JP2001146022A

JP2001146022A - インクジェット記録装置、情報処理装置およびインク残量低下の判別方法

Info

Publication number: JP2001146022A
Application number: JP32748899A
Authority: JP
Inventors: Kazuyuki Maeda; 一幸前田
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1999-11-17
Filing date: 1999-11-17
Publication date: 2001-05-29

Abstract

(57)【要約】【課題】インクを吐出して記録を行うインクジェット
装置において、スピードアップ、コストダウン、精度ア
ップをして、高性能なプリンターを得ることが求められ
ている。【解決手段】インクを吐出する複数個のノズルを有す
る記録ヘッドであり、各ノズル毎にインク検出手段を設
け、インク検出手段は、各ノズル内に検出用電極を設け
て、インク吐出時のみインク検出用電極に通電して、イ
ンク検出手段でインクが吐出したことを検出して、イン
ク吐出の通電動作を停止するようにしている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、文字、画像等の情
報を被記録媒体上に出力するためのインクジェット記録
装置、およびそのインクの残量低下の判別方法、並びに
インクジェット記録装置を出力手段とする複写機、ファ
クシミリ、プリンタ、ワードプロセッサ、パーソナルコ
ンピュータ等の情報処理装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、紙、布、プラスチックシート、Ｏ
ＨＰ用シート等の被記録媒体（以下、単に「記録紙」と
も言う）に対して記録を行う記録装置は、種々の記録方
式、例えばワイヤードット方式、感熱方式、熱転写方
式、またはインクジェット方式による記録ヘッドを搭載
可能な形態として提案されている。

【０００３】これらの方式の中で、インクジェット方式
は、インクを吐出して記録紙に直接付着させる低騒音な
ノンインパクト方式の一つで、インク滴の形成方法およ
び噴射エネルギーの発生方法により、コンティニアス方
式（電荷粒子制御方式およびスプレー方式が含まれる）
とオンデマンド方式（ピエゾ方式およびバブルジェット
方式が含まれる）とに大きく分類される。

【０００４】コンティニアス方式は、インクを連続的に
吐出し、必要な液滴だけ電荷を与える。帯電した液滴記
録用紙に付着し、残りは無駄になる。これに対して、オ
ンデマンド方式は、印字に必要な時だけインクを吐出す
るために、インクの無駄がなく装置内部が汚れない。ま
た、オンデマンド方式はインクの吐出を開始したり停止
するために、コンティニアス方式に比べて応答周波数は
低い。このために、ノズル数を増やすことで高速化を実
現している。従って、現在実用化されている記録装置の
多くはオンデマンド方式のものであり、このようなイン
クジェット方式の記録ヘッドを具備した記録装置は、高
密度かつ高速な記録動作が可能であることから、情報処
理システムの出力手段、例えば複写機、ファクシミリ、
電子タイプライタ、ワードプロセッサ，ワークステーシ
ョン等の出力端末としてのプリンタ、あるいはパーソナ
ルコンピュータ、ホストコンピュータ、光ディスク装
置、ビデオ装置等に具備されるハンディまたはポータブ
ルプリンタとして利用され、かつ実用化されている。こ
の場合、インクジェット記録装置は、これら装置固有の
機能、使用形態等に対応した構成をとる。

【０００５】一般に、インクジェット記録装置は、記録
手段（記録ヘッド）およびインクタンクを搭載するキャ
リッジと、記録用紙を搬送する搬送手段と、これらを制
御するための制御手段とを具備している。

【０００６】そして、複数の吐出口からインク滴を吐出
させる記録ヘッドを記録用紙の搬送方向（副走査方向）
と直交する方向（主走査方向）にシリアルスキャンさ
せ、一方で非記録時に記録用紙を記録幅に等しい量で間
欠搬送するものである。この記録方法は、記録信号に応
じてインクを記録用紙上に吐出させて記録を行うもので
あり、ランニングコストが安く、静かな記録方式として
広く用いられている。また、インクを吐出する多数のノ
ズルが副走査方向に直線上に配置された記録ヘッドを用
いることにより、記録ヘッドが記録用紙上を一回走査す
ることでノズル数に対応した幅の記録がなされる。この
ために記録動作の高速化を達成することが可能である。

【０００７】さらに、カラー対応のインクジェット記録
装置の場合、複数色の記録ヘッドにより吐出されるイン
ク液滴を重ね合わせることにより一画像を形成する。一
般に、カラー記録を行う場合、イエロー（Ｙ）、マゼン
タ（Ｍ）およびシアン（Ｃ）の３原色またはこれら３原
色にブラック（Ｂ）を含めた４色に対応する４種類の記
録ヘッドおよびインクカートリッジが必要とされる。昨
今では、このような３〜４色の記録ヘッドを搭載し、フ
ルカラーで画像形成が可能な装置が実用化されている。
また、上記４色の他に淡いマゼンタ（ＬＭ）、淡いシア
ン（ＬＣ）の２色を追加して、６色にて、高精度な写真
レベルの画質での画像形成が可能な装置が実用化されて
いる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来のインク
ジェット記録装置は、印字途中でのインク切れによる不
具合が生じる。例えば、オートシートフィーダを記録装
置に搭載し、連続給紙することによって複数枚の記録用
紙に連続的に印字を実行する場合である。この場合に、
印字途中でインクが無くなってしまうこと（以下、「イ
ンク切れ」と言う）と、以下のような問題が生じる。例
えば、インク切れを使用者に報知しなければ、インク切
れの以降の印字時間が無駄になってしまう。また、イン
ク切れの直前に生ずる、所謂「カスレ文字」の状態で、
不鮮明な印字を続行してしまう。その結果、多数の記録
用紙をムダにしてしまうことがある。

【０００９】そこで、このような不具合を回避するため
に、最近では、多種多様のインク切れを検知する手段
（インク残量検知手段）が種々発明されている。これら
発明されているインク切れ検知手段としては、例えば、
インクタンクを弾性材により構成して、インクの減少に
伴うインクタンクの変形を機械式スイッチにより検知す
る構成が提案されている。また、インクタンク内のイン
クに直接的に接する位置に設けられた２つの専用の電極
間に検知用電流を流して電極間の抵抗値を検出する方法
も提案されている。さらに、吐出したドット数を積算し
て記録しておくことにより累積消費インク量を類推して
インク切れ時期を予測する方法も知られている。

【００１０】しかし、上記構成または方法では、インク
切れ検知専用の部材を設ける必要があるために、大幅な
費用増大が不可避であり、さらにインク切れの十分な検
知精度が得られないという問題がある。

【００１１】また、電気熱変換素子を用いたバブルジェ
ット方式等のインクジェット記録装置では、上記問題の
みならず、以下のような問題を生ずる。

【００１２】すなわち、インク吐出口内にインクが存在
しない状態で記録ヘッドの吐出ヒーターを駆動し続けて
しまうと、記録ヘッドが異常過熱されて変形したり、あ
るいはまた記録ヘッドの損傷等の不具合を引き起こして
しまうことがある。また、適切なヒートパルスを与えな
ければ、ヒーター表面に焦げが付着して、吐出不良が発
生し、記録ヘッドの寿命を縮めてしまう。ヒーターに通
電される電流は、ヒーター抵抗値、ヒーターを駆動する
トランジスタのＯＮ抵抗や、同時に吐出するノズル数に
よる電圧降下によって変わる。また、記録ヘッドの温
度、ヒーター抵抗値等により、発生する泡の成長が変わ
ってくる。そのために、適切なヒート時間を求めるため
には、前記条件を測定する手段を設けなければならな
い。また、その測定値を元に、適切なヒートパルスとな
るように通電時間を演算しなければならない。

