JP2013226737A - Inkjet recording apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、メインタンクとサブタンクとを備えたインクジェット記録装置に関する。 The present invention relates to an ink jet recording apparatus including a main tank and a sub tank.
近年、A1サイズやA0サイズといった大判の記録媒体への記録にインクジェット記録装置が用いられてきている。この種のインクジェット記録装置では、一般的に主走査方向に往復走査されるキャリッジに搭載されたインクジェット記録ヘッド(以下、記録ヘッドと称する。)と大容量のメインインクタンク(以下、メインタンクと称する。)とをチューブによって連結して記録ヘッドにインクを供給する構成が採用される。 In recent years, inkjet recording apparatuses have been used for recording on large format recording media such as A1 size and A0 size. In this type of ink jet recording apparatus, an ink jet recording head (hereinafter referred to as a recording head) mounted on a carriage that is generally reciprocated in the main scanning direction and a large capacity main ink tank (hereinafter referred to as a main tank). .) Are connected by a tube to supply ink to the recording head.
大判のインクジェット記録装置の用途は黒単色の線画から写真調の画像の記録まで幅広い。中でも写真調の画像のような印字デューティーの高い画像の場合、その記録には多量のインクが消費される。大判のインクジェット記録装置では、大容量のメインタンクが用いられているが、記録画像の種類や印刷量によって、多量にインクが消費されると結果としてメインタンクの交換頻度の増加を招くことになる。 Applications of large-format inkjet recording devices range from black line drawings to photographic image recording. In particular, in the case of an image having a high printing duty such as a photographic image, a large amount of ink is consumed for the recording. A large-format ink jet recording apparatus uses a large-capacity main tank. However, if a large amount of ink is consumed depending on the type of recorded image and the amount of printing, the replacement frequency of the main tank increases. .
メインタンクと記録ヘッドをチューブで直結した構成の場合、メインタンクを交換するには、記録動作を中断する必要があり、交換作業に消費される時間をロスすることになり記録効率が低下する。また1枚の記録媒体への記録途中にメインタンクの交換作業を行って記録動作を中断すると、中断の前後で時間経過による色ムラが生じ、画像品質が低下してしまう。 In the case where the main tank and the recording head are directly connected by a tube, in order to replace the main tank, it is necessary to interrupt the recording operation, so that the time consumed for the replacement work is lost and the recording efficiency is lowered. If the main tank is exchanged during recording on one recording medium and the recording operation is interrupted, color unevenness due to the passage of time occurs before and after the interruption, and the image quality deteriorates.
そこで、記録動作を中断することなくメインタンクを交換するために、メインタンクと記録ヘッドとの間にサブタンクを備えたインクジェット記録装置が特許文献1に提案されている。特許文献1には、メインタンクとサブタンクとを連結し、メインタンクからサブタンクにインクを移動させ、サブタンクにインクを充填する構成が開示されている。そして、サブタンクからチューブを介して接続された記録ヘッドにインクが供給され記録動作が行なわれる構成となっている。この構成では、メインタンク内のインクを使いきった場合であってもサブタンク内に貯留されているインクによって記録を継続することができる。そのため、サブタンク内のインクを消費して記録動作を行っている間にメインタンクを交換すればよい。これによって、記録動作を中断することなく、メインタンクを交換することができ、メインタンクの交換にかかる時間のロスによる記録効率の低下や時間経過による画像品質の低下を防ぐことができる。
In view of this, Japanese Patent Application Laid-Open No. H10-228867 proposes an ink jet recording apparatus that includes a sub tank between the main tank and the recording head in order to replace the main tank without interrupting the recording operation.
ところで、特許文献1には、サブタンクと記録ヘッドとを連結するインク供給流路としてのチューブの途中にインク供給流路を遮断できる弁が配されている。この弁は、容積が可変する容積変化部材で構成されており(以下、ダイヤフラム弁と称する。)、このダイヤフラム弁を動作させることによってサブタンク内を負圧にすることができる。メインタンクからサブタンクへのインク充填は、ダイヤフラム弁を動作させてサブタンク内を負圧にしてメインタンクからインクをサブタンクに引き込むことで行なわれる。
By the way, in
ところが、サブタンクと記録ヘッドの間に配置されたダイヤフラム弁を駆動させてサブタンクへのインク充填を行う状態ときは、サブタンクと記録ヘッドとをつなぐインク経路が閉鎖状態と開放状態を繰り返すことが必要になる。そのため、ダイヤフラム弁を駆動させているときには、記録ヘッドへのインク供給が行えず記録動作を継続することができない。つまり、サブタンクへのインク充填と記録動作とは両立することができず、サブタンクへのインク充填の際には、記録動作を中断し、記録動作とは独立した動作にする必要があり、記録効率の低下が生じていた。 However, when the diaphragm valve disposed between the sub tank and the print head is driven to fill the sub tank with ink, it is necessary that the ink path connecting the sub tank and the print head repeats the closed state and the open state. Become. Therefore, when the diaphragm valve is driven, ink cannot be supplied to the recording head and the recording operation cannot be continued. In other words, the ink filling of the sub tank and the recording operation cannot be achieved at the same time. When the ink is filled in the sub tank, the recording operation must be interrupted and the operation independent of the recording operation. There was a decline.
そのため本発明者らは、キャリッジの加速度により生じるチューブ内のインクにかかる動圧を用いて、メインタンクからサブタンクへのインク充填を行うことができるインクジェット記録装置を検討している。ところで、メインタンクとサブタンクとを有する記録装置では、キャリッジに加速度が生じていなくても、記録動作に用いられたインク量(以下、記録インク量とも称する)と同じ量のインクがサブタンクからメインタンクに供給される。これは、記録動作によりサブタンクのインクが使用されると、サブタンク内が減圧状態となるためである。 For this reason, the present inventors have studied an ink jet recording apparatus that can perform ink filling from the main tank to the sub tank using the dynamic pressure applied to the ink in the tube caused by the acceleration of the carriage. By the way, in a recording apparatus having a main tank and a sub tank, even if no acceleration is generated in the carriage, the same amount of ink as that used for the recording operation (hereinafter also referred to as recording ink amount) is transferred from the sub tank to the main tank. To be supplied. This is because when the sub tank ink is used in the recording operation, the sub tank is depressurized.
つまり本発明者らが検討する記録装置においては、記録に使用されたインクと、動圧を利用して移動したインクとがメインタンクからサブタンクへと供給され、サブタンクのみで見たときには動圧を利用して移動したインクの量が増加していることになる。 That is, in the recording apparatus examined by the present inventors, the ink used for recording and the ink moved using the dynamic pressure are supplied from the main tank to the sub tank, and when viewed from only the sub tank, the dynamic pressure is reduced. This means that the amount of ink that has been moved in use has increased.
しかしながら、動圧によりサブタンクに充填できるインク量がそれほど多くない場合には、サブタンク内にインクが十分に充填される前にメインタンク内のインクが無くなってしまうという状況が生じる可能性がある。このような場合には、サブタンク内のインク残量を正確に把握することが困難となっているため、サブタンク内のインクのみで記録動作を継続していると、記録動作中にサブタンク内のインクが無くなり、記録動作を中断せざるを得なくなる可能性がある。 However, when the amount of ink that can be filled in the sub tank due to dynamic pressure is not so large, there is a possibility that the ink in the main tank runs out before the sub tank is sufficiently filled with ink. In such a case, it is difficult to accurately grasp the remaining amount of ink in the sub tank. Therefore, if the recording operation is continued only with the ink in the sub tank, the ink in the sub tank is not displayed during the recording operation. There is a possibility that the recording operation will be interrupted.
なお、サブタンク内のインク残量を正確に検知するために、インクの液面位置を検知するセンサをサブタンク内に多数配置する方法もあるが、記録装置のコスト増加につながるとともに、記録装置の大型化を招くことになってしまう。 In order to accurately detect the remaining amount of ink in the sub tank, there is a method of arranging a large number of sensors in the sub tank for detecting the liquid level of the ink. However, this increases the cost of the recording apparatus and increases the size of the recording apparatus. It will lead to change.
そこで本発明は、記録装置のコスト増加や記録装置の大型化を招くことなく、記録動作中のインク不足の発生を防止し、かつ、記録効率を低下させずにサブタンクへのインク充填が行える信頼性の高いインクジェット記録装置を提供することを目的としている。 Therefore, the present invention prevents the occurrence of ink shortage during the recording operation without increasing the cost of the recording apparatus or increasing the size of the recording apparatus, and can reliably fill the sub tank with ink without reducing the recording efficiency. An object of the present invention is to provide an ink jet recording apparatus having high performance.
