(57)【要約】【課題】高速連続記録の際でも安定吐出が可能なインクジェット記録ヘッドの駆動方法およびインクジェット記録装置の提供。【解決手段】エネルギー発生素子と、エネルギー発生素子からエネルギーを付与する液体を収納する室と、室から外部に液体を吐出するための吐出口をエネルギー発生素子に対応する位置に形成する、外表面が親水性を有する部材と、を備え、エネルギー発生素子から室内の液体にエネルギーを付与することで吐出口から液体を吐出する記録ヘッドの駆動方法であって、吐出口から吐出された液体の量の合計があらかじめ設定した閾値以上となった場合に、所定の間隔以下の時間間隔で前記液体を吐出するようにエネルギー発生素子を駆動させる記録ヘッドの駆動方法。【選択図】図４
2014024184.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エネルギー発生素子と、前記エネルギー発生素子からエネルギーを付与する液体を収納する室と、前記室から外部に液体を吐出するための吐出口を前記エネルギー発生素子に対応する位置に形成する、外表面が親水性を有する部材と、を備え、前記エネルギー発生素子から前記室内の液体にエネルギーを付与することで前記吐出口から液体を吐出する記録ヘッドの駆動方法であって、
前記吐出口から吐出された前記液体の量の合計があらかじめ設定した閾値以上となった場合に、所定の間隔以下の時間間隔で前記液体を吐出するように前記エネルギー発生素子を駆動させることを特徴とする、記録ヘッドの駆動方法。
【請求項２】
前記閾値は、前記吐出口から吐出された前記液体の発数により設定されることを特徴とする請求項１に記載の記録ヘッドの駆動方法。
【請求項３】
前記液体の発数は、前記外表面が清掃された際にリセットされることを特徴とする請求項２に記載の記録ヘッドの駆動方法。
【請求項４】
前記液体はインクであり、前記記録ヘッドは、複数の吐出口が列状に並ぶ複数の吐出口列を有し、複数の前記吐出口列は、複数のインクを吐出するように構成されていることを特徴とする請求項１に記載の記録ヘッドの駆動方法。
【請求項５】
前記吐出口から吐出された前記インクの量の合計が前記閾値以上となった場合に、前記複数のインクのうち前記吐出口から吐出される際の前記外表面への溢れ量が多いインクを吐出する前記吐出口列についてのみ、所定の間隔以下の時間間隔で前記液体を吐出するように前記エネルギー発生素子を駆動させることを特徴とする請求項４に記載の記録ヘッドの駆動方法。
【請求項６】
前記閾値は、前記吐出口列ごとに設定されることを特徴とする請求項４に記載の記録ヘッドの駆動方法。
【請求項７】
前記記録ヘッドは複数の前記吐出口を有し、複数の前記吐出口は、前記外表面に６００ｄｐｉ以上の配列密度で配置されていることを特徴とする請求項１に記載の記録ヘッドの駆動方法。
【請求項８】
前記記録ヘッドは複数の前記吐出口を有し、複数の前記吐出口は２列の吐出口列を構成し、それぞれの前記吐出口は互いに半ピッチずつずれて配置されていることを特徴とする請求項１に記載の記録ヘッドの駆動方法。
【請求項９】
エネルギー発生素子と、前記エネルギー発生素子からエネルギーを付与する液体を収納する室と、前記室から外部に液体を吐出するための吐出口を前記エネルギー発生素子に対応する位置に形成する、外表面が親水性を有する部材と、を備え、前記エネルギー発生素子から前記室内の液体にエネルギーを付与することで前記吐出口から液体を吐出する記録ヘッドを保持するキャリッジを備え、
前記キャリッジにより前記記録ヘッドを記録媒体の幅方向に走査させつつ前記吐出口から液体を吐出することによって前記記録媒体に対して記録を行うインクジェット記録装置であって、
前記吐出口から吐出された前記液体の量の合計が、あらかじめ設定した閾値以上となった場合に、所定の間隔以下の時間間隔で前記液体を吐出するように前記エネルギー発生素子を駆動させつつ、前記走査を行うことを特徴とするインクジェット記録装置。
【請求項１０】
前記吐出口から吐出された前記液体の量の合計があらかじめ設定した閾値以上となった場合に所定の間隔以下の時間間隔で前記液体を吐出するように前記エネルギー発生素子を駆動させる際の前記走査は、走査方向の変換を含む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。
【請求項１１】
前記吐出口から吐出された前記液体の量の合計があらかじめ設定した閾値以上となった場合に所定の間隔以下の時間間隔で前記液体を吐出するように前記エネルギー発生素子を駆動させる際の前記走査は、前記記録媒体に対して記録を行うための１の記録走査の後から次の記録走査の開始までの間の走査領域にわたって行われ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。
【請求項１２】
前記記録媒体に対して記録を行うための１の記録走査の後から次の記録走査の開始までの間の走査領域にわたって行われる前記走査の間、前記エネルギー発生素子は一定の駆動条件で駆動されることを特徴とする請求項１１に記載のインクジェット記録装置。
【請求項１３】
前記記録媒体に対して記録を行うための１の記録走査の後から次の記録走査の開始までの間の走査領域にわたって行われる前記走査の間、前記エネルギー発生素子は間欠的に駆動されることを特徴とする請求項１１に記載のインクジェット記録装置。
【請求項１４】
前記記録媒体に対して記録を行うための１の記録走査の後から次の記録走査の開始までの間の走査領域にわたって行われる前記走査の間、前記エネルギー発生素子は、前記記録媒体上の領域とは別の領域であって前記液体を吸収する構造を有する領域に対してのみ前記液体を吐出するように間欠的に駆動されることを特徴とする請求項１１に記載のインクジェット記録装置。
【請求項１５】
前記吐出口から吐出された前記液体の量の合計があらかじめ設定した閾値以上となった場合に所定の間隔以下の時間間隔で前記液体を吐出するように前記エネルギー発生素子を駆動させる際の前記液体の吐出は、前記記録媒体上の領域とは別の領域であって前記液体を吸収する構造を有する領域に対して行われ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。
【請求項１６】
前記吐出口から吐出された前記液体の量の合計があらかじめ設定した閾値以上となった場合に所定の間隔以下の時間間隔で前記液体を吐出するように前記エネルギー発生素子を駆動させる際の前記走査は、前記記録媒体に対して記録を行うための１の記録走査の後から次の記録走査の開始までの間の走査領域のうち、前記次の記録走査の開始の直前の走査領域で行われ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。
【請求項１７】
前記次の記録走査の開始の直前の走査領域で行われる前記走査は、走査方向の変換を含まないことを特徴とする請求項１６に記載のインクジェット記録装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インク等の液滴を吐出させて記録媒体に記録を行うための、インクジェット記録ヘッドの駆動方法、およびインクジェット記録装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
