JP3282780B2 - インクジェット記録装置及び該装置におけるインク検出方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、インクジェットヘ
ッドを搭載したキャリッジを記録媒体に対して相対的に
移動して記録を行うインクジェット記録装置及び該装置
におけるインク検出方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】インクジェット・プリンタにおいて、イ
ンクジェットヘッドに設けられたインクタンク（インク
カートリッジ）のインクの有無を検出する方法として、
種々の方法が提案されている。例えば、インク滴をフォ
トインタラプタの間に吐出し、そのフォトインタラプタ
の出力を増幅し、その増幅した信号レベルに基づいてイ
ンクの有無を検出する方法がある。また、インクの有無
を検出するために、記録媒体にインク有無検出用のマー
クを印字し、反射型フォトセンサによって、その検出用
マークが適正に印字されているかどうかにより、インク
残量の有無を判定する方法もあった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら従来の方
法の内、前者の方法では、フォトセンサの間にインクを
吐出する場合には、一旦インクジェットヘッドをフォト
センサ間に移動して、そこで停止させて インク吐出を
行っていた。このためインクジェットヘッドよりのイン
ク吐出を検出するために、より長い時間が必要となって
いた。そこで、インクジェットヘッドを移動しながらフ
ォトセンサ間にインクを吐出させてインク吐出の有無を
検出すると、以下のような問題がある。即ち、近年の技
術の進歩に伴って高精細、高画質の画像が望まれ、イン
クジェット記録装置の高解像度化が達成されると、吐出
されるインクの液滴が従来より小さくなる傾向にある。
また、フォトインタラプタの機構的な制約もあって、よ
り小さくなったインク液滴では十分に受光素子に到達す
る光を遮光することができない場合が発生する。そこ
で、このような方式による判定をより確実なものにする
ために、フォトインタラプタの間に多量のインクを吐出
する必要が生じ、非常に不経済であった。

【０００４】また、後者のマーク方式では、その検出精
度は高い反面、インクの有無を検出するために、本来必
要でないマークを記録媒体に記録しなければならない。
このため記録媒体が無駄に使用され、またそのマークを
高精度に読取るためのセンサが必要となっていた。

【０００５】本発明は上記従来例に鑑みてなされたもの
で、インクジェットヘッドよりのインクを吐出を検出す
るための時間を短縮して、インクジェットヘッドより吐
出されるインクを検出できるインクジェット記録装置及
び該装置におけるインク検出方法を提供することを目的
とする。

【０００６】また本発明の目的は、インク検出に要する
インク量を少なくして、インクジェットヘッドより吐出
されるインクの有無を検出できるインクジェット記録装
置及び該装置におけるインク検出方法を提供することに
ある。

【０００７】また本発明の他の目的は、インクの無しと
判定されるまでは、インクジェットヘッドより吐出する
インク吐出量を少なくしてインク吐出検知を行い、イン
ク吐出が検知されなくなると、インクジェットヘッドよ
りのインク吐出量を増大させてインク吐出の有無を検出
するインクジェット記録装置及び該装置におけるインク
検出方法を提供することにある。

【０００８】また本発明の他の目的は、インクの無しと
判定されるまでは、インクジェットヘッドの移動速度を
速めてインク吐出検知を行い、インク吐出が検知されな
くなると、インクジェットヘッドの移動速度を低下させ
てインク吐出の有無を検出するインクジェット記録装置
及び該装置におけるインク検出方法を提供することにあ
る。

【０００９】また本発明の他の目的は、インクの無しと
判定されるまでは、インクジェットヘッドの複数ノズル
の一部を使用してインク吐出検知を行い、インク吐出が
検知されなくなると、インクジェットヘッドの全ノズル
或は、より多い数のノズルを使用してインク吐出の有無
を検出するインクジェット記録装置及び該装置における
インク検出方法を提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明のインクジェット記録装置は以下のような構成
を備える。即ち、インクジェットヘッドを搭載したキャ
リッジを記録媒体に対して相対的に移動して記録を行う
インクジェット記録装置であって、前記インクジェット
ヘッドの移動領域内の所定位置に設けられ、前記インク
ジェットヘッドより吐出されるインクを検出して検出信
号を出力する検出手段と、前記インクジェットヘッドを
移動する移動手段と、前記移動手段による前記インクジ
ェットヘッドの移動に伴って前記インクジェットヘッド
が前記所定位置に到達したか否かを検知する検知手段
と、前記検知手段による検知に応じて前記インクジェッ
トヘッドよりインクを吐出するインク吐出手段と、前記
インク吐出手段によるインク吐出に同期して前記検出信
号を調べてインク吐出の有無を判定する判定手段と、前
記判定手段によりインク吐出が無いと判定されると、前
記移動手段による前記インクジェットヘッドの移動速度
を低下させて前記インク吐出手段によりインクを吐出さ
せ、前記インク吐出の有無を再度判定する制御手段と、
を有することを特徴とする。

【００１１】上記目的を達成するために本発明のインク
ジェット記録装置におけるインク検出方法は以下のよう
な工程を備える。即ち、複数のノズルを有するインクジ
ェットヘッドを搭載したキャリッジを記録媒体に対して
相対的に移動して記録を行うインクジェット記録装置に
おけるインク検出方法であって、前記インクジェットヘ
ッドを所定の速度で移動させる工程と、前記インクジェ
ットヘッドがフォトセンサによる検出位置に到達すると
前記インクジェットヘッドの複数のノズルの一部を使用
してインクを吐出するインク吐出工程と、インク吐出に
同期して前記フォトセンサによりインク吐出を検知でき
たか否かを判定する工程と、インク吐出が検知できなか
った場合、前記インクジェットヘッドの全ノズル或は前
記インク吐出工程における使用ノズル数よりも多い数の
ノズルを使用してインクを吐出させ、再度前記フォトセ
ンサによりインク吐出の有無を検出する検出工程とを有
する。

