JPH0880619A

JPH0880619A - インクジェット記録装置およびインクの残量低下の判別方法ならびに情報処理装置

Info

Publication number: JPH0880619A
Application number: JP7146241A
Authority: JP
Inventors: Tetsuya Ishikawa; 哲也石川; Osamu Asakura; 修朝倉; Masazumi Nagashima; 正澄長島; Yuji Shikame; 鹿目　　祐治; Kenji Kawazoe; 憲嗣河添; Kazuya Iwata; 和也岩田; Seiji Takahashi; 誠二高橋; Yoshiyuki Shimamura; 由之嶋村; Takahiro Oide; 隆宏大出
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1994-07-15
Filing date: 1995-06-13
Publication date: 1996-03-26
Anticipated expiration: 2016-10-15
Also published as: JP3219641B2; US5992961A

Abstract

(57)【要約】【目的】高い検知精度が期待できるインク切れ検知手
段を備えたインクジェット記録装置および該記録装置を
出力手段とする情報処理システムを提供することを目的
とする。【構成】本発明にもとづくインクジェット記録装置
は、記録手段及びインク保持部材の少なくとも一方に、
少なくとも一つの第１電極と、該第１電極に隣接または
該第１電極間に介在する誘電体と、該誘電体およびイン
クを介して第１電極と電気的に接続された第２電極と、
第１電極に電圧を引加および解除するための電圧印加手
段と、第２電極の電位を検知するための電位検知手段
と、電位検知手段によって検知された第２電極の電位に
もとづいて記録手段およびインク保持部材の少なくとも
いずれか一方のインクの残量を判別するための判別手段
とが設けられている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、文字、画像等の情報を
被記録媒体上に出力するためのインクジェット記録装
置、およびそのインクの残量低下の判別方法ならびに前
記インクジェット記録装置を出力手段とする複写機、フ
ァクシミリ、プリンタ、ワードプロセッサ、パーソナル
コンピュータ等の情報処理装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、紙、布、プラスチックシート、Ｏ
ＨＰ用シート等の被記録媒体（以下単に記録用紙ともい
う）に対して記録を行う記録装置は、種々の記録方式、
例えばワイヤードット方式、感熱方式、熱転写方式、イ
ンクジェット方式による記録ヘッドを搭載可能な形態と
して提案されている。

【０００３】これらの方式のなかで、インクジェット方
式はインクを吐出して記録用紙に直接付着させる低騒音
なノンインパクト方式の一つで、インク滴の形成方法お
よび噴射エネルギーの発生方法により、コンティニアス
方式（電荷粒子制御方式およびスプレー方式が含まれ
る）とオンデマンド方式（ピエゾ方式、スペーク方式お
よびバブルジェット方式が含まれる）とに大きく分類さ
れる。

【０００４】コンティニアス方式は、インクを連続的に
吐出し、必要な液滴だけ電荷を与える。帯電した液滴が
記録用紙に付着し、残りは無駄になる。これに対して、
オンデマンド方式は、印字に必要な時だけインクを吐出
するために、インクの無駄がなく装置内部が汚れない。
また、オンデマンド方式はインクの吐出を開始したり停
止したりするため、コンティニアス方式に比べて応答周
波数は低い。このため、ノズル数を増やすことで高速化
を実現している。したがって、現在実用化されている記
録装置の多くはオンデマンド方式のものであり、このよ
うなインクジェット方式の記録ヘッドを具備した記録装
置は、高密度かつ高速な記録動作が可能であることか
ら、情報処理システムの出力手段、例えば複写機、ファ
クシミリ、電子タイプライタ、ワードプロセッサ、ワー
クステーション等の出力端末としてのプリンタ、あるい
はパーソナルコンピュータ、ホストコンピュータ、光デ
ィスク装置、ビデオ装置等に具備されるハンディまたは
ポータブルプリンタとして利用され、かつ実用化されて
いる。この場合、インクジェット記録装置は、これら装
置固有の機能、使用形態等に対応した構成をとる。

【０００５】一般にインクジェット記録装置は、記録手
段（記録ヘッド）およびインクタンクと搭載するキャリ
ッジと、記録用紙を搬送する搬送手段と、これらを制御
するための制御手段とを具備する。そして、複数の吐出
口からインク滴を吐出させる記録ヘッドを記録用紙の搬
送方向（副走査方向）と直交する方向（主走査方向）に
シリアルスキャンさせ、一方で非記録時に記録用紙を記
録幅に等しい量で間欠搬送するものである。この記録方
法は、記録信号に応じてインクを記録用紙上に吐出させ
て記録を行うものであり、ランニングコストが安く、静
かな記録方式として広く用いられている。また、インク
を吐出する多数のノズルが副走査方向に直線上に配置さ
れた記録ヘッドを用いることにより、記録ヘッドが記録
用紙上を一回走査することでノズル数に対応した幅の記
録がなされる。そのため、記録動作の高速化を達成する
ことが可能である。

【０００６】さらに、カラー対応のインクジェット記録
装置の場合、複数色の記録ヘッドにより吐出されるイン
ク液滴の重ね合わせることによりカラー画像を形成す
る。一般に、カラー記録を行う場合、イエロー（Ｙ），
マゼンタ（Ｍ）およびシアン（Ｃ）の３原色またはこれ
ら３原色にブラック（Ｂ）を含めた４色に対応する４種
類の記録ヘッドおよびインクカートリッジが必要とされ
る。昨今ではこのような３〜４色の記録ヘッドを搭載
し、フルカラーで画像形成が可能な装置が実用化されて
いる。

【０００７】さらにまた、上記インクジェット記録装置
は比較的容易にＡｌ等の大判記録が可能な構成を取るこ
ともできる。すなわち、画像を読み取るリーダーを接続
し現行を複写するＡｌ版カラー記録対応の記録装置、例
えばＣＡＤ出力用プリンタ等のプロッタも製品化されて
いる。また、一方で多様な使い方が要求されるようにな
り、会議、講義等におけるプレゼンテーション用に投影
可能なＯＨＰフィルムへの記録の需要が高まっている。
こうした需要に応えるため、インクの吸収特性が異なる
被記録媒体を必要に応じて選択した際に被記録媒体の種
類に係わりなく最良の記録が可能な記録装置の開発およ
び製品化が行われている。

【０００８】この他にインクジェット記録装置は、優れ
た記録手段として幅広い産業分野（例えばアパレル産業
等）で需要が高まっており、またより一層高品位な画像
の提供も求められている。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来のインク
ジェット記録装置は、印字途中でのインク切れによる不
具合が生じてしまう場合がある。すなわち、例えば、オ
ートシートフィーダを記録装置に搭載し、連続給紙する
ことによって複数枚の記録用紙に連続的に印字を実行す
る場合である。この場合、印字途中でインクが無くなっ
てしまうこと（以下インク切れ）と以下のような問題が
生ずる。例えば、該インク切れを使用者に報知しなけれ
ば、インク切れ以降の印字時間が無駄になってしまう。
また、インク切れの直前に生ずる、いわゆる『カスレ文
字』の状態で、不鮮明な印字を続行してしまう。その結
果、多数の記録用紙をムダにしてしまうことがある。

【００１０】また、電気熱変換素子を用いたバブルジェ
ット方式等のインクジェット記録装置では、上記問題の
みならず、以下のような問題を生ずる。すなわち、イン
ク吐出口内にインクが存在しない状態で記録ヘッドの吐
出ヒータを駆動し続けてしまうと、記録ヘッドが異常過
熱されて変形または記録ヘッドの損傷等の不具合を引き
起こしてしまうことがある。

【００１１】そこで、このような不具合を回避するた
め、最近では、多種多様のインク切れ検知する手段（イ
ンク残量検知手段）が種々考案されている。該考案され
ているインク切れ検知手段としては、例えば、インクタ
ンクを弾性材により構成して、インクの減少に伴う該イ
ンクタンクの変形を機械式スイッチにより検知する構成
が提案されている。また、インクタンク内のインクに直
接的に接する位置に設けられた２つの専用の電極間に検
知用電流を流して前記電極間の抵抗値を検出する方法も
提案されている。さらに、吐出したドット数を積算して
記憶しておくことにより累積消費インク量を類推してイ
ンク切れ時期を予測する方法も知られている。