記録ヘッドから記録媒体にインクを吐出して記録を行うインクジェット方式の記録装置（以下、インクジェット記録装置という）が知られている。このようなインクジェット記録装置に用いられるインクジェット記録ヘッド（以下、単に記録ヘッドともいう）は、インクを吐出するための開口である吐出口が設けられている面（以下、吐出口面という）を有する。吐出口の周辺にインクが不均一に付着していると、インク吐出時に、付着しているインクに吐出されるインクが引っ張られて、吐出方向が寄れることがあり、記録される画像品質に好ましくない影響を与え得る。したがって、不均一なインクの付着を防止するために、吐出口面は表面処理されていることが多い。
【０００３】
表面処理としては、撥水処理が従来から行われてきたが、近年、親水処理も積極的に行われるようになっている。これは、顔料インクや高機能インクが使用されるようになり、撥水処理の機能が十分に発揮されにくい環境が生じたこと、高精細な画質を達成するために、小液滴の吐出が行われるようになり、吐出口内のインクが増粘しやすい環境が生じていることなどによる。
【０００４】
親水性を備えた吐出口面の場合、付着したインクの吐出口面に対する濡れ性は大きく、十分な量で付着したインクは吐出口面の全面に膜状に存在することができる。付着したインクによって吐出口面上に均一に形成されるインク膜により、吐出されるインクの吐出方向の寄れが防止でき、また、小液滴を吐出する小径吐出口であっても、吐出口内のインクは乾燥しにくくなり、増粘が防止できる。親水処理を施したインクジェット記録ヘッドの例として、例えば、特許文献１の記録ヘッドを挙げることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平８−１１８６５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
インクジェット記録分野において、さらに高画質および高速記録を目指す動きが顕著となってきている。高画質を達成するために、吐出されるインク滴の寸法が小さい小径吐出口を高い配列密度で備えた記録ヘッドが用いられ、高速記録を達成するために、この記録ヘッドは高い吐出駆動周波数で駆動される。
【０００７】
このような環境下において、親水性の吐出口面を有する一部のインクジェット記録ヘッドで、記録動作中に突然、吐出口からインクが吐出されなくなる不吐出現象が見受けられるようになった。この現象によると、使用するインクが単色である場合は画像の欠けが生じ、複数色である場合は画像の濃度むらが生じる。このような不吐出現象は、所定の連続記録走査を行った後に記録ヘッドを記録走査させる際のインク吐出開始時に見受けられることがわかった。一方、このような不吐出現象は、従来の環境下では、撥水性の吐出口面および親水性の吐出口面のいずれにおいても生じるものではなかった。
【０００８】
本発明は、このような課題を鑑みてなされたものである。本発明は、高画質および高速記録を可能とする親水性吐出口面を備えるインクジェット記録ヘッドにおいて、連続的な高速記録の際にも安定した吐出が可能となるインクジェット記録ヘッドの駆動方法およびインクジェット記録装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決する本発明の記録ヘッドの駆動方法は、エネルギー発生素子と、エネルギー発生素子からエネルギーを付与する液体を収納する室と、室から外部に液体を吐出するための吐出口を前記エネルギー発生素子に対応する位置に形成する、外表面が親水性を有する部材と、を備え、エネルギー発生素子から室内の液体にエネルギーを付与することで吐出口から液体を吐出する記録ヘッドの駆動方法であって、吐出口から吐出された液体の量の合計があらかじめ設定した閾値以上となった場合に、所定の間隔以下の時間間隔で液体を吐出するように前記エネルギー発生素子を駆動させることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の構成によれば、親水性を有する吐出口面を備えるインクジェット記録ヘッドにおいて、高速連続記録の際にも吐出不良が防止され安定した吐出が可能となるインクジェット記録ヘッドの駆動方法およびインクジェット記録装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施形態に係るインクジェット記録装置の主要部を示す模式図である。
【図２】（ａ）および（ｂ）は、本発明の実施形態に係るインクジェット記録ヘッドを説明する模式図である。
【図３】本発明の実施形態に係るインクジェット記録装置の制御系の構成を説明するブロック図である。
【図４】本発明の実施形態に係るインクジェット記録装置の記録動作を説明するためのフローチャートである。
【図５】本発明の実施例１に係る、総吐出量がＮ１未満である際の予備吐出を説明する模式図である。
【図６】本発明の実施例１に係る、総吐出量がＮ１以上である際の予備吐出を説明する模式図である。
【図７】本発明の実施形態に係る、予備吐出駆動条件の変更を説明するイメージ図である。
【図８】本発明の実施例２に係る、総吐出量がＮ１以上である際の予備吐出を説明する模式図である。
【図９】本発明の実施例２に係るインクジェット記録装置の記録動作を説明するためのフローチャートである。
【図１０】本発明の実施例３に係るインクジェット記録装置の記録動作を説明するためのフローチャートである。
【図１１】本発明の実施例４に係る、総吐出量がＮ１未満である際の予備吐出を説明する模式図である。
【図１２】本発明の実施例４に係る、総吐出量がＮ１以上である際の予備吐出を説明する模式図である。
【図１３】従来例の吐出不良時の吐出口の状態を示す記録ヘッドの断面図である。
【図１４】本発明に係る良好な吐出時の吐出口の状態を示す記録ヘッドの断面図である。
【図１５】本発明の実施例４に係るインクジェット記録ヘッドの側面模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明を実施するための形態について図を参照して説明する。
【００１３】
＜インクジェット記録装置＞
図１は、本発明の実施形態に係るインクジェット記録装置の主要部を示す模式図である。
【００１４】
インクジェット記録装置は、記録ヘッド１を着脱可能に搭載するキャリッジ１００を備る。キャリッジ１００は、記録ヘッド１を保持しつつガイドレール６に沿って記録媒体上を走査する。記録ヘッド１は、別途備えたインクタンク２からチューブ等により複数のインクの供給を受ける。記録ヘッド１の詳細については、図２（ａ）および（ｂ）を用いて後述する。
【００１５】
搬送ローラ４は、記録媒体３を保持した状態で回転することによって、記録媒体３をｙ方向（副走査方向）に随時搬送する。また、給紙ローラ５は、同様に、記録媒体３を保持した状態で回転することによって、記録媒体３をインクジェット記録装置の記録部に対して給紙する。給紙ローラ５の回転速度を搬送ローラ４の回転速度よりも小さくすることによって、給紙ローラ５と搬送ローラ４との間において記録媒体３に張力を作用させることができる。
【００１６】
