JPH0834124A - プリント装置およびプリントヘッド温度演算推定方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 処理量を低減しながら高速レスポンスの遅れ
やノイズなどによる外乱を受けること無く安価に正確、
且つ高速にプリントヘッドの温度を検出できるオープン
ループ演算処理を用いながら、インクジェットプリント
装置の最大の特徴であるインクやプリントヘッドなどの
消耗品のバージョンアップでの商品競争力の向上を可能
とするプリント装置およびプリントヘッド温度演算推定
方法を提供する。 【構成】 プリントヘッドの温度推移を演算推定パラメ
ータを用いて演算推定する温度演算推定手段である制御
部１０に、前記演算推定パラメータを外部から取り込む
インターフェース１５を設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、熱エネルギを印加する
装置における昇温温度演算方法などの制御系システムを
有するプリント装置およびプリントヘッド温度演算推定
方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年のエレクトロ技術の進歩に伴い、各
種制御技術の研究開発が活発に行われてきている。中で
も熱的制御は広範な範囲で重要な技術であり、高速、高
精度でかつ処理付加の少ない制御技術の開発が切望され
ている。

【０００３】上記熱的制御が有効な事例としては、例え
ばサーマルプリント装置やインクジェットプリント装置
など熱の供給によってプリントが行われるプリント原理
を有し、該供給熱量に応じてプリントの画像品位の優劣
が決まるプリント装置が挙げられる。

【０００４】このため例えば従来のインクジェットプリ
ント装置にあっては、プリントヘッド部に、コストの高
い温度センサを設けてヘッドの温度を検出するいわゆる
クローズドループ温度検出方式や、或いはヘッドへの投
入エネルギからヘッド温度の推移を演算推定するオープ
ンループ温度演算方式によってヘッド温度を検出し、該
検出温度に基づいて該プリントヘッドの温度を所望範囲
に制御する方法や吐出回復処理を制御する制御方法が採
られていた。

【０００５】上記オープンループ温度演算方式の手段の
一例としては、対象物の温度の挙動（昇温温度）を温度
伝導の物理式に当てはめて演算していく方法があるが、
プリント装置はプリントのパターンに応じて時々投入エ
ネルギが変化するため、該物理式に当てはめる演算手段
にあっては膨大な処理時間と処理容量を必要とする。

【０００６】このため、従来、以下に示す手段が採られ
ていた。すなわち、まず、熱伝導係数の異なる複数の部
材を組み合わせて構成されているプリントヘッドを同一
時定数毎にクラス分けする。このとき、通常は実際より
も少ない数の熱時定数群に近似してモデル化されてい
る。また、該モデル化された時定数群ごとに温度の推移
を離散的に演算し、該時定数群毎の演算値を積み重ねる
ことでプリントヘッドの温度の演算を実現している。さ
らに、上記時定数群毎の温度演算の負荷を低減するため
に、該時定数群毎に単位時間当たりの印字比率（投入エ
ネルギ）と経過時間の２次元マトリックスで温度の推移
の仕方を予め計算してテーブル化しておくことで演算時
間の実用レベルの実現を図っている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところが、従来、温度
を検出する場合においては以下のような問題や不具合が
あった。

【０００８】インクジェットプリント装置のプリントヘ
ッドの場合を例にとると、温度制御用の温度センサを用
いて上記クローズドループ構成の温度制御を厳密に行お
うとした場合に大きくは以下の３つの問題が潜在する。

【０００９】第１には、応答性の問題である。温度制御
を行うために検出したい対象部位は厳密にはインクと接
しているヒータ面温度や、ヒータ面と接触しているイン
ク温度である。しかし、温度センサでは直接上記部位の
温度を検出することは困難であり、検出温度と検出した
い部位との間で時間的な遅れ、即ち応答性の問題が出
る。

【００１０】第２には、温度センサの測定誤差の問題で
ある。代表的な温度センサとしてはサーミスタや熱電対
等、温度に応じて抵抗値や起電力が変化するタイプのも
のがあるが、該変動値を検出する際に生じる電気的なノ
イズを完全に除去することは極めて困難である。

【００１１】第３には、コストの問題である。上記温度
を検出するには、サーミスタや熱電対の他に、検出値の
増幅器や静電対策部品など相応のコストアップが伴う。

【００１２】一方、演算手段を用いてプリントヘッドの
温度を演算する手段においては、プリントヘッド温度を
正確にかつ高応答で演算推定することは可能であるが、
オープンループ演算であるがためにプリントヘッドやプ
リントインクのバージョンアップを不可能にしてしまっ
ている。即ち、上述したようにプリントヘッドの時定数
分解や時定数群毎の昇降温の仕方は予め計算されてテー
ブル化されているので、演算パラメータの変更につなが
るインクやプリントヘッドの大幅な改良は実施できなか
った。

【００１３】インクジェットプリント装置の中枢技術で
あるプリントヘッドやプリントインクは消耗品であるの
で、技術革新によって優れた品質のプリントヘッドやプ
リントインクが開発できればこれを市場投入することで
格段に商品競争力を向上することが可能となる。しか
し、前記のようにオープンループ温度演算手段を行って
いる装置にあっては、前記演算特性の関係でプリントヘ
ッドやプリントインクを変更することが制限されてしま
う。

【００１４】本発明は上記課題を解決し、レスポンスの
遅れやノイズなどによる外乱を受けること無く安価に正
確、かつ高速にプリントヘッドの温度を検出できるオー
プンループ演算処理を用いながら、インクジェットプリ
ント装置の最大の特徴であるインクやプリントヘッドな
どの消耗品のバージョンアップでの商品競争力の向上を
可能とするプリント装置およびプリントヘッド温度演算
推定方法を提供することを目的とする。

【００１５】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成する本発
明の第１の態様は、プリントヘッドの温度推移を演算推
定パラメータを用いて演算推定する温度演算推定手段
と、前記演算推定パラメータを外部から取り込むインタ
ーフェース手段とを有することを具備すること特徴とす
るプリント装置にある。

【００１６】本発明の第２の態様は、第１の態様におい
て、前記温度演算推定手段は、前記演算推定パラメータ
を用い、当該ヘッドに投入される熱エネルギから演算推
定することを特徴とするプリント装置にある。

【００１７】本発明の第３の態様は、第１または２の態
様において、前記温度演算推定手段は、熱伝導係数の異
なる複数の部材を組み合わせて構成されているプリント
ヘッドを少なくとも１つ以上の同一時定数群毎にクラス
分けし該クラス分けされた同一時定数群ごとに温度推移
を演算することを特徴とするプリント装置にある。

【００１８】本発明の第４の態様は、第１〜３の態様の
何れかにおいて、前記プリントヘッドの温度を演算する
ための前記演算推定パラメータを予め設定しておくメモ
リ手段を有することを特徴とするプリント装置にある。

【００１９】本発明の第５の態様は、第１〜４の態様の
何れかにおいて、前記演算推定パラメータが外部から取
り込まれた場合に前記予め設定されていた演算推定パラ
メータを更新する更新手段を有することを特徴とするプ
リント装置にある。

