(57)【要約】【課題】複数の種類のインクを吐出する記録へッドを用いて記録を行うインクジェト記録装置において、その装置で設定され得る複数のヘッド駆動周波数を複数種類のインクに係わるリフィル特性との関係で適切に定め、常に、適切なリフィルが行われて吐出不良を生じないようにする。【解決手段】吐出の後、複数の種類のインクのうち、最もリフィルの速いインクのメニスカスがオリフィス面に到達する時間ｔ２が、最も高い駆動周波数の駆動周期１／ｆｏｐｍａｘより短いものとし、最もリフィルの遅いインクのメニスカスの振幅が最大となる時間ｔ３が、最も低い駆動周波数の駆動周期１／ｆｏｐｍｉｎより短いものとする。【選択図】　　　　図１２
2004090459.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
吐出口および該吐出口に連通するインク路に吐出に利用されるエネルギーを発生する素子を備えた記録ヘッドであって、それぞれインクのリフィルの速さが異なる複数の記録ヘッドを用い、該複数の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記録装置において、
前記複数の記録ヘッドを駆動してインクを吐出するための複数の異なる駆動周波数の中から、記録ヘッドの温度に応じて一の駆動周波数を設定する設定手段を具え、
ｆｒｍｉｎ≧ｆｏｐｍａｘ　（Ｉ）
ｆｒｍａｘ≦２ｆｏｐｍｉｎ　（ＩＩ）
ここで、ｆｒｍａｘ：前記異なるリフィルの速さのうち、最も速いリフィルの速さに関する値であって、吐出後から最初に吐出口にインクメニスカスが到達する時間の逆数、
ｆｒｍｉｎ：前記複数の異なるリフィルの速さのうち、最も遅いリフィルの速さに関する値であって、吐出後から最初に吐出口にインクメニスカスが到達する時間の逆数、
ｆｏｐｍａｘ：前記複数の異なる駆動周波数のうち、最も高い駆動周波数、
ｆｏｐｍｉｎ：前記複数の異なる駆動周波数のうち、最も低い駆動周波数
なる条件が成り立つことを特徴とするインクジェット記録装置。
【請求項２】
さらに、ｆｏｐｍａｘ＝ｎ・ｆｏｐｍｉｎ（１＜ｎ＜２）　（ＩＩＩ）なる条件が成り立つことを特徴とする請求項１に記載のインクジェット記録装置。
【請求項３】
前記複数の異なるリフィルの速さは、それぞれのインクの粘度が異なることによって異な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】
前記複数の異なるリフィルの速さは、前記複数の記録ヘッドのインク路の幅が異なることによって異なることを特徴とする請求項１ないし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】
前記複数の異なるリフィルの速さは、前記複数の記録ヘッドにおけるインク路の、インクの流れ方向の長さが異なることによって異なることを特徴とする請求項１ないし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】
前記複数の異なるリフィルの速さは、前記複数の記録ヘッドにおけるノズルフィルタの大きさが異なることによって異なることを特徴とする請求項１ないし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】
前記複数の異なるインクの粘度ηは、１．０ｃｐｓ≦η≦５．０ｃｐｓの範囲内にあることを特徴とする請求項３ないし６のいずれかに記載のインクジェット記録装置。
【請求項８】
前記最も低い駆動周波数ｆｏｐｍｉｎは、２０ｋＨｚであることを特徴とする請求項１ないし７のいずれかに記載のインクジェット記録装置。
【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装置に関し、詳細には、複数の異なる駆動周波数で記録ヘッドの駆動を行うインクジェト記録装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
