JPH03155951A - 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。

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があった。

そこで、温度検出手段と、加熱手段と、記録ヘッドを冷
却する送風機等の冷却手段とを具え、温度検出手段によ
り記録ヘッドの温度を検知し、これに基づいて冷却手段
による記録ヘッドの冷却動作および加熱手段による加熱
動作を適切に制御することにより、記録ヘッド温度を予
め定めた設定温度に保ち、以て複数の記録ヘッド間の温
度差をなくして温度差に起因した画像変動を防止するよ
うにすることが考えられる（例えば特開平１１０８０５
２号）、。

［発明が解決しＪ：つとする課題］ しかしながら上記設定温度は、室温（例えば２５℃前後
）におりる環境温度での動作を考慮して定めるのみなら
ず周囲環境温度変化による影響をも考慮して定められる
べきである。周囲環境温度を考慮しなければならない理
由としては、周囲環境温度により冷・却手段の冷却能力
等に起因して記録ヘッドの熱平衡による飽和温度等が異
なり、つまり記録ヘッドの設定温度からの温度変化が一
定とならないことが考えられるからである。すなわち、
記録ヘッドの温度変化から生ずる濃度差が周囲環境温度
により異なり、環境により画像変動の度合いが異なり得
るからである。

［課題を解決するための手段］ 上記課題を解決するために、本発明は、記録素子として
発熱素子を有する記録ヘッドと、記録に先立って該記録
ヘッドの温度を設定する温度設定手段と、環境温度を検
出する検出手段と、当該検出結果に応じて前記温度設定
手段の動作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、周囲環境温度に応じて例えば設定温度
を変化させることにより、あらゆる環境下においても記
録ヘッドの温度変化を最小に抑え、これによって濃度差
も抑えることができる。

［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通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に搭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したパルス電
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およびヒータ５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
使用することがてぎる。

再び第１図を参照するに、７は記録ヘッド３８〜３ｄに
対して設けた例えばファン形態の送風手段であり、これ
を駆動することによりヘッドユニット１を冷却可能であ
る。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を平坦に
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方向に駆動する千−
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１Ｂ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。２０は記録ユニット１のホ
ーム位置Ｈにおいて記録ユニット１と対向し、インクの
吸引動作を行うことにより吐出口内方の液路内の気泡や
塵埃等を除去する吐出回復手段である。

また、温度検出手段４の検出信号は第３図示の制御装置
へ人力され、制御装置９はこの温度信号と環境温度とに
基づいてヒータ５および送風手段７の駆動を制御し、も
って各記録ヘッドの温度を環境温度に応じて適切に設定
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。各記録ヘッド３の温度検出手段４の出力信号は
変換増幅器８Ａおよびへ／Ｄ変換器８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送風手段７へ駆
動信号が発せられる。

さらに、このような制御を周囲環境温度に応じて適切に
行うべく、装置の適宜の部位に環境温度検出手段２５が
設けられ、当該環境温度信号が変換増幅器２８Ａおよび
Ａ／Ｄ変換器２８を介して制御装置９に人力される。す
なわち、制御装置９は、環境温度検出手段２５により周
囲環境温度を検出し、制御装置９はこの周囲環境温度信
号に応じた設定温度信号を各記録ヘッドのヒータ駆動回
路１０へ送り、各記録へラドヒータ５および送風手段７
を動作させ各記録ヘッドを、周囲環境温度によらず定の
温度差の範囲で記録ヘッドが記録動作を行うように制御
する。

なお、制御装置９は、例えば第６図につき後述する処理
手順等に従って制御動作を行うｃｐｕ　、その処理手順
に対応したプログラムや所定のテーブル等の固定データ
を格納したＲＯＭ　、および作業用のｒｌＡＭ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、以上のインクジェット記録装置における記録ヘッ
ドの温度制御の態様について説明する。

まず、例えば記録装置の電源オン時や長時間の記録中断
時、あるいは適宜のタイミングで環境温度を測定してヒ
ータ５を動作させ、温度検出手段４の検出温度が環境温
度に応じて定めた設定温度になるまで加熱し、以後電源
がオフとされない限り、または新たに温度設定を行わな
い限り、記録　０ ヘッド３の温度か非印字動作時においては当該設定温度
で一定となるように、ヒータ５のオン／オフを温度検出
手段４の信号に応じて制御する。

