JP2011148228A - インクジェット記録装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ノズルが面状に分散配置されたインクジェットヘッドを備えながら、スジむら等が発生せず、画質が劣化することのないインクジェット記録装置を提供する。
【解決手段】インクジェットヘッド記録装置１０は、インクを吐出するノズル１１ｂが面状に複数分散配置されているインクジェットヘッド１１であって、ノズル１１ｂが、メディア２０の記録幅方向においては記録解像度と同じピッチで配列され、記録幅方向に直交するメディア２０の搬送方向においては記録幅方向のピッチの整数倍のピッチで配列されているインクジェットヘッド１１と、記録幅方向において、ノズル１１ｂの記録幅方向のピッチの少なくとも２倍以上の整数倍の距離にわたりインクジェットヘッド１１を往復動作させる往復動駆動手段１７とを備えた。
【選択図】図１

Description

本発明は、被記録体にインクを吐出し着弾することによりパターン記録を行うインクジェット記録装置に関する。

一般に知られるインクジェット記録装置は、被記録体にインクを吐出して着弾することによりパターン記録を行うものであり、その装置構成には種々のものが存在する。このうち、要求されるメディア（被記録体）の解像度に対応し、その解像度（記録解像度）のピッチで設けられたインク吐出用のノズルを、面状に分散配置したインクジェットヘッドを備えたものが提案されている。このような配置のノズルを備えたインクジェットヘッドは、ノズルのインク吐出口が一列に並んでいるタイプのいわゆるラインヘッドと比較して、ノズルが分散されている分低密度での配置であるため、ヘッドの製造が容易であり、歩留まりが良く、装置に係るコストを抑えることができるという利点がある。

特開２００４−１１４３４２号公報

上述した従来のインクジェット記録装置を動作させる場合、メディアを直線的に搬送しながら、インクジェットヘッドのノズルからインクを吐出し、メディアにインクを着弾することにより文字や絵等のパターン記録を行うのが一般的である。
したがって上述のインクジェット記録装置では、同じノズルから吐出されるインクが、メディアの搬送方向に一直線上に連続して記録される。このため、ノズルの不良に起因するインクの吐出量や吐出方向のばらつき、すなわちノズルの吐出性能にばらつきが存在した場合、メディアに記録されるパターンにスジむらが発生したり、その程度が著しい場合は搬送方向に白線が生じたりして、メディアの画質の精度の低下を招くという課題があった。
本発明は以上の点を鑑み、ノズルが面状に分散配置されたインクジェットヘッドを備えながら、スジむら等が発生せず、画質が劣化することのないインクジェット記録装置を提供しようとするものである。

上述した本発明の目的を達成するために、本発明によるインクジェット記録装置は、以下の１）および２）を備えて構成したものである。
１）インクを吐出するノズルが面状に複数分散配置され、ノズルが被記録体の記録幅方向においては記録解像度（被記録体に記録する解像度）と同じピッチで配列され、記録幅方向に直交する被記録体の搬送方向においては記録幅方向のピッチの整数倍のピッチで配列されているインクジェットヘッド。
２）記録幅方向において、上述のノズルの記録幅方向のピッチ（記録幅方向の記録解像度と一致するピッチ）の少なくとも２倍以上の整数倍の距離にわたりインクジェットヘッドを往復動作させる往復動駆動手段。
上述の１）のようなノズルの配置構成のインクジェットヘッドとすることにより、低密度に分散配置された、製造し易く歩留まりの良いインクジェット記録装置を得ることができる。
また、２）の往復動駆動手段を備えたことで、インクジェットヘッドのノズルのインク吐出位置が、面方向に連続しないようにすることができる。このため、ノズルの吐出性能にばらつきが存在しても、記録するパターンにスジむら等が発生せず、被記録体の画質が劣化することがない。
また、インクジェットヘッドのノズルは、搬送方向に３列以上配列されるようにするのが良い。このようなノズルの配置をとることで、搬送方向には間隔が空いているため製造し易く、歩留まりを良くしながらも、記録幅方向の配列ピッチを密にして解像度を上げることができるため、高画質の記録が可能なインクジェット記録装置を得ることができる。
また、インクジェットヘッドは、往復動作の両端部に位置するときインクを吐出するようにするのが良い。往復動作の両端部では、速度が０になるため、容易に正確な位置へのインクの吐出が可能であり、被記録体の所望の位置にインクを着弾することができる。
また、往復動作の両端部および中央部に位置するときインクを吐出するようにしても良い。これにより、効率よく高密度な記録が可能となる。
また、本発明のインクジェット記録装置は、被記録体を搬送する搬送手段を備え、往復動駆動手段および搬送手段は、異なるノズルから吐出されたインクの被記録体への着弾位置が重ならないように、往復動作の幅及び被記録体の搬送速度をそれぞれ調整可能とするのが良い。インクジェットヘッドのノズルの配置構成により、往復動作の幅や被記録体の搬送速度は、様々な組み合わせを採り、上述の着弾位置が重ならないかどうかを考慮することができる。
また、搬送手段は、被記録体の搬送速度を変更することができる。たとえば、搬送速度を２倍とすると、記録幅方向に対し、搬送方向における解像度が１／２のパターン記録を行うことができる。

本発明のインクジェット記録装置は、インクジェットヘッドのノズルの、インクを吐出する性能にばらつきが存在する場合でも、記録された被記録体にスジむらや白線が生じることがなく、画質の精度を一定に保つことができる。