インクの吐出方式のうち、インク中に気泡を急速に発生させ、その気泡の成長時の圧力を利用して吐出口からインクを液滴として吐出させる、いわゆるバブルジエツト（登録商標）方式の吐出方式が知られている。このバブルジェット（登録商標）方式は、吐出応答性が高く、高速記録もしくは高密度記録に適している点で優れている。また、バブルジェット（登録商標）方式の中でも、特開平４−１０９４０号公報、同４−１０９４１号公報、同４−１０７４２号公報等に記載されるような、発熱体上で発生した気泡が吐出口の縁で大気と連通した後、インク滴が吐出口内のインクと分離して飛翔する吐出方式が知られている。この方式の特徴は、第１に、吐出速度を高めることができ、吐出信頼性を高めることができること、また、第２に、発熱体と吐出口との間の液体をほぼ全て吐出でき、各吐出口毎の吐出液滴体積がほぼ一様とすることが可能となり、記録画像の濃度ムラを少なくすることができる。また、以上のような特徴的構成から、微小な体積のインク滴を吐出する上で適した方式ともいえる。
【０００３】
一方で、このような微小体積（例えば、１．５×１０−１５ｍ３以下）のインク滴を用い被記録媒体上に高密度（例えば、１２００ドット／２５．４ｍｍ以上）で記録し、高品位の記録をすることが求められている。
【０００４】
このような高密度記録を行う場合、記録ヘッドにおいて、インク滴を吐出する吐出口およびこの吐出口に連通するインク路を高密度に配列する必要性が生じる。例えば、上述の１２００ドット／２５．４ｍｍの記録密度を実現するためには、吐出口の配列を２列の千鳥状（同一方向に延在された２列の吐出口列からなり、一方の列は他方の列に対して吐出口配列ピッチの半ピッチずつ延在方向にズレている状態）に配置するとしても、一列当たり６００個／２５．４ｍｍという高い密度で吐出口等を配列する必要がある。また、より小さな液滴を用いて高密度なドット形成のためには、１つの吐出口からインク滴が単位時間に吐出される回数（以下、吐出周波数もしくは駆動周波数という）を高くする必要性がある。
【０００５】
このような高密度記録を行なう場合、記録ヘッドの昇温の問題があり、このため、上記の駆動周波数をヘッド温度に応じて異ならせてヘッド温度の上昇を抑制することも行なわれている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した駆動周波数は、記録ヘッドの構造やインクの粘性によって定まるインクのリフィル特性に依存するものである。リフィル特性とは、インクが吐出された後、吐出によってインク内部に後退したインクメニスカスが吐出口の縁近傍の適切な位置まで復帰し、次のインク吐出が適切に行うことが可能となるまでの時間等で表すことができるものである。設定されている駆動周波数がこのリフィル特性に適合していない場合、例えば、メニスカスが上記位置から後退した状態で吐出を行うと、吐出量が不充分であったり、インク滴が吐出されない等の吐出不良を生じ、逆にメニスカスが上記位置から突出した状態で吐出を行うと、スプラッシュを生じることがある。
【０００７】
上記リフィル特性を定める要因の一つであるインクの粘性は、インクの種類によっても異なることはもちろんである。例えば、カラーインクジェットプリンタの場合、シアン、マゼンタ、イエローの３色のインク、またはこれらにブラックを加えた４色のインクを用いる。さらには、銀塩写真と同様の画質の記録を行うことが可能なフォトプリンタでは、例えば、シアン、マゼンタについてより色材濃度の低いインクを加えた６色のインクを使用する。
【０００８】
このように用いるインクが複数ある場合には、当然にそのインクジェト記録装置では設定される駆動周波数に関して複数の異なる粘性のインクが用いられることになる。この場合、インクによっては設定される駆動周波数に対して適切な粘性でなくリフィルが十分でない状態で吐出が行われるものもある。特に、上述した記録ヘッドの駆動周波数が複数設定される記録装置では、粘性がいずれかの駆動周波数に適合せず、吐出不良を生じる場合がある。
【０００９】
本発明は、上述した問題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、複数の種類のインクを吐出する記録へッドを用いて記録を行う装置において、その装置で設定され得る複数の駆動周波数を上記複数種類のインクに係わるリフィル特性との関係で適切に定め、常に、適切なリフィルが行われて吐出不良を生じることのないインクジェト記録装置を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
そのために、本発明では、吐出口および該吐出口に連通するインク路に吐出に利用されるエネルギーを発生する素子を備えた記録ヘッドであって、それぞれインクのリフィルの速さが異なる複数の記録ヘッドを用い、該複数の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記録装置において、
