JPH0880613A

JPH0880613A - インクジェット記録装置

Info

Publication number: JPH0880613A
Application number: JP21870094A
Authority: JP
Inventors: Teruo Arashima; 輝雄荒島
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1994-09-13
Filing date: 1994-09-13
Publication date: 1996-03-26

Abstract

(57)【要約】【目的】インクタンク内のインク残量に応じてインク
吐出のための駆動周波数を変化させ、記録速度を適切に
向上させることのできるインクジェット記録装置を提供
する。【構成】駆動周波数に応じた吐出信号により記録を行
う記録手段（１７）を有し、インクタンク内のインク残
量を検知する手段（１１０）と、その検知情報に基づい
てインク吐出可能な最大の駆動周波数を演算する情報処
理部（１２０）と、その最大の駆動周波数で記録手段
（１７）を駆動するように制御する手段（１３０）とを
具備した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記録装置
に関し、詳しくは、文字や画像等の入力情報を被記録材
上に出力する記録手段を有するインクジェット記録装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】記録装置は、文字、画像等の入力情報を
被記録材（以下で記録シートと呼ぶ）上に出力するため
の記録素子を複数備えた記録手段を有し、その複数の記
録素子を制御手段による制御下で選択的に駆動させるこ
とによって記録動作が実施される。かかる記録装置は、
使用される記録手段の記録方式により、インクジェット
式、ワイヤドット式、感熱式、熱転写式、レーザビーム
式等に分類することができる。このような記録装置のな
かで、記録シートの搬送方向（副走査方向）と交叉する
方向に主走査する記録方式を採るシリアルタイプの記録
装置においては、記録シートを所定の記録位置に保持し
た状態で、記録シートに沿って移動（主走査）するキャ
リッジ上に搭載した記録手段（記録ヘッド）によって画
像（文字や記号等を含む）の記録が行われ、１行分の記
録が終了した時点で所定量のシート送り（副走査）され
て、その後に次の行の画像を記録（主走査）するという
動作の繰り返しにより、記録シートの所望範囲に画像が
記録される。一方、記録シートを搬送方向に送る副走査
のみで記録するラインタイプの記録装置においては、記
録シートを所定の記録位置にセットし、一括して１行分
の記録を連続的に行ないながら所定量の紙送り（ピッチ
送り）を行ない、記録シート上に全体的に画像が記録さ
れる。

【０００３】そのうち、インクジェット式のインクジェ
ット記録装置は、記録ヘッドから記録シート上にインク
を吐出して記録を行なうものであり、記録手段のコンパ
クト化が容易であり、高精細な画像を高速で記録するこ
とができ、普通紙に特別の処理を必要とせずに記録する
ことができて、ランニングコストが安く、ノンインパク
ト方式であるため騒音が少なく、しかも、多色のインク
を使用してカラー画像を記録するのが容易であるなどの
利点を有している。

【０００４】特に、熱エネルギーを利用してインクを吐
出するインクジェット式の記録ヘッドは、エッチング、
蒸着、スパッタリング等の半導体製造プロセスを経て、
基板上に製膜された電気熱変換体、電極、液路壁、天板
などを形成することにより、高密度の液路配置（吐出口
配置）を有するものを容易に製造することができ、一層
のコンパクト化を図ることができる。また、ＩＣ技術や
マイクロ加工技術の長所を活用することにより、記録手
段の長尺化や面状化（２次元化）が容易であり、記録手
段のフルマルチ化および高密度実装化も容易である。

【０００５】ところで、この種のインクジェット記録装
置における記録速度は、移動走査するカートリッジ式記
録ヘッド（以下でインクジェットカートリッジという）
からインクを吐出させるために使用されるインク吐出駆
動周波数に対応して設定されるのが一般的である。

【０００６】なお、インク吐出の最大または限界駆動周
波数ｆは次式で表わされる。

【０００７】

【数１】ｆ＝ｆ₀ −ｋ（ｗ₁ ＋ｗ₂ ） …（１）ここで、ｆ₀ …ヘッドからインクを吐出させるために必
要な限界の周波数ｗ₁ …インクタンク内のインクの負圧（静水頭）ｗ₂ …インクのヘッドへの流入抵抗（動水頭）すなわち、最大または限界駆動周波数ｆは、インクタン
ク内に保持されるインクの負圧ｗ₁ およびインク流入時
の抵抗ｗ₂ によって変化する。また、インクタンク内の
インクの負圧ｗ₁ は使い始めではインクの自重が作用す
ることにより小さくなっているが、インクが消費される
にしたがって負圧ｗ₁ が増大する。一方、インクの流入
抵抗ｗ₂ は記録パターンによって異なってくる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来例ではインク吐出駆動周波数を、上述したように、イ
ンクの残量やインク使用量の影響を考慮して予め低く設
定しているが、交換直後など、インクジェットカートリ
ッジの使い始めなどでは、インクタンク内に十分なイン
クがあり、また、インクタンク内に装填されているイン
ク吸収体のインク保持力もそれだけ弱くインク供給が容
易にできるので、本来はもっと高いインク吐出駆動周波
数を使用しても記録が可能である。つまり、一般に、こ
の種のインクジェット記録装置では、これまで余裕のあ
る低い記録速度が使用されており、それだけ、記録とし
ては時間的に無駄が多い。

