JPH07256894A

JPH07256894A - インクジェット記録装置及びインクジェットヘッドの温度補正方法

Info

Publication number: JPH07256894A
Application number: JP5571094A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Fuse; 武志布施
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 1994-03-25
Filing date: 1994-03-25
Publication date: 1995-10-09
Anticipated expiration: 2017-05-13
Also published as: JP3282359B2

Abstract

(57)【要約】【目的】インクジェット記録装置におけるインクジェ
ットヘッドの温度補正精度の向上を図る。【構成】インクジェット記録装置１は、制御パネル
９，ＣＰＵ３に接続される各種のメモリ４，５，６，７
と、ヘッドコントローラ１２を介して制御されるインク
ジェットヘッド１３、モータコントローラ１４を介して
制御されるモータ１５、各種のセンサ１７等を備える。
インクジェット記録装置１は、環境温度を検出する手段
と、インクジェットヘッド１３の温度を検出する手段を
有し、環境温度の値を基準としてインクジェットヘッド
の温度を補正する。インクジェットヘッドの温度が安定
したことを確認して温度補正制御動作の基準温度データ
を設定する。インクジェットヘッドが交換されたときに
は温度補正制御動作を実行し、補正手段を初期化する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、インクジェット記録装
置に関し、特に、温度検出手段を搭載するインクジェッ
トヘッドの温度補正方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】インクジェットヘッドにおいては、イン
クの吐出性能がヘッド温度に左右されやすく、例えば、
低温環境下では、インクの粘度が高くなり、インクが吐
出しにくくなる。また、高温環境下では、インクの粘度
が低くなり、インク吐出量が増加して、画素として形成
されるドット径が大きくなったり、インク吐出不良等の
問題が発生し、インク吐出性能が低下する。安定した画
質を提供し、さらに高画質を維持しようとする観点から
すれば、インクジェットヘッドの温度をある範囲内に、
制御する必要がある。このような点で、従来のインクジ
ェットヘッドには、ヘッド温度検出手段を設けているの
が一般的である。

【０００３】従来、この種の温度検出手段としては、た
とえば、特開平３−１５５９５１の実施例図にあるよう
に、ヘッドに設けられている放熱部材の内部に、前記温
度検出手段を埋設し、それによりヘッド温度を検出する
ように構成されたヘッドがある。これらに使用される温
度検出手段として、例えば温度検出精度の高いサーミス
タ等を使用する事が出来る。これらにより、精度良くヘ
ッド温度の測定、ヘッドの温度制御が可能となり、前述
した問題を回避する事ができる。また、ＰＮ接合を有す
るダイオードを、単結晶シリコンから成る半導体基板上
に半導体プロセスにて形成し、そのダイオード特性を利
用して温度センサとして使用している例もある。この場
合には、電気熱変換体の設けられている基板に半導体
プロセスにて、前記温度センサを作り込む事により、ヘ
ッドの高機能化、高集積化、低コスト化を行っているも
のがある。

【０００４】しかしながら、このような半導体プロセス
にて形成した温度センサは、製造プロセスの過程でその
特性にバラツキが生じてしまう。そこで、これらの特性
バラツキを補正する方法が提案されている。特開平３−
１０１９４２においては、インクジェットヘッドのプリ
ント基板に、温度センサのランク分けパターンを設け、
ヘッド製造時に、温度センサのランクを測定して、それ
に応じて、前記プリント基板のランク分けパターンに加
工処理を行う方法を提案している。この方法によれば、
温度センサにバラツキが発生しても、記録装置で前記ラ
ンク分けパターンの情報を検出して、温度センサのバラ
ツキを認識する事が可能となるので、ヘッドの温度セン
サのバラツキを考慮したヘッドの温度検出が可能とな
り、ヘッドの温度制御を実現するものであった。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、特開平３−１
５５９５１号については以下の問題がある。この実施例
にあるような構成では、温度検出素子は別部品として付
加しなければならず、部品点数上、従って製造工程上不
利となる事は、言うまでもない。さらに、特開平３−１
０１９４２号については以下の問題がある。インクジェ
ットヘッドの温度センサを検出して、センサのランク分
けを判断し、さらに、その情報に基づいて、インクジェ
ットヘッドのプリント基板に加工を加えている。この事
は、製造上の工程が増えたため、特に大量生産になった
場合などは、歩留り上問題が発生する。勿論、このよう
な製造設備を整える必要も発生し、設備投資が大きくな
るという問題もある。

【０００６】さらに、インクジェットヘッドのプリント
基板にセンサのランク分けパターンを形成する必要があ
るため、プリント基板サイズを、このパターン分だけ大
きくする必要がある。この事は、プリント基板のコスト
アップ、さらには、インクジェットヘッドのコストアッ
プを引き起こす場合があった。さらには、これらセンサ
のランク分けパターンを認識する為、記録装置と接続す
るための、コネクタ、駆動信号を伝達するケーブルの芯
数が増加する。この実施例においては、ヘッド１ヶ当た
りセンサのランク分けパターンとして４本追加している
ので、コネクタの極数、ケーブルの芯数がそれぞれ４つ
増加する。特に、４ヘッドでカラー印字を行う記録装置
では上記の値はさらに増加してしまい、コストアップは
避けられないという課題があった。

【０００７】

【課題を解決するための手段】そこで、請求項１に係わ
る発明においては、複数のノズルを一列に配置した着脱
自在のインクジェットヘッドを搭載し、前記、複数のノ
ズルのそれぞれを数ノズル群毎分割し、順次所定の時間
ずつ遅延させ分割同時駆動することにより前記ノズル群
からインクを吐出させて、ノズル配列方向に１ラインの
印字記録を行うインクジェット記録装置において、前記
温度検出手段は、インクジェットヘッドに搭載されるイ
ンクジェットヘッド温度を検出する検出手段と、インク
ジェット記録装置に搭載される環境温度を検出する検出
手段とを備える。請求項２に係わる発明においては、イ
ンクジェットヘッドの温度を検出する検出手段は、熱エ
ネルギーを発生する電気熱変換素子の基体と同一上に形
成される。

