(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
インク滴を吐出する吐出ヘッドと、前記吐出ヘッドのインクの消費に応じてインクを補充供給するための、装置本体に着脱自在に装着されるインクカートリッジとを具備し、該インクカートリッジから供給されるインクを前記吐出ヘッドから記録媒体上に吐出して記録するインクジェット記録装置に使用される、前記インクカートリッジのインクエンドを検知するインクエンド検知装置において、
前記インクカートリッジは、前記吐出ヘッドに供給するインクを収納する内袋部と、該内袋部を内部に収納し、気体が導入されることで前記内袋部を一定の圧力で常時加圧して前記内袋部内のインクを押し出す外袋部とを有し、
前記インクエンド検知装置は、
前記インクカートリッジにおける前記内袋部と前記吐出ヘッドとに連通するチューブの間に設けられ、インク送液圧力の変化に基づいて前記インクエンドを検知するインクエンド検知部を備え、
前記インクヘッド検知部は、
前記インクカートリッジからインク流路内に送液されたインクが流れ込み、前記吐出ヘッドに送液されると共に、前記チューブの圧力変化に伴ってインクを収納する所定の容積が変化し、可撓性材料を用いて形成された風船状のバッファと、該バッファの容積変化における所定値を検出して前記インクエンドを検知するセンサとを有し、
前記バッファは、インク供給口とインク排出口とを有し、該インク排出口を前記インク供給口より高い位置にし、かつ前記インク排出口を前記バッファの最上位置に配置し、前記インク排出口の位置は常時一定の位置に固定され、前記インク供給口の位置は前記バッファの変形に応じて上下方向に変位し、
前記バッファは剛体のカバーで覆われ、前記バッファの容積は前記カバーの容積より大きく、
前記インクカートリッジの前記内袋部内のインクを前記吐出ヘッドに送液し前記チューブ内のインク送液圧力が増加してくると、前記バッファ内のインクによってインク送液圧力が増加し、前記バッファは前記カバーの内側形状に沿って膨張し、
前記インクカートリッジの前記内袋部内のインクが減り、前記チューブ内のインク送液圧力が減少してくると、前記バッファが縮小して前記インク供給口の位置が上昇することにより前記センサがインクエンドを検知することを特徴とするインクエンド検知装置。
【請求項２】
前記バッファを上方に付勢するバネと、前記カバーに形成されて前記バッファの移動に連動するフィラとを有し、前記センサは所定の位置に設置されて、前記フィラを光学的に検知することを特徴とする請求項１記載のインクエンド検知装置。
【請求項３】
インク滴を吐出する吐出ヘッドと、インクの消費に応じてインクを補充供給する装置本体に着脱自在に装着されるインクカートリッジとを具備し、該インクカートリッジから供給されるインクを前記吐出ヘッドから記録媒体上に吐出して記録するインクジェット記録装置において、
請求項１又は２に記載のインクエンド検知装置を有することを特徴とするインクジェット記録装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はインクエンド検知装置及びインクジェット記録装置に関し、詳細にはインクカートリッジから吐出ヘッドへ常時にインクを補給供給するインクジェット記録装置におけるインクカートリッジのインクエンドを検知する機構及び制御に関する。
【背景技術】
【０００２】
吐出ヘッドのノズルから液滴を吐出する液滴吐出装置において、よく知られている例としてインクジェット記録装置がある。このインクジェット記録装置は、吐出ヘッドのノズルからインク滴を吐出し、用紙に付着させることで画像形成やテキスト印字を行うものである。
【０００３】