キャリッジ１００が記録媒体３の幅方向に一方の端から他方の端に向かって走査する際、記録ヘッド１よりインクを記録媒体３に吐出することによって記録が行われる。キャリッジ１００が記録媒体３の他方の端に到達したら、搬送ローラ４等が回転し、記録媒体３を一定量だけ搬送する。この記録動作と搬送動作とを交互に繰り返すことにより、記録媒体３上の記録領域に画像が形成されることになる。
【００１７】
キャリッジ１００は、記録を行わないとき、あるいは記録ヘッド１の回復処理（吐出口からのインクの吸引動作や吐出口面のワイピング処理）を行うときなどには、ホームポジションであるキャップ領域７へ移動して停止する。また、高速記録を実現させるためにキャリッジの往走査および復走査の両方で記録を行う双方向記録とした場合、記録を目的とせず記録ヘッドの正常化を目的とした吐出である予備吐出を、図１のキャップ領域７に加え、廃インク受け領域８でも行う。廃インク受け領域８は、記録媒体３を挟んで記録媒体３の両側に位置付けられており、これにより、記録媒体の端部に差し掛かる直前の領域にまで予備吐出をすることが可能となる。以下、本明細書において、キャップ領域７および廃インク受け領域８を総称して予備吐出領域ともいう。
【００１８】
＜記録ヘッド、インク、およびインク吐出メカニズム＞
図２（ａ）および（ｂ）を参照して、本実施形態の記録ヘッドおよびインク吐出メカニズムについて説明する。
【００１９】
図２（ａ）は、記録ヘッド１の吐出口面を示す模式図である。記録ヘッド1は、インクの種類（色）毎に個別に設けられたチップ９を備えており、チップ９の表面は記録ヘッド1の外表面である吐出口面を構成する。したがって、以下、吐出口面というとき、チップの表面を指す場合がある。本実施形態において、使用するインクはブラック、シアン、マゼンタ、イエローの４色で構成されている。そのため、記録ヘッド1は４つのチップ９を備えている。
【００２０】
各チップ９の表面には、複数の吐出口（以下、ノズルともいう）１０が、第１吐出口列１１および第２吐出口列１１’として列状に並んでいる。第１吐出口列１１および第２吐出口列１１’の２列は、記録ヘッド１がキャリッジ１００に搭載された際にキャリッジ１００の走査方向に並列に並ぶように配置されている。
【００２１】
本実施形態において、各吐出口の吐出口径は１４．３μｍであり、吐出量は４．５ｎｇである。各吐出口列において、吐出口は、隣接する吐出口の間隔が６００ｄｐｉのピッチとなるように配列されている。すなわち、各吐出口列の吐出口のピッチは、約４２．３μｍである。また、第１の吐出口列１１と第２の吐出口列１１’とは、隣接する各吐出口のピッチが、吐出口列方向において、互いに半ピッチ（１／２ピッチ）ずれて配列されている。第１吐出口列１１と第２吐出口列１１‘とを合わせた吐出口の数は、１２８０個である。
【００２２】
本実施形態において、記録ヘッド１の吐出口面は、付着したインクが液滴の形態をとらずに吐出口面に膜状に広がるような、高い親水性を有している。これは、インク由来の汚れが固化して粒を形成することを抑制し、吐出口を閉塞されにくくして、記録ヘッドの性能を長期間良好な状態に維持するための設定である。
【００２３】
本明細書において吐出口面について「親水性を有する」という場合、またはこれに類する表現を用いる場合、吐出口面に液体状のインクが付着するとインクが濡れ広がる状態となることをいう。本発明に適用可能な吐出口面は、純水による蒸発動的接触角（環境温度２５℃、湿度６５％）が７０°以下であることが望ましく、４０°以下であることがさらに望ましい。
【００２４】
吐出口面の高い親水性を実現させるためには、ノズル形成部材の表面を高い親水性を有する材料でコーティングしてもよいし、ノズル形成部材の表面に物理処理を施すことで親水性を高める手法をとってもよい。さらには、ノズル形成部材自体が親水性の高い材料で構成されているものであってもよい。これには、親水化処理または親水性材料を積極的に採用していなくても、ノズル形成部材が結果的に親水性を有している場合も含まれる。
【００２５】
次いで、図２（ｂ）は、記録ヘッド１の部分断面を示す模式図である。記録ヘッド１は、エネルギー発生素子として電気熱変換素子を用いるインクジェット記録ヘッドを用いることができる。記録ヘッド１は、インク供給口３７が形成されエネルギー発生素子３１が設けられた基板３２と、基板３２上に設けられたノズル形成部材３３と、を有する。ノズル形成部材３３は、基板３２との間に、エネルギー発生素子３１を含み実質的に等間隔に配列された複数のエネルギー作用室３４と、インク供給口３７に連通する共通液室３６と、各エネルギー作用室３４と共通液室３６とを連通する流路３５と、を形成する。ノズル形成部材３３には、各エネルギー作用室３４のエネルギー発生素子３１と対向する位置に、各エネルギー作用室３４と外部空間とを連通する吐出口１０が形成されている。エネルギー発生素子３１は、例えばインクジェット記録ヘッドに半導体製造技術を用いて設けられた電気回路等によって駆動させられる。
【００２６】
次に、インク吐出のメカニズムについて説明する。
【００２７】
上述の構成のインクジェット記録ヘッドでは、インクタンク２からチューブを介して供給されたインクは、インク供給口３７から共通液室３６内に充填されると、流路３５を通って各エネルギー作用室３４まで送られる。エネルギー作用室内にインクが収納された状態で、エネルギー作用室３４に配置された電気熱変換素子３１に電気信号を与えて発熱させる。これにより、エネルギー作用室３４内における電気熱変換素子３１周辺のインクが、瞬時に加熱されて、沸点に達して沸騰し、電気熱変換素子３１上で気泡が生じる。このとき生じる気泡の発泡圧によって、エネルギー作用室３４内部のインクに運動エネルギーが与えられ、これにより、インクは吐出口１０から外部へ吐出される。
【００２８】
＜制御構成＞
次に、制御構成について述べる。
【００２９】
図３は、本発明の実施形態のインクジェット記録装置における制御系の構成を説明するためのブロック図である。メインバスライン１２には、画像入力部１３、画像信号処理部１４、中央制御部としてのＣＰＵ１５、およびヘッド駆動制御回路１６が、それぞれアクセス可能に接続されている。以下で詳細に述べる本発明の特徴となる予備吐出のための吐出パターンは、画像信号処理部１４で生成される。画像入力部１３から入力された画像は、ＣＰＵ１５および画像信号処理部１４によってソフト的な処理が行われ、ヘッド駆動制御回路１６によって、インクジェット記録ヘッドに合わせたハード的な処理が行われる。ＣＰＵ１５は、通常ＲＯＭ１７とランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）１８とを有しており、入力情報に対して適正な記録条件を与えて記録ヘッド１を駆動して記録を行う。また、ＲＯＭ１７内には、以下で詳細に述べる本発明の予備吐出シーケンスを実行するためのプログラムが予め記憶されている。ヘッド駆動制御回路１６は、記録ヘッド１からインクを吐出させるための電気熱変換素子であるヒータの駆動制御を行っている。吐出の種類としては、通常の記録のための吐出、および記録ヘッドの回復処理のための予備吐出等がある。
【００３０】
＜本発明の課題の考察＞
次に、本発明が解決しようとする課題である、所定の連続記録走査の後に記録ヘッドを記録走査させる際のインク吐出開始時に見受けられるインクが吐出されない現象（不吐出現象）について考察する。なお、本明細書において「記録走査」とは、記録を目的として記録ヘッドからインクを吐出しつつ行う記録ヘッドの走査のことをいうものとする。
