(57)【要約】【課題】連続印刷中であっても印刷品質を低下させたり印刷を停止させたりせずにインクの供給を行う。【解決手段】吐出液を吐出して用紙に画像形成を行う画像形成装置１００は、吐出液を貯蔵するメインタンク１０７と、メインタンク１０７より流出した吐出液が貯蔵されるサブタンク１０８と、メインタンク１０７よりサブタンク１０８への流路を制御する弁１０９と、サブタンク１０８内の吐出液の上面位置を検出するサブタンクセンサ１１１と、検出した上面位置に基づいて弁１０９の開閉を行ってメインタンク１０７からサブタンク１０８へのインク供給動作を行うインク供給制御手段１１２と、用紙を供給する際に供給された用紙の用紙端を検知して給紙検知信号を出力する給紙検出センサ１０４と、給紙検知信号に基づいて供給許可期間を決定する供給許可信号生成手段１１３と、を備え、インク供給制御手段１１２は、供給許可期間にインク供給動作を行う。【選択図】図２
2011011495.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
吐出液を吐出して用紙に画像形成を行う画像形成装置であって、
吐出液を貯蔵するメインタンクと、
前記メインタンクより流出した吐出液が貯蔵されるサブタンクと、
前記メインタンクより前記サブタンクへの流路を制御する弁と、
前記サブタンク内の吐出液の上面位置を検出するサブタンクセンサと、
検出した前記上面位置に基づいて前記弁の開閉を行って前記メインタンクから前記サブタンクへのインク供給動作を行うインク供給制御手段と、
用紙を供給する際に供給された用紙の用紙端を検知して給紙検知信号を出力する給紙検出センサと、
前記給紙検知信号に基づいて供給許可期間を決定する供給許可期間決定手段と、を備え、
前記インク供給制御手段は、前記供給許可期間に前記インク供給動作を行うことを特徴とする、画像形成装置。
【請求項２】
前記給紙検知信号は二値であり、
前記供給許可期間決定手段は、
前記給紙検知信号が立ち下がって第１の時間が経過後に前記供給許可期間が開始し、
その後前記給紙検知信号が立ち上がって第２の時間が経過後に前記供給許可期間が終了するように、前記供給許可期間を決定することを特徴する、請求項１記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記第２の時間を前記第１の時間より短くとったことを特徴とする、請求項２記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記第１の時間は、用紙が、前記給紙検出センサから、吐出液による画像形成を行う画像形成手段に到達するまでの時間であることを特徴とする、請求項２又は３記載の画像形成装置。
【請求項５】
吐出液を貯蔵するメインタンクと、
前記メインタンクより流出した吐出液が貯蔵されるサブタンクと、
前記メインタンクより前記サブタンクへの流路を制御する弁と、
前記サブタンク内の吐出液の上面位置を検出するサブタンクセンサと、
用紙を供給する際に供給された用紙の用紙端を検知して給紙検知信号を出力する給紙検出センサと、
を備える、吐出液を吐出して用紙に画像形成を行う画像形成装置のインク供給制御方法であって、
前記給紙検知信号に基づいて供給許可期間を決定し、
検出した前記上面位置に基づいて前記サブタンクへのインクの供給を判断し、
前記サブタンクへのインクの供給をすると判断した場合に、前記供給許可期間中であれば、前記弁の開閉を行って、インク供給動作を行うことを特徴とする、インク供給制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像形成装置及びインク供給制御方法に関し、特に、吐出液を用紙に吐出して画像形成を行う技術において吐出液を適切に供給する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１は、印刷品質を低下させることなく液滴吐出ヘッドにインクを加圧供給することを課題とした発明が開示されている。特許文献１に記載の発明は、液滴のタンクを加圧して液滴を供給する際、液滴の吐出動作をしていない場合は加圧上限まで加圧し、また、吐出動作中に加圧下限を検出した場合は一旦吐出動作を中断し、加圧上限まで加圧するものである。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
吐出液を用紙に吐出して画像形成を行う画像形成装置としては例えばインクジェット記録装置がある。以下、本発明の説明例としてインクジェット記録装置を用いる。また、画像形成処理の説明例として「印字」と呼ぶ場合がある。
【０００４】
