JP2016221782A - 記録装置、及び、記録ヘッドの温度制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】記録ヘッドの適正な温度制御が可能な記録装置とその記録ヘッドの温度制御方法を提供する。
【解決手段】複数の記録素子それぞれに対応してインクを吐出するために設けられた第１のヒータと記録ヘッドを加熱するために設けられた第２のヒータとを備えた記録ヘッドを用いて記録を行う記録装置の記録ヘッドの温度制御を行う。まず、動作モードを入力し、その動作モードに基づいて、前記第１のヒータを駆動することで記録に用いられる第１の電力を算出する。次に、算出された第１の電力と、インク吐出を生じさせない程度のパルスを投入して第１のヒータを駆動して記録ヘッドを加熱に必要な第２の電力とに基づいて、第２のヒータを駆動するために用いるデューティの異なる駆動信号を選択する。その選択された駆動信号により、記録ヘッドの記録動作中と記録ヘッドが記録動作していない時間に第２のヒータを駆動して記録ヘッドを加熱する。
【選択図】図６

Description

本発明は記録装置、及び、記録ヘッド駆動方法に関し、特に、例えば、インクジェット記録ヘッドにより画像を記録媒体に記録する記録装置、及びその記録ヘッドの温度制御方法に関する。

インクジェット記録装置に用いられるインクは、低温環境下においてその粘度が大きくなり、記録ヘッドからインクを吐出する際のインク体積が小さくなってしまう。また、インク吐出不良が発生するという問題が生じてしまう。

このような現象を回避するために、インクジェット記録装置では記録動作前や記録動作中に記録ヘッドからのインク吐出が最適になる温度範囲に記録ヘッドを加熱する制御が行われている。記録ヘッドを加熱するために、記録ヘッドに実装されるヒータボードをインクが吐出しない程度に加温するために短パルスを印加して駆動する手段と、そのヒータボードとは別に備えられているサブヒータを駆動してヘッドを保温する手段がある。これらの加熱手段を使うことで、インク温度を記録に適した温度範囲まで加熱している。

一方、記録のスループットを向上させるために記録に適した温度範囲まで記録ヘッドを迅速に加熱することができ、さらにその温度を維持可能な制御も望まれている。また、インク吐出用のヒータを駆動すると消費電力が大きく、また、サブヒータも抵抗体であるのでこれを駆動させると消費電力が大きくなってしまう。そのため、記録装置の電源容量の増大を抑え、且つ目標の温度範囲まで迅速に記録ヘッドを加熱することが可能なヒータ制御が求められる。

例えば、引用文献１はインク吐出用ヒータとサブヒータを有するインクジェット記録装置において、その消費電力を抑え、電源容量の増大を防ぐために、インク吐出用ヒータとサブヒータの駆動パルスを意図的にずらす構成を提案している。

特開平８−１３２６１８号公報

しかしながら、特許文献１に提案されたような従来の技術では、電源容量を増大させないために、吐出用ヒータとサブヒータを同時に駆動させないように意図的に駆動パルスをずらす必要があった。そのため、記録前に行うインク吐出用ヒータを使った短パルス加熱とサブヒータによる加熱を同時に行うことができず、記録ヘッドを目標温度まで加熱するために時間がかかってしまっていた。

また、記録中にはインク吐出用ヒータが駆動しているので、電源容量の点からも、サブヒータを駆動することが困難である。このため、キャリッジの往路走査から復路走査への切り替えの間、又は、復路走査から往路走査への切り替えの間に、サブヒータを駆動して記録ヘッドを加熱するのであるが目標温度に到達させるまでには時間がかかる。これは、記録のスループットを低下させるという問題を生じさせてしまう。

本発明は上記従来例に鑑みてなされたもので、短時間で記録ヘッドの適正な温度制御が可能な記録装置とその記録ヘッドの温度制御方法を提供すること目的とする。

上記目的を達成するために本発明の記録装置は次のような構成からなる。

即ち、複数の記録素子それぞれに対応してインクを吐出するために設けられた第１のヒータと前記第１のヒータとは別に記録ヘッドを加熱するために設けられた第２のヒータとを備えた前記記録ヘッドを用い、記録媒体にインクを記録媒体に吐出して記録を行う記録装置であって、前記第２のヒータを駆動するために用いる、デューティの異なる複数の駆動信号を格納する記憶手段と、動作モードを入力する入力手段と、前記入力手段によって入力された動作モードに基づいて、前記第１のヒータを駆動することで記録に用いられる第１の電力を算出する算出手段と、前記算出手段により算出された第１の電力と、前記第１のヒータにインク吐出を生じさせない程度のパルスを投入して前記第１のヒータを駆動して前記記録ヘッドを加熱するために用いられる第２の電力とに基づいて、前記記憶手段に格納された前記複数の駆動信号から適切な駆動信号を選択する選択手段と、前記選択手段により選択された駆動信号により、前記記録ヘッドの記録動作中と前記記録ヘッドが記録動作していない時間に前記第２のヒータを駆動して前記記録ヘッドを加熱するよう制御することが可能である制御手段とを有することを特徴とする。なお、以下の説明ではデューティ（またはデューティ比）のことをＤｕｔｙ（またはＤｕｔｙ比）とも記載する。

