JP3368147B2 - プリントヘッドおよびプリント装置 - Google Patents

プリントヘッドおよびプリント装置

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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、プリントヘッドお
よびプリント装置に係り、さらに詳しくは、温度センサ
やヒータを有する基板を複数備えたプリントヘッドおよ
びプリント装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】一般に、インクジェットプリント装置に
利用されているインクジェットヘッドとしては、例え
ば、最大１２８ビット程度に対応する数のノズルを備え
たものがあり、プリント媒体としての記録紙の送紙方向
と直交する方向に走査されることにより、画像を形成す
るようになっている。また、ヘッドのノズル数をさらに
増やして、ヘッドを長尺化することにより、印字等のプ
リントのスループットをより向上させることが可能とな
った。しかし、ヘッドの長尺化により、ノズルの総数は
数千ノズルの規模が必要となり、従来のシリアルプリン
タ用ヘッドに比して、その製造コストが問題となってい
る。
【０００３】このような問題の対策として、例えばイン
クを吐出させるプリント素子としての電気熱変換素子や
機能素子などが形成されている基板をいくつかに分割
し、各々の基板を精度よく配列させる方法が提案されて
いる。このようにすることにより、電気熱変換素子およ
び機能素子を内蔵した素子内蔵型基板を長尺型ヘッドに
用いることが可能となった。電気熱変換素子および機能
素子を内蔵した素子内蔵型基板を利用する長所は、実装
の簡略化によるコストダウン、歩留りの向上であり、さ
らに、半導体を利用した温度センサが利用可能となるこ
とも長所となる。
【０００４】基板を配列した従来の長尺ヘッドの場合、
配列された基板とヘッド外部との電気的接続のために設
けるコネクタの端子数の増加などの問題により、配置さ
れた全ての基板上における温度センサは利用できなかっ
た。
【０００５】図１４，図１５に従来の長尺ヘッドの構造
を示す。そのヘッド３０は、アルミなどの金属製の基台
１の上に、図示しない電気熱変換素子、温度センサ、お
よび保温ヒータなどが形成されている基板１４が配列し
て固定されている。さらに、基板１４の上に、インクを
吐出するノズルを成すインク路、および吐出すべきイン
クを供給するインク液室が形成された天板３が配置され
る。天板３の正面のオリフィスプレート面には、インク
吐出口としてのオリフィス４２が開口している。この天
板３を固定するために、バネ４３、およびバネ固定部材
４４が設置されている。インクは、プリント装置本体に
接続されるコネクタ４５を介して、インク流路部材５に
より天板３のインク液室に供給される。また、基台１上
にはプリント基板２が設置されており、このプリント基
板２上の電極は、基板１４の配線とワイヤボンディング
により電気的に接続されている。プリント基板２の端面
には、プリント装置本体（以下、「本体」と称する）と
の電気的接続を行うための接続端子１０が設けられてい
る。
【０００６】図１４は、このようなヘッド３０の概略の
ブロック構成図である。この図の例では、８つの基板１
４を備えて、それら内の４つの基板１４における温度セ
ンサの出力を外部に取り出している。例えば、Ａ４版の
記録紙の幅いっぱいにノズルを配置したラインヘッドを
ヘッド３０として用いる場合、およそ３０００ノズル以
上が必要となるため、１２８個の電気熱変換素子が配置
された基板１４を利用する場合でも基板１４の総数は２
５個程度となる。そのため、基板１４の各々から、それ
らの全てに備わる温度センサ、保温ヒータの端子を引き
出すと８０端子程度が必要となり、それを実現すること
は不可能であった。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】上述したような複数の
基板１４を配列した長尺のヘッド３０において、個々の
基板１４は、アルミなどの基台１上に熱伝導性接着剤を
利用してダイボンディングされているが、各々の基板１
４は熱的に絶縁されている。そのため、各々の基板１４
の位置や接着剤の塗布厚みなどのばらつきに起因して、
各々の基板１４の温度特性が異なることがある。したが
って、全ての基板１４の温度センサを利用できないと、
基板１４によっては温度変化を正しく検知できないこと
があった。
【０００８】また、一般的に文書を作成するとき、文
