JP2005279968A - 液滴吐出ヘッド及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】記録媒体上で互いに重なり合うように吐出される液滴の着弾干渉を防止する。
【解決手段】２次元的かつノズルから記録媒体上に打滴した少なくとも一部のドットが主走査方向に重なるよう前記ノズルを配列し、前記記録媒体上で主走査方向に隣接するドットを打滴する第１のノズルと第２のノズル及び第１のノズルと副走査方向に隣接する第３のノズルに対し、前記第１のノズルと第２のノズル間の副走査方向距離が少なくとも前記第１のノズルと第３のノズルの副走査方向距離の２以上の整数倍となるように配置することによって第１のノズルからの吐出液滴と第２のノズルからの吐出液滴との着弾時間差を長くし、互いに重なり合うように吐出される両者の着弾干渉を防ぐとともに前記第１のノズルと第３のノズルの間の主走査方向における距離が少なくとも前記第１のノズルから前記記録媒体に吐出される液滴の最大ドット径以上の距離となるように配置する。
【選択図】 図７

Description

本発明は、液滴吐出ヘッド及び画像形成装置に係り、特に、液滴を吐出するノズルを２次元マトリクス状に配列した液滴吐出ヘッド及び画像形成装置に関する。

従来より、画像形成装置として、多数のノズルを配列させたインクジェットヘッド（インク吐出ヘッド）を有するインクジェット記録装置（インクジェットプリンタ）が知られている。このインクジェット記録装置は、インクジェットヘッドと記録媒体を相対的に移動させながら、ノズルからインクを液滴として吐出して、記録媒体上にドットを形成することにより、画像を形成するものである。

このようなインクジェット記録装置におけるインク吐出方法として、従来から様々な方法が知られている。例えば、圧電素子（圧電アクチュエータ）の変形によって圧力室（インク室）の一部を構成する振動板を変形させて、圧力室の容積を変化させ、圧力室の容積増大時にインク供給路から圧力室内にインクを導入し、圧力室の容積減少時に圧力室内のインクをノズルから液滴として吐出する圧電方式や、インクを加熱して気泡を発生させ、この気泡が成長する際の膨張エネルギーでインクを吐出させるサーマルインクジェット方式などが知られている。

このようにインクジェット記録装置においては、ノズルから吐出されたインクによって形成されるドットを組み合わせることによって１つの画像が表現されている。これらドットのサイズを小さくし、高密度化して、１画像あたりの画素数を多くすることによって高画質が実現されている。

例えば、図１９に、ノズルを２次元マトリクス状に配列したインクジェットヘッドの例をその一部を拡大して示す。図１９に示すインクジェットヘッド９０は、インクジェットヘッド９０に対して相対的に搬送される図示を省略した記録媒体に対してノズル９１（９１ａ、９１ｂ、９１ｃ）からインクを吐出して画像を記録するものである。インクジェットヘッド９０は、記録媒体の搬送方向（副走査方向）と垂直な記録媒体の幅方向（主走査方向）にその長手方向を一致させて配置される。

インクジェットヘッド９０の各ノズル９１にはそれぞれ圧力室９２が対応している。図１９に示すように、ノズル９１は主走査方向及び副走査方向にそれぞれ配置され、２次元マトリクス状に配列されている。このとき、副走査方向のノズル９１の配列方向は、完全に副走査方向（主走査方向と垂直）と一致しているのではなく、副走査方向から斜めに少しずれて配列されている。例えば、ノズル９１ａとノズル９１ｂのように副走査方向に隣接したノズル間の主走査方向の距離Ｐｍは、ノズル９１ａに対し主走査方向に隣接したノズル９１ｃとの距離Ｌ１（略圧力室９２の大きさに等しい）よりもはるかに小さくすることができる。

このようにノズル９１を副走査方向に斜めにずらして配列したことにより、例えばノズル９１ａから記録媒体にインクを吐出してドット９３ａを形成した後、記録媒体を副走査方向に圧力室９２の大きさＬ２分だけ搬送してノズル９１ｂから記録媒体に向けてインクを吐出するとノズル９１ａによって先に形成されたドット９３ａの主走査方向のすぐ横にドット９３ｂとして形成される。このドット間の距離（中心間距離）は上で述べた副走査方向に隣接したノズル（９１ａ及び９１ｂ）間の主走査方向の距離Ｐｍに等しい。このように、ノズル９１をマトリクス状に、しかも斜めにずらして配列することにより、ノズル（同じことであるがそのノズルによって形成されるドット）を高密度化することができる。

例えば、特許文献１には、このようにノズルをｎ行ｍ列の２次元マトリクス状に配列して、各個別電極への接続を低減して高密度化を図るようにしたものが記載されている。

また、ライン型インクジェットヘッドにおいて、複数のインクノズルが１列に配列された各ヘッドチップを同一基板上にライン配列方向に対してある角度をなす傾斜状態で２列千鳥状に配列するようにしたものが知られている（例えば、特許文献２等参照）。
特表平９−５０７８０３号公報 特開２００２−２７３８７８号公報

しかし、ノズルを高密度化するとラインヘッド型の高速インクジェット印刷においては、液滴同士の打滴間隔が非常に短いため、記録媒体上に吐出された液滴が記録媒体に定着する前に互いにくっついて重なり合い、凝集して一つの大きな液滴またはドット形状が崩れて記録媒体に浸透したり、滲みや混色が発生するいわゆる着弾干渉あるいは打滴干渉と呼ばれる現象が起きる場合があり、これにより品質劣化が引き起こされる。この液滴の結合が記録媒体の搬送方向である副走査方向だけでなく、これと直交する主走査方向でも発生し、２次元的にこのような液滴の結合が起こった場合には特に大きな画像劣化となる。

更に、前述した図１９に示すような従来のインクジェットヘッドにおいては、各ノズルを副走査方向に単純に斜めにずらして並べただけであるため、記録媒体上において主走査方向に隣接するインク液滴同士が記録媒体上に着弾した後、定着する前に互いに結合し、大きな液滴となって画質劣化が引き起こされるという問題がある。

また、上記特許文献１に記載のものは、単にノズルを２次元マトリクス状に配列するというだけで、そのノズル配列のしかたについては特に言及がなく、前記従来のインクジェットヘッドと同様の問題がある。

さらに、上記特許文献２に記載のものは、ライン型ヘッドにおける高密度化を目標としたものであり、着弾干渉を防止するためのドット径とノズルの配置の関係等については記載されていない。したがって、特許文献２に記載のようなノズル配置のライン型ヘッドで印刷した場合には、やはり図１９に示したような従来の単純なマトリクスヘッドと同様に主走査方向の距離が隣接したノズルから吐出されるドット同士が記録媒体上で定着する前に結合、凝集し、画質劣化する虞があるという問題がある。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、記録媒体上で互いに重なり合うように異なるノズルから吐出される液滴が結合したり、滲んだりしないように着弾干渉を防止することのできる液滴吐出ヘッド及び画像形成装置を提供することを目的とする。

前記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、記録媒体に対して液滴を吐出する複数のノズルを有する液滴吐出ヘッドであって、前記記録媒体が前記液滴吐出ヘッドに対して相対的に搬送される搬送方向と直交する主走査方向及び前記搬送方向である副走査方向に２次元的に、かつ前記ノズルから前記記録媒体上に打滴された少なくとも一部のドットが主走査方向に重なるように、前記ノズルが配列され、前記記録媒体上で主走査方向に隣接するドットを打滴する第１のノズルと第２のノズル及び第１のノズルと副走査方向に隣接する第３のノズルに対し、前記第１のノズルと第２のノズルとの間の副走査方向における距離が、少なくとも、前記第１のノズルと第３のノズルの副走査方向における距離の２以上の整数倍の距離となるように前記第１のノズルと第２のノズルを副走査方向に離して配置するとともに、前記第１のノズルと第３のノズルの間の主走査方向における距離が、少なくとも、前記第１のノズル及び前記第３のノズルから前記記録媒体に吐出される液滴によって形成される最大ドット径以上の距離となるように前記第１のノズルと第３のノズルを主走査方向に離して配置したことを特徴とする液滴吐出ヘッドを提供する。

また、請求項２に示すように、前記第１のノズルと第３のノズルとの間の主走査方向における距離が、少なくとも、前記第１のノズルと第２のノズルの間の主走査方向の距離の２以上の整数倍の距離であることを特徴とする。