インクジェット記録装置において、印字する際のインクはインクタンクより供給されるが、その中でも、インクが一旦サブタンクを経由し、分配器を通って複数のヘッドに供給されるタイプのインクジェット記録装置がある。その際、ヘッドのノズルの吐出信頼性を向上させるため、脱気したインクを使用し、さらにインクタンクから吐出ヘッドまでの供給路を空気と分離するインク供給技術が知られている。
【０００５】
インクがヘッドに供給されるときに、インクと外気とを分離した供給装置では、弁を開いてインクタンクからサブタンクにインクを供給する際、インクタンクとサブタンクの水頭差による正圧がヘッドに影響し、ヘッド負圧が変動してしまうという問題があった。ヘッド負圧が変動すると印刷品質が劣化するため、連続印刷中に印刷を止めなければならない可能性が生じる。
【０００６】
上述した特許文献１等の従来技術では、印刷処理中でないと判断されたときにインクを供給する技術が開示されているが、印刷処理中にはインク供給が行えず、連続印刷中には印刷を止めずに供給を行えないという課題がある。
【０００７】
そこで本発明は、上記実情に鑑みて、連続印刷中であっても印刷品質を低下させたり印刷を停止させたりせずにインクの供給を行う画像形成装置及びインク供給制御方法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】
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明は、第１の態様として、吐出液を吐出して用紙に画像形成を行う画像形成装置であって、吐出液を貯蔵するメインタンクと、前記メインタンクより流出した吐出液が貯蔵されるサブタンクと、前記メインタンクより前記サブタンクへの流路を制御する弁と、前記サブタンク内の吐出液の上面位置を検出するサブタンクセンサと、検出した前記上面位置に基づいて前記弁の開閉を行って前記メインタンクから前記サブタンクへのインク供給動作を行うインク供給制御手段と、用紙を供給する際に供給された用紙の用紙端を検知して給紙検知信号を出力する給紙検出センサと、前記給紙検知信号に基づいて供給許可期間を決定する供給許可期間決定手段と、を備え、前記インク供給制御手段は、前記供給許可期間に前記インク供給動作を行うことを特徴とする、画像形成装置を提供するものである。
【０００９】
また、上記目的を達成するために、本発明は、第２の態様として、吐出液を貯蔵するメインタンクと、前記メインタンクより流出した吐出液が貯蔵されるサブタンクと、前記メインタンクより前記サブタンクへの流路を制御する弁と、前記サブタンク内の吐出液の上面位置を検出するサブタンクセンサと、用紙を供給する際に供給された用紙の用紙端を検知して給紙検知信号を出力する給紙検出センサと、を備える、吐出液を吐出して用紙に画像形成を行う画像形成装置のインク供給制御方法であって、前記給紙検知信号に基づいて供給許可期間を決定し、検出した前記上面位置に基づいて前記サブタンクへのインクの供給を判断し、前記サブタンクへのインクの供給をすると判断した場合に、前記供給許可期間中であれば、前記弁の開閉を行って、インク供給動作を行うことを特徴とする、インク供給制御方法を提供するものである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、連続印刷中であっても印刷品質を低下させたり印刷を停止させたりせずにインクの供給を行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明を実施するための形態の概略構成を示すブロック図である。
【図２】図１のインク供給装置１０６の詳細な構成を示すブロック図である。
【図３】上記本実施形態により解決される課題を説明するための図である。
【図４】図１のサブタンク１０８とサブタンクセンサ１１１の、より詳細な構成を示す図である。
【図５】図１のインク供給制御手段１１２の、より詳細な構成を示す図である。
【図６】図１の給紙検出センサ１０４が出力する給紙検知信号と、供給許可信号生成手段１１３が生成する供給許可信号との関係を示すタイミング図である。
【図７】図１の給紙検出センサ１０４と吐出ヘッドの位置関係例を示す図である。
【図８】図１のインク供給制御手段１１２によるインク供給処理の流れを示すフローチャート図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
図１は、本発明を実施するための形態に係る画像形成装置１００の概略構成を示すブロック図である。画像形成装置１００は、本発明をラインヘッドプリンタに適用した場合の好適な一実施の形態である。ラインヘッドプリンタ（ライン型インクジェット装置）の構成についてはよく知られているため、以下では本発明と関連する部分の構成を主に説明する。
