JPH06183033A - インクジェット記録装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 １画素を形成する複数のドットの重なりを簡
易に回避して、画像品位の低下を防止する。 【構成】 プリンタキャリッジ１５に、イエロー，マゼ
ンタ，シアンおよびブラックのインク滴を吐出するヘッ
ド１１，１２，１３および１４を主走査方向にずらして
装着し、それらのヘッド１１，１２，１３および１４に
設けられたインク吐出口１１Ａ，１２Ａ，１３Ａおよび
１４Ａの位置を副走査方向にずらした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、１画素を複数ドットで
形成して記録を行うインクジェット記録装置に関し、特
に、ディザ法や誤差拡散法などによって２値化した画像
信号に基づいてフルカラー画像の記録が可能な２値カラ
ープリンタなどに用いて好適なインクジェット記録装置
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、複数色のインク滴を吐出してフル
カラー画像の記録の可能な２値カラープリンタは、ディ
ザ法や誤差拡散法などの手法によって多値画像信号を２
値化するための２値化手段を有し、前記手法により２値
化された各インク色の画像信号にしたがい、記録ヘッド
に設けられた各インク色毎のインク吐出口からインク滴
を吐出させて１画素を複数ドットで形成するようになっ
ている。その画像記録の際、１画素を形成する各インク
色のドットは、記録シート上の同一位置に同一の大きさ
で重なることになる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来例においては、例えば、Ｙ，Ｍ，Ｃ（イエロー，マゼ
ンタ，シアン）の３色用の多値画像信号を前記の手法で
２値化する場合、画像形成領域中に、３色共に階調の低
い低濃度領域が存在すると、その低濃度領域では、画像
形成用の各色のドットの総数が少なくなると共に、３色
のインクが共に吐出される画素が所々に生じることがあ
る。その場合、その画素には、前述したように３色のド
ットが重なることになり、その画素が黒色として視認さ
れてしまう。従って、３色共に低濃度となる領域内に黒
色の画素が点在し、画像品位の低下を招くという問題が
あった。

【０００４】本発明の目的は、１画素を形成する複数の
ドットの重なりを簡易に回避して、画像品位の低下を防
止することができるインクジェット記録装置を提供する
ことにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明のインクジェット
記録装置は、異なる色のインク滴を吐出する複数のイン
ク吐出口が設けられた記録ヘッドと記録媒体とを相対的
に走査して記録を行い、かつ前記異なる色のインク滴に
よって形成される複数のドットによって１画素を構成可
能なインクジェット記録装置において、前記記録ヘッド
には、前記異なる色のインク滴を吐出する複数のインク
吐出口が前記ドットの径を越えない距離だけ前記走査方
向と異なる方向にずらして設けられていることを特徴と
する。

【０００６】

【作用】本発明のインクジェット記録装置は、異なる色
のインク滴を吐出する複数のインク吐出口を、ドットの
径を越えない距離だけ走査方向と異なる方向にずらした
ことにより、１画素を形成する各色のドットの位置をず
らして、それらのドットの重なりを簡易に回避する。そ
して、この結果として、特に、低濃度の記録領域におけ
る画像品位の低下を防止する。

【０００７】さらに、異なる色のインク滴を吐出する複
数のインク吐出口を走査方向にもずらすことにより、１
画素を形成する各色のドットの重なりをより確実に回避
して、画像品位の低下をより一層防止する。

【０００８】

【実施例】以下、本発明の一実施例を、図面を参照しつ
つ、構成，印字位置および記録方法に分けて説明する。

【０００９】（プリンタの構成）図１は、プリンタ（イ
ンクジェット記録装置）の外観斜視図である。

【００１０】本図において、３１はプラテン、３２は後
述するプリンタキャリッジ１５を駆動するためのモー
タ、３３は記録紙搬送用のモータであり、その紙搬送用
のモータ３３の駆動により、記録紙（記録媒体）がプラ
テン３１上まで搬送されてくる。プリンタキャリッジ１
５は、ガイドシャフト３５に沿って摺動可能となってお
り、さらに駆動用モータ３２の駆動力を伝達する駆動ベ
ルト３４に連結されている。これにより、プリンタキャ
リッジ１５は、記録紙の全幅に渡って往復移動される。
以下においては、その往復移動の方向を「主走査方
向」、その方向に対して垂直な方向つまり記録紙の搬送
方向を「副走査方向」という。

【００１１】プリンタキャリッジ１５には、後述する４
つの記録ヘッド１１，１２，１３および１４が装着され
ており、これらの記録ヘッドを駆動させながら、プリン
タキャリッジ１５を左端から右端へ移動させることによ
り、記録紙上への文字等の記録が行われる。

