JP2009061790A - インクジェット記録装置 - Google Patents

Abstract

【課題】記録ムラを低減することができるインクジェット記録装置を提供する。
【解決手段】第１の方向に列状に複数個のノズル孔231を配置し、ノズル孔231を開口とするインク室232内のインクに記録信号に応じて圧力を生ぜしめ、ノズル孔231からのインク粒子130の吐出と非吐出とを制御可能とした記録ヘッド200を、ノズル孔231が被記録体Ｐに対向するように設置すると共に、被記録体Ｐを記録ヘッド200に対して相対的に第２の方向に主走査移動させ、主走査移動による所定主走査線上の所定画素の位置にインク粒子130を着弾させ、着弾インク粒子により被記録体Ｐ上に形成された記録ドット120ＡＴの集合で記録画像を形成するインクジェット記録装置で、複数のノズル孔231から吐出する複数のインク粒子130の着弾位置を相互にずらせ、被記録体Ｐ上に形成される記録ドットが部分的に連続に重なるようにして１画素を形成するように制御する制御手段を備えたことを特徴とする。
【選択図】図４

Description

本発明は、例えばライン走査型インクジェット記録装置などのインクジェット記録装置に関するものである。

記録用紙に高速印刷する高速インクジェット記録装置として、ライン走査型インクジェット記録装置が提案されている。この装置は、記録用紙の幅方向に幅全体に延びる長尺インクジェット記録ヘッドを有し、該記録ヘッドにはインク粒子吐出用のノズル孔が列状に形成されている。

このような記録ヘッドを記録用紙面に対向させた状態で、前記ノズル孔からインク粒子を吐出させ、同時に記録用紙を連続移動させて主走査を行う。主走査は、記録用紙の移動方向への走査を意味し、各ノズル孔が対向する記録用紙の主走査方向の線を主走査線と呼ぶ。このような制御により、記録用紙の走査線へ選択的に記録ドットを形成し、記録用紙上に記録画像が形成される。
このようなライン走査型インクジェット記録装置には、コンティニュアスインクジェット方式の記録ヘッドを使用するものと、オンデマンドインクジェット方式の記録ヘッドを使用するものがある。オンデマンド方式のインクジェット記録装置はコンティニュアス方式の記録装置に比べて記録速度では及ばないが、インクシステムが非常に簡単である等のため、普及型の高速記録装置を提供するのに適している。
特開平１１−７８０１３号公報には、オンデマンド方式のインクジェット記録装置で使用される代表的な記録ヘッドが開示されている。該記録ヘッドには、記録用紙の各主走査線に１：１で対応するように、すなわち主走査線の数だけのノズルが列状（ライン状）に形成されている。各ノズルはノズル孔を開口とするインク室を有する。そして圧電素子或いは発熱素子へ駆動電圧を印加することにより、該インク室中のインクに圧力を加え、ノズル孔からインク粒子を吐出させる。このような構成により、高速記録装置を簡便に構成できる。
しかしながら、走査線数分のノズルを使用するため、例えば１８インチ幅の記録用紙に３００ｄｐｉの記録ドット密度で記録するには、５４００本の主走査線が必用となる。従って、１色印刷用の記録装置でも５４００個のノズルが必要となる。また、４色インクで記録するカラー記録装置においては２１６００個のノズルを搭載する必要がある。

オンデマンドインクジェット方式記録ヘッドでは、ノズルを高集積度で作成できるため、このような多数のノズル配置を実現することは可能である。しかし、このような多数のノズルのうち１ノズルでも故障すると、記録できない走査線が生じてしまい、記録すべき情報が欠落してしまう致命的な問題を起こしていた。

故障の要因としては、ノズル孔目詰まりやノズルへの気泡滞留によるインク粒子吐出不能、あるいはノズル孔半詰まりやノズル孔周辺部のインクによる不均一な濡れに伴うインク吐出方向の曲がり等様々な要因が考えられる。

しかしながら、このような故障要因を多数のノズルについて、記録装置運転中、常に起こさぬようにすることは非常に困難であり、これにより記録の信頼性を確保することが困難であった。
また、記録画像の品質を確保する上での問題も生じていた。つまり、上記多数のノズルを同一寸法に製作することは困難であり、製造バラツキ等の要因で各ノズルのインク吐出特性にバラツキが出る。

例えば、隣接するノズル孔から吐出するインク粒子について大きさや形状等に無視できない不揃いがあると、筋ムラや濃度ムラ等記録ムラが生じる。シリアル型記録ヘッドであれば、記録ヘッドのスキャン領域を変更するなどして、インク粒子の大きさの不揃いを目立たないように対策することは可能である。しかし、ライン型記録ヘッドのようにヘッドを固定して使用する場合、隣接するノズルは固定されているため、このような不揃いノズルを有する記録ヘッドを使用することはできない。

その一方で、多数のノズルを問題のないレベルにバラツキなく揃えた記録ヘッドを製造するとなると製造歩留まりが極端に悪くなる。また、当初ノズル特性が揃っていても、記録装置の稼動中に何らかの原因で吐出特性が隣接ノズル間で不揃いになってしまうこともあった。このように記録品質を確保する上でも問題があった。

一方、米国特許第５、９７５、６８３号明細書（特開平８−３３２７２４号公報に対応）にはインク粒子を電界操作するライン走査型インクジェット記録装置が開示されている。この装置では、電界走査によって、吐出されたインク粒子を左右方向に偏向させることによって、一つの画素内にある水平方向のドット数を増加させ、高解像度の画像を形成している。以下、添付の図面を参照して詳述する。

図１に示す印字ヘッド１８は、アクチュエータ１１によって開口部１３からインク粒子１０を印刷基面１５に向けて噴射する。このとき、インク中の正イオンは印刷基面１５の背後に設けられた電極１４の高い負電圧（−１０００Ｖ）に反応して、インク表面１２に集中し、インク粒子１０がインク表面１２から分離する時点でインク粒子１０は正に帯電している。それぞれの開口部１３を挟む両側には一対の方向制御電極１６，１７が設けられている。

このような構成において、方向制御電極１６を−１００Ｖ、方向制御電極１７を＋１００Ｖとすると、開口部１３から吐出されるインク１０は、周知の静電法則に従って、図中矢印の方向に偏向して飛翔する。また、方向制御電極１６を＋１００Ｖ、方向制御電極１７を−１００Ｖとすると、インク１０はこれとは逆方向に偏向して飛翔する。電極１６、１７の双方の電位を０Ｖにすると、インク粒子１０は左右何れにも偏向せずに飛翔する。

このように方向制御電極１６，１７の電位を制御することにより、図２に示すように、一つの画素内に右側ドット、中央ドット、左側ドットの３つのドットを形成することができ、水平方向において解像度の高い画像を形成することができる。

しかしながら、このように印刷基面１５と方向制御電極１６，１７間の電界を制御する偏向電界制御方式においては、個々のインク粒子を独立に偏向制御することができない。これは、偏向制御電界が及ぶ範囲に先に偏向制御したインク粒子が存在する場合には、それらのインク粒子にも現在印加中の偏向電界の作用が及んでしまうためである。そのため、偏向作用の独立性に劣り、高速記録や、記録精度の上で不利である。

