JP2005053151A - インクジェット記録装置 - Google Patents

Abstract

【課題】インクカートリッジ交換前後の色調や濃度の急激な変化を緩和すること。
【解決手段】インク滴を吐出するインクジェット記録ヘッドに流路を介してインクカートリッジのインクを供給するインクジェット記録装置において、同一色系の複数のインクカートリッジ１７Ｂ−1、１７Ｂ−2を混合手段１８Ｂを介して記録ヘッドに接続するとともに、インクカートリッジの個数をｎ(ｎは、２以上の整数)としたとき、同一色系の複数のインクカートリッジのインク残量が相互で、インクカートリッジの容量の略１／ｎとなるように維持しながら、混合手段１８Ｂにより混合して記録ヘッドに供給するインク供給制御手段４０を備える。
【選択図】図３

Description

本発明は、カートリッジの交換によりインク滴を吐出する記録ヘッドにインクを補給するインクジェット記録装置に関する。

インクジェット記録装置は、比較的コストが低く、かつ写真品質に近い印字品質を容易に得ることができるものの、溶媒に顔料粒子を混濁した顔料インクにあっては、顔料粒子が時間的に沈殿するため、インクカートリッジの交換前後で、印刷濃度が大きく変化する。
このような問題を解消するため、例えば特許文献１に見られるように、大型のインクタンクを設け、或る程度までインクが減少した時点で、新しいインクを補給して、インク顔料の濃度差を低減することも考えられる。
特開平11-48491号公報

これによれば、急激な濃度の変化をある程度緩和することができるものの、インクカートリッジのインクをタンクに移し換える手間を要するという不都合を抱えている。
本発明はこのような問題に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、インクカートリッジからタンクにインクの移し換えを不要として、インクカートリッジ交換前後の色調や濃度の急激な変化を緩和することができるインクジェット記録装置を提供することである。

このような問題を解消するために請求項１の発明は、インク滴を吐出するインクジェット記録ヘッドに流路を介してインクカートリッジのインクを供給するインクジェット記録装置において、同一色系の複数のインクカートリッジを混合手段を介して前記記録ヘッドに接続するとともに、インクカートリッジの個数をｎ(ｎは、２以上の整数)としたとき、前記同一色系の複数のインクカートリッジのインク残量が相互で、前記インクカートリッジの容量の略１／ｎとなるように維持しながら、前記混合手段により混合して前記記録ヘッドに供給するインク供給制御手段を備えるようにした。

請求項２の発明は、前記混合手段が、前記インクカートリッジのそれぞれから等量ずつ前記流路に供給し、また前記流路がそれぞれのインクカートリッジのインクを混合してから前記記録ヘッドに供給するように構成されている。

請求項３の発明は、前記混合手段が、前記インクカートリッジから等量のインクを排出させて混合するように構成されている。

請求項４の発明は、インク滴を吐出するインクジェット記録ヘッドに流路を介してインクカートリッジのインクを供給するインクジェット記録装置において、同一色系の複数のインクカートリッジを混合手段を介して前記記録ヘッドに接続するとともに、前記複数のインクカートリッジの相互の間でインク残量に所定の差分を維持するとともに、少なくともインク残量が最も少ないインクカートリッジのインク残量が所定量まで消費された時点で、インク残量が多いインクカートリッジとインク残量が最も少ないインクカートリッジとのインクを混合しながら前記記録ヘッドに所定の比率で混合して供給するインク供給制御手段を備えるようにした。

請求項１の発明によれば、複数のインクカートリッジの相互で一定のインク残量差を維持できるため、その平均の濃度が、単一のインクカートリッジの使用開始時とインクニアエンド時との濃度差よりも小さく維持できる。

請求項２の発明によれば、インク流路でインクを混合してから記録ヘッドに供給できるため、混合手段として構造の簡単な切換弁を使用することができる。

請求項３の発明によれば、複数のインクカートリッジのインクを混合手段で直に混合できるため、バッファタンクやサブタンクなどを必要とすることがなく、インク供給流路構造の簡素化を図ることができる。

請求項４の発明によれば、複数のインクカートリッジ相互で所定のインク残量差を維持でき、この所定のインク残量差によって生じる複数のインクカートリッジ間の濃度差のあるインクを混合して供給することにより、記録ヘッドに供給される平均の濃度が、単一のインクカートリッジの使用開始時とインクニアエンド時との濃度差よりも小さく維持できる。