【００１２】

【発明の実施の形態】本実施の形態によれば、インク吐
出手段は、前記インクジェットヘッドを移動させなが
ら、前記インクジェットヘッドの移動速度に応じた時間
インクを吐出する。

【００１３】また本実施の形態によれば、検出手段は発
光素子と受光素子とを含み、前記インクジェットヘッド
より前記発光素子と受光素子の間に吐出されるインクに
より前記受光素子に到達する光の変化量に基づく検出信
号を出力する。

【００１４】更に本実施の形態によれば、前記インクジ
ェットヘッドは前記発光素子と受光素子の光軸上にイン
クを吐出する。

【００１５】更に本実施の形態によれば、所定位置はキ
ャリッジのホーム位置である。

【００１６】また本実施の形態のインクジェットヘッド
は、電気熱変換体を備え、前記電気熱変換体によりイン
クに付与される熱によりインクに状態変化を発生させ、
当該状態変化によりインク滴を吐出する。

【００１７】以下、添付図面を参照して本発明の好適な
実施の形態を詳細に説明する。

【００１８】まず図２〜図５を参照して、本発明の実施
の形態のインクジェット記録装置の構成を詳しく説明す
る。

【００１９】図２は、本発明の一実施形態であるインク
ジェット方式に従った記録ヘッドによって記録を行なう
インクジェット記録装置の構成を示す側断面図である。

【００２０】図２において、Ａはインクジェット方式に
従って記録を行なう記録部、Ｂは給紙カセット１に積載
された記録紙Ｐ等の記録媒体を１枚ずつ分離して記録部
Ａに供給する給紙部である。

【００２１】まず、記録紙Ｐの流れについて説明する。
給紙部Ｂの給紙カセット１に積載された記録紙Ｐは、給
紙ローラ２およびリタードローラ３によりピックアップ
され、給紙ローラ２の回転によって記録部Ａに送り込ま
れる。記録部Ａでは記録ヘッド５により記録紙Ｐにイン
クを吐出して記録を行いつつ、その記録に合わせて記録
紙Ｐを搬送する。そして、１頁分の記録が終了すると排
紙ローラ６の回転によって記録紙Ｐを排出し、排紙スタ
ッカ７に積載する。

【００２２】次に、給紙部Ｂの具体的な構成について説
明する。

【００２３】図２において、記録紙Ｐを複数枚積載収納
する給紙カセット１は、記録紙Ｐを積載する中板４を備
えている。中板４は給送ローラ２と対向配置されている
中板バネ１０により裏面より上方に付勢されている。ま
た、中板４は給紙待機時においてはカムなどにより下方
へ押圧され、記録紙Ｐが少なくなったり、或は無くなっ
た時には容易に記録紙Ｐを補充可能な構造になってい
る。

【００２４】一方、記録信号を検知し、給紙動作を開始
する時は、カム等による中板４の下方押圧が解除され、
記録紙Ｐは給紙ローラ２によってピックアップされる。
リタードローラ３は給紙ローラ２と対向する位置にあり
中板４と連動して記録紙Ｐの位置を変える。給紙動作を
行う時は、中板４によって上方に付勢され、給紙ローラ
２によりピックアップされた記録紙Ｐの最上部の１枚
が、Ｊ部における給紙ローラ２とリタードローラ３との
協働作用によって分離されて給送される。こうして分離
給送された記録紙Ｐは、給送ローラ２に十分巻き付くよ
うに挟持されて記録部Ａに搬送される。

【００２５】次に、記録部Ａで記録された記録紙Ｐの排
出機構を説明する。

【００２６】排紙ローラ６で排出された記録紙Ｐは、排
紙スタッカ７に排紙積載される。排紙スタッカ７は、ヒ
ンジＫ部を回転中心とする排紙補助トレイ９を設けてお
り、使用する記録紙Ｐが長尺である場合には、この排紙
補助トレイ９が回転されて、排紙スタッカ７の全長を記
録紙Ｐの排紙方向に長くすることが出来る。更に、排紙
スタッカ７は、給紙カセット１のカバーを兼ねる構造に
なっている。尚、排紙スタッカ７と排紙補助トレイ９に
は複数のリブ（不図示）が設けられており、記録がなさ
れた記録紙Ｐはそれらの複数のリブ上を摺動し、順次積
載される。

【００２７】次に、記録部Ａの構成を図３を参照して詳
しく説明する。

【００２８】図３は記録部Ａの詳細な構成を示す立体斜
視図である。図３に示すように、記録ヘッド５は、イン
クタンクを内蔵し、インクが無くなったときに記録ヘッ
ドごと新品と交換し得るカートリッジ式の記録ヘッドで
ある。

【００２９】ここで、記録ヘッド５からのインク吐出原
理について説明する。その記録ヘッド５は、一般に微細
な液体吐出口（オリフィス）、液路およびこの液路の一
部に設けられるエネルギー作用部と、その作用部にある
液体に作用させる液滴形成エネルギーを発生するエネル
ギー発生部とを備えている。

【００３０】このエネルギー発生部としてはピエゾ素子
等の電気機械変換体を用いたもの、レーザ等の電磁波を
照射して、そこにある液体に吸収させて発熱さて、その
発熱による作用で液滴を吐出、飛翔させるようにしたも
の、あるいは電気熱変換体によって液体を加熱して液体
を吐出させるようにしたもの等がある。その中でも熱エ
ネルギーによって液体を吐出させる方式を用いた記録ヘ
ッドは、記録用の液滴を吐出して飛翔用液滴を形成する
ための液体吐出口（オリフィス）を高密度に配列するこ
とができるために高解像度で記録を行なうことが可能で
ある。

