JP3226754B2

JP3226754B2 - インクジェットプリント装置およびインクジェットプリント方法

Info

Publication number: JP3226754B2
Application number: JP10853795A
Authority: JP
Inventors: 真塩谷
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1995-05-02
Filing date: 1995-05-02
Publication date: 2001-11-05
Anticipated expiration: 2016-11-05
Also published as: JPH08300691A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、プリント媒体上に階調
性のある高品位の画像をプリントすることができるイン
クジェットプリント装置およびインクジェットプリント
方法に関するものである。

【０００２】本発明は、紙や布、革、不織布、ＯＨＰ用
紙等、さらには金属等のプリント媒体を用いる機器すべ
てに適用可能である。具体的な適用機器としては、プリ
ンタ、複写機、ファクシミリ等の事務機器や工業用生産
機器等を挙げることができる。

【０００３】

【従来の技術】インクジェット方式で階調性のある画像
を記録する上での問題点の一つとして、画像のハイライ
ト部つまり光学濃度（以下「ＯＤ」という）の低い部分
の画質がある。

【０００４】インクジェット方式においてハイライト部
を記録する方法には、Ａ．単位面積当りのドット数を少なくする。

【０００５】Ｂ．ドットの光学濃度（以下、単に「ドッ
トＯＤ」という）を低くする。

【０００６】Ｃ．ドット径を小さくする。

【０００７】方法がある。また、以上のＡ，Ｂ，Ｃのい
ずれかの方法を組み合わせることもある。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】上記Ａの方法では、大
きな視野で見る場合には確かにハイライト部のＯＤを低
くすることができる。しかし、それをより近い距離で見
ると、ドット径が大きくドットＯＤが高い場合には、１
つ１つのドットが見えてしまい、いわゆる粒状感（本来
なめらかであるべき画像がザラザラに見えてしまうこ
と）を生じることになる（図１（Ｂ）参照）。図１
（Ｂ）では、ドットＯＤを１．０としている。なお、図
１（Ａ）のようにドットが形成されていないときのＯＤ
は０．１０とする。

【０００９】また、上記Ｂの方法は、同色で濃度の異る
インクを複数用いて記録を行う（図１（Ｃ）参照）。図
１（Ｃ）では、図１（Ｂ）と同径のドットのＯＤを０．
５としている。この方法では、異る濃度のインクそれぞ
れに対応する数のヘッドを用意しなければならず、その
分、ヘッドの数が増えてコストが高くなったり、また濃
いインクとそれをうすめる液を混合して濃度を変化させ
てヘッドに供給して記録を行う場合には、インク供給の
方法が複雑になったりするという問題がある。また、そ
れらいずれの場合にもプリンタ本体が大きくなってしま
い、コストが高くなったり、ユーザーの持運び性が悪化
する等の問題がある。

【００１０】更に、異る濃度のインクそれぞれにヘッド
を用意する場合、例えば、インクジェット記録装置で通
常用いられるイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン
（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の４色のインクをそれぞれ濃淡
２種類とする程度であれば、ヘッドの数は計８個となっ
て、ヘッドの数の増加に伴うコストアップの問題はある
程度許容できるものの、１色のインクについての濃淡が
２種類と少ないために、以下のような問題が生じる。

【００１１】Ｂ−１．淡インク濃度が高いと粒状性が十
分消えず、高画質画像が得られない。

【００１２】Ｂ−２．淡インク濃度が低く、濃インク濃
度が高いと次のような問題（ａ），（ｂ）が生じる。

【００１３】（ａ）中間濃度領域に、淡インクのドット
を多数吐出することによって濃度を出そうとすれば、イ
ンクがプリント媒体としての紙の上であふれてブリーデ
ィング（異色境界部でにじみが発生し画像劣化する）
や、コックリング（紙がインクで膨潤し波打つ現象であ
り、画像劣化や紙のジャムを引き起こす）が発生しやす
くなる。

