JP5252955B2

JP5252955B2 - インクジェット記録装置

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Publication number: JP5252955B2
Application number: JP2008066476A
Authority: JP
Inventors: 英之寺嶋; 雄司 ▲浜▼▲崎▼; 宏和田中
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Filing date: 2008-03-14
Publication date: 2013-07-31
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Description

本発明は、インクジェット記録装置およびインク残量検知方法に関し、特にインク残量を検知するインクジェット記録装置およびインク残量検知方法に関するものである。

近年、プリンタ、複写機、ファクシミリ等の記録装置は、微小なインク滴を高周波で吐出することが可能なインクジェット方式が普及している。中でも、ヒータ（電気熱変換体、エネルギ発生素子）の駆動により発生した気泡（バブル）を利用して、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、高密度なノズルの形成が可能であり、高精細な画質を記録することができる。

インクジェット記録装置は、インクが充填されたインクタンクが搭載され、記録を行なうことによりインクタンクが空になるとインクタンクを交換して使用するのが一般的である。このような記録装置では、記録中にインクが無くなる事を防止すべく、記録に先立って、インクが無くなるかどうかをインク残量を検出することによりユーザに知らせる機能を有するものがある。特に、ファクシミリ等の記録データがユーザの手元に残らない機器においては、インクが無くなって吐出されないといったカラ記録を防止すべく、高いインク残量検出精度が要求される。

インク残量を判断する方法として、インクタンク未使用時からのインク吐出回数をカウントしてインク使用量からインク残量を検知する方法や、インクタンクの光透過部に光を当ててインク残量を検知する方法が知られている。

また、ヒータ駆動前後の記録ヘッド温度変化を検知して判断する方法も知られている。インクタンクにインクが十分に存在する状態でヒータ駆動した場合には、ヒータにより加熱されたインクが発泡、吐出し、エネルギを消費するために記録ヘッドには比較的熱が蓄えられない。これに対し、インクタンクにインクが無い空の状態では、ヒータ駆動により発生する熱が全て記録ヘッドに蓄えられるために記録ヘッドの温度が高温になる。記録ヘッド温度変化を検知して判断する方法では、このような現象を利用してインク残量を判断している。この方法では、実際にインクが吐出されたかどうかを判断しているために、インクが無くなる寸前の残量検出の精度が高い。

特許文献１に開示された技術では、記録ヘッド温度のモニタ値と記録ヘッドに投入するエネルギから導かれる記録ヘッド温度の推定値とを比較し、あらかじめ定めた閾値と比較することによりインクの有無を判断している。この方法を用いると、インク吐出を始めて、全ノズルからのインク吐出ができなくなった状態でヒータ駆動を止めることができるので、所定時間を決めてヒータ駆動する場合に比べ無駄にインクを消費することもない。またインクが無くなった状態でヒータ駆動をし続けるカラ吐出もされないので、記録ヘッドが必要以上に高温になることもなくヘッド耐久も向上する。

特開平０６−３３６０２４号公報

しかしながら、記録ヘッド温度は、ヒータ駆動直前のヘッド温度やその時の雰囲気温度などによって変化する。したがって、記録終了直後にインク残量検出を行った場合、記録によるヘッド温度の上昇によって正確な温度を取得することができないことがある。すなわち、インク残量検知時の温度取得を記録ヘッド温度が不安定な状態で行なうことになり、記録ヘッド温度のモニタ値および推定値を正確にかつ安定して取得することができないことがある。

本発明は以上の点を鑑みてなされたものであり、記録により記録ヘッドの温度が上昇した場合であっても、的確なインク残量検出を行なう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検知方法を提供する。

