JPH10226076A - インクジェット記録装置 - Google Patents

インクジェット記録装置

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JPH10226076A
JPH10226076A JP3005497A JP3005497A JPH10226076A JP H10226076 A JPH10226076 A JP H10226076A JP 3005497 A JP3005497 A JP 3005497A JP 3005497 A JP3005497 A JP 3005497A JP H10226076 A JPH10226076 A JP H10226076A
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JP
Japan
Prior art keywords
ink
heater
ptc heater
temperature
power consumption
Prior art date
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Pending
Application number
JP3005497A
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English (en)
Inventor
Tomohiro Sato
友宏 佐藤
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】インクを加温するPTCヒータの個体間の特性
のばらつきや経時的な特性の変化に影響されることな
く、また加温後のインク温度を検出するフィードバック
制御を用いることなくインクを所定の温度に加温する。 【解決手段】インクを加温するPTCヒータ7と直列に
測定用抵抗体21を接続し、この測定用抵抗体21に印
加される電圧からPTCヒータ7の消費電力を算出し、
これに基づいてPTCヒータ7への電圧供給を制御す
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はインクジェット記録
装置に関する。
【0002】
【従来の技術】印字品質の安定を図るためにインクを加
温するヒータと、周囲温度を検知する温度検知器と、ヒ
ータを制御する回路を組み合わせたものがある。ヒータ
としてPTCヒータを用い、ヒータの制御方法は温度検
知器において周囲温度を検知し、最適な印字品質を得ら
れるインク温度と比較して温度差ΔTによりインクの加
温量を決定し、この加温量に基づきヒータへの入力電圧
を断続的に加え通電時間の割合を制御することにより行
う方法が、特開平7−137294 号公報で出願されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】上記従来技術では、ヒ
ータへの通電時間の割合は周囲温度に依存し、予め記憶
されているヒータへの通電時間の割合と、インクへの加
温量との関係から決定される。インクへの加温量はヒー
タの消費電力に比例し、そのためヒータの個体間の特性
のばらつきや経時的な特性の変化により、ヒータへの通
電時間の割合と消費電力との関係が変化した場合、加温
後のインク温度が変化するという問題がある。また、P
TCヒータは抵抗値が急激に増大する温度(キューリー
点)以上では消費電力が一定となり特性が安定している
がキューリー点以下の温度では特性のばらつきが大き
く、ヒータへの通電時間の割合と消費電力との関係のば
らつきが大きくなるという問題がある。
【0004】これらの問題を解決する手段として加温後
のインクの温度を検出し加温量を制御するフィードバッ
ク制御が考えられるが、この場合加温後のインク温度を
検出する手段を設ける必要がある。
【0005】本発明の目的は、PTCヒータの個体間の
特性のばらつきや経時的な特性の変化に影響されること
なく、またフィードバック制御を用いることなく周囲温
度により決定される所定の消費電力をヒータで消費させ
所定の加温量をインクに与えることにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明はインクを加温するPTCヒータと直列に抵
抗値がPTCヒータより十分に小さい測定用抵抗体を直
列に接続し、この測定用抵抗体に印加されている電圧を
検知してPTCヒータを通過する電流と加えられている
電圧および通電時間の割合からPTCヒータにおける消
費電力を算出し、これに基づいてPTCヒータへ加える
電圧の通電時間の割合を制御する。
【0007】
【発明の実施の形態】図1から図2に本発明の一実施例
のインクジェット記録装置の概略ブロック図を示す。
【0008】インク保持容器1内にインク2が充填され
ており、インク1,供給ポンプ3,フィルタ4,調圧弁
5,インク加温ブロック6,ノズルは8、それぞれチュ
ーブ11a,11b,11c,11dにより接続されて
おり、またインク粒子13を回収するためのガター9,
回収ポンプ12,インク保持容器1はそれぞれチューブ
11eにより接続されている。インク加温ブロック6は
ノズルヘッド10内に設置されておりインク加温ブロッ
ク6にはPTCヒータ7が内蔵されている。このPTC
ヒータ7およびノズルヘッド10内に設置された温度検
知器17は制御回路16に接続されている。
【0009】制御回路16は定電圧電源18からPTC
ヒータ7への通電をオン,オフするリレースイッチ1
9,切替スイッチ20,測定用抵抗体21,演算回路2
2,データ格納部23により構成されている。
【0010】データ格納部23には、周囲温度によって
決まる好適な印字品質が得られるインク温度、一例とし
て図6に示すPTCヒータの消費電力とインクの昇温温
度ΔTの関係、一例として図5の理想的なPTCヒータ
の通電時間割合−消費電力特性24に示す通電時間割合
と消費電力との関係が格納されている。
【0011】インク保持容器1に充填されたインク2
は、供給ポンプ3により加圧され、フィルタ4により不
純物が除去された後、調圧弁5により任意の圧力に調圧
され、インク加温ブロック6に供給され、インクは加温
ブロック6を通過する間にPTCヒータ7により所定の温
度に加温された後、ノズル8に供給される。インク1は
ノズル8で振動を与えられ、ノズル8から噴出後、イン
ク1の表面張力と与えられた振動によりインク粒子13
となる。このインク粒子13は、帯電電極14により文
字情報にあった帯電量が帯電されて、偏向電極15によ
り偏向し、図示せぬ被印字物に印字する。また印字に使
用されなかったインク粒子13は、ガター9に入り、回
収ポンプ12によりインク保持容器1に回収される。
【0012】図3に示すように、PTCヒータ7は、温
度検知器17で検出した周囲温度と好適な印字品質が得
られるインク温度との温度差ΔTにより所定の通電時間
割合T1/T2で電圧を加えられる。
