JP2006150685A - 液体噴射装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 複数のノズル開口を有するヘッド部材を備えた液体噴射装置において各ノズル開口からの各液体噴射量をより正確に取得することができる液体噴射装置を提供することを目的とする。
【課題手段】 本発明は、複数のノズル開口を有するヘッド部材と、各ノズル開口部分の液体の圧力を変動させて当該液体を噴射させる複数の圧力変動手段と、噴射データに基づいて、各圧力変動手段に駆動信号を出力する駆動信号出力手段と、を備えた液体噴射装置である。液体噴射量取得部が、各ノズル開口からの各液体噴射量を、当該ノズル開口から当該液体を噴射する時に同時に液体を噴射するノズル開口の数に基づいて取得することを特徴とする。
【選択図】 図１０

Description

本発明は、ノズル開口から液体滴を吐出させるヘッド部材を備えた液体噴射装置に関する。

一般に、インクジェット式記録装置（液体噴射装置の一例）は、ノズル開口を有する記録ヘッド（ヘッド部材）と、ノズル開口部分のインク（液体）を吐出させる吐出駆動手段（例えば、圧電振動子や発熱素子）と、記録データ（噴射データ）に応じて吐出駆動手段を制御する吐出制御手段とを備えている。ノズル開口へのインクの供給は、インクカートリッジ（インク容器）と、インクカートリッジからノズル開口に至るインク連通路とによって行われる。インクカートリッジは、通常交換可能である。

インクジェット式記録装置の記録品質は、基本的にはノズル開口の径や数などで規定される記録ヘッドの解像度に依存するが、その他、インクの種類や粘度、記録媒体上での滲み具合等によっても影響され得る。

たとえばノズル開口部分では、インクが空気に曝されているので、インク溶媒（例えば、水）が徐々に蒸発する。このインク溶媒の蒸発によりノズル開口部分のインク粘度が上昇し、記録画像の画質を悪化させる。このため、インクジェット式記録装置では、ノズル開口部分のインクの増粘を防止する対策として、ノズル開口からのインクの吸引（クリーニングと呼ばれる）やインクの空吐出（フラッシングと呼ばれる）が行われている。

特に、インクカートリッジを交換した場合には、新しいインクカートリッジからノズル開口までのインクの導通が安定するまでクリーニングまたはフラッシングが行われている。

また、インクカートリッジのインク残量が少なくなると、インクを円滑に吐出することが困難となって、記録品質が悪化する。このため、インク残量が所定量を下回った時点をインクエンドと判別して、インクカートリッジの交換のための表示が行われている。

インク残量は、例えば、記録のため及びフラッシング動作のためにノズル開口から噴射されるインク噴射量とクリーニング動作のためにノズル開口から吸引されるインク吸引量との和に基づいて算出される（特開２００１−３５３８８５参照）。

このうち、記録のため及びフラッシング動作のためにノズル開口から噴射される各インク滴の量は、単位時間当たりの当該ノズル開口からのインク滴吐出数に依存して変化することが知見されている。例えば、特開２００３−１３０６３８は、そのような知見に基づいて、単位時間当たりのインク滴吐出数別にインク滴を計数してインク残量の検出精度を向上させることを提案している。
特開２００１−３５３８８５ 特開２００３−１３０６３８

前述のように、特開２００３−１３０６３８は、時間軸方向に関連してインク残量の検出精度を向上させている。

ここで、本件発明者は、複数のノズル開口を有するヘッド部材について、当該ヘッド部材内のノズル開口の使用状況に関連してインク残量の検出精度を向上させることを検討課題として鋭意研究を進めてきた。

そして、本件発明者は、記録のため及びフラッシング動作のためにノズル開口から噴射される各インク滴の量が、インク滴を同時に噴射するノズル開口の数に依存して変化することを知見したのである。

例えば、同一構造の複数の圧電振動子が用いられる記録ヘッドにおいて、ノズル列内の複数のノズル開口からインク滴が同時に噴射される場合、当該ノズル開口の数に応じて物理的な振動の干渉が生じて、当該ノズル開口から噴射される各インク量が影響を受ける。また、圧電振動子を制御する駆動信号も互いに影響し合って、信号波形に電気的な歪みが生じ、前記ノズル開口から噴射される各インク量が影響を受ける。

一方、発熱素子が用いられる記録ヘッドにおいては、ノズル列内の複数のノズル開口からインク滴が同時に噴射される場合、インク噴射に伴う熱の影響を互いに及ぼし合うことにより、当該ノズル開口から噴射される各インク量が変化し得る。

本発明は、このような点を考慮してなされたものであり、複数のノズル開口を有するヘッド部材を備えた液体噴射装置において各ノズル開口からの各液体噴射量をより正確に取得することができる液体噴射装置を提供することを目的とする。

本発明は、複数のノズル開口を有するヘッド部材と、各ノズル開口部分の液体の圧力を変動させて当該液体を噴射させる複数の圧力変動手段と、噴射データに基づいて、各圧力変動手段に駆動信号を出力する駆動信号出力手段と、各ノズル開口からの各液体噴射量を、当該ノズル開口から当該液体を噴射する時に同時に液体を噴射するノズル開口の数に基づいて取得する液体噴射量取得部と、を備えたことを特徴とする液体噴射装置である。

本発明によれば、各ノズル開口からの各液体噴射量が、当該ノズル開口から当該液体を噴射する時に同時に液体を噴射するノズル開口の数に基づいて個別に取得されるため、各ノズル開口からの各液体噴射量がより正確に取得され得る。

例えば、前記複数のノズル開口は、複数のノズル列を形成するように配置されており、各ノズル列は、複数種類の液体の各々に対応している。この場合、前記液体噴射量取得部は、各ノズル開口からの各液体噴射量を、当該ノズル開口から当該液体を噴射する時に同時に当該液体と同一種類の液体を噴射するノズル開口の数に基づいて取得するようになっていることが好ましい。

