JP2001162785A - 記録装置および記録方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 より安価な構成で記録ヘッド内部の温度を高
精度で検出する。 【解決手段】 熱エネルギーを利用して記録媒体に記録
を行う記録ヘッド１０１によって記録を行う記録装置に
おいて、記録ヘッド内部の第１の温度をダイオード１０
２によって検出し、記録ヘッド周囲の第２の温度をサー
ミスタを用いたセンサ１０７によって検出する。中央処
理装置１０６は、第１の温度と第２の温度とから第１の
温度の補正値を求め、補正値を記憶手段１１１に記憶
し、記憶された補正値に基づいて、第１の温度を補正し
て記録ヘッド内部の温度を求め、求められた記録ヘッド
内部の温度に応じて、記録ヘッドの駆動を制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、記録装置および記
録方法に関し、特に、熱エネルギーを利用して記録媒体
に記録を行う記録ヘッドを有する記録装置および記録方
法に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えばワードプロセッサ、パーソナルコ
ンピュータ、ファクシミリ等に於ける情報出力装置とし
て、所望される文字や画像等の情報を用紙やフィルム等
シート状の記録媒体に記録を行うプリンタが広く使用さ
れている。

【０００３】従来から知られているプリンタは、記録方
式の違いにより大きく２種類に分類できる。１つはＬＢ
Ｐ（レーザービームプリンタ）に代表されるような、１
画素ずつ記録する方式を採用したページプリンタであ
る。他の種類のプリンタは、紙送り方向（ヘッド移動方
向に直交する方向）に記録素子群を配列した記録ヘッド
を用い、この記録ヘッドで複数画素を同時または幾つか
のブロックに分割して記録する方式を採用したシリアル
プリンタである。

【０００４】このようなシリアルプリンタの記録ヘッド
は、一般的にピエゾ素子を用いたインクジェット方式、
インクの発泡を利用したインクジェット方式、熱転写方
式、感熱方式、ドットインパクト方式、デージーホイー
ル方式等により構成される。さらにシリアルプリンタ
中、インクの発泡を利用したインクジェット方式、熱転
写方式、感熱方式においては、いずれも熱エネルギーを
利用して記録動作を行なうものである。

【０００５】ここで、インクジェット方式の記録メカニ
ズムを記録素子としてのノズルの断面に関して示す図２
を参照して説明する。図中、２０１は記録ヘッドに設け
られたノズル、２０２はインク、２０３はインクを加熱
するヒータ、２０４は記録媒体としての用紙、２０５は
インク２０２をヒータ２０３で加熱することにより発生
する泡であり、２０６は吐出されたインク滴、２０７は
用紙２０４上に着弾・付着したインクを表している。

【０００６】次に、図２に従って順に記録動作の説明を
行なう。まず、各ノズル２０１には（ａ）に示すよう
に、インク２０２が充填されている。この状態で、ヒー
タ２０３に図示しない記録ヘッド駆動回路よりパルス状
の電圧が印加されると、（ｂ）に示すように、ヒータ２
０３に接するインク２０２は局部的に急速加熱されて気
化し、気泡２０５が発生する。このとき、ヒータ２０３
より前方にあるノズル吐出面近傍のインクは、気泡２０
５が膨張するエネルギーにより前方に押しやられ、イン
ク滴２０６となって記録ヘッド２０１外に吐出される。

【０００７】そして、（ｃ）に示すように、吐出された
インク滴２０６を用紙２０４上に着弾・付着させ、文字
または画像の記録を行なうものである。

【０００８】このとき、吐出されるインク滴２０６の大
きさ（容量）が不均一であった場合、記録物に濃度むら
等が生じ、記録品位の低下や画質低下を招く。従って、
高品位な記録を行なうためには、インク滴２０６の大き
さは常に均一であることが望ましい。

【０００９】しかしながら、吐出されるインク滴２０６
の大きさは、インクの粘度に大きく左右され、粘度はイ
ンクの温度によって変化する。このため、従来よりイン
クの温度を検出し、印加するパルス状電圧のパルス幅を
可変して吐出エネルギーを制御することで、インク滴２
０６の大きさを均一に保つことが行われている。

【００１０】従来より使用されているインク温度検出手
段としては、サーミスタやダイオードを記録ヘッド内部
の図示しないインク液室内に配置し、これらの温度によ
る特性変化量を検出するものが一般的である。

【００１１】図３は、上述した温度検出手段として用い
られるダイオードの特性を示すグラフであり、横軸はダ
イオードの周囲温度Ｔ（℃）、縦軸はダイオードに一定
の順方向電流を流したときの順方向電圧Ｖｆ（Ｖ）を表
している。ただし、本従来例の説明に用いるダイオード
の特性は以下のものとする。