【０００９】本発明の目的は、このような従来の技術的
問題に着目し、インクジェット記録ヘッドによりその時
点での最適インク吐出駆動周波数で記録が可能であり、
高速記録可能な状態では高速で記録し、また、逆にイン
クが少なくなったような場合には、低速記録することで
インクの使用効率や品位を向上させることが可能なイン
クジェット記録装置を提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】かかる目的を達成するた
めに、本発明インクジェット記録装置は、駆動周波数に
応じた吐出信号によりインクタンクから供給されるイン
クを吐出して記録を行う記録手段を有し、前記インクタ
ンク内のインク残量を検知するインク残量検知手段と、
該インク残量検知手段からのインク残量にかかわる情報
に基づいてインクの吐出が可能な最大の駆動周波数を演
算する情報処理部と、該情報処理部により求められた前
記最大の駆動周波数に従って前記記録手段を駆動し、記
録を行うように制御する制御手段とを具備したことを特
徴とするものである。

【００１１】

【作用】本発明によれば、インク残量検知手段により検
知されたインクタンク内のインク残量から、そのインク
残量時にインクの吐出が可能な最大（限界）の駆動周波
数が情報処理部において見出され、そのような駆動周波
数によって記録手段による記録が行われるもので、上述
のような制御により、インク吐出のタイミングと共に記
録速度をその時点におけるインク残量に応じて変化させ
ることが可能となり、従来より全体的な記録速度の合理
的向上を図ることができる。

【００１２】

【実施例】以下に、図面に基づき本発明の実施例を詳細
に説明する。

【００１３】まず、図１ないし図６を参照して本発明の
適用が可能なインクジェット記録装置および該装置に具
備される記録ヘッドの概略的構成について述べることと
する。

【００１４】図１は本発明の適用が可能なインクジェッ
ト記録装置の一例を示す。図１において、装置本体１に
は螺旋溝２が刻まれたリードスクリュー３が回転自在に
軸支されており、該リードスクリュー３は駆動モータ４
の正逆回転に連動し、伝達ギア５，６を介して回転駆動
される。キャリッジ７は、その支持部８（図６）に設け
られたピン（不図示）が螺旋溝２に係合しており、かつ
ガイドレール９に摺動自在に案内されていて、前述の駆
動モータ４の正逆回転により矢印ａ，ｂ方向に往復移動
する。用紙やプラスチック薄板等の被記録材（以下で記
録シートという）１０は、プラテンローラ１１によって
シート送りされると共に記録位置ではキャリッジ移動方
向に配設されたシート押え板１２により該プラテン１１
の周面に向けて押圧された状態に保たれる。

【００１５】フォトカプラ１３，１４は、ホームポジシ
ョン検出手段として設けられるもので、これらのフォト
カプラ１３，１４はキャリッジ７のレバー１５がこの領
域に導かれると、その存在を確認して駆動モータ４の回
転方向の逆転等を行う。キャリッジ７には記録手段を構
成するインクジェットカートリッジ１６が搭載されてい
る。このインクジェットカートリッジ１６は、図２に示
すように、インクジェットヘッド１７を含むインクジェ
ットユニット１８とインク貯蔵部を形成するインクタン
ク１９とを一体化した構造をなしている。一方、記録領
域を外れた位置（例えばホームポジション）には、イン
クジェットヘッド１７の吐出口面（吐出口が配列された
前面）を密閉（キャッピング）するためのキャップ部材
２０が配設されている。このキャップ部材２０は、支持
部材２１によって支持され、さらに吸引手段２２を備
え、キャップ内開口２３を介してインクジェットヘッド
１７の吸引回復を行うように構成されている。

【００１６】装置本体１の枠部材２４には支持板２５が
取り付けられており、該支持板２５に摺動可能に支持さ
れたクリーニングブレード２６は、不図示の駆動手段に
よりインクジェットヘッド１７に対して前後方向に移動
可能に構成されている。クリーニングブレード２６とし
ては、図示のものの他、公知の種々の形態のものを使用
することができる。レバー２７は、吸引回復操作の開始
時に使用されるものであり、キャリッジ７と当接するカ
ム２８の移動に伴って移動する。そして、このレバー２
７の移動に伴ってギア２９やクラッチ切換え等の公知の
伝達手段を制御することにより、駆動モータ４からの駆
動力の伝達が制御される。

【００１７】前述のキャッピング、クリーニング、吸引
回復の各処理は、キャリッジ７がホームポジション側の
領域に来た時に、リードスクリュー３の作用によりそれ
ぞれの対応位置で行われるものである。これらの各処理
は、周知のタイミングおよびシーケンスを利用して任意
の態様で実施することができる。また、これらの各処理
は単独でも複合的にも実施することが可能である。