また、液体噴射装置は、前記液体噴射量取得部により取得された各液体噴射量を各液体種類毎に積算する噴射量積算部を更に備えることが好ましい。

例えば、前記液体噴射量取得部は、各ノズル開口からの各液体噴射量を、当該ノズル開口から当該液体を噴射する時に同時に当該液体と同一種類の液体を噴射可能なノズル開口の数と、当該ノズル開口から当該液体を噴射する時に同時に当該液体と同一種類の液体を噴射するノズル開口の数と、の比に基づいて取得するようになっている。

また、例えば、前記液体噴射量取得部は、各ノズル開口からの各液体噴射量を、当該ノズル開口から当該液体を噴射する時に同時に当該液体と同一種類の液体を噴射するノズル開口の数が所定のノズル開口の数より少ない場合には、当該ノズル開口から当該液体を噴射する時に同時に当該液体と同一種類の液体を噴射するノズル開口の数が所定のノズル開口の数の液体噴射量と比べて、より多い量として取得するようになっている。

これは、後述する本件発明者による実験データに対応して（図１０参照）、ノズル開口から液体を噴射する時に同時に当該液体と同一種類の液体を噴射するノズル開口の数が所定のノズル開口の数より少ない場合には、当該ノズル開口から当該液体を噴射する時に同時に当該液体と同一種類の液体を噴射するノズル開口の数が所定のノズル開口の数の液体噴射量と比べて、当該ノズル開口からの当該液体の噴射量が多くなるという傾向に基づく態様である。

また、本発明は、複数のノズル開口を有するヘッド部材と、各ノズル開口部分の液体の圧力を変動させて当該液体を噴射させる複数の圧力変動手段と、を備えた液体噴射装置を制御するための制御装置であって、噴射データに基づいて、各圧力変動手段に駆動信号を出力する駆動信号出力手段と、各ノズル開口からの各液体噴射量を、当該ノズル開口から当該液体を噴射する時に同時に液体を噴射するノズル開口の数に基づいて取得する液体噴射量取得部と、を備えたことを特徴とする制御装置である。

前記の制御装置または当該制御装置の各構成要素は、コンピュータシステムによって実現され得る。

また、コンピュータシステムに前記の制御装置または当該制御装置の各構成要素を実現させるためのプログラム及び当該プログラムを記録したコンピュータ読取り可能な記録媒体も、本件の保護対象である。

ここで、記録媒体とは、フロッピーディスク等の単体として認識できるものの他、各種信号を伝搬させるネットワークをも含む。

また、本発明は、複数のノズル開口を有するヘッド部材と、各ノズル開口部分の液体の圧力を変動させて当該液体を噴射させる複数の圧力変動手段と、噴射データに基づいて、各圧力変動手段に駆動信号を出力する駆動信号出力手段と、を備えた液体噴射装置の液体の残量を検出するための残量検出装置であって、各ノズル開口からの各液体噴射量を、当該ノズル開口から当該液体を噴射する時に同時に液体を噴射するノズル開口の数に基づいて取得する液体噴射量取得部と、前記液体噴射量取得部により取得された各液体噴射量を各液体種類毎に積算する噴射量積算部と、を備えたことを特徴とする残量検出装置である。

また、本発明は、複数のノズル開口を有するヘッド部材と、各ノズル開口部分の液体の圧力を変動させて当該液体を噴射させる複数の圧力変動手段と、噴射データに基づいて、各圧力変動手段に駆動信号を出力する駆動信号出力手段と、を備えた液体噴射装置の液体の残量を検出するための残量検出方法であって、各ノズル開口からの各液体噴射量を、当該ノズル開口から当該液体を噴射する時に同時に液体を噴射するノズル開口の数に基づいて取得する液体噴射量取得工程と、前記液体噴射量取得部により取得された各液体噴射量を各液体種類毎に積算する噴射量積算工程と、を備えたことを特徴とする残量検出方法である。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。

図１は、本発明によるインクジェット式記録装置（液体噴射装置の一例）の一実施の形態の概略斜視図であり、図２は、その装置内部の印字機構を示す概略構成図である。図１及び図２に示すように、本実施の形態のインクジェット式記録装置は、筐体３と、黒インクカートリッジ１（液体容器）及びカラーインクカートリッジ２（液体容器）が載置されるキャリッジ１１とを備えている。

図１に示すように、筐体３の上面には、操作パネル４が設けられている。この場合、操作パネル４には、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、黒インククリーニング指令スイッチ７、カラーインククリーニング指令スイッチ８、黒インクインクエンド表示器９及びカラーインクインクエンド表示器１０が設けられている。

図２に示すように、キャリッジ１１は、タイミングベルト１２を介してキャリッジ駆動モータ１３に接続される共に、ガイド部材１４に摺動可能に支持されている。ガイド部材１４は、プラテン１５と平行に配置されている。これにより、キャリッジ１１はプラテン１５に平行に往復移動可能となっている。この移動方向は主操作方向と呼ばれる。

キャリッジ１１の下方面には、黒インクを吐出するための複数、例えば１８０個、のノズル開口が配列された黒インク用記録ヘッド１７と、イエロー、マゼンタ及びシアンの３色のカラーインクをそれぞれ吐出するための複数、例えば１８０×３個、のノズル開口が配列されたカラーインク用記録ヘッド１８とが設けられている。

黒インク用記録ヘッド１７及びカラーインク用記録ヘッド１８が対向する面には、記録紙などの記録媒体１６が、主操作方向と直交する方向に移動可能に支持されている。この方向は副操作方向と呼ばれる。

記録ヘッド１７及び１８の非印刷領域の一部（図２の右側領域）には、キャッピングユニット１９（クリーニング部）が配置されている。キャッピングユニット１９は、黒インク用記録ヘッド１７のノズル開口を封止するキャップ２０ａと、カラーインク用記録ヘッド１８のノズル開口を各色毎に封止するキャップ２０ｂ〜２０ｄとを有している。