また、このような記録装置においても、１ノズルでも故障すると、記録できない走査線が生じてしまい、記録すべき情報が欠落してしまう点においては、前述の装置と変わらない。
特開平１１−７８０１３号公報 米国特許第５、９７５、６８３号明細書

本発明の目的は、記録ムラを低減することができるインクジェット記録装置を提供することにある。

前記目的を達成するため本発明は、第１の方向に列状に複数個のノズル孔を配置し、該ノズル孔を開口とするインク室内のインクに記録信号に応じて圧力を生ぜしめ、前記ノズル孔からのインク粒子の吐出と非吐出とを制御可能とした記録ヘッドを、前記ノズル孔が被記録体に対向するように設置すると共に、前記被記録体を前記記録ヘッドに対して相対的に第２の方向に主走査移動させ、該主走査移動による所定主走査線上の所定画素の位置に前記インク粒子を着弾させ、該着弾インク粒子により被記録体上に形成された記録ドットの集合で記録画像を形成するインクジェット記録装置において、
前記複数のノズル孔から吐出する複数のインク粒子の着弾位置を相互にずらせ、前記被記録体上に形成される記録ドットが部分的に連続に重なるようにして１画素を形成するように制御する制御手段を備えたことを特徴とするものである。

本発明は前述のような構成になっており、多重打ち込みを行うことで、ノズルの製造バラツキ等に起因するインク吐出特性のバラツキによる記録ムラを軽減することができる。

以下、本発明について図面を参照しながら説明する。
まず、本発明の第１の形態に係わるライン走査型インクジェット記録装置１００について図３乃至図９を参照して説明する。図３はライン走査型インクジェット記録装置１００の構成を示す斜視図及び制御ブロック図であり、図４は図３の丸で囲んだ記録部領域１を拡大した部分拡大図であって、記録動作原理を説明するものである。

ライン走査型インクジェット記録装置１００は、所定記録速度で図３の矢印Ｂで示される主走査方向に連続移動する連続記録用紙Ｐ（以下、「記録用紙Ｐ」という。）上に、図４の主走査線１１０の密度を一定として（例えば、Ｄｓ＝３００ｄｐｉ）画像を高速記録する装置である。主走査線１１０の密度とは、記録用紙Ｐの幅方向Ｗの単位長さ当たりの主走査線１１０の本数である。

図３に示すように、ライン走査型インクジェット記録装置１００は、記録ヘッド２００と、背面電極体３００と、偏向制御信号発生回路４００と、インク吐出制御回路５００とを備える。

記録ヘッド２００は複数個のリニア記録ヘッドモジュール２１０と、この複数個の記録ヘッドモジュール（以下、「モジュール」と称する）を所定の位置関係で並べて保持する枠体２２０を備える。複数個のモジュール２１０はそれぞれ同一構造を有する。

図４に示すように、各モジュール２１０には、一列に配置されたｎ個のノズル２３０からなるノズル列２１１を備える。各ノズル２３０にはノズル孔２３１が形成されており、ノズルピッチはＰｎである。
各ノズル２３０は同一構成を有し、ノズル孔２３１と、ノズル孔２３１を開口端とするインク加圧室２３２、このインク加圧室２３２にインクを導くインク流入孔２３３、このインク流入孔２３３にインクを供給するマニホールド２３４、アクチュエータとしてのＰＺＴ等の圧電素子２３５を備える。本実施の形態では、圧電素子２３５として、ＰＺＴが使用される。ＰＺＴ２３５はインク加圧室２３２に取り付けられており、インク加圧室２３２の体積を記録信号の印加に応じて変化させる。

ノズル列２１１のノズル列方向Ａは、主走査線１１０の主走査方向Ｂに対して角度θ＝ｔａｎ⁻¹（１／５）；約１１．３度であり、幅方向ＷにおけるノズルピッチＰｎ＝（２／３００）・（ｓｉｎ（１／５））⁻¹インチ；約０．０３４インチとなっている。また、ノズル数ｎは９６（ｎ＝９６）である。

図３に示すように、本実施の形態では、記録用紙Ｐの幅方向記録領域をカバーするように１３個のモジュール２１０が、記録用紙Ｐの幅方向Ｗに配列され、枠体２２０に固定される。該幅方向Ｗは主走査方向Ｂに対し直角である。また記録ヘッド２００は、記録用紙Ｐの表面と各ノズル孔２３１との距離が所定間隔、例えば１〜２ｍｍ程度になるように記録用紙Ｐの表面と対向する。このようなノズル配置により、記録用紙Ｐの幅方向Ｗにおけるノズルピッチを２／３００インチ、主走査線方向Ｂの隣接ノズルピッチＰｎを１０／３００インチに設定でき、幅方向Ｗにおいて主走査線１１０の１本置きにノズル孔２３１を１個対応するように設定できる。

背面電極体３００は、複数対の正極性偏向電極３１０と負極性偏向電極３２０、電極配置基板３３０、正極性偏向電極端子３４１、負極性偏向電極端子３４２により構成される。

図３乃至図５に示すように、複数対の正極性偏向電極３１０と負極性偏向電極３２０は、記録用紙Ｐの背面に、ノズル列２１１を挟む位置に設置されている。同極性の電極同士は電極配置基板３３０上で束ねられ、正極性偏向電極端子３４１と負極性偏向電極端子３４２にそれぞれ接続されている。

偏向制御信号発生回路４００は、荷電信号作成回路４１０、正極性偏向電圧源４２１、負極性偏向電圧源４２２、正極性バイアス回路４３１、負極性バイアス回路４３２を備えている。

荷電信号作成回路４１０は、荷電信号を発生させる。正極性偏向電圧源４２１と負極性偏向電圧源４２２は、偏向電圧を発生させる。正極性バイアス回路４３１は、正極性偏向電圧源４２１からの偏向電圧に荷電信号発生回路４１０からの信号電圧を重畳し、偏向制御信号電圧を生成し、これを図６に示す荷電・偏向信号（Ａ）として正極性偏向電極３１０に印加する。また、負極性バイアス回路４３２は、負極性偏向電圧源４２２からの偏向電圧に荷電信号発生回路４１０からの信号電圧を重畳し、偏向制御信号電圧を生成し、これを図６に示す荷電・偏向信号（Ｂ）として負極性偏向電極３２０に印加する。

インク粒子吐出制御回路５００は、記録信号作成回路５１０、タイミング信号発生回路５２０、ＰＺＴ駆動パルス作成回路５３０、ＰＺＴドライバ回路５４０を有する。記録信号作成回路５１０は入力データに基づき画像の画素データを作成し、タイミング信号発生回路５２０はタイミング信号を発生させる。ＰＺＴ駆動パルス作成回路５３０は、記録信号作成回路５１０からの画素データとタイミング信号発生回路５２０からのタイミング信号に基づき、各ノズル２３０のＰＺＴ２３５の駆動パルスを発生する。ＰＺＴドライバ回路５４０は、この駆動パルスをＰＺＴ駆動のために十分な信号レベルに増幅させる。ＰＺＴドライバ回路５４０からの駆動パルスはＰＺＴ駆動信号として各ノズル２３０のＰＺＴ２３５に加えられ、インク粒子を所定のタイミングで吐出させる。