【００１２】（ヘッドおよびプリンタキャリッジの構
成）図２は、記録ヘッド１１，１２，１３および１４が
装着されたプリンタキャリッジ１５の正面図であり、記
録ヘッド１１，１２，１３および１４はそれぞれ複数の
インク吐出口１１Ａ，１２Ａ，１３Ａおよび１４Ａが設
けられている。本例の場合、記録ヘッド１１，１２，１
３および１４は、それらのインク吐出口のそれぞれに連
通するインク流路中に電気熱変換体を備えており、その
電気熱変換体が発生する熱エネルギーによってインクに
膜沸騰を生じさせることにより、それぞれのインク吐出
口からインク滴を吐出できる構成となっている。記録ヘ
ッド１１は、イエロー（Ｙ）のインク吐出するためのヘ
ッド（以下「Ｙインク用ヘッド」という）であり、１２
８個のインク吐出口１１Ａがｄ＝６３．５μｍのピッチ
で１列の直線状に並んで形成されている。また、記録ヘ
ッド１２，１３および１４は、それぞれマゼンタ
（Ｍ）、シアン（Ｃ）およびブラック（Ｂｋ）のインク
を吐出するための記録ヘッド（以下、それぞれを「Ｍイ
ンク用ヘッド」，「Ｃインク用ヘッド」および「Ｂｋイ
ンク用ヘッド」という）であり、それぞれ前記の記録ヘ
ッド１１と同様の構成となっている。

【００１３】これらのヘッド１１，１２，１３および１
４は、図２に示すような位置関係でプリンタキャリッジ
１５上に固定される。すなわち、同図中下方の副走査方
向においては、Ｙインク用ヘッド１１とＭインク用ヘッ
ド１２が前述した吐出口の間隔ｄ（＝６３．５μｍ）の
１／３（１／３ｄ＝２１．７μｍ）ずれ、Ｍインク用ヘ
ッド１２とＣインク用ヘッド１３が同様に１／３ｄ（＝
２１．７μｍ）ずれ、またＢｋインク用ヘッド１４とＭ
インク用ヘッド１２とが同位置に固定されている。さら
に、同図中右方の主走査方向に対しては、それぞれのヘ
ッド１１，１２，１３および１４がＬ＝３０ｍｍの等間
隔で固定されている。

【００１４】図３は、ヘッド１１，１２，１３および１
４が取り外されたプリンタキャリッジ１５の平面図であ
り、このプリンタキャリッジ１５に形成されたヘッド装
着口２１，２２，２３および２４のそれぞれにヘッド１
１，１２，１３および１４を装着することにより、それ
らのヘッド１１，１２，１３および１４が前述したよう
な位置関係で固定されることになる。

【００１５】（印字位置）図４は各インク色のドットの
ピッチｄとドット径Ｒとの関係の説明図であり、ピッチ
ｄは前述したように６３．５μｍであり、またドット径
Ｒは８９．８μｍとなっている。全てのドットの形状は
円形であり、ベタ印字した時のインク抜けを回避するた
めに、ドットピッチｄに対してドット径Ｒを

【００１６】

【数１】

【００１７】とするようにインク吐出量が決定されてい
る。

【００１８】図５は、１画素を形成する１組のＹ，Ｍ，
ＣおよびＢｋインクのドット中心Ｐ_Y ，Ｐ_M ，Ｐ_C およ
びＰ_BKの位置関係の説明図であり、図６は、図５の各ド
ット中心Ｐ_Y ，Ｐ_M ，Ｐ_C およびＰ_BKに図４に示す大き
さの径のドットを形成した場合の説明図である。これら
の図５および図６からも明らかなように、１画素を形成
する各ドットのうち、Ｙ，ＭおよびＣインクの３つのド
ットは、Ｐ_BKを中心にして、

【００１９】

【数２】

【００２０】の半径の円周上で互いに１２０°ずつずれ
て位置することになる。このような位置関係は、記録紙
上の仮想の正三角形の３つの頂点にＹ，ＭおよびＣのイ
ンクのドットを形成し、その正三角形の中心にＢ_k のイ
ンクのヘッドを形成することを意味する。

