JP2000079696A

JP2000079696A - 記録装置

Info

Publication number: JP2000079696A
Application number: JP25148498A
Authority: JP
Inventors: Hajime Nakajima; 肇中島; Kazumasa Matsumoto; 和正松本
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1998-09-04
Filing date: 1998-09-04
Publication date: 2000-03-21

Abstract

(57)【要約】【課題】どのような動作環境においても高品位な階調
表現に優れた画像を記録することができる記録装置を提
供することである。【解決手段】記録ヘッドのインク吐出ノズルに加湿器
５１からパイプ５２を介して加湿空気を供給しつつ、一
方でその加湿空気の供給により結露が発生しないように
パイプ５４を介してファン５５によりその供給された加
湿空気を排気している。これは、パイプ５４に置かれた
湿度センサ５９の測定結果に基づいて、ＣＰＵがファン
５５、５３や加湿器５１の動作を制御することによりな
される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は記録装置に関し、特
に、インクジェット方式に従って記録を行う記録ヘッド
を用いた記録装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】プリンタ装置や、複写機、ファクシミリ
等に内蔵されている記録部は、画像情報に基づいて、紙
やプラスチック薄板等の記録媒体上にドットパターンか
らなる画像を記録する。このような記録装置は、その記
録方式により、インクジェット式、ワイヤドット式、サ
ーマル式、レーザビーム式等に分けることができる。

【０００３】そのうちのインクジェット式（インクジェ
ット記録装置）は、簡単な機器構成で、記録ヘッドの吐
出口からインク（記録液）滴を吐出飛翔させ、これを記
録媒体に付着させて画像を形成するように構成されてい
る。

【０００４】さて近年、数多くの記録装置が使用される
ようになり、これらの記録装置に対して、高速記録、高
解像度、高品位、低騒音など種々の性能向上が要求され
ている。このような要求に応える記録装置として、イン
クジェット記録装置は、比較的小型の記録装置に用いら
れ、近年、急速に普及している。

【０００５】インクジェット記録装置には、記録速度の
向上等のために、複数のインク吐出口を集積配列した記
録ヘッドを用いるもの、また、カラー記録対応として、
その記録ヘッドをカラーインクの種類の数に合わせて複
数備えたものがある。

【０００６】また、高解像度、高品位への要求から、こ
れらのインクジェット記録装置で画像情報の階調を忠実
に再現する方法として、ディザ法、誤差拡散法などの中
間調処理法などが用いられている。

【０００７】これらの階調の再現方法は、記録装置の解
像度が充分に高い（１０００ドット／インチ程度以上）
場合、優れた階調記録が可能である。しかし、記録装置
の解像度が低い（３６０から７２０ドット／インチ程
度）場合、形成画像のハイライト部では記録ドットが目
立ち、画素の不連続性からその形成画像からはざらつき
感が生じ易い。

【０００８】そこで、さらなる階調表現性の向上のため
に、最近では記録ドット自体を多値化する方法が採用さ
れている。

【０００９】例えば、記録ヘッドに印加する電圧または
パルス幅等を制御することにより、記録媒体に付着する
記録ドットの径を変調して階調を得る方法が知られてい
る。この方法は、環境依存性が高く、記録ドットの径が
安定しないといった点や、記録可能な最小記録ドットの
大きさに限界があり、多くの階調値を安定して再現する
ことは難しい。

【００１０】また、ドットサイズは一定のまま、所定の
マトリクス内でのドットの密度を変える密度変調法が知
られているが、表現可能な階調数を増やすためにはその
マトリクスにかなりの面積を必要とするため解像度が悪
くなるという問題もある。

【００１１】そこで、インクジェット記録装置を用い
て、階調特性を改善し高密度でかつ高階調の画像を得る
方法として、複数の液滴を記録媒体上の実質的に同一箇
所に付着させて１つのドットを形成する、即ち、同一場
所に付着させる液滴の個数を変えることによって階調を
表現するいわゆるマルチドロップレット方式や、濃度の
異なる複数のインクを用いて、同系色について少なくと
も２種類の濃度の異なる記録ドットにより階調を再現す
る記録方式、また、これら二つの方式を組み合わせた方
式等が提案され実用化されている。

【００１２】一方、擬似階調再現の一つの手段として誤
差拡散法（アールフロイド＆エルステインバーグ（R.
FLOYD & L. STENBERG）、“アンアダプテイブアル
ゴリズムフオースペシヤルグレースケール（An
adaptive Algorithm forSpatial Grey Scale）”エス
アイデイ７５ダイジエスト（SIDエ75 DIGEST）, pp
36-37）がある。

【００１３】この誤差拡散法を応用した画像記録方法と
して、例えば、Katoh, Y. Arai, Y.Yasudaによる「多値
誤差拡散法」（National conference of Communicatio
n, Department in Showa53 Year, Society of Electron
ic Communication in Japan(1973), pp 504(Japanes
e)）によれば、１つの固定閾値を設ける従来の誤差拡散
法に対して、複数の閾値を設ける誤差拡散法を提案して
いる。

【００１４】例えば、１画素当りの画像データ値の範囲
が０〜２５５であるとすると、従来は“１２８”を閾値
として誤差拡散し、２値データを得ているが、Katoh,
Y. Arai, Y. Yasudaによる「多値誤差拡散法」では、２
種のインク濃度で濃淡記録する場合、閾値として“８
５”、“１７５”を設定し、２種類の記録濃度で３値化
したデータを得るようにしている。

