(57)【要約】      （修正有）【課題】蓄熱状態を反映してインクの消費量の算出を行うことができるインクジェット記録装置を提供する。【解決手段】記録素子を駆動していない期間内における第１、第２のタイミングにおいて検出された第１、第２の温度に基づいてヘッド内部温度を算出し、対応する吐出量変換係数を決定するＳ１０１。記録ヘッドの走査を開始し、所定領域毎の記録ドット数と基板温度と吐出量変換係数とからインクの消費量を算出するＳ１０４。【選択図】図１１
2016020029.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、前記基板に設けられ、インクを吐出してドットを記録するために用いられるエネルギーを生成する複数の記録素子が所定方向に配列された記録素子列と、を備えた記録素子基板と、前記記録素子基板を支持し、前記基板よりも大きい熱容量を有する支持部材と、を有し、前記基板上に前記記録素子基板の温度を検出するための検出素子が設けられた記録ヘッドと、
前記検出素子から検出された前記記録素子基板の温度に関する情報を取得する第１の取得手段と、
第１の走査と、前記第１の走査の次の第２の走査と、を少なくとも含む前記記録ヘッドと記録媒体との複数回の相対的な走査を行いながら前記記録素子を駆動させることにより、インクを前記記録媒体に吐出する記録制御手段と、
前記複数回の走査のそれぞれにおいて前記記録媒体上に記録されるドットの数に関する情報を取得する第２の取得手段と、
記録に使用するインクの吐出量を算出する算出手段と、を有するインクジェット記録装置であって、
前記第１の取得手段は、前記記録制御手段による前記第１の走査による記録が終了してから前記第２の走査による記録を開始するまでの間において、第１のタイミングにおける前記記録素子基板の温度に関する第１の情報と、前記第１のタイミングよりも後の第２のタイミングにおける前記記録素子基板の温度に関する第２の情報と、を取得し、
前記算出手段は、前記第２の取得手段により取得された前記第２の走査における前記ドットの数に関する情報と、前記第１の取得手段により取得された前記第１、第２の情報と、に基づいて、前記第２の走査における前記インクの吐出量を算出する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の取得手段により取得された前記第１、第２の情報に基づいて、前記支持部材の温度に関する支持部材の温度に関する情報を取得する第３の取得手段を更に有し、
前記算出手段は、前記前記第２の取得手段により取得された前記第２の走査における前記ドットの数に関する情報と、前記第３の取得手段により取得された前記支持部材の温度に関する情報と、に基づいて、前記第２の走査における前記インクの吐出量を算出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３】
前記算出手段は、前記第３の取得手段により取得された前記情報が示す前記支持部材の温度が第１の温度である場合の前記第２の走査における前記インクの吐出量が、前記第３の取得手段により取得された前記情報が示す前記支持部材の温度が前記第１の温度よりも高い第２の温度である場合の前記第２の走査における前記インクの吐出量よりも多くなるように、前記第２の走査におけるインクの吐出量を算出することを特徴とする請求項２に記載のインクジェット記録装置。
【請求項４】
前記第１の取得手段は、前記記録制御手段による前記第２の走査を開始する直前のタイミングにおける前記記録素子基板の温度に関する第３の情報を更に取得し、
前記算出手段は、前記第１の取得手段により取得された前記第３の情報に更に基づいて、前記第２の走査における前記インクの吐出量を算出することを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載のインクジェット記録装置。
【請求項５】
前記算出手段は、前記第１の取得手段により取得された前記第３の情報が示す前記記録素子基板の温度が第３の温度である場合の前記第２の走査における前記インクの吐出量が、前記第１の取得手段により取得された前記第３の情報が示す前記記録素子基板の温度が前記第３の温度よりも低い第４の温度である場合の前記第２の走査における前記インクの吐出量よりも多くなるように、前記第２の走査における前記インクの吐出量を算出することを特徴とする請求項４に記載のインクジェット記録装置。
【請求項６】
前記第２の走査によってインクが吐出される前記記録媒体上の領域を複数に分割した複数の所定領域のそれぞれにインクを吐出するタイミングにおける複数の前記記録素子基板の温度に関する複数の第３の情報を更に取得し、
前記算出手段は、前記第１の取得手段により取得された前記複数の第３の情報に更に基づいて、前記第２の走査における前記インクの吐出量を算出することを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載のインクジェット記録装置。
【請求項７】
前記複数回の走査は、前記第２の走査の次の第３の走査を更に含み、
前記記録制御手段は、前記第２の走査による記録が終了してから前記第３の走査による記録を開始するまでの間において、前記記録素子を駆動させないように制御することを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載のインクジェット記録装置。
【請求項８】
前記第１の取得手段は、前記記録制御手段による前記第２の走査による記録が終了してから前記第３の走査による記録を開始するまでの間において、第４のタイミングにおける前記記録素子基板の温度に関する第４の情報と、前記第４のタイミングよりも後の第５のタイミングにおける前記記録素子基板の温度に関する第５の情報と、を更に取得し、
前記算出手段は、前記第２の取得手段により取得された前記第３の走査における前記ドットの数に関する情報と、前記第１の取得手段により取得された前記第４、第５の情報と、に基づいて、前記第３の走査における前記インクの吐出量を算出することを特徴とする請求項７に記載のインクジェット記録装置。
【請求項９】
前記算出手段は、前記第２の走査における前記インクの吐出量と、前記第３の走査における前記インクの吐出量と、を少なくとも含む前記複数回の走査のそれぞれにおける前記インクの吐出量の和をとることにより、記録に使用するインクの吐出量を算出することを特徴とする請求項８に記載のインクジェット記録装置。
