JP2004009491A

JP2004009491A - インク状態検出機構

Info

Publication number: JP2004009491A
Application number: JP2002165393A
Authority: JP
Inventors: Yasuhiko Ikeda; 池田　靖彦
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2002-06-06
Filing date: 2002-06-06
Publication date: 2004-01-15

Abstract

【課題】インクの有無を電極間の静電容量を検出することにより検知する構成において、検知精度を高めることを目的とする。
【解決手段】ヘッドの液室内に第１の電極、インクタンク近傍に第２の電極をもち、第２の電極を移動可能に配置して、インクタンク装着時には第２の電極とインクタンクが最短距離となるように構成する。更にヒータボード基板最上層に耐インク材質で薄膜を成膜し、薄膜を液室内の第一の検出電極とする。検出手段がインク無しを検出した場合記録動作を中止し、ヘッドの吐出安定化動作を行う。
【選択図】　　　　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はインクタンクから記録ヘッドにインクを供給して該記録ヘッドの先端部のノズルから記録材にインクを吐出して記録を行うインクジェット記録装置及びインクジェット記録装置のインク状態検出機構に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
インクジェット記録装置において、記録ヘッドの液室内のインクの有無は、記録の可、不可に係わる重要な問題である。記録ヘッドの液室内にインクが無いにも関わらず、記録動作を継続した場合には、情報の欠落が発生してしまう。従来は、このインクの有無の検知を以下のような方法で行っていた。
【０００３】
記録ヘッドの液室内に第１の検出用電極を配置し、インクタンクの直下に第２の検出電極を配置する。第１の検出電極は記録ヘッド内に埋め込まれ、第２の検出電極は、記録ヘッドを搭載して走行するキャリッジ内に固定配置されている。インクの有無を検出するときには第１及び第２の検出電極間に電圧を印荷し、両電極間の静電容量を検出する。インクタンクから記録ヘッドの液室までの流路のなかで、インクの経路が断たれている部分があると、つまりインクが無くなったときには、静電容量が極度に小さくなり、インク無しと判定することができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、電極間の静電容量を測定することにより、インクの状態を検知する構成では、電極とインクとの距離が検知出力に大きく影響するという問題がある。上記従来例の構成であると、第２の検出電極がキャリッジ上、つまり記録ヘッド及びインクタンクの外に固定配置されているため、各部品精度のバラつきによってはインクとの距離が大きく変動してしまう。インクと電極との距離が離れていると静電容量は小さくなり、インクが無いときと同様の出力を発生してしまい、インクが有るにも関わらずインク無しと判断してしまう誤検知を引き起こしてしまう。
【０００５】
特に、ヘッド及びインクタンクをユーザが交換可能に構成した記録装置においては、ヘッドやインクタンクを取り換えるたびに検知出力が変わってしまうこともあり得る。結果として、インクが有るときと無いときの出力差を確実に得るために、非常に繊細なインク検知の構成となってしまう。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は上述した課題を解決することを目的としてなされたもので、二つの電極間の静電容量を検出してインクの有無を検出する機構を、より高精度で信頼性が高くとれるように構成して提供することを目的としている。
【０００７】
本発明は上記目的達成の一手段として例えば以下の構成を備える。
【０００８】
即ち、インクタンクから記録ヘッド内の液室内にインクを供給し、前記液室内のインクを記録ヘッド先端部のノズルから吐出して記録するインクジェット記録装置において、少なくとも１つの液室内に配設された第１の検出用電極と、少なくとも１つのインクタンクから液室へのインク流路またはインクタンク近傍に配設された第２の検出電極とを備え、第１の検出電極と第２の検出電極間の静電容量を検知して、インクの状態を検出する構成において、第２の検出電極が移動可能に配置されていることを特徴とする。