【０００８】請求項３に係わる発明においては、インク
ジェット記録装置に搭載された環境温度を検出する検出
手段からの値を基準にして、インクジェットヘッドに搭
載されたインクジェットヘッドの温度を検出する検出手
段からの値を補正する補正手段を有し、この補正値に基
づいてインクジェットヘッドの温度検出を行う。請求項
４に係わる発明においては、インクジェットヘッドの温
度を検出する検出手段からの値を補正する補正方法に関
し、インクジェットヘッドの温度を検出する検出手段か
らの値をメモリの第１の記憶領域に一時記憶し、さらに
所定時間経過後に、再度インクジェットヘッドの温度を
検出し、検出手段からの値をメモリの第２の記憶領域に
一時記憶する動作が連続的に行われ、第１の記憶領域と
第２の記憶領域に格納された両者の値が所定下の差にな
った時点で、前記補正の為の温度検出動作を終了し、補
正手段の実行が開始される。

【０００９】請求項５に係わる発明においては、インク
ジェットヘッドの交換が行われた場合には、インクジェ
ットヘッドに搭載されたインクジェットヘッドの温度を
検出する検出手段からの値を補正する補正動作が実施さ
れ、インクジェットヘッドの温度検出手段の補正の初期
化を行う方法である。

【００１０】

【作用】請求項１に係わる発明においては、前記温度検
出手段は、インクジェットヘッドに搭載されるインクジ
ェットヘッド温度を検出する検出手段と、インクジェッ
ト記録装置に搭載される環境温度を検出する検出手段と
により構成され、それぞれおのおのが温度検出するよう
作用する。請求項２に係わる発明においては、インクジ
ェットヘッドの温度を検出する検出手段は、熱エネルギ
ーを発生する電気熱変換素子の基体と同一上に形成され
ることにより、安価なインクジェットヘッドを提供出来
る。

【００１１】請求項３に係わる発明においては、インク
ジェット記録装置に搭載された環境温度を検出する検出
手段からの値を基準にして、インクジェットヘッドに搭
載されたインクジェットヘッドの温度を検出する検出手
段からの値を補正する補正手段を有することにより、イ
ンクジェットヘッドに搭載された温度検出手段のバラツ
キを自動補正でき、精度の高いインクジェットヘッドの
温度検出が可能になるよう作用する。請求項４に係わる
発明においては、インクジェットヘッドの温度を検出す
る検出手段からの値をメモリの第１の記憶領域に一時記
憶し、さらに所定時間経過後に、再度インクジェットヘ
ッドの温度を検出し、検出手段からの値をメモリの第２
の記憶領域に一時記憶する動作が連続的に行われ、第１
の記憶領域と第２の記憶領域に格納された両者の値が所
定以下の差になった時点で、前記補正の為の温度検出動
作を終了し、補正手段の実行が開始されることにより、
補正手段の精度を向上させるよう作用する。

【００１２】請求項５に係わる発明においては、インク
ジェットヘッドの交換が行われた場合には、インクジェ
ットヘッドに搭載されたインクジェットヘッドの温度を
検出する検出手段からの値を補正する補正動作が実施さ
れ、インクジェットヘッドの温度検出手段の補正の初期
化を行うことにより、新規なインクジェットヘッドが搭
載されても、インクジェットヘッドの温度検出手段の補
正の初期化を行うよう作用する。

【００１３】

【実施例】図１は、本発明のインクジェット記録装置の
一実施例を示すシステム構成図である。全体を符号１で
示すインクジェット記録装置はホストコンピュータ２、
ＣＰＵ３、ワークＲＡＭ４、フォントＲＯＭ５、プログ
ラムＲＯＭ６、ＥＥＰＲＯＭ７、インターフェース８、
操作パネル９、メモリコントローラー１０、イメージＲ
ＡＭ１１、ヘッドコントローラー１２、記録ヘッド１
３、モータコントローラ１４、モータ１５、Ｉ／Ｏコン
トローラー１６、センサ１７を有し、各装置は共通バス
１８で連結される。

【００１４】インクジェット記録装置１は、ホストコン
ピュータ２と接続され、両者の間でデータのやりとりを
行う。ＣＰＵ３は、ワークＲＡＭ４、フォントＲＯＭ
５、プログラムＲＯＭ６およびＥＥＰＲＯＭ７と接続さ
れており、プログラムＲＯＭ６に格納されたプログラム
に従い、ＥＥＰＲＯＭ７に格納されている設定値、たと
えば、高画質化のための補正データ等を参照しながら動
作する。また、共通バス１８にも接続されており、共通
バス１８を通じてインクジェット記録装置１内の各部を
制御する。ワークＲＡＭ４は、ＣＰＵ３の作業用の記録
領域として用いられ、種々のシステム内の情報等の記憶
にも使用される。フォントＲＯＭ５には、印字すべき文
字のイメージ形式のデータが格納されている。プログラ
ムＲＯＭ６には、ＣＰＵ３の動作を指示するプログラム
が格納されている。ＥＥＰＲＯＭ７は不揮発性のメモリ
であって、電源を遮断しても内容は保持されるので、高
画質化の為の補正データや、システムの動作モードなど
の各種の設定値等が格納される。これらのデータは、操
作パネル９を用いて設定される場合もある。

【００１５】インターフェース８は、共通バス１８とホ
ストコンピュータ２に接続され、ホストコンピュータ２
とのデータの送受を直接行う。操作パネル９は、共通バ
ス１８に接続され、ユーザーから各種の入力を受けつけ
たり、ユーザーに対して各種の状態やメッセージを表示
する。メモリコントローラ１０は、イメージＲＡＭ１
１、共通バス１８およびヘッドコントローラー１２に接
続され、イメージＲＡＭ１１を制御する。イメージＲＡ
Ｍ１１には、記録すべきデータがイメージの形式で蓄積
される。このイメージＲＡＭ１１内は、各記録ヘッドに
対応する領域に分けておくことができる。ヘッドコント
ローラー１２は、記録ヘッド１３、共通バス１８および
メモリコントローラー１０に接続され、記録ヘッド１３
の制御を行う。記録ヘッド１３の制御は、少なくとも各
記録ヘッドの各ノズルからのインクの吐出タイミングや
インクの温度等の制御を含むものである。記録ヘッド１
３は、Ｎ本のノズルを有する複数のヘッドからなってい
る。例えば、カラー印字の場合であれば、ブラックＫ、
シアンＣ、マゼンタＭ、イエローＹの４個の記録ヘッド
から構成される。