【００１３】しかし、前記の方法では測定値に誤差が有
るし、ヒーターのばらつきにより個々のノズルによって
適切な通電パルスが異なる。例えば、ヒートパルスが短
いと、泡の成長が不十分で、吐出するインクの量が足り
なかったり、真っ直ぐに飛ばないで撚れたりする。この
ことは、画像形成上、筋や斑となって画像に現れるため
に好ましくない。従って、ノズルのばらつきや、前記測
定誤差や、演算誤差を考慮して、少し余分にヒートパル
スを通電することになる。このことは、記録ヘッドの寿
命を縮めることに成る。また、記録ヘッドの液室内の泡
が余分に成長して液室内のインクを押し戻すことによっ
て、リフィールが遅くなる。これらのことによって、記
録ヘッドの駆動周波数（１個のノズルが１秒間に吐出す
る周波数）を、早くすることができなくなってしまい、
印刷時間が長くなってしまう等の不具合が生じる。

【００１４】いま、従来の記録ヘッドに就いて説明する
に、図２９は従来の記録ヘッドの多数のノズルの内の、
１個のノズルの断面図で、インクは図中の下方向に飛ぶ
向きに示されており、ヘッド本体３８の一部に天板３９
が設けられていて、ノズルの吐出口として天板３９に孔
が穿けられている。さらに、ヘッド本体３８には、イン
クカートリッジからインクが供給される共通液室４１が
設けられて、図中、左方に液室が分かれていて、各ノズ
ル４０の液室を形成しており、ヒーター４２が設けられ
ている。

【００１５】図３０は、図２９のＡ断面図で、インクが
手前側に飛ぶ向きに示されている正面図であり、ノズル
が沢山並んでいるところの一部分で、ヒーター４２の両
端には夫々電極５１と電極５２とが接続されている。液
室は点線で示されている。図３６は、ヒーターの模式図
で、ヒーター電源は電極５１を介してヒーター４２と接
続されており、もう片方は電極５２により電極５３のＮ
ｃｈＭＯＳＦＥＴのドレインと接続されている。Ｎｃｈ
ＭＯＳＦＥＴ５３は電圧効果型トランジスタなどで構成
されたスイッチ手段で、“ＨＥ”信号が、ゲートに接続
されている。

【００１６】その等価回路図を図３７に示す。ＨＥ”＝
“Ｌ”の時、ＮｃｈＭＯＳＦＥＴ５３は、オフ（ＯＦ
Ｆ）している。ＨＥ”＝“Ｈ”になると、オン（ＯＮ）
し、ヒーター電源から、電極５１、ヒーター４２および
電極５２を経て、ＮｃｈＭＯＳＦＥＴ５３のドレイン、
およびＮｃｈＭＯＳＦＥＴ５３のソースを経て、ＧＮＤ
電極へと電流が流れる。

【００１７】“ＨＥ”に通電された時のタイミングチャ
ートを図３８に示す。図中、ＨＥは、ヒートイネーブル
で、ヒーターに通電する信号のＮｃｈＭＯＳＦＥＴのゲ
ート電圧である。次に、液室内のインク量を示す。最初
は、インクは満ちている。次に示すのは、吐出したイン
ク量で、ノズルの吐出口より出たインク量である。

【００１８】タイミング３１、３２、３３、３４、３５
でのノズルの様子を、それぞれ図３１、図３２、図３
３、図３４、図３５にて示す。図３１は、ノズルにイン
クが満たされた状態である。この時、ＨＥが“Ｈ”にな
ると、ＮｃｈＭＯＳＦＥＴがオン（ＯＮ）して、ヒータ
ー４２に通電される。タイミング３２では、図３２のよ
うに、ヒーターに通電されて加熱されることによって、
インクの主成分である水が沸騰して泡４７が発生する。
タイミング３３になると、図３３に示されるように、泡
４７が成長し、インク４８を吐出口の外へ押出す。タイ
ミング３４では、インク４８が完全に吐出口の外に出て
いる。ヒーターの通電が続いているので、泡がインクを
共通液室４１の方（図３４では左方向）に押し戻す。本
来は、インクが飛び出した瞬間に、ヒーターの通電をオ
フ（ＯＦＦ）にしたいところだが、ヒーターへの通電は
まだ続く。タイミング３５で、図３５に示されるよう
に、やっと“ＨＥ“が”Ｌ“になって通電が止まるが、
タイミング３４〜３５の間の時間は、余分な時間であ
り、ヒーターは空焚きされるので、ダメージが蓄積され
てヒーターの寿命が縮む。また、インクはさらに図中で
右の方に押しやられる。その後は、ノズルは毛細管現象
によってインクがリフィールされるが、インクが、前記
のように押し戻されていると、リフィールに時間が余分
にかかるので、吐出間隔が遅くなり、印刷スピードが落
ちることになる。

【００１９】本発明の目的は、上述の従来の問題点を解
決して、より安価で、上記不具合が無く、インク切れ検
知を実施でき、かつ高い検知精度が期待できる手段を備
えたインクジェット記録装置およびインク残量低下の判
別方法、並びにインクジェット記録装置を出力手段とす
る情報処理装置を提供することにある。

【００２０】

【課題を解決するための手段】従って、上述の目的を達
成するために、本発明によるインクジェット記録装置
は、被記録媒体にインク滴を吐出することによって入力
画像情報を記録する記録手段を用いて記録を行うインク
ジェット記録装置において、前記記録手段が、インクを
吐出する複数個のノズルを有し、各ノズル毎にインク検
出手段を設けたことを特徴とする。

【００２１】また、本発明のインクジェット記録装置
は、前記インク検出手段が、各ノズル毎に検出電極を設
けたことを特徴とする。

【００２２】さらに、本発明のインクジェット記録装置
は、インク吐出時に、前記インク検出手段を作動させる
ことを特徴とする。

【００２３】さらにまた、本発明のインクジェット記録
装置は、前記インク検出手段によってインクが吐出した
ことを検出して、インク吐出通電動作を停止することを
特徴とする。

【００２４】本発明のインクジェット記録装置は、前記
ノズル内のインク検出により、吐出する前にインクが無
い時や、吐出直後にインクがある時は、異常モードにす
ることを特徴とする。

【００２５】また、本発明のインクジェット記録装置
は、前記記録手段が、インクを吐出するために利用され
るエネルギとして通電に応じ熱エネルギを発生する電気
熱変換体を有することを特徴とする。

【００２６】さらに、本発明のインクジェット記録装置
は、前記記録手段が、前記電気熱変換体により印加され
る熱エネルギによってインクに生じる膜沸騰を利用し
て、前記ノズルからインクを記録媒体に向けて吐出させ
ることを特徴とする。

【００２７】さらにまた、本発明の情報処理装置は、上
記いずれか記載のインクジェット記録装置を出力手段と
することを特徴とする。

【００２８】本発明の情報処理装置は、前記インクジェ
ット記録装置の記録手段が、インクを吐出するために利
用されるエネルギとして通電に応じ熱エネルギを発生す
る電気熱変換体を有することを特徴とする。

【００２９】また、本発明の情報処理装置は、前記イン
クジェット記録装置の記録手段が、前記電気熱変換体に
より印加される熱エネルギによってインクに生じる膜沸
騰を利用して、前記インク吐出口からインクを記録媒体
に向けて吐出させることを特徴とする。

【００３０】さらに、本発明のインク残量低下の判別方
法は、被記録媒体にインク滴を吐出することによって入
力画像情報を記録する記録手段を用いて記録を行うイン
クジェット記録装置において、ノズル数と判別手順をチ
ェックしてノズルの通電準備をする工程と、前記ノズル
のヒーターに通電を開始する工程と、前記ノズル内のイ
ンクの有無を検出する工程と、前記ノズル内のインク吐
出を確認する工程と、ノズルを検査する工程と、全ノズ
ルの検査終了を確認する工程と、総合判別する工程と、
から成るこを特徴とする。

