JPH0752408A - インクジェット記録装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 過昇温などから記録ヘッドを保護し、記録ヘ
ッドの不吐出検知を高精度に行えるようにする。 【構成】 記録ヘッドや記録装置の特性情報に応じて、
前記記録ヘッドの不吐出検知や記録ヘッドの熱特性測定
の駆動条件を変更するか、あるいは記録ヘッドや記録装
置の特性情報に応じて、前記不吐出判定の判定条件を変
更するように構成したインクジェット記録装置。

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、特に不吐出検知が可能なインクジェット記録装置に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】インクジェット記録装置の記録ヘッドで
は、吐出を行わない状態で長時間放置された場合など、
特に吐出口近傍のインク液路内においてインクが増粘し
正常な吐出が行われなくなることがある。また、比較的
印字デューティーが高い記録を行う場合などに吐出が連
続的に行われると、吐出に伴って上記液路内のインク中
に生じる微細な気泡が成長し、この成長した気泡が液路
内に残留して吐出に影響を及ぼし、同様に正常な吐出が
行われなくなることがある。この気泡については、上述
のように吐出に伴って生ずるもの以外に、インク供給路
の接続部等、インク供給系においてインク中に混入する
ものもある。

【０００３】上述の不吐出によって記録装置の信頼性が
下がるばかりでなく、正常に吐出できない状態で記録ヘ
ッドで高デューティーの印字を行おうとすると、記録ヘ
ッドの状態が正常な場合よりはるかに高い温度まで昇温
し記録ヘッド自体にダメージが生じ、耐久性が損なわれ
る場合がある。

【０００４】これら種々の原因による吐出不良に対して
は、インクジェット記録装置では、例えば、吐出を行わ
ないときに記録ヘッドの吐出口面を被覆してインクの増
粘を防止するキャッピング処理、このキャッピング状態
で吐出口からインクを吸引して増粘インクを排出させる
インク吸引、インク吸収体等で構成される所定のインク
受けに通常の記録時と同様にインクを吐出し同様に増粘
インクを排出する空吐出などの吐出回復処理が行われ
る。

【０００５】上記吐出回復処理は、例えば、装置の電源
投入時や記録動作中所定の時間間隔で自動的に行われた
り、あるいはユーザーが必要に応じて回復ボタン等を押
下することによって行われていた。

【０００６】しかし、装置の電源投入時に吐出回復処理
をするインクジェット記録装置においては、頻繁に電源
のオン・オフを繰り返すユーザーが使用した場合、吐出
回復処理を行う回数が不必要に増加し、インク消費量、
吐出口から吸引された廃インクの量が増加する問題があ
る。一方、ユーザーがその判断に応じ回復ボタンを操作
して回復処理を行うものにおいては、ユーザーには記録
ヘッドが正常な状態にあるのか、不吐出の状態であるの
かが実際に印字を行わないとユーザーにはわからず、信
頼性に欠けるという問題点がある。

【０００７】この問題に対し、空吐出によって記録ヘッ
ドに生じる温度上昇及び空吐出後の記録ヘッドに生じる
温度の降下に応じて、記録ヘッドが不吐出か否かを判断
する技術が提案されている。記録ヘッドが正常な吐出状
態である場合と、不吐出の状態である場合を比較する
と、吐出状態が正常な場合は空吐出により生じた熱の一
部はインクに伝わり、その内の一部はインクを膜沸騰さ
せるのに使われ、また一部はインク滴と共に記録ヘッド
の外部へ出ていく。すなわち、記録ヘッドが不吐出の状
態である場合、昇温の温度差も降温の温度差も良好に吐
出が行われるときよりも大きくなる。従って、例えば昇
温と降温の温度変化が（例えば、その和が）所定値を越
えた場合は、その記録ヘッドに不吐出が生じていると判
断することができる。

【０００８】

【発明が解決しようとしている課題】しかし、従来技術
で不吐出の検知に用いている、空吐出による記録ヘッド
の昇温には、記録ヘッドの発熱特性、蓄熱特性のばらつ
きなど記録ヘッドの個体差や電源電圧のばらつきなどの
記録装置本体の個体差などにより、ばらつきを生じる。
このようなばらつきが大きい場合においても、高精度に
記録ヘッドの不吐出の検知を行えるようにするのが本発
明の目的である。

【０００９】

【問題を解決するための手段及び作用】本発明では、記
録ヘッドや記録装置の特性情報に応じて、前記記録ヘッ
ドの不吐出検知や、記録ヘッドの熱特性測定の駆動条件
を変更するか、あるいは記録ヘッドや記録装置の特性情
報に応じて前記不吐出判定の判定条件を変更することに
より、上記目的を達成するものである。

【００１０】

【実施例】

（第１実施例）次に、本発明の第１実施例を図面を参照
して説明する。

【００１１】（１）まず、本実施例に用いるインクジェ
ット記録装置の構成例を説明する。

【００１２】図１は、本実施例のシリアル方式インクジ
ェットカラープリンターを示す。記録ヘッド１は、複数
のノズル列を有しインク滴を吐出することにより、記録
媒体１２上にドット形成により画像記録を行うデバイス
である。（本図では、記録ヘッド固定レバー４におおわ
れて直接図中には示されていない。）また、後述のよう
に、本実施例では、複数色のインク滴を吐出可能なよう
に、複数の印字ヘッドが一体となって記録ヘッド１を形
成している。異なる印字ヘッドからは異なる色のインク
が吐出され、これらのインク滴の混色により記録媒体１
２上に色画像が形成される。

