JP2693193B2 - Liquid jet recording device - Google Patents
Liquid jet recording deviceInfo
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Description
【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、液体噴射記録装置および該記録装置用記録
ヘッドに関し、特に記録用液滴の吐出エネルギ発生手段
に電気熱変換体を用いてなる液体噴射記録装置および該
記録装置用記録ヘッドに適用して好適なものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a liquid jet recording apparatus and a recording head for the recording apparatus, and in particular, an electrothermal converter is used as a discharge energy generating means for recording droplets. It is suitable for application to a liquid jet recording apparatus and a recording head for the recording apparatus.
[従来の技術] この種の液体噴射記録ヘッドは、記録用液体(イン
ク)の液滴を吐出するためのオリフィス等の液体吐出口
を高密度に配列することができるために高解像力を記録
をすることが可能であること、記録ヘッドとして全体的
なコンパクト化も容易であること、最近の半導体分野に
おける技術の進歩と信頼性の向上が著しいIC技術やマイ
クロ加工技術の長所を十二分に活用でき、長尺化および
面状化(2次元化)が容易であること等により、マルチ
ノズル化および高密度実装化が容易で、しかも大量生産
時の生産性が良く製造費用も廉価にできるものとして特
に注目されている。[Prior Art] In this type of liquid jet recording head, since liquid ejection ports such as orifices for ejecting liquid droplets of recording liquid (ink) can be arranged at high density, high resolution recording is possible. The advantages of IC technology and microfabrication technology that have significantly improved reliability and reliability in recent semiconductor fields are more than sufficient. It can be used, and it is easy to make it long and flat (two-dimensional), so that it is easy to make multi-nozzle and high-density mounting. Moreover, the productivity in mass production is good and the manufacturing cost can be reduced. It is especially noticed as a thing.
而して、そのような低廉化に伴って、記録ヘッド、ま
たはこれとインク供給源たるインクタンクとを一体化し
た形態の記録ヘッド(以下ヘッドカートリッジという)
をディスポーザブル化し、装置本体に容易に着脱できる
ようにした構成も種々提案されている。これによると、
記録ヘッドの故障等に容易かつ迅速に対処できるように
なり、また上記カートリッジタイプのものではインク補
給も簡単に行うことができることになる。ひいては、装
置としてのメンテナンスないしはオーバホールを省略ま
たは簡略化できることになる。With such a reduction in cost, a recording head or a recording head in which the recording head is integrated with an ink tank as an ink supply source (hereinafter, referred to as a head cartridge)
Various types of configurations have been proposed, which are disposable and can be easily attached to and detached from the apparatus main body. according to this,
It becomes possible to easily and promptly deal with a recording head failure and the like, and the ink cartridge can be easily replenished with ink. As a result, maintenance or overhaul as an apparatus can be omitted or simplified.
このようなディスポーザブルの記録ヘッドまたはヘッ
ドカートリッジを装置本体に装着するにあたっては、双
方に設けたコネクタ形態の電気結合部を結合させ、電気
的接続が得られるようにされているのが一般的である。
すなわち、当該電気的接続によって装置本体側に設けた
制御部から記録ヘッドに設けた電気熱変換体への駆動信
号の伝達が可能となるとともに、記録ヘッドないしヘッ
ドカートリッジから制御部への各種状態信号の送信が可
能となる。When such a disposable recording head or head cartridge is mounted on the apparatus main body, it is general that electric connection portions in the form of connectors provided on both sides are connected so that electric connection can be obtained. .
That is, the electrical connection enables transmission of drive signals from the control unit provided on the apparatus main body side to the electrothermal transducer provided on the recording head, and various state signals from the recording head or head cartridge to the control unit. Can be transmitted.
ところで、液体噴射記録方式による記録ヘッドは、イ
ンクの固化、または、振動やヘッド高温駆動によるノズ
ル内の外部気泡の混入等、様々な要因で不吐出が発生す
る場合がある。特に、吐出エネルギ発生素子に発熱素子
(以下吐出ヒータという)を用いたものにおいては、イ
ンク吐出に熱エネルギを利用することから、ヘッドが高
温となりやすい。通常の吐出状態では、その大半の熱量
は吐出されるインクによって奪われ、ヘッドの温度は50
〜60℃程度までしか上昇しないが、前述の要因による不
吐出が発生した状態で駆動を行うと、ヒータの発熱量が
すべてヘッド内に蓄積され、ヘッド温度は、150℃以上
にもなることがあり、記録ヘッドを破損してしまうおそ
れがある。By the way, in a recording head using the liquid jet recording method, non-discharge may occur due to various factors, such as solidification of ink, or mixing of external bubbles in nozzles due to vibration or high-temperature driving of the head. In particular, in the case of using a heating element (hereinafter referred to as a discharge heater) as a discharge energy generating element, the temperature of the head is likely to be high because thermal energy is used for discharging ink. In a normal ejection state, most of the heat is taken away by the ejected ink, and the temperature of the head becomes 50
Although the temperature rises only up to about 60 ° C, if the drive is performed in the state where the non-ejection has occurred due to the above-described factors, all the heat generated by the heater is accumulated in the head, and the head temperature may reach 150 ° C or more. Yes, the recording head may be damaged.
従って、この種の液体噴射記録装置においては、異常
昇温を検知してそのような不都合を未然に防止するため
に、温度検出素子(温度センサ)が配設される。Therefore, in this type of liquid jet recording apparatus, a temperature detecting element (temperature sensor) is provided in order to detect abnormal temperature rise and prevent such inconvenience.
