JPH07178929A - インクジェット記録方法、記録装置および情報処理システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 画像品位の低下を防ぐことができ、かつ高品
位な記録を可能とする記録方法、および該方法を提供す
る。 【構成】 インクジェット記録方法は、吐出手段に供給
される単位時間当りのエネルギー量または総エネルギー
量の少なくとも一つが互いに異なるように設定された複
数の吐出信号を吐出手段へ印加する工程を有し、好まし
くは上記複数のインク滴を吐被記録媒体上の実質的同一
箇所に着弾させる際に、吐出手段に供給される単位時間
当りのエネルギー量または総エネルギー量の少なくとも
一つが最大となる吐出信号を複数の吐出信号から選択し
て吐出手段へ印加する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、複写機、ファクシミ
リ、プリンタ、ワードプロセッサ、パーソナルコンピュ
ータ等の情報処理システムにおいて、文字、画像等の情
報を被記録媒体上に記録するための記録装置および該装
置に搭載されるインクジェット方式の記録ヘッドに適用
されるインクジェット記録方法、記録装置および情報処
理システムに関する。なお、ここで、記録とは、布、
糸、紙、シート材等のインク付与を受けるインク支持体
全てへのインク付与等（印字、画像形成、プリント、染
色等）を含むもので、本発明は情報処理分野のみなら
ず、布、糸、紙、シート材等のインク付与を受けるイン
ク支持体を用いるアパレル産業等の幅広い産業分野にお
いて適用可能なものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、紙、布、プラスチックシート、Ｏ
ＨＰ用シート等の被記録媒体（以下単に記録紙ともい
う）に対して記録を行なう記録装置は、種々の記録方
式、例えばワイヤードット方式、感熱方式、熱転写方
式、インクジェット方式による記録ヘッドを搭載可能な
形態として提案されている。

【０００３】これらの方式のなかで、インクジェット方
式はインクを吐出して記録紙に直接付着させる低騒音な
ノンインパクト方式の一つで、インク滴の形成方法およ
び噴射エネルギ野発生方法により、コンテイニアス方式
（電荷粒子制御方式およびスプレー方式が含まれる）と
オンデマンド方式（ピエゾ方式、スパーク方式およびバ
ブルジェット方式が含まれる）とに大きく分類される。

【０００４】コンテイニアス方式は、インクを連続的に
吐出し、必要な液滴だけ電荷を与える。帯電した液滴が
記録紙に付着し、残りは無駄になる。これに対して、オ
ンデマンド方式は、印字に必要な時だけインクを吐出す
るために、インクの無駄がなく装置内部が汚れない。ま
た、オンデマンド方式はインクの吐出を開始したり停止
したりするため、コンテイニアス方式に比べて応答周波
数は低い。このため、ノズル数を増やすことで高速化を
実現している。したがって、現在市販されている記録装
置の多くはオンデマンド方式のものであり、このような
インクジェット方式の記録ヘッドを具備した記録装置
は、高密度かつ高速な記録動作が可能であることから、
情報処理システムの出力手段、例えば複写機、ファクシ
ミリ、電子タイプライタ、ワードプロセッサ、ワークス
テーション等の出力端末としてのプリンタ、あるいはパ
ーソナルコンピュータ、ホストコンピュータ、光ディス
ク装置、ビデオ装置等に具備されるハンディまたはポー
タブルプリンタとして利用され、かつ商品化されてい
る。この場合、インクジェット記録装置は、これら装置
固有の機能、使用形態等に対応した構成をとる。

【０００５】一般にインクジェット記録装置は、記録手
段（記録ヘッド）およびインクタンクと搭載するキャリ
ッジと、記録紙を搬送する搬送手段と、これらを制御す
るための制御手段とを具備する。そして、複数の吐出口
からインク滴を吐出させる記録ヘッドを記録紙の搬送方
向（副走査方向）と直交する方向（主走査方向）にシリ
アルスキャンさせ、一方で非記録時に記録紙を記録幅に
等しい量で間欠搬送するものである。この記録方法は、
記録信号に応じてインクを記録用紙上に吐出させて記録
を行うものであり、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。また、インクを吐出
する多数のノズルが副走査方向に直線上に配置された記
録ヘッドを用いることにより、記録ヘッドが記録用紙上
を一回走査することでノズル数に対応した幅の記録がな
される。そのため、記録動作の高速化を達成することが
可能である。

【０００６】さらに、カラー対応のインクジェット記録
装置の場合、複数色の記録ヘッドにより吐出されるイン
ク液滴の重ね合わせることによりカラー画像を形成す
る。一般に、カラー記録を行う場合、イエロー（Ｙ）、
マゼンタ（Ｍ）およびシアン（Ｃ）の３原色またはこれ
ら３原色にブラック（Ｂ）を含めた４色に対応する４種
類の記録ヘッドおよびインクカートリッジが必要とされ
る。昨今ではこのような３〜４色の記録ヘッドを搭載
し、フルカラーで画像形成が可能な装置が実用化されて
いる。

