JPH0647985A - インクジェット記録装置および該装置にて行われるインクジェットヘッドの装着状態の判定方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 コストアップすることなく、互換性を保ち、
常に不吐出のない画像を得ることのできる記録装置を提
供すること。 【構成】 交換可能なインクジェットヘッドによって記
録を行うインクジェット記録装置において、インクジェ
ットヘッドが取り付けられるキャリッジに、該インクジ
ェットヘッドが装着されたときに突出するヘッド検出用
部材が設けられ、前記ヘッド検出用部材の突出状態によ
ってインクジェットヘッドの取り付け状態を検知する機
構としてキャリッジの位置を検出するＨＰセンサが用い
られていることを特徴とするインクジェット記録装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はインクジェットヘッドを
駆動することにより記録を行なう記録装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】交換可能なインクジェットヘッドを具備
する記録装置において、新たにヘッドを取付けた場合に
回復動作を行なう必要がある。この回復動作を行う理由
は、インクジェットヘッドは記録装置に装着されていな
い状態では、インクジェットヘッド表面にインクが固着
していたりノズル内に泡が発生している場合があり、こ
の状態で使用すると不吐出に至る場合があるからであ
る。

【０００３】従来、このような状態を通常の吐出可能な
状態に回復させるための回復動作として、ヘッド表面に
固着したインクを除去するためのワイピング動作、ノズ
ル内の泡を除去するための空吐出動作等の回復動作が行
われている。

【０００４】回復動作を行うタイミングとしては、記録
装置に設けたスイッチによりユーザー自身が行なうこと
や、あるいは、インクジェットヘッドにインクジェット
ヘッドの着脱を検知するためのヘッド検出用部材を設
け、また、記録装置側には専用の検出回路を設ける等し
て、インクジェットヘッドが取付けられたことを検知し
たら自動的に回復動作を行なうようにしていた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上述した
従来例のうち、回復動作を記録装置に設けたスイッチに
よりユーザー自身が行なうものにおいては、記録装置の
マニュアルや記録装置本体にインクジェットヘッド交換
時にはスイッチを押して回復動作を行なうよう明記して
あっても、ユーザーがスイッチにより行なわれる回復動
作を忘れ、不吐出に至ることがあるという問題点があ
る。また、インクジェットヘッドにヘッド検出用部材を
設け、記録装置にはインクジェットヘッド着脱検知のた
めの専用回路を設ける場合はコストアップにつながると
ともにヘッドの互換性がなくなるという問題点がある。

【０００６】本発明は上述したような従来の技術が有す
る問題点に鑑みてなされたものであって、コストアップ
することなく、互換性を保ち、常に不吐出のない画像を
得ることのできる記録装置を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明のインクジェット
記録装置は、交換可能なインクジェットヘッドによって
記録を行うインクジェット記録装置において、インクジ
ェットヘッドが取り付けられるキャリッジに、該インク
ジェットヘッドが装着されたときに突出するヘッド検出
用部材が設けられ、前記ヘッド検出用部材の突出状態に
よってインクジェットヘッドの取り付け状態を検知する
機構としてキャリッジの位置を検出するＨＰセンサが用
いられている。

【０００８】この場合、キャリッジに、突出状態時のヘ
ッド検出用部材と同様な突起部がヘッド検出用部材に隣
接して設けてもよい。

【０００９】また、インクジェットヘッドがインクタン
クと一体に形成されていてもよい。上記のインクジェッ
トヘッドとしては、インク吐出用の熱エネルギーを発生
するための電気熱変換体を備えているものであってもよ
い。

【００１０】さらに、インクジェットヘッドは、電気熱
変換体によって印加される熱エネルギーにより、インク
に生ずる膜沸騰を利用して吐出口よりインクを吐出させ
るものであってもよい。

【００１１】なお、キャリッジに、突出状態時のヘッド
検出用部材と同様な突起部がヘッド検出用部材に隣接し
て設けたものにおけるインクジェットヘッドの検出方法
としては、ＨＰセンサの検出期間の長さに応じて、イン
クジェットヘッドの装着状態を判定することがあげられ
る。

