(57)【要約】【課題】  サテライトを一層低減しつつ、吐出不良の状態から吐出可能な状態へと吐出口の目詰まりを回復させるための予備吐出動作を効率よく行う。【解決手段】  液体吐出装置は、記録動作の際には発熱部が第一の熱エネルギーと第二の熱エネルギーとを発生し、予備吐出動作の際には発熱部が第一の熱エネルギーを発生し第二の熱エネルギーを発生しないように発熱部を駆動可能な駆動手段を有する。【選択図】  図１０
2018122502.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱エネルギーを発生する発熱部と、液体に接し、前記発熱部が発生した熱エネルギーによって該液体を加熱する加熱面と、該加熱面に対向するように設けられ液体を吐出する吐出口と、を備える液体吐出ヘッドと、
液体に気泡を発生させて液体を吐出させるための第一の熱エネルギーを前記発熱部が発生し、前記吐出口から吐出される過程にある液体の後方部が前記加熱面に接した状態で前記吐出口から前記後方部を吐出させるための第二の熱エネルギーを前記発熱部が発生するように、前記発熱部を駆動する駆動手段であって、記録動作の際には前記発熱部が前記第一の熱エネルギーと前記第二の熱エネルギーとを発生し、予備吐出動作の際には前記発熱部が前記第一の熱エネルギーを発生し前記第二の熱エネルギーを発生しないように、前記発熱部を駆動可能な前記駆動手段と、
を有することを特徴とする液体吐出装置。
【請求項２】
熱エネルギーを発生する発熱部と、液体に接し、前記発熱部が発生した熱エネルギーによって該液体を加熱する加熱面と、該加熱面に対向するように設けられ液体を吐出する吐出口と、を備える液体吐出ヘッドと、
液体に気泡を発生させて液体を吐出させるための第一の熱エネルギーを前記発熱部が発生し、前記吐出口から吐出される過程にある液体の後方部が前記加熱面に接した状態で前記吐出口から前記後方部を吐出させるための第二の熱エネルギーを前記発熱部が発生するように、前記発熱部を駆動する駆動手段であって、記録動作の際には前記発熱部が前記第一の熱エネルギーと前記第二の熱エネルギーとを発生し、予備吐出動作の際には、前記第一の熱エネルギーの発生の終了から前記第二の熱エネルギーの発生の開始までの時間を前記記録動作の際よりも長くして、前記発熱部が前記第一の熱エネルギーと前記第二の熱エネルギーとを発生するように、前記発熱部を駆動可能な前記駆動手段と、
を有することを特徴とする液体吐出装置。
【請求項３】
熱エネルギーを発生する発熱部と、液体に接し、前記発熱部が発生した熱エネルギーによって該液体を加熱する加熱面と、該加熱面に対向するように設けられ液体を吐出する吐出口と、を備える液体吐出ヘッドと、
液体に気泡を発生させて液体を吐出させるための第一の熱エネルギーを前記発熱部が発生し、前記吐出口から吐出される過程にある液体の後方部が前記加熱面に接した状態で前記吐出口から前記後方部を吐出させるための第二の熱エネルギーを前記発熱部が発生するように、前記発熱部を駆動する駆動手段であって、記録動作の際には前記発熱部が前記第一の熱エネルギーと前記第二の熱エネルギーとを発生し、予備吐出動作の際には、前記第二の熱エネルギーを前記記録動作の際よりも小さくして、前記発熱部が前記第一の熱エネルギーと前記第二の熱エネルギーとを発生するように、前記発熱部を駆動可能な前記駆動手段と、を有することを特徴とする液体吐出装置。
【請求項４】
前記吐出口における液体の吐出不良を検出可能な検出手段を更に有し、
前記検出手段によって前記吐出口における液体の吐出不良を検出した場合に前記予備吐出動作を行う、請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の液体吐出装置。
【請求項５】
前記検出手段は、前記発熱部に対して前記加熱面と反対側に設けられた温度検知素子である、請求項４に記載の液体吐出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液体を吐出する液体吐出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
インクジェット方式に代表される液体吐出方法を用いて液体を吐出すると、吐出された液体は、主滴と主滴の後方に繋がるように伸びた細長い尾引きとを含む柱状となる。この尾引きは飛翔中に液体の表面張力により主滴から切り離されて微小な液滴（サテライト）となる。このサテライトは記録媒体上で主滴とずれた位置に着弾して画質の低減をもたらし問題となる場合がある。
【０００３】