【００１４】（ｂ）中間濃度領域に、濃インクのドット
を少数吐出することによって濃度を出そうとすれば、粒
状性が悪くなる。

【００１５】（ｃ）中間濃度領域に擬似輪郭が発生しや
すい。

【００１６】Ｂ−３．濃淡両インクともに濃度を低くす
れば、画像の高濃度部において、記録インク滴の吐出数
が増えて、ブリーディングやコックリングが発生しやす
くなる。

【００１７】以上のように、濃淡インクの種類が少ない
と、インク濃度をどのように選んでも問題が生ずる。

【００１８】次に、上記Ｃの方法は、図１（Ｄ）のよう
にドット径を極めて小さくできれば極めて有効な方法で
ある。図１（Ｄ）では、図１（Ｂ）よりも小径のドット
のＯＤを１．０としている。しかし、この方法において
は、微小なインク滴を吐出するために、ヘッドのインク
流路やオリフィスを微小に設定する必要があり、これら
の部分を小さく製造することは、製法や材料上の限界の
ために難しく、また製造歩留りの低下等の問題も生ず
る。また、インクを吐出させるエネルギー源として発泡
用のヒーターを用いた優れたインクジェット記録装置に
おいては、以上の問題に加えて、その発泡用のヒーター
も微小に作らなければならない。しかし、熱的な問題、
つまりヒーターが微小化すればするほど発泡に使われず
にヒーター回りに逃げる熱の割合が相対的に高くなって
発泡のためのエネルギー変換効率が悪くなるという問題
が生じたり、電気的な問題、つまりヒーターへの配線が
微小化すると配線抵抗が増えてしまうという問題等が生
ずる。

【００１９】本発明は、以上の問題に鑑みなされたもの
であり、ハイライト部の粒状性が低くて、高品位の画像
をプリントすることができるインクジェットプリント装
置およびインクジェットプリント方法を提供することに
ある。

【００２０】

【課題を解決するための手段】本発明のインクジェット
プリント装置は、淡インクを吐出するための淡インクヘ
ッド部および前記淡インクよりも濃度の高い濃インクを
吐出するための濃インクヘッド部を用いて、淡インクド
ットによる淡画素と濃インクによる濃画素とで構成され
る画像を被プリント媒体にプリントするためのインクジ
ェットプリント装置において、前記淡インクで記録すべ
き淡画素について、当該淡画素が画像のエッジ部に相当
するか否かを判断するための判断手段と、下記式で表さ
れるレイノルズ数Ｒｅとウェーバー数Ｗｅの少なくとも
一方の値を制御するための制御手段とを有し、前記制御
手段は、（ａ）前記画像のエッジ部に相当しない淡画素
をプリントする場合、インクの飛び散り現象であるスプ
ラッターを発生させるように前記レイノルズ数Ｒｅと前
記ウェーバー数Ｗｅの少なくとも一方の値を制御し、
（ｂ）前記画像のエッジ部に相当する淡画素をプリント
する場合、前記スプラッターを発生させないように前記
レイノルズ数Ｒｅと前記ウェーバー数Ｗｅの少なくとも
一方の値を制御し、（ｃ）前記濃画素をプリントする場
合、前記スプラッターを発生させないように前記レイノ
ルズ数Ｒｅと前記ウェーバー数Ｗｅの少なくとも一方の
値を制御することを特徴とする。