【００１２】Ｖｆ＝１．１５Ｖ±５０ｍＶ（Ｉｆ＝２０
０μＡ，Ｔ＝２５℃） 温度変化量ΔＶｆ＝−４．５ｍＶ／℃（Ｉｆ＝２００μ
Ａ） 図３において３０１は、温度検出に用いるダイオードに
２００μＡの順方向一定電流を流した場合の「順方向電
圧対周囲温度特性」を表している。これより、温度が高
くなるに従って順方向電圧Ｖｆが低下し、２５℃の時の
ダイオード順方向電圧Ｖｆが１．１５Ｖであることも判
る。

【００１３】さらに、図３において３０２は、２００μ
Ａの順方向一定電流を流した場合の順方向電圧ばらつき
が、標準品（３０１の特性を持つダイオード）に対して
２０ｍＶ高い特性を有するダイオードの「順方向電圧対
周囲温度特性」を表している。

【００１４】同様に、図３において３０３は、２００μ
Ａの順方向一定電流を流した場合の順方向電圧ばらつき
が標準品（３０１の特性を持つダイオード）に対して２
０ｍＶ低い特性を有するダイオードの「順方向電圧対周
囲温度特性」を表している。

【００１５】図４は、図３に示したような特性を有する
ダイオードを用いて、インク温度を検出する従来の回路
の例を示している。

【００１６】図４において１０１は、インクジェット方
式の記録ヘッド（以下、単に記録ヘッドと記す）本体で
あり、通常は図２に示したようなインク吐出動作を行う
ノズルが１／６００インチ間隔で複数個配列されたノズ
ル列を備えている。

【００１７】また、１０２は上記で説明したダイオード
を利用したインク温度検出手段であり、通常は図示しな
いインク液室内に少なくとも１個配置されている。

【００１８】１０３は、ダイオード１０２に一定の順方
向電流を与えるための定電流回路である。１０４は、ダ
イオード１０２の順方向電圧を増幅するための差動増幅
器である。

【００１９】さらに、４０１は中央処理装置であり、プ
リンタとして記録動作を行なう際に必要な、図示しない
機構部の制御および記録ヘッド１０１の駆動制御等を行
なうものである。

【００２０】４０２は、Ａ／Ｄ変換（アナログ／デジタ
ル変換）用入力端子であり、中央処理装置４０１に内蔵
されている図示しないＡ／Ｄ変換器に接続され、これに
入力された電圧値をデジタル値に変換して取り込むため
のものである。

【００２１】４０４は、図３に例示したようなダイオー
ド１０２のばらつきを補正するための補正データ４０４
Ａを中央処理装置４０１に与える手段であり、通常予め
装着される記録ヘッド１０１のダイオード１０２の特性
を測定していくつかのランクに分類し、このランク番号
を与えるものである。

【００２２】上記補正データ４０４Ａを与える具体的方
法としては、例えば、交換できない固定方式のヘッドに
対しては、工場での組立工程において治工具や図示しな
いプリンタのパネルスイッチ等を用いて行ない、交換方
式のヘッドに対しては、ヘッド自身にＲＯＭ等の記憶素
子または何等かの識別手段を付加し、ヘッドをプリンタ
に装着したときに中央処理装置４０１によって補正デー
タを読み込むようにする。

【００２３】次に、図４に示した従来の回路の動作説明
を行なう。

【００２４】プリンタ本体に記録ヘッド１０１が装着さ
れた状態で、電源スイッチにより電源が投入されると、
定電流回路１０３によりダイオード１０２に、Ｉｆ＝２
００μＡの定電流が供給される。この時のダイオード１
０２の順方向電圧Ｖｆは、差動アンプ１０４により５．
３倍に電圧増幅された後、中央処理装置４０１のＡ／Ｄ
入力端子４０２に入力され、デジタル値化されて中央処
理装置４０１内に取り込まれ、中央処理装置４０１内部
で温度情報に換算される。

【００２５】このとき、以上の動作とは別に中央処理装
置４０１には補正データ４０４Ａが与えられており、中
央処理装置４０１内部における順方向電圧Ｖｆを温度デ
ータに変換する際には、この補正データ４０４Ａが考慮
される。

【００２６】図５は、Ａ／Ｄ入力端子４０２より中央処
理装置４０１に入力される電圧と温度の関係を示すグラ
フである。図示されたようにこの電圧はダイオード１０
２の順方向電圧に応じて変化する。

【００２７】図中５０１は、先に示した標準的な特性の
ダイオードの場合を示しており、５０２は、２００μＡ
の順方向一定電流を流した場合の順方向電圧ばらつきが
標準品に対して２０ｍＶ高い特性を有するダイオードの
特性曲線、同様に５０３は２００μＡの順方向一定電流
を流した場合の順方向電圧ばらつきが標準品に対して２
０ｍＶ低い特性を有するダイオードの特性曲線を表して
いる。また、図中５０４は、本従来例に用いたダイオー
ドの順方向電圧がインクの温度変化によって変化する所
謂温度特性変化領域を示している。

