JP2006168180A - 記録ヘッドおよびインクジェット記録装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 各吐出口列内の端部側の吐出口から吐出される液滴に、気流に起因した内斜現象が発生した場合にも、記録媒体上の適正位置に確実に液滴を着弾させることができるようにする。
【解決手段】 記録ヘッドには、複数のインク吐出口ｎを配列してなる吐出口列ｃ１，ｃ２，ｍ１，ｍ２，ｙ１，ｙ２，ｋ１，ｋ２が複数配置されている。各吐出口列の所定の端部領域Ｅ２内における吐出口ｎの配列ピッチＰ１が、前記複数のノズル列内のインク吐出状態において、互いに隣接する一対のノズル列、例えばｙ１，ｙ２の列間距離ｄに応じて設定されている。
【選択図】 図９

Description

本発明は、インクを吐出するための複数の吐出口を配列した記録ヘッド、およびこれを用いたインクジェット記録装置に関する。

インクジェット記録装置においては、近年、記録ヘッドから吐出するインクの小液滴化による高品位画像の形成と、高速記録化とを両立しようとする試みがなされている。その一例として、記録ヘッドを記録媒体の搬送方向（副走査方向）と交差する方向（主走査方向）へと移動させて記録動作を行う、いわゆるシリアルスキャン型のインジェット記録装置では、同一色のインクを吐出する吐出口列を複数列有すると共に、複数色のノズル列を主走査方向において対称となるように配置することで、高速記録と高画質記録とを両立させることが提案されている（特許文献１参照）。このインクジェット記録装置では、往走査および副走査のいずれにおいても記録動作を行うことができるため、記録動作の高速化を図ることができると共に、往復両走査において常に一定の順序で混合色を形成することができるため、往走査と副走査とで色味の変化が生じるのを防止することができ高品質な画像を形成することができる。

ところが、上記のようなインクジェット記録装置では、記録ヘッドを保持するキャリッジを高速で主走査させると共に、高デューティの記録画像、例えば、ベタ画像などの記録を行った場合には、吐出口列の両端部に位置する吐出口から吐出されたインク滴が、その吐出口列の中央側に引き寄せられる（内斜する）という現象が発生する。

このように、吐出されたインク滴が内斜する現象は、端よれ現象とも呼ばれ、次のような原因によって発生することが知られている。

すなわち、記録ヘッドの吐出口から記録媒体に向けてインク滴が吐出されると、そのインク滴の周囲に存在する空気がインク滴の運動に引きずられて移動し、記録ヘッドに形成されている吐出口列近傍の気圧が、記録ヘッドの周囲よりも減少傾向となる。その結果、周囲の空気がインク滴の吐出されている減圧領域へ向かって流れ込み、気流が発生する。

この吐出口列の近傍に発生する圧力勾配を決定づける要因、すなわち、内斜発生要因としては、記録ヘッドの主走査方向への移動速度（キャリッジの走査速度）、一つの記録走査領域などの所定領域内での記録密度（記録デューティ）、および記録媒体と記録ヘッドとの距離（紙間距離）などがあり、吐出口列における記録条件と大きな関係がある。

そして、上記のような内斜が発生する記録条件の下に、シリアルスキャン型のインクジェット記録装置で主走査および副走査を繰り返しながら画像形成を行うと、各記録走査領域間のつなぎ部分においてインクの付与されない筋状の濃度むら（白筋）が形成されてしまうという問題が発生する。

このような白筋の発生を低減するものとして特許文献２が提案されている。この特許文献２では、記録素子の配列方向両端部に位置する吐出口群を構成する吐出口の配列間隔（ノズルピッチ）を、その配列方向中央部領域に位置する中央吐出口群を構成する吐出口のノズルピッチよりも広く設定することにより、白筋の発生を低減するものとなっている。

特開２００１−９６７７０号公報 特開２００３−１４５７７５号公報

ところで、上記のように、吐出口列に発生する内斜現象は、単一のノズル列を用いて記録動作を行った場合にも発生するが、複数本のノズル列を配置した記録ヘッドにおいて、それらのノズル列から同時にインク滴を吐出させた場合には、前記の内斜現象がさらに助長される傾向にあることが明らかになった。すなわち、２列の吐出口列から同時にインクを吐出させて記録を行った場合、それぞれの吐出口列の近傍では減圧領域が発生する。そして、隣接する吐出口列の列間距離が狭い場合には、各減圧領域が相互に影響し合ってインク滴の内斜傾向が増大することが判明した。特に、高い記録デューティーで記録を行う場合には、列間距離が狭いほど内斜量は大きくなり、各記録走査間のつなぎ部分における白筋の発生は顕著になる。

一般に、特許文献１に記載されているように、吐出口列が主走査方向において対称に配された記録ヘッドでは、隣接する吐出口列の距離間隔（以下、列間距離と称す）は必ずしも一定ではなく、異なる値に設定されていることが多い。

