JP4182720B2 - 印刷装置のサブタンクへのメインタンクからのインクの供給 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
この発明は、ノズルから印刷媒体上にインクを吐出して印刷を行う技術に関し、特に、高さの異なる位置に設けられた複数のサブタンクを備えた印刷装置においてメインタンクから効率よくインクを供給する技術に関する。
【0002】
【従来の技術】
近年、画像の印刷装置として、インクジェットプリンタが広く普及している。そのようなインクジェットプリンタの中には、インクを保持するインクタンクとして、キャリッジ上に設けられた複数のサブタンクと、キャリッジ外に設けられたメインタンクと、を備えるものがある。サブタンク内のインクが印刷に使用されて、サブタンク内の残りのインクが少なくなると、印刷休止時にメインタンクからインクがサブタンクに供給される。その際、残りのインクが少なくなった複数のサブタンクに、メインタンクから同時にインクが供給される(例えば、特許文献1参照)。
【0003】
【特許文献1】
特開2001−232806号公報
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
このようなインクジェットプリンタでは、サブタンクが異なる高さに設けられている場合には、最も高い位置に設けられたサブタンクにインクを供給することができるような、所定の圧力でメインタンクからインクを供給する必要がある。しかし、そのような圧力でメインタンクからインクを供給すると、最も低い位置に設けられたサブタンクへのインクの供給圧力が不必要に高くなり、最も低い位置に設けられたサブタンク内のインクが押し出されてノズルから出てしまうことがあった。このため、サブタンクにインクを供給する場合には、キャリッジを待避領域に動させて、ノズル面にキャップを被せてインクを供給していた。
【0005】
この発明は、従来技術における上述の課題を解決するためになされたものであり、高さの異なる位置に設けられたサブタンクを備えた印刷装置においてメインタンクから効率よくインクを供給することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段およびその作用・効果】
上記課題の少なくとも一部を解決するために、本発明では、ノズルから印刷媒体上にインクを吐出して印刷を行う印刷装置において、所定の処理を行う。この印刷装置は、インク滴を吐出するための複数のノズルと、比較的高い位置に設けられており、ノズルに供給するためのインクを保持する第1のサブタンクと、比較的低い位置に設けられており、ノズルに供給するためのインクを保持する第2のサブタンクと、第1および第2のサブタンクに供給するインクを保持し、第1および第2のサブタンクと接続されているメインタンクと、メインタンクから第1のサブタンクおよび第2のサブタンクに選択的にインクを供給することができるインク補充部と、を備えている。
【0007】
そのような印刷装置において、第1のサブタンクにインクを供給する場合には、第1のサブタンクへのインクの供給と第2のサブタンクへのインクの供給とにおいて共に使用されるインク供給路における圧力が比較的高い第1の圧力となるように、メインタンクからインクを供給する。そして、第2のサブタンクにインクを供給する場合に、インク供給路における圧力が比較的低い第2の圧力となるように、メインタンクからインクを供給する。このような態様とすれば、比較的高い位置に設けられた第1のサブタンクにもインクを供給することができ、かつ、比較的低い位置に設けられた第2のサブタンクに対して、高すぎない圧力でインクを供給することができる。
【0008】
なお、第1の圧力は、第1のサブタンクからノズルの開口までインクを供給できる状態でメインタンクから第1のサブタンクにインクを供給したときに、ノズルの開口からインクが吐出されない圧力であることが好ましい。そして、第2の圧力も、第2のサブタンクからノズルの開口までインクを供給できる状態でメインタンクから第2のサブタンクにインクを供給したときに、ノズルの開口からインクが吐出されない圧力であることが好ましい。このような態様とすれば、サブタンクにインクを供給している際に、ノズルから漏れだしたインクで印刷媒体や印刷装置の他の構造物を汚すことがない。
【0009】
また、複数のノズルが設けられており、印刷媒体と向かい合う位置において往復動するキャリッジを備えている印刷装置において、第1のサブタンクと第2のサブタンクは、キャリッジに設けられていることが好ましい。このような態様とすれば、サブタンクは安定した流量、圧力でノズルに対してインクを供給することができる。
【0010】
なお、印刷装置が、それぞれサブタンク内のインク残量が所定量を下回ったことを検出する残量検知部を備えた、複数の第1のサブタンクを備える場合には、インク補充部は、インク残量が所定量を下回った2以上の第1のサブタンクに同時にインクを供給することができることが好ましい。そして、比較的多数の第1のサブタンクに同時にインクを供給する場合には、比較的多い単位時間当たりのインク供給量で、メインタンクからインクを供給することが好ましく、比較的少数の第1のサブタンクに同時にインクを供給する場合には、比較的少ない単位時間当たりのインク供給量で、メインタンクからインクを供給することが好ましい。
【0011】
同様に、印刷装置が、それぞれサブタンク内のインク残量が所定量を下回ったことを検出する残量検知部を備えた、複数の第2のサブタンクを備える場合には、インク補充部は、インク残量が所定量を下回った2以上の第2のサブタンクに同時にインクを供給することができることが好ましい。そして、比較的多数の第2のサブタンクに同時にインクを供給する場合には、比較的多い単位時間当たりのインク供給量で、メインタンクからインクを供給することが好ましく、比較的少数の第2のサブタンクに同時にインクを供給する場合には、比較的少ない単位時間当たりのインク供給量で、メインタンクからインクを供給することが好ましい。
【0012】
このような態様とすれば、比較的多数のサブタンクに同時にインクを供給する場合にも、インクを供給するサブタンクの数によらず一定の供給量でインクを供給する態様に比べて、短時間でサブタンクにインクを補充することができる。
【0013】
