JP3251371B2 - 画像形成装置及びその方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、複数の記録要素を備
え、同一色で記録を行う記録ヘッドを走査方向に複数配
設し前記記録ヘッドを走査して記録媒体に画像を形成す
る画像形成装置及びその方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】インクジェット記録方式は、記録信号に
応じてノズルよりインク滴を記録媒体に吐出することに
より、その記録信号に応じた画像を記録するものであ
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。このようなインクジェット法による
記録ヘッドを走査して記録を行うプリンタでは、記録媒
体と記録ヘッドとの相対移動方向にほぼ直交する方向に
直線状に配設された複数のノズルを有する記録ヘッドを
走査して記録することにより、記録ヘッドの１回の走査
で、そのノズル数に対応した幅のデータを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】このようなインクジェット記録方式によっ
て、階調画像を表現する場合には、その階調度に応じて
吐出する液滴の大きさを変化させれば良い。しかし、そ
のような階調記録方法としては未だ実用的なものが無い
のが現状である。そこで通常は、疑似中間調画像処理に
より単位面積当たりの打ち込みインク滴数を制御するこ
とにより階調表現を行っている。また、１つのインク滴
の大きさを小さくしてほぼ同じ位置に複数のインク滴を
打ち込み（着弾させて）１つの画素を形成し、その打ち
込み数（着弾数）を制御することにより階調を表現す
る、所謂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つのインク滴の大きさを大きく変
化させることが困難な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
ルチドッロプレット方式では、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、各ノズ
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。このような問題は、高速で記録を行うこと
ができるように記録ヘッドのノズル数を多くし、記録ヘ
ッドと記録紙との１回の相対走査で記録できる記録幅を
大きくした場合に顕著になる。即ち、このように記録幅
が大きくなると濃度ムラの低周波空間周波数成分が多く
なって、よりムラが目立ち易くなり記録される画像品位
が低下する。特に階調表現を行う場合はムラが目立ち易
く、ノズル間のインク吐出バラツキが例え数パーセント
程度でも、記録された画像における濃度ムラやスジを認
識できるようになる。

【０００５】このような不具合を避けるためには、従来
のマルチドロップレット方式により吐出されるインク滴
容量のノズル間バラツキを極力抑えるべく、記録ヘッド
の製造を非常に精密に行わなければならなかった。これ
により、製造コストが高くなったり、製造の歩留が悪く
なる等の問題があった。また、記録濃度ムラをソフトウ
ェ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ノズル間バラツキ
を打ち消すような画像処理を記録データに施すと、シス
テム全体のコストを引き上げるという問題があった。ま
た、このような画像処理を行ったとしても、吐出される
インク滴容量のバラツキがノズル間で経時的に変化した
場合、打ち込むインク滴数を再調整する必要があり、保
守性が悪くなるという問題を有している。

【０００６】本発明は上記従来例に鑑みてなされたもの
で、記録ヘッドの各記録要素間の記録特性のバラツキに
よるスジや濃度ムラの発生を抑えた画像形成装置及びそ
の方法を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明の画像形成装置は以下のような構成を備える。
即ち、複数の記録要素を備え、同一色で記録を行う記録
ヘッドを走査方向に複数配設し前記記録ヘッドを走査し
て記録媒体に画像を形成する画像形成装置であって、前
記同一色で記録を行う複数の記録ヘッドを走査させる走
査手段と、前記複数の記録ヘッドの１走査で記録される
画像データの各画素を、前記走査方向及び前記記録要素
の配設方向に隣接する同一色の画素が互いに異なる記録
ヘッドで記録されるように各記録ヘッドに割り当てる割
当手段と、前記走査手段による前記複数の記録ヘッドの
走査に同期して前記割当手段により割り当てられた画像
データを前記複数の記録ヘッドのそれぞれに出力して記
録する記録手段と、を有することを特徴とする。複数の
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
て画像を形成する画像形成装置であって、同一色のイン
クを吐出する複数の記録ヘッドと、前記複数の記録ヘッ
ドを走査させる走査手段と、前記複数の記録ヘッドの１
走査で記録される画像データの各画素を、前記記録ヘッ
ドの走査方向及び前記記録ヘッドのノズルの配設方向に
隣接する同一色の画素が互いに異なる記録ヘッドで記録
されるように各記録ヘッドに割り当てる割当手段と、前
記複数の記録ヘッドの各ノズルのインク吐出量に応じて
前記各記録ヘッドのノズルを駆動する駆動エネルギーを
変更して、同一色のインクを吐出する各記録ヘッドから
の吐出インク滴量を同じにする様に制御する制御手段
と、を有することを特徴とする。

