JPH07323552A - インク滴吐出量制御方法、インクジェット記録装置および情報処理システム - Google Patents

インク滴吐出量制御方法、インクジェット記録装置および情報処理システム

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JPH07323552A
JPH07323552A JP6119275A JP11927594A JPH07323552A JP H07323552 A JPH07323552 A JP H07323552A JP 6119275 A JP6119275 A JP 6119275A JP 11927594 A JP11927594 A JP 11927594A JP H07323552 A JPH07323552 A JP H07323552A
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temperature
printing
recording head
drive signal
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Hitoshi Nishigori
均 錦織
Norifumi Koitabashi
規文 小板橋
Hiroshi Tajika
博司 田鹿
Masato Katayama
正人 片山
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Canon Inc
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 記録ヘッドの温度とインクの温度とが異なる
場合でもつねに安定したインク吐出量を維持し、高品位
な画像記録を可能とするインク滴吐出制御方法、該方法
を適用したインクジェット記録装置および情報処理シス
テムを提供する。 【構成】 本発明にもとづくインク滴吐出量制御方法
は、インク滴の吐出状態を検知するための吐出状態検知
段階と、記録ヘッドの温度を検知するための温度検知段
階と、吐出状態検知段階によって検知された状態と温度
検知段階で検知された温度とにもとづいて記録ヘッドの
駆動信号を変調する変調段階とを有する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、複写機、ファクシミ
リ、プリンタ、ワードプロセッサ、パーソナルコンピュ
ータ等の情報処理システムにおいて、文字、画像等の情
報を被記録媒体上に出力するためのインクジェット記録
装置に搭載されるインクジェット記録ヘッドのインク滴
吐出量制御方法に関する。また、該制御方法を採用した
インクジェット記録ヘッドを搭載する記録装置および該
装置を出力手段とした情報処理システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、紙、布、プラスチックシート、Ｏ
ＨＰ用シート等の被記録媒体（以下単に記録紙ともい
う）に対して記録を行なう記録装置は、種々の記録方
式、例えばワイヤードット方式、感熱方式、熱転写方
式、インクジェット方式による記録ヘッドを搭載可能な
形態として提案されている。
【０００３】これらの方式のなかで、インクジェット方
式はインクを吐出して記録紙に直接付着させる低騒音な
ノンインパクト方式の一つで、インク滴の形成方法およ
び噴射エネルギの発生方法により、コンティニアス方式
（電荷粒子制御方式およびスプレー方式が含まれる）と
オンデマンド方式（ピエゾ方式、スパーク方式およびバ
ブルジェット方式が含まれる）とに大きく分類される。
【０００４】コンティニアス方式は、インクを連続的に
吐出し、必要な液滴だけ電荷を与える。帯電した液滴が
記録紙に付着し、残りは無駄になる。これに対して、オ
ンデマンド方式は、印字に必要な時だけインクを吐出す
るために、インクの無駄がなく装置内部が汚れない。ま
た、オンデマンド方式はインクの吐出を開始したり停止
したりするため、コンティニアス方式に比べて応答周波
数は低い。このため、ノズル数を増やすことで高速化を
実現している。したがって、現在市販されている記録装
置の多くはオンデマンド方式のものであり、このような
インクジェット方式の記録ヘッドを具備した記録装置
は、高密度かつ高速な記録動作が可能であることから、
情報処理システムの出力手段、例えば複写機、ファクシ
ミリ、電子タイプライタ、ワードプロセッサ、ワークス
テーション等の出力端末としてのプリンタ、あるいはパ
ーソナルコンピュータ、ホストコンピュータ、光ディス
ク装置、ビデオ装置等に具備されるハンディまたはポー
タブルプリンタとして利用され、かつ商品化されてい
る。この場合、インクジェット記録装置は、これら装置
固有の機能、使用形態等に対応した構成をとる。
【０００５】一般にインクジェット記録装置は、記録手
段（記録ヘッド）およびインクタンクと搭載するキャリ
ッジと、記録紙を搬送する搬送手段と、これらを制御す
るための制御手段とを具備する。そして、複数の吐出口
からインク滴を吐出させる記録ヘッドを記録紙の搬送方
向（副走査方向）と直交する方向（主走査方向）にシリ
アルスキャンさせ、一方で非記録時に記録紙を記録幅に
等しい量で間欠搬送するものである。この記録方法は、
記録信号に応じてインクを記録用紙上に吐出させて記録
を行うものであり、ランニングコストが安く、静かな記
録方式として広く用いられている。また、インクを吐出
する多数のノズルが副走査方向に直線上に配置された記
録ヘッドを用いることにより、記録ヘッドが記録用紙上
を一回走査することでノズル数に対応した幅の記録がな
される。そのため、記録動作の高速化を達成することが
可能である。
【０００６】さらに、カラー対応のインクジェット記録
装置の場合、複数色の記録ヘッドにより吐出されるイン
ク液滴の重ね合わせることによりカラー画像を形成す
る。一般に、カラー記録を行う場合、イエロー（Ｙ）、
マゼンタ（Ｍ）およびシアン（Ｃ）の３原色またはこれ
ら３原色にブラック（Ｂ）を含めた４色に対応する４種
類の記録ヘッドおよびインクカートリッジが必要とされ
る。昨今ではこのような３〜４色の記録ヘッドを搭載
し、フルカラーで画像形成が可能な装置が実用化されて
いる。
【０００７】さらにまた、上記インクジェット記録装置
は比較的容易にＡ１等の大判記録が可能な構成を取るこ
ともできる。すなわち、画像を読み取るリーダーを接続
し原稿を複写するＡ１版カラー記録対応の記録装置、例
えばＣＡＤ出力用プリンター等のプロッターも製品化さ
れている。また、一方で多様な使い方が要求されるよう
になり、会議、講義等におけるプレゼンテーション用に
投影可能なＯＨＰフィルムへの記録の需要が高まってい
る。こうした需要に応えるため、インクの吸収特性が異
なる被記録媒体を必要に応じて選択した際に被記録媒体
の種類に係わりなく最良の記録が可能な記録装置の開発
および製品化が行われている。
【０００８】このようにインクジェット記録装置は、優
れた記録手段として幅広い産業分野（例えばアパレル産
業等）で需要が高まっており、またより一層高品位な画
像の提供も求められている。
【０００９】しかし、従来のインクジェット記録装置に
搭載される記録ヘッドでは、温度変化（インクの温度変
化）によってインクの吐出量が変化してしまうという問
題がある。この問題を解決するための方法として、記録
ヘッドの駆動パルス幅を変えることによって吐出量を所
定の量に合わせる試みがなされている。環境温度や自己