このようにノズルを配列することにより、主走査方向に隣接する液滴ドット間での着弾干渉を確実に防止することができる。

また、同様に前記目的を達成するために、請求項３に記載の発明は、記録媒体に対して液滴を吐出する複数のノズルを有する液滴吐出ヘッドであって、前記記録媒体が前記液滴吐出ヘッドに対して相対的に搬送される搬送方向と直交する主走査方向及び前記搬送方向である副走査方向に２次元的に、かつ前記ノズルから前記記録媒体上に打滴された少なくとも一部の液滴ドットが主走査方向に重なるように、前記ノズルが配列され、前記液滴吐出ヘッドにおけるノズル間の主走査方向における最小距離である主走査方向最小ノズル間距離をＰｍとし、主走査方向に１列に配列された複数個のノズル列をそれぞれ主走査方向にずらして副走査方向に隣接させて並べ、任意のノズル列に対して主走査方向に所定距離だけずらしたノズル列が必ず存在するように配置して形成された複数個のノズルブロックのうち副走査方向に隣接するノズルブロックを、副走査方向に所定の間隔ずらすとともに、主走査方向に前記主走査方向最小ノズル間距離Ｐｍだけずらして配置したことを特徴とする液滴吐出ヘッドを提供する。

また、請求項４に示すように、前記ノズル列を主走査方向にずらす前記所定距離を、前記主走査方向最小ノズル間距離Ｐｍ及び前記ノズルブロックの個数Ｎを用いて、Ｎ×Ｐｍとなるように設定することが好ましい。

さらに、請求項５に示すように、前記ノズルブロック間の副走査方向の前記所定の間隔を、前記ノズル配列における副走査方向に隣接するノズル間の距離である副走査方向最小ノズル間距離Ｐｓ及び各ノズルブロックを構成する前記ノズル列の個数Ｍを用いて、Ｍ×Ｐｓとなるように設定することが好ましい。

これによれば、副走査方向のノズル配列ピッチが統一されるのでノズル駆動制御を簡略化することができる。

また、請求項６に示すように、前記記録媒体上で主走査方向に重なり合う液滴ドットを打滴する第１のノズルと第２のノズルをそれぞれ有する第１のノズルブロックと第２のノズルブロックとの間の副走査方向の前記所定の間隔を、少なくとも、前記第１のノズルから着弾された第１のドットが前記記録媒体に定着して前記記録媒体表面上での液滴径が小さくなり、前記第１のドットの着弾後に前記第２のノズルから着弾する第２のドットの前記記録媒体表面上での液滴と接触しない大きさになるまでの時間に前記記録媒体が相対的に搬送される距離以上となるように設定することを特徴とする。

これによれば、主走査方向に隣接して重ねて打滴されるドット間の着弾干渉を防止して、ドット高密度化を達成し高画質記録が可能となる。

また、請求項７に示すように、前記ノズル配列を構成する任意のノズルから前記記録媒体上に打滴される液滴の最大ドット径をＤmax とするとき、前記主走査方向最小ノズル間距離Ｐｍに対し、Ｄmax ≦Ｎ×Ｐｍとなるように前記ノズルブロックの個数Ｎを設定することを特徴とする。これによれば、副走査方向において隣接して配置されているノズルから、短時間差で着弾するドット間の着弾干渉を防止することができる。

また、同様に前記目的を達成するために、請求項８に記載の発明は、記録媒体に対して液滴を吐出する複数のノズルを有する液滴吐出ヘッドであって、前記記録媒体が前記液滴吐出ヘッドに対して相対的に搬送される搬送方向と直交する主走査方向及び前記搬送方向である副走査方向に２次元的に、かつ前記ノズルから前記記録媒体上に打滴された少なくとも一部のドットが主走査方向に重なるように、前記ノズルが配列され、前記記録媒体上で主走査方向に隣接または重ねて打滴する第１のドットと第２のドットを打滴する第１のノズルと第２のノズルとの副走査方向の距離を、少なくとも前記第１のドットが前記記録媒体に着弾して定着して前記記録媒体表面上での液滴径が小さくなり、前記第１のドットの着弾後に打滴される前記第２のドットの前記記録媒体表面上での液滴と接触しない大きさになるまでの時間に前記記録媒体が相対的に搬送される距離以上となるように設定し、前記第１のノズルと副走査方向に隣接する第３のノズルとの主走査方向の距離が、少なくとも前記第１のノズル及び前記第３のノズルから前記記録媒体に打滴されて形成される最大ドット径以上の距離となるように前記第１のノズルと前記第３のノズルを配置することを特徴とする液滴吐出ヘッドを提供する。

これにより、効果的に隣接ドット間の着弾干渉を防止することができる。

また、同様に前記目的を達成するために、請求項９に記載の発明は、請求項１〜８のいずれか１項に記載の液滴吐出ヘッドを備えたことを特徴とする画像形成装置を提供する。

これにより、隣接ドット間での着弾干渉が防止され、高画質の画像記録を行うことが可能となる。

以上説明したように、本発明に係る液滴吐出ヘッド及び画像形成装置によれば、主走査方向において隣接するノズル間の副走査方向における距離を所定の距離だけ離すようにしたため、記録媒体上で互いに重なり合う異なるノズルから吐出される液滴の着弾時間間隔を長くし、着弾干渉を防止し滲みをなくすことが可能となる。

また、副走査方向において隣接するノズル間の主走査方向における距離を各ノズルから吐出される液滴の直径よりも大きくとるようにした場合には、副走査方向に隣接するノズルから吐出された液滴同士が結合し画質劣化を引き起こすのを防止することができる。

以下、添付した図面を参照して、本発明に係る液滴吐出ヘッド及び画像形成装置について詳細に説明する。

本発明の液滴吐出ヘッドは、ノズルを２次元マトリクス状に並べる際、各ノズルを従来のように単純に斜めに並べるのではなく、以下詳しく説明するように互いにずらして並べることにより、異なるノズルから吐出され記録媒体上で重なり合う液滴が打滴される時間間隔を大きくして隣接ドット間の着弾干渉を防止するようにしたものである。

図１は、本発明に係る画像形成装置の一実施形態としてのインクジェット記録装置の概略を示す全体構成図である。

図１に示したように、このインクジェット記録装置１０は、インクの色毎に設けられた複数の印字ヘッド１２Ｋ、１２Ｃ、１２Ｍ、１２Ｙを有する印字部１２と、各印字ヘッド１２Ｋ、１２Ｃ、１２Ｍ、１２Ｙに供給するインクを貯蔵しておくインク貯蔵／装填部１４と、記録紙１６を供給する給紙部１８と、記録紙１６のカールを除去するデカール処理部２０と、前記印字部１２のノズル面（インク吐出面）に対向して配置され、記録紙１６の平面性を保持しながら記録紙１６を搬送する吸着ベルト搬送部２２と、印字部１２による印字結果を読み取る印字検出部２４と、印画済みの記録紙（プリント物）を外部に排紙する排紙部２６とを備えている。

図１では、給紙部１８の一例としてロール紙（連続用紙）のマガジンが示されているが、紙幅や紙質等が異なる複数のマガジンを併設してもよい。また、ロール紙のマガジンに代えて、又はこれと併用して、カット紙が積層装填されたカセットによって用紙を供給してもよい。

ロール紙を使用する装置構成の場合、図１のように、裁断用のカッター２８が設けられており、該カッター２８によってロール紙は所望のサイズにカットされる。カッター２８は、記録紙１６の搬送路幅以上の長さを有する固定刃２８Ａと、該固定刃２８Ａに沿って移動する丸刃２８Ｂとから構成されており、印字裏面側に固定刃２８Ａが設けられ、搬送路を挟んで印字面側に丸刃２８Ｂが配置されている。なお、カット紙を使用する場合には、カッター２８は不要である。

複数種類の記録紙を利用可能な構成にした場合、紙の種類情報を記録したバーコードあるいは無線タグ等の情報記録体をマガジンに取り付け、その情報記録体の情報を所定の読取装置によって読み取ることで、使用される用紙の種類を自動的に判別し、用紙の種類に応じて適切なインク吐出を実現するようにインク吐出制御を行うことが好ましい。

給紙部１８から送り出される記録紙１６はマガジンに装填されていたことによる巻き癖が残り、カールする。このカールを除去するために、デカール処理部２０においてマガジンの巻き癖方向と逆方向に加熱ドラム３０で記録紙１６に熱を与える。このとき、多少印字面が外側に弱いカールとなるように加熱温度を制御するとより好ましい。

デカール処理後、カットされた記録紙１６は、吸着ベルト搬送部２２へと送られる。吸着ベルト搬送部２２は、ローラ３１、３２間に無端状のベルト３３が巻き掛けられた構造を有し、少なくとも印字部１２のノズル面及び印字検出部２４のセンサ面に対向する部分が平面（フラット面）をなすように構成されている。

ベルト３３は、記録紙１６幅よりも広い幅寸法を有しており、ベルト面には多数の吸引孔（図示省略）が形成されている。図１に示したとおり、ローラ３１、３２間に掛け渡されたベルト３３の内側において印字部１２のノズル面及び印字検出部２４のセンサ面に対向する位置には吸着チャンバ３４が設けられており、この吸着チャンバ３４をファン３５で吸引して負圧にすることによってベルト３３上の記録紙１６が吸着保持される。

