JP2004148619A - カラーインクジェットプリンタ - Google Patents

Abstract

【課題】印刷媒体上の１ドットに対応して吐出されるインク滴の合計体積によって階調を表現することができると共に、インクの目詰まりによる画質悪化が生じにくくなるようにする。
【解決手段】イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの４色のうち、マゼンタ、シアン、ブラックは、用紙上の１ドットに対応してノズルから吐出されるインク滴の合計体積が、インク吐出に係る画素の階調値に応じて、大玉、中玉、小玉、微小玉、吐出なしのいずれかとなるように制御される。他の色よりも乾燥しやすいイエローは、大玉、中玉、小玉、吐出なしのいずれかとなるように制御され、微小玉に代えて小玉が選択される。
【選択図】 図６

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数色のインクを吐出することができるカラーインクジェットプリンタに関する。
【０００２】
【従来の技術】
特許文献１には、同じノズルから吐出されたそれぞれがほぼ同じ体積を有する１個又は複数個のインク滴が印刷媒体である用紙上において重なって１個のドットが形成され、その合計体積が、インク吐出に係る画素の階調値に応じて、大、中、小の互いに異なる３種類のいずれかとなるようにしたインクジェットプリンタが記載されている。このように、用紙上の１ドットに対応してノズルから吐出されるインク滴の合計体積が予め定められた複数種類の体積のいずれかとなるようにすることで、用紙上に形成されたドット径（インク滴の合計体積に依存する）によって原画像データを構成する各画素の階調を表現することが可能になる。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００１−３０１２０６号公報（図４〜図６、段落００１０、００２２）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
特許文献１に記載の技術を、複数色のインク滴が互いに異なるノズル群から吐出されるカラーインクジェットプリンタに適用した場合、各色（例えば、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の４色）に係る画素の階調値が同じであれば、どの色についても用紙上の１ドットに対応して同じ数つまり同じ合計体積のインク滴がノズルから吐出されることになる。ところが、インクには用いられている着色剤などの種類の相違のために乾燥しやすい色と乾燥しにくい色とがあり、乾燥しやすい色のインクについてある特定のノズルで長時間のインク不吐出が続くとメニスカス表面においてインク中の水分が乾燥してインク粘度が上昇する。そのため、特に１滴あたりの体積の小さいインク滴が吐出される場合には、いわゆる目詰まり現象が起こって、その後に、インク滴の少なくとも１滴目が当該ノズルから吐出されないことがある。その結果、用紙上の１ドットに対応して１つだけインク滴が吐出されるときには、そのインク滴に係るドットが用紙上の所望位置に形成されないことになり、印刷される画像の品質が悪化するという事態が生じてしまう。
【０００５】
この点について、図８に示す具体例に則して説明する。図８は、ＹＭＣＫの４色のうちイエローが他の色よりも乾燥しやすい場合を例にした、用紙上に形成されたインクドットの模式図である。図８に描かれたインクドットは、全てのノズルについて長期間のインク不吐出期間が続いた後の印刷開始時刻近傍に形成されたインクドットであって、いずれも１滴あたりの体積の小さい１つのインク滴が吐出されることによって形成されたものである。図８において、実線で囲まれたインクドットは実際に用紙上に形成されたインクドットを示し、破線で囲まれたインクドットはノズルからインク滴が吐出されなかったために実際に用紙上に形成されなかったインクドットを示している。つまり、シアン、マゼンタ、ブラックの３色については全てのインクドットが用紙上に形成されているが、イエローについては目詰まり現象のためにノズルからインク滴が吐出されず用紙上にインクドットが形成されないものがある。そのため、イエローのインクドットが形成されるべきであった領域の一部が用紙色のまま残ってしまい、画質が悪化してしまうことになる。
【０００６】
そこで、本発明の目的は、印刷媒体上の１ドットに対応して吐出されるインク滴の合計体積によって階調を表現することができ、しかもインクの目詰まりによる画質悪化が生じにくいカラーインクジェットプリンタを提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明のカラーインクジェットプリンタは、第１の色を有するインク滴を吐出する第１のインク吐出部と、前記第１の色を有するインク滴よりも乾燥しやすい第２の色を有するインク滴を吐出する第２のインク吐出部と、印刷媒体上の１ドットに対応して前記第１のインク吐出部から吐出されるインク滴の合計体積がインク吐出に係る画素の階調値に応じて予め定められた複数種類の体積のいずれかとなるように前記第１のインク吐出部を制御するための第１の制御手段と、印刷媒体上の１ドットに対応して前記第２のインク吐出部から吐出されるインク滴の合計体積がインク吐出に係る画素の階調値に応じて前記複数種類の体積から不吐出に対応した体積ゼロ以外で最も小さい体積を除いたもののいずれかとなるように前記第２のインク吐出部を制御するための第２の制御手段とを備えている（請求項１）。