【００３１】また、電気熱変換体をエネルギー発生部と
して用いた記録ヘッドは、全体的な小型化も容易で、か
つ、最近の半導体分野における技術の進歩と信頼性の向
上が著しいＩＣ技術やマイクロ加工技術の長所を十二分
に活用でき、長尺化及び面状化（２次元化）が容易であ
ること等から、マルチノズル化、高密度実装化が容易
で、しかも大量生産が可能で、製造コストも安価にする
ことが可能である。

【００３２】このようにエネルギー発生部に電気熱変換
体を用い、半導体製造プロセスを経て製造された記録ヘ
ッドは、一般には各インク吐出口に対応した液路を設
け、その液路ごとに液路を満たす液体に熱エネルギーを
作用させて、対応するインク吐出口から液体を吐出して
飛翔用液滴を形成する手段としての電気熱変換体が設け
られ、各液路には、各液路に連通さている共通液室から
液体が供給される構造となっている。

【００３３】さらに続いて図３を参照して、記録部Ａの
構成を説明する。

【００３４】図３において、キャリッジ１５は記録ヘッ
ド５を精度良く保持しながら、記録紙Ｐの搬送方向（副
走査方向、矢印Ｇ方向）とは直交する方向（主走査方
向、矢印Ｈ方向）に往復移動される。また、キャリッジ
１５は、ガイド棒１６と、ベルト１８とキャリッジ１５
とを固定する突き当て部１５ａにより摺動自在に保持さ
れている。キャリッジ１５の往復移動は、キャリッジモ
ータ３０（図４）によって駆動されるプーリ１７および
タイミングベルト１８によって行われ、この時に記録ヘ
ッド５に与えられる記録信号や電力は、フレキシブルケ
ーブル１９によって装置本体の電気回路より供給されて
いる。記録ヘッド５とフレキシブルケーブル１９とは互
いの接点を圧接して接続している。また、記録部Ａのキ
ャリッジ１５のホームポジションにはキャップ２０が設
けられインク受け手段として機能する。キャップ２０は
必要に応じて上下し、上昇時は記録ヘッド５に密着しそ
のノズル部を覆いインクの蒸発やゴミの付着を防止す
る。

【００３５】この装置では、記録ヘッド５とキャップ２
０とが相対的に対向した位置となるように位置決めする
ために、装置本体に設けられたキャリッジホームセンサ
２１とキャリッジ１５に設けられた遮光板１５ｂが用い
られている。キャリッジホームセンサ２１には透過型の
フォトインタラプタが用いられ、キャリッジ１５が移動
して待機位置まで移動した時に、キャリッジホームセン
サ２１の一部から照射された光が遮光板１５ｂによって
その透過が遮られることを利用して、記録ヘッド５とキ
ャップ２０とが相対的に対向した位置にあることを検知
する。

【００３６】記録紙Ｐは図中下側より上方へ給紙され、
給送ローラ２および紙ガイド２２によって水平方向に曲
げられて、矢印Ｇ方向（副走査方向）に搬送される。給
送ローラ２および排紙ローラ６は夫々、搬送モータ３１
（図５）の回転によって駆動され、必要に応じてキャリ
ッジ１５の往復移動と連動して高精度に記録紙Ｐを副走
査方向に搬送する。また、副走査方向には撥水性の高い
材料で形成され、その刃状の円周部のみで記録紙Ｐに接
触する拍車２３が設けられる。拍車２３は排紙ローラ６
に対向する位置で、軸受部材２３ａにより主走査方向に
所定長離間して複数箇所に配設されており、記録直後の
記録紙上の未定着画像に接触しても画像に影響を与えず
に記録紙Ｐをガイドして搬送するようになっている。

【００３７】インク検出部８は、図１を参照して後述す
る発光素子（ＬＥＤ）１０１と受光素子（フォトトラン
ジスタ）１０２を有し、図４に示すように、キャップ２
０と記録紙Ｐの紙端との間で、記録ヘッド５のノズル列
５ｃに対向した位置に配置され、記録ヘッド５の複数ノ
ズルより吐出されるインク滴列を、そのノズルの配列方
向の長手方向から見て直接光学的に検知する透過型フォ
トトランジスタを備えており、記録ヘッド５のインク無
しの状態をその出力から判断できる。ここで用いている
インク検出部８は、発光素子１０１に赤外線ＬＥＤを用
い、その赤外線ＬＥＤの発光面にはレンズが一体成形さ
れ、受光素子１０２に向けて略平行に光を投射できる。
更に、この受光素子１０２の受光面には、モールド部材
により０．７ｍｍ×０．７ｍｍの穴が光軸上に形成さ
れ、受光素子１０１と発光素子１０２との間全域におい
て検出範囲を高さ方向を０．７ｍｍ、幅方向を０．７ｍ
ｍに絞り込んでいる。

【００３８】また、発光素子１０１と受光素子１０２と
を結ぶ光軸は、記録ヘッド５のノズル列５ｃと平行に配
置され、受光素子１０１と受光素子１０２との間隔は、
記録ヘッド５のノズル列５ｃの長さよりも長く、その光
軸と記録ヘッド５のノズル列５ｃの位置とが一致する
と、記録ヘッド５の各ノズルから吐出されるインク滴
は、全て発光素子１０１と受光素子１０２の間の検出範
囲を通過可能な構成となっている。そして、その検出範
囲をインク滴が通過することにより、インク滴が発光素
子１０１からの光を遮って受光素子１０２に到達する光
量が減少され、これにより受光素子１０２であるフォト
トランジスタの出力の変化が得られてインク吐出量が検
出される。

【００３９】尚、記録ヘッド５のノズル列とインク検出
部８とを相対的に対向した位置となるように位置決めす
るために、キャップ２０との位置決め同様に、装置本体
に設けられたキャリッジホームセンサ２１を用いる。

