JPH03218848A - インクジェット記録装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔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するものである
。

［従来の技術］ インクジェット記録装置に限らず、文字や図形等の画像
出力装置として用いられるプリンタは、ドットプリンタ
の形態を有するものが多い。これは、ドットを組み合わ
せることにより、文字．図形等の画像を形成するもので
ある。その中でインクジェット記録装置、特に高精細な
グラフィック画像の出力を行う記録装置（プリンタ）で
は、各種記録方式により記録媒体上の形式ドットの面積
を変化させることで階調づけを行ない、中間調再現を行
っている。

しかし、上記の如き、従来技術には以下の問題点が生じ
ることがあった。

すなわち、例えば圧電素子を吐出エネルギ発生素子とし
て記録ヘッドに組み込んだ記録装置などでは、１ドット
における面積変調を行うことにより階調表現が可能であ
るが、ドット径の小粒径化にも限度があった。またかか
る方式では、吐出口の高集積化が困難であり、また記録
速度も遅いなどの問題点もある。

また、どのようなインクジェット記録方式を将るにして
もドット径がある程度以上大きくなると、高濃度部では
十分良好な再現性があるが、ハイライト部（低濃度部）
ではドットの粒状性がノイズとして目立ち、画像を極め
て劣化させることもある。

〔課題を解決するための手段〕

そのため、本発明は、記録媒体に対し、インクを吐出す
ることにより記録を行う吐出手段と、記録媒体に対し、
インクに高圧を印加してインクを霧状に噴射することに
より記録を行う噴霧手段とを具えたことを特徴とする。

〔作　用Ｊ 本発明によれば、吐出によるインクジェット記録と電気
噴霧記録との双方を可能としたことにより、出力すべき
画像をハイライト部と高濃度部とで分離し、ハイライト
部では電気噴霧によりアナログ階調的な霧状の記録を行
い、高濃度部または文字等のテキスト記録時には、イン
ク吐出によるインクジェット方式により高速，高解像の
記録を行うことができる。

〔実施例］ 以下、図面を参照にして本発明の実施例を詳細に説明す
る。

第１図においてロール状に巻かれた記録媒体１０５は、
搬送ローラ　１０１　，１０２を経て給送ローラ１０３
で狭持され、給送ローラ１０３に結合した副走査モータ
　１５０の駆動に伴って図中ｆ方向に送られる。この記
録媒体１０５を横切ってガイドレール１０６，　１０７
が平行に置かれており、キャリッジ１０８に搭載された
記録ヘッド部９０が左右に走査する。

記録媒体１０５は記録ヘッド部９０の記録幅分ずつ間欠
送りされるが、記録媒体１０５が停止している時に記録
ヘッド９０はＰ方向に走査し、画像信号に応じたインク
滴を吐出する。

第２図は、本実施例に係る記録ヘッド部５００の概略を
示す模式図である。第２図において、１，２，３，４は
従来のバブルジェット方式による記録ヘッドであり、そ
れぞれイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色の
インクに対応して設けられている。そして、それぞれ各
色インクチューブ５．６，７．８によってイエロー、マ
ゼンタ、シアン、ブラックの各インクタンク９，　１０
，　１１．　１２から毛細管現象により各色インクを供
給される。さらに、２値化された記録信号により、各ヘ
ッドの各液路内に配置された発熱抵抗体を駆動すること
によって、液路内に気泡を発生させ、その発泡エネルギ
によって液路内に充填されている各色インクを吐出口か
ら吐出する。かかる記録法は、特公昭６２−１１０３５
号，特公昭５４−５９１３９号等に詳細が記載されてい
る。

これらバブルジェット方式による記録ヘッド１〜４の副
走査方向にはさらに１３，　１４，　１５．　１６の電
気噴霧ヘッドが配置されている。電気噴霧ヘッド１３，
　１４．　１５．　１６は、バブルジェットヘッド１，
　２，　３．　４と同様、各色インクチューブ１７．　
１８，　１９．　２０によって、イエロー、マゼンタ、
シアン、ブラックの各色インクタンク２１，　２２，　
２３．　２４から毛細管現象にょり各色インクが供給さ
れる。