【０００８】
この構成によると、インク吐出に係る画素の階調値に応じて第２のインク吐出部から吐出されるインク滴の合計体積が複数種類の体積のうち不吐出に対応した体積ゼロ以外で最も小さい体積以外になるので、インク滴の合計エネルギーが比較的大きくなる。したがって、ある特定のノズルで長時間のインク不吐出が続いてメニスカス表面においてインク粘度が上昇したとしても、当該ノズルにおいてその後に吐出されるインク滴の目詰まり現象が起こりにくくなる。したがって、印刷媒体上の１ドットに対応して吐出されるインク滴の合計体積によって階調を表現することができると共に、画質の悪化を抑制することが可能となる。
【０００９】
なお、印刷媒体上の１ドットに対応して吐出されるインク滴は、特許文献１に記載のように、インク吐出に係る画素の階調値に応じた回数だけノズルから吐出されることで複数種類の体積のいずれかとなってよい（このとき、ある特定の階調値に対応して複数個のインク滴が吐出されるとしても、これらが全て同じ体積を有している必要は必ずしもない。また、ある階調値のときに吐出される１個のインク滴の体積と別の階調値のときに吐出される１個のインク滴の体積とは必ずしも同じでなくてもよい）。このとき、インク滴の合計体積が複数種類の体積のうち不吐出に対応した体積ゼロ以外で最も小さい体積の場合にはインク滴が１つだけ吐出されようとするが、メニスカス表面でのインク粘度が上昇していればそのインク滴が実際には吐出されないことになる。ところが、それ以外の場合には複数個のインク滴が吐出されるので、１個目のインク滴は吐出されなくても２個目からのインク滴が吐出されて印刷媒体上にインクドットが形成されることになる。
【００１０】
また、代替的に、印刷媒体上の１ドットに対応して吐出されるインク滴は、インク吐出に係る画素の階調値に応じた体積でノズルから１回又は０回だけ吐出されることで複数種類の体積のいずれかとなってもよい。このとき、インク滴の合計体積が複数種類の体積のうち不吐出に対応した体積ゼロ以外で最も小さい体積の場合には微小なインク滴が１つだけ吐出されようとするが、メニスカス表面でのインク粘度が上昇していればそのインク滴が実際には吐出されないことになる。ところが、それ以外の場合には比較的大きな体積のインク滴が１個吐出されるので、そのインク滴がメニスカス表面を突破して印刷媒体上にインクドットが形成されることになる。
【００１１】
本発明において、前記第２の制御手段は、基準時間以上のインク不吐出期間が続いた後に前記第２のインク吐出部からインク吐出が開始される場合には、印刷媒体上の１ドットに対応して前記第２のインク吐出部から吐出されるインク滴の合計体積が吐出開始から所定時間内だけインク吐出に係る画素の階調値に応じて前記複数種類の体積から不吐出に対応した体積ゼロ以外で最も小さい体積を除いたもののいずれかとなると共に前記所定時間経過後にはインク吐出に係る画素の階調値に応じて前記複数種類の体積のいずれかとなるように前記第２のインク吐出部を制御することが好ましい（請求項２）。
【００１２】
この構成によると、第２のインク吐出部から吐出されるインク滴の合計体積が複数種類の体積のうち不吐出に対応した体積ゼロ以外で最も小さい体積以外になるのが基準時間以上のインク不吐出期間が続いた後のインク吐出開始から所定時間内だけであり、その所定時間内においては目詰まり現象による画質の悪化を抑制することができる。しかも、インク吐出開始から所定時間経過後にはメニスカス表面におけるインク粘度が平常に近い値に戻っており目詰まり現象が起こることがほとんどないと考えられるため、インク滴の合計体積が不吐出に対応した体積ゼロ以外で最も小さい体積を含む複数種類の体積のいずれかとなるように、インク吐出に係る画素の階調値に応じてインク滴を吐出することで、画素の階調がより細かく表現された精細な画像を印刷することが可能となる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。
【００１４】
図１は、本発明の第１の実施の形態によるカラーインクジェットプリンタの内部構成を描いた概略斜視図である。図１において、カラーインクジェットプリンタ１内にはヘッドユニット６３が配置されている。ヘッドユニット６３の本体フレーム６８には、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのインクをそれぞれ吐出する４個の圧電式のインクジェットヘッド６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄが固着されている。さらに、本体フレーム６８には、カラーインクがそれぞれ充填される計４個のインクカートリッジ６１が脱着可能に取り付けられている。本体フレーム６８は、駆動機構６５により直線方向に往復駆動されるキャリッジ６４に固着されている。用紙を送るためのプラテンローラ６６は、その軸線がキャリッジ６４の往復移動方向に沿うよう配置され、インクジェットヘッド６ａ〜６ｄと対向している。
