JP2010173208A - 液体噴射装置および液体噴射方法 - Google Patents

Abstract

【課題】加熱機構が一旦停止した場合でも、液体噴射ヘッドのヘッド駆動波形をより適切なヘッド駆動波形へと補正可能な液体噴射装置および液体噴射方法を提供すること。
【解決手段】液体噴射ヘッド４０から噴射させ、噴射媒体Ｐに付着した液体を加熱乾燥させる加熱手段６０と、液体噴射ヘッド４０近傍の所定部位に存在し、その温度を測定する温度測定手段５０と、温度測定手段５０での初期の温度測定結果に基づき、加熱手段６０の作動後の時間とその時間における液体温度とを関連付けた温度補正テーブル７４ｃに基づき、液体の温度を算出し、続いて加熱手段６０が停止したときには停止直後の温度と外部の環境温度との差と停止時間とを関連付けた下降補正テーブルに基づいて液体の温度を算出する温度算出手段７４ｆと、温度算出手段７４ｆでの算出結果に基づき、液体噴射ヘッド４０のヘッド駆動波形を補正する駆動波形補正手段７４ｇと、を具備している。
【選択図】図３

Description

本発明は、液体噴射装置および液体噴射方法に関する。

インクジェット式のプリンターの中には、印刷ヘッドの近傍に、用紙等の印刷媒体の印刷面を乾燥させるための加熱装置を有するタイプが存在する。特に、ラインヘッドと呼ばれる大型の印刷ヘッドを有するプリンターにおいては、印刷速度が高速であるため、印刷媒体の印刷面を加熱機構で乾燥させる必要性が高い。

ところで、印刷面を乾燥させるために加熱機構を用いる場合、印刷ヘッドの温度上昇を来たす。印刷ヘッドにおいて温度上昇が生じると、インクの粘度が変化してしまうので、印刷ヘッドのヘッド駆動波形を補正する必要が生じる。そこで、印刷ヘッドに温度上昇（温度変化）が生じているか否かを検出すべく、温度検出手段を搭載する必要がある。特許文献１には、そのような温度検出手段として、ヘッドサーミスターを有し、当該ヘッドサーミスターでの検出温度に基づいて、印刷ヘッドのヘッド駆動波形を補正する技術内容について開示されている。

特開平６−１８２９９７号公報

上述の特許文献１に示す技術内容によれば、ヘッドサーミスターでの検出温度に基づいて、印刷ヘッドのヘッド駆動波形を補正している。しかしながら、インクは液体であり、その比熱容量から温度上昇が緩やかである。そのため、加熱機構を作動させた場合、ヘッドサーミスターでの検出温度は、インクの実際の温度と比較して、大きなものとなり易い。その結果、インクの実際の温度と、ヘッドサーミスターでの検出温度との間に大きな隔たりが生じる場合がある。サーミスターでの検出温度とインクの実際の温度との間に、大きな隔たりが存在する場合、印刷ヘッドのヘッド駆動波形を、適切に補正することが困難となる。

特に、加熱機構の作動が一度でも停止してしまうと、実際のインクの温度は下降してしまうので、サーミスターでの検出温度とインクの実際の温度との間に、より一層大きな隔たりが存在した形となり、印刷ヘッドのヘッド駆動波形の適切な補正が、一層困難となる。

本発明は上記の事情にもとづきなされたもので、その目的とするところは、加熱機構が一旦停止した場合でも、液体噴射ヘッドのヘッド駆動波形をより適切なヘッド駆動波形へと補正可能な液体噴射装置および液体噴射方法を提供しよう、とするものである。

上記課題を解決するために、本発明の液体噴射装置の第１の側面は、ノズル開口から液体を噴射可能な液体噴射ヘッドと、噴射媒体に付着した液体を加熱して乾燥させる加熱手段と、液体噴射ヘッド近傍の所定部位に存在すると共に当該所定部位の温度を測定する温度測定手段と、温度測定手段での初期の温度測定結果に基づき、加熱手段の作動後の時間とその時間における液体の温度とを関連付けた温度補正テーブルに基づいて液体噴射ヘッドから噴射される液体の温度を算出し、加熱手段が停止した場合に、停止直後の温度と外部の環境温度との差と停止時間とを関連付けた下降補正テーブルに基づいて液体噴射ヘッドから噴射されるべき上記液体の温度を算出する温度算出手段と、温度算出手段での液体の温度の算出結果に基づいて、液体噴射ヘッドのヘッド駆動波形を補正する駆動波形補正手段と、を具備するものである。

また、本発明の他の側面は、上述の発明において、外部の環境温度は環境温度測定手段によって測定されることが好ましい。

さらに、本発明の他の側面は、上述の発明において、温度算出手段では、加熱手段が停止している状態から再び作動した場合には、下降補正テーブルに基づいて液体の温度を算出するのに続いて、作動直後の温度と液体を加熱した際の飽和温度との差と作動時間とを関連付けた上昇補正テーブルに基づいて液体噴射ヘッドから噴射される液体の温度を算出することが好ましい。