この場合、これらのキャップ２０ａ〜２０ｄは、同一のスライダ２１に搭載されており、モータ等によって駆動される４連構成のポンプユニット２３ａ〜２３ｄ（クリーニング部）にチューブ（図示せず）を介してそれぞれ接続されている。これにより、各キャップ２０ａ〜２０ｄは独立に負圧の供給を受けて、対応する記録ヘッド１７及び１８の各色毎のノズル開口からインクを吸引する、すなわち、クリーニング処理を行うようになっている。

図３は、黒インクカートリッジ１の斜視図である。図３に示すように、黒インクカートリッジ１は、黒インクを収容するインク室１ａを有しており、インク室１ａと黒インク用記録ヘッド１７のインク連通路１７ａとを接続可能なインク供給口２６が底面２５に設けられている。また、当該底面２５には、電気的に書換え可能なメモリ装置である半導体記憶手段２７が設けられている。また、半導体記憶手段２７へのアクセスのための電気接点３３も、底面２５に設けられている。

この場合、半導体記憶手段２７は、当該黒インクカートリッジ１の製造時点に関する情報、例えば製造年月日と、インク室１ａに収容されるインクの特性に関する情報とを記憶している。インク室１ａには、フォーム材に浸透された態様で黒色の顔料インクが収容されている。

一方、図４は、カラーインクカートリッジ２の斜視図である。図４に示すように、カラーインクカートリッジ２は、カラーインクとしてのイエロー、マゼンダ、シアンの各インクを個別に収容するインク室２ａ、２ｂ、２ｃを有しており、各インク室２ａ、２ｂ、２ｃとカラーインク用記録ヘッド１８のインク連通路１８ａとを接続可能なインク供給口２９〜３１が、底面２８に設けられている。また、当該底面２８には、電気的に書換え可能なメモリ装置である半導体記憶手段３２が設けられている。また、半導体記憶手段３２へのアクセスのための電気接点３４も、底面２８に設けられている。

この場合、半導体記憶手段３２は、当該カラーインクカートリッジ２の製造時点に関する情報、例えば製造年月日と、各インク室２ａ〜２ｃに収容されるインクの特性に関する情報とを記憶している。各インク室２ａ〜２ｃには、フォーム材に浸透された態様で各色の顔料インクが収容されている。

図５は、図３及び図４に示す各カートリッジ１及び２が装着されるヘッドホルダ３５（液体容器設置部）を示す斜視図である。図５に示すように、ヘッドホルダ３５には、各カートリッジ１及び２の電気接点３３及び３４と電気的に接触可能な電気接点３６及び３７が設けられている。これらの電気接点３６及び３７は、半導体記憶手段２７及び３２に記憶された情報を読取る情報読取部３８及び３９にそれぞれ接続されている。情報読取部３８及び３９は、フレキシブルケーブル４０によって、記録装置本体の制御装置４１（図２参照）に接続されている。

半導体記憶手段２７及び３２は、書込みできない読取り専用の記憶手段であってもよい。あるいは、これらが書込み可能な記憶手段である場合、情報読取部３８及び３９は、半導体記録手段２７及び３２に対する書込み機能を有していてもよい。

具体的には、半導体記録手段２７及び３２は、ＩＣチップにより構成され得る。もっとも、半導体記録手段２７及び３２は、バーコード、磁気テープ等、公知の任意の記憶部材に置換され得る。その場合、情報読取部３８及び３９の態様も、各記憶部材に合わせて変更され得る。

図６は、制御装置４１の概略ブロック図である。図６に示すように、キャリッジ１１の各インクカートリッジ１、２が対向する位置に押圧スイッチ４３、４４がそれぞれ設けられている。各押圧スイッチ４３、４４は、インクカートリッジ交換判定部４２に接続され、各インクカートリッジ１、２が交換されたか否かが判定されるようになっている。

キャリッジモータ制御部４５は、主制御部４６からの制御を受けて、キャリッジ１１をプラテン１５と平行に移動させるようになっている。

吸引制御部４７は、主制御部４６による制御を受けて、キャリッジモータ制御部４５を介して記録ヘッド１７及び１８のノズル開口をキャッピングユニット１９によって封止させると共に、ポンプ駆動部４８を介して各吸引ポンプ２３ａ〜２３ｄの吸引力や吸引時間を制御するようになっている。

印字・フラッシング制御部４９（駆動信号出力手段の一部）は、ホスト（図示せず）からの記録データ（噴射データの一例）に基づいてヘッド駆動部５０（駆動信号出力手段の一部）を駆動させ、記録ヘッド１７及び１８のノズル開口からインク滴を適宜に吐出させて印字を実行するようになっている。さらに、インクの増粘の程度等に応じてヘッド駆動部５０を駆動させ、記録ヘッド１７及び１８のノズル開口部分のインクを微振動させてフラッシング処理を実行するようになっている。

本実施の形態においてヘッド駆動部５０によって駆動される圧力変動手段は、図７に示すように、たわみ振動モードの圧電振動子１２１である。図７は、記録ヘッド１８の断面図であるが、記録ヘッド１７も略同様の断面構造を有している。

図７に示すように、記録ヘッド１８は、インクカートリッジ２（図２及び図４参照）からのインクが供給されるインク室１２０と、複数のノズル開口１１７が副走査方向に列設されたノズルプレート１１６と、ノズル開口１１７のそれぞれに対応して複数設けられた圧力室１２２と、を主に備える。圧力室１２２は、圧電振動子１２１の変形によって膨張・収縮するようになっている。

インク室１２０と圧力室１２２とは、インク供給口１２４及び供給側連通孔１２３を介して連通されている。また、圧力室１２２とノズル開口１１７とは、第１ノズル連通孔１２５及び第２ノズル連通孔１２６を介して連通されている。即ち、インク室１２０から圧力室１２２を通ってノズル開口１１７に至る一連のインク流路が、ノズル開口１１７毎に形成されている。