従来、加熱面により液体に熱エネルギーを与えて気泡を発生させ、この気泡の体積が減少する過程で気泡を大気に連通させて液体を吐出する方法が知られている（特許文献１）。図７はこの液体吐出方法を適用した液体吐出の工程を示す断面図である。この液体吐出方法を用いると、吐出される液体の後方部が加熱面１１の方向へ向かう速度成分を持つため、サテライトとなり得る部分が主滴から吐出口内で切り離されやすくなり、吐出口外へサテライトとして飛翔しにくくなる。
【０００４】
ところで、インク等の液体を吐出する吐出口は通常大気にさらされているため、吐出を行っていない間（吐出休止中）に吐出口からインク中の水分が蒸発し、この吐出口に繋がる吐出口部内のインクが増粘することがある。その結果、吐出口が目詰まりを起こしやすくなり、吐出休止後の記録再開直後において吐出信号が印加されているにもかかわらずインクが吐出されない吐出不良が発生する場合がある。これに対して、吐出休止時間が所定時間を経過した後の記録時における吐出エネルギーを、通常の記録時の吐出エネルギーよりも大きくすることが知られている（特許文献２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１１−１８８８７０号公報
【特許文献２】特開平４−３９０５１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、特許文献１に記載の液体吐出方法を用いると、液体の後方部が加熱面１１に接触した状態（図７（ｆ））となった後、液体が吐出する方向への速度がほぼ０の部分で切断されて、液体が飛翔する（図７（ｇ））。飛翔する液体は、その後方部の速度が主滴の部分の速度より小さいので、液体の後方部が主滴の部分から切り離されてサテライトが発生する場合が依然としてある。
【０００７】
そこで、本発明は、サテライトを一層低減しつつ、吐出不良の状態から吐出可能な状態へと吐出口の目詰まりを回復させるための予備吐出動作を効率よく行うことを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る液体吐出装置は、熱エネルギーを発生する発熱部と、液体に接し、前記発熱部が発生した熱エネルギーによって該液体を加熱する加熱面と、該加熱面に対向するように設けられ液体を吐出する吐出口と、を備える液体吐出ヘッドと、液体に気泡を発生させて液体を吐出させるための第一の熱エネルギーを前記発熱部が発生し、前記吐出口から吐出される過程にある液体の後方部が前記加熱面に接した状態で前記吐出口から前記後方部を吐出させるための第二の熱エネルギーを前記発熱部が発生するように、前記発熱部を駆動する駆動手段であって、記録動作の際には前記発熱部が前記第一の熱エネルギーと前記第二の熱エネルギーとを発生し、予備吐出動作の際には前記発熱部が前記第一の熱エネルギーを発生し前記第二の熱エネルギーを発生しないように、前記発熱部を駆動可能な前記駆動手段と、を有する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明では、吐出口から吐出される過程にある液体の後方部が加熱面に接した状態で加熱面によって液体の後方部を加熱することで、気泡を発生させる。これにより、液体が吐出する方向に向かって液体の後方部が押されるので、サテライトが発生しにくくなる。さらに、記録動作の際と予備吐出動作の際とで発熱部の駆動を切り替えることにより、吐出口の目詰まりを回復させるための予備吐出動作を効率よく行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の液体吐出装置に搭載可能な液体吐出ヘッドの概略図であり、（ａ）は断面図、（ｂ）は（ａ）の上面図である。
【図２】本実施形態の液体吐出ヘッドを適用して液体を吐出する際の液体吐出の工程を示す図である。
【図３】通常の液体吐出動作の際のヒーターに印加される電圧の波形を示す図である。
【図４】他の実施形態の液体吐出ヘッドに適用した際の液体吐出の工程を示す図である。
【図５】本発明の液体吐出装置に搭載可能な液体吐出ヘッドを適用可能であるヘッドカートリッジの斜視図である。
【図６】本発明の液体吐出装置に搭載可能な液体吐出ヘッドを示す図であり、（ａ）は上面図、（ｂ）はＡ−Ａ’線に沿う断面図である。
【図７】本発明を適用しない場合の液体吐出の工程を示す図である。
【図８】本発明の液体吐出装置の一例の外観図である。
【図９】本発明の液体吐出装置の制御回路の構成を示すブロック図である。
【図１０】予備吐出動作の際のヒーターに印加される電圧の波形を示す図である。
【図１１】液体吐出装置の吐出駆動の切り替えの例を示すフローチャートである。
【図１２】吐出不良の状態における発泡から消泡までの様子を示す図である。