【請求項１０】
前記算出手段により算出された記録に使用するインクの吐出量に関する情報を表示するための表示手段を更に有することを特徴とする請求項１から９のいずれか１項に記載のインクジェット記録装置。
【請求項１１】
前記算出手段により算出された記録に使用するインクの吐出量に関する情報を外部装置に転送するための転送手段を更に有することを特徴とする請求項１から１０のいずれか１項に記載のインクジェット記録装置。
【請求項１２】
前記支持部材は、アルミナにより形成されていることを特徴とする請求項１から１１のいずれか１項に記載のインクジェット記録装置。
【請求項１３】
前記記録素子は、電気熱変換素子であることを特徴とする請求項１から１２のいずれか１項に記載のインクジェット記録装置。
【請求項１４】
前記検出素子は、前記記録素子列の前記所定方向における端部の近傍に設けられていることを特徴とする請求項１から１３のいずれか１項に記載のインクジェット記録装置。
【請求項１５】
基板と、前記基板に設けられ、インクを吐出してドットを記録するために用いられるエネルギーを生成する複数の記録素子が所定方向に配列された記録素子列と、を備えた記録素子基板と、前記記録素子基板を支持し、前記基板よりも大きい熱容量を有する支持部材と、を有し、前記基板上に前記記録素子基板の温度を検出するための検出素子が設けられた記録ヘッドと、
前記検出素子から検出された前記記録素子基板の温度に関する情報を取得する第１の取得手段と、
前記記録ヘッドと記録媒体との相対的な走査を行いながら前記記録素子を駆動させることにより、インクを前記記録媒体に吐出する記録制御手段と、
所定の前記走査において前記記録媒体上に記録されるドットの数に関する情報を取得する第２の取得手段と、
前記記録媒体へのインクの吐出量を算出する算出手段と、を有するインクジェット記録装置であって、
前記第１の取得手段は、前記記録制御手段による所定の前記走査が行われるよりも前の期間であって、且つ、前記記録制御手段によって前記記録素子が駆動されていない連続する期間において、第１のタイミングにおける前記記録素子基板の温度に関する第１の情報と、前記第１のタイミングよりも後の第２のタイミングにおける前記記録素子基板の温度に関する第２の情報と、を取得し、
前記算出手段は、前記第２の取得手段により取得された前記所定の走査における前記ドットの数に関する情報と、前記第１の取得手段により取得された前記第１、第２の情報と、に基づいて、前記所定の走査における前記インクの吐出量を算出することを特徴とするインクジェット記録装置。
【請求項１６】
基板と、前記基板に設けられ、インクを吐出してドットを記録するために用いられるエネルギーを生成する複数の記録素子が所定方向に配列された記録素子列と、を備えた記録素子基板と、前記記録素子基板を支持し、前記基板よりも大きい熱容量を有する支持部材と、を有し、前記基板上に前記記録素子基板の温度を検出するための検出素子が設けられた記録ヘッドを用いて記録を行うインクジェット記録方法であって、
前記検出素子から検出された前記記録素子基板の温度に関する情報を取得する第１の取得工程と、
第１の走査と、前記第１の走査の次の第２の走査と、を少なくとも含む前記記録ヘッドと記録媒体との複数回の相対的な走査を行いながら前記記録素子を駆動させることにより、インクを前記記録媒体に吐出する記録制御工程と、
前記複数回の走査のそれぞれにおいて前記記録媒体上に記録されるドットの数に関する情報を取得する第２の取得工程と、
記録に使用するインクの吐出量を算出する算出工程と、を有し、
前記第１の取得工程は、前記記録制御手段による前記第１の走査による記録が終了してから前記第２の走査による記録を開始するまでの間において、第１のタイミングにおける前記記録素子基板の温度に関する第１の情報と、前記第１のタイミングよりも後の第２のタイミングにおける前記記録素子基板の温度に関する第２の情報と、を取得し、
前記算出工程は、前記第２の取得工程により取得された前記第２の走査における前記ドットの数に関する情報と、前記第１の取得工程により取得された前記第１、第２の情報と、に基づいて、前記第２の走査における前記インクの吐出量を算出することを特徴とするインクジェット記録方法。
【請求項１７】
請求項１６に記載のインクジェット記録方法を実行するために、インクジェット記録装置のコンピュータを機能させることを特徴とするプログラム。
【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、インクジェット記録方法およびプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
インクを吐出するための複数の記録素子を有する記録ヘッドを記録媒体に対して走査させながら、記録素子を駆動することにより記録媒体上にインクを吐出して画像を記録するインクジェット記録装置が従来より知られている。このようなインクジェット記録装置では、半導体で形成された基板と、基板上に設けられた複数の記録素子が設けられた記録素子基板と、基板を支持するための支持部材と、を有する記録ヘッドを用いることが知られている。特許文献１には、熱容量の大きいアルミナ（Ａｌ２Ｏ３）やＳＵＳ等により形成された、放熱性の高い支持部材を備えた記録ヘッドが開示されている。
【０００３】
また、近年ではランニングコストを管理するために、記録に使用したインクの消費量をプリントジョブやページ毎に正確に把握することが求められている。このため、インク消費量算出機能を有したインクジェット記録装置が多く知られている。特に業務用途に用いられるインクジェット記録装置では、ランニングコスト管理に加えて、インクの消費量に応じた課金システムへの応用もまた求められている。
【０００４】
特許文献２には、記録を行う度にインクの吐出回数をカウントし、１つの記録素子当たりのインクの吐出量（以下、単位吐出量とも称する）とインクの吐出回数を乗算することにより、記録に使用したインクの消費量を算出することが開示されている。また、記録ヘッドの温度（記録素子基板の温度）が高い場合、単位吐出量が増加することが知られている。これに対しても、同文献によれば、記録ヘッドの温度に基づいて単位吐出量を算出するため、単位吐出量の変動に由来するインクの消費量のずれも抑制できると記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−２９６７７６号公報