このような課題を鑑みて本発明のインクジェット記録装置は、インクを吐出する吐出口を有する記録ヘッドと、前記記録ヘッドを搭載して往復走査するキャリッジと、インクを貯留するメインタンクと、前記メインタンクから管を介してインクが供給されるサブタンクと、前記記録ヘッドと前記サブタンクの間を接続する供給チューブと、を備え、
記録動作時の前記供給チューブ内のインクの動圧が、前記管のインク移動に対する耐圧かつ空気移動に対する耐圧より大きくなるように、前記キャリッジの加速度を制御する加速度制御手段と、記録動作時以外のタイミングで、前記メインタンクから前記サブタンクへインク充填を行うように制御する制御手段と、を有し、前記制御手段は、前記サブタンクが所定量未満であり、かつ、前記メインタンクのインク残量が1枚の記録媒体に印字をするために必要な最大のインク量未満である場合に、インク充填を行うように制御することを特徴としている。
In view of such a problem, the ink jet recording apparatus of the present invention includes a recording head having an ejection port for ejecting ink, a carriage that carries the recording head and reciprocates, a main tank that stores ink, and the main A sub-tank to which ink is supplied from the tank via a pipe, and a supply tube for connecting between the recording head and the sub-tank,
An acceleration control means for controlling the acceleration of the carriage so that the dynamic pressure of the ink in the supply tube during the recording operation is greater than the pressure resistance against the ink movement of the tube and the pressure resistance against the air movement; Control means for controlling ink filling from the main tank to the sub tank at a timing, wherein the control means is such that the sub tank is less than a predetermined amount and the remaining amount of ink in the main tank is Control is performed so as to perform ink filling when the amount of ink is less than the maximum amount necessary for printing on one recording medium.
以上の構成によれば、記録装置のコスト増加や大型化を招くことなく、記録動作中にインク不足が発生することを防止し、かつ、記録効率を低下させずにサブタンクへのインク充填が行える信頼性の高いインクジェット記録装置を提供することができる。 According to the above configuration, it is possible to prevent the ink shortage during the recording operation without increasing the cost and size of the recording apparatus, and to fill the sub tank with ink without deteriorating the recording efficiency. A highly reliable ink jet recording apparatus can be provided.
インクジェット記録装置はインクを吐出して記録媒体に対して記録動作を行うために用いることができる。具体的な適用機器としては、プリンタ、複写機、ファクシミリ等の事務機器や、工業用生産機器などを挙げることができる。このようなインクジェット記録装置を用いることによって、紙、糸、繊維、布帛、皮革、金属、プラスチック、ガラス、木材、セラミックスなど種々の記録媒体に記録を行うことができる。 The ink jet recording apparatus can be used for performing a recording operation on a recording medium by discharging ink. Specific examples of applicable equipment include office equipment such as printers, copiers, and facsimile machines, and industrial production equipment. By using such an ink jet recording apparatus, recording can be performed on various recording media such as paper, thread, fiber, fabric, leather, metal, plastic, glass, wood, and ceramics.
本明細書内で用いられる「記録」とは、文字や図形などの意味を持つ画像を記録媒体に対して付与することだけでなく、パターンなどの意味を持たない画像を付与することも意味することとする。 “Recording” used in this specification means not only giving an image having a meaning such as a character or a figure to a recording medium but also giving an image having no meaning such as a pattern. I will do it.
さらに「インク」とは広く解釈されるべきものであり、記録媒体上に付与されることによって、画像、模様、パターン等の形成、記録媒体の加工、或いはインクまたは記録媒体の処理に供される液体を言うものとする。 Furthermore, “ink” is to be interpreted widely, and is applied to a recording medium to be used for forming an image, pattern, pattern, etc., processing the recording medium, or processing the ink or the recording medium. Say liquid.
(第1の実施形態)
以下、図面を参照して本発明の形態を説明する。なお、以下の説明では,同一の機能を有する構成には図面中同一の番号を付与し、その説明を省略する場合がある。
(First embodiment)
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following description, components having the same function may be given the same reference numerals in the drawings, and the description thereof may be omitted.
(装置本体概略構成)
図1は、記録媒体13に記録動作を行うインクジェット記録装置の記録装置本体の概略斜視図を示している。なお、本実施形態におけるインクジェット記録装置は、記録媒体の記録幅方向に記録ヘッドを往復走査させて記録動作を行う、いわゆるシリアル型のインクジェット記録装置である。このシリアル型記録装置は、搬送ローラ19よって記録媒体13をY方向(副走査方向)へと間欠的に搬送する。これと共に、キャリッジに搭載された記録ヘッド3を記録媒体13の搬送方向であるY方向と直交する方向であるX方向(主走査方向)に往復走査させながら記録動作を行う。また、図1に示す記録装置本体は、例えば、A1サイズやA0サイズの記録媒体への記録が行えるような大型インクジェット記録装置である。
(Schematic configuration of the main unit)
FIG. 1 is a schematic perspective view of a recording apparatus main body of an ink jet recording apparatus that performs a recording operation on the
記録ヘッド3は供給されるインクを複数の吐出口から吐出可能なインクジェット記録ヘッドであり、キャリッジ2に着脱可能に搭載される。キャリッジ2は記録ヘッド3を搭載して図中X方向に沿って往復走査する。具体的には、キャリッジ2は、X方向に沿って配置されたガイドレール5に沿って移動可能に支持されており、ガイドレール5と並行に移動する無端ベルト6に固定されている。無端ベルト6は、キャリッジモータ(CRモータ)の駆動力によって往復運動し、それによってキャリッジ2をX方向に往復走査させる。
The
また、符号8は図3で詳述するインク供給システムであり、インクの色に対応して、複数の独立したメインタンクを有して設けられている。インク供給システムと記録ヘッド3とは、それぞれインクの色に対応した柔軟な材料からなる複数のインク供給チューブ4によって接続されている。さらに、メインタンクをインク供給システム8に装着することで、メインタンク内に収納された各色のインクを、記録ヘッド3の各ノズル列に独立して供給することが可能となる。また、記録装置本体には、記録ヘッド3のインク吐出状態を回復・維持する回復処理装置7も設けられている。
(記録ヘッド)
図1(b)に、インクジェット記録装置のキャリッジに搭載される記録ヘッドの一部を分解して示した斜視図を示す。記録ヘッド3は、接続部30によってインクジェット記録装置本体から供給チューブ4を介してインクが供給される。そして接続部30から供給されたインクは、インクの色ごとに設けられた貯留部(不図示)に一時的に貯留され、記録動作時に吐出される。さらに、この貯留部にはゴム製の弾性変形する部材で形成された圧力調整部材40が接続して設けられており、この圧力調整部材40の容積が変化することにより、貯留部内の圧力を調整することができる。具体的には、圧力調整部材40の容積は約1.4mlであり±0.3ml程度の容積変化を許容することができる。
(Recording head)
FIG. 1B is an exploded perspective view showing a part of the recording head mounted on the carriage of the ink jet recording apparatus. The
(制御システム)
