JPH07323569A - Ink jet recording apparatus - Google Patents

Ink jet recording apparatus

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Publication number
JPH07323569A
JPH07323569A JP6118666A JP11866694A JPH07323569A JP H07323569 A JPH07323569 A JP H07323569A JP 6118666 A JP6118666 A JP 6118666A JP 11866694 A JP11866694 A JP 11866694A JP H07323569 A JPH07323569 A JP H07323569A
Authority
JP
Japan
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ink
recording apparatus
head
ink jet
heater
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP6118666A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Masayoshi Tachihara
昌義 立原
Yasuyuki Tamura
泰之 田村
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Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
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Filing date
Publication date
Application filed by Canon Inc filed Critical Canon Inc
Priority to JP6118666A priority Critical patent/JPH07323569A/en
Publication of JPH07323569A publication Critical patent/JPH07323569A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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Abstract

PURPOSE:To prevent possibility such that recording becomes impossible suddenly by the consumption of the ink in an ink tank or the life of an ink jet head itself in the ink tank separate type ink jet head of an ink jet recording apparatus. CONSTITUTION:An ink tank 12 supplying ink to a common liquid chamber 17 and an ink detection part 20 having a plurality of test heaters 22 different in breaking energy arranged in the common liquid chamber 17 in an electrically parallel state are provided in the common liquid chamber 17 having a single nozzle or a plurality of nozzles of the head chip 11 of an ink jet head 1. Further, a means for detecting the breaking of the test heaters 22 by the application of test voltage and a means for informing the generation of this breaking to a user are provided.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、インクジェット記録装
置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an ink jet recording apparatus.

【0002】[0002]

【従来の技術】インクジェット記録装置におけるインク
ジェットヘッドは、インクタンクの装着形態に注目する
と、(1)インクタンク一体型と(2)別体型とに分類
できる。前者は、ヘッド部とタンクとは不可分で、タン
クのインクを使い切るとヘッド部は使用可能な状態であ
っても一体化されたタンクと同時に交換するよう構成さ
れ、一方、後者はインクタンク内のインクの残量が低下
して使用不可能になると、インクタンクのみを交換する
ことにより、長期使用に耐えられるヘッドを使い続ける
よう構成されている。
2. Description of the Related Art An ink jet head in an ink jet recording apparatus can be classified into (1) an ink tank integrated type and (2) a separate type, focusing on the mounting mode of the ink tank. The former is an inseparable part of the head and the tank, and when the ink in the tank is used up, the head is configured to be replaced at the same time as the integrated tank, while the latter is configured to replace it in the ink tank. When the ink level becomes low and the ink becomes unusable, only the ink tank is replaced so that the head that can withstand long-term use is continuously used.

【0003】ところで後者のインクタンクとヘッドとを
別体に設ける構成の場合は、インクジェットヘッドの液
室を構成する部材や駆動素子等ヘッド自体の寿命は有限
であり、ヘッド使用の最中に突然記録不可能になる。こ
の寿命は、おおむね印字の字数または記録に用いたイン
クの量によって決まっている。当然この寿命は、一つの
タンク内のインク量以上になるように設計される。従っ
て前者の一体型ヘッドでは、タンク内にインクがまだ残
っている状態でヘッド自体の寿命が来ることは通常ない
よう設計されている。しかしながら、別体型ヘッドで
は、タンク内にインクがまだ残っている状態でヘッド自
体の寿命が来ることがあり得る。
By the way, in the latter case where the ink tank and the head are provided separately, the life of the head itself such as the members forming the liquid chamber of the ink jet head and the drive element is limited, and suddenly during use of the head. Not recordable. This life is generally determined by the number of characters printed or the amount of ink used for recording. Naturally, this life is designed to be equal to or more than the amount of ink in one tank. Therefore, the former integrated head is designed so that the life of the head itself does not normally end when ink is still left in the tank. However, in the separate type head, it is possible that the life of the head itself is reached with ink still remaining in the tank.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、以上の
ような従来のインクタンク技術には次のような問題点が
あった。すなわち、(1)一体型のヘッドは通常、ヘッ
ド自体の寿命が来る前に交換するので、使用後の一体型
ヘッドを廃却したとき資源リサイクル推進の観点上から
は問題がある。一方、(2)ヘッドとインクタンクを別
体とする別体型ヘッドは、上記の一体型が有する問題点
は解消されているが、ヘッド自体の寿命の管理が難し
い。この問題を解決するために、記録装置本体側でヘッ
ドの履歴管理を行うことが考えられる。しかしながら、
装置の使用形態として、一つの記録装置本体に複数種類
のヘッドを交互に使用する可能性、例えば同一の設計の
ブラックインクのヘッドとカラーインクのヘッドを交互
に使用する可能性があり、この場合、ヘッドの使用履歴
は個々のヘッドで異なり、記録装置本体側で管理するの
は困難である。従って、寿命管理上からは、何らかの方
法でヘッド自体に使用履歴を書き込むことが必須であ
る。
However, the conventional ink tank technology as described above has the following problems. That is, (1) since the integrated head is usually replaced before the life of the head itself is reached, there is a problem in terms of promoting resource recycling when the used integrated head is discarded. On the other hand, (2) the separate-type head in which the head and the ink tank are separate bodies solves the problems of the above-described integrated type, but it is difficult to manage the life of the head itself. In order to solve this problem, it is possible to manage the history of the head on the recording apparatus main body side. However,
As a usage pattern of the apparatus, there is a possibility that a plurality of types of heads may be alternately used in one recording apparatus main body, for example, a black ink head and a color ink head of the same design may be alternately used. The use history of the head is different for each head, and it is difficult to manage on the recording apparatus main body side. Therefore, from the viewpoint of life management, it is essential to write the usage history on the head itself by some method.

