JP2009000841A - 記録装置 - Google Patents

Abstract

【課題】スループット向上、廃棄インク量削減を達成するとともに、高品位の記録を行うことのできる記録装置を提供することである。
【解決手段】複数のサイズのインク液滴を吐出可能なインクジェット記録ヘッドの予備吐出を行なう際に次のように記録ヘッドの駆動条件を定める。まず、インク液滴のサイズは２種類であれば、大小それぞれのサイズのインク液滴に対応して、記録ヘッドからインク吐出を生じさせるために用いるパルス信号の最小パルス幅の値をＰｔｈ１、Ｐｔｈ２とし、予備吐出のために用いるパルス幅をＰ１、Ｐ２とする。このとき、（Ｐ２／Ｐｔｈ２）＞（Ｐ１／Ｐｔｈ１）の関係を満たすような値をなるように駆動条件を定める。
【選択図】 図８

Description

本発明は記録装置に関する。本発明は、例えば、電気熱変換体から発生される熱エネルギーを利用してインクを吐出する、大きさが異なる吐出口を備えたインクジェット記録ヘッドを備えた記録装置に関する。

インクジェット記録装置（以下、記録装置）では、インクジェット記録ヘッド（以下、記録ヘッド）からのインク吐出を良好に維持するための処理が従来より行われている。その処理とは、記録ヘッド内の粘度が増したインクや微細気泡等を排出したり、吐出口が形成された面に付着した異物やインクミスト等を除去する処理であり、回復処理と呼ばれている。

この回復処理としては、吸引動作、予備吐出動作、ワイピング動作等が知られている。吸引動作とは、ポンプ等で発生させた負圧を利用して、記録ヘッドの吐出口からインクや気泡を吸い出す動作である。予備吐出動作とは、画像形成に関与しないインク吐出を記録紙以外の所定の場所において行い、記録ヘッドの吐出口からインクや気泡を排出する動作である。ワイピング動作とは、記録ヘッドの吐出口が形成された面をブレードで拭い、吐出口が形成された面に付着した異物やインクミスト等を除去する動作である。

特に、記録ヘッド内で粘度が増したインクは、インクの吐出量の減少、吐出方向の偏向さらにはインク不吐出等のインク吐出不良の原因となり得るものであり、吐出が長時間なされない場合等に生じやすくなる。

従来より行われている回復処理では、吸引動作により記録ヘッドの吐出口から粘度の増したインクを吸い出した後、予備吐出動作を行う。この予備吐出動作は、吸引動作時に生じた混色インクを除去することを目的としている。しかしながら、従来の回復処理は、吸引動作に起因した多量の廃棄インクが発生するので、改善すべき余地があった。

廃棄インク量を削減するためには、その吸引動作を予備吐出動作に置き換えた回復処理が有効であるが、粘度の増したインクがインク吐出に及ぼす影響は、インクの種類やインク吐出量等により異なるため、予備吐出時の駆動条件を最適化する必要がある。ここでいう駆動条件とは、吐出インク液滴数、吐出周波数、吐出間隔等を指す。

特許文献１には、インク種類に応じて、予備吐出時における吐出インク液滴数を設定する構成が開示されている。特許文献１によれば、予備吐出時にインクの種類を判別し、そのインクの種類に応じた吐出インク液滴数をメモリから読出して設定し、予備吐出を実行することにより、過不足のない適切な予備吐出を可能としている。

また、特許文献２には、インク吐出量に応じて、予備吐出時の駆動条件、具体的には、吐出インク液滴数、吐出周波数、吐出間隔を設定する構成が開示されている。特許文献２によれば、大きさの異なる吐出口毎に適切な駆動条件を設定することにより、回復処理に要する時間、インク量を最小限にすることが可能となる。
特開平６−２４６９３１号公報 特開２００４−９０２９２号公報

予備吐出時における吐出インク液滴数は回復処理に要する時間に直結し、予備吐出のインク液滴数の増加は回復処理に要する時間の増加を意味する。しかし、何らかの手段で粘度の増したインクの粘度を下げることができれば、予備吐出のインク液滴数を削減すること、即ち、回復処理に要する時間を短縮することが可能となる。

粘度の増したインクの粘度を下げるにはインクの温度を上昇させることが有効である。このため、インク吐出しないような短パルスを印加したり、インク吐出を生じさせて記録を行うために用いられるヒータとは異なる、直接インク吐出に関わらないサブヒータで加熱するといった方法が用いられている。しかし、この方法では、新たな駆動回路やサブヒータの追加が必要になる。これは、チップサイズの大型化につながり、必然的に記録ヘッドのコストが増大するという問題が生じてしまう。

さて、予備吐出のように高周波数でのインク吐出では、吐出に必要な最小パルス幅（Ｐｔｈ）と駆動パルス幅（Ｐ）との比（Ｐ／Ｐｔｈ）がある値以上に大きくなるような設定を行うとインクの温度が上昇する。これは、粘度の増したインクの粘度低下に効果的である。この場合、前述したような新たな駆動回路やサブヒータの追加は必要としないため、チップサイズのコスト上昇がないという利点がある。インクの温度を上昇させると、粘度の増したインクの粘度低下に伴い、インクの吐出量が増加する。

