JP2016117234A - 液体吐出ヘッド、液体吐出装置及び液体の吐出方法 - Google Patents

Abstract

【課題】隣接ドットとの着弾時間差によって発生する液体の偏りによるスジの抑制と、高密度記録が可能な液体吐出ヘッドとの両立。【解決手段】記録媒体に対して第１の種類の液体を吐出する複数の吐出口が第１の方向に配列された第１の吐出口群と、前記第１の吐出口群に沿って設けられる、記録媒体に対して前記第１の種類の液体を吐出する第２の吐出口群と、を備える液体吐出ヘッドであって、前記第１の吐出口群は前記第２の吐出口群に対して前記記録媒体と前記液体吐出ヘッドの相対移動方向に関する上流側に設けられており、前記第１の吐出口群に含まれる複数の吐出口は、前記第１の方向にジグザグ状に設けられており、前記第１の方向に互いに隣接する吐出口から吐出される液体は記録媒体上で接触する、液体吐出ヘッド。【選択図】図１１

Description

本発明は、インク等の液体を吐出する液体吐出ヘッド、液体吐出装置及び液体の吐出方法に関する。

インク等の液体を吐出するインクジェット技術は、近年、コンシューマ用途に加え、より印刷速度が高いビジネス用途、さらには産業用途への要望が高まっている。そのような液体吐出装置において、印刷速度を向上させるためには液体吐出ヘッドの吐出口を記録媒体の幅に対応させた、所謂フルラインタイプの液体吐出ヘッドが好適である。このようなフルラインタイプの液体吐出ヘッドで、液滴を高い密度で印刷するには、液体吐出ヘッドに形成されている吐出口の配列密度を高くする必要がある。

このようなフルラインタイプの液体吐出ヘッドで高密度の記録を行うものとして特許文献１の構成が知られている。図５に特許文献１の液体吐出ヘッドの構成の一部を示す。図５に示すように液体吐出ヘッド２には１２１−ａ〜１２１−ｄの４つの吐出口列の群により各吐出口が２液体吐出ヘッドの吐出口面上に２次元に配列されることで高密度の記録を可能としている。

特開２００９−２８５９２１号公報

しかしながら特許文献１の液体吐出ヘッドの吐出口の配置では、隣接する吐出口から吐出された液滴が記録媒体上に着弾する、着弾の時間差のばらつきが大きいため、記録される画像にスジが発生する場合がある。以下にそのメカニズムに関して説明する。

例えば、図５に示すような２次元構造を持った吐出口配列で、記録媒体の搬送方向と交差する方向の一ラインを印字する場合、各吐出口から吐出された液滴の着弾時間はそれぞれ異なるため、特定の着弾ドットの両隣に隣接して着弾するドットの時間差が異なる。図１２は吐出口の配置と隣接吐出口の距離のばらつきを示したグラフである。図１２において液体吐出ヘッドの吐出口面における吐出口の位置を◆で示し、隣接する吐出口の距離を□（黒四角）で示す。このように隣接した吐出口の距離がばらつくことによって記録媒体に着弾する時間が不均一になり、図７に示したような記録媒体上での液滴現象によりスジが発生する。最初に、記録媒体１３５上に液滴１３０が着弾し、その１ｍｓｅｃ後に液滴１３０に隣接して液滴１３１が着弾し、その３ｍｓｅｃ後に液滴１３１に隣接して液滴１３２が着弾する。その後、１０ｍｓｅｃという比較的長い時間をおいて液滴１３３が着弾するが、先に着弾した３つの液滴が表面張力により縮まり液滴１３４となりその径が小さくなる。このように液滴が縮まってしまった後に、隣接して液滴１３３が着弾しても、液滴同士が接触せずに、液滴と液滴の間に隙間ができてしまい、それが画像上のスジとして視認される。このような現象は吸収性の低い記録媒体で特に発生し易い。

