JP2012176603A - 記録装置及びその判定方法 - Google Patents

Abstract

【課題】
記録素子基板の状態判定の信頼性を向上させるようにした技術を提供する。
【解決手段】
記録装置は、熱エネルギーを利用してインクを吐出する記録素子を備えた複数の記録素子基板と、前記記録素子基板のそれぞれに設けられ、前記記録素子基板の温度を測定する複数の温度センサと、複数の前記温度センサのいずれか１つを選択する選択手段と、前記選択手段により選択された前記温度センサが設けられた前記記録素子基板の記録素子のみを駆動するように制御する制御手段と、前記選択手段により選択された前記温度センサで測定された測定温度に基づき、前記記録素子基板の異常の有無を判定する判定手段とを具備する。
【選択図】 図１２

Description

本発明は、記録装置及びその判定方法に関する。

従来、温度センサやヒータ（記録素子）を有する基板（記録素子基板）が複数設けられた記録ヘッドを備えた記録装置が知られている。このような記録ヘッドを備えた記録装置においては、複数の基板それぞれに設けられた温度センサを用いて各基板の温度を選択的に検知し、複数の基板のそれぞれに備わるヒータを選択的に動作させて温度制御を行なう技術が知られている（特許文献１）。

また、ヒータの駆動前後の温度変化に基づいて温度センサ及びヒータの双方が正常に動作しているか否かを判定し、少なくとも一方に異常があれば、記録処理を制限する技術が知られている（特許文献２）。

特開平１０−１６２３０号公報 特開平３−１７６１５５号公報

従来、複数の基板それぞれに設けられた温度センサからの検出信号を選択的に取得する手法は知られている。しかし、基板（例えば、温度センサ、ヒータ及び駆動回路、選択回路等）の異常を判定する際に、例えば、複数の基板それぞれに設けられた温度センサの検出信号を選択する選択回路等に異常があった場合、見掛け上、正常であると誤った判定をしてしまう場合があった。

そこで、本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、記録素子基板の状態判定の信頼性を向上させるようにした技術を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明の一態様による記録装置は、熱エネルギーを利用してインクを吐出する記録素子を備えた複数の記録素子基板と、前記記録素子基板のそれぞれに設けられ、前記記録素子基板の温度を測定する複数の温度センサと、複数の前記温度センサのいずれか１つを選択する選択手段と、前記選択手段により選択された前記温度センサが設けられた前記記録素子基板の記録素子のみを駆動するように制御する制御手段と、前記選択手段により選択された前記温度センサで測定された測定温度に基づき、前記記録素子基板の異常の有無を判定する判定手段とを具備する。

本発明によれば、記録素子基板の状態判定の信頼性を向上させられる。

本発明の一実施の形態に係わる記録装置の構成の一例を示す図。 図１に示す記録ヘッド２の構成の一例を示す図。 図１に示す記録ヘッド２の構成の一例を示す図。 図１に示す記録ヘッド２の構成の一例を示す図。 図１に示す記録ヘッド２の構成の一例を示す図。 図１に示す記録ヘッド２の構成の一例を示す図。 図１に示す記録ヘッド２の構成の一例を示す図。 図１に示す記録ヘッド２の構成の一例を示す図。 記録装置本体側（制御部９）における機能的な構成の一例を示す図。 異常判定処理のタイミングチャートの一例を示す図（従来）。 異常判定処理のタイミングチャートの一例を示す図（従来）。 実施形態１に係わる異常判定処理のタイミングチャートの一例を示す図。 実施形態１に係わる記録装置１の処理の流れの一例を示すフローチャート。 異常判定処理のタイミングチャートの一例を示す図（従来）。 実施形態２に係わる記録装置１の処理の流れの一例を示すフローチャート。 実施形態２に係わる異常判定処理のタイミングチャートの一例を示す図。 実施形態３の概要を説明するための図。

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。以下の説明においては、インクジェット記録方式を用いた記録装置を例に挙げて説明する。記録装置は、例えば、記録機能のみを有するシングルファンクションプリンタであってもよいし、また、例えば、記録機能、ＦＡＸ機能、スキャナ機能等の複数の機能を有するマルチファンクションプリンタであってもよい。また、例えば、カラーフィルタ、電子デバイス、光学デバイス、微小構造物等を所定の記録方式で製造するための製造装置であってもよい。

なお、以下の説明において、「記録」とは、文字、図形等有意の情報を形成する場合のみならず、有意無意を問わない。更に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も問わず、広く記録媒体上に画像、模様、パターン、構造物等を形成する、又は媒体の加工を行なう場合も表す。

また、「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、布、プラスチック・フィルム、金属板、ガラス、セラミックス、樹脂、木材、皮革等、インクを受容可能なものも表す。

更に、「インク」とは、上記「記録」の定義と同様広く解釈されるべきものである。従って、記録媒体上に付与されることによって、画像、模様、パターン等の形成又は記録媒体の加工、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表す。