図６は記録用紙にベタ黒を印刷する場合、すなわち画素全てに記録ドットを形成する場合の電荷・偏向電極３１０、３２０に印加する荷電・偏向信号（Ａ）、（Ｂ）と、各ノズル用のＰＺＴ駆動信号（ａ）〜（ｄ）と、各インク粒子の偏向量（ａ’）〜（ｄ’）の制御方法を示すタイミングチャートを示し、図７は図６の記録ドット形成状態を示した図である。

以下、図６及び図７を参照しながら記録動作を説明する。
図６において、荷電・偏向電極３１０、３２０に荷電・偏向信号（Ａ）、（Ｂ）がそれぞれ印加されると、正極性電極３１０には＋Ｈ、負極性電極３２０には−Ｈの偏向電圧がかかると共に、時間間隔Ｔごと１／２・ＶＣずつ、０〜±ＶＣ間で変化する荷電電圧が加わる。この印加により、偏向用の静電場と荷電用の電場が形成される。

一方、記録ヘッド２００中のインクはアース電位、すなわち０電位に落としてある。従って、荷電・偏向電極３１０、３２０に前記の荷電電圧が印加されると、各ノズル孔２３１内のインクにも同様の荷電電圧が印加されることになる。そして、インクの導電性が数百ΩＣｍ以下と良好である場合には、インク粒子１３０がノズル孔２３１中のインクから分離する時に、インク粒子１３０は印加されている荷電電圧に応じて帯電し、記録用紙Ｐに向かって飛行することになる。

この時、帯電インク粒子１３０は、その帯電量に応じて前記偏向用静電場で図７に示す偏向方向Ｃに偏向される。偏向方向Ｃはノズル列方向Ａに対し直角である。

図６において、荷電電圧が０のとき、吐出されるインク粒子の偏向量は０であり、荷電電圧が＋ＶＣ、＋１／２・ＶＣ、−１／２・ＶＣ、−ＶＣのときの偏向量はそれぞれ＋２、＋１、−１、−２である。

図７において、ノズル孔２３１Ａより噴出したインク粒子１３０は、上述の偏向制御により、主走査線１１０_ｎ＋１から１１０_ｎ＋５上に着弾可能で、記録ドット１４０Ａ_ｎ＋１から１４０Ａ_ｎ＋５を形成できる。同様にノズル孔２３１Ｂから噴出したインク粒子１３０は主走査線１１０_ｎ＋３から１１０_ｎ＋７に着弾可能で、ノズル孔２３１Ｃから噴出したインク粒子１３０は主走査線１１０_ｎ＋５から１１０１１０_ｎ＋９に着弾可能である。

従って、主走査線１１０_ｎ＋５上においては、ノズル孔２３１Ａ、２３１Ｂ、２３１Ｃの３ノズル孔から吐出されるインク粒子のいずれであっても記録可能であり、主走査線１１０_ｎ＋４においては２３１Ａ、２３１Ｂの２ノズル孔、主走査線１１０１１０_ｎ＋６においては２３１Ｂ、２３１Ｃの２ノズル孔から吐出されるインク粒子で記録可能である。

これにより、例えばノズル孔２３１Ｂのノズル２３０Ｂが故障して吐出できなくてもノズル孔２３１Ａ、２３１Ｃを有するノズル２３０Ａ、２３０Ｃで記録をカバーすることが可能になる。
次に図６（ａ）〜（ｄ）のＰＺＴ駆動信号時の記録動作を説明する。
図７は記録用紙Ｐ上のドット記録状態であり、ノズル位置２３１Ａ’、２３１Ｂ’、２３１Ｃ’は図４に示されるノズル孔２３１Ａ、２３１Ｂ、２３１Ｃの記録用紙Ｐへの投影位置である。
本発明においては、記録用紙Ｐが主走査方向Ｂに一定速度で移動されつつ、時間間隔Ｔで各ノズル孔２３１からインク粒子１３０の吐出制御と吐出したインク粒子１３０の偏向制御との組み合せにより記録が行われる。

図７において、記録動作中は例えばノズル２３１Ｂ’は記録用紙Ｐに対し、主走査線１１０_ｎ＋５上を主走査方向Ｂと反対の方向Ｂ’に相対的に移動する。ここで、図中、主走査線１１０_ｎ＋５からは主走査方向Ｂに対して等間隔に複数の時分割・偏向参照線Ｔが偏向方向Ｃに延びている。

これら時分割・偏向参照線Ｔは主走査方向Ｂに等間隔を開けて延び、この時分割・偏向参照線Ｔ毎にノズル孔２３１Ｂからインク粒子１３０が吐出される。また、各時分割・偏向参照線Ｔの長さは偏向量を表しており、この時分割・偏向参照線Ｔの端部が記録ドットの形成位置である。従って、ノズル位置２３１Ｂ’からインク粒子１３０が吐出されない個所における時分割線・偏向参照線Ｔの先端では、記録ドットは形成されていない。

次に、ノズル孔２３１Ａからのインク粒子吐出に注目する。
図６に示されるＴ₁の時間帯では、荷電・偏向信号（Ａ）、（Ｂ）の荷電電圧が０Ｖであり、ノズル２３０ＡへのＰＺＴ駆動信号はＯＮであるので、ノズル孔２３１Ａから吐出したインク粒子１０３は荷電されず直進し、例えば、図７の主走査線１１０_ｎ＋３上の画素１２０_Ｔ１に着弾して記録ドット１２０Ａ_Ｔ１を記録する。

引き続く時間帯Ｔ₂（図７において時分割線Ｔが反対方向Ｂ’に１ライン移動した状態）では、ノズル２３０ＡへのＰＺＴ駆動信号はＯＦＦであるため、インク粒子１３０は吐出されず、記録ドットは形成されない。

Ｔ_３の時間帯では荷電電圧が−ＶＣであり、ノズル２３０ＡへのＰＺＴ駆動信号はＯＮであるので、ノズル孔２３１Ａから吐出したインク粒子１０３の偏向量は−２となり、主走査線１１０_ｎ＋５上の画素１２０_Ｔ３の位置に着弾し、記録ドット１２０Ａ_Ｔ３を形成する。

Ｔ_４の時間帯ではノズル２３０ＡへのＰＺＴ駆動信号はＯＦＦであるためノズル孔２３１Ａによる記録ドットは形成されない。Ｔ_５の時間帯では荷電電圧は＋１／２ＶＣでありＰＺＴ駆動信号はＯＮであるので、インク粒子１３０の偏向量は＋１となり、主走査線１１０_ｎ＋５上の画素１２０_Ｔ５の位置に着弾し、記録ドット１２０Ａ_Ｔ５を形成する。このような記録動作を２３１Ｂ、２３１Ｃ、２３１Ｄ等他のノズルについても行うことで、図７のように各画素を記録ドットで埋めていく。

以上のように、本発明によると、被記録体の１回の主走査移動を通じて、各主走査線について、複数のノズル孔から吐出されるインク粒子を同一の主走査線上またはその近傍に着弾可能なように制御する。そして、複数のノズル孔から吐出され、同一の主走査線上またはその近傍に振り分け可能なインク粒子を、主走査方向と該方向に垂直な方向あるいはこれら２方向のいずれかの方向に、異なるノズル孔からのインク粒子により形成される記録ドットが、交互に並ぶようにインク粒子の吐出タイミングを制御する。

これによりノズル個性による記録ドット大きさのバラツキによる筋ムラ、濃度ムラ等の記録ムラを軽減でき、従来ライン走査型インクジェット記録装置の重要な問題点を解決できる。

