JP2003127421A - インク補給方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 低粘性のインクのみならず、高粘性のインク
の補給にも使用できるインク補給方法を提供する。 【解決手段】 インク補給方法は、記録ヘッド17を有す
る記録用インクタンク15と、記録用インクタンク15に補
給するためのインクを収容する補助インクタンク16とを
備えているインクジェット記録装置において、補助イン
クタンク16から記録用インクタンク15にインクを補給す
る方法であって、記録用インクタンク15内のインク残量
を検出して、同インク残量が所定量以下になったとき
に、補助インクタンク16内の空気圧を上昇させることに
より、補助インクタンク16から記録用インクタンク15に
インクを補給するものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、インクジェットプ
リンタ等のインクジェット記録装置におけるインク補給
方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、インクジェットプリンタにおける
インクタンクへのインクの補給は、次の２つの方法のい
ずれかを用いて行われている。

【０００３】１つは、たとえば特開平５−１７７８４４
号公報に記載されているように、交換式のインクカート
リッジを用いたインクカートリッジ方式のもので、イン
クカートリッジ内のインク残量が少なくなると、警報を
発して、ユーザーに交換を促すものである。

【０００４】もう１つは、たとえば特開平６−１８３０
２９号公報に記載されているように、記録用インクタン
クと補助インクタンクを用いた補助インクタンク方式の
もので、補助インクタンク内のインク残量が少なくなっ
たときに、補助インクタンクから記録用インクタンクに
インクを補給するものである。

【０００５】インクカートリッジ方式は、装置のコンパ
クト化および補給作業自体の簡素化が可能であるという
大きなメリットを有し、シリアル型のインクジェットプ
リンタのインク補給方法として多用されている。しか
し、印字中にインク残量が少なくなったという警告が発
せられても、予備のインクカートリッジがないときは、
印字を継続することができず、ユーザーが予め予備のイ
ンクカートリッジを準備していなければ安心して装置を
使用できないという欠点がある。

【０００６】補助インクタンク方式では、大容量の補助
インクタンクが必要であり、これが装置のコンパクト化
の弊害となっている。しかし、この方式は、大容量印
字、高速印字を目的とするラインヘッド方式のインクジ
ェットプリンタにとって必要不可欠な補給方法であり、
上記公報に記載のものでは、インク補給用の液体ポンプ
を用いて補助インクタンクから記録用インクタンクにイ
ンクを補給する手法が用いられている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上記の補助インクタン
ク方式のインク補給方法では、流動性の高い水性インク
等、補給するインクの粘性が低い場合には、液体ポンプ
による補給と両インクタンクの高低差による補給が行わ
れ、記録用インクタンク内に気泡を生じない状態のイン
ク補給が可能である。

【０００８】しかし、油性インク等、補給するインクの
粘性が高い場合には、インク補給用の液体ポンプに負荷
がかかるため、大型のポンプが必要になったり、インク
補給時に気泡が発生し、気泡が発生したインクが補給さ
れることによる記録ヘッドの破壊を招くことがある。

【０００９】本発明の目的は、上記の問題を解決し、低
粘性のインクのみならず、高粘性のインクの補給にも使
用できるインク補給方法を提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段および発明の効果】本発明
によるインク補給方法は、記録ヘッドを有する記録用イ
ンクタンクと、記録用インクタンクに補給するためのイ
ンクを収容する補助インクタンクとを備えているインク
ジェット記録装置において、補助インクタンクから記録
用インクタンクにインクを補給する方法であって、記録
用インクタンク内のインク残量を検出して、同インク残
量が所定量以下になったときに、補助インクタンク内の
空気圧を上昇させることにより、補助インクタンクから
記録用インクタンクにインクを補給することを特徴とす
るものである。

【００１１】通常、記録用インクタンクと補助インクタ
ンクは相対的に移動できるように配置され、インク補給
時のみ、両インクタンクが連結される。

【００１２】本発明のインク補給方法によれば、補助イ
ンクタンク内の空気圧を上昇させることにより、補助イ
ンクタンクから記録用インクタンクにインクを補給する
ので、低粘性のインクの場合はもちろん、高粘性のイン
クの場合であっても、気泡を発生することなく、記録用
インクタンク内に短時間で確実にインクを補給すること
ができる。

【００１３】本発明のインク補給方法において、たとえ
ば、空気ポンプを用いて、補助タンク内の空気圧を上昇
させる。

【００１４】これによれば、空気ポンプによって補助タ
ンク内の空気圧を確実に上昇させることができ、したが
って、記録用インクタンク内に短時間で確実にインクを
補給することができる。

