JP2005280350A - インクジェット記録装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ラインヘッドから記録媒体にインク滴を打滴して描画を行うインクジェットプリンタにおいて、記録媒体の紙送り方向である副走査方向に垂直な方向である主走査方向の着弾干渉を防止する。
【解決手段】Ｎ個のノズルを主走査方向Ｘに隣接して重ねて打滴されるインクを打滴するものから交互に直線ｌ１、ｌ２上に配置し、副走査方向Ｙのノズルのピッチの最小値をＰｍｉｎ、主走査方向Ｘに隣接して重ねて打滴されドットを吐出するノズル間の副走査方向ＹのピッチをＰｔｓとし、ｎを２以上の整数とするとき、Ｐｔｓ＝ｎ×Ｐｍｉｎを満足するようにノズルを配置する構成のインクジェット記録装置の提供。
【選択図】 図２（ｂ）

Description

本発明は、インクの液滴を飛翔して画像を記録するインクジェット画像記録に関する。

従来、ラインヘッドから記録媒体にインク滴を打滴して描画を行うインクジェットプリンタにおいて、記録媒体に打滴されたインク滴同士が互いに干渉して液が移動し、インク滴の着弾位置のずれや筋ムラの発生などが画質上大きな問題となっている。即ち、ドットを重ねて打滴する場合、第１のドットが着弾すると着弾直後は記録媒体上の表面に全液滴が存在するが、着弾後に表面液滴が記録媒体の受像層内に浸透が開始する。第１のドットの浸透が完全に終了した後に第２のドットを着弾させれば、第１と第２のドットの記録媒体表面の液滴同士が合体・混合することはない。しかし、第１のドットの浸透が完了する前に第２のドットを着弾させると、第１と第２のドットの記録媒体表面の液滴同士が合体・混合するケースが発生し、ドットの記録媒体表面の液滴の形状が崩れてしまい、所定のドット形状が崩れた状態となってしまい、画像劣化の原因となる。このように、着弾したドットの記録媒体の表面液滴同士の合体・混合を着弾干渉という。特許文献１は、ラインヘッドから吐出されるインク滴を副走査方向に垂直な方向即ち主走査方向に曲げることで記録媒体の紙送り方向即ち副走査方向の着弾干渉を防止している。
特開２０００−１７７１１５号公報

特許文献１の技術は、副走査方向の着弾干渉を防止しうるが、主走査方向の着弾干渉の防止については何ら言及されていない。このような問題点に鑑み、本発明は主走査方向の着弾干渉の防止を目的とする。

請求項１に係る発明は、記録媒体と記録ヘッドとの相対運搬方向である副走査方向及び前記副走査方向と直交する主走査方向の２次元に複数のインク滴を吐出する複数のノズルを有する記録ヘッドを備えたインクジェット記録装置において、前記ノズルの前記副走査方向の最小ピッチをＰｍｉｎ、前記記録媒体上に前記主走査方向に隣接して重ねて打滴されるドットを吐出するノズル間の前記副走査方向のピッチをＰｔｓとするとき、Ｐｔｓ＞Ｐｍｉｎを満足するように前記ノズルが配置されたことを特徴とするインクジェット記録装置。

この発明によると、主走査方向に隣接して重ねて打滴されるインク滴を吐出するノズル間のピッチＰｔｓが、ノズルの副走査方向の最小ピッチをＰｍｉｎとすると、Ｐｔｓ＞Ｐｍｉｎを満足するように配置されている。即ち、主走査方向に隣接して重なるドットを打滴するノズル間の間隔をＰｍｉｎよりも大きく確保できる。よって、主走査方向に隣接して重なるドットの打滴時間間隔を大きく確保でき、それらの着弾干渉を防ぐことができる。

請求項２に係る発明は、ｎを２以上の整数とするとき、Ｐｔｓ＝ｎ×Ｐｍｉｎを満足するように前記ノズルが配置されたことを特徴とする請求項１に記載のインクジェット記録装置。

この発明によると、記録媒体上に主走査方向に隣接して重ねて打滴されるドットを吐出するノズル間の副走査方向のピッチがｎ×Ｐｍｉｎを満足するように配置されているため
、記録ヘッドの駆動タイミングの制御が容易である。

請求項３に係る発明は、前記記録媒体上に前記主走査方向に隣接して重ねて打滴されるドットを吐出するノズルは、前記主走査方向に対して所定の略同一の傾きを有する異なる直線上に分散して配置されている請求項１又は２に記載のインクジェット記録装置。