図2は、本実施形態におけるインクジェット記録装置の記録装置本体に搭載される制御システム(制御手段)の構成例を示すブロック図である。図2において、100は主制御部である。この主制御部100は演算、制御、判別、設定などの処理動作を実行するCPU101を備えている。そして、CPU101によって実行すべき制御プログラム等を格納するROM102、インクの吐出/非吐出を表す2値の記録データを格納するバッファ、CPU101による処理のワークエリア等として用いられるRAM103、入出力ポート104などを備える。さらにRAM103には、記録動作前後のメインタンクのインク量やサブタンクの空き容量等を記憶する記憶手段としても用いることができる。
(Control system)
FIG. 2 is a block diagram illustrating a configuration example of a control system (control unit) mounted on the recording apparatus main body of the inkjet recording apparatus according to the present embodiment. In FIG. 2,
入出力ポート104には、搬送ローラを駆動させる搬送モータ(LFモータ)113、キャリッジモータ(CRモータ)114、記録ヘッド3、回復処理装置7などの各駆動回路105、106、107、108が接続されている。これらの各駆動回路105,106,107,108は、主制御部100により制御される。入出力ポート104には、記録ヘッドの温度を検出するヘッド温度センサ112、キャリッジ2に固定されたエンコーダセンサ111、記録装置本体の使用環境である温度と湿度を検知する温湿度センサ109などの各種センサ類が接続されている。また、主制御部100はインターフェース回路110を介してホストコンピュータ115に接続されている。
Connected to the input /
116は回復処理装置7によって記録ヘッド3から強制的にインクを排出させた場合に、そのインク量をカウントする回復処理カウンタである。117は記録開始前や記録終了時、記録中に行われる予備吐出をカウントする予備吐出カウンタである。118はフチ無し記録を行う場合に記録媒体領域外に記録されるインクをカウントするフチ無しインクカウンタ、119は記録中に吐出するインクをカウントする吐出ドットカウンタである。
以上の構成を有するインクジェット記録装置によって実行される記録動作を説明する。ホストコンピュータ115からインターフェースを介して記録データを受信すると、その記録データはRAM103のバッファに展開される。そして、記録動作が指示されると、搬送ローラ19が作動し、記録媒体が記録ヘッド3との対向位置へと搬送される。キャリッジ2はガイドレール5に沿って図1中X方向へと移動する。キャリッジ2の移動に伴って、記録ヘッド3からはインク滴が吐出され、記録媒体に1バンド分の画像が記録される。この後、搬送ユニットにより、記録媒体はキャリッジ2と直交する図1中Y方向に1バンド分だけ搬送される。以上の動作を繰り返すことにより、記録媒体には所定の画像が形成される。
A recording operation executed by the ink jet recording apparatus having the above configuration will be described. When recording data is received from the
なお、キャリッジ2の位置は、キャリッジ2の移動に伴ってエンコーダセンサ111から出力されるパルス信号を主制御部100でカウントすることにより検出される。すなわち、エンコーダセンサ111は、X方向に沿って配置された不図示のエンコーダフィルムに一定の間隔で形成された検出部を検出することによってパルス信号を主制御部100へ出力する。主制御部100はこのパルス信号をカウントすることにより、キャリッジ2の位置を検出する。キャリッジ2のホームポジション及びその他の位置への移動は、エンコーダセンサ111からの信号に基づいて行われる。
The position of the
図3は本発明が適用されるインクジェット記録装置のインクの供給系にかかる構成、すなわちインク供給システム8、記録ヘッド3、インク供給システムと記録ヘッドを連結する供給チューブ4を示す模式図である。ここでは解り易さのために、1本の供給チューブ4の図を用いて説明を行う。
FIG. 3 is a schematic diagram showing a configuration relating to an ink supply system of an ink jet recording apparatus to which the present invention is applied, that is, an
図3において、インク供給システム8は記録装置本体の所定の個所に配置されている。そして、メインタンク9、サブタンク10、サブタンク10とメインタンク9とを連結する中空管11、バッファ室12、メインタンク9とバッファ室12を連結する連通管21、ダイヤフラム弁14を備えている。供給チューブ4は、柔軟な材料で構成されたており、サブタンク10と記録ヘッド3とを接続している。サブタンク10と接続された供給チューブ4はキャリッジ2の移動走査方向に並行な部分を有して延在され記録ヘッド3の図中左側に対して接続されるように途中で折り返されて記録装置本体内を這いまわされている。つまり、供給チューブはガイドレール5と並行な部分を有するように配置されている。なお、図3で示した供給チューブ4の配置はあくまで一例であって、この限りではない。
In FIG. 3, the
メインタンク9は記録装置本体に対して着脱可能に搭載されるもので、本実施形態におけるインクジェット記録装置では、メインタンク9は、サブタンク10と比べ大容量のインクを収容している。また、メインタンク9は中空管11によってサブタンク10と連通され、連通管21によってバッファ室12と連通されている。メインタンク9は、中空管11および連通管21とメインタンク9の装着状態の底部で接続する構成であり、接続部分を除いて密閉されている。
The
サブタンク10は記録ヘッド3に対して重力方向下方の位置に配置されている。サブタンク10は天井部がドーム状または傾斜面を備えた構成とされており、中空管11はサブタンク10の重力方向の上部に接続されている。なお、図3はサブタンクの最上部にあたる個所に中空管11が接続された構成を示しており、サブタンク10に対しては実質的に0mmの侵入量で構成されている。
The
この中空管11の端部が、サブタンク10内のインクと接しない位置にあるときに、後に詳細に説明する供給チューブ内のインクの動圧を用いたインク充填およびダイヤフラム弁14(供給手段)によるインクの強制充填が行われる。すなわちサブタンク10内における中空管11の位置が、サブタンクへのインク充填が完了する際のインク位置となるため、中空管11の侵入量を適宜調整することで、サブタンクの最大のインク量(満杯)を調節することができる。
When the end of the
また、サブタンク10には、記録ヘッド3と連通する供給チューブ4がサブタンク10の下部(底部近傍)の位置、すなわち必ずインクと接する位置で連通している。サブタンク10は中空管11、供給チューブ4との連結部を除いて実質的に密閉された構造として構成されている。なお、サブタンク10は後述するサブタンクへのインク充填時に実質的に密閉された構成になっていればよく、サブタンクへのインク充填時以外では密閉構成に限られない。また、サブタンクへのインク充填時であっても、以下で説明するインク移動耐圧Pi、空気移動耐圧Paよりも耐圧が大きい連通個所をサブタンクが有していることを妨げない。
Further, the
中空管11はサブタンク10内の内圧状態によってインクや空気が移動可能となっているが、メインタンク9からサブタンク10に対して重力によって自然にインクが移動することはない構成とされる。例えば、インク移動がスムーズに行えるような流路抵抗となるのに十分な内径であると同時に、中空管11の開口部においてインクがメニスカスを張るために十分な内径(例えば内径:1〜2mm)として構成されている。
The
さらに、サブタンク内のインク量を検知するセンサ20が、サブタンク内に設けられている。センサ20としては光学的に液面の位置を検知するものや、一対の電極を設け電極間に電圧を印加した際に通電するか否かでインクの有無を検知するセンサ等を用いることができる。本実施形態においては、一対の電極からなるセンサを用いた例を示している。一対の電極のうち一方の電極が、中空管11に近接した位置に設けられている。一方の電極が設けられた位置にインクの液面があるときのサブタンク内のインク量を所定量Fとしたときに、センサ20を用いることによりサブタンク内のインク量がF以上であるかF未満であるかを検知することができる。具体的には、一対の電極のうち両方がインクに接している場合には、電圧を印加するとインクを介して通電するため所定量以上のインク量があると判断することができる。一対の電極のうちどちらか一方でもインクに接していない場合には、電圧を印加しても通電しないため所定量未満のインク量しかないと判断することができる。
Further, a
所定量Fを記録媒体1枚を記録デューティ100%で印字したときに必要となるインク量としておくことにより、サブタンク内のインク量がF以上である場合には、記録動作を中断させずに1枚の記録媒体に印字を行うことができると判断することができる。 By setting the predetermined amount F as an ink amount required when printing one recording medium at a recording duty of 100%, if the ink amount in the sub tank is F or more, the recording operation is not interrupted. It can be determined that printing can be performed on one sheet of recording medium.
また、バッファ室12は連通管21によりメインタンク9と接続されており、この連通管21はバッファ室12の底部付近まで延在されている。また、バッファ室12は、メインタンク9と連通管21とで接続されている一方、大気に対して開放(連通)するための大気連通管22を備えている。大気連通管22は、バッファ室12内の上方に先端部を備え、バッファ室12の外部に他端部を備えた構成とされている。これにより、メインタンクの内圧と大気圧のバランスを取っている。このバッファ室12は、外部環境変化等によってメインタンク9から移動してきたインクを収容するための空間として機能するものである。なお、図3に示す状態はメインタンク9と接続された連通管21にインクが満ちているとともに、バッファ室12にインクが存在しており、連通管21の他端部がインク内に存在した状態を示している。これはバッファ室12にメインタンク9からインクが移動した状態を表している。なお、このような状態であってもバッファ室12内が大気と連通した状態が維持されるように、バッファ室12の形状や大気連通管22の配置が適宜選択される。
The
次に、記録動作を行うことによりサブタンクへのインク充填が発生する状況について説明する。 Next, a situation in which ink filling to the sub tank occurs due to the recording operation will be described.