このようなインクジェット記録装置において、多量のインクを貯留し、かつ装置に着脱自在に装填されるインクカートリッジが用いられている。このインクカートリッジの一例として特許文献１に提案されているように、弾性変形するフィルムからなる袋状のインクパックが多く採用されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、このような袋状のインクパックでは、インクが消費されて収納するインクが徐々に減少していくと、インクパックを形成するフィルムのシワ等によって生じる空間にインクが残り、未だインクが残っているにも関わらず、印刷画像情報から算出したインク使用量からの判断条件だけでインクエンドと判断してインクカートリッジの交換を通知してインクが残っているインクカートリッジを交換してしまい、経済性に問題があった。一方、印刷画像情報から算出したインク使用量からの判断条件だけでインクパック内のインク残量を把握しているため、印刷完了可能なインク残量がインクパック内に残っていないにも関わらず印刷を継続してしまい、印刷途中でインクが切れて印刷がかすれ、無駄な印刷が行われ、記録媒体を破棄しなければならず、やはり経済性に問題があった。
【０００５】
本発明はこれらの問題点を解決するためのものであり、可能な限り無駄なインク残量を減らし、かつ破棄しなければならなくなる記録媒体を無くし、ランニングコストを下げて経済性を高めることができるインクエンド検知装置及びインクジェット記録装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記問題点を解決するために、本発明のインクエンド検知装置は、インク滴を吐出する吐出ヘッドと、吐出ヘッドのインクの消費に応じてインクを補充供給するための、装置本体に着脱自在に装着されるインクカートリッジとを具備し、該インクカートリッジから供給されるインクを吐出ヘッドから記録媒体上に吐出して記録するインクジェット記録装置に使用される、インクカートリッジのインクエンドを検知する。本発明のインクエンド検知装置におけるインクカートリッジは、吐出ヘッドに供給するインクを収納する内袋部と、該内袋部を内部に収納し、気体が導入されることで内袋部を一定の圧力で常時加圧して内袋部内のインクを押し出す外袋部とを有している。インクエンド検知装置は、インクカートリッジにおける内袋部と吐出ヘッドとに連通するチューブの間に設けられ、インク送液圧力の変化に基づいてインクエンドを検知するインクエンド検知部を備えている。インクエンド検知部は、インクカートリッジからインク流路内に送液されたインクが流れ込み、吐出ヘッドに送液されると共に、チューブの圧力変化に伴ってインクを収納する所定の容積が変化し、可撓性材料を用いて形成された風船状のバッファと、該バッファの容積変化における所定値を検出してインクエンドを検知するセンサとを有している。バッファは、インク供給口とインク排出口とを有し、該インク排出口をインク供給口より高い位置にし、かつインク排出口をバッファの最上位置に配置し、インク排出口の位置は常時一定の位置に固定され、インク供給口の位置はバッファの変形に応じて上下方向に変位する。バッファは剛体のカバーで覆われ、バッファの容積はカバーの容積より大きく、インクカートリッジの内袋部内のインクを吐出ヘッドに送液しチューブ内のインク送液圧力が増加してくると、バッファ内のインクによってインク送液圧力が増加し、バッファはカバーの内側形状に沿って膨張し、インクカートリッジの内袋部内のインクが減り、チューブ内のインク送液圧力が減少してくると、バッファが縮小してインク供給口の位置が上昇することによりセンサがインクエンドを検知する。よって、インクエンド検知装置を組み込んだ装置において初期のインク通液時から空気を排除することができ、使用時においてもインクエンド検知装置から空気を排除することができる。更に、バッファのインク供給口が、インクの消費に伴うバッファの変位によって上昇するので、空気をインクエンド検知装置から除去することができる。
【０００７】
また、バッファを上方に付勢するバネと、カバーに形成されてバッファの移動に連動するフィラとを有し、センサは所定の位置に設置されて、フィラを光学的に検知する。
【００１３】
また、別の発明としてのインクジェット記録装置は、インク滴を吐出する吐出ヘッドと、インクの消費に応じてインクを補充供給する装置本体に着脱自在に装着されるインクカートリッジとを具備し、インクカートリッジから供給されるインクを吐出ヘッドから記録媒体上に吐出して記録する。そして、本発明のインクジェット記録装置は、上記インクエンド検知装置を有することに特徴がある。よって、ランニングコストを抑えることができ、経済性に優れたインクジェット記録装置を提供することができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明のインクエンド検知装置は、インクエンド検知装置を組み込んだ装置において初期のインク通液時から空気を排除することができ、使用時においてもインクエンド検知装置から空気を排除することができる。更に、バッファのインク供給口が、インクの消費に伴うバッファの変位によって上昇するので、空気をインクエンド検知装置から除去することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明のインクジェット記録装置の外観を示す斜視図である。