また、液体噴射記録方式においては、記録液の温度が
非常に重要な要素である。記録液は温度によって、その
物性、例えば表面張力や粘度が変化するからであり、そ
れらの変化によって記録液の吐出量や供給速度等が変化
するからである。それゆえ、記録液を適正な温度範囲に
保持するための手段が不可欠である。そこで、速かな加
熱や保温を行うためにも適宜の加熱手段(保温ヒータ)
とともに温度センサを用いるのが好適である。Further, in the liquid jet recording system, the temperature of the recording liquid is a very important factor. This is because the physical properties of the recording liquid, such as surface tension and viscosity, change depending on the temperature, and the change in the recording liquid changes the discharge amount and supply speed of the recording liquid. Therefore, means for maintaining the recording liquid in an appropriate temperature range is indispensable. Therefore, an appropriate heating means (heat insulation heater) is also provided to perform rapid heating and heat insulation.
In addition, it is preferable to use a temperature sensor.
[発明が解決しようとする課題] 以上のような温度制御を精度高く迅速に施すために
は、温度センサは記録ヘッド特に吐出ヒータに近く配設
されるのが好ましい。そして、上述したディスポーザブ
ルタイプの記録ヘッドの場合、その交換作業の容易化を
考慮すれば温度センサがその記録ヘッドに一体に設けら
れているのが望ましい。[Problems to be Solved by the Invention] In order to perform the temperature control as described above with high accuracy and speed, it is preferable that the temperature sensor is disposed near the recording head, particularly near the ejection heater. In the case of the above-described disposable type recording head, it is desirable that the temperature sensor be provided integrally with the recording head in consideration of facilitation of the replacement operation.
しかしながら、そのような構成を採った場合、温度セ
ンサに製造上のバラツキがあると、記録ヘッド毎に温度
センサの特性が異なることになり、温度センサの出力を
用いて一律の制御を施すと必ずしも正確な温度制御が期
待できなくなることが考えられる。However, when such a configuration is adopted, if there is manufacturing variation in the temperature sensor, the characteristics of the temperature sensor will be different for each recording head, and it is not always necessary to perform uniform control using the output of the temperature sensor. It is considered that accurate temperature control cannot be expected.
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、そ
の目的とすることろは、温度センサにバラツキがあって
も正確な温度検出を行うことが可能な液体噴射記録装置
を提供することにある。The present invention has been made in view of the above points, and an object of the present invention is to provide a liquid jet recording apparatus capable of performing accurate temperature detection even if there are variations in temperature sensors. is there.
[課題を解決するための手段] そのために、本発明は、記録液を吐出するための吐出
口と、該吐出口に対応して設けられ、前記記録液を吐出
するために利用されるエネルギを発生するエネルギ発生
素子とを有する記録ヘッドであって、さらに当該記録ヘ
ッドの温度を検出するための温度検出素子を有する記録
ヘッドが着脱可能な液体噴射記録装置において、前記温
度検出素子の特性に係る補正値を決定する決定手段と、
前記決定手段により決定された前記補正値と前記温度検
出素子の検出出力とに応じて前記記録ヘッドの温度を制
御するための制御信号を出力する制御手段と、を有する
ことを特徴とする。[Means for Solving the Problems] Therefore, according to the present invention, an ejection port for ejecting a recording liquid and energy provided for the ejection port and used for ejecting the recording liquid are provided. A liquid jet recording apparatus having a recording head having a generating energy generating element, the recording head having a temperature detecting element for detecting the temperature of the recording head is detachable. Determining means for determining the correction value,
Control means for outputting a control signal for controlling the temperature of the recording head according to the correction value determined by the determining means and the detection output of the temperature detecting element.
[作 用] 以上の構成によれば、着脱自在な記録ヘッド自体に温
度検出素子が配置されることにより検出動作の遅れが生
じにくく、また、上記検出素子の補正値とその検出素子
の検出出力に応じて記録ヘッドの温度が制御されるの
で、その素子の装置上のバラツキ等に起因した記録ヘッ
ド毎の素子出力のバラツキが補正され、温度検出の精度
を向上させることができる。[Operation] According to the above configuration, the temperature detecting element is arranged on the removable recording head itself, so that the detection operation is less likely to be delayed, and the correction value of the detecting element and the detection output of the detecting element. Since the temperature of the print head is controlled in accordance with the above, variations in the element output of each print head due to variations in the elements of the device on the apparatus are corrected, and the temperature detection accuracy can be improved.
[実施例] 以下、図面を参照して、本発明を詳細に説明する。Examples Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
(実施例1) 第1図は本発明の第1の実施例に係る液体噴射記録装
置(インクジェット記録装置)の構成例、第2図はその
記録ヘッドの構成例、第3図(A)および(B)は第2
図示の記録ヘッドの構成要素として採用可能なヒータボ
ードの構成例を示す。(Embodiment 1) FIG. 1 is a structural example of a liquid jet recording apparatus (ink jet recording apparatus) according to a first embodiment of the present invention, FIG. 2 is a structural example of its recording head, FIG. 3 (A) and (B) is the second
2 shows a configuration example of a heater board that can be employed as a component of the illustrated recording head.
