JPH0550590A - Liquid jet recorder - Google Patents
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- JPH0550590A JPH0550590A JP20782691A JP20782691A JPH0550590A JP H0550590 A JPH0550590 A JP H0550590A JP 20782691 A JP20782691 A JP 20782691A JP 20782691 A JP20782691 A JP 20782691A JP H0550590 A JPH0550590 A JP H0550590A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、液体噴射記録装置に関
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 is particularly suitable for application to a liquid jet recording apparatus using an electrothermal converter as a discharge energy generating means for recording liquid droplets.
【０００２】[0002]
【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
像力の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。2. Description of the Related Art In this type of liquid jet recording head, liquid ejection ports such as orifices for ejecting recording liquid (ink) droplets can be arranged at a high density, so that high resolution recording is possible. ICs that can be manufactured, are easy to be made compact as a whole recording head, and have been significantly improved in technology and reliability in the recent semiconductor field.
Technology and microfabrication technology can be fully utilized, and it is easy to make long and flat (two-dimensional), so multi-nozzle and high-density mounting are easy, and mass production is possible. It has been especially noticed as having high productivity and low manufacturing cost.
【０００３】しかしこの種の液体噴射記録ヘッドは、温
度とインクのドロップ径および吐出速度などとの間に関
係があり、これらが画像濃度に影響を与え、記録品位を
左右するという特徴を有している。However, this type of liquid jet recording head is characterized in that there is a relationship between the temperature, the drop diameter of the ink, the ejection speed, etc., which affect the image density and influence the recording quality. ing.
【０００４】こうした点に鑑み、従来は、図１に示すよ
うに、ヘッド201 に高精度のサーミスタ203 を設け、こ
のサーミスタ203 の抵抗値変化をマイクロコンピュータ
206などのA/D 変換端子にて検出し、記録ヘッド201 を
加熱・保温するための保温ヒータ202 の電力を制御して
いた。なお、図１において204 は分圧抵抗器、205 は保
温ヒータ２をオン／オフするためのスイッチ用トランジ
スタである。In view of such a point, conventionally, as shown in FIG. 1, a head 201 is provided with a highly accurate thermistor 203, and a resistance value change of the thermistor 203 is detected by a microcomputer.
The electric power of the heat retention heater 202 for heating and keeping the temperature of the recording head 201 was controlled by detecting it with an A / D conversion terminal such as 206. In FIG. 1, reference numeral 204 is a voltage dividing resistor, and 205 is a switching transistor for turning on / off the heat retention heater 2.
【０００５】[0005]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
高精度なサーミスタなどの温度検出素子を要する温度制
御方式は、ヘッドの製造コストを高価にし、特に記録ヘ
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
と称す）を装置本体に容易に着脱できるようにし、交換
が可能とした構成とする場合には問題点となる。However, the conventional temperature control method that requires a temperature detecting element such as a high-precision thermistor makes the manufacturing cost of the head expensive, and particularly, the recording head or the ink tank which is the ink supply source. A problem arises when a recording head (hereinafter referred to as a head cartridge) in which the above and the above are integrated can be easily attached to and detached from the apparatus main body and can be replaced.
【０００６】本発明の目的は、かかる点に鑑みて、バラ
ツキのある廉価な温度センサを用いても正確な温度を施
せるようにすることにある。In view of the above point, an object of the present invention is to provide an accurate temperature even if an inexpensive temperature sensor having variations is used.
【０００７】[0007]
【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、温度を検出するた
めの温度検出素子と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を保
持する不揮発性の記憶手段と、当該特性に基づいて前記
温度検出素子の検出出力の補正を行う補正手段とを具え
たことを特徴とする。To this end, the present invention provides
A discharge port for discharging the recording liquid, an energy generating element provided corresponding to the discharge port for generating energy used for discharging the recording liquid, and a temperature detecting element for detecting the temperature. In a liquid ejecting recording apparatus in which a recording head having: is removable, a non-volatile storage unit that holds the characteristics of the temperature detection element, and a correction unit that corrects the detection output of the temperature detection element based on the characteristics. It is characterized by having.
