程と、前記インクタンクの前記受領部と前記メインタンクの前記供給部とを接続させる接続工程と、前記メインタンクから前記インクタンクにインクを補給する補給工程と、を具備することを特徴とするインクジェット記録装置の操作方法を提供することである。
【００１４】
（作用）
本発明では、ヘッドに搭載された複数色のサブインクタンク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該当する色のインクの量を算出して、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。
【００１５】
またヘッドと略一体構成されたインクタンクの色毎に、その残量を随時検知する手段を有していれば、次に印字される画像がどのくらいのインクを消費するかを算出することで、継続した印字ができ、必要に応じたインク補給が可能となり印字のスループットを向上させ、印字中のインク切れもなくなる。
【００１６】
仮にサブインクタンク内の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。
【００１７】
インクを補給するために、補給インク機構はメインタンク内を加圧する手段やサブタンク内に負圧を発生させる手段等の、圧力差によってインクを供給するシステムを有している。
【００１８】
加圧手段によってインクを補給する時には、ヘッドのノズル部からインクを微小もしくは所定量押し出すことで、回復動作をも実施することができる。負圧手段によってインクを補給する時には、ヘッドのノズル部からインクを微小もしくは所定量吸引することで、回復動作をも実施することができる。
【００１９】
ノズルから排出されたインクはヘッド表面に付着し、該付着したインク滴を除去するために、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、色の違ったインクの混色を改善すると同時に、ワイパーブレードによって押し込まれた増粘物を排出する事で、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。
【００２０】
【発明の実施の形態】
［第１の実施例］
図１は、本発明で用いたカラーインクジェット記録装置の全体を示す斜視図である。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ある。４色の複数ノズルが一体に形成され、略一体構成でサブタンクを有している。１０２はキャッリッジである。
【００２１】
１０３ＢＫ〜１０３Ｙは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。インク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、これに限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。
【００２２】
図２は、インクジェットヘッド１０１にブラック用とカラー用サブタンク２０１ＢＫ、Ｃ、Ｍ、２０１Ｙが一体的に接合されている状態を示す斜視図である。ヘッドとサブタンクは略一体構成された交換可能な構成であっても良い。
【００２３】
図３に示す様に、ヘッド１０１には、４色のノズルがあり、３０１ＢＫはブラックインクを吐出するもので、３０１Ｃはシアンインク、３０１Ｍはマゼンタインク、３０１Ｙはイエローインク用の複数のノズル群を有している。ここで、サブタンクは、同一のサイズの物を図示したが、ブラック用サブタンク１１０Ａとカラー用サブタンク１１０Ｂ〜Ｄとで容量を変えても良い。理由は、ブラックインクは、テキスト等に頻繁に使用される為に、メインタンクからの補給動作を最小限にすることができる。またこのサブタンクは交換式の構成にしても良い。
【００２４】
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、不用意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。
【００２５】
