JPH09123453A - インクジェット記録方法、インクジェット記録ヘッドおよびインクジェット記録装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ヘッドの温度調整、パルス幅の変調以外の第
三の簡便な駆動方法により高速印字、印字濃度の向上、
高印字品位の達成を図る。 【解決手段】 インク吐出口に生じるインクの液面が変
動している場合に、液面がインク吐出口面から突出して
いるタイミングで、次のインク吐出を行うように駆動周
波数を変調する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、インクジェット記
録ヘッドの吐出口からインクを吐出して被記録媒体に画
像を形成するインクジェット記録方法、インクジェット
記録ヘッドおよびインクジェット記録装置に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】プリンタ、プロッタ、複写機、ワープ
ロ、ファクシミリ等の情報通信機器の画像記録装置の１
つとして近年インクジェット方式による記録ヘッドを用
いた記録方式が評価され、広く一般的に使用されてい
る。特に電気熱変換体等により生成した気泡（バブル）
圧を用いる方法、すなわちバブルジェット方式（特公昭
６１−５９９１１〜４号）は装置の小型化、画像の高密
度化が容易であるなどの特徴を有している。

【０００３】このようなインクジェット方式により吐出
される液滴の量（以下、吐出量という）は、インクが吐
出させられる系の温度、すなわち記録ヘッドの温度に対
しある相関を有する。それは記録ヘッドの温度が高い場
合にはインクの粘性が低下し吐出量が多くなり、逆に記
録ヘッドの温度が低い場合にはインクの粘性が上がり吐
出量が少なくなるという、周知の事実に基づくものであ
る。

【０００４】従来吐出量を制御するために以下のような
方法が採られてきた。すなわちヘッドの温度を検知する
手段とヘッドを加熱する手段をもって目標温度を設定し
ヘッドの温度調整を行う方法である。その一例として特
開平４−３５３４６７号に示されるように、複数の記録
ヘッドを備えたインクジェット記録装置において、少な
くとも１つのヘッドの吐出量を他のヘッドの吐出量より
多くするために、吐出量を上げたいヘッドの温調目標温
度を他のヘッドより高くする方法がある。

【０００５】もしくはヘッドへの電圧印加パルス幅変調
（ＰＷＭ）を行う方法がある。その一例として、特開平
５−１６９６５９号に示されるように、インク滴の１吐
出あたり、インクを吐出に至らしめないプリ駆動パルス
と、インクを吐出に至らしめるメイン駆動パルスとを休
止期間を介して記録ヘッドに供給する駆動手段と、前記
休止期間を制御する手段を有するインクジェット記録装
置において、前記休止時間を変化させることにより吐出
量を制御するものがある。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、近年の
インクジェット記録システムへの要求は、高速印刷、高
精細画像、大判連続印刷等でありながら、記録装置の小
型化、低コスト化、さらには低ランニングコスト等、高
いものとなりつつある。これらの少なくとも１つ以上の
要求に答えるための記録ヘッドの構成としては、現行の
６４もしくは１２８ノズル以上の例えば２５６、５１
２、さらには１０２４ノズルのようなノズル数を大幅に
増加したもの、また現行の３６０ないしは４００ＤＰＩ
から６００ないしは１２００ＤＯＩへのノズルの高密度
化、記録方法としては、駆動周波数の高周波数化が考え
られる。

【０００７】このような要求は、上述の吐出量制御手段
に少なからず制限を与えることになる。すなわちヘッド
の温度調整をする手段については、ヘッド内のノズル数
の増加により、加熱に際して今までよりも大きなエネル
ギーを与えなければならず、また昇温の目標温度に達す
るまでの待ち時間（ウエイトタイム）をできるだけ短く
しようとする結果、瞬間的に大電流を流す必要があるた
め記録装置の電源やケーブル等が小型化できずコストア
ップにつながる。

【０００８】さらに、Ａ１ないしＡ０番に対応する大判
プリンタ等の記録装置では、印字中の１スキャンの幅が
大きいため吐出による自己昇温が激しく、ヘッドが過熱
により破壊しないための限界温度を設定し、限界温度ま
で上昇したら印字を停止させるようにした場合、印字開
始の昇温目標温度とのこの限界温度の差が十分にとれな
いために印字をたびたび休止しなければならない。

