(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
記録ヘッドに配列された複数の吐出口が所定数おきに同時に駆動される吐出口の組として複数の駆動ブロックに分割されており、前記駆動ブロックごとに与えるヒート信号を予め定められた時間間隔で切り換えつつ所定の駆動周波数で各吐出口にヒート信号を与えることで記録媒体に対してインク滴を吐出するインクジェット記録装置であって、
予備吐出の際には、各々の駆動ブロックに与えるヒート信号を通常の記録時における前記予め定められた時間間隔よりも短い時間間隔で切り換えるとともに、各吐出口には記録時における前記所定の駆動周波数に等しいタイミングでヒート信号が与えられることによりインク滴を吐出させる予備吐出手段を具えることを特徴とするインクジェット記録装置。
【請求項２】
前記記録ヘッドは各吐出口に対応した電気熱変換体を具え、
該電気熱変換体の発熱によって、インク中に形成される気泡の生成圧力によって所定量のインク滴を吐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】
非記録時には、前記記録ヘッドがインク滴を吐出しない程度の電気エネルギーを前記電気熱変換体に加えることにより、吐出口付近のインクを保温する保温手段を具え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】
記録ヘッドに配列された複数の吐出口が所定数おきに同時に駆動される吐出口の組として複数の駆動ブロックを複数備えたインクジェット記録装置を用いて、前記駆動ブロック毎に与えるヒート信号を予め定められた時間間隔で切り換えつつ所定の駆動周波数で各吐出口にヒート信号を与えることにより記録媒体に対してインク滴を吐出するインクジェット記録方法であって、
予備吐出の際には、各々の駆動ブロックに与えるヒート信号を通常の記録時における前記予め定められた時間間隔よりも短い時間間隔で切り換えるとともに、各吐出口には記録時における前記所定の駆動周波数に等しいタイミングでヒート信号が与えられることによりインク滴を吐出させる予備吐出工程を具えることを特徴とするインクジェット記録方法。
【請求項５】
前記記録ヘッドは各吐出口に対応した電気熱変換体を具え、該電気熱変換体の発熱によって、インク中に形成される気泡の生成圧力によって所定量のインク滴を吐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方法。
【請求項６】
非記録時には、前記記録ヘッドがインク滴を吐出しない程度の電気エネルギーを前記電気熱変換体に加えることにより、吐出口付近のインクを保温する保温手段を具えることを特徴とする請求項５に記載のインクジェット記録方法。
【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及びインクジェット記録方法に関し、詳しくは、予備吐出を行うインクジェット記録装置及びインクジェット記録方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
プリンタ、複写機、ファクシミリ等の機能を有する記録装置、あるいはコンピュータやワードプロセッサ等を含む複合型電子機器やワークステーションなどの出力機器として用いられる記録装置は、記録情報に基づいて、用紙やプラスチック薄板等の記録媒体に画像（文字や記号等を含む）を記録するものである。前記記録装置の記録方式としては、例えばインクジェット、ワイヤドット、熱転写、レーザー等が挙げられる。これらの記録方式のうち、インクジェット方式は、電気的な記録信号に基づいて記録ヘッドの各ノズルから微小な粒状のインク滴を吐出し、ノズルに対面して設けられた記録媒体にそのインク滴を着弾させることにより文字、図形などの記録を行なうものである。さらに、一般にシリアルタイプと呼ばれるインクジェット記録装置では、記録媒体の搬送方向に交叉する方向に、記録ヘッドを記録媒体と対峙させた状態で走査し、この走査中に記録媒体に対してインクを吐出して１行分の記録を行い、その後に所定量の紙送りを行う。このように、記録と紙送りとを繰り返すことにより、記録媒体全体に記録を行うことができる。また記録媒体の紙幅以上にノズルを配列した記録ヘッドを用いるラインタイプの記録装置においては記録ヘッドは走査せず、記録媒体が所定位置に配置されると、記録ヘッドが一括して一行分の記録を行い、その後に所定量の紙送り（ピッチ送り）を行なうということを交互に繰り返して記録媒体全体に画像が形成される。このようなインクジェット方式は、記録時にも比較的低騒音であり、高精細な画像の出力が可能であり、さらに記録も高速であるなどの利点を有することから、近年急速に普及している。
