(57)【要約】【課題】インクジェット記録装置において、記録ヘッドの駆動条件の変化を求めることによって記録ヘッドの正確な寿命を予測、判断する。【解決手段】再測定した最適駆動条件と、用いている記録ヘッドの初期の最適駆動条件との差分を算出する（Ｓ４０６）。次に、上記差分が所定の閾値以上か否かを判断する（Ｓ４０７）。閾値以上の場合は、記録ヘッドが耐久寿命に到達したと判断し、記録ヘッド交換を促し、本処理を終了する。すなわち、記録ヘッドが寿命である場合の最適駆動条件の変化量を予め求めておき、その変化量を上記所定の閾値とすることにより、この閾値を基準として判断によって、記録ヘッドの寿命を判断、予測することができる。これにより、記録ヘッドの正確な寿命を予測、判断することが可能となる。【選択図】図４
2014069311.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気熱変換素子に電気パルスを印加してインクを吐出する記録ヘッドを用いて記録を行うインクジェット記録装置であって、
インクを吐出可能な、前記電気熱変換素子に印加する電気パルスの条件である最適駆動条件であって、記録ヘッドの初期の最適駆動条件を第１条件として取得する第１駆動条件取得手段と、
記録ヘッドを用いた後の、前記最適駆動条件を第２条件として取得する第２駆動条件取得手段と、
前記第１条件の最適駆動条件と前記第２条件の最適駆動条件との差分を求める差分値取得手段と、
前記差分が所定の閾値以上か否かを判断し、前記差分が前記閾値以上の場合、当該記録ヘッドが寿命であると判断する判断手段と、
を具えたことを特徴とするインクジェット記録装置。
【請求項２】
前記第１条件の最適駆動条件は、記録ヘッドが前記インクジェット記録装置に装着されたときに取得されたものか、または記録ヘッドの製造時に取得されて当該記録ヘッドに付随して記憶されたもののいずれか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装置。
【請求項３】
前記最適駆動条件は、前記電気熱変換素子に印加する電気パルスの電圧値、または印可時間のいずれかであ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装置。
【請求項４】
前記所定の閾値は、記録ヘッドから吐出されるインクの種類によって異なることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のインクジェット記録装置。
【請求項５】
前記第２条件の最適駆動条件を取得するタイミングは、記録ヘッドの吐出回数または記録ヘッドの装着時間を基準に判断することを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載のインクジェット記録装置。
【請求項６】
前記第２条件の最適駆動条件を取得するタイミングは、前記第１条件の最適駆動条件と前記第２条件の最適駆動条件との差分に基づいて設定することを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載のインクジェット記録装置。
【請求項７】
前記第１条件の最適駆動条件と前記第２条件の最適駆動条件との差分が大きいほど、前記第２条件の最適駆動条件を取得するタイミングを早く設定することを特徴とする請求項６記載のインクジェット記録装置。
【請求項８】
前記第１駆動条件取得手段および前記第２駆動条件取得手段は、記録時の前記インクジェット記録装置の環境温度を考慮してそれぞれの最適駆動条件を取得することを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載のインクジェット記録装置。
【請求項９】
同じ前記最適駆動条件で駆動する複数の電気熱変換素子の最適駆動条件のばらつきが所定の閾値以上となった場合に、前記電気熱変換素子を駆動して前記ばらつきを抑制することを特徴とする請求項１乃至８記載のいずれかに記載のインクジェット記録装置。
【請求項１０】
電気熱変換素子に電気パルスを印加してインクを吐出する記録ヘッドを用いて記録を行うインクジェット記録装置における記録ヘッドの寿命判定方法であって、
インクを吐出可能な、前記電気熱変換素子に印加する電気パルスの条件である最適駆動条件であって、記録ヘッドの初期の最適駆動条件を第１条件として取得する第１駆動条件取得工程と、
記録ヘッドを用いた後の、前記最適駆動条件を第２条件として取得する第２駆動条件取得工程と、
前記第１条件の最適駆動条件と前記第２条件の最適駆動条件との差分を求める差分値取得工程と、
前記差分が所定の閾値以上か否かを判断し、前記差分が前記閾値以上の場合、当該記録ヘッドが寿命であると判断する判断工程と、