字、図表などの配置は固定されていることが多い。ま
た、ラインヘッドの場合は、各ノズル毎のプリント領域
が固定化されているため、画像デューティの分布の変動
がシリアルヘッドのようなスキャン方式に比して少なく
なり、その分、昇温のバラツキ傾向が大きくなる。この
ようなラインヘッドにおいて、基板１４の温度制御をよ
り精度良く行うには温度センサの出力の読み取り回数を
増やすことが効果的であるが、使用するＣＰＵの能力や
処理内容の負荷によっては、その温度センサの出力の読
み取りのために必要なタイミングを確保できないことが
ある。さらに、上記のような理由の基板１４の各々の温
度特性が異なる可能性があるため、精度良く温度コント
ロールを行うためには、基板１４の個々に備えた保温ヒ
ータを独立に制御することが望ましいが、前述のように
コネクタの端子数に限界があることから、それを実現す
ることは不可能であった。
【０００９】本発明の目的は、外部との接続用の端子数
を増加させることなく、複数の基板のそれぞれに備わる
温度センサやヒータを制御して、それぞれの基板の温度
制御を適確に実施することができるプリントヘッドおよ
びプリント装置を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明のプリントヘッド
は、プリント媒体に画像をプリントするためのプリント
素子と温度検出用のセンサを有する基板を複数備えたプ
リントヘッドにおいて、前記複数の基板のそれぞれにお
ける前記センサの検出信号を共通の端子から選択的に出
力する手段と、検出信号を選択的に出力させるときの選
択の頻度に関し、該複数のセンサ毎に重み付けをする手
段とを有する選択回路を備えたことを特徴とする。
【００１１】
【００１２】本発明のプリント装置は、プリントヘッド
とプリント媒体を相対移動させることによって、前記プ
リント媒体に画像をプリントするプリント装置におい
て、前記プリントヘッドとして、上記のプリントヘッド
を用いることを特徴とする。
【００１３】本発明によれば、複数の基板のそれぞれに
おける温度センサの検出信号を必要に応じて共通の端子
から選択的に出力可能とすることにより、端子数を増加
させることなく各基板の温度検知を可能とする。この結
果、従来の長尺のヘッドを用いた場合に比して、より画
像の高画質化、濃度ムラの防止、動作信頼性の向上を実
現する。
【００１４】
【発明の実施の形態】
（第１の実施形態）図１は、本発明の第１の実施形態と
してのヘッド２０の概略のブロック構成図であり、前述
した図１５の従来例と同様の部分には同一符号を付し
て、その説明を省略する。基板１４には、電気熱変換素
子、および機能素子が備えられており、その基板１４に
備わる温度センサの出力端子が配線１５によって引き出
され、その出力がアナログマルチプレクサ１３に入力さ
れる。アナログマルチプレクサ１３によって選択された
温度センサの出力は、ヘッド２０と外部との電気的接続
をするために設けられた出力用端子１０を介して外部に
取り出される。カウンタ１２のデコード信号を利用する
ことにより、各基板１４毎の温度センサの出力は、均一
に外部に取り出されることになるため、各基板１４の温
度を平均化した値に基づいて、ヘッド２０を温度制御す
ることが可能となる。
【００１５】図２に、温度センサ３１とマルチプレクサ
１３の接続例を示す。本例では、温度センサ３１とし
て、基板１４の内部に構成されたダイオードを用いてお
り、その順方向の電圧効果が温度特性を持つことを利用
して温度センサとしている。それらのダイオードのカソ
ード電極をコモン電極３３とし、それらのアノード電極
をアナログマルチプレクサ１３に接続し、そのアナログ
マルチプレクサ１３に入力される選択信号２１を用い
て、それらのアノード電極を選択的に外部取り出し電極
３２を通して外部のプリント装置本体と接続する。その
プリント装置本体は、アナログマルチプレクサ１３によ
って選択されたダイオードの順方向の電圧降下を読み取
ることにより温度を検知する。
【００１６】図３および図４は、長尺に構成したヘッド
２０の組立図である。アルミなどを利用した金属製の基
台１上に、基板１４が熱伝導性接着剤などを利用してダ
イボンディングされる。また、外部への電気信号取り出
しのためプリント基板２が同様に基台１上に張り付けら
れる。プリント基板２と基板１４の間の電気的な接続
は、ボンディングワイヤ４を用いたワイヤボンディング
によって行われる。プリント基板２上にはアナログマル
チプレクサ１３、カウンタ１２などのＩＣが実装される
と共に、外部との電気的接続のためのコネクタ端子１０
が設けられている。基板１４上には、インクを吐出する
