JPH06270421A - 記録方法および記録装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 濃度が異なる複数の記録ヘッドの温度が変化
しても所望の記録画像濃度を得ること。 【構成】 濃度が異なる複数のインクに対応した複数の
記録ヘッドを用いて画像を形成するに際し、記録ヘッド
に関する温度をヘッド温度センサ５６、５７により検出
し、画像データを振り分け手段５２により前記複数のイ
ンクの各々に対応したデータに振り分け、振り分けられ
たデータを前記検出した温度データに基づき補正手段５
３により補正し、補正されたデータに基づき記録ヘッド
を駆動する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、記録方法及び記録装置
に関し、詳しくは濃淡インクを記録媒体に吐出して記録
を行うインクジェット記録方法及びその装置に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】従来のインクジェット記録方式において
は、記録ヘッドに形成した複数のインク吐出口からデー
タ信号に基いてインクを吐出し、インク液滴を用紙等の
被記録材に付着させて記録している。この記録方法は、
例えば、プリンタやファクシミリあるいは複写機などに
利用されている。

【０００３】以上の装置において、インクを吐出させる
ため、吐出口近傍に発熱素子（電気・熱エネルギー変換
体）を設け、この発熱素子に電気信号を印加することに
よりインクを局所的に加熱して圧力変化を起こさせ、イ
ンクを吐出口から吐出させる電気・熱エネルギー変換体
を用いる方法や圧電素子などの電気・機械変換体を用い
る方法がある。

【０００４】この種の記録方法では、一定サイズの記録
ドットにより単位面積当りの記録ドット数を制御して中
間調を表現するドット密度制御法、あるいは記録ドット
のサイズを制御して中間調を表現するドット径制御法に
より、中間調の記録制御を行っている。

【０００５】ここで、後者のドット径制御法は、記録ド
ットのサイズを微妙に変更するための複雑な制御が必要
となるため制約があるため、一般的には前者のドット密
度制御法が用いられている。

【０００６】また、インク吐出手段として、製造が容易
で高密度化が可能であるため高解像度化が可能な電気・
熱エネルギー変換体を用いた場合、圧力変化量を制御す
ることが困難であり、記録ドットの径を変調することが
困難であるため、ドット密度制御法が用いられている。

【０００７】このドット密度制御法に用いられる中間調
表現の２値化手法の代表的なもののひとつとして、組織
的ディザ法があるが、この方法は階調数がマトリクスサ
イズで制限されるという問題がある。即ち、階調数を多
くするためにはマトリクスサイズを大きくする必要があ
るが、マトリクスサイズを大きくすると１つのマトリク
スで構成される記録画像の１画素が大きくなって解像度
を損なうなどの問題があった。

【０００８】また、２値化手法のもうひとつの代表的な
ものとして、誤差拡散法などの条件付決定型ディザ法が
ある。これは前述した組織的ディザ法が、入力画素に無
関係なしきい値を用いて２値化する独立決定型ディザ法
であるのに対し、入力画素の周辺画素を考慮してしきい
値を変化させる方法である。この誤差拡散法に代表され
る条件付決定型ディザ法は、階調性と解像力の両立性が
良く、また原画像が印刷画像の場合、記録画像にモアレ
パターンが発生することが極めて少ないなどの長所があ
る反面、画像明部で粒状性が目立ち易く、画質の評価が
低くなるという問題があった。この問題は、特に記録密
度の低い記録装置において顕著であった。

【０００９】そこで上述した粒状性を目立たなくするた
めに、従来のインクジェット記録装置では、色の薄いイ
ンクと濃いインクをそれぞれ吐出する２個の記録ヘッド
を設け、画像の明部から中間調部分は色の薄いインクで
記録ドットを形成し、中間調部分から暗部までは色の濃
いインクで記録ドットを形成するような記録方法が提案
されている。

【００１０】同一色について複数の濃度の異なる濃淡イ
ンクを用いた濃淡多値記録法により、２値から３値にし
ただけでも特にハイライト部の階調性が良くなり、ドッ
トによる粒状感が低減し、高画質化することが可能とな
る。これは、ハイライト部に濃度の低い（淡い）インク
を打ち込むことによって単ドットのノイズ感を低減する
ことができるからである。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
濃淡インクを用いたインクジェット記録装置において
は、インクの吐出量の安定性は吐出部でのインク温度に
大きく影響される。一般的にインク温度が低いと吐出量
は少なく、インクの温度も高くなってくると吐出量は多
くなり、結果として記録ヘッドの温度に従って記録画像
の濃度が異なってしまうという問題があった。

【００１２】本発明は上記の課題に鑑みてなされたもの
であり、記録ヘッドの温度が変化しても所望の記録画像
濃度を得ることができ、階調性の優れた記録が可能なイ
ンクジェット記録装置を提供することを目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成する本発
明は、濃度が異なる複数のインクに対応した複数の記録
ヘッドを用いて画像を形成する記録装置であって、前記
記録ヘッドに関する温度を検出する温度検出手段と、画
像データを前記複数のインクの各々に対応したデータに
振り分ける振り分け手段と、前記振り分け手段が振り分
けたデータを、前記温度検出手段が検出した温度データ
に基づき補正する補正手段と、を備えることを特徴とす
る。

【００１４】また、本発明により、濃度が異なる複数の
インクに対応した複数の記録ヘッドを用いて画像を形成
する記録装置であって、前記記録ヘッドに関する温度を
検出する温度検出手段と、画像データを、前記複数のイ
ンクの各々に対応するとともに前記温度検出手段が検出
した温度データに応じた複数のデータに振り分ける振り
分け手段と、を備えることを特徴とする記録装置が提供
される。