【特許文献２】特開２００４−９８５６６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、熱容量の大きい支持部材を有する記録ヘッドを用いる場合、特許文献２に開示された方法によってもインクの消費量を正確に算出できない虞があることがわかった。
【０００７】
以下にこの課題について詳細に説明する。
【０００８】
支持部材の熱容量が大きい場合、インクの吐出に伴って記録素子基板上にて発生した熱の多くは記録素子基板と支持部材の接触部を介して支持部材へと移動する、蓄熱現象が発生する。この蓄熱現象の影響により、支持部材の温度（以下、ヘッド内部温度とも称する）が上昇することになる。ここで、ヘッド内部温度が異なる場合、上述の蓄熱現象によって記録素子列内に部分ごとの温度が大きく異なるような温度分布が生じてしまう。
【０００９】
図１はヘッド内部温度が異なる場合において、それぞれ同じ記録データにしたがってインクを吐出した場合に生じる温度分布を示す模式図である。なお、ここではヘッド内部温度が２５℃、５０℃、７５℃である３つの場合について示している。
【００１０】
ヘッド内部温度が７５℃である場合、支持部材は既に蓄熱状態にあるため、記録素子基板から支持部材への熱の移動は生じにくい。そのため、記録素子基板の温度は約８７℃〜９０℃と相対的に高い温度となる。また、記録素子列の配列方向において最も高温となる中央部（９０℃）と最も低温となる端部（８７℃）における温度差ΔＴｈも約３℃と比較的小さくなる。
【００１１】
一方、ヘッド内部温度が５０℃である場合には、ヘッド内部温度が７５℃である場合よりは顕著に記録素子基板から支持部材への熱の移動が生じる。これにより、記録素子基板の温度は約７０℃〜８０℃となり、中央部（８０℃）と端部（７０℃）の温度差ΔＴｍは約１０℃となる。
【００１２】
更に、ヘッド内部温度が２５℃である場合には、支持部材には殆ど熱が蓄えられていないため、３つの場合の中で最も顕著に熱の移動が発生する。そのため、記録素子基板の温度は約５３℃〜６８℃となり、中央部（６８℃）と端部（５３℃）の温度差ΔＴｌは約１５℃と最も大きな値となる。
【００１３】
ここで、記録素子基板の温度を検出するための温度センサは一般には記録素子基板の記録素子列内の一部の記録素子の近傍に設けられている。例えば、記録素子列内の端部の記録素子の近傍に温度センサが設けられている場合、ヘッド内部温度が７５℃、５０℃、２５℃のそれぞれであるときに温度センサが検出する温度は８７℃、７０℃、５３℃となる。これは、端部の記録素子の位置の温度とほぼ一致する。
【００１４】
温度センサが検出した端部の温度に応じて単位吐出量を決定する場合、ヘッド内部温度が７５℃である際には温度差ΔＴｈは約３℃と小さいため、検出された８７℃という端部の温度に基づいて中央部の記録素子の単位吐出量を算出したとしても実際の単位吐出量と然程違いはない。
【００１５】
しかしながら、ヘッド内部温度が５０℃である場合、記録素子基板の温度差ΔＴｍは約１０℃と大きくなる。すなわち、記録素子列内の中央部の記録素子の温度は約８０℃であり実際の単位吐出量は相対的に多いにも関わらず、温度センサにより検出された端部の記録素子の温度である７０℃に基づいて単位吐出量を算出してしまうため、算出された単位吐出量は実際の単位吐出量よりも少なくなる。これにより、インクの消費量もまた実際のインク消費量よりも少なく算出されてしまう。更に、ヘッド内部温度が２５℃である場合には温度差ΔＴｈは更に大きい値であるため、算出される単位吐出量と実際の単位吐出量のずれはより大きくなる。
【００１６】
このように、記録素子基板の温度に応じて単位吐出量を算出した場合であっても、ヘッド内部温度、あるいは記録ヘッドの蓄熱状態によっては温度センサで取得した位置の記録素子と離れた位置に配置に配列された記録素子からのインクの単位吐出量が正確に算出できない場合がある。これにより、正確にインクの消費量を算出することができない虞がある。
【００１７】
本発明は上記の課題を鑑みて為されたものであり、インクの消費量の算出において記録ヘッドの蓄熱状態によって吐出量が受ける影響を反映することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
そこで、本発明は、基板と、前記基板に設けられ、インクを吐出してドットを記録するために用いられるエネルギーを生成する複数の記録素子が所定方向に配列された記録素子列と、を備えた記録素子基板と、前記記録素子基板を支持し、前記基板よりも大きい熱容量を有する支持部材と、を有し、前記基板上に前記記録素子基板の温度を検出するための検出素子が設けられた記録ヘッドと、前記検出素子から検出された前記記録素子基板の温度に関する情報を取得する第１の取得手段と、第１の走査と、前記第１の走査の次の第２の走査と、を少なくとも含む前記記録ヘッドと記録媒体との複数回の相対的な走査を行いながら前記記録素子を駆動させることにより、インクを前記記録媒体に吐出する記録制御手段と、前記複数回の走査のそれぞれにおいて前記記録媒体上に記録されるドットの数に関する情報を取得する第２の取得手段と、記録に使用するインクの吐出量を算出する算出手段と、を有するインクジェット記録装置であって、前記第１の取得手段は、前記記録制御手段による前記第１の走査による記録が終了してから前記第２の走査による記録を開始するまでの間において、第１のタイミングにおける前記記録素子基板の温度に関する第１の情報と、前記第１のタイミングよりも後の第２のタイミングにおける前記記録素子基板の温度に関する第２の情報と、を取得し、前記算出手段は、前記第２の取得手段により取得された前記第２の走査における前記ドットの数に関する情報と、前記第１の取得手段により取得された前記第１、第２の情報と、に基づいて、前記第２の走査における前記インクの吐出量を算出することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１９】
