JP2022156572A - 液体吐出装置 - Google Patents
液体吐出装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2022156572A JP2022156572A JP2021060336A JP2021060336A JP2022156572A JP 2022156572 A JP2022156572 A JP 2022156572A JP 2021060336 A JP2021060336 A JP 2021060336A JP 2021060336 A JP2021060336 A JP 2021060336A JP 2022156572 A JP2022156572 A JP 2022156572A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- ink
- controller
- reservoir
- liquid
- valve unit
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 239000007788 liquid Substances 0.000 title claims abstract description 42
- 230000005499 meniscus Effects 0.000 claims abstract description 11
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 abstract 1
- 239000000976 ink Substances 0.000 description 124
- 238000000034 method Methods 0.000 description 34
- 230000008569 process Effects 0.000 description 25
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 8
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 7
- 230000006870 function Effects 0.000 description 6
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 6
- 238000011010 flushing procedure Methods 0.000 description 5
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 5
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 5
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 4
- 230000005856 abnormality Effects 0.000 description 3
- 230000008859 change Effects 0.000 description 3
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 3
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 3
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 3
- 239000003086 colorant Substances 0.000 description 2
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 2
- 239000004973 liquid crystal related substance Substances 0.000 description 2
- 239000011295 pitch Substances 0.000 description 2
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000000717 retained effect Effects 0.000 description 1
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
- B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
- B41J2/00—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
- B41J2/005—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
- B41J2/01—Ink jet
- B41J2/17—Ink jet characterised by ink handling
- B41J2/175—Ink supply systems ; Circuit parts therefor
- B41J2/17596—Ink pumps, ink valves
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
- B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
- B41J2/00—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
- B41J2/005—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
- B41J2/01—Ink jet
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
- B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
- B41J2/00—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
- B41J2/005—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
- B41J2/01—Ink jet
- B41J2/17—Ink jet characterised by ink handling
- B41J2/175—Ink supply systems ; Circuit parts therefor
- B41J2/17503—Ink cartridges
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
- B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
- B41J2/00—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
- B41J2/005—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
- B41J2/01—Ink jet
- B41J2/17—Ink jet characterised by ink handling
- B41J2/175—Ink supply systems ; Circuit parts therefor
- B41J2/17503—Ink cartridges
- B41J2/17506—Refilling of the cartridge
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
- B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
- B41J2/00—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
- B41J2/005—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
- B41J2/01—Ink jet
- B41J2/17—Ink jet characterised by ink handling
- B41J2/175—Ink supply systems ; Circuit parts therefor
- B41J2/17503—Ink cartridges
- B41J2/17506—Refilling of the cartridge
- B41J2/17509—Whilst mounted in the printer
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
- B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
- B41J2/00—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
- B41J2/005—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
- B41J2/01—Ink jet
- B41J2/17—Ink jet characterised by ink handling
- B41J2/175—Ink supply systems ; Circuit parts therefor
- B41J2/17503—Ink cartridges
- B41J2/17513—Inner structure
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
- B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