【0005】本発明は以上のような問題点にかんがみて
なされたもので、この種のヘッドの寿命管理上の上記問
題点を解決するための手段の提供を目的としている。
The present invention has been made in view of the above problems, and an object thereof is to provide means for solving the above problems in the life control of a head of this type.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】このため、本発明におい
ては、この種のインクジェット記録装置において、イン
ク吐出手段を有する単数または複数の流路と、該流路に
接続する共通液室と、該共通液室にインクを供給するイ
ンクタンクと、前記共通液室内に電気的に並列に設置さ
れて、破断エネルギーが異なる複数の試験用ヒータを有
するインクジェット記録ヘッドと、所定時点において現
存している前記ヒータのうち破断エネルギーが最低のヒ
ータが、前記液室内にインクがあれば破断せず、インク
がなければ破断するような駆動条件で試験電圧を1回以
上印加する手段と、該ヒータが破断したか否かを検出す
る手段と、該ヒータが破断した場合にはその旨を装置使
用者に知らせる手段と、を有するよう構成することによ
り、前記目的を達成しようとするものである。
Therefore, according to the present invention, in this type of ink jet recording apparatus, a single or a plurality of flow paths having ink ejecting means, a common liquid chamber connected to the flow paths, and An ink tank that supplies ink to a common liquid chamber, an inkjet recording head that is electrically installed in parallel in the common liquid chamber, and has a plurality of test heaters having different breaking energies; Of the heaters, the heater having the lowest breaking energy does not break if there is ink in the liquid chamber, and a means for applying a test voltage one or more times under a driving condition that breaks if there is no ink, and the heater breaks. The above-mentioned object is achieved by being configured so as to have means for detecting whether or not the heater is broken and means for notifying the user of the fact when the heater is broken. It is intended to.

【0007】[0007]

【作用】以上のような本発明構成により、例えば前記試
験用ヒータにパルス状の電力を印加したときに、該ヒー
タ上に液体がある場合とない場合とでヒータ温度上昇が
著しく異なる性質を利用することにより、タンク内のイ
ンクの消耗とヘッド自体の寿命のいずれの場合にも、そ
の状況を利用者に知らせることができ、効果的な利用管
理を行うことができる。
With the above-described structure of the present invention, when the pulsed electric power is applied to the test heater, the heater temperature rise is remarkably different depending on whether the heater has liquid or not. By doing so, the situation can be notified to the user regardless of the consumption of ink in the tank and the life of the head itself, and effective utilization management can be performed.

【0008】[0008]

【実施例】以下に本発明の複数の実施例を、図面に基づ
いて説明する: (実施例1)図1(a)〜(c)に本発明に係る記録ヘ
ッド部の第1の実施例の要部説明図を示す。(a)図は
要部水平断面図、(b)図は斜視図、(c)はインク検
知部の拡大平面図である。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A plurality of embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings: (Embodiment 1) FIGS. 1 (a) to 1 (c) show a first embodiment of a recording head portion according to the present invention. FIG. (A) is a horizontal sectional view of a main part, (b) is a perspective view, and (c) is an enlarged plan view of an ink detection part.

