JP2011084079A

JP2011084079A - インクジェット記録装置

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Publication number: JP2011084079A
Application number: JP2011019555A
Authority: JP
Inventors: Toyoaki Sugaya; 豊明菅谷; Kenichiro Hiramoto; 健一郎平本
Original assignee: Konica Minolta Inc
Current assignee: Konica Minolta Inc
Priority date: 2011-02-01
Filing date: 2011-02-01
Publication date: 2011-04-28
Anticipated expiration: 2021-08-20
Also published as: JP4978739B2

Abstract

【課題】記録ヘッドと記録媒体の距離間隔に応じて走査速度を制御し、又は、記録ヘッドより吐出するインクの吐出速度を制御し、或いは、適切なテストパターンによってインクの吐出タイミングを調整すること等によってインクの着弾位置（ドットの形成位置）を容易に且つ適切に制御することのできるインクジェット記録装置を提供すること。
【解決手段】記録ヘッドと記録媒体の距離間隔ｄを、偏心軸１０２の端部に設けられた位置検出手段１０５によって検出する。該検出結果に基づき、制御手段１０６は、他の設定条件（記録ヘッドのインク吐出速度ｖ_２［ｍｍ／ｓ］、記録密度ｒ［ｄｏｔ／ｍｍ］）を加えて（１０×ｖ_２）／（ｄ×ｒ）の値を算出し、記録ヘッド１００の走査速度ｖ_１がｖ_１≦（１０×ｖ_２）／（ｄ×ｒ）を満たすように、記録ヘッドの走査手段であるモータ１０７の回転数を制御する。
【選択図】図４

Description

本発明は、記録媒体に対してインクを吐出して記録を行うインクジェット記録装置に関し、特に、その記録ヘッドが、側壁により隔てられた複数のインクチャネルと該インクチャネルに連設されたノズルを備える複数のチャネルを有し、且つ、前記側壁の一部又は全体が圧電材料で構成され、前記チャネルを印字信号によって駆動することでインクを飛翔させる剪断モードインクジェットヘッドであるインクジェット記録装置に関する。

近年、コンピュータの出力装置として、記録媒体の記録面上に微小液滴状のインクを噴射させて画像記録を行うインクジェットプリンタが、近年の技術進歩により銀塩写真に迫る高画質化並びに装置の低コスト化が可能となるに及び、急速に普及するに至っている。当該インクジェットプリンタは、記録媒体に対して記録ヘッドを往復運動させつつ、該記録ヘッドより多色のインクを吐出することで記録媒体の記録面上に画像を形成するものである。

当該インクジェットプリンタの中には、その記録ヘッドが、側壁により隔てられた複数のインクチャネルと該インクチャネルに連設されたノズルを備える複数のチャネルを有し、且つ、前記側壁の一部又は全体が圧電材料で構成され、前記チャネルを印字信号によって駆動することでインクを飛翔させる所謂剪断モードインクジェットヘッドと称される記録ヘッドを有するものがある。

この剪断モードインクジェットヘッドとは、図７及び図８に示すようなものである。図７、図８は、特許文献１に記載されている当該剪断モードインクジェットヘッドの従来例を示す図であり、１はインクチューブ、２はノズル形成部材、３はノズル、４はインクチャネル、５は圧電側壁、６はカバープレート、７はインク供給口、８は電極、９は基板である。尚、前記インクチャネルは、図８に示すように、圧電側壁５とカバープレート６及び基板９によって構成されている。

当該剪断モードインクジェットヘッドでは、図８の断面図に示すようにカバープレート６と基板９の間に複数の圧電側壁５で隔てられたインクチャネル４が多数構成されている。図８では、多数のインクチャネルの一部である３個が示されている。インクチャネル４の一端はノズル形成部材２に形成されたノズル３につながり、インクチャネル４はインク供給口７を経て、インクチューブ１によって図示省略のインクタンクに接続されている。そして、圧電側壁５に密着形成された電極８ａ、８ｂ、８ｃを設け、該電極８ａ、８ｂ、８ｃは図示のようにインクチャネル４に臨む内側の対向する電極を共通に接続し、該対向する電極に印字信号を印加すると以下に説明する動作によってインク滴をノズル３から飛翔する。

圧電側壁５は、図８（ａ）の矢印で示すように分極方向が異なる２個の圧電材料から成る圧電側壁５Ａと５Ｂとから構成されていて、電極８ａ、８ｂ、８ｃのいずれにも印字信号が印加されていない時には圧電側壁５Ａ、５Ｂは変形しないが、図８（ｂ）に示すように電極８ａに印字信号が印加されるとともに電極８ｂ、８ｃを接地すると、圧電材料の分極方向に直角な方向の電界が生じ、圧電側壁５Ａ、５Ｂの接合面にズリ変形を生じ、これによりインクの圧力が変化することでインクチャネル４を満たしているインクの一部をノズル３から飛翔する。また、印字信号の極性を変え電界の向きを変えることによって、側壁の変形する向きを変えることができる。以下、インクチャネル４に臨む内壁の共通に接続された対向電極にパルスを印加する動作を「チャネルに印加する」と表現する。尚、図８においてはノズルの記載を省略してある。

この多チャネルの剪断モードインクジェットヘッドを駆動するには通常、３周期をもって行う。図９に示す例ではインクジェットヘッドは、Ａ_１、Ｂ_１、Ｃ_１から成るＵ_１と、Ａ_２、Ｂ_２、Ｃ_２から成るＵ_２と、Ａ_３、Ｂ_３、Ｃ_３から成るＵ_３の計３ユニット、９チャネルで構成されているとして説明する。また、印字信号のタイムチャートを図１０に示す。図１０には、縦軸には各チャネルに加えられるパルス波形を、横軸には各周期（時間）をとってあるが、時間やパルス電圧等のスケールは正確に対応していない。