（実施形態１）
図１は、本発明の一実施の形態に係わるインクジェット記録装置（以下、記録装置と呼ぶ）１の構成の一例を示す図である。

記録装置１には、記録媒体の幅に相当する記録幅を持つ、いわゆる、フルラインタイプの記録ヘッド２が設けられる。記録ヘッド２は、各色（２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｂｋ）に対応して複数設けられる。具体的には、イエローインクを吐出する記録ヘッド２Ｙと、マゼンタインクを吐出する記録ヘッド２Ｍと、シアンインクを吐出する記録ヘッド２Ｃと、ブラックインクを吐出する記録ヘッド２Ｂｋとが設けられる。これら記録ヘッド各々は、図２に示すように、記録媒体Ｐの搬送方向（走査方向：Ｘ方向）と直交する方向（ノズル配列方向：Ｙ方向）に延在して設けられる。

各記録ヘッド２は、イエローインク、マゼンタインク、シアンインク、ブラックインクをそれぞれ貯留する４つのインクタンク３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｂｋ（以下、これらをまとめてインクタンク３と呼ぶ）に対して接続配管４を介して接続される。各インクタンク３は、それぞれ独立して着脱できる。

記録ヘッド２は、搬送用ベルト５を挟んでプラテン６と対向する位置に設けられる。記録ヘッド２は、ヘッド移動部１０によりプラテン６との対向方向に昇降させられる。なお、ヘッド移動部１０は、制御部９によりその作動が制御される。

また、記録ヘッド２には、インクを吐出するインク吐出口と、インクタンク３のインクが供給される共通液室と、この共通液室から各インク吐出口へとインクを導くインク流路（ノズル）とが設けられる。各ノズルには、例えば、発熱抵抗素子から構成される記録素子（以下、ヒータ呼ぶ場合もある）やヒータ駆動回路等が設けられる。

すなわち、本実施形態に係わる記録ヘッド２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方式が採用されており、熱エネルギーを発生するために発熱抵抗素子が設けられる。これにより、発熱抵抗素子の熱エネルギーによりインクに膜沸騰を生じさせ、吐出口よりインクを吐出する。発熱抵抗素子は、各吐出口のそれぞれに対応して設けられ、記録信号に応じて対応する発熱抵抗素子に電圧のパルスを印加することによって対応する吐出口からインクが吐出される。

ここで、ヒータは、ヘッドドライバ２ａを介して制御部９に電気的に接続されており、制御部９から送られてくるオン／オフ信号（吐出／不吐出信号）に応じてヒータの駆動、停止が制御される。

制御部９は、記録装置１における各種処理を統括制御する。制御部９は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭやＲＡＭ等のメモリ等、ＡＳＩＣ（ApplicationSpecific Integrated Circuit）等で構成される。

記録ヘッド２の側方には、記録ヘッド２の回復処理を行なうため、記録ヘッド２の配列間隔に対して半ピッチずらした状態でキャップ７が配置される。キャップ移動部８は、制御部９によってその作動が制御され、記録ヘッド２の直下にキャップ７を移動させ、インク吐出口から排出される廃インクをキャップ７に受けさせる。

搬送用ベルト５は、記録媒体Ｐを搬送する役割を果たし、ベルト駆動モータ１１に連結された駆動ローラに掛け渡される。搬送用ベルト５は、モータドライバ１２によってその作動が切り替えられる。

搬送用ベルト５の上流側には、帯電器１３が設けられる。帯電器１３は、搬送用ベルト５を帯電することにより、記録媒体Ｐを搬送用ベルト５に密着させる。帯電器１３は、帯電器ドライバ１３ａによってその通電のオン／オフが切り換えられる。一対の給送ローラ１４は、搬送用ベルト５上に記録媒体Ｐを供給する。給送用モータ１５は、これら一対の給送ローラ１４を駆動回転させる。給送用モータ１５は、モータドライバ１６によってその作動が制御される。

以上が記録装置１の構成の一例についての説明である。なお、図１に示す記録装置１の構成は、あくまで一例であり、必ずしもこのような構成に限られない。例えば、図１の構成では、記録ヘッド２に対して記録媒体Ｐが搬送される構成であったが、記録ヘッド２と記録媒体Ｐとが相対的に移動する構成であれば良く、その構成は特に問わない。例えば、記録ヘッド２が記録媒体Ｐに対して移動する構成であっても良い。

図２〜図８を用いて、図１に示す記録ヘッド２の構成の詳細について説明する。

記録ヘッド２には、複数の記録素子基板Ｈ１１００が千鳥状に配置されており、同一色による幅広の記録が可能に構成されている。本実施形態に係わる記録ヘッド２には、ノズル群の長さが１インチ＋αの４つの記録素子基板Ｈ１１００ａ、Ｈ１１００ｂ、Ｈ１１００ｃ、Ｈ１１００ｄが千鳥状に配置されており、４インチ幅を記録可能に構成されている。ここでは、記録素子基板Ｈ１１００の個数を４つとしたが、その数を増やすことで記録幅に合わせた記録ヘッドをスケーラブルに展開できる。

各記録素子基板Ｈ１１００の吐出口群の端部には、Ｙ方向に沿って重複する領域（Ｌ）が設けられており、各記録素子基板Ｈ１１００による記録に隙間が生じることを防止している。例えば、ノズル群Ｈ１１０６ａ及びノズル群Ｈ１１０６ｂの間には、重複領域Ｈ１１０９ａ及びＨ１１０９ｂが設けられている。