【００１２】

【作用】本発明によれば、交換可能なインクジェットヘ
ッドを具備する記録装置において、ヘッドが記録装置に
装着されたことを検知する手段としてキャリッジ位置を
検出するＨＰセンサを流用し、且つ、キャリッジにヘッ
ドが取付けられている時のみＨＰセンサが検知できるヘ
ッド検出用部材を出す機構を具備することにより、コス
トアップすることなく、またインクジェットヘッドの互
換性を保ちながら、常に不吐出のない画像を得ることの
できる記録装置を提供できる。

【００１３】

【実施例】次に、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。

【００１４】図１は本発明の一実施例の基本構成を示す
ブロック図である。

【００１５】図１において、１００はカートリッジの有
無を検出する着脱検知手段、１０１は以後に説明する記
録装置の動作を制御するＣＰＵ、１０２はカートリッジ
の着脱を記憶する記憶手段、１０３は回復動作を行なう
動作制御手段である。

【００１６】図２は本発明の実施例にかかわるインクジ
ェット記録装置の構成例を示す斜視図である。

【００１７】図２において、２０５はカートリッジであ
り、記録ヘッドＨとインク供給源たるインクタンクとを
一体としたものである。このヘッドカートリッジ２０５
は、押さえ部材２０２によりキャリッジ２０６の上に固
定されており、これらはシャフト２１１にそって長手方
向に往復運動可能となっている。記録ヘッドより吐出さ
れたインクは、記録ヘッドＨと微小間隔をおいて、プラ
テン２１０に記録面を規制された記録媒体２０９に到達
し、画像を形成する。

【００１８】記録ヘッドＨにはケーブル２０７及びこれ
に結合する端子を介して適宜のデータ供給源より画像デ
ータに応じた吐出信号が供給される。カートリッジ２０
５は、用いるインク色等に応じて、１ないし複数個（図
示例では２個）を設けることができる。２０８はキャリ
ッジ２０６をシャフト２１１に沿って走査させるための
パルスモータ、２０３はモータ２０８の駆動力をキャリ
ッジ２０６に伝達するためのワイヤである。また、２０
１はプラテンローラ２１０に結合して記録媒体２０９を
搬送させるためのフィードモータ、２０４はキャリッジ
２０６の位置を検出するフォトインタラプタによるＨＰ
（ポジション）センサである。

【００１９】図３はＨＰセンサを流用したカートリッジ
の着脱検出手段を示す。

【００２０】図３において、３００は着脱検出手段を兼
ねているＨＰセンサ、３０１はプルアップ抵抗、３０２
と３０４は過電流保護用の抵抗である。抵抗３０２を介
してＨＰせンサによる検出状態を検知するＣＰＵ１０１
はＨＰセンサ３００の検出状態に応じて記録装置の動作
の制御を行なう。

【００２１】３０６は可動式のヘッド検出用部材で、イ
ンクジェットヘッド３０５の装着状態に応じてその先端
部分がＨＰセンサ３００の検出位置に出入りするように
キャリッジ３０８とバネ３０７を介して接続されてい
る。ヘッド検出用部材３０６はインクジェットヘッド３
０５が装着されているときにはインクジェットヘッド３
０５に押し出されて先端部分がＨＰセンサ３００の検出
位置に突出し、これによりインクジェットヘッド３０５
が装着されていることがＨＰセンサおよびＣＰＵ１０１
により検知される。ヘッド検出用部材３０６は、インク
ジェットヘッド３０５が装着されていないときにはバネ
３０７により反ＨＰセンサ３００側に引き込まれてキャ
リッジ３０８の内部に格納されるため、その先端部分が
ＨＰセンサ３００の検出位置に突出することはなく、イ
ンクジェットヘッド３０５が未装着であることが検知さ
れる。

【００２２】すなわち、Ａ点の電位は、インクジェット
ヘッド３０５が取付けられていないときにはＨＰセンサ
を構成するフォトインタラプタがオン状態となるために
接地電位となるが、インクジェットヘッド３０５が取付
けられているときには該フォトインタラプタがオフ状態
となるためにＶｃｃレベルとなるので、これらのレベル
差を検知することによりカートリッジの着脱状態が検知
可能となる。

