JP2000334958A

JP2000334958A - 記録装置及び記録ヘッド

Info

Publication number: JP2000334958A
Application number: JP15380799A
Authority: JP
Inventors: Kazuhiko Okifuji; 和彦沖藤
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1999-06-01
Filing date: 1999-06-01
Publication date: 2000-12-05

Abstract

(57)【要約】【課題】廉価な構成によって高精度にヘッド温度の検
出を行うことができる記録ヘッドを備えた記録装置を提
供する。【解決手段】記録ヘッドにおける温度を検出する温度
検出手段と、熱エネルギー発生手段２０３を制御する制
御手段４０１と、を備え、温度検出手段は、同一ヘッド
内に設けた検出精度の異なる複数種の温度検出手段と、
複数種の温度検出手段によって検出された温度に基づき
所定の温度検出手段の検出温度を補正する補正手段４０
１とを備える。温検出手段は、記録ヘッド内に設けられ
た少なくとも一つのヘッド温検出手段３０２と、ヘッド
温検出手段３０２より高検出精度を有すると共に前記ヘ
ッド温検出手段の設置個数以下の個数を前記記録ヘッド
に設置してなる基準温検出手段３０３とにより構成す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、記録材を吐出して
記録を行なう記録装置、特に電気熱変換体などの熱エネ
ルギー発生手段を用いて記録材の加熱、吐出を行うよう
にした、いわゆるインクジェット記録方式の記録ヘッド
を有する記録装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、この種の記録装置における記録
ヘッドでは、記録材（以下、インクと称す）の液滴を吐
出するために設けられたオリフィス等のインク吐出口を
高密度に配列することができるため、高解像度の記録が
可能であること、記録ヘッドの全体的なコンパクト化が
容易であること、最近の半導体分野における技術の進歩
と信頼性の向上が著しいＩＣ技術やマイクロ加工技術の
長所を十分に活用できるため記録ヘッドの長尺化、及び
面状化（２次元化）が容易であること等の種々の利点を
有している。このため、インクジェット記録方式の記録
ヘッドにおいては、マルチノズル化及び高密度実装化が
容易で、しかも大量生産時の生産性が良く、製造費用も
安価にできるものとして特に注目されている。

【０００３】また、この種の記録装置では、高画質の要
求を満たすため、インク吐出の安定化が必要であるが、
インクの吐出量は、吐出部のインクの温度に影響される
部分が大きく、その実現は困難なものとなっている。す
なわち、インクはその温度が低過ぎると粘度が異常に低
下し、通常の吐出エネルギーでは吐出できなくなった
り、逆に温度が高すぎると、粘度が低くなり過ぎて吐出
量が増大し、記録紙上でインクが漏れるなどして画像品
質の低下を招くといった状態が発生し、これが安定化を
妨げる大きな要因となっている。

【０００４】このため、従来のインクジェット記録装置
にあっては、記録ヘッド部に温度センサを設け、その温
度センサの検出温度に基づいて吐出部のインクの温度を
所望の範囲に制御する方式や、吐出回復処理を制御する
方式などが採られていた。なお、上記温度制御用のヒー
タとしては、記録ヘッド部に接合したインク保温用のヒ
ータや、熱エネルギーを利用して飛翔的液滴を形成して
記録を行なうインクジェット方式の記録装置、すなわち
インクの膜沸騰による気泡成長によるインク液滴を吐出
させるものにおいては、吐出用ヒータ自体がインク温度
を所望範囲に維持するインク保温用ヒータとして設けら
れている場合もある。但し、吐出用ヒータをインク保温
用ヒータとして用いる場合には、インク保温時にインク
が吐出部から吐出されない程度に通電する必要がある。

【０００５】上記のように熱エネルギーを用いて固体イ
ンクや液体インクに気泡を形成することによりインク液
滴を吐出させる記録装置においては、記録ヘッドの温度
により吐出特性が大きく変化するので、吐出部内のイン
ク温度だけでなく、インク温度に多大な影響を与える記
録ヘッドの温度管理が極めて重要になる。

【０００６】そこで、従来はヘッドの温度を測定すべ
く、ヘッドに高精度のサーミスタを設け、このサーミス
タの抵抗値をマイクロコンピュータ等のＡ／Ｄ変換端子
に入力して、その入力値の変化を温度変化として検出
し、その検出結果に基づき記録ヘッドを加熱・保温を行
う保温用ヒータ等への電力の供給を制御していた。

【０００７】また、ヘッド温度検知手段として、例え
ば、ダイオードあるいは温度変化に対して抵抗変化率の
比較的大きいアルミニウムなどの蛇行パターンなどの安
価なものを設け、こうした素子の温度特性を利用してヘ
ッドの温度制御を行う方式も実施されている。この場
合、ダイオードセンサなどの温度センサは、比較的大き
な誤差を含んでいるため、その検出値をそのまま実用に
供することには精度的に問題がある。さらに、温度補正
を行うにしても多くの時間がかかるため、絶対温度測定
が可能なデジタル温度検出回路を用いる方式も提案、実
施されている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
サーミスタなどの温度検出素子を用いる温度制御方式
は、比較的高精度な温度検出が可能である反面、ヘッド
の製造コストが高価なものになるという問題がある。特
に、記録ヘッドまたはインク供給源たるインクタンクを
一体化した形態の記録ヘッド（以下、ヘッドカートリッ
ジと称す）を装置本体に容易に着脱できるようにし、交
換可能な構成とした場合には、インクの消費に伴なって
ヘッドを交換しなければならず、ランニングコストが高
くなるという問題も生じる。