【０００９】
または、第２の検出電極が、記録ヘッド装着時にインク流路またはインクタンクとの距離が最短となるように配置されていることを特徴とする。
【００１０】
あるいは、記録ヘッドまたはインクタンクが、インクジェット記録装置本体から着脱可能に構成したことを特徴とする。
【００１１】
更にまた、例えば、インクジェット記録装置の液室内にヒータボード基板を配設し、ヒータボード基板上に発熱抵抗体を配設し、発熱抵抗体に電圧を引加して発熱抵抗体上のインクを加熱して発泡させ物理的体積を変化させてインク滴を記録ヘッド先端部のノズルから吐出して記録を行うインクジェット記録装置であって、記録ヘッド内のヒータボード基板最上層に耐インク材質で耐キャビテーション性と導電性とを有する薄膜を成膜し、薄膜を液室内の第１の検出電極とすることを特徴とする。
【００１２】
そして例えば、ヒータボード基板最上層に成膜した薄膜をＴａ薄膜とし該Ｔａ薄膜を第１の検出電極とすることを特徴とする。
【００１３】
更に例えば、インクジェット記録装置は１つの記録ヘッド内に複数の共通液室を持ち、各々の共通液室内の第１の検出電極を共通電極とすることを特徴とする。そして、インク状態検出時以外は第１の検出電極を放電状態とすることを特徴とし、検出手段がインク無しを検出した場合に警告を表示し、インク状態検出を印刷動作中に行い、検出手段がインク無しを検出した場合記録動作を中止し、ヘッドの吐出安定化動作を行うことを特徴とする。
【００１４】
更にまた、例えば、検出手段がインク無しを検出した場合において、警告を表示し、かつヘッドの吐出安定化動作を自動に行った後、再び、インク有無の検出を行うことを特徴する。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明に係る発明の実施の形態の一例を詳細に説明する。詳細な機構を説明する前に、本例のインクジェットプリンタの概略を説明する。
【００１６】
＜装置本体の概略説明＞
図１は、本発明の代表的な実施の形態であるインクジェットプリンタＩＪＲＡの構成の概要を示す外観斜視図である。図１において、駆動モータ５０１３の正逆回転に連動して駆動力伝達ギヤ５０１１，５００９を介して回転するリードスクリュー５００５の螺旋溝５００４に対して係合するキャリッジＨＣはピン（不図示）を有し、矢印ａ，ｂ方向に往復移動される。このキャリッジＨＣには、インクジェットカートリッジＩＪＣが搭載されている。５００２は紙押え板であり、キャリッジの移動方向に亙って紙をプラテン５０００に対して押圧する。５００７，５００８はフォトカプラで、キャリッジのレバー５００６のこの域での存在を確認して、モータ５０１３の回転方向切り換え等を行うためのホームポジション検知手段である。５０１６は記録ヘッドの前面をキャップするキャップ部材５０２２を支持する部材で、５０１５はこのキャップ内を吸引する吸引手段で、キャップ内開口５０２３を介して記録ヘッドの吸引回復を行う。
【００１７】
５０１７はクリーニングブレードで、５０１９はこのブレードを前後方向に移動可能にする部材であり、本体支持板５０１８にこれらが支持されている。ブレードは、この形態でなく周知のクリーニングブレードが本例に適用できることは言うまでもない。又、５０１２は、吸引回復の吸引を開始するためのレバーで、キャリッジと係合するカム５０２０の移動に伴って移動し、駆動モータからの駆動力がクラッチ切り換え等の公知の伝達手段で移動制御される。
【００１８】
これらのキャッピング、クリーニング、吸引回復は、キャリッジ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５００５の作用によってそれらの対応位置で所望の処理が行えるように構成されているが、周知のタイミングで所望の作動を行うようにすれば、本例にはいずれも適用できる。
【００１９】
＜制御構成の説明＞
次に、上述した装置の記録制御を実行するための制御構成について説明する。図２はインクジェットプリンタＩＪＲＡの制御回路の構成を示すブロック図である。制御回路を示す同図において、１７００は記録信号を入力するインタフェース、１７０１はＭＰＵ、１７０２はＭＰＵ１７０１が実行する制御プログラムを格納するプログラムＲＯＭ、１７０３は各種データ（上記記録信号やヘッドに供給される記録データ等）を保存しておくダイナミック型のＲＡＭである。
【００２０】
