JP2006168266A - インクジェットプリンタ - Google Patents

Abstract

【課題】画像に応じて常に最小のインク供給時間が維持して印字効率の向上を図ることができるインクジェットプリンタを提供すること。
【解決手段】印字ヘッドと、サブインクタンクと、メインインクタンクと、サブインクタンクにインクを供給するためのインク供給手段と、前記メインインクタンクから前記サブインクタンクに供給するインクの量を制御するためのインク供給量制御手段と、前記メインインクタンクのインク残量を検出するためのメインインクタンク残量検出手段と、前記サブインクタンクのインク残量を検出するためのサブインクタンク残量検出手段と、印字対象画像１ページ分のインク消費量を予測する消費量算出手段と、を有し、インク消費量からサブインクタンク残量を引いた値をインク供給量と定義したとき、該インク供給量と前記メインインクタンク残量を比較し、印字方法を決定する印字制御手段を有する。
【選択図】図１

Description

本発明は、インクジェットプリンタのインク供給構成に関するものである。

インクジェットプリンタには、通常、印字ヘッドと固定式或は着脱可能なインクタンクとの間に密閉されたインク供給経路を形成し、重力と負圧を利用してインクを供給する方法が用いられている。一般的に据え置き型のインクジェットプリンタでは、その大きさ等はそれほど問題にならないので、十分なインク量を持った大きなインクタンクを使って構成することが可能であった。

しかし、ポータブル型のプリンタでは、本体を小型化する要求が強まり、これに伴って印字ヘッドの小型化が重要な課題となってきた。印字ヘッドを小型化するためには、どうしても従来のような大きなインクタンクを採用することはできず、ヘッドユニットに搭載されるインクタンクを小型化してサブタンクとし、これとは別に大きなメインタンクを別の場所に設けて、必要に応じてメインタンクからサブタンクへインクを供給するという手段が採られてきた。

ここで問題となるのは、サブインクタンクの大きさをどの程度にするかということであるが、通常は印字スピードを犠牲にする程の煩雑な供給シーケンスが生じるのを避けるために、規定の比率で印字した場合に少なくとも１ページの印刷が可能なインク量を保持できるだけの大きさが必要となる。

従来、サブインクタンクへのインク供給は、規定枚数を印字した後に、タンク容量を全て満たすインクを供給する方法が採られていたが、この方式では、出力した画像の印字比率が規定値より低かった場合、サブタンクには未だ十分な量のインクが残っているにも関わらず、供給シーケンスが走るので、印字速度の低下を招くという欠点があった。特に、サブインクタンクの大きさが小さいほどこの影響は顕著に現れてくる。

このような供給シーケンスの無駄を省き、印字効率を上げる方式として、例えば特許文献１に述べられた方法がある。この方式では、印字対象となる画像のインク消費量を予め算出しておき、これがサブインクタンクに残った残量より小さい場合はサブインクタンクへのインク供給を省略して印字することにより、印字効率を上げようとしている。

又、別の方式として例えば特許文献２に述べられた方法では、かなり小さ目のサブタンクを複数用意して、印字対象となる画像のインク消費量を色毎に求めて、消費量の多い順にサブタンクを割り当ててゆき、印字途中での供給シーケンスをなるべく生じさせないような工夫をしている。

特開平７−０３２６０６号公報 特開２０００−０８５１３７号公報

しかしながら、参照した上記従来例には次のような欠点があった。

・サブインクタンクへのインク供給は常にフル充填を前提に考えられているので、印字対象画像の印字比率が低くても余分な量のインクを充填する可能性が高くなり、インク供給に要する時間が長くなる。

・１つのサブタンクにインクを供給する際に、その供給量を細かく制御する手段を持たないので、供給は常にサブインクタンクが一杯になるまで行う必要がある。更に、メインタンク残量と印字に必要なインク量との比較手段も備わっていない。従って、もし、メインインクタンクのインク残量がサブインクタンクを満たす量に達しない場合は、次の印字が完了できるかどうかの判断ができない。

