(57)【要約】【課題】  インク内に膜沸騰を生じさせてインクの吐出を行うインクジェット記録装置において、エネルギ依存性を有するインクを用いる場合であっても、長期間に渡って安定した吐出動作を維持し、記録濃度の低下および不吐出を防止する。【解決手段】  予備吐出を行う際には電気熱変換素子に印加する電圧パルスを制御することによって、電気熱変換素子に与える投入エネルギを記録ヘッドの吐出速度が極端に低下する特定のエネルギよりも高く設定する。これにより、通常の記録動作によって電気熱変換素子上に堆積したインク中の分散破壊物に熱分解を起こさせ、電気熱変換素子上から消滅させることができるので、安定した発泡状態が維持され吐出スピードも所定範囲に保たれる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気熱変換素子に投入される電気エネルギに応じてインクを発泡させインクを吐出させることが可能な記録ヘッドと、
前記記録ヘッドによるインクの吐出動作が行われる電気エネルギの範囲内の特定領域において、前記電気エネルギが大となるに伴って、吐出速度が低下し、最小の吐出速度に達した後は吐出速度が上昇する性質を有するインクと、を用いるインクジェット記録装置において、
前記最小の吐出速度となるときの電気エネルギ量よりも大きなエネルギ量で予備吐出動作を行なうことを特徴とするインクジェット記録装置。
【請求項２】
電気熱変換素子に投入される電気エネルギに応じてインクを発泡させインクを吐出させることが可能な記録ヘッドと、
前記記録ヘッドによるインクの吐出動作が行われる電気エネルギの範囲において、第１の電気エネルギ量が投入されたときの第１の吐出速度よりも前記第１の電気エネルギ量よりも大きな第２の電気エネルギ量が投入されたときの第２の吐出速度の方が小となり、且つ前記第２の電気エネルギ量よりも大きな第３の電気エネルギ量が投入されたときの第３の吐出速度の方が前記第２のインク吐出速度よりも大となる性質を有するインクと、を用いるインクジェット記録装置において、
前記範囲内で吐出速度が最も小となる前記第２の吐出速度を生じさせる際の前記第２の電気エネルギ量よりも大きな前記第３のエネルギ量で予備吐出動作を行なうことを特徴とするインクジェット記録装置。
【請求項３】
電気熱変換素子を有し、該電気熱変換素子に投入される電気エネルギに応じてインクを加熱し発泡させることによりインクの吐出が可能な記録ヘッドと、
該記録ヘッドによるインクの吐出動作が行われる電気エネルギの範囲のうち、特定領域の電気エネルギが加えられた場合に他の場合より吐出速度が低下する性質を有するインクと、を用いるインクジェット記録装置において、
前記範囲内で前記電気エネルギを調整することが可能で、画像記録時と予備吐出時とで前記電気熱変換素子に投入する前記電気エネルギを切り替える投入エネルギ切り替え手段を具備し、
該投入エネルギ切り替え手段は、前記予備吐出時には、前記特定領域の電気エネルギより大きい電気エネルギへの切り替え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４】
前記記録ヘッドより吐出されるインクの吐出量が２０ｐｌ以下であ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】
前記電気エネルギは電圧パルスとして投入されるものであり、前記投入エネルギ切り替え手段は、前記電圧パルスのパルス幅を調整することによって前記電気熱変換素子への投入エネルギを切り替えることを特徴とする請求項３に記載のインクジェット記録装置。
【請求項６】
前記電気エネルギは電圧パルスとして投入されるものであり、前記投入エネルギ切り替え手段は、前記電圧パルスの電圧値を調整することによって前記電気熱変換素子への投入エネルギを切り替えること特徴とする請求項３に記載のインクジェット記録装置。
【請求項７】
前記インクは、色材として有機顔料を含むことを特徴とする請求項１乃至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】
前記投入エネルギ切り替え手段は、前記予備吐出を行う際に、前記特定領域の電気エネルギのうちで吐出速度が最も小となる電気エネルギの、１.０２〜１．２３倍のエネルギを投入する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９】
前記インクジェット記録装置は、前記予備吐出を１０００回以上連続して実行することを特徴とする請求項１乃至８のいずれかに記載のインクジェット記録装置。
【請求項１０】
画像の記録に要する吐出の数をカウントするドットカウント手段を更に具備し、
該ドットカウント手段によって得られたカウント値が所定の値に達した場合に前記予備吐出を実行することを特徴とする請求項１乃至９のいずれかに記載のインクジェット記録装置。
【請求項１１】
画像を記録した記録媒体の枚数をカウントするページカウント手段を更に具備し、
該ページカウント手段によって得られたカウント値が所定の値に達した場合に前記予備吐出を実行することを特徴とする請求項１乃至９のいずれかに記載のインクジェット記録装置。
【請求項１２】
電気熱変換素子を有し、該電気熱変換素子に投入される電気エネルギに応じてインクを加熱し発泡させることによりインクの吐出が可能な記録ヘッドと、該記録ヘッドによるインクの吐出動作が行われる電気エネルギの範囲のうち、特定領域の電気エネルギが加えられた場合に他の場合より吐出速度が低下する性質を有するインクと、を用いるインクジェット記録装置の予備吐出制御方法であって、
前記範囲内で前記電気エネルギを調整することによって、画像記録時と予備吐出時とで前記電気熱変換素子に投入する前記電気エネルギを切り替える投入エネルギ切り替え工程を有し、
該投入エネルギ切り替え工程では、前記予備吐出を行う際に、前記特定領域の電気エネルギより大きい電気エネルギへの切り替えを行うことを特徴とする予備吐出制御方法。
【請求項１３】
電気熱変換素子に投入される電気エネルギに応じてインクを発泡させインクを吐出させることが可能な記録ヘッドと、
前記記録ヘッドによるインクの吐出動作が行われる電気エネルギの範囲内の特定領域において、前記電気エネルギが大となるに伴って、吐出速度が低下していき、最小の吐出速度に達した後は吐出速度が上昇していく性質を有するインクと、を用いるインクジェット記録装置の予備吐出制御方法であって、
前記最小の吐出速度となるときの電気エネルギ量よりも大きなエネルギ量で予備吐出動作を行なうことを特徴とする予備吐出制御方法。
【請求項１４】
電気熱変換素子に投入される電気エネルギに応じてインクを発泡させインクを吐出させることが可能な記録ヘッドと、
前記記録ヘッドによるインクの吐出動作が行われる電気エネルギの範囲において、第１の電気エネルギ量が投入されたときの第１の吐出速度よりも前記第１の電気エネルギ量よりも大きな第２の電気エネルギ量が投入されたときの第２の吐出速度の方が小となり、且つ前記第２の電気エネルギ量よりも大きな第３の電気エネルギ量が投入されたときの第３の吐出速度の方が前記第２のインク吐出速度よりも大となる性質を有するインクと、を用いるインクジェット記録装置の予備吐出制御方法であって、
前記範囲内で吐出速度が最も小となる前記第２の吐出速度を生じさせる際の前記第２の電気エネルギ量よりも大きな前記第３のエネルギ量で予備吐出動作を行なうことを特徴とする予備吐出制御方法。