【0013】ここでPTCヒータ7の特性について説明
する。
【0014】図4にPTCヒータ7の代表的な温度−抵
抗特性を示す。PTCヒータ7はある一定の温度以上に
なると急激に抵抗値が増大し、その抵抗値が常温時の抵
抗値の2倍になる温度をスイッチング温度、もしくはキ
ューリー点と呼ぶ。そのためPTCヒータ7は、加えら
れる電圧や放熱条件等が変わってもキューリー点付近に
位置するある一定の温度以上には温度上昇しないという
特徴を持ち、これを自己発熱抑制作用と呼ぶ。PTCヒ
ータ7は、この自己発熱抑制作用を利用して被加熱物を
一定の温度に加温する用途に用いられることが多い。し
かし、本実施例に示すようにPTCヒータ7を用いて被
加熱物であるインク1に与える加温量を任意に制御しよ
うとする場合、自己発熱抑制作用が作用するキューリー
点以下の温度で、T1/T2に示すPTCヒータに加え
る通電時間割合を制御し、用いることが必須となる。P
TCヒータ7がインク1に与える加温量はPTCヒータ
7が消費する電力に比例し、図5にT1/T2に示す通
電時間割合とPTCヒータ7が消費する電力との関係の
代表的な例を示す。PTCヒータ7の理想的な通電時間
割合−消費電力特性24に示すように、通電時間が全く
ない状態から連続通電となる通電時間割合100%の状
態まで連続的に通電時間割合を変化させていくと、通電
時間割合の増加に比例してPTCヒータ7における消費
電力が増加していくが、ある通電時間割合以上では消費
電力が一定となる。この消費電力が一定となる変極点で
PTCヒータ7はキューリー点付近まで温度上昇してお
り、この時の通電時間割合の値以下の通電時間割合でP
TCヒータ7を制御することによりインク1への加温量
を制御することができる。しかしPTCヒータ7は一般
的にキューリー点以下の温度では、抵抗値に±30%程
度の個体間のばらつきおよび経時的変化が存在し、同一
の値の通電割合で電圧を加えても消費電力はばらつきを
生じることになる。一方、キューリー点以上の温度では
急激に抵抗値が増大するため、消費電力の個体間および
経時的ばらつきは小さくなる傾向にある。この通電時間
割合による消費電力のばらつきの範囲を、消費電力のば
らつきの範囲25に示す。
【0015】次に、PTCヒータ7の消費電力のばらつ
きに影響されることなく、被加熱物であるインク1へ所
定の加温量を与える本発明によるPTCヒータ7の制御
動作について説明する。
【0016】通常、切替スイッチ20の接点はA側に接
続されている。
【0017】演算回路22は温度検知器17により検出
された周囲温度と、データ格納部23に格納されている
周囲温度によって決まる好適な印字品質が得られるイン
ク温度とを比較してインクの昇温温度ΔTを求め、この
ΔTによりデータ格納部23に格納されているPTCヒ
ータの消費電力とインクの昇温温度ΔTの関係からPT
Cヒータ7が消費すべき消費電力を決定し、この消費電
力によりデータ格納部23に格納されている通電時間割
合と消費電力との関係よりPTCヒータ7に加える電圧
の通電時間割合を決定する。この通電時間の割合に従い
リレースイッチ19がオン,オフしPTCヒータ7に電
圧が加えられ、インク加温ブロック6でインク1が加温
される。
【0018】通電開始後一定時間が経過しインク加温ブ
ロック6で熱平衡状態となった時点で切替スイッチ20
の接点がB側に切り替えられ、測定用抵抗体21がPT
Cヒータ7に対して直列に接続される。測定用抵抗体2
1は温度,通過電流等による抵抗値の変化が小さいもの
が選定されている。また、測定用抵抗体21の抵抗値は
PTCヒータ7の抵抗値に対し十分に小さく設定されて
おり、たとえばPTCヒータ7の常温での抵抗値の1/
50程度に設定されている。
【0019】演算回路22は測定用抵抗体21に印加さ
れている電圧よりPTCヒータ7の消費電力を算出し、
その後切替スイッチ20の接点がA側に切り替えられ
る。測定用抵抗体21に印加されている電圧よりPTC
ヒータ7の消費電力を算出する方法を下記の数式により
説明する。
【0020】
【数1】
【0021】
【数2】
【0022】数1に示す計算式により切替スイッチ20
の接点がB側のときのPTCヒータ7の抵抗値RptcB
求める。このとき測定用抵抗体21の抵抗値Rs はPT
Cヒータ7の抵抗値RptcBより十分小さく設定されてい
るため、切替スイッチ20の接点がA側のときのPTC
ヒータ7の抵抗値RptcAは切替スイッチ20の接点がB
側のときのPTCヒータ7の抵抗値RptcBと同一と仮定
する。次に数3に示す計算式により切替スイッチ20の
接点がA側のときのPTCヒータ7の消費電力WA を求
めることができる。
【0023】演算回路22は計算方法で求めたPTCヒ
ータ7の消費電力WA と、データ格納部23に格納され
ているPTCヒータ7の消費電力とインクの昇温温度Δ
Tの関係から決まるPTCヒータ7が消費すべき消費電
力とを比較する。比較の結果、計算方法で求めた消費電
力の方が大きい場合はPTCヒータ7に加える電圧の通
電時間割合を減らし、また計算方法で求めた消費電力の
方が少ない場合はPTCヒータ7に加える電圧の通電時間
割合を増やすことにより、PTCヒータ7で周囲温度に
より決まる所定の消費電力を消費させることができる。
【0024】以上の制御動作を一定時間毎に行うことに
より、PTCヒータ7の特性のばらつきに影響されるこ
となく被加熱物であるインク1へ所定の加温量を与える
ことができる。
【0025】その他の実施例として、温度検知器17で
加温前のインク1の温度を検出しても同様な効果があ
る。
【0026】
【発明の効果】本発明によれば、PTCヒータ7の特性
のばらつきや経時的な特性の変化に影響されることなく
被加熱物であるインク1へ所定の加温量を与えることが
できるため、ノズル8から噴出するインク1の温度を正
確に制御することができ、好適な印字品質を得ることが
できる。
【0027】加温後のインク1の温度を検出し加温量を
制御するフィードバック制御を用いることなく加温後の
インク1の温度を正確に制御することができるため、ノ
ズルヘッド10に加温後のインク温度を検出する温度検
知器を設置する必要がなく、ノズルヘッド10内部の構
造を単純化できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例に係わるPTCヒータ駆動回
路のブロック図。
【図2】本発明の一実施例に係わる系統図。
【図3】加温しようとする温度差とPTCヒータへの通
電時間割合の関係を示す説明図。
【図4】PTCヒータの温度と抵抗値の関係を示す特性
図。
【図5】PTCヒータへの通電時間割合と消費電力値の
関係を示す特性図。
【図6】加温しようとする温度差と必要となる消費電力
値の関係を示す特性図。
【符号の説明】
7…PTCヒータ、16…制御回路、17…温度検知
器、18…定電圧電源、19…リレースイッチ、20…
切替スイッチ、21…測定用抵抗体、22…演算回路、
23…データ格納部。

