JPH09314861A - インクジェット記録装置およびインクジェットユニット - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 インクジェット記録装置におけるインク残量
検知のための構成を、簡易でかつ低コストなものとす
る。 【解決手段】 インクジェットヘッド内にインク残量に
関するデータを格納するメモリを設け、装置の電源投入
時に上記メモリからインク残量データを読み取り（ステ
ップＳ１）、残量検知用のデータとする。そして吸引回
復（ステップＳ３）や印刷（ステップＳ６）を行うごと
にそれらの処理で消費したインク量を上記インク残量デ
ータが示す値から減算し、その結果を新たな残量データ
とするとともにヘッド内の上記メモリにそのデータを書
き込む（ステップＳ４，Ｓ７）。以上のようにして得ら
れるインク残量データが所定値以下となった場合、イン
ク残量が少ない旨の表示を行う（ステップＳ１０）。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、インクジェット記
録装置およびインクジェットヘッドに関し、詳しくは、
インクジェットヘッドに供給するインクを貯留するため
のインクタンクにおけるインク残量を検知するための構
成に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より良く知られるインク残量検知の
ための構成は、インクタンク内に電極用の２本の針を挿
入し、この２本の電極間のインク抵抗値を求めることに
より、電極間のインクの有無を検出するものである。

【０００３】図１はその従来例を示す模式図である。図
において、３２はインクタンクを示し、その内部には吸
収体が吸収されており、吸収体にはインク３１が充填さ
れている。１対の電極３３は、インクタンク３２のケー
スをなす部材を貫いて設けられている。各電極３３には
リード線が接続し、これにより記録装置本体における所
定の電源、電流検知構成等により、図中、Ａ，Ｂで示す
電極間に定電圧（もしくは定電流）を印加し、その時に
生ずるＡ，Ｂ間の電流（もしくは電圧）を検出してイン
ク抵抗値を知り、それによって最終的にインク残量を求
めるものである。

【０００４】図２は上述した従来例に係るインク残量検
知構成の等価回路を示す図である。電源４１によって所
定電圧が印加される電極Ａ，Ｂ間にはインクの量に応じ
た抵抗値を示す抵抗Ｒ_i が存在し、その抵抗Ｒ_i の値を
もってインク残量の判断を行うことができる。

【０００５】

【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、電極間に存在するインクの抵抗値を測定して
いるので、インクの種類によってその抵抗値が異なる場
合、測定の結果得られる残量にばらつきを生じたり、ま
た、電極用ピンを挿入することに起因したインクタンク
組立上の種々の制約が生じることがある。さらに、抵抗
値を求めるための抵抗測定回路が必要となり、ピンに関
する構成と併せてコストが高くなることもあった。

【０００６】本発明は、インク残量検知における上記問
題点に鑑みてなされたものであり、その目的とするとこ
ろは簡易な構成であり、かつ低コストのインク残量検知
を可能とするインクジェット記録装置およびインクジェ
ットユニットを提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】そのために本発明では、
メモリを有したヘッドと該ヘッドに供給するインクを貯
留したインクタンクとを一体に形成したインクジェット
ユニットを用い、前記ヘッドからインクを吐出して記録
を行うインクジェット記録装置において、ヘッドが有す
るメモリに対し、インク消費に関するデータの書き込み
または読み取りを行うリード・ライト手段と、該リード
・ライト手段が前記メモリから読み出したインク消費に
関するデータに基づき、インクタンクにおけるインク残
量を検知する残量検知手段と、を具えたことを特徴とす
る。

【０００８】また、インクジェット記録装置で用いら
れ、メモリを有したヘッドと該ヘッドに供給するインク
を貯留したインクタンクとを一体に形成したインクジェ
ットユニットにおいて、前記メモリには、インクジェッ
ト記録装置で用いられるときに書き込みまたは読み取り
が行われる、インク消費に関するデータが格納されたこ
とを特徴とする。

【０００９】以上の構成によれば、ヘッドが有するメモ
リに吐出回数等のインク消費に関するデータが格納され
るので、このデータを読み取ることにより、インクタン
クにおけるインクの残量に関する情報を得ることができ
る。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施形態を詳細に説明する。

