JP2899134B2

JP2899134B2 - インクジェット記録方法

Info

Publication number: JP2899134B2
Application number: JP13651991A
Authority: JP
Inventors: 真塩谷
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1991-06-07
Filing date: 1991-06-07
Publication date: 1999-06-02
Anticipated expiration: 2014-06-02
Also published as: JPH04361047A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、複数の吐出口（ノズ
ル）を有するインクジェット方式の記録ヘッドを用い
て、階調性にすぐれ鮮明な画像を形成するインクジェッ
ト記録方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】インクジェット記録方式は記録信号に応
じてインクを記録媒体に吐出させて記録するものであ
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。多数のノズルを記録媒体とヘッドの
相対移動方向と垂直に直線状に形成したヘッドを用いる
ことにより、ヘッドと記録媒体との１回の相対走査でノ
ズル数に対応した幅を１度に記録することができ、比較
的容易に高速化を達成できる。

【０００３】インクジェット記録方式によって階調を表
現する場合には、吐出する液滴の大きさを変化させれば
良いが、その方法は未だ実用的なものはなく、通常は擬
似中間調画像処理により、単位面積当りの打ち込みイン
ク滴数を制御して行われている。また、１つのインク滴
の大きさを小さくして、複数のインク滴を記録媒体上の
実質的同一箇所に打ち込み（着弾させて）１つのドット
を形成し、着弾させるインク滴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があ
る。この方式は、解像度を低下させることなく階調記録
を行うことができるものであり、１つ１つのインク滴自
体の大きさを大きく変化させることの困難な方式のイン
クジェット記録には特に有効である。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
マルチドロップレット方式では１つの画素を１つのノズ
ルから吐出する複数のインク滴で形成するため、ノズル
毎のインク滴容量のバラツキがあると本来均一であるべ
き画像にスジが生じたり濃度ムラが生じるという問題が
あった。

【０００５】この問題は、高速で記録を行うため、上述
のようにノズル数を多くして１回のヘッドと記録媒体と
の相対走査で記録される幅を広くした場合に顕著にな
る。ノズル数を多くして上記記録幅が広くなれば、濃度
ムラの低周波空間周波数成分が多くなり、よりムラが目
立ちやすく、ノズル間吐出ばらつきが数パーセント程度
でも濃度ムラ筋を認識できる。

【０００６】これらの問題を避けるために、従来のマル
チドロップレット方式では吐出インク滴容量のノズル間
バラツキを極力おさえるべく、ヘッドの製造を非常に精
密に行わなければならず、その結果コストが高くなった
り、製造歩留まりが悪くなる等の問題があった。また、
濃度ムラをソフトウエア的に解消する方法として、誤差
拡散法などの画像処理を用いてノズル間のインク滴容量
の多少を打ち消すようにインク滴の打ち込み数を変化さ
せる方法なども有効である。しかし、インク滴容量のバ
ラツキが大きいヘッドに対しては濃度ムラを十分に押さ
え込むことが出来ないという問題があった。また、この
ような画像処理法を使ったとしても、インク滴容量のノ
ズル間バラツキが経時的に変化した場合、打ち込みイン
ク滴数を再調整する必要があり、メンテナンス性が悪い
という問題を有している。

【０００７】そこで、本発明は上述の課題を解決するた
めになされたものであり、インク滴容量のノズル間ばら
つきをいずれの階調においても軽減させ、スジ・ムラの
出にくい表現を行い得るインクジェット記録方法を提供
することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段及び作用】本発明は、複数
のノズルを有する記録ヘッドを用いて階調画像の記録を
行うインクジェット記録方法において、１画素を複数の
スキャンにより異なるノズルから吐出されるインクで形
成する際、前記記録ヘッドの各ノズルから吐出されるイ
ンク量に対応する記録濃度に応じて、前記複数の各スキ
ャンでインクを吐出すべきノズルを決定することを特徴
とする。

【０００９】

【００１０】

【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。

【００１１】（実施例１）図１は、本発明に適用可能な
インクジェット記録装置の概略斜視図である。図１にお
いて、１は１２８個のノズル（吐出口）を１６個／ｍｍ
（400dpi) の密度で設けた記録ヘッドであり、各ノズル
にはこれに連通する流路に吐出エネルギーを発生するた
めのヒータ（発熱体）を備えている。ヒータは印加され
る電気パルスに応じて熱を発生し、これによりインク中
に膜沸騰を生じさせ、この膜沸騰による気泡（バブル）
の成長にともなって上記ノズルからインクが吐出され
る。なお、本例では各ノズルにおける吐出周波数は２Ｋ
Ｈｚ、即ち、ヒータの駆動周波数は２ＫＨｚである。

