JPH0747698A - インクジェット記録装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 インクジェット記録装置においてマルチスキ
ャン方式で記録を行う場合、記録ヘッドの信頼性低下や
コスト上昇を伴わずに階調再現範囲の拡大を可能とす
る。 【構成】 淡インクを吐出する複数の吐出口を有した記
録ヘッド１−１と濃インクを吐出する複数の吐出口を有
した記録ヘッド１−２とを具え、これら記録ヘッドの複
数の吐出口からそれぞれ吐出される複数のインク滴を実
質的に同一箇所に重ねて画素を形成し、上記複数のイン
ク滴をその数および濃，淡を適切に組合せることにより
その画素の階調を表現する。

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、詳しくは記録画像の階調表現に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】近年、インクジェット記録方式において
記録画像の高画質化の一手段として高解像，高階調化が
要求されつつある。階調性を高める技術としては、比較
的小さなインク滴（小ドロップレット）を被記録材上の
略同一箇所に短時間に複数個着弾させて１つの画素を形
成し、打ち込むインク滴の数を変えることによって階調
を表現するいわゆるマルチドロップレット方式が知られ
ている。このマルチドロップレット方式は１つのインク
滴の大きさを大きく変調することの困難なインクジェッ
ト記録方式において、高密度で且つ高階調の画像が得ら
れる方法である。

【０００３】しかしながら、従来のマルチドロップレッ
ト方式では、１つの画素を形成するのに同一吐出口から
連続的に複数回の吐出を行うものであるため、吐出口毎
の吐出インク滴の体積のばらつきや吐出方向のばらつき
がある場合、これらばらつきは画像上にそのまま反映さ
れてスジ（白スジ，黒スジ）や濃度ムラとなって表われ
るという問題がある。

【０００４】これらの問題を避けるために、従来は、記
録ヘッドの製造を精密に行う必要があり、このため製造
コストが高くなったり、歩留まりを低減させていた。

【０００５】また、上記スジや濃度ムラが発生する問題
を、画像処理を用いて解消する方法も提案されている
が、上記処理のためのシステムがコストアップの要因と
なったり記録ヘッドの経時変化に対応しにくいといった
問題があった。

【０００６】さらに、上記問題を解決する手法として、
１つの画素を、異なった複数の吐出口から吐出されるイ
ンク滴で形成するいわゆるマルチスキャン方式も提案さ
れている。しかし熱エネルギーを使用しこれによって発
生する気泡の生成にともなってインクを吐出するインク
ジェット記録方式は、環境温度や記録に伴う記録ヘッド
の自己昇温によって吐出体積が変動するため、常に画像
信号に対応した１画素毎の安定した階調記録を行うこと
ができないことがある。すなわち、個々のドロップレッ
トの体積が上記温度変化によって変動し、その結果、マ
ルチスキャンにより複数のインク滴からなる画素を形成
しても、この形成した画素が所定の濃度を表わさないこ
とがある。このような場合、例えば画像の左右での濃度
差や、スキャン毎の濃度変動によるスキャン幅毎の濃度
ムラが発生し画像品位を低下させる。

【０００７】この傾向は、マルチスキャン方式やバース
ト方式等において階調数を増そうとする場合には、イン
クドロップレットの体積を小さくしなければならないた
め、このドロップレットの徴小化とともに顕著になり、
体積変動や吐出方向のヨレ，信頼性（吐出回復性など）
の低下を助長するものである。またマルチノズル化を上
記方式で達成しようとする場合、困難なことが多い。

【０００８】一方、従来の記録ヘッドをそのまま用い、
この記録ヘッドの数を増して濃淡のインクを用い、これ
により階調表現し、粒状感の低減をはかる方式が提案さ
れているが、インク打ち込み量が増加し、その結果、ラ
ンニングコストの増加，コックリング発生の増加，ある
いは定着性の問題などを生ずるとともに、濃淡インクの
切り換え時に発生する疑似輪郭などが問題となってい
る。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】本発明の第１の目的
は、マルチスキャン方式において、記録ヘッドの信頼性
を低下させず、またコストを上げずに階調再現範囲の拡
大を可能とする技術としてのインクジェット記録装置を
提供することにある。

【００１０】本発明の他の目的は、濃淡多値方式の問題
点である濃淡インクの切り換え時の疑似階調を、階調数
を増すことで低減することを可能とするインクジェット
記録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】そのために本発明では、
複数の吐出口を有し該複数の吐出口から同色系で濃度の
異なるインクを吐出するための記録ヘッドを用い、被記
録媒体にインクを吐出して形成される画素を組合せて記
録を行うインクジェット記録装置において、前記記録ヘ
ッドを被記録媒体に相対的に移動させる移動手段と、該
移動手段による前記記録ヘッドの移動を制御するととも
に、当該記録ヘッドの複数の吐出口からの吐出を制御
し、それぞれ吐出された相互に濃度の異なるインク滴を
含む複数のインク滴を被記録媒体の略同一箇所に重ねて
画素を形成することが可能な記録制御手段と、を具えた
ことを特徴とする。

【００１２】

【作用】以上の構成によれば、複数の吐出口からそれぞ
れ吐出される複数のインク滴が略同一箇所に着弾して画
素が形成される。そして、これら画素を形成するインク
滴の中には互いに濃度の異なるインクが含まれるため、
着弾インク滴の数と濃，淡の組合せによって画素の階調
範囲を大きくすることができる。

【００１３】

【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。

【００１４】（実施例１）図１は、本発明に適用可能な
インクジェット記録装置の斜視図である。

【００１５】図１において、符号１−１は１２８個の吐
出口を有した記録ヘッドを示し、淡インク（染料濃度：
０．８％）を吐出するものである。また、符号１−２は
同様に１２８個の吐出口を有した記録ヘッドを示し、濃
インク（染料濃度：３：０％）を吐出するものである。
符号４は記録ヘッド１−１および１−２を搭載して移動
するためのキャリッジを示し、キャリッジ４の移動はそ
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に案内されながら行われる。符号６−１および
６−２は不図示のインクタンクより上述の淡および濃イ
ンクを記録ヘッド１−１および１−２に供給するための
それぞれインク供給チューブを示し、符号７−１および
７−２は記録ヘッド１−１および１−２の一部に設けら
れるそれぞれのヘッド駆動回路へ、不図示の本体装置制
御部から記録データ（画像信号）に基づいて駆動信号や
制御信号をそれぞれ送信するためのフレキシブルケーブ
ルを示す。インク供給チューブ６−１，６−２およびフ
レキシブルケーブル７−１，７−２は、ともにキャリッ
ジ４の移動に追随できるような部材によって構成されて
いる。

【００１６】また、キャリッジ４はガイド軸５Ａ，５Ｂ
と平行に設けられるベルト（不図示）の一部と接続し、
このベルトが不図示のキャリッジモータによって駆動さ
れることにより移動可能となる。符号３は、その長手方
向がガイド軸５Ａ，５Ｂと平行に延在するプラテンを示
し、符号２は記録用紙等の被記録体を示す。記録ヘッド
１−１および１−２は、キャリッジ４の移動にともな
い、被記録媒体２にそれぞれ淡，濃のインク滴を吐出し
て記録を行うことができる。

