JPH05269990A - インクジェット記録装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 １画素を異なる吐出口から吐出されるインク
によって形成される複数のドットにより構成して記録を
行う記録方法において、インク滲みの小さな記録紙に記
録を行う場合にも高濃度の画像を記録すること。 【構成】 隣接する画素Ｐ１，Ｐ２の１回の走査で形成
されるドットｄ１４，ｄ２２を走査方向に隣接するよう
にする。これにより、隣接画素間でドットにより覆われ
難い部分５１をもドットによって覆うことができ、高濃
度画像を得ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はインクジェット記録装置
に関し、詳しくは複数の記録素子を有する記録ヘッドを
用いて画像を形成する記録装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のインクジェット方式で一般によく
採られる記録方法は、１画素を１つの吐出口から吐出さ
れるインク滴で形成する。このため、吐出口毎に吐出イ
ンク量のばらつきがあると、本来均一であるべき画像に
スジを生じたり濃度むらを生じることがあった。

【０００３】これらの問題を避けるための一方法とし
て、記録ヘッドの製造を非常に精密に行うということが
あった。このため、記録ヘッドの製造コストが高くなっ
たり、製造歩留まりが悪くなる等の問題を派生させてい
た。

【０００４】また、濃度むら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る際、
吐出口間の吐出インク量の多少を打ち消すように例えば
インク滴の打ち込み数を変化させるなどの処理を行って
いた。しかし、このような画像処理を組み込むことはシ
ステムのコストを引き上げるという問題を派生させるも
のであった。また、このような画像処理法を用いたとし
ても吐出インク量の吐出口間ばらつきが経時的に変化し
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がある。

【０００５】上述の問題点を解決する構成として、１画
素、すなわち濃度データが個別的に付与される１つの単
位を複数の吐出口から吐出されるインク滴によって形成
する構成が例えばＵＳＰ４，９６７，２０３に開示され
ている。この構成によれば、吐出インク量の吐出口間ば
らつきが軽減され、スジ・むらの発生が抑制される。

【０００６】図１（ａ）および（ｂ）は、ここで開示さ
れる方法を説明したものである。図１（ａ）および
（ｂ）に示す例は、その走査方向に対して垂直に配列し
た１６個の吐出口Ｎ１〜Ｎ１６を具えた記録ヘッドを用
いた場合である。また、図１（ａ）に示すように、ｄ１
〜ｄ４の４個のドットによって、すなわち２つの吐出口
からのインク滴により形成されるドットによって画素Ｐ
が構成される。

【０００７】この構成において、１回目のスキャンで
は、図１（ａ）に示すように、１回のスキャンで記録可
能な全画素のうちの半分の画素でかつ隣接画素に記録が
なされないように記録し、次に、記録紙を副走査方向に
吐出口配列長さの半分（この例では８吐出口分）だけ送
り、２回目のスキャンで、１回目のスキャンで記録しな
かった残りの画素を記録するというものである。

【０００８】この方法によれば、１画素、すなわち１画
素ラインが、異なる２つの吐出口から吐出されるインク
によって形成されるため、吐出量の吐出口間ばらつきが
標準偏差σで正規分布していると仮定した場合、吐出イ
ンク量の画素間ばらつきはσ／√２に減少する。このよ
うな吐出インク量のばらつきは画素濃度のばらつきとな
って認識されるが、画像が鮮明に見えるためにはこの画
素濃度のばらつきはゼロである必要は無くある程度小さ
ければ良いので、この方法によれば簡単なシステム構成
で鮮明な画像を得ることができる。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この方
法を発明者がさらに詳しく検討したところ、ある種の記
録紙，特に、滲みの小さい記録紙に記録した場合、１回
のスキャンで全画素を形成する通常の記録方法に比べ、
この記録方法では画像濃度が低くなってしまうことが明
らかになった。

【００１０】すなわち、図１（ａ）および（ｂ）のよう
に記録を行うと１画素を形成する４ドットは短い時間間
隔（記録速度によって異なるが通常１００μｓｅｃ〜１
ｍｓｅｃ）で記録紙上に着弾するため、先に着弾したイ
ンクが記録紙に浸透する前にインクの表面張力によって
互いに合体し、その後記録紙に浸透する。その結果、最
終的に形成される画像は図２に示すもののようになる。
すなわち、画素と画素の間にインクでおおわれていない
記録紙の地の部分７１が生じ、これにより、画像濃度が
低下することがある。