【0009】図1において、記録用インクジェットヘッ
ド1は、ヘッドチップ11とインク収容部(タンク)1
2とを別体化した構成となっている。すなわち、インク
収容部12内のインクを使い切ると、同収容部12のみ
を交換する。ヘッドチップ11は、インク収容部12の
5個分の寿命は保証されている。なお、Si基板13は
2.0μm厚の熱酸化によるSiO2 膜が予め形成して
ある。
In FIG. 1, a recording ink jet head 1 includes a head chip 11 and an ink container (tank) 1.
It has a configuration in which 2 is separated. That is, when the ink in the ink container 12 is used up, only the container 12 is replaced. The head chip 11 is guaranteed to have a service life of five ink containing portions 12. The Si substrate 13 is preliminarily formed with a 2.0 μm thick SiO 2 film by thermal oxidation.

【0010】ヘッドチップ11は、Si製の基板13と
ガラス製の天板14との接合構造より成り、それらの接
合部における吐出面側には、上下方向に並ぶ複数の吐出
口(ノズル)15が形成されている。これらの吐出口1
5は、それらの個々に通じる複数の液路16によって一
つの共通液室(液室)17に連通されている。複数の液
路(流路)16の相互間の壁部は、例えば紫外線硬化樹
脂等の材料によって形成されている。共通液室17は、
チューブ18によってインク収容部12内に連通されて
いる。
The head chip 11 has a joint structure of a substrate 13 made of Si and a top plate 14 made of glass, and a plurality of ejection ports (nozzles) 15 arranged in the vertical direction are provided on the ejection surface side of these joints. Are formed. These outlets 1
5 are connected to one common liquid chamber (liquid chamber) 17 by a plurality of liquid passages 16 that communicate with each other. The wall portion between the plurality of liquid passages (flow passages) 16 is formed of a material such as an ultraviolet curable resin. The common liquid chamber 17 is
The tube 18 communicates with the inside of the ink containing portion 12.

【0011】基板13の上面には、各液路16内に一つ
ずつ位置する複数の吐出エネルギ発生素子としての電気
熱変換素子(吐出ヒータ)19と、これらの電気熱変換
素子19に個別に電力を供給するAl等の配線とが成膜
技術によって形成されている。
On the upper surface of the substrate 13, electrothermal conversion elements (ejection heaters) 19 serving as a plurality of ejection energy generating elements, one positioned in each liquid passage 16, and these electrothermal conversion elements 19 are individually provided. Wiring such as Al for supplying electric power is formed by a film forming technique.

【0012】(a)図における20はインク検知部分で
ある。これの詳細を(c)図に示す。インク検知部分
は、Si製基板13上に形成されており、(c)図はそ
の平面図を示す。すなわち、インクの消耗検知用ヒータ
22上に、斜線で示されるAl配線23がスパッタリン
グにより成膜されている。検知用ヒータ22の材料は、
後述するように、意図的に耐久性を下げるべく、スパッ
タリング時のArガスに酸素を混入させている。
Reference numeral 20 in FIG. 1A is an ink detecting portion. Details of this are shown in FIG. The ink detection portion is formed on the Si substrate 13, and FIG. 7C is a plan view thereof. That is, the Al wiring 23 shown by diagonal lines is formed on the ink consumption detection heater 22 by sputtering. The material of the detection heater 22 is
As will be described later, oxygen is mixed with Ar gas during sputtering in order to intentionally reduce durability.

【0013】(c)図に示すように、幅がWで長さが異
なる5種類の検知用ヒータが5本R1 ,R2 ,R3 ,R
4 ,R5 (それぞれ長さはl1 ,l2 ,l3 ,l4 ,l
5 )が並列に接続されている。これらヒータ22の共通
電極は(a)図における基板13のパッド部21で試験
電力発生装置に接続されている。各検知用ヒータ22R
1 ,R2 ,R3 ,R4 ,R5 のサイズは、幅はすべてW
=40μm,長さはl1 =40μm,l2 =60μm,
3 =90μm,l4 =135μm,l5 =202μm
である。またシート抵抗は40Ω/□となっている。
As shown in FIG. 3C, there are five detection heaters R 1 , R 2 , R 3 and R each having a width W and different lengths.
4 , R 5 (the lengths are l 1 , l 2 , l 3 , l 4 , l
5 ) are connected in parallel. The common electrode of these heaters 22 is connected to the test power generator at the pad portion 21 of the substrate 13 in FIG. Each detection heater 22R
The sizes of 1 , R 2 , R 3 , R 4 and R 5 are all W
= 40 μm, the length is l 1 = 40 μm, l 2 = 60 μm,
l 3 = 90 μm, l 4 = 135 μm, l 5 = 202 μm
Is. The sheet resistance is 40Ω / □.

