(57)【要約】【課題】負圧を発生されるインクタンクのインクをなるべく最後まで良好な記録で使用可能にする。【解決手段】インク残量検出を行ない、ヘッドの駆動条件を変更する。ポイント：残量が少なくなると負圧が上昇するのに対し、ヘッドのパルス幅を大きくして吐出の安定化を計る。ヘッドのダメージを考慮すると、特にヘッド、タンク一体型に有効。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
負圧発生させるインクタンク、インクを吐出させる記録ヘッドと負圧を発生させるインクタンクのインク残量を検出する手段を持つインクジェット記録装置おいて、検出したインク残量より 記録ヘッドに最適な吐出制御を行なうための演算手段を有し、かつ演算されたヘッド制御を行なってインクジェット記録を行なうことを特徴するインクジェット記録装置。
【請求項２】
インクタンクと記録ヘッドが一体であることを特徴する請求項１のインクジェット記録装置。
【請求項３】
インクタンクと記録ヘッドが別体でインクタンクが着脱可能であることを特徴とする請求項１のインクジェット記録装置。
【請求項４】
複数インクタンクを有し、それぞれのインクタンクのインク残量を検出する手段をもつことを特徴とする請求項１のインクジェット記録装置。
【請求項５】
複数のインクタンクと記録ヘッドを有し、インクタンクの負圧値を演算するための演算用テーブルを複数持つことを特徴と請求項４のインクジェット記録装置。
【請求項６】
複数のインクタンクと記録ヘッドを有し、記録ヘッドの吐出制御するための制御演算用テーブルを複数持つことを特徴と請求項４のインクジェット記録装置。
【請求項７】
負圧発生させるインクタンク、インクを吐出させる記録ヘッドと負圧を発生させるインクタンクのインク残量を検出する手段を持つインクジェット記録装置おいて、検出したインク残量よりインクタンクの負圧値を演算する手段を有し、かつ演算された負圧値より記録ヘッドに最適な吐出制御を行なうための演算手段を有し、かつ演算されたヘッド制御を行なってインクジェット記録を行なうことを特徴する請求項１のインクジェット記録装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、インクジェット記録装置に関するもので、特に、インク残量の検出し最適な吐出制御を行なうインクジェット記録装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、インクジェット記録装置において、種々のインクタンクのインク残量検出が考案・製品化は採用されている。インクタンクのインク残量検出の例として、
特開平９−１１４９０号公報：印字バッファに展開された印字データから印字ドット数を計数する計数手段と、その計数値から印字に使用するインク量を算出する手段と、回復動作時に消費されるインク量を算出する手段と、これらのインク量から、インクタンク内の残量を算出する手段をもつ。
【０００３】
特開平１０−３４９５３号公報：インクカートリッジの外側底面及び外側面にインクと非接触に第１、第２の検出電極を配設、第１、第２の検出電極から抵抗を介して検出回路に接続し、検出回路で、第２の検出電極により発生する電圧を検出することにより、インクの残量を検出することができ、第１の検出電極により発生する電圧を検出することにより、導電性インク切れを検出することができるインク残量検出手段をもつ。
【０００４】
特開平１１−１７９９３６号公報：導電性のインクを収容し、互いに対向するように１対の電極をインクタンクの側面に設け、その電極に電圧を印加、その電極間のキャパシタンス、或は、そのキャパシタと抵抗とで構成されるローパスフィルタからの出力信号を測定し、その測定結果に従って、インクタンクのインク残量検出手段をもつ。
などが提案されている。
【０００５】
インクタンクのインク残量検出により、記録の制御や表示に関するものとして、
