JP5003370B2

JP5003370B2 - インクジェット記録装置

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Publication number: JP5003370B2
Application number: JP2007235574A
Authority: JP
Inventors: 彰宏田口
Original assignee: Konica Minolta IJ Technologies Inc
Current assignee: Konica Minolta IJ Technologies Inc
Priority date: 2007-09-11
Filing date: 2007-09-11
Publication date: 2012-08-15
Anticipated expiration: 2027-09-11
Also published as: JP2009066812A

Description

本発明はインクジェット記録装置に係り、特に、１本の記録ヘッドに対してインクを供給する複数のインクカートリッジを備えるインクジェット記録装置に関する。

記録ヘッドのノズルから基材上にインクを吐出して基材に文字や画像等を記録するインクジェット記録装置１００には、図８に示すように、記録ヘッド１０１に供給されるインクを一時的に貯留する中間タンク（サブタンク、サブインクタンク等とも呼ばれる）１０２や、中間タンク１０２に補充されるインクを貯留するインクカートリッジ（インクタンク、インクパック等とも呼ばれる）１０３が設けられたものがある。

この場合、通常、インクカートリッジ１０３から中間タンク１０２に送液ポンプ１０４を介してインクが供給される。また、インクカートリッジ１０３と送液ポンプ１０４との間には流路遮断機能を有する連通弁１０５が設けられる。

この種のインクジェット記録装置１００では、インクカートリッジ１０３の交換の際に記録を中断すると記録の再開時に基材に記録された画像等の色合いが変わり画像品質が低下する等の理由から、記録を中断しないでインクカートリッジ１０３の切り替えができるように、１つの中間タンク１０２に対して複数のインクカートリッジ１０３が備えられる場合が多い（例えば特許文献１〜４等参照）。

また、インクジェット記録装置でカラー画像を記録する場合には、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）等の各色のインクごとに中間タンク１０２が設けられるが、その場合には、各中間タンク１０２ごとに同一色のインクが充填された複数のインクカートリッジ１０３が取り付けられる。

そして、インクカートリッジ１０３内のインクの残量を図示しないセンサ等で検出し、例えばインクカートリッジ１０３ａが空になったり残量が所定量以下になった場合には、自動的にインクが充填されている別のインクカートリッジ１０３ｂへの切り替えが行われ、送液ポンプ１０４を介した中間タンク１０２へのインクの供給が継続されるようになっている。
特開平４−１０９４５号公報特開平７−１３７２７５号公報特開２００１−３２８２５７号公報特開２００２−５２７３１号公報

ところで、この種のインクジェット記録装置１００では、ランニングコスト向上の点から、インクカートリッジ１０３内のインクをほぼ全量消費することが望まれており、例えばインクカートリッジ１０３ａ内がほぼ空になった時点でインクが充填されている別のインクカートリッジ１０３ｂに切り替えるようになっている。

しかしながら、インクカートリッジ１０３ａ内がほぼ空の状態になると、インクカートリッジ１０３ａからのインクの供給が途絶える。その状態で送液ポンプ１０４を作動させ続けると、インクカートリッジ１０３ａと連通弁１０５ａとの間のインク流路１０７ａ内の圧力や連通弁１０５ａから送液ポンプ１０４までの間のインク流路１０６内の圧力が通常の送液時よりも低くなり、インク流路１０６、１０７ａ内の圧力が外気圧を下回る、いわゆる負圧状態になる。

そして、この状態で空になったインクカートリッジ１０３ａの連通弁１０５ａを閉鎖してインクカートリッジ１０３ａを連通弁１０５ａから取り外すと、インク流路１０７ａのインクカートリッジ１０３ａの接続部から外気がインク流路１０７ａ内に入り込む。通常のインクジェット記録装置では、送液ポンプ１０４と連通弁１０５ａと結ぶインク流路１０６や連通弁１０５ａとインクカートリッジ１０３ａとを結ぶインク流路１０７ａは、フレキシブルチューブ等の弾力性を有する管が用いられていることが多く、内部が負圧になり変形した管の比較的強い復元力によってインク流路１０７ａ内に外気が入り込み易くなっている。

インクカートリッジ１０３が密閉式である場合、その内部に貯留されているインクは脱気されている場合が多いが、上記のようにインク流路１０７ａ内に空気が入り込むと、新たなインクカートリッジ１０３ａをインク流路１０７ａの接続部に取り付けた段階でインク流路１０７ａに空気が残留して、インクに空気が混入してしまう。そのため、インクの脱気度が低下してしまい、インクの硬化特性等に大きな影響を与えてしまうという問題があった。

また、図８に示したように、インクへの空気の混入を防止するためにインクジェット記録装置１００内部のインク流路全体が密閉型に構成されている場合、インク流路１０７ａに入り込んだ空気が連通弁１０５ａや送液ポンプ１０４、中間タンク１０２を介して最終的に記録ヘッド１０１に送られて、記録ヘッド１０１からのインクの不吐出等の吐出不良を生じさせてしまうという問題もあった。

本発明は、かかる問題点を解決するためになされたものであり、インクカートリッジの交換時にインク流路内に外気が混入することを確実に防止可能なインクジェット記録装置を提供することを目的とする。

前述の問題を解決するために、請求項１に記載のインクジェット記録装置は、
インクを吐出して画像を記録する記録ヘッドと、
前記記録ヘッドに供給するインクを貯留する中間タンクと、
前記中間タンクにインクを補充する送液ポンプと、
前記中間タンクに補充する同一色のインクを貯留する密閉式の複数のインクカートリッジと、
一端が前記送液ポンプに接続され、他端が分岐してそれぞれの前記インクカートリッジに接続されたインク流路と、
分岐した前記インク流路に設けられ、それぞれの前記インクカートリッジと前記送液ポンプとを個別に連通させ、流路遮断機能を有する複数の連通弁と、
前記インクカートリッジと前記送液ポンプとを結ぶインク流路内の圧力を検知する圧力計で構成された圧力検知装置と、
制御装置と、を備え、
前記制御装置は、前記圧力検知装置が出力する情報に基づいて、前記圧力検知装置が検知した前記インク流路内の圧力が所定の圧力未満となった場合に前記連通弁で前記送液ポンプと連通されている前記インクカートリッジと同一色のインクが充填されている他のインクカートリッジの連通弁を開放して、前記インクカートリッジと当該他のインクカートリッジとを同時に前記送液ポンプに連通させた後、前記圧力検知装置が検知した前記インク流路内の圧力が所定の圧力以上となった場合に、前記インクカートリッジの前記連通弁を閉鎖することを特徴とする。

