JP3664223B2 - インクジェット記録装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は、交換可能なインクカートリッジからインクの供給を受けてノズル開口からインク滴を吐出しながら記録媒体に印刷を行う記録装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、インクジェット記録装置は、印刷データに対応して駆動信号を圧電振動子や発熱手段等に供給し、圧電振動子や発熱手段等で発生したエネルギによりインクを加圧してノズル開口からインク滴を吐出させる記録ヘッドと、この記録ヘッドにインクを供給するためのインクを収容したインクカートリッジを備えている。
このようなインクカートリッジは、記録装置間で極めて類似した形状に構成されていて、消費者が誤って異なる機種用のものを装着するのを防止するため、電気的に書換え可能な半導体記憶手段を付帯させてこれにシリアル番号の他に適合機種判定用のデータや、インクの品質改良等による一滴当りのインク量のバージョンによる変化に対応する目的で、インク残量もしくは記録装置でのインク消費量を格納させてインクカートリッジのインク量を的確に管理できるように構成されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、記録ヘッドをキャリッジに半固定状態で取り付けて、インクカートリッジの交換により印刷量やメンテナンス時の吸引量からインクの消費量を算出してインクカートリッジのインク量を管理する形式の記録装置にあっては、インクカートリッジに格納されているインク量に関するデータが消失すると、インクエンドが検出できなくなる。
このような状態で印刷や、クリーニングによりインクが消費されると、記録ヘッドが空打ち状態となったり、また記録ヘッドに大量のエアが流入して印刷が不可能となる。
記録ヘッドに流入した大量のエアを排出するためには、極めて多量のインクを記録ヘッドを通過させてインク流によりエアを排出する操作が必要となり、インクの大量の消費を招くという問題がある。
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであって、その目的とするところはインクカートリッジのインク残量を確実に管理することができるインクジェット記録装置を提供することである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
このような問題を解消するために本発明においては、インクジェット記録ヘッドと、少なくともインクカートリッジを特定する識別データと、インク残量に関するデータとを格納した記憶手段が付帯され、前記インクジェット記録ヘッドにインクを供給するインクカートリッジと、印刷データに対応して前記インクジェット記録ヘッドを制御する制御手段とを備えたインクジェット記録装置において、前記記憶手段が電気的に書換え可能な不揮発性記憶手段により構成され、また前記インクカートリッジの識別データ及びインク残量に関するデータを複数格納するカートリッジデータ記憶手段を備え、さらに前記制御手段が、前記インクカートリッジが交換された時点、または電源が投入された時点で現在装着されているインクカートリッジの前記記憶手段に格納されている識別データと、前記カートリッジデータ記憶手段に格納されている複数の識別データとを比較し、前記識別データに一致するものが存在し、かつインク残量に関するデータが一致せず、さらに前記記憶手段に格納されているインク残量に関するデータにより規定されるインク残量の方が前記カートリッジデータ記憶手段に格納されているインク残量に関するデータよりも多い場合には、前記インクカートリッジデータ記憶手段のインク残量に関するデータにより前記記憶手段のインク残量に関するデータを修正するようにした。
【０００５】
【作用】
たとえインクカートリッジに付帯された記憶手段のインク残量に関するデータが消失しても、記録装置本体に保存されているインク残量に関するデータをインクカートリッジの交換時、または電源投入時にインクカートリッジに転送してインクエンプティ状態でのインク消費を防止する。
【０００６】
【発明の実施の形態】
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。
図１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、開閉可能なケースカバー１と、ケース本体２とからなるケース３に後述する印刷機構を収容して構成され、ケース本体２には印刷領域４から離れた位置にインクカートリッジ交換領域を区分する窓５が形成されている。
【０００７】
