JP2004009447A - インクジェット記録装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】複数のインクタンクを着脱自在に結合する記録ヘッドに、１色あたり複数のインクタンクを装着して印字可能なインクジェット記録装置を提供する。
【解決手段】複数のインクタンクを着脱自在に結合する記録ヘッドを有し、この記録ヘッドに装着されたインクタンクのインク色を検知する手段とインクタンクのインク残量を検知する手段とインクタンクの装着状態によって印字制御を行なう制御手段をもったことを特徴とするインクジェット記録装置。
【選択図】 図１
【解決手段】複数のインクタンクを着脱自在に結合する記録ヘッドを有し、この記録ヘッドに装着されたインクタンクのインク色を検知する手段とインクタンクのインク残量を検知する手段とインクタンクの装着状態によって印字制御を行なう制御手段をもったことを特徴とするインクジェット記録装置。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プリンターや複写機等の画像形成装置に関し、特に、前記記録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関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、紙、布、ＯＨＰシート等の記録媒体（以下、単に記録紙という）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、インクジェット方式等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】
そのような記録方式の中で、記録素子上に配置した吐出口からインク滴を吐出させて記録を行うインクジェット方式の記録ヘッドを搭載した記録装置（以下インクジェット記録装置という）は、低騒音、高密度、高速な記録が可能等の利点がある。
【０００４】
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紙を記録幅に等しい量で間欠搬送するものである。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、記録ヘッドが記録紙上を一回走査することでノズルに対応した幅のみ記録がなされる。
【０００５】
また、インクジェット記録装置は、ランニングコストが安く、装置の小型化も可能であり、さらに多色のインクを用いてカラー画像の記録に対応することも容易である。中でも、記録紙の幅方向に多数の吐出口を配列したラインタイプの記録手段を使用したライン型の記録装置は、一層の高速化が可能である。
【０００６】
上記の理由から、インクジェット記録装置は、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の出力端子としてのプリンター、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、ビデオ装置等に用いられるポータブルプリンタとして利用され、かつ商品化されている。
【０００７】
このようなインクジェット記録装置の記録ヘッドは、インクタンクと一体化されたチップタイプのものと、インクタンクと着脱自在に結合するインクタンク交換タイプのものとがある。ランニングコストを抑えるためには、インクタンク交換タイプが有利である。
【０００８】
記録ヘッドにインクを供給するためのインクタンクは、一般的に、インク保持体と、このインク保持体を挿入するための容器と、これを封止するための蓋部材で構成されている。カラー印刷を行う際に使用される記録ヘッドは、ブラックインクの入ったブラックタンクと、イエロー、マゼンタ、シアンの３色が一体となったカラータンクを交換するタイプ、そして、ブラック、イエロー、マゼンタ、シアンのそれぞれが入ったタンクを交換するタイプがある。また、最近では、写真調の印刷を行うために濃度の薄いマゼンタ、シアンのインクが入ったタンクもある。各色ごとのインクタンクを交換するタイプは、なくなった色のインクだけ交換することができるため、ランニングコストが抑えられるという利点がある。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来例では以下のような問題があった。
【００１０】
（１）ユーザーによって、印刷に使用する各色のインク量に差がある。例えば、文章を主に印刷するユーザーはブラックを主に使用する。このため、ブラックインクの交換頻度だけが増加し、他の色のインクはほとんど使用されないのにキャリッジ上に装着されていなければならない。
【００１１】
（２）ランニングコストが抑えられるという点では各色ごとのインクタンクを交換するタイプは利点がある。しかし、インクタンクを交換するという点では、インクタンクの容量が決まっているためランニングコストの低減にも限界がある。
【００１２】
そこで、インクタンクの容量を多くすることで、さらなるランニングコストの低減が考えられるが、容量を多くするために、インクタンクを大きくすると、キャリッジの重量が増加して、モータに対するキャリッジの応答性の低下や装置の大型化をまねいてしまう。
【００１３】
（３）ランニングコストが抑えられるという点では各色ごとのインクタンクを交換するタイプは利点がある。しかし、インクタンクをカラーヘッド上の設定された位置に挿入しなければならないために、インクタンク側あるいはカラーヘッド側に誤挿入防止機構を設ける必要があった。
【００１４】
（４）ランニングコストが抑えられるという点では各色ごとのインクタンクを交換するタイプは利点がある。しかし、各色のインクタンクの外形形状が同−の場合には、誤挿入防止のために、カラーヘッドもしくはインクジェット記録装置本体に貼られたラベルの指示に従い、ユーザーがインクタンクを挿入する必要があった。この場合、ユーザーがインクタンクを誤挿入したままで印字を行うと、誤った印刷結果が出力されてしまうため、インクタンクを交換は非常に注意深く作業する必要があった。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
上記問題点を解決するために、本発明では、複数のインクタンクを着脱自在に結合する記録ヘッドを有し、この記録ヘッドに装着されたインクタンクのインク色を検知する手段とインクタンクのインク残量を検知する手段とインクタンクの装着状態によって印字制御を行う制御手段を持ち、前記記録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、１色あたり複数個のインクタンクを記録ヘッドに装着可能としたことを特徴としている。
【００１６】
前記インクタンクのインク色を検知する手段とインクタンクのインク残量を検知する手段とインクタンクの装着状態によって印字制御を行う制御手段を持ち、前記インク残量を検知する手段でインクがないことが検知された場合、そのインク色に対応したインク色をインクタンクに充填することを特徴としている。
【００１７】
前記インクタンクのインク色を検知する手段とインクタンクのインク残量を検知する手段として、レッド、グリーン、ブルーのＬＥＤを使用することを特徴としている。
【００１８】
前記インクタンクのインク色を検知する手投としてインクタンクとキャリッジの対応する位置に凹凸を設け、インクタンクのインク残量を検知する手段としてＬＥＤを設けることを特徴としている。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について、図面を用いて説明していく。
【００２０】
（実施形態１）
本発明の記録装置について、給紙部、記録部、排紙部の順に説明していく。
【００２１】
図１は記録装置の斜視図、図２は記録装置の断面図である。
【００２２】
（１）給紙部
本発明の記録装置は複数枚のシートを積載可能な自動給紙装置（以下ＡＳＦという）４０を有しており、このＡＳＦ４０から給紙ローラ（不図示）によって１枚ずつ分離され、搬送されていく。ＡＳＦ４０から搬送されてきたシートは、紙押え４１の先端部に回転自在に保持されたピンチローラ４２によって送紙ローラ４３に圧接されることによって搬送力を付与され、記録部に搬送されていく。
【００２３】
（２）記録部
記録部に搬送されたシートは記録ヘッド１２とプラテン４４の間に搬送され、記録手段である記録ヘッド１２によって印刷が行われる。記録ヘッド１２は記録ヘッド１２と着脱自在に構成されたインクタンク１３により構成された記録手段であるヘッドカートリッジ（インクタンク＋記録ヘッド）１１として、ヘッドカートリッジ１１が着脱可能なキャリッジ１０に装着されている。
【００２４】
キャリッジ１０は、シート材Ｐの搬送方向に対して直角方向に延伸するガイド軸４およびガイドレール５により支持されている。
【００２５】
ガイドレール５は、キャリッジ１０の後端を保持して、ヘッドカートリッジ１１とシート材Ｐとの間隔を維持するものである。また、キャリッジ１０は、キャリッジモータ３からタイミングベルト７を介して伝達される駆動力により、ガイド軸４およびガイドレール５に沿って往復走査する。なお、タイミングベルト７はアイドルプーリ６によってテンションをかけて支持されており、ガイド軸４、ガイドレール５、キャリッジモータ３は、シャーシ１に取り付けられている。さらに、キャリッジ１０には、シャーシ１の裏面に固定された電気基板２からヘッドカートリッジ１１に電気信号を伝えるためのフレキシブル基板（不図示）が接続されている。