- B41J2/00—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
- B41J2/005—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
- B41J2/01—Ink jet
- B41J2/17—Ink jet characterised by ink handling
- B41J2/175—Ink supply systems ; Circuit parts therefor
- B41J2/17503—Ink cartridges
- B41J2/17536—Protection of cartridges or parts thereof, e.g. tape
- B41J2/1754—Protection of cartridges or parts thereof, e.g. tape with means attached to the cartridge, e.g. protective cap
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
- B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
- B41J2/00—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
- B41J2/005—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
- B41J2/01—Ink jet
- B41J2/17—Ink jet characterised by ink handling
- B41J2/175—Ink supply systems ; Circuit parts therefor
- B41J2/17503—Ink cartridges
- B41J2/17556—Means for regulating the pressure in the cartridge
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
- B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
- B41J2/00—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
- B41J2/005—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
- B41J2/01—Ink jet
- B41J2/17—Ink jet characterised by ink handling
- B41J2/175—Ink supply systems ; Circuit parts therefor
- B41J2/17566—Ink level or ink residue control
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
- B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
- B41J29/00—Details of, or accessories for, typewriters or selective printing mechanisms not otherwise provided for
- B41J29/20—Arrangements of counting devices
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
- B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
- B41J2/00—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
- B41J2/005—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
- B41J2/01—Ink jet
- B41J2/17—Ink jet characterised by ink handling
- B41J2/175—Ink supply systems ; Circuit parts therefor
- B41J2/17566—Ink level or ink residue control
- B41J2002/17569—Ink level or ink residue control based on the amount printed or to be printed
Landscapes
- Ink Jet (AREA)
Abstract
【課題】装置が大型化することなく、ノズルからの液体の排出に伴う貯留部内の圧力低下を回復できる液体吐出装置を提供する。【解決手段】複合機10のコントローラ130は、インクの貯留部80に設けられたバルブユニット91の閉塞状態において、ヘッド38のノズル39から排出されたインクの量を示すカウント値をカウントし、カウント値が開放閾値ΔVに到達したことを条件として、バルブユニット91を開放状態とする。貯留部80の容積をVtmax、貯留部80に貯留可能なインクの最大量をVi、大気圧をP、ノズル39に形成されるインクのメニスカス耐圧をPmとしたとき、開放閾値ΔVはΔV≦(Vtmax-Vi)×Pm/(P-Pm)を満たす。【選択図】図8
Description
本発明は、貯留部から供給された液体を吐出するヘッドを有する液体吐出装置に関する。
タンクに貯留されたインクをノズルから吐出して画像記録を行う装置として、インクジェットペンが公知である(特許文献1参照)。このインクジェットペンでは、インクカートリッジに貯留されたインクの液面は、ノズルの開口よりも上方にある。インクカートリッジにおいては、気体層が外部に連通されていない、或いは気体層を外部に連通させる気体流路に弁が設けられている。
インクカートリッジの気体層が外部に連通されていないと、インクが消費されることによって気体層の圧力が下がり、その結果、ノズルの開口に形成されたメニスカスが壊れるおそれがある。インクカートリッジの気体層の圧力は、気体層の容積が小さいほど下がりやすい。しかし、インクカートリッジにおいて気体層の容積を大きくすると、インクカートリッジが大きくなり、その結果、装置も大型化する。
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、装置が大型化することなく、ノズルからの液体の排出に伴う貯留部内の圧力低下を回復する手段を提供することである。
(1) 本発明に係る液体吐出装置は、液体を吐出するノズルを有するヘッドと、液体が液面を形成して貯留され、貯留可能な最大量の液面の高さが上記ノズルの開口よりも上方に位置する貯留部と、外部に開口する大気開放口を通じて上記貯留部の気体層と外部とを連通する気体流路と、上記大気開放口または上記気体流路を開放または閉塞するバルブユニットと、メモリと、コントローラと、を備えている。上記メモリは、開放閾値ΔVを記憶し、上記コントローラは、上記バルブユニットが上記大気開放口または上記気体流路を閉塞する閉塞状態において、上記ノズルから排出した液体の量を示すカウント値をカウントし、上記カウント値が上記開放閾値ΔVに到達したことを条件として、上記バルブユニットを上記大気開放口または上記気体流路を開放する開放状態とし、上記開放閾値ΔVは、以下の式(1)を満たす。
ΔV≦(Vtmax-Vi)×Pm/(P-Pm) ・・・式(1)
ただし、Vtmaxは上記貯留部の容積、Viは上記貯留部に貯留可能な液体の最大量、Pは大気圧、Pmは上記ノズルに形成される上記液体のメニスカス耐圧である。
ΔV≦(Vtmax-Vi)×Pm/(P-Pm) ・・・式(1)
ただし、Vtmaxは上記貯留部の容積、Viは上記貯留部に貯留可能な液体の最大量、Pは大気圧、Pmは上記ノズルに形成される上記液体のメニスカス耐圧である。
上記液体吐出装置によれば、貯留部の容積を小さくしつつ、適切なタイミングで貯留部内の気体の圧力が大気圧にされるので、安定してノズルから液体が吐出できる。
(2) 好ましくは、上記コントローラは、上記バルブユニットを上記開放状態にした後、上記カウント値を初期値にリセットする。
この構成によれば、カウント値が開放閾値ΔVに到達する毎に、バルブユニットを開放状態にできる。
(3) 好ましくは、上記コントローラは、上記カウント値を初期値にリセットした後、上記貯留部に貯留されている液体の残量を取得し、取得した残量に応じて上記開放閾値ΔVを変更する。
この構成によれば、貯留部の残量に適した開放閾値ΔVが設定される。
(4) 好ましくは、上記コントローラは、上記ノズルから液体を排出していないことを条件として、上記バルブユニットを上記開放状態とする。
(5) 好ましくは、上記Vtmaxが25mL以下であり、上記Viが4.2mL以下であり、上記開放閾値ΔVが0.53mL以下である。
(6) 好ましくは、上記Vtmaxが25mL以下であり、上記Viが12.5mL以下であり、上記開放閾値ΔVが0.32mL以下である。
(7) 好ましくは、上記開放閾値ΔVが0.16mL以上である。
本発明によれば、装置が大型化することなく、ノズルからの液体の排出に伴う貯留部内の圧力低下を回復できる。
以下、本発明の実施形態について説明する。なお、以下に説明される実施形態は本発明の一例にすぎず、本発明の要旨を変更しない範囲で、本発明の実施形態を適宜変更できることは言うまでもない。また、以下の説明では、矢印の起点から終点に向かう進みが向きと表現され、矢印の起点と終点とを結ぶ線上の往来が方向と表現される。また、以下の説明では、複合機10が使用可能に設置された状態(図1の状態)を基準として上下方向7が定義され、開口13が設けられている面を前面23として前後方向8が定義され、複合機10を前方から視て左右方向9が定義される。上下方向7、前後方向8、及び左右方向9は互いに直交している。