【００２８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図５に
５０４で示したダイオードの温度特性変化領域からも判
るように、実質有効なデータ領域は＋５Ｖ中の僅か９６
７ｍＶでしかなく、温度特性変化領域５０４のダイナミ
ックレンジは小さい。このため、高精度の温度検出を行
うためには、Ａ／Ｄ変換の際の分解能が充分に細かいも
のを使う必要がある。例えば、従来例で３．６４Ｖレン
ジで１０２４ビットＡ／Ｄ変換器を使用すると１０２４
ステップ中、２７１ステップが温度特性変化領域に対応
する。

【００２９】更に、ダイオード１０２の特性のばらつき
を補正するため、上述のようにランク分けが必要であ
る。このため、ランク分け時の誤差に起因する精度低下
が発生すると共に、別途ばらつきを測定するための補正
データを与えることから、データの与え間違い等も発生
する可能性があった。

【００３０】以上のような理由により従来方式では、正
確な温度検出を行うためにはオペアンプのレファレンス
電圧を決定する部品（チップ抵抗等）に高精度のものを
使用する必要があった。

【００３１】加えて、製造工程等における温度特性の測
定にも精度が要求されるので、製造コストが高くなる。

【００３２】このようにすると、記録ヘッドを交換可能
な記録装置においては特に、消耗品である記録ヘッドの
コストが高くなるので問題である。

【００３３】本発明は以上のような状況に鑑みなされた
ものであり、より安価な構成で記録ヘッド内部の温度を
高精度で検出することのできる記録装置および記録方法
を提供することを目的とする。

【００３４】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明の記録装置は、熱エネルギーを利用して記録媒
体に記録を行う記録ヘッドを有する記録装置であって、
前記記録ヘッド内部の第１の温度を検出する第１の温度
検出手段と、前記装置内部の前記記録ヘッド周囲の第２
の温度を検出する第２の温度検出手段と、前記第１の温
度と前記第２の温度とから前記第１の温度の補正値を求
める補正手段と、前記補正値を記憶する記憶手段と、前
記記憶手段に記憶された前記補正値に基づいて、前記第
１の温度を補正して前記記録ヘッド内部の温度を求める
温度算出手段と、前記温度算出手段によって求められた
前記記録ヘッド内部の温度に応じて、前記記録ヘッドの
駆動を制御する制御手段とを備えている。

【００３５】また、上記目的を達成する本発明の記録方
法は、熱エネルギーを利用して記録媒体に記録を行う記
録ヘッドによって記録を行う記録方法であって、前記記
録ヘッド内部の第１の温度を検出する第１の温度検出工
程と、前記記録ヘッド周囲の第２の温度を検出する第２
の温度検出工程と、前記第１の温度と前記第２の温度と
から前記第１の温度の補正値を求める補正工程と、前記
補正値を記憶手段に記憶する記憶工程と、前記記憶手段
に記憶された前記補正値に基づいて、前記第１の温度を
補正して前記記録ヘッド内部の温度を求める温度算出工
程と、前記温度算出工程によって求められた前記記録ヘ
ッド内部の温度に応じて、前記記録ヘッドの駆動を制御
する制御工程とを備えている。

【００３６】すなわち、熱エネルギーを利用して記録媒
体に記録を行う記録ヘッドによって記録を行う記録装置
において、記録ヘッド内部の第１の温度と、記録ヘッド
周囲の第２の温度とを検出し、第１の温度と第２の温度
とから第１の温度の補正値を求め、補正値を記憶手段に
記憶し、記憶された補正値に基づいて、第１の温度を補
正して記録ヘッド内部の温度を求め、求められた記録ヘ
ッド内部の温度に応じて、記録ヘッドの駆動を制御す
る。

【００３７】このようにすると、記録ヘッドの周囲の第
２の温度を検出する手段として、検出精度の高い素子を
使用すれば、記録ヘッド内部の第１の温度を検出する手
段として、固体間のばらつきがあるダイオードなどの素
子を用いた場合においても、記録ヘッド内部の温度を高
精度で求めることができる。

【００３８】従って、記録ヘッド内部の温度変化に起因
する記録むらや濃度むらを減少させ、高品位な記録が可
能となる。また、製造工程での調整作業を削除できると
共に、記録ヘッドが着脱可能な記録装置においては、記
録ヘッド交換時に記録ヘッド個々の温度特性に応じて補
正することが容易に行える。