また、本発明の他の側面は、上述の発明において、温度補正テーブル、下降補正テーブルまたは上昇補正テーブルは、所定温度毎に存在すると共に、当該所定温度の間の温度が温度測定手段での初期の温度測定結果に該当する場合、線形補間により当該所定温度の間の温度補正テーブル、下降補正テーブルまたは上昇補正テーブルが算出されることが好ましい。

さらに、本発明の他の側面は、上述の発明において、液体噴射ヘッドは、複数のヘッド本体が並べられて構成されるラインヘッドであると共に、温度補正テーブルは、個々の上記ヘッド本体毎に存在することが好ましい。

また、本発明の他の側面は、ノズル開口から液体を噴射可能な液体噴射ヘッド、および噴射媒体に付着した液体を加熱して乾燥させる加熱手段を備え、当該加熱手段の作動による液体の温度変化に対応する液体噴射方法であって、液体噴射ヘッド近傍の所定部位に存在すると共に当該所定部位の初期温度を温度測定手段によって測定する初期温度測定ステップと、初期温度測定ステップでの初期温度の測定結果に基づき、加熱手段の作動後の時間とその時間における液体の温度とを関連付けた温度補正テーブルに基づいて、液体噴射ヘッドから噴射される液体の温度を算出し、加熱手段が停止した場合に、停止直後の温度と外部の環境温度との差と停止時間とを関連付けた下降補正テーブルに基づいて液体噴射ヘッドから噴射されるべき液体の温度を算出する温度算出ステップと、温度算出ステップでの液体の温度の算出結果に基づいて、液体噴射ヘッドのヘッド駆動波形を補正する駆動波形補正ステップと、を具備するものである。

本発明の一実施の形態に係るプリンターの概略構成を示す図である。 ラインヘッドの構成を示す断面図である。 制御部とそれに接続される周辺構成の概略を示すブロック図である。 温度補正テーブルの一例を示す図である。 温度変化の様子と経過時間との関係を示すグラフである。 ヘッドサーミスター検出温度とインク温度の差異を示すグラフである。 ヘッド駆動波形の補正のイメージを示す図である。 テーブルに基づく温度変化の様子と経過時間の関係を示すグラフである。 下降補正テーブルの一例を示す図である。 上昇補正テーブルの一例を示す図である。

以下、本発明の一実施の形態に係る、液体噴射装置としてのプリンター１０について、図１から図７に基づいて説明する。

＜プリンター１０の概略構成＞
最初に、プリンター１０の構成の概略について説明する。なお、以下では、プリンター１０は、ラインヘッド４０を具備し、高速印字が可能なタイプのものに関して説明する。図１は、本発明の一実施の形態に係るプリンター１０の概略構成を示す概略図である。本実施の形態のプリンター１０は、紙送り機構２０と、インク供給機構３０と、ラインヘッド４０と、ヘッドサーミスター５０と、加熱機構６０と、制御部７０と、を主要な構成要素としている。

紙送り機構２０は、紙送りモーター（ＰＦモーター）２１と、この紙送りモーター２１からの駆動力が伝達される給紙ローラー２２等を具備している。また、インク供給機構３０は、カートリッジホルダー３１と、加圧ポンプ３２と、インク供給路３３と、インクカートリッジ３４を具備している。カートリッジホルダー３１は、例えば不図示のシャーシに取り付けられていて、このカートリッジホルダー３１に着脱自在にインクカートリッジ３４が装着されている。そのため、本実施の形態のプリンター１０は、いわゆるオフキャリッジタイプの構成となっている。

インク（液体に対応）の供給に際しては、加圧ポンプ３２が作動し、インクカートリッジ３４の内部に空気を圧送して、インクパックを押し潰すことにより、インク供給路３３にインクを押し出すように構成されている。

また、ラインヘッド４０は、液体噴射ヘッドに対応している。図２に示すように、このラインヘッド４０は、ヘッド本体４１と、ノズルプレート４２とを具備している。ヘッド本体４１は、例えばシリコン基板等をエッチング処理等で適宜加工することにより、その内部に、圧力発生室４１１、リザーバ４１２と、圧電素子４１３等が形成される。また、ノズルプレート４２は、例えばＳＵＳ（Stainless Used Steel）を材質として形成されている。ノズルプレート４２には、ノズル４２０が穿設されている。ノズルプレート４２がヘッド本体４１に取り付けられると、ノズル４２０は、不図示の圧力発生室と連通し、インクを噴射可能となっている。

なお、ラインヘッド４０は、ヘッド本体４１が長尺状に形成されているタイプでも良く、また複数の比較的小さなヘッド本体を千鳥状に並べられているタイプでも良い。

また、ラインヘッド４０の所定の基板（ヘッド駆動信号生成回路７６やその他の処理回路）には、ヘッドサーミスター５０が取り付けられている。ヘッドサーミスター５０は、温度測定手段に対応していて、ラインヘッド４０の温度を測定するための手段である。なお、ヘッドサーミスター５０の取り付け位置（所定部位に対応）としては、所定の基板以外にも、ラインヘッド４０のヘッド本体４１に直接取り付けるようにしても良い。ヘッド本体４１に直接取り付ける一例としては、ラインヘッド４０のうち紙送りの上流側に存在する背面に取り付けるものがある。しかしながら、ヘッドサーミスター５０の取り付け位置は、これに限られるものではなく、ラインヘッド４０の側面、ラインヘッド４０の正面等、種々の位置に取り付けるようにしても良い。

