JPH01108052A - 記録装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、記録装置に関し、詳しくは熱エネルギにより
記録を行なう記録ヘッドを複数個有する記録装置に関す
るものである。

［従来の技術］ 従来より各種の記録装置が知られており、中でもバブル
ジェット記録、感熱記録、熱転写記録などに代表される
熱を記録エネルギとした記録装置は、構成が簡単で、か
つカラー化が容易な点などから他の記録装置に比べてそ
の将来性が有望視されている。このような熱を記録エネ
ルギとした記録装置のうちで、特にカラー記録化、記録
の高速化等の目的で記録ヘッドが複数個設けられる場合
がある。

［発明が解決しようとする問題点］ この種の熱エネルギを記録エネルギとした記録ヘッド、
例えばバブルジェット方式による記録ヘッドを複数個搭
載した記録装置では、制御装置から各記録ヘッドの熱エ
ネルギ発生源たる電気熱変換体に送られてくる画像記録
信号に応じて各記録ヘッドが記録を行なう場合、各記録
ヘッド毎に電気熱変換体での発熱量の差異が生じること
がある。この各記録ヘッドの電気熱変換体の発熱量の差
異は各記録ヘッド間の温度差としてあられれ、インクジ
ェット記録の場合ヘッド温度の差異は記録用インクの温
度の差異となり、つまりは各ヘッド間のインク粘度に差
異が生じることになり、各ヘッド間でインク吐出量がば
らつき、その結果濃度差としての画像のむらを引き起こ
す要因となる。

特に異なる色のインク毎に設けた記録ヘッドによりフル
カラー記録を行なう場合、各色ヘッドの温度が変動して
ヘッド間の温度差が大となると、温度差だけでなくカラ
ーバランスの変動が生じ、安定したカラー画像を得るこ
とが困難となるという問題であった。

［問題点を解決するための手段］ そのために、本発明は、温度検出手段と加熱手段とをそ
れぞれに有する複数の記録ヘッドと、複数の記録ヘッド
を同時に冷却する冷却手段とを具え、温度検出手段によ
り記録ヘッドの温度を検知し、複数の記録ヘッド間の温
度差をなくすべく加熱手段による加熱動作並びに冷却手
段による冷却動作を制御する制御手段を具えたことを特
徴とする。

［作　用］ 本発明によれば、冷却手段による記録ヘッドの冷却動作
および加熱手段による加熱動作を適切に制御することに
より、複数の記録ヘッド間の温度差を制御でき、以て温
度差に起因した画像変動を防止できる。

［実施例］ 以下、図面を参照して本発明を説明する。

なお、以下では本発明をバブルジェット方式によるイン
クジェット記録装置に適用する場合について例示する。

第１図は本発明インクジェット記録装置の一構成例を示
す。ここで、１はキャリッジ２に搭載した記録ユニット
であり、電気熱変換体に画像記録信号に応じたパルス電
圧が印加され、当該電気熱変換体から発生した熱エネル
ギにより発泡を生ぜしめてインクを吐出させる複数の記
録ヘッド３を有している。

第２図は記録ユニット１を拡大して示すもので、各記録
ヘッド３には、温度検出手段４およびヒータ５を配設し
である。本例では、記録ユニット１は４個の記録ヘッド
３ａ、　３ｂ、　３ｃ、　３ｄから成り、それぞれを例
えばイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックに対応させ
ることができる。

温度検出手段４としては、温度ＩＣ、サーミスタ、熱電
対、バリスタなどが使用可能である。またヒータ５とし
ては、例えば、パワートランジスタあるいは発熱素子を
使用することができる。

再び第１図を参照するに、７は記録ヘッド３８〜３ｄに
対して設けた例えばファン形態の送風手段であり、これ
を駆動することによりヘッドユニット１を冷却可能であ
る。１３は紙送りモータであり、この紙送りモータ１３
の駆動に応じて用紙等の記録媒体Ｐはモータ１３の軸に
結合したローラ１２により、図中ｆ方向に搬送される。

