JP3242134B2 - インクジェット記録装置のインク供給機構 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、プリンタ等におけるイ
ンクジェット記録装置のインク供給機構に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種のインクジェット記録装置
のインク供給機構において、インク噴射ヘッドを搭載し
たキャリッジ部分の重量を軽くし、キャリッジの移動制
御を容易にするために、容量の小さなサブインクタンク
をキャリッジ上に設けて、別に容量の大きなメインイン
クタンクをプリンタ本体内に設け、この２つのインクタ
ンクをチューブ等の部材（以下チューブという）で接続
し、メインインクタンクからサブインクタンク、サブイ
ンクタンクからインクジェットヘッドというようにイン
クの供給を行うものがある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この２
つのインクタンクを接続するチューブは、キャリッジの
移動により屈曲されるために、そのチューブ自体の耐久
性が製品の寿命や部品の交換時期に影響を及ぼしてい
た。特に、ホットメルトインクジェット記録装置におい
ては、このチューブ内でもインクを加熱する必要がある
ため、ヒータを内蔵したチューブが使用されており、そ
のヒータが断線し易いという問題も生じていた。また、
このチューブがキャリッジの移動に伴って可動するため
のスペースが必要なために、プリンタ全体の形状が大き
くなり、プリンタの小型化の障害となっていた。本発明
は、上述した問題点を解決するためになされたものであ
り、メインインクタンクとキャリッジ上のサブインクタ
ンクをチューブ等で接続することなしに、メインインク
タンクからサブインクタンクへインクを供給することが
できるインクジェット記録装置のインク供給機構を提供
することを目的とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に請求項１の発明のインクジェット記録装置のインク供
給機構は、記録媒体に画像を記録するインク噴射ヘッド
と、前記インク噴射ヘッドにインクを供給するサブイン
クタンクと、前記インク噴射ヘッドと前記サブインクタ
ンクを搭載したキャリッジと、前記キャリッジを前記記
録媒体の記録方向に沿って往復移動させるキャリッジ駆
動手段と、前記キャリッジの移動範囲内に配置された、
インクを収納するメインインクタンクと、前記サブイン
クタンクと前記メインインクタンクのどちらか一方に設
けられ、前記キャリッジが所定位置に来たときに前記サ
ブインクタンクと前記メインインクタンクとの結合を可
能とするインク供給ノズルと、前記サブインクタンク内
のインクの不足を記録色毎に検知するインクエンプティ
センサと、前記サブインクタンク内のインクが所定レベ
ルにあることを記録色毎に検知するインクフルセンサ
と、前記インクエンプティセンサによっていずれか一つ
の記録色のインク不足が検出されるに従って起動され、
前記インクフルセンサが所定レベルを検出していない全
ての記録色のインクを対象として前記メインインクタン
クから前記インク供給ノズルを介して前記サブインクタ
ンクに供給するように制御する制御手段と、を備えてい
るものである。請求項２の発明は、請求項１に記載のイ
ンクジェット記録装置のインク供給機構において、イン
ク供給ノズルを個別に進退させることにより、インクを
サブインクタンクに個別供給するようにしたものであ
る。請求項３の発明は、請求項１または２に記載のイン
クジェット記録装置のインク供給機構において、インク
供給動作を所定時間行ってもインクが所定レベルに達し
ないとき、インクタンクのインク欠乏を報知する報知手
段を備えたものである。