【図１３】液体吐出装置の吐出駆動の切り替えの他の例を示すフローチャートである。
【図１４】検出手段としての温度検知センサーを有する液体吐出ヘッドを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。なお、本発明の液体吐出方法は、インクジェットヘッドによるインクの吐出方法に好適に適用できるが、これに限らず、インク以外の液体を吐出する産業用の各種液体吐出方法にも適用することができる。また、本実施形態の液体吐出ヘッドはシリアルスキャン型のものであるが、ライン型のヘッドであってもよい。
【００１２】
〔液体吐出装置の構成〕
図８は本発明を適用可能である液体吐出装置（インクジェットプリンタ）の一例の外観を示す図である。これはいわゆるシリアルスキャン型のプリンタ７０であり、記録媒体Ｐの搬送方向に対して直交する方向（主走査方向）に液体吐出ヘッドをスキャン（主走査）して画像を形成するものである。
【００１３】
このプリンタ７０の構成および液体吐出時の動作の概略を説明する。まず、オートシートフィーダ（ＡＳＦ）８２から送給された記録媒体（不図示）は、給紙モータによりギヤを介して駆動される給紙ローラ（いずれも不図示）によって、記録位置に向けて搬送（副走査）される。一方、所定の搬送位置において、キャリアモータ１７１０に駆動されるタイミングベルト７４により、キャリッジ７１を当該搬送方向と直交する方向に延在するガイドシャフト８８に沿ってスキャンさせる。そして、このスキャンの過程で、キャリッジ７１に着脱自在に装着される液体吐出ヘッド１２の吐出口４から吐出動作を行わせ、吐出口４の配列範囲に対応した一定のバンド幅を記録する。その後記録媒体の搬送を行い、さらに次のバンド幅について記録を行う構成となっている。
【００１４】
キャリッジ７１に対しては、これに搭載される液体吐出ヘッド１２を駆動する信号などを供給するためのフレキシブルケーブル７２が取り付けられている。その一端は、キャリッジ７１の液体吐出ヘッド搭載部分に設けたコンタクトピン付き基板７３に接続されている。フレキシブルケーブル７２の他端は、本プリンタの制御を実行する不図示の制御回路に接続されている。また、キャリッジ７１の移動可能な範囲の一部、例えば液体吐出ヘッドのホームポジションには、液体吐出ヘッドの回復処理を行うための回復系ユニット８９が設けられている。
【００１５】
〔液体吐出装置の制御構成〕
次に、本発明を適用可能である液体吐出装置の制御を実行するための構成について説明する。
【００１６】
図９は本発明の液体吐出装置の制御回路の構成を示すブロック図である。制御回路を示す同図において、１７００は吐出信号を入力するインターフェース、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（上記吐出信号や液体吐出ヘッド１２に供給される記録データ等）を保存しておくＤＲＡＭである。１７０４は液体吐出ヘッド１２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、インターフェース１７００、ＭＰＵ１７０１、ＲＡＭ１７０３間のデータ転送制御も行う。駆動手段としてのヘッドドライバ１７０５は、液体を吐出するように液体吐出ヘッド１２に設けられた発熱部としてのヒーター１を駆動する。また、モータドライバ１７０６、１７０７はそれぞれ搬送モータ１７０９、キャリアモータ１７１０を駆動する。
【００１７】
上記制御構成の動作を説明すると、インターフェース１７００に吐出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及び１７０７が駆動されると共に、ヘッドドライバ１７０５に送られた記録データに従ってヒーター１が駆動され、液体が吐出されて記録が行われる。
【００１８】
ここでは、ＭＰＵ１７０１が実行する制御プログラムをＲＯＭ１７０２に格納するものとしたが、ＥＥＰＲＯＭ等の消去／書き込みが可能な記憶媒体を更に追加し、液体吐出装置と接続されたコンピュータから制御プログラムを変更できるような構成でもよい。
【００１９】
〔液体吐出ヘッドの構成〕
図５は本発明の液体吐出装置に搭載される液体吐出ヘッド１２を備えるヘッドカートリッジの斜視図である。また、図６（ａ）は液体が吐出される方向から見た液体吐出ヘッドの上面図であり、図６（ｂ）は図６（ａ）のＡ−Ａ’線に沿う断面図である。
【００２０】
図１は図６に示した液体吐出ヘッド１２のＢ部分の拡大図で、液体吐出ヘッド１２の概略構成を示しており、図１（ａ）は液体吐出ヘッドの断面図、図１（ｂ）は液体が吐出する方向から見た図１（ａ）の上面図である。