また、図７からも分かるように、本実施の形態では、時分割・偏向参照線Ｔ毎にインク粒子１３０の吐出制御と荷電・偏向制御をし、主走査方向Ｂ及び幅方向Ｗにおいて等間隔で並ぶ画素位置にインク粒子１３０を割り当て記録できるようにノズル孔配置を工夫している。これにより、記録ヘッド２００の応答性を必要以上に要求する必要がなくなる。あるいは、同じ周波数応答性のノズルでも高速記録が可能となる。このように制御が可能なのは、画素位置に対するノズル列の傾きやノズルピッチ等、ノズル孔配置を適切に設定したためである。
また、ノズル２３１Ａ、２３１Ｂ、２３１Ｃを使用した従来方式の記録装置では、１１０_ｎ＋３、１１０_ｎ＋５、１１０_ｎ＋７の３つの主走査線にしか記録ドットを着弾させられなかった。これに対し、本発明による記録装置ではその間の主走査線上にも記録ドットを形成可能である。すなわち、ノズル数を従来に対して１／２に削減できる。

図８は、ノズル２３１Ｂが故障した時、ノズル２３１Ｂを使わないでべた黒を印刷する動作例である。図６の正常動作時と比べると、荷電・偏向信号（Ａ）（Ｂ）は同じであるが、ＰＺＴ駆動信号（ａ）〜（ｄ）が異なる。

すなわち、ノズル２３１Ｂは使用しないのでノズル２３１Ｂに駆動信号は与えない。つまりノズル２３１Ｂは常時ｏｆｆされる。その代わり、ノズル２３１Ａで吐出させたインク粒子１３０を偏向レベル−１で偏向して、図９に示すように１２０Ａ_Ｔ２等の画素位置に着弾させたり、偏向レベル−２に偏向して１２０Ａ_Ｔ８等の画素位置に着弾させる。また、ノズル２３１Ｃで吐出させたインク粒子１３０を偏向レベル＋２で偏向して１２０Ｃ_Ｔ９等の画素位置に着弾させたり、偏向レベル＋１に偏向して１２０Ａ_Ｔ１０等の画素位置に着弾させる。

このように、ノズルが２３１Ｂで分担していた画素をノズル２３１Ａ、２３１Ｃが代替えして記録する。この場合でも、出来るだけ隣接記録ドットが異なるノズル２３１で記録されるように各ノズル２３１へのＰＺＴ駆動信号が設定される。これにより、全画素位置への記録ドット配置が可能になり、故障ノズルのバックアップ機能が達成できる。

以上では１個のノズルが故障の場合についての動作を述べたが、奇数番目のノズルが同時に多数故障した場合や、偶数番目のノズルが同時に多数故障した場合にも前記動作を故障個所に適応することによりバックアップ可能である。

また、連続して２個のノズルが故障した場合にも両側の健全ノズルでカバーすることは可能である。３つ以上の連続ノズルの同時故障に対応するには、インク粒子の偏向量、偏向レベルを対応できるように大きくとるようにし、ノズルのインク吐出応答周波数を向上させることで対応できる。

更に、前記実施の形態では主走査線１本置きにノズル孔を対応させて設置してノズル数を１／２に削減したが、更に削減率を上げるためには、Ｎ本（Ｎ＝２以上）の主走査線毎にノズル孔１個づつの割合で列状に配置する。そして、ノズル孔のピッチやノズル列の主走査線に対する配置角度を適値に設定する。また偏向手段は、インク粒子が少なくともＮ本の主走査線上の全てに着弾できるように偏向量を制御する。そして、前記主走査線上の全の画素位置またはその近傍にインク粒子を着弾可能なようにインク粒子吐出タイミングを制御する。

これにより、ノズル数を１／Ｎに削減することが可能になる。この削減によりノズル増に伴うノズル故障の頻度増による記録信頼性の低下を防止できる。また、ヘッド価格はノズルの数で大きく左右されるため、この削減で記録装置のヘッド価格を低下させることも可能である。
更に、このノズル数を１／Ｎに出来る特徴を次のように活用することも可能である。すなわち、同じノズル配置ピツチの記録ヘッドでも、従来の構成に比べてＮ倍高精細な記録が可能になる。この特徴を発展させると、同じ記録ヘッドで、記録ヘッドの配置を変えることなく、偏向や走査仕様を変更するだけで高精細記録を達成できる記録装置の実現も可能である。
あるいは、同じ精細度の記録を行うための記録ヘッドを製作する場合、本発明を使用すると、ノズル配置のピツチを広げることができるので、記録ヘッドの製作が容易になり、ノズル間での干渉に伴う吐出特性変動も少なくなるので記録品質を向上させることが可能である。

次に、本発明による第２の実施の形態について図１０乃至図２０を参照して説明する。
なお、前述の実施の形態におけるライン走査型インクジェット記録装置１００と重複する部分には同じ参照番号を付し、その説明は省略する。

本実施の形態によるライン走査型インクジェット記録装置１００Ａは、所定記録速度で主走査方向Ｂに移動する記録用紙Ｐ上に、図１１の主走査線１１０の密度Ｄｓ＝３００ｄｐｉで画像を高速記録する装置である。

図１０に示すように、ライン走査型インクジェット記録装置１００Ａは、記録ヘッド２００と、中間電極体３００と、偏向制御信号発生回路４００と、インク粒子吐出制御回路５００とを備える。

記録ヘッド２００は、ノズル列方向Ａが主走査方向Ｂに対して角度θ＝ｔａｎ^−１（１／６）；約９．４６度であり、幅方向ＷにおけるノズルピッチＰｎ＝（２／３００）・（ｓｉｎ（１／６））^−１インチ；約０．０４インチである点で第１の実施の形態の記録ヘッド２００と異なる。なお、ｎ＝９６である。また、幅方向Ｗにおけるノズルピッチは２／３００インチ、主走査線方向Ｂにおけるノズルピッチは１２／３００インチに設定されており、主走査線１１０の１本置きにノズル孔２３１を１個対応するように設定されている。

図１１及び図１２に示されるように、中間電極体３００の複数対の正極性偏向電極３１０と負極性偏向電極３２０は、記録ヘッド２００の各リニアヘッド記録モジュール２１０のノズル列を挟む位置に、記録用紙Ｐと記録ヘッド２００との間に設置される。各極性同士は電極配置基板３３０上で束ねられ、正極性偏向電極端子３４１と負極性偏向電極端子３４２に接続されている。これらの電極３２０、３２１には偏向制御信号発生装置４００からの荷電・偏向信号（Ａ）、（Ｂ）（図１３）が印加される。

ここで、前記実施の形態では荷電・偏向電極３１０、３２０は記録用紙Ｐの裏側に設置され、インクミストによる電極の汚れに強い構造となっていた。しかし、その反面、記録用紙Ｐの電気的特性で偏向量が変化することがあった。これを避けるため、本実施の形態では荷電・偏向電極３１０、３２０を記録用紙Ｐの表面上に設置してある。

このように構成することにより、インク粒子の偏向量が記録用紙Ｐの特性に左右されず安定になる。また。荷電・偏向電極３１０、３２０がノズル孔２３１に近くなるため、インク粒子の偏向感度を上げることが可能であり、荷電・偏向電圧を大幅に小さくできる。電極材料としては、ステンレス繊維等の導電性の繊維を固めた板材等を用いることで、インクミストに対する問題も軽減できる。

