JP2009034965A - Inkjet recording device and method of estimating the amount of residual ink - Google Patents

Inkjet recording device and method of estimating the amount of residual ink Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an inkjet recording device capable of exactly estimating the amount of residual ink without being affected by electric noises generated when the heater is driven and without reducing the durability of the recording head and a method of estimating the amount of residual ink. <P>SOLUTION: The method comprises the steps of driving the heater to turn on and off alternately by repeating "on" and "off" periods, obtaining the detected temperature of the recording head in the "off" period, and estimating the amount of residual ink according to the detected temperature. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、ヒータの熱エネルギーを利用してインクを吐出する記録ヘッドを用いるインクジェット記録装置、および、そのインクジェット記録装置におけるインク残量の推定方法に関するものである。   The present invention relates to an ink jet recording apparatus that uses a recording head that discharges ink using the thermal energy of a heater, and a method for estimating the remaining amount of ink in the ink jet recording apparatus.

近年、プリンタ、複写機、ファクシミリ等の記録装置としては、微小なインク滴を高い駆動周波数に基づいて吐出可能なインクジェット方式の記録装置(インクジェット記録装置)が普及している。特に、ヒータ(電気熱変換体)の発熱により発生したインクの気泡(バブル)を利用して、ノズルからインクを吐出するサーマルインクジェット記録方式の記録装置は、ノズルを高密度に形成可能であり、高精細な画像を記録することができる。   In recent years, as a recording apparatus such as a printer, a copying machine, and a facsimile, an ink jet recording apparatus (ink jet recording apparatus) capable of ejecting minute ink droplets based on a high driving frequency has become widespread. In particular, a thermal ink jet recording type recording apparatus that ejects ink from nozzles using bubbles of ink generated by the heat generated by a heater (electrothermal converter) can form nozzles with high density, High-definition images can be recorded.

インクジェット記録装置においては、インクタンクを交換して使用する構成が一般的であり、記録に先立って、その記録中にインクが無くなるおそれがあるか否かをユーザに知らせることが重要である。特に、記録データがユーザの手元に残らないファクシミリ等の機器においては、記録中にインクが無くなる事態を確実に防がなければならず、インク残量の高い精度で推定することが要求される。   In an ink jet recording apparatus, a configuration in which an ink tank is replaced is generally used, and prior to recording, it is important to inform a user whether or not there is a possibility that ink will run out during the recording. In particular, in a device such as a facsimile machine in which recording data does not remain at the user's hand, it is necessary to reliably prevent a situation where ink runs out during recording, and it is required to estimate with high accuracy of the remaining amount of ink.

サーマルインクジェット記録方式の記録装置においては、ヒータの駆動前後における記録ヘッドの温度変化を検出して、インク残量を判断する方法が知られている。この方法は、記録ヘッド内におけるインクの存在の有無に応じて、その記録ヘッドの温度が変化する現象を利用するものである。すなわち、記録ヘッド内にインクが十分に存在している状態においてヒータを駆動した場合には、そのヒータにより加熱されたインクが発泡し、その発泡エネルギーによりインクがノズルから吐出する。そのため、この場合には、ヒータの熱エネルギーが消費されて、記録ヘッドには熱が比較的蓄えられない。一方、記録ヘッド内にインクが無い状態においてヒータを駆動した場合には、ヒータの熱が全て記録ヘッドに蓄えられるため、記録ヘッドの温度が高温になる。   In a thermal ink jet recording type recording apparatus, a method is known in which a change in the temperature of a recording head before and after driving a heater is detected to determine the remaining ink amount. This method uses a phenomenon in which the temperature of the recording head changes depending on the presence or absence of ink in the recording head. That is, when the heater is driven in a state where ink is sufficiently present in the recording head, the ink heated by the heater is foamed, and the ink is ejected from the nozzle by the foaming energy. Therefore, in this case, the heat energy of the heater is consumed, and heat is relatively not stored in the recording head. On the other hand, when the heater is driven in a state where there is no ink in the recording head, all the heat of the heater is stored in the recording head, so the temperature of the recording head becomes high.

このように記録ヘッドの温度変化に基づいてインク残量を推定する方法として、特許文献1には、記録ヘッドに投入するエネルギーから導かれる記録ヘッドの温度の推定値と、記録ヘッドの温度のモニター値と、を比較する方法が記載されている。すなわち、それらの推定値とモニター値との差と、予め定めた閾値と、を比較することにより、インクの有無を判断する。   As a method of estimating the remaining amount of ink based on the temperature change of the recording head as described above, Patent Document 1 discloses an estimated value of the temperature of the recording head derived from the energy input to the recording head and a monitor of the temperature of the recording head. A method of comparing values with each other is described. That is, the presence or absence of ink is determined by comparing the difference between the estimated value and the monitor value with a predetermined threshold value.

このような記録ヘッドの温度変化に基づくインク残量の推定方法は、インクの吐出状態を判断することにもなるため、他の推定方法に比して、インクが無くなる寸前を高精度に推定することができる。他の推定方法としては、例えば、インクタンクの未使用時からインクの吐出回数をカウントしてインクの使用量を算出し、その算出値からインク残量を推定する方法、または、インクタンクの光透過部に光を当てて、インク残量を光学的に推定する方法などである。   Such an estimation method of the remaining amount of ink based on the change in the temperature of the recording head also determines the ink ejection state, and therefore estimates the level immediately before the ink runs out with higher accuracy than other estimation methods. be able to. Other estimation methods include, for example, a method of calculating the amount of ink used by counting the number of ink ejections from when the ink tank is not used, and estimating the ink remaining amount from the calculated value, or the light of the ink tank For example, the remaining amount of ink is optically estimated by applying light to the transmission part.

特開平06−336024号公報Japanese Patent Laid-Open No. 06-336024

記録ヘッドの温度変化に基づくインク残量の推定方法においては、記録ヘッドの温度を正確に取得することが重要である。しかしながら、ヒータの駆動時には高周波の電圧が印加されるために電気ノイズが発生しやすく、記録ヘッドの温度の検出信号を送る信号線上にノイズが乗った場合には、正確な温度を取得することができなるおそれがある。仮に、ヒータを所定回数連続的に駆動した後に、記録ヘッドの温度を検出してインク残量を推定しようとした場合には、そのヒータの駆動回数が重要となる。その駆動回数が少な過ぎた場合には、記録ヘッドの温度変化の少なくてインク残量が推定できない。一方、その駆動回数が多過ぎた場合には、インクが全く無い状態において記録ヘッドが非常に高い温度になって、記録ヘッドにダメージを与える可能性が高くなり、その耐久性の低下を招くおそれがある。   In the method for estimating the remaining amount of ink based on the temperature change of the recording head, it is important to accurately acquire the temperature of the recording head. However, since a high frequency voltage is applied when the heater is driven, electrical noise is likely to occur. When noise is placed on a signal line that sends a detection signal for the temperature of the recording head, an accurate temperature can be obtained. There is a risk of it being impossible. If the heater is continuously driven a predetermined number of times and then the temperature of the recording head is detected to estimate the remaining ink amount, the number of times the heater is driven becomes important. If the number of times of driving is too small, the remaining amount of ink cannot be estimated because the temperature change of the recording head is small. On the other hand, if the number of times of driving is too large, the recording head becomes extremely high in the absence of ink, and there is a high possibility that the recording head will be damaged, leading to a decrease in durability. There is.

本発明の目的は、ヒータの駆動時に発生する電気ノイズの影響を受けることなく、かつ記録ヘッドの耐久性を損ねることなく、インク残量を正確に推定することができるインクジェット記録装置およびインク残量の推定方法を提供することにある。   SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide an ink jet recording apparatus and an ink remaining amount capable of accurately estimating the remaining amount of ink without being affected by electrical noise generated when the heater is driven and without impairing the durability of the recording head. It is to provide an estimation method.

本発明のインクジェット記録装置は、インク供給部から供給されるインクをヒータの熱エネルギーを利用して吐出口から吐出可能な記録ヘッドを用いて、記録媒体に記録を行うインクジェット記録装置において、前記記録ヘッドの温度を検出するための温度検出手段と、前記ヒータを複数回連続的に駆動したときの前記温度検出手段の検出温度に基づいて、前記インク供給部のインク残量を推定するインク残量推定手段と、を備え、前記インク残量推定手段は、前記ヒータを複数回連続的に駆動する駆動期間と、その後に前記ヒータを駆動しない非駆動期間と、を交互に複数回繰り返す駆動パターンにしたがって前記ヒータを駆動し、前記非駆動期間中に前記温度検出手段の検出温度を取得して、当該取得した検出温度と所定の基準温度との比較結果に基づいて前記インク供給部のインク残量を推定することを特徴とする。   The inkjet recording apparatus of the present invention is an inkjet recording apparatus that performs recording on a recording medium using a recording head capable of ejecting ink supplied from an ink supply unit from an ejection port using thermal energy of a heater. Ink remaining amount for estimating the ink remaining amount of the ink supply unit based on temperature detection means for detecting the temperature of the head and the temperature detected by the temperature detection means when the heater is continuously driven a plurality of times The ink remaining amount estimating means has a driving pattern in which a driving period in which the heater is continuously driven a plurality of times and a non-driving period in which the heater is not driven thereafter are alternately repeated a plurality of times. Therefore, the heater is driven, the detected temperature of the temperature detecting means is acquired during the non-driving period, and the acquired detected temperature and a predetermined reference temperature are And estimating the amount of ink remaining in the ink supply section based on compare results.

本発明のインク残量の推定方法は、インク供給部から供給されるインクをヒータの熱エネルギーを利用して吐出口から吐出可能な記録ヘッドを用いて、記録媒体に記録を行うインクジェット記録装置において、前記インク供給部のインク残量を推定するために、前記記録ヘッドの温度を検出する温度検出工程と、前記ヒータを複数回連続的に駆動したときの前記温度検出手段の検出温度に基づいて前記インク残量を推定するインク残量推定工程と、を含むインク残量の推定方法であって、前記インク残量推定工程は、前記ヒータを複数回連続的に駆動する駆動期間と、その後に前記ヒータを駆動しない非駆動期間と、を交互に複数回繰り返す駆動パターンにしたがって前記ヒータを駆動し、前記非駆動期間中に前記温度検出手段の検出温度を取得して、当該取得した検出温度と所定の基準温度との比較結果に基づいて前記インク供給部のインク残量を推定することを特徴とする。   The method for estimating the remaining amount of ink according to the present invention is an inkjet recording apparatus that performs recording on a recording medium using a recording head capable of ejecting ink supplied from an ink supply unit from an ejection port using thermal energy of a heater. In order to estimate the remaining amount of ink in the ink supply unit, based on a temperature detection step of detecting the temperature of the recording head and the temperature detected by the temperature detection means when the heater is continuously driven a plurality of times An ink remaining amount estimating step for estimating the ink remaining amount, wherein the ink remaining amount estimating step includes a driving period in which the heater is continuously driven a plurality of times, and thereafter The heater is driven in accordance with a drive pattern that alternately repeats the non-drive period during which the heater is not driven, and the temperature detected by the temperature detecting means is set during the non-drive period. Obtained to, and estimates the amount of ink remaining in the ink supply unit based on a result of comparison between the detected temperature and a predetermined reference temperature and the acquired.

