(57)【要約】 【課題】  比較的単純な構成で、インクがまだインクタンク中にある状態において高精度にインクの残量を判断する。【解決手段】  インクジェット記録装置の記録ヘッドを複数の異なる駆動条件に従って駆動し、複数の駆動条件それぞれにおけるインク吐出有無を確認する。そして、複数の駆動条件それぞれにおけるインク吐出有無に基づいて前記インク供給機構に残るインクの残量を判断する。【選択図】  図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
インクを吐出する記録ヘッドと、前記インクを収容し前記記録ヘッドに前記インクを供給するインク供給機構と、を備え、前記インク供給機構のインク残量に応じて記録ヘッドにインクを供給する圧力が変化するインクジェット記録装置であって、
前記インクジェット記録装置に入力される前記記録ヘッドの駆動条件に従って前記記録ヘッドの駆動を制御する駆動制御手段と、
前記記録ヘッドのインク吐出有無を確認する吐出状態確認手段と、
前記記録ヘッドを複数の異なる駆動条件で駆動し、前記複数の駆動条件それぞれにおいて前記吐出状態確認手段により確認されたインク吐出有無に基づいて前記インク供給機構に残るインクの量を判断する判断手段と、
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２】
前記記録ヘッドの駆動条件は、前記記録ヘッドからの単位時間あたりのインク吐出量であることを特徴とする請求項１に記載のインクジェット記録装置。
【請求項３】
前記記録ヘッドは、記録を行うために使用するノズルとは別に、前記吐出状態確認手段によりインク吐出有無を確認するために使用するノズルを有していることを特徴とする請求項１または２に記載のインクジェット記録装置。
【請求項４】
前記記録ヘッドは、前記記録を行うために使用するノズルに前記インク供給機構から供給されたインクを供給するためのインク流路と、該インク流路とはインクの流抵抗が異なり、前記吐出状態確認手段によりインク吐出有無を確認するために使用するノズルに前記インク供給機構から供給されたインクを供給するためのインク流路と、を有していることを特徴とする請求項３に記載のインクジェット記録装置。
【請求項５】
インクを吐出する記録ヘッドと、前記インクを収容し前記記録ヘッドに前記インクを供給するインク供給機構と、を備え、前記インク供給機構のインク残量に応じて記録ヘッドにインクを供給する圧力が変化するインクジェット記録装置のインク残量判断方法であって、
前記インクジェット記録装置に入力される前記記録ヘッドの駆動条件に従って前記記録ヘッドを複数の異なる駆動条件で駆動する駆動工程と、
前記複数の異なる駆動条件で前記記録ヘッドを駆動するごとに、前記記録ヘッドのインク吐出有無を確認する吐出状態確認工程と、
前記複数の駆動条件それぞれにおいて確認したインク吐出有無に基づいて前記インク供給機構に残るインクの量を判断する判断工程と、
を備えることを特徴とするインク残量判断方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インクの残量に応じて記録ヘッドにインクを供給する圧力が変化するインクジェット記録装置及びそのインク残量の判断方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
インクジェット記録装置のインク残量検知方法として、インク残量を光学的に検出する光学式や、インク容器内に電極を設け電気的に検出する電気式、消費したインク量をカウントしインク残量を算出するドットカウント式などの方法が広く用いられている。
【０００３】
光学式のインク残量検知方法では、インク残量を光学的に検出可能な光学センサが必要である。電気式のインク残量検知方法では、インクを収容するインクタンク中にインクに接する電極を配置する必要がある。これらの方式のインク残量検知方法では、記録手段とは別に残量検知のための機構が必要である。
【０００４】
一方、ドットカウント方式のインク残量検知方法では、光学センサや電極等の機構は不要であるが、ドット数をカウントする手段やドット数を記憶する手段が必要である。また、インク残量の算出精度は、吐出するインク滴の体積やクリーニング時のインク消費量の精度に依存する。
【０００５】
また、記録ヘッドからのインク吐出の有無を検知することでインク残量を検知する吐出検知方式のインク残量検知方法がある。この吐出検知方式は、記録ヘッドの動作確認等のために吐出検知機構を搭載しているインクジェット記録装置において行われる場合、インク残量検知用機構を別途付加することなく高精度にインクが無くなったことを検知することができる（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平５−３１８７６５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記吐出検知方式のインク残量検知方法は、比較的単純な構成で高精度にインクが無くなったことを検知可能である。しかしながら、インクが無くなったことを検知することはできるが、インクがまだインクタンク中にある状態におけるインク残量やインクが無くなる直前の状態を検知することはできない。このため、インクがまだインクタンク中にある状態におけるインク残量やインクが無くなる直前の状態を検知することが要望されてきた。