上記の圧電振動子１２１は、所謂たわみ振動モードの圧電振動子１２１である。たわみ振動モードの圧電振動子１２１を用いると、充電により圧電振動子１２１が電界と直交する方向に縮んで圧力室１２２が収縮し、充電された圧電振動子１２１を放電することにより、圧電振動子１２１が電界と直交する方向に伸長して圧力室１２２が膨張する。

すなわち、記録ヘッド１８では、圧電振動子１２１に対する充放電に伴って、対応する圧力室１２２の容量が変化する。このような圧力室１２２の圧力変動を利用して、ノズル開口１１７からインク滴を吐出させたり、メニスカス（ノズル開口１１７で露出しているインクの自由表面）を微振動させたりすることができる。

記録ヘッド１８は、この場合、３色が記録可能な多色記録ヘッドである。多色記録ヘッドは、複数のヘッドユニットを備えており、各ヘッドユニット毎に使用するインクの種類が設定される。

本実施の形態の記録ヘッド１８は、シアンインクを吐出可能なシアンヘッドユニットと、マゼンタインクを吐出可能なマゼンタヘッドユニットと、イエローインクを吐出可能なイエローヘッドユニットと、を備えている。各ヘッドユニットは、対応するインクカートリッジ２の各インク収容室２ａ、２ｂ、２ｃと連通するようになっている。そして、各ヘッドユニットが、それぞれ図７を用いて説明した構成を有しており、複数のノズル開口１１７からなるノズル列が各インク色（Ｃ、Ｍ、Ｙ）毎に形成されている。

図６に戻って、主制御部４６は、ホスト（図示せず）からの記録データ等に基づいて、キャリッジモータ制御部４５、印字・フラッシング制御部４９及び吸引制御部４７を制御するようになっている。また、主制御部４６は、現在時点を認識する時計機能部４６ａに接続されている。時計機能部４６ａは、独自に時計機能を有していてもよいが、通常はホストから時計情報を得るようになっている。

ここで、本実施の形態の主制御部４６は、インクカートリッジ交換判定部４２が黒インクカートリッジ１が交換されたことを判定した場合、新しい黒インクカートリッジ１の半導体記憶手段２７に記憶された情報、すなわち、当該インクカートリッジ１が製造された製造年月日及び当該インクカートリッジ１が収容する黒インクの特性に関する情報を、情報読取部３８を介して取得するようになっている。

そして、主制御部４６に設けられた演算部４６ｂが、取得された製造年月日から現在時点までの経過時間を演算するようになっている。

そして、演算部４６ｂは、この経過時間の長さに基づいて、インクの初期吸引量及びインク消費予定量を演算するようになっている。この演算方法について、図８を用いて説明する。

図８に示すように、製造直後のインクカートリッジ１のインク室１ａに含まれる黒インクは、上方部においても底部においても略同一のインク濃度である。しかしながら、製造後所定の向き（インク供給口２６が下方となる向き）で保管される状態が継続すると、重力による顔料の沈降の影響により、図８中の矢印に示すように、インク室１ａの底部においてはインク濃度が高くなり、上方部においてはインク濃度が低くなる。

従って、製造後に所定時間以上が経過した場合、インク室１ａの底部のインクＡは極めて高いインク濃度となっているため、記録を高品質に行うことが困難である。そこで、このようなインクＡをクリーニング処理によって排出すべく、インクの初期吸引量（初期排出量）は経過時間の長さに応じて領域Ａの分だけ多く設定される。

主制御部４６及び吸引制御部４７は、このインクの初期吸引量に応じて吸引ポンプ２３ａを制御して、インクカートリッジ交換時におけるインク充填吸引処理を実行するようになっている。

逆に、製造後に所定時間以上が経過した場合、インク室１ａの上方部のインクＢは極めて低いインク濃度となっているため、記録を高品質に行うことが困難である。そこで、このようなインクＢを使用することを積極的に回避すべく、インク消費予定量は領域Ｂの分だけ少なく設定される。

主制御部４６は、このインク消費予定量を、インクエンド制御部５１に送るようになっている。インクエンド制御部５１については後述する。

同様に、本実施の形態の主制御部４６は、インクカートリッジ交換判定部４２がカラーインクカートリッジ２が交換されたことを判定した場合、新しいカラーインクカートリッジ２の半導体記憶手段３２に記憶された情報、すなわち、当該インクカートリッジ２が製造された製造年月日及び当該インクカートリッジ２が収容する各インクの特性に関する情報を、情報読取部３９を介して取得するようになっている。

そして、主制御部４６に設けられた演算部４６ｂが、取得された製造年月日から現在時点までの経過時間を演算するようになっている。

そして、演算部４６ｂは、この経過時間の長さに基づいて、各色毎に、インクの初期吸引量及びインク消費予定量を演算するようになっている。この演算方法については、図８を用いて前述した方法と略同様である。

すなわち、図８に示すように、製造直後のインクカートリッジ２の各インク室２ａ〜２ｃに含まれる各インクは、上方部においても底部においても略同一のインク濃度であるが、製造後所定の向き（インク供給口２９〜３１が下方となる向き）で保管される状態が継続すると、重力による顔料の沈降の影響により、インク室２ａ〜２ｃの底部においてはインク濃度が高くなり、上方部においてはインク濃度が低くなる。

従って、製造後に所定時間以上が経過した場合、インク室２ａ〜２ｃの底部のインクＡは極めて高いインク濃度となっているため、記録を高品質に行うことが困難である。そこで、このようなインクＡをクリーニング処理によって排出すべく、各インクの初期吸引量は経過時間の長さに応じて領域Ａの分だけ多く設定される。

主制御部４６及び吸引制御部４７は、この各インクの初期吸引量に応じて対応する各吸引ポンプ２３ｂ〜２３ｄを制御して、インクカートリッジ交換時における各インクの充填吸引処理を実行するようになっている。