【０００８】上記目的を達成するために本発明の画像形
成方法は以下のような工程を備える。即ち、複数の記録
要素を備え、同一色で記録を行う記録ヘッドを走査方向
に複数配設し前記記録ヘッドを走査して記録媒体に画像
を形成する画像形成方法であって、前記複数の記録ヘッ
ドの１走査で記録される画像データの各画素を、前記走
査方向及び前記記録要素の配設方向に隣接する同一色の
画素が互いに異なる記録ヘッドで記録されるように各記
録ヘッドに割り当て、前記複数の記録ヘッドの走査に同
期して、割り当てられた画像データを前記複数の記録ヘ
ッドのそれぞれに出力して記録することを特徴とする。
上記目的を達成するために本発明の画像形成方法は以下
のような工程を備える。即ち、複数のノズルを有するイ
ンクジェット方式の記録ヘッドを用いて画像を形成する
画像形成方法において、同一色のインクを吐出する複数
の記録ヘッドを設け、前記複数の記録ヘッドを走査させ
て同一色の画素を記録する際、前記複数の記録ヘッドの
それぞれにより記録する記録画素に対して、前記記録ヘ
ッドの走査移動方向及び記録ヘッドのノズル列方向に隣
接する画素を前記複数の記録ヘッドにより記録し、更
に、前記複数の記録ヘッドの各ノズルのインク吐出量に
応じて前記各記録ヘッドのノズルを駆動する駆動エネル
ギーを変更して、同一色のインクを吐出する各記録ヘッ
ドからの吐出インク滴量を同じにすることを特徴とす
る。

【０００９】

【作用】以上の構成において、同一色で記録を行う複数
の記録ヘッドを走査させて記録する際、複数の記録ヘッ
ドの１走査で記録される画像データの各画素を、その走
査方向及び記録要素の配設方向に隣接する同一色の画素
が互いに異なる記録ヘッドで記録されるように各記録ヘ
ッドに割り当て、その割り当てられた画像データを、複
数の記録ヘッドの走査に同期して複数の記録ヘッドのそ
れぞれに出力して記録を行う。また本発明によれば、複
数の記録ヘッドを走査させて同一色の画素を記録する
際、複数の記録ヘッドのそれぞれにより記録する記録画
素に対して、記録ヘッドの走査移動方向及び記録ヘッド
のノズル列方向に隣接する画素を複数の記録ヘッドによ
り記録し、更に、複数の記録ヘッドの各ノズルのインク
吐出量に応じて各記録ヘッドのノズルを駆動する駆動エ
ネルギーを変更して、同一色のインクを吐出する各記録
ヘッドからの吐出インク滴量を同じにするように動作す
る。

【００１０】

【実施例】以下、添付図面を参照して本発明の好適な実
施例を詳細に説明する。

【００１１】図１は本発明の一実施例の画像形成装置の
概略構成を説明するためのブロック図で、この画像形成
装置では、カラー原稿画像を読み取り、デジタルカラー
画像データを出力するカラーイメージスキャナ部（以
下、リーダ部と略す）１と、リーダ部１から出力される
デジタルカラー画像データに基づいて記録紙４にカラー
画像を記録するプリンタ部２で構成されている。

【００１２】リーダ部１においては、図示していない露
光ランプより光が原稿台上の原稿に照射され、その原稿
よりの反射光がレンズ（図示せず）を介してイメージセ
ンサ３（本実施例ではＣＣＤセンサを採用）に入力され
る。このイメージセンサ３はフルカラーでライン単位に
原稿を読取ることができる。このリーダ部１はメインＣ
ＰＵ１００により制御されている。また、メインＣＰＵ
１００にはプリンタ部２の制御動作を司るプリンタ制御
ＣＰＵ１０２、リーダ部１の読取り制御動作を司るリー
ダ制御ＣＰＵ１０４、リーダ部１で画像処理動作を制御
するメイン画像処理部１０６、オペレータにより各種制
御情報が入力される操作部１０８が接続されている。

【００１３】上述したメイン画像処理部１０６は、マス
キング、黒抽出、多値化、γ補正等の画像処理を行う。
また、メイン画像処理部１０６の出力側には同期メモリ
１１０が接続されており、この同期メモリ１１０は、入
力動作の時間バラツキの吸収及び前述した記録ヘッド１
０の機構上の配置に起因する遅延補正を行うためのもの
である。そして、この同期メモリ１１０の出力はヘッド
ドライバ１１５に送られ、プリンタ制御ＣＰＵ１０２の
制御の下に記録ヘッド１０に出力されて記録紙に印刷さ
れる。また、プリンタ制御ＣＰＵ１０２はプリンタ部２
の入力駆動の制御を行うプリンタ部駆動系１１４に接続
されている。１０２ａはプリンタ制御ＣＰＵ１０２によ
り実行される制御プログラム（図６のフローチャートで
示す）を記憶しており、１０２ｂはＣＰＵ１０２のワー
クエリアとして使用され、後述するフラグＦ１，Ｆ２等
を記憶しているＲＡＭである。

【００１４】また、リーダ部１において、リーダ制御Ｃ
ＰＵ１０４はシェーディング補正、色補正、γ補正等の
読み取り系で必要な補正処理を行う入力系画像処理部１
１６と、リーダ部１の入力駆動の制御を行うリーダ部駆
動系１１８とに接続されている。更に、入力系画像処理
部１１６はＣＣＤセンサ３に接続されており、この入力
系画像処理部１１６はメイン画像処理部１０６に接続さ
れている。

