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JP3478332B2 - インクジェット式記録装置 - Google Patents

インクジェット式記録装置

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JP3478332B2
JP3478332B2 JP2000575695A JP2000575695A JP3478332B2 JP 3478332 B2 JP3478332 B2 JP 3478332B2 JP 2000575695 A JP2000575695 A JP 2000575695A JP 2000575695 A JP2000575695 A JP 2000575695A JP 3478332 B2 JP3478332 B2 JP 3478332B2
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JP
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ink cartridge
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健朗 情野
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Seiko Epson Corp
Original Assignee
Seiko Epson Corp
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Publication date
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  • Inks, Pencil-Leads, Or Crayons (AREA)
  • Ink Jet Recording Methods And Recording Media Thereof (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 この発明は、印刷信号に対応してインク滴を吐出する
記録ヘッドと、この記録ヘッドにインクを供給する脱着
可能なインクカートリッジとを備えたインクジェット式
記録装置、より詳細にはインクカートリッジの脱着に対
応して記録ヘッドに的確にインクを充填する操作を実行
するインクジェット式記録装置に関する。
背景技術 インクジェット記録装置は、記録ヘッドで使用するイ
ンクをカートリッジにより簡便に補給できるように構成
されている。
このため、インクの種類を変えて異なる種類の記録媒
体にも高い品質での印字を行うことが考えられている。
このようにインクの種類が変わった場合には、記録ヘッ
ドに残留しているインクとのコンタミによる印字品質の
低下を避けるため、特開平10-6527号公報に見られるよ
うに、インクカートリッジに収容されているインクの種
類を検出し、インクの種類に変更が生じた場合にはイン
クカートリッジが交換された時点で記録ヘッドへのイン
クの充填量や、ワイピング動作を変更して以後の印刷動
作を確実に行わせるようにした記録装置が提案されてい
る。
しかしながら、インクカートリッジの脱着は、インク
の種類を変更する場合だけでなく、カートリッジのイン
クが消費され尽くした段階での交換、ユーザがインクカ
ートリッジを誤って引き抜いた後、再装着したり、さら
には引き抜いたカートリッジにインクを補充してから再
装着する等の種々の形態が存在する。
そして、新しいインクカートリッジが装着された場合
には、脱着の際に記録ヘッドに大気が侵入したとして
も、充分に脱気されたインクがカートリッジから補給さ
れるため、記録ヘッドに侵入した気泡がインクに確実に
溶解して消滅するため簡単な、つまり少量のインクを記
録ヘッドに充填するだけで印刷が可能となるが、同一の
カートリッジが再装着された場合には引き抜きの際にイ
ンクカートリッジに大量の空気が侵入してインクの脱気
度が低下し、記録ヘッド内の気泡をインクに溶解させて
消滅させることが困難であるばかりでなく、カートリッ
ジのインク供給口に侵入した空気が記録ヘッドに侵入す
るため、これを排出するために大量のインクを記録ヘッ
ドを経由して系外に排出する必要がある。
このようにインクカートリッジの交換形態によりカー
