JP4208616B2 - インクジェット記録方法およびインクジェット記録装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はインクジェット記録方法およびインクジェット記録装置に関し、詳しくはインクを吐出するために利用される熱エネルギーを発生するための電気熱変換素子を有した液体吐出ヘッドの駆動制御に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
インクジェット記録装置の一般的なものの一つは、インク吐出を行なうための記録ヘッドを主走査方向に走査させ、画像データ信号から作られる駆動信号によってその記録ヘッドのノズルからインクを吐出させることにより記録媒体上に画像を形成するものである。
【０００３】
また、このようなインクジェット記録装置に用いられる記録ヘッドはその吐出方式によって次のものが一般的である。
【０００４】
すなわち、吐出方式としては、インク滴を吐出するための吐出エネルギーを与える吐出エネルギー発生素子として電気熱変換素子（ヒータ）を利用してインクに気泡を生じさせてインクを吐出する方式と圧電素子（ピエゾ）の歪によってインクを吐出する方式がある。両者とも吐出エネルギー発生素子に電気信号を与えることでインクの吐出が可能であるが、前者の方式は吐出エネルギー発生素子であるヒータを配置するスペースが小さくて済む利点があり、また、このような点から記録ヘッドの構成も簡略化、小型化が可能であり、さらに高密度化も比較的容易であるという利点をもつ。
【０００５】
一方、この方式はヒータが発生する熱が記録ヘッド内に蓄熱することが多く、この蓄熱の影響で吐出するインク滴の体積変化が起きやすく、また消泡によるキャビテーションがヒータに与える影響が大きい場合がある。
【０００６】
これらの課題を解決する方式として、例えば、特許文献１、特許文献２、特許文献３、特許文献４に記載されたインクジェット記録方法およびインクジェット記録ヘッドが知られている。これらの公報に記載される記録ヘッドの構造は、液体を吐出するための吐出口と、これに連通してインクが満たされるインク路と、このインク路中に設けられた電気熱変換素子を有するものである。この電気熱変換素子は、薄膜抵抗体よりなるのが一般的であり、これに電気配線を介してパルス状の通電（駆動パルスの印加）を行うことにより熱エネルギーを発生する。そして、この熱エネルギーによってインク中に生じた気泡によってインクを吐出し、その際この気泡を外気と連通させつつインクを吐出するものである。この吐出方式を用いることにより、インク滴の体積の安定性の向上、高速小液滴記録、および消泡で発生するキャビテーションの解消によるヒータの耐久性向上を図ることができる。
【０００７】
【特許文献１】
特開昭５４−１６１９３５号公報
【０００８】
【特許文献２】
特開昭６１−１８５４５５号公報
【０００９】
【特許文献３】
特開昭６１−２４９７６８号公報
【００１０】
【特許文献４】
特開平４−１０９４１号公報
【００１１】
【特許文献５】
特許第２５４３９５２号公報
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した従来の記録ヘッドは、特にデューティー(本明細書では、一定の面積における画素に吐出されるインクの割合であり、上記一定の面積の全ての画素にそれぞれ１回インクが吐出される場合を１００％とする)の高い吐出を連続して行なうとき記録ヘッドの温度が上昇する場合がある。そして、この温度上昇によって吐出の際の気泡が通常の場合より大きくなり、その分インク路においてインクが移動する量ないし距離が大きくなってインクリフィルが間に合わず、結果として記録ヘッドの周波数特性が低下することになる。
【００１３】
このような記録ヘッドの温度上昇によって生じる駆動パルスに対する応答周波数の低下を考慮し、駆動周波数を一律低く設定することが考えられるが、全体的なスループットの低下をもたらす。
【００１４】
これに対し、例えば特許文献５には、記録ヘッドの温度を検出して、温度に応じて駆動周波数を制御する方法が記載されている。しかし、この公報に記載の方法では、検出する温度が所定の温度を超えた直後に記録ヘッドの駆動を低速にするため、全体的なスループットが低下する傾向は変わらない。このスループットの低下を防止するため、温度が上昇した場合に、ヒータに投入する駆動パルスのエネルギーを減少させて発泡の成長を抑制する方法がある。しかし、投入エネルギーを減少させて高いデューティーの吐出を連続して行なう場合には、駆動パルスの電圧が降下してインク吐出量が減少し、最悪の場合は、画像がかすれて記録されてしまうという問題がある。
【００１５】
本発明は、上述の問題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、記録ヘッドの昇温時のリフィル特性の低下に伴う画像劣化を回避し、かつ記録速度の低下を防ぐことができるインクジェット記録方法およびインクジェット記録装置を提供することにある。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
そのために本発明では、複数の吐出口と、該複数の吐出口からインクを吐出させるための熱エネルギーを発生させる電気熱変換素子を有する液体吐出ヘッドを用いて被記録媒体に記録を行うインクジェット記録方法であって、前記液体吐出ヘッドの温度を取得し、前記電気熱変換素子に印加する駆動パルス幅と駆動電圧の設定変更を行う設定ステップと、前記設定ステップの設定結果に基づいた、前記駆動パルス幅と前記駆動電圧により前記電気熱変換素子を駆動制御する制御ステップと、を有し、前記液体吐出ヘッドの温度と所定の温度とを比較する判定ステップを含み、前記判定ステップで、前記液体吐出ヘッドの温度が前記所定の温度を超えたと判定された場合に、前記駆動パルス幅を相対的に短く設定するとともに、前記駆動電圧が相対的に高くなるように設定し、前記設定ステップにて設定される駆動パルスにて前記電気熱変換素子に印加されるエネルギーは、前記液体吐出ヘッドの温度によらずほぼ一定であり、前記液体吐出ヘッドの温度が上昇すると、液体吐出ヘッドにおけるリフィル周波数は低下し、前記所定の温度は、液体吐出ヘッドにおけるリフィル周波数が駆動周波数より低くなる温度に基づいて定められた温度であることを特徴とする。
また、複数の吐出口と、該複数の吐出口からインクを吐出させるための熱エネルギーを発生させる電気熱変換素子を有する液体吐出ヘッドを用いて被記録媒体に記録を行うインクジェット記録装置であって、前記液体吐出ヘッドの温度を取得し、前記電気熱変換素子に印加する駆動パルス幅と駆動電圧の設定変更を行う設定手段と、前記設定ステップの設定結果に基づいた、前記駆動パルス幅と前記駆動電圧により前記電気熱変換素子を駆動制御する制御手段と、を具え、前記設定手段は前記液体吐出ヘッドの温度と所定の温度とを比較する判定手段を含み、前記判定手段が、前記液体吐出ヘッドの温度が前記所定の温度を超えたと判定された場合に、前記駆動パルス幅を相対的に短く設定するとともに、前記駆動電圧が相対的に高くなるように設定し、前記設定手段にて設定される駆動パルスにて前記電気熱変換素子に印加されるエネルギーは、前記液体吐出ヘッドの温度によらずほぼ一定であり、前記液体吐出ヘッドの温度が上昇すると、液体吐出ヘッドにおけるリフィル周波数は低下し、前記所定の温度は、液体吐出ヘッドにおけるリフィル周波数が駆動周波数より低くなる温度に基づいて定められた温度であることを特徴とする。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。
【００１８】
以下に説明する実施形態では、インクジェット記録方式を用いた記録装置としてインクジェットプリンタを例に挙げ説明する。
(第１実施形態)
１．装置本体
図８及び図９にインクジェット記録方式を用いたプリンタの概略構成を示す。図８において、この実施形態におけるプリンタの装置本体Ｍ１０００の外殻は、下ケースＭ１００１、上ケースＭ１００２、アクセスカバーＭ１００３及び排出トレイＭ１００４を含む外装部材と、その外装部材内に収納されたシャーシＭ３０１９（図９参照）とから構成される。
【００１９】
シャーシＭ３０１９は、所定の剛性を有する複数の板状金属部材によって構成され、記録装置の骨格をなし、後述の各記録動作機構を保持するものとなっている。
【００２０】
また、前記下ケースＭ１００１は装置本体Ｍ１０００の外装の略下半部を、上ケースＭ１００２は装置本体Ｍ１０００の外装の略上半部をそれぞれ形成しており、両ケースの組合せによって内部に後述の各機構を収納する収納空間を有する中空体構造をなしている。装置本体Ｍ１０００の上面部及び前面部には、それぞれ、開口部が形成されている。
【００２１】
さらに、排出トレイＭ１００４は、その一端部が下ケースＭ１００１に回転自在に保持され、その回転によって下ケースＭ１００１の前面部に形成される前記開口部を開閉させ得るようになっている。このため、記録動作を実行させる際には、排出トレイＭ１００４を前面側へと回転させて開口部を開成させることにより、ここから記録シートが排出可能となると共に排出された記録シートＰを順次積載し得るようになっている。また、排紙トレイＭ１００４には、２枚の補助トレイＭ１００４ａ，Ｍ１００４ｂが収納されており、必要に応じて各トレイを手前に引き出すことにより、用紙の支持面積を３段階に拡大、縮小させ得るようになっている。
【００２２】
アクセスカバーＭ１００３は、その一端部が上ケースＭ１００２に回転自在に保持され、上面に形成される開口部を開閉し得るようになっており、このアクセスカバーＭ１００３を開くことによって本体内部に収納されている記録ヘッドカートリッジＨ１０００あるいはインクタンクＨ１９００等の交換が可能となる。なお、ここでは特に図示しないが、アクセスカバーＭ１００３を開閉させると、その裏面に形成された突起がカバー開閉レバーを回転させるようになっており、そのレバーの回転位置をマイクロスイッチなどで検出することにより、アクセスカバーの開閉状態を検出し得るようになっている。
【００２３】
また、上ケースＭ１００２の後部上面には、電源キーＥ００１８及びレジュームキーＥ００１９が押下可能に設けられると共に、ＬＥＤ Ｅ００２０が設けられており、電源キーＥ００１８を押下すると、ＬＥＤ Ｅ００２０が点灯し記録可能であることをオペレータに知らせるものとなっている。また、ＬＥＤ Ｅ００２０は点滅の仕方や色の変化をさせたり、プリンタのトラブル等をオペレータに知らせる等種々の表示機能を有する。さらに、ブザーをならすこともできる。なお、トラブル等が解決した場合には、レジュームキーＥ００１９を押下することによって記録が再開されるようになっている。
【００２４】
２．記録動作機構
次に、プリンタの装置本体Ｍ１０００に収納、保持される本実施形態における記録動作機構について説明する。
【００２５】
本実施形態における記録動作機構としては、記録シートＰを装置本体内へと自動的に給送する自動給送部Ｍ３０２２と、自動給送部から１枚ずつ送出される記録シートＰを所定の記録位置へと導くと共に、記録位置から排出部Ｍ３０３０へと記録シートＰを導く搬送部Ｍ３０２９と、記録位置に搬送された記録シートＰに所望の記録を行なう記録部と、前記記録部等に対する回復処理を行う回復部（Ｍ５０００）とから構成されている。
【００２６】
ここで、記録部について説明すると、その記録部は、キャリッジ軸Ｍ４０２１によって移動可能に支持されたキャリッジＭ４００１と、このキャリッジＭ４００１に着脱可能に搭載される記録ヘッドカートリッジＨ１０００とからなる。
【００２７】
２．１ 記録ヘッドカートリッジ
まず、記録部に用いられる記録ヘッドカートリッジについて図１０〜１２に基づき説明する。
【００２８】
この実施形態における記録ヘッドカートリッジＨ１０００は、図１０に示すようにインクを貯留するインクタンクＨ１９００と、このインクタンクＨ１９００から供給されるインクを記録情報に応じてノズルから吐出させる記録ヘッドＨ１００１とを有する。記録ヘッドＨ１００１は、後述するキャリッジＭ４００１に対して着脱可能に搭載される、いわゆるカートリッジ方式を採るものとなっている。
【００２９】
ここに示す記録ヘッドカートリッジＨ１０００では、写真調の高画質なカラー記録を可能とするため、インクタンクとして、例えば、ブラック、ライトシアン、ライトマゼンタ、シアン、マゼンタ及びイエローの各色独立のインクタンクＨ１９００が用意されており、図１１に示すように、それぞれが記録ヘッドＨ１００１に対して着脱自在となっている。