仮に、カラーを中心に記録させる装置では、カラーのサブタンクのインク容量をユーザーの必要な画像を考え、特定のインク色を増すことも可能である。たとえばカラーグラフィック画像を大量に印刷するような人には、特定のサブタンク容量を大きくすることも可能であり、たとえばＯＨＰ等で背景をブルーにする”ブルースライド”をとりたい人にはシアン、マゼンタを多くしたサブタンクでも良い。
【００２６】
本実施例では、ブラックおよびカラーインク、それぞれシアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）の４種類のインクが一体に形成されて、ヘッドの供給口へ接続できる様な形状になっているがこれに限定されることはなく、濃淡インクを用いた６色や７色を用いたインクシステムを有した記録装置であっても一向に構わない。
【００２７】
図４は、前記図２で説明をしたインクタンクの中身の構成を示す図である。ヘッドに搭載されるサブタンクの大きさは、小さすぎると印字中に頻繁にインクの供給を受けなければならず、また大きすぎると記録装置に対してスペースをとってしまうことと、キャリッジの重量が重くなり負荷がおおきくなるといった欠点を有するために、適当な大きさが良い。
【００２８】
少なくとも通紙できる最大紙で各色で１００％ｄｕｔｙ画像が印字できるインク量をもっていれば、印字中にインク切れの問題は発生しない設計が出来るので、製品の特徴を考慮してサブタンク容積を決定することが望ましい。本例では最大通紙可能なサイズで２枚の１００％ｄｕｔｙ印字が出来るインク量を設定した。例をとれば、一般的なテキスト文書では印字ｄｕｔｙは約５〜７％程度であり１回のインク補給で約２８〜４０枚の印字が可能となる。さらに写真画質では室内や室外を含めた総合平均ｄｕｔｙが約５０〜６０％ｄｕｔｙであり約３〜４枚が可能となる様に設計した。
【００２９】
本発明では、サブインクタンクに、インクジェット記録装置によって記録可能な最大の被記録媒体の全記録面に対して記録デューティーが１００％の記録を行うために必要なインクの量の１倍以上２倍以下の量しかインクが入らないことを好ましい範囲とする。
【００３０】
図中の４０１のサブタンクは、所定の負圧機能があれば、スポンジ吸収体や生インク袋等の利用をしたものであってよく、構成は限定されない。本実施例では、生インク袋を利用したサブタンク構成のものを説明する。ここではインク収容体にアルミラミネートフィルム等の気体や水分を通さない素材でできたインク袋である。該インク袋の両端には、ヘッドへインクを供給する口とメインタンクからインク補給を受ける為の注入口とを有している。
【００３１】
更に前記サブタンク２０１ＢＫ〜２０１Ｙには、その内部にアルミシート等でできた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２本の電極が設置され、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。一般的にインク自体は導電性を有しているので、有無を電気的に検出することが可能である。
【００３２】
４０３は記録ヘッドへインクを供給する為の口であり、その上部と下部には、インク残量を検出する為のセンサーの役目をする電極４０５、４０６が配置してある。該サブタンク内のインクが減少するに従い、電極間に発生する抵抗値が上昇して、インクＬｏｗ状態やインクなしを検出することができる。インクＬＯＷ検知時は、残インク量が一定になるようにサブタンク設計をしておくために２本の電極の位置やタンク形状を工夫することが重要である。
【００３３】
該タンク内電極４０５、４０６はヘッドへの印字信号や駆動電源等を与えるヘッド基盤に接続されている。該ヘッド基盤は、記録本体のヘッドホルダーまたはキャリッジ等に設けられた電気的接続手段と接合することで、本体内の電気基盤に接続されている。
【００３４】
印字を実施するに従い、ヘッドのサブタンク内のインクが消費される。前記したように該サブタンクのインク容量は比較的小さく設計してあるために、連続して多数の印字を実施していった際に途中でインク切れが発生する恐れがある。そのために本記録装置では、印字開始にあたりこれから印字される画像データのＲＧＢやＣＭＹＫの色ごとにどのくらいのｄｕｔｙであるか、また印字に関わるドット数はどのくらいであるかを予め計測させることで印字中のインク量を管理でき、インク切れを解消できる。