【００１５】さらに近年では、３種類以上のインク濃度
で濃淡記録を行なうために３種類以上の濃度で多値化し
たデータを得、高品位な画像を表現する方法の試みもな
されている。

【００１６】さて、インクジェット記録装置では記録品
位が低下した時にこれを回復するため、吸引ポンプや加
圧ポンプなどを用いて、記録ヘッドのノズルからインク
を排出させて液路内の異物や気泡を除去したり、或い
は、インク吐出面をワイパで清掃するなどして吐出口近
傍のインク固着物を除去している。

【００１７】また、記録動作中にも、インクの吐出によ
って次第に記録ヘッドの吐出口面にインクが付着し、こ
れが吐出不良の原因となることもあるので、所定の間隔
で記録ヘッドの吐出口面のインク拭き取りを行ってい
る。

【００１８】さらに、記録動作中の不使用ノズルから、
インクの溶媒の蒸発により粘度の増したインクを除去す
るため、記録とは別にインク吐出を行う予備吐出を所定
のタイミングで行い、常に新鮮なインクをノズル内に供
給し、安定した記録を行うことができるようにするとい
った回復動作も行われている。

【００１９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな回復動作により新鮮なインクがノズル内に供給され
るものの、回復動作直後からインクの溶媒がノズル先端
部より徐々に蒸発し、ノズル先端部のインク濃度が時間
とともに上昇する現象が見られる。

【００２０】特に、マルチドロップレット方式や、同系
色で濃度の異なるインクを用いて階調を表現する方式で
は、インク濃度の上昇により階調のバランスが崩れて階
調連続性に滑らかさが失われ、その結果、記録画像に擬
似輪郭が生じてその品位が損なわれる場合があるという
問題があった。また、湿度の違いによって、記録媒体の
記録特性が変化し、同じ画像を出力したにもかかわら
ず、画質が変わる場合もある。

【００２１】本発明は上記従来例に鑑みてなされたもの
で、どのような動作環境においても高品位な階調表現に
優れた画像を記録することができる記録装置を提供する
ことを目的としている。

【００２２】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明の記録装置は、以下のような構成からなる。

【００２３】即ち、インク液滴をインク吐出ノズルから
吐出して記録媒体に記録を行う記録ヘッドを用いた記録
装置であって、前記インク吐出ノズルの近傍に加湿空気
を供給する供給手段と、前記供給手段による加湿空気の
供給によって結露を防止する防止手段とを備えたことを
特徴とする記録装置を備える。

【００２４】ここで、その供給手段は、加湿器とその加
湿器からの加湿空気をインク吐出ノズルの近傍に輸送す
るパイプとを含むことが望ましく、さらに、インク吐出
ノズルの近傍にパイプと接続された加湿空気の供給口を
さらに備えることが望ましい。また、記録ヘッドに複数
のへッドユニットを備える場合には、そのパイプの末端
には、これら複数のヘッドユニット各々に加湿空気を分
配する分配部をさらに設けることが望ましい。

【００２５】一方、前記防止手段は、供給手段によって
供給された加湿空気を排出するためのパイプと、そのパ
イプ内の加湿空気を装置外部に排出するファンと、イン
ク吐出ノズルの近傍に設けられた空気排出口とを有する
ようにしても良く、その場合、さらに、そのパイプ内の
湿度を測定するセンサと、その測定結果に従って、ファ
ンの駆動を制御する制御手段とを有することが望まし
い。

【００２６】或は、その防止手段は、供給手段によって
供給された加湿空気を排出するためのダクトと、その供
給された加湿空気を加熱して乾燥させるヒータとを有す
るようにしても良い。

【００２７】さらに、記録ヘッドの周辺、或は、装置全
体を覆って閉鎖空間を形成するカバーを備え、前記供給
手段を、そのカバー内に設けるようにし、そのカバー内
で加湿空気を均等に循環させるためのファンを備えるよ
うにしても良い。

【００２８】この場合、そのカバー内の湿度を測定する
センサと、その測定結果に従って、ファンの駆動を制御
する制御手段とをさらに備えることが望ましい。

【００２９】なお、前記記録ヘッドはインクの吐出を行
う複数のインク吐出ノズルを有し、そのノズルノズル各
々には、熱エネルギによってインクを吐出するため、熱
エネルギを発生する電気熱変換体を備えていることが望
ましい。

【００３０】以上の構成により本発明は、記録ヘッドの
インク吐出ノズルに加湿空気を供給しつつ、一方でその
加湿空気の供給により結露が発生しないようにしてい
る。

【００３１】

【発明の実施の形態】以下添付図面を参照して本発明の
好適な実施形態について詳細に説明する。

【００３２】なお、以下の説明では、説明を簡単にする
ため、加成性のあるインク／フィルム系を使用して透過
画像を記録する場合の例を挙げる。

【００３３】［加成性について］まず、加成性のあるイ
ンク／フィルム系とは、使用するフィルムにインクジェ
ットプリンタを用いて透過画像を記録する場合、同一場
所にインクを複数回重ねて付着させると、透過濃度が加
算されていくことをいう。

