インク吐出方法及び画像形成方法並びにインクジェット方式画像形成装置
【課題】階調を適切に表現できる画像形成方法を提供する。
【解決手段】７５％デューティの画像を形成する場合、比較例では（ｂ―１）に示すように印刷ヘッドＫ１、Ｋ３のノズルの一つおきのノズルからは最大サイズのインク滴Ｉｂを吐出し、印刷ヘッドＫ２、Ｋ４の全てのノズルからは最大サイズのインク滴Ｉｂを吐出する。一方、本発明では（ｂ―２）に示すように印刷ヘッドＫ１、Ｋ３の全てのノズルからは最大サイズの半分のサイズ（大きさ）のインク滴Ｉｓを吐出し、印刷ヘッドＫ２、Ｋ４の全てのノズルからは最大サイズのインク滴Ｉｂを吐出する。（ｂ―２）に示すように最大サイズとその半分のサイズのインク滴Ｉｂ，Ｉｓを組み合わせることにより階調を明確に表現できる。
【解決手段】７５％デューティの画像を形成する場合、比較例では（ｂ―１）に示すように印刷ヘッドＫ１、Ｋ３のノズルの一つおきのノズルからは最大サイズのインク滴Ｉｂを吐出し、印刷ヘッドＫ２、Ｋ４の全てのノズルからは最大サイズのインク滴Ｉｂを吐出する。一方、本発明では（ｂ―２）に示すように印刷ヘッドＫ１、Ｋ３の全てのノズルからは最大サイズの半分のサイズ（大きさ）のインク滴Ｉｓを吐出し、印刷ヘッドＫ２、Ｋ４の全てのノズルからは最大サイズのインク滴Ｉｂを吐出する。（ｂ―２）に示すように最大サイズとその半分のサイズのインク滴Ｉｂ，Ｉｓを組み合わせることにより階調を明確に表現できる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ノズルのインク吐出口から記録媒体にインク滴を吐出するインク吐出方法及び画像形成方法並びにインクジェット方式画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
印刷ヘッドに形成された複数のノズルのインク吐出口（ノズルの出口）から記録媒体にインク（インク滴）を吐出して画像を形成するインクジェット方式画像形成装置（インクジェットプリンタ）が広く使用されている。ノズルのインク吐出口からインク滴を吐出させる技術として、駆動パルスに応じた熱エネルギをノズル内のインクに供給して膜沸騰による気泡を形成させ、この気泡によってノズルからインク滴を吐出させる技術が知られている。形成する画像に応じた多数のインク滴が複数のノズルから記録媒体に吐出されることにより記録媒体に画像が形成される。
【０００３】
上記の技術を採用したインクジェットプリンタの中には、画像記録速度（画像形成速度）を向上させるために、インク吐出口及びインク流路等からなるノズルを複数集積したマルチノズルヘッドを記録媒体の搬送方向に直交させて多数配列させたラインヘッド（固有ヘッド）を有し、記録媒体の搬送に合わせて複数のノズルのインク吐出口からインクを吐出させるタイプ（ラインプリンタ）がある。
【０００４】
画像形成装置には、一般に、高画像品位で高解像度の画像を高速で形成することが求められるが、上記のラインプリンタをはじめとするインクジェットプリンタを使用することによりこれらの要求を満足させることができる。また、インクジェットプリンタは、画像形成時（画像記録時）に印刷ヘッド（記録ヘッド）と記録媒体とが非接触であるので、非常に安定した画像記録を行うことができるという利点も有している。
【０００５】
上記のようなインクジェット方式画像形成装置では、印刷ヘッドからのインク吐出動作を安定化させるために、印刷ヘッド内を一定の負圧に維持する（印刷ヘッド内のインクに作用する圧力を一定の負圧に保つ）ことが重要である。このため、一般的には、印刷ヘッドにインクを供給するインク供給系中に負圧発生手段を備え、その負圧発生手段によって負圧を付与したインクを印刷ヘッドに供給している。
【０００６】
このような負圧発生手段として、インクタンク内に収容したスポンジ状のインク吸収体の毛管作用を利用して負圧を発生する構成が知られている（例えば、特許文献１参照。）。また、他の負圧発生手段として、可撓性のインクバッグと弓形ばねとを備えた構成も知られている（例えば、特許文献２参照。）。さらに、他の負圧発生手段として、印刷ヘッドよりも下方にインクタンクを配置しておき、水頭差を利用してインクに負圧を付与する構成も知られている（例えば、特許文献３参照。）。
【０００７】
上記のような負圧発生手段によって一定の負圧が付与されたインクは、印刷ヘッドからのインク吐出に伴って上昇する印刷ヘッド内の負圧との差圧によって、インクタンクから印刷ヘッド内に引き込まれるように供給される。この結果、印刷ヘッド内が一定の負圧に保たれることになる。上記のように印刷ヘッド内のインクを一定の負圧に維持した場合、ノズル内にインクのメニスカスが形成される。印刷ヘッド内のインクには一定の負圧が作用しているので、メニスカスが形成される位置は一定となる。
【特許文献１】特開２００２−１９８８号公報
【特許文献２】特開平０６−１９８９０４号公報
【特許文献３】特開２００３−１１３８０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、記録媒体に画像を形成する場合、同じ色の画像であっても濃度の高い画像や低い画像など階調（画像の濃淡）表現が必要となる。この場合、記録媒体の単位面積当たりに着弾するインク滴の数を調整し、濃度の高い画像のときはインク滴の数を多くし、濃度の低い画像のときはインク滴の数を少なくしている。しかし、記録媒体に着弾するインク滴の数を調整するだけでは、階調を適切に表現できない場合があった。
【０００９】
本発明は、上記事情に鑑み、階調を適切に表現できるインク吐出方法及び画像形成方法並びにインクジェット方式画像形成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】
【００１０】
上記目的を達成するための本発明のインク吐出方法は、インクのメニスカスが形成されたノズルのインク吐出口から記録媒体にインクを吐出して画像を形成するインクジェット方式画像形成装置における、記録媒体に形成される画像の情報を担持する画像データに基づいて前記インク吐出口からインク滴を吐出するインク吐出方法において、
（１）前記インク吐出口から吐出されるインク滴の大きさを前記画像データに基づいて変更することを特徴とするものである。
【００１１】
ここで、
（２）前記インク吐出口から吐出されるインク滴の大きさを変更するに当たり、前記ノズル内のインクに作用する圧力を変更することにより前記インク滴の大きさを変更してもよい。
【００１２】
さらに、
（３）濃度の高い画像を形成するときは、濃度の低い画像を形成するときよりも、前記インク吐出口から吐出されるインク滴を大きくしてもよい。
【００１３】
さらにまた、
（４）濃度の低い画像を形成するときは、濃度の高い画像を形成するときよりも、前記インク吐出口から吐出されるインク滴を小さくしてもよい。
【００１４】
さらにまた、
（５）前記インクジェット方式画像形成装置は、それぞれに多数の前記ノズルが形成された複数の印刷ヘッドを備えたものであり、
（６）前記インク滴の大きさを、前記複数の印刷ヘッド毎に変更してもよい。
【００１５】
また、上記目的を達成するための本発明の他のインク吐出方法は、インクのメニスカスが形成されたノズルのインク吐出口から記録媒体にインクを吐出して画像を形成するインクジェット方式画像形成装置における、記録媒体に形成される画像の情報を担持する画像データに基づいて前記インク吐出口からインク滴を吐出するインク吐出方法において、
（７）前記ノズル内における前記メニスカスの位置を前記画像データに基づいて変更することを特徴とするものである。
【００１６】
また、上記目的を達成するための本発明の他のインク吐出方法は、インクのメニスカスが形成されたノズルのインク吐出口から記録媒体にインクを吐出して画像を形成するインクジェット方式画像形成装置における、記録媒体に形成される画像の情報を担持する画像データに基づいて前記インク吐出口からインク滴を吐出するインク吐出方法において、
（８）前記画像データに基づいてメニスカスの位置を変更することにより前記インク吐出口から吐出されるインク滴の大きさを変更することを特徴とするものである。
【００１７】
ここで、
（９）前記メニスカスの位置を変更するに当たり、前記ノズル内のインクに作用する圧力を変更することにより前記メニスカスの位置を変更してもよい。
【００１８】
さらに、
（１０）濃度の高い画像を形成するときは、濃度の低い画像を形成するときよりも、前記メニスカスの位置を前記インク吐出口に近付けてもよい。
【００１９】
さらにまた、
（１１）濃度の低い画像を形成するときは、濃度の高い画像を形成するときよりも、前記メニスカスの位置を前記インク吐出口から遠ざけてもよい。
【００２０】
さらにまた、
（１２）前記インクジェット方式画像形成装置は、それぞれに多数の前記ノズルが形成された複数の印刷ヘッドを備えたものであり、
（１３）前記メニスカスの位置を、前記複数の印刷ヘッド毎に変更してもよい。
【００２１】
また、上記目的を達成するための本発明の画像形成方法は、
（１４）上記したインク吐出方法によって記録媒体にインクを吐出して画像を形成することを特徴とするものである。
【００２２】
また、上記目的を達成するための本発明のインクジェット方式画像形成装置は、
（１５）上記した画像形成方法によって記録媒体に画像を形成することを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、インク滴の大きさを画像データに基づいて変更できるので、濃度の低い画像のときは小さなインク滴を吐出し、濃度の高い画像のときは大きなインク滴を吐出するなどして階調（画像の濃淡）を適切に表現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
本発明は、印刷ヘッドに形成された複数のノズルのインク吐出口から記録媒体にインクを吐出して画像を形成するインクジェット方式のプリンタに実現された。
【実施例１】
【００２５】
図１を参照して、本発明が採用されたプリンタの一例を説明する。
【００２６】
図１は、本発明が採用されたプリンタの一例を模式的に示す正面図である。
【００２７】
プリンタ１０は、このプリンタ１０に画像情報を送るホストＰＣ（パソコン）１２に接続されている。プリンタ１０には、４つ（４本）の印刷ヘッド２２Ｋ、２２Ｃ、２２Ｍ、２２Ｙが記録媒体（ここではロ−ル紙）Ｐの搬送方向（矢印Ａ方向）に並んで配置されている。４つの印刷ヘッド２２Ｋ、２２Ｃ、２２Ｍ、２２Ｙからはそれぞれ黒、シアン、マゼンタ、イエローの各色のインクが吐出される。これら４つの印刷ヘッド２２Ｋ、２２Ｃ、２２Ｍ、２２Ｙは、所謂ラインヘッドであり、図１の紙面に直交する方向（矢印Ａ方向に直交する方向）に延びている。これら４つの印刷ヘッド２２Ｋ、２２Ｃ、２２Ｍ、２２Ｙの長さは、プリンタ１０で印刷できる記録媒体のうち最大の幅（図１の紙面に直交する方向の長さ）よりもやや長い。また、これら４つの印刷ヘッド２２Ｋ、２２Ｃ、２２Ｍ、２２Ｙは、画像形成中は固定されて動かない（不動状態である）。なお、上記のようなプリンタとして、高速で多数枚の名刺を作製する名刺プリンタが挙げられる。
