JPH1110842A - インクジェット記録方法及び装置 - Google Patents

インクジェット記録方法及び装置

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JPH1110842A
JPH1110842A JP9163035A JP16303597A JPH1110842A JP H1110842 A JPH1110842 A JP H1110842A JP 9163035 A JP9163035 A JP 9163035A JP 16303597 A JP16303597 A JP 16303597A JP H1110842 A JPH1110842 A JP H1110842A
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  • Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)
  • Ink Jet (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 各記録要素から連続して所定の周波数でイン
クを吐出し、各画素をその階調に応じた複数ドットによ
り記録できるインクジェット記録方法及びその装置を提
供する。 【解決手段】 通常のインク濃度のカートリッジを使用
するときはヒータA,Bを共にダブルパルスで駆動して
大ドットを記録し、小ドットを記録するときは、ヒータ
Aのみをダブルパルスで駆動する。また淡い濃度のイン
クのフォトカートリッジを使用するときはヒータAをシ
ングルパルスで、ヒータBをダブルパルスで駆動して大
ドットを記録し、小ドットを記録するときはヒータAの
みをシングルパルスで駆動する。そして小ドットを大ド
ットに先行して記録することにより、小ドットと大ドッ
トからなる画素を階調再現性よく記録できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、記録ヘッドから被
記録材に対してインクを吐出させ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】プリンタ、複写機、ファクシミリ等の記
録装置は、画像情報に基づいて、紙やプラスチック薄板
等の被記録材上に各記録要素(ノズルや発熱体、或はワ
イヤ等)によりドットを記録し、それらドットからなる
画像を記録するように構成されている。このような記録
装置は、その記録方式により、例えばインクジェット
式、ワイヤドット式、サーマル式、レーザビーム式等に
分類することができ、そのうちのインクジェット式(イ
ンクジェット・プリンタ)は、記録ヘッドの吐出口(ノ
ズル)からインク(記録液)滴を吐出飛翔させ、これを
被記録材に付着させて画像を記録するように構成されて
いる。
【0003】このようなインクジェットプリンタにおけ
るカラー記録において、カラーグラフィックス出力の階
調性を上げるために数々の検討が成されている。例え
ば、記録解像度を相対的に通常のカラー記録モードより
も高くして描画能力を上げたり、記録装置の記録解像度
を上げ、記録データとして多値の画像データを記録装置
に送り、サブピクセルを用いて多値出力を行う等の改良
が提案され、近年実用化が成されてきている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】このようなサブピクセ
ルを用いる方法として、形の大きい大ドットと形の小さ
い小ドットとを混在させて使用して記録する方法があ
る。このような記録方法によれば、画像形成における効
率の悪さを解消できる。しかし、この方法は、記録ノズ
ルが各色1ノズルである場合は実現可能であるが、複数
ノズルになるとノズル数が増えるに従い実現が難しくな
ってくる。
【0005】形の大きい大ドットと形の小さい小ドット
とを混在させて使用して記録する場合、記録用ノズルが
各色1ノズルである場合は実現可能であるが、複数ノズ
ルになるとノズル数が増えるに従い実現が難しくなって
いく。通常、各ノズルからのインク滴の吐出は数KHz
以上の周波数で行われ、ノズル数が少ないうちはCPU
で直接制御可能であるが、ノズル数が増えるに従って、
処理速度の点でゲートアレイ等のハードウェア回路を併
用する必要がある。また、このような大ドットと小ドッ
トを用いてインク吐出量を変調する場合は、吐出のため
の駆動パルスを変調するか、吐出に用いるノズル内の駆
動素子を、任意のタイミングで切り替えるかで行われ
る。このように駆動素子を切り替える場合は、大ドット
と小ドットのそれぞれに応じて記録ヘッドにレジスタを
用意する必要があり、記録する解像度に応じてそのレジ
スタの数が整数倍で増加し、記録ヘッドの回路規模が大
きくなり記録ヘッドのコストアップを招いてしまう。
【0006】また前者の駆動パルスを変調する方法にお
いても、各ノズルを個別に制御するためにそれぞれ個別
の信号線が必要になり、通常1ラインで良い信号線が数
百本(ノズル数分)にもなってしまい、これによりコン
タクト数や記録ヘッドへのフレキシブルケーブル、記録
素子のドライバ用トランジスタ等も同様に必要になり大
幅なコストアップを招いてしまうことになる。
【0007】又、記録ヘッドの1回の走査で大ドット、
小ドットとを混在させて記録することを諦めれば、記録
ヘッドを複数回走査(マルチパス)させ、大ドットを記
録する走査と小ドットを記録する走査とを組み合わせて
記録することになる。この方法によれば、簡単な構成で
画像中に大ドットと小ドットを混在させることができ
る。しかし、この方法は必ず複数回の記録走査を伴うた
め、記録時間が長くなる等の欠点を有している。
【0008】本発明は上記従来例に鑑みてなされたもの
で、簡単な構成及び制御によって各画素をその階調に応
じた複数ドットにより記録できるインクジェット記録方
法及びその装置を提供することを目的とする。
【0009】本発明の目的は、異なる径のドットを形成
するインク吐出を行わせる吐出量変調を行い、多値記録
データの値に応じた径の複数ドットで記録できるインク
ジェット記録方法及びその装置を提供することにある。
【0010】また本発明の目的は、記録速度を低下させ
ることなく、記録される画素の階調に合わせたドットで
記録できるインクジェット記録方法及びその装置を提供
することにある。
【0011】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明のインクジェット記録装置は以下のような構成
を備える。即ち、記録ヘッドの吐出口から吐出されるイ
ンクを記録媒体に付着させ、付着させたインクによって
異なる大きさの画素を記録媒体に形成するインクジェッ
ト記録装置において、前記記録ヘッドの吐出口に対応
し、前記画素を形成する複数のドットを形成する複数の
インクであって互いにインク速度の異なる少なくとも2
つを、前記記録ヘッドの吐出口から所定のタイミングで
連続して吐出させることが可能な駆動手段とを有し、前
記駆動手段によって前記記録ヘッドから前記所定のタイ
ミングで連続して吐出される少なくとも2つのインクを
前記画素内に付着させるため、前記記録ヘッドの吐出口
と記録媒体との距離、前記少なくとも2つのインクの前
記所定のタイミング、及び前記少なくとも2つのインク
の吐出速度を所定の関係に制御されることを特徴とす
る。
【0012】また上記目的を達成するために本発明のイ
ンクジェット記録方法は以下のような工程を備える。即
ち、記録ヘッドの吐出口から吐出されるインクを記録媒
体に付着させ、付着させたインクによって異なる大きさ
の画素を記録媒体に形成するインクジェット記録方法に
おいて、前記記録ヘッドの吐出口に対応し、前記画素を
形成する複数のドットを形成する複数のインクであって
互いに異なる速度の少なくとも2つを、前記記録ヘッド
の吐出口から所定のタイミングで連続して吐出させる駆
動工程とを有し、前記駆動工程において前記記録ヘッド
から前記所定のタイミングで連続して吐出される少なく
とも2つのインクを前記画素内に付着させるため、前記
記録ヘッドの吐出口と記録媒体との距離、前記少なくと
も2つのインクの前記所定のタイミング、及び前記少な
くとも2つのインクの吐出速度を所定の関係に制御され
ることを特徴とする。
【0013】
【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照して本発明
の好適な実施の形態を詳細に説明する。
【0014】図1は、本発明の一実施の形態のプリント
・システムの構成を示すブロック図である。
【0015】図1において、ホストコンピュータ側は、
一般的にはOS101(オペレーティングシステム)上
で動くアプリケーションソフト102の間で各種データ
の処理を行うように構成されている。いま、ピクトリア
ル画像を扱うアプリケーションソフト102を使用して
作成した画像データをプリンタドライバ103を介して
プリンタ装置に出力してプリントアウトを行う場合のデ
ータの流れについて説明を行う。
【0016】アプリケーションソフト102で処理され
た画像データは、ピクトリアル画像の場合は、多値のR
GBデータとしてプリンタドライバ103に送られる。
プリンタドライバ103では、アプリケーションソフト