【００１３】印字データはフレキシブルケーブル１０に
よりプリンタ本体の電気回路から印字ヘッドに伝達され
る。印字ヘッド列１Ｋ（ブラック）、１Ｃ（シアン）、
１Ｍ（マゼンタ）、１Ｙ（イエロー）は、本実施例で
は、４色分の記録ヘッドが一体となって構成されてい
る。その記録ヘッド１はキャリッジ３に着脱自在になっ
ている。往走査ではこの順序でインクを吐出する。例え
ば、レッド（以下Ｒ）を作る場合、まずマゼンタ（以下
Ｍ）が記録媒体１２上に着弾され、その後Ｍのドッド上
にイエロー（以下Ｙ）が着弾されてレッドのドットとし
て見えるようになる。以下同様にグリーン（以下Ｇ）の
場合は、Ｃ、Ｙの順番に、ブルー（以下Ｂ）では、Ｃ、
Ｍの順番にそれぞれ着弾し色を形成する。ただし、各印
字ヘッドは一定間隔（Ｐ１）を持って配置されているた
め、例えば、Ｇのベタ印字をするときＣを印字した後に
２＊Ｐ１分遅れてＹの印字が行われる。すなわち、Ｃベ
タの上にＹベタを印字することになる。

【００１４】このキャリッジ３は不図示の位置検知手段
によりキャリッジの走査速度及び印字位置を検出して主
走査方向の移動制御を行う。この動力源はキャリッジ駆
動モーターであり、タイミングベルト８により伝達され
てガイド軸６、７上を矢印ａ，ｂ方向へ移動する。この
主走査動作中に印字が行われる。桁方向の印字動作は片
方向印字と両方向印字がある。通常、片方向印字はキャ
リッジがホームポジション（以下ＨＰ）から反対方向に
移動するとき（往方向）のみ印字し、ＨＰに戻る方向
（復方向）は印字動作を行わない。それに対して両方向
印字は、往、復両方向のとも印字動作を行う。よって高
速度の印字が可能になる。

【００１５】副走査方向の送りは不図示の紙送りモータ
ーにより駆動されたプラテンローラー１１により記録媒
体１２が送られる。同図矢印ｃ方向に給紙され、印字位
置に到達したら上記印字ヘッド列により印字動作が行わ
れる。

【００１６】次に、キャリッジ３上の記録ヘッド１につ
いて述べる。図４および図５に示すようにキャリッジ３
内には、Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙのインクを各々吐出する４つの
印字ヘッド（図２）とインクを貯蔵、供給するインクタ
ンク２ｂｋ、２ｃ、２ｍ、２ｙが搭載されている。これ
ら４つのインクタンクは各々キャリッジ３に着脱可能な
構成で、インクがなくなった時点で新たなインクタンク
を色別に交換することができる。

【００１７】記録ヘッド固定レバー４は、記録ヘッド１
をキャリッジ３に位置決めし、固定するためのものであ
り、キャリッジ３のボス３ｂと記録ヘッド固定レバー４
の穴４ａが回転自在に嵌合しており、記録ヘッド１は上
記レバーの開閉によって記録ヘッドが交換可能になる。
また、記録ヘッド固定レバー４とキャリッジ３のストッ
パー３ｄが噛み合うことによって上記記録ヘッド１をキ
ャリッジ３上に正確に固定する。さらに、記録ヘッド１
上部の接点群が接合することにより４色分の印字ヘッド
の吐出ヒーター駆動の駆動信号、前述のヘッド特性、ダ
イオードセンサー値等が記録装置本体から送信あるいは
検知可能となる。

【００１８】記録ヘッド１の詳細について説明する。図
２、図３に示すように、印字ヘッドは列状に設けられた
複数個の吐出口Ａよりインク滴を吐出させるために、印
加電圧が供給され熱エネルギーを発生される電気熱変換
体（以下、吐出ヒーターＢ）が各吐出口毎にヒーターボ
ード２０Ｇ上に配設されている。そして駆動信号の印加
によって、全吐出ヒーターＢを加熱しインク滴を吐出さ
せる。ヒーターボード２０Ｇには、吐出ヒーターＢが複
数個並んで配置された吐出ヒーター列２０Ｄが配設さ
れ、その近傍にはインク滴を吐出しないダミー抵抗２０
Ｅが配設されている。前記ダミー抵抗２０Ｅは、吐出ヒ
ーターＢと同様の条件で作成されたものであるため、こ
の抵抗値を測定することにより一定電圧を印加した場合
の吐出ヒーターの生成エネルギー（Watt／時）が検知で
きる。吐出ヒーターの発生エネルギーは、印加電圧Ｖ
（Volt）、吐出ヒーター抵抗値Ｒ（Ω）のときＶ ²／Ｒ
で算出できるので、上記抵抗体のばらつきによって吐出
ヒーターは特徴が変わることになる。これら抵抗体は、
製作時のばらつきとして、例えば±１５％のばらつきを
有する場合がある。この吐出ヒーターの特性のばらつき
を検知して各記録ヘッドごとに最適な駆動条件を設定す
ることにより、記録ヘッドの高寿命化、高画質化が可能
となる。

【００１９】また、本方式のインクジェットプリンター
は、インクに熱エネルギーを投入しインクを吐出させて
いるため、記録ヘッドの温度管理が必要となる。そのた
め、ヒーターボード上には、ダイオードセンサー２０Ｃ
が配設され、吐出ヒーター近傍の温度を測定し、インク
吐出あるいは温度調節用の投入エネルギーを制御してい
る。

【００２０】（２）吐出ヒーター特性の測定 本実施例では、記録ヘッド１は交換可能な構成になって
おり、ヘッド交換時には吐出ヒーター特性、吐出ヒータ
ー熱特性を測定する。（吐出ヒーターの熱特性の測定に
ついては後述する。）吐出ヒーター特性は、ダミー抵抗
２０Ｅ（図３）の抵抗値を測定する。印字ヘッドの駆動
に定電圧駆動を用いる場合、吐出ヒーターの抵抗値がわ
かればどの程度エネルギーを投入すれば良いかわかる。