【００３１】さらにまた、本発明のインク残量低下の判
別方法は、前記ノズル内のインク有無検出工程は、各ノ
ズル毎に設けられた検出電極によって行われることを特
徴とする。

【００３２】本発明のインク残量低下の判別方法は、前
記ノズル内のインク検出により、吐出する前にインクが
無い時や、吐出直後にインクがある時は、異常モードに
することを特徴とする。

【００３３】

【発明の実施の形態】このように構成された本発明のイ
ンクジェット記録装置、インク残量低下の判別方法、並
びにインクジェット記録装置を出力手段とする情報処理
装置によれば、被記録媒体にインク滴を吐出することに
よって入力画像情報を記録する記録手段を用いて記録を
行うインクジェット記録装置において、前記記録手段
が、インクを吐出する複数個のノズルを有し、各ノズル
毎にインク検出手段としての検出電極を設けて、インク
吐出時に、前記インク検出手段を作動させ、前記インク
検出手段によってインクが吐出したことを検出して、イ
ンク吐出通電動作を停止し、前記ノズル内のインク検出
により、吐出する前にインクが無い時や、または吐出直
後にインクがある時は、異常モードにするようにしてい
るので、より安価で、不具合が無く、インク切れ検知を
実施でき、かつ高い検知精度が期待することができる。

【００３４】本発明のその他の目的と特徴および利点
は、以下の添付図面に沿っての本発明の幾つかの実施例
に就いての詳細な説明から明らかになろう。

【００３５】以下、図面を参照して本発明を詳細に説明
する。

【００３６】（実施例１）図１は、本発明における実施
例１に係るインクジェット記録装置（以下、単に記録装
置と言う）における信号のブロック図である。

【００３７】図示されるように、本発明の記録装置にお
いて、マイコン１はマイクロプロセッサ等で構成された
ものであり、本発明の記録装置の各ブロックを制御する
ものである。また、記憶装置２には、マイコン１の命令
であるところのプログラムが記憶されている。

【００３８】図中の点線内が、本発明の記録装置であ
り、外部のパソコン１２に接続されている。このパソコ
ン１２は、記録したい画像データを記録装置に送ると共
に、記録装置にプリントなどの記録命令を出すものであ
る。入出力回路３は、パソコン１２と記録装置との信号
のやり取りを行うための窓口の回路である。記録装置が
受け取る信号は、画像データと動作命令の信号であり、
送る信号は記録装置の状況などの信号である。受け取っ
た命令はマイコン１のＭＰＵに伝え、その命令によっ
て、マイコン１のＭＰＵは各部を制御する信号を出す。

【００３９】４、５、６は、画像データを処理し、どの
ノズルのインクを吐出するかを判別する回路である。画
像データはパソコン１２から送られてくるが、インクを
吐出するタイミングに合わせて送ってこない。そこで、
受信した画像データは、メモリ４にストックしておく。
記録ヘッドのノズルが吐出するか、或いは吐出しないか
の信号は、シリアルデータ転送で記録ヘッドに送信す
る。ノズル処理回路５は、その信号を作り、メモリ６に
ストックしておく。７は、インクを吐出するために、記
録ヘッドのヒーターに通電するパルス信号を発生するた
めのヒートパルス発生回路である。８は、ヘッド駆動回
路で、インクを吐出する記録ヘッドを制御する。本発明
は、記録ヘッドに沢山あるノズル毎にインクの有り無し
を検知するようにし、インク吐出によって、インクが無
くなったことを検知してヒーターへの通電を打ち切るよ
うに構成されている。

【００４０】９は、回復用の制御回路である。インクジ
ェット方式の記録ヘッドは、印刷、すなわち記録しない
時に、インクの主成分であるインクが蒸発し、インクの
染料成分が析出してノズルの吐出口に固着すると、ノズ
ルが目詰まりを起こしてしまう等の不具合がある。そこ
で、その対策のために、回復処理として、記録ヘッドに
キャップを被せてキャップ内の圧力を下げることによっ
て、ノズルからインクを出して目詰まりを直したり、記
録ヘッド表面に付着したインクをワイピングして除去す
る必要がある。

【００４１】ＬＦ制御回路１０は、被記録媒体であると
ころの紙等のメディアを副走査方向にラインフィード、
すなわち搬送するメカニズムである搬送機構を駆動する
モーターの制御回路である。ＣＲ制御回路１１は、複数
個の記録ヘッドをまとめて固定して、主走査方向に搬送
するキャリッジを駆動するＣＲモーターの制御回路であ
る。

【００４２】次に、本発明の記録装置のメカニズム構成
を、図２の斜視図を用いて説明するに、キャリッジ１３
は、内部に、インクタンクとインクを吐出する記録ヘッ
ドとが装備されている。キャリッジ１３には孔が設けら
れており、この孔に直進バー１４が貫通されている。こ
の直進バー１４は不図示の記録装置本体により両端が支
持されていて、キャリッジ１３がこの直進バー１４に沿
って往復動するように案内している。ＣＲモーター１５
は、キャリッジ１３を主走査方向にスキャンさせるモー
ターであって、このＣＲモーター１５にはピニオン１６
が取付けられており、ピニオン１６とプーリー１７との
間に駆動ベルト１８が掛けられている。この駆動ベルト
１８には一部にキャリッジ１３が連結されていて、ＣＲ
モーター１５が、矢印Ａ方向に回転すると、ピニオン１
６も矢印Ａ方向に回転し、駆動ベルト１８が図中の矢印
Ｂと矢印Ｃの方向に移動すると、駆動ベルト１８とキャ
リッジ１３が一部において連結されているので、キャリ
ッジ１３を矢印Ｂ方向に動かすことができる。この時
に、キャリッジ１３は直進バー１４により支えられてい
るので、矢印Ｂ方向にしか移動できない。また、ＣＲモ
ーター１５を逆回転させると、先とは逆方向（復帰方
向）にキャリッジ１３を動かすことができる。このよう
に、ＣＲモーター１５を駆動することによって、直進バ
ー１４に沿ってキャリッジ１３を主走査方向に往復動し
てスキャンすることができる。

【００４３】他方、メディア搬送用のＬＦモーター１９
には、ピニオン２０が設けられており、ギヤ２１がこの
ピニオン２０に噛み合っている。また、ギヤ付きゴムロ
ーラー２２、２３がギヤ２１と噛み合うように設けられ
ると共に、これらゴムローラー２２、２３には夫々記録
紙のようなメディア２６を搬送するためのゴムローラー
が取付けられている。ギヤ付きゴムローラー２２の上に
は複数個の拍車２４が間隔を置いて取付けられており、
ギヤ付きゴムローラ２２と拍車２４との間にメディア２
６を挟み込んで搬送するように構成されている。また、
ギヤ付きゴムローラー２３の上には、送りローラー２５
が取付けられており、ギヤ付きゴムローラ２３と送りロ
ーラ２５との間にメディア２６を挟んで搬送するように
設けられている。

【００４４】次に、図３を用いてメディア搬送に就いて
説明するに、図３は、図２を右側面から見た構成図で、
図２と同一の部材には同じ番号で示されている。メディ
ア搬送用のＬＦモーター１９が矢印Ｅ方向に回転する
と、ピニオンギヤ２０も矢印Ｅ方向に回転する。従っ
て、このピニオンギヤ２０に噛み合っているギヤ２１が
矢印Ｆ方向に回転するので、ギヤ付きローラー２３は矢
印Ｈ方向に回転し、メディア２６が矢印Ｄ方向に送られ
る。同様に、ギヤ付きゴムローラー２２も矢印Ｇ方向に
回転するので、メディア２６が矢印Ｄ方向に送られる。