ためのインク流路や液室が設けられた天板３が配置され
る。天板３へのインク供給は、流路部材５（図１４参
照）によって外部から供給される。
【００１７】図５に、７個の基板１４により長尺ヘッド
２０を構成した場合の各基板１４毎の温度センサ３１の
検知タイミングを示す。この図では、カウンタ１２の出
力に応じて、１番から７番の基板１４上の温度センサ３
１が巡回するように選択されて、対応する基板１４の温
度が検知される。
【００１８】前述したように、基板１４を配列した長尺
ヘッド２０の場合、各基板１４は熱的に分離されて、そ
れらの温度上昇のバラツキが大きくなる。このような場
合、温度制御を精度良く行うには、全ての温度センサ３
１の読み取りを行うことが効果的である。本実施形態に
よれば、外部との接続端子数を増やすことなく、全ての
基板１４の温度センサ３１の検出温度を読み出すことが
できて、必要な温度検出精度を保つことが可能となる。
【００１９】（第２の実施形態）図６は、本発明の第２
の実施形態としてのヘッド２０の概略のブロック構成図
である。基板１４には、電気熱変換素子、および機能素
子が備えられており、その基板１４に備わる温度センサ
の出力端子が配線１５によって引き出され、その出力が
アナログマルチプレクサ１３に入力される。また、発信
器１１からのクロック信号がカウンタ１２に入力され
て、メモリ１８のアドレス信号が生成される。メモリ１
８には、アナログマルチプレクサ１３の入力端子毎に重
み付けされたアナログマルチプレクサ１３の選択信号が
あらかじめ設定されており、カウンタ１２からメモリ１
８に入力されるアドレス信号に応じて、選択信号をアナ
ログマルチプレクサ１３に出力する。アナログマルチプ
レクサ１３によって選択された温度センサの出力は、ヘ
ッド２０と外部との電気的接続をするために設けられた
出力用端子１０を介して外部に取り出される。
【００２０】ここで、メモリ１８に設定される重みデー
タとは、各基板１４の温度特性に応じた温度センサ参照
回数（温度センサ出力の読み取り回数）に対応する温度
センサ選択データである。メモリ１８の選択信号を利用
することにより、基板１４からの温度センサ出力は、重
み付けされて選択的に外部に取り出されるため、必要に
応じてヘッド特有の重み付けがされた各温度センサの出
力に基づいて、ヘッド２０の温度制御することが可能と
なる。
【００２１】ところで、前述したように基板１４を配列
した長尺ヘッド２０の場合、各基板１４は熱的に分離さ
れて、それらの温度上昇のバラツキが大きくなる。ま
た、ラインヘッドとした場合、各ノズル当たりの画像デ
ューティの分布の変動がシリアルヘッドのようなスキャ
ン方式に比して少ないため、昇温の傾向がさらに大きく
なる。このような場合、昇温の激しい部分の温度制御を
より精度良く行うには、温度センサの読み取り回数を増
やすことが効果的である。しかし、使用するＣＰＵの能
力や処理内容の負荷によっては、その温度センサの読み
取り回数に応じた必要なタイミングを確保できないこと
がある。このような場合は、必要部分の読み取り回数を
他の部分に比べて多くすることにより、全体の処理能力
を落とさずに温度の検出精度を保つことが可能となる。
【００２２】本実施形態によれば、例えば、プリント装
置本体側であらかじめ画像データからプリントデューテ
ィを計算して、高デューティとなるブロックの基板１４
を想定するとともに、任意の基板１４の温度センサから
の検出温度の読み取りを選択可能とすることにより、温
度検出が特に必要な基板１４の部分に関しての検出温度
の読み取り回数を他の部分に比べて多くして、全体の処
理能力を落とさずに温度の検出精度を保つことが可能と
なる。図７に、本実施形態の応用例として、７つの基板
１４毎の各温度センサの検知タイミングを示す。この例
ではＮｏ．１，７は１回、Ｎｏ．２，３，５，６は２
回、Ｎｏ．４は３回の検知を行い、これを１回の検知シ
ーケンスとする。このようにすることにより、ヘッド２
０の両端に位置する基板１４の温度センサよりも、ヘッ
ド２０の中央部に位置する基板１４の温度センサの検知
回数を多くして、中央付近の温度検知精度を高めること
が可能となる。
【００２３】また、このような検知シーケンスデータの
数例をメモリ上に格納し、動作モードに応じた検知シー
ケンスをプリント状態を本体側から選択することによ
り、各種の印字等のプリントモードに応じた検知シーケ
ンスを選択することが可能となり、より精度の高い温度
検知が可能となる。
【００２４】（第３の実施形態）図８は、本発明の第３
の実施形態としてのヘッド２０の概略のブロック構成図
