JP5300227B2 - Ink jet recording apparatus and ink remaining amount estimation method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ヒータの熱エネルギーを利用してインクを吐出する記録ヘッドを用いるインクジェット記録装置、および、そのインクジェット記録装置におけるインク残量の推定方法に関するものである。 The present invention relates to an ink jet recording apparatus that uses a recording head that discharges ink using the thermal energy of a heater, and a method for estimating the remaining amount of ink in the ink jet recording apparatus.
近年、プリンタ、複写機、ファクシミリ等の記録装置としては、微小なインク滴を高い駆動周波数に基づいて吐出可能なインクジェット方式の記録装置(インクジェット記録装置)が普及している。特に、ヒータ(電気熱変換体)の発熱により発生したインクの気泡(バブル)を利用して、ノズルから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、ノズルを高密度に形成可能であり、高精細な画像を記録することができる。 In recent years, as a recording apparatus such as a printer, a copying machine, and a facsimile, an ink jet recording apparatus (ink jet recording apparatus) capable of ejecting minute ink droplets based on a high driving frequency has become widespread. In particular, a thermal ink jet recording type recording apparatus that ejects ink from nozzles using bubbles of ink generated by the heat generated by a heater (electrothermal converter) can form nozzles with high density, High-definition images can be recorded.
インクジェット記録装置においては、インクタンクを交換して使用する構成が一般的であり、記録に先立って、その記録中にインクが無くなるおそれがあるか否かをユーザに知らせることが重要である。特に、記録データがユーザの手元に残らないファクシミリ等の機器においては、記録中にインクが無くなる事態を確実に防がなければならず、インク残量の高い精度で推定することが要求される。 In an ink jet recording apparatus, a configuration in which an ink tank is replaced is generally used, and prior to recording, it is important to inform a user whether or not there is a possibility that ink will run out during the recording. In particular, in a device such as a facsimile machine in which recording data does not remain at the user's hand, it is necessary to reliably prevent a situation where ink runs out during recording, and it is required to estimate with high accuracy of the remaining amount of ink.
サーマルインクジェット記録方式の記録装置においては、ヒータの駆動前後における記録ヘッドの温度変化を検出して、インク残量を判断する方法が知られている。この方法は、記録ヘッド内におけるインクの存在の有無に応じて、その記録ヘッドの温度が変化する現象を利用するものである。すなわち、記録ヘッド内にインクが十分に存在している状態においてヒータを駆動した場合には、そのヒータにより加熱されたインクが発泡し、その発泡エネルギーによりインクがノズルから吐出する。そのため、この場合には、ヒータの熱エネルギーが消費されて、記録ヘッドには熱が比較的蓄えられない。一方、記録ヘッド内にインクが無い状態においてヒータを駆動した場合には、ヒータの熱が全て記録ヘッドに蓄えられるため、記録ヘッドの温度が高温になる。 In a thermal ink jet recording type recording apparatus, a method is known in which a change in the temperature of a recording head before and after driving a heater is detected to determine the remaining ink amount. This method uses a phenomenon in which the temperature of the recording head changes depending on the presence or absence of ink in the recording head. That is, when the heater is driven in a state where ink is sufficiently present in the recording head, the ink heated by the heater is foamed, and the ink is ejected from the nozzle by the foaming energy. Therefore, in this case, the heat energy of the heater is consumed, and heat is relatively not stored in the recording head. On the other hand, when the heater is driven in a state where there is no ink in the recording head, all the heat of the heater is stored in the recording head, so the temperature of the recording head becomes high.
このように記録ヘッドの温度変化に基づいてインク残量を推定する方法として、特許文献1には、記録ヘッドに投入するエネルギーから導かれる記録ヘッドの温度の推定値と、記録ヘッドの温度のモニター値と、を比較する方法が記載されている。すなわち、それらの推定値とモニター値との差と、予め定めた閾値と、を比較することにより、インクの有無を判断する。
As a method of estimating the remaining amount of ink based on the temperature change of the recording head as described above,
このような記録ヘッドの温度変化に基づくインク残量の推定方法は、インクの吐出状態を判断することにもなるため、他の推定方法に比して、インクが無くなる寸前を高精度に推定することができる。他の推定方法としては、例えば、インクタンクの未使用時からインクの吐出回数をカウントしてインクの使用量を算出し、その算出値からインク残量を推定する方法、または、インクタンクの光透過部に光を当てて、インク残量を光学的に推定する方法などである。 Such an estimation method of the remaining amount of ink based on the change in the temperature of the recording head also determines the ink ejection state, and therefore estimates the level immediately before the ink runs out with higher accuracy than other estimation methods. be able to. Other estimation methods include, for example, a method of calculating the amount of ink used by counting the number of ink ejections from when the ink tank is not used, and estimating the ink remaining amount from the calculated value, or the light of the ink tank For example, the remaining amount of ink is optically estimated by applying light to the transmission part.
記録ヘッドの温度変化に基づくインク残量の推定方法においては、記録ヘッドの温度を正確に取得することが重要である。しかしながら、ヒータの駆動時には高周波の電圧が印加されるために電気ノイズが発生しやすく、記録ヘッドの温度の検出信号を送る信号線上にノイズが乗った場合には、正確な温度を取得することができなるおそれがある。仮に、ヒータを所定回数連続的に駆動した後に、記録ヘッドの温度を検出してインク残量を推定しようとした場合には、そのヒータの駆動回数が重要となる。その駆動回数が少な過ぎた場合には、記録ヘッドの温度変化の少なくてインク残量が推定できない。一方、その駆動回数が多過ぎた場合には、インクが全く無い状態において記録ヘッドが非常に高い温度になって、記録ヘッドにダメージを与える可能性が高くなり、その耐久性の低下を招くおそれがある。 In the method for estimating the remaining amount of ink based on the temperature change of the recording head, it is important to accurately acquire the temperature of the recording head. However, since a high frequency voltage is applied when the heater is driven, electrical noise is likely to occur. When noise is placed on a signal line that sends a detection signal for the temperature of the recording head, an accurate temperature can be obtained. There is a risk of it being impossible. If the heater is continuously driven a predetermined number of times and then the temperature of the recording head is detected to estimate the remaining ink amount, the number of times the heater is driven becomes important. If the number of times of driving is too small, the remaining amount of ink cannot be estimated because the temperature change of the recording head is small. On the other hand, if the number of times of driving is too large, the recording head becomes extremely high in the absence of ink, and there is a high possibility that the recording head will be damaged, leading to a decrease in durability. There is.
本発明の目的は、ヒータの駆動時に発生する電気ノイズの影響を受けることなく、かつ記録ヘッドの耐久性を損ねることなく、インク残量を正確に推定する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の推定方法を提供することにある。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide an ink jet recording apparatus and an ink remaining amount capable of accurately estimating the remaining amount of ink without being affected by electrical noise generated when the heater is driven and without impairing the durability of the recording head. It is to provide an estimation method.
本発明は、ヒータを駆動することによりインク供給部から供給されたインクを吐出する記録ヘッドと、該記録ヘッドの温度を検出する検出動作を行う温度検出手段と、前記ヒータを連続的に駆動する駆動期間とその後に前記ヒータを駆動しない非駆動期間とを繰り返すように前記ヒータを駆動し、かつ前記非駆動期間毎に前記温度検出手段に前記検出動作を行わせる制御手段と、前記検出動作毎に前記温度検出手段で検出された温度と設定された基準温度との温度差を算出し、当該温度差が規定温度以上の場合は前記インク供給部のインク残量が所定量以下であると判断する判断手段と、を備えるインクジェット記録装置において、先の検出動作における前記基準温度に比べて、前記先の検出動作よりも後に行われる後の検出動作における前記基準温度は高く設定され、前記制御手段は、前記判断手段によって前記先の検出動作において前記インク残量が前記所定量以下であると判断された場合には、その後の前記検出動作を中止することを特徴とする。 According to the present invention , a recording head that discharges ink supplied from an ink supply unit by driving a heater, temperature detection means that performs a detection operation for detecting the temperature of the recording head, and the heater are continuously driven. A control means for driving the heater so as to repeat a driving period and a non-driving period in which the heater is not driven, and causing the temperature detecting means to perform the detection operation for each non-driving period; A temperature difference between the temperature detected by the temperature detection means and a set reference temperature is calculated, and if the temperature difference is equal to or greater than a specified temperature, it is determined that the ink remaining amount in the ink supply unit is equal to or less than a predetermined amount. In the ink jet recording apparatus comprising: a determination unit that performs a detection operation before a detection operation that is performed after the previous detection operation as compared to the reference temperature in the previous detection operation. Reference temperature is set higher, the control unit, when the remaining amount of ink is determined to the equal to or less than a predetermined amount in the detection operation of the destination by the judgment unit may be discontinued subsequent said detection operation It is characterized by.