【００３５】
具体的には、ＰＣからの印字開始命令をドライバから出す際に、これから印字すべき被記録媒体の１枚分の画像展開の中でＣＭＹＫのそれぞれのドット数をカウントし、仮にサブタンク内のインク容量が十分足りるかを比較し、問題なければ印字を開始させ、問題ありと判定されれば印字前に記録装置の設置してあるメインタンクからインクの補給を行った後に印字を開始する。
【００３６】
印字画像で消費されるインク量は、各色インクごとのノズルからの吐出数をカウントし、１滴あたりの吐出量を乗じて算出することが出来る。吐出数のカウントは、印字中または印字終了時点等で記録装置内で随時カウントが可能でありサブタンク内のインク残量を算出することが可能となっている。
【００３７】
したがって印字されるべき画像のドット数をＮ、吐出量をＶｓ、回復動作のインク消費量をＶｐとすれば、印字に必要なインク量Ｖｇは「Ｖｇ＝Ｖｓ×Ｎ＋Ｖｐ」である。仮にサブタンク内のインク残量Ｖｒとすれば、これから印字に使用するインク消費量Ｖｇとの関係で、「Ｖｇ＜Ｖｒ」なら印字を継続することができ、仮に「Ｖｇ＞Ｖｒ」ならメインタンクからインク補充を実施する。
【００３８】
サブタンク内のインク袋４０１にインクが少ないことを検出した際には、不図示の記録装置の印字範囲外に設けられたメインインクタンクからインクの供給を受ける為に、ヘッドが移動する。すると、図中のインク供給口（受領部）４０４がメインインクタンクの供給部と接続出来る様に構成されている。
【００３９】
サブタンクのインクの管理は色毎にそれぞれカウントして残量を算出している。インク補給に関しては、印字されるべき画像のインク量をそれぞれ比較して十分か否かを判断して印字の開始もしくはインク補給を実施しても良いし、またはサブタンク内の一番少ない状態の色のインク量を管理して、実施しても構わない。
【００４０】
本実施例では、前記サブタンク内のインク量の最低限量を管理している。サブタンク内のインク残量が２０％を切った際には、無条件にインク補給動作へ移行するようにしている。これは前記ドットカウントでインク量を吐出量から算出させているためであり、吐出量のバラツキや回復動作でのバラツキの誤差を考慮している。
【００４１】
仮に前記サブタンク内のインク残量がほとんどなくなった状態で印字が終了後し、放置されてしまうと水分の蒸発によりノズルの固着に対し不利になる。そこである程度の残量を残した状態で放置させることで、次回の印字再開に際し、回復処理を簡潔にし吐出の安定性を向上させることが可能となる。本実施例では２０％の残量を設定したが、これに限定されず、１０％〜２５％の範囲であれば良い。
【００４２】
図５は、本サブタンクの横断面図である。図中の符号は図４と同じである。ヘッドへのインク供給口４０３はサブタンクの底面部に設けられた供給口から行われ、インク残量を検出する際の手段の電極４０５、４０６がとして設置され、該電極によってインク残量が小となった際には、メインタンクとの接続口４０４（受領部）からインクを補給する事が出来る。
【００４３】
インクタンク内に設けられた電極４０５、４０６で検出された情報がきた時には、印字領域外に設けられたインク補充機構手段の位置までヘッドが移動する。ヘッドのインクタンクと前記インク補充機構の接合手段が結合してインクを補充できるようになっている。
【００４４】
図６は、サブタンク内のインクが空状態になり、前記インク補充機構に接合される前の状態を示す断面図である。図７は、サブタンクとインク補給機構とが接合され、インクが補給されている状態を示す断面図である。インク補充機構には、不図示の加圧手段またサブタンク室を負圧吸引させる手段があり、ヘッドのサブタンク内へインクを供給する。該加圧手段は限定されるものではなく、微小圧力が発生できるものであればなんでも良く上方から押圧しても良いし、横方向から押圧する手段でもかまわない。
【００４５】