【００４０】この実施の形態では、図４に示すようにホ
ームポジション（ＨＰ）にある記録ヘッド５のノズル列
５ｃの位置からフォトセンサ８の光軸へ移動する距離
（Ｌ）を、キャリッジ１５を駆動するキャリッジモータ
３０のステップ数に換算し、予め記録動作を実行させる
制御プログラムに定数として設定されている。このよう
にして、ホームポジションを検出した後、一定量キャリ
ッジ１５を移動した時点で、記録ヘッド５のインク吐出
列の位置と、インク検出部８の発光素子１０１と受光素
子１０２との光軸とが正確に位置決めされる。尚、この
インク吐出の検出位置は、ホーム位置であってもよい。

【００４１】図５は、本実施の形態のインクジェット記
録装置の制御構成を示すブロック図である。

【００４２】図５において、２４は装置全体を制御する
ための制御部であり、制御部２４はＣＰＵ２５と、ＣＰ
Ｕ２５が実行する制御プログラムや各種データを記憶し
ているＲＯＭ２６と、ＣＰＵ２５が種々の処理を実行す
るにあたり作業領域として使用したり、各種データを一
時的に保存するためのＲＡＭ２７等を有している。

【００４３】図５に示すように、記録ヘッド５はフレキ
シブルケーブル１９を介して制御部２４に接続され、フ
レキシブルケーブル１９には制御部２４から記録ヘッド
５に対する制御信号線、画像信号線等が含まれている。
また、インク検出部８の出力はＡ／Ｄ変換回路２８を介
して制御部２４に入力され、そのＡ／Ｄ変換されたデジ
タル値に応じて、ＣＰＵ２５がインク吐出量を解析可能
な構成となっている。キャリッジモータ３０は、制御部
２４よりの信号に基づいてモータ駆動回路３２より出力
される相励磁信号に応じて回転する。さらに制御部２４
は、モータ駆動回路３３を介しキャリッジモータ３０
を、モータ駆動回路３２を介して搬送モータ３１の回転
を制御している。

【００４４】更にまた制御部２４は、外部コンピュータ
５６からの記録命令や記録データを受信するプリンタ・
インターフェース５４等を接続している。また制御部２
４は装置利用者が種々の操作や指示を行なう操作パネル
５８を接続しており、この操作パネル５８には、オペレ
ータへの各種メッセージ表示を行なうための表示部（Ｌ
ＣＤ）５９が設けられている。

【００４５】図１は、本実施の形態のインクジェット記
録装置におけるインク検出動作時の記録ヘッド５とイン
ク検出部８との位置関係を示す図である。

【００４６】この実施の形態では、インク検出に要する
時間を短縮するために、記録ヘッド５を停止させずに、
移動しながらインク検出部８のフォトインタラプタ間に
インクを吐出させてインク検出を行っている。

【００４７】図６は、本実施の形態のインク検出部８の
構成を示すブロック図である。

【００４８】１０１は発光素子である、例えば赤外線Ｌ
ＥＤ、１０２は受光素子であるフォトトランジスタであ
る。この例では、信号１０３は通常はフォトトランジス
タ１０２がオンされているためロウレベルであり、発光
素子１０１と受光素子１０２との間にインクが吐出され
ることにより、発光素子１０１より発光されて受光素子
１０２に到達する光量が減少すると、フォトトランジス
タ１０２を流れる電流が減少する。これにより信号１０
３の信号レベルが上昇し、その上昇レベルを検出するこ
とにより、記録ヘッド５より吐出されたインク量を検出
することができる。

【００４９】次に図７のフローチャートを参照して本実
施の形態のインクジェット記録装置の動作を説明する。

【００５０】このフローチャートで示された処理は、記
録ヘッド５のインク量の検出指示が入力されることによ
り開始され、まずステップＳ１で、キャリッジ１５をホ
ーム位置方向に移動する。そしてステップＳ２でホーム
位置（インク検出位置）に到達するとステップＳ３に進
み、そのホーム位置より速度Ａでキャリッジ１５を、図
４の矢印方向に移動させる。そして記録ヘッド５に全ド
ットがオンとなる記録データを出力して、前述の定数に
応じたステップ数だけキャリッジ１５を移動させた時点
で記録ヘッド５を駆動し、記録ヘッド５よりインクを吐
出させる（ステップＳ４）。尚、この時に記録ヘッド５
よりインクが吐出される時間（記録ヘッド５が駆動され
る時間）は、速度Ａに対応して短くなっている。そして
ステップＳ５で、この時のＡ／Ｄ変換回路２８よりの信
号を入力し、ステップＳ６で、そのＡ／Ｄ変換された値
を基に、インク検出部８がインクを検出しているか否か
を判断する。インク検出部８がインクを検出したときは
ステップＳ７に進み、操作パネル５８の表示部５９にイ
ンク有りの旨を表示して処理を終了する。尚、記録ヘッ
ド５に出力する全ドットオンのデータは、この処理のス
タート時点でセットされていても良い。

【００５１】一方、ステップＳ６でインクが検出できな
かった時はステップＳ８に進み、今度はキャリッジ１５
がインク検出位置を通り過ぎているので、その進行方向
を逆にしてキャリッジ１５をホーム位置まで移動し（Ｓ
９）、今度は速度Ａよりも遅い速度Ｂ（Ａ＞Ｂ）で、前
述の定数で定められている距離だけ移動する（Ｓ１
０）。そしてステップＳ１１で、前述のステップＳ４と
同様にして記録ヘッド５よりインクを吐出させる。尚、
このステップＳ１１における記録ヘッド５の駆動時間
は、速度Ｂに対応して前述のステップＳ３の場合よりも
長くなっている。そしてステップＳ１２で、インク検出
部８よりのＡ／Ｄ変換された信号を入力し、ステップＳ
１３で、そのデジタル値を基にインクが検出できたか否
かを判断する。インクが検出できたときはステップＳ７
に進み、前述と同様の処理を実行する。またステップＳ
１３でインクを検出できなかった時はステップＳ１４に
進み、インク無しと判断して、例えばアラーム音を鳴ら
すなどの処理を行うとともに、表示部５９にインク無し
である旨を表示する。