【図２】本発明のインクジェット記録装置におけるインク供給機構部の構成を示す平面図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態に係るインクエンド検知装置の構成を示す断面図である。
【図４】インク送液圧力に対するインクエンド検知装置の変化の様子を示す断面図である。
【図５】第１の実施の形態のインクエンド検知装置の動作を示すフローチャートである。
【図６】印刷時間経過に対するインク送液圧力の特性図である。
【図７】本発明の第２の実施の形態に係るインクエンド検知装置の構成を示す断面図である。
【図８】第２の実施の形態のインクエンド検知装置の動作を示すフローチャートである。
【図９】本発明のインクエンド検知装置を搭載したインクジェット記録装置の構成を示す概略構成図である。
【符号の説明】
【００１６】
１；インクジェット記録装置、１０；インク供給機構部、
１１；送液アシスト圧制御部、１２；インクカートリッジ、
１３；インクエンド検知部、１４；インクヘッド部、
１５；チューブ、２１；バッファ、２２；バッファ部、
２３；バネ、２４；フィラ、２５；センサ、
３１；第１のバッファ形成部材、３２；第２のバッファ形成部材、
１００；インクジェット記録装置。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
図１は本発明のインクジェット記録装置の外観を示す斜視図である。図２は本発明のインクジェット記録装置におけるインク供給機構部の構成を示す平面図である。図１に示すインクジェット記録装置１に搭載された図２に示すインク供給機構部１０は、主に、送液アシスト圧制御部１１、インクカートリッジ１２及びインクエンド検知部１３を含んで構成されている。そして、送液アシスト圧制御部１１は、後述するインクカートリッジのエアーバック内に空気を供給するエアーポンプ１１−１、該エアーポンプ１１−１から後述するエアーバックに供給される空気の加圧力で後述するインクバックを加圧してインクの供給をアシストするアシスト圧を検知する圧力センサ１１−２、圧力センサ１１−２によって検知した値に基づいてアシスト圧を調整するために大気開放・解除を行う電磁弁の開放弁１１−３及びメカ構造で過剰な加圧時に大気開放を行うリリーフ弁１１−４を含んで構成されている。また、インクカートリッジ１２は、各色のインクが収納されているインクバック１２−１と、インクバック１２−１を覆い、エアーポンプ１１−１から供給される空気によるアシスト圧によってインクバック１２−１の外側から加圧されてインクバック１２−１内のインクを押し出すエアーバック１２−２とを有し、各インク色毎あるいは複数のインク色毎のインクバック１２−１及びエアーバック１２−２はハウジング１２−３に収納されている。更に、インクエンド検知部１３は各インクエンドを検知するインクエンド検知装置１３−１を含んで構成され、インクカートリッジ１２における各インクバック１２−１と、インクヘッド部１４の各インクヘッド１４−１とに連通するチューブ１５のそれぞれの間に設けられ、インク送液圧力の変化に基づいてインクエンドを検知するものである。なお、インクエンドとは、インクバック内のインクが全く無くなったことではなく、残インクによる印刷が不可能となるニアエンドを含んでいる。
【００１８】
