JPH08183170A

JPH08183170A - インクジェット記録装置

Info

Publication number: JPH08183170A
Application number: JP32801594A
Authority: JP
Inventors: Tetsuya Ishikawa; 哲也石川; Seiji Takahashi; 誠二高橋
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1994-12-28
Filing date: 1994-12-28
Publication date: 1996-07-16

Abstract

(57)【要約】【目的】記録ヘッド等の交換が行われても、適正な濃
度で常に良好な印字を行うこと。【構成】ヘッド個々に具えられたヘッドＩＤを判別し
てヘッドが交換されたことを検知すると（Ｓ１０１〜１
０７）、検知ＩＤ変化後のＸ１時間だけヘッド交換時専
用テーブルに従ってメインヒータを駆動し（Ｓ１０９〜
１１３）、Ｘ１時間経過後は通常テーブルに従ってメイ
ンヒータを駆動する（Ｓ１１５）ことにより、必要なイ
ンク吐出量を確保する。

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
置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来インクジェット記録装置では、印字
ヘッド温度、印字パターン等に応じてインク吐出ヒータ
（以下、メインヒータという）の駆動パルス幅、あるい
は波形を制御するメインヒータ駆動制御手段を有するこ
とにより、記録条件の変化によらず常に適正かつ安定的
なインク吐出量制御を実現していた。このインク吐出量
制御の主な手段の一つは、メインヒータのマルチパルス
ＰＷＭ駆動手段である。具体的には、ヘッドあるいはイ
ンク温度が上昇して所望量のインクを吐出させるのに必
要なエネルギー量が低下すれば駆動パルス幅を短くし、
逆に前記温度が低くなりインク吐出に要するエネルギー
量が増加すれば駆動パルス幅を長くする。更に、インク
温度が低下して、所望の吐出インク量を得る為にメイン
ヒータの耐久性等から定められるある一定限界以上のパ
ルス幅が必要になったときには、パルスを二分割し、該
二つのパルス間隔を変調させてこれを制御することによ
りインク吐出量の増加を図っていた。

【０００３】また、前記インクジェット記録装置のヘッ
ドおよびインクの温度推定手段は主に、記録装置内に設
けた記録装置内温度検知手段と、該温度検知手段設置部
位の温度とヘッド温度とのズレを補正するために電源Ｏ
Ｎ時間等の関数で表された変換テーブルと、記録時のメ
インヒータとインク保温用ヒータ（以下、サブヒータと
いう）に投入されたエネルギー量とから、ヘッドあるい
はインクの温度上昇量を推定するヘッド温度上昇量推定
手段とから成っていた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記制
御ではヘッドが交換された際にも温度推定演算はそのま
まで続行されるため、例えば外気温度に十分なじんだヘ
ッドに交換された場合でも、推定演算上では外気温に対
しヘッド温度が上昇しているためにインク吐出量を減少
させる方向に前記吐出量制御が働き、それまでの印字に
対して濃度が低下したり、あるいは吐出エネルギー不足
によるインクの不吐出が生じる場合があった。

【０００５】これに対し、ヘッド交換検知手段を具え、
ヘッド交換が検知されたときには、前記推定された温度
上昇量をクリアすることにより、推定ヘッド温度を、検
知された記録装置内温度に置き換えて、前記不具合を回
避する手段が取られることが考えられる。しかしながら
これによると、記録装置内温度に対して外気温が十分に
低い場合、すなわちヘッド温度が充分に低い場合には、
やはりヘッド交換前までの印字との濃度変化、あるいは
駆動エネルギー不足に起因する不吐出等の吐出不良が生
じることがあった。

【０００６】また、前記吐出量制御を行わない場合で
は、インクの吐出量は印字等に因るヘッドの温度上昇に
応じて連続的に増加するため、見かけ上は濃度変化がほ
とんど分からない、あるいは気にならないが、前記ヘッ
ド交換が行われた時には、急激に濃度が減少し、印字品
位の低下をもたらすものであった。

【０００７】そこで前記問題を解決する為の手段とし
て、ヘッド自身に温度検知手段を搭載する方法もある
が、これによると材料費のアップだけでなく、生産時の
検査等管理上のコストアップ、歩留ダウンも避けられ
ず、特に消費量が多く、生産性が重視されるディスポー
ザブルタイプのヘッドの場合に問題であった。

【０００８】本発明は、記録ヘッド等の交換が行われて
も、適正な濃度で常に良好な印字を行うことのできるイ
ンクジェット記録装置を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段及び作用】本発明は前記問
題に鑑みて為されるものであり、問題解決のための主な
手段は、記録ヘッド、記録インク、記憶インクタンク等
から構成される記録手段の一部または全部が、交換可能
あるいはインク補充可能なインクジェット記録装置にお
いて、前記交換を検知する手段、または前記インクの補
充を検知する手段と、前記検知手段の検出結果に応じて
前記インクの吐出量を制御する吐出量制御手段とを具え
たことにより、ヘッド、インク等の交換に因る印字濃度
変化を防止し、前記不具合を解消するものである。

