JP2958916B2

JP2958916B2 - 画像記録装置

Info

Publication number: JP2958916B2
Application number: JP32599990A
Authority: JP
Inventors: 章雄鈴木; 昌巳泉崎
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1990-11-29
Filing date: 1990-11-29
Publication date: 1999-10-06
Anticipated expiration: 2014-10-06
Also published as: JPH04197759A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は画像記録装置に関し、特に、記録動作の中断
／再開を行なう待機モードを有する画像記録装置に関す
るものである。

〔従来の技術〕

従来、インクジェット記録熱転写記録等に用いられる
記録方式としてディジタル記録方式が良く知られてい
る。

特に、インクジェット記録方式のものは、カラー化が
容易である等の利点を持ち、コンピュータグラフィック
の出力機器等として普及が進んでいる。

第５図は、インクジェットプリンタをコンピュータグ
ラフィックの出力に用いた場合の構成を示す図である。

図中、501はホストコンピュータ、502,504は画像信
号、503はインタフェース、505はインクジェットプリン
タである。ホストコンピュータ501が収容する画像デー
タは画像信号502としてインタフェース502に出力され、
インタフェース503内の図示しないメモリに一旦記憶さ
れる。インタフェース503は該メモリ内に記憶された画
像データをインクジェットプリンタ505が受付ける形に
並べかえた後、画像信号504としてインクジェットプリ
ンタ505に送出する。インクジェットプリンタ505は、送
られてきた画像信号504に応じた印字を行ない、画像記
録が行なわれる。

第６図は、インクジェットプリンタ505の具体的な構
成を示す概略断面図である。

図中、602はロール紙、603,604は給紙ローラ、605は
カッター、606はキャリッジ、607はインクジェットヘッ
ド、608は副走査ローラ、609はプラテン、610,611は紙
ガイドである。

ロール紙602は２個の給紙ローラ、603,604によってプ
ラテン609部に送られる。プラテン609部ではインクジェ
ットヘッド607を搭載するキャリッジ606がシリアルスキ
ャンを行ない、インタフェース503から送られている画
像信号504に応じてインクジェットヘッド607を駆動し画
像記録を行なう。

インクジェットヘッド607は、シアン、マゼンタ、イ
エロー、ブラックの４色分備えられており、フルカラー
記録を行なうことが可能とされている。１行分の記録が
終了すると、副走査ローラ608によってロール紙602が副
走査された後、再び１行分の記録がくり返される。ロー
ル紙602の記録紙の後端に相当する部分がカッター605の
位置にくると、カッター605が回転してロール紙602がカ
ットされる。該記録画像は紙ガイド610,611を経て排紙
される。

上述のインタフェース503が有するメモリ容量は通常
数MB〜数十MBであるが、ホストコンピュータ501が有す
るグラフィックデータは、ときとしてこれを上回る場合
がある。そのような場合、インタフェース503が有する
メモリ容量分だけのデータが転送されて印字され、該印
字終了後、再びインタフェース503に残りのデータが転
送されてこれを印字することが行なわれる。これはイン
クジェットプリンタ505、インタフェース503からのデー
タを印字した後、ロール紙602の副送査とキャリッジ606
の送査を止めて次のデータが転送されてくるまで待機す
ることが可能なことによる。

このようにすれば画像データの容量の大きさに関わず
に画像記録を行なうことが可能となる。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、上記のような記録方式を用いた場合に
は、次のような欠点があった。

第７図のような画像を記録する場合を考える。記録ヘ
ッドの印字幅はｄで、ｘ方向に走査して画像記録を行な
うものとする。また、全部で14走査分の画像であるが、
インタフェース503上のメモリ容量は、５走査分の容量
しかないものとする。このような場合、Ａの部分が連続
して印字され、その後、Ｂの部分の画像データが転送さ
れてくるまで待機状態に入る。画像データ転送終了後、
Ｂの部分を連続して印字し、その後、Ｃの部分の画像デ
ータが転送されてくるまで再び待機状態に入る。そし
て、転送終了後、Ｃの部分を連続して印字し、画像記録
を終了する。