１７０４は記録ヘッド１７０８に対する記録データの供給制御を行うゲートアレイであり、インタフェース１７００、ＭＰＵ１７０１、ＲＡＭ１７０３間のデータ転送制御も行う。１７１０は記録ヘッド１７０８を搬送するためのキャリアモータ、１７０９は記録紙搬送のための搬送モータである。１７０５はヘッドを駆動するヘッドドライバ、１７０６，１７０７はそれぞれ搬送モータ１７０９、キャリアモータ１７１０を駆動するためのモータドライバである。
【００２１】
また、１７２０は詳細を後述する記録ヘッド中のインクの有無を検出する検出回路である。この検出回路の動作の詳細については後述する。
【００２２】
上記制御構成の動作を説明すると、インタフェース１７００に記録信号が入るとゲートアレイ１７０４とＭＰＵ１７０１との間で記録信号がプリント用の記録データに変換される。そして、モータドライバ１７０６，１７０７が駆動されると共に、ヘッドドライバ１７０５に送られた記録データに従って記録ヘッドが駆動され、印刷が行われる。
【００２３】
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ーとして熱エネルギーを発生する手段（例えば電気熱変換体やレーザ光等）を備え、前記熱エネルギーによりインクの状態変化を生起させる方式のプリント装置について説明したが、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。
【００２４】
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４７４０７９６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膜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ーを発生せしめ、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１対１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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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）の他に熱作用面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４４５９６００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、共通するスロ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５９−１３８４６１号公報に基づいた構成としてもよい。
【００２８】
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１個の記録ヘッドとしての構成のいずれでもよい。
【００２９】
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てもよい。
【００３０】
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、予備的な補助手段等を付加することは本発明の効果を一層安定に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う予備吐出モードを行うことも安定した記録を行うために有効である。
【００３１】
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良いが、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１つを備えた装置とすることもできる。
【００３２】
以上説明した本発明実施の形態においては、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も、室温で軟化もしくは液化するものを用いても良く、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であればよい。
【００３３】
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状態変化のエネルギー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。
【００３４】