本発明は、ヒータを駆動することによりインク供給部から供給されたインクを吐出する記録ヘッドと、該記録ヘッドの温度を検出する検出動作を行う温度検出手段とを備えるインクジェット記録装置における前記インク供給部のインク残量の推定方法において、前記ヒータを連続的に駆動する駆動期間とその後に前記ヒータを駆動しない非駆動期間とを繰り返すように前記ヒータを駆動し、かつ前記非駆動期間毎に前記温度検出手段に前記検出動作を行わせる制御工程と、前記検出動作毎に前記温度検出手段で検出された温度と設定された基準温度との温度差を算出し、当該温度差が規定温度以上の場合は前記インク供給部のインク残量が所定量以下であると判断する判断工程と、を有し、先の検出動作における前記基準温度に比べて、前記先の検出動作よりも後に行われる後の検出動作における前記基準温度は高く設定され、前記制御工程は、前記判断工程によって前記先の検出動作において前記インク残量が前記所定量以下であると判断された場合には、その後の前記検出動作を中止することを特徴とする。
The present invention provides the ink supply in an ink jet recording apparatus, comprising: a recording head that discharges ink supplied from an ink supply unit by driving a heater ; and a temperature detection unit that performs a detection operation for detecting the temperature of the recording head. In the method for estimating the remaining amount of ink in a portion, the heater is driven so as to repeat a driving period in which the heater is continuously driven and a non-driving period in which the heater is not driven, and the non-driving period is repeated for each non-driving period. A control step for causing the temperature detection means to perform the detection operation and a temperature difference between the temperature detected by the temperature detection means and a set reference temperature for each detection operation are calculated, and the temperature difference is equal to or higher than a specified temperature. A determination step of determining that the remaining amount of ink in the ink supply unit is equal to or less than a predetermined amount, and compared with the reference temperature in the previous detection operation, In the subsequent detection operation performed after the detection operation, the reference temperature is set high, and the control step determines that the ink remaining amount is equal to or less than the predetermined amount in the previous detection operation by the determination step. In the case where it is detected, the subsequent detection operation is stopped .
本発明によれば、ヒータを複数回連続的に駆動する駆動期間と、その後にヒータを駆動しない非駆動期間と、を交互に複数回繰り返す駆動パターンにしたがってヒータを駆動し、その非駆動期間中に、記録ヘッドの検出温度を取得する。そのため、ヒータの駆動時に発生する電気ノイズの影響を受けることなく、記録ヘッドの正確な検出温度を取得することができ、その結果、その検出温度に基づいてインク残量を正確に推定することができる。また、ヒータを複数回の駆動期間に分けて駆動するため、ヒータを過度に発熱させずに、記録ヘッドの耐久性を向上させることができる。 According to the present invention, the heater is driven in accordance with a driving pattern in which the driving period in which the heater is continuously driven a plurality of times and the non-driving period in which the heater is not driven thereafter are alternately repeated a plurality of times. In addition, the detected temperature of the recording head is acquired. Therefore, it is possible to acquire the accurate detected temperature of the recording head without being affected by electrical noise generated when the heater is driven, and as a result, it is possible to accurately estimate the remaining amount of ink based on the detected temperature. it can. In addition, since the heater is driven in a plurality of drive periods, the durability of the recording head can be improved without causing the heater to generate excessive heat.
以下、添付図面を参照して、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
なお、この明細書において、「記録」(「プリント」という場合もある)とは、文字、図形等有意の情報を形成する場合のみならず、有意無意を問わない。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場合、または媒体の加工を行なう場合も表すものとする。 In this specification, “recording” (sometimes referred to as “printing”) is not limited to the case of forming significant information such as characters and graphics, but may be significant. It also represents the case where images, patterns, patterns, etc. are widely formed on the recording medium, or the medium is processed, regardless of whether it is manifested so that it can be perceived by human eyes. And
また、「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、インクを受容可能なものも表すものとする。 “Recording medium” refers not only to paper used in general recording apparatuses but also widely to cloth, plastic film, metal plate, glass, ceramics, wood, leather, and the like that can accept ink. Shall.
さらに、「インク」(「液体」と言う場合もある)とは、上記「記録(プリント)」の定義と同様広く解釈されるべきものである。したがって、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表すものとする。 Further, “ink” (sometimes referred to as “liquid”) should be interpreted widely as in the definition of “recording (printing)”. Therefore, by being applied on the recording medium, formation of images, patterns, patterns, etc., processing of the recording medium, or ink processing (for example, solidification or insolubilization of the colorant in the ink applied to the recording medium) Represents a liquid that can be subjected to
またさらに、「ノズル」(「記録素子」、「記録要素」という場合もある)とは、特にことわらない限り、吐出口、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ーを発生する素子(ヒータ(電気熱変換体)など)を総括して言うものとする。 Furthermore, “nozzle” (also referred to as “recording element” or “recording element”), unless otherwise specified, generates an ejection port, a fluid path communicating therewith, and energy used for ink ejection. The elements (heaters (electrothermal converters), etc.) to be used are collectively referred to.
(第1の実施形態)
図1から図14は、本発明の第1の実施形態を説明するための図である。
(First embodiment)
1 to 14 are diagrams for explaining a first embodiment of the present invention.
図1は、本発明を適用可能な記録装置の構成例を説明するための図である。 FIG. 1 is a diagram for explaining a configuration example of a recording apparatus to which the present invention is applicable.
図1において、(a)は記録装置の要部の斜視図、(b)は、(a)のI矢視図である。100および101は、インクタンクと一体に構成された記録ヘッドである。記録ヘッドは、本例のようなインクタンク一体型の記録ヘッドに限定されず、インクタンクと分離可能な構成であってもよい。記録ヘッド100側のインクタンクには、ブラックインク、淡シアンインク、および淡マゼンタインクが収容され、記録ヘッド101側のインクタンクには、シアンインク、マゼンタインク、およびイエローインクが収容される。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。記録ヘッド100、101には、各色インクに対応して複数配列された吐出口102が形成されている。
In FIG. 1, (a) is a perspective view of a main part of the recording apparatus, and (b) is a view taken along an arrow I in (a).
