JP2005199692A - インクジェットヘッドおよび該ヘッドを用いるインクジェット記録装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 同一ヘッドチップ上で２色以上の異なるインクを吐出可能なヘッドチップを千鳥配列につないだつなぎヘッド形態のインクジェットヘッドを用いて１パス記録を行う際の、つなぎすじの発生や、端よれによる白すじや各色のつなぎ部でのインク滴の着弾順序の違いによる色むらの発生を防止する。
【解決手段】 少なくとも２列の吐出口配列間で記録動作に使用される吐出口の使用範囲が異なって千鳥状配置される２つの隣接ヘッドチップの関係において、使用範囲の端部の、同色調のインクに対応した少なくとも１つの吐出口同士は被記録材の相対移動方向線上で重なり、異色調の吐出口に対しては重ならない条件をもって、複数のヘッドチップを配置する。
【選択図】 図８

Description

本発明は、インクジェットヘッドおよび該ヘッドを用いたインクジェット記録装置に関し、特に、被記録材の搬送方向と直交する方向に複数のヘッドチップを配列して吐出口列を構成したインクジェットヘッドおよび該ヘッドを用いたインクジェット記録装置に関する。

プリンタや複写機等に用いられる記録装置、あるいはコンピュータやワードプロセッサ等を含む複合電子機器やワークステーションなどの出力機器として用いられる記録装置は、記録情報に基づいて用紙やプラスチック薄板等の被記録材に画像（文字や記号等を含む）を記録していくように構成されている。

かかる記録装置に用いられる記録ヘッドとして、所謂フルマルチタイプのインクジェットヘッドがある。フルマルチタイプの記録ヘッドでは、ノズル（特にことわらない限り、インクの吐出口、これに連通する液路、および液路に配されて吐出に利用されるエネルギを発生する素子を総称して言うこともある）を記録領域の全幅など広範囲にわたって欠陥なく設ける加工を行なうのが困難であった。例えば、オフィス等で出力される資料など大判用紙への写真調出力を行うプリンタでは、Ａ３判の紙に対し記録幅を約２８０ｍｍとして１２００ｄｐｉでの記録を行う場合を考慮すると、その幅の範囲に約１４０００個もの吐出口が必要となる。このような多数の吐出口に対応してノズルを一つの欠陥もなく加工することは、その製造プロセスが極めて難しいものとなり、あえて製造したとしても良品率が低く、かつ製造コストは莫大なものとなってしまう。

そこで、フルマルチタイプのインクジェットヘッドとして、シリアルタイプの記録装置で用いられている比較的廉価な短尺のチップを高精度に複数個配列することにより、所望の長さを満たすよう長尺化したもの（つなぎヘッドと称される）が考案されている。

図１７はかかるインクジェットヘッドの構成例を示す模式図であり、インクジェットヘッドＩＨには、１番から順に番号が付けられたヘッドチップＨＣが、千鳥状に２列、図のＹ方向（被記録材搬送方向と直交乃至交差する方向）に延在して配列されている。また、隣接する番号のヘッドチップＨＣは、端部に位置する所定個数の吐出口が重なり合う、つなぎ部を有するように配置されている。このような構成のつなぎヘッドＩＨを用いてカラー記録を実現するには、同一のチップ内に、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）およびブラック（Ｂｋ）の４色に対応した吐出口列ＮＡＣ、ＮＡＭ、ＮＡＹおよびＮＡＢｋを図のＸ方向である被記録材搬送方向に併設するヘッドチップＨＣを、被記録材搬送方向と直交乃至交差する方向に沿って千鳥配列することで可能となる。

この構成のインクジェットヘッドにおいては、いずれも各ヘッドチップのつなぎ部に、全てのインク色の吐出口が被記録材搬送方向の線上の同一の場所に２つ重なって存在する。このため、被記録材に吐出を行い画像形成した場合、つなぎ部で全てのインク色について重なりが被記録材搬送方向の線上で一致し、形成された画像上には被記録材Ｐの搬送方向に延在する、色の濃い「つなぎすじ」が目立ち易くなる。

そこで、図１８に示すように、つなぎ部において、各色インクの吐出口列が同一ヘッドチップ上でＹ方向にずれて配置され、かつ、ヘッドチップ間において同色インクの吐出口が被記録材搬送方向の線上に位置しないように配置されたインクジェットヘッドとする構成が考えられた（特許文献１参照）。

しかしながら、図１８に示す構成においては、ヘッドチップ間において被記録材搬送方向の線上に同色インクの吐出口の重なりが無いため、この部分での「つなぎすじ」（「白すじ」）が問題となる場合がある。一例をあげると、特許文献２に記載されているような、所謂「端よれ」の問題である。この「端よれ」とは、微細な吐出口を配列した状態で記録デューティの高い画像を高速で記録した場合に、端部側に位置する吐出口からのインク吐出方向が吐出口の配列の内側に向かってよれ（図１８では、ヘッドチップＨＣ（ｎ−１）の端部ではＹＲ方向へよれ、ヘッドチップＨＣ（ｎ）の端部ではＹＬ方向へよれることを意味する（ｎは整数）。）、吐出インクの着弾位置が吐出口と正対したものとならなくなる現象である。つなぎヘッドを構成した場合には、ヘッドチップ間のつなぎ部に相当する記録部分に被記録材搬送方向に沿って白すじが発生するのである。