この発明によると、主走査方向に隣接して重ねて打滴されるドットを吐出するノズルが異なる直線間の略副走査方向の距離だけ離間されることになり、それらの打滴時間間隔を確保できる。また、ノズルを異なる直線上に分散して配置するだけであるので、ノズル配置が容易である。この直線の数は複数であればよいが、記録ヘッドを巨大化させないようにノズルを配置するためには２つであることが好ましい。

請求項４に係る発明は、前記ノズルから吐出されるインク滴の前記記録媒体上の着弾位置を前記ノズルと対向する前記記録媒体上の位置から前記主走査方向に対して所定の距離Ｌだけ移動させるために前記インク滴の飛翔方向を前記主走査方向に関して偏向させる飛翔偏向手段をさらに備えた請求項１〜３のいずれかに記載のインクジェット記録装置。

この発明によると、インク滴の着弾位置が主走査方向に関して所定の距離Ｌだけ偏向される。このため、同一のノズルから打滴されるインクドット同士が副走査方向に隣接して干渉するおそれが極めて小さくなる。

請求項５に係る発明は、前記記録媒体上に打滴されたドットの前記主走査方向の最小ピッチをＰｔｍ、ｎを２以上の整数とするとき、前記所定の距離Ｌは、Ｌ＝ｎ×Ｐｔｍとすることを特徴とする請求項４に記載のインクジェット記録装置。

この発明によると、ノズルから打滴されるドットが主走査方向に沿ってドットの主走査方向の最小ピッチの２以上の整数ｎ倍だけ偏向される。ｎが増加するに従い、同一のノズルから打滴されたインクドット同士が斜めに隣接してこれらが着弾干渉するおそれが極めて小さくなる。

上記発明によると、主走査方向に隣接して重ねて打滴されるインク滴を吐出するノズル間のピッチＰｔｓが、ノズルの副走査方向の最小ピッチをＰｍｉｎとすると、Ｐｔｓ＞Ｐｍｉｎを満足するように配置されている。即ち、主走査方向に隣接して重なるドットを打滴するノズル間の間隔をＰｍｉｎよりも大きく確保できる。よって、主走査方向に隣接して重なるドットの打滴時間間隔を確保でき、それらの着弾干渉を防ぐことができる。

以下、添付した図面を参照し本発明の好ましい実施形態を説明する。

＜第１実施形態＞
図１は、本発明の実施形態に係るインクジェット記録装置１０の構成を示すブロック図である。インクジェット記録装置１０は、記録紙１４に液滴を吐出して画像等のデータを記録するプリンターであって、記録紙１４を供給する給紙部１２、記録紙１４のカールを除去するデカール処理部１６、インクの色ごとに設けられた複数の印字ヘッドからインク滴を吐出させ記録紙１４上に画像等のデータを記録する印字部１１、印字部１１のノズル面（インク吐出面）に対向して設けられ、記録紙１４の平面性を保持しながら記録紙１４を搬送する吸着ベルト搬送部２０、印字部１１による印字結果を読み取る印字検出部２２、印字された記録紙１４に後処理を施す後乾燥部２４及び印字された記録紙１４を外部に排出する排出部２６を備えている。

図１には給紙部１２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、複数の用紙を利用可能な構成にした場合には、紙幅や紙質の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を備えてもよい。

複数の記録紙を利用可能な構成では、記録紙の種類情報を記録したバーコード或いは無線タグなど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、使用される記録紙１４の種類を自動的に判別し、記録紙１４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。

ロール紙を使用する装置構成では、図１のように、裁断用のカッター（第１のカッター）３４が設けられており、カッター３４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３４は、少なくとも記録紙１４の搬送路幅以上の長さを有する固定刃３４Ｂと固定刃３４Ｂに沿って移動する丸刃３４Ａとから構成されており、印刷裏面側に固定刃３４Ｂが設けられ、搬送路を挟んで印刷面側に丸刃３４Ａが設けられている。カット紙を使用する場合にはカッター３４は不要である。

給紙部１２から送り出された記録紙１４は、マガジンに巻き付けられていることにより巻きくせが残りカールする。このカールを除去するために、デカール処理部１６においてマガジンの巻きくせ方向と逆方向に加熱ドラム３０で熱を与える。このとき、多少印刷面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１４は吸着ベルト搬送部２０に送られる。吸着ベルト搬送部２０は、ローラー３６、３８間に無端状のベルト４０が巻き掛けられた構造を有し、少なくとも印字部１１のノズル面及び印字検出部２２のセンサ面に対向する部分が水平面（フラット面）をなすように構成されている。

ベルト４０は記録紙１４の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穴（不図示）が形成されている。ローラー３６、３８に掛けられた搬送ベルト４０の内側の印字部１１のノズル面及び印字検出部２２のセンサ面に対向する位置には吸着チャンバー４２が設けられており、この吸着チャンバー４２をファン４４で吸引して負圧にすることによって搬送ベルト４０上の記録紙１４が吸着保持される。