前記複数の記録ヘッドを駆動してインクを吐出するための複数の異なる駆動周波数の中から、記録ヘッドの温度に応じて一の駆動周波数を設定する設定手段を具え、
ｆｒｍｉｎ≧ｆｏｐｍａｘ　（Ｉ）
ｆｒｍａｘ≦２ｆｏｐｍｉｎ　（ＩＩ）
ここで、ｆｒｍａｘ：前記異なるリフィルの速さのうち、最も速いリフィルの速さに関する値であって、吐出後に最初に吐出口にインクメニスカスが到達する時間の逆数、
ｆｒｍｉｎ：前記複数の異なるリフィルの速さのうち、最も遅いリフィルの速さに関する値であって、吐出後に最初に吐出口にインクメニスカスが到達する時間の逆数、
ｆｏｐｍａｘ：前記複数の異なる駆動周波数のうち、最も高い駆動周波数、
ｆｏｐｍｉｎ：前記複数の異なる駆動周波数のうち、最も低い駆動周波数
なる条件が成り立つことを特徴とする。
【００１１】
以上の構成によれば、図１２において、記録ヘッド温度が低い温度範囲のときに、最も粘度の高い記録ヘッドのリフィルの速さに関する値ｆｒｍｉｎで定まる時間ｔ２が本システムにおいて最も長い時間ｔ２であり、仮に、この時間が最も高い駆動周波数によって定まる周期（１／ｆｏｐｍａｘ）より長いとすると（図中、１／ｆｏｐｍａｘより時間軸で右側）、最もリフィルが遅い記録ヘッドのリフィルが不十分となり、吐出不良を起こしてしまう。このため、第１条件として、最も高い駆動周波数（ｆｏｐｍａｘ）を上記低い環境温度で最も粘度の高い記録ヘッドのリフィルの速さに関する値ｆｒｍｉｎ以下とする必要がある。
【００１２】
また、メニスカス振動の振幅が最大となる時間（ｔ３は、記録ヘッド温度の変化により変化する（図１２において、時間軸上を移動する）ことから、仮に、時間ｔ３が最も低い駆動周波数の周期（１／ｆｏｐｍｉｎ）を含んでこれより早い時間（図中、１／ｆｏｐｍｉｎを含みそれより時間軸で左側）の場合、環境温度の上昇によって、最大振幅となる時間ｔ３が図中右側にずれ、最も低い駆動周波数の周期（１／ｆｏｐｍｉｎ）と一致し、メニスカス振動の最大時に次の吐出が行われ、スプラッシュなどの吐出不良を生じる可能性がある。このため、第２条件として、時間ｔ３がこのずれる範囲で最大左側に位置する条件である、高い環境温度のときの最も粘度の低いインクを用いる記録ヘッドのリフィルの速さに関する値である１／ｆｒｍａｘ＝ｔ１）の　２倍（時間ｔ３はｔ１の約２倍の時間）が、その温度で設定される最も低い駆動周波数の周期（１／ｆｏｐｍｉｎ）より大きいという条件を満たせばよいことになる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
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。
【００１４】
［装置本体］
図１および図２に、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の概略構成を示す。
【００１５】
図１において、この実施形態におけるプリンタの外殻をなす装置本体Ｍ１０００は、下ケースＭ１００１、上ケースＭ１００２、アクセスカバーＭ１００３および排出トレイＭ１００４の外装部材と、その外装部材内に収納されたシャーシＭ３０１９（図２参照）とから構成される。前記シャーシＭ３０１９は、所定の剛性を有する複数の板状金属部材によって構成され、記録装置の骨格をなし、後述の各記録動作機構を保持するものとなっている。
【００１６】
また、前記下ケースＭ１００１は装置本体Ｍ１０００の略下半部を、上ケースＭ１００２は装置本体Ｍ１０００の略上半部をそれぞれ形成しており、両ケースの組合せによって内部に後述の各機構を収納する収納空間を有する中空体構造をなし、その上面部および前面部にはそれぞれ開口部が形成されている。さらに、前記排出トレイＭ１００４はその一端部が下ケースＭ１００１に回転自在に保持され、その回転によって下ケースＭ１００１の前面部に形成される前記開口部を開閉させ得るようになっている。このため、記録動作を実行させる際には、排出トレイＭ１００４を全面側へと回転させて開口部を開けるとにより、ここから記録シートが排出可能となるとともに排出された記録シートＰを順次積載し得るようになっている。また、排紙トレイＭ１００４には、２枚の補助トレイＭ１００４ａ，Ｍ１００４ｂが収納されており、必要に応じて各トレイを手前に引き出すことにより、用紙の支持面積を３段階に拡大、縮小させ得るようになっている。