【００１８】続いて図２および図３に従ってインクジェ
ットカートリッジ（ＩＪＣ）１６の構成について説明す
る。

【００１９】これらの図に示すように、インクジェット
カートリッジ１６は、インクジェットヘッド１７を含む
インクジェットユニット１８と、インクを収納するイン
クタンク１９とが一体的に組み付けられた構造をしてい
る。３０はインクジェットヘッド１７に設けられている
多数の吐出口である。なお、インクジェットユニット
（ＩＪＵ）１８は、インクジェットヘッド１７と共に、
該インクジェットヘッド１７への電気配線やインク配管
等がまとめて構成されたものである。

【００２０】本実施例のインクジェットカートリッジ１
６は、インクの収納割合が大きいものであり、インクジ
ェットユニット１８の先端部はインクタンク１９の前面
より僅かに突出している。このインクジェットカートリ
ッジ（ＩＪＣ）１６は、図６を参照して後述するよう
に、キャリッジ７の位置決め手段および電気的接点を介
して、該キャリッジ７に着脱可能に固定支持されるディ
スポーザブルタイプのものである。

【００２１】図４はインクジェットヘッド１７の構造を
模式的に示す。このインクジェットヘッド１７は、熱エ
ネルギーを利用してインクを吐出するインクジェット記
録ヘッドであって、熱エネルギーを発生するための電気
熱変換体を備えたものである。また、記録ヘッド１７
は、電気熱変換体によって発生される熱エネルギーによ
り生じる膜沸騰での気泡の成長、収縮によって生じる圧
力変化を利用して、吐出口よりインクを吐出させ、記録
を行なうものである。

【００２２】図４に示すように、インクジェットヘッド
１７には、列状に設けられた複数の吐出口３０からイン
クを吐出させるために、印加電圧が供給されて熱エネル
ギーを発生させる電気熱変換体３１が各液路４２ごとに
配設されている。そして、記録信号に応じて各電気熱変
換体３１に駆動信号を選択的に供給することによって、
該電気熱変換体３１に熱エネルギーを発生せしめて膜沸
騰を生じさせインク液路４２内に気泡を形成する。そし
て、この気泡の成長によって吐出口３０からインク滴を
吐出させるもので、各電気熱変換体３１はシリコン基板
から成るヒーターボード３２上に設けられており、各電
気熱変換体３１に電力を供給するアルミニウム等の配線
（不図示）とともに成膜技術により一体的に形成されて
いる。

【００２３】複数のインク液路４２をそれぞれ区分する
ための隔壁や各インク液路４２へ供給されるインクを一
時的に収納する共通液室３３等を設けた溝付き天板３４
と、インクタンク１９からのインクを共通液室３３に導
入するためのインク受け口３５と各インク液路４２に対
応した複数の吐出口３０を有する吐出口プレート（吐出
口面を形成するプレート）３６とは一体成形されており
（図３参照）、その材料としては、ポリスルホンが好ま
しいが、ポリエーテルスルホン、ポリフェニレンオキシ
ド、ポリプロピレンなどの他の成形用樹脂材料を用いて
もよい。また、天板３４には後述する開口部が形成され
ており、振動を吸収するフィルター７０が前述成形後溶
着される。なお、図５は図３中のインクタンク１９のイ
ンクジェットユニット１８取り付け部の構成を示す。ま
た、図６はインクジェットカートリッジＩＪＣ１６のキ
ャリッジ７への取り付け構造を示すものである。

【００２４】次に、主として図３を参照し、前述の各図
面を参照して、インクジェットユニットＩＪＵ１８の構
成について説明する。

【００２５】図３において、配線基板３７の一端はイン
クジェットヘッド１７のヒーターボード３２の配線部分
と相互に接続され、さらに、配線基板３７の他端部に
は、装置本体からの電気信号を受けるための各電気熱変
換体３１（図４）に対応した複数個のパッド３８が設け
られている。このことにより、装置本体からの電気信号
は、それぞれの電気熱変換体３１に個別に供給される。

【００２６】配線基板３７の裏面を平面で支持する金属
製の支持体３９は、インクジェットユニット１８の底板
になる。押えばね４０はＭ字形状であり、そのＭ字の中
央で共通液室３３（図４）の外壁部分を軽圧で押圧する
とともに、その前だれ部４１で液路４２の一部、好まし
くは吐出口３０近傍の領域を線圧で集中押圧する。ヒー
ターボード３２と天板３４とは、押えばね４０の足部が
支持体３９の孔４３を通って支持体３９の裏面側に係合
することによって、挟み込んだ状態で係合され、押えば
ね４０とその前だれ部４１の集中付勢力によって相互に
圧着固定される。

【００２７】支持体３９は、インクタンク１９の２つの
位置決め用突起４４および位置決めかつ熱融着保持用突
起４５，４６（図５）のそれぞれに係合する孔４７，４
８，４９を有する他、キャリッジ７に対する位置決め用
の突起５０，５１を裏面側に有している。また、支持体
３９には、インクタンク１９からのインク供給管５２を
貫通可能にする孔５３が設けられている。支持体３９に
対する配線基板３７の取り付けは、接着剤等による貼着
で行われる。