窓５は、キャリッジ１１に搭載された２つのインクカートリッジ６、７の何れか一方のみの上面が全て露出するサイズに形成され、またケースカーバ１が閉じられたとき、本体ケース２の露出する領域には、操作パネル８が設けらていて、ここに電源スイッチＰ、インクカートリッジ交換指令スイッチＩＣ、黒ヘッドクリーニング指令スイッチＢＣ、カラーヘッドクリーニング指令スイッチＣＣの他に、ラインフィードやリセットスイッチ等が、また黒及びカラーインクカートリッジ６、７のインクエンド表示器ＢＥ、ＣＥが配置されている。
【０００８】
図２は、本発明のインクジェット式記録装置の一実施例を、印刷機構部について示すものであって、タイミングベルト９を介して駆動モータ１０に接続されたキャリッジ１１には、上面に後述する黒インクを収容したインクカートリッジ６と、カラーインクを収容したカラーインクカートリッジ７を格納するホルダ１２が形成され、また下面には各インクカートリッジ６、７からインクの供給を受ける記録ヘッド１３が設けられている。
【０００９】
キャリッジ１１は、フレキシブルケーブル１４を介して後述する制御装置１５に接続されていて、記録ヘッド１３に印刷信号を供給したり、またインクカートリッジ６、７の記憶手段との通信が可能に構成されている。
【００１０】
非印字領域には、記録ヘッド１３をクリーニングするクリーニングブレード１６や、記録ヘッド１３を封止してインクの乾燥を防止するとともに、ポンプユニット１７からの負圧の供給を受けて目詰まりを解消するキャッピング手段１８が設けられている。なお、図中符号１９は、紙送りローラ２０及びポンプユニット１７を駆動する紙送りモータを示す。
【００１１】
図３は、ブラックインクカートリッジ６とカラーインクカートリッジ７の一実施例を示すものであって、容器３１、４１にインクを収容して上面を蓋体３２、４２により封止されている。インクは、容器３１、４２に充填された多孔質体に含浸させた状態で収容されている。
容器３１、４１の底面には、キャリッジ１１のホルダ１２に装着されたときインク供給針２１、２２と気密的に係合するインク供給口３３、４３が形成され、容器３１、４１の一側面には回路基板５０が固定されている。
【００１２】
回路基板５０は、図４（ａ）、（ｂ）に示したようにインクカートリッジ６、７に取付けられたとき表面となる側に、記録装置のカートリッジホルダ１２に形成された接点２４（図５）とのコンタクトを形成する電極５１、５２が形成され、また裏面には半導体記憶手段５３がアクセス可能に実装されている。
【００１３】
半導体記憶手段５３は、電気的に書換え可能な不揮発性メモリにより構成され、当該カートリッジを特定するためのシリアル番号、カートリッジに収容されているインクの量、カートリッジ６、７の形式名等が工場出荷時に予め書き込まれ、また当該インクカートリッジ６、７の装着回数、及び記録装置に装着後に使用されたインクの量、つまりインク使用量を格納する領域が確保されている。
【００１４】
図６は、前述の制御装置１５の一実施例を示すものであって、ＣＰＵ６０、ＲＡＭ６１、ＲＯＭ６２によりマイクロコンピュータが構成されていて、インターフェース６４を介してホストに接続されている。ＲＡＭ６１は、ＣＰＵ６１のワークメモリとして機能し、読出／書込手段６５により読出したインクカートリッジ６、７のデータを一時的に格納する領域を備え、またＲＯＭ６２は、制御プログラムを格納する他、ワークメモリに格納されたインクカートリッジ６、７のデータを必要に応じて格納する領域を備えている。
【００１５】
インクカートリッジ検出手段６６は、各インクカートリッジ６、７の回路基板５０の大きめに形成された電極５１を介して導通される２つの接点の導通状態、つまり装着された場合には導通路が形成され、また未装着の場合には開放されていることに基づいて装着の有無を検出する。
【００１６】
このように構成された装置は、ホストからの印刷データに基づいてヘッド駆動手段６７により記録ヘッド１３に駆動信号を出力してインク滴を吐出させ、またクリーニングスイッチによりインク滴吐出回復操作が指令された場合には、ポンプ駆動手段６８によりポンプユニット１７を作動させて記録ヘッド１３からインクを強制的に排出させる。
【００１７】
なお、図中符号６９は、操作パネル８の電源スイッチＰが操作されてから装置の終了処理を完了するまでに電力を供給し、その後に商用電源の電力を断つ電源遮断手段を示す。
【００１８】
次にこのように構成された装置の動作を図７に示したフローチャートに基づいて説明する。
インクカートリッジ６、７を交換するべく、ユーザがパネル８のインクカートリッジ交換指令スイッチＩＣを操作してインクカートリッジ交換指令を発すると（ステップ イ）、キャリッジ１１がインクカートリッジ交換位置に移動する（ステップ ロ）。この過程でインクカートリッジ６、７の有無を検出し（ステップ ハ）、インクカートリッジが存在しない場合にはエラー表示を行って、インクカートリッジ６、７の装着を待つ（ステップ ニ）。