図９（ａ）に示すように、印字信号Ｐａ（図１０に示す）を始めの第一周期Ｔ_１ａではＡ_１、Ａ_２、Ａ_３の３チャネルに同時に印加して駆動すると、これらＡ_１、Ａ_２、Ａ_３の３チャネルの側壁は同時に変化し、各ノズルからインク滴を飛翔する。以下同様に、同図（ｂ）、（ｃ）に示すように、第二周期Ｔ_１ｂではＢ_１、Ｂ_２、Ｂ_３の３チャネルに同時に印字信号Ｐｂ（図１０に示す）を印加して、第三周期Ｔ_１ｃではＣ_１、Ｃ_２、Ｃ_３の３チャネルに同時に印字信号Ｐｃ（図１０に示す）を印加して駆動すると各側壁は逐次変形し、Ｔ_１ａ、Ｔ_１ｂ、Ｔ_１ｃの３周期で一巡して、９チャネル全てが駆動されインク滴を飛翔することになる。

前述のように、該９個のチャネルは配列順に３個を単位とする単位Ｕ_１、Ｕ_２、Ｕ_３に分けられ、周期Ｔ_１ａ、Ｔ_１ｂ、Ｔ_１ｃを１駆動サイクルとする駆動サイクルで駆動される。この駆動サイクルが繰り返されることによって、画像が形成される。図９、図１０の例では３個のチャネルを１単位とし、ｎ周期で１駆動サイクルを構成して駆動する駆動方式が採られる。

勿論、前記駆動方法において、実際に画像形成する場合には上記のように全てのチャネルに印字信号が印加されるとは限らず、画像信号に応じて駆動されないチャネルもある。

しかしながら、前記に説明したように複数のチャネルが多数並んだ剪断モードインクジェットヘッドを３周期で駆動すると、圧電側壁５が変形し圧力の一部が伝達して他のチャネルに影響し、駆動しているチャネルとチャネルの間でクロストークを生じ、インク滴の飛翔速度を変化させる結果となり、画質に望ましくない影響が出ることが判明している。

上記のように第一周期Ｔ_１ａでは、Ａ_１、Ａ_２、Ａ_３の３チャネルに同時に駆動される。しかしチャネルＡ_１が駆動されるとその圧力変化の一部はチャネルＢ_１を経てチャネルＣ_１にも伝達され、更に次のチャネルＡ_２にまでも伝わる。同様に同時に駆動されるチャネルＡ_３の圧力変化の一部も逆方向からこのチャネルＡ_２にまで伝わってチャネルＡ_２はチャネルＡ_２自身が駆動されて生ずる圧力変化にチャネルＡ_１とチャネルＡ_３から伝達してきた圧力が加わって、より強力な圧力でインク滴を高速で飛翔しインク滴の形状も変わることになる。この現象はチャネルＡ_１、チャネルＡ_３についても、図では省略されているチャネルＡ_１の左側にあるチャネルＡ_０、チャネルＡ_３の左側にあるチャネルＡ_４の影響を相互に受け、所謂クロストークが生じるが、このように全てのＡチャネルが駆動される場合には両端のチャネルを除いて全てのＡチャネルからのインク滴は速い速度で飛翔する。しかし、図１１に示すように、チャネルＡ_２のみが駆動される場合にはクロストークの影響はなく、チャネルＡ_２からのインク飛翔は前記クロストークが生じた場合より遅い速度となり、インク滴の体積が変化したりして画像形成上問題が生じる。実際には画像信号のパターンによって個々のチャネルが受ける影響は異なり、ノズルから飛翔するインク滴の速度や体積も個々の状況によって異なる。また、このクロストークが起こるチャネルの範囲はチャネルを構成している材料の剛性にもよるが、通常数チャネルまでも伝達する。

そこで、このクロストークによる問題を解決するために、従来の剪断モードインクジェットヘッドを有するインクジェットプリンタにおいては、同時に動作するチャネルの間隔、すなわち１周期内に駆動されるチャネルの範囲を大きくするために、駆動する周期数を増やし、例えば５周期で駆動する等によって、このクロストークによる影響を回避する方法を採るものがある。

話を元に戻すと、前述のように、当該インクジェットプリンタにおいては、記録媒体に対して記録ヘッドを往復運動させつつ、該記録ヘッドよりインクを吐出するという構成を採るために、当該記録ヘッドより吐出するインク滴を所定の位置に着弾させるためには、例えば、記録ヘッドと記録媒体間の距離、インクの吐出タイミング、インクの吐出速度、記録ヘッドの走査速度等の諸条件を各々適切に調整する必要がある。特に、上記剪断モードインクジェットヘッドを有するインクジェットプリンタにおいては、上述のクロストークが生じる場合があるために、これらの調整は鮮明な画像の形成を行う上で特に重要となる。また、隣接するチャネルからインクを同時に吐出することができないために、当該剪断モードインクジェットヘッドを用いて画像を形成するには、ドットの配列に特別な工夫が必要となる。

以下、当該剪断モードインクジェットヘッドを有する従来のインクジェットプリンタにおいて、この記録ヘッドより吐出するインク滴を所定の位置に着弾するために行われる種々の調整方法について説明する。

［例１］
図１２に示すように、予め記録ヘッドに形成するノズルをその配列順に３個１単位（（１）〜（３））として構成して、当該記録ヘッドの走査速度ｖ［ｍｍ／ｓ］及び吐出周期Ｔ［ｓｅｃ］に合わせてその配列位置を走査方向（図における主走査方向）に所定量Ｔｖ［ｍｍ］ずつズラして配置し、且つ、これらノズルより吐出周期Ｔ［ｓｅｃ］毎に順番（（１）→（２）→（３））にインクを吐出することで、これより吐出されるインク滴の着弾位置をほぼ等しくする方法がある。

しかしながら、このノズル位置をその配列順に所定量ずつズラしていく方法では、ノズル位置が複雑になる故、その加工コストがかかるという問題と、解像度等の記録条件を変えて記録した場合には、インク滴の着弾位置がズレてしまうという問題が生じる。

［例２］
当該剪断モードインクジェットヘッドを有するインクジェットプリンタを含むインクジェットプリンタにおいては、前述のように記録媒体に対して記録ヘッドを主走査方向に往復運動させつつ、該記録ヘッドよりインクを吐出するという構成を採るために、記録を行う記録媒体の厚さによっても、インクを吐出するタイミング、又はインクを吐出する速度等の条件を適切に調整する必要がある（記録媒体の厚さによって記録ヘッドと記録媒体との距離間隔に変化が生じると、インク滴の着弾位置にズレが生じるため）。