図６において、６００はメインタンクである。該メインタンク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、サブタンクとうまく嵌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６００には、インク６０１とサブタンクとの連通時にインクを補給する為の注入機構を有している。機構自体は限定されるものでなく任意な方法で良い。
【００４６】
ガイド案内部にはシール性を保つ弾性体６０２とインクを注入する為の針体６０３がある。サブタンクが挿入されると、シール性弾性体６０２がサブタンク部材に押されて注入針６０３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内のインク６０１がサブタンク内の袋４０１へインクを供給する事が出来る。
【００４７】
インクの補給が終了した際には、サブタンクをメインタンクから離脱させる。サブタンクを外した際には、メインタンク内部にあるシール性弾性体６０２を元の位置まで戻す為のバネ体６０４がある。
【００４８】
図８は、メインタンクからインクを加圧されて供給された際の、記録ヘッドのフェイス面の様子を示す一例である。インクが加圧供給された場合には、ノズルから排出されたインク８０１が付着することがある。この際に該記録ヘッドは複数色のノズルが直線状に配置してある為に、互いのインクが交じりあい、他の色のノズルからヘッド内部へ侵入してしまう問題が発生することがあるが、図８はこの様子を示したものである。
【００４９】
ノズル内部に入り込んだ他のインクを除去する為に、印字とは無関係の吐出を実施することで改善できるが、一度ヘッドの奥の方まで入ってしまったものは、混色を解消する為に比較的多量のインクの消費量を要する。
【００５０】
本実施形態においては、インクを加圧した際に出てきたインクを短時間内にワイパーブレードで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、処理直後から約５秒以内が望ましい。ワイパーブレードは、ウレタンやＨＮＢＲ製でできた比較的板材に近い形状のものを使用して良好な結果が得られた。ワイパーブレードの形状は限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。
【００５１】
理由は、排出されたインクが他のノズル内に入り込み混色が軽微である。仮に１０秒程度の放置後に実施した場合には、ノズル内での混色が拡散してしまい改善の為の予備吐出を多く設定しなければならなくなることが多いことが分かっている。
【００５２】
ここで、図９（ａ）は、本発明の処理を説明する為の一実施例を示すシーケンスである。各ステップ毎に説明をする。（ステップをＳＴ１〜ＳＴ１３ある。）
ＳＴ１：印字信号が入力される。
ＳＴ２：これから印字をすべき画像のドット数を色毎にカウントする。
ＳＴ３：該カウント数からインク消費量を算出する。
ＳＴ４：現在のサブタンク内のインク残量で十分かを比較する。
インク量問題がなければＳＴ８へ進む。
インク量が足りないときはＳＴ５へ進む。
ＳＴ５：記録ヘッド（サブタンク）をメインタンクへ接合させるために移動させる。
ＳＴ６：インク補給を実施。
ＳＴ７：回復動作の実施。
ＳＴ８：印字を開始する。
ＳＴ９：印字完了し、排紙する。
ＳＴ１０：印字と回復動作で消費したインク量を算出。
ＳＴ１１：本体内の不揮発性メモリへ書き込む。
ＳＴ１２：連続印字信号があるかどうかを検出し、ＳＴ２またはＳＴ１３へ進む。
【００５３】
なお補給動作を実施する後の回復処理は、フェイス面に付着したインク滴をワイピングを実施し、該ワイピング動作を実施する後には印字に関わらない予備吐出動作を実施する。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。
【００５４】
図９（ｂ）では印字途中で残インク量が少なくなったことを検出した際に、これから印字される画像での必要インク量とを比較して問題なければ印字を継続し、仮にインク量が不足すると判断した際には、印字を一時中断してインク供給を実施後に再度印字を開始させる各ステップのシーケンスである。
【００５５】
