JP2002029037A - インクジェット記録装置の駆動エネルギー制御方法及びインクジェット記録装置 - Google Patents

インクジェット記録装置の駆動エネルギー制御方法及びインクジェット記録装置

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JP2002029037A JP2000216498A JP2000216498A JP2002029037A JP 2002029037 A JP2002029037 A JP 2002029037A JP 2000216498 A JP2000216498 A JP 2000216498A JP 2000216498 A JP2000216498 A JP 2000216498A JP 2002029037 A JP2002029037 A JP 2002029037A
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recording head
head
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Toshimori Miyakoshi
俊守 宮越
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Canon Inc
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ユーザを煩わすことなく、長期間に亘って記
録ヘッドに最適な駆動エネルギーを与えられ続けるよう
にして、常に良好な画質を提供する。 【解決手段】 駆動エネルギーを変化させながら記録ヘ
ッドの温度をモニタし、これら駆動エネルギーおよび温
度のデータを用いてインク吐出に必要な駆動エネルギー
の閾値を判定し、この閾値に基づいて最適な駆動条件を
求め、この求めた最適な駆動条件がインクジェット記録
ヘッドに格納されている駆動条件情報と異なる場合に
は、インクジェット記録ヘッドに投入する駆動エネルギ
ーを変更する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、発熱抵抗素子を駆
動することによりインク内に生ずるバブルの成長、収縮
を利用して吐出口よりインク滴を吐出させて記録を行う
インクジェット記録ヘッドの駆動エネルギー制御方法及
びインクジェット記録装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】インクジェット記録ヘッドは種々の方式
によりインクの吐出液滴を形成し、これを記録紙などの
記録媒体に付着させて記録を行う。なかでも、熱エネル
ギーを利用してインクに膜沸騰を発生させてインクを吐
出させる方式のインクジェット記録ヘッドは、エッチン
グ、蒸着、スパッタリング等の半導体製造プロセスを経
て、基板上に成膜された電気熱変換体（発熱素子）、電
極、液路壁、天板等を形成することにより、高密度の液
路配置（吐出口配置）を有するものを容易に製造するこ
とができるので、高密度のマルチノズル化が容易に具現
化され、高解像度、高画質の画像を高速に得られるなど
の優れた特徴を有している。
【０００３】ところで、インクジェット記録装置におい
て考慮しなければならない点が、インクジェット記録ヘ
ッドの各発熱素子ヘの投入エネルギーである。各発熱素
子ヘの投入エネルギーが低い場合、エネルギー不足によ
りインクの膜沸騰現象が不安定になり易く、インク滴の
吐出速度や方向、さらには吐出量を変動させ、ヨレ、シ
ョボ、カスレなど記録画像の画質を低下させてしまう。
また、逆にインクジェット記録ヘッドヘの投入エネルギ
ーが高い場合、過剰な熱エネルギーにより電気熱変換体
に機械的なストレスを与えたり、膜質に変化を生じさせ
てしまい、前述のようなインク滴の吐出不良を起こし、
ひどい場合にはインクジェット記録ヘッドを破損させて
しまうこともある。
【０００４】そこで、インクジェット記録ヘッドに適切
な駆動エネルギーを投入できるよう、インクジェット記
録ヘッドヘの投入電圧若しくはパルス幅を変化させなが
ら、インク液滴の吐出状態若しくは記録媒体への印字状
態を観察して、インクジェット記録ヘッド毎に吐出の閾
値電圧若しくはパルス幅を測定し、測定された値に別途
実験により求められているマージン値Ｋを掛けて最適な
駆動条件を設定することが通常行われている。
【０００５】また、この最適な駆動条件は、電気熱変換
体の形状、構成、インクの種類などにより異なることは
もちろんであるが、同一種類のインクジェット記録ヘッ