[複合機10の全体構造]
図1に示されるように、複合機10(液体吐出装置の一例)は、概ね直方体形状の筐体14を有する。筐体14の下部に、プリンタ部11が設けられている。複合機10は、ファクシミリ機能及びプリント機能などの各種の機能を有している。複合機10は、プリント機能として、インクジェット方式で用紙12(図2参照)の片面に画像記録する機能を有している。なお、複合機10は、用紙12の両面に画像記録するものであってもよい。筐体14の上部に、操作部17が設けられている。操作部17は、画像記録の指示や各種設定のために操作されるボタンや、各種情報が表示される液晶ディスプレイなどによって構成されている。本実施形態において、操作部17は、ボタン及び液晶ディスプレイの双方の機能を有するタッチパネルによって構成されている。
図1に示されるように、複合機10(液体吐出装置の一例)は、概ね直方体形状の筐体14を有する。筐体14の下部に、プリンタ部11が設けられている。複合機10は、ファクシミリ機能及びプリント機能などの各種の機能を有している。複合機10は、プリント機能として、インクジェット方式で用紙12(図2参照)の片面に画像記録する機能を有している。なお、複合機10は、用紙12の両面に画像記録するものであってもよい。筐体14の上部に、操作部17が設けられている。操作部17は、画像記録の指示や各種設定のために操作されるボタンや、各種情報が表示される液晶ディスプレイなどによって構成されている。本実施形態において、操作部17は、ボタン及び液晶ディスプレイの双方の機能を有するタッチパネルによって構成されている。
図2に示されるように、プリンタ部11は、給送トレイ20、給送部16、外ガイド部材18、内ガイド部材19、搬送ローラ対59、排出ローラ対44、プラテン42、記録部24、エンコーダ35(図4参照)、ロータリエンコーダ75(図4参照)、コントローラ130(図4参照)、及びメモリ140(図4参照)を備えている。これらは、筐体14の内部に配置されている。筐体14の内部には、複合機10の状態を検知して、検知結果に応じた信号を出力する様々な状態センサ(不図示)が配置されている。
[給送トレイ20]
図1に示されるように、プリンタ部11の前面23に、開口13が形成されている。給送トレイ20は、前後方向8へ移動することによって、開口13を介して筐体14に対して挿入及び抜去可能である。給送トレイ20は、筐体14に装着された給送位置(図1及び図2に示される位置)と、筐体14から抜き出された非給送位置とに移動可能である。給送トレイ20は、筐体14に対して後方へ挿入されることによって給送位置へ移動し、筐体14に対して前方へ引き出されることによって非給送位置へ移動する。
図1に示されるように、プリンタ部11の前面23に、開口13が形成されている。給送トレイ20は、前後方向8へ移動することによって、開口13を介して筐体14に対して挿入及び抜去可能である。給送トレイ20は、筐体14に装着された給送位置(図1及び図2に示される位置)と、筐体14から抜き出された非給送位置とに移動可能である。給送トレイ20は、筐体14に対して後方へ挿入されることによって給送位置へ移動し、筐体14に対して前方へ引き出されることによって非給送位置へ移動する。
給送トレイ20は、上方が開放された箱形状の部材であり、用紙12を収容する。図2に示されるように、給送トレイ20の底板22に、用紙12が重ねられた状態で支持される。給送トレイ20の前部の上方に、排出トレイ21が配置されている。記録部24によって画像記録されて排出された用紙12が、排出トレイ21の上面に支持される。給送トレイ20が給送位置にあるとき、給送トレイ20に支持された用紙12が搬送路65へ給送可能である。
[給送部16]
図2に示されるように、給送部16は、記録部24の下方かつ給送トレイ20の底板22の上方に配置されている。給送部16は、給送ローラ25、給送アーム26、駆動伝達機構27、及び軸28を備えている。給送ローラ25は、給送アーム26の先端部で回転可能に支持されている。給送アーム26は、基端部に設けられた軸28を中心として、矢印29の方向へ回動する。これにより、給送ローラ25は、給送トレイ20または給送トレイ20に支持された用紙12に対して、当接及び離間が可能である。
図2に示されるように、給送部16は、記録部24の下方かつ給送トレイ20の底板22の上方に配置されている。給送部16は、給送ローラ25、給送アーム26、駆動伝達機構27、及び軸28を備えている。給送ローラ25は、給送アーム26の先端部で回転可能に支持されている。給送アーム26は、基端部に設けられた軸28を中心として、矢印29の方向へ回動する。これにより、給送ローラ25は、給送トレイ20または給送トレイ20に支持された用紙12に対して、当接及び離間が可能である。
給送ローラ25は、複数のギヤが噛合されてなる駆動伝達機構27によって、給送用モータ102(図4参照)の駆動力が伝達されて回転する。これにより、給送位置の給送トレイ20の底板22に支持された用紙12のうち、給送ローラ25と当接している最上の用紙12が、搬送路65へ給送される。なお、駆動伝達機構27は、複数のギヤが噛合されている形態に限らず、例えば軸28と給送ローラ25の軸とに架け渡されたベルトであってもよい。
[搬送路65]
図2に示されるように、給送トレイ20の後端部から搬送路65が延出されている。搬送路65は、湾曲部33と直線部34とを備える。湾曲部33は、上方へ向かいつつ後方から前方へUターンするように延びている。直線部34は、概ね前後方向8に沿って延びている。
図2に示されるように、給送トレイ20の後端部から搬送路65が延出されている。搬送路65は、湾曲部33と直線部34とを備える。湾曲部33は、上方へ向かいつつ後方から前方へUターンするように延びている。直線部34は、概ね前後方向8に沿って延びている。
湾曲部33は、所定の間隔を隔てて互いに対向する外ガイド部材18と内ガイド部材19とによって形成されている。外ガイド部材18及び内ガイド部材19は、左右方向9へ延設されている。直線部34は、記録部24が配置されている位置では所定の間隔を隔てて互いに対向する記録部24とプラテン42とによって形成されている。
給送トレイ20に支持された用紙12は、給送ローラ25によって湾曲部33を搬送されて、搬送ローラ対59に到達する。搬送ローラ対59に挟持された用紙12は、直線部34を記録部24へ向けて前方へ搬送される。記録部24の直下に到達した用紙12は、記録部24により画像記録される。画像記録された用紙12は、直線部34を前方へ搬送されて排出トレイ21に排出される。以上より、用紙12は、図2に一点鎖線の矢印で示される搬送向き15に沿って搬送される。
[搬送ローラ対59及び排出ローラ対44]
図2に示されるように、直線部34に、搬送ローラ対59が配置されている。直線部34における搬送ローラ対59よりも搬送向き15の下流に、排出ローラ対44が配置されている。
図2に示されるように、直線部34に、搬送ローラ対59が配置されている。直線部34における搬送ローラ対59よりも搬送向き15の下流に、排出ローラ対44が配置されている。
搬送ローラ対59は、搬送ローラ60と、搬送ローラ60の下方に搬送ローラ60と対向して配置されたピンチローラ61とを備えている。ピンチローラ61は、コイルバネなどの弾性部材(不図示)によって搬送ローラ60に押圧されている。搬送ローラ対59は、用紙12を挟持可能である。
排出ローラ対44は、排出ローラ62と、排出ローラ62の上方に排出ローラ62と対向して配置された拍車ローラ63とを備えている。拍車ローラ63は、コイルバネなどの弾性部材(不図示)によって排出ローラ62へ向けて押圧されている。排出ローラ対44は、用紙12を挟持可能である。
搬送ローラ60及び排出ローラ62は、搬送用モータ101(図4参照)から駆動力を付与されて回転する。搬送ローラ対59に用紙12が挟持されている状態で搬送ローラ60が回転すると、当該用紙12は、搬送ローラ対59によって搬送向き15へ搬送され、プラテン42上に搬送される。排出ローラ対44に用紙12が挟持されている状態で排出ローラ62が回転すると、当該用紙12は、排出ローラ対44によって搬送向き15へ搬送され、排出トレイ21上に排出される。なお、搬送用モータ101と給送用モータ102として、共通のモータが用いられてもよい。この場合、当該共通のモータから各ローラへの駆動伝達経路が切替可能に構成される。
なお、用紙12を搬送させるものは、上述したようなローラ対に限らない。例えば、搬送ローラ対59及び排出ローラ対44の代わりに、搬送ベルトが配置されていてもよい。
[プラテン42]
図2に示されるように、プラテン42は、搬送路65の直線部34に配置されている。プラテン42は、上下方向7において記録部24に対向している。プラテン42は、搬送路65を搬送される用紙12を下方から支持する。搬送路65を搬送される用紙12は、左右方向9において、プラテン42の右端及び左端の間の領域(以下、媒体通過領域と称される)を通過する。
図2に示されるように、プラテン42は、搬送路65の直線部34に配置されている。プラテン42は、上下方向7において記録部24に対向している。プラテン42は、搬送路65を搬送される用紙12を下方から支持する。搬送路65を搬送される用紙12は、左右方向9において、プラテン42の右端及び左端の間の領域(以下、媒体通過領域と称される)を通過する。
[記録部24]
図2に示されるように、記録部24は、プラテン42の上方にプラテン42と対向して配置されている。記録部24は、キャリッジ40と、ヘッド38と、貯留部80とを備えている。
図2に示されるように、記録部24は、プラテン42の上方にプラテン42と対向して配置されている。記録部24は、キャリッジ40と、ヘッド38と、貯留部80とを備えている。
キャリッジ40は、前後方向8に間隔を空けて配置された2つのガイドレール56、57によって搬送向き15と直交する左右方向9に沿って移動可能に支持されている。キャリッジ40は、左右方向9において媒体通過領域よりも右方から媒体通過領域よりも左方に亘って移動可能である。なお、キャリッジ40の移動方向は、左右方向9に限らず、搬送向き15と交差する方向であればよい。