【００２０】本発明の第６の態様は、第１〜５の何れか
の態様において、吐出を安定化させるプリントヘッドの
回復処理を前記温度演算推定手段に応じた条件で行う吐
出安定化制御手段を有することを特徴とするプリント装
置にある。

【００２１】本発明の第７の態様は、第６の態様におい
て、前記吐出安定化制御手段は、前記プリントヘッドの
予備吐出を前記温度演算推定手段に応じた条件で行うこ
とを特徴とするプリント装置にある。

【００２２】本発明の第８の態様は、第６の態様におい
て、前記吐出安定化制御手段は、前記プリントヘッドの
吸引回復を前記温度演算推定手段に応じた条件で行うこ
とを特徴とするプリント装置にある。

【００２３】本発明の第９の態様は、第６の態様におい
て、前記吐出安定化制御手段は、前記プリントヘッドの
温度制御を前記温度演算推定手段に応じた条件で行うこ
とを特徴とするプリント装置にある。

【００２４】本発明の第１０の態様は、第１〜９の態様
の何れかにおいて、前記プリントヘッドは、熱エネルギ
によってインクに状態変化を生起させ、該状態変化に基
いてインクを吐出させることを特徴とするプリント装置
にある。

【００２５】本発明の第１１の態様は、プリントヘッド
の温度推移を演算推定パラメータを用いて演算推定する
プリントヘッド温度演算推定方法において、前記演算推
定パラメータは、外部から取り込むことができることを
特徴とするプリントヘッド温度演算推定方法にある。

【００２６】本発明の第１２の態様は、第１１の態様に
おいて、前記温度演算推定は、前記演算推定パラメータ
を用い、当該ヘッドに投入される熱エネルギから演算推
定することを特徴とするプリントヘッド温度演算推定方
法にある。

【００２７】本発明の第１３の態様において、第１１ま
たは１２の態様において、前記温度演算推定は、熱伝導
係数の異なる複数の部材を組み合わせて構成されている
プリントヘッドを少なくとも１つ以上の同一時定数群毎
にクラス分けし該クラス分けされた同一時定数群ごとに
温度推移を演算することにより行うことを特徴とするプ
リントヘッド温度演算推定方法にある。

【００２８】

【作用】前記手段によれば、インクジェットプリント装
置においては重要な制御項目であるプリントヘッドの温
度を、電気的に検出する場合に生じるレスポンスの遅れ
やノイズなどの外乱を受けること無く、安価に正確かつ
高速にプリントヘッドの温度を検出できるオープンルー
プ演算処理を用いながら、インクジェットプリント装置
の最大の特徴である消耗品のバージョンアップで商品の
競争力を格段に向上させる商品戦略を可能としたインク
ジェットプリントヘッドの温度検出システムを実現する
ことが可能となる。

【００２９】

【実施例】以下、本発明のインクジェットプリント装置
に係る実施例について、図面を参照して詳細に説明す
る。

【００３０】図９は、本発明に適用される好適なインク
ジェットプリント装置本体ＩＪＲＡの一例を示す説明図
である。以下同図を用いて各部構成の説明を行う。

【００３１】(i) 装置本体の概略説明 図９は、本発明に適用されるインクジェットプリント装
置ＩＪＲＡの概観図の一例である。図において、駆動モ
ータ５０１３の正逆回転に連動して駆動力伝達ギア５０
１１，５００９を介して回転するリードスクリュー５０
０５の螺旋溝５００４に対して係合するキャリッジＨＣ
はピン（不図示）を有し、矢印ａ，ｂ方向に往復移動さ
れる。このキャリッジＨＣには、インクジェットカート
リッジＩＪＣが搭載されている。紙押え板５００２は、
キャリッジ移動方向にわたって紙をプラテン５０００に
対して押圧する。フォトカプラ５００７および５００８
は、キャリッジＨＣのレバー５００６が当該領域に存在
かどうかを確認して、モータ５０１３の回転方向切換等
を行うためのホームポジション検知手段である。プリン
トヘッドの前面をキャップするキャップ部材５０２２は
支持部材５０１６で支持されており、このキャップ内を
吸引する吸引手段５０１５は、キャップ内開口５０２３
を介してプリントヘッドの吸引回復を行う。クリーニン
グブレード５０１７は、このブレード５０１７を前後方
向に移動可能にする部材５０１９に取り付けられ、これ
らは本体支持板５０１８に支持されている。ブレード５
０１７は、この形態でなく周知のクリーニングブレード
が本例に適用できることはいうまでもない。

【００３２】また、吸引回復の吸引を開始するためのレ
バー５０１２は、キャリッジＨＣと係合するカム５０２
０の移動に伴って移動し、駆動モータ５０１３からの駆
動力がクラッチ切換等の公知の伝達手段で移動制御され
る。

【００３３】これらのキャッピング、クリーニング、吸
引回復は、キャリッジＨＣがホームポジション側領域に
きたときにリードスクリュー５００５の作用によってそ
れらの対応位置で所望の処理が行えるように構成されて
いるが、周知のタイミングで所望の作動を行うようにす
れば、本例には何れも適用できる。

【００３４】本例でのインクジェットカートリッジＩＪ
Ｃは、図１０の斜視図でわかるように、インクの収納割
合が大きくなっているもので、インクタンクＩＴの前方
面よりもわずかにインクジェットユニットＩＪＵの先端
部が突出した形状である。このインクジェットカートリ
ッジＩＪＣは、インクジェットプリント装置本体ＩＪＲ
Ａに載置されているキャリッジＨＣ（図９）の後述する
位置決め手段、及び電気的接点とによって固定支持され
ると共に、該キャリッジＨＣに対して着脱可能なタイプ
である。

【００３５】(ii)インクジェットユニットＩＪＵ構成説
明 インクジェットユニットＩＪＵは、電気信号に応じて膜
沸騰をインクに対して生じせしめるための熱エネルギを
生成する電気熱変換体を用いてプリントを行う方式のユ
ニットである。

【００３６】(iii) ヒータボードの説明 図１０は本実施例で使用しているヘッドのヒーターボー
ド１００の模式図を示している。ヘッドの温度を制御す
るための温調用（サブ）ヒーター８ｄ、インクを吐出さ
せるための吐出用（メイン）ヒーター８ｃが配された吐
出部列８ｇ、駆動素子８ｈが同図で示される様な位置関
係で同一基板上に形成されている。この様に各素子を同
一基板上に配することでヘッド温度の検出、制御が効率
よく行え、更にヘッドのコンパクト化、製造工程の簡略
化を計ることができる。また同図には、ヒーターボード
がインクで満たされる領域と、そうでない領域とに分離
する天板の外周壁断面８ｆの位置関係を示す。この天板
の外周壁断面８ｆの吐出用ヒーター８ｄ側が、共通液室
として機能する。なお、天板の外周壁断面８ｆの吐出部
列８ｇ上に形成された溝部によって、液路が形成され
る。