【００１６】モータコントローラー１４は、モータ１５
および共通バス１８に接続され、モータ１５の制御を行
う。モータ１５は、記録ヘッド１３の搭載されたキャリ
ッジと、記録媒体、例えば、記録用紙との相対移動を行
う。Ｉ／Ｏコントローラー１６は、各種のセンサ１７お
よび共通バス１８に接続され、各種のセンサ１７の制御
並びにセンスデータの取得を行う。センサ１７には、温
度検出用のセンサの外に、例えば用紙端検出や、用紙幅
検出、インク量検出などがある。共通バス１８は、Ｃ
ＰＵ３、インターフェース８、操作パネル９、メモリコ
ントローラー１０、ヘッドコントローラー１２、モータ
ーコントローラー１４およびＩ／Ｏコントローラー１６
を接続し、各種のデータやコントロール信号を伝送す
る。これらの上述した構成は、機能的に分けているが、
イメージＲＡＭ１１とワークＲＡＭ４を同じＲＡＭとす
るなどの変形も可能である。

【００１７】図１のシステムの動作を説明する。ＣＰＵ
３は、プログラムＲＯＭ６に格納されているプログラム
に従って、ＥＥＰＲＯＭ７に格納されている設定値など
を参照しながら動作する。その際、必要に応じてワーク
ＲＡＭ４を用いる。ＥＥＰＲＯＭ７に格納されている設
定値等は、操作パネル９を用いて設定される。また、Ｃ
ＰＵ３は、Ｉ／Ｏコントローラー１６を介してセンサ１
７からの情報を得て、記録可能か否かのチェックをした
り、モーターコントローラー１４に対してキャリッジの
移動や記録用紙の搬送などを指示して、記録位置合わせ
等を行う。ホストコンピュータ２から記録するデータ、
例えば、画像情報や、文字コード等が送られてくると、
インターフェース部８でその情報を受信し、受信データ
をＣＰＵ３へ転送する。ＣＰＵ３では、印字フォーマッ
トに従い、受信データを記録できるイメージデータ、例
えばビットマップに変換する。例えば、受信したデータ
が文字コードであれば、フォントＲＯＭ５を用いて、当
該文字のイメージデータに変換する。変換されたイメー
ジデータは、メモリコントローラー１０を介してイメー
ジＲＡＭ１１に格納される。イメージデータが格納され
ると、プリンタ本体と、各ヘッドにそれぞれ内蔵された
温度検出素子により検出された温度を基に、ヘッド駆動
パルス幅と駆動動作モードを決定し、各種の設定値をヘ
ッドコントローラー１２へ設定する。特に、印字直前
で、ヘッド温度が低いと、インク吐出特性に悪影響を及
ぼす為、インク吐出特性が比較的安定している最適温度
域までヘッドを昇温させる動作を行う。

【００１８】次に、ＣＰＵ３は、モーターコントローラ
ー１４に対してキャリッジの移動を要求し、走査を行
う。記録ヘッド１３を搭載するキャリッジには、印字タ
イミングを発生するエンコーダーが取付けられており、
キャリッジの走査速度に応じた印字タイミングがＣＰＵ
３およびヘッドコントローラー１２に入力される。ＣＰ
Ｕ３は、この印字タイミングにより印字位置を決定し、
ヘッドコントローラー１２に印字許可のゲート信号を供
給する。この印字許可のゲート信号と印字タイミング信
号により、ヘッドコントローラー１２は、ヘッド駆動信
号を記録ヘッド１３へ出力する。この動作を連続的に行
い、１スキャンの印字が終了すると、メモリコントロー
ラー１０から、割り込みが発生し、ＣＰＵ３に入力され
る。この割り込み信号を受け、ＣＰＵ３は、モーターコ
ントローラー１４に対して印字記録幅分の記録媒体の搬
送、キャリッジの再走査を要求する。このようにして、
記録媒体の搬送方向の印字記録動作が終了するまで、１
スキャンの印字を複数回行うことになる。ここでは、１
スキャンの印字開始前ごとに、ヘッド温度、環境温度を
検出し、ヘッド駆動パルス、駆動動作モードをその都度
決定していく。

【００１９】このように１枚の記録媒体への印字動作が
終了すると、ＣＰＵ３は、モータコントローラー１４に
対して、記録媒体の排出を要求すると共に、インクの渇
きを防止するための、ノズル部を覆うキャップ部材の位
置するところまでキャリッジを移動させ、さらにキャッ
プ動作を行い、次の印字動作まで待機する。以上一連の
動作で、１枚の記録媒体への印字動作が終了する。

【００２０】図２は、本発明のインクジェット記録装置
の一実施例におけるキャリッジ周辺の概略構成図であ
る。図中、２１は記録ヘッドユニット、２２はキャリッ
ジ、２３は記録媒体、２４はトランスポートローラー、
２５はキャップ機構部である。キャリッジ２２には、１
個または複数個の記録ヘッドユニット２１が搭載されて
いる。記録ヘッド２１は、それぞれが、または、複数個
が一体となってキャリッジ２２に着脱可能に構成さてい
る。また、記録ヘッドユニット２１には、複数本のノズ
ルが設けられている。キャリッジ２２を左右にスキャン
動作させながら、ノズルからインクを吐出させ、印字を
行う。この印字は、キャリッジ２２に複数個の記録ヘッ
ドユニット２１が搭載されている場合は、各記録ヘッド
ユニット２１からインクを吐出させ、インクのヘッドを
重ね合わせて、画像を形成して行くことになる。