このように印字に先立ってこれから印字される画像のインク消費量を算出後に印字を開始することで印字中でのインク切れを防止でき、サブタンク内のインクを有効的に使用できる。サブタンク内に設置された電極で検出する手段では、サブタンク内のインク残量が少なくなった際には、該残りのインク量と、これから印字する画像のインク消費量とを比較して制御することで、安定した印字をトータルスループットで向上させることができる。
【００５６】
［第２の実施例］
図１０は、インク補給を実施する際に、記録ヘッドをキャップの位置まで移動させ、メインタンクからのインク補給をキャップを介して吸引回復動作で実施するものである。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設置させたものである。
【００５７】
図中の様に記録ヘッドのサブタンク１００１にインク補給を実施するためには、記録装置の印字範囲外に設けられたメインタンク１００２の不図示の接続部とキャップ手段１００３との両方に同時に接合できる構成になっている。
【００５８】
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。
【００５９】
図１１では、本発明での別なヘッド形態を示すもので、ヘッドのノズルが一直線上に並んだ物ではなく、複数列のノズル列の１１０１、１１０２、１１０３、１１０４が同一平面状に構成されたノズル群を有するヘッドにおいても、その効果は十分ある。
【００６０】
［第３の実施例］
本発明に関わる別の実施例について述べる。図１２（ａ）、図１２（ｂ）はヘッドに搭載されたサブタンク内に負圧を発生させ、その負圧によってメインタンクからインク供給する手段について説明するものである。記録ヘッド１２００は、インクを吐出させるためにノズル群とサブタンク１２０１と本体のシャフトに接合できるキャリッジ部分（不図示）を一体化させている。
【００６１】
サブタンク１２０１内に、インク収容体としてスポンジ（ウレタン、ＰＰ繊維材）を採用した事例である。スポンジを使用した際には実施例１にあるように電極を用いてもその抵抗値の精度が出にくいといったことがあった。また精度を上げるにはコストがかかる問題があったために、吐出数をカウントしてインク消費量を求める方式を採用した。
【００６２】
ここでは、インク残量検出方法として周知のドットカウント方式を用いて制御した実施例を説明する。印字画像で消費されるインク量は、各色のインク毎のノズルからの吐出数をカウントし、１滴あたりの吐出量を乗じて算出することが出来る。吐出数のカウントは、印字中または印字終了時点等で記録装置内で随時カウントが可能でありサブタンク内のインク残量を算出することが可能となっている。
【００６３】
次に印字される１枚分の画像で使用するインク量が、サブタンク１２０１内に残ったインク量と比較して多いか少ないかを判断して、印字を継続させるか、またはメインタンク１２１０からインクを補充させるかを制御することで印字中のインク切れを防止するものである。
【００６４】
つまり印字動作に先立って、これから印字される１枚分の画像ファイルをＰＣドライバで色処理に展開するときに、インク色であるＣＭＹＫに対して各々何ドットなのかをカウントし、そのカウント値から印字に関わるインク必要量を出せばよい。ＰＣを介さないダイレクト印字として例えばコンパクトフラッシュ（登録商標）やスマートメディアからの画像を記録媒体から直接印字を実施する際にも、記録装置内での画像展開時にインク毎のＣＭＹＫのそれぞれ必要ドット数をカウントして実施することが可能である。
【００６５】
具体的な事例として、サブタンクは超小型化設計を実施しており、インク量は本体を通紙できる最大紙で１枚分のインクを有している。したがって１００％ｄｕｔｙ画像では１枚印字ごとにインク補給を実施し、仮に２０％ｄｕｔｙ画像では少なくとも３枚以上が連続印字できる。
【００６６】
サブタンクでの特定な１色について説明する。サブタンク内の総インク量（Ｎｅｔ）をＶｏ、第１枚目に印字した画像で使用した吐出インク滴数をＮ１、１滴あたりの吐出量をＶｓ、回復動作で使用されるインク量をＶｐ１とすれば、インク残量Ｖｒは以下の式で表される。