【００１７】本装置を用いて普通紙上に９階調の記録を
行う方法を説明する。なお、濃，淡インクの組合せにつ
いては図１５，１６について後述する。すなわち１画素
当たりのインク滴数を０から４の範囲（１画素当たりの
インク打ち込み量：３０から９０（ｎｇ／ｄｏｔ）の範
囲）で変化させて記録を行う。

【００１８】図２，図３は本実施例の記録方法を説明す
るための概念図である。

【００１９】図中、１−１（１−２）は記録ヘッドを模
式的に表したものであり、記録ヘッド１−１（１−２）
は前述のように淡（濃）インク用の１２８個の吐出口
を、それぞれ図２の上下方向に配設している。便宜上吐
出口番号を図の上から下へ向かってＮｏ．１，Ｎｏ．
２，・・・・，Ｎｏ．１２８とする。

【００２０】まず、第１走査（スキャン）では、濃イン
クヘッド１−２と淡インクヘッド１−１の両者を用いて
それぞれのＮｏ．９７から１２８（Ｎｏ．９７′からＮ
ｏ．１２８′）の吐出口のみを用いて主走査方向にキャ
リッジを約２８２ｍｍ／ｓｅｃの速度で移動させつつ記
録を行う。

【００２１】この結果、図３（Ａ）に示すように被記録
媒体の上端の１から３２番目の画素が画像信号に基づい
てまず濃インクで０または１のインク滴で記録され、直
後に淡インクで０または１のインク滴で記録されること
になる。なお、図３は、濃インクあるいは淡インクのい
ずれか一方のみの画素形成を説明するものである。

【００２２】次に、被記録媒体を３２画素分上方（副走
査方向，図２の矢印方向）へ送り、記録ヘッド１−１，
１−２を用いてＮｏ．６５（Ｎｏ．６５′）から１２８
（１２８′）の吐出口を用いて記録を行う。この結果、
図３（Ｂ）に示すようにＮｏ．６５（６５′）から９６
（９６′）の吐出口は前回Ｎｏ．９７（９７′）から１
２８（１２８′）の吐出口で記録した１から３２番目の
画素を記録し、Ｎｏ．９７（９７′）から１２８（１２
８′）の吐出口は新たに３３から６４番目の画素を記録
する。これにより、１から３２番目の画素は１画素当た
り０から２のインク滴数で記録されることになる。

【００２３】次に、被記録媒体を再び３２画素分上方へ
送りＮｏ．３３（３３′）から１２８（１２８′）の吐
出口を用いて記録を行う。図３（Ｃ），（Ｄ）に示すよ
うに、上記と同様に記録を順次繰り返すと、４回目の記
録が終了したときには、１から３２番目の画素は濃淡の
インクそれぞれについて０から４滴のインクで記録され
ることになり、９階調の記録が得られる。５回目以降も
上記と同様に記録を繰り返すと、全面にわたって９階調
の画像が得られる。なお、記録開始時とは逆に画像最下
端では１走査毎に下方から３２ノズルづつ順次吐出を停
止して行き画像端を形成する。

【００２４】このようにして得られた画像の、例えば１
番目の画素に着目してみると、この画素は吐出口Ｎｏ．
１（１′），３３（３３′），６５（６５′），９７
（９７′）の合計４吐出口からそれぞれ吐出される０ま
たは１のインク滴で形成されるため、各吐出口のインク
滴容量のばらつきが平均化され、スジやムラの目立たな
い画像を得ることができる。

【００２５】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（マルチドロップレット方
式）に比べ、階調性に優れ、スジ，ムラがなく極めて高
精細な画像が得られた。また、本例の記録方法を採用し
て、環境条件として低温低湿環境（１５℃／１０％）か
ら、高温高湿環境（３５℃／９０％）までの環境試験を
行った結果、固着，吐出応答性能等、すなわち記録ヘッ
ドの目詰まりやヨレなどを防止する性能は従来記録ヘッ
ドと同等以上の性能を持つことが分かった。

【００２６】次に、本実施例に係る記録ヘッド駆動方法
について説明する。

【００２７】記録ヘッド駆動にはいわゆるパルス幅変調
駆動法を用いており、図４に示す駆動パルスにおいて、
Ｖ_OPは駆動電圧、Ｐ₁ はプレヒートパルス幅、Ｐ₂ はイ
ンターバルタイム、Ｐ₃ はメインヒートパルス幅を示し
ている。Ｔ₁ ，Ｔ₂ ，Ｔ₃ はＰ₁ ，Ｐ₂ ，Ｐ₃ を決める
ための時間を示している。電圧Ｖ_OPは熱エネルギーを発
生するために必要な電気的エネルギーの指標であり電気
熱変換素子（以下、吐出ヒータともいう）の面積，抵抗
値，膜構造や記録ヘッドの吐出口、インク路構造によっ
て定まるものである。

【００２８】パルス幅変調駆動法は、Ｐ₁ ，Ｐ₂ ，Ｐ₃
の順にパルスを与える。Ｐ₁ はプレヒートパルスの幅を
示し、主にノズル内のインク温度分布，粘度分布を制御
する。記録ヘッドの温度センサを利用した温度検知に応
じて、この幅Ｐ₁ （Ｐ₂ ，Ｐ₃ も同時に制御する）が制
御される。この時吐出ヒータが熱エネルギーを加えすぎ
てインクにプレ発泡，バブルスルー現象が発生しないよ
うな幅とする。インターバルタイムＰ₂ は、プレヒート
パルスとメインヒートパルスが相互干渉しないように一
定時間の間隔を設けるため、および吐出口内インクの温
度分布を制御，均一化する働きがある。メインヒートパ
ルスはその幅Ｐ₃ により吐出ヒータ上に発泡現象を発生
させ吐出口よりインク滴を吐出させる。これらのパルス
幅は、吐出ヒータの面積，抵抗値，膜構造やヘッドの吐
出口，インク路構造さらにはインク物性によって定める
ことができる。

【００２９】図５は本例に係る記録ヘッド構造を示して
おり、ヘッド温度Ｔ_H ＝２５．０（℃）の環境で淡イン
クの駆動条件は、Ｖ_OP＝１５．０（Ｖ）の時にＰ₁ ＝
１．０（μｓｅｃ）、Ｐ₂ ＝４．０（μｓｅｃ）、Ｐ₃
＝２．０（μｓｅｃ）のパルスを与えると最適な駆動条
件となり安定したインク吐出状態が得られるものであ
る。この時の吐出特性は、インク吐出量Ｖ_D ＝４．７
（ｎｇ／ｄｏｔ），吐出速度Ｖ＝１４．０±０．２（ｍ
／ｓｅｃ）である。濃インクの駆動条件は、Ｖ_OP＝１
５．０（Ｖ）の時にＰ₁ ＝１．２（μｓｅｃ）、Ｐ₂ ＝
４．０（μｓｅｃ）、Ｐ₃ ＝２．０（μｓｅｃ）のパル
スを与えると最適な駆動条件となり安定したインク吐出
状態が得られる。この時の吐出特性は、インク吐出量Ｖ
_D ＝５．０（ｎｇ／ｄｏｔ），吐出速度Ｖ＝１５．０±
０．２（ｍ／ｓｅｃ）である。濃淡で駆動条件を変えて
いるのは、本実施例ではハイライト部でのドットの粒状
感を低減するためであり、解像度、階調数、インク、被
記録媒体などに応じて最適化すればよくこの限りではな
い。