を有したことを特徴とする寿命判定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インクジェット記録装置および記録ヘッドの寿命判定方法に関し、詳しくは、インクを吐出する記録ヘッドの寿命を予測する技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、インクジェット方式の記録ヘッドの寿命を予測する技術として、特許文献１には、記録ヘッドにおける吐出回数をカウントしその累積カウント値によってその記録ヘッドの寿命を予測、判定することが記載されている。具体的には、あるノズルの累積カウント値が規定回数を超えると、その記録ヘッドの寿命であると判断しヘッド交換をユーザに促すものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−１６８２９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記特許文献１に記載の技術では、記録ヘッドの寿命予測の精度が十分でない場合がある。
【０００５】
電気熱変換素子が発生する熱によってインク中に気泡を生じさせこの気泡の圧力変化によってインクを吐出する方式の記録ヘッドでは、インク吐出に必要な上述の熱エネルギーは、この熱を発生する電気熱変換素子の保護膜の厚さに関係する。すなわち、電気熱変換素子とインクとの間に保護膜を形成することにより、電気熱変換素子に対するインクの影響を排除し素子の断線などを防止することができる。そして、この保護膜の厚みが大きいほど、電気熱変換素子からインクへエネルギーが伝わり難くなることから、その厚さに応じて吐出するためのエネルギーを大きくする必要がある。
【０００６】
一方、この保護膜の厚さは吐出回数に応じて変化する。すなわち、熱によって発生する気泡の生成、消滅に伴う衝撃が吐出に伴って繰り返されて保護膜に作用し、保護膜が削り取られてその厚みが減少することがある。図１は、保護膜の厚さと吐出回数との関係を示す図であり、横軸は累積の吐出回数、縦軸は保護膜厚さを示している。ここで、吐出回数はある１つの電気熱変換素子について吐出のために駆動された回数である。図１において、１−（ａ）、１−（ｂ）、１−（ｃ）で示す曲線は、この順番で吐出時のエネルギー、つまり電気熱変換素子に加える駆動エネルギーを大きくした場合の、累積の吐出回数と保護膜厚さの関係を示している。この図からわかるように、駆動エネルギーが大きいほど、吐出回数の増加に対する保護膜の厚みの減少が大きくなる。また、駆動エネルギーがどの大きさであっても、保護膜の厚みの変化は吐出回数に応じて線形的に変化するのではなく、特に、吐出回数が多くなるほど急激に減少する。
【０００７】
このように、保護膜の厚さは、単純に吐出回数だけでは正確に予測することができず、電気熱変換素子に対する駆動エネルギーの大きさなどの駆動条件によっても左右される。従来のように、吐出回数によって記録ヘッドの寿命を予測する場合には、不正確な予測によって、記録ヘッドの吐出不良によって不良記録物が生成されたり、また、未だ十分に使用できるにもかかわらず記録ヘッドが交換されたり、といった不都合が生じる。換言すれば、本願発明者等は、変化する保護膜の厚さに応じて、そのときの電気熱変換素子の最適な駆動条件が異なることに着眼して本発明をなすに至ったものである。
【０００８】
すなわち、本発明は、最適駆動条件の変化を求めることによって記録ヘッドの正確な寿命を予測、判断することができるインクジェット記録装置および記録ヘッドの寿命判定方法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】
そのために本発明は、電気熱変換素子に電気パルスを印加してインクを吐出する記録ヘッドを用いて記録を行うインクジェット記録装置であって、インクを吐出可能な、前記電気熱変換素子に印加する電気パルスの条件である最適駆動条件であって、記録ヘッドの初期の最適駆動条件を第１条件として取得する第１駆動条件取得手段と、記録ヘッドを用いた後の、前記最適駆動条件を第２条件として取得する第２駆動条件取得手段と、前記第１条件の最適駆動条件と前記第２条件の最適駆動条件との差分を求める差分値取得手段と、前記差分が所定の閾値以上か否かを判断し、前記差分が前記閾値以上の場合、当該記録ヘッドが寿命であると判断する判断手段と、を具えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
以上の構成によれば、最適駆動条件の変化を求め、それに基づいて記録ヘッドの正確な寿命を予測、判断することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】記録ヘッドにおける吐出ヒータの保護膜の厚さと吐出回数との関係を示す図である。
【図２】（ａ）および（ｂ）は、本発明の一実施形態による、インクジェット記録装置としてのインクジェットプリンタを模式的に示すそれぞれ斜視図および断面図である。
【図３】図２に示したプリンタ１とそのホスト装置であるコンピュータによって構成されるプリントシステムの構成を示すブロック図である。
【図４】本発明の第１の実施形態に係る、記録ヘッドにおける電気熱変換素子（吐出ヒータ）の最適駆動条件を求め、これに基づく記録ヘッドの寿命を判定する処理を示すフローチャートである。