昇温によって記録ヘッドの温度が変化することによっ
て、吐出速度やリフィル周波数等が変動し、インク滴吐
出が不良となる問題がある。そこで、特開平５−９２５
６５号公報は、上記問題点を解決するために、分割パル
スによる吐出量制御の方法を開示している。
【００１０】図９は上記引例に開示された分割パルスを
説明するための図である。
【００１１】図９において、ＶOPは駆動電圧、Ｐ1 は複
数の分割されたヒートパルスの最初のパルス（以下、プ
レヒートパルスという）のパルス幅、Ｐ2 はインターバ
ルタイム、Ｐ3 は２番目のパルス（以下、メインヒート
パルスという）のパルス幅である。Ｔ1 ，Ｔ2 ，Ｔ3 は
Ｐ1 ，Ｐ2 ，Ｐ3 を決めるための時間を示している。駆
動電圧ＶOPは、この電圧を印加される電気熱変換体（発
熱素子）がヒータボードと天板とによって構成されるイ
ンク液路内のインクに熱エネルギーを発生させるために
必要な電気エネルギーを示すものの一つであり、その値
は電気熱変換体の面積，抵抗値，膜構造や記録ヘッドの
液路構造によって決まる。分割パルス幅変調駆動法は、
Ｐ1 ，Ｐ2 ，Ｐ3 の幅で順次パルスおよびインターバル
タイムを与えるものであり、プレヒートパルスは、主に
インク路内のインク温度を制御するためのパルスであ
り、本発明の吐出量制御の重要な役割を荷っている。こ
のプレヒートパルス幅Ｐ1 はその印加によって電気熱変
換体が発生する熱エネルギーによってインク中に発泡現
象が生じないような値に設定される。
【００１２】インターバルタイムは、プレヒートパルス
とメインヒートパルスが相互干渉しないように一定時間
の間隔を設けるため、およびインク路内インクの温度分
布を均一化するために設けられる。メインヒートパルス
はインク路内のインク中に発泡を生ぜしめ、吐出口より
インクを吐出させるためのものであり、その幅Ｐ3 は電
気熱変換体の面積，抵抗値，膜構造や記録ヘッドのイン
ク液路の構造によって決まる。
【００１３】例えば、図１０（Ａ）および（Ｂ）に示す
ような構造の記録ヘッドにおけるプレヒートパルスの作
用について説明する。
【００１４】図１０（Ａ）および（Ｂ）は、従来の記録
ヘッドの一構成例を示すもので、それぞれインク路に沿
った概略縦断面図および概略正面図である。
【００１５】図１０（Ａ）および（Ｂ）において、参照
符号１は上記分割パルスの印加によって熱を発生する電
気熱変換体であり、電気熱変換体１は、これに分割パル
スを印加するための電極配線等とともにヒータボード９
上に配設される。ヒータボード９はシリコンにより形成
され、記録ヘッドの基板をなすアルミ板１１によって支
持される。１２は、インク路等を構成するための溝が形
成された天板であり、天板１２とヒータボード９（アル
ミ板１１）とが接合することによりインク路３やこれに
インクを供給する共通液室５が構成される。また、天板
１２には吐出口７が形成され、それぞれの吐出口７には
インク路３が連通している。
【００１６】図１０に示される記録ヘッドにおいて、駆
動電圧 ＶOP＝１８．０（Ｖ），メインヒートパルス幅
Ｐ3 ＝４．１１４［μｓｅｃ］とし、プレヒートパルス
幅Ｐ1 を０〜３．０００［μｓｅｃ］の範囲で変化させ
た場合、図１１に示すような吐出量Ｖd ［ｎｇ／ｄｏ
ｔ］とプレヒートパルス幅Ｐ1 ［μｓｅｃ］との関係が
得られる。
【００１７】図１１は吐出量のプレヒートパルス依存性
を示す線図であり、以下、吐出量を例にとり吐出特性の
プレヒートパルス依存性について説明する。図におい
て、Ｖ0 はＰ1 ＝０［μｓｅｃ］のときの吐出量を示
し、この値は図１０に示す記録ヘッドの構造によって定
まる。したがって、本例でのＶ0 は、環境温度ＴR ＝２
５℃の場合でＶ0 ＝１８．０［ｎｇ／ｄｏｔ］である。
【００１８】図１１の曲線ａに示されるように、プレヒ
ートパルスのパルス幅Ｐ1 の増加に応じて、吐出量Ｖd
はパスル幅Ｐ1 が０からＰ1LMTまで線形性を有して増加
し、パルス幅Ｐ1 がＰ1LMTより大きい範囲ではその変化
が線形性を失い、パルス幅Ｐ1MAXで飽和し最大となる。
【００１９】このように、パルス幅Ｐ1 の変化に対する
吐出量Ｖd の変化が線形性を示すパルス幅Ｐ1LMTまでの
範囲は、パルス幅Ｐ1 を変化させることによる吐出量の
制御を容易に行える範囲として有効である。したがっ
て、曲線ａに示す本例ではＰ1LMT＝１．８７（μｓ）で
あり、このときの吐出量はＶLMT ＝２４．０［ｎｇ／ｄ
ｏｔ］である。また、吐出量Ｖd が飽和状態となるとき
のパルス幅Ｐ1MAXは、Ｐ1MAX＝２．１［μｓ］であり、
このときの吐出量ＶMAX ＝２５．５［ｎｇ／ｄｏｔ］で
ある。
【００２０】パルス幅がＰ1MAXより大きい場合、吐出量
Ｖd はＶMAX より小さくなる。この現象は、上記範囲の
パルス幅を有するプレヒートパルスが印加されると電気
熱変換体上に微小な発泡（膜沸騰の直前状態）を生じ、
この気泡が消泡する前に次のメインヒートパルスが印加
され、上記微小気泡がメインヒートパルスによる発泡を
乱すことによって吐出量が小さくなることによる。この
領域をプレ発泡領域と呼びこの領域ではプレヒートパル
スを媒介にした吐出量制御は困難なものとなる。
【００２１】またインターバルタイムＰ2 が短いため、
プレヒートパルスＰ1 により与えた熱がインク中に十分
に拡散しきれず、十分な吐出量が得られない。
【００２２】図１１に示すＰ1 ＝０〜Ｐ1LMT［μｓ］の
範囲の吐出量とパルス幅との関係を示す直線の傾きをプ
レヒートパルス依存係数と定義すると、プレヒートパル
ス依存係数：
【００２３】
【数１】
【００２４】となる。この係数ＫP は温度によらずヘッ
ド構造・駆動条件・インク物性等によって定まる。すな
わち、図１１中曲線ｂ，ｃは他の記録ヘッドの場合を示
しており、記録ヘッドが異なるとその吐出特性が変化す
ることが解かる。このように、記録ヘッドが異なると、
プレヒートパルスＰ１の上限値Ｐ1LMTが異なるため、後
述されるように記録ヘッド毎の上限値Ｐ1LMTを定めて、
吐出量制御を行う。したがって本例の曲線ａで示される
記録ヘッドおよびインクにおいてはＫP ＝３．２０９
［ｎｇ／μｓｅｃ・ｄｏｔ］である。
【００２５】すなわち、インクジェット記録ヘッドの吐
出量を決定する別の要因として、記録ヘッドの温度（イ
ンク温度）がある。
【００２６】図１２は吐出量の温度依存性を示す線図で
ある。図１２の曲線ａに示すように、記録ヘッドの環境
温度ＴR （＝ヘッド温度ＴH ）の増加に対して吐出量Ｖ
d は直線的に増加する。この直線の傾きを温度依存係数
と定義すると、温度依存係数：
【００２７】
【数２】
【００２８】となる。この係数ＫT は駆動条件にはよら
ず、ヘッドの構造・インク物性等によって定まる。図１
１においても他の記録ヘッドの場合を曲線ｂ，ｃに示
す。したがって本例の記録ヘッドにおいてはＫT ＝０．
３［ｎｇ／℃・ｄｏｔ］であった。
【００２９】つぎに、上記分割パルスのパルス幅変調に
よる吐出量制御について説明する。
【００３０】図１３は、ヘッド温度（ＴH ）の変化に対
応した吐出量（Ｖd ）の変動を抑えるためのパルス幅変
調を説明するための図である。この図において、パルス
幅変調領域は吐出に伴う自己昇温や環境温度の高温化に
よって記録ヘッド温度がＴ0以上の比較的高温にある領
域（例えば２６℃〜４４℃）であり、この温度を温度セ
ンサが検知し図１４に示すテーブルに従ってプレヒート
パルス幅Ｐ1 を変化させる。図１４のテーブル番号の各
々に対応するパルス幅の各状態を図１５に示す。また、
このときのパルス幅変調のシーケンスを図１６に示す。