【０００３】
ところで、インクジェット記録装置の記録ヘッド内のインク放出機構は、次のようになっている。記録ヘッド内に設けられた圧電素子または電気熱変換素子（以下「ヒーター」と称する）等の吐出圧発生素子を用いて、電気エネルギーを力学的なエネルギーに変換してインクを放出している。特にヒーターの加熱によりインクを瞬時に沸騰させ、その時に発生する気泡の圧力を用いたいわゆる熱インクジェット記録方法（特開昭６１−５９９１１〜４号公報）は、装置の小型化、記録ヘッドの高密度化が容易であるなどの特徴を持つことが知られている。この熱インクジェット記録方法において、吐出されるインク滴の体積を環境温度などの外的要因に左右されずに常に安定に保ち、より高品位の画像を得るためにヒーター上に発生させた気泡をインク滴吐出時に外気と連通させる方法が特開平４−１０９４０〜４２号公報に記載されている。この方法を実現する記録ヘッドとしては、ヒーターと吐出口との距離が短い（例えば１５〜３０μｍ）ものが適している。ヒーターと吐出口との距離が短いと生成される気泡が安定的に大気と連通し、またこの距離が吐出されるインク滴の体積をほぼ決定する為、小液滴を吐出する上でも有効な方法として注目されている。
【０００４】
また、インクジェット記録装置に用いられるインクは、水を溶媒とする染料、有機溶剤、界面活性剤等が添加された水性インクが現在の主流である。このような水性インクは、時間の経過や温度によってインク中に含まれる水分などの揮発成分が蒸発する場合がある。特に非吐出時において、記録ヘッド内のインクの揮発成分が蒸発してしまうと、吐出口近傍のインク粘度や溶剤組成、染料濃度が変化することになる。この変化が更に進行した状態でインク吐出を行うと、吐出パルスがノズルの駆動素子に印加されてもインクが吐出されないいわゆる目詰まり現象を起こしたり、吐出方向など吐出されたインク滴の諸特性が不安定になったり、ドット濃度が高くなる等の弊害が発生することがある。特にこの現象は、ノズルの吐出口径が小さくなるほど起こりやすい。写真調画像などでは、より高品位な画像が要求されるため、近年吐出されるインク滴を微小化する傾向にあり、上述の弊害が形成される画像に影響を与えることになりがちである。また、インクに耐水染料が使用されたり、インク中に顔料分散剤や、混色防止や耐光性を高めるための数々の添加剤が加えられると、非吐出時のインクの状態が悪化しやすくなる傾向にあり、上述の弊害も発生しやすくなる場合がある。このような弊害を防止するために、従来から次のような方法が実行されている。第一の方法として、記録前や記録途中に、記録ヘッドをいったん記録領域以外の所定位置に移動させて、全吐出口より一定量のインク滴を吐出する、いわゆる予備吐出を実行するという方法が挙げられる。なお、予備吐出は記録領域内の目立たない位置に行われる形態でもよい。予備吐出は前回の記録から一定時間以上の経過後に記録を行う場合に記録前に実行されたり、あるいは常に記録ヘッド中の全てのノズルが使用されるとは限らないマルチノズル型の記録ヘッドの場合に、記録途中に定期的に実行される。また、所定位置に設けられたポンプによる吸引処理がともに実行されてもよい。なお、この予備吐出におけるインク消費量は、予備吐出パルス数とノズルの吐出量とノズル数により決定されるが、予備吐出パルス数は、インクの性質やノズル形状、インクジェット記録装置における主走査の時間、前回の記録からの休止時間に応じて適宜定められている。
【０００５】