しかしながら、特許文献２にあっては、吐出口列の両端部に位置する吐出口の配列ピッチを、その吐出口列の中央部領域に位置する配列ピッチより一律に広く設定している。このため、特許文献１に示すように、同時に吐出動作を行う吐出口列の中で隣接する吐出口列の列間距離が異なる場合には、各吐出口列における内斜量が異なることとなり、その結果、各記録領域間の濃度むらが十分に改善されないという不都合が生じる。つまり、列間距離が狭い吐出口列については配列ピッチを広げたことによって白筋の発生を改善することができるが、列間距離が広い吐出口列においては内斜量が少ないため、配列ピッチを広げたことによって各記録領域間の端部ドットが重なり合い、逆に筋状の高濃度部分（黒筋）が発生してしまうという不都合が生じる。

また、記録ヘッドから吐出される液滴の吐出量が小さいほど、液滴の運動エネルギーは小さく、液滴の運動エネルギーが小さいほど前述の内斜量が大きくなることも明らかになっている。すなわち、吐出量の大きい液滴によって記録を行った場合には、吐出量の小さい液滴を吐出して記録を行った場合に比べ、液滴の内斜量は小さくなる。従って、吐出量の異なる吐出口列を複数配列した記録ヘッドにおいて、吐出口列の端部に位置する吐出口の配列ピッチを一律に広げた場合には、前述の列間距離が異なる場合と同様に、一部で白筋の発生を抑制できるものの、他の部分で黒筋が発生する虞がある。

本発明は、上記従来技術の課題に着目してなされたもので、複数本の吐出口列を用いた記録動作において、各吐出口列内の端部側の吐出口から吐出される液滴に、気流に起因した内斜現象が発生した場合にも、記録媒体上の適正位置に確実に液滴を着弾させることができ、濃度ムラの低減された良好な品質の画像を得ることができる記録ヘッドおよびインクジェット記録装置の提供を目的とする。

上記課題を解消するため、本発明は以下のような構成を有する。
すなわち、本発明の第１の形態は、複数のインク吐出口を配列した吐出口列を複数配置してなる記録ヘッドであって、複数のノズル列内のインク吐出状態において互いに隣接する一対のノズル列の列間距離に応じて、各吐出口列の所定の端部領域内における吐出口の配列ピッチが設定されていることを特徴とする。

本発明の第２の形態は、請求項１ないし６のいずれかに記載の記録ヘッドを用い、前記記録ヘッドと記録媒体とを所定の主走査方向に沿って相対的に移動させながら前記記録ヘッドの吐出口からインク滴を吐出させて記録を行う主走査と、前記主走査方向と交差する方向へと記録媒体を移動させる副走査とを繰り返し行うことによって記録媒体上に画像を記録することを特徴とする。

なお、本発明において、インクとは、所定の色剤を含んだ記録液のみならず、前記色剤の発色性および耐候性などを高めるための透明な処理液なども含む。

本発明によれば、複数本の吐出口列の端部側の吐出口から吐出される液滴に、気流に起因した内斜現象が発生したとしても、記録媒体上の適正位置に確実に液滴を着弾させることができ、記録される画像中に白筋や黒筋などの画像弊害を抑制することが可能となり、画像品質は大幅に向上する。

以下、本発明の実施形態を図面と共に詳細に説明する。

（インク）
まず、本発明の実施形態における記録ヘッドにて使用するインクについて説明する。

本実施形態では、ブラックインクとして、後述のように記録モードに応じて２種類のインクが用いられる。そのうち、第１のブラックインクは、色材としてカーボンブラックからなる顔料を用いたものである。この顔料の表面にカルボキシル基等の表面処理を施すことでインク中に分散可能にしている。また、インクの水分蒸発を抑制するためにグリセリン等の多価アルコール類を保湿剤として添加することが好ましい。さらに、この顔料インクは文字等のキャラクタを記録する場合に用いられることから、普通紙に形成されるブラックインクドットのエッジが劣化しないことが重要であるが、エッジが劣化しない範囲でインクの浸透性を調整するためにアセチレングリコール系の界面活性剤を添加しても良い。また、この顔料と記録媒体との結着力を高めるために高分子ポリマーをバインダーとして添加しても良い。

一方、第２のブラックインクは、色材としてブラック染料を用いる。また、記録媒体の表面で十分高速なインクの浸透を実現するためにアセチレングリコール系の界面活性剤を臨界ミセル濃度以上添加する。また、本インクも水分蒸発を抑制するためにグリセリン等の多価アルコール類を保湿剤として添加することが好ましい。また、尿素等を色材の溶解性を高めるために添加しても良い。

本実施形態では、カラーインクとしてシアンインク、マゼンタインクおよびイエローインクが用いられる。これらはそれぞれシアン、マゼンタ、イエロー色の染料が用いられ、第２のブラックインクと同様な保湿剤、界面活性剤、および添加物を添加することが好ましい。

また、第２のブラックインク、シアンインク、マゼンタインク、イエローインクの表面張力は概略同じになるように界面活性剤を調整することが望ましい。これは普通紙においての浸透性を同じにすることで紙面上での各インク間で記録された領域間のにじみ（ブリード）を抑制することができる。また、上記特性以外のインクの浸透性および粘度などの特性は、第２のブラックインクとシアンインク、マゼンタインク、イエローインクとは同等に調整する。