【００２６】
本実施形態では、シート材Ｐにおいて画像形成が行われる行位置（シート材Ｐの搬送方向の位置）にヘッドカートリッジ１１が対向するように、搬送ローラ４２とピンチローラ４３によりシート材Ｐが搬送される。そして、キャリッジモータ３の駆動力により、画像形成する列位置（シート材Ｐの搬送方向と垂直な位置）にキャリッジ１０が移動して、ヘッドカートリッジ１１の記録ヘッド１２が画像形成位置に対向する。その後、電気基板２からの電気信号により記録ヘッド１２からシート材Ｐに向けてインクが吐出して画像が形成される。
【００２７】
ここで、図３を用いてヘッドカートリッジ１１について説明する。図３ａはヘッドカートリッジを斜め上方から見た斜視図、図３ｂは裏から見た斜視図、図３ｃはインクタンクの断面図、そして、図３ｄはインクタンクを装着したヘッドカートリッジの断面図である。
【００２８】
ヘッドカートリッジ１１は、記録ヘッド１２と、着脱自在に構成された４つのインクタンク１３により構成される。インクタンク１３は透明なプラスチックでできた容器で、インク保持体１３ｅと液体状態のインク１３ｆの両者をそれぞれ収納している。インク保持体収納室１３ｇとインク収納室１３ｈがあり、これらを封止するための蓋部材１３ｉとで構成されている。
【００２９】
そして、インクタンク部の主部材１３ｉは、供給針（後述のインク充填の方法で詳細に説明する）が差し込まれる差込口１３ｎが設けられ、差込時にインク収納室を大気に連通させないようにするための二重弁機構１３ｊにより密封されている。一方、インク保持体収納室１３ｇには大気連通口１３ｋと記録ヘッド部１２ヘインクを供給するためのインク供給口１３ｍが設けられている。
【００３０】
通常のインクタンク装着状態では、ヘッドカートリッジ１１に、右側からイエロー（Ｙ）１３ａ、マゼンダ（Ｍ）１３ｂ、シアン（Ｃ）１３ｃ、ブラック（Ｂｋ）１３ｄのインクタンクが入っている。４色のインクタンクは外形形状が同一であるが、通常のブラック（Ｂｋ）１３ｄのインクタンクの装着位置だけは、他の色と区別するために、若干広いスペースが設けてある。
【００３１】
ヘッドカートリッジ１１を裏側から見ると、記録ヘッドのそれぞれのインクタンク１３に対応する位置に穴１２ａが空いており、それぞれのインクタンク１３が見える構成となっている。
【００３２】
従来より、インクジェット記録装置において、インクをノズルから吐出させるためのエネルギーを発生するエネルギー発生手段（記録素子）としては、ピエゾ素子等の電気機械変換体によってインクに加圧するものや、レーザー等の電磁波の照射あるいは発熱抵抗体を有する電気熱変換素子の作用によってインクに加熱して膨張または沸騰させるもの等がある。後者の熱エネルギーを利用して液体を吐出させる方式のインクジェット記録ヘッドは、ノズルを高密度に配列することができるために高解像度の記録をすることが可能である。その中でも電気熱変換素子をエネルギー発生手段として用いた記録ヘッドは、小型化が容易であり、かつ最近の半導体分野における技術の進歩と信頼性の向上が著しいＩＣ技術やマイクロ加工技術の長所を十分に活用でき、高密度実装化が容易で、製造コストも安価であるといった利点がある。
【００３３】
本実施形態のヘッドカートリッジ１１の記録ヘッド１２は、ヒータ等の発熱抵抗体を有する電気熱変換素子によりインクに熱を与えるものである。この熱によりインクは膜沸騰し、この膜沸騰による気泡の成長または収縮によって生じる圧力変化によって記録ヘッド１２のノズル１２ｂからインクが吐出されて画像が形成される。
【００３４】
次に本発明の第１実施形態の特徴的な箇所であるインクタンク検知部９０について詳細に説明する。
【００３５】
インクタンク検知部９０は、記録装置の正面から見て左側に位置し、キャリッジの移動範囲内にあり、かつキャリッジの一部がインクタンク検知部９０の上を通過するように構成されている。インクタンク検知部９０は、レッド、グリーン、ブルーの３色のＬＥＤ９２と、ＬＥＤ９２の反射光を結像する結像レンズ９４、結像された反射光を受光する受光部９３、受光部９３の情報を電気基板２に伝達するためのリード線（不図示）、前記３色のＬＥＤ９２、受光部９３、結像レンズ９４をカバーするためのカバー部材９１より構成されている。
【００３６】
前記カバー部材９１には上側に穴が設けてあり、その穴からインクタンク検知部９０内部を見たのが図４ａである。図４ｂは記録装置の正面方向から見たインクタンク検知部９０の図である。カバー部材９１の内部には、レッド、グリーン、ブルーのＬＥＤ９２が１列に配置され、ＬＥＤ９２の反射光を受光する受光部９３がＬＥＤ９２の横に配置されている。結像レンズ９４はインクタンク１３と受光部９３の中間に位置し、ＬＥＤ９２のインクタンク１３での反射光を結像する。また不図示のリード線により受光部９３で検知した情報を電気基板２に伝達する。
【００３７】
具体的に説明する。ヘッドカートリッジ１１をキャリッジ１０に装着する場合は、記録装置のカバー部材に設けられた不図示のヘッドカートリッジ交換キーを押す。するとキャリッジ１０はヘッドカートリッジ交換ポジションに移動する。ヘッドカートリッジ交換ポジションで、ヘッドカートリッジ１１を装着し、再度ヘッドカートリッジ交換キーを押す。するとキャリッジ１０は記録装置の正面から見て左側に移動し、インクタンク検知部９０のカバー部材９１の穴の上に交換したインクタンクが来るような位置に移動する。そこで、図４ａに示すように、まずレッド（Ｒ）のＬＥＤ９２ａが記録ヘッド１２の穴１２ａから見えるインクタンク１３の液体インク部分に照射され、反射光が結像レンズ９４を経由して光電変換特性を持つ受光部９３ａに受光される。次にグリーン（Ｇ）のＬＥＤ９２ｂがインクタンク１３の液体インク部分に照射され、その反射光が結像レンズ９４を経由して受光部９３ｂに受光される。最後にブルー（Ｂ）のＬＥＤ９２ｃがインクタンク１３の液体インク部分に照射され、その反射光が結像レンズ９４を経由して受光部９３ｃに受光される。３色のＬＥＤ９２がインクタンク１３を照射した反射光の受光部９３のデータにより、装着されているインクタンク１３のインク色を検知する。
【００３８】
そしてどのような順番で何色のインクタンクが装着されているかの情報を電気基板２にフィードバックし、インク吐出の順序を変更して正しい印刷を行うことができるようになっている。
【００３９】
その際、同時にユーザーに対しても何色のインクタンクが装着されているかの情報をコンピュータのモニターを通してフィードバックする。これによって、装着されていない色の印刷命令がきた場合にも、ユーザーにエラー情報を提示できる。
【００４０】
例えば図５ａに示すように、通常のインクタンク装着状態から、イエローのインクタンクを取り外して、代わりにマゼンダのインクタンクを装着したとする。すると、キャリッジは記録装置の左側に移動して装着したインクタンクが、インクタンク検知部９０のカバー部材９１の穴の上に来るような位置で停止する。そこでレッド、グリーン、ブルーのＬＥＤを順番にインクタンク１３に照射し、それぞれの反射光の受光部のデータより、装着されているインクタンクがマゼンダであると判断する。
【００４１】
そして、この情報を電気基板にフィードバックし、インク吐出の順序を変更して正しい印刷を行うことができるようになる。
【００４２】
同時に、ユーザーに対しても何色のインクタンクが装着されているかの情報をコンピュータのモニターを通してフィードバックする。
【００４３】
また同時に複数のインクタンクを交換した場合は、それぞれ交換したインクタンク１３がインクタンク検知部９０のカバー部材９１の穴の上に来るように移動し、３色のＬＥＤ９２を照射し装着されているインクタンク１３の種類を判断する。
【００４４】
例えば図５ｂのように、通常のインクタンク装着状態から、シアンマゼンダ、イエローのインクタンクを、前記ヘッドカートリッジ交換ポジションで取り外して、代わりに、ブラックのインクタンク３個を装着したとする。
【００４５】
キャリッジは記録装置の左側に移動して、装着されたインクタンクの最も左側にあるインクタンクｃが、インクタンク検知部９０のカバー部材９１の穴の上に来るような位置で停止する。そこでレッド、グリーン、ブルーのＬＥＤ９２を順番にインクタンク１３に照射し、それぞれの反射光の受光部９３のデータより、装着されているインクタンクがブラックであると判断される。
【００４６】
次にインクタンクｂが、カバー部材９１の穴の上に来るような位置で停止する。そこでレッド、グリーン、ブルーのＬＥＤ９２を順番にインクタンク１３に照射し、それぞれの反射光の受光部９３のデータより、装着されているインクタンクがブラックであると判断される。同様にインクタンクａが、カバー部材９１の穴の上に来るような位置で停止する。そこでレッド、グリーン、ブルーのＬＥＤ９２を順番にインクタンク１３に照射し、それぞれの反射光の受光部９３のデータより、装着されているインクタンクがブラックであると判断される。
【００４７】