ここで、記録ヘッド２は、図３に示すように、記録素子ユニットＨ１００１と、インク供給部材Ｈ１５００とに大きく分けられる。なお、記録素子ユニットＨ１００１には、上述した記録素子基板Ｈ１１００が複数設けられている。

インク供給部材Ｈ１５００は、例えば、樹脂成形により形成され、共通液室Ｈ１５０１と、Ｚ方向基準Ｈ１５０２とを具備している。Ｚ方向基準Ｈ１５０２は、記録素子ユニットＨ１００１を位置決め固定するとともに、記録ヘッド２のＺ方向への基準となる。

ここで、記録素子ユニットＨ１００１とインク供給部材Ｈ１５００との結合の仕方について説明する。まず、インク供給部材Ｈ１５００の開口と記録素子ユニットＨ１００１を封止剤により封止し、共通液室Ｈ１５０１を２室に分離し密閉する。そして、例えば、ビスＨ１９００等を用いて、インク供給部材Ｈ１５００のＺ方向基準Ｈ１５０２に記録素子ユニットＨ１００１のＺ方向基準（不図示）を位置決め固定する。なお、上述した封止剤は、耐インク性を有するとともに常温で硬化し、且つ異種材料間の線膨張差に耐えられる柔軟性を持つことが望ましい。

次に、図４を用いて、記録素子ユニットＨ１００１について更に説明する。記録素子ユニットＨ１００１は、記録素子基板Ｈ１１００と、第１のプレートＨ１２００と、電気配線基板Ｈ１３００と、第２のプレートＨ１４００と、フィルター部材Ｈ１６００とを具備して構成される。

電気配線基板Ｈ１３００は、インクを吐出するための電気信号を記録素子基板Ｈ１１００に印加する。電気配線基板Ｈ１３００には、記録素子基板Ｈ１１００を組み込むための開口が形成されている。電気配線基板Ｈ１３００の裏面には、第２のプレートＨ１４００が接着固定される。

電気配線基板Ｈ１３００には、記録素子基板Ｈ１１００の電極（図５（ａ）に示すＨ１１０３）に対応する電極端子Ｈ１３０２と、記録装置本体から電気信号を受け取るための外部信号入力端子Ｈ１３０１とが設けられる。なお、記録素子ユニットＨ１００１における外部信号入力端子Ｈ１３０１に対応するエリアは、例えば、図３に示すインク供給部材Ｈ１５００の裏面に位置決め固定される。

電気配線基板Ｈ１３００は、記録素子基板Ｈ１１００に電気的に接続されている。より具体的には、記録素子基板Ｈ１１００の電極（図５（ａ）に示すＨ１１０３）と、電気配線基板Ｈ１３００の電極端子Ｈ１３０２とがワイヤーボンディング技術により電気的に接続される。電気配線基板Ｈ１３００の素材には、例えば、配線が二層構造のフレキシブル配線基板が使用され、その表層はポリイミドフィルムで覆われている。

第１のプレートＨ１２００は、例えば、厚さ０．５〜１０ｍｍのアルミナで形成される。なお、第１のプレートＨ１２００の素材は、アルミナに限られない。第１のプレートＨ１２００は、例えば、記録素子基板Ｈ１１００の材料の線膨張率と同等の線膨張率を有し、且つ記録素子基板Ｈ１１００材料の熱伝導率と同等若しくはそれを越える熱伝導率を有する材料で作られても良い。より具体的には、第１のプレートＨ１２００の素材は、例えば、シリコン（Ｓｉ）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、ジルコニア、窒化珪素（Ｓｉ３Ｎ４）、炭化珪素（ＳｉＣ）、モリブデン（Ｍｏ）、タングステン（Ｗ）のうちいずれであっても良い。

第１のプレートＨ１２００には、記録素子基板Ｈ１１００にインクを供給するためのインク供給口Ｈ１２０１が形成されている。記録素子基板Ｈ１１００のインク供給口（図５（ｂ）に示すＨ１１０１）が第１のプレートＨ１２００のインク供給口Ｈ１２０１に対応する。また、記録素子基板Ｈ１１００は、第１のプレートＨ１２００に対して位置精度良く接着固定される。その接着剤は、例えば、粘度が低く、接触面に形成される接着層が薄く、且つ、硬化後、比較的高い硬度を有し、耐インク性のあるものが望ましい。例えば、エポキシ樹脂を主成分とした熱硬化接着剤、若しくは紫外線硬化併用型の熱硬化接着剤が挙げられる。なお、接着層の厚みは５０μｍ以下が望ましい。

第１のプレートＨ１２００のインク供給口Ｈ１２０１には、インク中に混入された異物を取り除くため、フィルター部材Ｈ１６００が接着固定される。また、第１のプレートＨ１２００には、位置決め基準となるＸ方向基準Ｈ１２０４、Ｙ方向基準Ｈ１２０５、Ｚ方向基準Ｈ１２０６も設けられる。

第２のプレートＨ１４００は、例えば、厚さ０．５〜１ｍｍのＳＵＳ板で形成される。なお、第２のプレートＨ１４００の素材は、ＳＵＳに限られない。第２のプレートＨ１４００は、例えば、耐インク性を有し、良好な平面性を有する材料で作られても良い。第２のプレートＨ１４００は、第１のプレートＨ１２００に接着固定された記録素子基板Ｈ１１００を取り込む開口を有し、第１のプレートＨ１２００に接着固定される。

