JPH1086405A - 記録ヘッド及びその記録ヘッドを用いた記録装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 複数のヘッドユニット間の温度差によるレジ
ストレーションのずれを調整し、高品位な画像を記録す
ることができる記録ヘッド及びその記録ヘッドを用いた
記録装置を提供する。 【解決手段】 記録ヘッドの各ヘッドユニットの温度セ
ンサ２０３、２１１から得られるインクの温度変化か
ら、インク温度が最大となったヘッドユニットを選択
し、他のヘッドユニットの温度がその温度に達し、各ヘ
ッドユニット間の熱膨張による伸びが均等になるよう
に、ヒータドライバ２０９を介してヒータ２０６を駆動
し、ヘッドユニットを加熱するよう制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は記録ヘッド及びその
記録ヘッドを用いた記録装置に関し、特に、例えば、フ
ァクシミリ装置、複写機、ワードプロセッサ等に用いら
れ画像を記録する記録ヘッド及びその記録ヘッドを用い
た記録装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】カラーインクジェットプリンタの様に複
数の色のインクに対応した複数のヘッドユニットを有し
た記録ヘッドを用いてカラー画像を形成する記録装置で
は、安定したカラー画像を得るために種々の制御を行っ
ている。その制御の１つに、各々のヘッドユニットの同
一位置に配置された各ノズルの位置を合わせるためのレ
ジストレーション制御がある。

【０００３】シリアルカラーインクジェットプリンタで
は、各色のレジストレーション調整のために特別の操作
を行っている。以下、その調整方法を説明する。

【０００４】図８は２個のヘッドユニット４００Ｃ、４
００Ｍを内蔵した記録ヘッド（２ヘッド）のレジストレ
ーション調整の様子を模式的に表現した図である。ここ
で、２個のヘッドユニットは夫々、シアン（Ｃ）色のイ
ンク、マゼンタ（Ｍ）色のインクを吐出する。フルカラ
ー記録ヘッドの場合には、４個のヘッドユニットが内蔵
された構成となり、夫々のヘッドユニットからは、シア
ン（Ｃ）色のインク、マゼンタ（Ｍ）色のインク、イエ
ロ（Ｙ）色のインク、黒（Ｂｋ）色のインクを吐出す
る。また、各ヘッドユニットに備えられた複数のインク
吐出口は記録ヘッドの所定方向に配列され、所定の端よ
り順にナンバリングされている。

【０００５】また、この記録ヘッドは、図８に示すよう
に、記録ヘッドのインク吐出口の配列方向（Ｘ方向）
が、記録ヘッドの走査方向（Ｙ方向）に垂直になるよう
に記録装置に取り付けられ、Ｘ方向に記録用紙は搬送さ
れるとして説明する。即ち、２つのヘッドユニット４０
０Ｃ、４００ＭがＹ方向に並ぶように、記録ヘッドは構
成されている。なお、図８において、ｔは各ヘッドユニ
ットの長さである。

【０００６】従って、Ｙ方向のレジストレーション調整
とはヘッドユニット間距離（Ｌ）の調整である。ヘッド
ユニット間距離（Ｌ）は縦線（Ｘ方向に平行な線）を記
録する場合の各ヘッドユニットの左右ずれを調整するも
のである。記録装置はヘッドユニット間距離（Ｌ）が一
定であるとして各々のヘッドユニットからのインク吐出
タイミングを生成する。この距離（Ｌ）は、複数のヘッ
ドユニットが同じ所定タイミングで駆動される機構をも
つ記録ヘッドの場合には機械的に調整されなければなら
ない。

【０００７】しかし、各ヘッドユニットからのインク吐
出タイミングが各々別個に制御可能な記録装置ではレジ
ストレーションの機械的調整誤差は吐出タイミングの調
整することで適性化を図ることができる。即ち、ヘッド
ユニット間距離（Ｌ）が基準値よりプラス（＋）方向に
広がった場合はヘッドユニット４００Ｃとヘッドユニッ
ト４００Ｍの同じナンバをもつインク吐出口のインク吐
出タイミング間隔を広げ、また、ヘッドユニット間距離
（Ｌ）が基準値よりマイナス（−）方向に狭まった場合
はヘッドユニット４００Ｃとヘッドユニット４００Ｍの
同じナンバをもつインク吐出口のインク吐出タイミング
間隔を狭めるよう制御を行う。

