JPH03234666A - 画像形成装置 - 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、画像形成装置に関し、特に記録ドツト密度を
変化させることにより記録速度の変化に対応させること
のできる装置に関する。

［従来の技術］ 従来、記録ドツト密度を変化させることにより、記録速
度の変化に対応させることができる画像形成装置が提案
されている。これは、高速記録時に対応すべくドツトを
適当に間引き、その分記録（画像形成）の高速化を行え
るようにしたものである。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、かかる装置ではドツト径が一定であるま
ま記録データを間引くと、期待された画像濃度が低下す
るという問題点があった。これは、単色文字印字の場合
は間引による濃度低下がさほど目だたない場合が多いが
、例えばシアン。

マゼンタ、イエローおよびブラックに対応した色のイン
ク（記録剤）を用いてフルカラー記録を行うような場合
、間引きによる濃度低下と色バランスの変化による色合
いの変化が無視できなくなる。特に写真などの自然画像
を再生記録する場合、原画に対する忠実度が大幅に低下
するという問題点があった。

［課題を解決するための手段］ 本発明は、かかる問題点を解決することを目的とし、そ
のために本発明は記録素子によりドツトを記録して画像
を形成する記録ヘッドと、前記記録されるドツトの大き
さを変調するために調整された駆動信号にて前記記録素
子を駆動する駆動手段と、画像形成速度の変化に対応す
べく形成に係る画像のドツト密度を変更する手段と、当
該変更に応じて前記駆動信号を調整する調整手段とを具
えたことを特徴とする。

［作　用］ 本発明によれば、画像形成速度を向上させるためにドツ
ト密度を低下させた場合、それに応じてドツト径を大き
くし、記録濃度を一定に保つことができる。

このため、解像度を低下させて高速記録を行っても、そ
れによる濃度や色合いの変化を抑えた画像形成が可能に
なる。

［実施例］ 以下、図面を参照して本発明の詳細な説明する。

第１図は、本発明画像形成装置の好適な一実施例として
、電気熱変換体を吐出エネルギ発生手段に有する所謂バ
ブルジェット（ＢＪ）方式のカラーインクジェット記録
装置の構成の一例を示す。

第１図において、用紙またはプラスチックシートなどの
記録媒体１は、記録領域の上下に配置された各一対のロ
ーラから成る搬送ローラ２，３によって方特され、シー
ト送りモータ４で駆動される搬送ローラ２によって矢印
穴方向へ搬送される。搬送ローラ２，３の前方にはこれ
と平行にガイドシャフト５が設けられている。このガイ
ドシャフト５に沿ってキャリッジ６がキャリッジモータ
７の出力によりワイヤ８を介して矢印Ｂ方向に往復駆動
される。

キャリッジ６には、ＢＪ方式のインクジェットヘッドで
ある記録ヘッドユニット９０が搭載されている。この記
録ヘッドユニット９０は、カラー画像作成用であり、走
査方向に配列され、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イ
エロー（Ｙ）、ブラック（ＢＫ）の各色のインクに対応
させて設けた４個の記録ヘッド９、すなわち９Ａ、　９
Ｂ、　９Ｃ，９Ｄから成っている。各記録ヘッド９の前
面、すなわち記録媒体１と所定間隔（例えば０．８ｍｍ
）をおいて対向する面には複数（例えば１２８個）のイ
ンク吐出口を縦１列に配置した記録部が設けられ、記録
情報に基づいて各インク吐出口ｌＯ内方の吐出エネルギ
発生素子（電気熱変換体など）　１１を駆動（通電加齢
）１プノ〜７ｈ巾Ｌ−バゴＬ　（苅）２分律什ｉ、めこ
のときの圧力により飛翔インク滴１２を形成し、記録媒
体ｌに所定パターンでインクドツトを付着させながら記
録が行なわれる。

各記録ヘッド９には、上述のように駆動を行うための駆
動回路（ドライバ）２９の回路基板が装着されている。

記録装置の制御回路（ＣＰＵ）やこれに併設されたＲＯ
Ｍ、　ＲＡＭ等を含む制御部は、制御基板１５上に形成
されており、この制御部は、例えばＣＣＤイメージセン
サ等を有するイメージリーダ１４から指令信号やデータ
信号（記録情報）を受信し、これに基づいて各種モータ
等の駆動源などとともに前記ヒートドライバ１３を介し
て各記録ヘッド９Ａ〜９Ｄに電気熱変換体の駆動電圧（
ヒート電圧）を印加する。