本発明に係るインクジェット記録装置、インクジェット記録方法およびプログラムによれば、インクの消費量の算出において記録ヘッドの蓄熱状態によって吐出量が受ける影響を反映することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】記録ヘッドの蓄熱状態と温度分布の相関を説明するための図である。
【図２】実施形態に係るインクジェット記録装置の斜視図である。
【図３】実施形態に係る記録ヘッドの模式図である。
【図４】実施形態に係る記録ヘッドの透視図である。
【図５】実施形態における記録の制御系を説明するための模式図である。
【図６】実施形態における基板温度と単位吐出量の関係を示すテーブルである。
【図７】実施形態における温度推移を説明するための図である。
【図８】実施形態におけるヘッド内部温度の算出方法を説明するための図である。
【図９】実施形態における蓄熱状態と吐出量変換係数の相関を説明するための図である。
【図１０】実施形態における所定領域を説明するための図である。
【図１１】実施形態におけるインク消費量の算出方法を説明するための図である。
【図１２】実施形態におけるインク消費量の算出方法を説明するための図である。
【図１３】実施形態における吐出周波数と単位吐出量の関係を示すテーブルである。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下に図面を参照し、本発明の第１の実施形態について詳細に説明する。
【００２２】
（第１の実施形態）
（インクジェット記録装置）
図２は本発明の一実施形態に係るインクジェット記録装置（画像記録装置）の外観を示す斜視図である。本実施形態では、記録媒体４の搬送方向（Ｙ方向）に対して直交する走査方向（Ｘ方向）に記録ヘッド５を走査して画像を記録する。
【００２３】
記録媒体４は、搬送モータ（図示せず）の駆動によってＹ方向に搬送される（搬送動作）。そして記録媒体４のＹ方向と交差するＸ方向に沿って、記録媒体４の紙面に沿うようにガイドシャフト３が平行に配置されている。そして記録ヘッド５を搭載したキャリッジ１（走査手段）が、ガイドシャフト３に支持されながら、キャリッジモータ（不図示）の駆動によってＸ方向（走査方向）に往復移動（往復走査）する。さらにインクジェット記録装置には、不図示のインクタンクが設けられており、このインクがインク供給路２を介して記録ヘッド５に供給される。
【００２４】
キャリッジ１が往復走査を行っている際に記録ヘッド５が、記録データに応じてインクの吐出を行うことで、記録媒体への記録が行われる（記録動作）。そして、このような記録動作と搬送動作とを繰り返し行うことにより、記録媒体に対して複数回の走査での画像形成が行われる。
【００２５】
また本実施形態では、記録ヘッド５がＸ方向に沿った往方向へ移動する場合と、Ｘ方向に沿った復方向へ移動する場合のいずれにおいてもインクを吐出して記録媒体に記録を行う、いわゆる双方向記録方式を採る。記録ヘッド５による記録を伴った１回の走査が行われると、記録媒体４は搬送モータ（図示せず）によって所定量搬送される。
【００２６】
また、インクジェット記録装置には後述する算出したインク消費量等を表示するための表示部４０を備えられている。なお、本実施形態ではインクジェット記録装置本体に備えた表示部４０でインク消費量等を表示する例を示したが、この限りでなく、インクの消費量に関する情報をインターフェースにより接続したＰＣ等の外部装置に転送し、外部装置で表示しても良い。また、表示部４０にインクの消費量から求められる金額を更に表示する形態であっても良い。
【００２７】
（記録ヘッド）
図３はインクジェット記録装置のキャリッジ１に搭載された記録ヘッド５の概略斜視図である。なお、図３（ａ）は記録ヘッドの記録媒体との対向面の斜視図である。また、図３（ｂ）は記録ヘッドの記録媒体との対向面に設けられた記録素子基板をＸＹ平面に対して垂直に交差する方向から見た場合の斜視図である。また、図３（ｃ）は図３（ｂ）に示す６つの記録素子基板のうちの１つの記録素子基板を拡大した透視図である。
【００２８】
また、図４は本実施形態における記録素子基板６の透視図である。なお、図４（ａ）は図３（ｃ）に示す記録素子基板を線分Ａ−Ａ’に沿ってＸＹ平面に対して垂直に切断した場合の切断面の状態を模式的に示す断面図である。また、図４（ｂ）は、図４（ａ）の記録素子３４の近傍を拡大した図である。
【００２９】
基板３１の表面には複数の吐出口３０がＹ方向（配列方向）に配列することで吐出口列５１（図３（ａ）、（ｂ）では簡略のため１つの線分で表記）を成すように設けられている。また、吐出口列内のそれぞれの吐出口と対向する位置には後述する記録素子が設けられており、記録素子列が形成されている。基板３１は熱容量の大きいアルミナ、ＳＵＳ等により形成された支持部材３８に接着材（不図示）により固定されている。また支持部材３８上の記録素子基板６の周囲には電気配線部材６００が設けられており、電気配線部材６００は支持部材３８に接着剤にて固定されている。各記録素子基板６は電気配線部材６００と電気的に接続され、電気配線部材６００を介して記録ヘッド５との信号を用いた通信を行う。
【００３０】
記録ヘッド５には、６種類のインクを用いて記録動作を行うために、６枚の記録素子基板６が実装されている。各記録素子基板６内の吐出口列５１は、図３（ｃ）の拡大図に示すように、同色のインクを吐出するための複数の吐出口３０がＹ方向（所定方向）に沿って配列された同色のインクに対応する吐出口の列が４列ずつ設けられることで形成されている。具体的には、吐出口列５１には、６００ｄｐｉ（ドット／インチ）で配置された６４０個の吐出口から形成された列が４列設けられており、隣接する２列はＹ方向に１インチの１／１２００倍のピッチにてずれて配置されている。そして、各記録素子基板６上には、記録素子基板の温度を測定するための温度センサ（検出素子）２０が複数設けられている。以下、この温度センサ２０で測定された各記録素子基板６の温度を基板温度とも称する。温度センサ２０は吐出口列５１の端部に設けられているため、実際には記録素子列の端部近傍の基板温度を検出している。そして、基板３１を通して記録素子近傍のインクを加熱するための熱エネルギーを発生するサブヒータ（加熱素子）５０が吐出口列５１の周囲を取り囲むようにして一続きの部材（例えばアルミニウム）にて形成されている。なお、本実施形態では基板上に温度センサ、サブヒータ、後述する記録素子および吐出口部材が形成されたものを記録素子基板と称する。