トリッジの装着後における記録ヘッドへのインク充填量
が異なるため、インクカートリッジの交換形態に応じて
ユーザが記録装置の制御パネルに設けられたクリーニン
グ指令スイッチ等により最適な量のインクを記録ヘッド
に充填する操作が必要となり、取り扱いに慣れないユー
ザにあっては本来の印字品質での印刷が不可能となった
り、記録用紙やインクの浪費を招くという問題がある。
したがって、本発明は、インクカートリッジの交換形
態に対応して記録ヘッドへのインク充填量を自動的に選
択、実行して、インクカートリッジ脱着に伴う印刷不良
やインクの浪費を防止することができるインクジェット
式記録装置を提供すること目的とするものである。
発明の開示 本発明のインクジェット式記録装置は、ＩＤデータ及
びインク量に関するデータを書換え可能に格納する記憶
手段が付帯されたインクカートリッジからインクの供給
を受けるインクジェット記録ヘッドと、該記録ヘッドに
負圧を作用させてインク滴吐出能力を回復させる吸引手
段と、前記記憶手段のデータを読出し、また前記インク
カートリッジのインク量に関するデータを書き込む手段
と、前記インクカートリッジが脱着された時点で、前記
記憶手段の前記ＩＤデータを参照し、ＩＤデータが直前
のインクカートリッジと同一である場合には、再装着で
あると判定して前記記憶手段に書き込まれているインク
量に関するデータに基づいて前記吸引手段によるインク
吸引量を制御する制御手段を備えている。
これにより、インクカートリッジが脱着された時点
で、記憶手段のＩＤデータ及びインク量に関するデータ
に基づいて装着されたインクカートリッジの種類を判定
し、新品である場合には少量のインクを、またユーザの
取扱ミスによる再装着による場合には比較的多量のイン
クを吸引して、インクカートリッジの装着に伴うインク
充填動作のインク消費量を最小限に抑えつつ印刷品質を
確保する。
発明を実施するための最良の形態 そこで以下に本発明の詳細を図示した実施例に基づい
て説明する。
第１図は、本発明のインクジェット式記録装置の一実
施例を示すものであって、印刷領域に後述する印刷機構
を、また非印刷領域にインクカートリッジ１、２を函体
３に収容して構成されている。
函体３の露出面には操作パネル４が設けられていて、
ここに電源スイッチ５、インクカートリッジ交換指令ス
イッチ６、スクリーニング指令スイッチ７や、リフィー
ル確認スイッチ８、表示手段等が設けられている。
第２図は、上述した印刷機構の概要を示すものであっ
て、キャリッジ１１は、タイミングベルト１２によりキ
ャリッジ駆動モータ１３に接続されていて、プラテン１
４に平行に往復移動するように構成されている。キャリ
ッジ１１は、記録用紙１５と対向する面に黒インクを吐
出する記録ヘッド１６とカラーインクを吐出する記録ヘ
ッド１７とを備えている。
非印字領域に配置されたキャッピングユニット１８
は、黒インク記録ヘッド１６を封止するキャップ１９
と、カラーインク記録ヘッド１７をそれぞれ独立して封
止するキャップ２０とを同一のスライダに搭載し、モー
タ２１により駆動される２連構成のポンプユニット２２
にチューブを介して接続され、それぞれ独立して負圧の
供給を受けるように構成されている。
各キャップ１９、２０は、記録ヘッド１６、１７のノ
ズル開口面を１つの空間で封止できるサイズを備え、ゴ
ムなどの弾性材料をカップ状に成形されており、非印字
時には記録ヘッド１６、１７のノズル開口面を封止し、
また吐出能力回復操作時や、またインクカートリッジ
１、２が交換、装着された際には、ポンプユニット２２
からの負圧により、記録ヘッド１６、１７からインクを
強制的に排出させることができるように構成されてい
る。また、キャッピングユニット１８の近傍には、図示
しない駆動源からの動力により記録ヘッド１６、１７の
ノズル開口面にワイピングブレードを当接させるクリー
ニングユニット２３が配置されている。
キャリッジ１１に搭載された各記録ヘッド１６、１
７、及び後述するインクカートリッジ１、２の付帯され
た半導体記憶手段は、それぞれフレキシブルケーブル２
４を介して制御装置２５に接続され、制御装置により読
み書き可能が可能に構成されている。
第３図（ａ）、（ｂ）は、それぞれ前述の黒インクカ
ートリッジ１、及びカラーインクカートリッジ２の一実
施例を示すものであって、黒インクカートリッジ１は、
キャリッジ１１に装着された際、キャリッジ１１に対向