【００５２】このように本実施の形態によれば、最初に
記録ヘッド５の移動に伴うインク検出処理でインク無し
と判定した場合は、記録ヘッド５の移動速度を遅くし
て、再度、インクの検出動作を行う。これは記録ヘッド
５の移動速度を遅くすることによって、フォトインタラ
プタのスリットを横切るインクの量が増える。つまり、
単位時間当たりのインク吐出量が増えたことにもなる。
そのため、フォトトランジスタ１０２の出力の変化量が
多くなるので、インクの有無の判定がより確実になるた
めである。

【００５３】上記実施例のように、記録ヘッド５のイン
ク無しと判定されるまでは、記録ヘッド５をインク検出
部８の発光素子と受光素子との間をより速い速度Ａで移
動させて、少ないインク吐出量でインクの残量検出を行
う。そして、吐出されたインクを検出できないときは、
キャリッジ１５の移動速度を速度Ｂに下げ、インクの吐
出時間を長くして、再度インク残量の検出動作を行う。
これにより、確実に記録ヘッド５におけるインクの有無
を判定でき、記録ヘッド５におけるインクの残量検出の
ためのインクの吐出量を少なくすることができる。

【００５４】［第２の実施の形態］次に、記録ヘッド５
が複数のノズルを有している場合の第２の実施の形態を
説明する。

【００５５】記録ヘッド５におけるインクの残量検出を
行う時には、制御部２４は記録ヘッド５をインク検出部
８の位置に移動し、記録ヘッド５のノズルのうちの一部
だけを用いて、それらノズルより吐出されるインクが発
光素子１０１と受光素子１０２との光軸を横切るように
インクを吐出する。そして、受光素子１０２から出力さ
れる信号の変化量が予め定められた量よりも大きければ
インク有りと判断し、小さければインク無しと判断す
る。ここでインク無しと判断した場合は、インクを吐出
するノズル数を増やして（例えば全ノズルを使用し
て）、再度インクの残量検出動作を行う。このようにイ
ンクを吐出するノズル数を増やすことによって、その光
軸を横切るインク量が増える。このことは、検出を行う
工程全体でのインク吐出量が増えるだけでなく、単位時
間当たりのインクの吐出量を増やしたことになり、受光
素子１０２の出力信号の変化量が多くなるので、インク
の有無の判定がより確実になる。

【００５６】この処理は前述の図７のフローチャートと
同様にして実行できる。即ち、ステップＳ１でキャリッ
ジ１５を所定の速度で移動を開始し、ステップＳ４で記
録ヘッド５の一部のノズルを使用してインクを吐出させ
て、吐出されたインクを検出できたかどうかをみる。そ
してインクを検出できなかったときはステップＳ８に進
み、ステップＳ１と同じ速度でキャリッジ１５を移動さ
せる。そしてステップＳ１１では、記録ヘッド５の全ノ
ズル、或はより多くのノズルを使用してインクを吐出さ
せることにより実現できる。

【００５７】この第２の実施の形態のように、インク無
しと判定されるまでは、記録ヘッド５の全ノズルの内の
一部のノズルだけを用いて、即ち、少ないインク吐出量
でインクの残量検出を行い、インク無しと判定された時
は、インクを吐出するノズル数を増やして、即ち、イン
ク吐出量を増やして再度インクの残量検出動作を行うよ
うにしたことによって、全体としてインクの残量検出の
ためのインクの吐出量を少なくすることができる。

【００５８】尚、前述の第１及び第２の実施の形態を組
合わせることにより、インクが検出されている時は記録
ヘッド５の移動速度を速くし、かつ記録ヘッド５のノズ
ルの一部だけを使用して記録を行い、インクが検出され
ないときは記録ヘッド５の移動速度を低下させるか、或
は記録ヘッド５の全ノズルを使用してインクを吐出させ
るかのいずれか、或はその両方を行うようにしても良
い。

【００５９】以上説明したように本実施の形態によれ
ば、インク無しと判定されるまでは少ないインクの吐出
量でインクの残量検出を行うことによって、インクの残
量検出に使用するインクの量を少なくすることができ
る。

【００６０】以上の実施形態は、特にインクジェット記
録方式の中でも、インク吐出を行わせるために利用され
るエネルギーとして熱エネルギーを発生する手段（例え
ば電気熱変換体やレーザ光等）を備え、前記熱エネルギ
ーによりインクの状態変化を生起させる方式を用いるこ
とにより記録の高密度化、高精細化が達成できる。

【００６１】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４７４０
７９６号明細書に開示されている基本的な原理を用いて
行うものが好ましい。この方式はいわゆるオンデマンド
型、コンティニュアス型のいずれにも適用可能である
が、特に、オンデマンド型の場合には、液体（インク）
が保持されているシートや液路に対応して配置されてい
る電気熱変換体に、記録情報に対応していて膜沸騰を越
える急速な温度上昇を与える少なくとも１つの駆動信号
を印加することによって、電気熱変換体に熱エネルギー
を発生せしめ、記録ヘッドの熱作用面に膜沸騰を生じさ
せて、結果的にこの駆動信号に１対１で対応した液体
（インク）内の気泡を形成できるので有効である。この
気泡の成長、収縮により吐出用開口を介して液体（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をすると、即時適切に気泡の成
長収縮が行われるので、特に応答性に優れた液体（イン
ク）の吐出が達成でき、より好ましい。

【００６２】このパルス形状の駆動信号としては、米国
特許第４４６３３５９号明細書、同第４３４５２６２号
明細書に記載されているようなものが適している。な
お、上記熱作用面の温度上昇率に関する発明の米国特許
第４３１３１２４号明細書に記載されている条件を採用
すると、さらに優れた記録を行うことができる。