この問題の対策としては特許文献３に記載されている次のような方法が挙げられる。
図１９に示すように、ヘッドチップＨＣ（ｎ−１）とヘッドチップＨＣ（ｎ）間のつなぎ部において、被記録材搬送方向の線上にあるインク吐出口が他の同色のインク吐出口と少なくとも１つ以上重なるようにヘッドチップを配置し、重なった吐出口のいずれかを選択して被記録材Ｐの搬送方向のライン（同一ラスタ）の記録を受け持つよう、データの間引きを行なうようにする。これにより、図１９の構成において、ヘッドチップの端部のつなぎ部にある吐出口毎の記録デューティを半減することもでき、結果として端よれを緩和することができる。

特開２０００−２８９２３３号公報 特開２００２−６７３２０号公報 特開平５−５７９６５号公報

しかしながら、同色の吐出口をヘッドチップ間で一部重ねてなる図１９の構成を実際に使用した場合、次のような問題が新たに発生することを本発明者らは見出した。そしてこれは、図１９に示す構成のヘッドを使用して特に１パス記録（記録媒体上の同一の被記録領域に対するインクジェットヘッドの１回の相対走査による記録）を行う場合に発生することを見出した。

図２０に示すように、被記録材ＰがインクジェットヘッドないしヘッドチップＨＣのシアン用吐出口列ＮＡＣ側からブラック用吐出口列ＮＡＢｋ側（Ｘ方向）に搬送されるものとする。このとき、１パス記録であることから同色インクの吐出口が被記録材搬送方向（Ｘ方向）の線上で重なっていない非つなぎ部では必ずシアン、マゼンタ、イエローおよびブラックの順でインクが被記録材Ｐ上に着弾する。一方、つなぎ部では、同色インクの吐出口が被記録材搬送方向の線上で重なっていることから、データ間引きの態様にもよるが、例えばシアンのインクドットが形成された上に他色のインクドットが付着したり、これとは逆に他色のインクドットが形成されてからその上にシアンのインクドットが付着したりすることが生じる。

インクジェット記録では、２色のインクを同一位置に着弾させたとしても、それらインクの打ち込み順序によって人間の視覚特性に対し異なる２色を表現してしまうことが知られている。従って、着弾順序が異なることによってつなぎ部と非つなぎ部とで色味の差が生じ、これがつなぎ部において「色むら」となって顕れてしまうのである。

本発明の目的は、つなぎヘッドを構成するヘッドチップ間での各色用吐出口が被記録材搬送方向の線上で重なってしまうことによる「つなぎすじ」を無くす構成にあって、端よれによる「白すじ」の発生がなく、かつ各色インクの上記着弾順序の違いに起因したつなぎ部の「色むら」の発生もないインクジェットヘッドおよびインクジェット記録装置を提供することにある。

そのために、本発明は、少なくとも２色調のインクに対応した少なくとも２列の吐出口配列を有したヘッドチップを、前記吐出口配列の方向に沿って千鳥状に複数配置したインクジェットヘッドであって、
前記ヘッドチップにおいて、前記少なくとも２列の吐出口配列間で記録動作に使用される吐出口の使用範囲が異なり、かつ、前記千鳥状配置される２つの隣接ヘッドチップの関係において、前記使用範囲の端部の、同色調のインクに対応した少なくとも１つの吐出口同士はオーバラップし、異色調の吐出口に対してはオーバラップしない条件をもって、前記複数のヘッドチップが配置されてなることを特徴とする。

また、本発明は、かかるインクジェットヘッドを用いて記録を行うインクジェット記録装置であって、被記録材を前記インクジェットヘッドと相対的移動するように搬送する機構を具えたインクジェット記録装置に存する。

なお、本明細書において、「記録」とは、文字、図形等有意の情報を形成する場合のみならず、有意無意を問わず、また人間が視覚で知覚し得るように顕在化したものであるか否かを問わず、広く被記録材上に画像、模様、パターン等を形成する、または媒体の加工を行う場合も言うものとする。

また、「被記録材」とは、一般的なインクジェット記録装置で用いられている紙のみならず、広く布、プラスチックフィルム、金属板等、ヘッドによって吐出されるインクを受容可能なものも言うものとする。

さらに「インク」とは、上記「記録」の定義と同様広く解釈されるべきもので、被記録材上に付与されることによって画像、模様、パターン等の形成、または被記録材の加工に供されうる液体を言うものとする。

本発明によれば、同一ヘッドチップ上で２色以上の異なるインクを吐出可能なヘッドチップを千鳥配列につないだつなぎヘッドを用いて１パス記録を行う場合、各色のつなぎ部が重なることによるつなぎすじの発生を防止し、かつ端よれによる白すじや各色のつなぎ部におけるインク滴の着弾順序の違いによる色むらの発生のない、品位の高い記録を行うことができる。

