JP2014008641A - インクジェットプリンター - Google Patents

Abstract

【課題】 インクジェットプリンターを長時間連続で使用したいという要求があり、その要求に対応するために、インクを貯留するインクタンクの大型化が望まれている。またその場合の、インクタンク内のインク量管理を適正に行うことが必要となる。
【解決手段】 インク使用量はヘッドからの吐出量とメンテナンス時に使用する量から演算する機能を持ち。各色のインクタンク内のインク量と各色のインクの使用量に基づき、所定時間連続で使用可能な範囲のインク量を保持するように、インクタンク内のインクが所定量を下回るとインク補充の要求を報知する。また、各色のインクタンク内のインク量の総量と各色のインクの使用量の総量に基づき、インクタンク内のインクが所定量を下回るとインク補充の要求を報知する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、ヘッドからインクを吐出するインクジェットプリンターに関する。

インクジェットプリンターは、インクの粘度、顔料や樹脂等の粒径などの性質によってヘッドからの吐出性能が左右されることがある。例えば、ヘッドに適合した粘度でないとヘッドからインクが漏れたり、インク吐出不能となったりすることがある。また、ヘッドに対して適切な溶剤を使用しないと、ヘッドの破損の原因となることがある。このようにインクジェットプリンターに適したインクを使用する必要があるため、インクジェットプリンターでは、専用のインクカートリッジを用意している。専用のカートリッジはプリンター本体に対して着脱可能に構成されている。インクが消費されても、カートリッジを交換することで、インクを供給することができる。

また、インクジェットプリンターを長時間連続で使用したいという要求もあり、その要求に対応するために、インクを貯留するインクカートリッジの大型化の必要性が高まっている。しかし、専用のインクカートリッジを用いる場合は、インクカートリッジの携帯性、取扱い性、プリンター本体への装着スペースなどを考慮しなければならないため、大型化が難しいという問題がある。さらに、インクカートリッジは、内部に格納するインクパックを保護するように作られていたり、インク容量を検出するための機構が備わっていたりするため、複雑な構造となってしまい、製造コストが高くなってしまうという問題もある。

また、インク色毎にインクの使用頻度が異なるので、インク色毎にインク切れになるタイミングが異なる。そのため容量の小さなインクカートリッジを使用すると頻繁にインクカートリッジを交換しなければならないという問題も生じる。

インクカートリッジの容量を大きくする場合、プリンター本体に着脱する構成では、インクカートリッジの大型化に限界がある。そのため、プリンター本体の外部にインクを格納するインクタンクを設けることが考えられる。例えば特開２００８−２３８７８７号公報のように外部に容量の大きいインクタンクを備えたプリンターが考えられている。

特開２００８−２３８７８７号公報

大容量のインクタンクを使用した場合、インクの補充頻度は小さくなる。例えば、１日１回インクタンクをフルにすることで、次の日までインク補充を不必要にすることができたり、各色同時にインクを補充することができたりする。しかし、インクタンク内のインクが空にならないように、インクの残量が少なくなったら、インクを補充する運用をする必要はある。インクタンクにインクを補充するときに、ごみ等が混入しないように、またインクがこぼれないようにする必要もある。また、インクジェットプリンターに適合したインクを補充する必要がある。そして、補充時の作業は容易であることが望まれる。このような課題を解決する必要がある。

