(57)【要約】【課題】  液体を吐出させるための電気熱変換素子に与えられるエネルギーを最適化する。【解決手段】  電気熱変換素子を駆動するための駆動信号のパルス幅の調整を行い、駆動パルス総数の増加による印字劣化の発生を抑制する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気熱変換素子を駆動することで熱エネルギーをインクに供給して気泡を発生させ、ノズルから液体を吐出させる液体の吐出制御方法であって、前記電気熱変換素子と前記ノズルとが設けられたヘッドの印加された駆動パルス総数を記憶する記憶工程と、前記記憶工程において記憶された駆動パルス総数に基づいて、吐出されようとする液体の前記電気熱変換素子に与えられるエネルギーが最適化されるように、前記電気熱変換素子を駆動するための駆動信号のパルス幅を調整する調整工程と、前記調整工程において調整された駆動信号を用いて前記ヘッドを駆動して液体の吐出を行う記録工程を有することを特徴とする液体吐出制御方法。
【請求項２】
前記駆動信号は、気泡を発生させない程度に加熱するプレパルスと、液体を吐出させるための気泡を発生させるメインパルスと、両パルス間に休止時間とを有するダブルパルスの信号である請求項１に記載の液体吐出制御方法。
【請求項３】
前記駆動信号のパルス幅の調整は前記パルス全ての信号幅に対してなされる請求項２に記載の液体吐出制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は液体吐出制御方法に関し、特に熱による気泡の発生を利用して液体を吐出する液体吐出方法を行なうヘッドを用いて液体を吐出する際の液体吐出制御方法に関する。また、液体としてインクを用い非記録媒体に対して記録を行なうインク吐出制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から知られているインクジェット記録方法の中に、インク吐出口及びこれに連通する液路（以下、双方を合わせてノズルという）内のインクをヒータ等の加熱手段により加熱して気泡を生起させ、その気泡の作用によってインク吐出口から微小なインク滴を記録媒体に対して飛翔させ、その記録媒体上に画像を記録するという記録方法（バブルジェット（登録商標）記録方法）が広く一般に知られており、プリンタや複写機等に応用されている。
【０００３】
このようなバブルジェット（登録商標）記録方法を採用した記録ヘッドは、そのヘッドに実装するノズルの数を多くすること（マルチノズル化）、またこれらノズルの高密度化が容易であるために、記録の高速化や記録画像の高画質化を行うのに適している。特に、マルチノズル化や記録ヘッドの駆動周波数を上昇させることによって、プリンタや複写機等の記録速度を向上させる試みが盛んに行われている。さらには、インク滴の液滴量（吐出量）を小さくして高解像度化を図り、記録画像の画質を写真並みの高画質に向上させようとする試みも行われている。
【特許文献１】特開平６−３２０７３２号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来のバブルジェット（登録商標）記録方法では、電気熱変換素子に印加された駆動パルス総数により電気熱変換効率が経時的に変化することが本発明者の検討により明らかになった。
【０００５】
図１は記録ヘッド製造時に最適なインク滴体積が吐出されるよう測定されたパルス幅を用いて、電気熱変換素子の電気熱変換効率の経時的変化と印加駆動パルス総数の関係を示したものである。
【０００６】
上記、図１に於いて縦軸の電気熱変換効率変動データは電気熱変換素子を使用し発泡させる際に必要とされるエネルギーを得る為に、最低限印加しなければならないパルス幅が変動していく状態を示すものである。尚、単位がＲａｎｋとなっているがこれは図３に示すようにインクジェットプリンタに搭載されているＲＯＭに記憶されているパルス幅Ｒａｎｋ変換テーブルに基き、前記最低限印加しなければならないパルス幅をＲａｎｋ数値に置き換えたものである。
【０００７】
図２は電気熱変換効率の経時的な変化によるインク滴体積の変化の関係を示したものである。
【０００８】
前記の結果によれば、印加駆動パルス総数の増加に伴い電気熱変換効率の経時的変化とそれに応じた記録媒体上に記録されたインク滴の直径、すなわちインク滴の体積が変動することが伺える。この結果はすなわち、画像設計上最適と考えられるインク滴体積から外れることを意味し、次第に印字品質が劣化していくと考えられる。
【０００９】
本発明は上記問題に鑑みてなされたものであり、電気熱変換素子の変換効率の変動に関わらず、常に最適なインク滴体積が得られるよう駆動信号パルス幅の制御方法を提供する事により、印加駆動パルス総数の増加に伴う印字品位の劣化を防止することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために本発明の液体吐出制御方法は、以下のような工程で構成されている。
【００１１】
電気熱変換素子を駆動することで熱エネルギーをインクに供給して気泡を発生させ、電気熱変換素子前方に設けられたノズルから液体を吐出させる液体の吐出制御方法であって、前記電気熱変換素子と前記ノズルとが設けられたヘッドに印加された駆動パルス総数を記憶する記憶工程と、前記記憶工程において記憶された駆動パルス総数に基づいて、吐出されようとする液体の前記電気熱変換素子に与えられるエネルギーが最適化されるように、前記電気熱変換素子を駆動するための駆動信号のパルス幅を調整する調整工程と、前記調整工程において調整された駆動信号を用いて前記ヘッドを駆動して液体の吐出を行なう記録工程を有することを特徴とする液体吐出制御方法である。
【発明の効果】
【００１２】
以上説明した本発明によれば、電気熱変換素子に印加した電気エネルギーによって発生した熱エネルギーをインクに供給して気泡を発生させ、その発生させた気泡により吐出する形態の吐出方式に措いて、印加駆動パルスの増加に伴いインク滴体積が変動しても記憶された駆動パルス総数を基に駆動信号パルス幅を調整する制御を行うことにより、吐出されるインク体積変動を防止することが可能となる。