逆に、製造後に所定時間以上が経過した場合、インク室２ａ〜２ｃの上方部のインクＢは極めて低いインク濃度となっているため、記録を高品質に行うことが困難である。そこで、このようなインクＢを使用することを積極的に回避すべく、各インクのインク消費予定量は領域Ｂの分だけ少なく設定される。

主制御部４６は、この各インク消費予定量を、インクエンド制御部５１に送るようになっている。

次に、インクエンド制御部５１について、図９を用いて説明する。図９は、インクエンド制御部５１の概略ブロック図である。図９に示すように、インクエンド制御部５１は、黒インク消費量を積算する黒インク消費量積算部５１ａと、黒インクのインク消費予定量記憶部５２ａと、各カラー色のインク消費量をそれぞれ積算するカラーインク消費量積算部５１ｂ〜５１ｄと、各カラー色のインク消費予定量記憶部５２ｂ〜５２ｄと、黒インク残量比較部５３と、カラーインク残量比較部５４と、を有している。

各インク消費量積算部５１ａ〜５１ｄは、各色毎に、記録のため及びフラッシング処理のために噴射されるインク噴射量を積算する噴射量積算部６１ａ〜６１ｄと、クリーニング処理のために吸引されるインク吸引量を積算する吸引量積算部６２ａ〜６２ｄと、に接続されている。そして、各インク消費量積算部５１ａ〜５１ｄは、各色毎に、噴射量積算部６１ａ〜６１ｄに積算されたインク噴射量の積算値と吸引量積算部６２ａ〜６２ｄに積算されたインク吸引量の積算値との和を算出するようになっている。

各噴射量積算部６１ａ〜６１ｄは、各ノズル列の各ノズル開口からの各インク噴射量を当該ノズル開口からインクを噴射する時に同時に同一色のインクを噴射するノズル開口の数に基づいて取得する液体噴射量取得部６３ａ〜６３ｄに接続されている。

本件発明者は、同時にインクを噴射するノズル開口の数と、その時に各ノズル開口から噴射されるインク滴の量との間に、図１０に示すような関係があることを知見した。

このような関係は、ノズル列内の複数のノズル開口からインク滴が同時に噴射される場合、当該ノズル開口の数、配置、大きさなど各部材の材質、寸法等の諸条件に応じて物理的な振動の干渉が生じることに起因していると考えられる。また、このような関係は、圧電振動子を制御する駆動信号が互いに影響し合って信号波形に電気的な歪みが生じることにも起因していると考えられる。

当該知見に基づいて、各液体噴射量取得部６３ａ〜６３ｄは、例えば図１０に示すような関係とインク噴射量の設計値（駆動信号の設計波形等に対応する）等とに基づいて各ノズル列の各ノズル開口からの各インク噴射量を取得する。すなわち、各液体噴射量取得部６３ａ〜６３ｄは、ノズル開口からインクを噴射する時に同時に当該インクと同一色のインクを噴射するノズル開口の数が所定のノズル開口の数より少ない場合には、当該ノズル開口から当該インクを噴射する時に同時に当該インクと同一色のインクを噴射するノズル開口の数が所定のノズル開口の数より多い場合と比べて、インク噴射量を所定のノズル開口数のインク噴射量よりも多い量として取得するようになっている。ここでいう「所定のノズル開口の数」とは、例えば、同一色のノズル列全ノズル開口数である場合の他に、全ノズル開口数に限定されずに、任意のノズル開口の数を予め設定した場合であってもよい。

また、上記では噴射するノズル開口数が減少するに従って、徐々にインク噴射量を多く取得するようになっていることを説明したが、インクを噴射するノズル開口の数が所定数以下になれば、より多く取得するインク噴射量を一定にしても良い。例えば、図１０において、使用する（噴射する）ノズル開口数が６０個以下であれば、４５個、３６個においても１１３％と固定することができる。すなわち、同一色のインクを噴射するノズル開口の列の全ノズル数から利用するノズル開口の利用数を利用率として算出し、特定の利用率毎にインク噴射量をより多い量として取得するような設定をしてもよい。

図１０に示されるような同時に使用されるノズル開口の数と各インク滴の量との間の関係は、予め実際に測定実験を行うことによって得られる。当該関係は、各色毎に求められることが好ましいが、全色について共通の関係を近似的に用いてもよい。当該関係は、具体的には、対応表や関数等の形態で利用される。

また、同時に使用されるノズル開口の数の代わりに、ノズル開口からインクを噴射する時に同時に当該インクと同一色のインクを噴射可能なノズル開口の数と、当該ノズル開口から当該インクを噴射する時に同時に当該インクと同一色のインクを噴射するノズル開口の数と、の比が用いられてもよい。

一方、各インク消費予定量記憶部５２ａ〜５２ｄには、前述のように主制御部４６から送られる値が記憶されるようになっている。

その他、黒インク残量比較部５３は、黒インク消費量積算部５１ａが算出した黒インクの消費量と、インク消費予定量記憶部５２ａに記憶された黒インクの消費予定量とを比較して、前者の方が後者を上回った時に黒インクのインクエンドを判別し、当該信号を黒インクインクエンド表示器９に送るようになっている。

また、カラーインク残量比較部５４は、カラーインク消費量積算部５１ｂ〜５１ｄが算出した各カラーインクの消費量と、インク消費予定量記憶部５２ｂ〜５２ｄに記憶された各インクの消費予定量とをそれぞれ比較して、前者の方が後者を上回るインク（色）が存在した時に当該インクのインクエンドを判別し、当該信号をカラーインクインクエンド表示器１０に送るようになっている。

次に、以上のような構成よりなる本実施の形態の作用について説明する。

黒インクカートリッジ１が交換されると、インクカートリッジ交換判定部４２が押圧スイッチ４３からの信号によって黒インクカートリッジ１が交換されたことを判定する。

そして、主制御部４６が、新しい黒インクカートリッジ１の半導体記憶手段２７に記憶された情報、すなわち、当該インクカートリッジ１が製造された製造年月日及び当該インクカートリッジ１が収容する黒インクの特性に関する情報を、情報読取部３８を介して取得する。