また、ヘッドサーミスター５０は、図１等に示すものでは、ラインヘッド４０に対して、１つのみ取り付けられている。しかしながら、ヘッドサーミスター５０の取り付け個数は、１つに限られるものではなく、適宜の間隔で複数取り付けるようにしても良い。特に、ラインヘッド４０が複数の比較的小さなヘッド本体４１によって構成される場合、ヘッド本体４１毎にヘッドサーミスター５０を取り付けるように構成しても良い。その場合、後述する温度補正テーブル７４ｃは、比較的小さなヘッド本体４１毎に存在する状態となり、インク温度を一層適切に補正することが可能となる。

このヘッドサーミスター５０は、ラインヘッド４０に温度変化が生じると電気抵抗が変化するものであり、測温出力回路５１に接続されている。測温出力回路５１では、ヘッドサーミスター５０の電気抵抗に応じた電圧値または電流値（測定値とする。）をデジタル化して出力する。そして、出力された測定値は、後述する制御部７０に入力される。なお、温度測定手段としては、ヘッドサーミスター５０以外に、熱電対、半導体温度センサー、リニア抵抗器、白金測温抵抗体等を用いるようにしても良い。

さらに、プリンター１０には、温度センサー５２（環境温度測定手段に対応）が取り付けられている。この温度センサー５２は、プリンター１０の外部環境の温度を測定するための手段である。温度センサー５２は、測温出力回路５３に接続されていて、温度センサー５２で測定されたアナログの測定値をデジタル化して制御部７０に出力する。なお、温度センサー５２としては、ヘッドサーミスター５０と同様のサーミスターを用いても良く、その他、熱電対、半導体温度センサー、リニア抵抗器、白金測温抵抗体等を用いるようにしても良い。

加熱機構６０は、加熱手段に対応している。この加熱機構６０は、図１、図３に示すように、ラインヘッド４０での印刷が実行された印刷媒体Ｐ（噴射媒体に対応）の印刷面の加熱乾燥を行わせるための部分である。この加熱機構６０は、印刷媒体Ｐの幅方向の寸法の全てにおいて、加熱乾燥を実行させるだけの大きさを有している。このような加熱機構６０としては、例えばマイクロ波を印刷面に照射して、加熱乾燥を実行させるものがある。しかしながら、マイクロ波を印加する以外に、熱風を噴射することにより印刷面を乾燥させるようにしたり、ローラー体を加熱し、そのローラー体に印刷媒体Ｐを接触させることで、印刷面に付着しているインクを乾燥させるようにしても良い。

＜制御部の構成＞
続いて、制御部７０の構成について、図３に基づいて説明する。制御部７０は、通信インターフェース７１と、ＣＰＵ７２と、ＲＡＭ７３と、ＲＯＭ７４と、ＰＴＳ生成回路７５と、ヘッド駆動信号生成回路７６と、加熱機構駆動回路７７とを具備している。

これらのうち、通信インターフェース７１は、コンピュータＰＣとの間で通信を行うための回路である。ＣＰＵ７２は、各種データや各種プログラムを読み込んで、それら各種プログラムに従って各種の処理を実行する。なお、ＣＰＵ７２には、クロック７２ａが内蔵されていて、このクロック７２ａは、後述するＰＴＳ生成回路７５で生成されるＰＴＳの基準となるクロック信号ＣＬを生成する。

ＲＡＭ７３は、各種のデータを一時的に記憶させる部分である。また、ＲＯＭ７４は、各種のプログラムや各種のデータが記憶されていて、プリンター１０の電源をオフにしてもその記憶は維持される。ＲＯＭ７４に記憶されるプログラムとしては、プリンター１０の各部の動作を司る印刷制御プログラム７４ａや、後述するヘッド駆動信号の基準波形データ７４ｂがある。

ＲＯＭ７４には、その他に、上述の測温出力回路５１から出力される温度測定値に基づいて、後述する温度補正（温度算出）を行うための温度補正テーブル７４ｃ（図４、図５等参照）が格納されていると共に、同様の温度補正（温度算出）を行うための下降補正テーブル７４ｄおよび上昇補正テーブル７４ｅも格納されている。また、ＲＯＭ７４には、それら温度補正テーブル７４ｃ、下降補正テーブル７４ｄ、または上昇補正テーブル７４ｅに基づいてラインヘッド４０の温度補正を行う温度補正処理プログラム７４ｆも、ＲＯＭ７４には記憶されている。また、ＲＯＭ７４には、温度補正の結果に基づいて、基準波形データ７４ｂを補正して補正波形データを作成する（温度補正処理を行う）ためのヘッド駆動波形補正処理プログラム７４ｇも、ＲＯＭ７４には記憶されている。

なお、温度補正テーブル７４ｃおよび温度補正処理プログラム７４ｆがＲＯＭ７４から読み込まれ、ＣＰＵ７２で実行されることにより、温度算出手段が機能的に実現される。また、ヘッド駆動波形補正処理プログラム７４ｇがＲＯＭ７４から読み込まれ、ＣＰＵ７２で実行されることにより、駆動波形補正手段が機能的に実現される。