まず、第1図において、14はヘッドカートリッジであ
り、第2図および第3図につき後述するヒータボードを
用いて構成した記録ヘッドと、インク供給源たるインク
タンクとを一体としたものである。このヘッドカートリ
ッジ14は、押さえ部材41によりキャリッジ15の上に固定
されており、これらはシャフト21に沿って長手方向に往
復動可能となっている。記録ヘッドより吐出されたイン
クは、記録ヘッドと微少間隔をおいて、プラテン19に記
録面を規制された記録媒体18に到達し、記録媒体18上に
画像を形成する。First, in FIG. 1, reference numeral 14 denotes a head cartridge, which integrally integrates a recording head constituted by using a heater board described later with reference to FIGS. 2 and 3 and an ink tank as an ink supply source. The head cartridge 14 is fixed on the carriage 15 by a pressing member 41, and these can reciprocate in the longitudinal direction along the shaft 21. The ink discharged from the recording head reaches the recording medium 18 whose recording surface is regulated by the platen 19 at a minute interval from the recording head, and forms an image on the recording medium 18.
記録ヘッドには、ケーブル16およびこれに結合する端
子4(第3図)を介して適宜のデータ供給源より画像デ
ータに応じた吐出信号が供給される。ヘッドカートリッ
ジは、用いるインク色等に応じて、1ないし複数個(図
では2個)を設けることができる。An ejection signal corresponding to image data is supplied to the recording head from a suitable data supply source via a cable 16 and a terminal 4 (FIG. 3) coupled thereto. One or more (two in the figure) head cartridges can be provided according to the ink color or the like to be used.
なお、第1図において、17はキャリッジ15をシャフト
21に沿って走査させるためのキャリッジモータ、22はモ
ータ17の駆動力をキャリッジ15に伝達するワイヤであ
る。また、20はプラテンローラ19に結合して記録媒体18
を搬送させるためのフィードモータである。また、122
は装置本体の適宜の部位に設けられ、後述する温度セン
サの補正を行うための基準となる基準温度センサであ
る。この基準温度センサ122は、機内昇温の影響を受け
ない適宜の部位に配置され、雰囲気温度をモニタする。In FIG. 1, reference numeral 17 denotes a carriage 15
A carriage motor for scanning along 21 and a wire 22 for transmitting the driving force of the motor 17 to the carriage 15. Reference numeral 20 denotes a recording medium connected to a platen roller 19.
Is a feed motor for transporting the paper. Also, 122
Is a reference temperature sensor which is provided at an appropriate portion of the apparatus main body and serves as a reference for correcting the temperature sensor described later. The reference temperature sensor 122 is arranged at an appropriate portion that is not affected by the temperature rise inside the machine and monitors the ambient temperature.
第2図は本例に係る記録ヘッドの構成例である。ここ
で、1はヒータボードであり、シリコン基板上に電気熱
変換体(吐出ヒータ)5と、これに電力を供給するAl等
の配線6とが成膜技術により形成されて成る。そして、
このヒータボード1に対して、記録用液体の液路(ノズ
ル)25を形成するための隔壁を設けた天板30を接着する
ことにより、液体噴射記録ヘッドが構成される。FIG. 2 is a structural example of the recording head according to this example. Here, reference numeral 1 denotes a heater board, which is formed by forming an electrothermal transducer (discharge heater) 5 and a wiring 6 made of Al or the like for supplying electric power to the silicon substrate by a film forming technique. And
A liquid jet recording head is configured by bonding a top plate 30 provided with a partition wall for forming a liquid passage (nozzle) 25 of the recording liquid to the heater board 1.
記録用の液体(インク)は、天板30に設けた供給口24
より共通液室23に供給され、ここより各ノズル25内に導
かれる。そして、通電によってヒータ5が発熱すると、
ノズル29内に満たされたインクに発泡が生じ、吐出口26
よりインク滴が吐出されるわけである。The recording liquid (ink) is supplied to the supply port 24
The liquid is supplied to the common liquid chamber 23, and is guided into each nozzle 25 from here. When the heater 5 generates heat by energization,
Bubbling occurs in the ink filled in the nozzle 29, and the discharge port 26
That is, more ink droplets are ejected.
第3図(A)および(B)は、それぞれ、本実施例に
係るヒータボードの平面図およびその部分拡大図であ
る。3A and 3B are a plan view and a partially enlarged view of a heater board according to the present embodiment, respectively.
同図(A)において、3は吐出ヒータ部である。4は
端子であり、ワイヤボンディングにより外部と接続され
る。2は温度検知手段たる温度センサであり、吐出ヒー
タ部3等と同じ成膜プロセスにより吐出ヒータ部3に形
成してある。同図(B)は同図(A)におけるセンサ2
を含む部分Bの拡大図であり、8はヘッドを加熱するた
めの加熱手段たる保温ヒータである。また、9は微少電
流で断線する抵抗体パターンであり、温度センサ2の補
正値決定のタイミングを定める処理に用いる。In FIG. 1A, reference numeral 3 denotes a discharge heater section. A terminal 4 is connected to the outside by wire bonding. Reference numeral 2 denotes a temperature sensor serving as a temperature detecting means, which is formed on the discharge heater unit 3 by the same film forming process as that of the discharge heater unit 3 and the like. FIG. 2B shows the sensor 2 in FIG.
And FIG. 8 is an enlarged view of a portion B including a heat insulating heater 8 as a heating unit for heating the head. Further, reference numeral 9 is a resistor pattern which is disconnected by a minute current, and is used for the process of determining the timing for determining the correction value of the temperature sensor 2.
センサ2は、他の部分と同様に、半導体同様の成膜プ
ロセスによって形成してあるため極めて高精度であり、
他の部分の構成材料であるアルミニウム,チタン,タン
タル,5酸化タンタル,ニオブ等、温度に応じて導電率が
変化する材料で作成できる。例えば、これらのうち、ア
ルミニウムは電極に用いることができる材料、チタンは
電気熱変換素子を構成する発熱抵抗層と電極との接着性
を高めるために両者間に配置可能な材料、タンタルは発
熱抵抗層上の保護層の耐キャビテーション性を高めるた
めにその上部に配置可能な材料である。また、プロセス
のバラツキを小とするために線幅を太くし、配線抵抗等
の影響を少なくするために蛇行形状として高抵抗化を図
っている。Since the sensor 2 is formed by a film forming process similar to that of a semiconductor, like other parts, the sensor 2 has extremely high accuracy.
