JPH0839794A - 記録装置 - Google Patents

記録装置

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JPH0839794A
JPH0839794A JP6179208A JP17920894A JPH0839794A JP H0839794 A JPH0839794 A JP H0839794A JP 6179208 A JP6179208 A JP 6179208A JP 17920894 A JP17920894 A JP 17920894A JP H0839794 A JPH0839794 A JP H0839794A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 インクジェット記録装置で、高温状態となっ
た記録ヘッドによるユーザーの危険を排除するととも
に、記録ヘッド自体の破壊に至る急激な過温度を防止す
る。 【構成】 記録ヘッド温度が５０℃を越えたことを判断
すると（ステップＳ７）、ヘッド交換禁止モード移行フ
ラグをセットする（ステップＳ９）。これにより、実際
の温度が１００℃近くになっている記録ヘッドの交換を
指令する入力等がなされても、その交換動作が禁止さ
れ、また、交換が不可能な状態となる。また、ヘッド温
度が７５℃を越えたことを判断すると（ステップＳ１
０）、過昇温プロテクトモード移行フラグをセットする
（ステップＳ１４）。これにより、記録デューティーを
低下させた記録が行われ、さらなるヘッド温度の上昇が
防止される。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、記録装置に関し、詳し
くは該装置における記録ヘッドの温度管理およびそれに
付随する処理に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】プリンタ、複写機、ファクシミリ等で用
いられる記録装置は、記録情報に基づいて、紙やプラス
チック薄板等の被記録材上にドットパターンからなる画
像等を記録していくように構成されている。このような
記録装置は、その記録方式により、インクジェット方
式、ワイヤドット方式、熱転写方式、レーザービーム方
式等に分けることができる。その中で、インクジェット
方式の記録装置は、記録ヘッドに設けられた吐出口から
インク（記録液）滴を吐出飛翔させ、これを被記録材に
付着させて記録を行うものであり、近年の記録装置一般
に対して要求される、高速記録、高解像度記録、高品位
記録、低騒音記録などを良好に満足し得るものとして、
普及しつつあるものである。
【０００３】ところで、上記のような要求に答える一構
成として、ヘッド駆動周波数の高周波数化および記録素
子数の多数化といった構成が採られるが、このような場
合、記録ヘッドに対して投入されるエネルギーが飛躍的
に増大することになる。
【０００４】特に、熱エネルギーを利用してインクに気
泡を生じさせてインク吐出を行うインクジェットの場
合、この傾向が顕著となる。例えば記録装置において記
録ヘッドを装着するための部材、インクタンク、インク
供給のための部材等は、上記エネルギー投入による熱を
放出する機能を果たすが、これら部材の体積、表面積を
一定としたまま、例えば駆動周波数を２倍にしたとする
と、相対的に２倍のエネルギーを投入することになる。
また、吐出口数を２倍にすると同様に２倍のエネルギー
を投入することになる。実際上、上記記録素子、すなわ
ち吐出口の多数化を行っても、その吐出口近傍の体積が
増加するものの、その他の部分の体積、表面積はそれ程
増大しないため、結局、上例の場合、ほぼ一定の体積、
表面積の中に約４倍のエネルギーを投入することにな
る。
【０００５】この場合において、上述した熱エネルギー
を利用するインクジェット方式の場合、投入したエネル
ギーの内、その数割はインクを吐出するときの運動エネ
ルギーおよびこの吐出インクによる放熱により記録ヘッ
ド外へ放出されるため上記４倍の投入エネルギーにより
約２倍程度の昇温が記録ヘッドにおいて認められること
になる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな記録ヘッドの温度上昇に関して、主に以下に示すよ
うな２つの問題を生じることがある。
【０００７】第１の問題は、約２倍の昇温により記録ヘ
ッドが高温になることによる問題である。
【０００８】例えば、環境温度が３０℃の時に比較的記
録デューティーの高い記録を行った場合、まず、記録装
置内の電源や、モーター、ドライバーの昇温により装置
内温度は約１０℃上昇する。この場合、比較的低い駆動
周波数、かつ少ない吐出口数の記録ヘッドを用いるので
あれば、たとえ、ベタ記録、すなわち、１００％デュー
ティーの記録を行っても、これによって２５℃程度の昇
温となるが、駆動周波数を２倍とし、また、吐出口数を
２倍とした記録ヘッドを用いると、２倍の約５０℃の昇
温を示す。そして、上記環境温度および各昇温を合計す
ると、低い駆動周波数で吐出口数の少ないものでは記録
ヘッド温度が約６５℃となるのに対し、高周波数の駆動
および多数吐出口の記録ヘッドの温度は約９０℃にな
る。