【０００８】以上のようにして、Ｙ方向のレジストレー
ションの調整を行う。

【０００９】一方、Ｘ方向のレジストレーション調整と
は、理論的にはＸ方向のある基準位置から等距離にある
位置（例えば、図８の４０１）では、ヘッドユニット４
００Ｃ、４００Ｍにおいて同じナンバをもつインク吐出
口からインク吐出が行なわれるように、インク吐出口を
配置する調整である。しかしながら、この調整は記録ヘ
ッドやその取り付け位置等の機械的精度により決定され
るものであり、吐出タイミング制御で調整することは不
可能である。

【００１０】さて、カラーインクジェットプリンタを用
いた画像記録は、各インク吐出口に対応して記録ヘッド
内に実装された発熱体に電気エネルギー等のエネルギー
を投入してこれを熱エネルギーに変換してインクを加熱
し膜沸騰を生じさせ、これによってインク吐出口からイ
ンク液滴を記録用紙上に吐出させることで、なされる。
このとき、インク液滴がインク吐出口から記録用紙まで
飛翔するために必要なエネルギー（Ｅu）に対し、記録
ヘッドの発熱体に投入される電気エネルギー（Ｅin）は
大きい。これは、記録ヘッドのヒータのエネルギー変換
効率が１００％でないために発生することである。

【００１１】記録ヘッドのヒータに投入された電気エネ
ルギー（Ｅin）とインク液滴を飛翔させるために必要な
エネルギー（Ｅu）との差は通常熱エネルギー（Ｅt）と
なり記録ヘッドに蓄熱される。この蓄熱される熱エネル
ギーの総和は記録画像により異なる。即ち、記録用紙全
面にわたってインクが塗布されるようなベタ印刷ではイ
ンク液滴の吐出量の多く、エネルギー損失は大きく、熱
エネルギーの記録ヘッドの蓄熱は大きなものとなる。逆
に、文字画像の記録の様にインク塗布面積が記録用紙の
面積に比べて少ない（印刷密度の低い）画像において
は、そのエネルギー損失は小さく、記録ヘッドへの蓄熱
も小さなものとなる。

【００１２】ところで、記録ヘッドを構成する物質はそ
の製造方法により異なるが、その物質が何であれ各々固
有の熱膨張特性を有している。従って、上記のエネルギ
ー損失分により蓄熱された記録ヘッドには、線膨張係数
に比例した分の熱膨張が発生する。常温時の記録ヘッド
の代表的長さをｌ、線膨張係数をγ、常温からの温度上
昇分をΔΘとし、記録ヘッドの伸び量をηとすると、熱
膨張による伸び量（η）は式（１）で表わされる。

【００１３】 η＝ｌ×γ×ΔΘ ………（１） ここで、図８で説明したような複数のヘッドユニットを
内蔵する記録ヘッドにおいては、これらヘッドユニット
の温度が同じであれば、夫々のヘッドユニットの長さ
（ｔ）も同じであるようになっている。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら画像デー
タは常に異なるものであるので、記録画像による印刷密
度や各ヘッドユニットの駆動頻度は常に変動し、その結
果、記録動作による温度上昇は各ヘッドユニット毎に異
なる。従って、式（１）に従えば、熱膨張による各ヘッ
ドユニットの伸び量も異なり、その結果、各ヘッドユニ
ットの長さも異なってくる。

【００１５】ここで、図８に示したヘッドユニット４０
０Ｃとヘッドユニット４００Ｍの温度上昇によるヘッド
ユニットの伸び量をそれぞれη（Ｃ）、η（Ｍ）とする
と、ヘッドユニットの一方の端を基準として他端の伸び
量の差（α）は、式（２）で表現される。

【００１６】 α＝η（Ｃ）−η（Ｍ） ………（２） となる。この時、記録ヘッドのインク吐出口の間隔、即
ち、ノズル間隔（β）に関し、式（３）の関係が成り立
てば温度上昇によるＸ方向のレジストレーション調整の
必要はなくなる。

【００１７】 β＜＜α ………（３） 即ち、ヘッドユニットの長さ（ｔ）が短かければ式
（３）の関係が成り立つことが相対的に言える。

【００１８】しかし、ヘッドユニットの長さ（ｔ）が長
く、温度上昇（ΔΘ）が大きくなると相対的に式（３）
の関係は成り立たなくなり、Ｘ方向のレジストレーショ
ンが合わなくなる。

【００１９】一方、上述のようにＸ方向のレジストレー
ションは不可能であるので、式（３）の関係は成り立た
なくなると、異なる色のインク液適を記録用紙上で混合
して所望の色を生成することができなくなり、本来要求
される画像を正しく記録できないという問題が生じる。

【００２０】本発明は上記従来例に鑑みてなされたもの
で、例えば、複数のヘッドユニット間の温度差によるレ
ジストレーションのずれを調整し、高品位な画像を記録
することができる記録ヘッド及びその記録ヘッドを用い
た記録装置を提供することを目的とする。