である。基板１４には、電気熱変換素子、および機能素
子が備えられており、その基板１４に備わる温度センサ
の出力端子が配線１５によって引き出され、その出力が
アナログマルチプレクサ１３に入力される。また、アナ
ログマルチプレクサ１３の選択信号２１は、コネクタ１
０を介してプリント装置本体側から供給される。この選
択信号２１により、プリント装置本体から任意の位置の
温度センサを選択することが可能となる。そして、アナ
ログマルチプレクサ１３により選択された温度センサ出
力は、ヘッド２０と外部との電気的接続をするために設
けられた出力用端子１０を介して外部に取り出される。
【００２５】ところで、前述したように基板１４を配列
した長尺ヘッド２０の場合、各基板１４は熱的に分離さ
れて、それらの温度上昇のバラツキが大きくなる。ま
た、アリンヘッドとした場合、各ノズル当たりの画像デ
ューティの分布の変動がシリアルヘッドのようなスキャ
ン方式に比して少ないため、昇温の傾向がさらに大きく
なる。このような場合、昇温の激しい部分の温度制御を
より精度良く行うには、温度センサの読み取り回数を増
やすことが効果的である。しかし、使用するＣＰＵの能
力や処理内容の負荷によっては、その温度センサの読み
取り回数に応じた必要なタイミングを確保できないこと
がある。このような場合は、必要部分の読み取り回数を
他の部分に比べて多くすることにより、全体の処理能力
を落とさずに温度の検出精度を保つことが可能となる。
【００２６】本実施形態によれば、例えば、プリント装
置本体側であらかじめ画像データからプリントデューテ
ィを計算して、高デューティとなるブロックの基板１４
を想定するとともに、任意の基板１４の温度センサから
の検出温度の読み取りを選択可能とすることにより、温
度検出が特に必要な基板１４の部分に関しての検出温度
の読み取り回数を他の部分に比べて多くして、全体の処
理能力を落とさずに温度の検出精度を保つことが可能と
なる。
【００２７】また、動作モードに応じて、検出温度を読
み取る温度センサをプリント装置本体側から選択するこ
とにより、各種の印字等のプリントモードに応じた検知
シーケンスを行うことが可能となり、より精度の高い温
度検知が可能となる。
【００２８】（第４の実施形態）図９は、本発明の第４
の実施形態としてのベッド２０の概略のブロック構成図
である。基板１４には、電気熱変換素子、および機能素
子が備えられており、その基板１４に備わる温度センサ
の出力端子が配線１５によって引き出され、その出力が
アナログマルチプレクサ１３Ａに入力される。また、発
信器１１からのクロック信号がカウンタ１２に入力さ
れ、バイナリのデコード信号に変換されてからアナログ
マルチプレクサ１３Ａに入力される。アナログマルチプ
レクサ１３Ａによって選択された温度センサ出力は、ヘ
ッド２０と外部との電気的接続をするために設けられた
出力用端子１０を介して外部に取り出される。カウンタ
１２のデコード信号を利用することにより、各基板１４
毎の温度センサの出力は、均一に外部に取り出されるこ
とになるため、各基板１４の温度を平均化した値に基づ
いて、ヘッド２０を温度制御することが可能となる。
【００２９】図１０に保温ヒータ３５とマルチプレクサ
１３Ｂの接続例を示す。保温ヒータ３５は基板１４に形
成されたトランジスタ３６と接続される。保温ヒータ３
５の選択信号がマルチプレクサ１３Ｂに入力され、ま
た、外部より端子１０を介して保温ヒータ駆動信号４１
が加えられ、この信号４１と、マルチプレクサ１３Ｂか
らの保温ヒータ選択信号との論理和により、配線１６を
通して必要な保温ヒータが駆動される。４２は、その論
理演算のためのＡＮＤ回路である。
【００３０】ところで、前述したように基板１４を配列
した長尺ヘッド２０の場合、各基板１４は熱的に分離さ
れて、それらの温度上昇のバラツキが大きくなる。ま
た、ラインヘッドとした場合、各ノズル当たりの画像デ
ューティの分布の変動がシリアルヘッドのようなスキャ
ン方式に比して少ないため、昇温の傾向がさらに大きく
なる。このような場合、温度制御を精度良く行うには、
全ての温度センサの読み取りを行うことが効果的であ
る。本実施形態によれば、外部との接続端子数を増やす
ことなく、全ての基板１４の温度センサの検出温度を読
み出すことが可能となり、必要な温度検出精度を得るこ
とが可能となる。さらに、接続された全ての保温ヒータ
を同時に加熱する代わりに、それらの駆動条件を選択的
に変更することによって、長尺ヘッド２０の温度分布の
バラツキに対応するとともに、ヘッド２０の省エネルギ
ー化を図ることも可能となる。
【００３１】（第５の実施形態）図１１は、本発明の第