【０００７】さらにまた、上記インクジェット記録装置
は比較的容易にＡ１等の大判記録が可能な構成を取るこ
ともできる。すなわち、画像を読み取るリーダーを接続
し原稿を複写するＡ１版カラー記録対応の記録装置、例
えばＣＡＤ出力用プリンター等のプロッターも製品化さ
れている。また、一方で多様な使い方が要求されるよう
になり、会議、講義等におけるプレゼンテーション用に
投影可能なOHP フィルムへの記録の需要が高まってい
る。こうした需要に応えるため、インクの吸収特性が異
なる被記録媒体を必要に応じて選択した際に被記録媒体
の種類に係わりなく最良の記録が可能な記録装置の開発
および製品化が行われている。

【０００８】このようにインクジェット記録装置は、優
れた記録手段として幅広い産業分野（例えばアパレル産
業等）で需要が高まっており、またより一層高品位な画
像の提供も求められている。

【０００９】つぎに、インクジェット記録装置に備えら
れるインクジェット記録ヘッド（以下、記録ヘッドとも
いう）について述べる。

【００１０】上記記録ヘッドにおいてインクを吐出する
ためのエネルギーを発生するエネルギー発生手段として
は、ピエゾ素子などの電気機械変換体を用いたもの、あ
るいは発熱抵抗体を有する電気熱変換素子によって液体
を加熱させるものなどがある。

【００１１】その中でも熱エネルギーを利用（膜沸騰現
象を利用）して液体を吐出させる方式（いわゆるバルブ
ジェット方式）の記録ヘッドは、上記液体吐出口を高密
度に配列することができるために高解像度の記録をする
ことが可能である。

【００１２】ここで、従来技術および本発明の理解を容
易にするために、従来のインクジェット記録ヘッドおよ
び該記録ヘッドを搭載したインクジェット記録装置の一
例を図９および１０を参照して説明する。

【００１３】図９は、インクジェット記録装置に搭載さ
れるインクジェット記録ヘッドの概略的構成を説明する
ための断面斜視図である。

【００１４】参照符号９１は、インクを通すためのノズ
ルとなる複数の溝９３、これらの溝に連通した共通液室
となる溝９４、該共通液室へインクを供給するための供
給口９５が形成された天板であり、９２は各ノズルに対
応した電気熱変換体９６と各電気熱変換体に電力を供給
する電極９７とが成膜技術により一体的に形成された基
板である。このような天板９１と基板９２とが合わさっ
てインクを吐出するための複数の吐出口（オリフィス）
９８が形成される。

【００１５】このような構成からなる記録ヘッド９１
は、該記録ヘッドへ上記供給口からインクを供給するイ
ンクタンクと一体となってインクジェットカートリッジ
を構成する。

【００１６】図１０は、図９に示したインクジェット記
録ヘッドを搭載したインクジェット記録装置の概略的構
成を説明するための外観斜視図である。

【００１７】本図において、参照符号１２０はプラテン
１２４上に送紙されてきた記録紙の記録面に対向してイ
ンク吐出を行うノズル群を具えたインクジェットヘッド
カートリッジＩＪＣのインクジェットヘッド（記録ヘッ
ド）である。１１６は記録ヘッド１２０を保持するキャ
リッジＨＣであり、駆動モータ１１７の駆動力を伝達す
る駆動ベルト１１８の一部と連結し、互いに平行に配設
された２本のガイドシャフト１１９Ａおよび１１９Ｂと
摺動可能とすることにより、記録ヘッド１２０の記録紙
の全幅にわたる往復移動が可能となる。この往復移動中
に記録ヘッド１２０は受信データに応じた画像を記録紙
上に記録する。この１主走査終了毎に記録紙は所定量搬
送され副走査が行われる。

【００１８】参照符号１２６はヘッド回復装置であり、
記録ヘッド１２０の移動経路の一端、例えばホームポジ
ションと対向する位置に配設される。伝動機構１２３を
介したモータ１２２の駆動力によって、ヘッド回復装置
１２６を動作せしめ、記録ヘッド１２０のキャッピング
を行う。このヘッド回復装置１２６のキャップ部２６Ａ
による記録ヘッド１２０へのキャッピング部に関連させ
て、ヘッド回復装置１２６内に設けた適宜の吸引手段
（例えば、吸引ポンプ）によるインク吸収（吸引回復）
を行い、これによりインクを吐出口から強制的に排出さ
せることにより吐出口内の増粘インクを除去する等の吐
出回復処理を行う。また、記録終了時等にキャッピング
を施すことにより記録ヘッドが保護される。このような
吐出回復処理は電源投入時、記録ヘッド交換時、一定時
間以上記録動作が行われない時等に行われるものであ
る。