ここで、図４、図５に示す温度補正テーブル７４ｃは、加熱機構６０を作動させたときのインクの温度またはノズル４２０付近の温度を、例えば非接触式のセンサーによって実際に測定した結果に基づいて作成される。すなわち、加熱機構６０の始動開始時の温度は、外部の環境温度と同一であり、ヘッドサーミスター５０および測温出力回路５１を経て入力される温度と同一である。その始動開始から所定時間毎に非接触式のセンサーによって、ノズル４２０付近の温度を実際に測定し、その結果に基づいて温度補正テーブル７４ｃが作成される。

なお、温度補正テーブル７４ｃは、図４、図５に示すように、例えば温度の初期値が５度間隔毎に存在しており、その間の温度が測定初期の温度測定値である場合には、線形補間等の手法によって擬似的な温度補正テーブル７４ｃを算出するようにしても良い。また、温度補正テーブル７４ｃは、図４、図５に示すような５度間隔毎に存在するものではなく、例えば１度毎等、より細かな間隔毎に存在する構成としても良く、逆により大まかな間隔毎に存在する構成としても良い。

同様に、下降補正テーブル７４ｄ、および上昇補正テーブル７４ｅも、加熱機構６０を停止させたとき、または加熱機構６０を再び始動させたときのインクの温度またはノズル４２０付近の温度を、例えば非接触式のセンサーによって実際に測定した結果に基づいて作成される（図９、図１０参照）。なお、図９に示すグラフでは、加熱機構６０の停止直後の温度と、外部の環境温度Ｔ1との差異であるΔＴが何度であるかにより、インクの温度変化が一義的に定まる。また、図１０に示すグラフでは、加熱機構６０の再始動直後の温度と、飽和温度Ｔsとの差異であるΔＴが何度であるかにより、インクの温度変化が一義的に定まる。

また、下降補正テーブル７４ｄおよび上昇補正テーブル７４ｅにおいても、例えばΔＴが５度間隔毎に存在しており、その間の温度が測定初期の温度測定値である場合には、線形補間等の手法によって擬似的な下降補正テーブルまたは上昇補正テーブルを算出するようにしても良い。また、下降補正テーブル７４ｄおよび上昇補正テーブル７４ｅも、５度間隔毎に存在するものではなく、例えば１度毎等、より細かな間隔毎に存在する構成としても良く、逆により大まかな間隔毎に存在する構成としても良い。

ＰＴＳ生成回路７５は、ラインヘッド４０の駆動タイミング信号（Print Timing Signal；以下、ＰＴＳと略記する。）を生成するものである。このＰＴＳ生成回路７５には、不図示のリニアエンコーダからのエンコーダ信号と、上述のクロックからのクロック信号ＣＬと、ＣＰＵ７１で処理される画像データに基づくＰＴＳ生成情報とが入力される。そして、これらの信号に基づいて、基準ＰＴＳが生成される。

また、ヘッド駆動信号生成回路７６は、ＰＴＳ生成回路７５により生成された基準ＰＴＳに同期させて、ヘッド駆動信号を生成する部分である。ここで、ＣＰＵ７２で実行される温度補正処理プログラム７４ｆは、加熱機構６０の始動初期を経過してから温度飽和となるまでの間は、測温出力回路５１から出力される温度測定値ではなく、温度補正テーブル７４ｃにより決定される温度を用いる。さらに、ヘッド駆動波形補正処理プログラム７４ｇは、温度補正の結果に基づいて、基準波形データ７４ｂを補正して補正波形データが作成される。そしてヘッド駆動信号生成回路７６では、この補正波形データが入力され、それに基づいて、基準ＰＴＳに同期させたヘッド駆動信号が生成される。

加熱機構駆動回路７７は、ＣＰＵ７２からの指令に基づいて、加熱機構６０の作動を制御するための回路である。なお、加熱機構駆動回路７７は、プリンター１０の作動中、常に加熱機構６０が作動するように制御しても良く、印刷媒体Ｐへの印刷が実行された際に加熱機構６０が作動するように制御しても良い。

＜動作１．加熱機構が途中で停止しない場合＞
以上のような構成を有するプリンター１０においては、ヘッドサーミスター５０で測定される温度の補正、およびラインヘッド４０におけるヘッド駆動波形の補正に関して、加熱機構６０が途中で停止しない場合には、以下のような処理を行う。

まず、ラインヘッド４０での温度（特に、温度の測定初期値）は、ヘッドサーミスター５０および測温出力回路５１を経て、制御部７０（ＣＰＵ７２）に入力される。この入力と共に、ＣＰＵ７２では、温度補正処理プログラム７４ｆが実行される。

ところで、ラインヘッド４０の所定の基板に取り付けられているヘッドサーミスター５０付近は、加熱機構６０の作動によって容易に加熱される。一方、インクは液体であり、その比熱容量から温度上昇が緩やかである。そのため、図６から明らかなように、ヘッドサーミスター５０での検出温度は、インクの実際の温度と比較し、インクの温度が飽和するまでの間、その差異が大きなものとなる。それにより、インクの実際の温度と、ヘッドサーミスターでの検出温度との間に大きな隔たりが生じる。