【００６３】記録ヘッドの構成としては、上述の各明細
書に開示されているような吐出口、液路、電気熱変換体
の組み合わせ構成（直線状液流路または直角液流路）の
他に熱作用面が屈曲する領域に配置されている構成を開
示する米国特許第４５５８３３３号明細書、米国特許第
４４５９６００号明細書を用いた構成も本発明に含まれ
るものである。加えて、複数の電気熱変換体に対して、
共通するスロットを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
ーの圧力波を吸収する開口を吐出部に対応させる構成を
開示する特開昭５９−１３８４６１号公報に基づいた構
成としても良い。

【００６４】さらに、記録装置が記録できる最大記録媒
体の幅に対応した長さを有するフルラインタイプの記録
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１個の記録ヘッドとして
の構成のいずれでもよい。

【００６５】加えて、上記の実施形態で説明した記録ヘ
ッド自体に一体的にインクタンクが設けられたカートリ
ッジタイプの記録ヘッドのみならず、装置本体に装着さ
れることで、装置本体との電気的な接続や装置本体から
のインクの供給が可能になる交換自在のチップタイプの
記録ヘッドを用いてもよい。

【００６６】また、以上説明した記録装置の構成に、記
録ヘッドに対する回復手段、予備的な手段等を付加する
ことは記録動作を一層安定にできるので好ましい。これ
らを具体的に挙げれば、記録ヘッドに対してのキャッピ
ング手段、クリーニング手段、加圧あるいは吸引手段、
電気熱変換体あるいはこれとは別の加熱素子あるいはこ
れらの組み合わせによる予備加熱手段などがある。ま
た、記録とは別の吐出を行う予備吐出モードを備えるこ
とも安定した記録を行うために有効である。

【００６７】さらに、記録装置の記録モードとしては黒
色等の主流色のみの記録モードだけではなく、記録ヘッ
ドを一体的に構成するか複数個の組み合わせによってで
も良いが、異なる色の複色カラー、または混色によるフ
ルカラーの少なくとも１つを備えた装置とすることもで
きる。

【００６８】以上説明した実施の形態においては、イン
クが液体であることを前提として説明しているが、室温
やそれ以下で固化するインクであっても、室温で軟化も
しくは液化するものを用いても良く、あるいはインクジ
ェット方式ではインク自体を３０°Ｃ以上７０°Ｃ以下
の範囲内で温度調整を行ってインクの粘性を安定吐出範
囲にあるように温度制御するものが一般的であるから、
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。

【００６９】加えて、積極的に熱エネルギーによる昇温
をインクの固形状態から液体状態への状態変化のエネル
ギーとして使用せしめることで積極的に防止するため、
またはインクの蒸発を防止するため、放置状態で固化し
加熱によって液化するインクを用いても良い。いずれに
しても熱エネルギーの記録信号に応じた付与によってイ
ンクが液化し、液状インクが吐出されるものや、記録媒
体に到達する時点では既に固化し始めるもの等のよう
な、熱エネルギーの付与によって初めて液化する性質の
インクを使用する場合も本発明は適用可能である。この
ような場合インクは、特開昭５４−５６８４７号公報あ
るいは特開昭６０−７１２６０号公報に記載されるよう
な、多孔質シート凹部または貫通孔に液状または固形物
として保持された状態で、電気熱変換体に対して対向す
るような形態としてもよい。本発明においては、上述し
た各インクに対して最も有効なものは、上述した膜沸騰
方式を実行するものである。

【００７０】さらに加えて、本発明に係る記録装置の形
態としては、コンピュータ等の情報処理機器の画像出力
端末として一体または別体に設けられるものの他、リー
ダ等と組み合わせた複写装置、さらには送受信機能を有
するファクシミリ装置の形態を取るものであっても良
い。

【００７１】また、本発明は、複数の機器から構成され
るシステムに適用しても良いし、１つの機器からなる装
置に適用しても良い。また、本発明はシステム或は装置
にプログラムを供給することによって実施される場合に
も適用できることは言うまでもない。この場合、本発明
に係るプログラムを格納した記憶媒体が本発明を構成す
ることになる。そして、該記憶媒体からそのプログラム
をシステム或は装置に読み出すことによって、そのシス
テム或は装置が、予め定められた仕方で動作する。

【００７２】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、イ
ンクジェットヘッドよりのインクを吐出を検出するため
の時間を短縮して、インクジェットヘッドより吐出され
るインクを検出できるという効果がある。

【００７３】また本発明によれば、インク検出に要する
インク量を少なくして、インクジェットヘッドより吐出
されるインクの有無を検出できる。

【００７４】また本発明によれば、インクの無しと判定
されるまでは、インクジェットヘッドより吐出するイン
ク吐出量を少なくしてインク吐出検知を行い、インク吐
出が検知されなくなると、インクジェットヘッドよりの
インク吐出量を増大させてインク吐出の有無を検出する
ことにより、インク検出に要するインク量を減少させる
ことができる。

【００７５】また本発明によれば、インクの無しと判定
されるまでは、インクジェットヘッドの移動速度を速め
てインク吐出検知を行い、インク吐出が検知されなくな
ると、インクジェットヘッドの移動速度を低下させてイ
ンク吐出の有無を検出することにより、、インク検出に
要するインク量を減少させることができる。

【００７６】また本発明によれば、インクの無しと判定
されるまでは、インクジェットヘッドの複数ノズルの一
部を使用してインク吐出検知を行い、インク吐出が検知
されなくなると、インクジェットヘッドの全ノズル或
は、より多い数のノズルを使用してインク吐出の有無を
検出することにより、、インク検出に要するインク量を
減少させることができる。