【０００９】また、パルス幅の制御に関しては、高速印
字を行おうとして駆動周波数を上げようとしたときは、
駆動周波数を上げれば上げるほど１吐出当たりに使用で
きる電圧印加可能なトータル時間が短くなっていく。同
様にノズル数が増えたときも１吐出当たりのトータル時
間が減少する。実際にある値までパルス幅を上げれば吐
出量が増加することが確認されていても、電圧印加可能
なトータル時間に入りきれず、目標の吐出量を達成でき
ない可能性もある。

【００１０】そこで、本発明においては、ヘッドの温度
調整、パルス幅の変調以外の第三の簡便な駆動方法を提
案し、インクジェット記録装置、特に１スキャンの幅の
広い大判プリンタ／プロッタにおいて、電源の大型化を
抑制するとともに印字を休止させることなく、ヘッドの
昇温を抑え、またパルス幅の制約を受けることなく可能
な限り高速で印字を行いながらも、必要に応じて吐出量
を上げることによって、印字濃度の向上さらには高印字
品位の達成を図れるインクジェット記録方法を提供する
ことを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は次のような構成を採る。

【００１２】インクを吐出するインク吐出口と、該イン
ク吐出口に連通する液路と、該液路に設けられ、かつ、
インクを吐出させるために利用される吐出エネルギを発
生する素子とを有するインクジェット記録ヘッドと、該
インクジェット記録ヘッドの駆動周波数を制御する制御
機構とを備えたインクジェット記録装置を用いたインク
ジェット記録方法であって、前記インクジェット記録ヘ
ッドにおける前記インク吐出口に生じるインクの液面が
吐出後に時間と共に変動し、該インクの液面が前記イン
ク吐出口面から突出しているタイミングで、次のインク
吐出を行うように、駆動周波数を変調するインクジェッ
ト記録方法、もしくは、前記吐出エネルギ発生素子は、
インクに膜沸騰現象による気泡を発生させてインクを吐
出する発熱素子であるインクジェット記録方法、もしく
は、前記インク吐出口に生じる液面がインク吐出後にリ
フィルされ、最初に初期の定常状態に復帰するときのリ
フィル周波数をｆ_r とし、次の定常状態に復帰するとき
のリフィル周波数をｆ₀ とする場合に、通常の印字を前
記ｆ₀ 以下の周波数で行い、インク吐出量を上げる場合
に前記ｆ_r と前記ｆ₀ との間の周波数で印字駆動するイ
ンクジェット記録方法、もしくは、前記インクジェット
記録ヘッドは温度調整手段を有するものであり、該温度
調整手段による温度調整に連動して駆動周波数の変調を
行うインクジェット記録方法、もしくは、インクを吐出
するインク吐出口と、該インク吐出口に連通する液路
と、該液路に設けられ、かつ、インクを吐出させるため
に利用される吐出エネルギを発生する素子とを有するイ
ンクジェット記録ヘッドであって、前記インク吐出口の
開口面積は３５０〜８００μｍ² であり、前記吐出エネ
ルギ発生素子は矩形形状であり、その短手寸法は２０〜
４０μｍであり、その長手寸法は１００〜１５０μｍで
あり、該吐出エネルギ発生素子は前記液路の一部を構成
する基板上に設けられ、該基板のうち、前記インク吐出
口側の端部から前記吐出エネルギ発生素子の端部までの
距離は０．０７〜０．１２ｍｍであり、前記インク吐出
口側の基板端部からの前記液路の長さは０．２〜０．５
ｍｍであり、前記基板表面からの前記液路の高さは４０
〜５０μｍであるインクジェット記録ヘッド、もしく
は、前記インク吐出口の開口面積は５００〜６００μｍ
² であるインクジェット記録ヘッド、もしくは、前記吐
出エネルギ発生素子は矩形形状であり、その短手寸法は
２６〜３０μｍであり、その長手寸法は１１０〜１２０
μｍであるインクジェット記録ヘッド、もしくは、前記
吐出エネルギ発生素子は前記液路の一部を構成する基板
上に設けられ、該基板のうち、前記インク吐出口側の端
部から前記吐出エネルギ発生素子の端部までの距離は
０．０８〜０．０９ｍｍであり、前記インク吐出口側の
基板端部からの前記液路の長さは０．２５〜０．３５ｍ
ｍであり、前記基板表面からの前記液路の高さは４２〜
４５μｍである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を用いるインクジェット記録
方法、もしくは、インクジェット記録ヘッドと、該イン
クジェット記録ヘッドの駆動周波数を制御する制御機構
とを含むインクジェット記録装置、もしくは、前記イン
クジェット記録ヘッドが、被記録媒体の搬送方向に直交
する方向に往復移動するキャリッジ上に着脱自在に搭載
可能であるインクジェット記録装置である。