【図５】図４に示すステップＳ４０１の最適駆動条件判定処理の詳細を示すフローチャートである。
【図６】最適駆動条件判定処理における、本実施形態の検査条件を示す図である。
【図７】本実施形態に係る検査パターンを説明する図である。
【図８】（ａ）、（ｂ）および（ｃ）は、本実施形態に係る検査パターンの読み取り画像を模式的に示す図である。
【図９】上記検査パターンの読み取り結果に基づく、検査条件に対する正常吐出ノズル数の関係を示す図である。
【図１０】（ａ）および（ｂ）は、本実施形態に係る最適駆動条件と変化する保護膜厚さとの関係を説明する図である。
【図１１】本発明の第２の実施形態に係る、記録ヘッドにおける電気熱変換素子（吐出ヒータ）の最適駆動条件を求め、これに基づく記録ヘッドの寿命を判定する処理を示すフローチャートである。
【図１２】本発明の第２の実施形態に係る、吐出回数に対する最適駆動条件の電圧パルス印加時間の変化を示す図である。
【図１３】記録ヘッドの初期の最適駆動条件からの差分値と次の再測定タイミングまでの吐出回数との関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
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。なお、図において、同一機能を有する要素には同一符号を付してその繰り返しの説明は省略する。
【００１３】
（第１実施形態）
図２（ａ）および（ｂ）は、本発明の一実施形態による、インクジェット記録装置としてのインクジェットプリンタ１を模式的に示すそれぞれ斜視図および断面図である。このインクジェットプリンタで通常の記録を行う場合、給紙部４から給紙された記録媒体３が、上下に複数配置された搬送ローラー５の回転により搬送される。この記録媒体３は、図中矢印に示されるように左側から右側へと搬送される。次に、記録ヘッド２による記録を行った後、排紙トレー７に排紙される。なお、記録媒体３は、具体的にはロール紙の形態であり、図ではその一部ののみを示している。
【００１４】
本実施形態のインクジェットプリンタでは、その詳細が後述されるように、記録ヘッド２の駆動条件判定処理が行われる。読み取り部６は、その処理において記録される検査パターンの読み取りを行う。本実施形態において、読み取り部６はＣＣＤラインセンサであり、読み取り解像度は１２００ｄｐｉとする。
【００１５】
図２（ｂ）の、記録媒体の搬送方向（副走査方向）に沿ったインクジェットプリンタ１の断面図に示すように、読み取り部６で読み取られた画像は、図３にて後述する画像処理装置の制御部を構成するＣＰＵが実行する処理によって解析される。本実施形態の記録ヘッド２は、Ｃ（シアン）、Ｍ（マゼンタ）、Ｙ（イエロー）、Ｋ（ブラック）の４色のインクをそれぞれ吐出する、記録ヘッド２Ｃ、２Ｍ、２Ｙ、２Ｋである。これらの記録ヘッドは、搬送される記録媒体の幅にわたってノズルを配列し、これら記録ヘッドに対して記録媒体３が相対的に搬送されて記録動作が行われる、いわゆるフルラインタイプのものである。なお、本実施形態では、Ｃ、Ｍ、Ｙ、Ｋの４色のインクを用いるプリンタを例に挙げて説明するが、本発明の適用はこれらのインク色の記録ヘッドに限られるものではなく、淡シアン、淡マゼンタ、淡グレー、レッド、グリーンなど、他のどのような種類のインクを用いた形態であってもよい。
【００１６】
図３は、主に、図２に示したプリンタ１とそのホスト装置であるコンピュータによって構成されるプリントシステムの構成を示すブロック図である。ホストコンピュータ３００は、ＣＰＵ３０１、ＲＯＭ３０２、ＲＡＭ３０３、モニタ３１３（タッチパネルを備えてもよい）を接続するビデオカード２０４を備える。さらに記憶領域として、ハードディスクドライブやメモリカードなどの記憶装置３０５を備える。また、マウス、スタイラスおよびタブレットなどのポインティングデバイス３０６、キーボード３０７などを接続するＵＳＢやＩＥＥＥ１３９４などのシリアルバス用のインターフェース３０８を備える。さらに、ネットワーク３１４と接続するネットワークインタフェイスカード（ＮＩＣ）３１５を備える。これらの構成はシステムバス３０９で相互に接続されている。また、インターフェース３０８には、図２にて上述したプリンタ１、ＣＣＤカメラ３１１、スキャナ３１２などを接続する。さらに、ディジタルカメラやディジタルビデオなどの光学的に画像データを取得する装置や、磁気ディスク、光ディスク、メモリカードといった可搬型メディアからも画像データを入力することができる。入力される画像データは、画像ファイルに含まれた形態とすることができる。
【００１７】
ＣＰＵ３０１は、ＲＯＭ３０２または記憶装置３０５に格納されたプログラム（図４などで後述する処理のプログラムを含む）をワークメモリであるＲＡＭ３０３にロードしてそのプログラムを実行する。そして、ＣＰＵ３０１は、プログラムに従いシステムバス３０９を介して上記の各構成を制御することにより、そのプログラムの機能を実現する。さらに、これらのＲＯＭ３０２、ＲＡＭ３０３のメモリや記憶装置３０５など記憶デバイスには、後述する、記録ヘッドの最適な駆動条件に関する情報を記憶することができる。この情報は、駆動条件を示す情報であればどのような情報であってもよい。