図１は、本発明のインクジェット記録装置の第１の実施の形態の構成を説明するための概略図である。 図２は、インクジェットヘッドのノズル配置構成を説明するための概略図である。 図３は、第１の実施の形態の記録装置の、ヘッドのノズルの第１の配置例を示す概略図である。 図４は、ヘッドの往復動作の両端部でインクを吐出する場合の模式図である。 図５は、本発明の記録装置の動作を説明するためのブロック図である。 図６は、本発明の記録装置のヘッドを固定して動作させた場合の、ノズルの吐出位置の変化を段階的に示す模式図である。 図７は、ヘッドを往復動作させずに記録を行うとメディアの記録パターンに白スジが発生する場合の説明図である。 図８は、本発明の記録装置がパターン記録を行う場合の説明図である。 図９は、ヘッドを往復動作させずに記録を行うと、メディアの記録パターンに白スジが発生する場合の説明図である。 図１０は、本発明の記録装置がパターン記録を行う場合の説明図である。 図１１は、ヘッドの往復動作の幅を大きくした場合のノズルのインク吐出位置の変化を段階的に示す図である。 図１２は、メディアの搬送速度を倍にした場合のノズルのインク吐出位置の変化を段階的に示す図である。 図１３は、ヘッドの往復動作の両端部および中央部でインクを吐出する場合の模式図である。 図１４は、ヘッドの往復動作の両端部および中央部でインクの吐出を行う場合の、ノズルのインク吐出位置の変化を段階的に示す図である。 図１５は、ヘッドにノズルの第２の配置例を適用した場合のノズルのインク吐出位置の変化を段階的に示す図である。 図１６は、第２の配置例のノズルが動作したときにノズルのインク吐出位置に重なりが生じる場合の説明図である。 図１７は、第２の配置例のノズルを適用し、さらに往復動作の両端部および中央部でインクを吐出する場合の、ノズルのインク吐出位置の変化を段階的に示す図である。 図１８は、第３の配置例のノズルが動作したときにノズルのインク吐出位置に重なりが生じる場合の説明図である。 図１９は、ヘッドのノズルに第３の配置例を適用した場合のノズルのインク吐出位置の変化を段階的に示す図である。

以下、本発明を実施するための形態を図示例と共に説明する。図１から図３は、本発明のインクジェット記録装置の、第１の実施の形態の概要を説明するための構成図である。図１から図３中の矢印Ｘはメディアの記録幅方向に対応する、インクジェットヘッドの長手方向であり、メディアに対するインクジェットヘッドの主走査方向となる。また同時に、インクジェットヘッドが往復動作する方向である。一方矢印Ｙは、同様にメディアを記録しながら搬送していく方向（搬送方向）であって、メディアに対するインクジェットヘッドの副走査方向を示している。

図１（ａ）はインクジェット記録装置の平面図であり、図１（ｂ）は図１（ａ）をｃ−ｃ線に沿って切り、矢印の方向に見た断面図である。なお、断面を示すハッチングは一部分を除き省略してある。
図１において、１０はインクジェット記録装置（以下、記録装置ともいう）、１１はインクジェットヘッド（以下、単にヘッドともいう）、２０はメディア（被記録体）である。インクジェットヘッド１１は、インクを吐出する側である、ノズル配置面１１ａを下側にして板状のヘッドブラケット１３にはめ込まれる形で載置されている。ヘッドブラケット１３は押圧ベアリング１５ａと固定ベアリング１５ｂとによって支持され、往復動駆動手段１７に連結されている。メディア２０は搬送ローラ（搬送駆動手段）１９ａおよび１９ｂによってＹ方向に搬送可能に設置されている。

次に、本発明のインクジェット記録装置における、インクジェットヘッドのノズルの配置構成（配列）について詳細に説明する。図２は、本発明のインクジェット記録装置の、インクジェットヘッドのノズル配置面を示す概略的な平面図である。また、図３は、第１の実施の形態における記録装置１０の、ヘッド１１のノズル配置面の一部を示す平面図である。１１ａはインクジェットヘッドのノズル配置面であり、１１ｂはノズルの吐出口（以下、ノズルまたは吐出口ともいう）である。また、Ｗはメディア２０の記録幅に対応する長さである。また、個々のノズル１１ｂについて、左からＮ１、Ｎ２、Ｎ３…と、番号を付して示してある。さらに、Ｐｘはメディア２０の記録幅方向（Ｘ方向）におけるノズルの配列ピッチ、Ｐｙはメディア２０の搬送方向（Ｙ方向）における配列ピッチである。
本発明のインクジェット記録装置は、インクジェットヘッド１１のインクを吐出するノズル１１ｂが面状に複数分散配置されている。インクジェットヘッド１１により記録される解像度（記録解像度）は、ここではＸ方向、Ｙ方向ともに６００ｄｐｉ（約４．２３×１０^−３ｃｍピッチ）とした。ノズル１１ｂの、被記録体の記録幅方向（Ｘ方向）におけるピッチＰｘは、上述の記録解像度と同じピッチで配列されている。したがって、ここでは
Ｐｘ＝１／６００（ｉｎ）（約４．２３×１０^−３ｃｍ）
とした。また、記録幅方向（Ｘ方向）に直交する、メディアの搬送方向（Ｙ方向）のピッチＰｙは、Ｘ方向のピッチの整数倍のピッチで配列されている。ここではＹ方向のピッチはＸ方向のピッチの２倍としたので、
Ｐｙ＝２／６００（ｉｎ）（約８．４７×１０^−３ｃｍ）
とした。
ＰｙをＸ方向のピッチの整数倍とすると、ヘッド１１の往復動作させる際に制御が容易である。