【００１３】本発明によれば、高速印字を行う場合のパ
ルス幅の制約や、大判プリンタ／プロッタのようなヘッ
ド昇温とは無関係に、必要に応じて吐出量を上げること
ができ、それによって印字濃度の濃い、高品位な画像を
得るインクジェット記録方法を実現し得る。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態例につい
て、図面を用いて詳細に説明する。まずインクジェット
記録装置について説明する。

【００１５】［実施形態例１］図１は、本発明に係わる
インクジェット記録装置の一例を示す概略概観図であ
る。図１において、１はインクジェット記録ヘッド、２
はインクジェット記録ヘッドを装置上に固定し、ヘッド
が装置上で固定されたときに電気的接続が可能となるキ
ャリッジである。また３は記録が行われる紙などの被記
録媒体であり、プラテン４によりインクジェット記録ヘ
ッド１の走査方向と垂直方向の搬送される。５，６はキ
ャリッジ２が走査するためのシャフトであり、シャフト
５の回転によりキャリッジ２が移動する。

【００１６】図２は、インクジェット記録装置の制御回
路１００の構成を示すブロック図でる。図２において、
１０８は記録信号を入力するインターフェース、１０１
はＭＰＵ、１０２はＭＰＵ１０１が実行する制御プログ
ラムを格納するＲＯＭ、１０３は各種データ（上記記録
信号やインクジェット記録ヘッド１に供給される記録デ
ータ等）を保存しておくＤＲＡＭである。１０４は記録
ヘッド１に対する記録データの供給制御を行うゲートア
レー（Ｇ．Ａ．）であり、インターフェース１０８、Ｍ
ＰＵ１０１、ＤＲＡＭ１０３等のデータ転送制御も行
う。１１０はインクジェット記録ヘッド１が搭載された
キャリッジ２を走査させるためのキャリッジモータ、１
０９は被記録媒体搬送のための搬送モータである。１０
５はインクジェット記録ヘッド１を駆動するヘッドドラ
イバ、１０６，１０７はそれぞれ搬送モータ１０９、キ
ャリッジモータ１１０を駆動するためのモータドライバ
である。

【００１７】上記制御回路１００の動作を説明すると、
インターフェース１０８に記録信号が入ると、ゲートア
レー１０４とＭＰＵ１０１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
１０６，１０７により搬送モータ１０９、キャリッジモ
ータ１１０が駆動されると共に、ヘッドドライバ１０５
に送られた記録データにしたがってインクジェット記録
ヘッド１が駆動され記録が行われる。

【００１８】さらに、制御回路１００は、プリンタの状
態を使用者に知らせるための表示装置１１１および印字
濃度等を使用者に選択させるためのモード切り替えスイ
ッチ１１２の制御を行っている。

【００１９】次にインクジェット記録ヘッドについて説
明する。図３はその外観の一例を示す斜視図である。７
はインクを貯蔵するインクタンク、８はインクが吐出さ
れる複数の吐出口、９はインク供給部材、１０は不図示
の発熱素子と接続されているプリント配線板（ＰＷ
Ｂ）、１１は装置側とキャリッジ上で電気的に接続され
るコンタクトパッド、１２は前記各部品を実装させるベ
ースプレートである。