【００３０】
そして、記録ヘッドＨ１００１は、図１２の分解斜視図に示すように、記録素子基板Ｈ１１００、第１のプレートＨ１２００、電気配線基板Ｈ１３００、第２のプレートＨ１４００、タンクホルダーＨ１５００、流路形成部材Ｈ１６００、フィルターＨ１７００、シールゴムＨ１８００から構成されている。
【００３１】
記録素子基板Ｈ１１００には、Ｓｉ基板の片面にインクを吐出するための複数の記録素子と、各記録素子に電力を供給するＡｌ等の電気配線とが成膜技術により形成され、この記録素子に対応した複数のインク流路と複数の吐出口Ｈ１１００Ｔとがフォトリソグラフィ技術により形成されると共に、複数のインク流路にインクを供給するためのインク供給口が裏面に開口するように形成されている。
【００３２】
また、記録素子基板Ｈ１１００は第１のプレートＨ１２００に接着固定されており、ここには、前記記録素子基板Ｈ１１００にインクを供給するためのインク供給口Ｈ１２０１が形成されている。さらに、第１のプレートＨ１２００には、開口部を有する第２のプレートＨ１４００が接着固定されており、この第２のプレートＨ１４００を介して、電気配線基板Ｈ１３００が記録素子基板Ｈ１１００に対して電気的に接続されるよう保持されている。この電気配線基板Ｈ１３００は、記録素子基板Ｈ１１００にインクを吐出するための電気信号を印加するものであり、記録素子基板Ｈ１１００に対応する電気配線と、この電気配線端部に位置し本体からの電気信号を受け取るための外部信号入力端子Ｈ１３０１とを有しており、外部信号入力端子Ｈ１３０１は、後述のタンクホルダーＨ１５００の背面側に位置決め固定されている。
【００３３】
一方、インクタンクＨ１９００を着脱可能に保持するタンクホルダーＨ１５００には、流路形成部材Ｈ１６００が例えば、超音波溶着により固定され、インクタンクＨ１９００から第１のプレートＨ１６００に亘るインク流路Ｈ１５０１を形成している。また、インクタンクＨ１９００と係合するインク流路Ｈ１５０１のインクタンク側端部には、フィルターＨ１７００が設けられており、外部からの塵埃の侵入を防止し得るようになっている。また、インクタンクＨ１９００との係合部にはシールゴムＨ１８００が装着され、係合部からのインクの蒸発を防止し得るようになっている。
【００３４】
さらに、前述のようにタンクホルダーＨ１５００、流路形成部材Ｈ１６００、フィルターＨ１７００及びシールゴムＨ１８００から構成されるタンクホルダー部と、前記記録素子基板Ｈ１１００、第１のプレートＨ１２００、電気配線基板Ｈ１３００及び第２のプレートＨ１４００から構成される記録素子部とを、接着等で結合することにより、記録ヘッドＨ１００１を構成している。
【００３５】
２．２ キャリッジ
次に、図９を参照して記録ヘッドカートリッジＨ１０００を搭載するキャリッジＭ４００１を説明する。
【００３６】
図９に示すように、キャリッジＭ４００１には、キャリッジＭ４００１と係合し記録ヘッドＨ１００１をキャリッジＭ４００１上の所定の装着位置に案内するためのキャリッジカバーＭ４００２と、記録ヘッドＨ１００１のタンクホルダーＨ１５００と係合し記録ヘッドＨ１００１を所定の装着位置にセットさせるよう押圧するヘッドセットレバーＭ４００７とが設けられている。
【００３７】
すなわち、ヘッドセットレバーＭ４００７はキャリッジＭ４００１の上部にヘッドセットレバー軸に対して回動可能に設けられると共に、記録ヘッドＨ１００１との係合部には、ばね付勢されるヘッドセットプレート（不図示）が備えられ、このばね力によって記録ヘッドＨ１００１を押圧しながらキャリッジＭ４００１に装着する構成となっている。
【００３８】
また、キャリッジＭ４００１の記録ヘッドＨ１００１との別の係合部にはコンタクトフレキシブルプリントケーブル（以下、コンタクトＦＰＣと称す）Ｅ００１１が設けられ、コンタクトＦＰＣ Ｅ００１１上のコンタクト部と記録ヘッドＨ１００１に設けられたコンタクト部（外部信号入力端子）Ｈ１３０１とが電気的に接触し、記録のための各種情報の授受や記録ヘッドＨ１００１への電力の供給などを行い得るようになっている。
【００３９】
ここでコンタクトＦＰＣ Ｅ００１１のコンタクト部とキャリッジＭ４００１との間には不図示のゴムなどの弾性部材が設けられ、この弾性部材の弾性力とヘッドセットレバーばねによる押圧力とによってコンタクト部とキャリッジＭ４００１との確実な接触を可能とするようになっている。さらに前記コンタクトＦＰＣ Ｅ００１１はキャリッジＭ４００１の背面に搭載されたキャリッジ基板Ｅ００１３に接続されている。
【００４０】
次に、発熱基板(記録素子基板Ｈ１１００)の詳細について、図に基づいて説明する。
【００４１】
図１３は、発熱基板１２を破断状態で示したものであり、電気熱変換素子１４の部分を抽出拡大して図１４に示し、そのＡ−Ａ矢視断面構造を図１５に示す。また、インク室１３の内部構造を図１６に示し、そのＢ−Ｂ断面矢視断面構造を図１７に示す。すなわち、発熱基板１２は、例えば、厚さ０．５〜１ｍｍのＳｉウェハを用いて製造され、相互に平行に配列する６本の細長いインク供給口１５がこのインクジェットヘッドで用いられる６色のインクに対応して形成されている。
【００４２】
各インク供給口１５には、このインク供給口１５の長手方向に沿って所定間隔で配列するインク室１３が当該インク供給口１５を挟むように２列に形成されており、各インク室１３には電気熱変換素子１４とこの電気熱変換素子１４と対向してインク滴を吐出するための吐出口１６とが設けられている。
【００４３】
本実施例では、インク供給口１５を挟んで相互に平行な２列の吐出口１６を相互に半ピッチずらしていわゆる千鳥状に配列しており、各列の吐出口１６に対応するインク室１３の間隔を６００ｄｐｉのピッチでそれぞれ配列させているため、各色のインクに対応してインク供給口１５の長手方向に沿って配列する吐出口１６の間隔は見かけ上、１２００ｄｐｉの高密度に配置された状態となっている。また、電気熱変換素子１４およびＡｌなどで形成されて電気熱変換素子１４に電力を供給する電気配線１７は、成膜技術によりＳｉウェハの表面に形成され、電極配線１７の他方の端末は、Ａｕなどで形成されていて発熱基板１２の表面から突出するバンプ１８となっている。
【００４４】
本実施例における電気熱変換素子１４は、Ａｌなどで形成される電極配線１７によって覆われていない、例えばＴａＮ，ＴａＳｉＮ，Ｔａ−Ａｌなどで形成される発熱抵抗体層１９の一部を含み、５３Ωのシート抵抗値を有する。また、これらの電気熱変換素子１４および電極配線は、３０００Åの厚みのＳｉＮで形成された保護層２０で覆われ、さらに電気熱変換素子１４の上の保護層２０の表面は、２３００Åの厚みのＴａによる耐キャビテーション層２１が成膜されている。
【００４５】
上述したインク供給口１５は、発熱基板１２として用いられるＳｉウェハの結晶方位を利用し、異方性エッチングにより形成される。また、インク室１３および吐出口１６は、フォトリソグラフイ技術によって形成される。そして、以上の構成を有する記録ヘッドは、電気熱変換素子１４に電圧パルスを印加することによって、吐出口１６から約４ピコリットルのインク滴を吐出する。
【００４６】
なお、上述した実施例では、吐出口１６を円形断面としたが、これを矩形や星型のような多角形にすることも可能である。
【００４７】
本実施例において、電気熱変換素子１４に駆動パルスを供給する速さ、すなわち、駆動周波数は２５ｋｈｚであり、また、駆動パルスは、基本的にその電圧が１１Ｖ、パルス幅が１．２μｓの、図１８（ａ）に示すような単一パルスであるが、図１にて後述するように、検出する記録ヘッドの温度に応じてその電圧値とパルス幅が変更されるものである。
【００４８】
また、本実施例においては、
チオジグリコール ５．０重量％
グリセリン ５．０重量％
尿素 ５．０重量％
イソプロピルアルコール ４．０重量％
アセチノール溶液 １．０重量％
ダイレクトブルー１９９ ２．５重量％
水 残部
の組成を持つインクをインクジェットヘッドに供給している。
【００４９】
このような本実施例と比較例１とによるインク滴の温度とリフイル周波数(応答周波数)についての評価を行った結果を以下の表１に示す。
【００５０】
【表１】
【００５１】
比較例１よりも本実施例のほうが同一温度条件で周波数特性が良いのは、保護膜の厚みが比較例１のほうが厚いのでヘッドから熱が逃げにくいためであり、発泡が本実施例よりも大きくなることで結果的にメニスカス後退量が大きくなることが原因である。また、本実施例では、４５℃の同一温度、電気熱変換素子にかかるエネルギーを一定の条件で、より高電圧で短パルスのほうが周波数特性が向上することがわかる。これは、保護膜が薄いほうが、電気熱変換素子から発生する熱がインク液に伝達されやすくなり、さらに高電圧短パルス化したほうが、電気熱変換素子から熱がインク液に伝わる時間が短いため、発泡に寄与する高い温度に加熱されたインク層（高温層）の厚みが薄くなるためである。
【００５２】
ここで、保護層２０の膜厚としては、厚すぎると上述のようにメニスカス後退量が大きくなり、周波数特性が劣化するという問題が生じ、薄すぎると製造欠陥の発生や耐久性に問題が生じるため、２，０００〜４，０００Åの膜厚であることが好ましい。
【００５３】
さらに、保護層２０の表面に形成されるＴａによる耐キャビテーション層の厚さは、性能上の要請から２，０００〜２，６００Åの膜厚であることが好ましい。
【００５４】
従って、電気熱変換素子を覆う被覆層の厚みとしては、４，０００〜６，６００Åの厚さの被覆層が形成されることが好ましい。
【００５５】
次に、検出したヘッド温度に応じて、駆動パルスのパルス幅と電圧を変更するための構成を説明する。図６(ａ)は、このパルス幅および電圧を変更するための構成を示すブロック図である。
【００５６】
図６(ａ)において、６０１はヘッド温度検出部を示す。本実施例の記録ヘッドはその内部に、温度検出のためのアナログ回路と、アナログ信号をデジタル信号に変換する回路が設けられ、これにより、ヘッド温度に応じたデジタル信号が出力される。図７に、この検出される記録ヘッドの温度とデジタル温度出力信号との関係を示す。なお、ここでは、ヘッド温度の取得を記録ヘッド内部で行なう例について説明したが、これに限られず、例えば、装置本体の温度センサからの温度検出値や定期的に検知されるヘッド温度センサからの温度検出値に基づいて演算して取得した温度であってもよい。
【００５７】
図６(ａ)において、６０２は駆動パルス幅、駆動電圧決定部を示す。この駆動パルス幅、駆動電圧決定部６０２はヘッド温度検出部６０１からのデジタル温度情報に基づいて、記録時の駆動パルスのパルス幅および電圧を変更する。
【００５８】
次に、具体的に本実施例の駆動パルス幅、駆動電圧決定方法を具体的に説明する。本実施例おいては、図６（ｂ）に示すようにインクジェット記録装置からインクジェット記録ヘッドヘと２種類の駆動電圧を供給するために、２系統の電圧供給経路を有する電圧供給回路Ｃ２を形成したものとなっている。すなわち、この電圧供給回路Ｃ２の電源電圧供給端子Ｖｏｐ１，２は、図１２に示すように記録装置の電源に接続されており、またこの電圧供給回路Ｃ２は、図外の異なる直流電圧供給源から供給される異なる２種類の直流電源電圧入力端子Ｖｏｐ１，Ｖｏｐ２にそれぞれ接続されたスイッチング素子としての２個のＦＥＴ５１，５２と、一端が基準電圧であるグランドＧＮＤに接続されると共に他端が前記両ＦＥＴに対して直列に接続された電気熱変換素子３１とにより構成されている。
【００５９】
そして、この電圧供給回路Ｃ２では、前記ＦＥＴ５１とＦＥＴ５２とが選択的にＯＮするものとなっている。一方のＦＥＴ５１がＯＮした場合には、ＦＥＴ５２はＯＦＦとなり、図外の直流電圧供給源から端子Ｖｏｐ１に供給される電圧が電気熱変換素子３１に印加される。また逆にＦＥＴ５１がＯＦＦした場合には、ＦＥＴ５２はＯＮとなり、端子Ｖｏｐ２に供給される電圧が電気熱変換素子３１に印加される。このように、この第１の実施形態においては、インクジェット記録ヘッドの基板内に、２系統の配線が形成されたものとなっており、各系統に供給される電圧をＦＥＴ５１，５２のスイッチング動作によって選択的に変更し得る。そして、ＦＥＴ５１，５２のＯＮ時間を変化させることによって駆動パルス幅を変化させることができ、これによってインクのリフィル周波数を変化させることができる。
【００６０】