【００１５】
キャリッジ６４は、プラテンローラ６６の支軸と平行に配設されるガイド軸７１及びガイド板７２によって摺動自在に支持されている。ガイド軸７１の両端部の近傍にはプーリー７３、７４が支持され、これらのプーリー７３、７４の間に無端ベルト７５が架け渡されている。キャリッジ６４は、この無端ベルト７５に固定される。
【００１６】
このような駆動機構６５の構成において、一方のプーリー７３がモータ７６の駆動により正逆回転すると、キャリッジ６４がガイド軸７１及びガイド板７２に沿って直線方向に往復駆動するため、これに伴ってヘッドユニット６３も往復移動する。
【００１７】
用紙６２は、インクジェットプリンタ１の側方に設けられた給紙カセット（図示せず）から給紙され、インクジェットヘッド６ａ〜６ｄとプラテンローラ６６との間の空間に導かれて、インクジェットヘッド６ａ〜６ｄから吐出されるインクにより印刷が施された後に排紙される。なお、図１においては、用紙６２の給紙機構及び排紙機構の図示を省略している。
【００１８】
パージ機構６７は、各インクジェットヘッド６ａ〜６ｄの内部に溜まる気泡やゴミなどを含んだ不良インクを強制的に吸引して除去するためのものである。このパージ機構６７はプラテンローラ６６の側方に設けられている。パージ機構６７の位置は、駆動機構６５によってヘッドユニット６３がリセット位置に至ったときに４つのインクジェットヘッド６ａ〜６ｄのいずれかに順次対向するように定められている。パージ機構６７はパージキャップ８１を備えており、各インクジェットヘッド６ａ〜６ｄの下面に設けられる多数のノズル１０９（図２、図３参照）を覆うように、インクジェットヘッド６ａ〜６ｄのいずれか１つの下面に当接する。
【００１９】
この構成で、ヘッドユニット６３がリセット位置にあるときに、インクジェットヘッド６ａ〜６ｄのいずれか１つのノズルをパージキャップ８１で覆って、そのインクジェットヘッド６ａ〜６ｄの内部に溜まる気泡などを含んだ不良インクを、カム８３の駆動によりポンプ８２によって吸引して廃インク溜め８４へ廃棄することにより、インクジェットヘッド６ａ〜６ｄの復旧を行うようにしている。このような動作が４つのインクジェットヘッド６ａ〜６ｄに対して順次行われる。これにより、インクジェットヘッド６ａ〜６ｄに対するインクの初期導入時において気泡を除去でき、そして、印刷に伴う内部の気泡の成長などによって陥っていた吐出不良状態からインクジェットヘッド６ａ〜６ｄを正常状態へ復帰させることができる。なお、図１に示す４つのキャップ８５は、印刷が終了してリセット位置に戻されるキャリッジ６４上の対応するインクジェットヘッド６ａ〜６ｄの多数のノズルを覆って、インクの乾燥を防止するためのものである。
【００２０】
図２に、ヘッドユニット６３を上下逆さまにした状態の斜視図を示す。ヘッドユニット６３の本体フレーム６８は、図２に示すようにその上面側（図２においては下方を向くように描かれている）が開放された略箱状に形成されることにより、その開放された側から４つのインクカートリッジ６１を着脱自在に装着できるような搭載部を形成している。
【００２１】
本体フレーム６８の搭載部の一側部位には、本体フレーム６８の底板５の下面（インクジェットヘッド６ａ〜６ｄが固着される側の面：図２においては上方を向くように描かれている）側から上面側まで連通しており、各インクカートリッジ６１のインク放出部に接続できる４つのインク供給通路５１が設けられている。底板５の下面には、各インク供給通路５１に対応させて、各インクジェットヘッド６ａ〜６ｄのインク供給口（図示せず）と密接できるようにしたゴム製等のジョイント部材４７が取り付けられている。
【００２２】
図２に示すように、底板５の下面側には、４つのインクジェットヘッド６ａ〜６ｄを並列に配置するための４つの支持部８が段付き状の凹部として形成されている。各支持部８には、対応するインクジェットヘッド６ａ〜６ｄをＵＶ接着材にて固定するための複数の空所９ａ、９ｂが、上下に貫通するように形成されている。支持部８に支持されたインクジェットヘッド６ａ〜６ｄは、ノズル１０９の周辺領域に対応した開口を有するカバー部材４４で覆われている。なお、図２に描かれているように、各インクジェットヘッド６ａ〜６ｄには、これに後述する駆動パルス信号（グランド電位及び正の所定電位のいずれかを選択的にとる）を与えるためのフレキシブルプリント回路（ＦＰＣ）４０がそれぞれ貼付されている。
【００２３】
図３に、インクジェットヘッド６ａの部分断面図を示す。なお、他の３つのインクジェットヘッド６ｂ〜６ｄの構成はインクジェットヘッド６ａと同様であるので、ここでは詳細に説明しない。また、本実施の形態において、インクジェットヘッド６ａからイエロー（Ｙ）のインクが吐出され、インクジェットヘッド６ｂからマゼンタ（Ｍ）のインクが吐出され、インクジェットヘッド６ｃからシアン（Ｃ）のインクが吐出され、インクジェットヘッド６ｄからブラック（Ｋ）のインクが吐出され、そして、イエローが他の３色よりも乾燥しやすいものとする。つまり、本実施の形態では、インクジェットヘッド６ｂ、６ｃ、６ｄのノズル１０９が第１のインク吐出部であり、インクジェットヘッド６ａのノズル１０９が第２のインク吐出部である。