上記問題を解決するために本発明は、インクを吐出する複数の吐出口と、前記複数の吐出口のそれぞれからインクを吐出させるために利用される熱エネルギを発生する複数のエネルギ発生素子とを有する記録ヘッド基板と、前記記録ヘッド基板の温度を検知する記録ヘッド温度検知手段と、雰囲気温度を検知する雰囲気温度検知手段と、前記複数の吐出口から吐出されるインクを保持するインクタンクと、前記記録ヘッド基板の温度と前記雰囲気温度との差が所定の温度未満となってから前記複数のエネルギ発生素子を駆動させ、駆動させた前後で変化する前記記録ヘッド基板の温度差に基づいて前記複数の吐出口からのインク吐出の有無を検知するように制御する検知制御手段と、インクの吐出を行った回数に基づいて前記インクタンク内のインク残量を算出する算出手段とを備えるインクジェット記録装置であって、前記検知制御手段は、前記算出手段によって算出された前記インク残量が所定の量以上の場合には、前記複数の吐出口からのインク吐出の有無の検知を行わないように制御し、かつ、記録動作後に所定時間経過している場合には、前記記録ヘッド基板の温度と前記雰囲気温度との差が所定の温度未満でなくとも前記複数のエネルギ発生素子を駆動させ、インク吐出の有無を検知するように制御することを特徴とする。

以上の構成によれば、記録ヘッドが一定の温度に下がってからインク残量検知を行なうことができる。その結果、記録により記録ヘッドの温度が上昇した場合であっても、的確なインク残量検出を行なうことができる。

以下に図面を参照して本発明における実施形態を詳細に説明する。

図１は、本発明の実施形態における記録装置の概略構成を示す図である。図１において、（ａ）は記録装置の斜視図を示し、（ｂ）は（ａ）の記録ヘッド部におけるＹ−Ｚ断面図である。

記録ヘッド１００および１０１は、インクタンクと一体となって構成された記録ヘッドである。なお、本実施形態ではインクタンク一体型の記録ヘッドを用いるが、本発明では、インクタンクと記録ヘッドが分離可能なものであっても良い。

記録ヘッド１００のインクタンクには、ブラックインク、淡シアンインク、淡マゼンタインクが収容されている。記録ヘッド１０１のインクタンクにはシアンインク、マゼンタインク、イエローインクが収容されている。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。また、記録ヘッド１００、１０１は各色インクに対応して複数配列された吐出口１０２を有する。

搬送ローラ１０３、補助ローラ１０４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し、記録媒体ＰをＹ方向に随時搬送する。また、給紙ローラ１０５は、記録媒体Ｐの給紙を行なうとともに、搬送ローラ１０３、補助ローラ１０４と同様に、記録媒体Ｐを抑える役割も果たす。また、プラテン１０７は、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している。ここで記録媒体とは、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、皮革等を含めた、インクを受容可能なものをいう。

キャリッジ１０６は、記録ヘッド１００、１０１を支持し、キャリッジベルト１０８に沿って、記録ヘッド１００、１０１を移動させる。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の点線で示した位置のホームポジションｈに待機する。キャリッジ１０６には、記録ヘッド周辺の雰囲気温度を計測するための雰囲気温度検知手段である、雰囲気温度センサが搭載されている。

本実施形態の記録装置は、キャリッジ１０６の主走査方向の移動と、記録媒体の副走査方向の移動を繰り返すことにより、記録媒体に記録を行なうものである。なお、「記録」とは、文字、図形等有意の情報を形成する場合のみならず、無意ものであってもよい。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、または媒体の加工を行なう場合も含まれる。

図２は、記録ヘッドの構成を示す図である。なお、「ノズル」とは、特にことわらない限り吐出口ないし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を発生する素子を総括して言うものとする。また、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の構成について説明する。さらに、本実施形態の記録ヘッド１０１は、シアン、マゼンタ、イエローのインクが注入されたインクタンクを有するが、本発明は、このようなインクタンクに限定されるものではない。すなわち、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収容したインクタンクも含まれる。

図２（ａ）は、記録ヘッド１０１を示す斜視図である。本実施形態の記録ヘッドは、コンタクトパッド２０１を介して記録装置本体から記録信号を受信し、記録ヘッドの駆動に必要な電力が供給される。また、破線で示された記録ヘッド内部壁により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、イエローインクがそれぞれ１０ｇずつ注入されている。インクタンク室２０２、２０３、２０４の構造等は同じである。

図２（ｂ）はＸ方向に記録ヘッドを見たときのシアンインクタンク室２０２の断面を示す断面図である。インク吸収体２０５で保持されている（図中、灰色で示されている。）インクは、インク流路２０６を通じて記録ヘッドチップ２０７へ供給される。