【００１９】
インクカートリッジ６、７の装着が確認できると、キャリッジ１１がホームポジションに移動し（ステップ ホ）、当該インクカートリッジ６、７の半導体記憶手段５３に格納されている取付け回数のデータをインクリメントして更新する（ステップ ヘ）（図８（ａ）の▲１▼、▲４▼）。
【００２０】
当該インクカートリッジ６、７の半導体記憶手段５３に格納されているシリアル番号と、ＲＯＭ６２に格納されている過去に装着されたインクカートリッジのシリアル番号とを比較し、シリアル番号が一致する場合には（ステップ ト）、インクカートリッジ６、７の再装着であると判断し、当該インクカートリッジ６、７の半導体記憶手段５３に格納されているインク使用量と、ＲＯＭ６２に格納されているインク使用量とを比較し、ＲＯＭ６２のインク使用量の方が多い場合には（ステップ チ）、ＲＯＭ６２のインク使用量をインクカートリッジ６、７の記憶手段５３に転送して書換える（ステップ リ）（図８（ａ）の▲３▼、▲４▼）。
【００２１】
なお、上記ステップ（ト）を実行する直前に、インク残量を検出してインクエンドであることが確認できた場合には、インクエンドを表示して以後のステップ（ト）乃至（ワ）を中止すると、ＲＯＭ６２の無用なデータの書換え無くして必要なデータだけを保存することができる。これにより、可及的に少ない容量でインク残量を管理するのに必要なデータを効率的に保存することができる。
【００２２】
このようにしてＲＯＭ６２のデータによりインクカートリッジ６、７の記憶手段５３に格納されているインク使用量、及び必要に応じて他のデータを修正した段階で、インクカートリッジ６、７の記憶手段５３のシリアル番号とインク使用量とをＲＡＭ６１とＲＯＭ６２とに転送する（ステップ ヌ）（図８（ａ）における▲１▼乃至▲４▼）。ＲＯＭ６２は、もっとも古いデータＡ（図８（ｂ））を破棄する一方、ＲＡＭ６１を経由して転送された当該インクカートリッジ６、７に関するデータＤを格納する。
【００２３】
そして、今までのインク使用量が以後のインク充填動作に適した量を残す程度であるか否かを検出し（ステップ ル）、充填動作によりインクエンドとなるような場合には、インクエンドを表示してユーザにインクカートリッジ６、７の交換を促す（ステップ オ）。
【００２４】
一方、インク充填動作でインクが消費されても印刷可能な量が残る場合には、交換シーケンスを起動する（ステップ ワ）。
【００２５】
交換シーケンスは、キャリッジ１１をキャッピング位置まで移動させて記録ヘッド１３をキャッピング手段１８により封止し、ポンプ駆動手段６８によりポンプユニット１７の吸引力や吸引時間を制御して、装着されている記録ヘッド１３のノズル数やノズル径等の構造条件と、インクカートリッジ６、７のインク粘度等のインク性状に適した吸引圧や時間でインクを強制的に排出させ、初期装着の際には、記録ヘッド１３に充填されている送品液を、また交換の際には、インクカートリッジ６、７の着脱により記録ヘッド１３に浸入した気泡等をインクとともに系外に排出つつ、記録ヘッド１３にインクを充填する。このようにして記録ヘッド１３にインクの充填が完了すると、印刷が可能となる。
【００２６】
なお、上述の実施例においては、インクカートリッジの半導体記憶手段５３に格納されているデータを、インクカートリッジの交換時にチェックするようにしているが、電源オン時にチェックするようにしてもよい。
すなわち、図９のフローチャートに示したように、電源が投入されると（ステップ イ）、インクカートリッジ６、７の有無を検出し（ステップ ロ）、インクカートリッジが存在しない場合にはエラー表示を行って、インクカートリッジ６、７の装着を待つ（ステップ ハ）。
【００２７】
インクカートリッジ６、７の装着が確認できると、当該インクカートリッジ６、７の半導体記憶手段５３に格納されているシリアル番号と、ＲＯＭ６２に格納されている過去に装着されたインクカートリッジのシリアル番号とを比較し、シリアル番号が一致する場合には（ステップ ニ）、当該インクカートリッジ６、７の半導体記憶手段５３に格納されている使用量と、ＲＯＭ６２に格納されているインク使用量とを比較し、ＲＯＭ６２のインク使用量の方が多い場合には（ステップ ホ）、ＲＯＭ６２のインク使用量をインクカートリッジ６、７の記憶手段５３に転送して書換える（ステップ ヘ）（図８（ａ）の▲３▼、▲４▼）。
【００２８】
なお、上記ステップ（ニ）を実行する直前に、インク残量を検出してインクエンドであることが確認できた場合には、インクエンドを表示して以後のステップ（ニ）乃至（ヌ）を中止すると、ＲＯＭ６２の無用なデータの書換え無くして必要なデータだけを保存することができる。これにより、可及的に少ない容量でインク残量を管理するのに必要なデータを効率的に保存することができる。
【００２９】