【００３０】ちなみに、一画素当たりの最大インク打ち
込み量（濃淡インクの組み合わせで決まる）は、８滴で
約９０（ｎｇ／ｄｏｔ）、記録ヘッドの最大駆動周波数
はｆｒ＝４．０ＫＨｚであり、３６０ｄｐｉの解像度を
もち、１２８吐出口を１６Ｂｌｏｃｋに分割して１Ｂｌ
ｏｃｋから順次駆動している。

【００３１】すなわち 第１ブロックは １，２，３，・・・，８ 第２ブロックは ９，１０，１１，・・・，１６ ・・ ・・ ・・ 第１６ブロックは １２１，１２２，１２３，・・・，
１２８ のように割り振り、ブロックの駆動順序は、第１，第
２，第３，・・・，第１６の順に順次駆動する。

【００３２】次に、まずプレヒートパルス幅Ｐ₁ （また
は、インターバルＰ₂ についても同様に制御可能であ
る）を用いた吐出量制御方法について詳細に述べる。

【００３３】図６はヘッド温度（Ｔ_H ）一定の条件にお
けるプレヒートパルス幅Ｐ₁ と吐出量Ｖ_D との関係を示
す。

【００３４】同図に示すように、パルス幅Ｐ₁ の増加に
対して幅Ｐ_1LMTまでは直線的（ただし、記録ヘッドの設
計やメインパルス幅Ｐ₃ の設定によってはこの限りでは
ない。非線形の場合もある）に増加し、それより長いプ
レヒートパルスではプレ発泡（または、バブルスルー現
象；インク滴吐出前に気泡が大気と連通する現象）を生
じメインヒートパルスの発泡が乱される。さらに幅がＰ
_1MAXより大きくなると、吐出量が減少する傾向を示す。

【００３５】以上のように、プレヒートパルス幅Ｐ₁ の
値を適切に設定することにより、吐出量を変化させるこ
とが可能となる。

【００３６】図７はプレヒートパルス幅Ｐ₁ が一定の条
件でヘッド温度Ｔ_H （環境温度Ｔ_R）と吐出量Ｖ_D との
関係を示す。図７に示すように、ヘッド温度Ｔ_H の増加
に対して直線的に増加する傾向を示す。

【００３７】図６，図７のそれぞれの直線性を示す領域
の係数は、 吐出量のプレヒートパルス依存係数：Ｋ_P ＝ΔＶ_DP／Δ
Ｐ₁ (ng/μs ・ dot) 吐出量のヘッド温度依存係数：Ｋ_TH＝ΔＶ_DT／ΔＴ_H (n
g/C ・ dot) のように定義される。

【００３８】図５に示す記録ヘッド構造のものでは、Ｋ
_P ＝１．５（ｎｇ／μｓｅｃ・ｄｏｔ），Ｋ_TH＝０．０
５（ｎｇ／ｄｅｇ・ｄｏｔ）である。

【００３９】これらのふたつの関係を以下に説明するよ
うに有効に利用すると、図８に示すように、ヘッド温度
が環境温度の変動や記録に伴う自己昇温による変動など
様々な要因によって変化しても、インク吐出量を常に一
定に保てる吐出量制御方法が可能となる。

【００４０】図８に示す吐出量制御は、以下の３つの条
件で構成している。

【００４１】１）Ｔ_H ≦Ｔ₀ 低温時の吐出量補償を、記録ヘッドのサブヒータを用い
た温度制御で行う。

【００４２】ここでＴ₀ は上記温度制御の目標温度であ
る。

【００４３】２）Ｔ₀ ＜Ｔ_H ≦Ｔ_L 上述したパルス幅変調法（以下、ＰＷＭともいう）によ
る吐出量制御を行う。

【００４４】３）Ｔ_L ＜Ｔ_H （＜Ｔ_C ） シングルパルスを用い、この幅を制御する。

【００４５】上記１）に示す制御は、図８に示す温調領
域で主に低温環境での吐出量を確保するためのものであ
り、記録ヘッド温度Ｔ_H ＝２５．０℃以下の時でヘッド
温度Ｔ_H を温調温度Ｔ₀ ＝２５．０（℃）に一定に保つ
ことでＴ_H ＝Ｔ₀ の時の吐出量Ｖ_D0＝５．０（ｎｇ／ｄ
ｏｔ）を得る。温調温度Ｔ₀ を２５．０℃とするのは温
調によるインク増粘，インク固着または温調リップルな
どによる弊害を極力なくすためである。このときの各パ
ルス幅は、Ｐ₁ ／Ｐ₂ ／Ｐ₃ ＝１．０／４．０／２．０
（μｓｅｃ）である。

【００４６】２）に示す制御は、図８に示すＰＷＭ領域
であり、ヘッド温度Ｔ_H が２６．０℃〜５６．０℃の間
で行う。すなわち、記録に伴う自己昇温や環境温度の変
化を温度センサで検知し、各ブロック毎に図９に示すテ
ーブルに従って２．０℃毎にプレヒートパルス幅Ｐ₁ を
変化させる。この制御は図１０に示すシーケンスに従
う。なお上記温度検知のための温度センサは上記ブロッ
ク毎に設けてもよく、この場合、より正確な制御を行う
ことができる。

【００４７】このシーケンスでは、ヘッド温度の誤検知
を防ぎ、より正確な温度検知を行うためにステップＳ８
２で過去３回の温度（Ｔ_n-3 ，Ｔ_n-2 ，Ｔ_n-1 ）と新し
く検知した温度Ｔ_n を加えて平均した温度をヘッド温度
Ｔ_n ＝（Ｔ_n-3 ＋Ｔ_n-2 ＋Ｔ_n-1 ＋Ｔ_n ）／４として使
用する。次のステップＳ８３では、前回の平均値Ｔ_n-1
と今回測定したヘッド温度Ｔ_n との差を所定値ΔＴと比
較判断し、その差と所定値ΔＴとの関係が、 （１）｜Ｔ_n −Ｔ_n-1 ｜≦ΔＴの場合は、温度変化が±
ΔＴ℃以内の変化で１テーブルの範囲内なので、Ｐ₁ の
パルス幅は変えない（ステップＳ８５）。

【００４８】（２）Ｔ_n −Ｔ_n-1 ＞ΔＴの場合は、温度
変化が高温側にシフトしているのでテーブルを１つ下げ
てＰ₁ のパルス幅を狭くする（ステップＳ８６）。

【００４９】（３）Ｔ_n −Ｔ_n-1 ＜−ΔＴの場合は、温
度変化が低温側にシフトしているのでテーブルを１つ上
げてＰ₁ のパルス幅を広くする（ステップＳ８４）。

【００５０】ここで、テーブルは１つの変化しか許容し
ない。

【００５１】以上のようにテーブルを変えながら制御を
行う。記録中に１つのテーブルを変化させる周期（フィ
ードバックタイム）Ｔ_F は２０ｍｓｅｃである。

【００５２】従って、１ラインに要する記録時間（約８
００ｍｓｅｃ）の中では約４０回のテーブル変更が各吐
出口ブロック毎で独立に可能となっているため、最大で
３０．０ｄｅｇの温度上昇にも対処可能となっており濃
度変化の発生を低減している。