【００４５】再び、図１に戻って、動作説明するに、先
ず、パソコン１２から記録命令が出る。この記録命令
は、信号として入出力回路３が受取って、マイコン１の
ＭＰＵに伝える。マイコン１のＭＰＵは、ＬＦモーター
制御回路１０にメディアを記録開始位置まで搬送するよ
うに命令を出す。また、マイコン１のＭＰＵは、回復制
御回路９に記録ヘッドのキャップを開けとの命令を出
す。すると、不図示の回復装置が作動して、記録ヘッド
のキャップを外して、記録ヘッドの表面をきれいになる
ようにワイパーでワイプして清浄にして、予備吐する。
こうして準備ができたならば、マイコン1のＭＰＵは、
入出力回路３からパソコン１２に準備ＯＫの信号を出
す。これによって、パソコン１２は画像データーを送信
し、この信号を入出力回路３が受取ってメモリ４にスト
ックする。

【００４６】この画像データーは、２値化されたデータ
ーであり、“０”の時にはインク不吐で、“１”の時に
インク吐出となっている。しかし、この画像データー
は、記録ヘッドのノズルの並び順になっていないので、
ノズル処理回路５によって、ノズルの並び順にデーター
を変換し、インクの吐出情報として、メモリ６に記憶し
ておく。画像データーがヘッド走査分だけ溜まったなら
ば、ＣＲ制御回路１１にキャリッジ１３をスキャンする
よう命令を出す。この時、メモリ６からヘッド駆動回路
８に、インクの吐出情報を送る。ヒートパルス発生回路
７は、インクを吐出する時のヒーターに印加するパルス
を発生させる。ヒートパルスの長さは、適正印加パルス
の２〜５倍ぐらいに設定しておく。これは、インクが吐
出した信号が事故か或いは故障などで、来なかった時の
対策である。こうして、キャリッジ１３がスキャンして
インクの吐出するタイミングが来た時に、インクを吐出
するノズルに、ヒートパルスが印加される。インクが吐
出すると、ノズル内のインクが無くなるので、ヘッド駆
動回路８からヒートパルス発生回路７に、インク無しの
信号を送り、ヒーターへの通電を停止する。インク残量
検知信号は、ノズル内のインクの有り無しを検出した結
果の信号である。ヒーターの通電信号によりインクが吐
出して、ノズル内の液室からインクが無くなったなら
ば、ヒーターの通電信号を止める。

【００４７】キャリッジ１３が主走査してインクを吐出
して記録すると、マイコン１のＭＰＵがＣＲ制御回路１
１に、キャリッジ１３が復帰するように命令を出す。こ
の時に、ＬＦモーター制御回路１０には、メディアをノ
ズル数の数の分だけ送るように命令を出す。キャリッジ
１３が復帰したならば、次の画像を記録する。以上のこ
れまでの操作を繰返すことによってメディア上に画像が
順次形成される。

【００４８】次に、図４に基づいて、キャリッジ１３の
内部構成に就いて説明する。本発明はカラー画像の印刷
装置、すなわち記録装置であるので、イエロー（Ｙ）、
マゼンタ（Ｍ）およびシアン（Ｃ）の印刷の３原色にブ
ラック（Ｂ）を含めた４色に対応する４種類の記録ヘッ
ドおよびインクカートリッジを有している。２７、２
９、３１、３３がインクカートリッジで、２８、３０、
３２、３４が記録ヘッドである。他に、上記４色の外に
淡いマゼンタ（ＬＭ）、淡いシアン（ＬＣ）の２色を追
加して、さらに高画質な印刷装置にすることもできる。

【００４９】次に、記録ヘッドに就いて説明をするに、
図５〜図２８は、本発明の実施例１における記録ヘッド
の説明図で、図５〜図８は外形図である。図５は記録ヘ
ッドの斜視図で、図６は図５のＡの方向から見た図で、
図７は図５のＢの方向から見た図であり、図８は図５の
Ｃの方向から見た図である。

【００５０】図６と図７において、３５はコネクタで、
ヘッド駆動回路８と電気的に接続されている。他に、ヒ
ーターの電源もここから供給される。３６はインクカー
トリッジとの接続部で、ここからインクが供給される。
３７は記録ヘッド本体で、３８はインク液室の外壁であ
り、シリコンウェハーなどで出来ていて、ＩＣ加工技術
でお馴染みのフォトエッチングなどによって微細加工し
て、内部に液室が製作されている。３９は各ノズルの天
板である。

【００５１】図８は、記録ヘッドのインクの吐出面から
見た図で、ノズルの吐出口４０が、印刷スピードを上げ
るために、ノズル数２５６〜５０００ぐらいのものまで
作られている。本実施例では、説明を簡単にするため
に、ノズル数は１６個にして作られている。

【００５２】図９は、図７の縦断面図で、切断個所は図
８の一点鎖線の所である。また、図１０は、図９のイン
ク液室の外壁３８の所を拡大した図である。４０はノズ
ルの吐出口で、３９の天板に孔が空いている。４１は、
空洞になっていてインクが供給される共通液室で、図
中、左の方に進んでいくと液室が分かれており、各ノズ
ルの液室となっている。４２はヒーターで、４３、４
４、４５は電極である。

【００５３】図１１は、図８の点線の所を拡大し、図１
０のＡの所の断面図である。

【００５４】図１２は、図８の点線の所を拡大し、図１
０のＢの所、すなわち電極のある所の断面図である。図
中、４２はヒーターで、４４はインクの有り無しを判別
する電極で、４５はＧＮＤ電極である。ノズルの吐出信
号（ノズル毎にインクを吐出するかしないかの信号）
を、パラレルデーター転送すると、ノズルの数以上の電
極が必要となり、記録ヘッドが大きくなって、接片も増
えるので信頼性が悪くなる。そこで、インクの吐出信号
は、シリアルデーターに転送されるのが普通である。４
６は、そのシリアルデーターを受ける回路などで、公知
のシフトレジスタやラッチ回路などで構成されている。

【００５５】図１３は、図８の点線の所を拡大し、図１
０のＣの所の断面図である。図中、４１は、インクカー
トリッジからインクが供給される共通液室で、図中左の
方に行くと液室が分かれており、各ノズルの個別液室と
なる。ノズルの個別液室は共通液室と連通している。

【００５６】図１４は、図８の点線の部分を拡大し、図
１０のＤの所の断面図で、図中、４０はインクの吐出口
である。

【００５７】図１５は、記録ヘッドの吐出口側から見た
透視図で、電極が透けて見えるように表わしている。

【００５８】図１６は、図１５の一点鎖線の所で、カッ
トして横方向から見たノズルの断面図で、インクの吐出
方向が下向きになるように描かれている。

【００５９】図１７〜図２１は、ノズルよりインクを吐
出する様子を示す図で、図１８の４７は、ヒーター４２
に、ヒートパルスが通電した時に発生する泡で、４８
は、泡４７によって押出されて吐出口に盛上がった、吐
出直前のインクである。図２０の４９は、吐出されたイ
ンクである。