そこで、従来のインクジェットプリンタにおいては、図１３（ａ）、（ｂ）に示すように、例えば偏心軸等を利用した調整手段によって、記録ヘッドと記録媒体との距離間隔Ｄを調整可能にすることで、インク滴の着弾位置を調整するものがある。

同図（ａ）に示すように、当該調整手段は、記録ヘッド１００を主走査方向に往復走査するためのガイド１０１の両端部に偏心軸１０２を設け、該偏心軸１０２を軸受け１０３に固定して、該偏心軸１０２端部に設けられた調整レバー１０４を回転させることで、これに連接される記録ヘッド１００を上下方向に移動させるものである。同図（ｂ）に、当該調整手段を側面から見た状態を示す。同図（ｂ）に示すように、前記調整レバー１０４を１８０度回転させることにより、軸心Ｏを中心としてガイド１０１が回転するため、これに伴い、当該ガイド１０１に支持される記録ヘッド１００は、上下方向に移動することになる。このように、当該調整手段を設けることにより、記録ヘッドと記録媒体の距離間隔ＤをＤ_１とＤ_２の２段階に調整することができるようになる。

しかしながら、このような調整手段では、記録ヘッドと記録媒体との距離間隔を機械的に数段階に亘って調整する（例えば、厚紙と薄紙の２段階に調整する。）のが精々であり、記録媒体の厚さに応じて、例えばインクの吐出タイミング、又はインクの吐出速度等の微妙な調整を行うことは不可能であった。

［例３］
当該剪断モードインクジェットヘッドを有するインクジェットプリンタを含むインクジェットプリンタの中には、その記録速度を向上するために、主走査方向における往復双方向の走査時においてドットを形成するものがある（以下、かかる記録方法を双方向記録と呼ぶ。）。このようなインクジェットプリンタにおいては、良好な画像を印刷するために、往動時に形成されたドットと復動時に形成されたドットとの主走査方向の位置を一致させる必要が生じる。往動時に形成されたドットと復動時に形成されたドットに相対的なズレが生じると画像にざらつきが生じ、画質が低下することになるからである。

従って、このようなズレを補正するために、従来のインクジェットプリンタにおいては、以下に説明する所謂テストパターンを用いた調整が行われている。

図１４に、従来のテストパターンの一例を示す。ここでは、５つのノズルを備えるヘッドＨＤにより形成されるテストパターンを例示した。同図の左側に往動時におけるヘッドＨＤの副走査方向の位置を示し、右側に復動時におけるヘッドＨＤの副走査方向の位置を示した。中央には、往動時に形成されるドットを「○」、復動時に形成されるドットを「●」で示した。

従来のテストパターンでは、往動でドットを形成し、副走査を行わずに復動でドットを形成していた。この際、復動時には、各画素にインクを吐出するタイミングを数段階にずらし、往動時と復動時のドットの相対的な位置関係を変化させてドットを形成していた。同図では番号１〜５の５段階にずらした場合を例示した。ユーザは、こうして印刷されたテストパターンを見て、最適なタイミングを選択することにより、往復のドットの位置ズレがないようにインクの吐出タイミングを調整することができる。図に示す例では、番号３のタイミングにおいて、往復のドット位置が最も一致しているため、このタイミングが最適ということになる。

近年のプリンタは、非常に微細なドットを用いて高解像度で印刷を行うことにより、高画質化が図られているが、微細なドットの使用は印刷速度の低下につながるため、印刷速度を向上する観点から、双方向記録における画質の向上が切望されている。ところが、双方向記録を行う場合には、ドットの形成位置のわずかなズレが画質に大きく影響しやすい。例えば、記録ヘッドが左から右に主走査する場合にはドットの位置が左側にずれる特性を有している場合、復路では逆方向に主走査するからドットの位置は右側にずれることになる。この結果、往復いずれか一方で生じるズレは、双方向記録を行うことで倍増してしまう。このように、双方向記録では、往復のドット位置の調整不良による画質の劣化が激しくなるため、容易且つ精度良くドットの形成タイミングを調整する方法が望まれている。

しかしながら、前記図１４に示すテストパターンでは、特に、当該剪断モードインクジェットヘッドを有するインクジェットプリンタにおいては、ドットの形成位置をこれらの要求に見合うほど精度良く調整することができなかった。それは、当該剪断モードインクジェットヘッドを有するインクジェットプリンタにおいては、チャネル間にクロストークが生じる場合があるために、ノズル配列方向に対して平行な線をテストパターンとして描画しても、多数のノズルで同時にインクを吐出する場合と少数のノズルでインクを吐出する場合とでインク飛翔速度が異なるために、多数のノズルで同時にインクを吐出して描画したテストパターンに基づいて往復のインク吐出タイミングを調整しても、実際の画像記録時には往動時と復動時のインク着弾位置にズレが生じる場合があった。

尚、このようなインクの着弾位置（ドットの形成位置）を精度良く調整する方法は、双方向記録を行う場合において特に要求が高いのだが、これに限られるものではなく、例えば、異なる色ヘッド間での調整や、インク量の異なるドット同士の調整などにおいても同様に要求されるものである。

特開平２−１５０３５５号公報

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、加工コストの低い剪断モードインクジェットヘッドで適切に画像を形成し、また、記録ヘッドと記録媒体の距離間隔に応じて走査速度を制御し、又は、記録ヘッドより吐出するインクの吐出速度を制御し、或いは、適切なテストパターンによってインクの吐出タイミングを調整すること等によってインクの着弾位置（ドットの形成位置）を容易に且つ適切に制御することのできるインクジェット記録装置を提供することにある。

