JP2728522B2 - インクジェット記録装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、インクジェット記録装置に関し、詳しくは
インクに吐出エネルギーを作用させてインク液滴を吐出
するための記録素子を交換可能に装着するインクジェッ
ト記録装置に関する。

〔従来の技術〕

インクジェット記録方法は、種々の方式により記録液
の吐出液滴を形成し、これを紙等の記録材に付着させて
記録を行う記録方法である。

このような記録方法を適用した記録装置のなかでも、
記録ヘッドの高密度化に好適な構造を有する装置とし
て、吐出液滴形成のためのエネルギとして熱を利用する
タイプのインクジェット記録装置を挙げることができ
る。

この種の装置の特に記録ヘッドは、半導体ディバイス
と同様な製造方法によって製造されるようになり、記録
素子を含む記録ヘッドそのものが廉価に提供されつつあ
る。

このようなことから、従来、記録素子は半永久的に使
われることがほとんどであったが、最近では記録ヘッド
ごと記録素子を交換し記録素子の吐出性能の低下を防止
できるようにした構成もある。

このようなインクジェット記録装置では、例えばイン
クタンク内のインク残量を検知する機構を有し、インク
タンク内のインクが空になった時点でインクタンクの交
換を行ない、その交換回数が規定回数を越えた時点で記
録素子を含む記録ヘッドの交換を行なうものであった。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、上記インクタンクの交換においては、
インクタンクの姿勢差等によりインクタンクにインクが
残っていながら交換信号が出力される場合があるなど残
量検知に不安定さがあった。一方、インクジェット記録
素子のコストを抑えるためにその品質をある程度に留め
ることにより、記録素子の通算駆動回数や通算記録枚数
が比較的少ない段階で記録品位が低下してくる場合があ
った。

このようにインクタンクの交換回数に記録素子の交換
時期が必ずしも対応するとは限らないという問題点があ
った。

本発明は、上記従来技術の課題に鑑みなされたもので
あり、インクジェット記録素子に対応するインクタンク
の交換回数が規定回数以上に達し、なおかつインクジェ
ット記録素子の駆動パルス数、または記録媒体の記録枚
数が規定量以上に達した時に記録素子の交換を促すこと
により、より好適な時期に記録素子の交換を行い、記録
品位の低下を防止するようにしたインクジェット記録装
置を提供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

そのために本発明では、インクを吐出する吐出口と該
吐出口からインクを吐出するための吐出エネルギーを発
生する吐出エネルギー発生素子とからなる記録素子と、
前記記録素子により吐出されるインクを貯留するインク
タンクとを着脱自在に設けたインクジェット記録装置に
おいて、前記インクタンク内のインク量の低下を検知す
る検知手段と、前記検知手段による前記インクタンク内
のインク量の低下の検知に基づいて、前記インクタンク
の交換毎に計数を行う交換回数計数手段と、前記記録素
子の吐出エネルギー発生素子の駆動に関する量を記憶す
る駆動量記憶手段と、前記インクタンクの交換回数およ
び前記駆動量記憶手段に記憶される駆動に関する量が、
それぞれ所定の規定値に達した場合に、前記記録素子の
交換を促す報知を行う報知手段と、を有することを特徴
とする。

〔作 用〕

以上の構成によれば、インクタンクの交換回数と吐出
エネルギー発生素子の駆動に関する量との双方がそれぞ
れの規定値に達したときにのみ記録素子の交換を促すよ
うにすることにより、記録素子の適正な交換時期を特定
することが可能となる。

〔実施例〕

以下、図面に基づいて本発明の実施例を詳細に説明す
る。

第１図は本発明を実施するのに好適な記録装置の斜視
図であり、第２図は第１図の側断面図である。

第１図及び第２図において、シャーシ１には、シート
送りモータ（不図示）で回転運動されるシート送りロー
ラ２が軸支されており、その手前にはこれと平行にガイ
ド軸３及びレール４が設置され、これらの案内手段3,4
によってキャリッジ５が移動可能に支持されている。

