JP3075286B2

JP3075286B2 - インクジェット記録装置

Info

Publication number: JP3075286B2
Application number: JP02044976A
Authority: JP
Inventors: 卓幸松尾; 義章高柳
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1990-02-26
Filing date: 1990-02-26
Publication date: 2000-08-14
Anticipated expiration: 2015-08-14
Also published as: JPH03247456A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、記録ヘッドからインクを吐出させて記録を
行なうインクジェット記録装置に関する。

〔従来の技術〕

プリンタ、複写機、ファクシミリ等の記録装置は、記
録データに基づいて、紙やプラスチック薄板等の被記録
材上にドットパターンから成る画像を記録していくよう
に構成されている。

前記記録装置は、記録方式により、インクジェット
式、ワイヤドット式、サーマル式、レーザービーム式等
に分けることができ、そのうちのインクジェット式（イ
ンクジェット記録装置）は、被記録材にインクを吐出さ
せて記録を行なうように構成されている。

インクジェット記録装置は、高密度記録および高速記
録が可能であり、ノンインパクト方式であるため騒音が
少ない、多色のインクを使用してカラー画像を記録する
のが容易であるなどの利点を有している。

この種の記録装置では、インクタンク内のインクを記
録ヘッドに供給しながら記録するので、該インクタンク
内のインク残量を検知することが要請される。

従来、インクジェット記録装置におけるインクの残量
検知の方法としては、例えば、インクを収容するタンク
あるいは該タンクと記録ヘッドとを結ぶ流路内に複数の
電極を設け、該電極間の電気抵抗を検出し、インクの電
気抵抗がその残量と相関があることを利用してインク残
量を検知する方法が採られていた。

第12図はインク残量と電気抵抗の関係を示すグラフで
ある。

第12図によれば、インク量の減少に従って前記電極間
の電気抵抗が上昇していく。

したがって、予め、検出したいインク残量（検出イン
ク残量レベル）に対応した電気抵抗値（設定抵抗値）を
設定しておき、検出値がこの設定値を越えた時点で表示
などで警告を発し、同時に記録を停止させるという方法
が採られていた。

〔発明が解決しようとする技術的課題〕

上記従来の方法では、第12図の特性からもわかるよう
に、インク量があるレベル以下になると、検出電極間の
電気抵抗が急激に立ち上がる。

さらに、この特性は、インク吐出部や検出電極の固体
差によって、同時図の曲線ａ、ｂ、ｃのようにバラツキ
が生じる。

ここで、インクをタンク容量いっぱいまで使おうとし
て、設定抵抗値を同図中の抵抗値ｄに設定したと仮定す
る。

しかし、実際問題として、この設定抵抗値は数百ｋΩ
となり、検出することが難しく、仮に検出できたとして
も、特性ａ、ｂ、ｃのバラツキの下ではインク残量の方
で同図中のｅ、ｆ、ｇのような検出レベルのバラツキと
して現れる。

インクジェット記録装置では、前記インク量ｅ〜ｇの
差はA4サイズの記録用紙に換算して数十枚の差となる。

したがって、従来、前記設定抵抗値は、インクや検出
電極の個体差の影響が少ないｈ部分に設定していた。

このような設定では、個体差が無いという利点はある
が、インク残量が多い時点で検出信号が発せられること
になり、インク補充回数が増大したり、使い捨てインク
タンクではランニングコストが増大するなどの問題があ
った。

本発明は上記技術的課題に鑑みてなされたものであ
り、本発明の目的は、インク検知手段の検知誤差を少な
くして常に高いインク残量検知精度を維持することと、
インクタンク内のインクを最後まで有効に使い切ること
の２つの技術的課題を同時に解決することができるイン
クジェット記録装置を提供することである。

〔課題解決のための手段〕

本発明は、上記目的を達成するため、記録ヘッドから
インクを記録媒体に吐出して記録を行うインクジェット
記録装置であって、前記記録ヘッドに対してインクを供
給するインクタンク内のインク残量低下を検知して出力
するインク検知手段と、記録動作に関係した事象の発生
回数を計数する計数手段と、前記インク検知手段の検知
出力が所定レベルに達した時点から前記計数手段の計数
を開始させ、前記計数手段による計数結果が設定値に達
した時点で記録動作停止に関連した信号を出力する制御
手段とを有し、前記インク検知手段は、前記インクタン
ク内のインク残量が低下して所定レベルに達するまでは
所定の検知精度を維持し、前記所定レベルに達した後に
当該インク検知手段の固体差に起因して検知精度が急激
に低下する特性を有することを特徴とする。