【００１２】しかし、上記構成または方法では、インク
切れ検知専用の部材を設ける必要があるために大幅な経
費上昇が不可避でありながら、インク切れの十分な検知
精度が得られないという問題がある。そこで、本発明は
上記問題点を解決し、より安価で上記インク切れ検知を
実施でき、かつ高い検知精度が期待できる手段を備えた
インクジェット記録装置およびインク残量低下の判別方
法ならびに前記インクジェット記録装置を出力手段とす
る情報処理装置を提供することを目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明にもとづくインクジェット記録装置は、被記
録媒体にインクを吐出することによって入力画像情報を
記録する記録手段と該記録手段へインクを供給するため
のインク保持部材とを用いて記録を行うインクジェット
記録装置において、上記記録手段および上記インク保持
部材の少なくとも一方に設けられた少なくとも一つの第
１の電極と、上記第１の電極に隣接または上記第１の電
極間に介在する誘電体と、該誘電体および上記インクを
介して上記第１の電極と電気的に接続可能な第２の電極
と、上記第１の電極に電圧を印加および解除するための
電圧印加手段と、上記第２の電極の電位を検知するため
の電位検知手段と、上記電位検知手段によって検知され
た上記第２の電極の電位にもとづいて上記記録手段およ
び上記インク保持部材の少なくともいずれか一方のイン
クの残量低下を判別するための判別手段とが設けられた
ことを特徴とする。

【００１４】好ましくは、上記判別手段は、上記インク
残量を少なくとも２段階で判別する。

【００１５】好ましくは、上記第１の電極は、電気的に
駆動されるインク吐出用の素子、あるいは該素子と接続
された配線である。

【００１６】好ましくは、上記第２の電極は、上記記録
手段のインク流路内に配設され、かつ導電性材料により
構成されたフィルタである。

【００１７】好ましくは、上記第２の電極は、上記記録
手段のインク流路内に設けられ、記録時には不要となる
穴の封止部材である。

【００１８】好ましくは、上記第１の電極への電圧印加
および第２の電極の電圧検知は、上記インク吐出用素子
１個づつについて行う。

【００１９】好ましくは、上記第２の電極の電位検知を
行うタイミングを、印字頁間とする。

【００２０】好ましくは、上記第２の電極の電位検知を
行うための第１の電極への電圧印加は、記録のための電
圧印加とは異なる。

【００２１】好ましくは、上記第２の電極の電位検知を
行うための第１の電極への電圧印加は、記録のための電
圧印加である。

【００２２】好ましくは、上記判別手段によって判別さ
れた結果に応じて、吐出口からインクを強制排出する吐
出回復処理を行う。

【００２３】好ましくは、上記判別手段によって判別さ
れた結果に応じて、記録を中断あるいは中止する。

【００２４】好ましくは、上記判別手段によって判別さ
れた結果に応じて、記録すべきドットで、かつインク吐
出不可能状態であると判別されたインク吐出口に対応す
るドットを、他のインク吐出口で記録する。

【００２５】好ましくは、上記第１の電極は、インク保
温用のヒータである。

【００２６】好ましくは、上記第１の電極あるいは第２
の電極をインク収容部に複数設け、該複数設けた第２の
電極の、隣接する電極間に存在するインク量が、インク
吐出口近傍になるほど、同等あるいはそれ以下となって
いる。

【００２７】好ましくは、上記判別手段によって判別さ
れた結果に応じて、記録装置、あるいは記録手段、ある
いはインク収容手段、あるいはインクの状態を報知する
手段を具えている。

【００２８】好ましくは、上記第２の電極を、記録手段
とインク収容手段との接合部に設けている。

【００２９】好ましくは、上記記録手段は複数種のイン
クを吐出可能なカラー記録対応の記録手段であるととも
に、上記第１の電極を各種インク毎に少なくとも１つ具
え、一方上記第２の電極は各種インク共通の１つだけし
か具えない。

【００３０】好ましくは、インク吐出手段として、熱エ
ネルギー発生手段を用いている。

【００３１】つぎに、本発明にもとづく情報処理装置
は、上記インクジェット記録装置を出力手段とする複写
機、ファクシミリ、プリンタ、ワードプロセッサ、パー
ソナルコンピュータ等の情報処理システムである。

【００３２】また、本発明は、被記録媒体にインクを吐
出する記録手段を用いて記録を行うインクジェット記録
装置であって、少なくとも一つの第１の電極と、前記第
１の電極に隣接し、または複数の前記第１の電極間に介
在する誘電体と、前記誘電体およびインクを介して前記
第１の電極と電気的に接続可能な第２の電極と、前記第
１の電極に電圧を印加及び解除するための電圧印加手段
と、前記第１の電極に電圧を印加したときに生じる前記
第２の電極の電位を検知するための電位検知手段と、前
記電位検知手段によって検知された前記第２の電極の電
位に基づきインクの残量低下を判別するための判別手段
とを備えることを特徴とする。

【００３３】また、本発明は、少なくとも一つの第１の
電極と、前記第１の電極に隣接しまたは複数の前記第１
の電極間に介在する誘電体と、前記誘電体およびインク
を介して前記第１の電極と電気的に接続可能な第２の電
極とを備え、被記録媒体にインクを吐出する記録手段を
用いて記録を行うインクジェット記録装置のインクの残
量低下の判別方法であって、前記第１の電極に電圧を印
加したときに生じる前記第２の電極の電位を検知し、前
記第２の電極の電位の検知結果に基づきインクの残量低
下を判別することを特徴とする。

【００３４】

【作用】本発明にもとづくインクジェット記録装置は、
記録手段の一部あるいは全部が持つ電気容量を利用し
て、上記記録手段に設けられた第１の電極と、該第１の
電極との間に誘電体と記録をするためのインクとが介在
する第２の電極を設け、上記第１の電極に電圧を印加し
た時に上記第２の電極に現れる電位を検知することによ
り、上記第１の電極から第２の電極までの間のインクの
存在状態を判断し、吐出可能、不可能のどちらであるか
を判別するものである。これによれば、例えば上記第１
の電極としてインク吐出ヒータ、あるいはインク保温用
ヒータ等の既存の電極を、上記誘電体として上記吐出ヒ
ータ等を構成している基板上を覆うＳｉＯ₂ 等の既存の
蓄熱層被膜とすることにより、コストアップを最小限に
抑え、構成が簡単でかつ正確なインク切れ検知が可能と
なる。

【００３５】また本発明を用いれば、構成および制御を
適正に設定することにより、『インク切れ』だけではな
く、『インク残量』の検知も容易に可能である。

【００３６】

【実施例】以下、図面を参照して本発明にもとづく記録
装置の実施例を詳細に説明するが、もちろん本発明は以
下の実施例に限定されるものではない。

【００３７】（第１の実施例）図１は、本発明にもとづ
く記録装置に適用されるプリンタ部の一構成例を示す斜
視図である。

【００３８】図中、参照符号９は、インクジェット記録
ヘッドと、該記録ヘッドへインクを供給するためのイン
クタンクとが一体化されたディスポーザブルタイプのイ
ンクヘッドカートリッジである。

【００３９】記録ヘッドにおいてインクを吐出するため
のエネルギーを発生するエネルギー発生手段としては、
ピエゾ素子などの電気機械変換体を用いたもの、あるい
は発熱抵抗体を有する電気熱変換素子によって液体を加
熱させるものなどがある。しかし、この実施例では、熱
エネルギーを利用（膜沸騰現象を利用）して液体を吐出
させる方式（いわゆるバブルジェット方式）の記録ヘッ
ドを採用する。なぜなら、インク吐出口を高密度に配列
することができるために高解像度の記録をすることが可
能なためである。

【００４０】ここで、上記記録ヘッドで行われるバブル
ジェット方式のインク滴形成過程について簡単に説明す
る。

【００４１】まず、発熱抵抗体（ヒータ）が所定の温度
に達するとヒータ面を覆うような膜気泡が生ずる。この
気泡の内部圧力は非常に高く、ノズル内のインクを押し
出す。インクはこの押し出しによる慣性力でノズルの外
およびその反対方向にある共通液室内に向かって移動す
る。インクの移動が進むと気泡の内部圧力は負圧にな
り、また流路抵抗も加わってノズル内部のインクの速度
は遅くなる。ノズル口（オリフィス）から外へ吐出され
たインクは、ノズル内部に比べて速いため、慣性力と流
路抵抗、気泡の収縮、インク表面張力のバランスでくび
れが生じ、分離・液滴化する。そして、気泡の収縮と同
時に、毛管力によりノズル内に共通液室よりインクが供
給され次のパルスを待つ。