【００７７】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態のインク検出動作を示す
図である。

【図２】本発明の代表的な実施形態であるインクジェッ
ト方式に従った記録ヘッドによって記録を行なうインク
ジェット記録装置の構成を示す側断面図である。

【図３】図２に示す記録装置の記録部Ａの詳細な構成を
示す立体斜視図である。

【図４】記録部Ａのインク検出部の周辺の詳細な構成を
示す図である。

【図５】本実施の形態のインクジェット記録装置の構成
を示すブロック図である。

【図６】本発明の一実施の形態のインク検出部の回路図
である。

【図７】本実施の形態のインクジェット記録装置のイン
ク検出動作を示すフローチャートである。

【符号の説明】

５ 記録ヘッド ８ インク検出部 ２１ キャリッジホームセンサ ２４ 制御部 ２５ ＣＰＵ ２６ ＲＯＭ ２８ Ａ／Ｄ変換回路 ３０ キャリッジモータ ５８ 操作パネル １０１ 発光素子（ＬＥＤ） １０２ 受光素子（フォトトランジスタ）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 齋藤 篤 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 杉山 茂行 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 河野 健 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４−7159（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B41J 2/01 B41J 2/05 B41J 2/125 B41J 2/175 B41J 19/18

Claims (23)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 インクジェットヘッドを搭載したキャリ
   ッジを記録媒体に対して相対的に移動して記録を行うイ
   ンクジェット記録装置であって、 前記インクジェットヘッドの移動領域内の所定位置に設
   けられ、前記インクジェットヘッドより吐出されるイン
   クを検出して検出信号を出力する検出手段と、 前記インクジェットヘッドを移動する移動手段と、 前記移動手段による前記インクジェットヘッドの移動に
   伴って前記インクジェットヘッドが前記所定位置に到達
   したか否かを検知する検知手段と、 前記検知手段による検知に応じて前記インクジェットヘ
   ッドよりインクを吐出するインク吐出手段と、 前記インク吐出手段によるインク吐出に同期して前記検
   出信号を調べてインク吐出の有無を判定する判定手段
   と、前記判定手段によりインク吐出が無いと判定されると、
   前記移動手段による前記インクジェットヘッドの移動速
   度を低下させて前記インク吐出手段によりインクを吐出
   させ、前記インク吐出の有無を再度判定する制御手段
   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】 インクジェットヘッドを搭載したキャリ
   ッジを記録媒体に対して相対的に移動して記録を行うイ
   ンクジェット記録装置であって、 前記インクジェットヘッドの移動領域内の所定位置に設
   けられ、前記インクジェットヘッドより吐出されるイン
   クを検出して検出信号を出力する検出手段と、 前記インクジェットヘッドを移動する移動手段と、 前記移動手段による前記インクジェットヘッドの移動に
   伴って前記インクジェットヘッドが前記所定位置に到達
   したか否かを検知する検知手段と、 前記検知手段による検知に応じて前記インクジェットヘ
   ッドよりインクを吐出するインク吐出手段と、 前記インク吐出手段によるインク吐出に同期して前記検
   出信号を調べてインク吐出の有無を判定する判定手段
   と、 前記判定手段によりインク吐出が無いと判定されると、
   単位時問当たりのインク吐出量を多くして吐出させ、前
   記判定手段により前記インク吐出の有無を再度判定する
   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。
3. 【請求項３】 前記インクジェットヘッドはインクを吐
   出するためのノズルを複数有し、前記制御手段は、前記
   判定手段によりインク吐出がないと判定されると、吐出
   に要するノズルの数を増やすことにより、単位時間当り
   のインク吐出量を多くして吐出させることを特徴とする
   請求項２に記載のインクジェット記録装置。
4. 【請求項４】 前記インク吐出手段は、前記インクジェ
   ットヘッドを移動させながら、前記インクジェットヘッ
   ドの移動速度に応じた時間インクを吐出することを特徴
   とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のインクジ
   ェット記録装置。
5. 【請求項５】 前記検出手段は発光素子と受光素子とを
   含み、前記インクジェットヘッドより前記発光素子と受
   光素子の間に吐出されるインクにより前記受光素子に到
   達する光の変化量に基づく検出信号を出力することを特
   徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載のインク
   ジェット記録装置。
6. 【請求項６】 前記インクジェットヘッドは前記発光素
   子と受光素子の光軸上にインクを吐出することを特徴と
   する請求項５に記載のインクジェット記録装置。
7. 【請求項７】 前記所定位置は前記キャリッジのホーム
   位置に基づいて決定されることを特徴とする請求項１乃
   至６のいずれか１項に記載のインクジェット記録装置。
8. 【請求項８】 前記インクジェットヘッドは電気熱変換
   体を備え、前記電気熱変換体によりインクに付与される
   熱によりインクに状態変化を発生させ、当該状態変化に
   よりインク滴を吐出することを特徴とする請求項１乃至
   ７のいずれか１項に記載のインクジェット記録装置。
9. 【請求項９】 複数のノズルを有するインクジェットヘ
   ッドを搭載したキャリッジを記録媒体に対して相対的に
   移動して記録を行うインクジェット記録装置であって、 前記インクジェットヘッドの移動領域内の所定位置に設
   けられ、前記インクジェットヘッドより吐出されるイン
   クを検出して検出信号を出力する検出手段と、 前記インクジェットヘッドを移動する移動手段と、 前記移動手段による前記インクジェットヘッドの移動に
