JP5744444B2 - インクジェット記録装置 - Google Patents

Description

本発明は、インクジェット記録装置に関する。

インクジェット記録装置は、インクタンクから供給されるインクを記録ヘッドから吐出し、記録媒体に付着させることにより画像を形成する。インクジェット記録装置には、一般的に、インク切れによる記録不良を防止するため、インクの残量を検出する検知手段が設けられている。具体的には、検知手段は、インク供給源であるインクタンクや、シリアル形式の場合には記録ヘッドを搭載するキャリッジに装着する予備インクタンクに設けられる。

インクタンクにインク残量検知手段を設けると、インクタンクを交換する度にこの検知手段を交換することになり、無駄が大きく、結果として高価になる。また、インク残量検知手段をキャリッジ上の予備インクタンクに設ける場合は、キャリッジ移動時のインク液面の揺れのため誤動作を生じたり、電気的接続手段もキャリッジに伴って移動するため接続部の信頼性が低下したりする可能性がある。

特許文献１はインク供給経路の途中にインク残量検知手段を設けた液体噴射記録装置を開示している。

特開昭６３−１５３１４７号公報

特許文献１に開示される、インク残量の検知方法は、インク毎に検知手段が必要である。このため、インクの色数が増えた場合に、検知手段に関連する部分に関しては、全てをインクの色数分持つ必要があり、コストが高くなる。また、例えば、１色毎に順に残量を検知しなければならない場合には、全てのインク残量を検知するのにかかる時間は、１色あたりのインク残量検知時間とインクの色数の積となり、トータルの印刷時間が長くなる。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、その目的は、インクの残量が十分にあるにもかかわらず、インク残量検知動作のために、印刷の中断時間や印刷に要する時間が長時間化するのを防ぐことが可能なインクジェット記録装置を提供することにある。

本発明のインクジェット記録装置は、インクを吐出する記録ヘッドと、該記録ヘッドへ供給されるインクを貯留するインクタンクを複数有するインクタンクグループを複数備えるとともに、前記インクタンクから前記記録ヘッドへインクを供給するための複数の供給経路と、それぞれの前記供給経路に配されインクの有無を検出する複数のセンサが有線接続された検出部と、を備えるインクジェット記録装置において、前記インクタンクグループごとに当該インクタンクグループに含まれるインクタンクに対応した複数のセンサの出力をデジタル信号に変換することによって当該インクタンクグループ内にインク残量が所定量未満のインクタンクが存在するか検出する第１の検出動作と、前記インクタンクごとにインク残量が所定量未満であるか検出する第２の検出動作と、を前記検出部に実行させる制御手段を備えることを特徴とする。

本発明によれば、インクの残量が十分にある場合には、インク残量検知動作のために、印刷の中断時間や印刷に要する時間が長時間化するのを防ぐことが可能なインクジェット記録装置が得られる。

本発明の一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および印字系の概念図である。 図１の記録装置を上方から見た時の印字系の概略図である。 図１の記録装置の印刷時の処理を示すフローチャートである。 図１の記録装置のインクの残量検知処理のフローチャートである。 図１の記録装置のインクタンクの残量確定処理のフローチャートである。

以下に、図面を参照して、本発明の好適な実施形態を例示的に詳しく説明する。

［第１実施形態］
図１は、本発明の一実施形態に係るインクジェット記録装置（以下、記録装置）の部分構成を示すものである。

図１の記録装置は、インクタンク内に圧力を掛けることでインクをインクタンク内のインク袋から押し出し、チューブを介してヘッドにインクを供給するシステムを採用している。１はインクを貯留するインクタンク、１−ａから１−ｈは各色それぞれのインクタンクを示している。２はインクが入っているインク袋である。インクタンク１とインク袋２の間に、加圧ポンプ５により空気供給路１０に空気を送り込み、インク袋２に圧力を掛ける。これにより、各色のチューブ７−ａから７−ｈにインクを押し出し、記録ヘッド８の各色のノズル９−ａから９−ｈにインクを供給する。その際に、圧力検知部３により、現在かかっている圧力を監視し、安定してインクが供給できるように加圧ポンプ５を制御する。５０はコントローラ（制御手段）であり、コントローラ５０は記録装置の各構成要素と電気的に接続され、記録装置を総合的に制御する。