請求項２に記載のインクジェット記録装置は、
インクを吐出して画像を記録する記録ヘッドと、
前記記録ヘッドに供給するインクを貯留する中間タンクと、
前記中間タンクにインクを補充する送液ポンプと、
前記中間タンクに補充する同一色のインクを貯留する密閉式の複数のインクカートリッジと、
一端が前記送液ポンプに接続され、他端が分岐してそれぞれの前記インクカートリッジに接続されたインク流路と、
分岐した前記インク流路に設けられ、それぞれの前記インクカートリッジと前記送液ポンプとを個別に連通させ、流路遮断機能を有する複数の連通弁と、
前記インクカートリッジと前記送液ポンプとを結ぶインク流路内の圧力が予め設定された閾値未満であることを検知するセンサで構成された圧力検知装置と、
制御装置と、を備え、
前記制御装置は、前記圧力検知装置により前記インク流路内の圧力が前記閾値以下になったことが検知されたことに基づいて、前記連通弁で前記送液ポンプと連通されている前記インクカートリッジと同一色のインクが充填されている他のインクカートリッジの連通弁を開放して、前記インクカートリッジと当該他のインクカートリッジとを同時に前記送液ポンプに連通させた後、所定時間経過後に前記インクカートリッジの前記連通弁を閉鎖することを特徴とする。

請求項３に記載の発明は、請求項１または請求項２に記載のインクジェット記録装置において、前記制御装置は、前記連通弁を、前記送液ポンプの非動作時に閉鎖することを特徴とする。

請求項４に記載の発明は、請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のインクジェット記録装置において、
作業者に前記インクカートリッジの交換を報知する報知装置を備え、
前記制御装置は、前記インクカートリッジの前記連通弁の閉鎖と同時または閉鎖後に、前記報知装置に前記インクカートリッジの交換を報知させることを特徴とする。

請求項１に記載の発明によれば、インクカートリッジのインクの残量がほぼ０になり、インク流路内の圧力が低下しても、空になったインクカートリッジを連通弁に取り付けた状態のまま、インクが充填されている他のインクカートリッジが取り付けられている連通弁を開放することで、インク流路内の圧力を上昇させることができる。そして、インク流路内の圧力が十分に上昇した時点で空になったインクカートリッジ側の連通弁を閉鎖してインクカートリッジを取り外せば、空になったインクカートリッジが取り付けられていたインク流路内に外気が混入することを確実に防止することが可能となる。

そのため、インクに空気が混入し、インクの脱気度が低下してインクの硬化特性等に影響を与えることを防止することが可能となるとともに、インクジェット記録装置内部のインク流路全体が密閉型に構成されている場合に、混入した空気が記録ヘッドに送られてインクの不吐出等の吐出不良が生じることを的確に防止することが可能となる。

また、圧力計でインク流路内の圧力を検知し、所定の圧力（後述する第１圧力）を低い圧力値に設定することで使用済みの方のインクカートリッジ内のインクをほぼ全量消費させることが可能となり、ランニングコストが向上される。

さらに、インク流路内の圧力が所定の圧力（後述する第２圧力）以上となった場合に、空になったインクカートリッジの連通弁を閉鎖するように構成すれば、所定の圧力を適切に高い圧力値に設定することで、インクカートリッジを連通弁から取り外しても空になったインクカートリッジが取り付けられていたインク流路内に確実に外気が入り込まないようにすることが可能となる。

請求項２に記載の発明によれば、前記請求項１に記載の発明の効果に加え、センサでインク流路内の圧力を検知し、センサに設定する圧力の閾値を十分に低い圧力値に設定することで、インクカートリッジ内のインクをほぼ全量消費させることが可能となり、ランニングコストが向上される。

また、所定時間を適切な時間に設定すれば、インクが充填されている他のインクカートリッジの連通弁を開放してインクカートリッジからインク流路にインクが供給されてインク流路内の圧力が十分に上昇した後に、空になったインクカートリッジの連通弁を閉鎖することが可能となり、インクカートリッジを連通弁から取り外しても空になったインクカートリッジが取り付けられていたインク流路内に確実に外気が入り込まないようにすることが可能となる。

請求項３に記載の発明によれば、送液ポンプが作動していると、インク流路内の圧力が送液ポンプの回転にあわせて昇降するため、インクカートリッジを取り外す際にインク流路内の圧力が低下していてインク流路内に外気が入り込む可能性がある。そのため、連通弁を閉鎖する前に送液ポンプの作動状況を確認し、送液ポンプが非動作時である場合に連通弁を閉鎖することで、インクカートリッジの取り外しの際にインク流路内に外気が入り込むことをより確実に防止することが可能となり、前記各請求項に記載の発明の効果がより的確に発揮される。

請求項４に記載の発明によれば、前記発明の効果に加え、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）等の報知装置により作業者に空になったインクカートリッジの交換を報知することが可能となるとともに、空になったインクカートリッジの連通弁の閉鎖と同時または閉鎖後に報知装置にインクカートリッジの交換を報知させることで、連通弁を閉鎖する前にインクカートリッジが取り外されて外気がインク流路内に混入することを確実に防止することが可能となる。

以下、本発明に係るインクジェット記録装置の実施の形態について、図面を参照して説明する。

なお、以下の各実施形態では、インクジェット記録装置がいわゆるシリアルヘッド方式の装置である場合について説明するが、インクジェット記録装置がいわゆるラインヘッド方式の装置である場合にも本発明を適用することができる。また、各実施形態では、１種類の色のインクを用いて記録媒体に画像を記録する場合について説明するが、本発明は複数種類の色のインクを用いてカラー画像を記録する場合にも適用される。

