JPH01196351A - 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、特に記録のためのエネルギ発
生手段として発熱体を用いた記録装置に関するものであ
る。

［従来の技術］ 従来、画素に対応した記録エネルギ発生手段に発熱体を
用い、これに電圧を印加して発熱を生じさせることによ
り記録を行う記録装置においては、電圧源を直接発熱体
に接続し、画素信号に応じてオン／オフのみを行うよう
に構成されていた。また、発熱体側々の寸法等のばらつ
きに起因した駆動電圧値の相違は、発熱体を装置に組み
込んだ後に手動で調整を行うようにされていた。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、上記従来例では、例えば電圧源が故障し
て異常な高電圧が発熱体に印加された場合、それを検知
して電圧供給ラインを遮断するようには構成されていな
かったので、このような事態が生じると発熱体を焼損し
てしまうことがあった。

また、発熱体を装置に組み込んだ後側々に駆動電圧を設
定するための調整に手間がかかる問題点もあった。

本発明は、個々の発熱体の駆動を適切に制御できる手段
を設けることにより、以て上記問題点を解決することを
目的とする。

［課題を解決するための手段］ そのために、本発明は、発熱体に通電を行って発熱させ
ることにより記録を行う記録装置において、発熱体に供
給される電圧を検知する電圧検知手段と、発熱体への電
圧の印加をオン／オフする手段と、印加される電圧を変
化させる印加電圧変更手段と、発熱体に供給すべき最適
の駆動電圧を記憶する記憶手段と、電圧検知手段により
検出された電圧値に応じてオン／オフを制御するととも
に、記憶された電圧値に基づいて印加電圧変更手段によ
り発熱体への印加電圧を制御する制御手段とを具えたこ
とを特徴とする。

［作　用］ 本発明によれば、発熱体に印加される電圧を検知する手
段と、発熱体への電圧印加をオン／オフする手段を設け
たことにより、回路の故障等により異常電圧が発生して
も発熱体への給電をカットし、発熱体を保護することが
できる。また、発熱体側々のバラツキによる駆動電圧の
ちがいを補償すべく、駆動電圧の最適値を記憶する手段
を設け、この記憶内容に基づいて印加電圧が制御される
ので、発熱体を装置に組み込んだときにその駆動電圧を
調整する煩雑さを除去できる。

［実施例］ 以下、図面を参照して本発明の詳細な説明する。

第１図は、本発明の一実施例に係不記録装置（プリンタ
部）を適用可能なデジタル・カラー複写機の外形図を示
している。

全体は２つの部分に分けることができる。

第１図の上部は、原稿像を読み取りデジタル・カラー画
像データを出力するカラー・イメージ・スキャナ部１　
（以下、スキャナ部１と略す）と、スキャナ部ｌに内蔵
されデジタル・カラー画像データの各種の画像処理を行
なうとともに、外部装置とのイーンターフェース等の処
理機能を有するコントローラ部２とにより構成される。

スキャナ部ｌは、原稿押え１１の下に下向きに皿かれた
書物等の立体物やシート原稿から情報を読み取る他、大
判サイズのシート原稿を読み取るための機構も内蔵して
いる。

また、操作部ｌＯはコントローラ部２に接続されており
、複写機としての各種の情報を入力するためのものであ
る。コントローラ部２は、入力された情報に応じてスキ
ャナ部１．プリンタ部３に動作に関する指示を行なう。

さらに、複雑な編集処理を行なう必要のある場合には原
稿押え１１に替えてデジタイザ等の入力手段を取り付け
、これをコントローラ部２に接続することにより高度な
編集処理を行うようにすることも可能である。

第１図の下部は、コントローラ部２より出力されたカラ
ー・デジタル画像信号を記録紙に記録するためのプリン
タ部３である。本実施例においては、プリンタ部３は、
特開昭５４−５９９３６号に開示されたようなインクジ
ェット記録方式の記録ヘッド、すなわち記録エネルギ発
生手段としての吐出エネルギ発生素子に電気熱変換体く
発熱体）を有する記録ヘッドを使用したフル・カラーの
インクジェットプリンタの形態としである。

上記説明の２つの部分は分離可能であり、接続ケーブル
を延長することによって離れた場所に設置することも勿
論可能である。

第２図は、第１図のデジタル・カラー複写機の内部構成
例を示す断面図である。

スキャナ部１において、露光ランプ１４、レンズ１５お
よびフル・カラーでライン・イメージの読み取りが可能
なイメージ・センサ１６（本実施例では、Ｃ０Ｄ）によ
って、原稿台ガラス１７上に置かれた原稿像、プロジェ
クタによる投影像またはシート送り機構１２によるシー
ト原稿像が読み取られる。