【００２１】本実施例では、上記ダミー抵抗２０Ｅのば
らつきが２７２. １Ω±約１５％の例の場合について説
明する。図６に示すように抵抗値のばらつきを１３ラン
クに分割する。中心値をランク７とし、１ランク中の抵
抗値の幅は約８Ωで全体のばらつきの約２. ３％となっ
ている。このランク数は細かく分割した方が高精度のヘ
ッドランク設定が可能だが、その分、記録装置本体側の
ランク読み取り回路も高精度化が必要である。記録装置
がヘッドランクを読み取った後、記録装置本体中の記憶
部材（EEPROM、NVRAM 等）に書き込む場合は、上記１〜
１３の数字を４ヘッド分、各々記憶することとなる。

【００２２】（３）駆動パルスの基本波形 ヘッドランクに対応した、駆動パルスの基本波形につい
て説明する。（以下、本実施例における、ヘッドランク
に対応した駆動パルスの基本波形を単に”基本波形”と
呼ぶ。）この駆動パルスの基本波形は重要であり、これ
をもとに各種の記録ヘッドの駆動を行う。

【００２３】まず１つ目に、印字時の駆動は上記基本波
形を基本として行う。ヘッドランクに応じ、記録ヘッド
の吐出状態が安定であり、かつ吐出ヒーターの高寿命化
が達成できるよう、駆動波形を設定している。よって、
通常の環境化においては、記録ヘッドが特に高デューテ
ィーな印字により自己昇温していなければ、基本波形の
ままで印字を行っても良い。本実施例では、基本波形と
してダブルパルス波形を用いている。記録ヘッド温度が
所定の温度より小さい場合は、上記サブヒーターによる
温度調節を行い吐出量を補償する。逆に、記録ヘッドの
温度が所定の温度以上の場合、相対的に先のパルス（プ
レヒートパルス）のパルス幅を短い方向に変調すること
（ＰＷＭ制御）により吐出量の調節を行う。

【００２４】２つ目には、予備吐出の駆動を上記基本波
形に基づいて行う。予備吐出は記録ヘッドの吐出ノズル
内のリフレッシュを目的に行うものであり、記録ヘッド
が高温となり吐出量が増大しても、吐出量を調節する必
要はない。プレヒートパルスのパルス幅は、最大のもの
（すなわち、基本形のパルス波形そのもの）を用い、回
復性を良くする。

【００２５】前述のＰＷＭ制御を行う場合、基本波形の
プレヒートパルスのパルス幅が十分に長いことが要求さ
れる。すなわちＰＷＭ制御では、記録ヘッドの温度が高
温になるに従いプレヒートパルスを短くするため、基本
波形におけるプレヒートパルスの幅が短ければ、ＰＷＭ
制御における制御可能温度範囲が狭くなってしまう。よ
って、上記基本波形のプレヒートパルスの幅をあまり小
さく設定することは好ましくない。

【００２６】しかしながら、吐出ヒーターの抵抗値（つ
まり、ヘッドランク）が小さくなると、それに従いプレ
ヒートパルスのパルス幅も短くしないと、プレヒートパ
ルスによるインクの発泡（以下、プレ発泡）が起こって
しまい安定な吐出ができなくなってしまう。

【００２７】よって、上記の弊害が発生しない範囲で基
本波形のプレヒートパルスを設定する必要があり、吐出
ヒーターの抵抗値に比例したプレパルス幅の設定にはな
っていない。

【００２８】一方、基本波形の相対的に後のパルス（以
下、メインヒートパルスと呼ぶ）もヘッドランクに応じ
て変更しないと安定な吐出状態を得ることができないた
め、図７のように、ヘッドランクが大きくなるに従い、
パルス幅が長くなるように設定している。

【００２９】以上の理由により、図７に示すように基本
波形が構成される。

【００３０】（４）吐出ヒーターの熱特性の測定 記録ヘッドの不吐出の検知に用いる空吐出による、記録
ヘッドの温度上昇と空吐出終了後の温度降下の温度変化
は、記録ヘッドの発熱特性や蓄熱特性などに大きく影響
される。本実施例では、ヘッドランクに応じた上記基本
波形のプレパルスにより吐出ヒーターを駆動し、それに
よる記録ヘッドの温度上昇の温度差と、パルス印加終了
から所定の時間後までの温度降下の温度差より、吐出ヒ
ーターの熱特性を測定する。

【００３１】記録ヘッドの蓄熱特性は、部材間の接合具
合や、吐出量の大小のばらつきなどで、記録ヘッドごと
に異なっている。吐出ヒーターに同じエネルギーを投入
しても蓄熱しやすい記録ヘッドは高温まで昇温するが、
蓄熱しにくい記録ヘッドは熱エネルギーが発生するとす
ぐに放熱してしまうのであまり昇温しない。また、吐出
ヒーターのシート抵抗などのばらつきなどにより発熱特
性は記録ヘッドごとに異なる。また、記録装置本体のヒ
ーター駆動本体電源の駆動電圧のばらつきにより、本体
ごとにも発熱特性は異なる。

【００３２】本実施例では、ヘッドランクに応じた上記
基本波形のプレパルス幅のパルスを１５ｋＨｚで１秒間
の吐出ヒーターへの印加を行い、その前後の温度変化よ
り記録ヘッドの熱特性を測定する。

【００３３】図８を用いて熱特性の測定方法を具体的に
説明する。まず、パルス印加前の記録ヘッドの温度（図
中、Ｔ₁ ）を測定する。前述のように、上記基本波形の
プレヒートパルス幅のパルスを１５ｋＨｚ、１秒間印加
するとともに、印加終了直前の記録ヘッドの温度（図
中、Ｔ₂ ）を測定する。ヘッド温度は２０ｍｓｅｃ. ご
とに常時、取得し、ノイズを抑えるため４回の移動平均
を取っている。

【００３４】以上のようにして得られた測定結果より、
記録ヘッドの熱特性を示す値ΔＴｓを次のように算出す
る。

【００３５】 ΔＴｓ ＝ （Ｔ₂ −Ｔ₁ ）＋（Ｔ₂ −Ｔ₃ ） なお、温度上昇と温度降下の温度差を加えるのは、例え
ば高デューティー印字の後など、記録ヘッドの温度が変
化している場合の影響を極力避けるためである。なお、
上記基本波形のプレパルス幅は十分に短く、熱特性測定
のためのパルス印加によりインクの発泡は生じない。ま
た、この記録ヘッドの熱特性の測定に基本波形のテーブ
ルを用いることにより、用意するテーブルが少なくてす
むというメリットがある。