インク粒子吐出制御回路５００のＰＺＴ駆動パルス作成装置５３０は、画素毎複数ノズル用ＰＺＴ駆動パルス生成装置５３１とＰＺＴ駆動パルスタイミング調整装置５３２を備える。画素毎複数ノズル用ＰＺＴ駆動パルス生成装置５３１は、ＰＺＴ駆動パルス信号を生成する。ＰＺＴ駆動パルス信号は各ノズルのＰＺＴに印加され、これにより各ノズルからインク粒子が吐出される。

なお、本例では、異なるノズルから吐出された複数インク粒子を同一画素位置に着弾させ、一記録ドットを形成するようにＰＺＴ駆動パルス信号が生成される。ＰＺＴ駆動パルスタイミング調整装置５３２は、ＰＺＴ駆動パルス信号のタイミングを調整するものである。ここでは、前記ＰＺＴ駆動パルス信号により吐出される複数のノズルからのインク粒子を、各画素位置あるいはその近傍に着弾させて１画素を形成するように調整している。

図１３は記録用紙にベタ黒を印刷する場合、すなわち画素全てに記録ドットを形成する場合の荷電・偏向電極３１０、３２０に印加する荷電・偏向信号（Ａ）、（Ｂ）と、各ノズル用のＰＺＴ駆動信号（ａ）〜（ｄ）、そして各インク粒子の偏向量（ａ’）〜（ｄ’）の制御方法を示すタイミングチャートであり、図１４はその記録ドット形成状態を示した図である。

以下、図１１、図１３及び図１４を参照しながら記録動作を説明する。
荷電・偏向電極３１０、３２０に荷電・偏向信号（Ａ）（Ｂ）が印加されると、図１３に示すように正電極３１０には＋Ｈ、負電極３２０には−Ｈの偏向電圧がかかると共に、０〜±ＶＣ間で変化する荷電電圧が加わるようになる。この荷電電圧は時間間隔Ｔごとに電圧が１／５・ＶＣずつ変化している。この印加により、偏向用の静電場と、荷電用の電場が形成される。

一方、記録ヘッド２００中のインクはアース電位、すなわち０電位に落としてある。従って、各ノズル孔２３１から吐出されるインク粒子１３０と荷電・偏向電極３１０、３２０に前記の荷電電圧が印加されることになる。そして、インクの導電性が数百ΩＣｍ以下と良好である場合には、インク粒子１３０がノズル孔２３１中のインクから分離する時に、印加されている荷電電圧に応じて帯電し、記録用紙Ｐに向かって飛行する。この帯電インク粒子１３０は、その帯電量に応じて前記偏向用静電場で偏向方向Ｃの方向に偏向される。

図１１において、ノズル孔２３１Ａから噴出したインク粒子１３０は偏向により主走査線１１０_ｎから１１０_ｎ＋５上に着弾可能で、記録ドット１４０Ａ_ｎから１４０Ａ_ｎ＋５の形成が可能である。同様にノズル孔２３１Ｂから噴出したインク粒子は偏向により主走査線１１０_ｎ＋２から１１０_ｎ＋７上に着弾可能であり、ノズル孔２３１Ｃから噴出したインク粒子は偏向により主走査線１１０_ｎ＋４から１１０_ｎ＋９上に着弾可能である。

従って、主走査線１１０_ｎ＋５上の画素位置にはノズル孔２３１Ａ、２３１Ｂ、２３１Ｃの３ノズル孔のいずれのノズル孔よりインク粒子を吐出させても記録ドットを形成することが可能である。また同様に、他の全ての主走査線上における画素位置にも、異なる３つのノズル孔からのインク粒子により記録ドットを形成することができる。

次に、図１３ （ａ）〜（ｄ）のＰＺＴ駆動信号時の記録動作について、ノズル孔２３１Ａからのインク粒子吐出に注目して説明する。

図１３のＴ_１の時間帯では（ａ）に示すように荷電電圧が−１／５ＶＣであるので、ノズル２３１ＡのＰＺＴへのＰＺＴ駆動信号パルス印加で吐出したインク粒子は、例えば、図１４の主走査線１１０_ｎ＋３上の画素１２０α_ｎ＋３に着弾して記録ドットを形成する。引き続く時間帯Ｔ_２では、（ａ）に示すように荷電電圧が−３／５・ＶＣであるので、ノズル２３１ＡのＰＺＴへのＰＺＴ駆動信号パルス印加で吐出したインク粒子は、例えば、図１４の主走査線１１０_ｎ＋４上の画素１２０α_ｎ＋４に着弾して記録ドットを形成する。

同様にして、ノズル２３１Ａで吐出させたインク粒子１３０を走査線１１０_ｎ〜１１０_ｎ＋５上に順次振り分け、６列分の画素位置全てにインク粒子１３０を着弾させ、記録ドットを形成させることができる。

また、ノズル２３１Ｂ、２３１Ｃ等他のノズル２３１についても同様に、各ノズル２３１は夫々に対応して６走査線上１１０の画素位置全てにインク粒子１３０を着弾させ、記録ドットを形成させることができる。従って、例えば画素１２０α_ｎ＋４位置にはノズル２３１Ｃで吐出させたインク粒子１３０によって記録ドットが形成された後、走査を通じて同じ画素１２０α_ｎ＋４位置にノズル２３１Ｂによる記録ドット、そしてノズル２３１Ａによる記録ドットが順次形成されることとなる。他の各画素についても同様に、走査が進むと最終的には、隣接する３ノズルから吐出させたインク粒子１３０を１個づつ、合計３個のインク粒子１３０を着弾させたベタ黒の記録ができる。

図１５は記録用紙Ｐに任意の記録パターンを印刷する例として、短線パターンを印刷する場合の荷電・偏向信号（Ａ）、（Ｂ）と、各ノズル用のＰＺＴ駆動信号（ａ）〜（ｄ）、そして各インク粒子の偏向量（ａ’）〜（ｄ’）の制御方法を示すタイミングチャートであり、図１６はその際の記録ドット形成状態を示した図である。以下、その記録動作について説明する。なお、本例では、図１６に示すように、画素１２０β_ｎ＋４、１２０β_ｎ＋５、１２０β_ｎ＋６の３画素からなる短線パターンを印刷するものとする。

記録用紙Ｐと記録ヘッド２００の相対的な走査方向移動により、まず最初にノズル２３１Ｃの隣（図１１において左隣）に配置されたノズル２３１Ｄ（図示せず）により吐出されたインク粒子を図１６の画素１２０β_ｎ＋６に着弾させ、記録ドットを形成する。次に、図１５（Ｃ）に示す３個のＰＺＴ駆動パルスにより、ノズル２３１Ｃから順次３個のインク粒子１３０を吐出させる。この時、荷電・偏向電極３１０、３２０には図１５（Ａ）、（Ｂ）に示す偏向制御信号電圧が印加されているので、吐出したインク粒子１３０は夫々＋３レベル、＋２レベル、＋１レベル偏向され１２０β_ｎ＋４、１２０β_ｎ＋５、１２０β_ｎ＋６の画素位置に着弾する。