ドにおいても製造工程中の膜厚変動、膜厚分布などによ
り異なる場合がある。
【０００６】そこで、特開平６−３２０７３２号公報で
は、インクジェット記録ヘッド側にＥＥＰＲＯＭなどの
メモリ手段を設け、そこに予め計測された当該インクジ
ェット記録ヘッドの最適駆動条件を記憶させ、この記憶
データをインクジェット記録装置側に取り込むことによ
って、各記録ヘッド毎に最適な吐出駆動制御を行うよう
にしている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来技術のように、インクジェット記録ヘッドにメモリ手
段を設け、このメモリ手段に当該記録ヘッドの最適な駆
動条件を記憶させても、この最適な駆動条件はあくまで
も初期状態のときのものであるので、インクジェット記
録ヘッドを使用していくにつれて、実際の最適な駆動条
件が変化してしまう場合がある。
【０００８】これは、インクの急激な加熱による膜沸騰
現象を繰り返すうちに、インク中に含まれる染料成分な
どが焦げとして電気熱変換体上に堆積していくこと、イ
ンク中に含まれる成分（キレート剤など）により電気熱
変換体表面の膜が侵食されていくこと、或いは電気熱変
換体に繰り返し熱ストレスが加えられることなどによ
り、電気熱変換体を構成する各層の構造や膜質が変化す
ることで、抵抗値や熱伝導率が変化することを原因とし
ていることと推察される。
【０００９】しかし、こうした現象は常に定期的に起こ
る訳でなく、インクジェット記録装置の使用環境や使用
頻度などの様々な条件により変化の度合いがことなるの
で、推測想定による対策は非常に困難である。そのた
め、インクジェット記録装置にユーザーが調整出来る機
能を付与することも考えられるが、これはユーザーフレ
ンドリーでなく、且つユーザが必ずしも調整するとは限
らない。
【００１０】この発明はこのような事情を考慮してなさ
れたもので、ユーザを煩わすことなく、長期間に亘って
記録ヘッドに最適な駆動エネルギーを与えられ続けるよ
うにして、常に良好な画質を提供することができるイン
クジェット記録装置の駆動エネルギー制御方法及びイン
クジェット記録装置を提供することを解決課題とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明の一形態では、記
録素子を駆動することによってインクジェット記録ヘッ
ドから被記録媒体へインク滴を吐出して記録を行うイン
クジェット記録装置の駆動エネルギー制御方法におい
て、前記インクジェット記録ヘッドに順次複数の異なる
駆動エネルギーを供給する第１ステップと、前記各駆動
エネルギーの供給に対応して前記インクジェット記録ヘ
ッドの温度を夫々モニタする第２ステップと、前記駆動
エネルギーおよび前記モニタした温度を用いて前記イン
クジェット記録ヘッドの吐出に必要な駆動エネルギーの
閾値を判定する第３ステップと、前記駆動エネルギーの
閾値に基づいて最適な駆動条件を求める第４ステップ
と、前記求めた最適な駆動条件を前記インクジェット記
録ヘッドに格納されている駆動条件情報と比較し、両者
が異なる場合に前記インクジェット記録ヘッドに投入す
る駆動エネルギーを変更する第５ステップとを備えるこ
とを特徴とする。
【００１２】また、本発明の他の形態においては、前記
第５ステップでは、前記求めた最適な駆動条件が前記イ
ンクジェット記録ヘッドに格納されている駆動条件情報
と異なる場合に、インクジェット記録ヘッドに格納され
ている駆動条件情報を求められた駆動条件データで更新
するようにしている。
【００１３】このような構成によると、インクジェット
記録ヘッドの寿命に渡って最適な駆動エネルギーを与え
られ続けるので、インク液滴の吐出不良やヘッドの損傷
を防止し、常に良好な画質を提供し続けることが可能と
なる。
【００１４】
【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照してこの発
明の実施形態を説明する。
【００１５】（全体構成）図１は本発明を適用するイン
クジェット記録装置ＩＪＲＡの概観図である。
【００１６】同図において、リードスクリュー８４は、
駆動モータ８１の正逆回転により、駆動力伝達ギア８
２，８３を介して正逆転される。キャリッジＣＲは、リ
ードスクリュー８４の螺旋溝に対して係合するピン（不
図示）を有し、リードスクリュー８４の回転方向に応じ
て、図中の矢印ａ，ｂ方向に往復移動される。このキャ
リッジＣＲには、インクジェット記録ヘッドＩＨとイン
クタンクＩＴとから構成されるヘッドカートリッジＨＣ
が搭載されている。この図１に示すインクジェット記録