本発明のインクジェットプリンターは、インクを吐出するヘッドと、外部から前記インクを補充するインク補充口と、前記ヘッドにインクを供給するインク供給口を備えるインクタンクと、前記ヘッドと前記インクタンクとの間のインク供給経路に配置されるサブタンクと、記録媒体を搬送する搬送手段と、前記ヘッドを搭載して前記記録媒体の搬送方向に交差する方向に往復移動するキャリッジと、前記インクタンクから前記サブタンクにインクを供給するポンプと、前記サブタンク内の前記インク量を検出する検出手段と、を有し、前記サブタンク内の前記インク量を所定の範囲の量に維持し、前記サブタンクから前記ヘッドに前記インクを供給するインクジェットプリンターにおいて、ＩＣカードに読み書きが可能なカードリードライターと、前記インクの使用量を検出する検出手段と、前記検出手段で検出した前記使用量に基づいて前記インクタンク内の前記インクの量を推定する推定手段と、入力を行う入力手段と、報知を行う報知手段と、を有し、前記ヘッド、前記サブタンク、前記インクタンクは前記インクの色毎に備わり、前記カードリードライターは、前記ＩＣカードに記憶された前記インクジェットプリンターで使用できる前記インクの総量の情報を読み取り、前記インクジェットプリンターは、前記総量の情報と前記推定手段で推定した前記インクの量に基づいて、前記インクタンク内の各色のインク量の合計の量が所定量を下回ると前記報知手段によって報知を行い、前記入力手段から入力されたインクの量と前記推定手段で推定した各色の前記インクの量に基づいて各色の前記インクタンク内のインクの量が所定範囲の内少ない量を下回ると前記報知手段によって報知を行うことを特徴とする。

本発明によって、容易にインクタンク内のインク容量を適正に維持することができ、また、大容量のインクタンクを提供できるので、長時間の連続印字が可能となる。

図１はインクジェットプリンターの構成を示すブロック図である。 図２はインク容量管理用のメモリーの例を示す図である。 図３はインクタンクにインクを補充するときの動作の例を示すフローチャートである。 図４はインクタンク内のインク量管理の動作の例を示すフローチャートである。 図５はインクジェットプリンターの概略図である。

図面を用いて実施の形態を説明する。
図５はインクジェットプリンターの概略図である。インクジェットプリンター３７はキャリッジ２７を備えている。キャリッジ２７は駆動ベルト２８によって、Ｙレール２９に沿って直線状に往復移動する。キャリッジ２７内には、インクジェットヘッドが搭載されている。インクジェットヘッドはシアン、マゼンタ、イエロー、ブラックなどのカラーのインクに対応して複数備えられている。チューブ群３５はインクジェットヘッドに接続され、各色のインクを対応した夫々のインクジェットヘッドへ供給する。インクジェットプリンター３７には、サブタンクが備わっている。インクはインクタンク３３から供給チューブ３４を介し、ポンプによってサブタンクへ供給される。サブタンクからインクジェットヘッドまでチューブ群３５を用いてインクを供給する。インクタンク３３には着脱可能な補給タンク３６によってインクが供給される。インクタンク３３と補給タンク３６は専用のジョイントによって固定されている。インクタンク３３に接続された専用のジョイントは、接続できる補給タンク３６を制限できる。すなわち、ジョイントに接続可能に適合した補給タンク３６のみが容易に接続ができる。また、補給タンク３６をジョイントに接続したままにすることで、外部からごみなどの異物の混入を防止できる。インクタンク３３にジョイント介して補給タンク３６が逆さまに接続され、インクは自重で補給タンク３６からインクタンク３３に移動する。インクタンク３３は、４色夫々に１個配置されている。カードリードライター２２は、補給タンク３６に関する使用可能なインク量などの情報を記憶したＩＣカード対して読み書きできる。

紙、樹脂シートなどの記録媒体は搬送ローラーとピンチローラーを備える搬送手段３０によって搬送される。搬送ローラーとピンチローラーによって記録媒体を挟み、搬送ローラーの回転に応じて記録媒体が搬送される。プラテン３１は平板状に構成され、また吸引機構が備わり、記録媒体を平面に保持する。プラテン３１上まで搬送された記録媒体は、往復移動するキャリッジ２７に搭載されたインクジェットヘッドから吐出されるインクを受け、画像が記録される。記録後の記録媒体は、ヒーターを備えるペーパーガイド３２上を搬送され、インクを定着させる。
インクタンク３３は、インクをフルに充填した場合、連続印字を所定の時間、例えば連続して１日印字しても空にならないように設定されている。