前記キャリッジ５上には複数の記録素子を有する記録
ヘッド６が着脱自在に搭載されている。図示の例はイン
クジェット記録装置の場合を示し、従って上記記録素子
は、インク吐出口と、この吐出口からインク液滴を吐出
させるための吐出エネルギー発生素子と、吐出エネルギ
ーをインクに作用させるための液室とを具えて構成され
ている。なお、本例の場合、吐出エネルギー発生素子は
その発生する熱を利用してインク液滴を吐出する電気熱
交換素子であり、また、記録ヘッド６を一体に交換する
ことにより記録素子の交換が行なわれる。

シート送りローラ２には記録シート７に摩擦搬送力を
付与するためのピンチローラ８が離隔可能に圧接されて
いる。また、シート送りローラ２の後流側（装置上方）
には記録シート７上の記録インクの定着を促進するため
の定着器９が設置されており、さらにその後流側にはシ
ート送りローラ２と同期回転する排紙ローラ10及びブロ
ッタローラ11が設けられている。

さらに、シート送りローラ２の上流側（装置下方）に
は、シート送りローラ２による搬送経路へ向けて記録シ
ート７を一枚ずつ自動的に給紙するカットシートフィー
ダ12が設けられている。このカットシートフィーダ12
は、圧板13と給紙ローラ14との間に、ばね15で圧接され
た複数枚のシート７を最上層から一枚ずつ送り込むよう
に構成されており、給紙ローラ14で搬送される記録シー
ト７は、給紙ローラ14にばね16で圧接された分離パッド
17によって一枚づつ分離される。

給紙ローラ14による記録シート搬送経路近傍には、記
録シート７の進入，通過，後端を検出するためのシート
エンドセンサ18が設置されている。また、キャリッジ５
上には、ステー19を介してシート幅センサ20が搭載され
ている。シートエンドセンサ18及びシート幅センサ20は
例えば発光素子と受光素子からなるフォトセンサで構成
することができる。キャリッジ５上の記録ヘッド６及び
シート幅センサ20はフレキシブルケーブル21によって制
御回路に接続されている。

22は記録に用いるインクを貯留するためのインクタン
クであり、このタンク22とインクジェット記録ヘッドと
はインク供給のためのチューブ23で接続されこの間には
インクタンク内の容量を検出するインク有無検出センサ
（不図示、例えば圧力センサ）が接続されている。ま
た、インクタンク22は装置において着脱自在に設けられ
る。

第３図は、上記実施例における記録装置の概略構成を
示すブロック図である。

図中、100はプリントイメージデータを水平方向（プ
リント方向）の１ライン毎に送出するホストコンピュー
タ、または、データ転送装置（以下、総称してホスト側
装置）であり、ホスト側装置100よりプリンタへの各ラ
イン毎のイメージデータは、制御部200からのトリガ信
号140により所定の周波数のクロックレートで転送され
る。

200はプリンタ全体の制御を行なう制御部であり、制
御部200は、例えば、マイクロプロセッサ形態のMPU21
0、その制御プログラムや後述するフローチャートに示
す制御手順、データなどを格納しているROM220、ワーク
エリアとして使用され、シート幅やシート幅に応じたデ
ータ数を計算した計数値や、その計数値に応じた受信ラ
イン総数を計算して得られる総数値を記憶する領域など
を含むRAM230、シート送り数やキャリッジ送りパルス数
をカウントしておくカウンタ240、MPU210の指示に対応
して計時を行ない指示された時間を計時するとMPU210に
割り込み信号を出力するタイマ250、各種データおよび
制御信号の入出力を行なうI/Oポート260、そして本発明
にかかるインクタンク交換回数及びインクジェット記録
素子の駆動パルス数、記録シートの記録枚数を記憶して
おく不揮発性RAM270（NVRAM）などを有している。