【００１０】以上のように構成することにより、ヘッド
等の交換に関わらず、常に良好な印字が得られるように
なる。

【００１１】

【実施例】

（実施例１）図１に本発明に係るプリンタ部の構成例を
示す。

【００１２】ここで、９は本発明に係るインクジェット
記録ヘッドを有し、インクをそのタンク内に貯留するイ
ンクジェットカートリッジ、１１はこれを搭載して図中
Ｓ方向に走査するためのキャリッジである。１３はイン
クヘッドカートリッジ９をキャリッジ１１に取り付ける
ためのフック、１５はフック１３を操作するためのレバ
ーである。このレバー１５には、後述するカバーに設け
られた目盛りを指示してヘッドカートリッジの記録ヘッ
ドによる印字位置や設定位置等を読み取り可能とするた
めのマーカー１７が設けられている。１９はインクヘッ
ドカートリッジ９に対する電気接続部を支持する支持板
である。２１はその電気接続部と本体制御部とを接続す
るためのフレキシブルケーブルである。

【００１３】２３は、キャリッジ１１をＳ方向に案内す
るためのガイド軸であり、キャリッジ１１の軸受２５に
挿通されている。２７はキャリッジ１１が固定され、こ
れをＳ方向に移動させるための動力を伝達するタイミン
グベルトであり、装置両側部に配置されたプーリ２９
Ａ、２９Ｂに張架されている。一方のプーリ２９Ｂに
は、ギヤ等の伝導機構を介してキャリッジモーター３１
より駆動力が伝達される。

【００１４】３３は紙等の記録媒体（以下記録紙ともい
う）の被記録面を規制するとともに記録等に際してこれ
を搬送するためのプラテンローラーであり、搬送モータ
ー３５によって駆動される。３７は記録媒体を記録位置
に導くためのペーパーパン、３９は記録媒体の送給径路
途中に配設されて記録媒体をプラテンローラー３３に向
けて押圧し、これを搬送するためのフィードローラーで
ある。４１は記録媒体搬送方向上流、記録位置より下流
側に、配置され、記録媒体を不図示の排紙口へ向けて排
紙するための排紙ローラーである。４２は排紙ローラー
４１に対応して設けられる拍車であり、記録媒体を介し
てローラ４１を押圧し、排紙ローラ４１による記録媒体
の搬送力を生じさせる。４３は記録媒体のセット等に際
してフィードローラ３９、押さえ板４５、拍車４２それ
ぞれの付勢を解除するための解除レバーである。

【００１５】４５は記録位置近傍において記録媒体の浮
き上り等を抑制し、プラテンローラ３３に対する密着状
態を確保するための押え板である。本例においては、記
録ヘッドとしてインク吐出を行うことにより記録を行う
インクジェット記録ヘッドを採用している。従って後述
の記録ヘッドのインク吐出口形成面と記録媒体の被記録
面との距離は比較的微少であり、かつ記録装置と吐出口
形成面との接触を避けるべくその間隔が厳しく管理され
なければならないので、押え板４５の配設が有効であ
る。４７は押え板４５に設けた目盛り、４９はこの目盛
りに対応してキャリッジ１１に設けられたマーカであ
り、これらによっても記録ヘッドの印字位置や設定位置
が読取り可能である。

【００１６】５１はホームポジションにおいて記録ヘッ
ドのインク吐出口形成面と対向するゴム等の弾性材料で
形成したキャップであり、記録ヘッドに対し当接／離脱
が可能に支持されている。このキャップ５１は、インク
の乾燥防止を含む非記録時等の記録ヘッドの保護や、記
録ヘッドの吐出回復処理に際して用いられる。吐出回復
処理とは、インク吐出口内方に設けられてインク吐出の
ために利用されるエネルギー発生素子を駆動することに
より全吐出口からインクを吐出させ、これによって気泡
や塵埃、増粘して記録に適さなくなったインク等の吐出
不良要因を除去する処理である。

【００１７】５３はインクの強制排出のために吸引力を
作用するとともに、かかる強制排出による吐出回復処理
や予備吐出による吐出回復処理に際してキャップ５１に
受容されたインクを吸引するために用いられるポンプで
ある。５５はこのポンプ５３によって吸引された廃イン
クを貯留するための廃インクタンク、５７はポンプ５３
と廃インクタンク５５とを連通するチューブである。

【００１８】５９は記録ヘッドの吐出口形成面のワイピ
ングを行うためのブレードであり記録ヘッド側に突出し
てヘッド移動の過程でワイピングを行うための位置と、
吐出口形成面に係合しない後退位置とに移動可能に支持
されている。６１はモータ、６３はモータ６１から動力
の伝達を受けてポンプ５３の駆動およびキャップ５１や
ブレード５９の移動をそれぞれ行わせるためのカム装置
である。

【００１９】図２はインクヘッドカートリッジの斜視図
である。図２において、インクヘッドカートリッジ９
は、記録手段（記録ヘッド）の本体部分である吐出ユニ
ット９ａとインクタンク９ｂとを一体化した構造を有し
ている。なお、本実施例では、記録手段（記録ヘッド）
として、いわゆる記録ヘッド（上記吐出ユニット９ａ）
とインクタンク９ｂとを一体化したヘッドカートリッジ
が使用されているので、説明を簡単にするため、インク
ヘッドカートリッジ９または吐出ユニット９ａを単に記
録手段９または記録ヘッド９で示す場合がある。