図２（ｃ）は、Ｚ方向に記録ヘッドを見たときを示す下面図である。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ダイオードセンサ２０８が設けられている。このダイオードセンサ２０８により、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、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記録ヘッド温度検知手段の構成としては、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良い。また、記録ヘッドチップ２０７には、シアンインクを吐出する吐出口列２０９、マゼンタインクを吐出する吐出口列２１０、イエローインクを吐出する吐出口列２１１が配置されている。

図２（ｄ）は、（ｃ）におけるシアンインクを吐出する吐出口列２０９を示す拡大図である。シアン吐出口列２０９上に吐出口１０２が配列され、各吐出口１０２の下（Ｚ方向側）には気泡を発生させてインクを吐出させるエネルギ発生素子であるヒータ２１２が設けられている。本実施形態では、シアン吐出口列２０９上に配列した吐出口１０２の数は６００個、吐出口１０２の間隔が１／６００インチで、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からは、１滴あたり約２ｐｌのインク滴が吐出可能な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。記録ヘッド１００、１０１を搭載したキャリッジの主走査方向（Ｘ軸方向）への速度は、主走査方向にインク滴を１２００ｄｐｉ間隔に記録すると１００００（ドット／秒）÷１２００（ドット／インチ）＝８．３３インチ／秒となる。

図３は、本実施形態の記録装置の制御構成を示すブロック図である。本制御構成の各構成要素は、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。ソフト系制御手段には、メインバスライン３０５に対してそれぞれアクセスする画像入力部３０３、それに対応する画像信号処理部３０４、中央制御部ＣＰＵ３００等の処理手段が含まれる。また、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、主走査方向へのキャリッジ駆動制御回路３０６、副走査方向への紙送り制御回路３０７等の処理手段が含まれる。ＣＰＵ３００は、通常ＲＯＭ３０１とＲＡＭ３０２を有し、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を駆動して記録を行なう。また、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）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と、これに対向離間するクリーニングブレード３１１、キャップ３１２、吸引ポンプ３１３を駆動する。ヘッド駆動制御回路３１６は、記録装置の周囲温度を検出するサーミスタ３１５や記録ヘッド温度を検出するダイオードセンサ２０８の出力値に基づいて、記録ヘッド１００、１０１上のヒータ２１２の駆動を行なう。そして、予備吐出やインク吐出、及び保温制御のためのインク温度調整を記録ヘッド１００、１０１に行なわせている。

ヒータ２１２の駆動の際には、記録装置から記録信号（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）が記録ヘッド１００、１０１に入力される。

図４（ａ）は、ヒータ２１２の駆動時のタイミングチャートであり、図４（ｂ）はヒータの駆動を示すブロック図である。記録信号（ＤＡＴＡ）をクロック信号（ＣＬＫ）と同期させて入力し、ラッチ信号（ＬＴ）を入力して記録信号（ＤＡＴＡ＿ＬＴＤ）を確定させる。その後に駆動信号（ＨＥ）を入力すると、ドライバにより選択されたヒータに駆動電圧が印加されてインクが吐出される。ラッチ信号（ＬＴ）及び駆動信号（ＨＥ）は、記録信号（ＤＡＴＡ）の入力が完了するまで無信号、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。各列のノズル数が６００個の記録ヘッド１００、１０１を１０ｋHzで駆動する際のクロック信号周波数は１０ｋHz×６００＝６ＭＨｚ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内で電気ノイズが発生し、記録ヘッドから記録装置に出力するダイオード出力値にもノイズがのる結果となる。

図５は、ヒータ２１２の駆動時におけるダイオードセンサの時間変化を示すグラフである。本図では、記録ヘッド１０１のシアンインク列の全ノズルを５ｋＨｚで２０００発吐出するように駆動した時のダイオードセンサ２０８出力値の時間変化を示している。１０ｍｓの時点でヒータ駆動を開始し６０ｍｓの時点で終了しているが、ヒータ駆動開始前や終了後のタイミングに比べて、ヒータ駆動中にはダイオードセンサ２０８出力値にはノイズが大きく乗っていることがわかる。このように、ヒータ駆動中に検出されたダイオードセンサの出力値によると、正確な記録ヘッド温度を取得することは困難である。

