(57)【要約】【課題】  インクタンク内のインクを完全に使い切ってから、ユーザにインクタンクの交換を促すことができ、これによって、無駄なくインクを使いきることができ、よりランニングコストの低い記録装置を提供することを目的とする。【解決手段】  記録ヘッドからインクを吐出することによって記録し、上記インクが導電性を具備するインクであるインクジェット記録装置において、インクタンク外のインク流路内に気泡が発生したことを検出する気泡検出手段と、上記記録ヘッドから上記インクを吸引することによって、気泡を除去し、印字不良を回復する回復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である。【選択図】  図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
記録ヘッドからインクを吐出することによって記録し、上記インクが導電性を具備するインクであるインクジェット記録装置において、
インクタンク外のインク流路内に気泡が発生したことを検出する気泡検出手段と、
上記記録ヘッドから上記インクを吸引することによって、気泡を除去し、印字不良を回復する回復手段と、
を有することを特徴とするインクジェット記録装置。
【請求項２】
請求項１において、
上記気泡検出手段が気泡を検出すると、上記回復手段を駆動し、インクを吸引することを特徴とするインクジェット記録装置。
【請求項３】
請求項２において、
上記インクを吸引する量は、上記記録ヘッドの吐出口から上記気泡検出手段までの間におけるインク流路の体積とほぼ同じ量であることを特徴とするインクジェット記録装置。
【請求項４】
請求項２または請求項３において、
インク吸引後に気泡が検出されると、再度吸引することを特徴とするインクジェット記録装置。
【請求項５】
請求項４において、
インク吸引量が、上記記録ヘッドの吐出口から上記インクタンクのインク供給口までの間におけるインク流路の体積を超えると、インクタンクの交換を指示することを特徴とするインクジェット記録装置。
【請求項６】
請求項１において、
上記インクタンク内のインク切れを検知するインク切れ検知手段を有することを特徴とするインクジェット記録装置。
【請求項７】
請求項６において、
上記インク切れ検知手段が、インク切れを検知した後に、上記気泡検出手段が気泡を検出すると、上記回復手段を駆動し、インクを吸引することを特徴とするインクジェット記録装置。
【請求項８】
請求項７において、
上記インクを吸引する量は、上記記録ヘッドの吐出口から上記気泡検出手段までの間におけるインク流路の体積とほぼ同じ量であることを特徴とするインクジェット記録装置。
【請求項９】
請求項７または請求項８において、
上記インクを吸引した後に、気泡が検出されると、再度吸引することを特徴とするインクジェット記録装置。
【請求項１０】
請求項９において、
上記インクを吸引する量が、上記記録ヘッドの吐出口から上記インクタンクのインク供給口までの間におけるインク流路の体積を超えると、上記インクタンクの交換を指示することを特徴とするインクジェット記録装置。
【請求項１１】
請求項６において、
上記インク切れ検知手段がインク有りと検知している状態で、上記気泡検出手段が気泡を検出すると、上記回復手段を駆動してインクを吸引し、インク吸引量が、上記記録ヘッドの吐出口から上記インクタンクのインク供給口までの間におけるインク流路の体積を超えると、上記インク流路内でのリークが発生していると判断し、エラー表示することを特徴とするインクジェット記録装置。
【請求項１２】
請求項１において、
記録動作の直前に、気泡を検出することを特徴とするインクジェット記録装置。
【請求項１３】
請求項１において、
上記気泡検出手段は、一対の電極を設け、電極間を気泡が通過することによる抵抗値の変化によって、気泡を検出する手段であることを特徴とするインクジェット記録装置。
【請求項１４】
請求項１３において、
分圧抵抗を介して、上記電極間に所定の電圧を印加し、上記電極間の電圧値の変化によって、抵抗値の変化を検出することを特徴とするインクジェット記録装置。
【請求項１５】
請求項１４において、
色毎に、異なるインクの抵抗値を考慮し、色毎に、分圧抵抗の値を調整することを特徴とするインクジェット記録装置。
【請求項１６】
請求項１において、
