JP2004174884A - 記録装置及びインクタンク残量決定方法 - Google Patents

記録装置及びインクタンク残量決定方法 Download PDF

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Abstract

【課題】空印字(インク無しでの印字)の発生を抑えながら、なおかつインクタンク内のインクを無駄なく使うことができるインク残量検出方法を備えた記録装置を提供する。
【解決手段】“インク有り”から“インク残量小”へ遷移する近辺での、単位時間あたりのインク消費量の履歴情報に応じて、“インク残量小”から“インク無し”までのドットカウント閾値を、切り替える。
【選択図】 図1

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は記録装置及びインク残量検出方法に関し、特に、インクジェット方式に従った記録ヘッドを用いて記録を行う記録装置及びインク残量検出方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
複写機、ファクシミリ装置、ワードブロセッサ、コンピュータ等の情報処理機器の普及に伴い、それらの機器の出力(記録)装置のーつとして、インクジェット方式による記録装置が急速に普及している。
【0003】
一般にインクジェット記録装置は、記録ヘッドおよびインクタンクとを搭載するキャリッジ、記録用紙などの記録媒体を搬送する搬送手段、そしてこれらを制御するための制御手段を具備する。
【0004】
このようなインクジェット記録装置を用いた記録では、インクタンク内に収納されたインクを記録ヘッドから吐出して記録媒体に付着させることにより行われている。そのため、記録の進行に従って、インクタンク内のインクが消費され、その残存ンク量が少なくなると、インクタンクの交換が行われる。そこで、従来のインクジェット記録装置では、インクタンクの交換時期をユーザに知らせるために、インクタンク内のインク量が少なくなると作動するインク残量検出機構が設けられている。
【0005】
例えば、吸収体を収容した第1のインク室と、これに連通しインクを収容する第2のインク室から構成されるインク供給システムを持ち、第2インク室のインク無しは光学式センサーで検出しインク残量小と判定するとともに、インク無しを判定するためのDotCountをリセットする。さらに印字が継続され、DotCountがある閾値を越えたら、インク無しと判定する。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来例の方法で実際に用いられるDotCountの閾値は、吸収体を収容した第1のインク室の理論的インク保持量の50%程度が用いられる。
【0007】
例えば、第1インク室4cc・第2インク室6ccで構成される10ccのインクタンクシステムの場合を例にとると、第1インク室の2ccを使い切らないうちにインク無しと判定されて、インクタンク交換をしなければならなくなる。
【0008】
閾値算出のための掛け率を減らせば、インクを無駄なく使い切ることができるが、反面インクが完全にない状態での空印字が発生して、ヘッド自体にダメージを与えてしまう可能性が生じてくる。
【0009】
本発明は上記従来例に鑑みてなされたもので、より簡単な構造で、空印字の発生を抑えながらもなおかつインクタンク内のインクを無駄なく使うことができるインク残量検出方法を備えた記録装置を提供することを目的としている。
【0010】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の記録装置は以下のような構成からなる。
【0011】
インクを保持するための吸収体を収容した第1のインク室と、前記第1のインク室と連通しインクを収容する第2のインク室と、前記第1のインク室の下部または側面に設けれたインク流出路とを含む前記各インク室からインクの供給を受け、前記インクを吐出して記録ヘッドを用いて記録を行う記録装置であって、前記第2のインク室のインク残量の有無を判定するための第1段目の判定手段と、前記第1段目の判定手段によるインク無しの判定後に、前記第1のインク室のインク室のインク残量の有無を判定するための第2段目の判定手段とを有する記録装置において、単位時間あたりのインク消費量を測定する測定手段と、前記測定手段による測定結果を保存する保存手段とを持ち、前記第2段目の判定手段の判定に用いる閾値を、前記単位時間あたりの測定手段で測定され前記保存手段によって保存された単位時間あたりのインク消費量の履歴情報に応じて切り替える。
【0012】
【発明の実施の形態】
以下添付図面を参照して本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。
【0013】
【実施例】
