JPH05169661A

JPH05169661A - インクジェット記録装置

Info

Publication number: JPH05169661A
Application number: JP3336944A
Authority: JP
Inventors: Osamu Iwasaki; 督岩崎; Naoji Otsuka; 尚次大塚; Kentaro Yano; 健太郎矢野; Kiichiro Takahashi; 喜一郎高橋; Atsushi Arai; 篤新井; Shigeyasu Nagoshi; 重泰名越
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1991-12-19
Filing date: 1991-12-19
Publication date: 1993-07-09

Abstract

(57)【要約】【目的】記録ヘッドを小型化して、記録ヘッドに備え
られたヒータの抵抗値に最適な駆動電圧を決定すること
を可能とする。【構成】インクジェット記録装置において、記録ヘッ
ドに備えられたヒータと、前記記録ヘッドの外部に設け
られた抵抗とを用いて、前記記録ヘッドに備えられたヒ
ータの抵抗値を判別して前記記録ヘッドの駆動条件を選
択できるように構成した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、インクを記録紙に吐出
して記録を行うインクジェット記録装置に関し、さらに
詳しくは、記録ヘッドに備えられた吐出用ヒータに最適
な駆動電圧を選択する方法を改善したインクジェット記
録装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】今日、プリンタやファクシミリ、ワープ
ロ等の多くの情報記録機器が広く開発されている。そし
て、これらの記録機器の記録方法としてインクジェット
方式は、高解像度、高速記録、低価格、小型化などの長
所から多く用いられている。また、これらの中でも装置
の小型化とランニングコストの低減は特に重要な要素で
ある。

【０００３】

【背景技術】ここで、従来のインクジェット記録装置に
おいては、図１６に示すインク吐出口７０２と、信号コ
ンタクト部７０４及びヒータ電圧ＩＤ回路７０５とを有
する基板７０３とからインクジェットヘッドユニット７
０１を構成している。

【０００４】そして、インクの吐出速度を決定するヒー
タ電圧は、インクジェットヘッドユニット７０１のヒー
タ抵抗値の生産上のばらつきを補正するために、４段階
あるヒータ電圧の中から１つを選択している。このヒー
タ電圧の選択は、ヒータ電圧ＩＤ回路７０５の４本ある
配線パターン７０６の切断の組み合わせにより行われて
いる。インクジェット記録装置は、交換した記録ヘッド
の有する配線パターン７０６の切断の組み合わせにより
その記録ヘッドに対して、４段階あるヒータ電圧の中か
ら最適のヒータ電圧を選択して記録ヘッドに供給してい
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながらこのよう
なインクジェット記録装置においては、信号コンタクト
部７０４及びヒータ電圧ＩＤ回路７０５とを有する基板
７０３が必要となることから、ヘッドを小型化できると
いう長所を有するインクジェットヘッドにおいて、更な
る小型化のためには、基板７０３の占める容積を極力抑
えることが必要である。

【０００６】また、生産時に記録ヘッド毎にヒータ抵抗
値のばらつきを測定し、その測定結果に基づき最適のヒ
ータ電圧を選択できるように配線パターン７０６を切断
しなければならなかった。

【０００７】

【発明の概要】前述した問題点を解決するために本発明
にかかるインクジェット記録装置においては、記録ヘッ
ドに備えられたヒータと、前記記録ヘッドの外部に設け
られた抵抗とを用いて、前記記録ヘッドに備えられたヒ
ータの抵抗値を判別して前記記録ヘッドの駆動条件を選
択できるように構成した。

【０００８】記録ヘッドの駆動電圧Ｖ_OPは、記録を行う
際に基準とする駆動パルス幅Ｐ_THに対して吐出が可能と
なる閾電圧Ｖ_THにマージン分をとることで決定してい
る。すなわち、次式の関係になる。

【０００９】Ｖ_OP＝Ｋ×Ｖ_TH （１）この式におけるＫは、閾電圧Ｖ_THにマージンをとるため
の値で通常１．３程度である。このマージンが必要な理
由は、記録を行う際に吐出させるノズル数により吐出用
ヒータにかかる電圧が変動し、吐出させるノズル数が増
えればこの電圧が降下する為である。

【００１０】また、閾電圧Ｖ_THと吐出用ヒータの抵抗値
Ｒ_H とは、Ｖ_TH／Ｒ_H ＝一定（２）の関係がある。関係式（１）及び（２）より、駆動電圧
Ｖ_OPは吐出用ヒータの抵抗値を読みとることで決定でき
る。

【００１１】ただし、記録ヘッド間の吐出用ヒータの抵
抗値Ｒ_H のばらつきに対して駆動電圧Ｖ_OPを無段階に設
定することは、記録装置本体にかかる機能面での負担が
大きい。その為、駆動電圧Ｖ_OPに段階的に異なる複数の
ランクの駆動電圧値を設定することが望ましい。本発明
は記録ヘッドの吐出用ヒータの抵抗値を記録装置本体が
読みとり、駆動電圧を決めるものである。

【００１２】次に吐出用ヒータの抵抗値の測定手段につ
いてその概要を図１１を用いて説明する。ひとつの吐出
用ヒータと検出用抵抗Ｒ_INITを直列につなぎ、最も電圧
の高いランクの検出用電圧Ｖ_OBを印加する。これは検出
用電圧Ｖ_OBのランクを下げるために使用する内部抵抗の
影響を最小限にする為である。ただし、吐出用ヒータの
温度上昇を避ける為に、検出用電圧Ｖ_OBの印加パルス幅
はできるだけ小さく、検出用抵抗Ｒ_INITは、吐出用ヒー
タの抵抗値Ｒ_H と比較して、ある程度、大きい値にする
ことが望ましい。