第３図は電気噴霧ヘッド１３，　１４，　１５．　１６
の構造を示す。

第３図において、３ｌは電気噴霧ヘッド部の断面を示す
。バブルジェットヘッドと同様、各液路内には、インク
が充填されており、高圧発生回路３２により発生した高
圧は、与えられた記録信号に応じて高圧制御回路３３に
より、オン／オフされ、オン時には電極３４にプラスの
高圧が印加される。

方、記録ヘッド部の吐出口または噴射口形成面に対向し
た部位には記録媒体１０５を平坦に規制する金属製のプ
ラテン３６が配置され、このプラテン３５は接地されて
いる。従って高圧が印加された液路は電気噴霧の現象を
発生し、記録媒体１０５に向ってインクドットが分裂し
、小粒径の霧状となって記録媒体に付着する。また高圧
発生装置３２は印加する高圧を変化させることにより分
散するドットの小粒径を変化させ、記録媒体上で階調性
を表現することができる。

第１図に示したように、電気噴霧ヘッド１３〜ｌ６とバ
ブルジェットヘッド１〜４とは同じキャリッジ１０８上
に搭載され、キャリッジ１０ｇの一回の主走査によりバ
ブルジェットヘッド１〜４によって副走査方向に配列さ
れて吐出口数分（例えば数十〜二百数十個分）だけのド
ットを記録することが可能であり、ハイライト部があれ
ば、電気噴霧ヘッド１３〜ｌ６によりある程度の面積に
拡散させて記録を行うことが可能である。なお、電気・
噴霧ヘッドは、ある程度インクを拡散させて、すなわち
記録媒体上において噴射口径よりも広範囲に記録するこ
とを目的とするので噴射口ピッチはバブルジェットヘッ
ド１〜４と比べて長くする方が望ましい。

第４図は本実施例の制御系の一構成例を示すブロック図
である。

第４図において、４１は本例に係る記録装置の記録動作
制御を行なう制御回路（ｃｐｕ）である。４２は本例に
係る装置が接続されている外部機器から入力した画像情
報を所定量、例えば１ページ分を単位として格納するた
めのＲＡＭである。４３はこの記録制御部の制御プログ
ラムを格納するとともに、画像情報を２値化するための
閾値マトリクスパターン等を格納しているＲＯＭである
。

ＲＡＭ４２により一時格納された画像情報は、ハイライ
ト部抽出回路４４および画像処理回路４５により画像抽
出および処理が施され、高濃度部においては、イエロー
（Ｙ）用ヘッドのドライバ４６、ヘッドのドライバ４７
、シアン用ヘッドのドライバ４８、ブラック用ヘッドの
ドライバ４９によりＹ（イエロー）信号、Ｍ（マゼンタ
信号）、Ｃ（シアン信号）およびＢＫ　（ブラック）信
号が出力され、各色ヘッドに印加されまた、ハイライト
部においては、高圧発生回路３２および高圧制御回路３
３によりＹ，Ｍ，ＣおよびＢＫの４色の電気噴霧ヘッド
に高圧が印加され、インク噴霧がなされる。

第５図は第４図示の制御系による動作手順の一例を示す
フローチャートである。

ステップＳ１においては、まず接続した外部機器から１
ページ単位で画像情報を入力する。この画像入力は例え
ばカラーイメージスキャナ等で読み込んだ画像情報をコ
ンピュータで処理し、ＲＧＢ多値信号で送られてきたも
のなどである。入力多値画像は前述したようにＲＡＭ４
２に格納され、ステップＳ２においてハイライト部の抽
出を行う。この抽出に際して、例えば閾値を一定とした
り、あるいはＲＧＢ輝度信号で入力した場合などはＲＧ
Ｂ個々に閾値を設けても良いが、色変換を行ったときに
低階調部を抽出できるようにするためには、ある程度閾
値を下げることによりハイライト部抽出回路４４におい
て低階調領域を抽出することができる。