【００１３】
上記制御を行なうことにより、画像設計上最適と考えられるインク滴体積を維持できる為、印字品位を劣化させることなく記録媒体上に記録することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下添付図面を参照して本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。
【００１５】
図４は記録ヘッドのインク吐出口付近の構造を示す部分破断斜視図である。また、図５は記録ヘッドの１つのインク吐出口の構造を示す断面図である。なお、説明を簡単にするために、電気熱変換素子を駆動するための電気的な配線等は図示していない。
【００１６】
図４〜図５において、３１はインクを加熱するための電気熱変換素子（ヒータ）、３２はインク吐出口、３４は素子基板（単に基板ともいう）、３３はインクタンクから供給されるインクのインク供給口、３５はインク吐出口３２が設けられる吐出口プレート、３６は各インク吐出口へのインク流路を形成するための流路壁、３７は被覆樹脂層である。
【００１７】
また、素子基板３４は、例えば、ガラス、セラミックス、プラスチックあるいは金属等の材質で構成されているが、インク流路を構成する部材の一部として機能し、電気熱変換素子、インク流路、インク吐出口を形成する流路壁３６の支持体として機能し得る。本実施例で素子基板は、シリコン（Ｓｉ）基板（ウエハ）で構成されている。
【００１８】
図４に示すように、素子基板３４上にはインク流路を形成するためのインク流路壁３６が設けられている。そして、インク流路壁３６の上には更にインク吐出口３２を備える吐出口プレート３５が設けられている。ここでは、インク流路壁３６と吐出口プレート３５とは、別部材として示されているが、インク流路壁３６をスピンコート等の手法によって基板３４上に形成することにより、インク流路壁３６と吐出口プレート３５とを同一部材として同時に形成することもできる。
【００１９】
さて、以上のような構成の記録ヘッドの電気熱変換体に対して、本実施例では駆動信号としてダブルパルス形状の駆動信号を与えることで駆動制御を行なっている。
【００２０】
図６は駆動信号波形に用いられる典型的なダブルパルスの波形を示す図である。
【００２１】
図６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吐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る。
【００２２】
図７はこのような記録ヘッド及び制御方法において、印加した駆動パルス総数に応じて駆動パルスの幅を変化させる制御のフロー図であり下記で詳細を説明する。
【００２３】
記録装置の電源をＯＮにした後、まずステップ１１では記録装置に搭載されたＲＯＭから駆動パルス印加総数を読み出す。
【００２４】
次にステップＳ１２にでは読みだされた駆動パルス総数に基き、駆動パルスのオフセット値を設定する。本実施例では図１のデータに基き電気変換効率の変化点３Ｅ＋７・６Ｅ＋７・９．５Ｅ＋７・１．２５Ｅ＋８・１．６Ｅ＋８・１．９５Ｅ＋８でオフセット値の変更を行いＡ０に格納する。
【００２５】
ステップＳ１３では記録装置に搭載されている温度を検出する為の温度検出素子によって装置内の温度を検出し、記録ヘッドに搭載されているＤｉセンサの検出値を初期化する。
【００２６】
ステップＳ１４では記録信号の入力を待ち合わせ、記録信号が入力されたら処理はステップＳ１５に進み記録を開始する
ステップＳ１５では記録ヘッドＤｉセンサを用いて記録ヘッド温度を検出し、次にステップＳ１６でステップＳ１５得られた値を基に図８の駆動パルステーブルを参照し、ステップＳ１７で駆動パルスのパルス幅としてＡ１に格納する。
【００２７】
ステップＳ１８では前記駆動パルスオフセット値（Ａ０）と前記ヘッド温度を基に設定された駆動パルス幅（Ａ１）を加算し、駆動パルス幅を設定する。
【００２８】
その後、処理はステップＳ１９で記録ヘッドを走査して１行分の印字を行う。そして、ステップＳ２０では記録終了であるかどうかを調べる。ここで、記録信号がさらに存在してその後も記録を継続すると判断されれば、処理はステップＳ１５に戻り、上述した処理を繰り返す。これに対して、記録終了と判断されれば処理を終了する。
【００２９】
なお、本実施例に措いては電気熱変換素子のサイズを２７μｍ×１１.４μｍダブルとし駆動電圧を２４Ｖ、駆動パルス幅分解能を０.０２μｓとして行ったがこれらのパラメータを変更した場合、電気熱効率の変化点及び駆動パルスへのオフセット値が変化することは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】電気熱変換効率の経時的変化と印加駆動パルス総数の関係を示すものである。
【図２】電気熱変換効率の経時的な変化によるインク滴体積の変化の関係を示したものである。
【図３】インクジェットプリンタに搭載されているＲＯＭに記憶されているパルス幅Ｒａｎｋ変換テーブルを示すものである。
【図４】記録ヘッドのインク吐出口付近の構造を示す部分破断斜視図である。
【図５】記録ヘッドの１つのインク吐出口の構造を示す断面図である。
【図６】典型的なダブルパルスの波形を示す図である。
【図７】印加した駆動パルス総数に応じて駆動パルスの幅を変化させる制御のフロー図である。
【図８】ヘッド温度から参照される駆動パルス幅変換テーブルを示す図である。
【符号の説明】
【００３１】
３１  電気熱変換素子
３２  インク吐出口
３３  インク供給口
３４  基板
３５  吐出口プレート
３６  インク流路壁
３７  被膜樹脂層
３８  温度センサ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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