本例の記録ヘッドの場合、パルスＰ1 の幅の上限Ｐ1LMT
は図１４のテーブル番号１で示されるＯＡ［Ｈｅｘ］、
すなわち、図１４ので示される値となる。この上限値
は、後述されるようにテーブルポインタ情報によって設
定される。
【００３１】以下、図１６のシーケンスを参照しなが
ら、図１４に示されるパルス幅変調による吐出量制御に
ついて説明する。
【００３２】図１６に示すシーケンスは、例えば２０ｍ
ｓｅｃ毎の割り込みによって起動されるものであり、ま
ず、ステップＳ８１で記録ヘッド温度を検知する。次
に、ステップＳ８２では、温度センサに入る熱流束や電
気的ノイズによる温度の誤検知を防ぐために、過去３回
のヘッド温度とステップＳ８１で検知した温度の平均値
Ｔn をヘッド温度ＴH ′とする処理を行う。次のステッ
プＳ８３ではこの平均値ＴH ′＝Ｔn と前回得たヘッド
温度ＴH ′＝Ｔn-1 と図１４のテーブルの２の時のパル
ス幅に対応する温度の上限温度ＴTBL とを比較する。こ
こで、その差ＴTBL −Ｔn が所定の温度ステップ幅△
Ｔ、すなわちパルス幅Ｐ1 を図１４に示すテーブル番号
に対応した各段階のパルス幅に相当する１単位パルス幅
（０．１８７ｓｅｃ）変化させたとき、吐出量が一定に
保たれる温度の範囲内（すなわち、△Ｔは図１４に示す
温度範囲２℃に対応している）であれば、ステップＳ８
５でパルス幅Ｐｒはそのままとし、この差が△Ｔより大
きい場合はステップ８６へ進む。さらに、図１４のテー
ブルの参照するテーブル番号を１つ上げることにより、
Ｐ1 を１つ下げて吐出量を低減し、またこの差が−ΔＴ
よりも小さい場合は、ステップＳ８４へ進み、テーブル
番号を１つ下げることによりＰ1 を１つ上げて吐出量を
増大させ、常に吐出量が一定の量Ｖd0となるよう制御す
る。上記処理で、温度変化に応じて変化させるパルス幅
Ｐ1 の変化を１単位パルス幅とした理由はフィードバッ
クの誤動作（センサの温度誤検知等）を防止して濃度ジ
ャンプの発生を防止するためである。
【００３３】以上のような制御を実施することで、目標
吐出量Ｖd0に対して、図１４のテーブルによって管理で
きる温度範囲では±ΔＶの範囲で吐出量制御が可能とな
る。吐出量の変化の様子は、例えば図１１に示す曲線ａ
のように変化する。
【００３４】
【発明が解決しようとする課題】しかし、このようなパ
ルス幅による吐出量制御では、印字デューティが小さい
場合は吐出量を一定に保つことができるが、高印字デュ
ーティで連続印字を行う場合は印字に伴う急激な昇温に
よって吐出量の減少が生ずる。すなわち、従来のパルス
幅による吐出量制御は、記録ヘッドに組み込まれた温度
センサーによってヘッドの温度を感知し、感知された温
度にもとづいてパルス幅を設定して吐出量を一定に保
つ。一方、吐出量はインクそのものの温度に依存してい
る。したがって、印字動作に伴って記録ヘッドが急激に
加熱（自己昇温）すると、記録ヘッドの温度（以下、ヘ
ッド温度）と該ヘッド内のインクの温度（以下、インク
温度）との間に顕著な差が生じる（インク温度がヘッド
温度よりも低くなる）。例えば、１００％デューティの
印字を複数行にわたって実施した場合のヘッドの温度お
よびインク温度の変化は図１７のようになる。その結
果、実際のインク温度よりも高い温度（ヘッド温度）に
合わせてパルス幅制御がなされてしまい、吐出量が減少
する。
【００３５】以下、図面を参照して昇温時にインク温度
がヘッド温度より低くなる場合を説明する。
【００３６】１００％デューティーの印字を複数行にわ
たり行った場合のヘッド温度とインク温度の変化を図１
７に示す。複数行にわたり印字を行うため吐出状態と非
吐出状態が交互にあり、それに応じて昇温部と降温部が
交互にある。インクジェット記録装置が非吐出状態から
吐出状態に移る時の温度（図１７の○印のついていると
ころ）をベースポイントと呼び、ベースポイントにおけ
る温度をベース温度と呼ぶ。
【００３７】図１７からわかるようにベースポイントで
はヘッド温度とインク温度がほぼ同じ温度になってい
る。これはヘッドとインクの間の熱交換とヘッドとヘッ
ドの外部で行う熱交換と比較すると前者の方が活発であ
ること、インクの熱容量はヘッドの熱容量と比べるとは
るかに大きいことと、１行を印字し終った後次の行の印
字を開始するまでに十分時間があることによる。このこ
とにより吐出が始まる時には、ヘッド温度（温度センサ
出力値）とインク温度は同じであるとみなせる。図１８
は１行連続印字することによるヘッドとインクの昇温を
印字の際の印字デューティーに対してプロットしたもの
である。図１８のヘッドとインクの昇温の曲線はほぼ相
似の関係にある。また、１行の印字中のヘッドとインク
の昇温の曲線もほぼ相似形である（図１７参照）。
【００３８】図１９は、１００％デューティで連続印字
を行った場合の反射光学濃度（以下、ＯＤという）の減
少を示す図である。この図において、縦軸はＯＤ値、横
軸は印字（Ｐ）開始後の時間（Ｔ）経過を示す。破線は
印字（Ｐ）中において吐出量が一定であると仮定した場
合のＯＤ値を表し、実線は実際に観察されたＯＤ値を表
す。この図から明かなように、時間経過にともなってＯ
Ｄ値が減少していく。このことは、吐出量が時間経過に
ともなって減少していくことを意味する。
【００３９】図２０は、吐出量のインク温度依存性を示
す図である。この図において、縦軸は１回のインク吐出
量（ｐｌ）、横軸は記録ヘッド内のインク温度（℃）で
ある。吐出量の測定は、パルス幅を固定し、また記録ヘ
ッドの自己昇温の影響、あるいはヘッド温度とインク温
度との差が生じるのを防ぐため、短時間の１００％デュ
ーティの印字と非印字の状態での放置との繰り返しによ
って行った。この図から明かなように、インク温度が２
５℃から２７℃に高くなると吐出量がＶdoからＶd1へ増
大する。
【００４０】図２１は、１００％デューティで印字した
場合の吐出量と印字物の反射光学濃度との関係を示す図
である。この図において、縦軸は反射光学濃度（Ｏ
Ｄ）、横軸は吐出量（ｐｌ）である。反射光学濃度ＯＤ
0 は、インク温度が２５℃、吐出量がＶdoの場合に得ら
れた値である。インク温度が ２５℃から２７℃に高く
なると観察される反射光学濃度はＯＤ0 からＯＤ1 へ増
大する。このような増大は吐出量がＶdoからＶd1へ増大
するのと一致する。
【００４１】図２２は、パルス幅を固定して１００％デ
ューティで１行印字を行った場合のヘッドの自己昇温に
よる反射光学濃度の変化を示すものである。この図にお
いて、縦軸は反射光学濃度（ＯＤ）、横軸は印字時間
（秒）である。印字開始時では、記録ヘッドの温度は２
５℃であったが、印字開始後ｔ1 秒で３０℃になった。
図から明かなように、記録ヘッドの温度が２５℃から２
７℃に高くなると観察される反射光学濃度はＯＤ0 から
ＯＤ1 へ増大する。
【００４２】図２２の１行印字した場合の反射光学濃度
と、図２０および図２１から計算した反射光学濃度のイ
ンク温度依存性を比較することにより、連続印字でヘッ
ド温度が３０℃である場合の反射光学濃度は、インク温
度２７℃の計算値に相当することがわかる。
【００４３】このように、インク滴吐出によりヘッドの
自己昇温が起こる際、インク温度とヘッド温度との差が
原因となり吐出量の減少が起こる。
【００４４】したがって、本発明の目的は上記課題を解
決し、記録ヘッドの温度とインクの温度とが異なる場合
でもつねに安定したインク吐出量を維持し、高品位な画
像記録を可能とする記録装置を提供することである。