【００１５】図２は本実施例の画像形成装置のプリンタ
部２を説明するための概略図で、２本のガイドレール１
５ａ，１５ｂ、記録ヘッド（インクジェットヘッド）１
０とそのキャリッジ１１、インク供給装置１２〜１４と
ヘッド回復装置２０及び図示していない電送系を備えて
いる。

【００１６】インク供給装置１２〜１４は、インクを貯
留して記録ヘッド１０に必要量インクを供給するための
ものであり、インクタンク１４やインクポンプ１３及び
インク供給用チューブ１２等を有し、インク供給用チュ
ーブ１２を通して強制的にインクを記録ヘッド１０に供
給している。記録ヘッド１０及びインク供給装置１２〜
１４はそれぞれヘッドキャリッジ１１、インクキャリッ
ジに搭載されている。これらキャリッジにはベルト１６
が固定されており、このベルト１６はプーリ１７ａ及び
モータ１９の回転軸１８に取り付けられたプーリ１７ｂ
との間に張架されている。これによりモータ１９の回転
に応じてベルト１６が移動することにより、ガイドレー
ル１５ａ，１５ｂに沿って矢印Ｓ方向への往復移動され
る様に構成されている。

【００１７】ヘッド回復装置２０は、記録ヘッド１０の
インク吐出の安定性を維持するためにホームポジション
ＨＰに位置した記録ヘッド１０に対向するように設けら
れており、具体的には次に述べる様な動作を行う。非動
作時において、矢印ｆ方向に前進移動させて、ヘッドノ
ズル内からインクの蒸発を防ぐために記録ヘッド１０の
キャッピングを行う（キャッピング動作）。また、画像
記録の開始前に記録ヘッド１０のノズル内の気泡やごみ
等を排出するために、インクポンプ１３を用いて記録ヘ
ッド１０のインク流路を加圧してノズルから強制的にイ
ンクを排出する（加圧回復動作）際に、ノズルより排出
されるインクを回収する等の機能を果たしている。

【００１８】図３は本実施例のインクジェット記録ヘッ
ド１０の概略構成を示した斜視図で、この記録ヘッド１
０は、例えばエッチング・蒸着・スパッタリング等の半
導体製造プロセス工程を経て、基板２１上に製膜された
電気熱変換対２２、電極２３、ノズル壁２４、天板２５
から構成されている。記録用インクは、図２のインクタ
ンク１４からインク供給用チューブ１２を通して記録ヘ
ッド１０の共通液室２６内に供給される。図中、２７は
供給間用コネクタである。こうして共通液室２６内に供
給されたインクは、毛管現象によりノズル２８内に供給
され、ノズル先端の吐出口面でメニスカスを形成するこ
とにより安定に保持される。ここで電気熱変換体２２に
通電することにより電気熱変換体面上のインクが加熱さ
れて発泡現象が発生し、その発泡エネルギーにより吐出
口面２９からインク液滴が吐出される。

【００１９】上述した様な構成により、ノズル密度１６
ノズル／ｍｍといった高密度のノズル配置でのインクジ
ェット記録ヘッド１０を製造することが可能となる。

【００２０】図４及び図５は本実施例の画像形成装置に
よる記録用紙４上への記録方法を説明するための説明図
である。本実施例においては、図４に示した様に、移動
速度Ｖで矢印Ｓ方向に往復移動するヘッドキャリッジ１
１上に同一インク色の記録ヘッド１０を複数個（本実施
例では各色２個とし、以下同一インク色の記録ヘッド１
０が各色とも２個の場合で説明する）搭載し、この同一
インク色の記録ヘッド１０₁ ，１０₂ によるインク滴の
吐出動作を制御することにより、記録用紙４上へ画像を
記録するようにしている。なお、図４において、１
０_Y2，１０_Y1はイエローを記録するヘッド、１０_M2，１
０_M1はマゼンタを記録するヘッド、１０_C2，１０_C1はシ
アンを記録するヘッド、１０_B2，１０_B1は黒色を記録す
るヘッドを示している。

【００２１】そして本実施例においては、図５に示した
様に、記録用紙４上にインク滴を記録する際に、ヘッド
キャリッジ１１を矢印Ｓ方向に走査移動しながら、まず
先行する第１の黒色のヘッド１０_B1により記録用紙４上
に記録を行う。図５において、５００は第１の黒色のヘ
ッド１０_B1により印刷されたドットを示し、５０１は第
２の黒色ヘッド１０_B2により印刷されたドットを示して
いる。このようにここでは、画素列ｋに対してはノズル
番号がｎ，ｎ＋２，ｎ＋４，…（ｎ；整数）のノズルと
いった様に、１ノズルおきにノズルを使用して記録を行
う。次の画素列（ｋ＋１）に対しては、今度は、前の画
素列ｋのノズルにより記録を行わなかったノズル番号ｎ
＋１，ｎ＋３，ｎ＋５，…（ｎ；整数）のノズルを使用
して記録を行い、更に次の画素列（ｋ＋２）に対しては
再び画素列ｋへの記録時と同様に、ノズル番号ｎ，ｎ＋
２，ｎ＋４，…（ｎ；整数）のノズルにより記録を行う
ようにしている。