ここで設定温度を決める際、第４図に示すように、本例
に係る装置のシリアルスキャン印字による温度変化を最
小限とするために、印字時の昇温により記録ヘッド温度
か飽和する温度（ヘッド駆動による発熱と送風手段７に
よる冷却能力とにより定まり、環境温度に応して異なる
）と、キャリッジリターン時等印字インターバルにおい
ての温度降下とを考慮に入れて決定すれば良い。すなわ
ち、たとえば環境温度３０℃の場合、そのときの飽和温
度は４９℃であるから記録開始する設定温度が４４℃で
あれば昇温による温度変化△Ｔ＝５℃であるが、設定温
度を３５℃としてしまうと昇温による温度変化△Ｔ＝１
４℃にもなってしまい、濃度差が大となって画像変化が
生じてしまうからである。

実際に　＋６ｐｅｌ　（１６Ｆット／ミリメートル）の
密度で２５６個の吐出口を配列したバブルジェット記録
ヘッドを用いて印字比率７５％の均一画像を印字した場
合、周囲環境温度２０℃、２５℃、３０℃では、記録が
開始される設定温度をそれぞれ　３５℃、３９’Ｃ４４
℃とするのが適当であった。

次に第５図、第６図を用いて本例の制御手順の例を説明
する。

まず第４図の結果を基に、第５図のような環境温度と設
定温度との関係をテーブル化して制御装置８のＲＯＭに
格納しておくものとする。

而して第６図に示すように、例えば電源オンと同時に環
境温度を検知しくステップＳ１）、制御装置９により対
応する設定温度を決定する（ステップＳ２）。

次に、ステップＳ３〜Ｓ４によりヒータ５を制御して設
定温度に到達させ、その後はヒータ５および送風手段７
を制御して設定温度が保持されるようにする（ステップ
５５）。

このように周囲環境温度により記録ヘラ１−の設定温度
を変化させることにより、あらゆる環境においても記録
ヘッドの温度変化を最小に抑え、温　２ 度変化から生じる濃度差を抑えることが可能となる。ま
た連続した印字の途中で周囲環境温度が変化した場合に
も対応が可能となる。

（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
バブルジェット方式の記録ヘッド、記録装置において優
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、高精細化が達成さ
れるからである。

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４７４０７９６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４３４５２１ｉ２
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。

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　３ ４ 書、米国特許第１１４５９６００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、共通ず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５９１２３６７０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。

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じては、複数記録ヘラＩ・の組
合せによってその長さを満たず構成や、一体向に形成さ
れた１個の記録ヘッドとしての構成のいずれでもよい。

加えて、上側のようなシリアルタイプのものでも装置本
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。

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個のみが設りられ
たものの他、上側のように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フても
よい。

さらに加えて、本発明インクジェット記録装置の形態と
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
態を採るものであってもよい。

加えて、本発明は、バブルジェッ］・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。

さらに加えて、加熱千゛段や冷却手段の形態もいかなる
ものであってもよい。例えば、冷却手段としては上記送
風手段（送風機）７の他、ベルチェ素子とすることもで
きる。

　５ ６ ［発明の効果］ 以上説明したように、本発明によれば、周囲環境温度に
応して設定温度を変化させることにより、あらゆる環境
下においても記録ヘッドの温度変化を最小に抑え、温度
変化から生じる濃度差を抑えることができるようになっ
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図は環境温度と設定温度との関係を示す線図、 第６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ヂャートである。 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、 ７・・・送風手段、 ９・・・制御装置。 ２５・・・環境温度検出手段。 ７ ８

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）記録素子として発熱素子を有する記録ヘッドと、 記録に先立って該記録ヘッドの温度を設定する温度設定
   手段と、 環境温度を検出する検出手段と、 当該検出結果に応じて前記温度設定手段の動作を制御す
   る制御手段と、 を具えたことを特徴とする記録装置。 ２）前記制御手段は前記検出結果に応じて前記温度設定
   手段が設定する温度を変更すること特徴とする請求項１
   に記載の記録装置。 ３）前記温度設定手段は前記記録ヘッドを加熱する加熱
   手段と、前記記録ヘッドを冷却する冷却手段とを有する
   ことを特徴とする請求項１に記載の記録装置。 ４）前記記録ヘッドは前記発熱素子をインク吐出エネル
   ギ発生素子としたインクジェット記録ヘッドの形態を有
   することを特徴とする請求項１に記載の記録装置。