【００４５】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明にもとづくインク滴吐出量制御方法は、被記
録媒体にインク滴を吐出することによって入力画像情報
を記録する記録ヘッドを搭載するキャリッジを備えたイ
ンクジェット記録装置に適用されて、上記インク滴の吐
出量をつねに一定に保つためのインク滴吐出制御方法に
おいて、上記インク滴の吐出状態を検知するための吐出
状態検知段階と、上記記録ヘッドの温度を検知するため
の温度検知段階と、上記吐出状態検知段階によって検知
された状態と上記温度検知段階で検知された温度とにも
とづいて上記記録ヘッドの駆動信号を変調する変調段階
とを有することを特徴とする。
【００４６】好ましくは、上記駆動信号の変調は少なく
とも非印字時と印字時とで異なる変調幅でもってなされ
る。
【００４７】好ましくは、上記駆動信号の変調は、上記
記録ヘッドの温度に対する上記駆動信号の制御テーブル
にもとづいてなされるもので、さらに該制御テーブルは
印字時と非印字時で異なるか、あるいは該制御テーブル
は印字時と非印字時で同一である。
【００４８】好ましくは、上記駆動信号の変調は、非印
字時の変調幅よりも印字時の変調幅のほうが小さくな
る。
【００４９】好ましくは、上記駆動信号は、パルス信号
からなり、さらに該パルス信号は少なくともインクを加
温するための第１の分割パルスと上記インク滴を吐出す
るための第２の分割パルスとに分割される。
【００５０】好ましくは、上記第１の分割パルスと上記
第２の分割パルスとの間に、所定の長さからなるインタ
ーバルを有する。
【００５１】好ましくは、上記記録ヘッドは、上記イン
ク滴を吐出するエネルギーを発生する手段として、イン
クに膜沸騰を生じさせる電気熱変換体を有するもので、
さらに該電気熱変換体は上記駆動信号によって駆動す
る。
【００５２】つぎに、本発明にもとづくインクジェット
記録装置は、被記録媒体にインク滴を吐出して入力画像
情報の記録を行う記録ヘッドを搭載するキャリッジを備
えたインクジェット記録装置において、上記インク滴の
吐出状態を検知するための吐出状態検知手段と、上記記
録ヘッドの温度を検知するための温度検知手段と、上記
吐出状態検知手段によって検知された状態と上記温度検
知手段で検知された温度とにもとづいて上記記録ヘッド
の駆動信号を変調する変調手段とが設けられたことを特
徴とする。
【００５３】好ましくは、上記駆動信号の変調は少なく
とも非印字時と印字時とで異なる変調幅でもってなされ
る。
【００５４】好ましくは、上記駆動信号の変調は、上記
記録ヘッドの温度に対する上記駆動信号の制御テーブル
にもとづいてなされるもので、さらに該制御テーブルは
印字時と非印字時で異なるか、あるいは該制御テーブル
は印字時と非印字時で同一である。
【００５５】好ましくは、上記駆動信号の変調は、非印
字時の変調幅よりも印字時の変調幅のほうが小さくな
る。
【００５６】好ましくは、上記駆動信号は、パルス信号
からなり、さらに該パルス信号は少なくともインクを加
温するための第１の分割パルスと上記インク滴を吐出す
るための第２の分割パルスとに分割される。
【００５７】好ましくは、上記第１の分割パルスと上記
第２の分割パルスとの間に、所定の長さからなるインタ
ーバルを有する。
【００５８】好ましくは、上記記録ヘッドは、上記イン
ク滴を吐出するエネルギーを発生する手段として、イン
クに膜沸騰を生じさせる電気熱変換体を有するもので、
さらに該電気熱変換体は上記駆動信号によって駆動す
る。
【００５９】さらに、上記課題を解決するために、本発
明にもとづく情報処理システムは、インクジェット記録
装置からなる出力手段が設けられたことを特徴とする。
【００６０】
【作用】本発明にもとづくインクジェット記録装置は、
吐出時と非吐出時で記録ヘッドに投入する駆動信号を変
調する制御テーブルまたは該制御テーブルにもとづく式
を切り換えて上記記録ヘッドの制御を行うので、インク
温度とヘッド温度（温度センサ出力値）が異なる場合に
おいても、インク温度に対応して、記録ヘッドに投入す
る駆動信号を変調し、吐出力をより良い精度で一定に保
つ。また、記録ヘッドは、インクを吐出するためのエネ
ルギーを発生するエネルギー発生手段として熱エネルギ
ーを利用（膜沸騰現象を利用）して液体を吐出させる方
式を採用することによって、高品位かつ高解像度の記録
を実行する。
【００６１】
【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細
に説明する。
【００６２】本実施例は、記録装置本体が吐出状態にあ
ってインク温度とヘッド温度との差がある場合は、上記
従来例から明らかなように、吐出状態になってからの時
間や印字デューティーによらずヘッドの昇温とインクの
昇温との関係が（ヘッドの昇温）／（インクの昇温）〜
５／３であるということを利用する。
【００６３】また、本実施例に適用されるインクジェッ
ト記録装置に備えられるインクジェット記録ヘッド（以
下、記録ヘッドともいう）は、インクを吐出するための
エネルギーを発生するエネルギー発生手段として熱エネ
ルギーを利用（膜沸騰現象を利用）して液体を吐出させ
る方式（いわゆるバブルジェット方式）を採用する。し
たがって、インク滴吐出口を高密度に配列することがで
きるために高解像度の記録をすることが可能である。
【００６４】ここで、上記記録ヘッドで行われるバブル
ジェット方式のインク滴形成過程について簡単に説明す
る。
【００６５】まず、発熱抵抗体（ヒータ）が所定の温度
に達するとヒータ面を覆うような膜気泡が生ずる。この
気泡の内部圧力は非常に高く、ノズル内のインクを押し
出す。インクはこの押し出しによる慣性力でノズルの外
およびその反対方向にある共通液室内に向かって移動す
る。インクの移動が進むと気泡の内部圧力は負圧にな
り、また流路抵抗も加わってノズル内部のインクの速度
は遅くなる。ノズル口（吐出口、オリフィスともいう）
から外へ吐出されたインクは、ノズル内部に比べて速い
ため、慣性力と流路抵抗、気泡の収縮、インク表面張力
のバラスでくびれが生じ、分離・液滴化する。そして、
気泡の収縮と同時に、毛管力によりノズル内に共通液室
よりインクが供給され次のパルスを待つ。
【００６６】このように、電気熱変換素子をエネルギー
発生手段として用いた記録ヘッドは、駆動電気パルス信
号により一体一の対応で液路のインク内に気泡を発生さ
せることができ、また即時かつ適切に気泡の成長・収縮
を行わせることができるので、特に応答性のすぐれたイ
ンク滴吐出が達成できる。また、記録ヘッドのコンパク
ト化も容易であり、かつ最近の半導体分野における技術
の進歩と信頼性の向上が著しいＩＣ技術やマイクロ加工
技術の長所を十二分に活用でき、高密度実装化が容易
で、製造コストも安価なことから有利である。
【００６７】＜実施例１＞この第１の実施例では、吐出
量を制御するために駆動信号の波形を可変とするもので
あるが、好ましくは、一回のインク吐出を行うために発
熱素子に引加される駆動信号を複数の信号からなるもの
とする。そして、この駆動信号の先行する信号の波形を
変調することによってインク吐出量を制御する。また、
インク温度とヘッド温度とが異なる場合でもインク吐出
量が最適かつ安定なものとなるようにするために、複数
の制御条件を事前に用意し、記録ヘッド本体の状態や記
録状況等に応じて記録ヘッドの制御条件を変更する。な
お、以下に示す実施例では、上記駆動信号をパルス形態
とし、このパルスを２つに分割して複数の駆動信号とす
る。