【００１８】
なお、本実施形態では、図４等で後述する、記録ヘッドの寿命判定に関する処理をホスト装置３００において行うものとしているが、本発明の適用はこの形態に限られない。例えば、プリンタ３１０において、以下で説明する寿命判定に関する処理の全部または一部が行われてもよい。一部が行われる形態では、その他の処理を例えばホスト装置３００において行うことができる。
【００１９】
図４は、本発明の一実施形態に係る、記録ヘッドにおける電気熱変換素子（吐出ヒータ）の最適駆動条件を求め、これに基づく記録ヘッドの寿命を判定する処理を示すフローチャートである。
【００２０】
本処理は、新しい記録ヘッドを装着したときに行われる処理であり、ステップＳ４０１で、新しい記録ヘッド装着時の処理として検査パターンの記録を行い、このパターンの読み取り結果に基づいて新しい記録ヘッドの最適駆動条件（第１条件）を取得する（第１駆動条件取得）。そして、ステップＳ４０２で、算出された初期の最適駆動条件情報を所定のメモリに格納する。なお、本処理は、通常の記録処理の起動時に行われてもよい。すなわち、記録処理を起動するときに、装着されている記録ヘッドが新たに装着されたものか否かを、例えば、その記録ヘッドに設けられたメモリに格納された所定の情報を読み取って判断する。そして、新たに装着された記録ヘッドの場合、先ず、以下で説明するステップＳ４０１、Ｓ４０２の処理を行う。新たに装着された記録ヘッドでない場合は、ステップＳ４０１、Ｓ４０２の処理をスキップして、同じく以下で説明するステップＳ４０３以降の処理を行う。
【００２１】
先ず、ステップＳ４０１で求める最適駆動条件およびその検出方法の概要について説明する。
【００２２】
吐出ヒータ（電気熱変換素子）に電気パルスを印加してインクに気泡を発生させてインクを吐出する方式の記録ヘッドでは、印加する電圧パルスのエネルギー（以下、駆動エネルギーともいう）が低すぎると正常に吐出を行うことができず、吐出不良となる。逆に、駆動エネルギーが高すぎると、必要以上の余分なエネルギーを吐出ヒータに作用させることになり、吐出ヒータの寿命に悪影響を与える。つまり、最適駆動条件は、確実にインクを吐出可能であり、また、吐出ヒータに余分なエネルギーを与えないような、閾値となる駆動エネルギーまたはこの閾値駆動エネルギーに安全係数をかけて得られる値である。なお、実際の記録時には、吐出を行う上での安全係数として、閾値駆動エネルギーにマージンを持たせた条件で駆動する。これは、連続運転中のプリンタの状態変化など追従しきれない誤差が生じた場合に、閾値駆動エネルギーでは吐出不良が生じてしまうためである。本実施形態は、閾値駆動エネルギーに１割の安全係数をかけたものを駆動エネルギーとする。
【００２３】
次に、最適駆動条件の検出方法について説明する。記録ヘッドは、そのノズルごとに設けられた吐出ヒータに電圧を印可してインク吐出を行う。しかし、吐出ヒータの製造公差、記録装置本体の電源公差、電源と吐出ヒータ間の配線抵抗などのばらつきが存在するため、吐出ヒータごとに最適な駆動条件を設定することが望ましい。ここで駆動条件の設定は、上述したように吐出ヒータに与える駆動エネルギー、つまり印可するパルスの電圧値またはその印可時間を設定することによって行う。本実施形態では、電圧パルスの印可時間を異ならせた複数の条件でテストパターンの記録を行い、その読み取り結果に基づき、最適駆動条件としての閾値駆動エネルギーの検出を行う。
【００２４】
図５は、ステップＳ４０１（図４）の最適駆動条件判定処理の詳細を示すフローチャートである。最初に、ステップＳ５０１で、検査条件の設定を行う。検査条件は、上述したように、電気熱変換素子に対する電圧パルスの印加時間である。
【００２５】
図６は、本実施形態の検査条件を示す図である。電圧パルスの電圧は一定とし印加時間を変更する、本実施形態のプリンタの駆動制御に対応させて、検査条件を印加時間とする。図６に示すように、検査条件として、電圧値を２４Ｖの一定とし、印加時間を少しずつ短くした、１０個の検査条件を設定する。
【００２６】
このように、本実施形態では、徐々に印加時間を短くする、つまりエネルギーを下げていく過程で、閾値駆動エネルギーを検出する。これは、インクジェット方式の記録装置では、吐出しない時間があるとインクが乾燥、固着し吐出し難くなることから、エネルギーが大きくなる長い印加時間から検査条件を順次変えて行くようにしている。なお、検査パターン記録前に、記録に関与しないインク吐出である予備吐出動作を行うことによりこのようなインクの乾燥、固着という問題を回避することもできる。本発明は、どのような検査条件の設定でも適用できることは言うまでもない。
【００２７】