このようにしてＲＯＭ６２のデータによりインクカートリッジ６、７の記憶手段５３に格納されているインク使用量、及び必要に応じて他のデータを修正した段階で、インクカートリッジ６、７の記憶手段５３のシリアル番号とインク使用量とをＲＡＭ６１とＲＯＭ６２とに転送する（ステップ ト）（図８（ａ）における▲１▼乃至▲４▼）。ＲＯＭ６２は、もっとも古いデータＡ（図８（ｂ））を破棄する一方、ＲＡＭ６１を経由して転送された当該インクカートリッジ６、７に関するデータＤを格納する。
【００３０】
そして、今までのインク使用量が以後のインク充填動作に適した量を残す程度であるか否かを検出し（ステップ チ）、充填動作によりインクエンドとなるような場合には、インクエンドを表示してユーザにインクカートリッジ６、７の交換を促す（ステップ リ）。
【００３１】
一方、インク充填動作でインクが消費されても印刷可能な量が残る場合には、前述の交換シーケンスを起動する（ステップ ヌ）。
【００３２】
この実施例によれば、電源がオフの状態でインクカートリッジが交換された場合にでも、装着されているインクカートリッジのインクの使用量を電源オン時に正常な値に自動的に修正して、インクカートリッジのインク量を正確に管理することができる。
【００３３】
なお、上述の実施例においては記録装置に装着後に使用されたインクの量（インク使用量）を記憶するようにしているが、工場出荷時にカートリッジに収容されているインク量は一定であるから、カートリッジのインク残量を記憶させるようにしても同様の作用を奏することは明らかである。
【００３４】
【発明の効果】
以上、説明したように本発明によれば、比較的保護が弱いカートリッジの半導体記憶手段のインク残量に関するデータの信頼性を維持することができ、空の状態のインクカートリッジを装着したままでのインク消費を防止して、記録ヘッドへの大量のエアの流入を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のインクジェット記録装置の一実施例を示す図である。
【図２】同上装置の印刷機構について示す図である。
【図３】図（ａ）、（ｂ）は、それぞれ同上装置に使用するブラックインク用、及びカラーインク用インクカートリッジの一実施例を示す図である。
【図４】図（ａ）、（ｂ）は、それぞれ同上インクカートリッジに装着されている回路基板の表裏の構造を示す図である。
【図５】同上記録装置にブラックインクカートリッジを装着した状態で示す断面図である。
【図６】本発明の一実施例を示すブロック図である。
【図７】同上装置の動作の内、インクカートリッジの交換時の動作を示すフローチャートである。
【図８】図（ａ）、（ｂ）は、それぞれ同上装置におけるインク残量に関するデータの流れを模式的に示す図である。
【図９】同上装置の動作の内、電源オン時のインクカートリッジの記憶手段のデータチェックの動作を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１１ キャリッジ
６、７ インクカートリッジ
１１ キャリッジ
１３ 記録ヘッド
１５ 制御装置
１７ ポンプユニット
５０ 回路基板
５１、５２ 電極
５３ 半導体記憶手段
Ｐ 電源スイッチ
ＩＣ インクカートリッジ交換指令スイッチ

Claims (2)

1. インクジェット記録ヘッドと、少なくともインクカートリッジを特定する識別データと、インク残量に関するデータとを格納した記憶手段が付帯され、前記インクジェット記録ヘッドにインクを供給するインクカートリッジと、印刷データに対応して前記インクジェット記録ヘッドを制御する制御手段とを備えたインクジェット記録装置において、
   前記記憶手段が電気的に書換え可能な不揮発性記憶手段により構成され、また前記インクカートリッジの識別データ及びインク残量に関するデータを複数格納するカートリッジデータ記憶手段を備え、さらに前記制御手段が、前記インクカートリッジが交換された時点、または電源が投入された時点で現在装着されているインクカートリッジの前記記憶手段に格納されている識別データと、前記カートリッジデータ記憶手段に格納されている複数の識別データとを比較し、前記識別データに一致するものが存在し、かつインク残量に関するデータが一致せず、さらに前記記憶手段に格納されているインク残量に関するデータにより規定されるインク残量の方が前記カートリッジデータ記憶手段に格納されているインク残量に関するデータよりも多い場合には、前記インクカートリッジデータ記憶手段のインク残量に関するデータにより前記記憶手段のインク残量に関するデータを修正するインクジェット記録装置。
2. 前記カートリッジデータ記憶手段が、書換え可能な不揮発性記憶手段を含む請求項１に記載のインクジェット記録装置。

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