【００４２】このように、電気熱変換素子をエネルギー
発生手段（以下、エネルギー発生素子ともいう）として
用いた記録ヘッド（以下、インクジェットヘッドともい
う）は、駆動電気パルス信号により一対一の対応で液路
のインク内に気泡を発生させることができ、また即時か
つ適切に気泡の成長・収縮を行わせることができるの
で、特に応答性の優れたインク滴吐出が達成できる。ま
た、記録ヘッドのコンパクト化も容易であり、かつ最近
の半導体分野における技術の進歩と信頼性の向上が著し
いＩＣ技術やマクロ加工技術の長所を十二分に活用で
き、高密度実装化が容易で、製造コストも安価なことか
ら有利である。

【００４３】このような構成からなるインクジェット記
録ヘッドを具備したインクジェットカートリッジ９は、
参照符号１１のキャリッジに着脱自在に搭載されて、主
走査方向（図中矢印Ｓ方向）へ移動自在となる。

【００４４】参照符号１３はインクヘッドカートリッジ
９をキャリッジ１に取り付けるためのフック、１５はフ
ック１３を操作するためのレバーである。このレバー１
５には、マーカー１７が設けられている。このマーカー
１７は、後述するカバーに設けられた目盛りを指示して
ヘッドカートリッジの記録ヘッドによる印字位置や設定
位置等を読み取り可能とする。

【００４５】参照符号１９は、インクヘッドカートリッ
ジ９に対する電気接続部を支持する支持板である。一
方、参照符号２１は、その電気接続部と本体制御部とを
接続するためのフレキシブルケーブルである。

【００４６】参照符号２３は、キャリッジ１１をＳ方向
に案内するためのガイド軸であり、キャリッジ１１の軸
受２５に挿通されている。また、参照符号２７は、キャ
リッジ１１が固定され、これをＳ方向に移動させるため
の動力を伝達するタイミングベルトであり、装置両側部
に配置されたプーリ２９Ａ，２９Ｂに張架されている。
一方のプーリ２９Ｂには、ギヤ等の伝導機構を介してキ
ャリッジモータ３１より駆動力が伝達される。

【００４７】参照符号３３は、紙等の記録媒体（以下記
録紙ともいう）の被記録面を規制するとともに記録等に
際してこれを搬送するためのプラテンローラであり、搬
送モータ３５によって駆動される。また、参照符号３７
は記録媒体を記録位置に導くためのペーパーパン、３９
は記録媒体の送給経路途中に配設されて記録媒体をプラ
テンローラ３３に向けて押圧し、これを搬送するための
フィードローラである。

【００４８】参照符号４１は、記録媒体搬送方向上流、
記録位置より下流側に、配置され、記録媒体を不図示の
排紙口へ向けて排紙するための排紙ローラである。一
方、参照符号４２は、排紙ローラ４１に対応して設けら
れる拍車であり、記録媒体を介してローラ４１を押圧
し、排紙ローラ４１による記録媒体の搬送力を生じさせ
る。また、参照符号４３は、記録媒体のセット等に際し
てフィードローラ３９、押え板４５、拍車４２それぞれ
の付勢を解除するための解除レバーである。

【００４９】上記押え板４５は、記録位置近傍において
記録媒体の浮上り等を抑制し、プラテンローラ３３に対
する密着状態を確保する。本実施例においては、既に述
べたように、記録ヘッドとして、電気熱変換素子（以下
吐出ヒータと呼ぶ）を用いてインク吐出を行うことによ
り記録を行うバブルジェット方式のインクジェット記録
ヘッドを採用している。従って後述の記録ヘッドの吐出
口形成面と記録媒体の被記録面との距離は比較的微少で
ある。そのため、記録装置本体と吐出口形成面との接触
を避けるべくその間隔が厳しく管理されなければならな
いので、上記押え板４５の配設が有効となる。さらに、
参照符号４７は、押え板４５に設けた目盛、４９はこの
目盛に対応してキャリッジ１１に設けられたマーカであ
り、これらによっても記録ヘッドの印字位置や設定位置
が読取り可能である。

【００５０】参照符号５１は、ホームポジションにおい
て記録ヘッドのインク吐出口形成面と対向するゴム等の
弾性材料で形成したキャップであり、記録ヘッドに対し
当接／離脱が可能に支持されている。このキャップ５１
は、インクの乾燥防止を含む非記録時等の記録ヘッドの
保護や、記録ヘッドの吐出回復処理に際して用いられ
る。吐出回復処理とは、上記キャップ内に負圧を作用さ
せてインク吐出口を通じて強制的にインクタンク内のイ
ンクを排出させたり（以下該処理を吐出回復処理と呼
ぶ）、インク吐出のために利用されるエネルギー発生素
子を駆動することにより全吐出口からインクを吐出させ
ることによって、気泡や塵埃、増粘して記録に適さなく
なったインク等の吐出不良要因を除去する処理である
（以下該処理を予備吐出と呼ぶ）。

【００５１】参照符号５３は、インクの強制排出のため
に吸引力を作用するとともに、かかる強制排出による吐
出回復処理や予備吐出による吐出回復処理に際してキャ
ップ５１に受容されたインクを吸引するために用いられ
るポンプである。また、参照符号５５はこのポンプ５３
によって吸引された廃インクを貯留するための廃インク
タンク、５７はポンプ５３と廃インクタンク５５とを連
通するチューブである。

【００５２】参照符号５９は、記録ヘッドの吐出口形成
面のワイピングを行うためのブレードであり、記録ヘッ
ド側に突出してヘッド移動の過程でワイピングを行うた
めの位置と、吐出口形成面に係合しない後退位置とに移
動可能に支持されている。また、参照符号６１はモータ
である。そして、参照符号６３は、モータ６１から動力
の伝達を受けてポンプ５３の駆動およびキャップ５１や
ブレード５９の移動をそれぞれ行わせるためのカム装置
である。

【００５３】つぎに、インクヘッドカートリッジ９の構
成をより詳細に説明する。

【００５４】図２は、上記インクヘッドカートリッジ９
の斜視図である。図２において、インクヘッドカートリ
ッジ９は、記録ヘッドの本体部分である吐出ユニット９
ａとインクタンク９ｂとが一体化した構造を有してい
る。なお、本実施例では、記録ヘッドとして、いわゆる
記録ヘッド（上記吐出ユニット９ａ）とインクタンク９
ｂとを一体化したヘッドカートリッジが使用されている
ので、説明を簡単にするため、インクヘッドカートリッ
ジ９または吐出ユニット９ａを単に記録手段９または記
録ヘッド９と称する場合がある。

【００５５】参照符号９０６ｅは、記録ヘッド９を装着
する際にキャリア１１に設けられたフック１３に掛止さ
れる爪である。図示のように、上記爪９０６ｅは記録ヘ
ッド９の表面からへこんだ部分の内部に設けられてい
る。また、記録ヘッド９の前側の吐出ユニット９ａの近
傍には、不図示の位置決め用突き当て部が設けられてい
る。９０６ｆはキャリア１１に立設された支持板１９が
挿入される開口部である。上記支持板１９は、後述する
フレキシブル基板（電気接続部）およびゴムパッドを支
持するためのものである。

【００５６】図３は、図２に示したインクカートリッジ
の斜視図であって、（Ａ）はその分解図、（Ｂ）はその
外観図である。ここで参照符号９１１はヒータボードで
ある。このヒータボード９１１は、Ｓｉ基板上に、第１
の電極としての機能をも併せ持つ電気熱変換素子（吐出
ヒータ）およびインク保温用ヒータとこれに電力を供給
するアルミ等の配線とを成膜技術により形成し、つぎ
に、その上面に上記誘電体としての機能をも併せ持つＳ
ｉＯ₂ 等の材料による蓄熱層としての薄膜を形成し、そ
して、さらにその上に耐キャビテーションのためのＴａ
（タンタル）による薄膜を形成することによって構成さ
れる。参照符号９２１は、ヒータボード９１１に対する
配線基板であり、対応する配線は例えばワイヤボンディ
ングにより接続される。