ベルト４０が巻かれているローラー３６、３８の少なくとも一方にモータ（不図示、図５中符号２１４として記載）の動力が伝達されることにより、ベルト４０は図１の時計回り方向に駆動され、ベルト４０上に保持された記録紙１４は図１の左から右へと搬送される。

縁なしプリント等を印字するとベルト４０にもインクが付着するので、ベルト４０の所定の位置（印字領域以外の適当な位置）にベルト清掃部４６が設けられている。ベルト清掃部４６の構成について詳細には図示しないが、例えば、ブラシ・ロール、給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、或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ではベルト線速度とローラー線速度とを変えると清掃効果が大きい。

なお、吸着ベルト搬送部２０に代えて、ローラー・ニップ搬送機構を用いる態様も考えられるが、印刷領域をローラー・ニップ搬送すると、印刷直後に記録紙１４の印刷面にローラーが接触し、画像がにじみ易いという問題があり、記録紙１４の印刷領域では印刷面をローラーに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２０により形成される搬送路上において印字部１１の手前側（上流側）には加熱ファン４９が設けられている。加熱ファン４９は、印字前の記録紙１４に加熱空気を吹き付け、記録紙１４を加熱する。印字直前に記録紙１４を加熱しておくことにより、インクが記録紙１４に着弾後乾き易くなる。

印字部１１は、最大紙幅に対応する長さを有する印字ヘッド（ラインヘッド）５０Ｋ、５０Ｃ、５０Ｍ、５０Ｙを記録紙１４の搬送方向（副走査方向）と直交方向（主走査方向）に配置した、いわゆるフルラインヘッドとなっている。

詳細な構造は後述するが、各印字ヘッド５０Ｙ、５０Ｍ、５０Ｃ、５０Ｋは、本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１４の少なくとも一辺を超える長さにわたってインク吐出孔（ノズル）が複数配列されたライン型ヘッドで構成されている。記録紙１４の搬送方向（紙送り方向）に沿って上流側から黒（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５０Ｋ、５０Ｃ、５０Ｍ、５０Ｙが配置されている。記録紙１４を搬送しつつ各印字ヘッドからそれぞれの色インクを吐出することにより記録紙１４上にカラー画像を形成し得る。

なお、本例では、ＫＣＭＹの標準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、ライトマゼンタなど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５２は、各印字ヘッド５０Ｋ，５０Ｃ，５０Ｍ，５０Ｙに対応する色のインクを貯蔵するタンクを有し、各タンクは不図示の管路を介して各印字ヘッド５０Ｋ，５０Ｃ，５０Ｍ，５０Ｙと連通されている。また、インク貯蔵／装填部５２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２２は、ノズルの目詰まりなどの吐出不良をチェックするための手段であり、打滴結果を撮像するためのイメージセンサを含んでいる。本実施形態の印字検出部２２は少なくとも各印字ヘッド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が用いられている。

印字検出部２２の後段には後乾燥部２４が設けられている。後乾燥部２４は、印字された印字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。印字のインクが乾く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、熱風を吹き付ける方式が好ましい。

多孔質のぺ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。

加熱・加圧部６０は画像表面の光沢度を制御するために、印字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ー６２、６４で加圧し、画像面に凹凸形状を転写する。

こう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替える不図示の選別手段が設けられている。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３４と同様であり、固定刃４８Ｂと丸刃４８Ａとから構成される。

また、図１には示さないが、本画像の排出部２６Ａには、オーダ別に画像を集積するソーターが設けられる。なお、符号２６Ｂはテスト印字排出部である。

次に、印字ヘッドの構造について説明する。インク色ごとに設けられている各印字ヘッド５０Ｋ，５０Ｃ，５０Ｍ，５０Ｙの構造は共通しているので、以下、これらを代表して符号５０によって印字ヘッドを示すものとする。

図２（ａ）は印字ヘッド５０の構造例を示す平面透視図である。記録紙面上に印字されるドットピッチを高密度化するためには、印字ヘッド５０におけるノズルピッチを高密度化する必要がある。本実施形態の印字ヘッド５０は、図２（ａ）に示したように、インク滴を吐出するノズル１００と各ノズル１００に対応する圧力室１０２等からなる複数のインク室ユニット１０４を、ノズル１００が直線ｌ１、ｌ２、・・に沿うよう配列させた構造を有している。