する面、この実施例ではインク供給口３１、４１側の側
面に書き換え可能な記憶手段３２、４２が設けられてい
る。
これら記憶手段３２、４２は、第４図に示したように
回路基板５０の表面側に形成された外部接続可能な接点
５１、５２と、裏面に書換え可能な記憶素子、例えば電
気的に書換え可能な半導体記憶素子５３を実装して構成
され、第５図（ａ）、（ｂ）に示したようにキャリッジ
１１の接点３５、４５により制御装置２５に接続され、
半導体記憶素子５３に格納されているデータの読出し
や、また記録装置本体の記憶手段のデータを書き込むこ
とが可能なように構成されている。
半導体記憶手段３２、４２は、書換え不可能な固定デ
ータとして少なくともインクカートリッジ１、２を特定
するためのＩＤデータ、製造年月日を工場出荷時に記録
し、また記録装置に装着された状態ではインク残量等の
インクカートリッジ１、２のインク量に関するデータを
記録するための領域が確保されている。
第６図は、同上記録装置のインクカートリッジ交換操
作や、目詰まり解消を実行する制御装置の一実施例を示
すものであって、制御手段６３は、キャリッジ１１の接
点３５、４５によりインクカートリッジ１、２の接点３
４、４４と接続して、インクカートリッジ１、２の記憶
手段３２、４２のデータをデータ読出し、書込み手段６
０により読み出し、装着されたインクカートリッジのデ
ータを保持するとともに、後述するインク残量検出手段
６８のインク量に関するデータをインクカートリッジ
１、２の記憶手段３２、４２に書き込むように構成され
ている。
インクカートリッジ脱着検出手段６１は、基板５０の
中央に比較的大きなサイズで形成された電極５１により
短絡可能な接点３６、４６として構成されていて、短絡
の有無によりインクカートリッジ１、２の脱着を検出す
るように構成されている。なお、キャリッジ１１の各イ
ンクカートリッジ１、２が対向する位置、この実施例で
はキャリッジ１１のカートリッジ受け面にインクカート
リッジ１、２により押圧操作されるスイッチを設けても
良い。
キャリッジモータ制御手段６２は、制御手段６３から
の制御を受けてキャリッジ１１を印刷のために往復移動
させる他、吐出回復操作時には記録ヘッド１６、１７を
キャッピング可能な位置に移動させる。
吸引制御手段６４は、制御手段６３による制御を受け
て記録ヘッド１６、１７をキャッピングユニット１８に
より封止させ、ポンプ駆動手段６５によりポンプユニッ
ト２２の各吸引ポンプ２２ａ、２２ｂの吸引力や、吸引
時間を制御して、インク吐出能力回復のために記録ヘッ
ド１６、１７からインクを強制的に排出させる他に、イ
ンクカートリッジ１、２が交換された際には、インクカ
ートリッジ１、２の交換形態に対応してインクカートリ
ッジ１、２から記録ヘッド１６、１７に印刷が可能とな
るようにインク量を調整して充填するものである。
インク残量検出手段６８は、印刷により形成するドッ
ト数や、充填動作、クリーニング動作により消費される
インク量を積算して、インクカートリッジ１、２のイン
ク残量、またはインク消費量を算出し、読出し、書込み
手段６０によりインクカートリッジ１、２の記憶手段３
２、４２にインク量に関するデータとして格納させる。
計時手段６９は、インクカートリッジ脱着検出手段６
１によりインクカートリッジ１、２の引き抜きが検出さ
れた場合に計時を開始し、装着された時点で計時を停止
してインクカートリッジ１、２が記録ヘッド１６、１７
に未装着になっていた時間を計測するものである。
第７図は、同上装置の第１の動作形態を示すフローチ
ャートである。
第１の充填動作は、充分に脱気されたインクが充填さ
れた未使用のインクカートリッジ１、２に交換された場
合における記録ヘッドへの充填動作で、吸引量は例えば
０．２ｇ程度である。
第２の充填動作は、同一カートリッジ１、２が脱着さ
れた場合で、再装着されたインクカートリッジ１、２の
インクの脱気度は新品に比較してかなり低下しており、
また脱着の際にインクカートリッジ１、２のインク供給
口に空気が侵入していて、これが再装着時に記録ヘッド
１６、１７やインクカートリッジ内に侵入するから、吸
引量は、第１の充填動作の約２〜４倍程度に設定されて
いる。
記録装置に電源が投入されて制御手段６３により記録
装置全体の動作が監視、制御されている状態で、インク
カートリッジ交換指令スイッチ６によりインクカートリ
ッジ１、２の交換が指令されると、制御手段６３は、キ