一般に、インクジェット記録ヘッドは印字を続けると
温度が上昇する。そして温度が上昇するとインクの粘度
が下がり、インク吐出量が増加するため、記録濃度が上
昇する。ところが、一旦待機状態に入ると、インクジェ
ット記録ヘッドの温度が下がり、記録濃度が低下する。
この現象は、どのような方式のインクジェット記録ヘッ
ドにもあてはまるが、特に、ヒーターを加熱してインク
を沸騰させて泡の圧力で吐出するいわゆるバブルジェッ
トヘッドでは特に顕著である。

第８図は第７図に示した画像記録を行なったときの記
録濃度変化を示す図である。

連続で印字を行なっているときは少しずつ濃度が上昇
するので濃度変化は目立たないが、待機状態（Ｄ、Ｅ
点）が間に入ると濃度変化が急激におき、画像上、非常
に目立ってしまうという欠点があった。

本発明は、上記従来技術が有する欠点に鑑みなされた
ものであり、待機中にヘッド温度が低下しても記録中断
時と記録再開時の記録濃度変化のない画像を得ることが
できる画像記録装置を提供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

本発明の画像記録装置は、熱エネルギーを利用して記録を行なう記録ヘッドを駆
動して画像を記録している際に、記録動作の中断、再開
を行なう画像記録装置において、記録の中断を判断する判断手段と、前記記録へッドの温度を検出するためのヘッド温度検
出手段と、前記判断手段が記録の中断を判断した際、前記ヘッド
温度検出手段によって検出されたヘッド温度を記憶する
記憶手段と、記録動作を再開する場合には、前記ヘッド温度検出手
段により記録動作再開時の前記記録ヘッドの温度を検出
し、前記記憶手段に記憶されたヘッド温度と記録動作再
開時における前記記録ヘッドの温度差に応じて記録中断
時と記録再開時の記録濃度を等しくすべく入力される画
像信号を補正する制御手段とを有するものである。

また、前記制御手段は、再開後の記録動作時には再開
時の画像信号補正量を記録ヘッドの使用状況に応じて補
正し、補正した画像信号補正量で画像信号を補正するも
のである。また、前記制御手段は、再開後の記録動作時
には再開時の画像信号補正量を現在の記録ヘッの温度に
応じて補正し、補正した画像信号補正量で画像信号を補
正するものである。

〔作用〕

記録動作が再開されるときには、そのときの記録ヘッ
ドの温度と記録動作中断時の記録ヘッドの温度との差に
応じて画像信号が補正されるので、記録ヘッドの温度変
化によって記録濃度が変化することを防止することがで
きる。また、記録ヘッドの使用状況や温度に応じて再補
正する場合には記録動作全般にわたって記録濃度の変化
が防止される。

〔実施例〕

続いて本発明の実施例を図面を用いて説明する。

第１図（ａ）は、本発明の第１の実施例の構成を示す
ブロック図である。具体的な装置構成は第６図に示した
従来のものと同様であるため、説明は省略する。

図中、101は外部に設けられるホストコンピュータ、1
03はインタフェース、110はルックアップテーブル（LU
T）、111はCPU、112はインクジェット記録ヘッド、113
はサーミスタ等のヘッド温度検知手段、102はコンピュ
ータからの画像信号、104はインタフェース103で並べか
えられた画像信号、120は装置の現在の記録動作状態を
示す状態指示信号、121はLUT110の出力画像信号、122は
LUT選択信号、123はヘッド温度信号であり、CPU111とLU
T110により制御手段が構成されている。

インクジェット記録ヘッド112は複数の記録ヘッドか
らなり、それぞれの記録ヘッドから色の異なる記録液が
吐出される。また、個々の記録ヘッドは同様の構成を有
するので、その一つについて説明する。