【００３９】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の好
適な実施形態について詳細に説明する。

【００４０】なお、以下に説明する実施形態では、イン
クジェット記録方式を用いたシリアルプリンタを例に挙
げ説明する。

【００４１】なお、本明細書において、「記録」（「プ
リント」という場合もある）とは、文字、図形等有意の
情報を形成する場合のみならず、有意無意を問わず、ま
た人間が視覚で知覚し得るように顕在化したものである
か否かを問わず、広く記録媒体上に画像、模様、パター
ン等を形成する、または媒体の加工を行う場合も言うも
のとする。

【００４２】ここで、「記録媒体」とは、一般的な記録
装置で用いられる紙のみならず、広く、布、プラスチッ
ク・フィルム、金属板、ガラス、セラミックス、木材、
皮革等、インクを受容可能なものも言うものとする。

【００４３】さらに、「インク」（「液体」と言う場合
もある）とは、上記「記録（プリント）」の定義と同様
広く解釈されるべきもので、記録媒体上に付与されるこ
とによって、画像、模様、パターン等の形成または記録
媒体の加工、或いはインクの処理（例えば記録媒体に付
与されるインク中の色剤の凝固または不溶化）に供され
得る液体を言うものとする。

【００４４】図８は、本発明の一実施形態としてのイン
クジェットプリンタの主要構成を示す図である。本図に
おいて、１６はプラテン１２４上に送紙されてきた記録
媒体としての記録紙の記録面に対向してインク吐出を行
うノズル群を備えたインクジェットヘッド（記録ヘッ
ド）である。１１６は記録ヘッド１６を保持するキャリ
ッジであり、駆動モータ１１７の駆動力を伝達する駆動
ベルト１１８の一部と連結し、互いに平行に配設された
２本のガイドシャフト１１９Ａおよび１１９Ｂと摺動可
能とすることにより、記録ヘッド１６の記録紙の全幅に
わたる往復移動が可能となる。この往復移動中に記録ヘ
ッド１６は画像データに応じた画像を記録紙上に記録す
る。この１主走査終了ごとに記録紙は所定量搬送され、
副走査が行われる。

【００４５】１２６はヘッド回復装置であり、記録ヘッ
ド１６の移動経路の一端、例えばホームポジションと対
向する位置に配設される。伝動機構１２３を介したモー
タ１２２の駆動力によつて、ヘッド回復装置１２６を動
作せしめ、記録ヘッド１６のキャッピングを行う。この
ヘッド回復装置１２６のキャップ部１２６Ａによる記録
ヘッド１６へのキャッピング部に関連させて、ヘッド回
復装置１２６内に設けた適宜の吸引手段（例えば、吸引
ポンプ）によりインク吸収（吸引回復）を行い、これに
よりインクを吐出口から強制的に排出させることにより
吐出口内の増粘インクを除去する等の吐出回復処理を行
う。また、記録終了時等にキャッピングを施すことによ
り記録ヘッドが保護される。このような吐出回復処理は
電源投入時、記録ヘッド交換時、一定時間以上記録動作
が行われないとき等に行われるものである。

【００４６】１３１はヘッド回復装置１２６の側面に配
設され、シリコンゴムで形成されるワイピング部材とし
てのブレードである。ブレード１３１はブレード保持部
材１３１Ａにカンチレバー形態で保持され、ヘッド回復
装置１２６と同様、モータ１２２および伝動機構１２３
によって動作し、記録ヘッド１６の吐出面との係合が可
能となる。

【００４７】これにより、記録ヘッド１６の記録動作に
おける適切なタイミングで、あるいはヘッド回復装置１
２６を用いた吐出回復処理後に、ブレード１３１を記録
ヘッド１６の移動経路中に突出させ、記録ヘッド１６の
移動動作に伴って記録ヘッド１６の吐出面における結
露，濡れあるいは塵挨等をふきとる。

【００４８】次に、上述した装置の記録制御を実行する
ための制御構成について説明する。

【００４９】図９は図８のインクジェットプリンタの制
御回路の構成を示すブロック図である。制御回路を示す
同図において、１７００は記録信号を入力するインター
フェース、１７０１はＭＰＵ、１７０２はＭＰＵ１７０
１が実行する制御プログラムを格納するＲＯＭ、１７０
３は各種データ（上記記録信号やヘッドに供給される記
録データ等）を保存しておくＤＲＡＭである。１７０４
は記録ヘッド記録ヘッドＨに対する記録データの供給制
御を行うゲートアレイ（Ｇ．Ａ．）であり、インターフ
ェース１７００、ＭＰＵ１７０１、ＲＡＭ１７０３間の
データ転送制御も行う。