【００２１】複数の記録ヘッドユニット２１として、例
えば、ブラック、シアン、マゼンタ、イエローの４個の
記録ヘッドを用いることにより、カラー画像を形成する
ことができる。キャリッジ２２の１回のスキャン動作が
終了すると、トランスポートローラー２４により、所定
量だけ記録媒体２３が搬送される。この動作を繰り返
し、１枚の記録紙への印字を終了する。１枚の記録媒体
２３への印字が終了すると、キャリッジ２２は、再びキ
ャップ機構部の２５の位置に移動し、記録ヘッドユニッ
ト２１をキャップし、次の印字まで待機する。

【００２２】この実施例では、記録媒体の上下方向の移
動は、記録媒体の側を移動したが、キャリッジ２２を移
動させて構成することも可能である。また、この移動量
は、１回の印字幅や所定の改行幅の分だけ行ったり、ま
た空白のみのスキャンの分も一括しておくることもでき
る。さらに、例えば、記録媒体のフィード時や、あらか
じめ決まったフォーマットに従って記録する際の記録媒
体の位置決め時などは、ＣＰＵ３からの指示に従った記
録媒体の移送が可能であるし、ホストコンピュータ２か
らの指示によって移動量を換えることも可能である。

【００２３】図３は、本発明のインクジェット記録装置
１のヘッド駆動制御動作部の一実施例を示す構成図であ
る。図中、３１は隣接ノズル群印字周期値記憶手段、３
２は隣接ノズル群印字周期設定カウンタ、３３は印字タ
イミング制御部、３４は印字駆動パルス発生部、３５は
印字ドット数カウンタ制御部、３６は印字駆動パルス幅
設定カウンタ、３７は印字駆動パルス幅設定値記憶手
段、３８は印字データ加工処理部である。このヘッド駆
動制御動作部は、図１のヘッドコントローラー１２の一
部を構成するものである。ヘッドに設けられている複数
のノズルの駆動は、複数のノズルを数個ずつのノズル群
に分割し、それぞれのノズル群内の各ノズルは同時に駆
動し、各ノズル群は、どちらか一端側から順次駆動する
方式を採用している。以下の説明では、このノズル群
を、分割同時駆動ノズル群と呼ぶことにする。

【００２４】隣接ノズル群印字周期値記憶手段３１は、
分割同時駆動ノズル群間を駆動する時間に対応する隣接
ノズル群印字周期値を保持する。この値はＣＰＵ３等か
らデータが送られ、信号ＷＲにより設定される。隣接ノ
ズル群印字周期設定カウンタ３２は、隣接ノズル群印字
周期値記憶手段３１に保持されている隣接ノズル群印字
周期値に基づき、印字タイミング制御部３３の指示に従
い、隣接ノズル群間の周期時間信号を生成し、印字タイ
ミング制御部３３および印字ドット数カウンタ制御部３
５に入力する。印字ドット数カウンタ３５は、隣接ノズ
ル群印字周期設定カウンタ３２からの周期時間信号を受
けて、ノズル群の数をカウントし、全ノズル数に達する
と、印字タイミング制御部３３に対し、その旨を通知す
る。

【００２５】印字タイミング制御部３３は、さまざまな
タイミング信号を生成する。他の制御部からのクロック
信号およびゲート信号、隣接ノズル群印字周期設定カウ
ンタ３２からの周期時間信号、印字ドット数カウンタ制
御部３５からの印字ノズル群数の信号を受け、隣接ノズ
ル群印字周期設定カウンタ３２および印字駆動パルス幅
設定カウンタ３６に対し、カウント値の取り込み指示と
カウントクロックの供給を行い、印字駆動パルス発生部
３４に対して、駆動開始を指示し、印字データ加工処理
部３８に対して、印字データ転送クロックを供給すると
共に、同一信号を記録ヘッド１３に対して出力する。印
字駆動パルス発生部３４は、印字タイミング制御部３３
からの駆動開始の指示と、印字駆動パルス幅設定カウン
タ３６のカウンタのカウント終了信号を受けて、印字ヘ
ッドに対する駆動パルスのオンオフ制御を行う。印字駆
動パルス幅設定カウンタ３６は、印字タイミング制御部
３３から供給されるカウントクロックに基づき、駆動パ
ルス幅データに達するまでカウントを行って、終了信号
を印字駆動パルス発生部３４に供給する。印字駆動パル
ス幅設定値記憶手段３７には、印字駆動パルス幅設定カ
ウンタ３６に設定される駆動パルス幅データを記憶す
る。このデータは、ＣＰＵ３等から送られ、信号ＷＲに
より記憶される。印字データ加工処理部３８は、メモリ
コントローラ１０から出力される画像データに対し、設
定データに応じて画像処理を行う。設定データは、ＣＰ
Ｕ３等から送られ、信号ＷＲにより記憶される。

【００２６】図４は、本発明のインクジェット記録装置
のヘッド内部回路の一実施例を示す構成図である。図中
４１は４ビットシフトレジスタ、４２は４ビットラッ
チ、４３は３２ビットシフトレジスタ、Ｒ１乃至Ｒ１２
８はヒーター、Ｔ１乃至Ｔ１２８はスイッチングトラン
ジスタ、ＩＶ１乃至ＩＶ１２８はインバーター、ＮＡ１
乃至ＮＡ１２８はＮＡＮＤ回路である。図４では、ヘッ
ド全体のノズル数を１２８本とし、１つのノズル群内の
ノズル数を４本として、３２のノズル群に分割して駆動
する。各ノズルには、ヒーターＲ１乃至Ｒ１２８が設け
られており、ヒーターＲ１乃至Ｒ１２８の一端は、共通
の電源に接続されている。多端は、それぞれスイッチン
グトランジスタＴ１乃至Ｔ１２８を介して、アースに接
続されており、スイッチングトランジスタがＯＮとなる
と、ヒーターに電源が流れ、ノズルが駆動されることに
なる。各スイッチングトランジスタＴ１乃至Ｔ１２８の
ＯＮ，ＯＦＦは、ＮＡＮＤ回路ＮＡ１乃至ＮＡ１２８に
入力される駆動パルスと印字データの論理積の信号によ
って行われる。論理積の信号は、ＮＡＮＤ回路ＮＡ１乃
至ＮＡ１２８およびインバータＩＶ１乃至ＩＶ１２８に
より作成される。