【０００７】
そこで、本発明は、比較的単純な構成で、インクがまだインクタンク中にある状態において高精度にインク残量を検知することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するための本発明は、インクを吐出する記録ヘッドと、前記インクを収容し前記記録ヘッドに前記インクを供給するインク供給機構と、を備え、前記インク供給機構のインク残量に応じて記録ヘッドにインクを供給する圧力が変化するインクジェット記録装置であって、
前記インクジェット記録装置に入力される前記記録ヘッドの駆動条件に従って前記記録ヘッドの駆動を制御する駆動制御手段と、
前記記録ヘッドのインク吐出有無を確認する吐出状態確認手段と、
前記記録ヘッドを複数の異なる駆動条件で駆動し、前記複数の駆動条件それぞれにおいて前記吐出状態確認手段により確認されたインク吐出有無に基づいて前記インク供給機構に残るインクの量を判断する判断手段と、
を備えることを特徴とする。
【０００９】
また、上記課題を解決するための別の本発明は、インクを吐出する記録ヘッドと、前記インクを収容し前記記録ヘッドに前記インクを供給するインク供給機構と、を備え、前記インク供給機構のインク残量に応じて記録ヘッドにインクを供給する圧力が変化するインクジェット記録装置のインク残量判断方法であって、
前記インクジェット記録装置に入力される前記記録ヘッドの駆動条件に従って前記記録ヘッドを複数の異なる駆動条件で駆動する駆動工程と、
前記複数の異なる駆動条件で前記記録ヘッドを駆動するごとに、前記記録ヘッドのインク吐出有無を確認する吐出状態確認工程と、
前記複数の駆動条件それぞれにおいて確認したインク吐出有無に基づいて前記インク供給機構に残るインクの量を判断する判断工程と、
を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、比較的単純な構成で、インクがまだインクタンク中にある状態において高精度にインク残量を判断することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の具体的な実施形態について、図面を参照して説明する。
【００１２】
なお、この明細書において、「記録」（以下、「プリント」とも称する）とは、文字、図形等有意の情報を形成する場合のみならず、有意無意を問わず、広く記録媒体上に画像、模様、パターン等を形成する、又は媒体の加工を行う場合も表すものとする。また、人間が視覚で知覚し得るように顕在化したものであるか否かを問わない。
【００１３】
また、「記録媒体」とは、一般的な記録装置で用いられる紙のみならず、広く、布、プラスチック・フィルム、金属板、ガラス、セラミックス、木材、皮革等、インクを受容可能なものも表すものとする。
【００１４】
また、「インク」とは、上記「記録」の定義と同様広く解釈されるべきもので、記録媒体上に付与されることによって、画像、模様、パターン等の形成又は記録媒体の加工、或いはインクの処理に供され得る液体を表すものとする。インクの処理としては、例えば記録媒体に付与されるインク中の色剤の凝固又は不溶化させることが挙げられる。
【００１５】
またさらに、「ノズル」とは、特にことわらない限り吐出口乃至これに連通する液路及びインク吐出に利用されるエネルギーを発生する素子を総括して言うものとする。
【００１６】
（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態のインクジェット記録装置の模式図である。
【００１７】
記録ヘッド１はインク供給機構２からインク３を供給される。記録ヘッド１は不図示の駆動制御部により駆動条件を決定されインク滴４を吐出する。吐出されたインク滴４は吐出状態確認部５によってその吐出状態が確認される。
【００１８】
図７は、図１に示したインクジェット記録装置の制御構成を示すブロック図である。
【００１９】
図７に示すように、コントローラ６００は、ＭＰＵ６０１、所要のテーブル、その他の固定データを格納したＲＯＭ６０２を有する。また、キャリッジモータＭ１の制御、搬送モータＭ２の制御、及び、記録ヘッド１の制御のための制御信号を生成する特殊用途集積回路（ＡＳＩＣ）６０３を有する。また、画像データの展開領域やプログラム実行のための作業用領域等を設けたＲＡＭ６０４を有する。また、ＭＰＵ６０１、ＡＳＩＣ６０３、ＲＡＭ６０４を相互に接続してデータの授受を行うシステムバス６０５を有する。さらに、以下に説明するセンサ群から入力されたアナログ信号をデジタル信号にＡ／Ｄ変換し、デジタル信号をＭＰＵ６０１に供給するＡ／Ｄ変換器６０６を有する。また、コントローラ６００は、駆動制御部として機能し、予備吐出時および記録時において、所定の時間間隔となるように前記複数のノズルを駆動する。