【００３４】加成性の成り立つ一例を挙げる。

【００３５】記録シートとして、キヤノン株式会社製の
ＢＪトランスペレンシィフィルムＣＦ−３０１上に、染
料系のＣ．Ｉ．ダイレクトブラック１９の２％溶液をイ
ンクジェットプリンタを用いて一様に記録すると０．８
Ｄの透過濃度を持つ画像となり、また同様に、Ｃ．Ｉ．
ダイレクトブラック１９の１％溶液を一様に記録すると
０．４Ｄの透過濃度を持つ画像となる。この２種類の濃
度のインクを重ね合わせて記録すると１．２Ｄの透過濃
度を得ることができる。このインク／フィルム系では０
〜２．５Ｄの範囲で加成性がほぼ成り立つことが実験で
確かめられている。

【００３６】このような、加成性の成り立つインク／フ
ィルム系においては、濃度の異なる複数のインクを同一
場所に重ねて付着させることにより、表現できる階調数
を著しく増大することができる。

【００３７】［インクの濃度について］次に、インクジ
ェットプリンタで用いられるインクの濃度について説明
する。

【００３８】まず、４種類のインク（これをインクＤ
１、インクＤ２、インクＤ３、インクＤ４）を用いて画
像形成する場合を考える。

【００３９】インクジェットプリンタから吐出されたイ
ンクがあふれることなく同一場所に４回の吐出まで重ね
て付着させることができ、かつ、加成性が成り立つ場合
には、インクＤ１、Ｄ２、Ｄ３、Ｄ４の濃度の比を１：
２：４：８とすれば、各インクの吐出の組み合わせを変
えることで表現可能な階調数を最大にすることができ
る。

【００４０】図１は画像データの濃度値と各インクの吐
出との関係を示すインク分配テーブルの内容の一例を示
す図である。なお、この実施形態では、インクジェット
プリンタの記録ヘッドが一回の吐出において各ノズルか
らインク吐出量４０ｐｌのインク吐出を行うことができ
るとする。従って、以下の説明や図では、インク吐出の
場合には吐出（＝１）、インク吐出のない場合には非吐
出（＝０）としている。

【００４１】さて、図１において、ｄ１からｄ４はイン
クＤ１からＤ４に対する吐出の有無を表す信号であり、
信号値が“１”ならば吐出を、“０”ならば非吐出を意
味する２値信号である。例えば、画像データの濃度値が
“１０”の場合には、同一画素上にインクＤ２とインク
Ｄ４とが重ねて吐出される。

【００４２】ここでは、４つのインクの濃度比を前述の
ように１：２：４：８としてあるために、これらの各イ
ンクの吐出の有無の組み合わせで、１６段階の濃度を表
わす画像データにおいて、“０”から“１５”まで濃度
の飛びがなく表現することができる。

【００４３】このようにインクの濃度がｎ種類あり、記
録シートがｎ回の重ね打ちのインク量を吸収できる場
合、最大の階調数を表現するための各インクの濃度比
は、Ｄ１：Ｄ２：…：Ｄｉ：…：Ｄｎ＝１：２：…：
２^i-1：…：２^n-1 であり、そのときの最大階調数Ｄｓは、Ｄｓ＝（１＋２＋…＋２^i-1＋…＋２^n-1）＋１＝２ⁿ と表されることがわかる。

【００４４】言い換えれば、ｎ種類の濃度のインクを持
つ場合、濃度比が、１：２：…：２ ^i-1：２^n-1で表され
るインクを組み合わせることにより、１画素あたりの階
調数を最大の２ⁿにすることができる。

【００４５】［記録装置の構成について］図２は、本発
明の代表的な実施形態であるインクジェットプリンタの
機能構成を示すブロック図である。

【００４６】図２において、１はスキャナなどの画像入
力部、２は各種パラメータの設定および記録開始を指示
する各種キーを備えている操作部、３は各種制御プログ
ラムを実行させることにより装置全体を制御するＣＰＵ
である。

【００４７】また、４はこの装置を動作させるための制
御プログラムやエラー処理プログラムなどを格納してい
るＲＯＭである。なお、ＲＯＭ以外の記憶媒体、例え
ば、ＦＤ（フロッピィディスク）、ＣＤ−ＲＯＭ、ＨＤ
（ハードディスク）、メモリカード、光磁気ディスクな
どを用いることもできる。この実施形態の装置の動作は
すべてこれらプログラムの実行による動作である。

【００４８】ＲＯＭ４において、４ａはガンマ変換処理
で参照するためのガンマ補正変換テーブル、４ｂは後述
のインク分配の処理で参照するためのインク分配テーブ
ル、４ｃは各種プログラムに対応した制御プログラム群
をそれぞれ示している。

【００４９】５はＲＯＭ４に格納された各種プログラム
をＣＰＵ３が実行するときに用いるワークエリア、エラ
ー処理時の一時退避エリア、及び、画像処理実行時のワ
ークエリアとして用いるＲＡＭである。また、ＣＰＵ３
はＲＡＭ５にＲＯＭ４の中の各種テーブルをコピー後、
そのテーブルの内容を変更し、この変更したテーブルを
参照しながら画像処理を進めることも可能である。

【００５０】６は入力画像データを元に、インクジェッ
ト方式による記録で多階調表現を実現するための吐出パ
ターンを作成する画像処理部、７は記録時に画像処理部
６で作成された吐出パターンに基づいてドット画像を形
成するプリンタエンジン部、８はこの装置内のアドレス
信号、データ、制御信号などを構成要素間で互いに伝送
するバスラインである。