（記録ヘッドの構成）
次に、本発明の実施形態における記録ヘッドの構成について図１、及び図２を参照して説明する。

図１は、インクジェット記録装置に、本実施形態における記録ヘッドが装着された状態を記録媒体側から見た底面図であり、各記録チップの配置を模式的に示している。

図１に示すように、本実施形態の記録ヘッドは、カラーインク用チップ１１００とブラックインク用チップ１２００とを基材１０００に接続することによって形成されている。ブラックインク用チップ１２００には、上記第１ブラックインクを吐出するための複数の吐出口ｎが配列されている。このブラック用チップ１２００は、カラーインク用チップ１１００より吐出口列の長さ（吐出口の配列範囲）が記録媒体の搬送方向（副走査方向）において長く設定されている。

また、カラーインク用チップ１１００の各インクの吐出口列に対し、所定量だけ副走査方向にずらして配置されている。これは、ブラックインク用チップを用いて文書等を記録する場合の記録速度を重視するためである。すなわち、ブラックインク用チップ１２００において副走査方向に配列した吐出口列により、チップの１回の走査での記録可能な副走査方向の幅がカラーインク用チップ１１００よる記録よりも大きくなっている。また、記録媒体上の同一記録領域に対しカラーインクの付与に先行して顔料ブラックインクの記録を行うことができるように、カラーインク用チップ１１００とブラックインク用チップ１２００は記録媒体方向にずらした位置に配置してある。

図２は、カラーインク用チップ１１００における各色インクの吐出口の配置を示した模式図である。

カラーインク用記録チップ１１００は、シアン、マゼンタ、イエローの各インクおよび上記第２のブラックインクについて、それぞれ複数の吐出口、およびそれぞれの吐出口に連通するインク路、各インク路にインクを供給する共通液室および各吐出口からインクを吐出させるための吐出エネルギー（熱エネルギー）を発生する吐出エネルギー発生素子（ヒータ）などが設けられたものである。

このカラーインク用チップ１１００では、シアン、マゼンタ、イエロー、およびブラックの各インクを吐出するための吐出口列が２本ずつ配置されている。このうち、シアンインクを吐出する吐出口列ｃ１，ｃ２、およびマゼンタインクを吐出する吐出口列ｍ１，ｍ２は、チップ１１００の中心Ｌを基準として主走査方向において左右に対称となる位置に配されている。また、イエローインク吐出用の２本の吐出口列ｙ１とｙ２、およびブラックインク吐出用の２本の吐出口列ｋ１とｋ２は、いずれも近接して配列されており、シアン、マゼンタのように中心Ｌを基準とする対称位置には配置されていない。

ここで、カラーインク用チップ１１００についてより具体的構成を説明する。
このカラーインク用チップ１１００は、シリコン製の同一のチップ１１００に６個の溝を形成し、溝ごとにそれぞれのインクを吐出する吐出口などが形成される。すなわち、前述のように吐出口と、これに連通するインク路と、インク路の一部に形成されたヒータと、前記インク路に共通に連通する共通液室などが形成される。

また、チップ１１００の各溝の間には上記ヒータを駆動するための駆動回路（不図示）が設けられている。ヒータや駆動回路は、半導体の製膜プロセスと同様のプロセスによって製造される。また、インク路や吐出口は樹脂によって形成される。さらに、シリコンチップの裏面には各溝のそれぞれに対してインクを供給するインク供給路が設けられる。

６個の溝は、図において走査方向左側から順に、第１溝１００１、第２溝１００２、第３溝１００３、第４溝１００４、第５溝１００５、第６溝１００６が配置されている。そして、本実施形態では、第１溝１００１および第６溝１００６にシアンインクを供給し、第２溝１００２および第５溝１００５にマゼンタインクを供給し、第３溝１００３にイエローインクを供給し、第４溝１００４に染料を色材とする第２のブラックインクを供給するよう構成されている。

そして、第１溝１００１には、６４ｎ（ｎは１以上の整数；例えばｎ＝４）個の吐出口からなるシアンインクのノズル列ｃ１が、第２溝１００２には６４ｎ個の吐出口からなるマゼンタインクのノズル列ｍ１がそれぞれ構成されている。また、第３溝１００３の第２溝側には６４ｎ個の吐出口からなるイエローインクのノズル列ｙ１が、第３溝１００３の第４溝１００４側には６４ｎ個の吐出口からなるイエローインクのノズル列ｙ２が互いに近接して構成されている。

さらに、第５溝１００５には６４ｎ個の吐出口からなるマゼンタインクのノズル列ｍ２が、第６溝１００６には６４ｎ個の吐出口からなるシアンインクのノズル列ｃ２がそれぞれ構成されている。また、第４溝１００４の第３溝側には６４ｎ個の吐出口からなる染料ブラックインク（第２ブラックインク）のノズル列ｋ１が、第４溝１００４の第５溝側には６４ｎ個の吐出口からなる染料ブラックインクのノズル列ｋ２が互いに近接して構成されている。