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、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既に固化し始めるもの等のような、熱エネルギー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。
【００３５】
さらに加えて、本発明に係る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よい。
【００３６】
＜インク検知に関しての説明＞
次に以上の構成を備える本例に特有の、インクタンクから記録ヘッド１７０８内の共通液室内にインクを供給し、前記共通液室内のインクを記録ヘッド先端部のノズルから吐出して記録する際のインク状態検出機構を説明する。
【００３７】
図３乃至図６は本発明に係る発明の実施の形態の第１の例のインク状態検出機構を説明する図である。図３は図１に示す構成中の本例で使用するサーマルインクジェット装置の印刷ヘッドの側面断面図であり、図４はヘッド内のヒータボード基板の平面図である。
【００３８】
図３及び図４において、１は共通液室、２はインク流路、３はノズルを示している。６はインクタンク、７は共通液室及び流路を形成するための天板部を示している。インクはインクタンク６よりインク流路２、共通液室１を通り、ノズル３に供給される。
【００３９】
４はヒータボード基板を示しており、ノズル３の先端部近傍に配設されている発熱抵抗体５に電流を流すことによりインクを加熱して発泡させる。この発泡現象によりノズル内の圧力が変化してインク滴を吐出し、記録媒体上に記録を行う。８は共通液室内にある第１のインク検出用電極で、ヒータボード基板４上の表面にあり、インクと接している。
【００４０】
また、第１のインク検出用電極８は、ヒータボードの保護層としてのインクの腐蝕やキャビテーションによる物理的外力より吐出用ヒータやＡｌ配線を保護する機能を併せ持っている。更に、インク検出用電極８は、ボンディングワイヤー９とＰＣＢ１０内の配線１１を通じてヘッドの端子１２の１つと電気的に接続された状態となっている。
【００４１】
１３は第２のインク検出用電極であり、キャリッジＨＣ内のインクタンク６下方に配設されている。第２のインク検出用電極１３は、配線１４を介してプリンタ本体の検出回路１７２０ならびに電源（不図示）に接続されている。また、２１は第２のインク検出用電極１３を保持する電極ホルダであり、図７のホルダバネ２２によって第２のインク検出用電極１３をインクタンク６に当接させるように構成されている。
【００４２】
図５は本実施の形態のヒータボード基板４の断面を示した図である。図５において、８は第１のインク検出電極、１５はシリコン基板、１６は絶縁材料、例えばＳｉＯ_２などで構成された第１の絶縁層、５は例えばＴａ_２Ｎなどで構成された発熱抵抗体である。また、１７は発熱抵抗体５に電流を供給するための配線パターンであり、一般にＡｌなどを用いる。
【００４３】
１８は絶縁材料、例えばＳｉＯ_２やＳｉ_２Ｎ_３などからなる第２の絶縁層である。
【００４４】
以上の構成を備える本実施の形態においては、上述したように第１のインク検出用電極８をヒータボードの保護層としてのインクの腐蝕や、キャビテーションによる物理的外力により吐出用ヒータやＡｌ配線を保護する機能を併せ持っている構成としたが、これは、この部分がインクの腐蝕や、インク発泡後の消泡時に発生するキャビテーションからＡｌ配線１７や発熱抵抗体５を保護する必要のある部分であり、従来はインクに対する耐腐蝕性が高く、また延性のある金Ｔａなどが用いられた部分である。
【００４５】
本実施の形態においても係る機能を損なうことがないようにするために、絶縁材料としてこの金属Ｔａのようにヒータボードの保護層として役割を十分果たし、なおかつ電気的導電性を有する材料として、上述したＳｉＯ_２やＳｉ_２Ｎ_３などからなる電極層をこの部分に用いることにより、インク検出用の電極として利用できる点が本実施例の形態の重要な特徴点である。
【００４６】
上述したようにヒータボード基板４上の保護層を液室内の第１のインク検出用電極として用いれば、ヒータボード基板４の他の膜と同時に成膜することが可能となる。
【００４７】
この結果、電極を共通液室内につくり込むためのヘッド製造・組立工程の複雑になるのを簡略化でき、生産性を向上させ、かつヘッドのコスト高の防止が可能となる。またこのインク検出用の電極からヘッド外部への配線には、発熱抵抗体を駆動するためにヘッド外部から信号を送るための信号線と同様な方法である、ボンディングワイヤーを用いた方法がそのまま利用でき、特別な工程や方法が必要なわけではない。