【０００９】また、前述のようにダイオードセンサ等の
温度センサは、±２０［℃］程度の比較的大きな誤差を
有していることから実用に供し得ない場合が多い。この
ため、記録装置の出荷時に記録ヘッドの温度センサを校
正または調整しておく方式や、記録ヘッド自体に温度検
知部材の補正値を保持させておき、記録装置本体への装
着時に自動的に補正する方式も採られている。

【００１０】しかしながら、記録装置の出荷時に校正・
調整をする方式では、記録ヘッドの交換が必要となった
場合や、逆に本体の電気実装基板の交換が必要となった
場合に再校正及び再調整を行う必要が生じ、そのための
治具及び工具を用意しなければならない。また、記録ヘ
ッド自体に補正値を持たせるためには、記録ヘッド毎に
補正値を測定し、記録ヘッドに特別のメモリ手段が必要
となると共に、本体側にも補正値の読取手段が必要とな
り、構造の複雑化及びコスト増大を招くという不都合が
ある。

【００１１】また、デジタル温度の検出では、高精度な
温度測定が可能で、測定温度の補正処理が不要となると
いう利点はあるが、ダイオードセンサ等に比べ、判定分
解能が低く、しかも高価であるという問題がある。

【００１２】そこで、本発明は、記録ヘッドや電気実装
基板の交換時でも特別の治具及び工具が不用になると共
に、記録ヘッド自体に補正値を保持させるためのメモリ
手段及び読取手段等を付加する必要もなく、低廉な構成
によって記録ヘッドの温度検知を高精度に行うことがで
き、適正な記録材の吐出を可能とする記録装置及びこれ
に用いる記録ヘッドの提供を目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成すべく本
発明は次のような構成を有するものとなっている。

【００１４】すなわち、請求項１記載の発明は、所定の
記録材を吐出させるための吐出口を有すると共に、前記
記録材を加熱するための熱エネルギーを発生させる熱エ
ネルギー発生手段を備えた少なくとも一つの記録ヘッド
と、前記熱エネルギー発生手段を制御する制御手段と、
を備える記録装置であって、同一記録ヘッド内に設けた
検出精度の異なる複数種の温度検出手段と、前記複数種
の温度検出手段によって検出された温度に基づき所定の
温度検出手段の検出温度を補正する補正手段とを備え、
前記制御手段は、前記補正手段によって補正された温度
に基づき前記熱エネルギー発生手段を制御することを特
徴とするものである。

【００１５】請求項２記載の発明は、請求項１記載の発
明において、前記複数種の温度検出手段が、記録ヘッド
内に設けられた少なくとも一つのヘッド温検出手段と、
前記ヘッド温検出手段より高検出精度を有すると共に前
記ヘッド温検出手段の設置個数以下の個数を前記記録ヘ
ッドに設置してなる基準温検出手段と、を有し、前記補
正手段が、前記基準温検出手段によって検出した温度を
基準として前記ヘッド温検出手段によって検出された温
度の校正値を算出する校正手段と、前記校正値に基づき
前記ヘッド温検出手段の検出温度を補正するヘッド温補
正手段と、を備え、前記制御手段が、前記ヘッド温補正
手段によって補正された温度に基づき前記熱エネルギー
発生手段を制御することを特徴とするものである。

【００１６】請求項３記載の発明は、請求項２記載の発
明において、前記ヘッド温検出手段と基準温検出手段と
が、記録ヘッドによる非記録状態が所定時間経過した時
点で同一温度となる領域に配設されることを特徴とする
ものである。

【００１７】請求項４記載の発明は、請求項２または３
記載の発明において、前記校正手段が、記録動作開始前
の初期状態において前記ヘッド温検出手段によって検出
された温度の校正値を、前記基準温検出手段によって検
出した基準温度に基づき算出することを特徴とするもの
である。

【００１８】請求項５記載の発明は、請求項２ないし４
いずれか記載の発明において、前記校正手段が、前記記
録ヘッドによる記録動作が行われていない非記録状態が
所定時間経過した時点で、前記基準温検出手段によって
検出した温度を基準として前記ヘッド温検出手段によっ
て検出された温度の校正値を算出することを特徴とする
ものである。

【００１９】請求項６記載の発明は、請求項１ないし５
いずれか記載の発明において、前記ヘッド温検出手段
が、ダイオードセンサによって構成されることを特徴と
するものである。

【００２０】請求項７記載または８記載の発明は、請求
項１ないし６いずれか記載の発明において、前記基準温
検出手段が、デジタル温度検出回路またはサーミスタに
よって構成されることを特徴とするものである。