第２のプレートＨ１４００の開口と、記録素子基板Ｈ１１００の側面によって形成される溝との間には、封止剤が充填され、電気配線基板Ｈ１３００の電気実装部が封止される。また、記録素子基板Ｈ１１００の電極（図５（ａ）に示すＨ１１０３）も、封止剤で封止されており、電気接続部分がインクによる腐食や外的衝撃から保護される。

次に、図５（ａ）及び図５（ｂ）を用いて、記録素子基板Ｈ１１００の構成の一例について説明する。図５（ａ）は、記録素子基板Ｈ１１００の外観構成の一例を示し、図５（ｂ）は、図５（ａ）に示すＡ−Ａの断面の一例を示す。

記録素子基板Ｈ１１００には、例えば、厚さ０．５〜１ｍｍのＳｉ基板Ｈ１１０８で薄膜が形成されている。また、インク流路として長溝状の貫通口からなるインク供給口Ｈ１１０１が形成され、インク供給口Ｈ１１０１の両側に発熱抵抗素子Ｈ１１０２がそれぞれ１列ずつ千鳥状に配列されている。発熱抵抗素子Ｈ１１０２及びＡｌ等の電気配線が成膜技術により形成されている。また、電気配線に電力を供給するため、電極Ｈ１１０３が設けられている。

インク供給口Ｈ１１０１は、Ｓｉ基板Ｈ１１０８の結晶方位を利用して、異方性エッチングを行う。ウエハー面に＜１００＞、厚さ方向に＜１１１＞の結晶方位を持つ場合、アルカリ系（ＫＯＨ、ＴＭＡＨ、ヒトラジン等）の異方性エッチングにより、約５４．７度の角度でエッチングが進行する。この方法を用いて、所望の深さにエッチングされる。

Ｓｉ基板Ｈ１１０８上には、ノズルプレートＨ１１１０が設けられ、発熱抵抗素子Ｈ１１０２に対応して、インク流路Ｈ１１０４と、ノズルＨ１１０５と、発泡室Ｈ１１０７とがフォトリソ技術により形成されている。

ノズルＨ１１０５は、発熱抵抗素子Ｈ１１０２に対向するように設けられており、インク供給口Ｈ１１０１から供給されたインクを発熱抵抗素子Ｈ１１０２により気泡を発生させてインクを吐出させる。

ここで、図６は、記録素子基板Ｈ１１００と温度センサとの位置関係の一例を示す図である。各記録素子基板Ｈ１１００には、図６に示すように、当該基板の中央部に１つの温度センサＨ１１２０が設けられている。

図７は、記録ヘッド２における機能的な構成の一例を示す図である。

記録素子基板Ｈ１１００（Ｈ１１００ａ〜Ｈ１１００ｄ）には、記録素子（発熱抵抗素子）が複数配列されるとともに、その他の各種機能を提供する素子も設けられる。

記録素子基板Ｈ１１００に備わる温度センサＨ１１２０（不図示）の出力は、配線２５（２５ａ〜２５ｄ）によって引き出され、（アナログ）マルチプレクサ２３に入力される。マルチプレクサ２３は、いずれかの温度センサＨ１１２０の出力を選択する。当該選択された温度センサＨ１１２０の出力は、記録ヘッド２と外部とを電気的に接続するために設けられた出力用端子２０を介して外部に取り出される。

カウンタ２２のデコード信号を利用することにより、各記録素子基板Ｈ１１００の温度センサＨ１１２０の出力は、外部に取り出される。これにより、記録装置１においては、各記録素子基板Ｈ１１００の温度に応じて、記録ヘッド２を温度制御することが可能となる。

図８は、図７に示す温度センサＨ１１２０とマルチプレクサ２３との間の接続の一例を示す図である。この場合、温度センサＨ１１２０（Ｈ１１２０ａ〜Ｈ１１２０ｄ）としては、ダイオードが用いられており、その順方向の電圧効果が温度特性を持つことを利用して温度検出が行なわれる。

各温度センサＨ１１２０は、記録素子基板Ｈ１１００にそれぞれ対応してその内部に設けられている。それら温度センサ（ダイオード）Ｈ１１２０のカソード電極をコモン電極３３とし、それらアノード電極がマルチプレクサ２３に接続される。

マルチプレクサ２３は、選択信号２１を用いて、それらアノード電極を選択的に外部取り出し電極３２を介して記録装置本体と接続する。なお、選択信号２１は、記録装置本体側から入力される。記録装置本体は、マルチプレクサ２３によって選択されたダイオードの順方向の電圧降下を読み取ることにより温度を検知する。

次に、図９を用いて、記録装置本体側（図１に示す制御部９）における機能的な構成の一例について説明する。ここでは、記録素子基板（例えば、温度センサ、ヒータ及び駆動回路、マルチプレクサ等）の異常の判定に係わる構成について例を挙げて説明する。

制御部９には、検出信号取得部４１と、加熱制御部４５と、異常判定部４６と、タイマー部４７とが設けられる。なお、これら機能的な構成は、例えば、ＣＰＵがＲＯＭ（ReadOnly Memory）等に設けられるプログラムをＲＡＭ（Random Access Memory）をワーク領域にして実行することにより実現される。なお、その一部又は全てが専用のハードウェア構成として実現されても良い。