【００５７】参照符号９３０は、アルミ等により構成さ
れた、放熱板を兼ねたベースプレートである。

【００５８】参照符号９４０は、インク流路を限界する
ための隔壁や共通液室等を設けた天板であり、本実施例
では、吐出口プレート部を一体に有する樹脂材料で形成
されている。

【００５９】参照符号９５０は、押さえバネであり、両
者間にヒータボード９１１および天板９４０をはさみ込
んだ状態で両者を係合させることにより、押さえバネ９
５０の付勢力によってヒータボード９１１と天板９４０
とを固定圧着する。なお、支持体９３０は、記録手段９
を駆動する際に生じるヒータボード９１１の熱を放射冷
却するための部材としても機能する。

【００６０】参照符号９６０は、サブタンクであり、イ
ンク供給源をなすインク貯留部９ｂからインク供給を受
け、ヒータボード９１１と天板９４０との接合により形
成される共通液室にインクを導くためのものである。ま
た、参照符号９７０は、共通液室へのインク供給口付近
のサブタンク９６０内の部位に配置されたフィルタであ
る。このフィルタ９７０は、吐出口への異物あるいは気
泡混入を防ぐと共に、第２電極としての機能を併せ持
つ。さらに、このフィルタ９７０は、ステンレス等の導
電性材料により構成されるもので、上記配線基板９２１
へと電気的導通が不図示の配線により確保されている。
なお、参照符号９８０は、サブタンク９６０の蓋部材で
ある。

【００６１】参照符号９００は、インクを含浸させるた
めの吸収体であり、インクタンク本体９ｂ内に配置され
る。また、参照符号１２００は、上記各構成部品９１１
〜９８０からなる記録エレメント（吐出ユニット）９ａ
に対してインクを供給するための供給口であり、該記録
エレメント９ａをインクタンク本体９ｂの部分１０１０
に配置する前の工程で、供給口１２００よりインクを注
入することにより吸収体９００のインク含浸を行わせる
ことができる。参照符号１１００は、カートリッジ本体
の蓋部材、１３００はカートリッジ内部を大気に連通す
るための蓋部材に設けた大気連通口である。

【００６２】供給口１２００を介してのインクタンク９
ｂへのインク充填が終了すると、各構成部品９１１〜９
８０よりなる吐出ユニット９ａを部分１０１０に位置付
けて配設する。この時の位置決めないし固定は、例えば
インクタンク本体９ｂに設けた突起１０１２と、これに
対応して支持体９３０に設けた穴９３１とを嵌合させる
ことにより行うことができ、これによってヘッドカート
リッジ９が完成する。

【００６３】インクタンク９ｂ内インクは、供給口１２
００、支持体９３０に設けた穴９３２、管状のチップタ
ンク（インク供給管）１６００、サブタンク９６０の図
３中の裏面側に設けた導入口を介して、該サブタンク９
６０内に供給される。このサブタンク９６０内のインク
は、導出口より適宜の供給管および天板９４０のインク
導出部９４２を介して、共通液室内へと流入する。以上
におけるインク連通用の接続部には、例えばシリコンゴ
ムやブチルゴム等のパッキンが配設され、これによって
封止が行われてインク供給路が確保される。

【００６４】ここで本実施例における上記記録ヘッドと
しての吐出口ユニット９ａは、既に述べたように熱エネ
ルギーを利用してインクを吐出するインクジェット記録
手段であって、熱エネルギーを発生するための電気熱変
換体によって印加される熱エネルギーにより生じる膜沸
騰による気泡の成長、収縮によって生じる圧力変化を利
用して、吐出口よりインクを吐出させ、記録を行うもの
である。

【００６５】図４は、上記天板９４０の斜視図である。
図４に示すように、天板上の吐出口形成面は記録媒体
（記録用紙）の被記録面と平行な平面に対して所定角度
θだけ傾いており、かつ吐出口近傍の部分でレーザービ
ームを照射して吐出口を加工するために、吐出口プレー
ト部内の流路とその後方の流路とを所定角度で配列させ
るために行われたものである。

【００６６】図５は、上記記録ヘッド（吐出口ユニッ
ト）９ａのインク吐出部の構造を模式的に示す部分斜視
図で、（Ａ）は吐出口の配列を示す図、（Ｂ）は吐出口
から共通液室までの構成を示す図である。図５におい
て、被記録材と所定の隙間（例えば、約０．５〜２．０
ｍｍ程度）をおいて対面する吐出口形成面２２１には、
所定のピッチで複数の吐出口２２２が形成され、共通液
室２２３と各吐出口２２２とを連通する各液路２２４の
壁面に沿ってインク吐出用のエネルギーを発生するため
の電気熱変換体（発熱抵抗体など）２２５が配設されて
いる。本例においては記録ヘッド９ａは、上記吐出口２
２２が上記キャリア１１の移動方向（主走査方向）と交
叉する方向に並ぶような位置関係で、該キャリア１１に
搭載されている。こうして、画像信号または吐出信号に
基づいて対向する電気熱変換体２２５を駆動（通電）し
て、液路２２４内のインクを膜沸騰させ、その時に発生
する圧力によって吐出口２２２からインクを吐出させる
記録ヘッド９ａが構成されている。

【００６７】図６は上記ヒータボードの平面図、図７は
その断面を示す図である。参照符号１０１は上記ＳｉＯ
₂ により構成される保護膜、１０３は上記Ｔａにより構
成される耐キャビテーション用の保護膜、１０５がＡｌ
等により構成される配線、１０７がＳｉ等により構成さ
れる基板、そして１０９がインクである。

【００６８】図８および図９は、上記記録ヘッドおよび
記録装置を用いてインク切れ検知を行うための回路構成
を説明するための等価回路図である。

【００６９】図８はインクが切れる前の記録ヘッドおよ
び記録装置を表す等価回路図であり、ここで参照符号１
１１は記録ヘッドの吐出ヒータを駆動する電源を示す。
また参照符号１１３は、吐出ヒータ２２５、あるいは該
吐出ヒータに接続するＡｌ等により構成される配線と、
ヒータボードを覆う耐キャビテーション保護膜１０３と
を両極板とし、上記保護膜（蓄熱層）１０１がその誘電
体として機能するコンデンサを示す。参照符号１１７
は、各吐出ヒータと上記フィルタとの間に介在するイン
クの電気抵抗を、１１９は上記耐キャビテーション保護
膜１０３からインクとヒータボード基板とを通じてグラ
ウンドに至るまでの電気抵抗を示す。

【００７０】該等価回路より明らかなように、吐出ヒー
タを駆動するためにコモンとセグメントとの間に電圧を
印加すると、上記フィルタを構成する電極９７０と上記
駆動回路のグラウンドとの間には、ある電位差が生じ
る。

【００７１】参照符号１２１は、上記電位差を検出する
ための差動増幅器やＦＥＴアンプ等のほぼ無限大の高入
力インピーダンスを有する電位差検出器を示す。また、
参照符号１２３は、インク切れ等により生ずる電位差検
出部の電位の浮き状態を防止するために設けられた１０
０Ｍあるいは数１００ＭΩ程度の抵抗値を有するバイア
ス抵抗を示している。このように構成することにより、
上記コンデンサに蓄えられた微弱な電荷により生ずる電
位差を精度良く検出することが可能である。

【００７２】一方、図９は、完全にインクが無くなり、
吐出ヒータ上にインク１１７が存在しなくなった時の記
録ヘッドおよび記録装置を表す等価回路であり、上記電
位差は確実に減少し、図８の回路とは異なる電位差を生
じる。

【００７３】すなわち、上記ヒータボード周りのインク
１１７は、上記等価回路のスイッチとして機能してい
る。

【００７４】なお、本発明の実施のためには必ずしも図
８のように構成しなくてもよく、例えば上記耐キャビテ
ーション層が無くてもインクが第２の電極として機能す
るために同様の効果が得られるし、またグラウンドとの
接続は必ずしもヒータボードを介さなくとも良く、例え
ばヒータとヒータボードとの間にグラウンドと直結する
配線パターンを別途構成しても良い。