【０００９】記録ヘッドが、このように９０℃程の温度
になると、吐出不良を起こし易くなるのは当然として、
記録ヘッドの交換が可能な、または、記録ヘッドをユー
ザーが触れることが可能な装置においては、ユーザー
が、記録ヘッドが高温状態にあることを知らないで触
れ、火傷を負う場合がある。
【００１０】第２の問題は、記録ヘッドの破壊モードに
関する問題である。
【００１１】上記で説明したように、記録の状況によっ
て記録ヘッドの温度は、９０℃になる場合がある。この
場合、約４倍のエネルギーを記録ヘッドに投入しても、
その昇温が２倍程度となるのは、インクが吐出される時
にそのエネルギーの数割を記録ヘッド外にインクが熱お
よび運動エネルギーとして排出してしまうからであるこ
とを上記で説明した通りである。しかしながら、正常に
インクが吐出している場合は上記の通りであるが、例え
ば、インクタンク内が空になり吐出すべきインクが無く
なった場合や、インクの供給路内に気泡が滞留してイン
クの供給を阻害した場合には、記録ヘッド内にインクが
供給されず、インクの無い状態で記録ヘッドを駆動す
る、いわゆる空ヒート状態が発生することがある。
【００１２】この場合、前述の例ではインクが吐出され
ないまま４倍のエネルギーが供給されることになるた
め、インクが排出していたエネルギー分がそのまま記録
ヘッドの温度の急上昇につながり、記録ヘッドの温度が
百数十℃にまで上昇する。そして、その結果、記録ヘッ
ドを構成しているプラスチック部品等が熱変形温度を越
えて変形してしまったり、急激な熱膨張で接着部分が剥
がれたり、ヒーター近傍に残っていたインクが焦げて再
使用不能な状態になってしまうことになる。
【００１３】なお、このようなインクジェット方式に特
有の破壊モードは、従来の熱転写やワイヤードット方式
のように連続記録によって緩やかに温度が上昇し、やが
て高温になって破壊するという記録ヘッド単体の熱容量
によって定まる過昇温の破壊モードとは異なるものであ
り、このような破壊モードの存在は、従来の破壊モード
に対する種々の対策による解決を困難にもしている。
【００１４】本発明は上記問題を解消するためになされ
たものであり、その目的とするところは、高温状態の記
録ヘッドによるユーザーの危険を防止するとともに、記
録ヘッド自体の破壊に至る急激な過昇温を防止すること
が可能な記録装置を提供することにある。
【００１５】
【課題を解決するための手段】そのために本発明では、
記録ヘッドを用い、記録媒体に記録を行う記録装置にお
いて、記録ヘッドの温度を検知するヘッド温度検知手段
と、該ヘッド温度検知手段が検知する記録ヘッドの温度
に基づいて得られるヘッド温度値が、所定値以上か否か
を判断する判断手段と、該判断手段が前記ヘッド温度値
が所定値以上であると判断した場合には、当該記録ヘッ
ドの交換動作を禁止するモードを設定するモード設定手
段と、を具えたことを特徴とする。
【００１６】また、記録ヘッドを用い、該記録ヘッドを
移動させて記録媒体に記録を行う記録装置において、記
録ヘッドの温度を検知するヘッド温度検知手段と、該ヘ
ッド温度検知手段が検知する記録ヘッドの温度に基づい
て得られるヘッド温度値が、記録ヘッドの保護されるべ
き温度から前記移動による１ライン分の記録の間の最大
昇温分を差し引いた値以上であると判断した場合には、
当該１ライン分の記録に関して時間当りに投入するエネ
ルギーを減じる制御手段と、を具えたことを特徴とす
る。
【００１７】
【作用】以上の構成によれば、記録ヘッドが所定温度以
上の比較的高温になった場合には、その記録ヘッドの交
換が禁止される。また、同様に記録ヘッドが高温になっ
た場合には、記録ヘッドの駆動のデューティーが減じら
れる。
【００１８】
【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細
に説明する。
【００１９】実施例１ 本発明の一実施例に係るインクジェットプリンタの過昇
温による記録ヘッド破壊防止および記録ヘッド交換時等
のユーザー保護シーケンスを説明する前に上記プリンタ
の概略構成を説明する。
【００２０】図１は本発明の一実施例に係るプリンタの
制御構成を示すブロック図である。
【００２１】まず、図における各要素を説明すると、１
０はインターフェイス、１１はゲートアレイである。１
２はＲＯＭ、１３はダイナミックＲＡＭ（以下、ＤＲＡ
Ｍという）であり、１４は装置全体の制御やデータ処理
を行うＭＰＵである。１５は記録ヘッド１８を駆動する
ヘッドドライバであり、１６は搬送モータ１９を駆動す
る紙送り用のモータードライバ、１７はキャリアモータ
２０を駆動するモータドライバである。
【００２２】上記構成において、不図示のホスト装置か
らの記録データがインターフェイス１０を介して送られ
てくると、ゲートアレイ１１によってＤＲＡＭ１３に記
録データを一時的に格納する。この格納されたデータ
は、その後、ゲートアレイ１１によりラスターデータの
形態から記録ヘッド１８により記録するためのプリント
イメージデータの形態に変換され、再度ＤＲＡＭ１３に
格納される。このような形態で格納されたデータは記録
開始信号によりＤＭＡ転送によってゲートアレイ１１を
介して１５のヘッドドライバ１５に転送される。これに
より、記録ヘッド１８の各吐出口から選択的にインクを
