JPH01118444A - 階調記録インクジェットプリンタ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野］ 本発明はインクジェットプリンタ、特に複数個のインク
ジェットヘッドから濃度の異なるインクを吐出させ、階
調記録を行うインクジェットプリンタに関する。

〔従来の技術〕

従来、この種の階調記録を行うインクジェットプリンタ
は、例えば、濃淡２種の階調記録を行なわせるには濃イ
ンクタンクおよび淡インクタンクを用意し、各々をイン
クジェットヘッドと連通させている。

また、これが多色プリントであるときには各色毎、ある
いは階調記録に効果的な色毎に複数濃度のインクタンク
を備えている。今、これ等の一例を第８図に示す。

同図において、１はキャリッジ、２は該キャリッジに搭
載されたインクジェットヘッド群であり、右側から順に
イエロー用ヘッド２Ｙ、濃マゼンタ用ヘッド２Ｍ濃、小
製マゼンタ用ヘッド２Ｍ中、淡マゼンタ用ヘット２Ｍ淡
、濃シアン用ヘッド２Ｃ？ＩＡ。

小製シアン用ヘッド２ｃ中、淡シアン用ヘッド２ｃ談、
およびブラック用ヘッド２Ｂから成る。

３は上記各ヘットに対応した個数からなるインクカート
リッジ、４は同じく該カートリッジ内に収納され、上記
各ヘッドと供給管でもって連通されたインクタンクであ
る。

このように、各インクジェットヘッドは、夫々対応した
色の濃度を有するインクタンクと接続され、ヘッドに形
成されたノズルから制御信号に基づき夫々濃度の異なる
インクを吐出して階調記録を行なっている。

しかしながら、このような従来装置では階調段数および
色に対応した数のカートリッジあるいはインクタンクを
必要とし、インクカートリッジを収納するスペースが大
きくなり、使用色数あるいは階調段数の設定に制限を設
けざるを得ないという不都合があった。

また、インクタンクの容量は一定に設定せざるを得ない
ことから、インクの使い残しも増えるという問題があっ
た。

〔発明が解決しようとする問題点〕

本発明の目的は、上述の従来装置の問題を解消し、イン
クカートリッジの個数が減少でき収納スペースが小さく
て済む階調記録インクジェットプリンタを提供するにあ
る。

〔問題点を解決するための手段〕

上記目的を達成する為に、本発明は濃度の異なるインク
を吐出させ階調記録を行うインクジェットプリンタにお
いて、少なくとも１つのインク供給系とクリアインク供
給系とを設け、複数個のインクジェットヘッドの夫々と
、インク供給系とクリアインク供給系のいずれか一方と
を通路でもって連通すると共に、その他方を夫々の通路
の途中に通路でもって合流させて、夫々のインクジェッ
トヘッドへの供給路を形成し、さらに、供給路における
インク供給系から合流点迄の流量と、クリアインク供給
系から合流点迄の流量との割合を、夫々の供給路毎に異
ならせる手段を設けたことを特徴とする。

〔作　用〕

本発明によれば、複数個のインクジェットヘッドの夫々
が、インク供給系およびクリアインク供給系と合流点を
介在させて連通されており、インク供給系から合流点迄
の流量とクリアインク供給系から合流点迄の流量との割
合が、夫々のインクジェットヘッド毎に異なることから
、個々のインクジェットヘッドには濃淡の異なるインク
が供給されことになる。

従って、単色の場合はいうに及ばず、多色の場合であっ
てもインクタンクは各色毎に少くとも１個で済むことか
ら、これらを収納するインクカートリッジの個数も減少
させることができ収納スペースも小さくなるのである。

（実施例） 以下、本発明の実施例を添付図面を参照して説明する。

第１図は本発明の使用態様の一例を示す外観斜視図であ
り、１１はキャリッジ、１２は該キャリッジに塔載され
たインクジェットヘッド群であり、右側から順にイエロ
ー用ヘッド＋２ｙ、濃マセンタ用ヘッド１２Ｍ濃、中漬
マゼンタ用ヘッド１２Ｍ中、淡マゼンタ用ヘッド１２Ｍ
淡、濃シアン用ヘッド１２Ｇ濃、小製シアン用ヘッド１
２Ｃ中、淡シアン用ヘッド１２Ｇ淡、およびブラック用
ヘッド１２Ｂから成る。かかる各インクジェットヘッド
にはフレキシブルケーブル１３を介して吐出ノズル、不
吐出ノズルの制御信号が与えられる。