第２の方法として、特開昭５７−６１５７６号公報に記載の方法が挙げられる。この方法は、非吐出時に、インク滴が吐出しない程度の低い駆動電圧で圧電振動子を駆動させ、吐出口のメニスカス面を振動させることにより、ノズル内のインクを撹絆し、吐出口近傍に集中的に存在する粘度の高いインクと、他の部分に存在する粘度の低いインクと入れ替えることでノズル内の粘度の分布を緩和させるものである。
【０００６】
図１は、この方法によって吐出口近傍のインクの粘度分布が推移する様子を模式的に表したものである。図中濃度が濃い部分、すなわち網点の密度が高い部分ほどインクの粘度が高いとする。同図（ａ）は振動される前の状態を示し、前回の記録から一定時間が経過しているため、吐出口近傍のインクは粘度が高くなっている。この状態でインクが吐出しない程度に圧電素子を駆動させてメニスカス面を振動させると、同図（ｂ）に示すように、吐出口近傍に集中的に存在していた粘度の高いインクがノズル奥に引き戻される。さらにこれに伴い、同図（ｃ）に示すように、ノズル奥の吐出口近傍に存在していた粘度の低いインクが吐出口側に押し出される。この動作を複数回繰り返すことで、同図（ｄ）に示すように吐出口近傍に存在するインクの粘度が平均化し、インク吐出が安定的に行える程度の粘度となる。
【０００７】
これは、インクを捨てることなく、インクの状態を改善することができるので、第一の方法に比べて無駄にインクを消費することがない。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、インクの粘度上昇による吐出不良を解消する、上述した従来の方法においても、次のような問題があった。
【０００９】
第一の方法では、吐出口径が微小になるほど、インクの粘度が上昇する度合いも高くなり、それに対応して予備吐出の回数も増加することになる。したがって、記録とは別に無駄に消費されるインク量が増えるばかりでなく、この予備吐出でのインク消費量が増えると廃インクを格納する廃インクタンクの容量も大きくなってしまう。さらに、記録動作中に予備吐出を行う場合は、単位時間あたりの記録媒体への記録枚数、すなわちスループットが下がるという問題が発生する。加えて、直接、記録媒体に予備吐出する方法に至っては、画像品位さえ悪化させる要因となってしまう。
【００１０】
また、第二の方法では、ヒーターをインク滴の吐出に利用した熱インクジェット記録方法の記録ヘッドに対しては、メニスカス面を振動させる為だけに圧電素子を設けるのは装置のコストアップとなり有効でない。また最近の揮発性の高いインクを使用した場合、ただメニスカス面に振動を与えた程度では吐出口近傍の粘度が高いインクが移動しないという状態も見うけられる。
【００１１】
このような従来の問題に鑑み、本発明の目的は、予備吐出におけるインクの無駄な消費を抑え、かつ、インク滴を常に安定して吐出できるようなノズルの状態を維持する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を提供することである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明のインクジェット記録装置は、記録ヘッドに配列された複数の吐出口が所定数おきに同時に駆動される吐出口の組として複数の駆動ブロックに分割されており、前記駆動ブロックごとに与えるヒート信号を予め定められた時間間隔で切り換えつつ所定の駆動周波数で各吐出口にヒート信号を与えることで記録媒体に対してインク滴を吐出するインクジェット記録装置であって、予備吐出の際には、各々の駆動ブロックに与えるヒート信号を通常の記録時における前記予め定められた時間間隔よりも短い時間間隔で切り換えるとともに、各吐出口には記録時における前記所定の駆動周波数に等しいタイミングでヒート信号が与えられることによりインク滴を吐出させる予備吐出手段を具えることを特徴とする。
【００１５】
本発明のインクジェット記録方法は、記録ヘッドに配列された複数の吐出口が所定数おきに同時に駆動される吐出口の組として複数の駆動ブロックを複数備えたインクジェット記録装置を用いて、前記駆動ブロック毎に与えるヒート信号を予め定められた時間間隔で切り換えつつ所定の駆動周波数で各吐出口にヒート信号を与えることにより記録媒体に対してインク滴を吐出するインクジェット記録方法であって、予備吐出の際には、各々の駆動ブロックに与えるヒート信号を通常の記録時における前記予め定められた時間間隔よりも短い時間間隔で切り換えるとともに、各吐出口には記録時における前記所定の駆動周波数に等しいタイミングでヒート信号が与えられることによりインク滴を吐出させる予備吐出工程を具えることを特徴とする。