<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エットブリンタ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の正逆回転に運動して駆動力伝達ギア5009−5011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、ガイドレール5003に支持されて矢印a,b方向を往復移動する。キャリッジHCには、記録ヘッド101とインクタンク部107とを内蔵した一体型インクジェツトカートリツジIJCが搭載されている。5002は紙押え板であり、キャリッジHCの移動方向に亙つて記録用紙Pをプラテン5000に対して押圧する。5007,5008はフオトカプラで、キャリツジのレバー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器である。5016は記録ヘッド101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器で、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。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、5021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力ム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機構で移動制御される。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ンョン側の領域に来た時にリードスクリユー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動作を行うようにすれば、本例にはいずれも適用できる。
【0014】
<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。
【0015】
図2はインクジェットプリン夕IJRAの制御回路の構成を示すブロック図である。
【0016】
制御回路を示す同図において、159はCPU、167は各種データ(上記記録信号や記録ヘッド101に供給される記録データや後述するインク有無の情報等)を保存しておくRAM、170は記録信号を入力するインタフェース、172はCPU 159が実行する制御プログラムを格納するROM、173は記録ヘッド101に対する記録データの供給や各モータ制御を行うゲートアレイ(G.A.)であり、インタフェース170、CPU 159、RAM 167間のデータ転送制御や、印加パルス供給線174を介して印加電極102へ印加する電圧パルス103の生成も行う。174は印加電極102に印加パルス103を供給する線、175は記録ヘッド101を駆動するヘッドドライバ、176,177はそれぞれ搬送モータ179、キャリアモータ180を駆動するためのモータドライバ、179は記録紙搬送のための搬送モータ、180は記録ヘッド101を搬送するためのキャリアモータである。
【0017】
また、107は、インクタンク部であり、ここでは前記従来例における、第1のインク室109、吸収体110、第2のインク室111インク供給口113を含む総称である。
【0018】
上記制御構成の動作を説明すると、インタフェース170に記録信号が入るとゲートアレイ173とCPU 159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176、177が駆動されると共に、ヘッドドライバ175に送られた記録データに従って記録ヘッド101が駆動され、記録が行われる。
【0019】
インクタンク部107及び流路104のインク有無を検出するために、記録ヘッド101の内部にはG.A.173を介して印加されるパルスを入力する電極102が設けられており、インクタンク部107の底面には信号検出電極301が設けられている。また、信号検出電極301からの出力信号はOPアンプ162で増幅され、その増幅された信号はサンブルホールド(S/H)回路164でサンブルホールドされ、A/D変換器165でディジタル値に変換されて、その値がCPU 159へ送られる。そして、インク有無の検出結果に従って、CPU 159はLCDなどで構成される表示部(DISP)168にメッセージを表示する。さらに、表示部168には装置の状態を表す種々のメッセージも表示される。
【0020】
以下、この実施形態に従うインク有無検出を行うための構成についてさらに詳細に説明する。
【0021】
図3は、記録ヘッド101にパルス信号を入力し、インクタンク部107の壁面の近傍に設けられた信号検出電極301でその信号を受信することにより、インクタンク部107内及び流路104インクの有無を判定するインク残量検知の原理を説明した図である。流路104、第1のインク室109,第2のインク室111にインクが満たされた状態を示し、印加電極102にパルス103を入力すると、その入力パルスはインクを導電媒体として、流路104、第1のインク室109から、第1のインク室109の壁面に隣接した部分の検出電極301で検出される経路と、流路104、第1のインク室109、インク供給口113、第1のインク室109から、第2のインク室111の壁面に隣接した部分の検出電極301で検出される経路の信号が加算されて、OPアンプ162で増幅された後、サンブルホールド(S/H)回路164で出力信号のピーク値がサンプルされ、A/D変換器165でアナログ信号からディジタル信号に変換されて、CPU 159に入力される
CPU159では、前記A/D変換器165の値から検出信号の振幅値(Vpk)を算出し、この結果と所定の第1の判定基準(Vth1)または第2の判定基準(Vth2)または第3の判定基準(Vth3)とを比較する。3つの判定基準のうちどれを使うかは、後述する制御フローに説明するように、現在の判定(インク有り・残量小・インク切れ)レベルと実行されている制御シーケンスによって決定される。
【0022】
