JPH02198860A

JPH02198860A - 液体噴射記録装置

Info

Publication number: JPH02198860A
Application number: JP1018224A
Authority: JP
Inventors: Yoshiaki Takayanagi; 義章高柳; Asao Saito; 斉藤　朝雄; Ryoichi Koizumi; 小泉　亮一
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1989-01-28
Filing date: 1989-01-28
Publication date: 1990-08-07

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】る。

第１図は本発明の第１の実施例に係る液体噴射記録装置
（インクジェット記録装置）の構成例を示す。

第１図において、１４はヘッドカートリッジであり、イ
ンクの吐出口とこれに対応して設けた吐出エネルギ発生
素子とを有する記録ヘッドチップと、インク供給源たる
インクタンクとを一体としたものである。このヘッドカ
ートリッジ１４は、押さえ部材４１によりキャリッジ１
５の上に固定されており、これらはシャフト２１に沿っ
て長平方向に往復動可能となりている。記録へラドチッ
プの吐出口より吐出されたインクは、吐出口と微少間隔
をおいて配韓されるプラテン１９に記録面を規制された
記録媒体１８に到達し、記録媒体１８上に画像を形成す
る。

記録へラドチップに配設した吐出エネルギ発生素子（例
えば電気熱変換体）には、ケーブル１６およびこれに結
合する端子を介して適宜のデータ供給源より画像データ
に応じた吐出信号が供給される。ヘッドカートリッジは
、用いるインク色等に応じて、１ないし複数個（図では
２個）を設けることができる。

なお、第１図において、　１７はキャリッジ１５をシャ
フト２１に沿って走査させるためのキャリッジモータ、
２２はモータ１７の駆動力をキャリッジ１５に伝達する
ワイヤである。また、２０はプラテンローラ１９に結合
して記録媒体１８を搬送させるためのフィードモータで
ある。

第２図は第１図におけるヘッドカートリッジ１４の構成
例を示す。ここで、Ｉｌｌは第２図に示した記録ヘッド
チップ、１１２は記録へラドチップＩｌｌに例えばワイ
ヤボンディング等を介して液体噴射記録装置本体側と電
気的接続を得るための板状導体を配列させてなる配線部
材　（以下でリードフレームという）、１１３＾および
１１３Ｂはこのリードフレーム１１２に組込まれ、後述
するようにしてインク残量を検知する残量検知電極、１
１４は記録ヘツトチツブｉｔｔにインクタンク１０２か
らのインクを供給するためのインク供給路、１１Ｂはイ
ンクタンク１０２とインク供給路１１４との間を仕切っ
ている仕切壁である。

第３図は本例に係る検知電極部の構成例を示し、ここで
、リードフレーム１１２はインクタンク１０２と記録へ
ラドチップ１１１　とが−株化されたヘッドカートリッ
ジの例えば樹脂製の筺体１１７に埋設されている。そし
て、そのうち、インク残量検知電極ｌｌ３Ａおよび１１
３Ｂのみを導通部１１Ｂを介してインク供給路１１４に
露出させてあり、その電極間に抵抗Ｒを介して電源が供
給される。

また、第４図に示すように、インク供給路１１４はイン
クタンク１０２との仕切壁１１６にインク供給口１１９
を有すると共に、上下から交互にリブ１２０Ａ、１２０
Ｂおよび１２０Ｃが設けである。

そこで、インクタンク１０２からインク供給口１１９を
介して供給路１１４に導かれたインクは不図示の毛管に
より第１のリブ１２０＾を越えて次の区画に導かれ、こ
こから矢印の経路を経て記録ヘッドチップＩｌｌ内に供
給され、吐出口２６から記録時等にインクの吐出が行わ
れる。そして、インクタンク１０２中のインクが無くな
り、ためにインク供給路口４にインクが導かれなくなる
と、その液面は第４図に示す状態となり、インク残量検
知部１１３Ａが液面上に露出して検知部１１３Ａ、　１
１３Ｂ間の電気的導通が断たれる。

よって、その間の電流が流れなくなったことによりイン
ク残量が限界値に達したことを検知することができる。

なお、電流は僅かながらでも導電性のインク皮膜が検知
電極間に残留する限り流れるので、一定の電流が流れる
ように検知回路を構成した場合、電圧Ｖとインク残量１
との間に第５図に示す関係が得られることから、インク
残量１の多少を検知するように構成することも可能であ
る。