検出信号取得部４１は、各記録素子基板Ｈ１１００に設けられた温度センサＨ１１２０から検出信号（検出温度（測定温度））を取得する。検出信号取得部４１には、第１の検出信号取得部４２と、第２の検出信号取得部４３と、第３の検出信号取得部４４とが設けられる。

第１の検出信号取得部４２は、記録素子基板Ｈ１１００の異常を判定する異常判定処理に際して、複数の記録素子基板Ｈ１１００に対して加熱が行なわれる前に各温度センサＨ１１２０から検出信号をそれぞれ取得する。

第２の検出信号取得部４３は、加熱中の記録素子基板Ｈ１１００における温度センサＨ１１２０からの検出信号を取得する。なお、第３の検出信号取得部４４は、実施形態１においては、特に機能せず、関係のない構成であるため、実施形態２で説明する。

加熱制御部４５は、記録素子基板Ｈ１１００の加熱を制御する。より具体的には、発熱抵抗素子を発熱させることにより複数の記録素子基板Ｈ１１００を（１つずつ）順番に加熱させる。なお、異常判定処理に際して、加熱制御部４５は、インクが吐出されない程度に発熱抵抗素子を発熱させる（吐出前の準備）。

異常判定部４６は、検出信号取得部４１により取得された検出信号に基づいて、記録素子基板Ｈ１１００の異常の有無を判定する。

タイマー部４７は、所定の時間を計時する。以上が、制御部９上に実現される機能的な構成についての説明である。

図１０は、記録素子基板Ｈ１１００異常判定を行なう際のタイミングチャートの一例を示す図である。なお、図１０（図１１、図１２、図１４、図１６）に示す「選択された温度センサ」においては、温度センサを示す符号（Ｈ１１２０ａ〜Ｈ１１２０ｄ）のアルファベット（ａ〜ｄ）を用いて選択中の温度センサが示されている。

記録素子基板Ｈ１１００ａにおいては、ヒータ加熱前、すなわちヒータに電圧のパルスを印加する前の温度がＴｔ０（時刻ｔ０）、ヒータ加熱後、すなわちヒータに電圧のパルスを印加開始した後の温度がＴｔ１及びＴｔ２となる。ヒータ加熱前後、すなわち電圧パルスを印加する前後の温度差（Ｔｔ１−Ｔｔ０、Ｔｔ２−Ｔｔ０）が予め定められた第１の閾値を越えていれば、記録素子基板Ｈ１１００ａが正常に動作していると判定できる。

異常判定処理は、各記録素子基板Ｈ１１００において実施される。具体的には、異常判定処理は、時刻ｔ４〜ｔ７においては記録素子基板Ｈ１１００ｂで実施され、時刻ｔ８〜ｔ１１においては記録素子基板Ｈ１１００ｃで実施され、時刻ｔ１２〜ｔ１５においては記録素子基板Ｈ１１００ｄで実施される。

図１１に、各記録素子基板の温度センサを順次選択するための選択回路（マルチプレクサ２３）や、電気配線基板Ｈ１３００に設けられた配線や、記録素子基板Ｈ１１００の電極Ｈ１１０３と電気配線基板Ｈ１３００の電極端子Ｈ１３０２とのボンディング等に不具合が生じて温度センサの出力を正常に検出できない場合を示す。

図１１には、いずれの温度検出タイミングにおいても、記録素子基板Ｈ１１００ａの温度センサＨ１１２０ａが何らかの不具合で常に選択されるようになっている場合を示している。このような状況では、記録素子基板Ｈ１１００ｂにおける温度センサＨ１１２０ｂに何らかの不具合が生じていたとしても、異常はないと判定されてしまう。つまり、記録素子基板の状態を誤判定してしまう。

図１０を用いて説明した通り、記録素子基板Ｈ１１００ｂにおける温度センサＨ１１２０ｂは、本来、時刻ｔ４から検出信号（検出温度）を出力する予定であるが、図１１においては、時刻ｔ４において記録素子基板Ｈ１１００ａの検出信号が出力されている。

また、時刻ｔ４以降は、各記録素子基板Ｈ１１００の異常判定を順次行なうはずであるが、記録素子基板Ｈ１１００ａの検出信号が出力され続けている。そのため、いずれの記録素子基板Ｈ１１００においても、検出信号の出力差が第１の閾値を越えていると判定され、見かけ上、正常であると誤った判定をされてしまう。

ここで、図１２を用いて、このような事態に対処する本実施形態における手法について説明する。

本実施形態では、図１２に示すように、異常判定における各タイミングにおいて、複数の記録素子基板Ｈ１１００全てを加熱せず、いずれか１つのみを選択的に加熱する。すなわち、異常判定の対象となる記録素子基板の記録素子のみを駆動させ、それ以外の記録素子基板の記録素子は同時に駆動させない。

次に、図１３を用いて、図１に示す記録装置１における処理の流れの一例について説明する。ここでは、温度センサＨ１１２０やマルチプレクサ２３、ヒータ等における異常を判定する際の処理の流れの一例について説明する。