【００２３】図４、および図５を用いて本実施例の制御
手順を示す。

【００２４】図４はＣＰＵ１０１による本実施例の記録
装置の制御動作を示すフローチャート、図５はインクジ
ェットヘッドとＨＰセンサとの位置関係を示す図であ
る。

【００２５】記録装置本体の電源がＯＮされると（ステ
ップＳ４００）、記録装置に設けられたパルスカウンタ
ＰＣ（不図示）へ現在の位置を示すＰ（ポジション）パ
ルスを書き込む（ステップＳ４０１）。このときのＰパ
ルスは、ホームポジションからＨＰセンサを通過する量
であれば良い（図５参照）。ＣＰＵ１０１は、この後キ
ャリッジ３０８を正方向へパルスモータ２０８（図２参
照）の１パルス分移動させ（ステップＳ４０２）、ＨＰ
センサへ接続されているＣＰＵのポートレベルを検出す
る（ステップＳ４０３）。

【００２６】上記検出結果、ポートレベルがＨ、即ちカ
ートリッジが装着されていることを示すものであれば、
キャリッジ３０８を負方向へＰＣパルス分移動させ（ス
テップＳ４０９）、回復動作を行なう（ステップＳ４１
０）。ポートレベルがＬ、即ちカートリッジが装着され
ていないことを示すものであれば、パルスカウンタＰＣ
に書き込まれたＰパルスから１を減じ（ステップＳ４０
４）、パルスカウンタＰＣの値が０であるかを確認する
（ステップＳ４０５）。パルスカウンタＰＣの値が０で
ない場合には、ステップＳ４０２からの動作を繰り返し
行う。パルスカウンタＰＣの値が０ならば（ステップＳ
４０５）、キャリッジ３０８を負方向へＰＣパルス分移
動させ、不図示の表示部にＥＲＯＲＲ表示を行わせて
（ステップＳ４０７）終了する（ステップＳ４０８）。

【００２７】以上の制御を行なうことにより、カートリ
ッジが装着されていることをＨＰセンサを流用して検知
することができ、その結果回復動作を行なうようにする
ことができる。

【００２８】なお、本実施例ではヘッド装着されたこと
を検知することにより回復動作を行なったが、回復動作
以外の動作を行なう場合、例えば印字動作や紙送り動作
等を行ってもよい。

【００２９】次に、本発明の第２の実施例について説明
する。

【００３０】先に説明した実施例では、ヘッドが装着さ
れていない状態ではヘッド検出用部材をＨＰセンサで検
知できないので、ヘッド未装着でもキャリッジジャムか
の判定ができなかった。

【００３１】本実施例は、ヘッド未装着でもキャリッジ
の位置を検知でき、且つ、ヘッドの着脱状態を検知可能
としたものである。

【００３２】図６は本実施例の要部構成を示す断面図で
ある。

【００３３】図中、６００はヘッド検出用部材であり、
図３に示したものと同様に、ヘッドが装着されていると
きにはＨＰセンサが検知できるようにキャリッジから突
出し、ヘッドが未装着のときにはキャリッジ内に格納さ
れてＨＰセンサが検知できない構成とされている。６０
１はヘッド６０２を固定するキャリッジであって、印字
の際には該キャリッジ６０１が移動することによりヘッ
ドが移動する。キャリッジ６０１には６００とは別にヘ
ッド検出用部材が設けてあり、ヘッドの有無にかかわら
ずＨＰセンサが検知できるように固定されている。この
他の構成は図２に示した第１の実施例と同様であるため
に説明は省略する。

【００３４】本実施例の回路構成は先の実施例と同様で
あるが、検出時間に応じて検出状態を判断する点が第１
の実施例とは異なっている。キャリッジ６０１のヘッド
検出用部材の幅は、キャリッジ６０１を駆動するための
パルスモータへ加えるパルス数でＣパルス分であるのに
対し、ヘッド装着時はヘッド検出用部材６００の幅が加
わるためにＦパルス分の幅となる。このため、ヘッドの
有無は、キャリッジがＨＰセンサに達してから通過する
までに要するパルス数で判定できる。