記録装置の外装ケース（不図示）に取付けられる操作パ
ネル１６０には、オンライン／オフライン切換えキー１
６Ａ、ラインフィードキー１６Ｂ、フオームフィードキ
ー１６ｃ　、記録モード切換えキー１６０等のキー設定
部の他、いくつかのアラームランプ１６Ｅや電源ランプ
１６Ｆ等の警告ランプを含む表示部が設けられている。

第３図は、第１図示のインクジェット記録装置の制御系
の一構成例を示すブロック図である。

イメージリーダ１４において、１１１は記録に係る原稿
画像を読取るためのＣＣＤイメージセンサである。

１０２はヘッド駆動制御部であり、ヘッドドライバ２９
の他、記録信号生成回路１２１を含むものである。１２
５はヘッドドライバ２９が記録ヘッド９を駆動する電圧
を発生する可変電圧源である。

１０４は装置の主制御部をなすコントローラ部であり、
マイクロコンピュータ形態のＣＰＵ１４１．　ＲＯＭＩ
４３およびＲＡＭ１４５等を有している。ＣＰＵ１４１
は記録等に際して可変電圧源１２５．記録信号生成回路
１２１の他キャリッジモータおよびシート送りモータ４
を制御するもので、その制御手段に対応したプログラム
その他の固定データがＲＯＭ１４３に格納されている。

記録ヘッド９において、１０９はヘッドを構成する基板
に一体に形成されたマトリクス回路であり、本例では　
１２８個の電気熱変換素子（ＨＯ〜Ｈ１２７）を所定個
数（ｍ個）毎にブロック分割しくブロック数ｎ、　ｍＸ
　ｎ＝１２８）　、マトリクス駆動を行うために用いら
れる。なお、記録ヘッド９は上記各色の記録ヘッド９Ａ
〜９Ｄに対応するもので、図では簡略化のために１つの
みを示している。

かかる構成において、イメージリーダ１４内のセンサー
１１１で読み取られた画像データ（ＶＤＡ丁Ａ）は、記
録信号生成回路２１において記録信号（ＰＤＡＴＡ）に
変換され、記録ヘッド９を駆動する信号とされる。記録
信号ＰＤＡＴＡはヘッドドライバ２９によって駆動信号
に変換され、マトリクス接続された電気熱変換素子（吐
出ヒータ）　ＨＯから旧２７に印加される。

ヘッドドライバ２９はＣＰＵ１４１によりヘッド駆動電
圧を管理されており、使用される吐出口密度に応じて駆
動電圧が制御される。すなわち、高速記録時のようにド
ツト間引きを行い、従って記録密度が低い場合は駆動電
圧を大とし、通常記録時のように記録密度が高い場合に
は駆動電圧を小さくするように制御される。

第３図は本例による記録処理手順の一例を示す。

まずステップＳｌにてイメージリーダ１４より所定量の
画像データＶＤＡＴＡを読込み、これを記録信号生成回
路１２１に入力する。次に、ステップＳ３にて、例えば
スイッチ１６０を用いて設定されている記録モードを判
定する。

ここで通常記録モードであれば、画像データｖＤＡＴＡ
カラ、ＣＰＵ１４１（７）指示に応じて、１２８個の吐
出口を用いた記録データＰＤＡＴＡを生成する（ステッ
プＳ５）。また、駆動電圧が低い値（Ｖｌ）となるよう
に設定する（ステップＳ？）。

生成された記録ＰＤＡＴＡは、ヘッドドライバ２９に入
力され、ここでＣＰＵ１４１の指示により　１２８個の
吐出口を用いた記録を行うためのヘッド駆動電圧信号に
変換される。このときの駆動電圧はＶｌである。

そして、ステップＳ９にて、ヘッドドライバ２９により
駆動電圧Ｖｌの駆動信号で吐出ヒータＨＯ〜Ｈ１２７を
駆動しつつ、キャリッジ６を通常速度で走査して記録を
行ってゆく。