次に、本実施形態におけるインク残量検知方法を説明する。

まず、インクが確実に有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を記憶するために、新しい記録ヘッド１０１が搭載された時に記録ヘッド温度特性取得制御を実施する。記録ヘッド温度特性取得制御は、その制御自身で消費するインク量以上に十分存在する状態で実施すれば良い。したがって、本実施形態では新品装着時に行なうが、記録ヘッドが残量情報を保持する記憶領域を持っていて、ある程度のインク残量を認識できる場合は、インクが確実に有る状態を満足するタイミングで実施すればよい。

図６は、記録ヘッド温度特性取得制御を示すフローチャートである。まず、本制御を開始したときからの経過時間を計測する。そして、経過時間が２０ｓｅｃ未満であるか否かを判断する（Ｓ６０１）。経過時間が２０ｓｅｃ以上の場合には、ステップＳ６０３に進む。経過時間が２０ｓｅｃ未満の場合は、キャリッジに搭載されている雰囲気温度検知手段の雰囲気温度センサで計測した雰囲気温度と記録ヘッド温度検知手段で計測されたヘッド温度の差Ｔｄｉｆを算出する（Ｓ６０２）。雰囲気温度とヘッド温度の差Ｔｄｉｆが所定の温度以上の場合はＳ６０１に戻る。一方、雰囲気温度とヘッド温度の差Ｔｄｉｆが所定の温度未満の場合はＳ６０３に進む。本実施形態では、所定の温度は３℃である。

すなわち、経過時間が２０ｓｅｃ以上の場合または雰囲気温度とヘッド温度の差Ｔｄｉｆが３℃未満の場合には、ステップＳ６０３に進むことになる。

次に、ヒータ駆動前の記録ヘッド温度Ｔｓｔａｒｔ１を取得する（Ｓ６０３）。そして、記録ヘッド１０１のシアンインクを吐出する全ノズルから１５ｋＨｚで８０００発のインク吐出を行うためにヒータ（エネルギ発生素子）を駆動し（Ｓ６０４）、８０００発吐出後のヘッド温度Ｔｅｎｄ１を取得する（Ｓ６０５）。

最後に、８０００発分のヒータ駆動による温度上昇Ｔｒｅｆ＝Ｔｅｎｄ１−Ｔｓｔａｒｔ１をＲＡＭ領域に記憶する（Ｓ６０６）。

図７は、本実施形態の記録動作の概略を示すフローチャートである。ここでは記録ヘッド１０１のシアンインクの場合を代表して説明するが、記録ヘッド１００も同様である。

本実施形態における記録装置が記録データを受信すると、1ページ分の記録を行う（Ｓ７０１）。続いてインク残量がある程度あるかどうかを判断する（Ｓ７０２）。ここでの判断はそれほど高い精度は必要なく、これまでにインク吐出を行なった回数からインク消費量を計算し、インク残量がある一定量未満であるか否かを判断する。本実施形態では、どのような記録パターンであっても途中でインクが不足せず、かすれることなく次ページの記録を行なうことが可能なインク残量にある程度のマージンをもたせた量を考え、ある一定量は５ｇとする。インク残量が５ｇ以上である場合は、次ページの記録データが無いか否かを判断する（Ｓ７０９）。記録データが無い場合は終了する。記録データが有る場合には、前ページ記録に要したインク吐出回数に応じたインク消費からインク残量を計算した後、Ｓ７０１に移り再度記録を行う。

ステップＳ７０２において、インク残量が５ｇ未満の場合は、1ページ分の記録終了からの時間を計測する（Ｓ７０３）。１ページ分の記録終了から２０ｓｅｃ未満の場合は、キャリッジに搭載されている雰囲気温度センサで計測した雰囲気温度Ｔｅｎｖとヘッド温度Ｔｈｅａｄの差Ｔｄｉｆ（Ｔｄｉｆ＝Ｔｈｅａｄ−Ｔｅｎｖ）を比較する（Ｓ７０４）。そして、Ｔｄｉｆが所定の温度以上の場合はＳ７０３に戻る。また、Ｔｄｉｆが所定の温度未満の場合はステップＳ７０５に進みインク残量検知制御１を行なう。本実施形態では、所定の温度は３℃である。