記録ヘッド112Aには、列状に設けられた複数個の吐出
口130から記録液を吐出させるために、印加電圧が供給
されると熱エネルギーを発生させる電気熱変換体140が
各液路毎に配設されている。そして駆動信号を印加する
ことによって、前記電気熱変換体140に熱エネルギーを
発生せしめて膜沸騰を生じインク液路内に気泡を形成す
る。そしてこの気泡の成長によって前記吐出口130から
インク滴を吐出させる〔第１図（ｂ）参照〕。

ホストコンピュータ101から転送された８ビットの画
像信号102は、インタフェース103内のメモリに一旦記憶
された後、並べかえられてLUT110に入力される。

LUT110は、第２図に示すように、Ｙ＝0.69×からＹ＝
1.32×まで、傾きが0.01ずつ異なる直線によるテーブル
64組収容するもので、LUT選択信号122によって選択され
たテーブルにしたがって、入力された画像信号のパルス
の大きさを変換する。LUT110が出力する出力画像信号12
1はインクジェット記録ヘッド112に入力される。該イン
クジェット記録ヘッド112は、入力された出力画像信号1
21に応じた駆動パルスでヘッドを駆動するヘッド駆動回
路（不図示）を備えており、これによりインクが吐出さ
れる。このときの吐出インク量は、駆動パルスの大きさ
にほぼ比例するように構成されている。

通常の印字が開始されたときにはインタフェース103
が出力する状態指示信号120は通常印字状態を示すもの
である。このとき、CPU111は、傾き1.0のテーブルを選
択する旨を示すLUT選択信号122をLUT110へ出力する。続
いて、インタフェース103のメモリ容量分の画像記録が
終了するとインタフェース103は、CPU111に待機状態で
ある旨を示す信号を送る。CPU111は、この信号を受ける
とヘッド温度検出手段113が出力するヘッド温度信号123
により、インクジェット記録ヘッド12の温度T₁を検知
し、一旦図示しない内蔵メモリに記憶する。続いて、ホ
ストコンピュータ101がインタフェース103に次の画像デ
ータを転送し終るまで待機する。この後、データの転送
が終了し、次の印字が始まる直前にCPU111は、再度イン
クジェット記録ヘッド112の温度T₂を検知し（T₁−T₂）
を演算する。続いてCPU111は、（T₁−T₂）の値に応じて
記録再開時にLUT110のテーブルを選択する。

第３図は、（T₁−＝T₂）の値と、この値に応じて選択
されるLUT110のテーブルの傾きの関係を示したものであ
る。図示されるように、T₁がT₂より大きければ大きいほ
ど、再開時に大きい係数のテーブルが選択される。これ
は、待機中の温度低下によって記録濃度が低下しても、
このことを画像信号レベルを上げることによって補償す
るためである。また、上記係数は、印字再開後徐々にも
とにもどされる。たとえば、再開時に傾き1.10のテーブ
ルが選択され、インタフェース103のメモリの容量が10
走査分の場合、１走査ごとに傾きを0.01ずつ減らしてゆ
き、10走査目には傾き1.01のテーブルを用いた画像記録
を行なう。そして、次の待機後に記録を再開するときに
は同様に傾き1.0のテーブルを基準としてLUT110のテー
ブルを選択し、補正を行なう。こうすることによって、
待機中にヘッド温度が低下しても、この温度低下に応じ
て画像信号が補正されることとなり、実画上濃度変化の
ない均一な画像を得ることができる。

カラー画像形成装置においては、各色の記録ヘッドご
とに独立に上記の制御を行なえばよい。また、記録再開
後テーブルの傾きを戻す際、走査の数だけでなく記録時
間や記録パルス数等をカウントし、これに応じて係数を
もどすようにしてもよい。

続いて本発明の第２の実施例について説明する。

第１の実施例は、入力画像信号の大きさに応じてドッ
トの大きさを変えられる記録ヘッドを用いたものであっ
たが、本実施例はドットの大きさが変えられないヘッド
に本発明を適用したものである。