図３は、上記カラー用チップ１１００における各吐出口列の中央部領域Ｅ１における吐出口ｎの配置、および端部領域Ｅ２における吐出口ｎの配置を詳細に示す図である。

各々の吐出口列は、ほぼ一定のピッチ（６００ｄｐｉ）で吐出口ｎが配置されている。また、同一色のインクを吐出する２本の吐出口列において、一方の吐出口列における各吐出口ｎは、他方の吐出口列における各吐出口ｎに対し、吐出口配列ピッチの半分の距離（１２００ｄｐｉ）だけ副走査方向にずらしてある。このため、各色のインクは、２本の吐出口列によって１２００ｄｐｉの記録密度で画像を形成することができる。

また、本実施形態の記録ヘッドにおいて、シアンインク、マゼンタインクの吐出口列ｃ１，ｃ２およびｍ１，ｍ２はカラーインク用チップ１１００内の中心Ｌを基準に左右対称的に配置されており、シアンインクの吐出口列ｃ１とｃ２の間隔は、マゼンタインクの吐出口列ｍ１とｍ２の間隔より広く設定されている。この実施形態では、シアンインク吐出用の吐出口列ｃ１とｃ２の間隔ｄ（以下、列間距離ｄと称す）は７．２ｍｍ、マゼンタインク吐出用の吐出口列ｍ１とｍ２の列間距離ｄは４．４ｍｍとなっている。また、シアンインク、マゼンタインクの各吐出口列ｃ１，ｃ２，ｍ１，ｍ２は、それぞれ個別に設けられた共通液室Ｃａ，Ｃｂ、Ｍａ，Ｍｂにそれぞれ連通している。

他方、イエローインクの吐出口列ｙ１とｙ２は、一つの共通液室Ｙａを挟んで左右に配置されており、染料ブラックインクの吐出口列ｋ１とｋ２は、一つの共通液室Ｋａを挟んで左右に配置されている。また、吐出口列配置ｙ１とｙ２の列間距離ｄ、およびｋ１とｋ２の列間距離ｄは、いずれも０．２ｍｍとなっている。つまり、各色の一対の吐出口列の列間距離ｄは、イエローインク（＝染料ブラックインク）、マゼンタインク、シアンインクの順に広くなる。

また、カラーインク用チップ１１００において、上記８本の吐出口列のうち、シアンインクの吐出口列ｃ１とｃ２の列間距離ｄは７．２ｍｍに設定され、マゼンタインクの吐出口列ｍ１とｍ２の列間距離ｄは、４．４ｍｍに設定されている。さらに、この８本の吐出口列において、互いに隣接する吐出口列、すなわちｃ１とｍ１、ｍ１とｙ１、ｋ２とｍ２、ｍ２とｃ２のそれぞれの列間距離ｄは１．４ｍｍとなっている。

図９は本実施形態の記録ヘッドのノズル配置を示したものである。図８の結果から対となるノズル列間距離ｄが約０．２ｍｍと近いイエローインク、及び染料ブラックインクの記録列に関してはノズルの両端部領域における配列ピッチＰ１が、中央部領域の配列ピッチＰ０より広い構成となっている。具体的にはノズル配列方向の上流側で５μｍ、下流側で５μｍ、つまりノズル列全体で考えると１０μｍ延ばしたこととなる。また図８の結果から内斜量は記録デューティによって変化するため、記録デューティが低い場合には内斜量が小さく、配列ピッチＰ１を拡大したことにより逆につなぎ部分でのドットがオーバーラップし、その部分における濃度が高くなり黒スジといった画像弊害が懸念される。

図４は図１に示した記録ヘッドを用いて、１画素を構成するドットの配置の一例を示す。ここでは、１画素を４つのドットで形成するため、最大４ドットで表示している。具体的には、画像処理におけるデータの取り扱いを６００ｄｐｉ単位として、１画素に対して、多値情報、本実施例の形態では４値の情報を生成する。記録装置は多値情報から、その画素に対応する複数のノズルで記録するドット数を設定するのである。図４において、６００ｄｐｉの１つの画素に対して、縦２ドット、横２ドットで構成されている。つまり、１画素に対して、４つのドットで画像形成を行うものである。これは１つの例であり、記録装置や記録ヘッドの特性により、１画素を構成するドット数は様々である。

さらに、このデータ処理は、双方向記録行うために、各色インクの２つの吐出口列に対応させてデータの発生が均等になるよう振り分けを行っている。具体的には、それぞれの吐出口列に対応するプリントバッファを設け、対応するプリントバッファに上記の４値データを格納する処理を行う。これにより、各走査ではそれぞれの吐出口列に対応したプリントバッファのデータを読み出し、それぞれの吐出口列の吐出口からインクを吐出すべくデータ転送を行う。