【００５３】温度検知に４回平均を用いているのは、セ
ンサのノイズや他のブロックとの干渉を防ぐ等による誤
検知を防ぎフィードバックをなめらかに行うとともに、
制御による濃度変動を必要最低限にし、シリアル記録方
式による繋ぎでの濃度変化（繋ぎムラ）を目だたなくす
るためである。

【００５４】この吐出量制御方法を用いると上記の温度
範囲で普通紙の目標吐出量Ｖ_D0＝５．０（ｎｇ／ｄｏ
ｔ）に対して±０．０８（ｎｇ／ｄｏｔ）の範囲内で制
御が可能となる。従って、最大インク打ち込み時でも、
Ｖ_D0＝８０．０（ｎｇ／ｄｏｔ）に対して±１．２８
（ｎｇ／ｄｏｔ）の範囲内で制御が可能となる。この範
囲内での吐出量変動に収まると、１枚の用紙を記録中に
発生する濃度変動は、１００％デューティー記録のよう
な場合でも±０．０５程度に抑えられ、シリアル記録方
式に顕著な濃度ムラの発生，繋ぎスジは問題とならな
い。

【００５５】なお、温度検知の平均回数を増すとノイズ
等に強くなり、よりなめらかな温度変化とすることがで
きるが、逆にリアルタイムでの制御では検知精度が損な
われ正確な制御ができなくなる。また、温度検知の平均
回数を減らすと、ノイズ等に弱くなり急激な変化が発生
するが、逆にリアルタイムでの制御では検知精度が高ま
り正確な制御が可能となる。

【００５６】次に、前記３）に示す制御は、駆動パルス
をシングルパルスとし、このパルス幅変調による自己昇
温抑制制御を行う。これにより記録による発熱量を極力
低減することができる。この制御領域はヘッド温度Ｔ_H
＝５６．０℃以上の場合を想定しており、この温度は、
例えば１００％デューティーで連続して記録すると瞬間
的には到達する温度であるが、ヘッド温度全体（Ａ₁ 基
板ベース温度）が常時この温度にならないようにヘッド
構造の設計およびヘッド駆動条件を設定している。万
一、この状態が連続して発生するような場合には高温異
常状態と判断し吸引や停止等を含む公知の技術を利用し
て高温異常動作処理を行うことで対処する。

【００５７】以上の１）に示す領域の制御シーケンスに
ついて以下に説明する。本実施例では、記録ヘッド基板
の吐出口側の左右に配設されるサブヒータとそのごく近
傍にそれぞれ配置されるセンサとを用いて制御を行う。

【００５８】図１１に、上記温度センサ、サブヒータお
よび吐出用ヒータとの位置関係を示す。

【００５９】温度の検知は、上記のパルス幅変調方式と
同様に４回の平均値を用いる。この時、ヘッド温度Ｔ_H
は温度センサ２０Ａ，２０Ｂにより検知した温度Ｔ_L と
Ｔ_Rとの平均値（Ｔ_H ＝（Ｔ_L ＋Ｔ_R ）／２）を用い
る。この検知温度に応じてサブヒータ３０Ａ，３０Ｂ
に、吐出ヒータの場合と等しい電圧Ｖ_OPを加えると同時
に、目標温度に到達するまで吐出ヒータに吐出しない程
度の幅の短いパルスを連続的に与え短時間で温度制御を
行う。本実施例での短パルス加熱条件は、駆動周波数：
ｆ＝８（ＫＨｚ）、駆動電圧：Ｖ_OP＝１５．０（Ｖ）、
パルス幅：Ｐ_W ＝０．５（μｓｅｃ）の条件で行い、目
標温度に到達した後は、サブヒータによる温調のみに切
り替える。これは、短パルスによる吐出ヒータの劣化を
抑制するためである。サブヒータによる制御方法は、基
本的には、オン／オフ方式である。つまり、目標温度Ｔ
₀ ＝２５．０℃に到達するまでは最大電力（左右各１．
２Ｗ）を投入し、目標温度に到達すると電流を切り、下
がると電流を流す方式である。この制御の周期は４０ｍ
ｓｅｃである。このタイミングを長くするとリップルの
幅が大きくなり温度変化の周期が延びる。また、このタ
イミングを短くするとリップルの幅が小さくなり上記周
期は短くなる。この方式によって目標温度での温調リッ
プル幅は約２℃であるが、４回平均による温度検知を用
いているため温調リップルによる吐出量制御への影響は
ほとんどない。必要があればＰＩＤ制御などの高価な制
御方法を用いても良い。

【００６０】上記図８に示す温度制御方法を本例のモノ
クロ記録のインクジェット記録装置により記録した普通
紙上の画像濃度（０から１６の各階調に対する反射濃度
ＯＤ）と各環境（低温低湿：（５℃／１０％）から高温
高湿：（３５℃／９０％））におけるページ内の濃度変
化（含記録デューティー変化）はほとんど発生しない。
ちなみに、インクの染料濃度は３．５％である。

【００６１】上記の説明からも分かる通りに、環境温度
や、記録昇温による濃度変化が極めて少なく、階調再現
性のある、スジ，ムラの無い画像が得られる。

【００６２】（実施例２）図１２は本発明の第２の実施
例に係るインクジェット記録装置の斜視図である。

【００６３】本例は、高速フルカラープリンターに本発
明を適用したものである。本装置を用いて特殊紙上に４
色（Ｂｋ，Ｃ，Ｍ，Ｙ）の各色の濃，淡インクを用いた
９階調のフルカラー記録を行う方法を以下に説明する。

【００６４】各色記録ヘッドの吐出順序は、ブラックの
Ｂｋ１（濃）およびＢｋ２（淡），シアンのＣ１（濃）
およびＣ２（淡），マゼンタＭ１（濃）およびＭ２
（淡），イエローのＹ１（濃）およびＹ２（淡）の順で
ある（ただし、４回のスキャンによって１画素を形成す
るために、各画素におけるインクの着弾順序は画像信号
と濃淡インクおよびドロップレット数の階調データによ
る振り分けによるのでこの限りではない。）。階調を表
すために１画素当たりの各色インク滴数を０から４の範
囲で変化させて記録を行う。

【００６５】本例の記録ヘッドＢｋ１，Ｃ１，Ｍ１およ
びＹ１は５１２個の吐出口を有しており、下端からＮ
ｏ．１ないし２５６ヘッド部（Ｂｋ１−１，Ｃ１−１，
Ｍ１−１，Ｙ１−１）、Ｎｏ．２５７ないし５１２まで
が淡インク用ヘッド部（Ｂｋ１−２，Ｃ１−２，Ｍ１−
２，Ｙ１−２）となっている。

【００６６】以下、図１３および図１４を参照して本例
の記録方法を説明する。

【００６７】まず、第１スキャンでは、Ｎｏ．１から６
４の吐出口のみを用いて主走査方向にキャリッジを約５
０８ｍｍ／ｓｅｃの速度で移動させつつ記録を行う。

【００６８】ここでは簡単のため、１色についての説明
を行う。この結果、図１３（Ａ），図１４に示すように
被記録媒体上の第１から６４番目の画素が画像信号に基
づき濃インクの０または１個のインク滴で記録される。

