JPH01108051A - 記録装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、記録装置に関し、詳しくは熱エネルギにより
記録を行なう記録ヘッドを複数個有する記録装置に関す
るものである。

〔従来の技術〕

従来より各種の記録装置が知られており、中でもバブル
ジェット記録、感熱記録、熱転写記録などに代表される
熱を記録エネルギとした記録装置は、構成が簡単で、か
つカラー化が容易な点などから他の記録装置に比べてそ
の将来性が有望視されている。このような熱を記録エネ
ルギとした記録装置のうちで、特にカラー記録化、記録
の高速化等の目的で記録ヘッドが複数個設けられる場合
がある。

〔発明が解決しようとする問題点〕

この種の熱エネルギを記録エネルギとした記録ヘッド、
例えばバブルジェット方式による記録ヘッドを複数個搭
載した記録装置では、制御装置から各記録ヘッドの熱エ
ネルギ発生源たる電気熱変換体に送られてくる画像記録
信号に応じて各記録ヘッドが記録を行なう場合、各記録
ヘッド毎に電気熱変換体での発熱量の差異が生じること
がある。この各記録ヘッドの電気熱変換体の発熱量の差
異は各記録ヘッド間の温度差としてあられれ、インクジ
ェット記録の場合ヘッド温度の差異は記録用インクの温
度の差異となり、つまりは各ヘッド間のインク粘度に差
異が生じることになり、各ヘッド間でインク吐出量がば
らつき、その結果濃度差としての画像のむらを引き起こ
す要因となる。

特に異なる色のインク毎に設けた記録ヘッドによりフル
カラー記録を行なう場合、各色ヘッドの温度が変動して
ヘッド間の温度差が大となると、温度差だけでなくカラ
ーバランスの変動が生じ、安定したカラー画像を得るこ
とが困難となるという問題であった。

〔問題点を解決するための手段〕

そのために、本発明は温度検出手段と加熱手段と冷却手
段とを設けた記録ヘッドを複数個具え、前記温度検出手
段により前記記録ヘッドの温度を検知し、前記複数の記
録ヘッド間の温度差をなくすべく前記加熱手段による加
熱動作並びに前記冷却手段による冷却動作を制御する制
御手段を具えたことを特徴とする。

〔作用〕

および加熱手段を設け、冷却手段による冷却動作、加熱
手段による加熱動作を制御することにより各記録ヘッド
温度の差異に起因した画像変動を防止できる。

〔実施例〕

以下、図面を参照して本発明を説明する。

なお、以下では本発明をバブルジェット方式によるイン
クジェット記録装置に適用する場合について例示する。

第１図は本発明インクジェット記録装置の一構成例を示
す。ここで、１はキャリッジ２に塔載した記録ユニット
であり、電気熱変換体に画像記録信号に応じたパルス電
圧が印加され、当該電気熱変換体から発生した熱エネル
ギにより発泡を生ぜしめてインクを吐出させる複数の記
録ヘッド３を有している。

第２図は記録ユニット１を拡大して示すもので、各記録
ヘッド３には、温度検出手段４、ヒータ５および冷却手
段としてベルチェ効果により記録ヘッド３の冷却を行う
ベルチェ素子６を配設しである。本例では、記録ユニッ
ト１は４個の記録ヘッド３ａ、　３ｂ、　３ｃ、　３ｄ
から成り、それぞれを例えばイエロー、マゼンタ、シア
ン、ブラックに対応させることができる。

温度検出手段４としては、温度ＩＣ、サーミスタ、熱電
対、バリスタなどが使用可能である。またヒータ５とし
ては、例えば、パワートランジスタあるいは発熱素子を
使用することができる。

再び第１図を参照するに、１３は紙送りモータであり、
この紙送りモータ１３の駆動に応じて用紙等の記録媒体
Ｐはモータ１３の軸に結合したローラ１２により、図中
ｆ方向に搬送される。ローラ１４はローラ１２と協動し
て記録媒体Ｐを平担に規制し、記録ユニット１に対する
記録面を形成するためのローラである。