【００６０】次に、図２２を用いて、本発明におけるイ
ンクの残検、すなわちインクの残量検知に就いて説明す
る。図２２は、ノズル内の電極と回路図を対応させた図
で、図中、電極５１はヒーター電源に接続されており、
これによって、ヒーター４２の片方がヒーター電源に接
続される。また、もう片方の電極５２は、ヒーター４２
に接続されると共に、絶縁ゲート形でＮチャンネル形の
電界効果トランジスタであるＮｃｈＭＯＳＦＥＴ５３の
ドレインに接続される。このＮｃｈＭＯＳＦＥＴ５３
は、ゲート電圧（図中のＣ）が、“Ｌ”（ｌｏｗ）なら
ば“オフ（ｏｆｆ）”になり、ソースとドレイン間のイ
ンピーダンスが大（ＧΩ以上）となって、ヒーター４２
には電流が流れない。また、ＮｃｈＭＯＳＦＥＴ５３の
ゲート電圧が“Ｈ”（ｈｉｇｈ）ならば、“オン（ｏ
ｎ）”して、ソースとドレイン間のインピーダンスは小
（ヒーター４２の抵抗より十分小さい）となる。従っ
て、電流は、ヒーター電源から電極５１、ヒーター４２
および電極５２を経て、ＮｃｈＭＯＳＦＥＴ５３のドレ
イン、およびＮｃｈＭＯＳＦＥＴ５３のソースを経て、
ＧＮＤ電極へと流れる。このように、ＮｃｈＭＯＳＦＥ
Ｔ５３は、ヒーター４２のスイッチングをするトランジ
スタで、本実施例では、ＮｃｈＭＯＳＦＥＴを用いた
が、ヒーター４２をスイッチングさせるように作用すれ
ば良いので、ＮＰＮトランジスタなど、その他のスイッ
チング手段を用いることも好適にできる。

【００６１】電極４３、４５はＧＮＤ電極であり、電極
４４はインク検出用電極で、抵抗５６によりプルアップ
されている。従って、ＧＮＤ電極４３は、インク検出用
の電極４４のガードリングの役目をしており、ヒーター
４２や、それに接続されている電極５１や電極５２の影
響を受けないようにしている。

【００６２】疑似抵抗５０は、インク検出用の電極４４
と、ＧＮＤ電極４５との間にインクがあると、電流がリ
ークするので、これによって等価的に抵抗になる。普
通、幼児が誤ってインクを飲まないように安全性を考慮
して、インクの主成分は水である。水は無色なので、染
料が溶け込ましてある。これは、電気的に考えれば、不
純物が溶け込んだ水なので、導電性を有している。イン
ク検出用の電極４４とＧＮＤ電極４５とインクとによっ
て、疑似抵抗５０ができる。この時の抵抗値は、インク
の成分や、電極４４とＧＮＤ電極４５の間隔や、電極の
面積などにより変わるので、実際に作ってみてから測定
して設定するのが好適である。プルアップ抵抗５６の抵
抗値は、疑似抵抗５０の２倍以上に設定しておくと良
い。

【００６３】従って、インク検出用の電極４４とＧＮＤ
電極４５との間にインクが無いと、疑似抵抗５０は∞大
Ωで消滅する。インバーター５５はヒステリシス付きイ
ンバーターであり、ヒステリシス付きインバーターにし
た理由は、ノイズなどによってインク残量検知が誤検知
し難くするためのものであり、普通のインバーターにし
ても良いことは勿論である。また、ヒステリシス付きイ
ンバーター５５にはＡＮＤゲート５４が接続されてい
る。

【００６４】図２３は、図２２の中で、ヒーター４２を
抵抗で表わし、かつ疑似抵抗５０も抵抗で表わした等価
回路である。この回路の動作説明を図２４のタイミング
チャートを用いて説明するに、図中、ＨＥはヒートイネ
ーブルで、ヒーターに通電するタイミングで“Ｈ”にな
る元信号である。次に、液室内のインク量を示す。最初
は、液室内はインクで満ちている。次に示すのは、吐出
したインク量で、ノズルの吐出口より出たインク量であ
る。Ａは、図２３のＡポイントで、インク検出用電極４
４の所であり、Ｂは図２３のＢポイントで、インバータ
ー５５の出力であり、Ｃは図２３のＣポイントで、ＡＮ
Ｄゲート５４の出力であって、ＮｃｈＭＯＳＦＥＴ５３
のゲート電圧である。

【００６５】タイミング１７、１８、１９、２０、２１
でのノズルの様子を、夫々図１７、図１８、図１９、図
２０、図２１にて示す。図１７は、ノズルにインクが満
たされた状態で、この時に、インク検出用電極４４とＧ
ＮＤ電極４５の間がインクで満たされているので、疑似
抵抗５０は抵抗５６より小さい値になるので、Ａは、
“Ｌ”レベルである。それが、インバーター５５に入力
され、その出力Ｂは、“Ｈ”になる。ＨＥも“Ｈ”なの
で、ＡＮＤゲート５４の出力Ｃも“Ｈ”となって、Ｎｃ
ｈＭＯＳＦＥＴ５３がオン（ｏｎ）になって、ヒーター
４２に通電される。タイミング１８では、図１８のよう
に、ヒーター４２に通電されて加熱されることによっ
て、インクの主成分である水が、沸騰して泡４７が発生
する。タイミング１９では、図１９のように、泡４７が
成長し、インク４８を吐出口の外へ押出す。タイミング
２０では、インク４８が、完全に吐出口の外に出てい
る。ヒーター４２の通電が続いているので、泡がインク
を共通液室４１の方に押し戻す。電極４４とＧＮＤ電極
４５の所のインクが無くなると、疑似抵抗５０は無くな
り、抵抗５６がプルアップしているので、Ａの電圧が
“Ｈ”になり、Ｂの電圧が“Ｌ”となり、Ｃの電圧も
“Ｌ”となると、ＮｃｈＭＯＳＦＥＴ５３がオフ（ｏｆ
ｆ）となって、ヒーター４２の通電が打ち切られる。こ
れによって、共通液室の方に押し戻されたインクは、少
し押し戻されただけで止まる。タイミング２０では、先
ほど、吐出されたインクが飛び出している。その後は、
ノズルが毛細管現象によってインクがリフィールされ
る。インクは、共通液室の方に押し戻されただけなの
で、リフィールが早い。以上、各ノズルに就き、インク
検出のための回路が必要になるが、回路規模が小さく、
ＩＣプロセスで、ヒーター４２などを作る際に、同じマ
スクで作ることができるので、回路の追加によるコスト
アップ等は無い。

【００６６】また、従来は、ノズルの製造上のばらつき
により、吐出のために発生する泡のサイズは、不均一だ
った。その為にインクの吐出方向が、各ノズル毎にばら
ついてしまった。このことにより、インクの着弾点がば
らついたり、よれの原因となり、形成された画像が劣化
することがあった。

【００６７】本発明では、泡のサイズが、電極４４に達
したときに、ヒーターをｏｆｆするので、泡のサイズ
が、均一となり、吐出方向もばらつかなくなる。よっ
て、高品位な画像形成が可能となる。

【００６８】（実施例２）本発明における実施例２は、
上述した実施例１を改良したものであり、実施例１では
抵抗５６でプルアップされているので、疑似抵抗５０に
極く微少の電流が流れている。印刷、すなわち記録しな
い時など、記録ヘッドの液室内にインクが溜まったまま
の状態で、記録ヘッドが長時間放置されると、インク成
分が析出される恐れがある。この実施例２では、その点
が改良されて、インク検出するタイミングが短くて良い
ので、その時のみプルアップするようにしている。ま
た、メカニズム構成などは、実施例１と同じであるの
で、その点の詳しい説明は省略するものとする。