本発明によれば、ヒータを複数回連続的に駆動する駆動期間と、その後にヒータを駆動しない非駆動期間と、を交互に複数回繰り返す駆動パターンにしたがってヒータを駆動し、その非駆動期間中に、記録ヘッドの検出温度を取得する。そのため、ヒータの駆動時に発生する電気ノイズの影響を受けることなく、記録ヘッドの正確な検出温度を取得することができ、その結果、その検出温度に基づいてインク残量を正確に推定することができる。また、ヒータを複数回の駆動期間に分けて駆動するため、ヒータを過度に発熱させずに、記録ヘッドの耐久性を向上させることができる。   According to the present invention, the heater is driven in accordance with a driving pattern in which the driving period in which the heater is continuously driven a plurality of times and the non-driving period in which the heater is not driven thereafter are alternately repeated a plurality of times. In addition, the detected temperature of the recording head is acquired. Therefore, it is possible to acquire the accurate detected temperature of the recording head without being affected by electrical noise generated when the heater is driven, and as a result, it is possible to accurately estimate the remaining amount of ink based on the detected temperature. it can. In addition, since the heater is driven in a plurality of drive periods, the durability of the recording head can be improved without causing the heater to generate excessive heat.

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。   Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

なお、この明細書において、「記録」(「プリント」という場合もある)とは、文字、図形等有意の情報を形成する場合のみならず、有意無意を問わない。また、人間が視覚で知覚し得るように顕在化したものであるか否かを問わず、広く記録媒体上に画像、模様、パターン等を形成する場合、または媒体の加工を行なう場合も表すものとする。   In this specification, “recording” (sometimes referred to as “printing”) is not limited to the case of forming significant information such as characters and graphics, but may be significant. It also represents the case where images, patterns, patterns, etc. are widely formed on the recording medium, or the medium is processed, regardless of whether it is manifested so that it can be perceived by human eyes. And

また、「記録媒体」とは、一般的な記録装置で用いられる紙のみならず、広く、布、プラスチック・フィルム、金属板、ガラス、セラミックス、木材、皮革等、インクを受容可能なものも表すものとする。   “Recording medium” refers not only to paper used in general recording apparatuses but also widely to cloth, plastic film, metal plate, glass, ceramics, wood, leather, and the like that can accept ink. Shall.

さらに、「インク」(「液体」と言う場合もある)とは、上記「記録(プリント)」の定義と同様広く解釈されるべきものである。したがって、記録媒体上に付与されることによって、画像、模様、パターン等の形成、または記録媒体の加工、或いはインクの処理(例えば、記録媒体に付与されるインク中の色剤の凝固または不溶化)に供され得る液体を表すものとする。   Further, “ink” (sometimes referred to as “liquid”) should be interpreted widely as in the definition of “recording (printing)”. Therefore, by being applied on the recording medium, formation of images, patterns, patterns, etc., processing of the recording medium, or ink processing (for example, solidification or insolubilization of the colorant in the ink applied to the recording medium) Represents a liquid that can be subjected to

またさらに、「ノズル」(「記録素子」、「記録要素」という場合もある)とは、特にことわらない限り、吐出口、これに連通する液路、およびインク吐出に利用されるエネルギーを発生する素子(ヒータ(電気熱変換体)など)を総括して言うものとする。   Furthermore, “nozzle” (also referred to as “recording element” or “recording element”), unless otherwise specified, generates an ejection port, a fluid path communicating therewith, and energy used for ink ejection. The elements (heaters (electrothermal converters), etc.) to be used are collectively referred to.

(第1の実施形態)
図1から図14は、本発明の第1の実施形態を説明するための図である。
(First embodiment)
1 to 14 are diagrams for explaining a first embodiment of the present invention.

図1は、本発明を適用可能な記録装置の構成例を説明するための図である。   FIG. 1 is a diagram for explaining a configuration example of a recording apparatus to which the present invention is applicable.

図1において、(a)は記録装置の要部の斜視図、(b)は、(a)のI矢視図である。100および101は、インクタンクと一体に構成された記録ヘッドである。記録ヘッドは、本例のようなインクタンク一体型の記録ヘッドに限定されず、インクタンクと分離可能な構成であってもよい。記録ヘッド100側のインクタンクには、ブラックインク、淡シアンインク、および淡マゼンタインクが収容され、記録ヘッド101側のインクタンクには、シアンインク、マゼンタインク、およびイエローインクが収容される。記録ヘッド100、101は、収容するインク以外の構成は同じである。記録ヘッド100、101には、各色インクに対応して複数配列された吐出口102が形成されている。   In FIG. 1, (a) is a perspective view of a main part of the recording apparatus, and (b) is a view taken along an arrow I in (a). Reference numerals 100 and 101 denote recording heads integrated with the ink tank. The recording head is not limited to the ink tank integrated recording head as in this example, and may be configured to be separable from the ink tank. The ink tank on the recording head 100 side stores black ink, light cyan ink, and light magenta ink, and the ink tank on the recording head 101 side stores cyan ink, magenta ink, and yellow ink. The recording heads 100 and 101 have the same configuration except for the ink to be stored. The recording heads 100 and 101 are formed with a plurality of ejection openings 102 corresponding to each color ink.

103は搬送ローラ、104は補助ローラであり、これらは、協働して記録媒体Pを抑えながら図中の矢印の方向に回転することにより、記録媒体Pを矢印Yの副走査方向に間欠的に搬送する。105は給紙ローラであり、記録媒体Pの給紙を行なうと共に、搬送ローラ103および補助ローラ104と同様に、記録媒体Pを挟んで抑える役割も果たす。106は、記録ヘッド100および101を搭載可能なキャリッジであり、矢印Xに沿う主走査方向(X1,X2方向)に往復移動される。キャリッジ106は、記録を行っていないとき、あるいは記録ヘッドの回復動作などを行なうときには、図中点線のホームポジションhに移動して待機する。本例の記録装置において、記録可能な最大記録媒体のサイズはA4サイズ版である。107はプラテンであり、記録位置において記録媒体Pを安定的に支える役割を果たす。108は、キャリッジ106を主走査方向に移動させるためのキャリッジベルトである。   Reference numeral 103 denotes a conveyance roller, and reference numeral 104 denotes an auxiliary roller. These cooperate with each other to rotate the recording medium P in the sub-scanning direction of the arrow Y by rotating in the direction of the arrow in the figure while suppressing the recording medium P. Transport to. Reference numeral 105 denotes a paper feed roller that feeds the recording medium P and plays the role of holding the recording medium P in between, like the transport roller 103 and the auxiliary roller 104. A carriage 106 on which the recording heads 100 and 101 can be mounted is reciprocated in the main scanning direction (X1 and X2 directions) along the arrow X. The carriage 106 moves to a home position h indicated by a dotted line in the drawing and stands by when recording is not being performed or when a recovery operation of the recording head is performed. In the recording apparatus of this example, the size of the maximum recordable recording medium is an A4 size version. A platen 107 serves to stably support the recording medium P at the recording position. Reference numeral 108 denotes a carriage belt for moving the carriage 106 in the main scanning direction.

図2は、記録ヘッドの構成の説明図である。記録ヘッド100、101は同一構造のため、ここでは、記録ヘッド101の構成を代表して説明する。図2において、(a)は記録ヘッド101の斜視図、(b)は記録ヘッドの断面図、(c)は記録ヘッドをZ方向から見た下面図、(d)は、(c)における吐出口周辺の拡大図である。   FIG. 2 is an explanatory diagram of the configuration of the recording head. Since the recording heads 100 and 101 have the same structure, the configuration of the recording head 101 will be described as a representative here. 2A is a perspective view of the recording head 101, FIG. 2B is a cross-sectional view of the recording head, FIG. 2C is a bottom view of the recording head viewed from the Z direction, and FIG. It is an enlarged view around an exit.

図2(a)において201はコンタクトパッドであり、記録ヘッドは、これを介して記録装置本体から記録信号を受信すると共に、記録ヘッドの駆動に必要な電力が供給される。図2(a)中の破線は記録ヘッドの内部壁を示し、その内部壁によって区分けされたインクタンク室202、203、204には、それぞれシアンインク、マゼンタインク、イエローインクが10gずつ注入されている。それらのインクタンク室の構造は、同じである。図2(b)は、シアンインク用のインクタンク室202の断面図である。205はインク吸収体、206はインク流路、207は記録ヘッドチップである。インク吸収体205に吸収保持されているインクは、インク流路206を通して記録ヘッドチップ207へ供給される。   In FIG. 2A, reference numeral 201 denotes a contact pad through which the recording head receives a recording signal from the recording apparatus main body and is supplied with electric power necessary for driving the recording head. A broken line in FIG. 2A indicates an inner wall of the recording head, and 10 g of cyan ink, magenta ink, and yellow ink are respectively injected into the ink tank chambers 202, 203, and 204 divided by the inner wall. Yes. The structure of these ink tank chambers is the same. FIG. 2B is a cross-sectional view of the ink tank chamber 202 for cyan ink. Reference numeral 205 denotes an ink absorber, 206 denotes an ink flow path, and 207 denotes a recording head chip. The ink absorbed and held by the ink absorber 205 is supplied to the recording head chip 207 through the ink flow path 206.

図2(c)において、記録ヘッドチップ207には、記録ヘッド基板の温度を検出するためのダイオードセンサ208が備えられている。インクの温度を直接検出することは困難であるため、一般には、記録ヘッド基板の温度(以下、「記録ヘッド温度」という)を検出し、これをインクの温度として、記録装置本体に出力している。記録ヘッド温度を検出するための構成としては、ダイオードセンサ以外に、例えば、金属薄膜センサ等を用いてもよい。209はシアンインクを吐出する吐出口の列(吐出口列)、210はマゼンタインクを吐出する吐出口の列(吐出口列)、211はイエローインクを吐出する吐出口の列(吐出口列)である。これらの吐出口列の構造は同じである。   In FIG. 2C, the print head chip 207 is provided with a diode sensor 208 for detecting the temperature of the print head substrate. Since it is difficult to directly detect the temperature of the ink, in general, the temperature of the recording head substrate (hereinafter referred to as “recording head temperature”) is detected and output to the recording apparatus main body as the ink temperature. Yes. As a configuration for detecting the print head temperature, for example, a metal thin film sensor or the like may be used in addition to the diode sensor. Reference numeral 209 denotes a row of discharge ports that discharge cyan ink (discharge port row), 210 denotes a row of discharge ports that discharge magenta ink (discharge port row), and 211 denotes a row of discharge ports that discharge yellow ink (discharge port row). It is. These discharge port arrays have the same structure.

図2(d)は、シアンインクを吐出するための吐出口列209の拡大図である。その吐出口列209上に複数の吐出口102が配列されており、それぞれの吐出口102の下(Z方向側)には、インクに気泡を発生させて、インクを吐出口102から吐出させるためのヒータ212が備えられている。このように、吐出口102は吐出口列を形成するように複数設けられ、ヒータ212は、それら複数の吐出口102のそれぞれに対応して複数備えられている。   FIG. 2D is an enlarged view of the ejection port array 209 for ejecting cyan ink. A plurality of ejection ports 102 are arranged on the ejection port array 209, and bubbles are generated in the ink below each ejection port 102 (on the Z direction side) to eject the ink from the ejection ports 102. The heater 212 is provided. Thus, a plurality of discharge ports 102 are provided so as to form a discharge port array, and a plurality of heaters 212 are provided corresponding to each of the plurality of discharge ports 102.