【００１７】
アクセスカバーＭ１００３は、その一端部が上ケースＭ１００２に回転自在に保持され、上面に形成される開口部を開閉し得るようになっており、このアクセスカバーＭ１００３を開くことによって本体内部に収納されている記録ヘッドカートリッジＨ１０００あるいはインクタンクＨ１９００などの交換が可能となる。なお、ここでは特に図示しないが、アクセスカバーＭ１００３を開閉させると、その裏面に形成された突起がカバー開閉レバーを回転させるようになっており、そのレバーの回転位置をマイクロスイッチなどで検出することにより、アクセスカバーの開閉状態を検出し得るようになっている。
【００１８】
また、上ケースＭ１００２の後部上面には、電源キーＥ００１８１およびレジュームキーＥ００１９が押下可能に設けられると共に、ＬＥＤＥ００２０が設けられており、電源キーＥ００１８を押下すると、ＬＥＤ　Ｅ００２０が点灯して記録可能であることをオペレータに知らせるものとなっている。また、ＬＥＤ　Ｅ００２０は点滅の仕方や色の変化をさせたり、ブザーをならすことによりプリンタのトラブルなどをオペレータに知らせるなど種々の表示機能を有する。なお、トラブルなどが解決した場合には、レジュームキーＥ００１９を押下するととによって記録が再開されるようになっている。
【００１９】
［記録動作機構］
次に、上記プリンタの装置本体Ｍ１０００に収納、保持される本実施形態における記録動作機構についで説明する。
【００２０】
本実施形態における記録動作機構としては、記録シートＰを装置本体内へと自動的に給送する自動給送部Ｍ３０２２と、自動給送部から１枚ずつ送出される記録シートＰを所望の記録位置へと導くと共に、記録位置から排出部Ｍ３０３０へと記録シートＰを導く搬送部Ｍ３０２９と、搬送部Ｍ３０２９に搬送された記録シートＰに所望の記録を行う記録部と、前記記録部などに対する回復処理を行う回復部（Ｍ５０００）とから構成されている。
【００２１】
（記録部）
ここで、前記記録部を説明する。前記キャリッジ軸Ｍ４０２１によって移動可能に支持されたキャリッジＭ４００１と、このキャリッジＭ４００１に着脱可能に搭載される記録ヘッドカートリッジＭ１０００とからなる。
【００２２】
記録ヘッドカートリッジ
まず、前記記録ヘッドカートリッジについて図３〜図５に基づき説明する。
【００２３】
この実施形態における記録ヘッドカートリッジＨ１０００は、図３に示すようにインクを貯留するインクタンクＨ１９００と、このインクタンクＨ１９００から供給されるインクを記録情報に応じでノズル（吐出口）から吐出させる記録ヘッドＨ１００１とを有し、前記記録ヘッドＨ１００１は、後述するキャリッジＭ４００１に対して着脱可能に搭載される、いわゆるカートリッジ方式を採るものとなっている。
【００２４】
ここに示す記録ヘッドカートリッジＨ１０００では、写真調の高画質なカラー記録を可能とするため、インクタンクとしで、例えば、ブラック、シアン、マゼンタおよびイエローおよびこれらに加え、シアン、マゼンタについてよリ色材濃度が低いそれぞれライトシアン、ライトマゼンタの各色インクを個別に貯留したインクタンクが用意されており、図４に示すように、それぞれが記録ヘッドＨ１００１に対して着脱自在となっている。
【００２５】
本実施形態で用いる上記各インクの粘度は以下の通りである。
ブラック：２．１［ｃｐｓ（＝ｍｐａ・ｓ）］
ライトシアン：２．２４［ｃｐｓ］
ライトマゼンタ：２．１１［ｃｐｓ］
シアン：２．３４［ｃｐｓ］
マゼンタ：２．３［ｃｐｓ］
イエロー：２．２［ｃｐｓ］
ここで、本実施形態のインクジェットプリンタが使用可能なインクの粘度の範囲は、１．０ｃｐｓ≦η≦５．０ｃｐｓの範囲である。これは、インクの粘度が１．０未満の場合、後述するように吐出後のインクのリフィル時のメニスカスの振動が大きく、それによって吐出が不安定となり、記録品位の劣化を招く。一方、粘度が５．０ｃｐｓを越える高粘度のインクは本実施形態の記録ヘッドで吐出することができないからである。　前記記録ヘッドＨ１００１は、図５の分解斜視図に示すように、記録素子基板Ｈ１１００、第１のプレートＨ１２００、電気配線基板Ｈ１３００、第２のプレートＨ１４００、タンクホルダＨ１５００、流路形成部材Ｈ１６００、フィルタＨ１７００およびシールゴムＨ１８００から構成されている。