It can be made of a material whose conductivity changes according to temperature, such as aluminum, titanium, tantalum, tantalum pentoxide, niobium, which are constituent materials of other parts. For example, among these, aluminum is a material that can be used for the electrode, titanium is a material that can be disposed between the heating resistor layer that constitutes the electrothermal transducer, and the electrode to enhance the adhesion between the electrode, and tantalum is a material that can be used for the heating resistor. It is a material that can be placed on top of the protective layer on top of the layer in order to increase the cavitation resistance. Further, the line width is increased in order to reduce process variations, and the resistance is increased in a meandering shape in order to reduce the influence of wiring resistance and the like.
また、同様に保温ヒータ8および抵抗体パターン9
は、吐出ヒータ5の発熱抵抗層と同一材料(例えばHf
B2)を用いて形成できるが、ヒータボードを構成する他
の材料、例えばアルミニウム,タンタル,チタン等を用
いて形成しても良い。Similarly, the heat insulation heater 8 and the resistor pattern 9 are also provided.
Are made of the same material (for example, Hf
Although it can be formed using B 2 ), it may be formed using other materials forming the heater board, such as aluminum, tantalum, and titanium.
次に、本実施例に係る記録ヘッドの温度制御の態様に
ついて説明する。Next, a mode of temperature control of the recording head according to the present embodiment will be described.
本例に係る第2図示の記録ヘッドでは、第3図に示す
ようにヒータボード1の両端に温度センサ2を設けてあ
るため、それらの温度センサの出力からノズル25の配列
方向における基板温度の分布状態を把握できる。また温
度センサ2の近傍に保温用ヒータ8が設けられているた
めに、加熱による温度変化の検知の応答速度が高い。In the recording head shown in FIG. 2 according to this example, the temperature sensors 2 are provided at both ends of the heater board 1 as shown in FIG. 3, so that the substrate temperature in the arrangement direction of the nozzles 25 can be calculated from the outputs of these temperature sensors. The distribution state can be grasped. Further, since the heat retaining heater 8 is provided in the vicinity of the temperature sensor 2, the response speed of detection of temperature change due to heating is high.
しかし半導体製造工程と同様にヒータボードを形成す
るプロセスには、ウェットエッチングの工程が含まれる
ことがあるが、吐出ヒータ部3の両端側ではエッチング
液の循環が良いためエッチングか進み易く、温度センサ
2に製造上のバラツキが生じて記録ヘッド毎に温度セン
サ2の出力が安定しないおそれが生じ、正確な温度検知
が期し難い。However, the process of forming the heater board in the same manner as the semiconductor manufacturing process may include a wet etching process. However, since the etching solution circulates well at both end sides of the discharge heater section 3, the etching easily proceeds and the temperature sensor 2, the output of the temperature sensor 2 may not be stable for each recording head, and it is difficult to accurately detect the temperature.
そこで、本例では基準温度センサ122の出力を用いて
温度センサ2の補正値を定め、温度制御にあたっては当
該補正値により温度センサ2の出力を補正して一層の正
確化を図るようにする。Therefore, in this example, the correction value of the temperature sensor 2 is determined by using the output of the reference temperature sensor 122, and the output of the temperature sensor 2 is corrected by the correction value in the temperature control for further accuracy.
第4図(A)は本例に係る制御系の一構成例の概略を
示す。FIG. 4 (A) shows an outline of a configuration example of the control system according to this example.
ここで、50は装置の主制御部をなす制御部であり、第
5図および第6図につき後述する処理手順を実行するCP
U、その処理手順に対応したプログラムや温度センサ出
力に対応した温度データのテーブル等の固定データを格
納したROM,補正データその他を格納するためのRAMおよ
びヒータ等に通電を行うための電源供給装置等を有す
る。なお、本例ではRAMの記憶内容、特に補正データに
ついては装置本体の電源がオフとされてもその内容が失
われなうようにバッテリ等でバックアップしておく。Here, 50 is a control unit that forms the main control unit of the apparatus, and is a CP that executes the processing procedure described later with reference to FIGS. 5 and 6.
U, a ROM for storing fixed data such as a program corresponding to the processing procedure and a table of temperature data corresponding to the temperature sensor output, a RAM for storing correction data and the like, and a power supply device for energizing the heater, etc. And so on. In this example, the contents stored in the RAM, especially the correction data, are backed up by a battery or the like so that the contents will not be lost even when the power of the apparatus main body is turned off.
51は第2図および第3図について述べたディスポーザ
ブルタイプのヘッドカートリッジに組込まれた記録ヘッ
ドである。54は吐出回復装置であり、第1図における記
録範囲外、例えば記録ヘッド51ないしキャリッジ15のホ
ーム位置において記録ヘッド51と対向ないし接合可能に
設けたキャップ装置と、これに連通して記録ヘッド51の
インク吐出口よりインク吸引を行うための吸引機構とか
ら成るものとすることができる。Reference numeral 51 is a recording head incorporated in the disposable type head cartridge described with reference to FIGS. 2 and 3. Reference numeral 54 denotes an ejection recovery device, which is provided outside the recording range in FIG. 1, for example, at a home position of the recording head 51 or the carriage 15 so as to face or be joined to the recording head 51, and to communicate with the cap device. And a suction mechanism for sucking ink from the ink discharge port.