５の実施形態としてのヘッド２０の概略のブロック構成
図である。基板１４には、電気熱変換素子、および機能
素子が備えられており、その基板１４に備わる温度セン
サの出力端子が配線１５によって引き出され、その出力
がアナログマルチプレクサ１３Ａに入力される。また、
発信器１１からのクロック信号がカウンタ１２に入力さ
れ、メモリ１８のアドレス信号が生成される。メモリ１
８には、アナログマルチプレクサ１３Ａ，１３Ｂの選択
信号があらかじめ設定されており、それらの選択信号が
対応するアナログマルチプレクサ１３Ａ，１３Ｂに入力
される。アナログマルチプレクサ１３Ａによって選択さ
れた温度センサ出力は、ヘッド２０と外部との電気的接
続をするために設けられた出力用端子１０を介して外部
に取り出される。カウンタ１２のデコード信号を利用す
ることにより、各基板１４毎の温度センサの出力は、均
一に外部に取り出されることになるため、各基板１４の
温度を平均化した値に基づいて、ヘッド２０を温度制御
することが可能となる。さらに、メモリ１８からアナロ
グマルチプレクサ１３Ｂに保温ヒータの選択信号が入力
され、それに応じて、目的の保温ヒータを選択するため
の保温ヒータ選択信号が出力される。さらに、外部より
端子１０を介して保温ヒータ駆動信号４１が加えられ、
この信号４１と、マルチプレクサ１３Ｂからの保温ヒー
タ選択信号との論理和により、配線１６を通して必要な
保温ヒータが駆動される。４２は、その論理演算のため
のＡＮＤ回路である。
【００３２】ところで、前述したように基板１４を配列
した長尺ヘッド２０の場合、各基板１４は熱的に分離さ
れて、それらの温度上昇のバラツキが大きくなる。ま
た、ラインヘッドとした場合、各ノズル当たりの画像デ
ューティの分布の変動がシリアルヘッドのようなスキャ
ン方式に比して少ないため、昇温の傾向がさらに大きく
なる。このような場合、昇温の激しい部分の温度制御を
より精度良く行うには、温度センサの読み取り回数を増
やすことが効果的である。しかし、使用するＣＰＵの能
力や処理内容の負荷によっては、その温度センサの読み
取り回数に応じた必要なタイミングを確保できないこと
がある。このような場合は、必要部分の読み取り回数を
他の部分に比べて多くすることにより、全体の処理能力
を落とさずに温度の検出精度を保つことが可能となる。
【００３３】本実施形態では、前述の実施形態の場合と
同様に、例えば、プリント装置本体側であらかじめ画像
データからプリントデューティを計算して、高デューテ
ィとなるブロックの基板１４を想定し、その基板１４の
温度センサの検知頻度を高くすることにより、検知精度
を向上させることが可能となる。また、接続された全て
の保温ヒータを同時に加熱する代わりに、それらの駆動
条件を選択的に変更することによって、長尺ヘッド２０
の温度分布のバラツキに対応するとともに、ヘッド２０
の省エネルギー化を図ることも可能となる。
【００３４】（第６の実施形態）図１２は、本発明の第
６の実施形態としてのヘッド２０の概略のブロック構成
図である。基板１４には、電気熱変換素子、および機能
素子が備えられており、その基板１４に備わる温度セン
サの出力端子が配線１５によって引き出され、アナログ
マルチプレクサ１３に入力される。アナログマルチプレ
クサ１３は、選択信号２１に応じて温度センサを選択
し、その選択された温度センサ出力は、ヘッド２０と外
部との電気的接続をするために設けられた出力用端子１
０を介して外部に取り出される。
【００３５】また、ヒータセレクタ１８Ｂには、保温ヒ
ータ選択用データが設定されており、外部よりクロック
信号４０が加えられることにより、保温モードに応じて
必要な保温ヒータ選択信号を出力する。また、外部より
保温ヒータ駆動信号４１が加えられ、この信号４１と、
ヒータセレクタ１８Ｂからの保温ヒータ選択信号との論
理和により、配線１６を通して必要な保温ヒータが駆動
される。
【００３６】ところで、前述したように基板１４を配列
した長尺ヘッド２０の場合、各基板１４は熱的に分離さ
れて、それらの温度上昇のバラツキが大きくなる。ま
た、ラインヘッドとした場合、各ノズル当たりの画像デ
ューティの分布の変動がシリアルヘッドのようなスキャ
ン方式に比して少ないため、昇温の傾向がさらに大きく
なる。このような場合、昇温の激しい部分の温度制御を
より精度良く行うには、温度センサの読み取り回数を増
やすことが効果的である。しかし、使用するＣＰＵの能
力や処理内容の負荷によっては、その温度センサの読み
取り回数に応じた必要なタイミングを確保できないこと
がある。このような場合は、必要部分の読み取り回数を