【０００５】

【作用】上記の請求項１の構成によれば、キャリッジ上
に搭載された記録色毎のサブインクタンク内のインク不
足を検知するインクエンプティセンサによっていずれか
一つの記録色のインク不足が検出されると、そのインク
はメインインクタンクか らインク供給ノズルを介してサ
ブインクタンクに供給される。このインク供給時には、
キャリッジの移動範囲内に配設されたメインインクタン
クに対する所定位置にキャリッジが移動され、サブイン
クタンクとメインインクタンクとがインク供給ノズルを
介して結合され、メインインクタンクからサブインクタ
ンクにインクが供給される。また、このとき、インク不
足が検出された記録色以外のインクで、インクフルセン
サが所定レベルを検出していない記録色のインクがある
場合には、当該記録色のインクについても、サブインク
タンクとメインインクタンクとがインク供給ノズルを介
して結合され、メインインクタンクからサブインクタン
クにインクが供給される。そして、全ての記録色のイン
クについて、インクフルセンサが所定レベルを検出する
と、インクの供給が停止されて、サブインクタンクとメ
インインクタンクとの接続が切り離される。請求項２の
構成によれば、インク供給ノズルを個別に進退させてイ
ンクをサブインクタンクに個別供給する。請求項３の構
成によれば、インク供給動作を所定時間行ってもインク
が所定レベルに達しないとき、インクタンクのインク欠
乏が報知される。

【０００６】

【実施例】以下、本発明を具体化した一実施例を図面を
参照して説明する。図１は本実施例によるホットメルト
インクジェット記録装置の上面図、図２はその側面図、
図３はインク供給機構の構成を示す断面図であり、これ
らを参照して、その概略構成を説明する。インクジェッ
トヘッド１０は、インク１２を噴出することにより記録
媒体１４に記録を行うものであり、そのインクジェット
ヘッド１０を搭載したキャリッジ１６は、キャリッジモ
ータ１８及びタイミングベルト２０により、ガイド軸２
２（図１では図示を省略）に沿って移動できるように配
設されている。

【０００７】上部紙送りローラ２４、下部紙送りローラ
２６、上部ピッチローラ２８、下部ピッチローラ３０
は、図示しないオートカットシートフィーダ等の給紙手
段により送り出された記録媒体１４を更に記録位置まで
送り、インクジェットヘッド１０により記録された記録
媒体１４を不図示の排出口方向（矢印方向）へ送るもの
である。上部紙送りローラ２４、下部紙送りローラ２
６、上部ピッチローラ２８、下部ピッチローラ３０は、
回転軸３２，３４，３６，３８を介してフレーム４０に
回転可能に支持されている。また、回転軸３２，３４は
ベルト４２を含む伝達機構を介して用紙送りモータ４４
により回転されるように構成されている。

【０００８】インクジェットヘッド１０を搭載したキャ
リッジ１６には、キャリッジ１６の駆動やインクジェッ
トヘッド１０のインク噴射タイミングを制御するための
タイミングパルス発生素子として、発光ダイオードとホ
トトランジスタとが対向して配置された読み取りヘッド
４６が設けられている。フレーム４０には記録位置を検
出するための光学スリット４８が、キャリッジ１６に配
設された読み取りヘッド４６の発光ダイオードとホトト
ランジスタとの間に配置されるように設けられている。

【０００９】固定インクタンク５０（メインインクタン
ク）には、シアン、イエロー、マゼンタ、ブラックの各
色毎にインク１２を補給するためのインク投入口５２、
防塵用の蓋５４、ジョイントノズル５６、アーム５８、
ソレノイド６０が設けられている。ジョイントノズル５
６は、アーム５８を介してソレノイド６０に接続されて
おり、ソレノイド６０を励磁することで、ジョイントノ
ズル５６が伸縮するように配置されている。また、固定
インクタンク５０は、キャリッジ１６の走査線上の近辺
のフレーム４０に固定されており、キャリッジ１６がイ
ンク供給位置に移動したときに、ジョイントノズル５６
を伸ばすことにより、インクジェットヘッド１０とジョ
イントノズル５６とが結合される。

【００１０】図３において、インク供給機構を説明する
と、固定インクタンク５０の各々には複数のインク穴６
２が設けられており、インク１２はこのインク穴６２を
通ってインクジェットヘッド１０に供給される。ジョイ
ントノズル５６は、ノズル６４、シリンダ６６、押しバ
ネ６８、パッキン７０から構成されている。ノズル６４
はシリンダ６６に沿って移動可能に配設されており、ソ
レノイド６０が励磁されていない時は、押しバネ６８に
より固定インクタンク５０側に押し付けられている。パ
ッキン７０は、ノズル６４とシリンダ６６の隙間からイ
ンク１２が洩れ出さないように、また、ソレノイド６０
の励磁が切られている時には、このパッキン７０がイン
ク穴６２に当ってインク経路が閉じるようにノズル６４
に設けられている。