【００２０】９０６ｅは記録ヘッド９を装着する際にキ
ャリア１１に設けられたフック１３に掛止される爪であ
る。図示のように、前記爪９０６ｅは記録ヘッド９の表
面からへこんだ部分の内部に設けられている。また、記
録ヘッド９の前側の吐出ユニット９ａの近傍には、不図
示の位置決め用突き当て部が設けられている。９０６ｆ
はキャリア１１に立設された支持板１９が挿入される開
口部である。前記支持板１９は、後述するフレキシブル
基板（電気接続部）及びゴムパッドを支持するためのも
のである。

【００２１】図３は、図２に示した記録ヘッドの分解斜
視図及び外観斜視図である。この記録ヘッド９は、記録
ヘッド（吐出ユニット）９ａとインク供給源たるインク
収容部（インクタンク）９ｂとを一体化したディスポー
ザブルタイプのものである。前記吐出ユニット９ａの各
構成部品を示す図３において、９１１はヒーターボード
である。このヒーターボード９１１は、Ｓｉ基板上に、
電気熱変換素子（吐出ヒーター）とこれに電力を供給す
るアルミ等の配線とを成膜技術により形成した構造をし
ている。９２１はヒーターボード９１１に対する配線基
板であり、対応する配線は例えばワイヤボンディングに
より接続される。

【００２２】９３０はアルミ等により構成された、放熱
板を兼ねたベースプレートである。

【００２３】９４０はインク流路を限界するための隔壁
や共通液室等を設けた天板であり、本実施例では、吐出
口プレート部を一体に有する樹脂材料で形成されてい
る。

【００２４】図４は前記天板９４０の斜視図である。図
４に示すように、天板上に吐出口形成面は記録媒体（記
録用紙）の被記録面と平行な平面に対して所定角度θだ
け傾いており、吐出口近傍の部分でレーザービームを照
射して吐出口を加工するために、かつ吐出口プレート部
内の流路とその後方の流路とを所定角度で配列させるた
めに行われたものである。

【００２５】図３において、９３０は例えば金属製の支
持体、９５０は押さえバネであり、両者間にヒーターボ
ード９１１及び天板９４０をはさみ込んだ状態で両者を
係合させることにより、押さえバネ９５０の付勢力によ
ってヒーターボード９１１と天板９４０とを固定圧着す
る。なお、支持体９３０は、記録手段９を駆動する際に
生じるヒーターボード９１１の熱を放射冷却するための
部材としても機能する。

【００２６】９６０はサブタンクであり、インク供給源
をなすインク貯留部９ｂからインク供給を受け、ヒータ
ーボード９１１と天板９４０との接合により形成される
共通液室にインクを導くためのものである。９７０は共
通液室へのインク供給口付近のサブタンク９６０内の部
位に配置されるフィルタ、９８０はサブタンク９６０の
蓋部材である。

【００２７】９００はインクを含浸させるための吸収体
であり、インクタンク本体９ｂ内に配置される。１２０
０は上記各構成部品９１１〜９８０からなる記録エレメ
ント（吐出ユニット）９ａに対してインクを供給するた
めの供給口であり、該記録エレメント９ａをインクタン
ク本体９ｂの部分１０１０に配置する前の工程で、供給
口１２００よりインクを注入することにより吸収体９０
０のインク含浸を行わせることができる。１１００はカ
ートリッジ本体の蓋部材、１３００はカートリッジ内部
を大気に連通するための蓋部材に設けた大気連通口であ
る。

【００２８】図３において、供給口１２００を介してイ
ンクタンク９ｂへのインク充填が終了すると、各構成部
品９１１〜９８０よりなる吐出ユニット９ａを部分１０
１０に位置付けて配設する。この時の位置決めないし固
定は、例えばインクタンク本体９ｂに設けた突起１０１
２と、これに対応して支持体９３０に設けた穴９３１と
を嵌合させることにより行うことができ、これによって
図４に示すヘッドカートリッジ９が完成する。

【００２９】インクタンク９ｂ内インクは、供給口１２
００、支持体９３０に設けた穴９３２、サブタンク９６
０の図３中の裏面側に設けた導入口を介して、該サブタ
ンク９６０内に供給される。このサブタンク９６０内の
インクは、導出口より適宜の供給管及び天板９４０のイ
ンク導出部９４２を介して、共通液室内へと流入する。
以上におけるインク連通用の接続部には、例えばシリコ
ンゴムやブチルゴム等パッキンが配設され、これによっ
て封止が行われてインク供給路が確保される。

【００３０】前記記録ヘッド（記録手段）としての吐出
口ユニット９ａは、熱エネルギーを利用してインクを吐
出するインクジェット記録手段であって、熱エネルギー
を発生するための電気熱変換体によって印加される熱エ
ネルギーにより生じる膜沸騰による気泡の成長、収縮に
よって生じる圧力変化を利用して、吐出口よりインクを
吐出させ、記録を行うものである。