本例の場合、吐出口列209上に配列された吐出口102の数は600個、吐出口102の間隔は1/600インチであり、記録画素密度が600dpiになるように構成されている。また吐出口102は、1滴あたり約2plのインク滴を吐出するように構成されている。このインク滴を吐出するためのヒータ212の最大吐出周波数(最大駆動周波数)は20kHzであるが、記録に適した最大吐出周波数は10kHzとなっている。主走査方向にインク滴を1200dpi間隔に着弾させる場合、記録ヘッド100、101を搭載したキャリッジ106の主走査方向の移動速度は、8.33インチ/秒(=10000(ドット/秒)÷1200(ドット/インチ))となる。   In this example, the number of ejection ports 102 arranged on the ejection port array 209 is 600, the interval between the ejection ports 102 is 1/600 inch, and the recording pixel density is 600 dpi. The ejection port 102 is configured to eject about 2 pl of ink droplets per droplet. The maximum ejection frequency (maximum driving frequency) of the heater 212 for ejecting the ink droplets is 20 kHz, but the maximum ejection frequency suitable for recording is 10 kHz. When ink droplets are landed at an interval of 1200 dpi in the main scanning direction, the moving speed in the main scanning direction of the carriage 106 on which the recording heads 100 and 101 are mounted is 8.33 inches / second (= 10000 (dots / second) ÷ 1200 ( Dot / inch)).

図3は、記録装置の制御系のブロック構成図である。本例の制御系の各構成要素は、ソフト系制御手段とハード系処理手段とに大別することができる。   FIG. 3 is a block diagram of the control system of the recording apparatus. Each component of the control system of this example can be broadly divided into software system control means and hardware system processing means.

ソフト系制御手段には、メインバスライン305にアクセスする画像入力部303、画像信号処理部304、中央制御部CPU300などの処理手段が含まれる。ハード系処理手段には、操作部308、回復系制御回路309、ヘッド温度制御回路314、ヘッド駆動制御回路316、キャリッジ駆動制御回路306、紙送り制御回路307などの処理手段が含まれる。キャリッジ駆動制御回路306は、キャリッジ106を主走査方向に駆動するための制御回路であり、紙送り制御回路307は、記録媒体Pを副走査方向に搬送させための制御回路である。CPU300は、ROM301とRAM302とを備え、入力情報に対して適正な記録条件を与えて、記録ヘッド100、101内のインク吐出用ヒータ212を駆動する。   The software control means includes processing means such as an image input unit 303, an image signal processing unit 304, and a central control unit CPU 300 that access the main bus line 305. The hardware processing means includes processing means such as an operation unit 308, a recovery system control circuit 309, a head temperature control circuit 314, a head drive control circuit 316, a carriage drive control circuit 306, and a paper feed control circuit 307. The carriage drive control circuit 306 is a control circuit for driving the carriage 106 in the main scanning direction, and the paper feed control circuit 307 is a control circuit for transporting the recording medium P in the sub scanning direction. The CPU 300 includes a ROM 301 and a RAM 302, gives appropriate recording conditions to input information, and drives the ink ejection heater 212 in the recording heads 100 and 101.

RAM302内には、予め、記録ヘッドの回復タイミングチャートを実行するためのプログラムが格納されており、必要に応じて、予備吐出条件等の回復条件を回復系制御回路309、記録ヘッド100、101等に与える。画像入力部303は、記録装置に接続された外部装置(ホスト装置)から、画像データ、コマンド、ステータス信号等を受信する。回復系モータ310は、記録ヘッド100、101、クリーニングブレード311、キャップ312、および吸引ポンプ313を駆動する。クリーニングブレード311およびキャップ312は、記録ヘッド100および101と相対移動する。インク残量を推定するために、後述するように記録ヘッドからインク滴を吐出する際には、そのインク滴をキャップ312内に向かって吐出させることができる。ヘッド駆動制御回路316には、記録装置の周囲温度を検出するサーミスタ315の検出信号、および記録ヘッド温度を検出するダイオードセンサ208の検出信号が入力される。ヘッド駆動制御回路は、これらの検出信号の出力値に基づいて、記録ヘッド100、101のヒータ212を駆動して、インクの吐出、インクの予備吐出、および保温制御のためのインク温度調整を行なう。   A program for executing a printhead recovery timing chart is stored in the RAM 302 in advance, and if necessary, recovery conditions such as preliminary ejection conditions are set in a recovery system control circuit 309, the printheads 100, 101, and the like. To give. The image input unit 303 receives image data, commands, status signals, and the like from an external device (host device) connected to the recording device. The recovery system motor 310 drives the recording heads 100 and 101, the cleaning blade 311, the cap 312, and the suction pump 313. The cleaning blade 311 and the cap 312 move relative to the recording heads 100 and 101. In order to estimate the ink remaining amount, when ink droplets are ejected from the recording head as described later, the ink droplets can be ejected into the cap 312. The head drive control circuit 316 receives a detection signal from the thermistor 315 that detects the ambient temperature of the printing apparatus and a detection signal from the diode sensor 208 that detects the print head temperature. Based on the output values of these detection signals, the head drive control circuit drives the heaters 212 of the recording heads 100 and 101 to perform ink ejection, ink preliminary ejection, and ink temperature adjustment for temperature control. .

ヒータ212を駆動する際には、記録装置から記録ヘッドに、記録信号(DATA)、記録信号を転送するためのクロック信号(CLK)、ヒータを駆動するための駆動信号(HE)、記録信号を保持回路にラッチするためのラッチ信号(LT)が送られる。図4(a)は、それらの信号のタイミングチャート、図4(b)は、ヒータ212の駆動ブロック図である。クロック信号(CLK)と同期して記録信号(DATA)を入力してから、ラッチ信号(LT)を入力することにより、記録信号(DATA_LTD)を確定する。その後、駆動信号(HE)を入力することにより、ドライバにより選択されたヒータ212に駆動電圧が印加されて、そのヒータ212に対応する吐出口からインクが吐出される。ラッチ信号(LT)と駆動信号(HE)は、記録信号(DATA)の入力が完了するまでは無信号、すなわちハイレベルである。また、記録信号(DATA)とクロック信号(CLK)は同期している。   When the heater 212 is driven, a recording signal (DATA), a clock signal (CLK) for transferring the recording signal, a driving signal (HE) for driving the heater, and a recording signal are sent from the recording apparatus to the recording head. A latch signal (LT) for latching to the holding circuit is sent. FIG. 4A is a timing chart of those signals, and FIG. 4B is a drive block diagram of the heater 212. The recording signal (DATA) is input in synchronization with the clock signal (CLK), and then the latch signal (LT) is input to determine the recording signal (DATA_LTD). Thereafter, by inputting a drive signal (HE), a drive voltage is applied to the heater 212 selected by the driver, and ink is ejected from an ejection port corresponding to the heater 212. The latch signal (LT) and the drive signal (HE) are non-signal, that is, high level until the input of the recording signal (DATA) is completed. The recording signal (DATA) and the clock signal (CLK) are synchronized.

吐出口列におけるノズル数が600(吐出口の数が600個)の記録ヘッドを10kHzで駆動する場合、クロック信号(CLK)の周波数は6MHz(=10kHz×600)となる。このように、クロック信号(CLK)や記録信号(DATA)などの高周波信号が存在するために、記録ヘッド100、101内に電気ノイズが発生するおそれがある。その電気ノイズは、記録ヘッドから記録装置に出力するダイオードセンサ208の出力値に悪影響を及ぼすおそれがある。   When a recording head having 600 nozzles in the ejection port array (600 ejection ports) is driven at 10 kHz, the frequency of the clock signal (CLK) is 6 MHz (= 10 kHz × 600). As described above, since there are high-frequency signals such as the clock signal (CLK) and the recording signal (DATA), there is a possibility that electrical noise is generated in the recording heads 100 and 101. The electrical noise may adversely affect the output value of the diode sensor 208 output from the recording head to the recording apparatus.

図5は、記録ヘッド101のシアンインク吐出用の全ノズルから、15kHzの駆動周波数によって750発のインク滴を吐出するように、ヒータを駆動したときのダイオードセンサ208出力値の時間変化を示す。図中10msの時点にて開始したヒータの駆動時間中は、ダイオードセンサ208出力値にノイズが大きく乗っていることが分かる。その原因は前述した通りであり、このような状況においては、ダイオードセンサ208の正確な出力値を取得することは困難である。   FIG. 5 shows the time change of the output value of the diode sensor 208 when the heater is driven so that 750 ink droplets are ejected from all the cyan ink ejection nozzles of the recording head 101 at a driving frequency of 15 kHz. It can be seen that during the heater drive time started at the time of 10 ms in the figure, noise is greatly on the output value of the diode sensor 208. The cause is as described above. In such a situation, it is difficult to obtain an accurate output value of the diode sensor 208.

図6は、インク残量の推定を含む記録動作を説明するためのフローチャートである。記録ヘッド100、101の両方に対する記録動作のための制御は同様であるためであるため、ここでは、記録ヘッド101におけるシアンインクの吐出制御を代表して説明する。   FIG. 6 is a flowchart for explaining a recording operation including estimation of the remaining amount of ink. This is because the control for the recording operation for both of the recording heads 100 and 101 is the same, and here, the cyan ink ejection control in the recording head 101 will be described as a representative.

記録装置は、記録データを受信することにより、インク残量がある程度あるか否かを判断する(ステップS601)。ここでの判断はそれほど高い精度は必要なく、例えば、これまでにインクを吐出した回数からインクの消費量を計算し、インクタンク内のインク残量が5g未満であるか否かを判定する。本例の場合、インク残量の5gは、どのような記録パターンであっても次のページの記録に足りるインク残量に、ある程度のマージンをもたせた量である。インク残量が5g以上である場合は、ステップS604に移行して1ページ分の記録を行なう。インク残量が5g未満の場合は、ステップS602に移行してインク残量推定制御1を実施する。インク残量推定制御1については、後に詳細に説明する。   The printing apparatus determines whether or not there is a certain amount of ink remaining by receiving the printing data (step S601). The determination here does not require so high accuracy. For example, the ink consumption is calculated from the number of ink ejections so far, and it is determined whether or not the remaining amount of ink in the ink tank is less than 5 g. In this example, the remaining ink amount of 5 g is an amount obtained by adding a certain margin to the remaining ink amount sufficient for recording the next page regardless of the recording pattern. If the remaining ink amount is 5 g or more, the process proceeds to step S604 to record one page. When the remaining ink amount is less than 5 g, the process proceeds to step S602, and the remaining ink amount estimation control 1 is performed. The ink remaining amount estimation control 1 will be described in detail later.

