JP2010064416A

JP2010064416A - 液体供給装置、印刷装置及び液体供給装置の制御方法

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Publication number: JP2010064416A
Application number: JP2008234410A
Authority: JP
Inventors: Yuichi Urabe; 雄一占部
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2008-09-12
Filing date: 2008-09-12
Publication date: 2010-03-25
Anticipated expiration: 2028-09-12
Also published as: US20100066774A1; US8696095B2; JP5332431B2

Abstract

【課題】コストアップや大型化を招くことなく、メインタンクの交換時期を適切に判断することが可能な液体供給装置、印刷装置及び液体供給装置の制御方法を提供する。
【解決手段】拡張機構がキャリッジの移動力によってインク室を拡張することにより、インクカートリッジからインクを引き込む構造において、インクジェットヘッドからのインクの吐出量からインクカートリッジのインク残量を算出する演算手段１１２と、演算手段１１２からの算出結果に基づいて、所定数のインクパックでのインク消費量がニアエンド領域に達して規定残量となっている場合にインクカートリッジの交換時期と判断するＣＰＵ１１５とを備えている。
【選択図】図７

Description

本発明は、メインタンクの液体を、サブタンクを介してヘッドに供給する液体供給装置、印刷装置及び液体供給装置の制御方法に関するものである。

上記液体供給装置の一例として、パソコン等に接続されるプリンタに組み込まれて、印刷ヘッドに液体としてのインクを供給する装置が挙げられる。
このような液体供給装置には、印刷手段を制御する印刷制御手段とメンテナンス動作制御手段とインク消費制御手段とを備え、インクの消費量をクリーニングとインク吐出数より算出してインク交換時期を警告させるものがある（例えば、特許文献１参照）。

特開２００１−７１５３０号公報

ところで、上記の技術では、インク吐出数よりインク消費量を求めインク残量を想定していたが、その検出精度があまり高くなかった。そのため、インクエンドと判定するための閾値を実際のインクエンドよりも高めに設定して余裕を持たせなければならず、したがって、インクが多少残留した状態でインクカートリッジを交換することとなり、インクの無駄を生じていた。

この場合、印刷ヘッドを搭載して移動するキャリッジの駆動力によって各色のインクをインクカートリッジから吸引するポンプ機能をもたせれば、キャリッジの負荷に基づいてインクカートリッジのインクエンドを検出することが可能であるが、同時期に複数色がインクエンドとなると、キャリッジの負荷が大きく上昇する。このため、キャリッジを駆動させるモータを大型化せざるを得ず、よって、装置の大型化及びコストアップを招いてしまう。

本発明の目的は、コストアップや大型化を招くことなく、メインタンクの交換時期を適切に判断することが可能な液体供給装置、印刷装置及び液体供給装置の制御方法を提供することにある。

上記課題を解決することのできる本発明に係る液体供給装置は、密封された容量可変の複数の貯留部に液体が貯留されたメインタンクと、
前記メインタンクから液体が補給される容量可変の液室を有するサブタンクと、
前記サブタンクから供給される液体の吐出が可能なヘッドと、
前記ヘッド及び前記サブタンクが搭載されて移動可能なキャリッジと、
前記キャリッジが移動することにより弾性部を介して移動される可動部材の移動で前記液室を拡張させて前記メインタンクから液体を引き込ませる拡張機構と、を有する液体供給装置であって、
前記ヘッドからの液体の吐出量から前記メインタンクの前記貯留部の液体残量を算出する演算手段と、
前記演算手段の算出結果に基づいて、所定数の前記貯留部での液体残量が規定残量である場合に前記メインタンクの交換時期と判断する判断手段とを備えていることを特徴とする。

この構成の液体供給装置によれば、所定数の前記貯留部での液体残量が規定残量である場合に前記メインタンクの交換時期と判断するので、所定数の貯留部が同時に液体供給困難の空となる状態を回避することができる。
つまり、所定数の貯留部が空状態となって拡張機構で液体を引き込むときにキャリッジに大きな負荷がかかる状態となる前にメインタンクの交換時期と判断するので、キャリッジに係る最大負荷を軽減することができ、キャリッジを移動させるモータ等をはじめとする駆動機構部分の小型化を図ることができる。
これにより、コストアップや大型化を招くことなく、メインタンクの交換を適切な時期に行うことができる。

本発明の液体供給装置において、前記判断手段は、前記キャリッジの移動に要する負荷に基づいて、前記メインタンクにおける前記貯留部の少なくとも一つが空であると判定した場合に、前記メインタンクの交換時期と判断することが好ましい。