装置ＩＪＲＡは、一般的にシリアルプリンタと称される
記録装置であり、キャリッジＣＲの矢印ａ，ｂ方向に沿
った主走査と、記録媒体である記録シート８７の副走査
とを繰り返すことにより、記録シート８７の全面に対す
る記録動作が行われる。
【００１７】キャリッジＣＲの移動可能な領域の左端側
には、キャリッジＣＲ上の記録ヘッドＩＨの各インク吐
出口と対向するように吸引回復系ユニット８８が設けら
れている。この吸引回復系ユニット８８には、記録ヘッ
ドＩＨのフェース面をキャッピングするキャップ部材８
９、記録ヘッドＩＨのフェース面をワイピングするワイ
パーブレード９０、前記キャップからインク路を介して
各ノズルからインクを吸引するためのポンプ（不図示）
などを備えている。この吸引回復系ユニット８８によっ
て記録ヘッドＩＨのインク吐出状態を良好に保つための
吸引回復動作が行われる。
【００１８】（記録ヘッド）図２は、インクジェット記
録ヘッドＩＨの構成例を示すもので、この場合は、発熱
素子のヒータ面に対してインク吐出方向が垂直であるサ
イドシュータ型のヘッド構造を示している。勿論、本発
明は、ヒータ面に対しインク吐出方向が平行であるエッ
ジシュータ型のヘッドにも適用することができる。
【００１９】この図２に示すサイドシュータ型のインク
ジェット記録ヘッドＩＨにおいては、インク供給口５０
３を挟んで両側に複数のインク吐出口５０１が千鳥状に
配置され、また、各インク吐出口５０１からそれぞれイ
ンク滴を吐出するための熱エネルギーを発生する電気熱
変換体（記録素子）５０２が各インク流路５０４毎に基
板５０５上に設けられている。各電気熱変換体５０２
は、主に発熱抵抗素子及びこれに電力を供給するための
電極配線並びにこれらをインクから保護する保護膜によ
り構成されている。
【００２０】インク供給口５０３は、ダイシング，サン
ドブラスト，異方性エッチングなどによって形成するの
が一般的であり、図２では加工精度の高い異方性エッチ
ングにより形成したインク供給口５０３を示してある。
インク供給口５０３の加工精度が悪いと、各々のインク
流路５０４においてインク供給口端から発熱抵抗素子５
０３までの距離が異なるため流抵抗にバラツキが生じ、
各吐出口５０１から吐出されるインク滴の吐出量に変動
を招いたりして、記録画像の品位を劣化させてしまう。
このためインク供給口５０３の加工精度は重要なファク
ターである。
【００２１】インク吐出口５０１を形成する方法として
は、ポリイミドなどのフィルムに予めレーザー加工など
で処理形成したものを基板５０５上に張り合わせ接合す
る方法、樹脂材料などを基板４０５上にコーティングし
フォトリソグラフィー技術を用いで露光現像或いはプラ
ズマエッチングにより形成する方法などがある。しか
し、昨今のフォトプリントに対する要求の高まりを鑑み
ると、今後更にインク滴の着弾精度に対する要求は厳し
さを増すであろうから、吐出口５０１の加工精度並びに
発熱抵抗素子４０２との位置精度などの観点から、フォ
トリソグラフィー技術を用いた基板５０５上への形成方
法が有利である。
【００２２】上述した構成から成るサイドシューター型
のインクジェット記録ヘッドＩＨにおいて、インクは複
数のインク吐出口５０１の近傍でメニスカスを形成して
保持される。この時、複数の発熱抵抗素子５０２を画像
の記録情報などに応じて選択的に駆動させることによ
り、発熱抵抗素子の熱作用面上のインクを急激に加熱沸
騰させ、この時の激力によってインク滴を吐出させる。
【００２３】（制御系）図３は上述したようなインクジ
ェット記録ヘッドを搭載するインクジェット記録装置に
用いられる制御系のブロック図を示している。
【００２４】図３において、ホストコンピュータから記
録すべき文字や画像のデータ（以下画像データという）
がインクジェット記録装置の受信バッファー６０１に入
力される。また、正しくデータが転送されているかなど
を確認するデータや、インクジェット記録装置の動作状
態を知らせるデータがインクジェット記録装置からホス
トコンピュータに出力される。受信バッファー６０１の
データは制御部（ＣＰＵ）６０２の管理のもとで、メモ
リ部６０３に転送されＲＡＭ（ランダムアクセスメモ
リ）に一時的に記憶される。
【００２５】メカコントロ一ル部６０４はＣＰＵ６０２
からの指令により、キャリッジモータ８１やラインフィ
ードモータ等の機構部（メカ部）６０５を駆動する。セ
ンサ／ＳＷコントロール部６０６は、各種センサやＳＷ
（スイッチ）からなるセンサ／ＳＷ部６０７からの信号
をＣＰＵ６０２に送る。表示素子コントロール部６０８
は、ＣＰＵ６０２からの指令により表示パネル群のＬＥ