次に、そのインク残量推定制御1の結果に基づいて、次の1ページ分の記録が可能なインク残量があるか否かを判断する(ステップS603)。次の1ページ分の記録が可能なインクが残っている場合には、ステップS604に移行して1ページ分の記録を行なう。次の1ページ分の記録が可能なインクが残っていない場合には、ステップS605に移行し、インク残量が無いことをホスト装置のディスプレイを通してユーザに通知する。その後、まだ記録を行なっていない現在のページ以降の記録データをRAMに記憶してから(ステップS606)、記録を終了する。   Next, based on the result of the ink remaining amount estimation control 1, it is determined whether there is an ink remaining amount that can be recorded for the next one page (step S603). If ink that can be recorded for the next one page remains, the process proceeds to step S604 to record one page. If there is no ink that can be recorded for the next one page, the process proceeds to step S605 to notify the user through the display of the host device that there is no ink remaining. Thereafter, the recording data from the current page on which recording has not yet been performed is stored in the RAM (step S606), and the recording ends.

ステップS604において1ページ分の記録を行なった後は、ステップS607に移行して、次のページの記録データがあるか否かを判断する。次の記録データが無い場合には記録を終了する。その記録データがある場合には、前のページの記録時におけるインクの吐出回数に対応するインクの消費量から、インクタンク内のインク残量を計算する。その後、ステップS501に移行して、再度、インク残量が5g未満であるか否かを判断する。以降、前述した処理を繰り返す。   After recording for one page in step S604, the process proceeds to step S607 to determine whether there is recording data for the next page. If there is no next recording data, the recording is terminated. If there is such recording data, the ink remaining amount in the ink tank is calculated from the ink consumption corresponding to the number of ink ejections at the time of recording the previous page. Thereafter, the process proceeds to step S501, and it is determined again whether the remaining amount of ink is less than 5 g. Thereafter, the above-described processing is repeated.

本例のインク残量推定制御1は、記録ヘッドの温度と、インクが確実にあるときに実施したインク吐出による記録ヘッド昇温結果と、の比較結果に基づいて、インク残量を推定する。   The ink remaining amount estimation control 1 in this example estimates the ink remaining amount based on the comparison result between the temperature of the recording head and the result of increasing the temperature of the recording head by ink ejection performed when ink is surely present.

このようなインク残量推定制御1に先立って、新規な記録ヘッドがキャリッジに搭載されたときに、その記録ヘッドの温度特性を取得するための取得制御を実施する。この取得制御は、その制御において消費するインク量以上に、インクが充分に存在する状態において実施できればよく、本例のように、新品の記録ヘッドが装着されたときのみに特定されない。例えば、記録ヘッドに、インク残量に関する情報を記憶する記憶領域が備わっていて、インク残量が認識できる場合には、そのインク残量が所定量以上のときに取得制御を実施することができる。   Prior to such ink remaining amount estimation control 1, when a new recording head is mounted on the carriage, acquisition control for acquiring the temperature characteristics of the recording head is performed. This acquisition control only needs to be performed in a state where there is sufficient ink to exceed the amount of ink consumed in the control, and is not specified only when a new recording head is mounted as in this example. For example, if the recording head has a storage area for storing information related to the remaining amount of ink and the remaining amount of ink can be recognized, the acquisition control can be performed when the remaining amount of ink is equal to or greater than a predetermined amount. .

図7は、その取得制御のフローチャートである。まず、ステップS701において、繰り返し回数設定用のカウンタ値nを1(n=1)に設定する。次に、ステップS702において、記録ヘッド101におけるシアンインク吐出用の全ノズルから、10kHzの駆動周波数によって600発のインクを吐出させるように、ヒータを駆動する。図5にも示したように、ヒータの駆動中は、ノイズの影響によりダイオードセンサ208の正確な出力値が取得できなくなるおそれがある。そのため、ステップS703において20msの間だけヒータの駆動を中止してから、ダイオードセンサ208の出力値を取得する(ステップS704)。つまり、20ms待機してノイズの影響をなくしてから、ダイオードセンサ208の出力値に対応する記録ヘッドの温度Tref_1(n=1)を取得する。   FIG. 7 is a flowchart of the acquisition control. First, in step S701, the counter value n for setting the number of repetitions is set to 1 (n = 1). In step S <b> 702, the heater is driven so that 600 inks are ejected from all the nozzles for ejecting cyan ink in the recording head 101 at a driving frequency of 10 kHz. As shown in FIG. 5, while the heater is being driven, there is a possibility that an accurate output value of the diode sensor 208 cannot be acquired due to the influence of noise. Therefore, after stopping the heater drive for 20 ms in step S703, the output value of the diode sensor 208 is acquired (step S704). That is, after waiting for 20 ms to eliminate the influence of noise, the print head temperature Tref_1 (n = 1) corresponding to the output value of the diode sensor 208 is acquired.

その後、ステップS705に移行して、カウンタ値nが5以上であるか否かを判断する。初期においては、n=1であるためステップS706に移行し、カウンタ値nに1を加えてn=2とする。その後、再びステップS702に移行して600発のインク滴を吐出させるようにヒータを駆動してから、ステップS703にて20msの経過を待った後、ステップS704において記録ヘッドの温度Tref_2(n=2)を取得する。   Thereafter, the process proceeds to step S705, and it is determined whether or not the counter value n is 5 or more. In the initial stage, since n = 1, the process proceeds to step S706, and 1 is added to the counter value n to set n = 2. Thereafter, the process proceeds to step S702 again, the heater is driven so as to eject 600 ink droplets, and after waiting for 20 ms in step S703, the printhead temperature Tref_2 (n = 2) in step S704. To get.

このような処理は、カウンタ値nが5となるまで5回繰り返し、その5回目においてTref_5を取得してから制御を終了する。   Such processing is repeated five times until the counter value n reaches 5, and the control is terminated after obtaining Tref_5 at the fifth time.

図8は、時間T0から、このような記録ヘッドの温度特性の取得制御を開始した場合における記録ヘッドの温度変化を示す。   FIG. 8 shows the temperature change of the recording head when the acquisition control of the temperature characteristic of the recording head is started from time T0.

時間T0〜T1、T2〜T3、T4〜T5、T6〜T7、T8〜T9のそれぞれは、10kHzの駆動周波数によって600発のインクを吐出させるためにヒータを駆動している時間である。T1〜T2、T3〜T4、T5〜T6、T7〜T8、T9〜T10のそれぞれは、ヒータが駆動されていない20msの間の非駆動時間である。図中の○部分の温度は、ステップS704において取得される記録ヘッドの基準温度Tref_n(n=1〜5)である。Tref_n(n=1〜5)は、図9に示すようにRAM領域に記憶される。   Each of the times T0 to T1, T2 to T3, T4 to T5, T6 to T7, and T8 to T9 is a time during which the heater is driven to eject 600 inks at a driving frequency of 10 kHz. Each of T1 to T2, T3 to T4, T5 to T6, T7 to T8, and T9 to T10 is a non-drive time for 20 ms when the heater is not driven. The temperature of the circled portion in the figure is the reference temperature Tref_n (n = 1 to 5) of the recording head acquired in step S704. Tref_n (n = 1 to 5) is stored in the RAM area as shown in FIG.

次に、インク残量を推定するためのインク残量推定制御1を図10のフローチャートにしたがって説明する。ヒータの駆動に関しては、図7の記録ヘッドの温度特性の取得制御と同様である。   Next, the remaining ink amount estimation control 1 for estimating the remaining ink amount will be described with reference to the flowchart of FIG. The driving of the heater is the same as the temperature characteristic acquisition control of the recording head in FIG.

まず、ステップS1001において、繰り返し回数設定用のカウンタ値nを1(n=1)に設定する。次に、ステップS1002において、記録ヘッドのシアンインク吐出用の全ノズルから、10kHzの駆動周波数によって600発のインク滴を吐出するように、ヒータを駆動する。その後、ステップS1003にて20msの間待機してノイズの影響をなくしてから、ステップS1004において、ダイオードセンサ208の出力に対応する記録ヘッドの検出温度T_1(n=1)を取得する。   First, in step S1001, a counter value n for setting the number of repetitions is set to 1 (n = 1). Next, in step S1002, the heater is driven so that 600 ink droplets are ejected from all the nozzles for ejecting cyan ink of the recording head at a driving frequency of 10 kHz. After that, after waiting for 20 ms in step S1003 to eliminate the influence of noise, in step S1004, the printhead detection temperature T_1 (n = 1) corresponding to the output of the diode sensor 208 is acquired.

次のステップS1005において、その検出温度T_1から、図7のステップS704にて取得した記録ヘッドの基準温度Tref_1を差し引いて、その差し引き後の温度が10℃(規定温度)よりも低いか否かを判断する。本例においては、ダイオードセンサ208の温度検出誤差等を含めても記録ヘッドに10℃の温度変化があれば、記録ヘッドに明確な状態変化があったと判断できるため、判断基準となる規定温度を10℃に設定した。   In the next step S1005, the recording head reference temperature Tref_1 acquired in step S704 of FIG. 7 is subtracted from the detected temperature T_1, and whether or not the temperature after the subtraction is lower than 10 ° C. (specified temperature). to decide. In this example, even if the temperature detection error of the diode sensor 208 or the like is included, if there is a temperature change of 10 ° C. in the recording head, it can be determined that there is a clear state change in the recording head. Set to 10 ° C.

差し引き後の温度{(T_1)−(Tref_1)}が10℃以上である場合には、ステップS1006において、次ページの記録を行なえるだけのインク量(規定インク量)が無いと判断してインク残量推定制御1を終了する。その温度{(T_1)−(Tref_1)}が10℃未満である場合には、ステップS1007において、カウンタ値nが5以上であるか否かを判断する。初期においてはカウンタ値nが1であるため、ステップS1008に移行してカウンタ値nに1を加えてn=2とする。その後、再び、ステップS1002に移行して600発のインク滴を吐出するようにヒータを駆動してから、ステップS1003にて20ms待機した後、ステップS1004にて記録ヘッドの温度T_2(n=2)を取得する。その後、ステップS1005にて、T_2からTref_2を差し引いた温度{(T_2)−(Tref_2)}が10℃より低いか否かを判断する。その温度が10℃以上の場合には、ステップS1006においてインクが無いと判断する。   If the post-subtraction temperature {(T_1)-(Tref_1)} is 10 ° C. or higher, it is determined in step S1006 that there is no ink amount (specified ink amount) sufficient to perform the recording of the next page. The remaining amount estimation control 1 ends. If the temperature {(T_1)-(Tref_1)} is less than 10 ° C., it is determined in step S1007 whether the counter value n is 5 or more. Since the counter value n is 1 in the initial stage, the process proceeds to step S1008, where 1 is added to the counter value n, so that n = 2. Thereafter, the process proceeds to step S1002 again, the heater is driven so as to eject 600 ink droplets, and after waiting for 20 ms in step S1003, the printhead temperature T_2 (n = 2) in step S1004. To get. Thereafter, in step S1005, it is determined whether or not the temperature {(T_2) − (Tref_2)} obtained by subtracting Tref_2 from T_2 is lower than 10 ° C. If the temperature is 10 ° C. or higher, it is determined in step S1006 that there is no ink.