【００１５】本発明のインク補給方法において、たとえ
ば、インクの補給中に、密閉状の記録用インクタンク内
の空気圧を検出し、空気圧の検出値が満杯状態のときの
記録用インクタンク内の空気圧と等しくなった時点で、
補給を終了する。

【００１６】これによれば、記録用インクタンクへのイ
ンクの過剰補給を防止して、記録用インクタンク内に短
時間で確実にインクを補給することができる。

【００１７】本発明のインク補給方法において、たとえ
ば、インク補給時に、補助インクタンクの壁面に設けた
加熱手段により、インクを加熱して、インクの粘性を低
下させる。

【００１８】これによれば、高粘性のインクの場合であ
っても、その粘性を低下させて、補給時の気泡の発生を
確実に防止することができる。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、本発明を
インクジェットプリンタに適用した実施形態について説
明する。

【００２０】図１は、インクジェットプリンタの全体概
略構成を示している。以下の説明において、前後左右
は、後述する記録用紙の搬送方向についていうものと
し、同搬送方向の下流側を前、上流側を後とし、後から
前を見たときの左右を左右とする。これによると、図１
の左側が前、図１の右側が後であり、図１の紙面表側が
左、図１の紙面裏側が右である。

【００２１】図１に示すように、プリンタは装置本体を
構成する箱形の筐体(1)を備えており、筐体(1)内の後側
端部に給紙トレイ(2)が配置され、筐体(1)内の前側端部
に排紙トレイ(3)が配置されている。筐体(1)内の給紙ト
レイ(2)と排紙トレイ(3)との間に、給紙部(4)、搬送部
(5)、印字部(6)および排紙部(7)が設けられている。

【００２２】給紙トレイ(2)には、１枚または複数枚の
記録用紙(P)が印字面を前方斜め上向きにした状態で載
置される。給紙部(4)は、給紙トレイ(2)上の記録用紙
(P)を１枚ずつ搬送部(5)に供給するためのものであり、
給紙トレイ(2)上の記録用紙(P)の下端の少し前方かつ下
方に配置された分離装置(8)と、分離装置(8)に上から圧
接する給紙ローラ(9)とを備えている。また、給紙トレ
イ(2)には、給紙時に記録用紙(P)を給紙ローラ(9)側に
移動させる押圧装置(10)が設けられている。

【００２３】搬送部(5)は、給紙部(4)より供給された記
録用紙(P)を印字部(6)に搬入して搬送するためものであ
り、分離装置(8)の前方に配置されたガイド板(11)と、
その前方に配置された上下１対の搬入ローラ(12)(13)と
を備えている。

【００２４】印字部(6)は、搬送部(5)により搬送されて
いる記録用紙(P)に対して印字を行うためのものであ
り、１対の搬入ローラ(12)(13)の前方に配置されたプラ
テン(14)と、プラテン(14)の前部の上方に配置された記
録用インクタンク(15)と、記録用インクタンク(15)の上
方に配置された補助インクタンク(16)とを備えている。
記録用タンク(15)は、その下面に、ラインヘッド方式の
記録ヘッド(17)を有する。

【００２５】排紙部(7)は、印字部(6)において印字がな
された記録用紙(P)を排紙トレイ(3)に排出するためのも
のであり、プラテン(14)の前方下部に配置された排紙ロ
ーラ(18)と、排紙ローラ(18)に上から圧接する拍車(19)
とを備えている。

【００２６】上記のプリンタにおいて、印字が行われる
際、まず、押圧装置(10)の働きで、給紙トレイ(2)上の
最も前側の記録用紙(P)の下端部（前端部）が、給紙ロ
ーラ(9)に圧接され、給紙ローラ(9)の回転と、分離装置
(8)の働きにより、この記録用紙(P)が１枚だけ、ガイド
板(11)の上を通して、搬入ローラ(12)(13)に供給され
る。搬入ローラ(12)(13)は、後述する印字部(6)の動作
に合わせて回転し、記録用紙(P)を印字部(6)の所定の印
字開始位置に高速で搬入した後、記録用紙(P)を所定の
ピッチずつ前方に搬送する。そして、その間に、記録ヘ
ッド(17)により、記録用紙(P)の表面（上面）に印字が
行われる。印字の終わった記録用紙(P)の前側部分は、
排紙ローラ(18)と拍車(19)によって前方に送られ、全面
の印字が終わった記録用紙(P)は排紙ローラ(18)と拍車
(19)の部分から、排紙トレイ(3)上に排出される。