この構成の液体供給装置によれば、キャリッジの移動に要する負荷に基づいて、前記メインタンクにおける前記貯留部の少なくとも一つが空であると判定した場合に、前記メインタンクの交換時期と判断するので、液体の無駄を抑えつつメインタンクを適切な時期に交換することができる。

本発明の液体供給装置において、前記貯留部が独立して交換可能とされていることが好ましい。

この構成の液体供給装置によれば、貯留部が独立して交換可能とされているので、液体が残留した貯留部を交換することなく、液体が空となった貯留部のみを交換することができ、液体の無駄を極力抑えることができる。

本発明の印刷装置は、搬送される媒体に対して前記ヘッドからインクを吐出して印刷処理を行う印刷装置であって、
前記ヘッドへインクを供給する装置として、前記本発明の何れかの液体供給装置を備えていることを特徴とする。

この構成の印刷装置によれば、コストアップや大型化を招くことなく、メインタンクの交換を適切な時期に行うことができ、インクの無駄を極力抑えることができる。

本発明の液体供給装置の制御方法は、密封された容量可変の複数の貯留部に液体が貯留されたメインタンクと、前記メインタンクから液体が補給される容量可変の液室を有するサブタンクと、前記サブタンクから供給される液体の吐出が可能なヘッドと、前記ヘッド及び前記サブタンクが搭載されて移動可能なキャリッジと、前記キャリッジが移動することにより弾性部を介して移動される可動部材の移動で前記液室を拡張させて前記メインタンクから液体を引き込ませる拡張機構と、を有する液体供給装置の制御方法であって、
前記ヘッドからの液体の吐出量から前記メインタンクの前記貯留部の液体残量を算出する残量算出ステップと、
前記残量算出ステップでの算出結果に基づいて、所定数の前記貯留部での液体残量が規定残量である場合に前記メインタンクの交換時期と判断する交換時期判断ステップと、を含むことを特徴とする。

この液体供給装置の制御方法によれば、所定数の前記貯留部での液体残量が規定残量である場合に前記メインタンクの交換時期と判断するので、所定数の貯留部が同時に空となる状態を回避することができる。
つまり、所定数の貯留部が空状態となって拡張機構で液体を引き込むときにキャリッジに大きな負荷がかかる状態となる前にメインタンクの交換時期と判断するので、キャリッジに係る最大負荷を軽減することができ、キャリッジを移動させるモータ等をはじめとする駆動機構部分の小型化を図ることができる。
これにより、コストアップや大型化を招くことなく、メインタンクの交換を適切な時期に行うことができる。

本発明の液体供給装置の制御方法において、前記キャリッジの移動に要する負荷に基づいて、前記メインタンクにおける前記貯留部の少なくとも一つが空であると判定する空判定ステップを含み、前記交換時期判断ステップは、前記空判定ステップにて前記貯留部の少なくとも一つが空であると判定した場合にも前記メインタンクの交換時期と判断することが好ましい。

この液体供給装置の制御方法によれば、キャリッジの移動に要する負荷に基づいて、前記メインタンクにおける前記貯留部の少なくとも一つが空であると判定した場合に、前記メインタンクの交換時期と判断するので、液体の無駄を抑えつつメインタンクを適切な時期に交換することができる。

以下、本発明に係る液体供給装置、印刷装置及び液体供給装置の制御方法の実施形態の例を、図面を参照しつつ説明する。
図１〜図１０は本発明に係る第１実施形態の液体供給装置によってインク供給機構が構成されたインクジェットプリンタを説明するための図であり、図１はインクジェットプリンタの外観斜視図、図２はインクジェットプリンタのプリンタカバーを開いた状態の斜視図、図３はインクジェットプリンタからプリンタケースを取り外した状態の斜視図、図４はインクポンプ部および規制板を示す平面図、図５はインクジェットプリンタのインク供給機構の要部を示す断面図、図６は自己封止ユニットの構造を示す断面図、図７はインクジェットプリンタの制御系を説明するブロック図、図８はインクカートリッジの構造を示す概略断面図、図９はキャリッジ移動量とキャリッジ負荷との関係を示すグラフ、図１０は制御部によるインクカートリッジの交換時期判断制御を説明するフローチャートである。

まず、本実施形態の印刷装置であるインクジェットプリンタの構造について説明する。
図１に示すように、インクジェットプリンタ１は、複数種のカラーインクを使用してロール紙の繰り出された一部にカラー印刷するものであり、プリンタ本体を覆うプリンタケース２の前面には、ロール紙カバー５及びインクカートリッジカバー７が開閉自在に設けられている。更に、プリンタケース２の前面には、電源スイッチ３と共にフィードスイッチやインジケータ等も配置されている。