図５は、本実施形態のインクジェット記録装置１の構成を示す図であり、ケースカバーを除いた状態で示す斜視図である。

同図に示すように、本実施形態のインクジェット記録装置１は、図１にて説明した記録ヘッド３を着脱自在に搭載するキャリッジ２と、これを移動させて記録ヘッドの走査を行うための駆動機構を備える。すなわち、キャリッジ２は、駆動源であるキャリッジモータＭ１の駆動力がベルト、プーリなどからなる伝動機構４を介してキャリッジ２に伝えられることによりキャリッジ２を図５の矢印Ｘ方向に往復移動させることができる。キャリッジ２には、本プリンタで用いるインクの種類に対応してインクカートリッジ６が着脱自在に搭載される。図１および図２にて説明したように、本実施形態では、第１および第２のブラックインク、シアン、マゼンタ、イエローの５種類のインクを用いるが、図５においては簡略化して４個のインクカートリッジのみを示している。

キャリッジ２には、図１および図２に示したブラックインク用チップ１２００とカラーインク用チップ１１００における各溝にそれぞれ対応するインクがカートリッジから供給されるようそれぞれのインク供給路が形成される。また、キャリッジ２と上記各チップからなる記録ヘッド３は、両部材の接合面が適切に接して所要の電気的接続ができるよう構成される。これにより、記録ヘッド３は、記録信号に応じて前述のヒータに電圧パルスを印加してインクに気泡を生じさせ、この気泡の圧力によって吐出口からインクを吐出させることができる。すなわち、電気熱変換体であるヒータはパルスが印加されることにより熱エネルギーを生じ、これによりインクに生じる膜沸騰による気泡の成長、収縮によって生じる圧力変化を利用して、吐出口よりインクを吐出させるものである。また、記録媒体である記録紙Ｐを搬送（紙送り）する給紙機構（紙送り機構）５を備え、記録ヘッドの走査に応じて所定量の紙送りを行う。さらに、キャリッジ２の移動範囲の一端には、記録ヘッド３の吐出回復処理を行うための回復装置１０を備える。このようなインクジェット記録装置において、記録紙Ｐは給紙機構５によって記録ヘッド３の走査領域に送り込まれ、記録ヘッド３の走査によって記録紙Ｐに画像や文字などの記録が行なわれる。

上述の装置構成をより詳細に説明すると、キャリッジ２は、キャリッジモータＭ１の駆動力を伝達する伝動機構４を構成する駆動ベルト７の一部に連結されており、また、ガイドシャフト１３に沿って矢印Ａ方向に摺動自在に案内支持されている。これにより、キャリッジモータＭ１の駆動力がキャリッジ２に伝達されてその移動を行うことができる。この場合、キャリッジ２は、キャリッジモータＭ１の正転および逆転によってそれぞれ往方向または復方向の移動を行うことができる。また、図５において、８はキャリッジ２の矢印Ｘ方向における位置を検出するためのスケールを示し、本実施形態では、透明なＰＥＴフィルムに所定のピッチで黒色のバーを印刷したものを用いており、その一方はシャーシ９に固着され、他方は不図示の板バネで支持されている。このスケールのバーをキャリッジ２に設けられるセンサが光学的に検出することにより、キャリッジ２の位置を検出することができる。

記録ヘッド３の走査領域で、記録ヘッド３の走査でそれぞれの吐出口列に対向する領域に不図示のプラテンが設けられており、このプラテン上を搬送される記録紙Ｐに対してそれぞれのインクを吐出することにより、プラテンによって平坦な面が維持された記録紙に記録が行われる。

１４は不図示の搬送モータＭ２によって駆動される搬送ローラを示し、１５は不図示のバネにより記録シートを搬送ローラ１４に当接するピンチローラ、１６はピンチローラ１５を回転自在に支持するピンチローラホルダをそれぞれ示す。また、１７は搬送ローラ１４の一端に取り付けられた搬送ローラギアを示し、この搬送ローラギア１７に不図示の中間ギアを介して伝達された搬送モータＭ２の回転により、搬送ローラ１４が駆動される。２０は記録ヘッド３によって画像が形成された記録紙を装置外ヘ排出するための排出ローラを示し、同様に搬送モータＭ２の回転が伝達されることで駆動される。なお、排出ローラ２０には不図示のバネの押圧力によって不図示の拍車ローラが記録紙に当接する。２２は拍車ローラを回転自在に支持する拍車ホルダを示す。

キャリッジ２が記録動作のために往復移動する範囲（走査領域）外の所定の位置（例えばホームポジションと対応する位置）には、上述のように、記録ヘッド３の吐出性能を維持するための回復装置１０が配設されている。この回復装置１０は、記録ヘッド３の吐出口面をキャッピングするキャッピング機構１１と記録ヘッド３の吐出口面（各色の吐出口列が設けられた面）をクリーニングするワイピング機構１２を備えており、このキャッピング機構１１による吐出口面のキャッピングに連動して回復装置内の不図示の吸引機構（吸引ポンプ等）により吐出口からインクを強制的に排出させ、それによって、記録ヘッド３のインク路内の増粘インクや気泡等を除去するなどの吐出回復処理を行うことができる。また、非記録時等に、記録ヘッド３の吐出口面をキャッピングすることによって、記録ヘッドを保護するとともにインクの乾燥を防止することができる。さらに、ワイピング機構１２は、キャッピング機構１１の近傍に配されて、記録ヘッド３の吐出口面に付着したインク滴を拭き取ることにより、そのクリーニングを行う。そして、これらキャッピング機構１１およびワイピング機構１２により、記録ヘッド３を正常な吐出状態に保つことが可能となっている。