・特許文献２の方式では、印字比率によっては、印字途中でのサブインクタンクへの供給なしで１ページの印字を完了することができない場合も想定される。これは、著しい印字効率の悪化をもたらす。

本発明は上記問題に鑑みてなされたもので、その目的とする処は、画像に応じて常に最小のインク供給時間が維持して印字効率の向上を図ることができるインクジェットプリンタを提供することにある。

上記目的を達成するため、本発明は、
インクを吐出して画像を形成する印字ヘッドと、
該印字ヘッドにインクを供給するために設けられ少なくとも１ページの印刷は可能なインク量を保持するサブインクタンクと、
該サブインクタンクに供給するインクを保持するメインインクタンクと、
該メインインクタンクから前記サブインクタンクにインクを供給するためのインク供給手段と、
前記メインインクタンクから前記サブインクタンクに供給するインクの量を制御するためのインク供給量制御手段と、
前記メインインクタンクのインク残量を検出するためのメインインクタンク残量検出手段と、
前記サブインクタンクのインク残量を検出するためのサブインクタンク残量検出手段と、
印字対象画像１ページ分のインク消費量を予測する消費量算出手段と、を有し、
インク消費量からサブインクタンク残量を引いた値をインク供給量と定義したとき、該インク供給量と前記メインインクタンク残量を比較し、印字方法を決定する印字制御手段を有することを特徴とする。

又、本発明は、
インクを吐出して画像を形成する印字ヘッドと、
該印字ヘッドにインクを供給するために設けられ少なくとも１ページの印刷は可能なインク量を保持するサブインクタンクと、
該サブインクタンクに供給するインクを保持するメインインクタンクと、
該メインインクタンクから前記サブインクタンクにインクを供給するためのインク供給手段と、
前記メインインクタンクから前記サブインクタンクに供給するインクの量を制御するためのインク供給量制御手段と、
前記メインインクタンクのインク残量を検出するためのメインインクタンク残量検出手段と、
前記サブインクタンクのインク残量を検出するためのサブインクタンク残量検出手段と、
印字対象画像１ページ分のインク消費量を予測する消費量算出手段と、
少なくとも２種類以上の出力品位が指定可能な画像品位設定手段と、を有し、
インク消費量からサブインクタンク残量を引いた値をインク供給量と定義したとき、前記画像品位設定手段から得られた情報を基にして前記インク供給量と前記メインインクタンク残量を比較し、印字方法を決定する印字制御手段を有することを特徴とする。

本発明によれば、サブタンク残量検出手段、インク供給量制御手段、インク消費量算出手段及び印字制御手段を設け、印字制御手段は、サブタンク残量検出手段及びインク消費量算出手段から得られたサブタンク残量と印字対象画像のインク消費量から真のインク供給量を求め、更にインク供給量制御手段は、上記インク供給量を基にして必要最小限のインク供給が行われるように制御する。従って、画像に応じて常に最小のインク供給時間が維持でき、印字効率を向上させる効果がある。

以下に本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。

＜実施の形態１＞
図１は本発明の実施の形態１に係るインクジェットプリンタの構成を示すブロック図である。

図１において、１０１は印字対象となる画像１ページ分のインク消費量を算出するためのインク消費量算出手段、１０２はインク消費量とインクタンク残量から印字方法を決定するための印字制御手段、１０３はサブインクタンクの残量を検出するためのサブインクタンク残量検出手段、１０４はインク供給量を制御するためのインク供給量制御手段、１０５はメインインクタンクのインク残量を検出するためのメインインクタンク残量検出手段、１０６は次の印刷に用いるインクを保持するためのサブインクタンク、１０７はサブインクタンクへインクを供給するためのインク供給手段、１０８は規定枚数の印刷を行うのに十分な量のインクを保持するメインインクタンク、１０９はサブインクタンクから供給されたインクを用いて実際に印字を行う印字ヘッドである。以下に、フローチャートを用いて本実施の形態に係るインクジェットプリンタ動作について説明する。