第１の実施の形態では、ヘッド１１の一連の動作に係るノズル１１ｂの配置（配列）は、その概形が波形状となるようにした。詳しくは、次のような配置とした。Ｎ１から３ドットピッチ右側のＮ４までは、Ｘ方向に１ドットピッチ、かつＹ方向に２ドットピッチずつ規則的に離間して、図面上の右斜め上に向かって一直線上に配列されている。また、Ｎ４から３ドットピッチ右側のＮ７までは、同様にＸ方向に１ドットピッチ、かつＹ方向に２ドットピッチずつ規則的に離間して、図面上の右斜め下に向かって一直線上に配列されている。以上の配置が繰り返され、Ｘ方向においては記録幅Ｗの長さ、またはそれ以上の長さの範囲にわたり、インクジェットヘッド１１内に波型状のノズル１１ｂが配置される。この配置は換言すれば、Ｘ方向の同一直線上に離間して複数配置されたノズルの列が、手前側からＹ方向に４列に渡って配列されているといえる（図３の手前から順に、最前列はＮ１、Ｎ７、Ｎ１３、…、次の列はＮ２、Ｎ６、Ｎ８、Ｎ１２、…、三列目はＮ３、Ｎ５、Ｎ９、Ｎ１１、Ｎ１５、…、４列目はＮ４、Ｎ１０、Ｎ１６、…、）。また、Ｙ方向の直線上には、それぞれ一個ずつのノズル１１ｂが配列されている（ノズルＮ１のＹ方向の列、ノズルＮ２のＹ方向の列、…）。

次に、インクジェット記録装置１０の動作につき図４から図１０を用いて説明をする。このうち、図４はノズル１１ｂの動作の説明図であり、図５は装置全体に係るシステムの動作説明図、また、図６〜図１０はノズルの動作による効果の説明図である。
図４は、第１の実施の形態の記録装置１０のインクジェットヘッド１１の往復動作により、ノズルのインク吐出口１１ｂが描く軌跡と、吐出されたインクがメディア２０上にドット状に着弾される位置を模式的に示す図である。図４において、Ｄはドット状に着弾されたインク（以下、ドット）であり、Ｅは往復動作の両端部である。メディア２０を搬送させながらインクジェットヘッド１１がＸ方向に往復動作すると、図４に示されるようにこの往復動作中にノズル１１ｂの動きは正弦波振動の軌跡を成す。このとき、記録装置１０は往復動作の両端部Ｅでノズルの吐出口１１ｂからインクを吐出し、メディア２０上にドットＤを着弾することにより、所望のパターン記録を行う。ヘッド１１の１回の往復動作で、同一ノズル１１ｂから２ドットを記録する。往復動作の幅は、Ｘ方向においてノズル１１ｂのＸ方向のピッチの少なくとも２倍以上の整数倍の距離をとるものとする。図４ではＸ方向でドットピッチの４倍、Ｙ方向では２倍とする例を示した。往復動作のＸＹ方向それぞれの幅を以上のように設定することで、同一のノズル１１ｂから記録されるドットＤが、Ｘ方向、Ｙ方向、斜め方向のそれぞれで連続することがないため、スジむらや白線のない、高画質の記録が可能となる。

図５は本発明の記録装置１０のシステム構成を概略的に表すブロック図である。図５において、Ｓ１は制御部、Ｓ２は機構部である。記録装置１０のシステムは、これら制御部Ｓ１と、機構部Ｓ２とに大別される。制御部Ｓ１は、入力部Ｓ１１と、システム制御部Ｓ１２と、システム制御部Ｓ１２にそれぞれ接続される画信号処理回路Ｓ１３、ヘッド駆動回路Ｓ１４、往復動駆動制御回路Ｓ１５、搬送駆動制御回路Ｓ１６により構成される。また、機構部Ｓ２は、インクジェットヘッドＳ２１（図１ではヘッド１１）、往復動駆動手段Ｓ２２（図１では往復動駆動手段１７）、搬送駆動手段Ｓ２３（図１では搬送ローラ１９ａ、１９ｂ）により構成される。図中の矢印は信号が供給される方向である。