Ｄや液晶表示素子等からなる表示素子部６０９を制御す
る。記録ヘッドコントロール部６１０はＣＰＵ６０２か
らの指令により記録ヘッドＩＨを駆動制御するととも
に、記録ヘッドＩＨの状態を示す温度情報等を検出して
これらをＣＰＵ６０２に伝える。
【００２６】図４は、前述した各インク吐出口５０１か
らインク液滴が吐出しているか否かの違いによって生じ
るインクジェット記録ヘッドの温度上昇差を検出して制
御を行うための本発明の要部に係わる制御系のブロック
図を示している。
【００２７】インクジェット記録ヘッドＩＨの内部に
は、前述したように、インク液滴を吐出するための発熱
抵抗素子５０２、それを制御するための電気回路及び駆
動素子が集積されたＳｉ基板であるヒーターボード（素
子基板）が配されている。このヒーターボード上には、
記録ヘッドＩＨの温度を検出するヘッド温度検出センサ
１０１が配されている。本実施例ではヘッド温度検出セ
ンサ１０１としてダイオードの出力電圧の温度特性を利
用して温度検出を行うものを用いているが、電気的な抵
抗体の抵抗値の温度特性を用いたものや、さらに他の方
式のものを用いることもできる。
【００２８】また、記録ヘッドＩＨ側には、記録装置本
体がヘッドＩＨの各発熱抵抗素子５０２を駆動する際に
投入する駆動エネルギーを決定するために使用する情報
（初期的な最適な駆動条件データ（駆動エネルギー、駆
動電圧、駆動パルス幅等）、各種補正データ、或いはヘ
ッドの使用履歴データ）を格納するメモリ部１０２が備
えられている。メモリ部１０２としては、ＥＥＰＲＯＭ
（Electrical Erasable programable ROM）の他に、ヒ
ューズＲＯＭや、発熱抵抗素子５０２と同一工程で形成
されたランク抵抗などを用いることもできる。ただし、
ヒューズＲＯＭやランク抵抗などを用いた場合は、メモ
リ部１０２の情報を書き換えることは不可能なので、そ
のような場合に、最適な駆動条件が変化してそれに関す
る情報を記憶する際には、記録装置本体側のメモリを利
用する。
【００２９】ヘッド温度検出センサ１０１の検出温度デ
ータは、信号線（フレキシブル配線）１０４を介して記
録装置本体側のヘッド温度検出回路１０５に入力され
る。
【００３０】記録装置本体側において、ヘッド温度検出
回路１０５は、ヘッド温度検出センサ１０１からの出力
信号を受ける検出回路、この出力信号をデジタルデータ
に変換するためのＡ／Ｄ変換回路、Ａ／Ｄ変換データを
制御に運用できる形式に変換／補正する回路などで構成
されている。ここでの出力をヘッド温度として扱い、ヘ
ッド駆動パルスのＰＷＭ制御（ヘッド温度に対するパル
ス幅変調制御）などの各種制御に用いている。
【００３１】ヘッド環境温度センサ１０６は、記録ヘッ
ドＩＨの周囲温度を検出するもので、例えばヘッドＩＨ
が搭載されるキャリッジＨＣに配された基板上などに設
けられたサーミスタなどを用いている。環境温度検出回
路１０７は、ヘッド温度検出回路１０５と同様に、サー
ミスタの出力を検出する回路、Ａ／Ｄ変換回路、補正／
変換回路等で構成されている。ここでの出力を環境温度
として扱い、環境温度の変化に応じて保温制御を行うな
どのために用いる。
【００３２】ヘッド駆動制御部１０８では、ヘッド温度
検出回路１０５からのヘッド温度検出値、環境温度検出
回路１０７からの環境温度検出値、印字制御部１０９か
らの情報などに基づいて記録ヘッドＩＨ内の発熱抵抗素
子５０２の駆動条件を決定して駆動信号を発生したり、
上述のヘッド保温制御などを行っている。
【００３３】印字制御部１０９では，ホストコンピュー
タからのプリントデータやパネル等でユーザに設定され
た印字モード等の条件により、実際にどのタイミングで
いずれのノズルを駆動させてインク滴を吐出するかを決
定したり、それに合わせてキャリッジＣＲを駆動する駆
動モータ８１や紙送りモータの駆動タイミングおよび駆
動量を決定するなどの制御を実行する。
【００３４】駆動エネルギ閾値検出シーケンス判定部１
１０では、記録ヘッドＩＨのメモリ部１０２が有するヘ
ッドの使用履歴データや、印字制御部１０９からの駆動
パルス数データなどの情報から、駆動エネルギー閾値検
出シーケンスを行うか否かの判定を行う。ここで、駆動
エネルギー閾値検出シーケンスを行う選択がなされる
と、その旨が印字制御部１０９に伝達され、ここからの
信号により各種シーケンス動作が開始される。
【００３５】駆動エネルギー閾値検出部１１１では、上
記シーケンス動作が開始されると、ヘッド駆動制御部１
０８からの逐次減少する駆動エネルギー情報と、それに
対応したヘッド温度検出回路部１０５からのヘッド温度
情報とを逐次受入し、これらの情報に基づいて駆動エネ