そして、この情報を電気基板２にフィードバックし、インク吐出の順序を変更して正しい印刷を行うことができるようになる。
【００４８】
同時に、ユーザーに対しても何色のインクタンクが装着されているかの情報をコンピュータのモニターを通してフィードバックする。これによって、装着されていない色の印刷命令がきた場合にも、ユーザーにエラー情報を提示できる。
【００４９】
上記の図５ｂのようにすべてのインクタンクをブラックのインクタンクとした場合（ブラックのインクタンク４個）、記録ヘッドからはブラックのインクのみが吐出されるようになるため、キャリッジの１回のスキャンで印字できるブラックの幅が大きくなる。これは、例えば文章の印刷を行う場合には、キャリッジの１回のスキャンで印字できる行数が多くなることを意味し、結果として、文章の高速化印刷が可能となる。
【００５０】
次に本発明の第１実施形態の特徴的な箇所であるインク充填部について説明を行う。
【００５１】
上述のインクタンク検知部９０はインクタンク１３のＬＥＤ９２を照射する箇所にインクと同じ色のラベルを貼り付けてもインクタンクの検知は行えるが、ＬＥＤ９２を直接インクに照射するため、インクの残量も検知することができる。
【００５２】
具体的に説明する。ヘッドカートリッジ１１をキャリッジ１０に装着して印字を開始すると、印字ごとの吐出されたインク滴の数を各色ごとに集計していき、その集計した値が−定の数値に達した時、つまり、消費したインク量が一定値を越えた時キャリッジがインクタンク検知部９０上に移動していってインクの残量の確認を行う。この時、インクの残量が少なくなると、図６に示すように、インクタンク１３のインク収納室１３ｈのインクが空になり、この部分に照射された各ＬＥＤ９２の光は反射せずに、インクタンク１３を通過してしまう。これによって、インクの残量が少なくなったことが検知できる。
【００５３】
インク充填の方法について具体的に説明する。
【００５４】
図７は、本発明にかかる各色の大型タンクとインクタンク部との接続供給を説明をするための概略説明図である。
【００５５】
図７に示すように、ヘッドカートリッジ１１のインクタンク１３の主部材１３ｉには、液体を保持する各色の大型タンク３０の供給針３１が差し込まれる差込口１３ｎが設けられている。この差込ロ１３ｎは、差込時にインク収納室を大気に連通させないようにするための二重弁機構１３ｊにより密封されている。一方、インク保持体収納室１３ｇには大気連通ロ１３ｋと記録ヘッド部１２へインクを供給するためのインク供給口１３ｍが設けられている。
【００５６】
本実施形態の大型タンク３０は、図１に示すように、右側からイエロー（Ｙ）３０ａ、マゼンダ（Ｍ）３０ｂ、シアン（Ｃ）３０ｃ、ブラック（Ｂｋ）３０ｄの色のインクがそれぞれ入った大型タンクに別れていて、それぞれの大型タンクには供給針３１ａ、３１ｂ、３１ｃ、３１ｄが設けられている。
【００５７】
差込口１３ｎへの供給針３１の差込みは、ヘッドカートリッジ１１を装着したキャリッジ１０が大型タンク３０の各色ごとのインク充填位置で行われる。キャリッジ１０が大型タンク３０の各色ごとのインク充填位置に待機していると、大型タンク３０からのインクを供給するための各色ごとの供給針３１のついた大型タンク３０が、ヘッドカートリッジ１１上方から下降してきて、供給針３１が差込口１３ｎへ差込まれる。
【００５８】
例えば、図５ａに示すように、キャリッジの右端にあるイエローのインクがなくなったことがわかった場合、キャリッジはイエローインク充填位置（図１のイエローの大型タンク３０ａのインク充填位置）に待機したままで、キャリッジの右端にあるイエローのインクタンクにイエローのインクを充填していく。
【００５９】
インクを供給時は、差込口１３ｎに二重弁機構１３ｊを通して供給針３１が差込まれるので、インク収納室１３ｈは大気と連通せず常に密閉状態とすることができる。つまり、二重弁機構１３ｊは第１の弁室（不図示）と第２の弁室（不図示）からなり、供給針３１の先端が第１の弁室に進入する時はインク収納室と連通する第２の弁室は閉じられており、先端が第１の弁室で確実に密閉された後に第２の弁室にし移入するようになっている。
【００６０】
１回のインクの充填量は、インクタンク１３のインク収納室１３ｈの空間を満たす分だけ行われるようになっていて、インクタンク１３からインクが溢れ出さないようになっている。
【００６１】
インクの充填が終了すると、先程とは逆に、大型タンク３０が上昇して、印字可能な状態となる。
【００６２】
このような、インクタンク検知部とインク充填部を備えているため、本発明のインクジェット記録装置においては、同じ色のインクタンクを複数個装着できると同時に、そのインク残量が少なくなった場合においては、自動的にインクが補充されるようになっている。このため、例えば、文章を主に印刷するユーザーはブラックを主に使用するため、ブラックインクタンクのみをヘッドカートリッジに装着するようにして、使用しない色のインクタンクを装着しないような使用方法が可能となる。
【００６３】
これによって、ブラックインクタンクのインク充填の頻度を少なくすることも可能となり、効率的で使用目的にあったインクタンクの設定が可能となる。
【００６４】
（３）排紙部
記録が行われたシートは排紙ローラ４５と拍車４６の回転によって順次搬送され排紙され、記録の終了となる。
【００６５】
（実施形態２）
図８、図９を用いて本発明の第２実施形態を説明する。図８は本発明の第２実施形態に使用されるインクタンクの斜視図であり、図９は第２実施形態に使用されるヘッドカートリッジの断面図である。
【００６６】
本実施形態では、インクタンクのインク色を検知する手段として、インクタンクに凸を設け、キャリッジには凸に対応する位置にＯＮとＯＦＦを検知するスイッチを設け、この凸の押し方によって装着されているインクタンクの色を検知している。インクタンクのインク残量を検知する手段としては第１実施形態と同様にＬＥＤを設けている。
【００６７】
図９において、ヘッドカートリッジ２２にインクタンク２１を装着すると、インクタンク２１の凸５１に対応したヘッドカートリッジ２２の位置には穴が設けられていて、両者を一緒にキャリッジ２０に装着すると、キャリッジ２０側にはインクタンクの凸５１によってＯＮされるようなスイッチ５０が設けられている。図８に示すように、この凸５１の位置が、イエロー（Ｙ）２１ａでは５１ａ、マゼンダ（Ｍ）２１ｂでは５１ｂ、シアン（Ｃ）２１ｃでは５１ｃ、ブラック（Ｂｋ）２１ｄでは５１ｄのように各色ごとに異なるため、それぞれのインクタンク２１の種類をキャリッジ２０個で検知することが可能となる。
【００６８】
インクタンク交換の際には、第１実施形態と同様に、どのような順番で何色のインクタンクが装着されているかの情報を電気基板２にフィードバックし、インク吐出の順序を変更して正しい印刷を行うことができるようになっている。
【００６９】
その際、同時にユーザーに対しても何色のインクタンクが装着されているかの情報をコンピュータのモニターを通してフィードバックする。これによって、装着されていない色の印刷命令がきた場合にも、ユーザーにエラー情報を提示できる。
【００７０】
このように、インクタンクの装着情報をコンピュータのモニターを通してユーザーに提示できるため、オペレータが記録ヘッドにインクタンクを装着する時、装置本体に貼られたラベルの指示に対して注意深く作業する必要がなくなる。
【００７１】
なお、本実施形態ではインクタンクに凸を設け、キャリッジには凸に対応する位置にＯＮとＯＦＦを検知するスイッチを設けているが、インクタンクに凹を設けてキャリッジには凹に対応してＯＮとＯＦＦを検知するスイッチを設けても同様の効果が得られる。
【００７２】
インクタンクのインク残量を検知する手段は第１実施形態と同様であり、１色のＬＥＤの発光によるインクからの反射の有無で行っている。
【００７３】
その他の構成については実施形態１と同様である。
【００７４】
（その他）
なお、上述の実施形態においては、キャリッジにインクジェット記録ヘッドを搭載するプリンタを用いて本発明を説明したが、例えば、インクジェット記録ヘッドとほぼ同一の外形を備えることで、このキャリッジにインクジェット記録ヘッドとコンパチブルにキャリッジに搭載することのできるスキャナーユニットを備え、プラテンに支持される原稿シートから画像情報を読み取ることのできる情報処理装置であっても本発明を説明した構成を好適に用いることができる。
【００７５】
本発明は、特にインクジェット記録方式の中でも、熱エネルギを利用して飛翔的液滴を形成し、記録を行なうインクジェット記録方式の記録ヘッドを使用する画像形成装置において、優れた効果をもたらすものである。
【００７６】
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、米国特許第４７４０７９６号明細書に開示されており、本発明はこれらの基本的な原理を用いて行なうものが好ましい。この記録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。
【００７７】