このように、（Ｐ／Ｐｔｈ）の値が大きくなるような設定を行った場合、回復処理に要する吐出インク液滴は少なくなる。即ち、回復処理に要する時間は短縮される。しかしながら、前述したように、インクの吐出量が増加するため、吐出インク液滴あたりの吐出量から算出される、回復処理に要するインク量が、場合によっては増加する可能性がある。

特に、複数種類のサイズのインク滴を吐出可能な構成、例えば、相対的に大きな吐出口と相対的に小さな吐出口とを有する構成では、一般的に、相対的に小さな吐出口の方が粘度の増したインクの影響を受けやすい。

このため、相対的に小さな吐出口において、回復処理に要する時間、インク量を最小限にすることが可能となる（Ｐ／Ｐｔｈ）の値を、相対的に大きな吐出口において同様に設定しても、回復処理に要するインク量を最小限にすることができるとは限らない。

相対的に大きな吐出口では、相対的に小さな吐出口に比べて、粘度の増したインクの影響を受けにくい。即ち、（Ｐ／Ｐｔｈ）の値を大きくすることに伴う予備吐出インク液滴の削減割合が低いものの、絶対的なインクの吐出量が多いためにトータルとしてインクの吐出量の増加してしまうのである。

これらのことは、インク吐出量に応じて、予備吐出時の駆動条件、具体的には（Ｐ／Ｐｔｈ）の値を最適に設定する必要があることを示唆している。

本発明は上記従来例に鑑みてなされたもので、更なるスループット向上、廃棄インク量削減を達成するとともに、高品位の記録を行うことのできる記録装置を提供することを目的としている。

上記目的を達成するために本発明の記録装置は、以下のような構成からなる。

即ち、複数のサイズのインク液滴を吐出するために、複数のサイズの吐出口を備えたインクジェット記録ヘッドからインクを吐出して記録媒体に記録を行う記録装置であって、前記複数のサイズのインク液滴それぞれに対応して、前記インクジェット記録ヘッドに備えられた電気熱変換素子に印加するパルス信号に関し、インクを吐出させるために必要な最小パルス幅の値と、予備吐出のために用いるパルス幅の値と、予備吐出に必要なパルス信号のパルス数とを格納する格納手段と、予備吐出に当り、前記予備吐出を行う対象となるノズルの吐出口から吐出されるインクの吐出量を判別する判別手段と、前記判別手段による判別の結果に従って、前記格納手段に格納された予備吐出のために用いるパルス幅の値と予備吐出に必要なパルス信号のパルス数とを読み出して、予備吐出のための駆動条件を設定する設定手段と、前記設定手段により設定された駆動条件に従って前記インクジェット記録ヘッドの予備吐出を行なう予備吐出手段とを有することを特徴とする。

従って本発明によれば、予備吐出に消費されるインク液滴の数を減少、即ち、回復処理に要する時間を短縮させることにより、スループット向上を図りつつ、廃棄インク量を削減し、高品位の記録を行うことができるという効果がある。

以下添付図面を参照して本発明の好適な実施例について、さらに具体的かつ詳細に説明する。なお、既に説明した部分には同一符号を付し重複説明を省略する。

なお、この明細書において、「記録」とは、文字、図形等有意の情報を形成する場合のみならず、有意無意を問わない。また人間が視覚で知覚し得るように顕在化したものであるか否かを問わず、広く記録媒体上に画像、模様、パターン等を形成する、または媒体の加工を行う場合も表すものとする。

また、「記録媒体」とは、一般的な記録装置で用いられる紙のみならず、広く、布、プラスチック・フィルム、金属板、ガラス、セラミックス、木材、皮革等、インクを受容可能なものも表すものとする。

さらに、「インク」（「液体」と言う場合もある）とは、上記「記録（プリント）」の定義と同様広く解釈されるべきものである。従って、記録媒体上に付与されることによって、画像、模様、パターン等の形成または記録媒体の加工、或いはインクの処理（例えば記録媒体に付与されるインク中の色剤の凝固または不溶化）に供され得る液体を表すものとする。

またさらに、「記録要素」（「ノズル」という場合もある）とは、特にことわらない限り吐出口ないしこれに連通する液路およびインク吐出に利用されるエネルギーを発生する素子を総括して言うものとする。

以下に用いる記録ヘッド用基板（ヘッド基板）とは、シリコン半導体からなる単なる基体を指し示すものではなく、各素子や配線等が設けられた構成を指し示すものである。

さらに、基板上とは、単に素子基板の上を指し示すだけでなく、素子基板の表面、表面近傍の素子基板内部側をも示すものである。また、本発明でいう「作り込み（built-in）」とは、別体の各素子を単に基体表面上に別体として配置することを指し示している言葉ではなく、各素子を半導体回路の製造工程等によって素子板上に一体的に形成、製造することを示すものである。

＜記録装置の基本構成（図１〜図２）＞
図１は、本発明のインクジェット記録ヘッドもしくはインクジェット記録ヘッドカートリッジ（以下、記録ヘッドもしくは記録ヘッドカートリッジ）を搭載可能な記録装置の一例を示す説明図である。

図１に示すように、この記録装置は、以下に示す記録ヘッドカートリッジＨ１００１或は記録ヘッドカートリッジＨ１００２が位置決めされて交換可能に搭載されるキャリッジ１０２を有する。キャリッジ１０２には、記録ヘッドカートリッジＨ１００１或はＨ１００２上の外部信号入力端子を介して各吐出部に駆動信号等を伝達するための電気接続部が設けられている。