【００１２】４は記録ヘッド１を搭載して移動するため
のキャリッジであり、キャリッジ４の移動はその一部に
おいて摺動可能に係合する２本のガイド軸５Ａ，５Ｂに
案内されながらなされる。６は不図示のインクタンクに
より記録ヘッド１にインクを供給するためのインク供給
チューブであり、７は記録ヘッド１の一部に設けられる
ヘッド駆動回路へ、不図示の本装置制御部から記録デー
タ（画像信号）に基づいた駆動信号や制御信号を送信す
るためのフレキシブルケーブルである。インク供給チュ
ーブ６およびフレキシブルケーブル７は、共にキャリッ
ジ４の移動に追随出来るように可撓性の部材によって構
成されている。また、キャリッジ４は、ガイド軸５Ａ，
５Ｂと平行に張設され、キャリッジ４を移動させるため
のベルト（不図示）の一部と接続し、このベルトが不図
示のキャリッジモータによって駆動されることにより、
キャリッジ４の移動が可能となる。

【００１３】３は、その長手方向がガイド軸５Ａ，５Ｂ
と平行に延在するプラテンであり、２は記録媒体であ
る。記録ヘッド１は、キャリッジ４の移動に伴い、記
録媒体２の吐出口に対向する部分にインクを吐出して記
録を行うことが可能となる。

【００１４】図２は、本発明の一実施例に関するインク
ジェット記録装置のブロック図である。同図において、
１１は画像データを供給するホストコンピュータ、１２
はインク吐出数に対応した吐出ノズルデータを書き込む
ためのメモリー（ＲＡＭ）、１３は演算・制御プロセッ
サ、１４は密度１６ノズル／ｍｍ，ノズル数１２８のイ
ンクジェット記録ヘッド、１５はノズル毎の吐出容量デ
ータが書き込まれているメモリー（ＲＯＭ）である。

【００１５】本装置を用いて、１画素を４回のスキャン
で形成し、インク滴数を０〜４の範囲で変化させ、５階
調の画像を記録する方法について説明する。図３、４
は、本実施例の記録方法を説明するための概念図であ
る。同図において、記録ヘッドには１２８個のノズルが
図の上下方向に並んでおり、便宜上ノズル番号を図の上
から下へ向かって１、２、・・・、１２８とする。

【００１６】まず、使用するヘッドの各ノズルの吐出量
を公知の方法で測定し，そのデータをＲＯＭに書き込ん
でおく。ここでは、吐出インク滴を光学顕微鏡とＴＶカ
メラを用いて撮影し、その大きさから計算によって求め
た。

【００１７】記録媒体に記録を行う際には、まずＮｏ．
９７〜１２８のノズルのみを用いて、主走査方向にキャ
リッジを31.75mm/秒の速度で移動させつつ記録を行う。
この結果、図４（ａ）のように、記録媒体の上方から１
〜３２の画素が０または１のインク滴で記録されること
になる。次に、記録媒体を３２画素分上方（副走査方
向）へ送り（図中では便宜上ヘッドが下方へ相対的に移
動したことになっている）、Ｎ０．６５〜１２８のノズ
ルを用いて記録を行う。この結果、図４（ｂ）のよう
に、Ｎｏ．６５〜９６のノズルは前回Ｎｏ．９７〜１２
８のノズルで記録した１〜３２の画素の部分を記録し、
Ｎｏ．９７〜１２８のノズルは新たに３３〜６４の画素
を記録することになる。従って、１〜３２の画素は１画
素当たり０〜２のインク滴数で記録されることになる。

【００１８】次に、記録媒体を再び３２画素分上方へ送
り、Ｎｏ．３３〜１２８のノズルを用いて記録を行う
（図４（ｃ））。更に、紙を３２画素分上方へ送りＮ
ｏ．１〜１２８のノズルを用いて記録を行う（図４
（ｄ））。これ以降は、記録媒体を３２画素分上方へ送
りＮｏ．１〜１２８の全ノズルを用いて記録行うことを
繰り返す。このような記録を行うと、例えばＮｏ．１の
画素は、ノズルＮｏ．１，３３，６５，９７（記録順序
はこの逆）の計４ノズルから吐出するインク滴で形成さ
れることになる。