103は搬送ローラ、104は補助ローラであり、これらは、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することにより、記録媒体Pを矢印Yの副走査方向に間欠的に搬送する。105は給紙ローラであり、記録媒体Pの給紙を行なうと共に、搬送ローラ103および補助ローラ104と同様に、記録媒体Pを挟んで抑える役割も果たす。106は、記録ヘッド100および101を搭載可能なキャリッジであり、矢印Xに沿う主走査方向(X1,X2方向)に往復移動される。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、図中点線のホームポジションhに移動して待機する。本例の記録装置において、記録可能な最大記録媒体のサイズはA4サイズ版である。107はプラテンであり、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す。108は、キャリッジ106を主走査方向に移動させるためのキャリッジベルトである。
図2は、記録ヘッドの構成の説明図である。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の構成を代表して説明する。図2において、(a)は記録ヘッド101の斜視図、(b)は記録ヘッドの断面図、(c)は記録ヘッドをZ方向から見た下面図、(d)は、(c)における吐出口周辺の拡大図である。
FIG. 2 is an explanatory diagram of the configuration of the recording head. Since the recording heads 100 and 101 have the same structure, the configuration of the
図2(a)において201はコンタクトパッドであり、記録ヘッドは、これを介して記録装置本体から記録信号を受信すると共に、記録ヘッドの駆動に必要な電力が供給される。図2(a)中の破線は記録ヘッドの内部壁を示し、その内部壁によって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10gずつ注入されている。それらのインクタンク室の構造は、同じである。図2(b)は、シアンインク用のインクタンク室202の断面図である。205はインク吸収体、206はインク流路、207は記録ヘッドチップである。インク吸収体205に吸収保持されているインクは、インク流路206を通して記録ヘッドチップ207へ供給される。
In FIG. 2A,
図2(c)において、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ためのダイオードセンサ208が備えられている。インクの温度を直接検出することは困難であるため、一般には、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、これをインクの温度として、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よい。209はシアンインクを吐出する吐出口の列(吐出口列)、210はマゼンタインクを吐出する吐出口の列(吐出口列)、211はイエローインクを吐出する吐出口の列(吐出口列)である。これらの吐出口列の構造は同じである。
In FIG. 2C, the
図2(d)は、シアンインクを吐出するための吐出口列209の拡大図である。その吐出口列209上に複数の吐出口102が配列されており、それぞれの吐出口102の下(Z方向側)には、インクに気泡を発生させて、インクを吐出口102から吐出させるためのヒータ212が備えられている。このように、吐出口102は吐出口列を形成するように複数設けられ、ヒータ212は、それら複数の吐出口102のそれぞれに対応して複数備えられている。
FIG. 2D is an enlarged view of the
本例の場合、吐出口列209上に配列された吐出口102の数は600個、吐出口102の間隔は1/600インチであり、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は、1滴あたり約2plのインク滴を吐出する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(最大駆動周波数)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。主走査方向にインク滴を1200dpi間隔に着弾させる場合、記録ヘッド100、101を搭載したキャリッジ106の主走査方向の移動速度は、8.33インチ/秒(=10000(ドット/秒)÷1200(ドット/インチ))となる。
In this example, the number of
図3は、記録装置の制御系のブロック構成図である。本例の制御系の各構成要素は、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。 FIG. 3 is a block diagram of the control system of the recording apparatus. Each component of the control system of this example can be broadly divided into software system control means and hardware system processing means.
ソフト系制御手段には、メインバスライン305にアクセスする画像入力部303、画像信号処理部304、中央制御部CPU300などの処理手段が含まれる。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、キャリッジ駆動制御回路306、紙送り制御回路307などの処理手段が含まれる。キャリッジ駆動制御回路306は、キャリッジ106を主走査方向に駆動するための制御回路であり、紙送り制御回路307は、記録媒体Pを副走査方向に搬送させための制御回路である。CPU300は、ROM301とRAM302とを備え、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を駆動する。
The software control means includes processing means such as an
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ための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(ホスト装置)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、クリーニングブレード311、キャップ312、および吸引ポンプ313を駆動する。クリーニングブレード311およびキャップ312は、記録ヘッド100および101と相対移動する。インク残量を推定するために、後述するように記録ヘッドからインク滴を吐出する際には、そのインク滴をキャップ312内に向かって吐出させることができる。ヘッド駆動制御回路316には、記録装置の周囲温度を検出するサーミスタ315の検出信号、および記録ヘッド温度を検出するダイオードセンサ208の検出信号が入力される。ヘッド駆動制御回路は、これらの検出信号の出力値に基づいて、記録ヘッド100、101のヒータ212を駆動して、インクの吐出、インクの予備吐出、および保温制御のためのインク温度調整を行なう。
A program for executing a printhead recovery timing chart is stored in the
ヒータ212を駆動する際には、記録装置から記録ヘッドに、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)が送られる。図4(a)は、それらの信号のタイミングチャート、図4(b)は、ヒータ212の駆動ブロック図である。クロック信号(CLK)と同期して記録信号(DATA)を入力してから、ラッチ信号(LT)を入力することにより、記録信号(DATA_LTD)を確定する。その後、駆動信号(HE)を入力することにより、ドライバにより選択されたヒータ212に駆動電圧が印加されて、そのヒータ212に対応する吐出口からインクが吐出される。ラッチ信号(LT)と駆動信号(HE)は、記録信号(DATA)の入力が完了するまでは無信号、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。
When the
吐出口列におけるノズル数が600(吐出口の数が600個)の記録ヘッドを10kHzで駆動する場合、クロック信号(CLK)の周波数は6MHz(=10kHz×600)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内に電気ノイズが発生するおそれがある。その電気ノイズは、記録ヘッドから記録装置に出力するダイオードセンサ208の出力値に悪影響を及ぼすおそれがある。
When a recording head having 600 nozzles in the ejection port array (600 ejection ports) is driven at 10 kHz, the frequency of the clock signal (CLK) is 6 MHz (= 10 kHz × 600). As described above, since there are high-frequency signals such as the clock signal (CLK) and the recording signal (DATA), there is a possibility that electrical noise is generated in the recording heads 100 and 101. The electrical noise may adversely affect the output value of the
図5は、記録ヘッド101のシアンインク吐出用の全ノズルから、15kHzの駆動周波数によって750発のインク滴を吐出するように、ヒータを駆動したときのダイオードセンサ208出力値の時間変化を示す。図中10msの時点にて開始したヒータの駆動時間中は、ダイオードセンサ208出力値にノイズが大きく乗っていることが分かる。その原因は前述した通りであり、このような状況においては、ダイオードセンサ208の正確な出力値を取得することは困難である。
FIG. 5 shows the time change of the output value of the
図6は、インク残量の推定を含む記録動作を説明するためのフローチャートである。記録ヘッド100、101の両方に対する記録動作のための制御は同様であるためであるため、ここでは、記録ヘッド101におけるシアンインクの吐出制御を代表して説明する。
FIG. 6 is a flowchart for explaining a recording operation including estimation of the remaining amount of ink. This is because the control for the recording operation for both of the recording heads 100 and 101 is the same, and here, the cyan ink ejection control in the
記録装置は、記録データを受信することにより、インク残量がある程度あるか否かを判断する(ステップS601)。ここでの判断はそれほど高い精度は必要なく、例えば、これまでにインクを吐出した回数からインクの消費量を計算し、インクタンク内のインク残量が5g未満であるか否かを判定する。本例の場合、インク残量の5gは、どのような記録パターンであっても次のページの記録に足りるインク残量に、ある程度のマージンをもたせた量である。インク残量が5g以上である場合は、ステップS604に移行して1ページ分の記録を行なう。インク残量が5g未満の場合は、ステップS602に移行してインク残量推定制御1を実施する。インク残量推定制御1については、後に詳細に説明する。
The printing apparatus determines whether or not there is a certain amount of ink remaining by receiving the printing data (step S601). The determination here does not require so high accuracy. For example, the ink consumption is calculated from the number of ink ejections so far, and it is determined whether or not the remaining amount of ink in the ink tank is less than 5 g. In this example, the remaining ink amount of 5 g is an amount obtained by adding a certain margin to the remaining ink amount sufficient for recording the next page regardless of the recording pattern. If the remaining ink amount is 5 g or more, the process proceeds to step S604 to record one page. When the remaining ink amount is less than 5 g, the process proceeds to step S602, and the remaining ink
次に、そのインク残量推定制御1の結果に基づいて、次の1ページ分の記録が可能なインク残量があるか否かを判断する(ステップS603)。次の1ページ分の記録が可能なインクが残っている場合には、ステップS604に移行して1ページ分の記録を行なう。次の1ページ分の記録が可能なインクが残っていない場合には、ステップS605に移行し、インク残量が無いことをホスト装置のディスプレイを通してユーザに通知する。その後、まだ記録を行なっていない現在のページ以降の記録データをRAMに記憶してから(ステップS606)、記録を終了する。
Next, based on the result of the ink remaining
ステップS604において1ページ分の記録を行なった後は、ステップS607に移行して、次のページの記録データがあるか否かを判断する。次の記録データが無い場合には記録を終了する。その記録データがある場合には、前のページの記録時におけるインクの吐出回数に対応するインクの消費量から、インクタンク内のインク残量を計算する。その後、ステップS501に移行して、再度、インク残量が5g未満であるか否かを判断する。以降、前述した処理を繰り返す。 After recording for one page in step S604, the process proceeds to step S607 to determine whether there is recording data for the next page. If there is no next recording data, the recording is terminated. If there is such recording data, the ink remaining amount in the ink tank is calculated from the ink consumption corresponding to the number of ink ejections at the time of recording the previous page. Thereafter, the process proceeds to step S501, and it is determined again whether the remaining amount of ink is less than 5 g. Thereafter, the above-described processing is repeated.
