JPH02289358A - インクジェット記録装置 - Google Patents

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】 ［産業上の利用分野］ 本発明はインクジェット記録装置に関し、特にインク供
給源内のインク残量検出部の改良を図ったものである。

［従来の技術］ 従来、インクジェット記録装置におけるインクタンク等
のインク供給源内インク残量検出部段としては、重量検
知によるもの、あるいはタンク内に電極を構成しその間
の抵抗値を基準抵抗値と比較してその大小により残量を
判定するようにしたもの等がある。

［発明が解決しようとする課題］ しか【ノながら、重量検知によるものでは、精密なＭ全
測定を行うための構成の複雑化が生じるという問題があ
る。

また、一般にインクタンクはインク消費時に変換される
カートリッジの形態が採られるが５カドリツジ毎にばら
つきがある場合、電極間抵抗値を−様な基準値と比較す
ることにより残量検知を行う構成では検知精度が低下し
てしまうおそれがある。これは、特に運搬時その他の衝
撃の作用に伴うインクの揺れによって生じる気体の溶存
やインク漏洩を防止すべく吸収体を内蔵してこれにイン
クを含浸させたカートリッジでは、吸収体のバラツキに
よって生じ得る問題である。

さらに、最近では、インク吐出のためのエネルギ発生素
子に電気熱変換体を用いることによって記録ヘッドを低
廉化できることから、そのような記録ヘッドとインクタ
ンクとを一体としてカートリッジ化したもの（以下ヘッ
ドカートリッジという）も開発されてぎている。このよ
うな構成においてインクを吸収体に含浸させるようにす
ると、記録ヘッドの吐出口でのインク水頭圧（水頭差に
よって吐出口に生じる圧力）を安定化できるので有利で
はあるが、上記した吸収体のばらつきに加え、インク吐
出に伴う気泡の自然発生などの影響もあるので、−様な
基準値に対する電極間抵抗値によってインク残量を判定
する手法では残量検知精度が一層低下するおそれがある
。

本発明は、構成簡単にして安定かつ精度高い残量検知か
行オるように１７・たインクジェット記録装置を提供す
ることを目的とする。

［課題を解決するための手段］ このような目的を達成するために、本発明は、記録媒体
にインクを吐出して記録を行う記録ヘッドと、記録ヘッ
ドに供給されるインクを収容するためのインク供給源と
、このインク供給源内のインクの残量を検知するために
インク供給源に設けられた一対の電極と、その一対の電
極間に定電流を供給したときの電極間電圧により前記残
量を検知する検知手段と、インク供給源内のインクの残
量が無しもしくは僅少となった旨の通報を行うための電
極間電圧のしきい値を、当該インク供給源に対応して決
定する決定手段とを具えたことを特徴とする特 ［作　用］ 本発明では、インク供給湘に対応して適正なしきい値が
決定されるので、例えばインク吸収体を内蔵したインク
タンクのばらつきによらず精度の高いインク残量に係る
通知を行うことができる。

［実施例］ 以下、図面を参照して本発明の詳細な説明する。

なお、以下では記録ヘッドとインタンクとを一体化した
ディスポーザブルタイプのヘッドカートリッジを着脱可
能な形態のインクジェット記録装置の実施例について述
べる。

第１図は本発明の第１の実施例に係るヘッドカートリッ
ジを含むインクジェット記録装置の断面図である。

ここで、１はインクジェット記録ヘッド本体部分である
記録へラドチップであり、記録媒体２０に対向して移動
しつつ記録信号に応じてインクを吐出する。この記録へ
ラドチップｌは、吐出エネルギ発生素子としての電気熱
変換体（吐出ヒータ）およびその配線部等を配設した基
板（ヒータボード）を有するプリント板３や、吐出ヒー
タに対応した吐出口ないし液路の列１０を有する吐出部
等で構成されている。

インクタンク部２は、所定量のインクを含浸した多孔質
材でなる吸収体４を有しており、その吸収体４に一対の
インク残量検知用電極５が挿通されている。そして、こ
のインクタンク部２と記録ヘッドチップ１とが一体に結
合されてヘッドカートリッジが構成されている。７はそ
の両者間に配置され、気泡を容易に通さない孔径を有す
る多孔貢体のフィルタであるｅ 記録へラドチップ１の波路列１０に設けられ、インクを
吐出するためのエネルギを記録信号に応じて発生する電
気熱変換体などの吐出エネルギ発生素子、および吸収体
４内に挿通されるビン形状のインク残量検知用電極５に
対しては、これらに電気的接続を行うための電極が電極
列１１の形でまとめられている。そしてこの電極列１１
が記録装置本体側のコネクタ１２と結合されている。

本実施例に係る記録装置による記録に際しては、給送ロ
ーラ対１６および排出ローラ対１９によってガイド１８
上をＦ方向に搬送される記録媒体２０に対し、キャリッ
ジ＠２２に沿って走査されるキャリッジ２３のコロ２１
を介して紙押えレール１７により記録媒体２０をガイド
１８上に押圧しつつキャリッジ走査がなされる。