すなわち、本実施形態における印字ヘッド５０は、図２（ａ）に示すように、インクを吐出する複数のノズル１００が印字媒体送り方向Ｙ（以下、副走査方向という）と略直交する方向Ｘ（以下、主走査方向という）に印字媒体の全幅に対応する長さにわたって配列された１列以上のノズル列を有するフルラインヘッドである。Ｘ方向の１つのノズル列の両端にはそれぞれ、インク室ユニット１０４のノズル１００を挟むように電極１１０ａ、１１０ｂが配置される。

なお、電極１１０ａと１１０ｂは主走査方向に並ぶノズル列に対して数ブロックにグループ分割し、各ノズルブロックの両端毎に配置すると所定の電界強度を確保することができる。

図２（ｂ）は同一色のインクを吐出する多数のノズル１００を有する印字ヘッドの拡大図である。１つのブロックのノズル１００−１１、１００−１２、・・１００−２０は、主走査方向Ｘに平行な直線に対して直交しない一定の角度θを有する２つの直線ｌ１、ｌ２に分散させて一定のピッチｄで配置される。この結果、１つのブロックに含まれるノズル１００−１１〜１００−１５、１００−１６〜１００−２０は、それぞれ直線ｌ１、ｌ２に略沿って一定のピッチｄで配置される。この構造により、主走査方向Ｘに並ぶように投影されたノズル１００のピッチはｄ× cosθとなる。すなわち、主走査方向Ｘについては、各ノズル１００が一定のピッチｄ× cosθで直線状に配列されたものと同等に取り扱うことができる。このような構成により、主走査方向に並ぶように投影されるノズル列が１インチ当たり2400個（2400ノズル／インチ）におよぶ高密度のノズル構成を実現することが可能になる。以下、説明の便宜上、ヘッドの長手方向（主走査方向Ｘ）に沿って各ノズル１００が一定の間隔（ピッチｄ× cosθ）で直線状に配列されているものとして説明する。なお、説明の簡略のため、ノズル１００−１１、１００−１２、・・、１００−２０を実線で表し、その他のノズル１００は破線で省略しているが、破線のノズル１００も同様に２つの直線ｌ３、ｌ４等に分散させて一定のピッチｄで配置される。

さらに、ノズル１００−１１、１００−１２、・・、１００−２０は、主走査方向Ｘに隣接して重ねて打滴されるインクドット１〜１０（以下ドットで表す）を吐出するノズル１００同士の副走査方向Ｙにおけるピッチは、図２に示すように4ｄ× sinθまたは5ｄ× sinθである。一方、ノズル１００間の副走査方向Ｙの最小のピッチＰｍｉｎ（例えばノズル１００−１１とノズル１００−１２の副走査方向Ｙのピッチ）はＰｍｉｎ＝d× sinθである。即ち、主走査方向Ｘに隣接して重ねて打滴されるドットを吐出するノズル１００同士の副走査方向ＹにおけるピッチＰｔｓは、少なくともノズル１００間の副走査方向Ｙの最小のピッチＰｍｉｎよりも大きく（Ｐｔｓ＞Ｐｍｉｎ）、最小でもＰｔｓ＝４Ｐｍｉｎ、最大でＰｔｓ＝５Ｐｍｉｎとなる。例えば、主走査方向Ｘに隣接して重ねて打滴されるドット１と６をそれぞれ吐出するノズル１００−１１、１００−１６間のＹ方向のピッチは５Ｐｍｉｎである。また、主走査方向Ｘに隣接して重ねて打滴されるドット６と２をそれぞれ吐出するノズル１００−１６、１００−１２間のＹ方向のピッチは４Ｐｍｉｎである。

図３はインク室ユニット１０４の立体的構成を示す断面図（図２（ａ）中の主走査方向Ｘに平行な３−３線に沿う断面図）である。各ノズル１００に対応して設けられている圧力室１０２は、その平面形状が略長方形となっており、対角線上の略中央に供給口１１１が設けられている。図３に示したように、各圧力室１０２は供給口１１１を介して共通流路１１２と連通されている。圧力室１０２の天面を構成している加圧板１１４には個別電極１１６を備えたアクチュエータ１１８が接合されており、個別電極１１６に駆動電圧を印加することによってアクチュエータ１１８が変形してインクが吐出される。インクが吐出されると、共通流路１１２から供給口１１１を通って新しいインクが圧力室１０２に供給される。各ノズル１００が噴射するインク滴は、予め正（プラス）または負（マイナス）の電荷に帯電している。