【００７５】図１０および図１１は、それぞれ上記図８
および図９の回路に対応した吐出ヒータへの印加電圧波
形１５１と、同時刻における電極９７０での電位差との
関係を示す波形１５３である。ここで、縦軸は電圧ある
いは電位差を示し、一方横軸は時間を示す。なお、図１
０はインクが十分に充填された状態で予備吐出実行時と
同じ駆動を行った時に現れる波形、すなわち同一コモン
内の８つの吐出ヒータの内、１つおきの４つの吐出ヒー
タを同時に駆動した時に現れる波形を示す。一方、図１
１は、インクが全く存在しない状態で上記４つの吐出ヒ
ータを同時駆動した時に現れる波形を示す。

【００７６】図１２は、上記同時に駆動する４つの吐出
ヒータの内の１つだけにインクが存在しない時に現れる
波形を示したものである。

【００７７】以上、図１０ないし図１２から明らかなよ
うに、本発明を用いれば、上記記録装置に設けられた不
図示の電位差検知手段で、上記吐出ヒータの駆動タイミ
ングに同期して上記電位差を検知することにより、吐出
ヒータの周囲に十分にインクが充填されているか否かの
判定が容易にできる。

【００７８】なお得られる電位差検出結果は、回路の構
成等により必ずしも図１０，図１２に表した波形と同一
になるとは限らず、電荷や電位のバランスによっては上
記波形とは異なる、例えば正負の符号が逆転した波形が
現れる場合も有る。

【００７９】図１３および図１４は、本実施例における
インク切れ検知の制御の一例を示すフローチャートであ
り、本実施例では上記予備吐出時の吐出ヒータ駆動を利
用してインク切れ検知を行うこととする。

【００８０】以下、インク検知制御の流れを説明する。

【００８１】まずはじめに、印字命令が下されて（ステ
ップＳ０１）、記録ヘッドに形成されたインク吐出口を
覆っていたキャップが後退する（インク吐出口がオープ
ン状態となる）。そして、この状態で図１４に示される
予備吐出サブルーチンが実行される（ステップＳ０
３）。

【００８２】予備吐出サブルーチンが終了すると、時間
Ｔ＝０として、秒読みが開始されると同時に、印字が開
始される（ステップＳ０５〜Ｓ０７）。

【００８３】印字終了（ステップＳ０９）がなされない
場合、印字開始後の時間Ｔがチェックされる（ステップ
Ｓ１１）。すなわち、時間Ｔが１２秒を越えた場合、再
び予備吐出サブルーチンに入る（ステップＳ１３）予備
吐出サブルーチンが終了すると、時間Ｔ＝０として、秒
読みが開始されると同時に、印字が開始される（ステッ
プＳ０５〜Ｓ０７）。

【００８４】予備吐出サブルーチンにおける予備吐出
は、１コモン（隣り合った８吐出口、例えばn1,n2, ・・・
・n7,n8とする）内において１個おきの吐出口が１つのグ
ループ（n1,n3,n4およびn5で一グループ、n2,n4,n6およ
びn8で別のグループ）をなして同時にインク滴を吐出す
る。すなわち、同時にインクを吐出するのは１コモンあ
たり４つの吐出口である。したがって、本実施例で採用
している６４個の吐出口を有する記録ヘッドでは、全て
の吐出口から１発ずつインクを吐出するには１６回に分
けて吐出を行うことになる。また、一回の予備吐出で
は、１吐出口あたり計１０発のインク滴が吐出される。
ここで上記予備吐出１０発の内、最初の７発以内ではイ
ンクの揮発成分の蒸発に伴う増粘等によりインクの充填
不良等が発生している可能性があるため本発明による不
吐出検知対象としては不適切である。そこで本実施例で
は各吐出口における予備吐出中最後の１発、すなわち１
０発目の吐出ヒータの駆動に同期して上記電位差検知手
段により上記フィルタ９７０の電位差を検知して（ステ
ップＳ２１，Ｓ２３）、吐出口のインク充填状態を判定
する。このときインクが充填されていなければ、すなわ
ち電位差が、ある値Ａ以下であることが検知されれば
（ステップＳ２７）上記吸引による吐出回復処理を行い
（ステップＳ３１）、再度予備吐出とフィルタの電位検
知を行う（ステップＳ３３，Ｓ３５）。

【００８５】以上の予備吐出によるインク有無検知と吸
引による吐出回復処理とを連続して３回繰り返しても吐
出口にインクが充填されないことが確認されると（ステ
ップＳ３９等）『インク切れ』と判断され、使用者にエ
ラーを報知するとともに印字を中断する（ステップＳ４
１）。一方、上記吸引による吐出回復処理を連続３回実
行する間にインク充填が確認されると、印字が開始され
る（ステップＳ４３）。

【００８６】この後、印字終了まで１２秒毎に上記予備
吐出サブルーチンは実行される（ステップＳ１１，Ｓ１
３，Ｓ１５）。

【００８７】なお図１２に示したように、上記電位差は
吐出ヒータの駆動電力、すなわち駆動個数に応じても変
化するので、上記の値Ａを読み取れば、インクが充填さ
れていない吐出口の個数を判別することも可能であり、
従って本実施例のように複数個の吐出ヒータを同時に駆
動させた場合でも、１つの吐出口でもインクの不充填が
あれば検知することが可能である。よって本発明によれ
ばタンク内インク量の減少に因り、全ての吐出口で不吐
出が生ずる『インク切れ』を検知できるだけでなく、吐
出口目づまり等に起因する個々の吐出口での不吐出をも
検知可能である。

【００８８】図１５は、本発明を適用したインクジェッ
ト記録装置の制御系の構成例を示すブロック図である。

【００８９】図１４において、キャリア１１のキャッピ
ング位置や移動位置は、回復系ホームセンサ６５や、キ
ャリアホームセンサ６７の検出に基づいて知ることがで
きる。１０００は各部を制御するためのＭＰＵ、１００
１は制御手順に対応したプログラム等を格納したＲＯ
Ｍ、１００２は制御手順実行時におけるワークエリアと
して用いられるＲＡＭ、１００３は時間を計測するため
のタイマ、１００４はインターフェース部である。な
お、制御系に対しては、キーボード部から指令データや
記録データなどを入力することができる。

【００９０】（第２の実施例）図１６は、上記第２の電
極を複数設けた場合のインクカートリッジの概略的構造
を説明するためのものである。

【００９１】本実施例におけるインクヘッドカートリッ
ジのインクタンク構造は、複数のインクタンク８０１〜
８１１が連結され、該連結部に吸収体８２１を配した構
造になっている。また、第２の電極８３１Ａ〜８３１Ｈ
は各インクタンク内に配設されている。このため本実施
例によれば、インクが吐出されるにつれてインクタンク
８０１から順にタンク内のインクが無くなる。したがっ
て、上記電極から検出される信号を判定することにより
インク残量の検知が可能となる。

【００９２】またインク吐出口近傍では、インク切れ間
際でのインク残量検知精度を向上させるため、上記第２
の電極の配置密度が高くなっている。そのため本実施例
によれば、インク残量に応じてインジケータ等の表示内
容を更新することにより使用者に警告を発することもで
きる。またインク残量が１頁印刷可能分を切ったとき、
例えば電極８３１Ｈでの検出結果がインク切れを示した
時には印字を頁間で自動的に中断して警報を発すること
により、頁途中でのインク切れを回避することもでき
る。

【００９３】（第３の実施例）図１７は、本発明の他の
予備吐出制御例を示すフローチャートである。この実施
例では、予備吐出を１吐出口毎に順に行う（ステップＳ
５１，Ｓ５３）点が図１６に示すフローチャートと異な
る。

【００９４】これによれば不吐出の生じている吐出口が
どれであるのかを識別することが容易であり、また検出
精度の向上も期待できる。

【００９５】（第４の実施例）図１８は、本発明の他の
検出タイミングを示すフローチャートであり、印刷のた
めの各頁給紙前のみ上記インク切れ検知のための予備吐
出を行っている（ステップＳ６１，Ｓ６２、Ｓ６３）。