図１は、インクジェットプリンター３７の構成を示している。制御手段１はインクジェットプリンター３７の全体の制御を司る制御手段である。ＲＯＭ２４に制御手段１の制御プログラムが記憶され、制御手段１はこのプログラムに基づいて動作する。搬送手段３０は制御手段１の制御に基づいて動作する。ＲＯＭ２４は制御プログラムの他に、初期設定値や動作条件などの設定データが保存されている。ＲＡＭ２５は一時的なデータ保存や制御手段１の演算などのワークエリアとして使用される。ここではＲＡＭ２５に一時的なデータ保存をさせているが、フラッシュメモリー等の読み書き可能な不揮発性メモリーを用いても良い。

カードリードライター２２は制御手段１に接続され制御される。ＩＣカードへの読み書きが可能であり、ＩＣカードに格納されているデータを制御回路１へ出力する。また、その逆に制御回路１からＩＣカードにデータを格納できる。メンテナンス手段２３は制御手段１によって制御される。メンテナンス手段２３は、各色のヘッドのノズル面を清掃するワイパー、各色のヘッドのノズル内からインクを吸い出す吸引装置を備えている。メンテナンス手段２３の１回のメンテナンス動作のインクの消費量は予め把握されている。メンテナンスの回数をカウントすることで、インク使用量を演算することができる。メンテナンスの回数はＲＡＭ２５に記憶されるので、制御手段１はこの回数と予め記憶されている１回のインク使用量からメンテナンスの回数に基づいたインク使用量を演算できる。

操作パネル２６は制御手段１に接続され制御される。操作パネル２６は入力部と表示部を備え、入力部から各種データの入力をし、制御手段１に出力する。表示部はＬＣＤパネル、スピーカーが備わり、制御手段１によって表示、報音が制御され、ユーザーに報知する報知手段とし用いることができる。

Ｙインクタンク２はイエロー色のインクを格納するインクタンクである。Ｍインクタンク７はマゼンタ色のインクを格納するインクタンクである。Ｃインクタンク１２はシアン色のインクを格納するインクタンクである。Ｋインクタンク１７はブラック色のインクを格納するインクタンクである。各色のインクタンクは夫々ポンプによって各色のサブタンクにインクを供給する。また各色のサブタンクから各色のヘッドにインクが供給される。各色のヘッドは供給されたインクを記録媒体に吐出してカラー画像を記録する。

ポンプ３は制御手段１によって制御され、Ｙインクタンク２からＹサブタンク４に、インクを供給する。Ｙインクタンク２はインクジェットプリンター３７に対して挿抜が可能となっている。検出手段６は、制御手段１によって制御される。検出手段６はＹサブタンク４の挿抜状態の検出、容量の検出、Ｙインクタンク２に対応する物であることを示すインクタンク情報の検出を行う。

挿抜状態の検出結果は制御手段１によって取得される。Ｙサブタンク４がインクジェットプリンター３７に正常に挿入されているか確認でき、挿入されている場合に動作するように制御する。

容量の検出は、インク量がフル状態であるかエンプティ状態であるかを検出し、検出結果は制御手段１によって取得される。制御手段１はこの検出結果に基づいてポンプ３を動作せる。Ｙサブタンク４内のインクがエンプティ状態になるとポンプ３を動作させ、フル状態になるまでＹインクタンク２からインクを供給する。すなわちＹサブタンク４内のインクを所定範囲の量に維持する制御が行われる。

Ｙインクタンク２に対応する物であることを示すインクタンク情報の検出は、Ｙインクタンク２の使用に対応してＹサブタンク４が使用される事を確認する。例えば、Ｙサブタンク４がインクジェットプリンター３７に挿入されている状態で、インクタンク情報を検出します。この時のインクタンク情報が”１”ならＹインクタンク２を使用でき、”０”ならＹインクタンク２を使用できないと判断します。すなわちＹインクタンク２を使用する場合に、それに対する専用のＹサブタンク４を使用しなければ、正常に動作しない制御を行います。これは、印字を所定の品質に保つために必要となります。インクジェットプリンター３７を適正な動作を保つため、インク及びインク供給経路の品質を適正に管理する必要があるからです。すなわち所定の品質を持った部品を使用していることが確認できるようにしています。