この実施形態では、一方の端子Ｖｏｐ１に１１Ｖの電圧が、他方の端子Ｖｏｐ２に１４Ｖの電圧がそれぞれ供給されている。ヘッド温度がＴｔｈ以下の場合にはＦＥＴ５１をＯＮさせ、１１Ｖの電圧、１．２μｓのパルス幅を有する駆動パルスを電気熱変換素子に供給する。また、ヘッド温度がＴｔｈを超えた場合には、ＦＥＴ５２をＯＮにし、１４Ｖの電圧、０．７μｓのパルス幅を有する駆動パルスを電気熱変換素子に供給する。ｋ値は両方とも１．２である。ここで、ｋ値の説明とｋ値を知る方法について説明する。インクジェット記録ヘッドにおいては、インクが吐出するかしないかのエネルギー閾値がある。すなわち、そのエネルギー閾値を超えなければ発泡はしない。また、インクジェットエネルギーを与える要素としては、電圧とパルス幅があるが、パルス幅を一定にした条件において電圧を変化させた時にインクが吐出されるか否かの電圧閾値をＶｔｈと呼ぶ。上記のような閾値があるが、その閾値Ｖｔｈでそのままインクジェット記録ヘッドの駆動を行った場合には、電気熱変換素子の表面性などの理由から吐出が十分安定していないために、閾値よりは大きな駆動エネルギーを与えることになる。そして、Ｖｔｈに対して一定の値を乗じることで増加させた駆動電圧を設定するが、その一定の値をｋ値と呼ぶ。すなわち、駆動電圧＝ｋ値×Ｖｔｈである。具体的にｋ値を求める場合には、インクジェット記録ヘッドに与えるパルス幅を一定として、印加する駆動電圧を変化させながら記録を行い、記録媒体にインク滴が着弾しているかどうかを観察することにより閾値となる駆動電圧（Ｖｔｈ）を求める。その上で、（インクジェット記録装置の駆動電圧）／（Ｖｔｈ）を算出することにより、インクジェット記録ヘッドに加えられているｋ値を求めることができる。各駆動電圧でのｋ値を一定にするために、インクジェット記録ヘッドのＶｔｈを前持って求めておき、インクジェット記録装置の記憶領域内にパルス幅と駆動電圧の関係のデータを格納する。格納するデータとしては、図１９（ａ）に示すようなデータであり、駆動電圧とパルス幅と温度の関係が格納されている。そして、上記のようなテーブルを参照して駆動電圧とパルス幅を設定する。インクが吐出するかしないかのエネルギー閾値は、温度によって多少変動するが、ｋ値は一定になるようにあらかじめ設定されているので、ヘッドに投入するエネルギー（パルス幅×Ｖｔｈ２×ｋ２）をほぼ一定に保ったまま記録を行うことができる。
【００６１】
本実施形態の記録ヘッドは、図３に示すように、所定のデューティの画像を連続して複数ページ記録すると、その連続記録ページ数に応じてヘッド温度が上昇する。そして、図３中の限界温度ＴＬＭＴを超えると、その温度におけるヘッドリフィル周波数が駆動周波数を下回るためにインクのリフィルが良好に行なわれなくなって吐出が不安定になり、記録画像の劣化を引き起こすことがある。
【００６２】
そこで、図４に示すように画像劣化を起こす限界温度ＴＬＭＴよりも低い閾値温度Ｔｔｈを設定し、この温度を超えたときは、駆動パルスのパルス幅および電圧を、その基本のパルス幅Ｐｏ（μｓ）＝１．２μｓおよび電圧Ｖｏ（Ｖ）＝１１Ｖから、パルス幅Ｐｔ（μｓ）＝０．７μｓ、駆動電圧Ｖｔ（Ｖ）＝１４Ｖに変更する。各駆動パルスのパルス波形を図１８に示す。Ｔ≦ＴＬＭＴのときには図１８（ｂ）に示す波形であり、Ｔ＞ＴＬＭＴのときには図１８（ａ）に示す波形となる。このとき、Ｐｏ＞Ｐｔ、Ｖｏ＜Ｖｔである。なお、この変更においてｋ値は一定であるので、ヘッドに投入されるエネルギー(パルス幅×Ｖｔｈ２×ｋ２)はほぼ一定に保たれる。このため、電気熱変換素子に供給されるエネルギーが不足することで生じる吐出量が減少するといった弊害を防止しつつ、ヘッド温度が昇温した際のリフィル周波数低下を抑制することができる。
【００６３】
図１は、この駆動パルス幅、駆動電圧決定部６０２の処理の手順を示すフローチャートである。
【００６４】
本処理は各ページ記録の先頭で起動される。すなわち、図５に示すように、記録ヘッドを▲１▼から▲２▼に走査する第１スキャン、▲３▼から▲４▼に走査する第２スキャンと続き、ページ最後の第Ｎスキャンまで順次記録を行っていく時に、第１スキャンを行う直前の▲１▼の時点でヘッド温度を取得し、図１の処理を起動する。ステップＳ１０２では、取得したヘッド温度と駆動パルスの変更に係わる閾値の温度との比較を行う。
【００６５】
本実施例の記録ヘッドは、図２に示すように、２色のインクについて１チップの構成である。すなわち、ブラックインク(Ｋ)と淡シアンインク(濃度の低いシアンインク；ＬＣ)がチップＡ、淡マゼンタインク(濃度の低いマゼンタインク；ＬＭ)とシアンインク(Ｃ)がチップＢ、マゼンタインク(Ｍ)とイエローインク(Ｙ)がチップＣの組み合わせになっており、それぞれのチップ毎に前述のデジタル温度情報出力の回路を具備する。それぞれのチップのデジタル温度出力値の第ｎスキャンの値をＴａｎ、Ｔｂｎ、Ｔｃｎと表わすと、本実施形態では、ステップＳ１０２において第１スキャンの直前の温度である、Ｔａ１、Ｔｂ１、Ｔｃ１と閾値Ｔｔｈとの比較を行う。
【００６６】
ここで、１つのチップでも閾値Ｔｔｈを超えている場合はステップＳ１０３に進み、駆動パルスのパルス幅および電圧をそれぞれＰｔ（μｓ）、Ｖｔ（Ｖ）に設定する。一方、いずれのチップも閾値Ｔｔｈを超えていなければ、ステップＳ１０４に進み、基本の駆動パルスのパルス幅および電圧である、Ｐｏｔ（μｓ）、Ｖｏ（Ｖ）に設定する。
【００６７】
図６(ａ)に示すヘッド制御部６０３は、駆動パルス幅、駆動電圧決定部６０２で決定された駆動パルスを生成する制御信号を、記録ヘッド６０４のドライバへ供給して記録ヘッドの駆動を行う。さらに駆動電圧制御部６０５は、駆動パルス幅、駆動電圧決定部６０２で決定された電源電圧に対応する電源にすべく、電源電圧６０６で対応する本体電源の選択を行う。本体電源の選択の手段としてが、メカニカルなスイッチもしくはドランジスタを使った電子的なスイッチで良い。また、電源としてはＤＣ―ＤＣコンバーターを使っても良い。ＤＣ―ＤＣコンバーターでは基準電圧を基に出力電圧を生成しているが、基準電圧に外部のＤＡコンバーターからの出力を与え、電圧を変えることにより、出力電圧を多段階で変更することも可能である。
【００６８】
ここで、本実施例において、駆動パルスのパルス幅および電圧の変更に係わる閾値温度Ｔｔｈの設定について図４を用いて説明する。
【００６９】
図４は各ページを、記録可能なデューティの上限で連続記録したときの連続ページ数によるヘッド温度の昇温特性を示している。この例では、４ページ目の途中で昇温によるリフィル不足が発生する限界温度ＴＬＭＴを超える。このため、本実施形態では、１ページ前の３ページ目のページ頭でヘッド温度が閾値温度を超えて３ページ頭で駆動パルスを変更する場合があるように、その３ページ目のページ頭の温度よりも低く、かつ図７に示したデジタル温度出力の分解能である５℃単位で設定可能な温度を、閾値温度Ｔｔｈとする。本実施例ではＴｔｈを４５℃としている。
【００７０】
なお、上記実施例において、温度検出タイミングをページ頭に設定したが、温度取得タイミングや判定処理時間が間に合えば、ページ内の各スキャンの最初にすることが望ましい。以上のような構成により、従来のように３ページ以降の記録中のリフィル周波数を低下させることなく、スループットの最大限の向上が可能となる。
【００７１】
(第２実施形態)
本実施形態においては、インクジェット記録装置および記録ヘッドの構成は上記第１実施形態と同様であるが、その駆動方法が異なる。１回の吐出に対し単一の連続した駆動パルスを出力する場合に限らず、図１８（ｃ）に示すように複数のパルスからなる駆動パルスによって１回の吐出を行う。すなわち、基本パルスとして、１１Ｖの電圧で複数のパルスを供給する。具体的には、図１８（ｃ）に示すように、Ｐ1＝０．２μｓ、Ｐ２＝１．０μｓ、Ｐ３＝１．０μｓに設定している。図１８（ｃ）において、Ｐ１はプレパルスであり、電気熱変換素子３１の近傍にあるインク温度を発泡しない程度に上昇させる役目を果たし、Ｐ３はメインパルスであり、インクを発泡温度まで上昇させインクをインク出口から吐出させる役割を果たす。また、Ｐ２はパルス休止期間である。このように、１回のインク吐出に対して複数の駆動パルス（ここでは、ダブルパルス）を与えることによって発泡力を増すことができ、また、プレパルスの幅やパルス休止期間の長さを制御することで、インクに加える熱量を制御し発泡パワーを制御することを容易に行なうことができ、実施例１よりも、さらに細かな制御が可能になる。
【００７２】
本実施形態においては、インクジェット記録装置の記憶領域内に格納するデータとしては、図１９（ｂ）に示すようなデータであり、駆動電圧とパルス幅と温度の関係が格納されている。インクが吐出するかしないかのエネルギー閾値は、温度によって多少変動するが、Ｋ値は一定になるようにあらかじめ設定されているので、ヘッドに投入するエネルギー（パルス幅（Ｐ１＋Ｐ３）×Ｖｔｈ２×ｋ２）をほぼ一定に保ったまま記録を行うことができる。
【００７３】
ここで、本実施形態において、駆動パルス幅、駆動電圧の変更を行う際のヘッド温度の閾値をどのように設定するかについて図４を用いて説明する。図４は各ページ内を、印字可能なデューティの上限で連続印字した際の連続ページ数によるヘッド温度の昇温特性を示している。この例では、４ページ目の途中で昇温によるリフィル不足が発生する限界温度ＴＬＭＴを超える、このため、本実施形態では、１ページ前の３ページ目のページ頭でヘッド温度が閾値温度を超えて３ページ頭で駆動パルスを変更する場合があるように、その３ページ目のページ頭の温度よりも低く、かつ図７に示したデジタル温度出力の分解能である５℃単位で設定可能な温度を閾値温度Ｔｔｈとする。本実施例ではＴｔｈを４０℃としている。これは、ダブルパルス駆動を行うことによって、発泡に寄与するエネルギーが増大しメニスカス後退量が実施例１よりも増加するため、リフィル周波数が低下するためである。
【００７４】
本記録ヘッドは図３に示すように所定のデューティの画像を連続して複数のページ印字した際に、その連続印字枚数に応じてヘッド温度が上昇する。図３中のＴＬＭＴを超えると、その温度でのヘッドリフィル周波数が駆動周波数を下回るためにインクのリフィルが良好に行われなくなっての吐出が不安定になり、画像劣化を引き起こしてしまう。そこで、図４に示すように画像劣化を起こすＴＬＭＴよりも低いヘッド温度Ｔｔｈを設定し、この温度を超えた場合には駆動パルス幅がおよび電圧を、その基本のパルス幅Ｐｏ（μｓ）＝Ｐ１＋Ｐ３＝１．２μｓおよび電圧Ｖｏ＝１１（Ｖ）から、パルス幅Ｐｔ（μｓ）＝Ｐ１＋Ｐ３＝０．７μｓ、電圧Ｖｔ（Ｖ）＝１４Ｖに変更する。Ｔ≦ＴＬＭＴのとき、およびＴ＞ＴＬＭＴのときのいずれも波形は、図１８（ｃ）に示す波形となる。このとき、Ｐｏ＞Ｐｔ、Ｖｏ＜Ｖｔである。なお、この変更によってｋ値は一定であるので、ヘッドの投入エネルギー（パルス幅（Ｐ１＋Ｐ３）×Ｖｔｈ２×ｋ２）はほぼ一定に保たれるため、吐出量が減少するなどの弊害を防止しつつ、ヘッド温度が上昇した際のリフィル周波数低下を抑制することができる。
【００７５】
以上のように、複数のパルスからなる駆動パルスによって１回の吐出を行う場合でも、第１実施形態と同様の効果が得られる。
【００７６】
(第３実施形態)
次に、本発明の第３の実施形態を説明する。この、第３の実施形態においては、インクジェット記録装置および記録ヘッドの構成は、上記の第１実施形態または、第２の実施形態と同様であるが、この駆動パルス幅、電圧決定部６０２での処理の手順を示すフローチャートが異なる。
【００７７】
図２０は、この駆動パルス幅、駆動電圧決定部６０２での処理の手順を示すフローチャートである。本処理は各ページの先頭で行う。すなわち図５に示すように、記録ヘッドを▲１▼から▲２▼に走査する１スキャン目、▲３▼から▲４▼に走査する２スキャン目と続き、ページ最後のＮスキャン目まで順次記録を行っていく時に、第１スキャンを行う直前の▲１▼の時点でヘッド温度を取得し、図２０に示す処理を起動する。ステップＳ３０２において第１スキャンの直前の温度（Ｔhead）である、Ｔａ１、Ｔｂ１、Ｔｃ１の検出を行う。次に、スップＳ３０３に進み、図１９（ｃ）のような駆動パルス幅、駆動電圧テーブルを参照する。どのチップも閾値Ｔｔｈを超えていなければ、Ｓ３０４に進み、駆動パルス幅、駆動電圧を図１９（ｃ）のテーブルを参照して決定する。図６（ａ）に示すヘッド制御部６０３では、駆動電圧決定部６０２で決定された駆動パルスを生成する制御信号を、記録ヘッド６０４のドライバへ供給して記録ヘッドの駆動を行う。
【００７８】