引き続いて７４Ｔ後に、図１５（Ｂ）に示す３個のＰＺＴ駆動パルスによりノズル２３１Ｂから順次３個のインク粒子１３０を吐出させる。そして、これら３個のインク粒子１３０は夫々＋１レベル、−１レベル、−２レベル偏向され１２０β_ｎ＋４、１２０β_ｎ＋５、１２０β_ｎ＋６の画素位置に着弾する。同様に、ノズル２３１Ａからの２個のインク粒子１３０を１２０β_ｎ＋４、１２０β_ｎ＋５の画素位置に着弾する。その後、ノズル２３１Ａの右隣のノズルからのインク粒子１３０が画素１２０β_ｎ＋４に着弾する。

以上のように、記録ヘッド２００の各ノズル２３０から吐出するインク粒子１３０が、予め定められた複数の主走査線１１０上のいずれにも着弾可能なように、インク粒子１３０の飛行方向を主走査線方向Ｂと直角な方向成分を持つ偏向方向Ｃに偏向し、かつ記録ヘッド２００と記録用紙Ｐの１回の相対的な主走査移動を通じて、各主走査線１１０について複数のノズル孔２３１から吐出されるインク粒子１３０を同一の主走査線１１０上、またはその近傍に着弾可能である。

また、ノズル孔は、この偏向制御手段と、記録ヘッドと記録用紙との相対移動による１回の主走査移動により、記録用紙上に所定の間隔で画素が配置可能で、かつ前記複数のノズル孔のから吐出され同一の走査線上またはその近傍に着弾可能なように偏向されたインク粒子が、同一の画素位置または該画素の近傍に着弾可能なように、ノズル列方向におけるノズルピッチと、主走査方向に対するノズル列方向のなす傾き角度を設定している。

更に、インク粒子吐出制御手段は、記録用紙上の所定画素の位置あるいはその近傍に記録ドットを形成する場合には、ノズル孔の配置と偏向制御手段及び主走査移動により決定される、個々の画素の記録を受け持つ複数のノズルについて、１画素を形成するタイミングで複数個のノズル孔よりインク粒子が吐出するのを制御する。このようにして、複数のノズルにより吐出されたインク粒子を、各画素位置あるいはその近傍に着弾させて、１画素を形成する。

図１７及び図１８はベタ黒印刷時において、ノズル２３１Ｂが故障してインク粒子を吐出できなくなった時の状態を示すもので、図の正常状態印刷時に対応する図である。すなわち、図１７はベタ黒を印刷する場合の荷電・偏向電極に印加する荷電・偏向信号（Ａ）、（Ｂ）と、各ノズル用のＰＺＴ駆動信号（ａ）〜（ｄ）、そして各インク粒子の偏向量（ａ’）〜（ｄ’）の制御方法を示すタイミングチャートであり、図１８はその記録ドット形成状態を示した図である。

図１９及び図２０は、図１５の正常印刷時に対応する図で、３画素からなる短線の印刷において、ノズル２３１Ｂが故障してインク粒子を吐出できなくなった時の状態を示した図である。すなわち、図１９は短線パターンを印刷する場合の荷電・偏向信号（Ａ）、（Ｂ）と、各ノズル用のＰＺＴ駆動信号（ａ）〜（ｄ）、そして各インク粒子の偏向量（ａ’）〜（ｄ’）の制御方法を示すタイミングチャートであり、図２０はその際の記録ドット形成状態を示した図である。

従来の各ノズルに１本の走査線を対応させて記録する方式においては、このような故障ノズルが生じると、主走査線の抜けが生じて、記録すべき情報が欠落してしまうという致命的な問題が発生した。

しかし、本発明によれば、図１７及び図１９からも分かるように、走査線１１０_ｎ＋２〜１１０_ｎ＋７線上の画素のうち、ノズル２３１Ｂが受け持っていた画素へのインク粒子の吐出が出来なくなるが、隣接ノズルにより吐出したインク粒子による画素への記録ドット形成は継続される。従って、例えば図２０の画素１２０β_ｎ＋４、１２０β_ｎ＋５、１２０β_ｎ＋６のように２個の記録ドットで画素が形成でき、正常記録時の３個記録ドット形成による画素記録に比べて幾分薄めの記録にはなるが、従来の重大な問題であった記録情報の欠落は無くなり、記録の信頼性を確保出来る。

以上説明したように、本発明によれば、故障ノズルがあることを検知しなくても、記録情報の欠落を引き起こすことなく記録を継続可能である。もちろん、故障ノズルがあることを検知して故障ノズルへのＰＺＴ駆動パルス信号供給を停止して、信号を図１７、図１９の（ｂ−１）から（ｂ−２）のように切り替えても良い。

また、本発明により記録される記録画素は、複数の隣接ノズルにより記録される記録ドットで構成されるため、画素の大きさや位置が平均化される。従って、従来の技術において問題とされていたノズル個性による記録ドット大きさのバラツキによる筋ムラ、濃度ムラ等の記録ムラも軽減でき、従来のライン走査型インクジェット記録装置の重要な問題点を解決できる。
以上の例では、１画素に３記録ドットを割り当て、ノズルの数を１主走査線毎に割当てたが、これは本発明に限定を加えるものではなく、設定したい割当て数に応じて前記で述べた本発明の手段を調整することで達成可能である。

記録ドットの大きさは、画素の大きさと、画素を構成する記録ドットの割当て数とを適切に設定することで、記録品質を向上させることが可能である。記録ドットが大き過ぎると、解像度が劣化するものの、故障ノズル発生による画像への影響は少なくなる。一方、記録ドットが小さ過ぎると、解像度に劣化はないが、故障ノズル発生時の画像への影響は大きくなり、また記録濃度不足になる。従って、これらの得失や印刷装置の応用面等を考慮し、記録ドット大きさを設定するのが望ましい。

なお、個々のインク粒子が記録用紙に記録された時のドット径は、吐出インク粒子の体積、インクの記録用紙への滲み具合等で決まるため、インクと記録用紙が固定の場合には、吐出インク粒子の体積を適切に設定する必要がある。インク粒子の体積を所定値に設定するには、ノズル孔径やインク粒子吐出制御手段のＰＺＴ駆動パルス波形を適値に設定する。すなわち、ノズル孔径を小さくするほど、インク粒子の体積を小さく出来る。また、一般にＰＺＴ駆動パルスの幅を狭くしたり、パルスの高さを低くすることでインク粒子の体積を小さく出来る。更に飛躍的に体積を小さくするには、駆動パルス波形を、ノズル孔にできるインクの境界面であるメニスカスを急峻にノズル内側に引っ込めるように設定することで、引き続いて微小粒子を発生させることも可能である。

このような記録ドット径の調整方法により、本発明のノズル及びインク粒子吐出制御手段は、複数のノズルにより吐出されたインク粒子を振り分け１画素を形成するのに好適な体積のインク粒子を吐出するように設定される。また、１画素を構成するインク粒子の着弾位置については、同一位置やその近傍に止まらず、記録ドットの重なりを保ちながら積極的に適量ずらしてもよい。

また、図１３及び図１４からも分かるように、本発明では、等時間間隔Ｔで、インク粒子の吐出制御と荷電・偏向制御をして、縦、横、等間隔で並ぶ画素にインク粒子を割り当て記録できるようにノズル孔の配置を工夫している。これにより、記録ヘッドの応答性を必要以上に要求する必要がなくなる。あるいは同じ周波数応答性のノズルでも高速記録が可能となる。このように制御が可能なのは、画素位置に対するノズル列の傾きやノズルピッチ等、ノズル孔配置を適切に設定したためである。