【００６９】図２５は、実施例２のノズル内の電極と回
路図を対応させた図で、図中の電極４４と、ＧＮＤ電極
４５とインクによって生じる疑似抵抗５０を、抵抗成分
として等価回路で表わしたのが、図２６である。図２６
の等価回路中、図２２の実施例１と同じ所の説明は省略
する。相違するところは、図２２のＶＤＤに、プルアッ
プされた抵抗５６の代りに、ＨＥ信号のバッファ５８
と、その出力に接続された抵抗５７に変えた所である。
これにより、疑似抵抗５０は、実施例１のように常時プ
ルアップされなくて、ＨＥ信号が“Ｈ”の時にのみ、プ
ルアップされる。ＨＥが“Ｈ”の時間は、極短く、数μ
ｓｅｃのオーダーなので、インクが電気分解されたり、
染料が析出されるようなことはない。

【００７０】次に、図２７を用いて動作説明するに、タ
イミング１７、１８、１９、２０、２１でのノズルの様
子を夫々図１７、図１８、図１９、図２０、図２１に示
す。図２７の最初は、ＨＥが“Ｌ”なので、Ａポイント
の電圧も、“Ｌ”で、Ｂポイントの電圧も、“Ｌ”で、
Ｃポイントの電圧も、“Ｌ”である。タイミング１７
で、ＨＥが“Ｈ”になると、Ａ、Ｂ、Ｃポイントとも、
共に電圧は、“Ｈ”になるので、ＮｃｈＭＯＳＦＥＴ５
３がオン（ｏｎ）になり、ヒーター４２に通電される。
その他は、先の実施例１と同様であるので、その説明は
省略する。

【００７１】（実施例３）本発明における実施例３は、
インク残量検知の改良に関する発明で、インクの残量低
下の判別方法を、図２８のフローチャートを用いて説明
する。実際の信号処理は、マイコン１のＭＰＵが図２８
のフローに沿って行うものである。

【００７２】図２８に示されるように、本発明における
判別方法を開始すべく、先ず、ステップ＃１０００にお
いて、ノズル数や判別フラグがチェックされる。そし
て、ステップ＃１００１は、ノズルＫの通電準備であ
り、最初、ノズルＫは、Ｋ＝１なので、ノズル１がこの
ステップ＃１００１でチェックされる。

【００７３】続いて、ステップ＃１００２は、ＨＥ＝
“Ｈ”になるタイミング待ちであり、従って、ＨＥが立
ち上がるまで待つ。ＨＥが立ち上がって“Ｈ”になる
と、次のステップ＃１００３に進む。この時、ノズルＫ
のヒーターに通電を開始する。

【００７４】ステップ＃１００３は、ノズル内のインク
の残検判別であり、図２６のヒステリシス付きインバー
ター５５のＢの所の信号を見て判別する。このノズル
は、前回吐出してから、インクがリフィールするのに十
分な時間が経っているので、「インク有り」でなければ
ならない。このタイミングで、ノズル内に「インク無
し」と判別されると、全体の「インク無し」か、ノズル
の吐出口表面に埃などが付着してリフィールできないこ
と、等が考えられる。この時には、ステップ＃１００６
の方に飛んで、ノズルＫの判別フラグのＨ（Ｋ）＝１に
して記憶しておく。そして、インク残量検知が「インク
有り」ならば、ＯＫで、次のステップ＃１００４に行
く。

【００７５】ステップ＃１００４は、インクの吐出完に
なる時間待ちで、ＨＥ＝“Ｌ”になると、ステップ＃１
００５に移行する。

【００７６】ステップ＃１００５は、ノズル内のインク
が吐出されたかどうかの確認で、図２６のＢポイントの
信号によりノズル内のインクの残量検知をして、「イン
ク無し」と判別されたならば、無事インクが吐出された
と判別し、ステップ＃１００８に移行する。しかし、
「インク有り」と判別された時には、ヒーターに通電し
たすぐ後なのに、インクが残っているということは、ヒ
ーターなどの回路の断線などで、通電信号が出たのに、
通電しなかった、または、ヒーター表面に焦げなどが蓄
積していて、ヒートしているのに、インクが十分加熱さ
れなくて、泡ができず、インクが吐出できなかった、こ
と等が考えられる。

【００７７】いづれにしても、インクが不吐なので、ス
テップ＃１００６に飛んで、ノズルＫの判別フラグのＨ
（Ｋ）＝１にして記憶しておく。そして、ステップ＃１
００７に移行して、１ノズルでも、ＮＧ（ＮｏＧｏｏ
ｄ）があれば、総合判別もＮＧなので、ＳＨ＝１にして
おいて、ステップ＃１００９に行く。

【００７８】ステップ＃１００８は、配列変数になって
いるＨ（Ｋ）が、ノズルの判別フラグで、Ｈ（Ｋ）＝０
で、ＯＫと記憶しておく。

【００７９】ステップ＃１００９は、次のノズルを、検
査するために、ＫをインクリメントしてＫ＋１として、
ステップ＃１０１０に移行する。

【００８０】ステップ＃１０１０は、全ノズルを検査し
たかどうかの判別で、Ｎは総ノズル数で、Ｋが１からイ
ンクリメントされて、Ｎに達した時には、全ノズルの検
査終了であり、ステップ＃１０１１に行く。まだの場合
には、ステップ＃１００１に戻る。この時に、先ほどよ
りもＫが１アップしているので、今度は、次のノズルを
検査することになる。

【００８１】ステップ＃１０１１は、検査結果の表示で
あり、ノズルの総合判別であるＳＨフラグをチェックし
て、ＳＨ＝０ならば、ＯＫで、ステップ＃１０１３に移
行して、不図示の表示手段によって「ＯＫ」の表示をす
る。また、ＳＨ＝１ならば、ＮＧ（ＮｏＧｏｏｄ）
で、ステップ＃１０１２に移行して、不図示の表示手段
によって「ＮＧ」の表示をする。さらに、この総合判別
で、ＮＧの時には、記録（印刷）を停止させて、インク
やメディアの無駄な使用を阻止して節約することができ
る。また、この時に、Ｈ（１）からＨ（Ｎ）までで、ど
れが１になっているかをチェックすることによって、ど
のノズルがＮＧなのか判る。

【００８２】要約すると、ノズル１から、ノズルｎ（ｎ
は、総ノズル数）まで、順番に予備吐する。従って、Ｈ
Ｅの立ち上がり時に、インクの残量検知信号（図２６の
Ｂの信号）をチェックしてインクが有れば、ＯＫであ
り、また、ＨＥの立ち下がりでは、インク吐出後におい
て、インク無しになっていれば、ＯＫであり、これによ
って、以上両方ＯＫであるならば、このノズルはＯＫで
あり、さらに、全ノズルともＯＫならば、この記録ヘッ
ドはＯＫであると判断する。

【００８３】このような本発明のインクジェット記録装
置は、被記録媒体にインク滴を吐出することによって入
力画像情報を記録する記録手段を用いて記録を行うイン
クジェット記録装置において、前記記録手段が、インク
を吐出する複数個のノズルを有し、各ノズル毎にインク
検出手段を設けているので、インク残量検知が各ノズル
毎にでき、ヘッド内の共通液室内のインクも使えて経済
的であり、簡単な構成で、確実に、各ノズル毎に吐出の
確認ができ、不吐ノズルなどによる印刷不良を最低限に
押さえることができる。

【００８４】また、本発明のインクジェット記録装置を
出力手段とする情報処理装置は、被記録媒体にインク滴
を吐出することによって入力画像情報を記録する記録手
段を用いて記録を行うインクジェット記録装置の前記記
録手段が、インクを吐出する複数個のノズルを有し、各
ノズル毎にインク検出手段を設けているので、ヘッド内
の共通液室内のインクも使えて経済的であり、簡単な構
成で、確実に、各ノズル毎に吐出の確認ができ、不吐ノ
ズルなどによる印刷不良を最低限に押さえることができ
る。