【００１１】インクジェットヘッド１０の内部には、シ
アン、イエロー、マゼンタ、ブラックの各インク１２の
色毎にヘッドインクタンク７２（サブインクタンク）が
設けられており、固定インクタンク５０の各々から供給
されたインク１２は、一旦、各々のヘッドインクタンク
７２に蓄えられ、ヘッドインクタンク７２から実際にイ
ンク１２を噴出する図示しないオリフィスに送られる。
ヘッドインクタンク７２には、前記ジョイントノズル５
６が突出した時にその先端部が該タンク７２内に臨むよ
うに挿通される開口７３と、この開口７３に設けられた
開閉蓋７４と、インクエンプティーセンサ７６、インク
フルセンサ７８が設けられている。開閉蓋７４には板バ
ネ８０が取り付けられており、そのバネ力により開閉蓋
７４は普段は閉じられている。インクエンプティーセン
サ７６はヘッドインクイタンク７２の底面近傍に配置さ
れ、インクフルセンサ７８はインクエンプティーセンサ
７６よりも高い位置に設けられている。このような機構
がインク１２の各色毎に設けられている。

【００１２】次に、図４を参照して、本実施例における
制御部の構成を説明する。ＣＰＵ８２は、従来周知の演
算処理回路であり、その内部には、レジスタ８４を含ん
でいる。予めメモリ８６に記憶された動作プログラムに
従って、読み取りヘッド４６、インクエンプティーセン
サ７６、インクフルセンサ７８から送られる信号を読取
り、駆動回路８８を制御してインクジェットヘッド１
０、キャリッジモータ１８、用紙送りモータ４４及びソ
レノイド６０を駆動するものである。インクエンプティ
ーセンサ７６とインクフルセンサ７８は、サーミスタを
自己発熱させ、その発生した熱の放熱量が空気中とイン
ク１２中では異なることを利用して、インク１２の有無
を検出する。

【００１３】読み取りヘッド４６は、キャリッジ１６の
駆動を制御するためにキャリッジ１６の走査量及び速度
を検出する。キャリッジモータ１８は、タイミングベル
ト２０を介してキャリッジ１６を移動させるものであ
る。用紙送りモータ４４は、ベルト４２、回転軸３２、
回転軸３４、上部紙送りローラ２４、下部紙送りローラ
２６を介して記録媒体１４を搬送するものである。ソレ
ノイド６０は、アーム５８を介してジョイントノズル５
６を伸縮させるものである。

【００１４】次に、このように構成されたインクジェッ
ト記録装置のインク供給機構の動作を図５、図６、図７
のフローチャートを参照して説明する。電源投入から給
紙、印字動作、排紙というメインプログラムの流れは従
来のプリンタと同様である。そのメインプログラムの流
れの中で、各色のインクエンプティーセンサ７６の１つ
でもインク１２が無いことを検出すると、ＣＰＵ８２は
ヘッドインクタンク７２にインク１２を供給する必要が
あると判断し、メインプログラムから割込処理に移行す
る。割込処理に入ると、まず、キャリッジ１６をインク
供給位置へ移動する（Ｓ１）。次いで、ＣＰＵ８２の内
部のレジスタ８４にシアンインクを示すフラグを立て
（Ｓ２）、その後、レジスタ８４のフラグに対応する色
のインクフルセンサ７８が、インク１２があることを検
出しているかを調べる（Ｓ３）。