【００１５】また、本発明により、濃度が異なる複数の
インクに対応した複数の記録ヘッドを用いて画像を形成
する記録方法であって、前記記録ヘッドに関する温度を
検出し、画像データを、前記複数のインクの各々に対応
するとともに前記検出した温度データに応じた複数のデ
ータに振り分け、前記振り分けられたデータに基づき、
前記記録ヘッドを用いて記録媒体に画像を形成すること
を特徴とする記録方法が提供される。

【００１６】

【作用】本発明によれば、記録ヘッドに関する温度を検
出し、画像データを、複数のインクの各々に対応すると
ともに検出した温度データに応じた複数のデータに振り
分け、前記振り分けられたデータに基づき、前記記録ヘ
ッドを用いて記録媒体に画像を形成する。これにより記
録ヘッドの温度が変化しても所望の記録画像濃度を得る
ことができ、階調再現性を格段に向上させることができ
る。

【００１７】

【実施例】以下、本発明を適用した実施例を図面を参照
して具体的に説明する。

【００１８】（第１実施例）図１は本発明の実施例にお
けるカラーインクジェット記録装置の要部構成を示す斜
視図である。

【００１９】濃色インクを吐出する吐出口列を有するイ
ンクジェットユニット１１Ａと、淡色インクを吐出する
吐出口列を有するインクジェットユニット１１Ｂはキャ
リッジ２３に並列して設置してある。

【００２０】用紙やプラスチック薄板等から成る被記録
材Ｐは搬送ローラ（不図示）を経て排紙ローラ２１に挟
持され、不図示の搬送モータの駆動に伴い矢印方向に送
られる。

【００２１】ガイドシャフト２２、およびエンコーダ
（不図示）によりキャリッジ２３が案内支持されてい
る。

【００２２】キャリッジ２３は駆動ベルト２４を介して
キャリッジモータ２５の駆動により前記ガイドシャフト
２２に沿って往復移動させられる。

【００２３】前記インクジェットユニットのインク吐出
口の内部（液路）にはインク吐出用の熱エネルギーを発
生する発熱素子（電気・熱エネルギー変換体）が設けら
れている。

【００２４】エンコーダ（不図示）の読み取りタイミン
グにしたがい、前記発熱素子を記録信号に基づいて駆動
し、濃インク色、淡インク色の順に被記録材Ｐ上にイン
ク液滴を吐出し付着させることで画像を形成することが
できる。

【００２５】記録領域外に選定されたキャリッジのホー
ムポジション（ＨＰ）には、キャップ部２６をもつ回復
ユニットが配設されている。記録を行わない時には、キ
ャリッジ２３をホームポジション（ＨＰ）へ移動させて
キャップ部２６の各キャップにより対応するインクジェ
ットユニットのインク吐出口形成面を密閉し、インク溶
剤蒸発に起因するインクの固着あるいは塵埃等の異物の
付着等による吐出口の目詰まりを防止する。

【００２６】また、上記キャップ部２６のキャッピング
機能は、記録頻度の低いインク吐出口の吐出不良や目詰
まりを解消するために、インク吐出口から離れた状態に
あるキャップ部２６へインクを吐出させる予備吐出モー
ドに利用されたり、キャップした状態で不図示のポンプ
を作動させ、インク吐出口からインクを吸引し、吐出不
良を起こしたインク吐出口の吐出回復を行う際に利用さ
れる。またキャップ部２６の隣接位置にブレード、拭き
部材を配設することにより、インクジェットユニットの
インク吐出口形成面をクリーニングすることが可能であ
る。

【００２７】図２は記録ヘッド１２のインク吐出口列を
被記録材側から見た模式的斜視図であり、図３はインク
吐出部の構造を模式的に示す部分斜視図である。図２に
おいて濃インクヘッド１２Ａと淡インクヘッド１２Ｂは
並列に配置され、各々の記録ヘッドは開口した複数の吐
出口２を有する吐出口面１を備え、その各吐出口２に連
通した液路部分３にインクを吐出するのに必要とされる
エネルギーを発生する吐出エネルギー発生素子４が各々
配置される。図２において矢印ｙはキャリッジ２３の走
査方向を示している。図３の５は記録ヘッド温度を検知
するためのセンサであり、本実施例においては、このセ
ンサとしてダイオードセンサ５が用いられ、吐出口列の
両端に設けられている。温度検知手段の種類は特に限定
するものではなく、サーミスタ等の他のセンサを用いて
もよいし、さらには印字ドット数をカウントする等、印
字ドットのデューティに基づき、ヘッド温度を演算推定
してもよい。

【００２８】図４は本実施例におけるカラーインクジェ
ット記録装置の基本的構成を示すブロック図である。

【００２９】図４において、４１はＣＣＤ等による原稿
画像を光学的に読み取る、あるいはホストコンピュータ
やビデオ機器等から画像輝度信号（ＲＧＢ信号）を入力
する画像入力部を示し、４２は各種パラメータの設定お
よび印字開始を支持する各種キーを備えた操作部を示し
ている。４３はＲＯＭ中に格納された各種プログラムに
従って本記録装置全体を制御するＣＰＵを示している。

【００３０】４４は制御プログラムやエラー処理プログ
ラム等、本記録装置を動作させるためのプログラム等を
格納しているＲＯＭを示している。このＲＯＭ中、４４
ａは入力ガンマ変換回路の処理で参照するための入力ガ
ンマ変換テーブル、４４ｂは色補正（マスキング）回路
の処理で参照するマスキング係数、４４ｃは黒生成およ
びＵＣＲ回路の処理で参照する黒生成およびＵＣＲテー
ブル、４４は後述の濃淡振り分け回路の処理で参照する
ための濃淡振り分けテーブル、４４ｅはプログラム群で
あり、上述の各種プログラムからなる。