102から受け取った多値のRGBデータを色処理し、
更にハーフトーン処理して、通常は2値のCMYKデー
タに変換する。こうして変換された画像データは、ホス
トコンピュータにおけるプリンタ用のインターフェー
ス、或はファイル等の記憶装置へのインターフェースを
介して出力される。図1では、プリンタ装置へのインタ
ーフェースを介してプリンタ装置に画像データを出力し
ている。
【0017】プリンタ装置では、コントローラソフト1
04の制御の下に、その画像データを受信し、プリント
モードやインクジェット・カートリッジの整合性等をチ
ェックしてから、エンジンソフト105に受信した画像
データを渡す。エンジンソフト105では、その受け取
った画像データを、コントローラソフト104により指
定されたプリントモードやデータ構造として受け取り、
その画像データに基づいてインク吐出用パルスを発生さ
せてヘッドカートリッジ106に出力する。これによ
り、ヘッドカートリッジ106は対応する色のインクを
吐出して記録媒体上にその画像データに応じたカラー画
像を記録するように構成されている。尚、このヘッドカ
ートリッジ106は、各色のインクを収容するインクタ
ンクと記録ヘッドとが一体に構成されたものである。
【0018】図2は、本発明の実施の形態の好適なカー
トリッジ交換式のインクジェット記録装置200の機械
的構成を示す図で、インクジェット記録装置のフロント
カバーを取り外して、装置構成の中が見えるようにした
状態を示している。
【0019】図2において、1は交換式のヘッドカート
リッジ(図1の106に相当)で、このカートリッジ1
はインクを収容するインクタンク部分と記録ヘッドとを
備えている。2はキャリッジユニットで、ヘッドカート
リッジ1を装着して左右方向に移動して記録を行う。3
はヘッドカートリッジ1を固定するためのホルダであ
り、カートリッジ固定レバー4に連動して作動する。即
ち、ヘッドカートリッジ1がキャリッジユニット2内に
装着されてから、カートリッジ固定レバー4を作動する
ことでヘッドカートリッジ1をキャリッジユニット2に
圧着するように構成されている。これによりヘッドカー
トリッジ1の位置決めと、ヘッドカートリッジ1とキャ
リッジユニット2との間の電気的なコンタクトを得よう
とするものである。5は電気信号をキャリッジユニット
2に伝えるためのフレキシブルケーブルである。6はキ
ャリッジモータで、その回転によりキャリッジユニット
2を主走査方向に往復動作させる。7はキャリッジベル
トで、キャリッジモータ6によって移動するように駆動
され、キャリッジユニット2を左右方向に移動させてい
る。8はキャリッジユニット2を摺動可能に支持するた
めのガイドシャフトである。9はキャリッジユニット2
のホームポジションを決めるためのフォトカプラを備え
るホームポジションセンサである。10はホームポジシ
ョンを検出させるための遮光板で、キャリッジユニット
2がホーム位置に到達すると、そのキャリッジユニット
2に設けられたフォトカプラを遮光することにより、キ
ャリッジユニット2がホーム位置に到達したことが検知
される。12は、ヘッドカートリッジ1の記録ヘッドの
回復機構等を含むホームポジションユニットである。1
3は記録媒体を排紙するための排紙ローラで、拍車ユニ
ット(不図示)とで記録媒体を挟み込み、その記録媒体
を記録装置外へ排出させるためのものである。14はL
Fユニットで、記録媒体を決められた量だけ副走査方向
へ搬送するユニットである。
【0020】図3は、本発明の実施の形態で用いられる
ヘッドカートリッジ1の詳細図である。
【0021】図において、15は交換式の黒(Bk)の
インクタンクである。16はC,M,Yの各色剤である
インクを収容している交換式のインクタンクである。1
7はインクタンク16の連結口(色剤供給口)で、ヘッ
ドカートリッジ1と連結して色剤を供給している。18
はインクタンク15の連結口(色剤供給口)である。色
剤供給口17,18は、供給管20に連結されて記録ヘ
ッド部21に色剤を供給するように構成されている。1
9は電気信号のコンタクト部であり、フレキシブルケー
ブル5(図2)と接続されて、各種信号をヘッドカート
リッジ1に伝える様に構成されている。
【0022】図4は、ヘッドカートリッジ1のコンタク
ト部19の詳細図である。
【0023】このコンタクト部19には複数の電極パッ
トが設けられており、このコンタクト部19の電極パッ
トを通して、インク吐出に関する信号や、ヘッドカート
リッジ1を認識するためのID信号等が、インクジェッ
ト記録装置本体と連結されてやり取りされる。
【0024】更に、図4に示したコンタクト部19を介
して導通状態を調べることにより、ヘッドカートリッジ
1が交換されたかどうかを検知することも可能である。
【0025】図5は、本実施の形態のプリンタドライバ
103における画像処理モジュールでの画像処理の一例
を示すフローチャートである。
【0026】まずステップS101で、RGBの輝度信
号、即ち、RGBのそれぞれが8ビットからなる計24
ビットの入力信号に対し、CMY信号、即ち、CMYの
それぞれが8ビットで計24ビット、又はCMYKの計
32ビットの濃度信号に変換する輝度濃度変換を行う。
次にステップS102ではマスキング処理を行い、CM
Yの各色剤の中の色素の不要な色成分に対する補正処理
を行う。次にステップS103に進み、UCR/BGR
処理を行い、下地色除去と黒成分の抽出を行う。そして
ステップS104では、各ピクセルに対して、1次色、
2次色それぞれ別の打ち込み量に制限する。ここでは、
1次色は300%、2次色は400%までに制限する。
【0027】次にステップS105では、出力ガンマ補
正を行い、その出力特性がリニアになるように補正す
る。ここまでは各色8ビットの多値出力で行う。次にス
テップS106に進み、8ビットの信号に対してハーフ
トーン処理を行って、CMYKの各色のデータを、1ビ
ット乃至2ビットの信号に変換する。この際、ステップ
S106では誤差拡散法やディザ法等を用いたりしてハ
ーフトーン処理が行われる。
【0028】図6は、本実施の形態のプリンタ装置のヘ
ッドカートリッジの内部の信号の流れを示す図である。
ここでは特に、インク吐出のための吐出用ヒータを1つ
のノズルに対して2個(ヒータA,B)設け、ここでは
それぞれ略同じ発熱量を有するヒータとする。そして、
駆動するヒータの個数を切り替えることにより、吐出さ
れるインク滴のサイズ(記録されるドットサイズ)を変
更して記録する場合で説明する。尚、他の実施の形態と
しては、1つのノズルに対して、互いの発熱量の異なる
複数の発熱抵抗体(ヒータ)を設け、それらヒータの内
のいずれを発熱駆動するかにより発熱量を制御し、これ
により各ノズルからのインク吐出量を変更するようにし
ても良い。更にインクジェット法としては、ピエゾ式等
の他の方式でも良い。
【0029】図6において、601は記録ヘッド(ヘッ
ドカートリッジ106)のヒータボードを示し、このヒ
ータボード601に、記録されるべきイメージデータ6
21がプリンタ装置本体からクロック信号622に同期
してシリアルで送られてくる。このイメージデータはシ
フトレジスタ602に転送されて保持される。1回の記
録タイミングで記録されるべきイメージデータが全てシ
フトレジスタ602に送られて保持されると、プリンタ
装置本体よりラッチ信号623が出力され、そのラッチ
信号623に同期してシフトレジスタ602に保持され
ているデータがラッチ回路603にラッチされる。次
に、このラッチ回路603に記憶されているイメージデ
ータに対して、種々の方法で離散的にドットが存在する
ように指定されたグループ分けが行われる。そしてブロ
ック選択信号624に従って、各ヒータドライバにラッ
チ回路603の出力が選択されて出力される。605は
奇数/偶数選択回路(Odd/Even Selector)で、選択信
号625に応じて、記録ヘッドの奇数番目のノズルか、
或は偶数番目のノズルのいずれを駆動するかを選択す
る。このとき本実施の形態で用いる記録ヘッドの回路構
成の一例としては、2つの吐出ヒータA,Bを1つのノ
ズルに対応して配置してあり、各ノズルからのインク吐
出量を切り替える場合には、この使用するヒータの個数
を切り替えて変調する。
【0030】尚、好ましくは、シフトレジスタ602と
ラッチ回路603はそれぞれノズル数の倍(1画素が2
ビットで構成される時)のビット数を保持できるものと
する。
【0031】尚、以上の構成に基づいて、記録されるド
ットの大きさを制御する方法としては種々の方法が考え
られるが、ここでは例えばノズル1に対して考えると、
ヒートイネーブル信号(HEA)627により、ドライ
バA606を介して吐出用ヒータA607だけが駆動さ
れると、ノズル1より吐出されるインクにより小ドット
が形成され、ヒートイネーブル信号(HEA)627と
ヒートイネーブル信号(HEB)626によりドライバ
B606,B608を介して吐出用ヒータA607,B
609が駆動されると、ノズル1より大量のインクが吐
出されて大ドットが形成される構成とする。尚、ノズル
2に関しても同様に、ドライバA610により吐出用ヒ
ータA611だけを駆動すると小ドットが形成され、ド
ライバA610,B612により吐出用ヒータA61