【００２７】４ビットシフトレジスタ４１は、印字デー
タ加工処理部３８から送られてくる印字データを印字タ
イミング制御部３８から出力される印字データ転送クロ
ックに同期して順次受け取り、１つのノズル群内の４本
のノズルに対応したパラレルの印字データを出力する。
４ビットラッチ４２は、印字駆動パルス発生部３４から
送出される駆動パルスに同期して、４ビットシフトレジ
スタ４１から出力される印字データを一時保持し、ノズ
ルに対して印字データを出力する。４ビットラッチ４２
から出力される印字データは、各ノズル群内のそれぞれ
のノズルに対応したＮＡＮＤ回路に入力される。すなわ
ち、４ビットラッチ４２から出力される１番目のデータ
は線は、第１ノズル群の１番目のノズルに対応したＮＡ
ＮＤ回路ＮＡ１，第２ノズル群の１番目のノズルに対応
したＮＡＮＤ回路ＮＡ５，……，第３２ノズル群の１番
目のノズルに対応したＮＡＮＤ回路ＮＡ１２５に接続さ
れる。２番目のデータ線は、各ノズル群の２番目のノズ
ルに対応したＮＡＮＤ回路に接続される。３、４番目の
データ線についても同様である。

【００２８】３２ビットシフトレジスタ４３は、各ノズ
ル群に対応した出力線を有し、順次この出力線をシフト
動作により切り替え、３２個のノズル群のうちから駆動
するノズル群を順に選択し、駆動されるノズル群内の各
ノズルに対応するＮＡＮＤ回路に駆動パルスを入力す
る。この３２ビットシフトレジスタ４３には、印字駆動
パルス発生部３４より駆動パルスが入力されており、駆
動パルスがＨレベルのときに、その期間だけ選択された
ノズル群への信号がＨレベルとなる。また、駆動パルス
がＬレベルとなると、それを検出して、選択される出力
線の位置がシフトされ、隣接する次のノズル群が駆動さ
れるようになる。

【００２９】このようにして、１２８本のノズルは、４
本ごとのノズル群に分割され、画像データに応じて最大
４本のノズルが同時に駆動される。また、各ノズル群は
駆動パルスに従って順次駆動され、３２回のノズル群の
駆動により、１２８本分のノズルの駆動がおこなわれ、
ノズル配列方向の画像記録が行われる。このように、イ
ンクジェットヘッドにデジタル回路を搭載することによ
り、従来のような発熱抵抗体のマトリクス駆動を行うイ
ンクジェットヘッドに比べて大幅にヘッド駆動の制御信
号線数を低減できるようになった。図５は、図４の構成
での記録ヘッド１３を駆動するタイミングの一実施例を
示すものである。ここでは、隣接ノズル群印字周期はｔ
ｃ（ｓｅｃ）、ノズル駆動パルス幅はｔｐ（ｓｅｃ）と
なるようなデータが、それぞれ隣接ノズル群印字周期値
記憶手段３１、運時駆動パルス幅設定値記憶手段３７に
記憶されている。

【００３０】次に図６に、本発明の環境温度検出部周辺
の構成を示すものである。この温度検出部は、図１のＩ
／Ｏコントローラー１６の一部を、また、検温素子はセ
ンサ１７の一部を構成するものである。この実施例で
は、負特性サーミスタを使用している例を示している。
図中５１はサーミスタ、５２は抵抗、コンデンサで構成
される回路部、５３は定電圧発生手段、５４は信号増幅
器、ローパスフィルタ、サンプル＆ホールド等の機能を
構成するアナログ回路部、そして５５はＡ／Ｄ変換器で
ある。サーミスタ５１の材料としては、主として金属酸
化物を混合したものが使用されており、Ｆｅ，Ｎｉ，Ｍ
ｎ，Ｃｏ，Ｃｕその他の各種金属酸化物を混合、成形、
焼結して形成されるものである。温度に対する抵抗値が
大きく変化するので、この特性を利用して一般的に温度
測定や、電力測定等に広く使用されているものであり、
検出精度も高い。本発明では、記録ヘッド１３の熱的影
響、さらには、インクジェット記録装置１の装置内の熱
的影響の無い所に配置されている。

【００３１】５２は、抵抗、コンデンサで構成される回
路部であり、主にコンデンサは、高周波から低周波まで
のノイズを低減するフィルタを構成しており、さらに、
抵抗は、サーミスタ５１の抵抗値の誤差を補正するとと
もに、抵抗値変化量の平均化、出力電圧の最適化を行っ
ているものである。定電圧発生手段５３は、一定の電圧
をサーミスタ５１や抵抗、コンデンサで構成される回路
部５２に供給するよう作用する。この部分に抵抗を使用
し、電源電圧を分圧して供給しても良いが、電源電圧の
変動が直接サーミスタ５１両端の出力電圧に影響して検
温精度が低下する為、良い方法とは言えない。よってこ
れらに供給する電圧は、常に一定であることが好ましい
これを実現するものとして、例えば、ツェナーダイオー
ド等が使用できる。アナログ回路部５４は、サーミスタ
５１両端の出力電圧が、低いレベルで変化する場合など
は、増幅器等によって増幅される。勿論、サーミスタ５
１両端の出力電圧が、所定レベルの電圧の範囲内にある
場合には、不要である。

【００３２】増幅器等の後段には、高周波のノイズを低
減するためのローパスフィルタが構成される。さらに、
ローパスフィルタの後段には、所定時間だけ入力される
電圧レベルを保持するサンプル＆ホールド回路が構成さ
れる。環境温度が急激に変化することは、殆ど無いの
で、コンデンサ等でサンプル＆ホールド回路を構成して
簡略化しても良い。また、サンプル＆ホールドの動作タ
イミングは、Ｉ／Ｏコントローラー１６の一部から出力
される制御信号により行われる。Ａ／Ｄ変換器５５は、
サーミスタ５１両端の出力電圧のアナログ量を、ＣＰＵ
３が管理できるデジタル量に変換するＡ／Ｄコンバータ
ーである。Ａ／Ｄ変換器５５は、ＣＰＵ３、Ｉ／Ｏコン
トローラー１６、共通バス１８と接続され、Ａ／Ｄ変換
要求、Ａ／Ｄ変換終了フラグの送出、変換データの共通
バス１８への送出等の動作が行われる。ここでは、Ａ／
Ｄ変換器５５をＣＰＵ３とは別に設けているが、ＣＰＵ
３内に内蔵している場合でも同様である。