［第１の実施の形態］
図１は、第１の実施形態に係るインクジェット記録装置の外観構成を示す斜視図であり、図２は、図１のインクジェット記録装置における各記録ヘッドごとのインク流路等の構成を示す概略図である。

本実施形態に係るインクジェット記録装置１は、支持台２に支持されたプリンタ本体３を備えている。プリンタ本体３には、記録媒体Ｓを非記録面側から支持するプラテン４や、プラテン４の上方をガイドレール５に沿って図中矢印Ｘで示される主走査方向に往復移動するキャリッジ６、キャリッジ６に搭載され、記録媒体Ｓにインクを吐出して画像を記録する複数の記録ヘッド７等で構成される記録部８が設けられている。

本実施形態では、インクジェット記録装置１は、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の４種類の色のインクにより記録媒体Ｓ上にカラー画像を形成するようになっており、キャリッジ６上には１種類の色のインクごとに１本の記録ヘッド７が備えられ、計４本の記録ヘッド７が搭載されている。なお、インクジェット記録装置１で用いるインクの種類や記録ヘッド７の本数は適宜決められる。

また、インクジェット記録装置１の上記記録部８にインクを供給するインク供給系は、以下のような構成となっている。

キャリッジ６上の各記録ヘッド７の近傍には、記録ヘッド７に供給するインクを一時的に貯留する中間タンク９が搭載されており、中間タンク９は対応する記録ヘッド７ごとに１つずつ設けられている。本実施形態では、中間タンク９は、図２に示すように、その一部が膜状に形成されており、インクの貯留量に応じて容積を自在に変えることができるようになっている。

また、中間タンク９の前記膜状部分には、変位センサ１０が取り付けられており、変位センサ１０で膜状の部分の変位を測定することにより中間タンク９内に貯留されたインクの量を測定することができるようになっている。なお、本実施形態では、中間タンク９は密閉式とされており、内部には空気が混入しないようになっている。

各中間タンク９には、それぞれフレキシブルチューブ１１の一端側が接続されており、フレキシブルチューブ１１の他端側は送液ポンプ１２の吐出口に接続されている。また、送液ポンプ１２の吸込口には、インク流路としてフレキシブルチューブ１３が接続されている。

本実施形態では、フレキシブルチューブ１３は、インクの流れ方向の上流側で２本のフレキシブルチューブ１３ａ、１３ｂに分岐されており、各フレキシブルチューブ１３ａ、１３ｂの最上流端にはそれぞれ連通弁１４ａ、１４ｂが接続されている。また、連通弁１４ａ、１４ｂには、それぞれインク流路であるフレキシブルチューブ１５ａ、１５ｂを介して同一色のインクを貯留するインクカートリッジ１６ａ、１６ｂが取り付けられるようになっている。

連通弁１４は、開放状態では、インクカートリッジ１６と送液ポンプ１２とを連通させるようになっており、インクカートリッジ１６内のインクを中間タンク９に供給して中間タンク９にインクを補充するようになっている。また、連通弁１４は、閉鎖状態では、インクカートリッジ１６からフレキシブルチューブ１３へのインクの流入を阻止する流路遮断機能を有している。本実施形態では、連通弁１４ａ、１４ｂのそれぞれの開閉は後述する制御装置１９で制御されるようになっている。

インクカートリッジ１６ａ、１６ｂは密閉式とされており、中間タンク９や送液ポンプ１２等を介して１本の記録ヘッド７に接続される２本のインクカートリッジ１６ａ、１６ｂには中間タンク９に補充される同一色のインクが貯留されている。すなわち、１本の記録ヘッド７には同一色のインクが充填されたインクカートリッジ１６が複数接続されるようになっている。

なお、１本の記録ヘッド７に接続されるインクカートリッジ１６の本数は、本実施形態のように２本に限定されず、複数すなわち２本以上の本数であれば本数は制限されない。また、連通弁１４は１本のインクカートリッジ１６につき１つずつ設けられるとともに、フレキシブルチューブ１３はインクカートリッジ１６の本数分に分岐される。

各インクカートリッジ１６には、それぞれ作業者にインクカートリッジの交換を報知する各報知装置が対応付けられて設けられている。本実施形態では、各報知装置としてＬＥＤ１７が用いられており、各ＬＥＤ１７は、図１に示すように、各インクカートリッジ１６が収納される位置の上方部に取り付けられている。

また、本実施形態では、フレキシブルチューブ１３には、インクカートリッジ１６ａ、１６ｂと送液ポンプ１２とを結ぶインク流路、すなわちフレキシブルチューブ１３内の圧力を検知する圧力検知装置として圧力計１８が取り付けられている。フレキシブルチューブ１３内の圧力や、分岐されたフレキシブルチューブ１３ａ、１３ｂ内の各圧力、インクカートリッジ１６が取り付けられ連通弁１４が開放された場合のフレキシブルチューブ１５内の圧力は同じ圧力となるため、圧力計１８により検知される圧力はフレキシブルチューブ１３、１３ａ、１３ｂ、連通弁１４が開放された側のフレキシブルチューブ１５内の圧力を表す。

すなわち、圧力計１８はインク流路全体の圧力を検知するものである。なお、圧力検知装置を、圧力低下により変形するフレキシブルチューブ１３の変形を検知する変位計等で構成することも可能である。

制御装置１９は、本実施形態では、図示しないＣＰＵ（Central Processing Unit）やＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、入出力インターフェース等がバスに接続されたコンピュータにより構成されており、中間タンク９の変位センサ１０や送液ポンプ１２、連通弁１４ａ、１４ｂ、ＬＥＤ１７ａ、１７ｂ、圧力計１８の動作を制御するようになっている。なお、本実施形態では、制御装置１９を構成するコンピュータは、記録ヘッド７等の記録部の各部材等の動作をも制御するようになっているが、その点については説明を省略する。