不揮発性RAM270に記録した記録シートの枚数や駆動パ
ルス数が記憶されることにより、非使用時等の電源オフ
の間にもこれら値が保存され、現在装着されている記録
素子に対応した通算の上記枚数やパルス数を計数するこ
とができる。

300はホスト側装置100より送出されたイメージデータ
を少なくとも記録ヘッド６の記録素子数分格納するイメ
ージバッファメモリであり、ホスト側装置100からのイ
メージデータは制御部200の制御に基づいて順次イメー
ジバッファメモリ300に格納される。400は、１ライン分
の受信するイメージデータ数を設定できるカウンタ410
を備え、制御部200が設定したデータ数を受信すると検
出信号150を制御部200に出力する受信回路である。ま
た、この受信回路400には、黒ドット、すなわちインク
吐出にかかるイメージデータの、有無とこのドット数を
計数する判別回路が備えられており、そこで計算される
記録素子の吐出回数、すなわち記録素子の駆動回数であ
る駆動パルス数が不揮発性RAM270のカウンタに累積され
る。

500はイメージバッファメモリ300より記録ヘッド６の
記録素子数に対応するライン分のデータを垂直方向に一
列ずつ読み出し、このデータを記録ヘッド６による吐出
位置に対応して出力するデータコンバータである。記録
ヘッド６は副走査方向に記録素子を一列に配し、主走査
方向に走査して記録を行なう。

6Aはデータコンバータ500からのプリントデータに基
づいて記録ヘッド６の記録素子を駆動するドライバであ
る。50は記録ヘッド６を搭載したキャリッジ５を主走査
方向に走査するためのキャリッジモータ、5Aは制御部20
0からの制御データを基にキャリッジモータ50の駆動を
行なうキャリッジモータドライバである。2Bはシート送
りローラを回転駆動することにより記録ヘッド６におけ
る記録素子の配列ピッチ分の単位でシート送りを実行可
能なシート送りモータであり、2Aはシート送りモータ2B
を駆動するドライバである。

1200は様々な情報を制御部200へ入力するための情報
入力部であり、これらの情報は検出信号160として制御
部200に供給される。情報入力部1200において、1201は
例えばシートのサイズを指示することが可能なキーパネ
ルであり、18は、給紙時の記録用紙の先端位置決めや後
端の検出、さらには記録シートの記録枚数の検出に使用
される前述のシートENDセンサである。また、20は同様
に前述のシート幅センサでありキャリッジ５上に搭載さ
れている。1206は記録ヘッド６に記録用のインクを供給
するインクタンク22内のインクの有無を検出するための
インク有無検出部であり、例えば圧力センサや電極を利
用した容量センサである。1204はインクタンク22自身の
有無を検出するためのインクタンク有無検出部であり、
1205はシートフィーダーに記録シートが有るか無いかを
検出するシートフィーダー有無検出部である。1207はイ
ンクジェット記録装置に特有のキャッピングやポンプ機
構によるインク吸引を行なう位置を決めるためのホンプ
ホームポジション検出部であり、1208は記録ヘッド６を
搭載したキャリッジ５の基準位置を決めるためのキャリ
ッジホームポジション検出部である。さらに、1209は装
置内部を被覆するドアの開閉を検出するドア開閉検出部
であり、1210は記録ヘッドの装着の有無などの情報を検
出可能な記録ヘッド情報検出部である。これはヘッド交
換時を検知してNVRAMの初期化を行なう際に参照され
る。