【００２１】請求項９記載の発明は、請求項１ないし８
いずれか記載の発明において、前記ヘッド温検出手段
が、前記記録ヘッド内の複数箇所に配設され、前記基準
温検出手段は、記録ヘッド内の所定の単一箇所に配設さ
れ、各ヘッド温検出手段の配設位置は、記録ヘッドによ
る非記録状態が所定時間経過した時点で同一温度となる
ことを特徴とするものである。

【００２２】請求項１０記載の発明は、前記記録ヘッド
が、前記キャリッジの移動方向と交差する方向に沿って
多数箇所に前記吐出口を形成した長尺形状をなすと共
に、前記吐出口に対応して吐出用ヒータを配列してなる
長尺なヒータ列を有し、前記ヘッド温センサが、前記ヒ
ータ列に沿って複数配設すると共に、基準温度検出手段
は前記記録ヘッド内の所定の位置に前記ヘッド温センサ
より少数個配設したことを特徴とするものである。

【００２３】請求項１１記載の発明は、請求項１ないし
１０いずれか記載の発明において、前記記録ヘッドが、
前記吐出口に対応して設けられた記録材吐出ヒータに発
生させた熱エネルギーによって記録ヘッド内のインクに
気泡を生じさせ、その気泡の圧力によって吐出口からイ
ンクを吐出させるものであることを特徴とするものであ
る。

【００２４】請求項１２記載の発明は、請求項１１記載
の発明において、前記熱エネルギー発生手段が、記録材
吐出用ヒータであることを特徴とするものである。

【００２５】請求項１３記載の発明は、請求項１ないし
１２いずれか記載の発明において、前記熱エネルギー発
生手段が、記録ヘッドに貯留されている記録材を加熱す
る保温用ヒータであることを特徴とするものである。

【００２６】請求項１４記載の発明は、所定の記録材を
吐出させるための吐出口を有すると共に、前記記録材を
加熱するための熱エネルギーを発生させる熱エネルギー
発生手段を備えた記録ヘッドであって、同一の記録ヘッ
ド内に検出精度の異なる複数種の温度検出手段を設けた
ことを特徴とするものである。

【００２７】請求項１５記載の発明は、請求項１４記載
の発明において、前記複数種の温度検出手段が、少なく
とも一つのヘッド温検出手段と、前記ヘッド温検出手段
より高検出精度を有すると共に前記ヘッド温検出手段の
設置個数以下の個数を前記記録ヘッドに設置してなる基
準温検出手段と、を備えることを特徴とするものであ
る。

【００２８】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照しつつ本発明の
実施形態を詳細に説明する。

【００２９】図１は、本発明の実施形態に係るインクジ
ェット記録装置を示す図である。

【００３０】図１において、この実施形態における記録
装置１００では、給紙位置に供給された記録媒体１０６
が、送りローラ１０９によってインクジェットユニット
１０３による記録可能領域へと搬送される。この記録可
能領域における記録媒体の背面部には、プラテン１０８
が設けられている。そして、このプラテン１０８との対
向位置には、２本のガイド軸が架設され、ここにキャリ
ッジ１０１が軸線方向に沿って往復動可能に支持されて
いる。

【００３１】このキャリッジ１０１には、複数のインク
ジェットユニットが着脱可能に搭載される。このヘッド
ユニットは、複数色のインクと処理液とをそれぞれ吐出
する複数のインクジェット方式の記録ヘッドと、各記録
ヘッドに液状のインクまたは処理液を供給するインクタ
ンクとを備えるものとなっており、前記キャリッジ１０
１と共に主走査方向へと移動し、記録媒体に対してイン
クを吐出し記録を行うものとなっている。このインクジ
ェットユニットに装備されるインクとしては、例えば、
ブラック（Ｂｋ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イ
エロー（Ｙ）等の濃インクの他、各色の淡インクなども
含め合計６種類の色のインクジェットユニットを搭載し
得るようになっている。

【００３２】また、前記キャリッジ１０１が移動可能な
領域の一端（図では左端）は、ホームポジションとなっ
ており、その下部にはワイピング機構などを有した回復
系ユニット１１０が設けられ、非記録時等には、各イン
クジェットヘッドの吐出口をキャップすることが可能と
なっている。また、１０７はスイッチ部と表示素子部と
からなる走査表示部であり、スイッチ部１０７ａはイン
クジェット記録装置の電源のオン／オフや各種記録モー
ドの設定時等に使用され、表示素子部１０７ｂは記録装
置各種状態を表示するものとなっている。

【００３３】図２は記録ヘッド１０３の構成の詳細を示
す拡大図であり、図中、支持体２０１の下面には半導体
製造プロセスにより形成されたヒータボード２０２が設
けられており、このヒータボード２０２には，吐出用ヒ
ータ（熱エネルギー発生手段）２０３が設けられ、これ
が配線基板（不図示）とワイヤボンディング等により接
続されている。また、２０６は吐出用のインクを記録ヘ
ッド内に流入させるためのインク流路であり、このイン
ク流路２０６は、ヒータボード２０２の下面とこれに固
着されるノズル板２０７との間に形成されている。前記
ノズル板にはインクを吐出させるためのインクノズル２
０７ａが所定のピッチで複数形成されている。なお、図
中、２０４は吐出用ヒータ２０３により加熱されてイン
ク内に発生した気泡を示し、２０５は吐出されたインク
液滴を示している。