ベルト３３が巻かれているローラ３１、３２の少なくとも一方にモータ（図示省略）の動力が伝達されることにより、ベルト３３は図１において、時計回り方向に駆動され、ベルト３３上に保持された記録紙１６は、図１の左から右へと搬送される。

縁無しプリント等を印字するとベルト３３上にもインクが付着するので、ベルト３３の外側の所定位置（印字領域以外の適当な位置）にベルト清掃部３６が設けられている。ベルト清掃部３６の構成について詳細は図示しないが、例えば、ブラシ・ロール、吸水ロール等をニップする方式、清浄エアーを吹き掛けるエアーブロー方式、あるいはこれらの組み合わせなどがある。清掃用ロールをニップする方式の場合、ベルト線速度とローラ線速度を変えると清掃効果が大きい。

なお、吸着ベルト搬送部２２に代えて、ローラ・ニップ搬送機構を用いる態様も考えられるが、印字領域をローラ・ニップ搬送すると、印字直後に用紙の印字面にローラが接触するので、画像が滲み易いという問題がある。したがって、本例のように、印字領域では画像面と接触させない吸着ベルト搬送が好ましい。

吸着ベルト搬送部２２により形成される用紙搬送路上において印字部１２の上流側には、加熱ファン４０が設けられている。加熱ファン４０は、印字前の記録紙１６に加熱空気を吹きつけ、記録紙１６を加熱する。印字直前に記録紙１６を加熱しておくことにより、インクが着弾後乾き易くなる。

印字部１２は、４色（ＫＣＭＹ）に対応する印字ヘッド１２Ｋ、１２Ｃ、１２Ｍ、１２Ｙからなり、各印字ヘッド１２Ｋ、１２Ｃ、１２Ｍ、１２Ｙは、それぞれ複数の吐出口（ノズル）を有し、記録紙１６の全幅を担うように、各印字ヘッド１２Ｋ、１２Ｃ、１２Ｍ、１２Ｙの長手方向を紙搬送方向（副走査方向）と直交する記録紙１６の幅方向（主走査方向）に並べて配置され、最大紙幅に対応する長さを有する、いわゆるフルライン型ヘッドとなっている（図２参照）。

図２に示すように、各印字ヘッド１２Ｋ、１２Ｃ、１２Ｍ、１２Ｙは、インクジェット記録装置１０が対象とする最大サイズの記録紙１６の少なくとも一辺を超える長さにわたってインク吐出口（ノズル）が、その長手方向に複数配列されたライン型ヘッドとして構成されている。

また詳しくは後述するが、各印字ヘッド１２Ｋ、１２Ｃ、１２Ｍ、１２Ｙは、インクの吐出を検出するための検出手段や検出のための光束を所定の形状に形成するための光学系や、その他インク吐出状態やインク滴サイズ、インク吐出速度等の検出に関わる様々な手段を備えている。

記録紙１６の搬送方向（紙搬送方向）に沿って上流側（図の左側）から黒（Ｋ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）の順に各色インクに対応した印字ヘッド１２Ｋ、１２Ｃ、１２Ｍ、１２Ｙが配置されている。記録紙１６を搬送しつつ各印字ヘッド１２Ｋ、１２Ｃ、１２Ｍ、１２Ｙからそれぞれ色インクを吐出することにより記録紙１６上にカラー画像を形成し得る。

このように、紙幅の全域をカバーするフルラインヘッドがインク色毎に設けられてなる印字部１２によれば、紙搬送方向について記録紙１６と印字部１２を相対的に移動させる動作を一回行うだけで（すなわち、一回の走査で）記録紙１６の全面に画像を記録することができる。これにより、印字ヘッドが紙搬送方向と直交する方向に往復動作するシャトル型ヘッドに比べて高速印字が可能であり、生産性を向上させることができる。

なお、本例では、ＫＣＭＹの標準色（４色）の構成を例示したが、インク色や色数の組み合わせについては本実施形態には限定されず、必要に応じて淡インク、濃インクを追加してもよい。例えば、ライトシアン、ライトマゼンタ等のライト系インクを吐出する印字ヘッドを追加する構成も可能である。

図１に示したように、インク貯蔵／装填部１４は、各印字ヘッド１２Ｋ、１２Ｃ、１２Ｍ、１２Ｙに対応する色のインクを貯蔵するタンクを有し、各タンクは図示を省略した管路を介して各印字ヘッド１２Ｋ、１２Ｃ、１２Ｍ、１２Ｙと連通されている。また、インク貯蔵／装填部１４は、インク残量が少なくなるとその旨を報知する報知手段（表示手段、警告音発生手段等）を備えるとともに、色間の誤装填を防止するための機構を有している。

印字検出部２４は、印字部１２の打滴結果を撮像するためのイメージセンサ（ラインセンサ等）を含み、該イメージセンサによって読み取った打滴画像からノズルの目詰まりその他の吐出不良をチェックする手段として機能する。

本例の印字検出部２４は、少なくとも各印字ヘッド１２Ｋ、１２Ｃ、１２Ｍ、１２Ｙによるインク吐出幅（画像記録幅）よりも幅の広い受光素子列を有するラインセンサで構成される。このラインセンサは、赤（Ｒ）の色フィルタが設けられた光電変換素子（画素）がライン状に配列されたＲセンサ列と、緑（Ｇ）の色フィルタが設けられたＧセンサ列と、青（Ｂ）の色フィルタが設けられたＢセンサ列とからなる色分解ラインＣＣＤセンサで構成されている。なお、ラインセンサに代えて、受光素子が二次元配列されて成るエリアセンサを用いることも可能である。

印字検出部２４は、各色の印字ヘッド１２Ｋ、１２Ｃ、１２Ｍ、１２Ｙにより印字されたテストパターンを読み取り、各印字ヘッド１２Ｋ、１２Ｃ、１２Ｍ、１２Ｙの吐出検出を行う。吐出判定は、吐出の有無、ドットサイズの測定、ドット着弾位置の測定等で構成される。

印字検出部２４の後段には、後乾燥部４２が設けられている。後乾燥部４２は、印字された画像面を乾燥させる手段であり、例えば、加熱ファンが用いられる。印字後のインクが乾燥するまでは印字面と接触することは避けたほうが好ましいので、熱風を吹きつける方式が好ましい。

多孔質のペーパに染料系インクで印字した場合などでは、加圧によりペーパの孔を塞ぐことでオゾンなど、染料分子を壊す原因となるものと接触することを防ぐことで画像の耐候性がアップする効果がある。

後乾燥部４２の後段には、加熱・加圧部４４が設けられている。加熱・加圧部４４は、画像表面の光沢度を制御するための手段であり、画像面を加熱しながら所定の表面凹凸形状を有する加圧ローラ４５で加圧し、画像面に凹凸形状を転写する。

このようにして生成されたプリント物は、排紙部２６から排出される。本来プリントすべき本画像（目的の画像を印刷したもの）とテスト印字とは分けて排出することが好ましい。このインクジェット記録装置１０では、本画像のプリント物と、テスト印字のプリント物とを選別してそれぞれの排出部２６Ａ、２６Ｂへと送るために排紙経路を切り換える選別手段（図示省略）が設けられている。なお、大きめの用紙に本画像とテスト印字とを同時に並列に形成する場合は、カッター（第２のカッター）４８によってテスト印字の部分を切り離す。カッター４８は、排紙部２６の直前に設けられており、画像余白部にテスト印字を行った場合に、本画像とテスト印字部を切断するためのものである。カッター４８の構造は前述した第１のカッター２８と同様であり、固定刃４８Ａと丸刃４８Ｂとから構成されている。

また、図示を省略したが、本画像の排出部２６Ａには、オーダー別に画像を集積するソーターが設けられている。

なお、本実施形態では図２に示したように印字ヘッド１２Ｋ、１２Ｃ、１２Ｍ、１２Ｙはインクジェット記録装置１０が対象とする最大サイズの記録紙１６の少なくとも一辺を超える長さにわたってインク吐出口（ノズル）が複数配列されたフルライン型ヘッドとして説明するが、さらに図３に示すように、短尺の２次元に配列されたヘッド５０’を千鳥状に配列して繋ぎ合わせて、記録媒体の全幅に対応する長さとするようにしてもよい。なお、この場合には各短尺ヘッド５０’に対して本実施形態のノズル配列が適用される。

次に、印字ヘッドの構造について説明する。インク色毎に設けられている各印字ヘッド１２Ｋ、１２Ｃ、１２Ｍ、１２Ｙの構造は共通しているため、以下、これらを一つの印字ヘッド５０で代表させて説明する事とする。