本例のインク残量推定制御1は、記録ヘッドの温度と、インクが確実にあ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と、の比較結果に基づいて、インク残量を推定する。
The ink remaining
このようなインク残量推定制御1に先立って、新規な記録ヘッドがキャリッジに搭載されたときに、その記録ヘッドの温度特性を取得するための取得制御を実施する。この取得制御は、その制御において消費するインク量以上に、インクが充分に存在する状態において実施できればよく、本例のように、新品の記録ヘッドが装着されたときのみに特定されない。例えば、記録ヘッドに、インク残量に関する情報を記憶する記憶領域が備わっていて、インク残量が認識できる場合には、そのインク残量が所定量以上のときに取得制御を実施することができる。
Prior to such ink remaining
図7は、その取得制御のフローチャートである。まず、ステップS701において、繰り返し回数設定用のカウンタ値nを1(n=1)に設定する。次に、ステップS702において、記録ヘッド101におけるシアンインク吐出用の全ノズルから、10kHzの駆動周波数によって600発のインクを吐出させるように、ヒータを駆動する。図5にも示したように、ヒータの駆動中は、ノイズの影響によりダイオードセンサ208の正確な出力値が取得できなくなるおそれがある。そのため、ステップS703において20msの間だけヒータの駆動を中止してから、ダイオードセンサ208の出力値を取得する(ステップS704)。つまり、20ms待機してノイズの影響をなくしてから、ダイオードセンサ208の出力値に対応する記録ヘッドの温度Tref_1(n=1)を取得する。
FIG. 7 is a flowchart of the acquisition control. First, in step S701, the counter value n for setting the number of repetitions is set to 1 (n = 1). In step S <b> 702, the heater is driven so that 600 inks are ejected from all the nozzles for ejecting cyan ink in the
その後、ステップS705に移行して、カウンタ値nが5以上であるか否かを判断する。初期においては、n=1であるためステップS706に移行し、カウンタ値nに1を加えてn=2とする。その後、再びステップS702に移行して600発のインク滴を吐出させるようにヒータを駆動してから、ステップS703にて20msの経過を待った後、ステップS704において記録ヘッドの温度Tref_2(n=2)を取得する。 Thereafter, the process proceeds to step S705, and it is determined whether or not the counter value n is 5 or more. In the initial stage, since n = 1, the process proceeds to step S706, and 1 is added to the counter value n to set n = 2. Thereafter, the process proceeds to step S702 again, the heater is driven so as to eject 600 ink droplets, and after waiting for 20 ms in step S703, the printhead temperature Tref_2 (n = 2) in step S704. To get.
このような処理は、カウンタ値nが5となるまで5回繰り返し、その5回目においてTref_5を取得してから制御を終了する。 Such processing is repeated five times until the counter value n reaches 5, and the control is terminated after obtaining Tref_5 at the fifth time.
図8は、時間T0から、このような記録ヘッドの温度特性の取得制御を開始した場合における記録ヘッドの温度変化を示す。 FIG. 8 shows the temperature change of the recording head when the acquisition control of the temperature characteristic of the recording head is started from time T0.
時間T0〜T1、T2〜T3、T4〜T5、T6〜T7、T8〜T9のそれぞれは、10kHzの駆動周波数によって600発のインクを吐出させるためにヒータを駆動している時間である。T1〜T2、T3〜T4、T5〜T6、T7〜T8、T9〜T10のそれぞれは、ヒータが駆動されていない20msの間の非駆動時間である。図中の○部分の温度は、ステップS704において取得される記録ヘッドの基準温度Tref_n(n=1〜5)である。Tref_n(n=1〜5)は、図9に示すようにRAM領域に記憶される。 Each of the times T0 to T1, T2 to T3, T4 to T5, T6 to T7, and T8 to T9 is a time during which the heater is driven to eject 600 inks at a driving frequency of 10 kHz. Each of T1 to T2, T3 to T4, T5 to T6, T7 to T8, and T9 to T10 is a non-drive time for 20 ms when the heater is not driven. The temperature of the circled portion in the figure is the reference temperature Tref_n (n = 1 to 5) of the recording head acquired in step S704. Tref_n (n = 1 to 5) is stored in the RAM area as shown in FIG.
次に、インク残量を推定するためのインク残量推定制御1を図10のフローチャートにしたがって説明する。ヒータの駆動に関しては、図7の記録ヘッドの温度特性の取得制御と同様である。
Next, the remaining ink
まず、ステップS1001において、繰り返し回数設定用のカウンタ値nを1(n=1)に設定する。次に、ステップS1002において、記録ヘッドのシアンインク吐出用の全ノズルから、10kHzの駆動周波数によって600発のインク滴を吐出するように、ヒータを駆動する。その後、ステップS1003にて20msの間待機してノイズの影響をなくしてから、ステップS1004において、ダイオードセンサ208の出力に対応する記録ヘッドの検出温度T_1(n=1)を取得する。
First, in step S1001, a counter value n for setting the number of repetitions is set to 1 (n = 1). Next, in step S1002, the heater is driven so that 600 ink droplets are ejected from all the nozzles for ejecting cyan ink of the recording head at a driving frequency of 10 kHz. After that, after waiting for 20 ms in step S1003 to eliminate the influence of noise, in step S1004, the printhead detection temperature T_1 (n = 1) corresponding to the output of the
次のステップS1005において、その検出温度T_1から、図7のステップS704にて取得した記録ヘッドの基準温度Tref_1を差し引いて、その差し引き後の温度が10℃(規定温度)よりも低いか否かを判断する。本例においては、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に10℃の温度変化があれば、記録ヘッドに明確な状態変化があったと判断できるため、判断基準となる規定温度を10℃に設定した。
In the next step S1005, the recording head reference temperature Tref_1 acquired in step S704 of FIG. 7 is subtracted from the detected temperature T_1, and whether or not the temperature after the subtraction is lower than 10 ° C. (specified temperature). to decide. In this example, even if the temperature detection error of the
差し引き後の温度{(T_1)−(Tref_1)}が10℃以上である場合には、ステップS1006において、次ページの記録を行なえるだけのインク量(規定インク量)が無いと判断してインク残量推定制御1を終了する。その温度{(T_1)−(Tref_1)}が10℃未満である場合には、ステップS1007において、カウンタ値nが5以上であるか否かを判断する。初期においてはカウンタ値nが1であるため、ステップS1008に移行してカウンタ値nに1を加えてn=2とする。その後、再び、ステップS1002に移行して600発のインク滴を吐出するようにヒータを駆動してから、ステップS1003にて20ms待機した後、ステップS1004にて記録ヘッドの温度T_2(n=2)を取得する。その後、ステップS1005にて、T_2からTref_2を差し引いた温度{(T_2)−(Tref_2)}が10℃より低いか否かを判断する。その温度が10℃以上の場合には、ステップS1006においてインクが無いと判断する。
If the post-subtraction temperature {(T_1)-(Tref_1)} is 10 ° C. or higher, it is determined in step S1006 that there is no ink amount (specified ink amount) sufficient to perform the recording of the next page. The remaining
このような処理は、カウンタ値nが5となるまで5回繰り返す。その5回目において取得したT_5から、Tref_5を差し引いた温度{(T_5)−(Tref_5)}も10℃未満の場合には、次ページの記録を行なえるだけのインクがあると判断して、インク残量推定制御1を終了する。
Such processing is repeated five times until the counter value n reaches 5. If the temperature {(T_5) − (Tref_5)} obtained by subtracting Tref_5 from T_5 acquired in the fifth time is also less than 10 ° C., it is determined that there is ink sufficient to perform the recording of the next page. The remaining
図11は、時間T0から、このようなインク残量推定制御1を開始した場合における記録ヘッドの温度変化を示す。
FIG. 11 shows the temperature change of the print head when such ink remaining
時間T10〜T11、T12〜T13、T14〜T15、T16〜T17、T18〜T20のそれぞれは、10kHzの駆動周波数によって600発のインク滴を吐出させるようにヒータを駆動している時間(駆動期間)である。T11〜T12、T13〜T14、T15〜T16、T17〜T18、T19〜T20のそれぞれは、ヒータが駆動されていない20ms(非駆動期間)である。このように本例においては、駆動期間と非駆動期間とを交互に5回繰り返す駆動パターンが設定されている。図中の○部分の温度は、ステップS1004において取得する記録ヘッドの温度T_n(n=1〜5)である。図中の実線、破線、一点鎖線は、それぞれインク残量が5g、3g、1gの場合の温度変化である。本例における記録ヘッド101は、インク残量が3gより多いときは、どのような記録パターンであっても吐出周波数10kHzによって駆動する限り、A4サイズ版の1ページをかすれることなく記録することができる。