【００１９】参照符号１３１はヘッド回復装置１２６の
側面に配設され、シリコンゴムで形成されるワイピング
部材としてのブレードである。ブレード１３１はブレー
ド保持部材１３１Ａにカンチレバー形態で保持され、ヘ
ッド回復装置１２６と同様、モータ１２２および伝動機
構１２３によって動作し、記録ヘッド１２０の吐出面と
の係合が可能となる。これにより、記録ヘッド１２０の
記録動作における適切タイミングで、あるいはヘッド回
復装置１２６を用いた吐出回復処理後に、ブレード１３
１を記録ヘッド１２０の移動経路中に突出させ、ヘッド
１２０の移動動作に伴なってヘッド１２０の吐出面にお
ける結露，濡れあるいは塵埃等をふきとる。

【００２０】上記構成からなる記録ヘッドで行われるバ
ブルジェット方式のインク滴形成過程について簡単に説
明する。

【００２１】まず、発熱抵抗体（ヒータ）が所定の温度
に達するとヒータ面を覆うような膜気泡が生ずる。この
気泡の内部圧力は非常に高く、ノズル内のインクを押し
出す。インクはこの押し出しによる慣性力でノズルの外
およびその反対方向にある共通液室内に向かって移動す
る。インクの移動が進むと気泡の内部圧力は負圧にな
り、また流路抵抗も加わってノズル内部のインクの速度
は遅くなる。ノズル口（オリフィス）から外へ吐出され
たインクは、ノズル内部に比べて速いため、慣性力と流
路抵抗、気泡の収縮、インク表面張力のバラスでくびれ
が生じ、分離・液滴化する。そして、気泡の収縮の収縮
と同時に、毛管力によりノズル内に共通液室よりインク
が供給され次のパルスを待つ。

【００２２】このように、電気熱変換素子をエネルギー
発生手段として用いた記録ヘッドは、駆動電気パルス信
号により一対一の対応で液路のインク内に気泡を発生さ
せることができ、また即時かつ適切に気泡の成長・収縮
を行わせることができるので、特に応答性のすぐれたイ
ンク滴吐出が達成できる。また、記録ヘッドのコンパク
ト化も容易であり、かつ最近の半導体分野における技術
の進歩と信頼性の向上が著しいＩＣ技術やマイクロ加工
技術の長所を十二分に活用でき、高密度実装化が容易
で、製造コストも安価なことから有利である。

【００２３】上記構成からなる従来のインクジェット記
録装置で階調を出す方法としては、画像信号の一画素を
２値記録の一画素に対応させ、これをあらかじめ決めら
れたしきい値によって２値化し階調を表現する方法（デ
ィザ法）や、特開昭５９−２０７２６５号、特開昭５７
−１６０６５４号、特開昭６３−５３０５２号のよう
に、複数の液滴の合体液滴を形成しこれを被記録媒体に
着弾させることでドットの大きさを変える方法（液滴変
調法）、特開昭６３−５３０５２号のように、複数の液
滴を被記録媒体上の同一箇所に着弾させて１つのドット
を形成し着弾液滴個数の多少によって階調を得る方法
（マルチドロップレット方式）がある。このうち、ディ
ザ法は画像解像度の低下をともない、また液滴変調法で
は記録装置の紙間距離などの実用的な範囲において、広
い階調幅がとりにくいという欠点がある。これに対し、
マルチドロップレット方式は、小さな液滴のインクジェ
ットヘッドを選ぶことで高解像かつ高階調な印字が行な
える方式としてすぐれている。

【００２４】一般に液滴が被記録媒体上に着弾してもイ
ンクの浸透するまでに数百ｍ秒以上の時間が必要であ
る。このため、被記録媒体に先行液滴が着弾すると被記
録媒体上には半球状の液滴が形成される。そこで、この
被記録媒体上の先行液滴に後続液滴を重ねて着弾させる
ことにより、より大きな半球上の液滴を記録紙上に形成
することができ、重ね合わせる液滴数を変えることで画
素を大きさを制御することが可能である。

【００２５】またより広い階調幅を得るために重ねあわ
せる液滴の個数を増加させることで記録速度が低下する
ことも考えられるが、すでに述べた液滴変調法や、特公
表昭６３−５０２２６１号に記載のインクジェットヘッ
ドを用い異なるノズルから吐出された体積の異なる液滴
を極めて短い時間内に記録紙上で重ねて着弾させる方
法、などを組み合せて採用することでこの問題を解決す
ることができる。