〔実施例〕

以下、図面を参照して本発明を具体的に説明する。

第１図は本発明の第１の実施例によるインクジェット
記録装置の断面図であり、第２図は第１図の平面図であ
る。

なお、本実施例では、インクタンクとインク吐出部を
一体に構成し、これをカートリッジとして記録装置本体
に着脱可能にした記録ヘッドが使用されている。

第１図および第２図において、１はインクジェット記
録ヘッドの本体部分である記録ヘッドチップであり、該
ヘッドチップ１は用紙やプラスチック薄板等の被記録材
20に対面して移動しつつ記録信号に応じてインクを吐出
し、記録が行なわれる。所定量のインクを収納するイン
クタンク２は、上部に連通部分に有し、仕切り板３によ
って供給部６と前記記録ヘッドチップ１とに分割された
形態で一体化され、所定量のインク消費に応じて交換す
る記録ヘッドとして機能するように構成されている。

すなわち、図示の実施例では、記録ヘッドとインクタ
ンクを一体化したカートリッジ（通常、使い捨てタイ
プ）が使用されている。

前記記録ヘッドは、熱エネルギーを利用してインクを
吐出するインクジェット記録ヘッドであって、熱エネル
ギーを発生するための電気熱変換体を備えたものであ
る。

また、前記インクジェット記録ヘッドは、前記電気熱
変換体によって印加される熱エネルギーにより生じる膜
沸騰による気泡の成長によって、吐出口よりインクを吐
出させ、記録を行なうものである。

前記供給部６の内部には、インク吸収体４およびイン
ク量検出用電極５、５が設けられている。

インクタンク２の供給部６は、気泡を容易に通さない
多孔質体のフィルター７を介して、ヘッドチップ１と結
合されている。

前記供給部の前記フィルター７の上側に前記インク吸
収体４が充填されており、該インク吸収体にインクが保
持されている。

インクタンク２の上部には、疏水性連泡体９を介して
微細な大気連通孔８が設けられており、ヘッドチップ１
のインク消費に応じて、インク吸収体に保持されたイン
クは、ヘッドチップ部で気泡を生じることなく、供給部
６からヘッドチップ１へ供給される。

ところで、記録ヘッドチップ１の液路列10内には、イ
ンクを吐出するためのエネルギーを発生する電気熱変換
体などの吐出エネルギー発生素子が設けられている。

また、インクタンク２の供給部６には、前記インク吸
収体４内に連通されるピン状のインク残量検知用の一対
の電極５、５が設けられている。

カートリッジ本体には、前記電極５、５に電気接続さ
れる電極列11が設けられている。

なお、ヘッドチップ１内には、インク吸収体４からイ
ンクを供給され、該インクを各液路10内に供給するため
の液室15が形成されている。

以上の一体型のカートリッジの取り扱いは、主として
インクタンク２側を持つようにしてある。

また、前記カートリッジの記録装置本体への装着およ
び取外しは、第１図中の矢印Ａおよび矢印Ｂの方向に行
なわれる。

装着の際には、タンク２を保持するカートリッジレバ
ー12を付勢方向（矢印Ｃ方向）と逆の方向（矢印Ｄ方
向）に押し込んだ状態で、キャリッジ23に対してほぼ上
方から落とし込み、カートリッジの係合部14とキャリッ
ジ23の受け部13とを係合させ、かつカートリッジ側の電
極列11と本体側のフレキシブルケーブル15Aとを圧接状
態で電気接続させる。