【００９６】この方法は上記第２の実施例に示したよう
な残量検知が行えず、印刷途中でインク切れが発生して
しまう可能性が有る場合に特に有効である。すなわち、
印字途中でインク切れが生じてしまった場合にはその用
紙は無駄にするしかないので、頁途中でインク切れを検
知しても実質的に意味が無く、逆に上記インク切れ検知
のための種々制御がインクの浪費あるいはスループット
の低下という不具合を招くだけだからである。

【００９７】なお、必要に応じて複数頁に１回の割合で
インク切れ検知を行ってもよく、上記インク切れ検知を
行うタイミングは必ずしも該実施例に従う必要は無い。

【００９８】（第５の実施例）上記実施例では誘電体と
して吐出ヒータの蓄熱層を、第１の電極として吐出ヒー
タを用いたが必ずしもこれによらなくとも良く、例えば
第１の電極としてヒータボード上の保温用のヒータを用
いても良いし、また専用の誘電体、電極を記録手段等に
配設してこれを用いても良い。

【００９９】（第６の実施例）上記実施例では第２の電
極としてフィルタを用いたが、必ずしもこれによらなく
とも良く、例えば図１９に示すようなインク流路を形成
する上記チップタンク１６００の成型時に必要で、かつ
使用時には有ってはならない穴を封止する部材９７１
を、導電性材料により構成しても良く、また専用の電極
を設けても良い。

【０１００】なお本実施例では該封止部材との電気的接
続は、不図示のキャリアに設けられた接点とのコンタク
トにより行われている。

【０１０１】（第７の実施例）図２０は、本発明をイン
クタンク分離型の記録ヘッドに用いた例であり、上記第
２の電極２００１を分離可能なインクタンク２００３
と、記録ヘッドとの接合部に設けられた電気的接点２０
０５を介して設けてある。このように本発明は必ずしも
上記実施例のように記録ヘッドとインクタンクとが一体
でなくとも適用可能であり、また本実施例のように構成
すれば、インクタンクの接合不良等の不具合をも同時に
検知可能である。なお本実施例における第２の電極２０
０１は、不図示のキャリアに設けられた電気的接点によ
り電気回路との導通が確保されている。

【０１０２】（第８の実施例）また、本発明は必ずしも
上記実施例に示すような単一種のインクを吐出する記録
ヘッドにのみ効果があるわけではなく、例えば図２１に
示すようなアドオンタイプのマルチカラー対応記録ヘッ
ドにも適用可能である。ここで本実施例では上記第１の
電極として各色（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｂｋ）インクを吐出する
インク吐出用素子２００７を用いているが、導線２００
９により各色インクを電気的に接続してあるために、上
記導線２００９の一端に設けた上記第２の電極２０１１
は１個配設するだけで目的が達成できている。

【０１０３】このように本発明によれば、複数種のイン
クを吐出可能な記録ヘッドにおけるインク残量等の検知
のために、上記第１と第２の電極の双方を上記インクの
種類数だけ配設する必要は無く、少なくとも一方はイン
クの種類数に関係なく１個だけ配設すれば目的は達成で
きる。

【０１０４】なお本実施例ではインクの種類の違いを色
の相違としたが必ずしもこれによらずとも良く、例えば
パルプ用インクと綿用インク等の用途の相違であっても
良い。

【０１０５】（第９の実施例）上記第１の電極への電圧
印加は、予備吐出のための電圧印加でなくとも良く、例
えば印字のための電圧印加であっても良く、またインク
の浪費を抑制するために例えばインクが吐出されない程
度の電力を印字を行っていないときに印加しても良い。

【０１０６】（第１０の実施例）上記実施例では第２の
電極の検出電圧に基づき、少なくとも１つのインク吐出
口の不吐出が検知されると印字を中断していたが、必ず
しもこれによらずとも良く、例えば不吐出状態であると
判定された吐出口が記録すべきドットを、インク吐出が
可能な他の吐出口で記録するよう、制御を変更しても良
い。これによればインクを使い切る前に回復不能な不具
合が発生した時でも、インクを無駄なく最後まで使い切
ることが可能である。

【０１０７】（第１１の実施例）また上記実施例では、
記録手段の印字方式として電気熱変換素子を用いたバブ
ルジェット方式を採用したが必ずしもこれによらずとも
良く、例えばピエゾ式のインクジェット記録装置であっ
ても、ピエゾ素子の駆動電圧が印加される電極、あるい
は配線の上に誘電体を配設すれば同様の効果が得られ
る。

【０１０８】（第１２の実施例）上記１から１１の実施
例においては、上記第１の電極と第２の電極との間に誘
電体が介在する構成例を示したが、該誘電体が介在せず
とも少なくともインクさえ介在すれば本発明は目的を達
成することができる。これによれば本発明を実施するた
めに必要な構成はさらに簡素化可能である。

【０１０９】（第１３の実施例）上記実施例では主に、
第２の電極の電位を検知することによりインク保持部材
内のインク残量検知あるいは不吐出検知等を行ったが、
必ずしもこれによらずとも良く、例えば電流値を検出す
ることにより上記検知を行っても良い。

【０１１０】（第１４の実施例）図２２に第１４の実施
例のインクヘッドカートリッジの断面を模式的に示し、
図２３にはその等価回路図を示す。

【０１１１】ここで２０２１は、インクタンク内のイン
ク保持部材である吸収体２０２５上でかつインク吐出口
寄りに設けられた第１の電極であり、該第１の電極は駆
動電源と電気的に接続され、任意のタイミングで電圧を
印加可能なように構成されている。一方第２の電極２０
２３は、前記ヒータボード基板上に設けた電極である
が、該第２の電極２０２３は専用の電極であっても良い
が、前記吐出ヒータと兼用あるいは吐出ヒータへ電力を
供給する配線１０５上に設けても良い。これによれば少
なくとも第２の電極を新たに設ける必要は無く、また第
２の電極１個ずつについて電位差を検知することによ
り、吐出口１個ずつのインク充填状況を検知可能であ
る。また２０２７は前記チップタンクに相当する液室を
模式化して示したものである。尚、図２２において、第
２の電極２０２３を覆う誘電体としての被膜は省略して
描いている。

【０１１２】このように構成すればインクの減少に伴っ
て大気連通孔である２０２９からタンク内に空気が侵入
し、最終的に前記空気がチップタンク内に侵入すること
により前記第１の電極と第２の電極との間を電気的に接
続していたインクを分断するため、前記第１の実施例同
様、前記第１及び第２の電極の電位差を検知することに
よりインク残量検知が可能である。また本実施例の構成
によれば少なくとも第２の電極を新たに設ける必要は無
く、更には第２の電極１個ずつについて電位差を検知す
ることにより、吐出口１個ずつのインク充填状況をも検
知可能である。なお前記第２の電極は１個でなくとも良
く、例えば前記吸収体内に複数個配設してインク残量を
複数段階で検知しても良いし、更には吸収体に限らず例
えばチップタンク内に配設しても良い。

【０１１３】（その他）なお、本発明は、特にインクジ
ェット記録方式の中でも、インク吐出を行わせるために
利用されるエネルギとして熱エネルギを発生する手段
（例えば電気熱変換体やレーザ光等）を備え、上記熱エ
ネルギ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。

【０１１４】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液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１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を発生せ
しめ、記録ヘッドの熱作用面に膜沸騰を生じさせて、結
果的にこの駆動信号に一対一で対応した液体（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１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
４３４５２６２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、上記熱作用面の温度上昇率に関する
発明の米国特許第４３１３１２４号明細書に記載されて
いる条件を採用すると、さらに優れた記録を行うことが
できる。

【０１１５】記録ヘッドの構成としては、上述の各明細
書に開示されているような吐出口、液路，電気熱変換体
の組合せ構成（直線状液流路または直角液流路）の他に
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４４
５９６００号明細書を用いた構成も本発明に含まれるも
のである。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体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号公報に基いた構成として
も本発明の効果は有効である。すなわち、記録ヘッドの
形態がどのようなものであっても、本発明によれば記録
を確実に効率よく行うことができるようになるからであ
る。