このような処理は、カウンタ値nが5となるまで5回繰り返す。その5回目において取得したT_5から、Tref_5を差し引いた温度{(T_5)−(Tref_5)}も10℃未満の場合には、次ページの記録を行なえるだけのインクがあると判断して、インク残量推定制御1を終了する。   Such processing is repeated five times until the counter value n reaches 5. If the temperature {(T_5) − (Tref_5)} obtained by subtracting Tref_5 from T_5 acquired in the fifth time is also less than 10 ° C., it is determined that there is ink sufficient to perform the recording of the next page. The remaining amount estimation control 1 ends.

図11は、時間T0から、このようなインク残量推定制御1を開始した場合における記録ヘッドの温度変化を示す。   FIG. 11 shows the temperature change of the print head when such ink remaining amount estimation control 1 is started from time T0.

時間T10〜T11、T12〜T13、T14〜T15、T16〜T17、T18〜T20のそれぞれは、10kHzの駆動周波数によって600発のインク滴を吐出させるようにヒータを駆動している時間(駆動期間)である。T11〜T12、T13〜T14、T15〜T16、T17〜T18、T19〜T20のそれぞれは、ヒータが駆動されていない20ms(非駆動期間)である。このように本例においては、駆動期間と非駆動期間とを交互に5回繰り返す駆動パターンが設定されている。図中の○部分の温度は、ステップS1004において取得する記録ヘッドの温度T_n(n=1〜5)である。図中の実線、破線、一点鎖線は、それぞれインク残量が5g、3g、1gの場合の温度変化である。本例における記録ヘッド101は、インク残量が3gより多いときは、どのような記録パターンであっても吐出周波数10kHzによって駆動する限り、A4サイズ版の1ページをかすれることなく記録することができる。   Each of the times T10 to T11, T12 to T13, T14 to T15, T16 to T17, and T18 to T20 is a time during which the heater is driven so as to eject 600 ink droplets at a driving frequency of 10 kHz (driving period). It is. Each of T11 to T12, T13 to T14, T15 to T16, T17 to T18, and T19 to T20 is 20 ms (non-driving period) in which the heater is not driven. Thus, in this example, a driving pattern is set in which the driving period and the non-driving period are alternately repeated five times. The temperature of the circled portion in the drawing is the print head temperature T_n (n = 1 to 5) acquired in step S1004. The solid line, broken line, and alternate long and short dash line in the figure are temperature changes when the remaining ink amount is 5 g, 3 g, and 1 g, respectively. When the remaining amount of ink is more than 3 g, the recording head 101 in this example can record one page of the A4 size plate without being faded as long as it is driven with an ejection frequency of 10 kHz regardless of the recording pattern. .

図12は、インク残量が5g、3g、1gのときにおける記録ヘッドの温度T_nと温度差{(T_n)−(Tref_n)}を示す(n=1〜5)。インク残量が5gのときには、Tt_nとTref_nとが等しく、それらの差{(T_n)−(Tref_n)}がn=1〜5の全範囲において常に10℃より小さいため、少なくとも次ページの記録が可能な分のインクがあると判断される。インク残量が3gのときには、n=1〜3まではT_nとTref_nとがほぼ等しいものの、n=4から差が出始め、n=5では、それらの差{(T_n)−(Tref_n)}が10℃となる。インク残量が3g以下のときは、A4サイズ版の次の1ページをかすれることなく記録することが保証できないため、インクがないと判断される。インク残量が1gのときには、n=3において、温度差{(T_n)−(Tref_n)}が10℃以上となって、インクが無いと判断されるため、n=4以降の処理が中断される。このように、インクが無いと判断されたときには、それ以降においてヒータは駆動しない。   FIG. 12 shows the printhead temperature T_n and the temperature difference {(T_n) − (Tref_n)} when the remaining amount of ink is 5 g, 3 g, and 1 g (n = 1 to 5). When the remaining amount of ink is 5 g, Tt_n and Tref_n are equal, and the difference {(T_n) − (Tref_n)} is always smaller than 10 ° C. in the entire range where n = 1 to 5, so at least the next page is recorded. It is determined that there is as much ink as possible. When the remaining amount of ink is 3 g, T_n and Tref_n are substantially equal from n = 1 to 3, but a difference starts to appear from n = 4. When n = 5, the difference {(T_n) − (Tref_n)} Becomes 10 ° C. When the ink remaining amount is 3 g or less, it cannot be guaranteed that the next page of the A4 size version will not be blurred, and therefore it is determined that there is no ink. When the ink remaining amount is 1 g, the temperature difference {(T_n) − (Tref_n)} becomes 10 ° C. or more at n = 3, and it is determined that there is no ink, so the processing after n = 4 is interrupted. The Thus, when it is determined that there is no ink, the heater is not driven thereafter.

図13は、比較例として、本例のように20msの待機時間を設定することなく、10kHzの駆動周波数によって3000発のインクを吐出させるように、ヒータを連続的に駆動したときの記録ヘッド101の温度変化を示す。図中の点線、実線、破線、一点鎖線は、それぞれインク残量が10g(新品時)、5g、3g、1gのときの記録ヘッドの温度変化を示す。ヒータの駆動中は、ダイオードセンサ208の出力にノイズが入るおそれがあるため、記録ヘッドの温度の取得タイミングは、本実施形態と同様に、ヒータの駆動が終了した後、20ms経過したタイミングとした。   FIG. 13 shows, as a comparative example, the recording head 101 when the heater is continuously driven so that 3000 inks are ejected at a driving frequency of 10 kHz without setting a standby time of 20 ms as in this example. The temperature change of is shown. The dotted line, solid line, broken line, and alternate long and short dash line in the figure indicate the temperature change of the print head when the remaining ink amount is 10 g (when new), 5 g, 3 g, and 1 g, respectively. Since noise may enter the output of the diode sensor 208 while the heater is being driven, the recording head temperature acquisition timing is set to the timing when 20 ms has elapsed after the heater driving is completed, as in this embodiment. .

図14は、このような比較例において、インク残量が10g、5g、3g、1gのときのヒータ駆動終了後の記録ヘッドの温度を示す。さらに図14は、それらの温度と、インク残量が10gのときの記録ヘッドの温度と、の差(温度差)を示す。インク残量が5gのときは、本実施形態の場合と同様に、温度差が10℃以下となるためインクがあると判断できる。また、インク残量が3gのときは、本実施形態の場合と同様に、温度差が10℃以上となりためインクが無いと判断できる。しかし、インク残量が1gのときは、温度差が10℃以上となるものの、記録ヘッドが110℃と非常に高温になってしまう。記録ヘッドが100℃を超える高温になった場合には、ノズルの溶解を含む記録ヘッドの構成部材がダメージを受けて、記録ヘッドの耐久性が損なわれるおそれがある。   FIG. 14 shows the temperature of the print head after the heater driving when the remaining amount of ink is 10 g, 5 g, 3 g, and 1 g in such a comparative example. Further, FIG. 14 shows the difference (temperature difference) between these temperatures and the temperature of the recording head when the ink remaining amount is 10 g. When the remaining amount of ink is 5 g, it can be determined that there is ink because the temperature difference is 10 ° C. or less as in the case of the present embodiment. When the ink remaining amount is 3 g, it can be determined that there is no ink because the temperature difference is 10 ° C. or more as in the case of the present embodiment. However, when the remaining amount of ink is 1 g, the temperature difference becomes 10 ° C. or more, but the recording head becomes as high as 110 ° C. When the temperature of the recording head becomes higher than 100 ° C., the constituent members of the recording head including the dissolution of the nozzle may be damaged, and the durability of the recording head may be impaired.

本実施形態においては、ヒータを所定回数ずつ複数回に分けて駆動し、それらの駆動の合間において記録ヘッドの温度を正確に取得するため、記録ヘッドの温度が高温に達する前に、ヒータの駆動を中止することができる。この結果、記録ヘッドの耐久性が向上することになる。   In the present embodiment, the heater is driven a plurality of times by a predetermined number of times, and in order to accurately acquire the temperature of the recording head between those driving times, the heater is driven before the temperature of the recording head reaches a high temperature. Can be canceled. As a result, the durability of the recording head is improved.

以上のように、本実施形態においては、ヒータの駆動時に発生する電気ノイズの影響を受けることなく、かつ記録ヘッドの耐久性を損ねることなく、次の記録のために必要なインク残量があるか無いかを正確に推定することができる。次の記録の単位は、本実施形態のような1ページのみには限定されない。その記録単位は、記録ヘッドの数スキャン単位や数ページ単位であってもよく、それに応じて、次の記録のために必要なインク残量は最適に設定することができ、何ら本実施形態のような3gに特定されない。   As described above, in this embodiment, there is an ink remaining amount necessary for the next recording without being affected by the electric noise generated when the heater is driven and without impairing the durability of the recording head. It is possible to accurately estimate whether or not it exists. The next recording unit is not limited to one page as in the present embodiment. The recording unit may be several scanning units or several page units of the recording head, and accordingly, the remaining amount of ink necessary for the next recording can be optimally set. It is not specified to 3g.

(第2の実施形態)
図15は、記録ヘッド101からシアンインクを連続的に吐出して、インク残量が3gであることを推定する場合に、それに必要なインクの吐出回数(インク滴の吐出発数)と、駆動周波数(インク滴の吐出周波数)と、の関係の説明図である。マゼンタインクおよびイエローインクの場合もシアンインクと同様である。インク残量の検出に必要なインクの吐出回数は、駆動周波数が高いほど少なくなる。以下、その主要因の1つについて説明する。
(Second Embodiment)
FIG. 15 shows the number of ejections of ink (number of ejections of ink droplets) and driving when it is estimated that cyan ink is continuously ejected from the recording head 101 and the remaining amount of ink is 3 g. It is explanatory drawing of the relationship with a frequency (ejection frequency of an ink droplet). The case of magenta ink and yellow ink is the same as that of cyan ink. The number of ink ejections necessary for detecting the remaining ink amount decreases as the drive frequency increases. Hereinafter, one of the main factors will be described.

インクジェット記録装置に用いられるインクは、通常、非吐出時に記録ヘッドの吐出口からこぼれ出ないように、インクタンク内の負圧発生部材(インク吸収体など)によって保持されている。つまりインクには、記録ヘッドからインクタンク側に引っ張られる圧力(以下、「負圧」という)が掛けられている。記録に伴うインクの消費によって、インクタンク内のインク残量が減少した場合、インクタンク内の負圧発生部材がインクを保持する力は変わらずに、保持するインク量が減るために、負圧は徐々に大きくなる傾向を示す。その負圧が大きくなり過ぎた場合には、インクが記録ヘッド側からインクタンク側に強く引っ張られるため、吐出口へのインク供給ができなくなるおそれがある。その結果、インクタンク内にはインクが残っているにも拘わらず、インクを吐出できなくなるおそれがある。また、この負圧は、記録ヘッドにおけるインクの吐出状態によっても変化する。すなわち、単位時間当たりに多量のインクを吐出して、単位時間当たりのインク消費量が多いときには、負圧がより大きくなる方向に動的に変化し、インクは、インクタンクの方向により強く引っ張られる。一方、単位時間当たりに少量のインクを吐出して、単位時間当たりのインク消費量が少ないときには、インクタンクの動的な負圧変化は小さい。   Ink used in the ink jet recording apparatus is normally held by a negative pressure generating member (such as an ink absorber) in the ink tank so that it does not spill out from the ejection port of the recording head when not ejecting. That is, pressure (hereinafter referred to as “negative pressure”) applied to the ink from the recording head to the ink tank side is applied. When the ink remaining amount in the ink tank decreases due to ink consumption due to recording, the negative pressure generating member in the ink tank does not change the force that holds the ink, and the amount of ink to be held is reduced. Shows a tendency to gradually increase. When the negative pressure becomes excessively large, the ink is strongly pulled from the recording head side to the ink tank side, and there is a possibility that ink cannot be supplied to the ejection port. As a result, the ink may not be ejected even though the ink remains in the ink tank. The negative pressure also varies depending on the ink ejection state in the recording head. That is, when a large amount of ink is ejected per unit time and the amount of ink consumed per unit time is large, the negative pressure dynamically changes in the direction of increasing, and the ink is pulled more strongly in the direction of the ink tank. . On the other hand, when a small amount of ink is ejected per unit time and the ink consumption per unit time is small, the dynamic negative pressure change of the ink tank is small.