そこで、本実施の形態では、測温出力回路５１から出力される温度測定値に対して、温度補正テーブル７４ｃおよび温度補正処理プログラム７４ｆによって、温度補正を行っている。この温度補正では、測温出力回路５１から出力される温度測定の初期値Ｔ0に基づいて、温度補正テーブル７４ｃの中から使用する温度補正テーブル７４ｃを決定する。

図５は、温度補正テーブル７４ｃでの温度変化と経過時間との関係を示すグラフである。図５においては、複数の温度の温度補正テーブル７４ｃがグラフ化されているが、測温出力回路５１から出力される温度測定の初期値Ｔ0は１つであるため、それに対応する温度補正テーブル７４ｃは、複数の温度の温度補正テーブル７４ｃから一義的に定まる。また、このグラフに示すように、温度補正処理プログラム７４ｆでは、使用する温度補正テーブル７４ｃと、経過時間との関係から、インクの現在の温度を算出する。それにより、ヘッドサーミスター５０で測定された温度ではなく、ヘッドサーミスター５０で測定された温度の初期値Ｔ0と、経過時間Ｓとから補正後の温度Ｔiの値が算出される。

以上のような温度補正の結果に基づいて、ヘッド駆動波形補正処理プログラム７４ｇでは、基準波形データ７４ｂを補正して、補正後のヘッド駆動波形を生成する。すなわち、補正波形データを作成する。図７は、補正波形データを作成するイメージであるが、温度によってインク粘度は変化する。一般的には、低温環境下ではインク粘度は増大し、逆に高温環境下ではインク粘度は減少する。そこで、低温環境下ではインク粘度が増大するため、基準波形データ７４ｂに対して、補正波形データは大きくなるように補正処理を行う（図７；符号Ａで示される破線の補正結果参照）。逆に、高温環境下ではインク粘度が減少するため、基準波形データ７４ｂに対して、補正波形データは小さくなるように補正処理を行う（図７；符号Ｂで示される一点鎖線の補正結果参照）。

なお、この補正処理を組み込むための事前の実験では、高温の測定ポイントと低温の測定ポイントとでインク粘度の変化を測定し、その間で線形的にインク粘度が変化するものとして、温度に応じて所定の割合で線形的に補正波形データが大小するような補正処理を行っても良い。また、インク粘度の変化を温度毎に測定し、測定されたインク粘度に応じた補正テーブルを持たせ、その補正テーブルに応じて補正波形データが大小するような補正処理を行うようにしても良い。

以上のようにして補正波形データが作成されると、ヘッド駆動信号生成回路７６では、この補正波形データが入力され、それに基づいて、ＰＴＳに同期させたヘッド駆動信号が生成される。そして、ラインヘッド４０（圧電素子４１３）は、ヘッド駆動信号に基づいて駆動され、ノズル４２０からインクが吐出される。

また、図５における２５度を示すグラフ（ヘッドサーミスター５０での温度測定によるものと温度補正テーブル７４ｃが示す温度）、および図６から明らかなように、ある程度長い時間が経過すると、ヘッドサーミスター５０で測定される温度の値と、温度補正テーブル７４ｃで示される温度の値との間に差異がなくなり、温度飽和の状態となる。そのため、本実施の形態では、温度飽和の状態となり、これ以上温度が上昇しない状態となった場合（図４の温度補正テーブル７４ｃでは、灰色領域となった場合）、ヘッドサーミスター５０で測定される結果を、インクの温度とするようにして、制御している。しかしながら、このような制御を行わずに、温度飽和が生じた後でも、温度補正テーブル７４ｃに基づいて制御を行うようにしても良い。

＜動作２．加熱機構が途中で停止する場合＞
続いて、ヘッドサーミスター５０で測定される温度の補正、およびラインヘッド４０におけるヘッド駆動波形の補正に関して、加熱機構６０が途中で停止する場合における処理を、以下に説明する。

加熱機構６０が作動を開始して最初の段階では、上述の動作１の場合と同様に、温度補正テーブル７４ｃおよび温度補正処理プログラム７４ｆによって、温度補正を行っている。そのため、測温出力回路５１から出力される温度測定の初期値Ｔ0に基づいて、温度補正テーブル７４ｃの中から使用する温度補正テーブル７４ｃを決定し、図８の領域Ａに示す示すような温度変化を示す。なお、図８に示す例では、温度測定の初期値Ｔ0は２５度となっている。

ところで、図８においては、時間Ｔa（この時間Ｔaでは、インク温度は環境温度Ｔ1まで低下していない）に到達した際に、加熱機構６０の作動が停止させられる。すると、インク温度は、ヘッドサーミスター５０により測定される温度とは異なり、プリンター１０の外部の環境温度Ｔ1に近づくように、緩やかに下降する。

図９は、インク温度が４４度であり、プリンター１０の外部の環境温度Ｔ1が、１５度から４０度までの場合において、どのような温度変化が生じるかを、実際の測定に基づくテーブル（下降補正テーブル７４ｄ）で示したものである。加えて、図９中の一点鎖線は、外部の環境温度が２５度である場合のヘッドサーミスター５０での測定温度の変化を示している。この図９から明らかなように、ヘッドサーミスター５０により測定される温度は、急激に下降する。一方、インク温度は、その比熱容量が大きいことから、プリンター１０の環境温度Ｔ1に向かって、緩やかに下降する。