【００２１】
図１に示すように、素子基板２と素子基板２上に配設され、樹脂から成形されたオリフィスプレート３とで、液体の通る流路５が構成されている。なお本実施形態において、流路５の流路抵抗を考慮すると、流路５の高さＴｎ、すなわち素子基板２の上面からオリフィスプレート３の下面までの距離は５μｍ以上が好ましい。また、オリフィスプレート３の強度を考慮すると、その厚さＴｏは３μｍ以上が好ましい。
【００２２】
また、素子基板２上には発熱部としての矩形のヒーター１が設けられている。ここでヒーター１は、対に配置された電極の間に位置する、発熱抵抗層の一部から構成されている。ヒーター１により熱エネルギーを発生し、この熱エネルギーを、加熱面１１を介して液体に付与する。このヒーター１の構成は、ヒーター１の上面が保護膜等の膜で覆われている場合と覆われていない場合がある。前者の場合は、ヒーター１に対応した、液体と接触する保護膜の上面が加熱面１１として液体を加熱し、後者の場合は、液体と接触するヒーター１の上面が加熱面１１として液体を加熱する。
【００２３】
オリフィスプレート３にはヒーター１に対向するように設けられた円形状に開口する吐出口４と、流路５から吐出口４へと繋がり、柱状の形状を有する吐出口部６とが備えられている。また、吐出口４は、液体が吐出する方向に関して吐出口４の重心と加熱面１１の重心とが一致するように設けられている。なお、本実施形態においては吐出口の形状は円形としたが、吐出口の形状はこれに限るものでなく、例えば矩形状であってもよい。また、液体が吐出する方向に関して吐出口４と加熱面１１とが互いに部分的にでも重なっていればよく、吐出口４の重心と加熱面１１の重心が一致していない構成であってもよい。
【００２４】
図１（ｂ）に示すように、流路５は液体が吐出する方向に沿い吐出口４の重心を含む面に関して、ｘ方向に対称に延びるように配設されており、吐出口４には吐出口部６を介して両側の流路５から液体が供給される。なお、このように対称に延びた流路でなく、図４（ａ）に示すような一方の流路から吐出口に液体が供給される構成であってもよい。
【００２５】
〔液体吐出方法〕
図２に本発明の液体吐出装置を用いて液体を吐出する際の液体吐出の工程図を示す。まず、ヒーター１を駆動させることで、加熱面１１によって加熱面１１上の液体が加熱され、気泡３０１が発生し、この気泡３０１の発生に伴って生じる圧力により液体がその吐出方向に押し出される（図２（ｂ））。このとき、加熱面１１上は気泡３０１によって覆われた状態となる。そして、この気泡３０１の体積が増加して、図２（ｃ）のように気泡３０１が吐出口部６の中に入り込むことで、吐出される過程にある液体（吐出液体３００）と流路内液体２００とが気泡３０１で分断された状態となる。気泡３０１が最大の体積となるまで成長した後、その体積は減少し始め、この気泡３０１の収縮に伴って、吐出液体の後方部３０４が加熱面１１に向かって移動する（図２（ｄ））。このとき、吐出液体の先端部（主滴）３０５と吐出液体の後方部３０４には液体が吐出する方向に関して速度の差が生じており、これにより吐出液体３００には尾引き３０３が形成される。吐出液体のメニスカス３０２の加熱面１１方向へ引き込まれる速度が、気泡３０１の収縮する速度より速いと、気泡３０１が大気に連通し、図２（ｆ）のように吐出液体の後方部３０４が加熱面１１に接して、加熱面１１を覆うように広がっていく。
【００２６】
図２（ｆ）の状態でヒーター１を駆動させて、加熱面１１に接触した液体の後方部３０４を加熱面によって加熱する。これにより、後方部３０４の一部の液体が気化され、気泡３０８が発生する。
【００２７】
この気泡３０８の発生に伴い生じる圧力により液体が吐出する方向（吐出液体の先端部３０５の方向）に向かって後方部３０４が押され、後方部３０４がこの方向の速度成分をもった状態で吐出液体３００は吐出口４から吐出される（図２（ｈ）、（ｉ））。これにより、液体の先端部３０５と後方部３０４との速度差が小さくなり、尾引き３０３の長さが短くなるためサテライトが発生しにくくなり、サテライトを一層低減することができる。なお、サテライトとは、主に記録媒体に着弾する程度の大きさを有する液滴を指す。
【００２８】
なお、加熱面１１に接した状態（図２（ｆ））でヒーター１を駆動させて後方部３０４の速度を上げる際、以下の理由から吐出液体３００の体積が適切であることが望ましい。
【００２９】
まず、吐出液体３００の体積が小さいと、液体の後方部３０４と加熱面１１との接触面が小さい状態で液体の後方部３０４を加熱することになるため、後方部３０４に対して先端部３０５の方向への速度成分を付与しにくくなってしまう。