Ｙヘッド５はインクジェットヘッドであり、制御手段１によって制御される。Ｙヘッド５は、Ｙサブタンク４からインクの供給を受け、インクを吐出する。制御手段１はＹヘッド５から吐出されるインク量の推定を行う。インク種類、ドットサイズ、温度、駆動信号種類などの条件に応じた１回の吐出のインク量の情報を予め保持しておき、吐出回数をカウントすることで、消費するインク量の演算を行う。

イエロー色について、Ｙインクタンク２、ポンプ３、Ｙサブタンク４、Ｙヘッド５、検出手段６に関して説明してきたが、他の色についても同様に動作制御がされる。すなわち、マゼンタ色については、Ｍインクタンク７、ポンプ８、Ｍサブタンク９、Ｍヘッド１０、検出手段１１が夫々Ｙインクタンク２、ポンプ３、Ｙサブタンク４、Ｙヘッド５、検出手段６に対応し、それと同様に制御手段１によって制御される。シアン色については、Ｃインクタンク１２、ポンプ１３、Ｍサブタンク１４、Ｍヘッド１５、検出手段１６が夫々Ｙインクタンク２、ポンプ３、Ｙサブタンク４、Ｙヘッド５、検出手段６に対応し、それと同様に制御手段１によって制御される。ブラック色については、Ｋインクタンク１７、ポンプ１８、Ｍサブタンク１９、Ｍヘッド２０、検出手段２１が夫々Ｙインクタンク２、ポンプ３、Ｙサブタンク４、Ｙヘッド５、検出手段６に対応し、それと同様に制御手段１によって制御される。

図２はインク容量管理用のメモリーの例を示す図である。印字及びヘッドのメンテナンス時に使用されるインク量を演算して記憶する。そのときインクの色毎に記憶する。例えばＹインクすなわちイエロー色インクは、Ｙヘッド５から吐出されるインク量をＹインク吐出消費量として記憶し、メンテナンス時に使用されるインク量をＹインクメンテナンス消費量として記憶する。また、使用されたインク量をＹインク容量から減算する。Ｍインクすなわちマゼンタ色インク、Ｃインクすなわちシアン色インク、Ｋインクすなわちブラック色インクについて同様にインク量が記憶される。また、ヘッドから吐出された各色の合算のインク量、メンテナンスで使用された各色の合算のインク量を記憶する。また、インクジェットプリンター３７が使用可能なインクの使用可能インク量も記憶する。使用可能インク量から各色で使用されたインク量の合算の値が減算される。これらの情報は、ＲＡＭ２５またはＲＯＭ２４に記憶される。

図３はインクタンクにインクを補充するときの動作の例を示すフローチャートである。Ｙインクタンク２、Ｍインクタンク７、Ｃインクタンク１２またはＫインクタンク１７の何れかにインクを充填する場合の動作を説明する。これらのインクタンクは例えば図１にあるようなインクタンク３３である。補給タンク３６を逆さまにして専用のジョイントに接続することで、補給タンク３６内のインクがインクタンク３３に供給される。この時のインクの充填がステップＳ１である。次にステップＳ２では、ＩＣカードリードライター２２にＩＣカードをセットすると、ＩＣカード内に記憶されている使用可能インク量の情報が制御手段１の制御によって読み出される。次にステップＳ３では、例えばＲＡＭ２５あるいはＲＯＭ２４などのメモリー内に記憶されているインクジェットプリンター３７が使用可能なインクの使用可能インク量の情報に、読み出された使用可能インク量の情報を加算し、ＩＣカード内の情報を無効にする。次にステップＳ４では、操作パネル２６から充填されたインク色について充填した量をセットする。すなわち、何色のインクをインクタンクに何リットル充填したかを入力する。入力された情報は、例えばＲＡＭ２５あるいはＲＯＭ２４などのメモリー内に記憶されている入力した色のインク容量に加算される。