図４は、印字ヘッド５０を構成する一つの圧力室ユニット５４を拡大して示す平面図である。図４に示すように圧力室ユニット５４は、インクを吐出するノズル５１とインク供給口５３を有する圧力室５２で構成されている。各ノズル５１に対して設けられている圧力室５２は、その平面形状が概略正方形となっており、その対角線上の両隅部にノズル５１とインク供給口５３が設けられている。各圧力室５２はインク供給口５３を介して共通流路（図４では図示省略）と連通されている。

図５に、図４中のV-V 線に沿った圧力室ユニット５４の断面図を示す。図５に示すように、圧力室５２の天面を構成している振動板５６には個別電極５７を備えたアクチュエータ５８が接合されている。個別電極５７に駆動電圧を印加することによってアクチュエータ５８が変形して圧力室５２に連通したノズル５１からインクが吐出される。

一方、圧力室５２はインク供給口５３を通じて共通流路５５と連通しており、インクが吐出されると共通流路５５からインク供給口５３を介して新しいインクが圧力室５２に供給されるようになっている。

なお、上で記録媒体の搬送方向を副走査方向とし、それに直交する記録媒体の幅方向（印字ヘッド長手方向）を主走査方向としたが、ノズルの駆動制御方法である主走査及び副走査の概念についてここで説明しておく。

記録媒体（記録紙１６）の全幅に対応したノズル列を有するフルラインヘッドでノズルを駆動する時には、（１）全ノズルを同時に駆動、（２）ノズルを片方から他方に向かって順次駆動、（３）ノズルをブロックに分割してブロック毎にそのブロック内のノズルを片方から他方に向かって順次駆動、等の駆動方法があり、記録媒体の幅方向（記録媒体の搬送方向と直交する方向）に１ラインまたは１個の帯状を印字するようなノズルの駆動方法を主走査と定義する。

また、上述したフルラインヘッドと記録媒体とを相対的に移動することによって、上述した主走査で形成された１ライン（１列のドットによるラインまたは複数列のドットから成るライン）の印字を繰り返し行うようなノズルの駆動方法を副走査と定義する。

図６は、本実施形態のインクジェット記録装置１０のシステム構成を示す要部ブロック図である。インクジェット記録装置１０は、通信インターフェース７０、システムコントローラ７２、画像メモリ７４、モータドライバ７６、ヒータドライバ７８、プリント制御部８０、画像バッファメモリ８２、ヘッドドライバ８４等を備えている。

通信インターフェース７０は、ホストコンピュータ８６から送られてくる画像データを受信するインターフェース部である。通信インターフェース７０にはＵＳＢ、ＩＥＥＥ１３９４、イーサネット、無線ネットワークなどのシリアルインターフェースやセントロニクスなどのパラレルインターフェースを適用することができる。この部分には、通信を高速化するためのバッファメモリ（図示省略）を搭載してもよい。ホストコンピュータ８６から送出された画像データは通信インターフェース７０を介してインクジェット記録装置１０に取り込まれ、一旦画像メモリ７４に記憶される。画像メモリ７４は、通信インターフェース７０を介して入力された画像を一旦格納する記憶手段であり、システムコントローラ７２を通じてデータの読み書きが行われる。画像メモリ７４は、半導体素子からなるメモリに限らず、ハードディスクなど磁気媒体を用いてもよい。

システムコントローラ７２は、通信インターフェース７０、画像メモリ７４、モータドライバ７６、ヒータドライバ７８等の各部を制御する制御部である。システムコントローラ７２は、中央演算処理装置（ＣＰＵ）及びその周辺回路等から構成され、ホストコンピュータ８６との間の通信制御、画像メモリ７４の読み書き制御等を行うとともに、搬送系のモータ８８やヒータ８９を制御する制御信号を生成する。

モータドライバ７６は、システムコントローラ７２からの指示にしたがってモータ８８を駆動するドライバ（駆動回路）である。ヒータドライバ７８は、システムコントローラ７２からの指示にしたがって後乾燥部４２等のヒータ８９を駆動するドライバである。

プリント制御部８０は、システムコントローラ７２の制御に従い、画像メモリ７４内の画像データから印字制御用の信号を生成するための各種加工、補正などの処理を行う信号処理機能を有し、生成した印字制御信号（印字データ）をヘッドドライバ８４に供給する制御部である。プリント制御部８０において所要の信号処理が施され、該画像データに基づいてヘッドドライバ８４を介して印字ヘッド５０のインク液滴の吐出量や吐出タイミングの制御が行われる。これにより、所望のドットサイズやドット配置が実現される。

プリント制御部８０には画像バッファメモリ８２が備えられており、プリント制御部８０における画像データ処理時に画像データやパラメータなどのデータが画像バッファメモリ８２に一時的に格納される。なお、図６において画像バッファメモリ８２はプリント制御部８０に付随する態様で示されているが、画像メモリ７４と兼用することも可能である。また、プリント制御部８０とシステムコントローラ７２とを統合して一つのプロセッサで構成する態様も可能である。

ヘッドドライバ８４はプリント制御部８０から与えられる印字データに基づいて各色の印字ヘッド１２Ｋ、１２Ｃ、１２Ｍ、１２Ｙのアクチュエータ５８を駆動する。ヘッドドライバ８４にはヘッドの駆動条件を一定に保つためのフィードバック制御系を含んでもよい。

以下に、本発明のポイントである印字ヘッド５０におけるノズル配列について詳細に説明する。

図７に、本実施形態の印字ヘッド５０におけるノズル配列をその一部を拡大した平面図で示す。前にも述べたように、本実施形態の印字ヘッド５０は、その長手方向を記録紙１６の幅方向に合わせて配置され、印字ヘッド５０の長手方向に垂直な方向（短手方向）に記録紙１６が搬送されるようになっている。したがって、印字ヘッド５０の長手方向が主走査方向、短手方向が副走査方向である。印字ヘッド５０は、主走査方向及び副走査方向に以下説明するような方法でノズル５１を有する圧力室５２を２次元マトリクス状に並べることにより、ノズル５１の２次元マトリクス配列を実現している。なお、図７においては、表示の関係から副走査方向に２０個の圧力室５２のみが配列されているが、実際の印字ヘッド５０にはもっとたくさんの圧力室５２が主走査方向に繰り返し配列されている。

また、図４に示したように圧力室５２は略正方形状であるが、図７においては、各圧力室５２の副走査方向の大きさを主走査方向に対して１／２０に縮小して表示している。なお、図７中の左下の部分を図８に拡大して（圧力室５２の縦横のサイズを）正規の縮尺で表示している。

図７では主走査方向の最も左側の圧力室５２のみを表示している。図７に表示する例では、印字ヘッド５０は、副走査方向に２０個の圧力室５２（５２−１１Ａ、５２−１２Ａ、・・・、５２−２１Ａ、・・・等）が並んでおり、各圧力室５２はそれぞれ左下隅の一定の場所にノズル５１（５１−１１Ａ、５１−１２Ａ、・・・等）を有している。

したがって、印字ヘッド５０は副走査方向に２０個のノズル５１（５１−１１Ａ、５１−１２Ａ、・・・、５１−２１Ａ、・・・等）が並んでいる。また、図８に示すように、主走査方向にも多数の圧力室５２及びノズル５１が並んでいる。例えば、図８において、最下段の主走査方向の列には左側から圧力室５２が圧力室５２−１１Ａ、５２−１１Ｂ、５２−１１Ｃ、・・・と並んでおり、また、その上の主走査方向の列には圧力室５２が圧力室５２−１２Ａ、５２−１２Ｂ、５２−１２Ｃ、・・・と並んでいる。

また、これと同様にノズル５１も最下段の主走査方向の列には、左側からノズル５１−１１Ａ、５１−１１Ｂ、５１−１１Ｃ、・・・と並び、その上の段の主走査方向の列には、左側からノズル５１−１２Ａ、５１−１２Ｂ、５１−１２Ｃ、・・・と並んでいる。

このように、主走査方向に多数ノズル５１が１列に並んだノズル５１の列、例えばノズル５１−１１Ａ、５１−１１Ｂ、５１−１１Ｃ、・・・の列等を本実施形態では、ノズル列という。

図７に示す例では、このような主走査方向に多数のノズル５１が並んだノズル列が、副走査方向に２０列並んでおり、これら副走査方向に２０列並んだノズル列を副走査方向に隣接して並ぶ４列のノズル列毎に分ける。そして、副走査方向に隣接して並ぶ４列のノズル列（例えば、最左端のノズル５１がそれぞれ５１−１１Ａ、５１−１２Ａ、５１−１３Ａ、５１−１４Ａであるような４つのノズル列を１つのノズルブロックとする。したがって、図７に示す例では、図７に表示されている全ノズルが５つのノズルブロックに分けられることになる。