キャリッジ１０２は、主走査方向に延在して装置本体に設置されたガイドシャフト１０３に沿って往復移動可能に支持されている。そして、キャリッジ１０２は、キャリッジモータ１０４によりモータプーリ１０５、従動プーリ１０６およびタイミングベルト１０７等の駆動機構を介して駆動されるとともに、その位置および移動が制御される。また、キャリッジ１０２にはホームポジションセンサ１３０が設けられている。キャリッジ１０２上のホームポジションセンサ１３０が遮蔽板１３６の位置を通過した際に、ホームポジションとなる位置が検出される。

記録媒体１０８は、給紙モータ１３５がギアを介してピックアップローラ１３１を回転させることにより、記録媒体１０８がオートシートフィーダ（ＡＳＦ）１３２から一枚ずつ分離給紙される。さらに、記録媒体１０８は、搬送ローラ１０９の回転により、記録ヘッドカートリッジＨ１００１或はＨ１００２の吐出口面と対向する位置（プリント部）を通って搬送される。この搬送方向を副走査方向という搬送モータ１３４による駆動は、ギアを介して搬送ローラ１０９に伝達される。給紙されたかどうかの判定と給紙時の頭出し位置の確定は、記録媒体１０８がペーパエンドセンサ１３３を通過した時点で行われる。ペーパエンドセンサ１３３は、記録媒体１０８の後端が実際にどこに有り、実際の後端から現在の記録位置を最終的に割り出すためにも使用される。

なお、記録媒体１０８は、プリント部において平坦なプリント面を形成するように、その裏面がプラテン（不図示）により支持される。この場合、キャリッジ１０２に搭載された記録ヘッドカートリッジＨ１００１或はＨ１００２は、それらの吐出口面がキャリッジ１０２から下方へ突出して２組の搬送ローラ対の間で記録媒体１０８と平行になるように保持されている。

記録ヘッドカートリッジＨ１００１或はＨ１００２は、各吐出部における吐出口の並び方向がキャリッジ１０２の走査方向（主走査方向）に対して交差する方向になるようにキャリッジ１０２に搭載され、これらの吐出口列から液体を吐出して記録を行う。

また、記録ヘッドカートリッジＨ１００１と同様の構成で、さらに多くの種類のサイズのインク液滴を吐出可能なカートリッジ記録ヘッドを記録ヘッドカートリッジＨ１００２と交換して使うことも可能である。

次に、上述した記録装置の記録制御を実行するための制御構成について説明する。

図２は記録装置の制御回路の構成を示すブロック図である。

図２において、１７００は記録信号を入力するインタフェース、１７０１はＭＰＵ、１７０２はＭＰＵ１７０１が実行する制御プログラムを格納するＲＯＭである。また、１７０３は各種データ（上記記録信号や記録ヘッドカートリッジに供給される記録データ等）を保存しておくＤＲＡＭである。１７０４は記録ヘッドカートリッジＨ１００１或はＨ１００２に対する記録データの供給制御を行うゲートアレイ（Ｇ．Ａ．）であり、インタフェース１７００、ＭＰＵ１７０１、ＲＡＭ１７０３間のデータ転送制御も行う。

さらに、１７０６は搬送モータ１３４を駆動するためのモータドライバ、１７０７はキャリッジモータ１０４を駆動するためのモータドライバである。

上記制御構成の動作を説明すると、インタフェース１７００に記録信号が入るとゲートアレイ１７０４とＭＰＵ１７０１との間で記録信号がプリント用の記録データに変換される。そして、モータドライバ１７０６、１７０７が駆動されると共に、キャリッジ１０２に送られた記録データに従って記録ヘッドカートリッジＨ１００１、或はＨ１００２が駆動され、記録媒体１０８上への画像記録が行われる。

＜記録ヘッドカートリッジの構成（図３〜図４）＞
図３は記録ヘッドカートリッジＨ１００１の構造を示す斜視図である。

記録ヘッドカートリッジＨ１００１は、電気信号に応じて膜沸騰をインクに対して生じさせるための熱エネルギーを生成する電気熱変換体とインク吐出口とが対向するように配置された、いわゆるサイドシュータ型の記録ヘッドを備えている。

図３に示されているように、この実施例の記録装置が搭載する記録ヘッドカートリッジは、インクタンク一体型であり、（ａ）と（ｂ）に示すような、カラーインク（シアンインク、マゼンタインク、イエロインク）が充填されている。記録ヘッドカートリッジＨ１００１は、記録装置のキャリッジ１０２に、位置決め手段および電気的接点によって固定支持されるとともに、キャリッジ１０２に対して着脱可能となっている。充填されているインクが消費されてなくなった場合は記録ヘッドカートリッジを交換することができる。

図３に示したように、記録ヘッドカートリッジＨ１００１は、記録装置のキャリッジ１０２の装着位置に案内するための装着ガイドＨ１５６０、ヘッドセットレバーによりキャリッジに装着固定するための係合部Ｈ１９３０を備えている。さらに、キャリッジの所定の装着位置に位置決めするためのＸ方向（主走査方向）の突き当て部Ｈ１５７０、Ｙ方向（副走査方向）の突き当て部Ｈ１５８０、Ｚ方向（インク吐出方向）の突き当て部Ｈ１５９０を備えている。これら突き当て部により位置決めされることで、電気配線テープＨ１３０１（後述）上の外部信号入力端子Ｈ１３０２とキャリッジ内に設けられた電気接続部のコンタクトピンとの正確な電気的接触が可能となっている。