【００５１】また、詳細は後で説明するが、プリンタエ
ンジン部８に設けられる記録へッドに加湿空気を供給し
てその記録へッドのインク吐出部の乾燥を防止する加湿
器５１や、装置内の温度や湿度を測定する温度センサ５
８、湿度センサ５９が備えられる。

【００５２】［画像処理部について］次に、画像処理部
６の機能について説明する。

【００５３】図３は画像処理部６の詳細な機能構成を示
すブロック図である。

【００５４】図３に示すように、画像入力部１から入力
される画像信号ＣＶはガンマ補正処理部１１においてガ
ンマ補正変換テーブル４ａを用いて濃度を表す信号ＣＤ
に変換される。その結果得られた濃度信号ＣＤは、ＲＡ
Ｍ５に設けられた画像処理ワークエリアのページメモリ
領域に格納される。

【００５５】次に、注目画素選択部１２では、そのペー
ジメモリ領域に格納された信号ＣＤからこれから処理を
しようとする一画素（注目画素）を選択し、その濃度値
を得る。さらに、インク分配処理部１３では注目画素の
濃度値をもとにインク分配テーブル４ｂを参照し、注目
画素の濃度を表現するインクの組み合わせ、即ち、記録
ヘッドを駆動してインク吐出を行わせるための２値信号
（上述した吐出、非吐出を定める）ｄ１，ｄ２，ｄ３，
ｄ４が決定される。

【００５６】さらに、濃度誤差計算部１５では、加成性
に従いインク分配処理部１３で決定したインクの組み合
わせで表現できる濃度と注目画素の濃度値との差分を算
出する。

【００５７】最後に誤差拡散処理部１６では、濃度誤差
計算部１５で算出された差分を、ページメモリ領域上の
周辺画素に配分係数に従って拡散させる。

【００５８】このようにして、注目画素一画素の処理が
終了する。

【００５９】以上のような処理を画像データの濃度値を
もとに全画素に対して繰り返し実行することにより、異
なる濃度を持つ各画素ごとに対する吐出／非吐出を定め
る２値信号ｄ１，ｄ２，ｄ３，ｄ４が生成される。

【００６０】なお、図４において、１７−１，１７−
２，１７−３，１７−４は遅延回路であり、４種類のイ
ンクを吐出して同じ場所（同じ画素）に重ねて付着させ
るためのタイミングをとるために用いられる。［プリン
タ部について］プリンタエンジン部７では、４種類のイ
ンクとこれら各々に対応した４つの記録ヘッドを用い、
２値信号ｄ１，ｄ２，ｄ３，ｄ４に応じて対応する記録
ヘッドのインク吐出口列よりインクを吐出させ多階調画
像を形成する。

【００６１】図４はプリンタエンジン部７の詳細な構成
を示す斜視図である。

【００６２】図４に示されているように、キャリッジ２
０上には、４つの記録ヘッド２１−１〜２１−４（以
下、これらを総称して言及するときには記録ヘッド２１
とする）が搭載されている。記録ヘッド２１−１〜２１
−４それぞれにはインクを吐出する吐出口列があり、ま
た、記録ヘッド２１−１〜２１−４各々の吐出口列は所
定の間隔を置いて設けられている。記録ヘッド２１−１
〜２１−４各々に対応したノズル列へのインクは、４つ
のインクカートリッジ２２−１〜２２−４から供給され
ている。インクカートリッジ２２−１〜２２−４は夫
々、上述したインクＤ１，インクＤ２，インクＤ３，イ
ンクＤ４を供給するインクカートリッジである。各濃度
については後述する。また、これら４つのインクカート
リッジを総称する場合には、インクカートリッジ２２と
して言及する。

【００６３】さて、記録へッド２１を搭載するキャリッ
ジ２０にはインク希釈媒体蒸気供給口５６とインク希釈
媒体蒸気排出口５７が設けられている。インク希釈媒体
供給口５６はホース５２とファン５３を介して加湿器５
１につながれており、記録へッド２１のノズル列近傍に
加湿空気を供給して、記録ヘッド２１のインクの乾燥を
防止している。一方、インク希釈媒体排気口５７はホー
ス５４とファン５５を介して記録へッド２１のノズル列
近傍の加湿空気を排出末端より装置外部に排出して、装
置内部の湿度上昇を防いでいる。

【００６４】また、ホース５４内部には湿度センサ５９
が、装置内には温度センサ５８が取り付けられており、
ＣＰＵ３は温度センサ及５８び湿度センサ５９より得ら
れた情報を元に、ファン５５による加湿空気の排出や、
ファン５３による加湿空気の供給を制御し、ホース内の
蒸気の湿度を最適に制御して、ホース内壁への結露を防
ぐとともに、記録ヘッド２１のインク吐出口列付近の湿
度が適正に維持されるように制御している。

【００６５】記録ヘッド２１への制御信号などはフレキ
シブルケーブル２３を介して送られる。記録用紙、フィ
ルムやプラスチック薄板等の記録媒体２４は搬送ローラ
（後述）を経て排紙ローラ２５に挟持され、搬送モータ
２６の駆動に伴い矢印方向に送られる。ガイドシャフト
２７、及び、リニアエンコーダ２８によりキャリッジ２
０は案内支持されている。キャリッジ２０は駆動ベルト
２９を介してキャリッジモータ３０の駆動によりガイド
シャフト２７に沿って往復運動する。

