JPH04141448A - インクジェット記録装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、記録媒体に対して吐出口からインクを吐出す
ることにより記録を行うインクジェット記録装置に関し
、特に黒色記録の濃度向上を図ったインクジェット記録
装置に関する。

［従来の技術］ 従来、イエロー（以下Ｙ）、マゼンタ（以下Ｍ）、シア
ン（以下Ｃ）、およびブラック（以下ＢＫ）の４色を用
いてインクの重ね合わせによって、カラー記録を行うカ
ラーインクジェット記録装置がある。Ｙ、Ｍ、Ｃの３色
を重ね合わせると黒になるので、原理的には３色で十分
であるが、３色混合による黒は濁った感じになるので、
黒を独立のインクとしてカラー記録装置を構成するのが
一般的である。また、このようなカラーインクジェット
記録装置で黒（ＢＫ）インクのみを用いて文書等の記録
を行うこともできるのは勿論であところで、インクジェ
ット記録装置は吐出口からインク滴を記録媒体（一般に
用紙）に対して飛翔することにより記録を行うものであ
るので、インクの一滴は記録媒体上でほぼ円形となり、
文字や画像はこの円形のインク滴の集合体となる。そし
て、所定の吐出周波数と所定の記録走査ビッヂで記録を
行うため、連続吐出したインク滴であっても微視的に見
れば記録媒体上の各インク滴間に空白が生ずることにな
る。この空白は記録濃度を低下させる原因となり、特に
黒インクで文書記録をするときは好ましくない。そこで
、この記録濃度を向上させる手段として、例えば走査ピ
ッチを細かくしたり、あるいは同じ記録走査を繰り返し
て行うことにより上記の空白を減少させて記録濃度を向
上させることが考えられる。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、上述のような記録濃度向上手段ではいず
れも記録速度が低下し、高速記録の特徴が損なわれると
いう問題点がある。

そこで、本発明の目的は、上述の点に鑑み、記録速度を
低下すること無く記録濃度、特に黒色記録濃度の向上を
図ったインクジェット記録装置を提供することにある。

［課題を解決するための手段］ 上記目的を達成するため、本発明は、複数色のインクを
用いてカラー記録を行うインクジェット記録装置におい
て、記録媒体に対して吐出口から黒インクを吐出する黒
インク記録ヘッドと、該記録媒体に対して吐出口から黒
以外の色インクを吐出する色インク記録ヘッドと、前記
黒インク記録ヘッドと前記色インク記録ヘッドの両方を
駆動して黒ドツト間に前記色インクを打ち込む制御を行
う制御手段と、を具備したことを特徴とする。

また、本発明はその一形態として、前記色インはシアン
およびマゼンタの少な（でもいずれか一方の色インクで
あることを特徴とする。

また、本発明は他の形態として、前記制御手段は前記黒
ドツトの吐出タイミングに対してほぼ１／２ドツトずら
して前記色インクを黒ドツト間に打ち込むように吐出タ
イミングの制御を行うことを特徴とする。

また、本発明は他の形態として、前記制御手段は前記黒
ドツトの吐出タイミングに合わせて黒ドツトに重ねて前
記色インクを打ち込むように吐出タイミングの制御を行
うことを特徴とする。

また、本発明は他の形態として、前記制御手段は前記黒
ドツトよりも少なく前記色インクのドツトを打ち込むよ
うに制御を行うことを特徴とする。

［作　用］ 本発明では、黒インク記録ヘッドと色インク記録ヘッド
の両方を駆動して黒ドツト間に色インク（例えばシアン
あるいはマゼンタ）を打ち込むようにしたので、−回の
記録走査で済み、吐出周波数を落とすことなく、記録速
度を低下することなく黒記録濃度の向上が得られ、良好
なコントラストによる記録品位の向上が得られる。