２５〜４５℃まで同じヘッド構造と駆動条件の組み合わせで記録を行うと、２５℃ではリフィル性能に余裕があり、印字時のメニスカス振動が生じるためにメニスカスが凸の状態で吐出してしまう。すると、フェイス面のヌレやヨレ等を生じやすく画像劣化が発生する場合がある。本実施例は実施例１，２と比較して、多段階で駆動パルス幅、駆動電圧を変更（図19（ｃ））して、それぞれの温度レンジにおけるヘッドのリフィル周波数と駆動周波数のずれをより少なくできるので、印字時のメニスカス振動を抑制できる。なお、本実施例において、４５℃での駆動電圧＝１２．５Ｖ、駆動パルス幅＝０．８μｓの場合のヘッドのリフィル周波数は２５ｋｈｚであった。よって、フェイス面のヌレやヨレ等を防止し、画像品位を良好に保つことが可能である。なお、図19（ｃ）には示してないが、各テーブルでの温度帯での駆動電圧と駆動パルスの関係は、実施例１，２と同様にｋ値一定の条件になっており、ヘッドへの投入エネルギーは、ほぼ一定に保たれている。
【００７９】
以下、本発明の実施態様を以下に示す。
【００８０】
（実施態様１） 複数の吐出口と、該複数の吐出口からインクを吐出させるための熱エネルギーを発生させる電気熱変換素子を有する液体吐出ヘッドを用いて被記録媒体に記録を行うインクジェット記録方法において、
前記液体吐出ヘッドの温度を取得し、前記電気熱変換素子に印加する駆動パルス幅と駆動電圧の設定変更を行う設定ステップと、
前記設定ステップの設定結果に基づいた、前記駆動パルス幅と前記駆動電圧により前記電気熱変換素子を駆動制御する制御ステップと、
を有し、前記設定ステップは、前記液体吐出ヘッドの温度が相対的に高温であるほど前記駆動パルス幅を相対的に短く設定するとともに、前記駆動電圧が相対的に高くなるように設定することを特徴とするインクジェット記録方法。
【００８１】
（実施態様２） 前記設定ステップは、前記液体吐出ヘッドの温度と所定の温度とを比較する判定ステップを含み、前記判定ステップで、前記液体吐出ヘッドの温度が前記所定の温度を超えたと判定されたときに、前記駆動パルス幅を短く、前記駆動電圧を高く変更することを特徴とする実施態様１に記載のインクジェット記録方法。
【００８２】
（実施態様３） 前記所定の温度は、液体吐出ヘッドにおけるリフィル周波数が駆動周波数より低くなる範囲の温度であることを特徴とする実施態様２に記載のインクジェット記録方法。
【００８３】
（実施態様４） 前記制御ステップは、１回のインク吐出動作に対し複数個のパルスを駆動パルスとして出力することを特徴とする実施態様１ないし３のいずれか記載のインクジェット記録方法。
【００８４】
（実施態様５） 前記電気熱変換素子に印加されるエネルギーは、前記液体吐出ヘッドの温度によらずほぼ一定であることを特徴とする実施態様１ないし４のいずれかに記載のインクジェット記録方法。
【００８５】
（実施態様６） 前記設定ステップは、前記液体吐出ヘッドが前記被記録媒体に記録を行う際、前記被記録媒体ヘ記録開始前に、前記駆動パルス幅と前記駆動電圧の変更を行うことを特徴とする実施態様１ないし５のいずれかに記載のインクジェット記録方法。
【００８６】
（実施態様７） 前記設定ステップは、前記液体吐出ヘッドが走査方向に走査する毎に、前記駆動パルス幅と前記駆動電圧の変更を行うことを特徴とする実施態様１ないし６のいずれかに記載のインクジェット記録方法。
【００８７】
（実施態様８） 前記電気熱変換素子は、発熱抵抗層およびそれを覆う２，０００〜４，０００Åの厚さのＳｉＮにて形成された保護層をさらに有することを特徴とする実施態様１ないし７のいずれかに記載のインクジェット記録方法。
【００８８】
（実施態様９） 前記電気熱変換素子は、前記保護層の上にさらに耐キャビテーション層を備え、前記発熱抵抗層を覆う層の合計厚さが４,０００〜６，６００Åの範囲であることを特徴とする実施態様８に記載のインクジェット記録方法。
【００８９】
（実施態様１０） 前記耐キャビテーション層は、Ｔａ層を含むことを特徴とする実施態様９に記載のインクジェット記録方法。
【００９０】
（実施態様１１） 複数の吐出口と、該複数の吐出口からインクを吐出させるための熱エネルギーを発生させる電気熱変換素子を有する液体吐出ヘッドを用いて被記録媒体に記録を行うインクジェット記録装置において、
前記液体吐出ヘッドの温度を取得し、前記電気熱変換素子に印加する駆動パルス幅と駆動電圧の設定変更を行う設定手段と、
前記設定手段の設定結果に基づいた、前記駆動パルス幅と前記駆動電圧により前記電気熱変換素子を駆動制御する制御手段と、
を具え、前記設定手段は、前記液体吐出ヘッドの温度が相対的に高温であるほど前記電気熱変換素子に印加する前記駆動パルス幅を相対的に短くなるよう設定し、前記駆動電圧が相対的に高くなるように設定することを特徴とするインクジェット記録装置。
【００９１】
（実施態様１２） 前記設定手段は、前記液体吐出ヘッドの温度と所定の温度とを比較する判定手段を含み、前記判定手段が、前記液体吐出ヘッドの温度が前記所定の温度を超えたと判定したときに、前記駆動パルス幅を短く、前記駆動電圧を高く変更することを特徴とする実施態様１１に記載のインクジェット記録装置。
【００９２】
（実施態様１３） 前記所定の温度は、液体吐出ヘッドにおけるリフィル周波数が駆動周波数より低くなる範囲の温度であることを特徴とする実施態様１２に記載のインクジェット記録装置。
【００９３】
（実施態様１４） 前記制御手段は、１回のインク吐出動作に対し複数個のパルスを駆動パルスとして出力することを特徴とする実施態様１１ないし１３のいずれかに記載のインクジェット記録装置。
【００９４】
（実施態様１５） 前記電気熱変換素子に印加されるエネルギーは、前記液体吐出ヘッドの温度によらずほぼ一定であることを特徴とする実施態様１１ないし１４のいずれかに記載のインクジェット記録装置。
【００９５】
（実施態様１６） 前記電気熱変換素子は、発熱抵抗層およびそれを覆う２，０００〜４，０００Åの厚さのＳｉＮにて形成された保護層をさらに有することを特徴とする実施態様１１ないし１５のいずれかに記載のインクジェット記録装置。
【００９６】
（実施態様１７） 前記電気熱変換素子は、前記保護層の上にさらに耐キャビテーション層を備え、前記発熱抵抗層を覆う層の合計厚さが４,０００〜６，６００Åの範囲であることを特徴とする実施態様１６に記載のインクジェット記録装置。
【００９７】
（実施態様１８） 前記耐キャビテーション層は、Ｔａ層を含むことを特徴とする実施態様１７に記載のインクジェット記録装置。
【００９８】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明のインクジェットプリンタでは、記録ヘッドから出力されるヘッド温度を検出し、温度が所定の温度を超えた場合に、ヘッドにかかる投入エネルギーをほぼ一定に保ちつつ、駆動電圧と駆動パルス幅の変更を行ってリフィル周波数の低下を抑制できるので、昇温時のリフィル特性の低下に伴う画像劣化を回避し、かつ記録速度の低下を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１およびだい２の実施形態に従った、駆動パルス幅および駆動電圧の設定処理を示すフローチャートである。
【図２】記録ヘッドのチップ構成を示す図である。
【図３】連続して複数ページを記録した際の、連続記録枚数とヘッド温度との関係を示す図である。
【図４】連続して複数ページを記録した際の、連続記録枚数とヘッド温度との関係を示す図である。
【図５】記録ヘッドの走査状態を示す図である。
【図６】 (ａ)は、ヘッド温度に応じて駆動パルス幅および駆動電圧を変更するための構成を示すブロック図であり、(ｂ)は、記録ヘッドにおけるヒータへの電圧供給回路の一例を示す説明回路図である。
【図７】デジタル温度出力信号と記録ヘッドの温度との関係を示す図である。
【図８】本発明の一実施形態によるインクジェットプリンタの外観構成を示す斜視図である。
【図９】図８に示すインクジェットプリンタの外装部材を取り外した状態を示す斜視図である。
【図１０】本発明の実施形態に用いる記録ヘッドカートリッジを組立てた状態を示す斜視図である。
【図１１】図１０に示す記録ヘッドカートリッジを示す分解斜視図である。
【図１２】図１１に示した記録ヘッドを斜め下方から観た分解斜視図である。
【図１３】発熱基板を破断状態で示す図である。
【図１４】電気熱変換素子の部分拡大図である。
【図１５】図１４のＡ−Ａに沿った断面図である。
【図１６】インク室の内部構造を示す図である。
【図１７】図１６のＢ−Ｂに沿った断面図である。
【図１８】記録ヘッドのヒータに供給する駆動パルスを示す図であり、(a)は、昇温によるリフィル不足が発生する限界温度ＴＬＭＴ以下の場合に用いる駆動パルスを、(b)は昇温によるリフィル不足が発生する限界温度ＴＬＭＴ以下を超える場合に用いる駆動パルスを、(c)は１回のインクの吐出に用いる複数の駆動パルスをそれぞれ示す図である。
【図１９】 (ａ)〜(ｃ)は、インクジェット記録装置の記憶領域内に格納されているパルス幅と駆動電圧と温度の関係のデータを示す図である。
【図２０】本発明における第３の実施形態における、駆動パルス幅および駆動電圧の設定処理を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１２ 発熱基板
１３ インク室
１４ 電気熱変換素子
１５ インク供給口
１６ 吐出口
１７ 電極配線
１８ バンプ
１９ 発熱抵抗体層
２０ 保護層
２１ 耐キャビテーション層
Ｍ１０００ 装置本体
Ｍ１００１ 下ケース
Ｍ１００２ 上ケース
Ｍ１００３ アクセスカバー
Ｍ１００４ 排出トレイ
Ｍ２０１５ 紙間調整レバー
Ｍ３００１ ＬＦローラ
Ｍ３０１９ シャーシ
Ｍ３０２２ 自動給送部
Ｍ３０２９ 搬送部
Ｍ３０３０ 排出部
Ｍ４００１ キャリッジ
Ｍ４００２ キャリッジカバー
Ｍ４００７ ヘッドセットレバー
Ｍ４０２１ キャリッジ軸
Ｍ５０００ 回復系ユニット
Ｅ０００１ キャリッジモータ
Ｅ０００２ ＬＦモータ
Ｅ００１８ 電源キー
Ｅ００１９ レジュームキー
Ｅ００２０ ＬＥＤ
Ｅ００２１ ブザー
Ｅ００２２ カバーセンサ
Ｅ１００１ ＣＰＵ
Ｈ１０００ 記録ヘッドカートリッジ
Ｈ１００１ 記録ヘッド
Ｈ１１００ 記録素子基板
Ｈ１１００Ｔ 吐出口
Ｈ１２００ 第１のプレート
Ｈ１２０１ インク供給口
Ｈ１３００ 電気配線基板
Ｈ１３０１ 外部信号入力端子
Ｈ１４００ 第２のプレート
Ｈ１５００ タンクホルダー
Ｈ１５０１ インク流路
Ｈ１６００ 流路形成部材
Ｈ１７００ フィルター
Ｈ１８００ シールゴム
Ｈ１９００ インクタンク
【発明の属する技術分野】
本発明はインクジェット記録方法およびインクジェット記録装置に関し、詳しくはインクを吐出するために利用される熱エネルギーを発生するための電気熱変換素子を有した液体吐出ヘッドの駆動制御に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
インクジェット記録装置の一般的なものの一つは、インク吐出を行なうための記録ヘッドを主走査方向に走査させ、画像データ信号から作られる駆動信号によってその記録ヘッドのノズルからインクを吐出させることにより記録媒体上に画像を形成するものである。
【０００３】
また、このようなインクジェット記録装置に用いられる記録ヘッドはその吐出方式によって次のものが一般的である。
【０００４】
すなわち、吐出方式としては、インク滴を吐出するための吐出エネルギーを与える吐出エネルギー発生素子として電気熱変換素子（ヒータ）を利用してインクに気泡を生じさせてインクを吐出する方式と圧電素子（ピエゾ）の歪によってインクを吐出する方式がある。両者とも吐出エネルギー発生素子に電気信号を与えることでインクの吐出が可能であるが、前者の方式は吐出エネルギー発生素子であるヒータを配置するスペースが小さくて済む利点があり、また、このような点から記録ヘッドの構成も簡略化、小型化が可能であり、さらに高密度化も比較的容易であるという利点をもつ。
【０００５】
一方、この方式はヒータが発生する熱が記録ヘッド内に蓄熱することが多く、この蓄熱の影響で吐出するインク滴の体積変化が起きやすく、また消泡によるキャビテーションがヒータに与える影響が大きい場合がある。
【０００６】