また、比較的少数の第1のサブタンクに同時にインクを供給する場合には、第1の圧力でメインタンクからインクを供給し、比較的多数の第1のサブタンクに同時にインクを供給する場合には、第1の圧力よりも高い圧力でメインタンクからインクを供給する態様とすることもできる。
【0014】
同様に、比較的多数の第2のサブタンクに同時にインクを供給する場合には、第2の圧力でメインタンクからインクを供給し、比較的少数の第2のサブタンクに同時にインクを供給する場合には、第2の圧力よりも低い圧力でメインタンクからインクを供給する態様とすることもできる。
【0015】
このような態様とすれば、比較的多数のサブタンクに同時にインクを供給する場合にも、インクを供給するサブタンクの数によらず一定の圧力でインクを供給する態様に比べて、短時間でサブタンクにインクを補充することができる。
【0016】
なお、この発明は、種々の形態で実現することが可能であり、例えば、印刷方法および印刷装置、印刷制御方法および印刷制御装置、これらの方法または装置の機能を実現するためのコンピュータプログラム、そのコンピュータプログラムを記録した記録媒体、そのコンピュータプログラムを含み搬送波内に具現化されたデータ信号、等の形態で実現することができる。
【0017】
【発明の実施の形態】
次に、この発明の実施の形態を実施例に基づいて以下の順序で説明する。
A.装置の構成:
A1.プリンタ全体の構成:
A2.インク供給システムの構成:
A3.制御部の構成:
B.サブタンクへのインクの供給:
B1.印刷処理実行中のインクの補充:
B2.画像の印刷の合間に行うインクの補充:
C.変形例:
C1.変形例1:
C2.変形例2:
C3.変形例3:
C4.変形例4:
C5.変形例5:
C6.変形例6:
【0018】
A.装置の構成:
A1.プリンタ全体の構成:
図1は、本発明の一実施例としてのプリンタ200の構成の概略を示す斜視図である。このプリンタ200は、例えばJIS規格のA列0番用紙やB列0番用紙やロール紙といった比較的大型の印刷用紙Pに対応したプリンタである。印刷用紙Pは、給紙部210から印刷部220に供給される。印刷部220は、供給された印刷用紙Pにインクを吐出することによって印刷を行う。印刷部220で印刷された印刷用紙Pは、排紙部230に排出される。
【0019】
給紙部210は、印刷用紙Pとしてのロール紙をセット可能なロール紙ホルダ211を備えている。ロール紙ホルダ211は、ロール紙を保持するスピンドル212と、スピンドル212の着脱および懸架が可能な第1スピンドル受け213と第2スピンドル受け214とを備えている。2つのスピンドル受け213、214は、プリンタ200上部に備えられている2本の支持柱215にそれぞれ設けられている。スピンドル212は、中央にロール紙が装着された後、両端が第1スピンドル受け213と第2スピンドル受け214とに装着される。
【0020】
排紙部230は、ロール紙を巻き取り可能な巻き取りホルダ231を備えている。巻き取りホルダ231は、印刷部220で印刷されたロール紙を巻き取るスピンドル232と、スピンドル232の着脱および懸架が可能な第1スピンドル受け233と第2スピンドル受け234とを備えている。2つのスピンドル受け233、234は、プリンタ200下部に備えられている2本の支持柱235にそれぞれ設けられている。スピンドル232は、両端が第1スピンドル受け233と第2スピンドル受け234とに装着され、図示しない駆動手段により回転可能となっている。なお、スピンドル212を駆動手段により回転させ、印刷用紙Pを巻き上げる構成にすることもできる。また、後述の様に、排紙ローラー等の紙送り手段を印刷部220内に設け、紙送り手段を駆動させることにより、印刷用紙Pを排出する構成とすることもできる。
【0021】
印刷部220の上面には、印刷モードなどの入力が可能な入力部としての入出力部240が設けられている。
【0022】
図2は、印刷部220の構成を説明する説明図である。印刷部220は、複数の印刷ヘッド(後述する)が設置されたキャリッジ1を有している。このキャリッジ1には、印刷ヘッドが利用するインクを一時的に貯留する複数のサブタンクセット3Sが搭載されている。キャリッジ1は、キャリッジモータ100によって駆動される駆動ベルト101に連結されており、主走査ガイド部材102に案内されて、主走査方向MSに沿って移動することが可能である。本実施例においては、サブタンクはキャリッジ上に設けられている。このため、主走査においてノズルとサブタンクとの相対位置が変化しない。よって、サブタンクは安定した流量、圧力でノズルに対してインクを供給することができる。
【0023】
キャリッジ1の主走査方向の移動範囲における印刷用紙Pの両端部には、ノズルの吐出検査を行う第1検査部10Aと第2検査部10Bとが設けられている。第2検査部10Bの横には、ノズルのワイピングを行うワイパ部30と、ノズル群を密封してクリーニングを行うキャップ部20と、サブタンクセット3Sにインクを供給するためのメインタンク9とが設けられている。
【0024】
印刷を行うときには、キャリッジ1は、印刷用紙Pと向かい合う位置において主走査方向に移動しながら、ノズルから印刷用紙Pにインクを吐出して印刷を行う。印刷を行わないときには、キャリッジ1はキャップ部20と向かい合う位置に移動する。
【0025】
サブタンクセット3Sとメインタンク9とはインク供給路103によって接続されている。この実施例では、ブラックK、シアンC、淡シアンLC、マゼンタM、淡マゼンタLM、イエローYの6種類のインクのサブタンク3a〜3fがあり、対応する6つのメインタンク9a〜9fと、それぞれ接続されている。なお、以下で、プリンタの各構成、機能をサブタンク3a〜3f、メインタンク9a〜9fを用いて説明する際に、インク色を区別する必要がない場合には、サブタンクはサブタンク3として説明し、メインタンクはメインタンク9として説明する。
【0026】
なお、利用可能なインクは6種類に限らず、4種類のインク(例えば、ブラックK、シアンC、マゼンタM、イエローY)や、7種類のインク(例えば、ブラックK、淡ブラックLK、シアンC、淡シアンLC、マゼンタM、淡マゼンタLM、イエローY)を利用することもできる。利用可能なインクの種類は、ユーザの要望に応じて決めることができる。
【0027】