【００３０】
一方で、吐出液体３００の体積が大きいと、吐出液体３００が流路内液体２００に接触する可能性があり、この場合には流路内液体２００から吐出液体３００を分離する必要が生じる。
【００３１】
吐出液体３００の体積を適切な量とするためには、オリフィスプレート３の厚みＴＯ、流路５の高さＴｎ、液体を吐出するための熱エネルギーの大きさを適宜調整すればよい。また、流路５の高さＴｎ、及び／又はヒーター１からの熱エネルギーを調整することで、図２（ｃ）に示すような気泡３０１によって吐出液体３００と流路内液体２００とが分断された状態を経ることができる。この状態を経ると、吐出液体３００が流路内液体２００と繋がりにくくなるため、好ましい。この点を考慮すると、流路５の高さＴｎは７μｍ以下、オリフィスプレート３の厚さＴｏは９μｍ以下であることが好ましい。なお、このように気泡３０１によって吐出液体３００と流路内液体２００とが分断された状態を経ず、繋がった場合であっても、本発明の効果は得られるものである。
【００３２】
但し、上述したパラメーターの調整量によっては、後方部３０４が加熱面１１へ向かって移動し接触するという工程を経ずに液体が吐出される場合もあるので、パラメーターの調整はこの接触の工程を含む範囲内で適宜行うものとする。
【００３３】
本実施形態で用いた液体吐出ヘッド１２は、液体が吐出する方向に関する重心に対してｘ方向に対称である流路５が設けられている。これにより、後方部３０４が加熱面１１に接する際や加熱面１１から離れた後に、後方部３０４が吐出口部６の周縁に接触しにくくなり、後方部３０４が加熱面１１のみに接触した状態となりやすくなる。後方部３０４が加熱面１１以外の部分へ接触しなければ、吐出液体３００が加熱面１１から離れやすくなるため、上記の構成の液体吐出ヘッドが好ましい。
【００３４】
更に、上記に加えて、液体が吐出する方向に関して吐出口４の重心と加熱面１１の重心とが一致する形態の液体吐出ヘッドを用いると、後方部３０４が加熱面１１以外の部分に接触しにくくなるので好ましい。
【００３５】
なお、前述したように、液体吐出ヘッド１２の構成は、一方の流路から吐出口４に液体が供給されるものでもよい。図４は本実施形態をこの液体吐出ヘッドに適用した場合の液体吐出の工程を示す図であり、図４（ｇ）の状態において加熱面１１により後方部３０４を加熱することで、後方部３０４に気泡を発生させて後方部３０４の速度を増加させるものである。
【００３６】
また、本実施形態では気泡３０１が大気に連通した後に後方部３０４が加熱面１１に接するという工程順であるが、気泡３０１が大気と連通するタイミングはこれに限ったものでなく、後方部３０４が加熱面１１に接した後、または同時であっても構わない。
【００３７】
〔ヒーター駆動〕
図３（ａ）は、本実施形態においてヒーター１に印加される電圧の波形を示し、Ｔ１は吐出液体の後方部３０４が加熱面１１に接した時間を示す。１回の液体吐出について、ヒーター１に印加する電圧は、液体を吐出させるための第一の矩形パルスと、液体の後方部３０４の速度を増加させるための第二の矩形パルスとからなる。まず、第一の矩形パルスにより第一の熱エネルギーを発生し、その後、第二の矩形パルスにより第二の熱エネルギーを発生する。本実施形態においては、第一の矩形パルスは、パルス幅０．７５μｓ、電圧１７．６Ｖで、第二の矩形パルスは、パルス幅０．５μｓ、電圧１７．６Ｖで、第一の矩形パルスの印加が終了してから２．５μｓ後に印加する。本実施形態においては、液体の後方部３０４が加熱面１１に接した状態で第二の矩形パルスの印加を開始するものである。
【００３８】
また、上記の液体吐出方法を実施しても、表面張力によって液体の後方部３０４が先端部３０５から分離されてしまう場合がある（図２（ｈ２））。そこで、先端部３０５が記録媒体に着弾する前に後方部３０４を含む液体が先端部３０５を含む液体に追いつき、分離した液体同士が合体する（図２（ｉ））ように、後方部３０４を加熱することで、よりサテライトの低減を図ることができる。
【００３９】
更に、本実施形態においては同じヒーター１に電圧を２回印加するために、液体の後方部３０４が加熱面１１に接した状態における加熱面１１の温度は、液体吐出のための加熱をする前の温度より高い状態である。そのため本実施形態のように、第二の熱エネルギーは第一の熱エネルギーより小さくすることができ、このように駆動させる方がヒーターの耐久性の点で有利である。
【００４０】