そこで、加熱機構６０の作動が停止した直後の時間Ｔaから後（領域Ｂに該当）では、温度補正処理プログラム７４ｆおよび下降補正テーブル７４ｄを用いて、温度を算出する処理を行う。それにより、領域Ｂにおけるインク温度を算出可能となる。なお、図８に示す例では、インク温度が３９度のときに加熱機構６０の作動を停止させている。

ところで、複数の下降補正テーブル７４ｄの中から１つの下降補正テーブル７４ｄを決定する手法は、以下の通りである。まず、加熱機構６０の作動が停止した直後の時間Ｔaにおける温度と外部環境温度Ｔ1との差ΔＴを求める。図８では、領域ＢにおけるΔＴは９度となっている。そして、複数の下降補正テーブル７４ｄの中から、ΔＴの間のインク温度の変化を示すものが、下降補正テーブル７４ｄとして一義的に定まる。

なお、図９で示される複数の下降補正テーブル７４ｄは、外部の環境温度Ｔ1が５度間隔毎のものを示している。そのため、その間の温度が外部の環境温度Ｔ1である場合には、線形補間等の手法によって擬似的な下降補正テーブルを算出するようにしても良い。また、下降補正テーブル７４ｄは、図９に示すような５度間隔毎に存在するものではなく、例えば１度毎等、より細かな間隔毎に存在する構成としても良く、逆により大まかな間隔毎に存在する構成としても良い。

また、図８においては、時間Ｔbに到達したときに、再び加熱機構６０を作動させている。そこで、加熱機構６０が再び作動した時間Ｔbから後（領域Ｃに該当）では、温度補正処理プログラム７４ｆおよび上昇補正テーブル７４ｅを用いて、温度を算出する処理を行う。それにより、領域Ｃにおけるインク温度を算出可能となる。なお、図８に示す例では、インク温度が３５度のときに再び加熱機構６０を作動させている。

ここで、複数の上昇補正テーブル７４ｅの中から１つの上昇補正テーブル７４ｅを決定する手法は、上述の下降補正テーブル７４ｄの決定の場合と類似している。すなわち、加熱機構６０の作動を再開させた直後の時間Ｔbにおける温度と、飽和温度Ｔsとの差ΔＴを求める。図８では、領域ＣにおけるΔＴは９度となっている。そして、図１０に示すような複数の上昇補正テーブル７４ｅの中から、ΔＴの間のインク温度の変化を示すものが、上昇補正テーブル７４ｅとして一義的に定まる。

なお、図８のグラフにおいては、時間Ｔcに到達したときに、再び加熱機構６０を停止させている。図８においては、時間Ｔcにおけるインク温度は４０度であり、外部環境温度Ｔ1は３０度であるので、領域ＤにおけるΔＴは１０度となる。そして、複数の下降補正テーブル７４ｄの中から、ΔＴの間のインク温度の変化を示すものが、下降補正テーブル７４ｄとして一義的に定まる。

以上のようにして、時間Ｔdまでのインク温度が、ヘッドサーミスター５０での測定よりも精度良く求められる。なお、その後のヘッド駆動波形補正処理プログラム７４ｇによる補正後のヘッド駆動波形の生成に関しては、上述の＜動作１＞と同様であるため、その説明を省略する。

＜効果＞
以上のような構成のプリンター１０によれば、加熱機構６０が作動している状況下であっても、ヘッドサーミスター５０での検出温度と、インクの実際の温度との間の隔たりが、ほとんど存在しない状態となるか、または隔たりが存在しても従来と比較して非常に小さなものとなる。そのため、ラインヘッド４０のヘッド駆動波形を、その温度下のインク粘度に対応したものへと適切に補正することが可能となる。

特に、本実施の形態では、＜動作２＞で説明したように、加熱機構６０の作動が途中で停止した場合でも、下降補正テーブル７４ｄおよび温度補正処理プログラム７４ｆに基づいて、インク温度を容易に算出可能となる。加えて、本実施の形態では、加熱機構６０が停止状態から再び作動した場合であっても、上昇補正テーブル７４ｅおよび温度補正処理プログラム７４ｆに基づいて、インク温度を容易に算出可能となる。そのため、加熱機構６０の停止後に、インク温度が分からなくなる、といった不具合を防止可能となる。

また、本実施の形態では、インクの温度を直接測定したり、温度センサーを所定の配置で所定の個数だけ適切に配置するような手法と比較して、構成的には簡単なものとなり、そのような手法と比較してコストが増大するのを抑えることが可能となる。その一方で、比較的精度が高くインク温度を算出することが可能となる。

また、上述の＜動作１＞および＜動作２＞のような手法を用いることで、ラインヘッド４０のノズル４２０からのインクの噴射が適正化され、インクが多く噴射され過ぎたり、逆にインクの噴射量が少なくなってしまう、といった不具合が発生するのを防止可能となる。すなわち、インク粘度に適したヘッド駆動波形へと調整可能となるため、安定したインク量を噴射し続けることが可能となる。その結果、プリンター１０の稼動直後といった過渡期の状況下においても、安定した印刷品質を得ることが可能となる。