【0014】パッド部21から検知用ヒータ22までの
抵抗値は20Ωで、各ヒータ間の配線抵抗は、それに比
べると無視できる程度である。これら5本のヒータ22
は、R1 〜R5 の順に破断電圧が高くなっている。具体
的には1.5μsec幅のパルスを20KHzで0.5
秒間(104 回)印加したとき、各ヒータの破断電圧は
表1のようになっている。
The resistance value from the pad portion 21 to the detection heater 22 is 20Ω, and the wiring resistance between the heaters is negligible as compared with it. These five heaters 22
Has a higher breakdown voltage in the order of R 1 to R 5 . Specifically, a pulse of 1.5 μsec width is 0.5 at 20 KHz.
When applied for 10 seconds (10 4 times), the breaking voltage of each heater is as shown in Table 1.

【0015】[0015]

【表1】 [Table 1]

【0016】以上のような構成におけるインクの消耗検
知シーケンスを図2のフローチャートに示す。すなわ
ち、ステップS1で記録開始後、ステップS2での1枚
記録毎に検知ヒータ22系の抵抗値R* を記録装置本体
側で測定する(ステップS3)。これにより、5本のヒ
ータ22R1 〜R5 のうち、何本がオープンになってい
るか否かを判定する。具体的には、これらの抵抗系にD
C電圧をかけて、本体内で電流値を測定するか、あるい
は本体内のモニタ抵抗の両端の電圧を測定する。
FIG. 2 is a flow chart showing the ink consumption detecting sequence in the above-mentioned structure. That is, after recording is started in step S1, the resistance value R * of the detection heater 22 system is measured on the recording apparatus main body side for each recording of one sheet in step S2 (step S3). Thus, out of five heaters 22R 1 to R 5, it determines how many is open. Specifically, D
The C voltage is applied to measure the current value in the main body or the voltage across the monitor resistor in the main body.

【0017】測定された抵抗値をR* としたとき、ステ
ップS4で、R* ≦20Ωならば5本のヒータ22はい
ずれもオープンになっていないことを示す。以下、順に
ステップS6〜S12において、20Ω<R* ≦35Ω
ならば1本,35Ω<R* ≦60Ωならば2本,60Ω
<R* ≦150Ωならば3本,150Ω<R* <∞なら
ば4本,また、R* =∞ならば5本が全部オープンにな
っていることが分かる。
Assuming that the measured resistance value is R * , in step S4, if R * ≦ 20Ω, it means that none of the five heaters 22 is open. Hereinafter, in steps S6 to S12, 20Ω <R * ≦ 35Ω
If it is 35Ω <R * ≦ 60Ω, then 2 wires, 60Ω
It can be seen that if <R * ≦ 150Ω, three are open, if 150Ω <R * <∞, four are open, and if R * = ∞, five are all open.

【0018】そこでステップS5において、残存してい
るヒータの中で、最も破断電圧の低いヒータ上にインク
がないときに確実に破断する電圧を印加する。例えばス
テップS4/S6間で20Ω<R* ≦35Ωのときは、
1 のみが破断していることが分かるので、試験用電圧
Vtestとして、抵抗R2 のみが破断する電圧(9.
0V以上12.0V以下)の9.3VをステップS5で
選択する。もしインク収容部12のインクが消耗し、共
通液室17内のインクも空になっていると、抵抗R2
にインクがないので、ステップS15の電圧印加によ
り、抵抗R2 は破断する。逆に、抵抗R2 上にインクが
あれば破断しない。
Therefore, in step S5, a voltage that surely breaks when no ink is present on the heater having the lowest breaking voltage among the remaining heaters is applied. For example, if 20Ω <R * ≦ 35Ω between steps S4 and S6,
Since it can be seen that only R 1 is broken, as the test voltage Vtest, the voltage only the resistance R 2 is broken (9.
9.3 V (0 V or more and 12.0 V or less) is selected in step S5. If exhausted the ink in the ink accommodating portion 12, the ink in the common liquid chamber 17 is also empty, since there is no ink on the resistor R 2, the voltage application in step S15, the resistor R 2 is broken. On the contrary, if there is ink on the resistance R 2 , it will not break.

【0019】そこで、そのいずれかを判定するために、
再び抵抗値R* をステップS16で測定する。測定方法
はステップS3と同様である。測定の結果、抵抗値R*
がステップS3のときと大きく異なっていれば(具体的
には1段階上の35Ω以上になっていれば)、抵抗R2
が破断したことを示す。もしそうであれば、ステップS
20においてユーザにインク収容部12の取り替えを促
して記録を中止する。
Therefore, in order to determine either of the above,
The resistance value R * is measured again in step S16. The measuring method is the same as in step S3. As a result of the measurement, the resistance value R *
Is significantly different from that at step S3 (specifically, if it is 35Ω or more one step higher), the resistance R 2
Indicates that the fracture has occurred. If so, step S
At 20, the user is prompted to replace the ink containing portion 12 and the recording is stopped.