Each of the times T10 to T11, T12 to T13, T14 to T15, T16 to T17, and T18 to T20 is a time during which the heater is driven so as to eject 600 ink droplets at a driving frequency of 10 kHz (driving period). It is. Each of T11 to T12, T13 to T14, T15 to T16, T17 to T18, and T19 to T20 is 20 ms (non-driving period) in which the heater is not driven. Thus, in this example, a driving pattern is set in which the driving period and the non-driving period are alternately repeated five times. The temperature of the circled portion in the drawing is the print head temperature T_n (n = 1 to 5) acquired in step S1004. The solid line, broken line, and alternate long and short dash line in the figure are temperature changes when the remaining ink amount is 5 g, 3 g, and 1 g, respectively. When the remaining amount of ink is more than 3 g, the
図12は、インク残量が5g、3g、1gのときにおける記録ヘッドの温度T_nと温度差{(T_n)−(Tref_n)}を示す(n=1〜5)。インク残量が5gのときには、Tt_nとTref_nとが等しく、それらの差{(T_n)−(Tref_n)}がn=1〜5の全範囲において常に10℃より小さいため、少なくとも次ページの記録が可能な分のインクがあると判断される。インク残量が3gのときには、n=1〜3まではT_nとTref_nとがほぼ等しいものの、n=4から差が出始め、n=5では、それらの差{(T_n)−(Tref_n)}が10℃となる。インク残量が3g以下のときは、A4サイズ版の次の1ページをかすれることなく記録することが保証できないため、インクがないと判断される。インク残量が1gのときには、n=3において、温度差{(T_n)−(Tref_n)}が10℃以上となって、インクが無いと判断されるため、n=4以降の処理が中断される。このように、インクが無いと判断されたときには、それ以降においてヒータは駆動しない。 FIG. 12 shows the printhead temperature T_n and the temperature difference {(T_n) − (Tref_n)} when the remaining amount of ink is 5 g, 3 g, and 1 g (n = 1 to 5). When the remaining amount of ink is 5 g, Tt_n and Tref_n are equal, and the difference {(T_n) − (Tref_n)} is always smaller than 10 ° C. in the entire range where n = 1 to 5, so at least the next page is recorded. It is determined that there is as much ink as possible. When the remaining amount of ink is 3 g, T_n and Tref_n are substantially equal from n = 1 to 3, but a difference starts to appear from n = 4. When n = 5, the difference {(T_n) − (Tref_n)} Becomes 10 ° C. When the ink remaining amount is 3 g or less, it cannot be guaranteed that the next page of the A4 size version will not be blurred, and therefore it is determined that there is no ink. When the ink remaining amount is 1 g, the temperature difference {(T_n) − (Tref_n)} becomes 10 ° C. or more at n = 3, and it is determined that there is no ink, so the processing after n = 4 is interrupted. The Thus, when it is determined that there is no ink, the heater is not driven thereafter.
図13は、比較例として、本例のように20msの待機時間を設定することなく、10kHzの駆動周波数によって3000発のインクを吐出させるように、ヒータを連続的に駆動したときの記録ヘッド101の温度変化を示す。図中の点線、実線、破線、一点鎖線は、それぞれインク残量が10g(新品時)、5g、3g、1gのときの記録ヘッドの温度変化を示す。ヒータの駆動中は、ダイオードセンサ208の出力にノイズが入るおそれがあるため、記録ヘッドの温度の取得タイミングは、本実施形態と同様に、ヒータの駆動が終了した後、20ms経過したタイミングとした。
FIG. 13 shows, as a comparative example, the
図14は、このような比較例において、インク残量が10g、5g、3g、1gのときのヒータ駆動終了後の記録ヘッドの温度を示す。さらに図14は、それらの温度と、インク残量が10gのときの記録ヘッドの温度と、の差(温度差)を示す。インク残量が5gのときは、本実施形態の場合と同様に、温度差が10℃以下となるためインクがあると判断できる。また、インク残量が3gのときは、本実施形態の場合と同様に、温度差が10℃以上となりためインクが無いと判断できる。しかし、インク残量が1gのときは、温度差が10℃以上となるものの、記録ヘッドが110℃と非常に高温になってしまう。記録ヘッドが100℃を超える高温になった場合には、ノズルの溶解を含む記録ヘッドの構成部材がダメージを受けて、記録ヘッドの耐久性が損なわれるおそれがある。 FIG. 14 shows the temperature of the print head after the heater driving when the remaining amount of ink is 10 g, 5 g, 3 g, and 1 g in such a comparative example. Further, FIG. 14 shows the difference (temperature difference) between these temperatures and the temperature of the recording head when the ink remaining amount is 10 g. When the remaining amount of ink is 5 g, it can be determined that there is ink because the temperature difference is 10 ° C. or less as in the case of the present embodiment. When the ink remaining amount is 3 g, it can be determined that there is no ink because the temperature difference is 10 ° C. or more as in the case of the present embodiment. However, when the remaining amount of ink is 1 g, the temperature difference becomes 10 ° C. or more, but the recording head becomes as high as 110 ° C. When the temperature of the recording head becomes higher than 100 ° C., the constituent members of the recording head including the dissolution of the nozzle may be damaged, and the durability of the recording head may be impaired.
本実施形態においては、ヒータを所定回数ずつ複数回に分けて駆動し、それらの駆動の合間において記録ヘッドの温度を正確に取得するため、記録ヘッドの温度が高温に達する前に、ヒータの駆動を中止することができる。この結果、記録ヘッドの耐久性が向上することになる。 In the present embodiment, the heater is driven a plurality of times by a predetermined number of times, and in order to accurately acquire the temperature of the recording head between those driving times, the heater is driven before the temperature of the recording head reaches a high temperature. Can be canceled. As a result, the durability of the recording head is improved.
以上のように、本実施形態においては、ヒータの駆動時に発生する電気ノイズの影響を受けることなく、かつ記録ヘッドの耐久性を損ねることなく、次の記録のために必要なインク残量があるか無いかを正確に推定することができる。次の記録の単位は、本実施形態のような1ページのみには限定されない。その記録単位は、記録ヘッドの数スキャン単位や数ページ単位であってもよく、それに応じて、次の記録のために必要なインク残量は最適に設定することができ、何ら本実施形態のような3gに特定されない。 As described above, in this embodiment, there is an ink remaining amount necessary for the next recording without being affected by the electric noise generated when the heater is driven and without impairing the durability of the recording head. It is possible to accurately estimate whether or not it exists. The next recording unit is not limited to one page as in the present embodiment. The recording unit may be several scanning units or several page units of the recording head, and accordingly, the remaining amount of ink necessary for the next recording can be optimally set. It is not specified to 3g.