そこで以下に本発明の詳細を図示した実施例に基づいて説明する。
図１は、本発明の一実施例を示すものであって、紙幅方向に往復案内されるキャリッジ１には、インクジェット式記録ヘッドユニットが設けられ、筐体２の一側にはカバー３により開閉可能なカートリッジホルダ４が、また他側には操作パネル５が設けられている。

図２は、上述したインクカートリッジの一実施例を示すものであって、キャリッジ１はキャリッジモータ１１によって駆動されるタイミングベルト１２を介し、走査ガイド部材１３に案内されて紙送り部材１４の長手方向、すなわち記録用紙の幅方向である主走査方向に往復移動されるように構成されている。
そして紙送り部材１４に対向するキャリッジ１の面、この実施例では下面には、それぞれのインクを液滴として吐出することができる図示しないインクジェット式記録ヘッドが設けられている。また、キャリッジ１の上面には記録ヘッドにインクを供給するためのサブタンク１５Ｂ、１５Ｃ、１５Ｍ、１５Ｙが搭載されている。

フレームの一側にカートリッジホルダ４を配置してここからチューブ１９Ｂ、１９Ｃ、１９Ｍ、１９Ｙを介してサブタンク１５Ｂ、１５Ｃ、１５Ｍ、１５Ｙのそれぞれにブラックインク、シアンインク、マゼンタインク、及びイエローインクを供給するように構成されている。

図３は、本発明が特徴とするインク供給装置で、カートリッジホルダ４には、それぞれ同一色のインクカートリッジを複数個、この実施例では２個ずつ１７Ｂ−1、１７Ｂ−2、１７Ｃ−1、１７Ｃ−2、１７Ｍ−1、１７Ｍ−2、１７Ｙ−1、１７Ｙ−2収容可能に構成され、それぞれの同一色のインクカートリッジは混合手段１８Ｂ、１８Ｃ、１８Ｍ、１８Ｙの第１の流入口１８Ｂ−1、第２の流入口１５Ｂ−2に連通され、またサブタンクに接続するチューブ１９Ｂ、１９Ｃ、１９Ｍ、１９Ｙはそれぞれ流出口１８Ｂ−3に接続されている。

混合手段１８Ｂ（１８Ｃ、１８Ｍ、１８Ｙ）は、第１の流入口１８Ｂ−1と第２の流入口１５Ｂ−2とから供給される液を電気信号により指定された混合率で流出口１８Ｂ−3に排出するように構成されている。

それぞれのインクカートリッジ１７Ｂ−1乃至１７Ｙ−2は、同一構造として構成され、図４に示したように加圧空気注入口３１を備えたケース本体３２と、蓋体３３からなるハードケースにインクパック３４を収容して構成されている。ケース本体３２は、インクパック３４の厚みに基づいてインク残量を検出するインク残量検出手段３５が設けられている。インクパック３４は、そのインク供給口３６をケース本体３２の窓３７から突出させた状態で気密的に収容されている。

このような構成により、インクカートリッジをカートリッジホルダ４に装着すると、加圧空気注入口３１は、チューブ２２Ｂ−1、２２Ｂ−2、２２Ｃ−1、２２Ｃ−2、２２Ｍ−1、２２Ｍ−2、２２Ｙ−1、２２Ｙ−2によりエアポンプ２３に接続されていて加圧空気の加圧力によりインクを混合手段１８Ｂ〜１８Ｙに供給するように構成されている。

インク供給制御手段４０は、同一色の２つのインクカートリッジ(１７Ｂ−1、１７Ｂ−2)のそれぞれに設けられているインク残量検出手段３５からの信号を受け、２つのインクカートリッジ(１７Ｂ−1、１７Ｂ−2)のインクを交互に記録ヘッドに供給するように混合手段１８Ｂを制御するように構成されている。

次にこのように構成された装置の動作について説明する。なお、他の同一色系の２つのインクカートリッジ（１７Ｃ−1、１７Ｃ−2）、（１７Ｍ−1、１７Ｍ−2）、（１７Ｙ−1、１７Ｙ−2）に対しては、それぞれに接続されている混合手段１８Ｃ、１８Ｍ、１８Ｙを同様に制御するため、説明は省略する。