【００６９】次に被記録媒体を６４画素分上方へ送り、
Ｎｏ．１から１２８の吐出口を用いて記録を行う。この
結果、図１３（Ｂ）および図１４に示すようにＮｏ．６
５から１２８の吐出口は前回Ｎｏ．１から６４の吐出口
でそれぞれ記録した第１ないし６４番目画素を記録し、
Ｎｏ．１から６４の吐出口は新たに第６５から１２８番
目の画素を記録する。これにより、第１から６４番目の
画素はそれぞれ濃インクが０ないし２のインク滴数で記
録されることになる。

【００７０】次に、被記録媒体を再び６４画素分上方へ
送りＮｏ．１から１９２の吐出口を用いて記録を行う。
図１３（Ｃ），（Ｄ）および図１４に示すように、上記
と同様の記録を順次繰り返すと、濃インクによる画像形
成が終了し４回目の記録が終了したときには、第１ない
し６４番目の画素は０ないし４滴のインクで記録される
ことになる。５回目以降では上記と同様に４回のスキャ
ンを行ない、淡インクのＮｏ．２５７〜５１２の吐出口
による記録を繰り返す。これにより、図１４に示される
ように第１ないし６４番目の画素は淡インクの０ないし
４滴で記録され、合せて濃，淡インクの８滴、すなわち
９階調の記録が得られる。

【００７１】以下この順序で画像データに基づいて記録
を行うと全面にわたって９階調の画像が得られる。な
お、記録開始時とは逆に画像再下端では１走査毎に下方
から６４吐出口づつ順次吐出を停止して行き画像端を形
成する。

【００７２】このようにして得られた画像の、例えば第
１の画素に着目してみると、この画素は吐出口Ｎｏ．
１，６５，１２９，１９３，２５７，３２１，３８５，
４４９の合計８吐出口からそれぞれ吐出される０または
１のインク滴を用い、これにより淡インクによる粒状感
の低減、濃インクによる最高濃度および各吐出口のイン
ク滴容量のばらつきの平均化が達成され、スジやムラの
目立たない高階調でコントラストの高い画像を得ること
ができる。

【００７３】なお、各階調を実現する濃，淡それぞれの
インク滴数は図１５に示す濃淡振り分けテーブルに従っ
て決定されるものであり、その組合せの結果は図１６
（Ａ）〜（Ｃ）に示すものとなる。すなわち、１〜４階
調までは淡インクのそれぞれのインク滴数を吐出し、５
〜７階調は、濃インクと淡インクを組合せ最大の８階調
は、濃インクを吐出して記録するものである。

【００７４】上記では１色について説明したが、他の色
についても同様に吐出すればよく、全色の吐出によって
フルカラー画像が記録される。

【００７５】以上の記録方法を用いて種々の画像を記録
したところ、従来のマルチドロップレット方式に比べ、
記録ヘッドの信頼性を低下させることなく階調数を増や
すことができるとともにスジ，ムラの無い極めて高精
細，高コントラストな画像が得られる。

【００７６】次に、本実施例の吐出駆動制御方法の特徴
について説明する。

【００７７】基本的には実施例１と同様な駆動方式を採
るが、記録ヘッドの長さが長く、以下に説明されるよう
な分散ブロック駆動方式を用いているため、複数の温度
センサによるフィードバック方式では各吐出口に対応し
た吐出量安定化制御が困難なことが多い。従って、吐出
口列方向のヘッド温度分布をなくす必要がある。

【００７８】記録ヘッド駆動にはパルス幅変調駆動法を
用いており、ここでの説明は省く。本例の記録ヘッドは
濃淡インクの駆動条件を同じとし、濃淡ともに図１７
（Ａ）〜（Ｃ）に示す同じヘッド構造を有しており、ヘ
ッド温度Ｔ_H ＝３５．０（℃）の環境でＶ_OP＝２０．０
（Ｖ）の時にＰ₁ ＝１．０（μｓｅｃ）、Ｐ₂ ＝４．０
（μｓｅｃ）、Ｐ₃ ＝３．０（μｓｅｃ）のパルスを与
えると最適な駆動条件となり安定したインク吐出状態が
得られる。この時の吐出特性は、インク吐出量Ｖ_D ＝
８．０（ｎｇ／ｄｏｔ），吐出速度Ｖ＝１４．０±０．
２（ｍ／ｓｅｃ）であった。ちなみに、一画素当たりの
最大インク打ち込み量は、４滴で約３２（ｎｇ／ｄｏ
ｔ），記録ヘッドの最大駆動周波数はｆｒ＝８．０ＫＨ
ｚであり、４００ｄｐｉの解像度をもち、５１２個の吐
出口を８ブロック（１ブロック：６４セグメント）に分
散分割して以下の順序で順次駆動している。

【００７９】すなわち 第１ブロックは １，９，１７，・・・，４８９，４９
７，５０５ 第２ブロックは ２，１０，１８，・・・，４９０，４
９８，５０６ ・・ ・・ ・・ 第８ブロックは ８，１６，２４，・・・，４９６，５
０４，５１２ のように割り振り、駆動順序は、第１，第４，第７，第
２，第５，第８，第３，第６ブロックの順に分散駆動し
ている。

【００８０】実施例１では、吐出信号の無い吐出口に関
してはパルスを印加しないように制御（Ｐ₁ およびＰ₃
＝０（μｓｅｃ））していたが、本実施例では、吐出信
号の無い吐出口に関しても吐出しない程度のパルスを与
え続け、 １）画像信号がある場合は、通常のパルスを与える。

【００８１】パルス条件：Ｐ₁ （ＰＷＭ）／Ｐ₂ ／Ｐ₃ ２）画像信号の無い場合は、Ｐ₁ （Ｐ₃ ＝０：メインパ
ルスを与えないで、発泡または吐出を起こさないように
制御する。）のみを与える。

【００８２】２）の制御は、吐出信号の無いところでは
Ｐ₁ のみのシングルパルスのパルス幅変調（吐出信号の
有る吐出口と同じパルス幅：Ｐ₁ （ＰＷＭ）を加える）
による単パルス加熱と同様の加熱制御を行うものであ
り、吐出信号のある吐出口または吐出口群と吐出信号の
無い吐出口または吐出口群との温度差をできるだけ少な
くするように制御するものである。また、プレヒートパ
ルス幅Ｐ₁ による加熱の発熱量を極力低減するよう、吐
出信号の発生している吐出口と同様にヘッド温度に応じ
てＰ₁ をＰＷＭ制御するように工夫してある。

【００８３】本実施例の上記制御のシーケンスは、実施
例１と同様、左右の温度センサを用いて行う。また、温
度の検知は、上記の吐出量制御方式と同様で４回の平均
値を用いる。

【００８４】すなわち、ヘッド温度Ｔ_H は左右に配置さ
れたセンサから１０（ｍｓ）毎に検知した温度Ｔ_HL，Ｔ
_HRを読みとりこれらの平均値（Ｔ_H ＝（Ｔ_HL＋Ｔ_HR）／
２）を算出する。次に、過去３回の温度（Ｔ_n-3 ，Ｔ
_n-2 ，Ｔ_n-1 ）と新しく検知した温度Ｔ_n を加えて平均
した温度をヘッド温度Ｔ_n ＝（Ｔ_n-3 ＋Ｔ_n-2 ＋Ｔ_n-1
＋Ｔ_n ）／４として用いる。さらに、この値Ｔ_n に基づ
き図９と同様なテーブルを参照してパルス幅Ｐ₁ を定め
る。