また、検査条件を順次変えて吐出する閾値駆動エネルギーを検出するうえで、記録装置のおかれている温度は比較的重要である。温度が異なるとインクの粘性などが異なり、吐出に必要となる閾値駆動エネルギーが異なるからである。記録装置の環境温度が大きく変動する可能性がある場合は、これを考慮して、標準的な環境温度と検査する際の環境温度との差分を検出し、その差分量を基に検査するエネルギーへの換算処理を行うこともできる。
【００２８】
次に、ステップＳ５０２で、検査パターンの記録を行う。すなわち、ステップＳ５０１で設定された１０個の検査条件に対応したそれぞれの検査パターンの記録を行う。この検査パターンは、上述したように、１ページ分の記録が終了した後、次のページに記録される。
【００２９】
図７は、本実施形態に係る検査パターンを説明する図であり、具体的には、検査の対象となる記録ヘッドにおけるノズル配列と、記録媒体上に記録する検査パターンとの関係を示している。図７において、記録ヘッド７０１は、本実施形態の１つのインク色の記録ヘッドにおける、千鳥状配置の複数のチップのノズル配列を、図示および説明を簡略化するために、４つのノズル列Ａ〜Ｄそれぞれを１列のノズル列として示したものである。それぞれのノズル列において、個々のノズルは、図において左側から０Ｓｅｇ、１Ｓｅｇ、・・・、として特定される。なお、図７は、図示の簡略化のため１つのノズル列が２４個のノズルからなるものとして示している。
【００３０】
記録媒体７０２は、記録ヘッド７０１に対して図中矢印方向に搬送され、この搬送の間に、記録ヘッド７０１から、パターンに応じた記録データに基づいてインクが吐出されることにより、同図に示すような検査パターンが記録される。すなわち、検査パターンは、記録媒体においてその搬送方向下流側から、ノズル列Ａ、ノズル列Ｂ、ノズル列Ｃ、ノズル列Ｄの検査パターンが配置されるように記録される。そして、各ノズル列の検査パターンは、最初に０、４、８、１２、１６、２０Ｓｅｇのノズルからインクを吐出し、次に、１、５、・・・、２１Ｓｅｇノズルからインクを吐出するような、４つごとのノズルの集合を同じタイミングで吐出するパターンとする。これにより、個々のノズルの吐出不良を判定し易くすることができる。
【００３１】
以上説明した、１つの検査単位である検査パターンを、ステップＳ５０１で決定された１０個の検査条件それぞれについて記録する。また、この１０個の検査条件に対応したパターンを４つのインク色の記録ヘッドそれぞれについて記録する。
【００３２】
再び図５を参照すると、次のステップＳ５０３で、ステップＳ５０１で定めた１０個の検査条件のパターンの記録が終了したか否かを判定する。また、この１０個の検査条件に対応したパターンを４つのインク色の記録ヘッド総てについての記録が終了したか否かも判断する。総てのパターンの記録が終了すると、ステップＳ５０４で、読み取り部６による、記録したパターンの読み取りを行う。そして、ステップＳ５０５で、ＣＰＵ３０１は、読み取られた検査パターンの読み取り画像について解析処理を実行する。
【００３３】
図８（ａ）、（ｂ）および（ｃ）は、本実施形態に係る検査パターンの読み取り画像を模式的に示す図であり、（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、異なる検査条件で記録した検査パターンの読み取り画像である。具体的には、（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、図６に示す検査条件１、５、１０にそれぞれ対応する。図８（ａ）に示す検査条件１は、印加時間が１．２０μｓｅｃで、比較的大きなエネルギーが投入されることから、この時点の各ノズルの経年変化にかかわらず総てのノズルが正常に吐出している。図８（ｂ）に示す検査条件５は、印加時間が１．００μｓｅｃで、少し投入エネルギーが少なくなり、ノズルの経年変化によっては正常に吐出されないノズルが少し存在している。ここでの吐出していないノズルとは、例えば図８（ｂ）左下部分に黒く囲ったノズルのように、本来吐出されるべきであるはずなのに、吐出されず、パターンが記録されていない状態のことを指す。さらに、図８（ｃ）に示す検査条件１０では、印加時間が０．７５μｓｅｃで、投入エネルギーが少なくなって正常に吐出しているノズルは極めて少なく、この時点の各ノズルの経年変化によってほとんどのノズルが吐出不良となっている。
【００３４】
図９は、以上説明した検査パターンの読み取り結果に基づく、検査条件に対する正常吐出ノズル数の関係を示す図であり、横軸は検査条件の番号を示し、縦軸は正常吐出ノズルの数を示している。検査条件１〜４までは、各ノズルの電気熱変換体（吐出ヒータ）に付与するエネルギーが足りているため、総てのノズルが正常に吐出する。しかし、検査条件５から付与するエネルギーが徐々に少なくなることから、その時点のノズルの経年変化に応じて吐出不良のノズルの数が多くなる。
【００３５】