【００３１】
本発明者らは、この不吐出現象には、以下のようないくつかの特徴があることを見出した。
（１）吐出口面の清掃（例えば、ワイピング）後、しばらくの間は不吐出現象は生じない。
（２）不吐出現象が生じたのは、すべてのインクでではない。不吐出現象を生じたチップの吐出口面を観察すると、不吐出現象を生じなかった他のチップの吐出口面に比べ、表面に付着したインクの量が多かった。
（３）所定の連続記録走査の後に記録ヘッドを記録走査させる際のインク吐出開始時に生じる不吐出現象は、その後、記録ヘッド（電気熱変換素子）の連続的な吐出駆動を行うことにより一時的に回復する。
【００３２】
これらの事象から、本発明者らは、この不吐出現象のメカニズムを以下のように推測した。
【００３３】
吐出口面の清掃後にインク滴を吐出させると、インク滴の吐出に伴って吐出口から外部に溢れ出したインクは、親水性の吐出口面に広がる。ノズル内部は負圧環境になっているため、一部のインクはノズル内部に引かれて回収される。外部に溢れ出すインクの量（インク溢れ量）と内部に引かれて回収されるインクの量とのバランスで、吐出口面に留まるインクの量（インク溜まり量）が決定される。インク滴の吐出を継続していくと、内部に引かれるインクの量よりもインク溢れ量が多いことにより、インク溜まり量が徐々に増えていく。
【００３４】
ここで、例えば写真プリントのような、高画質が求められ吐出データが多いプリントを、小径の吐出口から吐出される小液滴のインクで記録する場合、記録デューティ（単位面積当たりに付与するインクのドット密度）は高くなる。高記録デューティの記録を、例えば１０ｋＨｚ以上の吐出駆動周波数を用いて高記録速度で行う場合がある。そのような場合、ノズル内部に引かれて回収されるインクの量よりも、インク滴の吐出に伴って外部に溢れ出すインク溢れ量がはるかに多くなるため、吐出口面のインク溜まり量は急速に増えていく。
【００３５】
ある記録走査の後、次の記録走査の開始に至るまでの間に、それまでに吐出口付近に形成されていた厚いインク膜が吐出口１０を覆って次の記録走査の開始直後にインクを吐出する際の吐出障害となることがある（図１３参照）。吐出されるインク滴が大きくて重量が大きく、したがって大きな運動エネルギーを有している場合には、このインク滴は、吐出口上の厚いインク膜を破って正常に吐出することが可能である。一方、インク滴が小液滴であって重量が小さく、したがって運動エネルギーが小さい場合には、吐出される際に厚いインク膜を破ることが困難であり、インクの正常な吐出が行われなくなる場合がある。
【００３６】
本発明の解決しようとする課題である不吐出現象は、上述のようなメカニズムにより発生するものと考えられる。
【００３７】
吐出されるインクが小液滴であると吐出口の周辺に障害があった場合に影響を受け易いので、本不吐出現象は、小液滴のインクを吐出する小径の吐出口で発生し易いと考えられる。ここで、近年の高画質化に関して、画素を複数の小滴で埋めて画像の階調性を向上させるために、例えば、吐出量が５ｐｌ以下の小径の吐出口を、画素形成に合わせて６００ｄｐｉ以上の高い配列密度で形成した記録ヘッドが使用されるようになってきている。このような小径の吐出口を備える記録ヘッドは、本発明の対象となる。
【００３８】
本発明者らは、次に、所定の連続記録走査の後に記録ヘッドを記録走査させる際のインク吐出開始時に生じる不吐出現象が、その後に記録ヘッドが連続的に吐出駆動されることによって一時的に回復する理由について検討した。所定の連続記録走査の後に記録ヘッドを記録走査させる際のインク吐出開始時に、吐出状態の不良もしくは不吐出現象が生じていても、当該記録走査の途中から、記録ヘッドの吐出状態は一時的に回復する。これは、吐出口を厚く覆って吐出障害要因となっていたインクが、記録ヘッドが連続的に吐出駆動されることで揺動し、吐出口面上のインクの分布状態が変動して徐々に障害要因が軽減されて、吐出が正常に切り替わるためと考えられる。
【００３９】
さらに、異なるチップにおける不吐出現象の発生の有無の違いは、主にインク溢れ量の差によるものと考えられる。このインク溢れ量は、インクの物性、またはインクに合わせて設定する吐出駆動条件などによって決まるものと思われる。
【００４０】
本発明は、上記考察に基づき、親水性を有する吐出口面を備えた記録ヘッドにおいて、所定の連続記録走査に後続する記録走査におけるインク吐出開始時に、吐出口面に存在する溢れたインクの揺動を維持することで、課題を解決しようとするものである。
【００４１】
すなわち、本発明では、記録ヘッドからインクが吐出されない時間間隔を所定の間隔以下にして、吐出口面上のインクの遥動を維持する。そのため、インクの吐出を、記録を目的とした吐出を行う記録媒体上の領域である記録領域とは別の領域に対しても行う。具体的には、記録ヘッドの記録走査領域の終端部付近から始まる、記録ヘッドの走査速度減速領域から走査方向反転後の走査速度加速領域に至るまでの非記録領域において、インクを連続的に吐出させる。
【００４２】
ここで、本発明における「連続的に吐出」またはこれに類する表現は、所定の時間以上の時間にわたって同一吐出口列あたりの各電気熱変換素子の駆動を休止させないことを示しており、電気熱変換素子を必ずしも一定の周波数で駆動する必要はない。
【００４３】
発明者らの知見によれば、少なくとも、同一吐出口列あたりの各電気熱変換素子の駆動休止時間が０．０４ｓｅｃ以内であれば、Ａ４サイズの記録媒体１ページ分のベタプリントを行う間に、不吐出現象は見受けられない。また、一定の周波数での駆動であっても、同一吐出口列あたりの各電気熱変換素子の駆動周波数が５０Ｈｚ以上であれば、Ａ４サイズの記録媒体１ページ分のベタプリントを行う間に、不吐出現象は見受けられない。
【００４４】
予備吐出のための連続的な吐出は、廃インク量を減らす観点および、電気熱変換素子の耐久性の観点からは、恒常的に行うのではなく、不吐出現象が生じる吐出口がある吐出口列について、かつ不吐出現象が生じ始めるタイミングから行うことが望ましい。そのため、本実施形態では、吐出口列毎に、吐出したインク滴の数の合計である総吐出発数を計測しておき、インク溢れによる不吐出現象が生じる所定の総吐出発数に達した吐出口列のみ、上記シーケンスを行うようにした。各吐出口列における総吐出発数の計測は、知られている吐出数計測手段を用いて行うことができる。各吐出口列における総吐出発数の計測は、記録ヘッドの清掃が行われた際にリセットされるようになっている。これは記録ヘッドの清掃によって、吐出口面に溢れたインクが取り除かれて外部に排出されるからである。
【００４５】
記録ヘッドを非記録領域に相当する記録ヘッドの走査速度減速領域から走査方向反転後の加速領域に至るまでの領域において走査する間に用いる吐出駆動周波数は、記録領域における吐出駆動周波数と同等でも構わないが、それよりも低くなっていることが好ましい。
【００４６】
本発明の実施形態を、以下に示す実施例１から実施例４、および比較例を参照して、より具体的に説明する。本発明の実施形態では、記録媒体１ページに対する記録において、記録が完了する前の段階でインクの総吐出量が一定の閾値以上となった場合に、インクの吐出が所定の時間以上の時間にわたって中断しないような吐出の駆動を行う。