そして、各種の画像処理をスキャナ部１およびコントロ
ーラ部２で行ないプリンタ部３で記録媒体に記録がなさ
れる。

第２図において、紙、フィルム等の記録媒体（以下記録
紙という）は、小型定型サイズ（本実施例ではＡ４〜Ａ
３サイズ）のカットシート状の記録紙（以下カット紙と
いう）を収納する給紙カセット２０、または大型サイズ
（本実施例ではΔ２〜Ａｌサイズまで）の記録を行うた
めのロール紙２９より供給される。

また、第１図の手差し口２２より１枚ずつ記録媒体を給
紙部カバー２１に沿って挿入することにより、装置外部
よりの給紙、すなわち手差し給紙も可能である。

ピック・アップ・ローラ２４は、給紙カセット２０より
カット紙を１枚づつ給紙するためのローラであり、給紙
されたカット紙はカット紙送りローラ２５により給紙第
１０−ラ２６まで搬送される。

ロール紙２９はロール紙給紙ローラ３０により送り出さ
れ、カッタ３１により定型長にカットされ、給紙第１０
−ラ２６まで搬出される。

同様に、手差し口２２より入力された記録紙は、手差し
ローラ３２によって給紙第１０−ラ２６まで搬送される
。

ビック・アップ・ローラ２４、カット紙送りローラ２５
、ロール紙給紙ローラ３０、給紙第１０−ラ２６および
手差しローラ３２は不図示の給紙モータ（例えば、ＤＣ
サーボ・モータを使用できる）により駆動され、各々の
ローラに付帯した電磁クラッチにより随時オン・オフ制
御が行なえるようになっている。

プリント動作がコントローラ部２よりの指示により開始
されると上述の給紙経路のいずれかより選択給紙された
記録紙を給紙第１０−ラ２６まで搬送する。そして、記
録紙の斜行を取り除くため、所定量の紙ループをつくっ
た後に給紙第１０−ラ２６をオンして給紙第２０−ラ２
７に記録紙を搬送する。

給紙第１０−ラ２６と給紙第２０−ラ２７の間には、紙
送りローラ２８と給紙第２０−ラ２７との間で正確な紙
送り動作を行なうために記録紙に所定量たるませてバッ
ファをつくる。バッファ量検知センサ３３は、そのバッ
ファ量を検知するためのセンサである。このようなバッ
ファを紙搬送中宮に作ることにより特に大判サイズの記
録紙を搬送する場合の紙送りローラ２８．給紙第２０−
ラ２７にかかる負荷を低減することができ、正確な紙送
り動作が可能になる。

記録ヘッド３７によるプリントの際には、記録ヘッド３
７等より構成される走査キャリッジ３４がキャリッジ・
レール３６上を走査モータ３５により往復の走査を行な
う。往路の走査では記録紙上に画像をプリントし、復路
の走査では紙送りローラ２８により記録紙を所定量だけ
送る動作を行なう。この時、給紙モータによって上記駆
動系をバッファ全検知サンサ３３により検知しながら常
に所定のバッファ量となるように制御を行なう。

プリントされた記録紙は、排紙トレイ２３に排出されプ
リント動作を完了する。

次に、第３図を使用して走査キャリッジ３、発明の詳細
な説明を行なう。

第３図において、紙送りモータ４０は記録紙を間欠送り
するための駆動源であり、紙送りローラ２８を駆動する
とともに、給紙第２０−ラ・クラッチ４３を介して給紙
第２０−ラ２７を駆動する。

走査モータ３５は、走査キャリッジ３４を走査ベルト３
４を介して矢印のＡ、Ｂの方向に走査させるための駆動
源である。本実施例では紙送り制御の正確化を期して紙
送りモータ４０および走査モータ３５にパルス・モータ
を使用している。

記録紙が給紙第２０−ラ２７に到達すると、クラッチ４
３および紙送りモータ４０をオンとし、記録紙を紙送り
ローラ２８までプラテン３９上を搬送する。

記録紙はプラテン上に設けられた紙検知センサ４４によ
って検知され、当該検知情報は位置制御。

ジャム制御等に利用される。

記録紙が紙送りローラ２８に到達すると、クラッチ４３
および紙送りモータ４０をオフとし、プラテン３９の内
側から不図示の吸引モータにより吸引動作を行ない記録
紙をプラテン３９上に密着させる。