吐出させて記録を行う。この記録の際に、ゲートアレイ
１１上には記録されるドットの数を計数するカウンタが
ハードウェアに構成されており、記録したドット数を高
速でカウントすることができる。キャリッジ２０はモー
タドライバ１７を介して駆動され、記録ヘッド１８の吐
出タイミングに同期して記録ヘッド１８を主走査方向へ
移動させる。
【００２３】上記記録シーケンスにおいて、１０ｍｓｅ
ｃ毎に、ＭＰＵ１４はゲートアレイ１１に対して割り込
み制御を行い、記録ドット数を計数カウンタの値を読み
取る。これにより単位時間の間に記録したドット数、す
なわち記録デューティーを検出することができる。詳し
くは、図２に示すように、例えば１２８個の吐出口を有
する記録ヘッドを用い、６．２５ｋＨｚの駆動周波数で
記録を行うものとすると、解像度が主走査方向および副
走査方向で同じであれば１０ｍｓｅｃの間に６３ドット
分キャリッジが進むから、この範囲で記録ドット数をカ
ウントしこの部分の記録デューティーを検出することが
可能となる。
【００２４】図３は本実施例のプリンタを示す斜視図で
ある。
【００２５】同図に示す状態は、操作キー部１０６の所
定キーの操作を行い、これにより、ヘッドカートリッジ
１０４が交換位置へ移動した状態を示すものである。図
において、１０２はプリンタ本体であり、１００はこの
本体背後に設けられ、自動給紙を行うＡＳＦユニットで
ある。ＡＳＦユニット１００から給紙された記録媒体と
しての記録紙は、プリンタ本体のほぼ中央部を通って装
置本体の前方へ搬送され、この間にヘッドカートリッジ
１０４の記録ヘッド１８からインク吐出が行われる。こ
のように、記録が行われて装置前方へ排出される記録紙
は、フロントカバー１０１をなすトレイによって受けら
れる。
【００２６】カートリッジ１０４は図４に示すように、
そのホームポジション近傍にある時には、同図に示すよ
うにその略全部がバリア部材１０３によって覆われ、特
に、ヘッド脱着のためのレバー１０５（図３参照）は完
全に部材１０３に隠れてその操作できないようにされて
いる。
【００２７】図５は上述のヘッドカートリッジ１０４を
模式的に示す斜視図である。
【００２８】ヘッドカートリッジ１０４は大きく分けて
記録ヘッド部１８とインクンタク２０３とからなる。記
録ヘッド部１８は、図６にて詳述するようにアルミニウ
ムよりなるベースプレート２００と天板２０７とを接合
して形成される。ベースプレート２００の一方の面には
コンタクト面２０１が設けられ、フレキシブルケーブル
２１３を介してインクジェット記録ヘッド内のマトリク
ス配線等と電気的に結合している。２２３はインクタン
クであり、本実施例ではブラックインク用タンク２２３
Ａとシアン，マゼンタ，イエローの各室がその内部で分
離したタンク２２３Ｂとから構成され、それぞれのイン
クタンクは交換できるように設けられている。
【００２９】図６は図５に示したインクジェット記録ヘ
ッドの詳細を示す模式的断面図である。
【００３０】ベースプレート２００上にはシリコンより
なるヒータボード２０３が接着によって取り付けられて
おり、このヒータボード２０３上にはインク吐出用のヒ
ータ２０４やダイオード温度センサ２０６等が半導体成
膜プロセスにより形成されている。このヒータボード２
０３に溝付き天板２０７が圧着されることにより、共通
液室２０８や複数の液路２０９を形成することができ
る。共通液室２０８はインク供給路２１２を介して流入
するインクを一時的に貯留するための空間を形成し、こ
の貯留インクは各液路２０９にその出力に伴なって供給
される。なお、液路２０９およびこれに対応する吐出口
２１０は図の紙面と垂直方向に複数設けられており、し
かも、各インク色ブラック，シアン，マゼンタ，イエロ
ーに対応して対応して設けられている。
【００３１】天板２０７は、上述のように液路共通液室
用の溝等が形成され、比較的複雑な形状をしており、精
密なプラスチックモールディングで形成されている。こ
の天板の材料としては、一般的には成形性が非常に良
く、対薬品性が強く、耐熱性が比較的高いポリサルフォ
ンのような成形材料が選択される。なお、図中符号２０
５は吐出用ヒータ２０４が発生する熱によりインク中に
形成されたバブルを示し、これにより、吐出口２１０か
らインク滴２１１が吐出される。
【００３２】以上説明したプリンタにおけるヘッド昇温
に伴なう本実施例のシーケンスを以下に説明する。
【００３３】図７は本実施例のヘッドプロテクト制御主
ルーチンを示すフローチャートである。
【００３４】本例のプリンタにおいて記録ヘッドに関す
る種々の制御は、基本的にタイマー割り込みにより行っ
ている。本実施例のヘッドプロテクト制御も、その基本
動作はＣＰＵへの割り込み動作により行われる。すなわ
ち、ヘッドプロテクト制御主ルーチンは５０ｍｓｅｃ毎
の割り込みにより行われ、ステップＳ１の５０ｍｓｅｃ
毎の割り込み制御により、本処理が起動され、ステップ
Ｓ２で、記録ヘッド１８のダイオード温度センサ２０６
からの信号値を読み込む。次に、ステップＳ３でその信
号値をＡ／Ｄ変換しディジタル信号とする。ステップＳ
４では記録ヘッド１８のダイオード温度センサ２０６の
検出値に対する室温補正値を読み込む。これは、室温補