【００２２】そして次に、後続の第２の黒色のヘッド１
０_B2により記録用紙４上に記録を行う場合には、第１の
黒色のヘッド１０_B1により記録されなかった画素を補完
するようにしている。即ち、画素列ｋに対しては、ノズ
ル番号ｎ＋１，ｎ＋３，ｎ＋５，…（ｎ；整数）のノズ
ルを使用して記録し、次の画素列（ｋ＋１）に対して
は、ノズル番号ｎ，ｎ＋２，ｎ＋４、…（ｎ；整数）の
ノズルにより記録を行っている。また、その次の画素列
（ｋ＋２）に対しては、再びノズル番号ｎ＋１，ｎ＋
３，ｎ＋５…（ｎ；整数）のノズルにより記録を行い、
結果として、ヘッドキャリッジ１１の１回のスキャン動
作により、記録データに対応する全ての画素を記録用紙
４上に記録するようにしている。

【００２３】そして本実施例の様に、記録用紙４上に画
像を記録する際に、ヘッドキャリッジ１１の走査方向の
画素列の各画素を、同じ黒色を記録する複数のヘッド１
０_B1，１０_B2の各ノズルから吐出されたインク滴により
交互に黒画素を記録し、またヘッド１０_B1、１０_B2のノ
ズル列方向の各画素に対しても、黒インクのヘッド１０
_B1、１０_B2の各記録ノズルから吐出されたインク滴によ
り交互に黒画素を記録する。このようにして記録用紙４
上に記録する各記録画素に対して、ヘッドキャリッジ１
１の走査移動方向及び記録ヘッド１０のノズル列方向に
隣接する画素を同一インク色の異なる記録ヘッド１０に
より交互に記録することにより、記録ヘッド１０の各ノ
ズルから吐出されるインク滴の特性差に起因するすじ状
の記録濃度差をなくし、画像劣化の少ない高品位な画像
を記録できるにようになる。

【００２４】また、記録ヘッド１０の駆動最大周波数が
ｆ_opの時に、記録ヘッド１０の数が１個の場合には、記
録画素ピッチｄの各画素を記録するためにヘッドキャリ
ッジ１１の走査スピードＶ₁ を、 Ｖ₁ ＝ｄ／Ｔ＝ｄ・ｆ_op（１／Ｔ＝ｆ_op，Ｔ；記録ノズ
ル駆動時間） として走査しなければならない。しかし本実施例の様
に、同一インク色の２個の記録ヘッドを用いて画素ピッ
チｄの各画素を記録する場合は、記録ヘッド１０の各記
録ノズルの記録画素ピッチは“２ｄ”でよいことから、
この場合にはヘッドキャリッジ１１を走査スピードＶ
₂ 、即ち、 Ｖ₂ ＝２ｄ／Ｔ＝２ｄ・ｆ_op＝２Ｖ₁ とできる。このように２個の記録ヘッドにより記録を行
う場合には、１個の場合に比べて２倍の速さで走査して
記録できる様になり、記録用紙４上への画像記録のため
の時間を半分に短縮できる様にもなる。

【００２５】そして、同様にシアン色の記録ヘッド１０
_C1，１０_C2、マゼンタ色の記録ヘッド１０_M1，１０_M2、
イエロー色の記録ヘッド１０_Y1，１０_Y2を使用して記録
を行い、各ヘッドにおけるインク滴の吐出動作を制御す
ることにより、各ノズルから吐出されるインク滴量のバ
ラツキが平均化されて、スジ状あるいはムラ状の画像劣
化を抑え、高品質なフルカラー画像を記録できる様にな
る。

【００２６】このように同じ色を記録する複数の記録ヘ
ッドを用いて１走査ラインを記録する動作例を図６のフ
ローチャートを参照して説明する。図６に示す処理はプ
リンタ制御ＣＰＵ１０２により実行され、この処理を行
う制御プログラムはＣＰＵ１０２のプログラムメモリ１
０２ａに記憶されている。なお、図６では、黒色ヘッド
１０_B1，１０_B2を用いた記録制御例を示しているが、他
の色の場合も同様にして実現できることはもちろんであ
る。