【００１６】
以上の構成によれば、複数の吐出口のうち一部の吐出口からのみインク滴を吐出することにより、吐出口のメニスカス面を振動させ、吐出口近傍の粘度の高いインクと共通液室近傍の粘度の低いインクとを混ざり合わせることにより、前記吐出動作で吐出しなかった残りの吐出口からインクを吐出させる際、効果的に粘度の高いインクを排出することができ、吐出口近傍の状態を良好なものにする。
【００１７】
【発明の実施の形態】
本発明の実施形態について、以下に図面を参照して説明する。
【００１８】
（実施形態１）
図２は、本発明の一実施形態であるインクジェット記録装置の斜視図である。
【００１９】
記録ヘッドユニット２１は、記録ヘッドとインクタンクとが一体化したものである。この記録ヘッドユニット２１はキャリッジ２２に搭載されており、記録時はキャリッジがガイドライン２３に沿って矢印ａまたはｂ方向に移動するのに従って移動する。記録ヘッド２１は記録媒体Ｐに対峙する位置にノズルを配列している。さらにノズルは記録ヘッドの移動方向（矢印ａ，ｂ方向）に垂直な方向に所定個ずつの並びで配列されている。本実施形態では、記録ヘッドは合計１２８個のノズルが配列されたマルチノズル型ヘッドとする。
【００２０】
記録時には、キャリッジ２２が記録開始位置から矢印ａ方向に移動し、その移動に伴って各ノズルよりインク滴が記録媒体Ｐに向かって吐出される。キャリッジが記録媒体Ｐの他方端まで移動したら、搬送ローラ２４が一定量だけ回転し、記録媒体Ｐを矢印ｃ方向に搬送する。この搬送動作の間にキャリッジ２２は矢印ｂ方向へ移動し、記録開始位置まで戻る。そして、再度、矢印ａ方向に移動して記録を行う。このように、記録動作と記録媒体の搬送動作とを繰り返すことにより記録媒体全体に記録を行う。
【００２１】
不図示の記録ヘッド内部は、吐出口それぞれからインク路が延びており、このインク路が共通液室に連通している。共通液室はインクタンクとつながっており、インクタンクからインクが供給されている。そして供給されたインクが、通常吐出口まで充填している。この吐出口と、吐出口ごとのインク路とを合わせた部分がおおよそ「ノズル」に該当する。さらに、各吐出口に対応してヒーターが設けられている。記録時には所定のヒーターに電気信号が印加され、その電気信号によってヒーターが発熱すると、インク路中のインクが瞬時に膜沸騰し、気泡が発生する。この膜沸騰により生成される気泡の生成圧力によって所定量のインクが吐出口より吐出される。
【００２２】
ところで、インクは、記録を行っていない時間が長いと、吐出口付近のインクの粘度が増すなど、変化する。このように粘度が増したインクは吐出方向が不安定になったり、ひどい状態では目詰まりを起こしたりするので、定期的に粘度の増したインクを除去する必要がある。本実施形態では、予備吐出や吸引処理を行い、常にノズルの状態を良好に保つようにしている。
【００２３】
予備吐出時には、記録領域外に設けられた予備吐出キャップ２５の位置まで記録ヘッドを移動させる。予備吐出キャップ２５が、記録ヘッドのノズル部分を覆うと、記録ヘッドは予備吐出を行う。なお、予備吐出の方法の詳細については、以下に述べる。
【００２４】
さらに、記録動作途中にも、ブレード２６前に記録ヘッドを通過させることにより、ワイピングを行い、吐出口表面についた埃などを除去することができる。
【００２５】
次に、本実施形態における予備吐出方法の詳細について説明する。
【００２６】
複数のノズル列が配列されたマルチノズル形の記録ヘッドでは、液滴の吐出時の圧力やインク流が共通液室を通して周囲のノズルに伝わり、ノズルのメニスカス面を振動させる、いわゆるクロストーク現象が発生する場合がある。クロストークは、吐出量やリフィル時間を変動させ、画像品位を損なう原因となるため、記録時のクロストークの影響を減少させるためにノズル形状の工夫や記録方法について様々な方法が提案され実施されている。