６−ａ〜６−ｈは、インク供給経路上に設けられたインク残量の有無を検知する光学センサである。詳細には、インク供給経路上にダイヤフラムが設置してあり、十分にインクがある場合には、加圧ポンプ５により供給されるインクの圧力により、ダイヤフラムの膜が押されて光学センサ６−ａ〜６−ｈの受光部に入る光が遮蔽される。それに対して、インクが無い場合は、加圧ポンプにより加圧してもダイヤフラムの膜が押されないため、光学センサ６−ａ〜６−ｈの受光部に入る光は遮蔽されない。そして、各色のインク供給経路上の光学センサ６−ａ〜６−ｈの出力はインク残量検知部６のインク残量検知チャネル６−ｉ，６−ｊに接続されている。インク残量検知部６のインク残量検知チャネル６−ｉ，６−ｊは、光学センサ６−ａ〜６−ｈの受光部の電圧を入力とし、ＡＤコンバーターによりデジタル信号に変換して出力する。

インク残量検知部６は、光学センサ６−ａ〜６−ｈの出力結果の値が、所定のしきい値以上か、未満かによりインク残量の有無を判断する。また、インク残量検知部６は、チャネル６−ｉ，６−ｊに対して二つのインク残量検知のモードを持つ。

第１のモードは、複数のグループ毎に、各インクタンクのインク残量の検知結果の論理和を出力する。したがって、第１のモードでは、各インクグループ内において、光学センサの受光部に入る光が遮蔽されない場合は、そちらの受光部の出力電圧が当該グループの出力になる。つまり、チャネルに接続される光学センサの出力が少なくとも一つインクタンクの残量が所定量未満の場合に、チャネルの出力結果が“インクの残量が所定量未満”を示す値になる。

第２のモードは、各グループ内の指定されたインクタンクのインク残量の検知結果を出力する。したがって、第２のモードでは、指定したインクに対する光学センサの受光部の電圧が、該当チャネルに入力される。つまり、指定されたインク色の光学センサの出力がインクの残量が所定量未満の場合に、チャネルの出力結果が“インクの残量が所定量未満”を示す値になる。そして、インク残量検知部６は、これら２つのモードを切り替えることができるように形成されている。

また、今回搭載するインク供給システムにおいては、圧力により押し出されるインクにより、インク残量の有無を検知する。このため、記録ヘッドのノズルから大量のインクを消費する高記録率の印刷や、吸引動作時においては、厳密にはインク残量が所定量未満になっていない可能性がある。したがって、通常キャップを開けるとともに、加圧して記録ヘッドにインクを供給し、インクが吐出可能な状態にする。それと同時に、インク残量検知部６に対してチャネル６−ｉ，６−ｊに接続されている光学センサ６−ａ〜６−ｈの少なくとも一つがインク無しになっていることを検出するモードを設定する。印刷および吸引動作時においても同様の設定である。

そして、少なくとも一つのインクタンクのインク残量が所定量未満の場合には、印刷および吸引動作止めて、指定するチャネルに接続されているチューブに対してインク残量の有無を検出するモードに設定し直す。その後、全てのインクに対してそれぞれにインクの残量が所定量未満かどうかを検出する処理を行う。

本実施形態では、一つのチャネルでインク残量が所定量未満のインクタンクがあると判定した場合に、もう一方のチャネルの全てのインクに対してもインク残量検出処理を行う。それは、インクを消費している際のインク残量検出処理の精度、信頼性の観点及び、インク残量無しの検出をばらつきにより見逃した場合に、再度インクタンク交換や、交換したことによる吸引動作等の時間を考慮しているからである。つまり、インク残量検出精度の向上により、一つのチャネルでインク残量が所定量未満のインクタンクがあると判定した場合には、そのチャンネルのインクタンクに対してのみインク残量検出処理を行うという選択肢も当然可能になる。さらに、インク残量が所定量未満であるインクタンクが存在するチャネルを検出した後、全てのインクタンクの検出結果がインク残量が所定量以上である場合には、印字を継続させることも可能である。