これらの課題を解決する方式として、例えば、特許文献１、特許文献２、特許文献３、特許文献４に記載されたインクジェット記録方法およびインクジェット記録ヘッドが知られている。これらの公報に記載される記録ヘッドの構造は、液体を吐出するための吐出口と、これに連通してインクが満たされるインク路と、このインク路中に設けられた電気熱変換素子を有するものである。この電気熱変換素子は、薄膜抵抗体よりなるのが一般的であり、これに電気配線を介してパルス状の通電（駆動パルスの印加）を行うことにより熱エネルギーを発生する。そして、この熱エネルギーによってインク中に生じた気泡によってインクを吐出し、その際この気泡を外気と連通させつつインクを吐出するものである。この吐出方式を用いることにより、インク滴の体積の安定性の向上、高速小液滴記録、および消泡で発生するキャビテーションの解消によるヒータの耐久性向上を図ることができる。
【０００７】
【特許文献１】
特開昭５４−１６１９３５号公報
【０００８】
【特許文献２】
特開昭６１−１８５４５５号公報
【０００９】
【特許文献３】
特開昭６１−２４９７６８号公報
【００１０】
【特許文献４】
特開平４−１０９４１号公報
【００１１】
【特許文献５】
特許第２５４３９５２号公報
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した従来の記録ヘッドは、特にデューティー(本明細書では、一定の面積における画素に吐出されるインクの割合であり、上記一定の面積の全ての画素にそれぞれ１回インクが吐出される場合を１００％とする)の高い吐出を連続して行なうとき記録ヘッドの温度が上昇する場合がある。そして、この温度上昇によって吐出の際の気泡が通常の場合より大きくなり、その分インク路においてインクが移動する量ないし距離が大きくなってインクリフィルが間に合わず、結果として記録ヘッドの周波数特性が低下することになる。
【００１３】
このような記録ヘッドの温度上昇によって生じる駆動パルスに対する応答周波数の低下を考慮し、駆動周波数を一律低く設定することが考えられるが、全体的なスループットの低下をもたらす。
【００１４】
これに対し、例えば特許文献５には、記録ヘッドの温度を検出して、温度に応じて駆動周波数を制御する方法が記載されている。しかし、この公報に記載の方法では、検出する温度が所定の温度を超えた直後に記録ヘッドの駆動を低速にするため、全体的なスループットが低下する傾向は変わらない。このスループットの低下を防止するため、温度が上昇した場合に、ヒータに投入する駆動パルスのエネルギーを減少させて発泡の成長を抑制する方法がある。しかし、投入エネルギーを減少させて高いデューティーの吐出を連続して行なう場合には、駆動パルスの電圧が降下してインク吐出量が減少し、最悪の場合は、画像がかすれて記録されてしまうという問題がある。
【００１５】
本発明は、上述の問題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、記録ヘッドの昇温時のリフィル特性の低下に伴う画像劣化を回避し、かつ記録速度の低下を防ぐことができるインクジェット記録方法およびインクジェット記録装置を提供することにある。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
そのために本発明では、複数の吐出口と、該複数の吐出口からインクを吐出させるための熱エネルギーを発生させる電気熱変換素子を有する液体吐出ヘッドを用いて被記録媒体に記録を行うインクジェット記録方法であって、前記液体吐出ヘッドの温度を取得し、前記電気熱変換素子に印加する駆動パルス幅と駆動電圧の設定変更を行う設定ステップと、前記設定ステップの設定結果に基づいた、前記駆動パルス幅と前記駆動電圧により前記電気熱変換素子を駆動制御する制御ステップと、を有し、前記液体吐出ヘッドの温度と所定の温度とを比較する判定ステップを含み、前記判定ステップで、前記液体吐出ヘッドの温度が前記所定の温度を超えたと判定された場合に、前記駆動パルス幅を相対的に短く設定するとともに、前記駆動電圧が相対的に高くなるように設定し、前記設定ステップにて設定される駆動パルスにて前記電気熱変換素子に印加されるエネルギーは、前記液体吐出ヘッドの温度によらずほぼ一定であり、前記液体吐出ヘッドの温度が上昇すると、液体吐出ヘッドにおけるリフィル周波数は低下し、前記所定の温度は、液体吐出ヘッドにおけるリフィル周波数が駆動周波数より低くなる温度に基づいて定められた温度であることを特徴とする。
また、複数の吐出口と、該複数の吐出口からインクを吐出させるための熱エネルギーを発生させる電気熱変換素子を有する液体吐出ヘッドを用いて被記録媒体に記録を行うインクジェット記録装置であって、前記液体吐出ヘッドの温度を取得し、前記電気熱変換素子に印加する駆動パルス幅と駆動電圧の設定変更を行う設定手段と、前記設定ステップの設定結果に基づいた、前記駆動パルス幅と前記駆動電圧により前記電気熱変換素子を駆動制御する制御手段と、を具え、前記設定手段は前記液体吐出ヘッドの温度と所定の温度とを比較する判定手段を含み、前記判定手段が、前記液体吐出ヘッドの温度が前記所定の温度を超えたと判定された場合に、前記駆動パルス幅を相対的に短く設定するとともに、前記駆動電圧が相対的に高くなるように設定し、前記設定手段にて設定される駆動パルスにて前記電気熱変換素子に印加されるエネルギーは、前記液体吐出ヘッドの温度によらずほぼ一定であり、前記液体吐出ヘッドの温度が上昇すると、液体吐出ヘッドにおけるリフィル周波数は低下し、前記所定の温度は、液体吐出ヘッドにおけるリフィル周波数が駆動周波数より低くなる温度に基づいて定められた温度であることを特徴とする。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。
【００１８】
以下に説明する実施形態では、インクジェット記録方式を用いた記録装置としてインクジェットプリンタを例に挙げ説明する。
(第１実施形態)
１．装置本体
図８及び図９にインクジェット記録方式を用いたプリンタの概略構成を示す。図８において、この実施形態におけるプリンタの装置本体Ｍ１０００の外殻は、下ケースＭ１００１、上ケースＭ１００２、アクセスカバーＭ１００３及び排出トレイＭ１００４を含む外装部材と、その外装部材内に収納されたシャーシＭ３０１９（図９参照）とから構成される。
【００１９】
シャーシＭ３０１９は、所定の剛性を有する複数の板状金属部材によって構成され、記録装置の骨格をなし、後述の各記録動作機構を保持するものとなっている。
【００２０】
また、前記下ケースＭ１００１は装置本体Ｍ１０００の外装の略下半部を、上ケースＭ１００２は装置本体Ｍ１０００の外装の略上半部をそれぞれ形成しており、両ケースの組合せによって内部に後述の各機構を収納する収納空間を有する中空体構造をなしている。装置本体Ｍ１０００の上面部及び前面部には、それぞれ、開口部が形成されている。
【００２１】
さらに、排出トレイＭ１００４は、その一端部が下ケースＭ１００１に回転自在に保持され、その回転によって下ケースＭ１００１の前面部に形成される前記開口部を開閉させ得るようになっている。このため、記録動作を実行させる際には、排出トレイＭ１００４を前面側へと回転させて開口部を開成させることにより、ここから記録シートが排出可能となると共に排出された記録シートＰを順次積載し得るようになっている。また、排紙トレイＭ１００４には、２枚の補助トレイＭ１００４ａ，Ｍ１００４ｂが収納されており、必要に応じて各トレイを手前に引き出すことにより、用紙の支持面積を３段階に拡大、縮小させ得るようになっている。
【００２２】
アクセスカバーＭ１００３は、その一端部が上ケースＭ１００２に回転自在に保持され、上面に形成される開口部を開閉し得るようになっており、このアクセスカバーＭ１００３を開くことによって本体内部に収納されている記録ヘッドカートリッジＨ１０００あるいはインクタンクＨ１９００等の交換が可能となる。なお、ここでは特に図示しないが、アクセスカバーＭ１００３を開閉させると、その裏面に形成された突起がカバー開閉レバーを回転させるようになっており、そのレバーの回転位置をマイクロスイッチなどで検出することにより、アクセスカバーの開閉状態を検出し得るようになっている。
【００２３】
また、上ケースＭ１００２の後部上面には、電源キーＥ００１８及びレジュームキーＥ００１９が押下可能に設けられると共に、ＬＥＤ Ｅ００２０が設けられており、電源キーＥ００１８を押下すると、ＬＥＤ Ｅ００２０が点灯し記録可能であることをオペレータに知らせるものとなっている。また、ＬＥＤ Ｅ００２０は点滅の仕方や色の変化をさせたり、プリンタのトラブル等をオペレータに知らせる等種々の表示機能を有する。さらに、ブザーをならすこともできる。なお、トラブル等が解決した場合には、レジュームキーＥ００１９を押下することによって記録が再開されるようになっている。
【００２４】
２．記録動作機構
次に、プリンタの装置本体Ｍ１０００に収納、保持される本実施形態における記録動作機構について説明する。
【００２５】
本実施形態における記録動作機構としては、記録シートＰを装置本体内へと自動的に給送する自動給送部Ｍ３０２２と、自動給送部から１枚ずつ送出される記録シートＰを所定の記録位置へと導くと共に、記録位置から排出部Ｍ３０３０へと記録シートＰを導く搬送部Ｍ３０２９と、記録位置に搬送された記録シートＰに所望の記録を行なう記録部と、前記記録部等に対する回復処理を行う回復部（Ｍ５０００）とから構成されている。
【００２６】
ここで、記録部について説明すると、その記録部は、キャリッジ軸Ｍ４０２１によって移動可能に支持されたキャリッジＭ４００１と、このキャリッジＭ４００１に着脱可能に搭載される記録ヘッドカートリッジＨ１０００とからなる。
【００２７】
２．１ 記録ヘッドカートリッジ
まず、記録部に用いられる記録ヘッドカートリッジについて図１０〜１２に基づき説明する。
【００２８】
この実施形態における記録ヘッドカートリッジＨ１０００は、図１０に示すようにインクを貯留するインクタンクＨ１９００と、このインクタンクＨ１９００から供給されるインクを記録情報に応じてノズルから吐出させる記録ヘッドＨ１００１とを有する。記録ヘッドＨ１００１は、後述するキャリッジＭ４００１に対して着脱可能に搭載される、いわゆるカートリッジ方式を採るものとなっている。
【００２９】
ここに示す記録ヘッドカートリッジＨ１０００では、写真調の高画質なカラー記録を可能とするため、インクタンクとして、例えば、ブラック、ライトシアン、ライトマゼンタ、シアン、マゼンタ及びイエローの各色独立のインクタンクＨ１９００が用意されており、図１１に示すように、それぞれが記録ヘッドＨ１００１に対して着脱自在となっている。
【００３０】
そして、記録ヘッドＨ１００１は、図１２の分解斜視図に示すように、記録素子基板Ｈ１１００、第１のプレートＨ１２００、電気配線基板Ｈ１３００、第２のプレートＨ１４００、タンクホルダーＨ１５００、流路形成部材Ｈ１６００、フィルターＨ１７００、シールゴムＨ１８００から構成されている。
【００３１】
記録素子基板Ｈ１１００には、Ｓｉ基板の片面にインクを吐出するための複数の記録素子と、各記録素子に電力を供給するＡｌ等の電気配線とが成膜技術により形成され、この記録素子に対応した複数のインク流路と複数の吐出口Ｈ１１００Ｔとがフォトリソグラフィ技術により形成されると共に、複数のインク流路にインクを供給するためのインク供給口が裏面に開口するように形成されている。
【００３２】
また、記録素子基板Ｈ１１００は第１のプレートＨ１２００に接着固定されており、ここには、前記記録素子基板Ｈ１１００にインクを供給するためのインク供給口Ｈ１２０１が形成されている。さらに、第１のプレートＨ１２００には、開口部を有する第２のプレートＨ１４００が接着固定されており、この第２のプレートＨ１４００を介して、電気配線基板Ｈ１３００が記録素子基板Ｈ１１００に対して電気的に接続されるよう保持されている。この電気配線基板Ｈ１３００は、記録素子基板Ｈ１１００にインクを吐出するための電気信号を印加するものであり、記録素子基板Ｈ１１００に対応する電気配線と、この電気配線端部に位置し本体からの電気信号を受け取るための外部信号入力端子Ｈ１３０１とを有しており、外部信号入力端子Ｈ１３０１は、後述のタンクホルダーＨ１５００の背面側に位置決め固定されている。
【００３３】
一方、インクタンクＨ１９００を着脱可能に保持するタンクホルダーＨ１５００には、流路形成部材Ｈ１６００が例えば、超音波溶着により固定され、インクタンクＨ１９００から第１のプレートＨ１６００に亘るインク流路Ｈ１５０１を形成している。また、インクタンクＨ１９００と係合するインク流路Ｈ１５０１のインクタンク側端部には、フィルターＨ１７００が設けられており、外部からの塵埃の侵入を防止し得るようになっている。また、インクタンクＨ１９００との係合部にはシールゴムＨ１８００が装着され、係合部からのインクの蒸発を防止し得るようになっている。