印字処理が起動されると、インク消費量算出手段１０１を用いて、先ず、印字対象画像のインク消費量算出を行う（Ｓ２０１）。この算出処理は、画像ファイル又はコマンドとして送られてくる印字データを１ページ分画像処理し、実際の印字イメージである物理解像度のドットイメージに変換した後、そのドット数をカウントするものである。通常は、マージンを見込むためにここで求めたドット数に対し１より大きな係数をかけたものをインク消費量とする。

尚、ここで想定されている画像処理は、入力イメージをプリンタの出力イメージに変換するための一般的なものであり、何らかの固定された方式である必要はない。又、１ページ分の消費量を見積もるために必ず全てのデータを処理する必要はなく、適当な手段で相似的に間引かれたデータからドットカウント数を求め、１ページ分の値に換算したものでも良い。更に、入力データは例えば自然画像に限定されるものではなく、テキストやグラフィック、或は複数種類のものが混在していても構わない。

インク消費量算出が終わると、次にサブインクタンク残量検出手段１０３を用いてサブインクタンクの残量検出が行われる（Ｓ２０２）。この処理は、サブインクタンク１０６に取り付けられたセンサを通じて得られるインク液量を印字可能ドット数に換算するものである。尚、センサ方式を特に限定する必要はないが、例えば光学式の液面センサを用いると仮定すると、サブインクタンク１０６に入れられた周期的なスリットのどこまでを光が透過するかを検出し、液面の高さを求めてそれを液量に換算することができる。

このような残量検出が必要な理由は、Ｓ２０１で算出されるインク消費量が正方向の誤差を生じるからである。即ち、前述したようにインク消費量は安全を見越して実際に用いられる量よりも多めに見積もられるので、殆どの場合、印刷するごとに消費し切れなかったインクがサブインクタンク１０６に蓄積してくる。ここで、残量検出を行うことで、必要以上の残留インクがタンクに留まるのを防止することができる。尚、上述した目的から、ここでの検出精度は粗いもので構わない。従って、それほどコストを掛けないで構成可能である。例えば、上述の光学式液面センサの場合を考えると、高々１レベルを検出できれば十分である。

次に、上記の処理で得られた２つの値から、インク供給量を算出する（Ｓ２０３）。ここでは、インク消費量からサブタンク残量を減算した値をインク供給量として出力する。

Ｓ２０４では、Ｓ２０３で求めたインク供給量の正負が判定される。もし、インク供給量が負であった場合は、サブインクタンクに入っているインクのみで印字が可能であることになるので、以下の処理を全て飛ばして印字を開始する。一方、インク供給量が正であった場合は、これに相当する量のインクを供給しなければならないので、以下の処理に進む。尚、この判断は、印字制御手段１０２において行われる。

インク供給量が正であった場合は、先ず、その比較対象としてメインインクタンクの残量検出が行われる（Ｓ２０５）。ここでは、メインインクタンク残量検出手段１０３が用いられるが、これはサブタンク残量の検出とは異なり、必ずしもセンサ等を用いた物理量検出でなくても構わない。これは、コストと要求精度のトレードオフで決定されるものであるから、ここでどちらかに限定する必要はないが、例えば要求精度が低くコスト要求が相対的に高いシステムにおいてはセンサを省き、印字されたドットカウントの累積数から残量を見積もることも可能である。何故ならば、ここではメインインクタンクは交換方式を想定しており、初期状態は常にインクが完全に満たされた状態であるからである。

メインタンク残量が検出されると、次に前記の処理で求めたインク供給量とメインタンク残量の比較が行われる（Ｓ２０６）。ここで、もしインク供給量の方が残量より大きな場合は、印字が不可能であると判断され、Ｓ２０８で警告表示を出し、処理を終了する。尚、この判断は、印字制御手段１０２において行われる。

一方、供給可能な残量がある場合は、サブインクタンク１０６への供給処理が起動される（Ｓ２０７）。この処理は、インク供給量を受け取ったインク供給量制御手段１０４の制御のもとにインク供給手段１０７を介して行われる。インク供給手段１０７としては任意の方法が採り得る。