【００３４】図３はこの実施形態で使用しているヘッド
のヒータボード（Ｈ．Ｂ）２０２の構成を模式的に示す
説明平面図である。このヒータボード２０２の下面に
は、多数の吐出用ヒータ２０３が配置された一対のヒー
タ列３０１，３０４が形成されると共に、基準温度検出
手段３０２が配設されている。この実施形態では、前記
基準温度検出手段として絶対温度の測定が可能なデジタ
ル温度検知回路が用いられている。なお、このデジタル
温度検出回路３０２は、その検出誤差が約±２（℃）程
度の極めて高い検出精度を有している。

【００３５】さらに、前記ヒータボード２０２には、ヘ
ッド温検出手段３０３が前記ヘッドの発熱源に熱的に結
合された状態で配設されている。この実施形態では、前
記ヘッド温検出手段３０３としてダイオードセンサ３０
３ａ，３０３ｂ、３０４ａ，３０４ｂが用いられてお
り、それらは、前記各吐出部列３０１、３０４の両端部
にそれぞれ配設されている。なお、前記基準温検出手段
と各ヘッド温検出手段とは、記録ヘッドによる非記録状
態が所定時間経過した時点で同一となる領域に配置され
ており、これら３０２，３０３によって温度検出手段が
構成されている。

【００３６】一方、図４は、この実施形態における上記
各部の制御を行う制御系回路の概略構成を示すブロック
図である。図において、４００はマイクロコンピュータ
などからなる制御装置であり、前記ヘッドをはじめ各部
の制御、演算、判別などの動作を行う制御手段及び補正
手段として機能すると共に計時手段としてのタイマ４０
２を内蔵するＣＰＵ４０１と、このＣＰＵ４０１によっ
て実行される制御プログラム等を格納したＲＯＭ４０３
と、所定のデータを一時的に格納するＲＡＭ４０４、バ
ックアップ用のＥＥＰＲＯＭまたはヒューズＲＯＭから
なるメモリ４０５、及びアナログ信号をデジタル信号に
変換するＡ／Ｄ変換器４０６等を備える。

【００３７】また、前記ＣＰＵ４０１には、前記キャリ
ッジを駆動するキャリッジモータの駆動回路（ＣＲモー
タ駆動回路）５０１、紙送りモータを駆動する駆動回路
（ＬＦモータ駆動回路）５０２、記録ヘッド内のインク
を所定の適正温度範囲内に保持するためにインクの保温
を行う保温手段としての保温用ヒータの駆動回路５０
３、前記ヒータ列３０１に配置された吐出用ヒータの駆
動回路５０４等が接続され、これらがＣＰＵ４０１から
の制御信号によって制御されるようになっている。

【００３８】さらに、前記ＣＰＵ４０１には、前述の入
力操作装置１０７、及びデジタル温度検出回路３０２及
びヘッド温センサ３０３ａ，３０３ｂ、３０４ａ，３０
４ｂが接続され、これらの出力信号が前記ＣＰＵ４０１
に入力されるようになっている。なお、前記デジタル温
度検出回路３０２は、温度に依存しない一定電圧源と温
度に依存する電圧源とを共有し、前記温度に依存しない
電圧源を任意に分割した値と温度に依存する電圧とを比
較することによって温度をデジタル出力するものとなっ
ている。

【００３９】次に、上記構成を有する記録装置の動作を
図５のフローチャートに従って説明する。電源が投入さ
れると、ヒータボード２０２上に配設された基準温検出
手段としてのデジタル温度検出回路３０２がヒータボー
ド２０２の温度を検出し、その検出信号をＣＰＵ４０１
を介してＲＡＭ４０４に入力する（ステップ１）。次い
で、記録ヘッド１０３のヒータボード２０２上に配設さ
れたヘッド温センサ３０３としての各ダイオードセンサ
３０３ａ，３０３ｂ、３０４ａ，３０４ｂがそれぞれヒ
ータボード２０２の温度を検出し、各々の検出信号をＡ
／Ｄ変換回路４０６を介してＣＰＵ４０１に入力し、Ｒ
ＡＭ４０４に格納する（ステップ２）。

【００４０】この後、前記各ダイオードセンサ３０３に
よって検出した各検出温度を、前記デジタル温度検出回
路３０２によって高精度に検出した温度と比較し、各ダ
イオードセンサ３０３の各校正値を算出して（ステップ
３）、その算出結果を前記メモリ４０５に格納する（ス
テップ４）。

【００４１】この電源投入当初の記録動作開始前の状態
では、ヒータボード２０２を含む記録ヘッド全体が、略
均一の温度分布となるため、各ダイオードセンサ３０３
の各検出位置も同一温度となっている。このため、各ダ
イオードセンサ３０３が同一の検出精度を有するもので
あるとすれば、いずれの検出出力も同一の値を示すはず
であるが、実際にはある程度のばらつきがあるため、そ
のばらつきを解消すべく各ダイオードセンサ毎にその校
正値を検出する。