正が必要な時にのみ公知の種々の方法で実施した値をメ
モリーに記憶させておき、これを読み込むことによって
行う。さらに、ステップＳ５でこの補正値と温度データ
を加算し、現在の記録ヘッドの温度を得る。そして、ス
テップＳ６で、図８にてその詳細が後述されるヘッドプ
ロテクトシーケンスのサブルーチンへ移行する。
【００３５】図８は上記ステップＳ６のヘッドプロテク
トのサブルーチンを示すフローチャートである。
【００３６】ステップＳ７で、まず記録ヘッド１８の温
度が５０℃を越えているか否かをチェックする。越えて
いた場合は、ステップＳ９で、ヘッド交換要求がキー操
作等により入力された場合等にヘッド交換禁止モードへ
移行させるため、その旨のフラグを立てる。ステップＳ
７で否定判断の場合には、ステップＳ８でヘッド交換禁
止モードフラグをリセットし、ステップＳ１０でヘッド
温度が７５℃を越えているか否かの判定を行う。越えて
いると判断した場合は、ステップＳ１１で、過昇温カウ
ンタの内容をインクリメントする。
【００３７】この過昇温カウンタの内容は５０ｍｓｅｃ
の割込み毎に常に７５℃を越えていると判断される場合
にはその度インクリメントされるが、４回連続してイン
クリメントされた場合には、ステップＳ１３でカウント
アップと判定されて過昇温プロテクト動作（ステップＳ
１４〜Ｓ１６）を実行させるための分岐が行われる。す
なわち、０．２ｓｅｃ以上７５℃を越えた状態が判断さ
れて始めて確実に７５℃を越えたと判断するためのヒス
テリシスループである。これにより、瞬間的なノイズや
瞬間的な昇温によりプロテクト動作が起動し、それによ
ってスループットが低下すること等を防止できる。
【００３８】ステップＳ１０の判断で、７５℃を下回れ
ば、ステップＳ１２で過昇温カウンタをリセットする。
【００３９】ステップＳ１３で、カウンタの内容が４以
上で過昇温と判定された場合にはステップＳ１４へ進み
過昇温プロテクトモードへ移行するためのフラグをセッ
トする。さらに、ステップＳ１５で過昇温プロテクト動
作を行う時間を管理する過昇温プロテクト管理タイマー
をセットする。本実施例ではこの時間を２０ｓｅｃとす
る。次に、ステップＳ１６で過昇温カウンタをリセット
する。
【００４０】ステップＳ１７では、ヘッド温度が１００
℃を越えているか否かを判断する。１００℃を越えてい
ると判断されると、ステップＳ１８で異常温カウンタを
インクリメントする。これも、過昇温カウンタと同様の
原理で４回連続して１００℃を越えた場合には、ステッ
プＳ２０で過昇温と判断し、ステップＳ２１で過昇温エ
ラーのフラグをセットする。さらに、ステップＳ２２で
２４回連続して１００℃を越えていると判断すると、ダ
イオード温度センサのエラーとしてステップＳ２３でヘ
ッドダイオードセンサエラーのフラグをセットする。上
記の場合、５０ｍｓｅｃ割込み毎にカウンタがインクリ
メントされその回数が２４回なので、過昇温エラーと判
断してからから２０回すなわち１ｓｅｃ経過するとダイ
オード温度センサエラーということを判断することにな
る。
【００４１】以上説明した一連の動作の繰り返しによ
り、記録ヘッドの各状態に対して５０ｍｓｅｃ毎の割り
込み動作のフローチャートの中でそれぞれの判断を下
し、対応したフラグをセットしそれぞれのそれに対応し
たサブルーチンの中で対応した処理を行っていくことに
なる。
【００４２】図９は例外的処理として電源投入時割込み
処理を示すフローチャートである。
【００４３】電源を投入すると、イニシャル動作として
ステップＳ３０の割込み処理が起動され、ステップＳ３
１で過昇温プロテクト管理タイマーのクリアーを行う。
【００４４】図１０は過昇温プロテクト管理タイマーの
更新ルーチンを示すフローチャートである。
【００４５】この制御の割込み処理は、ステップＳ４０
の１ｓｅｃの割込みタイミングで行われる。この処理が
起動されると、ステップＳ４１でプロテクト管理タイマ
ーの値を読み取り、０ｓｅｃでなければカウント中と判
断してステップＳ４２で過昇温プロテクトタイマーをデ
ィクリメントする。ステップＳ４１で過昇温プロテクト
管理タイマー値が０であれば、ステップＳ４３で過昇温
プロテクトモードのフラグをリセットし、ステップＳ４
４でリターンする。
【００４６】図１１は過昇温プロテクトモード時の記録
のサブルーチンの手順を示すフローチャートである。
【００４７】過昇温と判断され、その場合において記録
を行うときにこのサブルーチンが起動される。１行記録
する毎にステップＳ６１でキャリッジをホームポジショ
ンに移動し、ステップＳ６２で３．５ｓｅｃ間待機して
からステップＳ６３でリターンする。この処理により実
質の記録デューティーを、単位時間当たりの平均に換算
した場合、低い値にすることができ、昇温を防止するこ
とができる。なお、実質の記録デューティーを低下させ
る手法としてはこれに限らず、使用吐出口数を減らして
分割記録を行ったり、駆動周波数を低下させて記録を行
う等の公知の手法も用いることができる。
【００４８】以上説明したように、記録ヘッドの昇温に
対し記録ヘッド温度が５０℃を越えた場合にはヘッド交
換禁止モードを有効にし、記録はそのまま継続させる。
さらに高い記録デューティーで記録が継続し温度上昇し
て７５℃に達するとッド交換禁止モードのほかに過昇温