【００３１】４５はＲＯＭ中の各種プログラムのワーク
エリアおよびエラー処理時の一時退避エリアとして用い
るＲＡＭを示している。そして４６は後述する画像信号
処理を行う処理部を示し、４７は記録時に画像信号処理
部で処理した画像信号に基いてドッド画像を形成するプ
リンタ部を示している。４８は本装置内のアドレス信
号、データ、制御信号等を伝送するバスラインを示して
いる。

【００３２】次に、画像信号処理部について説明する。

【００３３】図５に画像信号処理系のブロック図を示
す。５１の画像処理回路部はマスキングやＵＣＲ（=Und
er Color Removal）処理などを行う回路であり、一般的
な画像処理フローなら全て適応可能である。

【００３４】さて、色処理後の単色データは、次の濃淡
振り分け処理部５２に取り込まれる。ここではＲＯＭ４
４中の濃淡振り分けテーブル４４ｄによって、入力した
データが淡インクデータと濃インクデータとに分配され
る。

【００３５】濃淡振り分けテーブルの変換グラフの一例
を図６に示す。ここで実線は淡インクデータに、一点鎖
線は濃インクデータに対応しており、８ビットの単色デ
ータの値が０〜１２８の範囲であれば濃インクのデータ
を”０”，淡インクのデータを”０〜２５５”の範囲で
出力し、単色データの値が１２８〜２５５の範囲であれ
ば濃インクのデータを”０〜２５５”，淡インクのデー
タを逆に”２５５〜０”に対応させて出力させる。

【００３６】要するに、本実施例においては入力データ
が低い場合（ハイライト側）は染料濃度の低いインク
（淡インク）を主体に使用し、入力データが高い場合は
染料濃度の高いインクを使用して記録するようにしたも
のである。

【００３７】しかし、前述したようにインクジェット記
録装置は記録ヘッドの温度によりインク吐出量は大きく
左右される。一般的にインク温度が低いと吐出量は少な
く、インクの温度が高くなってくると吐出量は多くな
り、結果として記録ヘッドの温度に従って記録画像の濃
度が異なってしまう。

【００３８】そこで、濃淡振り分けテーブルで分配され
た淡インクデータおよび濃インクデータをそれぞれ淡イ
ンクヘッド温度センサ５６及び濃インクヘッド温度セン
サ５７からの温度データに基づきデータ補正回路５３に
より補正処理を行う。図７にデータ補正回路５３により
行われるデータ補正の変換グラフの一例を示す。これは
ヘッド温度が低い場合にはグラフを矢印のＡ側にシフト
して出力データが高くなるように補正をかけて濃度が高
くなるようにし、又ヘッド温度が高い場合にはグラフに
おいて矢印のＢ側にシフトして出力データが低くなるよ
うに補正をかけて濃度が低くなるようにする。この様に
してヘッド温度に応じて補正された淡インクデータおよ
び濃インクデータがそれぞれ２値化回路５４および５５
にて２値化され、各記録ヘッドにオン／オフのデータ
（１ビット信号）として出力される。

【００３９】本実施例では単色インクを例に説明をして
きたが、特にこれに限定するものではなく、シアン，マ
ゼンタ，イエロー，ブラック等複数の異なる色のそれぞ
れ濃淡インクを備えたカラー記録装置にも適用できる。
又インクの染料濃度も濃淡の２種類に限定するものでは
なく、３種類以上にしても良い。というのは、色の濃淡
インク間のドット濃度の差が大きい場合は薄いインクと
濃いインクの切り換え部分で階調の再現が線形になら
ず、疑似輪郭が生じ易くなる。また、記録された画像の
粒状性の変化や色調の変化がインク切り換え部分で発生
して不自然な画像となる場合がある。このため、低濃度
インク、中濃度インク、高濃度インクを用いるなどして
インク色数を増やして記録を行うことが好ましい。

【００４０】（第２実施例）以下、インクジェット用の
記録ヘッドにおいて同一ヘッドに複数の液室を有し、さ
らにこの複数の液室に同一色で濃度の異なるインクを供
給可能にして階調性を向上させたインクジェット記録装
置を例に説明する。

【００４１】図８は本発明の第２実施例におけるカラー
インクジェット記録装置の要部構成を示す斜視図であ
り、基本的には実施例１と同じ様な動作をするものであ
る。

【００４２】また、図９はこの記録装置における記録ヘ
ッドのインク吐出口列を被記録材側から見た模式的斜視
図である。

【００４３】図８は、Ｃ（シアン），Ｍ（マゼンタ），
Ｙ（イエロー），Ｋ（ブラック）の４色のインクの記録
ヘッドをもつカラーインクジェット記録装置を示してお
り、各々の記録ヘッドには濃色インクを吐出する吐出口
列と淡色インクを吐出する吐出口列とを有しており、キ
ャリッジ２３に並列して設置されている。

【００４４】濃淡インクを用いて記録を行う場合、濃イ
ンクドットと淡インクドットの着弾位置のずれも非常に
重要であり、ドットのずれによって濃度が変化する場合
もある。本実施例によれば、濃淡異なる濃度のインクの
吐出口列を一つの記録ヘッド内に分割して配置すること
により、前記濃淡吐出口列をそれぞれ別個のヘッドに設
けた場合のような縦横の位置ずれがなくなるため、着弾
位置に起因する濃度階調のずれのおそれが少ないという
特徴を有している。