この処理が開始すると、記録装置１は、まず、第１の検出信号取得部４２において、異常判定の対象となる記録素子基板全ての温度センサの出力（Ｔｉｎｉ＿ｎ、Ｔｉｎｉ＿ｎ＋１、・・・）を取得する（Ｓ１０１）。このタイミングでは、いずれの記録素子基板においても、ヒータの加熱制御が行なわれていないので、正常な状態であれば、ほぼ同じ温度が取得される。

続いて、記録装置１は、加熱制御部４５において、記録素子基板Ｎ（Ｎの初期値は１）の加熱をオンするとともに（Ｓ１０２）、タイマー部４７において、タイマーの計時を開始する（Ｓ１０３）。記録装置１は、第２の検出信号取得部４３において、記録素子基板Ｎの検出温度Ｔｏｎ＿ｎを取得し（Ｓ１０４）、異常判定部４６において、加熱前の温度との温度差Ｔｏｎ＿ｎ−Ｔｉｎｉ＿ｎが第１の閾値Ｔｊを越えているか否かを判定する。

判定の結果、第１の閾値Ｔｊを越えていない、すなわち、所定の温度差以下であれば（Ｓ１０５でＮＯ）、記録装置１は、加熱時間が加熱制限となる時間（加熱制限時間）Ｐ秒を越えるまで（Ｓ１０６でＮＯ）、Ｓ１０４〜Ｓ１０６の処理を繰り返し実施する。加熱時間がＰ秒を越えれば（Ｓ１０６でＹＥＳ）、加熱オンしているにも関わらず温度が上がっていないため異常であると判定し、記録装置１は、エラー処理を行なった後（Ｓ１０７）、この処理を終了する。

また、Ｓ１０５の判定の結果、第１の閾値Ｔｊを越えていれば（Ｓ１０５でＹＥＳ）、記録装置１は、記録素子基板Ｎが正常であると判定し、加熱オフ及びタイマーリセットを実施する（Ｓ１０８）。

ここで、記録装置１は、全ての記録素子基板の異常判定が終了したか否かを判定し、終了していれば（Ｓ１０９でＹＥＳ）、この処理を終了する。終了していなければ（Ｓ１０９でＮＯ）、記録装置１は、次の記録素子基板（Ｎ＝Ｎ＋１）を選択する（Ｓ１１０）。なお、ここでは、Ｎを「１」インクリメントし、支持プレートに配置された順番で異常判定処理を行なう場合について説明したが、予め定められたテーブル等で記録素子基板の個数、順番を指定することも可能である。

以上説明したように本実施形態によれば、判定の対象となる記録素子基板の記録素子のみを駆動させ、それ以外の記録素子基板の記録素子は同時に駆動させない。

これにより、例えば、選択回路（マルチプレクサ）や、電気配線基板Ｈ１３００に設けられた配線や、記録素子基板Ｈ１１００の電極Ｈ１１０３と電気配線基板Ｈ１３００の電極端子Ｈ１３０２とのボンディング等に不具合がある場合であっても、異常はないと誤判定してしまうことを防止できる。つまり、記録素子基板の異常判定結果の信頼性を向上させることができる。

（実施形態２）
次に、実施形態２について説明する。実施形態２においては、記録ヘッド２の熱伝導特性が実施形態１と異なる場合について説明する。なお、記録ヘッドの熱伝導特性は、例えば、各記録素子基板の支持プレートの材質、形状によって変わってくる。

図１４は、記録素子基板Ｈ１１００異常判定を行なう際のタイミングチャートの一例を示す図である。なお、ここでは、記録素子基板Ｈ１１００ａ及びＨ１１００ｂのみ例に挙げて説明し、記録素子基板Ｈ１１００ｃ及びＨ１１００ｄについての説明は省略する。

図１４を参照すると、実施形態１を説明した記録ヘッドに比べて、ヒータ加熱の開始時刻、終了時刻が同じであったとしても、加熱開始前の温度に戻るまでに長い時間を要することが分かる。

記録素子基板Ｈ１１００ｂにおいては、記録素子基板Ｈ１１００ａが加熱された影響により、その検出温度が高くなっている。記録素子基板Ｈ１１００ｂの異常判定処理においては、ヒータ加熱前、すなわちヒータに電圧のパルスを印加する前の温度（時刻ｔ４）も、既に高い状態となる。そのため、ヒータ加熱後、すなわちヒータに電圧のパルスの印加を開始した後との温度差（Ｔｔ５−Ｔｔ４、Ｔｔ６−Ｔｔ４）は、記録素子基板Ｈ１１００ａの異常処理時の温度差（Ｔｔ１−Ｔｔ０、Ｔｔ２−Ｔｔ０）よりも小さくなる。従って、第１の閾値を越えていないと判定される可能性があり、正常な状態にも関わらず、見掛け上は異常と判定されてしまう不具合が生じる場合がある。

ここで、図１５を用いて、実施形態２に係わる記録装置１における処理の流れの一例について説明する。ここでは、温度センサＨ１１２０やマルチプレクサ２３、ヒータ等における異常を判定する際の処理の流れの一例について説明する。なお、Ｓ２０１〜Ｓ２１０の処理は、実施形態１を説明した図１３におけるＳ１０１〜Ｓ１１０の処理と同様であるため、ここでは、Ｓ２１１以降の処理について説明する。