「Ｖｒ＝Ｖｏ−Ｖｓ×Ｎ１―Ｖｐ１」
この値と次の第２枚目に印字すべき画像で使用されるインク量Ｖｇと比較すればよく、比較値によって印字を継続するか、メインタンクからインクを補充させるかを判断する。インク量の比較はサブタンクのインク色毎に管理して実施する。
【００６７】
次に、これから印字されるべき第２の印字画像の１枚分に必要なドット数をＮ２、吐出量をＶｓ、回復動作のインク消費量をＶｐ２とすれば印字に必要なインク量Ｖｇは「Ｖｇ＝Ｖｓ×Ｎ２＋Ｖｐ２」である。仮に「Ｖｇ＜Ｖｒ」なら印字を継続することができ、仮に「Ｖｇ＞Ｖｒ」ならメインタンクからインク補充を実施する。
【００６８】
図１２（ａ）、図１２（ｂ）で動作に関わる詳細な説明をする。サブタンク１２０１のインク量が次回の印字画像よりインクが少ないと判断されたときのメインタンク１２１０からのインク補充させるためについて各ステップを分けて説明する。
【００６９】
初めに図１２（ａ）でインク供給について説明する。
【００７０】
＜ＳＴ１＞
サブタンク１２０１内のインク量が次回印字される画像の必要量に満たないときは、記録ヘッドはサブタンク１２０１にインクを供給する為に供給位置へ移動する。
該位置はキャッピングポジションと共通化しても問題はない。
【００７１】
＜ＳＴ２＞
前記サブタンク１２０１とメインタンク１２１０を接合させる。
接合手段は記録ヘッドインク供給位置まで移動させ、サブタンクにあるジョイント針１２０４とメインタンクのジョイント部１２１４（ここではゴム材を用いた）をキャリッジの移動力で挿入したり、または別の駆動手段を用いて行って接合させる。
【００７２】
＜ＳＴ３＞
サブタンクには気体（空気）を抜く為のエアー吸引開口部１２０２を吸引チューブと接合させ、これと吸引可能な負圧ポンプ１２２０とを連結させる。
ここで、サブタンク上面には気体を通し液体を通さない気液分離膜１２０３が設置されていて該気液分離膜を介して負圧ポンプで気体（空気）を吸引することでサブタンク内の負圧が上昇し、その力でメインタンクからサブタンクへインクが供給される。
【００７３】
＜ＳＴ４＞
サブタンクがインクで充満した後は、サブタンク内に気体（空気）がなくなるので、インク供給は自ずと停止される。
【００７４】
次に図１２（ｂ）を用いて、インク供給後の回復動作を説明する。
【００７５】
サブタンク内にインクが充填された後に、キャップ部材１２０６を使用してヘッドのノズル部１２０５から所定量のインク吸引動作を実施する。理由はサブタンク内が充満状態だとやや加圧気味となりヘッドのノズル部からインクが滲み出すことがある。
【００７６】
＜ＳＴ５＞
エアー吸引開口部１２０２を大気開放させる。前記サブタンクとメインタンクとの接合部のジョイント１２０４を大気開放させる。
【００７７】
＜ＳＴ６＞
記録ヘッドのノズル部１２０５からキャップ部材１２０６を介して負圧ポンプ１２３０で吸引動作を実施する。吸引ポンプはピストン／シリンダを用いたものでも、チューブポンプでも構わず、限定されるものではない。
【００７８】
＜ＳＴ７＞
吸引動作後はヘッド面にインク滴が付着しているため、ゴム部材等の弾性ワイパーブレード（不図示）で清掃を実施し、ノズル内へ押し込まれた混色インクを除去するために印字にかかわらない予備吐出を数千発程度実行させて解消する。
【００７９】
＜ＳＴ８＞
次の画像を印字開始する。
【００８０】
＜ＳＴ９＞
印字終了後に記録装置内の不揮発メモリへ、印字で吐出された各色のインク消費量を計算して書き込む。
【００８１】
仮に連続して印字画像がある際には、上記記載のようにインク残量と印字すべき画像のドット数を比較して継続する。
【００８２】
図１３は、本実施例でのシーケンスフローであり、上記図１２（ａ）と図１２（ｂ）で説明をしたものを示した一実施例である。
【００８３】
また本実施例では、前記サブタンク内のインク量の最低限量を管理している。サブタンク内のインク残量が２５％を切った際には、無条件にインク補給動作へ移行するようにしている。これは前記ドットカウントでインク量を吐出量から算出させているためであり、吐出量のバラツキや回復動作でのバラツキの誤差を考慮している。
【００８４】