本例においては、第２図について述べたインク残量の検
知部を用いて適正なインクが使用されているか否か、す
なわち適正なインクを収納したヘッド力・−トリック１
４が装着されているか否かの検知を行うようにする。

第６図はそのインク残量検知系の一構成例を示す。

ここで、５０は制御部であり、第７図につき後述する処
理手順を実行するＣＰＵ　、その処理手順に対応したプ
ログラム等固定データを格納するｌｌ０Ｍおよび作業用
のＲＡＭ等を有している。この制御部５０は第１図示の
装置の主制御部に兼用されていてもよい。

また、ＲＯＭには、本装置で使用を可とするインクがイ
ンクタンク１０２内に十分にある場合には第２図のよう
な残量検知部で得られるであろう基準電圧値（Ｖ「）を
格納しておく。

５７は警報装置であり、ＬＥＤ等の表示器やブザー等の
音声発生装置、またはそれらの組合せとすることができ
る。■は第２図示の残量検知部で検出される残量検知電
圧である。Ｓは不適谷のインクの使用が検知されたとき
、あるいはインク残量無しが検知されたときに生成され
る各部の停止信号である。

第７図は以上の制御系による処理手順の一例を示し、本
手順は例えばヘッドカートリッジ１４の交換が検知され
たとき等に起動することができる。

本手順が起動されると、まずステップＳ１にてＶの値と
■「値とを比較する。とこで、Ｖ値がＶｒ値に一致もし
くは許容範囲内にあると判定された場合には本手順を終
了し、以下は適宜のタイミングで公知の残量検知を行え
ばよい、そして残量無しが検知されたときには警報の発
生および各部の停止処理を行い、操作者にヘッドカート
リッジの交換を促すようにすることができる。

一方、ステップＳｌにてＶ値およびＶｒ値の不一致が検
知された場合には、不適合のインクが使用されたとして
ステップＳ３にて警報を発生し、ステップＳ５にて各部
の停止信号を出力する。すなわち、本手順によれば、何
らかの原因により記録へラドチップ１１１の諸条件（吐
出口径や液流路寸法など）に適合しないインクがインク
タンク１０２内に収納されていた場合や、装置本体側の
諸条件（駆動エネルギなど）に適合しないインクを収納
したヘッドカートリッジが用いられた場合には、記録動
作が行われる前にこれが検知され、警告されるので、記
録品位の低下や目詰り等の不都合を未然に防止すること
ができる。

なお、第５図のような特性を利用してインク残量を連続
的に検知する構成であれば１、同一インクでも残量によ
って検知電圧Ｖが異なることから、インク残量が十分に
あって検知電圧Ｖがほぼ一定であるときに上記手順を行
うことが望ましいが、インク残量がある間は完全に電極
が浸漬されて単にインク残量の有無を検知するような構
成であれば、上記手順はいかなるときに起動することも
できる。

また、上側では記録ヘッドチップとインクタンクとを一
体としたヘッドカートリッジを用いる形態の液体噴射記
録装置に本発明を適用した場合について述べたが、両者
が別体でありてもよく、記録ヘッドチップの部分は必ず
しもディスポーザブルでなくてもよい。さらにこの場合
、インクタンクについても、装置のいかなる部位に配置
されてもよく、またこれをディスポーザブルのカートリ
ッジ形態とせずに注入等によりインク補給がなされるも
のであってもよい。

以上を具体的に説明する。ここで、装置本体が、予め使
用するインク抵抗として通常使用環境下では、測定用電
流ＩＯが５（μＡ）で２．７ｍの電圧を示し、これ即ち
電気抵抗値５４０にΩとなる所定インクを用いた場合に
対して適正な駆動条件が限定されているインクジェット
記録装置であるとする。

このインクジェット記録装置に上記インクを収納した新
品の記録ヘッドを装着すると、記録ヘッドに設けられて
いる検知手段としての残量検知素子とインクジェット記
録装置本体の残量検知信号量は回路との電気的接合がな
され、残量検知回路とこの回路を利用した実質的なイン
ク電気抵抗検知回路とが形成される。この装着によって
、回路が形成されると、インク抵抗測定用の電流ｌ０＝
５（μ＾）が検知電極へ流されると、測定結果として電
圧が得られる。この結果が、基準値である２、７（Ｖ）
であるときは、適正インクと判断され記録可の装着状態
（スタンバイ状態）となる。