制御部Ｓ１の入力部Ｓ１１に、システム全体の動作を開始させる信号が入力されると、システム制御部Ｓ１２がその信号を受け、画信号処理回路Ｓ１３、ヘッド駆動回路Ｓ１４、往復動駆動制御回路Ｓ１５、搬送駆動制御回路Ｓ１６のそれぞれに信号が送信される。
往復動駆動制御回路Ｓ１５から動作開始の信号を受けた往復動駆動手段Ｓ２２（図１の往復動駆動手段１７）は往復動作を開始する。また、搬送駆動制御回路Ｓ１６から動作開始の信号を受けた搬送駆動手段Ｓ２３（搬送ローラ１９ａおよび１９ｂ）がメディア２０の搬送動作を開始する。メディア２０は、図示しないモーターにより駆動する搬送ローラ１９ａおよび１９ｂのガイドによって、インクジェットヘッドＳ２１（インクジェットヘッド１１）の、図１（ａ）における手前側からＹ方向に搬送される。
往復動駆動手段Ｓ２２（往復動駆動手段１７）の往復動作によって、ノズルの吐出口１１ｂが図４に示すような正弦波の軌跡を描き、その正弦波の周波数が一定となり、さらに同様に搬送駆動手段Ｓ２３（搬送駆動手段１９ａ、１９ｂ）の搬送動作の速度が一定となると、メディア２０への記録動作が開始される。
ヘッド駆動回路Ｓ１４は、往復動駆動制御回路Ｓ１５からの信号に基づき、ヘッドＳ２１（ヘッド１１）がメディア２０の所定の位置へインクを着弾するためにインクを吐出するタイミング信号を、ヘッドＳ２１（ヘッド１１）に供給する。ヘッドＳ２１は、このタイミング信号と、そのほかに画信号処理回路Ｓ１３から、記録する位置の情報に対応した信号とを受けることにより、ノズルのインク吐出口１１ｂから指定のタイミングでインクを吐出し、メディア２０の所定の位置にドットＤを着弾する（図４）。往復動駆動手段Ｓ２２および搬送駆動手段Ｓ２３のそれぞれには、たとえば光学式や磁気式のエンコーダ等の位置検出器を用いて制御し、より正確な位置に記録するようにしても良い。パターン記録後のメディア２０は搬送ローラ１９ａおよび１９ｂによってインクジェットヘッド１１の後手側のＹ方向に更に搬送される。

次に、図６から図１０を用いて、本発明の記録装置の効果について説明する。具体的には、第１の実施の形態の記録装置１０のヘッド１１を往復動作させながらメディア２０を搬送した場合と、ヘッド１１を固定した状態で直線的に搬送する場合について比較する。図７から図１０においては、それぞれの図面を（ａ）から（ｃ）の領域に縦分割し、このうち（ａ）の領域では、ヘッド１１のノズルの吐出口１１ｂ（Ｎ１〜Ｎ１３）の配置を示した。また、（ｂ）の領域ではノズル１１ｂから一度吐出したインクが、メディア２０に着弾されたときのパターンをドットＤ（Ｄ１〜Ｄ１３）で示す。また、（ｃ）の領域では、記録装置１０の動作を一定の範囲で連続して行い、メディア２０面にいわゆるベタ（塗り潰し）記録をした際の画質をドット（Ｄ１〜Ｄ１３）の集まりとして模式的に示す。また、図６から図１０の左上の部分には、ノズルの吐出口１１ｂの特にノズルＮ４を例として、搬送されるメディア２０に対しインクを吐出する位置を段階的に示した。また、最初の位置から順に、太い実線、細い実線、点線、二重線の順で吐出口１１ｂがメディア２０に対して相対的に移動する位置を矢印と共に示している。

図６はヘッド１１を固定してパターン記録動作を行ったとき、ノズル１１の吐出口（Ｎ１〜Ｎ１３；図２）の吐出位置の変化を１ドットピッチ毎に段階的に示した模式図である。最初に太い実線で示される位置にあったノズルの吐出口１１ｂ（Ｎ１〜Ｎ１３）は、次の段階では細い実線で示す位置（Ｎ１〜Ｎ１３）に移動し、次は点線で示される位置（Ｎ１〜Ｎ１３）、さらに次の段階では二重線で示す位置（Ｎ１〜Ｎ１３）に移動する。
図６に示す通り、各ノズルＮ１〜Ｎ１３は、搬送方向Ｙに対し、逆方向に一直線に動く。ノズルの動きがこのような場合、ノズルに曲がりがあったり、記録ドットの径にばらつきが生じたり等、ノズルの吐出性能にばらつきが存在した場合、本来の位置に所望の大きさで記録されない部分が発生するため、ムラや白スジが発生し、記録パターンの画質が低下する。

これを図に表したものが図７である。図７では、ヘッド１１のノズル配置（図７（ａ）部分）と、メディア２０上に記録されたドットＤ１〜Ｄ１３（図７（ｂ）部分）、また、その結果メディア２０上に複数着弾されたドットＤ１〜Ｄ１３（図７（ｃ）部分）を同一図面上に示してある。
たとえば、第６ノズルＮ６に飛行曲がりなどの不良があり、本来着弾される位置に対し左へ１／２ドットずれた位置（Ｄ６）にインクを着弾してしまう場合（図７（ｂ））、第６ノズルＮ６と第７ノズルＮ７との間が、本来の間隔よりも広く空いてしまい、その状態で同一ノズルからはＹ方向に同一直線上に着弾し続け、メディア２０上に記録され続けることになるため、図７の（ｃ）に示すように記録されたメディア２０表面にはＹ方向に白スジが発生する。

一方図８に示すように、第１の実施の形態で既に述べた往復動作の両端部Ｅでインクを吐出（着弾）する場合（図４参照）、図７と同様に第６ノズルＮ６の不良に起因するインクの着弾位置のずれにより、ドットＤ６とドットＤ７との間隔が本来よりも広く空いていた場合でも、ヘッド１１の往復動作によって、ヘッド１１のノズル１１ｂのインク吐出位置が、面方向に連続しないようにすることでその空間を補い、埋めることができる（図８の（ｃ））。したがって、白スジやムラなどが発生することがなく、画質の低下を防ぐことができる。