また、本実施の形態では、温度補正テーブル７４ｃ、下降補正テーブル７４ｄ、または上昇補正テーブル７４ｅに基づいて、インクの温度を算出している。このため、ヘッドサーミスター５０で、初期の温度測定結果（温度初期値Ｔ0）が分かり、さらに温度センサー５２で外部の環境温度Ｔ1が分かれば、以後のインクの温度は、経過時間Ｓから容易に得ることが可能となり、温度算出が容易化される。

さらに、本実施の形態では、温度補正テーブル７４ｃ、下降補正テーブル７４ｄ、または上昇補正テーブル７４ｅは、例えば５度毎といった具合に所定温度毎に存在すると共に、この所定温度の間の温度がヘッドサーミスター５０での初期の温度測定結果に該当する場合、線形補間により当該所定温度の間の温度補正テーブルを算出するようにしても良い。このようにしても、インクの温度を、経過時間Ｓから容易に得ることが可能となり、温度算出が容易化される。

また、＜動作１＞においては、加熱機構６０の作動によって、インク温度が飽和温度Ｔsに到達した場合、温度補正テーブル７４ｃによらずにヘッドサーミスター５０での温度の測定結果に基づいて、ヘッド駆動波形の補正を行うようにしている。そのため、温度補正テーブル７４ｃのデータ量を少なくすることが可能となる。

＜変形例＞
以上、本発明の一実施の形態について述べたが、本発明は、これら以外にも、種々変形可能である。以下、それについて述べる。

上述の＜動作２＞の説明においては、図８における領域Ａ〜領域Ｄの範囲での、加熱機構６０の停止−作動のパターンに関して説明している。しかしながら、上述の温度補正テーブル７４ｃ、下降補正テーブル７４ｄ、および上昇補正テーブル７４ｅを具備していれば、図８における加熱機構６０の停止−作動のパターンには限られず、加熱機構６０の作動と停止とを、何度繰り返すものであっても、容易にインク温度を算出することが可能であることは勿論である。

また、上述の実施の形態においては、温度算出手段は、温度補正テーブル７４ｃ、および温度補正処理プログラム７４ｆがＲＯＭ７４から読み込まれることで、機能的に構成されている。そして、温度補正テーブル７４ｃに基づいて、インク温度を算出している。しかしながら、かかる温度補正テーブル７４ｃに基づいてインク温度を算出せずに、所定の計算プログラムによってインク温度を算出するようにしても良い。その場合、ＲＯＭ７４に所定の計算プログラムを格納し、その計算プログラムを読み込むことにより、インク温度を算出する計算が実行される。

また、上述の実施の形態では、プリンター１０は、温度センサー５２を備え、この温度センサー５２での測定に基づいて、複数の下降補正テーブル７４ｄの中から用いられる下降補正テーブル７４ｄを決定している。しかしながら、ヘッドサーミスター５０での温度測定の初期値Ｔ0と外部の環境温度Ｔ1との差異がさほどないと考えられる場合には、温度センサー５２を省略する構成を採用しても良い。温度センサー５２を省略する構成では、一層構成を簡略化することが可能となり、コストの一層の低減を図ることができる。なお、この場合、上昇補正テーブル７４ｅを省略する構成を採用することが可能である。

また、上述の実施の形態では、３つの補正テーブル（温度補正テーブル７４ｃ、下降補正テーブル７４ｄ、および上昇補正テーブル７４ｅ）を備える場合について説明している。しかしながら、温度の上昇と下降とが、温度の初期値に依存すると共に、上昇と下降ととが時間軸を境に線対称を為す場合には、１つの補正テーブルのみを具備すれば足りる。

また、上述の実施の形態において、インクカートリッジ３４が交換された場合、当該インクカートリッジが交換されてから暫くの間は、環境温度（温度の初期値）であるＴ0の値を用いるようにしても良い。

また、上述の実施の形態においては、液体噴射ヘッドとしてのラインヘッド４０を備えるプリンター１０に対して、本発明を適用している。しかしながら、液体噴射ヘッドは、ラインヘッド４０に限られるものではなく、主走査方向（紙送りと直交する方向であり、印刷媒体Ｐの幅方向）に走査する印刷ヘッドを液体噴射ヘッドとして、本発明を適用するようにしても良い。

また、上述の各実施の形態における液体噴射装置としてのプリンター１０は、プリンター単独の機能を有する構成のみならず、スキャナ装置やコピー装置のような、複合的な機器の一部であっても良い。さらに、上述の実施の形態においては、インクジェット方式のプリンター１０に関して説明している。しかしながら、プリンター１０としては、液体を噴射可能なものであれば、インクジェット方式のプリンターには限られない。例えば、ジェルジェット方式のプリンター、トナー方式のプリンター、ドットインパクト方式のプリンター等、種々のプリンターに対して、本発明を適用することが可能である。

また、上述の実施の形態では、液体噴射装置を、インクジェット式のプリンター１０に具体化しているが、液晶ディスプレイ、ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）ディスプレイ及び面発光ディスプレイの製造などに用いられる電極材や色材（画素材料）などの材料を分散または溶解のかたちで含む液体を噴射する液状体噴射装置、バイオチップ製造に用いられる生体有機物を噴射する液体噴射装置、精密ピペットとして用いられ試料となる液体を噴射する液体噴射装置であってもよい。