【００３５】図７は本実施例におけるＣＰＵ１０１の制
御動作を示すフローチャートである。

【００３６】記録装置本体の電源がＯＮされると（ステ
ップＳ７００）、ヘッド検出用部材がＨＰセンサを通過
するのに要するパルス数をカウントするパルスカウンタ
ＦＣ（不図示）へ初期値として０を書き込む（ステップ
Ｓ７０１）。また、パルスモータへ加えたパルス数をカ
ウントするパルスカウンタＰＣ（不図示）にはＰを書き
込む（ステップＳ７０２）。このときＰパルスは、第１
の実施例の場合と同様にホームポジションからＨＰセン
サを通過する量であれば良い。

【００３７】ＣＰＵ１０１は、次に、キャリッジ６０１
を正方向へパルスモータ２０８（図１参照）の１パルス
分移動させるとともに（ステップＳ７０３）、パルスカ
ウンタＰＣに記憶された値から１を減ずる（ステップＳ
７０４）。このとき、パルスカウンタＰＣに記憶されて
いる値を確認し（ステップＳ７０５）、パルスカウンタ
ＰＣに記憶されている値が０の場合には、キャリッジジ
ャムがあると判断して（ステップＳ７０６）、動作を終
了する（ステップＳ７１６）。パルスカウンタＰＣに記
憶されている値が０でない場合には、ポートレベルを調
べる（ステップＳ７０７）。ポートレベルがＨ、即ちカ
ートリッジが装着されていないことを示すものである場
合には、ステップＳ７０３へ戻り、上記と同様の動作を
繰り返し行う。ポートレベルがＬ、即ちカートリッジが
装着されてないことを示すものである場合には、次へ進
む。

【００３８】前段階まででヘッド検出用部材がＨＰセン
サへ達したので、ここからヘッド検出用部材の幅を計る
動作へ入る。ＣＰＵ１０１は、ステップＳ７０７にてカ
ートリッジが装着されてないことを確認すると、キャリ
ッジ６０１を正方向へパルスモータ２０８（図１参照）
１パルス分移動させ（ステップＳ７０８）、カウンタＦ
Ｃをインクリメントし（ステップＳ７０９）、カウンタ
ＰＣをデクリメントして（ステップＳ７１０）、ポート
レベルを確認する（ステップＳ７１１）。このときポー
トレベルがＨ、即ちヘッド検出用部材がＨＰセンサを通
過中であることを示す場合にはステップＳ７０８へ戻
り、上記と同様の動作を繰り返し行う。ポートレベルが
Ｌ、即ちヘッド検出用部材がＨＰセンサを通過したこと
を示す場合には、キャリッジ６０１を負方向へ（Ｐ−Ｐ
Ｃ）パルス移動させる（ステップＳ７１２）。

【００３９】次に、カウンタＦＣの値がＣパルスより大
きいかどうかの確認を行う（ステップＳ７１３）。カウ
ンタＦＣの値がＣパルスより大きな場合、即ちヘッドが
キャリッジに装着されていることを示すものであればれ
ば、回復動作を行ない（ステップＳ７１４）、終了する
（ステップＳ７１６）。カウンタＦＣの値がＣパルス以
下であり、ヘッドがキャリッジに装着されていないこと
を示すものであれば、ＥＲＯＲＲ表示をして（ステップ
Ｓ７１５）、終了する（ステップＳ７１６）。以上の制
御を行なうことにより、ヘッド装着されたことを検知で
き、その結果回復動作を行なうようにすることができ
る。

【００４０】なお、本実施例ではキャリッジジャム及び
ヘッド装着されたことを検知できるようにすることによ
り回復動作を行なったが、回復動作以外の動作を行なっ
ても同様である。

【００４１】本発明は、特にインクジェット記録方式の
中でもキヤノン(株)の提唱する、熱エネルギーを利用し
てインクを吐出する方式の記録ヘッド、記録装置におい
て、優れた効果をもたらすものである。