この記録方式を簡単に説明すると、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液体に核沸騰現象を越え、膜沸騰現象を生じるような急速な温度上昇を与えるための少なくとも一つの駆動信号を印加することによって、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る。このように液体（インク）から、電気熱変換体に付与する駆動信号に一対一対応した気泡を形成できるため、特にオンデマンド型の記録法には有効である。この気泡の成長、収縮により吐出孔を介して液体（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４４６３３５９号明細書、米国特許第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なうことができる。
【００７８】
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孔、液流路、電気熱変換体の組み合わせ構成（直線液状流路または直角液流路）の他に、米国特許第４５５８３３３号明細書、米国特許第４４５９６００号明細書に開示されているように、熱作用面が屈曲する領域に配置された構成を持つものも本発明に含まれる。
【００７９】
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孔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年第１３８４６１号公報に基づいた構成においても本発明は有効である。
【００８０】
さらに、本発明が有効に利用される記録ヘッドとしては、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のフルラインタイプの記録ヘッドとがある。このフルラインヘッドは、上述した明細に開示されているような記録ヘッドを複数個組み合わせることによってフルライン構成にしたものや、一体的に形成された１個の長尺の記録ヘッドであっても良い。
【００８１】
また、本発明の記録装置に、記録ヘッドに対する回復手段、予備的な補助手段等を付加することは、本発明の記録装置を一層安定にすることが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手段を付加することも安定した記録を行なうために有効である。
【００８２】
以上説明した本発明実施形態においては、液体インクを用いて説明しているが、本発明では室温で固体状であるインクであっても、室温で軟化状態となるインクであっても用いることができる。上述のインクジェット装置ではインク自体を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体をなすものであればよい。
【００８３】
加えて、熱エネルギによるヘッドやインクの過剰な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か、または、インクの蒸発防止を目的として放置状態で同化するインクを用いることもできる。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を持つインクの使用も本発明には適用可能である。
【００８４】
このようなインクは、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、多孔質シートの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良い。
【００８５】
さらに加えて、本発明に係る記録装置の形態としては、ワードプロセッサやコンピュータ等の情報処理機器の画像出力端末として一体または別体に設けられるものの他、リーダ等と組み合わせた複写装置、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取るものであっても良い。
【００８６】
【発明の効果】
以上説明したように本発明では、複数のインクタンクを着脱自在に結合する記録ヘッドを有し、この記録ヘッドに装着されたインクタンクのインク色を検知する手段とインクタンクのインク残量を検知する手段とインクタンクの装着状態によって印字制御を行う制御手段を持ち、前記記録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、１色あたり複数個のインクタンクを記録ヘッドに装着可能としたことを特撤としている。
【００８７】
前記インクタンクのインク色を検知する手段とインクタンクのインク残量を検知する手段とインクタンクの装着状態によって印字制御を行う制御手段を持ち、前記インク残量を検知する手段でインクがないことが検知された場合、そのインク色に対応したインク色をインクタンクに充填することを特徴としている。
【００８８】
前記インクタンクのインク色を検知する手段とインクタンクのインク残量を検知する手段として、レッド、グリーン、ブルーのＬＥＤを使用することを特徴としている。
【００８９】
前記インクタンクのインク色を検知する手段としてインクタンクとキャリッジの対応する位置に凹凸を設け、インクタンクのインク残量を検知する手段としてＬＥＤを設けることを特徴としている。
【００９０】
このため、以下のような効果がある。
【００９１】
（１）ユーザー印刷環境に合わせたインクの設定が可能になる。例えば、文章を主に印刷するユーザーはブラックを主に使用するめ、ブラックインクをキャリッジ上に装着すればよい。
【００９２】
このようにすべてのインクタンクをブラックのインクタンクとした場合、記録ヘッドからはブラックのインクのみが吐出されるようになるり、キャリッジの１回のスキャンで印字できるブラックの幅が大きくなる。これは、例えば文章の印刷を行う場合に、キャリッジの１回のスキャンで印字できる行数が多くなることを意味し、結果として、文章の高速化印刷が可能となる。
【００９３】
（２）インクタンクを大きくすることなくランニングコストの低減が可能となり、キャリッジの重量が増加して、モータに対するキャリッジの応答性の低下や装置の大型化をまねくことがない。
【００９４】
（３）装置側で装着されているインクタンクのインク色を検知して、どのような順番で何色のインクタンクが装着されているかの情報を電気基板にフィードバックし、インク吐出の順序を変更して正しい印刷を行うことができるようになっている。
【００９５】
その際、同時にユーザーに対しても何色のインクタンクが装着されているかの情報をコンピュータのモニターを通してフィードバックする。これによって、装着されていない色の印刷命令がきた場合には、ブザーを鳴らすなどしてユーザーにエラー表示を行うことが可能となる。
【００９６】
このため、インクタンク側あるいはカラーヘッド側に誤挿入防止機構を設ける必要がない。
【００９７】
また、ユーザーがインクタンクの交換を非常に注意深く作業する必要がなくなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の記録装置の第１実施形態の斜視図である。
【図２】本発明の記録装置の第１実施形態の断面図である。
【図３】ａ、ｂは本発明の記録装置の第１実施形態のインクタンクヘッドとカートリッジの斜視図である。ｃ、ｄは本発明の記録装置の第１実施形態のインクタンクヘッドとカートリッジの断面図である。
【図４】ａ、ｂは本発明の記録装置の第１実施形態のインクタンク検知部を説明するための図である。
【図５】ａ、ｂは本発明の記録装置の第１実施形態の動作を説明するための図である。
【図６】本発明の記録装置の第１実施形態のインクタンクのインク残量検知部を説明するための図である。
【図７】本発明の記録装置の第１実施形態のインクタンクヘのインク充填を説明するための図である。
【図８】
本発明の記録装置の第２実施形態のインクタンク斜視図である。
【図９】
本発明の記録装置の第２実施形態のヘッドカートリッジとキャリッジの断面図である。
【符号の説明】
１ シャーシ
２ 電気基板
３ キャリッジモータ
４ ガイド軸
５ ガイドレール
６ アイドルプーリ
７ タイミングベルト
１０ キャリッジ
１１ ヘッドカートリッジ
１２ 記録ヘッド
１３ インクタンク
２０ キャリッジ
２１ インクタンク
２２ ヘッドカートリッジ
３０ 大型タンク
３１ 供給針
４０ ＡＳＦ
４１ 紙押え
４２ ピンチローラ
４３ 送紙ローラ
４４ プラテン
４５ 排紙ローラ
４６ 拍車
５０ スイッチ
５１ 凸部
９０ インクタンク検知部
９１ カバー部材
９２ ＬＥＤ
９３ 受光部
９４ 結像レンズ
【発明の属する技術分野】
本発明は、プリンターや複写機等の画像形成装置に関し、特に、前記記録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関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、紙、布、ＯＨＰシート等の記録媒体（以下、単に記録紙という）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、インクジェット方式等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】