【００１５】インクフルセンサ７８が、インク１２を検
出しなかった場合は（Ｓ３でＮＯ）、フラグに対応する
色のソレノイド６０を励磁する（Ｓ４）。ソレノイド６
０が励磁されたことにより、ジョイントノズル５６のノ
ズル６４がインクジェットヘッド１０の方へ移動し、ヘ
ッドインクタンク７２の開閉蓋７４を押し開き、開口７
３を通してヘッドインクタンク７２内に臨む。それと同
時に、固定インクタンク５０のインク穴６２に押し当て
られていた、ジョイントノズル５６内のパッキン７０
が、インク穴６２から離れインク経路が開き、インク１
２が固定インクタンク５０からインク穴６２、ノズル６
４を介してヘッドインクタンク７２に供給される（Ｓ
４）。インクフルセンサ７８が、インク１２を検出した
場合は（Ｓ３でＹＥＳ）、ソレノイド６０を励磁しな
い。

【００１６】次に、レジスタ８４のフラグが示すインク
１２の色がシアンかどうかを識別する（Ｓ５）。レジス
タ８４のフラグが示すインク１２の色がシアンの場合は
（Ｓ５でＹＥＳ）、レジスタ８４を書き換えてシアンを
示すフラグを下ろし、イエローを示すフラグを立てて処
理をＳ３へ戻す（Ｓ６）。レジスタ８４のフラグが示す
インク１２の色がシアンでない場合は（Ｓ５でＮＯ）、
レジスタ８４のフラグが示すインク１２の色がイエロー
かどうかを識別する（Ｓ７）。レジスタ８４のフラグが
示すインク１２の色がイエローの場合は（Ｓ７でＹＥ
Ｓ）、レジスタ８４を書き換えてイエローを示すフラグ
を下ろし、マゼンタを示すフラグを立てて処理をＳ３へ
戻す（Ｓ８）。

【００１７】レジスタ８４のフラグが示すインク１２の
色がイエローでない場合は（Ｓ７でＮＯ）、レジスタ８
４のフラグが示すインク１２の色がマゼンタかどうかを
識別する（Ｓ９）。レジスタ８４のフラグが示すインク
１２の色がマゼンタの場合は（Ｓ９でＹＥＳ）、レジス
タ８４を書き換えてマゼンタを示すフラグを下ろし、ブ
ラックを示すフラグを立てて処理をＳ３へ戻す（Ｓ１
０）。以上の処理により、各色のインクの供給動作が行
われたことになる。

【００１８】上記のＳ９で、レジスタ８４のフラグが示
すインク１２の色がマゼンタでない場合は（Ｓ９でＮ
Ｏ）、レジスタ８４を書き換えてシアンを示すフラグを
立てる（Ｓ１１）。次いで、レジスタ８４のフラグに対
応する色のインクフルセンサ７８が、インク１２がある
ことを検出しているかを調べる（Ｓ１２）。インクフル
センサ７８が、インク１２を検出した場合は（Ｓ１２で
ＹＥＳ）、フラグに対応する色のソレノイド６０の励磁
を切る。ソレノイド６０の励磁が切られると、押しバネ
６８のバネ力によりジョイントノズル５６のノズル６４
がインクジェットヘッド１０から離れる方へ移動し、固
定インクタンク５０のインク穴６２に、ジョイントノズ
ル５６内のパッキン７０が押し当てられインク経路が閉
じる。ヘッドインクタンク７２の開閉蓋７４は、板バネ
７８のバネ力により閉じる（Ｓ１３）。

【００１９】インクフルセンサ７８がインク１２を検出
しなかった場合（Ｓ１２でＮＯ）、ソレノイド６０は現
状を維持し、レジスタ８４のフラグが示すインク１２の
色がシアンかどうかを識別する（Ｓ１４）。レジスタ８
４のフラグが示すインク１２の色がシアンの場合は（Ｓ
１４でＹＥＳ）、レジスタ８４を書き換えてシアンを示
すフラグを下ろし、イエローを示すフラグを立てて処理
をＳ１２へ戻す（Ｓ１５）。レジスタ８４のフラグが示
すインク１２の色がシアンでない場合は（Ｓ１４でＮ
Ｏ）、レジスタ８４のフラグが示すインク１２の色がイ
エローかどうかを識別する（Ｓ１６）。