【００２４】
図３に描かれたインクジェットヘッド６ａにおいては、制御部１１（図４参照）で発生した駆動パルス信号（グランド電位及び正の所定電位のいずれかを選択的にとる）により駆動されるアクチュエータユニット１０６と、インク流路を形成する流路ユニット１０７とが積層されている。アクチュエータユニット１０６と流路ユニット１０７は、エポキシ系の熱硬化性の接着剤によって接着されている。また、アクチュエータユニット１０６の上面にはＦＰＣ４０が接合されているが、図３においては図を簡略にするためにＦＰＣ４０を描いていない。
【００２５】
流路ユニット１０７は、金属材料からなる薄板状の３枚のプレート（キャビティプレート１０７ａ、スペーサプレート１０７ｂ、マニホールドプレート１０７ｃ）と、インクを吐出するノズル１０９を備えたポリイミド等の合成樹脂製のノズルプレート１０７ｄとが積層されることによって構成されている。最上部のキャビティプレート１０７ａは、アクチュエータユニット１０６に接している。
【００２６】
キャビティプレート１０７ａの表面には、アクチュエータユニット１０６の動作により選択的に吐出されるインクを収容する複数の圧力室１１０が長手方向に沿って２列に形成されている。複数の圧力室１１０は、隔壁１１０ａによって相互に隔てられ、その長手方向を平行に並べて配列されている。また、スペーサプレート１０７ｂには、圧力室１１０の一端をノズル１０９に連通させる連通孔１１１と、圧力室１１０の他端を図示しないマニホールド流路に連通させる連通孔（図示せず）とがそれぞれ形成されている。
【００２７】
また、マニホールドプレート１０７ｃには、圧力室１１０の一端をノズル１０９に連通させる連通孔１１３が形成されている。さらに、マニホールドプレート１０７ｃには、インクを各圧力室１１０に供給するマニホールド流路が複数の圧力室１１０がなす列の下方においてその列方向に長く形成されている。また、マニホールド流路の一端は、図２に示したインク供給通路５１を介してインクカートリッジ６１に接続されている。このようにして、マニホールド流路から図示しない連通孔、圧力室１１０、連通孔１１１、連通孔１１３を経てノズル１０９に至るインク流路が形成されている。
【００２８】
アクチュエータユニット１０６においては、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）のセラミックス材料からなる６枚の圧電セラミックスプレート１０６ａ〜１０６ｆが積層されている。そして、圧電セラミックスプレート１０６ｂと圧電セラミックスプレート１０６ｃとの間、及び、圧電セラミックスプレート１０６ｄと圧電セラミックスプレート１０６ｅとの間にはそれぞれ共通電極１２１、１２３が、流路ユニット１０７の圧力室１１０に対応した範囲内のみに配置されている。一方、圧電セラミックスプレート１０６ｃと圧電セラミックスプレート１０６ｄとの間、及び、圧電セラミックスプレート１０６ｅと圧電セラミックスプレート１０６ｆとの間にはそれぞれ個別電極１２２、１２４が、流路ユニット１０７の圧力室１１０に対応した範囲内にのみ配置されている。
【００２９】
共通電極１２１、１２３は常にグランド電位に保持されている。一方、個別電極１２２、１２４には駆動パルス信号が与えられる。共通電極１２１、１２３と個別電極１２２、１２４とによって挟まれた圧電セラミックスプレート１０６ｃ〜１０６ｅの当該挟まれた領域は予めこれら電極によって電界が印加されることによって積層方向に分極した活性部１２５となっている。そのため、個別電極１２２、１２４の電位が正の所定電位になると、圧電セラミックスプレート１０６ｃ〜１０６ｅの活性部１２５は電界が印加されて積層方向に伸びようとする。ところが、圧電セラミックスプレート１０６ａ、１０６ｂにはこのような現象が現れないので、アクチュエータユニット１０６の活性部１２５に対応した部分は、全体として圧力室１１０側に伸びるように膨らむ。すると圧力室１１０の容積が小さくなるので、圧力室１１０内に充填されたインクに吐出圧力が付与されてノズル１０９からインクが吐出される。
【００３０】
図３に示された２つの圧力室１１０のうち左側は、このように個別電極１２２、１２４に正の所定電位が与えられて圧力室１１０側が凸となるように湾曲したアクチュエータユニット１０６によって圧力室１１０の容積が縮小することで、当該圧力室１１０に連通したノズル１０９からインクが吐出されようとする様子を描いたものである。また、右側は、駆動パルス信号が共通電極１２１、１２３の電位と同じくグランド電位に保持されているために、圧力室１１０に連通したノズル１０９からインクが吐出されない様子を描いたものである。
【００３１】