図４は記録ヘッドカートリッジＨ１００１の分解斜視図である。

記録ヘッドカートリッジＨ１００１はシアン、マゼンタ、イエロの３色のインクを吐出させるためのものである。これは、図４に示すように、記録ヘッドＨ１１０１、電気配線テープＨ１３０１、インク供給保持部材Ｈ１５０１、フィルタＨ１７０１〜Ｈ１７０３、インク吸収体Ｈ１６０１〜Ｈ１６０３、蓋部材Ｈ１９０１、シール部材Ｈ１８０１から構成されている。

なお、ここでは３種類のインクを吐出させるための構成を記載するが、本発明の思想に沿うものであれば、これに限定されるものではない。

次に以上の構成の記録装置を用いた実施例について説明する。

この実施例では、２種類のサイズのインク滴を吐出可能な記録ヘッドを使用した場合における、スループット向上、廃棄インク量削減を達成し得る予備吐出時の駆動条件、具体的には（Ｐ／Ｐｔｈ）の値について説明する。

図５は記録ヘッドカートリッジＨ１００１を構成する記録ヘッドＨ１１０１を矢印の方向から観察したときの吐出口の配置を示す図である。

図５に示されているように、インク供給口３０３を挟んで対向する位置に２つの吐出口列３０１、３０２が配置されている。吐出口列３０１は相対的に大きなサイズ（ここでは体積が５ｐｌ）のインク滴を吐出可能な相対的に大きな吐出口で構成される。吐出口列３０２は相対的に小さなサイズ（ここでは、体積が２ｐｌ）のインク滴を吐出可能な相対的に小さな吐出口で構成される。また、用いる３種類のインク（シアンインク、マゼンタインク、イエロインク）に対応して、３つのインク供給口が設けられ、夫々のインク供給口を挟んで２つの吐出口列が配置されている。各吐出口列は全て平行である。

このとき、各吐出口列を構成する吐出口から吐出するインク滴の大きさが、それぞれすべて５ｐｌおよび２ｐｌである必要はなく、実質的に吐出口列として、それぞれ５ｐｌおよび２ｐｌ程度の大きさであればよい。

なお、吐出口列３０１を構成する各吐出口は、５ｐｌのインク滴を吐出可能な面積に形成され、各吐出口に連通するインク流路や電気熱変換素子の寸法も、それに合わせて調整されている。一方、吐出口列３０２を構成する各吐出口は、２ｐｌのインク滴を吐出可能な面積に形成され、各吐出口に連通するインク流路や電気熱変換素子の寸法も、それに合わせて調整されている。

以上の構成の記録ヘッドにおいて、回復処理に要する予備吐出インク液滴を調べる。

ここで、記録ヘッドは、吐出口が形成された面を覆わない、即ち、吐出口が剥き出しにされた状態で、４０℃に保たれた環境下に１週間放置したものを使用する。これは、ユーザが何らかの理由で記録装置から記録ヘッドを取り外し、取り外した記録ヘッドを大気中に長期間放置した後、再使用する状況を想定している。

このような環境下で、この記録ヘッドを使用して、予備吐出の駆動条件、具体的には駆動パルス幅を変えて予備吐出を行い、各駆動パルス幅において、ヨレや吐出不良の発生しない良好な記録を得るのに必要な吐出インク液滴を確認する。

５ｐｌのインク滴を吐出するのに必要なパルス信号の最小パルス幅（以下、Ｐｔｈ１）と２ｐｌのインク滴を吐出するのに必要なパルス信号の最小パルス幅（以下、Ｐｔｈ２）とはそれぞれ、０．４８３μ秒および０．４６９μ秒である。

ここで、予備吐出時に５ｐｌのインク滴を吐出させる際に用いるパルス信号のパルス幅（以下、Ｐ１）を、０．５２９μ秒、０．７１９μ秒、０．９９４μ秒と３段階で変化させる。従って、５ｐｌのインク滴を吐出するのに必要な最小パルス幅と駆動パルス幅との比（Ｐ１／Ｐｔｈ１）の値は、１．１０、１．４９、２．０６である。

一方、予備吐出時に２ｐｌのインク滴を吐出させる際に用いるパルス信号のパルス幅（以下、Ｐ２）は、０．５０８μ秒、０．６９８μ秒、０．９９４μ秒と３段階で変化させる。従って、２ｐｌのインク滴を吐出するのに必要な最小パルス幅と駆動パルス幅との比（Ｐ２／Ｐｔｈ２）の値は、１．０８、１．４９、２．１２である。

図６はシアンインクを用いたときのＰ１、Ｐ２、（Ｐ１／Ｐｔｈ１）、（Ｐ２／Ｐｔｈ２）と吐出口当りの予備吐出インク液滴数、予備吐出時間との関係を示す図である。

図６から分かるように、５ｐｌのインク液滴では、（Ｐ１／Ｐｔｈ１）の値が大きくなると、良好な記録に必要な予備吐出インク液滴は減少する。ただし、その減少割合は小さい。これは、５ｐｌのサイズのインク滴を吐出させる吐出口の大きさが比較的大きく、粘度の増したインクの影響を受けにくいことに起因していると考えられる。