【００１３】このとき吐出用ヒータの抵抗値Ｒ_H と検出
用抵抗の端子間電圧Ｖ_INITとは、Ｒ_H ＝（Ｖ_OB／Ｖ_INIT−１）×Ｒ_INIT （３）の関係があるため、端子間電圧Ｖ_INITを検出することで
吐出用ヒータの抵抗値Ｒ_H を知ることができる。

【００１４】次に、検出した端子間電圧Ｖ_INITに基づい
て、駆動電圧Ｖ_OPの決定方法についてその概要を説明す
る。

【００１５】図１１の回路により検出した端子間電圧Ｖ
_INITのアナログ信号をＤＡ変換器でデジタル信号にし
て、これを予め決めてある複数のランクの駆動電圧値の
どれに対応するかを判断して記録ヘッドの駆動電圧Ｖ_OP
を設定する。

【００１６】また、この駆動電圧設定は記録ヘッドをイ
ンクジェット記録装置に装着した際に行う必要が生じ
る。その為、記録装置本体に電源が供給されている場合
には、記録ヘッドとヘッド駆動電極の接触非接触に伴う
記録ヘッドの離脱着の信号が入った場合に、この駆動電
圧設定を行うように構成するとよい。この場合、インク
タンクと記録ヘッドが分離可能なカートリッジ型では、
記録ヘッドをヘッド駆動電極と接触したままでインクタ
ンクのみを交換するので、記録ヘッドの離脱着確認は行
わなくてもよい。

【００１７】また、未使用の記録ヘッドを装着した場合
には吐出用ヒータ上にインクが無いので、インクがある
場合に比べて急激に温度が上昇して、ヒータを傷めてし
まう恐れがある。この場合も考慮して、前述の吐出用ヒ
ータの抵抗値測定における検出用電圧値Ｖ_OBの印加パル
ス幅と検出用抵抗Ｒ_INITを設定するとよい。

【００１８】また、抵抗値を測定する吐出用ヒータはあ
る特定の吐出用ヒータでもよいが、同一ヘッド内の吐出
用ヒータであっても抵抗値にばらつきがあることを考慮
すると、複数の吐出用ヒータを直列或は並列に接続し
て、該複数の吐出用ヒータの合成抵抗値を測定して駆動
電圧Ｖ_OPを決定するとさらに好適である。

【００１９】また、複数の吐出用ヒータの個々の抵抗値
を測定して、それぞれに最適な駆動電圧Ｖ_OPを決定する
とさらに好適である。

【００２０】また、記録装置本体に電源が供給されてい
ない場合には記録ヘッドの離脱着の確認ができない為、
記録装置本体に電源が供給された際にこの設定を行うよ
うに構成するとさらに好適である。

【００２１】

【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細
に説明する。

【００２２】（第１実施例）図１は、本発明の実施例に
関する記録装置の記録ヘッド部およびキャリア部を示す
模式的斜視図である。

【００２３】図１において、１は電気信号によりインク
を吐出させる記録ヘッド、２はインクを収納しておき記
録ヘッド１に供給するインクタンク、１０２は記録ヘッ
ド１およびインクタンク２を保持する記録装置本体に設
けられたキャリア、１０６は記録ヘッド１の保持・解除
を行うヘッドレバー、１０７はインクタンク２の着脱を
行うインクタンクレバー、１０８はキャリア１０２に記
録ヘッド１を固定しておくためのヘッド固定バネ、であ
りこれらの各部によって記録装置の記録ヘッド部および
キャリア部が構成される。

【００２４】図２は、本発明の実施例に関する記録装置
の記録ヘッド１およびインクタンク２を示した模式的斜
視図である。

【００２５】図２において、１０はインクタンク２から
記録ヘッドにインクを供給する通路となるインク被供給
孔、１１はインクタンク２から記録ヘッド１にインクを
供給するインク供給孔、１２は記録ヘッド１とインクタ
ンク２を一体化する場合に両者をガイドして保持するた
めの結合爪、１３は結合爪１２と係合する結合爪ガイド
溝、１４はインクタンク２と記録ヘッド１を着脱する場
合にインクタンク２を保持するためのインクタンクガイ
ド溝、でありこれらの各部によってヘッドカートリッジ
１０１が構成される。

【００２６】記録ヘッド１は、インク吐出に利用される
熱エネルギーを発生する複数の電気熱変換素子およびこ
れを駆動するための駆動回路が形成された基板と、この
基板上に上記複数の電気熱変換素子の各々に対応した吐
出口および液路、さらには各液路に連通する共通液室を
構成するための天板が積層されることによって構成され
る。そして、このようにして構成された記録ヘッドの吐
出口を配列した吐出口面が記録媒体に対向するように装
置に搭載される。

【００２７】インクタンク２は、インクを保持しながら
記録により消費されたインクを補うために適宜記録ヘッ
ド１にインクを供給するためのタンクであり、インクタ
ンク２単体で存在するときにはインク供給孔１１からイ
ンクがもれないように図示せざる封止手段によって封止
されており、この封止手段は記録ヘッド１と一体化され
た時点で自動的あるいは手動で開放され、インクを供給
することができる。また、インクの消費により減少する
インク体積に応じて外部から大気を導入するような機構
を備えていてもよい。さらには、記録ヘッドに供給する
インクの圧力をわずかに負圧に保つことで、記録品位を
向上させインク漏れを防止する機構を内部に持つことも
できる。

【００２８】記録ヘッド１とインクタンク２は一体化し
たヘッドカートリッジ１０１の状態で記録動作中の記録
装置上で使用されるが、次に両者を一体化する方法を説
明する。

【００２９】基本的に記録ヘッド１とインクタンク２は
インク被供給孔１０とインク供給孔１１を結合すること
によって一体化されるため、この部分はインクの漏れ、
あるいはインク流路への気体の侵入を防止する形になっ
ている。本実施例においてはモールド部材の弾性を利用
する方式を取っている。しかしながら、インク被供給孔
１０とインク供給孔１１とはモールド部材には限定され
ず、シール機能を持ったものであればよい。