ノズル１００のインク吐出口付近は電極１１０ａ、１１０ｂに挟まれている。電極１１０ａ、１１０ｂは、これらを結ぶ直線が主走査方向Ｘに略平行となるよう配置されている。後述のプリント制御部２０８（図５参照）は電極１１０ａ、１１０ｂと接続されており、電極１１０ａ、１１０ｂ間に向きが主走査方向Ｘに略平行である所定の電界強度の電界を発生させる。プリント制御部２０８は、記録紙１４への印字周期に同期して電極１１０ａと電極１１０ｂとの間に発生させる電界の向きが変わるように電圧を印加する。これにより、帯電したインク滴は、主走査方向Ｘに関して吐出方向が偏向する。以下、電極１１０ａと電極１１０ｂを合わせて電極１１０で表す。

なお、本発明の実施に際してノズルの配置構造は図示の例に限定されない。また、本実施形態では、ピエゾ素子（圧電素子）に代表されるアクチュエータ１１８の変形によってインク滴を飛ばす方式が採用されているが、本発明の実施に際して、インクを吐出させる方式は特に限定されず、ピエゾジェット方式に代えて、ヒータなどの発熱体によってインクを加熱して気泡を発生させ、その圧力でインク滴を飛ばすサーマルジェット方式など、各種方式を適用できる。

また、用紙（記録紙１４）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する、（２）ノズルを片方から他方に向かって順次駆動する、（３）ノズルをブロックに分割して、ブロックごとに片方から他方に向かって順次駆動する等が行われ、用紙の幅方向（即ち用紙の搬送方向Ｙと直交する方向Ｘ）に１ライン又は１個の帯状を印字するようなノズルの駆動を主走査と定義する。

特に、図２（ａ）に示すように配置されたノズル１００を駆動する場合は、上記（３）のような主走査が好ましい。すなわち、１０個のノズル１００-１１、１００-１２、１００-１３、・・１００−２０を１つのブロックとし（他にはノズル１００-２１、１００−２２、・・・１００−２９、１００-３０（不図示）を１つのブロックとして）記録紙１４の搬送速度Ｖに応じてノズル１００-１１、１００-１２、１００-１３、・・１００−２０を順次駆動することで記録紙１４の幅方向Ｘに１ラインを印字する。一方、上述したフルラインヘッドと記録紙１４とを相対移動することによって、上述した主走査で形成された１ライン又は１個の帯状の印字を繰り返し行うことを副走査と定義する。

図４はインクジェット記録装置１０におけるインク供給系の構成を示した概要図である。インク供給タンク１５０はインクを供給するための基タンクであり、図１で説明したインク貯蔵／装填部５２に設置される。インク供給タンク１５０の形態には、インク残量が少なくなった場合に、不図示の補充口からインクを補充する方式と、タンクごと交換するカートリッジ方式とがある。使用用途に応じてインク種類を変える場合には、カートリッジ方式が適している。この場合、インクの種類情報をバーコード等で識別して、インク種類に応じた吐出制御を行うことが好ましい。なお、図４のインク供給タンク１５０は、先に記載した図１のインク貯蔵／装填部５２と等価のものである。

図４に示したように、インク供給タンク１５０と印字ヘッド５０の中間には、異物や気泡を除去するためにフィルター１５２が設けられている。フィルター・メッシュサイズは、ノズル径と同等若しくはノズル径以下（一般的には、２０μｍ程度）とすることが好ましい。なお、図４には示さないが、印字ヘッド５０の近傍又は印字ヘッド５０と一体にサブタンクを設ける構成も好ましい。サブタンクは、ヘッドの内圧変動を防止するダンパー効果及びリフィルを改善する機能を有する。

また、インクジェット記録装置１０には、ノズル１００の乾燥防止又はノズル近傍のインク粘度上昇を防止するための手段としてのキャップ１５６と、ノズル１００面の清掃手段としてのクリーニングブレード１６２とが設けられている。

これらキャップ１５６及びクリーニングブレード１６２を含むメンテナンスユニットは、不図示の移動機構によって印字ヘッド５０に対して相対移動可能であり、必要に応じて所定の退避位置から印字ヘッド５０下方のメンテナンス位置に移動される。

キャップ１５６は、図示せぬ昇降機構によって印字ヘッド５０に対して相対的に昇降変位される。電源ＯＦＦ時や印刷待機時にキャップ１５６を所定の上昇位置まで上昇させ、印字ヘッド５０に密着させることにより、ノズル面（インク吐出面）をキャップ１５６で覆う。

印字中又は待機中において、特定のノズル１００の使用頻度が低くなり、ある時間以上インクが吐出されない状態が続くと、ノズル近傍のインク溶媒が蒸発してインク粘度が高くなってしまう。このような状態になると、アクチュエータ１１８が動作してもノズル１００からインクを吐出できなくなってしまう。

このような状態になる前に（アクチュエータ１１８の動作により吐出が可能な粘度の範囲内で）アクチュエータ１１８を動作させ、その劣化インク（粘度が上昇したノズル近傍のインク）を排出すべくキャップ１５６（インク受け）に向かって予備吐出（パージ、空吐出、つば吐き）が行われる。