未使用のインクカートリッジを十分に震とうして同一色系の２つのインクカートリッジを装着する(なお、説明の簡素かのうため、２つのインクカートリッジを同時に装着する場合を例にとって説明するが、使用開始当初には１つのインクカートリッジだけを装着し、所定量、たとえば１／２程度まで消費が進行した時点で、他方のインクカートリッジを装着すると、顔料インクにあっては沈殿による濃度変化を防止できるので望ましい。)。

インク供給制御手段４０は、混合手段１８Ｂに信号を出力して一方のインクカートリッジ１７Ｂ−1をチューブ１９Ｂに連通させて記録ヘッドにインクを供給させる。印刷の進行によりインクカートリッジ１７Ｂ−1のインク残量検出手段３５により濃度変化が目視される限界量、例えば容量の１／２程度まで消費されたことが検出されると、インク供給制御手段４０は、混合手段１８Ｂに信号を出力して他方のインクカートリッジ１７Ｂ−2をチューブ１９Ｂに連通させて若干量、例えばサブタンク１５Ｂの容量の１／２程度を供給する。

これにより、サブタンク１５Ｂに収容されているインクカートリッジ１７Ｂ−１から供給された高い濃度のインクが、インクカートリッジ１７Ｂ−2から供給された比較的濃度の低いインクにより希釈され、適正値に近い濃度のインクとして記録に供されることになる。
以下、このようにして、インクの濃度が上昇したインクカートリッジ１７Ｂ−1のインクと、インクカートリッジ１７Ｂ−2のインクとを１対１で混合しながらサブタンク１５Ｂに供給する。

このようにして印刷を継続すると、一方のインクカートリッジ１７Ｂ−1のインクが最初になくなり、他方のインクカートリッジには１／２のインクが残る。この状態で一方のインクカートリッジ１７Ｂ−1を新しいインクカートリッジに交換する。

他方、従前から使用されているインクカートリッジ１７Ｂ−2は、交換前のインクカートリッジ１７Ｂ−1と同様に濃度が上昇しているが、更新されたインクカートリッジ１７Ｂ−1のインクと１対１で混合して供給されるため、インクカートリッジ交換前と濃度の変化を防止することが可能となる。

これにより、同一色の２つのインクカートリッジのインク残量が相互間で、インクカートリッジの容量の１／２程度に維持しつつ、これらのインクを混合して使用するため、使用開始当初の濃度とインクがニアエンド時点の濃度という大幅に相違するインクでの印刷を回避でき、インクカートリッジのインク残量に関わりなく、適正な濃度での印刷が可能となる。
この実施例によれば、インク流路でインクを混合してから記録ヘッドに供給できるため、混合手段１８Ｂとして構造の簡単な切換弁を使用することができる。

なお、上述の実施例においては同一色系の２つのインクカートリッジからのインクをバッチ的、つまり一方のインクカートリッジから所定量、また他方から所定量というように交互にサブタンクに供給して所定の比率で混合しているが、２つのインクカートリッジから混合手段にインクを常時供給して流量比を適宜に制御して２つのインクカートリッジのインクを同時に消費するようにしても同様の作用を奏する。このように２つのインクカートリッジのインクを所定の流量比で常時混合しながら印刷に供する場合には、サブタンクなどのバッファ手段が不要となる。

また上述の実施例においては同一色系のインクカートリッジを２個使用する場合について説明したが、ｎ個(ｎは２以上の整数)を使用する場合には、各インクカートリッジのインク残量の相対量を１／ｎとなるように供給すれば同様の作用効果を得ることができる。

また、上述の実施例においては、濃度変化が時間の経過に略比例して生じることを前提に説明したが、インクの組成によってインク残量と濃度変化の関係が比例しないような場合には、上述したように各インクカートリッジ間のインク残量を、インクカートリッジの容量の１／ｎ(インクカートリッジの個数ｎ)に維持することなく、１／ｍ(２以上の正の数)に維持するように供給しても同様の作用を奏する。

すなわち、インクカートリッジを２個使用する場合を例に採って説明すると、第１のインクカートリッジのインク残量が１／３となった時点で、第１と第２のインクカートリッジのインクを併行して略均等量づつ第１のインクカートリッジのインクが無くなるまで消費する。

この時点では第２のインクカートリッジには容量の２／３のインクが残存しているので、第２のインクカートリッジのインクが１／３となるまで第２のインクカートリッジに収容されたインクを消費する。