図６は図５に示した装置構成を具えたインクジェット記録装置の制御系の概略構成を示すブロック図である。

図６に示すように、コントローラ６００は、マイクロコンピュータ形態のＣＰＵ６０１、後述する各種記録モードの実行やその際の記録動作の制御、また、後述する画像処理のシーケンスに対応したプログラムや所要のテーブルその他の固定データを格納したＲＯＭ６０２、上記各記録モード実行の際に、キャリッジモータＭ１の制御、紙送りモータＭ２の制御、記録ヘッド３における吐出制御等の制御信号を生成する特殊用途集積回路（ＡＳＩＣ）６０３、画像データを展開する領域や作業用の領域等を設けたＲＡＭ６０４、ＣＰＵ６０１、ＡＳＩＣ６０３およびＲＡＭ６０４を相互に接続してデータの授受を行うシステムバス６０５、以下に説明するセンサ群からのアナログ信号を入力してＡ／Ｄ変換し、それぞれのデジタル信号をＣＰＵ６０１に供給するＡ／Ｄ変換器６０６などで構成される。

６１０は画像データの供給源となるホストコンピュータ（あるいは画像読取り用のリーダや、デジタルカメラなど）を示し、インターフェース（Ｉ／Ｆ）６１１を介して画像データ、コマンド、ステータス信号等をコントローラ６００と送受信する。

６２０はスイッチ群を示し、電源スイッチ６２１、プリント開始を指令するためのスイッチ６２２、および記録ヘッド３の回復処理の起動を指示するための回復スイッチ６２３など、操作者による指令入力を受容するためのスイッチを有する。６３０はセンサ群を示し、記録ヘッド３がその移動によりホームポジションｈに位置することを検出する、上記スケール８と組合わされるフォトカプラ６３１、環境温度を検出するためにプリンタの適宜の箇所に設けられた温度センサ６３２等から構成される。さらに、６４０はキャリッジモータＭ１を駆動するドライバ、６４２は紙送りモータＭ２を駆動するためのドライバをそれぞれ示す。

以上の構成において、本実施形態のプリンタは、インターフェース６１１を介して転送された記録データのコマンドを解析し、記録すべき画像データをＲＡＭ６０２に展開する。画像データの展開領域（展開バッファ）は、横を主走査方向の記録可能領域分の画素数Ｈｐに対応したサイズ、縦を記録ヘッドにおけるノズル列により１回の走査で記録される縦方向の画素数である６４ｎ（ｎは１以上の整数；例えばｎ＝４）に対応したサイズとしてそれぞれ構成し、ＲＡＭ６０２の記憶領域上に確保される。また、記録走査において記録ヘッドにデータを送るために参照されるＲＡＭ６０２上の記憶領域（プリントバッファ）は、横を主走査方向の記録可能領域分の画素数Ｖｐに対応したサイズ、縦を記録ヘッドの１回の記録走査で記録される縦方向の画素数である６４ｎに対応したサイズとして構成し、ＲＡＭ６０２の記憶領域上に確保される。ＡＳＩＣ６０３は、記録ヘッドによる記録走査の際に、ＲＡＭ６０２の記憶領域（プリントバッファ）に直接アクセスしながら記録ヘッドに対して各吐出口ごとにヒータの駆動データを取得し、それを記録ヘッド３のドライバに転送する。

図７は各色の対となる第１のノズル列、第２のノズル列を用いて記録を行った場合の記録デューティと内斜量との関係を示すものである。

記録動作には、シアンインクの吐出口列ｃ１、ｃ２、マゼンタインクの吐出口列ｍ１、ｍ２、イエローインクの吐出口列ｙ１、ｙ２、ブラックインクの吐出口列ｋ１，ｋ２が使用され、各色の２本の吐出口列には、それぞれ吐出回数の偏りがないように均等にデータが割り振られるよう制御されている。先にも述べたように、各色インクの２本の吐出口列の列間距離ｄはイエロー色が最も短く、次いでマゼンタ色、シアン色の順で大きくなる。

またイエローインクの吐出口列ｙ１とｙ２、ブラックインクの吐出口列ｋ１とｋ２のそれぞれの列間距離ｄは等しいため、記録デューティと内斜量の関係も略等しくなる。対をなす吐出口列の列間距離が最も短いイエローインクの吐出口列ｙ１，ｙ２およびブラックインクの吐出口列ｋ１，ｋ２においては、図８に示すように、記録デューティが５０％（２ｄｏｔ／６００ｄｐｉ）の場合に、内斜量が約１０μｍ、１００％（４ｄｏｔ／６００ｄｐｉ）で約１４μｍとなる。これに対し、対をなす吐出口列の列間距離ｄが広いマゼンタインクの吐出口列ｍ１，ｍ２、およびシアンインクの吐出口列ｃ１，ｃ２においては、記録デューティが５０％の場合で内斜量が約５μｍ、１００％の場合で約８μｍとなり、比較的軽微な内斜量になることが分かった。