次に、主制御部４６に設けられた演算部４６ｂが、取得された製造年月日から現在時点までの経過時間を演算する。さらに演算部４６ｂは、この経過時間の長さに基づいて、黒インクの初期吸引量及びインク消費予定量を演算する。

製造後に所定時間以上が経過した場合、インク室１ａの底部のインクＡ（図８参照）は極めて高いインク濃度となっており、記録を高品質に行うことが困難であるため、このようなインクＡをクリーニング処理によって排出すべく、インクの初期吸引量は経過時間の長さに応じて領域Ａの分だけ多く設定される。

逆に、製造後に所定時間以上が経過した場合、インク室１ａの上方部のインクＢ（図８参照）は極めて低いインク濃度となっており、記録を高品質に行うことが困難であるため、このようなインクＢを使用することを積極的に回避すべく、インク消費予定量は領域Ｂの分だけ少なく設定される。主制御部４６は、このインク消費予定量をインクエンド制御部５１に送って、インク消費予定量記憶部５２ａに記憶させる。

主制御部４６及び吸引制御部４７は、求めたインクの初期吸引量に応じて吸引ポンプ２３ａを制御して、インクカートリッジ交換時における黒インクの充填吸引処理を実行する。

その後の記録装置の使用過程において、噴射量積算部６１ａが、ブラックインクのノズル列の各ノズル開口からの各インク滴の噴射量を、当該ノズル開口からブラックインクを噴射する時に同時に同一色のインクを噴射するノズル開口の数に基づいて取得する（図１０参照）。

そして、噴射量積算部６１ａが、記録のため及びフラッシング処理のために噴射されたブラックインクの噴射量を積算する。

一方、吸引量積算部６２ａが、クリーニング処理のために吸引されたブラックインクの吸引量を積算する。

そして、インク消費量積算部５１ａが、噴射量積算部６１ａにより積算されたインク噴射量の積算値と吸引量積算部６２ａにより積算されたインク吸引量の積算値との和を算出する。

そして、黒インク残量比較部５３が、黒インク消費量積算部５１ａが算出した黒インクの消費量と、インク消費予定量記憶部５２ａに記憶された黒インクの消費予定量とを比較して、前者の方が後者を上回った時に黒インクのインクエンドを判別し、当該信号を黒インクインクエンド表示器９に送る。

同様に、カラーインクカートリッジ２が交換されると、インクカートリッジ交換判定部４２が押圧スイッチ４４からの信号によってカラーインクカートリッジ２が交換されたことを判定する。

そして、主制御部４６が、新しいカラーインクカートリッジ２の半導体記憶手段３２に記憶された情報、すなわち、当該インクカートリッジ２が製造された製造年月日及び当該インクカートリッジ２が収容する各カラーインクの特性に関する情報を、情報読取部３９を介して取得する。

次に、主制御部４６に設けられた演算部４６ｂが、取得された製造年月日から現在時点までの経過時間を演算する。さらに演算部４６ｂは、この経過時間の長さに基づいて、各カラーインクの初期吸引量及びインク消費予定量を演算する。

製造後に所定時間以上が経過した場合、各インク室２ａ〜２ｃの底部のインクＡ（図８参照）は極めて高いインク濃度となっており、記録を高品質に行うことが困難であるため、このようなインクＡをクリーニング処理によって排出すべく、各インクの初期吸引量は経過時間の長さに応じて領域Ａの分だけ多く設定される。

逆に、製造後に所定時間以上が経過した場合、各インク室２ａ〜２ｃの上方部のインクＢ（図８参照）は極めて低いインク濃度となっており、記録を高品質に行うことが困難であるため、このようなインクＢを使用することを積極的に回避すべく、各インクの消費予定量は領域Ｂの分だけ少なく設定される。主制御部４６は、この各インク消費予定量をインクエンド制御部５１に送って、インク消費予定量記憶部５２ｂ〜５２ｄにそれぞれ記憶させる。

主制御部４６及び吸引制御部４７は、求めた各インクの初期吸引量に応じて吸引ポンプ２３ｂ〜２３ｄを制御して、インクカートリッジ交換時における各カラーインクの充填吸引処理を実行する。

その後の記録装置の使用過程において、各噴射量積算部６１ｂ〜６１ｄが、各色毎に、各ノズル列の各ノズル開口からの各インク滴の噴射量を、当該ノズル開口から当該インク滴を噴射する時に同時に同一色のインクを噴射するノズル開口の数に基づいて、図１０に示すような関係に基づいて、取得する。

そして、各噴射量積算部６１ｂ〜６１ｄが、各色毎に、記録のため及びフラッシング処理のために噴射されたインク噴射量を積算する。

一方、各吸引量積算部６２ｂ〜６２ｄが、各色毎に、クリーニング処理のために吸引されたインク吸引量を積算する。

そして、各インク消費量積算部５１ｂ〜５１ｄが、各色毎に、噴射量積算部６１ｂ〜６１ｄにより積算されたインク噴射量の積算値と吸引量積算部６２ｂ〜６２ｄにより積算されたインク吸引量の積算値との和を算出する。

そして、カラーインク残量比較部５４が、各カラーインク消費量積算部５１ｂ〜５１ｄが算出した各インクの消費量と、各インク消費予定量記憶部５２ｂ〜５２ｄに記憶された各インク消費予定量とをそれぞれ比較して、前者の方が後者を上回る色が存在した時に当該インク（色）のインクエンドを判別し、当該信号をカラーインクインクエンド表示器１０に送る。

以上のように、本実施の形態によれば、インクカートリッジ１、２の製造時点に関する情報に基づいて吸引ポンプ２３ａ〜２３ｄが制御されるため、インクカートリッジ１、２の交換時に、適切なインクの充填吸引処理（クリーニング）が実施され得る。