【００２８】
４つの印刷ヘッド２２Ｋ、２２Ｃ、２２Ｍ、２２Ｙから安定してインクを吐出できるように、プリンタ１０には回復ユニット４０が組み込まれている。この回復ユニット４０を用いて４つの印刷ヘッド２２Ｋ、２２Ｃ、２２Ｍ、２２Ｙを回復させることにより、４つの印刷ヘッド２２Ｋ、２２Ｃ、２２Ｍ、２２Ｙからのインク吐出状態は初期のインク吐出状態に回復する。回復ユニット４０には、回復動作のときに、４つの印刷ヘッド２２Ｋ、２２Ｃ、２２Ｍ、２２Ｙの各インク吐出口が形成されたインク吐出口形成面（フェイス面）２２Ｋｓ、２２Ｃｓ、２２Ｍｓ、２２Ｙｓからインクを除去するキャッピング機構５０が備えられている。キャッピング機構５０は各印刷ヘッド２２Ｋ、２２Ｃ、２２Ｍ、２２Ｙに独立して設けられており、図１の例では６色分（即ち、６つのキャッピング機構５０）が示されているが、このうち２色分は印刷ヘッド追加時の予備的な機構である。キャッピング機構５０は、周知のブレード１５０（図７等参照）、インク除去部材、ブレード保持部材、キャップ等から構成されている。
【００２９】
ロ−ル紙Ｐはロール紙供給ユニット２４から供給され、プリンタ１０に組み込まれた搬送機構２６によって矢印Ａ方向に搬送される。搬送機構２６は、ロ−ル紙Ｐを載置して搬送する搬送ベルト２６ａ、この搬送ベルト２６ａを回転させる搬送モータ２６ｂ、搬送ベルト２６ａに張力を与えるローラ２６ｃなどから構成されている。
【００３０】
ロ−ル紙Ｐに画像を形成する際には、搬送中のロ−ル紙Ｐの記録開始位置がブラックの印刷ヘッド２２Ｋの下に到達した後に、記録データ（画像情報）に基づいて印刷ヘッド２２Ｋからブラックインクを選択的に吐出する。同様に印刷ヘッド２２Ｃ、印刷ヘッド２２Ｍ、印刷ヘッド２２Ｙの順に、各色のインクを吐出してカラー画像をロ−ル紙Ｐに形成する。プリンタ１０には、上記の部品・部材の他、各印刷ヘッド２２Ｋ、２２Ｃ、２２Ｍ、２２Ｙに供給されるインクを貯めておくメインタンク２８Ｋ、２８Ｃ、２８Ｍ、２８Ｙや、印刷ヘッド２２Ｋ、２２Ｃ、２２Ｍ、２２Ｙにインクを供給したり回復動作をしたりするための各種ポンプ（図３等参照）などが備えられている。
【００３１】
図２を参照して、プリンタ１０の電気的な系統を説明する。
【００３２】
図２は、図１のプリンタの電気的な系統を示すブロック図である。
【００３３】
ホストＰＣ１２から送信された記録データやコマンドはインターフェイスコントローラ１０２を介してＣＰＵ１００に受信される。ＣＰＵ１００は、プリンタ１０の記録データの受信、記録動作、ロ−ル紙Ｐのハンドリング等全般の制御を掌る演算処理装置である。ＣＰＵ１００では、受信したコマンドを解析した後に、記録データの各色成分のイメージデータをイメージメモリ１０６にビットマップ展開して描画する。記録前の動作処理としては、出力ポート１１４、モータ駆動部１１６を介してキャッピングモータ１２２とヘッドアップダウンモータ１１８を駆動し、各印刷ヘッド２２Ｋ、２２Ｃ、２２Ｍ、２２Ｙをキャッピング機構５０から離して記録位置（画像形成位置）に移動させる。
【００３４】
続いて、出力ポート１１４、モータ駆動部１１６を介してロ−ル紙Ｐを繰り出すロールモータ（図示せず）、及び低速度でロ−ル紙Ｐを搬送する搬送モータ１２０等を駆動してロ−ル紙Ｐを記録位置に搬送する。一定速度で搬送されるロ−ル紙Ｐにインクを吐出し始めるタイミング（記録タイミング）を決定するための先端検知センサ（図示せず）でロ−ル紙Ｐの先端位置を検出する。その後、ロ−ル紙Ｐの搬送に同期して、ＣＰＵ１００はイメージメモリ１０６から対応する色の記録データを順次に読み出し、この読み出したデータを各印刷ヘッド２２Ｋ、２２Ｃ、２２Ｍ、２２Ｙに印刷ヘッド制御回路１１２経由して（介して）転送する。
【００３５】
ＣＰＵ１００の動作はプログラムＲＯＭ１０４に記憶された処理プログラムに基づいて実行される。プログラムＲＯＭ１０４には、制御フローに対応する処理プログラム及びテーブルなどが記憶されている。また、作業用のメモリとしてワークＲＡＭ１０８を使用する。各印刷ヘッド２２Ｋ、２２Ｃ、２２Ｍ、２２Ｙのクリーニングや回復動作時に、ＣＰＵ１００は、出力ポート１１４、モータ駆動部１１６を介してポンプモータ１２４を駆動し、インクの加圧、吸引等の制御を行う。
【００３６】
図３を参照して、プリンタ１０に組み込まれたインク供給装置について説明する。
【００３７】
図３は、インクジェット方式画像形成装置に組み込まれたインク供給装置を示す模式図である。図３では、印刷ヘッド２２Ｋにインクを供給したり、この印刷ヘッド２２Ｋを回復させたりするためのインク供給装置を示すが、他の印刷ヘッド２２Ｃ、２２Ｍ、２２Ｙについても同じ構成のインク供給装置が備えられている。また、図３では、図１と図２に示す構成要素と同一の構成要素には同一の符号が付されている。
【００３８】
プリンタ１０（図１参照）には、印刷ヘッド２２Ｋにインクを供給するインク供給装置６０が組み込まれている。インク供給装置６０は、プリンタ１０の本体に着脱自在なインクタンク７０と、このインクタンク７０と印刷ヘッド２２Ｋとをつなぐインク供給路６２の途中に配置されたサブタンク８０などから構成されている。サブタンク８０の下に印刷ヘッド２２Ｋが配置されている。
【００３９】
サブタンク８０と印刷ヘッド２２Ｋは、２つのインク流路６４，６６で接続されて（つながれて）いる。サブタンク８０から加圧バルブ６７、サブタンク８０から待機バルブ６９はプリンタ１０の本体装置フレ−ムに固定されており、インク流路６４，６６の一部はフレキシブルチューブ製である。このため、印刷ヘッド２２Ｋは移動できる。インク流路６４には、印刷ヘッド２２Ｋをクリーニングする際に稼動するクリーニングポンプ６８、所定のタイミングでインク流路６４を開閉する待機バルブ６９が取り付けられている。一方、インク流路６６には、所定のタイミングでインク流路６６を開閉する加圧バルブ６７が取り付けられている。インク流路６６のうち加圧バルブ６７と下記の圧力調整ポンプ８２の間の部分には、インク流路６６内のインクに作用している圧力を検出する圧力検出センサ８１が取り付けられている。圧力検出センサ８１で検出された圧力は、ノズル２２Ｋｎ内のインクに作用している圧力に相当する。
【００４０】
サブタンク８０の内部には、印刷ヘッド２２Ｋの多数のノズル２２Ｋｎ内のインクに適正な圧力を付与するための圧力調整ポンプ８２が配置されている。この圧力調整ポンプ８２はサブタンク８０の底面のやや上方に位置しており、この底面から所定間隔離れている。圧力調整ポンプ８２は、サブタンク８０に貯められているインクに浸かっている状態である。サブタンク８０の上方には、圧力調整ポンプ８２を駆動させる駆動ユニット８３が配置されており、この駆動ユニットは、ＣＰＵ１００（図２参照）によって制御されている。また、サブタンク８０の上壁には、サブタンク８０の内部圧力を大気圧にするための大気開放バルブ８４が固定されている。この大気開放バルブ８４を開放することにより、サブタンク８０の内部圧力は大気圧に等しくなる。
【００４１】
また、サブタンク８０には、このサブタンク８０に貯められているインク（貯蔵インク）の液面レベルを検知する周知の液面検知センサ８６が取り付けられている。液面検知センサ８６が、サブタンク８０内のインク液面が一定レベル以下になったと検知したときは、供給ポンプ７２が稼動し始めてインクタンク７０からインクが吸引されてサブタンク８０に供給される。一方、液面検知センサ８６が、サブタンク８０内のインク液面が予め決められている上限レベルになったと検知したときは、供給ポンプ７２が停止してインクの供給は停止される。
【００４２】
インクタンク７０には、このインクタンク７０内のインクの有無を検出する検出センサ（図示せず）が取り付けられている。また、プリンタ１０の本体にインクタンク７０を装着するときに接続されるエア−流路には、インクタンク７０の内部圧力を大気圧にするための大気開放バルブ７４が取り付けられている。
【００４３】
図４から図６までを参照して、圧力調整ポンプ８２によって印刷ヘッド２２Ｋ内の圧力を調整する技術について説明する。
【００４４】
図４は、サブタンクと印刷ヘッドを詳細に示す拡大図である。図５は、圧力調整ポンプの羽根を示す上面図である。図６は、図５に示す羽根の回転数と印刷ヘッド内のインクに作用する圧力との関係を示すグラフである。これらの図では、図３に示す構成要素と同一の構成要素には同一の符号が付されている。
【００４５】
上記した加圧バルブ６７、待機バルブ６９、大気開放バルブ８４としては、図４に示すように、ソレノイドのプランジャー１３０に一体化されたバルブシ−ト１３２によってインク流路の遮断を行う電磁バルブが採用されるが、本発明においてはこれらの方式を何ら限定するものではなく他の方式のものを採用しても何ら問題無い。
【００４６】
記録時には印刷ヘッド２２Ｋに適正な負圧を付与する（印刷ヘッド２２Ｋのノズル２２Ｋｎのインク吐出口（ノズル２２Ｋｎの出口）においてインクのメニスカスが形成されるような圧力をノズル２２Ｋｎ内のインクに与える）必要がある。この場合、加圧バルブ６７、大気開放バルブ８４は開放状態にあり、待機バルブ６９は密閉状態にある。この状態で圧力調整ポンプ８２を駆動することにより、図５の矢印Ｃ方向に圧力調整ポンプ８２の羽根８２ａが回転し、この羽根８２ａの中心Ｃから羽面８２ｂに沿ってインクは遠心力を受ける。つまり、圧力調整ポンプ８２の回転軸中心部（中心Ｃの周辺部）は相対的に負圧となるので、サブタンク８０の吸引口８０ａからインク流路６６を介して印刷ヘッド２２Ｋに負圧を付与することができる。吸引口８０ａはサブタンク８０の底壁に形成されており、圧力調整ポンプ８２は吸引口８０ａから所定間隔離れた上方に配置されている。なお、羽根８２ａの回転数は、ＣＰＵ１００（図２参照）に制御されている。
【００４７】
上記のように、圧力調整ポンプ８２を駆動させて羽根８２ａを矢印Ｃ方向に回転させるときに発生する遠心力によって、この圧力調整ポンプ８２が印刷ヘッド２２Ｋ内のインクを、インク流路６６と吸引口８０ａを経由してサブタンク８０内に吸い込もうとし（実際に吸い込まれることはほとんど無い）、この結果、印刷ヘッド２２Ｋ内のインクに負圧（インク吐出口の外側周辺の大気圧よりも低い圧力）が与えられてインク吐出口においてインクのメニスカスが形成されることとなる。なお、羽根８２ａが矢印Ｃ方向とは反対方向に回転するように圧力調整ポンプ８２を駆動させた場合は、サブタンク８２内のインクが吸引口８０ａから押し出されようとするので、印刷ヘッド２２Ｋ内のインクに正圧（インク吐出口の外側周辺の大気圧よりも高い圧力）が与えられる。この結果、インク吐出口からはインクが排出される（押し出される）。