なお、本実施の形態では、インクジェットヘッド６ａ〜６ｄをいわゆる引き打ちという手法で動作させる。例えばインクジェットヘッド６ａを引き打ちで動作させる場合、常態において図３の左側に示すように全ての圧力室１１０の容積を縮小させておく。つまり、全ての個別電極１２２、１２４を正の所定電位することで、アクチュエータユニット１０６を圧力室１１０側が凸となるように湾曲させておく。そして、インクを吐出しようとする圧力室１１０に対応する個別電極１２２、１２４を適切なタイミングでグランド電位とする。これにより、図３の右側に示すように、その圧力室１１０は容積が常態よりも拡大する。この圧力室１１０の容積拡大によって、圧力室１１０内には圧力波が生じ、それが圧力室１１０内を長手方向に伝播する。その後圧力波が正圧となるタイミングで再び個別電極１２２、１２４を正の所定電位にすることで、アクチュエータユニット１０６を圧力室１１０側が凸となるように湾曲させ、圧力室１１０内のインクに圧力を付与する。このようにして引き打ちを行うと、圧力を重ね合わせることができるので比較的小さな駆動電圧で大きなインク吐出速度を得ることができる。
【００３２】
次に、インクジェットヘッド６ａ〜６ｄの制御について、さらに図４のブロック図を参照して説明する。図４に示すように、各インクジェットヘッド６ａ〜６ｄは、制御部１１によって制御される。制御部１１には、パーソナルコンピュータなどの外部から供給された印刷データを記憶するための印刷データ記憶部１２が含まれている。印刷データ記憶部１２には、印刷データとして、画像データを構成する各画素の階調値（８ビット（２５６階調））のビットマップデータがＹＭＣＫの各色ごとに記憶される。
【００３３】
また、制御部１１には、パルス波形データ記憶部２４が含まれている。パルス波形データ記憶部２４は、インク滴を吐出する際にアクチュエータユニット１０６の個別電極１２２、１２４に与えられる駆動パルス信号のパターンを記憶している。本実施の形態では、駆動パルス信号として、大玉（３６ｐｌ）、中玉（２４ｐｌ）、小玉（１２ｐｌ）、微小玉（５ｐｌ）の４種類のインク合計体積に係るパターンがパルス波形データ記憶部２４に記憶されている。
【００３４】
図５（ａ）は、パルス波形データ記憶部２４に記憶された、大玉に係る駆動パルス信号のパターンを描いたものである（なお、個別電極１２２、１２４には、図５（ａ）〜（ｄ）におけるハイレベル及びローレベルを反転した電圧が印加される）。この駆動パルス信号は、４つのハイレベル期間（図３の右側に示す圧力室１１０の容積拡大期間）とその前後のローレベル期間（図３の左側に示す圧力室１１０の容積縮小期間）とから構成されている。それぞれが吐出パルスである始めの３つのハイ（Ｈ）レベル期間Ｈ１１、Ｈ１２、Ｈ１３（それぞれ４〜６μｓ程度）の終了後には、上述した引き打ちによって、ノズル１０９からインク滴（体積１２ｐｌ）がそれぞれ吐出され、３つのインク滴が重なることで用紙上に大玉ドットが形成される。そして、キャンセルパルスである４つ目のハイレベル期間Ｈ１４（３μｓ程度）には、ノズルからインクが吐出されるのではなく、圧力室１１０内に残留するインク圧力の変動が相殺される。これにより、次のインク吐出に悪影響がでないようにしている。
【００３５】
図５（ｂ）は、中玉に係る駆動パルス信号のパターンを描いたものである。この駆動パルス信号は、３つのハイレベル期間とその前後のローレベル期間とから構成されている。それぞれが吐出パルスである始めの２つのハイ（Ｈ）レベル期間Ｈ２１、Ｈ２２（それぞれ４〜６μｓ程度）の終了後には、上述した引き打ちによって、ノズル１０９からインク滴（体積１２ｐｌ）がそれぞれ吐出され、２つのインク滴が重なることで用紙上に中玉ドットが形成される。そして、キャンセルパルスである３つ目のハイレベル期間Ｈ２３（３μｓ程度）には、ノズルからインクが吐出されるのではなく、圧力室１１０内に残留するインク圧力の変動が相殺される。
【００３６】
図５（ｃ）は、小玉に係る駆動パルス信号のパターンを描いたものである。この駆動パルス信号は、２つのハイレベル期間とその前後のローレベル期間とから構成されている。吐出パルスである始めの１つのハイ（Ｈ）レベル期間Ｈ３１（４〜６μｓ程度）の終了後には、上述した引き打ちによって、ノズル１０９からインク滴（体積１２ｐｌ）が吐出されることで用紙上に小玉ドットが形成される。そして、キャンセルパルスである２つ目のハイレベル期間Ｈ３２（３μｓ程度）には、ノズルからインクが吐出されるのではなく、圧力室１１０内に残留するインク圧力の変動が相殺される。
【００３７】
図５（ｄ）は、微小玉に係る駆動パルス信号のパターンを描いたものである。この駆動パルス信号は、３つのハイレベル期間とその前後のローレベル期間とから構成されている。吐出パルスである最初のハイ（Ｈ）レベル期間Ｈ４１（４〜６μｓ程度）の終了後には、上述した引き打ちによって、ノズル１０９からインク滴（体積１２ｐｌ）が吐出されようとするが、その後比較的短時間のうちに引き込みパルスである２つ目のハイレベル期間Ｈ４２（２μｓ程度）となるためにノズル１０９から吐出されようとするインク滴の後端側の一部がノズル内側に引き込まれる。これによって、ノズル１０９から実際に吐出されるインク滴の体積は５ｐｌ程度となり、その結果として用紙上に微小玉ドットが形成される。そして、キャンセルパルスである３つ目のハイレベル期間Ｈ４３（３μｓ程度）には、ノズルからインクが吐出されるのではなく、圧力室１１０内に残留するインク圧力の変動が相殺される。