【００２７】
しかしながら、本実施形態ではこのクロストーク現象を逆に予備吐出時に利用し、共通液室内の圧力変動を積極的に起こしてメニスカス面を振動させ、吐出口近傍のインク粘度上昇を緩和させている。通常クロストークは、ノズル形状やノズルとインク供給口の距離などの影響を受けやすい。しかし、マルチノズルヘッドの場合、もっともクロストークに影響するのは、連続して同時駆動するピット数の多少である。つまり、同時に駆動するピット数が多いほどクロストーク現象は発生しやすくなる。さらに、隣接するノズルが駆動することで受ける圧力やインク流がもっとも大きく影響することが一般的に知られている。
【００２８】
図３は、本実施形態の記録ヘッドの１２８個あるノズルを１ノズルおきに駆動させたとき、非駆動ノズルのメニスカス面の位置変化を、静止状態の位置を基準に測定した時間変化で示す図である。
【００２９】
なお、図中の時刻０が駆動ノズルの駆動開始時点である。メニスカス面の吐出口端からの位置変化は、ノズルの構造や駆動の仕方、インク室の構造などにも依存するが、この時の駆動では静止時のメニスカスに比較して±２μｍ程度変動し、グラフの「＋」の位置がメニスカス面の凸状態、「−」の位置がメニスカス面の凹状態である。この図から、非吐出ノズルのメニスカス面が振動していることが分かる。つまり、このメニスカス面の振動によって、図１に示すような吐出口近傍の粘度の高いインクと共通液室側の粘度の低いインクとが交じり合う現象がノズル内部で発生していることが期待される。このように、吐出口近傍のインクの粘度が緩和された状態で予備吐出を行う方が、粘度の緩和なしで予備吐出を行うよりも、粘度の高いインクが早く外に排出されるので、少ない予備吐出回数でノズルを良好な状態にすることができる。
【００３０】
本実施形態では、記録信号終了から３０秒経過した後、予備吐出処理を実行するものとする。
【００３１】
予備吐出処理は、記録領域から記録ヘッドを予備吐出キャップ２５の位置まで退避させ、この位置で複数回、予備吐出を行うものとする。ただし、一回目の予備吐出動作では、記録ヘッド中の１２８個のノズルのうち、吐出するノズルを一個おきとする。この一回目の予備吐出では連続して２００回吐出させる。次に一回目の予備吐出では吐出しなかった残りのノズルのみ１０回吐出させる。
【００３２】
実際にこのような予備吐出方法で予備吐出を行った直後の記録を見ても、記録結果は安定しており、従来の全てのノズルで２００回予備吐出させた後の記録結果と比較して遜色のないものであった。
【００３３】
つまり、本実施形態の予備吐出方法は、従来の予備吐出方法に比べて、予備吐出に消費されるインク量を減らすことができる。なお、上述したように本実施形態では、一回目の予備吐出では一個おきに吐出するノズルを決定していたが、本発明はこれに限らず、ｒ個（ｒ：任意の整数）おきに吐出するノズルを決定してもよい。さらにノズルがインク供給口を挟んで２列並んで構成されている場合には、一回目の予備吐出では片方の列だけを吐出するようにしてもよい。これらいずれの場合においても、二回目の予備吐出回数を削減することができ、全体としてインクの消費量を削減することができる。
【００３４】
（実施形態２）
概して、多くのインクジェット記録装置は、記録時において、同時に記録ヘッド内の全てのノズルが吐出動作を行うわけではない。ノズルをその配列から複数個単位で駆動ブロックに分割し、記録時はこの駆動ブロック毎に時分割駆動される分離分割駆動方式が一般的である。
【００３５】
この分割駆動方式は、ヘッド駆動用の電源および電源コネクタフレキシブルケーブル等の電源用部材のコンパクト化を図る上で効果的な方式である。また、特にヒーターを用いた記録ヘッドの場合、ヒーターおよびインク等の特性を考慮して安定した吐出を行うためには、電圧値の変動を極めて少ない値にすべきことや電圧値の微調整を必要とすることから、電源の容量を大きくすることは好ましくないので、これを避けるうえでも上記方式は有効である。
【００３６】
本実施形態では、分離分割駆動方式の記録ヘッドにおける予備吐出方法について説明する。
【００３７】