【0020】5本のヒータ22がすべて破断すれば、ス
テップS18においてR* =∞となるので、ステップS
19でユーザにヘッド自体の取り替えを促し、ステップ
S21で記録を中止する。もし、ユーザが各抵抗R1
5 すべて破断しているヘッド1を装着して記録を開始
すると、ステップS14において、1枚記録毎にヘッド
自体の取り替えをユーザに促すが、インクの残量検知も
せずに、記録を続行するが記録は中止しない。
If all five heaters 22 are broken, R * = ∞ in step S18.
The user is prompted to replace the head itself in 19 and the recording is stopped in step S21. If the user selects each resistor R 1 ~
When recording is started by mounting the head 1 in which all R 5 are broken, in step S14, the user is urged to replace the head itself for each recording, but recording is continued without detecting the remaining amount of ink. However, the recording is not stopped.

【0021】これは、ユーザがヘッド1の寿命が近いこ
とを認識した上で、スペアヘッドが手元にないときに記
録を続行できるようにするためである。図2に示すフロ
ーチャートの制御シーケンスは、記録装置本体内のマイ
クロプロセッサによって行われる。
This is to allow the user to continue recording when the spare head is not at hand, after recognizing that the head 1 has a short life. The control sequence of the flowchart shown in FIG. 2 is performed by the microprocessor in the recording apparatus main body.

【0022】なお、本実施例においては、非記録材1枚
の記録毎に共通液室17内のインク残量検知を行ってい
るので、検知用ヒータ22とノズル15との間のインク
体積で1枚分記録できることが必要である。
In this embodiment, since the remaining ink amount in the common liquid chamber 17 is detected for each recording of one non-recording material, the ink volume between the detection heater 22 and the nozzle 15 is detected. It is necessary to be able to record one sheet.

【0023】この体積は、具体的にはA41枚印字率5
%の場合、概細50mm3 となる。従って本実施例におい
ては、共通液室17の体積は150mm3 で、検知用ヒー
タ22は共通液室17内のノズル15からなるべく離れ
た位置に配設してある。
This volume is, specifically, A4 1 sheet printing rate 5
In the case of%, it is approximately 50 mm 3 . Therefore, in this embodiment, the volume of the common liquid chamber 17 is 150 mm 3 , and the detection heater 22 is arranged at a position as far as possible from the nozzle 15 in the common liquid chamber 17.

【0024】なお本実施例においては、数種類の破断電
圧や、破断パルス幅を検知用ヒータ22の長さを変える
ことによって設定したが、本発明はこれのみに限定され
ることなく、この他にも、ヒータの幅,ヒータのシート
抵抗,配線抵抗値,保護膜などの膜構成,パルス印加回
数等を変えることにより設定することができる。
In the present embodiment, several kinds of breaking voltage and breaking pulse width are set by changing the length of the detection heater 22, but the present invention is not limited to this, and other than that. Can also be set by changing the width of the heater, the sheet resistance of the heater, the wiring resistance value, the film configuration such as a protective film, the number of pulse application times, and the like.

【0025】[0025]

【数1】 [Equation 1]

【0026】ところで、ノズル15内から発生する微小
気泡が、共通液室17において合体して、偶然に検知用
ヒータ22上に存在する場合、インクが消耗しなくても
本実施例の検知シーケンスによって、各検知用ヒータが
誤って破断する場合が考えられる。このような不具合に
よる誤差を防止するために、次の二つの対策が考えられ
る。すなわち、その第一は、同一の破断電圧を持つ検知
用ヒータを共通液室17内の近接しない位置に複数個配
設し、これらのすべてが破断したときに、インク切れを
認識するようにする。また、その第二は、前述の検知シ
ーケンスを共通液室17内の回復操作の直後に行うこと
である。
By the way, when the fine bubbles generated from the nozzle 15 are combined in the common liquid chamber 17 and happen to be present on the detection heater 22, the detection sequence of this embodiment does not require ink consumption. In some cases, each detection heater may be accidentally broken. In order to prevent an error due to such a problem, the following two measures can be considered. That is, firstly, a plurality of detection heaters having the same breaking voltage are arranged in the common liquid chamber 17 at positions that are not close to each other, and when all of these break, the ink shortage is recognized. . The second is to perform the above-described detection sequence immediately after the recovery operation in the common liquid chamber 17.