上記課題を解決するために、請求項１記載の発明は、記録ヘッドより記録媒体に向けてインクを射出しつつ当該記録ヘッドを記録媒体に対して速度ｖで走査し、該走査後に記録媒体を記録ヘッドの走査方向と直行する方向に所定量搬送して、再び前記記録ヘッドからのインク射出と走査を行うといった過程を繰り返すことによって画像形成を行うインクジェット記録装置において、前記記録ヘッドは、側壁により隔てられた複数のインクチャネルと該インクチャネルに連設されたノズルを備える複数のチャネルを有し、且つ、前記側壁の一部又は全体は圧電材料で構成され、前記チャネルを印字信号によって駆動することでインクを飛翔させる記録ヘッドであって、当該記録ヘッドにおける前記チャネルは配列順にｎ個を１単位とする単位に分けられ、該単位の各々に属する前記チャネルの一つずつが１周期（Ｔ）内に駆動され、ｎ周期（ｎ×Ｔ）をもって１駆動サイクルが構成されており、且つ、前記ノズルは一直線上に配置され、１ラインを１回の走査でｎ×Ｔ×ｖ間隔でドットを記録し、記録媒体を搬送した後、異なるノズルで記録ヘッドの走査方向にＴ×ｖ単位ずらした位置にドットを形成し、計ｎ回の走査をもって１ラインを形成することを特徴とする。

上記課題を解決するために、請求項２記載の発明は、記録ヘッドよりｄだけ離れた記録媒体に向けて水性顔料インクを射出しつつ当該記録ヘッドを記録媒体に対して速度ｖ_１で走査し、該走査後に記録媒体を記録ヘッドの走査方向と直行する方向に所定量搬送した後、再び前記記録ヘッドからのインク射出及び走査を行うという一連の過程を繰り返すことによって画像形成を行うインクジェット記録装置において、前記記録ヘッドは、側壁により隔てられた複数のインクチャネルと該インクチャネルに連設されたノズルを備える複数のチャネルを有し、前記側壁の一部又は全体は圧電材料で構成され、且つ、前記チャネルを印字信号によって駆動することでインクを速度ｖ_２で飛翔させる記録ヘッドであって、前記記録媒体は微小な空隙を有するインク吸収層を有し、且つ、該記録媒体への記録密度をｒとしたとき、ｖ_１≦（１０×ｖ_２）／（ｄ×ｒ）とすることを特徴とする。

上記課題を解決するために、請求項３記載の発明は、請求項２記載のインクジェット記録装置であって、前記記録ヘッドと記録媒体の距離間隔ｄに応じてｖ_１≦（１０×ｖ_２）／（ｄ×ｒ）となるように記録ヘッドの走査速度ｖ_１を制御することを特徴とする。

上記課題を解決するために、請求項４記載の発明は、請求項２又は請求項３記載のインクジェット記録装置であって、前記記録ヘッドと記録媒体の距離間隔ｄが調整可能であって、且つ、これに連動してｖ_１≦（１０×ｖ_２）／（ｄ×ｒ）となるように記録ヘッドの走査速度ｖ_１を制御することを特徴とする。

上記課題を解決するために、請求項５記載の発明は、記録ヘッドより記録媒体に向けてインクを射出しつつ当該記録ヘッドを記録媒体に対して走査し、該走査後に記録媒体を記録ヘッドの走査方向と直行する方向に所定量搬送した後、再び前記記録ヘッドからのインク射出及び走査を行うという一連の過程を繰り返すことによって画像形成を行うインクジェット記録装置において、前記記録ヘッドは、側壁により隔てられた複数のインクチャネルと該インクチャネルに連設されたノズルを備える複数のチャネルを有し、前記側壁の一部又は全体は圧電材料で構成され、且つ、前記チャネルを印字信号によって駆動することでインクを飛翔させる記録ヘッドであって、該記録ヘッドに形成されるノズルは、走査方向に直交する方向に一列に配置され、該記録ヘッドより前記ノズルの配列方向に関して斜めの線を当該記録ヘッドの往復走査をもって描画し、前記斜めの線における往路と復路でのインクの着弾位置のズレから往路及び復路でのインク射出タイミングを調整することを特徴とする。

上記課題を解決するために、請求項６記載の発明は、記録ヘッドより記録媒体に向けてインクを射出しつつ当該記録ヘッドを記録媒体に対して走査し、該走査後に記録媒体を記録ヘッドの走査方向と直行する方向に所定量搬送した後、再び前記記録ヘッドからのインク射出及び走査を行うという一連の過程を繰り返すことによって画像形成を行うインクジェット記録装置において、前記記録ヘッドは、側壁により隔てられた複数のインクチャネルと該インクチャネルに連設されたノズルを備える複数のチャネルを有し、前記側壁の一部又は全体は圧電材料で構成され、且つ、前記チャネルを印字信号によって駆動することでインクを飛翔させる記録ヘッドであって、該記録ヘッドに形成されるノズルは、走査方向に直交する方向に一列に配置され、該記録ヘッドにより前記ノズルの配列方向に関して平行の線と斜めの線を前記記録ヘッドの往復走査をもって描画し、前記平行の線と斜めの線における往路と復路でのインクの着弾位置のズレから往路及び復路でのインク射出タイミングを調整することを特徴とする。

以上に述べたように、本発明である請求項１に係るインクジェット記録装置にあっては、前述したドット形成方法によって、一直線上に形成されたノズルであっても正しい画像を形成することができる。また、このドット形成方法においては、１ラインを複数の異なるノズルを用いて形成するので、従来のように、１つのノズルを用いて１ラインを形成する場合に生じた各ノズルの吐出特性に起因する画像のスジ、ムラ等を抑えることができる。さらに、このドット形成方法においては、同時に動作するチャネルの間隔、すなわち１周期内に駆動されるチャネルの範囲を大きくするために駆動する周期数をｎ周期とするので、クロストークによる影響を回避することができる。また、本発明である請求項１に係るインクジェット記録装置にあっては、ヘッドに形成するノズルをチャンネル配列方向と直交する方向（主走査方向）に所定量ずつズラして配置する必要がないため、ヘッド形成にかかるコストを低く抑えることができる。そして、記録ヘッドに形成されるノズルが一直線上にあることから、解像度等の記録条件が変化した場合であってもインク滴の着弾位置にズレが生じることがない。