また本発明を別の側面から見れば、複数の記録素子それぞれに対応してインクを吐出するために設けられた第１のヒータと前記第１のヒータとは別に記録ヘッドを加熱するために設けられた第２のヒータとを備えた前記記録ヘッドを用い、記録媒体にインクを記録媒体に吐出して記録を行う記録装置における記録ヘッドの温度制御方法であって、動作モードを入力する入力工程と、前記入力工程において入力された動作モードに基づいて、前記第１のヒータを駆動することで記録に用いられる第１の電力を算出する算出工程と、前記算出工程において算出された第１の電力と、前記第１のヒータにインク吐出を生じさせない程度のパルスを投入して前記第１のヒータを駆動して前記記録ヘッドを加熱するために用いられる第２の電力とに基づいて、メモリに格納された前記第２のヒータを駆動するために用いる、デューティの異なる複数の駆動信号から適切な駆動信号を選択する選択工程と、前記選択工程により選択された駆動信号により、前記記録ヘッドの記録動作中と前記記録ヘッドが記録動作していない時間に前記第２のヒータを駆動して前記記録ヘッドを加熱するよう制御する制御工程とを有することを特徴とする記録ヘッドの温度制御方法を備える。

従って本発明によれば、電源容量を増大させることなく、より迅速に記録ヘッドを加熱することができるという効果がある。

本発明の代表的な実施例であるインクジェット記録装置の構成の概要を示す外観斜視図である。 図１に示したインクジェット記録装置の制御構成を示すブロック図である。 記録ヘッドに実装されるヘッドチップのノズル配列構成を示す図である。 記録モードによるサブヒータのＰＷＭ駆動Ｄｕｔｙ設定シーケンスを示す図である。 メモリに保持されるサブヒータのＰＷＭ駆動Ｄｕｔｙ比を示すデューティテーブルを示す図である。 記録ヘッドの温度制御に係る種々の動作のタイムチャートである。 ヘッドランク取得の構成を示したブロック図である。 ヘッドランク取得の動作を示すフローチャートである。

以下に、図面を参照しながら本発明の実施例について詳細に説明する。なお、この明細書において、「記録」（以下、「プリント」とも称する）とは、文字、図形等有意の情報を形成する場合のみならず、有意無意を問わず、広く記録媒体上に画像、模様、パターン等を形成する、又は媒体の加工を行う場合も表すものとする。また、人間が視覚で知覚し得るように顕在化したものであるか否かを問わない。

また、「記録媒体」とは、一般的な記録装置で用いられる紙のみならず、広く、布、プラスチック・フィルム、金属板、ガラス、セラミックス、木材、皮革等、インクを受容可能なものも表すものとする。

また、「インク」とは、上記「記録」の定義と同様広く解釈されるべきもので、記録媒体上に付与されることによって、画像、模様、パターン等の形成又は記録媒体の加工、或いはインクの処理に供され得る液体を表すものとする。インクの処理としては、例えば記録媒体に付与されるインク中の色剤の凝固又は不溶化させることが挙げられる。

またさらに、「記録素子（又はノズル）」とは、特にことわらない限り吐出口ないしこれに連通する液路およびインク吐出に利用されるエネルギーを発生する素子（例えば、ヒータや抵抗体）を総括して言うものとする。

以下に用いる「ヘッドチップ」とは、シリコン半導体からなる単なる基体を指し示すものではなく、各素子や配線等が設けられた構成を差し示すものである。

＜記録装置と記録ヘッドの概要説明（図１〜図３）＞
図１は本発明の代表的な実施例であるインクジェット記録ヘッド（以下、記録ヘッド）を用いて記録を行なう記録装置の構成の概要を示す外観斜視図である。

図１に示すようにインクジェット記録装置（以下、記録装置）１はインクジェット方式に従ってインクを吐出して記録を行なうインクジェット記録ヘッド（以下、記録ヘッド）３をキャリッジ２に搭載し、キャリッジ２を矢印Ａ方向に往復移動させて記録を行う。記録紙などの記録媒体Ｐを給紙機構５を介して給紙し、記録位置まで搬送し、その記録位置において記録ヘッド３から記録媒体Ｐにインクを吐出することで記録を行なう。