ルギーの閾値を判定する。
【００３６】最適駆動エネルギー検出部１１２では、駆
動エネルギー閾値検出部１１１で判定された閾値データ
を用いて最適駆動条件を求め、該最適駆動条件を用いて
ヘッド駆動制御部１０８および記録ヘッドＩＨのメモリ
部１０２にフィードバックをかける。すなわち、メモリ
部１０２に記録されていた前回の駆動条件データが、今
回新たに求められら駆動条件データと比較され、両者が
異なる場合は、前回のデータは今回のデータによって更
新される。
【００３７】（第１の実施形態）図５は、駆動エネルギ
ー閾値検出シーケンスの基本的な動作処理手順に関する
第１の実施形態を示すものである。
【００３８】記録ヘッドＩＨのメモリ部１０２には、前
述したように、予め測定したインク吐出の閾値電圧Ｖth
に所定のマージン値Ｋを掛けた電圧（Ｋ・Ｖth）を最適
なヘッド駆動電圧Ｖopとして記憶している。したがっ
て、ヘッド駆動制御部１０８では、記録ヘッドＩＨの各
発熱抵抗素子５０２を駆動する際、上記メモリ部１０２
からこの最適ヘッド駆動電圧Ｖopを読み出し、この電圧
値Ｖopに基づき実際の駆動電圧を決定するようにしてい
る。
【００３９】この第１の実施形態では、記録ヘッドＩＨ
の各発熱抵抗素子５０２に逐次減少する駆動エネルギー
を供給して、各駆動エネルギーに対応するヘッド温度を
測定するようにするが、その際、この第１の実施形態で
は、ヘッド駆動電圧Ｖは固定し、発熱抵抗素子５０２に
印加する駆動パルス信号のパルス幅Ｐwを可変する（徐
々に短くする）ようにしている。上記固定のヘッド駆動
電圧Ｖとしては、記録ヘッドＩＨのメモリ部１０２に記
憶された最適ヘッド駆動電圧Ｖopをマージン値Ｋだけ除
算された値（Ｖop／Ｋ）を採用する。この場合は、電圧
固定で、パルス幅を変化させているので、駆動エネルギ
ーはパルス幅に依存して変化することになる。
【００４０】駆動エネルギー閾値検出シーケンスが開始
されると、ヘッド駆動電圧Ｖが（Ｖop／Ｋ）に固定設定
される（ステップＳ１）。
【００４１】次に、記録ヘッドＩＨのメモリ部１０２の
記憶情報に基づきパルス幅Ｐwの測定開始値が決定され
る。この測定開始値としては、確実にインク滴の吐出が
行われる高めの値を採用する。
【００４２】供給開始パルス幅Ｐwが決定されると、こ
の決定されたパルス幅Ｐwおよび前記ヘッド駆動電圧Ｖ
を用い、予め設定した所定の駆動パターン（通常は全て
の発熱抵抗素子を駆動するが、確実にヘッド温度変化を
検出することができるものであれば選択した一部の発熱
抵抗素子を駆動してもよい）にて、一定期間、記録ヘッ
ドの駆動が成される（ステップＳ３）。ここで所定の駆
動パターン及び一定期間は、使用するノズル，駆動周波
数，駆動パルス数などにより決定される。
【００４３】この一定期間のヘッド駆動の終了直後に、
ヘッド温度検出センサ１０１によって検出されたヘッド
温度Ｔが取得される（ステップＳ４）。この取得された
ヘッド温度Ｔはこのときのパルス幅Ｐｗと対応付けられ
た形式で、駆動エネルギー閾値検出部１１１に格納され
る。
【００４４】つぎに、パルスＰwを所定値（ヘッド駆動
回路がもっているパルス幅可変の分解能分）だけ減じ
て、再度前回と同じ駆動パターンにて一定期間、記録ヘ
ッドを駆動し、前記同様にしてヘッド温度Ｔを取得する
（ステップＳ６〜Ｓ４）。そして、この取得されたヘッ
ド温度Ｔもこのときのパルス幅Ｐｗと対応付けられた形
式で、駆動エネルギー閾値検出部１１１に格納される。
【００４５】これらの一連処理を繰り返し実行し、イン
ク吐出の有無を決定する閾値パルス幅Ｐthを求める（ス
テップＳ７）。
【００４６】閾値パルス幅Ｐthは、上記記憶されたパル
ス幅Ｐwとヘッド温度Ｔとの対応関係を示すデータから
変極点あるいは最小温度値などを見出すことなどによっ
て求められる。
【００４７】例えば、図６は、上記駆動エネルギー閾値
検出部１１１に格納されたヘッド温度Ｔとパルス幅Ｐw
（駆動エネルギーＥ）と対応関係を示すもので、図中の
Ｂ領域とＣ領域の境界がパルス幅Ｐwの閾値Ｐthであ
る。
【００４８】この場合、Ｂ領域においては、パルス幅Ｐ
wが小さくなるに伴ないヘッド温度Ｔが上昇している
が、これは複数あるノズルのバラツキにより吐出／未吐
出が混在しているためと考えられる。
【００４９】また、Ｃ領域では、パルス幅Ｐwが高くな
るに従いインク滴の吐出に必要なエネルギー以外に余剰
分のエネルギーが記録ヘッドに供給されることで、ヘッ
ド温度の急激な上昇を発生させている。
【００５０】一方，図中Ａ領域では、エネルギー不足に
よりインク滴が未吐出のため、インク滴によるヘッドか