ここで、本発明の第１の実施の形態に係るインクエンド検知装置の構成を図３に示す。同図の（ａ）に示すインクエンド検知装置１３−１は、同図の（ｂ）に示すようにインク供給口とインク排出口を有し、例えばＡ１サイズの記録用紙にベタ画像の印刷を行うために要するインク量の４ｃｃ以上の所定のインク量を溜めておくバッファ２１を形成し、同図の（ｃ）に示すように樹脂材料などの剛体で構成されたカバーであるバッファ部２２と、バッファ２１に対して付勢を付与するバネ２３と、バッファ部２２に形成されてバッファ２１の移動に連動するフィラ２４と、所定の位置に設置されてフィラ２４を光学的に検知するセンサ２５とを含んで構成されている。なお、インクエンド検知装置１３−１において、インク排出口をインク供給口より高い位置にし、かつインク排出口をバッファ２１の最上位置に配することで、インクエンド検知装置を組み込んだ装置において初期のインク通液時から空気を排除することができる。また、バッファ２１はフィルム材料やゴム材料など可撓性の部材を用いて形成され、そして樹脂など形状を保つ材料を用いたインク排出口の部品とインク供給口の部品とを用いて構成されている。
【００１９】
このような構成を有する本実施の形態のインクエンド検知装置によれば、図４の（ａ）に示すように、インク流路にインク送液圧力がかかり、バッファ２１内のインクがインク送液圧力の高まりにより、バッファ２１はバッファ部２２の内側形状にそって膨張する。次に、インクカートリッジのインクバック内のインクが減り、インク流路にインク送液圧力が減少してくると、図４の（ｂ）に示すようにバネ２３の付勢力によってバッファ２１は変形してくる。そして、当該変形に伴ってフィラ２４が移動してセンサ２６における光路を塞ぐことによってインクエンドを検知する。更に、インクカートリッジのインクバック内のインクが減ってインク流路にインク送液圧力が減少し、図４の（ｃ）に示すようにバッファ２１がより一層変形してバッファ２１のインクを使い切ってほぼなくなってしまう。
【００２０】
次に、図３のような構成を有する第１の実施の形態のインクエンド検知装置の動作について当該動作フローを示す図５に従って概説する。
はじめに、図２のインクカートリッジ１２内の各インクバック１２−１にインクが十分収納されている場合は、エアーポンプ１１−１から供給される空気がエアーバック１２−２に供給されて一定の空気圧によってエアーバック１２−２がインクバック１２−１の外側を押圧する。そして、インクバック１２−１が外側から押圧されることによってインクバック１２−１内のインクは、印刷時間経過に対するインク送液圧力の特性図である図６でのＡ点に示すように一定のインク送液圧力で押し出されてインクエンド検知装置１３−１及びチューブ１５を通ってインクヘッド１４−１に送液される。そして、インクが印刷動作に伴ってインクバック１２−１内のインクが徐々に減り、あるインクのインクバック１２−１内のインクが残り少なくなった場合、当該インクバック１２−１と連通するチューブ１５内のインク送液圧力が図６でのＢ点から減少し始め、インクエンド検知装置１３−１が図６でのＣ点でインクエンドを検知すると（ステップＳ１０１；ＹＥＳ）、印刷すべき印刷画像情報から算出したインクの使用量に基づいて図３に示すインクエンド検知装置内に有するバッファ部に収納されているインク量で印刷が完了できるか否かを判断する（ステップＳ１０２）。印刷が完了できる場合は印字を継続する（ステップＳ１０２；ＹＥＳ、ステップＳ１０３）。その後印刷すべき印字データが未だあるか否かを判断し（ステップＳ１０４）、あればステップＳ１０２に戻る（ステップＳ１０４；ＹＥＳ、ステップＳ１０２）。印字データがなければ（ステップＳ１０４；ＮＯ）、及びステップＳ１０２で印刷が完了できない場合（ステップＳ１０２；ＮＯ）は、インクエンドとみなし、ユーザにインクカートリッジの交換を表示等で通知する（ステップＳ１０５）。なお、ステップＳ１０２では、インクエンド検知装置内に有するバッファ部に収納するインクの容積が予め認知しているので、１枚の記録紙に対して印刷が完了できるためのインク量を印刷画像情報から算出し、算出したインク量とバッファ部内の残インク量を比較することで、印刷が完了できるか否かを判断する。
【００２１】