【００３１】
図４（ａ）に示すように、基板３１には、インクを吐出するために利用されるエネルギーを発生する記録素子３４それぞれに対向する吐出口３０を形成する流路部材３５が接するように設けられている。記録素子３４としては電気熱変換素子や圧電素子が利用可能である。さらに、吐出口部材３５と基板３１とが接することにより、吐出口部材３５と基板３１との間には、各吐出口３０に連通する流路３６が形成され、隣接する流路３６の間には仕切り壁３７が形成されている。また、温度センサ２０は基板３１の表面に設けられている。
【００３２】
図４（ｂ）は基板３１の層構成を説明するための図である。トランジスタ等の駆動素子が設けられたシリコンからなる基材４００上に、蓄熱層４０１と、発熱材料層４０２と、一対の電極層４０３が積層されている。蓄熱層４０１は、シリコンを主成分とする絶縁材料で形成されている。発熱材料層４０２はＴａＳｉＮ等の通電することで発熱する材料で形成されている。一対の電極層４０３は、通電するための電極となるアルミニウム等で形成されている。この一対の電極層４０３の間に位置する発熱材料層４０２の部分が記録素子３４として用いられる。
【００３３】
そして発熱材料層４０２と一対の電極層４０３との上には、シリコンを主成分とする絶縁材料からなる絶縁層４０４が積層されており、インク等から記録素子３４を保護している。さらに記録素子３４に対応する絶縁層４０４の上には、気泡が消泡する際に生じるキャビテーションから記録素子３４を保護するために、Ｔａ等の金属材料からなる保護層４０５が設けられている。
【００３４】
インクジェット記録装置のインク供給路２からジョイント部７を通って記録ヘッド５に供給されたインクは、記録ヘッド５の内部の支持部材３８により形成されたインク流路３９を通って記録素子基板６のインク供給口３２に運ばれる。そして流路３６を通って記録素子３４の上側にまで運ばれる。
【００３５】
さらに、インクジェット記録装置から受信する記録信号によって、記録素子３４に後述するようにして決定された駆動パルスが印加されることにより、記録素子３４が駆動され、発熱する。そして、この熱エネルギーにより記録素子３４上のインクが膜沸騰を起こして発泡し、この時に生じる気泡の圧力により吐出口３０からインクが吐出されて記録動作が行われる。
【００３６】
（制御構成）
図５は本実施形態におけるインクジェット記録装置の制御構成を示すブロック図である。
【００３７】
制御系２４には、ＣＰＵ２００、ＲＯＭ２０１、ＲＡＭ２０２、ゲートアレイ２０３が設けられている。ＲＯＭ２０１は、ＣＰＵ２００が実行する、後述する図８、図１１、図１２に示すフローチャートに係るプログラムを含む各種プログラムを格納する記憶手段として用いられ、吐出制御を行うための駆動パルステーブルを記憶するために用いることができる。ＲＡＭ２０２は各種データ（画像データや記録ヘッドに供給される記録信号など）を一時的に保存するために用いることができる記憶手段である。ゲートアレイ２０３は、記録ヘッド５に記録信号の供給を行うために用いられ、インタフェース２３、ＣＰＵ２００、ＲＡＭ２０２間のデータ転送にも用いられる。
【００３８】
モータドライバ２６は、制御系２４から出力された信号に応じて記録ヘッド５をＸ方向の所定の記録位置に移動させるためにキャリッジモータ８を駆動するために用いられる。同様に、制御系２４から出力された記録信号に応じて、記録ヘッドドライバ２５は記録ヘッド５を駆動する。また、モータドライバ２６は制御系２４から出力された信号に応じて搬送モータ９を駆動し、記録媒体の搬送動作を行う。
【００３９】
また、記録ヘッド５には、記録ヘッド５の温度を検出するための温度センサ２０、記録ヘッド５を加熱するためのサブヒータ５０および、吐出量や発熱素子、配線の抵抗などの工場検査時に取得される特性を記憶するためのＥＥＰＲＯＭ２１が備えられている。
【００４０】
制御系２４のゲートアレイ２０３とＣＰＵ２００は、インタフェース２３を介して外部装置２２から受信した画像データを記録データに変換してＲＡＭ２０２に格納する。さらに、制御系２４は、モータドライバ２６、２７、および記録ヘッドドライバ２５を同期させて駆動することで、サブヒータ５０による温調、記録ヘッド５の記録動作、記録媒体の搬送動作、記録ヘッド５のＸ方向への往復移動を行い、記録媒体上に画像を形成する。
【００４１】
更に、表示部４０は制御系２４と接続されており、制御系２４から出力されたインク消費量の算出結果を表示部４０にて表示する。なお、本実施形態では６種類のインクのそれぞれの消費量を算出し、表示部４０に表示する。
【００４２】
（基板温度に応じたインクの吐出量の算出）
上述したように、インクを吐出する際の基板温度が高いほど１つの記録素子当たりの１回の吐出によるインクの吐出量（単位吐出量）は増加する。そのため、本実施形態では基板温度に応じて異なる単位吐出量を設定する。
【００４３】
図６は本実施形態で使用する基板温度と単位吐出量の関係を示すテーブル図である。なお、図６には後述するヘッド内部温度が５０℃以上６０℃未満である場合における基板温度と単位吐出量の関係を示している。
【００４４】
図６に示すテーブルは、基板温度が高くなるほど単位吐出量が多くなるように定められている。例えば、基板温度が３５．５℃である場合、単位吐出量は４．５１ｎｇと決定される。また、基板温度が５９．５℃である場合には単位吐出量は５．２０ｎｇと決定される。
【００４５】
（ヘッド内部温度に応じたインクの吐出量の算出）
更に、図１を用いて説明したように、ヘッド内部温度（支持部材の温度）が相対的に低い場合には、記録素子列の配列方向に沿って記録素子近傍のインクに温度分布が生じてしまう場合がある。この場合、本実施形態では基板温度として記録素子列の端部の記録素子近傍のインクの温度を取得するため、その温度に基づいて算出された単位吐出量は実際の記録素子列の中央部の記録素子における単位吐出量とずれてしまう。
【００４６】
そこで、本実施形態では、基板温度だけではなくヘッド内部温度にも基づいてインクの消費量を算出する。具体的には、本実施形態ではヘッド内部温度に応じて異なる吐出量変換係数Ｋを取得し、基板温度に応じて得られた単位吐出量に対して吐出量変換係数Ｋを乗ずることにより単位吐出量を補正する。
【００４７】
まず、ヘッド内部温度の算出方法について以下に詳細に記載する。
【００４８】