【００１１】図３は本発明の一実施形態に係るインクジ
ェットユニットの内部構成を示す模式図である。

【００１２】図に示すように、インクジェットユニット
はヘッド１０とインクタンク１４とを一体に形成したも
のであり、このユニットは、キャリッジ（不図示）に対
し着脱自在に装着される。図において、１１はメモリ素
子であり、例えばＥＥＰＲＯＭによって構成することが
できる。１２はメモリ素子１１が取付けられたＰＣＢ基
板、１３は複数の発熱抵抗体（不図示）がインク吐出口
の数に対応して配設されたシリコン基板であり、シリコ
ン基板１３とＰＣＢ基板１２はワイヤーボンディングに
より電気的に接続されている。１５はＰＣＢ基板１２の
端部に設けられヘッドと装置本体側との電気的接続を行
うための端子であり、インクジェットユニットのキャリ
ッジへの装着にともなって、キャリッジ上に設けられた
コネクタと接続する。以上の各要素によってヘッド１０
が構成される。一方、インクタンク１４は、ヘッド１０
に供給するインクを貯留するものである。

【００１３】以上の構成において、ヘッド１０内のメモ
リ素子１１にはインク吐出の回数を示す駆動パルスの数
および、吸引回復処理の回数が書き込まれる。すなわ
ち、ヘッド１０で消費されるインク量に関する駆動パル
ス数等の累積値が記憶される。これにより、インクタン
ク１４のインク残量を知ることができる。

【００１４】なお、メモリ素子１１は、インク残量検知
用に新たに設けてもよいが、例えばビット補正用にもと
もとヘッドが具えているメモリの空白部分を利用するこ
ともでき、これによりインク残量検知のためのコストの
増加をさらに抑制することができる。

【００１５】図４は記録（印刷）動作およびその動作に
伴なう上述の駆動パルス等、インク残量に関するデータ
のメモリ素子１１に対する読み取り／書き込みの処理を
示すフローチャートである。

【００１６】本実施形態では、電源が投入されることに
より処理が起動され、ステップＳ１で、装着されている
インクジェットユニットのメモリ１１内のデータを読み
取り処理のＲＡＭ内に格納するとともにその読み取った
データに基づいてインクタンク１４内の現在のインク残
量を示すデータを求める。すなわち、メモリ１１から読
み取った駆動パルス数および吸引回復動作の回数をそれ
らによって消費されるインク量に換算し、この値を予め
知られているインクタンクの最初のインク量を示す値か
ら減算することによりインク残量を知ることができる。
次に、ステップＳ２において、上記求めたインク残量が
ある一定の値より以下か否かを判断する。

【００１７】ここで、インク残量が一定値以上と判断し
た場合は、ステップＳ３で吸引回復動作を行い、ステッ
プＳ４で、累積の吸引回復回数にステップＳ３で行った
回数を加算し、その結果をヘッドのメモリ１１に書き込
む。すなわち、吸引回復を行うと一定の量インクが消費
されるため、制御部の所定のＲＡＭ内にロードされてあ
る残量データを更新するとともにそのデータをヘッド内
のメモリ１１に書き込むことを行う。次に、ステップＳ
５で更新された残量データに基づき、ステップＳ２と同
様のインク残量のチェックを行う。

【００１８】ステップＳ５で、インク残量が未だ印刷で
きる量であると判断すると、ステップＳ６で１ページ分
の印刷を行うとともにその印刷における駆動パルス数を
カウントする。そしてステップＳ７では、１ページ分の
カウントした駆動パルス数を、ＲＡＭ内に格納される累
積パルス数に加算することによりインク残量データを更
新するとともに、同データをヘッド内のメモリ１１に書
き込む。なお、以上示した駆動パルス数のカウントは、
具体的には、例えば駆動データの“オン”データを所定
のカウンタによってカウントすることができる。また、
回復処理の回数も同様に、処理を行うごとに所定のカウ
ンタの内容をインクリメントすることによってカウント
することができる。次に、ステップＳ８で、ステップＳ
２，Ｓ５と同様の残量チェックを行い、インク残量が未
だ少なくなっていない場合には、ステップＳ９におい
て、最終ページの記録が終了して記録終了か否かを判断
し、終了していない場合はステップＳ６の処理に戻り同
様の処理を繰り返し、終了したと判断した場合は本処理
手順を終了する。

【００１９】一方、ステップＳ２，Ｓ５およびＳ８のそ
れぞれで、残量が所定値以下で残量が少ないと判断した
場合は、ステップＳ１０において、プリンタの所定の表
示部でインク残量が少ない旨の表示を行い、ステップＳ
１１でインクジェットユニットが交換されるのを待機す
る。新たなインクジェットユニットが装着されたことを
検知すると、ステップＳ１の処理に戻り、ステップＳ１
以上の上述した処理を行う。

【００２０】なお、以上の実施形態の説明において、プ
リンタの機械的構成等の説明を省略したが、以上で説明
した以外の構成については公知のものを用いることがで
きることは勿論である。

【００２１】また、上記実施形態においては、メモリ１
１を基板１２に外付けで設けるようにしたが、例えばシ
リコン基板１３に発熱抵抗体や電極等を形成するのと同
様のプロセスでシリコン基板内に形成するようにしても
よい。