【００３７】このような装置を用いて以下に本発明での
実施例を示す。

【００３８】（実施例１）次に、本発明を上述のインク
ジェットプリントヘッドの温度の検出手段として実施し
た実施例について具体的に説明する。

【００３９】（プリントヘッドのモデル化）本発明での
プリントヘッドの温度の検出は熱伝導の物理式に則った
演算推定手段を用いるが、前述したように該演算推定に
は膨大な処理量が必要となるので、本実施例ではプリン
トヘッドを同等と扱っても問題ない範囲でモデル的に温
度伝導熱時定数群毎に分割し、該分割単位毎に温度推移
を演算推定する。

【００４０】以下でプリントヘッドの構成部材を同一時
定数群毎に分割する分割モデル化手段の詳細について述
べる。

【００４１】前記構成よりなるプリントヘッドにエネル
ギを投入し、該プリントヘッドの昇温過程のデータをサ
ンプリングし図３に示すような結果を得た。

【００４２】上記構成よりなるプリントヘッドは厳密に
は多くの熱伝導時間の異なる部材の組み合わせで構成さ
れているが、上記ログ変換を行った昇温データと経過時
間の関数の微分値が一定である範囲においては（すなわ
ち図３における傾きが一定であるＡ，Ｂ，Ｃの範囲にお
いては）、実用上単一部材の熱伝導として扱えることを
示している。すなわち、該単一の熱伝導部材として扱え
る各々を１つの単位として、温度の伝導の仕方を求める
ことによってプリントヘッドの温度の推移を推定でき
る。

【００４３】以上の結果から本実施例では、熱伝導に関
するモデルにおいてはプリントヘッドを２つの熱時定数
で取り扱うこととする。（上記結果では、３つの熱時定
数を持つモデル化を行う方がより正確に回帰が行えるこ
とを示しているが、図３のＢとＣのエリアにおける傾き
もほぼ等しいと判断し温度の検出効率を優先して本実施
例では２つの熱時定数でプリントヘッドをモデル化する
ものである。） 具体的に数値で示すと、一方の熱伝導は０．８秒で平衡
温度まで昇温する時定数を有するもののモデル化であり
（図３ではＡの領域に相当）、もう一方は５１２秒で平
衡温度で昇温する時定数を有するもののモデル化となっ
た（図３ではＢおよびＣの領域のモデル化である）。以
降は、上記Ａ領域でひとまとめにされる部材群をショー
トレンジ時定数群と称し、上記ＢおよびＣ領域でひとま
とめにされる部材群をロングレンジ時定数群と称して発
明の詳細な説明を行う。

【００４４】図４に本実施例でモデル化した熱伝導の等
価回路を記す。

【００４５】（時定数群毎の温度推移の演算手段）次
に、本実施例で使用するプリントヘッドの時定数群毎の
温度を推定する温度伝導の物理式を記す。

【００４６】

【数１】

【００４７】プリント装置では熱源である吐出ヒータの
ｏｎ／ｏｆｆは最大駆動周波数毎に発生するが、本実施
例では後述する単位時間を設け、該単位時間あたりの投
入エネルギから温度の演算を行う方式をとる。更に、本
実施例では上記熱伝導の一般式を以下のように展開処理
した演算アルゴリズムを用いることで該演算処理負荷の
低減を図る。

【００４８】＜ＥＸ．熱源ＯＮ後ｎｔ時間経過後の温度
の推定手段＞

【００４９】

【数２】 a{1-exp[-m*n*t]} …<1> ＝a{exp[-m*t]-exp[-m*t]+exp[-2*m*t]-exp[-2*m*t]+……+exp[-(n-1)*m*t] -exp[-(n-1)*m*t]+1-exp[-n*m*t]} ＝ a{1-exp[-m*t]} +a{exp[-m*t]-exp[-2*m*t]} +a{exp[-2*m*t]-exp[-3*m*t]} ……… +a{exp[-(n-1)*m*t]-exp[-n*m*t]} ＝ a{1-exp[-mt]} …<2-1> +a{exp[-m*(2t-t)]-exp[-m*2t]} …<2-2> +a{exp[-m*(3t-t)]-exp[-m*3t]} …<2-3> ……… +a{exp[-m*(nt-t)]-exp[-m*nt]} …<2-n> 以上のように展開したことにより、＜１＞式が＜２−１
＞＋＜２−２＞＋＜２−３＞＋…＋＜２−ｎ＞と一致す
る。ここで、 ＜２−ｎ＞式；時刻０からｔまで加熱し、時刻ｔからｎ
ｔまで加熱をＯＦＦした場合の、時刻ｎｔにおける対象
物の温度に等しい。

【００５０】＜２−３＞式；時刻（ｎ−３）から（ｎ−
２）まで加熱し、時刻（ｎ−２）からｎｔまで加熱をＯ
ＦＦした場合の、時刻ｎｔにおける対象物の温度に等し
い。

【００５１】＜２−２＞式；時刻（ｎ−２）から（ｎ−
１）まで加熱し、時刻（ｎ−１）からｎｔまで加熱をＯ
ＦＦした場合の、時刻ｎｔにおける対象物の温度に等し
い。

【００５２】＜２−１＞式；時刻（ｎ−１）からｎまで
加熱した場合の時刻ｎｔにおける対象物の温度に等し
い。

【００５３】上記式の合計が＜１＞式に等しいというこ
とは、すなわち対象物１の温度の挙動（昇温温度）を、
単位時間あたりに投入されたエネルギによって昇温した
対象物１の温度が、単位時間経過後毎に何度に降温して
いくかを求め（各々の＜２−１＞式、＜２−２＞式…＜
２−ｎ＞式に相当）、現在の対象物１の温度は過去の各
単位時間あたりに昇温した温度が現時点において何度に
降温しているかの総和を求める（＜２−１＞＋＜２−２
＞＋…＜２−ｎ＞）ことにより演算推定することが可能
であることを示す。

【００５４】すなわち、該演算を行うには、上記単位時
間あたりに昇温した温度Δｔが零になる（Δｔ＝０とな
る）までの［データの保持時間］と、連続的に推移する
温度の昇降温を離散的に推定することによる誤差が許容
される［許容演算間隔］の設定が必要となる。

【００５５】本実施例では、該［データの保持時間］と
［許容演算間隔］を以下のように設定し、プリントヘッ
ドの時定数群毎の温度推移の演算を行うものとする。

【００５６】

【表１】

【００５７】（時定数群毎の温度推移の検出）前述した
ように、温度演算単位であるプリントヘッドの時定数分
割と、各時定数群毎の演算間隔および演算時間（データ
保持時間）の設定とがなされたので、前述した演算式に
従って演算を行うことでプリントヘッドの温度は推定で
きるが、一般にＭＰＵでは直接指数演算は行えない。よ
って、上記演算には近似計算を行うか換算表から指数演
算値を求めるなどしなくてはならず処理速度が膨大にか
かってしまう。