【００４５】図１０は本実施例に用いるインクジェット
記録ヘッドの構成についての説明図である。

【００４６】配線基盤２００の一端は、ヒーターボード
１００の配線部分と相互に接続され、さらに配線基盤２
００の他端部には、本装置からの電気信号を受けるため
の各電気・熱エネルギー変換体に対応した不図示の複数
個のパッドが設けられている。これにより本体装置から
の電気信号は、それぞれの電気・熱エネルギー変換体に
供給される。

【００４７】配線基盤２００の裏面を平面で支持する金
属製の支持体３００は、インクジェットユニットの底板
となる。押えばね５００は溝天１３００のインク吐出口
近傍の領域を線上に弾性的に押圧するために断面略Ｕ字
形状に折り曲げ形成した部分とベースプレートに設けた
逃げ穴を利用して引っかける爪と、バネに作用する力を
ベースプレートで受ける一対の後脚を有している。この
バネ力により配線基盤２００と溝天１３００とを圧接し
ている。また、支持体に対する配線基盤２００の取付け
は、接着剤等による貼着で行われる。

【００４８】インク供給管２２００の端部にはフィルタ
ー７００が設けられている。インク供給部材６００は、
モールド成形で作られ、溝天１３００もオリフィスプレ
ート部１２０１と各インク供給口へと導く流路１５００
が一体的に形成されている。インク供給部材６００の支
持体３００に対する固定は、インク供給部材６００の裏
面側の２本のピン（不図示）を支持体３００の穴１９０
１、１９０２にそれぞれ貫通突出させ、これを熱融着す
ることにより行われる。

【００４９】この際、オリフィスプレート部１２０１と
インク供給部材６００との隙間は均一に形成されてい
る。封止剤はインク供給部材６００の上部封止剤注入口
から注入され、ワイヤーボンディングを封止すると同時
にオリフィスプレート部１２０１とインク供給部材６０
０との隙間を封止し、更に支持基盤３０の前端部との隙
間を完全に封止する。

【００５０】図１１は、本実施例に用いる記録ヘッドの
溝天１３００をヒーターボード１００側から見た斜視図
である。液室は複数個設けられており、各液室は壁１０
で仕切られている。各液室にはインクが供給されるため
の供給口２０ａと２０ｂが設けられている。

【００５１】この各液室を仕切る壁１０のヒーターボー
ド１００との圧接面に溝３０を設けてある。この溝は、
溝天１３００の外周部と連通している。溝天１３００を
ヒーターボードに圧接し密着させた後、外周部は、前述
したように封止剤で封止される。この際、上記溝に沿っ
て、封止剤が浸透していき、溝天とヒーターボードの隙
間を埋めていく。このようにして、液室を完全に分離す
ることができる。この溝の構造は封止剤の物性により異
なり、それぞれに対応した形状にする必要がある。この
ように、液室を複数室に分離することにより、各インク
吐出口に異なったインクを供給することができる。

【００５２】図１２はＣ，Ｍ，Ｙ，Ｋの４色の記録ヘッ
ドをフレーム枠３０００で一体的に組み立てた４ヘッド
一体インクジェットカートリッジ（ＩＪＣ）の構造を示
している。４つの記録ヘッドはフレーム３０００内に所
定の間隔で取り付けられ、しかもノズル列方向の縦横の
位置も調整された状態で固定される。３１００はフレー
ムのカバーであり、３２００は４つの記録ヘッドの配線
基盤２００に設けられたパッドと本体装置からの電気信
号をつなぐためのコネクタである。

【００５３】図１３は４ヘッド一体インクジェットカー
トリッジをキャリッジに搭載したときのようすを示した
ものである。インクタンク（ＩＴ）は上下２つの部屋に
仕切られており、上の部屋に濃インクを下の部屋には淡
インクを充填してある。そしてキャリッジ上でインクジ
ェットカートリッジ（ＩＪＴ）とＣ，Ｍ，Ｙ，Ｋの４つ
のインクタンク（ＩＴ）とが圧接結合されインクタンク
より記録ヘッドに各インクの供給が行われる。

【００５４】本実施例においても、ヘッドの温度検知手
段としてヒータボード１００上にダイオードセンサが設
けられる。前述のように温度検知手段は特にこれに限定
するものではなく、サーミスタ等の他のセンサを用いて
もよいし、さらには印字ドットのデューティからヘッド
温度を演算推定する手段でもよい。

【００５５】図１４に画像信号処理系のブロック図を示
す。画像処理回路部５１はマスキングやＵＣＲ（=Under
Color Removal）処理などを含むものであり、一般的な
画像処理フローなら全て適応可能である。

【００５６】さて、画像処理後のＣ，Ｍ，Ｙ，Ｋデータ
は、次の濃淡振り分け部５２に取り込まれるが、本実施
例では記録ヘッドの温度センサ５８からの温度データに
基づき予め用意された複数の濃淡振り分けテーブルより
最適なものが選択され、その選択された濃淡振り分けテ
ーブルに従って、入力したデータが淡インクデータと濃
インクデータとに分配される。

【００５７】図１５（ａ）はヘッド温度が低い場合の濃
淡振り分けテーブルの一例を示し、図１５（ｂ）はヘッ
ド温度が高い場合の濃淡振り分けテーブルの一例を示し
たものである。

【００５８】図６の濃淡振り分けテーブルを基準として
比較して説明する。

【００５９】ヘッド温度が低い場合は吐出量が低いた
め、図１５（ａ）に示すように入力データに対して濃イ
ンク出力データおよび淡インク出力データを高めて濃度
が高くなるように設定されている。入力データの高いと
ころ（２５５付近）ではすでに濃インク出力データが最
大になってしまっているのでここに淡インクデータをさ
らに加算することにより濃度アップを図っている。