次に、第６ノズルＮ６が目詰まりを起こしている等の原因で、ドットＤ６が通常よりも小さい径で着弾されることになる場合を図９および図１０で示す。この場合も、ヘッド１１を固定して記録動作を行う場合、同一ノズルからはＹ方向に同一直線上の位置に着弾し続け、メディア２０上に記録され続けることになるため、図９の（ｃ）に示すように記録されたメディア２０面にはＹ方向に白スジが発生する。
その場合も、往復動作の両端部Ｅでインクを吐出する場合（図４）、図９と同様にドットＤが通常よりも小さい径で着弾されても、ヘッド１１の往復動作により、ヘッド１１のノズル１１ｂのインク吐出位置が、面方向に連続しないようにしてその空間を補い、埋めることができる（図１０の（ｃ））。したがって、白スジやムラなどが発生することがなく、画質の低下を防ぐことができる。
このように、第１の実施の形態のインクジェット記録装置１０によれば、Ｘ方向に記録解像度と同じピッチで配列され、Ｙ方向にはＸ方向のピッチの整数倍のピッチで配列されたノズルを有するヘッド１１を備えているため、低密度に分散配置された、製造し易く歩留まりの良いインクジェット記録装置を得ることができる。また、往復動駆動手段１７を備えたことで、インクジェットヘッドのノズルのインク吐出位置が、面方向に連続しないようにすることができる。このため、ノズルの吐出性能にばらつきが存在しても、スジむら等が発生せず、画質が劣化することがないインクジェット記録装置を得ることができる。
また、ヘッド１１のノズル１１ｂがメディアの搬送方向に３列以上配列されているため、製造し易く、歩留まりを良くしながらも、Ｘ方向の配列ピッチを密にして解像度を上げることができるため、高画質の記録が可能なインクジェット記録装置を得ることができる。
また、インクジェットヘッド１１が、ヘッド１１の往復動作の速度が０となる、往復動作の両端部Ｅに位置するときインクを吐出するようにしたので、容易に正確な位置へのインクの吐出が可能であり、被記録体の所望の位置にインクを着弾することが可能なインクジェット記録装置を得ることができる。

次に、図１１を用いて第２の実施の形態のインクジェット記録装置につき説明をする。第２の実施の形態の記録装置は、ヘッドのノズルの配置構成を第１の実施の形態と同様のものとし、ヘッドの往復動作の幅を変更した例である。第１の実施の形態と同様の部分においては説明を省略する。
図１１は、ヘッド１１（図２）を、Ｘ方向の振動幅が４ドットピッチ（記録幅方向における記録解像度の４倍の距離）となるように往復動作させたときの、ノズルの吐出口１１ｂ（Ｎ１〜Ｎ１３）の吐出位置の変化を段階的に示したものであり、特に太い実線の円は第１段階のノズルのインク吐出位置を示し、同様に細い実線の円は第２段階、点線の円は第３段階、二重線の円は第４段階のノズルの吐出位置を示す。図中の細線の矢印は、ノズルがメディア２０に対する相対的な動きの範囲を表す。
図１１に示されるように、ノズル１１ｂは往復動駆動手段１７（図１）により、Ｘ方向に４ドットピッチの振動幅で振動させ、さらに搬送ローラ（搬送駆動手段）１９ａおよび１９ｂにより、Ｙ方向への搬送速度を好適な速さに調整して、Ｙ方向には１ドットピッチで吐出できるようにする。その結果、図１１に示されるようにインクの吐出位置を、所望の解像度が得られるように設定することができる。このため、第２の実施の形態においても、高画質のパターン記録が可能なインクジェット記録装置を得ることができる。

次に、図１２を用いて、本発明の第３の実施の形態のインクジェット記録装置につき説明をする。第３の実施の形態は、インクジェットヘッドの振動幅が第１の実施の形態と同様であり、メディア２０の搬送速度を変更したときのノズルの吐出口１１ｂ（Ｎ１〜Ｎ１３）のインク吐出位置の変化を段階的に示したものである。図１１と同様の部分については説明を省略する。第３の実施の形態のインクジェット記録装置は、搬送ローラ（搬送手段）１９ａおよび１９ｂ（図１）の搬送速度を変更し、２倍の速度とした。
第１の実施の形態の記録装置１０においては、ヘッド１１のノズル１１ｂのインクの吐出位置の間隔を、ＸＹ方向のそれぞれで１ドットピッチずつとしているが、第３の実施の形態の記録装置では、搬送駆動手段１９ａおよび１９ｂの搬送速度を２倍としたため、ノズル１１ｂのインクの吐出位置がＸ方向においては１ドットピッチで一列に揃い、Ｙ方向においては１ドットピッチおきに列単位で間隔が空いている。このため、Ｘ方向の記録解像度を６００ｄｐｉ（約４．２３×１０^−３ｃｍピッチ）とすると、Ｙ方向の記録解像度は３００ｄｐｉ（約８．４７×１０^−３ｃｍピッチ）となる。このように、第３の実施の形態のインクジェット記録装置によれば、記録画質を均一に保持しながらも、パターン記録の速度を上げてパターン記録をすることが可能なインクジェット記録装置を得ることができる。