上記記録ヘッド内部に、上記気泡検出手段が設けられていることを特徴とするインクジェット記録装置。
【請求項１７】
請求項１において、
上記回復手段は、インク色毎に、独立してインクを吸引する手段であることを特徴とするインクジェット記録装置。
【請求項１８】
請求項１において、
上記気泡検出手段は、上記インク切れに起因する巨大な気泡のみを検出し、その他の要因で発生する微細な気泡を無視することを特徴とするインクジェット記録装置。
【請求項１９】
請求項１３において、
上記気泡検出手段は、インク切れに起因する巨大な気泡のみを検出するために、気泡通過時の電極間抵抗値が∞となったときにのみ、気泡を検出することを特徴とするインクジェット記録装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インクタンク内のインクを完全に使い切ってから、インク切れの影響が印字画像に出るまでの間に、インクタンクを交換する制御を行うインクジェット記録装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、インクジェット記録装置では、インクタンク内のインク切れを検知するために、インクタンク内に光を投入し、光の屈折の変化を検知する方法や、インクの重量を圧力センサで検知する方法等、様々な方法でインクタンク内のインク残量を直接検知している。
【０００３】
しかし、これらの手法では、インクタンク内のインクが完全に切れたことを検知することが難しく、実際には、インクタンク内にインクが残った状態で、インク切れであるという判断をすることがあるという問題がある。
【０００４】
そこで、従来のインクジェット記録装置は、この問題を解決するために、記録装置にカウンタを備え、上記インクタンク内のインク残量を直接検知し、インク切れを検知した後に、記録ヘッドの駆動回数をカウントし、所定の回数がカウントされた時点で、インク切れであると判断し、インクタンク内のインク残量を間接検知することによって、実際のインクタンク内のインク残量を少なくし、これによって、インク切れの検知精度を高めるように制御している。
【０００５】
記録により消費されたインク量と、記録以外の回復動作で消費されたインク量との総和に基づいて、インク容器内のインク残量を判別する発明が知られている（たとえば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特公平５−１９４６７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、インクタンク内のインク残量を直接検知する方法は、精度が低く、インク切れを検知した時点における実際のインク残量が一定ではない。さらに、インクを消費した量を推定することでインク残量を間接的に検知する方法は、インク切れによって印字画像に不良が生じることを防ぐために、インクを完全に使い切る前に、インク切れであると判断するように制御している。
【０００７】
このために、多くの場合、実際には、まだ印字が可能な量のインクを残したまま、ユーザに、インク交換を指示することになり、ユーザが取り出したインクタンクを目視したり振ったりすることで、インクが残っていると感じるという問題がある。
【０００８】
本発明は、インクタンク内のインクを完全に使い切ってから、ユーザにインクタンクの交換を促すことができ、これによって、無駄なくインクを使いきることができ、よりランニングコストの低い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】
【０００９】
本発明は、記録ヘッドからインクを吐出することによって記録し、上記インクが導電性を具備するインクであるインクジェット記録装置において、インクタンク外のインク流路内に気泡が発生したことを検出する気泡検出手段と、上記記録ヘッドから上記インクを吸引することによって、気泡を除去し、印字不良を回復する回復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である。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によって、インクタンク外のインク流路に設けた電極間の抵抗値の変化によって気泡を検出し、気泡を検出したタイミングで、インク切れを検知するので、インクタンク内にインクを残すことがない状態で、インクタンクの交換をユーザに指示することができ、これによって、インクの無駄を減らし、ランニングコストを改善することができ、また、従来のインクジェット記録装置よりもインク残量検出手段を簡易化できるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