特開２００１−２６０３８６号公報：計算部で計算して得られた一枚当たりのインク消費量と、インク残量検出部で計算されたインク残量に基づいて、ＣＰＵにおいて、この残ったインクによって画像の形成され得る記録媒体の枚数（印字可能枚数）が計算される。この印字可能枚数は表示部に表示する手段をもつ。
【０００６】
特開２０００−２２５７２号公報：ヘッド制御部の３色最少残量検出回路はインク残量検知回路から入力されるカラーインクＹ、Ｍ及びＣの残量情報から最小値の残量データＭｉｎを取り出して黒・カラー比較回路へ出力する。黒・カラー比較回路はインク残量検知回路から入力される黒インクＫの残量情報と上記残量データＭｉｎとを比較し、黒インク残量の方が少ないとき、その比較情報を判定処理回路へ出力する。判定処理回路はその比較情報に基づいて次回以降の印字において黒インクの印字データの一部又は全部を３色のカラーインクによる合成色（プロセスブラック）で印字するように各インクの使用量の情報を印字制御回路に出力する。
【０００７】
特開平１０−３２９３３３号公報：ＣＰＵにより記録する印刷用紙の用紙長が設定した用紙長以上であるか否かを判別し、その結果、設定した用紙長以上であれば、インク残量検出部（検出手段）によりインクの残量が設定値以下になったことが検出された際に、ＣＰＵにより記録動作を停止し、インクカートリッジが交換された後に記録動作を再開する。
【０００８】
特開平７−２８５２２７号公報：イメージデータ等のラスタデータであるかを判断する。そして、記録ヘッド制御装置は、残量検出手段および印字データ判断手段からの信号に基づいて、インク残量が規定値を下回ったことを検知しかつ印字データがキャラクタであると判断したときに印字動作中の記録用紙の最後まで印字を行い、印字データがラスタデータであると判断したときに操作パネルから指定された印字モードで印字を行なうようしている。
などが提案されている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、本発明は上述したようなインク残量が少量の時でも記録濃度の低下やかすれが発生させることなく記録し、インクタンクの使い残しインク量を減らすことを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
負圧発生させるインクタンク、インクを吐出させる記録ヘッドとインクタンクのインク残量を検出する手段を持つインクジェット記録装置おいて、検出したインク残量よりインクタンクの負圧値を演算する手段を有し、かつ演算された負圧値より記録ヘッドに最適な吐出制御を行なうための演算手段を有し、かつ演算されたヘッド制御を行なってインクジェット記録を行なう。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について図面を参照し説明する。
【００１２】
（実施例）
図１は、本発明のインクジェット記録装置のブロック図である。図２は、処理フロー図である。図３〜図８は、インクタンクのインク量、負圧、吐出量、ヘッド駆動パルス幅の関係を示す図である。図1において、インクジェット記録装置は、ＣＰＵ１、インク残量検出手段２、負圧演算用テーブル３、負圧演算手段４、ヘッド駆動演算用テーブル５、ヘッド駆動演算手段６、ヘッド制御部７をもつ。
【００１３】
また、図不指示のものとして、記録データの入力部、記録データの処理部、搬送制御部なども具備されている。インク残量検出手段２は、従来公知の特開平１０−３４９５３号公報、特開平１１−１７９９３６号公報などで提案されている手段である。
【００１４】
負圧演算用テーブル３は、使用しているインクタンクのインク残量からヘッドに対しての発生負圧を演算するためのテーブルである。使用インクタンクが複数で特性が異なる場合、使用するそれぞれのインクタンク対応してテーブルを複数有してもよい。負圧演算手段４は、インク残量検出手段２から選られたインクタンクのインク残量から、負圧演算用テーブル３を参照して発生負圧を演算する。
【００１５】