記録動作を実行すると、記録ヘッド3の吐出口からインクが吐出されてインクが消費される。これによって、供給チューブ4を介してサブタンク10内が負圧となり、この負圧が中空管11の流路抵抗並びにメニスカス耐圧を上回ると、インクがメインタンク9からサブタンク10へ供給される。つまり記録動作で消費した量のインクが結果的にメインタンク9から減少する。
When the recording operation is executed, ink is discharged from the discharge ports of the
そして、インク供給によってメインタンク9内が負圧になると、バッファ室12内にインクがない場合には、大気連通管22によって大気に連通したバッファ室12、連通管21を介して大気がメインタンク9に導入され負圧が解消される。
When the pressure in the
なお、図3のようにバッファ室12内にインクが存在し、連通管21がインクと連通した状態では、連通管21を介してバッファ室12内のインクがメインタンク内に戻り、メインタンク内の負圧を解消する。
When ink is present in the
そして、記録動作が継続して行われると最終的にはメインタンク9に収容されたインクが無くなり、メインタンク9の交換が必要となる。メインタンク9の交換中にはサブタンク10内のインクを使用して記録動作が継続される。
If the recording operation is continued, the ink stored in the
つまり、メインタンク9に収容されたインクが無くなりサブタンク10に収容されたインクを消費して記録動作を行った後には、サブタンク10内のインクが減少しているため、サブタンク10へのインク充填を行う必要がある。
That is, after the ink stored in the
サブタンクへのインク充填する方法としては、供給チューブ4に設けられたダイヤフラム弁14を用いてインクを充填する第1のインク充填方法と、本発明者らが検討している動圧を利用してインクを充填する第2のインク充填方法がある。
As a method for filling the sub tank with ink, a first ink filling method for filling ink using the
まず、供給チューブ4に設けられたダイヤフラム弁14を用いてインクを充填する充填方法について説明する。
First, a filling method for filling ink using the
サブタンク10と記録ヘッド3とを連結する供給チューブ4の途中には、容積変化可能な可撓性材料からなるダイヤフラム弁14が配置されている。ダイヤフラム弁14は、その容積を小さくしてインク流路を閉鎖する状態と、容積を拡大してインク流路を開放する状態をとりえる。図4はダイヤフラム弁14によるインク供給を示す断面図を示している。
A
ダイヤフラム弁14は、ばね31とレバー32とばねおさえ34とで容積変化させることができる。図4(a)は、ダイヤフラム弁14の容積が最大の状態を示している。この時、レバー32が図の上方に移動することによりダイヤフラム弁14の容積が増加し、ダイヤフラム弁14内部にA1方向(記録ヘッド側)とA2方向(サブタンク側)とから供給チューブ4からインクが供給されている。図4(b)はダイヤフラム弁14の容積が最小の状態を示している。この時、レバー32が図の下方に移動することによりダイヤフラム弁14の容積が減少し、内部から供給チューブ4のB1方向(記録ヘッド方向)およびB2方向(サブタンク方向)とにインクが供給されている。サブタンク10にインクが満たされており、上部に空隙が無い場合はメインタンク9にインクが戻るが、空隙がある場合にはサブタンク内にインクが戻る事により生じた加圧によってサブタンク10からメインタンク9に空隙部分の空気が押し戻される。そして、再度図4(a)のようにダイヤフラム弁14の容積を増加させると、サブタンク側に連結された供給チューブ4からはA2方向にインクが引き戻されるため、結果サブタンク10内は負圧になりメインタンク9のインクがサブタンク内に供給される。なお各動作で生じた記録ヘッド側の圧力変動は、圧力調整部材40等で相殺される。このような動作を繰り返すことによって、サブタンクへのインク充填が行える。ところで、ダイヤフラム弁を用いたサブタンクへの充填はサブタンクと記録ヘッドとをつなぐインク経路が閉鎖状態と開放状態を繰り返すことが必要になるため、第1のインク充填方法は記録ヘッドへのインク供給が行えず記録動作を継続することはできない。すなわち、第1のインク充填方法は記録動作時以外のタイミングで行われる。
The
つぎに、図5を用いて、動圧を利用してサブタンクにインクを充填するインク充填方法について説明する。 Next, an ink filling method for filling the sub tank with ink using dynamic pressure will be described with reference to FIG.
図5は往方向の走査と復方向の走査を行なってキャリッジ2の移動に伴う供給チューブ4内のインクの動圧を利用したサブタンクへのインク充填を示す模式図である。図5は(a)、(b)、(c)、(d)、(e)、(f)の順で経時しており、一往復のキャリッジ動作を示している。また、S1、S2はそれぞれキャリッジ2の移動方向を示しており、図5(a)、(b)、(c)はS1方向への移動を示しており、図5(d)、(e)、(f)はS2方向への移動を示している。
FIG. 5 is a schematic diagram showing ink filling into the sub tank using the dynamic pressure of the ink in the
図5中、P11は加速度a11、P12は加速度a12、P13は加速度a13、P14は加速度a14による供給チューブ4内のインクに働く動圧をそれぞれ示している。また、Piは中空管11内におけるインク移動に対する耐圧、Paは中空管11内における空気移動に対する耐圧、Phは記録ヘッド3の吐出口(不図示)におけるメニスカス耐圧を示している。
In FIG. 5, P11 represents acceleration a11, P12 represents acceleration a12, P13 represents acceleration a13, and P14 represents dynamic pressure acting on the ink in the
まず図5(a)を用いて、サブタンク10からメインタンク9へ空気が移動する点について説明する。
First, the point where air moves from the
記録ヘッド3を保持したキャリッジ2は、インクジェット記録装置本体に搭載された制御系(図2参照)によって、キャリッジ2は加速度a11でS1方向に加速するよう制御される。記録ヘッド3に接続した供給チューブ4には、キャリッジ2の移動に追従して移動する区間が存在する。このとき、供給チューブ4のうち、キャリッジ2の移動に追従して移動する区間内に存在するインクは加速度a11による慣性力を受ける。供給チューブ4はキャリッジ2の移動方向に並行となるように配置されているので、加速度a11による慣性力を受けたインクが供給チューブ4からサブタンク10に移動する。このとき発生する圧力が、加速度a11による供給チューブ4内のインクに働く動圧P11である。
The
そして、動圧P11を受けたインクが、供給チューブ4内からサブタンク10に移動することによってサブタンク10内を加圧する。
The ink that has received the dynamic pressure P <b> 11 moves from the
サブタンク10の内部は上方に空気層が存在しており、空気層が中空管11と接している。このとき、中空管11のメインタンク9内に存在する接続端では空気移動に対する耐圧Paとして流路抵抗及びメニスカス耐圧が発生している。つまり動圧P11がこの耐圧Paよりも大きい場合、サブタンク10からメインタンク9へと空気が移動することとなる。空気が移動することによってメインタンク9内が加圧状態になると、メインタンク9内のインクが連通管21を介してバッファ室12へ移動することになる。バッファ室12内にインクが移動した際、大気連通管22を介してバッファ室12内の空気が押し出される。
An air layer exists above the
また、動圧P11により記録ヘッド3の貯留部からインクが流れ出る。そしてこの時生じる圧力は圧力調整部材40で調整されることになる。なお、圧力調整部材40で調整可能な変動量にも限界があるため、記録ヘッド3の吐出口におけるメニスカス耐圧Phよりも小さい動圧P11となるように制御することが好ましい。このように制御しておくことにより、記録ヘッド3における吐出口から記録ヘッド3内に空気が流入することを防止することができる。
Ink flows out from the storage portion of the
つまり供給チューブ4内のインクの動圧P11(以下で示す関係式ではP1と表記)が、中空管11の空気移動に対する耐圧Paより大きい(P1>Pa)加速度a11を与えることで、サブタンク10からメインタンク9へ空気を移動させることができる。また記録ヘッド3の吐出口におけるメニスカス耐圧Phより小さくなるような(Ph>P1>Pa…式(1))加速度a11とすることで吐出口からの空気流入を防止することができる。
That is, the dynamic pressure P11 of ink in the supply tube 4 (denoted as P1 in the following relational expression) gives an acceleration a11 that is larger than the withstand pressure Pa against the air movement of the hollow tube 11 (P1> Pa). The air can be moved from the