次に、図１３および図１４を用いて本発明の第４の実施の形態のインクジェット記録装置につき説明をする。第４の実施の形態は、ノズルの吐出位置を往復動作の両端部の他に中央部も加えた例である。図１３は、インクジェットヘッド１１の往復動作により、ノズルのインク吐出口１１ｂが描く軌跡と、吐出されたインクがドット状に着弾される位置を図５に倣って示す模式図である。また、図１４はノズルの吐出口１１ｂ（Ｎ１〜Ｎ１３）のインク吐出位置の変化を図１２と同様に段階的に示す図である。図中のＡは有効画像領域を示す。
メディア２０を搬送しながらインクジェットヘッド１１をＸ方向に往復動作すると、図１３に示されるようにノズル１１ｂの動きは正弦波振動の軌跡を成す。このとき、インクジェットヘッド１１は往復動の両端部Ｅおよび中央部Ｏでノズルの吐出口１１ｂからインクを吐出し、メディア２０上にドットＤを着弾することにより、パターン記録を行う（図１３、図１４）。ここでは往復動の幅は、ノズル１１ｂのＸ方向のピッチ（すなわち記録幅方向の記録解像度）の少なくとも２倍以上の整数倍の距離をとるものとする。ここではＸ方向でドットピッチの４倍、Ｙ方向では２倍とした。

既に述べたように、往復動作の両端部Ｅではヘッドの動作の速度が瞬間的に０となるので、そのタイミングでインクを吐出することにより、メディア２０の所望の位置に正確にインクを着弾することができる。また、中心部Ｏでは、ヘッド１１の動作中にインクを吐出するため、インクを所望の正確な位置に吐出するためのタイミング調整を適宜行う。たとえば、ヘッド１１の解像度やノズル配置、メディア２０の搬送速度、ヘッド１１の往復動の距離や速さ、インクが着弾するまでの時間等を考慮することにより、所望の位置にインクを着弾することが可能な、インク吐出のタイミングを決定する。そして、実際にヘッドを動作させる場合は、第１の実施の形態と同様に図５に示す構成により、以下の流れで行う。

まず、ヘッド駆動回路Ｓ１４が、往復動駆動制御回路Ｓ１５からの信号に基づき、ヘッドＳ２１がメディア２０（図１）の所定の位置へインクを着弾するためにインクを吐出するタイミング信号を、ヘッドＳ２１に供給する。次に、ヘッドＳ２１は、このタイミング信号と、その他に画信号処理回路Ｓ１３から、記録する位置の情報に対応した信号とを受けることにより、ノズルのインク吐出口１１ｂから指定のタイミングでインクを吐出し、メディア２０の所定の位置にドットＤを着弾する。ここでは、ヘッドの往復動作の両端部Ｅと中央部Ｏとでインクを吐出してメディアの所定の位置にインクを着弾し、有効画像領域Ａを得ることができる（図１３）。
第１の実施の形態と同様に、往復動駆動手段Ｓ２２および搬送駆動手段Ｓ２３のそれぞれには、光学式や磁気式のエンコーダ等の位置検出器を用いて制御すると、より正確な位置への記録を望むことができる。
以上のように、第４の実施の形態のインクジェット記録装置によれば、往復動作の両端部Ｅおよび中央部Ｏに位置するときにインクを吐出し、メディアの所定の位置に着弾するようにしたため、ヘッド１１の１回の往復動作で、同一ノズル１１ｂから４ドットを記録することができる。したがって、効率良く高画質のパターン記録を望むことが可能なインクジェット記録装置を得ることができる。

次に、図１５から図１７を用いて、本発明の第５の実施の形態のインクジェット記録装置につき説明する。第５の実施の形態は、インクジェットヘッドのノズルの他の配置例を示す。
図１５は、第５の実施の形態のインクジェット記録装置の概略的な説明図である。図１５において、ヘッドのノズルの吐出口１１ｂの第２の配置例を図の上部に示し、下部にはヘッドを往復動作させたときのノズルの吐出口１１ｂのインク吐出位置の変化を図１１から図１３に倣って段階的に示した。また、個々のノズル１１ｂについて、Ｎ１、Ｎ２、Ｎ３…と、番号を付して示してある。Ａは有効画像領域を示す。
第２の配置例では、記録解像度を第１の配置例と同様６００ｄｐｉ（約４．２３×１０^−３ｃｍピッチ）とし、Ｙ方向のピッチをＸ方向のピッチの３倍としたので、Ｐｘ、Ｐｙの値（図２）は、
Ｐｘ＝１／６００（ｉｎ）（４．２３×１０^−３ｃｍ）
Ｐｙ＝３／６００（ｉｎ）（１．２７×１０^−２ｃｍ）
とした。