カートリッジ挿入後、前記カートリッジレバー12をゆ
っくりと矢印Ｃ方向に操作することにより、該カートリ
ッジは下方へ付勢され、キャリッジ13上に固定される。

また、カートリッジの取り外しは、前記カートリッジ
レバー12を開放し、該カートリッジを上方へ引き出すこ
とにより、容易に行なうことができる。

本実施例による記録装置で記録を行なう場合は、送り
ローラ対16送り排出ローラ対19によって記録ガイド18上
を矢印Ｆ方向に搬送される被記録材20に対し、該被記録
材20の搬送方向と略直角方向のキャリッジ軸22に沿って
移動するキャリッジ23上の記録ヘッド（一体型カートリ
ッジのヘッドチップ１）からインクを吐出する。

なお、図示の例では、前記キャリッジ23の走査移動の
際、該キャリッジ23に軸支されたコロ21により、被記録
材20の幅方向に延びる紙押さえレール17を該被記録材20
に押し付けるように構成されている。

さらに、第１図および第２図において、キャリッジ23
は、記録信号に同期するように回転する走査ドラム27に
巻き付けられた駆動ワイヤ26に結合されており、プール
28、29間で矢印Ｇ方向に往復動する。

前記キャリッジ23は、キャリッジ軸22を中心に回動可
能に支持されており、キャリッジ回動モータ31を回動さ
せることにより、キャリッジ回動ギヤ30およびキャリッ
ジギヤ25を介して矢印Ｅ方向（垂直方向）に回動させる
ことができる。

第３図は、前記インク吸収体４内のインク残量と残量
検出用の電極５、５間の抵抗値との関係を示すグラフで
あり、この場合も第13図の場合と同様、インク吐出部や
検知電極等の個体差によって、第３図中の特性曲線ａ、
ｂ、ｃのようにバラツキが生じている。

小さいながら導電性を有するインクが消費され、イン
ク吸収体４内のインク量が減少すると、第３図に示すよ
うに、インク吸収体４の電気抵抗が上昇するので、イン
ク残量検知用電極５、５間の検知値が変化してインク吸
収体４内のインク量が所定量より少なくなったことを検
知することができる。

さらに、本発明実施例では、後述する手段により、吸
収体内のインク量が記録するのに不適当な状態になった
ことを検出すると、一度記録を停止し、次に示すメカ機
構によりインク吸収体４へインクを補充する仕組みにな
っている。

第４図は本実施例のインクジェット記録装置の動きを
示す断面図である。

前記キャリッジ回転用モータ31が回転すると、キャリ
ッジ23はキャリッジ軸22を中心に矢印Ｅ方向に回転して
第４図に示すような姿勢になる。

この姿勢では、インクタンク２内のインクが仕切り板
３の上部から供給部６へ供給され、インク吸収体４は再
び充分なインクを保持するようになる。

その後、モータ31を逆転して、キャリッジ23およびカ
ートリッジを元の位置に復帰させればよい。

なお、このようなインク補給の時に、インク吸収体４
の保持力を越える量のインクが供給部６内に流入するこ
とも考えられる。

そのような場合には、第５図に示すような吸引キャッ
プ32、吸引孔33および吸引ポンプ34からなる吸引手段を
用い、吸引キャップ32を吐出口面に密着させ、前記吸引
ポンプ34で吐出口列10側から適量吸引してやることによ
り、吐出口部分を適正な水頭に保つことができる。

ところで、本実施例で用いたインク吸収体４には、イ
ンク量が容積の70％を超えると吐出口部分の水頭圧が適
正な範囲（例えば、−20〜−40mmaquの負圧）を超えて
高くなってしまい、吐出口から漏洩や吐出口形成面の漏
れが生じ易くなり、一方、逆に20％以下のインク量では
吐出が不安定になるものがあった。

しかし、ここで、従来の構成と本実施例の構成とをイ
ンク容量に関して比較すると、本実施例の構成では、従
来のものよりも多くのインクを同一の体積で有効使用す
ることができる。

すなわち、従来の構成では、インク吸収体が内部の全
域に充填されていたため、それだけで内容積の約30％が
無駄になるのに加えて、初めに入れたインクのうちイン
ク吸収体から引き出せないインク量も10％以上あった。

これに対して、本実施例では、インク吸収体４をカー
トリッジの一部に設けたので、インク吸収体４のカート
リッジ内容積に対する割合が減り、したがって、その分
インクの有効使用量を増やすことができた。

なお、本実施例においては、キャリッジ23および一体
型のカートリッジを回動させるための所定の操作を行な
う手段としては、前述のようなモータ31を使用する手段
の他、種々の構成を採ることができる。