【００２７】図６の処理はリーダ部１よりの処理済みの
画像データが同期メモリ１１０に入力されることにより
開始され、まずステップＳ１でキャリッジモータ１９の
回転駆動を開始して、キャリッジ１１の搬送を開始する
とともに、フラグＦ１，Ｆ２（ＲＡＭ１０２ｂに設けら
れている）を共に“０”にセットする。次にステップＳ
２に進み、先行するヘッド１０_B1が記録位置に到達して
インクを吐出するタイミングになったかを調べ、そうで
あればステップＳ３に進みフラグＦ１が“０”かどうか
を判断する。“０”であればステップＳ４に進み、記録
データに奇数ノズルのデータをマスクするマスクデータ
を掛け、そのデータをステップＳ６でヘッド１０_B1に出
力する。一方、フラグＦ１が“０”でない時はステップ
Ｓ５に進み、記録データに偶数ノズルのデータをマスク
するマスクデータを掛け、そのデータをステップＳ６で
ヘッド１０_B1に出力する。またこのステップＳ６ではフ
ラグＦ１の値を反転する。

【００２８】次にステップＳ７に進み、後続のヘッド１
０_B2がプリント領域に来たかどうかを判断し、そうでな
ければステップＳ１３に進み、ヘッド１０_B1を駆動して
記録を行う。ヘッド１０_B2がプリント領域に来ている時
はステップＳ８に進み、ヘッド１０_B2のプリントタイミ
ングとなったかどうかを判断し、そうであればステップ
Ｓ９に進み、フラグＦ２の値を調べる。ここでフラグＦ
２の値が“０”であればステップＳ１０に進み、前述の
ステップＳ４とは逆に記録データに偶数ノズルデータを
マスクするマスクデータを掛け、ステップＳ１２でその
データをヘッド１０_B2に出力する。一方、ステップＳ９
でフラグＦ２の値が“０”でない時はステップＳ１１に
進み、前述のステップＳ５と逆に、記録データに奇数ノ
ズルデータをマスクするためのマスクデータを掛け、そ
の結果をヘッド１０_B2に出力する。更にステップＳ１２
において、フラグＦ２を反転し、ステップＳ１３でヘッ
ド１０_B1，１０_B2を駆動して記録を行う。

【００２９】次にステップＳ１４に進み、先行するヘッ
ド１０_B1がプリント領域よりも外に出たかどうかを判断
し、そうでなければステップＳ２に戻り前述の処理を実
行する。現在走査中のラインにおける先行ヘッド１０_B1
による記録が終了するとステップＳ１４よりステップＳ
１５に進み、後続のヘッド１０_B2がまだプリント領域に
あるかどうかを判断し、そうであればステップＳ８に戻
り、前述した処理を行う。こうしてステップＳ１５で、
ヘッド１０_B2がプリント領域外に出ると現在走査中のラ
インの記録が終了したことになるのでステップＳ１６に
進み、キャリッジ１１をホーム位置に戻し、記録用紙４
を記録された幅に応じた分だけ搬送して１走査分の記録
を終了する。

【００３０】このようにしてヘッド１０_B1，１０_B2のそ
れぞれの奇数番目と偶数番目のノズルを交互に使用し、
先行するヘッド１０_B1で記録された画素を補完するよう
に後続の１０_B2で記録することにより、濃度ムラのない
高品位の画像を記録できる効果がある。

【００３１】ところで本実施例の装置の様に、記録用紙
４上の各画素を、同一インク色を記録する複数の記録ヘ
ッド１０から吐出されたインク滴により記録する場合、
複数の記録ヘッド１０の製造上のバラツキ等により、各
記録ヘッド１０の記録インク滴の吐出量に違いが生ずる
場合がある。

【００３２】例えば図７（Ａ）（Ｂ）に示した様に、記
録画素ピッチｄ（記録画素密度４００ｄｐｉの場合はｄ
＝６３．５μｍ）で記録用紙４上に画素を記録する場
合、記録用紙４上での記録ドット径は、隣接記録ドット
との間にすき間ができないドット径ｄ₁ ＝２^1/2 ｄ（記
録画素密度４００ｄｐｉの場合はｄ₀ ＝８９．８μｍ）
となる吐出インク滴量Ｐ₁ の記録ヘッドを選択すればよ
い。

【００３３】一方、図７（Ｃ）、（Ｄ）に示した様に、
吐出インク滴量Ｐ₂ がＰ₁ よりも少ない（Ｐ₁ ＞Ｐ₂ ）
記録ヘッドにより記録用紙４上に記録を行うと、記録用
紙４上での記録ドット径ｄ₂ は、（Ａ）に示すドット径
ｄ₁ よりも小さくなってしまう（ｄ₁ ＞ｄ₂ ）。その結
果、図８に示した様に、インク吐出量の少ない（インク
吐出量Ｐ₂ ）第２の記録ヘッドにより記録された画像濃
度Ｄ₂ は、インク吐出量Ｐ₁ の第１の記録ヘッドにより
記録された画像濃度Ｄ₁ よりも低くなってしまう場合が
ある。

【００３４】そこで本実施例においては、同一インク色
の記録ヘッドを複数個設け、これら同一色を記録する記
録ヘッドにより、ヘッドキャリッジ１１の走査移動する
方向の画素列の各画素を選択して記録する場合において
も、記録ヘッドの製造上のバラツキ等による記録濃度の
高低差（インク径の差）による画像品位の劣化が発生し
ないように、同一インク色の複数の記録ヘッドの各ノズ
ルからのインク吐出量が同じになるように制御してい
る。