【００３１】図５は、前記記録ヘッド（吐出口ユニッ
ト）９ａのインク吐出部の構造を模式的に示す部分斜視
図である。図５において、被記録材と所定の間隙（例え
ば、約０．５〜２．０ｍｍ程度）をおいて対面する吐出
口形成面２２１には、所定のピッチで複数の吐出口２２
２が形成され、共通液室２２３と各吐出口２２２とを連
通する各液路２２４の壁面に沿ってインク吐出用のエネ
ルギーを発生するための電気熱変換体（発熱抵抗体な
ど）２２５が配設されている。本例においては記録ヘッ
ド９ａは、前記吐出口２２２が前記キャリア１１の移動
方向（主走査方向）と交叉する方向に並ぶような位置関
係で、該キャリア１１に搭載されている。こうして、画
像信号または吐出信号に基づいて対応する電気熱変換体
２２５を駆動（通電）して、液路２２４内のインクを膜
沸騰させ、その時に発生する圧力によって吐出口２２２
からインクを吐出させる記録ヘッド９ａが構成されてい
る。

【００３２】図６、７はメインヒータの、図８、図９は
サブヒータの駆動ｄｕｔｙからそれぞれヒータボードと
ベースプレートの印字による温度上昇量を推定するため
の演算表である。本例においてはヒータボードとベース
プレートのそれぞれの演算単位時間をｔ_HB、ｔ_BPとして
設定し、図６、図７、図８、図９に示した表の横方向に
は、前記演算単位時間内の時間当りの記録ｄｕｔｙをと
り、記録装置の成し得る演算単位時間当たりの最大記録
ｄｕｔｙを１００％としてある。

【００３３】表の縦方向は演算単位時間内に印加された
エネルギーによる温度上昇量の時間的変化を示してお
り、格納Ｎｏ．１のラインはある時刻０から演算単位時
間内にあるｄｕｔｙの印字あるいは駆動がなされた直後
の温度上昇量を示し、一方Ｎｏ．２以下の格納Ｎｏ．の
ラインには、前記演算単位時間内に印字等が行われた以
降の印加エネルギーが０のときの前記演算単位時間の格
納Ｎｏ．倍に対応した時間だけ経過後の、時刻０からの
温度上昇量を示してある。

【００３４】温度推定演算方法を、メインヒータの温度
推定演算を例にとって述べる。推定演算は電源ＯＮから
電源ＯＦＦまで常に行われ、前記演算単位時間ｔ_HB、あ
るいはｔ_BP毎に単位時間当たり記録ｄｕｔｙに対応した
列Ｎｏ．を図６、図７、図８、図９それぞれから選択
し、図１０に示した演算用格納ＢＯＸ４つのそれぞれの
格納Ｎｏ．１に格納する。一方それまで格納ＢＯＸに格
納されていたデータについては順次一段下位の格納Ｎ
ｏ．へとシフトさせ、ある一定個数まで記憶保持してお
き、本例においては演算用格納ＢＯＸに格納されてから
演算単位時間の５１２倍時間だけ経過したデータは排出
することとしている。また記録実行時には演算単位時間
毎に前記Ｎｏ．の格納を行うと共に、格納された列Ｎ
ｏ．と格納Ｎｏ．とから図６、７、８、９により温度上
昇量に変換、変換した値５１２個×４すべてを加算して
印字によるヘッドの温度上昇量を算出する。

【００３５】なお印字ｄｕｔｙの算出は、例えばヘッド
の走査方向の最大記録周波数が６ＫＨｚで走査方向と垂
直を成す方向の最大記録ヘッド数が６４ドットの場合に
は、３８４０００ドットを分母として、演算単位時間内
の記録ドット数検知手段により検知されたドット数を、
除することにより行うものである。

【００３６】図１１は記録装置内温度検出手段による検
出された記録装置内温度から、記録に因る昇温分を無視
した、非記録状態のヘッド温度を推定する為の変換テー
ブルである。このテーブルは、記録装置内温度検出手段
の熱時定数と、ヘッドの熱時定数とが異なるために生じ
る時間−温度特性の相違と、温度検出手段の配設位置と
ヘッド搭載位置とで記録装置内温度に相違があるために
生じる推定誤差を補正してヘッド温度を正確に推定する
為に、電源ＯＮからの経過時間ｔに応じた、前記検出さ
れた記録装置内温度から減じるべき値ΔＴ_H を示したヘ
ッド温度補正テーブルである。なお、記録に因る昇温を
も含めたヘッド温度推定は、前記検出された記録装置内
温度から前記ヘッド温度補正値を減じ、図６〜図１１を
用いて算出したヘッド温度上昇分を加えることにより推
定できる。

【００３７】図１２は図６、図７、図８、図９、図１０
から求められたヘッド推定温度と目標温度との温度差か
ら、吐出量を最適化するために設定すべきヘッド温度を
求めるための、目標温度設定テーブルである。