130はホスト側装置100から指示されるコマンド信号で
あり、情報入力部1200からだけでなくホスト側装置100
からもコマンド指示が行える。

第４図は本発明の一実施例に関する制御手順のフロー
チャートである。記録装置の電源を投入すると、初期処
理として、ハードウェアおよびソフトウェアのイニシャ
ライズを行なう（ステップS401）。次にインクタンク内
のインクの有無を検出するためのインク有無検出部1206
からの信号を信号160から読み取り、インクタンクが空
かどうかの判定を行なう（ステップS402）。インクタン
クが空でないときにはホスト側装置100からコマンド信
号や記録情報信号が送信されるなど、記録開始情報があ
るまで待機し（ステップS409）、記録開始情報がある
と、各ドライバ6A,5A,2Aによって、記録ヘッド6,キャリ
ッジモータ50,シート送りモータ2Bを駆動し記録シート
に記録を行ない（ステップS410）、再びインク残量の検
出処理へ戻る（ステップS402）。

一方、ステップS402においてインクタンクが空だと判
定された時には、NVRAM270内に設けて有るインクタンク
交換カウンタを＋１する（ステップS403）。インクタン
クの交換は、例えば表示燈などの報知手段によりインク
タンクの交換を促すことによりユーザの手によって行な
われ、この交換の検知はインクダンク有無検出部1204に
よって行なわれるものとする。次にインクタンク交換カ
ウンタの値をあらかじめ設定してある規定値に達してい
るかどうかの判定を行ない（ステップS404）、規定値に
達している場合はこれもNVRAM270の中に設けてある記録
素子の駆動パルスカウンタの値、すなわち記録素子の通
算駆動回数が規定値に達しているかどうかの判定を行な
う（ステップS405）。

これらインクタンク交換回数と記録素子の駆動パルス
数の規定値は、あらかじめ記録素子の耐久性等を考慮し
た上で設定し、ROM220に格納しておけば良い。

なお、本例では、上記記録素子の駆動パルス数を、記
録ヘッドを構成する記録素子各々の駆動パルス数の総計
としており、この数が規定値に達したか否かを判断する
ものであるが、各記録素子に対応して駆動パルスカウン
タを設け、それぞれの記録素子の駆動パルスを監視する
ようにすれば、よりきめ細かな交換処理を行なうことが
できる。

インクタンク交換タンクの値と記録素子の駆動パルス
カウンタの値が共に規定値に達している場合に限り、例
えば表示燈を点燈することによって記録素子の交換警告
を行ない（ステップS407）、どちらか一方でも達してい
ない場合には、まだ記録が可能であるとして交換警告を
行なわず、記録開始情報があるまで待機を行う（ステッ
プS409）。

次に、記録ヘッド情報検出部1210によって記録素子が
交換されたかどうかを検出し（ステップS407）、交換さ
れている場合には新たにカウントを開始するためにイン
クタンク交換カウンタと記録素子の駆動パルスカウンタ
をクリアする（ステップS408）。交換されていない場合
には引続き交換警告を行なう。

本実施例では以上のような手順でインクジェット記録
素子の交換警告を、インクタンク交換数と記録素子の駆
動パルス数のAND条件によって行なうことが出来るため
より好適な時期にインクジェット記録素子の交換を促す
ことが可能となる。

第５図は本発明の他の実施例に関する制御手順のフロ
ーチャートである。第４図に示す処理とは、ステップS5
05およびS508の処理を除いて同一である。まず、ステッ
プS504でインクタンク交換カウンタの値をあらかじめ設
定してある規定値に達しているかどうかの判定を行な
い、規定値に達している場合は第４図の処理とは異な
り、NVRAMの中に設けてある記録シートの記録枚数カウ
ンタの値が規定値に達しているかどうかの判定を行なう
（ステップS505）。インクタンク交換回数と記録シート
の記録枚数カウンタの規定値は、上記実施例と同様に予
め記録素子の耐久性等を考慮した上で設定し、ROM202に
格納しておく。

そしてインクタンク交換カウンタの値と記録シートの
記録枚数カウンタの値が共に規定値に達している場合に
限り、記録素子の交換警告を行ない（ステップS507）、
とちらか一方でも達していない場合には、記録開始情報
があるまで待機を行う（ステップS509）。