第４図は本実施例の構成を示すブロック図であり、第
１図と同一番号を付したものは、同一の構成要素である
ことを示す。

図中、430は２値化回路で、LUT110より送出される出
力画像信号121をディザ法や誤差拡散法等の２値化手法
により２値化信号に変換するものである。インクジェッ
ト記録ヘッド112は該２値化回路430が出力する２値信号
431に応じて一定の大きさのドットを印字し、画像記録
を行なう。他の作用は第１の実施例と同じである。

このような構成で、待機中に温度が低下しても、記録
再開時にはより多くのドットを印字することによって濃
度の低下を補償し、実画上濃度変化のない均一な画像を
得ることができる。

続いて第３の実施例を説明する。上述の各実施例で
は、記録再開後、一走査ごとにテーブルの傾きを一定量
ずつもとにもどすものとして説明したが、本実施例にお
いては、ヘッド温度を検知しながら、その検知量に応じ
て傾きをもどしてゆくものである。

例えば、待機前後の温度差が△Ｔ＝（T₁−T₂）であ
り、該温度差△Ｔに対応して傾きＫのテーブルが選択さ
れ記録再開後ｎ走査目の記録開始時のヘッド温度がｔだ
ったとする。この場合、この走査におけるテーブルとし
て傾きが、のものを選択する。

例えば△Ｔ＝10゜でＫ＝1.2のテーブルが選択されて
いるとき、最初の１行で温度がかなり回復し、二行目開
始時には、T₁との差が４℃しかなくなっていたとする。
この場合には、２行目の傾きは、となる。

こうすることで、現実のインクジェット記録ヘッドの
温度により即した形で使用するテーブルの傾きをもとの
値に近づけることができる。

なお、本実施例では、次の中断直前の傾きが1.0にも
どらない場合もあり得る。その場合は、次の中断直前の
傾きをＫ′とすると、第３図から求めた傾きにＫ′を乗
じた傾きを持つテーブルを次の再開時のテーブルとすれ
ばよい。

以上述べた各実施例では、シリアルスキャン型のイン
クジェット装置について説明したが、フルマルチ型のも
のであってもよい。また、バブルジェット型のインクジ
ェットだけでなく熱転写等、駆動時にヘッドが昇温する
ものであれば同様に本発明を実施できる。また、待機状
態は必ずしも転送データを受取るための時間とは限ら
ず、印字中にヘッドの回復動作を行なう等、他の目的で
印字中に待機状態に入るものであっても本発明は適用で
きることは明白である。

本発明は、特にインクジェット記録方式の中でもキヤ
ノン（株）の提唱するバブルジェット方式の記録ヘッ
ド、記録装置に於いて、優れた効果をもたらすものであ
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号明細書に開始され
ている基本的な原理を用いて行なうものが好ましい。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て電気熱変換体に記録情報に対応
していて各沸騰を越える急速な温度上昇を与える少なく
とも一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
に膜沸騰させて、結果的にこの駆動信号に一対一対応し
液体（インク）内の気泡を形成出来るので有効である。
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、少なくとも一つの滴を形成す
る。この駆動信号をパルス形状とすると、即時適切に気
泡の成長収縮が行なわれるので、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。尚、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
条件を採取すると、更に優れた記録を行なうことができ
る。

記録ヘッドの構成としては、上述の各明細書に開始さ
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（直線状液流路又は直角液流路）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始する米国特
許第4558333号明細書、米国特許第4459600号明細書に記
載された構成のものでもよい。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
部とする構成を開始する特開昭59年第123670号公報や熱
エネルギーの圧力波を吸収する開口を吐出部に対応せる
構成を開始する特開昭59年第138461号公報な基づいた構
成としても本発明は有効である。

更に、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
体的に形成された一個の記録ヘッドとしての構成のいず
れでも良いが、本発明は、上述した効果を一層有効に発
揮することができる。

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。

又、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。

更に、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よいが、異
なる色の複色カラー又は、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。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体或は、上述のイ
ンクジェットではインク自体を30℃以上70℃以下の範囲
内で温度調整を行な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良
い。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態変化のエネルギーとして
使用せしめることで防止するか又は、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かし
て、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てインク液状として吐出する
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、熱エネルギーによって初めて液化する
性質のインク使用も本発明には適用可能である。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
凹部又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
良い。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。