【００４８】
圧力調整ポンプ８２の羽根８２ａが図５の矢印Ｃ方向に回転するときの回転数に応じて、図６に示すように、圧力調整ポンプ８２が発生させる負圧の大きさが変動する。羽根８２ａが矢印Ｃ方向に速く回転するほど（単位時間当たりの回転数が多いほど）大きな負圧が発生するので、印刷ヘッド２２Ｋ内のインクは強い力でサブタンク８２内に吸い上げられようとすることとなり、印刷ヘッド２２Ｋ内（ノズル２２Ｋｎ内）のインクに作用する負圧が大きくなる。この逆に、羽根８２ａが矢印Ｃ方向に遅く回転するほど（単位時間当たりの回転数が少ないほど）小さな負圧しか発生しないので、印刷ヘッド２２Ｋ内のインクは弱い力でサブタンク８２内に吸い上げられようとすることとなり、印刷ヘッド２２Ｋ内のインクに作用する負圧が小さくなる。すなわち、印刷ヘッド２２Ｋに付与する負圧の大きさは圧力調整ポンプ８２の回転数に応じて制御できるので、圧力調整ポンプ８２を駆動させることにより、インク流路６６を開放したままの状態で印刷ヘッド２２Ｋ内の圧力（ノズル２２Ｋｎ内のインクに作用する圧力）が調整されることとなる。
【００４９】
ところで圧力調整ポンプ８２としては、一般的にタ−ボ形と分類されるポンプを使用することが望ましい。タ−ボ形ポンプとしては、本実施例で採用した遠心ポンプ形式や斜流形式、軸流形式などが挙げられる。これらはインク流路（液流路）を遮断する（閉じる）ことなく圧力を発生できるので、差圧に応じてインクがポンプを移動できる。例えば、印刷ヘッド２２Ｋからインクが吐出したときは、印刷ヘッド２２Ｋ内でインクが減少するので、印刷ヘッド２２Ｋから圧力調整ポンプ（遠心ポンプ）８２までの間が減圧される。この場合、サブタンク８０内のインクがインク流路６６を経由して印刷ヘッド２２Ｋに供給される。これに対し、圧力調整ポンプ８２として、いわゆる容積式に分類されるピストンポンプ等を用いた場合は、インクを圧送するためにインク流路６６を遮断するので、インクがピストンポンプを通じて自由に移動できないばかりか、印刷ヘッド２２Ｋのノズル２２Ｋｎのインク吐出口から外気を容易に吸引してしまう。
【００５０】
圧力調整ポンプ８２の回転数を制御してメニスカスの位置を変更する技術について、図７から図９までを参照して説明する。
【００５１】
図７は、印刷ヘッドのノズルの概略構成を模式的に示す断面図であり、（ａ）は、大きいインク滴を吐出するときのメニスカスの位置を示し、（ｂ）は、（ａ）のときよりも小さいインク滴を吐出するときのメニスカスの位置を示し、（ｃ）は、（ｂ）のときよりも小さいインク滴を吐出するときのメニスカスの位置を示す。図８は、圧力調整ポンプの回転数とメニスカスの位置との関係を示すグラフであり、横軸は、圧力調整ポンプの回転数を表し、縦軸は、メニスカスの位置を表す。横軸の右に行くほど、圧力調整ポンプ８２の回転数が多くなり（回転速度は速くなり）、左に行くほど圧力調整ポンプ８２の回転数が少なくなる（回転速度は遅くなる）。縦軸の上に行くほどメニスカスの位置はインク吐出口（ノズルの出口）に近くなり、下に行くほどメニスカスはノズルの奥に位置する。メニスカスの位置がＬ１で示す位置よりもインク吐出口に近づいたときは、メニスカスは形成されずにインク吐出口からインクが落下する（インク落ちする）。メニスカスがＬ１に位置するときの圧力調整ポンプ８２の回転数がｒ１である。一方、メニスカスの位置がＬ２で示す位置よりもノズルの奥に位置するときは、メニスカスが形成されない（メニスカス落ちする）。メニスカスがＬ２に位置するときの圧力調整ポンプ８２の回転数がｒ２である。図９は、圧力調整ポンプの回転数とインク滴の大きさ（サイズ）との関係を示すグラフであり、横軸は、圧力調整ポンプの回転数を表し、縦軸は、インク滴の大きさを表す。横軸の右に行くほど、圧力調整ポンプ８２の回転数が多くなり（回転速度は速くなり）、左に行くほど圧力調整ポンプ８２の回転数が少なくなる（回転速度は遅くなる）。縦軸の上に行くほどインク滴は大きくなり、下に行くほどインク滴は小さくなる。圧力調整ポンプ８２の回転数がｒ１のとき（インク落ちする直前のとき）インク滴の大きさはＷ１（最大サイズ）となり、圧力調整ポンプ８２の回転数がｒ２のとき（メニスカス落ちする直前のとき）インク滴の大きさはＷ２（最小サイズ）となる。図８と図９に示すプロファイルは、プログラムＲＯＭ１０４（図２参照）に記憶されており、このプロファイルに基づいてＣＰＵ１００が圧力調整ポンプ８２の回転数を制御する。
【００５２】
印刷ヘッド２２Ｋ（図３等参照）には、記録媒体搬送方向（図１の矢印Ａ方向）に直交する方向に並んだ多数のノズル２２Ｋｎが形成されている。ノズル２２Ｋｎの出口（インク吐出口）２２Ｋｄには、図７に示すように、インクのメニスカスＭが形成されている。ノズル２２Ｋｎには、図７に示すように、このノズル２２Ｋｎ内のインク中で発泡させる発熱体２２Ｋｈが配置されている。発熱体２２Ｋｈを発熱させることによりノズル２２Ｋｎ内のインク中で泡が発生し、ノズル２２Ｋｎの出口（インク吐出口）２２Ｋｄからインクが押し出されて吐出される。
【００５３】
上述したように、印刷ヘッド２２Ｋに付与する負圧の大きさは圧力調整ポンプ８２（図３等参照）の回転数に応じて制御できる。圧力調整ポンプ８２の羽根８２ａが図５の矢印Ｃ方向に速く回転するほど（単位時間当たりの回転数が多いほど）印刷ヘッド２２Ｋ内のインクは強い力でサブタンク８２内に吸い上げられようとすることとなり、印刷ヘッド２２Ｋ内（ノズル２２Ｋｎ内）のインクに作用する負圧が大きくなる（大気圧よりもいっそう低くなる）。この結果、図８に示すように、圧力調整ポンプ８２の回転数が多くなるほどメニスカスＭはノズル２２Ｋｎの奥（図中の右側）に形成される。この逆に、圧力調整ポンプ８２の羽根８２ａが図５の矢印Ｃ方向に遅く回転するほど印刷ヘッド２２Ｋ内のインクは弱い力でしかサブタンク８２内に吸い上げられないこととなり、印刷ヘッド２２Ｋ内（ノズル２２Ｋｎ内）のインクに作用する負圧が小さくなる（大気圧に近くなる）。この結果、図８に示すように、圧力調整ポンプ８２の回転数が少なくなるほどメニスカスＭはノズル２２Ｋｎのインク吐出口２２Ｋｄの近く形成される。
【００５４】
上記のように圧力調整ポンプ８２の羽根８２ａを図５の矢印Ｃ方向に遅く回転させた場合に形成されるメニスカスＭは、図７（ａ）に示すように、ノズル２２Ｋｎのインク吐出口２２Ｋｄの近くに位置する。メニスカスＭがインク吐出口２２Ｋｄの近くに形成されている場合、後述する（ｂ），（ｃ）の場合に比べて、発熱体２２Ｋｈよりもインク吐出口２２Ｋｄの側に存在するインク量は多い。このため、図９に示すように、一回に吐出されるインク（インク滴）の量は多い（インク滴のサイズは大きい）。
【００５５】
圧力調整ポンプ８２の羽根８２ａを図５の矢印Ｃ方向にやや速く回転させた場合に形成されるメニスカスＭは、図７（ｂ）に示すように、ノズル２２Ｋｎのインク吐出口２２Ｋｄよりもやや奥側に位置する。メニスカスＭがインク吐出口２２Ｋｄよりもやや奥側に形成されている場合、上記の（ａ）に比べて、発熱体２２Ｋｈよりもインク吐出口２２Ｋｄの側に存在するインク量は少ないが、後述する（ｃ）の場合に比べて、発熱体２２Ｋｈよりもインク吐出口２２Ｋｄの側に存在するインク量は多い。このため、図９に示すように、一回に吐出されるインク（インク滴）の量はやや多い（インク滴のサイズはやや大きい）。
【００５６】
圧力調整ポンプ８２の羽根８２ａを図５の矢印Ｃ方向に速く回転させた場合に形成されるメニスカスＭは、図７（ｃ）に示すように、ノズル２２Ｋｎのインク吐出口２２Ｋｄよりもかなり奥側に位置する。メニスカスＭがインク吐出口２２Ｋｄよりもかなり奥側に形成されている場合、上記の（ｂ）に比べて、発熱体２２Ｋｈよりもインク吐出口２２Ｋｄの側に存在するインク量は少ない。このため、図９に示すように、一回に吐出されるインク（インク滴）の量は少ない（インク滴のサイズは小さい）。
【００５７】
以上説明したように、ノズル２２Ｋｎ内のインクに作用する圧力を変更してメニスカスＭの位置を変更することによりインク滴の大きさを変えることができる。このようにインク吐出口２２Ｋｄから一回に吐出されるインク滴の大きさを変更して階調を適切に表現するインク吐出方法を採用した画像形成方法の一例について図１０を参照して説明する。
【００５８】
図１０（ａ）は、記録媒体の搬送方向に並んだ４つの印刷ヘッドを模式的に示す正面図であり、（ｂ）は、画像データを複数（ここでは８つ）のラスタに分割して画像形成する画像形成方法（ラスタ法）を示す模式図である。
【００５９】
図１に示すプリンタでは、４つの印刷ヘッド２２Ｋ、２２Ｃ、２２Ｍ、２２Ｙからはそれぞれ黒、シアン、マゼンタ、イエローの各色のインクが吐出されるものとしたが、図１０に示す４つの印刷ヘッドＫ１、Ｋ２、Ｋ３、Ｋ４からは全て黒色のインクが吐出される。即ち、図１０では、印刷ヘッド２２Ｋ、２２Ｃ、２２Ｍ、２２Ｙに代えて、プリンタ１０に印刷ヘッドＫ１、Ｋ２、Ｋ３、Ｋ４を装着して黒色から灰色（薄い黒色）の階調を表現した画像を形成する。
【００６０】
高速印刷する場合、図１０（ｂ）に示すように、画像を複数のラスタに分割して形成する。図１０では、記録媒体Ｐを矢印Ａ方向に搬送しながら、印刷ヘッドＫ１、Ｋ２、Ｋ３、Ｋ４で記録媒体Ｐに「Ａ」という文字を印刷する例である。「Ａ」を１から８までのラスタに分割し、印刷ヘッドＫ１から吐出したインク滴でラスタ１，５の部分を形成し、印刷ヘッドＫ２から吐出したインク滴でラスタ２，６の部分を形成し、印刷ヘッドＫ３から吐出したインク滴でラスタ３，７の部分を形成し、印刷ヘッドＫ４から吐出したインク滴でラスタ４，８の部分を形成する。図１０（ｂ）では各印刷ヘッドＫ１、Ｋ２、Ｋ３、Ｋ４から吐出されるインク滴の大きさが同じ（同一サイズの）場合を示しているが、各印刷ヘッドＫ１、Ｋ２、Ｋ３、Ｋ４のノズル内のインクに作用する負圧を変更させて（互いに異ならせて）各ノズルに形成されるメニスカスＭ（図７参照）の位置を変更させておく（メニスカスＭの位置を互いに異ならせておく）ことにより、各印刷ヘッドＫ１、Ｋ２、Ｋ３、Ｋ４から吐出されるインク滴の大きさを各印刷ヘッドＫ１、Ｋ２、Ｋ３、Ｋ４ごとに変えることができ、画像の階調を適宜に表現できる。
【００６１】
上記のようにラスタ法で画像を形成する場合、各印刷ヘッドＫ１、Ｋ２、Ｋ３、Ｋ４のノズルに形成されるメニスカスＭの位置を変更して各印刷ヘッドＫ１、Ｋ２、Ｋ３、Ｋ４から吐出されるインク滴の大きさを変えることで適切に階調を表現できる。この例について図１１を参照して説明する。
【００６２】
図１１は、比較例のインク吐出方法と本発明のインク吐出方法を比較して示す模式図であり、（ａ）は、１００％デューティの画像を形成するときの比較例（ａ−１）と本発明（ａ−２）のインク滴のサイズを示し、（ｂ）は、７５％デューティの画像を形成するときの比較例（ｂ−１）と本発明（ｂ−２）のインク滴のサイズを示し、（ｃ）は、６０％デューティの画像を形成するときの比較例（ｃ−１）と本発明（ｃ−２）のインク滴のサイズを示す。