図８で一番下から副走査方向に隣接して連続して斜め上方に並んだ４列のノズル列、それぞれ（５１−１１Ａ、５１−１１Ｂ、５１−１１Ｃ、・・・）、（５１−１２Ａ、５１−１２Ｂ、５１−１２Ｃ、・・・）、（５１−１３Ａ、５１−１３Ｂ、５１−１３Ｃ、・・・）、（５１−１４Ａ、５１−１４Ｂ、５１−１４Ｃ、・・・）からなるノズルブロックをノズルブロック１とし、その上に斜めに副走査方向に隣接して並ぶ４列のノズル列からなるノズルブロックをノズルブロック２とする。以下同様に、４列ずつのノズル列を有する５つのノズルブロックによって印字ヘッド５０が構成される。

図７に示すように、ノズルブロック１内の各ノズル列は、各ノズル列を代表する最左端側のノズル５１−１１Ａ、５１−１２Ａ、５１−１３Ａ、５１−１４Ａが示すように、主走査方向に距離Ｌｍの間隔だけずれて副走査方向に隣接して斜めに配置されている。他のノズルブロック２等においても同様である。また、ノズルブロック１とノズルブロック２は、それぞれの対応するノズル５１−１１Ａ及び５１−２１Ａが示すように、主走査方向に距離Ｐｍだけずらして、また副走査方向に距離Ｌｓだけずらして配置されている。

この主走査方向の距離Ｐｍは、本実施形態の印字ヘッド５０におけるノズル配列の主走査方向の最小ノズル間距離である。本実施形態においては、記録紙１６上で主走査方向に隣接するドットは主走査方向に隣接して配置されたノズル５１（例えばノズル５１−１１Ａと５１−２１Ａ等）によって打滴され、主走査方向の最小ノズル間距離Ｐｍと記録紙１６上での最小ドット間距離Ｐｄとは等しい。

一般的に、図９（ａ）に示すように、主走査方向に隣接した２つのノズルＮ１００、Ｎ１０２の最小ノズル間距離Ｐｍは、記録紙１６上における主走査方向に隣合った２つのドットＤ１００、Ｄ１０２の最小ドット間距離（ドットピッチ）Ｐｄに等しい。しかし、常に最小ノズル間距離Ｐｍと最小ドット間距離Ｐｄは等しいとは限らない。すなわち、図９（ｂ）に示すように、２つのノズルＮ１００とＮ１０２の主走査方向の最小ノズル間距離Ｐｍを２つのドットＤ１００とＤ１０２の主走査方向の最小ドット間距離Ｐｄよりも大きく、例えば、Ｐｍ＝２×Ｐｄとして、ノズル数を削減して印字ヘッドを構成し、プリント時に印字ヘッドを間欠的に主走査方向にコマ送りして移動してノズル位置を記録すべきドット位置までずらして打滴することも可能である。このようにすると、まず記録媒体上の第１のドットＤ１００を記録すべき位置がノズルＮ１００の位置に搬送された時にそのままノズルＮ１００から打滴して第１のドットＤ１００を形成する。次に記録媒体上の第２のドットＤ１０２を記録すべき位置がノズルＮ１０２の主走査方向に搬送されるタイミングで、印字ヘッドをＰｄの距離だけ図９（ｂ）の左方向にステップ移動して第２のドットＤ１０２を第２のノズルＮ１０２から打滴することにより、図９（ａ）と同様の重なったドットＤ１００、Ｄ１０２を形成することができる。この場合、最小ノズル間距離Ｐｍと最小ドット間距離Ｐｄは等しくない。

本実施形態におけるノズル配置についてさらに詳しく説明するために、図７の左下の部分を拡大して図８に示す。図８では、各圧力室５２（５２−１１Ａ、・・・等）の大きさは縦横（主走査方向及び副走査方向）について同じ縮尺で表されている。

各ノズルブロックにおいて副走査方向に隣接したノズル間の距離、例えば図８でノズルブロック１のノズル５１−１１Ａとノズル５１−１２Ａとの副走査方向の距離Ｐｓは、副走査方向の最小ノズル間距離（副走査方向のノズルピッチ）である。これは、正確には圧力室間の隔壁の厚さ等を考慮しなければならないが、ここでは略圧力室５２−１１Ａの副走査方向の長さＬ２に等しいとする。

また、圧力室５２−１１Ａの主走査方向の長さをＬ１とすると、各ノズル列内でのノズルの主走査方向の最小配列間隔（例えば、ノズル５１−１１Ａとノズル５１−１１Ｂとの間の距離）は略Ｌ１である。なお、前述したように、圧力室５２は概略正方形であるので、Ｌ１＝Ｌ２と考えてよい。

ノズルブロック１とノズルブロック２の副走査方向の距離Ｌｓは、本実施形態におけるノズル配列における副走査方向の最小ノズル間距離Ｐｓの、ノズルブロックを構成するノズル列数（正の整数Ｍ）倍である。すなわちＬｓ＝Ｍ×Ｐｓとなる。図８に示すように、この例では各ノズルブロックは副走査方向に４個のノズル列で構成されている（例えばノズルブロック１は、最左端のノズル５１がそれぞれノズル５１−１１Ａ、５１−１２Ａ、５１−１３Ａ、５１−１４Ａである４列のノズル列によって構成される。）。したがって、Ｍ＝４であり、Ｌｓ＝４×Ｐｓとなる。

ノズルブロック１のノズル５１−１１Ａとノズルブロック２のノズル５１−２１Ａは、主走査方向の距離が本例のノズル配列における最小ノズル間距離Ｐｍであり、ノズル５１−１１Ａによって打滴された記録紙１６上のドットと、記録紙１６を上述した副走査方向のノズルブロック間距離である距離Ｌｓ分だけ搬送してノズル５１−２１Ａで打滴したドットとが重なることになる。したがって、記録紙１６上で主走査方向に隣接して重なったドットを打滴するノズル５１−１１Ａ及びノズル５１−２１Ａ間の距離が図１９に示す従来のノズル配列に比較して４倍となる。よって記録紙１６の搬送速度が従来の場合と同じであれば、記録紙１６上の主走査方向に隣接する液滴が着弾する時間間隔は図１９に示す単純にノズルを斜めに配置した従来の場合の４倍となり、液滴を重ねて打滴しても着弾干渉を起こすことはない。

また、ノズルブロック内の副走査方向に隣接したノズル間の主走査方向の距離Ｌｍについては、本例のノズル配列における主走査方向の最小ノズル間距離Ｐｍの整数Ｎ倍となるように設定される。すなわち、Ｌｍ＝Ｎ×Ｐｍとなる。具体的には、本実施形態では図７に示すように、ノズル５１−１１Ａで打滴された記録紙１６上のドットに対して、主走査方向に隣接して４個のドットがそれぞれノズル５１−２１Ａ、５１−３１Ａ、５１−４１Ａ、５１−５１Ａによって打滴される。したがって、ノズルブロック１内の副走査方向に隣接したノズル５１−１１Ａとノズル５１−１２Ａとは、主走査方向にそれぞれ５つのノズルブロックに属する５ノズル分だけ離れて配置されることになる。よってＮはノズルブロックの個数である。図７に示す例では、Ｎ＝５であり、Ｌｍ＝５×Ｐｍとなる。これにより最大ドット径Ｄmax に対し、Ｄmax ≦Ｌｍとなっている。これはノズルブロック１内の他のノズル、他のノズルブロックについても同様である。

本実施形態ではノズルをこのように配置して着弾干渉を防止するようにしているが、一般的に記録媒体の搬送速度をＶ［μｍ／μsec ］とし、圧力室５２の副走査方向の長さをＬ２［μｍ］（Ｌ２≒Ｐｓ）としたとき、副走査方向においてＭノズルだけ離れているノズルから記録媒体上の副走査方向の同じ位置に吐出される液滴ドットの着弾時間差は、Δｔ＝（Ｍ×Ｌ２）／Ｖ［μsec ］で与えられる。よって、吐出されたドットが記録媒体に定着するまでの時間をｔ0 ［μsec ］とすると、Δｔ＞ｔ0 となれば、これら２つのドットは互いに干渉せずに定着することとなる。

図１９に示す従来の単純なマトリクス配置の場合はＭ＝１であるが、このΔｔ＞ｔ0 の条件を満たすようにＭの値を設定することにより着弾干渉が防止される。上述したように、本実施形態ではＭ＝４として、隣接する液滴が着弾する時間間隔を従来の４倍とすることにより着弾時間差を大きくしてこれを満たすようにしている。

また、副走査方向のノズル密度（本ノズル配列における副走査方向の最小ノズル間距離Ｐｓ）が、副走査方向において同一位置に存在するノズル（例えば、図８においてノズル５１−１１Ａとノズル５１−１１Ｂ）の主走査方向の間隔に等しいとする。すなわち、図８において、圧力室５２の大きさが主走査方向（横）と副走査方向（縦）で等しい（Ｌ１＝Ｌ２）とする。Ｌ１＝Ｌ２（またはＬ１≒Ｌ２）とすることで、アクチュエータの変位量の確保と圧力室内の気泡滞流防止をすることが可能となる。