【００５８】この対策として本実施例ではとりうる値の
全ての場合の計算を予め実行して演算表としてメモリ上
に格納しておく方式をとる。単位時間あたりに投入でき
る投入エネルギ（０％から１００％まで）を２．５％刻
みで分割し、如何なる投入エネルギも該４０分割のどれ
かに近似する。例えば投入エネルギが０以上２．５％未
満であった場合には第１番目の分割で近似し、２．５％
以上５％未満の投入エネルギであった場合には第２分割
で近似し、以下同様にして０から１００％までの投入エ
ネルギを４０分割のうちの１つの分割単位に近似する。
一方、投入エネルギの各分割単位毎に温度の昇降温特性
を予め計算しておく。ショートレンジ時定数群であれ
ば、前述したように演算間隔が０．０５秒単位で演算時
間が０．８秒であるので、エネルギ投入後、０．０５秒
間隔で経過時間計０．８秒までの温度の降温推移の仕方
の１６データ（＝０．８／０．０５）を、各分割単位毎
に総計６４０データ（＝４０分割＊１６通り）を温度推
移データとして演算表に格納しておくことによりショー
トレンジ時定数群の温度推移をテーブル参照で検出する
ことが可能となる。同様に、ロングレンジ時定数群は投
入エネルギの２．５％刻みの各分割単位毎に５１２デー
タ（５１２／１）、総計２０４８０データ（＝４０分割
＊５１２通り）の演算を温度推移データとして演算表に
格納しておくことにより、ロングレンジ時定数群の温度
推移をテーブル参照で検出することが可能となる。但
し、ロングレンジ時定数群の温度変化は極めて緩やかで
ある上に、エネルギ投入後時間が経過していくに従って
１秒の時間経過程度では温度変化が誤差として扱えるほ
ど小さくなっていくので、本実施例では演算結果の格納
を１秒毎に５１２分割するのではなく、１秒まで、３秒
まで、５秒まで、７秒まで、９秒まで、１１秒まで、２
１秒まで、４１秒まで、６１秒まで、８１秒まで、１０
１秒まで、１５１秒まで、３０１秒まで、５１２秒まで
の１４分割でテーブル格納することにより、総計５６０
データ（＝４０分割＊１４通り）の演算表としてデータ
の格納を行いメモリ消費の低減を図ることとする。

【００５９】上記ショートレンジ時定数群の演算表を表
２に、ロングレンジ時定数群の演算表を表３に記す。

【００６０】

【表２】

【００６１】

【表３】

【００６２】（プリントヘッド温度の検出）上述したよ
うに、時定数群毎の昇温温度の検出は、単位時間あたり
に昇温した温度の温度推定時点での降温程度を検出し該
検出温度を積み重ねていくことにより検出可能となる。
すなわち、ショートレンジ時定数群の昇温であれば、上
記表２を参照して各単位時間毎に昇温した温度が推定時
点で何度に降温しているかを検出し、該検出温度の総和
を0.０５秒刻みで積み重ね演算していくことにより吐出
ヒータの駆動での昇温を演算検出することが可能とな
る。同様に、ロングレンジ時定数群の昇温であれば、上
記表３を参照して各単位時間毎に昇温した温度の演算時
点での降温程度を検出し、該検出温度の総和を１秒刻み
で積み重ね演算していくことにより吐出ヒータの駆動で
の昇温を演算検出することが可能となる。

【００６３】プリントヘッド温度の検出は、プリントヘ
ッドをモデル化した時定数群毎に昇温温度を検出して該
時定数群毎の昇温温度の演算値の総和を求めることによ
り検出可能となる。

【００６４】以上のようにして、プリントヘッドを温度
伝導率でモデル化した時定数群毎に昇温温度を検出し、
該時定数群毎の昇温検出値の総和を求めることによりプ
リントヘッドの温度検出を行うことが可能となる。ここ
までの温度演算手段の類似発明は、特開平５−２０８５
０５号公報などに提案されている。

【００６５】（制御部の説明）上述してきた手段によっ
てプリントヘッドの温度検出は可能となるが、消耗品で
あるプリントヘッドやプリントインクが大幅に改良さ
れ、温度演算パラメータが変わってしまったときには温
度演算に大きな誤差が生じてしまう懸念が生じるが、本
実施例では以下のように制御されるので該消耗品の改良
が、すなわち温度演算パラメータの変更が可能となる。

【００６６】図１は、本実施例におけるプリント装置の
制御構成を説明するブロック図である。

【００６７】図１に示すように、プリント装置の制御部
１０は、マイクロプロセッサユニット（ＭＰＵ）１１、
ＭＰＵ１１が実行する制御プログラムを格納するリード
オンリメモリ（ＲＯＭ）１２、各種データ（上記プリン
ト信号や温度演算に用いられるパラメータやヘッドに供
給されるプリントデータ等）を保存しておくダイナミッ
ク型のランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）１３、および
プリントヘッドに対するプリントデータの供給制御など
を行うゲートアレイ（ＧＡ）１４を有し、本実施例で
は、このＧＡ１４に接続されるインターフェース１５を
具備する。このインターフェース１５は、プリント信号
や温度演算パラメータを外部装置１６から入力するもの
である。なお、ＧＡ１４は、インターフェース１５、Ｍ
ＰＵ１１、およびＲＡＭ１３間のデータの転送制御も行
う。更に制御部１０の主構成要素には、プリントヘッド
を搬送するためのキャリアモータやプリント用紙搬送の
ための搬送モータを駆動する不図示のモータドライバ
や、プリントヘッドを駆動する不図示のヘッドドライバ
などがある。

【００６８】図２は、本実施例におけるメモリ構成を説
明するメモリマップの抜粋である。図２からも明らかな
ようにＲＯＭ１２領域内には、製品出荷時のプリントヘ
ッド、プリントインク用に合わせこまれた温度演算パラ
メータが格納されている。前記制御部１０はプリント装
置の電源がｏｎされると、上記ＲＯＭ１２内の演算パラ
メータをＲＡＭ１３の演算パラメータワークエリアにコ
ピーする。以後制御部１０は、ＲＡＭ１３内の演算パラ
メータワークエリアに格納されている温度演算パラメー
タを参照することによってプリントヘッドの温度を演算
推定処理するようになっており、これにより温度制御が
行われる。

【００６９】一方、本実施例のプリント装置には上記Ｒ
ＡＭ１３内の演算パラメータを外部装置１６からインタ
ーフェース１５を介してダウンロード入力できるコマン
ドが用意されている。

【００７０】すなわち、該コマンドにより定型化された
規則に従ってデータを転送すれば、上記ＲＡＭ１３内の
温度演算パラメータワークエリア内のデータを自由に書
き換える手段を解放されている仕様となっている。該仕
様を用いて上記温度演算パラメータ変更コマンドによっ
て温度演算パラメータワークエリアの内容を最適値に更
新するメディアを供給することにより、オープンループ
温度演算手段を用いているプリント装置においても前記
消耗品であるプリントヘッドやプリントインクの改良を
行うことが可能となる。

【００７１】尚、前記メディアはインターフェースを介
してデータをプリント装置制御部１０に転送できる仕様
のものであれば特別な制約はなく、例えば該データがフ
ァイル形式で格納されているパソコンのディスク装置に
対応したフロッピーでもよく、あるいはプリンタドライ
バの要素の一部として供給しても良い。