ロール紙カバー５を開くと、図２に示すように、印刷される媒体であるロール紙１１を収容した用紙収容部１３が開放状態になって、ロール紙１１の交換が可能になる。
また、インクカートリッジカバー７を開くと、カートリッジ装着部１５が開放状態になり、カートリッジ装着部１５へのインクカートリッジ（メインタンク）１７の着脱が可能になる。

この場合、インクカートリッジカバー７を開く動作に連動して、カートリッジ装着部１５の前方にインクカートリッジ１７が所定距離だけ引き出される構成になっている。

プリンタケース２内の用紙収容部１３の上方には、図３に示すように、インクジェットヘッド（ヘッド）２１を搭載したキャリッジ２３が設けられている。キャリッジ２３は、ロール紙１１の幅方向に沿って延在するガイド部材２５によって用紙幅方向に移動自在に支持されると共に、ロール紙１１の幅方向に延在する無端ベルト２６ａと無端ベルト２６ａを駆動するキャリッジモータ２６ｂとによって、プラテン２８の上方をロール紙１１の幅方向に往復移動可能になっている。インクジェットヘッド２１は、ロール紙１１の繰り出された一部に対してインクを吐出して印刷処理を行う。

図示のように、カートリッジ装着部１５の上方が、往復移動するキャリッジ２３の待機位置（ホームポジション）となっている。そして、この待機位置の下方には、キャリッジ２３の下面に露出するインクジェットヘッド２１のインクノズルを覆うキャップ２７と、キャップ２７を介してインクジェットヘッド２１の各インクノズル内のインクを吸引廃棄するインク吸引機構２９とが設けられている。

インクカートリッジ１７は、カートリッジケース１８内に複数個の図示略のカラーインクパックを収容したものである。インクカートリッジ１７内の各インクパック（貯留部）は、可撓性材料からなり容量可変であって、内部にインクを貯留した状態で密封されるもので、インクカートリッジ１７をカートリッジ装着部１５に装着した際に、カートリッジ装着部１５側に設けられた図示略のインク供給針がインクパックのインク供給口に差込接続される。カートリッジ装着部１５のインク供給針には、プリンタケース２内に固定されたインク流路３１が接続され、このインク流路３１には、各色に分けられた可撓性のインク供給チューブ３３の一端が接続されている。

インク供給チューブ３３の他端は、キャリッジ２３上に設けられた各色のインクポンプ部（補給機構）３４に接続されている。各インクポンプ部３４は、インクジェットヘッド２１の上方に設けられており、インクジェットヘッド２１に接続された自己封止ユニット３６にそれぞれ接続されている。

キャリッジ２３には、インクジェットヘッド２１の他に、インクポンプ部３４及び自己封止ユニット３６が一体的に搭載された構成になっている。
これにより、インクカートリッジ１７内の各インクパックのインクは、カートリッジ装着部１５のインク供給針から、インク流路３１、インク供給チューブ３３、各色のインクポンプ部３４及び各色の自己封止ユニット３６を経て、インクジェットヘッド２１の各インクノズルにそれぞれ供給されるようになっている。

インクポンプ部３４は、プリンタ１の本体に対して移動可能なキャリッジ２３が移動することによりインクカートリッジ１７からインクを引き込むもので、プリンタ１の本体側には、キャリッジ２３が移動することによりインクポンプ部３４を動作させる図４にも示す規制板３７が、キャリッジ２３の待機位置への移動方向前方に配置されている。
そして、上記インクジェットプリンタ１では、インクカートリッジ１７、サブタンク４５、インクジェットヘッド２１、キャリッジ２３及びインクポンプ部３４からインク供給機構（液体供給機構）が構成されている。

次に、インク供給機構を構成するインクポンプ部３４について、一色分の構造を例示して説明する。
図５に示すように、流路３１のインクカートリッジ１７側における端部には、逆止弁４１が設けられ、インクカートリッジ１７とインクポンプ部３４との間において、逆止弁４１によってインクカートリッジ１７側からインクポンプ部３４側へのみインクが流れるようになっている。

インクポンプ部３４は、インクカートリッジ１７からインク供給チューブ３３を介してインクを引き込むサブタンク４５を備えている。このサブタンク４５は、上部分割体４６と下部分割体４７とで構成されており、これら上部分割体４６と下部分割体４７との間に、可撓性を有するダイヤフラムからなる可撓膜４９によってその上部が覆われたインク室（液室）５０を有している。この可撓膜４９は、水分透過性及びガス透過性の低いブチルゴム等から形成されている。