また、本実施の形態によれば、インクカートリッジ１、２の製造時点に関する情報とインク消費量とに基づいてインクエンドが判別されるため、所定のレベルのインク濃度でのインクエンドを適切に判別することができる。

本実施の形態では、演算部４６ｂがインクカートリッジ１、２の製造年月日から現在時点までの経過時間を演算し、経過時間の長さに応じて、より少ないインク消費量でインクエンドを判別するようになっているため、製造時点からの経過時間が長いために残り少ないインクの濃度が所定レベルを超えて低い場合に、当該インクの消費前にインクエンドを判別することが可能である。

更に、カラーインクカートリッジ２については、各インク室２ａ〜２ｃに収容された各インクの各々について、インクカートリッジ２の製造時点に関する情報及び各インクの消費量に基づいてインクエンドを判別するため、各インク毎に適切なインクエンドを判別することができる。

なお、本実施の形態では、インク消費量として、ノズル開口からのインク噴射量とインク吸引量との和を算出しているので、より正確にインク消費量を把握することができる。

特に、各ノズル開口からの各インク噴射量が、当該ノズル開口から当該インクを噴射する時に同時に同一色のインクを噴射するノズル開口の数に基づいて個別に取得されるため、各ノズル開口からの各インク噴射量がより正確に取得され得る。

また、各液体噴射量取得部６３ａ〜６３ｄは、単位時間当たりのインク滴噴射数をも考慮して、取得される各インク量を更に補正してもよい。

なお、以上の各実施の形態では、インクカートリッジが製造された製造年月日に基づいて各インクの初期吸引量及び消費予定量が決定されている。しかしながら、より広くは、各インクの初期吸引量及び消費予定量は、インク室におけるインクの沈降状態に関する他の情報に基づいて決定されてもよい。

なお、上記のたわみ振動モードの圧電振動子１２１に代えて、いわゆる縦振動モードの圧電振動子を用いることも可能である。縦振動モードの圧電振動子は、充電による変形で圧力室を膨張させ、放電による変形で圧力室を収縮させる圧電振動子である。縦振動モードの圧電振動子を用いる場合、たわみ振動モードの圧電振動子１２１を用いる場合と比較して、駆動信号の立ち上がりと立ち下がりとの関係が逆になる（正負が反転したものとなる）。

更には、圧力室１２２の容積を変化させる圧力発生素子（圧力変動手段の一例）は、圧電振動子に限定されるものではない。例えば、磁歪素子を圧力発生素子として用い、この磁歪素子によって圧力室１２２を膨張・収縮させて圧力変動を生じさせるようにしてもよいし、発熱素子を圧力発生素子として用い、この発熱素子からの熱で膨張・収縮する気泡によって圧力室１２２に圧力変動を生じさせるように構成してもよい。この場合、インク滴吐出量を調整する方法としては、駆動信号のパルス幅を変える方法がより好適である。

なお、制御装置４１または制御装置４１の少なくとも一部は、コンピュータシステムによって構成され得る。コンピュータシステムに制御装置４１またはその一部を実現させるためのプログラム及び当該プログラムを記録したコンピュータ読取り可能な記録媒体２０１も、本件の保護対象である。

さらに、制御装置４１またはその一部が、コンピュータシステム上で動作するＯＳ等のプログラムによって実現される場合、当該ＯＳ等のプログラムを制御する各種命令を含むプログラム及び当該プログラムを記録した記録媒体２０２も、本件の保護対象である。

ここで、記録媒体２０１、２０２とは、フロッピーディスク等の単体として認識できるものの他、各種信号を伝搬させるネットワークをも含む。

なお、以上の説明はインクジェット記録装置についてなされているが、本発明は、広く液体噴射装置全般を対象としたものである。液体の例としては、インクの他に、グルー、マニキュア、導電性液体（液体金属）等が用いられ得る。更に、本発明は、液晶等の表示体におけるカラーフィルタの製造用装置にも適用され得る。

本発明によるインクジェット式記録装置の一実施の形態を示す概略斜視図。 図１の装置内部の印字機構を示す概略構成図。 黒インクカートリッジの一例を示す概略斜視図。 ３色カラーインクカートリッジの一例を示す概略斜視図。 インクカートリッジが装着されるホルダの一例を示す概略斜視図。 図１の装置の制御系を示す概略ブロック図。 記録ヘッドの構成を説明するための図。 インクカートリッジ内のインク濃度の変化を説明する図。 図６のインクエンド制御部を示す概略ブロック図。 同時に使用されるノズル開口の数とインク滴の吐出重量との関係を示すグラフ。

符号の説明

１ 黒インクカートリッジ
２ カラーインクカートリッジ
３ 筐体
４ 操作パネル
５ 電源スイッチ
６ インクカートリッジ交換指令スイッチ
７ 黒インククリーニング指令スイッチ
８ カラーインククリーニング指令スイッチ
９ 黒インクインクエンド表示器
１０ カラーインクインクエンド表示器
１１ キャリッジ
１２ タイミングベルト
１３ キャリッジ駆動モータ
１４ ガイド部材
１５ プラテン
１６ 記録媒体
１７ 黒インク用記録ヘッド
１７ａ インク連通路
１８ カラーインク用記録ヘッド
１８ａ インク連通路
１９ キャッピングユニット
２０ａ〜２０ｄ キャップ
２１ スライダ
２３ａ〜２３ｄ 吸引ポンプ
２７、３２ 半導体記憶手段
３３、３４ 電気接点
３５ ヘッドホルダ
３８、３９ 情報読取部
４０ フレキシブルケーブル
４１ 制御装置
４２ インクカートリッジ交換判定部
４３、４４ 押圧スイッチ
４５ キャリッジモータ制御部
４６ 主制御部
４６ａ 時計機能部
４６ｂ 演算部
４７ 吸引制御部
４８ ポンプ駆動部
４９ 印字・フラッシング制御部
５０ ヘッド駆動部
５１ インクエンド制御部
５１ａ〜５１ｄ インク消費量演算部
５２ａ〜５２ｄ インク消費予定量記憶部
５３ 黒インク残量比較部
５４ カラーインク残量比較部
６１ａ〜６１ｄ 噴射量積算部
６２ａ〜６２ｄ 吸引量積算部
６３ａ〜６３ｄ 液体噴射量取得部
１２０ インク室
１２１ 圧電振動子
１２２ 圧力発生室
１２３ 供給側連通孔
１２４ インク供給口
１２５ 第１ノズル連通孔
１２６ 第２ノズル連通孔