【００３０】記録ヘッド１とインクタンク２の一体化に
おいては、前述のインク被供給孔１０とインク供給孔１
１の結合だけでもよいのであるが、ヘッドカートリッジ
１０１の取扱時において予期せざる外力が加わった場合
に簡単に外れないようにするため、あるいは一体化する
場合に容易に一体化できるガイドとなるように、本実施
例においては結合爪１２と結合爪ガイド溝１３によって
結合をより強固なものとしている。すなわち、インク被
供給孔１０と一体にモールドで成形され、弾性的に変形
することができる結合爪１２は、先端に突起が設けられ
ており、この突起の高さの分だけ弾性的に変形しながら
結合爪ガイド溝１３に係合していき、結合爪ガイド溝１
３の奥に設けられた溝が深くなった部分に結合爪１３の
突起が到達した時点で係合が完了するものである。

【００３１】さらに、結合爪１２は記録ヘッド１とイン
クタンク２の結合時にインク被供給孔１０とインク供給
孔１１が容易に結合されるように、ガイドとしての役割
も持っている。すなわち、結合爪１２はインク被供給孔
１０よりも長くなっており、インク被供給孔１０がイン
ク供給孔１１に接する前に結合爪１２がインクタンク２
に接触するようになっている。ここで結合爪１２の先端
は斜めに切り取られており、斜めの部分が結合爪ガイド
溝に図２矢印ａ方向のガイドとなって容易に係合されう
る。また、結合爪１２の先端に設けられた突起も斜めに
切り取られており、図２矢印ｂ方向のガイドとなって容
易な係合を助けている。

【００３２】なお、本実施例においては結合爪を記録ヘ
ッド側に設けたが、これには拘束されず、インクタンク
２側、あるいは記録ヘッド１とインクタンク２の両方に
設けることもできる。

【００３３】次に、記録ヘッド１をキャリア１０２に機
械的、電気的に接続する方法を説明する。

【００３４】図３にキャリア１０２への記録ヘッド１の
接続部分を示す図１ａ方向から見た断面図を示す。図３
において、１０９はキャリア１０２に固定され記録ヘッ
ド１に設けられた穴に係合して図の上下方向および紙面
と垂直方向の位置決めをする位置決めピン、１１０はキ
ャリア１０２に固定され、図３ａ方向に押し付けられる
記録ヘッド１を受け止めるストッパ、４０１は記録装置
本体と記録ヘッド１とを電気的に接続するためのフレキ
シブルケーブル、１１１はフレキシブルケーブル４０１
とキャリア１０２の間に挟まれフレキシブルケーブル４
０１を弾性的に支持するパッド、１５は記録ヘッド１に
設けられ記録ヘッド１内のヒーター部と電気的に接続さ
れたコンタクト部である。

【００３５】記録ヘッド１はヘッド固定バネ１０８から
図示せざるレバーを介してａ方向に押し付けられてお
り、その位置は記録ヘッド１に設けられた穴と位置決め
ピン１０９との係合およびストッパ１１０との干渉によ
り一意に決まる。このようにして記録ヘッド１とキャリ
ア１０２は機械的に接続される。

【００３６】また、記録ヘッド１に設けられたコンタク
ト部１５とフレキシブルケーブル４０１の端面には相対
する位置に複数の電気的な接点が設けられており、これ
らを所定の圧力を持って押圧することにより記録装置本
体と記録ヘッド１が電気的に接続される。この際に複数
の電気的接点を一度に圧接する必要があるので、これら
を均一に圧接するために弾性材料で出来たパッド１１１
を押圧部に入れている。パッド１１１の材質は例えばシ
リコンゴムなどを用いており、押圧された時に発生する
反力は記録ヘッド１を押さえつけているヘッド固定バネ
１０８の力よりはるかに小さくなるように構成されてい
る。

【００３７】特に、フレキシブルケーブル４０１に設け
られた電気的接点は、押圧された際の応力を集中させて
接続を確実なものにするために突起状に構成してもよ
い。

【００３８】なお、本実施例においては電気的あるいは
機械的な結合部を記録ヘッド側に設けたが、これには拘
束されず、インクタンク２側、あるいは記録ヘッド１側
とインクタンク２側の両方に設けるようにするか、ま
た、どちらかに電気的結合部と機械的結合部を分けて設
けるようにしてもよい。

【００３９】次に、記録ヘッド１およびインクタンク２
の取扱方法、すなわちインクが無くなったインクタンク
２を新しいインクタンク２に交換する場合や、何等かの
原因によって使用不能となった記録ヘッド１を交換する
場合の方法について説明する。

【００４０】第１の形態として、記録ヘッド１とキャリ
ア１０２の固定を解除して、キャリア１０２から記録ヘ
ッド１とインクタンク２を一体化したままの状態で取り
出し、キャリア１０２から外れた状態（以下、オフキャ
リア状態と呼ぶ）で記録ヘッド１とインクタンク２を分
離したり一体化したりする方法がある。

【００４１】図４にキャリア１０２から記録ヘッド１と
インクタンク２を一体としたままで取り出す場合の模式
的斜視図を示す。この場合、ヘッドレバー１０６を図１
の状態から図４ａ方向に回転させこのような位置まで引
き起こすことにより、ヘッド固定バネ１０８による記録
ヘッド１への押圧力を解除している。この際にキャリア
１０２内の図示せざるレバーにより記録ヘッド１とイン
クタンク２は一体化したままで図４ｂ方向に移動してい
る。これにより、位置決めピン１０９と記録ヘッド１の
穴との係合も外れるので、記録ヘッド１とインクタンク
２は一体のまま図４ｃ方向に移動させることができ、オ
フキャリア状態とすることができる。オフキャリア状態
にした後は、記録ヘッド１とインクタンク２を一体化し
た際の結合方向とは反対方向に力を加えることにより両
者を分離することができる。そして、交換したい方を新
しいものとし、前述の一体化の方法により両者を一体化
して逆の手順でキャリア１０２に収納することにより交
換作業が終了する。