【００５０】これらインターフェース１７００、ＭＰＵ
１７０１、ＲＯＭ１７０２、ＲＡＭ１７０３、およびゲ
ートアレイ１７０４が、中央処理装置１０６を構成す
る。

【００５１】１１７は記録ヘッド１６を搬送するための
駆動モータ、１７０９は記録紙搬送のための搬送モータ
である。１７０５は記録ヘッド１６を駆動するヘッドド
ライバ、１７０６，１７０７はそれぞれ搬送モータ１７
０９、駆動モータ１１７を駆動するためのモータドライ
バである。

【００５２】上記制御構成の動作を説明すると、インタ
ーフェース１７００に記録信号が入るとゲートアレイ１
７０４とＭＰＵ１７０１との間で記録信号がプリント用
の記録データに変換される。そして、モータドライバ１
７０６、１７０７が駆動されると共に、ヘッドドライバ
１７０５に送られた記録データに従って記録ヘッド１６
が駆動され、記録が行われる。

【００５３】ここでは、ＭＰＵ１７０１が実行する制御
プログラムをＲＯＭ１７０２に格納するものとしたが、
ＥＥＰＲＯＭ等の消去／書き込みが可能な記憶媒体を更
に追加して、インクジェットプリンタと接続されたホス
トコンピュータから制御プログラムを変更できるように
構成することもできる。

【００５４】なお、上述のように、インクタンクと記録
ヘッド１６とは一体的に形成されて交換可能なインクカ
ートリッジ記録ヘッドＣを構成しても良いが、これらイ
ンクタンクと記録ヘッド１６とを分離可能に構成して、
インクがなくなったときにインクタンクだけを交換でき
るようにしても良い。

【００５５】図１０は、インクタンクとヘッドとが分離
可能なインクカートリッジ記録ヘッドＣの構成を示す外
観斜視図である。インクカートリッジ記録ヘッドＣは、
図１０に示すように、境界線Ｋの位置でインクタンクＩ
Ｔと記録ヘッド１６とが分離可能である。インクカート
リッジ記録ヘッドＣにはこれがキャリッジ１１６に搭載
されたときには、キャリッジ１１６側から供給される電
気信号を受け取るための電極（不図示）が設けられてお
り、この電気信号によって、前述のように記録ヘッド１
６が駆動されてインクが吐出される。

【００５６】なお、図１０において、５００はインク吐
出口列である。また、インクタンクＩＴにはインクを保
持するために繊維質状もしくは多孔質状のインク吸収体
が設けられている。

【００５７】以下、本実施形態の温度検出回路について
説明する。

【００５８】図１は、本実施形態の温度検出回路のブロ
ック図である。図中１０１，１０２，１０３，１０４は
図４に関して説明した従来例と同様、それぞれ記録ヘッ
ド、温度検出用ダイオード、定電流回路、利得５．３倍
の差動アンプである。

【００５９】１０６は中央処理装置、１０７は装置内の
温度センサであり、本実施形態においてはサーミスタを
用いている。一般に、サーミスタの方がダイオードセン
サよりも温度の検出精度が高い。

【００６０】１０９，１１０は双方ともＡ／Ｄ変換（ア
ナログ／デジタル変換）用入力端子であり、中央処理装
置１０６に内蔵されている図示しないＡ／Ｄ変換器に接
続され、これに入力された電圧値をデジタル値に変換し
て取り込むものである。

【００６１】１１１は、前記変換されたデジタル値の比
較を行った結果に対応した補正値を記憶するための記憶
手段である。

【００６２】上記のように構成された本実施形態の温度
検出回路の動作を説明する。

【００６３】図示しないプリンタ本体に記録ヘッド１０
１が装着された状態で、図示しない電源スイッチにより
電源が投入されると、定電流回路１０３からダイオード
１０２に２００μＡの一定電流Ｉｆが供給される。この
時のダイオード１０２の順方向電圧Ｖｆは次段の差動ア
ンプ１０４により５．３倍に電圧増幅された後、中央処
理装置１０６のＡ／Ｄ変換用入力端子１０９に入力され
る。

【００６４】このとき、中央処理装置１０６のＡ／Ｄ変
換用入力端子１１０には装置内の温度センサ１０７より
記録ヘッド温度と等しいと考えられる装置内の温度に相
当する電圧が入力されており、中央処理装置１０６内部
で温度に換算される。

【００６５】次に、図６および後に記載する表１〜表３
を用いて、図１の回路による、ダイオード１０２の順方
向電圧Ｖｆばらつきの補正方法に関する具体的手法と、
Ａ／Ｄ変換用入力端子１０９に入力された電圧値をヘッ
ド温度に換算する具体的手順について説明する。