【００４２】この際、ヒータボードに対し外部からの影
響などによって一時的に温度に変動が生じたとしても、
各ダイオードセンサ及びデジタル温度検出回路３０２は
略同時に検出動作を行うため、得られる校正値は、各々
のセンサから出力される値は共に同一の変動値を含んだ
ものとなり、校正値算出時にはその変動値は互いに相殺
されるため、適正な校正値を得ることができる。

【００４３】この後、ステップ５では、記録ヘッドにエ
ネルギーが供給されていない状態、すなわち、前記吐出
用ヒータ駆動回路５０４が駆動されていない状態の継続
時間を計測する計時手段としてのタイマ４０２の計時動
作を開始し、非記録時間が予め設定した所定時間経過し
たか否かを判断し、所定時間経過していれば、ステップ
１へと移行して、再びステップ１〜ステップ４の動作を
実行し、校正値の更新を行う。

【００４４】また、ステップ６にて非記録時間が経過し
ていないと判断された場合には、ステップ７にて記録動
作を実行すべき信号（記録信号）が供給されているか否
かを判断し、記録信号が供給されている場合には、ステ
ップ８へと移行し、前記各モータ駆動回路５０１，５０
２を駆動すると共に、各ヒータ駆動回路５０３，５０４
を記録データに基づいて適宜駆動し、一連の記録動作を
実行する（ステップ８）。また、この記録動作中、ＣＰ
Ｕ４０１は各ダイオードセンサ３０３からの検出温度
を、先に算出した校正値によって補正し（ステップ
９）、その補正温度が予め設定した適正温度範囲内にあ
るか否を判断する（ステップ１０）。ここで、補正温度
が適正温度範囲より低い場合には吐出用ヒータ駆動回路
５０４への駆動電流を増大させ記録ヘッドの加熱量を増
大させ（ステップ１１）、適正温度範囲より高い場合に
は駆動電流を減少させて加熱量を減少させ（ステップ１
２）、適正温度内にある場合には現状の駆動電流を維持
する。なお、駆動電流の制御は、各ダイオードセンサの
検出温度に補正を加えた温度値に基づき、各ヒータ駆動
回路への駆動パルスにパルス幅変調を施すことによって
行う。

【００４５】その後、ステップ７へと移行し、全ての記
録データが出力されるか、あるいは、記録動作の中止ま
たは中断指令などによって記録データの駆動回路への供
給が遮断されるような状態となると、ステップ５へと移
行し再びタイマ４０２が計時動作を開始し、非記録時間
が一定の時間を経過した場合には、ステップ１〜ステッ
プ４の動作によって各ダイオードセンサ３０３ａ〜３０
４ｂの校正値を更新する。

【００４６】以上のように、この実施形態においては、
記録動作の開始前に、まず各ダイオードセンサ３０３ａ
〜３０４ｂの校正値を設定し、その校正値を用いて記録
動作を開始するようになっているため、誤差の大きいダ
イオードセンサであっても記録ヘッド２０２の正確な検
出値を得ることが可能となり、しかもダイオードセンサ
３０３は、デジタル温度検出回路３０２に比べて分解能
の高い検出値を得ることができる。すなわち、この実施
形態においては、デジタル温度検出回路３０２とダイオ
ードセンサ３０３の双方の優れた特性を用い、それぞれ
の持つ不都合を補うことで良好な温度検出データを得る
ことができるものであり、これによって最適な温度条件
の下に記録動作を実行させることができ、高品位な画像
を得ることができる。

【００４７】また、ヒータボード２０２上の４箇所に配
置されたダイオードセンサ３０３ａ，３０３ｂ、３０４
ａ，３０４ｂは廉価であり、高価なデジタル温度検知回
路３０２は１箇所にのみ配置したため、デジタル温度検
知回路やサーミスタなどを全ての箇所に配置した従来の
装置に比べ大幅にコストを低減することができる。

【００４８】なお、この実施形態においては、校正値の
設定を行うタイミングとして、非記録時間が所定時間を
経過した時点でその都度行うものとしたが、このような
タイミング以外のタイミングで校正動作を行うことも可
能である。例えば、非記録時間が所定時間を経過した時
点では、校正要求信号を発生しておくだけで、校正値の
算出、更新は行わず、次の記録動作開始前ないしは電源
投入直後など、記録ヘッドへの新たなエネルギー投入が
開始される時に校正動作を実施するようにしても良い。
さらに、上記実施形態では、温度校正手段としてデジタ
ル温度検出回路を用いたが、これに替えて高精度なサー
ミスタなどを用いることも可能であり、この場合にも同
様の効果を期待できる。

【００４９】ところで、近年のインクジェット記録装置
においては、記録速度の向上が要請されており、そのた
めの手段として、記録ヘッドの長尺化が考えられてい
る。これは、インクジェット記録ヘッドが、最近の半導
体分野における技術の進歩と信頼性向上が著しいＩＣ技
術やマイクロ加工技術の長所を十分に活用でき、長尺化
を容易に実現できることなどによる。しかしながら、ヘ
ッドを長尺化すると、同一記録ヘッド内の温度のばらつ
きが顕著になるため、そのばらつきを補正するべく複数
の温度センサを配設することが必要となるが、従来の装
置では前述のようにセンサが高価になるか、あるいは検
出精度が十分に得られないという問題があり、これが長
尺化記録ヘッドの実現を阻害する要因となっていた。