一方、２ｐｌのインク液滴では、（Ｐ２／Ｐｔｈ２）の値が大きくなると、良好な記録に必要な予備吐出インク液滴は減少する。ただし、その減少割合は、５ｐｌと比べて大きい。これは、２ｐｌのサイズのインク滴を吐出させる吐出口の大きさが比較的小さく、増粘したインクの影響を受けやすいことに起因していると考えられる。

図６に記載の予備吐出時間とは、予備吐出動作のみに要する時間である。

５ｐｌのインク液滴では、（Ｐ１／Ｐｔｈ１）の値が大きくなっても予備吐出時間がほとんど短縮されないのに対して、２ｐｌのインク液滴では、（Ｐ２／Ｐｔｈ２）の値が大きくなると予備吐出時間が数秒短縮される。即ち、より小さなサイズのインク滴を吐出する吐出口では、吐出に必要な最小パルス幅（Ｐｔｈ）と駆動パルス幅（Ｐ）との比（Ｐ／Ｐｔｈ）が大きくなるように設定をすると、粘度の増したインクの粘度低下に効果的であることが分かる。言い換えると、予備吐出に要する時間の短縮が可能になるのである。

図７はシアンインクを用いたときの、吐出に必要な最小パルス幅（Ｐｔｈ）と駆動パルス幅（Ｐ）との比（Ｐ／Ｐｔｈ）とインクの吐出量の関係を示す図である。ここで、吐出量とは、吐出口当り、１吐出動作当りのインクの吐出量である。そのインクの吐出量は、インク液滴を吐出してが既知のパターンを記録させ、その記録前後での記録ヘッドカートリッジの重量変化から算出する。

図７（ａ）と図７（ｂ）は吐出周波数１．５ｋＨｚ（低周波数の典型例）でインク吐出が行われた場合の（Ｐ／Ｐｔｈ）とインクの吐出量の関係を示す。

インク液滴が５ｐｌの場合には、図７（ａ）に示すように、（Ｐ１／Ｐｔｈ１）の値が大きくなっても吐出量は変化しない。同様にインク液滴が２ｐｌの場合でも、図７（ｂ）に示すように、（Ｐ２／Ｐｔｈ２）の値が大きくなっても吐出量は変化しない。これは、インク吐出の周期が長すぎるため、絶対的にインクの温度上昇が十分ではなく、（Ｐ／Ｐｔｈ）の変化の影響が表れていないためと考えられる。

これに対して、図７（ｃ）と図７（ｄ）は吐出周波数１５ｋＨｚ（高周波数の典型例）で予備吐出のようにインク吐出が行われた場合の（Ｐ／Ｐｔｈ）とインクの吐出量の関係を示す。

インク液滴が５ｐｌの場合には、図７（ｃ）に示すように、（Ｐ１／Ｐｔｈ１）の値が大きくなるにつれて吐出量が増加する。同様にインク液滴が２ｐｌの場合でも、図７（ｄ）に示すように、（Ｐ２／Ｐｔｈ２）の値が大きくなるにつれて吐出量が増加する。このことは明らかに、予備吐出時には比（Ｐ／Ｐｔｈ）が大きくなるにつれてインクの吐出量が増加することを表している。

図８はシアンインクを用いたときの（Ｐ１／Ｐｔｈ１）、（Ｐ２／Ｐｔｈ２）、吐出口当りの（１吐出動作当りの）吐出量、吐出口当りの予備吐出インク液滴数、予備吐出時間、吐出口当りの使用インク量との関係を示す図である。

図８から分かるように、２ｐｌのインク液滴の場合には、（Ｐ２／Ｐｔｈ２）の値が大きくなると予備吐出時間が数秒短縮される。加えて、予備吐出インク液滴数×（吐出口当り、１吐出動作当りのインクの吐出量）で算出される使用インク量は減少する。即ち、（Ｐ／Ｐｔｈ）の値を大きくすることは、スループット向上および廃棄インク量削減の両面で効果がある。

これに対して、５ｐｌのインク液滴の場合には、（Ｐ１／Ｐｔｈ１）の値が大きくなっても予備吐出時間がほとんど変化しない。加えて、使用インク量は若干増加する傾向が見受けられる。即ち、（Ｐ／Ｐｔｈ）の値を大きくすることは、スループット向上にあまり効果がなく、さらに、廃棄インク量削減には寄与しない。

図６〜図８はシアンインクを使用した場合の結果を示したが、マゼンタインク、イエロインクにおいても、程度の差はあれ、同様の傾向が見受けられた。

以上の検討を踏まえ、この実施例では次のような予備吐出制御を実行する。

図９はこの実施例に従う予備吐出制御処理を示すフローチャートである。

まず、ステップＳ１００では予備吐出を行う記録ヘッドカートリッジの吐出量を判別する。この判別は、予備吐出の対象となるノズルが５ｐｌのインク液滴を吐出する大きなサイズの吐出口であるか、或は、２ｐｌのインク液滴を吐出する小さなサイズの吐出口であるかを判別することでなされる。この実施例では５ｐｌ、或は２ｐｌと判別される。ここで、その吐出量が５ｐｌと判別された場合には、処理はステップＳ２１０に進み、ＲＯＭ１７０２から予備吐出時の５ｐｌに対応する駆動パルス幅を読み出す。また、その吐出量が２ｐｌと判別された場合には、処理はステップＳ２２０に進み、ＲＯＭ１７０２から予備吐出時の２ｐｌに対応する駆動パルス幅を読み出す。