１５はキャリッジ２を固定したキャリッジ駆動用のベル
ト、１６はそのベルト１４を図中Ｓ方向に駆動するモー
タ、１８はキャリッジ２のガイドレールである。すなわ
ち、キャリッジ２はモータ１６の駆動に応じてガイドレ
ール１８に沿って図中Ｓ方向に移動し、記録面に対する
記録を行なうことができる。

また、温度検出手段４の検出信号は第３図示の制御装置
へ入力され、制御装置９はこの温度信号に基づいてヒー
タ５およびベルチェ素子６の駆動を制御し、もって各記
録ヘッドの温度を適切に設定した温度範囲に収めるよう
にする。

第３図は第１図示の装置に適用可能な制御系の一構成例
を示す。各記録へラド３の温度検出手段４の出力信号は
変換増幅器８＾およびＡ／Ｄ変換器８８．を介して各記
録ヘッドの現在温度のデジタルデータとして制御装置９
に取り込まれる。一方、制御装置９からは記録ヘッド部
分が低温で加熱を要するときはヒータ駆動回路１０を介
してヒータ５へ、高温で冷却を要するときはペルチェ素
子駆動回路１１を介してベルチェ素子６へ駆動信号が発
せられる。

制御装置９は、例えば第５図、第７図、第８図または第
９図につき後述する処理手順等に従ワて制御動作を行う
ＣＰＵ　、その処理手順に対応したプログラムその他の
固定データを格納したＲＯＭおよび作業用のＲＡＭ等を
有するマイクロコンピュータの形態とすることができる
。

次に、上記構成による制御の態様を、その各実施例に基
づいて説明する。

（実施例１） 第４図は本例に係る制御動作のアルゴリズムを示し、Ｔ
、、　Ｔ、およびＴ、はそれぞれ設定温度範囲の上限値
、中心値および下限値である。第４図から明らかなよう
に、ヘッド温度が低温から高温へ変化する場合と、高温
から低温へ変化する場合とでヒータ５およびベルチェ素
子６のオン／オフ設定温度を変えヒステリシスを持たせ
ている。これは、記録ヘッド３の中心温度を常にＴ２と
なるように制御するのは困難であることから、設定温度
範囲に応じて上限値ＴＩ、下限値Ｔ３を設定し、その設
定温度範囲にヘッド温度を制御するためである。

第５図はヒータ５およびベルチェ素子６の制御手順の第
１の実施例である。

電源投入時および記録の途中で、ステップＳ１では各ヘ
ッド３ａ〜３ｄの温度を検出し、もし設定温度範囲の上
限ＴＩより高いヘッドがあれば５２〜Ｓ８でそれぞれの
ベルチェ素子がオンされて冷却される。

ステップＳ９では温度検出を行ない、冷却されているヘ
ッドのそれぞれが設定温度範囲の中心Ｔ２以下の温度で
あるかを判断し、肯定判定であればステップＳ１０でベ
ルチェ素子をオフとし、否定判定であればそのままステ
ップＳ９を繰り返す。

ステップＳ！で全ヘッドの温度がすでに設定温度範囲の
上限Ｔ、より低いと判定された場合、またはステップＳ
１０の処理後にはステップＳｌｌに進み、各ヘッドの温
度を再び検出し、設定温度範囲の下限Ｔ、より低いヘッ
ドがあればステップ５１２〜５１８でそれぞれのヘッド
のヒータがオンされて加熱される。ステップ５１９では
温度検出を行ない、加熱されているヘッド全部が設定温
度範囲の中心１２以上の温度であるかを判定し、肯定判
定であればステップ５２０でヒータをオフとし否定判定
であればそのままステップＳ１９をくり返す。

ステップＳｌｌですでに４個のヘッド全部が設定温度範
囲の下限Ｔ３より高ければそのまま処理を終了する。一
方、ステップ５２０の処理後にはステップＳ１に進んで
以降の処理を繰り返し４個のヘッドすべてが所定の設定
温度範囲に保たれるように制御する。