図７（ａ）は各色２０％デューティの画像を双方向記録した時の、記録素子基板上６に配置された温度センサ２０が検出した基板温度の推移である。また、図７（ｂ）は図７（ａ）に示すΔｔの期間における拡大図である。
【００４９】
ここで、図７（ａ）からわかるように、基板温度は記録が進むにつれて上昇と低下を繰り返しながら、全体としては漸次的に上昇する傾向にある。温度の上昇は１回の走査に伴う記録素子３４の駆動によるものであると考えられる。また、温度の低下は走査間では記録素子は駆動されず、一方で記録素子基板６から熱容量の大きい支持部材３８への放熱が発生するためであると考えられる。また、支持部材３８への放熱を繰り返すことにより支持部材３８は蓄熱していくため、記録素子３４の駆動によって基板温度が上昇し易くなり、漸次的に温度が上昇すると考えられる。
【００５０】
ここで、上述のように支持部材３８の熱容量が基板よりも大きい場合、非駆動期間での記録素子基板６における熱の移動は、ほぼ支持部材３８への放熱のみに限定される。したがって、非駆動期間における記録素子基板６の温度の時間に対する変化率に基づいて支持部材３８の温度（ヘッド内部温度）を算出することができる。
【００５１】
そこで、本実施形態では非駆動期間における第１のタイミングにて検出した第１の温度と、非駆動期間における第１のタイミングよりも所定時間後の第２のタイミングにて検出した第２の温度と、に基づいてヘッド内部温度を算出する。すなわち、本実施形態では、基板温度Ｔｉが低下している間の第１、第２のタイミングで第１、第２の温度を検出する。
【００５２】
図８は本実施形態におけるヘッド内部温度および吐出量変換係数Ｋの算出方法のフローを示すフローチャートである。
【００５３】
まず、記録走査（第２の走査）による記録の開始前であり、先行する記録走査（第１の走査）による記録の終了以降の基板温度である第１の温度Ｔ１を第１のタイミングにおいて取得する（Ｓ２１）。例えば、温度センサ２０が第１の温度Ｔ１に対応する情報として抵抗値を検出し、抵抗値と対応する温度を算出することで第１の温度を取得できる。なお、本実施形態の基板温度検出手段の温度取得間隔は５０ｍｓである。
【００５４】
次に第１の温度Ｔ１取得から所定時間（ｔ秒）が経過した後の基板温度である第２の温度Ｔ２を第２のタイミングで取得する（Ｓ２２）。なお、ここではｔ＝０．１秒とする。基板温度の取得間隔と所定時間ｔは、先述の設定に限定するものではなく、実際のシステムにあわせて設定可能である。また基板温度の取得間隔は、所定時間ｔ以下に設定する必要がある。また第１の温度Ｔ１と第２の温度Ｔ２の取得は、第１の走査による記録が終了してから第２の走査による記録を開始するまでに要する非駆動期間内に収めることが必要となる。
【００５５】
次に取得された第１の温度Ｔ１と第２の温度Ｔ２の温度差と、第１のタイミングと第２のタイミングの時間差から、第２の走査を行う際のヘッド温度情報としてのヘッド内部温度（支持部材３８の温度）Ｔ３を算出する（Ｓ２３）。
【００５６】
具体的には、ヘッド内部温度（Ｔ３）は（式１）により算出することができる。
Ｔ３＝Ｔ２／（１−ｅｘｐ（Ａ＊ｔ））−Ｔ１＊ｅｘｐ（Ａ＊ｔ）／１−ｅｘｐ（Ａ＊ｔ）  ・・・・・（式１）
Ｔ３：ヘッド内部温度（支持部材３８の温度）
Ｔ１：第１の温度
Ｔ２：第２の温度
ｅｘｐ（Ａ＊ｔ）：０．６３３（記録ヘッドの熱自定数）
Ａ：熱の拡散係数（熱電動率）
ｔ：時間
本実施形態の記録ヘッドの熱自定数ｅｘｐ（Ａ＊ｔ）は０．６３３である。これは支持部材の材質や体積、構造によって変わる定数である。
【００５７】
図７（ｂ）に示す記録走査間の非駆動期間の場合、第１の温度（Ｔ１）は６８．０℃、第２の温度（Ｔ２）は６６．４℃、所定時間ｔは０．１秒である。そのため、（式１）によりヘッド内部温度Ｔ３は６３．６℃と算出される。
【００５８】
なお、記録素子が非駆動状態の場合、ヘッド内部温度Ｔ３は、記録素子基板６の熱が支持部材３８に完全に拡散した時点の記録素子基板６の温度とほぼ等しくなるが、記録素子基板６の温度が支持部材３８に完全に拡散するには十数秒から数十秒程度の非駆動期間を有する。
【００５９】
なお、本実施形態では記録素子基板６で発生した熱の大部分が記録素子基板６を固定した支持部材３８へと移動するため、大気やその他のヘッド部材への熱の移動は無視しているが、（式１）に対し大気への放熱などを考慮した項を追加しても良い。
【００６０】
なお、上述の例では算出済みの第１の温度Ｔ１と第２の温度Ｔ２からヘッド内部温度Ｔ３を算出して得ているが、温度センサ２０が検出した第１、第２のタイミングで検出した抵抗値それぞれから、ヘッド内部温度と対応するヘッド温度情報を算出してもよい。
【００６１】
以上に記載したヘッド内部温度Ｔ３算出方法によれば、記録動作中に記録素子の非駆動期間があれば比較的高速でその時点のヘッド内部温度を算出することが可能である。そのため、記録走査間の反転動作時の様に、ある程度一定の間隔で記録素子の非駆動期間が設けられている場合に、記録中に定期的に記録ヘッドの蓄熱状態を反映するヘッド内部温度を取得することが可能であるという点で非常に有効な方法であるといえる。また、このことはシリアルスキャンタイプのインクジェット記録装置に限定されるものではない。たとえば用紙幅以上のサイズの記録ヘッド（ラインヘッド）を有するフルラインタイプのインクジェットプリンタにおいても、記録動作中に記録素子の非駆動期間（記録素子が駆動されていない連続する期間）さえあれば、本実施形態を適用することが可能である。
【００６２】
また、第２のタイミング（第１のタイミングから所定時間ｔ秒経過時）は実際のシステムにあわせて任意に設定可能である。そのため、第２のタイミングは第１、第２の走査の間の非駆動期間に設定することができる。したがって、記録ヘッドの走査を停止することなくスループットを低下させることなくヘッド内部温度を取得することができる。
【００６３】
次に、得られたヘッド内部温度Ｔ３に基づいて吐出量変換係数Ｋを決定する（Ｓ２４）。
【００６４】
上述のように、ヘッド内部温度が低い場合には記録素子列の中央部の基板温度は記録素子列の端部の基板温度よりも高くなっている虞がある。そのため、ヘッド内部温度が低い場合に温度センサ２０により検出された端部の基板温度のみに基づいて単位吐出量を決定すると、実際の中央部の基板温度よりも低い温度に対応する吐出量を算出してしまう虞がある。したがって、本実施形態では、ヘッド内部温度が低いほど単位吐出量を補正するための吐出量変換係数Ｋを大きくし、実際の記録素子列の中央部の吐出量を鑑みた値に補正する。