1,B613を駆動すると大ドットが形成されるものと
する。
【0032】図7は、本発明の実施の形態1のインクジ
ェットヘッドの1つのノズル1の構成を示す図で、ここ
では1つのノズル内にほぼ同じ発熱量の2つのヒータA
607,B609を設け、ヒータA607を吐出口1a
に近い位置に、ヒータB609を吐出口1aから離れて
配置している。尚、このようなノズルを備えたインクジ
ェットヘッドは後述する実施の形態2で使用されても良
い。
【0033】図8は、キャリッジ2が記録媒体800に
対して水平方向に移動してインクを吐出する状態を説明
する図で、キャリッジ2の移動速度をvc、記録媒体8
00とヘッドのノズル先端との間隔をL、インクの吐出
速度v,インクが吐出されてから記録媒体上に到達する
までの水平距離dで表されている。
【0034】いま、記録ヘッドのノズルの同一ノズルか
ら同一サイズのドットを記録するための最大駆動周波数
をf(Hz)、記録する解像度をN(dpi)とすると、そ
の記録ヘッドを移動するためのキャリッジ速度vcは、 vc(mm/s)={25.4(mm)/N}×f で表される。
【0035】ここでノズルより吐出される大きなインク
滴(大ドット記録用)の速度をv1(mm/s)、小さなイン
ク滴(小ドット記録用)の速度をv2(mm/s)(v1>v
2)とすると、記録ヘッドの移動中に大きなインク滴が
ノズルから吐出されてから記録用紙に到達するまでの、
記録ヘッドの走査方向における位置ずれ量d1は、d1(m
m)=vc×L/v1 で表され、同様に、小さなインク滴
の場合の記録ヘッドの走査方向における位置ずれ量d2
は、d2(mm)=vc×L/v2 で表される。
【0036】よって、これら大きなインク滴と小さなイ
ンク滴とが同時に吐出された場合の位置ずれ量は、(d
2−d1)で表され、 d2−d1=vc・L(1/v2−1/v1) =(25.4/N)・f・L(1/v2−1/v1)(mm)
となる。 ここで1画素の単位長は、25.4/Nであるから、こ
のずれ量(d2−d1)を画素の長さで表わすと、 (d2−d1)/(25.4/N)=f・L(1/v2−1/v1)(画素) =f・L(v1−v2)/v1v2 …式(1) となる。
【0037】ここで、これら大小2つのドットの中心間
の位置ずれ量が0.5画素以内であれば、これら大小2
種類のドットを交互に記録しても、その記録された画像
の品位に影響が無いことが確認されている。この関係を
上述の式(1)に当てはめると、 −0.5(画素)≦f・L(v1−v2)/v1v2−0.
5≦0.5 即ち、 0≦f・L(v1−v2)/v1v2≦1.0 の条件が満足されれば、記録された画像における画像品
位の低下が防止できることが分かる。
【0038】図9は、記録ヘッドを図の左から右方向に
走査させたとき、これら大小ドットのそれぞれを等時間
間隔(0.5画素分に相当)で吐出して記録した場合の
各ドットの位置関係を説明する図で、図9(A)は、大
ドットと小ドットの速度が同じか、或はノズル先端と記
録用紙との距離Lが“0”の状態(通常はあり得ない)
において、大ドットの次に小ドットが記録された場合の
ドット位置関係を示している。この場合は、大ドットと
小ドットの中心とが互いに0.5画素だけ離れて記録さ
れている。図9(B)は、大インク滴と小インク滴との
速度差及びノズル先端と記録用紙との距離Lにより、
0.25画素分の位置ずれが生じる場合を示し、ここで
は大ドットの中心と、それに続いて記録された小ドット
の中心とが0.75画素分離れて記録されている。更
に、図9(C)は、大インク滴と小インク滴との速度差
及びノズル先端と記録用紙との距離Lにより、0.5画
素分の位置ずれが生じる場合を示し、ここでは大ドット
の中心と、それに続いて記録された小ドットの中心とが
1画素分離れて記録されている。
【0039】これに対し図10(A)〜(E)は、最初
に小ドットを記録し、次に大ドットを記録することによ
り、大インク滴と小インク滴との速度差及びノズル先端
と記録用紙との距離Lによる、これらドットの記録位置
のずれによる不具合を解消する例を示している。
【0040】図10(A)は、大ドットと小ドットを形
成するインクの速度が同じか、或はノズル先端と記録用
紙との距離Lが“0”の状態(通常はあり得ない)にお
いて、大ドットの次に小ドットが記録された場合のドッ
ト位置関係を示している。この場合は、大ドットと小ド
ットの中心とが互いに0.5画素だけ離れて記録されて
いる。また図10(B)は、大インク滴と小インク滴と
の速度差及びノズル先端と記録用紙との距離Lにより、
0.25画素分の位置ずれが生じる場合を示し、ここで
は小ドットの中心と、それに続いて記録された大ドット
の中心とが0.25画素分だけ離れ、小ドットが大ドッ
ト内に含まれる形で記録されている。また図10(C)
は、大インク滴と小インク滴との速度差及びノズル先端
と記録用紙との距離Lにより、0.5画素分の位置ずれ
が生じる場合を示し、ここでは小ドットの中心と、それ
に続いて記録された大ドットの中心とが略重なった状態
で記録されている。更に図10(D)は、0.75画素
分の位置ずれが生じる場合を示し、ここでは小ドットの
中心と、それに続いて記録された大ドットの中心とが
0.25画素分だけ離れて記録されている。また、図1
0(E)は、1.0画素分の位置ずれが生じる場合を示
し、ここでは小ドットの中心と、それに続いて記録され
た大ドットの中心とが0.5画素分だけ離れて記録され
ている。
【0041】このように1つの画素を大小複数のドット
を用いて記録する場合、1つの画素に対応する大ドット
を記録してから次にその画素に対応する小ドットを記録
すると、即ち、インク速度の速いドットを先に記録する
と、図9に示すように大ドットと小ドットとの間隔が長
くなり、それぞれ別々のドットとして認識されて、その
ため粒状感が生じ、記録された画像の品位が低下した
り、或は画像に縞模様やテクスチャ等が生じる原因とな
っていた。これに対し本実施の形態では、図10に示す
ように、1つの画素を記録する際、最初にその画素に対
応する小ドットの次に大ドットを記録することにより、
即ち、インク速度の遅いドットを先に記録すると、これ
ら2つのドット同士が略重なって記録されるため、その
画素の階調を再現しつつ、高品位な画像を記録すること
ができる。
【0042】図11(A)〜(D)は、記録ヘッドを図
11の左から右方向に移動しながら記録を行う場合の例
を示し、前述した小さい径のインク滴(小ドット)と大
きい径のインク滴(大ドット)との速度差に基づく、形
成されたドットのずれを説明する図である。
【0043】図11(A)は、2ドットで縦方向に形成
された罫線枠が小ドットの一様なハーフトーンのパター
ン中に描かれた例を示す図で、四角で示された枠は、大
ドットを基準とした本来の理想的なドット記録位置を示
している。また図11(A)は、小ドットを大ドットよ
りも先行させた場合を示し、小ドットが本来の記録位置
に対して0.5画素だけ先行している(大ドットが−
0.5画素分先行)場合を示す。この場合は、小ドット
と大ドットの形成用のインク速度が同じか、前述の距離
Lが“0”の場合(通常は有り得ない)であり、小ドッ
トと大ドットとの間に白スジが発生し、また大ドットか
ら小ドットに切り替わる時点で大ドットと小ドットの部
分的な重なりが発生している。
【0044】図11(B)は図11(A)において、実
際には小ドットのインク速度が大ドットのインク速度よ
りも遅いので、理想的な位置にドットが形成された状態
を示している。また図11(C)は、大ドットを小ドッ
トよりも先に形成した場合であり、小ドットと大ドット
の形成用のインク速度が同じか、前述の距離Lが“0”
の場合(通常は有り得ない)を示し、この場合には大ド
ットが0.5画素分先行している。また図11(D)は
図11(C)において、実際には小ドットのインク速度
が大ドットのインク速度よりも遅いので、小ドットの記
録位置が本来の記録位置よりも1.0画素分遅れた場合
を示し、この場合には小ドットから大ドットに切り替わ
る時に2つの画素が重なって記録され、逆に大ドットか
ら小ドットに切り替わる時には1画素分の白スジが発生
している。尚、こうして形成された大ドットと小ドット
の中心間距離が0.5画素内であれば白スジがあまり目
立たず、画像品位の点でもほぼ問題ない。
【0045】次に、本実施の形態における記録につい
て、図7及び図12を参照して説明する。
【0046】通常の濃度のインクが収容されているイン
クタンクを有するヘッドカートリッジ106を使用した
場合には、例えば図7に示す吐出口1aに近い方のヒー
タA607だけをダブルパルスで駆動して約21pl
(10の−12乗リットル)のインクを吐出口1aから
吐出させる。この場合には、小ドットが記録される。
【0047】またヒータA607,B609の両方を同
時にダブルパルスで駆動することにより、約40plの
インクを吐出口1aから吐出させて、大ドットを記録す
ることができる。この場合、大ドットを記録するための
インクの吐出速度をv1(=14.5m/s)とし、小
ドットを記録するためのインクの吐出速度をv2(=
8.5m/s)とする。また記録媒体とノズル先端との
間隔L=1.5mm、ヘッドの駆動周波数f(=6.5
KHz)とすると、上述の式(1)より、f・L・(v1−