ここでは、Vth1>Vth2>Vth3とし、Vth1を、流路104、第1のインク室109、インク供給口113、第2のインク室111、全てにインクが有ることを判定する第一の閾値とし、Vth2はVth−α(0.7Vに相当するA/D変換値)の値として第二の閾値とする。(Vth2もVth1と同様にすべてにインクが有るレベルとする)Vth3は流路104、にインクが無いか、第2のインク室111が取り外されているかを判定する第三の閾値とする。
【0023】
つまり、吸引動作実行後の判定においてVpk>Vth1の時を“インク有り”に、印字中の給・排紙動作間での判定ではVth2>Vpkの時を“インク残量少”に、印字開始前のCapOpen時にはVth3>Vpkの時を“インク切れ”に、インクタンク交換シーケンス中の周期的検出時の判定においてVth3>Vpkの時を“インクタンク無し“と、制御シーケンスに応じた閾値でインク残量を判定していく。
【0024】
図5はインクタンク部のインク量と記録量(記録ドット数)との関係や信号検出電極301と記録量との関係を示す図である。
【0025】
図5Aはインクタンク部のインク量と記録量との関係を示しており、図において、701は第2のインク室111に含まれるインク量、702は第1のインク室109に含まれるインク量、703は流路104に含まれるインク量である。そして、線704は第2のインク室111に含まれるインク量と記録量との関係を示し、線705は第1のインク室109に含まれるインク量と記録量との関係を示している。
【0026】
図5Bは検出信号レベルと記録量との関係を示す。図において、707のAからEは、信号検出電極301において検出される検出信号レベルと記録量(=インクの消費量)との関係を示し、708Aはインク有無を判断するための前記第1の閥値(Vth1)であり、708Bはインク有無を判断するための前記第2の閥値(Vth2)であり、709はインク有無を判断するための前記第3の閥値(Vth3)である。
【0027】
前述のように、流路104、第1のインク室109及び第2のインク室111にインクが満たされた状態に於いて、記録が開始されると、まず、第2のインク室111に含まれるインクから消費される。従って、この場合、記録量に従ってインクは図5Aに示す線704に沿って減少してゆく。
【0028】
この時、信号検出電極301において受信される検出信号の信号レベルは、インクによって覆われる第2のインク室111内の低面と、これに相対する信号検出電極301との面とで構成された面積は変化しないため、信号検出電極301で検出される信号強度は、図5Bの707Aに示す様にほぼ一定である。
【0029】
CPU 159は、“インク有”から“インク残量小”の変化を検出するために、Vth2 708Bと、信号検出レベル(Vpk)を比較し、Vpk>Vth2であるため現在の判定(“インク有”)を継続保持する。
【0030】
記録動作が続き、第2のインク室111内のインクが無くなると、インクによって覆われる第2のインク室111の低面と、これに相対する信号検出電極301との面とで構成された面積は急激に減少するため、信号検出電極301で検出される信号強度も、図5Bの707Bに示す様に急激に減少する。
【0031】
CPU 159は、前記同様“インク有”から“インク残量小”の変化を検出するために、Vth2 708Bと、Vpkとを比較し、Vpk<Vth2であるため、インク残量は“インク有”から“インク残量小”に遷移した判定する。
【0032】
更に記録動作が続くと、記録量に従ってインクは図5Aの線705に沿って減少し第1のインク室109、のインクが消費されはじめる。この時、信号検出電極301において受信される検出信号の信号レベルは、インクによって覆われる第1のインク室109の低面と、これに相対する信号検出電極301との面とで構成された面積は変化しないため、信号検出電極301で検出される信号強度は、図5Bの707Cに示す様にほぼ一定である。
【0033】
第1のインク室109内のインクの消費はその記録量に比例するが、第1のインク室109には吸収体110が収容されているために、インク量が減少しても、残存インクが保持する吸収体110の底面の面積と信号検出電極301の相対する面積とで構成された結合容量は大きく減少しない。
【0034】
しかしながら、更に記録動作が続き、第1のインク室109内の吸収体110に保持されたインクが記録動作のために使用できない程度にまでインクが消費されると、次には流路104に含まれるインクが消費され始める。このような状態になると、流路104から第1のインク室109への信号経路は、流路にインクの無い空間104Aによって絶たれるため、信号検出電極301で検出される信号強度は、図5Bの707Dに示す様に急激に減少し、図5Bの707Eの値となる。
【0035】
CPU 159は、“インク残量小”から“インク無し”の変化を検出するために、Vth3 709と、Vpkを比較し、Vpk<Vth3の結果を得て、インク残量は“インク残量小”から“インク無し”に遷移したと判定する。
【0036】
この状態は、ヘッドの破壊にも繋がるため、吸引回復動作後、再測定し再び前記“インク無し”状態を検知した時は、CPU 159は、印字を緊急停止する。
【0037】