Ｎ１から２ドットピッチ右側のＮ３までは、Ｘ方向に１ドットピッチ、かつＹ方向に３ドットピッチずつ規則的に離間して、図面上の右斜め上に向かって一直線上に配列されている。また、Ｎ４はＮ１から３ドットピッチ右側にずれた位置にあり、Ｎ４からＮ６までの配置は、Ｎ１からＮ３までの配置と同様であり、以下、この配置がＸ方向に記録幅と同等かそれ以上の長さにわたり繰り返される。換言すれば、Ｘ方向の同一直線上に離間して複数配置されたノズルの列が、手前側からＹ方向に３列に渡って配列されている（図３の手前から順に、最前列はＮ１、Ｎ４、Ｎ７、…、次の列はＮ２、Ｎ５、Ｎ８、…、三列目はＮ３、Ｎ６、Ｎ９、…、）。また、Ｙ方向の直線上には、それぞれ一個ずつのノズル１１ｂが配置されている（ノズルＮ１のＹ方向の列、ノズルＮ２のＹ方向の列、…）。
このように配列されたノズルを、図１５の下部に示すように、ノズルの往復動作の範囲をＸ方向に３ドットピッチ、Ｙ方向に１ドットピッチとなるように、往復動駆動手段１７（図１）によりヘッドを往復動作させ、搬送ローラ１９ａおよび１９ｂにより好適な速度でメディアを搬送する。その結果、Ｘ方向およびＹ方向の双方において、Ａで示す範囲の有効画像領域を得ることができる。図１５からも判るように、ノズルのインク吐出位置は領域Ａで所望の解像度のピッチで面状に揃っており、この範囲Ａ内のノズルから吐出されるインクがメディアに着弾する領域で、良好な画質を得ることができる。

したがって、第５の実施の形態のインクジェット記録装置においても、Ｘ方向に記録解像度と同じピッチで配列され、Ｙ方向にはＸ方向のピッチの整数倍のピッチで配列された第２のノズル配置例のノズルを有するヘッド１１を備えているため、低密度に分散配置された、製造し易く歩留まりの良いインクジェット記録装置を得ることができる。また、解像度ピッチの３倍の距離にわたりヘッドを往復動作させる往復動駆動手段１７を備えたことで、インクジェットヘッドのノズルのインク吐出位置が、面方向に連続しないようにすることができる。このため、ノズルの吐出性能にばらつきが存在しても、スジむら等が発生せず、画質が劣化することがないインクジェット記録装置を得ることができる。
また、ヘッドのノズルがメディアの搬送方向に３列配列されているため、製造し易く、歩留まりを良くしながらも、Ｘ方向の配列ピッチを密にして解像度を上げることができるため、高画質の記録が可能なインクジェット記録装置を得ることができる。

図１６は第５の実施の形態のインクジェット記録装置のノズル配置において、ある往復動作を取ったときに発生する、異なるノズルでのインクの吐出位置の重なりが生じた場合の説明図である。図中の白い矢印ｄは、異なるノズルでのインクの吐出位置が重なった部分を示す。また、図の配置構成は図１５と同様としてある。たとえば往復動作の幅を、Ｘ方向に４ドットピッチ、Ｙ方向に１ドットピッチとなるようにした場合、図１６に示すように、第１回目のノズルＮ１とＮ２のインク吐出位置がそれぞれ第４回目のＮ５とＮ６のインク吐出位置と重なってしまう。また、他の位置（たとえば第１回目のノズルＮ４とＮ５の吐出位置がそれぞれ第４回目のＮ８とＮ９の吐出位置と重なる）でも吐出位置が重なる位置が生じる。メディア２０にインクを着弾する位置が重なると、記録パターンにムラが生じたり、白スジが発生したりする原因となり、さらに、全てのノズルからの吐出が有効とならないために無駄が生じることになる。
図１７は上記インクを着弾する位置が重ならないように往復動作の幅と搬送速度の速さとを調整した例であり、図１５および図１６に倣って示してある。ここでは往復動駆動手段１７（図１）によるヘッドの往復動作の幅を、Ｘ方向に６ドットピッチとした。また、搬送ローラ１９ａおよび１９ｂにより搬送する速度を考慮し、Ｙ方向における往復動作の幅を２ドットピッチとなるようにした。その結果、異なるノズルのインクからメディアにインクを着弾する位置が重ならないようにすることができ、全てのノズルからのインクの吐出を有効にすることが可能なインクジェット記録装置を得ることができる。

次に、図１８および図１９を用いて、本発明の第６の実施の形態のインクジェット記録装置につき説明する。第６の実施の形態では、インクジェットヘッドのノズルの、第３の配置例を示す。図１８は、ヘッドのノズルの吐出口の第３の配置例を図の上部に示し、下部にはそのノズル配置において、ある往復動作を取ったときに発生する、異なるノズルでの吐出位置の重なりが生じた場合の説明図である。図中の白い矢印ｄは、異なるノズルでの吐出位置が重なった部分を示す。図１８の上部の第３の配置例において、個々のノズル１１ｂについて、Ｎ１、Ｎ２、Ｎ３…と、番号を付して示してある。第３の配置例は、第１の配置例と概形は同じであり、Ｙ方向におけるノズルの配列ピッチが１ドットピッチとなっている。
詳しくは、Ｎ１から３ドットピッチ右側のＮ４までは、Ｘ方向及びＹ方向において１ドットピッチずつ規則的に離間して、図面上の右斜め上に向かって一直線上に配列されている。また、Ｎ４からＮ７までは、Ｘ方向及びＹ方向において１ドットピッチずつ規則的に離間して、図面上の右斜め下に向かって一直線上に配列されている。以下、この配置がＸ方向に記録幅と同等かそれ以上の長さにわたり繰り返される。換言すれば、Ｘ方向の同一直線上に離間して複数配置されたノズルの列が、手前側からＹ方向に４列に渡って配置されている（図３の手前から順に、最前列はＮ１、Ｎ７、Ｎ１３、…、次の列はＮ２、Ｎ６、Ｎ８、…、三列目はＮ３、Ｎ５、Ｎ９、…、４列目はＮ４、Ｎ１０、…、）。また、Ｙ方向の直線上には、それぞれ一個ずつのノズル１１ｂが配置されている（ノズルＮ１のＹ方向の列、ノズルＮ２のＹ方向の列、…）。