【0027】(他の実施例)前記実施例1においては、
検知用ヒータR1 〜R5 が1本切れる毎に試験電圧Vt
estを段階的に上げていったが、試験電圧Vtest
を変えるよりも、各印加パルスの幅を変える方が駆動回
路を簡易化し得る。
(Other Embodiments) In the first embodiment,
Each time one of the detection heaters R 1 to R 5 is cut off, the test voltage Vt
Although est was raised stepwise, the test voltage Vtest
It is possible to simplify the drive circuit by changing the width of each applied pulse rather than by changing.

【0028】このため、本実施例においては、実施例1
と同様の図1に示した記録ヘッド1を用いているが、試
験電圧Vtestは15V(一定)としている。このと
き破断に至るパルス幅は、表2に示すようにしている。
Therefore, in this embodiment, the first embodiment is used.
1 is used, but the test voltage Vtest is set to 15V (constant). At this time, the pulse width leading to breakage is as shown in Table 2.

【0029】[0029]

【表2】 [Table 2]

【0030】従って、ヒータRi (i=1,2,3,
4,5)上にインクがあるかないかを検知するために与
えるパルス幅τi (i=1,……,5)は、それぞれ、 τ1 =1.0μsec,τ2 =1.4μsec,τ3
2.0μsec,τ4 =2.8μsec,τ5 =4.3
μsec, とした。インクの消耗検知のためのシーケンスフロー
は、試験電圧Vtestを一定にしてパルス幅を可変と
してること以外は、前記実施例1におけると同様であ
る。
Therefore, the heater R i (i = 1, 2, 3,
4, 5) pulse widths τ i (i = 1, ..., 5) given to detect whether or not ink is present are τ 1 = 1.0 μsec, τ 2 = 1.4 μsec, τ, respectively. 3 =
2.0 μsec, τ 4 = 2.8 μsec, τ 5 = 4.3
μsec. The sequence flow for detecting ink consumption is the same as that in the first embodiment except that the test voltage Vtest is kept constant and the pulse width is made variable.

【0031】以上述べた実施例においては、検知用ヒー
タ22の温度に対する変化率の絶対値が大きい材料を用
いると、本発明をより有効に実施することができる。
In the above-described embodiment, the present invention can be more effectively carried out by using a material having a large absolute value of the change rate with respect to the temperature of the detection heater 22.

【0032】一般に、検知用ヒータ22上にインクが存
在しない場合、ヒータ22で発生した熱が液体よりも熱
伝導率の低い気体へは逃げ難いため、インクが存在する
場合に比べると著しく温度が上昇する。このとき、ヒー
タ22で消費される電力が更に大きくなるか、または逆
に小さくなるかは、配線抵抗RA とヒータのシート抵抗
D とヒータ幅W,ヒータ長さl,また、ヒータそれぞ
れの温度係数(抵抗値の温度変化率)αD によって決定
される。なお、配線抵抗は、ヒータ接続部近傍を除くと
パルス波形によって温度はほとんど変化しないので、配
線抵抗RA の温度による変化は無視できる。
Generally, when ink is not present on the detection heater 22, the heat generated by the heater 22 is difficult to escape to a gas having a lower thermal conductivity than liquid, so that the temperature is remarkably higher than that when ink is present. To rise. At this time, whether the electric power consumed by the heater 22 further increases or decreases conversely depends on the wiring resistance R A , the sheet resistance R D of the heater, the heater width W, the heater length l, and each of the heaters. It is determined by the temperature coefficient (rate of temperature change of resistance value) α D. Since the temperature of the wiring resistance hardly changes depending on the pulse waveform except for the vicinity of the heater connection portion, the change of the wiring resistance R A with temperature can be ignored.

【0033】[0033]

【数2】 [Equation 2]

【0034】なお、インク切れの検知をより確実に実施
するために、以下のような方法もある;図3に示す回路
は、前記Al(アルミ)抵抗体23に電力を供給するた
めの回路の一例で、一般にホールドバック型電流制限回
路と称されているものである。121にDC電圧Ein
122にパルス信号123をそれぞれ与えることによ
り、負荷抵抗RL にかかる電圧Eと、電流iとの関係は
図4に示す特性図のようになる。
In order to more reliably detect the ink shortage, there is the following method; the circuit shown in FIG. 3 is a circuit for supplying electric power to the Al (aluminum) resistor 23. As an example, this is generally called a holdback type current limiting circuit. 121 the DC voltage E in ,
By applying the pulse signals 123 to 122, respectively, the relationship between the voltage E applied to the load resistance R L and the current i becomes as shown in the characteristic diagram of FIG.