【００２６】図１１および図１２は、画素周波数ｆ0 、
液滴の吐出周波数ｆにて実質滴に同一箇所に最大４個の
液滴を着弾させるマルチドロップレット方式による画素
形成を説明するものである。すでに述べたように、マル
チドロップレット方式は、複数の液滴を実質的同一箇所
に重ねて着弾させ１つの画素を形成するものであるが、
１個の液滴により形成されるものも１つの画素と考えて
もよい。また、画画素周波数はインクジェットヘッドの
主走査方向の記録紙上での隣接する画素の最小間隔を決
めるものである。

【００２７】図１１および図１２において、ヘッドのノ
ズル内に配置された吐出手段に吐出信号Ｐ２１が印加さ
れ液滴Ｄ１を吐出する。１／ｆ時間経過後、被記録材１
０３上に液滴Ｄ１が形成した画素１０１に少なくとも一
部が重なるように選択的な吐出信号Ｐ２２により液滴Ｄ
２が吐出する。同様に、吐出信号Ｐ２３，Ｐ２４により
液滴Ｄ３，Ｄ４が吐出し、画素１０２の形成を完了す
る。以上の過程で吐出信号Ｐ２１，Ｐ２２，Ｐ２３，Ｐ
２４の印加の有無により被記録材上の画素の大きさを変
えることができる。また画素１０２に隣接させて異なる
画素を形成する場合には吐出信号Ｐ２１の印加から時間
１／ｆ₀ 経過時に吐出信号Ｐ２１′等を印加し液滴を吐
出させればよい。

【００２８】ところで、多値画像の品位を左右する要因
として画像のハイライト部の粒状性がある。粒状性は特
に１液滴により形成される画素が大きい場合に目立ち画
像品位を低下させてしまう。そこで粒状性を低下させ画
像の品位劣化を防止するために、より小さな液滴で画素
を形成する必要がある。例えば、本発明の発明者の別の
検討によれば、ブラック色では被記録材上の画素の平均
径が５０〜５０μｍ程度であれば約２５ｃｍ以上離れて
画像を見ても粒状性による官能による品位低下は小であ
り、さらに平均径が３０μｍ程度あるいはそれ以下であ
ればほとんど無視できる程度であった。

【００２９】

【発明が解決しようとする課題】しかしハイライト部に
おいて粒状性が目立たない程度の大きさの液滴のみを用
いると、画像の高濃度部を形成する際に、より多数の液
滴で画素を形成することになる。例えば１０ｐｌの体積
の液滴を用いて画像を形成すれば、２０ｐｌの液滴を用
いた場合よりハイライト部の粒状性は目立たなくなる
が、同じ程度の濃度を得るためには１０ｐｌの液滴の約
２倍の個数の液滴が必要である。また、２０ｐｌの液滴
の場合の画像出力時間を保つためには、約２倍の吐出周
波数で１０ｐｌの液滴を吐出させなければならない。一
般にインクジェットヘッドでは、液滴体積が１０ｐｌ以
下になると、ノズル構造の多少の改造によって、液滴の
吐出後にノズル内のインクのメニスカスが吐出前の位置
に戻るまでに要する時間（以下、リフィル時間）を大幅
に向上させることは容易ではない。またメニスカス復帰
前に液滴を吐出させる場合には安定な吐出を維持するこ
とは難しい。

【００３０】そこで以上の問題に対する１つの選択とし
て、ある程度画像の出力速度が遅くとも、粒状性の目立
たない程度の画素を形成する小液滴を吐出するインクジ
ェットヘッドを用い高品位の多値画像を得ることが考え
られる。

【００３１】しかしながら、インクジェットヘッドは、
インク中の揮発性成分のオリフィスから蒸発によりノズ
ル内のインクが増粘し、液滴の吐出速度の低下による画
像のよれや不吐出等の吐出不良を起こす場合がある。こ
の傾向は、小液滴を得るためにより小さなノズル寸法や
オリフィスの面積のインクジェットヘッドを用いた場合
ほど顕著である。したがって、粒状性の目立たない程度
の画素を形成する小液滴を吐出することで高品位の多値
画像を得るためには、このような吐出不良モードに対す
る対策が不可欠である。

【００３２】この問題を解決するために、待機中または
印字中、記録に用いない液滴を吐出するいわゆる予備吐
出のシーケンスが提案されており、例えば、インクジェ
ットヘッドを記録範囲外の所定の位置に移動させ予備吐
出を行う方法（特開昭５４−９９２８号）や、所定時間
毎に被記録材に対して離散的に予備吐出を行う方法（特
開昭５５−１３９２６９号）等が知られている。また熱
インクジェットヘッドでの予備吐出の具体的な方法とし
ては、予備吐出とともにヒーターにより予備加熱を行う
方法（特開昭６１−１４６５５２号）、予備吐出を記録
時より大きなエネルギーにより行う方法（特開昭６１−
１４６５５６号）等を本出願人がすでに提案している。