【００６０】ヘッド温度が高い場合は吐出量が多くなる
ため、図１５（ｂ）に示すように図６の基準時よりも入
力データに対して出力データが低くなるようにして濃度
を抑えるように設定されている。この様にして記録ヘッ
ドの温度に応じて濃淡振り分けテーブルを変更すること
により、温度による吐出量変動が生じても常に一定した
濃度を出すことができ、階調再現性の良いインクジェッ
ト記録装置が可能となる。

【００６１】濃淡振り分けテーブルを用いて入力データ
を淡インクデータと濃インクデータとに分配する方法は
第１実施例の場合と同様であり、記録ヘッドの温度に応
じて選択された濃淡振り分けテーブルに基づき、入力さ
れたＣ，Ｍ，Ｙ，Ｋデータは、淡インクデータ（Ｃ’，
Ｍ’，Ｙ’，Ｋ’）と濃インクデータ（Ｃ”，Ｍ”，
Ｙ”，Ｋ”）とに分配され、それぞれ２値化回路５４及
び５５で２値化されて記録ヘッドにオン／オフのデータ
（１ビット信号）として出力される。

【００６２】本実施例においても記録ヘッドの温度によ
らず、常に一定の濃度階調を再現することが可能とな
り、また、記録ヘッドの温度も濃淡部で平均化してしま
うことにより処理を簡略化できる。

【００６３】但し、本実施例のように濃淡の複数のイン
クをを一つの記録ヘッド内で分割して使用する場合、ノ
ズル数が多くなると濃インク部と淡インク部の温度を平
均化して扱えなくなる場合がある。そのような場合は、
それぞれのインク領域で独立に検知した温度に応じて各
々の濃淡振り分けデータを補正するようにしても良い。
さらに本実施例で用いたような一つの記録ヘッド内を複
数のインク領域に分割した記録ヘッドを用いて、第１実
施例で述べた一つの濃淡振り分けテーブルで振り分けら
れた濃インクデータおよび淡インクデータにヘッド温度
に応じて補正をかけるような画像信号処理系との組み合
わせとしてもよい。

【００６４】また、濃淡インクの吐出口列を一つのヘッ
ドにまとめることにより記録ヘッドを増やさずに済み、
装置の小型化が図れる。

【００６５】本実施例ではシアン，マゼンタ，イエロ
ー，ブラックの４色のカラーインクジェット記録装置で
説明をしたが、色数は特にこれに限定するものではな
く、モノクロ単色でも、それ以外の複数の異なる色のそ
れぞれ濃淡インクを備えたカラー記録装置にも適用でき
る。又、インクの染料濃度も濃淡の２種類に限定するも
のではなく、３種類以上にしても良い。色の濃淡インク
間のドット濃度の差が大きい場合は薄いインクと濃いイ
ンクの切り換え部分で階調の再現が線形にならず、疑似
輪郭が生じ易くなる。また、記録された画像の粒状性の
変化や色調の変化がインク切り換え部分で発生して不自
然な画像となる場合があるので、低濃度インク、中濃度
インク、高濃度インクを用いるなどしてインク色数を増
やして記録を行うことが好ましい。

【００６６】（他の実施例）インクジェット記録ヘッド
の吐出量制御の方法として従来よりＰＷＭ（パルス幅変
調）吐出量制御方法が提案されている。

【００６７】次に図面を参照してＰＷＭ吐出量制御方法
について詳細に説明する。図１６は分割パルスを説明す
るための図である。同図においてＶopは駆動電圧、Ｐ１
は複数の分割されたヒートパルスの最初のパルス（以
下、プレパルスという）のパルス幅、Ｐ２はインターバ
ルタイム、Ｐ３は２番目のパルス（以下、メインパルス
という）のパルス幅である。Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３はＰ１，
Ｐ２，Ｐ３を決めるための時間を示している。駆動電圧
Ｖopはインク流路内に設けた電気熱変換体が熱エネルギ
ーを発生させるために必要な電気エネルギーを示すもの
の一つであり、その値は電気熱変換体の面積、抵抗値、
膜構造やインク流路の構造によって決まる。

【００６８】本実施例のＰＷＭ吐出量制御はプレパルス
幅変調駆動法とも言うことができ、一つのインク液滴の
吐出に際してＰ１，Ｐ２，Ｐ３の幅で順次パルスを与え
ると共に、記録ヘッド温度やインク温度に応じてプレパ
ルスの幅を変調する。プレパルスは主に液路内のインク
温度を制御するためのパルスであり、吐出量制御の重要
な役割を担っている。このプレヒートパルス幅は、その
印加によって電気熱変換体が発生するエネルギーによっ
てインク中に発泡現象が生じないような値に設定するの
が好ましい。インターバルタイムは、インク液路内のイ
ンクへのプレパルスのエネルギー伝達のための時間を確
保するものである。メインパルスは液路内のインク中に
発泡を生じさせて吐出口よりインクを吐出させるための
ものであり、その幅は電気熱変換体の面積、抵抗値、膜
構造やインク流路の構造によって決定するのが好まし
い。

【００６９】図１７にプレパルス幅と吐出量の関係を示
す。同図は吐出量のプレパルス依存性を示す線図であ
り、図においてＶ0 はＰ１＝０の時の吐出量を示し、こ
の値はヘッドの構造によって定まる。