以下、図面を参照して本発明を詳細に説明する。

（第１の実施形態）
図１は、本発明の実施形態に適用するインクジェット記録装置の概略構成を示す模式的斜視図である。

本実施形態のインクジェット記録装置１は、被記録材Ｐの搬送方向Ｘと直交乃至交差する方向Ｙに延在する長尺なインクジェットヘッド２Ａおよび２Ｂを、Ｘ方向に並設してなるフルラインタイプのカラーインクジェット記録装置である。インクジェットヘッド２Ａは、それぞれ被記録材Ｐの搬送方向と直交する方向の所定範囲にわたって配列されたシアンインクの吐出口の列とマゼンタインクの吐出口の列とを有してなるヘッドチップを、被記録材ＰのＹ方向幅の全域の記録が可能となるように、被記録材Ｐの搬送方向と直交する方向に千鳥状に配置している。これにより、被記録材ＰのＹ方向の幅に対応した記録動作が可能なつなぎヘッドの構成を成している。インクジェットヘッド２Ｂについても、イエローインクおよびブラックインクに関して、インクジェットヘッド２Ａと同様の構成を採る。

インクジェットヘッド２Ａには、シアンインクおよびマゼンタインクをそれぞれ貯留したインクタンク３Ｃおよび３Ｍから、またインクジェットヘッド２Ｂには、イエローインクおよびブラックインクをそれぞれ貯留したインクタンク３Ｙおよび３Ｂｋから、接続配管４を介してインク供給を受ける。そして各インクジェットヘッドにおいてインク供給路が各ヘッドチップに分配されるようになっている。

なお、以下の説明において、インクジェットヘッド２Ａおよび２Ｂは、特に区別の必要がない場合には、これらをまとめてインクジェットヘッド２と記述される。また、４つのインクタンク３Ｙ、３Ｍ、３Ｃおよび３Ｂｋについても、特に区別の必要がない場合には、これらをまとめてインクタンク３と記述される。

インクジェットヘッド２Ａおよび２Ｂは、制御装置９によって作動が制御されるヘッド移動手段１０により、図の上下方向に昇降（被記録材に対して接近乃至離間する方向に移動）し得るようになっている。また、インクジェットヘッド２Ａおよび２Ｂの側方には、被記録材Ｐに対する記録動作に先立ち、各吐出口に連通するインク流路内に介在する増粘したインクなどを、吐出口から排出してインクジェットヘッドの回復処理を行うためのヘッドキャップ７が配置されている。被記録材Ｐを搬送する搬送用ベルト５は、ベルト駆動モータ１１に連結された駆動ローラに架け渡され、制御装置９に接続されるモータドライバ１２ａによってその作動が切り替えられる。また、搬送用ベルト５の上流側には、付加的な構成として、搬送用ベルト５を帯電することにより、被記録材Ｐを搬送用ベルト５に密着させるための帯電器１３を設けることができ、この帯電器１３は制御装置９に接続される帯電器ドライバ１２ｂによって、その通電のオン／オフが切り換えられる。搬送用ベルト５の上に被記録材Ｐを供給するための一対の給送ローラ１４，１４には、これら一対の給送ローラ１４，１４を駆動回転させるための給送用モータ１５が連結され、この給送用モータ１５は、制御装置９に接続されるモータドライバ１６によって作動が切り換えられる。従って、被記録材Ｐに対する記録動作を行う場合には、帯電器１３を作動させると同時に搬送用ベルト５を駆動し、さらに給紙ローラ１４，１４によって被記録材Ｐを搬送用ベルト上に載置し、各インクジェットヘッド２によってカラー画像が被記録材Ｐに記録される。なお、２ａはオン／オフ信号によって次に述べるヒータの駆動を制御するためのヘッドドライバである。

次に、本実施形態で用いるインクジェットヘッドに適用されるヘッドチップの構成および基本的なインク吐出動作について説明する。

図２はヘッドチップの一構成例を示す。
ヘッドチップ５５は、概略、インクを吐出するために利用されるエネルギーとして、インクに膜沸騰を生じさせる熱エネルギーを発生するための複数のヒータ１０２が形成された基板（ヒーターボード）１０４と、このヒーターボード１０４の上に接合される天板１０６とから構成されている。天板１０６には、複数の吐出口１０８が形成されており、吐出口１０８の後方には、この吐出口１０８に連通し、隔壁１１２で隣接する液路１１０と隔絶された、トンネル状の液路１１０を形成する溝が設けられている。各液路１１０は、ヒータ１０２が配置され、吐出口と反対側の端部において１つの液室１１４に共通に接続されている。この液室１１４にはインク供給口１１６を介してインクタンク３から受容して分配されたインクが供給され、さらにこのインクは液室１１４からそれぞれの液路１１０に供給される。ヒーターボード１０４と天板１０６とは、各液路１１０に対応して各ヒータ１０２が適切な位置となるように位置合わせされて組み立てられ、ヘッドチップとなる。そして、図２のように組み立てられた状態で、ヒータ１０２に所定の駆動パルスを供給すると、ヒータ１０２上のインクに膜沸騰が生じて気泡を形成し、この気泡の体積膨張によりインクが吐出口１０８から押し出されることで吐出が行われる。