【００４２】その代表的な構成や原理については、例え
ば、米国特許第4,723,129号明細書、同第4,740,796号明
細書に開示されている基本的な原理を用いて行なうもの
が好ましい。この方式はいわゆるオンデマンド型、コン
ティニュアス型のいずれにも適用可能であるが、特に、
オンデマンド型の場合には、液体（インク）が保持され
ているシートや液路に対応して配置されている電気熱変
換体に、記録情報に対応していて核沸騰を越える急速な
温度上昇を与える少なくとも一つの駆動信号を印加する
ことによって、電気熱変換体に熱エネルギーを発生せし
め、記録ヘッドの熱作用面に膜沸騰させて、結果的にこ
の駆動信号に一対一対応し液体（インク）内の気泡を形
成出来るので有効である。この気泡の成長、収縮により
吐出用開口を介して液体（インク）を吐出させて、少な
くとも一つの滴を形成する。この駆動信号をパルス形状
とすると、即時適切に気泡の成長収縮が行なわれるの
で、特に応答性に優れた液体（インク）の吐出が達成で
き、より好ましい。このパルス形状の駆動信号として
は、米国特許第4,463,359号明細書、同第4,345,262号明
細書に記載されているようなものが適している。なお、
上記熱作用面の温度上昇率に関する発明の米国特許第4,
313,124号明細書に記載されている条件を採用すると、
さらに優れた記録を行なうことができる。

【００４３】記録ヘッドの構成としては、上述の各明細
書に開示されているような吐出口、液路、電気熱変換体
の組み合わせ構成（直線状液流路または直角液流路）の
他に熱作用部が屈曲する領域に配置されている構成を開
示する米国特許第4,558,333号明細書、米国特許第4,45
9,600号明細書を用いた構成も本発明に含まれるもので
ある。加えて、複数の電気熱変換体に対して、共通する
スリットを電気熱変換体の吐出部とする構成を開示する
特開昭59年第123670号公報や熱エネルギーの圧力波を吸
収する開口を吐出部に対応させる構成を開示する特開昭
59年第138461号公報に基づいた構成としても本発明は有
効である。

【００４４】さらに、記録装置が記録できる最大記録媒
体の幅に対応した長さを有するフルラインタイプの記録
ヘッドとしては、上述した明細書に開示されているよう
な複数記録ヘッドの組み合わせによって、その長さを満
たす構成や一体的に形成された一個の記録ヘッドとして
の構成のいずれでもよいが、本発明は、上述した効果を
一層有効に発揮することができる。

【００４５】加えて、装置本体に装着されることで、装
置本体との電気的な接続や装置本体からのインクの供給
が可能になる交換自在のチップタイプの記録ヘッド、あ
るいは記録ヘッド自体に一体的に設けられたカートリッ
ジタイプの記録ヘッドを用いた場合にも本発明は有効で
ある。

【００４６】また、本発明の記録装置の構成として設け
られる、記録ヘッドに対しての回復手段、予備的な補助
手段などを付加することは本発明の効果を一層安定化で
きるので好ましいものである。これらを具体的に挙げれ
ば、記録ヘッドに対しての、キャッピング手段、クリー
ニング手段、加圧あるいは吸引手段、電気熱変換体ある
いはこれとは別の加熱素子あるいはこれらの組み合わせ
による予備加熱手段、記録とは別の吐出を行なう予備吐
出モードを行なうことも安定した記録を行なうために有
効である。

【００４７】さらに、記録装置の記録モードとしては黒
色等の主流色のみの記録モードだけではなく、記録ヘッ
ドを一体的に構成するか複数個の組み合わせによってで
もよいが、異なる色の複色カラーまたは、混色によるフ
ルカラーの少なくとも一つを備えた装置にも本発明は極
めて有効である。

【００４８】以上説明した本発明実施例においては、イ
ンクを液体として説明しているが、室温やそれ以下で固
化するインクであって、室温で軟化もしくは液体あるい
は、上述のインクジェットではインク自体を３０℃以上
７０℃以下の範囲内で温度調整を行なってインクの粘性
を安定吐出範囲にあるように温度制御するものが一般的
であるから、使用記録信号付与時にインクが液状をなす
ものであればよい。加えて、積極的に熱エネルギーによ
る昇温をインクの固形状態から液体状態への態変化のエ
ネルギーとして使用せしめることで防止するかまたは、
インクの蒸発防止を目的として放置状態で固化するイン
クを用いるかして、いずれにしても熱エネルギーの記録
信号に応じた付与によってインクが液化してインク液状
として吐出するものや記録媒体に到達する時点ではすで
に固化し始めるものなどのような、熱エネルギーによっ
て初めて液化する性質のインク使用も本発明には適用可
能である。このような場合インクは、特開昭54-56847号
公報あるいは特開昭60-71260号公報に記載されるよう
な、多孔質シート凹部または貫通孔に液状または固形物
として保持された状態で、電気熱変換体に対して対向す
るような形態としてもよい。本発明においては、上述し
た各インクに対して最も有効なものは、上述した膜沸騰
方式を実行するものである。