【００２１】（記録方法）図７から図１１は、記録方法
およびそれを実施する制御部の説明図である。

【００２２】図７は、画像信号処理部のブロック構成図
であり、例えば外部のパソコンなどから送られてくる８
ｂｉｔの画像信号ＶＤφは、２値化処理部７１にてＹ，
Ｍ，ＣおよびＢ_K の各色毎に２値化されて各色毎の１ｂ
ｉｔの画像信号ＶＤ１（ＶＤ１−Ｙ，ＶＤ１−Ｍ，ＶＤ
１−ＣおよびＶＤ１−Ｂ_K ）となり、さらに後述する印
字処理部７２にて処理されて、画像信号ＶＤ３（ＶＤ３
−Ｙ，ＶＤ３−Ｍ，ＶＤ３−ＣおよびＶＤ３−Ｂ_K ）と
して、各色のヘッド１１，１２，１３および１４へ送出
される。２値化処理部７１は、擬似多値画像を表現する
ためのディザ法や誤差拡散法をそれぞれの色毎に行うも
のであり、その詳細な説明は省略する。

【００２３】印字処理部７２では２種類の処理を行って
おり、第１の処理は画像信号の遅延処理であり、第２の
処理は印字位置の制御処理である。

【００２４】まず、第１の処理について説明する。本実
施例において各色のヘッド１１，１２，１３および１４
は、図８に示すように主走査方向に３０ｍｍの等間隔で
配されている。そのため、ある印字実行中の時点におい
て、Ｂ_K インクのヘッド１４による記録紙Ｓ上の印字位
置を基準とした場合、Ｃインクのヘッド１３の印字は３
０ｍｍ左方（主走査方向の後方）となり、Ｍインクのヘ
ッド１２の印字位置は６０ｍｍ左方となり、またＹイン
クのヘッド１１の印字位置は９０ｍｍ左方となる。よっ
て、印字処理部７２が出力する画像信号ＶＤ３は、各イ
ンク色毎に異なった印字位置の画像情報となる。それに
対し、印字処理部７２（図７参照）の入力画像信号ＶＤ
１は、４色共に同じ印字位置の画像情報となっている。
そのため、印字処理部７２は、各色毎の画像信号に所定
量ずつの遅延処理を施すことになる。図９は、その印字
処理部７２のブロック構成図であり、同図中の左側部分
が前記の遅延処理を行う部分である。その部分におい
て、９１は画像信号を遅延させるためにその画像信号を
一時保存する画像メモリ、９２は画像メモリ９１のアド
レスを制御するアドレス制御部である。アドレス制御部
９２は、画像メモリ９１への書き込み時には、各色の画
像信号ＶＤ１の計４つの格納アドレスの指定信号を同時
に発生し、そして読み出し時には、４つの格納アドレス
の指定信号を所定時間ずつ遅延して発生させることによ
り、各色毎の画像信号を所定量ずつ遅延させる。図９に
おいては、その遅延させた各色の画像信号をＶＤ２（Ｖ
Ｄ２−Ｙ，ＶＤ２−Ｍ，ＶＤ２−Ｃ，ＶＤ２−Ｂ_K ）と
する。本実施例においては、Ｂ_Kインクの画像信号の遅
延量を基準として、Ｃ，ＭおよびＹインクの画像信号の
遅延量をそれぞれ３０ｍｍ相当分、６０ｍｍ相当分およ
び９０ｍｍ相当分としている。

【００２５】次に、印字処理部７２の第２の処理につい
て説明する。図５に示したような副走査方向についての
各ドットの中心位置のずれは、前述したように、プリン
タキャリッジ１５におけるヘッド１１，１２，１３およ
び１４の位置関係によって定められており、印字処理部
７２では、それら各ドットの中心位置のずれに関する信
号処理を行う必要はない。したがって、印字処理部７２
による第２の処理は、主走査方向についてのみである。
図９において、９３はラッチ制御部、９４，９５，９６
および９７は各インク色毎のラッチである。図１０はラ
ッチ制御部９３から出力されるラッチ信号Ｌ−Ｙ，Ｌ−
Ｍ，Ｌ−ＣおよびＬ−Ｂ_K のタイミング図、図１１はラ
ッチ制御部９３のブロック構成図である。図１１におい
て、ラッチクロック生成部１１１にて生成されるラッチ
クロックの周期Ｔ_L は、