【００６３】
図１１では、１００％デューティ、７５％デューティ、６０％デューティのベタ印刷をする場合の例を挙げる。１００％デューティの画像（ここでは、真っ黒の画像）を形成する場合、比較例では、（ａ−１）に示すように各印刷ヘッドＫ１〜Ｋ４の全てのノズルから（インク吐出口から）最大サイズのインク滴Ｉｂを吐出する。同様に、本発明でも（ａ―２）に示すように各印刷ヘッドＫ１〜Ｋ４の全てのノズルから最大サイズのインク滴Ｉｂを吐出する。
【００６４】
７５％デューティの画像（１００％デューティの画像よりも薄い黒の画像）を形成する場合、比較例では（ｂ―１）に示すように印刷ヘッドＫ１、Ｋ３それぞれの複数のノズルのうち一つおきのノズルからは最大サイズのインク滴Ｉｂを吐出し、印刷ヘッドＫ２、Ｋ４の全てのノズルからは最大サイズのインク滴Ｉｂを吐出する。一方、本発明では（ｂ―２）に示すように印刷ヘッドＫ１、Ｋ３の全てのノズルからは最大サイズの半分のサイズ（大きさ）のインク滴Ｉｓを吐出し、印刷ヘッドＫ２、Ｋ４の全てのノズルからは最大サイズのインク滴Ｉｂを吐出する。（ｂ―２）に示すように最大サイズとその半分のサイズのインク滴Ｉｂ，Ｉｓを組み合わせることにより階調を明確に表現できる。
【００６５】
６０％デューティの画像（７５％デューティの画像よりも薄い黒の画像）を形成する場合、比較例のように最大サイズのインク滴Ｉｂしか吐出しないときは、６０％デューティの画像を形成できない。一方、本発明では（ｃ―２）に示すように印刷ヘッドＫ１、Ｋ３それぞれの複数のノズルのうち一つおきのノズルから最大サイズの半分のサイズ（大きさ）のインク滴Ｉｓを吐出し、印刷ヘッドＫ２、Ｋ４の全てのノズルからは最大サイズのインク滴Ｉｂを吐出する。（ｃ―２）に示すように最大サイズとその半分のサイズのインク滴Ｉｂ，Ｉｓを組み合わせることにより、従来は表現できなかった階調を明確に表現できる。
【００６６】
以上の例では、１００％デューティ、７５％デューティ、６０％デューティのベタ印刷を例に挙げたが、その他にも、圧力調整ポンプ８２（図３等参照）の回転数（即ち、印刷ヘッド内のインクに作用する負圧）、画像の濃淡、インク滴のサイズの関係を予めテスト印刷などで確認しておくことにより、様々なデューティの画像を明確に表現できる。
【００６７】
図１２を参照して、ラスタ法で画像形成する手順の一例を説明する。
【００６８】
図１２は、ラスタ法で画像形成する手順の一例を示すフロー図である。
【００６９】
この手順は、図２に示したプログラムＲＯＭ１０４に格納されたプログラム等に従ってＣＰＵ１００が実行する。先ず、ホストＰＣ１２（図１参照）から印刷データ（画像データ）が送信されたか否かを判定し（Ｓ１２０１）、印刷データが送られてきたときは、この印刷データの印刷デューティを確認する（調べる）（Ｓ１２０２）。続いて、メニスカスＭ（図７参照）の位置を一定にするために、図８に示すメニスカス位置―ポンプ回転数のプロファイルを参照して（Ｓ１２０３）、圧力調整ポンプ８２（図３等参照）の回転数を決定する（Ｓ１２０４）。次に、インク滴のサイズを変えて階調表現をする指示の有無を判定する（Ｓ１２０５）。
【００７０】
この指示があると判定されたときは、各印刷ヘッドＫ１〜Ｋ４のうちのいずれの印刷ヘッドから吐出されるインク滴のサイズを最大サイズ（図１１参照）又は小サイズ（最大サイズの半分のサイズであり、図１１参照）にするかを、Ｓ１２０２で確認した印刷デューティに基づいてプログラムＲＯＭ１０４に格納された印刷デューティとドット径の組み合わせのプロファイルを参照し、決定する（Ｓ１２００）。ここでは、インク滴のサイズを２種類（大とその半分）としたが、３種類以上にしてもよい。最大サイズのインク滴を吐出するように決定された印刷ヘッドについて（Ｓ１２０６）、図９に示すインク滴の大きさ―ポンプ回転数のプロファイルを参照して（Ｓ１２０７）、圧力調整ポンプ８２（図３等参照）の回転数を決定する（Ｓ１２０８）。同様に、小サイズのインク滴を吐出するように決定された印刷ヘッドについて（Ｓ１２０６）、図９に示すインク滴の大きさ―ポンプ回転数のプロファイルを参照して（Ｓ１２０９）、圧力調整ポンプ８２（図３等参照）の回転数を決定する（Ｓ１２１０）。このようにして決定された回転数に従って、各印刷ヘッドＫ１〜Ｋ４に接続された各サブタンク８０内の圧力調整ポンプ８２を駆動し（Ｓ１２１１）、印刷を開始する（Ｓ１２１２）。続いて、印刷データの全ての印刷が終了したか否かが判定され（Ｓ１２１３）、印刷が終了したと判定されたときは、各印刷ヘッドＫ１〜Ｋ４等を印刷待機モードに移行させて（Ｓ１２１４）このフローを終了する。印刷が終了していないと判定されたときは、Ｓ１２０２に戻る。なお、Ｓ１２０５において階調表現をする指示が無いと判定されたときは、Ｓ１２１２に進んで、従来の印刷方法で印刷を開始する。
【００７１】
上記した実施例では、印刷ヘッドを印刷装置内の定位置に固定しておき、印刷媒体を移動させて画像を形成するいわゆるラインプリンタ型の印刷装置に適用した場合を例に挙げたが、本発明は、印刷ヘッドを記録媒体搬送方向に直交する方向（主走査方向）に移動させながら記録動作を行う、いわゆるシリアルプリンタ型の印刷装置にも適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００７２】
【図１】本発明が採用されたプリンタの一例を模式的に示す正面図である。
【図２】図１のプリンタの電気的な系統を示すブロック図である。
【図３】インクジェット方式画像形成装置に組み込まれたインク供給装置を示す模式図である。
【図４】サブタンクと印刷ヘッドを詳細に示す拡大図である。
【図５】圧力調整ポンプの羽根を示す上面図である。
【図６】図５に示す羽根の回転数と印刷ヘッド内のインクに作用する圧力との関係を示すグラフである。
【図７】印刷ヘッドのノズルの概略構成を模式的に示す断面図であり、（ａ）は、大きいインク滴を吐出するときのメニスカスの位置を示し、（ｂ）は、（ａ）のときよりも小さいインク滴を吐出するときのメニスカスの位置を示し、（ｃ）は、（ｂ）のときよりも小さいインク滴を吐出するときのメニスカスの位置を示す。
【図８】圧力調整ポンプの回転数とメニスカスの位置との関係を示すグラフである。
【図９】圧力調整ポンプの回転数とインク滴の大きさ（サイズ）との関係を示すグラフである。
【図１０】（ａ）は、記録媒体の搬送方向に並んだ４つの印刷ヘッドを模式的に示す正面図であり、（ｂ）は、画像データを複数（ここでは８つ）のラスタに分割して画像形成する画像形成方法（ラスタ法）を示す模式図である。
【図１１】比較例のインク吐出方法と本発明のインク吐出方法を比較して示す模式図であり、（ａ）は、１００％デューティの画像を形成するときの比較例（ａ−１）と本発明（ａ−２）のインク滴のサイズを示し、（ｂ）は、７５％デューティの画像を形成するときの比較例（ｂ−１）と本発明（ｂ−２）のインク滴のサイズを示し、（ｃ）は、６０％デューティの画像を形成するときの比較例（ｃ−１）と本発明（ｃ−２）のインク滴のサイズを示す。
【図１２】ラスタ法で画像形成する手順の一例を示すフロー図である。
【符号の説明】
【００７３】
１０ プリンタ
２２Ｋ、２２Ｃ、２２Ｍ、２２Ｙ、Ｋ１、Ｋ２、Ｋ３、Ｋ４ 印刷ヘッド
２２Ｋｎ ノズル
２２Ｋｄ インク吐出口
Ｍ メニスカス
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ノズルのインク吐出口から記録媒体にインク滴を吐出するインク吐出方法及び画像形成方法並びにインクジェット方式画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
印刷ヘッドに形成された複数のノズルのインク吐出口（ノズルの出口）から記録媒体にインク（インク滴）を吐出して画像を形成するインクジェット方式画像形成装置（インクジェットプリンタ）が広く使用されている。ノズルのインク吐出口からインク滴を吐出させる技術として、駆動パルスに応じた熱エネルギをノズル内のインクに供給して膜沸騰による気泡を形成させ、この気泡によってノズルからインク滴を吐出させる技術が知られている。形成する画像に応じた多数のインク滴が複数のノズルから記録媒体に吐出されることにより記録媒体に画像が形成される。
【０００３】
上記の技術を採用したインクジェットプリンタの中には、画像記録速度（画像形成速度）を向上させるために、インク吐出口及びインク流路等からなるノズルを複数集積したマルチノズルヘッドを記録媒体の搬送方向に直交させて多数配列させたラインヘッド（固有ヘッド）を有し、記録媒体の搬送に合わせて複数のノズルのインク吐出口からインクを吐出させるタイプ（ラインプリンタ）がある。
【０００４】
画像形成装置には、一般に、高画像品位で高解像度の画像を高速で形成することが求められるが、上記のラインプリンタをはじめとするインクジェットプリンタを使用することによりこれらの要求を満足させることができる。また、インクジェットプリンタは、画像形成時（画像記録時）に印刷ヘッド（記録ヘッド）と記録媒体とが非接触であるので、非常に安定した画像記録を行うことができるという利点も有している。
【０００５】
上記のようなインクジェット方式画像形成装置では、印刷ヘッドからのインク吐出動作を安定化させるために、印刷ヘッド内を一定の負圧に維持する（印刷ヘッド内のインクに作用する圧力を一定の負圧に保つ）ことが重要である。このため、一般的には、印刷ヘッドにインクを供給するインク供給系中に負圧発生手段を備え、その負圧発生手段によって負圧を付与したインクを印刷ヘッドに供給している。
【０００６】
このような負圧発生手段として、インクタンク内に収容したスポンジ状のインク吸収体の毛管作用を利用して負圧を発生する構成が知られている（例えば、特許文献１参照。）。また、他の負圧発生手段として、可撓性のインクバッグと弓形ばねとを備えた構成も知られている（例えば、特許文献２参照。）。さらに、他の負圧発生手段として、印刷ヘッドよりも下方にインクタンクを配置しておき、水頭差を利用してインクに負圧を付与する構成も知られている（例えば、特許文献３参照。）。
【０００７】
上記のような負圧発生手段によって一定の負圧が付与されたインクは、印刷ヘッドからのインク吐出に伴って上昇する印刷ヘッド内の負圧との差圧によって、インクタンクから印刷ヘッド内に引き込まれるように供給される。この結果、印刷ヘッド内が一定の負圧に保たれることになる。上記のように印刷ヘッド内のインクを一定の負圧に維持した場合、ノズル内にインクのメニスカスが形成される。印刷ヘッド内のインクには一定の負圧が作用しているので、メニスカスが形成される位置は一定となる。
【特許文献１】特開２００２−１９８８号公報
【特許文献２】特開平０６−１９８９０４号公報