図3は、1つの印刷ヘッド6の下面におけるノズルの配列を示す説明図である。印刷ヘッド6は3つのノズルプレート2a、2b、2cを有している。1つのノズルプレートの下面には、異なるインクを吐出することが可能な2つのノズル群が備えられており、印刷ヘッド6全体で6つのノズル群を有している。この実施例では、それぞれのノズル群に異なるインクが割り当てられているが、このうちの複数のノズル群から同じインクを吐出するようにしても良い。
【0028】
図4は、キャリッジ1の概略構成を示す説明図である。この実施例では、印刷ヘッド6が、キャリッジ1上に合計17個配置されている。各印刷ヘッドは、副走査方向SSについて異なる位置に設けられている。そして、17個の印刷ヘッド6上に設けられたブラックK、シアンC、淡シアンLC、マゼンタM、淡マゼンタLM、イエローYの各色のノズル(図3参照)は、矢印Apで示した範囲内について、副走査方向SSに関して均等の間隔で配されている。よって、このプリンタは、比較的広い領域の印刷を一度に行うことが可能であり、比較的大型の印刷用紙を用いる場合でも、高速に印刷を行うことができる。
【0029】
図5は、キャリッジ1に搭載されたサブタンク3の配置の概略を説明する説明図である。図5においては、実際に見える線を太い線で示し、他の物の陰になって実際には見えない線を細い線で示す。キャリッジ1上には、各印刷ヘッド6に対して、1つのサブタンクセット3Sが配置されている。また、この実施例では、キャリッジ1上に全てのサブタンクセット3Sを2次元的に配置できないため、各サブタンクセット3Sは、キャリッジ1上に設けられた2段のサブタンク用プレート1A、1Bに分けて搭載されている。図5では、サブタンク用プレート1Bがサブタンク用プレート1Aよりも手前に配されており、サブタンク用プレート1B上に配されたサブタンクが太い実線で示されている。なお、プレートの数は2枚に限定されるものではなく、サブタンク3の数に応じて、1段あるいは3段以上のプレートを設けて対応することができる。
【0030】
キャリッジ1上に設けられた17個のサブタンクは、それらが設けられている位置に応じて3つのサブタンクグループG1〜G3に分類される。図5において最も上方の領域にある6個のサブタンクはサブタンクグループG1に属する。図4において最も下方の領域にある5個のサブタンクはサブタンクグループG3に属する。そして、サブタンクグループG1,G3のいずれにも属さない、中段に配されている6個の印刷ヘッドはサブタンクグループG2に属する。
【0031】
図6は、キャリッジ1を含む印刷部220の説明図である。給紙部210(図1参照)から供給された印刷用紙Pは、プリンタ200の後上部(図6において右上)から前下部(図6において左下)にかけて設けられる印刷用紙搬送経路を経て印刷され、排紙部230(図1参照)に排出される。
【0032】
なお、図6には、サブタンクグループG1〜G3のぞれぞれに属するサブタンク3が配されている範囲G1〜G3を合わせて示す。図1および図6に示すように、キャリッジ1は水平面に対して傾いた姿勢でプリンタに設けられている。このため、サブタンクグループG1に属するサブタンクは最も上方に位置し、サブタンクグループG3に属するサブタンクは最も下方に位置する。そして、サブタンクグループG2に属するサブタンクは中段に位置する。
【0033】
より詳細に言えば、サブタンクグループG1に属するサブタンクのうち最も下方に位置するサブタンクは、サブタンクグループG2に属するサブタンクのうち最も上方に位置するサブタンクよりも上方に位置する。そして、サブタンクグループG2に属するサブタンクのうち最も下方に位置するサブタンクは、サブタンクグループG3に属するサブタンクのうち最も上方に位置するサブタンクよりも上方に位置する。なお、各サブタンクの「位置」とは、それぞれインクを収容するタンクの下端の位置であるものとする。
【0034】
印刷用紙搬送経路上には、給紙部210側(図6の右上側)から順に、給紙ガイド105、給紙ローラ106、給紙ローラ106に向かい合って配置された従動ローラ107、傾斜して設けられた印刷ステージ108、印刷ステージ108に向かい合って配置されたキャリッジ1、排紙ガイド109、排紙ガイド109に向かい合って配置された排紙ローラ110が備えられている。
【0035】
給紙ガイド105と、印刷ステージ108と、排紙ガイド109とはそれぞれが平坦に形成されており、印刷用紙搬送面として作用する。よって、印刷用紙Pは平坦なまま搬送されるため、比較的大型の用紙を用いる場合でも、印刷用紙Pが波打って印刷画像が乱れることを防止することができる。
【0036】
キャリッジ1上の2段のサブタンク用プレート1A、1B上には、それぞれ複数のサブタンク3が搭載されている。それぞれのサブタンク3は、バルブ4を有している。印刷ヘッド6とサブタンク3とは、バルブ4を経由するインク供給路5によって接続されている。この実施例では、1つの印刷ヘッド6は6つのノズル群を有しているため、1つの印刷ヘッド6には、6つのサブタンク3a〜3f(図2参照)が接続されている。1つの印刷ヘッド6の6つのノズル群については、バルブ4を適宜開閉することで、個別にインクの供給を止めることができる。
【0037】
各サブタンク3の設置位置は、サブタンク3の高さと、対応するノズルプレート2の高さとの関係が、ノズルプレート2の位置によらずほぼ一定となるように設定されている。こうすることで、サブタンク3とノズルプレート2との水頭差の違いを小さくすることができる。よって、水頭差の違いによるインク吐出量の違いを小さくすることができ、均一な印刷画質を得ることができる。
【0038】
また、各サブタンク3は、それぞれのサブタンク3がインクを供給するノズルの開口に対して、サブタンク3内のインクの液面が常に低い位置にあるように設置されている。すなわち、サブタンク3内にインクが上限まで補充された状態でも、インクの液面は、そのインクが供給されるノズルの開口よりも低い位置にある。そして、サブタンク3からノズルの開口までのインク経路には、ピエゾ素子が設けられている。このように構成することで、ノズルからインクを吐出する際には、ピエゾ素子を作動させて、インクをサブタンク3から吸い上げてノズルから吐出するような構成とすることができる。その結果、ノズルの開口が液面よりも下にあり、インクがサブタンクから流下する構成に比べて、安定した流量、圧力でノズルからインクを吐出させることができる。
【0039】