また、印字ヘッド５０内のインク（圧力室１０２内）に気泡が混入した場合、アクチュエータ１１８が動作してもノズルからインクを吐出させることができなくなる。このような場合には印字ヘッド５０にキャップ１５６を当て、吸引ポンプ１６４で圧力室１０２内のインク（気泡が混入したインク）を吸引により除去し、吸引除去したインクを回収タンク１６６へ送液する。この吸引動作は、初期のインクのヘッドへの装填時、或いは長時間の停止後の使用開始時にも粘度上昇（固化）した劣化インクの吸い出しが行われる。なお、吸引動作は圧力室１０２内のインク全体に対して行われるので、インク消費量が大きくなる。したがって、インクの粘度上昇が小さい場合には予備吐出を行う態様が好ましい。

クリーニングブレード１６２は、ゴムなどの弾性部材で構成されており、図示せぬブレード移動機構（ワイパー）により印字ヘッド５０のインク吐出面（ノズル板表面）に摺動可能である。ノズル板にインク滴又は異物が付着した場合、クリーニングブレード１６２をノズル板に摺動させることでノズル板表面を拭き取り、ノズル板表面を清浄する。なお、該ブレード機構によりインク吐出面の汚れを清掃した際に、該ブレードによってノズル１００内に異物が混入することを防止するために予備吐出が行われる。

図５は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のシステム制御部２００は、ホストコンピュータ２０２から送られてくるデータを取得する通信インターフェイス２０４、該画像データに基づいて各部を統括制御するシステムコントローラ２０６、印字ヘッドの制御を行うプリント制御部２０８及び画像メモリ２１０、画像バッファメモリ２１２から構成されている。

ホストコンピュータ２０２から送出された画像データは通信インターフェイス２０４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２１０に記憶される。取り込まれた画像データは展開され、吸着ベルト搬送部２０のモータ２１４やヒータ２１６を制御する搬送系制御信号が生成される。搬送系制御信号はシステムコントローラ２０６からモータドライバ２１８及びヒータドライバ２２０へ加えられる。

プリント制御部２０８では、画像メモリ２１０から送られた画像データを印字ヘッド５０へ出力するための各種加工、補正などの処理が行われる。プリント制御部２０８で必要な処理が施され、該画像データに基づいてヘッドドライバ２２２を介して印字ヘッド５０のインク滴の吐出量、吐出タイミングの制御が行われる。また、必要に応じて印字検出部２２から得られる情報に基づいて、印字ヘッド５０に対する各種補正を行うこともある。また、プリント制御部２０８は、電極１１０によるインク滴の主走査方向Ｘに関する吐出方向の偏向の制御を行う。プリント制御部２０８には画像データ処理時に画像データやパラメータなどを一時的に格納する画像バッファメモリ２１２が備えられている。

通信インターフェイス２０４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イスやセントロニクスなどのパラレルインターフェイスを適用することができる。

システムコントローラ２０６はＣＰＵ（演算部）と画像処理用ＩＣ（ＤＳＰ）、メモリコントローラから構成してもよいし、これらの機能をワンチップ化したＩＣ（プロセッサ）で構成してもよい。

画像メモリ２１０にはＲＡＭが適用されるが、半導体素子だけでなくハードディスクなどの磁気媒体を用いてもよい。

画像バッファメモリ２１２はプリント制御部２０８に付随して設けられている態様を例示したが、画像メモリ２１０と兼用することも可能である。また、プリント制御部２０８に用いられるプロセッサに内蔵されているメモリを用いてもよい。

ヘッドドライバ２２２はプリント制御部２０８から画像データに基づいて各色ヘッドのアクチュエータ（図３の符号１１８）を駆動する。ヘッドドライバ２２２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いてもよい。

印字検出部２２はプリントされた画像を読み取り、所定の信号処理を行った後、各ノズルの吐出の有無や打滴ばらつきなどの印刷状況を検出してプリント制御部２０８に送出する。

