JP3179308B2 - インクジェット記録装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、キャリッジに記録ヘッ
ドと、インクタンクを装着し、キャリッジの移動と記録
ヘッドへの画像信号によって、記録ヘッドからインクを
吐出して記録媒体に文字やイメージ画像等の記録（以
下、印字と総称する）を行うインクジェット記録装置に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】計算機、ワードプロセッサ、ファクシミ
リ装置、複写装置、プリンター等、各種機器において、
用紙等の記録媒体に記録を行う手段として、騒音発生す
ることがなく高速な記録が可能、しかもカラー画像の記
録も容易なことからインクジェット記録装置が広く利用
されつつある。

【０００３】インクジェット記録装置は、記録媒体に対
向した記録ヘッドから熱エネルギーの利用等によってイ
ンクを吐出する構成となっており、インクジェット記録
装置として独立した機器ケース内に納めて単体構成して
ある例、および記録情報を作成し出力する各種電子機
器、例えばワードプロセッサー、パーソナルコンピュー
タ等、或は記録情報を外部から入力するファクシミリ装
置等の機器ケース内に内蔵して一体構成した例とがあ
る。

【０００４】カラー記録用のインクジェット記録装置
は、インクタンクに接続する記録ヘッド、またはインク
タンクと一体に形成された記録ヘッドが使用されてい
る。そして、記録ヘッドに当接してインクを吸引し記録
ヘッドの機能を回復させ印字品位を保つ回復装置を備え
たインクジェット記録装置が普及している。

【０００５】従来、インクジェット記録装置において、
イメージ等のカラー印字を行う際に、４色１体のカラー
記録ヘッドを使用し、テキスト等のモノクロ印字を行う
際にはモノクロ記録ヘッドを使用する等、出力内容によ
って記録ヘッド、インクタンクの使い分けを行ってい
る。

【０００６】そして、図９のフローチャートに示すよう
に、記録ヘッドの種類の差によらず、記録ヘッド交換時
には自動的に回復動作を行っているのが現状である。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来例では、カラー記録ヘッドからモノクロ記録ヘッドに
交換した時、あるいはモノクロ記録ヘッドからカラー記
録ヘッドに交換した時にも必ず自動的に回復動作を行う
ので、前記記録ヘッドの切換え動作の回数が多くなった
場合、記録ヘッドの交換のたびに回復動作を行うため、
無駄なインクを吸ってしまい、インクの消費量が増大し
てしまう。特にポータブルタイプの記録装置においては
携帯性が重要視されることから、インクジェット記録装
置のサイズは勿論のこと、記録ヘッド及びインクタンク
自体も小型化が要求され、また記録ヘッド交換時にはイ
ンクタンク内のインクを効率よく回復することが必要で
ある。

【０００８】本発明は、上記従来の問題点を解消するた
めに成されたもので、記録ヘッドの交換時の回復動作に
よる時間消費、インク消費を合理的に減少できるインク
ジェット記録装置を提供することを目的とするものであ
る。

【０００９】

【課題を解決するための手段】このため、本発明に係る
インクジェット記録装置は、インクを吐出して記録を行
う複数種類の記録ヘッドと、該記録ヘッドに供給するた
めのインクをそれぞれ貯溜するための複数種類のインク
タンクとを種類毎に交換可能に搭載して移動可能なキャ
リッジと、前記記録ヘッドの回復動作を行うための回復
手段と、前記記録ヘッドの種類を検出する検出手段と、
前記記録ヘッドの交換時に、前記検出手段によって同種
類の記録ヘッドへの交換が検出されたときは前記回復手
段による前記回復動作を行い、前記検出手段によって異
種の記録ヘッドへの交換が検出されたときは前記回復手
段による前記回復動作を実施しないよう制御する制御手
段と、を有することを特徴とする構成によって、前記の
目的を達成しようとするものである。