【０００８】[0008]
【作用】本発明によれば、ヘッドの温度検出素子に例え
ばダイオードあるいは温度変化に対して抵抗変化率の比
較的大きいアルミニウムなどの蛇行パターンなどの廉価
なものを設け、こうした素子の温度特性を利用してヘッ
ドの温度制御を行う際、温度検出回路が固有にもつバラ
ツキを不揮発性メモリにあらかじめ書き込んでおき、こ
れに基づいて温度検出素子の検出出力の補正を行うこと
により、温度検出の誤差を無くすことが可能となる。According to the present invention, the temperature detecting element of the head is provided with a low-priced element such as a diode or a meandering pattern of aluminum having a relatively large resistance change rate with respect to temperature change, and the temperature characteristic of such element is utilized. When controlling the temperature of the head, the variations unique to the temperature detection circuit are written in advance in the non-volatile memory, and the detection output of the temperature detection element is corrected based on this to eliminate the temperature detection error. It can be lost.
【０００９】[0009]
【実施例】以下、図面を参照して、本発明を詳細に説明
する。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described in detail below with reference to the drawings.
【００１０】図２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、図３
はその記録ヘッドの構成例、図４(a) および(b) は図３
に示す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。FIG. 2 is a structural example of a liquid jet recording apparatus (inkjet recording apparatus) according to the first embodiment of the present invention, and FIG.
Shows an example of the structure of the recording head, and FIGS. 4 (a) and 4 (b) show FIG.
An example of the configuration of a heater board that can be used as a component of the recording head shown in FIG.
【００１１】まず、図２において、14はヘッドカートリ
ッジであり、図３および図４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. 2, reference numeral 14 denotes a head cartridge, which is a combination of a recording head constituted by using a heater board, which will be described later with reference to FIGS. 3 and 4, and an ink tank serving as an ink supply source. The head cartridge 14 is fixed on the carriage 15 by a pressing member 41, and these can be reciprocated in the longitudinal direction along the shaft 21. The ink ejected from the recording head is separated from the recording head by a small distance, and the platen 19
Reaches the recording medium 18 whose recording surface is regulated by
Form an image on top.
【００１２】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（図４）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 an appropriate data supply source via a cable 16 and a terminal 4 (FIG. 4) coupled to the cable 16. One to a plurality of head cartridges (two head cartridges in the figure) can be provided depending on the ink color used.
【００１３】なお、図２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. 2, 17 is a carriage motor for scanning the carriage 15 along the shaft 21, and 22 is a wire for transmitting the driving force of the motor 17 to the carriage 15. A feed motor 20 is connected to the platen roller 19 to convey the recording medium 18. Reference numeral 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.
【００１４】図３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. 3 shows an example of the structure of the recording head according to this embodiment. Here, 1 is a heater board, which is composed of an electrothermal converter (ejection heater) 5 and a wiring 6 such as Al for supplying electric power to the electrothermal converter (discharging heater) 5 formed on a silicon substrate by a film forming technique. Then, a top plate provided with a partition wall for forming the liquid passage (nozzle) 25 of the recording liquid on the heater board 1.
A liquid jet recording head is configured by bonding 30 together.
【００１５】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。A recording liquid (ink) is supplied to the common liquid chamber 23 from a supply port 24 provided in the top plate 30 and guided into each nozzle 25 from here. When the heater 5 generates heat due to the energization, the ink filled in the nozzle 29 is foamed, and the ink droplet is ejected from the ejection port 26.
【００１６】図４(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。FIGS. 4A and 4B are a plan view and a partially enlarged view of the heater board according to the present embodiment, respectively.
【００１７】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。In FIG. 1 (a), 3 is a discharge heater section. Reference numeral 4 is a terminal, which is connected to the outside by wire bonding. 2 is a temperature sensor as a temperature detecting means,
It is formed on the discharge heater unit 3 by the same film forming process as the discharge heater unit 3 and the like. FIG. 2B is an enlarged view of a portion B including the sensor 2 in FIG. 1A, and 8 is a heat retaining heater as a heating means for heating the head.