らの放熱が行われないため、供給されたエネルギーがも
っぱらヘッド温度の上昇に寄与し、ヘッド温度が規則的
に上昇している。
【００５１】図６に示すように、インク液滴が吐出して
いる場合と、吐出していない場合とで、ヘッドの温度上
昇パターンが顕著に異なるため、駆動エネルギー閾値検
出部１１１では、記憶されたパルス幅Ｐwとヘッド温度
Ｔとの対応関係を示すデータパターンを解析することに
より、駆動パルスの閾値Ｐthを求めることができる。
【００５２】この実施形態の場合、測定時には最適駆動
電圧Ｖopをマージン値Ｋで除した電圧Ｖop／Ｋを用いる
ようにしているので、上記演算されたパルス幅閾値Ｐth
をそのまま最適値Ｐopとして使用することができる。勿
論、Ｖopが最適駆動電圧となる。
【００５３】最適駆動エネルギー検出部１１２は、以上
のようにして最適駆動パルス幅Ｐopを求め（ステップＳ
８）、該求めた最適駆動パルス幅Ｐopを記録ヘッドＩＨ
のメモリ部１０２に記憶された駆動条件データ中の駆動
パルス幅と比較し（ステップＳ９）、これらが異なる場
合、記録ヘッドＩＨのメモリ部１０２及びヘッド駆動制
御部１０６にフィードバックをかけ、メモリ部１０２の
記憶情報を新データＰopで更新するとともに、ヘッド駆
動制御部１０６の駆動条件の設定変更を行う（ステップ
Ｓ１０）。
【００５４】ただし、先に述べたように、メモリ部１０
２としてヒューズＲＯＭ、前記ランク抵抗などの書き換
え不可能なメモリ素子を用いた場合は、メモリ部１０２
の書き換えは行われず、ヘッド駆動制御部１０６の駆動
条件の設定変更のみが行なわれる。
【００５５】なお、これら一連の処理を実行する際の記
録ヘッドＩＨの位置であるが、インク滴の吐出による記
録装置の汚染を防ぐため、吸引回復系ユニット８８が配
される回復ポジションまたは予備吐出用の予備吐ポジシ
ョン（図示せず）にて行うことが好ましい。
【００５６】また、パルス幅Ｐｗに対応したヘッド温度
Ｔを繰り返し取得するため、ヘッド温度取得後に回復処
理を毎回追加するようにすると、放置による場合に比し
てヘッド温度Ｔがすばやく初期状態に復帰するため、シ
ーケンスのタクトアップが図られる。
【００５７】（第２の実施形態）図７はこの発明の第２
の実施形態を示すものである。
【００５８】この第２の実施形態においては、駆動エネ
ルギー閾値検出シーケンスで行われる記録ヘッドの駆動
の際に、メモリ部１０２に記憶されたマージン値Ｋが掛
けられたヘッド駆動電圧Ｖopをそのまま固定電圧として
用いるようにしている（ステップＳ１´）。
【００５９】図７において、それ以外のステップＳ２〜
Ｓ１０は、先の第1の実施形態と同様であり、重複する
説明は省略する。すなわち、この第２実施形態において
も、順次パルス幅Ｐwを可変することによりヘッド駆動
エネルギーを順次変化させ、各駆動毎にヘッド温度Ｔを
検出し、取得したヘッド温度Ｔと駆動パルス幅Ｐwとの
関係から駆動パルス幅の閾値Ｐthを求め、さらにこの閾
値Ｐthから最適な駆動条件を求めるようにしている。そ
して、求めた駆動条件がメモリ部１０２に記憶された駆
動条件データと異なる場合は、メモリ部１０２の記憶情
報を書き換えるとともに、ヘッド駆動制御部１０８の駆
動条件の設定を変更する。
【００６０】なお、この場合には、測定時には最適駆動
電圧Ｖopそのまま用いるようにしているので、上記演算
されたパルス幅閾値ＰthをＫ2倍した値（パルス幅は電
圧に対して平方根の関係にあるため）を最適値Ｐopとし
て使用するようにしている。勿論、この場合もＶopが最
適駆動電圧となる。
【００６１】この第２の実施形態では、ヘッド駆動電圧
Ｖopの変更がないため、記録装置に駆動電圧の変更手
段、或いは別系統の駆動電圧を必要としないめ、記録装
置としての負荷が少なくすむ。
【００６２】なお、上記実施形態においては、駆動電圧
を固定して、駆動パルス信号のパルス幅を変化させて記
録ヘッドに供給する駆動エネルギーを可変するようにし
たが、パルス幅を固定して、駆動電圧を変化させるよう
にしてもよい。
【００６３】また、上記実施形態においては、駆動パル
ス幅を徐々に小さくするようにしたが、逆に駆動パルス
幅を徐々に増加させるようにしてもよい。
【００６４】（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。
【００６５】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。
【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。