本実施形態では、制御装置１９は、圧力計１８が検知した情報すなわちフレキシブルチューブ１３内の圧力に基づいて、フレキシブルチューブ１３内の圧力が予め設定された所定の第１圧力未満となった場合に、現在連通弁１４が開放されているインクカートリッジ１６とは別のインクカートリッジ１６の連通弁１４を開放するようになっている。

すなわち、制御装置１９は、例えばインクカートリッジ１６ａの連通弁１４ａが開放された状態でフレキシブルチューブ１３内の圧力が第１圧力未満となった場合に、連通弁１４ａを開放したまま、同一色のインクが充填されている別のインクカートリッジ１６ｂの連通弁１４ｂを開放して、インクカートリッジ１６ａ、１６ｂをともに送液ポンプ１２に連通させるようになっている。

また、制御装置１９は、上記のように連通弁１４ａ、１４ｂをともに開放してインクカートリッジ１６ａ、１６ｂを送液ポンプ１２に連通させた後、インクカートリッジ１６ｂ内のインクがフレキシブルチューブ１３、１３ａ、１３ｂ、１５ａに流入してフレキシブルチューブ１３内の圧力が上昇し、圧力計１８が検知した圧力が予め設定された第２圧力以上となった場合には、後から開放したインクカートリッジ１６ｂの連通弁１４ｂを開放したまま、先に開放されていたインクカートリッジ１６ａの連通弁１４ａを閉鎖するようになっている。

制御装置１９は、インクカートリッジ１６ａの連通弁１４ａを閉鎖すると同時に、或いは連通弁１４ａを閉鎖した後、閉鎖した連通弁１４ａに接続されたインクカートリッジ１６ａに対応するＬＥＤ１７ａを点灯させて、作業者にインクカートリッジ１６ａの交換を報知するようになっている。

なお、本実施形態では、連通弁１４ｂを開放する基準となる第１圧力は、インクカートリッジ１６ａ内のインクがほぼ全量消費されるように低い圧力値に設定されている。また、連通弁１４ａを閉鎖する基準となる第２圧力は、インクカートリッジ１６ａをフレキシブルチューブ１５ａの接続部から取り外しても外気がフレキシブルチューブ１５ａに入り込まないような第１圧力よりも高い圧力値に設定されている。

また、フレキシブルチューブ１５ａの接続部の構造等やインクの粘度、表面張力等によっては、フレキシブルチューブ１５ａ内の圧力が外気圧よりも低い場合でも外気がフレキシブルチューブ１５ａ内に入り込まない場合がある。従って、そのような場合には、第２圧力は外気圧より低く設定することが可能である。

以下、本実施形態に係るインクジェット記録装置１の作用について説明する。

図３は、本実施形態に係るインクジェット記録装置１のインク供給系における各部材の制御の手順を示すフローチャートである。以下、同図に従って説明する。

初期状態においては、後述する切替フラグＦは０に設定され、切替カウンタの値Ｃはクリアされる（ステップＳ１）。また、インクカートリッジ１６ａ、１６ｂがフレキシブルチューブ１５ａ、１５ｂを介して連通弁１４ａ、１４ｂに取り付けられた状態で、制御装置１９は、ＬＥＤ１７ａ、１７ｂが点灯していれば消灯し、連通弁１４ａを開放してインクカートリッジ１６ａからインクを供給できる状態とする。連通弁１４ｂは閉鎖したままとする（ステップＳ２）。

続いて、制御装置１９は、中間タンク９の変位センサ１０から出力される値を読み取って中間タンク９にインクを供給すべきか否かを判断する（ステップＳ３）。この判断は、変位センサ１０から出力される値が予め設定された閾値を下回ったか否かで判断される。

制御装置１９は、中間タンク９にインクを供給すべきと判断すると（ステップＳ３；ＹＥＳ）、送液ポンプ１２を駆動させてフレキシブルチューブ１１、１３、１３ａ、１５ａを介して所定量のインクをインクカートリッジ１６ａから中間タンク９に供給させる。また、中間タンク９にインクを供給する必要がなければ（ステップＳ３；ＮＯ）、送液ポンプ１２は停止させた状態のままとする。なお、このステップＳ３、Ｓ４の処理は、インク供給系で通常行われるルーチン処理である。

続いて、制御装置１９は、圧力計１８から送信されてくるフレキシブルチューブ１３内の圧力が前述した第１圧力以上か否かを判断する（ステップＳ５）。圧力が第１圧力以上であり（ステップＳ５；ＹＥＳ）、切替フラグＦが０であれば（ステップＳ６；ＮＯ）、フレキシブルチューブ１３、１５内の圧力は十分に高く、インクカートリッジ１６ａにはまだ十分にインクが貯留されていると考えられ、インクカートリッジを切り替える必要はない。従って、この場合は、制御装置１９は、ルーチン処理であるステップＳ３の判断に戻る。

一方、密閉式のインクカートリッジ１６ａが弾力性を有するため、図４に示すように、フレキシブルチューブ１３内の圧力Ｐはインクカートリッジ１６ａ内にインクが残存している間は比較的高い値に保たれるが、インクカートリッジ１６ａ内のインクをほぼ全量消費されると、インクカートリッジ１６ａからフレキシブルチューブ１５ａを介してフレキシブルチューブ１３ａへのインクの供給がなくなるため、フレキシブルチューブ１３内の圧力Ｐが急激に低下する。

このように、フレキシブルチューブ１３内の圧力Ｐの低下によりインクカートリッジ１６ａのインクの残量がほぼ０に近くなったことが分かるから、その段階でインクカートリッジを切り替えることが必要となる。

そのため、制御装置１９は、フレキシブルチューブ１３内の圧力Ｐが第１圧力Ｐth１未満になった場合には（図３のステップＳ５；ＮＯ）、０がセットされている切替フラグＦ（ステップＳ７；ＹＥＳ）にインクカートリッジの切り替え動作中であることを表す１をセットし直して、切り替え開始からの時間を計数する切替カウンタの値Ｃをクリアした後切替カウンタを始動させて（ステップＳ８）、連通弁１４ｂを開放する（ステップＳ９）。そして、ルーチン処理であるステップＳ３の判断に戻る。