【００３６】（５）不吐出検知 本実施例では、上記ヘッドランクに応じた基本波形の駆
動パルスを吐出ヒーターに印加し、それによる記録ヘッ
ドの温度上昇とその後の温度降下の温度差を測定し、温
度変化の大きさ示す値ΔＴｉを算出する。そのΔＴｉ
と、上記吐出ヒーターの熱特性ΔＴｓにより決まる判定
のしきい値ΔＴｔｈを比較し、記録ヘッドの不吐出の判
定を行う。

【００３７】図９を用いて、不吐出検知のために空吐出
による温度変化の大きさを示す値ΔＴｉを測定する方法
を具体的に説明する。まず、駆動パルス印加前の記録ヘ
ッドの温度（図中、Ｔ₄ ）を測定する。続いてヘッドラ
ンクに応じた上記基本波形の駆動パルスを６. １２５ｋ
Ｈｚで５０００発（約０. ８秒）印加するとともに、印
加終了直前の記録ヘッドの温度（図中、Ｔ₅ ）を測定す
る。その後、駆動パルス印加終了から０. ８秒経過後の
記録ヘッド温度（図中、Ｔ₆ ）を測定する。記録ヘッド
温度は２０ｍｓｅｃ. ごとに常時、取得し、ノイズを抑
えるため４回移動平均を取っている。

【００３８】以上のようにして得られた測定結果より、
空吐出による記録ヘッドの昇降温の大きさを示す値、Δ
Ｔｉを次のようにして算出する。

【００３９】 ΔＴｉ ＝ （Ｔ₅ −Ｔ₄ ）＋（Ｔ₅ −Ｔ₆ ） 複数の記録ヘッドについて、記録ヘッドが不吐出の状態
である場合と、正常な吐出状態である場合について、Δ
ＴｉをΔＴｓに対してプロットしたものが図１０であ
る。記録ヘッドが不吐出の状態である場合は、ΔＴｉは
ΔＴｓにほぼ比例している。また、記録ヘッドが正常な
吐出状態である場合は、ΔＴｉのΔＴｓに対する変化率
は小さく、厳密には比例の関係ではない。この原因はΔ
Ｔｓにより吐出量が変わっているためと考えられる。す
なわち、ΔＴｓが大きいと、不吐出検知の空吐出による
昇温が大きく、ヒーター近傍のインク温度が上がり、吐
出量が増加することにより、吐出されたインク滴により
記録ヘッド外部に持ち出される熱エネルギーが増え、Δ
Ｔｉは（ΔＴｉがΔＴｓに比例している場合より）やや
小さくなる。

【００４０】上記のことや、記録ヘッドのΔＴｓのばら
つきを考慮し、ΔＴｓより不吐出判定のしきい値ΔＴｔ
ｈを次のように算出する。（図１０では破線で示されて
いる。） ΔＴｔｈ ＝ ０. ５７１・ΔＴｓ＋１７ この判定のしきい値ΔＴｔｈと、測定されたΔＴｉの関
係より ΔＴｉ ≧ ΔＴｔｈ −−−−＞ 不吐出 ΔＴｉ ＜ ΔＴｔｈ −−−−＞ 正常吐出 と、判定する。図１０からわかるように不吐出判定のマ
ージンは十分にある。

【００４１】本実施例では、不吐出検知で行う空吐出
を、ヘッドランクに応じた基本波形の駆動パルスで行う
ことにより、記録ヘッドの耐久性の向上、過昇温の防止
による記録ヘッドの保護を達成する。

【００４２】ヘッドランクに対応した駆動パルスの変更
を行わず固定の駆動パルスで不吐出の検出、熱特性の補
正を行う場合には、シート抵抗の大きな記録ヘッドにつ
いては、不吐出検知の空吐出により発生する熱量が小さ
いため、不吐出判定のマージンが小さくなるという問題
が発生する可能性がある。本実施例では、上述のよう
に、記録ヘッドのランクに応じた駆動パルスによる不吐
出検知の空吐出の駆動および記録ヘッドの熱特性の測定
を行うので、例えば、シート抵抗の大きい記録ヘッドに
は大きめのエネルギーを投入する。その結果、十分大き
な判定のマージンを得ることができる。

【００４３】前述したように、本実施例では、基本波形
の設定のため、不吐出検知の空吐出により発生する熱エ
ネルギーや、記録ヘッドの熱特性の測定のためのパルス
印加により発生する熱エネルギーは、ヘッドランクによ
らず一定にはなっていない。しかし、不吐出検知の空吐
出や、熱特性の測定のためのパルス印加をヘッドランク
によらず固定の駆動で行った場合と比較すると、本実施
例の駆動では発生する熱エネルギーのヘッドランクによ
る違いははるかに小さく、ΔＴｓ、ΔＴｉの測定による
ばらつき以下である。

【００４４】また、各ヘッドランクの記録ヘッドに、対
応する上記基本波形の駆動パルスを印加した場合に発生
する熱エネルギーのヘッドランク間の比と、それと同様
に基本波形のプレパルスを印加した場合に発生する熱エ
ネルギーのヘッドランク間の比は、できる限り一定にな
るように（本実施例では６％以下）基本波形は設計され
ている。仮に、ヘッドランクの大きい記録ヘッドとヘッ
ドランクの小さいものがあり、測定誤差やヘッドランク
以外の特性の違いが全くないとすると、そのヘッドにつ
いて測定したΔＴｓ、ΔＴｉは、ヘッドランクの大きい
記録ヘッドについて測定したものが他方と比べいくらか
大きめになるはずである。しかし、ヘッドランクの違い
により発生する熱エネルギーの違いによる上記のΔＴｓ
とΔＴｉの大きさの違いは、図１０における記録ヘッド
の熱特性（ΔＴｓ）によるΔＴｓとΔＴｉの大きさの違
いと、ほぼ同じ方向のばらつきを持つ。それは、例えば
正常吐出の場合には、発生する熱エネルギーが大きけれ
は吐出量も増加する、つまり発生する熱エネルギー量の
違いは、記録ヘッドの熱特性の違いと、現象的にはほぼ
同じ記録ヘッドの昇温への影響を持つからである。よっ
て、発生する熱エネルギーのヘッドランクによる違いに
よっては、不吐出判定のマージンが小さくなりにくいこ
とがわかる。