以上の解析に基づき、その時点で各ノズルに生じている、膜圧の変化に対応した、閾値駆動エネルギーは、検査条件４に対応した、２４Ｖ、１．０５μｓｅｃの駆動条件であると判断する。そして、実際の駆動条件は、電圧に１割の安全係数、すなわち、１．１をかけて、２６Ｖ、１．０５μｓｅｃとしこれを最適駆動条件とする。すなわち、以上説明したステップＳ４０１の処理は、駆動条件を記録ヘッドにおける保護膜の変化に起因した吐出不良を生じない駆動条件に設定する駆動条件設定処理を構成する。
【００３６】
なお、本実施形態では、安全係数は約１割とし、電圧に対して補正を行っている。しかし、安全係数は装置の想定される誤差などによって算出される値であり、どのように設定してもよいことは言うまでもない。また、電圧値でなく印加時間に安全係数をかけてもよい。また、本実施形態の解析では、付与するエネルギーの要因を除いて総てのノズルが正常に吐出することを前提としている。しかし、実際にはノズル中に紙粉などのゴミが混入することにより、付与するエネルギーにかかわらず吐出不良となる可能性もある。そのような場合には、検査条件１を基準とし、この条件１の時点で既に吐出不良となっているノズルは閾値エネルギーの判定時に除外するようにすることもできる。また、１つのノズルでも正常に吐出しなくなった時点で閾値エネルギーを決定する処理とする場合は、記録中の偶発的に紙粉混入などによって発生する不良吐出に対応できないおそれがある。そのような場合においては、判定時に複数の所定数のノズルが正常に吐出しなくなった時点で閾値エネルギーを決定する条件を追加するようにしてもよい。さらに、最適な駆動条件算出方法は、本実施形態のように実際に記録し検査する形態以外に、例えば、電流量を検出する、カメラなどの観察装置で紙面に記録しないで吐出を判定する、といった方法であってもよい。要は、最適な駆動条件算出方法として、どのような算出方法を用いようとも本発明が適応可能であることは言うまでもない。
【００３７】
再び図４を参照すると、次のステップＳ４０２で、ステップＳ４０１で算出された初期の最適駆動条件情報を所定のメモリに格納する。なお、駆動条件情報はどのような形式で記憶してもよい。本実施形態では、各吐出ヒータの電圧パルスの印可時間そのものを記録する。しかし、例えば、予め公差で製造されうるヒータの特性ごとにランクを定義しておき、測定された結果をランク情報として記憶してもよい。どのような方法を用いようとも本発明の効果が得られるのは言うまでもない。このように、駆動条件を記憶する機能を有することにより、いつでもその駆動条件を取りだすことができる。例えば、記録装置の電源が切られた場合においても、次回の電源投入時に記憶されている情報を読み取り、再度駆動条件を適正に設定することができる。
【００３８】
次に、ステップＳ４０３で、ステップＳ４０１で算出された最適駆動条件（最適印加時間）に基づいて通常記録を行う。なお、この記録の際には、ノズルごとに吐出回数をカウントする。後述するように、装着されている記録ヘッドが寿命であると判断されるまでに、所定の間隔で最適駆動条件を再測定する。そして、記録の際は、そのように再測定された最新の最適駆動条件を記録ヘッドの駆動に適用する。
【００３９】
次に、ステップＳ４０４では、駆動条件の再測定タイミングか否かの判定を行う。再測定タイミングに達した場合は、ステップＳ４０５に進み、再測定タイミングに達しない場合はステップＳ４０４に戻って通常記録を行う。
【００４０】
図１０（ａ）および（ｂ）は、本実施形態に係る最適駆動条件と変化する保護膜厚さとの関係を説明する図である。インクジェット式記録装置では、前述したように、電圧パルスを印加する電気熱変換素子（吐出ヒータ）とインクとの間に保護膜を設けることにより、電気熱変換素子の破損などを防止するようにしている。そして、その保護膜の厚さが大きいほど、電気熱変換素子からインクへとエネルギーが伝わり難くなり、その結果吐出するためには大きなエネルギーを必要とする。つまり、図１０（ａ）に示すように、電気熱変換素子の保護膜厚さが大きくなるにつれ、最適駆動条件としての電圧パルスの印加時間も増加する。一方、電気熱変換素子が発熱してインクを吐出させる際には、発生した気泡の消泡時に作用するストレス（キャビテーション）によって保護膜が徐々に削られる。このため、図１０（ｂ）に示すように、累積の吐出回数が増加するにつれて保護膜の厚さが小さくなる傾向にある。そして、このように保護膜厚さが減少した場合には、図１０（ａ）からも分かるように、最適の印加時間は減少する。
【００４１】
このように、最適駆動条件は、変化する保護膜の厚みに応じて設定することが望ましい。しかし、保護膜厚みの有意の変化がありそれに応じた頻度で最適駆動条件を設定することは、装置を使用する上で現実的ではない。このため、本実施形態では、設定した最適駆動条件に係る電圧パルスを、次の最適駆動条件の設定タイミングまで用いる。本実施形態の再測定タイミングは、吐出ヒータごとに吐出回数をカウントし、いずれかの吐出回数が所定の閾値を超えた場合に再測定タイミングに達したと判断する。具体的には、本実施形態では、所定の吐出回数をカウントするごとに最適駆動条件の再測定タイミングであると判断して、最適駆動条件（第２条件）を再設定する（第２駆動条件取得）。