記録装置１のキャリッジ２には記録ヘッド３を搭載するのみならず、記録ヘッド３に供給するインクを貯留するインクタンク６を装着する。インクタンク６はキャリッジ２に対して着脱自在になっている。

図１に示した記録装置１はカラー記録が可能であり、そのためにキャリッジ２にはマゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、イエロ（Ｙ）、ブラック（Ｋ）のインクを夫々、収容した４つのインクカートリッジを搭載している。これら４つのインクカートリッジは夫々独立に着脱可能である。

この実施例の記録ヘッド３は、熱エネルギを利用してインクを吐出するインクジェット方式を採用している。このため、電気熱変換体を備えている。この電気熱変換体は各吐出口のそれぞれに対応して設けられ、記録信号に応じて対応する電気熱変換体にパルス電圧を印加することによって対応する吐出口からインクを吐出する。なお、記録装置は、上述したシリアルタイプの記録装置に限定するものではなく、記録媒体の幅方向に吐出口を配列した記録ヘッド（ラインヘッド）を記録媒体の搬送方向に配置するいわゆるフルラインタイプの記録装置にも適用できる。

図２は図１に示した記録装置の制御構成を示すブロック図である。

図２に示すように、コントローラ６００は、ＭＰＵ６０１、ＲＯＭ６０２、特殊用途集積回路（ＡＳＩＣ）６０３、ＲＡＭ６０４、システムバス６０５、Ａ／Ｄ変換器６０６などで構成される。ここで、ＲＯＭ６０２は後述する制御シーケンスに対応したプログラム、所要のテーブル、その他の固定データを格納する。ＡＳＩＣ６０３は、キャリッジモータＭ１の制御、搬送モータＭ２の制御、及び、記録ヘッド３の制御のための制御信号を生成する。ＲＡＭ６０４は、画像データの展開領域やプログラム実行のための作業用領域等として用いられる。システムバス６０５は、ＭＰＵ６０１、ＡＳＩＣ６０３、ＲＡＭ６０４を相互に接続してデータの授受を行う。Ａ／Ｄ変換器６０６は以下に説明するセンサ群からのアナログ信号を入力してＡ／Ｄ変換し、デジタル信号をＭＰＵ６０１に供給する。

また、図２において、６１０は画像データの供給源となる図１に示したホストやＭＦＰに対応するホスト装置である。ホスト装置６１０と記録装置１との間ではインタフェース（Ｉ／Ｆ）６１１を介して画像データ、コマンド、ステータス等をパケット通信により送受信する。このパケット通信については後で説明する。なお、インタフェース６１１としてＵＳＢインタフェースをネットワークインタフェースとは別にさらに備え、ホストからシリアル転送されるビットデータやラスタデータを受信できるようにしても良い。

さらに、６２０はスイッチ群であり、電源スイッチ６２１、プリントスイッチ６２２、回復スイッチ６２３などから構成される。

６３０は装置状態を検出するためのセンサ群であり、位置センサ６３１、温度センサ６３２等から構成される。この実施例では、この他にもインク残量を検出するフォトセンサが設けられる。このフォトセンサの詳細について後述する。

さらに、６４０はキャリッジ２を矢印Ａ方向に往復走査させるためのキャリッジモータＭ１を駆動させるキャリッジモータドライバ、６４２は記録媒体Ｐを搬送するための搬送モータＭ２を駆動させる搬送モータドライバである。

ＡＳＩＣ６０３は、記録ヘッド３による記録走査の際に、ＲＡＭ６０４の記憶領域に直接アクセスしながら記録ヘッドに対して記録素子（吐出用のヒータ）を駆動するためのデータを転送する。加えて、この記録装置には、ユーザインタフェースとしてＬＣＤやＬＥＤで構成される表示部が備えられている。

図３は記録ヘッド３に実装されるヘッドチップのノズル配列構成を示す図である。

図３に示すように、ヘッドチップ２０１には４列のノズル列２０３を設けられており、各ノズル列は千鳥配列でノズルが配置されている。千鳥配列の左右ともに６００ｄｐｉの解像度でノズルが配列されており、両側合わせて解像度１２００ｄｐｉでの記録が可能である。これら４列のノズル列のノズルからは、それぞれ、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、イエロ（Ｙ）、ブラック（Ｋ）が吐出される。また、ヘッドチップ２０１には、これらのノズル列の両側を囲むように加熱用のサブヒータ抵抗体２０２が２か所に分けて配置されている。そして、これら２つのサブヒータ抵抗体それぞれに通電することにより、その抵抗体が発熱し、ヘッドチップ全体を加熱するような構成になっている。