【００２８】支持体３９の凹部５４，５５は、それぞれ
突起５０，５１の近傍に設けられており、組立てられた
インクジェットカートリッジ１６（図２）のヘッドユニ
ット１８の周囲の３辺に設けられた平行溝５６，５７の
延長線上に位置することによりゴミやインク等の不要物
が前記突起５０，５１に至らないように構成されてい
る。前述の平行溝５６が形成されている蓋部材５８は、
図６に示すように、インクジェットカートリッジ１６の
外壁を形成するとともに、インクタンク１９との間にイ
ンクジェットユニット１８を収納する空間５９を形成す
る。また、前記平行溝５７が形成されているインク供給
部材６０は、インク供給管５２側を固定された片持ちば
りとして形成されかつ該インク供給管５２に連続するイ
ンク導管６１を有し、さらに、インク導管６１の固定側
とインク供給管５２との間の毛細管現象を確保するため
の封止ピン６２が挿入されている。なお、インクタンク
１９とインク供給管５２との結合部は圧入でシールされ
ている。インク供給管５２のインクタンク１９側の端部
には、フィルター６３が設けられている。

【００２９】インク供給部材６０は、モールド成形で作
られるので、安価で位置精度が高く、製造上の精度低下
がなく、さらに片持ちばり構造のインク導管６１による
大量生産時においても、該インク導管６１のインク受け
口３５に対する圧接状態が安定している。本実施例で
は、この圧接状態下で、封止用接着剤をインク供給部材
６０側から流し込むだけで、より完全な連通状態を確実
に得ることができる。なお、インク供給部材６０の支持
体３９に対する固定は、インク供給部材６０の裏面側の
２本のピン（不図示）を支持体３９の孔６４，６５にそ
れぞれ貫通させ、これを熱融着することにより簡単に行
われる。この熱融着された裏面部のわずかな突出領域
は、インクタンク１９のインクジェットユニット１８取
り付け側の側面の窪み（不図示）内に収められるので、
インクジェットユニット１８の位置決め面は正確に得ら
れる。

【００３０】次に、インクタンク１９について説明す
る。インクタンク１９は、基本的にカートリッジ本体６
６とインク吸収体６７と蓋部材６８とから成り、インク
吸収体６７を上記インクジェットユニット１８とは反対
側からカートリッジ本体６６に挿入した後、蓋部材６８
でこれを封止することにより組み立てられる。インク吸
収体６７は、インクを含浸して保持するためのものであ
り、カートリッジ本体６６内に配置される。インク供給
口６９は、インクジェットユニット１８にインクを供給
するためのものであり、さらに、インクタンク１９に
は、大気を内部に連通するための大気連通口７１が設け
られており、該大気連通口７１の内方には、該大気連通
口からのインクの漏れを防止するための撥液材７２が配
置されている。

【００３１】本実施例のインクジェットカートリッジ１
６においては、インクジェットヘッド１７に対する後方
面を平面化することにより、組み付け時の必要スペース
を最小化するとともにインクの収容量を最大化する構成
が採られたので、記録装置の小型化を達成できるだけで
なく、カートリッジ１６の交換頻度を減少させることが
可能になっている。そして、インクジェットユニット１
８を一体化するための空間の後方部を利用して、そこに
大気連通口７１用の突出部分を形成し、この突出部分の
内部を空洞化して、ここに前述したインク吸収体６７厚
み全体に対する大気圧供給空間が形成されている。この
ような構成を採ることにより、優れたインクジェットカ
ートリッジ１６が得られる。

【００３２】なお、大気圧供給空間７３は、従来のもの
より遥かに大きな空間であり、上記大気連通口７１が上
方に位置しているので、何らかの異常でインクがインク
吸収体６７から離脱しても、このインクを大気圧供給空
間７３に一時的に保持することができ、確実にインク吸
収体６７に回収させることができ、無駄のない優れたイ
ンクジェットカートリッジ１６が提供される。

【００３３】また、インクタンク１９のインクジェット
ユニット１８の取り付け面の構成は図５に示されてい
る。吐出口プレート３６の吐出口３０のほぼ中心を通っ
て、インクタンク１９の底面もしくはキャリッジ７の表
面の載置基準面に平行な直線をＬ₁ とすると、支持体３
９の２つの孔４７のそれぞれ係合する２つの位置決め用
突起４４，４４はこの直線Ｌ₁ （図５）上にある。これ
らの突起４４，４４の高さは支持体３９の厚みより僅か
に低く、支持体３９の位置決めを行う。図５中の直線Ｌ
₁ の延長上には、図６に示すように、キャリッジ７の位
置決め用フック７４の９０度角の係合面７５が係合する
爪７６が位置しており、キャリッジ７に対する位置決め
作用力が直線Ｌ₁ （図５）を含む上記基準面に平行な面
領域で作用するように構成されている。後述するよう
に、これらの関係は、インクタンク１９のみの位置決め
の精度をインクジェットヘッド１７の吐出口３０の位置
決め精度と同等とする上で有効な構成である。