次に高速記録モードの動作を説明する。本例では、使用
する吐出口を２分の１に間引くことによって倍速記録を
実現するものとして説明する。

イメージリーダｌで読み込まれ、記録信号生成回路１２
１に入力された画像データＶＤＡＴＡから、ＣＰＵ４１
の指示により、ここで１２８個の吐出口に対応したデー
タから間引きが行なわれ、１つおきに６４個の吐出口（
例えばＨＯ，）１２．・・・、Ｈ１２６または旧。

Ｈ３，・・・、Ｈ１２５）を用いた記録データが生成さ
れる（ステップ５ｌｌ）。また、駆動電圧が高い値（ｖ
２）となるような設定が行われる（ステップ５１３）。

生成された記録データＰＤＡＴＡは、ヘッドドライバ２
９に入力され、ここでＣＰＵ４１の指示により６４個の
吐出口を用いた記録を行うためのヘッド駆動電圧信号に
変換される。このときの駆動電圧は■２である。

そして、ステップＳ１５にて、ヘッドドライバ２９によ
り駆動電圧ｖ２の駆動信号を用い、走査方向のｌドツト
ずつで交互に吐出ヒータＨＯ，Ｈ２，・・・Ｈ１２６と
旧、Ｈ３，・・・、Ｈ１２５とを駆動しつつ、キャリッ
ジ６を高速で走査する。

インクジェット記録方式における記録速度は１つ１つの
吐出口におけるメニスカスの復帰時間に大きく影響され
る。本例の場合間引による画像濃度の低下を補償するた
めに１つの吐出口からの吐出インク量が大となり、従っ
てメニスカスの復帰に時間がかかることになるが、各吐
出口は１ドツトおきにインク吐出を行うことになるので
、キャノッジ６を高速で走査してもメニスカス復帰時間
を確保できる。

第４図は以上の２つのモードの使用吐出口と印字面積を
示す。なお、ここでは１吐出口毎に正方形状の記録を行
なうものとみなして示している。

第４図において、（ａ）は記録ヘッド９を吐出口側から
見た図であり、１２８個の吐出口が示されている。（ｂ
）は通常記録時の使用吐出口であり、（ａ）と同様であ
る。

（ｃ）は通常記録時のある走査位置における記録面積で
ある。このとき、１２８吐出口で記録を行ったときの記
録面積Ａは、１つの吐出口で記録される正方形の１辺の
長さをＲとすると、Ａ＝Ｒ”Ｘ　１２ｇと表わされる。

（ｄ）は倍速−記録時の使用吐出口であり偶数番目の吐
出口が使用される。（ｅ）は倍速記録時のある走査位置
における記録面積である。１つの吐出口の正方形状の記
録領域の一辺の長さが、電圧ｖ２に対応してｆｌＲであ
るとすると、このとき、６４個の吐出口で記録を行った
ときの記録面積ＢはＢ・（ｎＲ）２ｘ　６４＝Ｒ”　ｘ
　１２８　トナＱ、従ッテＡ＝Ｂトする。

以上の説明により、使用吐出口を間引いたとき、記録ヘ
ッドに印加する駆動電圧を変化させて記録面積を増大さ
せることにより、記録面積すなわち形成画像濃度の不変
性が保たれたことがわかる。

なお、間引の態様は適宜窓めつるのは勿論である。例え
ば、主走査方向１ドツトおきにすべての吐出口または所
定の吐出口（例えば偶数番目の吐出口）からインク吐出
を行うようにすることもできる。また、主走査方向１ド
ツトおきにインク吐出を行わないようにするとともに、
偶数番目の吐出口群と奇数番目の吐出口群が交互に用い
られるようにすることもでき、この場合には１つの吐出
口は主走査方向３ドツトおきに駆動されることになるの
で、メニスカス復帰時間との関係で一層の高速化を達成
できることになる。

（実施例２） 第５図は本発明の他の実施例に係る記録装置の制御系の
構成例を示し、第２図と同様に構成できる各部について
は対応箇所に同一符号を付しである。

図から明らかなように、本例の構成は第２図示の構成と
ほぼ同様であるが、本例ではヘッド駆動制御部１０２に
配設されるヘッドドライバ１２９を、吐出ヒータ駆動信
号のパルス幅を変調するのに適したものとする。そして
、このヘッドドライバ１２９はＣＰＵ１４１によりヘッ
ド駆動パルス幅を管理されており、記録ヘッドの使用吐
出口密度に応じて駆動パルス幅が制御される゛。すなわ
ち、記録密度が低い場合（高速で記録に対応してドツト
間引きを行う場合）は駆動パルス幅を大きくし、記録密
度が高い場合は駆動パルス幅を小さくするように制御さ
れる。