プロテクト動作を有効にし、記録ヘッドが破壊された
り、記録不良が発生するのを防止するようにする。さら
にヘッド温度が上昇したり、予期せぬ急上昇をして１０
０℃を越えた場合は、過昇温エラーを有効にしてシステ
ムをエラーモードにして記録を停止させるようにする。
その状態でさらに温度上昇する場合はダイオード温度セ
ンサが不良になったと判断して、ダイオードセンサエラ
ーとする。
【００４９】以上のように、記録ヘッドについて検出さ
れる各温度によりプリンタの動作を制御するが、各判定
温度の設定の意味について以下に説明する。
【００５０】本実施例のいわゆるバブルジェット方式の
記録ヘッドは、図６に示すように、ヒータ２０４にパル
ス電流を送り、一瞬間的にインクを加熱して膜沸騰状態
を生起させ、これにより形成された気泡２０５によって
液路２０９内のインクを押し出して吐出インク滴２１１
を形成するものである。このインク吐出においてヒータ
２０４に供給される電気エネルギーの１００％が運動エ
ネルギーに変換される訳ではなく、ほとんどのエネルギ
ーは熱エネルギーとして放熱される。その熱のうち約半
分は吐出インク滴とともに記録ヘッド外へ放出され、残
りの約半分は記録ヘッドに蓄熱される。すなわち、ヒー
タボード２０３、ベースプレート２００および溝付き天
板２０７等の記録ヘッド１８全体、さらにはインクタン
クに熱伝導し、これら各部材から、この伝導に伴なって
空気中に放熱が行われる。
【００５１】このような蓄熱が生じた場合、比較的熱伝
導性の良いアルミニウムよりなるベースプレート２００
の裏側が特に温度上昇が顕著となる。駆動周波数が低
く、吐出口数が少ない場合には、上記温度上昇による温
度値そのものは問題を生じる程ではないが、投入エネル
ギーが大きくなると。この部分が非常に高温になる。本
実施例に用いた記録ヘッドではインクを吐出している状
態で温度上昇は約４０℃程であり、液路にインクが無く
なる、いわゆるインク落ちが発生した状態の吐出の場合
には、約８０℃程の温度上昇を示す。
【００５２】一方、ユーザーがヘッドカートリッジを交
換しようとした場合には図３に示すキー部１０６のカー
トリッジ交換キーを押下し、これにより、キャリッジを
プリンタの中央のカートリッジ交換ポジションに移動さ
せて、カートリッジ１０４を固定するためのロックレバ
ー１０５を解除してカートリッジ１０４を取り出す手順
を踏むことになる。この際記録ヘッドが上述したような
蓄熱によって非常に高温になっているとユーザーがヘッ
ドカートリッジ１０４を取りだそうとしてこれを掴もう
とするときに危険な状態となる。
【００５３】このため、本実施例では、ユーザーが熱い
と感じない限界を真の温度で７０℃と考え、測定系の最
大誤差を２０℃として考慮し、７０−２０＝５０℃でヘ
ッド交換禁止モードが有効となるようにする（図８のス
テップＳ７，Ｓ９参照）。このように誤差を考慮するこ
とによりダイオード温度センサ等の特性がばらついても
実際の温度で７０℃を越えない構成とすることができ
る。
【００５４】カートリッジ交換を禁止するフラグが立っ
た場合、記録中であれば記録動作はそのまま継続される
が、ユーザーが、記録を終了した際または記録を中断し
て、カートリッジ交換モードに入ろうとした場合にはこ
のフラグが有効になる。具体的には、カートリッジ交換
キーの操作をすると、カートリッジ交換が禁止されてい
る旨の表示を行う。あるいはこれに代えてブザー等でユ
ーザーにその旨の報知を行う。これとともに、図４に示
したように、ヘッドカートリッジをホームポジション近
傍のバリア部材１０３により覆われる位置に移動させ、
ロックレバー１０５を操作できないようにし、これによ
り、キャリッジからカートリッジを外せないようにして
高温の部分にユーザーの手が触れないようにする。この
ようにユーザーにヘッド交換ができないことを告知する
手段とヘッド交換をしようとしてもできないような機械
的構成および制御構成を合わせ持ったことを本実施例の
特徴とするものである。
【００５５】また、このとき、キャリッジモータの一定
の相励磁を行い、キャリッジを電気的に固定するように
する。
【００５６】なお、ユーザーが交換できないような構成
としてはバリア部材１０３を設ける方法の他にロックレ
バーが動かない様にロックレバー自身にロックをかける
方法も考えられる。
【００５７】また、ユーザーがバリア部材１０３の後ろ
から無理にキャリッジを引きだしてロックレバー１０５
を解除しカートリッジを取り外そうとする場合には、キ
ャリッジモータを駆動しキャリッジを直ちにホームポジ
ションに戻し、カートリッジの交換ができないようにす
ることもできる。この場合、キャリッジを無理に移動さ
せたか否か判断する方法としては、キャリッジを、バリ
ア１０３からロックレバー１０５を外せるようになる位
置まで引き出したことを、ホームポジションセンサの検
出状態と、そのときにキャリッジを駆動するモータに駆
動信号が入力しているか否かの状態を検出することによ
って判断することができる。また、その他の方法とし
て、キャリッジのポジションをリニアエンコーダーやロ
ータリーエンコーダーで制御している場合は、同様にエ
ンコーダーがその動きを検出した時点で動かしたと判定
してもよい。または、キャリッジモータを駆動したとき