【００８５】次に、各吐出口の吐出信号の有無を判定し
てから、吐出信号の有る吐出口については通常の分割パ
ルス：Ｐ₁ ，Ｐ₂ ，Ｐ₃ を与え、吐出信号の無い吐出口
についてはプレヒートパルス：Ｐ₁ のみを与える。

【００８６】上記シーケンス中に１つのテーブルを変化
させるのに要する時間（フィードバックタイム）はＴ_F
＝２０ｍｓｅｃである。従って、１ライン（約４００ｍ
ｓｅｃ）の中では約２０回のテーブル変更が各ブロック
毎に独立に可能であり、最大で２０．０ｄｅｇの昇温に
対応して濃度変化の発生を低減することができる。

【００８７】（実施例３）図１８は本例に係る記録ヘッ
ドの基板上の回路を示す平面図である。また、図１９
は、本例に係る記録ヘッドの分解斜視図である。

【００８８】本装置を用いて普通紙上に４色（Ｂｋ，
Ｃ，Ｍ，Ｙ）の各色５階調のフルカラー記録を行う方法
を説明する。すなわち、１画素当たりの各色インク滴数
を０ないし４の範囲（１画素，１色当たりのインク打ち
込み量：１２ないし４８（ｎｇ／ｄｏｔ）の範囲：但
し、最大インク打ち込み量は１画像当たり９６（ｎｇ／
ｄｏｔ）；２．０色相当（Ｒ／Ｇ／Ｂ印字時）に抑える
ように画素処理で対処するようにしている。）で変化さ
せて記録を行う。

【００８９】この記録ヘッドは、図１９に示すように、
Ｂｋ，Ｃ，Ｍ，Ｙの４色を１つの記録ヘッドで記録可能
なように構成したものであり、これらの記録ヘッドを４
個用いることにより１回の走査で濃淡＋マルチパスと同
等の作用を行えるようにしたものである。すなわち、最
初の２つの記録ヘッドで各色の濃インクを吐出し、残り
の２つの記録ヘッドで淡インクを吐出するように構成す
る。

【００９０】１つの記録ヘッドにおける各色毎の吐出口
数は、Ｂｋ：６４，Ｃ：２４，Ｍ：２４，Ｙ：２４であ
る。温度センサ２０にはＡ₁ センサを用いており、Ｂｋ
とＣの吐出口列の間に１つ配置した。このＡ₁ センサ２
０は記録ヘッドの平均温度をモニターするために利用
し、各色の吐出口近傍の温度は別に設けた各色のドット
カウントから計算で求めて独立に制御するようにしたも
のである。従って、１つのセンサで複数色を同時に制御
可能としたものである。

【００９１】本実施例に用いた装置では、記録ヘッドの
最大駆動周波数はｆｒ＝８．０ＫＨｚ（実際の駆動は
５．４ＫＨｚ）であり、３６０ｄｐｉの解像度を有す
る。

【００９２】まず、ブラック：６４吐出口を８ブロック
に分散分割して第１ブロック（１，９，１７，２５，・
・・，５７セグメント）から順次第２，・・，第８ブロ
ックまで駆動する。

【００９３】各ブロックの駆動間隔は８．５（μｓｅ
ｃ）に設定してある。このブロック間隔は上記分散分割
駆動をする上で１セグメントから８セグメントまで使用
して特に縦の罫線等を記録するときに直線性が得られる
ようにするために設定してあり、１セグメントから８セ
グメントまでの８×８．５（μｓｅｃ）＝６８（μｓｅ
ｃ）の吐出時間差に対してキャリッジスピード：３８１
（ｍｍ／ｓｅｃ）で移動する記録ヘッドから吐出される
ドットの位置ずれが生じないようにしている。望ましく
は、解像度の半分：約３５（μｍ）以下に抑える必要が
ある（３６０ｄｐｉ）の場合。このような記録ヘッドを
用いると往復記録を行っても打ち込みインクの色順序が
変わらないので好ましい。なお、濃淡の順序は色味には
関係しにくい。また、シアン，マゼンタ，イエローそれ
ぞれ２４吐出口は３ブロックに分割して同様に駆動す
る。

【００９４】また、本例のカラー画像記録方法を、図２
０に示す。

【００９５】第１スキャンでは、Ｂｋ（Ｎ１／Ｎ２，Ｔ
１／Ｔ２：以下、Ｎｉは濃インクを表し、Ｔｊ（ｉ，ｊ
＝１，２）は淡インクを表す）の２４吐出口のみを用い
１行目（１パス）を記録する。ここでは、画像濃度信号
による濃淡インクの組み合わせで１色当たり５階調を記
録する。

【００９６】以下、同様にして記録紙を２４吐出口分ず
らし、第２スキャンでは、１パスはＣ（Ｎ１／Ｎ２，Ｔ
１／Ｔ２）を８吐出口のみ用いて記録する。２パスもＢ
ｋ（Ｎ１／Ｎ２，Ｔ１／Ｔ２）の２４吐出口で記録す
る。さらに、記録紙を２４吐出口分ずらし、第３スキャ
ンでは、上記１パスはＣ（Ｎ１／Ｎ２，Ｔ１／Ｔ２）の
１６吐出口により記録し、これとともに、３パスはＢｋ
（Ｎ１／Ｎ２，Ｔ１／Ｔ２）の２４吐出口、２パスはＣ
（Ｎ１／Ｎ２，Ｔ１／Ｔ２）の８吐出口で記録する。

【００９７】以下、同様に、第４スキャンでは、Ｍ（Ｎ
１／Ｎ２，Ｔ１／Ｔ２）の２４吐出口で記録し、４パス
はＢｋ（Ｎ１／Ｎ２，Ｔ１／Ｔ２）の２４吐出口、３パ
スはＣ（Ｎ１／Ｎ２，Ｔ１／Ｔ２）の８吐出口、２パス
はＣ（Ｎ１／Ｎ２，Ｔ１／Ｔ２）の１６吐出口で記録す
る。

【００９８】記録紙を２４吐出口分ずらして、第５スキ
ャンでは、１パスをＹ（Ｎ１／Ｎ２，Ｔ１／Ｔ２）の１
６吐出口で記録するとともに、５パスはＢｋ（Ｎ１／Ｎ
２，Ｔ１／Ｔ２）の２４吐出口、４パスはＣ（Ｎ１／Ｎ
２，Ｔ１／Ｔ２）の８吐出口、３パスはＣ（Ｎ１／Ｎ
２，Ｔ１／Ｔ２）の１６吐出口、２パスはＭ（Ｎ１／Ｎ
２，Ｔ１／Ｔ２）の２４吐出口で記録する。

【００９９】記録紙を２４吐出口分ずらして、第６スキ
ャンでは、１パスをＹ（Ｎ１／Ｎ２，Ｔ１／Ｔ２）の８
吐出口で記録するとともに、６パスはＢｋ（Ｎ１／Ｎ
２，Ｔ１／Ｔ２）の２４吐出口、５パスはＣ（Ｎ１／Ｎ
２，Ｔ１／Ｔ２）の８吐出口、４パスはＣ（Ｎ１／Ｎ
２，Ｔ１／Ｔ２）の１６吐出口、３パスはＭ（Ｎ１／Ｎ
２，Ｔ１／Ｔ２）の２４吐出口、２パスはＹ（Ｎ１／Ｎ
２，Ｔ１／Ｔ２）の１６吐出口で記録する。