連通弁１４ｂが開放されると、図４に示すように、インクが充填されているインクカートリッジ１６ｂからフレキシブルチューブ１５ｂを介して負圧状態となっているフレキシブルチューブ１３ｂにインクが供給され始め、フレキシブルチューブ１３内の圧力Ｐも上昇し始める。

しかし、フレキシブルチューブ１３内の圧力Ｐが第１圧力Ｐth１以上にならないうちは（図３のステップＳ５；ＮＯ）、切替フラグＦは１であるから（ステップＳ７；ＮＯ）、制御装置１９は、切替カウンタの値Ｃをインクリメントする（ステップＳ１０）。

なお、連通弁１４ｂを開放してもインクカートリッジ１６ｂが空であればフレキシブルチューブ１３内の圧力Ｐは上昇しない。また、この場合は、インクカートリッジ１６ａ、１６ｂの両方ともインクがないことを作業者に報知する必要がある。そのため、本実施形態では、切替カウンタの値Ｃに閾値Ｃthを設けておき、切替カウンタの値Ｃが閾値Ｃthを越えないうちは（ステップＳ１１；ＮＯ）、上記の処理を繰り返すが、切替カウンタの値Ｃが閾値Ｃthを越えた場合には（ステップＳ１１；ＹＥＳ）、制御装置１９は、インクカートリッジ１６ｂも空であると判断して、連通弁１４ａ、１４ｂをともに閉鎖し、ＬＥＤ１７ａ、１７ｂをともに点灯させて（ステップＳ１２）、作業者にインクカートリッジ１６ａ、１６ｂがともに空であることを報知する。そして、切替フラグＦを０に戻し（ステップＳ１３）、インクジェット記録装置１の記録動作を停止させる（ステップＳ１４）。

インクカートリッジ１６ｂにインクが充填されていれば、インクカートリッジ１６ｂからインクがフレキシブルチューブ１５ｂ、１３ｂを介してフレキシブルチューブ１３、１３ａ、１５ａに充填されるため、フレキシブルチューブ１３内の圧力Ｐが上昇し、第１圧力Ｐth１を越える（ステップＳ５；ＹＥＳ）。

しかし、インクカートリッジの切り替え動作中であり、切替フラグＦは１であるから（ステップＳ６；ＹＥＳ）、制御装置１９は、続いて、フレキシブルチューブ１３内の圧力Ｐが、前述した第２圧力Ｐth２まで回復したか否かを判断し（ステップＳ１５）、まだ第２圧力Ｐth２まで回復していなければ（ステップＳ１５；ＮＯ）、ステップＳ１０以下の処理を続行する。

また、フレキシブルチューブ１３内の圧力Ｐが第２圧力Ｐth２まで回復していればインクカートリッジ１６ａを取り外しても外気がフレキシブルチューブ１５ａには入り込まないから、制御装置１９は、圧力Ｐが第２圧力Ｐth２以上であると判断すると（ステップＳ１５；ＹＥＳ）、連通弁１４ａを閉鎖して、作業者にインクカートリッジ１６ａの交換を報知するためにＬＥＤ１７ａを点灯させる（ステップＳ１６）。

制御装置１９は、切替フラグＦを０に戻し（ステップＳ１７）、ルーチン処理であるステップＳ３の判断に戻る。これ以降の処理では、今度はインクカートリッジ１６ｂ内のインクが消費される。また、フレキシブルチューブ１５ａの接続部にはインクが十分に充填された新たなインクカートリッジが取り付けられ、その状態で待機する。このように、インクカートリッジ１６ａ、１６ｂの立場が逆転する。

そのため、以降の処理においては、図３のフローチャートにおける連通弁１４ａを連通弁１４ｂに、連通弁１４ｂを連通弁１４ａに読み替え、また、ＬＥＤ１７ａ、１７ｂをそれぞれＬＥＤ１７ｂ、１７ａに読み替えて処理が実行される。

なお、ステップＳ１２やステップＳ１６における処理は、連通弁１４が閉鎖される前にインクカートリッジ１６が取り外されてしまうことを防止するために、連通弁１４を閉鎖した後、若しくは少なくとも連通弁１４の閉鎖と同時にＬＥＤ１７を点灯させることが望ましい。

また、上記の実施形態では、インクが充填されているインクカートリッジ１６から負圧状態となっているフレキシブルチューブ１３にインクが供給されると、連通弁１４を介してフレキシブルチューブ１３側からフレキシブルチューブ１５を介して空になったインクカートリッジ１６内にインクが入り込み、インクカートリッジ１６とともに取り外されてインクが無駄になる可能性がある。

しかし、インクにはある程度の粘性があり、また、インクがフレキシブルチューブ１３やフレキシブルチューブ１５内を流れる際にはフレキシブルチューブ１３、１５からある程度の抵抗を受ける。そのため、インクが充填されている側のインクカートリッジ１６からフレキシブルチューブ１３、１５を介して空になったインクカートリッジ１６側にインクが流入しなくてもフレキシブルチューブ１３内の圧力Ｐは十分に上昇する。

実際には、インクが充填されているインクカートリッジ１６の連通弁１４が開放されてインクカートリッジ１６からフレキシブルチューブ１３、１５内にインクが供給されてから、空になったインクカートリッジ１６側にインクが漏れ出る前に、フレキシブルチューブ１３内の圧力Ｐが急速に上昇する。

そのため、インクが充填されているインクカートリッジ１６側の連通弁１４が開放され、フレキシブルチューブ１３、１５内がインクで満たされた後、短時間で空になったインクカートリッジ１６側の連通弁１４が閉鎖される。従って、事実上、空になったインクカートリッジ１６にインクが漏れ出ることはなく、漏れ出たとしてもごく微量に抑えることができる。

以上のように、本実施形態に係るインクジェット記録装置１によれば、インクカートリッジ１６のインクの残量がほぼ０になり、インク流路であるフレキシブルチューブ１３、１５内の圧力が低下しても、空になったインクカートリッジ１６をフレキシブルチューブ１５に取り付けた状態のまま、インクが充填されている他のインクカートリッジ１６が取り付けられている連通弁１４を開放することで、フレキシブルチューブ１３、１５内の圧力を上昇させることができる。