一方、１ページ分の記録終了から２０ｓｅｃ以上時間が経過している場合には、雰囲気温度Ｔｅｎｖとヘッド温度Ｔｈｅａｄの差Ｔｄｉｆを比較することなく、インク残量検知制御１を行なう（Ｓ７０５）。

すなわち、ステップＳ７０３およびステップＳ７０４によって雰囲気温度とヘッド温度の差が３℃未満の場合もしくは記録終了からの時間が２０ｓｅｃ以上経過した場合にインク残量検知１に進むことになる。

次に、インク残量検知制御１について詳細に説明する。本実施形態のインク残量検知制御１は、インクが確実に有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を記憶し、インク残量検知を行った時の記録ヘッド温度と記憶した記録ヘッド昇温結果を比較する。そして、これらの記録ヘッド昇温結果の差が一定範囲内であれば不吐出なしと判断し、一定範囲以上である場合は不吐出が発生したと検知するものである。

図８は、インク残量検知制御１の手続を示すフローチャートである。まず、ヒータ（エネルギ発生素子）駆動前の記録ヘッド温度Ｔｓｔａｒｔ２を取得する（Ｓ８０１）。次に、記録ヘッド１０１のシアンインクを吐出する全ノズルから１５ｋＨｚで８０００発のインク吐出を行うようにヒータ（エネルギ発生素子）を駆動する（Ｓ８０２）。次に、８０００発吐出後の記録ヘッド温度Ｔｅｎｄ２を取得する（Ｓ８０３）。そして、８０００発吐出後の記録ヘッド温度Ｔｅｎｄ２とヒータ駆動前の記録ヘッド温度Ｔｓｔａｒｔ２の差をとり８０００発分のヒータ駆動による温度上昇Ｔａｆｔ（Ｔａｆｔ＝Ｔｅｎｄ２−Ｔｓｔａｒｔ２）を算出する（Ｓ８０４）。

ステップＳ８０４において算出された記録ヘッド温度Ｔａｆｔから記録ヘッド温度特性取得制御のステップＳ６０６で取得した記録ヘッド温度上昇Ｔｒｅｆを差し引いたものが一定温度より低いかどうかを判断する（Ｓ８０５）。本実施形態では、この一定温度は１０℃としている。記録ヘッドの状態変化（ここではインク残量）を検知する場合、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温度に１０℃の変化があれば明確な状態変化があったと判断できるため、本実施形態では１０℃としている。

したがって本実施形態では、Ｔａｆｔ−Ｔｒｅｆが１０℃以上である場合、１ページ記録中に不吐出が発生したと判断して（Ｓ８０７）、インク残量検知制御１を終了する。一方、Ｔａｆｔ−Ｔｒｅｆが１０℃未満である場合、記録中に不吐出が発生しなかったと判断して（Ｓ８０６）、インク残量検知制御１を終了する。

再び図７のフローチャートを参照するに、インク残量検知制御１の結果に基づき、ステップＳ７０１で行った１ページ記録で不吐出が発生したかどうか判断する（Ｓ７０６）。不吐出が発生しなかったと判断した場合は、次ページのデータが無いかを判断する（Ｓ７０９）。記録データが無い場合は終了する。記録データがある場合はステップＳ７０１に戻り、次の１ページ分の記録を行なう。

一方、１ページ分の記録中に不吐出が発生したと判断した場合は、ユーザにインク無しであることを、ホストコンピュータを通じてディスプレイ上に通知する（Ｓ７０７）。そして、記録を行なった現在のページの記録データをＲＡＭに記憶して（Ｓ７０８）、記録を終了する。

ここで、本実施形態の記録ヘッド温度特性取得制御およびインク残量検知制御において、雰囲気温度とヘッド温度の差が３℃未満の場合もしくは記録終了からの時間が２０ｓｅｃ以上経過した場合に記録ヘッド温度の測定を行なう理由について述べる。