【００３３】図７はアナログ回路部５４の出力電圧と、
環境温度の関係を示す。サーミスタ５１は、負特性のも
のを使用しているので、このように環境温度が上昇する
に従い、サーミスタ５１の抵抗値が小さくなり、結果と
して両端の出力電圧が低下する。また、抵抗、コンデン
サで構成される回路部５２の構成を使用することによ
り、出力電圧と環境温度の関係が直線的に安定に変化し
ている。

【００３４】図８は本発明の記録ヘッド１３の温度検出
部周辺の構成を示すものである。この温度検出部は、図
１のＩ／Ｏコントローラー１６の一部を、また、検温素
子は記録ヘッド１３の発熱体と同一の半導体基板上に形
成されたものである。この実施例では、検温素子とし
て、ＰＮ接合を有するダイオードを使用している例を示
している。図中６１は検温素子として使用しているダイ
オード、６２はコンデンサで構成される回路部、６３は
定電流発生手段、６４は信号増幅器、ローパスフィル
タ、サンプル＆ホールド等の機能を構成するアナログ回
路部、そして６５はＡ／Ｄ変換器である。図８では、記
録ヘッド１３が１個の場合の例を示しているが、カラー
印字記録を行う記録装置の場合には、搭載される記録ヘ
ッドの個数に応じて、これらの構成の一部が増加する。
ダイオード６１は、単結晶シリコンから成る半導体基板
上に半導体プロセスにより形成されている。６２は、コ
ンデンサで構成される回路部であり、高周波から低周波
までのノイズを低減するフィルタを構成している。

【００３５】定電流発生手段６３は、一定の電流を記録
ヘッド１３のダイオード６１に供給するよう作用する。
一般的に、ダイオード６１のアノード側からカソード側
に電流が流れると、ダイオード順方向の電圧降下Ｖ_Fが
発生する。そして、この順方向の電圧降下Ｖ_Fは、温度
変化に応じて変化する。しかしながらこの変化は、温度
変化のみならずダイオード６１を流れる電流密度によっ
ても変化する。よって、ダイオード６１に流す電流値
は、常に一定にする必要がある。定電流発生手段６３
は、この機能を構成するものである。次に、アナログ回
路部６４は、ダイオード６１両端の出力電圧が、低いレ
ベルで変化する場合などは、増幅器等によって増幅され
る。一般的には、ダイオード６１に一定の電流を流した
時、順方向の電圧降下Ｖ_Fの温度係数は、一般に−２．
０ｍＶ／°Ｃ程度であり、記録ヘッド１３が例えば、−
２５°Ｃ〜７５°Ｃの範囲で温度変化しても、順方向の
電圧降下Ｖ_Fの変化分は、０．２Ｖ程度であるので、所
定の検出しやすい電圧レベルまで増幅する必要がある。
増幅器等の後段には、高周波のノイズを低減する為のロ
ーパスフィルタが構成される。さらに、ローパスフィル
タの後段には、所定時間だけ入力される電圧レベルを保
持するサンプル＆ホールド回路が構成される。また、サ
ンプル＆ホールドの動作タイミングは、Ｉ／Ｏコントロ
ーラー１６の一部から出力される制御信号により行われ
る。

【００３６】Ａ／Ｄ変換器６５は、ダイオード６１両端
の出力電圧のアナログ量を、ＣＰＵ３が管理できるデジ
タル量に変換するＡ／Ｄコンバーターである。Ａ／Ｄ変
換器６５は、ＣＰＵ３、Ｉ／Ｏコントローラー１６、共
通バス１８と接続され、Ａ／Ｄ変換要求、Ａ／Ｄ変換終
了フラグの送出、変換データの共通バス１８への送出等
の動作が行われる。ここでは、Ａ／Ｄ変換器６５をＣＰ
Ｕ３とは別に設けているが、ＣＰＵ３に内蔵している場
合でも同様である。尚、図６、図８で説明したアナログ
回路部５４とアナログ回路部６４、Ａ／Ｄ変換器５５と
Ａ／Ｄ変換器６５は、共通に構成してもよい。この場合
は、アナログ回路部５４、６４の前段に、複数の入力の
うちから、所定の入力のみを選択して前記アナログ回路
部に選択出力する選択出力手段を構成すればよい。たと
えば、アナログマルチプレクサ等が使用できる。次に、
図９にアナログ回路部６４の出力電圧と、記録ヘッド１
３の温度の関係を示す。ダイオード６１の温度係数は、
前述したように−２．０ｍＶ／°Ｃ程度の負特性である
ため、サーミスタ５１両端の出力電圧と同様に、記録ヘ
ッド１３の温度が上昇するに従い、ダイオード６１両端
の出力電圧Ｖ_Fは低下する。また、出力電圧Ｖ_Fと記録ヘ
ッド１３の温度の関係は、ほぼ直線的に変化している。
本実施例では、記録ヘッド１３としてブラックヘッド、
シアンヘッド、マゼンタヘッドそしてイエローヘッドの
４個のヘッドが搭載されているので、４本の出力電圧Ｖ
_F−温度特性が示されている。

【００３７】図９に示すように、記録ヘッド１３の温度
がｔ（°Ｃ）の時のヘッドの出力電圧Ｖ_Fは、ブラック
ヘッド、でＶ_FBt（Ｖ），シアンヘッドでＶ_FCt（Ｖ），
マゼンタヘッドでＶ_FMt（Ｖ），そしてイエローヘッド
でＶ_FYt（Ｖ）となっている。さらに、これらの最大、
最小の差は数＋ｍＶ程度となる。これらのバラツキは、
ダイオード製造工程に起因するものであり、このように
順方向の出力電圧Ｖ_Fがバラツキを発生する。例えば、
これらのバラツキが、２０ｍＶ程度であれば、−２．０
ｍＶ／°Ｃの温度係数から、温度に換算して１０（°
Ｃ）程度の温度検出誤差となり、このままでは、記録ヘ
ッド１３の温度制御として使用するのは難しい。