55は警報装置であり、LED等の表示器やブザー等の音
声発生装置、またはそれらの組合わせとすることができ
る。56は記録等に際してキャリッジ15を走査させるため
の主走査機構であり、モータ17等を含むものである。57
は副走査機構であり、記録媒体を搬送するモータ20等を
含むものである。Reference numeral 55 is an alarm device, which can be an indicator such as an LED, a sound generating device such as a buzzer, or a combination thereof. Reference numeral 56 is a main scanning mechanism for scanning the carriage 15 for recording or the like, and includes a motor 17 and the like. 57
Is a sub-scanning mechanism, which includes a motor 20 for conveying a recording medium.
第4図(B)は以上の構成における主要部の詳細な構
成例を示す。ここで、51は記録ヘッド、8は保温ヒー
タ、2は既に述べたアルミニウムなどによる蛇行形状の
抵抗体、あるいはダイオード等の温度センサ、10は基準
電源である。11は温度センサ2に定電流を供給する定電
流源を構成するための増幅器であり、流れる電流IFは である。FIG. 4B shows a detailed configuration example of the main part in the above configuration. Here, 51 is a recording head, 8 is a heat retention heater, 2 is a meandering resistor made of aluminum or the like, or a temperature sensor such as a diode, and 10 is a reference power source. Reference numeral 11 denotes an amplifier for forming a constant current source that supplies a constant current to the temperature sensor 2, and the flowing current I F is It is.
第5図はダイオードの定電流時の温度特性を示す。第
4図(B)における増幅器11の後段の増幅器9は前段の
出力VAと基準電源Eとの差をR5/R4倍し、その出力VOは で与えられる。FIG. 5 shows the temperature characteristics of the diode at a constant current. The amplifier 9 at the rear stage of the amplifier 11 in FIG. 4B multiplies the difference between the output V A at the front stage and the reference power source E by R 5 / R 4 and the output V O is Given by
しかし、これら(1)および(2)式はあくまで理想
増幅器における計算値であり、実際には第4図(B)に
おける増幅器9にはオフセット電圧ΔVが存在して、こ
の点を考慮すると(2)式は となる。すなわち、出力VOは(R5/R4)・ΔVだけ、す
なわちオフセット電圧のゲイン倍だけ影響を受けてしま
う。However, these equations (1) and (2) are merely calculated values in the ideal amplifier, and in reality, the offset voltage ΔV exists in the amplifier 9 in FIG. 4 (B), and considering this point, (2 )ceremony Becomes That is, the output V O is affected by (R 5 / R 4 ) · ΔV, that is, the gain times the offset voltage.
ダイオードを温度センサとして利用する場合にはダイ
オードの順方向の電圧降下の温度特性を利用するわけで
あるが、第5図に示すように温度に対する変化率は同じ
であるとしても、ロットばらつき等により図示のような
ばらつきが生じる。When the diode is used as a temperature sensor, the temperature characteristic of the forward voltage drop of the diode is used, but even if the rate of change with temperature is the same as shown in FIG. Variations such as shown occur.
第6図に示すように、ダイオードをセンサとして使用
した場合は温度の上昇に伴い出力VOが直線的に増加する
関係となり、理想直線Aに対し、実際にはΔVOの幅をも
ってばらつきを生ずることになる。しかしながら、ここ
で重要な点は、直線の傾きαはセンサの特性により定ま
るもので、特にダイオードのような半導体においてはこ
の値は1%以内の精度に入るものである。As shown in FIG. 6, when a diode is used as a sensor, the output V O linearly increases as the temperature rises, and the actual straight line A has a variation of ΔV O in width. It will be. However, an important point here is that the inclination α of the straight line is determined by the characteristics of the sensor, and this value falls within an accuracy of 1% or less particularly in a semiconductor such as a diode.
従って、本例に係る温度制御においては、あらかじめ
所定温度におけるVOのA/D変換値を不揮発性のメモリ110
(バッテリによりバックアップされたRAM等)に書込ん
でおき、これを基に温度センサ2の補正を行うことによ
って正確な温度測定が実現できるものである。Therefore, in the temperature control according to this example, the A / D conversion value of V O at a predetermined temperature is previously stored in the nonvolatile memory 110.
An accurate temperature measurement can be realized by writing the data in a RAM (backed up by a battery or the like) and correcting the temperature sensor 2 based on the data.
第7図は第4図(A)および(B)の構成による補正
値決定処理手順の一例を示し、本手順は電源オン時やヘ
ッドカートリッジ14の交換時に起動することができる。FIG. 7 shows an example of a correction value determination processing procedure with the configuration of FIGS. 4 (A) and 4 (B), and this procedure can be started when the power is turned on or when the head cartridge 14 is replaced.
本手順が起動されると、まずステップS1にて抵抗体9
が断線が生じない程度の通電を行い、その導通の有無
(具体的には、第4図(B)における抵抗体9側から入
力端A/D 1に受容されるアナログ量に対応したディジタ
ル値が所定値VF未満であるか否か)を判定する。ここ
で、全く新規なヘッドカートリッジ14が装着されていれ
ば肯定判定がなされ、ステップS3に進む。When this procedure is started, first, in step S1, the resistor 9
Conducts electricity to the extent that no disconnection occurs, and whether or not there is continuity (specifically, the digital value corresponding to the analog amount received from the resistor 9 side to the input end A / D 1 in FIG. 4B). Is less than a predetermined value V F ). Here, if a completely new head cartridge 14 is installed, an affirmative decision is made, and the operation proceeds to step S3.