他の部分に比べて多くすることにより、全体の処理能力
を落とさずに温度の検出精度を保つことが可能となる。
【００３７】本実施形態では、プリント装置本体側であ
らかじめ画像データからのプリントデューティを計算し
て、高デューティとなるブロックの基板１４を想定し、
その基板１４の温度センサの検知頻度を高くすることに
より、検知精度を向上させることが可能となる。また、
接続された全ての保温ヒータを同時に加熱する代わり
に、それらの駆動条件を選択的に変更することによっ
て、長尺ヘッド２０の温度分布のバラツキに対応すると
ともに、ヘッド２０の省エネルギー化を図ることも可能
となる。
【００３８】（第７の実施形態）図１３は、本発明の第
７の実施形態としてヘッド２０の概略のブロック構成図
である。基板１４には、電気熱変換素子、および機能素
子が備えられており、その基板１４に備わる温度センサ
の出力端子が配線１５によって引き出され、アナログマ
ルチプレクサ１３に入力される。また、発信器１１から
のクロック信号がカウンタ１２に入力され、メモリ１８
Ａのアドレス信号が生成される。さらに外部よりメモリ
アドレス信号４３を加えることにより、検出モードに応
じて必要なメモリアドレスを生成する。メモリ１８Ａに
は、アナログマルチプレクサ１３の選択信号があらかじ
め設定されており、アドレス信号４３がメモリ１８に入
力されることにより、そのメモリ１８Ａからの選択信号
がアナログマルチプレクサ１３に入力される。アナログ
マルチプレクサ１３によって選択された温度センサ出力
は、ヘッド２０と外部との電気的接続をするために設け
られた出力用端子１０を介して外部に取り出される。
【００３９】ここで、メモリ１８Ａに設定される重みデ
ータとは、各基板１４の温度特性に応じた温度センサの
参照回数に対応する温度センサ選択データである。メモ
リ１８Ａの選択信号を利用することにより、基板１４か
らの温度センサ出力は重みを付けて選択的に外部に取り
出されるため、必要に応じてヘッド特有の重み付けがさ
れた各温度センサの出力に基づいて、ヘッド２０の温度
制御することが可能となる。
【００４０】また、ヒータセレクタ１８Ｂには、保温ヒ
ータ選択用データが設定されており、外部よりクロック
信号４０が加えられることにより、保温モードに応じて
必要な保温ヒータ選択信号を出力する。また、外部より
保温ヒータ駆動信号４１が加えられ、この信号４１と、
ヒータセレクタ１８Ｂからの保温ヒータ選択信号との論
理和により、配線１６を通して必要な保温ヒータが駆動
される。４２は、その論理演算のためのＡＮＤ回路であ
る。
【００４１】ところで、前述したように基板１４を配列
した長尺ヘッド２０の場合、各基板１４は熱的に分離さ
れて、それらの温度上昇のバラツキが大きくなる。ま
た、ラインヘッドとした場合、各ノズル当たりの画像デ
ューティの分布の変動がシリアルヘッドのようなスキャ
ン方式に比して少ないため、昇温の傾向がさらに大きく
なる。このような場合、昇温の激しい部分の温度制御を
より精度良く行うには、温度センサの読み取り回数を増
やすことが効果的である。しかし、使用するＣＰＵの能
力や処理内容の負荷によっては、その温度センサの読み
取り回数に応じた必要なタイミングを確保できないこと
がある。このような場合は、必要部分の読み取り回数を
他の部分に比べて多くすることにより、全体の処理能力
を落とさずに温度の検出精度を保つことが可能となる。
【００４２】本実施形態では、前述の実施形態と同様
に、例えばプリント装置本体側であらかじめ画像データ
からプリントデューティを計算して、高デューティとな
るブロックの基板１４を想定し、その基板１４の温度セ
ンサの検知頻度を高くすることにより、検知精度を向上
させることが可能となる。また、接続された全ての保温
ヒータを同時に加熱する代わりに、それらの駆動条件を
選択的に変更することによって、長尺ヘッド２０の温度
分布のバラツキに対応するとともに、ヘッド２０の省エ
ネルギー化を図ることも可能となる。
【００４３】また、プリント装置の動作モードに応じ
て、温度センサと保温ヒータをプリント装置本体側から
選択的に動作させることにより、各種の印字等のプリン
トモードに応じた検知および保温シーケンスを行うこと
が可能となり、より精度の高い温度制御が可能となる。
【００４４】（インクジェットプリント装置全体の構成
例）本発明に係るインクジェットプリント装置の構成例
の外観を図１６に示す。
【００４５】本例のインクジェットプリント装置は、フ
ルラインタイプのカラープリンタであり、インクジェッ
トカートリッジは、イエロー色インク, マゼンタ色イン