そのような記録方式の中で、記録素子上に配置した吐出口からインク滴を吐出させて記録を行うインクジェット方式の記録ヘッドを搭載した記録装置（以下インクジェット記録装置という）は、低騒音、高密度、高速な記録が可能等の利点がある。
【０００４】
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紙を記録幅に等しい量で間欠搬送するものである。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、記録ヘッドが記録紙上を一回走査することでノズルに対応した幅のみ記録がなされる。
【０００５】
また、インクジェット記録装置は、ランニングコストが安く、装置の小型化も可能であり、さらに多色のインクを用いてカラー画像の記録に対応することも容易である。中でも、記録紙の幅方向に多数の吐出口を配列したラインタイプの記録手段を使用したライン型の記録装置は、一層の高速化が可能である。
【０００６】
上記の理由から、インクジェット記録装置は、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の出力端子としてのプリンター、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、ビデオ装置等に用いられるポータブルプリンタとして利用され、かつ商品化されている。
【０００７】
このようなインクジェット記録装置の記録ヘッドは、インクタンクと一体化されたチップタイプのものと、インクタンクと着脱自在に結合するインクタンク交換タイプのものとがある。ランニングコストを抑えるためには、インクタンク交換タイプが有利である。
【０００８】
記録ヘッドにインクを供給するためのインクタンクは、一般的に、インク保持体と、このインク保持体を挿入するための容器と、これを封止するための蓋部材で構成されている。カラー印刷を行う際に使用される記録ヘッドは、ブラックインクの入ったブラックタンクと、イエロー、マゼンタ、シアンの３色が一体となったカラータンクを交換するタイプ、そして、ブラック、イエロー、マゼンタ、シアンのそれぞれが入ったタンクを交換するタイプがある。また、最近では、写真調の印刷を行うために濃度の薄いマゼンタ、シアンのインクが入ったタンクもある。各色ごとのインクタンクを交換するタイプは、なくなった色のインクだけ交換することができるため、ランニングコストが抑えられるという利点がある。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来例では以下のような問題があった。
【００１０】
（１）ユーザーによって、印刷に使用する各色のインク量に差がある。例えば、文章を主に印刷するユーザーはブラックを主に使用する。このため、ブラックインクの交換頻度だけが増加し、他の色のインクはほとんど使用されないのにキャリッジ上に装着されていなければならない。
【００１１】
（２）ランニングコストが抑えられるという点では各色ごとのインクタンクを交換するタイプは利点がある。しかし、インクタンクを交換するという点では、インクタンクの容量が決まっているためランニングコストの低減にも限界がある。
【００１２】
そこで、インクタンクの容量を多くすることで、さらなるランニングコストの低減が考えられるが、容量を多くするために、インクタンクを大きくすると、キャリッジの重量が増加して、モータに対するキャリッジの応答性の低下や装置の大型化をまねいてしまう。
【００１３】
（３）ランニングコストが抑えられるという点では各色ごとのインクタンクを交換するタイプは利点がある。しかし、インクタンクをカラーヘッド上の設定された位置に挿入しなければならないために、インクタンク側あるいはカラーヘッド側に誤挿入防止機構を設ける必要があった。
【００１４】
（４）ランニングコストが抑えられるという点では各色ごとのインクタンクを交換するタイプは利点がある。しかし、各色のインクタンクの外形形状が同−の場合には、誤挿入防止のために、カラーヘッドもしくはインクジェット記録装置本体に貼られたラベルの指示に従い、ユーザーがインクタンクを挿入する必要があった。この場合、ユーザーがインクタンクを誤挿入したままで印字を行うと、誤った印刷結果が出力されてしまうため、インクタンクを交換は非常に注意深く作業する必要があった。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
上記問題点を解決するために、本発明では、複数のインクタンクを着脱自在に結合する記録ヘッドを有し、この記録ヘッドに装着されたインクタンクのインク色を検知する手段とインクタンクのインク残量を検知する手段とインクタンクの装着状態によって印字制御を行う制御手段を持ち、前記記録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、１色あたり複数個のインクタンクを記録ヘッドに装着可能としたことを特徴としている。
【００１６】
前記インクタンクのインク色を検知する手段とインクタンクのインク残量を検知する手段とインクタンクの装着状態によって印字制御を行う制御手段を持ち、前記インク残量を検知する手段でインクがないことが検知された場合、そのインク色に対応したインク色をインクタンクに充填することを特徴としている。
【００１７】
前記インクタンクのインク色を検知する手段とインクタンクのインク残量を検知する手段として、レッド、グリーン、ブルーのＬＥＤを使用することを特徴としている。
【００１８】
前記インクタンクのインク色を検知する手投としてインクタンクとキャリッジの対応する位置に凹凸を設け、インクタンクのインク残量を検知する手段としてＬＥＤを設けることを特徴としている。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について、図面を用いて説明していく。
【００２０】
（実施形態１）
本発明の記録装置について、給紙部、記録部、排紙部の順に説明していく。
【００２１】
図１は記録装置の斜視図、図２は記録装置の断面図である。
【００２２】
（１）給紙部
本発明の記録装置は複数枚のシートを積載可能な自動給紙装置（以下ＡＳＦという）４０を有しており、このＡＳＦ４０から給紙ローラ（不図示）によって１枚ずつ分離され、搬送されていく。ＡＳＦ４０から搬送されてきたシートは、紙押え４１の先端部に回転自在に保持されたピンチローラ４２によって送紙ローラ４３に圧接されることによって搬送力を付与され、記録部に搬送されていく。
【００２３】
（２）記録部
記録部に搬送されたシートは記録ヘッド１２とプラテン４４の間に搬送され、記録手段である記録ヘッド１２によって印刷が行われる。記録ヘッド１２は記録ヘッド１２と着脱自在に構成されたインクタンク１３により構成された記録手段であるヘッドカートリッジ（インクタンク＋記録ヘッド）１１として、ヘッドカートリッジ１１が着脱可能なキャリッジ１０に装着されている。
【００２４】
キャリッジ１０は、シート材Ｐの搬送方向に対して直角方向に延伸するガイド軸４およびガイドレール５により支持されている。
【００２５】
ガイドレール５は、キャリッジ１０の後端を保持して、ヘッドカートリッジ１１とシート材Ｐとの間隔を維持するものである。また、キャリッジ１０は、キャリッジモータ３からタイミングベルト７を介して伝達される駆動力により、ガイド軸４およびガイドレール５に沿って往復走査する。なお、タイミングベルト７はアイドルプーリ６によってテンションをかけて支持されており、ガイド軸４、ガイドレール５、キャリッジモータ３は、シャーシ１に取り付けられている。さらに、キャリッジ１０には、シャーシ１の裏面に固定された電気基板２からヘッドカートリッジ１１に電気信号を伝えるためのフレキシブル基板（不図示）が接続されている。
【００２６】
本実施形態では、シート材Ｐにおいて画像形成が行われる行位置（シート材Ｐの搬送方向の位置）にヘッドカートリッジ１１が対向するように、搬送ローラ４２とピンチローラ４３によりシート材Ｐが搬送される。そして、キャリッジモータ３の駆動力により、画像形成する列位置（シート材Ｐの搬送方向と垂直な位置）にキャリッジ１０が移動して、ヘッドカートリッジ１１の記録ヘッド１２が画像形成位置に対向する。その後、電気基板２からの電気信号により記録ヘッド１２からシート材Ｐに向けてインクが吐出して画像が形成される。
【００２７】
ここで、図３を用いてヘッドカートリッジ１１について説明する。図３ａはヘッドカートリッジを斜め上方から見た斜視図、図３ｂは裏から見た斜視図、図３ｃはインクタンクの断面図、そして、図３ｄはインクタンクを装着したヘッドカートリッジの断面図である。
【００２８】
ヘッドカートリッジ１１は、記録ヘッド１２と、着脱自在に構成された４つのインクタンク１３により構成される。インクタンク１３は透明なプラスチックでできた容器で、インク保持体１３ｅと液体状態のインク１３ｆの両者をそれぞれ収納している。インク保持体収納室１３ｇとインク収納室１３ｈがあり、これらを封止するための蓋部材１３ｉとで構成されている。
【００２９】
そして、インクタンク部の主部材１３ｉは、供給針（後述のインク充填の方法で詳細に説明する）が差し込まれる差込口１３ｎが設けられ、差込時にインク収納室を大気に連通させないようにするための二重弁機構１３ｊにより密封されている。一方、インク保持体収納室１３ｇには大気連通口１３ｋと記録ヘッド部１２ヘインクを供給するためのインク供給口１３ｍが設けられている。