【請求項１５】
請求項１２から１４のいずれかに記載の予備吐出制御方法を実行するための予備吐出制御プログラム。
【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該記録装置の予備吐出制御方法に関し、特に、熱エネルギを利用してインクを吐出する記録ヘッドを備えているインクジェット記録装置および該記録装置の予備吐出制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ワードプロセッサ、パーソナルコンピュータ、ファクシミリ等に於ける情報出力装置として使用され、所望される文字や画像等の情報を用紙やフィルム等シート状の記録媒体に記録を行う手段として、様々な記録方式による記録装置が知られている。記録方式としては、ドットインパクト方式、サーマル方式、インクジェット方式等が挙げられるが、中でもインクジェット方式は、用紙等の記録媒体に非接触な状態で記録が可能である、カラー化が容易である、また静粛性に富む、等の理由で近年広い範囲で普及して来ている。インクジェット記録方式においては、インクを例えば滴として吐出し、記録媒体上に画像を形成するわけであるが、吐出を行わせるために用いられるエネルギ発生素子としては、電気熱変換素子（ヒータ）を利用する方法と圧電素子（ピエゾ）を利用する方法が一般的となっている。いずれも画像信号に応じて電気的な信号を印加し、これをインク滴の吐出のためのエネルギに変換している。
【０００３】
例えば、圧電素子を用いる場合では、圧電素子に電気信号を与えることにより、圧電素子が変位し、この変位時の圧力によってインク滴が吐出される。また、電気熱変換素子を用いる場合では、画像信号に応じて電気熱変換素子に電圧パルスを印加する。これにより、電気熱変換素子近傍のインクが瞬時に沸騰し、インクの相変化により生じる急激な気泡の体積成長に伴いインク滴が高速に吐出されるのである。
【０００４】
電気熱変換素子を用いる方法は、圧電素子を用いる方法と比較して、インクを吐出するための記録素子の構造が単純であるので、各記録素子をより高密度に配列することが出来る。よって、高解像な画像を高速に記録することが可能であることから、近年の様々な記録装置で有用されている。しかしながら一方で、電気熱変換素子が発生する熱は、インクジェット記録ヘッド内に徐々に蓄えられて行くので、記録を継続するに従って飛翔インク滴の体積変動を招く恐れがある。また、消泡によるキャビテーションが電気熱変換素子に与える影響および弊害も懸念される。
【０００５】
このような問題点を解決するために、電気熱変換素子を用いるインクジェット記録方法及びインクジェット記録ヘッドにおいては、既にいくつか提案および実施が成されている。例えば特許文献１、特許文献２、特許文献３、および特許文献４によれば、「電気熱変換素子を駆動させて生じた気泡を外気と連通させる」という記録方法が開示されている。そして、この様な記録方法を適用することにより、飛翔インク滴の体積安定性の向上、高速小液滴記録、および気泡の消泡時に発生するキャビテーションの解消によるヒータの断線故障に対する耐久性向上等が可能となり、更に高精細な画像が得られる内容も開示されている。
【０００６】
また、電気熱変換素子を用いるインクジェット記録ヘッドを長期間にわたって使用した場合、インク中の染料や不純物、インクタンクからの溶出物であるＳｎ等が、電気熱変換素子（ヒータ）の上にコゲとなって付着することが従来から問題視されている。このようなコゲは、特にインク中に不純物等が混在している場合に発生しやすいことが知られているので、インクの組成物の精製度を更に向上させることによって、インク中の不純物を減らし、コゲの発生を防止する技術も進められている。
【０００７】
更に、インク中の不純物や染料自身によるコゲの堆積の防止を主な目的とするような、記録ヘッドの回復方法も提案および実施されている（例えば、特許文献５および特許文献６参照。）
更にインクジェット記録の分野では、記録時以外にインクを吐出口から排出せしめる予備吐出という技術が既に実施されている。特許文献７によれば、この予備吐出を記録中や待機中を含めた適切なタイミングで行うことにより、インク詰まりを解消する内容が開示されている。なお、特許文献７に記載されている予備吐出とは、水分が蒸発して粘度が増加し、記録素子（ノズル）先端に詰まったインクを取り除いて吐出を回復させるために行うものとして説明されているが、本発明および本明細書においては、「記録素子の駆動状態を回復または安定させるための記録に無関係な吐出」という広い意味で用いるものとする。
【０００８】
【特許文献１】特開昭５４−１６１９３５号公報
【特許文献２】特開昭６１−１８５４５５号公報
【特許文献３】特開昭６１−２４９７６８号公報
【特許文献４】特開平４−１０９４１号公報
【特許文献５】特許第２８３９９６６号公報
【特許文献６】特開２０００−３３４９７２号公報
【特許文献７】英国特許第２，１６９，８５５号明細書
【特許文献８】特開２００３−７２０７７号公報
【特許文献９】米国特許第４，４６３，３５９号明細書
【特許文献１０】米国特許第４，３４５，２６２号明細書
【特許文献１１】米国特許第４，３１３，１２４号明細書
【特許文献１２】米国特許第４，５５８，３３３号明細書
【特許文献１３】米国特許第４，４５９，６００号明細書
【特許文献１４】特開昭５９−１２３６７０号公報
【特許文献１５】特開昭５９−１３８４６１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ところで、インクジェット記録装置、特にプロッタのような大型の記録装置においては、記録画像の堅牢性（耐候性）等に、より一層の改善が求められており、これに対応するために、例えば顔料のような水不溶性の色材を用いたインクも採用されて来ている。また同時に、銀塩写真と同等の極めて高品位な画像への要求も高まっており、これに対応するために、インクの液滴のサイズが１０ｐｌ（ピコリットル）以下といった、極めて小さな液滴を吐出する記録ヘッドも近年提供されて来ている。
【００１０】
しかしながら、このような背景において上記に説明した従来の技術では、小さなサイズの液滴を吐出させる記録ヘッドを用いながらも、同時に水不溶性の色材を含むインクを取り扱い、さらに安定した記録を長期に渡って維持することは、未だ不十分と言わざるを得なかった。その主な理由を以下に具体的に説明する。
【００１１】
本発明者らは、水不溶性色材として顔料を含むインクを、電気熱変換素子を用いるインクジェット記録に適用したときの、記録耐久性について検討を重ねて来た。そして、その過程において、吐出可能な制御の範囲内で投入エネルギを増減させた場合、ある決まったエネルギ領域でのみ吐出速度の低下が発生するインクが存在することを確認した。さらに、このようなエネルギ領域でインクの吐出を継続すると、記録ヘッドにおいては充分な記録耐久性が得られないという結論に至った。
【００１２】
図１を参照しながら上記現象を説明する。図１において、ここで横軸ｋは吐出の為に投入されるエネルギ値に同調するパラメータとして考えることが出来る。投入エネルギの調整は、例えば駆動電圧は一定にしておきながら、駆動パルス幅を徐々に変化させることによって実現することが出来る。また縦軸は、各投入エネルギに対応するインク滴の吐出速度を示している。図に見る様に、所定の投入エネルギの領域のみ、局所的に吐出速度が低下していることが確認できる。以下、このような現象をエネルギ依存性と表現し、このような特性を持つインクを、エネルギ依存性を有するインクと称することとする。