【００６８】本実施例のインク吐出量制御方法は、分割
パルスからなる駆動信号を用い、また記録ヘッドの状態
および印字条件によって事前に設定した複数の制御テー
ブルから最適なものを選択し、それにもとづいて駆動信
号の変調を行うものである。まず、インク温度とヘッド
温度が一致しているとみなす場合に使用するテーブル
（以下、テーブル１という）と記録ヘッドの吐出による
自己昇温のためインク温度とヘッド温度に温度差がある
場合に用いるテーブル（以下、テーブル２）とを用意す
る。つぎに、記録ヘッドが吐出状態にあるか、非吐出状
態にあるかを検知し、制御に用いるテーブルを切り換
え、パルス幅制御を行う。テーブル１とテーブル２を切
り換えるタイミングを図１に示す。
【００６９】上記非吐出状態においてパルス幅制御を行
う理由は、吐出開始時のパルス幅を決めるためである。
この実施例では、吐出開始時は従来のパルス幅制御に用
いたものと同じテーブルをテーブル１（図１４）として
使用する。なぜなら、吐出開始時は、インク温度とヘッ
ド温度とが一致した状態であるからである。
【００７０】本体が吐出状態になったことが検知する
と、パルス幅制御に用いるテーブルをテーブル２に切り
換える。このテーブル２は、（ヘッドの昇温）／（イン
クの昇温）〜５／３であることを考慮し、温度センサで
検知するヘッド温度にもとづいてインク温度に対したパ
ルス幅制御を行うためのテーブルで、次のようにして決
められる。
【００７１】例えば、２５℃から印字を開始する場合、
吐出開始時のパルス幅はテーブル１によって決めるの
で、図１４のテーブルよりパルス幅はＯＡ（Ｈｅｘ）で
ある（１Ｈｅｘは０．１８７μｓｅｃ）。テーブル１
（図１４）によればヘッド温度２６℃未満までがパルス
幅ＯＡＨｅｘなので、テーブル２も２６℃未満までＯＡ
Ｈｅｘとする。そして、ヘッド温度が２６℃以上になる
ときには（ヘッドの昇温）／（インクの昇温）〜５／３
であることを考慮し、３．３℃のヘッド温度に対し１Ｈ
ｅｘパルス幅を短くする。そのテーブルを図２に示す。
【００７２】３０℃から印字を開始する場合テーブル２
は、テーブル１（図１４）よりヘッド温度３０℃未満を
０．８Ｈｅｘとし、それ以上の温度については３．３℃
の昇温について１Ｈｅｘパルス幅を短くする。３０℃か
ら印字を開始する場合のテーブル２を図３に示す。
【００７３】２つのテーブルを切り換えるシーケンスを
図４に示す。２０ｍｓｅｃ毎に割り込みをかけ記録ヘッ
ドの吐出状態の変化を検知する（Ｓ４１）。変化があれ
ばテーブル１とテーブル２を切り換える（Ｓ４２）。そ
の後、ヘッド温度を検知し、その時選んでいるテーブル
に応じてパルス幅制御を行う。
【００７４】このようなパルス幅制御により、従来のパ
ルス幅制御を行った際の反射光学濃度の減少（図１９）
を解消することがでる。この実施例と従来例との比較を
図５に示す。
【００７５】本実施例のインク滴吐出量制御方法が適用
される記録ヘッドのヒータボードを図６に示す。このヒ
ータボード上には、温度センサ，温調ヒータ，吐出ヒー
タ等が配置される。
【００７６】図６はヒータボードの概略的構成を説明す
るための上面図である。この図において、温度センサ２
０Ａおよび２０ＢはＳｉ基板９上において複数の吐出ヒ
ータ１の配列の左右両側にそれぞれ配設される。これら
吐出ヒータ１，温度センサ２０Ａ，２０Ｂは、同様にヒ
ータボードの左右に配設される温調用ヒータ３０Ａ，３
０Ｂとともにパターン配置され、半導体プロセス工程で
一括形成される。なお、本例では、温度センサが検知す
る温度については、温度センサ２０Ａと２０Ｂとが検出
する温度の平均値を検知温度としている。
【００７７】図７に、本発明の吐出量制御方法を採用し
たインクジェット記録装置を示す。この装置は交換可能
な記録ヘッドを黒（Ｂｋ），シアン（Ｃ），マゼンタ
（Ｍ），イエロー（Ｙ）４色のインクに対応して備えた
フルカラーシリアルタイプのプリンタである。
【００７８】本プリンタに使用したヘッドは、解像度４
００ｄｐｉ，駆動周波数４ｋＨｚで、１２８個の吐出口
を有している。この図において、ＣはＹ，Ｍ，Ｃ，Ｂｋ
の各インクに対応した４個の記録ヘッドカートリッジで
あり、記録ヘッドとこれにインクを供給するインクを貯
留したインクタンクとが一体に形成されている。各記録
ヘッドカートリッジＣはキャリッジに対して不図示の構
成によって着脱自在に装着される。キャリッジ２は、ガ
イド軸１１に沿って摺動可能に係合し、また、不図示の
主走査モータによって移動する駆動ベルト５２の一部と
接続する。これにより、記録ヘッドカートリッジＣはガ
イド軸１１に沿った走査のための移動が可能となる。１
５，１６および１７，１８は記録ヘッドカートリッジＣ
の走査による記録領域の図中奥側および手前側において
ガイド軸１１とほぼ平行に延在する搬送ローラである。
搬送ローラ１５，１６および１７，１８は不図示の副走
査モータによって駆動され記録媒体Ｐを搬送する。この
搬送される記録媒体Ｐは記録ヘッドカートリッジＣの吐
出口面が配設された面に対向し記録面を構成する。
【００７９】記録ヘッドカートリッジＣによる記録領域
に隣接するカートリッジＣの移動可能な領域に臨んで回
復系ユニットが設けられる。回復系ユニットにおいて、
３００は記録ヘッドを有する複数のカートリッジＣにそ
れぞれ対応して設けたキャップユニットであり、キャリ
ッジ２の移動に伴なって図中左右方向にスライド可能で
あるとともに、上下方向に昇降可能である。そしてキャ
リッジ２がホームポジションにあるときには、記録ヘッ
ド部と接合してこれをキャッピングする。また、回復系
ユニットにおいて、４０１および４０２は、それぞれワ
イピング部材としての第１および第２ブレード、４０３
は第１ブレード４０１をクリーニングするために、例え
ば吸収体でなるブレードクリーナである。
【００８０】さらに、５００はキャップユニット３００
を介して記録ヘッドの吐出口およびその近傍からインク
等を吸収するためのポンプユニットである。
【００８１】図８は上記インクジェット記録装置におけ
る制御系の構成例を示すブロック図である。ここで、８
００は主制御部をなすコントローラであり、上述したシ
ーケンス等を実行する例えばマイクロコンピュータ形態
のＣＰＵ８０１、その手順に対応したプログラムやテー
ブル，ヒートパルスの電圧値，パルス幅その他の固定デ
ータを格納したＲＯＭ８０３、および画像データを展開
する領域や作業用の領域等を設けたＲＡＭ８０５を有す
る。８１０は画像データの供給源をなすホスト装置（画
像読取りのリーダ部であってもよい）であり、画像デー
タその他コマンド，ステータス信号等はインターフェー
ス（Ｉ／Ｆ）８１２を介してコントローラと送受信され
る。
【００８２】参照符号８２０は電源スイッチ８２２、記
録（コピー）開始を指令するためのコピースイッチ８２
４および大回復の起動を指示するための大回復スイッチ
８２６等、操作者による指令入力を受容するスイッチ群
である。８３０はホームポジションやスタートポジショ
ン等キャリッジ２の位置を検出するためのセンサ８３
２、およびリーフスイッチ５３０を含みポンプ位置検出
のために用いるセンサ８３４等、装置状態を検出するた
めのセンサ群である。
【００８３】参照符号８４０は記録データ等に応じて記
録ヘッドの電気熱変換体を駆動するためのヘッドドライ
バである。また、ヘッドドライバの一部は温度ヒータ３
０Ａ，３０Ｂを駆動することにも用いられる。さらに、
温度センサ２０Ａ，２０Ｂから温度検出値はコントロー
ラ８００に入力する。８５０はキャリッジ２を主走査方