同図において、太線で表された部分がインク供給手段のベース部分である。ベース３０１には、嵌合部３０５を介してメインタンク１０８が差し込まれており、インク３０２はこの嵌合部からベース内部に流れ込むようになっている。又、ベースからはインク供給路３０６が延びており、端の嵌合部３０５を介してサブタンク１０６と接続されている。供給路３０６を通ったインクは、この嵌合部を通してサブタンクへ流れていく。サブインクタンク１０６は、空気を通すが液体は通さない不透膜３０４で大気と連通している。従って、ピストン３０３をサブタンク側に動かすことでメインタンクに充填されたインク３０２が供給路を通り、サブインクタンクに供給される。又、インク供給量制御手段１０４を実現する手法についても様々なものが考えられるが、ピストンの駆動時間と供給量との関係を予め求めておいて、指定された供給量に相当する時間だけピストンを駆動する方法や、或はサブタンクの残量検出機構に或る程度の精度が持てるのであれば、より直接的に残量をフィードバックしながら規定量まで供給する方法等を用いることが可能である。

供給処理が完了すると、最後に印字を開始して（Ｓ２０９）一連のシーケンスが終了する。

＜実施の形態２＞
図３は本発明の実施の形態２に係るインクジェットプリンタの構成を示すブロック図、図３は同インクジェットプリンタの動作を表すフローチャートである。

先ず、まず最初に出力画像の品位を設定する（Ｓ４００）。ここでは、対話的なユーザーインターフェースを備えた画像品位設定手段５０１を用いて、画像品位自動設定モードにするかマニュアルで品位を設定するかが先ず選択される。もし、マニュアル設定が選択された場合、画像品位設定手段５０１は予め準備された複数の画像品位のどれを選ぶかをユーザーに問い合わせる。ユーザーは、定められた方法でユーザーインターフェースを通じ自分の好みの品位を選択する。尚、ここで選択される複数の画像品位は、それぞれ異なるインク消費量を持ち、異なる画質を出力するものを表している。即ち、画質が高いもの程インク消費量が多くなるような分類付けで品位が定義されているものとする。

次に、前述した方法を用いてサブインクタンクとメインインクタンクの残量が求められる（Ｓ２０２，Ｓ２０５）。残量が求まった後、上記の操作で設定された画像品位の選択モードが自動であるかマニュアルであるかが判定され（Ｓ４０１）、マニュアルモードであった時には、指定された品位における印字可能性の検証が行われる（Ｓ４０３）。印字可能性の検証は、Ｓ２０３〜Ｓ２０７で表されるステップと同様の処理を行い、その可否が判定される。即ち、Ｓ２０４で偽と判定された場合は、サブタンクへのインク供給操作を省き、又、Ｓ２０４が真でＳ２０６も真の場合は、インク供給操作を行った状態で、それぞれ印字可能性判定が真となる。

又、上記の何れでもない場合は、印字可能性判定が偽となる（Ｓ４０４）。同様にして、画像品位の選択モードが自動である場合は、最も優先順位の高い品位から順番に上記と同様の処理を行い（Ｓ４０２）、印字可能性判定が真となった品位があれば、その品位で印字が開始される。

選択モードに関わらず、印字可能性が否定されたときは、警告表示を出力して（Ｓ２０８）処理を終了する。

本実施の形態では、画像品位の設定手段を設け、現在のインク残量と画質のトレードオフ関係を自動的に最適化する機能を付加した。このことにより、ユーザーの操作コストを低減できる効果が生じる。

本発明の実施の形態１の構成を示す表すブロック図である。 本発明の実施の形態１の動作シーケンスを示すフローチャートである。 インク供給手段の一例を示す模式図である。 本発明の実施の形態２の動作シーケンスを示すフローチャートである。 本発明の実施の形態２の構成を示すブロック図である。

符号の説明

１０１ インク消費量算出手段
１０２ 印字制御手段
１０３ サブインクタンク残量検出手段
１０４ インク供給量制御手段
１０５ メインインクタンク残量検出手段
１０６ サブインクタンク
１０７ インク供給手段
１０８ メインインクタンク
１０９ 印字ヘッド

Claims (9)