【００３４】また、支持体３９のインクタンク１９側面
への固定用孔４８，４９（図３）のそれぞれに対応する
該インクタンク１９の突起４５，４６（図５）は、突起
４４，４４よりも長く、支持体３９を貫通して突出した
部分を熱融着して該支持体３９をその側面に固定するた
めのものである。直線Ｌ₁ に垂直で突起４５を通る直線
をＬ₃ 、突起４６を通る直線をＬ₂ とした時、直線Ｌ₃
上にはインク供給口６９（図３）のほぼ中心が位置する
ので、該インク供給口６９とインク供給管５２との結合
状態は安定化し、落下や衝撃によってもこれらの結合状
態への負荷が軽減される。

【００３５】また、直線Ｌ₂ と直線Ｌ₃ とは互いに一致
せず、インクジェットヘッド１７の吐出口３０側の突起
４４周辺に突起４５，４６が存在しているので、さらに
インクジェットヘッド１７のインクタンク１９に対する
位置決め補強効果を生んでいる。なお、図５中の直線Ｌ
₄ はインク供給部材６０の装着時の外壁位置である。突
起４５，４６は該直線Ｌ₄ に沿っているので、インクジ
ェットヘッド１７の先端側構成の重量に対しても充分な
強度と位置精度を与えている。インクタンク１９の先端
ツバ７７は、キャリッジ７の前板７８（図６）の穴に挿
入されて、インクタンク１９の変位が極端に悪くなるよ
うな異変時に対して設けられている。

【００３６】キャリッジ７に対する抜け止め７９（図
６）は、該キャリッジ７の不図示のバーに対して設けら
れ、インクジェットカートリッジ１６が後述のように旋
回装着された位置で該バーの下方に進入することによ
り、不要に位置決め位置から離脱させる上方方向への力
が作用しても装着状態を維持することが可能な保護用部
材を形成している。

【００３７】インクタンク１９は、インクジェットユニ
ット１８を装着した後に蓋部材５８で覆うことにより、
インクジェットユニット１８をその下方開口を除いて包
囲するように形成されている。しかし、インクジェット
カートリッジ１６としては、キャリッジ７に載置するた
めの上記下方開口がキャリッジ７に近接しているため、
実質的には４方包囲空間を形成することになる。したが
って、この包囲空間内にあるインクジェットヘッド１７
からの熱は、該空間内を保温空間にする点で有効であ
る。しかし、長期連続使用の時には、わずかな昇温の原
因となる。そこで、本実施例においては、支持体３９の
自然放熱を助けるために、インクジェットカートリッジ
１６の上面に包囲空間より小さい幅のスリット（開口
部）８０が設けられている。このスリット８０を設ける
ことにより、上記昇温を防止しつつ、環境に左右されず
にインクジェットユニット１８全体の温度分布の均一化
を実現することができる。

【００３８】インクジェットカートリッジ１６として組
立てられると、インクは、カートリッジ本体６６の内部
より、インク供給口６９、支持体３９の孔５３、インク
供給部材６０の中裏面側に設けられた導入口を通して、
インク供給部材６０内に供給され、該インク供給部材６
０の内部を通った後、該インク供給部材６０の導出口よ
り、適宜の供給管、天板３４のインク受け口３５を通し
て、供給液室３３（図４）内へと流入する。以上の経路
におけるインク連通用の接続部は、例えばシリコンゴム
やブチルゴム等のパッキンにより封止されるか、または
圧入により封止され、このような封止構造によりインク
供給路が確保されている。

【００３９】前述のように、インク供給部材６０、天板
３４と吐出口プレート３６、カートリッジ本体６６をそ
れぞれ一体成形部品としたので、組立て精度が高水準に
なるばかりでなく、大量生産時の品質向上に極めて有効
である。また、部品点数は従来例に比べ減少しているの
で、所望の優れた特性を確実に発揮することができる。
また、本実施例においては、インクジェットカートリッ
ジ１６を組立てた後に、図２に示すように、インク供給
部材６０の上面部８１と、インクタンク１９の細長い開
口部（スリット）８０が形成された屋根部材端部８２と
の間に、隙間８３が存在するようになっている。同様
に、インク供給部材６０の下面部８４（図３）と、イン
クタンク１９の蓋部材５８が接着される下方の薄板部材
のヘッド側端部８５（図５）との間に、隙間（不図示）
が形成されている。

【００４０】これらの隙間は、上記開口部８０の放熱効
果を一層促進するとともに、インクタンク１９に不要な
力が作用しても、この力が直接インク供給部材６０、ひ
いてはインクジェットユニット１８に作用することを防
止している。いずれにしても、本実施例の上述した構成
は、従来例では見られないものであり、それぞれ単独で
有効な効果をもたらすとともに、組み合わせることによ
り格別の効果を奏するものである。

【００４１】次に、主として図６を参照して、キャリッ
ジ７に対するインクジェットカートリッジ１６の取り付
けについて説明する。図６において、プラテンローラ１
１は、被記録材（記録シート）１０を図示背面側から図
示表面側へ向かう方向へ案内する。キャリッジ７はプラ
テンローラ１１の長手方向（軸方向）に沿って移動する
ものであり、該キャリッジ７には、キャリッジ７の前方
すなわちプラテンローラ１１側にあってインクジェット
カートリッジ１６の前面側に位置する前板７８（厚さが
例えば２ｍｍ）と、後述する電気接続部用支持板８６
と、インクジェットカートリッジ１６を所定の記録位置
に固定するための位置決め用フック７４とが設けられて
いる。