このような制御動作を施せば、低温環境下での記録、ま
たは連続した記録の途中で徐々にもしくは急激にヘッド
温度が上昇した場合にも対応が可能となる。このように
ヘッド温度が適切な設定温度範囲に常に保たれるように
してヘッド間の温度差を押さえた状態においては、ヘッ
ド間の温度差に起因した画像変動を抑制して安定した画
像が得られることになる。

また第６図は上述のような制御を施した第１図示の記録
装置による温度変化と濃度（０，０値）との対応を示す
もので、本例で用いた熱エネルギによりインクを吐出さ
せるインクジェット記録において、記録密度４０Ｑｄｐ
ｉ　（ドツト／インチ）の記録ヘッドと染料濃度２ｗｔ
％の記録用インクとを用いた場合、この図に示すように
温度変化５℃の時に濃度変化０．０４が実現できた。

（実施例２） 次に、本発明に係る制御の他の実施例について説明する
。

（実施例１）では電源投入時および記録途中で記録ヘッ
ド３の温度をリアルタイムで制御するようにしたが、Ｃ
Ｐｕによる制御を簡略にするために構成したのが第７図
に示す実施例であり、本例ではタイマリセットのための
ステップ５２１等を第５図示の処理手順に付加したもの
である。

すなわち、第７図において、ステップ５２１で適宜の時
計を行うためのタイマをリセットし、これを起動する。

このタイマは、ハードウェアまたはソフトウェアによる
ものとすることができる。そして、ステップＳ１の手順
の前にステップＳ２２にてセット時間に達したか否かを
判定し、肯定判定であればステップ５１以下の処理を実
行する。なお、ステップＳｌ以下の手順の起動は本例の
ようにタイマ値の監視により行うのみならず、タイマ割
込みによって行われるものであってもよい。

（実施例３） 第８図は本発明に係る制御の第３の実施例を示すもので
、本例は、（実施例２）と同様に、ＣＰｕによる制御を
簡略化する上で好適である。本例は、例えばＲＡＭの所
定領域等にＳ方向のスキャンの回数を計数するためのカ
ウンタを設けるとともに、ステップ５１〜５２０の処理
をカウント値に応じて行うようにしたものである。

すなわち、まずステップ５２３にてカウンタの係数値を
歩進し、次いでステップＳ２４にて適宜のセット値に達
したか否かを判定する。そして、肯定判定がなされれば
ステップ５１−５２０の手順を実行し、その終了後にス
テップＳ２５にてカウンタをリセットする。

本例によっても、（実施例２）と同様の効果を得ること
ができた。

（実施例４） 次に、本発明の更に他の実施例について説明する。

前述の（実施例１）〜（実施例３）では、電源投入時お
よび記録途中で、あるいはその適切なタイミングで４個
の記録ヘッドのすべてが設定温度範囲に収まるように、
ベルチェ素子６による冷却動作およびヒータ５による加
熱動作の制御を個々の記録ヘッド単位で行なうものであ
った。そして、４個の記録ヘッド間の温度差がほとんど
なくても、それら４個の記録ヘッドの温度が設定温度範
囲外にあれば制御を行ない、４個の記録ヘッドの温度を
設定温度範囲に保持するものであフな。

これに対し、本例はヘッド温度差から生じる画像変動を
より容易に抑制できるように構成したものであり、第９
図に示すような手順を採用する。本実施例では、すべて
の記録ヘッド間の温度差△Ｔをほぼ“０”にするべく、
ベルチェ素子６による冷却動作及びヒータ５による加熱
動作を制御するようにしたものである。

第９図において、装置電源がオンの状態でステップ５Ｉ
ＯＩでは各ヘッドの温度を検出し、ステップ５１０２で
最高温の記録ヘッド温度Ｔｍａｘと最低温の記録ヘッド
温度Ｔｍａｘから（Ｔｍａｘ　＋　Ｔｍ１ｎ）　／２を
計算し基準温度Ｔｓとする。ステップ５１０３および５
１０４では、着目する基準温度以上の記録ヘッドについ
ては個々に取り付けたベルチェ素子６をオンにし冷却を
開始する。ここで基準温度以下のヘッドはそのままとす
る。ステップ５１０５では再度基準温度との比較を行な
い、基準温度以下になった記録ヘッドはステップ３１０
６にてベルチェ素子をオフとして冷却を終了し、まだ基
準温度以上の記録ヘッドはステップ５１０４および５１
０５のルーチンをくり返す。