以上に述べたように、本発明である請求項２乃至請求項４に係るインクジェット記録装置にあっては、記録ヘッドと記録媒体の距離間隔、記録ヘッドのインク吐出速度及び記録密度に応じて、記録ヘッドの走査速度を適切な範囲に制御するので、ざらつき感の抑えられた適切な画像を常に得ることができる。また、本発明である請求項３に係るインクジェット記録装置にあっては、記録媒体の厚さに応じて記録ヘッドの走査速度を適切な範囲に制御するので、記録媒体の厚さに影響されること無く、常に、ざらつき感の抑えられた適切な画像を得ることができる。さらに、本発明である請求項４に係るインクジェット記録装置にあっては、記録媒体の厚さに応じて記録ヘッドと記録媒体の距離間隔を調整することができ、且つ、該調整結果に基づいて請求項３に係るインクジェット記録装置と同様、記録ヘッドの走査速度を適切な範囲に制御するので、記録媒体の厚さに影響されること無く、常に、ざらつき感の抑えられた適切な画像を得ることができる。

以上に述べたように、本発明である請求項５に係るインクジェット記録装置にあっては、ノズルを配列順に一つずつ駆動させて斜めのラインを描画して、これをテストパターンとして用いるので、たとえ剪断モードインクジェットヘッドであっても、且つ、一直線上に形成されたノズルを有する記録ヘッドであっても、クロストークによる影響を受けることなくテストパターンを描画することができる。従って、該テストパターンを用いてインクの吐出タイミングを調整することで画像の画質を向上させることができる。

以上に述べたように、本発明である請求項６に係るインクジェット記録装置にあっては、テストパターンとして、斜めのラインと縦のラインの二つを描画するため、前記請求項５に係るインクジェット記録装置と比較して、クロストークによるインク飛翔速度の変動も加味してインクの吐出タイミングを調整することができるので、より画質を向上させることができる。

本発明である請求項１に係るインクジェット記録装置における記録ヘッドのノズル配置を示す図である。本発明である請求項１に係るインクジェット記録装置によるドット形成過程を示す図である。本発明である請求項２乃至請求項４に係るインクジェット記録装置における画像の画質と記録ヘッドの走査速度の関係を示す図である。本発明である請求項４に係るインクジェット記録装置の主要部構成を示す図である。本発明である請求項５に係るインクジェット記録装置によるテストパターンの描画方法を説明する図である。本発明である請求項６に係るインクジェット記録装置によるテストパターンの描画方法を示す図である。従来の剪断モードインクジェットヘッドを側面から見た時の断面図である。従来の剪断モードインクジェットヘッドの構成と基本動作を示す図である。従来の剪断モードインクジェットヘッドの動作の一例を示す図である。従来の剪断モードインクジェットヘッドの印字信号のタイムチャートである。従来の剪断モードインクジェットヘッドの駆動方法の一例を示す図である。従来の剪断モードインクジェットヘッドのノズル配置の一例を示す図である。従来の記録ヘッドの高さ調整機能を有するインクジェット記録装置の構成を示す図である。従来のテストパターンの一例を示す図である。

以下、本発明に係るインクジェット記録装置の好ましい実施形態について、図面を参照しながら請求項毎に説明する。尚、本発明に係るインクジェット記録装置について以下に説明するにあたり、諸条件を次のように定義する。
・記録ヘッドと記録媒体との距離間隔：ｄ［ｍｍ］
・記録ヘッドの走査速度：ｖ_１［ｍｍ／ｓ］
・記録ヘッドのインク吐出速度：ｖ_２［ｍｍ／ｓ］
・記録ヘッドによる記録周期：Ｔ［ｓｅｃ］
・記録ヘッドに形成されるノズルのピッチ：ｐ［ｍｍ］
・記録密度：ｒ［ｄｏｔ／ｍｍ］。

［請求項１に係るインクジェット記録装置］
まず、本発明である請求項１に係るインクジェット記録装置について説明する。

図１は、本発明である請求項１に係るインクジェット記録装置の記録ヘッド（剪断モードインクジェットヘッド）のノズル配列を示す図である。但し、本実施形態におけるインクジェット記録装置の記録ヘッドでは、同図に示すように、例えば、黒インク（Ｋ）用インクカートリッジと、シアン（Ｃ）、ライトシアン（ＬＣ）、マゼンタ（Ｍ）、ライトマゼンタ（ＬＭ）、イエロ（Ｙ）の５色のインクを収納したカラーインクカートリッジが搭載されるものとしている。図から明らかなように、当該記録ヘッドのノズル配列は、複数のノズルが一直線上に並んだ構成を採っている。従って、図１２に示した従来のインクジェット記録装置における記録ヘッドのように、ノズルをヘッドの走査方向に一定間隔ずつズラして配置する必要もなく、ノズル形成にかかる加工コストを低く抑えることができる。

本実施形態におけるインクジェット記録装置は、当該記録ヘッドを用いて、以下に説明する方法によって記録を行うものである。

本実施形態におけるインクジェット記録装置においては、記録ヘッドにおけるチャネル（ノズル）は、その配列順にｎ＝３個を１単位として構成されるものとする。該１単位内に属する３個のチャネル（ノズル）は、１周期（Ｔ［ｓｅｃ］）内にその配列順に順番に駆動されていく。

図２（ａ）〜（ｃ）に、本実施形態におけるインクジェット記録装置によるドットの形成過程を示す。

同図（ａ）に示すように、まず、第一過程として、全ノズルの１／ｎ個、すなわち１／３個のノズル（図におけるハッチング部分）を用いて、図にしめすドット「●」が形成される。そして、記録媒体を所定量（ｐ×ノズル数／ｎ（但し、ｐ；ノズルピッチ））だけ搬送した後、第二過程として、全ノズルの２／ｎ個、すなわち２／３個のノズル（図におけるハッチング部分）を用いて、図にしめすドット「○」が形成される。さらに、記録媒体を所定量（ｐ×ノズル数／ｎ（但し、ｐ；ノズルピッチ））だけ搬送した後、第三過程として、全ノズルの３／ｎ個、すなわち全部のノズル（図におけるハッチング部分）を用いて、図にしめすドット「◎」が形成される。

このように、本実施形態におけるインクジェット記録装置では、上記第一〜第三の過程（３回の往動方向による走査）をもって１ラインの記録が完了することになる。尚、該第一〜第三の過程は、往復双方向の走査時においてドットを形成する所謂双方向記録によって行われるものとしても良い。