例えば、所定の位置に、キャリッジ23と係合して矢印
Ｅ方向に回動させながら該キャリッジを案内する部材を
設け、インク残量検知用電極によって所定量未満になっ
たことが検知された時に、該部材に沿ってキャリッジ23
に移動させるようにしてもよい。

また、操作者がカートリッジをキャリッジ23より取り
外し、これを振る等としてインクをインク吸収体４に補
給することもできる。

さらに、カートリッジの変位を伴わずに、カートリッ
ジ自体に、インクタンク部２とインク供給部６との間の
インク連通路を開閉可能にする手段を設け、開放時にイ
ンク供給部６（その内部のインク吸収体４）にインクを
補給するように構成することもできる。

また、本実施例では吐出方向を下向きにしたが、本発
明は、吐出方向がどのような方向であっても、同様に適
用可能なものである。

また、インクタンク２とインク吸収体４との間の仕切
り部３に設けられた連通部を開放／閉塞する補給手段と
しては、磁性体または永久磁石で構成され、例えば、開
閉弁および磁力駆動手段からなる弁構造を使用すること
ができる。

このような磁力を利用して開閉弁によれば、容易に記
録ヘッドごとにインク補給が可能な構成にでき、キャリ
ッジ上に複数ヘッドが設けられるような場合でも、各別
にインク補給を行なうことが可能になる。

また、前述のような磁力を利用するものではなく、例
えば、操作者が記録ヘッドを取り外し、弁体と一体に設
けられたレバー等を操作することにより、インク補給を
行なうように構成することもできる。

次に、以上の実施例におけるインク残量（インク吸収
体４のインク保持量）と吐出口に加わる圧力（水頭圧）
との関係について説明する。

第６図は、インク残量と吐出口に加わる圧力との関
係、すなわち、上記の関係を示すものである。

第６図において、曲線ａはインク吸収体４による吸収
力が小さい場合を示し、曲線ｂはインク吸収体４による
吸収力が大きい場合を示す。

また、同図中に示すインク吸収体の最大保持量とは、
インク吸収体４に溢れるほどのインクが補給された状態
を意味する。

ここで、吐出口付近の圧力は、所定範囲の負圧に維持
されることが望ましい。

この圧力で正であれば、吐出口からのインク漏れや、
該漏れまたは吐出動作後のインク引込み動作不良などに
よる吐出口面の漏れが生じるという不具合が起き易い。

また、所定値を超える負圧になると、吐出動作が不円
滑になったり、吐出後の吐出口付近へのインクの再充填
（リフィル）が行われ難くなる。

いずれにしても、吐出口付近の圧力が上記所定範囲を
外れると、吐出特性や吐出量等に悪影響が生じ、画像品
位が乱れることになる。

第７図は、吐出口に加わる圧力（水頭圧）とインク吐
出量との関係を示すグラフである。

記録ドットの径を均一にして良好な画像品位を得るた
めには、インク吐出量が安定していることが重要であ
り、インク吐出量は水頭圧に左右されるので、インク吐
出量がほぼ一定の範囲を超えて急激に減少していく範囲
になる前に、すなわち、水頭圧がある値より低くなる
（負圧が強くなる）前に、吸収体４の残量検知結果に基
づいて補給動作を行なうことが望ましい。

再び第６図において、吐出口部分の圧力は液路の毛管
力および吸収体４の吸収力等によっても左右される。

特に、吐出方向を鉛直方向下向きにした第１図の実施
例では、吸収体４と吐出口面との位置関係によって作用
する圧力の影響も考慮する必要があり、吸収力が大きく
速やかに吐出口部分が負圧となる曲線ｂを示すような吸
収体を選定するのが好ましい。

一方、第６図中の曲線ａに示すような吸収体では、吸
収体部のインク収納量が少なくなり、カートリッジ全体
に対するインク比率が小さくなり、不利である。

また、水平方向に吐出を行なうような構成では、吸収
体部と吐出口面との位置関係から、インク残量が多くて
も負圧が得られ易いので、曲線ａのような特性を示す吸
収力の小さいものであってもよい。