記録紙への画像記録動作に先立って、ボーム・ポジショ
ン・センサ４１の位置に走査キャリッジ３４を移動し、
次に、矢印Ａの方向に往路走査を行ない、所定の位置よ
りシアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）、ブ
ラック（Ｂに）のインクを、各色に対応させてそれぞれ
設けた記録ヘッド３７より吐出し、画像記録行なう。所
定の長さ分の画像記録を終えると走査キャリッジ３４を
停止し、逆に、矢印Ｂの方向に復路走査を開始しホーム
・ポジション・センサ４１の位置まで走査キャリッジ３
４を戻す。復路走査の間、記録ヘッド３７で記録した長
さ分の紙送りを紙送りモータ４０により紙送りローラ２
８を駆動することにより矢印Ｃの方向に行なう。

本実施例では、記録ヘッド３７はバブルジェット方式の
インクジェットノズルであり、それぞれ２５６木のノズ
ルがＡ、Ｂ方向に直交する記録紙の搬送方向に配列され
たものを上記４色に対応させて４木使用している。また
、４９は各記録ヘッド毎に設けられ、それぞれの最適の
駆動電圧値を設定するために用いる可変抵抗器であり、
これについては後述する。

走査キャリッジ３４が、ホーム・ポジション・センサ４
１で検知されるホーム・ポジションに停止すると記録ヘ
ッド３７の回復動作を行なう。これは、安定した記録動
作を行なうための処理であり、記録ヘッド３７のノズル
内に残留しているインクの粘度変化等から生じる吐出開
始時のムラを防止するために、給紙時間、装置内温度、
吐出時間等のあらかじめプログラムされた条件により、
ホーム・ポジション付近に配置した不図示のキャップ装
置を移動させて記録ヘッド３７に係合させ、この状態で
記録ヘッド３７への加圧動作、インクの空吐出動作等を
行なう処理である。

以上説明の動作を繰り返すことにより記録紙上全面に画
像記録が行なわれる。

ところで、第４図は本実施例で用いる記録ヘッド３７の
詳細な構成例を示し、各色とも同一の構造を有している
。ここで、７１は１画素に対応するインクの吐出口であ
り、ここからインクを吐出させることにより記録紙に記
録がなされる。５２は液室７４からインク吐出ロア１に
至る各ノズル７２に配設されてインクを加熱する発熱体
（ヒータ）であり、対応した記録画素の情報に基づいて
駆動される（以降このヒータをヘッドヒータと記述する
）。

ヘッドヒータ５２により加熱されたインクは瞬時に蒸発
し、上記のバブルをノズル７２内に発生する。

この蒸気圧によってその前方にあるインクがインク吐出
ロア１から吐出されることになる。ヘッドヒータ５２は
ノズル数に対応する個数（本実施例では２５６個）を有
しており、それぞれは独立に画素データに応じてオン／
オフされる。なお、液室７４に対してインクはインク供
給管７３より供給される。

このような本実施例で・用いられるような記録ヘッド３
７においては、各ヘッドの製造上のバラツキによりヘッ
ドヒータ５２を加熱するための印加電圧の大きさに応じ
て画像濃度の変動が生じつる。また印加電圧が大きすぎ
るとヘッド温度が上がりすぎて記録ヘット３７を焼損し
てしまうこともありうる。

さらに、記録ヘッド３７は、個体毎に僅かではあるが特
性が異なる。特に最適な印加電圧が異なっており、それ
ぞれの記録ヘッド３７を同一電圧で駆動すると個体間で
記録濃度に差を生じるために印加電圧を記録ヘッド３７
毎に調整しなければならない。

本実施例では特に記録ヘッド３７の各個体間のバラツキ
補正を各ヘッド毎に行えるようになし、装置に組み込む
ときは無調整で済むようにする手段を付加するとともに
、例えば電源装置等の異常によって記録ヘッド３７が焼
損するような事態を防止できるようにしたものである。

以下第５図〜第７図を用いて本例の主要部を詳細に説明
する。

第５図は１色分の記録ヘッド３７の駆動回路の一構成例
を示すブロック図である。５２がヘッドヒータであり、
４２は各ヘッドヒータに接続したドライブトランジスタ
である。ドライブトランジスタ４２は画素信号４３によ
りオン／オフされ、ヘッドヒータ５２の通電を制御して
いる。ヘッドヒータ５２とそのドライブトランジスタ４
２とは実際はノズル数分（本実施例では２５６組）設け
られているが、本図では略記しである。