記録ヘッドの周波数応答性に余裕のある場合、あるいは前記等間隔の画素位置の近傍に配置することで許容する場合には、ノズル孔の配置やヘッド配置がより柔軟に設定できるようになる。また、帯電インク粒子の静電場による加速や帯電粒子間の静電力干渉、あるいはノズルのインク粒子吐出特性の周波数依存性、ノズル間の吐出干渉等でインク粒子の飛行速度に差が出る場合には、これらを考慮してノズル孔配置や吐出タイミング制御を行う。

本発明の偏向制御手段は静電力を活用するものであり、インク粒子に電荷を与える荷電手段と、該荷電手段により荷電された荷電インク粒子を偏向するように、インク粒子の飛行経路に設けた電場形成手段を備える。図３、図１０の例では、これらの手段が一対の電極と、これら電極とノズル内インクの間に荷電信号電圧と偏向電圧を重畳して印加することで、電極構造等を簡易に構成している。しかし、この例は本発明に制限を与えるものではなく、荷電用電極と偏向用の電場形成電極を別々に設ける通常の電極構造に対して、電極や電圧印加方法に変形を加えた他の構成であってもよい。

また、前記例で説明したように、本発明によれば、主走査方向、幅方向の隣接する画素を、異なるノズルで記録し、記録ムラを低減させることが出来るが、このような記録ムラ低減機能を実現するには、偏向制御手段は、被記録体の１回の主走査移動を通じて、各主走査線について、複数のノズル孔から吐出されるインク粒子を同一の主走査線上またはその近傍に着弾可能なように制御する。

また、インク粒子吐出制御手段は、複数のノズル孔から吐出され、同一の主走査線上またはその近傍に振り向け可能なインク粒子を、主走査方向と該方向に垂直な方向あるいは該２方向のいずれかの方向に、複数ノズル孔の異なるノズル孔から吐出されたインク粒子により形成される記録ドットが、交互に並ぶようにインク粒子の吐出タイミングを制御する。

ノズル孔は、偏向制御手段とインク粒子吐出制御手段により記録される記録ドット位置が、所定間隔の画素位置またはその近傍になるように配置されることが重要である。

従って、上記例に止まらず、走査線に対するノズルの割り当て数、ノズル列の主走査線に対する角度、偏向レベル数、インクの吐出制御、吐出タイミング制御を変形させて本発明を実施することが可能である。
また前記例により説明したバックアップ機能を実現するには、偏向制御手段は、１回の走査を通じて、各主走査線について複数のノズル孔から吐出されるインク粒子を同一の主走査線上またはその近傍に着弾可能なように制御する。

また、インク粒子吐出制御手段は、前記複数のノズル孔のうち、どのノズル孔から吐出されたインク粒子で記録ドットを形成する場合でも、同一の画素位置または該画素の近傍に着弾可能なように、複数のノズルからのインク粒子の吐出タイミングを制御する。

ノズル孔の配置は、前記複数のノズル孔のうち、どのノズル孔から吐出されたインク粒子で記録ドットを形成する場合でも、同一の画素位置または該画素の近傍に着弾可能なように設定することが重要である。

従って、上記実施の形態に止まらず、走査線に対するノズルの割り当て数、ノズル列の主走査線に対する角度、偏向レベル数、インクの吐出制御、吐出タイミング制御を変形させて本発明を実施することが可能である。

また、ノズル孔の配置として、前記例では図７、図１４からも分かるように等時間間隔で吐出したインク粒子で、等間隔で配置した画素にインク粒子が振り分け可能となるように、画素位置に対するノズル列の傾きを適切に設定した。

しかし、記録ヘッドの周波数応答性に余裕のある場合、あるいは前記等間隔の画素位置の近傍に配置することで許容する場合には、ノズル孔配置やヘッド配置がより柔軟に設定できるようになる。また、帯電インク粒子の静電場による加速や帯電粒子間の静電力干渉、あるいはノズルのインク粒子吐出特性の周波数依存性、ノズル間の吐出干渉等でインク粒子の飛行速度に差が出る場合にはこれらを考慮してノズル孔配置や吐出タイミング制御を行う。
本発明での偏向手段は静電力を活用するものであり、インク粒子に電荷を与える荷電手段と、該荷電手段により荷電された荷電インク粒子を偏向するように、インク粒子の飛行経路に設けた電場形成手段を備える。図３、図１０の例では、これらの手段が一対の電極と、これら電極およびノズル中インクへの荷電信号電圧の印加や偏向電圧の印加の工夫で、電極構造等を簡易に構成した実施の形態を示した。しかし、この例は本発明に制限を与えるものではなく、以下の変形例でもよい。

図２１に示す電極配置では、偏向電極３１０、３２０には偏向電圧源４２１、４２２からの偏向用直流電圧のみを印加し、荷電のための荷電信号源４１１からの荷電制御信号をノズル孔２３１中のインクに印加する。このように構成することにより、インクのグラウンドからの電気絶縁が必要になるが、バイアス回路４３１、４３２が不要になる利点を持つ。

図２２は前記図２１の例と、図１２に示す第２変形例における電極配置を組み合わせた例である。つまり、荷電・偏向電極３１０、３２０を記録用紙Ｐと上に配置し、荷電信号源４１１を備える一方、バイアス回路４３１、４３２を構成要件から外している。

図２３は電極をインク粒子の帯電量を制御する荷電制御専用電極３１５と偏向電場形成専用電極３１１、３２１に分け、設置したものである。電極が増える分、インク粒子の飛行距離が伸びてしまうが、バイアス回路は不要になる。また、インクをグラウンドからの電気に絶縁する必要もなくなる。

図２４はノズル列の片側に偏向電極３１０を設置し、偏向制御信号源４００からの矩形波状等の高電圧パルスを印加する他の例を示すものである。インク粒子１３０は高電圧パルスで荷電されるとともに、同パルスの電場で偏向される。インク粒子１３０の飛翔間隔が狭い場合の偏向制御の独立性に難点はあるが、電極構造、偏向制御信号源が簡単である点に利点がある。

以上のように、本発明によると、インク粒子を所定量偏向するため、インク粒子に電荷を与える荷電手段と、該荷電手段により荷電された帯電インク粒子を偏向するように、インク粒子の飛行経路に設けた静電場形成手段を備えていればよく、他の電極構造と電圧印加もあり得る。例えば、電極は必ずしもノズル列に平行でなくても良いし、ノズル夫々に対応して電極を設置してもよい。

以上の例ではライン走査型インクジェット記録装置への適用例に付いて述べたが、シリアル走査型インクジェット記録装置への適用も可能である。

すなわち、記録用紙の連続方向と交叉する横方向に、前記本発明実施の形態で記載のインク粒子吐出偏向制御をしながら、記録ヘッドを移動（主走査）して１行分を記録し、その後記録用紙の連続方向に記録用紙を所定量紙送り（副走査）し、続いて次の行の画像を主走査して記録する。この主走査と副走査を繰り返して画像を記録する。