【００３８】図１３はメインヒータの駆動パルス幅を決
定するための図および表である。ここではプレート、
はインターバルであり、インターバルの長さを変調さ
せることによっても吐出量制御が可能である。または
メインヒートである。コモン周期Ｃ以外の〜それぞ
れのパルス幅設定値はこの表によって定められ、記録装
置内温度検出手段により検出された記録装置内温度と、
前記目標温度との差分から求められる。または、記録
ｄｕｔｙをエネルギーに換算する為に、前記記録ｄｕｔ
ｙに乗じるべき補正値であり、最大駆動エネルギー量を
１とした。エネルギー量に比例した値である。よって駆
動電圧一定の場合には前記ととの長さを加算した値
に比例する。

【００３９】図１４は印字各行頭に行う、サブヒータの
駆動パルス幅を示す表であり、メインヒートと同様、記
録装置内温度検出手段により検出された記録装置内温度
と、前記目標温度との差分との差分から求められる。

【００４０】図１５は電源ＯＮかつ非印字状態におけ
る、すなわち記録装置内温度と外気温との温度差のうち
の電源の発熱に因る昇温分ΔＴ_D を推定するテーブルで
あり、電源ＯＮ時間により一義的に求められるものであ
る。

【００４１】図１６は本発明に係る、印字時のモータ、
モータドライバ等による記録装置内温度上昇分ΔＴ_CRを
算出する演算表であり、その演算方法は前記ヘッド温度
の算出方法と同様であり、該演算についてもまた電源Ｏ
Ｎから電源ＯＦＦまで演算単位時間毎に、継続的に行わ
れる。

【００４２】次に、図１７に示したヘッド温度推定演算
の流れを示す。記録装置が記録命令を受け取ると同時に
タイマーｔ_H とｔ_B とがリセットされカウントを開始す
る（Ｓ１）。次に記録を開始し（Ｓ３）、ヒータボード
の演算単位時間ｔ_HB毎に前記演算用格納ＢＯＸに格納さ
れている過去の印字履歴データから、前記図６、８によ
りヒータボード温度上昇量を算出し（Ｓ５〜１３）、ｔ
_H をリセットする（Ｓ１５）。同様に時間ｔ_BP毎にベー
スプレートの温度上昇量をも算出し（Ｓ１７〜２５）、
ｔ_B をリセットする（Ｓ２７）。

【００４３】算出された値は、時間ｔ_HBあるいは時間ｔ
_BP毎に全ての値を加算し、加算結果を以てヘッドの温度
上昇量ΔＴとする（Ｓ２９）。さらにヘッド温度上昇量
ΔＴに、検知された記録装置内温度Ｔ_K を加え、かつ図
１１によるサーミスタ補正量ΔＴ_H を減ずることにより
ヘッド温度を算出する（Ｓ１３）。続いて算出された推
定ヘッド温度から目標温度を求める為に図１２に示す表
の参照を行い（Ｓ３３）、得られた目標温度と、算出さ
れた推定ヘッド温度との温度差から、図１３に示したメ
インヒートパルス設定テーブル、及び図１４に示したサ
ブヒータ駆動パルス選定テーブルからヒータ駆動パルス
を選定し記録を実行する（Ｓ３５〜３９）。以上の動作
を印字が終了するまで繰返す（Ｓ４１〜４３）。

【００４４】次に、ｔ_CR時間毎に割り込み処理を行う、
キャリアモータ、モータドライバ等に因る記録装置内温
度上昇量を推定する為の演算手順を図１８のフローチャ
ートに従い説明する。

【００４５】まず、前記ヘッド温度推定と同様の演算方
法により、記録命令と同時に演算単位時間ｔ_CR毎にキャ
リアモータの駆動ｄｕｔｙを参照し、前記演算用データ
格納ＢＯＸにデータを格納する（Ｓ５１）。続いてタイ
マーｔ₂ をリセットした後カウントをスタートし、ｔ_CR
毎にキャリアモータの駆動ｄｕｔｙと図１６から求めら
れた列Ｎｏ．を前記演算用格納ＢＯＸに格納する（Ｓ５
３〜５９）。また、ヘッドが一度外され、かつｔ_OFF 時
間以上経過の後に再びヘッドが搭載されたときには、ヘ
ッドの交換が行われたものと判断し（Ｓ６３〜６７）、
過去のキャリアモータ駆動履歴データから、該キャリア
モータ等の発熱による機内温度上昇分ΔＴ_CRを図１６に
より算出し（Ｓ６９）、キャリアモータに因る記録装置
内温度上昇分ΔＴ_CRと電源による記録装置内温度上昇分
ΔＴ_D とを加えて、これを記録装置内温度に置き換える
（Ｓ７１〜７３）。その後、変換式と図１９に示す補正
係数によりヘッド温度が記録装置内温度に次第に近づく
過程をシミュレートする（Ｓ７５）。これにより、ヘッ
ド交換を行っても適正な濃度で記録を行うことができ
る。

【００４６】図２０は本発明を適用したインクジェット
記録装置の制御系の構成例を示すブロック図である。図
２０において、キャリア１１のキャッピング位置や移動
位置は、回復系ホームセンサ６５や、キャリアホームセ
ンサ６７の検出に基づいて知ることができる。１０００
は各部を制御するためのＭＰＵ、１００１は制御手順に
対応したプログラム等を格納したＲＯＭ、１００２は制
御手順実行時におけるワークエリアとして用いられるＲ
ＡＭ、１００３は時間を計測するためのタイマ、１００
４はインターフェース部である。なお、制御系に対して
は、キーボード部から指令データや記録データなどを入
力することができる。