次に、図６に従ってプリント制御部２０８の制御による記録紙１４へのインク打滴の一例を説明する。図６（ａ）は、１つのブロックに含まれるノズル１００（例えばノズル１００−１〜１００−２０）から吐出された帯電インク滴を、電極１１０へ印加する電圧の制御により電極１１０間の電界の向き及び電界強度を変化させることで主走査方向Ｘに所定の距離Ｌだけ（ここでは左右２ドットずつ）交互に偏向（即ちＬ＝４×Ｐｔｍ）させて記録紙１４に打滴した例を示す。この図に示すように、ドット１〜１０は、記録紙１４のＹ方向への搬送に伴い、ドット１、ドット２、・・、ドット１０の順に打滴される。ここで、隣接して重ねて打滴されるドット同士を吐出するノズル１００同士は、上述のように副走査方向（Ｙ方向）におけるピッチ４Ｐｍｉｎまたは５Ｐｍｉｎの間隔をおいて配置されているため、例えばドット１と２に隣接するドット６は、５つのドット１、２、３、４、５の打滴が終了した後に打滴される。即ち、記録紙１４のＹ方向への搬送速度をＶとすると、記録紙１４上であるドットにＸ方向に隣接するドットは最小でＴｘ＝４Ｐｍｉｎ／Ｖ、最大でＴｘ＝５Ｐｍｉｎ／Ｖの時間間隔を空けて打滴される。図２（ｃ）の従来例のようにノズル１００を配列した場合、隣接して重ねて打滴されるドットが打滴される時間間隔はＰｍｉｎ／Ｖであるから、本実施形態は隣接するドットの打滴時間間隔を従来例に比して最小でも４倍、最大でも５倍確保できる。よって、従来よりもＸ方向に隣接するインクの着弾干渉が生じにくくなる。なお、直線ｌ１、ｌ２に沿って配列するノズルの数は１０個に限らず、何個であってもよく、Ｎ個のノズル１００をＸ方向に隣接して重ねて打滴されるインクを打滴するものから交互に直線ｌ１、ｌ２上に配置すると、Ｙ方向のノズル１００のピッチの最小値は（（Ｎ／２）−１）Ｐｍｉｎとなる。よって、図２（ｃ）の従来例のようにノズルを斜め一直線に配列した場合に比べＸ方向に隣接するインクの打滴間隔は（Ｎ／２）−１倍となりＸ方向のインクの着弾干渉が生じにくくなる。また、Ｎ個のノズルをＸ方向に隣接するインクを打滴するものから交互に直線ｌ１、ｌ２上に配置するだけであるから、従来のようにノズルを斜め一直線に配列した場合と比してラインヘッド５０が巨大化し製造コストがアップするおそれは小さい。なお、１つのブロックのノズル１００を分散して配置する直線は上記のように２つに限られず、３つ以上であってもよいが、交互に直線ｌ１、ｌ２上に配置する場合が、Ｘ方向に隣接して重ねて打滴されるインクを打滴するノズル１００間のＹ方向のピッチの最小値を最も長く確保でき好ましい。

加えて、ドット１〜１０は、電極１１０の制御によりＸ方向に左右２ドットずつ交互に偏向させて記録紙１４に打滴されており、同一のノズル１００の打滴したドットはＹ方向に隣接せず、最小でもＴｙ＝２Ｐｍｉｎ／Ｖの打滴時間間隔を確保できる（例えば、図６（ａ）で１行目のドット１と２行目のドット３の打滴時間差）。即ち、同じノズル１００から非常に短い周期で吐出されるインクドット同士がＹ方向に隣接しないことでＹ方向の着弾干渉も生じにくい。なお、ドットをＸ方向に偏向させる所定の距離Ｌは電極１１０の生じる電界強度を変化させることで任意に設定でき、ドットをＹ方向に偏向させる距離ＬをＬ＝ｎ×Ｐｔｍ（ｎ；２以上の整数）とすることで同じノズル１００から吐出されるドット同士が少なくともＹ方向に関して隣接しないようにできる。また、距離Ｌを大きくすることで、斜め方向に隣接するドット同士の打滴時間間隔も確保できる。例えば、図６（ａ）では斜め方向に隣接するドット（例えばドット３と６）が打滴される時間間隔Ｔｒは３Ｐｍｉｎ／Ｖである。一方、図６（ｂ）に示すように左右に２．５ドットずつ交互に偏向（即ちＬ＝５×Ｐｔｍ）させると、斜め方向に隣接するドット（例えばドット３と１）が打滴される時間間隔Ｔｃは４Ｐｍｉｎ／Ｖである。よって、斜め方向に隣接するドット同士の着弾干渉も生じにくくさせることもできる。隣接するドット同士の着弾干渉が生じない打滴時間間隔Ｔｒが具体的に分かっている場合は、Ｔｘ、Ｔｙ、Ｔｃが全てＴｒよりも大きくなるようにノズルの配置及び偏向の距離Ｌを決定すればよい。

＜第２実施形態＞
第１実施形態において言及したように、インクを吐出させる方式はヒータなどの発熱体によってインクを加熱して気泡を発生させ、その圧力でインク滴を飛ばすサーマルジェット方式であってもよいが、この場合インク滴を主走査方向Ｘに偏向させる手段は、電極１１０の代わりに以下のような機構を用いればよい。