例えば、いまＬ１＝Ｌ２＝２００［μｍ］とする。また、副走査方向に２０個のノズル（ノズル列）が並んでいる図８の場合において、主走査方向ノズル密度を２４００［ｄｐｉ］、吐出周波数を１０［ｋＨｚ］、すなわち記録媒体の搬送速度を１００［ｍｍ／sec ］とすると、主走査方向に隣接したノズルから吐出される記録媒体上において、主走査方向に隣接する液滴の着弾時間間隔を算出すると、従来のように単にノズルを斜めに並べただけの場合には、０．２１１６［ｍｍ］／１００［ｍｍ／sec ］＝２．１１６［msec] であるのに対して、図７あるいは図８に示すような本実施形態の配列の場合には、０．２１１６×４［ｍｍ］／１００［ｍｍ／sec ］＝８．４６４［msec] となる。

また図１０に、本実施形態の液滴吐出ヘッド（印字ヘッド）におけるノズル配列の他の例を示す。図１０も図７と同様に圧力室の副走査方向の大きさを主走査方向に対して１／２０に縮小して表している。図１０に示すように、このノズル配置は図７に示すノズル配置において、各ノズルブロックの副走査方向の２段目と３段目のノズル列を入れ替えたものである。例えば、図１０のノズルブロック１は、図７に示すノズルブロック１においてノズル５１−１２Ａを含むノズル列とノズル５１−１３Ａを含むノズル列とを入れ替えたものである。またこのとき、他のノズルブロックにおいても同様にノズル列の配置を入れ替えるようにする。

このノズル列の入れ替えは、それぞれ各ノズルブロック内でのみ行われ、各ノズルブロック間の関係は図７の場合と全く同じである。例えば、ノズルブロック１のノズル５１−１１Ａとこれに対応するノズルブロック２内のノズル５１−２１Ａとの関係（主走査方向、副走査方向の距離）は、図７あるいは図８で説明したものと全く同じである。

また、ノズルブロック内の各ノズルの主走査方向における隣のノズルとは同一ノズルブロック内でそのノズルに対し主走査方向における距離が最小となるノズルを言うものとする。例えば、図１０において、ノズルブロック１のノズル５１−１１Ａに対しては、主走査方向の距離が最小となるノズルは５１−１２Ａであるので、ノズル５１−１１Ａのノズルブロック１における隣のノズルはノズル５１−１３Ａではなくノズル５１−１２Ａである。

同様にノズルブロック１内において、ノズル５１−１２Ａに対してノズル５１−１３Ａは主走査方向における隣のノズルであり、ノズル５１−１３Ａに対しノズル５１−１４Ａは主走査方向における隣のノズルである。図１０に示すように、これら主走査方向における隣同士のノズル間の主走査方向の距離は前述した図７の場合と同様Ｌｍである。

この同一ノズルブロック内での主走査方向の隣のノズルとの距離Ｌｍは、本ノズル配列における主走査方向の最小ノズル間距離Ｐｍの正の整数Ｎ倍、すなわちＬｍ＝Ｎ×Ｐｍとなるように設定される。図１０の場合、図７と同様に、５個のノズルブロックから形成されており、Ｎ＝５であるから、Ｌｍ＝５×Ｐｍとなる。

図７に示す例では、各ノズルブロックを構成する複数のノズル列をそれぞれ主走査方向に所定距離Ｌｍずつずらしながら副走査方向に隣接させて並べたが、これに対して図１０に示す例では、各ノズルブロックを構成する複数のノズル列が副走査方向に隣接するか否かに関係なく、主走査方向に所定距離Ｌｍで隣り合うように並べられる。このように、図１０では、各ノズルブロック内のノズル列が図７のように階段状に並んでいるのではなく、主走査方向に交互にずらしながら、副走査方向に並べて配置されてノズルブロックを構成している。

また図１０に示すノズル配列について別の見方をすることもできる。すなわち、図１１に示すノズル配列は図１０のノズル配列と同じであるが、図１０のように各ノズルを４つのノズル列で形成されるノズルブロックへ分けるのではなく、主走査方向に関して最も左側にあるノズル５１−１１Ａ、５１−２１Ａ、５１−３１Ａ、５１−４１Ａ、５１−５１Ａで形成されるノズルの集まりを、図１０のノズルブロックと区別してノズル群と呼ぶことにする。例えば、ノズル５１−１１Ａ、５１−２１Ａ、５１−３１Ａ、５１−４１Ａ、５１−５１Ａで形成されるノズル群をノズル群Ｂ１とし、ノズル５１−１３Ａ、５１−２３Ａ、５１−３３Ａ、５１−４３Ａ、５１−５３Ａの５つのノズルからなる群をノズル群Ｂ２とし、以下同様にノズル群Ｂ３・・・等とする。

そして図１１においては、これらの５つずつのノズルからなるノズル群Ｂ１、Ｂ２、・・・を図１１に示すように副走査方向に交互にずらして互い違いに配置する。

具体的には、ノズル群間の主走査方向の間隔Ｌｍはいままでと同様にこの配列における主走査方向の最小ノズル間距離Ｐｍに対し、正の整数Ｎ（各ノズル群のノズル数、この場合は５）によりＬｍ＝Ｎ×Ｐｍとなる。

また、ノズル群間の副走査方向の間隔Ｌｓは、例えばノズル群Ｂ１とノズル群Ｂ２については、ノズル５１−１１Ａとノズル５１−１３Ａを比較して、副走査方向の最小ノズル間距離Ｐｓ（略、圧力室５２の副走査方向の大きさＬ２と等しい）の２倍、Ｌｓ＝２×Ｐｓ（＝２×Ｌ２）となる。

また、ノズル群Ｂ２と次のノズル群Ｂ３についての副走査方向の間隔Ｌｓは丁度副走査方向の最小ノズル間隔Ｐｓとなっている。以下、これの繰り返しである。

また、図７においてノズル５１−１１Ａと５１−１２Ａのように副走査方向において互いに隣接したノズルあるいは近傍に配置されるノズルは、それらの主走査方向における距離を各ノズルから吐出される液滴の直径より大きく設定するものとする。

ここでは例えばノズルの直径は３０［μｍ］と仮定しており、液滴の直径も略これと同じである。具体的には、ノズルから記録媒体上に打滴される液滴の最大ドット径をＤmax とするとき、主走査方向の最小ノズル間距離Ｐｍに対し、Ｄmax ≦Ｎ×Ｐｍが成り立つような正の整数Ｎをとることにより、主走査方向の各ノズルブロックのずれをＮ×Ｐｍと設定する。

このように、Ｎを設定して距離Ｎ×Ｐｍだけノズルを主走査方向に離すようにすれば、各ノズルから吐出される液滴が吐出直後だけでなく、その後記録媒体が搬送されても互いに永久に重なることがなく、画像劣化を防止することができる。前述したように、この整数Ｎは、ノズルブロックの個数Ｎが用いられる。

また、図７において、各ノズルブロック間の副走査方向の間隔Ｌｓを設定する際、上記では副走査方向の最小ノズル間距離Ｐｓの整数倍としていた。具体的には、この整数Ｍはノズルブロック内の副走査方向に並ぶノズル列の個数Ｍが用いられた。

これに対し、この副走査方向に隣接するノズルブロック間の間隔Ｌｓを次のように設定するようにしてもよい。すなわち、図７においてノズルブロック１のノズル５１−１１Ａで打滴した後その液滴の一部が記録紙１６に浸透して記録紙１６の表面上の液滴径が小さくなった場合には、記録紙１６を搬送してノズルブロック２のノズル５１−２１Ａから上記液滴に重ねて液滴を吐出することができる。詳しくは後述するが、すでに液滴が記録紙１６の中に浸透した領域上に重ねて液滴を吐出しても浸透した液滴は定着しているので、その記録紙１６の表面上に後から吐出された液滴が混ざり合い滲むことはないからである。

すなわち、最初に打滴された液滴の一部（周囲）が記録紙１６に浸透して記録紙１６表面に残った液滴の半径と後から打滴された液滴の記録紙１６表面での半径との和がドット間ピッチ（主走査方向の最小ノズル間距離Ｐｍ）より小であるという条件を満たせば、着弾干渉は発生しない。したがって、上記各ノズルブロック間の副走査方向の間隔Ｌｓを、最初に打滴された液滴の記録紙１６表面での半径が打滴後上記条件を満たす大きさとなるまでの時間（着弾干渉を発生させない打滴インターバル）内に記録紙１６が搬送される距離となるように設定し、各ノズルブロックをこの距離の分だけ副走査方向に離して配置するようにしてもよい。