図８に内斜量とドット配置の関係を示す。本実施形態で用いられるノズルから吐出されるドットの直径は３０μｍ程度であり、図示のように、各記録領域間のつなぎ部において、吐出口列における内斜量が０であった場合には、図８（ａ）に示すように、上下のドットが約５μｍ上下に重なり合うこととなる。これに対し、図８（ｂ）に示すように、吐出口列における内斜量が１０μｍであった場合には、上下のドットが殆ど重なりなく接する状態にある。よって図８（ｃ）に示すように、吐出口列に１０μｍを超える内斜が発生した場合には、つなぎ部分のドットが上下に離れ、インクが付与されない部分が発生し、これが白筋となって画像品質を損なう結果となる。

図７の結果を顧みるとイエローインクの吐出口列ｙ１，ｙ２および染料ブラックインクｋ１，ｋ２の吐出口列の内斜量は、一定の記録デューティを超えると白筋発生の閾値である１０μｍの内斜量を超えるため、内斜現象に対する対策が必要となってくることが分かる。イエローインクは明度が高く視認性が低いため、イエロー単色での白筋が画像的に問題になることは少ないが、レッドやブルーといった２次色を形成した場合に問題となることが多い。また、２本の吐出口列の列間距離ｄがイエローと同様に設定されている染料ブラックの吐出口列ｋ１，ｋ２についても略等しい内斜量となる。但し、この染料ブラックの吐出口列ｋ１，ｋ２の場合は、インクの明度が低いことから、白スジの視認性は極めて高く、内斜現象に対する対策はより重要になってくる。

そこで、本実施形態の記録ヘッドでは、図８に示す結果に基づき、ノズルの配置を図９に示すように設定している。

すなわち、イエローインクの吐出口列ｙ１，ｙ２、及び染料ブラックインクの吐出口列ｋ１，ｋ２は、いずれも列間距離ｄが約０．２ｍｍという短い間隔に設定されているため、図７に示すように、大きな内斜が発生し易い。このため、本実施形態の記録ヘッドでは、図９に示すように、吐出口列の両端部領域Ｅ２における吐出口ｎの配列ピッチＰ１を、吐出口列の中央部領域Ｅ１における配列ピッチＰ０より広く設定している。具体的にはノズル配列方向の上流側で５μｍ、下流側で５μｍとなり、ノズル列全体としては、１０μｍ拡大している。これにより、イエローインクの吐出口列ｙ１，ｙ２および染料ブラックインクの吐出口列ｋ１，ｋ２に５μｍ程度の内斜が発生したとしても、これを補うことができ、適正な位置へと端部ドットを形成することができる。

また、図８に示すように、記録デューティが低い場合には、内斜量が小さくなり、記録デューティが高い場合には、内斜量は大きくなる。従って、上記のように吐出口列の端部領域Ｅ２の吐出口ｎの配列ピッチを拡大したことにより、記録デューティが高い場合には、逆に、つなぎ部分でのドットがオーバーラップし、その部分における濃度が高くなり黒スジの発生が懸念される。しかし本実施形態では、例えば記録デューティが２５％程度であれば、両吐出口列の端部における内斜量の合計は６μｍ程度であり（各吐出口列の各端部に生じる内斜量は３μｍ）、吐出口列の各端部における吐出口ｎの配列ピッチを５μｍずつ拡大し（吐出口列全体としては１０μｍ拡大）したことにより、つなぎ部分でのドットは４μｍ程度オーバーラップすることとなる。しかし、この程度のオーバーラップは画像上問題になるレベルにはならない。このように、記録デューティにより内斜量が変化する点に留意し、吐出口列の配列ピッチの拡大量を決定することが好ましい。

一方、列間距離ｄが７．２ｍｍ、４．４ｍｍであるシアンインク、マゼンタインクの各吐出口列の場合には、図７に示すように、仮に１００パーセントデューティで記録を行ったとしても内斜量は約８μｍ程度の軽微な値となり、白筋発生の閾値である１０μｍを下回るため、シアン、マゼンタのそれぞれを単色で記録する場合には白筋の発生を問題にする必要はない。このため、図９に示す本実施形態の記録ヘッドでは、吐出口列の上流側の端部領域Ｅ２と下流側の端部領域Ｅ２のいずれにおいても、吐出口ｎの配列ピッチＰ１を中央部領域Ｅ１の配列ピッチＰ０と同一に設定している。

但し、カラー画像を形成する場合には、記録ヘッドの各吐出口列から異なる種類のインクを同時に吐出しながら、記録走査を行う場合もある。その場合には、隣接する吐出口列との列間距離ｄが内斜量に影響を与えることとなる。例えば、シアンインク、マゼンタインクの各吐出口列については、吐出口列ｃ１とｍ１との列間距離ｄ、吐出口列ｃ２とｍ２との列間距離ｄによって各吐出口列における内斜量が決定される。図３に示す記録ヘッドでは、ｃ１とｍ１、ｃ２とｍ２の列間距離ｄはいずれも約１．４ｍｍとなっている。このため、図７に示すように、列間距離ｄが一定の記録デューティ以上で記録を行った場合に、内斜量の影響によって白筋が顕著になる可能性がある。従って、この場合には吐出口列ｃ１，ｍ１，ｃ２，ｍ２についても、端部領域Ｅ２の吐出口の配列ピッチＰ１を拡大させることが必要となる。