次に５１０７以下では、基準温度以下のヘッドは個々に
取り付けたヒータ５をオンとして加熱を開始し、基準温
度以上になったらヒータ５をオフとする。このようなス
テップ５１０３以降を全ヘッドについて行って各記録ヘ
ッドを基準温度にすることにより、ヘッド間の温度差△
Ｔがほぼ“Ｏ″となるようにする。

このような制御動作によれば、連続した記録の途中で徐
々に、もしくは急にヘッド温度が上昇した場合にも対応
が可能となる。そして、このようにヘッド間の温度差を
抑制した状態においては、ヘッド間の温度差から生じる
画像変動を押さえ、安定した画像が得られる。

なお、本発明は、記録ヘッドを複数個有するインクジェ
ット記録装置であれば、多色記録を行うべく所定のイン
ク色に対応させて複数個の記録ヘッドを設けたものであ
っても、あるいは階調表現を行うべく所定の濃度に対応
させて複数個の記録ヘッドを設けたものであっても適用
できるのは勿論である。

また、記録ユニットの形態についても、上例のようにシ
リアルプリンタ形態のもののみならず、記録媒体の全幅
にわたってインク吐出口を整列させた記録ヘッドをイン
ク色や濃度に対応させて複数段有するラインプリンタ形
態のものであってもよいのは勿論である。

さらに、上例ではインク温度の制御をＣＰｕを有する制
御装置９により行うようにしたが、コンパレータその他
の適宜の論理回路を組合せてハードウェアにより行うよ
うにすることができるのは言うまでもない。

加えて、本発明は、バブルジェット記録、感熱記録、熱
転写記録等、記録方式によらず適用できるのは勿論であ
る。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によれば、ヘッド間の温度
差から生じる画像変動を押さえ安定した画像を容易に得
ることが可能な記録装置を簡易な構成で提供することが
できた。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を適用可能な記録装置の一例として、イ
ンクジェット記録装置の一構成例を示す斜視図、 第２図はその記録ユニットの一構成例を示す斜視図、 第３図は第１図示の記録装置に適用可能な制御系の一構
成例を示すブロック図、 第４図は第３図示の制御系による記録ヘッドの温度制御
のアルゴリズムを説明するための説明図、 第５図は第３図示の制御系による記録ヘッドの温度制御
手段の第１の実施例を示すフローチャート、 第６図は温度制御を施した効果を説明するための説明図
、 第７図〜第９図は、それぞれ第３図示の制御系による温
度制御手順の第２〜第４の実施例を示すフローチャート
である。 １・・・記録ユニット、 ２・・・キャリッジ、 ３．３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ・・・記録ヘッド、４・・
・温度検出手段、 ５・・・ヒータ、 ６・・・ベルチェ素子、 ９・・・制御装置。 第６図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）温度検出手段と加熱手段と冷却手段とを設けた記録
   ヘッドを複数個具え、前記温度検出手段により前記記録
   ヘッドの温度を検知し、前記複数の記録ヘッド間の温度
   差をなくすべく前記加熱手段による加熱動作並びに前記
   冷却手段による冷却動作を制御する制御手段を具えたこ
   とを特徴とする記録装置。 ２）特許請求の範囲第１項に記載の記録装置において、
   前記制御手段は、前記記録ヘッドの温度を所定の温度範
   囲に保持するべく、前記制御を前記複数の記録ヘッドご
   とに行うことを特徴とする記録装置。 ３）特許請求の範囲第２項に記載の記録装置において、
   前記制御手段は、所定時間毎に前記制御を行うことを特
   徴とする記録装置。 ４）特許請求の範囲第２項に記載の記録装置において、
   前記制御手段は、前記制御を所定の記録走査回数毎に行
   うことを特徴とする記録装置。 ５）特許請求の範囲第１項に記載の記録装置において、
   前記複数の記録ヘッドのそれぞれに設けられる冷却手段
   は、ペルチェ素子の形態を有することを特徴とする記録
   装置。