1. インクを吐出して画像を形成する印字ヘッドと、
   該印字ヘッドにインクを供給するために設けられ少なくとも１ページの印刷は可能なインク量を保持するサブインクタンクと、
   該サブインクタンクに供給するインクを保持するメインインクタンクと、
   該メインインクタンクから前記サブインクタンクにインクを供給するためのインク供給手段と、
   前記メインインクタンクから前記サブインクタンクに供給するインクの量を制御するためのインク供給量制御手段と、
   前記メインインクタンクのインク残量を検出するためのメインインクタンク残量検出手段と、
   前記サブインクタンクのインク残量を検出するためのサブインクタンク残量検出手段と、
   印字対象画像１ページ分のインク消費量を予測する消費量算出手段と、を有し、
   インク消費量からサブインクタンク残量を引いた値をインク供給量と定義したとき、該インク供給量と前記メインインクタンク残量を比較し、印字方法を決定する印字制御手段を有することを特徴とするインクジェットプリンタ。
2. インクを吐出して画像を形成する印字ヘッドと、
   該印字ヘッドにインクを供給するために設けられ少なくとも１ページの印刷は可能なインク量を保持するサブインクタンクと、
   該サブインクタンクに供給するインクを保持するメインインクタンクと、
   該メインインクタンクから前記サブインクタンクにインクを供給するためのインク供給手段と、
   前記メインインクタンクから前記サブインクタンクに供給するインクの量を制御するためのインク供給量制御手段と、
   前記メインインクタンクのインク残量を検出するためのメインインクタンク残量検出手段と、
   前記サブインクタンクのインク残量を検出するためのサブインクタンク残量検出手段と、
   印字対象画像１ページ分のインク消費量を予測する消費量算出手段と、
   少なくとも２種類以上の出力品位が指定可能な画像品位設定手段と、を有し、
   インク消費量からサブインクタンク残量を引いた値をインク供給量と定義したとき、前記画像品位設定手段から得られた情報を基にして前記インク供給量と前記メインインクタンク残量を比較し、印字方法を決定する印字制御手段を有することを特徴とするインクジェットプリンタ。
3. 前記印字制御手段は、
   （１）前記インク供給量が正で且つ前記メインインクタンク残量より小さい時は、前記インク供給量制御手段を用いて前記インク供給量と等しいインクを前記インク供給手段を通じてメインインクタンクからサブインクタンクに供給するステップと、
   （２）前記インク供給量が正で且つ前記メインインクタンク残量より大きい時は、インク残量警告を出力するステップと、
   （３）前記インク供給量が負である場合は、サブインクタンクへのインク供給を行わないステップと、
   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。
4. 前記印字制御手段は、前記画像品位設定手段において画像品位自動設定が指定された時は、画質の最も高い品位から順番にインク供給量を求め、印字可能となった品位で直ちに印字を開始するステップを有することを特徴とする請求項２記載のインクジェットプリンタ。
5. 前記インク供給量制御手段は、予め求められた前記インク供給手段の供給駆動時間と供給量の関係を用いて必要な駆動時間を算出して供給量制御に用いるステップを有することを特徴とする請求項１又は２記載のインクジェットプリンタ。
6. 前記インク供給量制御手段は、前記サブインクタンクに設けられた液面センサを通じてインク量のフィードバックを受けながら供給量を制御するステップを有することを特徴とする請求項１又は２記載のインクジェットプリンタ。
7. 前記メインインクタンク残量検出手段又は前記サブインクタンク残量検出手段は、インクがフル充填された初期状態から１枚印字するごとに前記消費量算出手段から得られる消費量を積算し、該積算量を初期状態における残量から引くことにより現在量を算出するステップを有することを特徴とする請求項１又は２記載のインクジェットプリンタ。
8. 前記メインインクタンク残量検出手段又は前記サブインクタンク残量検出手段は、液面センサを通じて現在量を把握するステップを有することを特徴とする請求項１又は２記載のインクジェットプリンタ。
9. 前記消費量算出手段は、画像間引き手段を持ち、印字対象画像の全部或は前記画像間引き手段でサンプリングされた一部の画像を用いてインク消費量を予測するステップを有することを特徴とする請求項１又は２記載のインクジェットプリンタ。

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