【００３０】
通常のインクタンク装着状態では、ヘッドカートリッジ１１に、右側からイエロー（Ｙ）１３ａ、マゼンダ（Ｍ）１３ｂ、シアン（Ｃ）１３ｃ、ブラック（Ｂｋ）１３ｄのインクタンクが入っている。４色のインクタンクは外形形状が同一であるが、通常のブラック（Ｂｋ）１３ｄのインクタンクの装着位置だけは、他の色と区別するために、若干広いスペースが設けてある。
【００３１】
ヘッドカートリッジ１１を裏側から見ると、記録ヘッドのそれぞれのインクタンク１３に対応する位置に穴１２ａが空いており、それぞれのインクタンク１３が見える構成となっている。
【００３２】
従来より、インクジェット記録装置において、インクをノズルから吐出させるためのエネルギーを発生するエネルギー発生手段（記録素子）としては、ピエゾ素子等の電気機械変換体によってインクに加圧するものや、レーザー等の電磁波の照射あるいは発熱抵抗体を有する電気熱変換素子の作用によってインクに加熱して膨張または沸騰させるもの等がある。後者の熱エネルギーを利用して液体を吐出させる方式のインクジェット記録ヘッドは、ノズルを高密度に配列することができるために高解像度の記録をすることが可能である。その中でも電気熱変換素子をエネルギー発生手段として用いた記録ヘッドは、小型化が容易であり、かつ最近の半導体分野における技術の進歩と信頼性の向上が著しいＩＣ技術やマイクロ加工技術の長所を十分に活用でき、高密度実装化が容易で、製造コストも安価であるといった利点がある。
【００３３】
本実施形態のヘッドカートリッジ１１の記録ヘッド１２は、ヒータ等の発熱抵抗体を有する電気熱変換素子によりインクに熱を与えるものである。この熱によりインクは膜沸騰し、この膜沸騰による気泡の成長または収縮によって生じる圧力変化によって記録ヘッド１２のノズル１２ｂからインクが吐出されて画像が形成される。
【００３４】
次に本発明の第１実施形態の特徴的な箇所であるインクタンク検知部９０について詳細に説明する。
【００３５】
インクタンク検知部９０は、記録装置の正面から見て左側に位置し、キャリッジの移動範囲内にあり、かつキャリッジの一部がインクタンク検知部９０の上を通過するように構成されている。インクタンク検知部９０は、レッド、グリーン、ブルーの３色のＬＥＤ９２と、ＬＥＤ９２の反射光を結像する結像レンズ９４、結像された反射光を受光する受光部９３、受光部９３の情報を電気基板２に伝達するためのリード線（不図示）、前記３色のＬＥＤ９２、受光部９３、結像レンズ９４をカバーするためのカバー部材９１より構成されている。
【００３６】
前記カバー部材９１には上側に穴が設けてあり、その穴からインクタンク検知部９０内部を見たのが図４ａである。図４ｂは記録装置の正面方向から見たインクタンク検知部９０の図である。カバー部材９１の内部には、レッド、グリーン、ブルーのＬＥＤ９２が１列に配置され、ＬＥＤ９２の反射光を受光する受光部９３がＬＥＤ９２の横に配置されている。結像レンズ９４はインクタンク１３と受光部９３の中間に位置し、ＬＥＤ９２のインクタンク１３での反射光を結像する。また不図示のリード線により受光部９３で検知した情報を電気基板２に伝達する。
【００３７】
具体的に説明する。ヘッドカートリッジ１１をキャリッジ１０に装着する場合は、記録装置のカバー部材に設けられた不図示のヘッドカートリッジ交換キーを押す。するとキャリッジ１０はヘッドカートリッジ交換ポジションに移動する。ヘッドカートリッジ交換ポジションで、ヘッドカートリッジ１１を装着し、再度ヘッドカートリッジ交換キーを押す。するとキャリッジ１０は記録装置の正面から見て左側に移動し、インクタンク検知部９０のカバー部材９１の穴の上に交換したインクタンクが来るような位置に移動する。そこで、図４ａに示すように、まずレッド（Ｒ）のＬＥＤ９２ａが記録ヘッド１２の穴１２ａから見えるインクタンク１３の液体インク部分に照射され、反射光が結像レンズ９４を経由して光電変換特性を持つ受光部９３ａに受光される。次にグリーン（Ｇ）のＬＥＤ９２ｂがインクタンク１３の液体インク部分に照射され、その反射光が結像レンズ９４を経由して受光部９３ｂに受光される。最後にブルー（Ｂ）のＬＥＤ９２ｃがインクタンク１３の液体インク部分に照射され、その反射光が結像レンズ９４を経由して受光部９３ｃに受光される。３色のＬＥＤ９２がインクタンク１３を照射した反射光の受光部９３のデータにより、装着されているインクタンク１３のインク色を検知する。
【００３８】
そしてどのような順番で何色のインクタンクが装着されているかの情報を電気基板２にフィードバックし、インク吐出の順序を変更して正しい印刷を行うことができるようになっている。
【００３９】
その際、同時にユーザーに対しても何色のインクタンクが装着されているかの情報をコンピュータのモニターを通してフィードバックする。これによって、装着されていない色の印刷命令がきた場合にも、ユーザーにエラー情報を提示できる。
【００４０】
例えば図５ａに示すように、通常のインクタンク装着状態から、イエローのインクタンクを取り外して、代わりにマゼンダのインクタンクを装着したとする。すると、キャリッジは記録装置の左側に移動して装着したインクタンクが、インクタンク検知部９０のカバー部材９１の穴の上に来るような位置で停止する。そこでレッド、グリーン、ブルーのＬＥＤを順番にインクタンク１３に照射し、それぞれの反射光の受光部のデータより、装着されているインクタンクがマゼンダであると判断する。
【００４１】
そして、この情報を電気基板にフィードバックし、インク吐出の順序を変更して正しい印刷を行うことができるようになる。
【００４２】
同時に、ユーザーに対しても何色のインクタンクが装着されているかの情報をコンピュータのモニターを通してフィードバックする。
【００４３】
また同時に複数のインクタンクを交換した場合は、それぞれ交換したインクタンク１３がインクタンク検知部９０のカバー部材９１の穴の上に来るように移動し、３色のＬＥＤ９２を照射し装着されているインクタンク１３の種類を判断する。
【００４４】
例えば図５ｂのように、通常のインクタンク装着状態から、シアンマゼンダ、イエローのインクタンクを、前記ヘッドカートリッジ交換ポジションで取り外して、代わりに、ブラックのインクタンク３個を装着したとする。
【００４５】
キャリッジは記録装置の左側に移動して、装着されたインクタンクの最も左側にあるインクタンクｃが、インクタンク検知部９０のカバー部材９１の穴の上に来るような位置で停止する。そこでレッド、グリーン、ブルーのＬＥＤ９２を順番にインクタンク１３に照射し、それぞれの反射光の受光部９３のデータより、装着されているインクタンクがブラックであると判断される。
【００４６】
次にインクタンクｂが、カバー部材９１の穴の上に来るような位置で停止する。そこでレッド、グリーン、ブルーのＬＥＤ９２を順番にインクタンク１３に照射し、それぞれの反射光の受光部９３のデータより、装着されているインクタンクがブラックであると判断される。同様にインクタンクａが、カバー部材９１の穴の上に来るような位置で停止する。そこでレッド、グリーン、ブルーのＬＥＤ９２を順番にインクタンク１３に照射し、それぞれの反射光の受光部９３のデータより、装着されているインクタンクがブラックであると判断される。
【００４７】
そして、この情報を電気基板２にフィードバックし、インク吐出の順序を変更して正しい印刷を行うことができるようになる。
【００４８】
同時に、ユーザーに対しても何色のインクタンクが装着されているかの情報をコンピュータのモニターを通してフィードバックする。これによって、装着されていない色の印刷命令がきた場合にも、ユーザーにエラー情報を提示できる。
【００４９】
上記の図５ｂのようにすべてのインクタンクをブラックのインクタンクとした場合（ブラックのインクタンク４個）、記録ヘッドからはブラックのインクのみが吐出されるようになるため、キャリッジの１回のスキャンで印字できるブラックの幅が大きくなる。これは、例えば文章の印刷を行う場合には、キャリッジの１回のスキャンで印字できる行数が多くなることを意味し、結果として、文章の高速化印刷が可能となる。
【００５０】
次に本発明の第１実施形態の特徴的な箇所であるインク充填部について説明を行う。
【００５１】
上述のインクタンク検知部９０はインクタンク１３のＬＥＤ９２を照射する箇所にインクと同じ色のラベルを貼り付けてもインクタンクの検知は行えるが、ＬＥＤ９２を直接インクに照射するため、インクの残量も検知することができる。
【００５２】
具体的に説明する。ヘッドカートリッジ１１をキャリッジ１０に装着して印字を開始すると、印字ごとの吐出されたインク滴の数を各色ごとに集計していき、その集計した値が−定の数値に達した時、つまり、消費したインク量が一定値を越えた時キャリッジがインクタンク検知部９０上に移動していってインクの残量の確認を行う。この時、インクの残量が少なくなると、図６に示すように、インクタンク１３のインク収納室１３ｈのインクが空になり、この部分に照射された各ＬＥＤ９２の光は反射せずに、インクタンク１３を通過してしまう。これによって、インクの残量が少なくなったことが検知できる。