［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
。

第１図は本発明実施例の基本構成を示す。本図において
、Ａは複数色のインクを用いてカラー記録を行うインク
ジェット記録装置において、記録媒体に対して吐出口か
ら黒インクを吐出する黒インク記録ヘッドである。Ｂは
この記録媒体に対して吐出口から意思外の色インクを吐
出する色インク記録ヘッドである。Ｃは上記黒インク記
録ヘッドＡと上記色インク記録ヘッドＢの両方を駆動し
て黒ドツト間に上記色インクを打ち込む制御を行う制御
手段である。上記色インクは例えばシアンおよびマゼン
タの少なくてもいずれか一方の色インクである。また、
制御手段Ｃは一例として、黒ドツトの吐出タイミングに
対してほぼ１／２ドツトずらして上記色インクを黒ドツ
ト間に打ち込むように吐出タイミングの制御を行う。ま
た、制御手段Ｃは黒ドツトの吐出タイミングに合わせて
黒ドツトに重ねて色インクを打ち込むように吐出タイミ
ングの制御を行なってもよい。さらに、制御手段Ｃは黒
ドツトよりも少な（色インクのドツトを打ち込むように
制御を行なってもよい。

第２図は、本発明の好適な一実施例として、電気熱変換
体を吐出エネルギ発生手段に有する所謂バブルジェット
（ＢＪ）方式のカラーインクジェット記録装置の構成の
一例を示す。

第２図において、用紙またはプラスチックシートなどの
記録媒体１は、記録領域の上下に配置された各一対のロ
ーラから成る搬送ローラ２．３によって支持され、シー
ト送りモータ４で駆動される搬送ローラ２によって矢印
六方向へ搬送される。搬送ローラ２，３の前方にはこれ
と平行にガイドシャフト５が設けられている。このガイ
ドシャフト５に沿ってキャリッジ６がキャリッジモータ
７の出力によりワイヤ８を介して矢印Ｂに往復駆動され
る。

キャリッジ６には、ＢＪ方式のインクジェットヘッドで
ある記録ヘッドユニット９０が搭載されている。この記
録ヘッドユニット９０は、カラー画像作成用であり、走
査方向に配列され、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イ
エロー（Ｙ）、ブラック（ＢＫ）の各色のインクに対応
させて設けた４個の記録ヘッド９、すなわち９Ａ、９Ｂ
。

９Ｃ，９Ｄから成っている。各記録媒体１と所定間隔（
たとえば０．８ｍｍ）をおいて対向する面には複数（例
えば８個）のインク吐出口を縦１列に配置した記録部が
設けられている。

記録媒体１に対向する記録ヘッド９（記録ヘッド９Ａ〜
９Ｄのいずれも同じ）の面には、縦方向に所定のピッチ
で複数のインク吐出口が形成され、記録情報に基づいて
各インクの吐出口の電気熱変換体（発熱抵抗体）を駆動
（通電加熱）してインク内にバブル（泡）を発生せしめ
、このときの圧力により飛翔インク滴を形成し、記録媒
体１に所定パターンでインクドツトを付着させながら記
録が行われる。各記録ヘッドにはこの様に駆動を行うた
めの駆動回路（ドライバー）の回路基板（図示せず）が
装着されている。

また、記録装置の制御回路（ＣＰＵ）やこれに併設され
たＲＯＭ、ＲＡＭ等を含む制（耳部は、制御基板１５上
に形成されており、この制御油部は、コンピュータ等の
ポスト装置１４から指令信号やデータ信号（記録情報）
を受信し、これに基づいて各種モータ等の駆動源などと
ともにヒートドライバを介して各記録ヘッド９Ａ〜９Ｄ
に電気熱変換体の駆動電圧（ヒート電圧）を印加する。

記録装置の外装ケース（不図示）に取り付けられる操作
パネル１．６０には、オンライン／オフライン切り換え
キー１６Ａ、ラインフィードキー１６Ｂ、フオームフィ
ードキー１６Ｃ１記録モード切り換えキー１６Ｄ等のキ
ー設定部の他、い（つかのアラームランプ１．６　Ｅや
電源ランプ１６Ｆ等の警告ランプを含む表示部が設けら
れている。