【００７２】以上説明したように、温度検出対象物を少
なくとも１つ以上の温度伝導熱時定数群ごとに分割し、
該時定数群ごとの温度検出を物理式に則って演算する演
算検出手段と、該演算に用いるパラメータを外部から取
り込むインターフェース手段とを有することにより、イ
ンクジェットプリント装置においては重要な制御項目で
あるプリントヘッドの温度を、電気的に検出する場合に
生じるレスポンスの遅れやノイズなどの外乱を受けるこ
と無く、安価に正確かつ高速にプリントヘッドの温度を
検出できるオープンループ演算処理を用いながら、イン
クジェットプリント装置の最大の特徴である消耗品のバ
ージョンアップで商品の競争力を格段に向上させる商品
戦略を可能としたインクジェットプリントヘッドの温度
検出システムを実現することが可能となる。

【００７３】（実施例２）次に、プリントヘッドの温度
を演算する他の実施例について説明する。

【００７４】前記実施例では、プリントヘッドやプリン
トインクなどに温度を演算推定するパラメータの変更を
伴うような改良があった場合に、該演算パラメータを前
記インターフェースを介して転送・更新する方式であっ
たが、プリンタドライバ等によりパラメータを転送する
代わりに該プリンタドライバ内で予めプリントをシミュ
レーションして将来に渡るプリントヘッド温度を予測演
算してしまい、該予測演算値を前記インターフェースを
介してプリント装置に転送してくる方式であっても良
い。

【００７５】前記温度演算パラメータを転送する方式で
は、システムが複雑になればなるほど転送データ量が多
くなるばかりか、同じパラメータをＲＯＭとＲＡＭの双
方で有していなければならずメモリ消費を非効率化させ
てしまうが、本方式にあっては該問題を全て解消できる
ばかりか、温度演算処理自体をパソコンの中央処理装置
（ＣＰＵ）を用いて演算処理することが可能となる。

【００７６】パソコンのＣＰＵは今後益々日進月歩の勢
いで高速化されていくことが予想されているので、上述
したように確実に高速化されていくパソコンのＣＰＵに
負荷の大きい機能を分担させておくことによる効果は大
きい。

【００７７】プリントヘッド温度をオープンループで演
算処理するに当たり、該演算処理を行う制御部と、外部
装置からインターフェースを介して転送される転送デー
タ以外の構成および作用は前記実施例と同様であるので
詳細な説明は省略する。

【００７８】（実施例３）インクジェットプリント装置
において印字比率（以下、印字ｄｕｔｙという）から現
在の温度を検出し、吐出の安定化を図るために回復シー
ケンスを制御する方法について説明する。

【００７９】本実施例では、上述の実施例１と同様にし
て、現在のヘッドの温度を印字ｄｕｔｙから検出して、
ヘッドの検出温度に応じて吸引条件を変えている。吸引
条件の制御は吸引圧（初期ピストン位置）ないしは吸引
量（体積変化量あるいは負圧保持時間）によって行われ
る。図５に負圧保持時間と吸引量のヘッド温度依存性を
示す。一定の区間は負圧保持時間によって吸引量を制御
できるが、それ以外では吸引量は負圧保持時間によらな
くなる。また、印字ｄｕｔｙから検出したヘッド温度に
よって吸引量は影響されるが、ヘッド検出温度に応じて
負圧保持時間を変化させる。このようにすることでヘッ
ド温度が変化する場合でも吐出量を一定（最適量）に維
持でき、吐出の安定化を図れる。

【００８０】さらに複数のヘッドを用いる場合には、ヘ
ッドの配列に応じた放熱補正を行うことにより、ヘッド
温度の検出をより正確に行う。キャリッジ端部は中央部
に比べて放熱しやすく、温度分布にばらつきが生じてし
まうため、温度に大きく影響される吐出もばらついてし
まう。そこで、端部での放熱を１００％、中央部での放
熱を９５％として補正している。この補正によって熱的
なばらつきを防いで、安定した吐出を可能としている。
さらに、ヘッド毎にヘッドの特徴や状態に応じて吸引条
件を変えても良い。

【００８１】さらに、この実施例では吸引時のヘッド温
度降下検出を行う。環境温度とヘッド温度との差がある
場合、吸引によって高温状態のインクは排出され、イン
クタンクから新たに低音のインクが供給される。その供
給されたインクによって高温状態のヘッドは冷却され
る。表４に環境温度とヘッド検出温度との差と吸引時の
温度降下補正を示す。印字ｄｕｔｙからヘッド温度を検
出する場合、環境温度との差から吸引時の温度降下を補
正することができ、吸引後のヘッド温度も同時に予測す
ることができる。

【００８２】

【表４】

【００８３】交換可能なヘッドの場合は、インクタンク
の温度検出が必要となる。インクタンクはヘッドに密接
しているため、吐出による温度上昇がインクタンクへ影
響を与える。そこで過去１０分間の温度平均からインク
タンク温度を検出している。これにより、吸引時の温度
降下にフィードバックすることができる。

【００８４】パーマネントヘッドの場合は、ヘッドとイ
ンクタンクが離れているため、供給されるインクの温度
が環境温度と等しく、インクタンクの温度予測しなくと
も良い。

【００８５】さらに、図６に示すようなサブタンク系の
場合、すなわち、メインタンク２１に連通されるサブタ
ンク２２を有し、サブタンク２２からヘッドチップ２３
にインクが供給されるようになっており、ポンプ２４が
キャップ２４およびサブタンク２２に接続されている場
合について説明する。このようなサブタンク系の場合、
インクが高温状態のときに吸引しても吸引量が多くなっ
てしまうため、液面引き上げ効果が期待できなくなり、
インクの供給不良の原因となってしまう可能性もある。
そこで印字デューティから予測されるヘッド温度が高温
であるとき、吸引回数増やして十分に液面引き上げ効果
があるようにする。表５には、環境温度とヘッド検出温
度との差と吸引回数の関係を示す。すなわち、ヘッドの
検出温度と環境温度との差があるほど吸引回数を多くす
るように設定している。これによって液面引き上げ効果
が損なわれないようにしている。

【００８６】

【表５】

【００８７】（実施例４）本実施例では、実施例３と同
様に、現在のヘッド温度を印字ｄｕｔｙから検出してい
るが、本実施例ではヘッドの検出温度に応じて予備吐出
条件を変化させている。

【００８８】ヘッド温度が高い場合には吐出量が増加し
てしまい、無駄な予備吐出をしてしまう可能性がある。
そこで、このような場合には予備吐出のパルス幅を小さ
くするように制御すれば良い。表６にヘッド検出温度と
パルス幅の関係を示す。高温時ほど吐出量は増えるの
で、パルス幅を小さくして吐出量を抑制している。