【００１３】
染料インクを用いた場合、インク中の不純物や染料自身によるコゲは、投入エネルギが大きいほど付着量が多くなるのが一般と考えられており、図１の様にあるエネルギ領域のみで吐出速度の低下が起きるような現象は存在しなかった。発明者らが鋭意検討を行ったところ、このような現象は、主に顔料のような水不溶性色材を用い、かつ吐出量が２０ｐｌ以下のような小液滴の場合に主に確認された。そして、なぜ、顔料のような水不溶性色材のインクで、上記のようなエネルギ依存性を有する場合が生じるのかという点について、以下のように考察した。
【００１４】
従来、水溶性の染料を用いたインクの場合、コゲとは水溶性の物質がヒータ上で不溶性に変化したものと考えられていた。詳細に調べた結果、ヒータ上の不溶物の成分は、酸化物であることが確認されており、従ってコゲには酸化が関わっていると考えられている。また、酸化のための酸素の供給源は、原因物質の近傍にある水分子であると想定されている。単分子もしくは数個レベルの会合状態でインク中に存在する染料は、水分子がごく近傍にあるために、ある親和力を持って酸化物という形でヒータ上に堆積する。そして、投入エネルギが大きいほど、コゲの発生量が多くなり、このコゲによって発泡が妨害されることから、吐出速度も投入エネルギ量に伴って低下するのではないかと考えられている。
【００１５】
これに対し発明者らは、実際に自ら確認した顔料インクで起こる吐出速度の低下は、上記従来の染料インクで起こる速度低下とは、原因が異なっていると推測している。顔料自体は多くの分子の集合体であるので、水分子との距離が遠く、酸化物にはなりにくい。しかし一般に、水系のインクジェットインクに適用するために、顔料分子は樹脂等の分散剤で分散されている。よって、熱等のエネルギで分散が破壊された場合には、分散破壊物が生じ、これがヒータ上に堆積することによってインク内の発泡を妨げ、吐出速度低下の原因となりうるのである。ここで分散破壊物とは、水系のインク中に顔料を分散させるための分散剤が、顔料に対して充分に分散できる量に満たなくなってしまった状態のもの、もしくは顔料から完全に外れてしまった状態のものを示す。このような状態では、分散剤が水系インク中に充分な状態で溶解できないために、ヒータ上に堆積してしまうことが想定されるのである。しかし、このような状態に陥ったとしても、さらに、高いエネルギを投入すれば、ヒータ上に堆積した分散破壊物は熱分解を起こし、ヒータ上から消滅することが想定できる。よって、図１のように吐出速度が回復することも説明できるのである。
【００１６】
特許文献８によれば、同様の特性を有するインクの駆動方法に関する提案が開示されている。ただし同文献においては、通常のインク吐出時には用いない特別な駆動方法を適用することによって、ヒータ上の付着物を除去している。また、開示されている実施例によれば、インク吐出量の大きい（おそらく７０ｐｌ前後だと推定される）記録ヘッドを用いて評価を行っており、また同等の記録ヘッドで効果を得ようとしている。
【００１７】
しかしながら、本願が対象としているようなインクの吐出量が小さい記録ヘッドの場合、電気熱変換素子のインクに与えるエネルギ量も小さくなる。このような状況においては、たとえヒータ上についた付着物が少量であったとしても、付着物が電気熱変換素子からインクへの熱伝導を阻害する割合は、インク吐出量が大きい場合よりも更に大きくなる。よって、吐出量が大きな記録ヘッドに比べて、ヒータ上への異物付着が起こりやすく、安定した吐出を維持するためには、記録中に必要となる予備吐出の回数も更に多くなることが想定される。上記特許文献８においては、通常の吐出回数の１／１００００から１／１０００程度の予備吐出回数で対応可能であると明記されているが、本願が対象としているような小液滴の記録ヘッドの場合、このような予備吐出回数では少なすぎて、吐出速度を完全に回復することは出来ない。また、同文献の実施例に記載してあるように、通常の吐出の１．５倍以上という大きなエネルギを用いた予備吐出を実施してしまうと、小液滴の記録ヘッドでは、ヒータを断線させてしまう恐れも生じてくる。
【００１８】
本発明者らが実際に行った検討において、投入エネルギを揃えてインクを吐出させた場合にも、インク吐出量が小さい記録ヘッドでは、吐出量が大きいものよりヒータ上への付着物の量が多くなる傾向があることが確認された。そして、特に、インク吐出量が２０ｐｌ以下のような小液滴の記録ヘッドにおいては、特許文献８に記載の方法では対応しきれない場合があることも確認した。
【００１９】
すなわち、上述したような様々な特許文献に記載されている従来技術を採用したとしても、小さなサイズの液滴を吐出させる記録ヘッドを用いながら、同時に水不溶性の色材を含むインクを取り扱い、さらに安定した記録を長期に渡って維持することは未だ困難な状況であったのである。
【００２０】
本発明は上記問題点を解決するために成されたものであり、その目的とするところは、エネルギ依存性を有するインクを用いる場合においても、長期間に渡って安定した吐出動作を維持し、記録濃度の低下および不吐出を抑制することのできるインクジェット記録装置および予備吐出制御方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
そのために本発明においては、電気熱変換素子を有し、該電気熱変換素子に投入される電気エネルギに応じてインクを発泡させることによりインクの吐出が可能な記録ヘッドと、該記録ヘッドによるインクの吐出動作が行われる電気エネルギの範囲のうち、特定領域の電気エネルギが加えられた場合に他の場合より吐出速度が低下する性質を有するインクと、を用いるインクジェット記録装置において、前記範囲内で前記電気エネルギを調整することが可能で、画像記録時と予備吐出時とで前記電気熱変換素子に投入する前記電気エネルギを切り替える投入エネルギ切り替え手段を具備し、該投入エネルギ切り替え手段は、前記予備吐出時には、前記特定領域の電気エネルギより大きい電気エネルギへの切り替えを行うことを特徴とする。
【００２２】
また、本発明は、電気熱変換素子を有し、該電気熱変換素子に投入される電気エネルギに応じてインクを発泡させることによりインクの吐出が可能な記録ヘッドと、該記録ヘッドによるインクの吐出動作が行われる電気エネルギの範囲のうち、特定領域の電気エネルギが加えられた場合に他の場合より吐出速度が低下する性質を有するインクと、を用いるインクジェット記録装置の予備吐出制御方法であって、前記範囲内で前記電気エネルギを調整することによって、画像記録時と予備吐出時とで前記電気熱変換素子に投入する前記電気エネルギを切り替える投入エネルギ切り替え工程を有し、該投入エネルギ切り替え工程では、前記予備吐出を行う際に、前記特定領域の電気エネルギより大きい電気エネルギへの切り替えを行うことを特徴とする。
【００２３】
また、本発明は、電気熱変換素子に投入される電気エネルギに応じてインクを発泡させインクを吐出させることが可能な記録ヘッドと、前記記録ヘッドによるインクの吐出動作が行われる電気エネルギの範囲内の特定領域において、前記電気エネルギが大となるに伴って、吐出速度が低下し、最小の吐出速度に達した後は吐出速度が上昇する性質を有するインクと、を用いるインクジェット記録装置において、前記最小の吐出速度となるときの電気エネルギ量よりも大きなエネルギ量で予備吐出動作を行なうことを特徴とする。