【００３３】しかし、特開昭５４−９９２８号、特開昭
６１−１４６５５２号、および特開昭６１−１４６５５
６号に開示された方法は、いずれもヘッドを記録範囲外
の所定の位置に移動させる動作を伴い画像の出力速度を
さらに低下させてしまうため、好ましい方法とはいえな
い。また、一般には所定の効果を得るために一度の予備
吐出で１ノズル毎に１０〜１０００程度の液滴を吐出す
るが、特開昭５５−１３９２６９号に記載された方法を
用いた場合、ハイライド部では粒状性はなくとも、色汚
れとして目立ちやすくなってしまうという欠点があっ
た。

【００３４】したがって、本発明の目的は上記問題点を
解決し、画像品位の低下を防ぐことができ、かつ高品位
な記録を可能とする記録方法、および該方法を実施する
記録装置および該装置を出力手段とする情報処理システ
ムを提供することである。

【００３５】

【課題を解決するための手段】本発明にもとづくインク
ジェット記録方法は、入力画像情報の記録を行うため
に、被記録媒体にインク滴を吐出する吐出手段を有する
インクジェット記録ヘッドを用い、かつ該記録ヘッドに
よるインク滴吐出の際に複数のインク滴を被記録媒体上
の実質的同一箇所に着弾させることで一つの画素を形成
するインクジェット記録方法において、吐出手段に供給
される単位時間当りのエネルギー量または総エネルギー
量の少なくとも一つが互いに異なるように設定された複
数の吐出信号を吐出手段へ印加することを特徴とする。
好ましくは、上記複数のインク滴を吐被記録媒体上の実
質的同一箇所に着弾させる際に、吐出手段に供給される
単位時間当りのエネルギー量または総エネルギー量の少
なくとも一つが最大となる吐出信号を複数の吐出信号か
ら選択して吐出手段へ印加する。また、好ましくは複数
のインク滴を吐被記録媒体上の実質的同一箇所に着弾さ
せることに先行して、インク滴を吐出しない予備信号を
吐出手段へ印加する。さらに、好ましくは吐出手段は、
インクを吐出させるためにインクに膜沸騰を生じさせる
熱エネルギーを発生させる電気熱変換体である。

【００３６】本発明にもとづく記録装置は、上記インク
ジェット記録方法にもとづいて記録を行うことを特徴と
する。

【００３７】本発明にもとづく情報処理システムは、イ
ンクジェット記録装置を出力手段として備えることを特
徴とする。

【００３８】

【作用】インクジェット記録装置は、インクジェット記
録ヘッドのノズル内に配置された吐出手段に吐出信号を
印加し、該吐出手段にエネルギーを供給することで該ノ
ズルより液滴を吐出し、複数の該液滴を記録紙上の実質
的同一箇所に重ねて着弾させることで１つの画素を形成
する。この際、吐出手段に供給する総エネルギー量また
は単位時間当たりのエネルギー量の少なくとも１つが異
なる２種類以上の吐出を選択的に該吐出手段に印加す
る。

【００３９】

【実施例】以下、本発明にもとづく記録方法の一実施例
を図面を参照しながら説明する。なお、本発明が適用さ
れるインクジェット記録装置の概略的構成は、従来例で
説明した装置（図７および図８参照）と同じである。

【００４０】一般に液滴吐出では１つの吐出信号の印加
により主たる液滴とともに複数の２次液滴（サテライト
液滴）が吐出するが、これらの液滴は通常被記録媒体の
ほぼ同一箇所に着弾し１つの画素を形成するため、これ
らの主液滴とサテライト液滴とをあわせて１つの液滴と
して表現しても特に問題はない。そこで以下では説明を
簡単にするため、１つの吐出信号の印加により１つの液
滴が吐出するものとする。

【００４１】図１は本発明にもとづく方法の一実施例に
適用されるインクジェット記録装置の制御系の回路の概
略的構成を説明するためのものである。メインコントロ
ーラ２は各インク色の画素データ信号を画像リーダ等の
ホストコンピュータ１から受取り、１フレーム単位でバ
ッファ用のフレームメモリ３に格納する。記録時には、
メインコントローラ２はモータドライバ７を通じてキャ
リッジ送りモータ８の駆動を制御し、かつモータドライ
バ９を通じて紙送りモータ１０の駆動を制御するととも
に、フレームメモリ３から読みだした各インク色毎の画
像データをもとに、ドライバコントローラ４およびヘッ
ドドライバ５を介してインクジェットヘッド６の吐出制
御を本発明のタイミングで行い、これにより高画質の画
像記録が得られる。