なお、第６図中の曲線ｂでは水頭圧の変動が大きくな
るが、第７図に示すようにインク吐出量が急激に落ち込
む前（水頭圧Q₀になる前）に残量無しを検知するように
構成すればよい。

また、インク吐出エネルギーが大きく、吐出口の濡れ
に対しても吐出特性が劣化しにくいヘッドチップ１等の
記録ヘッドの場合は、吐出口付近のインクメニスカスが
破壊されず漏れが生じない範囲であれば、その水頭圧を
正にすることもできる。

次に、本発明実施例によるインクジェット記録装置に
おけるインク吸収体内のインク残量検知手段について説
明する。

本発明実施例のインクジェット記録装置は、第１図で
説明したような構成を有し、インク吸収体４内に少なく
とも２の電極５、５を設け、この電極５に対してインク
残量検出のために設定された検出タイミング時にパルス
電圧を印加し、その間に電極間抵抗値を検出することに
よりインク残量を判定するように構成される。

第８図はこのパルス電圧およびそのタイミングを例示
するグラフである。

ここで、所定のタイミングでパルス電圧を印加する理
由は、直流電圧を印加することによりインクの電気分解
を防止するためである。

第３図は、実際のインク残量と電極間抵抗値との関係
を例示するグラフである。

第３図に示すように、ある残量以下になると抵抗値が
急激に増大し、所定の抵抗値のしきい値を設定するとが
困難になる。

すなわち、例えば、残量P₁を検出レベルに設定した場
合、個々のカートリッジの個体差がΔR₁で示すように大
きくなり、所定のしきい値を設定することが難しくな
る。

したがって、本発明実施例では、インク残量P₂を第１
の残量チェックレベルに設定する。

インク残量が比較的多い範囲内のP₂をチェックレベル
に設定する場合は、抵抗値のバラツキがΔR₂と小さいた
め、中心値R₂をしきい値レベルに設定することにより、
容易に精度の高いインク残量検出を行なうことができ
る。

しかし、残量P₂の時点では、通常、標準記録出力でさ
らに記録紙数十枚分の記録が可能なだけのインクが残っ
ているため、この時点で警告表示を発生して記録動作を
禁止または停止することは適切ではない。

そこで、本発明実施例によれば、残量P₂を検出した時
点から記録枚数カウンターを動作させ記録枚数を計数
し、所定枚数の記録を行なったことを検知した時点で警
告表示を行なうとともに、記録動作を停止または禁止す
るように制御される。

その場合、第７図の特性曲線でインク吐出量が急激に
落ち込む点Q₀になる前に警告を発生するように、前記記
録枚数カウンターのカウント数を監視することが要請さ
れる。

第９図は、以上説明した本発明実施例を実現するのに
好適な制御系のブロック図である。

第９図において、インク残量検知回路101は、第１図
中の残量検知用電極５、５と該電極にパルス電圧を印加
する機能を備え、該電極間の電気抵抗を検出し、設定さ
れている検出量設定値R₂と常時比較を行なって、検出抵
抗値が設定値R₂を超えた時記録制御回路102にインク残
量検出信号S₁を出力する。

インク残量検出信号S₁を入力として受けた記録制御回
路102は、予告信号（第１の警告信号）Y₁を出力すると
同時に、記録枚数計数回路103に対して記録枚数の計数
を開始するように計数開始信号S₂を出力する。

記録枚数計数回路103は、計数開始信号S₂を入力した
直後から、被記録20の給紙あるいは排紙に対応して記録
制御回路102から出力される記録枚数信号S₃を入力し、
別に設定されているカウント設定値C₁との比較を行な
う。

計数がカウント設定値C₁に達した時点で、記録枚数計
数回路103は計数完了信号S₄を記録制御回路102に対して
出力する。

計数完了信号S₄を入力した記録制御回路102は、警告
信号（第２の警告信号）Y₂を出力すると同時に記録停止
信号S₅を出力し、記録動作を停止させる。

本実施例において記録枚数を計数するのは、インク残
量を被記録材20の枚数によって推定するためである。

すなわち、比較的に検知精度の低いあるいは検知可能
範囲の狭い第１の検知手段によって大まかな検知を行な
った後に、残量検知を第２の検知手段を切り換えること
により、検知精度の向上を図っている。