【００８５】さらに、本発明のインク残量低下の判別方
法は、被記録媒体にインク滴を吐出することによって入
力画像情報を記録する記録手段を用いて記録を行うイン
クジェット記録装置において、ノズル数と判別手順をチ
ェックしてノズルの通電準備をする工程と、前記ノズル
のヒーターに通電を開始する工程と、前記ノズル内のイ
ンクの有無を検出する工程と、前記ノズル内のインク吐
出を確認する工程と、ノズルを検査する工程と、全ノズ
ルの検査終了を確認する工程と、総合判別する工程と、
から成るので、インクの残量検知が各ノズル毎にでき、
ヘッド内の共通液室内のインクも使えて経済的で、不吐
ノズルなどによる印刷不良を最低限に押さえることがで
きる。

【００８６】このように構成された本発明のインクジェ
ット記録装置、インク残量低下の判別方法およびインク
ジェット記録装置を出力手段とする情報処理装置に依れ
ば、インクをヒートする時間が、実際にインクが吐出し
たのを検知して、通電を停止することによって、次のよ
うな作用効果が得られる。

【００８７】１．簡単な回路によって、適切な長さの通
電パルスが作れるので、従来のように、ヘッドの温度検
出、吐出ノズル数のカウント、ヒーターのスイッチング
素子の特性測定など、測定手段やそれの動作により得ら
れた情報により適切な通電パルスを計算するのが不要な
ので、コストが安く信頼性の高い印刷装置、すなわち記
録装置が得られる。

【００８８】２．インク吐出と同時にヒーターの通電を
止めるので、ヒーターの空だき時間やインクの焦げ付き
等が減り、耐久性が増大する。

【００８９】３．インク吐出と同時にヒーターの通電を
止めるので、インクのリフィールが早くなり、吐出周波
数を上げられるので、早く印刷できる。

【００９０】４．通電パルスが、各ノズル毎に適切な通
電パルスが作れるので、安定した吐出特性が得られると
共に、印刷画質が向上する。

【００９１】５．従来は、インクタンクのインクを検出
して、タンク内のインクが無くなったなら、インク無し
と判断していたが、インクの残量検知が各ノズル毎にで
きるので、ヘッド内の共通液室内のインクも使えて経済
的である。

【００９２】６．各ノズル毎に吐出確認ができるので、
不吐ノズルなどによる印刷不良が最低限に押さえられ
る。

【００９３】７．簡単な回路にて、ノズルの不吐検出が
できる。

【００９４】（その他）なお、本発明は、記録剤として
インクを用いるものであれば種々のインクジェット記録
装置に適用できるのは勿論であるが、その中でもインク
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（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。

【００９５】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
れた記録を行うことができる。

【００９６】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インク吐出口、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４、５５８、３３３号明細書、米国
特許第４、４５９、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５９−１２３６７０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。

【００９７】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。

【００９８】加えて、上例のようなシルアルタイプのも
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。

【００９９】また、本発明を適用できる記録装置の構成
として、記録ヘッドの吐出回復手段（予備的な補助手段
等も含む）の形態は種々のものであってもよい。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、
ブレードなどのクリーニング手段、インク供給系の加圧
あるいは上例のような吸引によってインクをインク吐出
口から排除する手段、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含
むものであればよい。それらのような回復処理後にヘッ
ドフェイス面にインク付着ないし残留が生じうる場合に
は本例のようなキャップ内吸収体の配設が有効である
し、またブレードを清浄に保つ吸収体の配設によって好
ましくない部位へのインク滴下を防止できるからであ
る。

【０１００】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、上述のように記録色や濃度を
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。

【０１０１】さらに加えて、以上説明した本発明実施形
態においては、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。

【０１０２】さらに加えて、本発明に適用できるインク
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。

【０１０３】

【発明の効果】本発明の請求項１記載のインクジェット
記録装置は、被記録媒体にインク滴を吐出することによ
って入力画像情報を記録する記録手段を用いて記録を行
うインクジェット記録装置において、前記記録手段は、
インクを吐出する複数個のノズルを有し、各ノズル毎に
インク検出手段を設けているので、インク残量検知が各
ノズル毎にできるので、ヘッド内の共通液室内のインク
も使えて経済的である。

【０１０４】本発明の請求項２記載のインクジェット記
録装置は、前記インク検出手段が、各ノズル毎に検出電
極を設けているので、簡単な構成で、確実に検出するこ
とができる。

【０１０５】本発明の請求項３記載のインクジェット記
録装置は、インク吐出時に、前記インク検出手段を作動
させるので、各ノズル毎に吐出の確認ができ、不吐ノズ
ルなどによる印刷不良を最低限に押さえることができ
る。

【０１０６】本発明の請求項４記載のインクジェット記
録装置は、前記インク検出手段によってインクが吐出し
たことを検出して、インク吐出通電動作を停止するの
で、ヘッド内の共通液室内のインクも使えて経済的で、
不吐ノズルなどによる印刷不良を最低限に押さえること
ができる。

【０１０７】本発明の請求項５記載のインクジェット記
録装置は、前記ノズル内のインク検出により、吐出する
前にインクが無い時や、吐出直後にインクがある時は、
異常モードにするので、簡単な構成で、確実に検出する
ことができ、インクを有効に使用できて経済的であり、
安定した吐出特性が得られる。

【０１０８】本発明の請求項６記載のインクジェット記
録装置は、前記記録手段が、インクを吐出するために利
用されるエネルギとして通電に応じ熱エネルギを発生す
る電気熱変換体を有するので、インク吐出を良好に行っ
て、きれいに記録することができる。

【０１０９】本発明の請求項７記載のインクジェット記
録装置は、前記記録手段が、前記電気熱変換体により印
加される熱エネルギによってインクに生じる膜沸騰を利
用して、前記インク吐出口からインクを記録媒体に向け
て吐出させるので、良好に記録でき、仕上がりがきれい
である。

【０１１０】本発明の請求項８記載の情報処理装置は、
請求項１乃至７いずれか記載のインクジェット記録装置
を出力手段としているので、簡単な構成で、確実に検出
することができ、インクを有効に使用できて経済的であ
り、安定した吐出特性が得られると共に、インク残量検
知が各ノズル毎にでき、ヘッド内の共通液室内のインク
も使えて経済的である。

【０１１１】本発明の請求項９記載の情報処理装置は、
前記インクジェット記録装置の記録手段が、インクを吐
出するために利用されるエネルギとして通電に応じ熱エ
ネルギを発生する電気熱変換体を有するので、インク吐
出を良好に行って、きれいに記録することができる。

【０１１２】本発明の請求項１０記載の情報処理装置
は、前記インクジェット記録装置の記録手段が、前記電
気熱変換体より印加される熱エネルギによってインクに
生じる膜沸騰を利用して、前記インク吐出口からインク
を記録媒体に向けて吐出させるので、良好に記録でき、
仕上がりがきれいである。

【０１１３】本発明の請求項１１記載のインク残量低下
の判別方法は、被記録媒体にインク滴を吐出することに
よって入力画像情報を記録する記録手段を用いて記録を
行うインクジェット記録装置において、ノズル数と判別
手順をチェックしてノズルの通電準備をする工程と、前
記ノズルのヒーターに通電を開始する工程と、前記ノズ
ル内のインクの有無を検出する工程と、前記ノズル内の
インク吐出を確認する工程と、ノズルを検査する工程
と、全ノズルの検査終了を確認する工程と、総合判別す
る工程と、から成るので、インク残量検知が各ノズル毎
にでき、ヘッド内の共通液室内のインクも使えて経済的
で、不吐ノズルなどによる印刷不良を最低限に押さえる
ことができる。