ステップS3では、基準温度センサ122の出力(具体的
には第4図(B)における基準温度センサ122に係る入
力端A/D 2に受容されるアナログ量に対応したディジタ
ル値)をリードし、雰囲気温度TOを特定する。次に、ス
テップS5にて記録ヘッド50のヒータボード1に設けてあ
る温度センサ2の出力(具体的には第4図(B)におけ
る入力端A/D 3に受容されるVOに対応したディジタル
値)をリードし、当該出力に対応した温度データを決定
する。次に、ステップS7にてセンサ22とセンサ2との出
力より決定された温度データからセンサ2の補正値XOを
定め、これをRAMの所定領域にストアする。本例では温
度センサ2がヒータボード9上の両側に各1個配設され
ているので、それぞれについて補正値を決定し、第4図
(A)のRAMすなわち同図(B)の不揮発性メモリ110に
ストアする。In step S3, the output of the reference temperature sensor 122 (specifically, the digital value corresponding to the analog amount received by the input end A / D 2 of the reference temperature sensor 122 in FIG. 4B) is read, Specify the ambient temperature T O. Next, in step S5, the output of the temperature sensor 2 provided on the heater board 1 of the recording head 50 (specifically, corresponding to V O received at the input terminal A / D 3 in FIG. 4B) The digital value) is read and the temperature data corresponding to the output is determined. Next, define a correction value X O of the sensor 2 from the temperature data determined from the output of the sensor 22 and the sensor 2 in step S7, which is stored in a predetermined area of the RAM. In this example, one temperature sensor 2 is provided on each side of the heater board 9, so that a correction value is determined for each temperature sensor 2 and the RAM of FIG. 4A, that is, the nonvolatile memory of FIG. Store at 110.
次に、ステップS9にて抵抗体9に断線が生じる電流を
流し(第4図(B)において出力OUT1を所定時間オンと
する)、そのパターンをカットする。これにより、以降
はそのヘッドカートリッジについて補正値を決定する処
理(ステップS3〜S7)は行われず、その分処理の高速化
が達成できることになる。Next, in step S9, a current causing disconnection is passed through the resistor 9 (the output OUT1 is turned on for a predetermined time in FIG. 4 (B)) to cut the pattern. As a result, the processing for determining the correction value for that head cartridge (steps S3 to S7) is not performed thereafter, and the processing speed can be increased accordingly.
第8図は以上のようにして得た補正値を用いた温度制
御手順の一例を示す。まず、ステップS11では増幅器9
の出力(A/D 3の入力)VOをA/D変換し、ステップS13に
てこの値(A/D 3の入力値をA/D変換した値)から、第7
図の処理によりあらかじめ不揮発性メモリ110に記憶し
てある所定温度(TO)、例えば25℃のときのA/D値(A/D
2の入力値)XOを差引く。この差をXとし、次に直線の
傾きαに相当する温度1℃当たりの出力変化量C[V/
℃]でXを除し、所定温度(TO)からの実際の温度変化
を算出する(ステップS15)。以上までのステップで現
在の温度Tが求まることになる。FIG. 8 shows an example of a temperature control procedure using the correction value obtained as described above. First, in step S11, the amplifier 9
Output (input of A / D 3) V O is A / D converted, and in step S13, from this value (value obtained by A / D conversion of the input value of A / D 3),
The A / D value (A / D value) at a predetermined temperature (T O ) stored in the nonvolatile memory 110 in advance by the process shown in the figure, for example, 25 ° C
Input value of 2) Subtract X O. This difference is taken as X, and the output variation C [V /
℃] In dividing X, it calculates the actual temperature change from the predetermined temperature (T O) (step S15). The current temperature T can be obtained by the above steps.
こうしてTが求まれば、設定温度T1との比較(ステッ
プS17)を行うことにより、保温ヒータのオン/オフを
制御できる(ステップS19)。そして、本例によれば、
このような温度制御がより正確に行われることになる。If T is obtained in this way, comparison with the set temperature T 1 (step S17) can be performed to control ON / OFF of the heat retention heater (step S19). And according to this example,
Such temperature control is performed more accurately.
次に、第3図に示したようなアルミニウムの蛇行パタ
ーンをセンサとして使用した場合について説明する。Next, a case where the aluminum meandering pattern as shown in FIG. 3 is used as a sensor will be described.
この場合の抵抗値は全長およびパターン幅で定まり、 で与えられる。すなわち、全長に比例し、パターン幅に
反比例することになる。ここにγは定数である。従っ
て、この例では、センサとして機能させるためのパター
ンを工夫して、温度検出が行いやすい値が得られるよう
にLやWを設計すればよい。The resistance value in this case is determined by the total length and the pattern width, Given by That is, it is proportional to the overall length and inversely proportional to the pattern width. Here, γ is a constant. Therefore, in this example, the pattern for functioning as a sensor may be devised, and L and W may be designed so as to obtain a value that facilitates temperature detection.
第9図はアルミニウムの温度特性を示す。アルミニウ
ムはダイオードの場合とは異なり、定電流Fでは温度上
昇に伴い抵抗値が増し、従って両端の電圧降下VFは上昇
する。この場合、回路出力VOは第10図のような右下がり
の直線となるが、傾きβはアルミニウムの特性により一
定である。従って、既述したダイオードセンサの場合と
同様に、所定温度(TO)におけるVOのA/D変換値を不揮
発性メモリに書込んでおけば前回と同様な制御手順で回
路誤差を補正した温度制御が実現できる。FIG. 9 shows the temperature characteristics of aluminum. Unlike a diode, aluminum has a constant current F whose resistance value increases as the temperature rises, so that the voltage drop V F across both ends increases. In this case, the circuit output V O is a straight line descending to the right as shown in FIG. 10, but the slope β is constant due to the characteristics of aluminum. Therefore, as in the case of the diode sensor described above, if the A / D conversion value of V O at the predetermined temperature (T O ) is written in the nonvolatile memory, the circuit error is corrected by the same control procedure as the previous time. Temperature control can be realized.