【特許文献３】特開２００３−１１３８０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、記録媒体に画像を形成する場合、同じ色の画像であっても濃度の高い画像や低い画像など階調（画像の濃淡）表現が必要となる。この場合、記録媒体の単位面積当たりに着弾するインク滴の数を調整し、濃度の高い画像のときはインク滴の数を多くし、濃度の低い画像のときはインク滴の数を少なくしている。しかし、記録媒体に着弾するインク滴の数を調整するだけでは、階調を適切に表現できない場合があった。
【０００９】
本発明は、上記事情に鑑み、階調を適切に表現できるインク吐出方法及び画像形成方法並びにインクジェット方式画像形成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】
【００１０】
上記目的を達成するための本発明のインク吐出方法は、インクのメニスカスが形成されたノズルのインク吐出口から記録媒体にインクを吐出して画像を形成するインクジェット方式画像形成装置における、記録媒体に形成される画像の情報を担持する画像データに基づいて前記インク吐出口からインク滴を吐出するインク吐出方法において、
（１）前記インク吐出口から吐出されるインク滴の大きさを前記画像データに基づいて変更することを特徴とするものである。
【００１１】
ここで、
（２）前記インク吐出口から吐出されるインク滴の大きさを変更するに当たり、前記ノズル内のインクに作用する圧力を変更することにより前記インク滴の大きさを変更してもよい。
【００１２】
さらに、
（３）濃度の高い画像を形成するときは、濃度の低い画像を形成するときよりも、前記インク吐出口から吐出されるインク滴を大きくしてもよい。
【００１３】
さらにまた、
（４）濃度の低い画像を形成するときは、濃度の高い画像を形成するときよりも、前記インク吐出口から吐出されるインク滴を小さくしてもよい。
【００１４】
さらにまた、
（５）前記インクジェット方式画像形成装置は、それぞれに多数の前記ノズルが形成された複数の印刷ヘッドを備えたものであり、
（６）前記インク滴の大きさを、前記複数の印刷ヘッド毎に変更してもよい。
【００１５】
また、上記目的を達成するための本発明の他のインク吐出方法は、インクのメニスカスが形成されたノズルのインク吐出口から記録媒体にインクを吐出して画像を形成するインクジェット方式画像形成装置における、記録媒体に形成される画像の情報を担持する画像データに基づいて前記インク吐出口からインク滴を吐出するインク吐出方法において、
（７）前記ノズル内における前記メニスカスの位置を前記画像データに基づいて変更することを特徴とするものである。
【００１６】
また、上記目的を達成するための本発明の他のインク吐出方法は、インクのメニスカスが形成されたノズルのインク吐出口から記録媒体にインクを吐出して画像を形成するインクジェット方式画像形成装置における、記録媒体に形成される画像の情報を担持する画像データに基づいて前記インク吐出口からインク滴を吐出するインク吐出方法において、
（８）前記画像データに基づいてメニスカスの位置を変更することにより前記インク吐出口から吐出されるインク滴の大きさを変更することを特徴とするものである。
【００１７】
ここで、
（９）前記メニスカスの位置を変更するに当たり、前記ノズル内のインクに作用する圧力を変更することにより前記メニスカスの位置を変更してもよい。
【００１８】
さらに、
（１０）濃度の高い画像を形成するときは、濃度の低い画像を形成するときよりも、前記メニスカスの位置を前記インク吐出口に近付けてもよい。
【００１９】
さらにまた、
（１１）濃度の低い画像を形成するときは、濃度の高い画像を形成するときよりも、前記メニスカスの位置を前記インク吐出口から遠ざけてもよい。
【００２０】
さらにまた、
（１２）前記インクジェット方式画像形成装置は、それぞれに多数の前記ノズルが形成された複数の印刷ヘッドを備えたものであり、
（１３）前記メニスカスの位置を、前記複数の印刷ヘッド毎に変更してもよい。
【００２１】
また、上記目的を達成するための本発明の画像形成方法は、
（１４）上記したインク吐出方法によって記録媒体にインクを吐出して画像を形成することを特徴とするものである。
【００２２】
また、上記目的を達成するための本発明のインクジェット方式画像形成装置は、
（１５）上記した画像形成方法によって記録媒体に画像を形成することを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、インク滴の大きさを画像データに基づいて変更できるので、濃度の低い画像のときは小さなインク滴を吐出し、濃度の高い画像のときは大きなインク滴を吐出するなどして階調（画像の濃淡）を適切に表現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
本発明は、印刷ヘッドに形成された複数のノズルのインク吐出口から記録媒体にインクを吐出して画像を形成するインクジェット方式のプリンタに実現された。
【実施例１】
【００２５】
図１を参照して、本発明が採用されたプリンタの一例を説明する。
【００２６】
図１は、本発明が採用されたプリンタの一例を模式的に示す正面図である。
【００２７】
プリンタ１０は、このプリンタ１０に画像情報を送るホストＰＣ（パソコン）１２に接続されている。プリンタ１０には、４つ（４本）の印刷ヘッド２２Ｋ、２２Ｃ、２２Ｍ、２２Ｙが記録媒体（ここではロ−ル紙）Ｐの搬送方向（矢印Ａ方向）に並んで配置されている。４つの印刷ヘッド２２Ｋ、２２Ｃ、２２Ｍ、２２Ｙからはそれぞれ黒、シアン、マゼンタ、イエローの各色のインクが吐出される。これら４つの印刷ヘッド２２Ｋ、２２Ｃ、２２Ｍ、２２Ｙは、所謂ラインヘッドであり、図１の紙面に直交する方向（矢印Ａ方向に直交する方向）に延びている。これら４つの印刷ヘッド２２Ｋ、２２Ｃ、２２Ｍ、２２Ｙの長さは、プリンタ１０で印刷できる記録媒体のうち最大の幅（図１の紙面に直交する方向の長さ）よりもやや長い。また、これら４つの印刷ヘッド２２Ｋ、２２Ｃ、２２Ｍ、２２Ｙは、画像形成中は固定されて動かない（不動状態である）。なお、上記のようなプリンタとして、高速で多数枚の名刺を作製する名刺プリンタが挙げられる。
【００２８】
４つの印刷ヘッド２２Ｋ、２２Ｃ、２２Ｍ、２２Ｙから安定してインクを吐出できるように、プリンタ１０には回復ユニット４０が組み込まれている。この回復ユニット４０を用いて４つの印刷ヘッド２２Ｋ、２２Ｃ、２２Ｍ、２２Ｙを回復させることにより、４つの印刷ヘッド２２Ｋ、２２Ｃ、２２Ｍ、２２Ｙからのインク吐出状態は初期のインク吐出状態に回復する。回復ユニット４０には、回復動作のときに、４つの印刷ヘッド２２Ｋ、２２Ｃ、２２Ｍ、２２Ｙの各インク吐出口が形成されたインク吐出口形成面（フェイス面）２２Ｋｓ、２２Ｃｓ、２２Ｍｓ、２２Ｙｓからインクを除去するキャッピング機構５０が備えられている。キャッピング機構５０は各印刷ヘッド２２Ｋ、２２Ｃ、２２Ｍ、２２Ｙに独立して設けられており、図１の例では６色分（即ち、６つのキャッピング機構５０）が示されているが、このうち２色分は印刷ヘッド追加時の予備的な機構である。キャッピング機構５０は、周知のブレード１５０（図７等参照）、インク除去部材、ブレード保持部材、キャップ等から構成されている。
【００２９】
ロ−ル紙Ｐはロール紙供給ユニット２４から供給され、プリンタ１０に組み込まれた搬送機構２６によって矢印Ａ方向に搬送される。搬送機構２６は、ロ−ル紙Ｐを載置して搬送する搬送ベルト２６ａ、この搬送ベルト２６ａを回転させる搬送モータ２６ｂ、搬送ベルト２６ａに張力を与えるローラ２６ｃなどから構成されている。
【００３０】
ロ−ル紙Ｐに画像を形成する際には、搬送中のロ−ル紙Ｐの記録開始位置がブラックの印刷ヘッド２２Ｋの下に到達した後に、記録データ（画像情報）に基づいて印刷ヘッド２２Ｋからブラックインクを選択的に吐出する。同様に印刷ヘッド２２Ｃ、印刷ヘッド２２Ｍ、印刷ヘッド２２Ｙの順に、各色のインクを吐出してカラー画像をロ−ル紙Ｐに形成する。プリンタ１０には、上記の部品・部材の他、各印刷ヘッド２２Ｋ、２２Ｃ、２２Ｍ、２２Ｙに供給されるインクを貯めておくメインタンク２８Ｋ、２８Ｃ、２８Ｍ、２８Ｙや、印刷ヘッド２２Ｋ、２２Ｃ、２２Ｍ、２２Ｙにインクを供給したり回復動作をしたりするための各種ポンプ（図３等参照）などが備えられている。
【００３１】
図２を参照して、プリンタ１０の電気的な系統を説明する。
【００３２】
図２は、図１のプリンタの電気的な系統を示すブロック図である。
【００３３】
ホストＰＣ１２から送信された記録データやコマンドはインターフェイスコントローラ１０２を介してＣＰＵ１００に受信される。ＣＰＵ１００は、プリンタ１０の記録データの受信、記録動作、ロ−ル紙Ｐのハンドリング等全般の制御を掌る演算処理装置である。ＣＰＵ１００では、受信したコマンドを解析した後に、記録データの各色成分のイメージデータをイメージメモリ１０６にビットマップ展開して描画する。記録前の動作処理としては、出力ポート１１４、モータ駆動部１１６を介してキャッピングモータ１２２とヘッドアップダウンモータ１１８を駆動し、各印刷ヘッド２２Ｋ、２２Ｃ、２２Ｍ、２２Ｙをキャッピング機構５０から離して記録位置（画像形成位置）に移動させる。
【００３４】
続いて、出力ポート１１４、モータ駆動部１１６を介してロ−ル紙Ｐを繰り出すロールモータ（図示せず）、及び低速度でロ−ル紙Ｐを搬送する搬送モータ１２０等を駆動してロ−ル紙Ｐを記録位置に搬送する。一定速度で搬送されるロ−ル紙Ｐにインクを吐出し始めるタイミング（記録タイミング）を決定するための先端検知センサ（図示せず）でロ−ル紙Ｐの先端位置を検出する。その後、ロ−ル紙Ｐの搬送に同期して、ＣＰＵ１００はイメージメモリ１０６から対応する色の記録データを順次に読み出し、この読み出したデータを各印刷ヘッド２２Ｋ、２２Ｃ、２２Ｍ、２２Ｙに印刷ヘッド制御回路１１２経由して（介して）転送する。
【００３５】
ＣＰＵ１００の動作はプログラムＲＯＭ１０４に記憶された処理プログラムに基づいて実行される。プログラムＲＯＭ１０４には、制御フローに対応する処理プログラム及びテーブルなどが記憶されている。また、作業用のメモリとしてワークＲＡＭ１０８を使用する。各印刷ヘッド２２Ｋ、２２Ｃ、２２Ｍ、２２Ｙのクリーニングや回復動作時に、ＣＰＵ１００は、出力ポート１１４、モータ駆動部１１６を介してポンプモータ１２４を駆動し、インクの加圧、吸引等の制御を行う。
【００３６】
図３を参照して、プリンタ１０に組み込まれたインク供給装置について説明する。
【００３７】
図３は、インクジェット方式画像形成装置に組み込まれたインク供給装置を示す模式図である。図３では、印刷ヘッド２２Ｋにインクを供給したり、この印刷ヘッド２２Ｋを回復させたりするためのインク供給装置を示すが、他の印刷ヘッド２２Ｃ、２２Ｍ、２２Ｙについても同じ構成のインク供給装置が備えられている。また、図３では、図１と図２に示す構成要素と同一の構成要素には同一の符号が付されている。