記録装置１は、Ｓ２１０の処理で次の記録素子基板を選択すると、タイマー部４７において、タイマー計時を開始する（Ｓ２１１）。そして、第３の検出信号取得部４４において、記録素子基板Ｎの温度センサから当該基板Ｎの現在の温度Ｔｏｆｆ＿ｎを取得する（Ｓ２１２）。

ここで、記録装置１は、加熱制御部４５において、Ｓ２０１で取得済みの加熱制御前の検出温度Ｔｉｎｉ＿ｎとの温度差Ｔｏｆｆ＿ｎ−Ｔｉｎｉ＿ｎが第２の閾値Ｔｋを越えているか否かを判定する。第２の閾値Ｔｋを越えていなければ（Ｓ２１３でＮＯ）、ほぼ熱伝導の影響がないと判定できるので、タイマーをリセットした後（Ｓ２１５）、Ｓ２０２の処理に進み。すなわち、記録素子基板Ｎを加熱し、上記同様の処理を実施する。

一方、Ｓ２１３の判定の結果、温度差Ｔｏｆｆ＿ｎ−Ｔｉｎｉ＿ｎが第２の閾値Ｔｋを越えていれば（Ｓ２１３でＹＥＳ）、記録装置１は、時間Ｑ秒を越えるまで（Ｓ２１４でＮＯ）、Ｓ２１２〜Ｓ２１３の処理を繰り返し実施する。時間Ｑ秒を越えれば（Ｓ２１４でＹＥＳ）、記録装置１は、エラー処理を行なった後（Ｓ２０７）、この処理を終了する。

ここで、図１６を用いて、図１５で説明した処理のタイミングチャートについて説明する。

記録素子基板Ｈ１１００ｂは、記録素子基板Ｈ１１００ａを加熱制御した際の熱伝導影響を受けるが、記録素子基板Ｈ１１００ｂに電圧のパルスを印加して加熱を開始する前に、予め測定された値との温度差が第２の閾値以下となるように放熱するための十分な時間を設けている。そのため、異常判定処理時には、当該熱伝導の影響を排除できる。

また、実施形態２に係わる記録ヘッド２における熱伝導特性を考慮すれば、ある記録素子基板を過熱した後、Ｙ方向（ノズル配列方向）に沿って隣接しない記録素子基板を次に加熱する記録素子基板として選択しても良い。図６を参照して具体的に説明すると、例えば、Ｈ１１０６ａ、Ｈ１１０６ｃ、Ｈ１１０６ｂ、Ｈ１１０６ｄの順番で加熱する基板を選択しても良い。この場合、記録素子基板同士の距離が離散的になるように基板の加熱が行なわれるため、異常判定処理に要する時間を短縮することができる。

以上説明したように実施形態２によれば、第１の記録素子基板に対して異常の有無の判定を行なった後に、第２の記録素子基板に対して異常の有無の判定を行なうときにも、記録素子基板の状態判定を正確に行なえる。すなわち、実施形態２によれば、どのような熱伝導特性を有する記録ヘッドであっても、実施形態１同様の効果が得られる。

（実施形態３）
次に、実施形態３について説明する。実施形態２のように熱伝導の影響を受ける記録ヘッドの構成では、できるだけ熱伝導の影響を受けないように電圧のパルスを印加して加熱を開始する加熱制御の開始前に十分なウェイト時間を確保していた。そのため、実施形態１に係わる記録ヘッドと比べると異常判定処理に時間を要することになる。そこで、実施形態３においては、このウェイト時間を短縮する方法について説明する。

図１７（ａ）は、実施形態３に係わる記録ヘッド２の部分的断面を模式的に示した図である。

記録素子基板Ｈ１１００は、記録素子の配列方向に沿って４個配置されている。また、記録素子基板各々に対応してフィルター部材Ｈ１６００が設けられている。記録素子基板Ｈ１１００とフィルター部材Ｈ１６００との間には、インク流路が形成される。各記録素子基板Ｈ１１００にインクを供給する共通液室Ｈ１５０１は、複数に分離されており、各液室の両端部には、インク流出口が設けられる。

ここで、図１７（ｂ）に示すように、各液室を連結するインク流路にインクを循環すると、各記録素子基板Ｈ１１００で発生した熱がインクに伝熱する。そのため、インクが循環する上流側の記録素子基板の熱は、下流側の記録素子基板にインクを介して伝わりやすい状態にある。つまり、１循環路に属する記録素子を均一な記録デューティーで駆動させた場合、入口側（インクの上流側）よりも出口側（インクの下流側）の方に向かって温度勾配が生じることになる。

このように熱伝導に方向性を持つ記録ヘッド２においては、上述した異常判定処理をインク循環方向の下流側の記録素子基板から順次実施する。これにより、インクを介した熱伝導の影響を低減できる。

また、実施形態３に係わる記録ヘッド２の記録素子基板Ｈ１１００は、図１７（ｃ）に示すように、複数の温度センサ（ｐ，ｑ，ｒ）も備えられており、それらも基板間の温度センサ同様に選択回路（不図示）により制御される。すなわち、記録装置本体側（制御部９）においては、複数の温度センサ（ｐ，ｑ，ｒ）からの出力を別々に取得できる。一般に、記録素子基板は、支持プレートよりも熱伝導特性が良いシリコン基板等により形成されているので、同一基板内で異常判定処理が連続しないようにすることも処理時間の短縮につながる。