図９は、記録ヘッド温度特性取得制御によって取得した記録ヘッド温度上昇Ｔｒｅｆと記録ヘッド温度と雰囲気温度と差Ｔｄｉｆの関係を示す。図９における雰囲気温度は２５℃である。Ｔｄｉｆが変化すると８０００発のヒータ駆動による記録ヘッド温度上昇Ｔｒｅｆも変化している。

図１０は、シアンインクの全ノズルでＡ４一枚全域にベタの記録を行った後の記録ヘッド温度と経過時間の関係を示す。図１０における雰囲気温度は３４.５℃である。一般に、記録ヘッド温度はインクの吐出数すなわちヒータ駆動回数が増えるにつれて雰囲気温度から上昇し、記録紙の全域にベタ記録した場合に雰囲気温度との差が最大になる。そして、図１０に示すように、記録終了から時間の経過と共に記録ヘッド温度が下降し雰囲気温度に近づく。

つまり、媒体への記録の直後に記録ヘッド温度特性取得を行った場合、記録データのパターンにより雰囲気温度と記録ヘッド温度の差が変化し、それによってＴｄｉｆも変化する。しかしながら雰囲気温度と記録ヘッド温度の差は媒体への記録終了からの経過時間と共に小さくなる。このため、本実施形態のように雰囲気温度とヒート開始温度の差が所定の値以下になるように管理することでヒータ駆動によるヘッド温度上昇の検出を安定させることができる。本実施形態では、雰囲気温度と記録ヘッド温度の差をインク残量検知制御１の不吐出の判断基準である１０℃に影響をあたえないように３℃としている。

図１１は、インク残量検知において１ページ分の記録で不吐出が発生した後にインク残量検知制御１を実施した時の記録終了からヒート駆動開始までの時間と算出値Ｔａｆｔ−Ｔｒｅｆの関係を示している。横軸は記録終了からヒート駆動開始までの時間を示し、雰囲気温度が４０℃、２５℃、５℃の場合の算出値Ｔａｆｔ−Ｔｒｅｆを縦軸に示している。図１１において、記録中に不吐出が発生した場合であっても、記録終了からヒート駆動開始までの時間が長くなるとＴａｆｔ−Ｔｒｅｆが１０℃以下なっている。この場合には不吐出であるのにも係らず、不吐出を判断できない結果になる。これは、記録中は不吐出になっていたヘッドが時間の経過とともに吐出ができるようになったために、記録ヘッド温度上昇Ｔａｆｔが不吐出時より下がり、記録ヘッド温度特性取得制御で記憶した記録ヘッド温度上昇Ｔｒｅｆとの差が少なくなっているからである。

インクジェット記録装置に搭載されるインクは通常、不吐出時にインクが吐出口からこぼれ出ることのないよう吸収体等のインクタンク内の負圧発生部材によって保持されている。すなわち、インクがインクタンク側に引っ張られる圧力（負圧）がかかっている。記録を行なうことでインクタンク内にあるインクが減っていくと、保持する力は変わらずインク量だけが減るために、負圧は徐々に大きくなる。また、吐出は１５ｋＨｚという高周波数で行うため吐出によっても負圧が発生する。インクの減少と吐出による負圧の増加によってインクがタンク側に強く引っ張られるために記録ヘッドチップ２０７と負圧発生部材であるインク吸収体２０５の間にあるインク流路２０６に気泡が発生する。この状態でさらに吐出を続けると気泡は大きくなると共に記録ヘッドチップ２０７のノズルに到達し吐出口へのインク供給が不可能となり、結果インクタンク内にはインクが残っているにも関わらずインク吐出を行なうことができなくなる。そして吐出を停止すると吐出により発生していた動的な負圧がなくなり、泡は減少するかまたはインク吸収体２０５の側へ移動しノズル口にインクが供給されるため吐出が可能になる。そのため記録終了後一定時間後にヒータ駆動を行うと再び吐出が可能になる。しかしながらインクの残量が少ないためしばらく吐出を行うとまた吐出が行うことが出来なくなる。