【００２６】
記録素子基板Ｈ１１００には、Ｓｉ基板の片面にインクを吐出するための複数の記録素子と、各記録素子に電力を供給するＡｌなどの電気配線とが成膜技術により形成され、この記録素子に対応した複数のインク路と複数の吐出口Ｈ１１００Ｔとがフォトリソグラフィ技術により形成されると共に、複数のインク路にインクを供給するためのインク供給口が裏面に開口するように形成されている。また、前記記録素子基板Ｈ１１００は第１のプレートＨ１２００に接着固定されており、ここには、前記記録素子基板Ｈ１１００にインクを供給するためのインク供給口Ｈ１２０１が形成されている。さらに、第１のプレートＨ１２００には、開口部を有する第２のプレートＨ１４００が接着固定されており、この第２のプレートＨ１４００は、電気配線基板Ｈ１３００と記録素子基板Ｈ１１００とが電気的に接続されるよう、電気記線基板Ｈ１３００を保持している。この電気配線基板Ｈ１３００は、前記記録素予基板Ｈ１１００にインクを吐出するための電気信号を印加するものであり、記録素子基板Ｈ１１００に対応する電気配線と、この電気配線端部に位置し本体からの電気信号を受け取るための外部信号入力端子Ｈ１３０１とを有しており、前記外部信号入力端子Ｈ１３０１は、後述のタンクホルダＨ１５００の背面側に位置決め固定されている。
【００２７】
一方、前記インクタンクＨ１９００を着脱可能に保持するタンクホルダＨ１５００には、流路形成部材Ｈ１６００が超音波溶着され、インクタンクＨ１９００から第１のプレートＨ１２００に亙るインク路Ｈ１５０１を形成している。また、インクタンクＨ１９００と係合するインク路Ｈ１５０１のインクタンク側端部には、フィルタＨ１７００が設けられており、外部からの塵挨の侵入を防止し得るようになっている。また、インクタンクＨ１９００との係合部にはシールゴムＨ１８００が装着され、前記係合部からのインクの蒸発を防止し得るようになっている。
【００２８】
さらに、前述のようにタンクホルダＨ１５００、流路形成部材Ｈ１６００、フィルタＨ１７００およびシールゴムＨ１８００から構成されるタンクホルダ部と、前記記録素子基板Ｈ１１００、第１のプレートＨ１２００、電気配線基板Ｈ１３００および第２のプレートＨ１４００から構成される記録素子部とを、接着などで結合することにより、記録ヘッドＨ１００１を構成している。
【００２９】
キャリッジ
次に、図２に基づき前記キャリッジＭ４００１を説明する。
【００３０】
図示のように、キャリッジＭ４００１には、キャリッジＭ４００１と係合し記録ヘッドＨ１００１をキャリッジＭ４００１の装着位置に案内するためのキャリッジカバーＭ４００２と、記録ヘッドＨ１００１のタンクホルダＨ１５００と係合し記録ヘッドＨ１００１を所定の装着位置にセットさせるよう押圧するヘッドセットレバーＭ４００７とが設けられている。
【００３１】
すなわち、ヘッドセットレバーＭ４００７はキャリッジＭ４００１の上部においてヘッドセットレバー軸に対して回動可能に設けられると共に、記録ヘッドＨ１００１との係合部には不図示のヘッドセットプレートがばねを介して備えられ、このばね力によって記録ヘッドＨ１００１を押圧しながらキャリッジＭ４００１に装着する構成となっている。
【００３２】
また、キャリッジＭ４００１の記録ヘッドＨ１００１との別の係合部にはコンタクトフレキシブルプリンドケーブル（以下、コンタクトＦＰＣと称す）が設けられ、コンタクトＦＰＣ上のコンタクト部と記録ヘッドＨ１００１に設けられたコンタクト部（外部信号入力端子）Ｈ１３０１（図５）とが電気的に接触し、記録のための各種情報の授受や記録ヘッドＨ１００１への電力の供給などを行い得るようになっている。
【００３３】
ここで、コンタクトＦＰＣのコンタクト部とキャリッジＭ４００１との間には不図示のゴムなどの弾性部材が設けられ、この弾性部材の弾性力とヘッドセットレバーばねによる押圧力とによってコンタクト部とキャリッジＭ４００１との確実な接触を可能とするようになっている。さらに前記コンタクトＦＰＣはキャリッジＭ４００１の背面に搭載されたキャリッジ基板Ｅ００１３に接続されている。
【００３４】
次に、記録ヘッドとして、上述した本実施形態の記録ヘッドＨ１００１の具体的な構成について、さらに詳細に説明する。
【００３５】