【００６５】
図９は本実施形態におけるヘッド内部温度Ｔ３と吐出量変換係数Ｋの関係を示すテーブル図である。
【００６６】
上述のように、図６はヘッド内部温度が５０℃以上６０℃未満である場合における基板温度と単位吐出量の関係を示している。そのため、図９に示すようにヘッド内部温度Ｔ３が５０℃以上６０℃未満である場合における吐出量変換係数Ｋは１．００に定められている。更に、ヘッド内部温度Ｔ３が低いほど吐出量変換係数Ｋが大きくなるように定められている。
【００６７】
例えば、ヘッド内部温度Ｔ３が７５℃である場合、吐出量変換係数Ｋは０．９８と決定される。したがって、図６に示すテーブルに基づいて得られた単位吐出量は０．９８倍となるように補正される。また、ヘッド内部温度Ｔ３が３５℃である場合、吐出量変換係数Ｋは１．０２と決定される。そのため、図６に示すテーブルに基づいて得られた単位吐出量は１．０２倍となるように補正される。
【００６８】
以上に記載した吐出量変換係数Ｋ決定処理によればヘッド内部温度Ｔ３に応じて単位吐出量を補正することができる。
【００６９】
（インク消費量の算出）
本実施形態では、上述のように、基板温度とヘッド内部温度（蓄熱状態）に基づいてインクの消費量を算出する。
【００７０】
ここで、本実施形態では、記録ヘッドの各走査におけるインクの吐出量の和を算出することにより記録に使用したインクの消費量を算出する。また記録媒体上の各走査に対応する領域をＸ方向に沿って所定の大きさごとに分割して得られる所定領域ごとにインクの吐出量を算出し、それらの所定領域ごとのインクの吐出量に和をとることにより記録ヘッドの各走査におけるインクの吐出量を算出する。
【００７１】
図１０は本実施形態における所定領域を説明するための模式図である。なお、ここでは記録媒体上の一部の拡大図を示している。図１０には、所定領域の一例としてある走査における４つの所定領域６０ａ、６０ｂ、６０ｃ、６０ｄを示す。
【００７２】
所定領域はＸ方向において１２００ｄｐｉ単位で１５００ドット分の長さを有する。なお、この長さは、前述の基板温度取得周期５０ｍｓ中にキャリッジが走査速度である２５インチ／秒で移動するときの距離に相当する。また、所定領域はＹ方向においては上述の吐出口列５１の長さに対応する１２００ｄｐｉ単位で１２８０ドット分の長さを有する。
【００７３】
図１１は本実施形態においてＣＰＵ２００が行う、１種類のインク当たりのインクの消費量の算出方法を示すフローチャートである。
【００７４】
まず、記録ヘッドの走査が開始される前に、ステップＳ１０１にて図８に示すフローチャートおよび図９に示すテーブルに基づいてヘッド内部温度Ｔ３が算出され、ヘッド内部温度Ｔ３に基づいて実行される走査における吐出量変換係数Ｋが決定される。ヘッド内部温度Ｔ３の算出が終了すると記録ヘッドの走査が開始される。
【００７５】
次に、ステップＳ１０２では所定領域ごとに記録されるドットの数を取得（ドットカウント）する。なお、このドットカウントは実際に印加したパルス数であっても良いし、プリントバッファに展開した際の仮想の数であっても良い。
【００７６】
ステップＳ１０３では、所定領域ごとに温度センサ２０により取得された基板温度を取得する。更に、取得された基板温度と図６に示すテーブルとに基づいて所定領域ごとに単位吐出量を決定する。
【００７７】
ステップＳ１０４で所定領域ごとにインクの消費量を算出する。具体的には、ステップＳ１０１にてヘッド内部温度に基づいて決定された実行している走査における吐出量変換係数Ｋと、ステップＳ１０２にて取得されたそれぞれの所定領域におけるドットの数と、ステップＳ１０３にて基板温度に基づいて決定された単位吐出量と、の３つを乗ずることによってそれぞれの所定領域へのインクの消費量を算出する。
【００７８】
ステップＳ１０５では実行される走査においてすべての所定領域おけるインクの消費量が算出されたか否かが判定される。インクの消費量が算出されていない所定領域があると判定された場合には、再びステップＳ１０２からステップＳ１０４における処理が実行される。
【００７９】
すべての所定領域においてインクの消費量が算出されたと判定された場合、ステップＳ１０６にてそれぞれの所定領域におけるインクの消費量の和をとることにより該走査におけるインクの消費量を算出する。
【００８０】
１回の走査が終了すると、ステップＳ１０７において該走査によって記録が終了したか否かの判定を行う。記録が終了していないと判定された場合、次の走査が開始される前にステップＳ１０１にて再度ヘッド内部温度Ｔ３および吐出量変換係数Ｋを取得する。すなわち、走査毎に蓄熱状態を判定し単位吐出量に補正を行う。この後、再びステップＳ１０２からステップＳ１０６における処理が実行される。
【００８１】
記録が終了されたと判定されると、ステップＳ１０８にてすべての走査におけるインクの消費量の和をとることにより記録に消費したインクの消費量が算出される。このように、ステップＳ１０１からステップＳ１０８までの処理を６種類のインクのそれぞれに対して行う。
【００８２】
更に、ステップＳ１０９にて算出された６種類のインクそれぞれのインクの消費量に関する情報を表示部４０に表示させる。なお、インクの消費量そのものではなく、インクの消費量と単位吐出量当たりのインクのコストから計算された金額を表示させても良い。更に、記録開始前のインクの残量とインクの消費量の差をとることにより計算された記録終了後のインクの残量を表示させても良い。また、６種類のインクの消費量の合計を表示しても良い。
【００８３】
以上記載したように、本実施形態によれば、記録ヘッドの蓄熱状態を反映してインクの消費量を算出することが可能となる。
【００８４】
（第２の実施形態）
第１の実施形態では、基板温度とヘッド内部温度に基づいてインクの消費量を算出する形態について記載した。
【００８５】
これに対し、本実施形態では、吐出周波数とヘッド内部温度に基づいてインクの消費量を算出する形態について記載する。
【００８６】
なお、前述した第１の実施形態と同様の部分については説明を省略する。
【００８７】
図１２は本実施形態におけるインクの消費量の算出方法を示すフローチャートである。