【００４５】なお、本実施例では基本波形のプレヒート
パルスを用いて記録ヘッドの熱特性ΔＴｓの測定を、ま
た基本波形を用いた駆動で空吐出による昇降温の大きさ
ΔＴｉの測定を行ったが、本発明はこの構成に限るもの
ではなく、ΔＴｓとΔＴｉの測定用の駆動パルス波形の
ヘッドランクによるテーブルを用意しても良い。（ΔＴ
ｓの測定はそのテーブルのプレヒートパルスを用いる）
また、ΔＴｓの測定とΔＴｉの測定のそれぞれにテーブ
ルを用意しても良い。また、計算式を用意し、それによ
り駆動パルス波形を算出しても良い。

【００４６】本実施例では、ヘッドランクにより駆動パ
ルス波形を変更したが、本発明はこの構成に限るもので
はなく、記録ヘッドの耐久性の許す範囲で駆動パルス
の、駆動電圧や、パルス数を変更しても良い。本実施例
はヘッドランクにより、不吐出検知による記録ヘッドの
発熱量、または記録ヘッドに投入するエネルギーをコン
トロールし、記録ヘッドの保護を図りつつ、高精度の不
吐出の検知を行うものである。

【００４７】本実施例では、不吐出判定のしきい値ΔＴ
ｔｈを、ΔＴｓの一次の関数として算出したが、本発明
はこの構成に限るものではなく、より高次の曲線でΔＴ
ｔｈを求めても良いし、ΔＴｓによりテーブルから適当
なしきい値を選ぶ構成にしても良い。

【００４８】本実施例においては、ΔＴｓ、ΔＴｉの測
定は吐出ヒーターの駆動による昇温と、その後の降温の
両方の温度差を用いて行ったが、本発明はその構成に限
るものではない。例えば、ヘッドの温度が安定した状態
においてのみ、ΔＴｓ、ΔＴｉの測定を行う場合には、
昇温、または降温の片方だけでも十分な精度で測定を行
うことができる。

【００４９】本実施例においては、ＰＷＭ制御の制御可
能温度範囲を大きくするため、ヘッドランクに応じた駆
動波形のテーブル（基本波形）は、前述のように投入エ
ネルギーがヘッドランクにより一定になるようには設定
しなかった。しかし、例えば駆動周波数が遅いなど印字
による昇温があまり問題にならない記録装置において
は、本実施例の基本波形に相当するテーブルを、投入エ
ネルギーがヘッドランクによらず一定になるように、あ
るいは発生熱量がヘッドランクによらず一定になるよう
に、設計しても良い。この場合はヘッドランクのΔＴｉ
への影響が全くなくなるというメリットがある。

【００５０】逆に、本実施例以上に、ΔＴｓ、ΔＴｉの
測定において発生する熱量のヘッドランクによる違いが
大きい場合は、不吐出判定のしきい値をΔＴｓだけでは
なく、ヘッドランクによっても補正を行っても良い。

【００５１】複数のタイプの記録ヘッドを同時に、ある
いは記録装置に付け換えて使用する構成の記録装置にお
いては、ヘッドの特性により各条件を変更することが有
効である。それにより異なるタイプの記録ヘッドにおい
て、その記録ヘッドに適した設定で不吐出の検出を行う
ことができる。

【００５２】（第２実施例）第２実施例においては、不
吐出検知の空吐出をヘッドランクに応じて上記基本波形
の駆動パルスを用いて行い、更に記録ヘッドの熱特性に
対応して空吐出の発数を変更する。それにより不吐出検
知の精度を高める。本実施例に用いる記録装置の構成、
吐出ヒーター特性（ヘッドランク）の測定、駆動パルス
の基本波形については第１実施例と同じである。

【００５３】（１）不吐出検出 第１実施例の構成においては、図１０に示されるよう
に、ΔＴｓが小さいヘッドについては吐出による昇温が
小さいため、ΔＴｓが大きい場合と比べ、比較的に不吐
出判定のマージンが小さい。そこで、本実施例では、吐
出ヒーターの熱特性により空吐出の発数を変更し、ヘッ
ドランクによらず一定以上の不吐出判定のマージンを確
保する。逆に、ΔＴｓが大きく、マージンが必要以上に
ある記録ヘッドについては、不吐出検知の空吐出の発数
を減らし、無駄なエネルギーの投入や、不必要な記録ヘ
ッドの昇温を防ぐ。

【００５４】記録ヘッドのΔＴｓに対応して、不吐出検
知の空吐出の発数を選ぶテーブルを図１１に示す。空吐
出の発数を増減すると空吐出に要する時間も変わるが、
それに応じて空吐出終了時からＴ₆ 測定までの時間間隔
も変更する（図９参照）。上記のように、Ｔ₄ とＴ ₅、
Ｔ ₅とＴ₆ の測定の時間間隔がΔＴｓにより変わる以外
は、具体的なΔＴｉの測定方法は第１実施例と同じであ
る。