【００２４】
また、本発明は、電気熱変換素子に投入される電気エネルギに応じてインクを発泡させインクを吐出させることが可能な記録ヘッドと、前記記録ヘッドによるインクの吐出動作が行われる電気エネルギの範囲において、第１の電気エネルギ量が投入されたときの第１の吐出速度よりも前記第１の電気エネルギ量よりも大きな第２の電気エネルギ量が投入されたときの第２の吐出速度の方が小となり、且つ前記第２の電気エネルギ量よりも大きな第３の電気エネルギ量が投入されたときの第３の吐出速度の方が前記第２のインク吐出速度よりも大となる性質を有するインクと、を用いるインクジェット記録装置において、前記範囲内で吐出速度が最も小となる前記第２の吐出速度を生じさせる際の前記第２の電気エネルギ量よりも大きな前記第３のエネルギー量で予備吐出動作を行なうことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によれば、通常の記録動作によって電気熱変換素子上に堆積したインク中の分散破壊物に対し、熱分解を起こさせて電気熱変換素子上から消滅させることができる。よって、電気熱変換素子において安定した発泡状態が維持され吐出スピードも所定範囲に保たれるので、画像における記録濃度の低下および不吐出を低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、本発明の第１の実施形態について詳細に説明する。  
図２は、本実施形態に適用可能なインクジェット記録装置の構成の概要を説明するための外観斜視図である。
【００２７】
図２において、インクジェット記録装置は、ケーシング８内に長手方向に沿って設けられる記録媒体としての用紙２８を、図中矢印Ｃの示す方向に間欠的に搬送する搬送装置３０と、搬送装置３０による用紙２８の搬送方向に略直交する方向に略平行に往復運動せしめられる記録部１０と、記録部１０を往復運動させる駆動手段としての記録部移動駆動部６とを含んで構成されている。
【００２８】
搬送装置３０は、互いに略平行に対向配置される２対のローラユニット２２ａおよび２２ｂ並びに２４ａおよび２４ｂと、これらのローラユニットを駆動させる駆動部２０とを備えている。駆動部２０が作動状態のとき、用紙２８は図中矢印Ｃの方向にそれぞれのローラユニット２２ａおよび２２ｂ並びに２４ａおよび２４ｂにより挟持され、間欠的に送られて搬送される。
【００２９】
移動駆動部６は、所定の間隔をもって対向配置される回転軸に配されるプーリ２６ａおよび２６ｂに巻きかけられるベルト１６と、ローラユニット２２ａおよび２２ｂに略平行に配置され記録部１０のキャリッジ部材１０ａに連結されるベルト１６を順方向および逆方向に駆動させるキャリアモータ１８およびガイドシャフト１４とを含んで構成されている。キャリアモータ１８が作動状態とされてベルト１６が図中矢印Ｓに示す方向に回転されるとき、記録部１０のキャリッジ部材１０ａがガイドシャフト１４に案内指示されながら、同方向に所定の移動量だけ移動される。また、モータ１８が作動状態とされてベルト１６が図中矢印Ｓとは逆方向に回転されるとき、記録部１０のキャリッジ部材１０ａが矢印Ｓに示す方向とは反対の方向に、ガイドシャフト１４に案内指示されながら所定の移動量だけ移動されることとなる。
【００３０】
さらに、移動駆動部６の一端部には、キャリッジ部材１０ａのホームポジションとなる位置に、記録部１０の吐出回復処理を行うための回復ユニット２６が記録部１０のインク吐出口配列に対向して設けられている。回復ユニット２６は、記録部１０の正対した状態で予備吐出を行ったときに、各インクジェット記録ヘッドから吐出されたインク滴を受容する予備吐受けを含んでいる。
【００３１】
記録部１０は、インクジェット記録ヘッド１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ、１２Ｂが各色、例えば、イエロー、マゼンタ、シアン、およびブラックごとにそれぞれ、設けられている。また、各インクジェット記録ヘッド１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ、１２Ｂには、対応する色のインクを供給するインクタンクが記録部１０のキャリッジ部材１０ａに対して着脱自在に備えられている。
【００３２】
図３は、本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６０５には、画像入力部６０３、画像信号処理部６０４、中央制御部としてのＣＰＵ６００、ヘッド駆動制御回路６１７がそれぞれアクセス可能に接続されている。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６０４で生成される。
【００３３】
画像入力部６０３から入力された画像は、ＣＰＵ６００および画像信号処理部６０４によってソフト的な処理が行われ、ヘッド駆動制御回路６１７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。
【００３４】
ＣＰＵ６００は、通常ＲＯＭ６０１とランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）６０２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１２を駆動して記録を行う。また、ＲＯＭ６０１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。
【００３５】
ヘッド駆動制御回路６１７は、記録ヘッド１２からインクを吐出させるために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、一般的な予備吐出、更に本発明特有の予備吐出などがある。
【００３６】
図４は本実施形態に適用するインクジェット記録ヘッドの基本的構成を説明するための斜視図である。なお、本図およびこれ以下の図面において、電気熱変換素子（ヒータ）を駆動するための電気的な配線等は省略している。
【００３７】
３４は、本実施形態におけるインクジェット記録ヘッドの一部を構成する基板であり、ここではＳｉ基板（ウエハー）を用いたものとする。但し基板の材質は本発明の本質ではない。インク流路構成部材の一部として機能し、電気熱変換素子１１０、インク流路および吐出口を形成する材料層の支持体として機能し得るものであれば、特に限定されるものではない。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を用いることも出来る。
【００３８】
Ｓｉ基板３４は電気熱変換素子としてのヒータ１１０およびインク供給口３３を備えている。長溝状の貫通口からなるインク供給口３３の長手方向の両側には、ヒータ１１０が各吐出口（ノズル）３２に対応して配列されてそれぞれ１つずつ記録素子を形成している。各記録素子は互いに半ピッチずれた状態で、１２８個ずつ２列、すなわち計２５６個配列されている。各列に配列する複数の記録素子は１インチあたり３００個のピッチで配列されており、記録媒体上での記録密度は、副走査方向（記録素子配列方向）は６００ｄｐｉ（ｄｏｔ／ｉｎｃｈ；参考値）、キャリッジ主走査方向は１２００ｄｐｉとなっている。
【００３９】