第３図は、第２図のＢＪ式のインクジェット記録装置の
制（卸部の一構成例を示す。

第３図において、マイクロプロセッサ形態のＣｌ）　Ｕ
　２１は、インターフェース２２を介してコンピュータ
等のポスト装置１４に接続されておす、ポスト装置置１
４からデータメモリ２３に読み込まれた指令信号（コマ
ンド）や記録情報信号、並びにＲＯＭ形態のプログラム
メモリ２４やワーキングメモリ２５等に格納された第４
図に示すようなプログラムやデータに基づいて記録動作
を制御する。

参照符号３０は、シートセンサであり、搬送ローラ２と
ローラ３（第２図）との間に記録媒体１が存在するか否
かを検出し、入力ボート３１を介してＣＰＵ２　ｉに検
出信号が伝達される。

前述した操作パネル１６０上の各操作キー１６Ａ〜１６
Ｄ（第２図）からの出力は、入力ボート３２を介してＣ
ＰＵ２１に伝達され、また、アラームランプ１６Ｅや電
源ランプ１６Ｆ等の警告ランプに対しては、出力ボート
３６を介して制御信号が供給される。

符号３３は、装置外装の底面部分などに設けられたＤＩ
Ｐスイッチであり、その出力は入力ボート３４を介して
ＣＰＵ２１に伝達される。

また、電源回路２８からは、制御ロジック回路を動作さ
せるためのロジック駆動電圧■ＣＣ（５Ｖ）、各種モー
タ駆動電圧ＶＭ（３０Ｖ）、リセット電圧ＲＥＳＥＴ、
各記録ヘッド９のドツト形成素子（電気熱変換体）を加
熱するためのヒート電圧（ヘッド電圧）ＶＨ（２５Ｖ）
、および記録ヘッド９の保護用のバックアップ電圧Ｖ　
Ｄ　Ｄ　Ｈが出力される。そして、ヒート電圧ＶＨは記
録ヘッド９に、バックアップ電圧ＶＤＤＨはヘッド制御
回路２９および記録ヘッド９にそれぞれ印加される。

以下、本例に係るカラーインクジェット記録装置の動作
例を、第４図〜第７図を参照して説明する。ここで、第
４図は記録処理手順の一例を示すフローチャート、第５
図は後述の黒ミックス記録の時のヘッド駆動パルスの一
例を示すタイミングヂャート、第６図および第７図はそ
れぞれ記録媒体１−トの記録状態を拡大して示す説明図
である。

第・４図に示すように、まず記録モードの設定を１斤う
（ステップＳｒ）。この計２録モードの設定は、前述の
記録モード切り換えキー１６Ｄからのキー人力、あるい
はホスト装置１４からのコマンドに基づいて行う。

その後、記録に際して記録モードがカラーモトであるか
否かを判断する（ステップＳ２）。カラーモードでない
場合、すなわち白・黒モードのときには、ノーマル黒記
録モードか否かを判断する（ステップＳ３）。ノーマル
黒記録モードであるときには、従来と同様にブラック（
ＢＫ）インクのみを用いた通常の白黒記録を行う。ノー
マル黒記録モードでないときには、本発明に係る黒ミッ
クス記録処理を実行する（ステップＳ４）。