【００４２】
なお、本実施形態では、吐出回数を基準として再測定タイミングを定めるものとしているが、保護膜の厚さに影響を与える要因として、保護膜とインクとの接触時間、つまりインクを装着している時間（装着時間）もある。これは、インクと保護膜との間で化学反応が生じ、保護膜表面の組成が変化するためである。従って、吐出回数の代わりに保護膜とインクとの接触時間をカウントし、これを基準とした再測定タイミングであってもよい。また、吐出回数と接触時間との両方を再測定タイミングの基準としてもよい。どのような基準を用いて再測定タイミングを定めてもよいことはもちろんである。また、再測定タイミングは様々な条件によって変動する可能性があるものである。例えばインク種類のインク物性、記録装置の設置温度等によって変化する可能性がある。そのような場合においては、変化量をあらかじめ把握しておき、判定時の閾値条件を変更することにより、より最適なタイミングにて再測定を行うことが可能となる。
【００４３】
ステップＳ４０４では、以上説明したように、再測定タイミングか否かを吐出回数のカウント値によって判断する。そして、再測定のタイミングである場合は、ステップＳ４０５で最適駆動条件の再測定を行う。測定の詳細は、ステップＳ４０２にて説明したものであり、その説明は省略する。なお、本実施形態では、最適駆動条件としての電圧パルスの印可時間は上書きすることなく履歴として保存する。しかし、メモリ容量などに制限がある場合は、ヘッド初期状態は上書き禁止とし、再測定結果は随時更新するようにしてもよい。
【００４４】
次に、ステップＳ４０６で、ステップＳ４０５で再測定した最適駆動条件と、ステップＳ４０２で記憶した、用いている記録ヘッドの初期の最適駆動条件との差分を算出する（差分値取得）。具体的には、初期の電圧パルスの最適印加時間と、再測定で得られた最適印加時間との差分を求める。次に、ステップＳ４０７で、上記差分が所定の閾値以上か否かを判断する。閾値以上の場合は、記録ヘッドが耐久寿命に到達したと判断し、記録ヘッド交換を促し、本処理を終了する。すなわち、記録ヘッドが寿命である場合の最適駆動条件の変化量を予め求めておき、その変化量を上記所定の閾値とすることにより、この閾値を基準として判断によって、記録ヘッドの寿命を判断、予測することができる。閾値以下と判断した場合は、ステップＳ４０３以降の処理を繰り返す。なお、通常記録を行う際の駆動条件は、最新の最適駆動条件の再測定で求めた駆動条件を用いる。これにより、記録ヘッドの正確な寿命を予測、判断することが可能となる。
【００４５】
なお、差分が規定値以上の場合において、ヘッド交換を促すのは、保護膜が薄くなりヘッドが壊れる可能性が高い為である、しかし、インクによって物性は異なるものであり、例えば吐出時に保護膜にあまりダメージを与えないようなインク種も考えられる。そのようなインクの場合は、保護膜が薄くなって使用しても壊れる可能性が低いと考えられる。従って、インク種類やインク物性によってヘッド交換を促すための閾値を変動させることにより、さらに好適な寿命管理を行うことができる。
【００４６】
また、ステップＳ４０４にて駆動条件再測定を行うか否かを判断するタイミングについては様々な形態が考えられる。例えば再測定タイミングを厳密にしたい場合は、記録中に常時吐出回数のカウント数監視を行い、閾値を超えたタイミングで即座に記録を停止し駆動条件を再測定することができる。また、記録作業の区切りが良いタイミングでユーザが検出処理を開始する。または装置運転中の稼働率を優先し、毎日電源オン、もしくは電源オフのタイミングにて判断処理を行い、駆動条件の再測定を行う形態が考えられる。これらのタイミングを、ユーザが選択、設定できる機能を有することもでき、さらに好適な記録ヘッドの寿命管理を行うことができる。
【００４７】
また、本実施形態は、記録ヘッド内に複数ノズルが存在する場合においても、共通の駆動条件で記録を行う系に関するものである。しかし、本発明がヘッド内を共通の駆動条件で記録する系に制限されないのは言うまでもないことである。ノズル列ごと、もしくはノズルごとなど個別に駆動条件を設定してもよい。また、システムの処理負荷を考え、ユーザが選択できるようにしてもよい。
【００４８】
さらに、記録ヘッド内を共通の駆動条件で駆動する系においては、ヘッド内における吐出閾値エネルギーが問題になる可能性もある。ここでは、ヘッド内において閾値エネルギーが低いノズルを吐出しやすいノズル、閾値エネルギーが高いノズルを吐出しにくいノズルと呼んで以下の説明を行う。本実施形態では、エネルギーを下げていき吐出不良を検出して閾値エネルギーを決めており、吐出し難いノズルに対して最適駆動条件を決定し、ヘッド内に駆動条件を反映していることになる。しかし、吐出しやすいノズルにとっては閾値エネルギーよりも高いエネルギーが検出結果となる。その結果、実画記録時においても過剰エネルギーにて駆動をすることになり、高エネルギーによって寿命が短くなる、断線する、という影響が考えられる。従って、駆動条件決定時にヘッド内のばらつき量をもヘッド交換を促す１つの判断条件として追加することにより、さらに好適な記録ヘッドの寿命管理を行うことができる。また、記録ヘッド内のばらつきが生じた場合は、吐出し難いノズルを実際に予備吐などで吐出し、チップ内のばらつきを抑制する対策も考えられる。また、本実施形態では、記録ヘッドの初期状態の最適駆動条件は本体装着時に検出を行い、記憶する形態に関するものである。しかし、記録ヘッド装着時の時間短縮を目的とし、記録ヘッドの製造時にその初期状態を工場で測定し、この情報を記録ヘッドに付随させて出荷する形態も考えられる。