【００３４】
さらに、前述のようにタンクホルダーＨ１５００、流路形成部材Ｈ１６００、フィルターＨ１７００及びシールゴムＨ１８００から構成されるタンクホルダー部と、前記記録素子基板Ｈ１１００、第１のプレートＨ１２００、電気配線基板Ｈ１３００及び第２のプレートＨ１４００から構成される記録素子部とを、接着等で結合することにより、記録ヘッドＨ１００１を構成している。
【００３５】
２．２ キャリッジ
次に、図９を参照して記録ヘッドカートリッジＨ１０００を搭載するキャリッジＭ４００１を説明する。
【００３６】
図９に示すように、キャリッジＭ４００１には、キャリッジＭ４００１と係合し記録ヘッドＨ１００１をキャリッジＭ４００１上の所定の装着位置に案内するためのキャリッジカバーＭ４００２と、記録ヘッドＨ１００１のタンクホルダーＨ１５００と係合し記録ヘッドＨ１００１を所定の装着位置にセットさせるよう押圧するヘッドセットレバーＭ４００７とが設けられている。
【００３７】
すなわち、ヘッドセットレバーＭ４００７はキャリッジＭ４００１の上部にヘッドセットレバー軸に対して回動可能に設けられると共に、記録ヘッドＨ１００１との係合部には、ばね付勢されるヘッドセットプレート（不図示）が備えられ、このばね力によって記録ヘッドＨ１００１を押圧しながらキャリッジＭ４００１に装着する構成となっている。
【００３８】
また、キャリッジＭ４００１の記録ヘッドＨ１００１との別の係合部にはコンタクトフレキシブルプリントケーブル（以下、コンタクトＦＰＣと称す）Ｅ００１１が設けられ、コンタクトＦＰＣ Ｅ００１１上のコンタクト部と記録ヘッドＨ１００１に設けられたコンタクト部（外部信号入力端子）Ｈ１３０１とが電気的に接触し、記録のための各種情報の授受や記録ヘッドＨ１００１への電力の供給などを行い得るようになっている。
【００３９】
ここでコンタクトＦＰＣ Ｅ００１１のコンタクト部とキャリッジＭ４００１との間には不図示のゴムなどの弾性部材が設けられ、この弾性部材の弾性力とヘッドセットレバーばねによる押圧力とによってコンタクト部とキャリッジＭ４００１との確実な接触を可能とするようになっている。さらに前記コンタクトＦＰＣ Ｅ００１１はキャリッジＭ４００１の背面に搭載されたキャリッジ基板Ｅ００１３に接続されている。
【００４０】
次に、発熱基板(記録素子基板Ｈ１１００)の詳細について、図に基づいて説明する。
【００４１】
図１３は、発熱基板１２を破断状態で示したものであり、電気熱変換素子１４の部分を抽出拡大して図１４に示し、そのＡ−Ａ矢視断面構造を図１５に示す。また、インク室１３の内部構造を図１６に示し、そのＢ−Ｂ断面矢視断面構造を図１７に示す。すなわち、発熱基板１２は、例えば、厚さ０．５〜１ｍｍのＳｉウェハを用いて製造され、相互に平行に配列する６本の細長いインク供給口１５がこのインクジェットヘッドで用いられる６色のインクに対応して形成されている。
【００４２】
各インク供給口１５には、このインク供給口１５の長手方向に沿って所定間隔で配列するインク室１３が当該インク供給口１５を挟むように２列に形成されており、各インク室１３には電気熱変換素子１４とこの電気熱変換素子１４と対向してインク滴を吐出するための吐出口１６とが設けられている。
【００４３】
本実施例では、インク供給口１５を挟んで相互に平行な２列の吐出口１６を相互に半ピッチずらしていわゆる千鳥状に配列しており、各列の吐出口１６に対応するインク室１３の間隔を６００ｄｐｉのピッチでそれぞれ配列させているため、各色のインクに対応してインク供給口１５の長手方向に沿って配列する吐出口１６の間隔は見かけ上、１２００ｄｐｉの高密度に配置された状態となっている。また、電気熱変換素子１４およびＡｌなどで形成されて電気熱変換素子１４に電力を供給する電気配線１７は、成膜技術によりＳｉウェハの表面に形成され、電極配線１７の他方の端末は、Ａｕなどで形成されていて発熱基板１２の表面から突出するバンプ１８となっている。
【００４４】
本実施例における電気熱変換素子１４は、Ａｌなどで形成される電極配線１７によって覆われていない、例えばＴａＮ，ＴａＳｉＮ，Ｔａ−Ａｌなどで形成される発熱抵抗体層１９の一部を含み、５３Ωのシート抵抗値を有する。また、これらの電気熱変換素子１４および電極配線は、３０００Åの厚みのＳｉＮで形成された保護層２０で覆われ、さらに電気熱変換素子１４の上の保護層２０の表面は、２３００Åの厚みのＴａによる耐キャビテーション層２１が成膜されている。
【００４５】
上述したインク供給口１５は、発熱基板１２として用いられるＳｉウェハの結晶方位を利用し、異方性エッチングにより形成される。また、インク室１３および吐出口１６は、フォトリソグラフイ技術によって形成される。そして、以上の構成を有する記録ヘッドは、電気熱変換素子１４に電圧パルスを印加することによって、吐出口１６から約４ピコリットルのインク滴を吐出する。
【００４６】
なお、上述した実施例では、吐出口１６を円形断面としたが、これを矩形や星型のような多角形にすることも可能である。
【００４７】
本実施例において、電気熱変換素子１４に駆動パルスを供給する速さ、すなわち、駆動周波数は２５ｋｈｚであり、また、駆動パルスは、基本的にその電圧が１１Ｖ、パルス幅が１．２μｓの、図１８（ａ）に示すような単一パルスであるが、図１にて後述するように、検出する記録ヘッドの温度に応じてその電圧値とパルス幅が変更されるものである。
【００４８】
また、本実施例においては、
チオジグリコール ５．０重量％
グリセリン ５．０重量％
尿素 ５．０重量％
イソプロピルアルコール ４．０重量％
アセチノール溶液 １．０重量％
ダイレクトブルー１９９ ２．５重量％
水 残部
の組成を持つインクをインクジェットヘッドに供給している。
【００４９】
このような本実施例と比較例１とによるインク滴の温度とリフイル周波数(応答周波数)についての評価を行った結果を以下の表１に示す。
【００５０】
【表１】
比較例１よりも本実施例のほうが同一温度条件で周波数特性が良いのは、保護膜の厚みが比較例１のほうが厚いのでヘッドから熱が逃げにくいためであり、発泡が本実施例よりも大きくなることで結果的にメニスカス後退量が大きくなることが原因である。また、本実施例では、４５℃の同一温度、電気熱変換素子にかかるエネルギーを一定の条件で、より高電圧で短パルスのほうが周波数特性が向上することがわかる。これは、保護膜が薄いほうが、電気熱変換素子から発生する熱がインク液に伝達されやすくなり、さらに高電圧短パルス化したほうが、電気熱変換素子から熱がインク液に伝わる時間が短いため、発泡に寄与する高い温度に加熱されたインク層（高温層）の厚みが薄くなるためである。
【００５２】
ここで、保護層２０の膜厚としては、厚すぎると上述のようにメニスカス後退量が大きくなり、周波数特性が劣化するという問題が生じ、薄すぎると製造欠陥の発生や耐久性に問題が生じるため、２，０００〜４，０００Åの膜厚であることが好ましい。
【００５３】
さらに、保護層２０の表面に形成されるＴａによる耐キャビテーション層の厚さは、性能上の要請から２，０００〜２，６００Åの膜厚であることが好ましい。
【００５４】
従って、電気熱変換素子を覆う被覆層の厚みとしては、４，０００〜６，６００Åの厚さの被覆層が形成されることが好ましい。
【００５５】
次に、検出したヘッド温度に応じて、駆動パルスのパルス幅と電圧を変更するための構成を説明する。図６(ａ)は、このパルス幅および電圧を変更するための構成を示すブロック図である。
【００５６】
図６(ａ)において、６０１はヘッド温度検出部を示す。本実施例の記録ヘッドはその内部に、温度検出のためのアナログ回路と、アナログ信号をデジタル信号に変換する回路が設けられ、これにより、ヘッド温度に応じたデジタル信号が出力される。図７に、この検出される記録ヘッドの温度とデジタル温度出力信号との関係を示す。なお、ここでは、ヘッド温度の取得を記録ヘッド内部で行なう例について説明したが、これに限られず、例えば、装置本体の温度センサからの温度検出値や定期的に検知されるヘッド温度センサからの温度検出値に基づいて演算して取得した温度であってもよい。
【００５７】
図６(ａ)において、６０２は駆動パルス幅、駆動電圧決定部を示す。この駆動パルス幅、駆動電圧決定部６０２はヘッド温度検出部６０１からのデジタル温度情報に基づいて、記録時の駆動パルスのパルス幅および電圧を変更する。
【００５８】
次に、具体的に本実施例の駆動パルス幅、駆動電圧決定方法を具体的に説明する。本実施例おいては、図６（ｂ）に示すようにインクジェット記録装置からインクジェット記録ヘッドヘと２種類の駆動電圧を供給するために、２系統の電圧供給経路を有する電圧供給回路Ｃ２を形成したものとなっている。すなわち、この電圧供給回路Ｃ２の電源電圧供給端子Ｖｏｐ１，２は、図１２に示すように記録装置の電源に接続されており、またこの電圧供給回路Ｃ２は、図外の異なる直流電圧供給源から供給される異なる２種類の直流電源電圧入力端子Ｖｏｐ１，Ｖｏｐ２にそれぞれ接続されたスイッチング素子としての２個のＦＥＴ５１，５２と、一端が基準電圧であるグランドＧＮＤに接続されると共に他端が前記両ＦＥＴに対して直列に接続された電気熱変換素子３１とにより構成されている。
【００５９】
そして、この電圧供給回路Ｃ２では、前記ＦＥＴ５１とＦＥＴ５２とが選択的にＯＮするものとなっている。一方のＦＥＴ５１がＯＮした場合には、ＦＥＴ５２はＯＦＦとなり、図外の直流電圧供給源から端子Ｖｏｐ１に供給される電圧が電気熱変換素子３１に印加される。また逆にＦＥＴ５１がＯＦＦした場合には、ＦＥＴ５２はＯＮとなり、端子Ｖｏｐ２に供給される電圧が電気熱変換素子３１に印加される。このように、この第１の実施形態においては、インクジェット記録ヘッドの基板内に、２系統の配線が形成されたものとなっており、各系統に供給される電圧をＦＥＴ５１，５２のスイッチング動作によって選択的に変更し得る。そして、ＦＥＴ５１，５２のＯＮ時間を変化させることによって駆動パルス幅を変化させることができ、これによってインクのリフィル周波数を変化させることができる。
【００６０】
この実施形態では、一方の端子Ｖｏｐ１に１１Ｖの電圧が、他方の端子Ｖｏｐ２に１４Ｖの電圧がそれぞれ供給されている。ヘッド温度がＴｔｈ以下の場合にはＦＥＴ５１をＯＮさせ、１１Ｖの電圧、１．２μｓのパルス幅を有する駆動パルスを電気熱変換素子に供給する。また、ヘッド温度がＴｔｈを超えた場合には、ＦＥＴ５２をＯＮにし、１４Ｖの電圧、０．７μｓのパルス幅を有する駆動パルスを電気熱変換素子に供給する。ｋ値は両方とも１．２である。ここで、ｋ値の説明とｋ値を知る方法について説明する。インクジェット記録ヘッドにおいては、インクが吐出するかしないかのエネルギー閾値がある。すなわち、そのエネルギー閾値を超えなければ発泡はしない。また、インクジェットエネルギーを与える要素としては、電圧とパルス幅があるが、パルス幅を一定にした条件において電圧を変化させた時にインクが吐出されるか否かの電圧閾値をＶｔｈと呼ぶ。上記のような閾値があるが、その閾値Ｖｔｈでそのままインクジェット記録ヘッドの駆動を行った場合には、電気熱変換素子の表面性などの理由から吐出が十分安定していないために、閾値よりは大きな駆動エネルギーを与えることになる。そして、Ｖｔｈに対して一定の値を乗じることで増加させた駆動電圧を設定するが、その一定の値をｋ値と呼ぶ。すなわち、駆動電圧＝ｋ値×Ｖｔｈである。具体的にｋ値を求める場合には、インクジェット記録ヘッドに与えるパルス幅を一定として、印加する駆動電圧を変化させながら記録を行い、記録媒体にインク滴が着弾しているかどうかを観察することにより閾値となる駆動電圧（Ｖｔｈ）を求める。その上で、（インクジェット記録装置の駆動電圧）／（Ｖｔｈ）を算出することにより、インクジェット記録ヘッドに加えられているｋ値を求めることができる。各駆動電圧でのｋ値を一定にするために、インクジェット記録ヘッドのＶｔｈを前持って求めておき、インクジェット記録装置の記憶領域内にパルス幅と駆動電圧の関係のデータを格納する。格納するデータとしては、図１９（ａ）に示すようなデータであり、駆動電圧とパルス幅と温度の関係が格納されている。そして、上記のようなテーブルを参照して駆動電圧とパルス幅を設定する。インクが吐出するかしないかのエネルギー閾値は、温度によって多少変動するが、ｋ値は一定になるようにあらかじめ設定されているので、ヘッドに投入するエネルギー（パルス幅×Ｖｔｈ２×ｋ２）をほぼ一定に保ったまま記録を行うことができる。