本実施例では基本的には電極５間の抵抗値を基にインタ
ンク部２内のインク残量検知を行うが、インク残量と電
極間抵抗との関係は、第２図に示すように、電極間に流
す電流により変化するため、単なる抵抗分割法などによ
る回路構成では正確な残量検出を行えないおそれがある
。そこで、本例では第４図につき後述する定電渣回路を
採用して残量検知を行う。

また、前述したように、個々のカートリッジ間でも第３
図に示すように特性にバラツキが生じるため、例えばし
きい値を図に示すＰのように単純に定めてしまうと、△
Ｐ（約４ｇ程度）だけ検出時のインク残量にバラツキが
生じた。これは記録にして標準文字の記録（Ａ４サイズ
）で２００枚分、イメージの記録で４０〜６０枚分にも
相当するため、検出精度の信頼性を損う結果となってし
まう。

そこで、本例ではこうした欠点を解決するべく、第３図
に示すように記録不能となる領域Ｒを実験により求め、
その直前のポイント（図中Ｑで示す）をしきい値とする
ような制限を可能とした。すなわち、カートリッジの電
極間抵抗の初期値に対応させてＱ線上のポイントを最初
に決定しておき、その抵抗差△Ｒに至った時点でインク
無と判断し、本体のシーケンスを適切に制御するととも
に操作者に対しては警告表示等を行うようにする。その
ために、前記初期値あるいはそれより求めたしきい値（
Ｑ線上）のいずれかのデータを不揮発性メモリに書込ん
でおき、電源ＯＦＦ時にも装着されているカートリッジ
に係る情報として保持しておく。

第４図はかかる処理を行うインク残量検知回路の構成例
を示す。ここで、＋００は第１図に示したディスポーザ
ブルタイプのヘッドカートリッジ、２００は例えばへ／
Ｄコンバータを内蔵したマイクロコンピュータ形態の制
御部、３００は例えばＥＥＰｎＯＭ等で構成した不揮発
性のメモリ、４００は電圧変換回路、５００はインク残
量が無いとき等に操作者にヘラ１こカートリッジの交換
を促すための表示器および／または音声発生器等の報知
部である。

第５図は第４図示の制御部２００によるインク残量検知
に係る処理手順の一例を示し、本図を用いて第４図示の
構成の動作を説明する。

制御部２００はインク残量検知タイミング（ステップ５
１）でＩ１０ボートを「１」としくステップＳ３）、ト
ランジスタＴｒ３をオンとする。それによりトランジス
タＴｒｌがオンとなり、Ｔｒ２が機能する。ここで、ト
ランジスタＴｒ２に流れる電流Ｉ。

は、ベース−エミッタ用電圧をＶＢＥとすると、１ｏ＝
　（ＶＺ−ＶＩＩＥ）／Ｒ１ なる定電流となる。なお、ここでｖｚはツェナー電圧で
ある。

こうして得られた定電流は、そのままヘラ［・カートリ
ッジのインクタンク部内の画電極５間を流れる。従って
、電極５間にはその時の電圧が発生する。これが安定す
るまで所定時間（例えば１秒）待機した後（ステップＳ
５）、この電圧を直接または必要に応じて電圧変換回路
４００を介して巴羅部２００のＡ／Ｄコンバータ入力端
に受容する（ステップＳ７）。Ａ／Ｄ変１奥が終了する
と（ステップＳ９）、制御部２００はＩ１０ボートをオ
フとしてトランジスタＴｒｉ−Ｔｒ３をオフとし後（ス
テップＳ　１１．　）、本手順が新たなカートリッジの
装着により起動されたものか否かを判定する（ステップ
５１３）。

第３図に示したように、インク消費がなされていない状
態のデータより曲線状態を認識できるので、新カートリ
ッジ装着時には制御部２００は当該初期データすなわち
＾／Ｄ変換値によりそのカートリッジに見合った適正な
インク無判定のためのしぎい値（第３図のＱ線上にある
）を求め（ステップ５１５）、これを不揮発性メモリ３
００に書込む（ステップ５１７）。

そして、その後のインク残量検出タイミングでは、駈カ
ートリッジ装着時に求めて不揮発性メモリ３００に格納
しであるしきい値と残量検出値とを単に比較することに
よりインク残量の有無を判定する（ステップ５１９）。

而して、インク残量無しが検知された場合には、報知部
５００を用いて操作者にヘットカートリッジの交換を促
しくステップ５２１）、当該交換のために装置各部の動
作を中断させる等の適宜のシーケンスを実行させる（ス
テップ５２３）。