ヘッド駆動演算用テーブル５は、最適なインク吐出量をヘッドにかかる負圧から演算するためのテーブルである。使用ヘッドが複数で特性が異なる場合、使用するそれぞれのヘッド対応してテーブルを複数有してもよい。ヘッド駆動演算手段６は、ヘッド駆動演算用テーブル５を参照してヘッド制御方法を演算する。ヘッド制御部７は、ヘッド駆動演算手段６で演算されたヘッド制御にしたがって記録情報の記録を行なう。
【００１６】
次に、図２でフローの説明をする。インク残量がある規定値以上であれば、通常の記録を行なう。インク残量が既定値より少ない場合、インク残量よりインクタンクの負圧を演算し、規定のテーブルを参照してヘッドの制御条件を演算し、インクジェット記録を行なう。
【００１７】
更に詳細に説明をする。図３は、横軸がインクタンクのインク量、縦軸がインクタンクの発生負圧である。インクタンクの負圧発生手段は、従来公知の発泡体を圧縮したもの、ゴム弾性を利用したものや金属板バネを利用したものがある。これらの特性として、インクが十分にある場合、発生負圧はほぼ一定の値をしめす（図２のＴ１からＴ２の領域）。
【００１８】
しかしながら、図２のＴ２の状態インク量が少量になると急激に発生する負圧が大きくなる。一方、インクジェット記録を行なう場合、図２のインク量がＴ３より少なくなるすなわちインクタンクで発生する負圧がＰ１より大きくなり、インク吐出量が低減し画像濃度が薄くなったり、画像がかすれたりする状態になる（図２の斜線部分Ｋの領域）。更にインク量がＴ４に達するとインクタンクで発生する負圧がＰ２となる。負圧Ｐ２以上になると記録ヘッドのメニスカスが保持できなくなり、吐出ができなくなる状態になる（図３の格子部分Ｌの領域）。
【００１９】
本実施例では、インクタンクのインク量が、Ｔ０から、Ｔ１の間では、ほぼ負圧は一定であるので、図２で示したインク残量の既定値にＴ１が相当する。Ｔ１からＴ３までは、インク量と負圧の関係が大きく変化し、インク量と負圧の関係をセットデータとして、負圧演算用テーブルとして持っている。
【００２０】
図４は、横軸がインクタンクの発生負圧、縦軸がインク吐出量である。記録ヘッドを負圧が低い状態から負圧を大きくしていくと、図に示したように負圧Ｐ１までほとんど変動がなく推移するが、Ｐ１より大きくなると吐出量が徐々に減少する。更に負圧が大きくり、Ｐ２をこえると急激に吐出量の減少が大きくなる。更に負圧が大きくなりＰ３を超えると、ヘッドのメニスカスが破れて吐出ができなくなる状態になる。
【００２１】
また、記録ヘッドの駆動条件を変更する、例えばヘッド駆動パルス幅を大きくすることで、Ｄ１から、Ｄ２、Ｄ３と変化させることは可能である。但し、どの条件でも負圧が大きくなると吐出量の減少が起こり、負圧がＰ３に達すると吐出ができなくなる状態になる。
【００２２】
図５は、負圧一定の時、横軸が駆動パルス幅、縦軸がインク吐出量である。駆動パルス幅を大きくするとＷ１からＷ２、Ｗ３へ、インク吐出量がＤ１からＤ２、Ｄ３と大きくなる。一般に駆動パルス幅は、吐出するための最小パルス幅がありそれ以上小さくすると吐出しない。また、パルス幅を大きくしても吐出量が増加しない最大パルス幅がある。
【００２３】
図６は、図４の縦軸、横軸と同じもので、各実線にヘッド駆動パルス幅Ｗ１、Ｗ２、Ｗ３を記載してある。この最小パルス幅と最大パルス幅の間の特性を利用し、ヘッドの駆動パルス幅を、負圧ＰがＰ１以上の場合、ヘッド駆動パルス幅Ｗは、Ｗ＝（Ｗ３−Ｗ１）×（Ｐ−Ｐ１）／（Ｐ３−Ｐ１）＋Ｗ１としてヘッド駆動する。負圧がＰ１より小さい場合は、パルス幅をＷ１一定でヘッド駆動する。こうした吐出量制御をすることで負圧が大きい場合も安定して吐出が可能となりインクの残量が少なくなっても画像濃度の低下やかすれがなくなる。
【００２４】
本例では、負圧と吐出量の関係と制御パルス幅と吐出量がほぼ１次関数で近似されている場合だが、使用するヘッドによってこれら関係が２次関数、３次関数などの近似させていい場合は、最も近似しているものを使用することが望ましい。また、簡単な関数で近似をしにくい場合は、望ましい負圧と制御パルス幅の関係のセットデータを持ち、これらのデータを参照して制御パルス幅を決定してもよい。負圧と制御パルス幅の関係をセットデータとして、または関係式を ヘッド駆動演算用テーブルとして持っている。