(実施例2) 以上の(実施例1)では、新規な記録ヘッド51ないし
ヘッドカートリッジ14が装着された場合にのみ補正値決
定処理を行うようにして全体的な処理時間の短縮を図っ
たが、このような処理は非記録時に適宜のタイミングで
行うようにしてもよい。(Embodiment 2) In the above (Embodiment 1), the correction value determination processing is performed only when the new recording head 51 or the head cartridge 14 is mounted, but the overall processing time is shortened. Such processing may be performed at an appropriate timing during non-recording.
第11図はそのための処理手順の一例を示す。まず、ス
テップS21では記録指令の有無を判定する。ここで肯定
判定がなされた場合にはステップS23に進み、記録デー
タに応じて吐出ヒータ5群を駆動して記録処理を実行す
る。また、この過程で第8図のような温度制御を施すこ
とができる。FIG. 11 shows an example of a processing procedure therefor. First, in step S21, the presence or absence of a recording command is determined. If an affirmative determination is made here, the process proceeds to step S23, and the ejection heater 5 group is driven according to the print data to execute the print processing. Further, temperature control as shown in FIG. 8 can be performed in this process.
一方、ステップS21で否定判定がなされた場合にはス
テップS25に進み、記録処理(ステップS23)がなされな
いまま所定時間(例えば記録ヘッド温度と雰囲気温度と
が等しくなるまでの時間)が経過したか否かを判定し、
否定判定であればステップS21に復帰する。一方、肯定
判定がなされた場合にはステップS27に進み、第7図の
ステップS3〜S7と同様の補正値決定処理を行ってステッ
プS21に復帰する。On the other hand, if a negative determination is made in step S21, the process proceeds to step S25, and a predetermined time (for example, the time until the print head temperature becomes equal to the ambient temperature) has elapsed without performing the print process (step S23). Determine whether or not
If the determination is negative, the process returns to step S21. On the other hand, if an affirmative decision is made, then the flow of control proceeds to a step S27, where the same correction value determination processing as in steps S3 to S7 of FIG. 7 is carried out, and the flow returns to step S21.
本手順によれば、温度センサの特性が何らかの要因に
より変化した場合にも対応できる他、一度取外したヘッ
ドカートリッジを他のカートリッジ使用後に再び装着し
て使用するような場合でも問題が生じないことになる。According to this procedure, it is possible to deal with the case where the characteristics of the temperature sensor change due to some factor, and there is no problem even when the head cartridge that has been once removed is used again after being used by another cartridge. Become.
また、本手順を採用することにより、抵抗体9の配設
を不要とすることもでき、またRAM内の補正値を必ずし
もバックアップする必要がなくなるので、記録ヘッドや
装置本体の価格上昇をもたらすこともない。Further, by adopting this procedure, it is possible to eliminate the need to dispose the resistor 9, and it is not necessary to back up the correction value in the RAM, which leads to an increase in the price of the recording head and the main body of the apparatus. Nor.
(他の実施例) 以上の説明においては、記録ヘッドとインクタンクと
を一体としたヘッドカートリッジを用いる形態の液体噴
射記録装置に本発明を適用した場合について述べたが、
両者が別体であってもよく、インクタンクの部分は必ず
しもディスポーザブルでなくてもよい。Other Embodiments In the above description, the case where the present invention is applied to the liquid jet recording apparatus in which the head cartridge in which the recording head and the ink tank are integrated is used has been described.
The two may be separate bodies, and the ink tank portion does not necessarily have to be disposable.
また、温度センサ2はサーミスタ,ダイオードの形態
とする他、トランジスタその他であってもよい。また、
上述のようにヒータボード1上で吐出ヒータ5等と同時
形成されるものとする他、別に形成されるものであって
もよい。あるいは必ずしもヒータボード1上に形成され
ていないものであってもよく、記録ヘッドの適宜の部位
に適宜の個数を配設することができる。The temperature sensor 2 may be in the form of a thermistor or a diode, or may be a transistor or the like. Also,
As described above, it may be formed simultaneously with the discharge heater 5 on the heater board 1, or may be formed separately. Alternatively, the recording head may not necessarily be formed on the heater board 1, and an appropriate number can be provided at an appropriate portion of the recording head.
さらに、上例では装置本体に基準温度センサを配設し
た構成について述べたが、操作者がキー入力等によりそ
のときの雰囲気温度を入力するものであってもよい。Further, in the above example, the configuration in which the reference temperature sensor is provided in the main body of the apparatus has been described, but the operator may input the ambient temperature at that time by key input or the like.
さらに加えて、本発明は、ディスポーザブルタイプの
記録ヘッドないしヘッドカートリッジを用いるものであ
れば、必ずしも上記したようなシリアル記録方式による
ものでなくてもよい。In addition, the present invention is not necessarily limited to the above-described serial recording method as long as a disposable recording head or a head cartridge is used.