そして、このサブヒータによりヘッドチップ全体の温度を管理することにより、ノズルからのインク吐出を安定化させることを可能にしている。

次に、以上の構成の記録装置における記録ヘッド温度制御の実施例について説明する。

まず、記録モードによるサブヒータのＰＷＭ駆動信号のＤｕｔｙ（デューティ）設定について説明する。この実施例では、サブヒータに対してＰＷＭ駆動パルスを印加し、記録ヘッドの温度制御を行う。詳細には、ＰＷＭ駆動パルスの周期に対するサブヒータをオンする時間（サブヒータに通電する時間）の比率により規定されるデューティが互いに異なる複数のＰＷＭ駆動信号のうち、後述する条件に従って１つのＰＷＭ駆動信号を選択して印加する。なお、以下の説明では、ＰＷＭ駆動パルスの周期をＴ₀とし、サブヒータをオンする時間（サブヒータに通電する時間）をＴ₁とする。

図４は記録モードによるサブヒータのＰＷＭ駆動信号のＤｕｔｙ設定シーケンスを示す図である。図４において、（ａ）は記録装置が画像データを入力して、記録する場合のサブヒータのＰＷＭ駆動信号のＤｕｔｙ比決定フローである。これによれば、ステップＳ１０において動作モードを選択し、ステップＳ３０では選択された動作モードに合わせてデューティ（Ｄｕｔｙ）テーブルを選択する。このテーブルについては後で説明する。そして、ステップＳ４０では、記録中におけるサブヒータのＰＷＭ駆動信号のデューティ（Ｄｕｔｙ）比をデューティテーブルから選択し記録動作へ移行する。この時点で、記録装置１は記録待機状態になる。

また、（ｂ）はＰＣなどのホスト装置６１０から印刷用の画像データが転送されてきた場合のＤｕｔｙ比決定フローである。これによれば、ステップＳ１５ではホスト装置６１０などの外部機器から送られてきた記録装置の動作モードを指定するデータを受信し、ステップＳ２０では、その受信データから記録装置の動作モードを判別する。そして、ステップＳ３０〜Ｓ４０では、前述のように、記録動作中のサブヒータのＰＷＭ駆動におけるＤｕｔｙ比を決定する。この場合も、メモリ内に保持しているテーブルから最適なＤｕｔｙ比を選択する。

図５はメモリに保持されるサブヒータのＰＷＭ駆動信号のＤｕｔｙ比を示すデューティテーブルを示す図である。この実施例では、図５に示すテーブルを参照して、動作モードに合わせて最適なＤｕｔｙ比を選択する。

図５に示す例では、デューティテーブルには４つの異なるデューティ比が格納されており、これらにテーブル番号（Ｎｏ．）として１〜４の数値が付されている。図５には、テーブル番号に対応してサブヒータのＰＷＭ駆動信号パルスの周期（Ｔ₀）に対して、そのパルスがＯＮとなる時間（Ｔ₁）が異なるデューティ比が示されている。図５から分かるように、テーブル番号１〜４へと徐々にデューティ比が小さくなっている。従って、デューティ比の高いテーブル番号１が選択された場合には、サブヒータ加熱に要する消費電力は大きくなり、デューティ比の低いテーブル番号４が選択された場合には、サブヒータ加熱に要する消費電力は少なくなる。なお、図５では４つの異なるデューティ比のＰＷＭ駆動信号のパターンを例示したが、４つ以上の複数のＰＷＭ駆動信号のパターンが格納されても良いことは言うまでもない。

従って、この実施例におけるＤｕｔｙ比とは、サブヒータのＰＷＭ駆動信号パルスの１周期（Ｔ₀）あたりのそのパルスがＯＮしている時間（Ｔ₁）の比率と定義することができる。

記録装置には通常、多くの動作モードが備えられ、それぞれの動作モードに従って、使用されるインク吐出用ヒータの数が変化する。例えば、モノクロ印刷モードでは黒インクを吐出させるためのヒータのみが駆動し、カラー印刷モードでは、記録解像度によって使用されるヒータ数も異なる。高解像度印刷モードでは、ヒータ数は増加し、消費電力も大きくなる。また、高速印刷モードにすれば、使用されるインク吐出用ヒータの数を少なくして（即ち、消費電力を少なくして）記録が行われる。このように、インク吐出用ヒータの駆動数が変われば、そのヒータで消費する電力も変化する。

従って、この実施例では、図４に示すステップＳ１０又はステップＳ１５において特定された動作モードに従ってサブヒータのＰＷＭ駆動信号のＤｕｔｙ比を決定する。このため、消費電力の大きい動作モードが選択された場合には、デューティ比の低いサブヒータのＰＷＭ駆動信号パルスを用いる。一方、消費電力の小さい動作モードが選択された場合には、デューティ比の高いサブヒータのＰＷＭ駆動信号パルスを用いるようにすることができる。このようにしてサブヒータを最大限駆動できるようにＰＷＭ駆動信号のＤｕｔｙ比を設定する。