【００４２】なお、本実施例においてはヘッドレバー１
０６を用いて記録ヘッド１の押圧力を解除しているが、
これには拘束されず、記録ヘッド１を押圧するレバーを
直接移動するように構成してもよい。また、記録ヘッド
の固定方法にヘッド固定バネ１０８を用いて押圧してい
るがこれには拘束されず、バネ性を持ったラッチフック
などを用いて固定するように構成してもよい。

【００４３】さらに、記録ヘッド１を直接持って、押圧
力に抗して、記録ヘッド１とインクタンク２を一体で着
脱してもよい。

【００４４】第１の形態を採った場合、以下のような効
果がある。

【００４５】すなわち、記録ヘッドあるいはインクタン
クのどちらか一方に交換が必要となった場合、交換が必
要なほうだけ交換すればよいので、経済性が向上する。

【００４６】また、記録ヘッド１とインクタンク２を一
体で交換することができるので、インク色を変えた、記
録ヘッドとインクタンクを一体で保存し、これを交換す
ることで、簡単な色換えができる。

【００４７】第２の形態として、記録ヘッド１とキャリ
ア１０２の固定をしたままで、記録ヘッド１とインクタ
ンク２の分離をキャリア上で行う（以下、オンキャリア
状態）方法がある。

【００４８】図５にキャリア１０２上で記録ヘッド１か
らインクタンク２を分離した状態の模式的斜視図を示
す。この場合、タンクレバー１０７を図１の状態から図
５ａ方向に回転させこのような位置まで引き起こすこと
により、図示せざるキャリア１０２内のレバーがインク
タンク２の側面に設けられたインクタンクガイド溝１４
に係合して図５ｂ方向に移動する。この時、記録ヘッド
１の固定は図１の状態と同様であり、インクタンク２と
共に移動することはないので、記録ヘッド１とインクタ
ンク２の係合部がはずれ、分離することができる。さら
にインクタンク２を図５ｃ方向に移動させることにより
キャリア１０２から外すことができる。

【００４９】なお、このとき本実施例のように記録ヘッ
ド１をヘッド固定バネ１０８によって弾性的に押圧して
いる場合には分離の際の力のかかりかたによってヘッド
の固定が外れてしまう可能性があるので以下のように構
成するとよい。図６に力のかかりかたを示す模式的平面
図を示す。図６において記録ヘッド１はヘッド固定バネ
１０８によってｆ１の力でキャリア１０２に押圧されて
いる。また、記録ヘッド１とインクタンク２を分離する
ため結合爪１２とインク被供給孔１０を外すのにｆ２の
力が必要であるとする。この時、力の大きさをｆ１＞ｆ
２としておくことで、分離作業中に記録ヘッド１の固定
が外れてしまうことを防止することができる。

【００５０】なお、本実施例においてはタンクレバー１
０７を用いてｆ２に相当する力を出して分離している
が、これには拘束されず、直接インクタンク２を持って
図５中のｂ方向に引っ張り記録ヘッド１とインクタンク
２を分離するように構成してもよい。

【００５１】第２の形態を採った場合には第１の形態の
場合に加えて、以下のような効果がある。

【００５２】すなわち、タンクレバー１０７のカム形状
を適切な形状に設計することによって分離する際の引き
抜き速度をコントロールすることができ、インク被供給
孔１０やインク供給孔１１からのインクの飛散を防止す
ることができる。

【００５３】また、記録ヘッド１を直接手で持つ必要が
ないので記録ヘッド１のインク吐出ノズル付近を手で触
ることがなく、記録に悪影響を及ぼす無用な汚染を防ぐ
ことができる。

【００５４】また、インクタンク２の力のかかる部分が
特定されるため、その部分だけ力に耐える構造にすれば
良いので、他の部分は薄肉にでき軽量化、内容積の増
加、などの効果がある。

【００５５】次に前述の記録ヘッド１、インクタンク２
およびキャリア１０２を搭載した記録装置についてその
構成と動作を説明する。

【００５６】図７は本実施例に関する記録装置の概略を
示した模式的斜視図である。

【００５７】ヘッドカートリッジ１０１を搭載するキャ
リア１０２は、キャリアモータ４０２ａの正逆回転に連
動して不図示の伝動機構を介して回転するリードスクリ
ュー１０３の螺旋状溝１０５に対して係合するピン（不
図示）を有し、リードスクリュー１０３の回転に伴って
矢印ａ，ｂ方向に往復移動される。１０４はキャリアの
回転を規制する摺動軸である。また、キャリアセンサ５
１０によって、キャリア１０２は矢印ａ，ｂ方向におけ
る位置（ホームポジション）を確定する。３０１は回復
ユニットであり、ヘッドカートリッジ１０１の記録領域
外の所定位置（例えばホームポジション）においてヘッ
ドカートリッジ１０１の吐出口面に対向するキャップ３
０２と、これを吐出口面に当接させて非記録時等におい
てその保護を行わせるためのキャップ進退駆動部（不図
示）とを有している。また、当該当接時において吐出口
よりインクを吸引し、増粘インク、塵埃、気泡等を吐出
することによりインク吐出状態を良好にするためのポン
プや、吸引された廃インクを貯留する部材が設けられて
もよい。

【００５８】さらには、ヘッドカートリッジ１０１の吐
出口近傍の清掃を行うためのワイパ（不図示）を有して
いる。

【００５９】２０１は記録媒体６を図中ｃ方向に搬送す
るための搬送ローラ、２０２は記録媒体６を搬送ローラ
２０１に対して押圧するピンチローラであり、これら一
対のローラ間に挾持されて記録時には記録媒体６が図中
ｃ方向に間欠送りされる。搬送ローラ２０１は、搬送ロ
ーラギア２０５、搬送ローラアイドラギア２０６の伝動
機構を介して搬送モータ４０２ｂに係合し、駆動力の伝
達を受ける。また、ピンチローラ２０２はリリースレバ
ー２１０の操作によって搬送ローラ２０１に対し当接・
離隔が可能である。