ＲＯＭ１７０２には、５ｐｌのインク滴を吐出するのに必要な最小パルス幅（Ｐｔｈ１）、予備吐出時の駆動パルス幅（Ｐ１）、２ｐｌのインク滴を吐出するのに必要な最小パルス幅（Ｐｔｈ２）、予備吐出時の駆動パルス幅（Ｐ２）が格納されている。ここで、格納されている値は、（Ｐ２／Ｐｔｈ２）＞（Ｐ１／Ｐｔｈ１）の関係となるような駆動パルス幅となっている。

続いて、ステップＳ３１０或はＳ３２０で、これら判別した吐出量毎にＲＯＭ１７０２から予備吐出に必要なパルス数を読み出す。

さらに、ステップＳ４００で、この読み出した駆動パルス幅と吐出パルス数をＲＡＭ１７０３の作業領域に設定する。さらに、ステップＳ５００では、ステップＳ４００で設定した条件に基づいて予備吐出を行い、予備動作を終了する。

従って以上説明した実施例に従えば、複数のサイズ（例えば、２種類のサイズ）のインク滴を吐出可能な記録ヘッドカートリッジを使用した場合に、インク吐出量に従った予備吐出のための適切な駆動条件設定を行うことができる。これにより、スループット向上と廃棄インク量削減の両面に寄与する。

なお、ここでいう適切な駆動条件とは、（Ｐ２／Ｐｔｈ２）＞（Ｐ１／Ｐｔｈ１）という関係を満たすことをいう。ここで、Ｐｔｈ１は相対的に大きなインク滴を吐出するのに必要な最小パルス幅、Ｐ１は予備吐出時の駆動パルス幅、Ｐｔｈ２は相対的に小さなインク滴を吐出するのに必要な最小パルス幅、Ｐ２は予備吐出時の駆動パルス幅である。

ここでは、３種類のサイズのインク滴を吐出可能な記録ヘッドカートリッジを使用した場合における、スループット向上、廃棄インク量削減を達成し得る予備吐出時の駆動条件、具体的には（Ｐ／Ｐｔｈ）の値について説明する。

図１０は記録ヘッドカートリッジＨ１００２を構成する記録ヘッドＨ１１０２を矢印の方向から観察したときの吐出口の配置を示す図である。

図１０に示されているように、インク供給口４０４を挟んで対向する位置に３つの吐出口列４０１、４０２、４０３が配置されている。吐出口列４０１は相対的に大きなサイズ（ここでは体積が５ｐｌ）のインク滴を吐出可能な相対的に大きな吐出口で構成される。吐出口列４０２は相対的に中間的なサイズ（ここでは体積が２ｐｌ）のインク滴を吐出可能な相対的に中間の大きさの吐出口で構成される。吐出口列４０３は相対的に小さなサイズ（ここでは体積が１ｐｌ）のインク滴を吐出可能な相対的に小さな吐出口で構成される。

また、用いる４種類のインク（例えば、シアンインク、マゼンタインク、イエロインク、ブラックインク）に対応して、４つのインク供給口が設けられ、夫々のインク供給口を挟んで２つ或は３つの吐出口列が配置されている。各吐出口列は全て平行である。図１０に示した４つのインク供給口に関し、左からブラックインク、シアンインク、マゼンタインク、イエロインクがそれぞれ供給される。

このとき、各吐出口列を構成する吐出口から吐出するインク滴の大きさが、それぞれすべて５ｐｌ、２ｐｌ、或は１ｐｌである必要はなく、実質的に吐出口列として、それぞれ５ｐｌ、２ｐｌ、或は１ｐｌ程度の大きさであればよい。

なお、吐出口列４０１を構成する各吐出口は、５ｐｌのインク滴を吐出可能な面積に形成され、各吐出口に連通するインク流路や電気熱変換素子の寸法も、それに合わせて調整されている。さらに、吐出口列４０２を構成する各吐出口は、２ｐｌのインク滴を吐出可能な面積に形成され、各吐出口に連通するインク流路や電気熱変換素子の寸法も、それに合わせて調整されている。またさらに、吐出口列４０３を構成する各吐出口は、１ｐｌのインク滴を吐出可能な面積に形成され、各吐出口に連通するインク流路や電気熱変換素子の寸法も、それに合わせて調整されている。

以上の構成の記録ヘッドにおいて、回復処理に要する予備吐出インク液滴を調べる。

図１１はシアンインクを用いて、３種類のインク液滴を吐出したときの（Ｐ／Ｐｔｈ）、吐出口当りの（１吐出動作当りの）吐出量、吐出口当りの予備吐出インク液滴数、予備吐出時間、吐出口当りの使用インク量との関係を示す図である。

ただし、図１１において、５ｐｌと２ｐｌのインク液滴吐出についての値は、実施例１と同じであるため、図８に示した値をそのまま、１ｐｌのインク液滴吐出の結果との比較のため併記した。