ローラ１４はローラ１２と協動して記録媒体Ｐを平担に
規制し、記録ユニット１に対する記録面を形成するため
のローラである。

１５はキャリッジ２を固定したキャリッジ駆動用のベル
ト、１Ｂはそのベルト１４を図中Ｓ方向に駆動するモー
タ、１８はキャリッジ２のガイドレールである。すなわ
ち、キャリッジ２はモータ１６の駆動に応じてガイドレ
ール１８に沿って図中Ｓ方向に移動し、記録面に対する
記録を行なうことができる。

また、温度検出手段４の検出信号は第３図示の制御装置
へ人力され、制御装置９はこの温度信号に基づいてヒー
タ５および送風手段７の駆動を制御し、もって各記録ヘ
ッドの温度を適切に設定した温度範囲に収めるようにす
る。

第３図は第１図示の装置に通用可能な制御系の一構成例
を示す。各記録ヘッド３の温度検出手段４の出力信号は
変換増幅器８＾およびＡ／Ｄ変換器８を介して各記録ヘ
ッドの現在温度のデジタルデータとじて制御装置９に取
り込まれる。一方、制御装置９からは記録ヘッド部分が
低温で加熱を要するときはヒータ駆動回路１０を介して
ヒータ５へ、高温で冷却を要するときは送風手段７へ駆
動信号が発せられる。

制御装置９は、例えば第５図、第７図、第８図または第
９図につき後述する処理手順等に従って制御動作を行う
ＣＰＵ　、その処理手順に対応したプログラムその他の
固定データを格納したＲＯＭおよび作業用のＲＡＭ等を
有するマイクロコンピュータの形態とすることができる
。

次に、上記構成による制御の態様を、その各実施例に基
づいて説明する。

（実施例１） 第４図は本例に係る制御動作のアルゴリズムを示し、Ｔ
Ｉ％Ｔ２およびＴ３はそれぞれ設定温度範囲の上限値、
中心値および下限値である。第４図から明らかなように
、ヘッド温度が低温から高温へ変化する場合と、高温か
ら低温へ変化する場合とでヒータ５および送風手段７の
オン／オフ設定温度を変えヒステリシスを持たせている
。これは、記録ヘッド３の中心温度を常にＴ２となるよ
うに制御するのは困難であることから、設定温度範囲に
応じて上限値Ｔ０、下限値Ｔ３を設定し、その設定温度
範囲にヘッド温度を制御するためである。

第５図はヒータ５および送風手段７の制御手順の第１の
実施例である。

電源投入時および記録の途中で、ステップＳ１では各ヘ
ッド３８〜３ｄの温度を検出し、もし設定温度範囲の上
限Ｔ、より高いヘッドがあればステップＳ２で送風手段
７がオンされて全ヘッドが冷却される。ステップＳ３で
は温度検出を行ない、すべてのヘッドが設定温度範囲の
中心Ｔ２以下の温度であるかを判断し、肯定判定であれ
ばステップＳ４で送風手段７をオフとし、否定判定であ
ればそのままステップＳ３を繰り返す。

ステップＳ１で全ヘッドの温度がすでに設定温度範囲の
上限Ｔ、より低いと判定された場合、またはステップＳ
４の処理後にはステップＳｌｌに進み、各ヘッドの温度
を再び検出し、設定温度範囲の下限Ｔ３より低いヘッド
があればステップ５１２〜５１８でそれぞれのヘッドの
ヒータがオンされて加熱される。ステップ５１９では温
度検出を行ない、加熱されているヘッド全部が設定温度
範囲の中心１２以上の温度であるかを判定し、肯定判定
であればステップ５２０でヒータをオフとし否定判定で
あればそのままステップ５１９をくり返す。

ステップＳｌｌですでに４個のヘッド全部が設定温度範
囲の下限Ｔ、より高ければそのまま処理を終了する。一
方、ステップ５２０の処理後にはステップＳｔに進んで
以降の処理を繰り返し４個のヘッドすべてが所定の設定
温度範囲に保たれるように制御する。

このような制御動作を施せば、低温環境下での記録、ま
たは連続した記録の途中で徐々にもしくは急激にヘッド
温度が上昇した場合にも対応が可能となる。このように
ヘッド温度が適切な設定温度範囲に常に保たれるように
してヘッド間の温度差を押さえた状態においては、ヘッ
ド間の温度差に起因した画像変動を抑制して安定した画
像が得られることになる。