【００１１】本発明は上述の問題点を解決するためにな
されたものであり、比較的インク滲みが小さい記録紙で
も高い濃度で記録することができるとともにスジ，むら
等の発生を抑えることが可能なインクジェット記録装置
を提供することを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】そのために本発明では、
被記録媒体にインクを吐出して記録を行うインクジェッ
ト記録装置において、複数の吐出口を有し、該複数の吐
出口からそれぞれインクを吐出するための記録ヘッド
と、該記録ヘッドを、前記記録のために前記被記録媒体
に対して相対的に走査させるための走査手段と、前記記
録ヘッドによる吐出および前記走査手段による走査を制
御し、複数回の前記走査により互いに異なる複数の前記
吐出口から吐出されるインクによって前記記録媒体上に
形成される複数のドットによりなる画素を複数構成する
際、隣接する前記画素の間で１回の前記走査において形
成されるそれぞれの前記ドットの少なくとも１組が前記
走査方向または、前記複数の吐出口の配列方向で隣接す
るようにするための制御手段と、を具えたことを特徴と
する。

【００１３】

【作用】以上の構成によれば、１回の走査によって形成
される隣接画素間のドットは、走査方向または吐出口配
列方向の近い距離で隣接するため、これらドットのため
に打ち込まれるインクは一体となって画素間に拡がり、
本来画素間の空白部となる部分を埋めることが可能とな
る。

【００１４】

【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。

【００１５】図３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主要部を示す概略斜視図である。図
３において、記録ヘッド１には６２．５μｍの間隔で記
録紙２の搬送方向（以下、副走査方向ともいう）に配列
する例えば３２個の吐出口が設けられ、各吐出口に対応
してこれに連通するインク路には吐出のために利用され
る熱エネルギーを発生するためのヒータを備える。ヒー
タは駆動データに応じて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、こ
の膜沸騰による気泡の生成にともなって上記吐出口から
インク滴が吐出される。なお、本例では、ヒータの駆動
周波数、すなわち吐出周波数は２ｋＨｚである。

【００１６】キャリッジ４は記録ヘッド１を搭載し、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。なお、このキャリ
ッジ４の移動は、例えば、キャリッジ４の一部にプーリ
によって張設されたベルトが取付けられ、このベルトが
プーリを介したモータの回転によって移動することによ
り行われるが、その図示は省略する。インク供給チュー
ブ６は記録ヘッド１に接続し、これによりインクタンク
（不図示）から記録ヘッド１にインクを供給することが
できる。フレキシブルケーブル７は記録ヘッド１に接続
し、これにより、その一部に設けられるヘッド駆動回路
（ヘッドドライバ）へホスト装置あるいは本装置制御部
からの記録データに基づいた駆動信号や制御信号を送信
することができる。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、ともにキャリッジ４の移動に追随
できるように可撓性の部材によって構成されている。

【００１７】プラテンローラ３は、その長手方向がガイ
ド軸５Ａ，５Ｂと平行に延在し、不図示の紙送りモータ
によって回転し被記録媒体としての記録紙２を搬送する
とともに、記録紙２における記録面を規制する。以上の
構成において、記録ヘッド１は、キャリッジ４の移動に
ともない、記録紙２の記録面、すなわち上記吐出口に対
向する部分にインクを吐出して記録を行う。

【００１８】図４は図３に示したインクジェット記録装
置の制御構成を示すブロック図である。

【００１９】メインコントローラ１００はＣＰＵ等から
なり、ホストコンピュータ２００から送られてくる画像
データを、それぞれ階調データが付与された画素データ
に変換し、これをフレームメモリ１００Ｍに格納する。
また、メインコントローラ１００はフレームメモリ１０
０Ｍに格納された画素毎の階調データを所定のタイミン
グでドライバコントローラ１１０へ供給する。ドライバ
コントローラ１１０は、この供給される階調データを、
後述されるように、吐出口番号（記録ヘッド１の吐出口
配列において何番目の吐出口かを表わすもの）とスキャ
ン番号（何回目の主走査かを表わすもの）に対応させた
駆動データ（記録ヘッド１におけるヒータのオン／オフ
を示すデータ）に変換し、これを駆動データＲＡＭ１１
０Ｍに格納する。ドライバコントローラ１１０は、メイ
ンコントローラ１００からの制御信号に応じ、駆動デー
タＲＡＭ１１０Ｍに格納される駆動データを、吐出口番
号およびスキャン番号を参照して読出し、これをヘッド
ドライバ１１０Ｄに供給するとともにその駆動のタイミ
ングを制御する。