ガイドレール56は、ヘッド38よりも搬送向き15の上流に配置されている。ガイドレール57は、ヘッド38よりも搬送向き15の下流に配置されている。ガイドレール56、57は、左右方向9において搬送路65の直線部34の外方に配置された一対のサイドフレーム(不図示)によって支持されている。キャリッジ40は、キャリッジ駆動用モータ103(図4参照)から駆動力を付与されることにより移動する。
ガイドレール56またはガイドレール57には、エンコーダ35(図4参照)が配置されている。エンコーダ35は、左右方向9に延びたエンコーダストリップと、キャリッジ40におけるエンコーダストリップに対向する箇所に設けられた光学センサとを備えている。エンコーダストリップには、光を透過させる透光部と光を遮断する遮光部とが、左右方向9に等ピッチで交互に配置されたパターンが記されている。光学センサによって透光部及び遮断部が検出されることによってパルス信号が検出される。パルス信号は、キャリッジ40の左右方向9の位置に応じた信号である。パルス信号は、コントローラ130(図4参照)に出力される。
ヘッド38は、キャリッジ40に支持されている。ヘッド38の下面68は、下方へ露出しており、プラテン42と対向している。ヘッド38は、複数のノズル39と、インク流路37と、圧電素子45(図4参照)とを備えている。
複数のノズル39は、ヘッド38の下面68に開口されている。インク流路37は、貯留部80と複数のノズル39とを繋ぐ。圧電素子45(図4参照)は、インク流路37の一部を変形させることでノズル39から下方へインク滴を吐出させる。圧電素子45は、コントローラ130(図4参照)により給電されることで動作する。このようにヘッド38は、インク(液体の一例)を吐出するノズル39を有する。
貯留部80は、キャリッジ40に据え付けられた状態でキャリッジ40に支持されている。貯留部80は、内部空間81を有している。内部空間81には、インク99が貯留される。本実施形態では、記録部24は、一つの貯留部80を備えている。この一つの貯留部80には、黒色のインク99が貯留されている。なお、貯留部80に貯留されるインク99の色は黒色に限らない。
貯留部80は、ヘッド38より上方に位置している。なお、本実施形態では、貯留部80の全てがヘッド38より上方に位置しているが、貯留部80の一部がヘッド38より上方に位置しており、貯留部80の当該一部以外の部分がヘッド38以下の高さに位置していてもよい。貯留部80の内部空間81は、インク流路37を介して複数のノズル39と連通している。これにより、内部空間81からノズル39へインク99が供給される。
貯留部80の上壁82には、内部空間81へインク99を注入するための注入口83が設けられている。注入口83は、上壁82を厚み方向に貫通して、内部空間81を貯留部80の外部に連通させる。上壁82の上面における注入口83の周囲に、突壁84が設けられている(図3参照)。蓋85が突壁84に嵌合されることによって、注入口83が閉じられる。蓋85が突壁84から外されると、注入口83が外部に露出する。この状態で、ボトル(不図示)が注入口83に挿入され、ボトルから注入口83を介して内部空間81へインク99が注入される。なお、注入口83は、内部空間81の上部と外部とを連通する位置であれば、上壁82以外に設けられていてもよい。
図3に示されるように、貯留部80の側壁87の上側部分には、貯留部80の外部に開口する大気開放口88が設けられている。貯留部80の内部空間81のうち、インク99が存在しない部分には空気が入る。貯留部80の内部空間81のうち空気が入った部分は、気体層と称される。貯留部80の気体層と外部との間には、大気開放口88を経由する気体流路89が形成される。気体流路89は、外部に開口する大気開放口88を通じて貯留部80の気体層と外部とを連通する。
貯留部80には、大気開放口88を開放または閉塞するバルブユニット91が設けられている。バルブユニット91は、バルブ92と、コイルバネ93とを備えている。バルブ92は、大気開放口88に対して当接または離間する部材である。コイルバネ93は、バルブ92を大気開放口88に当接させるように右方に付勢するための部材である。貯留部80内のコイルバネ93に対応する位置には、側壁87に対向する側面86が形成されている。コイルバネ93の左端は側面86に連結されており、右端はバルブ92に連結されている。
[ロータリエンコーダ75]
図4に示されるロータリエンコーダ75は、搬送用モータ101(図4参照)の軸に設けられて搬送用モータ101と共に回転するエンコーダディスクと光学センサとからなる。エンコーダディスクには、光が透過される透過部と光が透過されない非透過部とが円周方向に等ピッチで交互に配置されたパターンが形成されている。エンコーダディスクが回転すると、光学センサによって透過部と非透過部とが検出される毎にパルス信号が生成される。生成されたパルス信号は、コントローラ130(図4参照)に出力される。コントローラ130は、当該パルス信号に基づいて、搬送用モータ101の回転量を算出する。なお、ロータリエンコーダ75は、搬送用モータ101以外、例えば給送用モータ102や搬送ローラ60に設けられていてもよい。
図4に示されるロータリエンコーダ75は、搬送用モータ101(図4参照)の軸に設けられて搬送用モータ101と共に回転するエンコーダディスクと光学センサとからなる。エンコーダディスクには、光が透過される透過部と光が透過されない非透過部とが円周方向に等ピッチで交互に配置されたパターンが形成されている。エンコーダディスクが回転すると、光学センサによって透過部と非透過部とが検出される毎にパルス信号が生成される。生成されたパルス信号は、コントローラ130(図4参照)に出力される。コントローラ130は、当該パルス信号に基づいて、搬送用モータ101の回転量を算出する。なお、ロータリエンコーダ75は、搬送用モータ101以外、例えば給送用モータ102や搬送ローラ60に設けられていてもよい。
[コントローラ130及びメモリ140]
以下、図4が参照されて、コントローラ130及びメモリ140の構成が説明される。コントローラ130は、複合機10の全体動作を制御するものである。コントローラ130は、CPU131及びASIC135を備えている。メモリ140は、ROM132、RAM133、及びEEPROM134を備えている。CPU131、ASIC135、ROM132、RAM133、及びEEPROM134は、内部バス137によって接続されている。
以下、図4が参照されて、コントローラ130及びメモリ140の構成が説明される。コントローラ130は、複合機10の全体動作を制御するものである。コントローラ130は、CPU131及びASIC135を備えている。メモリ140は、ROM132、RAM133、及びEEPROM134を備えている。CPU131、ASIC135、ROM132、RAM133、及びEEPROM134は、内部バス137によって接続されている。
ROM132には、CPU131が各種動作を制御するためのプログラムなどが格納されている。RAM133は、CPU131が上記プログラムを実行する際に用いるデータや信号などを一時的に記録する記憶領域、或いはデータ処理の作業領域として使用される。EEPROM134には、電源オフ後も保持すべき設定やフラグなどが格納される。
ASIC135には、搬送用モータ101、給送用モータ102、及びキャリッジ駆動用モータ103が接続されている。ASIC135には、各モータを制御する駆動回路が組み込まれている。CPU131は、各モータを回転させるための駆動信号を各モータに対応する駆動回路に出力する。駆動回路は、CPU131から取得した駆動信号に応じた駆動電流を対応するモータへ出力する。これにより、対応するモータが回転する。つまり、コントローラ130は、給送用モータ102を制御して、給送部16に用紙12を給送させる。また、コントローラ130は、搬送用モータ101を制御して、搬送ローラ対59及び排出ローラ対44に用紙12を搬送させる。また、コントローラ130は、キャリッジ駆動用モータ103を制御して、キャリッジ40を移動させる。
また、ASIC135には、ロータリエンコーダ75の光学センサが接続されている。コントローラ130は、ロータリエンコーダ75の光学センサから受け取った電気信号に基づいて、搬送用モータ101の回転量を算出する。また、ASIC135には、エンコーダ35が接続されている。コントローラ130は、エンコーダ35から受け取ったパルス信号に基づいて、キャリッジ40の位置や移動の有無を認識する。
また、ASIC135には、圧電素子45が接続されている。圧電素子45は、不図示のドライブ回路を介してコントローラ130により給電されることで動作する。コントローラ130は、圧電素子45への給電を制御し、複数のノズル39から選択的にインク滴を吐出させる。また、ASIC135には、状態センサ(不図示)が接続されている。コントローラ130は、状態センサから受け取った信号に基づいて、以下に示す画像記録処理や、異常処理などを行う。
コントローラ130は、用紙12に画像記録する際、搬送処理と印刷処理とを交互に実行する。搬送処理は、搬送ローラ対59及び排出ローラ対44に所定の改行量だけ用紙12を搬送させる処理である。コントローラ130は、搬送用モータ101を制御することによって、搬送ローラ対59及び排出ローラ対44に搬送処理を実行させる。印刷処理は、キャリッジ40を左右方向9に沿って移動させながら、圧電素子45への給電を制御して、ヘッド38にノズル39からインク滴を吐出させる処理である。印刷処理の間、キャリッジ40は、媒体通過領域(プラテン42の右端及び左端の間の領域)に位置しており、プラテン42と対向している。
コントローラ130は、今回の搬送処理と次回の搬送処理との間、用紙12を一定期間停止させる。そして、用紙12が停止している間に印刷処理を実行する。つまり、コントローラ130は、印刷処理において、キャリッジ40を右向きまたは左向きに移動させながら、ノズル39からインク滴を吐出させる1回のパスを実行する。これにより、用紙12に対して1パス分の画像記録が実行される。