図２はインクの吐出方向に対して実質的に平行な方向に主平面を有するヒータが採用された構成であり、かかる構成のヘッドチップないしインクジェットヘッドはエッジシュータ型と称されるものである。

図３は、これに対して、インクの吐出方向に対して実質的に垂直な方向に主平面を有するヒータが採用された構成であり、かかる構成のヘッドチップないしインクジェットヘッドはサイドシュータ型と称されるものである。

この構成は、図面に垂直な方向に配列される吐出口２０８に対向する位置にヒータ２０２を配置したものである。ヒータ２０２およびこれに電力を供給するための電極配線電極配線をシリコン等からなる基板の表面に形成することによってヒータボード２０４が形成される。このヒータボード２０４には、吐出口２０８およびこれに連通するインクの流路２０３が設けられた吐出口形成部材２０６が接合されている。そして、流路２０３に対してインクを供給するために、ヒータボード２０４にインク供給路２１４が形成されている。

ヒーターボード２０４と吐出口形成部材２０６とを適切に位置合わせして組み立てることにより、ヘッドチップを得ることができる。そして、図３のように組み立てられた状態でヒータ２０２に所定の駆動パルスを供給すると、ヒータ２０２上のインクに膜沸騰が生じて気泡を形成し、この気泡の体積膨張によりインクが吐出口２０８から押し出されることで吐出が行われる。

ヒータに供給される駆動パルス（ヒートパルス）としては、図４（ａ）または（ｂ）に示す波形とすることができる。図４（ａ）は期間（パルス幅）Ｔにわたって電圧Ｖをもつ単純なシングルパルスの波形である。一方、図４（ｂ）はダブルパルスのパルス波形であり、Ｔ１は複数（２つ）に分割されたパルスの第１番目のパルス（プレパルス）のパルス幅、Ｔ２はインターバルタイム（休止期間）、Ｔ３は第２番目のパルス（メインパルス）のパルス幅である。この図４（ｂ）の波形において、分割パルスやインターバルタイムを適切に変調することにより、吐出量変調を行うことが可能である。これらの波形は、所望に応じて適宜選択可能である。

図５は、本実施形態に係るインクジェット記録装置の制御系の主要部の構成例を示す。図において、８０１はシステム全体の制御を司るＣＰＵであり、図１の制御装置に対応する。８０２はＣＰＵ８０１が実行するシステム制御用のプログラムその他の固定データが書き込まれたＲＯＭである。８０３は被記録材（紙やＯＨＰフィルムなど）を搬送する搬送部であり、ベルト駆動モータ１１およびモータドライバ１２ａや、給送用モータ１５およびモータドライバ１６などが含まれる。８０４はヘッドの回復を行う吐出回復部であり、ヘッドキャップ７およびキャップ移動手段８を含む。８０５はヘッド移動部であり、インクジェットヘッドを搭載して所要の移動を行わせるためのキャリアおよびヘッド移動手段を含む。

８０７はインクジェットヘッド２のヒータの駆動制御を行う駆動回路であり、ヘッドドライバ２ａに対応する。８０８は記録する画像を吐出データに変換する２値化回路であり、ハーフトーニング処理などを行う。８０９は、記録する画像（例えば、コンピュータなどの不図示のホスト装置から受容したもの。）がカラー画像である場合に、インクジェットヘッド２のインク色に合わせて色分解する画像処理部である。

８１０は、次に述べるように構成されたヘッドチップ乃至インクジェットヘッドに合わせて、吐出動作を行なうために実際に使用するノズル（実使用ノズル）を選択する回路である。つまり、この実使用ノズル選択回路８１０は、ノズル（インク吐出口）が物理的に存在していても、それらのうちから実使用するノズルを適切に決定し、その実使用ノズルに対して所要の記録データが駆動回路８０７に転送されるようにする機能を果たすものである。すなわち本実施形態は、電気的な信号により実使用ノズルを選択する例である。

図６は本実施形態のインクジェットヘッド２Ａおよび２Ｂの構成例であり、それらヘッドの吐出口配設面を見た状態を模式的に示している。この例は、それぞれ被記録材Ｐの搬送方向と直交する方向の所定範囲にわたって配列されたシアンインクの吐出口の列とマゼンタインクの吐出口の列とを有してなるヘッドチップを、千鳥状に配列したつなぎヘッド形態のインクジェットヘッド２Ａと、イエローインクおよびブラックインクに関してインクジェットヘッド２Ａと同様の構成を採るインクジェットヘッド２Ｂとを並べて、４色を用いたカラー画像の記録が可能な構成である。また、黒丸の吐出口は実使用される吐出口であり、白丸の吐出口は実際の記録には使用されない吐出口である。それぞれのヘッドチップ間のつなぎ部では、端部のＹ方向の吐出口の並びで２つ以上の吐出口が被記録材搬送方向（Ｘ方向）の線上で重なっているが、インクジェットヘッド２Ａのつなぎ部とインクジェットヘッド２Ｂのつなぎ部とは、Ｘ方向には重なってはおらず、全色のつなぎ部の吐出口の重なり部分が一致することによる被記録材Ｐの搬送方向のつなぎすじは生じない構成である。