【００２０】以上の構成において、メインコントローラ
１００は、記録ヘッド１によるインク吐出，キャリッジ
モータ１０４の回転および紙送りモータ１０２の回転を
それぞれドライバコントローラ１１０，モータドライバ
１０４Ｄおよびモータドライバ１０２Ｄを介して制御す
る。これにより、記録紙２上に画像データに応じた文
字，画像等が記録されて行く。

【００２１】なお、上述の構成では、ドライバコントロ
ーラ１１０が階調データを駆動データに変換するものと
したが、これをメインコントローラ１００が行ってもよ
い。この場合、駆動データをフレームメモリ１００Ｍに
格納することができ、これによりＲＡＭ１１０Ｍを省く
ことができる。

【００２２】以上説明したインクジェット記録装置にお
いて行われる本発明にかかるいくつかの実施例を以下に
説明する。

【００２３】図５（ａ）および（ｂ）は本発明の第１実
施例にかかる記録方法を説明するための概念図である。
同図では、説明および図の簡略化のため、記録ヘッドが
１６個の吐出口Ｎ１〜Ｎ１６を具え、また、最大４つの
ドットによって１画素を構成するものとして示してあ
る。

【００２４】記録紙に記録を行う際、記録紙の未だ記録
がなされていない部分は、まず吐出口Ｎ９〜Ｎ１６の吐
出口を用いてキャリッジを移動させつつインクが吐出さ
れ、図５（ａ）に示すドットを形成する。（図に示すド
ット形成は、上記全ての吐出口の駆動データが“オン”
の場合である。以下の説明においても同様である）。図
から明らかなように、この最初のドット形成において
は、隣接画素間のドット、例えば画素Ｐ１とＰ２の間の
ドットｄ１１とｄ２２とは走査方向で隣接する。あるい
は他の画素間でみられるように副走査方向で隣接する。

【００２５】次に、図６に示すように、記録紙を８吐出
口分図中上方へ送り（図６では便宜上記録ヘッドが下方
へ相対的に移動したように示してある）、吐出口Ｎ１〜
Ｎ１６を用いて記録を行う。この時、図５（ｂ）に示す
ように吐出口Ｎ１〜Ｎ８は前回のスキャンで記録すべき
ドットと相補的なドットを記録するよう吐出を行う。

【００２６】また、吐出口Ｎ９〜Ｎ１６は、図５（ａ）
に示すのと同様のパターンのドット記録するような吐出
を行う。

【００２７】次に、記録紙を再び８吐出口分上方へ送
り、吐出口Ｎ１〜Ｎ１６を用いて記録を行う。このよう
な記録を順次繰り返し、記録紙の全面に記録する。なお
記録画像再下端では吐出口Ｎ９〜Ｎ１６からの吐出を停
止し吐出口Ｎ１〜Ｎ８のみによって画像端の記録を行
う。

【００２８】上述した従来例のように、画素間で走査方
向または副走査方向で隣接しないドットを形成すると、
記録紙のインク滲みが小さい場合、図７（ａ）に示すよ
うに、ドットはそれらの距離が遠いため一体化せずに記
録紙に浸透するので、画素と画素の間の部分４１はイン
クにおおわれないで残ってしまう。

【００２９】これに対して、画素間のドットとドットが
走査方向または副走査方向で隣接するように記録すれ
ば、記録紙のインク滲みが小さい場合でもこれら隣接ド
ットはインクの表面張力によって合体し、図７（ｂ）に
示すように、画素と画素の間の部分４２を埋めることが
できる。

【００３０】この結果、本例の記録方法によって得られ
る画像は（全画素を最大数のドットで埋めるような画像
データの場合）図８に示すようなものになり、記録紙上
でインクにおおわれていない部分が極めて少なくなり高
い画像の濃度を得ることができる。