さらに、時計やカメラ等の精密機械にピンポイントで潤滑油を噴射する液体噴射装置、光通信素子等に用いられる微小半球レンズ（光学レンズ）などを形成するために紫外線硬化樹脂等の透明樹脂液を基板上に噴射する液体噴射装置、基板などをエッチングするために酸又はアルカリ等のエッチング液を噴射する液体噴射装置、ゲル（例えば物理ゲル）などの流状体を噴射する流状体噴射装置であってもよい。そして、これらのうちいずれか一種の液体噴射装置に本発明を適用することができる。

１０…プリンター、２０…紙送り機構、３０…インク供給機構、４０…ラインヘッド（液体噴射ヘッドに対応）、４１…ヘッド本体、４１３…圧電素子、５０…ヘッドサーミスター（温度測定手段に対応）、５１，５３…測温出力回路、５２…温度センサー（環境温度測定手段に対応）、６０…加熱機構（加熱手段に対応）、７０…制御部（温度算出手段および駆動波形補正手段に対応）、７２…ＣＰＵ、７２ａ…クロック、７３…ＲＡＭ、７４…ＲＯＭ、７４ａ…印刷制御プログラム、７４ｂ…基準波形データ、７４ｃ…温度補正テーブル、７４ｄ…温度補正処理プログラム、７５…ＰＴＳ生成回路、７６…ヘッド駆動信号生成回路、７７…加熱機構駆動回路、Ｐ…印刷媒体（噴射媒体に対応）

Claims (6)

1. ノズル開口から液体を噴射可能な液体噴射ヘッドと、
   噴射媒体に付着した上記液体を加熱して乾燥させる加熱手段と、
   上記液体噴射ヘッド近傍の所定部位に存在すると共に当該所定部位の温度を測定する温度測定手段と、
   上記温度測定手段での初期の温度測定結果に基づき、上記加熱手段の作動後の時間とその時間における上記液体の温度とを関連付けた温度補正テーブルに基づいて上記液体噴射ヘッドから噴射される上記液体の温度を算出し、上記加熱手段が停止した場合に、停止直後の温度と外部の環境温度との差と停止時間とを関連付けた下降補正テーブルに基づいて上記液体噴射ヘッドから噴射されるべき上記液体の温度を算出する温度算出手段と、
   上記温度算出手段での上記液体の温度の算出結果に基づいて、上記液体噴射ヘッドのヘッド駆動波形を補正する駆動波形補正手段と、
   を具備することを特徴とする液体噴射装置。
2. 請求項１記載の液体噴射装置において、
   前記外部の環境温度は環境温度測定手段によって測定されることを特徴とする液体噴射装置。
3. 請求項１または２記載の液体噴射装置において、
   前記温度算出手段では、前記加熱手段が停止している状態から再び作動した場合には、前記下降補正テーブルに基づいて前記液体の温度を算出するのに続いて、作動直後の温度と前記液体を加熱した際の飽和温度との差と作動時間とを関連付けた上昇補正テーブルに基づいて上記液体噴射ヘッドから噴射される上記液体の温度を算出する、
   ことを特徴とする液体噴射装置。
4. 請求項１から３のいずれか１項に記載の液体噴射装置において、
   前記温度補正テーブル、前記下降補正テーブルまたは前記上昇補正テーブルは、所定温度毎に存在すると共に、当該所定温度の間の温度が前記温度測定手段での初期の温度測定結果に該当する場合、線形補間により当該所定温度の間の温度補正テーブル、前記下降補正テーブルまたは前記上昇補正テーブルが算出される、
   ことを特徴とする液体噴射装置。
5. 請求項１から４のいずれか１項に記載の液体噴射装置において、
   前記液体噴射ヘッドは、複数のヘッド本体が並べられて構成されるラインヘッドであると共に、
   前記温度補正テーブルは、個々の上記ヘッド本体毎に存在する、
   ことを特徴とする液体噴射装置。
6. ノズル開口から液体を噴射可能な液体噴射ヘッド、および噴射媒体に付着した上記液体を加熱して乾燥させる加熱手段を備え、当該加熱手段の作動による上記液体の温度変化に対応する液体噴射方法であって、
   上記液体噴射ヘッド近傍の所定部位に存在すると共に当該所定部位の初期温度を温度測定手段によって測定する初期温度測定ステップと、
   上記初期温度測定ステップでの初期温度の測定結果に基づき、上記加熱手段の作動後の時間とその時間における上記液体の温度とを関連付けた温度補正テーブルに基づいて、上記液体噴射ヘッドから噴射される上記液体の温度を算出し、上記加熱手段が停止した場合に、停止直後の温度と外部の環境温度との差と停止時間とを関連付けた下降補正テーブルに基づいて上記液体噴射ヘッドから噴射されるべき上記液体の温度を算出する温度算出ステップと、
   上記温度算出ステップでの上記液体の温度の算出結果に基づいて、上記液体噴射ヘッドのヘッド駆動波形を補正する駆動波形補正ステップと、
   を具備することを特徴とする液体噴射方法。

Images