１４はインクカートリッジ群であり、同じく右側から順
にイエロー用カートリッジ１４Ｙ　、マゼンタ用カート
リッジ１４Ｍ１　シアン用カートリッジ１４Ｃ１クリア
インク用カートリッジ１４Ｔ１　ブラック用カートリッ
ジ１４Ｂから成る。

該インクカートリッジ群には、夫々インクタンク１５が
収納されており、本例にあってはイエロー用インクタン
ク１５Ｙ、、マゼンタ用インクタンク１５Ｍ（出口部１
５Ｍ＋、　１５Ｍ２．１５Ｍ３を有す）シアン用インク
タンク１５Ｃ（同じく出口部１５Ｃ１，１５Ｇ２゜１５
Ｃ３を有りクリアインクタンク１５Ｔ、またブラック用
インクタンク１５Ｂが配設されている。

そして、各インクタンク１５は後述する如く供給管でも
って各インクジェットヘッド１２と接続されている。

第２図にこの接続の仕方の一例を第１の実施例として示
す。この図は、１つの色（本例ではシアン）につき代表
的に示すものであり、クリアインクタンク１５Ｔは各色
と共通のものを使用する。

すなわち、淡・中・濃のインクジェットヘッド１２Ｃン
炎、１２Ｃ中、１２Ｃ：ｌの夫々とインクタンク１５Ｇ
の各出口部１５Ｃ１，１５Ｃ２，１５Ｇ３とを供給管１
６−１ａ、１６−１ｂ、供給管１６−２ａ、１６−２ｂ
、供給管１６−３ａ。

１６−３ｂでもって連通すると共に、夫々の供給管の途
中にクリアインクタンク１５Ｔを供給管１７−１ａ。

１７−２ａ、１７−３ａでもって合流させる。この合流
点を夫々１８−１．１８−２．１８−３と称す。

しかして、このインクタンク１５Ｇから合流点１８−１
迄の供給管１６−１ａの流量Ｑ＋ａ−＋　とインクタン
ク１５Ｔから合流点１８−１迄の供給管１７−１ａの流
量Ｑ１７−１　との割合、すなわち混合比（Ｑ＋ａ−＋
／　Ｑ１０−１−）Ｒ１、同様に、供給管１Ｂ−２ａの
流量Ｑ１６−２と供給管１７−２ａの流量Ｑ１７−２と
の割合（混合比）Ｒ２、さらに供給管１６−３ａの流量
Ｑ１６−３と供給管１７−３ａの流量Ｑ　１７−３との
割合（混合比）　Ｒ３とが、夫々異なるべく設定されて
いる。

本例にあっては、供給管として同一管径のものを使用し
、供給管１Ｂ−１ａと供給管１７−１ａとの長さの比を
３、供給管１６−２ａと供給管１７−２ａとの長さの比
を２、供給管１８−３ａと供給管１７−３ａとの長さの
比を１程度に設定しである。

これは、以下の理由による。すなわち、インクジェット
ヘッド１２へのインクの補給は、インクの吐出によって
後退したメニスカスが元に戻ろうとする復元力によって
インクをタンク１５から吸い上げることにより行なわれ
る。このとき、流量Ｑ（ｒｒＩ″／５ｅｃ）は復元力を
△Ｐ　（Ｎ／ｒｎ’）　、流路抵抗をγとすれば、 Ｑ−△Ｐ／γ と表わされる。

従って、濃インクとクリアインクとの混合比Ｒはインク
タンク１５Ｇから合流点１８迄の供給管１６の抵抗γ、
６とクリアインクタンク１５Ｔから合流点１８迄の供給
管１７の抵抗γ１．とによってＲ−γ１７／γ１６ と表わされる。そして、上記二式から混合比Ｒは流量Ｑ
の比で表わされることがわかる。

もし、供給管が円管の場合には管路抵抗γは １／γ＝π　ｒ４　／　８ａ℃ 但し、ｒ：円管の半径、μ：流体の粘度。

β：円管の長さ で表わされるから、インクの粘度が与えられているとき
は、円管の長さあるいは円管の半径を適当な値に設計す
ることで混合比Ｑ１６／Ｑ１７を所望の値とすることが
できるからである。