【００６６】始めに、ダイオード１０２の順方向電圧Ｖ
ｆにおけるばらつきの補正手法について、図６のフロー
チャートに従って説明する。

【００６７】プリンタに図１に図示しない電源が投入さ
れると、中央処理装置１０６は装置内の温度センサ１０
７によりプリンタ内部の温度を測定する（ステップＳ
１）。

【００６８】次に、中央処理装置１０６はヘッド温度セ
ンサの電圧値のＡＤ変換値を検出する（ステップＳ
２）。

【００６９】その後、中央処理装置１０６は、下記の表
１に基づき、装置内の温度と、ヘッド温度センサのＡＤ
値より温度ランク値を決定する（ステップＳ３）。すな
わち、ヘッド温度センサのＡＤ値は、先に読取った装置
内の温度と同一の温度を示すという認識に基づいて、こ
のＡＤ値をダイオード１０２の順方向電圧Ｖｆのばらつ
きを示す値として、温度ランクを決定するのに用いる。

【００７０】

【表１】

【００７１】具体的な数値例を示すと、装置内温度が１
５℃であるときに、ヘッド温度センサのＡＤ値が３２６
であれば温度ランクは５ということになる。なお、表１
にはＡＤ値の中央値のみを示しているので、この場合は
ＡＤ値が３２４〜３２８の範囲であれば、温度ランクは
５ということになる。

【００７２】得られた温度ランク値より下記の表２に基
づき、ヘッド温度補正値（オフセットsum）を決定する
（ステップＳ４）。

【００７３】

【表２】

【００７４】そして、その温度補正値を記憶手段１１１
に記憶する（ステップＳ５）。上記具体的数値例の場合
は、ランク値が５であったので、温度補正値は２５とな
る。

【００７５】以上のようにして、補正値が記憶された後
は、Ａ／Ｄ変換用入力端子１０９に入力された電圧値の
ＡＤ値に得られたヘッド温度補正値を加えて補正をか
け、下記の表３に従って温度に換算する。これにより、
記録ヘッド１０１の正確な温度が検出できる。上記具体
的数値例の場合は、ＡＤ値に２５を加えた値に対応する
温度が求める温度として出力される。

【００７６】

【表３】

【００７７】以上の処理により、補正が完了すると同時
にダイオードの順方向電圧Ｖｆ中の温度変化非依存領域
の除去も完了する。

【００７８】次に、図７を用いてダイオードの順方向電
圧Ｖｆ中の温度変化非依存領域の除去に関する説明を行
なう。本図中５０１，５０２，５０３は図５で説明した
従来の特性曲線と同一のものである。この図７からも判
る通り、本来検出したい領域は各特性曲線５０１，５０
２，５０３の温度による勾配部分のみでありそれ以外は
順方向電圧Ｖｆのばらつきも含め、温度変化に依存しな
い領域は温度検出の際には不要のものである。

【００７９】従って、この領域に相当する一定値を減算
すればよいこととなり、図７中の５０１が除去した後の
特性曲線、７０１が０℃〜５０℃の変化量である。

【００８０】この減算処理は中央処理装置１０６で行わ
れ、減算値は記憶手段１１１に記憶された補正値であ
る。

【００８１】なお、本図の特性曲線５０１を表に書換え
たものが上述した表３である。このように本実施形態で
は補正値を記憶することにより、温度変化非依存領域の
除去も、同時に行うことが出来る。

【００８２】以上説明したように本実施形態によれば、
以下のような効果がある。

【００８３】記録ヘッドの温度検出素子における特性の
ばらつきを補正すると同時に、温度検出素子として特に
有効な温度変化特性のみを効率良く抽出する事が可能に
なるので、高精度な温度検出が可能になる。

【００８４】従って、記録むら／濃度むらのない、高品
位な画像形成が可能なプリンタを実現することができ
る。

【００８５】また、装置内の温度センサとヘッド温度セ
ンサを利用した構成とすることにより、製造工程での調
整作業を削除できると共に、記録ヘッド着脱式プリンタ
においては記録ヘッドを交換した際にも、各記録ヘッド
の温度センサの特性に応じて自動補正する等、容易に対
応可能となる。

【００８６】［他の実施形態］なお、これまで説明して
きた実施形態においては、インクジェット方式のインク
ジェットプリンタに本発明を適用した例について説明し
たが、本発明はこれに限定されるものではなく、従来例
においても記述した熱転写方式、感熱方式など熱エネル
ギーを利用して記録するプリンタにはその方式によらず
容易に応用可能である。

【００８７】また、上述の実施形態においては、ヘッド
の温度検出手段をダイオードで構成したが、従来例にお
いても説明した通り、サーミスタ等、温度により特性変
化を発生するデバイスであれば本発明を適用することは
可能である。

【００８８】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
エネルギーとして熱エネルギーを発生する手段（例えば
電気熱変換体やレーザ光等）を備え、前記熱エネルギー
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。