【００２１】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明の記録ヘッドは、以下のような構成からなる。

【００２２】即ち、インクを加熱して前記インクの液滴
を吐出口より吐出させるヒータを備えたノズルの列を記
録用紙の搬送方向にそって平行に複数配列した記録ヘッ
ドであって、前記インクの加熱による前記複数のノズル
列各々の熱膨張による伸びを測定する測定回路と、前記
複数のノズル列各々に対応し、前記複数のノズル列各々
を別々に加熱するプレヒータと、前記複数のノズル列各
々にインクを供給する流路とを有することを特徴とする
記録ヘッドを備える。

【００２３】さらに、上記構成には流路にインクを流入
させたり或はその流路からインクを排出させるためのポ
ンプを設けていも良い。

【００２４】ここで、測定回路として、複数のノズル列
各々に関し、その流路におけるノズル列へのインク流入
口に第１の温度センサと、その流路におけるノズル列か
らのインク排出口に第２の温度センサとを備えても良い
し、或は、その測定回路として歪みゲージを設けるよう
にしても良い。

【００２５】さらに、上記構成の記録ヘッドにプレヒー
タを駆動する駆動回路を設けても良い。

【００２６】このような記録ヘッドはカラー記録が可能
な記録ヘッドであり、複数のノズル列は、イエロインク
を吐出する第１ノズル列と、マゼンタインクを吐出する
第２ノズル列と、シアンインクを吐出する第３ノズル列
と、黒インクを吐出する第４ノズル列とで構成されるよ
うにしても良い。

【００２７】そして、その記録ヘッドは、インクを吐出
して記録を行うインクジェット記録ヘッドであり、ヒー
タには電流が通電されると熱エネルギーを発生し、その
熱エネルギーをインクに作用させるような構成となって
いても良い。

【００２８】また他の発明によれば、上記構成の記録ヘ
ッドを用いる記録装置であって、プレヒータの駆動を制
御する加熱制御手段と、前記測定回路からの測定結果に
従って、前記複数のノズル列各々の熱膨張による伸びが
均等になるように前記加熱制御手段を制御する制御手段
とを有することを特徴とする記録装置を備える。

【００２９】ここで、その制御手段は、複数のノズル列
の内、熱膨張による伸びが最大のノズル列の長さを基準
とし、その基準に合うように他のノズル列のプレヒータ
を駆動するよう制御しても良い。ここで、流路を介して
複数のノズル列各々に供給されるインクの温度は最初は
同じであるとする。

【００３０】さらに、その制御手段は、複数のノズル列
各々に関して、第１の温度センサと第２の温度センサと
の出力差を求め、その出力差の最大値を示すノズル列を
熱膨張による伸びが最大のノズル列とみなし、さらに、
その出力差の最大値と、複数のノズル列各々に関する第
１の温度センサと第２の温度センサとの出力差とを比較
し、その比較結果に従って、他のノズル列のプレヒータ
を駆動を制御するようにしても良い。

【００３１】以上の構成により本発明の記録ヘッドを搭
載した記録装置は、記録ヘッドの測定回路からの測定結
果に従って、複数のノズル列各々の熱膨張による伸びが
均等になるようにプレヒータの駆動を制御するよう動作
する。

【００３２】

【発明の実施の形態】以下添付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。

【００３３】＜装置本体の概略説明＞図１は、本発明の
代表的な実施の形態であるインクジェットプリンタＩＪ
ＲＡの構成の概要を示す外観斜視図である。図１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５００９〜５０１１を介して回転するリードスク
リュー５００５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、ガイドレール５０
０３に支持されて矢印ａ，ｂ方向を往復移動する。キャ
リッジＨＣには、記録ヘッドＩＪＨとインクタンクＩＴ
とを内蔵した一体型インクジェットカートリッジＩＪＣ
が搭載されている。５００２は紙押え板であり、キャリ
ッジＨＣの移動方向に亙って記録用紙Ｐをプラテン５０
００に対して押圧する。５００７，５００８はフォトカ
プラで、キャリッジのレバー５００６のこの域での存在
を確認して、モータ５０１３の回転方向切り換え等を行
うためのホームポジション検知器である。５０１６は記
録ヘッドＩＪＨの前面をキャップするキャップ部材５０
２２を支持する部材で、５０１５はこのキャップ内を吸
引する吸引器で、キャップ内開口５０２３を介して記録
ヘッドの吸引回復を行う。５０１７はクリーニングブレ
ードで、５０１９はこのブレードを前後方向に移動可能
にする部材であり、本体支持板５０１８にこれらが支持
されている。ブレードは、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言うまでもな
い。又、５０２１は、吸引回復の吸引を開始するための
レバーで、キャリッジと係合するカム５０２０の移動に
伴って移動し、駆動モータからの駆動力がクラッチ切り
換え等の公知の伝達機構で移動制御される。