基板３４にはインクの流路を形成するためのインク流路壁３７が設けられており、インク流路壁３７上には更に吐出口３２を備える吐出口プレート３５が設けられている。図４においては、インク流路壁３７と吐出口プレート３５とが別部材として示されているが、インク流路壁３７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３７と吐出口プレート３５とを同一部材として形成することも可能である。
【００４０】
図５（ａ）および（ｂ）は、ヒータ１１０の構造を示すための部分拡大図である。図５（ａ）は、上面図であり、図５（ｂ）は図５（ａ）のＡ−Ａ’における断面図である。ヒータ１１０と電極１１１とは図５（ａ）に示すような配置に形成されており、ヒータ材であるＴａＮ１０３の両端に電極であるＡｌ１０２が形成され、更にヒータの表面の保護膜としてＳｉＮ１０１およびＴａ１００が順次形成されている。
【００４１】
ヒータ１１０への電圧印加によって吐出口３２よりインクが吐出されるが、本実施形態で適用する記録ヘッドにおいては、１滴あたりインク吐出量を２０ｐｌとした。このように本発明の効果を発揮するための吐出量は２０ｐｌ以下が好ましいが、更に顕著な効果を得るためには１５ｐｌ以下が最適とも言える。
【００４２】
本実施形態において適用するインクは、顔料を色材としたエネルギ依存性のあるインクとする。その成分および作成方法例を下記に示す。
＜顔料インク１＞
（１）分散液の作製
スチレン−アクリル酸メチルアクリレート（数平均分子量：約３０００）１０部
水酸化カリウム１部
ジエチレングリコール５部
イオン交換水６４部。
【００４３】
先ず、上記成分を容器の中に入れて混合し、ウォーターバスで８０℃に加熱し、樹脂分を完全に溶解させた。次に、この溶液にＣ．Ｉ．ピグメントレッド１２２を２０部加え、３０分間プレミキシングを行った後、バッチ式サンドミル（アイメックス社製）に仕込み、０．８ｍｍ径のジルコニアビーズをメディアとして充填し、水冷しつつ３時間かけて分散処理を行なった。
更に、上記で得た分散液を遠心分離処理（１０，０００ｒｐｍ、３０分間）することによって、粗大粒子を含む非分散物を除去してマゼンタ分散液とした。得られたマゼンタ分散液は、その顔料濃度が１０質量％、分散剤濃度が４質量％であった。
【００４４】
（２）インクの作製
インクの作製は、上記マゼンタ分散液を使用し、これに以下の成分を加えて所定の濃度にし、これらの成分を十分に混合撹拌した後、ポアサイズ２．５μｍのミクロフィルター（富士フイルム製）にて加圧濾過し、本実施形態に使用する顔料インク１を調製した。
上記マゼンタ分散液３０部
グリセリン１０部
トリエチレングリコール５部
アセチレングリコールのＥＯ付加物０．５部
（商品名：アセチレノールＥ１００；川研ファインケミカル製）
ポリオキシエチレンセチルエーテル(EO ２０)１部
イオン交換水５３．５部。
【００４５】
次に、本発明のインクで使用する顔料について説明する。顔料の種類としては、カーボンブラックや有機顔料等エネルギ依存性があるものであればなんでもよいが、カーボンブラックは、一般的に熱分解温度が高いため、有機顔料が好適である。具体的には、トルイジンレッド、トルイジンマルーン、ハンザエロー、ベンジジンエロー、ピラゾロンレッド等の不溶性アゾ顔料、リトールレッド、ヘリオボルドー、ピグメントスカーレット、パーマネントレッド２Ｂ等の溶性アゾ顔料、アリザリン、インダントロン、チオインジゴマルーン等の建染染料からの誘導体、フタロシアニンブルー、フタロシアニングリーン等のフタロシアニン系顔料、キナクリドンレッド、キナクリドンマゼンタ等のキナクリドン系顔料、ペリレンレッド、ペリレンスカーレット等のペリレン系顔料、イソインドリノンエロー、イソインドリノンオレンジ等のイソインドリノン系顔料、ベンズイミダゾロンエロー、ベンズイミダゾロンオレンジ、ベンズイミダゾロンレッド等のイミダゾロン系顔料、ピランスロンレッド、ピランスロンオレンジ等のピランスロン系顔料、チオインジゴ系顔料、縮合アゾ系顔料、チオインジゴ系顔料、ジケトピロロピロール系顔料、フラバンスロンエロー、アシルアミドエロー、キノフタロンエロー、ニッケルアゾエロー、銅アゾメチンエロー、ペリノンオレンジ、アンスロンオレンジ、ジアンスラキノニルレッド、ジオキサジンバイオレット等の顔料が例示できる。
【００４６】
又、有機顔料を、カラーインデックス（Ｃ．Ｉ．）ナンバーにて示すと、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１２、１３、１４、１７、２０、２４、５５、７４、８３、８６、９３、９７、９８、１０９、１１０、１１７、１２０、１２５、１２８、１３７、１３８、１３９、１４７、１４８、１５０、１５１、１５３、１５４、１５５、１６６、１６８、１８０、１８５、Ｃ．Ｉ．ピグメントオレンジ１６、３６、４３、５１、５５、５９、６１、７１、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド９、４８、４９、５２、５３、５７、９７、１２２、１２３、１４９、１６８、１７５、１７６、１７７、１８０、１９２、２０２、２０９、２１５、２１６、２１７、２２０、２２３、２２４、２２６、２２７、２２８、２３８、２４０、２５４、２５５、２７２、Ｃ．Ｉ．ピグメントバイオレット１９、２３、２９、３０、３７、４０、５０、Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー１５、１５：１、１５：３、１５：４、１５：６、２２、６０、６４、Ｃ．Ｉ．ピグメントグリーン７、３６、Ｃ．Ｉ．ピグメントブラウン２３、２５、２６等が例示できる。
【００４７】
上記のような顔料以外でも適用することはできるが、これらの顔料の中でも、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１３、１７、５５、７４、９３、９７、９８、１１０、１２８、１３９、１４７、１５０、１５１、１５４、１５５、１８０、１８５、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１２２、２０２、２０９、Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー１５：３、１５：４が好ましいといえる。
【００４８】
本発明者らは、以上説明した本実施形態のインクジェット記録装置、記録ヘッドおよびインクを用いながら、最適な予備吐出のエネルギ条件を求めるために、以下のような吐出特性と吐出耐久性の調査を行った。
【００４９】
始めに、記録ヘッドの各電気熱変換素子に印加する駆動電圧を１９Ｖ、駆動周波数を１００Ｈｚ、パルスの形状をシングルパルス（１回のパルス印加によって吐出）という条件で、上記シングルパルスの幅を本実施形態のインクジェット記録ヘッドの制御範囲内で段階的に変化させ、各パルス幅における吐出速度の測定を行った。ここで、記録ヘッドの制御範囲とは、記録のための吐出が正常に行うことが可能な範囲のことを示し、以下特定領域と称す。電圧が固定された状態でパルス幅を変化させることにより、電気熱変換素子に投入するエネルギ量を調節することが出来るので、本実施形態ではこれを利用して投入エネルギの調整をおこなっている。また、信頼性の高いデータを得るために、各パルス幅に対応する吐出速度の測定は、当該パルス幅によって５×１０５回吐出させた後に行った。
【００５０】