ク,シアン色インク, ブラック色インクをそれぞれ蓄え
た４つのインクタンク１３７Ｙ, １３７Ｍ, １３７Ｃ,
１３７Ｂ（以下、これらをまとめてインクタンク１３７
と記述する）と、これらインクタンク１３７にそれぞれ
接続配管１３８を介してインク供給管が接続する４つの
インクジェットヘッド１１１Ｙ, １１１Ｍ, １１１Ｃ,
１１１Ｂ（以下、これらをまとめてインクジェットヘッ
ド１１１と記述する）とを具え、各インクタンク１３７
は、接続配管１３８に対して交換可能に連結される。
【００４６】制御装置１３９に接続されるヘッドドライ
バ４０によって、インクジェットヘッド１１１における
電気熱変換素子としての各発熱抵抗体１６に対する通電
のオン／オフが行われる。インクジェットヘッド１１１
は、無端の搬送用ベルト１４１を挟んでプラテン１４２
と対向するように、搬送用ベルト１４１の搬送方向に沿
って所定間隔で配列されている。そして、制御装置１３
９によって作動が制御される回復処理のためのヘッド移
動手段１４３により、プラテン１４２との対向方向に昇
降し得るようになっている。各インクジェットヘッド１
１１の側方には、プリント用紙１４４に対するプリント
作業に先立ち、インク通路１２９内に介在する古いイン
クをインク吐出口１２４から吐出してインクジェットヘ
ッド１１１の回復処理を行うためのヘッドキャップ１４
５が、インクジェットヘッド１１１の配列間隔に対して
半ピッチずらした状態で配置されている。そして、制御
装置１３９によって制御されるキャップ移動手段１４６
により、それぞれのヘッドキャップ１４５が対応するイ
ンクジェットヘッド１１１の直下に移動して、インク吐
出口１２４から吐出される廃インクを受けるようになっ
ている。
【００４７】プリント用紙１４４を搬送する搬送用ベル
ト１４１は、ベルト駆動モータ１４７に連結された駆動
ローラ１４８に巻き掛けられ、そのモータ１４７は、制
御装置１３９に接続するモータドライバ１４９によって
制御される。また、搬送用ベルト１４１の上流側には、
この搬送用ベルト１４１を帯電することにより、プリン
ト用紙１４４を搬送用ベルト１４１に密着させるための
帯電器１５０が設けられており、この帯電器１５０は、
制御装置１３９に接続する帯電器ドライバ１５１によっ
て制御される。搬送用ベルト１４１の上にプリント用紙
１４４を供給するための一対の給紙ローラ１５２には、
これら一対の給紙ローラ１５２を駆動回転させるための
給紙用モータ１５３が連結され、この給紙用モータ１５
３は、制御装置１３９に接続するモータドライバ１５４
によって制御される。
【００４８】プリント用紙１４４に対するプリント作業
に際しては、まず、インクジェットヘッド１１１がプラ
テン１４２から離れるように上昇し、次いでヘッドキャ
ップ１４５がインクジェットヘッド１１１の直下に移動
してインクジェットヘッド１１１の回復処理を行った
後、ヘッドキャップ１４５が元の待機位置へ移動し、さ
らにインクジェットヘッド１１１がプラテン１４２側の
プリント位置まで移動する。そして、帯電器１５０を作
動させると同時に搬送用ベルト１４１を駆動し、さらに
給紙ローラ１５２によってプリント用紙１４４を搬送用
ベルト１４１上に載置してから、各インクジェットヘッ
ド１１によって所定の色画像をプリント用紙４４にプリ
ントする。
【００４９】（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プリ
ントヘッド（以下、「記録ヘッド」ともいう）、プリン
ト装置（以下、「記録装置」ともいう）において優れた
効果をもたらすものである。かか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。
【００５０】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。
【００５１】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。
【００５２】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。
【００５３】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。
【００５４】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。
【００５５】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。
【００５６】さらに加えて、以上説明した本発明の実施