【００６７】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。
【００６８】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。
【００６９】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。
【００７０】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。
【００７１】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。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。
【００７２】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。
【００７３】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、インクジ
ェット記録ヘッドの寿命に渡って最適な駆動エネルギー
を与えられ続けるので、インク液滴の吐出不良やヘッド
の損傷を防止することができ、常に良好な画質を提供し
続けることが可能となる。また、最適な駆動エネルギー
は、インク液滴の吐出／未吐出状態の違いにより生じる
インクジェット記録ヘッドの温度上昇差の情報から求め
ているため、スキャナによる印刷物判定やレーザによる
吐出観察といった複雑な手段を特別必要とせず、記録装
置のサイズやコストアップを招かない。また、ユーザ自
らが調整するといった手間も必要ない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかるインクジェット記録装置の概観
構成を示す斜視図である。
【図２】インクジェット記録ヘッドの概念的構成を示す
模式的斜視図である。
【図３】インクジェット記録装置の制御系の構成例を示
すブロック図である。
【図４】インクジェット記録装置の本発明に係わる制御
系の構成例を示すブロック図である。
【図５】この発明の第１実施形態についての動作手順を
示すフローチャートである。
【図６】ヘッド温度と駆動パルス信号のパルス幅を示す
グラフである。
【図７】この発明の第２実施形態についての動作手順を
示すフローチャートである。
【符号の説明】
ＩＪＲＡ インクジェット記録装置 ＩＨ 記録ヘッド ＩＴ インクタンク ＨＣ ヘッドカートリッジ ＣＲ キャリッジ ８１ キャリッジ駆動モータ ８２ 駆動力伝達ギア ８３ 駆動力伝達ギア ８４ リードスクリュー ８７ 記録シート ８８ 吸引回復系ユニット ８９ キャップ部材 ９０ ワイパーブレード １０１ ヘッド温度検出センサ １０２ メモリ部 ０４ 信号線 １０５ ヘッド温度検出回路 １０６ 環境温度検出センサ １０７ 環境温度検出回路 １０８ ヘッド駆動制御部 １０９ 印字制御部 １１０ 駆動エネルギー閾値検出シーケンス判定部 １１１ 駆動エネルギー閾値検出部 １１２ 最適駆動エネルギー検出部 ５０１ インク吐出口 ５０２ 電気熱変換体（記録素子） ５０３ インク供給口 ５０４ インク流路 ５０５ 基板 ６０１ 受信バッファ ６０２ 制御部 ６０３ メモリ部 ６０４ メカコントロール部 ６０５ メカ部 ６０６ センサ／ＳＷコントロール部 ６０７ センサ／ＳＷ部 ６０８ 表示素子コントロール部 ６０９ 表示素子部 ６１０ 記録ヘッドコントロール部

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 記録素子を駆動することによってインク
    ジェット記録ヘッドから被記録媒体へインク滴を吐出し
    て記録を行うインクジェット記録装置の駆動エネルギー
    制御方法において、 前記インクジェット記録ヘッドに順次複数の異なる駆動
    エネルギーを供給する第１ステップと、 前記各駆動エネルギーの供給に対応して前記インクジェ
    ット記録ヘッドの温度を夫々モニタする第２ステップ
    と、 前記駆動エネルギーおよび前記モニタした温度を用いて
    前記インクジェット記録ヘッドのインク吐出に必要な駆
    動エネルギーの閾値を判定する第３ステップと、 前記駆動エネルギーの閾値に基づいて最適な駆動条件を
    求める第４ステップと、 前記求めた最適な駆動条件を前記インクジェット記録ヘ
    ッドに格納されている駆動条件情報と比較し、両者が異
    なる場合に前記インクジェット記録ヘッドに投入する駆
    動エネルギーを変更する第５ステップとを、 備えることを特徴とするインクジェット記録装置の駆動