具体的には、前記電極5,5間の抵抗値R₂によってイン
ク残量の検知が行なわれた後、インクタンク内の残りイ
ンクをある程度まで使い切る目的で残インク量から記録
可能な枚数を定め、この設定枚数を記録するまでは記録
を禁止または停止させないように制御するものである。

その場合、一枚の被記録材20への記録密度（インク吐
出量）は記録ごとに異なるので、カウント設定値は標準
的記録密度（標準的なインク消費量／枚）を用いて決め
られる。

本実施例における前記予告信号Y₁および前記警告信号
Y₂は記録装置の使用者に対して行なうものであり、特に
予告信号Y₁はインクが残り少なくなってきたことを知ら
しめ、インク残量で記録可能な枚数以上の記録枚数を設
定しないように注意を促す目的がある。

また、前記警告信号Y₂は、記録装置の動作を停止させ
る旨を使用者知らしめる目的がある。

以上説明した実施例によれば、精度の高いインク残量
検出を行なうことができ、インクタンク内のインクを有
効に使い切るインクジェット記録装置が得られた。

〔その他の実施例〕

前述の本発明実施例では、第２の検知手段（警告信号
Y₂を発する手段）として記録枚数を計数する手段を用い
たが、第２の実施例（本実施例）として、吐出するイン
クドット数を計数することによって実施することもでき
る。

第10図は本実施例を実現するための制御系を例示する
ブロック図である。

第10図において、インクドット数計数回路104は、記
録ヘッドに加えられる吐出パルス信号S₆のパルス数をカ
ウントする。

この吐出パルス信号S₆は、記録制御回路102から出力
され、記録ヘッドの入力となる信号である。

本実施例は、以上の点で前述の本発明実施例と相違す
るが、その他の部分は実質上同じ構成を有しており、そ
れぞれ対応する部分を同一符号で表示し、それらの詳細
説明は省略する。

本実施例によれば、インク消費量に比例するインク吐
出パルス信号S₆のパルス数を計数（カウント）するの
で、前述の実施例と比べ、インク残量の検出をより正確
に行ない得るという効果が得られた。

また、本発明の第３の実施例は、前記予告信号（第１
の警告信号）Y₁が発せられた後、記録のために記録ヘッ
ドが移動する走査回数を計数（カウント）し、その計数
値が設定回数になった時前記警告信号（第２の警告信
号）Y₂を発するものである。

すなわち、本発明は、前記第２の検知手段として記録
ヘッドの被記録材20上の走査回数を計数（カウント）す
る手段を使用して実施することもできる。

第11図は、第３の実施例を実現するための制御系を例
示するブロック図である。

第11図において、記録ヘッド走査回数計数回路105
は、記録ヘッドが記録のために被記録材20に沿って移動
する走査回数をカウントする。

この記録ヘッドの被記録材上の走査回数の信号は、記
録制御回路102から出力され、前記記録ヘッド走査回数
計数回路105に入力される。

本実施例によれば、第２の検知手段によって、インク
消費量と相関を有する記録ヘッド走査回数を計数（カウ
ント）するので、前述の第１の実施例に比べインク残量
検出精度を高めることができ、前述の第２の実施例に比
べカウンターの容量を小さくし得るという効果が得られ
た。

なお、以上の各実施例では、本発明を、記録ヘッド１
がキャリッジ23に搭載されて被記録材20上を移動するシ
リアル方式のインクジェット記録装置に適用する場合を
例に挙げて説明したが、本発明は、フルマルチタイプの
記録ヘッドを用いたインクジェット記録装置においても
同様に実施することができ、同様の効果を得ることがで
きた。

また、本発明は、カラー記録のように複数個の記録ヘ
ッドを用いる場合など、記録ヘッドの数に関係無く実施
することができ、同様の作用効果を達成し得るものであ
る。

本発明は、特にインクジェット記録方式の中でもバブ
ルジェット方式のインクジェット記録ヘッドおよび該記
録ヘッドを用いるインクジェット記録装置において、優
れた効果をもたらすものである。

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なうのが好ましい。

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
る少なくとも一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させて、結果的にこの駆動信号に一
対一対応し液体（インク）内の気泡を形成出来るので有
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、少なくとも一つの滴を形成す
る。

