JPH04140148A

JPH04140148A - インクジェット記録方法

Info

Publication number: JPH04140148A
Application number: JP26041290A
Authority: JP
Inventors: Makoto Shiotani; 塩谷　真
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1990-10-01
Filing date: 1990-10-01
Publication date: 1992-05-14

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方法に関する。

［従来の技術］インクジェット配録において、良好な階調表現を行うた
めに、様々な方法が知られている０例えば吐出液滴の大
きさを様々な手段で変化させることによって画素面積を
変化させる方法（面積階調法）、数ドツトの集まりを１
画素とし印字ドツト数を変えて階調を出す方法（濃度パ
ターン法、デイザ法など）、濃度の異なるインクを用い
て印字を行う方法（濃淡インク法）、１画素当たり複数
のインク滴を被記録材上のほぼ同一位置に着弾させて１
画素を形成し、着弾させるインク滴数の多少によってド
ツト面積・濃度を変化させ階調を出す方法（マルチドロ
ップレット方式）などがある。このうちマルチドロップ
レット方式は、解像度が高く、階調性がすぐれかつ高速
な印字が行える方式として期待されている。

［発明が解決しようとする課題］しかし、従来のマルチドロップレット方式ではインク滴
等を変化させても所望の階調が得られなかったり、同一
インク滴数を用いても発現するドツト径・濃度がばらつ
（等の欠点があり、画像としてみた時、階調数が少なく
鮮明性に欠けるという問題点を宵していた。

本発明の目的はマルチドロップレット方式のインクジェ
ット記録において、ドツト径とドツト濃度を精密に制御
することにより、高階調で高鮮明な画像を記録できる方
法を提供することにある。

［課題を解決するための手段］このような目的を達成するために、本発明は、被記録材
上の同一画素に対して複数のインク滴な着弾させて画像
を記録するインクジェット記録方法において、先行して
着弾したインク滴の被記録材上の振動がほぼ停止した後
に後続のインク滴を着弾させることを特徴とする。

［作　用］本発明者の検討によれば、複数のインク層が被記録材に
着弾する時間間隔を変化させると、インク滴が同数であ
っても形成されるドツト径およびドツト濃度が異なるこ
とが明らかになり、この知見を基に本発明は完成されな
。

すなわち、インク滴は、被記録材に着弾後おおよそ１０
０−２００μｓｅｃまでの間は被記録材中に浸透せず、
被記録材上で拡大と縮小を繰り返し、振動しながら減衰
する。このような振動はインクの粘度、表面張力などの
物性と着弾速度によって決まると考えられるが、本発明
者らの観察によれば概略第１図のようなカーブとなる。

すなわち、インク滴は拡大期（図中、Ａで示す）と収縮
期（図中、Ｂで示す）を繰り返して、やがてＣで示すよ
うに、実質的な振動停止期に至る。本発明者がさらに検
討を行ったところ、最初のインク層が第１図の振動曲線
のどの状態にあるかによって次のインク滴が着弾じた時
の様子が変化する。

例えば、第２図（Ａ）に示すように、屈初のインク滴１
が第１図のＡ、（拡大期）にある時、次のインク滴２が
着弾すればドツト径は大きく拡がりかつインク層３の厚
みが薄くなるが、第２図ＣＢ）に示すように、第１図の
Ｂｌ（収縮期）にある時に次のインク滴２が着弾すれば
ドツト径が少ししか広がらずインク層３の厚みが厚くな
る。

インクの厚みは、ドツトの光学密度（ＯＤ）に関係し、
ドツト径は画像の解像度や粒状性および濃度に関係する
から、１画素当たりのインク滴が同数であっても、イン
ク滴の着弾夕゛イミングによって階調性が変化すること
になる。本発明者が検討したところ、従来のマルチドロ
ップレット方式では第１図のＡまたはＢの部分で示す時
期、すなわち拡大期または収縮期に複数のインク滴を着
弾させていたために、ドツト径やドツト濃度がバラツキ
その結果、高階調かつ高解像な画像が得られないことが
判明した。

本発明ではこれに対し、第１図のＣの部分（実質的な振
動停止期）を利用して複数インク滴を着弾させるので、
インク滴数に応じて安定したドツト径、ドツト濃度を得
ることが可能となり、高階調でかつ高解像な画像が得ら
れる。

本発明者の詳細な検討によれば、安定したドツト径、ド
ツト濃度を得るためには、先行するインク滴が全（完全
に静止している必要はなく、第１図のＤに示す振幅が、
振幅の極大値ＤＯの１７１０以下となる以後であれば、
多少振動していても良いことが分かった。ただし、先行
して着弾したイク滴が被記録材中に浸透してしまう前に
次のインク滴が着弾することが望ましい。後続するイン
ク滴の着弾タイミングが遅すぎると、インク滴としての
合体ができないので、良好な画像の形成のために好まし
くない。

本発明で用いる吐出方式としては、マルチノズルを有す
るインクジェット方式であればいずれのものでも良いが
、ノズルを高密度で配置することが可能であるバブルジ
ェット方式は特に好ましい。