【００６６】さて、前述した記録ヘッド２１のインク吐
出口の内部（液路）にはインク吐出用の熱エネルギーを
発生する発熱素子（電気熱エネルギー変換体）が設けら
れている。記録ヘッド２１は、リニアエンコーダ２８の
読みとりタイミングに伴い、これら発熱素子を記録信号
に基づいて駆動し、インクＤ１，インクＤ２，インクＤ
３，インクＤ４の順に記録媒体上にインク液滴を吐出し
て付着させることで画像を形成する。

【００６７】記録領域外に設定されたキャリッジ２０の
ホームポジションには、キャップ部３１を持つ回復ユニ
ット３２が設置されている。なお、キャップ部３１には
記録ヘッドの数に対応して４つのキャップ３１−１〜３
１−４が設けられている。記録を行わないときには、キ
ャリッジ２０はホームポジションに移動し、キャップ部
３１の各キャップ３１−１から３１−４により対応する
記録ヘッド２１−１〜２１−４のインク吐出口面を密閉
し、インク溶剤の蒸発に起因するインクの固着あるいは
塵埃などの異物の付着などによる目詰まりを防止する。

【００６８】また、キャップ部３１のキャッピング機能
は記録頻度の低いインク吐出口からの吐出不良や目詰ま
りを解消するために、インク吐出口から離れた状態にあ
るキャップ部３１へインクを吐出させる空吐出に利用さ
れたり、キャップした状態でポンプ（不図示）を作動さ
せ、インク吐出口からインクを吸引し、吐出不良を起こ
した吐出口の吐出回復に利用される。

【００６９】３３はインク受けで、記録ヘッド２１−１
〜２１−４が記録動作の直前に際のインク受けとして用
いられる。つまり、予備吐出は記録ヘッド２１がインク
受け３３上部を通過する時に、そのインク受け３３にめ
がけてなされる。また、キャップ部３１の隣接位置に不
図示のブレード、抜き部材を配置することにより、記録
ヘッド２１のインク吐出口形成面をクリーニングするこ
とが可能である。

【００７０】また、図５はプリンタエンジン部７の側断
面図である。

【００７１】図５に示すように、不図示の機構により駆
動された吸盤６０はサプライトレイ７１ａ上に積層され
た記録媒体２４の１枚を分離して先端が給送ローラ６１
に挟持される。搬送モータ２６からの駆動力によって給
送ローラ６１が回転して記録媒体２４はガイド板６５，
６６間を通って移動する。次に、その移動した記録媒体
２４が搬送ローラ６２に挟持されると、給送ローラ６１
は少しのギャップをもって離間する。

【００７２】さて、記録媒体２４は搬送ローラ６２によ
りキャリッジ２０とガイド板６７の間を通って排紙ロー
ラ２５に挟持されレシーブトレイ７１ｂへ排出される。
搬送ローラ６２と排紙ローラ２５は共に搬送モータ２６
によって駆動され同一の周速度で回転する。

【００７３】また、ホース５４の排出末端７０は、ホー
ス７１を介して排出蒸気浄化装置７２に接続され排出蒸
気中に含まれるインクや希釈媒体を取り除き排出ノズル
７３から外気に放出している。なお、排出蒸気浄化装置
７２は装置内部に設置しても良い。例えば、チューブ５
４の途中にこれを挿入することも可能である。

【００７４】［記録ヘッドについて］記録へッド内部の
詳細な構成については、例えば、特開平７−１２５２６
２号公報に示されているので、ここでの説明は省略す
る。

【００７５】図６は記録ヘッド２１をインク吐出口形成
面側から眺めた図である。

【００７６】図６に示すように、４０−１から４０−４
はそれぞれ、記録ヘッド２１−１〜２１−４に対応して
インクＤ１からインクＤ４を吐出する吐出口列である。
この実施形態では、各インク吐出口列は１インチあたり
６００ドット（６００ｄｐｉ）ピッチで２５６個の吐出
口を持ち、記録媒体の搬送方向（副走査方向）に対して
インクＤ１からインクＤ４の４種類のインクをキャリッ
ジ２０の１走査中に重ね合わせて吐出することができる
ため、記録時間を長くすることなしに高階調の画像を生
成できる。

【００７７】なお、図６には、インク希釈媒体蒸気供給
口５６とインク希釈媒体蒸気排出口５７とが記録ヘッド
２１−１〜２１−４の周囲に配置されている様子も示し
ている。

【００７８】［インク分配テーブルについて］図７は１
画素８ビットの画像信号レベルに対するインクＤ１，イ
ンクＤ２，インクＤ３，インクＤ４の吐出／非吐出を表
わすインク分配テーブルの内容を示す図である。

【００７９】図７にはインクＤ１，インクＤ２，インク
Ｄ３，インクＤ４の透過濃度と、これらのインクの組み
合わせによる重ね打ちの透過濃度を示している。また、
画像信号レベルは濃度値を表わし、その値の小さい方が
低濃度、大きい方が高濃度であるとする。

【００８０】また、説明を簡略化するため、記録媒体で
ある透明フィルムの透過濃度は０Ｄとしている。インク
Ｄ１，インクＤ２，インクＤ３，インクＤ４の透過濃度
は、この実施形態におけるインクジェットプリンタを用
いて、それぞれのインクだけでその記録媒体の所定領域
全てにわたってインク吐出を行って記録した時の透過濃
度を表わしており、インクＤ１，インクＤ２，インクＤ
３，インクＤ４の濃度比は前述のように、１：２：４：
８である。ここでは、１画素８ビットの画像信号を図７
に示すように、０Ｄから２．４Ｄの範囲で１６階調で表
現する場合が示されている。