【００３４】これらのキャッピング、クリーニング、吸
引回復は、キャリッジがホームポジション側の領域に来
た時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動作を行うようにすれ
ば、本例にはいずれも適用できる。

【００３５】なお、この実施形態で扱う記録ヘッドＩＪ
Ｈはイエロ（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒
（Ｂｋ）色のインクを夫々吐出する４つのヘッドユニッ
トを内蔵したカラー記録ヘッドである。これら４つのヘ
ッドユニットの構成は同じである。また、これらのヘッ
ドユニットに夫々異なる色のインクを供給するためにイ
ンクタンクＩＴは４つのサブタンクに分かれている。

【００３６】＜制御構成の説明＞次に、上述した装置の
記録制御を実行するための制御構成について説明する。

【００３７】図２はインクジェットプリンタＩＪＲＡの
制御回路の構成を示すブロック図である。制御回路を示
す同図において、１７００は記録信号を入力するインタ
フェース、１７０１はＭＰＵ、１７０２はＭＰＵ１７０
１が実行する制御プログラムを格納するＲＯＭ、１７０
３は各種データ（上記記録信号や記録ヘッドＩＪＨに供
給される記録データ等）を保存しておくＤＲＡＭであ
る。１７０４は記録ヘッドＩＪＨに対する記録データの
供給制御を行うゲートアレイ（Ｇ．Ａ．）であり、イン
タフェース１７００、ＭＰＵ１７０１、ＲＡＭ１７０３
間のデータ転送制御も行う。１７１０は記録ヘッドＩＪ
Ｈを搬送するためのキャリアモータ、１７０９は記録紙
搬送のための搬送モータである。１７０５は記録ヘッド
ＩＪＨを駆動するヘッドドライバ、１７０６、１７０７
はそれぞれ搬送モータ１７０９、キャリアモータ１７１
０を駆動するためのモータドライバである。

【００３８】上記制御構成の動作を説明すると、インタ
フェース１７００に記録信号が入るとゲートアレイ１７
０４とＭＰＵ１７０１との間で記録信号がプリント用の
記録データに変換される。そして、モータドライバ１７
０６、１７０７が駆動されると共に、ヘッドドライバ１
７０５に送られた記録データに従って記録ヘッドＩＪＨ
が駆動され、記録が行われる。

【００３９】図３は記録ヘッドＩＪＨを構成する１つの
ヘッドユニット２０１の構成を示す模式図である。この
構成によりヘッドユニット２０１の温度がインク温度を
計測することにより予想される。ヘッドユニット２０１
には複数個のインク吐出用ノズル２０２が配置され、そ
の吐出口よりインク液滴が記録用紙に向かって吐出され
る。また、ヘッドユニット２０１にはインク流路が設け
られ、インクが循環する構造となっており、ヘッドユニ
ット２０１内で発生する気泡をヘッドユニット２０１か
ら排出する機能を果たしている。

【００４０】図３に示すように、インクはサブタンク２
０４の中に充填されている。インクはサブタンク２０４
よりポンプ（Ｐ）２０５によって吸引されヘッドユニッ
ト２０１に送られるが、ヘッドユニット２０１に入る前
に流入口２１２で温度センサ２０３によりインク温度が
計測される。さらに、ポンプ（Ｐ）２０５によってイン
クが吸引されると、インクはヘッドユニット２０１の排
出口２１３に送られる。ここで、インクは再び温度セン
サ２１１によって排出時の温度が計測され、サブタンク
２０４に戻る。温度センサとしてはサーミスタ、熱電対
等が考えられ、抵抗値や電圧値がその出力として得られ
る。

【００４１】なお、図３には図示しないがヘッドユニッ
ト２０１にはノズル２０２に対応したインク吐出のため
の駆動回路を備えており、その駆動回路に通電すると、
駆動回路に内蔵されたヒータが熱エネルギーを発生して
インクを加熱し膜沸騰を生じさせインクがノズル２０２
から吐出される。この時、ヘッドユニット２０１に投入
されたエネルギー（Ｅin）のうち、インク吐出に使用し
た以外のエネルギー（Ｅt）がヘッドユニット２０１に
畜熱される。一般的に、ヘッドユニット２０１に保持さ
れたエネルギーは熱エネルギーとしてヘッドユニットの
構成材料を加熱することとなる。