【００５５】本実施例の空吐出の発数の設定では、記録
ヘッドの吐出状態が正常である場合、不吐出である場合
ともに、ヘッドランクとΔＴｓによらず、それぞれΔＴ
ｉはほぼ一定であるので、不吐出判定のしきい値ΔＴｔ
ｈは ΔＴｔｈ ＝ ３２ （℃） と、固定値で判定を行う。判定基準は第１実施例と同様
に、 ΔＴｉ ≧ ΔＴｔｈ −−−−＞ 不吐出 ΔＴｉ ＜ ΔＴｔｈ −−−−＞ 正常吐出 空吐出の発数を増やせば不吐出判定のマージンが大きく
なることを、図１２を用いて説明する。図１２には、記
録ヘッド温度が室温で安定している状態から、空吐出を
連続して行った場合の記録ヘッドの温度変化を示してい
る。図中、実線は記録ヘッドが正常な吐出状態の場合、
破線は不吐出の場合を示す。空吐出を開始すると記録ヘ
ッドは昇温する。そして空吐出発数が多くなり（つま
り、図中では空吐出の時間が長くなると）徐々に昇温は
飽和していく。

【００５６】図に示されるように、５０００発の空吐出
（図中、(a) ）ではまだ昇温は飽和してなく、発数が多
くなると記録ヘッドが正常な吐出状態である場合と、不
吐出状態の場合の温度差も大きくなる。よって空吐出の
発数を変えることにより、空吐出による昇温の程度も変
わり、不吐出判定のマージンも変わる。

【００５７】ΔＴｓは、先に述べたように、本実施例の
構成においては主に記録ヘッドの蓄熱特性を反映してい
る。ΔＴｓの小さいヘッドは吐出ヒーターで発生した熱
の放熱が速いものである。そのため、空吐出発数を増や
して、より多くの熱エネルギーを発生させても、過昇温
によるヘッドのダメージにはつながりにくい。逆に、Δ
Ｔｓの大きい記録ヘッドは蓄熱しやすいヘッドであり、
第１実施例の図１０に示させるように、大きく昇温して
る。よって、空吐出の発数を減らすことは不必要な昇温
を防ぐことになり、ヘッドの保護につながる。

【００５８】なお、本実施例では、不吐出検知の空吐出
発数の変更の設定により、不吐出判定のマージンがほぼ
一定になるようにした。しかし、不吐出判定のマージン
は実使用上は一定以上であれば問題はないので、例え
ば、ΔＴｓが所定の値より小さい記録ヘッドについての
み、不吐出検知の空吐出の発数を最低必要なマージンを
得るのに必要なだけ増やす構成にしても良い。このよう
な場合には、不吐出判定のしきい値ΔＴｔｈは、ΔＴｓ
について、あるいはΔＴｓとヘッドランク両方について
補正することにより、高精度で不吐出検知を行うことが
できる。

【００５９】本実施例では、記録ヘッドの熱特性値ΔＴ
ｓにより不吐出検知の空吐出の発数を変更することによ
り、熱特性によらず一定以上の判定のマージンを確保し
た。しかし、本発明の構成はこれに限るものではない、
ΔＴｓによって空吐出の駆動電圧を変更しても良いし、
駆動パルスを変更してもよい。すなわち、本実施例で
は、ΔＴｓにより、記録ヘッドの耐久性に問題がない範
囲で、不吐出検知の投入エネルギーを変更することによ
り、ΔＴｓによらず一定以上の不吐出判定のマージンを
確保するものである。

【００６０】（第３実施例）第３実施例では、不吐出検
知のための空吐出を固定パルス波形の駆動で行う。そし
て、不吐出の判定における判定条件を上記ヘッドランク
と、上記記録ヘッドの熱特性により補正する。本実施例
に用いる記録装置と、記録ヘッドの熱特性の取得方法は
第１実施例と同じである。

【００６１】本実施例では、上記基本波形（図７）のヘ
ッドランク７に相当する駆動パルス波形により不吐出検
知の空吐出を行い、それによる昇降温の大きさを示す値
ΔＴｉを取得する。不吐出判定のしきい値ΔＴｔｈを、
ヘッドランクと、記録ヘッドの熱特性より、以下に示す
ように決める。

【００６２】 ΔＴｔｈ ＝ ０. ５７１・ΔＴ_S ＋ ｂHR ＋１４ 上式において、ｂHRはヘッドランクにより決める値であ
り、ヘッドランクよりｂHRを決めるテーブルを図１３に
示す。

【００６３】第１実施例、第２実施例では不吐出検知の
空吐出に用いる駆動パルスを、ヘッドランク等により変
更する制御を行ったが、記録ヘッドの耐久性が十分あ
り、先に述べた吐出ヒーター駆動により耐久性が低下す
る弊害の可能性がないと考えられる場合には、本実施例
のように空吐出を固定パルスで行うことにより制御をシ
ンプルにすることができる。

【００６４】また、記録ヘッドの発熱特性（主にヘッド
ランク）によるΔＴｉのばらつき方と、蓄熱特性などに
よるばらつき方（先に述べたように本実施例の熱特性は
主に蓄熱特性を反映している）が異なり、それらが合わ
さりΔＴｉのばらつき全体が大きくなっている場合に
は、特に、本実施例のようにばらつきの主原因ごとに補
正を行うことは、不吐出判定の精度を高めるのに効果が
ある。

【００６５】なお、本実施例では、記録ヘッドの熱特性
の補正を計算式を用いて行い、ヘッドランクによる補正
はテーブルより値を選んで行ったが、本発明はこの構成
に限るものではない。例えば、熱特性による補正、ヘッ
ドランクによる補正の両方とも計算式を用いて判定のし
きい値を補正する構成にしても良い。

【００６６】不吐出検知を行う前に記録装置に設けたヒ
ーターの駆動を行っても良い。これは、インクが高粘度
となりそのまま吐出ヒーターを駆動しても正常に吐出し
難いが、インクの温度を上げることにより吐出し易くな
る場合に有効である。本実施例の構成においては、記録
装置の温度調節用のヒーターであるサブヒーター２０Ｆ
を駆動することにより、不吐出検出前の記録ヘッドの保
温を行うことが有効である。サブヒーターは直接記録ヘ
ッド中のインクに接しないように設計され、大きなエネ
ルギーを短時間で投入しても、インクが発泡し、記録ヘ
ッド中に泡を生成するなどの弊害が起こりにくいためで
ある。