また、記録素子基板Ｈ１１００は、当該基板の外周をアルミ配線で這い回し、温度変化に対し抵抗値が変化する別構成の温度センサを搭載している。このように複数種の温度センサを搭載する構成において、異常判定処理を行なう場合、温度センサ、ヒータ及び駆動回路などの異常箇所を特定することもできる。

以上説明したように実施形態３によれば、インクの循環に起因した熱伝導特性を考慮して記録素子基板の加熱制御を行なうため、実施形態２のような熱伝導特性を持つ記録ヘッドであっても、異常判定処理を迅速に行なえる。

以上が本発明の代表的な実施形態の例であるが、本発明は、上記及び図面に示す実施形態に限定することなく、その要旨を変更しない範囲内で適宜変形して実施できるものである。

なお、上述した実施形態１〜３においては、異常判定処理の実施タイミングについては特に説明していないが、例えば、記録装置１の電源オン時等に実施すれば良い。また、記録処理後（又は電源オフ）の経過時間に応じて実施するか否かを決めても良い。なお、記録処理後（又は電源オフ）の経過時間に応じて実施するか否かを決めるのは、記録処理の実行後は、記録デューティーにも依存するが、記録ヘッドに熱分布が生じている可能性が高く、熱分布が大きければ、異常判定時に誤判定の要因となるためである。

また、上述した実施形態１〜３においては、複数の記録素子基板が千鳥状に複数配されるフルラインタイプの記録ヘッドを例に挙げて説明したが、これに限られない。すなわち、１又は複数の温度センサを有する複数の記録素子基板が配置される記録ヘッドであれば何でも良い。

また、上述した実施形態１〜３においては、ヒータ加熱前後、すなわち電圧パルスを印加する前後の温度差が予め定められた第１の閾値を越えているか否かに応じて異常の判定を行なう場合について説明したが（図１３のＳ１０５参照）、これに限られない。例えば、予め決められた所定の温度（第１の温度）を越えているか否かに基づいて異常の判定を行なうようにしても良い。

また更に、実施形態２で説明した第２の閾値についても同様に、温度差ではなく、所定の温度（第２の温度）を越えているか否かに基づいてほぼ熱伝導の影響がないと判定するようにしても良い（図１５のＳ２１３）。すなわち、第２の温度以下であれば、次の記録素子基板に対する処理を実施するようにしても良い。

Claims (8)

1. 熱エネルギーを利用してインクを吐出する記録素子を備えた複数の記録素子基板と、
   前記記録素子基板のそれぞれに設けられ、前記記録素子基板の温度を測定する複数の温度センサと、
   複数の前記温度センサのいずれか１つを選択する選択手段と、
   前記選択手段により選択された前記温度センサが設けられた前記記録素子基板の記録素子のみを駆動するように制御する制御手段と、
   前記選択手段により選択された前記温度センサで測定された測定温度に基づき、前記記録素子基板の異常の有無を判定する判定手段と
   を具備することを特徴とする記録装置。
2. 前記制御手段は、
   前記複数の記録素子基板のうちの第１の記録素子基板に対して異常の有無の判定が行なわれた後に、前記複数の記録素子基板のうちの第２の記録素子基板に対して異常の有無の判定を行なうときに、前記第２の記録素子基板の温度を測定する温度センサにより測定された測定温度が、所定の温度以下となってから、前記第２の記録素子基板の記録素子を駆動するように制御する
   ことを特徴とする請求項１記載の記録装置。
3. 前記判定手段は、
   前記記録素子基板の記録素子を駆動する前と駆動を開始した後との温度差が所定の温度差を越えている場合に正常と判定し、前記所定の温度差以下の場合に異常と判定する
   ことを特徴とする請求項１又は２記載の記録装置。
4. 前記複数の記録素子基板は、前記記録素子の配列方向に沿って配置されている
   ことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の記録装置。
5. 前記選択手段は、
   前記複数の記録素子基板のいずれかに対して異常の有無を判定した後、当該判定した記録素子基板に隣接しない記録素子基板の温度センサを次に選択する
   ことを特徴とする請求項４に記載の記録装置。
6. 前記複数の記録素子基板が配置される方向に沿って設けられ、各記録素子基板に共通にインクを供給するインクの流路を有し、
   前記選択手段は、
   前記流路の下流側に位置する前記記録素子基板の温度センサから順番に選択する
   ことを特徴とする請求項４に記載の記録装置。
7. 前記制御手段は、インクが吐出されない程度に前記記録素子を駆動するように制御する
   ことを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の記録装置。
8. 熱エネルギーを利用してインクを吐出する記録素子を備えた複数の記録素子基板と、前記記録素子基板のそれぞれに設けられ前記記録素子基板の温度を測定する複数の温度センサとを備えた記録装置の判定方法であって、
   選択手段が、複数の前記温度センサのいずれか１つを選択する選択工程と、
   制御手段が、前記選択工程で選択された前記温度センサが設けられた前記記録素子基板の記録素子のみを駆動するように制御する制御工程と、
   判定手段が、前記選択工程で選択された前記温度センサで測定された測定温度に基づき、前記記録素子基板の異常の有無を判定する判定工程と
   を有することを特徴とする判定方法。

Images