【００７０】図１７の曲線ａに示されるようにプレパル
スのパルス幅Ｐ１の増加に応じて、吐出量Ｖｄはパルス
幅Ｐ１が０からＰ1LMTまで線形性を有して増加し、パル
ス幅がＰ1LMTより大きい範囲ではその変化が線形性を失
い、パルス幅Ｐ1MAXで飽和し最大となる。

【００７１】この様にパルス幅Ｐ１の変化に対する吐出
量Ｖｄの変化が線形性を示すパルス幅Ｐ1LMTまでの範囲
は、パルス幅Ｐ１を変化させることによる吐出量の制御
を容易に行える範囲として有効である。

【００７２】パルス幅がＰ1MAXより大きい場合、吐出量
ＶｄはＶMAより小さくなる。この現象は上記範囲のパル
ス幅を有するプレパルスが印加されると電気熱変換体上
に微小な発泡を生じ、この気泡が消泡する前に次のメイ
ンパルスが印加され、上記微少気泡がメインパルスによ
る発泡を乱すことによって吐出量が小さくなる。この領
域をプレ発泡領域と呼び、この領域ではプレパルスによ
る吐出量制御は困難なものとなる。図１７に示すＰ１＝
０〜Ｐ1LMTまでの範囲の直線の傾きをプレパルス依存係
数と定義すると、 Ｋp ＝ΔＶdp／ΔＰ１ となり、この係数はＫp は温度によらずヘッド構造・駆
動条件インク物性等によって定まるものである。図１７
中曲線ｂ，ｃは他の記録ヘッドの場合を示しており、記
録ヘッドが異なるとその吐出特性が変化することがわか
る。

【００７３】一方、インクジェット記録ヘッドの吐出量
を決定する別の要因として吐出部のインク温度（記録ヘ
ッドの温度で代用できる場合がある）がある。図１８は
吐出量の温度依存性を示す線図である。同図の曲線ａに
示すように、記録ヘッドの温度ＴH の増加に対して吐出
量Ｖｄは直線的に増加する。この直線の傾きを温度依存
係数と定義すると ＫT ＝ΔＶdt／ΔＴH となる。この係数は駆動条件によらず、ヘッドの構造・
インク物性等によって定まる。図１８においても他の記
録ヘッドの場合を曲線ｂ，ｃに示す。

【００７４】以上の図１７および図１８に示す関係を実
際の制御図として図１９に示す。同図においてＴ0 は記
録ヘッドの保温温度であり、吐出部のインク温度がＴ0
より低い温度の場合はサブヒータ（不図示）などにより
記録ヘッドを加熱する。したがってインク温度に応じた
吐出量制御はＴ0 以上で行うことになる。図１９でＰＷ
Ｍ領域と示した温度範囲が吐出量を安定化できる温度範
囲であり、プレパルスを１１ステップで変化させた場合
の吐出部のインク温度と吐出量の関係を示している。吐
出部のインク温度が変化してもインク温度に応じて温度
ステップを幅ΔＴ毎にプレパルス幅を変えることによ
り、目標吐出量Ｖd0に対してΔＶの幅で吐出量を制御す
ることができる。しかしながら、このＰＷＭ吐出量制御
方法もＰＷＭ制御可能な上限温度ＴL 以上の温度範囲で
は吐出量を安定化することができない。

【００７５】そこで本実施例においては、記録ヘッドの
温度がＴ0 以下の時はサブヒータによる保温で吐出量を
調整し、Ｔ0 からＴL の温度領域ではＰＷＭ吐出量制御
方法で吐出量を調整し、吐出量の制御ができないＴL 以
上の温度領域では第１実施例および第２実施例で述べた
ような濃淡インク振り分けデータを補正することにより
記録画像の濃度階調再現性を良好にし、濃度ムラのない
画像が得られる。

【００７６】このようにＰＷＭ吐出量制御方法と組み合
わせることにより、より広い温度領域で階調再現性を良
好にすることが可能となる。

【００７７】また、濃淡振り分けテーブルを複数持たせ
るような場合、本実施例においては第２実施例の場合に
比べて温度が低くなった場合のことを考慮する必要がな
いためテーブル数を減らすことができる。

【００７８】尚、以上述べた実施例においては記録ヘッ
ドとして、インクジェット記録ヘッドを用いた場合につ
いて説明したが、これに限らず、感熱式記録ヘッドや熱
転写式記録ヘッドを用いてもよい。

【００７９】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。

【００８０】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一つの駆動信号を
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、少なくとも一つの滴を形成する。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。

【００８１】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。尚、
上記熱作用面の温度上昇率に関する発明の米国特許第４
３１３１２４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。

【００８２】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。

【００８３】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ー
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号公報に基づいた構成
としても本発明は有効である。

【００８４】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が、本発明は、上述した効果を
一層有効に発揮することができる。

【００８５】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た場合にも
本発明は有効である。

【００８６】また、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。

【００８７】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。

【００８８】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℃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。

【００８９】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。

【００９０】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、リーダ等と組み合わせた複
写装置、さらには送受信機能を有するファクシミリ装置
の形態を採るものであっても良い。

【００９１】図２０は本発明のインクジェット記録装置
をワードプロセッサ、パーソナルコンピュータ、ファク
シミリ装置、複写装置としての機能を有する情報処理装
置に適用した場合の概略構成を示すブロック図である。
図中、１２０１は装置全体の制御を行う制御部で、マイ
クロプロセッサ等のＣＰＵや各種Ｉ／Ｏポートを備え、
各部に制御信号やデータ信号等を出力したり、各部より
の制御信号やデータ信号を入力して制御を行っている。
１２０２はディスプレイ部で、この表示画面には各種メ
ニューや文書情報及びイメージリーダ１２０７で読み取
ったイメージデータ等が表示される。１２０３はディス
プレイ部１２０２上に設けられた透明な感圧式のタッチ
パネルで、指等によりその表面を押圧することにより、
ディスプレイ部１２０２上での項目入力や座標位置入力
等を行うことができる。