つまりインク残量検知において記録終了からヒート開始までの時間が長いと８０００発吐出する間に不吐出が発生せず記録中の不吐出を検出できない可能性がある。したがって、雰囲気温度とヒート開始温度の差が所定の値以下にならない場合であっても、記録終了からヒート開始までの時間を一定時間経過した場合には、インク残量検知を行なうこととしている。本実施形態では、この一定時間を２０ｓｅｃとしている。このように、本実施形態では、記録終了からヒート開始までの時間を管理することで、さらに記録中の不吐出を精度良くまた安定して検出することができる。

以上より、記録了後に不吐出なく記録が行えたかどうかの判断をエネルギ発生素子駆動後の記録ヘッド温度変化により検知するインク残量検知において、記録によってヘッド温度が上昇した場合においても正確にインク残量を検知することができる。

なお、本実施形態においては次記録の記録単位を１ページとしたが、本発明はこれに限定されるものではない。すなわち、記録単位が数スキャンや数ページ単位である場合は記録可能なインク残量設定を最適な量に変更するものであってもよい。

本発明の実施形態におけるインクジェット記録ヘッドを搭載した記録装置の概略構成を示す図である。本発明の実施形態における記録ヘッドの構成を示す図である。本発明の実施形態における記録装置の制御構成を示すブロック図である。本発明の実施形態におけるヒータ駆動時のタイムチャート及びブロック図である。本発明の実施形態におけるヒータ駆動時のダイオードセンサの時間変化を示す図である。本発明の実施形態における記録ヘッド温度特性取得制御の詳細を示すフローチャートである。本発明の実施形態における記録動作の概略を示すフローチャートである。本発明の実施形態におけるインク残量検知制御の詳細を示すフローチャートである。本発明の実施形態における記録ヘッド温度特性取得制御を行った際の記録ヘッド温度上昇と記録ヘッド温度と雰囲気温度と差の関係を示す図である。本発明の実施形態におけるシベタの記録を行った後の記録ヘッド温度と経過時間の関係を示す図である。本発明の実施形態におけるインク残量検知において、記録終了からヒート駆動開始までの時間と算出値Ｔａｆｔ−Ｔｒｅｆの関係を示す図である。

符号の説明

１００、１０１記録ヘッド
１０２吐出口
２０２シアンインクタンク室
２０３マゼンタインクタンク室
２０４イエローインクタンク室
２０５インク吸収体
２０６インク流路
２０７記録ヘッドチップ
２０９シアン吐出口列
２１０マゼンタ吐出口列
２１１イエロー吐出口列
２１２インク吐出用ヒータ
３００ＣＰＵ
３０１ＲＯＭ
３０２ＲＡＭ
Ｐ記録媒体

Claims

インクを吐出する複数の吐出口と、前記複数の吐出口のそれぞれからインクを吐出させるために利用される熱エネルギを発生する複数のエネルギ発生素子とを有する記録ヘッド基板と、
前記記録ヘッド基板の温度を検知する記録ヘッド温度検知手段と、
雰囲気温度を検知する雰囲気温度検知手段と、
前記複数の吐出口から吐出されるインクを保持するインクタンクと、
前記記録ヘッド基板の温度と前記雰囲気温度との差が所定の温度未満となってから前記複数のエネルギ発生素子を駆動させ、駆動させた前後で変化する前記記録ヘッド基板の温度差に基づいて前記複数の吐出口からのインク吐出の有無を検知するように制御する検知制御手段と、
インクの吐出を行った回数に基づいて前記インクタンク内のインク残量を算出する算出手段とを備えるインクジェット記録装置であって、
前記検知制御手段は、前記算出手段によって算出された前記インク残量が所定の量以上の場合には、前記複数の吐出口からのインク吐出の有無の検知を行わないように制御し、かつ、記録動作後に所定時間経過している場合には、前記記録ヘッド基板の温度と前記雰囲気温度との差が所定の温度未満でなくとも前記複数のエネルギ発生素子を駆動させ、インク吐出の有無を検知するように制御することを特徴とするインクジェット記録装置。
前記インクタンクにインクが保持されている際に前記複数のエネルギ発生素子を駆動させ、駆動させた前後で変化した前記記録ヘッド基板の初期温度差を記憶する記憶手段を有し、
前記検知制御手段は、前記初期温度差と前記温度差との差が所定の温度以上の場合に、不吐出となっている吐出口があると検知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。