例えば、インク残量が10gのときには、インクを保持するために必要な最低に負圧となっている。そのため、10kHzの高い駆動周波数によってインクを連続的に吐出しても、負圧は大きくなる方向に多少変化するだけであり、インクはノズルに充分供給される。また、インク残量が3gのときは、保持すべきインク量が減るために負圧が増大するため、10kHzの駆動周波数によってインクを連続的に吐出するとさらに負圧が増大する。そのため、次第にインクがノズルまで供給されなくなって、一部のノズルは、インクが供給されないまま駆動されて、インクを吐出しない状態(カラ吐出状態)となることがある。この場合には、記録ヘッドの温度が急激に上昇する。しかし、インク残量が3gのときに、1kHzのような低い駆動周波数によってインクを連続的に吐出した場合には、負圧の動的な変化が小さく、インクはノズルに充分供給される。   For example, when the remaining amount of ink is 10 g, the negative pressure is the minimum necessary for holding ink. Therefore, even if ink is continuously ejected at a high driving frequency of 10 kHz, the negative pressure only slightly changes in the increasing direction, and the ink is sufficiently supplied to the nozzles. Further, when the ink remaining amount is 3 g, the negative pressure increases because the amount of ink to be held decreases, and therefore the negative pressure further increases when ink is ejected continuously at a driving frequency of 10 kHz. For this reason, the ink is gradually not supplied to the nozzles, and some of the nozzles may be driven without being supplied with the ink, and may not discharge ink (color discharge state). In this case, the temperature of the recording head rises rapidly. However, when the ink remaining amount is 3 g, when ink is continuously ejected at a low driving frequency such as 1 kHz, the dynamic change in the negative pressure is small, and the ink is sufficiently supplied to the nozzles.

このように、駆動周波数に応じて、ノズルがカラ吐出状態となるタイミング、つまり記録ヘッドの温度が急激に上昇してインク残量の推定が推定可能となるタイミングが異なる。そのため図15のように、駆動周波数によって、インク残量の推定に必要なインクの吐出回数が変化する。   As described above, the timing at which the nozzles are in the color ejection state, that is, the timing at which the temperature of the recording head suddenly rises and the estimation of the remaining amount of ink can be estimated differs depending on the drive frequency. Therefore, as shown in FIG. 15, the number of ink ejections necessary for estimating the remaining ink amount varies depending on the drive frequency.

前述した第1の実施形態においては、毎回、600発のインク滴を吐出するようにヒータを10kHzの駆動周波数によって駆動してから、20ms待機してからインク残量を推定する。そのため、その20msの待機時間を含めた期間における実質的な駆動周波数は、10kHzよりも低い7.5kHz相当{(600発÷(60ms+20ms)}となる。この第2の実施形態においては、前述した図15のような関係を利用することによって、第1の実施形態の場合よりも、インク残量の推定時におけるインクの消費量を少なくする。   In the first embodiment described above, the remaining amount of ink is estimated after waiting for 20 ms after the heater is driven at a driving frequency of 10 kHz so as to eject 600 ink droplets each time. Therefore, the substantial drive frequency in the period including the standby time of 20 ms is equivalent to 7.5 kHz lower than 10 kHz {(600 shots / (60 ms + 20 ms)}. In the second embodiment, it is described above. By using the relationship as shown in FIG. 15, the amount of ink consumed at the time of estimation of the remaining amount of ink is reduced compared to the case of the first embodiment.

図16は、インク残量の推定を含む記録動作を説明するためのフローチャートである。ステップS1602のインク残量推定制御2以外は前述した第1の実施形態の図6と同様であり、図16中のステップS1601、S1603〜S1607は、図6中のステップS601、S603〜S607に対応するため、それらの説明は省略する。   FIG. 16 is a flowchart for explaining a recording operation including estimation of the remaining ink amount. Except for the remaining ink amount estimation control 2 in step S1602, the process is the same as that in FIG. 6 of the first embodiment described above, and steps S1601, S1603 to S1607 in FIG. 16 correspond to steps S601 and S603 to S607 in FIG. Therefore, those descriptions are omitted.

本例のインク残量推定制御2は、インクの吐出前後における記録ヘッドの温度変化に基づいて、インク残量を推定する。図17は、本例のインク残量推定制御2のフローチャートである。   The ink remaining amount estimation control 2 in this example estimates the ink remaining amount based on the temperature change of the recording head before and after ink ejection. FIG. 17 is a flowchart of the remaining ink amount estimation control 2 in this example.

インク残量推定制御2においては、まずステップS1701にて、ヒータ駆動前における記録ヘッドの温度Tbを取得する。次に、ステップS1702において、繰り返し回数設定用のカウンタ値nを1に設定(n=1)してから、ステップS1703に移行して、カウンタ値nが1であるか否かを判断する。初期においてはn=1であるため、ステップS1704に移行して、記録ヘッド101におけるシアンインク吐出用の全ノズルから、10kHzの駆動周波数によって2000発のインク滴を吐出するようにヒータを駆動する。本例の場合、インク残量が0gのときに2000発のインク滴を吐出させるようにヒータを駆動したとしても、記録ヘッドの温度は、ノズルの溶解を含む記録ヘッドの構成部材のダメージにつながる100℃の高温にまでは到達しない。このように2000発は、記録ヘッドがダメージにつながる100℃の高温にまでは到達しない範囲において、最大の駆動回数を意味している。   In the remaining ink amount estimation control 2, first, in step S1701, the print head temperature Tb before the heater driving is acquired. Next, in step S1702, the counter value n for setting the number of repetitions is set to 1 (n = 1), and then the process proceeds to step S1703 to determine whether or not the counter value n is 1. Since n = 1 at the initial stage, the process proceeds to step S1704, and the heater is driven so that 2000 ink droplets are ejected from all the cyan ink ejection nozzles in the recording head 101 at a driving frequency of 10 kHz. In the case of this example, even if the heater is driven so that 2000 ink droplets are ejected when the ink remaining amount is 0 g, the temperature of the recording head leads to damage to the constituent members of the recording head including the dissolution of the nozzles. It does not reach a high temperature of 100 ° C. In this way, 2000 shots means the maximum number of times of driving in a range where the recording head does not reach a high temperature of 100 ° C. which causes damage.

前述したように、ヒータの駆動中は、ノイズの影響のためにダイオードセンサ208の出力値を正確に取得できない。そのため、ステップS1705において20msの間だけ待機し、ノイズの影響がなくなってから、ステップS1706にてダイオードセンサ208の出力値に対応する記録ヘッドの温度Ta_1(n=1)を取得する。次に、ステップS1707において、その温度Ta_1から、先のステップS1701にて取得した温度Tbを差し引き、その温度差{(Ta_1)−(Tb)}が45℃よりも低いか否かを判断する。   As described above, the output value of the diode sensor 208 cannot be obtained accurately during the driving of the heater due to the influence of noise. Therefore, after waiting for 20 ms in step S1705 and eliminating the influence of noise, the print head temperature Ta_1 (n = 1) corresponding to the output value of the diode sensor 208 is acquired in step S1706. Next, in step S1707, the temperature Tb acquired in the previous step S1701 is subtracted from the temperature Ta_1, and it is determined whether or not the temperature difference {(Ta_1) − (Tb)} is lower than 45 ° C.

その比較基準温度を45℃とした理由は、次のとおりである。第1に、本例における記録ヘッド101は、インク残量が3gより多いときは、どのような記録パターンであっても10kHzの駆動周波数によって記録ヘッドを駆動する限り、A4サイズ版の1ページをかすれることなく記録することができるからである。第2に、インク残量が3gのときにヒータを駆動した場合に、本例の記録ヘッドの温度変化が35℃であるからである。第3に、本例の記録ヘッドの状態変化(ここでは、インク残量の変化)を推定する場合、ダイオードセンサ208の温度検出誤差等を含めても、記録ヘッドに10℃の温度変化があれば状態変化があったことが明確に判断できるからである。したがって本例の場合は、記録ヘッドに45℃以上の温度変化があったときに、インク残量が3g以下であることが確実に判断できる。   The reason why the comparison reference temperature is 45 ° C. is as follows. First, when the remaining amount of ink is more than 3 g, the recording head 101 in this example can print one page of the A4 size version as long as the recording head is driven with a driving frequency of 10 kHz for any recording pattern. This is because recording can be performed without fading. Second, when the heater is driven when the ink remaining amount is 3 g, the temperature change of the recording head of this example is 35 ° C. Third, when estimating a change in the state of the recording head in this example (in this case, a change in the remaining amount of ink), even if a temperature detection error of the diode sensor 208 is included, the temperature change of 10 ° C. may occur in the recording head. This is because it can be clearly determined that the state has changed. Therefore, in the case of this example, it is possible to reliably determine that the remaining amount of ink is 3 g or less when the temperature change of 45 ° C. or more occurs in the recording head.

温度差{(Ta_1)−(Tb)}が45℃以上のときには、ステップS1708において、次のページの記録に必要なインクが無いと判断して、インク残量推定制御2を終了する。その温度差{(Ta_1)−(Tb)}が45℃未満のときは、ステップS1709にて、カウンタ値が2以上であるか否かを判断する。初期においてはn=1であるため、ステップS1710に移行し、カウンタ値nに1を加えてn=2としてから、再びステップS1703に移行する。今度はn=2であるためステップS1711に移行し、500発のインク滴を吐出させるように、ヒータを駆動する。本例においては、n=1のときに記録ヘッドに生じた温度変化が35℃未満であった場合に、500発のインク滴を吐出させるようにヒータを駆動したとしても、記録ヘッドの温度は100℃までは到達しない。したがって、その500発は、カラ吐出を行なっても記録ヘッドの温度が100℃までは到達しない範囲において、最大の駆動回数を意味している。   When the temperature difference {(Ta_1) − (Tb)} is 45 ° C. or more, it is determined in step S1708 that there is no ink necessary for recording the next page, and the remaining ink amount estimation control 2 is terminated. If the temperature difference {(Ta_1) − (Tb)} is less than 45 ° C., it is determined in step S1709 whether the counter value is 2 or more. Since n = 1 initially, the process proceeds to step S1710, 1 is added to the counter value n to set n = 2, and then the process proceeds to step S1703 again. Since n = 2 this time, the process proceeds to step S1711 and the heater is driven so that 500 ink droplets are ejected. In this example, even if the heater is driven to discharge 500 ink droplets when the temperature change generated in the print head when n = 1 is less than 35 ° C., the temperature of the print head is It does not reach 100 ° C. Therefore, the 500 shots means the maximum number of times of driving in a range where the temperature of the recording head does not reach 100 ° C. even if color discharge is performed.