【００６０】２０７は記録媒体６の被記録面を平坦に規
制するためのプラテンである。また、このプラテン２０
７に対して記録媒体６を密着させ、記録媒体６の浮上り
を防止するための部材が配設されていてもよい。

【００６１】２１３は記録の終了した記録媒体６を図中
ｃ方向に排出するために搬送ローラ２０１に同期して回
転する排紙ローラであり、排紙ローラ２１３と記録媒体
６を介して対向する位置には従動する拍車ローラ２１４
が設けられている。これらのローラにより記録終了後に
は記録媒体６がプリンタ外に排出される。

【００６２】次に、本実施例に関する記録装置を組み込
んだ情報処理装置に関して、その構成と電気回路につい
て説明する。

【００６３】図８は、本実施例に関する記録装置を組み
込んだ情報処理装置６０４の外観を表わす模式的斜視図
である。

【００６４】図８において、６０１は上述のプリンタ
部、６０２は文字や数字およびその他のキャラクタを入
力するためキーや、各種指令を与えるためのキーなどを
備えたキーボード部、６０３表示器を備える表示部であ
る。

【００６５】図９は、本実施例に関する情報処理装置の
電気回路構成を表わすブロック図である。

【００６６】図９において、５０１は主制御をなすコン
トローラであり、５０２はある手順を実行する例えばマ
イクロコンピュータ形態のＣＰＵ、５０３はテキストデ
ータや画像データを展開したりする領域や作業用の領域
などを設けたＲＡＭ、５０４は前記手順に対応したプロ
グラムやその他フォントデータなどの固定データを格納
したＲＯＭ、５０５はＣＰＵ５０２の実行サイクルを作
り出したりプリンタ部６０１による記録動作の際必要な
タイミングを作り出したりするタイマ、５０６はＣＰＵ
５０２からの信号と周辺装置を結ぶインターフェイス部
である。

【００６７】また、５０７はプリンタ部６０１のコント
ローラであり、５０８はヘッドカートリッジ１０１に記
録信号や電力などを送出するヘッドドライバ、５０９
ａ、５０９ｂはそれぞれキャリアモータ４０２ａ、搬送
モータ４０２ｂを駆動するために必要な信号や電力など
を送出するモータドライバ、５１０はキャリア１０２の
位置を検出し例えばホームポジションにキャリア１０２
があるかどうか判断するためのキャリアセンサ、５１１
は記録媒体６が未挿入であったりページ終端まで記録が
終了してしまったときに記録媒体６以外のところに記録
を行なわせないために記録媒体６の有無を検出するペー
パーセンサである。

【００６８】さらに、６０５は例えばＦＤＤ、ＨＤＤ、
ＲＡＭカードなどの外部記憶装置、５１２は例えば他の
情報処理装置と通信を行なったり、内部のバスに直接接
続して周辺機器を制御したりするための外部インターフ
ェイスである。

【００６９】なお、図９のブロック図には含まれていな
いが、他に上記の電気回路に電力を供給するための電源
部があり、これには例えば充電式のバッテリーや、使い
捨ての乾電池、あるいは情報処理装置本体を固定して使
用する場合のＡＣ電源用変換器などがある。

【００７０】前述の電気回路構成により記録装置部で記
録媒体６に記録を行うのであるが、以下に記録動作制御
シーケンスの概略を図１０のフローチャートを用いて説
明する。

【００７１】プリンタ本体の表示操作部による記録指令
キーによる記録開始指示や、あるいは外部インターフェ
イスによる外部からの記録開始指示により以下の一連の
手順がスタートする。

【００７２】初めにステップＳ１で表示操作部がオンラ
イン状態になっているかどうかを判断する。これは主に
通信などによって外部から記録動作開始指示が送られて
きたときに、プリンタ側の準備が出来ていないまま記録
動作を開始しないための処置であり、ここで表示操作部
がオンライン状態と判断されると次にステップＳ２に進
む。

【００７３】ステップＳ２では記録媒体６がプリンタ部
にセットされているかどうかをペーパセンサ５１１など
の信号により判断する。これは、特にインクジェットプ
リンタ等の記録装置においては記録媒体なしで記録開始
した場合にプリンタ部内にインクが飛散し装置自身を汚
染してしまったり、あるいは記録媒体であるインクなど
を無駄に消費してしまったりすることを防ぐためであ
る。

【００７４】さらに、このステップＳ２において記録媒
体の有無だけで無くピンチローラ２０２と搬送ローラ２
０１のリリースがされているか否かの判断をしてもよ
い。これは記録媒体２１０がセットされていてもピンチ
ローラ２０２がリリースされている場合には正常な記録
媒体の搬送が行なわれないので、これを防止するためで
ある。ピンチローラ２０２のリリースの判断には例えば
リリースレバーにメカニカルなスイッチを設けるなどの
手段によることができる。ここで記録媒体が正常にセッ
トされていないと判断されると次にステップＳ３に進
む。

【００７５】ステップＳ３では操作者の注意を喚起し記
録媒体をセットさせるようにするためにメッセージを発
する。メッセージの発生方法は例えば表示操作部にライ
トをつけてメッセージを表示したり、あるいはブザーを
鳴らすような方法で表示するようにしてもよい。

【００７６】また、ステップＳ３で記録媒体６がセット
されていると判断されたならば次にステップＳ４に進
む。

【００７７】ステップＳ４では記録動作を開始する。Ｃ
ＰＵ５０２からの指示によりヘッドドライバ５０８がヘ
ッドカートリッジ１０１を駆動し、またこれに同期して
モータドライバ５０９ａ、５０９ｂがそれぞれキャリア
モータ４０２ａ、搬送モータ４０２ｂを駆動して、キャ
リア１０２の主走査方向移動、記録媒体の副走査方向移
動およびヘッド記録ヘッド１のクリーニングなどを行な
いながら記録を行なう。