このインク室５０は、インク供給チューブ３３に連通しかつ自己封止ユニット３６側の流路４２に連通しており、インクカートリッジ１７からインクが供給されるとともに自己封止ユニット３６側にインクを供給可能となっている。また、インク流路４２の自己封止ユニット３６側における端部には、逆止弁４３が設けられ、インク室５０と自己封止ユニット３６側との間において、逆止弁４３によってインク室５０側から自己封止ユニット３６側へのみインクが流れるようになっている。可撓膜４９は、変形容易な可撓性材料からなっており、この可撓膜４９の変形をともなってインク室５０が容量可変となり、拡張、縮小される。インクポンプ部３４には、この可撓膜４９を変位させてインク室５０を拡張する拡張機構５２が設けられている。

拡張機構５２は、上下方向に延在する筒状のシリンダ５３と、このシリンダ５３内で上下に摺動可能に嵌挿されるピストン（可動部材）５４と、上部分割体４６におけるシリンダ５３の上方に配置された揺動軸５５に揺動可能に支持された揺動アーム５６と、揺動アーム５６とピストン５４との間に介装された引っ張りコイルバネ（弾性部）５７とを有している。

シリンダ５３は、水分透過性及びガス透過性の低いポリプロピレン等の樹脂材料からなっている。シリンダ５３は、ピストン５４の外径よりもわずかに大径の内径を有してピストン５４の外周面を摺動可能に案内する小径内周面５９が上部に形成され、下部にピストン５４の外周面との間に隙間を形成する大径内周面６０が形成された段差形状をなしている。

ピストン５４は、水分透過性及びガス透過性の低いポリプロピレン等の樹脂材料から形成されている。ピストン５４は、略有底筒状に形成されて、その揺動アーム５６側は、揺動アーム５６を配置させるため、上端から中間位置まで切り欠かれている。

また、ピストン５４の底部より上方には、引っ張りコイルバネ５７の下端を係止する係止部６７が形成されている。

揺動アーム５６は、揺動軸５５からシリンダ５３内に延出する腕部６９と、揺動軸５５から下方に延出する上下延出部７０と、上下延出部７０の腕部６９とは反対側の端部から腕部６９とは逆向きに延出する入力部７１とを有している。腕部６９の先端は鉤状とされており、この部分に引っ張りコイルバネ５７の上端が係止されている。

可撓膜４９は、上部分割体４６の円環溝７３に嵌合された状態で上部分割体４６と下部分割体４７とに挟持される円環状の厚肉のベース部７４と、このベース部７４の内周部から筒状をなして延出する薄肉の膜部７５と、膜部７５のベース部７４とは反対側を閉塞させる厚肉の略円板状の固定部７６とを有する一体成形品である。

固定部７６の中央には、先細り形状の突起部７７が一体成形され、この突起部７７がピストン５４に形成されたスリット６５に圧入されて嵌合されている。この状態で固定部７６がピストン５４の底部に一体化され、よって可撓膜４９は、ピストン５４の移動により固定部７６及び膜部７５が変位する。

図６に示すように、自己封止ユニット３６は、ユニット本体８１に、供給路８２、中間路８３及び排出路８４が形成されている。そして、供給路８２に形成された供給口８２ａに、流路４２の下流側端部が接続され、排出路８４に形成された排出口８４ａに、インクジェットヘッド２１が接続されている。

供給路８２と中間路８３とを区画する壁部８５には、流入口８５ａが形成されており、この流入口８５ａで供給路８２内のインクが中間路８３内へ流入される。また、中間路８３と排出路８４とを区画する壁部８６には、連通口８６ａが形成されており、この連通口８６ａで中間路８３内のインクが排出路８４内へ流入される。

中間路８３内には、壁部８６に支点部８７が形成されており、この支点部８７には、揺動棒９１が揺動可能に支持されている。この揺動棒９１には、その一端部に、壁部８５側へ向かって屈曲する作動棒部９２が一体に形成されており、この作動棒部９２の先端には、壁部８５に当接して流入口８５ａを閉鎖する閉鎖板９３が形成されている。また、この閉鎖板９３と壁部８６との間には、圧縮バネ９４が設けられ、この圧縮バネ９４の付勢力によって閉鎖板９３が壁部８５側へ向かって付勢されている。また、揺動棒９１の他端部には、壁部８６側へ屈曲され、この壁部８６の連通口８６ａに挿通された押圧棒部９５が形成されている。

また、ユニット本体８１の排出路８４側の側壁８１ａには、開口部９６が形成されている。この開口部９６には、その開口縁部に、液密性及び可撓性を有するフィルム９７が液密的に連結されている。このフィルム９７の排出路８４側における中央部分には、押圧板９８が固定されている。そして、この押圧板９８に、揺動棒９１の押圧棒部９５の先端部が当接されている。