【００１０】そして、前記複数種類の記録ヘッドは、モ
ノクロ記録用とカラー記録用とを含むことを特徴とする
構成によって、また前記複数種類の記録ヘッドは、大イ
ンク容量用と小インク容量用とを含むことを特徴とする
構成によって、また前記記録ヘッドと前記インクタンク
とは互いに分離可能に一体化されて前記キャリッジに搭
載されていることを特徴とする構成によって、前記回復
手段は、前記記録ヘッドのインクの吐出口を覆うための
キャップと、該キャップが前記吐出口を覆っているとき
に前記回復動作として前記吐出口からの吸引を行うため
の吸引ポンプと、を含むことを特徴とする構成によっ
て、前記記録ヘッドには、インクを吐出するために利用
されるエネルギーを発生するエネルギー発生手段が設け
られていることを特徴とする構成によって、前記エネル
ギー発生手段は、前記エネルギーとして熱エネルギーを
発生する電気熱変換体であることを特徴とする構成によ
って、前記目的を達成しようとするものである。

【００１１】

【作用】上記の構成により、記録ヘッドの種類を判別す
る検出手段を設けることにより、制御手段は記録ヘッド
交換時に回復動作の要否を判断し、記録ヘッドの交換に
よって失われるインク消費量を低減させることができ
る。

【００１２】

【実施例】本発明に係るインクジェット記録装置を実施
例により説明する。

【００１３】本発明の実施例は、前記従来のインクジェ
ット記録装置に準じた構成であるキャリッジに装着した
記録ヘッドから記録媒体にインクを吐出して記録する記
録手段と、記録ヘッドの機能回復をする回復手段と、装
置の動作を制御する制御手段を備えている。そして、実
施例の特徴ある構成として、記録ヘッドまたはインクタ
ンクの種類を判別する検出手段を備え、制御手段は、記
録ヘッドまたはインクタンクがキャリッジから取外され
同種または異種のものへの交換装着であるかを確実に判
断し回復手段を制御する機能を有している。

【００１４】なお上記の検出手段は、記録ヘッドまたは
インクタンクの種類によって異なる外形部への接触によ
る検知方法や、非接触による検知方法等が可能である。

【００１５】図１は、本発明のインクジェット記録装置
の一実施例の斜視図である。図１において、キャリッジ
２は、記録ヘッドカートリッジ１を着脱自在に搭載する
ものであり、フレーム４に両端部が固定され互いに平行
に配置されたガイドシャフト５およびガイドレール１２
に、記録媒体Ｐの搬送方向と直交し、かつ、記録媒体Ｐ
の面に平行な方向に摺動自在に支持される。また、キャ
リッジ２は、キャリッジ駆動モータ１０の出力軸に固着
された駆動プーリ１３と、回動自在に軸支された従動プ
ーリ（不図示）との間に掛け回されたキャリッジ駆動ベ
ルト１１の一部位に結合されており、キャリッジ駆動モ
ータ１０を駆動することでキャリッジ駆動ベルト１１が
回転し、キャリッジ２が上記方向に往復移動する構成と
なっている。

【００１６】記録ヘッドカートリッジ１は、インク吐出
用の電気信号である記録信号に基づいてインクを吐出す
る記録ヘッドとしてのノズル部と、モノカラーホルダと
を有するインクタンクホルダであり、モノカラーホルダ
に、インクを収容するインクタンク３０を着脱自在に保
持する。ノズル部は記録ヘッドカートリッジ１の底部
（図示下端部）に設けられており、インクは図示下方に
向かって吐出される。ノズル部への記録信号は、キャリ
ッジ２に設けられたフレキシブルケーブル３を介して、
このインクジェット記録装置の動作を制御する制御基板
（不図示）から伝送される。フレキシブルケーブル３
は、キャリッジ２の移動方向に沿って配され、キャリッ
ジ２の移動に伴ってループを形成する。記録ヘッドカー
トリッジ１およびキャリッジ２については、後に詳しく
説明する。