【００２７】補助タンク(16)は、筐体(1)内に上下動可
能に支持され、図示しない適当な昇降手段により、昇降
させられる。補助タンク(16)内には、記録用タンク(15)
に補給するためのインクが収容されている。待機中、印
字中等のインク補給を行わないときには、補助タンク(1
6)は、上限の待機位置に位置して、記録用タンク(15)か
ら上方に離れている。記録用タンク(15)内のインク残量
が少なくなると、補助タンク(16)は、下限の補給位置ま
で下降して、記録用タンク(15)に連結され、補助タンク
(16)内のインクの一部が記録用タンク(15)に補給され
る。インクの補給が終了すると、補助タンク(16)は待機
位置まで上昇して、記録用タンク(15)から離れる。記録
用タンク(15)に補給することによって補助タンク(16)内
のインク残量が少なくなると、ユーザーにより適宜補給
される。

【００２８】図２および図３は、印字部(6)における記
録用タンク(15)と補助タンク(16)の部分を拡大して示し
ている。これらはタンク(15)(16)を前から見た図面であ
り、図２は補助タンク(16)が待機位置に位置している状
態を、図３は補給位置に位置している状態を示してい
る。また、図４は、インクジェットプリンタの電気的構
成のうち、インク補給に関する部分を示している。

【００２９】図２および図３に示すように、記録ヘッド
(17)は記録用タンク(15)の底面に着脱自在に装着されて
おり、記録用タンク(15)内のインクが、図示しない補給
口を通して、記録ヘッド(17)に供給されるようになって
いる。

【００３０】記録用タンク(15)の上面には、補助タンク
(16)からのインク補給口(21)および圧力検出器付圧力調
整弁(22)が設けられている。

【００３１】記録用タンク(15)の側壁下部の一部に、イ
ンク残量検出用凹部(23)が形成され、この凹部(23)に面
するように、インク残量検出器(24)が配置されている。
凹部(23)の垂直断面は直角三角形状をなし、凹部(23)の
上下に、水平面に対して４５度傾いた傾斜面が形成され
ている。上側の傾斜面は斜め下方を、下側の傾斜面は斜
め上方を向いている。凹部(23)の少なくとも上下の傾斜
面の部分は、透明な材料で形成されている。インク残量
検出器(24)は、光電式のものであり、凹部(23)の上側傾
斜面に対向するように配置された発光部(25)と、凹部(2
3)の下側傾斜面に対向するように配置された受光部(26)
とから構成されている。発光部(25)および受光部(26)
は、図示しない適宜な手段により、筐体(1)に固定され
ている。

【００３２】記録用タンク(15)内のインク液面の位置が
発光部(25)の位置より上にある場合、凹部(23)の上側傾
斜面の内側にインクが存在するため、発光部(25)から上
側傾斜面に入射した光は、この部分で反射せず、したが
って、受光部(25)には光は入射しない。記録用タンク(1
5)内のインク液面が発光部(25)の位置と受光部(26)の位
置との中間にある場合、凹部(23)の上側傾斜面の内側に
はインクが存在しないため、発光部(25)から上側傾斜面
に入射した光の一部が、この部分で反射して、下側傾斜
面に入射するが、下側傾斜面の内側にインクが存在する
ため、下側傾斜面に入射した光は、この部分で反射せ
ず、したがって、受光部(26)には光は入射しない。記録
用タンク(15)内のインク液面の位置が受光部(26)の位置
より下にある場合、上下の傾斜面の内側にはインクが存
在しないため、発光部(25)から上側傾斜面に入射した光
の一部が、この部分で反射して、下側傾斜面に入射し、
下側傾斜面に入射した光の一部が、この部分で反射し
て、受光部(26)に入射する。受光部(26)は、光が入射し
たときにインクなし信号を出力し、光が入射しないとき
はインクあり信号を出力する。したがって、記録用タン
ク(15)内のインク残量が所定の限度値以下になって、イ
ンク液面の位置が受光部(26)の位置より下に下がると、
受光部(26)に光が入射して、インクなし信号が出力さ
れ、インク液面の位置が受光部(26)の位置よりも上にあ
って、記録用タンク(15)内のインク残量が限度値よりも
多いときには、受光部(26)に光が入射せず、インクあり
信号が出力される。

【００３３】補助タンク(16)の底面に、記録用タンク(1
5)に対するインク補給口(27)が設けられている。補助タ
ンク(16)の上面に加圧空気供給口(28)が形成され、この
供給口(28)に、インク補給用空気ポンプ(29)が接続され
ている。