【００９２】１２０４はＦＭ（Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｍ
ｏｄｕｌａｔｉｏｎ）音源部で、音楽エディタ等で作成
された音楽情報をメモリ部１２１０や外部記憶装置１２
１２にデジタルデータとして記憶しておき、それらメモ
リ等から読み出してＦＭ変調を行うものである。ＦＭ音
源部１２０４からの電気信号はスピーカ部１２０５によ
り可聴音に変換される。プリンタ部１２０６はワードプ
ロセッサ、パーソナルコンピュータ、ファクシミリ装
置、複写装置の出力端末として、本発明に係る記録装置
が適用されたものである。

【００９３】１２０７は原稿データを光電的に読み取っ
て入力するイメージリーダ部で、原稿の搬送経路途中に
設けられており、ファクシミリ原稿や複写原稿の他、各
種原稿の読み取りを行う。１２０８はイメージリーダ部
や１２０７で読み取った原稿データのファクシミリ送信
や、送られてきたファクシミリ信号を受信して復号する
ファクシミリ送受信部であり、外部とのインターフェー
ス機能を有する。１２０９は通常の電話機能や留守番電
話機能等の各種電話機能を有する電話部である。１２１
０はシステムプログラムやマネージャプログラム及びそ
の他のアプリケーションプログラム等や文字フォント及
び辞書等を記憶するＲＯＭや、外部記憶装置１２１２か
らロードされたアプリケーションプログラムや文字情報
を記憶するためのＲＡＭ、さらにはビデオＲＡＭ等を含
むメモリ部である。

【００９４】１２１１は文書情報や各種コマンド等を入
力するキーボード部である。１２１２はフロッピィディ
スクやハードディスク等を記憶媒体とする外部記憶装置
で、この外部記憶装置１２１２には文字情報や音楽ある
いは音声情報、ユーザのアプリケーションプログラム等
が格納される。

【００９５】図２１は図２０に示す情報処理装置の外観
図である。図中、１３０１は液晶等を利用したフラット
パネルディスプレイで、各種メニューや図形情報及び文
書情報等を表示する。このディスプレイ１３０１上には
タッチパネルが設置されており、このタッチパネルの表
面を指等で押圧することにより座標入力や項目指定入力
を行うことができる。１３０２は装置が電話機として機
能するときに使用されるハンドセットである。

【００９６】キーボード１３０３は本体と脱着可能にコ
ードを介して接続されており、各種文字情報や各種デー
タ入力を行うことができる。また、このキーボード１３
０３には各種機能キー１３０４等が設けられている。１
３０５はフロッピィディスクの挿入口である。

【００９７】１３０７はイメージリーダ部１２０７で読
み取られる原稿を載置する用紙載置部で、読み取られた
原稿は装置後部より排出される。またファクシミリ受信
等に於ては、インクジェットプリンタ１３０７により記
録される。

【００９８】尚、上記ディスプレイ１３０１はＣＲＴで
もよいが、強誘電性液晶を利用した液晶ディスプレイ等
のフラットパネルが望ましい。小型、薄型化に加え軽量
化が図れるからである。上記情報処理装置をパーソナル
コンピュータやワードプロセッサとして機能する場合、
図１２においてキーボード部１２１１から入力された各
種情報が制御部１２０１により所定のプログラムに従っ
て処理され、プリンタ部１２０６に画像として出力され
る。ファクシミリ装置の受信機として機能する場合、通
信回線を介してファクシミリ送受信部１２０８から入力
したファクシミリ情報が制御部１２０１により所定のプ
ログラムに従って受信処理され、プリンタ部１２０６に
受信画像として出力される。

【００９９】また、複写装置として機能する場合、イメ
ージリーダ部１２０７によって原稿を読み取り、読み取
られた原稿データが制御部１２０１を介してプリンタ部
１２０６に複写画像として出力される。尚、ファクシミ
リ装置の送信機として機能する場合、イメージリーダ部
１２０７によって読み取られた原稿データは、制御部１
２０１により所定のプログラムに従って送信処理された
後、ファクシミリ送受信部１２０８を介して通信回線に
送信される。尚、上述した情報処理装置は図２２に示す
ようにインクジェットプリンタを本体に内蔵した一体型
としてもよく、この場合はよりポータブル性を高めるこ
とが可能となる。同図において、図２１と同一機能を有
する部分には、対応する符号を付した。

【０１００】以上説明した多機能型情報処理装置に本発
明の記録装置を適用することによって、高品位の記録画
像を得ることができるため、上記情報処理装置の機能を
さらに向上させることが可能となる。

【０１０１】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば、
記録ヘッドに関する温度を検出し、画像データを、複数
のインクの各々に対応するとともに検出した温度データ
に応じた複数のデータに振り分け、前記振り分けられた
データに基づき、前記記録ヘッドを用いて記録媒体に画
像を形成する。これにより記録ヘッドの温度が変化して
も所望の記録画像濃度を得ることができ、階調再現性を
格段に向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を適用したインクジェット記録装置の概
略説明図である。