【００１７】一方、記録媒体Ｐは、両端部がフレーム４
に回動自在に支持された圧板８上に積載される。圧板８
は、付勢手段（不図示）によりピックアップローラ９に
向けて付勢されており、圧板８上に積載された記録媒体
Ｐは、ピックアップローラ９に押し付けられている。給
紙命令によってピックアップローラ９を回転させると、
ピックアップローラ９と記録媒体Ｐとの摩擦力により記
録媒体Ｐが送り出されるが、圧板８は従来の自動給紙装
置で用いられているような分離爪等の分離手段（不図
示）を有しており、この分離手段の作用により、最上位
置の記録媒体Ｐのみが１枚だけ送り出される。

【００１８】ピックアップローラ９によって送り出され
た記録媒体Ｐは、フレーム４に両端部が支持された搬送
ローラ６、およびベース１４に設けられたピンチローラ
７により挟持されながらキャリッジ２の下方に搬送され
る。記録媒体Ｐへは、この位置で記録が行われる。さら
に、記録媒体Ｐの搬送方向に対してキャリッジ２よりも
下流側には、排紙ローラ１５および拍車１６が対向配置
され、キャリッジ２の下方を通過した記録媒体Ｐは、こ
れら排紙ローラ１５と拍車１６とに挾持され、排紙され
る。上述したピックアップローラ９、搬送ローラ６およ
び排紙ローラ１５の駆動は、紙送りモータ（不図示）を
駆動源として行われる。

【００１９】なお、以下の説明では、記録媒体Ｐの搬送
方向に対して上流側を奥側、その面を背面といい、下流
側を手前側、その面を前面という。

【００２０】図２は、図１に示したインクジェット記録
装置を筐体に収めた状態の斜視図を示す。図２に示すよ
うに、下ケース１８と上ケース１７とによって外装が構
成され、その内部に、図１に示したインクジェット記録
装置が収められている。

【００２１】上ケース１７の奥側部には、上ケース１７
を覆うトップカバー１９が開閉自在に設けられている。
上ケース１７は、圧板８に対応する部位に開口部を有
し、トップカバー１９を開くことで、トップカバー１９
は記録媒体Ｐを圧板８上にセットするためのトレイとな
る。さらに上ケース１７は、その中央部から前面にかけ
ても開口部を有し、この開口部から、記録ヘッドカート
リッジ１あるいはインクタンク３０を着脱することがで
きる。そのため、記録ヘッドカートリッジ１あるいはイ
ンクタンク３０の交換時には、所定の操作によりキャリ
ッジ２はその移動範囲の中央部に移動される。その記録
ヘッドカートリッジ１あるいはインクタンク３０の交換
用の開口部の手前側には、この開口部の上面の一部およ
び前面を覆うヘッドカバー２０が開閉自在に設けられて
おり、記録ヘッドカートリッジ１あるいはインクタンク
３０を交換しないときにはヘッドカバー２０を閉じ、記
録ヘッドカートリッジ１を保護する。

【００２２】図３は図１に示したインクジェット記録装
置の記録ヘッドカートリッジ１の底面図であり、図４は
図３に示した記録ヘッドカートリッジ１のノズル部５０
の要部拡大斜視図である。

【００２３】この記録ヘッドカートリッジ１はモノカラ
ー用のカートリッジであり、インクを吐出するノズル部
５０と、上面に開口部を有する箱状の形状をなすモノカ
ラーホルダ６０とが一体となったもので、モノカラーホ
ルダ６０の内部に、モノカラーのインクを収容するイン
クタンク３０が着脱自在に装着される。

【００２４】ノズル部５０は、図４の拡大図に示すよう
に、アルミニウム等の金属板からなるベースプレート５
１に、複数の液路５０ｄおよび共通液室５０ｃを構成す
る溝が形成された溝付部材５２を固着したものであり、
記録媒体Ｐ（図１参照）と対面する吐出口面５０ａに
は、各液路５０ｄの開口端である複数の吐出口５０ｂが
形成されている。各液路５０ｄは所定のピッチで形成さ
れており、各液路５０ｄに対応して、ベースプレート５
１上にはインク吐出用のエネルギーを発生するための電
気熱変換体（発熱抵抗体など）５０ｅが配設されてい
る。共通液室５０ｃはインクタンク３０と連通してお
り、共通液室５０ｃにはインクタンク３０からインクが
供給される構成となっている。各電気熱変換体５０ｅ
は、それぞれ配線（不図示）を示してヘッド端子部と電
気的に接続されている。