すなわち、本実施形態は、各ヘッド内でのヘッドチップのつなぎ部での白すじや色むらを防止すれば所期の目的を達成できるものであり、そのために各ヘッド内において実使用ノズルを適切に選択するものであり、インクジェットヘッド２Ａ側の構成を例にして説明する。

図７はインクジェットヘッド２Ａにおけるヘッドチップおよび吐出口の配列を示す図、図８はそのヘッドチップのつなぎ部の拡大図、図９（ａ）および（ｂ）は実使用ノズルの選択データの内容を示す説明図である。

なお、以下の説明において、Ｘ方向とは被記録材搬送方向を例示しているが、発明の効果を奏することができる構成としては、Ｘ方向として「インクを吐出している記録時において、インクジェットヘッドと被記録材とが相対移動する方向」と定義する。すなわち、いわゆるフルラインタイプの記録方式の装置ではＸ方向は被記録材の搬送方向となり、また、いわゆるシリアルタイプの記録方式の装置ではＸ方向はインクジェットヘッドの走査方向となる。Ｙ方向とは、その際のＸ方向とは交差する方向であるが、実質的には直交する方向である。

まず、図７および図８において、白丸は不使用ノズルを、黒丸は実使用ノズルをそれぞれ表しており、見かけ上Ｙ方向に関して４吐出口分がＸ方向の同一線上で重なっている。しかしながら、ヘッドチップＨＣ（ｎ−１）のシアン用の吐出口配列ＮＡＣについて、ＹＬ方向の端の２つの吐出口は不使用であり、それらの吐出口は、ヘッドチップＨＣ（ｎ）のシアン用の吐出口配列ＮＡＣのＹＲ方向の端から３番目および４番目の吐出口（実使用ノズル）と対応し、被記録材搬送方向であるＸ方向の線上に位置している。また、ヘッドチップＨＣ（ｎ）のマゼンタ用の吐出口配列ＮＡＭについて、ＹＲ方向の端の２つの吐出口は不使用であり、それらの吐出口は、ヘッドチップＨＣ（ｎ−１）のマゼンタ用の吐出口配列ＮＡＭのＹＬ方向の端から３番目および４番目の吐出口（実使用ノズル）と対応し、被記録材搬送方向であるＸ方向の線上に位置している。つまり、同色の実使用ノズルはヘッドチップのつなぎ部で２つの吐出口がＸ方向において重なっているが、他方、隣接する異色の吐出口配列間で実使用ノズルのＸ方向における重なりはない。

また、ヘッドチップＨＣ（ｎ）のシアン用の吐出口配列ＮＡＣについて、図のＹＲ方向の端の２つの吐出口は実使用ノズルであるが、それらに対する吐出データを適切に間引き、ヘッドチップＨＣ（ｎ−１）のシアン用の吐出口配列ＮＡＣのＹＬ方向の端から３番目および４番目の吐出口（実使用ノズル）に振り分けるようにする。同様に、ヘッドチップＨＣ（ｎ−１）のマゼンタ用の吐出口配列ＮＡＭについて、ＹＬ方向の端の２つの吐出口は実使用ノズルであるが、それらに対する吐出データを適切に間引き、ヘッドチップＨＣ（ｎ）のマゼンタ用の吐出口配列ＮＡＭのＹＬ方向の端から３番目および４番目の吐出口（実使用ノズル）に振り分けるようにする。

このような振り分けを行うことにより、各ヘッドチップ端部での記録デューティを低減でき、従って端よれ現象による白すじの発生が防止できる。

また、異色のインクドットを重ね合わせる場合、図のＸ方向に被記録材が搬送される過程で、各ヘッドチップ端部においては、ヘッドチップＨＣ（ｎ）の吐出口配列ＮＡＣのＹＲ方向の端の２つの吐出口またはヘッドチップＨＣ（ｎ−１）の吐出口配列ＮＡＣのＹＬ方向の端から３番目および４番目の吐出口から吐出が行われてから、ヘッドチップＨＣ（ｎ−１）の吐出口配列ＮＡＭのＹＬ方向の端から３番目および４番目の吐出口から吐出が行われる。ヘッドチップＨＣ（ｎ）の吐出口配列ＮＡＭのＹＲ方向の端から３番目および４番目の吐出口から吐出が行われてから、ヘッドチップＨＣ（ｎ）の吐出口配列ＮＡＭのＹＲ方向の端から３番目および４番目の吐出口またはヘッドチップＨＣ（ｎ−１）の吐出口配列ＮＡＭのＹＬ方向の端の２つの吐出口から吐出が行われる。