【００８１】従って以上説明した実施形態に従えば、温
度センサと湿度センサとの測定結果に従って記録ヘッド
のインク吐出口列付近に加湿空気を供給することでイン
クの乾燥を防止し、常に良好なインク吐出を行わせるこ
とができる。これと同時にその加湿空気を排気すること
で装置内に加湿空気が滞留しないようにして湿度上昇に
よる装置の動作不良が発生しないようにしている。

【００８２】なお、加湿空気を供給する方法は上述の実
施形態によって限定されるものではない。以下に説明す
るように様々な変形例が考えられる。

【００８３】（１）第１変形例図８は第１変形例に従うプリンタエンジン部７の詳細な
構成を示す斜視図である。また、図９は記録ヘッド２１
をインク吐出口形成面側から眺めた図である。なお、図
８〜図９において、前述した実施形態において説明した
のと同じ構成要素には同じ参照番号を付し、その説明は
省略し、ここではこの変形例に特徴的な部分についての
み説明する。

【００８４】この変形例においては、図８に示すよう
に、加湿器５１で発生した加湿空気はホース５２と分配
管７４を介して記録へッド２１−１〜２１−４へ供給さ
れる。また、図９に示すように、記録へッド２１は分配
管７４によって供給された加湿空気をインク吐出口列付
近に吹き出すインク希釈媒体供給口列７５を備えてい
る。これによって、記録を行う際に、インク希釈媒体供
給口列７５から加湿空気が供給されノズルのインクの乾
燥を防止する。

【００８５】（２）第２変形例図１０は第２変形例に従うプリンタエンジン部７の詳細
な構成を示す斜視図である。また、図１１は記録ヘッド
２１をインク吐出口形成面側から眺めた図である。な
お、図１０〜図１１において、前述した実施形態におい
て説明したのと同じ構成要素には同じ参照番号を付し、
その説明は省略し、ここではこの変形例に特徴的な部分
についてのみ説明する。

【００８６】この変形例においては、図１０に示すよう
に、記録ヘッド２１−１〜２１−４の近傍に加湿空気排
出用のダクト７６が設けられ、そのダクトに加湿器５１
からの加湿空気を供給するホース５２が接続されてい
る。また、ダクト７６及び記録へッド２１の周囲には結
露防止用のヒータ７７が取り付けられている。これによ
って、加湿空気の供給に伴う結露を防止し、装置の動作
不良が発生しないようにしている。

【００８７】また、このような構成によれば、図１１に
示すように、記録ヘッド２１をインク吐出口形成面には
前述の実施形態のようなインク希釈媒体蒸気供給口とイ
ンク希釈媒体蒸気排出口は設けられない。

【００８８】そして、この構成では加湿空気をファンに
よって排気する代わりに、ノズルのインクの乾燥を防止
する役目を果たしたその空気をヒータによって乾燥させ
るようにしている。

【００８９】（３）第３変形例図１２は第３変形例に従うプリンタエンジン部７の詳細
な構成を示す斜視図である。また、図１３は記録ヘッド
２１をインク吐出口形成面側から眺めた図である。な
お、図１２〜図１３において、前述した実施形態におい
て説明したのと同じ構成要素には同じ参照番号を付し、
その説明は省略し、ここではこの変形例に特徴的な部分
についてのみ説明する。

【００９０】この変形例においては、図１２に示すよう
に、加湿空気の供給を第１変形例と同様に分配管７４を
用いている。従って、図１３に示すように、記録ヘッド
２１のインク吐出口列の近傍には加湿空気の排出口７８
が設けられている。

【００９１】なお、このようにして供給された加湿空気
の排出は、前述の実施形態のようにファンによって装置
外に排出しても良いし、或は、第２実施形態のようにヒ
ータによってその空気を乾燥させても良い。

【００９２】

【他の実施形態】前述の実施形態では記録ヘッドからの
良好なインク吐出を維持するために加湿空気を記録ヘッ
ドのインク吐出口の近傍に供給する例について説明した
が、ここでは、装置内全体を良好な湿度に維持して記録
へッドの良好なインク吐出を維持する例について説明す
る。

【００９３】図１４はこの実施形態に従うプリンタエン
ジン部７の構成を示す斜視図である。なお、図１４にお
いて、前述した実施形態において説明したのと同じ構成
要素には同じ参照番号を付し、その説明は省略し、ここ
ではこの実施形態に特徴的な部分についてのみ説明す
る。

【００９４】図１４に示すように、プリンタエンジン部
７は、記録ヘッド２１周囲の空気を外部と遮断するため
のカバー８０に覆われていて、カバー内部を加湿するた
めの加湿器５１、湿度をモニタするための湿度センサ８
１、内部の空気を攪拌し湿度分布を均一にするためのフ
ァン８２が設けられており、ＣＰＵ３は湿度センサ８１
の測定データを受信して、そのデータに基づいて、加湿
器５１やファン８２の動作を制御して、カバー５０内の
湿度を一定に保つようにしている。