この黒ミックス記録のときには、例えば第５図に示すよ
うに、ＢＫインクだけでなくシアン（Ｃ）インクあるい
はマゼンタ（Ｍ）インクも用いる。第５図の例では、Ｂ
Ｋインクの吐出タイミングに対してＣインクあるいはＭ
インクの吐出タイミングを１／２ドツト（１／２パルス
）ずらしたＢＫ記録時と同じ波形の駆動パルスをＣまた
はＭのヘッド９Ａ、９Ｂへも供給する。このときの吐出
タイミングのずらしは、例えばバッファメモリやカウン
タ等を用い、ソフト的にデイレイをかけることにより得
られる。従って、このときの記録状態は第６図に示すＪ
：うに、ＢＫインク滴（実線で示す）に対してＣまたは
Ｍのインク滴（破線で示す）が１７２ドツトずれて記録
媒体１上に順次記録される。そのため、第６図の■に示
すように、各ＢＫインク滴間の微小な空白（白地）領域
はＣまたはＭのインク滴でほぼ完全に埋められ消滅する
。さらに、このときインクの滲み現象等も加わって、上
記空白は完全に無（なると考えられる。これにより記録
濃度は向上し、通常のドツト記録で得られない理想的な
記録品位の記録結果が得られる。また、この動作は一回
の記録走査で行われるので、記録速度は他の通常の記録
モードと変わらず高速記録を行うことができる。なお、
上記空白はインク滴の大きさに比べて比較的小さく、ま
たＢＫインクに他のインクを重ねるので、ＣまたはＭの
インクを用いたことによる色味の変化は実際上はとんど
感すること無く、また多少青みがかった黒インクが万年
筆や印刷等で愛用されていることを考えると、実用上問
題はほとんど生じない。

第５図および第６図の例では、Ｂ　ＫドツトとＣまたは
Ｍの他のドツトを１対１に対応させたが、これに限らず
例えば黒＝２に対してシアン（またはマゼンタ）＝１の
割合で、ＢＫドツトよりも少なく他色を打ち込むように
しても良い。これは他色の打ち込みに際して、例えばバ
ッファからの記録データの読み出しを１ドツトづつスキ
ップすることによりに実現できる。この事例は、例えば
画像のシャープさが重要視されるときや、インクが滲み
易い普通紙を用いる場合等に好適である。

さらに、第７図に示すように、ＢＫインクの吐出タイミ
ングに合わせてＣまたはＭのインクを吐出させても、黒
色記録濃度の向上を得ることができる。これは、同図（
Ａ）のようにほぼ同一箇所にＢＫとＣ（またはＭ）のイ
ンクが打ち込まれる］ に とによって、同図（Ｂ）に示すように、これらのインク
滴がミックスされて一緒になって隣接のＢＫインクの方
に広がり、前述の微小空白領域を消滅させることができ
るからである。なお、この事例では、ＢＫドツト２個に
対してＣ（またはＭ）ドラｌ−１個の割合で打ち込んで
いる。

上述した黒ミックス記録処理はカラーモードのときにも
有効である。すなわち、第４図のステップＳ２において
、カラーモードであると判定され、次のステップＳ５で
ノーマル記録であると判定されたときには、従来通りの
通常のカラー記録が実行されるが、ノーマル記録でない
ときには、ステップＳ６において黒強調のための黒ミッ
クス記録処理が行オつれる。この黒ミックス記録処理は
上述のステップＳ４における黒ミックス記録処理と同様
な内容であるが、通常のカラー記録動作に加えてステッ
プＳ４で述べた黒ミックス記録動作が行われる点が異な
る。例えば、シアン（Ｃ）を黒ミックスに用いる場合は
、シアンドツトはカラー画像作成とともに黒強調にも用
いられる。これは、通常のカラー作成用のシアン信号と
第５図に示す様な黒強調用のシアン信号とを合成した信
号を駆動信号とすることにより実施できる。このように
、カラーモードで黒ミックス記録処理を行うと、黒色記
録部分の濃度がアップするので、黒い線や黒い輪郭部分
等が強調され、めり≠りの何る良好なコントラストのカ
ラー画像が得られる。

また、これは同一ページにカラー写真と文章が混載した
ものにも好適である。

（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
キャノン株式会社が提唱しているバブルジェット方式の
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。かかる方式によれば記録の高密度化１高精細
化が達成できるからである。