本実施形態のインクジェット記録装置の構成は、実施形態１と同様である。
【００３８】
本実施形態での記録ヘッドの分離分割駆動は次のようにして行われる。
【００３９】
図４は、本実施形態の記録ヘッドの各ヒーターのヒート信号のタイミングテーブルを示す図である。
【００４０】
図２中矢印ａ，ｂ方向に垂直な方向で配列された１２８個のノズルは、８個単位で１６のセクションに分割されている。図４中、中央にノズル列を吐出口正面から見た様子を示している。
【００４１】
図４中、向かって左のタイミングテーブルは、ノズル列の各ノズルに対応したヒーターのヒート信号の時間変化を示すものである。上述のように８個単位で１６のセクションに分けられたノズルは、さらに各セクションごとに８つの駆動ブロックＢｉ（ｉ＝１〜８）に分割されている。各ヒーターの駆動はブロック単位で実行される。具体的には、セクション内のうち、もっとも並び順が早いノズル、例えば第一セクションではノズル１、第二セクションではノズル９が、同じ駆動ブロック１となる。したがって、ノズル１とノズル９それぞれに対応するヒーターは同じタイミングでヒート信号を受け取るので、ノズル１とノズル９は同じタイミングでインク滴を吐出することになる。
【００４２】
記録時には、これら各ブロックがブロック１から順次駆動される。なお、駆動ブロックの時間間隔Ｔｂは駆動周波数ｆｏｐから、
Ｔｂ≒１／ｆｏｐ／Ｎｄｉｖ
と定められる。この時間間隔でインク滴が吐出されると、ある時刻でのインク滴の位置間隔は、図４中、向かって右側に示すようになる。
【００４３】
このような分離分割駆動方式の記録ヘッドにおいて、駆動周波数は変えずに時間間隔のみを短くすると、クロストークがより激しくなり、メニスカス面の振動も激しくなることが発明者の実験によって確認されている。
【００４４】
図５は、ブロックの駆動時間間隔を短くした場合の各ヒーターのヒート信号のタイミングテーブルを示す図である。ブロックの時間間隔を通常の記録時の時間間隔Ｔｂよりも短い時間Ｔｂ′（Ｔｂ′＜Ｔｂ）とし、駆動周波数は通常の記録時と同様としたものである。同図中、向かって右側のある時刻でのインク滴の位置間隔を見てもわかるように時間間隔が短くなった分、セクションそれぞれで隣接するノズルとの吐出時間の差が短くなっている。
【００４５】
したがって、本実施形態では、この現象を予備吐出時に利用することとした。すなわち、通常の記録時は、ブロックの時間間隔をＴｂで駆動し、クロストークを抑えた状態で記録する。一方、予備吐出時はブロックの時間間隔をＴｂ′で駆動し、クロストークをより激しくさせた状態でインク滴を吐出させる。すると、激しくなったクロストーク現象のおかげで、吐出口近傍のインク粘度が緩和され、少ないインク消費量で効果的な予備吐出を行うことができる。
【００４６】
（実施形態３）
インクは、温度が高い方が比較的増粘しにくい。したがって、ノズル内をある程度の温度に常に保温しておけば、それだけインクの増粘が起こりにくく、吐出口近傍のインク状態の悪化を防ぐことができる。
【００４７】
そこで、本実施形態では、インクを吐出していない間もインクが吐出しない程度の電圧でヒーターを通電し、ノズル内のインクを保温させておく方法を説明する。
【００４８】
本実施形態のインクジェット記録装置の構成は実施形態１と同様とする。
【００４９】
所定の時間以上、ヒーターに駆動信号が入らない場合は、そのノズルは吐出動作を行わないと判断し、ヒーターを吐出時よりも低い電圧で通電する。この通電動作は、インクを吐出しない程度の低い電圧で連続して行ってもよいし、一定の時間間隔をあけて行うものであってもよい。さらに、ヒーターに付与するパルスの間隔を変えたり、電圧を変えたりして、吐出しない状態を維持する形態であってもよい。なお、インク及び記録ヘッドを高温にしすぎると吐出圧が変化してしまい、インク吐出時の諸特性を逆に不安定にしてしまうので、インクの温度が所定温度を超えないようなリミット機能を設けることも有効である。
【００５０】
また、本実施形態の非吐出時にインクを保温する手段を実施形態１または２と組み合わせて実施すれば、より有効である。
【００５１】
（その他）