そして、フレキシブルチューブ１５内の圧力が十分に上昇した時点で空になったインクカートリッジ１６側の連通弁１４を閉鎖してインクカートリッジ１６を取り外せば、空になったインクカートリッジ１６側のフレキシブルチューブ１５内に外気が混入することを確実に防止することが可能となる。

そのため、インクに空気が混入し、インクの脱気度が低下してインクの硬化特性等に影響を与えることを防止することが可能となるとともに、本実施形態のようにインクジェット記録装置１内部のインク流路全体が密閉型に構成されている場合に、混入した空気が記録ヘッド７に送られてインクの不吐出等の吐出不良が生じることを的確に防止することが可能となる。

また、前記第１圧力を高い圧力値に設定すると、インクカートリッジ１６内にまだインクが残存しているにもかかわらずインクが充填されている他のインクカートリッジ１６に切り替えられてしまい、インクカートリッジ１６内に残存したインクが無駄になるが、第１圧力を低い圧力値に設定することで、インクカートリッジ１６内のインクをほぼ全量消費させることが可能となり、ランニングコストが向上される。

さらに、前記第２圧力を低い圧力値に設定すると、連通弁１４を閉鎖して空になったインクカートリッジ１６を取り外した際にインクカートリッジ１６が取り付けられていたフレキシブルチューブ１５内に外気が流入してしまうが、第２圧力を適切に高い圧力値に設定することで、空になったインクカートリッジ１６をフレキシブルチューブ１５から取り外してもフレキシブルチューブ１５内に外気が入り込まないようにすることが可能となる。

［第２の実施の形態］
上記の第１の実施形態では、インク流路であるフレキシブルチューブ１３内の圧力Ｐを検知する圧力検知装置として圧力計１８を用い、インクが充填されているインクカートリッジ１６の連通弁１４を開放する際に基準となるフレキシブルチューブ１３内の圧力すなわち第１圧力Ｐth１と、空になったインクカートリッジ１６の連通弁１４を閉鎖する際に基準となる圧力すなわち第２圧力Ｐth２とを設定して制御する場合について説明した。

一方、前述したように、インクが充填されているインクカートリッジ１６の連通弁１４が開放されてインクカートリッジ１６からフレキシブルチューブ１３、１５内にインクが供給されると、フレキシブルチューブ１３内の圧力Ｐが急速に上昇する（図４参照）。そのため、インクが充填されているインクカートリッジ１６の連通弁１４が開放されてから一定の時間を経過した段階では、フレキシブルチューブ１３、１５内の圧力Ｐが十分に上昇しているものとみなすことができる。

従って、この場合は、圧力検知装置として高価な圧力計１８を用いる必要はなく、フレキシブルチューブ１３内の圧力Ｐが予め設定された閾値以下になったことを検知できるセンサを用いればよい。また、その後の時間経過を切替カウンタの値Ｃを計数することで監視することができる。本発明の第２の実施形態に係るインクジェット記録装置は、以上の技術的思想に基づいて構成されたものである。

第２の実施形態に係るインクジェット記録装置の外観構成は、図１に示した第１の実施形態に係るインクジェット記録装置１と同様であり、図示を省略する。なお、以下では、本実施形態に係るインクジェット記録装置のうち、第１の実施形態に係るインクジェット記録装置１における部材と同様の部材については同じ符号を付して説明する。

図５は、第２の実施形態に係るインクジェット記録装置における各記録ヘッドごとのインク流路等の構成を示す概略図である。本実施形態に係るインクジェット記録装置２０では、圧力検知装置として、インク流路であるフレキシブルチューブ１３内の圧力Ｐが予め設定された閾値Ｐth３未満であることを検知するセンサ２１が用いられている点で第１の実施形態に係るインクジェット記録装置１と異なっており、また、制御装置２２における制御構成が異なっている。

以下、図６のフローチャートに基づいて制御装置２２における制御構成を示すとともに、本実施形態に係るインクジェット記録装置２０の作用について説明する。

制御装置２２の初期状態における処理（ステップＳ２１、Ｓ２２）および通常のルーチン処理（ステップＳ２３、Ｓ２４）については、第１の実施形態における制御装置１９の処理（ステップＳ１〜Ｓ４）と同様であり、説明を省略する。

続いて、制御装置２２は、センサ２１から信号が送信されてこなければ、フレキシブルチューブ１３内の圧力Ｐが設定された閾値Ｐth３以上であると判断し（ステップＳ２５；ＹＥＳ）、切替フラグＦが０であれば（ステップＳ２６；ＮＯ）、フレキシブルチューブ１３、１５内の圧力は十分に高く、インクカートリッジを切り替える必要はないため、ルーチン処理であるステップＳ２３の判断に戻る。

しかし、図７に示すように、フレキシブルチューブ１３内の圧力Ｐが低下して、フレキシブルチューブ１３内の圧力Ｐが閾値Ｐth３より低くなり（図６のステップＳ２５；ＮＯ）、センサ２１から信号が送信されてくると、制御装置２２は、インクカートリッジの切り替え処理に移る。

制御装置２２は、０がセットされている切替フラグＦ（ステップＳ２７；ＹＥＳ）にインクカートリッジの切り替え動作中であることを表す１をセットし直して、切り替え開始からの時間を計数する切替カウンタの値Ｃをクリアした後切替カウンタを始動させて（ステップＳ２８）、連通弁１４ｂを開放する（ステップＳ２９）。そして、ルーチン処理であるステップＳ２３の判断に戻る。

連通弁１４ｂが開放されると、インクカートリッジ１６ｂにインクが充填されていれば、図７に示すように、インクカートリッジ１６ｂからフレキシブルチューブ１５ｂを介して負圧状態となっているフレキシブルチューブ１３ｂにインクが供給され始め、フレキシブルチューブ１３内の圧力Ｐも上昇し始める。