【００５３】
インク充填の方法について具体的に説明する。
【００５４】
図７は、本発明にかかる各色の大型タンクとインクタンク部との接続供給を説明をするための概略説明図である。
【００５５】
図７に示すように、ヘッドカートリッジ１１のインクタンク１３の主部材１３ｉには、液体を保持する各色の大型タンク３０の供給針３１が差し込まれる差込口１３ｎが設けられている。この差込ロ１３ｎは、差込時にインク収納室を大気に連通させないようにするための二重弁機構１３ｊにより密封されている。一方、インク保持体収納室１３ｇには大気連通ロ１３ｋと記録ヘッド部１２へインクを供給するためのインク供給口１３ｍが設けられている。
【００５６】
本実施形態の大型タンク３０は、図１に示すように、右側からイエロー（Ｙ）３０ａ、マゼンダ（Ｍ）３０ｂ、シアン（Ｃ）３０ｃ、ブラック（Ｂｋ）３０ｄの色のインクがそれぞれ入った大型タンクに別れていて、それぞれの大型タンクには供給針３１ａ、３１ｂ、３１ｃ、３１ｄが設けられている。
【００５７】
差込口１３ｎへの供給針３１の差込みは、ヘッドカートリッジ１１を装着したキャリッジ１０が大型タンク３０の各色ごとのインク充填位置で行われる。キャリッジ１０が大型タンク３０の各色ごとのインク充填位置に待機していると、大型タンク３０からのインクを供給するための各色ごとの供給針３１のついた大型タンク３０が、ヘッドカートリッジ１１上方から下降してきて、供給針３１が差込口１３ｎへ差込まれる。
【００５８】
例えば、図５ａに示すように、キャリッジの右端にあるイエローのインクがなくなったことがわかった場合、キャリッジはイエローインク充填位置（図１のイエローの大型タンク３０ａのインク充填位置）に待機したままで、キャリッジの右端にあるイエローのインクタンクにイエローのインクを充填していく。
【００５９】
インクを供給時は、差込口１３ｎに二重弁機構１３ｊを通して供給針３１が差込まれるので、インク収納室１３ｈは大気と連通せず常に密閉状態とすることができる。つまり、二重弁機構１３ｊは第１の弁室（不図示）と第２の弁室（不図示）からなり、供給針３１の先端が第１の弁室に進入する時はインク収納室と連通する第２の弁室は閉じられており、先端が第１の弁室で確実に密閉された後に第２の弁室にし移入するようになっている。
【００６０】
１回のインクの充填量は、インクタンク１３のインク収納室１３ｈの空間を満たす分だけ行われるようになっていて、インクタンク１３からインクが溢れ出さないようになっている。
【００６１】
インクの充填が終了すると、先程とは逆に、大型タンク３０が上昇して、印字可能な状態となる。
【００６２】
このような、インクタンク検知部とインク充填部を備えているため、本発明のインクジェット記録装置においては、同じ色のインクタンクを複数個装着できると同時に、そのインク残量が少なくなった場合においては、自動的にインクが補充されるようになっている。このため、例えば、文章を主に印刷するユーザーはブラックを主に使用するため、ブラックインクタンクのみをヘッドカートリッジに装着するようにして、使用しない色のインクタンクを装着しないような使用方法が可能となる。
【００６３】
これによって、ブラックインクタンクのインク充填の頻度を少なくすることも可能となり、効率的で使用目的にあったインクタンクの設定が可能となる。
【００６４】
（３）排紙部
記録が行われたシートは排紙ローラ４５と拍車４６の回転によって順次搬送され排紙され、記録の終了となる。
【００６５】
（実施形態２）
図８、図９を用いて本発明の第２実施形態を説明する。図８は本発明の第２実施形態に使用されるインクタンクの斜視図であり、図９は第２実施形態に使用されるヘッドカートリッジの断面図である。
【００６６】
本実施形態では、インクタンクのインク色を検知する手段として、インクタンクに凸を設け、キャリッジには凸に対応する位置にＯＮとＯＦＦを検知するスイッチを設け、この凸の押し方によって装着されているインクタンクの色を検知している。インクタンクのインク残量を検知する手段としては第１実施形態と同様にＬＥＤを設けている。
【００６７】
図９において、ヘッドカートリッジ２２にインクタンク２１を装着すると、インクタンク２１の凸５１に対応したヘッドカートリッジ２２の位置には穴が設けられていて、両者を一緒にキャリッジ２０に装着すると、キャリッジ２０側にはインクタンクの凸５１によってＯＮされるようなスイッチ５０が設けられている。図８に示すように、この凸５１の位置が、イエロー（Ｙ）２１ａでは５１ａ、マゼンダ（Ｍ）２１ｂでは５１ｂ、シアン（Ｃ）２１ｃでは５１ｃ、ブラック（Ｂｋ）２１ｄでは５１ｄのように各色ごとに異なるため、それぞれのインクタンク２１の種類をキャリッジ２０個で検知することが可能となる。
【００６８】
インクタンク交換の際には、第１実施形態と同様に、どのような順番で何色のインクタンクが装着されているかの情報を電気基板２にフィードバックし、インク吐出の順序を変更して正しい印刷を行うことができるようになっている。
【００６９】
その際、同時にユーザーに対しても何色のインクタンクが装着されているかの情報をコンピュータのモニターを通してフィードバックする。これによって、装着されていない色の印刷命令がきた場合にも、ユーザーにエラー情報を提示できる。
【００７０】
このように、インクタンクの装着情報をコンピュータのモニターを通してユーザーに提示できるため、オペレータが記録ヘッドにインクタンクを装着する時、装置本体に貼られたラベルの指示に対して注意深く作業する必要がなくなる。
【００７１】
なお、本実施形態ではインクタンクに凸を設け、キャリッジには凸に対応する位置にＯＮとＯＦＦを検知するスイッチを設けているが、インクタンクに凹を設けてキャリッジには凹に対応してＯＮとＯＦＦを検知するスイッチを設けても同様の効果が得られる。
【００７２】
インクタンクのインク残量を検知する手段は第１実施形態と同様であり、１色のＬＥＤの発光によるインクからの反射の有無で行っている。
【００７３】
その他の構成については実施形態１と同様である。
【００７４】
（その他）
なお、上述の実施形態においては、キャリッジにインクジェット記録ヘッドを搭載するプリンタを用いて本発明を説明したが、例えば、インクジェット記録ヘッドとほぼ同一の外形を備えることで、このキャリッジにインクジェット記録ヘッドとコンパチブルにキャリッジに搭載することのできるスキャナーユニットを備え、プラテンに支持される原稿シートから画像情報を読み取ることのできる情報処理装置であっても本発明を説明した構成を好適に用いることができる。
【００７５】
本発明は、特にインクジェット記録方式の中でも、熱エネルギを利用して飛翔的液滴を形成し、記録を行なうインクジェット記録方式の記録ヘッドを使用する画像形成装置において、優れた効果をもたらすものである。
【００７６】
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、米国特許第４７４０７９６号明細書に開示されており、本発明はこれらの基本的な原理を用いて行なうものが好ましい。この記録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。
【００７７】
この記録方式を簡単に説明すると、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液体に核沸騰現象を越え、膜沸騰現象を生じるような急速な温度上昇を与えるための少なくとも一つの駆動信号を印加することによって、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る。このように液体（インク）から、電気熱変換体に付与する駆動信号に一対一対応した気泡を形成できるため、特にオンデマンド型の記録法には有効である。この気泡の成長、収縮により吐出孔を介して液体（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４４６３３５９号明細書、米国特許第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なうことができる。
【００７８】
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孔、液流路、電気熱変換体の組み合わせ構成（直線液状流路または直角液流路）の他に、米国特許第４５５８３３３号明細書、米国特許第４４５９６００号明細書に開示されているように、熱作用面が屈曲する領域に配置された構成を持つものも本発明に含まれる。
【００７９】
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孔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年第１３８４６１号公報に基づいた構成においても本発明は有効である。
【００８０】
さらに、本発明が有効に利用される記録ヘッドとしては、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のフルラインタイプの記録ヘッドとがある。このフルラインヘッドは、上述した明細に開示されているような記録ヘッドを複数個組み合わせることによってフルライン構成にしたものや、一体的に形成された１個の長尺の記録ヘッドであっても良い。