(第2の実施形態)
図15は、記録ヘッド101からシアンインクを連続的に吐出して、インク残量が3gであることを推定する場合に、それに必要なインクの吐出回数(インク滴の吐出発数)と、駆動周波数(インク滴の吐出周波数)と、の関係の説明図である。マゼンタインクおよびイエローインクの場合もシアンインクと同様である。インク残量の検出に必要なインクの吐出回数は、駆動周波数が高いほど少なくなる。以下、その主要因の1つについて説明する。
(Second Embodiment)
FIG. 15 shows the number of ejections of ink (number of ejections of ink droplets) and driving when it is estimated that cyan ink is continuously ejected from the
インクジェット記録装置に用いられるインクは、通常、非吐出時に記録ヘッドの吐出口からこぼれ出ないように、インクタンク内の負圧発生部材(インク吸収体など)によって保持されている。つまりインクには、記録ヘッドからインクタンク側に引っ張られる圧力(以下、「負圧」という)が掛けられている。記録に伴うインクの消費によって、インクタンク内のインク残量が減少した場合、インクタンク内の負圧発生部材がインクを保持する力は変わらずに、保持するインク量が減るために、負圧は徐々に大きくなる傾向を示す。その負圧が大きくなり過ぎた場合には、インクが記録ヘッド側からインクタンク側に強く引っ張られるため、吐出口へのインク供給ができなくなるおそれがある。その結果、インクタンク内にはインクが残っているにも拘わらず、インクを吐出できなくなるおそれがある。また、この負圧は、記録ヘッドにおけるインクの吐出状態によっても変化する。すなわち、単位時間当たりに多量のインクを吐出して、単位時間当たりのインク消費量が多いときには、負圧がより大きくなる方向に動的に変化し、インクは、インクタンクの方向により強く引っ張られる。一方、単位時間当たりに少量のインクを吐出して、単位時間当たりのインク消費量が少ないときには、インクタンクの動的な負圧変化は小さい。 Ink used in the ink jet recording apparatus is normally held by a negative pressure generating member (such as an ink absorber) in the ink tank so that it does not spill out from the ejection port of the recording head when not ejecting. That is, pressure (hereinafter referred to as “negative pressure”) applied to the ink from the recording head to the ink tank side is applied. When the ink remaining amount in the ink tank decreases due to ink consumption due to recording, the negative pressure generating member in the ink tank does not change the force that holds the ink, and the amount of ink to be held is reduced. Shows a tendency to gradually increase. When the negative pressure becomes excessively large, the ink is strongly pulled from the recording head side to the ink tank side, and there is a possibility that ink cannot be supplied to the ejection port. As a result, the ink may not be ejected even though the ink remains in the ink tank. The negative pressure also varies depending on the ink ejection state in the recording head. That is, when a large amount of ink is ejected per unit time and the amount of ink consumed per unit time is large, the negative pressure dynamically changes in the direction of increasing, and the ink is pulled more strongly in the direction of the ink tank. . On the other hand, when a small amount of ink is ejected per unit time and the ink consumption per unit time is small, the dynamic negative pressure change of the ink tank is small.
例えば、インク残量が10gのときには、インクを保持するために必要な最低に負圧となっている。そのため、10kHzの高い駆動周波数によってインクを連続的に吐出しても、負圧は大きくなる方向に多少変化するだけであり、インクはノズルに充分供給される。また、インク残量が3gのときは、保持すべきインク量が減るために負圧が増大するため、10kHzの駆動周波数によってインクを連続的に吐出するとさらに負圧が増大する。そのため、次第にインクがノズルまで供給されなくなって、一部のノズルは、インクが供給されないまま駆動されて、インクを吐出しない状態(カラ吐出状態)となることがある。この場合には、記録ヘッドの温度が急激に上昇する。しかし、インク残量が3gのときに、1kHzのような低い駆動周波数によってインクを連続的に吐出した場合には、負圧の動的な変化が小さく、インクはノズルに充分供給される。 For example, when the remaining amount of ink is 10 g, the negative pressure is the minimum necessary for holding ink. Therefore, even if ink is continuously ejected at a high driving frequency of 10 kHz, the negative pressure only slightly changes in the increasing direction, and the ink is sufficiently supplied to the nozzles. Further, when the ink remaining amount is 3 g, the negative pressure increases because the amount of ink to be held decreases, and therefore the negative pressure further increases when ink is ejected continuously at a driving frequency of 10 kHz. For this reason, the ink is gradually not supplied to the nozzles, and some of the nozzles may be driven without being supplied with the ink, and may not discharge ink (color discharge state). In this case, the temperature of the recording head rises rapidly. However, when the ink remaining amount is 3 g, when ink is continuously ejected at a low driving frequency such as 1 kHz, the dynamic change in the negative pressure is small, and the ink is sufficiently supplied to the nozzles.
このように、駆動周波数に応じて、ノズルがカラ吐出状態となるタイミング、つまり記録ヘッドの温度が急激に上昇してインク残量の推定が推定可能となるタイミングが異なる。そのため図15のように、駆動周波数によって、インク残量の推定に必要なインクの吐出回数が変化する。 As described above, the timing at which the nozzles are in the color ejection state, that is, the timing at which the temperature of the recording head suddenly rises and the estimation of the remaining amount of ink can be estimated differs depending on the drive frequency. Therefore, as shown in FIG. 15, the number of ink ejections necessary for estimating the remaining ink amount varies depending on the drive frequency.
前述した第1の実施形態においては、毎回、600発のインク滴を吐出するようにヒータを10kHzの駆動周波数によって駆動してから、20ms待機してからインク残量を推定する。そのため、その20msの待機時間を含めた期間における実質的な駆動周波数は、10kHzよりも低い7.5kHz相当{(600発÷(60ms+20ms)}となる。この第2の実施形態においては、前述した図15のような関係を利用することによって、第1の実施形態の場合よりも、インク残量の推定時におけるインクの消費量を少なくする。 In the first embodiment described above, the remaining amount of ink is estimated after waiting for 20 ms after the heater is driven at a driving frequency of 10 kHz so as to eject 600 ink droplets each time. Therefore, the substantial drive frequency in the period including the standby time of 20 ms is equivalent to 7.5 kHz lower than 10 kHz {(600 shots / (60 ms + 20 ms)}. In the second embodiment, it is described above. By using the relationship as shown in FIG. 15, the amount of ink consumed at the time of estimation of the remaining amount of ink is reduced compared to the case of the first embodiment.