【数３】（但し、上記式中において、ヘッド部から吐出されるイ
ンク滴の速度はｖ、真球換算直径はｄ、密度はρ、粘度
はη、表面張力はγを表している。）

【００２１】本発明のインクジェットプリント方法は、
淡インクを吐出するための淡インクヘッド部および前記
淡インクよりも濃度の高い濃インクを吐出するための濃
インクヘッド部を用いて、淡インクドットによる淡画素
と濃インクによる濃画素とで構成される画像を被プリン
ト媒体にプリントするためのインクジェットプリント方
法において、前記淡インクで記録すべき淡画素につい
て、当該淡画素が画像のエッジ部に相当するか否かを判
断し、下記式で表されるレイノルズ数Ｒｅとウェーバー
数Ｗｅの少なくとも一方の値を制御対象として、（ａ）
前記画像のエッジ部に相当しない淡画素をプリントする
場合、インクの飛び散り現象であるスプラッターを発生
させるように前記レイノルズ数Ｒｅと前記ウェーバー数
Ｗｅの少なくとも一方の値を制御し、（ｂ）前記画像の
エッジ部に相当する淡画素をプリントする場合、前記ス
プラッターを発生させないように前記レイノルズ数Ｒｅ
と前記ウェーバー数Ｗｅの少なくとも一方の値を制御
し、（ｃ）前記濃画素をプリントする場合、前記スプラ
ッターを発生させないように前記レイノルズ数Ｒｅと前
記ウェーバー数Ｗｅの少なくとも一方の値を制御するこ
とを特徴とする。

【数４】（但し、上記式中において、ヘッド部から吐出されるイ
ンク滴の速度はｖ、真球換算直径はｄ、密度はρ、粘度
はη、表面張力はγを表している。）

【００２２】

【００２３】

【００２４】

【００２５】

【００２６】

【００２７】

【００２８】

【００２９】

【作用】本発明によれば、低濃度域と高濃度域でのプリ
ント条件を変更する簡単な構成によって、ハイライト部
の粒状性が低い画像を得る。

【００３０】

【実施例】まず、本発明の概要について説明する。

【００３１】（本発明の概要）本発明は、以下のような
知見に基づいてなされたものである。

【００３２】まず、発明者の検討によれば、吐出するイ
ンク滴のＲｅ，Ｗｅが高いと、そのインク滴がプリント
媒体としての紙に着弾した際の衝撃でインク滴自体が飛
び散る現象（以下、「スプラッター」という）が発生す
る。ここで、Ｒｅはレイノルズ数、Ｗｅはウェーバー数
であり、吐出インク滴の速度をｖ、真球換算直径をｄ、
密度をρ、粘度をη、表面張力をγとすると、

【００３３】

【数７】

【００３４】と定義される。

【００３５】図２，図３は、その着弾の様子を模式的に
表わした図である。

【００３６】図２は、ＲｅやＷｅが低い場合の例であ
り、インク滴は紙に接触した後、同図（ｃ），（ｄ），
（ｅ）のように、インク滴の運動エネルギーによって平
らな円盤状に拡がる。この拡がりは、インク内の粘性抵
抗によるエネルギー損失と、インク滴の表面張力によっ
て減衰し、ＲｅとＷｅによって定まる一定の大きさまで
拡がって停止する。それまでにかかる時間は、インク滴
の大きさによっても異るが、通常のインクジェット記録
装置に用いられる数ｐｌ〜数百ｐｌの大きさのインク滴
では、数μｓｅｃ〜数十μｓｅｃとなってインクの紙へ
の浸透はほとんど生じていない。

【００３７】図３は、Ｒｅ，Ｗｅが高い場合の例であ
り、インク滴は、着弾後、粘性や表面張力による滴を保
とうとするエネルギーに対して着弾の運動エネルギーが
大きくなるために、同図（ｃ），（ｄ），（ｅ）のよう
に小滴に分裂してしまう。この結果、紙上に形成される
ドットは、着弾位置だけでなく周辺部にも散らばって、
小ドットとして形成されることになる。このようなスプ
ラッター現象は、それが画像のエッジ部、特に高濃度の
エッジ部で生じた場合には、画像の輪郭がぼやけたりき
たならしく感じられたりするために問題である。しか
し、それをハイライト部で発生させると、形成されるド
ットの径が極めて小さくなって、粒状性が劇的に改善さ
れる。

【００３８】ところで、スプラッターの発生は、本発明
者の検討によると、主に、ＲｅとＷｅによって支配され
ており、１５０＜Ｒｅ，１５０＜Ｗｅで少しづつ発生し
はじめる。しかし、ＲｅとＷｅのどちらか一方がより支
配的であるということではなく、また両者の線型的な結
合（例えば、両者の和）とスプラッターの発生が関係し
ているのではない。近似的には、ＲｅとＷｅの積がスプ
ラッターに関係しており、この積が２０００以上だとス
プラッターが発生しはじめ、それが４００００以上だと
激しくスプラッターすることが分かった。