このように、主走査方向に隣接して重ねて打滴される液滴ドットが干渉しないようにするための打滴インターバルについて以下説明する。

主走査方向に隣接した液滴ドットを打滴するノズルとして図７あるいは図８のノズルブロック１のノズル５１−１１Ａとノズルブロック２のノズル５１−２１Ａを例にとって説明する。図１２に、先にノズル５１−１１Ａによって打滴されたインク滴１００が示されている。インク滴１００の記録紙１６表面上の液滴直径をＤ1aとする。

染料系インクを用いると、記録紙１６の表面に着弾したインク滴１００は、時間の経過と共に記録紙１６の受像層（図示省略）内に浸透し、その浸透はインク滴１００の外側から内側に向かって完了するのでインク滴の直径は中心に向かって除々に小さくなる。

所定の時間Ｔが経過すると、記録紙１６表面の溶媒がなくなり、インク滴１００は記録紙１６に完全に浸透される。ここで、所定の大きさ（本実施形態では、着弾時のインク滴直径と同じ直径）を有するドットが形成される。この時間Ｔを完全浸透時間とする。

図１３は、図１２中XIII-XIII 線に沿う断面図であり、記録紙１６にインク滴１００が着弾した直後の状態を示している。図１４には、インク滴１００が記録紙１６に着弾した後、完全浸透時間Ｔ未満の所定の時間が経過して記録紙１６表面のインク滴１００の直径がＤ1bになった状態を示している。

なお、図１４中破線で示した円は、インク滴１００によって形成されるドット１０２を示し、その大きさはインク滴１００が記録紙１６に着弾したときのインク滴の大きさとほぼ同一である。すなわち、インク滴１００により直径Ｄ1aのドット１０２が形成される。

また、図１４には、続いてノズルブロック２のノズル５１−２１Ａにより、直径Ｄ2aのインク滴１１０を打滴した状態を示している。先にインク滴１００を打滴したノズル５１−１１Ａとこのノズル５１−２１Ａとの主走査方向の距離は、本ノズル配列における主走査方向最小ノズル間距離Ｐｍであり、インク液滴１１０とドット１０２との中心間の間隔（ドットピッチ間隔）Ｐｔは、この主走査方向最小ノズル間距離Ｐｍとなる。

先にノズル５１−１１Ａによって打滴されたインク滴１００が記録紙１６に着弾してからの時間δＴが経過した後の直径Ｄ1bと、記録紙１６に着弾したときのインク滴１１０の直径Ｄ2a、インク滴１００とインク滴１１０との間隔（インク滴１００及びインク滴１１０より形成されるドットのピッチに相当）Ｐｔの関係が次式（１）
Ｐｔ＞（Ｄ1b／２）＋（Ｄ2a／２） ・・・（１）
を満たす場合には、各インク液滴１００、１１０の半径（それぞれ（Ｄ1b／２）及び（Ｄ2a／２）である。）の和がドット間ピッチＰｔより小となり、記録紙１６の表面においてこれらインク滴１００とインク滴１１０とは混合しないので、インク滴１００及びインク滴１１０から形成されるドット１０２及びドット１１２（図１４ではインク滴１１０と同じ大きさで同じ位置に形成）の形状が崩れない。したがって、所望のドット形状を得ることができる。

なお、上記式（１）は、次の式（２）のように表現することもできる。

Ｄ1b ＜ ２×Ｐｔ − Ｄ2a ・・・（２）
すなわち、ノズル５１−１１から記録紙１６上へ吐出されたインク滴１００の直径Ｄ1aが、この式（２）を満たす直径Ｄ1bになるまでの時間を、着弾干渉が発生しないための打滴インターバルとすればよい。

ここで、ドット１０２とドット１１２とが重なる条件は、式（１）とは逆に、Ｐｔ＜（Ｄ1b／２）＋（Ｄ2a／２）となる。すなわち、ドット１０２とドット１１２とが重なる条件は、ドット１０２の半径とドット１１２の半径との合計がドット間ピッチＰｔより大きい場合である。

図１４に示したドット１０２は、インク滴１００が記録紙１６に浸透していない領域（インク滴１００として示されている領域）と、インク滴１００の記録紙１６への浸透が終了し、記録紙１６の受像層内部にインク色素（溶質）が保持されている領域（破線で示されたドット１０２の領域からインク滴１００として示した領域を除いた領域）と、が存在し、上述した２つの領域のうち、インク滴１００の記録紙１６への浸透が終了した領域には、他のインク滴１１０を着弾させることができる。

図１５は、図１４中XV-XV 線に沿う、インク滴１００及びインク滴１１０の断面を示す断面図である。インク滴１１０が記録紙１６に浸透する際に、ドット１０２とインク滴１１０が重なる部分では、記録紙１６の受像層内においてインク滴１００とインク滴１１０との混合が発生しても、インク滴１００は既に受像層内に浸透しておりインク色素（溶質）が受像層内で保持されているので、受像層内部でのドット１０２の形状はほとんど変化することがない。

インク滴１１０が記録紙１６に着弾してから前述した完全浸透時間Ｔが経過すると、インク滴１１０の記録紙１６への浸透が終了し、図１６に示すように、直径Ｄ1aのドット１０２と直径Ｄ2aのドット１１２が形成される。

図１７は、図１６中XVII-XVII 線に沿うドット１０２及びドット１１２の断面を示す断面図である。

このように、２つのドットが重なる場合に、先に打滴されたインク滴の浸透が終了する完全浸透時間Ｔを待たずに（Ｄ1b＞０の状態において）、次のインクを打滴することができる。

すなわち、先に着弾したインク滴１００と次に着弾するインク滴１１０との間隔Ｐｔ、インク滴１１０の着弾時の直径Ｄ2a、からインク滴１１０着弾時に上記式（２）を満足するインク滴１００の直径Ｄ1bを求め、求められたインク滴１００の直径Ｄ1bと、インク滴１００の着弾時の直径Ｄ1aと、から浸透時間δＴが求められる。このように求められた浸透時間δＴを打滴インターバルとしてノズル５１−１１Ａから吐出されるインク滴１００と、ノズル５１−２１Ａから吐出されるインク滴１１０との打滴タイミングが制御される。

また、このようにして求められた時間δＴと記録紙１６の搬送速度Ｖとの積、δＴ×Ｖを副走査方向の前記所定の間隔として、この距離の分だけノズル５１−１１Ａとノズル５１−２１Ａの副走査方向の距離を離すようにしてノズルブロック１とノズルブロック２を配置するようにすればよい。

図１８は、このような打滴制御を行うシステム（打滴制御部）を示すブロック図である。なお、この打滴制御部は図６に示したシステム（プリント制御部８０）に含まれている。

図６に示したホストコンピュータ８６から画像データ２０２を取得すると、ドットデータ生成部２１０において、ＲＧＢデータからＣＭＹデータへの変換、濃淡インクの振り分け、ＣＭＹＫドットデータの生成が行われる。

次に、不等式演算部２１２において、２つのドット（例えば、図１６に示したインク滴１００及びインク滴１１０）のピッチＰｔ、後に打滴されるインク滴（図１６のインク滴１１０）の直径Ｄ2aから、先に打滴されたインク滴（図１６のインク滴１００）の直径Ｄ1bが求められる。一方、ドット径演算・記憶部２１４に記憶されている使用するインク滴サイズの時間変化に関する情報が参照され、タイミング演算部２１６において、先に打滴されるドットを形成するインク滴における着弾時の液滴直径Ｄ1aから前述したＤ1bになるまでの浸透時間δＴ（打滴インターバル）が求められる。更に、該浸透時間δＴから副走査方向のタイミング制御パラメータ（記録紙搬送速度等）、主走査方向のタイミング制御パラメータ等が決定される。

このようにして求められた浸透時間δＴ、副走査方向のタイミング制御パラメータ、主走査方向のタイミング制御パラメータに基づいて、ノズル駆動信号生成部２１８において、各ノズル５１−１１Ａ、５１−２１Ａの駆動信号２２０が生成される。

ここで、インク滴が記録紙１６に浸透する速さは、主としてインクの種類、記録紙１６の種類、環境温度、湿度等に依存する。ドット径演算・記憶部２１４ではこれらの情報をデータテーブル化して記憶すると共に、演算により算出された浸透時間δＴを求める際のパラメータをタイミング演算部２１６に提供している。

なお、前記直径Ｄ1a及び前記直径Ｄ2a及びドット間隔Ｐｔより前記直径Ｄ1bが予め計算されて登録されているデータベースから前記直径Ｄ1bのデータを参照して浸透時間δＴを求めてもよい。このデータべースはインクジェット記録装置１０内部に備えられてもよいし、外部に備えられていてもよい。