しかし、インクカートリッジ１６ｂが空であればフレキシブルチューブ１３内の圧力Ｐは上昇しない。この場合には、連通弁１４ｂが開放されてもフレキシブルチューブ１３内の圧力Ｐは閾値Ｐth３より低い状態が続き（図６のステップＳ２５；ＮＯ）、切替フラグＦはステップＳ２８の処理で１にセットされた状態が維持されているから（ステップ７；ＮＯ）、制御装置２２は、切替カウンタの値Ｃをインクリメントさせ続ける（ステップＳ３０）。

そして、制御装置２２は、切替カウンタの値Ｃが閾値Ｃth１を越えないうちは（ステップＳ３１；ＮＯ）、上記の処理を繰り返すが、切替カウンタの値Ｃが閾値Ｃth１を越えた場合には（ステップＳ３１；ＹＥＳ）、インクカートリッジ１６ｂも空であると判断して、連通弁１４ａ、１４ｂをともに閉鎖し、ＬＥＤ１７ａ、１７ｂをともに点灯させて（ステップＳ３２）、作業者にインクカートリッジ１６ａ、１６ｂがともに空であることを報知する。そして、切替フラグＦを０に戻し（ステップＳ３３）、インクジェット記録装置１の記録動作を停止させる（ステップＳ３４）。

一方、インクカートリッジ１６ｂにインクが充填されていれば、連通弁１４ｂが開放されると（ステップＳ２９）、インクカートリッジ１６ｂからインクがフレキシブルチューブ１５ｂ、１３ｂを介してフレキシブルチューブ１３、１３ａ、１５ａに充填され、フレキシブルチューブ１３内の圧力Ｐが上昇して閾値Ｐth３以上となり、センサ２１からの信号の送信が停止する。

制御装置２２は、センサ２１からの信号の送信が停止したことで、フレキシブルチューブ１３内の圧力Ｐが閾値Ｐth３以上になったと判断し（ステップＳ２５；ＹＥＳ）、切替フラグＦが１であるから（ステップＳ２６；ＹＥＳ）、続いて、切替カウンタの値Ｃが閾値Ｃth２を越えたか否かを判断する（ステップＳ２７）。

閾値Ｃth２は、図７に示すように、前述したインクが充填されているインクカートリッジ１６ｂの連通弁１４ｂが開放された後フレキシブルチューブ１３、１３ａ、１５ａ内の圧力Ｐが十分に上昇しているものとみなすことができる一定の時間Ｔth、すなわち第１の実施形態に則して言えばフレキシブルチューブ１３内の圧力Ｐが第２圧力Ｐth２以上になるまでの時間Ｔthに対応する切替カウンタの値として設定されるものである。一定の時間Ｔthは、フレキシブルチューブ１５の内径やインクカートリッジ１６の接続部の構造などインクジェット記録装置２０のインク供給系の構成や用いられるインクの粘度や表面張力等によって種々の時間となるため、装置ごとに予め適宜設定される。

制御装置２２は、切替カウンタの値Ｃがまだ閾値Ｃth２を越えていないと判断した場合には（図６のステップＳ３５；ＮＯ）、ステップＳ１０以下の処理を続行する。また、切替カウンタの値Ｃが閾値Ｃth２を越えて前記一定の時間Ｔthが経過したと判断すると（ステップＳ３５；ＹＥＳ）、連通弁１４ａを閉鎖して、作業者にインクカートリッジ１６ａの交換を報知するためにＬＥＤ１７ａを点灯させる（ステップＳ３６）。

そして、制御装置２２は、切替フラグＦを０に戻し（ステップＳ３７）、ルーチン処理であるステップＳ２３の判断に戻る。なお、これ以降の処理において、図６のフローチャートにおける連通弁１４ａ、１４ｂを連通弁１４ｂ、１４ａに読み替え、ＬＥＤ１７ａ、１７ｂをそれぞれＬＥＤ１７ｂ、１７ａに読み替えて処理が実行されることは第１の実施形態と同様である。

以上のように、本実施形態に係るインクジェット記録装置２０によれば、第１の実施形態に係るインクジェット記録装置１と同様に、インクカートリッジ１６のインクの残量がほぼ０になり、インク流路であるフレキシブルチューブ１３、１５内の圧力が低下しても、空になったインクカートリッジ１６をフレキシブルチューブ１５に取り付けた状態のまま、インクが充填されている他のインクカートリッジ１６が取り付けられている連通弁１４を開放することで、フレキシブルチューブ１３、１５内の圧力を上昇させることができる。

そのため、インクに空気が混入し、インクの脱気度が低下してインクの硬化特性等に影響を与えることを防止することが可能となるとともに、本実施形態のようにインクジェット記録装置２０内部のインク流路全体が密閉型に構成されている場合に、混入した空気が記録ヘッド７に送られてインクの不吐出等の吐出不良が生じることを的確に防止することが可能となる。

また、センサ２１に設定する圧力の閾値Ｐth３を十分に低い圧力値に設定することで、インクカートリッジ１６内のインクをほぼ全量消費させることが可能となり、ランニングコストが向上される。

さらに、切替カウンタの値Ｃの閾値Ｃth２を適切に設定し、閾値Ｃth２に相当する一定の時間Ｔthを適切な時間に設定することで、インクが充填されているインクカートリッジ１６からインクが供給されてフレキシブルチューブ１３、１５内の圧力が十分に上昇した後、空になったインクカートリッジ１６の連通弁１４を閉鎖することが可能となり、空になったインクカートリッジ１６をフレキシブルチューブ１５から取り外してもフレキシブルチューブ１５内に外気が入り込まないようにすることが可能となる。

なお、上記の第１および第２の実施形態では、図３のステップＳ１６や図６のステップＳ３６の処理で、連通弁１４ａの閉鎖と同時または閉鎖後にＬＥＤ１７ａを点灯させるようになっているが、その際、送液ポンプ１２が動作中であると、フレキシブルチューブ１３内の圧力Ｐが送液ポンプ１２の回転にあわせて昇降する。そして、圧力Ｐが下がった際に空になったインクカートリッジ１６ａが取り外されると、フレキシブルチューブ１５ａ内の圧力が下がっていてフレキシブルチューブ１５ａ内に外気が入り込む可能性がある。