コントローラ130は、搬送処理と印刷処理とを交互に繰り返し実行することによって、用紙12の画像記録可能な全領域に、画像記録することが可能である。つまり、コントローラ130は、複数回のパスで1枚の用紙12に画像記録させる。
なお、コントローラ130は、上記に限らず、CPU131のみが各種処理を行うものであってもよいし、ASIC135のみが各種処理を行うものであってもよいし、CPU131とASIC135とが協働して各種処理を行うものであってもよい。また、コントローラ130は、1つのCPU131が単独で処理を行うものであってもよいし、複数のCPU131が処理を分担して行うものであってもよい。また、コントローラ130は、1つのASIC135が単独で処理を行うものであってもよいし、複数のASIC135が処理を分担して行うものであってもよい。
[バルブユニット91の動作]
バルブユニット91は、大気開放口88を閉塞する閉塞状態と、大気開放口88を開放する解放状態との間で状態変化する。キャリッジ40は、コントローラ130からの制御に従い、媒体通過領域の外部に設定された圧力開放位置に移動する。本実施形態では、圧力開放位置は、媒体通過領域よりも右方の位置である。キャリッジ40が媒体通過領域内にあるときには、バルブユニット91は閉塞状態になる。キャリッジ40が圧力開放位置にあるときには、バルブユニット91は開放状態になる。
バルブユニット91は、大気開放口88を閉塞する閉塞状態と、大気開放口88を開放する解放状態との間で状態変化する。キャリッジ40は、コントローラ130からの制御に従い、媒体通過領域の外部に設定された圧力開放位置に移動する。本実施形態では、圧力開放位置は、媒体通過領域よりも右方の位置である。キャリッジ40が媒体通過領域内にあるときには、バルブユニット91は閉塞状態になる。キャリッジ40が圧力開放位置にあるときには、バルブユニット91は開放状態になる。
図5(A)に示されるフレーム151は、上下方向7および前後方向8(不図示)に拡がる部材である。当接部152は、フレーム151から突出し、左右方向9に延伸する棒状の部材である。当接部152の上下方向7及び前後方向8の位置は、それぞれ、大気開放口88の上下方向7及び左右方向9の位置と同じである。当接部152の外径は、大気開放口88の内径よりも小さい。
図5(A)に示されるように、画像記録が行われている間、キャリッジ40は、フレーム151及び当接部152から離れた位置において、左右方向9に移動する。このとき、コイルバネ93は、バルブ92を大気開放口88に当接させるように右方に付勢する。このため、バルブユニット91は、大気開放口88を閉塞する閉塞状態になる。
一方、図5(B)に示されるように、キャリッジ40が圧力開放位置に移動したときには、当接部152は、右方から大気開放口88を貫通して、バルブ92を左方へ押す。このとき、バルブ92は、コイルバネ93の付勢力に抗して左方に移動し、大気開放口88から離れる。このため、バルブユニット91は、大気開放口88を開放する開放状態になる。バルブユニット91が開放状態になると、貯留部80の気体層の圧力は大気圧に等しくなる。
画像記録が再開されるときには、キャリッジ40は、フレーム151及び当接部152から離れる。このとき、バルブ92は、コイルバネ93の付勢力によって右方に移動し、大気開放口88に当接する。したがって、バルブユニット91は、再び閉塞状態になる。
[コントローラ130による画像記録制御と圧力開放制御]
上述のように構成されたプリンタ部11では、コントローラ130は、用紙12を給送し、給送された用紙12に画像記録を行う画像記録制御を実行する。これに加えて、コントローラ130は、必要なタイミングでバルブユニット91を開放状態とする(大気開放口88を開放する)圧力開放制御を実行する。
上述のように構成されたプリンタ部11では、コントローラ130は、用紙12を給送し、給送された用紙12に画像記録を行う画像記録制御を実行する。これに加えて、コントローラ130は、必要なタイミングでバルブユニット91を開放状態とする(大気開放口88を開放する)圧力開放制御を実行する。
圧力開放制御を行うために、コントローラ130は、カウント値をカウントする。このカウント値は、バルブユニット91が閉塞状態にある間に、ノズル39から排出したインクの量を示すものである。メモリ140は、カウント値に関する開放閾値ΔVを記憶している。開放閾値ΔVは、例えば、メモリ140内のRAM133に記憶される。コントローラ130は、カウント値が開放閾値ΔVに到達したことを条件として、バルブユニット91を開放状態とする。
以下、図6に示されるフローチャートを参照して、コントローラ130による画像記録制御と圧力開放制御とが説明される。コントローラ130は、印刷コマンドを取得したときに、図6に示す制御を行う。印刷コマンドは、複合機10の操作部17(図1参照)や複合機10と接続された外部機器などからコントローラ130へ送られたものである。印刷コマンドは、画像記録制御を開始する旨のコマンドと、用紙12のサイズに関する情報と、用紙12へ画像記録される印刷データとを含んでいる。印刷コマンドを取得する時点で、バルブユニット91は閉塞状態にある。
始めに、コントローラ130は、インクエンプティか否かを判断する(S110)。S110では、任意の方法を用いて、貯留部80に貯留されたインク99が空か否かが判断される。コントローラ130は、例えば、貯留部80の内部に設けられたフロート(不図示)の位置を検知する方法や、貯留部80の内部に設けられたプリズム(不図示)で反射した光を検知する方法を用いて、インクエンプティか否かを判断してもよい。インクエンプティと判断されるインク99の量は、予め決定されている。コントローラ130は、例えば、インク99が完全に空であると判断したときにインクエンプティと判断してもよく、インク99が所定量未満であると判断したときにインクエンプティと判断してもよい。
S110でインクエンプティと判断されたことを条件として(S110:Yes)、コントローラ130は、キャリッジ駆動用モータ103を制御して、キャリッジ40をインク補充位置に移動させる(S120)。キャリッジ40がインク補充位置にある間に、インクが補充される(S130)。S130では、蓋85が突壁84から外され、ボトル(不図示)から注入口83を介して内部空間81へインク99が注入される。インク補充位置は、圧力開放位置と同じでもよく、圧力開放位置と異なっていてもよい。S110でインクエンプティでないと判断されたことを条件として(S110:No)、コントローラ130は、S120及びS130を実行することなく、S140へ進む。
次に、コントローラ130は、ノズル39のフラッシングと、用紙12の給送とを行う(S140)。ノズル39のフラッシングは、コントローラ130が、キャリッジ駆動用モータ103を制御してキャリッジ40をフラッシング位置に移動させた後に、圧電素子45を制御することによって行われる。用紙12の給送は、コントローラ130が給送用モータ102を制御することによって行われる。ノズル39のフラッシングと、用紙12の給送とは、並行して実行される。
次に、コントローラ130は、再びインクエンプティか否かを判断する(S150)。S150でインクエンプティと判断されたことを条件として(S150:Yes)、コントローラ130は、キャリッジ駆動用モータ103を制御して、キャリッジ40をインク補充位置に移動させる(S160)。キャリッジ40がインク補充位置にある間に、インクが補充される(S170)。S160及びS170の処理は、それぞれ、S120及びS130の処理と同じである。S150でインクエンプティでないと判断されたことを条件として(S150:No)、コントローラ130は、S160及びS170を実行することなく、S180へ進む。なお、S150を実行する理由は、S110でインクエンプティでないと判断された場合でも、S140のフラッシングによってインクエンプティになる場合があるからである。
次に、コントローラ130は、カウント値が開放閾値ΔV以上か否かを判断する(S180)。S180の処理は、カウント値が開放閾値ΔVに到達したかを判断する処理の一例である。S180において開放閾値ΔV以上と判断されたことを条件として(S180:Yes)、コントローラ130は、圧力開放を行い、カウント値を初期値にリセットする(S190)。S180において開放閾値ΔV以上でないと判断されたことを条件として(S180:No)、コントローラ130は、S190を実行することなく、S200へ進む。
S190において、コントローラ130は、キャリッジ駆動用モータ103を制御して、キャリッジ40を圧力開放位置に移動させる。キャリッジ40が圧力開放位置に移動すると、バルブユニット91は大気開放口88を開放する開放状態となり、貯留部80の気体層の圧力は大気圧に等しくなる。圧力開放は、キャリッジ40が圧力開放位置にある間に、ノズル39からインクを排出していないことを条件として行われる。圧力開放後、コントローラ130は、キャリッジ駆動用モータ103を制御して、キャリッジ40を元の位置に移動させる。圧力開放と並行して、コントローラ130は、カウント値を初期値にリセットする。カウント値の初期値は、例えば0である。
次に、コントローラ130は、印刷を行いながら、カウント値を更新する(S210)。S210において、コントローラ130は、1枚の用紙12に対する画像記録を行う。コントローラ130は、搬送処理と印刷処理とを交互に繰り返し実行することにより、用紙12の画像記録可能な全領域に画像を記録する。コントローラ130は、1枚の用紙12に画像記録を行うときにノズル39から排出したインクの量を、例えば印刷データに基づいて算出する。コントローラ130は、このインク量をカウント値に加算する。
次に、コントローラ130は、カウント値が開放閾値ΔV以上か否かを判断する(S210)。S180の処理と同様、S210の処理は、カウント値が開放閾値ΔVに到達したかを判断する処理である。S210において開放閾値ΔV以上と判断されたことを条件として(S210:Yes)、コントローラ130は、圧力開放を行い、カウント値を初期値にリセットする(S220)。S220の処理は、S190の処理と同じである。S210において開放閾値ΔV以上でないと判断されたことを条件として(S210:No)、コントローラ130は、S220を実行することなく、S230へ進む。