【００１８】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 the other parts, the sensor 2 has extremely high precision, and the constituent materials of the other parts are aluminum, titanium, tantalum, tantalum pentoxide, and the like. It can be made of a material whose conductivity changes with temperature, such as niobium. For example, among these, aluminum is a material that can be used for the electrode, titanium is a material that can be arranged between the two in order to improve the adhesiveness between the heating resistance layer that constitutes the electrothermal conversion element and the electrode,
Tantalum is a material that can be placed on top of the heating resistance layer to enhance the cavitation resistance of the protection layer. In addition, the line width is increased to reduce the process variation, and the meandering shape is used to increase the resistance in order to reduce the influence of wiring resistance and the like.
【００１９】また、同様に保温ヒータ８は、吐出ヒータ
５の発熱抵抗層と同一材料（例えばHfB2) 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 retaining heater 8 can be formed by using the same material (for example, HfB 2 ) as the heat generation resistance layer of the discharge heater 5, but other materials constituting the heater board such as aluminum, tantalum, titanium, etc. You may form using.
【００２０】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 this embodiment will be described.
【００２１】本例に係る図３に示す記録ヘッドでは、図
４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、加熱による温度の変化の検知の応答速
度が高い。In the recording head shown in FIG. 3 according to this example, since the temperature sensors 2 are provided at both ends of the heater board 1 as shown in FIG.
The distribution state of the substrate temperature in the arrangement direction of 25 can be grasped. Further, since the heat-retaining heater 8 is provided in the vicinity of the temperature sensor 2, the response speed of detecting the temperature change due to heating is high.
【００２２】図５は本例に係る制御系の一構成例の概略
を示す。FIG. 5 shows an outline of a configuration example of the control system according to this example.
【００２３】ここで、50は装置の主制御部をなす制御部
であり、図７につき後述する処理手順を実行するCPU 、
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
ないようにバッテリ等でバックアップしておく。Here, reference numeral 50 is a control unit which constitutes a main control unit of the apparatus, and a CPU which executes a processing procedure described later with reference to FIG.
A ROM that stores fixed data such as a program that corresponds to the processing procedure and a table of temperature data that corresponds to the temperature sensor output, a RAM that stores correction data and the like, and a power supply device that energizes the heater, etc. Have.
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.
【００２４】51は図３および図４について述べたヘッド
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、図２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 head cartridge described with reference to FIGS. Reference numeral 54 denotes an ejection recovery device, which is provided outside the recording range in FIG. 2, 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. A suction mechanism for sucking ink from the ink ejection port can be used.
【００２５】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 56 denotes a main scanning mechanism for scanning the carriage 15 for recording or the like, which includes a motor 17 and the like. Reference numeral 57 denotes a sub-scanning mechanism, which includes the motor 20 for conveying the recording medium and the like.
【００２６】図６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FIG. 6 shows a detailed configuration example of the main part in the above configuration. Here, 51 is a recording head, 8 is a heat retaining heater, 2 is a meandering resistor made of aluminum or the like as already described, or a temperature sensor such as a diode, and 10 is a reference power source. Reference numeral 11 is 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
【００２７】[0027]
【数１】 IF＝(E/R3)・[R2/(R1+R2)] …(1) である。[Equation 1] I F = (E / R 3 ) · [R 2 / (R 1 + R 2 )] (1)
【００２８】図７はダイオードの定電流時の温度特性を
示す。図６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V0はFIG. 7 shows the temperature characteristics of the diode at a constant current. The amplifier 9 at the rear stage of the amplifier 11 in FIG. 6 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 0 is
【００２９】[0029]
【数２】 V0＝E+(R5/R4)・(E-VA) …(2) で与えられる。[Formula 2] V 0 = E + (R 5 / R 4 ) (EV A ) ... (2)
【００３０】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、実際には図６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. 6, and considering this point, (2) ceremony
【００３１】[0031]
【数３】 V0’＝E+(R5/R4)・ (E+ΔV-VA) …(3) となる。すなわち、出力V0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。[Equation 3] V 0 '= E + (R 5 / R 4 ) ・ (E + ΔV-V A ) ... (3) That is, the output V 0 is affected by (R 5 / R 4 ) · ΔV, that is, the gain times the offset voltage.
【００３２】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、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. However, even if the rate of change with respect to temperature is the same, variations occur due to lot variations and the like.
【００３３】図８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V0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ΔV0
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. 8, when a diode is used as a sensor, the output V 0 linearly increases with an increase in temperature, which is actually ΔV 0 with respect to the ideal straight line A.