に発生する逆起電力を検出して、キャリッジの動きを判
断しても良い。このような種々の方法で判定を行い、キ
ャリッジを無理に移動させたことを検知すると、図４の
矢印のようにキャリッジを移動させてバリア部材１０３
またはそれと同等の働きをする外装や機構部の裏側にヘ
ッドカートリッジを移動させ、カートリッジもしくは記
録ヘッドの交換が禁止されるようにすることができる。
【００５８】なお、上述したよう記録ヘッドのベースプ
レートはアルミニウムよりなり、特に温度昇温が著し
い。このため、本願人は、本実施例のプリンタが製品と
して販売されるときにはユーザーに注意を促すべく、図
１２に示すような図を添付してこれに注意書きを添え、
記録動作中の特にベースプレートに触れることは危険で
ある旨を告知する。
【００５９】次に、過昇温プロテクトモードの判断温度
の設定に付いて説明する。
【００６０】過昇温プロテクトモードに入ると、各ライ
ンを記録する毎に待機時間を設けるディレイ記録のフラ
グがセットされる（図８のステップＳ１３，Ｓ１４参
照）。このプロテクトモードによりそれ以上の昇温を抑
制するものである。ディレイ記録、すなわち昇温を抑え
ようとする動作は、上記のように各スキャンの間に待機
時間を設ける代りに、１スキャン当たりに使用する吐出
口数を減少させる方法、あるいは駆動周波数を小さくす
る方法等、他の公知の方法を用いることができる。
【００６１】本実施例で用いてる記録ヘッドはヒータボ
ード２０３にプラスチックで正の溝付き天板２０７が圧
接されている構造となっている。溝付き天板２０７は、
ダイオード温度センサ２０６が１２０℃以上を検出する
と、熱変形温度を越えて変形する。また、このような構
造を持つものでなくても、線膨張係数の違い等で記録ヘ
ッドによってそれぞれの破壊限度温度が定まる。
【００６２】この温度を越えないようにするためには、
この温度からセンサ系の最大誤差と、センサ系の応答周
波数と制御が割込みに要する最大遅延時間とその間に上
昇する最大温度とが判っていれば制御可能である。すな
わち、一般的に記録ヘッドに記録データを送り記録を行
う瞬間はＭＰＵの制御によってその都度記録データを記
録ヘッドに送っていたのでは間に合わないため、ＭＰＵ
は、記録開始のトリガ信号をゲートアレイに送るのみで
ゲートアレイがＤＭＡモードでＲＡＭ上に展開されてい
るビットイメージを読み出して記録ヘッドへ信号を送り
記録を行う構成となっている。従って、一度記録がスタ
ートするとＭＰＵの介在無しに記録が進行していくため
にすぐに記録をストップさせることが容易ではない。ま
た、記録動作を割込みによって途中で停止させると、次
の操作は、停止した部分から継続して記録を行う必要が
あり、そのための構成および制御が必要となる。
【００６３】以上のことから、過昇温プロテクトモード
において、記録動作を停止し、待機時間を設けるのは１
スキャン分の記録を終了した時点であるのが制御上は有
利である。従って、過昇温プロテクトモードの判断温度
は、１スキャンで昇温する最大値があらかじめ判ってい
れば使用限界温度からその１スキャンで昇温する最大温
度を差し引いた温度に、設定すれば良い。具体的には、
温度検出回路が持つ最大誤差をさらに差し引いた温度に
設定するために使用限度温度が１２０℃未満、１スキャ
ンで８インチ幅の記録をしたときの最大昇温が２５℃、
およびセンサ系の持つ最大誤差が２０℃であれば、１２
０−２５−２０＝７５℃が過昇温プロテクトモードの判
断基準温度となる。
【００６４】この結果、例えば、記録開始直前の温度が
７４℃の場合は、上記モード、すなわちでディレイ記録
が起動されず、この場合にセンサ誤差が最大に振れても
記録ヘッドの温度は１１９℃に止まることになる。これ
に対し、記録開始直前の温度が、例えば１２０℃の場合
はディレイ記録が起動されるため、記録待機によってヘ
ッド温度が低下してから記録が開始され、ヘッド温度は
１２０℃を越えることはない。また、ディレイ記録とし
て分割記録を行えば、最大昇温が数℃に抑えられ、さら
に。全体のそれまでの昇温も徐々に低下してくるため
に、この場合も１２０℃を越えることが無い。
【００６５】このように、本実施例では、１スキャンで
昇温する最大温度を予め知り、使用限界温度に対してそ
の最大昇温温度を差し引いた温度を基準として制御を行
うようにする。より好ましくはさらに上記温度からセン
サ系等の持つ最大誤差を差し引いた温度を基準に制御を
行うようにし、即時に記録が停止にしないようにするこ
とができる。
【００６６】過昇温エラーモードの判断基準である１０
０℃は、以下のように定められる。すなわち、記録ヘッ
ドがインク落ちをした状態の空ヒート状態に気づかずに
ベタ黒記録等の高デューティーの記録を続けた場合や放
熱のばらつきにより制御温度値で１００℃を越えるよう
になってしまう場合あるいは、センサの誤差が最大に振
れているものにおいて同様に制御温度が１００℃を越え
た場合には、記録ヘッドの実際の温度は１２０℃の限界
温度を越えている可能性が高い。そこで、制御温度値で
１００℃を越えた場合はエラーとして即時記録を停止す
るようにするものである（図８のステップＳ２参照）。
【００６７】実施例２ 本発明の実施例２では、上記実施例１の記録ヘッドが１