v2)/v1v2=0.47 となり、図10(C)に
示すように、略理想に近い小ドットと大ドットの重なり
が得られて階調画素を記録することができる。
【0048】一方、淡い濃度のインクが収容されている
インクタンクを有するヘッドカートリッジ(フォトカー
トリッジ)を使用した場合には、より記録画像の質を向
上させるために、図7に示す吐出口1aに近い方のヒー
タA607をシングルパルスで駆動し約17plのイン
クを吐出口1aから吐出させて小ドットを記録する。ま
た大ドットを記録する際には、ヒータA607をシング
ルパルスで、ヒータB609を同時にダブルパルスで駆
動することにより、約39plのインクを吐出口1aか
ら吐出させて記録する。これにより小ドットの粒状感を
なくし、また大ドットを重ね印字(複数回のパスによ
る)することにより、コントラストを上げることができ
た。
【0049】このフォトカートリッジを使用した場合、
大ドットを記録するためのインクの吐出速度をv1(=
13m/s)とし、小ドットを記録するためのインクの
吐出速度をv2(=7m/s)とする。また記録媒体と
ノズル先端との間隔L=1.5mm、ヘッドの駆動周波
数f(=6.5KHz)とすると、上述の式(1)より、
f・L・(v1−v2)/v1v2=0.64となり、図1
0(C)と図10(D)の略中間の位置ずれとなり、ほ
ぼ問題ないが、より画質を向上させるために駆動周波数
fを5.2KHzに低下させることにより、f・L・
(v1−v2)/v1v2=0.51となり、より理想に近
い階調画素を記録することができる。
【0050】図12は、通常のインク濃度のカートリッ
ジとフォトカートリッジを使用した際の大ドット及び小
ドットを記録する際の駆動パルス波形と、そのときのイ
ンク吐出速度v1,v2、駆動周波数f等の関係を説明す
るための図である。
【0051】次に、複数ノズルを有するヘッドカートリ
ッジ106の記録ヘッドを用い、その複数ノズルにより
記録を行う場合について説明する。
【0052】図13は、16ノズルを有する記録ヘッド
における、ある周期のインク吐出タイミングを説明する
ためのタイミング図である。
【0053】図13で示すように、16本のノズルを有
する記録ヘッドにおいて、ブロック数は“8”となって
いる。ここで、ノズル1で示されるノズルと隣のノズル
(ノズル2)とをブロック1とし、ノズル番号が増える
につれて順次ブロックの番号を2,3,4と増やす。図
13の例では、ブロック1(B1)〜ブロック8(B
8)に分割されている。この状態で、イメージデータが
ハイレベル(H)、ヒートイネーブル信号がオン、ブロ
ック選択信号、奇数/偶数選択信号の4つの信号が条件
を満足されたノズルだけが駆動されて、そのノズルから
インクが吐出される。以下、図6の構成を参照しながら
説明する。
【0054】まずノズル1に対して、タイミング80で
イメージデータ(H)、ヒートイネーブル(A)、ブロ
ック選択信号(ブロック1:B1)、奇数/偶数選択信
号(奇数:O)の4つの信号が重なると、ヒートイネー
ブル信号は“AB”となっているので、ノズル1の吐出
用ヒータA607,B609のそれぞれに接続されてい
るドライバA606,B608に対して駆動信号が送ら
れ、ノズル1により大ドットが形成される。次のタイミ
ング81では、ブロック5のノズル9に対して(ヘッド
が傾いて取付けられているため)、イメージデータ
(H)、ヒートイネーブル(A)、ブロック選択信号
(B5)、奇数/偶数選択信号(奇数:O)の4つの信
号が重なると、ヒートイネーブル信号は“A”となって
いるので、ノズル9の中の吐出用ヒータAに接続されて
いるドライバAに対して駆動信号が送られ、ノズル9に
より小ドットが形成される。
【0055】次にブロック1のノズル2、ブロック5の
ノズル10に対しても同様に処理して、ブロック4のノ
ズル8、ブロック8のノズル16までの駆動を終了する
と、ノズル1〜8に対しては大ドットの一周期分、ノズ
ル9〜16に対しては小ドットの一周期分の記録が完了
する。更に、ノズル1〜8に対する小ドットの一周期分
の記録、ノズル9〜16に対する大ドットの一周期分の
記録が完了する(一部のみ図示)と、全ノズル1〜16
に対してそれぞれ大ドットの一周期分、小ドットの一周
期分からなる合計2周期分の記録が完了したことにな
る。
【0056】このようにして、画像を形成するタイミン
グは図14に示すようになる。図14では、720dp
i×360dpiの解像度に対応するアドレスに各ノズ
ルの吐出タイミングを合わせて記録した場合の記録材上
のドット配置を示している。尚、図14では、全ノズル
のそれぞれに対する2ビットの記録データを“11”
(最大濃度)とし、大ドットが2周期(32ドット)
分、小ドットが2周期(32ドット)分、即ち、各ノズ
ルにより2画素が記録された状態を示している。
【0057】この様な大小のそれぞれのドットを記録で
きるプリンタ装置を用いて実際のプリンタシステムの中
で応用する例について説明を行う。
【0058】図15は、プリンタの制御部からヘッド1
06に送られるデータの流れを示す図で、前述の図面と
共通する部分は同じ番号で示し、その説明を省略する。
【0059】200はCPUで、本実施の形態のプリン
タ装置全体の動作を制御している。尚、図14では本実
施の形態の主旨に関する部分のみの信号の流れを示して
いる。201はRAM(ランダムアクセスメモリ)で、
プリントデータを記憶しているプリントバッファ21
0、画素データを変換するための変換用データを記憶し
ている変換用データエリア211、デコードテーブル2
12、及びワークエリア213などを有している。プリ
ントバッファ210に記憶されたプリントデータは各画
素データが2ビットで構成されており、G.A(ゲート
アレイ)202はダイレクトメモリアクセス(DMA)
により、プリントバッファ210に記憶されたプリント
データを読み出している。なお、ここでプリントバッフ
ァ210からは、通常、ワード(16ビット)の倍数で
データが読み出される。このため各画素が2ビットのデ
ータに対して、図16で示すデータの配置のうち、太枠
で囲まれたデータがG.A202により読み出される。
尚、204は変換用データに従って画素データを変換す
るデータ変換器で、マルチパスでの記録の際に、その各
記録パスのデータの分割等を行っている。205はデコ
ーダで、デコードテーブル212に記憶されたデータテ
ーブル(変調データ)に従って2ビットのプリントデー
タをデコード(変調)している。206はG.A202
のレジスタで、大ドット記録用データを格納するレジス
タ206a、小ドット記録用データを格納するレジスタ
206bを備えている。
【0060】図16は、記録ヘッドの各ノズルからのイ
ンク吐出タイミングを説明するための図で、大きい径の
円は大ドットの吐出タイミングを示し、小さい径の円は
小ドットの吐出タイミングを示している。図16の例で
は、例えば256ノズルを有する記録ヘッドの一部分
(32ノズルのみ)を示しており、このヘッドはヘッド
の走査方向(図16の水平方向左)に対して所定角度θ
だけ傾けて配設されている。
【0061】図16において、第1の周期では、ノズル
1とノズル17の大ドット、次にノズル9とノズル25
の小ドット、次にノズル2とノズル18の大ドット、次
にノズル10とノズル26の小ドット、…、ノズル8と
ノズル24の大ドット、ノズル16とノズル32の小ド
ットというように、それぞれ2つのノズルが同時に駆動
されてインク吐出が行われる。次の第2の周期では、そ
の周期の開始前に太枠で囲まれたデータの左隣の2ビッ
トのデータが読み出される。そしてノズル1とノズル1
7の小ドット、次にノズル9と25の大ドット、次にノ
ズル2とノズル18の小ドットというように、それぞれ
2つのノズルから同時にインクが吐出され、これらの処
理が32ノズルの全てに対して行われることにより、合
計32画素が最大濃度(小ドットと大ドット)で記録さ
れる。更に次の第3の周期では、前述の第1の周期と同
様に、ノズル1とノズル17の大ドット、次にノズル9
と25の小ドット、次にノズル2とノズル18の大ドッ
トというように、それぞれ2つのノズルが同時に駆動さ
れて記録が行われる。尚、図16の例では、各ノズルに
対する2ビットの記録データが全て“11”(最大濃
度)の場合で示している。また、各画素に対しては、小
ドットが先で大ドットが後になるようにインクの吐出が
なされる。尚、これは形成されるドット径によるもので
なく、要は、そのドットを形成する際のインク吐出速度
の遅い方のインク吐出を先に行ってドットを形成するこ
とを意味している。
【0062】尚、本実施の形態では、2ビットのプリン
トデータから2ドットの組み合わせで階調を表現するた
めに、そのプリントデータをプリントバッファ210か
ら読み出してG.A202のレジスタ206に格納する
際に、データ変換器204及びデコーダ205により、
データを変換して格納している。その際、1パス記録の
場合とマルチパス記録の場合でいくつかの方法が考えら
れるが、まず、1パス記録の場合の実施の形態を説明す
る。
【0063】図17は、プリントバッファ210より読
み出された各画素が2ビットで表されたプリントデータ
を、デコーダ205を用いてデコードした例を示す図で