４４はへラドヒータ５２の群を駆動する直流電源（ヘッ
ド電源部）であり、１個の記録ヘッド３７を最も適切に
駆動するべく出力電圧を可変とすることができる。

第６図はヘッド電源部４４の人出力特性の一例を示し、
１ｖから４ｖまでの入力電圧に比例して、２０Ｖ〜２６
Ｖまで出力電圧が変化する。このヘッド電源部４４の人
力には、Ｄ／Ａ変換器４５のアナログ出力が接続されて
おり、マイクロプロセッサ形態のｃＰＵおよびプログラ
ムその他の固定データを格納したＲＯＭ等を有する制御
部４６がデジタル値をＤ／Ａ変換器４５に入力すること
により、ＩＶ〜４ｖの電圧を取り出すことができるよう
に構成しである。４７は演算増幅器であり、ヘッド電源
部４４の出力電圧値をレベル変換する。この演算増幅器
４７の出力はＡ／Ｄ変換器５３に人力され、デジタル値
に変換された後に制御部４６に人力される。

また、制御部４６は出力ポートＰＯを介してリレー４８
をオン／オフすることができ、ヘッド電源部４４の出力
をヘッドヒータ５２に供給するか否かを制御することが
できる。

４９は個々のヘッドにより異なる最適な駆動電圧を記憶
するべく設けた可変抵抗器であり、１色分の記録ヘッド
３７に１偏設けである。

第７図は可変抵抗器に設定した抵抗値と駆動電圧値との
対応の一例を示している。そして、この可変抵抗器４９
の抵抗値は、Ａ／Ｄ変換器５０を介して制御部４６が読
み取ることができる。これに応じて制御部４６は、第７
図に対応させて例えばＲＯＭの記憶領域に設けられたテ
ーブルを参照して駆動電圧を設定する。なお抵抗値は駆
動ヘッド３７の製造時に手動により設定することができ
る。

次に、本例に係る制御部４６による制御手順を説明する
。

第８図は当該制御手順の一例を示し、これに対応したプ
ログラムはＲＯＭに格納しておくことができる。制御部
４６は、プリンタ部３の電源が投入されると、入力ボー
トＰ３から電圧値を読み込む（ステップＳｔ）。抵抗器
５１の抵抗値およびその端子電圧（例えば＋５Ｖ）は既
知であるから、可変抵抗器４９に設定しである抵抗値を
知ることができる。これにより制御部４６は第７図に対
応したテーブルを参照することにより、ヘッド３７の最
適な電圧を決定することができる（ステップＳ３）。こ
のとき、リレー４８はまだオフ状態である。

続いて、制御部４６は、そのヘッド駆動電圧をヘッド電
源部４４が出力するようにするために、ＲＯＭに設けた
変換テーブル（第６図に対応する）を参照し、ヘッド電
源部４４に対する入力電圧を決定し、出力ポートＰ２か
ら出力する（ステップＳ５）。

この後、制御部４６は入力ボートＰｌを介して実際の出
力電圧値を読み取る（ステップＳ９）。そして、もし誤
差がある場合にはその誤差を補正しくステップ５ｌ１）
、再び出力ポートＰ２から出力を行う（ステップＳ５）
。以上の動作によりヘッド電源電圧が最適に設定され、
これで装置電源投入時の電圧設定シーケンスが終了する
。このように電源投入時ごとに電圧設定を行うので使用
環境の変化にも十分対応できる。

制御部４６は、プリンタ部３が記録を行っていないとき
（ステップＳ１３で否定判定されたとき）は、リレー４
８をオフにし、ヘッドヒータ５２への電源供給路を遮断
しておく（ステップ５１５）。そして、ボートＰｉより
ヘッド電源部４４の出力電圧を常に読み取って検査しく
ステップ５１７）、正常な場合は微小な電圧変動を検出
した場合のみその変動分をキャンセルするべくボートＰ
２を介して電源電圧を制御している。

記録を行うとき、例えば制御部４６が装置本体の主制御
部（コントローラ２）から記録命令を受は取ると、リレ
ー４８をオンとしくステップ５２１）、ヘッドヒータ５
２へ電源を供給する。そして、ヘッドヒータ５２の駆動
中においても、制御部４６はヘッド電源部４４の出力電
圧をモニタないし制御し続ける（ステップＳ２３，５２
５）。万一異常な電圧を検出すると直ちにリレー４８を
オフにしくステップ５２７）、ヘットヒータ５２への電
源供給を遮断し、記録ヘッド３７を保護する。

また制御部４６は、異常電圧の検出に限らず、その出力
ボートＰ２からの出力値に応じたヘッド電源部４４の出
力電圧値が入力ポートＰＩから得られなければその値が
異常に高い、あるいは低い状態でなくてもステップ５１
７およびＳ２３にて異常とみなし、リレー４８のオンは
行わない。これは、第５図の回路全体の何れかに故障が
発生している可能性が高いためである。