【００４２】前板７８は、インクジェットカートリッジ
１６の支持体３９の突起５０，５１（図３）に対応する
２個の位置決め用突出面８７を有し、インクジェットカ
ートリッジ１６の装着後では該突出面８７に向かう垂直
な力を受ける。このため、前板７８のプラテンローラ１
１側には、この垂直な力の方向に向かっている複数の補
強用のリブ（不図示）が設けられている。このリブは、
インクジェットカートリッジ１６の装着時の前面位置Ｌ
₅ よりも僅かに（例えば約０．１ｍｍ程度）プラテンロ
ーラ１１側へ突出しており、ヘッド保護用突出部を兼ね
ている。

【００４３】支持板８６は、図示紙面に垂直に伸びる複
数の補強用リブ８８を有し、これらのリブ８８の高さ
は、プラテンローラ１１側からフック７４側へ向かうに
つれて段々低くなっている。このことによって、インク
ジェットカートリッジ１６は図６に示すように傾斜した
状態で取り付けられる。また、支持板８６は、インクジ
ェットカートリッジ１６の配線基板３７（図３）のパッ
ド３８（図３）に対応するパッド８９を有するフレキシ
ブルシート９０と、これを裏面側から各パッド８９に対
して押圧する弾性力を発生するためのボッチ付きゴムパ
ッドシート９１とを支持している。

【００４４】支持板８６は、パッド３８とパッド８９と
の間の電気的接続状態を安定化するため、上記突出面８
７の作用方向とは逆の方向にインクジェットカートリッ
ジ１６への作用力を及ぼすためのフック７４側の位置決
め面９２を突出面８７に対応して設け、これらの間にパ
ッド接触域を形成するとともに、パッド８９に対応する
ボッチ付きゴムシート９１のボッチの変形量を一義的に
規定する。位置決め面９２は、インクジェットカートリ
ッジ１６が記録可能な位置に固定されると、配線基板３
７（図３）の表面に当接した状態となる。パッド３８は
前述の直線Ｌ₁（図５）に関して対称になるように分布
しているので、ボッチ付きゴムパッドシート９１の各ボ
ッチの変形量は均一になり、パッド８９とパッド３８と
の間の当接圧は一層安定化する。本実施例では、パッド
３８の分布は、上方、下方２列、縦２列である。

【００４５】図６において、フック７４は、固定軸９３
に係合する長孔を有し、この長孔の移動空間を利用して
図示の位置から反時計方向に回動した後、プラテンロー
ラ１１の長手方向に向かって左方側へ移動することによ
り、キャリッジ７に対するインクジェットカートリッジ
１６の位置決めを行う。フック７４の移動はどのような
ものでもよいが、レバー等で行ない得る構成が好まし
い。いずれにしても、このフック７４の回動時に、イン
クジェットカートリッジ１６は、プラテンローラ１１側
へ移動しつつ、位置決め用突起５０，５１が前板７８の
突出面８７に当接可能な位置へと移動する。フック７４
の左方側移動によって、９０度のフック面７５がインク
ジェットカートリッジ１６の爪７６の９０度面に密着し
つつ、インクジェットカートリッジ１６が突起５０，５
１と突出面８７との接触域を中心に水平面内で旋回し、
最終的にパッド３８とパッド８９との接触が始まる。

【００４６】そして、フック７４が所定位置、すなわち
固定位置に保持されると、パッド３８とパッド８９との
完全接触状態と、突起５０，５１と突出面８７との完全
面接触と、フック面７５と爪７６の９０度面の２面接触
と、配線基板３７（図３）と位置決め面９２との面接触
とが同時に形成される。こうして、キャリッジ７に対す
るインクジェットカートリッジ１６の位置決めと共に保
持状態が得られる。

【００４７】続いて、本発明による記録動作の制御につ
いて説明する。

【００４８】図７は本発明による記録動作制御用の回路
の構成を示す。ここで、１１０はインクタンク内のイン
ク残量を検知するインク残量検知手段である。なお、上
述した実施例ではインクジェットカートリッジ１６に一
体に組込まれたインクタンク１９にインク吸収体６７が
装填されていて、これにより供給インクに負圧を発生さ
せるように構成されているので、かかる形態のインクタ
ンクに好適なインク残量検知手段であることが望まし
い。

【００４９】これまで知られているインク残量検知手段
としては、インクタンク内に露出させた金属電極間に通
電し、その電気抵抗の変化に基づいてインク残量を検知
するものや、記録時のインク吐出回数および回復動作時
の吐出回数を計数してインク使用量を算出し、インク残
量を検出するもの、半導体素子によりインクタンク内の
圧力変化を検知するようにしたもの、あるいはインクタ
ンク内に収容されるインク袋の大きさの変化から機械的
にインク残量を知るようにしたもの等がある。しかし
て、上述実施例のインク残量検知手段として好適なもの
として記録時のインク吐出回数および回復動作時のイン
ク吐出回数を計数してインク使用量からインク残量を算
出する方式が考えられる。しかし、本発明は上述の構成
になる記録装置およびインクタンクに限られるものでは
ないので、記録装置の形態、特にそのインクタンクの形
態に応じて最もそれに適したインク残量検知手段を選択
すればよく、要はインク残量を電気的信号として取り出
せる方式のものであれば、どのような方式のものであっ
てもよい。