【００８９】

【表６】

【００９０】また、高温時ほどノズル間の温度のばらつ
きが大きくなるため、予備吐出数分布を最適にする必要
がある。表７にヘッド検出温度と予備吐出のパルス数の
関係を示す。常温時でもノズル端部と中央部では予備吐
出数に差をもたせて、温度のばらつきによる影響を抑制
している。また、ヘッドが高温になるほど端部と中央部
での温度差は大きくなるので、予備吐出数の差も大きく
している。これによってノズル間の温度分布のばらつき
を抑え、効率的（必要最低限）な予備吐出が可能となっ
て安定した吐出ができる。

【００９１】

【表７】

【００９２】さらに複数ヘッドの場合には、インク色毎
に予備吐出の温度テーブルを変えても良い。表８に温度
テーブルの例を示す。ヘッド温度が高温の場合、Ｙ（イ
エロー）、Ｍ（マゼンタ）、Ｃ（シアン）に比べて、染
料の多いＢｋ（ブラック）は増粘しやすいので予備吐出
数を多めにする必要がある。また高温時ほど吐出量が多
くなるので、予備吐出数を抑えるように設定している。

【００９３】

【表８】

【００９４】さらに、ノズル数が多い場合には図７
（Ａ）および（Ｂ）のようにノズルを分割してヘッド温
度の検出を行う方法も可能である。すなわち、ヘッド３
０のノズル３０ａを幅方向に領域１および領域２に分割
し、それぞれのノズル領域１および２毎に独立に印字デ
ューティを求めるカウンタ３１，３２を設け、独立に求
めた印字デューティからヘッド温度を検出する。この検
出値およびセンサ３３からの検出データに基づいて、制
御部３４およびヘッド駆動手段３５を介して、ヘッド３
０の領域１および２のそれぞれの予備吐出条件を独立に
設定することができる。これにより、印字デューティに
よるヘッド温度予測の誤差を軽減することができ、より
安定した吐出が期待できる。

【００９５】（実施例５）本実施例では、印字デューテ
ィからプリントヘッド温度を検出して、過去の平均ヘッ
ド温度に応じて最適に設定される間隔で所定の回復手段
を作動する例を示す。本実施例で平均ヘッド温度に応じ
て制御する回復手段は、吐出の安定化を図るために印字
中（キャップ開放時）に所定の時間毎に行う予備吐出お
よびワイピングである。予備吐出は、インクジェット技
術では周知の如く、ノズル口からのインクの蒸発によっ
て生ずる不吐出や濃度変化などを防止する目的で行われ
るものである。インクの蒸発がヘッド温度によって異な
ることに着目して、本実施例では平均ヘッド温度に応じ
て最適の予備吐出間隔および予備吐出数を設定して時間
的にあるいはインク消費の面から効率的な予備吐出を行
うものである。

【００９６】本実施例の主たる構成要素であるオープン
ループ温度制御、すなわち本体に設けた基準温度センサ
の検出温度と過去の印字デューティとからその時点の温
度を算出・検出する方式では、本実施例で必要となる過
去の所定期間のヘッドの平均温度を容易に得ることがで
きる。インクの蒸発は各々の時点でのヘッド温度に関係
しており、所定期間のインク蒸発の総量はその期間の平
均ヘッド温度と強い相関があることに本実施例では着目
した。一方、ヘッドの温度を直接検出する方式では、各
々の時点のヘッド温度に応じてリアルタイムで制御する
のは比較的容易であるが、本実施例の制御に必要な過去
の平均ヘッド温度を得るためには特別な記憶・演算回路
が必要となる。

【００９７】本実施例で制御するもう一つの吐出安定化
手段であるワイピングは、オリフィス形成面上に付着し
たインクや水蒸気などの不要な液体や、紙粉やほこりな
どの固形異物を除去する目的で行うものである。本実施
例では、インクなどによる濡れ量がヘッドの温度によっ
て異なること、さらにはインクや異物の除去を難しくす
る濡れの蒸発がヘッド温度（オリフィス形成面の温度）
に関係することに着目して、ヘッドの過去の平均温度に
応じて最適なワイピング間隔を設定することにより効率
的なワイピングを行うものである。ワイピングに関係す
る上記の濡れ量や濡れの蒸発は、ワイピングを実施する
時点のヘッド温度よりも過去のヘッドの平均温度の方が
相関が強いので、本実施例のヘッド温度検出手段が好適
である。

【００９８】図８は本実施例のインクジェットプリント
装置の印字時の概略シーケンスを示すフローチャートで
ある。印字信号が入力されると（ステップＳ１）、プリ
ントシーケンスが実行され、まず、予備吐出タイマーが
その時点の平均ヘッド温度に応じて設定され、スタート
する（ステップＳ２）。さらに、ワイピングタイマーも
同様にその時点の平均ヘッド温度に応じて設定されスタ
ートする（ステップＳ３。次に、紙が有るかどうかを判
断し（ステップＳ４）、紙が無ければ給紙（ステップＳ
５）した後、データの入力が完了かどうかを判断し（ス
テップＳ６）、データの入力が完了次第、キャリッジ走
査（印字スキャン）を行い１行分印字する（ステップＳ
７）。

【００９９】印字を終了するかどうかを判断し（ステッ
プＳ８）、印字を終了する場合は紙を排出して（ステッ
プＳ９）、スタンバイ状態にもどり（ステップ１０）、
印字を続ける場合は所定量の紙送りをして（ステップＳ
１１）、紙後端チェックを行い（ステップＳ１２）、紙
が後端の場合には排紙（ステップＳ１４）してプリント
（ステップＳ１）に戻る。紙後端ででない場合には、次
に、ヘッドの平均温度に応じて設定されているワイピン
グタイマー及び予備吐出タイマーのチェック＆再設定を
行う（ステップＳ２０およびＳ３０）。これらのワイピ
ングタイマーあるいは予備吐出タイマーのチェック＆再
設定（ステップＳ２０およびＳ３０）では、動作の実施
有無に関わらず平均ヘッド温度算出し（ステップＳ２１
およびＳ３１）、ワイピングタイマーあるいは予備吐出
タイマーがオーバーしているかどうかを判断して（ステ
ップＳ２２およびＳ３２）、オーバーしている場合には
ワイピング（ステップＳ２３）あるいは予備吐出（ステ
ップＳ３３）を行った後、算出温度の応じてワイピング
タイマーあるいは予備吐出タイマーを再設定およびスタ
ートさせ（ステップＳ２４およびＳ３４）、タイマーが
オーバーしていない場合には、そのまま、算出温度の応
じてワイピングタイマーあるいは予備吐出タイマーを再
設定する（ステップＳ２５あるいはＳ３５）。

【０１００】すなわち、本実施例では、印字行毎に平均
ヘッド温度の変化に応じてワイピング及び予備吐出のタ
イミングをきめ細かく再設定することで、インクの蒸発
や濡れの状況に応じた最適なワイピングおよび予備吐出
を行うことができる。所定の回復動作後にデータ入力の
完了を待って、再び印字スキャンを行うように上述のス
テップを繰り返す。