【００７８】最後に、ステップＳ５では例えばＣＰＵ５
０２からの信号により記録動作終了が指示されたり、あ
るいは１ページ内の所定の副走査方向の記録ライン数に
達しこれ以上記録媒体上に記録ができないと判断された
場合や、ペーパーセンサ５１１により記録媒体６の記録
化の領域が終了したことが検知された場合などに、記録
動作終了と判定し記録動作手順を終了と判断する。

【００７９】ステップＳ６の記録動作終了の手順として
まずキャリア１０２をホームポジションに復帰させる。
これは、記録動作終了後に電源を切る場合に備え、記録
ヘッド１のインク吐出面を保護するためにキャップをし
ておくためである。次に、例えば搬送モータ４０２ｂを
所定量駆動するか、あるいはペーパーセンサ５１０によ
り記録媒体６が排出されたことが確認されるようになる
まで搬送モータ４０２ｂを駆動することにより記録媒体
を排出する。そして、記録終了をＣＰＵ５０２が表示操
作部に表示したり、外部インターフェイスを通して周辺
装置に通知したりして記録動作完了となる。

【００８０】以上、本実施例のように記録ヘッドとイン
クタンクが分離可能であり、その分離あるいは一体化作
業をキャリアに乗せたままの状態か、あるいは、キャリ
アから取り外した状態で行えるようにインクジェット記
録装置を構成することにより、以下のような効果が得ら
れる。

【００８１】すなわち、キャリア上にインクタンクを搭
載するのでインク供給のためのチューブなどが不要にな
り装置を小型化できる。

【００８２】また、インクがなくなった場合には、ヘッ
ドと一体になったカートリッジではなく、インクタンク
のみを交換すれば良いので、ランニングコストを低減で
きる。

【００８３】また、記録ヘッドあるいはインクタンクの
どちらか一方に交換が必要となった場合、交換が必要な
ほうだけ交換すればよいので経済性が向上する。

【００８４】また、キャリア上でレバー等によって記録
ヘッドとインクタンクを分離する際には、引き抜き速度
をコントロールすることができ、インク被供給孔１０や
インク供給孔１１からのインクの飛散を防止することが
できる。

【００８５】また、キャリア上で記録ヘッドとインクタ
ンクを分離する際には、記録ヘッドを直接手で持つ必要
がないので記録ヘッド１のインク吐出ノズル付近を手で
触ることがなく、記録に悪影響を及ぼす無用な汚染を防
ぐことができる。

【００８６】また、キャリア上で記録ヘッドとインクタ
ンクを分離する際には、インクタンク２の力のかかる部
分が特定されるため、その部分だけ力に耐える構造にす
ればよいので、他の部分は薄肉にでき軽量化、内容積の
増加をすることができる。

【００８７】また、インク色の交換が必要な場合には、
記録ヘッドとインクタンクを一体としたままで交換でき
るので、インク色が混色することがなく、容易に交換が
できるなどの効果がある。

【００８８】次に、記録ヘッドに備えられた吐出用ヒー
タの抵抗値を測定して該ヒータに最適な駆動電圧を供給
する実施例を説明するために、図１５の概要図を用いて
本発明にかかるインクジェット記録装置を使用した情報
処理装置の概要を説明する。

【００８９】インクタンクＩＪＴが記録ヘッドＩＪＨに
装着されているか否かのタンク情報ＴＭは、記録ヘッド
ＩＪＨの信号ターミナルＴ１とキャリッジＩＪＣのター
ミナルＴ３とを経て、制御手段ＣＣに至る。そして、制
御手段ＣＣはタンク判別テーブルＴＴに収納されている
判別テーブルに基づいて、インクタンクＩＪＴが記録ヘ
ッドＩＪＨに装着されているか否かを判別する。

【００９０】記録ヘッドＩＪＨに備えられた吐出用ヒー
タＨの抵抗値等に関するヘッド情報ＨＭは、キャリッジ
ＩＪＣのターミナルＴ２を経て、制御手段ＣＣに至る。
そして、制御手段ＣＣはヘッド判別テーブルＨＴに収納
されている判別テーブルに基づいて、記録ヘッドＩＪＨ
に備えられた吐出用ヒータＨの抵抗値等を判別する。制
御手段ＣＣは、その判別情報に基づいて、駆動条件テー
ブルの中から吐出用ヒータＨの抵抗値に最適な駆動条件
を選択する。そして、制御手段ＣＣは、選択した最適な
駆動条件で記録ヘッドＩＪＴを駆動するように、ヘッド
駆動手段ＨＤを制御する。

【００９１】次に、吐出用ヒータの抵抗値を測定して記
録ヘッドの駆動電圧を設定する実施例について図１２を
用いて説明する。

【００９２】ひとつの吐出用ヒータについて抵抗値を測
定する方法であってもよいが、同一ヘッド内の吐出用ヒ
ータであっても抵抗値にばらつきがあることを考慮する
必要がある。そこで本実施例では図１２の回路によりＮ
ノズルの吐出用ヒータの抵抗と検出用抵抗Ｒ_INITを直列
につなぎ電圧Ｖ_OBを印加する。このとき、吐出用ヒータ
の抵抗値Ｒ_N と検出用抵抗の端子間電圧Ｖ_INITとの関係
は、Ｒ₁ ＋Ｒ₂ ＋．．．．．＋Ｒ_N ＝（Ｖ_OB／Ｖ_INIT−１）×Ｒ_INIT （４）となる。吐出用ヒータの抵抗値の平均値Ｒは、Ｒ＝（Ｒ₁ ＋Ｒ₂ ＋．．．．．＋Ｒ_N ）／Ｎ＝（Ｖ_OB／Ｖ_INIT−１）×Ｒ_INIT／Ｎ（５）であるため、Ｖ_INITを検出することでＲを知ることがで
きる。