【００４２】さらに、図１１のＤ１のように１つの画素
を形成するための第１番目の液滴を「第１液滴」、Ｄ２
のような第２番目の液滴を「第２液滴」と呼び、以下同
様に、１つの画素を形成するために被記録材上の実質的
同一箇所にｉ番目に重ねて着弾させるために吐出される
液滴を「第ｉ液滴」と呼ぶことにする。また、第ｉ液滴
までのｉ個の液滴により形成される１つの画素を「第ｉ
画素」と呼ぶことにする。

【００４３】本実施例では、オリフィス面積Ｓ₀ ＝１５
０μｍ² 、ヒーター面積Ｓ_H ＝４００μｍ² 、下記のイ
ンク組成で図３（ａ）の吐出信号により１液滴の平均体
積が約２．５ｐｌの熱インクジェットヘッドを用いた。

【００４４】 インク組成：染料（ＣＩ．ＦＢ２） ３．０重量％ ジエチレングリコール ３０．０重量％ エタノール ３．０重量％ また被記録材としてカラーバブルジェットコピア１用紙
（キヤノン、商品名）を選んだところ、第１画素の平均
径は約４０μｍ² であり、画像上でも粒状性による品位
低下は無視できる程度であった。また４００ｄｐｉ画素
密度で液滴を重ねて画素を形成したところ、第１５画素
を配置したパターンにより反射濃度１．４５〜１．５を
得ることができた。そこで、以下では１画素を最大１５
個の液滴により形成する場合の実施例を説明している。

【００４５】図２は本発明の一実施例として、図３の２
種類の吐出信号Ｐ４１，Ｐ４２を選択的に用いた吐出信
号の印加方法である。図中のｎは１画素の形成のために
重ねて着弾させる液滴数である。本実施例に用いた熱イ
ンクジェットヘッドは、４４ノズルを有するマルチノズ
ル型インクジェットヘッドであり、パルス電圧Ｖｈを一
定としパルス幅ｔｗを増加させたときに液滴が吐出を開
始する最小のパルス幅すなわちしきいパルス幅ｔｗｔｈ
は、Ｖｈ＝８．６ｖのときｔｗｔｈ＝１．９μｓｅｃで
あった。これに対して図３の２つの吐出信号Ｐ４１，Ｐ
４２のパルス幅はｔｗｔｈのそれぞれ１２５％、１６８
％であり、これらの印加により液滴を連続的に吐出させ
ることができる。また、吐出信号Ｐ４２がヒーターに供
給するエネルギー量は吐出信号Ｐ４１より大きい。

【００４６】液滴の吐出によりノズル内に液室からの粘
度の低い新しいインクが供給されることを考慮すれば、
マルチドロップレット法では、第１，第２…液滴のなか
で、第１液滴の吐出時に吐出不良が発生する危険が最も
大きい。すなわち図３の方法で最も吐出不良の危険が高
いのは、図７に示すように、同一のノズルＮｉから第１
液滴のみを吐出する場合であると考えられる。なお図７
において、Ｐ８１，Ｐ８１′，Ｐ８１″は第１液滴を吐
出させるために１／ｆ₀ の整数ｍ倍の時間間隔ｔにて印
加される吐出信号である。

【００４７】以上のことに鑑み、ｆ₀ ＝１．０ｋＨｚに
て第１液滴のみを吐出する際に従来どおり通常の吐出信
号Ｐ４１を用いた場合（条件１）と、図３（ｂ）の吐出
信号Ｐ４２を用いた場合（条件２）に図７の吐出状態を
試験した結果を表１に示す。

【００４８】

【表１】

【００４９】上記表１によれば、条件２のように吐出信
号Ｐ４２を印加することで、吐出信号Ｐ４１を印加する
条件１の場合と比べ、より長い時間にわたり安定した液
滴の吐出ができる。すなわち本発明の方法のごとく、所
定時間毎にヒーターに単位時間当たりにより大きなエネ
ルギーを供給することにより、不吐出を防止し吐出の信
頼性を確保できることがわかる。

【００５０】なお、全ての液滴の吐出時に吐出時間Ｐ４
２のような大きなエネルギーを供給できる吐出信号を印
加することも考えられるが、熱インクジェットでは、例
えばＶｈを一定のままｔｗを大きくした吐出信号を印加
し、ヒーターにより大きなエネルギーを連続的に与えた
場合、熱ストレスによりヒーターが大きなダメージを受
けヒーター寿命が著しく低下してしまう。これに対し、
本発明の印加方法によれば、通常の吐出時には所定のヒ
ーター寿命を維持できる程度のエネルギーをヒーターに
与えることで液滴を吐出し、第１液滴の吐出時など、ご
く少ない回数だけ選択的に大きなエネルギーをヒーター
に供給するため、ヒーター寿命を著しく低下させること
はない。