【００３１】以上の記録方法を用いて種々の画像を記録
したところ、従来の１画素を同一吐出口から吐出する複
数インク滴で記録したものに比べ、スジ，むらがなく極
めて高鮮明な画像が得られた。また、滲みが小さい記録
紙においても、従来の複数のスキャンを用い１回のスキ
ャンでは画素間のドットが走査方向または副走査方向で
隣接しない記録方法に比べて、高い画像濃度を得ること
ができた。

【００３２】図９（ａ），（ｂ）および（ｃ）は本発明
にかかるドットパターンの他の例を示すものであり、実
施例１と同様の装置，駆動方法を用いて形成できるもの
である。

【００３３】いずれの場合も隣接画素間でドットは走査
方向または副走査方向で隣接する。これにより、従来の
１画素を同一吐出口から吐出する複数インク滴で記録し
たものに比べ、スジ，むらがなく極めて高鮮明な画像が
得られる。また、インクの滲みが小さい記録紙において
も、従来の複数のスキャンを用い１回のスキャンでは斜
め方向で隣接するドットのみを記録する方法に比べて、
高い画像濃度を得ることができる。

【００３４】なお上記実施例では１画素が４ドットで構
成される場合を示したが本発明はこれに限らず１画素１
ドット、１画素９ドット、１６ドットなどでも良い。

【００３５】（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。

【００３６】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。

【００３７】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。

【００３８】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。

【００３９】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。

【００４０】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。

【００４１】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。

【００４２】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。

【００４３】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、１回の走査によって形成される隣接画素間の
ドットは、走査方向または吐出口配列方向の近い距離で
隣接するため、これらドットのために打ち込まれるイン
クは一体となって画素間に拡がり、本来画素間の空白部
となる部分を埋めることが可能となる。

【００４４】この結果、インク滲みが小さい記録紙にお
いても、高い画像濃度を得ることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）および（ｂ）は、従来の記録方法による
ドットパターンを示す模式図である。

【図２】上記従来の記録方法の問題点を説明するための
ドットパターンの模式図である。

【図３】本発明の一実施例にかかるインクジェット記録
装置の概略斜視図である。

【図４】図３に示した装置の制御構成を示すブロック図
である。

【図５】（ａ）および（ｂ）は、本発明の一実施例の記
録方法によるドットパターンを示す模式図である。

【図６】上記実施例における紙送りを示す模式図であ
る。

【図７】（ａ）および（ｂ）は、上記実施例による効果
を説明するためのドットパターンの模式図である。

【図８】同様に効果を説明するための全体ドットパター
ンの模式図である。

【図９】（ａ），（ｂ）および（ｃ）は、それぞれ本発
明の他の実施例を示すドットパターンの模式図である。

【符号の説明】 １ 記録ヘッド ２ 記録紙 ３ プラテンローラ ４ キャリッジ ５Ａ，５Ｂ ガイド軸 ６ インク供給チューブ ７ フレキシブルケーブル １００ メインコントローラ １００Ｍ フレームメモリ １０２ 紙送りモータ １０２Ｄ モータドライバ １０４ キャリッジモータ １０４Ｄ モータドライバ １１０ ドライバコントローラ １１０Ｄ ヘッドドライバ １１０Ｍ 駆動データＲＡＭ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被記録媒体にインクを吐出して記録を行
   うインクジェット記録装置において、 複数の吐出口を有し、該複数の吐出口からそれぞれイン
   クを吐出するための記録ヘッドと、 該記録ヘッドを、前記記録のために前記被記録媒体に対
   して相対的に走査させるための走査手段と、 前記記録ヘッドによる吐出および前記走査手段による走
   査を制御し、複数回の前記走査により互いに異なる複数
   の前記吐出口から吐出されるインクによって前記記録媒
   体上に形成される複数のドットによりなる画素を複数構
   成する際、隣接する前記画素の間で１回の前記走査にお
   いて形成されるそれぞれの前記ドットの少なくとも１組
   が前記走査方向または、前記複数の吐出口の配列方向で
   隣接するようにするための制御手段と、 を具えたことを特徴とするインクジェット記録装置。
2. 【請求項２】 前記記録ヘッドは、熱エネルギーを利用
   してインクに気泡を生成させ、該気泡の生成に基づいて
   インクを吐出することを特徴とする請求項１に記載のイ
   ンクジェット記録装置。