すなわち、各ヘッドチップの端部においても、インクの着弾順序は必ずシアンおよびマゼンタの順となる。従って、上記データの振り分けを行っても、つなぎ部における色見の変化を抑制することができることになる。

図９（ａ）および（ｂ）を用い、物理的な吐出口ないしノズル配列について、上述のように実使用ノズルおよび不使用ノズルを定める態様について説明する。

図９（ａ）および（ｂ）は、それぞれ、上記シアンおよびマゼンタ用の任意のヘッドチップＨＣ（ｎ）およびつなぎ対象であるヘッドチップＨＣ（ｎ−１）に対する実使用ノズルの選択データの内容を示す説明図であり、ヘッドチップには番号１からｍ（ｍは整数）まで、ｍ個のノズルが物理的に配列されているものとする。

表に示す“１”は実使用、“０”は不使用を意味するデータに相当する。そして、図９（ａ）の設定において、シアン用ノズル配列ＮＡＣについては、番号１〜ｍまでの全てのノズルを実使用ノズルとしている。また、マゼンタ用ノズル配列ＮＡＭについては、番号３〜ｍ−２までを実使用ノズルとし、両端の２ノズルずつ計４ノズルは実際にノズルは存在してインク吐出機能を有しているものの、記録実行時には使用しないものとしている。そして、図９（ｂ）の設定では、シアンおよびマゼンタについて（ａ）とは実使用ノズルが反転した形となる。

これらの選択データは、固定データとして例えばＲＯＭ８０２に設けておくことができる。また、ヘッドの構成に応じてＲＡＭやＥＥＰＲＯＭなどに適宜設定可能なものであってもよい。

図１０は、このような実使用ノズルの選択データを用いて各ノズルのヒータを個別に制御するための回路構成例を示す。この回路は、具体的には、半導体製造プロセスにてヒータボードに作り込まれたものとすることができる。

図１０において、信号線ＶＨはヒータＨＴＲの一方の端子に接続されるインクジェットヘッドの電源ライン、信号線ＨＧＮＤはオン／オフスイッチング用のトランジスタＴＲを介してヒータＨＴＲの他方の端子に接続されるグランドラインである。信号線ＭＨはヒートパルスの信号ラインであり、アンドゲートＡＮＤの一方の入力端に接続される。信号線ＤＡＴＡは各ノズルに対応した記録データ（吐出／非吐出を定めるデータ）をシフトレジスタＳＲにシリアルに転送するためのデータラインである。信号線ＤＬＡＴはノズルに対応してシフトレジスタＳＲに整列した記録データを適宜のタイミングでラッチ回路ＬＡＴにラッチするための制御ラインであり、その出力（ヒータのオン／オフ信号）はアンド回路ＡＮＤの他方の入力端に接続される。

シフトレジスタに全ノズルのデータがそろったところで、ＤＬＡＴ信号が発生してデータがラッチされ、ヒータのオン信号はアンド回路ＡＮＤによりヒートパルスの期間有効となってトランジスタＴＲをオンとすることによりヒータＨＴＲに通電がなされる。これに伴って、インクが加熱発泡し、吐出口からインクが吐出する。

この構成において、記録データは、実使用ノズル選択回路８１０により実使用ノズルを決定するデータが画像処理部８０９に送られることで、対応するノズルに予め割り当てられたものとすることができる。また、図１０の回路構成において、ヒータのオン／オフ信号を実使用ノズルの選択信号線および、当該信号と上記オン／オフ信号との論理積をとるアンド回路などを、図１０の回路側に付加するものでもよい。

なお、以上では、シアンおよびマゼンタインク用のヘッド２Ａの構成について説明したが、イエローおよびブラックインク用のヘッド２Ｂについても同様の構成を採るものである。

（他の実施形態）
本発明は、以上の実施形態に限られることなく、種々の構成を採ることができるものであり、以下ではそのいくつかについて例示する。

例えば、第１の実施形態では、シアンインクおよびマゼンタインク用の吐出口配列が同一チップ上に構成されたインクジェットヘッド２Ａと、イエローおよびブラックインク用の吐出口配列が同一チップ上に構成されたインクジェットヘッド２Ｂとを用いる構成としたが、これら４色用の吐出口配列が同一チップ上に構成されたインクジェットヘッドを用いてもよい。

また、図１１は、第１の実施形態と同様、２本のインクジェットヘッドを用いるが、イエローのみはつなぎ部で吐出口の被記録材搬送方向（Ｘ方向）の線上で重なっていない構成例である。