図２は、本発明の一実施形態に係る記録装置において印刷するときの構成の一部を上方から見た時の概略図である。２０は印刷用紙であり、この印刷用紙２０を搬送ローラ２３、２４で搬送する搬送機構を搭載する。２１は記録ヘッドを搭載するためのキャリッジで、２２はキャリッジ２１を支持するためのガイドシャフトで、このガイドシャフト２２によってキャリッジ２１を走査させる走査機構を搭載する。そして、記録ヘッドからインクを吐出させながらキャリッジを走査させ、搬送ローラ２３，２４により印刷用紙２０を搬送することで、印刷用紙２０上に画像を形成することができる。２５はキャップ部材で、このキャップ部材２５を上下させる回復機構を搭載する。キャリッジ２１をキャップ部材２５の上部に移動させ、キャップ部材２５を上方に移動させることにより、記録ヘッドの前面（ノズル形成面）を封止することができる。

図３は、本発明の一実施形態に係る印刷時の制御を示すフローチャートである。この制御は、コントローラ５０により実行される。

前述したとおり、キャップを開けるとともに、加圧ポンプによりインクを供給し、インク残量検知部６に対して、チャネルに接続されているチューブのセンサの少なくとも一つがインク無しになっていることを検出する第１のモードを設定している。そして、後述する図４のフローチャートで実施される、インク残量検知部６において、１０ｍｓｅｃ周期で起動がかかり、実行される処理により、インク残量の有無を検出する処理をチャネル毎に行った結果を利用した印刷（記録動作）制御について以下に説明する。

まず、給紙処理を行い（ステップＳ３０）、搬送ローラで用紙を搬送できるところまで印刷用紙を移動させる。次に、周期的に起動してインク残量検知処理を実施した検出結果が、少なくとも一つのインクタンクのインク残量が所定量未満になっているかを確認する（ステップＳ３２）。インク残量が所定量未満のインクタンクが無い時は、ステップＳ３３の紙送り処理にて紙を搬送方向に移動させ、ステップＳ３４の印字処理にて記録ヘッドからインクを吐出させながら、キャリッジを走査させる。そして、印字終了したかを判断する（ステップＳ３５）。詳細は後述する周期処理の結果、全てのインクタンクのインク残量が所定量以上ある場合には、これらの処理、つまりステップＳ３２〜Ｓ３４の処理を印刷データに合わせて繰り返し行う。印字処理の終了の後、ステップ３６にて印刷用紙を機体の外に排出して、１ページの印刷を終了する。

また、ステップＳ３２でインク残量が所定量未満になっているインクタンクが存在する場合には、ステップＳ３７でインク残量検知部６に対して、１０ｍｓｅｃ周期で起動がかかり、実行されるチャネルに対するインク残量検出処理を停止させる。

次に、チャネルに対して第２のモードつまり、指定するインクの残量を検知するモードを設定する。その後で、詳しくは後述する図５に示すように、それぞれのチャンネルに対して接続されているインク色を指定して、インク残量が所定量未満かどうかを一つずつ順番に確認し、全てのインクタンクに対して所定量未満かどうかを確定させる（ステップＳ３８）。その後、ステップＳ３９にて用紙を機体の外に排出させ、ステップＳ４０にて記録ヘッドをキャップさせる。それにより、インクを供給できない状態での吐出を回避するとともに、吐出を行わないことで記録ヘッドが乾燥して、吐出不良になることを防ぐことができる。その後、ステップＳ４１にて、ステップＳ３８で確定させた、それぞれのインクタンクのインク残量が所定量未満かどうかの情報をユーザーに通知する。

図４は、本発明の一実施形態に係る第１の処理手段としての周期起動処理を示すフローチャートである。この処理は、記録動作の実行中に、インク残量が所定量未満のインクタンクの有無を監視するために、１０ｍｓｅｃ周期で起動がかかり、実行される。まず、ステップＳ５１にてチャネル６−ｉに出力される光学センサ６の受光部の電圧をＡＤ変換した値、つまり該当するインクグループの出力がインク残量の有無を示す値を取得する。次に、ステップＳ５２にて本実施形態ではノイズ除去処理として、過去４回分の周期処理実施結果の履歴を含めた５回分の移動平均を取っている。その後、ステップＳ５３にて値をチェックして、所定量未満の場合には、ステップＳ５４で“インク残量が所定量未満のインクタンク有り”を記憶する。所定量以上の場合には、ステップＳ５５で”全てのインクタンクのインク残量は所定量以上”を記憶する。その後、以上の処理を、チャネル６−ｊに対しても行い、チャネルに接続されるインクで所定量以下になっているものが無いかを監視し、全チャネルについて上記処理が完了した場合には（ステップＳ５６）、処理を終了する。