【００６１】
本実施形態の記録ヘッドは、図３に示すように、所定のデューティの画像を連続して複数ページ記録すると、その連続記録ページ数に応じてヘッド温度が上昇する。そして、図３中の限界温度ＴＬＭＴを超えると、その温度におけるヘッドリフィル周波数が駆動周波数を下回るためにインクのリフィルが良好に行なわれなくなって吐出が不安定になり、記録画像の劣化を引き起こすことがある。
【００６２】
そこで、図４に示すように画像劣化を起こす限界温度ＴＬＭＴよりも低い閾値温度Ｔｔｈを設定し、この温度を超えたときは、駆動パルスのパルス幅および電圧を、その基本のパルス幅Ｐｏ（μｓ）＝１．２μｓおよび電圧Ｖｏ（Ｖ）＝１１Ｖから、パルス幅Ｐｔ（μｓ）＝０．７μｓ、駆動電圧Ｖｔ（Ｖ）＝１４Ｖに変更する。各駆動パルスのパルス波形を図１８に示す。Ｔ≦ＴＬＭＴのときには図１８（ｂ）に示す波形であり、Ｔ＞ＴＬＭＴのときには図１８（ａ）に示す波形となる。このとき、Ｐｏ＞Ｐｔ、Ｖｏ＜Ｖｔである。なお、この変更においてｋ値は一定であるので、ヘッドに投入されるエネルギー(パルス幅×Ｖｔｈ２×ｋ２)はほぼ一定に保たれる。このため、電気熱変換素子に供給されるエネルギーが不足することで生じる吐出量が減少するといった弊害を防止しつつ、ヘッド温度が昇温した際のリフィル周波数低下を抑制することができる。
【００６３】
図１は、この駆動パルス幅、駆動電圧決定部６０２の処理の手順を示すフローチャートである。
【００６４】
本処理は各ページ記録の先頭で起動される。すなわち、図５に示すように、記録ヘッドを▲１▼から▲２▼に走査する第１スキャン、▲３▼から▲４▼に走査する第２スキャンと続き、ページ最後の第Ｎスキャンまで順次記録を行っていく時に、第１スキャンを行う直前の▲１▼の時点でヘッド温度を取得し、図１の処理を起動する。ステップＳ１０２では、取得したヘッド温度と駆動パルスの変更に係わる閾値の温度との比較を行う。
【００６５】
本実施例の記録ヘッドは、図２に示すように、２色のインクについて１チップの構成である。すなわち、ブラックインク(Ｋ)と淡シアンインク(濃度の低いシアンインク；ＬＣ)がチップＡ、淡マゼンタインク(濃度の低いマゼンタインク；ＬＭ)とシアンインク(Ｃ)がチップＢ、マゼンタインク(Ｍ)とイエローインク(Ｙ)がチップＣの組み合わせになっており、それぞれのチップ毎に前述のデジタル温度情報出力の回路を具備する。それぞれのチップのデジタル温度出力値の第ｎスキャンの値をＴａｎ、Ｔｂｎ、Ｔｃｎと表わすと、本実施形態では、ステップＳ１０２において第１スキャンの直前の温度である、Ｔａ１、Ｔｂ１、Ｔｃ１と閾値Ｔｔｈとの比較を行う。
【００６６】
ここで、１つのチップでも閾値Ｔｔｈを超えている場合はステップＳ１０３に進み、駆動パルスのパルス幅および電圧をそれぞれＰｔ（μｓ）、Ｖｔ（Ｖ）に設定する。一方、いずれのチップも閾値Ｔｔｈを超えていなければ、ステップＳ１０４に進み、基本の駆動パルスのパルス幅および電圧である、Ｐｏｔ（μｓ）、Ｖｏ（Ｖ）に設定する。
【００６７】
図６(ａ)に示すヘッド制御部６０３は、駆動パルス幅、駆動電圧決定部６０２で決定された駆動パルスを生成する制御信号を、記録ヘッド６０４のドライバへ供給して記録ヘッドの駆動を行う。さらに駆動電圧制御部６０５は、駆動パルス幅、駆動電圧決定部６０２で決定された電源電圧に対応する電源にすべく、電源電圧６０６で対応する本体電源の選択を行う。本体電源の選択の手段としてが、メカニカルなスイッチもしくはドランジスタを使った電子的なスイッチで良い。また、電源としてはＤＣ―ＤＣコンバーターを使っても良い。ＤＣ―ＤＣコンバーターでは基準電圧を基に出力電圧を生成しているが、基準電圧に外部のＤＡコンバーターからの出力を与え、電圧を変えることにより、出力電圧を多段階で変更することも可能である。
【００６８】
ここで、本実施例において、駆動パルスのパルス幅および電圧の変更に係わる閾値温度Ｔｔｈの設定について図４を用いて説明する。
【００６９】
図４は各ページを、記録可能なデューティの上限で連続記録したときの連続ページ数によるヘッド温度の昇温特性を示している。この例では、４ページ目の途中で昇温によるリフィル不足が発生する限界温度ＴＬＭＴを超える。このため、本実施形態では、１ページ前の３ページ目のページ頭でヘッド温度が閾値温度を超えて３ページ頭で駆動パルスを変更する場合があるように、その３ページ目のページ頭の温度よりも低く、かつ図７に示したデジタル温度出力の分解能である５℃単位で設定可能な温度を、閾値温度Ｔｔｈとする。本実施例ではＴｔｈを４５℃としている。
【００７０】
なお、上記実施例において、温度検出タイミングをページ頭に設定したが、温度取得タイミングや判定処理時間が間に合えば、ページ内の各スキャンの最初にすることが望ましい。以上のような構成により、従来のように３ページ以降の記録中のリフィル周波数を低下させることなく、スループットの最大限の向上が可能となる。
【００７１】
(第２実施形態)
本実施形態においては、インクジェット記録装置および記録ヘッドの構成は上記第１実施形態と同様であるが、その駆動方法が異なる。１回の吐出に対し単一の連続した駆動パルスを出力する場合に限らず、図１８（ｃ）に示すように複数のパルスからなる駆動パルスによって１回の吐出を行う。すなわち、基本パルスとして、１１Ｖの電圧で複数のパルスを供給する。具体的には、図１８（ｃ）に示すように、Ｐ1＝０．２μｓ、Ｐ２＝１．０μｓ、Ｐ３＝１．０μｓに設定している。図１８（ｃ）において、Ｐ１はプレパルスであり、電気熱変換素子３１の近傍にあるインク温度を発泡しない程度に上昇させる役目を果たし、Ｐ３はメインパルスであり、インクを発泡温度まで上昇させインクをインク出口から吐出させる役割を果たす。また、Ｐ２はパルス休止期間である。このように、１回のインク吐出に対して複数の駆動パルス（ここでは、ダブルパルス）を与えることによって発泡力を増すことができ、また、プレパルスの幅やパルス休止期間の長さを制御することで、インクに加える熱量を制御し発泡パワーを制御することを容易に行なうことができ、実施例１よりも、さらに細かな制御が可能になる。
【００７２】
本実施形態においては、インクジェット記録装置の記憶領域内に格納するデータとしては、図１９（ｂ）に示すようなデータであり、駆動電圧とパルス幅と温度の関係が格納されている。インクが吐出するかしないかのエネルギー閾値は、温度によって多少変動するが、Ｋ値は一定になるようにあらかじめ設定されているので、ヘッドに投入するエネルギー（パルス幅（Ｐ１＋Ｐ３）×Ｖｔｈ２×ｋ２）をほぼ一定に保ったまま記録を行うことができる。
【００７３】
ここで、本実施形態において、駆動パルス幅、駆動電圧の変更を行う際のヘッド温度の閾値をどのように設定するかについて図４を用いて説明する。図４は各ページ内を、印字可能なデューティの上限で連続印字した際の連続ページ数によるヘッド温度の昇温特性を示している。この例では、４ページ目の途中で昇温によるリフィル不足が発生する限界温度ＴＬＭＴを超える、このため、本実施形態では、１ページ前の３ページ目のページ頭でヘッド温度が閾値温度を超えて３ページ頭で駆動パルスを変更する場合があるように、その３ページ目のページ頭の温度よりも低く、かつ図７に示したデジタル温度出力の分解能である５℃単位で設定可能な温度を閾値温度Ｔｔｈとする。本実施例ではＴｔｈを４０℃としている。これは、ダブルパルス駆動を行うことによって、発泡に寄与するエネルギーが増大しメニスカス後退量が実施例１よりも増加するため、リフィル周波数が低下するためである。
【００７４】
本記録ヘッドは図３に示すように所定のデューティの画像を連続して複数のページ印字した際に、その連続印字枚数に応じてヘッド温度が上昇する。図３中のＴＬＭＴを超えると、その温度でのヘッドリフィル周波数が駆動周波数を下回るためにインクのリフィルが良好に行われなくなっての吐出が不安定になり、画像劣化を引き起こしてしまう。そこで、図４に示すように画像劣化を起こすＴＬＭＴよりも低いヘッド温度Ｔｔｈを設定し、この温度を超えた場合には駆動パルス幅がおよび電圧を、その基本のパルス幅Ｐｏ（μｓ）＝Ｐ１＋Ｐ３＝１．２μｓおよび電圧Ｖｏ＝１１（Ｖ）から、パルス幅Ｐｔ（μｓ）＝Ｐ１＋Ｐ３＝０．７μｓ、電圧Ｖｔ（Ｖ）＝１４Ｖに変更する。Ｔ≦ＴＬＭＴのとき、およびＴ＞ＴＬＭＴのときのいずれも波形は、図１８（ｃ）に示す波形となる。このとき、Ｐｏ＞Ｐｔ、Ｖｏ＜Ｖｔである。なお、この変更によってｋ値は一定であるので、ヘッドの投入エネルギー（パルス幅（Ｐ１＋Ｐ３）×Ｖｔｈ２×ｋ２）はほぼ一定に保たれるため、吐出量が減少するなどの弊害を防止しつつ、ヘッド温度が上昇した際のリフィル周波数低下を抑制することができる。
【００７５】
以上のように、複数のパルスからなる駆動パルスによって１回の吐出を行う場合でも、第１実施形態と同様の効果が得られる。
【００７６】
(第３実施形態)
次に、本発明の第３の実施形態を説明する。この、第３の実施形態においては、インクジェット記録装置および記録ヘッドの構成は、上記の第１実施形態または、第２の実施形態と同様であるが、この駆動パルス幅、電圧決定部６０２での処理の手順を示すフローチャートが異なる。
【００７７】
図２０は、この駆動パルス幅、駆動電圧決定部６０２での処理の手順を示すフローチャートである。本処理は各ページの先頭で行う。すなわち図５に示すように、記録ヘッドを▲１▼から▲２▼に走査する１スキャン目、▲３▼から▲４▼に走査する２スキャン目と続き、ページ最後のＮスキャン目まで順次記録を行っていく時に、第１スキャンを行う直前の▲１▼の時点でヘッド温度を取得し、図２０に示す処理を起動する。ステップＳ３０２において第１スキャンの直前の温度（Ｔhead）である、Ｔａ１、Ｔｂ１、Ｔｃ１の検出を行う。次に、スップＳ３０３に進み、図１９（ｃ）のような駆動パルス幅、駆動電圧テーブルを参照する。どのチップも閾値Ｔｔｈを超えていなければ、Ｓ３０４に進み、駆動パルス幅、駆動電圧を図１９（ｃ）のテーブルを参照して決定する。図６（ａ）に示すヘッド制御部６０３では、駆動電圧決定部６０２で決定された駆動パルスを生成する制御信号を、記録ヘッド６０４のドライバへ供給して記録ヘッドの駆動を行う。
【００７８】
２５〜４５℃まで同じヘッド構造と駆動条件の組み合わせで記録を行うと、２５℃ではリフィル性能に余裕があり、印字時のメニスカス振動が生じるためにメニスカスが凸の状態で吐出してしまう。すると、フェイス面のヌレやヨレ等を生じやすく画像劣化が発生する場合がある。本実施例は実施例１，２と比較して、多段階で駆動パルス幅、駆動電圧を変更（図19（ｃ））して、それぞれの温度レンジにおけるヘッドのリフィル周波数と駆動周波数のずれをより少なくできるので、印字時のメニスカス振動を抑制できる。なお、本実施例において、４５℃での駆動電圧＝１２．５Ｖ、駆動パルス幅＝０．８μｓの場合のヘッドのリフィル周波数は２５ｋｈｚであった。よって、フェイス面のヌレやヨレ等を防止し、画像品位を良好に保つことが可能である。なお、図19（ｃ）には示してないが、各テーブルでの温度帯での駆動電圧と駆動パルスの関係は、実施例１，２と同様にｋ値一定の条件になっており、ヘッドへの投入エネルギーは、ほぼ一定に保たれている。
【００７９】
以下、本発明の実施態様を以下に示す。
【００８０】
（実施態様１） 複数の吐出口と、該複数の吐出口からインクを吐出させるための熱エネルギーを発生させる電気熱変換素子を有する液体吐出ヘッドを用いて被記録媒体に記録を行うインクジェット記録方法において、
前記液体吐出ヘッドの温度を取得し、前記電気熱変換素子に印加する駆動パルス幅と駆動電圧の設定変更を行う設定ステップと、
前記設定ステップの設定結果に基づいた、前記駆動パルス幅と前記駆動電圧により前記電気熱変換素子を駆動制御する制御ステップと、
を有し、前記設定ステップは、前記液体吐出ヘッドの温度が相対的に高温であるほど前記駆動パルス幅を相対的に短く設定するとともに、前記駆動電圧が相対的に高くなるように設定することを特徴とするインクジェット記録方法。
【００８１】
（実施態様２） 前記設定ステップは、前記液体吐出ヘッドの温度と所定の温度とを比較する判定ステップを含み、前記判定ステップで、前記液体吐出ヘッドの温度が前記所定の温度を超えたと判定されたときに、前記駆動パルス幅を短く、前記駆動電圧を高く変更することを特徴とする実施態様１に記載のインクジェット記録方法。
【００８２】
（実施態様３） 前記所定の温度は、液体吐出ヘッドにおけるリフィル周波数が駆動周波数より低くなる範囲の温度であることを特徴とする実施態様２に記載のインクジェット記録方法。