【００４９】
（第２の実施形態）
上述の第１の実施形態は、最適駆動条件の再測定タイミングを、所定の吐出回数をカウントするごとに、つまり、記録ヘッドの寿命内で吐出回数に関して均等な間隔で実施するものとした。再測定タイミングはこの形態に限られないことはもちろんである。すなわち、記録ヘッドの寿命を予測、判断するという観点からは、記録ヘッド使用の初期では再測定回数を少なくし、記録ヘッド寿命が近付いてくるに従い高い頻度で再測定を行うようにしてもよい。第２の実施形態は、この形態に関するものである。なお、装置など基本的な構成は、第１の実施形態と同様であり、その詳細な説明は省略する。
【００５０】
図１１は、本発明の第２の実施形態に係る、記録ヘッドにおける電気熱変換素子（吐出ヒータ）の最適駆動条件を求め、これに基づく記録ヘッドの寿命を判定する処理を示すフローチャートであり、第１実施形態に係る図４と同様の図である。
【００５１】
図１１において、ステップＳ１１０１〜Ｓ１１０２は、第１の実施形態に係る図４のステップＳ４０１〜Ｓ４０２と同様の処理である。また、ステップＳ１１０４〜Ｓ１１０８は、同じくステップＳ４０３〜Ｓ４０７と同様の処理であり、これらの処理の説明は省略する。
【００５２】
次に、ステップＳ１１０３で、次回の最適駆動条件の再測定タイミングの設定を行う。例えば、新品の記録ヘッドの場合は、保護膜の厚さがそれほど減っていないことが想定される。また、上述したように、吐出回数が増すほど保護膜の厚みは薄くなる。従って、本実施形態では、図１２、図１３にて後述するように、次回の最適駆動条件の再測定タイミングを設定する。例えば、初期の測定タイミングの次の最初の再測定タイミングは、記録ヘッドの吐出ヒータ（ノズル）のうち最も多い吐出ヒータの吐出回数が平均的な記録ヘッド寿命を示す吐出回数の５０％となるときを、その再測定タイミングとする。
【００５３】
ステップＳ１１０８で、最適駆動条件の差分が閾値以下と判定されると、ステップＳ１１０３に戻り、次回の再測定タイミングを設定する。以下、図１２および図１３を参照して本実施形態の再測定タイミング設定の仕方を説明する。
【００５４】
図１２は、吐出回数に対する最適駆動条件の電圧パルス印加時間の変化を示す図である。上述したように、吐出回数が多くなるにつれ、保護膜の厚さが薄くなり、閾値の駆動エネルギー（印加時間）の変化率が大きくなる。このため、吐出回数が多くなるほどより短い間隔で最適駆動条件を設定することが望ましい。すなわち、図１２において黒点で示すように、最適駆動条件の再測定を、吐出回数が多くなるほどより短い間隔で行うようにする。
【００５５】
この再測定タイミングは、本実施形態では、記録ヘッドの初期の最適駆動条件からの差分値に基づいて求める。図１３は、この差分値と次の再測定タイミングまでの吐出回数との関係を示す図である。ステップＳ１００３では、図１３に示す関係に基づいて、次回の再測定までの吐出回数を設定する。
【００５６】
このように、再測定結果と記録ヘッド初期状態時の結果とを基に次回再測定タイミングを決定することにより、ヘッド初期状態においては検査の回数を減らし、寿命が近付くにつれて再測定を頻繁に行うことが可能となる。その結果、検査にかかる余分なメンテナンス時間を短縮することが出来、さらに寿命近くの記録ヘッドに対して正確に寿命を予測することができる。
【符号の説明】
【００５７】
１    インクジェットプリンタ
３００    コンピュータ
３０１    ＣＰＵ  
３０２    ＲＯＭ  
３０３    ＲＡＭ  
３１２    スキャナ
【図１】
2014069311.tif 000003
【図２】
2014069311.tif 000004
【図３】
2014069311.tif 000005
【図４】
2014069311.tif 000006
【図５】
2014069311.tif 000007
【図６】
2014069311.tif 000008
【図７】
2014069311.tif 000009
【図８】
2014069311.tif 000010
【図９】
2014069311.tif 000011
【図１０】
2014069311.tif 000012
【図１１】
2014069311.tif 000013
【図１２】
2014069311.tif 000014
【図１３】
2014069311.tif 000015