【００４２】一方、ヘッドユニット２０１の中に形成さ
れたインク流路内を流れるインクは、熱エネルギーをイ
ンク流路から熱伝導の形で受け取り、これをヘッドユニ
ットの外部へ排出する役目を果たしている。従って、排
出されるインク温度にはヘッドユニット２０１が畜熱す
る熱エネルギーと相関を持つ。さらに、図３に示す回路
構成に従えば、温度センサ２０３と２１１によって計測
されたインク温度は減算器２０７により温度上昇分が算
出される。減算器２０７により得られた温度上昇分は、
間接的にヘッドユニット２０１の温度情報を測定してい
ることになる。

【００４３】さらに、図３において、２０６はヘッドユ
ニット２０１を加熱するヒータ、２０８は加熱の度合を
指示するセレクタ（ＳＥＬ）、２０９はヒータ２０６を
駆動するヒータドライバ、２１０は比較器である。セレ
クタ２０９の動作については、後で詳細に説明する。

【００４４】以上の説明は１つのヘッドユニットに注目
して行なったが、この実施形態では記録ヘッドＩＪＨは
４つのヘッドユニットを内蔵しているので、実際の温度
測定は使用するこれら４つのヘッドユニット全てで行わ
れる。

【００４５】また、図３における構成要素において、記
録ヘッドＩＪＨの小型化を考慮すると、ポンプ２０５は
ヘッドユニットの外側に、例えば、インクタンクＩＴ或
はサブタンク２０４との中間に設けることが望ましい。
また、減算器２０７、セレクタ（ＳＥＬ）２０８、ヒー
タドライバ２０９、比較器２１０は記録ヘッドＩＪＨ或
はヘッドユニット内部に設けても良いし、これを搭載す
る記録装置側に設けても良い。

【００４６】ここで、この実施形態における記録ヘッド
の温度制御によるレジストレーション調整の基本的な考
え方を説明する。

【００４７】図４は、ある任意の時間での記録ヘッドＩ
ＪＨを構成する４つのヘッドユニットの温度差を示す図
である。図４において、横軸は各ヘッドユニットを、縦
軸には温度（Θ）を示す。

【００４８】従来例で既に説明したように、ヘッドユニ
ットの温度はヘッドユニットの長さと膨張係数を介し比
例関係にあるので、その温度からヘッドユニットの長さ
を求めることができる。図４に示す例では、各ヘッドユ
ニットの温度は、黒インク（Ｂｋ）を吐出するヘッドユ
ニット（Ｂｋヘッドユニット）の温度（Θ（Ｂｋ））が
最高温度であり、次いで、マゼンタインク（Ｍ）を吐出
するヘッドユニット（Ｍヘッドユニット）の温度（Θ
（Ｍ））、イエロインク（Ｙ）を吐出するヘッドユニッ
ト（ Ｍヘッドユニット）の温度（Θ（Ｙ））、シアン
インク（Ｃ）を吐出するヘッドユニット（Ｃヘッドユニ
ット）の温度（Θ（Ｃ））の順序となる。

【００４９】ここで、最大温度であるＢｋヘッドユニッ
トの温度にまで他のヘッドユニットの温度を上昇させれ
ば、熱膨張によるヘッドユニットの伸びの違いが解消さ
れ、従来例で言及したＸ方向のレジストレーションが合
うこととなる。従って、そのレジストレーション調整に
必要なことは、例えば、図４に矢印で示した温度上昇を
得るためのエネルギーをヘッドユニットに与える制御を
行うことである。この実施形態では、記録ヘッドＩＪＨ
のヘッドユニットに流入する前のインクの温度は４色の
インクにわたって同じであるとしているので、インク温
度がその色に従って異なる場合は、各インクの温度情報
を考慮した温度制御を行う。

【００５０】図５は記録ヘッドＩＪＨに内蔵されている
４つのヘッドユニットの温度制御回路の構成を示すブロ
ック図である。なお、図５において、図３で説明したの
と同じ構成要素には同じ番号を付しているが、４つのヘ
ッドユニット各々を区別するために、その番号の後にＢ
ｋヘッドユニットについては記号Ｂｋを、Ｍヘッドユニ
ットについては記号Ｍを、Ｙヘッドユニットについては
記号Ｙを、Ｃヘッドユニットについては記号Ｃを付して
いる。

【００５１】上述したように各ユニットヘッドに装着さ
れた温度センサからヘッドユニットへのインク流入口と
排出口におけるインク温度を測定し、減算器２０７Ｃ、
２０７Ｍ、２０７Ｙ、２０７Ｂｋにより各色インクの温
度変化を算出する。ここで、実際に減算器に入力される
情報は、温度センサからの抵抗値や電圧値であり、減算
器からはこれらの差を電圧値として出力する。