[発明の効果] 以上説明したように、本発明によれば、着脱自在な記
録ヘッド自体に温度検出素子が配置されることにより検
出動作の遅れが生じにくく、また、上記検出素子の補正
値とその検出素子の検出出力に応じて記録ヘッドの温度
が制御されるので、その素子の装置上のバラツキ等に起
因した記録ヘッド毎の素子出力のバラツキが補正され、
温度検出の精度を向上させることができる。[Effects of the Invention] As described above, according to the present invention, since the temperature detecting element is arranged on the removable recording head itself, the detection operation is less likely to be delayed, and the correction value of the detecting element is Since the temperature of the recording head is controlled according to the detection output of the detection element, the variation in the element output of each recording head due to the variation of the element on the device is corrected,
The accuracy of temperature detection can be improved.
第1図は本発明の第1の実施例に係るインクジェット記
録装置の構成例を示す斜視図、 第2図はその記録ヘッドの構成例を示す斜視図、 第3図(A)および(B)は第2図示の記録ヘッドに適
用可能なヒータボードの一構成例を示す斜視図、 第4図(A)および(B)は、それぞれ、本発明の第1
実施例に係る装置の制御系の概略構成例およびその主要
部の詳細な構成例を示すブロック図、 第5図および第6図は温度センサとして用いることがで
きるダイオードの温度特性および回路出力特性を示す説
明図、 第7図はそのセンサ補正値決定処理手順の一例を示すフ
ローチャート、 第8図は同じく温度制御手順の一例を示すフローチャー
ト、 第9図および第10図は温度センサとして用いることが可
能なアルミニウムの抵抗体パターンの温度特性および回
路出力特性を説明するための説明図、 第11図は本発明の第2の実施例に係るセンサ補正値決定
処理手順の一例を示すフローチャートである。 1……ヒータボード、 2……温度センサ、 3……吐出ヒータ部、 5……吐出ヒータ、 8……保温ヒータ、 9……抵抗体、 14……ヘッドカートリッジ、 50……制御部、 51……記録ヘッド、 122……基準温度センサ。1 is a perspective view showing a configuration example of an ink jet recording apparatus according to a first embodiment of the present invention, FIG. 2 is a perspective view showing a configuration example of a recording head thereof, and FIGS. 3 (A) and 3 (B). FIG. 4 is a perspective view showing a configuration example of a heater board applicable to the recording head shown in FIG. 2, and FIGS. 4 (A) and 4 (B) are respectively the first embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a block diagram showing a schematic configuration example of a control system of a device according to an embodiment and a detailed configuration example of its main part, and FIGS. 5 and 6 show temperature characteristics and circuit output characteristics of a diode that can be used as a temperature sensor. Explanatory drawing shown, FIG. 7 is a flowchart showing an example of the sensor correction value determination processing procedure, FIG. 8 is a flowchart showing an example of the same temperature control procedure, and FIGS. 9 and 10 can be used as a temperature sensor. FIG. 11 is an explanatory view for explaining temperature characteristics and circuit output characteristics of a resistor pattern of aluminum, and FIG. 11 is a flowchart showing an example of a sensor correction value determination processing procedure according to the second embodiment of the present invention. 1 ... Heater board, 2 ... Temperature sensor, 3 ... Discharge heater section, 5 ... Discharge heater, 8 ... Heat retention heater, 9 ... Resistor, 14 ... Head cartridge, 50 ... Control section, 51 …… Recording head, 122 …… Reference temperature sensor.
Claims (5)
口に対応して設けられ、前記記録液を吐出するために利
用されるエネルギを発生するエネルギ発生素子とを有す
る記録ヘッドであって、さらに当該記録ヘッドの温度を
検出するための温度検出素子を有する記録ヘッドが着脱
可能な液体噴射記録装置において、 前記温度検出素子の特性に係る補正値を決定する決定手
段と、 前記決定手段により決定された前記補正値と前記温度検
出素子の検出出力とに応じて前記記録ヘッドの温度を制
御するための制御信号を出力する制御手段と、 を有することを特徴とする液体噴射記録装置。1. A recording head having an ejection port for ejecting a recording liquid and an energy generating element which is provided corresponding to the ejection port and generates energy used for ejecting the recording liquid. In a liquid jet recording apparatus in which a recording head having a temperature detection element for detecting the temperature of the recording head is detachable, a determination unit that determines a correction value related to the characteristic of the temperature detection element, and the determination A liquid jet recording apparatus, comprising: a control unit that outputs a control signal for controlling the temperature of the recording head according to the correction value determined by the unit and the detection output of the temperature detection element. .
出する温度検出手段を具え、前記決定手段は当該検出出
力と前記温度検出素子の出力とから前記補正値を決定す
ることを特徴とする請求項1に記載の液体噴射記録装
置。2. A temperature detecting means for detecting an ambient temperature in the liquid jet recording apparatus, wherein the determining means determines the correction value from the detected output and the output of the temperature detecting element. The liquid jet recording apparatus according to claim 1.
装着されたときに前記決定を行うことを特徴とする請求
項2に記載の液体噴射記録装置。3. The liquid jet recording apparatus according to claim 2, wherein the determining unit makes the determination when the unused recording head is mounted.
を示す情報を保持する手段を有し、前記決定手段は前記
決定の後に前記情報を破壊することを特徴とする請求項
3に記載の液体噴射記録装置。4. The recording head according to claim 3, further comprising means for holding information indicating that the recording head is unused, and the determining means destroys the information after the determination. Liquid jet recording device.
れているときに前記決定を行うことを特徴とする請求項
2に記載の液体噴射記録装置。5. The liquid jet recording apparatus according to claim 2, wherein the determination unit makes the determination when the recording operation is suspended for a predetermined time.
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