【００９３】Ｖ_INITの検出以外の構成及び決定方法は、
前述の概要の欄において記載した通りであり、吐出用ヒ
ータの抵抗と検出用抵抗Ｒ_INITを直列につないだ回路に
最も高いランクの電圧の検出用電圧値Ｖ_OBを印加した
後、検出した端子間電圧Ｖ_INITのアナログ信号をＤＡ変
換器でデジタル信号にして、これを予め決めてある複数
のランクの駆動電圧値のどれに対応するかを判断して記
録ヘッドの駆動電圧Ｖ_opを決定する。

【００９４】（第２実施例）次に、駆動電圧Ｖ_opを設定
する他の実施例について、図１３及び図１４を用いて説
明する。

【００９５】本実施例における記録装置本体は、複数の
駆動電圧Ｖ_R （Ｖ_R ＝Ｖ_R1、Ｖ_R2、・・・）を持つもの
である。また、記録ヘッドに吐出用ヒータと同型のヒー
タ（以後、ダミーヒータと称する）を、ノズル外に同じ
成膜行程で製造し、図１３に示すような回路を作成す
る。駆動電圧を設定する際にこのダミーヒータの抵抗値
を測定することにより、吐出用ヒータに電圧Ｖ_OBを印加
した場合に吐出用ヒータを損傷するという事態を避ける
ことができる。

【００９６】本実施例では、吐出用ヒータに印加する駆
動電圧をダミーヒータを用いて設定する際に測定誤差を
少なくする為に、実際に吐出用ヒータに印加される駆動
電圧Ｖ_R を使用した駆動電圧Ｖ_OP決定方法を用いる。す
なわち、本実施例では、ホイートストン・ブリッジに印
加する電圧Ｖ_OBは駆動電圧Ｖ_R として、記録装置本体の
制御により段階的に可変である。

【００９７】本実施例では、図１４の回路図が示すホイ
ートストン・ブリッジ構造の回路により駆動電圧Ｖ_OPを
決定する。このホイートストン・ブリッジは、同じ抵抗
値ｒを持つ抵抗２つとダミーヒータ（抵抗値Ｒ_H ）、そ
して基準抵抗Ｒ_R で構成する。この基準抵抗Ｒ_R は、駆
動電圧Ｖ_OPに最も適した吐出用ヒータとしての抵抗値Ｒ
_R を持つものである。

【００９８】次に、複数の駆動電圧Ｖ_R の中から、実際
に記録ヘッドに印加する駆動電圧Ｖ_OPの決定方法につい
て説明する。複数の駆動電圧Ｖ_R をこの回路に印加した
ときの端子Ａ、Ｂ間の電圧Ｖ_ABを測定し、最も測定値が
小さい時の電圧ランクが記録ヘッドに印加する駆動電圧
Ｖ_OPと設定する。

【００９９】その他の構成及び手法は前述実施例と同様
な為、前述実施例のものを援用する。

【０１００】（その他）本発明は、特にインクジェット
記録装置の中でも、インクの吐出を行なわせるために利
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
を備え、前記熱エネルギーによりインクの状態変化を生
起させる方式の記録ヘッド、記録装置において、優れた
効果をもたらすものである。かかる方式によれば記録の
高密度化、高精細化が達成できるからである。

【０１０１】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
行なうものが好ましい。この方式は所謂オンデマンド
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流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核沸騰を越
える急速な温度上昇を与える少なくとも一つの駆動信号
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させて、
結果的にこの駆動信号に一対一対応し液体（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、少なくとも一つの滴を形成する。この駆動信号を
パルス形状とすると、即時適切に気泡の成長収縮が行な
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。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４
３４５２６２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、前述熱作用面の温度上昇率に関する発
明の米国特許第４３１３２４４号明細書に記載されてい
る条件を採用すると、更に優れた記録を行なうことがで
きる。

【０１０２】記録ヘッドの構成としては、前述の各明細
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
ほかに熱作用部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有効
である。加えて、複数の電気熱変換体に対して、共通す
るスリットを電気熱変換対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
力波を吸収する開孔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
ても本発明は有効である。

【０１０３】更に、実施例ではシリアルタイプのインク
ジェット記録装置を示したが、記録可能な最大幅に対応
した長さを有するフルラインタイプの記録ヘッドに対し
ても本発明は有効に適用できる。フルラインタイプの記
録ヘッドとしては、前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一個の記録ヘッドとし
ての構成のいずれでもよいが、本発明は、前述した効果
を一層有効に発揮することができる。

【０１０４】また、本発明のインクジェット記録装置の
構成として設けられる、記録ヘッドに対しての回復手
段、予備的な補助手段を付加することは本発明の効果を
一層安定できるので好ましいものである。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、記録とは別の吐出を行
なう予備吐出モードを行なうことも安定した記録を行な
うために有効である。

【０１０５】また、搭載される記録ヘッド、インクの種
類ないし個数についても、例えば単色のインクおよび１
個の記録ヘッドが設けられたもののほか、記録色や濃度
を異にする複数のインクに対応して複数のヘッドが設け
られるものであってもよく、任意の組み合わせにおいて
も有効である。記録装置の記録モードとしては黒色等の
記録モードだででなく、異なる色の複色カラー、または
混色によるフルカラーの各記録モードにおいても本発明
は有効である。

【０１０６】以上、説明した本発明の実施例において
は、インクを液体として説明しているが、室温やそれ以
下で凝固するインクであって、室温で軟化もしくは融解
するものや、あるいは、前述のインクジェットではイン
ク自体を３０℃以上７０℃以下の範囲で温度調整を行な
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。加えて、熱エネル
ギーによる昇温を防止するため、積極的にインクの固体
状態から液体状態への相変化のエネルギーとして使用せ
しめるか、または、インクの蒸発防止を目的として放置
状態で固化するインクを用いるかして、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
液化してインク液状として吐出するものや記録媒体に到
達する時点ではすでに固化し始めるもの等のような、熱
エネルギーによって初めて液化する性質のインク使用も
本発明には適用可能である。本発明においては、前述し
た各インクに対して最も有効なものは、前述した膜沸騰
方式を実行するものである。