【００８９】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。

【００９０】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４
４６３３５９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４３１３
１２４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。

【００９１】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。

【００９２】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
な記録ヘッドとしては、複数記録ヘッドの組合せによっ
てその長さを満たす構成や、一体的に形成された１個の
記録ヘッドとしての構成のいずれでもよい。

【００９３】加えて、上例のようなシリアルタイプのも
のでも、装置本体に固定された記録ヘッド、あるいは装
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
体的にインクタンクが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。

【００９４】また、本発明の記録装置の構成として、記
録ヘッドの吐出回後手段、予備的な補助手段等を付加す
ることは本発明の効果を一層安定できるので、好ましい
ものである。これらを具体的に挙げれば、記録ヘッドに
対してのキャッピング手段、クリーニング手段、加圧或
は吸引手段、電気熱変換体或はこれとは別の加熱素子或
はこれらの組み合わせを用いて加熱を行う予備加熱手
段、記録とは別の吐出を行なう予備吐出手段を挙げるこ
とができる。

【００９５】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
みが設けられたものの他、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っても
よい。すなわち、例えば記録装置の記録モードとしては
累色等の主流色のみの記録モードだけではなく、記録ヘ
ッドを一体的に構成するか複数個の組み合わせによるか
いずれでもよいが、異なる色の複色カラー、または混色
によるフルカラーの各記録モードの少なくとも一つを備
えた装置にも本発明は極めて有効である。

【００９６】さらに加えて、以上説明した本発明実施形
態においては、インクを液体として説明しているが、室
温やそれ以下で固化するインクであって、室温で軟化も
しくは液化するものを用いてもよく、あるいはインクジ
ェット方式ではインク自体を３０℃以上７０℃以下の範
囲内で温度調整を行ってインクの粘性を安定吐出範囲に
あるように温度制御するものが一般的であるから、使用
記録信号付与時にインクが液状をなすものを用いてもよ
い。加えて、熱エネルギーによる昇温を、インクの固形
状態から液体状態への状態変化のエネルギーとして使用
せしめることで積極的に防止するため、またはインクの
蒸発を防止するため、放置状態で固化し加熱によって液
化するインクを用いてもよい。いずれにしても熱エネル
ギーの記録信号に応じた付与によってインクが液化し、
液状インクが吐出されるものや、記録媒体に到達する時
点ではすでに固化し始めるもの等のような、熱エネルギ
ーの付与によって初めて液化する性質のインクを使用す
る場合も本発明は適用可能である。このような場合のイ
ンクは、特開昭５４−５６８４７号公報あるいは特開昭
６０−７１２６０号公報に記載されるような、多孔質シ
ート凹部または貫通孔に液状または固形物として保持さ
れた状態で、電気熱変換体に対して対向するような形態
としてもよい。本発明においては、上述した各インクに
対して最も有効なものは、上述した膜沸騰方式を実行す
るものである。

【００９７】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。

【００９８】なお、本発明は、複数の機器（例えばホス
トコンピュータ、インタフェイス機器、リーダ、プリン
タなど）から構成されるシステムに適用しても、一つの
機器からなる装置（例えば、複写機、ファクシミリ装置
など）に適用してもよい。

【００９９】また、本発明の目的は、前述した実施形態
の機能を実現するソフトウェアのプログラムコードを記
録した記憶媒体（または記録媒体）を、システムあるい
は装置に供給し、そのシステムあるいは装置のコンピュ
ータ（またはCPUやMPU）が記憶媒体に格納されたプログ
ラムコードを読み出し実行することによっても、達成さ
れることは言うまでもない。この場合、記憶媒体から読
み出されたプログラムコード自体が前述した実施形態の
機能を実現することになり、そのプログラムコードを記
憶した記憶媒体は本発明を構成することになる。また、
コンピュータが読み出したプログラムコードを実行する
ことにより、前述した実施形態の機能が実現されるだけ
でなく、そのプログラムコードの指示に基づき、コンピ
ュータ上で稼働しているオペレーティングシステム(OS)
などが実際の処理の一部または全部を行い、その処理に
よって前述した実施形態の機能が実現される場合も含ま
れることは言うまでもない。

【０１００】さらに、記憶媒体から読み出されたプログ
ラムコードが、コンピュータに挿入された機能拡張カー
ドやコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わ
るメモリに書込まれた後、そのプログラムコードの指示
に基づき、その機能拡張カードや機能拡張ユニットに備
わるCPUなどが実際の処理の一部または全部を行い、そ
の処理によって前述した実施形態の機能が実現される場
合も含まれることは言うまでもない。

【０１０１】本発明を上記記憶媒体に適用する場合、そ
の記憶媒体には、先に説明した（図６に示す）フローチ
ャートに対応するプログラムコードが格納されることに
なる。