【００２０】さらにインク吐出回りの詳細を説明する。
図４はインクを吐出させるためのインク液路と吐出に必
要な構成を含む断面拡大図である。図４において１３は
インクを発泡吐出させるための発熱素子１４を複数形成
する基板（以下ヒータボード）であり、ＰＷＢ１０とワ
イヤ１５により電気的に接続している。２０はインクを
吐出するための吐出口８およびインク液路１６を複数形
成するとともに、前記複数のインク液路１６に共通に連
通する共通液室１７とを形成するための天板である。

【００２１】そして、インク収容部であるインクタンク
７内部と記録ヘッド内の共通液室１７とを連通させるイ
ンク供給路１８のインクタンク側端部にはフィルタ１９
が設けられている。ここで、インクタンク７から天板２
０によって形成される吐出部までのインク経路は、イン
ク供給路１８と共通液室１７を通る図中の矢印Ｆのよう
になる。

【００２２】次に吐出挙動について説明する。図５
（ａ）〜（ｆ）は本実施形態例の吐出口８、それに連通
するインク液路１６の断面構造において、液滴の吐出前
後のメニスカスの挙動を示す説明図である。図５はイン
クを吐出させるための発熱素子を有するヒータボード１
３、吐出口８を有する吐出口形成面２１、それに連通す
るオリフィス２２、液路２３、液路を形成するテーパ部
２４より成る。

【００２３】次に吐出前後の吐出口８の出口付近あるい
はインク液路１６内に存在する液面の挙動について説明
する。図５（ａ）に示す吐出前の定常状態からパルスが
印加された後の液面の変化を時間を追ってみると、
（ｂ）は主滴吐出開始後、液分離前の状態、（ｃ）は主
滴が吐出口８より吐出し、液分離直前の状態、（ｄ）は
後退した液面が吐出口まで戻った状態、（ｅ）はその液
面が吐出口より盛り上がった状態、（ｆ）はその液面が
再び定常状態に戻ることを示している。この吐出後の液
面の挙動は、盛り上がりと後退を繰り返しながら、その
振幅が小さくなっていく減衰振動である。

【００２４】図６は図５に示した吐出口８におけるイン
クの液面の変位を吐出パルス印加後の時間とともに表わ
した図である。図中ｔ_r （ｓｅｃ）は図５（ｃ）におけ
る液分離（図３における液面が定常状態に戻るまでの時
間であり、これをリフィル時間と呼ぶ。また、液面がｔ
_r で定常状態まで戻り、さらに吐出方向に盛り上がった
のち（図５（ｅ））、定常状態に戻る時間をｔ₀ （図５
（ｆ））、液面が後退した後再び定常状態に戻る時間を
ｔ₁ とする。

【００２５】図７は図６の横軸を時間ｔ（ｓｅｃ）から
周波数ｆ＝１／ｔ（Ｈｚ）に置き換えたものである。こ
こでリフィル時間ｔ_r に対し１／ｔ_r をリフィル周波数
と呼び、これをｆ_r （Ｈｚ）で表わし、ｔ₀ に対して１
／ｔ₀ をｆ₀ 、ｔ₁ に対して１／ｔ₁ をｆ₁ とする。そ
れぞれの数値は、液路の長さおよび高さ等の構造によっ
て変わる流体抵抗、吐出口の大きさ、インクの供給路の
抵抗等記録ヘッドの種類別に固有の値を有する。

【００２６】次にこの液面の状態と吐出量との関係につ
いて説明する。

【００２７】図８は吐出量の周波数依存性を示してい
る。横軸は記録ヘッドの駆動周波数、縦軸は各周波数で
吐出した場合の吐出量である。図７の液面位置に対応し
て吐出量が増減しており、ｆ₀ ないしｆ₁ 以下では液面
の振動がほぼ収まっているため吐出量は安定している
が、ｆ_r とｆ₀ の間では液面が上がった状態で吐出する
ため、ｆ₁ 以下の安定した吐出量よりも多く最も液面が
突出した状態で吐出量のピークが存在する。

【００２８】次に駆動周波数とパターン別の実際の吐出
周波数との関係について説明する。

【００２９】実際の各ノズルの吐出周波数は、印字する
パターンによって異なり、連続吐出時は駆動周波数ｆ_op
に等しく、１ドット打って１ドット休む（以下、１ドッ
ト１スペースという）場合はｆ_opの１／２、１ドットｎ
スペースの場合はｆ_opの１／（ｎ＋１）になる。