改めて図１を説明する。図１は、特定領域内の投入エネルギと、これに対応する上記検討によって得られた吐出速度の関係を示した図である。横軸は投入エネルギに準じる値で定義されるｋ値という値である。また、縦軸は各ｋ値に対応する吐出速度を示している。以下に、ｋ値およびｒ値（ｒ＝ｋ２）について簡単に説明する。
【００５１】
ｒ値とは、記録ヘッドが吐出することが可能となる最低のエネルギ（以下臨界エネルギと称す）に対する実際に電気熱変換素子に投入されるエネルギの比を表わす因子である。例えば、記録ヘッドに印加するパルスの幅をＰとし（複数のパルスを分割して与える時はその合計幅）、印加する電圧をＶ、ヒータの抵抗をＲとする時、投入エネルギＥは、
Ｅ＝ＰｘＶ２／Ｒ        式（１）
と表わすことができる。この時、記録ヘッドの臨界エネルギをＥthとし、実際に駆動を行う時の投入エネルギをＥopとすれば、ｒ値は、
ｒ＝Ｅop／Ｅth          式（２）
で与えられる。
【００５２】
記録ヘッドの駆動条件からｒ値を求める方法は、実用上、以下の二つの方法が適用される。
１．パルス幅が固定している場合
与えられたパルス幅で、記録ヘッドが吐出する適当な電圧を見つけて駆動する。次に、上記パルス幅は固定した状態で徐々に電圧を下げて行き、吐出が行われなくなる電圧を検出する。検出された電圧の直前に印加した電圧が、記録ヘッドが吐出可能な最低電圧となり、これをＶthとする。実際の駆動の際の駆動電圧をＶopとすれば、ｒ値は、
ｒ＝（Ｖop／Ｖth）２
で求められる。
２．電圧が固定している場合
与えられた電圧で、記録ヘッドが吐出する適当なパルス幅を見つけて駆動する。次に、上記電圧は固定した状態で徐々にパルス幅を短くして行き、吐出が行われなくなるパルス幅を検出する。検出されたパルス幅の直前に印加したパルス幅が、記録ヘッドが吐出可能な最小パルス幅となり、これをＰthとする。実際の駆動の際の駆動ルス幅をＰopとすれば、ｒ値は、
ｒ＝Ｐop／Ｐth
で求められる。
【００５３】
なお、ここで述べる電圧値とは電気熱変換素子を発熱させるためにヒータ部に実際に印加される電圧値のことである。実際、このような電圧値を測定する場合、記録ヘッドの外部から投入される電圧は、接点や配線抵抗等で電圧降下することがあるので、ｒ値の厳密な意味での算出に用いることはできない。しかし、記録ヘッドの外部からＶthとＶopの測定を行う場合には、これらの電圧変動分が双方ともに同様に含まれて測定されるので、電圧変動分が大きくない限り、これらの値を直接用いても誤差は少なく、便宜的にｒ値の算出に用いることができる。また、実際に記録を行っている際には、複数のヒータが同時に駆動されるので、１つのヒータに与えられる電圧は周囲の影響を受けて変動する恐れがあることに注意すべきである。
【００５４】
上記式（１）および式（２）においては、同一のｒ値に対し、Ｖの２乗とＰが反比例しているように見えるが、両者は単純にこのような関係にあるわけでは無い。実際には、パルス波形が矩形にならない等の電気的問題、パルス波形が異なるとヒータ周辺の熱拡散が異なる等の熱的問題、さらに電圧が異なるとヒータからインクへの熱流束が異なり発泡状態が変化する等のインクジェット特有の問題等が存在するのである。従って、上記１および２で述べた方法は、それぞれ独立して扱われなければならず、一方の値から計算で他方の値に変換することは相応の誤差があることを注意しなければならない。本実施形態では、上記２の方法を用い、後述する実施形態２では、上記１の方法を用いるものとする。
【００５５】
ｋ値については、ｋ２＝ｒ、すなわち、ｋ＝√ｒとして定義される値である。上記特定領域とは、記録のための吐出が正常に行うことが可能な範囲であるので、ｋ値で表現する場合には、その下限値は１．０となる。上限については、適用する記録ヘッドとインクの関係によって異なるが、本実施形態における特定領域は１．０≦ｋ≦１．３８であったとする。
【００５６】
「どの程度の吐出速度の落ち込みが生じればエネルギ依存性があると判断できるか」については、記録装置や記録ヘッドの使用目的や使われ方等によって様々であり、一概に定めることはできない。但し上記検討においては、前後の速度の１０％以上低下した場合を、エネルギ依存性による特徴から吐出速度が低下していると判断することにした。図１によれば、ｋ＝１．１０の場合に約１１．０ｍ／ｓであった吐出速度が、ｋ＝１．１５では９．０ｍ／ｓまで低下し、更にｋ＝１．２０では再び１１．０ｍにまで上昇している。すなわち、ｋ＝１．１５近傍のみで他のｋ値に比べて１０％以上の速度低下が認められている。以上より、本実施形態で適用したインクは、ｋ＝１．１５近傍でエネルギ依存性による特徴から吐出速度が低下していると判断することができる。
【００５７】
次に、駆動周波数１０ＫＨｚ、駆動電圧１９Ｖ、シングルパルス、吐出速度の低下が最も大きいパルス幅、すなわちｋ＝１．１５の条件の下で、２×１０７回の吐出耐久を行う。これによって、インク内に分散破壊物が生じてヒータ上に堆積し、インク内の発泡を妨げているという状況を作為的に作り出すことが出来る。
【００５８】
更にその後、駆動電圧を１９Ｖに固定した状態でパスル幅を変化させることによって、ｋ値を１．１５から特定領域における最大値１．３８まで段階的に変化させながら、それぞれの条件の下で予備吐出を行った。また、各ｋ値に対する予備吐出の回数も、０回、１００回、１０００回、５０００回および１００００回の５段階に渡って行った。さらに、以上それぞれの条件に従った予備吐出を行った後に、再びｋ＝１．１において吐出速度の測定を行った。
【００５９】
図６は、各ｋ値および予備吐出回数によって予備吐出動作を行った後に、ｋ＝１．１で吐出を行った際の吐出速度の測定結果を示した図である。図によれば、予備吐出数５０００回でｋ値＝１．２５以上、あるいは予備吐出数１００００回でｋ値＝１．２以上の条件で予備吐出を行えば、記録耐久によって低下した吐出速度を再び初期速度である１１ｍ／ｓまで回復可能であることがわかる。
【００６０】
予備吐出時の投入エネルギは、吐出速度の低下が最も大きくなるエネルギ（最小の吐出速度を生じさせるエネルギ）より大きなエネルギであれば効果がある。但し、あまり低いと予備吐出に必要なパルス数が増え、また、あまり高いとヒータ断線を引き起こす恐れがある。よって一般には、特定領域において、吐出速度の低下が最も大きくなるエネルギの１．０２倍〜１．２３倍、より好ましくは１．０３倍〜１．２倍にすることが望まれる。一方、ｋ値としては、断線による不吐出を起こさないために１．４６以下が好適であるが、１．４３以下であれば更に好ましいと言える。
【００６１】
予備吐出時の吐出回数については、吐出速度の回復を完全なものとするために１０００回以上が望ましいが、あまり多いと記録ヘッドの寿命が短くなってしまう。予備吐出が記録ヘッドの寿命に大きな影響を与えないためにも、適用する記録装置あるいは記録ヘッドに設定される寿命の１／１００以下が好ましいと言える。
【００６２】
以上説明した検討内容に基づき、本実施形態の記録装置においては、駆動電圧１９Ｖに固定した状態で、通常の記録時はｋ値＝１．１０、予備吐出時にはｋ値＝１．２５となるような駆動パルスを与え、予備吐出回数は５０００回とした。また、本実施形態の記録装置が予備吐出を行うのは、記録ヘッドの１ヒータあたりに２×１０６回のパルスが印加されたタイミングとした。この値は以下予備吐出閾値と称するものとし、本実施形態では印加されるパルス数と吐出速度の関係から、吐出量の低下が顕著になると想定される値としている。このような予備吐出閾値は、記録ヘッドのヒータ部分の材質や構成によって調整する必要が有り、それぞれの場合において上述したような検討を行って適切な値を設定することが好ましい。