【００４８】
次に以上の構成を備える本実施の形態におけるインクの有無の検出原理を説明する。
【００４９】
インクの有無の検知処理を行う時には、まず不図示の電源より、ヘッドの端子１２と配線１４に電圧を印加する。これにより、ＰＣＢ１０内の配線１１を介して共通液室１内の第１のインク検出用電極８へ、また配線１４を介して第２のインク検出用電極１３との間に電圧が印加される。第１のインク検出用電極８と第２のインク検出用電極１３間の静電容量を、プリンタ本体内の上述した検出回路１７２０で測定することにより、インクの有無を判定することができる。
【００５０】
即ち、インク検出用電極８，１３間の静電容量は、共通液室１内およびインク流路２内にインクがある場合には、電極間の静電容量は大きくなる。一方、共通液室１内またはインク流路２内でインクが全くなかったり、気泡などにより電極間の一部でインクが切れてしまった場合、電極間には空気層が介在することになり、電極間の静電容量は小さくなる。従って、検出回路１７２０を両電極間の静電容量を測定する回路とすれば、この電極間の静電容量を測定することにより、電極間のインクの有無が検出できる。
【００５１】
このため、検出回路１７２０においては、検出された静電容量を一旦アナログ−デジタル変換したのち、予め定めておいた閾値以上か以下かを判断すれば良い。この判断は、例えば本体内のＭＰＵ１７０１で判断することができ、これにより、共通液室１およびインク流路内のインクの有無を知ることができる。
【００５２】
また、上述したインクの有無の測定方法では、検出のためにかかる時間はインクに電流が流れる時間があれば十分であるので、従来の共通液室内の異常昇温検知方式のような検出に時間がかかるようなことはない。また従来のインク滴光学検出方式のような、検出のために記録ヘッドを所定の位置に移動させる必要がないので、実質的な印刷速度は殆ど低下せずに検出を行うことができる。さらにプリンタ本体には電気的にインク有無を判断するための回路のみがあればよく、本体へのスペース、コストの負担を極力防ぐことができる。
【００５３】
ここで電極の劣化、インクの化学変化の観点から共通液室内インク有無検知時のみ検出電圧を印加し、検出後は電極間の放電を行うことが望ましい。
【００５４】
以上の構成を備える本実施の形態における記録動作を図６のフローチャートを参照して以下に説明する。
【００５５】
記録ヘッドは記録データの入力がない場合、図６のステップＳ１に示すようにインクによるノズルの固着防止のためのキャッピング処理を行っている。ステップＳ２で記録データがくるのを監視し、記録データがない場合にはステップＳ１のキャッピング処理状態に維持する。
【００５６】
そして、記録データが入力されるとステップＳ２よりステップＳ３に進み、記録ヘッドを記録媒体のある方向に走査して記録動作を開始する。続いてステップＳ４で、この記録開始時に検出回路１７２０は両電極間に電圧を印加して第１の電極と第２の電極間の静電容量を測定し、この値が所定閾値以下か否かを判断する、上述したインク有無検出を行う。その結果ステップＳ５でもしインクが無いと判断された場合にはステップＳ６に進み、記録動作を停止して記録ヘッドをキャッピング位置に待機させる。そして、ステップＳ７で不図示の表示器にインクエラーの警告表示を行う。これによりユーザにインク無しを知らせ、例えばステップＳ１のキャッピング処理を行うなどして記録動作を停止することになる。
【００５７】
一方、ステップＳ５でインクが有ると判断された場合にはステップＳ５よりステップＳ１０に進み、通常の記録動作を実行する。そしてステップＳ１１で一定時間が経過したか否かを調べる。ここで、一定時間が経過していればステップＳ４に戻り、インクの有無の検出処理に移行し、記録中に所定のタイミングでの定期的なインク検出動作を行う。
【００５８】
ステップＳ１１で一定時間が経過していないと判断された場合にはステップＳ１２に進み、記録動作が全て終了したか否かを調べる。記録動作が終了していなければステップＳ１０に戻り、記録動作を続行する。そして、全ての記録動作が終了すると記録動作を停止して例えばステップＳ１のキャッピング動作に移行する。
【００５９】
次に、第２のインク検出電極１３の構成について説明する。
【００６０】