ある。
【0064】本実施の形態のプリンタ装置では、ホスト
コンピュータのプリンタドライバ103から出力される
4値化(各画素が2ビットで表されている)されたデー
タを受取り、それをプリントバッファ210に書き込
む。次に、このプリントバッファ210の2ビットのデ
ータに対して、図17に示すような対応に従って、デコ
ードテーブル212に記憶された内容に従って、2ビッ
トのデコーダ205でプリントデータをデコードしなが
らG.A202のレジスタ206にDMA転送する。
尚、この際、このプリントデータは、1パスによる記録
の際には、データ変換器204をそのままスルーされ
る。尚、図17の例では、2ビットの上位ビットを大ド
ットに割当て、下位ビットを小ドットに割り当てた例で
示しているが、このデコードテーブル212の内容を変
更することにより、デコーダ205により、2ビットデ
ータに対して任意のデコード出力を得ることができる。
【0065】次に、マルチパス記録方式の場合について
示す。マルチパス記録の場合は図18で示すように、使
用するノズル列の長さのn分の1(図18の例ではn=
3)で、記録ヘッドによる各記録走査毎に記録媒体を副
走査方向に送り、補完データをプリントして画像を完成
させる手法である。
【0066】図18においては、各記録走査毎に1/3
のノズル列長さに相当する長さ分、記録媒体を送り、3
パスでの記録(1バンド分)を行う状態を示す。従来の
記録方式では、各主走査方向の記録走査において間引き
画像をプリントを終了すると、次に副走査方向に記録媒
体を送り、更に主走査方向の記録を行って、前回の主記
録走査で間引いた部分の画像について記録を行うことに
より、画像記録を完成させるものである。本実施の形態
では、各主走査記録に対して前述と同様に2ビットデー
タを出力し、従来の間引き機能(ここではデータ変換)
に、更にデコード機能を付加して階調表現の幅を更に大
きくしたものである。
【0067】この機能についての説明を図19を用いて
行う。
【0068】本実施の形態では、プリントデータは2ビ
ットで1つの階調を表現しているために、2個のビット
の組み合わせで間引き用(データ変換用)データを作成
してRAM201の変換用データエリア211に記憶す
る。こうして各パスに対応してデコードされる結果が、
図19の160乃至162で示され、3パスによる2ビ
ットデータの記録結果が163で示されている。尚、図
19はあくまでも一例を示したもので、本発明はこれに
限定されるものではないことはもちろんである。このよ
うなビット構成で記録を行うことにより、各走査に対し
て均等に各2ビットのデータが乱数的に配分されるた
め、各走査で記録される記録ドット数の差をほとんどな
くすことが可能となる。
【0069】更に、本実施の形態では、2ビットコード
のデコードテーブルを使用することにより、大小ドット
の配分も2ビット組の中に織り込んでシャッフルされる
ことになる。このため、大ドットと小ドットの数が極端
に片寄っている場合でも、各記録走査に均等に各ドット
サイズとも配分することが可能となる。この機能を有効
に使用すると、従来、ダイナミックレンジが、2ビット
で最大2ドットまでであり、階調数が3階調であったも
のが、大小ドットが記録できるヘッド、マルチパスでの
プリント、2ビットコードによるデコード、ランダム変
換データ等を使用することにより、最大、3つの大ドッ
トと3つの小ドットとを組み合わたプリントを行うこと
ができるようになり、かつ選択可能な組み合わせとして
は16通りの階調の中から4つを自由に選択することが
可能となる。更に、マルチパスプリントのパス数を増や
したり、2ビットコードを3ビット、4ビットというよ
うに増やしていくことにより、より飛躍的に階調表現能
力を増大させて、ダイナミックレンジを上げることがで
きる。更に、変調数を大小の2階調ではなく、更に複数
の階調変調を可能にしても良い。
【0070】図20は本実施の形態のインクジェットプ
リンタにおける印刷処理を示すフローチャートで、この
処理はCPU200の制御の下に実行される。この処理
はホストコンピュータよりのデータを受信してプリント
バッファ210に少なくとも1走査分或は1頁分のプリ
ントデータが記憶されることにより開始される。
【0071】まずステップS1で、キャリッジモータ6
の駆動を開始してヘッドカートリッジ106の移動を開
始し、ステップS2でヘッドによるプリントタイミング
になったかどうかをみる。プリントタイミングになると
ステップS3に進み、ヘッドの駆動を行ってヘッドのノ
ズル1列分による記録を行い(図21のフローチャー
ト)、ステップS4では、1行のプリント処理が終了し
たかどうかをみる。1行のプリント処理が終了していな
い時はステップS2に戻るが、1行のプリント処理を終
了するとステップS5に進み、キャリッジリターン、記
録幅に相当した長さ分の記録用紙の搬送を行ってステッ
プS6に進む。ステップS6では、1ページのプリント
を終了したかどうかを調べ、終了していない時はステッ
プS1に戻り、終了した時はステップS7に進んで、そ
の記録済みの用紙を排出する。
【0072】次に図21のフローチャートを参照して、
本実施の形態のインクジェットプリンタにおけるヘッド
駆動処理を説明する。
【0073】まずステップS11で、ヘッドのノズル1
列分のプリントデータをプリントバッファ210から読
み出し、そのデータをデータ変換器204をスルーさせ
てデコーダ205でデコードして、G.A202のレジ
スタ206a,206bにセットする(これはDMAで
行われる)。これらレジスタ206a,206bにセッ
トされたデータをヘッド106のシフトレジスタ602
に転送する。この実施の形態では、各ノズルは、対応す
る記録データに従ってヒータA、或はヒータBを駆動す
ることにより、その記録データの階調に応じた1つの階
調画素(最大2ドットからなる)を形成する。よって、
まずステップS14でヒータA,Bの駆動タイミング
(大ドット形成タイミング)になったかどうかをみる。
そうであればステップS15に進み、ブロック選択信号
624と奇数/偶数信号625を出力して、同時に駆動
されるノズル位置を決定する。そしてヒータA,Bを駆
動する信号626,627を出力する。尚、この駆動の
際には前述した図12に示すように、使用するインクの
種類に応じた駆動パルスによりで駆動される。これによ
り、その選択されたノズルに対応するデータが“1”で
あれ大ドットが形成される。この場合、通常のインク濃
度のインクが収容されているインクタンクが装着されて
いるときはヒータA,Bは共にダブルパルスで駆動さ
れ、淡い濃度のインクが収容されているインクタンクが
装着されているときはヒータAはシングルパルスで、ヒ
ータBはダブルパルスで駆動される。
【0074】次にステップS16に進み、ヒータAのみ
の駆動タイミング(小ドットの記録タイミング)かどう
かを調べ、その駆動タイミングであればステップS17
に進み、ブロックセレクト信号624、奇数/偶数信号
625を出力して次にヒータAを駆動するノズル位置を
決定して、ヒート信号627を出力する。これにより、
そのノズルに対応するデータが“1”であれば、そのノ
ズルにより小ドットが形成される。この場合、通常のイ
ンク濃度のインクが収容されているインクタンクが装着
されているときはヒータAはダブルパルスで駆動され、
淡い濃度のインクが収容されているインクタンクが装着
されているときはシングルパルスで駆動される。
【0075】そしてステップS18に進み、そのヘッド
の全てのノズルが駆動されて印刷が行われたかどうかを
調べ、そうであれば元の処理に戻るが、そうでない時は
ステップS14に進み、次のノズルのヒータA,Bの駆
動タイミング、ヒータAのみの駆動タイミングになった
かどうかを調べて、順次印刷を行う。
【0076】尚、このフローチャートに示していない
が、記録に使用するヘッドカートリッジの種類(インク
の種類)を図4を参照して前述した方法により識別し、
そのインクの種類に応じてヒータA及びヒータBの駆動
方法、更には駆動周波数fを変更することにより、より
高品位の画像を得ることができる。
【0077】図22は、本実施の形態において、3パス
によるプリントを行う場合の処理を示すフローチャート
で、前述の図21のフローチャートと同一部分は同じス
テップ番号で示し、その説明を省略して示している。
【0078】ここでは、ステップS21でn=3にセッ
トし、1走査の終了後、ステップS22でn=n−1の
演算を実行し、ステップS23でn=0になるまで、ス
テップS2〜S5’迄のヘッド駆動を行うことにより容
易に実現できる。尚、この時、各記録走査に対応して記
録されるデータは、図15のデータ変換器204及びデ
コーダ205により作成され、その一例として、図19
の160〜162に示すようになる。
【0079】尚、図21のフローチャートでは、大ドッ
トの記録時にヒータA,Bを駆動するようにしたが、後
述する図23に示したように、小ドットの記録時には小
さいヒータ291のみを、大ドットの記録時には大きい
ヒータ292と小さいヒータ291を駆動するようにし
ても良いことはもちろんである。
【0080】[実施の形態2]図23(A)乃至(C)
のそれぞれは、1つのノズル290内に互いに異なる発