【図２】記録ヘッドの模式的斜視図である。

【図３】記録ヘッドのインク吐出部の構造を模式的に示
す部分斜視図である。

【図４】インクジェット記録装置の構成を示すブロック
図である。

【図５】画像信号処理部のブロック図である。

【図６】濃淡振り分けテーブルの変換グラフの一例を示
す図である。

【図７】データ補正の変換グラフの一例を示す図であ
る。

【図８】第２実施例を適用したインクジェット記録装置
の概略説明図である。

【図９】第２実施例の記録ヘッドの模式的斜視図であ
る。

【図１０】記録ヘッドの構成の説明図である。

【図１１】溝天の構造を説明する斜視図である。

【図１２】４ヘッド一体インクジェットカートリッジ
（ＩＪＣ）の構成の説明図である。

【図１３】インクジェットカートリッジとインクタンク
をキャリッジに搭載する説明図である。

【図１４】第２実施例の画像信号処理部のブロック図で
ある。

【図１５】第２実施例での濃淡振り分けテーブルの変換
グラフの一例を示す図である。

【図１６】分割パルス幅変調駆動法の説明図である。

【図１７】吐出量のプレパルス依存性を示す線図であ
る。

【図１８】吐出量の温度依存性を示す線図である。

【図１９】吐出量制御に関する説明図である。

【図２０】本発明の記録装置を情報処理装置に適用した
場合の概略構成を示すブロック図である。

【図２１】情報処理装置の外観図である。

【図２２】情報処理装置の他の例を示す外観図である。

【符号の説明】

１１Ａ，１１Ｂ，１２Ａ，１２Ｂ 記録ヘッド ５１ 画像処理回路 ５２ 濃淡振り分け部 ５３ データ補正回路 ５４ 淡インクデータ２値化回路 ５５ 濃インクデータ２値化回路 ５６ 淡インクヘッド温度センサ ５７ 濃インクヘッド温度センサ ５８ 記録ヘッド温度センサ

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｂ４１Ｊ 2/125 Ｂ４１Ｍ 5/00 Ａ 8808−2Ｈ Ｈ０４Ｎ 1/23 １０１ Ｂ 9186−5Ｃ 9012−2Ｃ Ｂ４１Ｊ 3/04 １０３ Ｂ 9012−2Ｃ １０４ Ｋ (72)発明者 松原 美由紀 東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノ ン株式会社内 (72)発明者 後藤 史博 東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノ ン株式会社内 (72)発明者 神田 英彦 東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノ ン株式会社内 (72)発明者 樫野 俊雄 東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノ ン株式会社内

Claims (14)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 濃度が異なる複数のインクに対応した複
   数の記録ヘッドを用いて画像を形成する記録装置であっ
   て、 前記記録ヘッドに関する温度を検出する温度検出手段
   と、 画像データを前記複数のインクの各々に対応したデータ
   に振り分ける振り分け手段と、 前記振り分け手段が振り分けたデータを、前記温度検出
   手段が検出した温度データに基づき補正する補正手段
   と、を備えることを特徴とする記録装置。
2. 【請求項２】 前記振り分け手段は、前記複数の記録ヘ
   ッドの各々が用いられる度合いを定めた振り分けテーブ
   ルに基づき、画像データを前記複数のインクの各々に対
   応したデータに振り分けることを特徴とする請求項１記
   載の記録装置。
3. 【請求項３】 濃度が異なる複数のインクに対応した複
   数の記録ヘッドを用いて画像を形成する記録装置であっ
   て、 前記記録ヘッドに関する温度を検出する温度検出手段
   と、 画像データを、前記複数のインクの各々に対応するとと
   もに前記温度検出手段が検出した温度データに応じた複
   数のデータに振り分ける振り分け手段と、を備えること
   を特徴とする記録装置。
4. 【請求項４】 前記振り分け手段は、前記複数の記録ヘ
   ッドの各々が用いられる度合いを定めた複数の振り分け
   テーブルの中から、前記温度検出手段が検出した温度デ
   ータに応じた振り分けテーブルを選択することを特徴と
   する請求項３記載の記録装置。
5. 【請求項５】 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請求項１ない
   し４のいずれかに記載の記録装置。
6. 【請求項６】 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
   を備えているインクジェット記録ヘッドである請求項５
   記載の記録装置。
7. 【請求項７】 前記記録ヘッドは、前記熱エネルギー変
   換体によって印加される熱エネルギーによりインクに状
   態変化を生起させ、該状態変化に基づいて吐出口よりイ
   ンクを吐出させるものである請求項６記載の記録装置。
8. 【請求項８】 請求項１乃至７のいずれかに記載の記録
   装置と原稿画像読み取り手段を備えることを特徴とする
   画像形成装置。
9. 【請求項９】 請求項１乃至７のいずれかに記載の記録
   装置と画像情報の送信及び／または受信手段を備えるこ
   とを特徴とする画像形成装置。
10. 【請求項１０】 原稿画像読み取り手段をさらに備える
    ことを特徴とする請求項９記載の画像形成装置。
11. 【請求項１１】 請求項１乃至７のいずれかに記載の記
    録装置と記録信号入力手段を備えることを特徴とする画
    像形成装置。
12. 【請求項１２】 記録信号入力手段がキーボードである
    ことを特徴とする請求項１１記載の画像形成装置。
13. 【請求項１３】 濃度が異なる複数のインクに対応した
    複数の記録ヘッドを用いて画像を形成する記録方法であ
    って、 前記記録ヘッドに関する温度を検出し、 画像データを、前記複数のインクの各々に対応するとと
    もに前記検出した温度データに応じた複数のデータに振
    り分け、 前記振り分けられたデータに基づき、前記記録ヘッドを
    用いて記録媒体に画像を形成することを特徴とする記録
    方法。
14. 【請求項１４】 請求項１３記載の記録方法により記録
    されたことを特徴とする記録物。