本発明の目的は、上記を鑑みてなされたものであり、吐出口が高密度に配列された液体吐出ヘッドにおいて、記録媒体に隣接して着弾する液滴の時間差に起因するスジの発生を抑制した液体吐出ヘッド及び液体吐出装置を提供することにある。

本発明の液体吐出ヘッドは、記録媒体に対して第１の種類の液体を吐出する複数の吐出口が第１の方向に配列された第１の吐出口群と、前記第１の吐出口群に沿って設けられる、記録媒体に対して前記第１の種類の液体を吐出する第２の吐出口群と、を備える液体吐出ヘッドであって、前記第１の吐出口群は前記第２の吐出口群に対して前記記録媒体と前記液体吐出ヘッドの相対移動方向に関する上流側に設けられており、前記第１の吐出口群に含まれる複数の吐出口は、前記第１の方向にジグザグ状に設けられており、前記第１の方向に互いに隣接する吐出口から吐出される液体は記録媒体上で接触する。

また、本発明の液体吐出方法は、液体吐出ヘッドによる液体吐出方法であって、第１の種類の液体を吐出する複数の吐出口が第１の方向にジグザグ状に配列された第１の吐出口群と、前記第１の種類の液体を吐出する複数の吐出口が前記第１の吐出口群に並置して配列される第２の吐出口群と、を備える液体吐出ヘッドを用意する第１の工程と、前記第１の吐出口群に含まれる第１の吐出口から液体を吐出し、前記記録媒体上に第１のドットを形成する第２の工程と、前記第１の吐出口群に含まれ、前記第１の方向に関して前記第１の吐出口に隣接する第２の吐出口から液体を吐出し、前記記録媒体上の前記第１のドットに接触するように第２のドットを形成する第３の工程と、前記第１の吐出口群に含まれ、前記第１の方向に関して前記第２の吐出口に対して前記第１の吐出口と反対側に隣接する第３の吐出口から液体を吐出し、前記記録媒体上の前記第２のドットに接触するように第３のドットを形成する第４の工程と、前記第２の吐出口群に含まれる第４の吐出口から液体を吐出し、前記記録媒体上の前記第１ドット、第２ドット及び前記第３ドットの少なくともいずれかのドットに接触するように第４のドットを形成する第５の工程と、を含む。

記録媒体上に隣接して着弾する液滴の時間差に起因する液体の偏りによるスジの発生を抑制し、かつ高密度の記録を行う液体吐出ヘッド及び液体吐出装置の提供が可能となる。

本発明の実施形態に係わるインクジェット液体吐出装置を示す図。 本発明の実施形態に係わる液体吐出ヘッドの配列の例を示す上面図。 本発明の液体吐出装置における制御部９の例を示すブロック図。 本発明の液体吐出ヘッドの吐出口面の構成を示す図。 従来の液体吐出ヘッドの構成を示す図。 本発明の液体吐出ヘッドの断面図。 スジの発生メカニズムを示す図。 本発明の実施形態の吐出口の配置を示す図。 本発明の実施形態の吐出口の配置を示す図。 本発明の実施形態の吐出口の配置を示す図。 本発明の実施形態の吐出口及び流路の配置を示す図。 従来の液体吐出ヘッドにおける隣接する吐出口との時間差を示す図。 本発明の実施形態の隣接する吐出口との時間差を示す図。