【００３９】更に、スプラッターは、インク滴のＲｅ，
Ｗｅのみではなく、紙等のプリント媒体の表面の凹凸に
も関係することが発明者の検討によって明らかとなっ
た。すなわち、同じＲｅ，Ｗｅでも、紙表面の凹凸の度
合が大きいほどスプラッターが発生しやすく、その紙表
面が平滑であるとスプラッターが発生しにくい。

【００４０】（実施例１）図４は、本発明を適用可能な
インクジェット記録装置の要部の斜視図である。

【００４１】図４において、符号１は記録ヘッドを示
し、１２８個の吐出口を６００ＤＰＩの密度で設けた計
８個のヘッド部（Ｈ１〜Ｈ８）を有している。各吐出口
に連通する流路には、インクの吐出に利用されるエネル
ギーを発生するためのヒーターを備える。ヒーターは、
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の
成長に伴なって上記吐出口からインクが吐出させる。各
ヘッドＨ１〜Ｈ８は、Ｙ（イエロー）、Ｍ（マゼン
タ）、Ｃ（シアン）、Ｋ（ブラック）の濃淡の計８種類
のインクを吐出する。符号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を示し、キャリッジ４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５
Ａ，５Ｂに案内されながら移動する。また、キャリッジ
４は、ガイド軸５Ａ，５Ｂと平行に張設されたベルト３
の一部に接続されており、このベルト３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が移動する。記録ヘッド１は、キャリッジ４の移動
に伴ない、吐出口に対向するプリント媒体としての記録
紙２の部分に対し、その吐出口からインクを吐出するこ
とによって記録を行う。

【００４２】なお、各ヘッドとして、インクの吐出時に
気泡がインク吐出口から大気に連通するものを用いても
よく、この場合にはより微小なインク滴の吐出が可能と
なる。

【００４３】図５は、本実施例装置の制御系のブロック
構成図である。

【００４４】図５において、メインコントローラ１００
はＣＰＵの形態を有し、本例装置全体の制御を実行す
る。すなわち、本例装置に対してホスト装置をなすホス
トコンピュータ２００との各種データの授受を行いなが
ら上記制御を実行するものであり、例えば、ホストコン
ピュータ２００から送られる画像データは、所定量毎に
フレームメモリ１００Ｍに格納される。フレームメモリ
１００Ｍに格納される画像データは、各種変換処理が施
された後、記録ヘッド１を駆動して記録を行うための駆
動データとして、駆動データＲＡＭ１１０Ｍに格納され
る。

【００４５】ドライバコントローラ１１０は、メインコ
ントローラ１００により制御されるタイミングでヘッド
ドライバ１１０Ｄへ駆動データを送り、ヘッドドライバ
１１０Ｄは、このデータに応じて記録ヘッド１を駆動し
インク吐出を行う。

【００４６】メインコントローラ１００は、記録ヘッド
１からのインク吐出タイミングに応じて、モータドライ
バ１０４Ｄを介してモータ１０４の駆動を制御し、キャ
リッジ４（図４参照）による記録ヘッド１のスキャンを
行う。また、メインコントローラ１００は、モータドラ
イバ１０２Ｄを介してモータ１０２の駆動を制御し、プ
ラテンローラ３を回転させる。

【００４７】図６は、ヘッド１における吐出用のヒータ
ーを駆動するためのパルス波形を示す。

【００４８】図６（ａ）のパルス波形１は、濃インク及
び淡インクを吐出するために用いる駆動信号であり、同
図（ｂ）のパルス波形２は、淡インクを吐出するために
用いる駆動信号である。パルス波形２において先行する
２つのパルスは、インクを発泡させることはないがヒー
ター上のインクを加熱する程度の熱エネルギーを発生さ
せるためのものである。