このようにすることで、一定の電力が割当てられた記録ヘッドにおいて、効率的にその電力を用いて記録ヘッドの温度制御を行うことが可能になる。例えば、キャリッジの移動が往路走査から復路走査に切り替わる時間帯では、記録ヘッド３からインク吐出を行うことはないので、記録ヘッド３に割当てられた電力を全て記録ヘッドの温度調整に用いることができる。この場合、以下に説明する短パルス加熱以外の余分な電力を最大限用いることができるデューティ比を選択してサブヒータの加熱に用いるようにできる。

また、インク吐出用ヒータの駆動とサブヒータ加熱を同時に行うことで記録に最適な温度まで迅速に記録ヘッドを加熱することが可能なる。インク吐出用ヒータの駆動に必要な消費電力は画像データなどに依存して計算から求めることができる。通常、記録装置と記録ヘッドの設計で、記録ヘッドに割り当て可能な最大電力（ＨＰＭＡＸ）は予め決められる。このため、画像データなどに依存したインク吐出用ヒータの消費電力（ＤＰ）が計算されると、その結果、サブヒータ加熱に使用可能な最大消費電力（ＳＨＭＡＸ）も算出される。従って、
ＳＨＭＡＸ＝ＨＰＭＡＸ−ＤＰ ……（１）
という関係が成立する。

サブヒータの駆動電圧とそのときの負荷電流は決められているため、サブヒータをＰＷＭ制御することで、式（１）の関係を保持する限り、電源容量を増大させることなく、インク吐出用ヒータとサブヒータを同時に駆動することが可能となる。

このことから記録ヘッドがインク吐出を行なって記録を行なっている間も、定められた電源容量を超えないようにしてサブヒータ加熱を行うことが可能になる。

次に、記録動作時における記録ヘッドの温度制御について図面を参照して説明する。

図６は記録ヘッドの温度制御に係る種々の動作のタイムチャートである。

図６に示すように、記録開始前やキャリッジ２が記録媒体上を往路走査後に停止し、再び復路走査するまでの時間をスキャン間と呼ぶ。キャリッジ走査では記録ヘッド３を搭載したキャリッジ２を停止状態からランプアップさせ、規定速度（ｖ₁）に達した後、定速動作となり、図６に示す区間で記録ヘッド３はインク吐出を行う。１走査終了後、キャリッジ２をランプダウンさせ動作安定を考慮した規定時間（スキャン間）の停止後、逆方向である復路方向へのランプアップを開始する。

図６から分かるように、記録ヘッド３のインク吐出を行う以外の時間に、記録ヘッド３の記録素子にインク吐出を生じさせない程度の短いパルス幅の駆動パルスを投入し、記録ヘッド３を加熱する。この動作を短パルス加熱という。

また、短パルス加熱により、記録ヘッドのインク吐出用ヒータとその吐出口付近のインクの温度調整を行うことができる。これは、上述のように、各ノズルのインク吐出用ヒータにインクを吐出しない程度の長さのパルスを与えて加熱するものであり、一般的にパルス印加周波数も記録動作時のヒートパルスよりも長い周期となっている。記録ヘッドはインク吐出用ヒータに通電することで加熱されるため、記録動作時には短パルス加熱が行われることはなく、図６からも分かるように、キャリッジ走査のランプアップ、ランプダウン、停止時に実行される。

一方、サブヒータ加熱は、サブヒータ抵抗体２０２に動作モードに応じたＰＷＭ駆動信号のＤｕｔｙ比で通電することにより実行される。記録ヘッド３のヘッドチップ２０１に２つ設けられたサブヒータ抵抗体２０２に選択通電することは可能で、通電の実施はヘッドチップ内の温度検出用ダイオードセンサ（不図示）の出力から得られるヘッドチップ温度により決定される。図３に示されているように、サブヒータ抵抗体２０２はインク吐出用ヒータとは別構成となっているため、図６に示すようにインク吐出中でも通電が可能である。

これら短パルス加熱とサブヒータ加熱を実行するタイミングはヘッド温度確認のタイミングで取得されたヘッドダイオードセンサからの出力に基づいて決定される。図６には、そのタイミングとして、ｔ＝ａ、ｔ＝ｂ、ｔ＝ｃ、ｔ＝ｄの４つのタイミングが例示されている。