次に、記録ヘッド情報検出部1210によって記録素子が
交換されたかどうかを検出し（ステップS507）、交換さ
れている場合には新たにカウントを開始するためにイン
クタンク交換カウンタと記録シートの記録枚数カウンタ
の値をクリアする（ステップS508）。交換されていない
場合には引続き交換警告を行なう。

本実施例では以上のような手順でインクジェット記録
素子の交換警告を、インクタンク交換回数と記録シート
の通算記録枚数のAND条件によって行なうことができ
る。

なお、インクタンク交換回数または駆動パルス数ある
いは記録枚数のいずれか一方がそれぞれの規定数に達し
た場合にも告知を行なうことにより、交換のための警告
を何段階かに分けより細かな交換処理を行なうこともで
きる。

（その他） なお、本発明は、特にインクジェット記録方式の中で
もバルブジェット方式の記録ヘッド、記録装置において
優れた効果をもたらすものである。かかる方式によれば
記録の高密度化，高精細化が達成できるからである。

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
方式は所謂オンデマンド型，コンティニュアス型のいず
れにも適用可能であるが、特に、オンデマンド型の場合
には、液体（インク）が保持されているシートや液路に
対応して配置されている電気熱変換体に、記録情報に対
応していて核沸騰を越える急速な温度上昇を与える少な
くとも１つの駆動信号を印加することによって、電気熱
変換体に熱エネルギを発生せしめ、記録ヘッドの熱作用
面に膜沸騰を生じさせて、結果的にこの駆動信号に一対
一で対応した液体（インク）内の気泡を形成できるので
有効である。この気泡の成長，収縮により吐出用開口を
介して液体（インク）を吐出させて、少なくとも１つの
滴を形成する。この駆動信号をパルス形状とすると、即
時適切に気泡の成長収縮が行われるので、特に応答性に
優れた液体（インク）の吐出が達成でき、より好まし
い。このパルス形状の駆動信号としては、米国特許第44
63359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。

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，電気熱変換体の組合せ構
成（直線状液流路または直角液流路）の他に熱作用部が
屈曲する領域に配置されている構成を開示する米国特許
第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、共通するスリットを電気熱変換
体の吐出部とする構成を開示する特開昭59−123670号公
報や熱エネルギの圧力波を吸収する開孔を吐出部に対応
させる構成を開示する特開昭59−138461号公報に基いた
構成としても本発明の効果は有効である。すなわち、記
録ヘッドの形態がどのようなものであっても、記録を確
実に効率よく行いうるからである。

さらに、記録装置が記録できる記録媒体の最大幅に対
応した長さを有するフルラインタイプの記録ヘッドに対
しても本発明は有効に適用できる。そのような記録ヘッ
ドとしては、複数記録ヘッドの組合せによってその長さ
を満たす構成や、一体的に形成された１個の記録ヘッド
としての構成のいずれでもよい。加えて、上例のような
シリアルタイプのものでも装置本体に装着されること
で、装置本体との電気的な接続や装置本体からのインク
の供給が可能になる交換自在のチップタイプの記録ヘッ
ド、あるいは記録ヘッド自体に一体的に設けられたカー
トリッジタイプの記録ヘッドを用いた場合にも本発明は
有効である。

また、本発明に記録装置の構成として設けられる、記
録ヘッドに対しての回復手段、予備的な補助手段等を付
加することは本発明の効果を一層安定できるので、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
圧或は吸引手段、電気熱変換体或いはこれとは別の加熱
素子或はこれらの組み合わせによる予備加熱手段、記録
とは別の吐出を行なう予備吐出モードを行なうことも安
定した記録を行なうために有効である。

また、搭載される記録ヘッドの種類ないし個数につい
ても、例えば単色のインクに対応して１個のみが設けら
れたものの他、記録色や濃度を異にする複数のインクに
対応して複数個数設けられるものであってもよい。