【００２５】ヘッド端子部は、ベースプレート５１に固
着された、ガラスエキポシ等の電気基板であり、各電気
熱変換体５０ｅに接続される配線は、ワイヤーボンディ
ングによりヘッド端子部に接続される。また、ベースプ
レート５１は図７に示すように、記録媒体Ｐの搬送方向
に対して１〜４°傾けて取り付けられており、したがっ
て、各吐出口５０ｂの列も記録媒体Ｐの搬送方向に対し
て１〜４°傾いている。

【００２６】インクタンク３０から共通液室５０ｃに供
給されて一時的に貯えられたインクは、毛管現象により
液路５０ｄに侵入し、吐出口５０ｂでメニスカスを形成
して液路５０ｄを満たした状態を保つ。このとき、ヘッ
ド端子部に伝送された記録信号に基づき電気熱変換体５
０ｅが通電されて発熱すると、電気熱変換体５０ｅ上の
インクが急激に加熱されて膜沸騰して液路５０ｄ内に気
泡が発生し、この気泡の膨張により吐出口５０ｂからイ
ンクが吐出される。ここでは、エネルギーを発生させる
エネルギー発生素子として、電気熱変換体５０ｅを示し
たが、これに限らず、瞬間的に吐出圧力を加える機械的
エネルギーを発生する圧電素子を用いてもよい。

【００２７】次に、インクタンク３０のモノカラーホル
ダ６０への着脱操作について説明する。

【００２８】インクタンク３０をモノカラーホルダ６０
に装着するときは、まず、インク供給口３２ｂを封止し
ているシール材を剥がす。その後、図５に示すように、
インクタンク３０を抜け止め爪３２ｄが形成されている
側から矢印方向に斜めに挿入し、インクタンク３０の段
差部３１ａをモノカラーホルダ６０の各張り出し部６０
ｆの下方にもぐり込ませるとともに、インクタンク３０
の抜け止め爪３２ｄをモノカラーホルダ６０のタンク抜
け止め穴に引っ掛け、インクタンク３０のおおよその位
置決めを行う。インクタンク３０をモノカラーホルダ６
０に挿入する際、インクタンク３０には傾斜面３２ｇが
形成されているので、この傾斜面３２ｇがモノカラーホ
ルダ６０の底壁と略平行になるようにガイドとして利用
して挿入すれば、インクタンク３０の段差部３１ａをモ
ノカラーホルダ６０の各張り出し部６０ｆの下方にもぐ
り込ませるのは容易である。また、モノカラーホルダ６
０およびインクタンク３０に、互いに対応する傾斜面６
０ｋ、３２ｇが形成されているので、このモノカラーホ
ルダ６０に、異なる種類のインクタンクは装着できず、
インクタンクの誤装着が防止される。

【００２９】図６は、図１に示したインクジェット記録
装置に装着されるカラー記録ヘッドカートリッジを、こ
れに装着される２つのインクタンクとともに示した斜視
図である。このカラー記録ヘッドカートリッジ１０１
は、ブラックインクを収容するブラックインクタンク１
３０と、イエロー、マゼンタ、シアンの３色のインクを
収容するカラーインクタンク１４０とが着脱可能な構造
となっており、４色のインクを吐出するものである。そ
のためノズル部１５０も、各色のインクに対応して、ブ
ラック用の吐出口群１５０Ｂと、イエロー用の吐出口群
１５０Ｙと、マゼンタ用の吐出口群１５０Ｍと、シアン
用の吐出口群１５０Ｃとに分けられる。また、ぞれぞれ
のインクタンク１３０、１４０を装着する領域を区画す
るために、カラーホルダ１６０の底壁には、仕切板１６
５が一体的に設けられている。