    エネルギー制御方法。
  2. 【請求項２】 前記第１ステップでは、前記インクジェ
    ット記録ヘッドに供給する駆動エネルギーの変化を、記
    録素子に加える駆動パルス信号のパルス幅を変化させる
    ことによって実行することを特徴とした請求項１に記載
    のインクジェット記録装置の駆動エネルギー制御方法。
  3. 【請求項３】 前記第１ステップにおいて、供給される
    最初の駆動エネルギーは、インクジェット記録ヘッドが
    格納している駆動条件情報に基づきより決定することを
    特徴とする請求項１に記載のインクジェット記録装置の
    駆動エネルギー制御方法。
  4. 【請求項４】 前記第５ステップでは、前記求めた最適
    な駆動条件が前記インクジェット記録ヘッドに格納され
    ている駆動条件情報と異なる場合に、インクジェット記
    録ヘッドに格納されている駆動条件情報を求められた駆
    動条件データで更新することを特徴とする請求項１に記
    載のインクジェット記録装置の駆動エネルギー制御方
    法。
  5. 【請求項５】 記録素子を駆動することによってインク
    ジェット記録ヘッドから被記録媒体へインク滴を吐出し
    て記録を行うインクジェット記録装置において、 前記インクジェット記録ヘッドに順次複数の異なる駆動
    エネルギーを供給する第１手段と、 前記各駆動エネルギーの供給に対応して前記インクジェ
    ット記録ヘッドの温度を夫々モニタする第２手段と、 前記駆動エネルギーおよび前記モニタした温度を用いて
    前記インクジェット記録ヘッドのインク吐出に必要な駆
    動エネルギーの閾値を判定する第３手段と、 前記駆動エネルギーの閾値に基づいて最適な駆動条件を
    求める第４手段と、 前記求めた最適な駆動条件を前記インクジェット記録ヘ
    ッドに格納されている駆動条件情報と比較し、両者が異
    なる場合に前記インクジェット記録ヘッドに投入する駆
    動エネルギーを変更する第５手段とを、 備えることを特徴とするインクジェット記録装置。
  6. 【請求項６】 前記第１手段は、前記インクジェット記
    録ヘッドに供給する駆動エネルギーの変化を、記録素子
    に加える駆動パルス信号のパルス幅を変化させることに
    よって実行することを特徴とした請求項５に記載のイン
    クジェット記録装置。
  7. 【請求項７】 前記第１手段によって供給される最初の
    駆動エネルギーは、インクジェット記録ヘッドが格納し
    ている駆動条件情報に基づき決定することを特徴とする
    請求項５に記載のインクジェット記録装置。
  8. 【請求項８】 前記第５手段は、前記求めた最適な駆動
    条件が前記インクジェット記録ヘッドに格納されている
    駆動条件情報と異なる場合に、インクジェット記録ヘッ
    ドに格納されている駆動条件情報を求められた駆動条件
    データに基づき更新することを特徴とする請求項５に記
    載のインクジェット記録装置。
  9. 【請求項９】 駆動条件データを格納するメモリがイン
    クジェット記録ヘッドに搭載され、記録素子を駆動する
    ことによってインクジェット記録ヘッドから被記録媒体
    へインク滴を吐出して記録を行うインクジェット記録装
    置において、前記インクジェット記録ヘッドに順次複数
    の異なる駆動エネルギーを供給する第１手段と、 前記各駆動エネルギーの供給に対応して前記インクジェ
    ット記録ヘッドの温度を夫々モニタする第２手段と、 前記駆動エネルギーおよび前記モニタした温度を用いて
    前記インクジェット記録ヘッドのインク吐出に必要な駆
    動エネルギーの閾値を判定する第３手段と、 前記駆動エネルギーの閾値に基づいて最適な駆動条件を
    求める第４手段と、 前記求めた最適な駆動条件を前記インクジェット記録ヘ
    ッドに格納されている駆動条件情報と比較し、両者が異
    なる場合に前記インクジェット記録ヘッドのメモリに格
    納されている駆動条件情報を前記求められた駆動条件デ
    ータに基づき更新する第５手段と、 を備えることを特徴とするインクジェット記録装置。
  10. 【請求項１０】 前記インクジェット記録ヘッドに搭載
    されるメモリはＥＥＰＲＯＭであることを特徴とする請
    求項９に記載のインクジェット記録装置。
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