熱量の小ヒータ291、大ヒータ292を設け、各ヒー
タの位置を変えて配置した例を示す。この場合は更に、
小ヒータ291のみ、大ヒータ292のみ、更には小ヒ
ータ291と大ヒータ292とを同時に発熱駆動するこ
とにより、小ドット、中ドット及び大ドットの3種類の
ドットを記録するのに相当する量のインク滴を吐出口2
93より吐出させることもできる。また、この図23に
示された構成のヘッドを前述の実施の形態1に適用する
場合には、上記小ヒータ291のみ、大ヒータ292の
み、更には小ヒータ291と大ヒータ292とを同時に
発熱駆動する駆動方法のいずれかを採用することによ
り、相対的に大きいドットと小さいドットを形成するこ
とができる。
【0081】以上の構成において、記録媒体上の指定さ
れた位置にドットを記録するための条件は下記の通りで
ある。
【0082】(1)ラッチ回路603にラッチされた各吐
出用ノズルに対応する各記録データの対応するビットが
“1”(データ有り)となっている。
【0083】(2)ブロック選択信号624で選択された
ブロックに該当している。
【0084】(3)奇数ノズル/偶数ノズルかの選択信号
625とノズル位置とが対応している。
【0085】(4)対応するヒート・イネーブル信号62
6,627のいずれか(或はその両方)が入力される。
【0086】以上の4つの条件が同時に満足した時に、
対応するノズルの吐出用ヒータA,Bのいずれか(或は
両方)が駆動され、そのノズルにより大ドット或は小ド
ットが記録されることになる。即ち、その時入力される
ヒートイネーブル信号が、HEA信号627であるか、
あるいはHEB信号626であるかによって、そのノズ
ルから吐出されるインク滴のドット径が決定され、どの
ブロックタイミングで記録データをハイレベル
(“1”)にするかにより、大小のドットがどの位置に
配置されるかが決定される。
【0087】次に、このようなインクジェットヘッドを
使用して記録を行う場合の例を説明する前に、上述した
小ドットと大ドットを記録する際における、インクが記
録媒体に到達する位置のずれについて説明する。
【0088】小ドットを記録する場合と大ドットを記録
する場合とでは、ノズルからインクが吐出されてから記
録媒体上に記録される位置が僅かながら異なることが判
明している。そこで、記録ヘッドによる1回の走査中に
大ドットと小ドットとがそれぞれ記録される場合、その
大ドットと小ドットとの記録位置が微妙にずれてしま
い、記録された画像にテクスチャーが発生するなどの不
具合が発生することが考えられる。
【0089】図24(A)(B)は、ドットを記録する
例を示し、各格子で示された枠内は画素が記録される理
想的な位置を示している。いま、240で示す枠内に2
つの小ドットを重ねて記録する場合を考える。1つのノ
ズルから出力される小ドット記録用のインク速度が同じ
である場合、枠240の位置に2つの小ドットを記録し
ようとすると、各小ドット記録用インクの吐出タイミン
グがずれるため、そのドット位置は図のように少しずれ
たものとなる。
【0090】これに対し、異なる速度でインクを吐出し
て同じ小ドットを記録できる場合は、図24(B)に示
すように、2つの小ドットを丁度重ねることができる。
以下詳しく説明する。図7に示すようなノズルを有する
インクジェットヘッドにおいて、ヒータA607とヒー
タB609のいずれを駆動しても同じ小ドットが記録で
きる。しかしながら、より吐出口1aに近いヒータA
(607)を駆動した場合は、それよりも奥に位置して
いるヒータB(609)を駆動する場合に比べて、吐出
口1aから吐出されるインクの速度は速くなる。従っ
て、図24の枠240のドットを記録する際、最初にヒ
ータB609の駆動により枠240にドットが記録され
るタイミングでヒータB(609)を発熱駆動して小ド
ット記録用のインクを吐出させ、次にヒータAの駆動に
より枠240にドットが記録されるタイミングでヒータ
A(607)を発熱駆動して小ドット記録用のインクを
吐出させる。この場合、ヒータA(607)を駆動する
ことにより吐出されるインクの速度のほうがヒータB
(609)を駆動した場合よりも速いため、最初に駆動
されたヒータB609の発熱により吐出されたインク
に、後でヒータA607の駆動により吐出されたインク
が追い付くような形となり、その結果、図24(B)で
示すように、枠240上で2つの小ドットが丁度重なり
合って1つの大ドットとして記録されることになる。
【0091】このように本実施の形態2によれば、同じ
吐出量のインクを同じ画素位置に吐出させて記録するこ
とにより、2つの分ドットによりドット径が拡大し、そ
の画素のエリアファクタ(AF)を100%以上にする
ことができる。
【0092】[実施の形態3]この実施の形態3では、
前述の図23のノズルの場合で説明したように、小ドッ
ト、中ドット及び大ドットを記録する場合、これら大中
小の各ドット位置を同じ位置にする例を説明する。
【0093】図25は、1画素間隔を略3等分して記録
された小ドット、中ドット及び大ドットを示している。
ここで、これら大中小3つのドットを略同じ位置に記録
する場合について考える。 小ドットと中ドットを同じ位置に記録する場合。
【0094】いま小ドットを記録する際のインクの吐出
速度をv3、中ドットを記録する際のインクの吐出速度
をv2(>v3)とすると、これら中ドットと小ドットの
間隔は1/3画素であるから、前述の式(1)より、ヘッ
ドの駆動周波数をf、ノズル先端と記録紙の間隔をLと
すると、f・L(1/v3−1/v2)=1/3(画素)
の関係がある。
【0095】ここでv2=αv3(α>1)とすると、 3・f・L(1/v3−1/αv3)=3・f・L(α−1)/αv3=1 よって、f・L/v3=α/3(α−1)となる。 …式(2) ここで、駆動周波数f=7KHz、L=1mm、v3=
6m/sとすると、α≒1.4となり、このときv2≒
8.4(m/s)となる。 小ドットと大ドットを同じ位置に記録する場合。
【0096】いま小ドットを記録する際のインクの吐出
速度をv3、大ドットを記録する際のインクの吐出速度
をv1(>v3)とすると、これら中ドットと小ドットの
間隔は2/3画素であるから、前述の式より、ヘッドの
駆動周波数をf、ノズル先端と記録紙の間隔をLとする
と、f・L(1/v3−1/v1)=2/3(画素)の関
係がある。
【0097】ここでv1=βv3(β>1)とすると、 3・f・L(1/v3−1/βv3)=3・f・L(β−1)/βv3=2 よって、f・L/v3=2β/3(β−1)となる。 …式(3) ここで、前述と同様に、駆動周波数f=7KHz、L=
1mm、v3=6m/sとすると、β≒2.33とな
り、このときv1≒14(m/s)となる。
【0098】従って、上述の駆動周波数f(=7KH
z)、L=1mmの条件の下で、小ドットを記録するた
めのインク(約15pl)の吐出速度v3を6m/s、
中ドットを記録するためのインク(約25pl)の吐出
速度v2を8.4m/s、大ドットを記録するためのイ
ンクの吐出速度v1を14m/sとすると、これら大中
小のドットが同じ位置に重ねて記録されることになる。
【0099】ここで上述の式(2)(3)より、α/(α−
1)=2β/(β−1)となり、これより、α・β+α
−2β=0の関係を満足する時、上述した大中小3つの
ドットを同じ位置に重ねて記録することができることが
わかる。
【0100】このようにして、異なるサイズのドットを
同じ位置に重ねて記録することにより、例えば大中小ド
ットのそれぞれ単独、更には小ドットと中ドット、小ド
ットと大ドット及び中ドットと大ドットの組合せで階調
画素を表現できるため、多値で表現された画素データの
階調をより高品位に再現することができる。
【0101】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す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。
【0102】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1対1で対応し液体(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をすると、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。
【0103】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。
【0104】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
他に熱作用面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、
共通するスロ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。
【0105】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。
【0106】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てもよい。