【００９５】従って以上説明した実施形態によれば、湿
度センサでモニタしながら加湿器とファンとによりプリ
ンタエンジン部７内部全体を一定の湿度に維持すること
により記録ヘッドのインク吐出面が乾燥してインクが蒸
発することが防止できる。

【００９６】なお、一定の湿度を維持する空間はプリン
タエンジン内部全体でなくとも、例えば、図１５に示す
ように、記録へッド２１を搭載したキャリッジ２０の周
囲のみをカバーで覆うようにしても良い。図１５におい
て、９０はカバーであり、９１、９２は夫々、記録媒体
２４が被記録材が通過する為の開口部である。

【００９７】また、以上の形態では加湿器５１はカバー
８０、９０の内部に配置されているが、加湿器５１を外
部に配置してダクトを用いて加湿空気をカバー内に供給
してもよい。

【００９８】さらに、以上の実施形態において、記録ヘ
ッドから吐出される液滴はインクであるとして説明し、
さらにインクタンクに収容される液体はインクであると
して説明したが、その収容物はインクに限定されるもの
ではない。例えば、記録画像の定着性や耐水性を高めた
り、その画像品質を高めたりするために記録媒体に対し
て吐出される処理液のようなものがインクタンクに収容
されていても良い。

【００９９】さらにまた、以上の実施形態は、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ーとして熱エネルギーを発生す
る手段（例えば電気熱変換体やレーザ光等）を備え、前
記熱エネルギーによりインクの状態変化を生起させる方
式を用いることにより記録の高密度化、高精細化が達成
できる。

【０１００】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。この方式はいわゆるオンデマンド
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膜沸騰を越
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ー
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１対１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をすると、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。

【０１０１】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。

【０１０２】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、
共通するスロ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
ーの圧力波を吸収する開口を吐出部に対応させる構成を
開示する特開昭５９−１３８４６１号公報に基づいた構
成としても良い。

【０１０３】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、上述した明細書に開示されているよう
な複数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。

【０１０４】加えて、上記の実施形態で説明した記録ヘ
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のみならず、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
記録ヘッドを用いてもよい。

【０１０５】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、予備的な手段等を付加する
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、加圧あるいは
吸引手段、電気熱変換体あるいはこれとは別の加熱素子
あるいはこれらの組み合わせによる予備加熱手段などが
ある。また、記録とは別の吐出を行う予備吐出モードを
備えることも安定した記録を行うために有効である。

【０１０６】さらに、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ってで
も良いが、異なる色の複色カラー、または混色によるフ
ルカラーの少なくとも１つを備えた装置とすることもで
きる。

【０１０７】以上説明した実施の形態においては、イン
クが液体であることを前提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も、室温で軟化も
しくは液化するものを用いても良く、あるいはインクジ
ェット方式ではインク自体を３０°Ｃ以上７０°Ｃ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であれば
よい。

【０１０８】加えて、積極的に熱エネルギーによる昇温
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
ギー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良い。いずれに
しても熱エネルギー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既に固化し始めるもの等のよう
な、熱エネルギー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または固形物
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。

【０１０９】さらに加えて、本発明に係る記録装置の形
態としては、コンピュータ等の情報処理機器の画像出力
端末として一体または別体に設けられるものの他、リー
ダ等と組み合わせた複写装置、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取るものであっても良
い。

【０１１０】なお、本発明は、複数の機器（例えばホス
トコンピュータ，インタフェース機器，リーダ，プリン
タなど）から構成されるシステムに適用しても、一つの
機器からなる装置（例えば、複写機，ファクシミリ装置
など）に適用してもよい。

【０１１１】また、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
録した記憶媒体を、システムあるいは装置に供給し、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
読出し実行することによっても、達成されることは言う
までもない。

【０１１２】この場合、記憶媒体から読出されたプログ
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を記憶した記憶媒体は
本発明を構成することになる。

【０１１３】プログラムコードを供給するための記憶媒
体としては、例えば、フロッピディスク，ハードディス
ク，光ディスク，光磁気ディスク，ＣＤ−ＲＯＭ，ＣＤ
−Ｒ，磁気テープ，不揮発性のメモリカード，ＲＯＭな
どを用いることができる。

【０１１４】また、コンピュータが読出したプログラム
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ＯＳ（オペレ
ーティングシステム）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ことは言うまでもない。

【０１１５】さらに、記憶媒体から読出されたプログラ
ムコードが、コンピュータに挿入された機能拡張ボード
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、その機能拡張ボ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
合も含まれることは言うまでもない。

【０１１６】

【発明の効果】以上説明してきたように本発明によれ
ば、記録ヘッドのインク吐出ノズルに加湿空気を供給し
つつ、一方でその加湿空気の供給により結露が発生しな
いようにしているので、インク吐出ノズル周辺は常に適
度な湿度が維持され、そのノズル付近のインクの乾燥が
防止されるという効果がある。