【００３０】いかなる印字パターンにおいても均一な吐
出量を得るには図９（ａ）に示すように駆動周波数ｆ_op
をｆ₁ 以下に設定する方法もあるが、この場合駆動周波
数ｆ_opは低く抑えられるため高速印字に対応できない。

【００３１】そこで印字速度を上げるために図９（ｂ）
に示すようにｆ_opをｆ_r 付近に設定する方法がある。こ
の時、ｆ_op／２がｆ₀ ないしはｆ₁ 以下であれば、パタ
ーン別の吐出量を一定に保つことができ、かつ駆動周波
数を高く設定できるので、高速印字を達成することがで
き、通常はこのような駆動周波数（ｆ_J とする）で印字
を行う。

【００３２】低温低湿環境下等において、ヘッドの温度
が低下すると吐出量が減少するが、このとき１００％打
込みのベタ部において特に顕著に濃度薄が認識される傾
向がある。これは吐出液滴が小さいために、本来設定の
吐出量では完全にカバーできるベタ部領域がインクによ
って埋められず、被記録媒体の素地が見えてしまうため
で、この素地が見え出すと急激に画像濃度が低下してく
る。

【００３３】また被記録媒体の種類によっては、インク
の媒体上でのにじみ方が異なるために同一の吐出量があ
ってもベタ部領域が完全にはカバーされず、同様に画像
濃度が低下する場合がある。

【００３４】そこで、１００％打込みのベタ部の濃度を
上げる方法について説明する。

【００３５】図９（ｃ）に示すように、１００％打込み
のベタ部の吐出量を上げるためには、その必要増加量に
応じて、リフィル周波数ｆ_r とリフィル後に盛り上がっ
た液面が再び定常状態に戻る周波数ｆ₀ との間の周波数
を、駆動周波数ｆ_opとして選択すればよい。

【００３６】図１０はそのフローチャートである。記録
装置は印字信号を受けた（Ｓ１）後、ヘッドの温度Ｔ_h
を認識し（Ｓ２）、このＴ_h が室温（２３℃）より低
い、ある温度Ｔ_L 以下であるときは（Ｓ３）、駆動周波
数ｆ_opは必要な吐出液の増加量に応じて前記ｆ_r とｆ₀
の間のｆ_L を選択して（Ｓ４）印字を開始する（Ｓ
５）。一方、ヘッド温度Ｔ_h がＴ_L より大きい場合につ
いては、記録装置の使用者が、被記録媒体に応じて濃い
印字濃度を選択した場合（Ｓ６、モード選択）には、同
様にｆ_opはｆ_L を選択するが（Ｓ４）、使用者が濃い印
字濃度を選択していない場合には、ｆ_J を選択し（Ｓ
７）それぞれ印字を開始する（Ｓ５）。すべての場合に
おいて１行印字ごとに同様のシーケンスを繰り返すこと
により吐出量を制御する。

【００３７】なお、本実施形態では、発熱素子１４の面
に沿う方向に設けられた液路１６の一端に吐出口８を有
する、いわゆるエッジシュータタイプのヘッドを用いて
説明したが、本発明は発熱素子の面に対向する位置に吐
出口を有する、いわゆるサイドシュータタイプのヘッド
にも適用可能である。

【００３８】［実施形態例２］次に、先に述べたリフィ
ル周波数ｆ_r あるいはｆ₀ 、さらにｆ_opを変化させたと
きの吐出量や印字濃度等の具体的な数値を、本実施形態
例２にて具体的に説明する。