図７はインクタンクＩＴ装着前（ａ）と装着後（ｂ）の第２のインク検知用電極の状態を表した図である。図７（ａ）のように、インクタンクＩＴ装着前は第２のインク検知用電極はインクタンクＩＴの仮想底面よりも上方に位置して待機している。また、図７（ｂ）のように、インクタンクＩＴが装着されると、第２のインク検知用電極はインクタンクＩＴの下面と、ホルダバネ２２によって押圧されつつ密着する。このとき、第２のインク検知用電極１３と、インクタンクＩＴ内のインクとの距離は、インクタンクＩＴの肉厚分のみとなり、距離が非常に近くまたばらつきも小さく構成できる。
【００６１】
以上説明したように本発明の実施の形態によれば、インクジェット記録装置の共通液室内ヒータボード基板成膜と同時に第１の電極を形成することにより、電極形態のための工程を減らすことができ、ヘッド生産性を向上し、かつヘッドのコストアップも少なく、検出に費やす時間も少ない記録ヘッド内のインクの有無を検出することが可能となる。
【００６２】
また、第２の電極をインクタンクに対して非常に近くしたので、検出精度が格段に向上した。
【００６３】
さらには、吐出安定化動作や警告表示機能と組み合わすことにより、プリンタ本体の信頼性を向上することが可能となり、記録ヘッド破壊、記録データ損失を防ぎ、インクジェット記録装置としての信頼性を向上させることができる。
【００６４】
（第２の実施の形態）
上述した実施の形態では、記録ヘッド内に１つの共通液室のみがある場合を示したが、１つの記録ヘッド内に分離した複数の共通液室がある記録ヘッドがあり、通常カラーインクジェットに用いられている。記録ヘッド内に１つの共通液室のみがある本発明に係る発明の実施の形態の第２の例を以下図８を参照して説明する。
【００６５】
図８は第２の実施の形態における記録ヘッドのヒータボード基板の表面図である。図８に示す第２の実施の形態においては、記録ヘッドの各共通液室内には異なった色のインクが供給される。図８の例では、カラー印刷に必要な４色のインク（ブラック、イエロー、マゼンダ、シアン）に対し、４つの共通液室をもつ記録ヘッドの場合について示してある。しかし、本発明は以上の４つの例に限定されるものではなく、ｈ差以上のこの各共通液室に共通されるインクの色種、種類、共通液室数は特に限定するものではない。
【００６６】
４はヒータボードを示し、１０１から１０４は各インクの共通液室である。ヒータボード４が４色一体で共通なので、共通液室内のインク検出用電極は４色共通でよい。第２の電極は上記第１から３実施の形態に示したように、各色のインクタンク近傍に設ける。第２の検出電極を切り替えることにより、どの色のインクが無くなったかが検出できる。従来この様な１つの記録ヘッド内に分離した複数の液室をもつヘッドでは、各色ごとに１対の検出電極が必要であったが本実施の形態によれば第１の電極は共有できるため、検出電極自体の数を減らすことができ、コストを抑えることができる。
【００６７】
（第３の実施の形態）
前記第１の実施の形態では共通液室内のインクが無い場合には記録を行わず、キャッピングを行い、インクエラーの表示を行っている。しかし、その後ユーザは何等かの回復吸引動作や、タンク交換を行わなければならない。そこで、インク無しを検出したのち、本体で自動的に所定の吸引回復を行う。吸引回復後、再度インク有無検出を行い、再びインク無しを検出した場合にはインクエラーの表示を行い印刷を中止する。それ以外の場合には、再び印刷を再開する。
【００６８】
これらの動作により、プリンタ本体の信頼性、操作性を向上することができる。
【００６９】
（第４の実施の形態）
インクジェット記録装置において、通常共通液室内にインクが無いという状況は、共通液室内にはインクが無くインクタンクにはインクがある場合と共通液室内とインクタンクともにインクが無い場合が考えられるが、上記第１の実施の形態ではこの判断はできない。そこで共通液室内インク有無検知を行ったのち、インク無しを検出した場合、所定の吸引回復動作を１回、もしくは複数回行ったのち再びインク有無検知を行う。この時、再びインク無しを検出した場合は、インクタンクにインクが無いと判断できる。すなわち、インク有無検知と回復動作を組み合わすことにより、インクタンクのインク残量検知が可能となり、インクジェット記録装置としての使いやすさが向上できる。
【００７０】
（第５の実施の形態）