通常は、ドットカウント方式を併用し、前記、“インク有”から“インク残量小”への遷移を検知した時点で、第一のインク室のインク量で記録できる値に相当する量より小さい初期値がドットカウンタに設定され、クロック156に同期してヘッドに供給される画像データ157の印字データ部分が来るごとに減算しカウント値がゼロ以下になり、かつ、ページの区切りまで印字後“インク無し”とすることにより、1ページの印字中にインク無しになることも無く、かつ、完全にインクが無くなる前に印字を停止させている。
【0038】
“インク残量小”あるいは“インク無し”状態から“インク有り”状態への遷移は、後述するインクタンク交換シーケンス中で行われる。
【0039】
カバーオープンでカバーSW(不図示)がOnされると、キャリッジはインクタンク交換位置に移動して停止する。
【0040】
第2のインク室111が取り外されると、流路104から第1のインク室109への信号経路は、流路にインクの無い空間104Aによって絶たれるため、前記同様信号検出電極301で検出される信号強度は、図5Bの707Dに示す様に急激に減少し、図5Bの707Eの値となる。
【0041】
CPU 159は、キャリッジが交換位置に移動完了後から一定周期(500msec周期)の連続的な信号印加と信号検出を繰りかえす。Vth3 709と、Vpkを比較し、一回でもVpk<Vth3の結果を得た場合は、“インクタンク交換”されたと判定する。
【0042】
カバークローズでカバーSWがOffになると、キャリッジはホームポジションに戻り、前記判定で“インクタンク交換”と判定された場合は、所定の吸引動作を実行する。
【0043】
吸引動作によって、流路104、第1のインク室109及び第2のインク室111にインクが満たされた状態に復帰する。
【0044】
信号検出電極301で検出される信号強度は、図5Bの707Aに示す値まで復帰する。
【0045】
CPU 159は、“インク有り”の変化を検出するために、Vth1 708Aと、Vpkを比較し、Vpk>Vth1の結果を得て、インク残量は“インク有り”に遷移したと判定する。
【0046】
次に、以上のような構成の装置が実行するインクタンク交換シーケンスでのインク残量決定処理について、図6に示すフローチャートを参照して説明する。
【0047】
ユーザーによってカバーがオープンされカバーSWがOnになるとインクタンク交換シーケンスが実行される。まず、ステップS01ではRAM167に保存されている現在の残量レベルが“インク有り”かどうかを判定する。“インク有り”の場合は、ヘッド周りに対する予期せぬユーザー操作によって発生する不具合を防止するために、キャリッジは交換位置には出てこない(ステップS02)。“インク有り”でない場合は、インクタンク交換が必要であり、キャリッジは交換位置に移動して停止する(ステップS03)。ステップS04ではノイズの影響を最小限にするために温調を含めたすべてのヘッド駆動およびLFモータCRモータ等のメカ駆動を停止する。タンク交換検出のための周期タイマー(500msec)をスタートする(ステップ05)。ステップS10では電極102を介して記録ヘッド101に電圧パルスを入力する。次に、ステップS20では第1のインク室109の壁と第2のインク室111の壁との近傍に設けられた信号検出電極301によって検知された信号検出レベル(Vpk)と第3の閾値Vth3とを比較する。ここで、Vpk<Vth3である場合には、処理はステップS30に進み、”タンク交換有り”と判定し、ステップS40で判定結果をRAM 167に格納する。
【0048】
次にユーザーによってカバーがクローズされカバーSWがOffになるかをチェックし(ステップS50)、クローズされた場合は、周期タイマーを停止し(ステップS51)、前記RAMに保存された“タンク交換の有無”をチェックする(ステップS52)、交換されている場合は、前記吸引手段による吸引動作を実行する(ステップS53)。
【0049】
前記S50のチェックでカバーがオープン状態のままである場合は、前記周期タイマーがカウントアップするたびに前記S20からS40の処理が繰り返されることになる。
【0050】
前記S53での吸引動作実行後、前記ステップS04同様すべてのヘッド駆動およびLFモータCRモータ等のメカ駆動を停止する(ステップ54)。前記ステップS20からS30と同様に信号印加と信号検出でVpkを取得する(ステップ55)。Vpkと第一の閾値Vth1とを比較する(ステップ56)。ここで、Vpk>Vth1である場合には、処理はステップS60に進み“インク有り”と判断し、ステップS70で判定結果をRAM167に格納する。
【0051】
次に、印字開始前のCapOpenシーケンス時のインク残量決定処理について、図7に示すフローチャートを参照して説明する。
【0052】
Capping状態ではすべてのヘッド駆動・メカ動作はすでに停止しているから、前記S20から前記S30までの処理と同様に信号印加と信号検出でVpkを取得する(ステップS110)。Vpkと第二の閾値Vth2とを比較する(ステップS120)。ここで、Vpk>Vth2である場合には、処理はステップS150に進み通常のCapOpenシーケンスに進んでいく。前記S120でVpk<Vth2の場合は、ステップS130に進んでRAM167に格納されている前回の判定結果を参照する。前回の判定結果が“インク有り”の場合は、Cappingu状態での長時間放置によって流路内に放置泡が発生していると判断して吸引手段による吸引動作を実行した後に(S140)、ステップS150に進み通常のCapOpenシーケンスに進んでいく。
【0053】
次に、周期タイマー処理について、図8に示すフローチャートを参照して説明する。
【0054】