【００３８】
さらに、制御部１１は、ＹＭＣＫの各色ごとにインク体積決定部１３、１４、１５、１６を有している。インク体積決定部１３は、インクジェットヘッド６ａの各ノズル１０９から用紙上の１ドットに対応して吐出されるイエローインクの合計体積を、印刷データ記憶部１２に記憶された印刷に係る画素のイエローの階調値に基づいて、微小玉以外（大玉、中玉、小玉、吐出なし）のいずれかが選択されるように決定する（微小玉が選択されるべきものについて小玉が選択される）。
【００３９】
一方、インク体積決定部１４は、インクジェットヘッド６ｂの各ノズル１０９から用紙上の１ドットに対応して吐出されるマゼンタインクの合計体積を、印刷データ記憶部１２に記憶された印刷に係る画素のマゼンタの階調値に基づいて、大玉、中玉、小玉、微小玉、吐出なしの５種類からいずれかに決定する。インク体積決定部１５はインクジェットヘッド６ｃから吐出されるシアンインクについて、インク体積決定部１６はインクジェットヘッド６ｄから吐出されるブラックインクについて、それぞれ同様の処理を行う。
【００４０】
インク体積決定部１３〜１６での処理をまとめたものが表１である。表１は、イエローインクの合計体積及びその他の色のインクの合計体積が選択され得る範囲を示すものであり、○は階調値によって選択される可能性のある合計体積を、×は選択される可能性のない合計体積をそれぞれ表している。
【００４１】
【表１】

【００４２】
さらに、制御部１１は、ＹＭＣＫの各色ごとにパルスジェネレータ１７、１８、１９、２０を有している。各パルスジェネレータ１７〜２０は、対応するインク体積決定部１３〜１６が決定した合計体積のインクが用紙上の１ドットに対応してノズル１０９から吐出されるように、パルス波形データ記憶部２４に記憶された駆動パルス信号のパターンを参照しつつ、各インクジェットヘッド６ａ〜６ｄに供給される駆動パルス信号を生成する。パルスジェネレータ１７〜２０で生成された駆動パルス信号は、対応するインクジェットヘッド６ａ〜６ｄに供給される。
【００４３】
制御部１１内の各部は、図示しないＣＰＵやＲＡＭ、ＲＯＭなどの部材から構成されている。ＲＯＭは、パルス波形データ記憶部２４として駆動パルス信号のパターンを記憶しているほか、制御部１１を動作させるプログラムやデータなどのソフトウェアを記憶している。
【００４４】
なお、本実施の形態において、印刷データ記憶部１２及びインク体積決定部１４〜１６の各組み合わせがそれぞれ第１の制御手段を構成しており、印刷データ記憶部１２及びインク体積決定部１３の組み合わせが第２の制御手段を構成している。
【００４５】
次に、図６をさらに参照して、本実施の形態のインクジェットプリンタ１によって用紙上に画像が印刷される場合の一例について説明する。図６は、本実施の形態のインクジェットプリンタ１によって用紙上に形成されたインクドットの模式図である。なお、本例では、説明を簡略にするために、インク吐出に係る全ての画素の階調値がＹＭＣＫのどの色についても微小玉に対応しているものと仮定する。
【００４６】
本例において、上述したように、インク吐出に係る全ての画素の階調値がＹＭＣＫのどの色についても微小玉に対応する値であるとする。そのため、マゼンタ、シアン、ブラックについては、ノズル１０９から微小玉が吐出される。しかしながら、イエローについては、メニスカス表面でのインク粘度上昇に起因した目詰まり現象を防止するべく微小玉を吐出しないようにしているため、代わりに、インクジェットヘッド６ａのノズル１０９から小玉を吐出する。この小玉のインクは、微小玉と同じく１個のインク滴から構成されるものであるが、その１個のインク滴の体積が大きく、したがってインク滴が有するエネルギーも微小玉の場合より大きいため、メニスカス表面でインク粘度が上昇していてもそれを突破してノズル１０９から吐出される。このとき用紙上に形成されたドットパターンが図６に示されたものである。このように、イエロードットが実際の階調値よりもやや大きいドットとなった画像が印刷されるが、イエロードットは他の色と比較して目立ちにくいので、画像への影響はほとんどない。
【００４７】
以上説明したように、本実施の形態のインクジェットプリンタ１によると、インク吐出に係る画素の階調値に応じて第２のインク吐出部であるインクジェットヘッド６ａのノズル１０９から吐出されるインク滴の合計体積が微小玉以外の４種類のいずれかになるので、メニスカス表面においてインク粘度が上昇したとしても、当該ノズル１０９においてその後に吐出されるインク滴の目詰まり現象が起こりにくくなる。したがって、用紙上の１ドットに対応して吐出されるインク滴の合計体積によって階調を表現することができると共に、イエローインクの目詰まりによる画質の悪化を抑制することが可能となる。
【００４８】
次に、本発明の第２の実施の形態について説明する。第２の実施の形態は、イエローインクの各ノズル１０９についてインク不吐出期間を計測して、その不吐出期間がある基準時間を超えた後のインク吐出開始から所定時間内では、そのノズル１０９から微小玉が選択されることがないようにする。そして、所定時間経過後には階調値に応じて微小玉を含む前記各体積のインク滴が選択されるようにする。