上述したように、このようにして求められた浸透時間δＴの間に記録紙１６が搬送される距離（記録紙１６の搬送速度Ｖにより、Ｖ×δＴで計算される）の分だけノズルブロックを副走査方向にずらして図７あるいは図１０のようにノズルを配置することにより、記録媒体上で互いに重なり合う、異なるノズルから吐出されるインク液滴の着弾時間間隔を長くして着弾した液滴の滲みを防止することができる。

以上、記録媒体上に打滴されたドットの記録媒体表面上の液滴が浸透によって定着する系を記載したが、記録媒体上に打滴されたドットの記録媒体表面上の液滴が乾燥または硬化によって記録媒体表面上で固化することによって定着する系でも、浸透の場合と同様に打滴インターバルを制御することが可能である。

また、主走査方向に隣接あるいは近傍に存在するノズル間の副走査方向距離をこのように液滴ドットが記録媒体に定着するだけの時間を稼げる距離だけ離して各ノズルを配置するようにしたことにより、確実に着弾干渉を防止して、高画質な画像記録を実現することができる。

以上、本発明の液滴吐出ヘッド及び画像形成装置について詳細に説明したが、本発明は、以上の例には限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、各種の改良や変形を行ってもよいのはもちろんである。

本発明に係る画像形成装置の一実施形態としてのインクジェット記録装置の概略を示す全体構成図である。 図１のインクジェット記録装置の印字部周辺の要部平面図である。 印字ヘッドの他の構造例を示す平面透視図である。 印字ヘッドを構成する圧力室ユニットを示す拡大図である。 図４のV-V 線に沿う断面図である。 図１のインクジェット記録装置のシステム構成図である。 本実施形態の印字ヘッドにおけるノズル配置を示す要部平面図である。 図７のノズル配置の一部を拡大して示す平面図である。 （ａ）、（ｂ）はノズル配置とドット位置の関係を示す説明図である。 本実施形態の印字ヘッドにおける他のノズル配置を示す要部平面図である。 図１０のノズル配置においてノズルブロックの他の分け方を示す平面図である。 本実施形態のインクジェット記録装置の打滴制御の説明図である。 図１２中のXIII-XIII 線に沿う断面図である。 打滴制御の要部を説明するための平面図である。 図１４中のXV-XV 線に沿う断面図である。 打滴制御の結果を説明する平面図である。 図１６中のXVII-XVII 線に沿う断面図である。 本実施形態のインクジェット記録装置の打滴制御部のブロック図である。 従来のマトリクス状に配列されたノズルを示す要部平面図である。

符号の説明

１０…インクジェット記録装置、１２…印字部、１４…インク貯蔵／装填部、１６…記録紙、１８…給紙部、２０…デカール処理部、２２…吸着ベルト搬送部、２４…印字検出部、２６…排紙部、２８…カッター、３０…加熱ドラム、３１、３２…ローラ、３３…ベルト、３４…吸着チャンバ、３５…ファン、３６…ベルト清掃部、４０…加熱ファン、４２…後乾燥部、４４…加熱・加圧部、４５…加圧ローラ、４８…カッター、５０…印字ヘッド、５１…ノズル、５２…圧力室、５３…インク供給口、５４…圧力室ユニット、５５…インク共通流路、５６…振動板、５８…アクチュエータ

Claims (9)

1. 記録媒体に対して液滴を吐出する複数のノズルを有する液滴吐出ヘッドであって、
   前記記録媒体が前記液滴吐出ヘッドに対して相対的に搬送される搬送方向と直交する主走査方向及び前記搬送方向である副走査方向に２次元的に、かつ前記ノズルから前記記録媒体上に打滴された少なくとも一部のドットが主走査方向に重なるように、前記ノズルが配列され、
   前記記録媒体上で主走査方向に隣接するドットを打滴する第１のノズルと第２のノズル及び第１のノズルと副走査方向に隣接する第３のノズルに対し、
   前記第１のノズルと第２のノズルとの間の副走査方向における距離が、少なくとも、前記第１のノズルと第３のノズルの副走査方向における距離の２以上の整数倍の距離となるように前記第１のノズルと第２のノズルを副走査方向に離して配置するとともに、
   前記第１のノズルと第３のノズルの間の主走査方向における距離が、少なくとも、前記第１のノズル及び前記第３のノズルから前記記録媒体に吐出される液滴によって形成される最大ドット径以上の距離となるように前記第１のノズルと第３のノズルを主走査方向に離して配置したことを特徴とする液滴吐出ヘッド。
2. 前記第１のノズルと第３のノズルとの間の主走査方向における距離が、少なくとも、前記第１のノズルと第２のノズルの間の主走査方向の距離の２以上の整数倍の距離であることを特徴とする請求項１に記載の液滴吐出ヘッド。
3. 記録媒体に対して液滴を吐出する複数のノズルを有する液滴吐出ヘッドであって、
   前記記録媒体が前記液滴吐出ヘッドに対して相対的に搬送される搬送方向と直交する主走査方向及び前記搬送方向である副走査方向に２次元的に、かつ前記ノズルから前記記録媒体上に打滴された少なくとも一部の液滴ドットが主走査方向に重なるように、前記ノズルが配列され、
   前記液滴吐出ヘッドにおけるノズル間の主走査方向における最小距離である主走査方向最小ノズル間距離をＰｍとし、
   主走査方向に１列に配列された複数個のノズル列をそれぞれ主走査方向にずらして副走査方向に隣接させて並べ、任意のノズル列に対して主走査方向に所定距離だけずらしたノズル列が必ず存在するように配置して形成された複数個のノズルブロックのうち副走査方向に隣接するノズルブロックを、副走査方向に所定の間隔ずらすとともに、主走査方向に前記主走査方向最小ノズル間距離Ｐｍだけずらして配置したことを特徴とする液滴吐出ヘッド。
4. 前記ノズル列を主走査方向にずらす前記所定距離を、前記主走査方向最小ノズル間距離Ｐｍ及び前記ノズルブロックの個数Ｎを用いて、Ｎ×Ｐｍとなるように設定することを特徴とする請求項３に記載の液滴吐出ヘッド。
5. 前記ノズルブロック間の副走査方向の前記所定の間隔を、前記ノズル配列における副走査方向に隣接するノズル間の距離である副走査方向最小ノズル間距離Ｐｓ及び各ノズルブロックを構成する前記ノズル列の個数Ｍを用いて、Ｍ×Ｐｓとなるように設定することを特徴とする請求項３または４に記載の液滴吐出ヘッド。
6. 前記記録媒体上で主走査方向に重なり合う液滴ドットを打滴する第１のノズルと第２のノズルをそれぞれ有する第１のノズルブロックと第２のノズルブロックとの間の副走査方向の前記所定の間隔を、少なくとも、前記第１のノズルから着弾された第１のドットが前記記録媒体に定着して前記記録媒体表面上での液滴径が小さくなり、前記第１のドットの着弾後に前記第２のノズルから着弾する第２のドットの前記記録媒体表面上での液滴と接触しない大きさになるまでの時間に前記記録媒体が相対的に搬送される距離以上となるように設定することを特徴とする請求項３または４に記載の液滴吐出ヘッド。
7. 前記ノズル配列を構成する任意のノズルから前記記録媒体上に打滴される液滴の最大ドット径をＤmax とするとき、前記主走査方向最小ノズル間距離Ｐｍに対し、Ｄmax ≦Ｎ×Ｐｍとなるように前記ノズルブロックの個数Ｎを設定することを特徴とする請求項３〜６のいずれか１項に記載の液滴吐出ヘッド。
8. 記録媒体に対して液滴を吐出する複数のノズルを有する液滴吐出ヘッドであって、
   前記記録媒体が前記液滴吐出ヘッドに対して相対的に搬送される搬送方向と直交する主走査方向及び前記搬送方向である副走査方向に２次元的に、かつ前記ノズルから前記記録媒体上に打滴された少なくとも一部のドットが主走査方向に重なるように、前記ノズルが配列され、
   前記記録媒体上で主走査方向に隣接または重ねて打滴する第１のドットと第２のドットを打滴する第１のノズルと第２のノズルとの副走査方向の距離を、少なくとも前記第１のドットが前記記録媒体に着弾して定着して前記記録媒体表面上での液滴径が小さくなり、前記第１のドットの着弾後に打滴される前記第２のドットの前記記録媒体表面上での液滴と接触しない大きさになるまでの時間に前記記録媒体が相対的に搬送される距離以上となるように設定し、
   前記第１のノズルと副走査方向に隣接する第３のノズルとの主走査方向の距離が、少なくとも前記第１のノズル及び前記第３のノズルから前記記録媒体に打滴されて形成される最大ドット径以上の距離となるように前記第１のノズルと前記第３のノズルを配置することを特徴とする液滴吐出ヘッド。
9. 請求項１〜８のいずれか１項に記載の液滴吐出ヘッドを備えたことを特徴とする画像形成装置。

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