本実施形態における記録ヘッドＨ１００１であるインクジェットヘッド１１の外観を図６に示し、その記録素子基板Ｈ１１００である発熱基板１２を図７に一部破断で示し、その１つのインク路１３の内部構造を図８に示し、そのＡ−Ａ矢視の断面構造を図９に示し、電気熱変換素子１４の部分を抽出拡大して図１０に示し、そのＢ―Ｂ矢視の断面構造を図１１に示す。
【００３６】
発熱基板１２は、例えば、厚さ０．５ｍｍ〜１ｍｍのＳｉウエハを用いて製造され、相互に平行に配列する６本の細長いインク供給口１５（Ｈ１２０１）がこのインクジェットヘッド１１で用いられる６色のインクに対応して形成されている。
【００３７】
この形態では、図８に示すように、一辺が２２μｍの正方形に設定された電気熱変換素子１４と対向する円形の吐出口１６がインク路１３に臨んで形成され、この吐出口１６の直径は１２μｍに設定されている、インク路１３内のインクに接する耐キャビテーション層２１（図１１参照）の表面から吐出口１６が開口する吐出口面２２までの距離は２５μｍ、インク路１３の幅Ｗ（図８参照）および高さはそれぞれ３２μｍ、１３．５μｍであり、インク路１３の端壁の幅Ｗｅおよびこの端壁から電気熱変換素子１４の中心までの距離は、それぞれ２６μｍ、１３μｍである。
【００３８】
各インク供給口１５には、このインク供給口１５の長手方向に沿って所定間隔て配列するインク路１３が当該インク供給口１５を挟むように２列に形成されており、各インク路１３には、電気熱変換素子１４とこの電気熱変換素子１４と対向してインク滴を吐出するための吐出口１６（Ｈ１１００Ｔ）とが設けられている。
【００３９】
本実施形態では、インク供給口１５を挟むように相互に平行な２列の吐出口１６を相互にそれらの吐出口配列ピッチの半ピッチずらしていわゆる千鳥状に配列しており、これにより、各列の吐出口１６に対応するインク路１３の間隔を６００ｄｐｉのピッチでそれぞれ配列させているため、各色のインクに対応してインク供給口１５の長手方向に沿って配列する吐出口１６の間隔は、見かけ上、１２００ｄｐｉの高密度に配置された状態となっている。また、電気熱変換素子１４およびＡｌなどで形成されて電気熱変換素子１４に電力を供給する電極配線１７は、成膜技術によりＳｉウエハの表面に形成され、電極配線１７の他方の端末は、Ａｕなどで形成されて発熱基板１２の表面から突出するバンプ１８（図７参照）となっている。
【００４０】
以上説明した記録ヘッドを用いて記録を行なう本実施形態のインクジェットプリンタは、記録ヘッドの駆動周波数を２段階に設定して記録を行うものである。すなわち、本プリンタは、ヘッド温度を検知する温度センサを備えたヘッドからの温度情報を基にヘッド温度が所定温度より高いときは、駆動周波数を２０ｋＨｚ（＝ｆｏｐｍｉｎ）とし、上記所定温度より低いときは，駆動周波数を２４ｋＨｚ（＝ｆｏｐｍａｘ）とするものである。この構成により、特に、環境温度が高いときに駆動周波数を低くし、記録ヘッドの昇温を抑制することができる。また、この駆動周波数の切換えに応じて記録ヘッドの走査速度も切換えることにより、走査方向の記録密度が変わらないようにする。なお、駆動周波数の設定は、上例のように、２つに限る必要はないことはもちろんである。プリンタの仕様や記録ヘッドの昇温特性に応じて３つ以上のより多段階の設定をしても良い。
【００４１】
なお、上述した記録ヘッドの駆動周波数の設定およびそれに応じた走査速度の切換えは、本プリンタの制御を実行するＣＰＵを有した制御部によって行われ、また、この設定に基づいて記録ヘッドのヘッドドライバが記録ヘッドにおけるインク吐出のための駆動を行う。
【００４２】
図１２は、以上説明した本実施形態のインクジェットプリンタで用いる２種類の異なる粘度のインクについて、記録ヘッドを駆動して吐出した直後からのメニスカスの吐出方向における位置を時間の経過とともに示す図である。
【００４３】
同図に示すように、各吐出口における吐出により粘度の異なる２種類のインクは、それぞれ図中Ｘの位置で吐出インク滴と分離する。その後、インク路に対してインク供給口からインクが供給されると、メニスカス位置は吐出口に向かって移動する。インク路内を移動する速度はインクの粘度に反比例するため、粘度が最も低いインクＡ（実線；本実施形態では、ブラックインク：２．１［ｃｐｓ］）のメニスカスが先に吐出口（オリフィス面）の位置まで達し（吐出から最初に吐出口に達するまでの時間をｔ１とするとき、ｔ１＝１／ｆｒｍａｘであり、これらはいずれもリフィルの速さに関する値といういことができる；以下同様）、その後、最も粘度の高いインクＢ（破線；本実施形態では、シアンインク：２．３４［ｃｐｓ］）のメニスカスが遅れて吐出口面の位置に到達する（ｔ２＝１／ｆｒｍｉｎ）。吐出口面に達したメニスカスは慣性によって吐出口から吐出方向側ヘオーバーシュートして、インクが吐出口の外側へ盛り上がった状態になった後、再びインク路側へ戻り、このようなメニスカス振動を続け、その振動が減衰して定常状態（吐出前）の吐出に適切なメニスカス位置に戻る。