【００５２】各ヘッドユニット毎に算出されたインクの
温度変化を表わす電圧値は、セレクタ（ＳＥＬ）２０８
に入力され、その内の最大値（即ち、温度変化が最も大
きく、最も温度が上昇したヘッドユニットの温度変化）
が選択出力される。上述のように、この実施形態では、
ヘッドユニットに流入する前のインクの温度は４色のイ
ンクにわたって同じであるとしているので、温度変化の
最も大きいヘッドユニットが最も高い温度となる。な
お、この最大電圧を検出する方法としては色々考えられ
るが、ここでは、Ａ／Ｄコンバータ（不図示）により各
入力電圧値をデジタル値に変換して比較する。

【００５３】次に、セレクタ（ＳＥＬ）２０８で選択さ
れた最大温度変化を示す電圧値は、各ヘッドユニットに
関する温度変化を表わす電圧と比較器２１０Ｃ、２１０
Ｍ、２１０Ｙ、２１０Ｂｋにおいて比較され、これらの
電位差（即ち、比較器２１０Ｃ、２１０Ｍ、２１０Ｙ、
２１０Ｂｋの出力）に基づいて、各ヘッドユニットに備
えられたヒータ２０６Ｃ、２０６Ｍ、２０６Ｙ、２０６
Ｂｋへの投入エネルギー量が定められる。そして、ドラ
イバ２０９Ｃ、２０９Ｍ、２０９Ｙ、２０９Ｂｋは夫
々、入力された電圧値に比例した電流をヒータ２０６
Ｃ、２０６Ｍ、２０６Ｙ、２０６Ｂｋに供給する。

【００５４】この実施形態では、ドライバにはオン／オ
フ制御を行うことが容易なトランジスタが使用され、ド
ライバへの入力電圧はパルス幅変調（ＰＷＭ）における
デューティ変化に変換されてそのトランジスタを駆動し
ている。

【００５５】次に、以上のような構成の記録装置におけ
る、温度制御処理を図７に示すフローチャートを参照し
て説明する。

【００５６】まず、ステップＳ６０１ではヘッドユニッ
トのインク流入口に設けられた温度センサ２０３Ｃ、２
０３Ｍ、２０３Ｙ、２０３Ｂｋにおけるインク温度（Ｔ
in）を測定し、続いてステップＳ６０２ではインク排出
口に設けられた温度センサ２１１Ｃ、２１１Ｍ、２１１
Ｙ、２１１Ｂｋにおけるインク温度（Ｔout）を測定す
る。

【００５７】次にステップＳ６０３では、測定されたＴ
inとＴoutとの差（Ｔdef＝Ｔout−Ｔin ）が所定の閾値
（Ｔs）より大きいかどうかを調べる。ＴsはＴoutとＴi
nの測定誤差とヘッドユニットの時定数を考慮した閾値
である。ここで、Ｔdef ＞Ｔsであれば、処理はステッ
プＳ６０４に進むが、Ｔdef≦Ｔsであれば、温度制御に
関する処理は終了する。

【００５８】ステップＳ６０４では、温度変化の値（Ｔ
def）に基づいて、ヘッドユニットのヒータに印加する
電圧の波形制御をパルス幅変調（ＰＷＭ）を用いてヒー
タ駆動用のトランジスタのオン／オフ比率の算出を行
い、その比率に基づいてトランジスタをオン／オフ制御
する。さらに、ステップＳ６０５では、ヘッドユニット
の熱的時定数を考慮した遅延制御を行う。その後、処理
は再びステップＳ６０２へ戻る。

【００５９】なお、図７に示される温度制御の内、特に
ステップＳ６０４〜Ｓ６０５は、４つのヘッドユニット
の内、最大温度となったヘッドユニット以外のヘッドユ
ニットに対して、最大温度との温度差に基づいて実行さ
れる。

【００６０】従って、温度変化も最も大きいヘッドユニ
ットのヒータは駆動されず、その他のヘッドユニットに
は、温度変化も最も大きいヘッドユニットとの温度差に
従ってヒータが駆動されヘッドユニットを加熱すること
になる。

【００６１】従って以上説明した実施形態に従えば、各
ヘッドユニットの温度をインク温度から推定し、その推
定温度に基づいて、最大温度以外の温度のヘッドユニッ
トに対して最大温度との差に基づいてヒータが通電さ
れ、そのヘッドユニットが加熱されるので、４つのヘッ
ドユニットの熱のアンバランスが解消される。これによ
って、４つのヘッドユニットが同じように熱膨張によっ
て伸びるので、レジストレーションが調整されることに
なる。