【００４７】（実施例２）実際のヘッド温度と、推定さ
れたヘッド温度との誤差が過大になると、メインヒータ
あるいはサブヒータ等の駆動が最適ではなくなり、吐出
エネルギー不足によるインクの不吐出、あるいは吐出エ
ネルギー過大によるインク吐出量過多等の為に、印字品
位の低下やインクの定着不良等の不具合が生じる。この
ような不具合を回避する為、あるいはインク吐出量の温
度依存性が小さい為に綿密な温度推定を必要としない場
合には、以下に示すような簡易的な方法を実施するだけ
でも充分な効果が得られる。

【００４８】図２１は第２の実施例に係る、ある一定時
間毎に行われる割り込みルーチンのフローチャートを示
したものである。例えばヘッド個々に具えられた不図示
のヘッドＩＤを判別するヘッドＩＤ検知手段を具え、ヘ
ッドＩＤに基づいてヘッドが交換されたことを検知する
（Ｓ１０１〜１０７）。検知ＩＤ変化後のＸ１時間だけ
は、図１３のメインヒータ駆動パルス選定表に示したパ
ルスよりも前記ヘッドと目標温度との温度差の変化に対
するパルス幅変化が少なく、全体的に前記温度差０ｄｅ
ｇのときの駆動パルスに近いパルスに設定されている図
２２に示すヘッド交換時専用テーブルに従ってメインヒ
ータを駆動する（Ｓ１０７〜１１３）。Ｘ１時間経過後
は、実施例１と同様図１３に示す通常テーブルに従って
メインヒータを駆動する（Ｓ１１５）。これにより、ヘ
ッド交換時のヘッド温度推定誤差による、本来の理想駆
動パルスと推定ヘッド温度より選択されたパルスとの差
は縮小され、印字品位低下等の不具合を最小限に抑えら
れる。

【００４９】また本例ではヘッド交換後のある一定時間
内は、メインヒータのみをヘッド交換時専用テーブルに
従い駆動することとしたが、必ずしもこれによらなくと
も良く、例えばサブヒータ等をも専用テーブルにて駆動
しても良い。さらに、駆動パルス選定テーブルではな
く、例えば前記ヘッド目標温度テーブルの、ヘッド交換
時専用テーブルを設け、ある一定時間内は目標温度を通
常時よりも高く設定することにより、必要な吐出量を確
保しても良い。

【００５０】（実施例３）ヘッド温度の推定誤差により
生じる不具合の中でも、最も避けなければならないの
は、実際のヘッド温度よりもかなり高い温度を誤推定し
てしまった場合に生じる、吐出エネルギー過小等による
不吐出である。

【００５１】そこでこの不具合を回避する為、図２３に
示す一定時間毎に行われる割り込みルーチンを用いるこ
とにより、ヘッドＩＤ検知手段等によりヘッドの交換が
検知された場合には（Ｓ２０１〜２０７）、サブヒータ
をＸ２時間だけ駆動してヘッド温度を昇温させる（Ｓ２
０９）。かつ、これを前記ヘッド温度推定演算上はサブ
ヒータによる昇温を考慮せず無視することにより、対策
を実施しない場合よりも吐出量を多くする方向のヒート
パルスでメインヒータを駆動して、上記不吐出等の不具
合を防ぐ。なお、サブヒータの駆動パルス幅は環境条
件、推定ヘッド温度等によらず常に一定であるため、必
ずしも推定ヘッド温度と実際のヘッド温度とは一致せず
若干の相違が生じる。しかし、この相違は時間とともに
縮小され、例えばヘッドの温度推定演算に前記第１の実
施例で示した図２２の演算表を用いた場合にはｔ_HB×５
１２後に０となる。この為、大きな不具合は発生しな
い。

【００５２】（実施例４）インクジェット記録装置にお
いて記録を行う場合、ヘッドがキャップ等から離脱して
印字のための吐出を行うまでの間に、正常なインクの吐
出を妨げるノズル内に固着したインクや、インク吐出口
近傍に付着した塵埃を除去する為、全ノズルから所定数
のインクを吐出させる「予備吐出」を行う場合がある。
しかしながらこの予備吐出は、インクの吐出エネルギー
によって前記インクの吐出を妨げる障害因子を排除する
ものである。従って、吐出インクに記録時に必要な最低
エネルギーよりも更に大きなエネルギーを付与する等に
より、１ドット当たりのインク吐出量を充分に確保しな
ければ前記目的は達成できない。

【００５３】しかしながら、前記第３の実施例でも述べ
たように、ヘッド交換等によりヘッド温度推定演算結果
が実際のヘッド温度よりも過大な方向に誤推定してしま
うと、インク吐出エネルギー不足等により前記目的の達
成は不可能である。