すなわち、本発明である請求項１に係るインクジェット記録装置においては、１回目の走査で、先頭から数えて１／ｎ個目までのノズルによってｎＴｖ［ｍｍ］間隔でドットを形成した後、記録媒体を所定量（例えば、ｐ×ノズル数／ｎ［ｍｍ］（但し、ｐ；ノズルピッチ））だけ搬送して、２回目の走査で、先頭から数えて２／ｎ個目までのノズルによって主走査方向にＴｖ［ｍｍ］だけズラした位置にドットを形成し、再び記録媒体を所定量（例えば、ｐ×ノズル数／ｎ［ｍｍ］（但し、ｐ；ノズルピッチ））だけ搬送した後、３回目の走査で、先頭から数えて３／ｎ個目までのノズルによって主走査方向にさらにＴｖ［ｍｍ］だけズラした位置にドットを形成していくといった過程を計ｎ回繰り返すことで１ラインを形成する。このような当該過程がノズル毎に実行されることで、全体として正しい画像が形成される。このような方法を採ることにより、一直線上に形成されたノズルであっても、正しい画像を形成することができるようになる。

このように、本発明である請求項１に係るインクジェット記録装置にあっては、記録ヘッドに形成されるノズルをチャンネル配列方向と直交する方向（主走査方向）に所定量ずつズラして配置する必要がないので、ヘッド形成にかかるコストを低く抑えることができる。また、記録ヘッドに形成されるノズルが一直線上にあることから、解像度等の記録条件が変化した場合であってもインク滴の着弾位置にズレが生じることがない。

また、本発明である請求項１に係るインクジェット記録装置においては、同時に動作するチャネルの間隔、すなわち１周期内に駆動されるチャネルの範囲を大きくするために駆動する周期数をｎ周期とするので、クロストークによる影響を回避することができる。

さらに、本発明である請求項１に係るインクジェット記録装置においては、図２（ｃ）からも明らかなように、１ラインを複数の異なるノズルを用いて形成するので、従来のように、１つのノズルを用いて１ラインを形成する場合に生じた各ノズルの吐出特性に起因する画像のスジ、ムラ等を抑えることができる。従って、画質の低下を抑えることができる。

［請求項２乃至請求項４に係るインクジェット記録装置］
次に、本発明である請求項２乃至請求項４に係るインクジェット記録装置について説明する。

本発明である請求項２乃至請求項４に係るインクジェット記録装置にあっては、記録ヘッドの走査速度：ｖ_１は、ｖ_１≦（１０×ｖ_２）／（ｄ×ｒ）を満たす範囲内に設定／制御されることになる。

図３に、当該走査速度ｖ_１の条件設定の根拠となった実施結果を示す。本実施は、デジタルカメラで撮影した３種の画像（風景・人物・集合写真）を異なる走査速度：ｖ_１［ｍｍ／ｓ］にて記録した時に、その画質評価を一般の人、１０人によって行ったものである。因みに、走査速度：ｖ_１［ｍｍ／ｓ］が増すと画質はざらつき感が増す傾向にある。

尚、本実施時における諸条件は次の通りであった。
・インク吐出速度：ｖ_２＝６０００［ｍｍ／ｓ］
・記録ヘッドと記録媒体との距離間隔：ｄ＝１［ｍｍ］
・記録密度：ｒ＝１０８０［ｄｐｉ］＝４２．５［ｄｏｔ／ｍｍ］
・（１０×ｖ_２）／（ｄ×ｒ）＝１３２７［ｍｍ／ｓ］
・走査速度：ｖ_１＝１０００［ｍｍ／ｓ］、１１００［ｍｍ／ｓ］、１２００［ｍｍ／ｓ］、１３００［ｍｍ／ｓ］、１４００［ｍｍ／ｓ］、１５００［ｍｍ／ｓ］の６段階。

同図から明らかなように、走査速度：ｖ_１が１３００［ｍｍ／ｓ］以下、すなわち（１０×ｖ_２）／（ｄ×ｒ）＝１３２７［ｍｍ／ｓ］を下回るような範囲に入ると、８割以上の人が画質に問題がないと回答するようになった。従って、８割以上の人による同意をもって良しとした場合、走査速度：ｖ_１を（１０×ｖ_２）／（ｄ×ｒ）以下の範囲内に設定することによって、大方の人が納得する所謂ざらつき感の無い適切な画質を得ることが可能になることが確認された。

図４に本発明である請求項４に係るインクジェット記録装置を示す。同図に示すように、当該インクジェット記録装置には、記録ヘッドと記録媒体の距離間隔を調整する機構が設けられている。該調整手段は、記録ヘッド１００を主走査方向に往復走査するためのガイド１０１の両端部に偏心軸１０２を設け、該偏心軸１０２を軸受け１０３に固定して、該偏心軸１０２に設けられた調整レバー１０４を回転させることで、これに連接される記録ヘッド１００を上下方向に移動させるものである。図１３（ｂ）に、当該調整手段を側面から見た状態を示す。同図（ｂ）に示すように、前記調整レバー１０４を回転させると、軸心Ｏを中心としてガイド１０１が回転する。これに伴い、当該ガイド１０１に支持される記録ヘッド１００は上下方向に移動することになる。

記録ヘッドと記録媒体の距離間隔：ｄは、偏心軸１０２の端部に設けられた位置検出手段１０５によって検出される。該位置検出手段１０５は、例えば、ロータリエンコーダ等によって構成されるものである。該位置検出手段１０５による検出結果（記録ヘッドと記録媒体の距離間隔：ｄ）は、制御手段１０６へと送られ、該制御手段１０６において、他の設定条件（記録ヘッドのインク吐出速度：ｖ_２［ｍｍ／ｓ］、記録密度：ｒ［ｄｏｔ／ｍｍ］）を加えて（１０×ｖ_２）／（ｄ×ｒ）の値が算出される。そして、該制御手段１０６によって、記録ヘッド１００の走査速度ｖ_１がｖ_１≦（１０×ｖ_２）／（ｄ×ｒ）を満たすように、記録ヘッドの走査手段であるモータ１０７の回転数が制御されることになる。