図5(b)は、図5(a)の状態からキャリッジ2の移動速度が一定の速度(例えば25インチ/秒)になった状態で一定の速度でS1方向に移動する様子を示している。この一定速度での移動中はキャリッジ移動による圧力変化がなく動圧変化によるインクの移動はない。この状態のインクの移動は、記録を実行していることにより記録ヘッドから吐出されるインク量に応じた量のインクがメインタンク9からサブタンク10に移動するだけである。なお、メインタンク内の負圧によっては、バッファ室12と連通管21の状況に応じてインクまたは空気を引き込む動作が行われ、インク供給が継続されて記録信号に応じたS1方向の記録動作が行われる。
FIG. 5B shows how the
次に図5(c)を用いて、メインタンク9からサブタンク10にインクを移動させる点について説明する。図5(b)に示すように所定の区間、一定の速度でキャリッジ2をS1方向に移動させて記録を行う。その後、インクジェット記録装置本体に搭載された制御系(図2参照)によって、記録ヘッド3を保持したキャリッジ2は、マイナスの加速度a12で減速するよう制御される。
Next, the point where ink is moved from the
減速区間で供給チューブ4内のインクはマイナスの加速度a12による慣性力を受ける。供給チューブ4はキャリッジ2の移動方向に並行となるように配置されているので、加速度a12による慣性力を受けたインクが供給チューブ4から記録ヘッド3の方向へ移動する。このとき発生する圧力が、加速度a12による供給チューブ4内のインクにかかる動圧P12である。
In the deceleration zone, the ink in the
動圧P12を受けたインクが、供給チューブ4から記録ヘッド3の方向に移動することによってサブタンク10内が減圧される。
The ink that has received the dynamic pressure P12 moves from the
中空管11にはインク移動に対する耐圧Piとして流路抵抗及びメニスカス耐圧が発生している。そのため、動圧P12がこの耐圧Piよりも大きくなるときに、メインタンク9からサブタンク10へインクが移動することになる。このとき、メインタンク9内が負圧状態になるため図5(c)に示されるように、連通管21とバッファ室12内にインクが存在した状態ではバッファ室12内のインクが連通管21を介してメインタンク9内に引き込まれる。一方、連通管21やバッファ室12内にインクが存在しない場合には大気連通管22、バッファ室12、連通管21を介して空気をメインタンク9内に引き込むことになる。
In the
また、動圧P12により記録ヘッド3へ移動したインクは、記録ヘッド3内の貯留部に流れ込む。そしてこの時生じる圧力は圧力調整部材40で調整されることになる。なお、圧力調整部材40で調整可能な変動量にも限界があるため、記録ヘッド3の吐出口におけるメニスカス耐圧Phよりも小さくなるように動圧P12を制御することが好ましい。このように、制御しておくことにより、記録ヘッド3の吐出口からインクが漏れ出ることを防止することができる。
Further, the ink that has moved to the
つまり供給チューブ4内のインクの動圧P12(以下で示す関係式ではP2と表記)が、中空管11のインク移動に対する耐圧Piより大きい(P2>Pi)加速度a12を与えることで、メインタンク9からサブタンク10へインクを移動させることができる。また記録ヘッド3の吐出口におけるメニスカス耐圧Phより小さくなるような(Ph>P2>Pi…式(2))加速度a12とすることで吐出口からのインク漏れを防止することができる。
That is, the dynamic pressure P12 of ink in the supply tube 4 (denoted as P2 in the following relational expression) gives an acceleration a12 that is larger than the pressure resistance Pi with respect to the ink movement of the hollow tube 11 (P2> Pi). The ink can be moved from 9 to the
加速度a12で減速したキャリッジ2は次第に速度を落とし、静止する。静止した後、キャリッジ2はS2方向に移動を始める。S2方向への加速の様子を示した図が、図5(d)である。このときの加速度a13の方向はa12と同じで、その時のインク動圧P13(関係式ではP2と表記)がチューブ内のインクに作用する。このときの耐圧関係は図5(c)と同じ関係式を満足する。そのため、図5(c)と同様にメインタンク9からサブタンク10へのインクの移動が行われる。
The
図5(e)は、図5(d)の状態からキャリッジ2の移動速度が一定の速度(例えば25インチ/秒)の状態でS2方向に移動する様子を示しており、図5(b)と同様一定速度での移動中にインクを記録媒体13に吐出することで、S2方向の記録動作を行う。
FIG. 5 (e) shows a state in which the
その後、所定の区間、一定の速度で移動中に記録を行った後、加速度a14で減速する状態を示した図が、図5(f)である。このときの加速度a14の方向は加速度a11と同じで、その時のインク動圧P14(関係式ではP1と表記)がチューブ内のインクに作用する。このときの耐圧関係は図5(a)と同じ関係式を満足する。すなわち、図5(a)と同様にサブタンク10からメインタンク9へ空気の移動が発生する。
FIG. 5 (f) shows a state where the recording is performed while moving at a constant speed in a predetermined section and then decelerated at the acceleration a14. The direction of the acceleration a14 at this time is the same as the acceleration a11, and the ink dynamic pressure P14 (denoted as P1 in the relational expression) at that time acts on the ink in the tube. The breakdown voltage relationship at this time satisfies the same relational expression as in FIG. That is, air movement from the
以上説明した一往復の記録動作を繰り返すことにより、特に図5(c)、(d)で示された加減速領域で動圧変化を利用したサブタンクへのインク充填が行なえる。 By repeating the reciprocating recording operation described above, ink can be charged into the sub tank using the dynamic pressure change particularly in the acceleration / deceleration region shown in FIGS. 5 (c) and 5 (d).
以上の動作を満足する記録装置本体の構造の一例は以下の通りである。 An example of the structure of the recording apparatus main body that satisfies the above operation is as follows.
サブタンク容量:約30ml、連通管21の内径:約1〜2mmφ、長さ:約25〜30mm、連通管21はサブタンク内への侵入量は実質的に0mm、メインタンク内への侵入量は約2.5mmである。また、供給チューブ4は内径:約2〜2.5mmφ、長さ:約650〜1000mmである。記録ヘッドの吐出口のメニスカス耐圧は、負圧5kPa〜10kPa程度である。
Sub-tank capacity: about 30 ml, inner diameter of communication pipe 21: about 1-2 mmφ, length: about 25-30 mm,
ここで、往復走査記録(双方向記録とも表現することがある)中のサブタンクへのインク充填におけるキャリッジ2のキャリッジ速度及び加速度プロファイルの例を図6に示す。図5におけるS1方向(図5中矢印X方向と同一方向をプラスX方向と表現することもある)を正、S2方向(図5中矢印X方向と反対方向をマイナスX方向と表現することもある)を負としている。
Here, FIG. 6 shows an example of the carriage speed and acceleration profile of the
記録装置のキャリッジ走査区間は、図5で説明した通り、加速/減速区間と定速度区間を有している。このうちサブタンクへのインク充填に寄与するのは加速/減速区間である。本例の記録装置のキャリッジ走査区間は凡そ36インチである。キャリッジ走査区間の距離はこれに限られないことは言うまでもない。重要なのは加速/減速区間で所定の関係の動圧を発生させる加速度によってキャリッジを走査することである。 The carriage scanning section of the printing apparatus has an acceleration / deceleration section and a constant speed section as described with reference to FIG. Of these, the acceleration / deceleration section contributes to the ink filling of the sub tank. The carriage scanning section of the recording apparatus of this example is approximately 36 inches. Needless to say, the distance of the carriage scanning section is not limited to this. What is important is to scan the carriage with an acceleration that generates a predetermined relationship of dynamic pressure in the acceleration / deceleration section.