ラインで８インチ幅の記録を可能とするものであるのに
対し、それ以上の、１６インチ等の幅を記録可能な大型
の記録装置の場合の温度管理について説明する。
【００６８】記録幅が１６インチ程度の比較的大きなプ
リンタになると、吐出口数が増大するため１スキャンで
の最大昇温が、８インチ幅の２５℃に対し約４５℃程度
の昇温になる。この場合において、上記実施例１で説明
した、判断基準温度の設定に従えば、この基準温度は１
２０−４５−２０＝５５℃となる。この場合、例えば３
０℃の環境温度で記録を行う場合、機内昇温値が１０℃
とすると、５５−３０−１０＝１５℃で、記録ヘッドの
自己昇温分が１５℃しかなく、このため、テキスト程度
の記録を行う場合でも、自己昇温によって比較的容易に
上記判断基準温度に達し、過温度プロテクトモードであ
るディレイ記録モードに移行してしまい、スループット
の大幅な低下を招くことになる。
【００６９】本実施例では、この問題を解消するため
に、１ラインの１６インチの幅の中に吐出制御上、割り
込めるポイントを少なくとも１箇所設けておき、それぞ
れのポイント間の記録幅で１スキャンに昇温する最大温
度をあらかじめ測定しておくことにより、上記問題を解
消しようとするものである。
【００７０】例えば、１６インチ幅を１スキャンで全部
記録した場合の最大昇温が４５℃であったとする。この
とき、その前にすでに高い記録デューティーの記録を続
けていて記録ヘッドの昇温が実際温度で７５℃だったと
する。この場合、１スキャンを、１６インク幅の全吐出
口を用いて記録すると、それによる昇温は４５℃となる
から７５＋４５＝１２０℃で、そのスキャンの終りには
溝付き天板が融けて破壊するおそれがある。従って、１
６インチの記録幅を持つものであれば、８インチのポイ
ントの所に途中でインク吐出を停止できる制御ポイント
を設けておけば、７５＋２５℃＝１００℃の昇温で済
む。この場合、８インチ幅の１スキャンで２５℃昇温す
ることがわかっていれば逆に８インチポイント幅の記録
による昇温が１２０−２５＝９５℃未満であれば、８イ
ンチポイントで吐出を停止しなくても良いという判断が
可能となる。実際には、この９５℃から、センサ系が有
している２０℃の最大誤差を差し引いて制御温度値で７
５℃未満であれば１６インチ幅を記録を行っても良いこ
とになる。
【００７１】なお、８インチのポイントで吐出を停止し
た場合は、次のスキャンでは紙送りをせずに残りの部分
の記録を行うことになる。この場合でも途中で停止する
位置が予め定まっているので制御がそれ程複雑になるこ
とはない。また、本実施例では、停止ポイントを１ポイ
ントとしたが、複数ポイント設ければさらに有利になる
ことは言うまでもない。
【００７２】（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。
【００７３】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。
【００７４】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。
【００７５】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。
【００７６】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば記
録ヘッドが所定温度以上の比較的高温になった場合に
は、その記録ヘッドの交換が禁止される。また、同様に
記録ヘッドが高温になった場合には、記録ヘッドの駆動
のデューティーが減じられる。
【００７７】この結果、ユーザーに対して高温になった
部材に触れないようにする安全な記録装置を得ることが
できる。
【００７８】また、記録ヘッドの温度が少なくとも１ラ
イン分の最大昇温分を使用限界温度から差し引いた値に
達するとその記録のために記録ヘッドに時間当たりに投
入するエネルギーを相対的に減らす方向に制御すること
により、記録ヘッドの破壊を未然に防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例に係るインクジェット記録装
置の制御構成を示すのブロック図である。
【図２】本発明の一実施例において記録デューティーを
判定するための記録範囲を示す説明図である。
【図３】本発明の一実施例に係るインクジェット記録装
置を示す斜視図である。
【図４】上記装置のカートリッジ交換禁止モードの状態
を示す斜視図である。
【図５】上記装置で用いられるヘッドカートリッジの模
式的斜視図である。
【図６】上記装置で用いられる記録ヘッドの構造を示す
模式的断面図である。
【図７】本発明の一実施例におけるヘッドプロテクト制
御主ルーチンのフローチャートである。
【図８】上記ルーチンのヘッドプロテクトシーケンスを
示すフローチャートである。
【図９】上記ヘッドプロテクトシーケンスに係る過昇温
プロテクト管理タイマークリアルーチンのフローチャー
トである。
【図１０】上記過昇温プロテクト管理タイマーの更新ル
ーチンのフローチャートである。
【図１１】上記過昇温プロテクトモードの記録ルーチン
のフローチャートである。
【図１２】記録ヘッドの昇温についてユーザーに注意を
促すための説明図である。
【符号の説明】