【０１１６】さらに、記録装置が記録できる記録媒体の
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。そのよう
な記録ヘッドとしては、複数記録ヘッドの組合せによっ
てその長さを満たす構成や、一体的に形成された１個の
記録ヘッドとしての構成のいずれでもよい。

【０１１７】加えて、上例のようなシリアルタイプのも
のでも、装置本体に固定された記録ヘッド、あるいは装
置本体に装着されることで装置本体との電気的な接続や
装置本体からのインクの供給が可能になる交換自在のチ
ップタイプの記録ヘッド、あるいは記録ヘッド自体に一
体的にインクタンクが設けられたカートリッジタイプの
記録ヘッドを用いた場合にも本発明は有効である。

【０１１８】また、本発明の記録装置の構成として、記
録ヘッドの吐出回復手段、予備的な補助手段等を付加す
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、加圧或
は吸引手段、電気熱変換体或はこれとは別の加熱素子或
はこれらの組み合わせを用いて加熱を行う予備加熱手
段、記録とは別の吐出を行なう予備吐出手段を挙げるこ
とができる。

【０１１９】また、搭載される記録ヘッドの種類ないし
個数についても、例えば単色のインクに対応して１個の
みが設けられたものの他、記録色や濃度を異にする複数
のインクに対応して複数個数設けられるものであっても
よい。すなわち、例えば記録装置の記録モードとしては
黒色等の主流色のみの記録モードだけではなく、記録ヘ
ッドを一体的に構成するか複数個の組み合わせによるか
いずれでもよいが、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の少なくとも一つを備
えた装置にも本発明は極めて有効である。

【０１２０】さらに加えて、以上説明した本発明実施例
においては、インクを液体として説明しているが、室温
やそれ以下で固化するインクであって、室温で軟化もし
くは液化するものを用いてもよく、あるいはインクジェ
ット方式ではインク自体を３０℃以上７０℃以下の範囲
内で温度調整を行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を用いてもよ
い。加えて、熱エネルギによる昇温を、インクの固形状
態から液体状態への状態変化のエネルギとして使用せし
めることで積極的に防止するため、またはインクの蒸発
を防止するため、放置状態で固化し加熱によって液化す
るインクを用いてもよい。いずれにしても熱エネルギの
記録信号に応じた付与によってインクが液化し、液状イ
ンクが吐出されるものや、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、熱エネルギの付与
によって初めて液化する性質のインクを使用する場合も
本発明は適用可能である。このような場合のインクは、
特開昭５４−５６８４７号公報あるいは特開昭６０−７
１２６０号公報に記載されるような、多孔質シート凹部
または貫通孔に液状又は固形物として保持された状態
で、電気熱変換体に対して対向するような形態としても
よい。本発明においては、上述した各インクに対して最
も有効なものは、上述した膜沸騰方式を実行するもので
ある。

【０１２１】さらに加えて、本発明に係るインクジェッ
ト記録装置を情報処理装置の出力手段として適用する形
態としては、コンピュータ等の情報処理機器の画像出力
端末として用いることができ、また本発明に係るインク
ジェット記録装置を出力手段として備えた情報処理装置
の例としては、リーダ等と組合せた複写装置、さらには
送受信機能を有するファクシミリ装置の形態を採るもの
等を挙げることができる。これら情報処理装置は前記イ
ンクジェット記録装置を制御する制御手段を備えてい
る。

【０１２２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明にもとづく
インクジェット記録装置は、例えば記録手段の一部ある
いは全部が持つ電気容量を利用して、上記記録手段に設
けられた第１の電極と、該第１の電極との間に誘電体と
記録をするためのインクとが介在する第２の電極を設
け、上記第１の電極に電圧を印加した時に上記第２の電
極に現れる電位を検知することにより、上記第１の電極
から第２の電極までの間のインクの存在状態を判断し、
吐出可能、不可能のどちらであるかを判別するものであ
る。これによれば、例えば上記第１の電極としてインク
吐出ヒータ、あるいはインク保温用ヒータ等の既存の電
極を、上記誘電体として上記吐出ヒータ等を構成してい
る基板上を覆うＳｉＯ₂ 等の既存の蓄熱層皮膜として上
記吐出ヒータ等を構成している基板上を覆うＳｉＯ₂ 等
の既存の蓄熱層皮膜とすることにより、コストアップを
最小限に抑え、構成が簡単でかつ正確なインク切れ検知
が可能となる。すなわち、電位差検知手段で、上記吐出
ヒータの駆動タイミングに同期して上記電位差を検知す
ることにより、吐出ヒータの周囲に十分にインクが充填
されているか否かの判定が容易にできる。またインク吐
出口近傍では、インク切れ間際でのインク残量検知精度
を向上させるため、上記第２の電極の表示内容を更新す
ることにより使用者に警告を発することもできる。また
インク残量が１頁印刷可能分を切ったとき、所定の電極
での検出結果がインク切れを示した時には印字を頁間で
自動的に中断して警報を発することにより、頁途中での
インク切れを回避することもできる。さらに、インクヘ
ッドカートリッジのインクタンク構造を複数のインクタ
ンクが連結され、かつ該連結部に吸収体を配した構造と
し、第２の電極を各インクタンク内に配設する。これに
よって、インクが吐出されるにつれて順にタンク内のイ
ンクが無くなる。したがって、上記電極から検出される
信号を判定することによりインク残量の検知が可能とな
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にもとづくインクジェット記録装置の概
略的構成を説明するための斜視図である。

【図２】本発明にもとづくインクジェット記録装置に適
用されるディスポーザブルタイプのヘッドカートリッジ
の概略的構成を説明するための斜視図である。

【図３】本発明にもとづくインクジェット記録装置に適
用されるヘッドカートリッジの概略的構成を説明するた
めの斜視図で、（Ａ）は内部構成を説明するためのも
の、（Ｂ）は外観の構成を説明するためものである。

【図４】本発明にもとづくインクジェット記録装置に適
用されるヘッドカートリッジの吐出口列を有する天板の
斜視図である。

【図５】本発明にもとづくインクジェット記録装置に適
用されるインク吐出部の模式的構造を示す部分斜視図
で、（Ａ）は吐出口の配列を示す図、（Ｂ）は吐出口か
ら共通液室までの構成を示す図である。