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４７４０７９６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。

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
９１２３６７０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。

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、一体重に形成され
た１個の記録ヘッドとしての構成のいずれでもよい。

加えて、上側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。

また、本発明に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による予備加熱手段、記録とは
別の吐出を行なう予備吐出モードを行なうことも安定し
た記録を行なうために有効である。

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
ラーの少な（とも一つを備えた装置にも本発明は極めて
有効である。

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、あるいはインクジェット方式ではインク自体を３
０℃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
をなすものであればよい。加えて、積極的に熱エネルギ
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５
４−５６８４７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。

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、リーグ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。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明によれば、黒インク記録ヘ
ッドと色インク記録ヘッドの両方を駆動して黒ドツト間
に色インク（例えばシアンあるいはマゼンタ）を打ち込
むようにしたので、−回の記録走査で済み、吐出周波数
を落とすことなく、記録速度を低下することなく黒色記
録濃度の向上が得られ、良好なコントラストによる記録
品位の向上が得られる。

【図面の簡単な説明】 第１図は本発明の実施例の基本構成を示すブロック図、 第２図は本発明の一実施例のインクジェット記録装置の
全体的な構成例を示す斜視図、第３図は第２図の装置の
制御系の回路構成を示すブロック図、 第４図は本発明の一実施例の処理手順を示すフローチャ
ート、 第５図は本発明の一実施例の動作タイミングを示すタイ
ミングチャート、 第６図および第７図はそれぞれは本発明実施例の黒ミッ
クス記録での記録結果を示す説明図である。 １・・・記録媒体、 ２．３・・・搬送ローラ、 ４・・・シート送りローラ、 ５・・・ガイドシャフト、 ６・・・キャリッジ、 ７・・・キャリッジモータ、 ８・・・ワイヤ、 ９・・・言己録ヘッド、 １４・・・ホスト装置、 ２１・・・ＣＰＵ。 ２４・・・プログラムメモリ、 ２３・・・データメモリ。 ■ ■ ■ ■ 第６ 図 ■ ■ Ｃ又１まＭ （’Ａ） 第７ ミックスＢＫ （ｆ３） 図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）複数色のインクを用いてカラー記録を行うインクジ
   ェット記録装置において、 記録媒体に対して吐出口から黒インクを吐出する黒イン
   ク記録ヘッドと、 該記録媒体に対して吐出口から黒以外の色インクを吐出
   する色インク記録ヘッドと、 前記黒インク記録ヘッドと前記色インク記録ヘッドの両
   方を駆動して黒ドット間に前記色インクを打ち込む制御
   を行う制御手段と、 を具備したことを特徴とするインクジェット記録装置。 ２）前記色インクはシアンおよびマゼンタの少なくても
   いずれか一方の色インクであることを特徴とする請求項
   １に記載のインクジェット記録装置。 ３）前記制御手段は前記黒ドットの吐出タイミングに対
   してほぼ１／２ドットずらして前記色インクを黒ドット
   間に打ち込むように吐出タイミングの制御を行うことを
   特徴とする請求項１または２に記載のインクジェット記
   録装置。 ４）前記制御手段は前記黒ドットの吐出タイミングに合
   わせて黒ドットに重ねて前記色インクを打ち込むように
   吐出タイミングの制御を行うことを特徴とする請求項１
   または２のいずれかに記載のインクジェット記録装置。 ５）前記制御手段は前記黒ドットよりも少なく前記色イ
   ンクのドットを打ち込むように制御を行うことを特徴と
   する請求項１ないし４に記載のインクジェット記録装置
   。 ６）前記記録ヘッドは、前記インクを吐出するためのエ
   ネルギを発生する素子として、前記インクに膜沸騰を生
   じさせる熱エネルギを作用するための電気熱変換体を有
   することを特徴とする請求項１ないし５のいずれかの項
   に記載のインクジェット記録装置。