このように記録ヘッドを移動させるため、記録ヘッドを構成するリニア記録ヘッドモジュールの個数を少なくし、偏向電極配置は図１２で示したように記録用紙の前面に配置し記録ヘッドと共に移動することで好適になる。これによりライン走査型インクジェット記録装置への適用時と同様の効果を得ることができる。更に偏向記録により記録ヘッドの移動速度を低く設定出来るため、記録ヘッドの加速減速時間等の非記録時間を実質記録時間に比べて短く設定可能であり、記録ヘッドからの吐出インク粒子を記録に有効に使用して高速記録が可能になる。

以上の例ではインク粒子の偏向に静電力を使用したが、インクに磁性インクを使用すれば、偏向力に磁力を使用することができる。またノズルとしては、前述したＰＺＴ等の圧電素子を用いたオンデマンドインクジェット方式のノズルに限らず、前述した発熱素子へ駆動電圧を印加することにより、インク室中のインクに圧力を加えて、ノズル孔からインク粒子を吐出させるなど他の原理や構造に基づきインク粒子を吐出制御するオンデマンドインクジェット方式のノズルにも適用可能である。

本発明は前述のような構成になっており、多重打ち込みを行うことで、ノズルの製造バラツキ等に起因するインク吐出特性のバラツキによる記録ムラを軽減することができる。

従来のインクジェットヘッドの構成を示す概略図である。 図１の従来のインクジェットヘッドで形成したドットパターンを示す図である。 本発明の第一の形態によるライン走査型インクジェット記録装置の構成図である。 図３の記録動作部の部分拡大図である。 図３のライン操作型インクジェット記録装置の偏向電極配置を示す図である。 図３のライン走査型インクジェット記録装置の動作を説明する図である。 図６の記録動作により形成された記録ドット形成状態を示す図である。 図３のライン走査型インクジェット記録装置の動作を説明する図である。 図８の記録動作により形成された記録ドット形成状態を示す図である。 本発明の第二の形態によるインクジェット記録装置の斜視図及び制御ブロック図である。 図１０の記録ヘッド部の拡大斜視図である。 図１０のライン操作型インクジェット記録装置の偏向電極配置を示す図である。 図１０のインクジェット記録装置の制御を示すタイミングチャートである。 図１３の記録動作により形成された記録ドット形成状態を示す図である。 図１０に示すインクジェット記録装置の制御を示すタイミングチャートである。 図１５の記録動作により形成された記録ドット形成状態を示す図である。 図１０に示すインクジェット記録装置の制御を示すタイミングチャートである。 図１７の記録動作により形成された記録ドット形成状態を示す図である。 図１０に示すインクジェット記録装置の制御を示すタイミングチャートである。 図１９の記録動作により形成された記録ドット形成状態を示す図である。 本発明の他の例となる偏向電極配置を示す図である。 本発明の他の例となる偏向電極配置とその動作を説明する図である。 本発明の他の例となる偏向電極配置とその動作を説明する図である。 本発明の他の例となる偏向電極配置とその動作を説明する図である。

符号の説明

１００：ライン走査型インクジェット記録装置、１１０：主走査線、１２０Ｔ：画素、１２０ＡＴ：記録ドット、１３０：インク粒子、２００：記録ヘッド、２１０：リニア記録ヘッドモジュール、２１１：ノズル列、２２０：枠体、ノズル２３０、２３１：ノズル孔、２３２：インク加圧室、２３３：インク流入孔、２３４：マニホールド、２３５：圧電素子（ＰＺＴ）、３００：背面電極体、３１０：正極性偏向電極、３２０：負極性偏向電極、３３０：電極配置基板、３４１：正極性偏向電極端子、３４２：負極性偏向電極端子、４００：偏向制御信号発生回路、４１０：荷電信号作成回路、４２１：正極性偏向電圧源、４２２：負極性偏向電圧源、４３１：正極性バイアス回路、４３２：負極性バイアス回路、５００：インク吐出制御回路、５１０：記録信号作成回路、５２０：タイミング信号発生回路、５３０：ＰＺＴ駆動パルス作成回路、５４０：ＰＺＴドライバ回路、Ｐ：連続記録用紙、Ｗ：記録用紙の幅方向、Ｔ：時間間隔、Ｂ：主走査方向。

Claims (11)

1. 第１の方向に列状に複数個のノズル孔を配置し、該ノズル孔を開口とするインク室内のインクに記録信号に応じて圧力を生ぜしめ、前記ノズル孔からのインク粒子の吐出と非吐出とを制御可能とした記録ヘッドを、前記ノズル孔が被記録体に対向するように設置すると共に、前記被記録体を前記記録ヘッドに対して相対的に第２の方向に主走査移動させ、該主走査移動による所定主走査線上の所定画素の位置に前記インク粒子を着弾させ、該着弾インク粒子により被記録体上に形成された記録ドットの集合で記録画像を形成するインクジェット記録装置において、
   前記複数のノズル孔から吐出する複数のインク粒子の着弾位置を相互にずらせ、前記被記録体上に形成される記録ドットが部分的に連続に重なるようにして１画素を形成するように制御する制御手段を備えたことを特徴とするインクジェット記録装置。
2. 請求項１記載のインクジェット記録装置において、前記制御手段は、更に前記複数のノズル孔から吐出した複数のインク粒子のそれぞれの体積を制御することを特徴とするインクジェット記録装置。
3. 請求項１記載のインクジェット記録装置において、前記制御手段が制御する該複数のインク粒子の吐出タイミングを一定周期としたことを特徴とするインクジェット記録装置。
4. 請求項１記載のインクジェット記録装置において、前記制御手段が制御する該複数のインク粒子の数を切り替え可能としたことを特徴とするインクジェット記録装置。
5. 請求項１記載のインクジェット記録装置において、前記第２の方向に垂直な方向におけるノズル配列間隔と、前記第２の方向に垂直な方向に形成される画素の位置間隔とが異なるように、前記制御手段が前記インク粒子の偏向と吐出タイミングを制御することを特徴とするインクジェット記録装置。
6. 請求項１記載のインクジェット記録装置において、前記ノズル孔から吐出するインク粒子を該インク粒子の偏向量に対応した帯電量に帯電するためのインク粒子帯電手段を設け、
   該インク粒子帯電手段は、帯電した該インク粒子を偏向方向に偏向する偏向手段と同一であって、荷電偏向電極を有することを特徴とするインクジェット記録装置。
7. 請求項６記載のインクジェット記録装置において、前記荷電偏向電極に荷電電圧と偏向電圧を重畳して印加することにより、該インク粒子への荷電作用と偏向作用を同時に行うことを特徴とするインクジェット記録装置。
8. 請求項７記載のインクジェット記録装置において、前記荷電偏向電極は前記ノズル孔の列を挟む両側に、ノズル孔一列分の共通電極として設けることを特徴とするインクジェット記録装置。
9. 請求項８記載のインクジェット記録装置において、前記荷電偏向電極を被記録体と前記ノズルの間に設けることを特徴とするインクジェット記録装置。
10. 請求項８記載のインクジェット記録装置において、前記荷電偏向電極を被記録体の背面に設けることを特徴とするインクジェット記録装置。
11. 請求項１ないし１０のいずれか１項記載のインクジェット記録装置において、前記記録ヘッドが前記被記録体の主走査方向に対して直角の幅方向に多数配列されてライン走査型インクジェット記録装置を構成していることを特徴とするインクジェット記録装置。

Images