【０１０１】表９は本実施例における、過去１２秒間の
平均ヘッド温度に応じた予備吐出の間隔および予備吐出
数の対応表であり、また、ワイピングの間隔に関しては
過去４８秒間の平均ヘッド温度に応じた対応表である。
本実施例では、平均ヘッド温度が高くなるにしたがって
間隔を短く予備吐出数を少なくなるように、逆に平均ヘ
ッド温度が低くなるにしたがって間隔を長く予備吐出数
を多くなるように設定している。このような設定はイン
クの蒸発・増粘特性に応じた吐出特性と濃度変化などの
特性を考慮して適宜設定すれば良く、不揮発性の溶剤量
が多く蒸発による粘度増加よりも温度上昇による粘度減
少が想定されるインクの場合は逆に、高温時に予備吐出
の間隔が長くなるように設定しても良い。

【０１０２】ワイピングに関しては、通常の液体インク
では温度が高くなるにしたがって濡れの量や除去の困難
さが増す傾向にあるので、本実施例では高温時に頻繁に
ワイピングを行うようにしている。本実施例では、プリ
ントヘッドがひとつの場合について説明したが、複数の
ヘッドを用いてカラー化や高速化を実現している装置の
場合には、プリントヘッド毎に平均ヘッド温度による回
復条件の制御を行っても良く、また、最も短い間隔のプ
リントヘッドに併せて同時に動作させても良い。

【０１０３】

【表９】

【０１０４】なお、上記実施例１で説明した様に、ヘッ
ド温度は現時点での検出温度に限らず将来のヘッド温度
をも容易に予測できる。よって、将来の吐出状況も加味
して最適予備吐出間隔、予備吐出発数を設定する様にし
ても良い。

【０１０５】（実施例６）本実施例では、実施例５と同
様、平均ヘッド温度の検出に基づく回復制御の例とし
て、比較的長時間に亘る過去の平均ヘッド温度の検出値
に応じた吸引回復の例を示す。インクジェットプリント
装置のプリントヘッドはノズル口でのメニスカス形状安
定化の目的で、ノズル口で負の水頭圧になるように構成
する場合がある。インク流路の不如意な気泡はインクジ
ェットプリント装置における各種の問題の原因となる
が、負の水頭圧に維持された系では、特に問題となり易
い。

【０１０６】すなわち、プリント動作を行わなくても単
純に放置するだけで、インク中の溶存気体の解離や流路
構成部材を介してのガス交換などにより、正常な吐出の
障害となる気泡が流路中に成長してきて問題となる。吸
引回復手段はそうした流路中の気泡のノズル口先端部で
蒸発により増粘したインクの除去を目的として用意され
るものである。インクの蒸発は前述の如くヘッドの温度
により変化するが、流路中の気泡の成長はさらにヘッド
温度の影響を受け易く高温ほど発生しやすい。本実施例
では、表９に示す如く、過去１２時間の平均ヘッド温度
に応じて吸引回復の間隔を設定しており、平均ヘッド温
度が高いほど頻繁に吸引回復を行うようにしている。平
均温度の再設定は、例えば１頁毎に行っても良い。

【０１０７】なお、上記実施例１で説明した様に、ヘッ
ド温度は現時点での検出温度に限らず将来のヘッド温度
をも容易に予測できる。よって、将来の吐出状況も加味
して最適吸引回復制御を設定する様にしても良い。

【０１０８】例えば、現時点での検出ヘッド温度では高
デューティー印字を行ったときに吐出不良が心配であっ
ても、将来高デューティー印字を行わない事が判ってい
れば吸引動作を先延ばしにすることで、プリント媒体の
給排紙時に吸引を行うようにし、トータルの印字時間を
短縮することができる。

【０１０９】（実施例７）本実施例は、印字デューティ
から検出した温度の履歴に応じて回復系の制御を行う例
を示す。

【０１１０】オリフィス形成面上にインクなどの異物が
堆積して吐出方向を偏倚させたり、ときには、吐出不良
となったりする場合がある。そうした、吐出特性の劣化
の回復手段としてワイピング手段が設けられるが、さら
に強い摺擦力を有する拭き部材が準備される場合やワイ
ピング条件の一時的な変更により拭き取り性を増す場合
もある。本実施例では、ゴムブレードにより構成された
ワイピング部材のオリフィス形成面への侵入量（食い込
み量）を大きくして、拭き取り性を一時的に増大させて
いる（擦り取りモード）。

【０１１１】拭き取りが必要となる異物の堆積は、濡れ
インク量とワイピング時の拭き残り量およびその蒸発に
関わり、吐出回数と吐出時の温度との相関が強いことが
実験的に確認された。そこで、本実施例では、擦り取り
モードをヘッドの温度で重み付けした吐出回数に応じて
制御している。表１０は、印字デューティから検出され
たヘッドの温度に応じて印字デューティの基データであ
る吐出回数に乗ずる重み付け係数を示すものである。す
なわち、濡れないし拭き残りが発生しやすい高温時ほど
堆積物の指標となる吐出回数が制御上大きくなるように
している。

【０１１２】

【表１０】

【０１１３】重み付けされた吐出回数が５００万回に達
したら擦り取りモードを動作させるようにしている。擦
り取りモードは堆積物の除去には効果があるが、摺擦力
が強いのでオリフィス形成面への機械的なダメージも生
ずる場合もあるので、必要最小限にすることが望まし
く、本実施例のように、異物の堆積に直接的に相関のあ
るデータを基に制御することは構成が簡易であり、かつ
確実性が高い。複数のヘッドを有するシステムでは、例
えば、色毎に印字デューティを管理して、堆積特性の異
なるインク色毎に擦り取りモードの制御を行っても良
い。

【０１１４】なお、上記実施例１で説明した様に、ヘッ
ド温度は現時点での検出温度に限らず将来のヘッド温度
をも容易に予測できる。よって、「重み付け吐出回数」
の算出に将来の吐出状況も加味した「重み付け吐出回
数」を用い、最適制御を設定するようにしても良い。

【０１１５】（実施例８）本実施例では、実施例６と同
様に吸引回復の例を示すが、本実施例では放置による気
泡の増加（放置泡）の検出に加えて、印字時に生ずる気
泡（印字泡）の検出を行うことによって、より精度良く
流路内の泡の検出が可能となる。前述の如くインクの蒸
発はヘッドの温度により変化するが、流路中に気泡の成
長はさらにヘッド温度の影響を受け易く高温ほど発生し
やすい。このことから、放置泡の検出はヘッド温度によ
って重み付けした放置時間を計数すればよいことがわか
る。

【０１１６】印字泡は吐出時のヘッド温度が高いほど発
生し易くまた、吐出回数にも当然正の相関がある。そこ
で、印字泡もヘッド温度によって重み付けした吐出回数
を計数すれば良いことがわかる。本実施例では、表１１
に示す如く、放置時間に応じたポイント数（放置泡）と
吐出回数に応じたポイント数（印字泡）を設定し、合計
のポイントが１億ポイントに達した場合、流路内の気泡
が吐出に影響を与える恐れがあると判断して吸引回復を
行い、気泡を除去する。