向（図７の矢印Ａ方向）に移動させるための主走査モー
タ、８５２はそのドライバである。８６０は副走査モー
タであり、記録媒体を搬送（副走査）するために用いら
れる。
【００８４】上述のインクジェット記録装置は、４色の
インク、シアン・マゼンタ・イエロー・ブラック各色に
ついて記録ヘッドカートリッジを具え、これら各記録ヘ
ッドカートリッジには情報記憶用のＥＥＰＲＯＭ１２８
が設けられている。ＲＯＭ１２８に格納された情報は、
インクジェット記録装置の電源投入時に読み出される。
ＲＯＭデータとしては、記録ヘッドのＩＤ番号，インク
色，駆動条件，ヘッドシェイディング（ＨＳ），データ
とともにＰＷＭ制御の制御条件を格納したテーブルのテ
ーブルポインタ（以下、テーブル番号ともいう）を読み
とる。このテーブルポインタは各ヘッド毎にその吐出量
能力に応じて設定されている。このテーブルポインタに
従って、本体側では分割パルス幅変調駆動法におけるプ
レヒートパルスＰ1 の幅の上限値を定める。すなわち、
テーブルポインタ（番号）が設定されており、これによ
りＰ1 の最大幅が“ＯＡ”（１．８７μｓｅｃ）に定め
られる。
【００８５】以下、ＲＯＭ１２８に格納されたヘッド情
報読み込み処理を簡単に説明する。
【００８６】最初に、記録ヘッドの持つヘッド固有のＩ
Ｄ番号（シリアル番号）の読み込みをし、そのシリアル
番号の値が例えば、ＦＦＦＦＨか調べる。シリアル番号
がＦＦＦＦＨならばヘッドないしと判断しエラーとな
る。シリアル番号がＦＦＦＦＨでなければヘッドのもつ
色情報を読みとる。次に、そのヘッドが色ごとに指定さ
れている正規の位置に装着されているかを色情報から調
べ、正しく装着されていればそのまま次のデータを読
み、誤装着していればヘッド位置違いエラーを表示す
る。
【００８７】次に、装着されている記録ヘッドカートリ
ッジが新しいものかをヘッドのシリアル番号と現在本体
側に記憶されているシリアル番号とを比べることにより
調べる。新規のヘッドでなければヘッド情報読み込み処
理は終了である。新規のヘッドであれば新規のヘッド情
報（シリアル番号，色情報，メインパルスＰ3 のパルス
幅，ＰＷＭ制御のテーブルポインタ，温度センサー補正
値，ヘッド位置補正値，製造年月日，その他の情報）を
装置内のＲＡＭ８０５に記憶し、新規ヘッドが装着され
ていることを示すフラグをセットする。
【００８８】次に、ヘッドのシェーディング情報（Ｈ
Ｓ）を読み込んで、ヘッド情報読み込み処理を終了す
る。
【００８９】次に、記録ヘッドの駆動条件の設定につい
て簡単に説明する。
【００９０】ここで、駆動条件とは吐出に関与するメイ
ンパルスＰ3 を示すものであり、上述のように電源投入
時には、ヘッドのＲＯＭ情報としてＩＤ番号，色情報，
パルスＰ1 に関するテーブルポインタ等とともにヘッド
駆動条件としてパルスＰ3 のテーブルポインタが読みと
られる。このテーブルポインタに従って、本体側では後
述する分割パルス幅変調駆動制御のメインヒートパルス
Ｐ3 幅を定める。
【００９１】パルスＰ3 のテーブルポインタ情報は、予
めヘッドの製造工程上で各ヘッドの吐出特性測定を行う
ことにより各ヘッドに最適な駆動条件を設定し、記録ヘ
ッドのＲＯＭ１２８に情報として記憶させておく。
【００９２】以上のように、ヘッド駆動条件設定用のテ
ーブルポインタをヘッドのＲＯＭ情報として読み込むこ
とによって本体側の設定条件（駆動条件）を変えること
ができ、これによって、ヘッド毎の吐出特性バラツキを
吸収することが可能となり、交換式記録ヘッドを用いた
本例のような場合でも簡単に画質の安定化が可能とな
る。
【００９３】プレヒートパルスに関するテーブルポイン
タ情報も上記テーブルポインタと同様に設定されるもの
であり、以下、これについて簡単に説明する。
【００９４】予めヘッドの製造工程上で各ヘッドの吐出
量測定を標準駆動条件（例えば、ヘッド温度：ＴH ＝２
５．０（℃）の環境で駆動電圧：ＶOP＝１８．０（Ｖ）
の時に、Ｐ1 ＝４．８７（μｓｅｃ）でＰ3 ＝４．１１
４（μｓｅｃ）のパルスを与える）で行い、その値を測
定吐出量：ＶDMとする。次に、標準吐出量：ＶDO＝３
０．０［ｎｇ／ｄｏｔ］との差をＶDO−ＶDMを求め、こ
れに基づいてテーブルポインタを設定する。このように
各記録ヘッドの特性による吐出量の多少によってプレヒ
ートパルスの上限をランク分けしこのランクをテーブル
ポインタ情報としてＲＯＭ１２８に記憶させておく。
【００９５】なお、このような吐出量によるランク分け
は、その１ランクの範囲を、図６，７に示したプレヒー
トパルス幅Ｐ1 の１テーブルの変化分±ΔＶと等しくし
てある。
【００９６】上述したプレヒートパルスＰ1 に関するテ
ーブルポインタ設定においては、吐出量の多い記録ヘッ
ドでは、環境温度（ヘッド温度）が標準温度、例えば
５．０℃の時のプレヒートパルス幅Ｐ1 の上限値を標準
駆動条件の上限値（例えばＰ1＝１．８７μｓｅｃ）よ
り短くして吐出量を少なくし、標準吐出量ＶDO＝３０．
０［ｎｇ／ｄｏｔ］に近づけるようにする。
【００９７】逆に、吐出量の少ない記録ヘッドでは、環
境温度が標準温度の時のプレヒートパルス幅Ｐ1 の値を
標準駆動条件より長くして吐出量を多くし、標準吐出量
ＶDO＝３０．０［ｎｇ／ｄｏｔ］に近づけるようにす
る。
【００９８】以上のように、プレヒートパルスＰ1 のＰ
ＷＭ制御を行うためのテーブルポインタをヘッドのＲＯ
Ｍ情報として読み込むことによって本体側の設定条件
（駆動条件）を変えることができ、ヘッド毎の吐出量バ
ラツキを吸収することが可能となり、交換式記録ヘッド
を用いた本体でも容易に画質の安定化が可能となったば
かりかヘッドの歩留りを向上させカートリッジヘッドの
コストをも低減させることが可能となる。
【００９９】以上、図１〜図８を参照して説明したよう
に、発熱素子の駆動信号としての分割パルスの最初のパ
ルスを変調させることにより、吐出量を安定化できる一
方で、記録ヘッドの温度を効率的に制御することも可能
となる。そして、その記録ヘッド温度の制御幅を、例え
ば図１３に示すようにＴ0 からＴL まで比較的広いもの
とすることができる。
【０１００】＜実施例２＞上記の実施例は吐出時、非吐
出時とは異なるテーブルを切り換えてインク温度とヘッ
ド温度が異なることに対応したが、吐出時と非吐出時に
使用するテーブルの値を数式処理して使用することによ
り同様の効果を得ることができる。
【０１０１】実施例１のテーブル２の値はテーブル１の
値と次の関係にある。印字開始時のプレパルスのパルス
幅をＰS 、そのときの温度をＴS とする。テーブル１に
よるパルス幅Ｐに対応する温度範囲の上限の方の温度を
ＴTBL1（Ｐ）、テーブル２のプレパルスのパルス幅Ｐに
対応する温度範囲の上限の温度をＴTBL2（Ｐ）とする
と、
【０１０２】
【数３】
【０１０３】となる。
【０１０４】吐出時、テーブル１の値を上の式で処理し
てパルス幅制御を行うことにより、結果的に実施例１と
同じ制御を行うことができる。実際、実施例１と同じ効
果を得られることを確認した。
【０１０５】＜実施例３＞実施例２ではテーブル１の値
を数式処理してパルス幅制御を行ったが、吐出時はヘッ
ド温度からインク温度を計算し、その温度とテーブル１
を用いても実施例１や実施例２と同じ効果が得られる。
【０１０６】印字開始時のヘッド温度をＴS とする（印
字開始時はヘッド温度とインク温度は一致している）。
印字中のヘッド温度をＴH 、インク温度をＴink とする
と、
【０１０７】
【数４】
【０１０８】非吐出時には温度センサの値（ヘッド温