ところが、通常使用環境下で、別の新品の記録ヘッドを
装置本体へ装着したにもかかわらず、先の電圧が８．２
（Ｖ）、即ち　１６４０にΩとなる検知結果を得た場合
は、装置はカー・トリック（記録ヘッド）の交換を要求
し装置を不作動状態とする。このようなインク抵抗で基
準値と合致しなかった場合、そのまま記録をしてしまう
と、駆動条件があわずに装置本体内の機能が損われたり
、早期に記録不良を起こしたりして、製品の信頼度が低
下してしまうため、この判別は重要である。

［他の実施例］ところで、記録装置を特別な環境下で用いる場合は、上
記実施例で対応をとりきれない場合も発生する可能性が
あるので、以下、環境温度について着目した２例を第８
図〜第１θ図および第８図〜第１３図でそれぞれ説明す
る。

一方は、インク温度を予め適正な温度とし、その温度に
相当する基準値を装置本体側に記憶させておいて、新品
のカートリッジが装着された時にインクが溝杯であるの
で、この時のみ判別を行うようにしたものである。

他の例は、逆に、温度に応じてインク抵抗が変化する場
合が前提であるが、インクの抵抗の基準値補正を行い、
適正な判別を行うものである。無論、基準値補正以外に
得られた測定値を補正しても良いことは、以下の趣旨か
らも明らかとなろう。

上側ではインク検知をインクタンク内部で行なっている
が、この検知箇所を吐出エネルギ発生素子の近傍で行な
うことにより、さらに精密なインクの識別が可能となる
。

第８図（Ａ）および（Ｂ）に吐出エネルギ発生素子のつ
くりこまれたシリコン基板のパターンを例示する。シリ
コン基板１の上には吐出エネルギ発生素子となる抵抗体
５のアレイ３．インクおよび基板を加熱するための保温
ヒータ８．インクおよび基板の温度を検知する温度セン
サー２．配線部６および電極パッド４等が薄膜形成プロ
セスにより構成されている。

従って、上記保温ヒータ８を利用しヘッドを加熱するこ
とにより、インクを含めたヘッド全体の温度を通常３５
℃程度まで上昇させることができる。このときの実温度
は、シリコン基板上の温度センサ２で正確に測定がで仕
る。

第９図はこのシリコン基板１にインクを供給する液室２
３とともにインクの通路２５となるノズルを構成する天
板３０を組付けた時の構造を示す。シリコン基板１の上
には、天板３０が接着、圧着等で、固定される。天板３
０の液室２３の部分にはインク検知電極３３．３４が設
置され、両電極間に定電流を流し、両極間の電位差を測
定することにより、前述のインク特性を測定することが
できる。

ここで、より精密なインク識別を行なうには、まず、イ
ンクの温度をシリコン基板上の温度センサで測定し、こ
の時のインク検知電極間の測定電圧と共に本体内ＲＡＭ
にデータを保存する０次に保温ヒータに一定時間通電し
、例えば３５℃付近まで、ヘッドの温度を上昇させる。

この時さらにインク検知電極間の測定電圧をヘッド温度
測定値と共に本体ＲＡＭに保存する。

次に、予めインク温度とインク抵抗値との対応を本体Ｒ
ＯＭ内にテーブル化して保存しておき、上記シーケンス
中で測定したインク抵抗値が各温度でのインク抵抗値の
許容範囲内にはいっているか否か、つまり、インクの温
度特性を比較することでより詳細にインクの識別をする
ことが可能となる。

第１Ｏ図は、先の例のブロック図であり、装置本体７０
０に装着された記録ヘッド６００によって本体の制御回
路が成立することを示している。尚、記録ヘッドの初期
検知６１は、記録ヘッド６００に予め設けられた初期信
号発生用の配電部を意味し、カートリッジ（記録ヘッド
）の本体への装着時に、装置側から供給された電流が記
録ヘッドを経由して本体側へもどることで信号を発生し
たと認定できるものである。初期信号が検知されると、
本体から高電流が流れてこの配電部は断線状態となり以
降初期状態の検知は不能となる。従って、初期信号を受
けられないものは、既に以前に判定されて「適」となワ
たものとなり、以降の着脱後の使用は可能となる。