【0035】すなわち、負荷抵抗RL の値の大小によ
り、直線131または132に沿った特性を示す。図4
におけるEm ,EL ,iS ,iL は、それぞれ、次式で
与えられる。
That is, the characteristic along the straight line 131 or 132 is shown depending on the magnitude of the value of the load resistance R L. Figure 4
E m , E L , i S , and i L in are respectively given by the following equations.

【0036】 Em =Ein−VBE ……(1) EL =Em −iLSC ……(2) iS =VBE/RSC ……(3) iL =VBE/RSC+R11/(R11+R12)・Em /RSC ……(4) これらの式においてVBEはトランジスタTr1 のベース
・エミッタ間電位差で、約0.6ボルトである。本回路
の特徴は、負荷抵抗RL がEL /iL 以下の場合は、R
L 消費電力が、抵抗値の増加関数になることである。す
なわち、温度上昇によりRL が増加すると、ますます消
費電力が増大する。従って、インクが本抵抗体R1 〜R
5 の近傍に存在するか否かによって放熱特性が変わる
と、消費電力が大幅に変化する。従って回路定数を適当
に選択することにより、共通液室17内にインクが存在
しない場合は、同抵抗体を過熱させて破断させることが
できる。
E m = E in −V BE (1) E L = E m −i L R SC (2) i S = V BE / R SC (3) i L = V BE / R SC + R 11 / (R 11 + R 12 ) · E m / R SC (4) In these equations, V BE is the base-emitter potential difference of the transistor Tr 1 and is about 0.6 volt. The feature of this circuit is that when the load resistance R L is E L / i L or less, R
L power consumption is an increasing function of resistance. That is, as R L increases due to the temperature rise, power consumption further increases. Therefore, if the ink is the resistors R 1 to R
If the heat dissipation characteristics change depending on whether or not there is a vicinity of 5, the power consumption changes significantly. Therefore, by appropriately selecting the circuit constant, when there is no ink in the common liquid chamber 17, the resistor can be overheated and broken.

【0037】(その他)以上説明したように、前記各実
施例によれば、記録ヘッド1の使用履歴を本体側から知
ることが可能である。従って、使用量に応じて画像濃度
が変化を生じてしまうヘッド1に対しても、ヘッド使用
量(具体的にはタンク交換回数)と濃度変化との関係が
予め定量的に分かっていれば、例えばパルス幅等の駆動
条件を調節したり、例えば打ち込み率の画像処理方法を
調節することにより、上述の変化を自動的に補償するこ
とが可能になった。
(Others) As described above, according to each of the above-described embodiments, it is possible to know the usage history of the recording head 1 from the main body side. Therefore, even for the head 1 in which the image density changes according to the usage amount, if the relationship between the head usage amount (specifically, the number of tank replacements) and the density change is quantitatively known in advance, For example, it becomes possible to automatically compensate the above-mentioned change by adjusting the driving condition such as the pulse width or adjusting the image processing method of the driving rate.

【0038】なお、本発明は、インクを吐出し記録する
ためのエネルギが、ヒータによる熱エネルギによるもの
のみに限定されることなく、例えば、ピエゾ素子による
型式や静電力を用いるインクジェットヘッドにおいても
実施することが可能である。更に、熱エネルギによりイ
ンクを吐出するヘッドにおいても、ヒータを用いずにレ
ーザ光によるエネルギによって発泡、吐出する型式のヘ
ッドにも適用することができる。
The present invention is not limited to the energy for ejecting and recording ink due to the thermal energy of the heater, and is also applicable to an ink jet head using a piezo element type or an electrostatic force. It is possible to Further, the present invention can be applied to a head that ejects ink by thermal energy and a head of a type that foams and ejects ink by energy of laser light without using a heater.

【0039】[0039]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
別体型インクジェットヘッドによる記録途中で、インク
消耗により突然記録が不可能になる可能性を防止するこ
とができ、更にインクタンク(収容部)の交換回数を確
実にヘッド自体に記録することができるため、これによ
り、ヘッド自体の寿命も利用者が管理することが可能に
なった。すなわち、タンク内インクの消耗とヘッド自体
の寿命のいずれの場合も、記録装置利用者に知らせるこ
とが可能となった。
As described above, according to the present invention,
Since it is possible to prevent the possibility of sudden recording becoming impossible due to ink exhaustion during recording by the separate inkjet head, and it is possible to reliably record the number of times the ink tank (container) is replaced on the head itself. As a result, the user can manage the life of the head itself. That is, it is possible to inform the user of the recording apparatus whether the ink in the tank is exhausted or the life of the head itself has expired.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】 実施例1の要部説明図FIG. 1 is an explanatory view of a main part of the first embodiment.

【図2】 インクの消耗検知シーケンスフローチャートFIG. 2 is a flow chart of an ink consumption detection sequence.