【００３９】まず、本発明のインクジェット記録ヘッド
における吐出口、オリフィス、液路等の構造および発熱
素子の寸法等について、詳細に説明する。

【００４０】図１１（ａ）は、吐出口、オリフィス、液
路、ヒータボード等のインクジェット記録ヘッドの各構
成要素を含む断面拡大図、図１１（ｂ）はヒータボード
の一部示した平面図、図１１（ｃ）は図１１（ａ）にお
いて矢印Ａ方向から吐出口を表した図である。図１１
（ａ）において、発熱素子１４を含むヒータボード１３
のうち、吐出口８側の端部から発熱素子の端部までの距
離をＥＨ寸法と呼ぶ。このＥＨ寸法は、本実施形態例に
おいては好ましくは０．０７〜０．１２ｍｍ、より好ま
しくは０．０８〜０．０９ｍｍである。また、吐出エネ
ルギ発生素子としての発熱素子（ヒータ）は図１１
（ｂ）に示すように、長方形でありその長手寸法をＬ
₁ 、短手寸法をＬ₂ とすると、Ｌ₁ は好ましくは１００
〜１５０μｍ、より好ましくは１１０〜１２０μｍ、ま
たは、Ｌ₂ は、好ましくは２０〜４０μｍ、より好まし
くは２６〜３０μｍである。図１１（ａ）に示すように
液路長さは、ヒータボード吐出口側の先端から液路の後
端までの距離を表し、好ましくは０．２〜０．５ｍｍ、
より好ましくは０．２５〜０．３５ｍｍである。図１１
（ａ）に示すように液路高さは、ヒータボード表面から
液路の天井までの距離が定義され、好ましくは４０〜５
０μｍ、より好ましくは４２〜４５μｍである。図１１
（ｃ）に示すように吐出口は略円形であり、その面積
は、好ましくは３００〜８５０μｍ² 、より好ましくは
５００〜６００μｍ² である。

【００４１】このような構成の記録ヘッドにおいて、実
施形態例１で定義したリフィル周波数ｆ_r は１０ｋＨｚ
付近であり、液面が盛り上がった後再び定常状態に戻る
周波数ｆ₀ は５ｋＨｚ付近であった。この記録ヘッドの
駆動周波数ｆ_opを変化させたときの吐出量と光学的反射
濃度の例としては、ｆ_op＝１０ｋＨｚのとき吐出量５５
ｎｇで反射濃度は１．１１であり、またｆ_op＝８ｋＨｚ
のとき吐出量６０ｎｇで反射濃度１．１５であり、さら
にｆ_op＝６．７５ｋＨｚのとき吐出量６５ｎｇで反射濃
度１．１８である。すなわち、本発明を適用する場合、
通常は駆動周波数をｆ_op＝１０ｋＨｚに設定して、高速
印字を行い、印字環境の変化や被記録媒体の種類によっ
て吐出量を上げる必要のある場合、その必要増加量によ
っては、たとえば駆動周波数をｆ_op＝８ｋＨｚ、さらに
は６．７５ｋＨｚというように変化させることで、所望
の吐出量を得ることができる。

【００４２】勿論、それぞれの数値は、液路の長さおよ
び高さ等の構造によって変わる流体抵抗、吐出口の大き
さ、インク供給路の抵抗等、記録ヘッドの種類別の値に
よって決まるものであって、本実施形態例に限定され
ず、本発明の効果が発揮されるものであれば、任意の数
値が適用できる。

【００４３】［実施形態例３］本発明の第３の実施形態
例は、駆動周波数を変調する方法とヘッドの温度調整を
行う手段とを併用するものである。ヘッド温度を検知し
た後、その温度によって目標温度を設定して温度調整を
行うとともに、必要に応じて駆動周波数を変化させるも
ので、より細かい吐出量調整が可能となる。

【００４４】図１２は各駆動周波数毎に温度調整温度と
吐出量の関係を示したもので、横軸は温度調整温度、縦
軸は吐出量を表している。同一の温度調整温度、例えば
４５℃に温度調整した場合、１０ｋＨｚでの吐出量が５
５ｎｇ、８ｋＨｚでの吐出量が６０ｎｇ、６．７５ｋＨ
ｚでの吐出量が６５ｎｇとなる。また各周波数におい
て、温度調整温度を上げると吐出量は増加する。例えば
吐出量の目標値を５５ｎｇとした時、温度調整温度は、
周波数毎に異なる。１０ｋＨｚでは４５℃、８ｋＨｚで
は３２℃、６．７５ｋＨｚでは２５℃となる。すなわ
ち、駆動周波数を変調する方法とヘッドの温度調整を併
用する場合、室温２５℃でヘッド温度２５℃の状態から
まず温度調整せずに６．７５ｋＨｚで印字を開始し、ヘ
ッド温度が３２℃に達した時点で８ｋＨｚ駆動に切り替
え、さらにヘッド温度が４５℃に達した段階で１０ｋＨ
ｚ駆動に切り替えることができる。このときヘッド温度
の上昇は、印字デューティが比較的高い場合は、印字に
よる自己昇温だけでもよいし、印字デューティが低く自
己昇温が小さい場合は、温度調整を併用してもよい。