【００３８】そこで、本発明では、上記の温度検出誤差
を自動補正して、温度検出精度を向上させ、記録ヘッド
１３の温度制御が可能な構成を提供するものである。以
後、温度検出誤差補正方法、制御動作の説明を図１０の
制御フロー図を基に説明する。ステップＳ７１から、Ｓ
７８までの動作フローは、補正制御動作の実行開始前に
行われる動作であり、ここでは、記録ヘッド１３が温度
的に安定している状態を判断する為の動作である。Ｓ７
１においては、図６に示した構成で環境温度の検出が行
われる。ここでは、Ａ／Ｄ変換器５５で変換されたデジ
タルの温度データがワークＲＡＭ４の所定の記憶領域に
格納され、現在の環境温度が把握される。次に、Ｓ７２
において、搭載されている記録ヘッド１３の温度検出が
行われる。ここでは、ブラック、シアン、マゼンタ、イ
エローの４つの記録ヘッドを搭載しているので、４回の
温度検出動作が行われる。この動作も前記同様Ａ／Ｄ変
換器６５で変換されたデジタルの温度データが、Ｓ７３
において、ワークＲＡＭ４の所定の第１の記録領域に格
納される。

【００３９】次に、Ｓ７４へ進み、所定時間の経過を確
認し、終了していない場合には、Ｓ７４で経過確認が実
行される。経過を確認し、終了した場合には、Ｓ７５に
移行し、再び記録ヘッド１３の温度検出が行われる。そ
してＡ／Ｄ変換器６５でデジタルの温度データに変換さ
れ、これらのデータは、Ｓ７６においてワークＲＡＭ４
の所定の第２の記憶領域に格納される。そして、Ｓ７７
において、ワークＲＡＭ４の所定の第１の記憶領域とワ
ークＲＡＭ４の所定の第２の記憶領域のデータが、各記
録ヘッド１３毎に比較される。そしてＳ７８において
は、ワークＲＡＭ４の所定の第１の記憶領域とワークＲ
ＡＭ４の所定の第２の記憶領域の温度データが比較さ
れ、所定以上の温度差があれば、補正制御動作の実行が
できないと判断される。この場合には、Ｓ７２に移行
し、前述した制御動作を繰り返す。温度差が所定以上に
なかなかならない場合には、例えば、記録ヘッド１３の
予備加熱動作や、記録ヘッド１３の搭載されているキャ
リッジ２２を、空スキャンさせて、記録ヘッド１３の加
熱や、放熱を加速させるよう制御してもよい。

【００４０】また、Ｓ７８において所定以下の温度差で
あると判断された場合には、記録ヘッド１３が温度的に
安定していると判断され、Ｓ７９に移行する。Ｓ７９に
おいては、環境温度と記録ヘッド１３の実際の温度が同
一になっている点に着目して、記録ヘッド１３に搭載さ
れている検温素子であるダイオード６１の温度特性の仮
想的な基準温度データを設定する。例えば、図７と図９
のように、環境温度と記録ヘッド１３の実際の温度がｔ
（°Ｃ）であった場合、ブラックヘッドの順方向電圧Ｖ
_FKt（Ｖ），さらにデジタル温度データの、△Ｄ_FKt（１
６進数）が求められ、この温度データがｔ（°Ｃ）にお
ける基準温度データと定められる。そして、Ｓ８０にお
いてこの基準温度データは、各記録ヘッド１３の特性値
として、ＥＥＰＲＯＭ７に記憶され保持される。他の記
録ヘッドも同様の制御動作が行われる。

【００４１】次に、記録ヘッド１３の温度検出制御フロ
ーを図１１を基に説明する。記録ヘッド１３の温度検出
は、つまり、この基準温度データからの変化分と、ダイ
オード６１の温度係数−２．０ｍＶ／°Ｃを用いて相対
的な温度変化分を算出して、ヘッド温度を把握する方法
である。次に、ブラックヘッドが印字動作をおこなっ
て、ヘッド温度がｔ（°Ｃ）から、ｔ₁（°Ｃ）に上昇
し、ヘッドの順方向電圧Ｖ_FKt（Ｖ）からＶ_FKT1（Ｖ）
に低下して、さらにデジタル温度データもＤ_FKt（１６
進数）からＤ_FKt1（１６進数）に減少した場合で具体的
に説明する。まず、Ｓ８１において、ブラックヘッドの
温度データＤ_FKt1（１６進数）が入手される。次にＳ８
２において、基準温度データＤ_FKt（１６進数）との差
△Ｄ_F _Kt1（１６進数）が算出される。

【００４２】Ａ／Ｄ変換器６５は、単位ステップあたり
の電圧が分かっているので、相対的な差の△Ｄ_FKt1（１
６進数）の値は、何（Ｖ）の電圧の差になるのかが把握
できる。そこでＳ８３においては、順方向電圧Ｖ
_FKt（Ｖ）とＶ_FKt1（Ｖ）の電圧差である△Ｄ
_FKt1（Ｖ）が算出される。さらにＳ８４においては、ダ
イオード６１の温度係数−２．０ｍＶ／°Ｃと、上記の
電圧の差△Ｄ_FKt1（Ｖ）から、基準温度ｔ（°Ｃ）から
の、相対的な温度差△ｔ₁（°Ｃ）が把握される。そし
て、Ｓ８５において、基準温度がｔ（°Ｃ）なので、△
ｔ₁（°Ｃ）を加算／減算することにより、ブラックヘ
ッドの温度は、ｔ＋△ｔ₁（°Ｃ）であると判断できる
ようになる。他の記録ヘッド１３も同様な手順にしたが
って、各ヘッドの温度が求められる。このような、補正
手段は、例えば新規の記録ヘッド１３を搭載した場合
や、テスト印字動作前等に実施される。以上述べてきた
ようなステップを踏むことにより、ダイオード６１の順
方向電圧Ｖ_Fのバラツキに影響されずに、精度良く記録
ヘッド１３の温度検出が可能になった。