【００４４】
インクＡおよびＢは、同図に示すように、減衰振動を行うが、インクＢはインクＡよりも粘度が高いため、振動におけるメニスカスのオーバーシュート量が小さく、インクＡよりも早くメニスカスが定常状態に達する。
【００４５】
なお、図１２にを参照して説明において、記録ヘッドの温度、すなわち、インクの温度が高いほど粘度は低くなり、一般にはリフィルの速さは速くなるといえる。しかし、本実施形態で用いる記録ヘッドは熱エネルギーを利用してインクに気泡を生じさせその気泡の圧力によってインクを吐出するものであることから、インクの温度が高いほど、生成される上記気泡の大きさが大きくなり、その分吐出の際のインク路におけるメニスカスの後退量が大きくなる。その結果、温度上昇による粘度低下によるリフィルの速さの増大を考慮しても、吐出後に後退したメニスカスが最初に吐出口（オリフィス面）に戻るまでの時間（図１２において、ｔ１、ｔ２）は、温度が高くなるほど長くなる（同図中、右側にずれる）。
【００４６】
以上のようなインクメニスカスの挙動において、大きくオーバーシュートした状態（ｔ３）で次の吐出を行うと、スプラッシュなどのを生じる。また、メニスカスが吐出口面に到達していない状態（インクＡのｔ１以前またはインクＢのｔ２以前）で次の吐出を行うと、吐出量の低下や、リフィルが間に合わないことから、不吐出を生じる。
【００４７】
本実施形態は、インク粘度等の物性の異なり、リフィル時間等の特性が異なる複数のインクを使用した場合で、ヘッド温度に応じて記録ヘッドの駆動周波数が複数異なるもの設定される場合に、上述したリフィルに関する吐出不良を生じさせずに、良好な記録を可能とするインクジェット記録装置提供をするものである。
【００４８】
これを実現する条件は、複数の異なる駆動周波数で記録ヘッドを駆動する場合、その最も高い駆動周波数（ｆｏｐｍａｘ）は粘度の異なる複数のインクを使用している記録ヘッドのうちで最も粘度の高いインクを用いる記録ヘッドのリフィルの速さに関する値ｆｒｍｉｎ以下で（第１条件）、かつ最も低い駆動周波数の周期（１／ｆｏｐｍｉｎ）は最も粘度の低いインクを用いる記録ヘッドのリフィルの速さに関する値１／ｆｒｍａｘの１／２より大きくなくてはならないことである（第２条件）。
【００４９】
本実施形態では、上述したように、ヘッド温度に応じて２種類の駆動周波数を設定し、ヘッド温度が所定の高い範囲ときは（最も）低い駆動周波数とし、ヘッド温度が所定の低い範囲のときは（最も）高い駆動周波数とする。　図１２において、ヘッド温度が低い温度範囲のときに、最も粘度の高い記録ヘッドのリフィルの速さに関する値ｆｒｍｉｎで定まる時間ｔ２が本システムにおいて最も長い時間ｔ２であり、仮に、この時間が最も高い駆動周波数によって定まる周期（１／ｆｏｐｍａｘ）より長いとすると（図中、１／ｆｏｐｍａｘより時間軸で右側）、最もリフィルが遅い記録ヘッドのリフィルが不十分となり、上記の通り吐出不良を起こしてしまう。このため、第１条件として、最も高い駆動周波数（ｆｏｐｍａｘ）を上記低いヘッド温度で最も粘度の高い記録ヘッドのリフィルの速さに関する値ｆｒｍｉｎ以下とする必要がある。
【００５０】
また、メニスカス振動の振幅が最大となる時間（ｔ３は、ヘッド温度の変化により変化する（図１２において、時間軸上を移動する）ことから、仮に、時間ｔ３が最も低い駆動周波数の周期（１／ｆｏｐｍｉｎ）を含んでこれより早い時間（図中、１／ｆｏｐｍｉｎを含みそれより時間軸で左側）の場合、ヘッド温度の上昇によって、最大振幅となる時間ｔ３が図中右側にずれ、最も低い駆動周波数の周期（１／ｆｏｐｍｉｎ）と一致し、メニスカスの最大時に次の吐出が行われ、前述したようにスプラッシュなどを生じる可能性がある。このため、第２条件として、時間ｔ３がこのずれる範囲で最大左側に位置する条件である、高いヘッド温度のときの最も粘度の低いインクを用いる記録ヘッドのリフィルの速さに関する値１／ｆｒｍａｘの２倍（時間ｔ３はｔ１の約２倍の時間）が、その温度で設定される最も低い駆動周波数の周期（１／ｆｏｐｍｉｎ）より大きいという条件を満たせばよいことになる。