また、押圧板９８と壁部８６との間には圧縮バネ９９が取り付けられており、この圧縮バネ９９の付勢力によって押圧板９８が外側へ押し出されている。そして、この自己封止ユニット３６では、閉鎖板９３が、圧縮バネ９４及び閉鎖板９３に作用する圧力によって壁部８５に押し付けられ、流入口８５ａが閉鎖される。

そして、自己封止ユニット３６では、フィルム９７によって覆われた部分の容積の減少にともない押圧板９８によって揺動棒９１の押圧棒部９５が押圧されると、揺動棒９１が支点部８７による連結箇所を中心として揺動することにより、閉鎖板９３が壁部８５から離れる。これにより、供給路８２から流入口８５ａを通って中間路８３及び排出路８４へインクが流れ込み、インクジェットヘッド２１へ供給される。

そして、この自己封止ユニット３６をインクジェットヘッド２１の上流側に設けることにより、例えば、キャリッジ２３の加減速などによって供給側におけるインクの圧力変動が発生したとしても、この圧力変動のインクジェットヘッド２１への伝達が自己封止ユニット３６で遮断される。
これにより、圧力変動が伝達されることによるインクジェットヘッド２１での意図しないインクの吐出、インクだれまたは吐出不良によるドット抜けなどの不具合が防止される。

上記構造のプリンタ１において、キャリッジ２３が待機位置にあるとき、揺動アーム５６の入力部７１がキャリッジ２３外の規制板３７に当接し、上下延出部７０が鉛直に沿い腕部６９及び入力部７１が水平をなす状態とされる。このとき、引っ張りコイルバネ５７の付勢力でピストン５４が引き上げられる。

また、キャリッジ２３が待機位置から離れてインクジェットヘッド２１を印刷可能領域に位置させ、その後、この印刷可能領域内でインクジェットヘッド２１がインクを吐出させて印刷を行うことで、自己封止ユニット３６からインクジェットヘッド２１にインクが供給され、自己封止ユニット３６内が負圧になると、インク室５０から流路４２を介して自己封止ユニット３６にインクが供給される。

ここで、インク室５０のインクが減少すると、このインクの減少により生じる負圧で、可撓膜４９の膜部７５を変形させながら固定部７６と一体にピストン５４が下降する。すると、ピストン５４に引っ張りコイルバネ５７を介して連結された揺動アーム５６が腕部６９の先端を下降させるように揺動することになり、その結果、揺動アーム５６の入力部７１の側方への突出量が拡大する。

この状態からキャリッジ２３が待機位置に戻ると、キャリッジ２３とともに移動する揺動アーム５６が入力部７１においてキャリッジ２３外の規制板３７に当接して、キャリッジ２３が移動することにより揺動し、上下延出部７０が鉛直に沿い腕部６９及び入力部７１が水平をなす。これにより、腕部６９の先端部が上昇し、引っ張りコイルバネ５７を介して連結されたピストン５４がシリンダ５３内を摺動して引き上げられる。

この引っ張りコイルバネ５７を介して行われるピストン５４の移動によって、インクポンプ部３４の可撓膜４９の固定部７６がピストン５４と一体に上昇し、サブタンク４５のインク室５０が拡張されて容量が増大される。このように、インク室５０の容量が増大すると、逆止弁４１を開きながら、且つ、逆止弁４３を閉じながらインクカートリッジ１７からインク流路３１及びインク供給チューブ３３を介してインクがインク室５０に吸引されることになる。

そして、上記構造のインクジェットプリンタ１では、制御部１００が、印刷動作中に、所定のタイミングで、上記のインク補給動作を行う。なお、このインク補給動作は、最大にインクを消費する印刷が行われても、少なくともインクジェットヘッド２１へインクを供給可能な程度の量のインクがインク室５０内に残留した状態で行われる。

図７に示すように、インクジェットプリンタ１の制御部１００は、インクジェットヘッド２１及びキャリッジモータ２６ｂに制御信号を送信することにより、インクジェットヘッド２１及びキャリッジモータ２６ｂの駆動を制御し、ロール紙１１への印刷処理等を実行するものである。また、制御部１００には、キャリッジ２３の位置情報を送信するエンコーダ１０３が接続されており、制御部１００は、エンコーダ１０３からの信号によってキャリッジ２３の位置を検出する。