このように、本発明である請求項２乃至請求項４に係るインクジェット記録装置にあっては、記録ヘッドと記録媒体の距離間隔、記録ヘッドのインク吐出速度及び記録密度に応じて、記録ヘッドの走査速度を適切な範囲に設定／制御するので、ざらつき感の抑えられた適切な画像を常に得ることができる。また、本発明である請求項３に係るインクジェット記録装置にあっては、記録媒体の厚さに応じて記録ヘッドの走査速度を適切な範囲に制御するので、記録媒体の厚さに影響されること無く、常に、ざらつき感の抑えられた適切な画像を得ることができる。さらに、本発明である請求項４に係るインクジェット記録装置にあっては、記録ヘッドと記録媒体の距離間隔を調整することができ、且つ、該調整結果に基づいて請求項３に係るインクジェット記録装置と同様、記録ヘッドの走査速度を適切な範囲に制御するので、記録媒体の厚さに影響されること無く、常に、ざらつき感の抑えられた適切な画像を得ることができる。

尚、本発明である請求項３に係るインクジェット記録装置については、図示省略とするが、具体的には、例えば、図４に示す調整手段の替わりに記録媒体の厚さを検出する検出手段を設け、該検出手段によって記録媒体の厚さを検出し、該検出結果に基づいて記録ヘッドの走査速度ｖ_１をｖ_１≦（１０×ｖ_２）／（ｄ×ｒ）を満たすように制御するインクジェット記録装置を挙げることができる。

さらに、当該インクジェット記録装置の応用例、また、前記本発明である請求項４に係るインクジェット記録装置の別実施形態として、例えば、図４に示す調整手段に加えて記録媒体の厚さを検出する検出手段を設け、該検出手段によって記録媒体の厚さを自動的に検出し、該検出結果に基づき記録ヘッドと記録媒体間の距離を自動調整し、且つ、記録ヘッドの走査速度ｖ_１をｖ_１≦（１０×ｖ_２）／（ｄ×ｒ）を満たすように自動制御するようなインクジェット記録装置を挙げることができる。

［請求項５に係るインクジェット記録装置］
次に、本発明である請求項５に係るインクジェット記録装置について説明する。

図５（ａ）、（ｂ）は、本発明である請求項５に係るインクジェット記録装置によって描画されるテストパターンの一実施形態を示す図である。

本実施形態におけるインクジェット記録装置の記録ヘッド（剪断モードインクジェットヘッド）のノズル配列は、図１に示すものを準用する。また、本実施形態におけるインクジェット記録装置の記録ヘッドでは、同図に示すように、例えば、黒インク（Ｋ）用インクカートリッジと、シアン（Ｃ）、ライトシアン（ＬＣ）、マゼンタ（Ｍ）、ライトマゼンタ（ＬＭ）、イエロ（Ｙ）の５色のインクを収納したカラーインクカートリッジが搭載されるものとしている。図から明らかなように、当該記録ヘッドのノズル配列は、複数のノズルが一直線上に並んだ構成を採る。従って、図１２に示した従来の記録ヘッドのようにノズルをヘッドの走査方向に一定間隔ずつズラして形成する必要もなく、ノズル形成にかかる加工コストを低く抑えることができる。

本実施形態におけるインクジェット記録装置は、当該記録ヘッドを用いて、以下に説明する方法によってテストパターン描画するものである。

図５（ａ）、（ｂ）に、本実施形態におけるインクジェット記録装置のテストパターンを示す。ここでは、６つのノズルを備えるヘッドＨＤにより形成されるテストパターンを例示する。同図の左側に往動時におけるヘッドＨＤの副走査方向の位置を示し、右側に復動時におけるヘッドＨＤの副走査方向の位置を示す。中央には、往動時に形成されるドットを「○」、復動時に形成されるドットを「●」で示す。

同図（ａ）、（ｂ）に示すように、本実施形態におけるインクジェット記録装置では、往動でノズルを図の上方から下方に配列順（（１）〜（６））に駆動させてドット「○」を形成し、（ａ）の場合においては副走査を行うことなく、また、（ｂ）の場合においては副走査（ｐ／２だけ記録媒体を搬送する）を行った後、復動でノズルを図の下方から上方に配列順（（６）〜（１））に駆動させてドット「●」を形成する。この際、復動時には、ドット形成毎にインクを吐出するタイミングを数段階に亘ってズラし、往動時と復動時のドットの相対的な位置関係を変化させてドットを形成する。同図（ａ）、（ｂ）では、番号１〜３の３段階にタイミングをズラした場合を例示した。ユーザは、こうして印刷されたテストパターン１〜３を見て、最適なタイミングを選択することにより、往復のドットの位置にズレが生じないようにインクの吐出タイミングを調整することができる。同図（ａ）、（ｂ）に示す例では、共に番号２のタイミングにおいて、往復のドット位置が最も一致しているため、この番号２のタイミングが最適ということになる。

このように、本発明である請求項５に係るインクジェット記録装置にあっては、ノズルを配列順に一つずつ駆動させて斜めのラインを描画して、これをテストパターンとして用いるので、たとえ剪断モードインクジェットヘッドであっても、且つ、一直線上に形成されたノズルを有する記録ヘッドであっても、クロストークによる影響を受けることなく正しいテストパターンを描画することができる。従って、該テストパターンを用いてインクの吐出タイミングを調整することで画像の画質を向上させることができる。

［請求項６に係るインクジェット記録装置］
次に、本発明である請求項６に係るインクジェット記録装置について説明する。

図６は、本発明である請求項６に係るインクジェット記録装置によって描画されるテストパターンの一実施形態を示す図である。

本実施形態におけるインクジェット記録装置の記録ヘッド（剪断モードインクジェットヘッド）のノズル配列は、図１に示すものを準用する。また、本実施形態におけるインクジェット記録装置の記録ヘッドでは、同図に示すように、例えば、黒インク（Ｋ）用インクカートリッジと、シアン（Ｃ）、ライトシアン（ＬＣ）、マゼンタ（Ｍ）、ライトマゼンタ（ＬＭ）、イエロ（Ｙ）の５色のインクを収納したカラーインクカートリッジが搭載されるものとしている。図から明らかなように、当該記録ヘッドのノズル配列は、複数のノズルが一直線上に並んだ構成を採っている。従って、図１２に示した従来の記録ヘッドのようにノズルをヘッドの走査方向に一定間隔ずつズラして形成する必要もなく、ノズル形成にかかる加工コストを低く抑えることができる。