【００５１】
以上の第１および第の条件をまとめると、次のようになる。
ｆｒｍｉｎ≧ｆｏｐｍａｘ　（第１条件）
２（１／ｆｒｍａｘ）≧１／ｆｏｐｍｉｎ，すなわち、
ｆｒｍａｘ≦２ｆｏｐｍｉｎ　（第２条件）
さらに、記録ヘッドの上記二つの駆動周波数について、記録ヘッドの構成やプリンタの仕様などの点から、最も高い駆動周波数ｆｏｐｍａｘは最も低い駆動周波数ｆｏｐｍｉｎのｎ倍とし、ｎは１より大きく２未満とする。本実施形態では、ｆｏｐｍａｘは２４ｋＨｚであり、ｆｏｐｍｉｎは２０ｋＨｚである。
【００５２】
図１３は、記録ヘッドのリフィル特性を定める要因を説明する図である。以上で説明したように、粘性が異なればそれぞれのリフィル特性も異なる。同図は、上述した粘性の異なる２種類のインクＡ、インクＢそれぞれについて、図８に示すノズルフィルタの径によってリフィル周波数が異なることを示している。同図に示すように、粘性が異なると、リフィル周波数が異なり、インクＡはインクＢと比較して粘度が低いため、リフィル周波数が高くなる。
【００５３】
リフィル特性を定める要因としてこの粘性の他に、記録ヘッドのインク路等の構造がある。図８に示した本実施形態の構造では、各インク路ごとに設けられる、２つの円柱により構成されるノズルフィルタ２０の直径が１３μｍのとき、図１３に示すように、リフィル周波数の最大値（ｆｒｍａｘ）は，インクＡについて約４０ｋＨｚであり、一方、リフィル周波数の最小値（ｆｒｍｉｎ）は，インクＢについて約３０ｋＨｚである。このように、ノズルフィルタの径もリフィル特性を定める要因であり、その他、図８において、インク路１３の幅Ｗや長さＨもリフィル特性を定める要因である。このうち、幅Ｗは、その値が大きいほどリフィル周波数は高くなり、長さＨが長いほどリフィル周波数は低くなる。
【００５４】
本実施形態の記録ヘツドの駆動周波数は、前述したように、環境温度によって２４ｋＨｚ（ｆｏｐｍａｘ）または２０ｋＨｚ（ｆｏｐｍｉｎ）に設定される。この値と上記のリフィル周波数は、明らかに上記の第１および第２の条件を満たす。これにより、定常状態だけでなく記録や使用環境などの変化によって記録ヘッドにおけるインク温度が変化しても、信頼性が高く、高速の記録を行うことができる。
【００５５】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、複数の種類のインクを吐出する記録へッドを用いて記録を行うインクジェト記録装置において、その装置で設定され得る複数のヘッド駆動周波数を複数種類のインクに係わるリフィル特性との関係で適切に定め、常に、適切なリフィルが行われて吐出不良を生じないようにすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態におけるインクジェットプリンタの外観構成を示す斜椀図である。
【図２】図１に示すプリンタの外装部材を取り外した状態を示す斜視図である。
【図３】本発明の実施形態で用いる記録ヘッドカートリッジを組み立てた状態を示す斜視図である。
【図４】図３に示す記録ヘッドカートリッジを示す分解斜視図である。
【図５】図４に示した記録ヘッドを斜め下から観た分解斜視図である。
【図６】図３に示す記録ヘッドカートリッジを示す斜視図である。
【図７】図５に示した記録素子基板の外観を破断状態で表す斜視図である。
【図８】本実施形態の記録ヘッドにおける１つのインク路の構造を示す断面図である。
【図９】図８中のＡ−Ａ断面図である。
【図１０】図８に示した電気熱変換素子の部分平面図である。
【図１１】図１０中のＢ−Ｂ断面図である。
【図１２】本発明の実施形態に係わる記録ヘッドにおけるインクのメニスカス振動を説明する図である。
【図１３】本発明の実施形態に係わる記録ヘッドのリフィル特性を説明する図である。
【符号の説明】
１３　　　　インク路
１４　　　　電気熱変換素子
１６　　　　吐出口
２０　　　　ノズルフィルタ
Ｈ１００１　記録ヘッド
【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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