次に、本発明の第２の実施の形態に係るインクエンド検知装置の構成を図７に示す。同図において、図３と同じ参照符号は同じ構成要素を示す。同図に示すインクエンド検知装置１３−１におけるバッファ部２２は、ゴムなどの弾性部材で形成された第１のバッファ形成部材３１と、樹脂材料などの剛体で形成された第２のバッファ形成部材３２とを用いて構成されている。なお、このバッファ部２２の容積は、例えば０．２ｃｃであって、わずかであってこのバッファ部２２内のインク量では印刷がほぼ不可能であるものとする。このような構成を有する本実施の形態のインクエンド検出装置によれば、同図の（ａ）に示すように、インクカートリッジ内の各インクバックにインクが十分収納されている場合はインク流路にインク送液圧力がかかり、バッファ２１内のインクがインク送液圧力の高まりにより、バッファ部２２を形成する第１のバッファ形成部材３１は押圧されてバネ２３の弾性力に打ち勝ってフィラ２４をセンサ２５の未検知の位置で維持している。ところが、インクカートリッジのインクバック内のインクが減ってインク流路にインク送液圧力が減少し、図７の（ｂ）に示すように第１のバッファ形成部材３１がバネ２３の弾性力により変形してその変形に伴ってフィラ２４が移動してセンサ２５の光路を塞ぐことによってインクエンドを検知する。
【００２２】
次に、図７のような構成を有する第２の実施の形態のインクエンド検知装置の動作について当該動作フローを示す図８に従って概説する。
はじめに、図２のインクカートリッジ１２内の各インクバック１２−１にインクが十分収納されている場合は、一定のインク送液圧力で押し出されてインクエンド検知装置１３−１及びチューブ１５を通ってインクヘッド１４−１に送液される。このときのインクエンド検知装置１３−１においては、図７の（ａ）に示すように、第１のバッファ形成部材３１がインク送液圧力によって押圧されている状態であってフィラ２４はセンサ２５の未検知の位置で維持している。そして、インクが印刷動作に伴って図２のインクバック１２−１内のインクが徐々に減り、あるインクのインクバック１２−１内のインクが残り少なくなった場合、当該インクバック１２−１と連通するチューブ１５内のインク送液圧力が減少し始め、第１のバッファ形成部材３１が変形し始めると、フィラ２４がセンサ２５の光路を塞ぎインクエンドを検知すると（ステップＳ２０１；ＹＥＳ）、印刷すべき印刷画像情報から算出したインクの使用量に基づいて印刷可能な残りインク量を算出する（ステップＳ２０２）。そして、算出した残インク量で印刷が完了できるか否かを判断する（ステップＳ２０３）。印刷が完了できる場合は印字を継続する（ステップＳ２０３；ＹＥＳ、ステップＳ２０４）。その後印刷すべき印字データが未だあるか否かを判断し（ステップＳ２０５）、あればステップＳ２０２に戻る（ステップＳ２０５；ＹＥＳ、ステップＳ２０２）。印字データがなければ（ステップＳ２０４；ＮＯ）、及びステップＳ２０３で印刷が完了できない場合（ステップＳ２０３；ＮＯ）は、インクエンドとみなし、ユーザにインクカートリッジの交換を表示等で通知する（ステップＳ２０６）。
【００２３】
図９は別の発明に係るインクジェット記録装置の構成を示す概略構成図である。同図において、図２と同じ参照符号は同じ構成要素を示す。同図に示す本発明のインクジェット記録装置１００は、上述したインクエンド検知装置１３−１を搭載し、このインクエンド検知装置１３−１はインクカートリッジ１２及びインクヘッド部１４よりも下の位置にレイアウトされている。よって、インクエンド検知装置１３−１内のバッファに残ったインクが、装置の電源オフ時や、省エネモードなどインク送液圧力がかかっていない状態においても、インクヘッド部１４のインク吐出穴や、インクカートリッジ１２を外した接続口からのインク漏れを防ぐことができる。
【００２４】
なお、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲内の記載であれば多種の変形や置換可能であることは言うまでもない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００２５】
【特許文献１】特開２００２−１２０３８２号公報
【図１】
0005448041.tif 000002
【図２】
0005448041.tif 000003
【図３】
0005448041.tif 000004
【図４】
0005448041.tif 000005
【図５】
0005448041.tif 000006
【図６】
0005448041.tif 000007
【図７】
0005448041.tif 000008
【図８】
0005448041.tif 000009
【図９】
0005448041.tif 000010