【００８８】
なお、図１２に示すステップＳ２０１〜ステップＳ２０２、ステップＳ２０５〜ステップＳ２０９における処理はそれぞれ図１１に示すＳ１０１〜ステップＳ１０２、ステップＳ１０５〜ステップＳ１０９における処理と同じであるため、説明を省略する。
【００８９】
また、本実施形態では、所定領域はＸ方向において１２００ｄｐｉ単位で１２８０ドット分の長さを有する。また、所定領域はＹ方向においては前述の吐出口列の長さに対応する１２００ｄｐｉ単位で１２８０ドット分の長さを有する。なお、Ｘ方向においては、前述の基板温度を取得する周期とは独立に設定が可能であり、ここでは一例として５００ドットとした。
【００９０】
ステップ２０３で所定領域毎の平均吐出周波数を算出する。平均吐出周波数は、所定領域のドット数÷使用ノズル数÷主走査方向サイズ÷解像度÷走査速度で求めることができる。例えば、所定領域のドット数がｄ、走査速度が２５インチ／秒のとき、平均吐出周波数は、ｄ÷１２８０÷５００÷１２００÷２５となる。
【００９１】
更に、算出された平均吐出周波数に基づいて単位吐出量を算出する。
【００９２】
図１３はヘッド内部温度が５０℃以上６０℃未満のときの、所定領域の平均吐出周波数から吐出量を換算するための平均吐出周波数−単位吐出量換算テーブルを示している。このテーブルで示したように、平均吐出周波数と単位吐出量の関係は平均吐出周波数が大きいほど単位吐出量が大きいという関係にある。本実施形態では、このテーブルを用いることにより平均吐出周波数に基づいて単位吐出量を決定する。
【００９３】
ステップＳ２０４では、所定領域ごとにインクの消費量を算出する。具体的には、ステップＳ２０１にてヘッド内部温度に基づいて決定された実行している走査における吐出量変換係数Ｋと、ステップＳ２０２にて取得されたそれぞれの所定領域におけるドットの数と、ステップＳ２０３にて平均吐出周波数に基づいて決定された単位吐出量と、の３つを乗ずることによってそれぞれの所定領域へのインクの消費量を算出する。
【００９４】
以上記載したように、本実施形態によっても蓄熱状態を反映してインクの消費量の算出を行うことが可能となる。
【００９５】
なお、以上で説明した各実施形態では、基板温度とヘッド内部温度に基づいてインクの消費量を算出する形態について記載したが、他の形態による実施も可能である。すなわち、ヘッド内部温度のみに応じてインクの消費量を算出する形態であっても、蓄熱状態を反映したインクの消費量の算出を行うことができる。
【００９６】
また、以上で説明した各実施形態では、記録媒体に対して複数回の走査を行うことにより画像を記録する形態について記載したが、他の形態による実施も可能である。例えば、記録媒体の幅方向よりも長い長さを有する長尺な記録ヘッドを用い、幅方向と交差する方向に記録媒体を１回だけ搬送させながら記録ヘッドからインクを吐出して画像を記録する形態であっても各実施形態を適用することができる。
【００９７】
また、以上で説明した各実施形態では、１回の走査が終了する度にヘッド内部温度を算出し、各走査におけるインクの消費量を算出する形態を記載したが、他の形態による実施も可能である。例えば、２回の走査ごとにヘッド内部温度を算出して各走査におけるインクの消費量を算出する形態であっても良い。また、１枚の記録媒体への記録が終了する度にヘッド内部温度を算出してインクの消費量を算出する形態であっても良い。
【００９８】
また、以上で説明した各実施形態では、複数種類のインクそれぞれのインク消費量を算出する形態を記載したが、インクの種類によらず複数種類のインク全体の消費量を算出する形態であっても良い。
【００９９】
また、以上で説明した各実施形態では、第１のタイミングにおける第１の温度と第２のタイミングにおける第２の温度を取得し、第１、第２の温度に基づいてヘッド内部温度を算出し、ヘッド内部温度に基づいて吐出量補正係数を決定する形態を記載したが、他の形態による実施も可能である。例えば、第１、第２の温度に基づいて直接的に吐出量補正係数を決定する形態であっても良い。
【０１００】
また、以上で説明した各実施形態では、それぞれの走査で記録する記録媒体上の領域をＸ方向に沿って複数の所定領域に分割し、所定領域ごとにインクの吐出量を算出する形態について記載したが、他の形態による実施も可能である。例えば、それぞれの走査で記録する記録媒体上の領域を分割せず、それぞれの走査を実行する直前において算出されたヘッド内部温度および基板温度に基づいてそれぞれの走査におけるインクの消費量を算出する形態であっても良い。
【０１０１】
また、以上に説明した各実施形態は、インクを吐出して記録媒体に対して記録動作を行う種々の機器に適用することができる。具体的な適用機器としては、プリンタ、複写機、ファクシミリ等の事務機器や、工業用生産機器などを挙げることができる。このようなインクジェット記録装置を用いることによって、紙、糸、繊維、布帛、皮革、金属、プラスチック、ガラス、木材、セラミックスなど種々の記録媒体に記録を行うことができる。
【０１０２】
また、「インク」とは広く解釈されるべきものであり、記録媒体上に付与されることによって、画像、模様、パターン等の形成、記録媒体の加工、或いはインクまたは記録媒体の処理に供される液体を言うものとする。
【０１０３】
また、各実施形態にはインクジェット記録装置およびインクジェット記録方法について記載したが、各実施形態に記載のインクジェット記録方法を行うためのデータを生成するコンピュータ等であっても良い。更に、本発明はインクジェット記録装置内のサブヒータによる加熱制御を機能させるプログラムをインクジェット記録装置とは別体に用意する形態やインクジェット記録装置の一部に備える形態等、広く適用することができる。
【符号の説明】
【０１０４】
４  記録媒体
５  記録ヘッド
６  記録素子基板
２０  温度センサ
３４  記録素子
３８  支持部材
【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】
2016020029.tif 000013
【図１２】
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【図１３】
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