【００４５】また記録装置の使用者が、被記録媒体に応
じて濃い印字濃度を選択した場合にも、同様のシーケン
スが可能である。例えば吐出量の目標値を６０ｎｇとし
た場合、ヘッド温度調整によって３４℃までヘッドを昇
温させた後、６．７５ｋＨｚ駆動で印字を開始し、ヘッ
ド温度が４５℃に達した時点で８ｋＨｚ駆動に切り替
え、さらにヘッド温度が６０℃に達した時点で１０ｋＨ
ｚ駆動に切り替える。

【００４６】このような方法により、印字開始までのウ
エイトタイムを最小にし、かつ、より細かい吐出量調整
が可能となる。

【００４７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
通常の環境や通常の被記録媒体を使用している場合には
可能な限り高い駆動周波数ｆ_opで駆動し、印字スピード
を向上させるとともに、ヘッド温度が室温より低いある
一定温度以下になった場合と、使用者が濃い印字濃度を
選択した時のみ、駆動周波数を変調して吐出量を制御し
て、１００％打ち込みのベタ部濃度を上げることによっ
て、高品位の画像を得ることが可能なインクジェット記
録ヘッドおよび装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係わるインクジェット記録装置の一例
を示す概略外観図である。

【図２】本発明に係わるインクジェット記録装置の制御
回路の構成を示すブロック図である。

【図３】本発明に係わるインクジェット記録ヘッドの一
例を示す外観図である。

【図４】本発明に係わるインクジェット記録ヘッドのイ
ンク吐出周りの一例を示す断面拡大図である。

【図５】（ａ）〜（ｆ）は本発明に係わるインクジェッ
ト記録ヘッドの吐出前後の液面変位を表す断面図であ
る。

【図６】本発明に係わるインクジェット記録ヘッドの液
面変位に時間特性を表す図である。

【図７】本発明に係わるインクジェット記録ヘッドの液
面変位の周波数特性を表す図である。

【図８】本発明に係わるインクジェット記録ヘッドの吐
出量の周波数特性を表す図である。

【図９】（ａ）〜（ｃ）は本発明に係わるインクジェッ
ト記録ヘッドの吐出量の周波数特性と駆動周波数との関
係を説明する図である。

【図１０】本発明の実施形態例としてのシーケンスを表
すフローチャートである。

【図１１】本発明に係わるインクジェット記録ヘッドの
インク吐出周りの一例を示す図であって、（ａ）は断面
拡大図、（ｂ）は発熱素子平面図、（ｃ）は吐出口正面
図である。

【図１２】本発明に係わるインクジェット記録ヘッドに
おける各駆動周波数毎に温度調整温度と吐出量の関係を
示すグラフである。

【符号の説明】

１ インクジェット記録ヘッド ２ キャリッジ ３ 被記録媒体 ４ プラテン ５，６ シャフト ７ インクタンク ８ 吐出口 ９ インク供給部材 １０ プリント配線板（ＰＷＢ） １１ コンタクトパッド １２ ベースプレート １３ ヒータボード １４ 発熱素子（吐出エネルギ発生素子） １５ ワイヤ １６ インク液路 １７ 共通液室 １８ インク供給路 １９ フィルタ ２０ 天板 ２１ 吐出口形成面 ２２ オリフィス ２３ 液路 ２４ テーパ部 １００ 制御回路