【００３５】図９及び図１０は、同一インク色の複数の
記録ヘッドのそれぞれのノズルからの吐出インク滴量が
同じになるように制御するための第１の実施例を説明す
るためのモデル図である。

【００３６】図３に示したようなインクジェット記録ヘ
ッド１０からインク滴を吐出させる場合、各ノズルの電
気熱変換体２２に、図９に示したような電圧がＶ（ｖ）
でパルス幅がＷ（μ秒）のパルス信号を印加し、電気熱
変換体２２の発熱面上での発泡現象により、各ノズルか
らインク滴を吐出させている。

【００３７】ここで図１０に示したように、記録ヘッド
１０の電気熱変換体２２に印加するパルス信号のパルス
電圧値を高くするにつれて、記録ヘッド１０の各ノズル
からのインク吐出量Ｐを増加させることができることか
ら、例えばインク吐出量が多い目の第１の記録ヘッドの
各ノズルの電気熱変換体２２に印加するパルス電圧値Ｖ
₁ に対して、インク吐出量が少な目である第２の記録ヘ
ッドの各ノズルに印加するパルス電圧値Ｖ₂ を大きくし
（Ｖ₁ ＜Ｖ₂ ）、第１の記録ヘッド及び第２の記録ヘッ
ドから吐出されるインク滴量をＰ（ｐｌ）と同じ吐出イ
ンク滴量に合わせることにより、記録ヘッドにより記録
された画像濃度の高低差をなくすとともに、スジ状ある
いはムラ状部分をなくして高品位な画像を記録すること
ができるようになる。

【００３８】そして、このように各記録ヘッドに対して
印加されるパルス電圧値は、操作部１０８よりオペレー
タが手動で入力して調整できるようにしても良い。また
は、予め記録ヘッドの各ノズルからのインク吐出量がＰ
（ｐｌ）となるパルス電圧値Ｖを測定しておき、このパ
ルス電圧値Ｖを示すデータを記録ヘッドに設けられたデ
ータ格納用ＲＯＭ１０ａ（図１参照）等に記憶させてお
く。そして、この記録ヘッドが画像形成装置本体に搭載
された後、プリンタ制御ＣＰＵ１０２により、このパル
ス電圧値Ｖのデータを読み取り、その読み取った電圧値
に応じてヘッドドライバ１１５に駆動電圧を指示するよ
うにも構成できる。 ［実施例２］図１１は同一色で記録する複数の記録ヘッ
ドのそれぞれのヘッドのノズルからの吐出インク滴量が
同じになるように制御するための第２の実施例を説明す
るためのモデル図である。この第２実施例においては、
記録ヘッドの各ノズルの電気熱変換体２２に図１１に示
したように、インク吐出量が多い目の第１の記録ヘッド
の各ノズルに印加する電圧のパルス幅Ｗ₁ （μ秒）に対
して、インク吐出量が少な目な第２の記録ヘッドの各ノ
ズルに印加するパルス幅Ｗ₂ （μ秒）を大きくなるよう
に制御し（Ｗ₁ ＜Ｗ₂ ）、同一インク色の第１の記録ヘ
ッド及び第２の記録ヘッドから吐出されるインク滴量を
Ｐ（ｐｌ）と同じ吐出量となるようにしている。 ［実施例３］図１２及び図１３は、同一インク色の複数
の記録ヘッドのそれぞれのヘッドのノズルからの吐出イ
ンク滴量が同じになるように制御するための第３の実施
例を説明するためのモデル図で、この第３実施例におい
ては、各記録ヘッドの各ノズルの電気熱変換体２２に図
１２に示したような２つのパルス信号からなるパルス電
圧を印加するようにしている。

【００３９】そして、このパルス電圧のうち最初に電気
熱変換体２２に印加する第１のパルス電圧としては、電
気熱変換体面上でインクの発泡現象が発生しない程度の
エネルギーを与えるパルス幅ｗを設定している。このパ
ルス電圧により電気熱変換体２２の発熱面上のインクが
加熱されて温度が上昇した後に、メインヒートパルスと
しての第２のパルス電圧としてパルス幅Ｗ（Ｗ＞ｗ）の
パルス電圧を電気熱変換体２２に印加してインクを発泡
させて記録ヘッドからインク滴を吐出するようにしてい
る。

【００４０】そして、同一インク色で記録する複数の記
録ヘッドのそれぞれに対して、インク吐出量が多い目の
記録ヘッドに対して印加するサブヒートパルス幅Ｗ₁
（μ秒）よりも、インク吐出量が少な目である記録ヘッ
ドに対して印加するサブヒートパルス幅ｗ₂ （μ秒）を
大きくすることにより（ｗ₁ ＜ｗ₂ ）、同一インク色の
第１の記録ヘッド及び第２の記録ヘッドから吐出される
インク滴量をＰ（ｐｌ）と同じ吐出量となるように制御
するようにしている。