次に、記録ヘッドの温度調整をどのように行うのが、実際の記録動作と関係させて説明する。

印刷ジョブをホスト装置６１０から受信すると、記録装置１は記録動作前の初期化動作を実行するが、そのときにヘッド温度確認動作も実行する。ヘッド温度（Ｔ）が所定の閾値より低い、即ち、ヘッド温度が低温である場合、上述した短パルス加熱やサブヒータ加熱を実行制御する。この動作はそのときのヘッド温度（Ｔ）で決定され、ヘッド温度によっては、（１）２つの加熱動作を実行しない、（２）短パルス加熱もしくはサブヒータ加熱のどちらかのみを実行する、（３）２つの加熱動作を実行するなどの選択制御が行われる。この選択は、記録ヘッドに割り当てられた電力で加熱動作に利用可能な電力をどのように用いれば、より短い時間でヘッド温度を規定値に上昇させることができるのかを考慮して行われる。

図６に戻って説明を続けると、ヘッド温度確認ｔ＝ａのタイミングでヘッド温度（Ｔ）が規定値に達していれば記録可能であると判断し、キャリッジ２の移動を開始する。図６に示した例では、ｔ＝ａで、短パルス加熱とサブヒータ加熱の両方を実行する。この時点では、記録ヘッド３からはインク吐出を行っていないので、記録ヘッドに割り当てられた電力に余裕があるので、２つの動作を同時に実行して、ヘッド温度を迅速に規定値にまで加熱することができる。

そして、記録ヘッド３が記録開始位置に到達するタイミングｔ＝ｂで記録開始判断を行い、短パルス加熱とサブヒータ加熱を停止する。これによって、記録ヘッド３によるインク吐出動作に対して十分な電力を確保することができる。なお、上述のように、サブヒータ加熱については継続して駆動することも可能なので、図６が示唆するように、記録動作中にもサブヒータ加熱を再開することも可能である。

例えば、文字画像印刷といったインク吐出量が少ない画像記録では、記録ヘッドの温度が低下し、ヘッド温度確認ｔ＝ｃのタイミングで記録ヘッドが規定値を下回ったという場合には、サブヒータ加熱を再開してヘッド温度を目標範囲に保つ制御を行う。インク吐出量が少ない画像記録の場合には、記録ヘッド３の記録素子を駆動してインク吐出を行うのに必要な電力が少ないので、たとえ、サブヒータ加熱を実行するのに必要な電力を確保することができる。

インク吐出動作が終了し、キャリッジ２の１走査終了後、ヘッド温度確認ｔ＝ｄのタイミングでヘッド温度が規定値に達しない場合には、記録ヘッドの加熱動作を実行する。この場合でも、インク吐出中にサブヒータ加熱を実行していれば、記録ヘッドの温度の低下の程度が小さいので、より短い時間の短パルス加熱とサブヒータ加熱の動作でヘッド温度を規定値に上昇させることができる。

従って以上説明した実施例に従えば、記録ヘッドに割当てられた電力を有効に用いて短パルス加熱とサブヒータ加熱を選択動作させ、短時間で記録ヘッドの適正な温度に調整することができる。

なお、短パルス加熱とサブヒータ加熱を同時に実行する際に、短パルス加熱に用いるヒートパルスのパルス幅が一定の場合にはサブヒータ加熱に用いるＰＷＭ駆動パルスのデューティ比を動作モードに係らず一定としても良い。この時には、記録ヘッドに割り当てられた電力から短パルス加熱に用いられる電力を差し引いた残りの電力を最も有効に使用できるデューティ比が選択されると良い。

実施例１では動作モードに応じてサブヒータＰＷＭ駆動パルスのＤｕｔｙ比を決定し、サブヒータを駆動させる例について説明した。この実施例では、図７〜図８を参照して、ヘッドランクに応じたサブヒータＰＷＭ駆動パルスのＤｕｔｙ比の設定動作について説明する。

サブヒータは抵抗体で構成されており、製造バラツキにより個々の記録ヘッドでその抵抗値が異なるため、同じ電圧でこれを駆動しても消費電力が変わってしまう。このバラツキの情報を記録ヘッドのヘッドランクと呼び、記録ヘッドに内蔵されている不揮発性メモリ（例えば、ＥＥＰＲＯＭ）に記憶させている。従って、この実施例では、記録装置の起動シーケンス中に不揮発性メモリに記録されたヘッドランクを読取り、読取ったヘッドランクで最適なＤｕｔｙ比でサブヒータを駆動する。

図７はヘッドランク取得の構成を示したブロック図である。

図７に示されるように、ヘッドランクは記録ヘッド３に内蔵される、例えば、ＥＥＰＲＯＭのような不揮発性メモリ３ａに格納されている。ヘッドランクは、記録ヘッド３がキャリッジ２に装着され、記録装置１に電源が投入されたときに、不揮発性メモリ３ａからコントローラ６００のＡＳＩＣ６０３に読み込まれる。