この制御部１００は、検知手段１１１、演算手段１１２、比較手段１１３、記憶手段１１４及びＣＰＵ１１５を備え、検知手段１１１、演算手段１１２及び比較手段１１３はＣＰＵ１１５によって制御される。
検知手段１１１はキャリッジモータ２６ｂの電流値を検出する。演算手段１１２は検出手段１１１によって検出した電流値に基づいて、キャリッジ２３の移動に要する負荷であるキャリッジ負荷を電流値として算出して積算する。比較手段１１３は、記憶手段１１４に予め記憶されている閾値と演算手段１１２によって求められた電流値からなるキャリッジ負荷の積算値とを比較する。ＣＰＵ１１５は、比較手段１１３からの比較結果に基づいて、インクカートリッジ１７内のインクの空状態の判定を行う。

図８に示すように、インクカートリッジ１７内の４色のインクパック（貯留部）１７ａは、可撓性材料からなり容量可変であるとともに、内部にインクを貯留した状態で密封されている。
したがって、貯留したインク残量が減少して空に近い状態となると、インク室５０を拡張してインクを引き込む際に要する負荷が大きくなる。すなわち、インクカートリッジ１７内のインクが空になるとインク室５０を拡張するためのキャリッジ２３の移動の負荷が大きく増加し、キャリッジモータ２６ｂの電流値が大きく増加することから、インクが空になったときの電流値に基づき、記憶手段１１４に記憶される閾値が設定されている。そして、上記構成の制御部１００は、インクカートリッジ１７内のインクの残量がなくなって空となったことを検出する。この場合の空とは、インク貯留部内から所望量のインクが供給困難になった状態であり、インクパック１７ａに多少のインクが残っている場合も含んでいる。

ここで、図９に示すように、インク室５０内のインクが消費されてなく、満タンの状態では、キャリッジ負荷は、待機位置であるホームポジション（ＨＰ）まで一定となる（図９における二点鎖線参照）。
また、インク室５０内のインクが消費されていた状態では、揺動アーム５６の入力部７１が規制板３７に当接した時点から、インクカートリッジ１７のインクがインク室５０に引き込まれて容量が増大することにより、キャリッジ負荷が上昇する（図９における一点鎖線参照）。

このとき、インクカートリッジ１７のインクが空であると、インク室５０へのインクの引き込みが行われないこととなる。したがって、この状態では、揺動アーム５６の入力部７１が規制板３７に当接した時点から、引っ張りコイルバネ５７が伸びることとなり、その弾性力に応じてキャリッジ負荷が大きく上昇する（図９における実線参照）。
つまり、キャリッジ負荷は、インクカートリッジ１７のインクが空の状態である場合と残留している場合とで大きく異なる。よって、キャリッジ２３の移動量に対するキャリッジ負荷の積算値を閾値と比較することにより、インクカートリッジ１７が空（インクエンド）であるか否かを容易にかつ迅速に判定することができる。

なお、キャリッジ負荷は、キャリッジ２３がホームポジション（ＨＰ）を越えて、限界点に達して移動が規制されると、何れのパターンにおいても、図９に示すように、急激に増加することとなる。そして、この急激なキャリッジ負荷の増加点を検出することにより、キャリッジ２３の原点を設定することができる。

また、この制御部１００には、リーダライター１０１が接続されている。このリーダライター１０１は、インクカートリッジ１７に設けられたＩＣチップ１０２に対して、インク情報の読み書きを行う。ＩＣチップ１０２に書き込まれるインク情報としては、例えば、インク消費量、インク残量、廃インク量、使用開始日、使用装置情報などである。

制御部１００は、カートリッジ装着部１５に装着されているインクカートリッジ１７のＩＣチップ１０２に記憶されているインク情報をリーダライター１０１によって読み取る。なお、装着されているインクカートリッジ１７が新品であった場合は、ＩＣチップ１０２に、使用開始日及び使用装置情報を書き込む。

また、印刷処理又はクリーニング処理が行われると、演算手段１１２は、印刷処理又はクリーニング処理にてインクジェットヘッド２１から吐出されるインク滴のドットカウント値を求め、ドットカウント値としてＩＣチップ１０２に既に記憶されているインク消費量に、求めたドットカウント値を加算してトータルのインク消費量を更新し、ＩＣチップ１０２に書き込む。

次に、制御部１００によるインクカートリッジ１７の交換時期を判断する交換時期判断制御について、図１０に示すフローチャートによって説明する。
まず、制御部１００は、インクカートリッジ１７における各色のインク消費量であるドットカウント値がニアエンド領域に達してインク残量が規定残量となっているか否かを判断する（ステップＳ０１）。
ここで、ニアエンド領域は、インクカートリッジ１７のインクパック１７ａ内のインクが少量残っている状態から完全に空となる状態までの領域であり、このニアエンド領域にインク消費量のドットカウント値が達している場合は、インクパック１７ａ内のインク残量が残り僅かな状態の既定残量であるとされる。