【００３４】補助タンク(16)が補給位置まで下降する
と、両タンク(15)(16)のインク補給口(21)(27)同士が連
結され、補助タンク(16)が補給位置から上昇すると、両
タンク(15)(16)のインク補給口(21)(27)が互いに離れ
る。両タンク(15)(16)のインク補給口(21)(27)が互いに
離れているときには、両インク補給口(21)(27)は閉じて
おり、これにより、記録用タンク(15)内のインク液面の
上方に密閉状の空間が形成される。両タンク(15)(16)の
インク補給口(21)(27)同士が連結されると、両インク補
給口(21)(27)が開いて、両タンク(15)(16)が互いに連通
する。

【００３５】補助タンク(16)の壁の一部に、インクの粘
性を低下させるための加熱手段を構成するヒータ(30)が
設けられている。ヒータ(30)は、補助タンク(30)の壁の
適当箇所、たとえば、図２および図３にクロスハッチン
グで示した壁の部分に設けられる。

【００３６】図４に示すように、圧力調整弁(22)、イン
ク残量検出器(24)の発光部(25)および受光部(26)、ポン
プ(29)ならびにヒータ(30)は、制御部(31)に接続されて
いる。制御部(31)は、たとえば、ＣＰＵよりなる。制御
部(31)は、発光部(25)を駆動して発光させ、受光部(26)
の出力信号を検出することによって、記録用タンク(15)
内のインク残量が限度値以下になったかどうかを判断
し、記録用タンク(15)に対するインクの補給が必要かど
うかを判断する。また、制御部(31)は、インク補給のた
めに、前記の昇降手段を制御して、補助タンク(16)を補
給位置まで下降させ、圧力制御弁(22)の圧力検出器の出
力信号を検出することによって、記録用タンク(15)内の
空気圧を検出し、この空気圧に基づいてポンプ(29)およ
びヒータ(30)を駆動することにより、記録用タンク(15)
へのインク補給を行う。

【００３７】すなわち、記録用タンク(15)内のインク残
量が限度値以下になると、補助タンク(16)が補給位置ま
で下降させられて、記録用タンク(15)に連結され、ヒー
タ(30)が駆動されて、インクが加熱されるとともに、ポ
ンプ(29)が駆動されて、補助タンク(16)内に空気が供給
されることにより、補助タンク(16)内の空気圧が上昇さ
せられ、補助タンク(16)内のインクが記録用タンク(15)
内に供給される。そして、記録用タンク(15)内の空気圧
が満杯時の空気圧に達すると、ポンプ(29)およびヒータ
(30)が停止して、インクの補給が終了し、補助タンク(1
6)が待機位置まで上昇させられる。満杯時の空気圧は、
実験等により求められて、予め設定されている。

【００３８】図５は、上記のようなインク補給時の制御
部(31)の処理の１例を示すフローチャートである。次
に、このフローチャートを参照して、上記の処理につい
て説明する。

【００３９】図５において、印字処理がなされると(S
1)、印字処理を行い(S2)、インク残量検出器(24)の受光
部(26)からインクなし信号が出力されているかどうかを
調べる(S3)。S3において、インクなし信号が出力されて
いなければ、記録用タンク(15)内のインク残量が限度値
より多いと判断し、S4に進んで、次印字があるかどうか
を調べ、あれば、S2に戻って、印字処理を継続する。S4
において、次印字がなければ、処理を終了する。

【００４０】S3において、受光部(26)からインクなし信
号が出力されていれば、記録用タンク(15)内のインク残
量が限度値以下になって、インク補給の必要が生じたと
判断し、S5に進んで、１枚の記録用紙(P)の印字が終了
したかどうかを調べる。S5において、１枚の印字が終了
していなければ、S6に進んで、印字処理を継続し、S5に
戻って、１枚の印字が終了するまで印字処理を継続す
る。

【００４１】S5において、１枚の印字が終了すると、イ
ンク補給を行うために、S7に進んで、補助タンク(16)を
補給位置まで下降させる。これにより、補助タンク(16)
のインク補給口(27)が記録用タンク(15)のインク補給口
(21)に連結されて、インクの補給が可能な状態となる。