なお、ヒーター駆動に関して、第一の実施形態における他の形態としては、図３（ｂ）〜（ｅ）に示すような電圧波形が挙げられる。図３（ｂ）、（ｃ）は後方部３０４が加熱面１１に接する前に第二の矩形パルスの付与を開始させるものであり、図３（ｃ）については加熱面１１への接触の前にパルス付与を終了させるものである。また、図３（ｄ）、（ｅ）は第二の矩形パルスを付与せずに、第一の矩形パルスによって加熱面１１に接触した後方部３０４に気泡を発生させるものであり、図３（ｅ）については加熱面１１への接触の前にパルス付与を終了させるものである。
【００４１】
ヒーターの耐久性を考慮した場合、図３（ｄ）、（ｅ）のような連続したパルスでなく、図３（ａ）〜（ｃ）のように、異なるパルスを付与することにより、液体吐出のための加熱と後方部３０４の速度を増加させるための加熱を行うことが望ましい。
【００４２】
更に、本実施形態においては同じヒーター１に電圧を２回印加するために、液体の後方部３０４が加熱面１１に接した状態における加熱面１１の温度は、液体吐出のための加熱をする前の温度より高い状態である。そのため本実施形態のように、第二の熱エネルギーは第一の熱エネルギーより小さくすることができる。更に、ある熱エネルギー以上のパルスを印加しても、再加熱時の気泡の生成に寄与しないため、後方部３０４の速度は変わらない。したがって、ヒーター１の耐久性の観点から考えると、熱エネルギーは大きすぎない方が好ましく、第二の矩形パルスは第一の矩形パルスの４０〜８０％の熱エネルギーで駆動させる方がヒーターの耐久性の点で有利である。
【００４３】
上記にヒーター駆動に関する複数の例を示したが、ヒーター駆動のタイミングについては以下の点を考慮することが好ましい。まず、第二の矩形パルス付与の開始が早いと、液体の後方部３０４と加熱面１１との接触面積が小さい状態で、液体の後方部３０４が気化により生じた気体に押されることとなり、効率的に液体の後方部３０４の速度を上げることができない恐れがある。また、第二の矩形パルス付与の開始が遅いと、尾引き３０３が長く伸ばされた状態となりサテライトが発生しやすくなるため、サテライト発生の低減には効果的でない場合がある。更に、遅くなると、液体の後方部３０４が主滴から切り離された状態となってしまう。これらの点を考慮した適切なタイミングでのパルスの付与がより効果的である。
【００４４】
なお、本実施形態では１度の液体吐出についてヒーター１に２つのパルスを付与したが、各パルスは複数のパルスからなるものであってもよい。
【００４５】
〔予備吐出動作〕
本発明における予備吐出動作について図１１に記載のフローチャートと図１０に記載のパルス波形とを用いて説明する。吐出を行わない吐出休止時間が所定以上経過した後に吐出を開始する場合、吐出口部内の液体の粘度が高くなり、液体を吐出するパルスが印加されているにも関わらず液体が吐出されない吐出不良が発生することがある。
【００４６】
そこで、吐出休止時間が所定以上経過した後に吐出を再開させる際は、まず、記録に寄与しない予備吐出動作を行う。このような液体の粘度が高い状態で図３（ａ）〜（ｃ）に記載したようなパルスを付与すると、次のような課題が生じる。すなわち、液体が吐出されない状態で第二の矩形パルスが印加されることでヒーターが過度に昇温されリフィルされた液体が再沸騰することにより残留気泡が発生することがある。残留気泡が発生すると、次の発泡が膜沸騰ではなく残留気泡を核とした核沸騰となる可能性があり、これにより、発泡から得られるパワーが低下して、記録再開に必要となる予備吐出動作の吐出回数が増大する恐れがある。
【００４７】
そこで、本実施形態では、図１０（ａ）に示すように、予備吐出動作の際には第二の矩形パルスを付与せずに第一の矩形パルスのみを付与する。本実施形態の液体吐出装置は、記録動作の際には図３（ａ）〜（ｃ）に記載のパルスをヒーターに印加し、予備吐出動作の際には図１０（ａ）に記載のパルスをヒーターに印加するように駆動可能な駆動手段としてのヘッドドライバ１７０５（図９）を有する。これにより、予備吐出動作による残留気泡の発生を防ぎ、必要な予備吐出の吐出回数を抑えることができるため、予備吐出動作を効率よく行うことが可能となる。また、これにより、吐出休止後において速やかな記録動作の開始が可能となる。
【００４８】
具体的には、図１１に示すように、まず、吐出休止時間が所定以上経過している場合など、予備吐出が必要かどうかを判断する（Ｓ１）。予備吐出動作が必要な場合は、図１０（ａ）に記載のパルスへと駆動切り替えＡを実施し（Ｓ２）、予備吐出動作を行う（Ｓ３）。その後、通常の記録動作を開始する際は、図１０（ａ）に記載のパルスから図３（ａ）〜（ｃ）に記載のパルスへと切り替える駆動切り替えＢを実施し（Ｓ４）、記録動作（Ｓ５）を行う。
【００４９】