すなわち、本例では管径が同一のものを用いたから、そ
の管長を定めることで管路抵抗、ひいては流量を定めて
いるのである。

尚、１９は合流点１８の上流側に設けられインクの逆流
を防止すための逆止弁である。

以上の構成によって、インクジェットヘッド１２Ｃから
インクの吐出が行なわれると、メニスカスが元に戻る復
元力でタンクからインクが吸い上げられる。このとき、
例えばインクジェットヘッド１２Ｇ淡にあっては、供給
管１Ｂ−１ａおよび１７−１ａを介して吸い上げられ合
流点１８−１で合流した後、供給管１Ｂ−１ｂを通りイ
ンクジェットヘッド１２Ｃ淡に至る。しかるに、前述の
如く供給管１Ｂ−１ａと供給管１７−１ａとの長さの比
は３程度に設定しであることからクリアインクの方が多
く吸い上げられ、例えば１％程度の濃度となる。同様に
、インクジェットヘッド１２Ｃ中の場合は長さの比が２
程度であるから２％程度の濃度、インクジェットヘッド
１２Ｇ濃の場合は３％程度の濃度となるのである。

さらに、第２の実施例として第３図に示すように合流点
１８の後流側にある容積を持ったインク溜め２０−１．
２０−２．２０−３を設けるようにしてもよい。このよ
うにすると、濃インクとクリアインクの混合状態が良く
なり、ムラの発生が防止できる。

次に、本発明の第３の実施例につき第４図な参照して説
明する。

本実施例が前述した実施例と基本的に異なる点は、前実
施例がインクの供給にあたってメニスカスの復元力に依
っていたのに対し、本例では合流点後流の供給管路の途
中にポンプを配したことであり、供給管路等の構成は同
じである。以下、その相違点を中心に説明する。

２１は合流点１８の後流の供給管路に夫々設けたサブタ
ンクであり、２２はギヤポンプである。そして、このサ
ブタンクの夫々には残量検知センサが設けられ、残量検
知回路２３に接続されている。また、ギヤポンプ２２は
夫々ポンプ駆動回路２４に接続されている。

濃インクカートリッジ１４Ｃ（タンクを内蔵）、および
クリアインクカートリッジ１４Ｔにも、夫々残量検知セ
ンサが設けられ残量検知回路２５に接続されている。

これら、残量検知回路２３．２５、およびポンプ駆動回
路２４は、マイクロコンピュータ等で構成する制御装置
２６に接続されている。

以下、本実施例の動作を制御装置２６の制御手順の一例
を示す第５図を参照しつつ説明する。

制御が開始すると、ステップＳ１にて残量検知回路２３
および２５から残量値を読み込む。次にステップＳ２に
進みサブタンク２１に十分インクがあるか否か判断し、
十分にあるときには、ステップｓ１に戻る。十分にない
ときにはステップＳ３に進み、ギヤポンプ２２を始動し
、次いでステップＳ４にて、インクカートリッジ１４Ｇ
または１４Ｔに十分インクがあか否か判断し、もしイン
クがないときにはステップＳ５でインクなしの表示をし
てステップＳ７に進む。インクカートリッジ１４Ｃおよ
び１４Ｔに十分インクがあるときには、ステップＳ６で
ギヤポンプ２２が所定時間駆動されたか否か判断する。

所定時間が経過する迄ステップＳ４とステップＳ６を繰
返す。

所定時間経過後、またはステップＳ５てインクなしの表
示を行ったときには、ステップＳ７でポンプ２２を停止
し制御ルーチンを終了する。この制御はプリンタの稼動
中繰返して行なわれる。

尚、本例ではサブタンク２１．ギヤポンプ２２等につき
包括的に説明したが、これは各インクジェットノズル１
２Ｃｆｇ、１２Ｃ中および１２Ｇ濃に対応したサブタン
ク２１およびギヤポンプ２２等に対して行なわれること
はいうまでもない。

この実施例では、メニスカスの復元力に依らないから、
確実にインクを供給できるという効果がある。

次に、本発明の第４の実施例につき第６図を参照して説
明する。

本実施例が前実施例と基本的に異なる点は、ポンプを設
置する位置を、合流点の後流から合流点に至る迄の夫々
の供給管路に移行し、夫々のポンプを制御することによ
って、所望の濃度のインクを得られるようにしたことに
ある。

すなわち、濃インクカートリッジ１４Ｇから合流点１８
に至る迄の供給管路１６−１ａ、１６−２ａ、１６−３
ａの夫々にギヤポンプ３６−１．３６−２．３６−３を
設けると共に、クリアインクカートリッジ１４Ｔから合
流点１８に至る迄の供給管路１７−１ａ、１７−２ａ、
１７−３ａの夫々に、ギヤポンプ３７−１．３７−２．
３７−３を設け、これ等をポンプ駆動回路２４Ａに接続
した。これ等の変更に伴い制御装置２６Ａの制御手順を
対応させである。