図6(a)は横軸が時間、縦軸がキャリッジ2の移動速度を示しており、図6(b)は横軸が時間、縦軸がキャリッジ2の加速度を示している。図6(a)では、キャリッジ2は時間0において静止している。キャリッジ2が加速度a11(例えば200インチ/秒2)でS1方向に移動を開始し、所定時間移動後、所定の速度(例えば25インチ/秒)に達し一定の速度で移動する。更に所定時間移動後、加速度a12(例えば230インチ/秒2)で減速していき、やがてキャリッジ2は静止する。次に、キャリッジ2は加速度a13(例えば200インチ/秒2)でS2方向に移動を開始し、所定時間移動後、所定の速度(例えば25インチ/秒)に達し一定の速度で移動する。更に所定時間移動後、加速度a14(例えば230インチ/秒2)で減速していき、やがてキャリッジ2は静止する。
6A, the horizontal axis indicates time, the vertical axis indicates the moving speed of the
さらに具体的には、供給チューブ内のインクの動圧は、
Pn=(mn・an)/S …式(3)
mn:加速度がかかるインクの質量
S:供給チューブの断面積
an:キャリッジの加速度
で表すことができる。また、この時最大の動圧が生じる時のインク質量は、
mn=kSLn …式(4)
k:インクの比重
S:供給チューブの断面積
L-n:加速度による慣性を受ける供給チューブの最大長さ
と表すことができる。
More specifically, the dynamic pressure of the ink in the supply tube is
P n = (m n · a n) / S ... formula (3)
m n: the mass of the ink acceleration takes S: cross-sectional area of the supply tube a n: can be represented by the acceleration of the carriage. In addition, the ink mass when the maximum dynamic pressure is generated at this time is
m n = kSL n ... formula (4)
k: Specific gravity of ink S: Cross-sectional area of supply tube L- n : Maximum length of supply tube subjected to inertia due to acceleration
式(3)に式(4)を代入することにより、
Pn=kLnan …式(5)
という関係となっていることがわかる。
By substituting equation (4) into equation (3),
P n = kL n a n Formula (5)
It can be seen that this relationship is established.
すなわち式(1)Ph>P1>Paと式(2)Ph>P2>Piとは、Ph/(kL1)>a1>Pa/(kL1)と、Ph/(kL2)>a2>Pi/(kL2)と変換できることが分かる。 That is, the formula (1) Ph>P1> Pa and the formula (2) Ph>P2> Pi are Ph / (kL 1 )> a 1 > Pa / (kL 1 ) and Ph / (kL 2 )> a 2. It can be seen that> Pi / (kL 2 ) can be converted.
以上のように、記録動作時のキャリッジを上述のような関係を満たす加速度で加速するように加速度制御することで、供給チューブに生じるインクの動圧を用いてメインタンクからサブタンクへのインク充填を行うことができる。つまり、第2のインク充填方法は記録動作中に行うことができる。 As described above, the ink is charged from the main tank to the sub tank using the dynamic pressure of the ink generated in the supply tube by controlling the acceleration so that the carriage during the recording operation is accelerated at an acceleration satisfying the above-described relationship. It can be carried out. That is, the second ink filling method can be performed during the recording operation.
なおサブタンクにインクが十分に充填されると、図5(a)及び図(f)のような状態で、中空管11を介してサブタンク10メインタンク9に移動するのは空気ではなくインクとなるため、サブタンク10へのインク充填動作は行われなくなる。
When the sub tank is sufficiently filled with ink, it is not the air but the ink that moves to the
また、キャリッジを一往復させることで移動させることができるインクの最大量は、ダイヤフラム弁14を1回開閉動作させることができるインク量の約1/10の量となっている。
The maximum amount of ink that can be moved by reciprocating the carriage is about 1/10 of the amount of ink that can open and close the
次に、記録動作時に第2のインク充填方法が行われる加速度制御を行いっている際のメインタンク内およびサブタンク内のインクが消費される状態について図7を参照して詳細に説明する。 Next, a state where ink in the main tank and the sub tank is consumed during acceleration control in which the second ink filling method is performed during the recording operation will be described in detail with reference to FIG.
図7(a)は、メインタンク9内のインクが満杯であり、かつサブタンク10内のインクが所定量F以上である満杯まで充填されている状態を示している。
FIG. 7A shows a state in which the ink in the
図7(b)は、記録動作が行われることでメインタンク9内のインクが減少していく状態を示している。記録動作によりサブタンク10内から記録ヘッドに供給されたインク量がメインタンク9からサブタンク10へと供給されているため、サブタンク10内のインク量は満杯となっている。
FIG. 7B shows a state in which the ink in the
そして、記録動作が継続して行われると図7(c)に示すようにメインタンク9に収容されたインクが無くなり、図7(d)に示したようにサブタンク内のインクが消費される。そしてサブタンク10のセンサ20で、サブタンク10内のインク量が所定量F未満となったことが検知された場合には、メインタンク9は空になったと判断することができる。メインタンク9が空になったと判断された場合には、メインタンク9の交換指示をユーザーに知らせることができる。
When the recording operation is continued, the ink stored in the
なお、メインタンク9内のインクが空になったと検知した後にも、図7(e)のようにサブタンク10内のインクを使用して記録動作を継続することができる。図7(f)に、メインタンク9の交換が行われた後の状態を示す。なお、メインタンク9の交換は、サブタンク10内のインクを使用して記録動作を行っている最中にも行うこともできる。
Even after detecting that the ink in the
メインタンク9の交換後に、加速度制御した状態で記録動作を行うとメインタンク9からサブタンク10へ供給チューブに生じるインクの動圧を利用した第2のインク充填方法でインク充填が行われ、図7(g)に示すようにサブタンク10のインク量が増加する。
When the recording operation is performed with the acceleration controlled after the
記録デューティーが小さく、インクが消費される速度に比べてキャリッジ2の往復走査回数が多い場合や、動圧によるサブタンクへのインク移動量が多い場合には、第2インク充填方法のみでサブタンク10の満杯にまでインクを充填させることができる。(図7(h))
しかし、記録デューティーが非常に高い画像の記録を行っている場合や、動圧を利用した第2のインク充填方法によるインク移動量が少ない場合には、サブタンク10のインク量が満杯になる前に、メインタンク9のインクが空になってしまう場合が生じる。このような場合には、サブタンク内のインク残量を正確に把握することが困難となっているため、サブタンク内のインクのみで記録動作を継続していると、記録動作中にサブタンク内のインクが無くなり、記録を中断させざるを得なくなる可能性がある。1枚の記録媒体への記録途中にメインタンクの交換作業を行って記録動作を中断すると、中断の前後で時間経過による色ムラが生じ、画像品質が低下してしまうことになる。
When the recording duty is small and the number of reciprocating scans of the
However, when recording an image with a very high recording duty or when the amount of ink movement by the second ink filling method using dynamic pressure is small, before the ink amount in the
また、サブタンク内のインクが無くなり供給チューブ内に空気が混入してしまうと、回復動作を行うためにさらに記録動作の中断が長期化してしまったり、回復動作に多量のインクを使用することが生じる。 Also, if the ink in the sub tank runs out and air is mixed into the supply tube, the recording operation may be interrupted for a longer time to perform the recovery operation, or a large amount of ink may be used for the recovery operation. .
なお、サブタンク内のインク残量を正確に検知するために、インクの液面位置を検知するセンサをサブタンク内に多数配置する方法があるものの、記録装置のコスト増加につながるとともに、記録装置の大型化を招くことになってしまう。 In order to accurately detect the remaining amount of ink in the subtank, there is a method of arranging a large number of sensors in the subtank for detecting the liquid level of the ink. However, this increases the cost of the recording apparatus and increases the size of the recording apparatus. It will lead to change.
一方、このような状態が生じないように記録動作とは独立した動作としてダイヤフラム弁14による強制的なインク充填動作を高頻度に行っていると、記録効率の低下が生じることになる。そこで本発明においては、以下に説明するように強制的なインク充填動作を行うタイミングを制御している。
On the other hand, if the forced ink filling operation by the
図8は、ダイヤフラム弁14を用いる第1のインク充填方法を用いた充填動作(以下、第1のインク充填動作とも称する)の駆動に関するシーケンスを示したフローチャートである。
FIG. 8 is a flowchart showing a sequence related to driving of a filling operation (hereinafter also referred to as a first ink filling operation) using the first ink filling method using the
本実施形態において、図8に示したシーケンスは、記録動作中やインクがインク吐出口から排出される動作中に適宜行うことができ、例えば3秒毎に行うことができる。 In the present embodiment, the sequence shown in FIG. 8 can be appropriately performed during a recording operation or an operation in which ink is discharged from the ink discharge port, and can be performed, for example, every 3 seconds.