【００４７】
なお、各実施例の予備吐出のパターン、および各実施例の中で用いられる寸法および数値等は、１つの例を示したものであり、本発明はこれに限定されるものではない。
【実施例１】
【００４８】
実施例１では、走査方向の双方向で記録を行う仕様のインクジェット記録ヘッドについて述べる。実施例１では、後述するように、インクの総吐出量が閾値に達した以降の記録走査開始前の予備吐出を、非記録領域の全域で行う。
【００４９】
図４は、本発明の実施形態に係るインクジェット記録装置の記録動作を説明するためのフローチャートである。図４において、インクジェット記録装置に画像の入力信号が送られることによって、記録が開始される。
【００５０】
まず、ステップＳ１へ進み、予備吐出を実行する。図５を参照して、ステップＳ１における予備吐出について説明する。図５は、実施例１における非記録領域近傍における記録ヘッド１の走査状況を示す模式図である。図５において、ステップＳ１の予備吐出は、左向きの実線矢印１９で示す走査で、予備吐出領域のうち廃インク受け領域８に対して行われる。このとき用いる予備吐出のための吐出駆動条件は、第１表に示した条件Ａ１である。
【００５１】
【表１】
2014024184.tif 000003
【００５２】
次いで図４のステップＳ２に進み、キャリッジに搭載された記録ヘッドを１方向に１回だけ走査しつつインクを吐出させる１記録走査を行う。図５において、ステップＳ２の１記録走査は、上述のステップＳ１での予備吐出に引き続いて、左向きの矢印２１で示す走査で行われる。
【００５３】
次いでステップＳ３で、次の記録走査が必要か否かを判断する。引き続き記録走査が必要な場合は、ステップＳ４に進む。
【００５４】
ステップＳ４では、直前の１記録走査について、吐出したインク滴のドット数からインクの吐出量を算出し、それまでに行った全ての記録走査におけるインクの総吐出量を求めて、インクジェット記録装置のＲＡＭ１８内に記録する。これを、インク色毎に行う。
【００５５】
次に、ステップＳ５において、ステップＳ４で求めた総吐出量と、インクジェット記録装置のＲＡＭ等のデータ格納手段にあらかじめ格納されている予備吐出駆動条件の変更に関する総吐出量の閾値Ｎ１と、を比較する。総吐出量が閾値Ｎ１未満であれば、ステップＳ１に戻り、ステップＳ１からステップＳ５までを繰り返す。なお、繰り返しにあたっては、往・復双方向の走査において、図５を参照して説明した記録ヘッドの走査の向きは、逆になることは理解されよう。
【００５６】
一方、総吐出量が閾値Ｎ１以上であれば、ステップＳ６に進む。実施例１においては、総吐出量の閾値Ｎ１を、吐出するインク滴の発数で４０００万発に設定した。
【００５７】
図６を参照して、ステップＳ６における予備吐出動作を説明する。図６は、実施例１における非吐出領域の近傍における記録ヘッド１の走査状況を示す模式図である。記録ヘッド１は、非吐出領域に、記録ヘッド１の走査の速度を低減させる減速領域２２、および走査の速度を増大させる加速領域２３を有する。ステップＳ６の直前に、図６において右向きの矢印２１で示す１記録走査において、記録媒体３の記録領域に対して記録を目的とするインクの吐出が行われたものとする。この吐出が終了した直後から、曲線状の矢印２４で示す記録ヘッド１の走査により、ステップＳ６の予備吐出を行う。すなわち、ステップＳ６の予備吐出は、減速領域２２および加速領域２３を含む非吐出領域において、記録ヘッドの走査速度を変更すると共に走査方向を反転しつつ、連続的に行われる。ステップＳ６における予備吐出のための吐出駆動条件は、第１表に示した駆動条件Ａ２である。
【００５８】
ここで、図１４を参照する。図１４は、連続的に吐出を行っている状態の記録ヘッドのノズル部周辺の模式的断面図であって、吐出口１０からインク２５が吐出された瞬間の様子を示す図である。従来の構成では、図６の右向きの矢印２１で示す１記録走査での吐出が終了した後、左向きの矢印２１で示す１記録走査を開始するまでの間に、図１３に示すように、吐出口１０がインク２５で厚く覆われて、不吐出等の吐出不良が生じる可能性があった。これに対して、本発明の実施形態では、図６の右向きの矢印２１で示す１記録走査でのインクの吐出が終了した後に、ステップＳ６において、非記録領域において、連続的に吐出を行う。これにより、１つの記録走査の終了後から次の記録走査の開始までの間にインク２５によって吐出口１０が厚く覆われることが防止され、またはインク２５によって吐出口１０が厚く覆われた状態が解消し、不吐出現象の発生を回避できる。
【００５９】
図４のステップＳ６における予備吐出が終了したら、ステップＳ７で１記録走査を行う。次いでステップＳ８で、次の記録走査が必要か否かを判断する。次の記録走査が必要であれば、ステップＳ６に戻って駆動条件Ａ２の予備吐出を行い、その後、再びステップＳ７に進み、次の記録走査を行う。
【００６０】
上述のステップＳ３またはステップＳ８において、次の記録走査が不要であると判断された場合は、ステップＳ９に進み、記録ヘッドのワイピング動作を行う。このとき、記録ヘッド１はワイピング動作のためにホームポジションであるキャップ領域７に戻る。また、ステップＳ１０として、ステップＳ４でＲＡＭ１８に記録されたインクの総吐出量は、ここで初期化される。ステップＳ９およびステップＳ１０は、この順で行う他、同時に行ってもよく、順番を入れ替えて行ってもよい。
【００６１】
ステップＳ１１において、次の記録走査が必要か否かを判断する。次の記録走査が不要な場合は、ここで、記録媒体の１ページに対する記録を完了する。次ページに対する記録が必要な場合は、上述の図４のフローの最初に戻り、記録開始のステップから、再度、予備吐出および記録をフローに従い行っていく。
【００６２】
以上のようにして、本発明の実施形態では、記録媒体１ページに対する記録において、記録が完了する前の段階でインクの総吐出量が一定の閾値Ｎ１以上となった場合に、インクの吐出が所定の時間を超えて中断しないような予備吐出の駆動を行う。
【００６３】
図７は、実施例１における予備吐出の駆動条件の設定の概略をグラフ化したものである。横軸は、連続的な記録走査の回数を示し、右に行くほど連続的な記録走査の回数が大きいことを示す。横軸を、連続的な記録走査を行う時間または距離としてもよい。縦軸は、記録媒体１ページに対する記録におけるその時点までのインクの総吐出量を示す。総吐出量が閾値Ｎ１未満である時点の記録走査開始前の予備吐出には、駆動条件Ａ１を用いる。また、総吐出量が閾値Ｎ１以上である時点の記録走査開始前の予備吐出においては、駆動条件Ａ２を用いる。すなわち、吐出されたインクの総吐出量が総吐出量の閾値Ｎ１に達した時点で、予備吐出に用いる駆動条件を変更し、以降の予備吐出を変更後の駆動条件を用いて行う。
【００６４】
記録走査におけるインク吐出開始時の吐出不良もしくは不吐出現象は、該記録走査の直前における吐出口面上へのインク溢れ量の多さに起因する。インク溢れ量は、高い記録デューティで高速記録を行う場合、その記録走査を行う時点までに記録ヘッドから吐出されたインクの総吐出量に比例する。そのため、本実施形態においては、上述のようにインクの総吐出量を基準として、予備吐出の駆動条件の変更を行う。
【００６５】