度）をそのまま用いてプルパルスの幅を決め、吐出時に
は上記の式でインク温度を計算し、それにもとづいてパ
ルス幅制御を行う。それにより実施例１とまったく同じ
効果を得られることを確認した。
【０１０９】＜実施例４＞実施例１ではプレヒートパル
スの変調最小単位（図６におけるΔＰ）を一定（０．１
８７μｓｅｃ、１Ｓｔｅｐ）として、その変調する温度
ステップを、ヘッド温度とパルス幅の変調制御テーブル
を変更することにより、記録ヘッドへの投入エネルギー
の変調の度合いを変更したが、パルス幅の変調制御テー
ブルを変更せず、つまり温度ステップΔＴを一定にし
て、プレヒートパルスの最小単位ΔＰを変更してもよ
い。実施例に用いたヘッドでは、吐出時のプレヒートパ
ルスの最小変更単位ΔＰ′を
【０１１０】
【数５】
【０１１１】とすればよい。
【０１１２】例えば、２５℃から印字を行う場合、テー
ブル１ではヘッド温度２５℃の場合はＰ1 ＝ＯＡ（Ｈｅ
ｘ）なので、プレヒートパルスの長さは１０ΔＰである
（ΔＰ＝０．１８７μｓｅｃ）。３０℃まで昇温した場
合プレヒートパルスの長さは１０ΔＰ−３ΔＰ′（Δ
Ｐ′＝０．１１２μｓｅｃ）となる。同様に３０℃から
印字を始め、３５℃まで昇温した場合０．７ΔＰ−２０
ΔＰ′となる。
【０１１３】この制御を行った場合の記録ヘッドへの投
入エネルギーは実施例１とまったく等しく、吐出量の安
定化についても同じ効果が得られることを確認した。
【０１１４】なお、上記実施例では、ダブルパルスのプ
レヒートパルスを制御することにより、インク温度を制
御し、これにより吐出速度の制御を行うものとしたが、
本発明はシングルパルスのパルス幅の制御や、駆動パル
スの電圧の制御（シングルパルスやダブルパルスのプレ
ヒートパルス）など、駆動パルスの投入エネルギーを変
調させて吐出量の制御を行う制御法において優れた効果
をもたらす。
【０１１５】（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、上記熱エ
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。
【０１１６】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４７４０
７９６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。
【０１１７】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４４
５９６００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。
【０１１８】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。
【０１１９】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。
【０１２０】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。
【０１２１】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。
【０１２２】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６０−７
１２６０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。
【０１２３】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の他のシステムと一体化さ
れる情報処理システムであってもよい。
【０１２４】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
にもとづくインク滴吐出量制御方法は、インク滴の吐出
状態を検知するための吐出状態検知段階と、記録ヘッド
の温度を検知するための温度検知段階と、吐出状態検知
段階によって検知された状態と温度検知段階で検知され
た温度とにもとづいて記録ヘッドの駆動信号を変調する
変調段階とを有するものなので、吐出時と非吐出時で記
録ヘッドに投入する駆動信号を変調する制御テーブルま
たは該制御テーブルにもとづく式を切り換えて記録ヘッ
ドの制御を行うことにより、インク温度とヘッド温度
（温度センサ出力値）が異なる場合においても、インク
温度に対応して、記録ヘッドに投入する駆動信号を変調
し、吐出力をより良い精度で一定に保つことができる。
したがって、該方法を適用したインクジェット記録装
置および情報処理システムは、記録ヘッドの温度とイン
クの温度とが異なる場合でもつねに安定したインク吐出
量を維持し、高品位な画像記録が可能となる。
【０１２５】
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にもとづくインク滴吐出量制御方法の一
例に用いられる制御テーブル１と制御テーブル２とを切
り換えるタイミングを説明するための図である。
【図２】本発明にもとづくインク滴吐出量制御方法の一
例に用いられる制御テーブル２を表す図である。
【図３】本発明にもとづくインク滴吐出量制御方法の一
例に用いられ、かつ３０℃から印字を開始する場合の制
御テーブル２を表す図である。
【図４】本発明にもとづくインク滴吐出量制御方法の一
例に用いられる制御テーブル１と制御テーブル２とを切
り換えるシーケンスを説明するためのフローチャートで
ある。
【図５】本発明にもとづくインク滴吐出量制御方法が適
用されたインクジェット記録装置における駆動パルス幅
制御と、従来のものの駆動パルス幅制御とを比較するた
めの図である。
【図６】本発明にもとづくインク滴吐出量制御方法が適
用される記録ヘッドのヒータボードの概略的構成を説明
するための正面図である。
【図７】本発明にもとづくインク滴吐出量制御方法が適
用されるインクジェット記録装置の概略的構成を説明す
るための図である。
【図８】本発明にもとづくインク滴吐出量制御方法が適
用されるインクジェット記録装置における制御系の構成
例を示すブロック図である。
【図９】従来のインク滴吐出量制御方法における分割パ
ルスを説明するための図である。
【図１０】従来のインクジェット記録装置に搭載される
記録ヘッドの一構成例を示すもので、（Ａ）は概略縦断
面図、（Ｂ）は概略正面図である。
【図１１】従来のインク滴吐出量制御方法におけるイン
ク滴吐出量のプレヒートパルス依存性を示す図である。
【図１２】従来のインク滴吐出量制御方法におけるイン
ク滴吐出量の温度依存性を示す図である。
【図１３】従来のインク滴吐出量制御方法におけるヘッ
ド温度（ＴH ）の変化に対応した吐出量（Ｖd ）の変動
を抑えるためのパルス幅変調を説明するための図であ
る。
【図１４】従来のインク滴吐出量制御方法の一例に用い
られる制御テーブル１を表す図である。
【図１５】図１４のテーブル番号の各々に対応するパル
ス幅の各状態を示す図である。
【図１６】従来のインク滴吐出量制御方法におけるパル
ス幅変調のシーケンスを説明するためのフローチャート
である。
【図１７】従来のインク滴吐出量制御方法が適用された
インクジェット記録装置において、１００％デューティ
の印字を複数行にわたって実施した場合のヘッドの温度
およびインク温度の変化を説明するための図である。
【図１８】従来のインク滴吐出量制御方法が適用された
インクジェット記録装置において、１行連続印字するこ