さらに加えて、本発明インクジェット記録装置の形態
としては、コンピュータ等の情報処理機器の画像出力端
末として用いられるものの他、リーダ等と組合せた複写
装置、さらには送受信機能を有するファクシミリ装置の
形態を採るものであってもよい。

〔発明の効果〕

以上の説明から明らかなように本発明によれば、イン
クタンクの交換回数と吐出エネルギー発生素子の駆動に
関する量との双方がそれぞれ規定値に達したときにのみ
記録素子の交換を促すようにすることにより、記録素子
の適正な交換時期を特定することが可能となる。

この結果、より好適な時期での記録素子の交換が行
え、例えば劣化した記録素子によって記録不良を生ずる
ことが無く記録品位の低下を妨げる効果がある。

一方、記録素子がそれほど劣化していないにもかかわ
らず記録素子を交換して無駄を生ずることも防止でき
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の実施例に関するインクジェット記録
装置の模式的斜視図、 第２図は、第１図に示した装置の側断面図、 第３図は、第１図に示した記録装置の制御構成を示すブ
ロック図、 第４図は、本発明の一実施例に関する制御手順のフロー
チャート、 第５図は、本発明の他の実施例に関する制御手順のフロ
ーチャートである。 １……シャーシ、 ２……シート送りローラ、 2A……駆動ドライバ、 2B……シート送りモータ、 ３……ガイド軸、 ４……レール、 ５……キャリッジ、 5A……駆動ドライバ、 ６……インクジェット記録ヘッド、 6A……駆動ドライバ、 ７……記録シート、 ８……ピンチローラ、 ９……定着器、 10……排紙ローラ、 11……ブロッタローラ、 12……カットシートフィーダ、 13……圧板、 14……給紙ローラ、 15,16……ばね、 17……分離パッド、 18……シートエンドセンサ、 19……ステー、 20……シート幅センサ、 21……フレキシブルケーブル、 22……インクタンク、 23……インクチューブ、 50……キャリッジモータ、 100……ホストコンピュータ、 200……制御部、 210……MPU、 220……ROM、 230……RAM、 240……カウンタ、 250……タイマ、 260……I/Oポート、 270……不揮発性RAM（NVRAM）、 300……イメージバッファメモリ、 400……受信回路、 410……カウンタ、 500……データコンバータ、 1200……情報入力部、 1201……キーパネル、 1204……インクタンク有無検出部、 1205……シートフィーダーシート検出部、 1206……インク有無検出部、 1207……ポンプホームポジション検出部、 1208……キャリッジホームポジション検出部、 1209……ドア開閉検出部、 1210……記録ヘッド情報検出部。

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】インクを吐出する吐出口と該吐出口からイ
   ンクを吐出するための吐出エネルギーを発生する吐出エ
   ネルギー発生素子とからなる記録素子と、前記記録素子
   により吐出されるインクを貯留するインクタンクとを着
   脱自在に設けたインクジェット記録装置において、 前記インクタンク内のインク量の低下を検知する検知手
   段と、 前記検知手段による前記インクタンク内のインク量の低
   下の検知に基づいて、前記インクタンクの交換毎に計数
   を行う交換回数計数手段と、 前記記録素子の吐出エネルギー発生素子の駆動に関する
   量を記憶する駆動量記憶手段と、 前記インクタンクの交換回数および前記駆動量記憶手段
   に記憶される駆動に関する量が、それぞれ所定の規定値
   に達した場合に、前記記録素子の交換を促す報知を行う
   報知手段と、 を有することを特徴とするインクジェット記録装置。
2. 【請求項２】前記駆動量記憶手段は、前記吐出エネルギ
   ー発生素子を駆動する駆動パルスの数を記憶することを
   特徴とする請求項１に記載のインクジェット記録装置。
3. 【請求項３】前記吐出エネルギー発生素子は、熱エネル
   ギーを発生する電気熱変換体であ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。