【００４９】
第２の実施の形態の構造は、図４に示す制御部１１にさらに不吐出期間カウンタ２２が備えられている点において、第１の実施の形態と相違している。不吐出期間カウンタ２２は、イエローインクを吐出するインクジェットヘッド６ａが有する各ノズルについて、最後にインクを吐出してから現在までの時間（インク不吐出期間）を計測及び記憶する。
【００５０】
そして、イエローインクのインク体積決定部１３は、１ドットに対応して吐出されるイエローインクの合計体積を、印刷データ記憶部１２に記憶された印刷に係る画素のイエローの階調値と、不吐出期間カウンタ２２に記憶されたインクが吐出されようとするノズル１０９に係るインク不吐出期間とに基づいて決定する。具体的には、ある特定のノズル１０９についてインク不吐出期間が基準時間（Ｔ１：図７（ａ）参照）を超える場合には、そのノズル１０９から吐出されるインク滴の合計体積として、印刷に係る画素のイエローの階調値に応じて、微小玉以外（大玉、中玉、小玉、吐出なし）のいずれかが選択されるようにする（微小玉が選択されるべきものについて小玉が選択される）。そして、インク吐出開始から所定時間（Ｔ２：図７（ａ）参照）経過後は、そのノズル１０９から吐出されるインク滴の合計体積として、印刷に係る画素のイエローの階調値に応じて、大玉、中玉、小玉、微小玉、吐出なしの５種類からいずれかが選択されるようにする。
【００５１】
前記の表１は、第２の実施の形態においては、基準時間Ｔ１を超えるインク不吐出期間が続いた後のインク吐出開始から所定時間Ｔ２内において、各インクの合計体積が選択され得る範囲を示すことになる。表２は、インク吐出開始から所定時間Ｔ２経過後において、イエローインクの合計体積及びその他の色のインクの合計体積が選択され得る範囲を示すものである。表１及び表２から分かるように、ノズルから吐出されるインク滴の合計体積が微小玉（５ｐｌ）となることがないのは、基準時間Ｔ１を超えるインク不吐出期間が続いた後のインク吐出開始から所定時間Ｔ２内であって、しかもインクがイエローの場合だけである。
【００５２】
【表２】

【００５３】
図７（ａ）は、本実施の形態において、各色のインクについて吐出されるインク滴の合計体積が変化する様子を描いたタイムチャートである。図７（ａ）において、実線はイエローを、破線はその他の３色を示している。なお、本例では、説明を簡略にするために、インク吐出再開後のインク吐出に係る全ての画素の階調値がＹＭＣＫのどの色についても微小玉に対応しているものと仮定する。また、図７（ｂ）は、時間Ｔ２経過後のインクジェットプリンタ１によって用紙上に形成されたインクドットの模式図である。
【００５４】
本例において、図７（ａ）に示すように、時刻ｔ０まではイエロー及び他の３色共に中玉が吐出されていたとする。そして、時刻ｔ０から時刻ｔ１（｜ｔ１−ｔ０｜＞（基準時間Ｔ１）とする）までノズル１０９からインクが吐出されないインク不吐出期間となり、時刻ｔ１において全ての色についてインク吐出が再開される。このとき、上述したように、インク吐出に係る全ての画素の階調値がＹＭＣＫのどの色についても微小玉に対応する値であるとする。そのため、マゼンタ、シアン、ブラックについては、ノズル１０９から微小玉が吐出される。しかしながら、イエローについては、基準時間Ｔ１以上のインク不吐出期間が続いた後なので、メニスカス表面でのインク粘度上昇に起因した目詰まり現象を防止するべく微小玉を吐出しないようにしているため、代わりに、時刻ｔ１以降、インクジェットヘッド６ａのノズル１０９から小玉を吐出する。このとき用紙上に形成されたドットパターンは、図６に示す第１の実施の形態のものと同様になる。
【００５５】
そして、図７（ａ）に示すように、インク吐出が再開された時刻ｔ１から所定時間Ｔ２が経過した時刻ｔ２からは、メニスカス表面におけるインク粘度が平常に近い値に戻っており目詰まり現象が起こることがほとんどないと考えられるので、他の色と同じく、イエローインクについてもノズル１０９から微小玉が吐出される。このとき用紙上に形成されたドットパターンを図７（ｂ）に示す。このように、インク吐出再開から所定時間Ｔ２経過後には、イエロードットと他の色のドットとが同じ大きさになる。
【００５６】
以上説明したように、第２の実施の形態のインクジェットプリンタ１によると、インク吐出に係る画素の階調値に応じて第２のインク吐出部であるインクジェットヘッド６ａのノズル１０９から吐出されるインク滴の合計体積が微小玉以外の４種類のいずれかになるので、イエローインクについてある特定のノズル１０９で長時間のインク不吐出が続いてメニスカス表面においてインク粘度が上昇したとしても、当該ノズル１０９においてその後に吐出されるインク滴の目詰まり現象が起こりにくくなる。したがって、用紙上の１ドットに対応して吐出されるインク滴の合計体積によって階調を表現することができると共に、イエローインクの目詰まりによる画質の悪化を抑制することが可能となる。
【００５７】