【図６】本発明にもとづくインクジェット記録装置に適
用されるヒータボードの平面図である。

【図７】本発明にもとづくインクジェット記録装置に適
用されるヒータボードの断面図である。

【図８】本発明にもとづくインクジェット記録装置に適
用されるインク切れ検知機構の等価回路図である。

【図９】本発明にもとづくインクジェット記録装置に適
用されるインク切れ検知機構の等価回路図である。

【図１０】本発明にもとづくインクジェット記録装置に
適用される第１の電極への電圧入力波形と、第２の電極
の出力波形との対比図である。

【図１１】本発明にもとづくインクジェット記録装置に
適用される第１の電極への電圧入力波形と、第２の電極
の出力波形との対比図である。

【図１２】本発明にもとづくインクジェット記録装置に
適用される第１の電極への電圧入力波形と、第２の電極
の出力波形との対比図である。

【図１３】本発明にもとづくインクジェット記録装置に
適用される予備吐出の制御実施例を示すフローチャート
である。

【図１４】本発明にもとづくインクジェット記録装置に
適用される予備吐出サブルーチンを示すフローチャート
である。

【図１５】本発明にもとづくインクジェット記録装置に
適用される制御系の構成例を示すブロック図である。

【図１６】本発明にもとづくインクジェット記録装置に
適用される第２の電極の他の配設例を示すインクヘッド
カートリッジの模式図である。

【図１７】本発明にもとづくインクジェット記録装置に
適用される予備吐出サブルーチンの他の実施例を示すフ
ローチャートである。

【図１８】本発明にもとづくインクジェット記録装置に
適用される他の制御実施例を示すフローチャートであ
る。

【図１９】本発明にもとづくインクジェット記録装置に
適用される第２の電極の他の配設例を示すインクヘッド
カートリッジの模式図である。

【図２０】本発明にもとづくインクジェット記録装置に
適用されるインクタンク分離型インクヘッドカートリッ
ジの一例を示す図である。

【図２１】本発明にもとづくインクジェット記録装置に
適用される複数種のインクを吐出可能なインクヘッドカ
ートリッジの一例を示す図である。

【図２２】本発明にもとづくインクジェット記録装置に
適用される第１の電極の他の配設例を示すインクヘッド
カートリッジの模式図である。

【図２３】本発明にもとづくインクジェット記録装置に
適用されるインク切れ検知機構の等価回路図である。

【符号の説明】

９ヘッドカートリッジ１１キャリア１３フック１５操作レバー１９支持板２１ＦＰＣ２３ガイド軸２５軸受け２７タイミングベルト２９Ａ，２９Ｂプーリ３１キャリアモータ３３搬送ローラ３５搬送モータ３７ペーパーパン３９ピンチローラ３４プラテン４１廃止ローラ４２拍車４３解除レバー４５ペーパーパン前面部５１キャップ５３ポンプ５５廃ポンプ５７チューブ５９ブレード６１吐出回復処理装置モータ６３カム１０１保護膜（蓄熱層）１０３保護膜（耐キャビテーション層）１０５配線１０７ヒータボード基板１０９インク１１１電源１１３コンデンサ１１７電気抵抗１１９電気抵抗１２１増幅回路を有する電位差検出器１２３バイアス抵抗１５１入力波形１５３出力波形２２５吐出ヒータ５０５キャップレバー８０１〜８１１インクタンク８３１Ａ〜８３１Ｈ電極９００吸収体９２１基板９３０ベースプレート９４０天板９７０フィルタ９７１封止部材１０００ＭＰＵ１００１ＲＯＭ１００２ＲＡＭ１００３タイマ１００４インターフェイス部１６００チップタンク２００１，２０１１第２の電極２００３分離型インクタンク２００５電気的接点２００７インク吐出用素子（ヒータ）２００９導線２０２１第１の電極２０２３第２の電極２０２５吸収体

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｈ０４Ｎ 1/23 １０１ＺＢ４１Ｊ 3/04 １０４Ｋ (72)発明者鹿目祐治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)発明者河添憲嗣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)発明者岩田和也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)発明者高橋誠二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)発明者嶋村由之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)発明者大出隆宏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滴を吐出することに
よって入力画像情報を記録する記録手段と該記録手段へ
インクを供給するためのインク保持部材とを用いて記録
を行うインクジェット記録装置において、前記記録手段および前記インク保持部材の少なくとも一
方に設けられた少なくとも一つの第１の電極と、前記第１の電極に隣接または前記第１の電極間に介在す
る誘電体と、該誘電体および前記インクを介して前記第１の電極と電
気的に接続可能な第２の電極と、前記第１の電極に電圧を印加および解除するための電圧
印加手段と、前記第２の電極の電位を検知するための電位検知手段
と、前記電位検知手段によって検知された前記第２の電極の
電位にもとづいて前記記録手段および前記インク保持部
材の少なくともいずれか一方のインクの残量低下を判別
するための判別手段とが設けられたことを特徴とするイ
ンクジェット記録装置。
【請求項２】前記判別手段は、前記インク残量を少な
くとも２段階で判別することを特徴とする請求項１記載
のインクジェット記録装置。
【請求項３】前記第１の電極は、電気的に駆動される
インク吐出用の素子、あるいは該素子と接続された配線
であることを特徴とする請求項１または２記載のインク
ジェット記録装置。
【請求項４】前記第２の電極は、前記記録手段のイン
ク流路内に配設され、かつ導電性材料により構成された
フィルタであることを特徴とする請求項１ないし３のい
ずれか一項記載のインクジェット記録装置。
【請求項５】前記第２の電極は、前記記録手段のイン
ク流路内に設けられ、記録時には不要となる穴の封止部
材であることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか
一項記載のインクジェット記録装置。
【請求項６】前記第１の電極への電圧印加および第２
の電極の電圧検知は、前記インク吐出用素子１個づつに
ついて行うことを特徴とする請求項３記載のインクジェ
ット記録装置。
【請求項７】前記第２の電極の電位検知を行うタイミ
ングを、印字頁間とすることを特徴とする請求項１ない
し６のいずれか一項記載のインクジェット記録装置。
【請求項８】前記第２の電極の電位検知を行うための
第１の電極への電圧印加は、記録のための電圧印加とは
異なることを特徴とする請求項１ないし７のいずれか一
項記載のインクジェット記録装置。
【請求項９】前記第２の電極の電位検知を行うための
第１の電極への電圧印加は、記録のための電圧印加であ
ることを特徴とする請求項１ないし７のいずれか一項記
載のインクジェット記録装置。
【請求項１０】前記判別手段によって判別された結果
に応じて、吐出口からインクを強制排出する吐出回復処
理を行うことを特徴とする請求項１ないし９のいずれか
一項記載のインクジェット記録装置。
【請求項１１】前記判別手段によって判別された結果
に応じて、記録を中断あるいは中止することを特徴とす
る請求項１ないし９のいずれか一項記載のインクジェッ
ト記録装置。
【請求項１２】前記判別手段によって判別された結果
に応じて、記録すべきドットで、かつインク吐出不可能
状態であると判別されたインク吐出口に対応するドット
を、他のインク吐出口で記録することを特徴とする請求
項１ないし９のいずれか一項記載のインクジェット記録
装置。
【請求項１３】前記第１の電極は、インク保温用のヒ
ータであることを特徴とした、請求項１ないし１２のい
ずれか一項記載のインクジェット記録装置。
【請求項１４】前記第１の電極あるいは第２の電極を
インク収容部に複数設け、該複数設けた第２の電極の、
隣接する電極間に存在するインク量が、インク吐出口近
傍になるほど、同等あるいはそれ以下となっていること
を特徴とする、請求項１ないし１３のいずれか一項記載
のインクジェット記録装置。
【請求項１５】前記判別手段によって判別された結果
に応じて、記録装置、あるいは記録手段、あるいはイン
ク収容手段、あるいはインクの状態を報知する手段を具
えたことを特徴とする請求項１ないし１４のいずれか一
項記載のインクジェット記録装置。
【請求項１６】前記第２の電極を、記録手段とインク
収容手段との接合部に設けたことを特徴とする請求項１
ないし１５のいずれか一項記載のインクジェット記録装
置。
【請求項１７】前記記録手段は複数種のインクを吐出
可能なカラー記録対応の記録手段であるとともに、前記
第１の電極を各種インク毎に少なくとも１つ具え、一方
前記第２の電極は各種インク共通の１つだけしか具えな
いことを特徴とする請求項１ないし１６のいずれか一項
記載のインクジェット記録装置。
【請求項１８】インク吐出手段として、熱エネルギー
発生手段を用いていることを特徴とする請求項１ないし
１７のいずれか一項記載のインクジェット記録装置。
【請求項１９】請求項１ないし１８のいずれか一項記
載のインクジェット記録装置を出力手段として備え、さ
らに前記インクジェット記録装置を制御する制御手段を
備えたたことを特徴とする情報処理装置。
【請求項２０】被記録媒体にインクを吐出する記録手
段を用いて記録を行うインクジェット記録装置であっ
て、少なくとも一つの第１の電極と、前記第１の電極に隣接し、または複数の前記第１の電極
間に介在する誘電体と、前記誘電体およびインクを介して前記第１の電極と電気
的に接続可能な第２の電極と、前記第１の電極に電圧を印加及び解除するための電圧印
加手段と、前記第１の電極に電圧を印加したときに生じる前記第２
の電極の電位を検知するための電位検知手段と、前記電位検知手段によって検知された前記第２の電極の
電位に基づきインクの残量低下を判別するための判別手
段と、を備えることを特徴とするインクジェット記録装
置。
【請求項２１】少なくとも一つの第１の電極と、前記
第１の電極に隣接しまたは複数の前記第１の電極間に介
在する誘電体と、前記誘電体およびインクを介して前記
第１の電極と電気的に接続可能な第２の電極とを備え、
被記録媒体にインクを吐出する記録手段を用いて記録を
行うインクジェット記録装置のインクの残量低下の判別
方法であって、前記第１の電極に電圧を印加したときに生じる前記第２
の電極の電位を検知し、前記第２の電極の電位の検知結果に基づきインクの残量
低下を判別することを特徴とするインクジェット記録装
置のインクの残量低下の判別方法。