【００８３】
（実施態様４） 前記制御ステップは、１回のインク吐出動作に対し複数個のパルスを駆動パルスとして出力することを特徴とする実施態様１ないし３のいずれか記載のインクジェット記録方法。
【００８４】
（実施態様５） 前記電気熱変換素子に印加されるエネルギーは、前記液体吐出ヘッドの温度によらずほぼ一定であることを特徴とする実施態様１ないし４のいずれかに記載のインクジェット記録方法。
【００８５】
（実施態様６） 前記設定ステップは、前記液体吐出ヘッドが前記被記録媒体に記録を行う際、前記被記録媒体ヘ記録開始前に、前記駆動パルス幅と前記駆動電圧の変更を行うことを特徴とする実施態様１ないし５のいずれかに記載のインクジェット記録方法。
【００８６】
（実施態様７） 前記設定ステップは、前記液体吐出ヘッドが走査方向に走査する毎に、前記駆動パルス幅と前記駆動電圧の変更を行うことを特徴とする実施態様１ないし６のいずれかに記載のインクジェット記録方法。
【００８７】
（実施態様８） 前記電気熱変換素子は、発熱抵抗層およびそれを覆う２，０００〜４，０００Åの厚さのＳｉＮにて形成された保護層をさらに有することを特徴とする実施態様１ないし７のいずれかに記載のインクジェット記録方法。
【００８８】
（実施態様９） 前記電気熱変換素子は、前記保護層の上にさらに耐キャビテーション層を備え、前記発熱抵抗層を覆う層の合計厚さが４,０００〜６，６００Åの範囲であることを特徴とする実施態様８に記載のインクジェット記録方法。
【００８９】
（実施態様１０） 前記耐キャビテーション層は、Ｔａ層を含むことを特徴とする実施態様９に記載のインクジェット記録方法。
【００９０】
（実施態様１１） 複数の吐出口と、該複数の吐出口からインクを吐出させるための熱エネルギーを発生させる電気熱変換素子を有する液体吐出ヘッドを用いて被記録媒体に記録を行うインクジェット記録装置において、
前記液体吐出ヘッドの温度を取得し、前記電気熱変換素子に印加する駆動パルス幅と駆動電圧の設定変更を行う設定手段と、
前記設定手段の設定結果に基づいた、前記駆動パルス幅と前記駆動電圧により前記電気熱変換素子を駆動制御する制御手段と、
を具え、前記設定手段は、前記液体吐出ヘッドの温度が相対的に高温であるほど前記電気熱変換素子に印加する前記駆動パルス幅を相対的に短くなるよう設定し、前記駆動電圧が相対的に高くなるように設定することを特徴とするインクジェット記録装置。
【００９１】
（実施態様１２） 前記設定手段は、前記液体吐出ヘッドの温度と所定の温度とを比較する判定手段を含み、前記判定手段が、前記液体吐出ヘッドの温度が前記所定の温度を超えたと判定したときに、前記駆動パルス幅を短く、前記駆動電圧を高く変更することを特徴とする実施態様１１に記載のインクジェット記録装置。
【００９２】
（実施態様１３） 前記所定の温度は、液体吐出ヘッドにおけるリフィル周波数が駆動周波数より低くなる範囲の温度であることを特徴とする実施態様１２に記載のインクジェット記録装置。
【００９３】
（実施態様１４） 前記制御手段は、１回のインク吐出動作に対し複数個のパルスを駆動パルスとして出力することを特徴とする実施態様１１ないし１３のいずれかに記載のインクジェット記録装置。
【００９４】
（実施態様１５） 前記電気熱変換素子に印加されるエネルギーは、前記液体吐出ヘッドの温度によらずほぼ一定であることを特徴とする実施態様１１ないし１４のいずれかに記載のインクジェット記録装置。
【００９５】
（実施態様１６） 前記電気熱変換素子は、発熱抵抗層およびそれを覆う２，０００〜４，０００Åの厚さのＳｉＮにて形成された保護層をさらに有することを特徴とする実施態様１１ないし１５のいずれかに記載のインクジェット記録装置。
【００９６】
（実施態様１７） 前記電気熱変換素子は、前記保護層の上にさらに耐キャビテーション層を備え、前記発熱抵抗層を覆う層の合計厚さが４,０００〜６，６００Åの範囲であることを特徴とする実施態様１６に記載のインクジェット記録装置。
【００９７】
（実施態様１８） 前記耐キャビテーション層は、Ｔａ層を含むことを特徴とする実施態様１７に記載のインクジェット記録装置。
【００９８】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明のインクジェットプリンタでは、記録ヘッドから出力されるヘッド温度を検出し、温度が所定の温度を超えた場合に、ヘッドにかかる投入エネルギーをほぼ一定に保ちつつ、駆動電圧と駆動パルス幅の変更を行ってリフィル周波数の低下を抑制できるので、昇温時のリフィル特性の低下に伴う画像劣化を回避し、かつ記録速度の低下を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１およびだい２の実施形態に従った、駆動パルス幅および駆動電圧の設定処理を示すフローチャートである。
【図２】記録ヘッドのチップ構成を示す図である。
【図３】連続して複数ページを記録した際の、連続記録枚数とヘッド温度との関係を示す図である。
【図４】連続して複数ページを記録した際の、連続記録枚数とヘッド温度との関係を示す図である。
【図５】記録ヘッドの走査状態を示す図である。
【図６】 (ａ)は、ヘッド温度に応じて駆動パルス幅および駆動電圧を変更するための構成を示すブロック図であり、(ｂ)は、記録ヘッドにおけるヒータへの電圧供給回路の一例を示す説明回路図である。
【図７】デジタル温度出力信号と記録ヘッドの温度との関係を示す図である。
【図８】本発明の一実施形態によるインクジェットプリンタの外観構成を示す斜視図である。
【図９】図８に示すインクジェットプリンタの外装部材を取り外した状態を示す斜視図である。
【図１０】本発明の実施形態に用いる記録ヘッドカートリッジを組立てた状態を示す斜視図である。
【図１１】図１０に示す記録ヘッドカートリッジを示す分解斜視図である。
【図１２】図１１に示した記録ヘッドを斜め下方から観た分解斜視図である。
【図１３】発熱基板を破断状態で示す図である。
【図１４】電気熱変換素子の部分拡大図である。
【図１５】図１４のＡ−Ａに沿った断面図である。
【図１６】インク室の内部構造を示す図である。
【図１７】図１６のＢ−Ｂに沿った断面図である。
【図１８】記録ヘッドのヒータに供給する駆動パルスを示す図であり、(a)は、昇温によるリフィル不足が発生する限界温度ＴＬＭＴ以下の場合に用いる駆動パルスを、(b)は昇温によるリフィル不足が発生する限界温度ＴＬＭＴ以下を超える場合に用いる駆動パルスを、(c)は１回のインクの吐出に用いる複数の駆動パルスをそれぞれ示す図である。
【図１９】 (ａ)〜(ｃ)は、インクジェット記録装置の記憶領域内に格納されているパルス幅と駆動電圧と温度の関係のデータを示す図である。
【図２０】本発明における第３の実施形態における、駆動パルス幅および駆動電圧の設定処理を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１２ 発熱基板
１３ インク室
１４ 電気熱変換素子
１５ インク供給口
１６ 吐出口
１７ 電極配線
１８ バンプ
１９ 発熱抵抗体層
２０ 保護層
２１ 耐キャビテーション層
Ｍ１０００ 装置本体
Ｍ１００１ 下ケース
Ｍ１００２ 上ケース
Ｍ１００３ アクセスカバー
Ｍ１００４ 排出トレイ
Ｍ２０１５ 紙間調整レバー
Ｍ３００１ ＬＦローラ
Ｍ３０１９ シャーシ
Ｍ３０２２ 自動給送部
Ｍ３０２９ 搬送部
Ｍ３０３０ 排出部
Ｍ４００１ キャリッジ
Ｍ４００２ キャリッジカバー
Ｍ４００７ ヘッドセットレバー
Ｍ４０２１ キャリッジ軸
Ｍ５０００ 回復系ユニット
Ｅ０００１ キャリッジモータ
Ｅ０００２ ＬＦモータ
Ｅ００１８ 電源キー
Ｅ００１９ レジュームキー
Ｅ００２０ ＬＥＤ
Ｅ００２１ ブザー
Ｅ００２２ カバーセンサ
Ｅ１００１ ＣＰＵ
Ｈ１０００ 記録ヘッドカートリッジ
Ｈ１００１ 記録ヘッド
Ｈ１１００ 記録素子基板
Ｈ１１００Ｔ 吐出口
Ｈ１２００ 第１のプレート
Ｈ１２０１ インク供給口
Ｈ１３００ 電気配線基板
Ｈ１３０１ 外部信号入力端子
Ｈ１４００ 第２のプレート
Ｈ１５００ タンクホルダー
Ｈ１５０１ インク流路
Ｈ１６００ 流路形成部材
Ｈ１７００ フィルター
Ｈ１８００ シールゴム
Ｈ１９００ インクタンク
Claims (9)
- 複数の吐出口と、該複数の吐出口からインクを吐出させるための熱エネルギーを発生させる電気熱変換素子を有する液体吐出ヘッドを用いて被記録媒体に記録を行うインクジェット記録方法であって、
前記液体吐出ヘッドの温度を取得し、前記電気熱変換素子に印加する駆動パルス幅と駆動電圧の設定変更を行う設定ステップと、
前記設定ステップの設定結果に基づいた、前記駆動パルス幅と前記駆動電圧により前記電気熱変換素子を駆動制御する制御ステップと、
を有し、
前記液体吐出ヘッドの温度と所定の温度とを比較する判定ステップを含み、前記判定ステップで、前記液体吐出ヘッドの温度が前記所定の温度を超えたと判定された場合に、前記駆動パルス幅を相対的に短く設定するとともに、前記駆動電圧が相対的に高くなるように設定し、
前記設定ステップにて設定される駆動パルスにて前記電気熱変換素子に印加されるエネルギーは、前記液体吐出ヘッドの温度によらずほぼ一定であり、
前記液体吐出ヘッドの温度が上昇すると、液体吐出ヘッドにおけるリフィル周波数は低下し、前記所定の温度は、液体吐出ヘッドにおけるリフィル周波数が駆動周波数より低くなる温度に基づいて定められた温度であることを特徴とするインクジェット記録方法。 - 前記制御ステップは、１回のインク吐出動作に対し複数個のパルスを駆動パルスとして出力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方法。
- 前記設定ステップは、前記液体吐出ヘッドが前記被記録媒体に記録を行う際、前記被記録媒体へ記録開始前に、前記駆動パルス幅と前記駆動電圧の変更を行うことを特徴とする請求項１または２のいずれかに記載のインクジェット記録方法。
- 前記設定ステップは、前記液体吐出ヘッドが走査方向に走査する毎に、前記駆動パルス幅と前記駆動電圧の変更を行うことを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載のインクジェット記録方法。
- 複数の吐出口と、該複数の吐出口からインクを吐出させるための熱エネルギーを発生させる電気熱変換素子を有する液体吐出ヘッドを用いて被記録媒体に記録を行うインクジェット記録装置であって、
前記液体吐出ヘッドの温度を取得し、前記電気熱変換素子に印加する駆動パルス幅と駆動電圧の設定変更を行う設定手段と、
前記設定ステップの設定結果に基づいた、前記駆動パルス幅と前記駆動電圧により前記電気熱変換素子を駆動制御する制御手段と、
を具え、
前記設定手段は前記液体吐出ヘッドの温度と所定の温度とを比較する判定手段を含み、前記判定手段が、前記液体吐出ヘッドの温度が前記所定の温度を超えたと判定された場合に、前記駆動パルス幅を相対的に短く設定するとともに、前記駆動電圧が相対的に高くなるように設定し、
前記設定手段にて設定される駆動パルスにて前記電気熱変換素子に印加されるエネルギーは、前記液体吐出ヘッドの温度によらずほぼ一定であり、
前記液体吐出ヘッドの温度が上昇すると、液体吐出ヘッドにおけるリフィル周波数は低下し、前記所定の温度は、液体吐出ヘッドにおけるリフィル周波数が駆動周波数より低くなる温度に基づいて定められた温度であることを特徴とするインクジェット記録装置。 - 前記制御手段は、１回のインク吐出動作に対し複数個のパルスを駆動パルスとして出力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。
- 前記電気熱変換素子は、発熱抵抗層およびそれを覆う２，０００〜４，０００Åの厚さのＳｉＮにて形成された保護層をさらに有することを特徴とする請求項５または６に記載のインクジェット記録装置。
- 前記電気熱変換素子は、前記保護層の上にさらに耐キャビテーション層を備え、前記発熱抵抗層を覆う層の合計厚さが４,０００〜６，６００Åの範囲であることを特徴とする請求項５ないし７のいずれかに記載のインクジェット記録装置。
- 前記耐キャビテーション層は、Ｔａ層を含むことを特徴とする請求項５ないし８のいずれかに記載のインクジェット記録装置。
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