本シーケンスが開始されると、最初にサブタンク10が所定量F以上であるか、すなわち満杯充填されているか判定する(S11)。サブタンク10内のインク量がFULL(所定量F以上)と判定された場合には、ダイヤフラム弁14を用いた第1の充填動作は行わずに終了する。
When this sequence is started, it is first determined whether or not the sub-tank 10 is greater than or equal to the predetermined amount F, that is, whether it is fully filled (S11). When it is determined that the ink amount in the
サブタンクがFULLでない(所定量未満)場合には、S12に進む。S12で、メインタンク内のインク残量Mが、記録に用いる1枚の記録媒体に印字する際に必要な最大のインク量P未満か否かを判定する。最大のインク量Pとは、印字する大きさの記録媒体に記録デューティ100%で印字した際に使用されるインク量である。具体的には、A0サイズの記録媒体を用いる記録装置においては、A0サイズの1枚の記録媒体に画像を印字する際に必要となる最大のインク量をPとする。なお、ロール紙状の記録媒体を用いて記録動作を行う記録装置に本発明を適用する場合には、カットされる予定の領域に印字する際に必要となる最大のインク量をPとする。 If the sub tank is not FULL (less than a predetermined amount), the process proceeds to S12. In S12, it is determined whether or not the ink remaining amount M in the main tank is less than the maximum ink amount P necessary for printing on one recording medium used for recording. The maximum ink amount P is an ink amount that is used when printing is performed on a recording medium having a printing duty with a recording duty of 100%. Specifically, in a recording apparatus using an A0 size recording medium, P is the maximum ink amount required when printing an image on one A0 size recording medium. When the present invention is applied to a recording apparatus that performs a recording operation using a roll-paper-like recording medium, P is the maximum ink amount that is required when printing in an area to be cut.
メインタンク内のインク残量Mは、メインタンクの初期のインク量から、インク吐出口から排出されるインク量を吐出ドットカウンタ等のカウンタ116〜119でカウントした値を減ずることによって算出することができる。なお、これらのカウンタによるカウントにはある程度の誤差があるため、(本実施例の場合においては15%程度の誤差が考えられる)、インク残量Mを予め少なめに見積もっておいてもよい。
The ink remaining amount M in the main tank can be calculated by subtracting the value of the amount of ink discharged from the ink discharge port from the initial amount of ink in the main tank, counted by the
なお実際のメインタンク内インク残量は、第2のインク充填方法により減少しているためカウンタに基づいて算出したインク残量よりも小さくなっている。しかし減少したインク量はサブタンクに充填されている量と等しいため、カウント値から求めたインク残量Mの値が最大インク量P以上であれば、1枚の記録媒体への記録途中にインクが無くなるということはないため、無視することができる。さらにメインタンク9には、このインク残量Mを書き込むためのメモリを設けておいてもよい。
Note that the actual ink remaining amount in the main tank is smaller than the ink remaining amount calculated based on the counter because it is decreased by the second ink filling method. However, since the reduced ink amount is equal to the amount filled in the sub-tank, if the value of the remaining ink amount M obtained from the count value is equal to or greater than the maximum ink amount P, the ink is being recorded during recording on one recording medium. You can ignore it because it never disappears. Further, the
メインタンクのインク残量Mが最大インク量P以上であると判定された場合には、ダイヤフラム弁14を用いた第1のインク充填動作は行わずに終了する。この場合には、メインタンクが空になる前に記録動作に伴う第2のインク充填方法によって、サブタンクのインクが満杯となる可能性があるためである。
If it is determined that the ink remaining amount M in the main tank is equal to or greater than the maximum ink amount P, the first ink filling operation using the
メインタンクのインク残量Mが最大インク量未満と判定された場合には、S13に進み、1枚の記録媒体への記録動作が終了するのを待つ。1枚の記録媒体への記録途中にメインタンクの交換作業を行って記録動作を中断すると、中断の前後で時間経過による色ムラが生じてしまうためである。記録動作が終了したら、S14へと進み、ダイヤフラム弁14を用いた第1のインク充填動作を行う。このときの第1のインク充填動作とは、ダイヤフラム弁14を数回開閉させたことをいう。
If it is determined that the ink remaining amount M in the main tank is less than the maximum ink amount, the process proceeds to S13 and waits for the end of the recording operation on one recording medium. This is because if the main tank replacement operation is performed during recording on a single recording medium and the recording operation is interrupted, color unevenness occurs over time before and after the interruption. When the recording operation is completed, the process proceeds to S14, and a first ink filling operation using the
その後、サブタンクがFull(所定量F以上)となったか判定し、Fullとなった場合には終了する(S15)。サブタンクがFullとならなかった場合には、所定回数に達するまでダイヤフラム弁14による第1の充填動作を繰り返し行う(S16)。
Thereafter, it is determined whether or not the sub-tank has become Full (a predetermined amount F or more). If the sub tank does not become full, the first filling operation by the
所定回数に達するまでダイヤフラム弁14による第1のインク充填動作を行ったとしてもサブタンクがFull(所定量F以上)とならない場合にはメインタンクが空となっている可能性がある。そのため、この場合にはメインタンクの交換指示をユーザーに警告し(S17)、メインタンクが交換された後に再度第1のインク充填動作を行う。すなわち、サブタンクがFullになるまで、第1のインク充填動作を行う。
Even if the first ink filling operation by the
つまり(1)サブタンク内のインクがセンサ20で検知できない所定量F未満であり、かつ(2)メインタンク内のインク残量Mが、Pより少ない時に必ず第1のインク充填動作が行われる。このように制御することにより、サブタンク内のインク残量が正確に検知できていない時でも、記録装置のコスト増加や記録装置の大型化を招くことなく記録動作中のインク不足の発生を防止し、かつ、記録効率を低下させずにサブタンクへのインク充填を行える。
That is, the first ink filling operation is always performed when (1) the ink in the sub tank is less than the predetermined amount F that cannot be detected by the
(第1の実施形態の変形例)
第1の実施形態においては、第1のインク充填動作として第1のインク充填方法であるダイヤフラム弁14を用いてサブタンク10へのインク充填を行うことを説明した。しかし、第2のインク充填方法である動圧を利用したサブタンクへのインク充填方法を記録動作時以外のタイミングに行うことで第1のインク充填動作としてもよい。
(Modification of the first embodiment)
In the first embodiment, it has been described that the ink filling to the
図8を参照して、第1の実施形態と異なる部分を説明する。 With reference to FIG. 8, a different part from 1st Embodiment is demonstrated.
この場合、S14の第1の充填動作として、キャリッジ2を、サブタンク10へのインク充填が行われるような加速度で主走査方向に10往復させる。キャリッジ2の走査が完了したらサブタンク10がFullになったかを判定し(S15)、Fullになるまで第1の充填動作を繰り返し行う。S16ではキャリッジの走査を例えば50回以上行ったかを判定する。50回以上行ってもサブタンクがFullにならないのであればメインタンク内のインクが空になっていると考えられるため、ユーザーにメインタンクの交換を警告する。そしてメインタンクが交換された後、再度キャリッジを走査してサブタンクがFullになるまでインクの充填動作を行う。
In this case, as the first filling operation in S14, the
このように第1のインク充填動作も動圧を利用したインク充填方法を用いることにより、ダイヤフラム弁14を設けなくともサブタンクへの強制的なインク充填を行うことができる。
As described above, the first ink filling operation also uses the ink filling method using the dynamic pressure, so that the sub tank can be forcibly filled with ink without providing the
(第2の実施形態)
第1の実施形態においては、第1のインク充填動作の途中にメインタンクが交換される可能性が生じたが、本実施形態においては第1のインク充填動作の途中でメインタンクが交換されることを防止できるシーケンスを説明する。
(Second Embodiment)
In the first embodiment, there is a possibility that the main tank may be replaced during the first ink filling operation. However, in the present embodiment, the main tank is replaced during the first ink filling operation. A sequence that can prevent this will be described.
本実施形態に係る記録装置の構成は第1の実施形態と同様であるため説明を省略する。また第1のインク充填動作として、ダイヤフラム弁14を用いた第1のインク充填方法を用いた例で説明を行うが、キャリッジの加速度を制御して供給チューブ内のインクに生じる動圧を利用した第2のインク充填方法を用いてもよい。
Since the configuration of the recording apparatus according to the present embodiment is the same as that of the first embodiment, description thereof is omitted. The first ink filling operation will be described with an example using the first ink filling method using the
図9は、本実施形態のシーケンスを説明するフローチャートである。 FIG. 9 is a flowchart for explaining the sequence of the present embodiment.
本実施形態において、図9に示したシーケンスは、記録動作中やインクがインク吐出口から排出される動作中に適宜行うことができ、例えば3秒毎に行うことができる。 In the present embodiment, the sequence shown in FIG. 9 can be appropriately performed during a recording operation or during an operation in which ink is discharged from an ink discharge port, and can be performed, for example, every 3 seconds.