【００３０】ベースプレート１５１およびヘッド端子部
１５３はモノカラーの記録ヘッドカートリッジ１と共通
のものを用いている。カラーホルダ１６０についても、
モノカラーホルダと詳細には異なるが、外形は、ほぼ同
一の形状となっている。特に、キャリッジ２との関係部
分の形状や、カラー記録ヘッドカートリッジ１０１をキ
ャリッジ２から取り外す際の指の引っ掛け部となるヘッ
ド着脱操作部１６０ｃの位置は同一であり、モノカラー
用の記録ヘッドカートリッジ１が装着されるキャリッジ
２と同一のキャリッジ２に、このカラー記録ヘッドカー
トリッジ１０１が着脱できる。すなわち、ユーザは１つ
のインクジェット記録装置において、モノカラー用の記
録ヘッドカートリッジ１とカラー記録ヘッドカートリッ
ジ１０１とを自由に選択して使用することができる。

【００３１】以下、本実施例の特徴ある制御動作を説明
する。

【００３２】（第１の実施例） 図７は、第１の実施例の特徴あるヘッド交換時の回復シ
ーケンスを示すフローチャートであり、同図を参照し
て、特徴ある動作を説明する。

【００３３】不図示のヘッド交換キーが押されると記録
装置内で現在搭載されている記録ヘッドの種類（ＩＤ）
を判別し、前記キャリッジ（ＣＲ）は、交換命令に基き
記録ヘッド交換位置へと移動する。例えば、現在使用し
ているインクが空になり、印字が途中だったとする。こ
の場合、インクタンクのみを交換し記録ヘッドの交換は
行わない。しかしながら、記録ヘッド内のインク流路に
おいて気泡が発生しているため、前記インクタンクのみ
を交換した場合は、に示す経路をたどり、記録ヘッド
の種類に対応した回復動作が行われる。

【００３４】次に記録ヘッドの交換が行われたとする。
特に、パーソナルコンピュータのカラー化に伴い、報告
書等のモノクロ印字が望まれる場合とプレジンテーショ
ンや年賀状といったカラー印字が望まれる場合とで使い
分けをはかることでランニングコストを大幅に低減でき
る。そこで、例えばカラーのＩＤＡをもつ記録ヘッドか
らモノクロのＩＤＢを持つ記録ヘッドに交換したとする
と、ステップではＩＤＡとＩＤＢが同一でないため、
経路をたどってキャリッジ（ＣＲ）はホームポジショ
ン（ＨＰ）に戻り、モノクロ印字が可能となる。ここで
はモノクロ記録ヘッドは使用済みの記録ヘッドであり回
復動作を行わなくても印字可能である。また、モノクロ
記録ヘッドからカラー記録ヘッドへと交換した場合も同
様に回復動作は行わない。

【００３５】従って、記録ヘッドの交換の度に回復動作
を行う必要がなく、インクタンクの消費量を低減でき
る。そして、インクタンクの容量を小さくできるだけで
なく、回復動作により記録装置内に収容する廃インク量
を少なくすることができる為、記録装置自体も小型化で
き、よりポータビリティ性が高まる。また回復動作がな
い為、交換直後に印字が行える。

【００３６】（第２の実施例） 図８は第２の実施例の特徴ある記録ヘッド交換時の動作
制御を示すフローチャートである。ポータビリティ性と
デスクトップ性の両機能を満足するインクジェット記録
装置の要望に対応する実施例であり、ポータビリティー
性を重視する場合は、小型タンクを有する記録ヘッドで
前記第１の実施例のように回復動作が行われる。

【００３７】しかしながら、何百枚もの記録を行った
り、１枚当たりの消費インク量が多い場合は、前記の記
録ヘッドよりインク容量の多い記録ヘッドがあると都合
が良い。この記録ヘッドの１ＤをＣとすると異なった種
類の記録ヘッドの場合には回復動作は行わないため、記
録ヘッド交換によりインクを消費しないですむ。ここで
は交換する記録ヘッドは印字可能状態にある記録ヘッド
であることが前提である。