図１１から分かるように、１ｐｌのインク液滴の場合、インク滴を吐出するのに必要なパルス信号の最小パルス幅（Ｐｔｈ３）と予備吐出時のパルス信号のパルス幅（Ｐ３）との比（Ｐ３／Ｐｔｈ３）の値が大きくなると予備吐出時間が数秒短縮される。加えて、（予備吐出インク液滴×１吐出口、１吐出動作あたりのインクの吐出量）で算出される使用インク量は減少する。即ち、２ｐｌと同様、１ｐｌのインク液滴でも（Ｐ／Ｐｔｈ）の値を大きくすることは、スループット向上および廃棄インク量削減の両面で効果的である。

また、２ｐｌのインク液滴における結果と比較すると、（Ｐ２／Ｐｔｈ２）と（Ｐ３／Ｐｔｈ３）の値が同じ場合、１ｐｌの方がより長い予備吐出時間を要する。このことは、２ｐｌと１ｐｌのインク液滴を吐出するノズルから同時に予備吐出を行う場合、１ｐｌの予備吐出により全体の予備吐出時間が決められてしまうことを意味する。しかしながら、（Ｐ３／Ｐｔｈ３）＞（Ｐ２／Ｐｔｈ２）となるような駆動設定を行えば、スループット向上および廃棄インク量削減の両面で効果的な回復処理が可能となる。

図１１はシアンインクを使用した場合の結果を示したが、マゼンタインク、イエロインク、ブラックインクにおいても、程度の差はあれ、同様の傾向が見受けられた。

以上の検討を踏まえ、この実施例では次のような予備吐出制御を実行する。

図１２はこの実施例に従う予備吐出制御処理を示すフローチャートである。

なお、実施例１で説明したのと同じ処理については同じステップ参照番号を付し、その説明は省略する。

まず、ステップＳ１１０では予備吐出を行う記録ヘッドカートリッジの吐出量を判別する。この判別は、予備吐出の対象のノズルが５ｐｌのインク液滴を吐出する大きなサイズの吐出口、２ｐｌのインク液滴を吐出する中間のサイズの吐出口、或は、１ｐｌのインク液滴を吐出する小さなサイズの吐出口であるかを判別することでなされる。この実施例では５ｐｌ、２ｐｌ、或は１ｐｌと判別される。

ここで、その吐出量が５ｐｌと判別された場合には、ステップＳ２１０とステップＳ３１０の処理を実行し、その吐出量が２ｐｌと判別された場合には、ステップＳ２２０とステップＳ３２０の処理を実行する。これに対して、その吐出量が１ｐｌと判別された場合には、ステップＳ２３０に進み、ＲＯＭ１７０２から予備吐出時の１ｐｌに対応する駆動パルス幅を読み出す。続いて、ステップＳ３３０で、判別した吐出量毎に、ＲＯＭ１７０２から予備吐出に必要な吐出パルス数を読み出す。

ＲＯＭ１７０２には、Ｐｔｈ１、Ｐ１、Ｐｔｈ２、Ｐ２に加え、１ｐｌのインク滴を吐出するのに必要な最小パルス幅（Ｐｔｈ３）、予備吐出時の駆動パルス幅（Ｐ３）が格納されている。ここで、格納されている値は、（Ｐ３／Ｐｔｈ３）＞（Ｐ２／Ｐｔｈ２）＞（Ｐ１／Ｐｔｈ１）の関係となるような駆動パルス幅となっている。

以下、ステップＳ４００では実施例１のように読み出した駆動パルス幅と吐出パルス数とをＲＡＭ１７０３の作業領域に設定する。さらに、ステップＳ５００では、ステップＳ４００で設定した条件に基づいて予備吐出を行い、予備動作を終了する。

従って以上説明した実施例に従えば、複数のサイズ（例えば、３種類のサイズ）のインク滴を吐出可能な記録ヘッドカートリッジを使用した場合に、インク吐出量に従った予備吐出のための適切な駆動条件設定を行うことができる。これにより、スループット向上と廃棄インク量削減の両面に寄与する。

なお、ここでいう適切な駆動条件とは、（Ｐ３／Ｐｔｈ３）＞（Ｐ２／Ｐｔｈ２）＞（Ｐ１／Ｐｔｈ１）という関係を満たすことをいう。ここで、Ｐｔｈ１は相対的に大きなインク滴を吐出するのに必要な最小パルス幅、Ｐ１は予備吐出時の駆動パルス幅、Ｐｔｈ２は相対的に中間的な大きさのインク滴を吐出するのに必要な最小パルス幅、Ｐ２は予備吐出時の駆動パルス幅である。さらに、Ｐｔｈ３は相対的に小さなインク滴を吐出するのに必要な最小パルス幅、Ｐ３は予備吐出時の駆動パルス幅である。

なお、以上の実施例において、記録ヘッドから吐出される液滴はインクであるとして説明し、さらにインクタンクに収容される液体はインクであるとして説明したが、その収容物はインクに限定されるものではない。例えば、記録画像の定着性や耐水性を高めたり、その画像品質を高めたりするために記録媒体に対して吐出される処理液のようなものがインクタンクに収容されていても良い。

以上の実施例は、特にインクジェット記録方式の中でも、インク吐出のために熱エネルギーを発生する手段（例えば電気熱変換体等）を備え、その熱エネルギーによりインクの状態変化を生起させる方式を用いて記録の高密度化、高精細化が達成できる。

さらに加えて、本発明の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装置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。さらには、本発明は各種処理装置と複合的に組み合わせた産業用記録装置に適用できる。