【００５０】また、その検知にあたって常時の必要はな
く、シリアル型インクジェット記録装置であれば、例え
ばキャリッジが所定の位置に移動してきたときに検知手
段に通電するようにするか若しくはその位置を検出する
手段を設けておき、一走査ごと、あるいは複数回の走査
ごとにインク残量の検知が行われるようにすればよい。

【００５１】図７において、１２０は情報処理部、１３
０は記録装置の制御部である。情報処理部１２０ではイ
ンク残量検知手段１１０からの情報に基づいてその時点
におけるインク吐出のための最大駆動周波数および／ま
たはその周波数に対応する記録速度を求め、これらを制
御部１３０に送給する。よって、制御部１３０では情報
処理部１２０から送られてきた駆動周波数に応じたタイ
ミングでキャリッジ７を移動走査させるべく駆動モータ
４の駆動を制御すると共に、上記駆動周波数の吐出信号
によってインクジェットヘッド１７からインクを吐出さ
せ記録を行う。

【００５２】以上述べたようにインクジェット記録装置
の記録速度を制御することによりインクタンク１９内の
インク残量に見合った記録速度で合理的に記録を実施す
ることが可能となり、その分記録速度の向上に貢献でき
る。

【００５３】なお、以上に述べてきた実施例では、イン
クジェットカートリッジ１６をキャリッジ７に搭載して
走査がなされるシリアル型記録装置の場合を例に挙げて
説明したが、本発明は、被記録材の幅全体または一部を
カバーする長さのライン型記録ヘッドを用いる記録装置
の場合にも同様に適用することができ、同様の効果が得
られるものである。また、前述の実施例では、１個のイ
ンクジェットヘッド１７により記録する場合を例示した
が、本発明は、異なる色で記録する複数の記録ヘッドを
用いるカラーインクジェット記録装置、あるいは同一色
彩で濃度の異なるインクで記録する複数の記録ヘッドを
用いる階調記録用のインクジェット記録装置など、記録
ヘッドの数や記録色に関係なく広く適用することがで
き、同様の効果が得られるものである。

【００５４】また、本発明は、前述のように記録ヘッド
とインクタンクを一体化した交換可能なインクジェット
カートリッジ１６を使用するものの他、記録ヘッドとイ
ンクタンクとが別体で、チューブ等によって接続される
形態のものなど、記録ヘッドとインクタンクとの配置形
態がどのようなものであっても、同様に適用することが
でき、同様の効果を達成し得るものである。

【００５５】（その他）なお、本発明は、特にインクジ
ェット記録方式の中でも、インク吐出を行わせるために
利用されるエネルギとして熱エネルギを発生する手段
（例えば電気熱変換体やレーザ光等）を備え、前記熱エ
ネルギによりインクの状態変化を生起させる方式の記録
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。かかる方式によれば記録の高密度化，高精細化が
達成できるからである。

【００５６】その代表的な構成や原理については、例え
ば、米国特許第４７２３１２９号明細書，同第４７４０
７９６号明細書に開示されている基本的な原理を用いて
行うものが好ましい。この方式は所謂オンデマンド型，
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１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を発生せ
しめ、記録ヘッドの熱作用面に膜沸騰を生じさせて、結
果的にこの駆動信号に一対一で対応した液体（インク）
内の気泡を形成できるので有効である。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１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４４６３３５９号明細書，同第
４３４５２６２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４３１３１２４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うことが
できる。

【００５７】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
の組合せ構成（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４５５８３３３号明細書，米国特許第４４
５９６００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５９−１２３６７０号公報や熱エネルギの圧
力波を吸収する開孔を吐出部に対応させる構成を開示す
る特開昭５９−１３８４６１号公報に基いた構成として
も本発明の効果は有効である。すなわち、記録ヘッドの
形態がどのようなものであっても、本発明によれば記録
を確実に効率よく行うことができるようになるからであ
る。

【００５８】さらに、先にも述べたように記録装置が記
録できる被記録材の最大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に対しても本発明は有効に適
用できる。そのような記録ヘッドとしては、複数記録ヘ
ッドの組合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１個の記録ヘッドとしての構成のいずれで
もよい。

【００５９】また、上例のようなシリアルタイプのもの
でも、装置本体に固定された記録ヘッド、あるいは装置
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
的にインクタンクが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。

【００６０】さらにまた、本発明の記録装置の構成とし
て、記録ヘッドの吐出回復手段、予備的な補助手段等を
付加することは本発明の効果を一層安定できるので、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、
加圧或は吸引手段、電気熱変換体或はこれとは別の加熱
素子或はこれらの組み合わせを用いて加熱を行う予備加
熱手段、記録とは別の吐出を行なう予備吐出手段を挙げ
ることができる。