【００２０】
また、６１０は画像データの供給源となるコンピュータ等でありホストと総称される。ホスト６１０と記録装置との間ではインタフェース（Ｉ／Ｆ）６１１を介して画像データ、コマンド、ステータス信号等を送受信する。
【００２１】
さらに、６２０はスイッチ群であり、電源スイッチ６２１、プリント開始を指令するためのプリントスイッチ６２２、及び回復動作の起動を指示するための回復スイッチ６２３など、操作者による指令入力を受けるためのスイッチから構成される。
【００２２】
６３０は装置状態を検出するためのセンサ群である。ホームポジションを検出するためのフォトカプラなどの位置センサ６３１、環境温度を検出するために記録装置の適宜の箇所に設けられた温度センサ６３２等から構成される。
【００２３】
さらに、６４０はキャリッジモータＭ１を駆動させるキャリッジモータドライバ、６４２は搬送モータＭ２を駆動させる搬送モータドライバである。
【００２４】
図２の表は、図１のインクジェット記録装置において、インク供給機構２がインクを供給する際の負圧と単位時間あたりのインク吐出量とを変化させた場合の記録ヘッド１の吐出状態を示したものである。図中の○は駆動制御部の指示通りに吐出が行われる正常な吐出状態であることを示し、×は吐出不良が生じた状態であることを示している。なお、インク供給機構２がインクを供給する際の負圧は、インクタンクを上下に移動し収容されているインクの液面高さを調節することにより変化させた。図２におけるインク供給機構２がインクを供給する際の負圧の絶対値が小さいほどインクを供給する圧力が高いことを示している。インクタンクを下に移動しインクの液面高さを下げるとインクを供給する圧力は下がり、インクタンクを上に移動しインクの液面高さを上げるとインクを供給する圧力は上がる。
【００２５】
また、本実施形態における記録ヘッド１はサーマルインクジェット方式の記録ヘッドであり、インク吐出周波数１５ｋＨｚで約３０ｎｇのインク滴を吐出する。なお、単位時間当りのインク吐出量は、駆動制御部の制御によってインクを吐出するノズルの数を変えることにより変化させた。
【００２６】
本実施形態において吐出状態の検出は、吐出状態確認部５において記録ヘッド１から吐出されたインク滴を記録媒体で受け記録媒体に記録が行われたか否か（インク吐出有無）を確認する方法とした。
【００２７】
図２に示されるように、インク供給機構２がインクを供給する際の負圧が−３０Ｐａの場合は、単位時間当りのインク吐出量が１８５ｍｇから２３０ｍｇにおいて正常な吐出が行われた。インク供給機構２がインクを供給する際の負圧を下げていくと、単位時間当りのインク吐出量が多い場合から吐出不良が生じてくる。インク供給機構２がインクを供給する際の負圧が−１３０Ｐａになると、単位時間当りのインク吐出量が１８５ｍｇから２３０ｍｇの全てにおいて正常な吐出が行われなくなった。
【００２８】
この結果から、インクタンクのインクの液面高さが高く記録ヘッドへ供給するインクの圧力が高い場合は、駆動制御部の指示通りに吐出が行われる吐出することが可能である。一方、インクタンクのインクの液面高さが低い場合、単位時間当りのインク吐出量が多くなるように駆動制御部により指示されると、記録ヘッドは駆動制御部の指示に追従できなくなっていることがわかる。
【００２９】
図２で示される結果は、インクタンクを上下に移動させることにより得た結果であるが、インクタンクが固定されておりインクタンク中のインク残量に応じてインクの液面高さが変化した場合でも同様な結果が得られることは明らかである。これより、インクタンクの形状に基づいてインクの液面高さからインク残量を算出することが可能である。
【００３０】
このことから、インク供給機構がインクを供給する際の負圧をインク残量に置き換えることできる。図２において、インク供給機構がインクを供給する際の負圧が−３０Ｐａの時のインク残量をＡ１、−６０Ｐａの時のインク残量をＡ２、−９０Ｐａの時のインク残量をＡ３、−１３０Ｐａの時のインク残量をＡ４とする。また、単位時間当りのインク吐出量が１８５ｍｇの時の駆動条件をＢ１、２１０ｍｇの時の駆動条件をＢ２、２３０ｍｇの時の駆動条件をＢ３とする。すると、図２の表は図３のように表すことができる。
【００３１】
ここで、コントローラ６００により駆動条件と吐出状態とを比較させ、図３で表される駆動条件とインク残量とから、図４に示すインク残量判断方法のフローチャートに従ってインク残量を算出することが可能である。
【００３２】
図４において、まずステップＳ１１０で、駆動条件Ｂ１で駆動制御部の指示通りに正常に吐出が行われていれるか否かを判断する。正常に吐出してなければ、ステップＳ１２０で、インク残量は図３におけるＡ４以下であるとし処理を終了する。
【００３３】
ステップＳ１１０で、正常に吐出していれば、ステップＳ１３０で、駆動条件Ｂ２で駆動制御部の指示通りに正常に吐出が行われていれるか否かを判断する。正常に吐出してなければ、ステップＳ１４０で、インク残量は図３におけるＡ３であるとし処理を終了する。