なお、本発明は、特にインクジェット記録方式の中でも、インク吐出を行わせるために利用されるエネルギとして熱エネルギを発生する手段（例えば電気熱変換体やレーザ光等）を備え、前記熱エネルギによりインクの状態変化を生起させる方式の記録ヘッド、記録装置において優れた効果をもたらすものである。かかる方式によれば記録の高密度化，高精細化が達成できるからである。
【００５２】
その代表的な構成や原理については、例えば、米国特許第４７２３１２９号明細書，同第４７４０７９６号明細書に開示されている基本的な原理を用いて行うものが好ましい。この方式は所謂オンデマンド型，コンティニュアス型のいずれにも適用可能であるが、特に、オンデマンド型の場合には、液体（インク）が保持されているシートや液路に対応して配置されている電気熱変換体に、記録情報に対応していて核沸騰を越える急速な温度上昇を与える少なくとも１つの駆動信号を印加することによって、電気熱変換体に熱エネルギを発生せしめ、記録ヘッドの熱作用面に膜沸騰を生じさせて、結果的にこの駆動信号に一対一で対応した液体（インク）内の気泡を形成できるので有効である。この気泡の成長，収縮により吐出用開口を介して液体（インク）を吐出させて、少なくとも１つの滴を形成する。この駆動信号をパルス形状とすると、即時適切に気泡の成長収縮が行われるので、特に応答性に優れた液体（インク）の吐出が達成でき、より好ましい。このパルス形状の駆動信号としては、米国特許第４４６３３５９号明細書，同第４３４５２６２号明細書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米国特許第４３１３１２４号明細書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。
【００５３】
記録ヘッドの構成としては、上述の各明細書に開示されているような吐出口，液路，電気熱変換体の組合せ構成（直線状液流路または直角液流路）の他に熱作用部が屈曲する領域に配置されている構成を開示する米国特許第４５５８３３３号明細書，米国特許第４４５９６００号明細書を用いた構成も本発明に含まれるものである。加えて、複数の電気熱変換体に対して、共通するスリットを電気熱変換体の吐出部とする構成を開示する特開昭５９−１２３６７０号公報や熱エネルギの圧力波を吸収する開孔を吐出部に対応させる構成を開示する特開昭５９−１３８４６１号公報に基いた構成としても本発明の効果は有効である。すなわち、記録ヘッドの形態がどのようなものであっても、本発明によれば記録を確実に効率よく行うことができるようになるからである。
【００５４】
さらに、記録装置が記録できる記録媒体の最大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に対しても本発明は有効に適用できる。そのような記録ヘッドとしては、複数記録ヘッドの組合せによってその長さを満たす構成や、一体的に形成された１個の記録ヘッドとしての構成のいずれでもよい。
【００５５】
加えて、上例のようなシリアルタイプのものでも、装置本体に固定された記録ヘッド、あるいは装置本体に装着されることで装置本体との電気的な接続や装置本体からのインクの供給が可能になる交換自在のチップタイプの記録ヘッド、あるいは記録ヘッド自体に一体的にインクタンクが設けられたカートリッジタイプの記録ヘッドを用いた場合にも本発明は有効である。
【００５６】
また、本発明の記録装置の構成として、記録ヘッドの吐出回復手段、予備的な補助手段等を付加することは本発明の効果を一層安定できるので、好ましいものである。これらを具体的に挙げれば、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、加圧或は吸引手段、電気熱変換体或はこれとは別の加熱素子或はこれらの組み合わせを用いて加熱を行う予備加熱手段、記録とは別の吐出を行なう予備吐出手段を挙げることができる。
【００５７】
また、搭載される記録ヘッドの種類ないし個数についても、例えば単色のインクに対応して１個のみが設けられたものの他、記録色や濃度を異にする複数のインクに対応して複数個数設けられるものであってもよい。すなわち、例えば記録装置の記録モードとしては黒色等の主流色のみの記録モードだけではなく、記録ヘッドを一体的に構成するか複数個の組み合わせによるかいずれでもよいが、異なる色の複色カラー、または混色によるフルカラーの各記録モードの少なくとも一つを備えた装置にも本発明は極めて有効である。