図４はインクタンク内のインク量管理の動作の例を示すフローチャートである。インクの消費がされるとそれに応じてインク量の管理が行われる。インクタンク内のインク量は、外部から補給しなくても長時間、例えば２４時間、の連続印字ができる量以上に常に維持しておくため、インクタンク内のインクがある量より少なくならないように運用する。

各色インクの総量と、各色インク個別の量の両方を用いて管理する。ＩＣカードから入力される使用可能インク量は各色インクを合わせた総量の管理に用いる。これは、インクジェットプリンター３７が印字可能なインク量を管理することに用いる。すなわち、インクジェットプリンター３７は、ＩＣカードから入力される使用可能インク量以上のインクを使用しないように制御する。また、各色のインクタンク３３には、所定範囲のインク量を常に維持するように管理する。インクタンク内のインクが少なくなるとインク補充を要求する報知を行い、さらに少なくなると印字ができないように制御する。インクタンク内のインク量は、インクタンク３３には残量検出機構が備わっていないので、メンテナンス時に使用する量と印字に使用する量から使用したインク量を推定し、その量に基づいてインクタンク３３内のインク量の管理制御をする。

各色のインク量を合わせた総量に関しては、ＩＣカードから入力されるインク量に応じて使用できるインク量が増え、使用されたインク量に応じて使用できるインク量が減る。また、各色のインク量に関しては、入力されるインク量に応じて使用できるインク量が増え、使用されたインク量に応じて使用できるインク量が減る。

ステップＳ１０では、インクの消費がメンテナンスによるものか否かを判断する。メンテナンスによるものの場合はステップＳ１１へ、そうでないものはステップＳ１２に処理が移行する。
ステップＳ１１では、インク色毎にメンテナンス時のインクメンテナンス消費量と、インクタンク３３内のインク容量の演算を行いメモリーに記憶する。次にステップＳ１３に移行する。

ステップＳ１２では、インク色毎に吐出して消費されたインク吐出消費量と、インクタンク３３内のインク容量の演算を行いメモリーに記憶する。次にステップＳ１３に移行する。
ステップＳ１３では、インク色毎にインクの使用量あるいはインクタンク３３内のインクの容量を確認する。何れかのインク色のインク使用量が第１所定量を超えたか確認する。超えた場合はステップＳ１４に移行する。超えない場合はステップＳ１５に移行する。第１所定量は、予め決められた時間連続印字可能なインク量である。

ステップＳ１４では、いずれかの色のインクについてインクタンク３３内のインク量が予め決められた時間連続印字可能なインク量より少なくなったので、印字処理を停止させる。その後ステップＳ１７に移行する。

ステップＳ１５では、いずれかの色のインクについてインクタンク３３内のインク量が予め決められた時間連続印字可能なインク量より多い状態で、第２所定量を超えたか確認する。超えた場合はステップＳ１６に移行し、超えない場合はステップＳ１７に移行する。第２の所定量は予め決められた時間連続印字可能なインク量より多いが、その値に近づきインクを補充した方が良い量である。例えば、１２時間連続印字すると第１所定量となる値である。

ステップＳ１６では、報知手段によってインクの補充を要求する。操作パネル２６のＬＣＤに文字または画像を表示さたり、スピーカーによって報知する。次にステップＳ１７に移行する。
ステップＳ１７では、各色を合わせたインク使用量の総量が第３所定量を超えたか判断する。超えた場合はステップＳ１８に移行し、超えない場合はステップＳ１９に移行する。