発明を実施するための最良の形態は、次の実施例である。
【実施例１】
【００１２】
図１は、本発明の実施例１であるインクジェット記録装置Ｐ１の構成の一例を示すブロック図である。
【００１３】
インクジェット記録装置Ｐ１は、記録ヘッド１と、キャリッジ２と、ガイド軸３と、タイミングベルト４と、キャリッジモータ５と、プラテン６と、記録媒体７と、紙送りローラ８と、紙送りモータ９と、紙送りギヤ１０と、プリント基板１１と、フレキシブルケーブル１２と、インクタンク１３と、インク供給チューブ１４と、インク吐出機能の回復手段１５と、ブレード１６とを有する。
【００１４】
キャリッジ２は、記録ヘッド１を搭載し、ガイド軸３に沿って往復移動するキャリッジである。タイミングベルト４は、キャリッジ２に連結され、キャリッジ２を移動させる。キャリッジモータ５は、タイミングベルト４を所定のタイミングで駆動する。
【００１５】
プラテン６は、記録媒体７を記録ヘッド１のインク吐出面の対向位置に保持する。紙送りローラ８は、記録媒体７を送る。紙送りモータ９は、紙送りギヤ１０を介して、紙送りローラ８を駆動する。
【００１６】
プリント基板１１は、フレキシブルケーブル１２を介して、記録ヘッド１に電気的に接続され、記録ヘッド１を駆動すると共に、記録装置を制御する回路が配設されている。インクタンク１３は、供給源であり、実施例１では、キャリッジ２の移動に追従すべく可撓性としたインク供給チューブ１４を介して、インクタンク１３からサブタンク１７を経て、記録ヘッド１に記録用のインクを供給する。
【００１７】
インク吐出機能の回復手段１５は、記録ヘッド１による記録領域外に設けられている。ブレード１６は、回復手段１５と並んで設けられ、記録ヘッド１のインク吐出面を掃拭する。回復手段１５とブレード１６とは、インク吐出状態を良好にするために設けられている。
【００１８】
記録装置Ｐ１では、キャリッジモータ５によって、キャリッジ２が記録媒体７に沿って移動されると、このタイミングに応じて、記録ヘッド１のインク吐出口１ｇからインクが吐出され、記録媒体７上に記録される。また、１行分の記録が終ると、紙送りモータ９が紙送りローラ８を駆動し、１行分に対応する送り量の紙送りがされる。また、実施例１では、キャリッジ２が反対方向に移動される間にも、同様にして記録される。
【００１９】
図２は、記録ヘッド１を示す斜視図である。
【００２０】
図３は、記録ヘッド１を構成するヒータ基板１ａを示す斜視図である。
【００２１】
図４は、記録ヘッド１を構成する天板１ｂを示す斜視図である。
【００２２】
インク供給チューブ１４を介して、インクタンク１３からサブタンク１７を経て、インク供給口１ｄから共通液室１ｅに供給され、一時的に貯えられたインクは、毛管現象によって、ノズル１ｆに侵入し、吐出口１ｇで、メニスカスを形成し、ノズル１ｆを満たした状態を保つ。
【００２３】
このときに、フレキシブルケーブル１２を経由して、プリント基板１１から、記録信号に応じて、ヒータ１ｃが通電されると、通電されたヒータ１ｃが発熱し、ヒータ１ｃ上のインクが急激に加熱される。インクの急激な加熱によって、ノズル１ｆ内に気泡が発生し、この気泡の膨張によって、吐出口１ｇからインクが吐出される。
【００２４】
気泡検出用の電極１ｈは、インク供給口１ｄ付近に設けられている。インクタンク内のインクが完全に切れると、印字や回復動作に伴うインクの消費に応じて、記録ヘッド１の内部に流入した気泡が、インク流路内を吐出口に向かって移動する際に、インク流路内に設置されている電極１ｈ間を通過する。気泡の通過によって、電極１ｈ間の抵抗値が増大するので、抵抗値の変化を検出することによって、気泡の検出を行う。
【００２５】
図５は、実施例１に設けられている電極間の気泡検出回路２０を示す図である。
【００２６】
電極間の気泡検出回路２０は、電極１ｈと、分極抵抗Ｒｈと、コンパレータ１ｊとを有する。
【００２７】
電極１ｈと分極抵抗Ｒｈとの直列回路に、気泡検出用電圧Ｖｃｃを印加すると、電極１ｈ間に、電圧ｂＶｈが発生する。ここで、電圧Ｖｈは、