本シーケンスが開始されると、最初にサブタンク10が所定量F以上であるか、すなわち満杯まで充填されているか判定する(S21)。サブタンク10内のインク量がFULL(所定量F以上)と判定された場合には、ダイヤフラム弁14を用いた充填動作は行わずに終了する。
When this sequence is started, it is first determined whether or not the sub-tank 10 is greater than or equal to the predetermined amount F, that is, is filled to the full (S21). When it is determined that the ink amount in the
サブタンクがFULLでない場合(所定量F未満)には、S22に進む。S22で、メインタンク内のインク残量Mが、1枚の記録媒体に印字する際に必要な最大インク量Pに、サブタンクのインク容量Cを加えた加算値より小さいか否か判定する。メインタンク内のインク残量Mは、メインタンクの初期のインク量から、インク吐出口から排出されるインク量を吐出ドットカウンタ等のカウンタ116〜119でカウントした値を減ずることによって算出することができる。なお、これらのカウンタによるカウントにはある程度の誤差があるため、(本実施例の場合においては15%程度の誤差が考えられる)、インク残量Mを予め少なめに見積もっておいてもよい。
If the sub tank is not FULL (less than the predetermined amount F), the process proceeds to S22. In S22, it is determined whether or not the ink remaining amount M in the main tank is smaller than the added value obtained by adding the ink capacity C of the sub tank to the maximum ink amount P necessary for printing on one recording medium. The ink remaining amount M in the main tank can be calculated by subtracting the value of the amount of ink discharged from the ink discharge port from the initial amount of ink in the main tank, counted by the
メインタンクのインク残量MがP+Cの加算値以上であると判定された場合には、ダイヤフラム弁14を用いた第1のインク充填動作は行わずに終了する。この場合には、メインタンクが空になる前に記録動作に伴う第2のインク充填方法によって、サブタンクのインクが満杯となる可能性があるためである。
If it is determined that the ink remaining amount M in the main tank is equal to or greater than the addition value of P + C, the first ink filling operation using the
メインタンクのインク残量MがP+Cの加算値未満と判定された場合には、S23に進み、1枚の記録媒体への記録動作が終了するのを待つ。1枚の記録媒体への記録途中にメインタンクの交換作業を行って記録動作を中断すると、中断の前後で時間経過による色ムラが生じてしまうためである。記録動作が終了したら、S24へと進み、ダイヤフラム弁14を用いた第1のインク充填動作を行う。このときの第1のインク充填動作とは、ダイヤフラム弁14を数回開閉させたことをいう。
If it is determined that the ink remaining amount M in the main tank is less than the added value of P + C, the process proceeds to S23 and waits for the end of the recording operation on one recording medium. This is because if the main tank replacement operation is performed during recording on a single recording medium and the recording operation is interrupted, color unevenness occurs over time before and after the interruption. When the recording operation is completed, the process proceeds to S24, and a first ink filling operation using the
さらに、S25でサブタンクがFull(所定量F以上)となったかを判定し、Fullになるまで第1のインク充填動作を繰り返し行う。 Further, in S25, it is determined whether or not the sub tank is full (a predetermined amount F or more), and the first ink filling operation is repeated until the sub tank is full.
以上のような制御することにより、サブタンク内のインク残量が正確に検知できていない時でも、記録装置のコスト増加や記録装置の大型化を招くことなく、記録効率を向上できる信頼性の高いインクジェット記録装置を提供することができる。 By performing the control as described above, even when the remaining amount of ink in the sub-tank cannot be accurately detected, the recording efficiency can be improved without increasing the cost of the recording apparatus or increasing the size of the recording apparatus. An ink jet recording apparatus can be provided.
さらに本実施形態においては、定期的に行う本シーケンスを行うことにより、メインタンクのインク残量MがP+C未満となるタイミングを的確に検知している。そのため、メインタンクのインク残量がP+C未満となってすぐに第1の充填動作を行うことができるため、サブタンクへのインク充填動作中にメインタンクが交換されることを防止できる。 Further, in the present embodiment, by performing this regular sequence, the timing at which the ink remaining amount M in the main tank becomes less than P + C is accurately detected. Therefore, since the first filling operation can be performed immediately after the remaining amount of ink in the main tank becomes less than P + C, it is possible to prevent the main tank from being replaced during the ink filling operation to the sub tank.
2 キャリッジ
3 記録ヘッド
4 供給チューブ
8 供給システム
9 メインタンク
10 サブタンク
11 中空管
12 バッファ室
13 記録媒体
14 ダイヤフラム弁
2
Claims (8)
前記記録ヘッドを搭載して往復走査するキャリッジと、
インクを貯留するメインタンクと、
前記メインタンクから管を介してインクが供給されるサブタンクと、
前記記録ヘッドと前記サブタンクの間を接続する供給チューブと、
を備えたインクジェット記録装置であって、
記録動作時の前記供給チューブ内のインクの動圧が、前記管のインク移動に対する耐圧かつ空気移動に対する耐圧より大きくなるように、前記キャリッジの加速度を制御する加速度制御手段と、
記録動作時以外のタイミングで、前記メインタンクから前記サブタンクへインク充填を行うように制御する制御手段と、を有し、
前記制御手段は、前記サブタンクが所定量未満であり、かつ、前記メインタンクのインク残量が1枚の記録媒体に印字をするために必要な最大のインク量未満である場合に、インク充填を行うように制御することを特徴とするインクジェット記録装置。 A recording head having an ejection port for ejecting ink;
A carriage mounted with the recording head for reciprocating scanning;
A main tank for storing ink;
A sub tank to which ink is supplied from the main tank via a pipe;
A supply tube connecting between the recording head and the sub tank;
An inkjet recording apparatus comprising:
Acceleration control means for controlling the acceleration of the carriage so that the dynamic pressure of the ink in the supply tube during the recording operation is greater than the pressure resistance against ink movement of the tube and the pressure resistance against air movement;
Control means for controlling to perform ink filling from the main tank to the sub tank at a timing other than during the recording operation,
The control means performs ink filling when the sub tank is less than a predetermined amount and the remaining amount of ink in the main tank is less than the maximum ink amount necessary for printing on one recording medium. An ink jet recording apparatus that is controlled to perform.
前記記録ヘッドを搭載して往復走査するキャリッジと、
インクを貯留するメインタンクと、
前記メインタンクから管を介してインクが供給されるサブタンクと、
前記記録ヘッドと前記サブタンクの間を接続する供給チューブと、
を備えたインクジェット記録装置であって、
記録動作時の前記供給チューブ内のインクの動圧が、前記管のインク移動に対する耐圧かつ空気移動に対する耐圧より大きくなるように、前記キャリッジの加速度を制御する加速度制御手段と、
記録動作時以外のタイミングで前記メインタンクから前記サブタンクへ強制的にインク充填を行うように制御する制御手段と、を有し、
前記制御手段は、前記サブタンクが所定量未満であり、かつ、メインタンクのインク残量が1枚の記録媒体に印字するために必要な最大のインク量と前記サブタンクのインク容量とを加えた値未満である場合に、インク充填を行うように制御することを特徴とするインクジェット記録装置。 A recording head having an ejection port for ejecting ink;
A carriage mounted with the recording head for reciprocating scanning;
A main tank for storing ink;
A sub tank to which ink is supplied from the main tank via a pipe;
A supply tube connecting between the recording head and the sub tank;
An inkjet recording apparatus comprising:
Acceleration control means for controlling the acceleration of the carriage so that the dynamic pressure of the ink in the supply tube during the recording operation is greater than the pressure resistance against ink movement of the tube and the pressure resistance against air movement;
Control means for controlling to forcibly fill ink from the main tank to the sub tank at a timing other than the time of recording operation,
The control means is a value obtained by adding the maximum ink amount necessary for printing the amount of ink remaining in the main tank to a single recording medium and the ink capacity of the sub tank when the sub tank is less than a predetermined amount. An ink jet recording apparatus that performs control so as to perform ink filling when the ratio is less than the predetermined value.
The ink jet recording apparatus according to claim 1, wherein the sub tank has a sealed structure except for the supply tube and the pipe.
Priority Applications (1)
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JP2012100961A JP2013226737A (en) | 2012-04-26 | 2012-04-26 | Inkjet recording apparatus |
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JP2012100961A Pending JP2013226737A (en) | 2012-04-26 | 2012-04-26 | Inkjet recording apparatus |
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