図５は、本発明の一実施形態に係る第２の処理手段としてのインクタンクの残量確定処理のフローチャート図である。このフローが実施される前には、前述したとおり図３のステップＳ３７において、インク残量検知部６に対して、１０ｍｓｅｃ周期で起動がかかり、実行されるチャネルに対するインク残量検出処理を停止させるとともに、チャネルに対して第２のモードつまり、指定するインクの残量を検知するモードを設定している。

まず、ステップＳ６１にてチャネル６−ｉに対してはシアンインク用の光学センサ６−ａ、チャネル６−ｊに対してはライトグレーインク用の光学センサ６−ｅを指定する。次に、ステップＳ６２にてチャネル６−ｉ及び６−ｊに出力されるインク残量の有無を示す値を１０ｍｓｅｃ間隔で５回取得する。ステップＳ６３にて、前述した図４の周期処理におけるステップＳ５２と同様のノイズ除去処理を行う。その後、ステップＳ６４にて結果をチェックして、シアン、及びライトグレーのインク残量がそれぞれ、ステップＳ６５でインク残量が所定量未満であることを記憶する。ステップＳ６６でインク残量が所定量以上であることを記憶する。

その後、以上の処理をチャネル６−ｉに対しては、マゼンタ、イエロー、ブラック、チャネル６−ｊに対してはダークグレー、ライトシアン、ライトマゼンタと順番に繰り返し行い、全てのインクに対して残量が所定量未満かどうかを確定させる（ステップＳ６７）。

本実施形態では、グループのどちらかがインクの残量が所定量未満の場合に、図５のフローが実施されるが、インク残量が所定量未満と判定されていないチャネルについても、各色の残量の有無を詳細に確認している。しかし、ソフトウェア処理を簡略化や、時間短縮のために、インクグループの出力結果が所定量未満と判定されたチャネルのインクに対してのみ、インク残量の確定処理を行うことも可能である。

１ インクタンク
２ インク袋
６ インク残量の有無を検知するセンサ
７ チューブ
８ 記録ヘッド
２０ 印刷用紙
２１ キャリッジ
５０ コントローラ

Claims (4)

1. インクを吐出する記録ヘッドと、該記録ヘッドへ供給されるインクを貯留するインクタンクを複数有するインクタンクグループを複数備えるとともに、前記インクタンクから前記記録ヘッドへインクを供給するための複数の供給経路と、それぞれの前記供給経路に配されインクの有無を検出する複数のセンサが有線接続された検出部と、を備えるインクジェット記録装置において、
   前記インクタンクグループごとに当該インクタンクグループに含まれるインクタンクに対応した複数のセンサの出力をデジタル信号に変換することによって当該インクタンクグループ内にインク残量が所定量未満のインクタンクが存在するか検出する第１の検出動作と、前記インクタンクごとにインク残量が所定量未満であるか検出する第２の検出動作と、を前記検出部に実行させる制御手段を備えることを特徴とするインクジェット記録装置。
2. 前記検出部は、前記第１の検出動作によってインク残量が前記所定量未満のインクタンクが存在すると検出されたインクタンクグループに含まれるすべてのインクタンクに対して前記第２の検出動作を実行する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。
3. 前記制御手段は、前記第２の検出動作によってすべてのインクタンクのインク残量が前記所定量以上であると検出された場合は、前記記録ヘッドに記録動作を継続させ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。
4. 前記記録ヘッドのインク吐出口面をキャッピングするキャップをさらに備え、
   前記制御手段は、前記第２の検出動作によってインク残量が前記所定量未満のインクタンクが存在すると検出された場合は、前記キャップによって前記インク吐出口面をキャッピングすることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載のインクジェット記録装置。

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