また、図５および図６は、実施例１の連続記録走査における予備吐出の際の記録ヘッドの走査状況を示す。実施例１では、総吐出量が閾値Ｎ１未満の時点では、記録走査開始前の予備吐出として、図５に矢印１９で示すように、記録領域の直前に設けられた廃インク受け領域８に対する１方向の連続的な吐出を行う。また、総吐出量が閾値Ｎ１以上の時点では、記録走査開始前の予備吐出として、図６に矢印２４で示すように、非記録領域全体にわたり走査方向を反転しつつ連続的な吐出を行う。
【００６６】
このように、実施例１では、インクの総吐出量が閾値Ｎ１に達した時点の前後で、予備吐出に用いる吐出駆動条件と、予備吐出を行う記録ヘッドの走査領域と、を変更している。これにより、吐出口面に溢れたインクが吐出口を被覆して吐出不良が生じるのを防止または解消する程度に吐出口面上のインクを揺動することができ、インクの正常吐出が達成可能となる。
【００６７】
なお、実施例１では、吐出駆動条件および走査領域の両方を変更したが、本発明は、これに限定されない。すなわち、本発明においては、吐出口面に溢れたインクを揺動して吐出口がインク厚膜で被覆されることによる吐出不良を防止または解消することができる限り、吐出駆動条件および走査領域のいずれか１つを変更するものであってもよい。また、総吐出量の閾値を２つ以上設けて、予備吐出のための各条件を段階的に変更するものであってもよい。
【００６８】
実施例１では、総吐出量の閾値を設け、総吐出量が閾値に達した以後の予備吐出において、予備吐出のための各条件を変更した。本発明では、連続記録走査においてこのような条件変更を行うことにより、初めから変更後の各条件を用いて予備吐出をする場合と比べて、廃インク量の削減、省エネルギー、および発熱素子の耐久性の向上が可能となる。
【実施例２】
【００６９】
次に、実施例２について以下に示す。実施例２では、実施例１と同様に、走査方向の双方向で記録を行う仕様のインクジェット記録ヘッドについて述べる。実施例２における記録ヘッドおよびインクの構成は実施例１と同様であるので、説明を省略する。同様に、その他特段の記載が無い限り、実施例２の構成は実施例１の構成と同様であり、実施例１についての説明を適用できる。
【００７０】
実施例２を、図４のインクジェット記録装置の記録動作を説明するフローチャートを用いて説明する。実施例２は、図４のステップＳ６において行うインクの総吐出量が閾値Ｎ１に達した以降の予備吐出の動作のパターンが、実施例１と異なり、ステップＳ１からステップＳ５まで、およびステップＳ７以降は、実施例１と同様である。
【００７１】
図８を参照して、実施例２のステップＳ６における予備吐出動作を説明する。図８は、実施例２における非記録領域の近傍における記録ヘッド１の走査状況を示す模式図である。実施例１の場合と同様に、ステップＳ６の直前に、図８において右向きの矢印２１で示す１記録走査において、記録媒体３の記録領域に対して記録を目的とするインクの吐出が行われたものとする。この吐出が終了した直後から、矢印２４で示す記録ヘッド１の走査により、ステップＳ６の予備吐出を行う。実施例２のステップＳ６における予備吐出のための吐出駆動条件は、実施例１の場合と同様に、第１表に示した駆動条件Ａ２である。
【００７２】
予備吐出における記録ヘッドの走査領域を示す矢印２４は、実施例１を説明する図６では１本の曲線状の矢印で描かれていたが、実施例２を説明する図８では３本の矢印に分割されている。矢印で示されるように、実施例１のステップＳ６では非記録領域の全域にわたって一定の駆動条件で予備吐出を行う。これに対して、実施例２では、キャップ領域７と廃インク受け領域８との間の領域である境界部２６では吐出駆動を行わない。すなわち、実施例２は、ステップＳ６の予備吐出として、予備吐出領域のみで吐出駆動を行い予備吐出領域以外の領域では吐出駆動を休止する、間欠的な予備吐出を行う点で、実施例１と異なる。境界部２６は、直接的に廃インクを吸収する構造ではない場合が多く、そういった場合に、境界部２６に対してインクを吐出しない本実施例のような間欠的な予備吐出を行うことが望ましい。
【００７３】
図８および図９を参照して、実施例２のステップＳ６で行われる間欠的な予備吐出の動作の詳細を説明する。
【００７４】
図９は、実施例２で行われる間欠的な予備吐出の具体的な動作を説明するフローチャートであり、図４のフローチャートにおけるステップＳ６の部分に相当する。
【００７５】
まず、図８および図９中の記号ｘ、ｘ０、ｘ１、およびｘ２について説明する。ステップＳ６は、図８の右向きの矢印２１で示す１記録走査が終了した後、左向きの矢印２１で示す１記録走査を開始するまでの間に、非記録領域に対して、途中で記録ヘッドの走査方向を反転させながら予備吐出を行うステップである。すなわち、図８中、記録ヘッドの走査方向は左右双方向であり、この方向をｘ方向とする。記号ｘは、ｘ方向における記録ヘッドの位置を示す。記号ｘ０は、ｘ方向における、記録領域と非記録領域との境界の位置を示す。記号ｘ１は、ｘ方向における、廃インク受け領域８と境界部２６との間の境界の位置を示す。また、記号ｘ２は、ｘ方向における、境界部２６とキャップ領域７との間の境界の位置を示す。
【００７６】
図４のステップＳ５における記録領域に対するインクの吐出を終了すると、ステップＳ６において、記録ヘッドを走査しつつ、非記録領域に対する予備吐出の駆動を開始する。ここで、ステップＳ６１で、ｘ方向における記録ヘッドの位置ｘが、式ｘ≧ｘ１を満たすか否かを判断する。記録ヘッドの位置ｘが廃インク受け領域８と境界部２６との間の境界の位置ｘ１に達する前であり、式ｘ０＜ｘ＜ｘ１を満たしているうちは、吐出駆動および走査を継続する。一方、記録ヘッドの位置ｘが廃インク受け領域８と境界部２６との間の境界の位置ｘ１に達して、式ｘ≧ｘ１を満たすようになった場合には、ステップＳ６２に進み、吐出駆動を中断し、走査を継続する。
【００７７】
次にステップＳ６３に進み、ｘ方向における記録ヘッドの位置ｘが、式ｘ＞ｘ２を満たすか否かを判断する。記録ヘッドの位置ｘが境界部２６とキャップ領域７との間の境界の位置ｘ２に達する前であり、式ｘ≦ｘ２を満たしている場合には、ステップＳ６２に戻り、吐出駆動を中断したまま、走査を継続する。一方、記録ヘッドの位置ｘが境界部２６とキャップ領域７との間の境界の位置ｘ２に達して、式ｘ＞ｘ２を満たすようになった場合には、ステップＳ６４に進み、吐出駆動を再開して、走査を継続する。
【００７８】
その後、記録ヘッド１は走査方向を反転する。
【００７９】
次にステップＳ６５に進み、ｘ方向における記録ヘッドの位置ｘが、依然として式ｘ＞ｘ２を満たすか否かを判断する。記録ヘッドの位置ｘが依然としてキャップ領域７内にあり、式ｘ＞ｘ２を満たす場合には、吐出駆動を継続したまま、走査を継続する。一方、記録ヘッドの位置ｘが境界部２６とキャップ領域７との間の境界の位置ｘ２に達して、式ｘ≦ｘ２を満たすようになった場合には、ステップＳ６６に進み、吐出駆動を再度中断し、走査を継続する。
【００８０】
次にステップＳ６７に進み、ｘ方向における記録ヘッドの位置ｘが、式ｘ≧ｘ１を満たすか否かを判断する。記録ヘッドの位置ｘが境界部２６内にあり、式ｘ≧ｘ１（かつｘ２≧ｘ）を満たしているうちは、吐出駆動を中断したまま、走査を継続する。一方、記録ヘッドの位置ｘが廃インク受け領域８に達して、式ｘ＜ｘ１を満たすようになった場合には、ステップＳ６８に進み、吐出駆動を再開して、走査を継続する。