【００４２】補助タンク(16)が補給位置まで下降する
と、圧力調整弁(28)の圧力検出器の出力信号を検出する
ことにより、記録用タンク(15)内の現在の空気圧Ｐを検
出し、このＰが予め設定されている満杯時の空気圧Ｐo
より低いかどうかを調べる(S8)。S8において、ＰがＰo
より低ければ、まだ、補給が完了していないと判断し、
S9に進んで、ヒータ(30)に通電して、これを駆動し、ポ
ンプ(29)を駆動し(S10)、S8に戻る。ヒータ(30)を駆動
することにより、補助タンク(16)内のインクが加熱され
て、その粘性が低下する。ポンプ(29)を駆動することに
より、補助タンク(16)内に空気が供給されて、補助タン
ク(16)内の空気圧が上昇し、補助タンク(16)内のインク
が記録用タンク(15)内に補給される。そして、ＰがＰo
以上になるまで、S8、S9およびS10を繰り返して、ヒー
タ(30)の駆動とポンプ(29)の駆動を継続する。

【００４３】S8において、ＰがＰo以上になれば、S11に
進んで、ＰがＰoより高いかどうかを調べる。S11におい
て、ＰがＰoより高くなければ、S12に進んで、ＰがＰo
とほぼ等しいかどうかを調べる。S12において、ＰがＰo
とほぼ等しければ、インク補給が完了したと判断し、S1
3に進んで、ポンプ(29)を停止し、ヒータ(30)を停止し
(S14)、補助タンク(16)を待機位置まで上昇させて(S1
5)、S4に戻る。S12において、ＰがＰoとほぼ等しくなけ
れば、S8に戻る。

【００４４】S11において、ＰがＰoより高ければ、記録
用タンク(15)へのインク補給が過補給であると判断し、
S16に進んで、ポンプ(29)を停止した後、ヒータ(30)を
停止し(S17)、圧力調整を行って(S18)、S11に戻る。こ
の場合は、S11、S16、S17およびS18が繰り返され、その
間に、S18において、記録用タンク(15)内の空気圧がＰo
に低下するまで、記録用タンク(15)内の空気が圧力調整
弁(28)から自動的に排出され、空気圧がＰoまで低下し
た時点で、S11からS12に進む。

【００４５】上記実施形態では、ラインヘッド方式のイ
ンクジェットプリンタを示したが、本発明は、記録用タ
ンクおよび記録ヘッドを有するキャリッジが記録用紙の
搬送方向と直交する方向（主走査方向）に移動して印字
を行うシリアル型のインクジェットプリンタにも適用で
きる。その場合、記録用タンクへのインクの補給を行う
ときには、キャリッジを所定の補給位置に移動した後
に、補助タンクを補給位置に移動して、記録用タンクと
連結し、インクの補給を行う。

【００４６】また、本発明は、インクジェットプリンタ
以外のインクジェット記録装置にも適用できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明の実施形態を示すインクジェッ
トプリンタの概略縦断面図である。

【図２】図２は、補助インクタンクが待機位置にある状
態を示す記録用インクタンクおよび補助インクタンクの
正面図である。

【図３】図３は、補助インクタンクが補給位置にある状
態を示す記録用インクタンクおよび補助インクタンクの
正面図である。

【図４】図４は、インクジェットプリンタの電気的構成
の一部を示すブロック図である。

【図５】図５は、インク補給時の制御部の処理の１例を
示すフローチャートである。

【符号の説明】

(15) 記録用インクタンク (16) 補助インクタンク (17) 記録ヘッド (22) 圧力検出器付圧力調整弁 (24) インク残量検出器 (29) 空気ポンプ (30) ヒータ (31) 制御部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2C056 EA26 EB20 EB34 EB52 EC17 EC19 EC21 EC32 EC43 EC64 KA08 KC02 KC30

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】記録ヘッドを有する記録用インクタンク
   と、記録用インクタンクに補給するためのインクを収容
   する補助インクタンクとを備えているインクジェット記
   録装置において、補助インクタンクから記録用インクタ
   ンクにインクを補給する方法であって、 記録用インクタンク内のインク残量を検出して、同イン
   ク残量が所定量以下になったときに、補助インクタンク
   内の空気圧を上昇させることにより、補助インクタンク
   から記録用インクタンクにインクを補給することを特徴
   とするインク補給方法。
2. 【請求項２】空気ポンプを用いて、補助タンク内の空気
   圧を上昇させることを特徴とする請求項１のインク補給
   方法。
3. 【請求項３】インクの補給中に、密閉状の記録用インク
   タンク内の空気圧を検出し、空気圧の検出値が満杯状態
   のときの記録用インクタンク内の空気圧と等しくなった
   時点で、補給を終了することを特徴とする請求項１また
   は２のインク補給方法。
4. 【請求項４】インク補給時に、補助インクタンクの壁面
   に設けた加熱手段により、インクを加熱して、インクの
   粘性を低下させることを特徴とする請求項１〜３のいず
   れか１項のインク補給方法。