図８は取得したヘッドランクに基づいた記録ヘッドの温度制御処理を示すフローチャートである。

図８において、（ａ）は記録装置１に電源ＯＮ時のサブヒータＰＷＭ駆動信号のＤｕｔｙ設定の動作について説明したフローチャートである。また、（ｂ）は記録装置１が電源ＯＮ中に記録ヘッドを交換した場合のサブヒータＰＷＭ駆動信号のＤｕｔｙ設定の動作を示すフローチャートである。

記録装置１が電源ＯＦＦである場合、ユーザが記録ヘッドの交換を実施したかどうかを記録装置１は確認できないため、記録装置に電源をＯＮした時には必ず記録ヘッドのランクの確認を行う。そのため、記録装置の電源がＯＮされた場合、印刷ジョブの有無に関わらず図８（ａ）に示す初期化動作を実行する。

図８（ａ）によれば、まず、ステップＳ１０１で記録ヘッドのヘッドランク値を取得する。これは、図７に示したように、記録ヘッド３の内部にあるＥＥＰＲＯＭに書き込まれたランク情報を読み出すことによりなされる。次に、ステップＳ１０２では取得したヘッドランク値の評価を行う。これは、取得したヘッドランク値が規定値内にあるかどうかを調べることによってなされる。

ここで、取得したヘッドランク値が規定値外の値を示している場合は、記録ヘッドに故障が発生したか、或いは、記録装置１が対応していない記録ヘッドが装着されたと判断する。そのため、以降の記録動作を行うことは不可能として、処理はステップＳ１０６に進み、エラー処理を行い終了する。

これらに対して、取得したヘッドランク値が規定値内の値を示している場合は、処理はステップＳ１０３に進み、現在、記録装置１に保持しているヘッドランク値（Ｈｒａｎｋ）と取得したヘッドランク値（Ｏｒａｎｋ）とを比較する。なお、ユーザが記録装置１を購入し、そのインストール作業で初めて記録ヘッドが装着された場合には、記録装置１が保持しているヘッドランク値は工場出荷時の数値となっているので、その数値との比較を行う。

その比較により、ステップＳ１０４において、Ｈｒａｎｋ≠Ｏｒａｎｋ、即ち、保持しているヘッドランク値と取得したヘッドランク値が異なっている場合、記録ヘッドの交換が記録装置の電源ＯＦＦ中に行われたと判断する。そして、処理はステップＳ１０５に進み、ステップＳ１０１で保持しているヘッドランク値を取得したヘッドランク値により置換し、保持すべきヘッドランク値を更新する。そして、この更新されたヘッドランク値に従って、図５に示したデューティテーブルからサブヒータ加熱に用いるＰＷＭ駆動信号のＤｕｔｙ比の適切な値を選択する。

これに対して、Ｈｒａｎｋ＝Ｏｒａｎｋ、即ち、保持しているヘッドランク値と取得したヘッドランク値が同じであれば、ヘッドランク値の更新は行わず、処理はそのまま終了する。

次に、図８（ｂ）のフローチャートを参照して記録装置が電源ＯＮ中の記録ヘッド交換に伴うサブヒータのＰＷＭ駆動信号のＤｕｔｙ設定の動作について説明する。この動作は、ユーザ操作により記録ヘッド交換のために、記録装置のカバーが開状態であることが検出された場合に行われる。

図８（ｂ）によれば、ステップＳ１０７で記録ヘッドがキャリッジ２に装着された状態から非装着状態へ変化したかどうかを調べる。ここで、記録ヘッドがキャリッジ２から取り外されたことが検出されたなら、処理はステップＳ１０８に進み、記録ヘッドがキャリッジに装着されたかどうかを調べる。ここで、記録ヘッドがキャリッジ２に装着されたことが検出されたなら、処理はステップＳ１０９に進み、記録ヘッドの交換が行われたかを判断する。この処理は、図８（ａ）を参照して先に説明したランク取得処理と同様の処理である。

ここで、以前とは異なる記録ヘッドが装着されたと判断されると、ヘッドランク値の更新が行われ、前述のように、取得したヘッドランク値に応じて適切なサブヒータ加熱時のＰＷＭ駆動信号のＤｕｔｙ比を決定する。そして、この記録ヘッドを使用する間はここで決定されたＤｕｔｙ比でのＰＷＭ駆動によりサブヒータ加熱が行われる。

以上のようにこの実施例に従えば、記録ヘッドが交換された場合には、その記録ヘッドに固有のヘッドランク値に応じたサブヒータ加熱ためのＰＭＷ駆動パルスのデューティ比を決定することができる。このようにして、各記録ヘッドに固有の特性を反映した適切なサブヒータ加熱が可能になる。

１ 記録装置、２ キャリッジ、３ 記録ヘッド、２０１ ヘッドチップ、２０２ サブヒータ抵抗体、２０３ ノズル列

Claims (10)