なお、予備吐出動作の際にヒーターに印加するパルスの他の例としては、図１０（ｂ）に示すように、第二の矩形パルスの印加の開始を通常の記録動作時における第二の矩形パルスの印加の開始よりも遅らせる例が挙げられる。すなわち、記録動作時における第一の矩形パルスの印加終了から第二の矩形パルスの印加開始までの時間Ｐ１よりも、予備吐出動作時における第一の矩形パルスの印加終了から第二の矩形パルスの印加開始までの時間Ｐ２を長くする。これは、第一の矩形パルスによって上昇された温度がある程度下がった状態で第二の矩形パルスを印加することで、ヒーターの過度な昇温を抑えることを目的としている。例えば、図３（ａ）〜（ｃ）における通常の記録動作時においてＰ１を２．４〜３．０μｓとした場合、液体が吐出されない吐出不良の状態で記録動作時と同様のパルスを印加した場合は残留気泡が見られた。そこで、Ｐ２を３．０〜４．５μｓとして予備吐出動作を行うと、第二の矩形パルスによって再発泡が見られたが、周囲の温度が下がった状態であるため速やかに放熱され、その後リフィルした液体による再沸騰は起こらず残留気泡を防ぐことができた。さらに、Ｐ２を１０．０μｓとした場合は、第二の矩形パルスによる再発泡も起こらず、その後リフィルした液体による再沸騰も起きず残留気泡を防ぐことができた。
【００５０】
これらの吐出不良の状態における発泡から消泡までの様子を図１２に示す。この図１２を用いて、吐出不良の状態で図３に示すパルスを印加した場合と吐出不良の状態で図１０に示すパルスを印加した場合とを比較する。
【００５１】
図１２（ａ１）〜（ａ５）は、図３（ａ）に記載のパルスを印加した場合の発泡から消泡までの様子を示す図である。図１２（ａ２）は第一の矩形パルスが印加されて発泡が生じている様子であり、図１２（ａ３）は気泡が成長したが液体が不吐出であったために消泡していく様子である。図１２（ａ４）に示す消泡前又は消泡直後のタイミングで第二の矩形パルスが印加される。このため、ヒーター１が過度に昇温され再沸騰が起こり、次の吐出の直前において図１２（ａ５）に示すように残留気泡３１０が発生したままの状態であることがわかる。
【００５２】
図１２における（ｂ１）〜（ｂ５）は、図１０（ａ）に記載のパルスを印加した場合の発泡から消泡までの様子である。図１２（ｂ１）〜（ｂ４）までの様子は図１２（ａ１）〜（ａ４）と同様であるが、図１０（ａ）では第二の矩形パルスを印加しないため、図１２（ｂ５）に示すように残留気泡は発生しない。
【００５３】
図１２における（ｃ１）〜（ｃ６）は、図１０（ｂ）に記載のパルスを印加した場合の発泡から消泡までの様子である。図１２（ｃ１）〜（ｃ４）までの様子は図１２（ａ１）〜（ａ４）や図１２（ｂ１）〜（ｂ４）と同様であるが、図１２（ｃ５）の後に第二の矩形パルスが印加される。第一の矩形パルスの印加終了から第二の矩形パルスの印加開始までの時間Ｐ２を３．０〜４．５μｓとした場合には、図１２（ｃ６）に示すように再発泡３１１が起こるが、その後、図１２（ｃ７）に示すように再沸騰は生じず残留気泡が発生しないことがわかる。Ｐ２を１０．０μｓとした場合は、図１２（ｃ６）に示す再発泡も起こらず、図１２（ｂ１）〜（ｂ５）と同様となる。
【００５４】
さらに、予備吐出動作の際にヒーターに印加するパルスの他の例としては、図１０（ｃ）に示すように、第二の矩形パルスの投入エネルギーが通常の記録動作における第二の矩形パルスの投入エネルギーよりも小さくなるように、パルス幅を短くする例がある。例えば、通常の記録動作時では第二の矩形パルスを第一の矩形パルスに対して４０〜６０％の投入エネルギーとした。予備吐出動作では第一の矩形パルスは記録動作時と同等としつつ、第二の矩形パルスを第一の矩形パルスに対して３０％以下にすることで残留気泡の発生を防ぐことができた。
【００５５】
なお、投入エネルギーを小さくする方法として、第二の矩形パルスの駆動電圧を小さくしてもよい。
【００５６】
これらの図１０（ａ）〜（ｃ）に記載のパルスを使用した予備吐出動作の効果を以下に説明する。流路５の高さＴｎが６μｍ、オリフィスプレート３の厚さＴ０が６μｍ、吐出口４の吐出口径が１９μｍである、図１に示すような液体吐出ヘッド１２を用いて以下の試験を行った。染料インクをヘッドに充填させて吐出を行い、３０秒放置した後に吐出動作を行う際に付与するパルスを変えて吐出不良の状態から吐出が再開されるまで（すなわち、吐出可能な状態となるまで）に要した吐出回数を調べた。図３（ａ）に記載のパルスを印加した場合は吐出が再開されるまでにおよそ１００回の吐出動作が必要であった。一方、図１０（ａ）に記載のパルスを用いた場合、およそ１７回の吐出動作で吐出が再開された。次に、図１０（ｂ）に記載のパルスを用い、Ｐ２を３．５μｓとした場合、およそ２６回の吐出動作で吐出が再開された。次に、図１０（ｃ）に記載のパルスを用いて第二の矩形パルスを第一の矩形パルスに対して３０％とした場合、およそ２８回の吐出動作で吐出が再開された。このように、図１０（ａ）から（ｃ）に記載のパルスを使用して予備吐出動作を行うことで、吐出不良の状態から吐出が再開されるまでに要する予備吐出動作の回数を抑えることができた。