【００３８】
プリンタ１０（図１参照）には、印刷ヘッド２２Ｋにインクを供給するインク供給装置６０が組み込まれている。インク供給装置６０は、プリンタ１０の本体に着脱自在なインクタンク７０と、このインクタンク７０と印刷ヘッド２２Ｋとをつなぐインク供給路６２の途中に配置されたサブタンク８０などから構成されている。サブタンク８０の下に印刷ヘッド２２Ｋが配置されている。
【００３９】
サブタンク８０と印刷ヘッド２２Ｋは、２つのインク流路６４，６６で接続されて（つながれて）いる。サブタンク８０から加圧バルブ６７、サブタンク８０から待機バルブ６９はプリンタ１０の本体装置フレ−ムに固定されており、インク流路６４，６６の一部はフレキシブルチューブ製である。このため、印刷ヘッド２２Ｋは移動できる。インク流路６４には、印刷ヘッド２２Ｋをクリーニングする際に稼動するクリーニングポンプ６８、所定のタイミングでインク流路６４を開閉する待機バルブ６９が取り付けられている。一方、インク流路６６には、所定のタイミングでインク流路６６を開閉する加圧バルブ６７が取り付けられている。インク流路６６のうち加圧バルブ６７と下記の圧力調整ポンプ８２の間の部分には、インク流路６６内のインクに作用している圧力を検出する圧力検出センサ８１が取り付けられている。圧力検出センサ８１で検出された圧力は、ノズル２２Ｋｎ内のインクに作用している圧力に相当する。
【００４０】
サブタンク８０の内部には、印刷ヘッド２２Ｋの多数のノズル２２Ｋｎ内のインクに適正な圧力を付与するための圧力調整ポンプ８２が配置されている。この圧力調整ポンプ８２はサブタンク８０の底面のやや上方に位置しており、この底面から所定間隔離れている。圧力調整ポンプ８２は、サブタンク８０に貯められているインクに浸かっている状態である。サブタンク８０の上方には、圧力調整ポンプ８２を駆動させる駆動ユニット８３が配置されており、この駆動ユニットは、ＣＰＵ１００（図２参照）によって制御されている。また、サブタンク８０の上壁には、サブタンク８０の内部圧力を大気圧にするための大気開放バルブ８４が固定されている。この大気開放バルブ８４を開放することにより、サブタンク８０の内部圧力は大気圧に等しくなる。
【００４１】
また、サブタンク８０には、このサブタンク８０に貯められているインク（貯蔵インク）の液面レベルを検知する周知の液面検知センサ８６が取り付けられている。液面検知センサ８６が、サブタンク８０内のインク液面が一定レベル以下になったと検知したときは、供給ポンプ７２が稼動し始めてインクタンク７０からインクが吸引されてサブタンク８０に供給される。一方、液面検知センサ８６が、サブタンク８０内のインク液面が予め決められている上限レベルになったと検知したときは、供給ポンプ７２が停止してインクの供給は停止される。
【００４２】
インクタンク７０には、このインクタンク７０内のインクの有無を検出する検出センサ（図示せず）が取り付けられている。また、プリンタ１０の本体にインクタンク７０を装着するときに接続されるエア−流路には、インクタンク７０の内部圧力を大気圧にするための大気開放バルブ７４が取り付けられている。
【００４３】
図４から図６までを参照して、圧力調整ポンプ８２によって印刷ヘッド２２Ｋ内の圧力を調整する技術について説明する。
【００４４】
図４は、サブタンクと印刷ヘッドを詳細に示す拡大図である。図５は、圧力調整ポンプの羽根を示す上面図である。図６は、図５に示す羽根の回転数と印刷ヘッド内のインクに作用する圧力との関係を示すグラフである。これらの図では、図３に示す構成要素と同一の構成要素には同一の符号が付されている。
【００４５】
上記した加圧バルブ６７、待機バルブ６９、大気開放バルブ８４としては、図４に示すように、ソレノイドのプランジャー１３０に一体化されたバルブシ−ト１３２によってインク流路の遮断を行う電磁バルブが採用されるが、本発明においてはこれらの方式を何ら限定するものではなく他の方式のものを採用しても何ら問題無い。
【００４６】
記録時には印刷ヘッド２２Ｋに適正な負圧を付与する（印刷ヘッド２２Ｋのノズル２２Ｋｎのインク吐出口（ノズル２２Ｋｎの出口）においてインクのメニスカスが形成されるような圧力をノズル２２Ｋｎ内のインクに与える）必要がある。この場合、加圧バルブ６７、大気開放バルブ８４は開放状態にあり、待機バルブ６９は密閉状態にある。この状態で圧力調整ポンプ８２を駆動することにより、図５の矢印Ｃ方向に圧力調整ポンプ８２の羽根８２ａが回転し、この羽根８２ａの中心Ｃから羽面８２ｂに沿ってインクは遠心力を受ける。つまり、圧力調整ポンプ８２の回転軸中心部（中心Ｃの周辺部）は相対的に負圧となるので、サブタンク８０の吸引口８０ａからインク流路６６を介して印刷ヘッド２２Ｋに負圧を付与することができる。吸引口８０ａはサブタンク８０の底壁に形成されており、圧力調整ポンプ８２は吸引口８０ａから所定間隔離れた上方に配置されている。なお、羽根８２ａの回転数は、ＣＰＵ１００（図２参照）に制御されている。
【００４７】
上記のように、圧力調整ポンプ８２を駆動させて羽根８２ａを矢印Ｃ方向に回転させるときに発生する遠心力によって、この圧力調整ポンプ８２が印刷ヘッド２２Ｋ内のインクを、インク流路６６と吸引口８０ａを経由してサブタンク８０内に吸い込もうとし（実際に吸い込まれることはほとんど無い）、この結果、印刷ヘッド２２Ｋ内のインクに負圧（インク吐出口の外側周辺の大気圧よりも低い圧力）が与えられてインク吐出口においてインクのメニスカスが形成されることとなる。なお、羽根８２ａが矢印Ｃ方向とは反対方向に回転するように圧力調整ポンプ８２を駆動させた場合は、サブタンク８２内のインクが吸引口８０ａから押し出されようとするので、印刷ヘッド２２Ｋ内のインクに正圧（インク吐出口の外側周辺の大気圧よりも高い圧力）が与えられる。この結果、インク吐出口からはインクが排出される（押し出される）。
【００４８】
圧力調整ポンプ８２の羽根８２ａが図５の矢印Ｃ方向に回転するときの回転数に応じて、図６に示すように、圧力調整ポンプ８２が発生させる負圧の大きさが変動する。羽根８２ａが矢印Ｃ方向に速く回転するほど（単位時間当たりの回転数が多いほど）大きな負圧が発生するので、印刷ヘッド２２Ｋ内のインクは強い力でサブタンク８２内に吸い上げられようとすることとなり、印刷ヘッド２２Ｋ内（ノズル２２Ｋｎ内）のインクに作用する負圧が大きくなる。この逆に、羽根８２ａが矢印Ｃ方向に遅く回転するほど（単位時間当たりの回転数が少ないほど）小さな負圧しか発生しないので、印刷ヘッド２２Ｋ内のインクは弱い力でサブタンク８２内に吸い上げられようとすることとなり、印刷ヘッド２２Ｋ内のインクに作用する負圧が小さくなる。すなわち、印刷ヘッド２２Ｋに付与する負圧の大きさは圧力調整ポンプ８２の回転数に応じて制御できるので、圧力調整ポンプ８２を駆動させることにより、インク流路６６を開放したままの状態で印刷ヘッド２２Ｋ内の圧力（ノズル２２Ｋｎ内のインクに作用する圧力）が調整されることとなる。
【００４９】
ところで圧力調整ポンプ８２としては、一般的にタ−ボ形と分類されるポンプを使用することが望ましい。タ−ボ形ポンプとしては、本実施例で採用した遠心ポンプ形式や斜流形式、軸流形式などが挙げられる。これらはインク流路（液流路）を遮断する（閉じる）ことなく圧力を発生できるので、差圧に応じてインクがポンプを移動できる。例えば、印刷ヘッド２２Ｋからインクが吐出したときは、印刷ヘッド２２Ｋ内でインクが減少するので、印刷ヘッド２２Ｋから圧力調整ポンプ（遠心ポンプ）８２までの間が減圧される。この場合、サブタンク８０内のインクがインク流路６６を経由して印刷ヘッド２２Ｋに供給される。これに対し、圧力調整ポンプ８２として、いわゆる容積式に分類されるピストンポンプ等を用いた場合は、インクを圧送するためにインク流路６６を遮断するので、インクがピストンポンプを通じて自由に移動できないばかりか、印刷ヘッド２２Ｋのノズル２２Ｋｎのインク吐出口から外気を容易に吸引してしまう。
【００５０】
圧力調整ポンプ８２の回転数を制御してメニスカスの位置を変更する技術について、図７から図９までを参照して説明する。
【００５１】
図７は、印刷ヘッドのノズルの概略構成を模式的に示す断面図であり、（ａ）は、大きいインク滴を吐出するときのメニスカスの位置を示し、（ｂ）は、（ａ）のときよりも小さいインク滴を吐出するときのメニスカスの位置を示し、（ｃ）は、（ｂ）のときよりも小さいインク滴を吐出するときのメニスカスの位置を示す。図８は、圧力調整ポンプの回転数とメニスカスの位置との関係を示すグラフであり、横軸は、圧力調整ポンプの回転数を表し、縦軸は、メニスカスの位置を表す。横軸の右に行くほど、圧力調整ポンプ８２の回転数が多くなり（回転速度は速くなり）、左に行くほど圧力調整ポンプ８２の回転数が少なくなる（回転速度は遅くなる）。縦軸の上に行くほどメニスカスの位置はインク吐出口（ノズルの出口）に近くなり、下に行くほどメニスカスはノズルの奥に位置する。メニスカスの位置がＬ１で示す位置よりもインク吐出口に近づいたときは、メニスカスは形成されずにインク吐出口からインクが落下する（インク落ちする）。メニスカスがＬ１に位置するときの圧力調整ポンプ８２の回転数がｒ１である。一方、メニスカスの位置がＬ２で示す位置よりもノズルの奥に位置するときは、メニスカスが形成されない（メニスカス落ちする）。メニスカスがＬ２に位置するときの圧力調整ポンプ８２の回転数がｒ２である。図９は、圧力調整ポンプの回転数とインク滴の大きさ（サイズ）との関係を示すグラフであり、横軸は、圧力調整ポンプの回転数を表し、縦軸は、インク滴の大きさを表す。横軸の右に行くほど、圧力調整ポンプ８２の回転数が多くなり（回転速度は速くなり）、左に行くほど圧力調整ポンプ８２の回転数が少なくなる（回転速度は遅くなる）。縦軸の上に行くほどインク滴は大きくなり、下に行くほどインク滴は小さくなる。圧力調整ポンプ８２の回転数がｒ１のとき（インク落ちする直前のとき）インク滴の大きさはＷ１（最大サイズ）となり、圧力調整ポンプ８２の回転数がｒ２のとき（メニスカス落ちする直前のとき）インク滴の大きさはＷ２（最小サイズ）となる。図８と図９に示すプロファイルは、プログラムＲＯＭ１０４（図２参照）に記憶されており、このプロファイルに基づいてＣＰＵ１００が圧力調整ポンプ８２の回転数を制御する。
【００５２】
印刷ヘッド２２Ｋ（図３等参照）には、記録媒体搬送方向（図１の矢印Ａ方向）に直交する方向に並んだ多数のノズル２２Ｋｎが形成されている。ノズル２２Ｋｎの出口（インク吐出口）２２Ｋｄには、図７に示すように、インクのメニスカスＭが形成されている。ノズル２２Ｋｎには、図７に示すように、このノズル２２Ｋｎ内のインク中で発泡させる発熱体２２Ｋｈが配置されている。発熱体２２Ｋｈを発熱させることによりノズル２２Ｋｎ内のインク中で泡が発生し、ノズル２２Ｋｎの出口（インク吐出口）２２Ｋｄからインクが押し出されて吐出される。