【００６３】
図７は、本実施形態の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７において、インクジェット記録装置に電源が投入されると、まずステップＳ１０１へ進み、インクジェット記録装置のＲＡＭ６０２に記憶されている記録ドットカウンタ値Ｘと、予備吐出閾値ｍ（本実施形態では２×１０６）を比較する。
【００６４】
ステップＳ１０１でＸ≧ｍであれば、ステップＳ１０２へ進み、予備吐出動作を行う。さらにステップＳ１０３で、記録ドットカウンタ値Ｘを０に初期化する。
【００６５】
ステップＳ１０１でＸ＜ｍの場合、またはステップＳ１０３での処理が終了すると、ステップＳ１０４に進み、記録動作開始のコマンドが入力されているか否かを判断する。記録動作開始のコマンドが入力されていない場合、ステップＳ１０１へ戻り、以後記録開始のコマンドが確認されるまで、ステップＳ１０１およびステップＳ１０４のルーチンを繰り返す。
【００６６】
一方、ステップＳ１０４で記録開始のコマンドが確認された場合、ステップＳ１０５に進み、所定量の記録を行いつつ記録ドット数のカウントを行って記録ドットカウンタ値Ｘを更新する。
【００６７】
続くステップＳ１０６では、Ｘ≧ｍであるか否かを判断し、Ｘ＜ｍと判断された場合にはステップＳ１０９へ進み記録が終了したか否かを判断する。ステップＳ１０９で記録終了となれば、その時点までカウントされた記録ドット数を記録装置のＲＡＭ６０２に記憶し、記録動作を終了する。また、記録終了でなければ、ステップＳ１０５に戻って記録を継続する。
【００６８】
ステップＳ１０６でＸ≧ｍとなった場合は、ステップＳ１０７へ進み、本実施形態の予備吐出動作を実行する。更にステップＳ１０８に進み、記録ドットカウンタ値Ｘを０に初期化する。
【００６９】
本発明者らは確認のための検討として、上記で設定した条件で予備吐出を行いながら、本実施形態の記録装置の寿命である２×１０８パルスまで記録耐久を行った。結果、吐出速度の低下や断線は確認されなかった。これに対し、上記予備吐出を行わない状態で同様の記録耐久を行ったところ、断線は起こらなかったが、明らかな吐出速度の低下が確認され、記録画像の濃度も低下した。
【００７０】
以上説明してきたように本実施形態によれば、顔料インクを２０ｐｌ程度の小液滴で吐出するインクジェット記録装置において、通常の記録のための駆動電圧と同等の電圧でありながら、エネルギ依存によって吐出速度が極端に低下するパルス幅よりも充分に大きな幅のパルスを予備吐出として電気熱変換素子に印加することによって、記録ヘッドの寿命に達するまで、安定した速度の吐出を維持し、濃度低下の殆どない画像を記録することが可能となった。
【００７１】
以下、本発明の第２の実施形態について説明する。本実施形態においても第１の実施形態と同様に、図２〜図５に示した構成のインクジェット記録装置およびインクジェット記録ヘッドを用い、さらに図７で説明したフローチャートに従った記録動作を行うものとする。但し、本実施形態における電気熱変換素子に与える駆動パルスの形態は第１の実施形態と異なるものとし、これにより各記録素子から吐出されるインク滴の吐出量は５ｐｌであるものとする。
【００７２】
本実施形態において適用するインクも、顔料を色材としたエネルギ依存性のあるインクとするが、ここでは第１の実施形態とは異なった成分および作成方法例を下記に示す。
＜顔料インク２＞
（１）分散液の作製                                            
スチレン−アクリル酸共重合体（数平均分子量：約４０００）１０部
水酸化カリウム１部
グリセリン５部
イオン交換水６４部
先ず、上記成分を容器の中に入れて混合し、ウォーターバスで７０℃に加熱し、樹脂分を完全に溶解させた。次に、この溶液にＣ．Ｉ．ピグメントイエロー１２２を２０部加え、３０分間プレミキシングを行った後、顔料インク２に用いるマゼンタ分散液の作製の場合と同様の分散処理を行ってイエロー分散液を作製した。得られたイエロー分散液は、その顔料濃度が８％、分散剤濃度が４％であった。
（２）インクの作製
インクの作製は、上記イエロー分散液を使用し、これに以下の成分を加えて所定の濃度にし、これらの成分を十分に混合撹拌した後、ポアサイズ２．５μｍのミクロフィルター（富士フイルム製）にて加圧濾過し、顔料インク２を調製した。
上記イエロー分散液５０部
グリセリン８部
ジエチレングリコール４部
エチレングリコール５部
サーフィノール４４０（川研ファインケミカル製）０．１部
ポリオキシエチレンオレイルエーテル(EO １０、HLB１４．５)  １．５部
イオン交換３１．４部
【００７３】
本発明者らは、以上説明した本実施形態のインクジェット記録装置、記録ヘッドおよびインクを用いながら、最適な予備吐出のエネルギ条件を求めるために、以下のような吐出特性と吐出耐久性の調査を行った。
【００７４】
始めに、記録ヘッドの各電気熱変換素子に印加する駆動周波数を１ＫＨｚ、パルスの形状をダブルパルス（２回のパルス印加によって１回吐出）という条件で、上記ダブルパルスの電圧を本実施形態のインクジェット記録ヘッドの特定領域内で段階的に変化させ、各電圧値における吐出速度の測定を行った。なお、上記ダブルパルスは、先行して印加されるプレパルスのパルス幅が０．３μｓ、実際に吐出が実行されるメインパルスのパルス幅が１．０μｓ、プレパルスとメインパルスの間の休止時間が０．３μｓにそれぞれ固定されているものとする。各パルス幅が固定された状態で電圧値を変化させることにより、電気熱変換素子に投入するエネルギ量を調節することが出来るので、本実施形態ではこれを利用して投入エネルギをｋ値＝１．０３〜ｋ値＝１．４０の範囲で調整した。また、第１実施形態と同様、信頼性の高いデータを得るために、各電圧値に対応する吐出速度の測定は、当該電圧値によって５×１０５回吐出させた後に行った。以上の検討により、本実施形態で適用したインクは、第１の実施形態と同様、ｋ＝１．１５近傍でエネルギ依存性による特徴から吐出速度が低下していると判断された。
【００７５】
次に、駆動周波数１０ＫＨｚで上記ダブルパルスを適用しながら、吐出速度の低下が最も大きい電圧値、すなわちｋ＝１．１５の条件の下で、２×１０７回の吐出耐久を行った。これによって、インク内に分散破壊物が生じてヒータ上に堆積し、インク内の発泡を妨げているという状況を作為的に作り出すことが出来る。
【００７６】
また、駆動電圧およびパルス幅を固定した状態で電圧値を変化させることによって、ｋ値を１．１５から記録ヘッドの制御範囲内における最大値まで段階的に変化させながら、それぞれの条件の下で予備吐出を行った。さらに各ｋ値に対する予備吐出の回数も、第１の実施形態と同様に５段階に渡って変化させた。そして、以上それぞれの条件に従った予備吐出を行った後に、再びｋ＝１．１において吐出速度の測定を行った。その結果、本実施形態においては、予備吐出回数を１００００回、駆動電圧をｋ値＝１．２とした場合が、最も予備吐出の条件として適していると判断された。
【００７７】
なお、本実施形態の予備吐出閾値は、記録ヘッドの１ヒータあたりに２×１０６回分の吐出を行うためのダブルパルスが印加されたタイミングとした。
【００７８】