このようにヘッド電源部４４の電圧をモニタし、その出
力を制御することにより記録ヘッド３７の過電圧印加を
未然に防止することができる。そして、異常または異常
とみなされる事態が発生すると、操作部ｌＯに設けた表
示器その他により、その旨を操作者に報知する等の異常
処理を行い（ステップ５２９）、適宜の処理を促す。

以上説明したように、本例によれば、記録ヘッド３７に
設けた可変抵抗器４９の設定値に応じて制御部４６が自
動的にその最適駆動電圧を検知し、設定するようにした
ので、装置に記録ヘッドを新しく設置する場合調整を行
わなくても済むことになった。これによって特に装置の
組立て時、あるいは保守作業を著しく簡略化できること
になる。また個々の駆動ヘッド３７に設定された設定値
に対し、適切な過電圧保護を行うようにしたので、あら
ゆる記録ヘッドのあらゆる設定値に基づいた異常電圧の
検出を行うことができ、記録ヘッドによって異常の検出
がバラついてしまうことがない。

なお、以上述べた実施例では、インクジェット方式の記
録ヘッドを有するプリンタについて説明したが、本発明
は同様の構成によりサーマル記録ヘッドを備えた記録装
置に対しても適用が可能であり、熱転写方式によるもの
、感熱紙方式によるものにもそのまま適用することがで
きる。

また、記録ヘッドの駆動電圧を記憶する手段として、本
実施例では可変抵抗器を用い、Ａ／Ｄ変換器を介してデ
ジタル化し、マイクロプロセッサ形態のＣＰＵが読み込
むようにしたが、記憶手段は適宜定めることができるの
は勿論である。例えば、高都度か厳密に要求されないの
であれは、可変抵抗器に代えて１〜２個程度の小形スイ
ッチあるいはジャンパー線を用いることができ、これに
よるとＡ／Ｄ変換器を除（ことができるのでコストダウ
ンを図ることができる。

さらに、上側では記録ヘッド単位で駆動電圧が記ｔ０さ
れ、決定されるようにしたが、記録ヘットを構成する発
熱体群の中でばらつきがあり、これを補償する必要があ
れば、１または複数個の発熱体を単位として駆動電圧の
補償を行うようにすることも容易である。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明によれば、発熱体に対応し
て設けた最適電圧の記憶手段により、自動的にその最適
な駆動電圧を検知してその駆動電圧が設定されるように
したので、装置に記録ヘッドを設置した場合無調整で済
む利点が得られた。

これは特に装置の組立て時、あるいは発熱体ないしは記
録ヘットを交換するような保守作業を著しく簡略化する
ことになる。また個々の発熱体ないしはヘッドに対して
適切な過電圧保護も行えるので、それらの焼損防止にも
有効である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明記録装置の一実施例として、インクシェ
ツト記録装置をプリンタ部に有するデジタル・カラー複
写機の外観構成例を示す斜視図、第２図は第１図のデジ
タル・カラー複写機の内部構成例を示す断面図、 第３図はプリンタ部の走査キャリッジ３４周辺の詳細な
構成例を示す説明図、 第４図は本例における記録ヘッドの詳細な構成例を示す
斜視図、 第５図は本例における記録ヘッドに対応して設けた駆動
回路の一構成例を示すブロック図、第６図は第４図の構
成にけるヘッド電源部の人出力特性の一例を示す特性曲
線図、 第７図は第４図の構成における可変抵抗器に設定した抵
抗値と駆動電圧値との対応づけの一例を示す曲線図、 第８図は第６図の構成によるヘッド電源の制御手順の一
例を示すフローチャートである。 ｌ・・・スキャナ部、 ２・・・コントローラ部、 ３・・・プリンタ部、 １０・・・走査部、 ３４・・・キャリッジ、 ３５・・・走査モータ、 ３７・・・記録ヘッド、 ４４・・・ヘッド電源部、 ４６・・・制御部、 ４９・・・可変抵抗器、 ５２・・・ヘッドヒータ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）発熱体に通電を行って発熱させることにより記録を
   行う記録装置において、 前記発熱体に供給される電圧を検知する電圧検知手段と
   、 前記発熱体への電圧の印加をオン／オフする手段と、 前記印加される電圧を変化させる印加電圧変更手段と、 前記発熱体に供給すべき最適の駆動電圧を記憶する記憶
   手段と、 前記電圧検知手段により検出された電圧値に応じて前記
   オン／オフを制御するとともに、前記記憶された電圧値
   に基づいて印加電圧変更手段により前記発熱体への印加
   電圧を制御する制御手段と を具えたことを特徴とする記録装置。