【0107】また、本発明の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にでき
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。
【0108】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
も良いが、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1つを備えた装置とすることもで
きる。
【0109】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も、室温で軟化もしくは液化する
ものを用いても良く、あるいはインクジェット方式では
インク自体を30°C以上70°C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。
【0110】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良い。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、液状インクが吐出されるものや、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
ような場合インクは、特開昭54−56847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。
【0111】さらに加えて、本発明に係る記録装置の形
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取るものであっても良
い。
【0112】なお、本発明は、複数の機器(例えばホス
トコンピュータ、インタフェイス機器、リーダ、プリン
タなど)から構成されるシステムに適用しても、一つの
機器からなる装置(例えば、複写機、ファクシミリ装置
など)に適用してもよい。
【0113】また、本発明の目的は、前述した実施形態
の機能を実現するソフトウェアのプログラムコードを記
録した記憶媒体を、システムあるいは装置に供給し、そ
のシステムあるいは装置のコンピュータ(またはCPU
やMPU)が記憶媒体に格納されたプログラムコードを
読出し実行することによっても達成される。
【0114】この場合、記憶媒体から読出されたプログ
ラムコード自体が前述した実施形態の機能を実現するこ
とになり、そのプログラムコードを記憶した記憶媒体は
本発明を構成することになる。
【0115】プログラムコードを供給するための記憶媒
体としては、例えば、フロッピディスク、ハードディス
ク、光ディスク、光磁気ディスク、CD−ROM,CD
−R、磁気テープ、不揮発性のメモリカード、ROMな
どを用いることができる。
【0116】また、コンピュータが読出したプログラム
コードを実行することにより、前述した実施形態の機能
が実現されるだけでなく、そのプログラムコードの指示
に基づき、コンピュータ上で稼働しているOS(オペレ
ーティングシステム)などが実際の処理の一部または全
部を行い、その処理によって前述した実施形態の機能が
実現される場合も含まれる。
【0117】さらに、記憶媒体から読出されたプログラ
ムコードが、コンピュータに挿入された機能拡張ボード
やコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わる
メモリに書込まれた後、そのプログラムコードの指示に
基づき、その機能拡張ボードや機能拡張ユニットに備わ
るCPUなどが実際の処理の一部または全部を行い、そ
の処理によって前述した実施形態の機能が実現される場
合も含まれる。
【0118】また上記実施の形態では、記録ヘッドを走
査させて記録する記録装置の例で説明したが本発明はこ
れに限定されるものでなく、例えばフルライン型のヘッ
ドを用いて記録媒体を移動させて記録する場合にも適用
できる。
【0119】以上説明したように本実施の形態によれ
ば、一走査記録でも複数種の大きさの記録ドットを簡単
な回路構成で、記録媒体上に記録可能となる。
【0120】更に各ノズル一つ一つにおいても、各記録
走査毎の平均記録比率が平均的になり、高い記録比率の
記録による吐出不良等のエラーレートを下げることが可
能となる。更に言えば、ノズル毎に連続的に吐出量を変
化させていくために各ノズル当たりの平均インク吐出量
が記録比率が高い場合でも下げられるために、リフィル
周波数の向上とエラーレートの向上が可能となる。更に
瞬間電力等についても引き下げることが可能となり電源
コストの大幅なコストダウンと電力モニタ等の使用によ
る更なるスループットの低下を防止できる。
【0121】また本実施の形態によれば、記録ヘッドと
記録媒体とを相対的に移動させて記録する際、吐出速度
の遅い小ドットを吐出速度の速い大ドットよりも先に吐
出させて記録することにより、1つの画素を構成する大
ドットと小ドットとが略重なりあって記録媒体上に記録
されるため、テクスチャ等の発生を抑えた高品位な画像
を記録できるという効果がある。
【0122】また本実施の形態によれば、記録に使用す
るインクの濃度に応じて記録ヘッドの駆動方法を変更し
て記録することにより、使用するインク濃度に応じた階
調画像を記録できるという効果がある。
【0123】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、簡
単な構成及び制御によって、各画素をその階調に応じた
複数ドットにより記録できるという効果がある。
【0124】また本発明によれば、異なる径のドットを
形成するインク吐出を行わせる吐出量変調を行い、多値
記録データの値に応じた径の複数ドットで記録できると
いう効果がある。
【0125】また本発明によれば、記録速度を低下させ
ることなく、記録される画素の階調に合わせたドットで
記録できるという効果がある。
【0126】
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態のホストコンピュータとプ
リンタ装置を含むプリントシステムの構成を示すブロッ
ク図である。
【図2】本実施の形態のプリンタ装置の記録部の外観を
示す斜視図である。
【図3】本実施の形態のヘッドカートリッジの構成を示
す斜視図である。
【図4】本実施の形態のヘッドカートリッジとプリンタ
装置との電気的接続部を示す図である。
【図5】本実施の形態のプリンタドライバにおける記録
データの処理を示すフローチャートである。
【図6】本実施の形態のヘッドカートリッジの基板回路
の構成を示すブロック図である。
【図7】本実施の形態1の記録ヘッドのノズルの構成例
を示す断面図である。
【図8】インクの吐出位置のずれを説明するための図で
ある。
【図9】複数ドットで画素を記録する際に、先に大ドッ
ト、次に小ドットを記録することによる不具合を説明す
る図である。
【図10】本発明の実施の形態における、先に小ドッ
ト、次に大ドットを記録する場合のドットの位置ずれを
説明する図である。
【図11】大ドットを記録するインク滴と小ドットを記
録するインク滴との速度差によるドットの位置ずれを説
明する図である。
【図12】本発明の実施の形態におけるカートリッジ
(インク)の種類に応じたヘッドの駆動例を説明する図
である。
【図13】本発明の実施の形態のプリンタ装置の記録ヘ
ッドのノズルの駆動タイミングを説明する図である。
【図14】本実施の形態のプリンタ装置において図13
のタイミングで記録された記録ドットの並びを示す図で
ある。
【図15】本実施の形態のプリンタ装置内での記録デー
タ処理回路の構成を示すブロック図である。
【図16】本実施の形態における記録ヘッドによる記録
時のノズル駆動タイミングを説明する図である。
【図17】2ビットの記録データのデコード出力例を説
明する図である。
【図18】マルチパス記録の方法を説明する図である。
【図19】本実施の形態における2ビット記録データの
デコード出力例を説明する図である。
【図20】本実施の形態のインクジェット記録装置にお
ける印刷処理を示すフローチャートである。
【図21】図20のステップS3のヘッド駆動処理を示
すフローチャートである。
【図22】本実施の形態における3パスでの記録を説明
するフローチャートである。
【図23】本実施の形態の記録ヘッドのノズルの構成例
を示す断面図である。
【図24】本実施の形態2における同量の2つのインク
滴による画像記録を説明する図である。
【図25】本実施の形態3の大中小ドットの位置関係を
示す図である。
【符号の説明】
1,106 ヘッドカートリッジ 6 キャリッジモータ 101 ホストコンピュータ 103 プリンタドライバ 200 CPU 201 RAM 204 データ変換器 205 デコーダ 206 レジスタ 602 シフトレジスタ 607,611 吐出用ヒータA 609,613 吐出用ヒータB

Claims (22)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 記録ヘッドの吐出口から吐出されるイン
    クを記録媒体に付着させ、付着させたインクによって異
    なる大きさの画素を記録媒体に形成するインクジェット