インクジェット記録装置において、ある一定期間使用を行わないと、共通液室やインクタンクからの流路内に泡が発生する場合がある。このような場合を想定して、ある一定期間以上プリンタの使用が無い場合には、その後のプリンタ使用直前にヘッドの共通液室からインクタンクまでの容積の吸引を行うようにしている。しかしこのような場合、プリンタ本体の放置された環境によっては必ずしもインクが無くなっているとは限らない。そのような場合放置後に共通液室内にインクが無いという状況は、共通液室内にはインクが無くインクタンクにはインクがある場合と共通液室内とインクタンクともにインクが無い場合が考えられるが、上記第１の実施の形態ではこの判別はできない。そこで共通液室内インク有無検知を行ったのち再びインク有無検知を行う。この時、再びインク無しを検出した場合は、インクタンクにインクが無いと判断できる。すなわち、インク有無検知と回復動作を組み合わせることにより、インクタンクのインク残量検知が可能となり、インクジェット記録装置としての使いやすさが向上できる。
【００７１】
（第６の実施の形態）
また、以上の各実施の形態の説明においては、何れも両電極間の電気抵抗を測定してインクの有無を検出していた。しかし、本発明は以上の例に限定されるものではなく、同様な構成で両電極間の静電容量を測定する方法もある。
【００７２】
即ち、インク検出用電極８，１３間の静電容量はインクの有無により、大きく異なる。インクがある場合には電極間の静電容量は大きく、無い場合には小さくなる。従って、検出回路１７２０を両電極間の電気抵抗値を測定する回路に変え、両電極間の静電容量を測定する回路とすれば、この電極間の静電容量を測定することにより、電極間のインクの有無が検出できる。
【００７３】
（他の実施形態）
なお、本発明は、複数の機器（例えばホストコンピュータ、インタフェース機器、リーダ、プリンタなど）から構成されるシステムに適用しても、１つの機器からなる装置（例えば、複写機、ファクシミリ装置など）に適用してもよい。
【００７４】
また、本発明の目的は、前述した実施形態の機能を実現するソフトウェアのプログラムコードを記録した記憶媒体を、システムあるいは装置に供給し、そのシステムあるいは装置のコンピュータ（またはＣＰＵやＭＰＵ）が記憶媒体に格納されたプログラムコードを読出し実行することによっても、達成されることは言うまでもない。
【００７５】
この場合、記憶媒体から読出されたプログラムコード自体が前述した実施形態の機能を実現することになり、そのプログラムコードを記憶した記憶媒体は本発明を構成することになる。
【００７６】
プログラムコードを供給するための記憶媒体としては、例えば、フロッピディスク、ハードディスク、光ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ、磁気テープ、不揮発性のメモリカード、ＲＯＭなどを用いることができる。
【００７７】
また、コンピュータが読出したプログラムコードを実行することにより、前述した実施形態の機能が実現されるだけでなく、そのプログラムコードの指示に基づき、コンピュータ上で稼働しているＯＳ（オペレーティングシステム）などが実際の処理の一部または全部を行い、その処理によって前述した実施形態の機能が実現される場合も含まれることは言うまでもない。
【００７８】
さらに、記憶媒体から読出されたプログラムコードが、コンピュータに挿入された機能拡張ボードやコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わるメモリに書込まれた後、そのプログラムコードの指示に基づき、その機能拡張ボードや機能拡張ユニットに備わるＣＰＵなどが実際の処理の一部または全部を行い、その処理によって前述した実施形態の機能が実現される場合も含まれることは言うまでもない。
【００７９】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、インクジェット記録装置の印刷出力可能なインクの有無が簡単な構成で且つ確実に検出することができる。さらには、吐出安定化動作や警告表示機能と組み合わすことにより、記録装置本体の信頼性を向上することが可能となり、記録ヘッド破壊、記録データ損失を防ぎ、インクジェット記録装置としての信頼性を向上させることができる。
【００８０】
更に、インクの有無を検出する検出電極を他の機能を有する部材と共有とすることにより、構成の簡略化、装置の製造原価の低減化に大きな効果を奏することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の代表的な実施の形態であるインクジェットプリンタＩＪＲＡの構成の概要を示す外観斜視図である。