本例においても、第３図と同様の処理手順により同様の
効果を得ることができる。ただし、本例では上記ステッ
プＳ７において通常記録時のパルス幅Ｐ１を設定し、ス
テップＳ１３において高速記録時のパルス幅Ｐ２（＞Ｐ
Ｉ）を設定するようにすればよい。

そして、使用吐出口を間引いたとき、記録ヘッドに印加
する駆動パルス幅を変化させて記録面積を増大させるこ
とにより、第４図と同様形成画像濃度の不変性が保たれ
ることになる。

なお、本発明は以上の実施例にのみ限られることなく、
種々の変形が可能である。例えば、駆動電圧の変更とパ
ルス幅の変更とを組合せて行うようにしてもよい。また
、例えば一つの吐出口に対して複数のヒータを配し、そ
れらを適宜選択することによりドツト径の変調を行って
もよい。

また、ドツト径を変調可能な画像形成装置であれば、上
述したインクジェット記録装置に限られることなく本発
明を適用できるのは勿論である。

（その他） なお、本発明は、上記した方式の記録装置の他、サーマ
ル記録方式等ドツト径を変調可能な装置であれば適用で
きるが、特にインクジェット記録方式に適用する場合に
は、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８月の来園＠
２午ＩＥ４３１３＋２４書日目釧婁りこ言Ｐ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、記録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載さへ　、＋　
　Ｋ　Ｌ啼★峠　１　　−ｒ−ｔ、　★冥迷日日１＋１
コカ６１呻；本円１１　番　ヱ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
アルタイプ装置にあって、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、上側にのみ限られず、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、記録データを間
引くことにより記録速度を向上させる機能を有する画像
形成装置において、ドツト径を変調することにより濃度
の低下が補償されることになる。従って、例えばフルカ
ラーで記録を行う画像形成装置にあっても、間引きによ
る濃度低下と色バランスの変化による色合いの変化が目
立たず、原画に対する忠実度の低下を防止できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を適用して好適な装置の一実施例として
カラーインクジェット記録装置の概略構成例を示す斜視
図、 第２図はその制御系の一実施例を示すブロック図 第３図はその制御手順の一例を示すフローチャート、 第４図は本例の効果を説明するための説明図、第５図は
本発明の他の実施例を示すブロック図である。 ｌ・・・記録媒体、 ４．７・・・モータ、 ６・・・キャリッジ、 ９．９Ａ〜９Ｄ・・・記録ヘラ １４・・・イメージリーグ、 ド、 １０２・・・ヘッド駆動制御部、 １０４・・・コントローラ、 １０９・・・マトリクス回路、 １２１・・・記録信号生成回路、 ２９、１２９・・・ヘッドドライバ、 １４１・・・ＣＰＵ　。 （ａ）　　ノス゛ルイｎＪＬ （０）　　（１）　　　（２）　　（３）　　（４）（
１２６）（１２′７） Ｒ−

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）記録素子によりドットを記録して画像を形成する記
   録ヘッドと、 前記記録されるドットの大きさを変調するために調整さ
   れた駆動信号にて前記記録素子を駆動する駆動手段と、 画像形成速度の変化に対応すべく形成に係る画像のドッ
   ト密度を変更する手段と、 当該変更に応じて前記駆動信号を調整する調整手段と を具えたことを特徴とする画像形成装置。 ２）前記調整手段は、前記駆動信号のパルス幅または電
   圧の少くとも一方を調整することを特徴とする請求項１
   に記載の画像形成装置。 ３）前記記録ヘッドはインクを吐出することにより画像
   形成を行うインクジェット記録ヘッドの形態を有し、該
   インクジェット記録ヘッドは、前記インクを吐出するた
   めに利用されるエネルギとして、前記インクに膜沸騰を
   生じさせる熱エネルギを発生する電気熱変換素子を前記
   記録素子として有することを特徴とする請求項１または
   ２に記載の画像形成装置。 ４）前記記録ヘッドは色を異にする複数種の記録剤に対
   応して複数配置され、当該複数の記録ヘッドを用いてカ
   ラー記録を行うことを特徴とする請求項１ないし３のい
   ずれかの項に記載の画像形成装置。