【００４１】また、さらに、同一インク色の各記録ヘッ
ドに対して、インクの発泡現象を引き起こさせる第２の
パルス電圧のパルス幅Ｗと第１のパルス電圧のパルス幅
ｗの両方のパルス電圧のパルス幅を制御する構成、さら
には、第１のパルス電圧と第２のパルス電圧の印加間隔
時間ｔ（μ秒）の大小をも制御する構成を採用すること
により、各記録ヘッドの各ノズルからの吐出インク滴量
をより精度よく制御することができるようになる。 ［実施例４］図１４及び図１５は、同一インク色を記録
する複数の記録ヘッドの各記録ヘッドのノズルからの吐
出インク滴量が同じになるように制御するための第４の
実施例を説明するためのモデル図である。この第４実施
例においては、各記録ヘッドの各ノズルの電気熱変換体
２２に図１４に示すような複数のサブヒートパルス電圧
とメインヒートパルス電圧からなるパルス電圧を印加す
るようにしている。

【００４２】即ち、この第４実施例では、各記録ヘッド
の電気熱変換体２２にインクの発泡現象が発生しない程
度のエネルギーのパルス幅ｗ（μ秒）のサブヒートパル
ス電圧をＭパルス印加した後、パルス幅Ｗ（μ秒）のメ
インヒートパルス電圧を印加している。そして、このパ
ルス幅ｗ（μ秒）のサブヒートパルス電圧のパルス数Ｍ
の大小を各記録ヘッド毎に制御し、インク吐出量が多い
目の記録ヘッドに対して印加するサブヒートパルス数Ｍ
₁ よりも、インク吐出量が少な目である記録ヘッドに対
して印加するサブヒートパルス数Ｍ₂ を多くなるよう
に、各記録ヘッドの駆動条件を制御することにより、各
記録ヘッドからのインク吐出量を同じにするようにして
いる。

【００４３】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して飛翔的液滴を形成し、記
録を行うインクジェット方式の記録ヘッド、記録装置に
おいて優れた効果をもたらすものである。

【００４４】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。

【００４５】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、優れた記録を行うことができる。

【００４６】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としても良い。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５
９−１２３６７０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５
９−１３８４６１号公報に基づいた構成とすることもで
きる。

【００４７】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。

【００４８】加えて、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てもよい。

【００４９】また、本発明の記録装置の構成として設け
られる、記録ヘッドに対しての回復手段、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、記録とは別の吐出を行う予備吐出モ
ードを行うことも安定した記録を行うために有効であ
る。

【００５０】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。

【００５１】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、室温で軟化するもの、もしくは
液体であるもの、あるいは上述の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。

【００５２】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防止するか、またはイン
クの蒸発防止を目的として放置状態で固化するインクを
用いるかして、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、液状インクとし
て吐出するものや、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、熱エネルギーによって初め
て液化する性質のインクの使用も本発明には適用可能で
ある。このような場合インクは、特開昭５４−５６８４
７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。

【００５３】さらに加えて、本発明に係る記録装置の形
態としては、上述のようなリーダ等と組み合わせた複写
装置、更にはワードプロセッサや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、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。

【００５４】尚、本発明は複数の機器から構成されるシ
ステムに適用しても、１つの機器からなる装置に適用し
ても良い。また、本発明はシステム或は装置に、本発明
を実施するプログラムを供給することによって達成され
る場合にも適用できることはいうまでもない。

【００５５】以上説明したように本実施例によれば、複
数のインク吐出口（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画像を形成する画像形成装置に
おいて、同色で記録する複数の記録ヘッドを設け、これ
ら複数の記録ヘッドによる記録用紙上への記録方法、さ
らには複数の同一インク色の記録ヘッドの駆動条件を制
御することにより、各記録ヘッドのノズル間の吐出特性
のバラツキによる濃度ムラやスジ、及び濃度高低差に起
因する画像劣化を防止して、高品位な画像を記録するこ
とができるようになる。

【００５６】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、記
録ヘッドの各記録要素間の記録特性のバラツキによるス
ジや濃度ムラの発生を抑えることができる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の本実施例の画像形成装置の概略構成を
説明するためのブロック図である。