図６に、本実施形態におけるインクジェット記録装置のテストパターンを示す。ここでは、６つのノズルを備えるヘッドＨＤにより形成されるテストパターンを例示する。同図の左側に往動時におけるヘッドＨＤの副走査方向の位置を示し、右側に復動時におけるヘッドＨＤの副走査方向の位置を示す。中央には、往動時に形成されるドットを「○」、復動時に形成されるドットを「●」で示す。

同図に示すように、本実施形態におけるインクジェット記録装置では、往動で（１）と（４）のノズルを駆動させて縦線のドット「○」を形成した後、連続して、ノズルを図の上方から下方に配列順（（１）〜（６））に駆動させて斜線のドット「○」を形成した後、副走査を行うことなく、復動でノズルを図の下方から上方に配列順（（６）〜（１））に駆動させて斜線のドット「●」を形成した後、連続して、（１）と（４）のノズルを駆動させて縦線のドット「●」を形成する。この際、復動時には、ドット形成毎にインクを吐出するタイミングを数段階に亘ってズラし、往動時と復動時のドットの相対的な位置関係を変化させてドットを形成する。さらに、二回目の往動で（２）、（５）のノズルを駆動させて縦線のドット「○」を形成した後、副走査を行うことなく、復動で（２）、（５）のノズルを駆動させて縦線のドット「●」を形成する。この際、復動時には、一回目の時と同様、ドット形成毎にインクを吐出するタイミングを数段階に亘ってズラし、往動時と復動時のドットの相対的な位置関係を変化させてドットを形成する。さらに、三回目の往動で（３）、（６）のノズルを駆動させて縦線のドット「○」を形成した後、副走査を行うことなく、復動で（３）、（６）のノズルを駆動させて縦線のドット「●」を形成する。この際、復動時には、一、二回目の時と同様、ドット形成毎にインクを吐出するタイミングを数段階に亘ってズラし、往動時と復動時のドットの相対的な位置関係を変化させてドットを形成する。同図では、番号１〜３の３段階に亘ってタイミングをズラした場合を例示した。ユーザは、こうして印刷されたテストパターン１〜３を見て、最適なタイミングを選択することにより、往復のドットの位置ズレがないようにインクの吐出タイミングを調整することができる。同図に示す例では、番号２のタイミングにおいて、往復のドット位置が最も一致しているため、この番号２のタイミングが最適ということになる。

このように、本発明である請求項６に係るインクジェット記録装置にあっては、一つのノズルを配列順に駆動させて斜めのラインを描画し、且つ、多数のノズルを同時に駆動して縦のラインを描画し、この両方を参照して往復のインク吐出タイミングを調整するので、たとえ剪断モードインクジェットヘッドであっても、且つ、一直線上に形成されたノズルを有する記録ヘッドであっても、クロストークによる影響を加味してインクの吐出タイミングを調整することで画質を向上させることができる。

１００記録ヘッド
１０１ガイド
１０２偏心軸
１０３軸受け
１０４調整レバー
１０５位置検出手段
１０６制御手段
１０７モータ
Ｏ軸心

Claims

記録ヘッドより記録媒体に向けてインクを射出しつつ当該記録ヘッドを記録媒体に対して走査し、該走査後に記録媒体を記録ヘッドの走査方向と直行する方向に所定量搬送した後、再び前記記録ヘッドからのインク射出及び走査を行うという一連の過程を繰り返すことによって画像形成を行うインクジェット記録装置において、前記記録ヘッドには前記走査方向と略直行する方向にインクを射出する複数のノズルが所定間隔で形成されており、該記録ヘッドを往方向に走査しつつ該記録ヘッドの配列順に順次１ノズルずつ駆動して描画した第１の画像パターンと、該記録ヘッドを復方向に走査しつつ該記録ヘッドの配列順に順次１ノズルずつ駆動して描画した第２の画像パターンとの該走査方向におけるズレ量から往路及び復路でのインク射出タイミングを調整することを特徴とするインクジェット記録装置。
前記第１の画像パターンを記録した後、前記記録媒体を搬送せずに前記第２の画像パターンを記録することを特徴とする請求項１記載のインクジェット記録装置。
前記第１の画像パターンを記録した後、前記記録媒体を前記複数のノズルの間隔よりも小さい単位で前記走査方向と直行する方向に搬送した後、前記第２の画像パターンを記録することにより、該第１の画像パターンのドットと該第２の画像パターンのドットが略一直線上に且つ交互に配置されるよう、該第１の画像パターンと該第２の画像パターンを記録することを特徴とする請求項１記載のインクジェット記録装置。
記録ヘッドより記録媒体に向けてインクを射出しつつ当該記録ヘッドを記録媒体に対して走査し、該走査後に記録媒体を記録ヘッドの走査方向と直行する方向に所定量搬送した後、再び前記記録ヘッドからのインク射出及び走査を行うという一連の過程を繰り返すことによって画像形成を行うインクジェット記録装置において、前記記録ヘッドには前記走査方向と略直行する方向にインクを射出する複数のノズルが所定間隔で形成されており、該記録ヘッドを往方向に走査しつつ該記録ヘッドの配列順に順次１ノズルずつ駆動して描画した第１の画像パターンと、該記録ヘッドを復方向に走査しつつ該記録ヘッドの配列順に順次１ノズルずつ駆動して描画した第２の画像パターンとの該走査方向における第１のズレ量と、該記録ヘッドを往方向に走査しつつ該記録ヘッドの複数のノズルを同時に駆動して描画した第３の画像パターンと、該記録ヘッドを復方向に走査しつつ該記録ヘッドの複数のノズルを同時に駆動して描画した第４の画像パターンとの該走査方向における第２のズレ量とから往路及び復路でのインク射出タイミングを調整することを特徴とするインクジェット記録装置。