【０１１７】

【表１１】

【０１１８】印字泡と放置泡のポイントの整合性は、温
度条件一定でそれぞれの要因単独で吐出不良が生ずると
きのポイントが同一になるように実験的に求めた。ま
た、温度に応じた重み付けも実験的に求めて換算した値
である。気泡の除去手段としては、本実施例の吸引手段
でも、加圧手段でも良く、さらに意識的に流路中のイン
クをなくした吸引手段を作動させるようにしても良い。

【０１１９】なお、上記実施例１で説明した様に、ヘッ
ド温度は現時点での検出温度に限らず将来のヘッド温度
をも容易に予測できる。よって、「インクの蒸発特性」
や「流路中の気泡の成長」の検出、予測に将来の吐出状
況をも加味した「インクの蒸発特性」や「流路中の気泡
の成長」を用い、最適制御を設定するようにしても良
い。

【０１２０】なお、この実施例ではヘッドへの投入エネ
ルギの指標として通電時間を用いたが、これに限られる
ものではない。例えば、ＰＷＭ制御を行わないか、また
は高精度の温度予測が要求されない場合は、単に印字ド
ット数用いても良い。更に、印字デューティーに大きな
変動が無い場合には印字時間と、非印字時間とを用いて
も良い。

【０１２１】（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。

【０１２２】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。

【０１２３】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。

【０１２４】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。

【０１２５】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。

【０１２６】また、本発明の記録装置の構成として、記
録ヘッドの吐出回復手段、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。

【０１２７】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
黒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。

【０１２８】さらに加えて、以上説明した本発明実施例
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６０−７
１２６０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又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。

【０１２９】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。

【０１３０】

【発明の効果】本発明は前述の如く、例えば、温度検出
対象物を少なくとも１つ以上の温度伝導熱時定数群ごと
に分割し、該時定数群ごとの温度検出を物理式に則って
演算する、温度演算推定手段と、該演算に用いるパラメ
ータを外部から取り込むインターフェース手段とを用い
ることにより、インクジェットプリント装置においては
重要な制御項目であるプリントヘッドの温度を、電気的
に検出する場合に生じるレスポンスの遅れやノイズなど
の外乱を受けること無く、安価に正確且つ高速にプリン
トヘッドの温度を検出できるオープンループ演算処理を
用いながら、インクジェットプリント装置の最大の特徴
である消耗品のバージョンアップで商品の競争力を格段
に向上させる商品戦略を可能としたプリント装置および
プリントヘッド温度演算推定方法を提供することが可能
となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例に係るプリント装置の制御構成
を概念的に示す図である。

【図２】図１のメモリ構成を示す図である

【図３】本発明が適用されるプリントヘッドの昇温過程
を示す図である。

【図４】実施例でモデル化したプリントヘッドの熱伝導
の等価回路を示す図である。

【図５】実施例３の負圧保持時間と吸引量の温度依存性
を示す図である。

【図６】サブタンク系のモデルを示す概略図である。

【図７】ノズルが多い場合の実施例を示す図である。

【図８】実施例５の概略シーケンスを示すフローチャー
トである。

【図９】本発明が実施もしくは適用される好適なインク
ジェットヘッドの構成を示す斜視図である。

【図１０】ヒータボードの模式図である。

【符号の説明】

１０ 制御部 １１ ＭＰＵ １２ ＲＯＭ １３ ＲＡＭ １４ ＧＡ １５ インターフェース １６ 外部装置

───────────────────────────────────────────────────── 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 2/05 2/12 2/125 Ｂ４１Ｊ 3/04 １０３ Ｂ １０４ Ｆ １０４ Ｋ (72)発明者 新井 篤 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 八重樫 尚雄 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 兼松 大五郎 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 桑原 伸行 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 乾 利治 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 高橋 喜一郎 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 海老沢 功 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 (13)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 プリントヘッドの温度推移を演算推定パ
   ラメータを用いて演算推定する温度演算推定手段と、 前記演算推定パラメータを外部から取り込むインターフ
   ェース手段とを有することを具備すること特徴とするプ
   リント装置。
2. 【請求項２】 請求項１において、前記温度演算推定手
   段は、前記演算推定パラメータを用い、当該ヘッドに投
   入される熱エネルギから演算推定することを特徴とする
   プリント装置。
3. 【請求項３】 請求項１または２において、前記温度演
   算推定手段は、熱伝導係数の異なる複数の部材を組み合
   わせて構成されているプリントヘッドを少なくとも１つ
   以上の同一時定数群毎にクラス分けし該クラス分けされ
   た同一時定数群ごとに温度推移を演算することを特徴と
   するプリント装置。
4. 【請求項４】 請求項１〜３の何れかにおいて、前記プ
   リントヘッドの温度を演算するための前記演算推定パラ
   メータを予め設定しておくメモリ手段を有することを特
   徴とするプリント装置。
5. 【請求項５】 請求項１〜４の何れかにおいて、前記演
   算推定パラメータが外部から取り込まれた場合に前記予
   め設定されていた演算推定パラメータを更新する更新手
   段を有することを特徴とするプリント装置。
6. 【請求項６】 請求項１〜５の何れかにおいて、吐出を
   安定化させるプリントヘッドの回復処理を前記温度演算
   推定手段に応じた条件で行う吐出安定化制御手段を有す
   ることを特徴とするプリント装置。
7. 【請求項７】 請求項６において、前記吐出安定化制御
   手段は、前記プリントヘッドの予備吐出を前記温度演算
   推定手段に応じた条件で行うことを特徴とするプリント
   装置。
8. 【請求項８】 請求項６において、前記吐出安定化制御
   手段は、前記プリントヘッドの吸引回復を前記温度演算
   推定手段に応じた条件で行うことを特徴とするプリント
   装置。
9. 【請求項９】 請求項６において、前記吐出安定化制御
   手段は、前記プリントヘッドの温度制御を前記温度演算
   推定手段に応じた条件で行うことを特徴とするプリント
   装置。
10. 【請求項１０】 請求項１〜９の何れかにおいて、前記
    プリントヘッドは、熱エネルギによってインクに状態変
    化を生起させ、該状態変化に基いてインクを吐出させる
    ことを特徴とするプリント装置。
11. 【請求項１１】 プリントヘッドの温度推移を演算推定
    パラメータを用いて演算推定するプリントヘッド温度演
    算推定方法において、 前記演算推定パラメータは、外部から取り込むことがで
    きることを特徴とするプリントヘッド温度演算推定方
    法。
12. 【請求項１２】 請求項１１において、前記温度演算推
    定は、前記演算推定パラメータを用い、当該ヘッドに投
    入される熱エネルギから演算推定することを特徴とする
    プリントヘッド温度演算推定方法。
13. 【請求項１３】 請求項１１または１２において、前記
    温度演算推定は、熱伝導係数の異なる複数の部材を組み
    合わせて構成されているプリントヘッドを少なくとも１
    つ以上の同一時定数群毎にクラス分けし該クラス分けさ
    れた同一時定数群ごとに温度推移を演算することにより
    行うことを特徴とするプリントヘッド温度演算推定方
    法。