また、本発明で用いるインクとしては水系・油系いずれ
も可能であるが、臭気・安全性などの点から水系インク
が好ましい。

また、本発明で用いる被記録材としては、表面にインク
受容層を゛設けたいわゆるコート紙や、トランスペアレ
ンジ−フィルムなどが好ましい。

［実施例］以下に実施例によって本発明を具体的に説明する。なお
、比較のために、従来法による記録結果も示した。

裏五也ユ以下のヘッド、インクおよび被記録材を用いて記録を行
い、１つのドロップレットが被記録材に着弾する様子を
光学顕微鏡とストロボ装置を用いて観察し、着弾後のド
ツト系の時間変化を測定した。

ヘッド１２８ノズル、密度１４．２ドツト／ｆｆ１Ｉ１１、バ
ブルジェット方式、ドロップレット飛翔速度１０ｍ／ｓｅｃ、ドロップレッ
ト体積２５　ｐ忍、吐出周波数１０ｋＨｚ、ヘッドの走査速度０．３５＋ｏ／ｓインクジエチレングリコール　　　　２０％（重量％、以下同じ）エチルアルコール　　　　　　　５％水　　　　　　　　　　　　　　　　　　　７２％Ｃ，
１，ダイレクトブラック１５４３％上記組成物を混合溶
解後フィルターでろ過し、インクとした。

被記録材マツトコ−）ＮＭ紙（三菱製紙製）さらに、以下のヘッドを用いる以外は実施例１と同じ条
件で記録を行った。ヘッドの性能は下記以外は実施例１
と同じである。

１立１１２８ノズル、密度１４．２ドツト／ｍｍ、ドロップレ
ット体積１２　ｐρ、吐出周波数１２．５ｋＨｚ、ヘッドの走査速度０．２２ｍ／ｓ叉」ｌ肌旦２５６ノズル、密度１５．７ドツト／ｍｍ、ドロップレ
ット体積５ｐ℃、吐出周波数１６ｋＨｚ、ヘッドの走査速度０．１３ｍ／ｓＫ１ＩＬ２５６ノズル、密度１５．７ドツト／ｍｍ　。

ドロップレット体積２．５ｐＱ、吐出周波数３２ｋＨｚ、ヘッドの走査速度０．１３ｍ／ｓ比較例のために、従来法の着弾タイミングによって記録
を行った。以下のヘッドを用いる以外は実施例１と同じ
記録条件とし、ヘッドの性能は下記以外は実施例１と同
じである。

ル校医ニトロツブレッド体積２５９β、吐出周波数１２．５ｋＨｚ、ヘッドの走査速度０．４４ｍ／Ｓ比較玉ニトロツブレット体積１２ｐＩ２、吐出周波数１５ｋＨｚ、ヘッドの走査速度０．２６ｍ／ｓ比較ヨユドロツブレッド体積５ｐρ、吐出周波数２０ｋＨｚ　。

ヘッドの走査速度０．１６ｍ／ｓＬ較困Ａドロップレット体積２．５ｐｎ、吐出周波数５０ｋＨｚ、ヘッドの走査速度０．２０ｍ／ｓ以上のヘッド、インク、紙を使用してフルカラー画像の
印字を行った。表１に、連続するインク滴の着弾間隔、
着弾時のドツト系の時間変化の測定結果、得られた画像
の評価結果を示す。

（以下余白）表１実施例および比較例の結果ｃ画質；連続するインク滴の着弾間隔（μ５ｅＣ）着弾後、インク滴振動の振幅が１／１０以下になる時間（ｐ　５ｅｃ）Ａ：非常に鮮明
、Ｂ：鮮明、Ｃ：やや不鮮明表１から明らかなように、着弾時のインク滴振動がほぼ
停止してから印字する実施例１，２３．４では高品位な
画像が得られるが、先行インク滴がまだ振動している内
に後続インク滴が着弾する比較例１，２，３．４ではや
や劣る品位の画像しか得られないことが分かる。

（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
キャノン株式会社が提唱している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
化が達成できるからである。

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４３４５２８２
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（Ｉ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。

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、上側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。

また、本発明に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による予備加熱手段、記録とは
別の吐出を行なう予備吐出モードを行なうことも安定し
た記録を行なうために有効である。

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。すなわ
ち、例えば記録装置の配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（、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。

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、あるいはインクジェット方式ではインク自体を３
０℃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。加えて、積極的に熱エネル
ギによる昇温をインクの固形状態が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
るインクを用いるがして、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６０−７１２６
０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。

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方端末
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。

［発明の効果］以上説明したように、本発明によれば、安定したドツト
系、ドツト濃度を得ることができ、高階調かつ高精細な
画像を記録することが可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は被記録材上でのインク滴の振動を示す図、第２図は着弾タイミングによるインク滴の拡がりの差を
示す図である。１・・・最初のインク滴、２・・・第２のインク滴、３・・・インク層。１悸１ｉｃａ末ＬＬでのイン２ツ的のｐ」書ケ８本ｔド］第図（Ａ）

Claims

【特許請求の範囲】１）被記録材上の同一画素に対して複数のインク滴を着
弾させて画像を記録するインクジェット記録方法におい
て、先行して着弾したインク滴の被記録材上の振動がほぼ停
止した後に後続のインク滴を着弾させることを特徴とす
るインクジェット記録方法。２）前記インク滴が熱エネルギーをインクに作用させる
ことによって形成、吐出され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方法。