また第６図は上述のような制御を施した第１図示の記録
装置による温度変化と濃度（０，Ｄ値）との対応を示す
もので、本例で用いた熱エネルギによりインクを吐出さ
せるインクジェット記録において、記録密度４００ｄｐ
ｉ　（ドツト／インチ）の記録ヘッドと染料濃度２ｗｔ
％の記録用インクとを用いた場合、この図に示すように
温度変化５℃の時に濃度変化０．０４が実現できた。

（実施例２） 次に、本発明に係る制御の他の実施例について説明する
。

（実施例１）では、電源投入時および記録途中において
、記録ヘッド３の温度は４個のうち１個でも設定温度範
囲の上限Ｔ１より高ければ、送風手段７により冷却が開
始され、４個のヘッドの温度がすべて設定温度範囲の中
心Ｔ、と同じ温度以下になった時に送風手段７がオフさ
れるようにして制御した。

これに対し、ヘッド温度が非常に高い場合や、あるいは
送風手段７の冷却能力が低い場合等であっても対応でき
、以て上記ステップＳ３での処理時間を短くするように
構成するとともに、ＣＰＵによる制御を簡略化するため
に構成したのが、第７図に示す実施例であり、タイマセ
ットのためのステップ５１５等を第５図示の手順に付加
したものである。

すなわち、第７図において、ステップＳ２で送風手段７
をオンとすると同時に、ステップ５１５で適宜の時間の
計時を行うタイマをセットしたのちにステップＳ３に移
行するようにする。そして、ここで温度検出を行い、設
定温度範囲の中心値Ｔ２以下の温度であるかを判断し、
肯定判断であれば直ちにステップＳ４に移行して冷却を
終了し、否定判断であればステップＳ６に進む。ステッ
プＳ６では、セット時間が経過したか否か判断し、肯定
判断であれば送風手段をオンの状態としたままステップ
５５以下の動作に移行する。セット時間の経過前であれ
ばステップＳ３以降を繰り返す。

このようにタイマセットのためのステップ５１５等を設
けることにより、ステップＳ３で処理が長時間停滞し、
次の動作に移行できないか、あるいは移行に長時間を要
することがなくなり、広範囲な適用が可能となる。

（実施例３） 第８図は本発明に係る制御の第３の実施例を示すもので
、本例は、（実施例２）と同様に、処理時間の短縮化お
よびｃｐｕによる制御を簡略化する上で好適である。本
例は、例えばＲＡＭの所定領域等にＳ方向のスキャンに
応じて歩進され、その回数を計数するためのカウンタを
設けるとともに、ステップＳ３の実行回数に制限を設け
る処理をカウント値に応じて行うようにしたものである
。

すなわち、ステップＳ２の処理後にステップＳ７にてカ
ウンタをリセットし、ステップＳ３で否定判定された場
合にはステップＳ８にて適宜のスキャン回数に達したか
否かを判定するようにする。そして、肯定判定がなされ
ればステップＳ５に移行し、否定判定がなされればステ
ップＳ３に復帰するようにしである。

このようにカウンタのリセットのためのステップＳ７を
設けることにより、ステップＳ３で処理が長時間停滞し
、次の動作に移行できないか、あるいは移行に長時間を
要することがなくなり、広範囲な適用が可能となる。

（実施例４） 次に、本発明のさらに他の実施例について説明する。

前述の（実施例１）〜（実施例３）では、電源投入時お
よび記録途中で、あるいはその適切なタイミングで４個
の記録ヘッドのすべてが設定温度範囲に収まるように、
送風手段７による冷却動作およびヒータ５による加熱動
作の制御を行なうものであった。そして、４個の記録ヘ
ッド間の温度差がほとんどなくても、それら４個の記録
ヘッドの温度が設定温度範囲外にあれば制御を行ない、
４個の記録ヘッドの温度を設定温度範囲に保持するもの
であった。これに対し、本例はヘッド温度差から生じる
画像変動をより容易に抑制できるように構成したもので
あり、第９図に示すような手順を採用する。本実施例で
は、すべての記録ヘッド間の温度差ΔＴをほぼ“０“に
するべく、送風手段７による冷却動作及びヒータ５によ
る加熱動作を制御するようにしたものである。