ャリッジ１１をカートリッジ交換位置に移動させる。
この状態で、ユーザによりインクカートリッジ１、２
が引き抜かれ、ついで装着されると、インクカートリッ
ジ脱着検出手段６１によりインクカートリッジ１、２の
脱着が検出される（ステップ Ｓ１）。制御手段６３は
前回のインクカートリッジ１、２のＩＤデータと装着さ
れたインクカートリッジ１、２のＩＤデータを比較する
（ステップ Ｓ2）。
ＩＤが異なる場合には、制御手段６３は、未使用のも
のが装着されたと判定して吸引制御手段６４により第１
の充填動作を実行させる（ステップ Ｓ３）。言うまで
もなく未使用のインクカートリッジは、充分に脱気され
たインクが収容されており、またインク供給口がフィル
ムにより封止されているから、インクカートリッジ１、
２の装着時に記録ヘッド及びインクカートリッジへの大
気の侵入が極めて少なく、かつインクの大気の溶解度も
高いから、少量のインクを記録ヘッド１６、１７に充填
した段階で（ステップ Ｓ4）、印刷が可能となる（ス
テップ Ｓ５）。なお、このインク充填動作によるイン
ク消費量は、インク残量検出手段６８に検出され、適当
な時点でインクカートリッジ１、２の記憶手段３２、４
２にインク量に関するデータとして書き込まれる。
一方、装着されたインクカートリッジ１、２のＩＤデ
ータが、直前に引き抜かれたインクカートリッジ１、２
のＩＤデータと同一であることが検出された場合には、
同一のインクカートリッジ１、２が脱着されたものと判
定し、インクカートリッジ１、２の記憶手段３２、４２
のデータに基づいてインク残量を検出する（ステップ
Ｓ６）。再装着されたインクカートリッジ１、２にイン
クが残っている場合には第２の充填動作を実行する（ス
テップ Ｓ７）。
前述したように、一度、記録ヘッド１６、１７に装着
されたインクカートリッジは、インク供給口３１、４１
を封止しているフィルムが破られているから、引き抜か
れた時にインク供給口３１、４１の近傍に空気が入り込
み、この空気が再装着時に記録ヘッド１６、１７やイン
クカートリッジ１、２に押し込まれる。またインクカー
トリッジ１、２のインクの脱気度も大きく低下してい
る。
したがって、第１の充填動作よりも多くのインクを記
録ヘッド１６、１７に充填する第２の充填動作を実行す
る（ステップ Ｓ７）。このように大量のインクを記録
ヘッド１６、１７に充填することにより、記録ヘッド１
６、１７やインクカートリッジ１、２のインク供給口近
傍に残留している気泡をインクの流れにより確実に排出
させる。
なお、ＩＤが同一のインクカートリッジ１、２が再装
着されてインクエンドが検出された場合には、インクエ
ンドを表示して（ステップ Ｓ８）、ステップＳ１に戻
って別のインクカートリッジ１、２が装着されるのを待
つ。
ところで、インクカートリッジ１、２のインクが消費
されつくすと、ユーザによってはインクカートリッジを
引き抜いた後、リフィール用のインクを充填してから再
装着することがある。
このようにインクエンドが検出され、かつ同一ＩＤの
インクカートリッジ１、２が再装着された場合には、リ
フィールされたインクカートリッジ１、２の再装着であ
る可能性が高いので、第８図に示したように制御手段６
３は、ユーザに確認、つまりリフィール確認スイッチ８
の操作を待ち、リーフィールの確認が得られた場合には
（ステップ Ｓ８）、第３の充填動作を実行する（ステ
ップ Ｓ９）。
このようにリフィールされたインクカートリッジは、
特にインク漏れやキャリッジ１、２の往復動によるイン
クの揺動に起因する圧力変化を防止するためにインク保
持用多孔質体が充填されているインクカートリッジ１、
２にあっては、インクが消費され尽くされた段階で個々
の細孔に大気が侵入していて、たとえインクを再充填し
てもインクカートリッジ１、２に大量の気泡が存在し、
またインクには飽和状態まで空気が溶存している。
したがって、同一のカートリッジ１、２が単純に再装
着された場合よりも更に多く、通常、第１の充填動作に
よるインク量の３乃至５倍程度のインクを記録ヘッド１
６、１７に充填して記録ヘッド１６、１７に大量に侵入
した気泡を確実に排出する。
なお、ユーザによるリフィールの確認が取れない場合
には警告を発して（ステップ Ｓ１０）、リフィールの
再確認を求め、確認が取れた場合には前述の第３の充填
動作を実行し（ステップ Ｓ９）、また一定時間内（ス
テップ Ｓ１２）に確認が取れない場合にはステップＳ