この場合、注目画素の近辺の濃度も参照し、例えばハイ
ライトのエッジ部などはハイライト抽出を行わないよう
にフィルタをかけても良い。

ハイライト部抽出回路４４において、ハイライト抽出が
なされなかった領域に対して、ステップＳ３において例
えばマスキング，　　ＵＣＲ，　　補正などの画像処理
を施す。次にステップＳ４において、グラフィック画像
ではＲＯＭ４３に格納されている閾値パターンなどによ
りイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの４色で２値
化され、ステップＳ５にて各々のドライバによりヘッド
１〜４が駆動される。

すなわち、４つのバブルジェットヘッドの各液路内の発
熱抵抗体に通電がなされ、これにより発泡および吐出が
生じて信号に応じた記録が行なわれる（ステップＳ６）
。

一方、ステップＳ２においてハイライト部抽出された領
域については、ステップＳ７においてステップＳ３と同
様に画像処理が施され、ステップＳ８においてイエロー
、マゼンタ、シアン、ブラックの４色の多値情報が得ら
れる。そしてステップＳ９において、高圧発生回路５０
および高圧制御回路５１により４色多値情報に応じて印
加電圧、印加時間等が制御され、４つの電気噴霧ヘッド
１３〜１６にこれが印加することにより、多値信号に応
じた噴霧が行なわれる（ステップＳ１０）。

なお、吐出および噴霧のタイミング等はクロックにより
管理することができ、ドライバ、高圧制御回路によりキ
ャリッジ１０８の１回の主走査において吐出および噴霧
を同時に行なうことが可能となる。

また、電気噴霧ヘッドは、ハイライト部専用のヘッドで
あるのでバブルジェットヘッドのインクよりも淡い濃度
のインクを用いる方が望ましい。

これによってハイライト部の噴霧はより粒状性が目立た
なくなり、画像が良好となる。さらに、イエローは白色
度の高い記録媒体上に記録を行う場合視覚的に粒状性が
目立ちづらい色でもあるので、イエローの電気噴霧ヘッ
ドについてはこれを省略したり、他の色に置き換えたり
することも有効である。

第６図は本発明の他の実施例を示す。

本例に係る記録ヘッドは、第２図に示した実施例のバブ
ルジェットヘッドおよび電気噴霧ヘッドを一体化してな
るものであり、このヘッドを用いれば各色１個づつ、計
４個のヘッドで足りることになる。

第６図において、ひとつの液路にバブルジェット記録用
の発熱抵抗体６０と高圧を印加する高圧電極６ｌとが配
置されている。また、第３図に示したように、ヘッドと
対向する部位に記録媒体の背面には金属製のプラテンが
接地されて配される他、電極６１に対する高圧発生回路
６２および高圧制御回ブ６６およびインクタンク６７が
配設される。

このような構成においても、第５図に示した動作手順と
同様手順で動作が可能であるが、吐出と噴霧とのタイミ
ングが異なる。すなわち、吐出と噴霧とを同一ヘッドで
行うため、吐出または噴霧のいずれか一方のみの場合は
キャリッジの一回の主走査でそのラインの記録が終了す
るが、同一ライン中に吐出および噴霧の両方の信号が発
生した場合には同一ラインを２回走査し、吐出と噴霧と
を分けて実行する。

第６図に示した実施例の場合、吐出および噴霧に供され
るインクは同一のインクタンク６７から供（２） 給される為、第１ｌに示した実施例のようにバブルジェ
ット記録を濃インク、電気噴霧記録を淡インクで行うこ
とはできない。しかし同一ヘッドにすることで電気噴霧
記録の階調づけを高圧制御のみでな《、発熱抵抗体６０
を使用し、発泡が生じない程度のパルスを加えて液路内
に充填しているインクの濃度を変化させ、それによりイ
ンクの粘度を変化させた上で噴霧を行うことにより霧状
の粒径を変化させることができ、多階調の噴霧記録を実
現できる。

（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
バブル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。

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。

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４７４０７９６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，コンティニ二
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。

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５
９−　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５
９−　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、定着を確実に効率よく行いつ
るからである。

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。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。

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。

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、リーグ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
態を採るものであってもよい。