【００４３】

【発明の効果】これまで述べてきたように、インクジェ
ット記録装置に、環境温度用の温度検出手段の値を基準
にして、インクジェットヘッドの温度検出手段に補正を
加え、インクジェットヘッドの温度検出手段のバラツキ
を考慮した温度制御ができる装置及び方法としたので、
インクジェットヘッドに何ら加工を加える製造上の工程
がないので、インクジェットヘッドを安価に製造するこ
とが可能になった。さらには、新規のインクジェットヘ
ッドが搭載されても、その都度補正動作が行われるた
め、新規のインクジェットヘッドが搭載されても、自動
的にインクジェットヘッドの温度検出手段のバラツキを
判断できるようになり、精度の高いインクジェットヘッ
ドの温度制御が可能になった。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のインクジェット記録装置の一実施例
を示すシステム構成図。

【図２】本発明のインクジェット記録装置の一実施例
におけるキャリッジ周辺の概略図。

【図３】本発明のインクジェット記録装置のヘッド駆
動制御動作部の一実施例を示す構成図。

【図４】本発明のインクジェット記録装置のヘッドの
内部回路の一実施例を示す構成図。

【図５】本発明のインクジェット記録装置のヘッドに
おける画像印字時のノズル群の駆動タイミング図。

【図６】本発明のインクジェット記録装置の環境温度
検出部の周辺の回路の一実施例を示す構成図。

【図７】本発明のインクジェット記録装置のサーミス
タの両端間電圧と、環境温度の特性を示す図。

【図８】本発明のインクジェット記録装置に搭載され
るヘッド内部の検温素子と、温度検出部周辺の回路の一
実施例を示す構成図。

【図９】本発明のインクジェット記録装置に搭載され
る各ヘッドの内部のダイオード順方向電圧Ｖ_Fと、ヘッ
ド温度の特性を示す図。

【図１０】本発明のインクジェット記録装置のヘッド
温度補正手段の制御作動を示す制御フロー図。

【図１１】本発明のインクジェット記録装置のヘッド
温度検出の制御動作を示す制御フロー図。

【符号の説明】

１インクジェット記録装置、２ホストコンピュー
タ、３ＣＰＵ、４ワークＲＡＭ、５フォント
ＲＯＭ、６プログラムＲＯＭ、７ＥＥＰＲＯ
Ｍ，８インターフェース部、９操作パネル、
１０メモリコントローラー、１１イメージＲＡ
Ｍ、１２ヘッドコントローラー、１３記録ヘッ
ド、１４モーターコントローラー、１５モータ
ー、１６Ｉ／Ｏコントローラー、１７センサ、
１８共通バス、２１記録ヘッドユニット、２２
キャリッジ、２３記録媒体、２４トランスポ
ートローラー、２５キャップ機構部３１隣接ノ
ズル群印字周期記憶手段、３２隣接ノズル群印字周期
設定カウンタ、３３印字タイミング制御部、３４
印字駆動パルス発生部、３５印字ドット数カウンタ
制御部、３６印字駆動パルス幅設定カウンタ、３７
印字駆動パルス幅設定値記憶手段、３８印字データ
加工処理部、４１４ビットシフトレジスタ、４２
４ビットラッチ、４３３２ビットシフトレジス
タ、５１サーミスタ、６１ダイオード。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｂ４１Ｊ 2/125 Ｂ４１Ｊ 3/04 １０３Ｂ１０４Ｋ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】記録媒体と相対的に移動するキャリッジ
と、キャリッジに対して着脱自在に搭載される複数のノ
ズルを有するインクジェットヘッドと、インクジェット
ヘッドを制御するヘッドコントローラと、各種のデータ
を記憶するメモリと、温度検出手段と、記録装置全体を
制御するＣＰＵとを有し、インクジェットヘッドの複数
のノズルのそれぞれを数ノズル群毎分割し、順次所定の
時間ずつ遅延させ分割同時駆動することにより前記ノズ
ル群からインクを吐出させて、ノズル配列方向に１ライ
ンの印字記録を行うインクジェット記録装置において、
前記温度検出手段は、インクジェットヘッドに搭載され
るインクジェットヘッド温度を検出する検出手段と、イ
ンクジェット記録装置に搭載される環境温度を検出する
検出手段とを備えることを特徴とするインクジェット記
録装置。
【請求項２】前記インクジェットヘッドの温度を検出
する検出手段は、熱エネルギーを発生する電気熱交換素
子の基体と同一上に形成されることを特徴とする請求項
１記載のインクジェットヘッド。
【請求項３】前記インクジェット記録装置に搭載され
た環境温度を検出する検出手段からの値を基準にして、
インクジェットヘッドに搭載されたインクジェットヘッ
ドの温度を検出する検出手段からの値を補正する補正手
段を有し、この補正値に基づいてインクジェットヘッド
の温度検出を行うことを特徴とする請求項１記載のイン
クジェット記録装置。
【請求項４】請求項３記載のインクジェット記録装置
におけるインクジェットヘッドの温度補正方法におい
て、インクジェットヘッドの温度を検出する検出手段か
らの温度データをメモリの第１の記憶領域に記憶するス
テップと、所定時間経過後に、再度インクジェットヘッ
ドの温度を検出し、その温度データをメモリの第２の記
憶領域に記憶するステップと、第１の記憶領域に記憶さ
れた温度データと第２の記憶領域に記憶された温度デー
タとを比較するステップと、２つの温度データの値が所
定の値以下となったときには、温度検出動作を終了して
インクジェットヘッドの温度補正制御動作の基準温度デ
ータを設定するステップと、を備えることを特徴とする
インクジェット記録装置におけるインクジェットヘッド
の温度補正方法。
【請求項５】キャリッジに対して着脱自在に搭載され
るインクジェットヘッドの交換が実行された場合にはイ
ンクジェットヘッドの温度補正制御動作を実行し、イン
クジェットヘッドの温度検出手段の初期化を行うステッ
プを備えることを特徴とする請求項４記載のインクジェ
ット記録装置におけるインクジェットヘッドの温度補正
方法。