【００５０】このため、この実施形態においては、長尺
化したインクジェット記録ヘッドにおいて、上記のよう
な廉価で微小な形状をなすダイオードセンサを、記録ヘ
ッドの長手方向に沿って、上記実施形態にて示したもの
よりさらに多数個配設する一方、これより高い検出精度
が得られるデジタル温度検出回路あるいは高精度なサー
ミスタなどを、前記ダイオードセンサより少数個配設し
て、両センサの組合わせることにより、上記実施形態の
ように、安価な構成で高精度な温度検出が可能な長尺な
記録ヘッドを実現することが可能となり、これによって
記録装置の高速化を容易に実現することが可能となる。

【００５１】また、以上の説明のように、ダイオードセ
ンサなどのヘッド温検出手段を複数用いる場合には、各
ヘッド温検出手段によって得られた検出温度をそれぞれ
校正値によって補正した後、その補正された検出温度の
平均値を求め、その平均値に基づき吐出ヒータへ供給す
る駆動電流の制御を行うようにしても良く、これによれ
ば、各ダイオードセンサの配設位置の相違に伴なう検出
温度のばらつきを解消することができ、さらに吐出動作
の安定化及びインク吐出量の安定化を図ることができ
る。

【００５２】また、複数の第１の温度センサによって検
出した温度の平均値を求め、その後に、校正値の算出、
設定を行っても同様の効果を期待でき、しかもこの場合
には、校正値の算出が容易になり、処理時間の短縮化を
図ることが可能となる。

【００５３】（その他）なお、本発明は、特にインクジ
ェット記録方式の中でも、インク吐出を行わせるために
利用されるエネルギとして熱エネルギを発生する手段
（例えば電気熱変換体やレーザ光等）を備え、前記熱エ
ネルギによりインクの状態変化を生起させる方式の記録
ヘッド、記録装置において優れた効果をもたらすもので
ある。係る方式によれば記録の高密度化，高精細化が達
成できるからである。

【００５４】その代表的な構成や原理については、例え
ば、米国特許第４７２３１２９号明細書，同第４７４０
７９６号明細書に開示されている基本的な原理を用いて
行うものが好ましい。この方式は所謂オンデマンド型，
コンティニュアス型のいずれにも適用可能であるが、特
に、オンデマンド型の場合には、液体（インク）が保持
されているシートや液路に対応して配置されている電気
熱変換体に、記録情報に対応していて核沸騰を越える急
速な温度上昇を与える少なくとも１つの駆動信号を印加
することによって、電気熱変換体に熱エネルギを発生せ
しめ、記録ヘッドの熱作用面に膜沸騰を生じさせて、結
果的にこの駆動信号に一対一で対応した液体（インク）
内の気泡を形成できるので有効である。この気泡の成
長，収縮により吐出用開口を介して液体（インク）を吐
出させて、少なくとも１つの滴を形成する。この駆動信
号をパルス形状とすると、即時適切に気泡の成長収縮が
行われるので、特に応答性に優れた液体（インク）の吐
出が達成でき、より好ましい。このパルス形状の駆動信
号としては、米国特許第４４６３３５９号明細書，同第
４３４５２６２号明細書に記載されているようなものが
適している。なお、上記熱作用面の温度上昇率に関する
発明の米国特許第４３１３１２４号明細書に記載されて
いる条件を採用すると、さらに優れた記録を行うことが
できる。

【００５５】記録ヘッドの構成としては、上述の各明細
書に開示されているような吐出口，液路，電気熱変換体
の組合せ構成（直線状液流路または直角液流路）の他に
熱作用部が屈曲する領域に配置されている構成を開示す
る米国特許第４５５８３３３号明細書，米国特許第４４
５９６００号明細書を用いた構成も本発明に含まれるも
のである。加えて、複数の電気熱変換体に対して、共通
するスリットを電気熱変換体の吐出部とする構成を開示
する特開昭５９−１２３６７０号公報や熱エネルギの圧
力波を吸収する開孔を吐出部に対応させる構成を開示す
る特開昭５９−１３８４６１号公報に基いた構成として
も本発明の効果は有効である。すなわち、記録ヘッドの
形態がどのようなものであっても、本発明によれば記録
を確実に効率よく行うことができるようになるからであ
る。

【００５６】さらに、記録装置が記録できる記録媒体の
最大幅に対応した長さを有するフルラインタイプの記録
ヘッドに対しても本発明は有効に適用できる。そのよう
な記録ヘッドとしては、複数記録ヘッドの組合せによっ
てその長さを満たす構成や、一体的に形成された１個の
記録ヘッドとしての構成のいずれでもよい。

【００５７】加えて、上例のようなシリアルタイプのも
のでも、装置本体に固定された記録ヘッド、あるいは装
置本体に装着されることで装置本体との電気的な接続や
装置本体からのインクの供給が可能になる交換自在のチ
ップタイプの記録ヘッド、あるいは記録ヘッド自体に一
体的にインクタンクが設けられたカートリッジタイプの
記録ヘッドを用いた場合にも本発明は有効である。