このとき、たとえば往復動作の幅が、Ｘ方向に３ドットピッチ、Ｙ方向に１ドットピッチとなるようにした場合、図１８に示すように、第１回目のノズルＮ２、Ｎ６、Ｎ８の吐出位置が、それぞれ第２回目のＮ５、Ｎ９、Ｎ１１の吐出位置と矢印ｄで示されるように重なってしまう。
図１９は、第３の配置例のノズル配置のヘッドにおいて、往復動駆動手段１７および搬送駆動手段１９ａおよび１９ｂにより、インクを着弾する位置が重ならないように往復動作の幅と搬送速度の速さとを調整した例であり、図１５および図１６に倣って示してある。
ここではヘッドの往復動作の幅を、Ｘ方向に２ドットピッチとした。また搬送する速度を考慮し、Ｙ方向における往復動作の幅を１ドットピッチとなるように調整した。その結果、異なるノズルのインクからメディアにインクを着弾する位置が重ならないようにすることができ、有効画像領域Ａを得ることができる。
以上のように、第６の実施の形態においても、メディアにスジむらや白線が生じることがなく、画質の精度を一定に保つことが可能なインクジェット記録装置を得ることができる。

本発明は上述の実施の形態に限定されないことは明らかである。たとえば、実施の形態１から６では、インクジェットヘッドのノズルの配列につき第１から第３までの配置例を示して説明したが、Ｘ方向のピッチがＸ方向（記録幅方向）の記録解像度と同じピッチであり、かつＹ方向のピッチがＸ方向のピッチの整数倍のピッチであれば、種々の配列とすることができる。また、搬送駆動手段は搬送ローラではなく、他の形態の部材を用いても良い。さらに、実施の形態ではインクジェットヘッドが一本の場合につき説明したが、搬送方向にヘッドを複数本並置して、それぞれ異なる色のインクを吐出させることにより、カラー画像の記録を行うこともできる。さらにはインク、メディア、画信号の種類や形態、またヘッドの吐出方式がピエゾ素子による圧電効果でのものか発熱体による気泡発生効果でのものかに制限されない。その他、発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の形態への変更が可能である。

１０ インクジェット記録装置、１１ インクジェットヘッド、
１１ａ インク吐出面、１１ｂ ノズルの吐出口（ノズル、吐出口）、
１３ ヘッドブラケット、１５ａ 押圧ベアリング、１５ｂ 固定ベアリング、
１７ 往復動駆動手段、１９ａ、１９ｂ 搬送ローラ（搬送駆動手段）、
２０ メディア、
Ｓ１ 制御部、Ｓ２ 機構部、Ｓ１１ 入力部、Ｓ１２ システム制御部、
Ｓ１３ 画信号処理回路、Ｓ１４ ヘッド駆動回路、Ｓ１５ 往復動駆動制御回路、
Ｓ１６ 搬送駆動制御回路、Ｓ２１ インクジェットヘッド、
Ｓ２２ 往復動駆動手段、Ｓ２３ 搬送ローラ（搬送駆動手段）、
Ｘ 被記録体の記録幅方向、Ｙ 被記録体の搬送方向、
Ｎ１、Ｎ２…、Ｎ１６ ノズル、Ｄ１、Ｄ２…、Ｄ１３ ドット、
Ｗ 被記録体の最大幅、 Ａ 有効画像領域、Ｅ 両端部、Ｏ 中央部。

Claims (6)

1. 被記録体にインクを吐出することによりパターン記録を行うインクジェット記録装置において、
   前記インクを吐出するノズルが面状に複数分散配置されているインクジェットヘッドであって、前記ノズルが、前記被記録体の記録幅方向においては記録解像度と同じピッチで配列され、前記記録幅方向に直交する前記被記録体の搬送方向においては前記記録幅方向のピッチの整数倍のピッチで配列されているインクジェットヘッドと、
   前記記録幅方向において、前記ノズルの前記記録幅方向のピッチの少なくとも２倍以上の整数倍の距離にわたり前記インクジェットヘッドを往復動作させる往復動駆動手段と
   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に記載のインクジェット記録装置において、前記ノズルは、前記搬送方向に３列以上配列されてい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または２に記載のインクジェット記録装置において、前記インクジェットヘッドは、前記往復動作の両端部に位置するとき前記インクを吐出することを特徴とするインクジェット記録装置。
4. 請求項１または２に記載のインクジェット記録装置において、前記インクジェットヘッドは、前記往復動作の両端部および中央部に位置するとき前記インクを吐出することを特徴とするインクジェット記録装置。
5. 請求項１から４のいずれか１項に記載のインクジェット記録装置において、前記被記録体を搬送する搬送手段をさらに備え、前記往復動駆動手段および前記搬送手段は、異なるノズルから吐出されたインクの前記被記録体への着弾位置が重ならないように、前記往復動作の幅及び前記被記録体の搬送速度をそれぞれ調整可能であ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から５のいずれか１項に記載のインクジェット記録装置において、前記搬送手段は、前記被記録体の搬送速度を変更可能であることを特徴とするインクジェット記録装置。
   

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