【００５３】
上述したように、印刷ヘッド２２Ｋに付与する負圧の大きさは圧力調整ポンプ８２（図３等参照）の回転数に応じて制御できる。圧力調整ポンプ８２の羽根８２ａが図５の矢印Ｃ方向に速く回転するほど（単位時間当たりの回転数が多いほど）印刷ヘッド２２Ｋ内のインクは強い力でサブタンク８２内に吸い上げられようとすることとなり、印刷ヘッド２２Ｋ内（ノズル２２Ｋｎ内）のインクに作用する負圧が大きくなる（大気圧よりもいっそう低くなる）。この結果、図８に示すように、圧力調整ポンプ８２の回転数が多くなるほどメニスカスＭはノズル２２Ｋｎの奥（図中の右側）に形成される。この逆に、圧力調整ポンプ８２の羽根８２ａが図５の矢印Ｃ方向に遅く回転するほど印刷ヘッド２２Ｋ内のインクは弱い力でしかサブタンク８２内に吸い上げられないこととなり、印刷ヘッド２２Ｋ内（ノズル２２Ｋｎ内）のインクに作用する負圧が小さくなる（大気圧に近くなる）。この結果、図８に示すように、圧力調整ポンプ８２の回転数が少なくなるほどメニスカスＭはノズル２２Ｋｎのインク吐出口２２Ｋｄの近く形成される。
【００５４】
上記のように圧力調整ポンプ８２の羽根８２ａを図５の矢印Ｃ方向に遅く回転させた場合に形成されるメニスカスＭは、図７（ａ）に示すように、ノズル２２Ｋｎのインク吐出口２２Ｋｄの近くに位置する。メニスカスＭがインク吐出口２２Ｋｄの近くに形成されている場合、後述する（ｂ），（ｃ）の場合に比べて、発熱体２２Ｋｈよりもインク吐出口２２Ｋｄの側に存在するインク量は多い。このため、図９に示すように、一回に吐出されるインク（インク滴）の量は多い（インク滴のサイズは大きい）。
【００５５】
圧力調整ポンプ８２の羽根８２ａを図５の矢印Ｃ方向にやや速く回転させた場合に形成されるメニスカスＭは、図７（ｂ）に示すように、ノズル２２Ｋｎのインク吐出口２２Ｋｄよりもやや奥側に位置する。メニスカスＭがインク吐出口２２Ｋｄよりもやや奥側に形成されている場合、上記の（ａ）に比べて、発熱体２２Ｋｈよりもインク吐出口２２Ｋｄの側に存在するインク量は少ないが、後述する（ｃ）の場合に比べて、発熱体２２Ｋｈよりもインク吐出口２２Ｋｄの側に存在するインク量は多い。このため、図９に示すように、一回に吐出されるインク（インク滴）の量はやや多い（インク滴のサイズはやや大きい）。
【００５６】
圧力調整ポンプ８２の羽根８２ａを図５の矢印Ｃ方向に速く回転させた場合に形成されるメニスカスＭは、図７（ｃ）に示すように、ノズル２２Ｋｎのインク吐出口２２Ｋｄよりもかなり奥側に位置する。メニスカスＭがインク吐出口２２Ｋｄよりもかなり奥側に形成されている場合、上記の（ｂ）に比べて、発熱体２２Ｋｈよりもインク吐出口２２Ｋｄの側に存在するインク量は少ない。このため、図９に示すように、一回に吐出されるインク（インク滴）の量は少ない（インク滴のサイズは小さい）。
【００５７】
以上説明したように、ノズル２２Ｋｎ内のインクに作用する圧力を変更してメニスカスＭの位置を変更することによりインク滴の大きさを変えることができる。このようにインク吐出口２２Ｋｄから一回に吐出されるインク滴の大きさを変更して階調を適切に表現するインク吐出方法を採用した画像形成方法の一例について図１０を参照して説明する。
【００５８】
図１０（ａ）は、記録媒体の搬送方向に並んだ４つの印刷ヘッドを模式的に示す正面図であり、（ｂ）は、画像データを複数（ここでは８つ）のラスタに分割して画像形成する画像形成方法（ラスタ法）を示す模式図である。
【００５９】
図１に示すプリンタでは、４つの印刷ヘッド２２Ｋ、２２Ｃ、２２Ｍ、２２Ｙからはそれぞれ黒、シアン、マゼンタ、イエローの各色のインクが吐出されるものとしたが、図１０に示す４つの印刷ヘッドＫ１、Ｋ２、Ｋ３、Ｋ４からは全て黒色のインクが吐出される。即ち、図１０では、印刷ヘッド２２Ｋ、２２Ｃ、２２Ｍ、２２Ｙに代えて、プリンタ１０に印刷ヘッドＫ１、Ｋ２、Ｋ３、Ｋ４を装着して黒色から灰色（薄い黒色）の階調を表現した画像を形成する。
【００６０】
高速印刷する場合、図１０（ｂ）に示すように、画像を複数のラスタに分割して形成する。図１０では、記録媒体Ｐを矢印Ａ方向に搬送しながら、印刷ヘッドＫ１、Ｋ２、Ｋ３、Ｋ４で記録媒体Ｐに「Ａ」という文字を印刷する例である。「Ａ」を１から８までのラスタに分割し、印刷ヘッドＫ１から吐出したインク滴でラスタ１，５の部分を形成し、印刷ヘッドＫ２から吐出したインク滴でラスタ２，６の部分を形成し、印刷ヘッドＫ３から吐出したインク滴でラスタ３，７の部分を形成し、印刷ヘッドＫ４から吐出したインク滴でラスタ４，８の部分を形成する。図１０（ｂ）では各印刷ヘッドＫ１、Ｋ２、Ｋ３、Ｋ４から吐出されるインク滴の大きさが同じ（同一サイズの）場合を示しているが、各印刷ヘッドＫ１、Ｋ２、Ｋ３、Ｋ４のノズル内のインクに作用する負圧を変更させて（互いに異ならせて）各ノズルに形成されるメニスカスＭ（図７参照）の位置を変更させておく（メニスカスＭの位置を互いに異ならせておく）ことにより、各印刷ヘッドＫ１、Ｋ２、Ｋ３、Ｋ４から吐出されるインク滴の大きさを各印刷ヘッドＫ１、Ｋ２、Ｋ３、Ｋ４ごとに変えることができ、画像の階調を適宜に表現できる。
【００６１】
上記のようにラスタ法で画像を形成する場合、各印刷ヘッドＫ１、Ｋ２、Ｋ３、Ｋ４のノズルに形成されるメニスカスＭの位置を変更して各印刷ヘッドＫ１、Ｋ２、Ｋ３、Ｋ４から吐出されるインク滴の大きさを変えることで適切に階調を表現できる。この例について図１１を参照して説明する。
【００６２】
図１１は、比較例のインク吐出方法と本発明のインク吐出方法を比較して示す模式図であり、（ａ）は、１００％デューティの画像を形成するときの比較例（ａ−１）と本発明（ａ−２）のインク滴のサイズを示し、（ｂ）は、７５％デューティの画像を形成するときの比較例（ｂ−１）と本発明（ｂ−２）のインク滴のサイズを示し、（ｃ）は、６０％デューティの画像を形成するときの比較例（ｃ−１）と本発明（ｃ−２）のインク滴のサイズを示す。
【００６３】
図１１では、１００％デューティ、７５％デューティ、６０％デューティのベタ印刷をする場合の例を挙げる。１００％デューティの画像（ここでは、真っ黒の画像）を形成する場合、比較例では、（ａ−１）に示すように各印刷ヘッドＫ１〜Ｋ４の全てのノズルから（インク吐出口から）最大サイズのインク滴Ｉｂを吐出する。同様に、本発明でも（ａ―２）に示すように各印刷ヘッドＫ１〜Ｋ４の全てのノズルから最大サイズのインク滴Ｉｂを吐出する。
【００６４】
７５％デューティの画像（１００％デューティの画像よりも薄い黒の画像）を形成する場合、比較例では（ｂ―１）に示すように印刷ヘッドＫ１、Ｋ３それぞれの複数のノズルのうち一つおきのノズルからは最大サイズのインク滴Ｉｂを吐出し、印刷ヘッドＫ２、Ｋ４の全てのノズルからは最大サイズのインク滴Ｉｂを吐出する。一方、本発明では（ｂ―２）に示すように印刷ヘッドＫ１、Ｋ３の全てのノズルからは最大サイズの半分のサイズ（大きさ）のインク滴Ｉｓを吐出し、印刷ヘッドＫ２、Ｋ４の全てのノズルからは最大サイズのインク滴Ｉｂを吐出する。（ｂ―２）に示すように最大サイズとその半分のサイズのインク滴Ｉｂ，Ｉｓを組み合わせることにより階調を明確に表現できる。
【００６５】
６０％デューティの画像（７５％デューティの画像よりも薄い黒の画像）を形成する場合、比較例のように最大サイズのインク滴Ｉｂしか吐出しないときは、６０％デューティの画像を形成できない。一方、本発明では（ｃ―２）に示すように印刷ヘッドＫ１、Ｋ３それぞれの複数のノズルのうち一つおきのノズルから最大サイズの半分のサイズ（大きさ）のインク滴Ｉｓを吐出し、印刷ヘッドＫ２、Ｋ４の全てのノズルからは最大サイズのインク滴Ｉｂを吐出する。（ｃ―２）に示すように最大サイズとその半分のサイズのインク滴Ｉｂ，Ｉｓを組み合わせることにより、従来は表現できなかった階調を明確に表現できる。
【００６６】
以上の例では、１００％デューティ、７５％デューティ、６０％デューティのベタ印刷を例に挙げたが、その他にも、圧力調整ポンプ８２（図３等参照）の回転数（即ち、印刷ヘッド内のインクに作用する負圧）、画像の濃淡、インク滴のサイズの関係を予めテスト印刷などで確認しておくことにより、様々なデューティの画像を明確に表現できる。
【００６７】
図１２を参照して、ラスタ法で画像形成する手順の一例を説明する。
【００６８】
図１２は、ラスタ法で画像形成する手順の一例を示すフロー図である。
【００６９】
この手順は、図２に示したプログラムＲＯＭ１０４に格納されたプログラム等に従ってＣＰＵ１００が実行する。先ず、ホストＰＣ１２（図１参照）から印刷データ（画像データ）が送信されたか否かを判定し（Ｓ１２０１）、印刷データが送られてきたときは、この印刷データの印刷デューティを確認する（調べる）（Ｓ１２０２）。続いて、メニスカスＭ（図７参照）の位置を一定にするために、図８に示すメニスカス位置―ポンプ回転数のプロファイルを参照して（Ｓ１２０３）、圧力調整ポンプ８２（図３等参照）の回転数を決定する（Ｓ１２０４）。次に、インク滴のサイズを変えて階調表現をする指示の有無を判定する（Ｓ１２０５）。
【００７０】
この指示があると判定されたときは、各印刷ヘッドＫ１〜Ｋ４のうちのいずれの印刷ヘッドから吐出されるインク滴のサイズを最大サイズ（図１１参照）又は小サイズ（最大サイズの半分のサイズであり、図１１参照）にするかを、Ｓ１２０２で確認した印刷デューティに基づいてプログラムＲＯＭ１０４に格納された印刷デューティとドット径の組み合わせのプロファイルを参照し、決定する（Ｓ１２００）。ここでは、インク滴のサイズを２種類（大とその半分）としたが、３種類以上にしてもよい。最大サイズのインク滴を吐出するように決定された印刷ヘッドについて（Ｓ１２０６）、図９に示すインク滴の大きさ―ポンプ回転数のプロファイルを参照して（Ｓ１２０７）、圧力調整ポンプ８２（図３等参照）の回転数を決定する（Ｓ１２０８）。同様に、小サイズのインク滴を吐出するように決定された印刷ヘッドについて（Ｓ１２０６）、図９に示すインク滴の大きさ―ポンプ回転数のプロファイルを参照して（Ｓ１２０９）、圧力調整ポンプ８２（図３等参照）の回転数を決定する（Ｓ１２１０）。このようにして決定された回転数に従って、各印刷ヘッドＫ１〜Ｋ４に接続された各サブタンク８０内の圧力調整ポンプ８２を駆動し（Ｓ１２１１）、印刷を開始する（Ｓ１２１２）。続いて、印刷データの全ての印刷が終了したか否かが判定され（Ｓ１２１３）、印刷が終了したと判定されたときは、各印刷ヘッドＫ１〜Ｋ４等を印刷待機モードに移行させて（Ｓ１２１４）このフローを終了する。印刷が終了していないと判定されたときは、Ｓ１２０２に戻る。なお、Ｓ１２０５において階調表現をする指示が無いと判定されたときは、Ｓ１２１２に進んで、従来の印刷方法で印刷を開始する。
【００７１】