この駆動信号をパルス形状とすると、即時適切に気泡
の成長収縮が行なわれるので、特に応答性に優れた液体
（インク）の吐出が達成でき、より好ましい。このパル
ス形状の駆動信号としては、米国特許第4463359号明細
書、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。

尚、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、更に優れた記録を行なうことができる。

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、電気熱変換体の組み合わ
せ構成（直線状液流路又は直角液流路）の他の熱作用部
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年第123670号公報や熱エネルギーの圧力波を吸収す
る開孔を吐出部に対応させる構成を開示する特開昭59年
第138461号公報に基づいた構成としても本発明は有効で
ある。

更に、記録装置が記録できる最大記録媒体の幅に対応
した長さを有するフルラインタイプの記録ヘッドとして
は、上述した明細書に開示されているような複数記録ヘ
ッドの組み合わせによって、その長さを満たす構成や一
体的に形成された一個の記録ヘッドとしての構成のいず
れでも良いが、本発明は、上述した効果を一層有効に発
揮することができる。

加えて、装置本体に装着されることで、装置本体との
電気的な接続や装置本体からのインクの供給が可能にな
る交換自在のチップタイプの記録ヘッド、あるいは記録
ヘッド自体に一体的に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。

又、本発明の記録装置の構成として設けられる、記録
ヘッドに対しての回復手段、予備的な補助手段等を付加
することは本発明の効果を一層安定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。

更に、記録装置の記録モードとしては黒色等の主流色
のみの記録モードだけではなく、記録ヘッドを一体的に
構成するか複数個の組み合わせによってでもよいが、異
なる色の複色カラー又は、混色によるフルカラーの少な
くとも一つを備えた装置にも本発明は極めて有効であ
る。

以上説明した本発明実施例においては、インクを液体
として説明しているが、室温やそれ以下で固化するイン
クであって、室温で軟化もしくは液体、あるいは上述の
インクジェットではインク自体を30℃以上70℃以下の範
囲で温度調整を行なってインクの粘性を安定吐出範囲に
あるように温度制御するものが一般的であるから、使用
記録信号付与時にインクが液状をなすものであればよ
い。

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態変化のエネルギーとして使
用することで防止するか、または、インクの蒸発防止を
目的として放置状態で固化するインクを用いるかして、
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てインク液状として吐出するも
のや、被記録材に到達する時点で既に固化し始めるもの
等のような、熱エネルギーによって初めて液化する性質
のインク使用も本発明には適用可能である。

このような場合、インクは、特開昭54−56847号公報
のように、各孔質シートの凹部または貫通孔に液状また
は固形物として保持された状態で、電気熱変換体に対し
て対向するような形態としてもよい。

本発明においては、上述した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。

〔発明の効果〕

以上の説明から明らかなごとく、請求項１の発明によ
れば、記録ヘッドからインクを記録媒体に吐出して記録
を行うインクジェット記録装置であって、前記記録ヘッ
ドに対してインクを供給するインクタンク内のインク残
量低下を検知して出力するインク検知手段と、記録動作
に関係した事象の発生回数を計数する計数手段と、前記
インク検知手段の検知出力が所定レベルに達した時点か
ら前記計数手段の計数を開始させ、前記計数手段による
計数結果が設定値に達した時点で記録動作停止に関連し
た信号を出力する制御手段とを有し、前記インク検知手
段は、前記インクタンク内のインク残量が低下して所定
レベルに達するまでは所定の検知精度を維持し、前記所
定レベルに達した後に当該インク検知手段の固体差に起
因して検知精度が急激に低下する特性を有する構成とし
たので、所定の検知精度を維持し得る所定レベルまでは
前記インク検知手段を用い、そのレベルを検知した時点
では記録動作を終了せず、さらにその後に前記計数手段
を用いて計数を開始し、計数が設定値に達した時点で記
録動作終了に関連した信号を出力することから、前記所
定レベルを検知した後の計数手段による計数値はインク
タンクにインクがフルに充填された状態から計数する場
合に比して僅かであるため、検知誤差を少なくすること
ができ、それによって、常に高い残量検知精度を維持
し、かつインクタンク内のインクを最後まで有効に使い
切るという２つの技術課題を同時に解決することができ
るインクジェット記録装置が提供される。