【００２０】レジスタ８４のフラグが示すインク１２の
色がイエローの場合は（Ｓ１６でＹＥＳ）、レジスタ８
４を書き換えてイエローを示すフラグを下ろし、マゼン
タを示すフラグを立てて処理をＳ１２へ戻す（Ｓ１
７）。レジスタ８４のフラグが示すインク１２の色がイ
エローでない場合は（Ｓ１６でＮＯ）、レジスタ８４の
フラグが示すインク１２の色がマゼンタかどうかを識別
する（Ｓ１８）。レジスタ８４のフラグが示すインク１
２の色がマゼンタの場合は（Ｓ１８でＹＥＳ）、レジス
タ８４を書き換えてマゼンタを示すフラグを下ろし、ブ
ラックを示すフラグを立てて処理をＳ１２へ戻す（Ｓ１
９）。

【００２１】上記のＳ１８で、レジスタ８４のフラグが
示すインク１２の色がマゼンタでない場合は（Ｓ１８で
ＮＯ）、全てのソレノイド６０の励磁を切ったかを判断
する（Ｓ２０）。全てのインク１２の色に対応するソレ
ノイド６０の励磁を切っている場合は（Ｓ２０でＹＥ
Ｓ）、処理をメインプログラムに戻す。全てのインク１
２の色に対応するソレノイド６０の励磁を切っていない
場合は（Ｓ２０でＮＯ）、メモリ８２内に設けられたソ
フトカウンタをカウントアップし（Ｓ２１）、カウント
数が規定回数を越えたかどうかを判断する（Ｓ２２）。
この規定回数は、ヘッドインクタンク７２が空の状態か
らインクフルの状態まで、インク１２が供給されるのに
必要な時間より多少長い時間だけ、インク供給動作を続
けるような値が設定されている。

【００２２】規定回数を越えていない場合は（Ｓ２２で
ＮＯ）、Ｓ１１に処理を戻す。規定回数を越えた場合は
（Ｓ２２でＹＥＳ）、固定インクタンク５０にインク１
２が入っていないと判断し、オペレータとホストコンピ
ュータに固定インクタンク５０が空であることを知らせ
る（Ｓ２３）。そして、ソレノイド６０の励磁を全て切
り（Ｓ２４）、処理をメインプログラムに戻す。

【００２３】以上説明したように、本発明のインクジェ
ット記録装置は、固定インクタンク５０とヘッドインク
タンク７２をチューブ等で接続することなしに、固定イ
ンクタンク５０からヘッドインクタンク７２へインク１
２を供給することができるので、機構全体の小型化が可
能で、信頼性も向上する。特に、本実施例の構成では、
１度のインク供給動作で全ての色のインク１２を固定イ
ンクタンク５０からヘッドインクタンク７２に供給でき
るので、全体のスルーレートも上がる。また、ジョイン
トノズル５６の伸縮によりインク経路が開閉するため、
特別に電磁バルブ等のインク経路開閉手段を設ける必要
がない。

【００２４】また、固定インクタンク５０からヘッドイ
ンクタンク７２へインク１２を供給するために両者を結
合するジョイントノズル５６やその駆動構成等も、上記
構成に限られず種々の変形が可能で、例えば、ジョイン
トノズル５６はヘッドインクタンク７２側に設けてもよ
い。