【００５４】そこで、本実施例では、図２４に示すフロ
ーチャートのとおり、ヘッドのＩＤ検知手段等によりヘ
ッドの非搭載状態が検知されると（Ｓ３０１〜３０
７）、検知後のＸ３時間のみ、予備吐出時のインクへの
付与エネルギーを増加させる為、予備吐出時のメインヒ
ータ駆動を例えば図１３に示した駆動パルスよりもその
パルス幅を長くした、図２５に示す別テーブルに従うこ
ととする（Ｓ３１１〜３１３）。Ｘ３時間経過後は、図
１３に示す通常テーブルに従ってメインヒータを駆動す
る（Ｓ３１５）。これにより、記録時のメインヒータ駆
動を変化させなくとも前記不具合は回避できる為、万一
ヘッド交換を誤検知した場合でも、印字品位不良等の不
具合を生じることはない。

【００５５】また、本例によればヘッド交換が検知され
たときのみ別の専用テーブルを利用することにより、必
要以上のインク消費の抑制、あるいはヒータの劣化防止
をも達成できる。なお本例では、予備吐出を専用の設定
テーブルに従って行う期間をヘッドの交換のある時間内
として規制したが、ヒータの耐久性等に充分余裕のある
ときには、予備吐出のメインヒータ駆動を常に専用の別
テーブル、あるいは一定値にて行っても良い。これによ
っても、同様の効果が得られる。

【００５６】さらに、駆動パルス幅ではなく、例えば前
記のインターバルを長くすることにより吐出量を増加
させても良い。

【００５７】（実施例５）本例の制御の一例を示すフロ
ーチャートを図２６に、またこの記録装置の構成を図２
７に示す。図２７の１００は記録装置に設けられた外気
温測定用の第２の温度検知手段であり、本例ではこれを
サーミスタとして構成している。このように構成するこ
とにより、ヘッドＩＤ検知手段等によりヘッドの交換が
検知されたときには（Ｓ４０１〜４０７）、推定ヘッド
温度を前記第２の温度検知手段により検知された温度Ｔ
_G に置換し（Ｓ４１１）、かつ図１０の演算用格納ＢＯ
Ｘに格納されたそれまでの記録履歴をクリアする（Ｓ４
０９）ことにより、新たに搭載されたヘッド温度を推定
している。また、その後の制御は前記第３の実施例と同
様である。これによりヘッド温度の推定誤差は縮小さ
れ、適切なメインヒータ駆動を行うことが可能となり、
常に良好な印字品位が確保できる。

【００５８】（実施例６）本例の制御の一例を示すフロ
ーチャートを図２８に示す。本例ではインクの温度制御
を常に行っている訳ではなく、前記ヘッドの交換あるい
はインクの補充等の検知された場合（Ｓ５０１〜５０
７）のみ、記録を停止し、交換あるいは補充後のヘッド
あるいはインク温度が、推定された交換あるいは補充前
のインクあるいはヘッド温度と等しくなるまでサブヒー
タを駆動して、前記温度が等しくなってから記録を再開
している（Ｓ５０９〜５１１）。これによっても、前記
不具合は回避できる。

【００５９】前記第１の実施例では、吐出量制御手段と
して主にメインヒータの駆動パルス幅変調と、この駆動
パルスを２つに分割してこの間隔時間を変調すること
と、サブヒータの駆動時間を変調することにより行った
が、必ずしもこれによらなくとも良い。駆動パルスを３
つ以上に分割してその間隔を変調しても良いし、また、
駆動電圧を変調させても良い。また、サブヒータのみの
駆動によりヘッドあるいはインク温度を制御して、これ
により吐出量制御を行っても良い。さらに、記録装置内
に例えばヒータあるいは放熱ファン等を具え、これらの
駆動を制御することにより記録装置内全体の温度制御を
行っても良い。

【００６０】また、本発明は必ずしも印字濃度を一定に
保つことのみが目的ではなく、前記第６の実施例でも述
べたように、記録途中での急激な濃度変化による印字品
位低下を防ぐ為の手段としても有効である。

【００６１】またヘッド温度推定方法も必ずしも本実施
例によらずとも良く、例えばキャリア上に搭載した温度
検知手段をヘッド温度として代用しても良い。

【００６２】また本実施例では熱エネルギーをインクの
吐出エネルギーに変換するインクジェット方式のディス
ポーザブルタイプの印字ヘッドを用いたシリアル記録装
置を代表例として用いたが、例えばピエゾ式のインクジ
ェット記録装置であっても良いし、更にパーマネントタ
イプのヘッドやフルラインタイプのヘッドであってもよ
く、インクタンク等交換時に適用可能である。

【００６３】（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、インク吐出を行わせるために
利用されるエネルギとして熱エネルギを発生する手段
（例えば電気熱変換体やレーザ光等）を備え、前記熱エ
ネルギによりインクの状態変化を生起させる方式の記録
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
達成できるからである。

【００６４】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４７４０
７９６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ーを発生
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で対応した液体（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４３４５２６２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。

【００６５】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）の他の
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号明細書、米国特許第４４
５９６００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
す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５９−１２３６７０号公報や熱エネルギーの
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号公報に基づいた構成と
しても本発明の効果は有効である。すなわち、記録ヘッ
ドの形態がどのようなものであっても、本発明によれば
記録を確実に効率よく行うことができるようになるから
である。