【図２】本実施例の画像形成装置のインクジェット記録
部の概略図である。

【図３】本実施例のインクジェット記録ヘッドの概略図
である。

【図４】本実施例の画像形成装置の記録ヘッド部の説明
図である。

【図５】本実施例の画像形成装置による画像記録方法を
説明する図である。

【図６】本実施例の画像形成装置における黒画像の記録
処理を示すフローチャートである。

【図７】インクジェット記録法による記録ドットの形成
状態を示すモデル図である。

【図８】記録用紙上における画像データと記録濃度との
関係を示すグラフ図である。

【図９】記録ヘッドに印加するパルス信号のモデル図で
ある。

【図１０】記録ヘッドによる吐出インク滴量とヘッド印
加電圧との関係を示すグラフ図である。

【図１１】記録ヘッドによる吐出インク滴量とヘッド印
加パルス幅との関係を示すグラフ図である。

【図１２】記録ヘッドに印加するパルス信号のモデル図
である。

【図１３】記録ヘッドによる吐出インク滴量とヘッド印
加サブヒート電圧パルス幅との関係を示すグラフ図であ
る。

【図１４】記録ヘッドに印加するパルス信号のモデル図
である。

【図１５】記録ヘッドによる吐出インク滴量とサブマル
チパルス数との関係を示すグラフ図である。

【符号の説明】

１ リーダ部 ２ プリンタ部 ３ イメージセンサ ４ 記録紙 １０ 記録ヘッド １１ キャリッジ １４ インクタンク １９ キャリッジモータ １００ メインＣＰＵ １０２ プリンタ制御ＣＰＵ １０４ リーダ制御ＣＰＵ １０６ メイン画像処理部 １０８ 操作部 １１０ 同期メモリ １１４ プリンタ部駆動系 １１５ ヘッドドライバ １１６ 入力系画像処理部 １１８ リーダ部駆動系

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B41J 2/13 B41J 2/01 B41J 2/205 B41J 3/54

Claims (7)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の記録要素を備え、同一色で記録を
   行う記録ヘッドを走査方向に複数配設し前記記録ヘッド
   を走査して記録媒体に画像を形成する画像形成装置であ
   って、 前記同一色で記録を行う複数の記録ヘッドを走査させる
   走査手段と、 前記複数の記録ヘッドの１走査で記録される画像データ
   の各画素を、前記走査方向及び前記記録要素の配設方向
   に隣接する同一色の画素が互いに異なる記録ヘッドで記
   録されるように各記録ヘッドに割り当てる割当手段と、 前記走査手段による前記複数の記録ヘッドの走査に同期
   して前記割当手段により割り当てられた画像データを前
   記複数の記録ヘッドのそれぞれに出力して記録する記録
   手段と、 を有することを特徴とする画像形成装置。
2. 【請求項２】 複数の記録要素を備え、同一色で記録を
   行う記録ヘッドを走査方向に複数配設し前記記録ヘッド
   を走査して記録媒体に画像を形成する画像形成方法であ
   って、 前記複数の記録ヘッドの１走査で記録される画像データ
   の各画素を、前記走査方向及び前記記録要素の配設方向
   に隣接する同一色の画素が互いに異なる記録ヘッドで記
   録されるように各記録ヘッドに割り当て、前記複数の記
   録ヘッドの走査に同期して、割り当てられた画像データ
   を前記複数の記録ヘッドのそれぞれに出力して記録する
   ことを特徴とする画像形成方法。
3. 【請求項３】 複数の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画像を形成する画像形成装置で
   あって、同一色のインクを吐出する複数の記録ヘッドと、 前記複数の記録ヘッドを走査させる走査手段と、 前記複数の記録ヘッドの１走査で記録される画像データ
   の各画素を、前記記録ヘッドの走査方向及び前記記録ヘ
   ッドのノズルの配設方向に隣接する同一色の画素が互い
   に異なる記録ヘッドで記録されるように各記録ヘッドに
   割り当てる割当手段と、 前記複数の記録ヘッドの各ノズルのインク吐出量に応じ
   て前記各記録ヘッドの ノズルを駆動する駆動エネルギー
   を変更して、同一色のインクを吐出する各記録ヘッドか
   らの吐出インク滴量を同じにする様に制御する制御手段
   と、 を有することを特徴とする画像形成装置。
4. 【請求項４】 複数の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画像を形成する画像形成方法に
   おいて、 同一色のインクを吐出する複数の記録ヘッドを設け、前
   記複数の記録ヘッドを走査させて同一色の画素を記録す
   る際、前記複数の記録ヘッドのそれぞれにより記録する
   記録画素に対して、前記記録ヘッドの走査移動方向及び
   記録ヘッドのノズル列方向に隣接する画素を前記複数の
   記録ヘッドにより記録し、更に、前記複数の記録ヘッド
   の各ノズルのインク吐出量に応じて前記各記録ヘッドの
   ノズルを駆動する駆動エネルギーを変更して、同一色の
   インクを吐出する各記録ヘッドからの吐出インク滴量を
   同じにすることを特徴とする画像形成方法。
5. 【請求項５】 前記各記録ヘッドの駆動エネルギーは、
   各記録ヘッドに印加するパルス電圧を変更することによ
   り変更されることを特徴とする請求項４に記載の画像形
   成方法。
6. 【請求項６】 前記記録ヘッドは、インクを吐出して記
   録を行うインクジェット記録ヘッドであることを特徴と
   する請求項１に記載の画像形成装置。
7. 【請求項７】 前記記録ヘッドは、熱エネルギーを利用
   してインクを吐出する記録ヘッドであって、インクに与
   える熱エネルギーを発生するための熱エネルギー変換体
   を備えていることを特徴とする請求項６に記載の画像形
   成装置。