【０１１４】本発明の請求項１２記載のインク残量低下
の判別方法は、前記ノズル内のインク有無検出工程は、
各ノズル毎に設けられた検出電極によって行われるの
で、簡単な構成で、確実に検出することができる。

【０１１５】本発明の請求項１３記載のインク残量低下
の判別方法は、前記ノズル内のインク検出により、吐出
する前にインクが無い時、または吐出直後にインクがあ
る時は、異常モードにするので、インク残量検知が各ノ
ズル毎にでき、簡単な構成で、確実に検出することがで
きて、経済的である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態に係るインクジェット記録
装置の実施例１における信号のブロック図である。

【図２】本発明の実施例１におけるメカニズム構成の斜
視図である。

【図３】本発明の実施例１におけるメカニズム構成の右
側面図である。

【図４】本発明の実施例１におけるキャリッジの透視図
である。

【図５】本発明の実施例１におけるヘッドの斜視図であ
る。

【図６】本発明の実施例１におけるヘッドの長辺側面図
である。

【図７】本発明の実施例１におけるヘッドの短辺側面図
である。

【図８】本発明の実施例１におけるヘッドの吐出面の平
面図である。

【図９】本発明の実施例１におけるヘッドの短辺断面図
である。

【図１０】本発明の実施例１における図９の拡大した図
である。

【図１１】本発明の実施例１におけるヘッドのＡ断面図
である。

【図１２】本発明の実施例１におけるヘッドのＢ断面図
である。

【図１３】本発明の実施例１におけるヘッドのＣ断面図
である。

【図１４】本発明の実施例１におけるヘッドのＤ断面図
である。

【図１５】本発明の実施例１におけるヘッドの吐出口側
から見た透視図である。

【図１６】本発明の実施例１におけるヘッドのノズル断
面図である。

【図１７】本発明の実施例１におけるヘッドの動作説明
図で、吐出前の図である。

【図１８】図１７に続いで泡が発生した吐出開始時の図
である。

【図１９】図１８に続いて泡が成長してインクが押出さ
れる時の図である。

【図２０】図１９に続いてインクが吐出される時の図で
ある。

【図２１】図２０に続いてインクが完全に吐出された時
の図である。

【図２２】本発明の実施例１におけるインク検出部の摸
式図である。

【図２３】本発明の実施例１における図２２のインク検
出部の等価回路図である。

【図２４】本発明の実施例１におけるインク検出部のタ
イミングチャートである。

【図２５】本発明の実施例２におけるインク検出部の摸
式図である。

【図２６】本発明の実施例２におけるインク検出部の等
価回路図である。

【図２７】本発明の実施例２におけるヘッドとインク検
出部のタイミングチャートである。

【図２８】本発明の実施例３におけるヘッドとインク残
量検知の判別フローチャートである。

【図２９】従来例におけるヘッドのノズル断面図であ
る。

【図３０】従来例におけるヘッドの吐出面の透視図であ
る。

【図３１】従来例におけるヘッドの動作説明図で、吐出
前の図である。

【図３２】図３１に続いで泡が発生した吐出開始時の図
である。

【図３３】図３２に続いて泡が成長してインクが押出さ
れる時の図である。

【図３４】図３３に続いてインクが吐出される時の図で
ある。

【図３５】図３４に続いてインクが完全に吐出された時
の図である。

【図３６】従来例におけるヘッドのノズル摸式図であ
る。

【図３７】従来例におけるヘッドの等価回路図である。

【図３８】従来例におけるヘッドの動作タイミングチャ
ートである。

【符号の説明】

１マイコン（ＭＰＵ）２記憶装置３入出力回路４メモリ５ノズル処理装置６メモリ７ヒートパルス発生回路８ヘッド駆動回路９回復回路１０ＬＦモータ制御回路１１ＣＲ制御回路１２パソコン１３キャリッジ１４直進バー１５ＣＲモーター１６ピニオン１７プーリー１８ベルト１９ＬＦモーター２０ピニオンギヤ２１ギヤ２２ギヤ付きゴムローラー２３ギヤ付きゴムローラー２４拍車２５送りローラー２６メディア２７インクカートリッジ２８ヘッド２９インクカートリッジ３０ヘッド３１インクカートリッジ３２ヘッド３３インクカートリッジ３４ヘッド３５コネクタ３６接続部３７ヘッド本体３８インク液室の外壁３９天板４０吐出口４１共通液室４２ヒーター４３電極４４電極４５電極５０疑似抵抗５１電極５２電極５３ＮｃｈＭＯＳＦＥＴ５４ＡＮＤゲート５５ヒステリシス付きインバーター５６プルアップ抵抗５７抵抗５８バッファ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】被記録媒体にインク滴を吐出することに
よって入力画像情報を記録する記録手段を用いて記録を
行うインクジェット記録装置において、前記記録手段は、インクを吐出する複数個のノズルを有
し、各ノズル毎にインク検出手段を設けたことを特徴と
するインクジェット記録装置。
【請求項２】前記インク検出手段は、各ノズル毎に検
出電極を設けたことを特徴とする請求項１記載のインク
ジェット記録装置。
【請求項３】インク吐出時に、前記インク検出手段を
作動させることを特徴とする請求項１記載のインクジェ
ット記録装置。
【請求項４】前記インク検出手段によってインクが吐
出したことを検出して、インク吐出通電動作を停止する
ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか記載のイン
クジェット記録装置。
【請求項５】前記ノズル内のインク検出により、吐出
する前にインクが無い時や、吐出直後にインクがある時
は、異常モードにすることを特徴とする請求項１乃至４
のいずれか記載のインクジェット記録装置。
【請求項６】前記記録手段は、インクを吐出するため
に利用されるエネルギとして通電に応じ熱エネルギを発
生する電気熱変換体を有することを特徴とする請求項１
記載のインクジェット記録装置。
【請求項７】前記記録手段は、前記電気熱変換体によ
り印加される熱エネルギによってインクに生じる膜沸騰
を利用して、前記ノズルからインクを記録媒体に向けて
吐出させることを特徴とする請求項６記載のインクジェ
ット記録装置。
【請求項８】請求項１乃至７いずれか記載のインクジ
ェット記録装置を出力手段とすることを特徴とする情報
処理装置。
【請求項９】前記インクジェット記録装置の記録手段
が、インクを吐出するために利用されるエネルギとして
通電に応じ熱エネルギを発生する電気熱変換体を有する
ことを特徴とする請求項８記載の情報処理装置。
【請求項１０】前記インクジェット記録装置の記録手
段が、前記電気熱変換体により印加される熱エネルギに
よってインクに生じる膜沸騰を利用して、前記インク吐
出口からインクを記録媒体に向けて吐出させることを特
徴とする請求項９記載の情報処理装置。
【請求項１１】被記録媒体にインク滴を吐出すること
によって入力画像情報を記録する記録手段を用いて記録
を行うインクジェット記録装置において、ノズル数と判別手順をチェックしてノズルの通電準備を
する工程と、前記ノズルのヒーターに通電を開始する工
程と、前記ノズル内のインクの有無を検出する工程と、
前記ノズル内のインク吐出を確認する工程と、前記ノズ
ルを検査する工程と、全ノズルの検査終了を確認する工
程と、総合判別する工程と、から成るこを特徴とするイ
ンク残量低下の判別方法。
【請求項１２】前記ノズル内のインク有無検出工程
は、各ノズル毎に設けられた検出電極によって行われる
ことを特徴とする請求項１１記載のインク残量低下の判
別方法。
【請求項１３】前記ノズル内のインク検出により、吐
出する前にインクが無い時や、吐出直後にインクがある
時は、異常モードにすることを特徴とする請求項１１ま
たは１２記載のインク残量低下の判別方法。