上記の判断にて、ドットカウント値がニアエンド領域に達してインク残量が規定残量であると判断されたら（ステップＳ０１：Ｙｅｓ）、ニアエンド領域に達しているインク色の数が閾値とされている所定数以上であるかを判断する（ステップＳ０２）。
本実施形態では、所定数が４とされ、４色のインクパック１７ａを有するインクカートリッジ１７の内の全色がニアエンド領域に達しているかが判断される。

そして、この判断にて、ニアエンド領域の色数が所定数である４に満たないと判断すると（ステップＳ０２：Ｎｏ）、キャリッジ２３の負荷がリアルエンド領域であるかを判断する（ステップＳ０３）。
具体的には、キャリッジ２３が待機位置へ向かってインク補給動作を行う際のキャリッジ負荷の積算値が閾値であるリアルエンド領域に達してインクカートリッジ１７の何れか少なくとも１色のインク色のインクパック１７ａが空（リアルエンド）となっているかを判断する。

この判断にて、何れかのインク色のインクパック１７ａがリアルエンド領域に達していると判断すると（ステップＳ０３：Ｙｅｓ）、インクカートリッジ１７の交換を促すための表示を行う（ステップＳ０４）。
また、この判断にて、何れのインク色もリアルエンド領域に達していないと判断すると（ステップＳ０３：Ｎｏ）、ステップＳ０２へ移行し、ニアエンド領域に達しているインク色の数の判断を行う。

前述のニアエンド領域のインク色数の判断にて所定数である４色がニアエンド領域であると判断すると（ステップＳ０２：Ｙｅｓ）、インクカートリッジ１７の交換を促すための表示を行う（ステップＳ０４）。

以上説明したように、上記本発明に係る実施形態によれば、拡張機構５２がキャリッジ２３の移動力によってインク室５０を拡張することにより、インクカートリッジ１７からインクを引き込む構造において、ニアエンド領域のインク色数が全色の４に満たない３色の場合にてリアルエンド領域のインク色があると判断するとインクカートリッジ１７の交換を促すので、最大でもリアルエンドのインク色を３色とすることができ、４色が同時にリアルエンドとなることを回避することができる。

つまり、所定数のインク色がリアルエンドとなってキャリッジ２３に大きな負荷がかかる前にインクカートリッジ１７の交換時期と判断するので、所定数のインクパック１７ａが同時にインクエンドとなる状態を回避し、キャリッジ２３に係る最大負荷を軽減することができ、キャリッジモータ２６ｂをはじめとするキャリッジ２３の駆動機構部分の小型化を図ることができる。
これにより、コストアップや大型化を招くことなく、インクカートリッジ１７の交換を適切な時期に行うことができる。

また、キャリッジ２３の移動に要する負荷に基づいて、インクカートリッジ１７におけるインクパック１７ａの少なくとも一つがインクエンドであると判定した場合に、インクカートリッジ１７の交換時期と判断するので、インクの無駄を抑えつつインクカートリッジ１７を適切な時期に交換することができる。

なお、上記実施形態では、インクジェットヘッド２１から４色のインクを吐出するプリンタ１を例とし、４色のインク色の全てがニアエンド領域であると判断した場合にインクカートリッジ１７の交換を促すように制御したが、インクカートリッジ１７の交換を促す判断のニアエンド領域のインク色の所定数は４色に限らない。

また、上記実施形態では、４色のインクパック１７ａが内蔵されたインクカートリッジ１７を用いる場合を例としているが、図１１に示すように、各色のインクパック１７ａを内蔵した各色毎のインクカートリッジ１７を用いる場合にも適用可能である。
この場合、ニアエンド領域となっているインク色数が所定数ではなく（ステップＳ０２：Ｎｏ）、何れかのインク色がリアルエンド領域と判断した際に（ステップＳ０３：Ｙｅｓ）、そのリアルエンド領域と判断したインク色のインクカートリッジ１７のみの交換を促すための表示を行う（ステップＳ０４）。
つまり、インク色毎に独立したインクカートリッジ１７を用いる場合では、インクが空となったインクカートリッジ１７のみを交換させることができ、インクが残留した他のインクパック１７ａを交換することがなく、インクの無駄を極力抑えることができる。