【００６２】なお、以上説明した例では各ヘッドユニッ
トの熱膨張による伸びはヘッドユニットのインク吸入口
と排出口とに設けられた温度センサによってインク温度
を測定し、その温度から間接的にヘッドユニットの長さ
を推定するとしたが本発明はこれによって限定されるも
のではない。例えば、図７に示すように、ヘッドユニッ
トの膨張を直接歪みゲージで測定しても良い。即ち、そ
の歪みゲージから得られるヘッドの温度上昇（即ち、ヘ
ッドの膨張）に従った電気抵抗値の変化を減算器２０７
でモニタすることでヘッドユニットの膨張を推定する。
また、温度計を直接ヘッドユニットに接着して、そこか
ら得られる温度に基づいてヘッドユニットの膨張を推定
しても良い。

【００６３】以上の実施形態は、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
るエネルギーとして熱エネルギーを発生する手段（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
ーによりインクの状態変化を生起させる方式を用いるこ
とにより記録の高密度化、高精細化が達成できる。

【００６４】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。この方式はいわゆるオンデマンド
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膜沸騰を越
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ー
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１対１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をすると、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。

【００６５】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。

【００６６】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
の組み合わせ構成（直線状液流路または直角液流路）の
他に熱作用面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
４４５９６００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、
共通するスロ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
ーの圧力波を吸収する開口を吐出部に対応させる構成を
開示する特開昭５９−１３８４６１号公報に基づいた構
成としても良い。

【００６７】さらに、記録装置が記録できる最大記録媒
体の幅に対応した長さを有するフルラインタイプの記録
ヘッドとしては、上述した明細書に開示されているよう
な複数記録ヘッドの組み合わ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。

【００６８】加えて、上記の実施形態で説明した記録ヘ
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のみならず、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
記録ヘッドを用いてもよい。

【００６９】また、以上説明した記録装置の構成に、記
録ヘッドに対する回復手段、予備的な手段等を付加する
ことは記録動作を一層安定に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、加圧あるいは
吸引手段、電気熱変換体あるいはこれとは別の加熱素子
あるいはこれらの組み合わせによる予備加熱手段などが
ある。また、記録とは別の吐出を行う予備吐出モードを
備えることも安定した記録を行うために有効である。

【００７０】さらに、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ってで
も良いが、異なる色の複色カラー、または混色によるフ
ルカラーの少なくとも１つを備えた装置とすることもで
きる。

【００７１】以上説明した実施の形態においては、イン
クが液体であることを前提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も、室温で軟化も
しくは液化するものを用いても良く、あるいはインクジ
ェット方式ではインク自体を３０°Ｃ以上７０°Ｃ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であれば
よい。

【００７２】加えて、積極的に熱エネルギーによる昇温
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
ギー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良い。いずれに
しても熱エネルギー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既に固化し始めるもの等のよう
な、熱エネルギー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
ような場合インクは、特開昭５４−５６８４７号公報あ
るいは特開昭６０−７１２６０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または固形物
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。

【００７３】さらに加えて、本発明に係る記録装置の形
態としては、コンピュータ等の情報処理機器の画像出力
端末として一体または別体に設けられるものの他、リー
ダ等と組み合わせた複写装置、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取るものであっても良
い。

【００７４】なお、本発明は、複数の機器（例えばホス
トコンピュータ，インタフェイス機器，リーダ，プリン
タなど）から構成されるシステムに適用しても、一つの
機器からなる装置（例えば、複写機，ファクシミリ装置
など）に適用してもよい。

【００７５】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、記
録ヘッドの測定回路からの測定結果に従って、複数のノ
ズル列各々の熱膨張による伸びが均等になるようにプレ
ヒータの駆動を制御するので、例えば、記録データに従
う記録動作によって、たとえ複数のノズル列相互に熱の
アンバランスが発生して、熱膨張によるノズル列の伸び
の程度が異なっても、その伸びは均等になるように補正
されるので、ノズル列相互のレジストレーションの調整
を行うことができるという効果がある。

【００７６】これによって、高品位な画像記録を維持す
ることが可能となる。

【００７７】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の代表的な実施の形態であるインクジェ
ットプリンタＩＪＲＡの構成の概要を示す外観斜視図で
ある。