【００２６】

【数３】 Ｔ_L ＝ｄ／Ｖ （Ｖは、キャリッジの移動速度） である。また、遅延クロック生成部１１２にて生成され
る遅延クロックの周期Ｔ_d は、

【００２７】

【数４】

【００２８】である。これにより、ラッチ制御部９３の
出力信号Ｌ−Ｙ，Ｌ−Ｍ，Ｌ−ＣおよびＬ−Ｂ_K は、図
１０に示すような出力タイミングとなる。結局、Ｙイン
クとＣインクの画像信号ＶＤ３−ＹとＶＤ３−Ｃは同時
にラッチされ、その後、１／２・ｌ₁ （＝１２．２μ
ｍ）だけプリンタキャリッジ１５が移動したタイミング
でＢ_K インクの画像信号ＶＤ３−Ｂ_K がラッチされ、さ
らに、ｌ₁ （＝２４．４μｍ）だけプリンタキャリッジ
１５が移動したタイミングでＭインクの画像信号ＶＤ３
−Ｍがラッチされることになる。これにより、図５に示
した主走査方向についての各ドットの中心位置のずれに
応じたタイミングで、各インクの画像信号が各ヘッド１
１，１２，１３および１４に供給されることになる。

【００２９】なお、インクの吐出方式は、何ら上記実施
例のみに限定されることなく任意であり、例えば、ヘッ
ドのノズル部にピエゾ管を用いたインクジェット方式を
採用してもよい。また、本実施例では、インク吐出口の
配列方向を副走査方向つまり紙送り方向としたが、イン
ク吐出口配列方向と直交する方向を紙送り方向としても
よい。

【００３０】また、ヘッド１１，１２，１３および１４
を１つの記録ヘッドとして構成してもよい。

【００３１】（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。

【００３２】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。

【００３３】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。

【００３４】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。

【００３５】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。

【００３６】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。

【００３７】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。

【００３８】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。

【００３９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明のインクジ
ェット記録装置は、異なる色のインク滴を吐出する複数
のインク吐出口を、ドットの径を越えない距離だけ走査
方向と異なる方向にずらした構成であるから、１画素を
形成する各色のドットの位置をずらして、それらのドッ
トの重なりを簡易に回避することができる。この結果、
特に、低濃度の記録領域における画像品位の低下を防止
することができる。

【００４０】さらに、異なる色のインク滴を吐出する複
数のインク吐出口を走査方向にもずらすことにより、１
画素を形成する各色のドットの重なりをより確実に回避
して、画像品位の低下をより一層防止することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示すプリンタの要部の外観
斜視図である。

【図２】図１に示す４つのインク吐出用のヘッドが装着
されたプリンタキャリッジの正面図である。

【図３】図１に示す４つのインク吐出用のヘッドが外さ
れた状態のプリンタキャリッジの正面図である。

【図４】図１に示すヘッドから吐出したインク滴によっ
て形成されるドットのピッチとドット径との関係の説明
図である。

【図５】図１に示すヘッドから吐出する４種のインク滴
によって形成される各ドットの中心位置の関係の説明図
である。

【図６】図５に示す各ドットの中心位置に図４に示す大
きさのドットを形成した状態の説明図である。

【図７】図１に示すプリンタに備えられた画像処理部の
ブロック構成図である。

【図８】図１に示す各ヘッドによる記録位置の関係の説
明図である。

【図９】図７に示す印字処理部のブロック構成図であ
る。

【図１０】図９に示す印字処理部におけるラッチ信号の
出力タイミングの説明図である。

【図１１】図９に示すラッチ制御部のブロック構成図で
ある。

【符号の説明】

１１，１２，１３，１４ 記録ヘッド １５ プリンタキャリッジ ２１，２２，２３，２４ 印字ヘッド装着口 ７１ ２値化処理部 ７２ 印字処理部 ９１ 画像メモリ ９２ アドレス制御部 ９３ ラッチ制御部

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 異なる色のインク滴を吐出する複数のイ
   ンク吐出口が設けられた記録ヘッドと記録媒体とを相対
   的に走査して記録を行い、かつ前記異なる色のインク滴
   によって形成される複数のドットによって１画素を構成
   可能なインクジェット記録装置において、 前記記録ヘッドには、前記異なる色のインク滴を吐出す
   る複数のインク吐出口が前記ドットの径を越えない距離
   だけ前記走査方向と異なる方向にずらして設けられてい
   ることを特徴とするインクジェット記録装置。
2. 【請求項２】 前記記録ヘッドには、前記異なる色のイ
   ンク滴を吐出する複数のインク吐出口が前記走査方向に
   もずらして設けられ、 かつ前記走査方向における前記複数のインク吐出口のず
   れ量に応じて該複数のインク吐出口からのインクの吐出
   タイミングをずらす制御手段を備えたことを特徴とする
   請求項１に記載のインクジェット記録装置。
3. 【請求項３】 前記記録ヘッドは、インクを吐出するた
   めに利用されるエネルギーとして前記インクに膜沸騰を
   生じさせる熱エネルギーを発生する電気熱変換素子を有
   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
   ジェット記録装置。