【００８１】
以上のように、実施例２においては、まず、実施例１と同様に、インクの総吐出量が一定の閾値に達した時点の前後で、予備吐出に用いる吐出駆動条件と、予備吐出を行う記録ヘッドの走査領域と、を変更している。この構成により、実施例２においても、吐出口面に溢れたインクが吐出口を被覆して吐出不良が生じるのを防止または解消する程度に吐出口面上のインクを揺動することができ、インクの正常吐出が達成可能となる。
【００８２】
ここで、実施例２では、インクの総吐出量が一定の閾値に達した時点以降の予備吐出として、吐出駆動を微小な時間間隔で間欠的に中断する動作パターンを伴った連続的な吐出を行うことを特徴とする。吐出駆動の間欠的な中断は、非記録領域のうちの予備吐出領域以外の領域において行う。不吐出現象を防止する効果の観点から、予備吐出領域以外の領域での吐出駆動の中断時間は、短い方が好ましい。実施例２において、予備吐出領域以外の領域である境界部２６内での吐出駆動の中断時間は、最大０．０４ｓｅｃであり、十分な不吐出現象防止効果が得られる。実施例２の構成によれば、インクジェット記録装置内の予備吐出領域で確実に予備吐出を行うことが可能となり、インクジェット記録装置外へのインク漏れ等の可能性が低減され、信頼性の高いインクジェット記録装置が提供可能となる。
【実施例３】
【００８３】
次に、実施例３について以下に示す。実施例３では、実施例１および２と同様に、走査方向の双方向で記録を行う仕様のインクジェット記録ヘッドについて述べる。実施例３における記録ヘッドおよびインクの構成は実施例１および２と同様であるので、説明を省略する。同様に、その他特段の記載が無い限り、実施例３の構成は実施例１および／または実施例２の構成と同様であり、実施例１および／または実施例２についての説明を適用できる。
【００８４】
実施例３では、インク１色当たりのインクの総吐出量が閾値Ｎ１以上となった時点の記録走査において、記録を目的とした吐出に用いる画像形成用記録データが極端に少ない記録走査領域が出現する場合について述べる。吐出口周辺に多量のインクが溜まった状態で、画像形成用記録データが極端に少ない記録走査領域が存在すると、インクが吐出口を塞ぐ現象による不吐出現象が発生する可能性が高まる。実施例３は、そのような場合でも不吐出現象を好適に防止することのできる構成例を示す。
【００８５】
実施例３では、図４のインクジェット記録装置の記録動作を説明するフローチャート中、ステップＳ１からステップＳ５まで、およびステップＳ７以降は、実施例１および２と同様である。実施例３のステップＳ６において行う、インクの総吐出量が閾値Ｎ１に達した以降の予備吐出の動作のパターンは、実施例２と同様である。実施例３は、ステップＳ７の記録走査に至るまでの間に、十分な不吐出現象防止効果を得るための、その記録走査に実際に用いる記録データ（以下、実記録データという）を生成する構成を有する点を特徴とする。
【００８６】
ステップＳ７の記録走査に至るまでの実記録データの形成について、図１０のフローチャートで説明する。本実施例では、ステップＳ７の記録走査に至るまでの実記録データの生成処理を、ステップＳ６の予備吐出の動作と並行して行うものとし、図１０のフローチャートにおいては、ステップＳ６の予備吐出中に行うステップＳ６０１からＳ６０３として表現する。
【００８７】
ステップＳ６０１において、１記録走査分の画像形成用記録データをＣＰＵ１５へ読み込む。次に、ステップＳ６０２において、読み込んだ１記録走査分の画像形成用記録データ内で、所定時間以上の時間にわたってインクを吐出しない各吐出口のデータ領域（以下、空白部という）を算出する。次に、ステップＳ６０３において、各吐出口のインクを吐出しない時間が所定時間以下となるように、１記録走査分の画像形成用記録データ内の空白部に対して記録データを追加して、１記録走査分の実記録データが完成する。本実施例においては、各吐出口のインクを吐出しない時間が０．０４ｓｅｃ以下となるように設定した。
【００８８】
後続するステップＳ７においては、このようにして作成された実記録データに基づき、１記録走査が行われる。
【００８９】
以上のように、実施例３においては、まず、実施例１および／または実施例２と同様の構成を有することにより、実施例１および／または実施例２と同様の効果が得られる。
【００９０】
これに加えて、実施例３では、総吐出量が一定の閾値Ｎ１となった状態での記録走査において画像形成用記録データが極端に少ない領域が出現する場合に、所定の時間以上の時間にわたってインクを吐出しない各吐出口のデータ領域に、記録データを追加する。この構成により、実施例３によれば、記録走査において各吐出口がインクを吐出する時間間隔が所定の時間以下となるように設定することができ、吐出口がインクで覆われて不吐出現象が発生することを有効に防止でき、正常な吐出が達成可能となる。
【実施例４】
【００９１】
次に、実施例４について以下に示す。実施例４では、実施例１から３とは異なり、走査方向の片方向で記録を行う仕様について述べる。実施例４における記録ヘッドおよびインクの構成は実施例１から３と同様であるので、説明を省略する。同様に、その他特段の記載が無い限り、実施例４の構成は実施例１から３の構成と同様であり、実施例１から３についての説明を適用できる。
【００９２】
図１１および図１２は、実施例４の連続記録走査における予備吐出の際の記録ヘッドの走査状況を示す。
【００９３】
まず、図１１を参照して、総吐出量が閾値Ｎ１未満の時点での記録ヘッドの走査状況について説明する。記録ヘッドの走査の流れを、図中に示す矢印２１、点線２０および矢印１９を用いて説明する。記録ヘッドは、図中右向きの矢印２１で示す１記録走査を行い、記録領域に対して記録を目的としたインクの吐出を行う。次いでそのまま矢印２１に続いて描かれる点線２０に従って、走査方向の転換を含みつつ、矢印１９で示す走査の開始点に到達するまで、走査を継続する。点線２０で示す記録ヘッドの走査領域においては、吐出駆動を行わない。記録ヘッドが矢印１９で示す走査の開始点に達したら、記録ヘッドを矢印１９に従って走査しつつ、予備吐出領域である廃インク受け部８に対して予備吐出駆動を行う。さらに記録走査を継続する場合は、以下、同様の走査および吐出駆動制御を繰り返す。
【００９４】
次に、図１２を参照して、総吐出量が閾値Ｎ１以上の時点での記録ヘッドの走査状況について説明する。記録ヘッドは、図中右向きの矢印２１で示す１記録走査を行い、記録領域に対して記録を目的としたインクの吐出を行う。次いでそのまま矢印２１に続いて描かれる矢印２４に従って、走査方向の転換を含みつつ、再度矢印２１で示す記録走査の開始点に到達するまで、走査を継続する。矢印２４で示す記録ヘッドの走査領域においては、連続的な予備吐出を行う。矢印２４で示す記録ヘッドの走査領域は、非記録領域であり、画像形成用記録データは存在しない。不吐出現象防止の目的のため、この走査領域において、各ノズルのインクを吐出しない時間間隔が０．０４ｓｅｃ以下となるよう予備吐出を行う。この予備吐出では、記録媒体上への吐出も行うこととなるが、吐出するインク滴数が非常に少ないため、記録物の品位への影響は実質的に生じない。
【００９５】