【００５８】また、本発明の記録装置の構成として、記
録ヘッドの吐出回復手段、予備的な補助手段等を付加す
ることは本発明の効果を一層安定できるので、好ましい
ものである。これらを具体的に挙げれば、記録ヘッドに
対してのキャッピング手段、クリーニング手段、加圧或
は吸引手段、電気熱変換体或はこれとは別の加熱素子或
はこれらの組み合わせを用いて加熱を行う予備加熱手
段、記録とは別の吐出を行なう予備吐出手段を挙げるこ
とができる。

【００５９】また、搭載される記録ヘッドの種類ないし
個数についても、例えば単色のインクに対応して１個の
みが設けられたものの他、記録色や濃度を異にする複数
のインクに対応して複数個数設けられるものであっても
よい。すなわち、例えば記録装置の記録モードとしては
黒色等の主流色のみの記録モードだけではなく、記録ヘ
ッドを一体的に構成するか複数個の組み合わせによるか
いずれでもよいが、異なる色の複色カラー、または混色
によるフルカラーの各記録モードの少なくとも一つを備
えた装置にも本発明は極めて有効である。

【００６０】さらに加えて、以上説明した本発明実施例
においては、インクを液体として説明しているが、室温
やそれ以下で固化するインクであって、室温で軟化もし
くは液化するものを用いてもよく、あるいはインクジェ
ット方式ではインク自体を３０℃以上７０℃以下の範囲
内で温度調整を行ってインクの粘性を安定吐出範囲にあ
るように温度制御するものが一般的であるから、使用記
録信号付与時にインクが液状をなすものを用いてもよ
い。加えて、熱エネルギによる昇温を、インクの固形状
態から液体状態への状態変化のエネルギとして使用せし
めることで積極的に防止するため、またはインクの蒸発
を防止するため、放置状態で固化し加熱によって液化す
るインクを用いてもよい。いずれにしても熱エネルギの
記録信号に応じた付与によってインクが液化し、液状イ
ンクが吐出されるものや、記録媒体に到達する時点では
すでに固化し始めるもの等のような、熱エネルギの付与
によって初めて液化する性質のインクを使用する場合も
本発明は適用可能である。このような場合のインクは、
特開昭５４−５６８４７号公報あるいは特開昭６０−７
１２６０号公報に記載されるような、多孔質シート凹部
または貫通孔に液状又は固形物として保持された状態
で、電気熱変換体に対して対向するような形態としても
よい。本発明においては、上述した各インクに対して最
も有効なものは、上述した膜沸騰方式を実行するもので
ある。

【００６１】さらに加えて、本発明インクジェット記録
装置の形態としては、コンピュータ等の情報処理機器の
画像出力端末として用いられるものの他、リーダ等と組
合せた複写装置、さらには送受信機能を有するファクシ
ミリ装置の形態を採るもの等であってもよい。

【００６２】

【発明の効果】以上説明した通り、本発明においては、
同一ヘッド内に検出精度の異なる複数種の温度検出手段
を設け、検出精度の高い高価な検出手段によって比較的
検出精度の低い安価な検出手段の検出値を補正するよう
にしたため、全ての検出手段によって正確に記録ヘッド
の温度検出を行うことが可能となり、その結果、記録ヘ
ッドの温度制御を適正に行うことができ、高品質な画像
形成が可能となる。

【００６３】また、全ての検出手段を高精度な検出手段
によって構成した場合に比し、精度の低い検出手段を用
いることにより安価に構成することができる。特に、精
度の低い安価なヘッド温検出手段を記録ヘッド内に多数
配設する一方、高精度な検出精度を有する基準検出手段
を少数設け、基準検出手段による検出出力に基づきヘッ
ド温検出手段の検出温度を補正するようにすれば、多数
のヘッド温検出手段の検出温度によって高精度な検出が
可能となり、記録ヘッドのコストを大幅に削減すること
ができる。

【００６４】従って、記録ヘッドの温度検出のために大
幅なコスト増大あるいは検出精度の低下などの問題を生
じることから、従来は実現不可能とされていた長尺な記
録ヘッドも、多数のヘッド温検出手段と、少数の基準温
度検出手段との組み合わせによって、記録ヘッドの高精
度な温度検出を安価な構成で行うことができるようにな
り、これによって長尺記録ヘッドの実施が可能となり、
高速記録の要請に応え得る記録装置を提供することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る記録装置の実施形態を示す斜視図
である。

【図２】図１に示したものにおける記録ヘッドの一部を
拡大して示す縦断面図である。

【図３】図２に示した記録ヘッドのヒータボードを模式
的に示す説明平面図である。

【図４】図１に示したものの制御系回路の構成を示すブ
ロック図である。

【図５】図４に示す制御系回路によって実行される記録
装置の動作を示すフローチャートである。

【符号の説明】

１００インクジェット記録装置１０１キャリッジ１０３インクジェットユニット１０６記録媒体２０２ヒータボード２０３吐出用ヒータ（エネルギー発生手段）３０１ヒータ列３０２デジタル温度検出回路（基準温検出手段）３０３ヘッド温検出手段３０３ａ，３０３ｂダイオードセンサ３０４ヒータ列３０４ａ，３０４ｂダイオードセンサ４００制御装置４０１ＣＰＵ（制御手段、補正手段）４０２タイマ５０３保温用ヒータ駆動回路５０４吐出用ヒータ駆動回路