また、本発明に係る液体供給装置は、上記実施形態で例示したインクジェット式のプリンタをはじめとして、液晶ディスプレイ等のカラーフィルタの製造に用いられる色材吐出ヘッド、有機ＥＬディスプレイ、ＦＥＤ（面発光ディスプレイ）等の電極形成に用いられる電極材吐出ヘッド、バイオチップ製造に用いられる生体有機物吐出ヘッド等の液体を吐出する液体吐出ヘッドに液体を供給する液体供給装置、精密ピペットとしての試料吐出装置への液体供給装置等にも適用できる。
また、液体の概念にはジェル状のもの、粘性の高いもの、固形物を溶媒に混合させたもの、も含み、さらにインクの概念には水性インクも油性インクも含む。

本発明の第１実施形態に係る印刷装置の一例であるインクジェットプリンタを示す外観斜視図である。インクジェットプリンタのプリンタカバーを開いた状態の斜視図である。インクジェットプリンタからプリンタケースを取り外した状態の斜視図である。インクジェットプリンタのインクポンプ部および規制板を示す平面図である。インクジェットプリンタのインク供給機構の要部を示す断面図である。インクジェットプリンタの自己封止ユニットの構造を示す断面図である。インクジェットプリンタの制御系を説明するブロック図である。インクカートリッジの構造を示す概略断面図である。キャリッジ移動量とキャリッジ負荷との関係を示すグラフである。制御部によるインクカートリッジの交換時期判断制御を説明するフローチャートである。インクカートリッジの他の構造を示す概略断面図である。

符号の説明

１…インクジェットプリンタ（印刷装置、液体供給装置）、１７…インクカートリッジ（メインタンク）、１７ａ…インクパック（貯留部）、２１…インクジェットヘッド（ヘッド）、２３…キャリッジ、４５…サブタンク、５０…インク室（液室）、５２…拡張機構、５４…ピストン（可動部材）、５７…引っ張りコイルバネ（弾性部）、１１２…演算手段、１１５…ＣＰＵ（判断手段）。

Claims

密封された容量可変の複数の貯留部に液体が貯留されたメインタンクと、
前記メインタンクから液体が補給される容量可変の液室を有するサブタンクと、
前記サブタンクから供給される液体の吐出が可能なヘッドと、
前記ヘッド及び前記サブタンクが搭載されて移動可能なキャリッジと、
前記キャリッジが移動することにより弾性部を介して移動される可動部材の移動で前記液室を拡張させて前記メインタンクから液体を引き込ませる拡張機構と、を有する液体供給装置であって、
前記ヘッドからの液体の吐出量から前記メインタンクの前記貯留部の液体残量を算出する演算手段と、
前記演算手段の算出結果に基づいて、所定数の前記貯留部での液体残量が規定残量である場合に前記メインタンクの交換時期と判断する判断手段とを備えていることを特徴とする液体供給装置。
請求項１に記載の液体供給装置であって、
前記判断手段は、前記キャリッジの移動に要する負荷に基づいて、前記メインタンクにおける前記貯留部の少なくとも一つが空であると判定した場合に、前記メインタンクの交換時期と判断することを特徴とする液体供給装置。
請求項１または請求項２に記載の液体供給装置であって、
前記貯留部が独立して交換可能とされていることを特徴とする液体供給装置。
搬送される媒体に対して前記ヘッドからインクを吐出して印刷処理を行う印刷装置であって、
前記ヘッドへインクを供給する装置として、請求項１から３の何れか一項に記載の液体供給装置を備えていることを特徴とする印刷装置。
密封された容量可変の複数の貯留部に液体が貯留されたメインタンクと、前記メインタンクから液体が補給される容量可変の液室を有するサブタンクと、前記サブタンクから供給される液体の吐出が可能なヘッドと、前記ヘッド及び前記サブタンクが搭載されて移動可能なキャリッジと、前記キャリッジが移動することにより弾性部を介して移動される可動部材の移動で前記液室を拡張させて前記メインタンクから液体を引き込ませる拡張機構と、を有する液体供給装置の制御方法であって、
前記ヘッドからの液体の吐出量から前記メインタンクの前記貯留部の液体残量を算出する残量算出ステップと、
前記残量算出ステップでの算出結果に基づいて、所定数の前記貯留部での液体残量が規定残量である場合に前記メインタンクの交換時期と判断する交換時期判断ステップと、を含むことを特徴とする液体供給装置の制御方法。
請求項５に記載の液体供給装置の制御方法であって、
前記キャリッジの移動に要する負荷に基づいて、前記メインタンクにおける前記貯留部の少なくとも一つが空であると判定する空判定ステップを含み、前記交換時期判断ステップは、前記空判定ステップにて前記貯留部の少なくとも一つが空であると判定した場合にも前記メインタンクの交換時期と判断することを特徴とする液体供給装置の制御方法。