次に、コントローラ130は、用紙12の排紙を行う(S230)。S230において、コントローラ130は、搬送ローラ対59及び排出ローラ対44に、用紙12を搬送向き15へ搬送させて、排出トレイ21へ排出させる。
次に、コントローラ130は、印刷終了か否かを判断する(S240)。S240において、コントローラ130は、印刷コマンドに含まれる画像データをすべて用紙12に記録したか否かを判断する。
S240で印刷終了でないと判断されたことを条件として(S240:No)、コントローラ130は、用紙12の給送を行う(S250)。S250の処理は、S140の給送と同じである。その後、コントローラ130は、S150へ進む。なお、後続の用紙12の給送は、先行の用紙12の排紙(S230)と並行して実行されてもよい。
S240において印刷終了と判断されたことを条件として(S240:Yes)、コントローラ130は、圧力開放を行い、カウント値を初期値にリセットする(S260)。S260の処理は、S190及びS220の処理と同じである。以上をもって、コントローラ130は、画像記録制御及び圧力開放制御を終了する。
このようにコントローラ130は、バルブユニット91が閉塞状態である間に、ノズル39から排出したインクの量を示すカウント値をカウントする。コントローラ130は、カウント値が開放閾値ΔVに到達したことを条件として、バルブユニット91を開放状態とする。コントローラ130は、S190、S220、及びS260において、バルブユニット91を開放状態にした後、カウント値を初期値にリセットする。コントローラ130は、ノズル39からインクが排出されていないことを条件として、バルブユニット91を開放状態とする。
なお、ここでは、コントローラ130が正常に画像記録を行う場合について説明したが、コントローラ130は、画像記録を行いながら、異常を検出する処理と、異常を検出した時の処理(いずれも不図示)とを実行してもよい。
[開放閾値ΔV]
以下、圧力開放制御に用いられる開放閾値ΔVについて説明される。貯留部80の容積をVtmax、貯留部80に貯留可能なインクの最大量をVi、大気圧をP、ノズル39に形成されるインクのメニスカス耐圧をPmとしたとき、開放閾値ΔVは、以下の式(1)を満たす。
ΔV≦(Vtmax-Vi)×Pm/(P-Pm) ・・・式(1)
以下、圧力開放制御に用いられる開放閾値ΔVについて説明される。貯留部80の容積をVtmax、貯留部80に貯留可能なインクの最大量をVi、大気圧をP、ノズル39に形成されるインクのメニスカス耐圧をPmとしたとき、開放閾値ΔVは、以下の式(1)を満たす。
ΔV≦(Vtmax-Vi)×Pm/(P-Pm) ・・・式(1)
図7(A)及び図7(B)を参照して、式(1)の導出過程が説明される。図7(A)及び図7(B)には、バルブユニット91が閉塞状態のときの貯留部80の気体層の状態が模式的に示されている。図7(A)には画像記録前の状態が示されており、図7(B)には画像記録後の状態が示されている。図7(A)および図7(B)に示されるように、貯留部80には、インク99が液面を形成して貯留される。貯留部80に貯留可能な最大量のインク99の高さは、ノズル39の開口よりも上方に位置する。
図7(A)に示されるように、画像記録前には、貯留部80の気体層の圧力は大気圧Pであり、貯留部80の気体層の体積はVであるとする。図7(A)に示す状態において、画像記録によってΔV(ΔVは正の値)のインク99が排出され、図7(B)に示す状態に変化したとする。貯留部80は画像記録によって変形しない剛体であると仮定すると、ΔVのインク99が排出されると、貯留部80の気体層の体積はΔVだけ増加して(V+ΔV)になる。このときの貯留部80の気体層の圧力の低下量をΔP(ΔPは正の値)とすると、次式(2)が成立する。
PV=(P-ΔP)(V+ΔV) ・・・式(2)
式(2)から、次式(3)が導かれる。
ΔP=P×ΔV/(V+ΔV) ・・・式(3)
PV=(P-ΔP)(V+ΔV) ・・・式(2)
式(2)から、次式(3)が導かれる。
ΔP=P×ΔV/(V+ΔV) ・・・式(3)
貯留部80に貯留されたインク99がΔVだけ減少した場合、貯留部80の気体層の圧力の変動(増加)がメニスカス耐圧Pm以下である間に貯留部80の圧力開放を行えば、ノズル39に形成されるインクのメニスカスは維持される。一方、貯留部80の気体層の圧力は、貯留部80の気体層の体積が小さいほど(貯留部80に貯留されているインク99の量が多いほど)変動しやすい。このため、インク99がΔVだけ減少した場合、メニスカスを維持することは、貯留部80に貯留可能な最大量のインク99が貯留されているときに最も難しいと言える。
したがって、式(3)におけるΔVを圧力開放制御に用いられる開放閾値ΔVとした場合、貯留部80に貯留可能な最大量のインク99が貯留されているときに、式(3)におけるΔPがメニスカス耐圧Pm以下であれば、ノズル39に形成されるインクのメニスカスは、貯留部80に貯留されているインク99の量にかかわらず維持される。貯留部80に貯留可能な最大量のインク99が貯留されているときには、V=Vtmax-Viである。この式を式(3)の右辺に代入した結果がPm以下であるという不等式を解くことにより、式(1)が導出される。
[開放閾値ΔVの具体例]
以下、開放閾値ΔVの具体例が説明される。プリンタなどの速度を評価するときに、4枚のカラー画像を含むISOチャートが用いられることがある。4色(マゼンタ、イエロー、シアン、及び黒)のインクを用いて、ISOチャートに含まれる4枚のカラー画像を印刷したとき、4色のインクのうちで黒インクが最も多く消費され、画像1枚あたりの黒インクの消費量の平均値は0.020mLである。この値を1枚の画像の印刷に必要なインク量として採用したとき、200枚の画像の印刷に必要なインク量は4.2mLとなり、600枚の画像の印刷に必要なるインク量は12.5mLとなる。
以下、開放閾値ΔVの具体例が説明される。プリンタなどの速度を評価するときに、4枚のカラー画像を含むISOチャートが用いられることがある。4色(マゼンタ、イエロー、シアン、及び黒)のインクを用いて、ISOチャートに含まれる4枚のカラー画像を印刷したとき、4色のインクのうちで黒インクが最も多く消費され、画像1枚あたりの黒インクの消費量の平均値は0.020mLである。この値を1枚の画像の印刷に必要なインク量として採用したとき、200枚の画像の印刷に必要なインク量は4.2mLとなり、600枚の画像の印刷に必要なるインク量は12.5mLとなる。
大気圧を101.3kPaとし、ノズル39に形成されるインク99のメニスカス耐圧を2.5kPaとする。貯留部80の気体層の体積は、開放閾値ΔVに応じて以下のように変化する。上記の仮定の下で、開放閾値ΔVを0.2mLとしたとき、気体層の体積は7.90mL以上となる。同じ仮定の下で、開放閾値ΔVを0.3mLとしたとき、気体層の体積は11.85mL以上となる。同じ仮定の下で、開放閾値ΔVを0.4mLとしたとき、気体層の体積は15.82mLとなる。同じ仮定の下で、開放閾値ΔVを0.5mLとしたとき、気体層の体積は19.75mL以上となる。同じ仮定の下で、開放閾値ΔVを0.6mLとしたとき、気体層の体積は23.70mL以上となる。
印刷枚数を200枚(インク量4.2mLに相当)、開放閾値ΔVを0.2mLとしたとき、式(1)を満たす貯留部80の容積は12.07mL以下である。同じ印刷枚数で、開放閾値ΔVを0.3mLとしたとき、式(1)を満たす貯留部80の容積は16.02mL以下である。同じ印刷枚数で、開放閾値ΔVを0.4mLとしたとき、式(1)を満たす貯留部80の容積は19.99mL以下である。同じ印刷枚数で、開放閾値ΔVを0.5mLとしたとき、式(1)を満たす貯留部80の容積は23.92mL以下である。同じ印刷枚数で、開放閾値ΔVを0.6mLとしたとき、式(1)を満たす貯留部80の容積は27.87mL以下である。
印刷枚数を600枚(インク量12.5mLに相当)、開放閾値ΔVを0.2mLとしたとき、式(1)を満たす貯留部80の容積は20.40mL以下である。同じ印刷枚数で、開放閾値ΔVを0.3mLとしたとき、式(1)を満たす貯留部80の容積は24.35mL以下である。同じ印刷枚数で、開放閾値ΔVを0.4mLとしたとき、式(1)を満たす貯留部80の容積は28.32mL以下である。同じ印刷枚数で、開放閾値ΔVを0.5mLとしたとき、式(1)を満たす貯留部80の容積は32.25mL以下である。同じ印刷枚数で、開放閾値ΔVを0.6mLとしたとき、式(1)を満たす貯留部80の容積は36.20mL以下である。
複合機10は、ISOチャートを用いた速度評価が完了するまで、貯留部80の圧力開放を行わないことが好ましい。例えば、複合機10の印刷速度が6ipm(Image Per Minute:1分あたりに出力可能な面の数)のときには、ISOチャートを用いた速度評価では、1つの部に含まれる4枚のカラー画像が順に印刷され、続いて印刷時間が30秒間を超える最小数の部に含まれる画像(ここでは、4枚のカラー画像)が印刷されるので、合計8枚の画像が印刷される。8枚の画像の印刷に必要なインク量は0.16mLである。この点を考慮して、開放閾値ΔVは0.16mL以上とする。
また、複合機10を小型化するためには、貯留部80も小型する必要がある。複合機10のサイズを考慮して、貯留部80の容積Vtmaxは25mL以下とする。
印刷枚数200枚(インク量4.2mLに相当)としたとき、ΔVが0.16mL以上、Vtmaxが25mL以下、かつ式(1)を満たす開放閾値ΔVと貯留部80の容積Vtmaxの範囲は、図8(A)に斜線で示される範囲となる。図8(A)の斜線部では、開放閾値ΔVは、0.53mL以下である。したがって、貯留部80の容積Vtmaxが25mL以下、貯留部80に貯留可能なインク99の最大量Viが4.2mL以下のとき、開放閾値ΔVは0.53mL以下となる。