なお、新カートリッジ装着時には初期データのみを格納
するようにし、しきい値は後の処理において当該初期デ
ータより演算により求めるようにしてもよい。

以上のように、本例によれば、インクタンク部２内のイ
ンク残量を検出する際に、検出電極間の抵抗バラツキが
実使用上無視できないような場合にも、本例に係る定電
流検知により電極間抵抗の初期値からインク無を判定す
るしきい値レベルを算出し、該データと実際の検知デー
タとの比較を行なうことにより精度の高い残量検知が可
能となる。

またインクの色や組成の違いによる特性の変化に対して
も、定電流値を調整することにより対応することが可能
となる。

第６図は本発明の他の実施例を示す。第６図中第４図と
同様に構成にできる部分には同一符号を付しである。第
６図示の構成に適用されるヘッドカートリッジ１００に
は、インク抵抗の初期バラツキを分類するためにスイッ
チ（５Ｗｌ、５Ｗ２）に相当する機能が付加されている
。実際には、これはプリント基板上に形成してパターン
を組立工程上でレーザによりカットする等により実現可
能である。

図示の例ではこの分類のための情報を２ビツトで構成、
つまり４ランクにバラツキを分類するようにしているが
、もちろんこれに限られず、任意所望のビット数とする
ことができる。

本例によれば、先の実施例と同様の効果が得られること
に加え、分類情報はヘッドカートリッジより与えられる
ので、しきい値または初朋データを格納するための第４
図示の不揮発性メモリ３００が不要となり、装置構成を
簡略化してその低廉化に資することかできる。また、本
例においても第５図とほぼ同様の処理手順を採用できる
が、木揮発性メモリ３００を有さないために上記ステッ
プ５１５．５１７　に係る処理は不要となる。

なお、以上の２例では記録へラ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イン
クジェット記録装置に本発明を適用した場合について述
べたが、両者が別体であってもよく、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。

また、上側では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通用できる。

すなわち、インクタンク等インク供給源のバラツキが存
在するものであれば、本発明は適用できるものである。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明によれば、構成簡単にして
安定かつ精度高い残量検知が行えるようにしたインクジ
ェット記録装置を実現できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係る記録ヘッドカートリッ
ジを含むインクジェット記録装置の側断面図、 第２図は電流をパラメータとしてインク残量と電極間抵
抗値との関係を示す線図、 第３図はヘッドカートリッジのバラツキに起因したイン
ク残量と電極間抵抗値との関係を示す線図、 第４図は本例に係るインク残量検知回路の一構成例を示
す回路図、 第５図はその動作手順の一例を示すフローチャート、 第５図は本発明の他の実施例に係るインク残量検知回路
を示す回路図である。 １・・・記録へラドチップ、 ２・・・インタンク部、 ４・・・吸収体、 ５・・・インク残量検知用電極、 ＩＱＱ・・・ヘッドカートリッジ、 ２００・・・制御部、 ３００・・・不揮発性メモリ、 ４００・・・電圧変換回路、 ５００・・・報知部。 第 図 第 図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）記録媒体にインクを吐出して記録を行う記録ヘッド
   と、 該記録ヘッドに供給されるインクを収容するためのイン
   ク供給源と、 該インク供給源内のインクの残量を検知するために前記
   インク供給源に設けられた一対の電極と、 該一対の電極間に定電流を供給したときの電極間電圧に
   より前記残量を検知する検知手段と、前記インク供給源
   内のインクの残量が無しもしくは僅少となった旨の通報
   を行うための前記電極間電圧のしきい値を、当該インク
   供給源に対応して決定する決定手段と を具えたことを特徴とするインクジェット記録装置。 ２）前記記録ヘッドは、前記インクの吐出口と、該吐出
   口に対応して設けられ、インクを吐出するために利用さ
   れるエネルギを発生する素子とを有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。 ３）前記素子は、前記エネルギとして熱エネルギを発生
   する電気熱変換体の形態を有す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）前記インク供給源は、装置本体に対して着脱可能に
   構成されていることを特徴とする請求項１ないし３のい
   ずれかの項に記載のインクジェット記録装置。 ５）前記インク供給源は、前記記録ヘッドとともに一体
   に構成され、装置本体に対して着脱可能なカートリッジ
   の形態を有することを特徴とする請求項１ないし４のい
   ずれかの項に記載のインクジェット記録装置。 ６）前記決定手段は、前記インク供給源の初期状態にお
   いて前記検知手段により前記検知を行わせ、当該検知に
   より得られる初期インク量からのインク消費に伴う前記
   電極間電圧の変化量より前記しきい値を決定することを
   特徴とする請求項１ないし５のいずれかの項に記載のイ
   ンクジェット記録装置。 ７）前記しきい値またはこれを決定するためのデータを
   記憶する記憶手段を具えたことを特徴とする請求項６に
   記載のインクジェット記録装置。 ８）前記しきい値を決定するための情報を提示する手段
   が前記インク供給源に付加されていることを特徴とする
   請求項４または５に記載のインクジェット記録装置。