本発明者らは確認のための検討として、上記で設定した条件、すなわち、ダブルパルスとしてプレパルスを０．３μｓ、メインパルスを１．０μｓ、両パルスの間の休止時間を０．３μｓに固定した状態で、通常の記録時はｋ値＝１．１０、予備吐出時にはｋ値＝１．２０となるような駆動電圧を与え、予備吐出回数は１００００回とした条件で、記録ヘッドの寿命まで記録耐久を行った。結果、吐出速度の低下や断線は確認されなかった。これに対し、上記予備吐出を行わない状態で同様の記録耐久を行ったところ、断線は起こらなかったが、明らかな吐出速度の低下および画像濃度の低下が確認された。
【００７９】
以上説明してきたように本実施形態によれば、顔料インクを５ｐｌ程度の小液滴で吐出するインクジェット記録装置において、通常の記録のための駆動電圧と同等の電圧でありながら、エネルギ依存によって吐出速度が極端に低下する電圧値よりも充分に大きな値のパルスを予備吐出として電気熱変換素子に印加することによって、記録ヘッドの寿命に達するまで、安定した速度の吐出を維持し、濃度低下の殆どない画像を記録することが可能となった。
【００８０】
なお、以上説明した２つの実施形態においては、予備吐出の実行の有無を判断するための最適な予備吐出閾値を予め定めておき、図７のフローチャートによって説明したように、所定量の記録動作の度にカウントされたドット数と上記予備吐出閾値とを比較する構成としたが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、所定枚数のページを記録した場合に自動的に予備吐出を行う構成であっても良いし、また、ドットカウンタ以外の手段を用いて１ページ内で予備吐出が行われるようにしてもよい。更に、電源投入時に必ず予備吐出を行う構成であっても良い。
【００８１】
以上説明した電気熱変換素子を用いるインクジェット記録方式に適用可能なパルス形状としては、特許文献９、あるいは特許文献１０に記載されているようなものが適している。なお、上記熱作用面の温度上昇率に関する発明の特許文献１１に記載されている条件を採用すると、さらに優れた記録を行うことができる。但し本発明において、駆動波形のパルス形状は特に限定されるものではない。
【００８２】
また、記録ヘッドの構成としては、上記特許文献に開示されているような吐出口、液路、電気熱変換素子の組み合わせ構成（直線状液流路または直角液流路）の他に熱作用面が屈曲する領域に配置されている構成を開示する特許文献１２、および特許文献１３を用いた構成も本発明に含まれるものである。加えて、複数の電気熱変換素子に対して、共通するスロットを電気熱変換素子の吐出部とする構成を開示する特許文献１４や熱エネルギの圧力波を吸収する開口を吐出部に対応させる構成を開示する特許文献１５に基づいた構成としても本発明は有効である。
【００８３】
さらに、記録装置が記録できる最大記録媒体の幅に対応した長さを有するフルラインタイプの記録ヘッドとしては、上記特許文献に開示されているような複数の記録ヘッドの組み合わせによってその長さを満たす構成であっても良いし、また一体的に形成された１個の記録ヘッドとしての構成であってもよい。
【００８４】
さらにまた上記の実施形態では、記録ヘッドに対しインクタンクが一体的に具備された構成のカートリッジタイプで説明を行ってきたが、記録ヘッドの別の形態としては、交換可能なチップタイプのものを適用することも出来る。この場合、記録ヘッドが記録装置本体に直接装着されることで、装置本体との電気的な接続やインクの供給が可能となるように構成されていればよい。
【００８５】
また、以上説明した記録装置の構成に、記録ヘッドに対する回復手段を付加することは記録動作を一層安定にできるので好ましいものと言える。上記回復手段の具体的内容を挙げれば、記録ヘッドに対してのキャッピング手段、クリーニング手段、加圧あるいは吸引手段、電気熱変換素子やこれとは別の加熱素子に対する予備加熱手段などがある。
【００８６】
さらに本発明の目的は、前述した実施形態の機能を実現するソフトウェアのプログラムコードを記録した記憶媒体（または記録媒体）を、本発明の記録装置に供給し、そのシステムあるいは装置のコンピュータ（またはＣＰＵやＭＰＵ）が記憶媒体に格納されたプログラムコードを読み出し実行することによっても、達成されることは可能である。この場合、記憶媒体から読み出されたプログラムコード自体が前述した実施形態の機能を実現することになり、そのプログラムコード自体、あるいはそのプログラムコードを記憶した記憶媒体は本発明を構成することになる。また、コンピュータが読み出したプログラムコードを実行することにより、前述した実施形態の機能が実現されるだけでなく、そのプログラムコードの指示に基づき、コンピュータ上で稼働しているオペレーティングシステム（ＯＳ）などが実際の処理の一部または全部を行い、その処理によって前述した実施形態の機能が実現される場合も含まれる。
【００８７】
さらに、記憶媒体から読み出されたプログラムコードが、コンピュータに挿入された機能拡張カードやコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わるメモリに書込まれた後、そのプログラムコードの指示に基づき、その機能拡張カードや機能拡張ユニットに備わるＣＰＵなどが実際の処理の一部または全部を行い、その処理によって前述した実施形態の機能が実現される場合も本発明に含まれることは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００８８】
【図１】電気熱変換素子への投入エネルギとこれに対応する吐出速度の関係を示した図である。
【図２】本発明の実施形態に適用可能なインクジェット記録装置の構成の概要を説明するための外観斜視図である。
【図３】本発明の実施形態に適用可能な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。
【図４】本発明の実施形態に適用可能なインクジェット記録ヘッドの基本的構成を説明するための斜視図である。
【図５】（ａ）および（ｂ）は、電気熱変換素子の構造を示すための部分拡大図である。
【図６】本発明の第１の実施形態における予備吐出動作を行った後の吐出速度の測定結果を示した図である。
【図７】本発明の実施形態に適用可能な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。
【符号の説明】
【００８９】
６    記録部移動駆動部
８    ケーシング
１０    記録部
１２    インクジェット記録ヘッド
１４    ガイドシャフト
１６    ベルト
１８    キャリアモータ
２０    駆動部
２２、２４    ローラユニット
２６    プーリ
３２    吐出口
３３    インク供給口
３４    基板
３５    供給口プレート
３６    被覆樹脂層
３７    流路壁
１００    Ｔａ
１０１    ＳｉＮ
１０２    Ａｌ
１０３    ヒータ材ＴａＮ
１１０    ヒータ
１１１    電極
【図１】
2005169627.tif 000003
【図２】
2005169627.tif 000004
【図３】
2005169627.tif 000005
【図４】
2005169627.tif 000006
【図５】
2005169627.tif 000007
【図６】
2005169627.tif 000008
【図７】
2005169627.tif 000009