仮に前記サブタンク内のインク残量がほとんどなくなった状態で印字が終了後し、放置されてしまうと水分の蒸発によりノズルの固着に対し不利になる。そこである程度の残量を残した状態で放置させることで、次回の印字再開に際し、回復処理を簡潔にし吐出の安定性を向上させることが可能となる。本実施例では２５％の残量を設定したが、これに限定されず、１０％〜２５％の範囲であれば良い。
【００８５】
このようにサブタンク内のインク残量を管理し、次に印字すべき少なくとも１枚分の画像のインク消費量を算出して比較することで、定期的なインク補給と連続した印字を実施することができ、最低限の回復処理時間や廃インクを処理でき、常に安定した印字をすることが可能である。
【００８６】
【発明の効果】
本発明では、ヘッドに搭載された複数色のサブインクタンク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該当する色のインクの量を算出して、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。
【００８７】
またヘッドと略一体構成されたインクタンクの色毎に、その残量を随時検知する手段を有していれば、次に印字される画像がどのくらいのインクを消費するかを算出することで、継続した印字ができ、必要に応じたインク補給が可能となり印字のスループットを向上させ、印字中のインク切れもなくなる。
【００８８】
仮にサブインクタンク内の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。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明で用いたカラーインクジェット記録装置の全体を示す斜視図である。
【図２】サブタンクがセットされたヘッドをタンク側から見た斜視図である。
【図３】ヘッドの吐出口面を示す斜視図である。
【図４】本発明の第１実施例に用いたサブタンクの破断斜視図である。
【図５】本発明の第１実施例に用いたサブタンクの断面図である。
【図６】本発明の第１の実施例に係り、サブタンクとメインタンクの接合前の状態を示す断面図である。
【図７】本発明の第１の実施例に係り、サブタンクとメインタンクが接合した時の様子を示す断面図である。
【図８】本発明の第１の実施例において、インクの加圧補給動作が実施された時のヘッド表面の一例を示す斜視図である。
【図９】（ａ）は本発明の第１の実施例のシーケンスの一例を示す流れ図、（ｂ）は本発明の第１の実施例のシーケンスの他の一例を示す流れ図である。
【図１０】本発明の第２の実施例に係るインクジェット記録装置を示すの斜視図である。
【図１１】本発明に係る第２のヘッドの形態を示す斜視図である。
【図１２】（ａ）は本発明の第３の実施例におけるインク供給システムを示す模式図（ｂ）は本発明の第３の実施例での回復動作実施時の模式図である。
【図１３】本発明の第３の実施例でのシーケンスフローを示す流れ図である。
【符号の説明】
１００　記録装置
１０１　カラーヘッド
１０２　キャリッジ
１０３ＢＫ〜Ｙ　メインタンク
２０１ＢＫ〜Ｙ　サブタンク
３０１ＢＫ〜Ｙ　ノズル群
４０１　インク袋
４０３　ヘッドへのインク供給口
４０４　メインタンクとの接合口
４０５　電極Ａ
４０６　電極Ｂ
６００　メインタンク
６０１　インク
６０２　弾性部材
６０３　針
６０４　バネ体
１００１　カラーヘッド
１００２ＢＫ〜Ｙ　メインタンク
１１０１〜１１０４　ノズル群
１２００　記録ヘッド
１２０１　サブタンク
１２０２　エアー吸引口
１２０３　気液分離膜
１２０４　ジョイント針
１２０５　ノズル群
１２０６　キャップ
１２１０　メインタンク
１２１４　メインタンクのジョイント部
１２２０　吸引ポンプ１
１２３０　吸引ポンプ２

Claims

吐出口から吐出されるインクを貯溜するための、インクの受領部を有するインクタンクと、
該インクタンクを搭載して移動するキャリッジと、
前記インクタンクと分離可能で、前記インクタンクへのインクの補給時に前記インクタンクの前記受領部に接続する供給部を有するメインタンクと、前記インクタンクにおけるインクの残量を導き出す導出手段と、