Variation will occur with the width of. However, the important point here is that the slope α of the straight line is determined by the characteristics of the sensor, and particularly in the case of a semiconductor such as a diode, this value is within 1%.
【００３４】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V0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 0 at a predetermined temperature is stored in advance in the nonvolatile memory 110 (RAM backed up by a battery).
Etc.) and correct the temperature sensor 2 based on this, and accurate temperature measurement can be realized.
【００３５】これは、例えば次のように行うことができ
る。This can be done, for example, as follows.
【００３６】例えば、装置の適宜の部位等にヒータボー
ド上とは別に配設した温度センサの出力を入力し、雰囲
気温度T0を特定する。次に、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（具体的には図６
における入力端A/D ３に受容されるV0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。そして両センサ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X0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、図５のRAM すなわち図６の不揮
発性メモリ110 にストアすることができる。For example, the ambient temperature T 0 is specified by inputting the output of a temperature sensor provided separately from the heater board to an appropriate portion of the apparatus. Next, the output of the temperature sensor 2 provided on the heater board 1 of the recording head 50 (specifically, as shown in FIG.
The digital value corresponding to V 0 received by the input terminal A / D 3 at is read and the temperature data corresponding to the output is determined. Then, the correction value X 0 of the sensor 2 is determined from the temperature data determined from the outputs of both sensors, and this is stored in a predetermined area of RAM. In this example, one temperature sensor 2 is provided on each side of the heater board 9, so that a correction value can be determined for each and stored in the RAM of FIG. 5, that is, the nonvolatile memory 110 of FIG. ..
【００３７】図９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）V0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、あらかじめ不揮発性メモリ110 に記憶してあ
る所定温度(T0)、例えば25℃のときのA/D 値（A/D ２の
入力値）X0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(T0)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. 9 shows an example of the temperature control procedure using the correction values obtained as described above. First, in step S11, the output (input of A / D 3) V 0 of the amplifier 9 is A / D converted, and in step S13, this value (the input value of A / D 3 is A / D converted) A predetermined temperature (T 0 ) stored in advance in the non-volatile memory 110, for example, the A / D value (input value of A / D 2) X 0 at 25 ° C. is subtracted. Let this difference be X, and then divide X by the output change amount C [V / ° C] per temperature 1 ° C corresponding to the slope α of the straight line to calculate the actual temperature change from the predetermined temperature (T 0 ). (Step S15). Current temperature T in the steps above
Will be obtained.
【００３８】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。When 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). Then, according to this example, such temperature control is performed more accurately.
【００３９】次に、図４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, the case where the meandering pattern of aluminum as shown in FIG. 4 is used as a sensor will be described.
【００４０】図10はそのパターンを模式化して示すもの
で、この場合の抵抗値は全長およびパターン幅で定ま
り、FIG. 10 schematically shows the pattern, and the resistance value in this case is determined by the total length and the pattern width.
【００４１】[0041]
【数４】 Ｒ＝γ・(L/W) …（４） で与えられる。すなわち、抵抗値は全長に比例し、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。## EQU00004 ## R = .gamma..multidot. (L / W) is given by (4). That is, the resistance value is proportional to the total length and inversely proportional to the pattern width. Where 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 values that facilitate temperature detection.
【００４２】図１１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V0は図12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(T0)におけるV0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. 11 shows the temperature characteristics of aluminum.
Unlike the diode, aluminum has a constant current F
Then, the resistance value increases as the temperature rises, and therefore the voltage drop V F across both ends rises. In this case, the circuit output V 0 is a straight line descending to the right as shown in FIG. 12, 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 0 at the predetermined temperature (T 0 ) 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.
【００４３】（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。(Others) In particular, the present invention is provided with a means (for example, an electrothermal converter or a laser beam) that generates thermal energy as energy used for ejecting ink, especially in the ink jet recording system. The present invention provides excellent effects in a recording head and a recording apparatus of the type in which the thermal energy causes a change in ink state. This is because such a system can achieve high density recording and high definition recording.
【００４４】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。Regarding its typical structure and principle, see, for example, US Pat. Nos. 4,723,129 and 4,740.