【０１１７】これにより、インクの乾燥によるノズル先
端部のインク濃度変化が防止されるので、常に高品位な
画像を忠実に記録することができる。

【０１１８】

【図面の簡単な説明】

【図１】画像データの濃度値と各インクの吐出との関係
を示すインク分配テーブルの内容の一例を示す図であ
る。

【図２】本発明の代表的な実施形態であるインクジェッ
トプリンタの機能構成を示すブロック図である。

【図３】画像処理部６の詳細な機能構成を示すブロック
図である。

【図４】プリンタエンジン部７の詳細な構成を示す斜視
図である。

【図５】プリンタエンジン部７の側断面図である。

【図６】記録ヘッド２１をインク吐出口形成面側から眺
めた図である。

【図７】１画素８ビットの画像信号レベルに対するイン
クＤ１，インクＤ２，インクＤ３，インクＤ４の吐出／
非吐出を表わすインク分配テーブルの内容を示す図であ
る。

【図８】第１変形例に従うプリンタエンジン部７の詳細
な構成を示す斜視図である。

【図９】記録ヘッド２１をインク吐出口形成面側から眺
めた図である。

【図１０】第２変形例に従うプリンタエンジン部７の詳
細な構成を示す斜視図である。

【図１１】記録ヘッド２１をインク吐出口形成面側から
眺めた図である。

【図１２】第３変形例に従うプリンタエンジン部７の詳
細な構成を示す斜視図である。

【図１３】記録ヘッド２１をインク吐出口形成面側から
眺めた図である。

【図１４】他の実施形態に従うプリンタエンジン部７の
構成を示す斜視図である。

【図１５】図１５はキャリッジの周囲のみをカバーで覆
って一定湿度を維持するように構成した変形例を示す図
である。

【符号の説明】

１画像入力部２操作部３ＣＰＵ４記憶媒体４ａガンマ補正変換テーブル４ｂインク分配テーブル４ｃ制御プログラム群５ＲＡＭ６画像処理部７プリンタエンジン１１ガンマ補正処理部１２注目画素選択部１３インク分配処理部１４濃度上昇補正処理部１５誤差計算部１６誤差拡散処理部１７−１〜１７−４遅延回路２０キャリッジ２１−１〜２１−４記録ヘッド２２−１〜２２−４インクカートリッジ２３フレキシブルケーブル２４記録媒体２５排紙ローラ２６搬送モータ２７ガイドシャフト２８リニアエンコーダ２９駆動ベルト３０キャリッジモータ３１−１〜３１−４キャップ３２回復ユニット３３インク受け４０−１〜４０−４吐出口列５１加湿器５２、５４、７１ホース５３、５５、８２ファンチューブ５４５６インク希釈媒体蒸気供給口５７インク希釈媒体蒸気排気口５８温度センサ５９、８１湿度センサ６０吸盤６１給送ローラ６２搬送ローラ６５〜６７ガイド板７０排出末端７１ａサプライトレイ７１ｂレシーブトレイ７２排出蒸気浄化装置７３排出ノズル７４分配管７５、７８インク希釈媒体供給口列７６ダクト７７ヒータ７８排出口８０、９０カバー９１、９２開口部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】インク液滴をインク吐出ノズルから吐出
して記録媒体に記録を行う記録ヘッドを用いた記録装置
であって、前記インク吐出ノズルの近傍に加湿空気を供給する供給
手段と、前記供給手段による加湿空気の供給によって結露を防止
する防止手段とを備えたことを特徴とする記録装置。
【請求項２】前記供給手段は、加湿器と前記加湿器か
らの加湿空気を前記インク吐出ノズルの近傍に輸送する
パイプとを含むことを特徴とする請求項１に記載の記録
装置。
【請求項３】前記インク吐出ノズルの近傍に前記パイ
プと接続された加湿空気の供給口をさらに有することを
特徴とする請求項２に記載の記録装置。
【請求項４】前記記録ヘッドは複数のへッドユニット
を有し、前記パイプの末端には、前記複数のヘッドユニット各々
に加湿空気を分配する分配部がさらに備えられているこ
とを特徴とする請求項２に記載の記録装置。
【請求項５】前記防止手段は、前記供給手段によって供給された加湿空気を排出するた
めのパイプと、前記パイプ内の加湿空気を装置外部に排出するファン
と、前記インク吐出ノズルの近傍に設けられた空気排出口と
を有することを特徴とする請求項１に記載の記録装置。
【請求項６】前記パイプ内の湿度を測定するセンサ
と、前記センサによる測定結果に従って、前記ファンの駆動
を制御する制御手段とをさらに有することを特徴とする
請求項５に記載の記録装置。
【請求項７】前記防止手段は、前記供給手段によって供給された加湿空気を排出するた
めのダクトと、前記供給手段によって供給された加湿空気を加熱して乾
燥させるヒータとを有することを特徴とする請求項１に
記載の記録装置。
【請求項８】前記記録ヘッドの周辺を覆って閉鎖空間
を形成するカバーをさらに有することを特徴とする請求
項１に記載の記録装置。
【請求項９】前記カバーは装置全体を覆うことを特徴
とする請求項８に記載の記録装置。
【請求項１０】前記供給手段は、前記カバー内に設け
られ、前記カバー内で加湿空気を均等に循環させるためのファ
ンをさらに有することを特徴とする請求項８に記載の記
録装置。
【請求項１１】前記カバー内の湿度を測定するセンサ
と、前記センサによる測定結果に従って、前記ファンの駆動
を制御する制御手段とをさらに有することを特徴とする
請求項１０に記載の記録装置。
【請求項１２】前記記録ヘッドはインクの吐出を行う
複数のインク吐出ノズルを有することを特徴とする請求
項１に記載の記録装置。
【請求項１３】前記記録ヘッドの複数のインク吐出ノ
ズル各々には、熱エネルギによってインクを吐出するた
め、前記熱エネルギを発生する電気熱変換体を備えてい
ることを特徴とする請求項１２に記載の記録装置。