【００６１】また、搭載される記録ヘッドの種類ないし
個数についても、例えば単色のインクに対応して１個の
みが設けられたものの他、記録色や濃度を異にする複数
のインクに対応して複数個数設けられるものであっても
よい。すなわち、例えば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るか
いずれでもよいが、異なる色の複色カラー、または混色
によるフルカラーの各記録モード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。

【００６２】さらに加えて、本発明インクジェット記録
装置の形態としては、コンピュータ等の情報処理機器の
画像出力端末として用いられるものの他、リーダ等と組
合せた複写装置、さらには送受信機能を有するファクシ
ミリ装置の形態を採るもの等であってもよい。

【００６３】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、駆動周波数に応じた吐出信号によりインクタ
ンクから供給されるインクを吐出して記録を行う記録手
段を有し、前記インクタンク内のインク残量を検知する
インク残量検知手段と、該インク残量検知手段からのイ
ンク残量にかかわる情報に基づいてインクの吐出が可能
な最大の駆動周波数を演算する情報処理部と、該情報処
理部により求められた前記最大の駆動周波数に従って前
記記録手段を駆動し、記録を行うように制御する制御手
段とを具備したので、記録ヘッドがその時点で記録可能
な最高記録での記録ができ、しかもインクの使用効率や
品位を向上させることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の適用が可能なインクジェット記録装置
の要部構成を模式的に示す斜視図である。

【図２】図１に示す記録手段の外観斜視図である。

【図３】図２に示す記録手段の分解斜視図である。

【図４】図２に示す記録手段のインク吐出部の構造を模
式的に示す部分斜視図である。

【図５】図３に示すインクタンクをインクジェットユニ
ット取り付け側から見た斜視図である。

【図６】図２に示す記録手段のキャリッジへの取り付け
状態を示す横断面図である。

【図７】本発明にかかる記録動作制御用の回路構成を示
すブロック図である。

【符号の説明】

１記録装置本体３リードスクリュー４駆動モーター７キャリッジ９ガイドレール１０被記録材１１プラテンローラ１２紙押え板１６インクジェットカートリッジ（記録手段）１７インクジェットヘッド１８インクジェットユニット（記録手段）１９インクタンク２０キャップ部材２２吸引手段２６クリーニングブレード３０吐出口３１電気熱変換体３２ヒーターボード３３共通液室３６吐出口プレート３７配線基板３９支持体４２液路５２インク供給管６０インク供給部材６１インク導管６３中間フィルター６６カートリッジ本体６７インク吸収体６８蓋部材６９インク供給口７０フィルター（共通液室内）７１大気連通口７２撥液材７３大気圧供給空間７４位置決め用フック７５係合面７６爪７７ツバ７８前板７９抜け止め８０スリット（開口部）８１上面部８２屋根部材端部８３隙間８４下面部８５ヘッド側端部８６支持板８７突出面８８リブ８９パッド９０フレキシブルシート９１ゴムシート９２位置決め面９３固定軸１１０タンク内インク残量検知手段１２０情報処理部１３０制御部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｂ４１Ｊ 3/04 １０３Ｂ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】駆動周波数に応じた吐出信号によりイン
クタンクから供給されるインクを吐出して記録を行う記
録手段を有し、前記インクタンク内のインク残量を検知するインク残量
検知手段と、該インク残量検知手段からのインク残量にかかわる情報
に基づいてインクの吐出が可能な最大の駆動周波数を演
算する情報処理部と、該情報処理部により求められた前記最大の駆動周波数に
従って前記記録手段を駆動し、記録を行うように制御す
る制御手段とを具備したことを特徴とするインクジェッ
ト記録装置。
【請求項２】前記制御手段は前記情報処理部により求
められた前記最大の駆動周波数に従って前記記録手段の
記録速度を制御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。
【請求項３】前記記録手段は前記インクを吐出するた
めのエネルギー発生素子としてインクに膜沸騰を生じさ
せる熱エネルギーを発生する電気熱変換素子を有するこ
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。
【請求項４】前記記録手段はキャリッジに搭載され、
該キャリッジの前記駆動周波数に対応する移動タイミン
グに合わせてインクの吐出を行うインクジェット記録ヘ
ッドであることを特徴とする請求項１ないし３のいずれ
かの項に記載のインクジェット記録装置。
【請求項５】前記インクタンクは前記記録手段と一体
に構成され、前記キャリッジに着脱自在に搭載されるこ
とを特徴とする請求項４に記載のインクジェット記録装
置。
【請求項６】前記インクタンクは前記インクを負圧に
保持するインク吸収体が内装されていることを特徴とす
る請求項１ないし５のいずれかの項に記載のインクジェ
ット記録装置。
【請求項７】前記制御手段による前記記録手段の駆動
制御は前記インク残量検知手段からの所定の記録量ごと
に送給されるインク残量にかかわる情報に基づいて行わ
れることを特徴とする請求項１ないし６のいずれかの項
に記載のインクジェット記録装置。