【００４９】

【発明の効果】本発明によれば、交換可能なインクジェ
ットヘッドを具備する記録装置において、ヘッドが記録
装置に装着されたことを検知する手段としてキャリッジ
位置を検出するＨＰセンサを流用し、且つ、キャリッジ
にヘッドが取付けられたいる時のみＨＰセンサが検知で
きるヘッド検出用部材を出す機構を具備することによ
り、コストアップすることなく、またインクジェットヘ
ッドの互換性を保ちながら、常に不吐のない画像を得る
ことのできる記録装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の基本構成を示すブロック図
である。

【図２】図１に示した実施例にかかわるインクジェット
記録装置の構成例を示す斜視図である。

【図３】図１に示した実施例にかかわる着脱検出手段の
構成を示す図である。

【図４】図１に示した実施例における制御動作を示すフ
ローチャートである。

【図５】インクジェットヘッドとＨＰセンサとの位置関
係を示す図である。

【図６】本発明の第２の実施例の要部構成を示す断面図
である。

【図７】図６に示した実施例における制御動作を示すフ
ローチャートである。

【符号の説明】

１００ 着脱検知手段 １０１ ＣＰＵ １０２ 着脱記憶手段 １０３ 動作制御手段 ２０１ フィードモータ ２０２ 押え部材 ２０３ ワイヤ ２０４ ポジションセンサ ２０５ カートリッジ ２０６，３０８，６０１ キャリッジ ２０７ 記録ヘッド ２０８ パルスモータ ２０９ 記録媒体 ２１０ プラテン ２１１ シャフト ３００ ＨＰセンサ ３０１ プルアップ抵抗 ３０２，３０４ 抵抗 ３０５，６０２ インクジェットヘッド ３０６，６００ ヘッド検出用部材 ３０７ バネ Ｓ４００〜Ｓ４１０，Ｓ７００〜Ｓ７１６ ステップ

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 交換可能なインクジェットヘッドによっ
   て記録を行うインクジェット記録装置において、 インクジェットヘッドが取り付けられるキャリッジに、
   該インクジェットヘッドが装着されたときに突出するヘ
   ッド検出用部材が設けられ、 前記ヘッド検出用部材の突出状態によってインクジェッ
   トヘッドの取り付け状態を検知する機構としてキャリッ
   ジの位置を検出するＨＰセンサが用いられていることを
   特徴とするインクジェット記録装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載のインクジェット記録装置
   において、 キャリッジに、突出状態時のヘッド検出用部材と同様な
   突起部がヘッド検出用部材に隣接して設けられているこ
   とを特徴とするインクジェット記録装置。
3. 【請求項３】 請求項１または請求項２に記載のインク
   ジェット記録装置において、 インクジェットヘッドがインクタンクと一体に形成され
   ていることを特徴とするインクジェット記録装置。
4. 【請求項４】 請求項１乃至請求項３のいずれかに記載
   のインクジェット記録装置において、 インクジェットヘッドは、インク吐出用の熱エネルギー
   を発生するための電気熱変換体を備えていることを特徴
   とするインクジェット記録装置。
5. 【請求項５】 請求項４に記載のインクジェット記録装
   置において、 インクジェットヘッドは、電気熱変換体によって印加さ
   れる熱エネルギーにより、インクに生ずる膜沸騰を利用
   して吐出口よりインクを吐出させることを特徴とするイ
   ンクジェット記録装置。
6. 【請求項６】 請求項２に記載のインクジェット記録装
   置にて行われるインクジェットヘッドの装着状態の判定
   方法であって、 ＨＰセンサの検出期間の長さに応じて、インクジェット
   ヘッドの装着状態を判定することを特徴とするインクジ
   ェットヘッドの装着状態の判定方法。