【００４９】本実施例で用いる濃淡インクの組成をそれ
ぞれ下表１に示す。なお、表１中の数字は重量％であ
る。

【００５０】

【表１】

【００５１】ＤＥＧ：ジエチレングリコール，ＴＤＧ：
チオジグリコール，ＩＰＡ：イソプロパノール。

【００５２】濃淡インクのそれぞれ物性ρ，ηを下表２
に示す。

【００５３】

【表２】

【００５４】吐出するインク滴のｄ，ｖは、濃，淡イン
クとパルス波形１，２との組み合わせによって下表３の
とおりとなる。

【００５５】

【表３】

【００５６】吐出インク滴のＲｅ，Ｗｅは、下表４のよ
うになる。

【００５７】

【表４】

【００５８】画像の記録は次のように行う。まず、入力
画像データを誤差拡散等の公知の画像処理方法によって
処理し、濃インクで記録すべき画素と淡インクで記録す
べき画素に振り分ける。更に、淡インクで記録すべき画
素は、その画素が画像のエッジ部に相当するか否かを判
断し、エッジ部ならばパルス波形１によって記録し、非
エッジ部ならばパルス波形２によって記録する。

【００５９】このようにして記録を行うと、淡インクで
記録される画素の内、画像の非エッジ部を形成する画素
においては、ＲｅとＷｅの値が大きいためにスプラッタ
ーが発生し、微小ドット群で画素が形成されて、粒状性
の低いなめらかな画像が形成された。

【００６０】なお、本実施例では淡インク滴の吐出に当
って２種類のパルス波形１，２を用いたが、これを全て
パルス波形２で記録しても良い。これによって、淡イン
クの画素の全てでスプラッターが発生し、淡インク滴で
形成される画像のエッジ部がぼやけてしまうということ
にはなるものの、濃度の低い画像のエッジ部のぼやけは
視覚的にあまり目立たないため、そのようなぼやけによ
る問題は軽度であり、またパルス波形を１種類にすれ
ば、エッジ部の判定の画像処理や駆動回路が単純化する
という利点がある。

【００６１】（実施例２）前述した実施例１と同様のプ
リンターを用いて、ヘッドとインクを以下のように異な
らせて記録を行う。

【００６２】ヘッドに関しては、濃インク吐出用のヘッ
ドは、淡インク用のヘッドよりも小さいサイズの吐出用
ヒーターを持ち、その濃インクの吐出速度が淡インクよ
りも遅くなっている。それぞれのインクは、下表５に示
す組成と物性を有している。

【００６３】

【表５】

【００６４】吐出インク滴のｄ，ｖは下表６のとおりで
ある。

【００６５】

【表６】

【００６６】この結果、吐出インク滴のＲｅ，Ｗｅは下
表７のようになる。

【００６７】

【表７】

【００６８】そして、前述した実施例１と同様に、入力
画像データの処理を行い記録を行った。この結果、淡イ
ンク滴で形成される画素では、スプラッターが発生して
粒状性の少ないなめらかな画像が得られた。

【００６９】なお、本実施例では、淡インクの画素の全
てにおいてスプラッターが発生してしまうが、実施例１
と同様に、パルス波形を画像のエッジ部と非エッジ部で
異らせて、エッジ部では、スプラッターを起こさせずに
ぼけのない画像を得ることも可能である。

【００７０】（実施例３）本実施例では、濃インクのみ
を用いて記録を行う。インクは実施例２の濃インクと同
じものを用いる。吐出に用いるパルス波形は、図６
（ａ），（ｂ）のパルス波形１，２である。それらのパ
ルス波形１，２による吐出インク滴のｄとｖは下表８の
とおりである。