図１２は、第１の実施形態と同様、２本のインクジェットヘッドを用いるが、ブラックインク用の吐出口配列に対してはつなぎ部で吐出口を被記録材搬送方向（Ｘ方向）の線上で重ねた構成例である。これらは、インクの光学濃度特性を考慮した配置である。つまり例えば、イエローは「光学濃度が低いために、一般的にイエローのすじむら或いは色むらは視覚的に認識しづらい」という現象を利用して、図１１のような構成も可能となったものである。しかしながら、イエローを使った２次色や３次色を考慮した場合には、イエローを含めてつなぎ部では他色の吐出口とのＸ方向線上での重なりが無く、同色の吐出口では少なくとも１つ以上の吐出口をＸ方向線上で重ねる構成が望ましいことは言うまでもない。

さらに、第１の実施形態では、物理的に存在するノズルに対して使用するか否かを選択する構成としたが、不使用ノズルを予め取り去った構成（最初から該当するノズル部分を製造しない構成）とすることも可能である。例えば、図１３に示すように、シアンおよびマゼンタ用の吐出口配列について、不使用ノズルを予め除去した構成とすることができる。これは、チップ上にノズル自体を形成するか否かで実現できる。

また、不使用ノズルを配置していない４色用の吐出口配列を同一チップ上に図１４に示すように配置したヘッドチップを用い、このようなヘッドチップを２つ用意して図１４のようにＹ方向に千鳥状につなぐことで長尺ヘッドを構成することもできる。なお、図１４では、ヘッドチップを２つつないだ部分を示したが、用いるヘッドチップの数は、２つに限られることなく、必要に応じた数のヘッドチップを用いることができる。

第１の実施形態のような、実際には存在するノズル自体を不使用にする構成では、その不使用とする数によっては、不使用ノズル内のインクがインク溶剤の蒸発等により濃度が高くなり、それが隣接する使用ノズルにインクに回り込んでその部分のインク濃度を上昇させてしまうことが考えられる。この点からは、実際に使用しないノズル自体を予め取り除いた構成（初めから製造しない構成）の方が好ましいと言い得る。しかしながら他方、第１の実施形態では、被記録材搬送方向の線上で重ねる吐出口の数を自由に設定することが可能であるという利点を有している。そこで、第１実施形態のインク濃度が上昇するという問題については、記録開始前には不使用ノズルを含めた全ノズルに対し予備吐出などの回復処理を行うことで、濃度が上昇したインクを排出させておく処理を行うことで対応可能である。

すなわち、物理的に存在するノズル群から実使用ノズルのみを選択する構成を採用するか、あるいは不使用ノズルを予め除去した構成を採用するかは、インクジェットヘッドを用いる装置の構成や制御の態様など、望まれる状況に応じた利点を有する形態のヘッドを選択することができる。

また、以上の実施形態においては、ヘッドチップにおける各色のノズル配列は横方向に一列に並んだものを示したが、複数列並んだものとすることもできる。

図１５はヘッドチップ内のシアンおよびマゼンタの各色あたりのノズル列が２列あり、かつノズル自体も千鳥配列とした場合である。すなわち、２列の内の片方のノズル解像度（ノズル間ピッチ）を６００ｄｐｉとし、他方も同様に６００ｄｐｉとして、半ピッチずらして千鳥配列に形成することで１２００ｄｐｉ相当のノズル解像度としたものである。また図１６は、このノズルチップを千鳥状に並べて長尺ヘッドを構成するとともに、イエローおよびブラックインクについても同様の構成の長尺ヘッドとした例である。

この場合においても、端部ノズルを不使用とすることで、上述の各実施形態と同様に本発明の目的にかなったヘッド構成を実現することが可能となる。端部ノズルを不使用とする構成は、上述と同様、電気回路上で選択するものでもよく、あるいは予めノズルを取り去ったものでもよいことは勿論である。

また、以上の諸構成例の変形例として、不使用ノズルとする端部ノズルには吐出口は設けておくものの、吐出機能を持たない所謂ダミーノズル（ノズルは作り込まれているものの、吐出エネルギーを発生することができない構成のノズル）としてもよい。これは、そのノズルに対応するヒータを持たぬよう、或いは電気的な接続が形成されていないようなヒーターボードを形成することで実現可能である。

また、上例では同色ノズルのオーバラップ量を２吐出口分としたが、端よれを有効に防止できる個数であれば１個以上の適切な数とすることができる。

さらに、以上では、インク吐出に利用されるエネルギーとして熱エネルギーを発生する素子（ヒータ）を用いる方式のインクジェットヘッドについて説明したが、その他の方式、例えば圧電素子を使用して機械的エネルギーにより吐出を行う方式によるインクジェットヘッドに対しても本発明を適用できることは言うまでもない。

また、上例ではシアン、マゼンタ、イエローおよびブラックの４色に対応したヘッドチップないしインクジェットヘッドを用いる構成について例示したが、インクの種類ないし色調（色，濃度）はそれに限られることないのも勿論である。すなわち、濃度の低い淡マゼンタや淡シアン、あるいはレッド、グリーンおよびブルーなどの特色インクを用いる構成であってもよい。