【００５１】以上のように、本実施例によれば選択可能
な図３（ａ）および（ｂ）の２種類の吐出信号のうち、
第１液滴の吐出時にヒーターへ供給するエネルギー量が
大きな方の図３（ｂ）の吐出信号を用いることで、良好
な品位の画像を得ることができる。

【００５２】なお、本実施例では第１液滴のみを、通常
吐出時より大きなエネルギーをヒーターに供給する吐出
信号Ｐ４２の印加により吐出させているが、インク組成
やノズル形態に合わせて、第１液滴以外の液滴、例えば
第２液滴を第１液滴の吐出と同じ条件で吐出させること
も考えられる。

【００５３】また本実施例ではヒーターへの供給エネル
ギー量の異なる２種類の吐出信号を、重ね合わせる液滴
の順序によって選択的に用いているが、本発明の思想に
よれば、あらかじめ３種類以上の吐出信号を印加できる
ように設定し、少なくとも第１液滴の吐出時には、エネ
ルギー量が最小である吐出信号を印加することも考えら
れる。

【００５４】（他の実施例）上記の実施例では、液滴の
吐出再開時に通常の吐出時より供給する総エネルギー量
の大きな吐出信号を印加しているが、本発明の効果は、
吐出再開時に通常の吐出時より単位時間当たりに供給す
るエネルギー量が大きな吐出信号を印加することによっ
ても得ることができる。

【００５５】実験によれば、上記の実施例において、吐
出再開時に吐出信号Ｐ４２のかわりに、図５の、通常の
吐出信号Ｐ４１よりパルス電圧が大きくパルス幅ｔｗが
小さい吐出信号Ｐ５１を印加することによっても、吐出
信号Ｐ４２を用いた場合とほぼ同等の効果を得ることが
できた。すなわち、本実施例によれば選択可能な２種類
の吐出信号のうち、第１液滴の吐出時にのみヒーターへ
単位時間当たりに供給するエネルギー量が大きな方の吐
出信号を用いることで、良好な品位の画像を得ることが
できる。

【００５６】また吐出再開時に、通常吐出時よりも単位
時間当たりの供給エネルギーが大きくかつエネルギー総
量自体も大きな吐出信号を印加することも考えられる。

【００５７】さらに吐出再開時に、吐出信号に先行して
液滴を吐出しない予備信号を印加することも考えられ
る。例えば、すでに述べた実施例に用いた吐出信号Ｐ４
２や吐出信号Ｐ５１のかわりに、図５や図６の吐出信号
を印加する。このとき吐出信号Ｐ６１，Ｐ７１はそれぞ
れの印加により液滴を吐出する信号であるが、予備信号
Ｐｒ６１，Ｐｒ７１はともにその印加により液滴を吐出
しない程度のエネルギーをヒーターに供給するように設
定されている。また、予備信号の印加開始からその直後
に印加される吐出信号の印加開始までの時間は、好まし
くは吐出信号Ｐ６１，Ｐ７１のパルス幅の数倍以下の、
時間１／ｆに比べ十分に短い時間であることが望まし
い。予備信号はその印加によりヒーター周囲の温度を上
昇させ、直後に印加される吐出信号により形成されるヒ
ーター上のバブルのパワーを増加させる。これにより第
１液滴の吐出時に良好な液滴の吐出を得ることが可能で
ある。

【００５８】また本発明の方法は１画素を複数の走査に
よる液滴吐出で形成するいわゆるマルチスキャン法（特
開平４−９７８８０号，特開平４−３５８８４７号）と
組み合せて用いることも可能である。

【００５９】図８は、図２に示した上記実施例の吐出信
号の印加に、第１走査で最大８個、第２走査で最大７個
の合計１５個の液滴を吐出しそれらを実質的同一箇所に
着弾させる、２回走査型のマルチスキャン法を用いた実
施例である。また図８において、Ｎｉはマルチノズル型
インクジェットヘッドの第ｉ番目のノズルである。図８
に示す実施例では、吐出信号Ｐ９１およびＰ９９を図３
（ｂ）の吐出信号とし、その他の吐出信号を図３（ａ）
の吐出信号とすることで良好な液滴の吐出を得ることが
可能である。

【００６０】以上の実施例から明らかなように、本発明
によれば小ノズルのインクジェットヘッドを用いた場合
でも、特別な機構を用いずに高い吐出信頼性を得ること
ができる。