【００７１】

【表８】

【００７２】この結果、吐出インク滴のＲｅ，Ｗｅは次
のようになる。

【００７３】

【表９】

【００７４】記録に際しては、入力画像データを誤差拡
散法によって処理し、そして記録を行うべき画素を定め
る。次に、画像濃度の高い部分を形成する画素にはパル
ス波形１を割り当て、濃度の低い部分を形成する画素に
はパルス波形２を割り当てる。画像濃度が高いか低いか
の判断は、次のような（１），（２）の方法などによ
る。

【００７５】（１）一定の大きさの画素エリア（例え
ば、４×４画素）中に、記録ドットが一定個数以上又は
一定個数未満であるかに応じて判定する。例えば、４×
４画素中に、５ドット以上があるときを高濃度、４ドッ
ト以下であるときを低濃度と判断する。

【００７６】（２）判定すべき画素エリアとしての上下
左右の４画素、または以下左右と斜め上下左右の８画素
中に記録ドットがあれば高濃度を判断し、なければ低濃
度と判断する。

【００７７】このように記録を行った結果、画像のハイ
ライト部においては、高Ｒｅ、高Ｗｅで記録が行われる
ため、スプラッターが発生して粒状性の少ない画像が得
られた。

【００７８】また、本実施例は、パルス波形等の駆動条
件を変化させた時にｄがほとんど変化せず、ｖのみが変
化するインクジェット記録装置に適している。このよう
なインクジェット記録装置としては、例えば、特開平４
−１０９４０号公報，特開平４−１０９４１号公報，特
開平４−１０９４２号公報に開示されるように、熱エネ
ルギーによってインクを発泡させ、これによってインク
を吐出し、かつこの気泡が大気と連通するものがある。

【００７９】（実施例４）本実施例は、実施例３と同じ
ヘッド、インク、パルス波形を用いて記録を行う。従っ
て、吐出するインク滴のＲｅとＷｅは実施例３の表９と
同じである。

【００８０】本実施例では、表面が平滑な被記録材に対
して記録をする時は、図６（ｂ）のパルス波形２によっ
てインクの吐出を行い、表面が荒い被記録材に対して記
録をする時は、図６（ａ）のパルス波形１によってイン
クの吐出を行う。これによって、前者の表面の平滑な被
記録材において非常に鮮明な画像が得られ、また後者の
表面の荒い被記録材物においては、前者よりやや劣るも
ののスプラッターのない鮮明な画像が得られた。この理
由は、以下のように考えられる。すなわち、パルス波形
２は、吐出速度が速く、インク滴の着弾位置が正確にな
って鮮明な画像が得られるため、スプラッターが起きに
くい平滑な被記録材に記録を行う場合に適している。こ
れに対し、表面の荒い被記録材に対しては、パルス波形
２ではスプラッターが発生して画像が劣化してしまうた
め、パルス波形１を使用するのが良い。

【００８１】被記録材の表面の平滑の程度に応じて、ど
ちらのパルス波形を用いるかの選定方法としては、次の
ような方法を採ることができる。例えば、用いるパルス
波形を切り換えるための切り換えスイッチをプリンタに
設け、ユーザーが紙の平滑性や、試し印字の結果から最
適なパルス波形を判断して、その切り換えスイッチを切
り換える方法、または被記録材の種類（例えば、コピー
紙、ボンド紙、コート紙、トランスペアレンシーフィル
ム等）をユーザーがホストコンピュータに入力し、これ
に応じてパルス波形の指示（例えば、コピー紙およびボ
ンド紙に対してパルス波形１を指示、コート紙およびト
ランスペアレンシーフィルムに対してはパルス波形２を
指示）をホストコンピュータからプリンタへ出力する方
法、あるいはプリンタに被記録材の平滑性や種類を自動
識別する検出器を設けて、その検出器の識別結果に基づ
いて用いるパルス波形を切り換える方法、などを用いる
ことができる。