本発明のインクジェット記録ヘッドもしくはインクジェット記録ヘッドカートリッジを搭載可能な記録装置の一例を示す説明図である。 記録装置の制御回路の構成を示すブロック図である。 記録ヘッドカートリッジＨ１００１の構造を示す斜視図である。 記録ヘッドカートリッジＨ１００１の分解斜視図である。 記録ヘッドカートリッジＨ１００１を構成する記録ヘッドＨ１１０１を矢印の方向から観察したときの吐出口の配置を示す図である。 シアンインクを用いて、２種類のインク液滴を吐出したときのＰ１、Ｐ２、（Ｐ１／Ｐｔｈ１）、（Ｐ２／Ｐｔｈ２）と吐出口当りの予備吐出インク液滴数、予備吐出時間との関係を示す図である。 シアンインクを用いたときの、吐出に必要な最小パルス幅（Ｐｔｈ）と駆動パルス幅（Ｐ）との比（Ｐ／Ｐｔｈ）とインクの吐出量の関係を示す図である。 シアンインクを用いたときの（Ｐ１／Ｐｔｈ１）、（Ｐ２／Ｐｔｈ２）、吐出口当りの（１吐出動作当りの）吐出量、吐出口当りの予備吐出インク液滴数、予備吐出時間、吐出口当りの使用インク量との関係を示す図である。 実施例１に従う予備吐出制御処理を示すフローチャートである。 記録ヘッドカートリッジＨ１００２を構成する記録ヘッドＨ１１０２を矢印の方向から観察したときの吐出口の配置を示す図である。 シアンインクを用いて、３種類のインク液滴を吐出したときの（Ｐ／Ｐｔｈ）、吐出口当りの（１吐出動作当りの）吐出量、吐出口当りの予備吐出インク液滴数、予備吐出時間、吐出口当りの使用インク量との関係を示す図である。 実施例２に従う予備吐出制御処理を示すフローチャートである。

符号の説明

１０２ キャリッジ
１０３ ガイドシャフト
１０４ キャリッジモータ
１０５ モータプーリ
１０６ 従動プーリ
１０７ タイミングベルト
１０８ 記録媒体
１０９ 搬送ローラ
１３０ ホームポジションセンサ
１３１ ピックアップローラ
１３２ オートシートフィーダ（ＡＳＦ）
１３３ ペーパエンドセンサ
１３４ ＬＦモータ
１３５ 給紙モータ
１３６ 遮蔽板
３０１、３０２ 吐出口列
３０３、４０４ インク供給口
４０１、４０２、４０３ 吐出口列
Ｈ１００１、Ｈ１００２ 記録ヘッドカートリッジ
Ｈ１１０１、Ｈ１１０２ 記録ヘッド

Claims (5)

1. 複数のサイズのインク液滴を吐出するために、複数のサイズの吐出口を備えたインクジェット記録ヘッドからインクを吐出して記録媒体に記録を行う記録装置であって、
   前記複数のサイズのインク液滴それぞれに対応して、前記インクジェット記録ヘッドに備えられた電気熱変換素子に印加するパルス信号に関し、インクを吐出させるために必要な最小パルス幅の値と、予備吐出のために用いるパルス幅の値と、予備吐出に必要なパルス信号のパルス数とを格納する格納手段と、
   予備吐出に当り、前記予備吐出を行う対象となるノズルの吐出口から吐出されるインクの吐出量を判別する判別手段と、
   前記判別手段による判別の結果に従って、前記格納手段に格納された予備吐出のために用いるパルス幅の値と予備吐出に必要なパルス信号のパルス数とを読み出して、予備吐出のための駆動条件を設定する設定手段と、
   前記設定手段により設定された駆動条件に従って前記インクジェット記録ヘッドの予備吐出を行なう予備吐出手段とを有することを特徴とする記録装置。
2. 前記複数のサイズのインク液滴は２種類であって、
   前記格納手段は、大きなサイズと小さなサイズのインク液滴にそれぞれ対応して、前記最小パルス幅の値をＰｔｈ１、Ｐｔｈ２とし、前記予備吐出のために用いるパルス幅をＰ１、Ｐ２としたときに、（Ｐ２／Ｐｔｈ２）＞（Ｐ１／Ｐｔｈ１）の関係を満たすような値を格納することを特徴とする請求項１に記載の記録装置。
3. 前記大きなサイズのインク液滴は５ｐｌ、前記小さなサイズのインク液滴は２ｐｌの体積をもつことを特徴とする請求項２に記載の記録装置。
4. 前記複数のサイズのインク液滴は３種類であって、
   前記格納手段は、大きなサイズと中間のサイズと小さなサイズのインク液滴にそれぞれ対応して、前記最小パルス幅の値をＰｔｈ１、Ｐｔｈ２、Ｐｔｈ３とし、前記予備吐出のために用いるパルス幅をＰ１、Ｐ２、Ｐ３としたときに、（Ｐ３／Ｐｔｈ３）＞（Ｐ２／Ｐｔｈ２）＞（Ｐ１／Ｐｔｈ１）の関係を満たすような値を格納することを特徴とする請求項１に記載の記録装置。
5. 前記大きなサイズのインク液滴は５ｐｌ、前記中間のサイズのインク液滴は２ｐｌ、前記小さなサイズのインク液滴は１ｐｌの体積をもつことを特徴とする請求項４に記載の記録装置。

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