Ｖｈ＝｛ｒｈ／（ｒｈ＋Ｒｈ）｝×Ｖｃｃ
で表される。ここで、ｒｈは、電極１ｈ間の抵抗値である。抵抗値ｒｈは、インク流路にインクが満たされているときの最小値ｒｈ０から気泡流入時の最大値ｒｈ１へ、またそれに伴って、電極間電圧はＶｈ０からＶｈ１へ変化する。これらの値は、電極の大きさや電極間距離、インクの抵抗率によって定まる。
【００２８】
実施例１において、
Ｖｈ０＝｛ｒｈ０／（ｒｈ０＋Ｒｈ）｝×Ｖｃｃ＜Ｖｔｈ＜Ｖｈ１＝｛ｒｈ１／（ｒｈ１＋Ｒｈ）｝×Ｖｃｃ
という関係式を満たすような抵抗値Ｒｈとコンパレータ１ｊの気泡検出用基準電圧Ｖｔｈとを選択することによって、電極間の気泡の検出回路２０を構成する。
【００２９】
気泡検出用電圧Ｖｃｃの印加によって発生した電極間電圧Ｖｈは、コンパレータ１ｊに入力され、気泡検出用基準電圧Ｖｔｈと比較される。ここで、気泡が流入していると、Ｖｓ＞Ｖｔｈになり、この情報が、気泡検出信号によって、プリント基板１１内の記録装置Ｐ１の制御部へ送信される。
【００３０】
次に、実施例１において、記録装置Ｐ１の制御部が、気泡検出信号を受けた場合における動作について説明する。
【００３１】
図６は、実施例１において、記録装置Ｐ１の制御部が、気泡検出信号を受けた場合における動作を示すフローチャートである。
【００３２】
記録装置Ｐ１の制御部に気泡検出信号が入力されると（Ｓ１）、Ｓ２では、回復手段１５を駆動し、記録ヘッド１の吐出口１ｇからインクを吸引する。この場合に吸引されるインクの量は、吐出口１ｇからインク供給口１ｄまでのインク流路体積に相当する量Ａであり、内部に持つ吸引回数カウンタの値を＋１する。
【００３３】
Ｓ３では、吸引後に、気泡を再度検出し、気泡が検出されなかった場合、インク切れ以外の要因によって気泡が発生していたものと見なし、Ｓ６に進む。気泡が検出されると（Ｓ３）、Ｓ４では、吸引回数カウンタ値がＮであるかどうかを判断する。
【００３４】
ここで、上記値Ｎは、インクタンク１３のインク供給口から記録ヘッド１の吐出口１ｇまでのインク流路体積に相当する量がＢであるときに、
Ａ×Ｎ≧Ｂ
の関係を満たす最小値である。なお、上記Ａは、吐出口１ｇからインク供給口１ｄまでのインク流路体積に相当する量である。
【００３５】
吸引回数カウンタがＮ未満であれば（Ｓ４）、Ｓ２に戻り、再度、吸引する。吸引回数カウンタがＮとなった場合（Ｓ４）、すなわち，総吸引量がＢ以上であれば、インク切れをユーザに知らせ（Ｓ５）、インクタンクの交換を指示し、Ｓ６では、吸引回数カウンタをリセットし、Ｓ１へ戻り、再度気泡が検出されるまでは、通常の制御を行う。
【００３６】
つまり、上記実施例は、インクタンクの外でインク切れを検知するに際して、記録ヘッド１の内部の液室を構成する天板１ｄに電極を備え、インク切れに起因するインク流路内での気泡の流入を、電極間の抵抗値の変化によって検出する手段を有するので、すなわち、インクタンク内のインクを完全に使い切った後に、インク流路中に流入する気泡がインク流路内に配置した電極間を通過する際に、電極間の抵抗値が増大することを検知した後に、ユーザにインク交換を指示するので、インクタンク内のインクを完全に使い切ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明の実施例１であるインクジェット記録装置Ｐ１の構成の一例を示すブロック図である。
【図２】記録ヘッド１を示す斜視図である。
【図３】記録ヘッド１を構成するヒータ基板１ａを示す斜視図である。
【図４】記録ヘッド１を構成する天板１ｂを示す斜視図である。
【図５】実施例１に設けられている電極間の気泡検出回路２０を示す図である。
【図６】実施例１において、記録装置Ｐ１の制御部が、気泡検出信号を受けた場合における動作を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００３８】
Ｐ１…インクジェット記録装置、
１…記録ヘッド、
１ａ…ヒータ基板、
１ｂ…天板、
１ｃ…ヒータ、
１ｄ…インク供給口、
１ｅ…共通液室、
１ｆ…ノズル、
１ｇ…吐出口、
１ｈ…気泡検出用の電極、
２０…気泡検出回路。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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