【００３４】
ステップＳ１３０で、正常に吐出していれば、ステップＳ１５０で、駆動条件Ｂ３で駆動制御部の指示通りに正常に吐出が行われていれるか否かを判断する。正常に吐出してなければ、ステップＳ１６０で、インク残量は図３におけるＡ２であるとし処理を終了する。ステップＳ１５０で、正常に吐出していれば、ステップＳ１７０で、インク残量は図３におけるＡ１であるとし処理を終了する。
【００３５】
本実施形態においては、単位時間当りのインク吐出量についてインクを吐出するノズルの数を変えることにより変える構成とした。しかし、その他の構成として、吐出周波数を変化させることや１回の吐出におけるインク滴の体積を変化させることにより単位時間当りのインク吐出量を変える構成とすることができる。
【００３６】
また、本実施形態においては、インク残量を算出する処理において単位時間当りのインク吐出量が少ない駆動条件から比較をしているが、単位時間当りの吐出量が多い駆動条件から比較することも可能である。また、吐出状態の確認について３つの異なる駆動条件で行っているが、確認する駆動条件は任意の数で可能である。
【００３７】
また、本実施形態においては、吐出状態の検出は、吐出状態確認部５において記録ヘッド１から吐出されたインク滴を記録媒体で受け記録媒体に記録が行われたか否かを確認する方法とした。しかし、光学的に吐出を確認する方法や、電気的に吐出を確認する方法でも可能である。
【００３８】
（第２の実施形態）
図５は、第２の実施形態のインクジェット記録装置の模式図である。
【００３９】
記録ヘッド１はインク供給機構２からインク３を供給され、不図示の駆動制御部により駆動条件を決定されてインク滴を吐出する。このことは、図１で示される第１の実施形態のインクジェット記録装置と共通する。本実施形態のインクジェット記録装置における図１のインクジェット記録装置との違いは、記録物を記録するために使用する部分１２とインクタンク内のインク残量を算出するため吐出状態を確認する部分１３とに記録ヘッド１が分けられていることである。なお、記録物を記録するために使用する部分１２から吐出されたインク滴１０は記録にのみ用いられ、吐出状態を確認する部分１３から吐出されたインク滴９は記録には用いられず吐出状態確認部５において吐出状態を確認するために用いられる。
【００４０】
このような構成とすることで、記録物を記録するために使用する部分１２のノズルにおいて吐出不良が発生した場合であっても、吐出状態を確認する部分１３のノズルは別にあるため、インク残量の算出ができなくなるということを防止することができる。
【００４１】
なお、駆動制御部は記録ヘッド１のインク滴９とインク滴１０を吐出させるための駆動条件をそれぞれ別に設定することも可能である。
【００４２】
（第３の実施形態）
図６は、第３の実施形態のインクジェット記録装置における記録ヘッドの模式図である。
【００４３】
記録ヘッド１は不図示のインク供給機構からインクを供給され、不図示の駆動制御部により駆動条件を決定されてインク滴９及び１０を吐出する。本実施形態の記録ヘッド１において、記録物を記録するためのインクはインク流路１９を通ってインク滴１０として吐出され、インクタンク内のインク残量を算出するため吐出状態を確認するためのインクはインク流路１８を通ってインク滴９として吐出される。なお、第２の実施形態のインクジェット記録装置における記録ヘッドと同様、インク滴１０は記録にのみ用いられ、インク滴９は記録には用いられず吐出状態確認部５において吐出状態を確認するために用いられる。
【００４４】
このような構成とし、インク流路１８とインク流路１９とでインク流抵抗を変えることで、単位時間あたりのインク吐出量とインク供給機構がインクを供給する際の負圧との関係を変えることができる。このため、インク残量を算出する際のインク消費量や算出時間を低減することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】第１の実施形態のインクジェット記録装置の模式図である。
【図２】インク供給機構がインクを供給する際の負圧と単位時間あたりのインク吐出量とを変化させた場合の記録ヘッドの吐出状態を示す図である。
【図３】駆動条件とインク残量とを変化させた場合の記録ヘッドの吐出状態を示す図である。
【図４】インク残量を算出する処理のフローチャートである。
【図５】第２の実施形態のインクジェット記録装置の模式図である。
【図６】第３の実施形態のインクジェット記録装置における記録ヘッドの模式図である。
【図７】インクジェット記録装置の制御構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００４６】
１  記録ヘッド
２  インク供給機構
３  インク
５  吐出状態確認手段
６００  コントローラ
【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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