【図２】本実施の形態におけるインクジェットプリンタＩＪＲＡの制御回路の構成を示すブロック図である。
【図３】本発明に係る発明の実施の形態の一例で使用するサーマルインクジェット装置の印刷ヘッドの側面断面図である。
【図４】図３に示す印刷ヘッド内のヒータボード基板の平面図である。
【図５】本実施の形態のヒータボード基板の断面を示した図である。
【図６】本実施の形態における記録動作を示すフローチャートである。
【図７】本発明に係る、第２の検知電極の構成を表した図である。
【図８】本発明に係る発明の実施の形態の第２の例におけるサーマルインクジェット装置の印刷ヘッドのヒータボード基板の表面図である。
【符号の説明】
１　共通液室
２　インク流路
３　ノズル
４　ヒータボード基板
５　発熱抵抗体
６　インクタンク
７　天板部
８　第１のインク有無検出用電極
９　ボンディングワイヤー
１０　ＰＣＢ
１１　ＰＣＢ内配線
１２　ヘッド端子
１３　第２のインク検出用電極
１４　配線
１５　シリコン基板
１６　第１の絶縁層
１８　第２の絶縁層
２１　電極ホルダ
２２　ホルダバネ

Claims

インクタンクから記録ヘッド内の液室内にインクを供給し、前記液室内のインクを記録ヘッド先端部のノズルから吐出して記録するインクジェット記録装置のインク状態検出機構であって、
少なくとも１つの前記液室内に配設された第１の検出用電極と、
少なくとも１つのインクタンクから前記液室へのインク流路または前記インクタンク近傍に配設された第２の検出電極とを備え、
前記第１の検出電極と前記第２の検出電極間の静電容量を検知して、インクの状態を検出する構成において、
前記第２の検出電極が移動可能に配置されていることを特徴とする、インクジェット記録装置のインク状態検出機構。
前記第２の検出電極が、記録ヘッド装着時に前記インク流路または前記インクタンクとの距離が最短となるように構成されていることを特徴とする、請求項１に記載のインク状態検出機構。
前記記録ヘッドまたはインクタンクが、インクジェット記録装置本体から着脱可能に構成したことを特徴とする、請求項１及び２記載のインク状態検出機構。
前記インクジェット記録装置の共通液室内にヒータボード基板を配設し、該ヒータボード基板上に発熱抵抗体を配設し、該発熱抵抗体に電圧を引加して該発熱抵抗体上のインクを加熱して発泡させ物理的体積を変化させてインク滴を記録ヘッド先端部のノズルから吐出して記録を行うインクジェット記録装置であって、
前記記録ヘッド内のヒータボード基板最上層に耐インク材質で耐キャビテーション性と導電性とを有する薄膜を成膜し、該薄膜を共通液室内の第１の検出電極と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のインク状態検出機構。
前記ヒータボード基板最上層に成膜した薄膜をＴａ薄膜とし該Ｔａ薄膜を前記第１の検出電極とすることを特徴とする、請求項４記載のインクジェット記録装置のインク状態検出機構。
インクジェット記録装置は１つの記録ヘッド内に複数の共通液室を持ち、
各々の共通液室内の第１の検出電極を共通電極とすることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれかに記載のインクジェット記録装置のインク状態検出機構。
前記検出手段がインク無しを検出した場合に警告を表示することを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれかに記載のインクジェット記録装置のインク状態検出機構。
前記検出手段は、インク状態検出を印刷動作中に行うことを特徴とする請求項１乃至請求項７に記載のインクジェット記録装置のインク状態検出機構。
前記検出手段がインク無しを検出した場合記録動作を中止することを特徴とする請求項８記載のインクジェット記録装置のインク状態検出機構。
前記検出手段がインク無しを検出した場合ヘッドの吐出安定化動作を行うことを特徴とする請求項９記載のインクジェット記録装置のインク状態検出機構。
前記検出手段がインク無しを検出した場合において、前記警告を表示し、かつヘッドの吐出安定化動作を自動に行った後、再び、インク有無の検出を行うことを特徴する請求項１０記載のインクジェット記録装置のインク状態検出機構。
前記記録ヘッドは少なくとも２つの共通液室を有し、前記検出手段が複数ある共通液室のうち少なくとも１つの共通液室内のインク無しを検出した場合に警告を表示することを特徴とする請求項１乃至請求項１１のいずれかに記載のインクジェット記録装置のインク状態検出機構。