【００１９】さて、１画素当たりに打ち込むべきインク
滴数は画像データにより決まり、本実施例では５階調の
記録なので０，１，２，３，４の５通りである。このと
き、どのノズルを使用して所望のインク滴数を打ち込む
かは、できるだけ異なるノズルを組み合わせて使用する
ように、また使用するノズルのインク滴吐出容量の和が
ヘッド全体の吐出量平均になるべく近くなるよう、ＲＯ
Ｍデータを利用して演算プロセッサにより決定する。

【００２０】例えば、ノズルＮｏ．１，３３，６５，９
７の吐出容量が、それぞれ８，１０，１０，１２ｐｌ
で、ヘッド全体の１２８ノズルの吐出量平均が１０ｐｌ
であったとする。この場合、打ち込むべきインク滴数が
１の時Ｎｏ．３３またはＮｏ．６５ノズルを用い、打ち
込むべきインク滴数が２の時Ｎｏ．１とＮｏ．９７ノズ
ルまたはＮｏ．３３とＮｏ．６５ノズルを用い、打ち込
むべきインク滴数が３の時Ｎｏ．１，３３，９７または
Ｎｏ．１，６５，９７の３ノズルの組み合せを用いるよ
うにする。また打ち込むべきインク滴数が４の時はＮ
ｏ．１，３３，６５，９７の４ノズルを用いる。

【００２１】以上のような計算を全画素について行い、
吐出すべきノズルを決定しながら記録を行ってゆく。上
記動作について、図５に示すフローチャートを参照して
説明する。

【００２２】図５において、記録が開始すると、ステッ
プＳ１で３２ライン分の画像データをホストコンピュー
タ１１から受け取り、ステップＳ２で画像データから１
画素当りに打ち込むインク滴数ｍを求める。ここでは、
ｍは０〜４である。ステップＳ３で、ｍ＝４ならば、ス
テップＳ４へ行き４ノズルを選択する。一方、ステップ
Ｓ３でｍ≦３ならば、ステップＳ５へ行きＲＯＭ１５か
ら吐出容量データを読み取る。ステップＳ６で、Ｖとし
て平均吐出容量×ｍを求め、ステップＳ７で図６に示す
ような使用ノズルの各組み合わせにおける合計吐出容量
を計算し、これに基づいてＶに最も近い組み合わせを選
択する。そして、上記選択した結果をステップＳ８でＲ
ＡＭ１２に書き込む。

【００２３】３２ライン中の全画素が終了するまでステ
ップＳ２〜ステップＳ８を繰り返す（ステップＳ９）。
全画素終了すると、ステップＳ１０でＲＡＭ１２を参照
しながらインク滴を吐出し、記録する。全ラインが終了
するまでステップＳ１〜ステップＳ１０を繰り返す（ス
テップＳ１１）。

【００２４】以上のような記録方法を用いて記録を行っ
たところ、いずれの階調においても、各ノズルのインク
滴容量のバラツキが平均化され、スジやムラの目立たな
い画像が得られた。

【００２５】なお、本実施例では各ノズルの吐出容量デ
ータをＲＯＭに持ち、演算プロセッサによって使用ノズ
ルを決定したが、予め画像信号と使用ノズルの関係を求
めておき、この情報をＲＯＭに書き込んでおいても良
い。また、本実施例では、１スキャン当たり１ノズルか
ら１画素に吐出するインク滴は、０または１滴である
が、これを複数にしても良い。

【００２６】（実施例２）図７は、本発明の実施例２に
関するインクジェット記録装置のブロック図である。同
図において、１１は画像データを供給するホストコンピ
ュータ、１２はノズル毎の濃度データが書き込まれるメ
モリー（ＲＡＭ）、１３は演算・制御プロセッサ、１４
は密度１６ノズル／ｍｍ，ノズル数１２８のインクジェ
ット記録ヘッドである。

【００２７】本実施例では、まず、使用すべきヘッドの
全ノズルを用いて、種々の信号レベルに対応するグレー
スケールを記録する。次に、このグレースケールを公知
の濃度測定装置で読み取り、各ノズル毎の信号レベル−
濃度データを測定し、これをＲＡＭ１２に書き込んでお
く。記録媒体に記録を行う場合は実施例１と同様に行わ
れるが、吐出すべきノズルはＲＡＭ１２に書かれている
濃度データを参照しながら決定される。