【０１００】以上の方法で、第１記録ヘッドから順に不
図示のデータ振り分け回路によって各記録ヘッドにデー
タが均一に分散されるように振り分けられ、４記録ヘッ
ドを用いて４パス記録を行う。また、本実施例ではヘッ
ド駆動制御方法及び印字方法に特徴を持たせている。ヘ
ッド駆動には分散ブロック駆動・分割パルス（ダブルパ
ルス）駆動法を用いており、第１実施例と同様の制御を
行っている。

【０１０１】本実施例の、パルス幅変調駆動制御法は、
Ｐ₁ ，Ｐ₂ ，Ｐ₃ の順にパルスを与え、Ｐ₁ は上記で述
べた、Ａ₁ の温度センサ２０からの出力値、およびヘッ
ド温度Ｔ_H （Ｋ・Ｃ・Ｍ・Ｙ）に基づいて記録開始前に
パルス幅を決定し、記録を開始してからは、ドットカウ
ンタを介して得られたデータすなわち：記録ヘッド昇温
のデータ（ΔＴ（Ｋ・Ｃ・Ｍ・Ｙ））に基づく駆動条件
に変更しながら駆動するＰＷＭ駆動方式を行う。Ｐ₁ に
よる吐出量制御方法については実施例１と同様なのでこ
こでの説明は省く。

【０１０２】ちなみにそれぞれの直線性を示す領域の係
数は、 吐出量のプレヒートパルス依存係数：Ｋ_P ＝ΔＶ_DP／Δ
Ｐ₁ (ng/μs ・ dot) 吐出量のヘッド温度依存係数：Ｋ_TH＝ΔＶ_DT／ΔＴ_H (n
g/C ・ dot) のように定まる。

【０１０３】図１８に示す記録ヘッド構造のものでは、
上記係数は、

【０１０４】

【数１】Ｋ_PBk ＝８．２５（ｎｇ／μｓｅｃ・ｄｏｔ） Ｋ_THBk＝０．７（ｎｇ／μｓｅｃ・ｄｏｔ） Ｋ_PCMY＝４．１２（ｎｇ／μｓｅｃ・ｄｏｔ） Ｋ_THCMY ＝０．３６（ｎｇ／μｓｅｃ・ｄｏｔ） である。

【０１０５】また、上記のような駆動方法を用いて駆動
した記録ヘッドの吐出特性としては、ブラックの場合
は、ヘッド温度Ｔ_H ＝２５．０（℃）の環境でＶ_OP＝２
５．６（Ｖ）の時にＰ₁ ＝１．２５（μｓｅｃ）、Ｐ₂
＝２．０（μｓｅｃ）、Ｐ₃ ＝２．５０（μｓｅｃ）の
パルスを与えると最適な駆動条件となり安定したインク
吐出状態が得られる。この時の吐出特性は、インク吐出
量Ｖ_D ＝２０．０（ｎｇ／ｄｏｔ），吐出速度Ｖ＝１
４．０（ｍ／ｓｅｃ）であった。

【０１０６】吐出特性として、カラーの場合は、各色と
もにヘッド温度Ｔ_H ＝２５．０（℃）の環境でＶ_OP＝２
５．６（Ｖ）の時にＰ₁ ＝１．００（μｓｅｃ）、Ｐ₂
＝２．０（μｓｅｃ）、Ｐ₃ ＝２．００（μｓｅｃ）の
パルスを与えると最適な駆動条件となり安定したインク
吐出状態が得られる。この時の吐出特性は、インク吐出
量Ｖ_D ＝１０．０（ｎｇ／ｄｏｔ），吐出速度Ｖ＝１
４．０（ｍ／ｓｅｃ）である。

【０１０７】次に、本実施例における１つのセンサで複
数色を同時に独立駆動する方法について説明する。

【０１０８】図２１に示すインクジェットプリンタは、
不図示のホストコンピュータから送られる文字，画像等
の記録信号を各色毎に１ライン分のドット数：約３００
０画素×各色吐出口数分を独立にカウントするカウンタ
ーを備えている。また、ある単位時間当たりのドット数
をカウントする機能も同時に備えている。このカウンタ
が計数する値に基づきそれぞれの色の吐出口の単位時間
あたりの昇温を、予め計算，実験により決定しておいた
テーブル：Ｔ_DOT （Ｋ，Ｃ，Ｍ，Ｙ）（本実施例では各
色の昇温が他の色に影響を及ぼさないものとして計算を
行ったが、実験によるデータからも他の色からの影響を
無視できることがわかっている。；このテーブル作成に
おいて、４色の昇温がお互いに影響し複雑になること
と、実験の結果から他の影響が少ないことから独立とし
たが、計算上は他の影響を考慮して作成しても良い）を
参照しながら以下に示すシーケンスに従って各色を独立
に吐出量制御する。

【０１０９】ここで、１つの温度センサで４色を同時に
制御する方法について詳しく述べる。

【０１１０】図１８に示すように、記録ヘッドにはＡ₁
の温度センサ２０が中央部に１つ設置されている。

【０１１１】最初に、センサ２０を用い、５ｍｓｅｃ毎
に温度を検知し、この検知の１０回分の平均をヘッド温
度として設定する。次に、この温度を基に各色の吐出口
温度を初期設定する。さらに、各色吐出口毎の吐出信号
を５０ｍｓｅｃ間カウントし、これをＮ_Ki，Ｎ_Ci，
Ｎ_Mi，Ｎ_Yiとする。

【０１１２】なお、ここで用いる時間間隔は、この時間
間隔にどのようなパターンで印字されてもヘッドの温度
上昇がほぼ一定になるように設定することが望ましい。

【０１１３】次に、各色について５０ｍｓｅｃ間の総ド
ット数（Ｎ_K0，Ｎ_C0，Ｎ_M0，Ｎ_Y0）に対する比率：α_ji
（吐出デューティー）を求める。

【０１１４】

【数２】α_Ki＝Ｎ_Ki／Ｎ_Ko α_Ci＝Ｎ_Ci／Ｎ_Co α_Mi＝Ｎ_Mi／Ｎ_Mo α_Yi＝Ｎ_Yi／Ｎ_Yo さらには、上記の比率：α_jiから予め実験・計算で求め
ておいた印字比率：α_jiと温度上昇：ΔＴ_jiとの関係を
各色の吐出口温度に変換する。

【０１１５】

【数３】Ｔ_Ki＝Ｔ_B0＋ΔＴ_Ki Ｔ_Ci＝Ｔ_B0＋ΔＴ_Ci Ｔ_Mi＝Ｔ_B0＋ΔＴ_Mi Ｔ_Yi＝Ｔ_B0＋ΔＴ_Yi 次に、各色の上記温度に対応した駆動パラメータ、すな
わちパルス幅Ｐ₁ （Ｔ_ji）をＰＷＭテーブルにより割り
当てる。