つまり、内斜量は必ずしも同一色の吐出口列による列間距離ｄによって決定されるものではなく、同時に吐出動作を行う吐出口列の中で、最も近い位置に存在する２本の吐出口列の列間距離によって決定されるのである。従って、同時に吐出される可能性の高い２本の吐出口列の距離間隔を想定して記録ヘッドにおける吐出口列の端部領域Ｅ２における吐出口の配列ピッチを設定することが望ましく、さらに好ましくは、各吐出口列によって行われる記録動作の記録デューティを考慮することが良い。

（その他）
上記実施形態では、シアン、マゼンタ、イエロー、染料ブラックの４色のインクを用いて記録を行う場合を例に採り説明したが、本発明は４色以外の複数色のインクを用いて記録動作を行う場合にも有効である。

さらに、上記実施形態では、記録ヘッドの各吐出口列における上流側および下流側の端部領域における吐出口の配列ピッチを均一に（５μｍずつ）拡大させたが、配列ピッチの拡大量は上流側端部と下流側端部とで必ずしも均一にする必要はなく、異なる値に設定することも可能である。

本実施形態における記録ヘッドがインクジェット記録装置に装着された状態を記録媒体側から見た底面図であり、各記録チップの配置を模式的に示している。 カラーインク用チップにおける各色インクの吐出口の配置を示した模式図である。 上記カラー用チップにおける各吐出口列の中央部領域における吐出口の配置、および端部側における吐出口の配置を詳細に示す図である。 図４は図１に示した記録ヘッドを用いて、１画素を構成するドットの配置の一例を示す。 本実施形態のインクジェット記録装置の装置構成を示す図であり、ケースカバーを除いた状態で示す斜視図である。 図５に示した装置構成を具えたインクジェット記録装置の制御系の概略構成を示すブロック図である。 異なる列間距離毎に記録デューティと内斜の関係を表す図である。 インクジェット記録装置において内斜量とドット配置の関係を示す図である。 本実施形態の記録ヘッドのノズル配置を示したものである。

符号の説明

１ インクジェット記録装置
２ キャリッジ
３ 記録ヘッド
１１００ カラーインク用チップ
ｎ 吐出口
Ｅ１ 中央部領域
Ｅ２ 端部領域
Ｐ０ 中央部領域の配列ピッチ
Ｐ１ 端部の配列ピッチ
ｃ１，ｃ２ シアンインクの吐出口列
ｍ１，ｍ２ マゼンタインクの吐出口列
ｙ１，ｙ２ イエローインクの吐出口列
ｋ１，ｋ２ 染料ブラックインクの吐出口列
Ｘ 主走査方向
Ｙ 副走査方向

Claims (7)

1. 複数のインク吐出口を配列した吐出口列を複数配置してなる記録ヘッドであって、
   複数のノズル列内のインク吐出状態において互いに隣接する一対のノズル列の列間距離に応じて、各吐出口列の所定の端部領域内における吐出口の配列ピッチが設定されていることを特徴とする記録ヘッド。
2. 前記吐出口列の所定の端部領域内における配列ピッチは、前記インク吐出状態におけるノズル列の列間距離が短いほど、大きく設定されていることを特徴とした請求項１に記載の記録ヘッド。
3. 前記インク吐出状態において互いに隣接する一対の吐出口列は、同一色を吐出する複数の吐出口列であって、同一色を吐出する複数のノズル列の列間距離に応じて、各色の吐出口列における所定の端部領域内の吐出口の配列ピッチが設定されていることを特徴とする請求項１に記載の記録ヘッド。
4. 前記インク吐出状態において互いに隣接する一対の吐出口列は、異なる色のインクを吐出する一対の吐出口列であって、前記一対の吐出口列の列間距離に応じて当該一対の吐出口列それぞれにおける所定の端部領域内の吐出口の配列ピッチが設定されていることを特徴とする請求項１に記載の記録ヘッド。
5. 前記端部領域は、最端部に位置する吐出口を含めた複数の吐出口とからなり、最端部に位置する吐出口とこれに隣接する吐出口との間の配列ピッチを、他の吐出口間の配列ピッチより拡大させたことを特徴とする請求項１に記載の記録ヘッド。
6. 前記記録ヘッドは、異なる種類のインクを吐出する吐出口列を対称に配列したことを特徴とする請求項１ないし５に記載の記録ヘッド。
7. 請求項１ないし６のいずれかに記載の記録ヘッドを用い、前記記録ヘッドと記録媒体とを所定の主走査方向に沿って相対的に移動させながら前記記録ヘッドの吐出口からインク滴を吐出させて記録を行う主走査と、前記主走査方向と交差する方向へと記録媒体を移動させる副走査とを繰り返し行うことによって記録媒体上に画像を記録することを特徴とするインクジェット記録装置。

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