【００２８】本実施例では濃度データをＲＡＭ１２に納
めたため、出荷後に何らかの原因でノズル毎の濃度デー
タが変化した場合でも、ユーザーまたはサービスマンが
ＲＡＭ１２を変更することが可能である。また、いくつ
かのノズルが故障し不吐出になった場合でも、ＲＡＭ１
２を変更して他の吐出可能なノズルで不吐出ノズルの代
行をさせることにより、ヘッドの使用寿命を伸ばすこと
が出来る。

【００２９】（実施例３）図８は、本発明の実施例３に
関するインクジェット記録装置のブロック図である。同
図において、１１は画像データを供給するホストコンピ
ュータ、１２はノズル毎の濃度データが書き込まれるメ
モリー（ＲＡＭ）、１３は演算・制御プロセッサ、１４
は密度１６ノズル／ｍｍ，ノズル数１２８のインクジェ
ットヘッド、１６はＣＣＤスキャナーである。

【００３０】本実施例ではまず、使用すべきヘッドの全
ノズルを用いて種々の信号レベルに対応するグレースケ
ールを記録する。次に、このグレースケールをＣＣＤス
キャナー１６で読み取り、各ノズル毎の信号レベル−濃
度データを測定し、これをＲＡＭに書き込んでおく。記
録媒体に記録を行う場合は実施例１と同様に行われる
が、吐出すべきノズルはＲＡＭ１２に書かれている濃度
データを参照しながら決定される。本実施例では濃度デ
ータの読取り装置（ＣＣＤスキャナー）が内蔵されてい
るため、出荷後に何らかの原因でノズル毎の濃度データ
が変化した場合でもユーザーが簡単にデータを補正で
き、メンテナンス性が向上する。

【００３１】なお、上記実施例では、各ノズルの記録濃
度として、各ノズル単独で記録を行った時のＯＤ値や、
ＯＤとほぼ１対１対応する吐出容量を用いたが、吐出容
量と密接な関係を持つ吐出速度等を用いても良い。

【００３２】上記実施例では、液滴を記録ヘッド内の発
熱体でインクを膜沸騰させることによって吐出させる記
録方式で本発明を説明したが、ピエゾ素子でノズルを振
動もしくは収縮させて液滴を吐出させるいわゆるピエゾ
ジェット記録方式でも、本発明は有効である。

【００３３】本発明は、特にインクジェット記録方式の
中でも熱エネルギーを利用する方式の記録ヘッド、記録
装置に於いて、優れた効果をもたらすものである。

【００３４】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
行なうものが好ましい。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
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一つの駆動信号を
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させて、結
果的にこの駆動信号に一対一対応し液体（インク）内の
気泡を形成出来るので有効である。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、少なくとも一つの滴を形成する。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なわ
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４３
４５２６２号明細書に記載されているようなものが適し
ている。尚、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、更に優れた記録を行なうことができ
る。

【００３５】

【発明の効果】本発明によれば、画素間の濃度バラツキ
を極めて小さく出来るため、従来に比べ簡単なシステム
構成で鮮明な画像を得ることが容易になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明が適用可能なインクジェット記録装置を
示す概略斜視図である。

【図２】本発明の実施例１の制御構成を示すブロック図
である。

【図３】実施例１の記録動作を説明するための図であ
る。

【図４】実施例１の画素形成過程を示す図である。

【図５】実施例１の画素形成動作を示すフローチャート
である。

【図６】実施例１のノズル選択を説明するためのテーブ
ルである。

【図７】実施例２の制御構成を示すブロック図である。

【図８】実施例３の制御構成を示すブロック図である。

【符号の説明】

１、１４記録ヘッド２記録媒体３ドラム１１ホストコンピュータ１２ＲＡＭ１３演算プロセッサ

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】複数のノズルを有する記録ヘッドを用い
て階調画像の記録を行うインクジェット記録方法におい
て、１画素を複数のスキャンにより異なるノズルから吐出さ
れるインクで形成する際、前記記録ヘッドの各ノズルか
ら吐出されるインク量に対応する記録濃度に応じて、前
記複数の各スキャンでインクを吐出すべきノズルを決定
することを特徴とするインクジェット記録方法。
【請求項２】前記記録ヘッドの各ノズルから吐出され
るインク量に対応する記録濃度に応じて、前記複数の各
スキャンでインクを吐出すべきノズル及びその吐出数を
決定することを特徴とする請求項１記載のインクジェッ
ト記録方法。
【請求項３】前記記録ヘッドは、熱エネルギーによっ
てインクに状態変化を生起させ、該状態変化に基づいて
インクをノズルから吐出させることを特徴とする請求項
１記載のインクジェット記録方法。