【００１３】
図１に示すように、画像形成装置１００は、給紙ユニット１０１、搬送ベルト１０２、排紙ユニット１０３、給紙検出センサ１０４、吐出ヘッド１０５、インク供給装置１０６を有する。給紙ユニット１０１は、用紙Ｐを一枚ずつ搬送ベルト１０２に給紙する。搬送ベルト１０２は、給紙された用紙Ｐを排紙ユニット１０３方向に搬送する。給紙検出センサ１０４は、用紙Ｐの用紙端を検知して、用紙Ｐが搬送されてきたことを検出する。給紙検出センサ１０４は、用紙の用紙端を検知した場合、給紙検知信号を出力する。給紙検知信号の出力先は、インク供給装置１０６である。吐出ヘッド１０５は給紙検出センサ１０４が用紙Ｐが搬送されてきたことを検出したことをトリガとして、所定の時間（ｔ１：図７を参照して後述）後に吐出を開始する。排紙ユニット１０３は、搬送ベルト１０２によって搬送されてきた用紙Ｐを内部に収納する。インク供給装置１０６は、吐出ヘッド１０５にインク（吐出液）を供給する。
【００１４】
図２に、図１のインク供給装置１０６の詳細な構成を示す。図示のように、インク供給装置１０６は、弁１０９を開くことによりメインタンク１０７からサブタンク１０８に、メインタンク１０７とサブタンク１０８の水頭差（図２では煩雑化を避けるため図示していない）によりインクを自然供給するインク供給装置である。
【００１５】
図２において、メインタンク１０７内のインクは、一旦サブタンク１０８を経由し、分配器１１０を通って複数のヘッドで構成される吐出ヘッド１０５に供給される。弁１０９が開くとメインタンク１０７からサブタンク１０８にインクが供給される。サブタンク１０８とメインタンク１０７は内部のインクの量によって変形する袋状の容器で構成され、その他の供給路はサブタンク１０８とメインタンク１０７に対して十分剛性の高い部材で構成されている。
【００１６】
弁１０９が閉じている時は、サブタンク１０８内のインク液面とヘッド内の（図示していない）吐出ノズルの水頭差によりヘッド内のインクに負圧が発生する。ヘッドからインクが吐出されるとサブタンク１０８内のインク量が減り、サブタンク１０８内のインクの液面高さが下がる。この場合、図２中に示した例では、水頭差Δ１からΔ２へと変化する。
【００１７】
ここまでで説明したようなインクと外気とを分離したインク供給装置では、弁１０９を開いてメインタンク１０７からサブタンク１０８にインクを供給する時、メインタンク１０７とサブタンク１０８の水頭差による正圧がヘッド内のインク負圧に影響し、その負圧が変動する（図３）。
しかしながら、本実施形態に係るインク供給装置１０６では以下で説明するような構成を有するため、このような負圧の変動を抑えることができる。
【００１８】
図２に示すように、インク供給装置１０６は、サブタンクセンサ１１１及びインク供給制御手段１１２を有する。サブタンクセンサ１１１は、本実施形態では例えば図４に示すような液面検出器を含んで構成することができる。図４は、本実施形態のサブタンク１０８とサブタンクセンサ１１１の、より詳細な構成を示す図である。図４に示すように、サブタンクセンサ１１１は、液面検出器を有する。液面検出器はサブタンク１０８の上面の高さを、フィラーと光学式センサで検出する。サブタンクセンサ１１１は、液面検出器を用いて検出した検出結果をインク供給制御手段１１２へ出力する。
【００１９】
図５に、インク供給制御手段１１２の、より詳細な構成を示す。図示のように、インク供給制御手段１１２は、供給許可信号生成手段１１３と、インク供給判断手段１１４を有する。以下、順に説明する。
【００２０】
供給許可信号生成手段１１３は、給紙検出センサ１０４が出力する給紙検知信号から供給許可信号を生成する機能を備える。供給許可信号生成手段１１３の構成について図６，図７を参照して説明する。
【００２１】
図６は、給紙検出センサ１０４が出力する給紙検知信号と、供給許可信号生成手段１１３が生成する供給許可信号との関係を示すタイミング図である。給紙検知信号は、給紙検出センサ１０４の下に用紙があるときＨｉｇｈレベルになる信号である。そのため、用紙が連続して搬送されると図６に図示するように給紙検知信号が反復的に発生する。
【００２２】
図６中、時間ｔ３は用紙の終端から次の用紙の先端が給紙検知センサ下に来るまでの時間である。また、時間ｔ１は用紙先端が給紙検知センサに達したのち、ヘッドに達するまでの時間である。
【００２３】