印刷枚数600枚(インク量12.5mLに相当)としたとき、ΔVが0.16mL以上、Vtmaxが25mL以下、かつ式(1)を満たす開放閾値ΔVと貯留部80の容積Vtmaxの範囲は、図8(B)に斜線で示される範囲となる。図8(B)の斜線部では、開放閾値ΔVは、0.32mL以下である。したがって、貯留部80の容積Vtmaxが25mL以下、貯留部80に貯留可能なインク99の最大量Viが12.5mL以下のとき、開放閾値ΔVは0.32mL以下となる。
[インク残量に応じた開放閾値ΔVの制御]
式(1)を満たす範囲内で開放閾値ΔVを小さい値にすれば、貯留部80の気体層の圧力を好適な範囲内に保ち、ノズル39からインク99を安定して吐出することができる。一方、式(1)を満たす範囲内で開放閾値ΔVを大きい値に設定すれば、圧力開放の頻度を減らし、印刷速度を速くすることができる。これらの点を考慮して、コントローラ130は、カウント値を初期値にリセットした後、貯留部80に貯留されているインク99の残量を取得し、取得した残量に応じて開放閾値ΔVを変更してもよい。
式(1)を満たす範囲内で開放閾値ΔVを小さい値にすれば、貯留部80の気体層の圧力を好適な範囲内に保ち、ノズル39からインク99を安定して吐出することができる。一方、式(1)を満たす範囲内で開放閾値ΔVを大きい値に設定すれば、圧力開放の頻度を減らし、印刷速度を速くすることができる。これらの点を考慮して、コントローラ130は、カウント値を初期値にリセットした後、貯留部80に貯留されているインク99の残量を取得し、取得した残量に応じて開放閾値ΔVを変更してもよい。
コントローラ130は、インク残量に応じて開放閾値ΔVを制御するために、例えば、上記カウント値とは別のカウント値(以下、フルカウント値と称される)をカウントする。このフルカウント値は、貯留部80に最大量のインク99が貯留された時点からその時点までに消費されたインク99の量を示すものである。コントローラ130は、印刷データに基づいてフルカウント値をカウントする。
メモリ140は、フルカウント値(あるいはフルカウント値の範囲)と開放閾値ΔVとを対応付けて記憶したテーブルを記憶している。このテーブルには、フルカウント値が小さいほど(すなわち、インク99の残量が多いほど)、小さい開放閾値ΔVが記憶される。コントローラ130は、図6に示されるS190、S220、及びS250において、カウント値を初期値にリセットした後、上記テーブルからその時点でのフルカウント値に対応した開放閾値ΔVを読み出し、読み出した開放閾値ΔVを以降の圧力開放制御において使用する。フルカウント値は、貯留部80に貯留されているインク99の残量に対応づけ可能である。このような方法により、コントローラ130は、貯留部80に貯留されているインク99の残量を取得し、取得した残量に応じて開放閾値ΔVを変更する。
インク99の残量が多いときには、貯留部80の気体層の体積は小さい。この状態でノズル39からインク99が排出されると、貯留部80の気体層の圧力は大きく変化する。このため、貯留部80の気体層の圧力は好ましい範囲から外れやすく、ノズル39からインク99を安定して吐出させることが困難になる。そこで、インク99の残量が多いときには、開放閾値ΔVとして、相対的に小さい値が用いられる。これにより、貯留部80の気体層の圧力を好ましい範囲内に保ち、ノズル39からインク99を安定して吐出させることができる。
一方、インク99の残量が少ないときには、貯留部80の気体層の体積は大きい。この状態でノズル39からインク99が排出されても、貯留部80の気体層の圧力は大きく変化しない。このため、貯留部80の気体層の圧力は好ましい範囲から外れにくく、ノズル39からインク99を安定して吐出させることができる。しかし、開放閾値ΔVが必要以上に小さいと、圧力開放の頻度が多くなり、印刷速度が低下する。そこで、インク99の残量が少ないときには、開放閾値ΔVとして、相対的に大きい値が用いられる。これにより、圧力開放の頻度を減らし、印刷速度の低下を防止することができる。
このようにインク99の残量に応じて開放閾値ΔVを変更することにより、貯留部80の残量に適した開放閾値ΔVが設定される。これにより、ノズル39からインク99を安定して吐出させると共に、印刷速度の低下を防止することができる。
なお、コントローラ130は、上記以外の方法で、貯留部80に貯留されているインク99の残量を取得してもよい。コントローラ130は、例えば、貯留部80の内部に設けられたフロート(不図示)の位置を検知する方法や、貯留部80の内部に設けられたプリズム(不図示)で反射した光を検知する方法を用いて、貯留部80に貯留されているインク99の残量を取得する。コントローラ130は、S110及びS150と同じ方法を用いてインク99の残量を取得してもよく、S110及びS150とは異なる手法を用いてインク99の残量を取得してもよい。
この場合、コントローラ130は、インク99の残量の正確な値を取得する必要はなく、インク99の残量のおおよその値を取得してもよい。コントローラ130は、インク99の残量として、例えば、2レベルの値(ハイレベルとローレベル)や、3レベルの値(ハイレベルとミドルレベルとローレベル)を取得してもよい。
[実施形態の効果]
上記液体吐出装置によれば、貯留部80の容積を小さくしつつ、適切なタイミングで貯留部80内の気体の圧力が大気圧にされるので、安定してノズル39から液体が吐出できる。
上記液体吐出装置によれば、貯留部80の容積を小さくしつつ、適切なタイミングで貯留部80内の気体の圧力が大気圧にされるので、安定してノズル39から液体が吐出できる。
また、コントローラ130が、バルブユニット91を開放状態にした後、カウント値を初期値にリセットするので、カウント値が開放閾値ΔVに到達する毎に、バルブユニット91を開放状態にできる。
また、コントローラ130が、カウント値を初期値にリセットした後、貯留部80に潮流されているインク99の残量を取得し、取得した残量に応じて開放閾値ΔVを変更することにより、貯留部80の残量に適した開放閾値ΔVが設定される。
[変形例]
上記実施形態では、バルブユニット91は大気開放口88を開放または閉塞することとしたが、バルブユニット91は気体流路89を開放または閉塞するものであってもよい。例えば、図9に示される貯留部80では、バルブユニット91は、気体流路89の途中に設けられており、大気開放口88ではなく気体流路89を開放又は閉塞する。このようにバルブユニット91は、大気開放口88または気体流路89を開放又は閉塞するものであればよい。
上記実施形態では、バルブユニット91は大気開放口88を開放または閉塞することとしたが、バルブユニット91は気体流路89を開放または閉塞するものであってもよい。例えば、図9に示される貯留部80では、バルブユニット91は、気体流路89の途中に設けられており、大気開放口88ではなく気体流路89を開放又は閉塞する。このようにバルブユニット91は、大気開放口88または気体流路89を開放又は閉塞するものであればよい。
上記実施形態では、記録部24には貯留部80が1つだけ設けられていたが、記録部24には複数の貯留部80が設けられていてもよい。例えば、図10に示されるように、記録部24は、4つの貯留部80C、80M、80Y、80Bを備えていてもよい。また、上記実施形態では、バルブユニット91はキャリッジ40の位置に応じて状態変化することとしたが、バルブユニット91はキャリッジ40の位置とは無関係に状態変化してもよい。
貯留部80Cには、シアンのインク(不図示)が貯留されている。貯留部80Mには、マゼンタのインク(不図示)が貯留されている。貯留部80Yには、イエローのインク(不図示)が貯留されている。貯留部80Bには、ブラックのインク(不図示)が貯留されている。貯留部80C、80M、80Y、80Bは、左右方向9に並んで配置されている。なお、貯留部80C、80M、80Y、80Bは、左右方向9以外、例えば前後方向8に並んで配置されていてもよい。また、貯留部80C、80M、80Y、80Bの配列順序は、図10に示された順序に限らない。また、各貯留部80C、80M、80Y、80Bの大きさは、同一であってもよいし、異なっていてもよい。
大気開放口88は、各貯留部80C、80M、80Y、80Bに設けられている。各大気開放口88に対応して、バルブユニット91が設けられている。各バルブユニット91は、バルブ92とソレノイド94とを備えている。各バルブ92は、対応するソレノイド94によって上下方向7に沿って移動可能に支持されている。なお、図10には、4つのバルブユニット91が閉塞状態のときが示されている。また、図10において、ソレノイド94を支持する部材の図示は、省略されている。コントローラ130から4つのソレノイド94へ電流が供給されることによって、各バルブ92が独立して気体流路89の上端にある大気開放口88に対して当接または離間する。バルブ92が大気開放口88に当接したとき、対応するバルブユニット91は閉塞状態となる。バルブ92が大気開放口から離間したとき、対応するバルブユニット91は開放状態となる。
図10に示す例では、4つの大気開放口88に対応して4つのバルブユニット91が設けられているが、4つの大気開放口88に対して1つのバルブユニット91が設けられていてもよい。この場合、バルブユニットは、4つのバルブ92と1つのソレノイド94とを備えている。コントローラ130からソレノイド94へ電流が供給されることによって、4つのバルブ92が同時に気体流路89の上端にある大気開放口88に当接または離間する。
上記実施形態では、ヘッド38が用紙12に画像を記録する方式は、キャリッジ40によってヘッド38が移動しつつ用紙12に画像を記録するシリアルヘッド型であったが、記録部24がキャリッジ40を備えておらず、ヘッド38が移動することなく用紙12に画像を記録するラインヘッド型であってもよい。ラインヘッド型の場合、ヘッド38が媒体通過領域の右端から左端に亘って設けられている。また、搬送処理及び印刷処理が並行してかつ連続的に実行される。つまり、用紙12が搬送されながら、ノズル39からインク滴が連続的に吐出される。また、ラインヘッド型の場合、ヘッド38は、筐体14のフレームに支持される。このフレームが支持部材に相当する。