なお、各サブタンク3の設置位置については、微調整を行うことができるようにしても良い。印刷ヘッドのインク吐出量にばらつきがある場合でも、サブタンク3の設置位置を調整することで水頭差を調整し、インク吐出量を調整することができる。また、サブタンク3とノズルプレート2とを一体として、キャリッジ1に固定してもよい。こうすることで、サブタンク3やノズルプレート2を交換する作業が容易となる。
【0040】
A2.インク供給システムの構成:
図7は、プリンタのインク供給システムの構成を示した説明図である。このインク供給システムは、印刷ヘッド6のノズルにインクを供給するものであり、メインタンク9と、サブタンク3と、空気加圧ポンプ921とを備えている。
【0041】
メインタンク9は、機密性を有する外箱920と、外箱に収容されたインク収容袋924を有している。インク収容袋924は、可撓性を有しており、サブタンク3に供給するインクを収容している。また、インク収容袋924は、外箱920外にインクを供給するためのインク供給口924oを備えている。機密性を有する外箱920の内部は、圧力室925を構成している。この圧力室925内に加圧空気が供給されると、インク収容袋924が圧縮され、インク供給口924oを介してメインタンク9外にインクが吐き出される。メインタンク9から吐出されたインクは、インク供給路103およびインク補給バルブ926を介して、キャリッジ1に搭載されたサブタンク3に供給される。
【0042】
また、プリンタ200は、所定の圧力をかけた空気をメインタンク9に供給する空気加圧ポンプ921と、空気加圧ポンプ921によって加圧された空気の圧力を調整するための圧力調整弁922と、圧力調整弁922によって圧力を調整された空気の圧力を測定する圧力検出器923を備えている。空気加圧ポンプ921により加圧された空気は、圧力調整弁922で圧力を調整され、メインタンク9の圧力室925に供給される。
【0043】
なお、図7では図示していないが、加圧された空気の供給路は圧力検出器923の下流で分岐しており、各メインタンク9a〜9f(図1参照)に接続されている。また、図7では図示していないが、インク供給路103は、インク供給口924oの下流で分岐しており、17個の印刷ヘッド6の各サブタンクに接続されている。それぞれのサブタンクへは、それぞれのインク供給路に設けられたインク補給バルブ926を開閉することによって、選択的にインクを供給することができる。すなわち、インク供給路103のうち、インク補給バルブ926から各サブタンクに至るまでの部分は、メインタンク9が接続されたサブタンクの数だけ存在する。
【0044】
空気加圧ポンプ921は、圧力検出器923によって測定された空気圧に応じて制御される。すなわち、空気加圧ポンプ921によって加圧された空気の圧力が上限値に達したことを検出した場合には、空気加圧ポンプ921の駆動が停止される。一方、空気の圧力が下限値に達したことを検出した場合には、空気加圧ポンプ921の駆動が再開される。したがって、各メインタンク9a〜9fに加わる空気圧は、所定の範囲に維持される。なお、プリンタ200の制御回路40は、上述の空気の圧力の上限値と下限値を適宜の値に設定することができる。すなわち、空気加圧ポンプ921と圧力調整弁922は、プリンタ200の制御回路40の指示に応じて異なる圧力で加圧空気を供給することができる。なお、圧力調整弁922は、空気圧が何らかの障害により過度に高まった場合には、圧力を開放する。本実施例においては、空気加圧ポンプ921と、圧縮空気の供給路と、メインタンク9の外箱920と、インク供給路103と、インク補給バルブ926とが、「インク補充部」を構成する。
【0045】
サブタンク3は、メインタンク9から供給されたインクを保持し、これをノズルに供給する。サブタンク3の内部には、フロート部材331が支点331hを中心に回転可能なように設けられている。フロート部材331は、サブタンク3がキャリッジ1に取り付けられた状態において、サブタンク3内のインクの液面(水平面)に対して垂直な面内で回転可能であり、サブタンク3の内部のインクの液面の高さに応じて上下方向の位置を変える。このフロート部材331の一部には永久磁石332が取り付けられている。一方、サブタンク3の外壁の永久磁石332と向かい合う位置には、ホール素子に代表される磁電変換素子333a,333bが基板334に装着されて設けられている。インクの液面の高さに応じてフロート部材331の永久磁石332が上下方向の位置を変えると、ホール素子333a,333bが永久磁石332から受け取る磁力線の量が変わる。その結果、ホール素子333a,333bの電気的出力が変化し、サブタンク3内のインク残量が検出される。
【0046】
サブタンク3内のインクは、バルブ4およびこれに接続されたインク供給路5を介して、印刷ヘッド6に供給される。印刷ヘッド6のアクチュエータが駆動すると、インクはノズル形成面に形成されたノズル開口6oから吐出される。
【0047】
サブタンク3にインクが満たされた後、インクの消費量が所定量を越えたときには、インク補給バルブ926が開かれ、メインタンク9内で加圧されているインクがインク供給路103を介してサブタンク3に供給される。そして、サブタンクのホール素子333a,333bが、サブタンク3内のインク量が所定の上限値に達したことを検知すると、インク補給バルブ926が閉じられ、インクの補給が停止される。
【0048】
A3.制御部の構成:
図8は、制御部としての制御回路40を中心としたプリンタ200の構成を示すブロック図である。この印刷システムは、印刷制御装置としてのコンピュータ90を備えている。なお、プリンタ200とコンピュータ90とは、広義の「印刷装置」と呼ぶことができる。
【0049】
制御回路40は、CPU41と、プログラマブルROM(PROM)43と、RAM44と、文字のドットマトリクスを記憶したキャラクタジェネレータ(CG)45とを備えた算術論理演算回路として構成されている。この制御回路40は、さらに、外部のモータ等とのインタフェースを専用に行なうI/F専用回路50と、このI/F専用回路50に接続され、印刷ヘッド6を駆動してノズルプレート2よりインクを吐出させるヘッド駆動回路61と、紙送りモータおよびキャリッジモータ100を駆動するモータ駆動回路62と、空気加圧ポンプ921を駆動するポンプ駆動回路64と、各バルブを駆動するバルブ駆動回路65と、入力部としての入出力部240と、を備えている。
【0050】
B.サブタンクへのインクの供給:
B1.印刷処理実行中のインクの補充:
プリンタ200のCPU41は、印刷処理を実行している間、フロート部材331と磁電変換素子333a,333bとによって、サブタンク内のインクの液面の位置を検知している。そして、CPU41は、磁電変換素子333a,333bからの信号に基づいて、インク残量を演算している。そして、各サブタンク3について、インク残量が第1のしきい値Th1を下回ったかどうかを監視している。すなわち、フロート部材331、磁電変換素子333a,333bおよびCPU41が、特許請求の範囲にいう「残量検知部」に相当する。
【0051】
インク残量が第1のしきい値Th1を下回ったサブタンク3に対しては、CP41は、以下に説明する手順でメインタンク9からインクを供給する。なお、以下では一対のメインタンクとサブタンク3について説明するが、メインタンクからサブタンク3へのインクの補充は、17個の各印刷ヘッドのそれぞれ6個のサブタンク3について同様に行わる。
【0052】
図9は、プリンタが印刷処理を実行しているときに、メインタンク9からサブタンク3へインクの供給を行う手順を示したフローチャートである。CPU41は、ステップS10で、インク残量が下限値を下回ったサブタンク3を検出すると、ステップS20で、そのサブタンク3がどのサブタンクグループに属する印刷ヘッドに接続されたサブタンク3であるかを判定する。
【0053】
そのサブタンク3が、キャリッジ1上において最も高い位置に設けられているサブタンクグループG1に属するサブタンク3である場合には、CPU41は、ステップS30で、空気加圧ポンプ921が供給する圧縮空気の圧力PaをP11に設定する。同様に、そのサブタンク3が、サブタンクグループG2に属するサブタンク3である場合には、CPU41は、ステップS40で、空気加圧ポンプ921の圧力PaをP12に設定する。また、そのサブタンク3が、サブタンクグループG3に属するサブタンク3である場合には、CPU41は、ステップS50で、空気加圧ポンプ921の圧力PaをP13に設定する。
【0054】
圧力Pa11,P12,P13の関係は、P11>P12>P13である。これらの圧力は、印刷実行中、すなわち、各サブタンク3のバルブ4(図7参照)が開いている状態で、それぞれの圧力で各サブタンクグループのサブタンク3にインクを供給しても、ノズルからインクが漏れ出さないような値に設定されている。
【0055】
その後、CPU41は、図9のステップS60において、設定した圧力Paで空気を供給するように空気加圧ポンプ921を運転し、バルブ926を開いて、メインタンク9からサブタンク3にインクを供給する。
【0056】
最も高い位置に設けられているサブタンクグループG1のサブタンク3にインクを供給する場合には、メインタンク9に供給される圧縮空気の圧力が比較的高く設定される。このため、メインタンク9から供給されるインクも比較的高い圧力で供給される。そして、サブタンクグループG2のサブタンク3にインクを供給する場合には、メインタンク9に供給される圧縮空気の圧力がサブタンクグループG1の場合に比べて低く設定されるので、メインタンク9から供給されるインクもサブタンクグループG1の場合に比べて低い圧力で供給される。さらに、最も低い位置に設けられているサブタンクグループG3のサブタンク3にインクを供給する場合には、メインタンク9に供給される圧縮空気の圧力がサブタンクグループG2の場合に比べてさらに低く設定されるので、メインタンク9から供給されるインクもサブタンクグループG2の場合に比べてさらに低い圧力で供給される。
【0057】
ここで、供給されるインクの「圧力」は、いずれもメインタンク9内の圧力、またはメインタンク9のインク供給口924oからインク供給路103が各サブタンクに向かって分岐するまでの区間の、インク供給路103における圧力であるものとする。この、メインタンク9内またはインク供給口924oから分岐までのインク供給路103が、特許請求の範囲にいう「第1のサブタンクへのインクの供給と第2のサブタンクへのインクの供給とにおいて共に使用されるインク供給路」である。
【0058】
本実施例では、印刷処理実行中にメインタンク9からサブタンク3にインクを供給する際には、それぞれノズルからインクが漏れ出さないような圧力で、サブタンク3にインクが供給される。このため、印刷実行中にサブタンク3にインクを補充しても、印刷物が汚されることがない。また、サブタンクグループG2,G3のサブタンク3よりも高い位置に設けられているサブタンクグループG1のサブタンク3に対しては、サブタンクグループG2,G3のサブタンク3よりも高い圧力でインクを供給している。このため、サブタンクグループG2,G3のサブタンク3よりも水頭圧が高いサブタンクグループG1のサブタンク3にも、インクを供給できる。
【0059】
また、各サブタンクグループのサブタンク3に供給するインクの圧力を、ノズルからインクが漏れ出さない範囲で高く設定すれば、それだけインクの補充に要する時間を短くすることができる。本実施例では、各サブタンクグループのサブタンク3ごとにことなる圧力でインクを供給できるので、各サブタンクグループのサブタンク3ごとにインクの供給圧力を最適に設定できる。
【0060】
B2.画像の印刷の合間に行うインクの補充:
プリンタ200のCPU41は、一つの画像の印刷を終了し、次の画像の印刷を行う前に、各サブタンク3について、インク残量が第2のしきい値Th2を下回ったかどうかを検査する。この第2のしきい値Th2は、第1のしきい値Th1よりも高く設定されている。インク残量が第2のしきい値Th2を下回っているサブタンク3に対しては、以下に説明する手順でメインタンク9からインクを供給する。なお、以下では一対のメインタンクとサブタンク3について説明するが、メインタンクからサブタンク3へのインクの補充は、17個の各印刷ヘッドのそれぞれ6個のサブタンク3について同様に行わる。
【0061】
図10は、プリンタが一つの画像の印刷を終了し、次の画像の印刷を行う前に、メインタンク9からサブタンク3へインクの供給を行う手順を示したフローチャートである。CPU41は、ステップS110で、インク残量が第2のしきい値Th2を下回っているサブタンク3を検出する。そして、ステップS120で、サブタンクグループG1の印刷ヘッドに接続されたサブタンク3に対して、メインタンク9からインクを補充する。また、ステップS130で、サブタンクグループG2の印刷ヘッドに接続されたサブタンク3に対して、メインタンク9からインクを補充する。さらに、ステップS130で、サブタンクグループG3の印刷ヘッドに接続されたサブタンク3に対して、メインタンク9からインクを補充する。