   伴って前記インクジェットヘッドが前記所定位置に到達
   したか否かを検知する検知手段と、 前記検知手段による検知に応じて前記インクジェットヘ
   ッドの前記複数のノズルの内の一部のノズルを使用して
   インクを吐出するインク吐出手段と、 前記インク吐出手段によるインク吐出に同期して前記検
   出信号を調べてインク吐出の有無を判定する判定手段
   と、 前記判定手段によりインク吐出が無いと判定されると、
   前記複数のノズルの全て、或は前記インク吐出手段によ
   り使用されたノズル数よりも多い数のノズルを使用して
   インクを吐出し、前記判定手段によりインク吐出の有無
   を判定する制御手段と、を有することを特徴とするイン
   クジェット記録装置。
10. 【請求項１０】 前記制御手段は、前記判定手段により
    インク吐出が無いと判定されると、更に前記移動手段に
    よる前記インクジェットヘッドの移動速度を低下させて
    前記インク吐出手段によりインクを吐出させ、前記イン
    ク吐出の有無を判定することを特徴とする請求項９に記
    載のインクジェット記録装置。
11. 【請求項１１】 前記インク吐出手段は、前記インクジ
    ェットヘッドを移動させながらインクを吐出することを
    特徴とする請求項９又は１０に記載のインクジェット記
    録装置。
12. 【請求項１２】 前記検出手段は発光素子と受光素子と
    を含み、前記インクジェットヘッドより前記発光素子と
    受光素子の間に吐出されるインクにより前記受光素子に
    到達する光の変化量に基づく検出信号を出力することを
    特徴とする請求項９乃至１１のいずれか１項に記載のイ
    ンクジェット記録装置。
13. 【請求項１３】 前記インクジェットヘッドは前記発光
    素子と受光素子の光軸上にインクを吐出することを特徴
    とする請求項１２に記載のインクジェット記録装置。
14. 【請求項１４】 前記所定位置は前記キャリッジのホー
    ム位置に基づいて決定されることを特徴とする請求項９
    乃至１３のいずれか１項に記載のインクジェット記録装
    置。
15. 【請求項１５】 前記インクジェットヘッドは電気熱変
    換体を備え、前記電気熱変換体によりインクに付与され
    る熱によりインクに状態変化を発生させ、当該状態変化
    によりインク滴を吐出することを特徴とする請求項９乃
    至１４のいずれか１項に記載のインクジェット記録装
    置。
16. 【請求項１６】 インクジェットヘッドを搭載したキャ
    リッジを記録媒体に対して相対的に移動して記録を行う
    インクジェット記録装置におけるインク検出方法であっ
    て、 前記インクジェットヘッドを第１の速度で移動させる工
    程と、 前記インクジェットヘッドがフォトセンサによる検出位
    置に到達すると前記インクジェットヘッドよりインクを
    吐出するインク吐出工程と、 インク吐出に同期して前記フォトセンサによりインク吐
    出を検知できたか否かを判定する工程と、 インク吐出が検知できなかった場合、前記インクジェッ
    トヘッドを前記第１の速度よりも遅い第２の速度で移動
    させて再度前記フォトセンサによりインク吐出の有無を
    検出する工程と、を有することを特徴とするインク検出
    方法。
17. 【請求項１７】 前記インク吐出工程は、前記インクジ
    ェットヘッドを移動させながら、前記インクジェットヘ
    ッドの移動速度に応じた時間インクを吐出することを特
    徴とする請求項１６に記載のインク検出方法。
18. 【請求項１８】 前記フォトセンサは発光素子と受光素
    子とを含み、前記インクジェットヘッドより前記発光素
    子と受光素子の間に吐出されるインクにより前記受光素
    子に到達する光の変化量に基づく検出信号を出力するこ
    とを特徴とする請求項１６又は１７に記載のインク検出
    方法。
19. 【請求項１９】 前記インクジェットヘッドは前記発光
    素子と受光素子の光軸上にインクを吐出することを特徴
    とする請求項１８に記載のインク検出方法。
20. 【請求項２０】 複数のノズルを有するインクジェット
    ヘッドを搭載したキャリッジを記録媒体に対して相対的
    に移動して記録を行うインクジェット記録装置における
    インク検出方法であって、 前記インクジェットヘッドを所定の速度で移動させる工
    程と、 前記インクジェットヘッドがフォトセンサによる検出位
    置に到達すると前記インクジェットヘッドの複数のノズ
    ルの一部を使用してインクを吐出するインク吐出工程
    と、 インク吐出に同期して前記フォトセンサによりインク吐
    出を検知できたか否かを判定する工程と、 インク吐出が検知できなかった場合、前記インクジェッ
    トヘッドの全ノズル或は前記インク吐出工程における使
    用ノズル数よりも多い数のノズルを使用してインクを吐
    出させ、再度前記フォトセンサによりインク吐出の有無
    を検出する検出工程と、を有することを特徴とするイン
    ク検出方法。
21. 【請求項２１】 インク吐出が無いと判定されると、前
    記検出工程では、前記インクジェットヘッドの移動速度
    を低下させてインクを吐出させることを特徴とする請求
    項２０に記載のインク検出方法。
22. 【請求項２２】 複数のノズルを有するインクジェット
    ヘッドを搭載したキャリッジを記録媒体に対して相対的
    に移動して記録を行うインクジェット記録装置における
    インク検出方法であって、 前記インクジェットヘッドを所定の速度で移動させる工
    程と、 前記インクジェットヘッドがフォトセンサによる検出位
    置に到達すると前記インクジェットヘッドの複数のノズ
    ルの一部を使用してインクを吐出するインク吐出工程
    と、 インク吐出に同期して前記フォトセンサによりインク吐
    出を検知できたか否かを判定する工程と、 インク吐出が検知できなかった場合、前記インクジェッ
    トヘッドによる単位時間当たりのインク吐出量を多くし
    て再度前記フォとセンサによりインク吐出の有無を検知
    する工程と、を有することを特徴とするインク検出方
    法。
23. 【請求項２３】 インク吐出が無いと判定されると、前
    記検出工程では、前記インクジェットヘッドの移動速度
    を低下させてインクを吐出させることを特徴とする請求
    項２２に記載のインク検出方法。