【０１１６】以下、５０ｍｓｅｃ毎に上記シーケンスを
繰り返して各色の吐出信号に応じた駆動パラメータを設
定する。

【０１１７】以上のような複雑な記録方式においても、
上記の制御方法を用いると、様々なパターンを記録する
場合でも各行の吐出デューティーに応じて各色の駆動条
件を変化させ吐出量を一定に保つことができ、左右濃度
差、ページ内濃度ムラや濃度変化の発生がなく階調再現
性・色再現性に優れた印字が可能となる。

【０１１８】本実施例では、上記制御方法を採用して、
環境条件として低温低湿環境（１５℃／１０％）から、
高温高湿環境（３５℃／９０％）までの環境の下で記録
試験を行った結果 Ｂｋ駆動条件： Ｐ₁ ：ＰＷＭ（Ｔ_H ＝２５℃の時にＰ₁ ＝１．２５（μ
ｓｅｃ）） Ｐ₂ ：２．００（μｓｅｃ） Ｐ₃ ：２．５０（μｓｅｃ）（ただし、ヘッドの個体差
で変更する） の条件で 吐出量：Ｖ_dBk ＝２０．０±１．０（ｎｇ／ｄｏｔ）
（ページ間・内） 反射濃度変動：ＯＤ_BK＝１．３５±０．０５（ページ間
・内） となった。ただし、４スキャン印字後（４滴印字）のデ
ータである。

【０１１９】Ｃ，Ｍ，Ｙ駆動条件： Ｐ₁ ：ＰＷＭ（Ｔ_H ＝２５℃の時にＰ₁ ＝１．００（μ
ｓｅｃ）） ※ ヘッドの温度センサによるフィードバック制御方式 Ｐ₂ ：２．００（μｓｅｃ） Ｐ₃ ：２．００（μｓｅｃ）（ただし、ヘッドの個体差
で変更する） の条件で 吐出量：Ｖ_dCMY＝１０．０±０．７５（ｎｇ／ｄｏｔ） 反射濃度変動：ＯＤ_C ＝１．２０±０．０５（ページ間
・内） 反射濃度変動：ＯＤ_M ＝１．２０±０．０５（ページ間
・内） 反射濃度変動：ＯＤ_Y ＝１．１５±０．０５（ページ間
・内） となった。ただし、４スキャン印字後（４滴印字）のデ
ータである。

【０１２０】このように、非常に安定した濃度安定性と
階調再現性とムラの無い画像特性を示した。また、往復
記録を行っても色味の変化やシリアル記録によるつなぎ
筋などの無い良好な画像特性を示した。

【０１２１】なお、上記各実施例では、吐出量制御法に
Ｐ₁ のＰＷＭ制御を行ったが、Ｐ₂をＰＷＭ制御しても
同様の効果がえられるのでＰ₁ ，Ｐ₂ のどちらを用いて
制御してもよい。また、Ｐ₃ も環境温度やその他の条件
で変調しても良い。さらに、吐出量の変化幅をさらに増
やすためには温度制御などを同時に行っても良い。

【０１２２】また、上記実施例では、濃インクと淡イン
クとの２種類のインクを用いて階調を表したが、インク
の染料濃度をさらに細かく分けて階調数を増やしてもよ
い。濃淡インクとインク滴数の組合せは、最大インク打
込み量の範囲内では階調再現性との関係で定めることが
できる。また、疑似階調との組合せで、更に階調数を増
すこともでき、さらに、濃淡振分けテーブルは非線型で
あってもよい。

【０１２３】さらに、上記実施例では、濃および淡イン
クのインク滴数を振り分けテーブルを用いて設定した
が、ホストコンピュータやその他の制御装置によって設
定してもよく、階調性を再現できるものであればいずれ
の公知の方法を用いることもできる。

【０１２４】（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。

【０１２５】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。

【０１２６】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。

【０１２７】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。

【０１２８】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。

【０１２９】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。

【０１３０】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。

【０１３１】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。

【０１３２】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。

【０１３３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
複数の吐出口からそれぞれ吐出される複数のインク滴が
略同一箇所に着弾して画素が形成される。そして、これ
ら画素を形成するインク滴の中には互いに濃度の異なる
インクが含まれるため、着弾インク滴の数と濃，淡の組
合せによって画素の階調範囲を大きくすることができ
る。

【０１３４】この結果、低コストおよび高信頼性を保ち
ながら高階調な記録が可能となり、記録ヘッドの信頼性
を低下させずに階調数を増やすことができ、また、階調
数の増加によって濃淡インクの切り換え時に発生した疑
似階調を低減でき、濃度ムラやスジのない高画質を達成
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例１に係るインクジェット記録装
置の斜視図である。

【図２】上記実施例１の記録動作を説明するための説明
図である。

【図３】実施例１の画素形成過程を示す説明図である。

【図４】実施例１で用いる記録ヘッド駆動パルスを示す
模式的波形図である。

【図５】（Ａ）および（Ｂ）は実施例１で用いられる記
録ヘッドの構造を示す縦断面図および正面図である。

【図６】図４に示すプレパルス幅Ｐ₁ と吐出量Ｖ_d との
関係を示す線図である。

【図７】環境温度と吐出量との関係を示す線図である。

【図８】上記実施例１に適用した吐出量制御を示す説明
図である。

【図９】上記吐出量制御で用いられるテーブルの模式図
である。

【図１０】上記実施例１の吐出量制御シーケンスを示す
フローチャートである。

【図１１】上記実施例１で用いる記録ヘッドの基板上の
構成を示す平面図である。

【図１２】本発明の実施例２に係るカラーインクジェッ
ト記録装置を示す斜視図である。

【図１３】実施例２における画素形成過程を示す説明図
である。

【図１４】実施例２における画素形成過程を示す説明図
である。

【図１５】実施例２で用いる濃淡振り分けテーブルを示
す模式図である。

【図１６】（Ａ）〜（Ｃ）は、実施例２における濃淡各
インク滴の階調表現における組合せを説明する説明図で
ある。

【図１７】（Ａ），（Ｂ）および（Ｃ）は実施例２に係
る記録ヘッドの構造を示す断面図である。

【図１８】本発明の実施例３に係る記録ヘッドの基板上
の構成を示す平面図である。

【図１９】上記実施例３に係る記録ヘッドの分解斜視図
である。

【図２０】上記実施例３における記録動作を説明するた
めの説明図である。

【図２１】実施例３に係るインクジェット記録装置を示
す斜視図である。

【符号の説明】

１ 記録ヘッド ２，Ｐ 被記録媒体 ３ プラテンローラ ４，３２，５０２ キャリッジ ２０Ａ，２０Ｂ サブヒータ ３０，３０Ａ，３０Ｂ 温度センサ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の吐出口を有し該複数の吐出口から
   同色系で濃度の異なるインクを吐出するための記録ヘッ
   ドを用い、被記録媒体にインクを吐出して形成される画
   素を組合せて記録を行うインクジェット記録装置におい
   て、 前記記録ヘッドを被記録媒体に相対的に移動させる移動
   手段と、 該移動手段による前記記録ヘッドの移動を制御するとと
   もに、当該記録ヘッドの複数の吐出口からの吐出を制御
   し、それぞれ吐出された相互に濃度の異なるインク滴を
   含む複数のインク滴を被記録媒体の略同一箇所に重ねて
   画素を形成することが可能な記録制御手段と、 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じさせ、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記載のイン
   クジェット記録装置。