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 インクを吐出するインク吐出口と、該イ
   ンク吐出口に連通する液路と、該液路に設けられ、か
   つ、インクを吐出させるために利用される吐出エネルギ
   を発生する素子とを有するインクジェット記録ヘッド
   と、該インクジェット記録ヘッドの駆動周波数を制御す
   る制御機構とを備えたインクジェット記録装置を用いた
   インクジェット記録方法であって、 前記インクジェット記録ヘッドにおける前記インク吐出
   口に生じるインクの液面が吐出後に時間と共に変動し、
   該インクの液面が前記インク吐出口面から突出している
   タイミングで、次のインク吐出を行うように、駆動周波
   数を変調することを特徴とするインクジェット記録方
   法。
2. 【請求項２】 前記吐出エネルギ発生素子は、インクに
   膜沸騰現象による気泡を発生させてインクを吐出する発
   熱素子であることを特徴とする請求項１記載のインクジ
   ェット記録方法。
3. 【請求項３】 前記インク吐出口に生じる液面がインク
   吐出後にリフィルされ、最初に初期の定常状態に復帰す
   るときのリフィル周波数をｆ_r とし、次の定常状態に復
   帰するときのリフィル周波数をｆ₀ とする場合に、通常
   の印字を前記ｆ₀ 以下の周波数で行い、インク吐出量を
   上げる場合に前記ｆ_r と前記ｆ₀ との間の周波数で印字
   駆動することを特徴とする請求項１または２に記載のイ
   ンクジェット記録方法。
4. 【請求項４】 前記インクジェット記録ヘッドは温度調
   整手段を有するものであり、該温度調整手段による温度
   調整に連動して駆動周波数の変調を行うことを特徴とす
   る請求項１〜３のいずれかの項に記載のインクジェット
   記録方法。
5. 【請求項５】 インクを吐出するインク吐出口と、該イ
   ンク吐出口に連通する液路と、該液路に設けられ、か
   つ、インクを吐出させるために利用される吐出エネルギ
   を発生する素子とを有するインクジェット記録ヘッドで
   あって、 前記インク吐出口の開口面積は３５０〜８００μｍ² で
   あり、前記吐出エネルギ発生素子は矩形形状であり、そ
   の短手寸法は２０〜４０μｍであり、その長手寸法は１
   ００〜１５０μｍであり、該吐出エネルギ発生素子は前
   記液路の一部を構成する基板上に設けられ、該基板のう
   ち、前記インク吐出口側の端部から前記吐出エネルギ発
   生素子の端部までの距離は０．０７〜０．１２ｍｍであ
   り、前記インク吐出口側の基板端部からの前記液路の長
   さは０．２〜０．５ｍｍであり、前記基板表面からの前
   記液路の高さは４０〜５０μｍであることを特徴とする
   インクジェット記録ヘッド。
6. 【請求項６】 前記インク吐出口の開口面積は５００〜
   ６００μｍ² であることを特徴とする請求項５記載のイ
   ンクジェット記録ヘッド。
7. 【請求項７】 前記吐出エネルギ発生素子は矩形形状で
   あり、その短手寸法は２６〜３０μｍであり、その長手
   寸法は１１０〜１２０μｍであ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ヘッド。
8. 【請求項８】 前記吐出エネルギ発生素子は前記液路の
   一部を構成する基板上に設けられ、該基板のうち、前記
   インク吐出口側の端部から前記吐出エネルギ発生素子の
   端部までの距離は０．０８〜０．０９ｍｍであり、前記
   インク吐出口側の基板端部からの前記液路の長さは０．
   ２５〜０．３５ｍｍであり、前記基板表面からの前記液
   路の高さは４２〜４５μｍであることを特徴とする請求
   項５〜７のいずれかの項に記載のインクジェット記録ヘ
   ッド。
9. 【請求項９】 請求項５〜８のいずれかの項に記載のイ
   ンクジェット記録ヘッドを用いることを特徴とするイン
   クジェット記録方法。
10. 【請求項１０】 請求項５〜８のいずれかの項に記載の
    インクジェット記録ヘッドと、該インクジェット記録ヘ
    ッドの駆動周波数を制御する制御機構とを含むことを特
    徴とするインクジェット記録装置。
11. 【請求項１１】 前記インクジェット記録ヘッドが、被
    記録媒体の搬送方向に直交する方向に往復移動するキャ
    リッジ上に着脱自在に搭載可能であることを特徴とする
    請求項１０記載のインクジェット記録装置。