【００８２】（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。

【００８３】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。

【００８４】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。

【００８５】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。

【００８６】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。

【００８７】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。

【００８８】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。

【００８９】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。

【００９０】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。

【００９１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
低濃度域と高濃度域でのプリント条件を変更する簡単な
構成によって、ハイライト部の粒状性が低い画像を得る
ことができる。特に、濃淡インクを用いて記録を行う際
に、インクの濃度の種類が少なくても、ハイライト部に
おける粒状性を十分に低くすることが可能である。ま
た、インク濃度が一種類の場合でも、ヘッドに極めて微
小なインク流路、オリフィス、あるいはヒーターなどを
設けることなく、粒状性の少ない画像の記録を行うこと
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】画像を形成するドットの光学濃度の説明図であ
る。

【図２】レイノルズ数Ｒｅやウェーバー数Ｗｅが小さい
ときのインク滴の着弾状態の説明図である。

【図３】レイノルズ数Ｒｅやウェーバー数Ｗｅが大きい
ときのインク滴の着弾状態の説明図である。

【図４】本発明を適用可能なインクジェット記録装置の
要部の斜視図である。

【図５】図４に示すインクジェット記録装置の制御系の
ブロック構成図である。

【図６】図５に示す記録ヘッドの駆動用パルス信号の波
形図である。

【符号の説明】

１記録ヘッド１００メインコントローラ１１０ドライバコントローラ１１０Ｄヘッドドライバ

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】淡インクを吐出するための淡インクヘッ
ド部および前記淡インクよりも濃度の高い濃インクを吐
出するための濃インクヘッド部を用いて、淡インクドッ
トによる淡画素と濃インクによる濃画素とで構成される
画像を被プリント媒体にプリントするためのインクジェ
ットプリント装置において、前記淡インクで記録すべき淡画素について、当該淡画素
が画像のエッジ部に相当するか否かを判断するための判
断手段と、下記式で表されるレイノルズ数Ｒｅとウェーバー数Ｗｅ
の少なくとも一方の値を制御するための制御手段とを有
し、前記制御手段は、（ａ）前記画像のエッジ部に相当しな
い淡画素をプリントする場合、インクの飛び散り現象で
あるスプラッターを発生させるように前記レイノルズ数
Ｒｅと前記ウェーバー数Ｗｅの少なくとも一方の値を制
御し、（ｂ）前記画像のエッジ部に相当する淡画素をプ
リントする場合、前記スプラッターを発生させないよう
に前記レイノルズ数Ｒｅと前記ウェーバー数Ｗｅの少な
くとも一方の値を制御し、（ｃ）前記濃画素をプリント
する場合、前記スプラッターを発生させないように前記
レイノルズ数Ｒｅと前記ウェーバー数Ｗｅの少なくとも
一方の値を制御することを特徴とするインクジェットプ
リント装置。【数１】（但し、上記式中において、ヘッド部から吐出されるイ
ンク滴の速度はｖ、真球換算直径はｄ、密度はρ、粘度
はη、表面張力はγを表している。）
【請求項２】前記制御手段は、前記画像のエッジ部に
相当しない淡画素をプリントする場合、前記濃画素をプ
リントする場合に比して、前記速度ｖを大きくすること
を特徴とする請求項１に記載のインクジェットプリント
装置。
【請求項３】前記制御手段は、前記画像のエッジ部に
相当しない淡画素をプリントする場合、前記濃画素をプ