【００６７】さらに、不吐出検知前のサブヒーターの駆
動の後、記録ヘッドの温度がある程度まで安定するのに
必要な期間、不吐出検知を待機することも不吐出判定の
精度を高めるのに有効である。

【００６８】（第４実施例）第４実施例では、記録装置
本体の特性にも応じた不吐出検知の補正を行う。本実施
例では、その一例として、記録装置のヒーター駆動の本
体電源の駆動電圧のばらつきの補正を行う。記録装置製
造時に電源電圧を測定し、記録装置本体の情報記憶手段
（EEPROMや、NVRAM 等）に記憶させておく。第１実施例
では、記録ヘッドのシート抵抗に基づきヘッドランクを
決め、それによって吐出ヒーターの熱特性値ΔＴｓの測
定、記録ヘッドの不吐出の検出のための空吐出の駆動を
上記基本波形から選んだ。本実施例では記録装置の本体
の電源電圧のばらつきにより上記基本波形から駆動波形
を選ぶ際に補正を行う。それにより、記録装置の本体電
源の電圧にばらつきがある場合でも、投入エネルギーや
発熱の大きさを補正できる。それにより、更に高精度な
不吐出の検知が可能となる。具体的には、記録装置本体
製造時に上記電源電圧ばらつきの大きさに対応した補正
値を選び、記録装置本体上のEEPROMに書き込む。電源電
圧と上記補正値の対応を図１４に示す。そして、吐出ヒ
ーターの熱特性値の測定や、不吐出検知の空吐出を行う
ため、上記基本波形のテーブルより駆動パルスの波形を
選ぶ際、ヘッドランクに補正値を足した値に対応した駆
動パルス波形を選択する。

【００６９】そのようにして選んだ駆動パルス波形で、
吐出ヒーターの熱特性値の測定、不吐出検知の空吐出を
行う。その後の具体的な吐出ヒーターの熱特性値や、不
吐出検知の方法、および不吐出判定の方法は第１実施例
と同じである。

【００７０】なお、本実施例では記録装置本体の駆動電
圧のばらつきに応じて、基本波形からの駆動条件の選択
を補正したが、本発明の構成はこれに限るものではな
い。記録装置本体の駆動電圧のばらつきに応じてΔＴ
ｓ、ΔＴｉを補正しても良いし、不吐出判定の条件の変
更により補正しても良い。

【００７１】なお、本実施例では不吐出検知や熱特性の
測定を行う場合に、記録装置本体の駆動電圧のばらつき
に応じて駆動条件を補正したが、記録装置の本体電源の
ばらつきの補正は、記録装置の印字や、信頼性向上のた
めの空吐出等にも有効であり、それにより投入エネルギ
ーを更に高精度にコントロールでき、記録ヘッドの耐久
性の向上、吐出量の安定化、吐出状態の安定化などに貢
献する。

【００７２】第１実施例から第４実施例では、記録ヘッ
ド上に設けられたダミー抵抗の抵抗値から吐出ヒーター
特性（ヘッドランク）を測定した。だが、本発明におい
てはヘッドランクの測定をこの構成に限るものではな
い。例えば、ヘッド製造時などにヘッドランクの測定を
行い、記録ヘッドに情報記憶手段を設け、それにヘッド
ランク情報を記憶させ、記録装置本体で読みとる構成に
しても良い。更に、ヘッドランクの測定は記録ヘッド上
に設けられたヒーターの抵抗値を測定することによると
は限らない。例えば、記録ヘッド昇温しない条件で印字
を行い、印字物の印字濃度よりヘッドランクを判断して
も良い。しかし、記録ヘッドに情報記憶手段を設けるこ
とは、いくらかのコストアップにつながる。

【００７３】第１実施例から第４実施例では、吐出ヒー
ターの熱特性の測定は、実際に吐出ヒーターを駆動して
行った。しかし、本発明はその構成に限るものではな
い。例えば、第１実施例の構成のヒーターボード２０Ｇ
上に構成された記録ヘッド温度調節用のサブヒーター２
０Ｆにより熱特性測定を行っても良い。しかし、その場
合にはそのデータを吐出ヒーターのデータとして用いる
には何らかの補正を行う必要が考えられる。また、記録
ヘッドの製造時に予め測定しておき、記録ヘッドに情報
記憶手段を設け、それに記憶させておいても良い。な
お、本実施例のように記録装置本体で吐出ヒーターを駆
動して熱特性値を取得する方法は、記録ヘッドの特性が
長期の駆動により変化する場合、例えば吐出ヒーターの
表面の状態の変化などがある場合には、例えば一定期間
ごとに熱特性値の取得を行うことにより記録ヘッドの特
性の変化に対応できるメリットがある。

【００７４】

【発明の効果】本発明によれば、記録ヘッドや記録装置
の特性情報に応じて前記記録ヘッドの不吐出検知や、記
録ヘッドの熱特性測定の駆動条件を変更すること、ある
いは記録ヘッドや記録装置の特性情報に応じて前記不吐
出判定の判定条件を変更することにより、過昇温などか
ら記録ヘッドを保護し、高精度な記録ヘッドの不吐出検
知が可能となった。