そこで、図３のステップＳ１６や図６のステップＳ３６の処理において、連通弁１４ａを閉鎖する前に送液ポンプ１２の作動状況を確認し、送液ポンプ１２が非動作時である場合に連通弁１４ａを閉鎖するように構成することも可能である。このように構成すれば、インクカートリッジ１６ａが取り外される際にフレキシブルチューブ１５ａ内に外気が入り込むことを確実に防止することが可能となる。

また、第１および第２の実施形態では、１本の記録ヘッド７に２本ずつインクカートリッジ１６ａ、１６ｂが接続される場合について説明したが、前述したように、インクカートリッジの本数は２本以上であれば制限されない。

その際、フレキシブルチューブ１３の圧力Ｐが低下した場合に、空になったインクカートリッジの連通弁以外の全て或いは複数の連通弁を開放するように構成することも可能であるが、インクカートリッジの使用効率等の点からみて、複数のインクカートリッジに予め順番を付けておき、その順番に従ってインクカートリッジを１本ずつ消費していくように構成することが好ましい。

さらに、第１および第２の実施形態では、報知装置としてＬＥＤを用いる場合について説明したが、作業者にインクカートリッジの交換を報知できるものであればＬＥＤに限定されず、例えば音声によって報知するように構成することも可能である。また、図１等では、報知装置を対応するインクカートリッジの近傍に設ける場合について説明したが、この他にも、例えばコンピュータのディスプレイ上に表示するように構成することも可能である。

第１の実施形態に係るインクジェット記録装置の全体構成を示す斜視図である。図１のインクジェット記録装置における各記録ヘッドごとのインク流路等の構成を示す概略図である。第１の実施形態に係るインクジェット記録装置のインク供給系における各部材の制御の手順を示すフローチャートである。フレキシブルチューブ内の圧力の時間変化および第１、第２圧力を説明するグラフである。第２の実施形態に係るインクジェット記録装置における各記録ヘッドごとのインク流路等の構成を示す概略図である。第２の実施形態に係るインクジェット記録装置のインク供給系における各部材の制御の手順を示すフローチャートである。フレキシブルチューブ内の圧力の時間変化、閾値および一定の時間を説明するグラフである。従来のインクジェット記録装置における各記録ヘッドごとのインク流路等の構成を示す概略図である。

符号の説明

１、２０インクジェット記録装置
７記録ヘッド
９中間タンク
１２送液ポンプ
１３、１３ａ、１３ｂ、１５、１５ａ、１５ｂフレキシブルチューブ（インク流路）
１４、１４ａ、１４ｂ連通弁
１６、１６ａ、１６ｂインクカートリッジ
１７、１７ａ、１７ｂＬＥＤ（報知装置）
１８圧力計（圧力検知装置）
１９、２２制御装置
２１センサ（圧力検知装置）
Ｐ圧力
Ｐth１第１圧力（所定の圧力）
Ｐth２第２圧力（所定の圧力）
Ｐth３閾値
Ｔth 所定時間

Claims

インクを吐出して画像を記録する記録ヘッドと、
前記記録ヘッドに供給するインクを貯留する中間タンクと、
前記中間タンクにインクを補充する送液ポンプと、
前記中間タンクに補充する同一色のインクを貯留する密閉式の複数のインクカートリッジと、
一端が前記送液ポンプに接続され、他端が分岐してそれぞれの前記インクカートリッジに接続されたインク流路と、
分岐した前記インク流路に設けられ、それぞれの前記インクカートリッジと前記送液ポンプとを個別に連通させ、流路遮断機能を有する複数の連通弁と、
前記インクカートリッジと前記送液ポンプとを結ぶインク流路内の圧力を検知する圧力計で構成された圧力検知装置と、
制御装置と、を備え、
前記制御装置は、前記圧力検知装置が出力する情報に基づいて、前記圧力検知装置が検知した前記インク流路内の圧力が所定の圧力未満となった場合に前記連通弁で前記送液ポンプと連通されている前記インクカートリッジと同一色のインクが充填されている他のインクカートリッジの連通弁を開放して、前記インクカートリッジと当該他のインクカートリッジとを同時に前記送液ポンプに連通させた後、前記圧力検知装置が検知した前記インク流路内の圧力が所定の圧力以上となった場合に、前記インクカートリッジの前記連通弁を閉鎖することを特徴とするインクジェット記録装置。
インクを吐出して画像を記録する記録ヘッドと、
前記記録ヘッドに供給するインクを貯留する中間タンクと、
前記中間タンクにインクを補充する送液ポンプと、
前記中間タンクに補充する同一色のインクを貯留する密閉式の複数のインクカートリッジと、
一端が前記送液ポンプに接続され、他端が分岐してそれぞれの前記インクカートリッジに接続されたインク流路と、
分岐した前記インク流路に設けられ、それぞれの前記インクカートリッジと前記送液ポンプとを個別に連通させ、流路遮断機能を有する複数の連通弁と、
前記インクカートリッジと前記送液ポンプとを結ぶインク流路内の圧力が予め設定された閾値未満であることを検知するセンサで構成された圧力検知装置と、
制御装置と、を備え、
前記制御装置は、前記圧力検知装置により前記インク流路内の圧力が前記閾値以下になったことが検知されたことに基づいて、前記連通弁で前記送液ポンプと連通されている前記インクカートリッジと同一色のインクが充填されている他のインクカートリッジの連通弁を開放して、前記インクカートリッジと当該他のインクカートリッジとを同時に前記送液ポンプに連通させた後、所定時間経過後に前記インクカートリッジの前記連通弁を閉鎖することを特徴とするインクジェット記録装置。
前記制御装置は、前記連通弁を、前記送液ポンプの非動作時に閉鎖す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記録装置。
作業者に前記インクカートリッジの交換を報知する報知装置を備え、
前記制御装置は、前記インクカートリッジの前記連通弁の閉鎖と同時または閉鎖後に、前記報知装置に前記インクカートリッジの交換を報知させることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のインクジェット記録装置。