【００５７】
なお、記録動作時において吐出回数の少ない吐出口については、記録中の記録媒体上にも画像上目立たない程度に予備吐出を行うことがある。このような予備吐出についても上述した図１０に記載のパルスを用いてもよい。
【００５８】
次に、吐出不良が発生した不吐出の吐出口を検出可能な検出手段を液体吐出装置に設け、これを用いて予備吐出動作を行う例について、図１３に示すフローチャートを用いて説明する。
【００５９】
検出手段の例としては、例えば、図１４に示すように、ヒーター１の近傍やヒーター１の下側（ヒーター１の加熱面１１とは反対側）に配置された温度を検知するセンサー８（温度検知素子）が挙げられる。このセンサー８は、液体が吐出される場合と吐出されない場合ではヒーター１の温度推移が異なることを利用して、吐出されているか否かを判定することができる。このセンサー８を、液体吐出ヘッドの各々のヒーター１に対応させて設けることで、各々の吐出口の吐出状態を検査し、吐出不良が発生した吐出口を検出することができる。
【００６０】
図１３に示すように、まず、記録開始の指示（Ｓ１１）に応じて、温度を検知するセンサー８を用いて各々の吐出口の吐出状態を検査する（Ｓ１２）。吐出不良が発生した吐出口を検知した際（Ｓ１３）には、図１０（ａ）〜（ｃ）に記載のパルスに切り替える駆動切り替えＡを実施し（Ｓ１４）、予備吐出動作を行う（Ｓ１５）。吐出不良の状態から吐出可能な状態へと回復するために十分な回数のパルスを印加した後、図３（ａ）〜（ｃ）に記載のパルスに切り替える駆動切り替えＢを実施し（Ｓ１６）、通常の記録動作を行う（Ｓ１７）。このように、吐出不良の吐出口を検知し、速やかに予備吐出動作を終え通常の記録動作を再開することができる。
【００６１】
また、予備吐出動作を行っている間に不吐が解消し吐出が再開されたことを検知した場合は、予備吐出動作中に印加するパルスを図３（ａ）〜（ｃ）に記載のパルスに切り替えてもよい。予備吐出動作であってもサテライトを低減することで、インクジェット記録装置内に飛翔するサテライトやミストを低減することができる。
【００６２】
また、上記のように記録開始時に吐出状態を検査する例に限らず、記録動作中に吐出状態を検査してもよい。記録動作中に吐出不良の吐出口を検出した場合には上述の駆動切り替えＡ（Ｓ１４）を実施して記録を継続しつつ回復のための吐出動作を行い、その後、吐出状態が正常に戻ったことを検知した場合には駆動切り替えＢを実施して通常の記録動作を行ってもよい。
【００６３】
また、各々の吐出口の吐出状態を検査して吐出不良が発生した吐出口を検出することができるため、吐出口Ａで吐出不良を検出した場合には、吐出口Ａで予備吐出動作を行いつつ、吐出不良が検出されていない吐出口Ｂでは記録動作を行うことが可能である。このような場合、記録装置全体としては記録動作を行っているが、吐出口ごとにみると、吐出口Ａでは予備吐出動作を行っており吐出口Ｂでは記録動作を行っている状態である。本明細書では、吐出口ごとに予備吐出動作と記録動作とを切り替え可能な場合などにおいては、「予備吐出動作」や「記録動作」は、吐出口ごとについての動作を意味している。
【００６４】
なお、本明細書では、「予備吐出動作」とは、吐出口の吐出不良を回復するために行う記録に寄与しない吐出動作を意味する。予備吐出動作としては、例えば、記録に先立って回復系ユニット８９（図８）が設けられた位置で行う吐出動作や、記録媒体上に画像上目立たない程度に行う吐出動作が挙げられる。また、本明細書では、「記録動作」とは、記録データに基づいて行われ、記録に寄与する吐出動作を意味する。
【００６５】
なお、吐出状態を検査する手段としては、飛翔中の液滴を検知する手段や記録媒体に描かれた画像から判定する手段など、他の手段を用いることができる。
【符号の説明】
【００６６】
１  ヒーター（発熱部）
４  吐出口
５  流路
１１  加熱面
１２  液体吐出ヘッド
３００  吐出液体
３０４  吐出液体の後方部
１７０５  ヘッドドライバ（駆動手段）
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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