What is done using the basic principles disclosed in 796 is preferred. This method is a so-called on-demand type,
It can be applied to any of the continuous type, but especially in the case of the on-demand type, it can be applied to the sheet holding the liquid (ink) or the electrothermal converter arranged corresponding to the liquid path. By applying at least one drive signal corresponding to the recorded information and giving a rapid temperature rise exceeding nucleate boiling, heat energy is generated in the electrothermal converter, and film boiling is caused on the heat acting surface of the recording head. Liquid (ink) corresponding to this drive signal as a result
This is effective because bubbles can be formed inside. Due to the growth and contraction of the bubbles, liquid (ink) is ejected through the ejection openings to form at least one droplet. It is more preferable to make this drive signal into a pulse shape, because the bubble growth and contraction are immediately and appropriately performed, so that the ejection of the liquid (ink) with excellent responsiveness can be achieved. As the pulse-shaped drive signal, those described in US Pat. Nos. 4,463,359 and 4,345,262 are suitable. If the conditions described in US Pat. No. 4,313,124 of the invention relating to the rate of temperature rise on the heat acting surface are adopted, more excellent recording can be performed.
【００４５】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。As the constitution of the recording head, in addition to the combination constitution of the discharge port, the liquid passage, and the electrothermal converter (the linear liquid passage or the right-angled liquid passage) as disclosed in the above-mentioned specifications, U.S. Pat. No. 4,558,333, U.S. Pat. No. 44, which discloses a configuration in which a heat acting portion is arranged in a bending region.
The configuration using the specification of No. 59600 is also included in the present invention. In addition, Japanese Unexamined Patent Publication No. 59-123670 discloses a configuration in which a common slit is used as a discharge portion of the electrothermal converter for a plurality of electrothermal converters, and an opening for absorbing a pressure wave of thermal energy is provided. The effect of the present invention is effective even if the configuration corresponding to the ejection portion is disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 59-138461. That is, according to the present invention, recording can be surely and efficiently performed regardless of the form of the recording head.
【００４６】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。Further, the present invention can be effectively applied to a full line type recording head having a length corresponding to the maximum width of a recording medium which can be recorded by the recording apparatus. Such a recording head may have a configuration that satisfies the length by a combination of a plurality of recording heads or a configuration as one recording head integrally formed.
【００４７】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。In addition, even in the case of the serial type as in the above example, the recording head fixed to the main body of the apparatus or the electrical connection with the main body of the apparatus and the ink from the main body of the apparatus by being attached to the main body of the apparatus. The present invention is also effective when a replaceable chip-type recording head that can be supplied or a cartridge-type recording head in which an ink tank is integrally provided in the recording head itself is used.
【００４８】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。Further, as the constitution of the recording apparatus of the present invention, it is preferable to add ejection recovery means of the recording head, preliminary auxiliary means and the like because the effects of the present invention can be further stabilized. Specifically, heating is performed by using a capping means, a cleaning means, a pressure or suction means for the recording head, an electrothermal converter or a heating element other than this, or a combination thereof. Examples thereof include a preliminary heating unit for performing the discharge and a preliminary discharge unit for performing discharge different from the recording.
【００４９】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。Regarding the type and number of recording heads to be mounted, for example, only one is provided corresponding to a single color ink, or a plurality of inks having different recording colors and densities are supported. A plurality of pieces may be provided. That is, for example, the recording mode of the recording apparatus is not limited to the recording mode of only the mainstream color such as black, but may be either integrally formed of the recording heads or a combination of a plurality of them. The present invention is also very effective for an apparatus provided with at least one of full-color recording modes by color mixing.
【００５０】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。In addition, in the above-described embodiments of the present invention, the ink is described as a liquid, but an ink that solidifies at room temperature or lower and that softens or liquefies at room temperature may be used. Or, in the inkjet method, it is common to adjust the temperature of the ink itself within the range of 30 ° C. or higher and 70 ° C. or lower to control the temperature so that the viscosity of the ink is within the stable ejection range. At times, a liquid ink may be used. In addition, the temperature rise due to thermal energy is positively prevented by using it as the energy for changing the state of the ink from the solid state to the liquid state, or in order to prevent the evaporation of the ink, it is solidified and heated in a standing state. You may use the ink liquefied by. In any case, by applying heat energy such as ink that is liquefied by applying heat energy according to the recording signal and liquid ink is ejected, or that begins to solidify when it reaches the recording medium. The present invention can be applied to the case where an ink having a property of being liquefied for the first time is used. In this case, the ink is
JP 54-56847 A or JP 60-7.