【００６１】なお、以上の実施例では１画素を最大１５
個の液滴により形成しているが、本発明は上記の実施例
の重ね合わせ液滴数などの数値に限定されるものではな
い。また吐出信号や吐出信号と予備信号の具体的な形状
をパルス波に限定する必要はなく、また吐出信号と予備
信号の構成も上記の実施例のみに限定する必要はない。

【００６２】また本発明は熱インクジェット以外のイン
クジェット記録方法に対しても適用可能であり、当業者
によって容易になされよう。

【００６３】（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。

【００６４】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。

【００６５】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。

【００６６】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。

【００６７】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。

【００６８】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。

【００６９】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。

【００７０】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。

【００７１】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。

【００７２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明にもとづく
インクジェット記録方法によって、吐出手段に供給され
る単位時間当りのエネルギー量または総エネルギー量の
少なくとも一つが互いに異なるように設定された複数の
吐出信号を吐出手段へ印加し、好ましくは上記複数のイ
ンク滴を吐被記録媒体上の実質的同一箇所に着弾させる
際に、吐出手段に供給される単位時間当りのエネルギー
量または総エネルギー量の少なくとも一つが最大となる
吐出信号を複数の吐出信号から選択して吐出手段へ印加
することができ、また好ましくは複数のインク滴を吐被
記録媒体上の実質的同一箇所に着弾させることに先行し
て、インク滴を吐出しない予備信号を吐出手段へ印加す
ることができるので、画像品位の低下を防ぐことがで
き、かつ高品位な記録を行うことが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にもとづく記録方法が適用される記録装
置の制御系の概略的構成を説明するための模式図であ
る。

【図２】本発明にもとづく記録方法の一実施例にける吐
出信号を説明するための図である。

【図３】本発明にもとづく記録方法の一実施例にける吐
出信号を説明するための図である。

【図４】本発明にもとづく記録方法の他の実施例にける
吐出信号を説明するための図である。

【図５】本発明にもとづく記録方法の他の実施例にける
吐出信号を説明するための図である。

【図６】本発明にもとづく記録方法の他の実施例にける
吐出信号を説明するための図である。

【図７】本発明にもとづく記録方法の一実施例にける吐
出信号印加方法を説明するための図である。

【図８】本発明にもとづく記録方法の他の実施例にける
吐出信号印加方法を説明するための図である。

【図９】従来のインクジェット記録装置の概略的構成を
説明するための斜視図である。

【図１０】従来のインクジェット記録装置の概略的構成
を説明するための斜視図である。

【図１１】画素形成過程を説明するための模式図であ
る。

【図１２】従来の記録方法における吐出信号印加方法を
説明するための図である。

【符号の説明】

１０１ 画素 １０２ 画素 １０３ 被記録媒体（記録紙）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｂ４１Ｊ 3/04 １０３ Ｂ

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 入力画像情報の記録を行うために、被記
   録媒体にインク滴を吐出する吐出手段を有するインクジ
   ェット記録ヘッドを用い、かつ該記録ヘッドによる前記
   インク滴吐出の際に複数のインク滴を前記被記録媒体上
   の実質的同一箇所に着弾させることで一つの画素を形成
   するインクジェット記録方法において、 前記吐出手段に供給される単位時間当りのエネルギー量
   または総エネルギー量の少なくとも一つが互いに異なる
   ように設定された複数の吐出信号を前記吐出手段へ印加
   することを特徴とするインクジェット記録方法。
2. 【請求項２】 請求項１記載の方法において、 前記複数のインク滴を吐前記被記録媒体上の実質的同一
   箇所に着弾させる際に、前記前記吐出手段に供給される
   単位時間当りのエネルギー量または総エネルギー量の少
   なくとも一つが最大となる吐出信号を前記複数の吐出信
   号から選択して前記吐出手段へ印加することを特徴とす
   るインクジェット記録方法。
3. 【請求項３】 請求項１または２記載の方法において、 前記複数のインク滴を吐前記被記録媒体上の実質的同一
   箇所に着弾させることに先行して、前記インク滴を吐出
   しない予備信号を前記吐出手段へ印加することを特徴と
   するインクジェット記録方法。
4. 【請求項４】 請求項１ないし３のいずれか一項記載の
   方法において、 前記吐出手段は、前記インクを吐出させるために前記イ
   ンクに膜沸騰を生じさせる熱エネルギーを発生させる電
   気熱変換体であることを特徴とするインクジェット記録
   方法。
5. 【請求項５】 請求項１または４記載のインクジェット
   記録方法にもとづいて記録を行うことを特徴とするイン
   クジェット記録装置。
6. 【請求項６】 請求項５記載のインクジェット記録装置
   を出力手段として備えることを特徴とする情報処理シス
   テム。