【図面の簡単な説明】

【図１】 実施例の記録装置全体を示す斜視図

【図２】 記録ヘッドの構造を示す斜視図

【図３】 印字ヘッドのヒーターボード内を示す図

【図４】 キャリッジを示す斜視図

【図５】 記録ヘッドのキャリッジに搭載した図

【図６】 ヘッドランクと、ダミー抵抗の抵抗値の対応
を示す図

【図７】 第１実施例におけるヘッドランクに対応する
基本波形を示す図

【図８】 第１実施例における記録ヘッドの熱特性ΔＴ
ｓの測定を示す図

【図９】 第１実施例における不吐出検知の空吐出によ
る昇降温ΔＴｉの測定を示す図

【図１０】 第１実施例におけるΔＴｓとΔＴｉの関係
を示す図

【図１１】 第２実施例におけるΔＴｓと空吐出発数の
対応を示す図

【図１２】 第２実施例における空吐出による記録ヘッ
ドの昇温特性を示す模式図

【図１３】 第３実施例におけるヘッドランクによりｂ
を決定するためのテーブル

【図１４】 第４実施例における記録装置のヒーター駆
動電圧と補正値の対応を示す図

【符号の説明】

１ 記録ヘッド ２ インクタンク ３ キャリッジ ４ 記録ヘッド固定レバー ６ ガイド軸 ７ ガイド軸 ８ タイミングベルト ９ プーリ １０ フレキシブルケーブル １１ プラテンローラー １２ メディア Ａ 吐出口 Ｂ 吐出ヒーター ２０Ｃ Diセンサー ２０Ｄ 吐出ヒーター列 ２０Ｅ ダミー抵抗 ２０Ｆ サブヒーター ２０Ｇ ヒーターボード

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 杉本 仁 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キヤ ノン株式会社内 (72)発明者 平林 弘光 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キヤ ノン株式会社内 (72)発明者 植月 雅哉 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キヤ ノン株式会社内 (72)発明者 松原 美由紀 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キヤ ノン株式会社内

Claims (16)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 記録ヘッドの吐出に伴う昇温による温度
   変化、吐出後の降温による温度変化、あるいはその両方
   の温度変化の相互関係のいずれかにより記録ヘッドの不
   吐出を判定する不吐出検知手段を有するインクジェット
   記録装置において、記録ヘッドあるいは記録装置の特性
   情報に応じて、前記不吐出検知のために行われる吐出の
   駆動条件を変更する手段を有することを特徴とするイン
   クジェット記録装置。
2. 【請求項２】 請求項１のインクジェット記録装置にお
   いて、少なくとも記録ヘッドのヘッドランクに応じて、
   前記不吐出検知のために行われる吐出の駆動条件を変更
   する手段を有することを特徴とするインクジェット記録
   装置。
3. 【請求項３】 請求項２のインクジェット記録装置にお
   いて、少なくとも記録ヘッドのヘッドランクと熱特性に
   応じて、前記不吐出検知のために行われる吐出の駆動条
   件を変更する手段を有することを特徴とするインクジェ
   ット記録装置。
4. 【請求項４】 記録ヘッドの吐出に伴う昇温による温度
   変化、吐出後の降温による温度変化、あるいはその両方
   の温度変化の相互関係のいずれかにより記録ヘッドの不
   吐出を判定する不吐出検知手段を有するインクジェット
   記録装置において、少なくとも記録ヘッドのヘッドラン
   クに応じて、前記不吐出検知における不吐出判定条件を
   変更する手段を有することを特徴とするインクジェット
   記録装置。
5. 【請求項５】 請求項４のインクジェット記録装置にお
   いて、少なくとも記録ヘッドのヘッドランクと熱特性に
   応じて、前記不吐出検知における不吐出判定条件を変更
   する手段を有することを特徴とするインクジェット記録
   装置。
6. 【請求項６】 請求項１のインクジェット記録装置にお
   いて、記録ヘッドあるいは記録装置の特性情報に応じ
   て、前記不吐出検知における不吐出判定条件を変更する
   手段を有することを特徴とするインクジェット記録装
   置。
7. 【請求項７】 請求項２または３のインクジェット記録
   装置において、少なくとも記録ヘッドのヘッドランクに
   応じて、前記不吐出検知における不吐出判定条件を変更
   する手段を有することを特徴とするインクジェット記録
   装置。
8. 【請求項８】 請求項７のインクジェット記録装置にお
   いて、少なくとも記録ヘッドのヘッドランクと熱特性に
   応じて、前記不吐出検知における不吐出判定条件を変更
   する手段を有することを特徴とするインクジェット記録
   装置。
9. 【請求項９】 請求項７または８のインクジェット記録
   装置において、記録ヘッドに設けられたヒーターの駆動
   による昇温による温度変化または降温による温度変化、
   あるいはその両方の温度変化の相互関係のいずれかによ
   り、記録ヘッドの熱特性を測定する手段を有することを
   特徴とするインクジェット記録装置。
10. 【請求項１０】 請求項９のインクジェット記録装置に
    おいて、記録ヘッドのヘッドランクの測定を記録装置に
    より行うことを特徴とするインクジェット記録装置。
11. 【請求項１１】 記録ヘッド駆動用の電源電圧の情報
    を、記録装置本体の情報記憶手段に予め格納しておき、
    それにより記録ヘッドの駆動条件を変更する手段を有す
    ることを特徴とするインクジェット記録装置。
12. 【請求項１２】 請求項１〜１０のいずれかに記載のイ
    ンクジェット記録装置において、記録ヘッド駆動用の電
    源電圧の情報を、記録装置本体の情報記憶手段に予め格
    納しておき、それにより記録ヘッドの駆動条件を変更す
    る手段を有することを特徴とするインクジェット記録装
    置。
13. 【請求項１３】 不吐出検知手段を有するインクジェッ
    ト記録装置において、不吐出検知を行う前に、記録ヘッ
    ドに設けた温度調節用ヒーターを駆動する手段を有する
    ことを特徴とするインクジェット記録装置。
14. 【請求項１４】 請求項１〜１２のいずれかに記載のイ
    ンクジェット記録装置において、不吐出検知を行う前
    に、記録ヘッドに設けた温度調節用ヒーターを駆動する
    手段を有することを特徴とするインクジェット記録装
    置。
15. 【請求項１５】 請求項１３または１４のインクジェッ
    ト記録装置において、不吐出検知前に行う温度調節用ヒ
    ーターの駆動終了後、不吐出検知を所定の時間待機する
    手段を有することを特徴とするインクジェット記録装
    置。
16. 【請求項１６】 前記記録ヘッドは熱エネルギーによっ
    てインクを吐出する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。