図７に、給紙検出センサ１０４と吐出ヘッドの位置関係例を示し、時間ｔ１について説明する。図７に例示するように、吐出ヘッドは、搬送ベルト１０２の上方に、搬送方向の上手から下手に向かってブラック、マジェンタ、シアン、イエローの順に設置される。この場合、時間ｔ１は、ブラックヘッドではｘ１／ｖ［ｓ］、マジェンタではｘ２／ｖ［ｓ］となる。
【００２４】
図６に戻って、供給許可信号生成手段１１３は、供給検知信号の立ち上がりから時間ｔ２後に供給許可信号をＬｏｗレベルにし、供給検知信号の立ち下りから時間ｔ１後に供給信号をＨｉｇｈレベルにする。供給許可信号は、時間ｔ２＜時間ｔ１とすることにより、たとえ連続印刷中であっても供給許可信号がＨｉｇｈレベルの時はヘッドの下には用紙がなく、印刷していないことを示す信号とすることができる。
【００２５】
インク供給判断手段１１４は、供給許可信号やサブタンクセンサ１１１の検出結果に基づいて、インク供給を許可するか否かを判断する。インク供給制御手段１１２は、インク供給判断手段１１４の判断結果に基づいて弁１０９を開閉する制御信号を出力し、弁１０９の開閉動作を制御する。インク供給制御手段１１２によるインク供給処理の流れを図８のフローチャートに示す。
【００２６】
図８において、インク供給制御手段１１２は、サブタンクセンサ１１１により、サブタンク１０８の上面の高さが所定の位置（以下、「ボトム位置」という）まで下がったことを検出すると（ステップＳ１０１，Ｓ１０２）、インク供給許可期間中であるか否かを判断し（ステップＳ１０３）、供給許可であれば弁１０９を開き（ステップＳ１０４）、メインタンク１０７からサブタンク１０８にインクを供給する。供給許可信号がＬｏｗであれば（ステップＳ１０３／Ｎｏ）、弁１０９を閉じたままにしておく（ステップＳ１０５）。
【００２７】
また、インク供給制御手段１１２は、サブタンク１０８の上面位置が所定の位置（以下、「トップ位置」という）まで上がったことを検出すると（ステップＳ１０６，Ｓ１０７）、弁１０９を閉じる（ステップＳ１０８）。インク供給制御手段１１２によりサブタンク１０８の上面高さが所定の範囲になるように制御されることにより、インク負圧が所定の範囲に制御される。したがって、インク圧の変動を抑えることができる。
【００２８】
ステップＳ１０３の判断は、インク供給判断手段が、供給許可信号生成手段１１３の生成する供給許可信号がＨｉｇｈレベルになっているときに供給許可と判断する。図６を参照して説明したように、供給許可信号は、印刷中ではない場合や、連続印刷中の場合であっても連続搬送される用紙間でＨｉｇｈレベルになる。したがって、連続印刷中であっても用紙間の時間を利用してインクの供給を行うことができる。
【００２９】
本実施形態では、メインタンク１０７とサブタンク１０８の間の流路間に弁１０９を配置する構成としたが、弁１０９の代わりに、ポンプを用いてもよい。弁を用いる構成ではメインタンク１０７とサブタンク１０８の水頭差による正圧によりインクを供給するが、ポンプを用いる構成では、インクを加圧してインクをサブタンク１０８に供給する。この構成では、供給時のインク流速を速くすることができるため、連続印刷時の用紙の送り間隔（図６中の時間ｔ３）を短くすることができる。
【００３０】
同様に、図２の構成に加え、メインタンク１０７を密閉されたカバー内に配置し、インク供給制御手段１１２によりポンプでカバー内を加圧する構成としても良い。上記同様、供給時のインク流速を速くすることができるため、連続印刷時の用紙の送り間隔（図６中の時間ｔ３）を短くすることができる。
このように、本発明は種々の変形実施が可能である。
【符号の説明】
【００３１】
１００    画像形成装置
１０１    給紙ユニット
１０２    搬送ベルト
１０３    排紙ユニット
１０４    給紙検出センサ
１０５    吐出ヘッド
１０６    インク供給装置
１０７    メインタンク
１０８    サブタンク
１０９    弁
１１０    分配器
１１１    サブタンクセンサ
１１２    インク供給制御手段
１１３    供給許可信号生成手段
１１４    インク供給判断手段
【先行技術文献】
【特許文献】
【００３２】
【特許文献１】特開２００６−２２４３９４号公報
【図１】
2011011495.tif 000003
【図２】
2011011495.tif 000004
【図３】
2011011495.tif 000005
【図４】
2011011495.tif 000006
【図５】
2011011495.tif 000007
【図６】
2011011495.tif 000008
【図７】
2011011495.tif 000009
【図８】
2011011495.tif 000010