第９図において、装置電源がオンの状態でステップ５１
０１では各ヘッドの温度を検出し、ステップ５１０２で
最高温の記録ヘッド温度Ｔｍａｘと最低温の記録ヘッド
温度Ｔｍａｘから（Ｔｍａｘ＋Ｔｍ１ｎ）　／　２を計
算し基準温度Ｔｓとする。ステップ５１０３では送風手
段７を動作させ、温度Ｔｍ１ｎの記録ヘッドを含め、す
べての記録ヘッドの温度を基準温度以下になるまで冷却
させる（ステップ５１０４）。ステップ５１０５．５１
０６では、個々に取り付けたヒータ５を動作させ、基準
温度に制御することにより、ヘッド間の温度差ΔＴがほ
ぼ０”となるようにする。

このような制御動作により、連続した記録の途中で徐々
に、もしくは急にヘッド温度が上昇した場合にも対応が
可能となる。そして、このようにヘッド間の温度差を押
さえた状態においてはヘツド間の温度差から生じる画像
変動を押さえ、安定した画像が得られる。

なお、記録途中での制御は、リアルタイムで常時行うこ
とが最も望ましいが、十分に目的を達成できれば、ＣＰ
ｕによる制御の簡易化をはかる上で適宜のタイマを設け
て所定時間毎に制御を行ったり、所定のスキャン回数毎
に制御を行うことも可能である。

また、本発明は、記録ヘッドを複数個有するインクジェ
ット記録装置であれば、多色記録を行うべく所定のイン
ク色に対応させて複数個の記録ヘッドを設けたものであ
っても、あるいは階調表現を行うべく所定の濃度に対応
させて複数個の記録ヘッドを設けたものであっても適用
できるのは勿論である。

また、記録ユニットの形態についても、上例のようにシ
リアルプリンタ形態のもののみならず、記録媒体の全幅
にわたってインク吐出口を整列させた記録ヘッドをイン
ク色や濃度に対応させて複数段有するラインプリンタ形
態のものであってもよいのは勿論である。

さらに、上例ではインク温度の制御をＣＰＵを有する制
御装置９により行うようにしたが、コンパレータその他
の適宜の論理回路を組合せてハードウェアにより行うよ
うにすることができるのは言うまでもない。

加えて、本発明は、バブルジェット記録、感熱記録、熱
転写記録等、記録方式によらず適用できるのは勿論であ
る。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明によれば、ヘッド間の温度
差から生じる画像変動を押さえ安定した画像を容易に得
ることが可能な記録装置を簡易な構成で提供することが
できた。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を適用可能な記録装置の一例として、イ
ンクジェット記録装置の一構成例を示す斜視図、 第２図はその記録ユニットの一構成例を示す斜視図、 第３図は第１図示の記録装置に適用可能な＃Ｊ御系の一
構成例を示すブロック図、 第４図は第３図示の制御系による記録ヘッドの温度制御
のアルゴリズムを説明するための説明図、 第５図は第３図示の制御系による記録ヘッドの温度制御
手段の第１の実施例を示すフローチャート、 第６図は温度制御を施した効果を説明するための説明図
、 第７図〜第９図は、それぞれ第３図示の制御系による温
度制御手順の第２〜第４の実施例を示すフローチャート
である。 １・・・記録ユニット、 ２・・・キャリッジ、 ３．３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ−−−記録ヘッド、４・・
・温度検出手段、 ５・・・ヒータ、 ７・・・送風手段、 ９・・・制御装置。 コ 第２図。 第３図 （と−タ）　　　　　　　０芝ジ糺キ役り第４図 第６図 第９図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）温度検出手段と加熱手段とをそれぞれに有する複数
   の記録ヘッドと、該複数の記録ヘッドを同時に冷却する
   冷却手段とを具え、前記温度検出手段により前記記録ヘ
   ッドの温度を検知し、前記複数の記録ヘッド間の温度差
   をなくすべく加熱手段による加熱動作並びに冷却手段に
   よる冷却動作を制御する制御手段を具えたことを特徴と
   する記録装置。 ２）特許請求の範囲第１項に記載の記録装置において、
   前記制御手段は、前記記録ヘッドの温度を所定の温度範
   囲に保持すべく前記制御を行うことを特徴とする記録装
   置。 ３）特許請求の範囲第１項に記載の記録装置において、
   前記冷却手段は送風手段の形態を有することを特徴とす
   る記録装置。