さらに加えて、上例では被記録材の幅に対応した範囲にわたって吐出口ないしヘッドチップが配置されるラインプリンタに本発明を適用した場合について述べた。しかし、吐出口の配列方向と異なる方向へのインクジェットヘッドの相対走査と、これに直交する方向への被記録材の相対搬送とを繰り返すことにより記録動作を行うシリアルタイプのインクジェット記録方式にあっても、当該インクジェットヘッドの構成としていくつかのヘッドチップを並べて所望の長尺化を図るものであれば、これに対しても本発明は有効に適用できるものである。具体的には、図６で、Ｘ方向にインクジェットヘッドがキャリッジ等に搭載されて走査され、Ｙ方向に被記録材が所定長毎に繰返し搬送されるようなシリアルタイプのインクジェット記録方式である。

本発明の第１の実施形態に適用するインクジェット記録装置の概略構成を示す模式的斜視図である。 ヘッドチップの主要部の構成例を示す模式的斜視図である。 ヘッドチップの主要部の他の構成例を示す模式的断面図である。 （ａ）および（ｂ）は、インクを吐出するために利用される熱エネルギーを発生するヒータを駆動するパルスの２例を示す波形図である。 本発明の第１の実施形態に適用するインクジェット記録装置の制御系の構成例を示すブロック図である。 本発明の第１の実施形態に適用する２本のインクジェットヘッドの構成例を示す模式図である。 図６に示したインクジェットヘッドの一方の構成を説明するための模式図である。 図７のインクジェットヘッドを構成するヘッドチップのつなぎ部を拡大して示す模式図である。 （ａ）および（ｂ）はヘッドチップ内でのノズルの使用／不使用を定めるためのデータを説明するための模式図である。 インクを吐出するために利用される熱エネルギーを発生するヒータを駆動するための回路の構成例を示す模式的ブロック図である。 本発明の他の実施形態に適用するインクジェットヘッドの構成例を示す模式図である。 本発明のさらに他の実施形態に適用するインクジェットヘッドの構成例を示す模式図である。 本発明の別の実施形態に適用するインクジェットヘッドの構成例を示す模式図である。 本発明のさらに別の実施形態に適用するインクジェットヘッドの主要部の構成例を示す模式図である。 本発明のさらなる実施形態に適用するインクジェットヘッドのヘッドチップの構成例を示す模式図である。 図１５のヘッドチップをつないで構成した、本発明のさらなる実施形態に適用するインクジェットヘッドを示す模式図である。 複数色に対応した短尺のヘッドチップをつないで構成された、従来例の長尺のインクジェットヘッドを説明するための模式図である。 図１７の構成により記録を行った場合に生じるつなぎすじを防止するための構成を説明するための模式図である。 ヘッドチップ間のつなぎ部において同色のインク吐出口が少なくとも１つ以上をオーバラップするようにヘッドチップを配置した場合の問題点を説明するための模式図である。 図１９に関連して説明された問題点を解決する構成を採った場合に生じる新たな問題点を説明するための模式図である。

符号の説明

２Ａ、２Ｂ、ＩＨ インクジェットヘッド
１０４、２０４ ヒーターボード
１０２、２０２ ヒータ
１０６ 天板
１０８、２０８、ＥＨ 吐出口
２０６ 吐出口形成部材
８０１ ＣＰＵ
８０２ ＲＯＭ
８０７ 駆動回路
８０９ 画像処理部
８１０ 実使用ノズル選択回路
ＨＣ ヘッドチップ
ＮＡ、ＮＡＣ、ＮＡＭ、ＮＡＹ、ＮＡＢｋ 吐出口配列

Claims (7)

1. 少なくとも２色調のインクに対応した少なくとも２列の吐出口配列を有したヘッドチップを、前記吐出口配列の方向に沿って千鳥状に複数配置したインクジェットヘッドであって、
   前記ヘッドチップにおいて、前記少なくとも２列の吐出口配列間で記録動作に使用される吐出口の使用範囲が異なり、かつ、前記千鳥状配置される２つの隣接ヘッドチップの関係において、前記使用範囲の端部の、同色調のインクに対応した少なくとも１つの吐出口同士はオーバラップし、異色調の吐出口に対してはオーバラップしない条件をもって、前記複数のヘッドチップが配置されてなることを特徴とするインクジェットヘッド。
2. 前記条件に従わない所定色調のインクに対応した吐出口配列を有する前記ヘッドチップがあることを特徴とする請求項１に記載のインクジェットヘッド。
3. 前記所定色調のインクは光学反射濃度の低いインクであることを特徴とする請求項２に記載のインクジェットヘッド。
4. 前記記録動作に使用される吐出口は、設定に応じて前記吐出口配列から選択されることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のインクジェットヘッド。
5. 前記記録動作に使用される吐出口のみが、予め配列されてなることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のインクジェットヘッド。
6. 請求項１または請求項２に記載のインクジェットヘッドを用いて記録を行うインクジェット記録装置であって、被記録材を前記インクジェットヘッドと相対的移動するように搬送する機構を具えたことを特徴とするインクジェット記録装置。
7. 前記インクジェットヘッドによる前記被記録材への記録動作に使用される吐出口を、前記吐出口配列から選択する手段を具えた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。

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