これから記録すべきデータに基づいて、これから使用されるインクの使用予定量を算出する算出手段と、
前記導出手段によって導き出された前記インクタンクにおけるインクの残量と前記算出手段によって算出されたインクの使用予定量とを比較する比較手段と、
該比較手段による比較の結果、前記インクタンクにインクを補給すべきと判断されたら、前記キャリッジによって前記インクタンクを移動し、前記インクタンクの前記受領部と前記メインタンクの前記供給部とを接続し、前記メインタンクから前記インクタンクにインクを補給する様制御する制御手段と、
を具備することを特徴とするインクジェット記録装置。
前記吐出口が設けられたインクジェットヘッドと前記インクタンクとは、互いに分離困難に一体的に形成されていることを特徴とする請求項１に記載のインクジェット記録装置。
前記インクタンクには、前記インクジェット記録装置によって記録可能な最大の被記録媒体の全記録面に対して記録デューティーが１００％の記録を行うために必要なインクの量の１倍以上２倍以下の量しかインクが入らないことを特徴とする請求項１に記載のインクジェット記録装置。
前記導出手段は、電気的な抵抗値を利用してインクの残量を検出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記録装置。
前記導出手段は、前記吐出口から吐出されたインク滴のドット数をカウントした値に基づいてインクの残量を算出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記録装置。
前記これから記録すべきデータは、これから記録すべき被記録媒体１枚分のデータであることを特徴とする請求項１に記載のインクジェット記録装置。
吐出口から吐出されるインクを貯溜するための、インクの受領部を有するインクタンクと、該インクタンクを搭載して移動するキャリッジと、前記インクタンクと分離可能で、前記インクタンクへのインクの補給時に前記インクタンクの前記受領部に接続する供給部を有するメインタンクと、を具備するインクジェット記録装置の操作方法であって、
前記インクタンクにおけるインクの残量を導き出す導出工程と、
これから記録すべきデータに基づいて、これから使用されるインクの使用予定量を算出する算出工程と、
前記導出工程において導き出された前記インクタンクにおけるインクの残量と前記算出工程において算出されたインクの使用予定量とを比較する比較工程と、
該比較工程における比較の結果、前記インクタンクにインクを補給すべきと判断されたら、前記キャリッジによって前記インクタンクを移動させる移動工程と、
前記インクタンクの前記受領部と前記メインタンクの前記供給部とを接続させる接続工程と、
前記メインタンクから前記インクタンクにインクを補給する補給工程と、
を具備することを特徴とするインクジェット記録装置の操作方法。
前記補給工程の後に、前記吐出口が設けられた面に対するワイピングと記録に関わらない予備吐出とを実施することを特徴とする請求項７に記載のインクジェット記録装置の操作方法。
前記補給工程の後０〜５秒以内に、前記ワイピングを実施することを特徴とする請求項８に記載のインクジェット記録装置の操作方法。
前記補給工程の後に、前記吐出口をキャップで覆い負圧によって吸引を行う吸引回復動作または加圧によって前記吐出口からインクを排出する加圧回復動作を行うことを特徴とする請求項７に記載のインクジェット記録装置の操作方法。
前記補給工程は、前記吐出口をキャップで覆い負圧によって吸引を行う吸引回復動作または加圧によって前記吐出口からインクを排出する加圧回復動作を利用して実施することを特徴とする請求項７に記載のインクジェット記録装置の操作方法。
複数色のインクをそれぞれ貯溜する複数のインクタンクと、該複数のインクタンクに対応して設けられる複数のメインタンクと、を有し、前記比較工程における比較の結果、優先してインクを補給すべきと判断されたインクタンクに対する対応するメインタンクからのインクの補給を、他の色のインクの補給に比べて高い圧力を用いて行うことを特徴とする請求項１１に記載のインクジェット記録装置の操作方法。