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】インク粒子を噴出するノズルと、噴出され
    たインク粒子に印字信号を帯電させるための帯電電極
    と、帯電されたインク粒子を偏向させるための偏向電極
    と、文字や図形等の印字に供されなかったインク粒子を
    再利用するように捕らえられるガターと、噴出するイン
    クを加温するヒータと、前記ヒータによる加温量を変え
    る制御部とを備えているインクジェット記録装置におい
    て、前記ヒータに測定用抵抗体を直列に接続して測定用
    抵抗体に印加される電圧より前記ヒータに加えられる電
    力を算出し、その結果に基づきインクの加温量を制御す
    ることを特徴とするインクジェット記録装置。
  2. 【請求項2】請求項1において、前記測定用抵抗体が前
    記ヒータに加えられる電力を算出する時のみ前記ヒータ
    に直列に接続されるインクジェット記録装置。
  3. 【請求項3】請求項1において、前記ヒータにPTCヒ
    ータを用いたインクジェット記録装置。
  4. 【請求項4】請求項1において、前記インクの加温量
    は、温度検知器によるインク温度または、周囲温度の検
    出値に応じて制御するインクジェット記録装置。
  5. 【請求項5】請求項1において、前記インクの加温量の
    制御は、前記ヒータへ電圧を断続的に加え通電時間の割
    合を変化させることにより行うインクジェット記録装
    置。
  6. 【請求項6】請求項1において、前記インクの粘度が高
    くなる低温度時にインクの加温量を多くするインクジェ
    ット記録装置。
JP3005497A 1997-02-14 1997-02-14 インクジェット記録装置 Pending JPH10226076A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10162254A1 (de) * 2001-12-18 2003-07-10 Beru Ag Verfahren und Schaltungsanordnung zum Bestimmen des elektrischen Widerstandes eines PTC-Heizelementes
JP2011018494A (ja) * 2009-07-08 2011-01-27 Panasonic Corp シートヒータ制御装置
US20110069131A1 (en) * 2009-09-18 2011-03-24 Toshiba Tec Kabushiki Kaisha Thermal printing apparatus and control method thereof

Cited By (4)

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