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】所定の記録材を吐出させるための吐出口
を有すると共に、前記記録材を加熱するための熱エネル
ギーを発生させる熱エネルギー発生手段を備えた少なく
とも一つの記録ヘッドと、前記熱エネルギー発生手段を制御する制御手段と、を備
える記録装置であって、同一記録ヘッド内に設けた検出精度の異なる複数種の温
度検出手段と、前記複数種の温度検出手段によって検出された温度に基
づき所定の温度検出手段の検出温度を補正する補正手段
とを備え、前記制御手段は、前記補正手段によって補正された温度
に基づき前記熱エネルギー発生手段を制御することを特
徴とする記録装置。
【請求項２】前記複数種の温度検出手段は、記録ヘッ
ド内に設けられた少なくとも一つのヘッド温検出手段
と、前記ヘッド温検出手段より高検出精度を有すると共
に前記ヘッド温検出手段の設置個数以下の個数を前記記
録ヘッドに設置してなる基準温検出手段と、を有し、前記補正手段は、前記基準温検出手段によって検出した
温度を基準として前記ヘッド温検出手段によって検出さ
れた温度の校正値を算出する校正手段と、前記校正値に
基づき前記ヘッド温検出手段の検出温度を補正するヘッ
ド温補正手段と、を備え、前記制御手段は、前記ヘッド温補正手段によって補正さ
れた温度に基づき前記熱エネルギー発生手段を制御する
ことを特徴とする請求項１記載の記録装置。
【請求項３】前記ヘッド温検出手段と基準温検出手段
とは、記録ヘッドによる非記録状態が所定時間経過した
時点で同一温度となる領域に配設されることを特徴とす
る請求項２記載の記録装置。
【請求項４】前記校正手段は、記録動作開始前の初期
状態において前記ヘッド温検出手段によって検出された
温度の校正値を、前記基準温検出手段によって検出した
基準温度に基づき算出することを特徴とする請求項２ま
たは３記載の記録装置。
【請求項５】前記校正手段は、前記記録ヘッドによる
記録動作が行われていない非記録状態が所定時間経過し
た時点で、前記基準温検出手段によって検出した温度を
基準として前記ヘッド温検出手段によって検出された温
度の校正値を算出することを特徴とする請求項２ないし
４いずれか記載の記録装置。
【請求項６】前記ヘッド温検出手段は、ダイオードセ
ンサによって構成されることを特徴とする請求項１ない
し５いずれか記載の記録装置。
【請求項７】前記基準温検出手段は、デジタル温度検
出回路によって構成されることを特徴とする請求項１な
いし６いずれか記載の記録装置。
【請求項８】前記基準温検出手段は、サーミスタによ
って構成されることを特徴とする請求項１ないし６いず
れか記載の記録装置。
【請求項９】前記ヘッド温検出手段は、前記記録ヘッ
ド内の複数箇所に配設され、前記基準温検出手段は、記
録ヘッド内の所定の単一箇所に配設され、各ヘッド温検
出手段の配設位置は、記録ヘッドによる非記録状態が所
定時間経過した時点で同一温度となることを特徴とする
請求項１ないし８いずれか記載の記録装置。
【請求項１０】前記記録ヘッドは、前記キャリッジの
移動方向と交差する方向に沿って多数箇所に前記吐出口
を形成した長尺形状をなすと共に、前記吐出口に対応し
て吐出用ヒータを配列してなる長尺なヒータ列を有し、前記ヘッド温センサは前記ヒータ列に沿って複数配設す
ると共に、基準温度検出手段は前記記録ヘッド内の所定
の位置に前記ヘッド温センサより少数個配設したことを
特徴とする記録装置。
【請求項１１】前記記録ヘッドは、前記吐出口に対応
して設けられた記録材吐出ヒータに発生させた熱エネル
ギーによって記録ヘッド内のインクに気泡を生じさせ、
その気泡の圧力によって吐出口からインクを吐出させる
ものであることを特徴とする請求項１ないし１０いずれ
か記載の記録装置。
【請求項１２】前記熱エネルギー発生手段は、記録材
吐出用ヒータであることを特徴とする請求項１１記載の
記録装置。
【請求項１３】前記熱エネルギー発生手段は、記録ヘ
ッドに貯留されている記録材を加熱する保温用ヒータで
あることを特徴とする請求項１ないし１２いずれか記載
の記録装置。
【請求項１４】所定の記録材を吐出させるための吐出
口を有すると共に、前記記録材を加熱するための熱エネ
ルギーを発生させる熱エネルギー発生手段を備えた記録
ヘッドであって、同一の記録ヘッド内に検出精度の異なる複数種の温度検
出手段を設けたことを特徴とする記録ヘッド。
【請求項１５】前記複数種の温度検出手段は、少なく
とも一つのヘッド温検出手段と、前記ヘッド温検出手段
より高検出精度を有すると共に前記ヘッド温検出手段の
設置個数以下の個数を前記記録ヘッドに設置してなる基
準温検出手段と、を備えることを特徴とする請求項１４
記載の記録ヘッド。