１に戻ってインクカートリッジ１、２の脱着動作を待
つ。これによりインクが存在しないインクカートリッジ
１、２が装着された状態でのインクの充填を実施した場
合に生じる記録ヘッドの回復不可能な損傷を防止する。
第９図は、本発明の他の実施例を示すものであって、
インクカートリッジ脱着検出手段６１によりインクカー
トリッジ１、２の引き抜きが検出されると（ステップ
Ｓ１）、計時手段６９を作動させる。インクカートリッ
ジ１、２が装着されてインクカートリッジ脱着検出手段
６１により装着が検出された時点で（ステップ Ｓ
３）、計時手段６９の計時動作を停止させて（ステップ
Ｓ4）、前回のインクカートリッジ１、２のＩＤデー
タと、装着されたインクカートリッジ１、２のＩＤデー
タとを比較する（ステップ Ｓ５）。
ＩＤが異なる場合には、未使用のインクカートリッジ
１、２が装着されたと判定して第１の充填動作を実行し
（ステップ Ｓ６）、少量のインクを記録ヘッド１６、
１７に充填した段階で（ステップ Ｓ７）、印刷が可能
となる（ステップ Ｓ８）。
一方、装着されたインクカートリッジ１、２のＩＤデ
ータが、直前に引き抜かれたインクカートリッジ１、２
のＩＤデータと同一であることが検出された場合には
（ステップ Ｓ５）、同一のインクカートリッジ１、２
が脱着されたものと判定し、インクカートリッジ１、２
のインク残量を検出する（ステップ Ｓ９）。再装着さ
れたインクカートリッジ１、２にインクが残っている場
合には第２の充填動作を実行する（ステップ Ｓ１
０）。
ところで、インクエンドが検出され、かつ計時手段６
９で計時された時間がインクカートリッジ１、２にイン
クをリフィールするために要する所定時間Ｔ２、例えば
３０分が経過している場合には（ステップ Ｓ１１）、
リフィールされた同一のインクカートリッジ１、２が装
着されたものと判定して第３の充填動作を実行する（ス
テップ Ｓ１２）。
また、リフィールに要する時間よりも短い時間で再装
着されている場合には、インクエンドを表示して（ステ
ップ Ｓ１３）、別のインクカートリッジ１、２が装着
されるのを待つ（ステップ Ｓ１）。
産業上の利用可能性 以上、説明したように本発明によれ《ば、装》着され
たインクカートリッジが新品である場合には少量のイン
クを、またユーザの取扱ミスによる再装着による場合に
は比較的多量のインクを吸引して、インクカートリッジ
の装着に伴うインク充填動作のインク消費量を最小限に
抑えつつ印刷品質を確保することができる。
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B41J 2/175

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 ＩＤデータ及びインク量に関するデータ
    を書換え可能に格納する記憶手段が付帯されたインクカ
    ートリッジからインクの供給を受けるインクジェット記
    録ヘッドと、該記録ヘッドに負圧を作用させてインク滴
    吐出能力を回復させる吸引手段と、前記記憶手段のデー
    タを読出し、また前記インクカートリッジのインク量に
    関するデータを書き込む手段と、前記インクカートリッ
    ジが脱着された時点で、前記記憶手段の前記ＩＤデータ
    を参照し、ＩＤデータが直前のインクカートリッジと同
    一である場合には、再装着であると判定して前記記憶手
    段に書き込まれているインク量に関するデータに基づい
    て前記吸引手段によるインク吸引量を制御する制御手段
    を備えたインクジェット式記録装置。
  2. 【請求項２】 前記制御手段は、再装着であると判定し
    て前記記憶手段に書き込まれているインク量に関するデ
    ータによりインク量がインクエンドと判定した場合、ユ
    ーザからの指令を待って前記インク吸引量を決定する請
    求項１に記載のインクジェット式記録装置。
  3. 【請求項３】 前記制御手段は、再装着であると判定し
    て前記記憶手段に書き込まれているインク量に関するデ
    ータによりインク量が、インクエンドと判定した場合、
    前記インクカートリッジの引き抜きから装着までの時間
    に基づいて前記インク吸引量を決定する請求項１に記載
    のインクジェット式記録装置。
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