１０ インターフェース １１ ゲートアレイ １２ ＲＯＭ １３ ＤＲＡＭ １４ ＭＰＵ １５ ヘッドドライバ １６，１７ モータドライバ １８ 記録ヘッド １９ 搬送モータ ２０ キャリアモータ １００ ＡＳＦユニット １０１ フロントカバー １０２ プリンタ本体 １０３ バリア部材 １０４ カートリッジ １０５ ロックレバー １０６ キー部 ２００ ベースプレート ２０３ シリコン基板 ２０７ 溝付き天板 ２０９ 液路 ２１０ 吐出口
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 29/13 29/46 Ｆ Ｂ４１Ｊ 25/28 Ｚ 29/12 Ａ (72)発明者 岩崎 督 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 鈴木 哲夫 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 (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 記録ヘッドを用い、記録媒体に記録を行
    う記録装置において、 記録ヘッドの温度を検知するヘッド温度検知手段と、 該ヘッド温度検知手段が検知する記録ヘッドの温度に基
    づいて得られるヘッド温度値が、所定値以上か否かを判
    断する判断手段と、 該判断手段が前記ヘッド温度値が所定値以上であると判
    断した場合には、当該記録ヘッドの交換動作を禁止する
    モードを設定するモード設定手段と、 を具えたことを特徴とする記録装置。
  2. 【請求項２】 前記記録装置は、記録ヘッドを移動させ
    ながら記録を行う装置であり、前記記録ヘッドの交換動
    作を禁止するモードは、記録ヘッド交換の指示に対し
    て、当該記録ヘッドをユーザーによる交換可能領域外へ
    移動および保持させるモードである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】 前記交換可能領域外では記録ヘッドがカ
    バー部材によって覆われてい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】 前記交換可能領域外では、記録ヘッドに
    ロック機構が施されて当該記録ヘッドが外れないことを
    特徴とする請求項２に記載の記録装置。
  5. 【請求項５】 前記交換動作を禁止するモードにおい
    て、前記交換可能領域外から前記交換可能領域に記録ヘ
    ッドを移動させた場合には、当該記録ヘッドを前記交換
    可能領域外に移動させる制御が起動されることを特徴と
    する請求項２ないし４のいずれかに記載の記録装置。
  6. 【請求項６】 前記記録ヘッドの交換動作を禁止するモ
    ードにおいて、該モードか設定されていることを告知す
    る手段をさらに具えることを特徴とする請求項２ないし
    ５のいずれかに記載の記録装置。
  7. 【請求項７】 記録ヘッドを用い、該記録ヘッドを移動
    させて記録媒体に記録を行う記録装置において、 記録ヘッドの前記移動経路の一部にカバー部材が設けら
    れ、該カバー部材の位置で前記記録ヘッドは覆われるこ
    とを特徴とする記録装置。
  8. 【請求項８】 記録ヘッドを用い、該記録ヘッドを移動
    させて記録媒体に記録を行う記録装置において、 記録ヘッドの前記移動経路の一部に設けられたカバー部
    材、および、記録ヘッドの交換を指示する所定の入力を
    行うのに応答して、当該記録ヘッドが前記カバー部材の
    位置に移動し該カバー部材によって覆われるシーケンス
    を有したことを特徴とする記録装置。
  9. 【請求項９】 記録ヘッドを用い、該記録ヘッドを移動
    させて記録媒体に記録を行う記録装置において、 記録ヘッドの温度を検知するヘッド温度検知手段と、 該ヘッド温度検知手段が検知する記録ヘッドの温度に基
    づいて得られるヘッド温度値が、記録ヘッドの保護され
    るべき温度から前記移動による１ライン分の記録の間の
    最大昇温分を差し引いた値以上であると判断した場合に
    は、当該１ライン分の記録を、記録に関して時間当りに
    投入するエネルギーを減じる制御手段と、 を具えたことを特徴とする記録装置。
  10. 【請求項１０】 前記記録ヘッドは、熱エネルギーを利
    用してインクに気泡を生じさせ、該気泡の生成に伴なっ
    てインクを吐出するものであることを特徴とする請求項
    １ないし９のいずれかに記載の記録装置。
JP17920894A 1994-07-29 1994-07-29 記録装置および記録装置の制御方法 Expired - Lifetime JP3402767B2 (ja)

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JP17920894A JP3402767B2 (ja) 1994-07-29 1994-07-29 記録装置および記録装置の制御方法
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