図16は、インク残量の推定を含む記録動作を説明するためのフローチャートである。ステップS1602のインク残量推定制御2以外は前述した第1の実施形態の図6と同様であり、図16中のステップS1601、S1603〜S1607は、図6中のステップS601、S603〜S607に対応するため、それらの説明は省略する。
FIG. 16 is a flowchart for explaining a recording operation including estimation of the remaining ink amount. Except for the remaining ink
本例のインク残量推定制御2は、インクの吐出前後における記録ヘッドの温度変化に基づいて、インク残量を推定する。図17は、本例のインク残量推定制御2のフローチャートである。
The ink remaining
インク残量推定制御2においては、まずステップS1701にて、ヒータ駆動前における記録ヘッドの温度Tbを取得する。次に、ステップS1702において、繰り返し回数設定用のカウンタ値nを1に設定(n=1)してから、ステップS1703に移行して、カウンタ値nが1であるか否かを判断する。初期においてはn=1であるため、ステップS1704に移行して、記録ヘッド101におけるシアンインク吐出用の全ノズルから、10kHzの駆動周波数によって2000発のインク滴を吐出するようにヒータを駆動する。本例の場合、インク残量が0gのときに2000発のインク滴を吐出させるようにヒータを駆動したとしても、記録ヘッドの温度は、ノズルの溶解を含む記録ヘッドの構成部材のダメージにつながる100℃の高温にまでは到達しない。このように2000発は、記録ヘッドがダメージにつながる100℃の高温にまでは到達しない範囲において、最大の駆動回数を意味している。
In the remaining ink
前述したように、ヒータの駆動中は、ノイズの影響のためにダイオードセンサ208の出力値を正確に取得できない。そのため、ステップS1705において20msの間だけ待機し、ノイズの影響がなくなってから、ステップS1706にてダイオードセンサ208の出力値に対応する記録ヘッドの温度Ta_1(n=1)を取得する。次に、ステップS1707において、その温度Ta_1から、先のステップS1701にて取得した温度Tbを差し引き、その温度差{(Ta_1)−(Tb)}が45℃よりも低いか否かを判断する。
As described above, the output value of the
その比較基準温度を45℃とした理由は、次のとおりである。第1に、本例における記録ヘッド101は、インク残量が3gより多いときは、どのような記録パターンであっても10kHzの駆動周波数によって記録ヘッドを駆動する限り、A4サイズ版の1ページをかすれることなく記録することができるからである。第2に、インク残量が3gのときにヒータを駆動した場合に、本例の記録ヘッドの温度変化が35℃であるからである。第3に、本例の記録ヘッドの状態変化(ここでは、インク残量の変化)を推定する場合、ダイオードセンサ208の温度検出誤差等を含めても、記録ヘッドに10℃の温度変化があれば状態変化があったことが明確に判断できるからである。したがって本例の場合は、記録ヘッドに45℃以上の温度変化があったときに、インク残量が3g以下であることが確実に判断できる。
The reason why the comparison reference temperature is 45 ° C. is as follows. First, when the remaining amount of ink is more than 3 g, the
温度差{(Ta_1)−(Tb)}が45℃以上のときには、ステップS1708において、次のページの記録に必要なインクが無いと判断して、インク残量推定制御2を終了する。その温度差{(Ta_1)−(Tb)}が45℃未満のときは、ステップS1709にて、カウンタ値が2以上であるか否かを判断する。初期においてはn=1であるため、ステップS1710に移行し、カウンタ値nに1を加えてn=2としてから、再びステップS1703に移行する。今度はn=2であるためステップS1711に移行し、500発のインク滴を吐出させるように、ヒータを駆動する。本例においては、n=1のときに記録ヘッドに生じた温度変化が35℃未満であった場合に、500発のインク滴を吐出させるようにヒータを駆動したとしても、記録ヘッドの温度は100℃までは到達しない。したがって、その500発は、カラ吐出を行なっても記録ヘッドの温度が100℃までは到達しない範囲において、最大の駆動回数を意味している。
When the temperature difference {(Ta_1) − (Tb)} is 45 ° C. or more, it is determined in step S1708 that there is no ink necessary for recording the next page, and the remaining ink
その後、ステップS1705にて20ms待機してから、ステップS1706にて記録ヘッドの温度Ta_2(n=2)を取得する。そして、ステップS1707において温度差{(Ta_2)−(Tb)}が45℃未満であるか否かを判断し、その温度差が45℃以上のときには、ステップS1708においてインク残量が無いと判断する。その温度差が45℃未満のときは、ステップS1709において、カウンタ値nが2以上であるか否かを判断する。今度はn=2であるため、ステップS1712に移行して、次のページの記録に必要なインク残量が有ると判断して、インク残量推定制御2を終了する。
Then, after waiting for 20 ms in step S1705, the print head temperature Ta_2 (n = 2) is acquired in step S1706. In step S1707, it is determined whether or not the temperature difference {(Ta_2) − (Tb)} is less than 45 ° C. If the temperature difference is 45 ° C. or more, it is determined in step S1708 that there is no remaining ink. . If the temperature difference is less than 45 ° C., it is determined in step S1709 whether or not the counter value n is 2 or more. Since n = 2 this time, the process shifts to step S1712 to determine that there is an ink remaining amount necessary for recording the next page, and the ink remaining
図18は、時間T10において、インク残量推定制御2を開始した場合の記録ヘッド101の温度変化を示す。時間T10〜T11は、10kHzの駆動周波数によって2000発のインク滴を吐出させるようにヒータを駆動している時間、T12〜T13は、10kHzの駆動周波数によって500発のインク滴を吐出させるようにヒータを駆動している時間である。T11〜T12、およびT13〜T14のそれぞれは、ヒータが駆動されない20ms間の待機時間(非駆動時間)である。図中の○部分は、ステップS1706において取得する記録ヘッドの温度Ta_n(n=1、2)である。図中の実線、破線、一点鎖線は、それぞれインク残量が5g、3g、1gのときの温度変化を示す。
FIG. 18 shows a temperature change of the
図19は、インク残量が5g、3g、1gのときの記録ヘッドの温度Ta_n、Tb、{(Ta_n)−Tb}を示す(n=1、2)。インク残量が5gの場合、温度差{(Ta_n)−Tb}は、n=1、2のいずれのときにおいても常に45℃よりも小さいため、次のページの記録可能な量のインクが有ると判断される。インク残量が3gの場合、n=2のときに、温度差{(Ta_n)−Tb}が45℃となる。すなわち、インク残量が3g以下のときは、A4サイズ版の次の1ページをかすれることなく記録することが保証できないため、インクが無いと判断される。インク残量が1gの場合、n=1のときに、温度差{(Ta_n)−Tb}が45℃以上となり、インクが無いと判断される。この場合には、n=2以降の処理が中断される。 FIG. 19 shows the printhead temperatures Ta_n, Tb, {(Ta_n) −Tb} when the remaining amount of ink is 5 g, 3 g, and 1 g (n = 1, 2). When the remaining amount of ink is 5 g, the temperature difference {(Ta_n) −Tb} is always smaller than 45 ° C. when n = 1 or 2, so that there is a recordable amount of ink for the next page. It is judged. When the remaining amount of ink is 3 g, the temperature difference {(Ta_n) −Tb} is 45 ° C. when n = 2. That is, when the remaining amount of ink is 3 g or less, it cannot be guaranteed that the next page of the A4 size plate will not be blurred, and therefore it is determined that there is no ink. When the ink remaining amount is 1 g, when n = 1, the temperature difference {(Ta_n) −Tb} is 45 ° C. or more, and it is determined that there is no ink. In this case, processing after n = 2 is interrupted.
このように本実施形態においては、前述した実施形態と同様に、ヒータを所定回数ずつ複数回に分けて駆動し、それらの駆動の合間において記録ヘッドの温度を正確に取得するため、記録ヘッドの温度が高温に達する前に、ヒータの駆動を中止することができる。この結果、記録ヘッドの耐久性が向上することになる。 As described above, in the present embodiment, similarly to the above-described embodiment, the heater is driven a plurality of times by a predetermined number of times, and the temperature of the print head is accurately obtained between the drive times. Before the temperature reaches a high temperature, the driving of the heater can be stopped. As a result, the durability of the recording head is improved.