しかも、本実施の形態では、インク吐出再開時刻ｔ１から所定時間Ｔ２経過後には、メニスカス表面におけるインク粘度が平常に近い値に戻っており目詰まり現象が起こることがほとんどないと考えて、インク滴の合計体積が微小玉を含む５種類の体積のいずれかとなるようにインク吐出に係る画素の階調値に応じてインク滴が吐出されるので、画素の階調がより細かく表現された精細な画像を印刷することが可能となる。
【００５８】
以上、本発明の好適な実施の形態について説明したが、本発明は上述の実施の形態に限られるものではなく、特許請求の範囲に記載した限りにおいて様々な設計変更が可能なものである。例えば、上述の実施の形態では、大玉、中玉、小玉についてノズルから吐出されるインク滴１個の体積はほぼ同じであり、用紙上の１ドットに対応してノズルから吐出されるインク滴の数を増減させることによってインク吐出に係る画素の階調値に応じてインク滴の合計体積を変更しているが、大玉、中玉、小玉について駆動電圧やそのパターンを変更することなどによってノズルから吐出されるインク滴１個の体積を変えることで、用紙上の１ドットに対応してノズルから吐出されるインク滴の合計体積を変更するようにしてもよい。
【００５９】
また、上述した実施の形態ではＹＭＣＫの４色のインクが用いられているが、２色、３色又は５色以上のインクが用いられてよい。また、用いられるインクの性質に応じて、２以上の色のインクについて、インク吐出開始から所定時間内に微小玉が吐出されないようにしてもよい。また、その場合、所定時間をインクの色ごとに変更してもよい。なお、上述した実施の形態では他の色よりも乾燥しやすい色としてイエローを例に説明したが、これは単なる例示であって、乾燥しやすい色はマゼンタ、シアン、ブラックなどのどの色であってもよい。
【００６０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によると、ある特定のノズルで長時間のインク不吐出が続いてメニスカス表面においてインク粘度が上昇したとしても、当該ノズルにおいてその後に吐出されるインク滴の目詰まり現象が起こりにくくなる。したがって、印刷媒体上の１ドットに対応して吐出されるインク滴の合計体積によって階調を表現することができると共に、画質の悪化を抑制することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態によるカラーインクジェットプリンタの内部構成を描いた概略斜視図である。
【図２】図１のインクジェットプリンタに含まれるヘッドユニットを上下逆さまにした状態の斜視図である。
【図３】図１のインクジェットプリンタに含まれるインクジェットヘッドの部分断面図である。
【図４】図１に描かれたインクジェットプリンタのブロック図である。
【図５】図３に示すインクジェットヘッドに与えられる駆動パルス信号のパターンを描いた図面である。
【図６】図１に描かれたインクジェットプリンタによって用紙上に形成されたインクドットの模式図である。
【図７】（ａ）は、第１の実施の形態によるインクジェットプリンタにおいて、各色のインクについて用紙上の１ドットに対応して吐出されるインク滴の合計体積が変化する様子を描いたタイムチャートである。（ｂ）は、用紙上に形成されたインクドットの模式図である。
【図８】従来技術によって、用紙上に形成されたインクドットの模式図である。
【符号の説明】
１ カラーインクジェットプリンタ
６ａ〜６ｄ インクジェットヘッド
１１ 制御部
１２ 印刷データ記憶部
１３〜１６ インク体積決定部
１７〜２０ パルスジェネレータ
２２ 不吐出期間カウンタ
２４ パルス波形データ記憶部
１０９ ノズル

Claims (2)

1. 第１の色を有するインク滴を吐出する第１のインク吐出部と、
   前記第１の色を有するインク滴よりも乾燥しやすい第２の色を有するインク滴を吐出する第２のインク吐出部と、
   印刷媒体上の１ドットに対応して前記第１のインク吐出部から吐出されるインク滴の合計体積がインク吐出に係る画素の階調値に応じて予め定められた複数種類の体積のいずれかとなるように前記第１のインク吐出部を制御するための第１の制御手段と、
   印刷媒体上の１ドットに対応して前記第２のインク吐出部から吐出されるインク滴の合計体積がインク吐出に係る画素の階調値に応じて前記複数種類の体積から不吐出に対応した体積ゼロ以外で最も小さい体積を除いたもののいずれかとなるように前記第２のインク吐出部を制御するための第２の制御手段とを備えていることを特徴とするカラーインクジェットプリンタ。
2. 前記第２の制御手段は、基準時間以上のインク不吐出期間が続いた後に前記第２のインク吐出部からインク吐出が開始される場合には、印刷媒体上の１ドットに対応して前記第２のインク吐出部から吐出されるインク滴の合計体積が吐出開始から所定時間内だけインク吐出に係る画素の階調値に応じて前記複数種類の体積から不吐出に対応した体積ゼロ以外で最も小さい体積を除いたもののいずれかとなると共に前記所定時間経過後にはインク吐出に係る画素の階調値に応じて前記複数種類の体積のいずれかとなるように前記第２のインク吐出部を制御することを特徴とする請求項１に記載のカラーインクジェットプリンタ。

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