【０１０７】また、本発明は電気を力に変換させてイン
クを吐出させるピエゾジェット方式等、記録媒体と非接
触に記録ヘッドを配設させ、インクを噴射させて記録す
る記録方式等のインクジェット方式において有効であ
る。

【０１０８】更に加えて、本発明の記録装置の形態とし
ては、前述のようなワードプロセッサやコンピュータ等
の情報処理機器の出力端末として一体あるいは別体に設
けられるもののほかスキャナー等と組み合わせた複写装
置、さらには送信受信機能を有するファクシミリ装置の
形態をとるものであってもよい。

【０１０９】

【発明の効果】本発明によると、記録ヘッドの小型化を
図りつつ、記録ヘッドに備えられた吐出用ヒータに最適
な駆動電圧を決定することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかかるインクジェット記録装置の第１
実施例を示す模式的斜視図である。

【図２】第１実施例の部分適拡大図を示す模式的斜視図
である。

【図３】第１実施例の部分適拡大図を示す横断面図であ
る。

【図４】第１実施例の第１形態の交換方式を示す模式的
斜視図である。

【図５】第１実施例の第２形態の交換方式を示す模式的
斜視図である。

【図６】第１実施例の力のかかり方を表わす模式的平面
図である。

【図７】本発明にかかるインクジェット記録装置の第１
実施例を示す記録装置全体の模式的斜視図である。

【図８】本発明にかかるインクジェット記録装置を使用
した情報処理装置を示す模式的斜視図である。

【図９】本発明にかかるインクジェット記録装置を使用
した情報処理装置の電気回路ブロック図である。

【図１０】第１実施例の記録動作を表わすフローチャー
トである。

【図１１】吐出用ヒータの抵抗値を測定して記録ヘッド
の駆動電圧を設定する本発明の概要を説明する図であ
る。

【図１２】吐出用ヒータの抵抗値を測定して記録ヘッド
の駆動電圧を設定する実施例の説明図である。

【図１３】吐出用ヒータの抵抗値を測定して記録ヘッド
の駆動電圧を設定する他の実施例の説明図である。

【図１４】吐出用ヒータの抵抗値を測定して記録ヘッド
の駆動電圧を設定する他の実施例の説明図である。

【図１５】本発明にかかるインクジェット記録装置を使
用した情報処理装置の概要図である。

【図１６】本発明に関する背景技術としてのインクジェ
ットヘッドユニットの模式的斜視図である。

【符号の説明】

１記録ヘッド２インクタンク６記録媒体１０インク被供給孔１１インク供給孔１２結合爪１３結合爪ガイド溝１４インクタンクガイド溝１５コンタクト部１０１ヘッドカートリッジ１０２キャリア１０３リードスクリュー１０４摺動軸１０５螺旋溝１０６ヘッドレバー１０７インクタンクレバー１０８ヘッド固定バネ１０９位置決めピン１１０ストッパ１１１パッド１１２ヘッドクランプレバー１１３ヘッドコンタクト部１１４インクタンク押えレバー１１５ヘッド押えレバー１１６ヘッドストッパ２０１搬送ローラ２０２ピンチローラ２０４ピンチローラ軸２０５搬送ローラギア２０６搬送ローラアイドラギア２０７プラテン２０９給紙口２１０リリースレバー２１３排紙ローラ２１４拍車ローラ３０１回復ユニット３０２キャップ４０１フレキシブルケーブル４０２ａキャリアモータ４０２ｂ搬送モータ５０１主制御コントローラ５０２ＣＰＵ５０３ＲＡＭ５０４ＲＯＭ５０５タイマ５０６インターフェイス部５０７プリンタコントローラ５０８ヘッドドライバ５０９モータドライバ５１０キャリアセンサ５１１ペーパーセンサ５１２外部インターフェイス５１３インクタンクセンサ５１４インク残量センサ６０１プリンタ部６０２キーボード部６０３表示部６０４情報処理装置６０５外部記憶装置７０１インクジェットヘッドユニット７０２吐出口７０３基板７０４信号コンタクト部７０５ヒータ電圧ＩＤ回路７０６配線パターン

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所 9012−2ＣＢ４１Ｊ 3/04 １０４Ｆ (72)発明者高橋喜一郎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)発明者新井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)発明者名越重泰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

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】被記録媒体にインクを吐出する記録ヘッ
ドを用いて記録を行うインクジェット記録装置におい
て、前記記録ヘッドに備えられたヒータと、前記記録ヘッド
の外部に設けられた抵抗とを用いて、前記記録ヘッドに
備えられたヒータの抵抗値を判別して前記記録ヘッドの
駆動条件を選択できるように構成したことを特徴とする
インクジェット記録装置。
【請求項２】インク吐出部を有する記録チップとイン
クを収容するインクタンクを一体化した状態で記録を行
う記録ヘッドを用いて記録を行うインクジェット記録装
置において、前記記録ヘッドに備えられたヒータと、前記記録ヘッド
の外部に設けられた抵抗とを用いて、前記記録ヘッドに
備えられたヒータの抵抗値を判別して前記記録ヘッドの
駆動条件を選択できるように構成したことを特徴とする
インクジェット記録装置。
【請求項３】前記記録ヘッドはインクを吐出するため
の複数の吐出口と各吐出口に対応して熱エネルギーを発
生してインクに気泡を形成する電気熱変換体とを具備し
ており、前記インクジェット記録装置は記録信号に応じ
て電気熱変換体を駆動する駆動信号を供給する手段を備
えている請求項１又は請求項２に記載のインクジェット
記録装置。