As described in Japanese Patent No. 1260, it may be configured to face the electrothermal converter in a state of being held as a liquid or a solid in the concave portion or the through hole of the porous sheet. In the present invention, the most effective one for each of the above-mentioned inks is to execute the above-mentioned film boiling method.
【００５１】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。In addition, as the form of the ink jet recording apparatus of the present invention, other than the one used as an image output terminal of information processing equipment such as a computer, a copying apparatus combined with a reader or the like, and a facsimile apparatus having a transmitting / receiving function can be used. It may be in a form or the like.
【００５２】[0052]
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
ダイオードやアルミニウムの蛇行パターン等の廉価なも
ので温度センサを構成し、その固有の特性をあらかじめ
不揮発性メモリに記憶させることにより、高精度なサー
ミスタなどの高価で正確な温度検出素子を使用した場合
と同様な制御が実現できる。As described above, according to the present invention,
When an expensive and accurate temperature sensing element such as a high-precision thermistor is used by configuring the temperature sensor with a low-priced element such as a diode or a meandering pattern of aluminum, and storing its unique characteristics in nonvolatile memory in advance. The same control as can be realized.
【図１】従来の温度制御等の説明図である。FIG. 1 is an explanatory diagram of conventional temperature control and the like.
【図２】本発明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である。FIG. 2 is a perspective view showing a configuration example of an inkjet recording apparatus according to an embodiment of the present invention.
【図３】その記録ヘッドの構成例を示す斜視図である。FIG. 3 is a perspective view showing a configuration example of the recording head.
【図４】図４(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であ
る。4A and 4B are perspective views showing a configuration example of a heater board applicable to the recording head shown in FIG.
【図５】本実施例に係る装置の制御系の概略構成例を示
すブロック図である。FIG. 5 is a block diagram showing a schematic configuration example of a control system of the device according to the present embodiment.
【図６】その主要部の詳細な構成例を示すブロック図で
ある。FIG. 6 is a block diagram showing a detailed configuration example of a main part thereof.
【図７】温度センサとして用いることができるダイオー
ドの温度特性を示す説明図である。FIG. 7 is an explanatory diagram showing temperature characteristics of a diode that can be used as a temperature sensor.
【図８】その回路出力特性を示す説明図である。FIG. 8 is an explanatory diagram showing the circuit output characteristics.
【図９】本例の温度制御手順の一例を示すフローチャー
トである。FIG. 9 is a flowchart showing an example of a temperature control procedure of this example.
【図１０】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を示す説明図であ
る。FIG. 10 is an explanatory diagram showing temperature characteristics of an aluminum resistor pattern that can be used as a temperature sensor.
【図１１】その回路出力特性を説明するための説明図で
ある。FIG. 11 is an explanatory diagram for explaining the circuit output characteristic.
【図１２】そのアルミニウムの抵抗体パターンの模式図
である。FIG. 12 is a schematic view of the aluminum resistor pattern.
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 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
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 9012−2Ｃ Ｂ４１Ｊ 3/04 １０４ Ｋ ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (51) Int.Cl. 5 Identification code Office reference number FI technical display location 9012-2C B41J 3/04 104 K
Claims (2)
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、温
度を検出するための温度検出素子と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を保持する不揮発性の記憶手段
と、 当該特性に基づいて前記温度検出素子の検出出力の補正
を行う補正手段とを具えたことを特徴とする液体噴射記
録装置。1. A discharge port for discharging a recording liquid, an energy generating element provided corresponding to the discharge port for generating energy used for discharging the recording liquid, and a temperature are detected. In a liquid jet recording apparatus in which a recording head having a temperature detection element for detaching the temperature detection element is removable, a non-volatile storage unit that retains the characteristic of the temperature detection element, and the correction of the detection output of the temperature detection element based on the characteristic A liquid ejecting recording apparatus, comprising:
沸騰を生じさせる熱エネルギを発生する電気熱変換素子
であ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. The liquid jet recording apparatus according to claim 1, wherein the energy generating element is an electrothermal converting element that generates heat energy that causes film boiling in the recording liquid.
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1991
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