【0062】
図11は、図10のステップS120〜S140でメインタンク9から各グループのサブタンク3へインクの供給を行う際の手順を示したフローチャートである。各グループのサブタンク3へインクの供給を行う際には、CPU41は、まず、ステップS152で、各サブタンクグループ内のインク残量が第2のしきい値Th2を下回っているサブタンク3の数Ntをカウントする。そして、ステップS154で、空気加圧ポンプ921が供給する圧縮空気の圧力Paを設定する。
【0063】
図12は、空気加圧ポンプ921が供給する圧縮空気の圧力を規定する表である。ステップS154では、空気加圧ポンプ921が供給する圧縮空気の圧力Paを、サブタンクグループの種類G1〜G3およびインクを補充するサブタンク3の数に応じて決定する。各サブタンクグループに属するサブタンク3は5個または6個である。このため、圧縮空気の圧力は、図12に示したように、1個から6個までのインクを補充するサブタンク3の数に応じて決定される。P11〜P33の9個の文字は圧力を表している。各圧力は、表の同じ列中の圧力(たとえばP11,P21,P31)であれば、下にあるものほど大きな値を有する。また、表の同じ行中の圧力(たとえばP21,P22,P23)であれば、右にあるものほど大きな値を有する。さらに、P11>P32であり、P12>P33である。
【0064】
その後、CPU41は、図11のステップS156において、ステップS154で設定した圧力Paで空気を供給するように空気加圧ポンプ921を運転し、バルブ926を開いて、メインタンク9からサブタンク3にインクを供給する。
【0065】
本実施例において、画像の印刷の合間にインクを補充する場合には、インクを補充するサブタンク3の数が同じ場合には、G3,G2,G1の順でインクを供給する圧力が高い。このため、比較的低い位置にあるサブタンク3のインクがノズルから漏れ出さないようにしつつ、比較的高い位置にあるサブタンク3に対しても、インクを供給することができる。
【0066】
また、同じサブタンクグループに接続されたサブタンク3にインクを供給する場合は、インクを供給するサブタンク3が多いほど、メインタンク9に供給する圧縮空気の空気圧が高く、したがって、インクの供給圧が高い。このため、メインタンク9から吐出される単位時間当たりのインク量は、インクを供給するサブタンク3が多いほど多くなる。よって、インクを供給するサブタンク3が多い場合にも、インクの供給圧がサブタンク3の数によらず一定である場合に比べて、短時間でインクを補充することができる。
【0067】
たとえば、図12において、サブタンクグループG1の3個または4個のサブタンクにインクを供給する場合の供給圧力P21が、特許請求の範囲にいう「第1の圧力」であるとすると、サブタンクグループG2の3個または4個のサブタンクにインクを供給する場合の供給圧力P22が、特許請求の範囲にいう「第2の圧力」である。これらの圧力の間にはP21>P22の関係が成立している。
【0068】
また、サブタンクグループG1の3個または4個のサブタンクにインクを供給する場合の供給圧力P21が、特許請求の範囲にいう「第1の圧力」であるとすると、サブタンクグループG1の5個または6個のサブタンクにインクを供給する場合の供給圧力P31が、特許請求の範囲にいう「第1の圧力よりも高い圧力」である。これらの圧力の間にはP31>P21の関係が成立している。
【0069】
さらに、サブタンクグループG2の3個または4個のサブタンクにインクを供給する場合の供給圧力P22が、特許請求の範囲にいう「第2の圧力」であるとすると、サブタンクグループG2の1個または2個のサブタンクにインクを供給する場合の供給圧力P12が、特許請求の範囲にいう「第2の圧力よりも低い圧力」である。これらの圧力の間にはP22>P12の関係が成立している。
【0070】
本実施例では、一つの画像の印刷が終了した時にインク残量の少ないサブタンクにインクの補充を行っている。このため、サブタンク3内にインクを十分保持した状態で次の画像の印刷を開始できる。また、第2のしきい値Th2は第1のしきい値Th1よりも高く設定されている。このため、画像の印刷終了時には、印刷実行時に比べて比較的インク残量に余裕のあるサブタンクにもインクが補充されることになる。よって、この点からもサブタンク内にインクを十分保持した状態で次の画像の印刷を開始できる。さらに、本実施例では、画像印刷が終了した時に、インク残量が少ないサブタンク3だけにインクを補充している。よって、次の画像の印刷を開始するまでの間、長時間印刷を中断する必要がない。
【0071】
なお、本実施例の印刷装置では、図6に示すように、各ノズルの開口が配されているノズルプレート2a、2b、2cは、水平面に対して一定の角度をなすように構成されている。このため、各サブタンクを、サブタンク内のインクの液面がノズルの開口よりも下になるような位置に配することができる。ノズルプレートは印刷媒体と向き合うように構成される必要があるため、ノズルプレートが水平面と並行に設けられており、下方にインクを吐出する場合には、キャリッジ上においてノズル開口よりも低い位置にサブタンクを設けることが困難である。
【0072】
また、ノズルプレート2a、2b、2cは、インクがノズルプレート2a、2b、2cから斜め下方に吐出されるように構成されている。このため、上方または斜め上方にインクを吐出する態様に比べて、印刷媒体上の正確な位置にインクを着弾させることができる。そして、吐出したインクがノズルプレート2a、2b、2cにインクが落下してノズルプレート2a、2b、2cが汚れることもない。
【0073】
C.変形例:
なお、この発明は上記の実施例に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の形態において実施することが可能であり、例えば、次のような変形も可能である。
【0074】
C1.変形例1:
上記実施例では、印刷処理実行中にサブタンクにインクを補充する場合においては、一つのサブタンクにメインタンクからインクを補充するものとして説明した。しかし、印刷処理実行中にサブタンクにインクを補充する場合においても、同時に複数のサブタンクにインクを補充することができる。そのような場合には、画像の印刷の合間にインクの補充を行う場合と同様に、図12にしたがって、インクを供給する際の圧力を設定することができる。