その後、ステップS1705にて20ms待機してから、ステップS1706にて記録ヘッドの温度Ta_2(n=2)を取得する。そして、ステップS1707において温度差{(Ta_2)−(Tb)}が45℃未満であるか否かを判断し、その温度差が45℃以上のときには、ステップS1708においてインク残量が無いと判断する。その温度差が45℃未満のときは、ステップS1709において、カウンタ値nが2以上であるか否かを判断する。今度はn=2であるため、ステップS1712に移行して、次のページの記録に必要なインク残量が有ると判断して、インク残量推定制御2を終了する。   Then, after waiting for 20 ms in step S1705, the print head temperature Ta_2 (n = 2) is acquired in step S1706. In step S1707, it is determined whether or not the temperature difference {(Ta_2) − (Tb)} is less than 45 ° C. If the temperature difference is 45 ° C. or more, it is determined in step S1708 that there is no remaining ink. . If the temperature difference is less than 45 ° C., it is determined in step S1709 whether or not the counter value n is 2 or more. Since n = 2 this time, the process shifts to step S1712 to determine that there is an ink remaining amount necessary for recording the next page, and the ink remaining amount estimation control 2 is ended.

図18は、時間T10において、インク残量推定制御2を開始した場合の記録ヘッド101の温度変化を示す。時間T10〜T11は、10kHzの駆動周波数によって2000発のインク滴を吐出させるようにヒータを駆動している時間、T12〜T13は、10kHzの駆動周波数によって500発のインク滴を吐出させるようにヒータを駆動している時間である。T11〜T12、およびT13〜T14のそれぞれは、ヒータが駆動されない20ms間の待機時間(非駆動時間)である。図中の○部分は、ステップS1706において取得する記録ヘッドの温度Ta_n(n=1、2)である。図中の実線、破線、一点鎖線は、それぞれインク残量が5g、3g、1gのときの温度変化を示す。   FIG. 18 shows a temperature change of the recording head 101 when the remaining ink amount estimation control 2 is started at time T10. Times T10 to T11 are times when the heater is driven to eject 2000 ink droplets at a driving frequency of 10 kHz, and T12 to T13 are heaters so as to eject 500 ink droplets at a driving frequency of 10 kHz. Is driving time. Each of T11 to T12 and T13 to T14 is a standby time (non-driving time) of 20 ms during which the heater is not driven. The circles in the figure are the print head temperature Ta_n (n = 1, 2) acquired in step S1706. The solid line, broken line, and alternate long and short dash line in the figure indicate temperature changes when the remaining ink amount is 5 g, 3 g, and 1 g, respectively.

図19は、インク残量が5g、3g、1gのときの記録ヘッドの温度Ta_n、Tb、{(Ta_n)−Tb}を示す(n=1、2)。インク残量が5gの場合、温度差{(Ta_n)−Tb}は、n=1、2のいずれのときにおいても常に45℃よりも小さいため、次のページの記録可能な量のインクが有ると判断される。インク残量が3gの場合、n=2のときに、温度差{(Ta_n)−Tb}が45℃となる。すなわち、インク残量が3g以下のときは、A4サイズ版の次の1ページをかすれることなく記録することが保証できないため、インクが無いと判断される。インク残量が1gの場合、n=1のときに、温度差{(Ta_n)−Tb}が45℃以上となり、インクが無いと判断される。この場合には、n=2以降の処理が中断される。   FIG. 19 shows the printhead temperatures Ta_n, Tb, {(Ta_n) −Tb} when the remaining amount of ink is 5 g, 3 g, and 1 g (n = 1, 2). When the remaining amount of ink is 5 g, the temperature difference {(Ta_n) −Tb} is always smaller than 45 ° C. when n = 1 or 2, so that there is a recordable amount of ink for the next page. It is judged. When the remaining amount of ink is 3 g, the temperature difference {(Ta_n) −Tb} is 45 ° C. when n = 2. That is, when the remaining amount of ink is 3 g or less, it cannot be guaranteed that the next page of the A4 size plate will not be blurred, and therefore it is determined that there is no ink. When the ink remaining amount is 1 g, when n = 1, the temperature difference {(Ta_n) −Tb} is 45 ° C. or more, and it is determined that there is no ink. In this case, processing after n = 2 is interrupted.

このように本実施形態においては、前述した実施形態と同様に、ヒータを所定回数ずつ複数回に分けて駆動し、それらの駆動の合間において記録ヘッドの温度を正確に取得するため、記録ヘッドの温度が高温に達する前に、ヒータの駆動を中止することができる。この結果、記録ヘッドの耐久性が向上することになる。   As described above, in the present embodiment, similarly to the above-described embodiment, the heater is driven a plurality of times by a predetermined number of times, and the temperature of the print head is accurately obtained between the drive times. Before the temperature reaches a high temperature, the driving of the heater can be stopped. As a result, the durability of the recording head is improved.

さらに本実施形態においては、1回目のインク滴の吐出数として、インク残量が0gの状態であっても記録ヘッドのダメージにつながる高温(本例の場合は、100℃)にまでは到達しない範囲において、最大の吐出数(本例の場合は、2000発)に設定した。そのため、前述した第1の実施形態の場合に比して、記録ヘッドの温度を取得するための待機時間を減らすことができる。これにより、1、2回目のインク吐出時間(200ms、20ms)と、1、2回目の待機時間(20ms、20ms)と、を含めた期間内における実質的な駆動周波数は、第1の実施形態の場合よりも高くなる。つまり、本実施形態における実質的な駆動周波数は、8.62kHz(=2500発÷(200ms+20ms+50ms+20ms))となる。これらの結果、第1の実施形態よりも500発少ない2500発のインク吐出数によって、インク残量を推定することが可能となり、その分、インクの消費を抑えることができる。   Further, in the present embodiment, the first ink droplet ejection number does not reach a high temperature (100 ° C. in this example) that leads to damage to the recording head even when the remaining amount of ink is 0 g. In the range, the maximum number of discharges (2000 in this example) was set. Therefore, the waiting time for acquiring the temperature of the recording head can be reduced as compared with the case of the first embodiment described above. As a result, the substantial drive frequency within the period including the first and second ink ejection times (200 ms, 20 ms) and the first and second standby times (20 ms, 20 ms) is the same as that of the first embodiment. Higher than the case. That is, the substantial drive frequency in this embodiment is 8.62 kHz (= 2500 shots / (200 ms + 20 ms + 50 ms + 20 ms)). As a result, the remaining amount of ink can be estimated from the number of ink ejections of 2500, which is 500 fewer than that of the first embodiment, and the ink consumption can be suppressed correspondingly.

(他の実施形態)
本発明は、インク供給部から供給されるインクをヒータの熱エネルギーを利用して吐出口から吐出可能な記録ヘッドを用いて、記録媒体に記録を行うインクジェット記録装置において、広く適用することができる。インク供給部は、記録ヘッドと一体または別体のインクタンク、および/または、記録ヘッド内部におけるインクの収容空間を含めることができる。そのインク供給部のインク残量は、ヒータを複数回連続的に駆動したときの記録ヘッドの検出温度に基づいて推定する。その際、ヒータを駆動する駆動パターンは、ヒータを複数回連続的に駆動する駆動期間と、その後にヒータを駆動しない非駆動期間と、を交互に複数回繰り返す駆動パターンであればよく、前述した実施形態の駆動パターンのみには特定されない。その非駆動期間中に、記録ヘッドの検出温度を取得して、その検出温度と所定の基準温度との比較結果に基づいて、インク残量が推定できればよい。インク残量を推定したときは、その後の駆動パターンにしたがうヒータの駆動はしないことが望ましい。
(Other embodiments)
INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be widely applied to an ink jet recording apparatus that records on a recording medium using a recording head capable of ejecting ink supplied from an ink supply unit from an ejection port using thermal energy of a heater. . The ink supply unit can include an ink tank that is integral with or separate from the recording head, and / or an ink storage space inside the recording head. The ink remaining amount of the ink supply unit is estimated based on the detected temperature of the recording head when the heater is continuously driven a plurality of times. At this time, the driving pattern for driving the heater may be a driving pattern in which a driving period in which the heater is continuously driven a plurality of times and a non-driving period in which the heater is not driven thereafter are alternately repeated a plurality of times. It is not specified only for the drive pattern of the embodiment. It is only necessary that the detected temperature of the recording head is acquired during the non-driving period, and the ink remaining amount can be estimated based on a comparison result between the detected temperature and a predetermined reference temperature. When the ink remaining amount is estimated, it is desirable not to drive the heater according to the subsequent drive pattern.

また基準温度は、複数の非駆動期間毎に異なる温度に設定し、先の非駆動期間における温度よりも後の非駆動期間における温度の方が高く設定することができ、その場合の設定温度は、前述した実施形態のみに特定されない。また、検出温度と基準温度との差が規定温度以上のときに、インク残量が基準温度に対応する規定インク量以下であると推定することができ、その場合の基準温度および規定インク量は、前述した実施形態のみに特定されない。   In addition, the reference temperature can be set to a different temperature for each of the plurality of non-drive periods, and the temperature in the later non-drive period can be set higher than the temperature in the previous non-drive period. It is not specified only in the above-described embodiment. Further, when the difference between the detected temperature and the reference temperature is equal to or higher than the specified temperature, it can be estimated that the remaining amount of ink is equal to or lower than the specified ink amount corresponding to the reference temperature. In this case, the reference temperature and the specified ink amount are It is not specified only in the above-described embodiment.

また本発明を適用可能な記録装置は、前述したようなシリアルスキャンタイプのインクジェット記録装置のみに特定されず、ヒータの発熱によりインクを吐出可能なインクジェット記録ヘッドを用いる種々の記録装置に広く適用することができる。例えば、記録媒体の記録領域の幅方向の全域に渡って延在する長尺な記録ヘッドを用いる所謂フルラインタイプのインクジェット記録装置に対して、本発明を適用することもできる。   The recording apparatus to which the present invention can be applied is not limited to the serial scan type inkjet recording apparatus as described above, and is widely applied to various recording apparatuses using an inkjet recording head capable of ejecting ink by the heat generated by a heater. be able to. For example, the present invention can also be applied to a so-called full-line type ink jet recording apparatus that uses a long recording head extending over the entire width direction of the recording area of the recording medium.