形態においては、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。
【００５７】さらに加えて、本発明プリント装置の形態
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。
【００５８】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
複数の基板のそれぞれに備わる温度センサの検出信号を
共通の端子から選択的に出力可能とするため、端子数を
増加させることなく全ての基板の温度を検出して、それ
らの基板の温度制御を細かく行うことができる。
【００５９】
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態としてのプリントヘッ
ドの概略のブロック構成図である。
【図２】本発明の第１の実施形態としてのプリントヘッ
ドの要部の接続回路図である。
【図３】本発明の第１の実施形態としてのプリントヘッ
ドの平面図である。
【図４】本発明の第１の実施形態としてのプリントヘッ
ドの側面図である。
【図５】本発明の第１の実施形態としてのプリントヘッ
ドにおける温度センサの検知タイミングの説明図であ
る。
【図６】本発明の第２の実施形態としてのプリントヘッ
ドの概略のブロック構成図である。
【図７】本発明の第２の実施形態としてのプリントヘッ
ドにおける温度センサの検知タイミングの説明図であ
る。
【図８】本発明の第３の実施形態としてのプリントヘッ
ドの概略のブロック構成図である。
【図９】本発明の第４の実施形態としてのプリントヘッ
ドの概略のブロック構成図である。
【図１０】本発明の第４の実施形態としてのプリントヘ
ッドにおけるヒータの接続回路図である。
【図１１】本発明の第５の実施形態としてのプリントヘ
ッドの概略のブロック構成図である。
【図１２】本発明の第６の実施形態としてのプリントヘ
ッドの概略のブロック構成図である。
【図１３】本発明の第７の実施形態としてのプリントヘ
ッドの概略のブロック構成図である。
【図１４】従来のプリントヘッドの一例を示す斜視図で
ある。
【図１５】従来のプリントヘッドの概略のブロック構成
図である。
【図１６】本発明の実施形態としてのプリント装置の要
部の斜視図である。
【符号の説明】
１０ 端子 １１ 発信器 １２ カウンタ １３ マルチプレクサ １４ 基板 ２０ ヘッド ２１ 選択信号 ３１ 温度センサ ３２ 電極
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B41J 2/05 B41J 2/175

Claims (6)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 プリント媒体に画像をプリントするため
    のプリント素子と温度検出用のセンサを有する基板を複
    数備えたプリントヘッドにおいて、 前記複数の基板のそれぞれにおける前記センサの検出信
    号を共通の端子から選択的に出力する手段と、検出信号
    を選択的に出力させるときの選択の頻度に関し、該複数
    のセンサ毎に重み付けをする手段とを有する選択回路を
    備えたことを特徴とするプリントヘッド。
  2. 【請求項２】 前記選択回路は、外部からの選択信号に
    基づいて、前記複数のセンサの検出信号を選択的に出力
    することを特徴とする請求項１に記載のプリントヘッ
    ド。
  3. 【請求項３】 前記選択回路はマルチプレクサを用いて
    構成されていることを特徴とする請求項１もしくは２の
    いずれかに記載のプリントヘッド。
  4. 【請求項４】 前記複数の基板を列状に配置して長尺に
    構成したことを特徴とする請求項１から３のいずれかに
    記載のプリントヘッド。
  5. 【請求項５】 前記プリント素子は、インクを吐出させ
    るための熱エネルギーを発生する電気熱変換体を有する
    ことを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載のプ
    リントヘッド。
  6. 【請求項６】 プリントヘッドとプリント媒体を相対移
    動させることによって、前記プリント媒体に画像をプリ
    ントするプリント装置において、 前記プリントヘッドとして、請求項１から５のいずれか
    に記載のプリントヘッドを用いることを特徴とするプリ
    ント装置。
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