実際のタイマー処理は、10msec周期のタイマー割り込み処理であるが、その中身は、10msec周期処理・100msec周期処理・1秒周期処理・1分周期処理等によって構成される。
【0055】
この中でも本発明に最も関連している1秒周期処理について説明する。
【0056】
まずステップS200で、1秒間での吐出DotCountをG.A.173の所定レジスタから取得する。次に取得したDotCountを、格納ポインタが示すRAM167が示す所定アドレスに保存する(S210)。次回の1秒周期処理に備えて、格納ポインタを8つ進める(S220)。
【0057】
本実施例では、1秒間のDotCount数として8Byte、つまり最大値をFFFFFFFFhで設計している。
【0058】
もし、格納ポインタアドレスが、所定の格納エリア(008000hから0080FFh)の範囲外の場合は、格納エリア先頭番地のアドレスを格納ポインタに設定する(S230)。前述のように1秒間あたり8Byteを確保してあるから、008000hから0080FFhまでの格納エリアに、1秒間あたりのインク消費量が順次32個保存されていることになる。
【0059】
本ルーチンは、印字中・非印字中にかかわらず実行されるから、常に最新の単位時間あたりのインク消費量が保存されていくことになる。
【0060】
最後に、“インク無し”を検出するためのDotCount処理に続いていく。まず、RAM167に格納されている現在のインク残量を参照し、“インク残量小”かどうかで処理が切り替わる(S240)。なお“インク残量小”かどうかの判定は、後述する給排紙シーケンス中で実行される。“インク残量小”の場合は、前記S210で取得した1秒間でのDotCount数を、RAM167中の“インク無し”検出用の“インク無しDotCount”格納ワークに格納されている値に加算する(S250)。次に、“インク無しDotCount”格納ワークに格納されている値と、同じくRAM167中の”インク無しDotCount閾値“に格納されている値とを比較する(S260)。ここで、”インク無しDotCount閾値“は後述する給排紙シーケンス中で決定される。
【0061】
“インク無しDotCount”に格納されている値が、“インク無しDotCount閾値”より大きい場合は、前記RAM167中に保存されている現在のインク残量が“インク残量小”から“インク無し”に遷移する(S270)。
【0062】
最後に、給排紙シーケンス時のインク残量決定処理について、図9に示すフローチャートを参照して説明する。
【0063】
ページ内の最後のスキャンを印字し、排紙または次ページ用の給排紙動作を実行する前に本処理は実行される。
【0064】
まず、ステップS300ではノイズの影響を最小限にするために温調を含めたすべてのヘッド駆動およびLFモータCRモータ等のメカ駆動を停止する。次に、前記S20から前記S30までの処理と同様に信号印加と信号検出でVpkを取得する(ステップS310)。Vpkと第二の閾値Vth2とを比較する(ステップS320)。ここで、Vpk>Vth2である場合には、処理はステップS360に進み通常の給排紙シーケンスに進んでいく。前記S320でVpk<Vth2の場合は、ステップS330に進んでRAM167に格納されている前回の判定結果を参照する。前回の判定結果が“インク有り”の場合は、インク状態が“インク有り”から“インク残量小”に遷移したと判定し、判定結果を前記RAM167に格納する(ステップS340)。同時に、前記RAM167中の前述“インク無しDotCount”格納ワークの値を0にリセットする(S350)。
【0065】
最後に、前記1秒周期処理で使用する“インク無しDotCount閾値”を決定する。まず、前記1秒周期処理でアップデートされている最新の32個の単位時間あたりのDotCount履歴を参照する(S360)。32個の履歴情報から、20・40・60・80%のいずれかの安全率を決定する(S370)。第1のインク室が保持しうるDotCountの設計値に上記安全率をかけ合わせた値を“インク無し”検出用の閾値として、前記“インク無しDotCount閾値”格納ワークに保存する(S380)。
【0066】
従って以上説明した実施形態に従えば、インク残量が“インク有り”から“インク残量小”に遷移したタイミングにおいて、それ以前の32秒間での単位時間あたりのインク消費量履歴情報に応じて、“インク無し”判定用のDotCount閾値を決定する。つまり、“インク有り”状態から“インク残量小”状態への遷移時における、吸収体の保持インク容量を推定し、それに応じたDotCount閾値を用いることで、より最後までインクを使い切ることができるインク残量検出機能を備えた記録装置を実現できる。
【0067】
なお、以上説明した実施形態では“インク残量小”の検出に印加電圧と信号検出を用いたが、例えばインクタンクを透過性材質にして反射光によって検出する光学式残量検出の場合も本発明は適用できる。
【0068】
また、以上説明した実施形態では記録ヘッドがモノクロ記録専用の記録ヘッドであるかカラー記録用の記録ヘッドであるかについては特に言及しなかったが、1つのタンクのヘッド構成で説明したが、複数のインクタンク夫々に異なる色のインク(黒インクノカラーインク(DC(濃シアン)、DM(濃マゼン夕)、DY(濃イエロ)、LC(淡シアン)、LM(淡マゼンタ)、LY(淡イエロ))を収容し、これらをインクを用いてカラー記録を行う記録ヘッドにも本発明を適用できることは言うまでもない。この場合には、各インクに対応した各記録ヘッドに信号検出電極を個別に配置し、また、前述の信号検出電極301を各インクタンクに対して共通の構成とし、各記録ヘッドに個別に設けられた信号検出電極にパルスを順次印加しながら、前記共通の信号検出電極で信号を検出するようにすれば良い。