請求項２〜５の発明によれば、上記請求項１の構成に
加えて、前記計数手段の計数開始と同時に第１の警告を
発し、該計数結果が設定値に達した時点で第２の警告を
発するとともに記録を停止する構成、前記計数手段は記
録された被記録材の数を計数する構成、前記計数手段は
インクの吐出ドット数を計数する構成、あるいは前記計
数手段は記録ヘッドの記録のための走査回数を計数する
構成としたので、一層効率よく上記効果を達成すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例によるインクジェット記録装
置の断面図、第２図は第１図の平面図、第３図はインク
残量とインク残量検知用電極間の電気抵抗との関係を例
示するグラフ、第４図は第１図のインクジェット記録装
置のインク補給時の動作を示す断面図、第５図は第１図
のインクジェット記録装置のインク回復手段を模式的に
示す部分平面図、第６図はインク残量と吐出口に加わる
圧力との関係を例示するグラフ、第７図は吐出口の水頭
圧とインク吐出量との関係を例示するグラフ、第８図は
インク残量検知の検知タイミングおよびパルス電圧を例
示するタイミングチャート、第９図は本発明によるイン
クジェット記録装置の第１の実施例のインク残量検知手
段の制御系を例示するブロック図、第10図は本発明によ
るインクジェット記録装置の第２の実施例のインク残量
検知手段の制御系を例示するブロック図、第11図は本発
明によるインクジェット記録装置の第３の実施例のイン
ク残量検知手段の制御系を例示するブロック図、第12図
はインク残量とインク残量検知用電極間の電気抵抗との
関係を例示するグラフである。以下に、図面中の主要な構成部分を表す符号を列挙す
る。１……記録ヘッド部（ヘッドチップ）、２……インクタ
ンク部、４……インク吸収体、５……インク残量検知用
電極、６……供給部、10……吐出口列、16……送りロー
ラ、20……被記録材、23……キャリッジ、31……キャリ
ッジ回転モータ、32……吸引キャップ、34……吸引ポン
プ、101……インク残量検知回路、102……記録制御回
路、103……記録枚数計数回路、104……インクドッド数
計数回路、105……記録ヘッド走査回数計数回路、Y₁…
…予告信号、Y₂……警告信号。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開昭64−20148（ＪＰ，Ａ) 特開昭64−20149（ＪＰ，Ａ) 特開昭62−190421（ＪＰ，Ａ)

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】記録ヘッドからインクを記録媒体に吐出し
て記録を行うインクジェト記録装置であって、前記記録ヘッドに対してインクを供給するインクタンク
内のインク残量低下を検知して出力するインク検知手段
と、記録動作に関係した事象の発生回数を計数する計数手段
と、前記インク検知手段の検知出力が所定レベルに達した時
点から前記計数手段の計数を開始させ、前記計数手段に
よる計数結果が設定値に達した時点で記録動作停止に関
連した信号を出力する制御手段を有し、前記インク検知手段は、前記インクタンク内のインク残
量が低下して所定レベルに達するまでは所定の検知精度
を維持し、前記所定レベルに達した後に当該インク検知
手段の固体差に起因して検知精度が急激に低下する特性
を有することを特徴とするインクジェット記録装置。
【請求項２】前記計数手段の計数開始と同時に第１の警
告を発し、該計数結果が設定値に達した時点で第２の警
告を発するとともに記録を停止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。
【請求項３】前記計数手段は記録された被記録材の数を
計数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。
【請求項４】前記計数手段はインクの吐出ドット数を計
数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。
【請求項５】前記計数手段は記録ヘッドの記録のための
走査回数を計数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。
【請求項６】前記記録ヘッドが、熱エネルギーを利用し
てインクを吐出する記録ヘッドであって、熱エネルギー
を発生するための電気熱変換体を備えているインクジェ
ット記録ヘッドであることを特徴とする請求項１〜５の
いずれかに記載のインクジェット記録装置。
【請求項７】前記電気熱変換体によって印加される熱エ
ネルギーにより生じる膜沸騰による気泡の成長によっ
て、吐出口よりインクを吐出させる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。