(a)は、本発明の第1の実施形態におけるインクジェット記録装置の要部の概略斜視図、(b)は、(a)におけるキャリッジ部分のI矢視図である。(A) is a schematic perspective view of the principal part of the inkjet recording device in the 1st Embodiment of this invention, (b) is an I arrow directional view of the carriage part in (a). (a)は記録ヘッドの斜視図、(b)は記録ヘッドの概略断面図、(c)は記録ヘッドの底面視図、(d)は記録ヘッドのノズル部分の拡大図である。(A) is a perspective view of the recording head, (b) is a schematic sectional view of the recording head, (c) is a bottom view of the recording head, and (d) is an enlarged view of a nozzle portion of the recording head. 図1のインクジェット記録装置の制御系のブロック構成図である。FIG. 2 is a block configuration diagram of a control system of the ink jet recording apparatus of FIG. 1. (a)は、記録ヘッドの入力信号のタイムチャート、(b)は、記録ヘッドにおけるヒータの駆動回路のブロック図である。(A) is a time chart of an input signal of the recording head, and (b) is a block diagram of a heater driving circuit in the recording head. ヒータ駆動時におけるダイオードセンサの出力値に基づいて、記録ヘッドの温度を検出した場合の検出温度の説明図である。It is explanatory drawing of the detected temperature at the time of detecting the temperature of a recording head based on the output value of the diode sensor at the time of heater drive. 本発明の第1の実施形態における記録制御を説明するためのフローチャートである。5 is a flowchart for explaining recording control in the first embodiment of the present invention. 本発明の第1の実施形態における記録ヘッドの温度特性の取得制御を説明するためのフローチャートである。6 is a flowchart for explaining temperature head acquisition characteristics control of a recording head according to the first embodiment of the present invention. 図7の取得制御時における記録ヘッドの温度変化の説明図である。FIG. 8 is an explanatory diagram of a temperature change of the recording head during the acquisition control of FIG. 7. 図7の取得制御により取得した記録ヘッドの温度特性の説明図である。It is explanatory drawing of the temperature characteristic of the recording head acquired by the acquisition control of FIG. 図6中のインク残量推定制御1を説明するためのフローチャートである。7 is a flowchart for explaining ink remaining amount estimation control 1 in FIG. 6. 図10のインク残量推定制御1における記録ヘッドの温度変化の説明図である。It is explanatory drawing of the temperature change of the recording head in the ink remaining amount estimation control 1 of FIG. 図7の記録ヘッドの温度特性と、図11の記録ヘッドの温度変化と、の関係の説明図である。FIG. 12 is an explanatory diagram of the relationship between the temperature characteristics of the recording head of FIG. 7 and the temperature change of the recording head of FIG. 11. 比較例として、10kHzの駆動周波数によって3000発のインク滴を連続的に吐出させるように、ヒータを駆動した場合の記録ヘッドの温度変化の説明図である。As a comparative example, it is an explanatory diagram of a temperature change of a recording head when a heater is driven so that 3000 ink droplets are continuously ejected at a driving frequency of 10 kHz. 図13の比較例における記録ヘッドの温度とインク残量との関係の説明図である。FIG. 14 is an explanatory diagram of a relationship between the temperature of the recording head and the remaining amount of ink in the comparative example of FIG. 13. インク残量3gであることを推定するために必要なインクの連続吐出回数と駆動周波数との関係の説明図である。It is explanatory drawing of the relationship between the frequency | count of continuous discharge of an ink required in order to estimate that it is the ink residual amount 3g, and a drive frequency. 本発明の第2の実施形態における記録制御を説明するためのフローチャートである。It is a flowchart for demonstrating the recording control in the 2nd Embodiment of this invention. 図16中のインク残量推定制御2を説明するためのフローチャートである。It is a flowchart for demonstrating the ink residual amount estimation control 2 in FIG. 図17のインク残量推定制御2における記録ヘッドの温度変化の説明図である。FIG. 18 is an explanatory diagram of a temperature change of the print head in the ink remaining amount estimation control 2 of FIG. 17. 図18の記録ヘッドの温度変化と、ヒータ駆動前における記録ヘッドの温度と、の関係の説明図である。FIG. 19 is an explanatory diagram of a relationship between a change in the temperature of the print head in FIG. 18 and the temperature of the print head before the heater is driven.

符号の説明Explanation of symbols

100、101 記録ヘッド
102 吐出口
106 キャリッジ
207 記録ヘッドチップ
208 ダイオードセンサ
209、210、211 吐出口列
212 ヒータ
300 CPU
301 ROM
302 RAM
P 記録媒体
100, 101 Print head 102 Discharge port 106 Carriage 207 Print head chip 208 Diode sensor 209, 210, 211 Discharge port array 212 Heater 300 CPU
301 ROM
302 RAM
P Recording medium

Claims (10)

インク供給部から供給されるインクをヒータの熱エネルギーを利用して吐出口から吐出可能な記録ヘッドを用いて、記録媒体に記録を行うインクジェット記録装置において、
前記記録ヘッドの温度を検出するための温度検出手段と、
前記ヒータを複数回連続的に駆動したときの前記温度検出手段の検出温度に基づいて、前記インク供給部のインク残量を推定するインク残量推定手段と、
を備え、
前記インク残量推定手段は、前記ヒータを複数回連続的に駆動する駆動期間と、その後に前記ヒータを駆動しない非駆動期間と、を交互に複数回繰り返す駆動パターンにしたがって前記ヒータを駆動し、前記非駆動期間中に前記温度検出手段の検出温度を取得して、当該取得した検出温度と所定の基準温度との比較結果に基づいて前記インク供給部のインク残量を推定する
ことを特徴とするインクジェット記録装置。
In an ink jet recording apparatus that performs recording on a recording medium using a recording head capable of discharging ink supplied from an ink supply unit from a discharge port using thermal energy of a heater,
Temperature detecting means for detecting the temperature of the recording head;
Ink remaining amount estimating means for estimating the ink remaining amount of the ink supply unit based on the temperature detected by the temperature detecting means when the heater is continuously driven a plurality of times;
With
The ink remaining amount estimating means drives the heater according to a driving pattern in which a driving period in which the heater is continuously driven a plurality of times and a non-driving period in which the heater is not driven thereafter are alternately repeated a plurality of times, Acquiring the detected temperature of the temperature detecting means during the non-driving period, and estimating the ink remaining amount of the ink supply unit based on a comparison result between the acquired detected temperature and a predetermined reference temperature. Inkjet recording apparatus.
前記インク残量推定手段は、前記インク残量を推定したときは、その後の前記駆動パターンにしたがう前記ヒータの駆動はしない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。   2. The ink jet recording apparatus according to claim 1, wherein when the ink remaining amount is estimated, the ink remaining amount estimating unit does not drive the heater according to the drive pattern thereafter. 前記基準温度は、前記複数の非駆動期間毎に異なる温度に設定され、かつ先の非駆動期間における温度よりも後の非駆動期間における温度の方が高く設定され、
インク残量推定手段は、前記検出温度と前記基準温度との差が規定温度以上のときに、前記インク残量が前記基準温度に対応する規定インク量以下であると推定する
ことを特徴とする請求項1または2に記載のインクジェット記録装置。
The reference temperature is set to a different temperature for each of the plurality of non-driving periods, and the temperature in the later non-driving period is set higher than the temperature in the previous non-driving period,
The remaining ink amount estimation means estimates that the remaining ink amount is equal to or less than a specified ink amount corresponding to the reference temperature when a difference between the detected temperature and the reference temperature is equal to or higher than a specified temperature. The ink jet recording apparatus according to claim 1.
前記基準温度は、前記記録ヘッドの温度特性に応じて設定されることを特徴とする請求項3に記載のインクジェット記録装置。   The inkjet recording apparatus according to claim 3, wherein the reference temperature is set according to a temperature characteristic of the recording head. 前記複数の駆動期間毎における前記ヒータの駆動回数は等しいことを特徴とする請求項1から4のいずれかに記載のインクジェット記録装置。   The inkjet recording apparatus according to claim 1, wherein the number of times the heater is driven is equal for each of the plurality of driving periods. 前記複数の駆動期間毎における前記ヒータの駆動回数は異なることを特徴とする請求項1から4のいずれかに記載のインクジェット記録装置。   5. The inkjet recording apparatus according to claim 1, wherein the number of times the heater is driven is different for each of the plurality of driving periods. 前記複数の駆動期間において、先の駆動期間中の前記ヒータの駆動回数は、後の駆動期間中の前記ヒータの駆動回数よりも多いことを特徴とする請求項6に記載のインクジェット記録装置。   The inkjet recording apparatus according to claim 6, wherein in the plurality of driving periods, the number of times the heater is driven during a previous driving period is greater than the number of times the heater is driven during a subsequent driving period. 前記複数の駆動期間において、1回目の駆動期間中の前記ヒータの駆動回数は、前記インク残量が0のときに前記記録ヘッドを駆動しても、当該記録ヘッドがダメージを受ける温度にまでは到達しない範囲の駆動回数であることを特徴とする請求項7に記載のインクジェット記録装置。   In the plurality of driving periods, the number of times the heater is driven during the first driving period is not higher than a temperature at which the recording head is damaged even if the recording head is driven when the remaining amount of ink is zero. The inkjet recording apparatus according to claim 7, wherein the number of times of driving is within a range that does not reach. 前記吐出口は、吐出口列を形成するように複数設けられ、
前記ヒータは、前記複数の吐出口のそれぞれに対応して複数備えられ、
インク残量推定手段は、前記駆動期間において前記複数のヒータを駆動する
ことを特徴とする請求項1から8のいずれかに記載のインクジェット記録装置。
A plurality of the discharge ports are provided so as to form a discharge port array,
A plurality of the heaters are provided corresponding to each of the plurality of discharge ports,
The ink jet recording apparatus according to claim 1, wherein the remaining ink amount estimation unit drives the plurality of heaters in the driving period.
インク供給部から供給されるインクをヒータの熱エネルギーを利用して吐出口から吐出可能な記録ヘッドを用いて、記録媒体に記録を行うインクジェット記録装置において、前記インク供給部のインク残量を推定するために、前記記録ヘッドの温度を検出する温度検出工程と、前記ヒータを複数回連続的に駆動したときの前記温度検出手段の検出温度に基づいて前記インク残量を推定するインク残量推定工程と、を含むインク残量の推定方法であって、
前記インク残量推定工程は、
前記ヒータを複数回連続的に駆動する駆動期間と、その後に前記ヒータを駆動しない非駆動期間と、を交互に複数回繰り返す駆動パターンにしたがって前記ヒータを駆動し、前記非駆動期間中に前記温度検出手段の検出温度を取得して、当該取得した検出温度と所定の基準温度との比較結果に基づいて前記インク供給部のインク残量を推定する
ことを特徴とするインク残量の推定方法。
In an ink jet recording apparatus that records on a recording medium using a recording head capable of ejecting ink supplied from an ink supply unit from a discharge port using thermal energy of a heater, the ink remaining amount of the ink supply unit is estimated In order to do so, a temperature detection step for detecting the temperature of the recording head, and an ink remaining amount estimation for estimating the ink remaining amount based on the detected temperature of the temperature detecting means when the heater is continuously driven a plurality of times A method for estimating the remaining amount of ink including:
The ink remaining amount estimating step includes:
The heater is driven according to a drive pattern in which the heater is continuously driven a plurality of times and a non-drive period in which the heater is not driven is alternately repeated a plurality of times, and the temperature during the non-drive period A method for estimating a remaining amount of ink, comprising: obtaining a detected temperature of a detecting unit and estimating an ink remaining amount of the ink supply unit based on a comparison result between the obtained detected temperature and a predetermined reference temperature.
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