    記録装置において、 前記記録ヘッドの吐出口に対応し、前記画素を形成する
    複数のドットを形成する複数のインクであって互いにイ
    ンク速度の異なる少なくとも2つを、前記記録ヘッドの
    吐出口から所定のタイミングで連続して吐出させること
    が可能な駆動手段とを有し、 前記駆動手段によって前記記録ヘッドから前記所定のタ
    イミングで連続して吐出される少なくとも2つのインク
    を前記画素内に付着させるため、前記記録ヘッドの吐出
    口と記録媒体との距離、前記少なくとも2つのインクの
    前記所定のタイミング、及び前記少なくとも2つのイン
    クの吐出速度を所定の関係に制御されることを特徴とす
    るインクジェット記録装置。
  2. 【請求項2】 請求項1に記載のインクジェット記録装
    置であって、前記記録ヘッドから前記駆動手段によって
    前記所定のタイミングで連続して吐出される少なくとも
    2つのインクの吐出量を異ならせる変更手段を更に有
    し、 前記変更手段は、少なくとも2つのインクの吐出量を、
    相対的に大きい大ドットと相対的に小さい小ドットを形
    成するべく異ならせることを特徴とする。
  3. 【請求項3】 請求項2に記載のインクジェット記録装
    置であって、相対的に大きいドットを形成するインクの
    速度が小さいドットを形成するインクよりも速度が速い
    ことを特徴とする。
  4. 【請求項4】 請求項3に記載のインクジェット記録装
    置であって、前記小ドットの方が前記大ドットよりも先
    に記録されることを特徴とする。
  5. 【請求項5】 請求項3に記載のインクジェット記録装
    置であって、同一サイズのドットを形成するためにイン
    ク吐出する吐出周波数をf,前記記録ヘッドの吐出口と
    記録媒体との間隔をL,前記異なるサイズのドットを形
    成するインクの吐出速度をそれぞれv1,v2(v1>v
    2)としたとき、 0<f・L・(v1−v2)/v1v2<1.0 の関係を有することを特徴とする。
  6. 【請求項6】 請求項2に記載のインクジェット記録装
    置であって、前記吐出口に対応して互いに発熱量の異な
    る発熱抵抗体が設けられ、前記変更手段は、前記所定の
    タイミングで前記発熱量の異なる発熱抵抗体を順次又は
    同時に駆動することを特徴とする。
  7. 【請求項7】 請求項2に記載のインクジェット記録装
    置であって、前記吐出口に対応して異なる位置に複数の
    発熱抵抗体が設けられ、前記変更手段は、前記所定のタ
    イミングで異なる数又は位置の発熱抵抗体を駆動するこ
    とを特徴とする。
  8. 【請求項8】 請求項1に記載のインクジェット記録装
    置であって、更に、前記駆動手段によって前記記録ヘッ
    ドから前記所定のタイミングで連続して吐出される少な
    くとも2つのインクを前記画素内に付着させるため、前
    記記録ヘッドの吐出口と記録媒体との距離、前記少なく
    とも2つのインクの前記所定のタイミング、及び前記少
    なくとも2つのインクの吐出速度を所定の関係に制御す
    る制御手段を備えることを特徴とする。
  9. 【請求項9】 請求項6又は7に記載のインクジェット
    記録装置であって、更に前記記録ヘッドで使用されるイ
    ンクの種類を識別する識別手段と、前記識別手段による
    識別結果に応じて各発熱抵抗体の駆動方法を変更する駆
    動制御手段を有することを特徴とする。
  10. 【請求項10】 請求項1乃至9のいずれか1項に記載
    のインクジェット記録装置であって、更に多値記録デー
    タを変調用データに基づいて変調した変調記録データに
    変換する変換手段と、前記変調用データを記憶する記憶
    手段とを有し、前記変調用データは書き換え可能である
    ことを特徴とする。
  11. 【請求項11】 請求項10に記載のインクジェット記
    録装置であって、前記変調記録データを更に各記録走査
    に対応するデータに分割し、その分割されたデータを更
    に前記変調用データに基づいて変更して各記録走査に対
    応するデータを作成する記録走査データ作成手段と、 前記記録走査データ作成手段により作成された記録デー
    タに基づいて複数回の記録走査で記録を行うマルチパス
    制御手段を更に有することを特徴とする。
  12. 【請求項12】 請求項1乃至11のいずれか1項に記
    載のインクジェット記録装置であって、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
    めの熱エネルギー発生体を備えていることを特徴とす
    る。
  13. 【請求項13】 記録ヘッドの吐出口から吐出されるイ
    ンクを記録媒体に付着させ、付着させたインクによって
    異なる大きさの画素を記録媒体に形成するインクジェッ
    ト記録方法において、 前記記録ヘッドの吐出口に対応し、前記画素を形成する
    複数のドットを形成する複数のインクであって互いに異
    なる速度の少なくとも2つを、前記記録ヘッドの吐出口
    から所定のタイミングで連続して吐出させる駆動工程と
    を有し、 前記駆動工程において前記記録ヘッドから前記所定のタ
    イミングで連続して吐出される少なくとも2つのインク
    を前記画素内に付着させるため、前記記録ヘッドの吐出
    口と記録媒体との距離、前記少なくとも2つのインクの
    前記所定のタイミング、及び前記少なくとも2つのイン
    クの吐出速度を所定の関係に制御されることを特徴とす
    るインクジェット記録方法。
  14. 【請求項14】 請求項13に記載のインクジェット記
    録方法であって、前記記録ヘッドから前記所定のタイミ
    ングで連続して吐出される少なくとも2つのインクの吐
    出量を異ならせる変更工程を更に有し、前記変更工程で
    は、少なくとも2つのインクの吐出量を、相対的に大き
    い大ドットと相対的に小さい小ドットを形成するべく異
    ならせることを特徴とする。
  15. 【請求項15】 請求項14に記載のインクジェット記
    録方法であって、相対的に大きいドットを形成するイン
    クの速度が小さいドットを形成するインクの速度よりも
    速いことを特徴とする。
  16. 【請求項16】 請求項15に記載のインクジェット記
    録方法であって、前記小ドットの方が大ドットよりも先
    に記録されることを特徴とする。
  17. 【請求項17】 請求項15に記載のインクジェット記
    録方法であって、同一サイズのドットを形成するために
    インク吐出する吐出周波数をf,前記記録ヘッドの吐出
    口と記録媒体との間隔をL,前記異なるサイズのドット
    を形成するインクの吐出速度をそれぞれv1,v2(v1
    >v2)としたとき、 0<f・L・(v1−v2)/v1v2<1.0 の関係を有することを特徴とする。
  18. 【請求項18】 請求項14に記載のインクジェット記
    録方法であって、前記吐出口に対応して互いに発熱量の
    異なる発熱抵抗体が設けられ、前記変更工程では、前記
    所定のタイミングで前記発熱量の異なる発熱抵抗体を順
    次又は同時に駆動することを特徴とする。
  19. 【請求項19】 請求項14に記載のインクジェット記
    録方法であって、前記吐出口に対応して異なる位置に複
    数の発熱抵抗体が設けられ、前記変更工程では、前記所
    定のタイミングで異なる数、又は位置の発熱抵抗体を駆
    動することを特徴とする。
  20. 【請求項20】 請求項13に記載のインクジェット記
    録方法であって、更に前記駆動工程において前記記録ヘ
    ッドから前記所定のタイミングで連続して吐出される少
    なくとも2つのインクを前記画素内に付着させるため、
    前記記録ヘッドの吐出口と記録媒体との距離、前記少な
    くとも2つのインクの前記所定のタイミング、及び前記
    少なくとも2つのインクの吐出速度を所定の関係に制御
    する制御工程を有することを特徴とする。
  21. 【請求項21】 請求項18又は19に記載のインクジ
    ェット記録方法であって、更に前記記録ヘッドで使用さ
    れるインクの種類を識別する工程と、その識別結果に応
    じて各発熱抵抗体の駆動方法を変更する工程を有するこ
    とを特徴とする。
  22. 【請求項22】 請求項21に記載のインクジェット記
    録方法であって、前記記録データを更に各記録走査に対
    応するデータに分割し、その分割されたデータを更に前
    記変調用データに基づいて変更して各記録走査に対応す
    るデータを作成する記録走査データ作成工程と、 前記記録走査データ作成工程で作成された記録データに
    基づいて複数回の記録走査で記録を行うマルチパス制御
    工程を更に有することを特徴とする。
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