【０１０２】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、記
録ヘッドの周囲の第２の温度を検出する手段として、検
出精度の高い素子を使用すれば、記録ヘッド内部の第１
の温度を検出する手段として、固体間のばらつきがある
ダイオードなどの素子を用いた場合においても、記録ヘ
ッド内部の温度を高精度で求めることができる。

【０１０３】従って、記録ヘッド内部の温度変化に起因
する記録むらや濃度むらを減少させ、高品位な記録が可
能となる。また、製造工程での調整作業を削除できると
共に、記録ヘッドが着脱可能な記録装置においては、記
録ヘッド交換時に記録ヘッド個々の温度特性に応じて補
正することが容易に行える。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態の温度検出回路を示すブロッ
ク図である。

【図２】インクジェット方式によるインク吐出の原理を
説明する図である。

【図３】ダイオードの順方向電圧と温度の関係を示すグ
ラフである。

【図４】従来の温度検出回路を示すブロック図である。

【図５】ＡＤ変換器の入力電圧と温度の関係を示すグラ
フである。

【図６】実施形態の動作を説明するフローチャートであ
る。

【図７】ＡＤ変換器の入力電圧の変化範囲を示すグラフ
である。

【図８】本発明の実施形態であるインクジェットプリン
タの構成を示す斜視図である。

【図９】図８のプリンタの制御構成を示すブロック図で
ある。

【図１０】図８のプリンタのインクカートリッジを示す
図である。

【符号の説明】

１０１ 記録ヘッド １０２ ヘッド温度センサ １０３ 定電流回路 １０４ 増幅回路 １０６ 中央処理装置 １０７ 装置内の温度センサ １０９，１１１ Ａ／Ｄ変換用入力端子 １１０ 記憶手段

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 熱エネルギーを利用して記録媒体に記録
   を行う記録ヘッドを有する記録装置であって、 前記記録ヘッド内部の第１の温度を検出する第１の温度
   検出手段と、 前記装置内部の前記記録ヘッド周囲の第２の温度を検出
   する第２の温度検出手段と、 前記第１の温度と前記第２の温度とから前記第１の温度
   の補正値を求める補正手段と、 前記補正値を記憶する記憶手段と、 前記記憶手段に記憶された前記補正値に基づいて、前記
   第１の温度を補正して前記記録ヘッド内部の温度を求め
   る温度算出手段と、 前記温度算出手段によって求められた前記記録ヘッド内
   部の温度に応じて、前記記録ヘッドの駆動を制御する制
   御手段とを備えることを特徴とする記録装置。
2. 【請求項２】 前記第２の温度検出手段は前記第１の温
   度検出手段よりも検出精度が高いことを特徴とする請求
   項１に記載の記録装置。
3. 【請求項３】 前記補正手段は、前記第１の温度を前記
   第２の温度に近似させる値を前記補正値として求めるこ
   とを特徴とする請求項２に記載の記録装置。
4. 【請求項４】 前記記憶手段は不揮発性メモリであるこ
   とを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の記録
   装置。
5. 【請求項５】 前記記録ヘッドはインクを吐出するイン
   クジェット記録ヘッドであり、インクに与える熱エネル
   ギーを発生するための熱エネルギー変換体を備えている
   ことを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の記
   録装置。
6. 【請求項６】 前記第１の温度検出手段は、前記熱エネ
   ルギー変換体と共に半導体基板上に形成されていること
   を特徴とする請求項５に記載の記録装置。
7. 【請求項７】 熱エネルギーを利用して記録媒体に記録
   を行う記録ヘッドによって記録を行う記録方法であっ
   て、 前記記録ヘッド内部の第１の温度を検出する第１の温度
   検出工程と、 前記記録ヘッド周囲の第２の温度を検出する第２の温度
   検出工程と、 前記第１の温度と前記第２の温度とから前記第１の温度
   の補正値を求める補正工程と、 前記補正値を記憶手段に記憶する記憶工程と、 前記記憶手段に記憶された前記補正値に基づいて、前記
   第１の温度を補正して前記記録ヘッド内部の温度を求め
   る温度算出工程と、 前記温度算出工程によって求められた前記記録ヘッド内
   部の温度に応じて、前記記録ヘッドの駆動を制御する制
   御工程とを備えることを特徴とする記録方法。
8. 【請求項８】 前記第２の温度検出工程においては、前
   記第１の温度検出工程よりも高い精度で温度を検出する
   ことを特徴とする請求項７に記載の記録方法。
9. 【請求項９】 前記補正工程において、前記第１の温度
   を前記第２の温度に近似させる値を前記補正値として求
   めることを特徴とする請求項８に記載の記録方法。