【００２５】

【発明の効果】以上詳述したことから明らかなように、
請求項１の発明によれば、キャリッジ上に搭載されたサ
ブインクタンク内のインクの不足を記録色毎に検知する
インクエンプティセンサによって、いずれか一つの記録
色のインク不足が検出されたとき、メインインクタンク
が配置されている位置までキャリッジが移動されて、メ
インインクタンクとサブインクタンクとがインク供給ノ
ズルを介して結合され、インク供給ノズルを介してメイ
ンインクタンクからサブインクタンクにインクが 供給さ
れる。従って、従来のように、常にメインインクタンク
とサブインクタンクとをチューブで連結したものに比
べ、機構全体の小型化が可能となり、かつ製品の耐久性
等の信頼性も向上する。 しかも、インク供給に際して
は、インクフルセンサが所定レベルを検出していない全
ての記録色のインクを対象として、すなわち、インクエ
ンプティセンサによってインク不足が検出された記録色
のインクについてはもとより、インク不足が検出された
記録色以外のインクで、インクフルセンサが所定レベル
を検出していない記録色のインクがある場合には、当該
記録色のインクについても、インク供給ノズルを介して
メインインクタンクからサブインクタンクにインクが供
給される。 このため、インクジェット記録の動作中に、
キャリッジをメインインクタンクが配置されている位置
まで移動してインクを補給する頻度を極力少なくするこ
とができ、一連のインクジェット記録動作を高速に実行
させることが可能となる。請求項２の発明によれば、請
求項１の発明の効果に加え、インク供給ノズルを個別に
進退させるため、インク供給／非供給の切換を確実に行
うことができる。請求項３の発明によれば、請求項１ま
たは２の発明の効果に加え、インク供給動作が所定時間
行われたにもかかわらずインクが所定レベルに達しない
ときに、インクタンクのインク欠乏が報知されるため、
作業者はインク補給作業を確実に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例によるインクジェット記録装
置の概略を示す上面図である。

【図２】同インクジェット記録装置の概略を示す側面図
である。

【図３】同インクジェット記録装置のインク供給機構の
概略を示す断面図である。

【図４】同インクジェット記録装置の制御部を示すブロ
ック図である。

【図５】同インクジェット記録装置の制御を示すフロー
チャート図である。

【図６】同インクジェット記録装置の制御を示すフロー
チャート図である。

【図７】同インクジェット記録装置の制御を示すフロー
チャート図である。

【符号の説明】

１０ インクジェットヘッド １６ キャリッジ １８ キャリッジモータ ５０ 固定インクタンク ５６ ジョイントノズル ６０ ソレノイド ６４ ノズル ７２ ヘッドインクタンク ８８ 駆動回路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B41J 2/175 B41J 2/21

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 記録媒体に画像を記録するインク噴射ヘ
   ッドと、 前記インク噴射ヘッドにインクを供給するサブインクタ
   ンクと、 前記インク噴射ヘッドと前記サブインクタンクを搭載し
   たキャリッジと、 前記キャリッジを前記記録媒体の記録方向に沿って往復
   移動させるキャリッジ駆動手段と、 前記キャリッジの移動範囲内に配置された、インクを収
   納するメインインクタンクと、 前記サブインクタンクと前記メインインクタンクのどち
   らか一方に設けられ、前記キャリッジが所定位置に来た
   ときに前記サブインクタンクと前記メインインクタンク
   との結合を可能とするインク供給ノズルと、 前記サブインクタンク内のインクの不足を記録色毎に検
   知するインクエンプティセンサと、前記サブインクタンク内のインクが所定レベルにあるこ
   とを記録色毎に検知するインクフルセンサと、 前記インクエンプティセンサによっていずれか一つの記
   録色のインク不足が検出されるに従って起動され、前記
   インクフルセンサが所定レベルを検出していない全ての
   記録色のインクを対象として前記メインインクタンクか
   ら前記インク供給ノズルを介して前記サブインクタンク
   にインクを供給する ように制御する制御手段と、 を 備えていることを特徴とするインクジェット記録装置
   のインク供給機構。
2. 【請求項２】 前記インク供給ノズルを個別に進退させ
   ることにより、インクを前記サブインクタンクに個別供
   給するようにしたことを特徴とする請求項１に記載のイ
   ンクジェット記録装置のインク供給機構。
3. 【請求項３】 インク供給動作を所定時間行ってもイン
   クが所定レベルに達しないとき、インクタンクのインク
   欠乏を報知する報知手段を備えたことを特徴とする請求
   項１または２に記載のインクジェット記録装置のインク
   供給機構。