上記した実施例では、印刷ヘッドを印刷装置内の定位置に固定しておき、印刷媒体を移動させて画像を形成するいわゆるラインプリンタ型の印刷装置に適用した場合を例に挙げたが、本発明は、印刷ヘッドを記録媒体搬送方向に直交する方向（主走査方向）に移動させながら記録動作を行う、いわゆるシリアルプリンタ型の印刷装置にも適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００７２】
【図１】本発明が採用されたプリンタの一例を模式的に示す正面図である。
【図２】図１のプリンタの電気的な系統を示すブロック図である。
【図３】インクジェット方式画像形成装置に組み込まれたインク供給装置を示す模式図である。
【図４】サブタンクと印刷ヘッドを詳細に示す拡大図である。
【図５】圧力調整ポンプの羽根を示す上面図である。
【図６】図５に示す羽根の回転数と印刷ヘッド内のインクに作用する圧力との関係を示すグラフである。
【図７】印刷ヘッドのノズルの概略構成を模式的に示す断面図であり、（ａ）は、大きいインク滴を吐出するときのメニスカスの位置を示し、（ｂ）は、（ａ）のときよりも小さいインク滴を吐出するときのメニスカスの位置を示し、（ｃ）は、（ｂ）のときよりも小さいインク滴を吐出するときのメニスカスの位置を示す。
【図８】圧力調整ポンプの回転数とメニスカスの位置との関係を示すグラフである。
【図９】圧力調整ポンプの回転数とインク滴の大きさ（サイズ）との関係を示すグラフである。
【図１０】（ａ）は、記録媒体の搬送方向に並んだ４つの印刷ヘッドを模式的に示す正面図であり、（ｂ）は、画像データを複数（ここでは８つ）のラスタに分割して画像形成する画像形成方法（ラスタ法）を示す模式図である。
【図１１】比較例のインク吐出方法と本発明のインク吐出方法を比較して示す模式図であり、（ａ）は、１００％デューティの画像を形成するときの比較例（ａ−１）と本発明（ａ−２）のインク滴のサイズを示し、（ｂ）は、７５％デューティの画像を形成するときの比較例（ｂ−１）と本発明（ｂ−２）のインク滴のサイズを示し、（ｃ）は、６０％デューティの画像を形成するときの比較例（ｃ−１）と本発明（ｃ−２）のインク滴のサイズを示す。
【図１２】ラスタ法で画像形成する手順の一例を示すフロー図である。
【符号の説明】
【００７３】
１０ プリンタ
２２Ｋ、２２Ｃ、２２Ｍ、２２Ｙ、Ｋ１、Ｋ２、Ｋ３、Ｋ４ 印刷ヘッド
２２Ｋｎ ノズル
２２Ｋｄ インク吐出口
Ｍ メニスカス
【特許請求の範囲】
【請求項１】
インクのメニスカスが形成されたノズルのインク吐出口から記録媒体にインクを吐出して画像を形成するインクジェット方式画像形成装置における、記録媒体に形成される画像の情報を担持する画像データに基づいて前記インク吐出口からインク滴を吐出するインク吐出方法において、
前記インク吐出口から吐出されるインク滴の大きさを前記画像データに基づいて変更することを特徴とするインク吐出方法。
【請求項２】
前記インク吐出口から吐出されるインク滴の大きさを変更するに当たり、前記ノズル内のインクに作用する圧力を変更することにより前記インク滴の大きさを変更することを特徴とする請求項１に記載のインク吐出方法。
【請求項３】
濃度の高い画像を形成する際には、濃度の低い画像を形成するときよりも、前記インク吐出口から吐出されるインク滴を大きくすることを特徴とする請求項１又は２に記載のインク吐出方法。
【請求項４】
濃度の低い画像を形成する際には、濃度の高い画像を形成するときよりも、前記インク吐出口から吐出されるインク滴を小さくすることを特徴とする請求項１，２，又は３に記載のインク吐出方法。
【請求項５】
前記インクジェット方式画像形成装置は、それぞれに多数の前記ノズルが形成された複数の印刷ヘッドを備えたものであり、
前記インク滴の大きさを、前記複数の印刷ヘッド毎に変更することを特徴とする請求項１から４までのうちのいずれか一項に記載のインク吐出方法。
【請求項６】
インクのメニスカスが形成されたノズルのインク吐出口から記録媒体にインクを吐出して画像を形成するインクジェット方式画像形成装置における、記録媒体に形成される画像の情報を担持する画像データに基づいて前記インク吐出口からインク滴を吐出するインク吐出方法において、
前記ノズル内における前記メニスカスの位置を前記画像データに基づいて変更することを特徴とするインク吐出方法。
【請求項７】
インクのメニスカスが形成されたノズルのインク吐出口から記録媒体にインクを吐出して画像を形成するインクジェット方式画像形成装置における、記録媒体に形成される画像の情報を担持する画像データに基づいて前記インク吐出口からインク滴を吐出するインク吐出方法において、
前記画像データに基づいてメニスカスの位置を変更することにより前記インク吐出口から吐出されるインク滴の大きさを変更することを特徴とするインク吐出方法。
【請求項８】
前記メニスカスの位置を変更するに当たり、前記ノズル内のインクに作用する圧力を変更することにより前記メニスカスの位置を変更することを特徴とする請求項６又は７に記載のインク吐出方法。
【請求項９】
濃度の高い画像を形成する際には、濃度の低い画像を形成するときよりも、前記メニスカスの位置を前記インク吐出口に近付けることを特徴とする請求項６，７，又は８に記載のインク吐出方法。
【請求項１０】
濃度の低い画像を形成する際には、濃度の高い画像を形成するときよりも、前記メニスカスの位置を前記インク吐出口から遠ざけることを特徴とする請求項６から９までのうちのいずれか一項に記載のインク吐出方法。
【請求項１１】
前記インクジェット方式画像形成装置は、それぞれに多数の前記ノズルが形成された複数の印刷ヘッドを備えたものであり、
前記メニスカスの位置を、前記複数の印刷ヘッド毎に変更することを特徴とする請求項６から１０までのうちのいずれか一項に記載のインク吐出方法。
【請求項１２】
請求項１から１１までのうちのいずれか一項に記載のインク吐出方法によって記録媒体にインクを吐出して画像を形成することを特徴とする画像形成方法。
【請求項１３】
請求項１２に記載の画像形成方法によって記録媒体に画像を形成することを特徴とするインクジェット方式画像形成装置。
【請求項１】
インクのメニスカスが形成されたノズルのインク吐出口から記録媒体にインクを吐出して画像を形成するインクジェット方式画像形成装置における、記録媒体に形成される画像の情報を担持する画像データに基づいて前記インク吐出口からインク滴を吐出するインク吐出方法において、
前記インク吐出口から吐出されるインク滴の大きさを前記画像データに基づいて変更することを特徴とするインク吐出方法。
【請求項２】
前記インク吐出口から吐出されるインク滴の大きさを変更するに当たり、前記ノズル内のインクに作用する圧力を変更することにより前記インク滴の大きさを変更することを特徴とする請求項１に記載のインク吐出方法。
【請求項３】
濃度の高い画像を形成する際には、濃度の低い画像を形成するときよりも、前記インク吐出口から吐出されるインク滴を大きくすることを特徴とする請求項１又は２に記載のインク吐出方法。
【請求項４】
濃度の低い画像を形成する際には、濃度の高い画像を形成するときよりも、前記インク吐出口から吐出されるインク滴を小さくすることを特徴とする請求項１，２，又は３に記載のインク吐出方法。
【請求項５】
前記インクジェット方式画像形成装置は、それぞれに多数の前記ノズルが形成された複数の印刷ヘッドを備えたものであり、
前記インク滴の大きさを、前記複数の印刷ヘッド毎に変更することを特徴とする請求項１から４までのうちのいずれか一項に記載のインク吐出方法。
【請求項６】
インクのメニスカスが形成されたノズルのインク吐出口から記録媒体にインクを吐出して画像を形成するインクジェット方式画像形成装置における、記録媒体に形成される画像の情報を担持する画像データに基づいて前記インク吐出口からインク滴を吐出するインク吐出方法において、
前記ノズル内における前記メニスカスの位置を前記画像データに基づいて変更することを特徴とするインク吐出方法。
【請求項７】
インクのメニスカスが形成されたノズルのインク吐出口から記録媒体にインクを吐出して画像を形成するインクジェット方式画像形成装置における、記録媒体に形成される画像の情報を担持する画像データに基づいて前記インク吐出口からインク滴を吐出するインク吐出方法において、
前記画像データに基づいてメニスカスの位置を変更することにより前記インク吐出口から吐出されるインク滴の大きさを変更することを特徴とするインク吐出方法。
【請求項８】
前記メニスカスの位置を変更するに当たり、前記ノズル内のインクに作用する圧力を変更することにより前記メニスカスの位置を変更することを特徴とする請求項６又は７に記載のインク吐出方法。
【請求項９】
濃度の高い画像を形成する際には、濃度の低い画像を形成するときよりも、前記メニスカスの位置を前記インク吐出口に近付けることを特徴とする請求項６，７，又は８に記載のインク吐出方法。
【請求項１０】
濃度の低い画像を形成する際には、濃度の高い画像を形成するときよりも、前記メニスカスの位置を前記インク吐出口から遠ざけることを特徴とする請求項６から９までのうちのいずれか一項に記載のインク吐出方法。
【請求項１１】
前記インクジェット方式画像形成装置は、それぞれに多数の前記ノズルが形成された複数の印刷ヘッドを備えたものであり、
前記メニスカスの位置を、前記複数の印刷ヘッド毎に変更することを特徴とする請求項６から１０までのうちのいずれか一項に記載のインク吐出方法。
【請求項１２】
請求項１から１１までのうちのいずれか一項に記載のインク吐出方法によって記録媒体にインクを吐出して画像を形成することを特徴とする画像形成方法。
【請求項１３】
請求項１２に記載の画像形成方法によって記録媒体に画像を形成することを特徴とするインクジェット方式画像形成装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２００７−２１７２９（Ｐ２００７−２１７２９Ａ）
【公開日】平成１９年２月１日（２００７．２．１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−２０２５０５（Ｐ２００５−２０２５０５）
【出願日】平成１７年７月１２日（２００５．７．１２）
【出願人】（０００２０８７４３）キヤノンファインテック株式会社 (1,218)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年２月１日（２００７．２．１）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年７月１２日（２００５．７．１２）
【出願人】（０００２０８７４３）キヤノンファインテック株式会社 (1,218)
【Ｆターム（参考）】
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