とによる記録ヘッドとインクの昇温を印字の際の印字デ
ューティーに対してプロットした図である。
【図１９】従来のインク滴吐出量制御方法が適用された
インクジェット記録装置において、１００％デューティ
で連続印字を行った場合の反射光学濃度の減少を示す図
である。
【図２０】従来のインク滴吐出量制御方法が適用された
インクジェット記録装置におけるインク滴吐出量のイン
ク温度依存性を示す図である。
【図２１】従来のインク滴吐出量制御方法が適用された
インクジェット記録装置において、１００％デューティ
で印字した場合の吐出量と印字物の反射光学濃度との関
係を示す図である。
【図２２】従来のインク滴吐出量制御方法が適用された
インクジェット記録装置において、パルス幅を固定して
１００％デューティで１行印字を行った場合のヘッドの
自己昇温による反射光学濃度の変化を示す図である。
【符号の説明】
１ 電気熱変換体（吐出ヒータ） ２ キャリッジ ３ インク液路 ７ 吐出口 ９ ヒータボード（Ｓｉ基板） １１ アルミ板 ２０Ａ，２０Ｂ 温度センサ ３０Ａ，３０Ｂ 温調用ヒータ ８０１ ＣＰＵ ８０３ ＲＯＭ ８０５ ＲＡＭ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｂ４１Ｊ 3/04 １０３ Ｂ (72)発明者 片山 正人 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キヤ ノン株式会社内

Claims (17)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 被記録媒体にインク滴を吐出することに
    よって入力画像情報を記録する記録ヘッドを搭載するキ
    ャリッジを備えたインクジェット記録装置に適用され
    て、前記インク滴の吐出量をつねに一定に保つためのイ
    ンク滴吐出制御方法において、 前記インク滴の吐出状態を検知するための吐出状態検知
    段階と、 前記記録ヘッドの温度を検知するための温度検知段階
    と、 前記吐出状態検知段階によって検知された状態と前記温
    度検知段階で検知された温度とにもとづいて前記記録ヘ
    ッドの駆動信号を変調する変調段階とを有することを特
    徴とするインク滴吐出量制御方法。
  2. 【請求項２】 請求項１記載の方法において、 前記駆動信号の変調は少なくとも非印字時と印字時とで
    異なる変調幅でもってなされることを特徴とするインク
    滴吐出量制御方法。
  3. 【請求項３】 請求項１または２記載の方法において、 前記駆動信号の変調は、前記記録ヘッドの温度に対する
    前記駆動信号の制御テーブルにもとづいてなされるもの
    で、さらに該制御テーブルは印字時と非印字時で異なる
    ことを特徴とするインク滴吐出量制御方法。
  4. 【請求項４】 請求項１または２記載の方法において、 前記駆動信号の変調は、前記記録ヘッドの温度に対する
    前記駆動信号の制御テーブルにもとづいてなされるもの
    で、さらに該制御テーブルは印字時と非印字時で同一で
    あるこを特徴とするインク滴吐出量制御方法。
  5. 【請求項５】 請求項１ないし４のいずれか一項記載の
    方法において、 前記駆動信号の変調は、非印字時の変調幅よりも印字時
    の変調幅のほうが小さくなることを特徴とするインク滴
    吐出量制御方法。
  6. 【請求項６】 請求項１ないし５のいずれか一項記載の
    方法において、 前記駆動信号は、パルス信号からなり、さらに該パルス
    信号は少なくともインクを加温するための第１の分割パ
    ルスと前記インク滴を吐出するための第２の分割パルス
    とに分割されることを特徴とするインク滴吐出量制御方
    法。
  7. 【請求項７】 請求項６記載の方法において、 前記第１の分割パルスと前記第２の分割パルスとの間
    に、所定の長さからなるインターバルを設けたことを特
    徴とするインク滴吐出量制御方法。
  8. 【請求項８】 請求項１ないし７のいずれか一項記載の
    方法において、 前記記録ヘッドは、前記インク滴を吐出するエネルギー
    を発生する手段として、インクに膜沸騰を生じさせる電
    気熱変換体を有するもので、さらに該電気熱変換体は前
    記駆動信号によって駆動することを特徴とするインク滴
    吐出量制御方法。
  9. 【請求項９】 被記録媒体にインク滴を吐出して入力画
    像情報の記録を行う記録ヘッドを搭載するキャリッジを
    備えたインクジェット記録装置において、 前記インク滴の吐出状態を検知するための吐出状態検知
    手段と、 前記記録ヘッドの温度を検知するための温度検知手段
    と、 前記吐出状態検知手段によって検知された状態と前記温
    度検知手段で検知された温度とにもとづいて前記記録ヘ
    ッドの駆動信号を変調する変調手段とが設けられたこと
    を特徴とするインクジェット記録装置。
  10. 【請求項１０】 請求項９記載の装置において、 前記駆動信号の変調は少なくとも非印字時と印字時とで
    異なる変調幅でもってなされることを特徴とするインク
    ジェット記録装置。
  11. 【請求項１１】 請求項９または１０記載の装置におい
    て、 前記駆動信号の変調は、前記記録ヘッドの温度に対する
    前記駆動信号の制御テーブルにもとづいてなされるもの
    で、さらに該制御テーブルは印字時と非印字時で異なる
    ことを特徴とするインクジェット記録装置。
  12. 【請求項１２】 請求項９または１０記載の装置におい
    て、 前記駆動信号の変調は、前記記録ヘッドの温度に対する
    前記駆動信号の制御テーブルにもとづいてなされるもの
    で、さらに該制御テーブルは印字時と非印字時で同一で
    あるこを特徴とするインクジェット記録装置。
  13. 【請求項１３】 請求項９ないし１２のいずれか一項記
    載の装置において、 前記駆動信号の変調は、非印字時の変調幅よりも印字時
    の変調幅のほうが小さくなることを特徴とするインクジ
    ェット記録装置。
  14. 【請求項１４】 請求項９ないし１３のいずれか一項記
    載の装置において、 前記駆動信号は、パルス信号からなり、さらに該パルス
    信号は少なくともインクを加温するための第１の分割パ
    ルスと前記インク滴を吐出するための第２の分割パルス
    とに分割されることを特徴とするインクジェット記録装
    置。
  15. 【請求項１５】 請求項１４記載の装置において、 前記第１の分割パルスと前記第２の分割パルスとの間
    に、所定の長さからなるインターバルを設けたことを特
    徴とするインクジェット記録装置。
  16. 【請求項１６】 請求項９ないし１５のいずれか一項記
    載の装置において、 前記記録ヘッドは、前記インク滴を吐出するエネルギー
    を発生する手段として、インクに膜沸騰を生じさせる電
    気熱変換体を有するもので、さらに該電気熱変換体は前
    記駆動信号によって駆動することを特徴とするインクジ
    ェット記録装置。
  17. 【請求項１７】 請求項９ないし１６のいずれか一項記
    載のインクジェット記録装置からなる出力手段が設けら
    れたことを特徴とする情報処理システム。
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