以上のように、実施例４においては、片方向記録において、インク１色当たりの総吐出量が閾値Ｎ１以上となった場合に、各ノズルが所定の時間以上の時間にわたってインクを吐出しない状態を作らないような吐出の駆動を行う。この構成により、実施例４によれば、吐出口がインクで覆われて不吐出現象が発生することを有効に防止でき、正常な吐出が達成可能となる。
【実施例５】
【００９６】
次に、実施例５について以下に示す。実施例５では、インク種類（色）によって異なる予備吐出駆動パターンを採用する例について述べる。実施例５における記録ヘッドの構成は実施例１から４と同様であるので、説明を省略する。同様に、その他特段の記載が無い限り、実施例４の構成は実施例１から３の構成と同様であり、実施例１から４についての説明を適用できる。
【００９７】
実施例５において使用するインクは、実施例１から４と同様に、ブラック、シアン、マゼンタ、イエローの４色で構成されている。発明者らの検討によると、これらのインクのうちブラックとイエローについては、高い記録デューティで記録を行う環境下においても、記録に影響を及ぼす程度のインク溢れが生じないことが分かっている。図１５は、上記４色のインクに対応したそれぞれのチップ９を吐出口面に有する記録ヘッドを側方から観察した部分的模式図である。記録ヘッドは、各色１００％の記録デューティで、４０００万発のインク吐出発数で記録を行った後の状態である。ブラック（Ｋ）およびイエロー（Ｙ）のインクに比べて、シアン（Ｃ）およびマゼンタ（Ｍ）のインクでは、チップ９上のインク２５の溜まり量が多くなっている。
【００９８】
実施例１から４では、予備吐出駆動条件の変更に関する総吐出量の閾値Ｎ１を、インク種類（色）によらずに一律に４０００万発に設定していた。しかしながら、図１５に示されるように、インク種類によって、閾値である４０００万発のインク滴を吐出した後の吐出口面上のインク溜まり量が異なる。インク溜まり量によっては、不吐出現象防止効果を得るために、予備吐出の駆動条件をＡ１からＡ２へと切り替える駆動をとらなければならないインクもあれば、記録終了まで駆動条件Ａ１のままでよいインクもある。実施例５においては、シアンおよびマゼンタは、前者の予備吐出の駆動条件をＡ１からＡ２に切り替える必要があるインクであり、ブラックおよびイエローは、後者の予備吐出の駆動条件を記録終了までＡ１のまま切り替える必要がないインクとなる。
【００９９】
そこで実施例５では、ブラックおよびイエローのインクについては、総吐出量が閾値Ｎ１に達した以降においても、閾値Ｎ１に達する前と同様に、図５および図１１の点線２０で示す記録ヘッドの走査領域において予備吐出駆動を行わない。記録媒体への記録走査開始直前の予備吐出領域である矢印１９で示す走査領域のみで、記録ヘッド（電気熱変換素子）の駆動を行う。
【０１００】
以上のように、実施例５では、インク溢れ量が少ないインクがある場合は、駆動エネルギーや単位時間当たりの駆動回数を増やさないような予備吐出の駆動条件を採用することを特徴とする。この構成により、実施例５によれば、省エネルギーおよび発熱素子の耐久性向上をさらに進めることができる。なお、本実施例で用いたインクは１つの例であり、他のインクを用いる場合にも、本構成を適用できる。
【０１０１】
本発明の実施形態によれば、用いるインクのインク溢れの性質によって適宜異なる駆動条件を用いることにより、不吐出現象もしくは吐出不良の発生を低減させつつ、省エネルギーおよび発生素子の耐久性向上が可能となる。
【０１０２】
（本発明の効果）
比較例として、連続記録走査中の全ての予備吐出に第１表に示す駆動条件Ａ１を採用した例、すなわち、駆動条件Ａ２を採用しない例を用いて、本発明の効果を説明する。
【０１０３】
まず、実施例１、実施例２および実施例４と、それぞれに対応する比較例とを比較する。上述の各予備吐出条件を用いて、記録テストを行った。Ａ３サイズの記録媒体１ページ分の記録を、１００％の記録デューティにて行った。記録画像における画像の欠けや濃度むらの発生状態を確認した。実施例１、２および４の予備吐出条件を用いた場合には、良好な記録画像が得られたが、それぞれに対応する比較例の予備吐出条件を用いた場合、記録画像に掠れが見られ、記録途中で不吐出現象が発生していた。
【０１０４】
次に、実施例３と、比較例とを比較する。上述の各予備吐出条件を用いて、記録テストを行った。Ａ３サイズの記録媒体の最初から中間までの半ページ分の記録を１００％の記録デューティにて行い、中間から最後までの半ページ分の記録を１％の記録デューティにて行い、計１ページの記録とした。記録画像における画像の欠けや濃度むらの発生状態を確認した。実施例３の予備吐出条件を用いた場合には、良好な記録画像が得られたが、比較例の予備吐出条件を用いた場合、記録画像に掠れが見られ、記録途中で不吐出現象が発生していた。
【０１０５】
以上のように、本発明の実施形態によれば、親水性吐出口面を備えるインクジェット記録ヘッドにおいて、連続記録走査時の安定した吐出が可能となる。
【符号の説明】
【０１０６】
１            記録ヘッド
２            インクタンク
３            記録媒体
４            搬送ローラ
５            給紙ローラ
６            ガイドレール
７            キャップ領域
８            廃インク受け領域
９            チップ
１０          吐出口（ノズル）
１１、１１’  吐出口列
１２          メインバスライン
１３          画像入力部
１４          画像信号処理部
１５          ＣＰＵ
１６          ヘッド駆動制御回路
１７          ＲＯＭ
１８          ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）
２２          減速領域
２３          加速領域
２５          インク
２６          境界部
３１          電気熱変換素子
３２          基板
３３          ノズル形成部材
３４          エネルギー作用室
３５          流路
３６          共通液室
３７          インク供給口
１００        キャリッジ
【図１】
2014024184.tif 000004
【図２】
2014024184.tif 000005
【図３】
2014024184.tif 000006
【図４】
2014024184.tif 000007
【図５】
2014024184.tif 000008
【図６】
2014024184.tif 000009
【図７】
2014024184.tif 000010
【図８】
2014024184.tif 000011
【図９】
2014024184.tif 000012
【図１０】
2014024184.tif 000013
【図１１】
2014024184.tif 000014
【図１２】
2014024184.tif 000015
【図１３】
2014024184.tif 000016
【図１４】
2014024184.tif 000017
【図１５】
2014024184.tif 000018