ステップＳ１８では、印字停止の処理がされる。これは、ＩＣカードから入力される使用可能インク量を超えたので、印字をしない処理を行う。
ステップＳ１９では、各色を合わせたインク使用量の総量が第４所定量を超えたか判断する。超えた場合はステップＳ２０に移行し、超えない場合は処理が終了する。
ステップＳ２０では、色を限らずインクの補充およびＩＣカードからの使用可能インク量の入力を要求する。操作パネル２６のＬＣＤに文字または画像を表示さたり、スピーカーによって報知する。

ユーザーは夫々の報知を確認し、それに応じてインクを補充することで、常に長時間印字可能なインク量を保持できる。インク量の入力がＩＣカードとユーザーによる入力でああっても、両者を組み合わせて管理することでることで、個別のインク色毎と各色を合わせたインク量の両方を用いて管理することで、常に長時間印字可能なインク量を保持できる確実性が向上する。

本発明は、インクジェットプリンターなどインクタンクを備える記録装置に利用できる。

１ 制御手段
２ Ｙインクタンク
３ ポンプ
４ Ｙサブタンク４
５ Ｙヘッド
６ 検出手段
７ Ｍインクタンク
１２ Ｃインクタンク
１７ Ｋインクタンク
２２ カードリードライター
２３ メンテナンス手段
２４ ＲＯＭ
２５ ＲＡＭ
２６ 操作パネル
２７ キャリッジ
２８ 駆動ベルト
２９ Ｙレール
３０ 搬送手段
３３ インクタンク
３６ 補給タンク
３７ インクジェットプリンター

Claims (4)

1. インクを吐出するヘッドと、外部から前記インクを補充するインク補充口と、前記ヘッドにインクを供給するインク供給口を備えるインクタンクと、前記ヘッドと前記インクタンクとの間のインク供給経路に配置されるサブタンクと、記録媒体を搬送する搬送手段と、前記ヘッドを搭載して前記記録媒体の搬送方向に交差する方向に往復移動するキャリッジと、前記インクタンクから前記サブタンクにインクを供給するポンプと、前記サブタンク内の前記インク量を検出する検出手段と、を有し、前記サブタンク内の前記インク量を所定の範囲の量に維持し、前記サブタンクから前記ヘッドに前記インクを供給するインクジェットプリンターにおいて、
   ＩＣカードに読み書きが可能なカードリードライターと、前記インクの使用量を検出する検出手段と、前記検出手段で検出した前記使用量に基づいて前記インクタンク内の前記インクの量を推定する推定手段と、入力を行う入力手段と、報知を行う報知手段と、を有し、
   前記ヘッド、前記サブタンク、前記インクタンクは前記インクの色毎に備わり、
   前記カードリードライターは、前記ＩＣカードに記憶された前記インクジェットプリンターで使用できる前記インクの総量の情報を読み取り、
   前記インクジェットプリンターは、前記総量の情報と前記推定手段で推定した前記インクの量に基づいて、前記インクタンク内の各色のインク量の合計の量が所定量を下回ると前記報知手段によって報知を行い、前記入力手段から入力されたインクの量と前記推定手段で推定した各色の前記インクの量に基づいて各色の前記インクタンク内のインクの量が所定範囲の内少ない量を下回ると前記報知手段によって報知を行うことを特徴とするインクジェットプリンター。
2. 前記推定手段は、前記ヘッドのメンテナンス動作に基づき使用されるインク量と前記ヘッドの記録動作に基づき使用されるインク量とに基づいて演算されることを特徴とする請求項１に記載のインクジェットプリンター。
3. 前記所定の範囲の内少ない量は、各色の前記ヘッドが所定時間連続で印字するのに必要なインク量以上の値であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のインクジェットプリンター。
4. 前記報知手段によって報知された後であって、前記インクタンク内の各色のインク量の合計の量が前記所定量より少ない第２の所定量を下回った場合か、各色の前記インクタンク内のインクの量が前記所定範囲の内少ない量より少ない第３の所定量を下回った場合に、前記ヘッドからの前記インクの吐出を停止することを特徴とする請求項１から請求項３の何れか１項に記載のインクジェットプリンター。

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