Claims (12)

1. 複数のノズル開口を有するヘッド部材と、
   各ノズル開口部分の液体の圧力を変動させて当該液体を噴射させる複数の圧力変動手段と、
   噴射データに基づいて、各圧力変動手段に駆動信号を出力する駆動信号出力手段と、
   各ノズル開口からの各液体噴射量を、当該ノズル開口から当該液体を噴射する時に同時に液体を噴射するノズル開口の数に基づいて取得する液体噴射量取得部と、
   を備えたことを特徴とする液体噴射装置。
2. 前記複数のノズル開口は、複数のノズル列を形成するように配置されており、
   各ノズル列は、複数種類の液体の各々に対応しており、
   前記液体噴射量取得部は、各ノズル開口からの各液体噴射量を、当該ノズル開口から当該液体を噴射する時に同時に当該液体と同一種類の液体を噴射するノズル開口の数に基づいて取得するようになっている
   ことを特徴とする請求項１に記載の液体噴射装置。
3. 前記液体噴射量取得部により取得された各液体噴射量を各液体種類毎に積算する噴射量積算部
   を更に備えたことを特徴とする請求項１または２に記載の液体噴射装置。
4. 前記液体噴射量取得部は、各ノズル開口からの各液体噴射量を、当該ノズル開口から当該液体を噴射する時に同時に当該液体と同一種類の液体を噴射するノズル開口の数が所定のノズル開口の数より少ない場合には、当該ノズル開口から当該液体を噴射する時に同時に当該液体と同一種類の液体を噴射するノズル開口の数が所定のノズル開口の数の液体噴射量と比べて、より多い量として取得するようになっている
   ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の液体噴射装置。
5. 複数のノズル開口を有するヘッド部材と、
   各ノズル開口部分の液体の圧力を変動させて当該液体を噴射させる複数の圧力変動手段と、
   を備えた液体噴射装置を制御するための制御装置であって、
   噴射データに基づいて、各圧力変動手段に駆動信号を出力する駆動信号出力手段と、
   各ノズル開口からの各液体噴射量を、当該ノズル開口から当該液体を噴射する時に同時に液体を噴射するノズル開口の数に基づいて取得する液体噴射量取得部と、
   を備えたことを特徴とする制御装置。
6. 前記複数のノズル開口は、複数のノズル列を形成するように配置されており、
   各ノズル列は、複数種類の液体の各々に対応しており、
   前記液体噴射量取得部は、各ノズル開口からの各液体噴射量を、当該ノズル開口から当該液体を噴射する時に同時に当該液体と同一種類の液体を噴射するノズル開口の数に基づいて取得するようになっている
   ことを特徴とする請求項５に記載の制御装置。
7. 前記液体噴射量取得部により取得された各液体噴射量を各液体種類毎に積算する噴射量積算部
   を更に備えたことを特徴とする請求項５または６に記載の制御装置。
8. 前記液体噴射量取得部は、各ノズル開口からの各液体噴射量を、当該ノズル開口から当該液体を噴射する時に同時に当該液体と同一種類の液体を噴射するノズル開口の数が所定のノズル開口の数より少ない場合には、当該ノズル開口から当該液体を噴射する時に同時に当該液体と同一種類の液体を噴射するノズル開口の数が所定のノズル開口の数の液体噴射量と比べて、より多い量として取得するようになっている
   ことを特徴とする請求項５乃至７のいずれかに記載の制御装置。
9. 少なくとも１台のコンピュータを含むコンピュータシステムによって実行されて、前記コンピュータシステムに請求項５乃至８のいずれかに記載の制御装置を実現させるプログラム。
10. 少なくとも１台のコンピュータを含むコンピュータシステム上で動作する第２のプログラムを制御する命令が含まれており、
    前記コンピュータシステムによって実行されて、前記第２のプログラムを制御して、前記コンピュータシステムに請求項５乃至８のいずれかに記載の制御装置を実現させるプログラム。
11. 複数のノズル開口を有するヘッド部材と、
    各ノズル開口部分の液体の圧力を変動させて当該液体を噴射させる複数の圧力変動手段と、
    噴射データに基づいて、各圧力変動手段に駆動信号を出力する駆動信号出力手段と、
    を備えた液体噴射装置の液体の残量を検出するための残量検出装置であって、
    各ノズル開口からの各液体噴射量を、当該ノズル開口から当該液体を噴射する時に同時に液体を噴射するノズル開口の数に基づいて取得する液体噴射量取得部と、
    前記液体噴射量取得部により取得された各液体噴射量を各液体種類毎に積算する噴射量積算部と、
    を備えたことを特徴とする残量検出装置。
12. 複数のノズル開口を有するヘッド部材と、
    各ノズル開口部分の液体の圧力を変動させて当該液体を噴射させる複数の圧力変動手段と、
    噴射データに基づいて、各圧力変動手段に駆動信号を出力する駆動信号出力手段と、
    を備えた液体噴射装置の液体の残量を検出するための残量検出方法であって、
    各ノズル開口からの各液体噴射量を、当該ノズル開口から当該液体を噴射する時に同時に液体を噴射するノズル開口の数に基づいて取得する液体噴射量取得工程と、
    前記液体噴射量取得部により取得された各液体噴射量を各液体種類毎に積算する噴射量積算工程と、
    を備えたことを特徴とする残量検出方法。

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