〔発明の効果Ｊ 以上説明したように、本発明によれば、吐出によるイン
クジェット記録と電気噴霧記録との双方を可能としたこ
とにより、出力すべき画像をハイライト部と高濃度部と
で分離し、ハイライト部では電気噴霧によりアナログ階
調的な霧状の記録を行い、高濃度部または文字等のテキ
スト記録時には、インク吐出によるインクジェット方式
により高速，高解像の記録を行うことができるようにな
った。これにより八イライト部での粒状性ノイズを低減
し、かつ階調表現が可能で高速、高解像の記録装置を実
験することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係るインクジェット記録装
置の斜視図、 第２図はその記録ヘッドの概略を示す模式図、第３図は
その記録ヘッド部における電気噴射ヘッドの具体的構成
例を示す模式的断面図、第４図は本実施例の制御系の構
成側を示すブロック図、 第５図はその記録処理手段の一例を示すフローチャート
、 第６図は本発明の他の実施例に係る記録ヘッドを示す模
式図である。 １〜４・・・・・・バブルジェットヘッド、１３〜１６
・・・・・・電気噴霧ヘッド、４１・・・・・・ＣＰＵ
、 ４２・・・・・・ＲＡＭ、 ４３・・・・・・ＲＯＭ　． ４５・・・・・・画像処理回路、 ４６〜４９．　６４・・・・・・ドライバ、５０．　５
２・・・・・・高圧発生回路、５１．　６３・・・・・
・高圧制御回路。 第 ｌ 図 インクタンク

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）記録媒体に対し、インクを吐出することにより記録
   を行う吐出手段と、 前記記録媒体に対し、インクに高圧を印加して当該イン
   クを霧状に噴射することにより記録を行う噴霧手段と、 を具えたことを特徴とするインクジェット記録装置。 ２）前記吐出手段は、前記インクを吐出するための吐出
   口と、該吐出口に関連して設けられ、前記インクの吐出
   のために利用されるエネルギを発生する吐出エネルギ発
   生素子とを有するインク吐出ヘッドの形態を有し、 前記噴霧手段は、前記インクを噴霧するための噴射口と
   、該噴射口に関連して設けられた高圧電極とを有するイ
   ンク噴霧ヘッドの形態を有し、前記インク吐出ヘッドと
   前記インク噴霧ヘッドとが別体に設けられてなることを
   特徴とする請求項１に記載のインクジェット記録装置。 ３）出力すべき画像の低濃度部と高濃度部とを識別する
   識別手段と、前記低濃度部には前記インク噴霧ヘッドを
   使用して記録を行わせ、前記高濃度部、および文字画像
   の部分には前記インク吐出ヘッドを使用して記録を行わ
   せる制御手段とを具えたことを特徴とする請求項２に記
   載のインクジェット記録装置。 ４）前記インク噴霧ヘッドには前記インク吐出ヘッドよ
   りも淡いインクを使用することを特徴とする請求項２に
   記載のインクジェット記録装置。 ５）前記吐出エネルギ発生素子は、前記エネルギとして
   熱エネルギを発生する発熱素子の形態を有することを特
   徴とする請求項３に記載のインクジェット記録装置。 ６）前記吐出手段は前記インク吐出のために利用される
   エネルギを発生する吐出エネルギ発生素子を有し、前記
   噴霧手段は前記インク高圧を印加するための高圧電極を
   有し、該高圧電極および前記吐出エネルギ発生素子を共
   通の吐出口に関連して配置してなる記録ヘッドを具えた
   ことを特徴とする請求項１に記載のインクジェット記録
   装置。 ７）前記記録ヘッドは前記吐出口に連通した液路を有し
   、該液路に前記吐出エネルギ発生素子および前記高圧電
   極が配置されることを特徴とする請求項６に記載のイン
   クジェット記録装置。 ８）前記吐出エネルギ発生素子は、前記エネルギとして
   熱エネルギを発生する発熱素子の形態を有することを特
   徴とするインクジェット記録装置。 ９）前記の発熱素子に前記インクが吐出されない程度の
   発熱を生じさせて前記液路内に充填したインクの粘度を
   変化させることにより、前記噴霧する液滴の粒径を変化
   させることを特徴とする請求項８に記載のインクジェッ
   ト記録装置。