【図3】 ホールドバック型電流制限回路の一例FIG. 3 An example of a holdback type current limiting circuit

【図4】 図3の電流−電圧特性図FIG. 4 is a current-voltage characteristic diagram of FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 インクジェットヘッド 11 ヘッドチップ 12 インク収容部(タンク) 13 基板 14 天板 15 吐出口(ノズル) 16 液路(流路) 17 共通液室 19 吐出ヒータ 20 インク検知部 21 パッド部 22 インク検知用ヒータR1 〜R5 23 Al配線1 Inkjet Head 11 Head Chip 12 Ink Storage Section (Tank) 13 Substrate 14 Top Plate 15 Discharge Port (Nozzle) 16 Liquid Path (Flow Path) 17 Common Liquid Chamber 19 Discharge Heater 20 Ink Detection Section 21 Pad Section 22 Ink Detection Heater R 1 to R 5 23 Al wiring

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 インク吐出手段を有する単数または複数
の流路と、 該流路に接続する共通液室と、 該共通液室にインクを供給するインクタンクと、 前記共通液室内に電気的に並列に設置されて、破断エネ
ルギーが異なる複数の試験用ヒータを有するインクジェ
ット記録ヘッドと、 所定時点において現存している前記ヒータのうち破断エ
ネルギーが最低のヒータが、前記液室内にインクがあれ
ば破断せず、インクがなければ破断するような駆動条件
で試験電圧を1回以上印加する手段と、 該ヒータが破断したか否かを検出する手段と、 該ヒータが破断した場合にはその旨を装置使用者に知ら
せる手段と、を有することを特徴とするインクジェット
記録装置。
1. A single or a plurality of flow paths having an ink ejecting means, a common liquid chamber connected to the flow paths, an ink tank for supplying ink to the common liquid chamber, and an electrical connection in the common liquid chamber. An ink jet recording head having a plurality of test heaters that are installed in parallel and have different breaking energies, and the heater with the lowest breaking energy among the existing heaters at a predetermined time breaks if there is ink in the liquid chamber. Without applying the ink, a means for applying the test voltage one or more times under a driving condition that would break, a means for detecting whether or not the heater was broken, and a notification to that effect when the heater was broken. An inkjet recording apparatus comprising: a unit for notifying a user of the apparatus.
【請求項2】 請求項1記載のインクジェットヘッド
は、インクタンク交換方式であることを特徴とするイン
クジェットヘッド記録装置。
2. The ink jet head recording apparatus according to claim 1, wherein the ink jet head is of an ink tank exchange system.
【請求項3】 請求項1記載の試験電圧は、前記液室内
にインクが存在すれば、該ヒータ上に膜沸騰状の気泡を
発生するような駆動条件となるよう構成したことを特徴
とするインクジェットヘッド装置。
3. The test voltage according to claim 1, wherein the driving condition is such that film boiling bubbles are generated on the heater when ink is present in the liquid chamber. Inkjet head device.
【請求項4】 請求項1記載の試験電圧の印加は、記録
装置の電源オンの後、記録開始前に行われるよう構成し
たことを特徴とするインクジェットヘッド記録装置。
4. The inkjet head recording apparatus according to claim 1, wherein the application of the test voltage is performed after the recording apparatus is powered on and before recording is started.
【請求項5】 請求項1記載のインクジェット記録装置
は、インクジェットヘッドのインクを吸引する装置を有
しており、該吸引操作を行った直後に前記試験電圧を前
記試験用ヒータに印加するよう構成したことを特徴とす
るインクジェット記録装置。
5. The ink jet recording apparatus according to claim 1, further comprising a device for sucking ink from an ink jet head, and applying the test voltage to the test heater immediately after performing the suction operation. An inkjet recording device characterized by the above.
【請求項6】 請求項1記載の、破断した試験用ヒータ
の個数に応じて、インク吐出手段の駆動方法を変えるよ
う構成したことを特徴とするインクジェット記録装置。
6. An ink jet recording apparatus according to claim 1, wherein the driving method of the ink ejecting means is changed according to the number of broken test heaters.
【請求項7】 請求項1記載のインクジェット記録装置
は、画像データからインクの打ち込み率を決定する機能
を有しており、前記破断した試験用ヒータの個数に応じ
て、インクの打ち込み率を変化させるよう構成したこと
を特徴とするインクジェット記録装置。
7. The ink jet recording apparatus according to claim 1, which has a function of determining an ink ejection rate from image data, and changes the ink ejection rate in accordance with the number of test heaters that are broken. An inkjet recording apparatus characterized in that it is configured to.
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