【0075】
たとえば、サブタンクグループG1の1個のサブタンクに圧力P11でインクを補充しているときに、サブタンクグループG1に属する別のもう一つのサブタンクのインク残量がTh1を下回ったとする。その場合には、圧力P11(図12参照)でそれら二つのサブタンクにインクを供給することができる。そして、サブタンクグループG1のそれら2個のサブタンクに圧力P11でインクを補充しているときに、サブタンクグループG1に属するさらに別のサブタンクのインク残量がTh1を下回ったとする。その場合には、図12にしたがって、圧力P21でそれら3個のサブタンクにインクを供給することができる。さらに、最初のサブタンクについてインクの補充が完了した場合には、図12にしたがって、2個目および3個目のサブタンクに、圧力P11でインクを補充することができる。
【0076】
すなわち、印刷装置の制御部は、あるサブタンクにインクを補充している間も各サブタンクの残量を検出しつづけることが好ましい。そして、インクを補充しているサブタンクと同一のサブタンクグループに属しているサブタンクであって、インク残量が所定値Th1を下回ったサブタンクが検出された場合には、そのサブタンクにも同時にインクを補充することが好ましい。その際、インクを供給する圧力は、インクを補充するサブタンクの数に応じて変化させることが好ましい。インクを供給する際の圧力は、インクを補充するサブタンクの数が多いほど高く設定することが好ましい。また、単位時間当たりのインク供給量も、インクを補充するサブタンクの数が多いほど多く設定することが好ましい。
【0077】
C2.変形例2:
上記実施例においては、比較的高い位置に設けられているサブタンクグループG1のサブタンクにインクを供給する場合の圧力は、インクを供給するサブタンクの数によらず、サブタンクグループG1にくらべて低い位置に設けられているサブタンクグループG2のサブタンクにインクを供給する場合の圧力よりも、高かった。すなわち、図12の表において、P11>P32であった。
【0078】
しかし、サブタンクグループG1の比較的少数のサブタンクにインクを供給する場合の圧力を、サブタンクグループG2の比較的多数のサブタンクにインクを供給する場合の圧力よりも、低く設定することもできる。すなわち、以下のようであれば、「比較的高い位置に設けられている第1のサブタンクにインクを供給する場合には、圧力が比較的高い第1の圧力となるようにインクを供給し、比較的低い位置に設けられている第2のサブタンクにインクを供給する場合には、圧力が比較的低い第2の圧力となるようにインクを供給する。」に該当するものである。すなわち、インクを供給するサブタンクの数が等しいときに、比較的高い位置に設けられているサブタンクグループのサブタンクにインクを供給する場合の圧力が、比較的低い位置に設けられているサブタンクグループのサブタンクにインクを供給する場合の圧力よりも、高い場合には、上記に該当する。
【0079】
なお、上記実施例では、同じサブタンクグループに属するサブタンクにインクを供給する場合、インクを供給するサブタンクの数は1個〜6個までの値を取りうるのに対して、メインタンク9におけるインクの供給圧力は3種類設定されていた。しかし、本発明はこのような態様に限られるものではなく、インクを供給するサブタンクの数ごとに異なるインクの供給圧力を設定してもよい。また、インクを供給するサブタンクの数が1個〜6個までの値を取りうるのに対して、メインタンク9におけるインクの供給圧力は2種類設定するなど、インクの供給圧力をより大まかに設定してもよい。さらには、インクの供給圧力は、上記実施例のように、表やマップで決定するのではなく、インクを供給するサブタンクの数を代入する演算式によって定めてもよい。
【0080】
C3.変形例3:
上記実施例では、メインタンク9の圧力室925に外部から圧縮空気を送り込んで、メインタンク9からインクを吐出させていた。すなわち、空気加圧ポンプ921と、圧縮空気の供給路と、メインタンク9の外箱920と、インク供給路103と、インク補給バルブ926とが、インク補充部を構成していた。しかし、ダイヤフラムポンプなどで直接インクに外力を作用させてインクをメインタンクから供給するなど、他の手段でメインタンクからインクを吐出させてもよい。すなわち、異なる圧力でメインタンクからサブタンクへインクを供給できるものであればよい。
【0081】
C4.変形例4:
上記実施例では、フロート部材331と磁電変換素子333a,333bを使用してサブタンク内のインクの液面を検知することで、CPU41が、インク残量を検知していた。しかし、サブタンク内のインク残量は他の手段で検知することとしてもよい。たとえば、以下のような態様とすることができる。
【0082】
ある態様においては、プリンタ200のCPU41は、印刷処理を実行している間、各サブタンク3に接続された各ノズルからのインク滴の吐出回数や、各サブタンク3に接続された各ノズルに対するインク吸引によるクリーニングの回数をモニタしている。そして、それらをもとに、印刷処理を実行している間、サブタンク3内のインクの消費量を演算している。そして、各サブタンク3について、インク残量が第1のしきい値Th1を下回ったかどうかを監視する。この態様においては、CPU41が、特許請求の範囲にいう「残量検知部」に相当する。
【0083】
また、別の態様として、インクを収容するタンクを透明または半透明として、光学センサで所定位置のインクの有無を検知し、CPUがインク残量を検知することとしてもよい。さらに、タンク内に二つの電極を設けておいてそれら二つの電極がともにインクに浸かっている場合に通電するような構成で、インク残量を検知することとしてもよい。すなわち、サブタンクは、サブタンク内のインク残量が所定量を下回ったことを検出することができるような構成を備えていればよい。
【0084】
C5.変形例5:
この発明はドラムスキャンプリンタにも適用可能である。この発明は、いわゆるインクジェットプリンタのみではなく、一般に、印刷ヘッドからインクを吐出することによって画像を印刷する印刷装置に適用することができる。このような印刷装置としては、例えばファクシミリ装置や、コピー装置がある。
【0085】
C6.変形例6:
上記実施例において、ハードウェアによって実現されていた構成の一部をソフトウェアに置き換えるようにしてもよく、逆に、ソフトウェアによって実現されていた構成の一部をハードウェアに置き換えるようにしてもよい。例えば、プリンタ200内の制御回路40(図8参照)の機能の一部を、コンピュータ90が実行するようにすることも可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の一実施例としてのプリンタの構成の概略を示す斜視図。
【図2】 印刷部の構成を説明する説明図。
【図3】 1つの印刷ヘッドの下面におけるノズルの配列を示す説明図。
【図4】 キャリッジの概略構成を示す説明図。
【図5】 キャリッジに搭載されたサブタンクの配置の概略を説明する説明図。
【図6】 キャリッジを含む印刷部の説明図。
【図7】 プリンタのインク供給システムの構成を示した説明図。
【図8】 制御部としての制御回路を中心としたプリンタの構成を示すブロック図。
【図9】 印刷処理を実行しているときに、インクの供給を行う手順を示したフローチャート。
【図10】 一つの画像の印刷を終了し、次の画像の印刷を行う前に、インクの供給を行う手順を示したフローチャート。
【図11】 図10のステップS120〜S140でメインタンクから各グループのサブタンクへインクの供給を行う際の手順を示したフローチャート。
【図12】 空気加圧ポンプが供給する圧縮空気の圧力を規定する表。
【符号の説明】
1…キャリッジ
1A…サブタンク用プレート
1B…サブタンク用プレート
2…ノズルプレート
2a…ノズルプレート
3,3a〜3f…サブタンク
3S…サブタンクセット
4…バルブ
5…インク供給路
6…印刷ヘッド
6o…ノズル開口
9,9a〜9f…メインタンク
10A…第1検査部
10B…第2検査部
20…キャップ部
30…ワイパ部
40…制御回路
41…CPU
44…RAM
50…I/F専用回路
61…ヘッド駆動回路
62…モータ駆動回路
64…ポンプ駆動回路
65…バルブ駆動回路
90…コンピュータ
100…キャリッジモータ
101…駆動ベルト
102…主走査ガイド部材
103…インク供給路
105…給紙ガイド
106…給紙ローラ
107…従動ローラ
108…印刷ステージ
109…排紙ガイド
110…排紙ローラ
200…プリンタ
210…給紙部
211…ロール紙ホルダ
212…スピンドル
215…支持柱
220…印刷部
230…排紙部
231…ホルダ
232…スピンドル
235…支持柱
240…入出力部
331…フロート部材
331h…支点
332…永久磁石
333a,333b…ホール素子(磁電変換素子)
334…基板
920…外箱
921…空気加圧ポンプ
922…圧力調整弁
923…圧力検出器
924…インク収容袋
924o…インク供給口
925…圧力室
926…インク補給バルブ
Ap…ノズルが設けられている範囲
C…シアンノズル
G1〜G3…サブタンクグループ
K…ブラックノズル
LC…淡シアンノズル
LM…淡マゼンタノズル
M…マゼンタノズル
MS…主走査方向
P…印刷用紙
Pa,P11〜P33…空気加圧ポンプ921が供給する圧縮空気の圧力
SS…副走査方向
Y…イエローノズル
Claims (4)
- 互いに高さが異なる複数のノズルを主走査方向に移動させながら印刷媒体上にインクを吐出して印刷を行う印刷装置であって、
前記高さが異なるノズルにそれぞれ供給するためのインクを保持し、前記インクを供給するノズルにそれぞれ一体として固定されている第1および第2のサブタンクであって、前記第2のサブタンクは複数設けられた前記第1のサブタンクに対し低い位置に設けられている第1および第2のサブタンクと、
前記第1および第2のサブタンクに供給するインクを保持し、前記第1および第2のサブタンクと接続されているメインタンクと、
前記メインタンクから前記第1のサブタンクおよび前記第2のサブタンクに選択的にインクを供給することができるインク補充部と、を備え、
前記第1のサブタンクへのインクの供給と前記第2のサブタンクへのインクの供給とにおいて共に使用されるインク供給路における圧力が、前記第2のサブタンクにインクを供給する場合には、前記第1のサブタンクにインクを供給する場合の第1の圧力に比べて低い第2の圧力となるように、かつ、インクを供給する前記第1のサブタンクの数が多いほど前記第1の圧力が高くなるように前記インク補充部が制御する、印刷装置。 - 請求項1記載の印刷装置であって、
前記第1の圧力は、前記第1のサブタンクから前記ノズルの開口までインクを供給できる状態で前記メインタンクから前記第1のサブタンクにインクを供給したときに、前記開口からインクが吐出されない圧力であり、
前記第2の圧力は、前記第2のサブタンクから前記ノズルの開口までインクを供給できる状態で前記メインタンクから前記第2のサブタンクにインクを供給したときに、前記開口からインクが吐出されない圧力である、印刷装置。 - 請求項1記載の印刷装置であって、さらに、
前記複数のノズルが設けられており、前記印刷媒体と向かい合う位置において往復動するキャリッジを備え、
前記第1のサブタンクと前記第2のサブタンクは、前記キャリッジに設けられている、印刷装置。 - 互いに高さが異なる複数のノズルを主走査方向に移動させながら印刷媒体上にインクを吐出して印刷を行う印刷装置において、メインタンクからサブタンクにインクを供給する方法であって、
(a)前記高さが異なるノズルにそれぞれ供給するためのインクを保持し、前記インクを供給するノズルにそれぞれ一体として固定されている第1および第2のサブタンクであって、前記第2のサブタンクは複数設けられた前記第1のサブタンクに対し低い位置に設けられている第1および第2のサブタンクと、
前記第1および第2のサブタンクに供給するインクを保持し、前記第1および第2のサブタンクと接続されているメインタンクと、を備える印刷装置を準備する工程と、
(b)前記第1のサブタンクへのインクの供給と前記第2のサブタンクへのインクの供給とにおいて共に使用されるインク供給路における圧力が、前記第2のサブタンクにインクを供給する場合には、前記第1のサブタンクにインクを供給する場合の第1の圧力に比べて低い第2の圧力となるように、、かつ、インクを供給する前記第1のサブタンクの数が多いほど前記第1の圧力が高くなるように前記圧力を制御するする工程と、を含むインクの供給方法。
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