【００６６】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等であってもよい。

【００６７】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、記録ヘッド、記録インク、記録インクタンク
等から構成される記録手段の一部または全部が、交換可
能あるいは補充可能なインクジェット記録装置におい
て、前記交換を検知する手段、または前記インクの補充
を検知する手段と、前記検知手段の検出結果に応じて前
記インクの吐出量を制御する構成としたので、ヘッドあ
るいはインク等を交換あるいは補充したときに生じる、
ヘッド温度変化による印字濃度変化、品位劣化を防止で
き、常に良好な印字品を確保することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明が適用可能な記録装置の斜視図である。

【図２】ディスポーザブルタイプのヘッドカートリッジ
の斜視図である。

【図３】ヘッドカートリッジの分解斜視図である。

【図４】ヘッドカートリッジの吐出口列を有する天板を
示す図である。

【図５】インク吐出部の模式的構造を示す部分斜視図で
ある。

【図６】メインヒータの駆動によるヒータボード温度上
昇量演算テーブルを示す図である。

【図７】メインヒータの駆動によるベースプレート温度
上昇量演算テーブルを示す図である。

【図８】サブヒータの駆動によるヒータボード温度上昇
量演算テーブルを示す図である。

【図９】サブヒータの駆動によるベースプレート温度上
昇量演算テーブルを示す図である。

【図１０】温度上昇量推定演算用データ格納ＢＯＸを示
す図である。

【図１１】記録装置内温度−非記録状態ヘッド温度補正
テーブルを示す図である。

【図１２】ヘッド目標温度設定テーブルを示す図であ
る。

【図１３】メインヒータ駆動パルス選択テーブルを示す
図である。

【図１４】サブヒータ駆動パルス選択テーブルを示す図
である。

【図１５】電源の発熱による記録装置内温度上昇量推定
テーブルを示す図である。

【図１６】記録装置内の駆動系による、記録装置内温度
上昇量推定テーブルを示す図である。

【図１７】ヘッド温度推定演算の流れをを示すフローチ
ャートである。

【図１８】第１の実施例に係る記録装置内温度上昇量推
定演算の流れを示すフローチャートである。

【図１９】補正係数のテーブルを示す図である。

【図２０】制御系の構成例を示すブロック図である。

【図２１】第２の実施例に係るサブルーチンのフローチ
ャートである。

【図２２】ヘッド交換時専用メインヒータ駆動パルス幅
設定テーブルを示す図である。

【図２３】第３の実施例に係るサブルーチンのフローチ
ャートである。

【図２４】第４の実施例に係るサブルーチンのフローチ
ャートである。

【図２５】ヘッド交換時専用、予備吐出時メインヒータ
駆動パルス幅設定テーブルを示す図である。

【図２６】第５の実施例に係るサブルーチンのフローチ
ャートである。

【図２７】第５の実施例に係る記録装置の構成例を示す
図である。

【図２８】第６の実施例に係るサブルーチンのフローチ
ャートである。

【符号の説明】

１キーボード部２表示器部９ヘッドカートリッジ９ａ吐出口ユニット９ｂインクタンク１１キャリア

───────────────────────────────────────────────────── 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 2/12 Ｂ４１Ｊ 3/04 １０３Ｂ１０４Ｋ１０４Ｆ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】インクタンクから供給されるインクを記
録ヘッドによって吐出する記録手段の少なくとも一部が
交換可能あるいはインク補充可能なインクジェット記録
装置において、前記交換またはインク補充を検知する検知手段と、前記検知手段の検出結果に応じて前記インクの吐出量を
制御する吐出量制御手段とを具えたことを特徴としたイ
ンクジェット記録装置。
【請求項２】記録装置内温度検出手段と、記録装置外
温度検出手段とを具え、前記吐出量制御手段は前記記録装置内温度検出手段によ
る検出結果と前記記録装置外温度検出手段による検出結
果と前記検知手段による検出結果とに応じて、インクの
吐出量制御を行うことを特徴とする請求項１に記載のイ
ンクジェット記録装置。
【請求項３】前記記録装置内温度あるいは前記記録装
置外温度の検出は、記録装置内に配設された発熱源の駆
動状態を検知して、前記記録装置内温度と前記記録装置
外温度との温度差を検出することにより行うことを特徴
とする請求項２に記載のインクジェット記録装置。
【請求項４】前記記録装置外温度検出手段は、前記記
録装置、あるいは該記録装置とデータ交信可能な装置に
具えられた温度測定手段であることを特徴とする請求項
２に記載のインクジェット記録装置。
【請求項５】前記吐出量制御手段は、記録媒体に対す
るインク吐出時と前記記録媒体以外に対するインク吐出
時とで、吐出量制御が異なることを特徴とする請求項１
に記載のインクジェット記録装置。
【請求項６】前記記録手段は記録ヘッドが交換可能
で、前記検知手段は前記記録ヘッドの交換を検知するこ
とを特徴とする請求項１に記載のインクジェット記録装
置。
【請求項７】前記記録手段は、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に記載のイ
ンクジェット記録装置。