【００２２】（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。

【００２３】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。

【００２４】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。

【００２５】さらに、記録装置が記録できる記録媒体の
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。

【００２６】加えて、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。

【００２７】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。

【００２８】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。

【００２９】さらに加えて、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
くは液化するものを用いてもよく、あるいはインクジェ
ット方式ではインク自体を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を用いてもよ
い。加えて、熱エネルギによる昇温を、インクの固形状
態から液体状態への状態変化のエネルギとして使用せし
めることで積極的に防止するため、またはインクの蒸発
を防止するため、放置状態で固化し加熱によって液化す
るインクを用いてもよい。いずれにしても熱エネルギの
記録信号に応じた付与によってインクが液化し、液状イ
ンクが吐出されるものや、記録媒体に到達する時点では
すでに固化し始めるもの等のような、熱エネルギの付与
によって初めて液化する性質のインクを使用する場合も
本発明は適用可能である。このような場合のインクは、
特開昭５４−５６８４７号公報あるいは特開昭６０−７
１２６０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又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。

【００３０】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。

【００３１】

【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、ヘッドが有するメモリに吐出回数等のインク
消費に関するデータが格納されるので、このデータを読
み取ることにより、インクタンクにおけるインクの残量
に関する情報を得ることができる。

【００３２】この結果、簡易かつ低コストな構成でイン
ク残量検知を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】インクタンクにおける従来のインク残量検知の
ための構成を示す模式図である。

【図２】図１に示す従来のインク残量検知のための構成
の等価回路を示す図である。

【図３】本発明の一実施形態に係るインクジェットユニ
ットの内部構成を模式的に示す図である。

【図４】本発明の一実施形態に係るインク残量検知処理
を伴なう記録動作の手順を示すフローチャートである。

【符号の説明】

１０ ヘッド １１ メモリ １２ ＰＣＢ基板 １３ シリコン基板 １４ インクタンク

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 メモリを有したヘッドと該ヘッドに供給
   するインクを貯留したインクタンクとを一体に形成した
   インクジェットユニットを用い、前記ヘッドからインク
   を吐出して記録を行うインクジェット記録装置におい
   て、 ヘッドが有するメモリに対し、インク消費に関するデー
   タの書き込みまたは読み取りを行うリード・ライト手段
   と、 該リード・ライト手段が前記メモリから読み出したイン
   ク消費に関するデータに基づき、インクタンクにおける
   インク残量を検知する残量検知手段と、 を具えたことを特徴とするインクジェット記録装置。
2. 【請求項２】 前記インク消費に関するデータは、イン
   ク吐出回数および吸引回復処理の回数であり、前記リー
   ド・ライト手段は、前記インク吐出回数および吸引回復
   処理の回数の累積値を前記メモリに書き込むことを特徴
   とする請求項１に記載のインクジェット記録装置。
3. 【請求項３】 前記リード・ライト手段は、所定量の記
   録動作または吸引回復処理が終了する毎に、前記メモリ
   への書き込みを行うことを特徴とする請求項１または２
   に記載のインクジェット記録装置。
4. 【請求項４】 前記インクジェット記録装置は、前記残
   量検知手段が、インク残量が所定量以下であることを検
   知したときは、残量が少ない旨の報知を行う報知手段を
   さらに具えたことを特徴とする請求項１ないし３のいず
   れかに記載のインクジェット記録装置。
5. 【請求項５】 前記メモリは、他の情報の格納のために
   共用されるものであることを特徴とする請求項１ないし
   ４のいずれかに記載のインクジェット記録装置。
6. 【請求項６】 前記ヘッドは、熱エネルギーを利用して
   インクに気泡を生じさせ該気泡の生成に基づいてインク
   を吐出することを特徴とする請求項１ないし５のいずれ
   かに記載のインクジェット記録装置。
7. 【請求項７】 インクジェット記録装置で用いられ、メ
   モリを有したヘッドと該ヘッドに供給するインクを貯留
   したインクタンクとを一体に形成したインクジェットユ
   ニットにおいて、 前記メモリには、インクジェット記録装置で用いられる
   ときに書き込みまたは読み取りが行われる、インク消費
   に関するデータが格納されたことを特徴とするインクジ
   ェットユニット。
8. 【請求項８】 前記インク消費に関するデータは、イン
   ク吐出回数および吸引回復処理の回数の累積値であるこ
   とを特徴とする請求項７に記載のインクジェットユニッ
   ト。
9. 【請求項９】 前記ヘッドは、熱エネルギーを利用して
   インクに気泡を生じさせ該気泡の生成に基づいてインク
   を吐出することを特徴とする請求項７または８に記載の
   インクジェットユニット。