【0069】
このような構成では、信号検出電極の物理的な移動動作を伴わないで済むために高速にインク有無検知の動作を実行できるという利点がある。
【0070】
なお、以上の実施形態において、記録ヘッドから吐出される液滴はインクであるとして説明し、さらにインクタンクに収容される液体はインクであるとして説明したが、その収容物はインクに限定されるものではない。例えば、記録画像の定着性や耐水性を高めたり、その画像品質を高めたりするために記録媒体に対して吐出される処理液のようなものがインクタンクに収容されていても良い。
【0071】
以上の実施形態は、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しーザ光等)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を用いることにより記録の高密度化、高精細化が達成できる。
【0072】
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。この気泡の成長、収縮により吐出用閉口を介して液体(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をすると、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。
【0073】
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。
【0074】
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雷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良い。
【0075】
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ブ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。
【0076】
加えて、上記の実施形態で説明した記録ヘッド自体にー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のみならず、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ツプタイプの記録ヘッドを用いてもよい。
【0077】
また、以上説明した記録装置の構成に、記録ヘッドに対する回復手段、予備的な手段等を付加することは記録動作をー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などがある。また、記録とは別の吐出を行う予備吐出モードを備えることも安定した記録を行うために有効である。
【0078】
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、記録ヘッドをー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。
【0079】
以上説明した実施の形態においては、インクが液体であることを前提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<は液化するものを用いても良く、あるいはインクジエツ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ー般的であるから、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。
【0080】
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良い。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、特間昭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。
【0081】
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ー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。
【0082】
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、一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。
【0083】
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。
【0084】
この場合、記憶媒体から読出されたブ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。
【0085】
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,ハードデイスク,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。
【0086】