このようにして第２のインクカートリッジのインク残量が１／３となった時点で、交換された新しい第１のインクカートリッジのインクと第２のインクカートリッジのインクを混合しながら消費する。これにより、たとえ、第２のインクカートリッジのインク濃度が上昇していても、第１のインクカートリッジのインクとの混合により印刷に適した濃度のインクを供給することができる。

このように第１と第２のインクカートリッジのインクを均等に混合しながら第２のインクカートリッジのインクが無くなるまで消費し、第２のインクカートリッジのインクが無くなった時点で、第１のインクカートリッジに残っている２／３のインクを、容量の１／３になるまで使用する。

このような工程を繰り返すことにより、２つのインクカートリッジのインクの間で大きな濃度差が生じる使用開始から１／３までのインクと、残量が１／３となった以降のインクとを混合して濃度を印刷に適した値に調整する一方、比較的濃度が安定している残量が１／３ないし２／３までのインクカートリッジのインクについてはそのインクカートリッジのみのインクを供給する。

すなわち、複数のインクカートリッジの相互の間でインク残量に差分を維持するとともに、少なくともインク残量が最も少ないインクカートリッジのインク残量が所定量(上述の実施例では１／３)まで消費された時点で、インク残量が多いインクカートリッジとインク残量が最も少ないインクカートリッジとのインクを混合しながら記録ヘッドに所定の比率、たとえば等量ずつ混合して供給するようにインク供給制御手段を制御すればよい。
また、最も残量の少ないインクカートリッジのインク残量が所定量(上述の実施例では１／３)に到達するまでは、所定の差分が維持できるようにインクカートリッジのインクを単独に、また併行して記録ヘッドに供給するようにインク供給制御手段を制御すればよい。

これによれば、同一ロットの同一仕様のインクを可及的に長時間使用することができて、同一データを同一の印刷品質で大量に印刷することができ、またインク残量が少なくなって、濃度が急激に変化した場合にも対応することができる。

本発明のインクジェット記録装置の一実施例を示す外観図である。 同上インクジェット記録装置の一実施例を示す構成図である。 同上インクジェット記録装置のインク供給装置の一実施例を示す構成図である。 同上記録装置に使用するインクカートリッジの一実施例を示す組立斜視図である。

符号の説明

１５Ｂ、１５Ｃ、１５Ｍ、１５Ｙ サブタンク １７Ｂ−1〜１７Ｙ−2 インクカートリッジ １８Ｃ、１８Ｍ、１８Ｙ 混合手段 １８Ｂ−1 、１８Ｂ−2 流入口 １８Ｂ−3 流出口 １９Ｂ、１９Ｃ、１９Ｍ、１９Ｙ チューブ ４０ インク供給制御手段

Claims (5)

1. インク滴を吐出するインクジェット記録ヘッドに流路を介してインクカートリッジのインクを供給するインクジェット記録装置において、
   同一色系の複数のインクカートリッジを混合手段を介して前記記録ヘッドに接続するとともに、
   インクカートリッジの個数をｎ(ｎは、２以上の整数)としたとき、前記同一色系の複数のインクカートリッジのインク残量が相互で、前記インクカートリッジの容量の略１／ｎとなるように維持しながら、前記混合手段により混合して前記記録ヘッドに供給するインク供給制御手段を備えたインクジェット記録装置。
2. 前記混合手段が、前記インクカートリッジのそれぞれから等量ずつ前記流路に供給し、また前記流路がそれぞれのインクカートリッジのインクを混合してから前記記録ヘッドに供給する請求項１に記載のインクジェット記録装置。
3. 前記混合手段が、前記インクカートリッジから等量のインクを排出させて混合する請求項１に記載のインクジェット記録装置。
4. インク滴を吐出するインクジェット記録ヘッドに流路を介してインクカートリッジのインクを供給するインクジェット記録装置において、
   同一色系の複数のインクカートリッジを混合手段を介して前記記録ヘッドに接続するとともに、
   前記複数のインクカートリッジの相互の間でインク残量に所定の差分を維持するとともに、少なくともインク残量が最も少ないインクカートリッジのインク残量が所定量まで消費された時点で、インク残量が多いインクカートリッジとインク残量が最も少ないインクカートリッジとのインクを混合しながら前記記録ヘッドに所定の比率で混合して供給するインク供給制御手段を備えたインクジェット記録装置。
5. 前記インク供給制御手段は、前記所定量に到達するまでは、１つのインクカートリッジのインクを前記記録ヘッドに供給する請求項４に記載の備えたインクジェット記録装置。

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