【００３８】図８のフローチャートにおいて、ステップ
でＩＤＡ＝ＩＤＣの判断を行い、Ｃは大容量ヘッドで
ありＡヘッドとは種類が異なるときは経路５に進み、回
復動作は実施しないので、上記説明の第２の実施例目的
を達することができる。

【００３９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
記録ヘッドの種類を判別する検出手段を設け、記録ヘッ
ド交換時の回復動作の要否を判別することにより、記録
ヘッドを効率よく回復させ、回復動作によるインクの消
費量を低減できる。

【００４０】また、回復動作の回数を低減できるため、
回復によって吸引された廃インクを収容するスペースを
小さくでき、記録装置の小型化をはかることもできる。
また、異種の記録ヘッドへの交換直後に印字が行えるた
め回復時間を省くことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 一実施例の斜視図である。

【図２】 一実施例を筐体に収めた斜視図である。

【図３】 一実施例の記録ヘッドカートリッジの底面図
である。

【図４】 一実施例の記録ヘッドカートリッジの要部拡
大図である。

【図５】 一実施例のインクタンク装着の説明図であ
る。

【図６】 一実施例のインクタンク装着の説明図であ
る。

【図７】 第１の実施例のフローチャートである。

【図８】 第２の実施例のフローチャートである。

【図９】 従来例のフローチャートである。

【符号の説明】 記録ヘッドの種類に対応した回復動作への制御経路 カラー記録ヘッドかモノクロ記録ヘッドかを識別す
るステップ 回復動作をしない制御経路 大容量記録ヘッドか小容量記録ヘッドかを識別する
ステップ 異なった記録ヘッドの回復動作をしない制御経路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 平松 壮一 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キ ヤノン株式会社内 (72)発明者 山口 秀樹 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キ ヤノン株式会社内 (72)発明者 野島 隆司 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キ ヤノン株式会社内 (72)発明者 木田 朗 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キ ヤノン株式会社内 (72)発明者 川上 英明 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キ ヤノン株式会社内 (56)参考文献 特開 平５−162299（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B41J 2/18 B41J 2/165 B41J 2/175 B41J 2/185 B41J 2/21

Claims (7)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 インクを吐出して記録を行う複数種類の
   記録ヘッドと、 該記録ヘッドに供給するためのインクをそれぞれ貯溜す
   るための複数種類のインクタンクとを種類毎に交換可能
   に搭載して移動可能なキャリッジと、 前記記録ヘッドの回復動作を行うための回復手段と、前記記録ヘッドの 種類を検出する検出手段と、前記記録ヘッドの 交換時に、前記検出手段によって同種
   類の記録ヘッドへの交換が検出されたときは前記回復手
   段による前記回復動作を行い、前記検出手段によって異
   種の記録ヘッドへの交換が検出されたときは前記回復手
   段による前記回復動作を実施しないよう制御する制御手
   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】 前記複数種類の記録ヘッドは、モノクロ
   記録用とカラー記録用とを含むことを特徴とする請求項
   １記載のインクジェット記録装置。
3. 【請求項３】 前記複数種類の記録ヘッドは、大インク
   容量用と小インク容量用とを含むことを特徴とする請求
   項１記載のインクジェット記録装置。
4. 【請求項４】 前記記録ヘッドと前記インクタンクとは
   互いに分離可能に一体化されて前記キャリッジに搭載さ
   れていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記
   載のインクジェット記録装置。
5. 【請求項５】 前記回復手段は、前記記録ヘッドのイン
   クの吐出口を覆うためのキャップと、該キャップが前記
   吐出口を覆っているときに前記回復動作として前記吐出
   口からの吸引を行うための吸引ポンプと、を含むことを
   特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のインクジェ
   ット記録装置。
6. 【請求項６】 前記記録ヘッドには、インクを吐出する
   ために利用されるエネルギーを発生するエネルギー発生
   手段が設けられていることを特徴とする請求項１〜３の
   いずれかに記載のインクジェット記録装置。
7. 【請求項７】 前記エネルギー発生手段は、前記エネル
   ギーとして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６記載のインクジェット記録装
   置。