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(オベレーテイングシステム)などが実際の処理のー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。
【0087】
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ー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。
【0088】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、インクを保持するための吸収体を収容した第1のインク室と、前記第1のインク室と連通しインクを収容する第2のインク室と、前記第1のインク室の下部または側面に設けれたインク流出路とを含む前記各インク室からインクの供給を受け、前記インクを吐出して記録ヘッドを用いて記録を行う記録装置であって、前記第2のインク室のインク残量の有無を判定するための第1段目の判定手段と、前記第1段目の判定手段によるインク無しの判定後に、前記第1のインク室のインク室のインク残量の有無を判定するための第2段目の判定手段とを有する記録装置において、単位時間あたりのインク消費量を測定する測定手段と、前記測定手段による測定結果を保存する保存手段とを持ち、前記第2段目の判定手段の判定に用いる閾値を、前記単位時間あたりの測定手段で測定され前記保存手段によって保存された単位時間あたりのインク消費量の履歴情報に応じて切り替えることにより、空印字の発生を抑えながらもなおかつインクタンク内のインクを無駄なく使うことができるインク残量検出方法を備えた記録装置を提供することができる。
【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エットブリン夕IJRAの構成の概要を示す外観斜視図。
【図2】インクジエットブリンタIJRAの制御回路の構成を示すブロック図。
【図3】インクタンク部のインクの有無の状態を示す図。
【図4】インクタンク部のインクの有無の状態を示す図。
【図5】インク残量と記録量(記録ドット数)との関係及び検出信号レベルと記録量との関係を示す図。
【図6】インクタンク交換時のインク残量検出処理を示すフローチャート。
【図7】印字前CapOpen前のインク残量検出処理を示すフローチャート。
【図8】1秒周期処理でのインク残量検出処理を示すフローチャート。
【図9】印字中の給排紙処理中のインク残量検出処理を示すフローチャート。
【符号の説明】
101 記録ヘッド
102 信号印加電極
103 入力パルス
104 流路
104A インクの無い空間
107 インクタンク
109 吸収体
110 第1のインク室
111 第2のインク室
113 インク供給口
114 インクタンクフォルダ
151,161 信号検出用電極
152,162 0Pアンプ
153,163 0Pアンプからの出力信号波形
154,164 サンプルホールド(S/H)回路
155,165 A/D変換器
156 印字クロック
157 画像データ
158 ドットカウンタ
159 CPU
167 RAM
168 表示部(DISP)
170 インターフェイス
172 ROM
173 ゲートアレー
174 印加パルス出力線
175 ヘッドドライバ
176 モータドライバ
177 モータドライバ
179 搬送モータ
180 キャリッジモータ
301 信号検出電極
5000 プラテン
5002 紙押さえ板
5003 ガードレール
5004 螺旋溝
5005 リードスクリュー
5006 キャリッジのレバー
5007 フォトカプラ
5008 フォトカプラ
5009 駆動力伝達ギア
5010 駆動力伝達ギア
5011 駆動力伝達ギア
5013 駆動モータ
5015 吸引器
5016 キャップ支持部材
5017 クリーニングブレード
5018 本体支持板
5019 クリーニングブレード移動部材
5020 カム
5021 吸引開始レバー
5022 キャップ部材
5023 キャップ内開口部
Vpk 検出信号
Vth1 閾値
Vth2 閾値
Vth3 閾値

Claims (1)

  1. インクを保持するための吸収体を収容した第1のインク室と、前記第1のインク室と連通しインクを収容する第2のインク室(インクタンク)と、前記第1のインク室の下部または側面に設けれたインク流出路とを含む前記各インク室からインクの供給を受け、前記インクを吐出して記録ヘッドを用いて記録を行う記録装置であって、前記第2のインク室のインク残量の有無を判定するための第1段目の判定手段と、前記第1段目の判定手段によるインク無しの判定後に、前記第1のインク室のインク室のインク残量の有無を判定するための第2段目の判定手段とを有する記録装置において、単位時間あたりのインク消費量を測定する測定手段と、前記測定手段による測定結果を保存する保存手段とを持ち、前記第2段目の判定手段の判定に用いる閾値を、前記単位時間あたりの測定手段で測定され前記保存手段によって保存された単位時間あたりのインク消費量の履歴情報に応じて切り替えることを特徴とする記録装置。
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JP2013252696A (ja) * 2012-05-07 2013-12-19 Canon Inc 記録装置及び記録装置の制御方法

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