さらに本実施形態においては、1回目のインク滴の吐出数として、インク残量が0gの状態であっても記録ヘッドのダメージにつながる高温(本例の場合は、100℃)にまでは到達しない範囲において、最大の吐出数(本例の場合は、2000発)に設定した。そのため、前述した第1の実施形態の場合に比して、記録ヘッドの温度を取得するための待機時間を減らすことができる。これにより、1、2回目のインク吐出時間(200ms、20ms)と、1、2回目の待機時間(20ms、20ms)と、を含めた期間内における実質的な駆動周波数は、第1の実施形態の場合よりも高くなる。つまり、本実施形態における実質的な駆動周波数は、8.62kHz(=2500発÷(200ms+20ms+50ms+20ms))となる。これらの結果、第1の実施形態よりも500発少ない2500発のインク吐出数によって、インク残量を推定することが可能となり、その分、インクの消費を抑えることができる。 Further, in the present embodiment, the first ink droplet ejection number does not reach a high temperature (100 ° C. in this example) that leads to damage to the recording head even when the remaining amount of ink is 0 g. In the range, the maximum number of discharges (2000 in this example) was set. Therefore, the waiting time for acquiring the temperature of the recording head can be reduced as compared with the case of the first embodiment described above. As a result, the substantial drive frequency within the period including the first and second ink ejection times (200 ms, 20 ms) and the first and second standby times (20 ms, 20 ms) is the same as that of the first embodiment. Higher than the case. That is, the substantial drive frequency in this embodiment is 8.62 kHz (= 2500 shots / (200 ms + 20 ms + 50 ms + 20 ms)). As a result, the remaining amount of ink can be estimated from the number of ink ejections of 2500, which is 500 fewer than that of the first embodiment, and the ink consumption can be suppressed correspondingly.
(他の実施形態)
本発明は、インク供給部から供給されるインクをヒータの熱エネルギーを利用して吐出口から吐出可能な記録ヘッドを用いて、記録媒体に記録を行うインクジェット記録装置において、広く適用することができる。インク供給部は、記録ヘッドと一体または別体のインクタンク、および/または、記録ヘッド内部におけるインクの収容空間を含めることができる。そのインク供給部のインク残量は、ヒータを複数回連続的に駆動したときの記録ヘッドの検出温度に基づいて推定する。その際、ヒータを駆動する駆動パターンは、ヒータを複数回連続的に駆動する駆動期間と、その後にヒータを駆動しない非駆動期間と、を交互に複数回繰り返す駆動パターンであればよく、前述した実施形態の駆動パターンのみには特定されない。その非駆動期間中に、記録ヘッドの検出温度を取得して、その検出温度と所定の基準温度との比較結果に基づいて、インク残量が推定できればよい。インク残量を推定したときは、その後の駆動パターンにしたがうヒータの駆動はしないことが望ましい。
(Other embodiments)
INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be widely applied to an ink jet recording apparatus that records on a recording medium using a recording head capable of ejecting ink supplied from an ink supply unit from an ejection port using thermal energy of a heater. . The ink supply unit can include an ink tank that is integral with or separate from the recording head, and / or an ink storage space inside the recording head. The ink remaining amount of the ink supply unit is estimated based on the detected temperature of the recording head when the heater is continuously driven a plurality of times. At this time, the driving pattern for driving the heater may be a driving pattern in which a driving period in which the heater is continuously driven a plurality of times and a non-driving period in which the heater is not driven thereafter are alternately repeated a plurality of times. It is not specified only for the drive pattern of the embodiment. It is only necessary that the detected temperature of the recording head is acquired during the non-driving period, and the ink remaining amount can be estimated based on a comparison result between the detected temperature and a predetermined reference temperature. When the ink remaining amount is estimated, it is desirable not to drive the heater according to the subsequent drive pattern.
また基準温度は、複数の非駆動期間毎に異なる温度に設定し、先の非駆動期間における温度よりも後の非駆動期間における温度の方が高く設定することができ、その場合の設定温度は、前述した実施形態のみに特定されない。また、検出温度と基準温度との差が規定温度以上のときに、インク残量が基準温度に対応する規定インク量以下であると推定することができ、その場合の基準温度および規定インク量は、前述した実施形態のみに特定されない。 In addition, the reference temperature can be set to a different temperature for each of the plurality of non-drive periods, and the temperature in the later non-drive period can be set higher than the temperature in the previous non-drive period. It is not specified only in the above-described embodiment. Further, when the difference between the detected temperature and the reference temperature is equal to or higher than the specified temperature, it can be estimated that the remaining amount of ink is equal to or lower than the specified ink amount corresponding to the reference temperature. In this case, the reference temperature and the specified ink amount are It is not specified only in the above-described embodiment.
また本発明を適用可能な記録装置は、前述したようなシリアルスキャンタイプのインクジェット記録装置のみに特定されず、ヒータの発熱によりインクを吐出可能なインクジェット記録ヘッドを用いる種々の記録装置に広く適用することができる。例えば、記録媒体の記録領域の幅方向の全域に渡って延在する長尺な記録ヘッドを用いる所謂フルラインタイプのインクジェット記録装置に対して、本発明を適用することもできる。 The recording apparatus to which the present invention can be applied is not limited to the serial scan type inkjet recording apparatus as described above, and is widely applied to various recording apparatuses using an inkjet recording head capable of ejecting ink by the heat generated by a heater. be able to. For example, the present invention can also be applied to a so-called full-line type ink jet recording apparatus that uses a long recording head extending over the entire width direction of the recording area of the recording medium.
100、101 記録ヘッド
102 吐出口
106 キャリッジ
207 記録ヘッドチップ
208 ダイオードセンサ
209、210、211 吐出口列
212 ヒータ
300 CPU
301 ROM
302 RAM
P 記録媒体
100, 101
301 ROM
302 RAM
P Recording medium
Claims (7)
先の検出動作における前記基準温度に比べて、前記先の検出動作よりも後に行われる後の検出動作における前記基準温度は高く設定され、
前記制御手段は、前記判断手段によって前記先の検出動作において前記インク残量が前記所定量以下であると判断された場合には、その後の前記検出動作を中止することを特徴とするインクジェット記録装置。 A recording head that discharges ink supplied from an ink supply unit by driving a heater, a temperature detection unit that performs a detection operation for detecting the temperature of the recording head, a driving period for continuously driving the heater, and thereafter A control means for driving the heater so as to repeat a non-drive period during which the heater is not driven and causing the temperature detection means to perform the detection operation for each non-drive period, and the temperature detection for each detection operation. Determining means for calculating a temperature difference between the temperature detected by the means and a set reference temperature, and determining that the remaining amount of ink in the ink supply unit is equal to or less than a predetermined amount when the temperature difference is equal to or greater than a specified temperature; In an inkjet recording apparatus comprising:
Compared to the reference temperature in the previous detection operation, the reference temperature in the subsequent detection operation performed after the previous detection operation is set higher,
The control unit stops the subsequent detection operation when the determination unit determines that the remaining amount of ink is equal to or less than the predetermined amount in the previous detection operation. .
前記ヒータを連続的に駆動する駆動期間とその後に前記ヒータを駆動しない非駆動期間とを繰り返すように前記ヒータを駆動し、かつ前記非駆動期間毎に前記温度検出手段に前記検出動作を行わせる制御工程と、前記検出動作毎に前記温度検出手段で検出された温度と設定された基準温度との温度差を算出し、当該温度差が規定温度以上の場合は前記インク供給部のインク残量が所定量以下であると判断する判断工程と、を有し、
先の検出動作における前記基準温度に比べて、前記先の検出動作よりも後に行われる後の検出動作における前記基準温度は高く設定され、
前記制御工程は、前記判断工程によって前記先の検出動作において前記インク残量が前記所定量以下であると判断された場合には、その後の前記検出動作を中止することを特徴とするインク残量の推定方法。 Ink remaining in the ink supply unit in an ink jet recording apparatus, comprising: a recording head that discharges ink supplied from an ink supply unit by driving a heater ; and a temperature detection unit that performs a detection operation for detecting the temperature of the recording head. In the quantity estimation method,
The heater is driven to repeat a driving period in which the heater is continuously driven and a non-driving period in which the heater is not driven thereafter, and the temperature detection unit performs the detection operation for each non-driving period. A temperature difference between the temperature detected by the temperature detecting means and a set reference temperature is calculated for each control operation and the detection operation, and when the temperature difference is equal to or higher than a specified temperature, the ink remaining amount in the ink supply unit A determination step of determining that is less than or equal to a predetermined amount,
Compared to the reference temperature in the previous detection operation, the reference temperature in the subsequent detection operation performed after the previous detection operation is set higher,
The control step stops the subsequent detection operation when the determination step determines that the remaining amount of ink is equal to or less than the predetermined amount in the previous detection operation. Estimation method.
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