【００５８】
さらに加えて、以上説明した本発明実施例においては、インクを液体として説明しているが、室温やそれ以下で固化するインクであって、室温で軟化もしくは液化するものを用いてもよく、あるいはインクジェット方式ではインク自体を３０℃以上７０℃以下の範囲内で温度調整を行ってインクの粘性を安定吐出範囲にあるように温度制御するものが一般的であるから、使用記録信号付与時にインクが液状をなすものを用いてもよい。加えて、熱エネルギによる昇温を、インクの固形状態から液体状態への状態変化のエネルギとして使用せしめることで積極的に防止するため、またはインクの蒸発を防止するため、放置状態で固化し加熱によって液化するインクを用いてもよい。いずれにしても熱エネルギの記録信号に応じた付与によってインクが液化し、液状インクが吐出されるものや、記録媒体に到達する時点ではすでに固化し始めるもの等のような、熱エネルギの付与によって初めて液化する性質のインクを使用する場合も本発明は適用可能である。このような場合のインクは、特開昭５４−５６８４７号公報あるいは特開昭６０−７１２６０号公報に記載されるような、多孔質シート凹部または貫通孔に液状又は固形物として保持された状態で、電気熱変換体に対して対向するような形態としてもよい。本発明においては、上述した各インクに対して最も有効なものは、上述した膜沸騰方式を実行するものである。
【００５９】
さらに加えて、本発明インクジェット記録装置の形態としては、コンピュータ等の情報処理機器の画像出力端末として用いられるものの他、リーダ等と組合せた複写装置、さらには送受信機能を有するファクシミリ装置の形態を採るもの等であってもよい。
【００６０】
【発明の効果】
本発明を用いることにより、複数の吐出口のうち一部の吐出口からのみインク滴を吐出して、吐出口のメニスカス面を振動させ、吐出口近傍の粘度の高いインクと共通液室近傍の粘度の低いインクとを混ざり合わせることにより、前記吐出動作で吐出しなかった残りの吐出口からインクを吐出させる際、効果的に粘度の高いインクを排出することができ、吐出口近傍の状態を良好なものにする。したがって、予備吐出におけるインクの無駄な消費を抑え、かつ、インク滴を常に安定して吐出できるようなノズルの状態を維持することができる。
【００６１】
また、駆動ブロックごとにヒート信号を与える方式の記録ヘッドでは、予備吐出を行うときのブロック駆動間隔を、記録時のブロック駆動間隔よりも短い時間間隔にすることで、メニスカス面の振動が増すので、粘度の高いインクを効果的に排出することができる。
【００６２】
また、非記録時には、吐出口近傍をインクが吐出しない程度に保温することにより、インクが増粘するのを防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】吐出口近傍の様子を示す模式図であり、（ａ）はメニスカス面に振動を与えられる前の状態であり、（ｂ）〜（ｄ）はメニスカス面に振動を与えられた後の変化の様子を示す図である。
【図２】本実施形態のインクジェット記録装置を示す斜視図である。
【図３】隣接するノズルが駆動したときの駆動していないノズルのメニスカス面の位置変化を示す図である。
【図４】記録時における記録ヘッドのヒーターのヒート信号のタイミングテーブルを示す図である。
【図５】予備吐出時における記録ヘッドのヒーターのヒート信号のタイミングテーブルを示す図である。
【符号の説明】
２１          記録ヘッドユニット
２２          キャリッジ
２３          ガイドライン
２４          搬送ローラ
２５          予備吐出キャップ
２６          ブレード
【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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