〔発明の効果〕

本発明は以上説明したように構成されているので、以
下に記載するような効果を奏する。

請求項１に記載のものにおいては、記録再開時にはそ
のときの記録ヘッドの温度と記録中断時における記録ヘ
ッドの温度との差に応じて画像信号が補正されるため、
記録再開時に記録濃度が変化することを防止することが
でき、記録中断時と記録再開時に均一な画像を得ること
ができる効果がある。

また、本発明によれば、画像信号の補正にかかる処理
は記録の中断期間に行われるので、処理時間や処理負荷
が増大することがなく、記録時間や処理装置が増大する
ことを防止することが可能となる。

請求項２または３に記載のものにおいては、記録再開
後の画像信号が記録ヘッドの使用状況または温度に応じ
て再補正されるので記録再開後の画像を均一なものとす
ることができる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）は本発明の第１の実施例の構成を示す図、
第１図（ｂ）は第１図（ａ）中の記録ヘッドユニット11
2の具体的な構成を示す斜視図、第２図は第１図（ａ）
中のLUT110が収容する各テーブルを説明するための図、
第３図は第１図（ａ）中のLUT110の収容する各テーブル
が選択される条件を説明するための図、第４図は本発明
の第２の実施例の構成を示す図、第５図は従来例の構成
を示す図、第６図は従来例の具体的な構成を示す概略断
面図、第７図は従来例において記録動作の中断、再開が
行なわれる画像の一例を示す図、第８図は第７図に示し
た画像の記録濃度変化を示す図である。 101……ホストコンピュータ、 102,104……画像信号、 103……インタフェース、 110……LUT、 111……CPU、 112,412……インクジェット記録ヘッド 113……ヘッド温度検知手段、 120……状態指示信号、 121……出力画像信号、 122……LUT選択信号、 123……ヘッド温度信号、 112A……記録ヘッド、 130……吐出口、 140……電気熱変換体、 430……２値化回路、 431……２値化信号。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) B41J 2/05 B41J 2/36

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】熱エネルギーを利用して記録を行なう記録
ヘッドを駆動して画像を記録している際に、一時的に記
録動作を中断および再開できる画像記録装置において、記録動作中に起こる一時的な前記中断を判断する判断手
段と、前記記録ヘッドの温度を検出するためのヘッド温度検出
手段と、前記判断手段が記録動作中に起こる一時的な前記中断を
判断した際、前記ヘッド温度検出手段によって検出され
たヘッド温度を記憶する記憶手段と、記録動作の再開に際しては、前記ヘッド温度検出手段に
より記録動作再開時の前記記録ヘッドの温度を検出し、
前記記憶手段に記憶されたヘッド温度と記録動作再開時
における前記記録ヘッドの温度差に応じて記録中断時と
記録再開時の記録濃度を等しくすべく入力される画像信
号を補正する制御手段とを有することを特徴とする画像
記録装置
【請求項２】請求項１記載の画像記録装置において、前記制御手段は、再開後の記録動作時には再開時の画像
信号補正量を記録ヘッドの使用状況に応じて補正し、補
正した画像信号補正量で画像信号を補正する画像記録装
置。
【請求項３】請求項１記載の画像記録装置において、前記制御手段は、再開後の記録動作時には再開時の画像
信号補正量を現在の記録ヘッの温度に応じて補正し、補
正した画像信号補正量で画像信号を補正する画像記録装
置。
【請求項４】請求項１、２または３記載の画像記録装置
において、前記記録ヘッドは、記録領域の全幅にわたって記録素子
が複数設けられたフルラインタイプであることを特徴と
する画像記録装置。
【請求項５】請求項１、２、３または４記載の画像記録
装置において、前記記録ヘッドは、熱エネルギーを利用したインクを吐
出するものであって、該エネルギーを発生するための電
気熱変換体を備えている画像記録装置。