上記実施形態では、貯留部80は、キャリッジ40に据え付けられており、注入口83からインクが注入されることによってインクが補充されていた。しかし、貯留部80は、このような構成に限らない。例えば、貯留部80は、キャリッジ40に着脱可能なカートリッジであってもよい。この場合、カートリッジに貯留されたインクが少なくなる、或いはなくなると、新しいカートリッジと取り換えられる。
上記実施形態では、貯留部80は、キャリッジ40に支持されていたが、キャリッジ40に支持されていなくてもよい。例えば、貯留部80は、複合機10におけるキャリッジ40とは別の箇所に配置されていてもよい。この場合、貯留部80とヘッド38とはチューブなどによって接続されており、貯留部80に貯留されたインクは、チューブなどを介してヘッド38へ供給される。この場合も、貯留部80の少なくとも一部は、ヘッド38より上方に位置している。
10・・・複合機(液体吐出装置)
38・・・ヘッド
39・・・ノズル
80・・・貯留部
88・・・大気開放口
89・・・気体流路
91・・・バルブユニット
99・・・インク(液体)
130・・・コントローラ
140・・・メモリ
38・・・ヘッド
39・・・ノズル
80・・・貯留部
88・・・大気開放口
89・・・気体流路
91・・・バルブユニット
99・・・インク(液体)
130・・・コントローラ
140・・・メモリ
Claims (7)
- 液体を吐出するノズルを有するヘッドと、
液体が液面を形成して貯留され、貯留可能な最大量の液面の高さが上記ノズルの開口よりも上方に位置する貯留部と、
外部に開口する大気開放口を通じて上記貯留部の気体層と外部とを連通する気体流路と、
上記大気開放口または上記気体流路を開放または閉塞するバルブユニットと、
メモリと、
コントローラと、を備えており、
上記メモリは、開放閾値ΔVを記憶し、
上記コントローラは、
上記バルブユニットが上記大気開放口または上記気体流路を閉塞する閉塞状態において、上記ノズルから排出した液体の量を示すカウント値をカウントし、
上記カウント値が上記開放閾値ΔVに到達したことを条件として、上記バルブユニットを上記大気開放口または上記気体流路を開放する開放状態とし、
上記開放閾値ΔVは、以下の式(1)を満たす液体吐出装置。
ΔV≦(Vtmax-Vi)×Pm/(P-Pm) ・・・式(1)
ただし、Vtmaxは上記貯留部の容積、Viは上記貯留部に貯留可能な液体の最大量、Pは大気圧、Pmは上記ノズルに形成される上記液体のメニスカス耐圧である。 - 上記コントローラは、上記バルブユニットを上記開放状態にした後、上記カウント値を初期値にリセットする請求項1に記載の液体吐出装置。
- 上記コントローラは、上記カウント値を初期値にリセットした後、上記貯留部に貯留されている液体の残量を取得し、取得した残量に応じて上記開放閾値ΔVを変更する請求項2に記載の液体吐出装置。
- 上記コントローラは、上記ノズルから液体を排出していないことを条件として、上記バルブユニットを上記開放状態とする請求項1から3のいずれかに記載の液体吐出装置。
- 上記Vtmaxが25mL以下であり、
上記Viが4.2mL以下であり、
上記開放閾値ΔVが0.53mL以下である請求項1から4のいずれかに記載の液体吐出装置。 - 上記Vtmaxが25mL以下であり、
上記Viが12.5mL以下であり、
上記開放閾値ΔVが0.32mL以下である請求項1から4のいずれかに記載の液体吐出装置。 - 上記開放閾値ΔVが0.16mL以上である請求項5または6に記載の液体吐出装置。
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2021060336A JP2022156572A (ja) | 2021-03-31 | 2021-03-31 | 液体吐出装置 |
US17/690,350 US11865847B2 (en) | 2021-03-31 | 2022-03-09 | Liquid discharge apparatus |
CN202210239417.8A CN115139639A (zh) | 2021-03-31 | 2022-03-09 | 液体喷出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2021060336A JP2022156572A (ja) | 2021-03-31 | 2021-03-31 | 液体吐出装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2022156572A true JP2022156572A (ja) | 2022-10-14 |
Family
ID=83404800
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2021060336A Pending JP2022156572A (ja) | 2021-03-31 | 2021-03-31 | 液体吐出装置 |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US11865847B2 (ja) |
JP (1) | JP2022156572A (ja) |
CN (1) | CN115139639A (ja) |
Family Cites Families (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5830829B2 (ja) | 1978-11-10 | 1983-07-01 | 横河電機株式会社 | インクジエツトペン |
JPH1178048A (ja) * | 1997-09-03 | 1999-03-23 | Fuji Photo Film Co Ltd | プリンタのインクタンク装置 |
JP2002321386A (ja) | 2001-04-26 | 2002-11-05 | Canon Aptex Inc | インクタンク、インクジェットカートリッジ、およびインクジェット記録装置 |
JP4841467B2 (ja) * | 2007-03-07 | 2011-12-21 | 株式会社リコー | 画像形成装置 |
JP6409508B2 (ja) * | 2014-10-31 | 2018-10-24 | ブラザー工業株式会社 | 液体消費装置 |
-
2021
- 2021-03-31 JP JP2021060336A patent/JP2022156572A/ja active Pending
-
2022
- 2022-03-09 CN CN202210239417.8A patent/CN115139639A/zh active Pending
- 2022-03-09 US US17/690,350 patent/US11865847B2/en active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US11865847B2 (en) | 2024-01-09 |
US20220314634A1 (en) | 2022-10-06 |
CN115139639A (zh) | 2022-10-04 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US8619270B2 (en) | Double-side recording apparatus and recording method | |
JP6825365B2 (ja) | 画像記録装置 | |
JP7388487B2 (ja) | 画像記録装置 | |
US7621623B2 (en) | Recording head and inkjet recording apparatus | |
JP7484334B2 (ja) | インクジェット記録装置 | |
JP2018103568A (ja) | 画像記録装置 | |
US7651190B2 (en) | Inkjet recording apparatus | |
JP2022156572A (ja) | 液体吐出装置 | |
US10131140B2 (en) | Inkjet type image forming apparatus having storage chamber storing ink and switch portion switching state of communication between the storage chamber and atmosphere | |
JP2005225198A (ja) | 液体吐出性能維持方法及び液体吐出装置 | |
JP2022150983A (ja) | 液体吐出装置 | |
JP7435389B2 (ja) | 液体吐出装置 | |
JP2022149570A (ja) | 画像記録装置 | |
JP2023006288A (ja) | 液体吐出装置 | |
JP7432114B2 (ja) | インクジェット記録装置 | |
JP2022115337A (ja) | 液体吐出装置 | |
US20230022407A1 (en) | Liquid ejecting device and liquid reservoir to increase volume ratio of stored liquid | |
JP2022184305A (ja) | 液体吐出装置 | |
CN109318590B (zh) | 图像记录装置 | |
JP2022115338A (ja) | 液体吐出装置 | |
CN109318597B (zh) | 图像记录装置 | |
JP2022115335A (ja) | 液体吐出装置 | |
JP2022058227A (ja) | 液体吐出装置 | |
JP2023046474A (ja) | 液体吐出装置 | |
JP2022058219A (ja) | 液体吐出装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20240312 |