この後、前述したように、温度検知素子６０．加熱手段
６３．温度制御手段７１０によって所定温度Ｔ０（先の
例では３５℃）に維持されると、３５℃の適正インクの
予めの基準抵抗値７０７　Ｒｓ　ｓ’ｃと抵抗検知手段
６２から得られた抵抗Ｒとを比較する抵抗判別回路７０
９によって、装着された記録ヘッドの適、不適が判別さ
れる。この結果、記録可であれば表示ランプ７０５が点
燈し、記録不可であれば、表示ランプ（ヘッド不良、交
換表示）７０６を点滅さする。

本実施例では、温度調整用のリップル分を考慮して、（
Ｒ３ｓ・ｃ±数オーム）の範囲内を許可範囲とした。

第１１図は、後の例のブロック図であり、第１２図の、
ようなフローチャートに従って制御を行うものである。

ただし、第１０図と同じ構成は、前述の符号と同じもの
であるので説明は省略する。

本例の特徴は、記録ヘッドの温度即ちインクの温度に応
じた抵抗変化分を基準抵抗温度補正回路７０１によフて
、補正係数α（適正インクの抵抗変化分補正パラメータ
である）を室温ＴＲにおける基準抵抗Ａ４Ｒに対して演
算することで基準値自体をそのインク温度に合わせ、判
別精度を向上するものである。

そして、測定された温度Ｔに対して、演算（Ａ丁Ｒ＋α
（Ｔ−ＴＲ））を行い、この値を新規の基準値として比
較判別回路７０３で得られたインクの抵抗値Ｂと比較す
る。この結果は、前述と同様に処理される。

上述の例は、検知したインク抵抗が、適正インクに対し
て類似する場合であるが、第１３図に示すように、適正
インクの抵抗変化範囲が、環境変動、量変動があっても
８０以上を示すものである場合に、Ｒｏより小のＲ１を
装着された記録ヘッドの状態にかかわらず判定によって
得た場合は、上述の複雑な判別は不要となり、即座に不
適の処理をすれば良い、この判別を上述回路中、フロー
チャート中に含めることは好ましいものとなるし、これ
単独の判別手段であっても良い。

なお、以上の各側ではインク残量検知系をインク適否の
判別を行う手段に兼用したが、当該判別手段は別途設け
られたものであってもよい。

また記録ヘッドを記録媒体に対して走査しつつ記録を行
うシリアルタイプの液体噴射記録装置について述べたが
、本発明は記録媒体の全幅に対応した範囲にわたって吐
出口を整列させた所謂マルチタイプの装置にも極めて有
効かつ容易に適用できるのは勿論である。

［発明の効果］以上説明したように、本発明によれば、不適合のインク
が使用されたときにはこれが検知されて記録動作が行わ
れないので、記録品位の低下や吐出口の目詰り等の不都
合の発生を未然に防止することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係る液体噴射記録装置を示
す斜視図、第２図は本実施例に係る記録ヘッド（ヘッドカートリッ
ジ）の構成の一例を示す斜視図、第３図は本例にかかる
インク残量検知部の構成を第２図のＡ−Ａ線断面で示す
断面図、第４図は本例にかかるインク供給路の構成を模
式的に示す説明図、第５図は検知用電極２点間に流れる電流を一定に保った
ときの電圧とインク残量との関係を示す特性曲線図、第６図は本実施例に係るインクの適否判別および残量検
知を行う制御系の一構成例を示すブロック図、第７図はその制御手順の一例を示すフローチャート、第８図（＾）、（Ｂ）　、第９図および第１Ｏ図は本発
明の他の実施例を説明するためのそれぞれ平面図、斜視
図およびブロック図、第１１図、第１２図および第１３図は本発明のさらに他
の実施例を説明するためのブロック図、フローチャート
および特性図である。１４・・・ヘッドカートリッジ、５０・・−ｆｌＪ御部、５７・・・警報装置、１０２・・・インクタンク、１、１１・・・記録へラドチップ、１１２・・・リードフレーム、１１３＾、１１３Ｂ・・・インク残量検知電極、１１４
・・・インク供給路。第７図第１０図第１２図 −（〕グ掟←」第１３図（（゛ご１正口百）手続補正書平成１年り月！７日

Claims

【特許請求の範囲】１）使用される記録用液体の適否を判断する判断手段と
、当該判断の結果前記記録用液体が不適合と判断された
ときには記録動作への移行を阻止する制御手段とを具え
たことを特徴とする液体噴射記録装置。２）前記判断手段は、前記記録用液体の供給系に配置さ
れる一対の電極を有し、該電極間の電圧により前記判断
を行うことを特徴とする請求項１記載の液体噴射記録装
置。