【００８１】
また、本発明の記録装置に、記録ヘッドに対する回復手段、予備的な補助手段等を付加することは、本発明の記録装置を一層安定にすることが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手段を付加することも安定した記録を行なうために有効である。
【００８２】
以上説明した本発明実施形態においては、液体インクを用いて説明しているが、本発明では室温で固体状であるインクであっても、室温で軟化状態となるインクであっても用いることができる。上述のインクジェット装置ではインク自体を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体をなすものであればよい。
【００８３】
加えて、熱エネルギによるヘッドやインクの過剰な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か、または、インクの蒸発防止を目的として放置状態で同化するインクを用いることもできる。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を持つインクの使用も本発明には適用可能である。
【００８４】
このようなインクは、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、多孔質シートの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良い。
【００８５】
さらに加えて、本発明に係る記録装置の形態としては、ワードプロセッサやコンピュータ等の情報処理機器の画像出力端末として一体または別体に設けられるものの他、リーダ等と組み合わせた複写装置、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取るものであっても良い。
【００８６】
【発明の効果】
以上説明したように本発明では、複数のインクタンクを着脱自在に結合する記録ヘッドを有し、この記録ヘッドに装着されたインクタンクのインク色を検知する手段とインクタンクのインク残量を検知する手段とインクタンクの装着状態によって印字制御を行う制御手段を持ち、前記記録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、１色あたり複数個のインクタンクを記録ヘッドに装着可能としたことを特撤としている。
【００８７】
前記インクタンクのインク色を検知する手段とインクタンクのインク残量を検知する手段とインクタンクの装着状態によって印字制御を行う制御手段を持ち、前記インク残量を検知する手段でインクがないことが検知された場合、そのインク色に対応したインク色をインクタンクに充填することを特徴としている。
【００８８】
前記インクタンクのインク色を検知する手段とインクタンクのインク残量を検知する手段として、レッド、グリーン、ブルーのＬＥＤを使用することを特徴としている。
【００８９】
前記インクタンクのインク色を検知する手段としてインクタンクとキャリッジの対応する位置に凹凸を設け、インクタンクのインク残量を検知する手段としてＬＥＤを設けることを特徴としている。
【００９０】
このため、以下のような効果がある。
【００９１】
（１）ユーザー印刷環境に合わせたインクの設定が可能になる。例えば、文章を主に印刷するユーザーはブラックを主に使用するめ、ブラックインクをキャリッジ上に装着すればよい。
【００９２】
このようにすべてのインクタンクをブラックのインクタンクとした場合、記録ヘッドからはブラックのインクのみが吐出されるようになるり、キャリッジの１回のスキャンで印字できるブラックの幅が大きくなる。これは、例えば文章の印刷を行う場合に、キャリッジの１回のスキャンで印字できる行数が多くなることを意味し、結果として、文章の高速化印刷が可能となる。
【００９３】
（２）インクタンクを大きくすることなくランニングコストの低減が可能となり、キャリッジの重量が増加して、モータに対するキャリッジの応答性の低下や装置の大型化をまねくことがない。
【００９４】
（３）装置側で装着されているインクタンクのインク色を検知して、どのような順番で何色のインクタンクが装着されているかの情報を電気基板にフィードバックし、インク吐出の順序を変更して正しい印刷を行うことができるようになっている。
【００９５】
その際、同時にユーザーに対しても何色のインクタンクが装着されているかの情報をコンピュータのモニターを通してフィードバックする。これによって、装着されていない色の印刷命令がきた場合には、ブザーを鳴らすなどしてユーザーにエラー表示を行うことが可能となる。
【００９６】
このため、インクタンク側あるいはカラーヘッド側に誤挿入防止機構を設ける必要がない。
【００９７】
また、ユーザーがインクタンクの交換を非常に注意深く作業する必要がなくなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の記録装置の第１実施形態の斜視図である。
【図２】本発明の記録装置の第１実施形態の断面図である。
【図３】ａ、ｂは本発明の記録装置の第１実施形態のインクタンクヘッドとカートリッジの斜視図である。ｃ、ｄは本発明の記録装置の第１実施形態のインクタンクヘッドとカートリッジの断面図である。
【図４】ａ、ｂは本発明の記録装置の第１実施形態のインクタンク検知部を説明するための図である。
【図５】ａ、ｂは本発明の記録装置の第１実施形態の動作を説明するための図である。
【図６】本発明の記録装置の第１実施形態のインクタンクのインク残量検知部を説明するための図である。
【図７】本発明の記録装置の第１実施形態のインクタンクヘのインク充填を説明するための図である。
【図８】
本発明の記録装置の第２実施形態のインクタンク斜視図である。
【図９】
本発明の記録装置の第２実施形態のヘッドカートリッジとキャリッジの断面図である。
【符号の説明】
１ シャーシ
２ 電気基板
３ キャリッジモータ
４ ガイド軸
５ ガイドレール
６ アイドルプーリ
７ タイミングベルト
１０ キャリッジ
１１ ヘッドカートリッジ
１２ 記録ヘッド
１３ インクタンク
２０ キャリッジ
２１ インクタンク
２２ ヘッドカートリッジ
３０ 大型タンク
３１ 供給針
４０ ＡＳＦ
４１ 紙押え
４２ ピンチローラ
４３ 送紙ローラ
４４ プラテン
４５ 排紙ローラ
４６ 拍車
５０ スイッチ
５１ 凸部
９０ インクタンク検知部
９１ カバー部材
９２ ＬＥＤ
９３ 受光部
９４ 結像レンズ
Claims (5)
- 複数のインクタンクを着脱自在に結合する記録ヘッドを有し、この記録ヘッドに装着されたインクタンクのインク色を検知する手段とインクタンクのインク残量を検知する手段とインクタンクの装着状態によって印字制御を行う制御手段を持ち、前記記録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、１色あたり複数個のインクタンクを記録ヘッドに装着可能としたことを特徴とするインクジェット記録装置。
- 前記インクタンクのインク色を検知する手段とインクタンクのインク残量を検知する手段とインクタンクの装着状態によって印字制御を行う制御手段を持ち、前記インク残量を検知する手段でインクがないことが検知された場合、そのインク色に対応したインク色をインクタンクに充填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。
- １種類の検知手段によって、前記インクタンクのインク色の検知とインクタンクのインク残量の検知を行うことを特徴とする請求項１〜請求項２に記載のインクジェット記録装置。
- 前記インクタンクのインク色を検知する手段とインクタンクのインク残量を検知する手段として、レッド、グリーン、ブルーのＬＥＤを使用することを特徴とする請求項１〜請求項２に記載のインクジェット記録装置。
- 前記インクタンクのインク色を検知する手段としてインクタンクとキャリッジの対応する位置に凹凸を設け、インクタンクのインク残量を検知する手段としてＬＥＤを設けることを特徴とする請求項１〜請求項２に記載のインクジェット記録装置。
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| JP2002164662A JP2004009447A (ja) | 2002-06-05 | 2002-06-05 | インクジェット記録装置 |
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Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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2002
- 2002-06-05 JP JP2002164662A patent/JP2004009447A/ja active Pending
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