【００２５】
図７は、横軸がインクタンクの発生負圧、縦軸がインク吐出量である。実線が記録ヘッドに対し前述のヘッド制御している場合、点線は記録ヘッドの駆動が同一の場合である。
【００２６】
図８は、インクタンクのインク量と吐出量の関係をしめしたもので、実線が記録ヘッドに対し前述のヘッド制御している場合、点線は記録ヘッドの駆動が同一の場合である。インク量がＴ１からＴ２の間の時、記録ヘッドの駆動が同一の場合急激に吐出量の低下が発生するが、前述のヘッド制御している場合、吐出量の低下がほとんどない。インク量がＴ２からＴ３の間の時、記録ヘッドの駆動が同一の場合、著しく吐出量の低下が発生し時には不吐出が発生するが、前述のヘッド制御している場合、吐出量の低下が若干発生するが、不吐出が発生はほとんどなくなる。
【００２７】
次に、図９を用いて、記録、予備吐出、ヘッドクリーニングに消費されるインク量とドット数として累積カウントする方法で、特開平９−１１４９０号公報に記載されているインク残量検出手段の場合について説明をする。記録ヘッドとインクタンク一体の場合について説明する。以下、記録ヘッドとインクタンク一体のものをカートリッジト呼ぶ。
【００２８】
カートリッジには、固体識別記号を有し、インクジェット記録装置に装着されると固体識別記号を読み取り、今まで装着されていたカートリッジかどうかを判別する。こうした方法に関しては、特開平９−２３４８６１号公報、特開平８−２２４８９１号公報などに記載されている。インクジェット記録装置は、カートリッジが新規装着された場合、記録に要したインク量を積算していく。
【００２９】
更にヘッドのクリーニングに要したインク量、ノズル先端の増粘インク除去のための予備吐出し要するインク量も積算する。実際のインクジェット記録装置は、インクタンクから消費されたインク量を、記録ヘッドから吐出される１ドットを単位としてドット数で積算している。予めカートリッジにあるインク量は規定値であるため、インク残量は、規定インク量−ドットカウント数相当のインク量で求めることができる。インク残量より、インクタンクの負圧を演算し、そこから、ヘッド制御条件を演算して、ヘッド制御条件の基づいてインクジェット記録を行なう。
【００３０】
また、記録ヘッドとインクタンク別体の場合インクタンクに固体識別記号を有すれば同様に処理することが可能である。
【００３１】
また、従来公知のメインパルスの前にパルス幅が短いパルスを複数加える（プレヒート）方法で、短いパルス数の数を変更したり、ヘッド内に予備ヒータを持っている場合の予備ヒータのＯＮ、ＯＦＦでヘッド温度を変更したりすることで、吐出量を変動させることが可能である。ヘッド制御方法として、ヘッドのパルス幅を変更する代わりに、短いパルス数の変更や予備ヒータでの温度変更を用いてもよい。
【００３２】
【発明の効果】
以上説明してきた様に、本発明よれば、インク残量が少量の時でも記録濃度の低下やかすれが発生させることなく記録し、インクタンクの使い残しインク量を減らすことが可能になった。
【図面の簡単な説明】
【図１】インクジェット記録装置のブロック図
【図２】処理フロー図
【図３】インクタンクのインク量と発生負圧の関係図
【図４】発生負圧と吐出量の関係図
【図５】制御パルス幅と吐出量の関係図
【図６】発生負圧と吐出量の関係図
【図７】発生負圧と吐出量の関係図
【図８】インクタンクのインク量と吐出量の関係図
【図９】処理フロー図
【符号の説明】
１  ＣＰＵ
２  インク残量検出手段
３  負圧演算用テーブル
４  負圧演算手段
５  ヘッド制御演算用テーブル
６  ヘッド制御演算手段
７  ヘッド制御部
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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