リントする場合に比して、前記レイノルズ数Ｒｅと前記
ウェーバー数Ｗｅとの積を大きくすることを特徴とする
請求項１または２に記載のインクジェットプリント装
置。
【請求項４】前記制御手段は、前記画像のエッジ部に
相当しない淡画素による低濃度域をプリントする際の前
記レイノルズ数Ｒｅと前記ウェーバー数Ｗｅとの積を２
００００以上とすることを特徴とする請求項３に記載の
インクジェットプリント装置。
【請求項５】前記ヘッド部は、インクに気泡を生成す
るための熱エネルギーを発生する電気熱変換体を備え、
前記気泡の生成によってインクを吐出するものであるこ
とを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載のイン
クジェットプリント装置。
【請求項６】前記ヘッド部は、インクの吐出時に前記
気泡がインクの吐出口から大気に連通するものであるこ
とを特徴とする請求項５に記載のインクジェットプリン
ト装置。
【請求項７】前記淡インクヘッド部は、前記電気熱変
換体として、前記濃インクヘッド部よりも大きな熱エネ
ルギーを発生するものを備えたことを特徴とする請求項
５または６に記載のインクジェットプリント装置。
【請求項８】前記制御手段は、被プリント媒体のプリ
ント面が荒いほど、前記レイノルズ数Ｒｅと前記ウェー
バー数Ｗｅの少なくとも一方を小さく設定可能であるこ
とを特徴とする請求項１から７のいずれかに記載のイン
クジェットプリント装置。
【請求項９】淡インクを吐出するための淡インクヘッ
ド部および前記淡インクよりも濃度の高い濃インクを吐
出するための濃インクヘッド部を用いて、淡インクドッ
トによる淡画素と濃インクによる濃画素とで構成される
画像を被プリント媒体にプリントするためのインクジェ
ットプリント方法において、前記淡インクで記録すべき淡画素について、当該淡画素
が画像のエッジ部に相当するか否かを判断し、下記式で表されるレイノルズ数Ｒｅとウェーバー数Ｗｅ
の少なくとも一方の値を制御対象として、（ａ）前記画像のエッジ部に相当しない淡画素をプリン
トする場合、インクの飛び散り現象であるスプラッター
を発生させるように前記レイノルズ数Ｒｅと前記ウェー
バー数Ｗｅの少なくとも一方の値を制御し、（ｂ）前記
画像のエッジ部に相当する淡画素をプリントする場合、
前記スプラッターを発生させないように前記レイノルズ
数Ｒｅと前記ウェーバー数Ｗｅの少なくとも一方の値を
制御し、（ｃ）前記濃画素をプリントする場合、前記ス
プラッターを発生させないように前記レイノルズ数Ｒｅ
と前記ウェーバー数Ｗｅの少なくとも一方の値を制御す
ることを特徴とするインクジェットプリント方法。【数２】（但し、上記式中において、ヘッド部から吐出されるイ
ンク滴の速度はｖ、真球換算直径はｄ、密度はρ、粘度
はη、表面張力はγを表している。）
【請求項１０】前記画像のエッジ部に相当しない淡画
素をプリントする場合、前記濃画素をプリントする場合
に比して、前記速度ｖを大きくすることを特徴とする請
求項９に記載のインクジェットプリント方法。
【請求項１１】前記画像のエッジ部に相当しない淡画
素をプリントする場合、前記濃画素をプリントする場合
に比して、前記レイノルズ数Ｒｅと前記ウェーバー数Ｗ
ｅとの積を大きくすることを特徴とする請求項９または
１０に記載のインクジェットプリント方法。
【請求項１２】前記画像のエッジ部に相当しない淡画
素による低濃度域をプリントする際の前記レイノルズ数
Ｒｅと前記ウェーバー数Ｗｅとの積を２００００以上と
することを特徴とする請求項１１に記載のインクジェッ
トプリント方法。
【請求項１３】前記ヘッド部は、インクに気泡を生成
するための熱エネルギーを発生する電気熱変換体を備
え、前記気泡の生成によってインクを吐出するものであ
ることを特徴とする請求項９から１２のいずれかに記載
のインクジェットプリント方法。
【請求項１４】前記ヘッド部は、インクの吐出時に前
記気泡がインクの吐出口から大気に連通するものである
ことを特徴とする請求項１３に記載のインクジェットプ
リント方法。
【請求項１５】前記淡インクヘッド部は、前記電気熱
変換体として、前記濃インクヘッド部よりも大きな熱エ
ネルギーを発生するものを備えたことを特徴とする請求
項１３または１４に記載のインクジェットプリント方
法。
【請求項１６】被プリント媒体のプリント面が荒いほ
ど、前記レイノルズ数Ｒｅと前記ウェーバー数Ｗｅの少
なくとも一方を小さく設定することを特徴とする請求項
９から１５のいずれかに記載のインクジェットプリント
方法。