図７は、サーマルジェット方式のインク室ユニット１０４を図２（ａ）中の３−３線に沿って切断した断面図である。図７に示すように、インク流路２０３は供給口１１１を介して共通流路１１２と連通されている。インク流路２０３の底面を構成している保護膜２０５には、主走査方向Ｘに平行な直線３−３（図２（ａ）参照）上に配置され、かつ主走査方向Ｘに直交する吐出口２０２の中心線Ｚに関して対称となるように配置された２つのヒータＨ１、Ｈ２が接合されている。ヒータＨ１、Ｈ２を発熱させると保護膜２０５のヒータＨ１、Ｈ２上方の表面に小さな気泡が発生し、気泡が成長するとインクは押しのけられて吐出口２０２からインクが吐出される。インクが吐出されると、共通流路１１２から供給口１１１を通って新しいインクがインク流路２０３に供給される。ヒータＨ１、Ｈ２は第１実施形態のプリント制御部２０８と接続されており、プリント制御部２０８はヒータＨ１、Ｈ２のいずれかを発熱させるよう制御する。

プリント制御部２０８がヒータＨ１だけを発熱させると、図７左側から気泡が成長していくため、インクには図７上方向だけでなく主走査方向Ｘの右方向にも速度が発生し、インクは主走査方向Ｘの右方向に偏向して吐出される。一方、プリント制御部２０８がヒータＨ２だけを発熱させると、図７右側から気泡が成長していくため、インクには上方向だけでなく主走査方向Ｘの左方向にも速度が発生し、インクは主走査方向Ｘの左方向に偏向して吐出される。主走査方向Ｘに関して偏向させる距離ＬはヒータＨ１、Ｈ２の発熱量により制御すればよいが、特に、同じノズル１００から吐出されるドット同士が少なくともＹ方向に関して隣接しないようにするため、第１実施形態と同様Ｌ＝ｎ×Ｐｔｍ（ｎ；２以上の整数）とすることが好ましい。このように、ヒータＨ１、Ｈ２のいずれか一方を発熱させるよう制御することで第１実施形態と同様にインク滴の主走査方向Ｘに関する飛翔方向を所定の距離Ｌだけ偏向させることができる。

インクジェット記録装置の構成図 印字ヘッド５０の構造例を示す平面透視図 同一色のインクを吐出する多数のノズル１００を有する印字ヘッドの拡大図 斜め一直線に配列したノズルを有する印字ヘッドの拡大図 インク室ユニットの立体的構成を示す断面図 インクジェット記録装置におけるインク供給系の構成を示した概要図 インクジェット記録装置のシステム構成を示す要部ブロック図 インクの打滴パターンの例を示す図 サーマルジェット方式のインク室ユニットの立体的構成を示す断面図

符号の説明

１００：ノズル、１１０：電極

Claims (5)

1. 記録媒体と記録ヘッドとの相対運搬方向である副走査方向及び前記副走査方向と直交する主走査方向の２次元に複数のインク滴を吐出する複数のノズルを有する記録ヘッドを備えたインクジェット記録装置において、
   前記ノズルの前記副走査方向の最小ピッチをＰｍｉｎ、前記記録媒体上に前記主走査方向に隣接して重ねて打滴されるドットを吐出するノズル間の前記副走査方向のピッチをＰｔｓとするとき、
   Ｐｔｓ＞Ｐｍｉｎ
   を満足するように前記ノズルが配置されたことを特徴とするインクジェット記録装置。
2. ｎを２以上の整数とするとき、
   Ｐｔｓ＝ｎ×Ｐｍｉｎ
   を満足するように前記ノズルが配置されたことを特徴とする請求項１に記載のインクジェット記録装置。
3. 前記記録媒体上に前記主走査方向に隣接して重ねて打滴されるドットを吐出するノズルは、前記主走査方向に対して所定の略同一の傾きを有する異なる直線上に分散して配置されている請求項１又は２に記載のインクジェット記録装置。
4. 前記ノズルから吐出されるインク滴の前記記録媒体上の着弾位置を前記ノズルと対向する前記記録媒体上の位置から前記主走査方向に対して所定の距離Ｌだけ移動させるために前記インク滴の飛翔方向を前記主走査方向に関して偏向させる飛翔偏向手段をさらに備えた請求項１〜３のいずれかに記載のインクジェット記録装置。
5. 前記記録媒体上に打滴されたドットの前記主走査方向の最小ピッチをＰｔｍ、ｎを２以上の整数とするとき、前記所定の距離Ｌは、
   Ｌ＝ｎ×Ｐｔｍ
   とすることを特徴とする請求項４に記載のインクジェット記録装置。

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