1. 複数の記録素子それぞれに対応してインクを吐出するために設けられた第１のヒータと前記第１のヒータとは別に記録ヘッドを加熱するために設けられた第２のヒータとを備えた前記記録ヘッドを用い、記録媒体にインクを記録媒体に吐出して記録を行う記録装置であって、
   前記第２のヒータを駆動するために用いる、デューティの異なる複数の駆動信号を格納する記憶手段と、
   動作モードを入力する入力手段と、
   前記入力手段によって入力された動作モードに基づいて、前記第１のヒータを駆動することで記録に用いられる第１の電力を算出する算出手段と、
   前記算出手段により算出された第１の電力と、前記第１のヒータにインク吐出を生じさせない程度のパルスを投入して前記第１のヒータを駆動して前記記録ヘッドを加熱するために用いられる第２の電力とに基づいて、前記記憶手段に格納された前記複数の駆動信号から適切な駆動信号を選択する選択手段と、
   前記選択手段により選択された駆動信号により、前記記録ヘッドの記録動作中と前記記録ヘッドが記録動作していない時間に前記第２のヒータを駆動して前記記録ヘッドを加熱するよう制御することが可能である制御手段とを有することを特徴とする記録装置。
2. 前記記録ヘッドは交換が可能であって、前記記録ヘッドには当該記録ヘッドの特性を示すヘッドランクを格納した不揮発性メモリが内蔵されており、
   前記入力手段は、前記記録装置への電源が投入された場合と、記録ヘッドが取り外された後に装着された場合には、前記記録ヘッドからヘッドランクを入力し、
   前記選択手段は、前記入力されたヘッドランクに基づいて、前記記憶手段に格納された前記複数の駆動信号から適切な駆動信号を選択することを特徴とする請求項１に記載の記録装置。
3. 前記制御手段はさらに、前記記録ヘッドが記録動作していない時間に、前記第１のヒータにインク吐出を生じさせない程度のパルスを投入して前記第１のヒータを駆動して前記記録ヘッドを加熱することを特徴とする請求項１又は２に記載の記録装置。
4. 前記制御手段は、前記記録ヘッドの記録動作中には、画像データに依存した前記第１のヒータを駆動して記録に用いられる電力に基づいて、前記第２のヒータを駆動して前記記録ヘッドを加熱するよう制御することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の記録装置。
5. 前記選択手段は、前記記録ヘッドに割当てられた電力の範囲の中で、前記選択を行うことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の記録装置。
6. 前記記録ヘッドを搭載するキャリッジを往復移動させる走査手段をさらに有し、
   前記記録ヘッドが記録動作していない時間とは、前記走査手段による前記キャリッジの移動が往路走査から復路走査に切り替わる間と、前記復路走査から前記往路走査に切り替わる間と、前記キャリッジのランプアップとランプダウンの間とを含むことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の記録装置。
7. 前記動作モードは、モノクロ印刷モード、カラー印刷モード、高解像度印刷モード、高速印刷モードを含み、それぞれでの消費電力は異なることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の記録装置。
8. 前記第２のヒータを駆動するために用いる複数の駆動信号おのおのは、ＰＷＭ駆動信号であり、
   前記デューティはＰＷＭ駆動信号の１周期あたりの前記ＰＷＭ駆動信号のパルスがＯＮしている時間の比率で定義されることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の記録装置。
9. 前記制御手段による前記記録ヘッドの加熱は、前記記録ヘッドの温度が予め定められた温度に達しない場合に実行されることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の記録装置。
10. 複数の記録素子それぞれに対応してインクを吐出するために設けられた第１のヒータと前記第１のヒータとは別に記録ヘッドを加熱するために設けられた第２のヒータとを備えた前記記録ヘッドを用い、記録媒体にインクを記録媒体に吐出して記録を行う記録装置における記録ヘッドの温度制御方法であって、
    動作モードを入力する入力工程と、
    前記入力工程において入力された動作モードに基づいて、前記第１のヒータを駆動することで記録に用いられる第１の電力を算出する算出工程と、
    前記算出工程において算出された第１の電力と、前記第１のヒータにインク吐出を生じさせない程度のパルスを投入して前記第１のヒータを駆動して前記記録ヘッドを加熱するために用いられる第２の電力とに基づいて、メモリに格納された前記第２のヒータを駆動するために用いる、デューティの異なる複数の駆動信号から適切な駆動信号を選択する選択工程と、
    前記選択工程により選択された駆動信号により、前記記録ヘッドの記録動作中と前記記録ヘッドが記録動作していない時間に前記第２のヒータを駆動して前記記録ヘッドを加熱するよう制御する制御工程とを有することを特徴とする記録ヘッドの温度制御方法。

Images