【図２】インクジェットプリンタＩＪＲＡの制御回路の
構成を示すブロック図である。

【図３】記録ヘッドＩＪＨを構成する１つのヘッドユニ
ット２０１の構成を示す模式図である。

【図４】ヘッドユニットの違いによる温度変化を示す図
である。

【図５】記録ヘッドＩＪＨに内蔵されている４つのヘッ
ドユニットの温度制御回路の構成を示すブロック図であ
る。

【図６】温度制御処理を示すフローチャートである。

【図７】歪みゲージを用いて温度制御を行う場合のヘッ
ドユニットの構成を示す模式図である。

【図８】２個のヘッドユニット４００Ｃ、４００Ｍを内
蔵した記録ヘッド（２ヘッド）のレジストレーション調
整の様子を模式的に表現した図である。

【符号の説明】

ＩＪＨ 記録ヘッド ２０１ ヘッドユニット ２０２ ノズル ２０３、２１１ 温度センサ ２０４ サブタンク ２０５ ポンプ（Ｐ） ２０６ ヒータ ２０７ 減算器 ２０８ セレクタ（ＳＥＬ） ２０９ ヒータドライバ ２１０ 比較器 ２１２ 流入口 ２１３ 排出口

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 インクを加熱して前記インクの液滴を吐
   出口より吐出させるヒータを備えたノズルの列を記録用
   紙の搬送方向にそって平行に複数配列した記録ヘッドで
   あって、 前記インクの加熱による前記複数のノズル列各々の熱膨
   張による伸びを測定する測定回路と、 前記複数のノズル列各々に対応し、前記複数のノズル列
   各々を別々に加熱するプレヒータと、 前記複数のノズル列各々にインクを供給する流路とを有
   することを特徴とする記録ヘッド。
2. 【請求項２】 前記流路にインクを流入させたり或は前
   記流路からインクを排出させるためのポンプをさらに有
   することを特徴とする請求項１に記載の記録ヘッド。
3. 【請求項３】 前記測定回路は、前記複数のノズル列各
   々に関し、 前記流路における前記ノズル列へのインク流入口に第１
   の温度センサと、 前記流路における前記ノズル列からのインク排出口に第
   ２の温度センサとを有することを特徴とする請求項１に
   記載の記録ヘッド。
4. 【請求項４】 前記プレヒータを駆動する駆動回路をさ
   らに有することを特徴とする請求項１に記載の記録ヘッ
   ド。
5. 【請求項５】 前記測定回路には歪みゲージを含むこと
   を特徴とする請求項１に記載の記録ヘッド。
6. 【請求項６】 前記記録ヘッドはカラー記録が可能な記
   録ヘッドであり、 前記複数のノズル列は、 イエロインクを吐出する第１ノズル列と、 マゼンタインクを吐出する第２ノズル列と、 シアンインクを吐出する第３ノズル列と、 黒インクを吐出する第４ノズル列とを含むことを特徴と
   する請求項１に記載の記録ヘッド。
7. 【請求項７】 前記記録ヘッドは、インクを吐出して記
   録を行うインクジェット記録ヘッドであり、 前記ヒータは電流が通電されると熱エネルギーを発生
   し、前記熱エネルギーを前記インクに作用させることを
   特徴とする請求項１に記載の記録ヘッド。
8. 【請求項８】 請求項１乃至４に記載の記録ヘッドを用
   いた記録装置であって、 前記プレヒータの駆動を制御する加熱制御手段と、 前記測定回路からの測定結果に従って、前記複数のノズ
   ル列各々の熱膨張による伸びが均等になるように前記加
   熱制御手段を制御する制御手段とを有することを特徴と
   する記録装置。
9. 【請求項９】 前記制御手段は、前記複数のノズル列の
   内、熱膨張による伸びが最大のノズル列の長さを基準と
   し、前記基準に合うように他のノズル列のプレヒータを
   駆動するよう制御することを特徴とする請求項８に記載
   の記録装置。
10. 【請求項１０】 前記流路を介して前記複数のノズル列
    各々に供給されるインクの温度は同じであることを特徴
    とする請求項９に記載の記録装置。
11. 【請求項１１】 前記制御手段は、前記複数のノズル列
    各々に関して、前記第１の温度センサと前記第２の温度
    センサとの出力差を求め、前記出力差の最大値を示すノ
    ズル列を前記熱膨張による伸びが最大のノズル列とする
    ことを特徴とする請求項１０に記載の記録装置。
12. 【請求項１２】 前記制御手段はさらに、前記出力差の
    最大値と、前記複数のノズル列各々に関する前記第１の
    温度センサと前記第２の温度センサとの出力差とを比較
    し、前記比較結果に従って、前記他のノズル列のプレヒ
    ータを駆動を制御することを特徴とする請求項１１に記
    載の記録装置。