従って、本実施例の動作を制御装置２６Ａの制御手順の
一例を示す第７図を参照しつつ説明する。

制御が開始すると、ステップＳｌｌにて残量検知回路２
３および２５から残量値を読み込む。次に、ステップＳ
１２に進みサブタンク２１に十分にインクがあるか否か
判断し、十分にあるときには、ステップＳｌｌに戻る。

十分にないときには、ステップＳ１３に進みギヤポンプ
３６および３７のセットされた駆動時間を読み込み、ス
テップ５１４に進み、該ギヤポンプ３６および３７を始
動する。次いで、ステップＳ１５にて、インクカートリ
ッジ１４Ｇまたは１４Ｔに十分にインクがあるか否か判
断し、もしインクがないときにはステップ８１６でイン
クなしの表示をして、ステップ５１７でギヤポンプ３６
．３７の両者を停止する。一方、インクカートリッジ１
４Ｃおよび１４Ｔに十分インクがあるときには、ステッ
プ５１８で、まず濃インク供給用のギヤポンプ３６か所
定時間駆動されたか否か判断する。所定時間駆動されて
いれば、ギヤポンプ３６を停止し、ステップ５２１でク
リアインク供給用のギヤポンプ３７が所定時間駆動され
たか否か判断し、されていなければステップ５１５に戻
る。所定時間駆動されていればギヤポンプ３７を停止し
制御ルーチンを完了する。

また、前述のステップ５１８で、ギヤポンプ３６が所定
時間駆動されていないときには、ステップ５１９．５２
３と進み、ステップｓ２１　、Ｓ２２で述べたと同様の
制御が行なわれる。

この制御は、プリンタの稼動中繰返して行なわれる。

尚、本例についても、サブタンク２１、ギヤポンプ３６
．３７等につぎ包括的に説明したが、これは、各インク
ジェットノルズ１２Ｃ濃、１２Ｃ中、１２Ｇ淡に対応し
たサブタンク２１およびギヤポンプ２２等に対して行な
われることはいうまでもない。

このようにして、例えばインクジェットヘッド１２Ｃ漠
の場合を例にとれは、ギヤポンプ３６−１の駆動時間Ｔ
ｏに対しギヤポンプ３７−１の駆動時間をＴｏ／３とす
れば、前実施例で述べたように流量の比が３となり、混
合比は、例えば３％ということになる。

本例にあっては、制御装置２６へのＲＯＭあるいはＲＡ
Ｍ中に設定された各ギヤポンプの駆動時間を書ぎ換える
ことによって任意の混合比をプリンタ上で調整すること
ができるという効果を有する。

以上説明した実施例はシアンを例として説明したが他の
色についても同様の構成が適用されているものである。

但し、階調段数はその色毎に特性上の相違があることか
ら、適宜拡大あるいは縮小して構成し得るものである。

〔発明の効果〕

以上の説明から明らかなように、本発明によれば各濃度
のインクジェットヘッドに対して、１個のクリアインク
供給系を用いて行い得るのでインクカートリッジの個数
を少くできスペース的に有利となる。また、キャリッジ
も小型化できるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の使用態様を示す外観斜視図、 第２図は本発明の第１の実施例を示す模式第３図は本発
明の第２の実施例を示す模式図、 第４図は本発明の第３の実施例を示すブロック模式図、 第５図は第３実施例の制御手順の一例を示すフローチャ
ートである。 第６図は本発明の第４の実施例を示すブロック模式図、 第７図は第４実施例の制御手順の一例を示すフローチャ
ート、 第８図は従来のインクジェットヘッドを示す外観斜視図
である。 １１・・・キャリッジ、 １２・・・インクジェットヘッド、 １４・・・インクカートリッジ、 １４Ｔ・・・クリアインクカートリッジ、１５・・・イ
ンクタンク、 １５Ｔ・・・クリアインクタンク、 １６．１７・・・インク供給路、 １８・・・合流点。 第２図 ネ（東のイングラエ・ソトＡ・リドｊ 第８ ９元す外４娠斗視図 図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 濃度の異なるインクを吐出させ階調記録を行うインクジ
   ェットプリンタにおいて、 少なくとも１つのインク供給系とクリアインク供給系と
   を設け、 複数個のインクジェットヘッドの夫々と、該インク供給
   系とクリアインク供給系のいずれか一方とを通路でもっ
   て連通すると共に、その他方を夫々の通路の途中に通路
   でもって合流させて、夫々のインクジェットヘッドへの
   供給路を形成し、さらに、該供給路におけるインク供給
   系から合流点迄の流量と、クリアインク供給系から合流
   点迄の流量との割合を、夫々の供給路毎に異ならせる手
   段を設けたことを特徴とする階調記録インクジェットプ
   リンタ。