本発明の実施形態について以下に説明する。
＜装置構成＞
図１は、本発明の一実施の形態に係わるインク等の液体を吐出する液体吐出装置であるインクジェット装置（以下、液体吐出装置と呼ぶ）１の構成の一例を示す図である。液体吐出装置１には、記録媒体の幅に相当する記録幅を持つ、いわゆる、フルラインタイプの液体吐出ヘッド２が設けられる。液体吐出ヘッド２は、各色（２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｂｋ）に対応して複数設けられる。具体的には、イエローインクを吐出する液体吐出ヘッド２Ｙと、マゼンタインクを吐出する液体吐出ヘッド２Ｍと、シアンインクを吐出する液体吐出ヘッド２Ｃと、ブラックインクを吐出する液体吐出ヘッド２Ｂｋとが設けられる。これら用意される液体吐出ヘッドの各々は、図２に示すように、記録媒体の搬送方向（Ｘ方向）に並列して設けられ、各液体吐出ヘッドの吐出口はＸ方向と交差する方向（Ｙ方向）に配列される。各液体吐出ヘッド２は、イエローインク、マゼンタインク、シアンインク、ブラックインクをそれぞれ貯留する４つのインクタンク３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｂｋ（以下、これらをまとめてインクタンク３と呼ぶ）に対して接続配管４９を介して接続される。各インクタンク３は、それぞれ独立して着脱できる。

液体吐出ヘッド２は、記録媒体Ｐを搬送するための搬送用ベルト５を挟んでプラテン６と対向する位置に設けられる。液体吐出ヘッド２は、ヘッド移動部１０の制御によりプラテン６との対向方向に昇降させられる。なお、ヘッド移動部１０は、制御部９によりその作動が制御される。また、液体吐出ヘッド２には、インク等の液体を吐出する吐出口と、インクタンク３のインクが供給される共通液室と、この共通液室から各吐出口へとインクを導くインク流路とが設けられる。各吐出口に対応して、液体を吐出するために利用されるエネルギーを発生するエネルギー発生素子、例えば圧電部材からなるピエゾ素子が液室内に設けられる。ピエゾ素子は、ヘッドドライバ２ａを介して制御部９に電気的に接続されており、制御部９から送られてくるオン／オフ信号（吐出／不吐出信号）に応じてピエゾ素子が変形し、駆動、停止が制御されることでインク滴を吐出口から吐出する。なお、インクの吐出方式は、ピエゾ素子を用いた方式以外にも、発熱素子等のヒータを用いた方式、静電素子を用いた方式、ＭＥＭＳ素子を用いた方式など、様々なインクジェット方式を採用できる。

液体吐出ヘッド２の側方には、液体吐出ヘッド２の回復処理を行なうためのキャップ７が配置される。キャップ移動部８は、制御部９によってその作動が制御され、液体吐出ヘッド２の直下にキャップ７を移動させ、吐出口から排出される廃インクをキャップ７に受けさせる。

搬送ユニットの一部である搬送用ベルト５は、液体吐出ヘッドと記録媒体Ｐとを相対移動させるために、記録媒体Ｐを搬送する役割を果たし、ベルト駆動モータ１１に連結された駆動ローラに掛け渡される。搬送用ベルト５は、モータドライバ１６によってその作動が切り替えられる。搬送用ベルト５の上流側には、帯電器１３が設けられる。帯電器１３は、搬送用ベルト５を帯電することにより、記録媒体Ｐを搬送用ベルト５に密着させる。帯電器１３は、帯電器ドライバ１３ａによってその通電のオン／オフが切り換えられる。一対の給送ローラ１４は、搬送用ベルト５上に記録媒体Ｐを供給する。給送用モータ１５は、これら一対の給送ローラ１４を駆動回転させる。給送用モータ１５は、モータドライバ１６によってその作動が制御される。

以上が液体吐出装置１の構成の一例についての説明である。なお、図１に示す液体吐出装置１の構成はあくまで一例であり、必ずしもこのような構成に限られない。例えば、図１の構成では、液体吐出ヘッド２に対して記録媒体Ｐが搬送される構成であったが、液体吐出ヘッド２と記録媒体Ｐとが相対的に移動する構成であれば良く、その構成は特に問わない。記録媒体は図１に示すような帯状の連続紙でも、またカット紙でもよい。また液体吐出ヘッド２が記録媒体Ｐに対して移動する構成であっても良く、記録媒体と液体吐出ヘッドとの双方が移動する構成でも良い。本明細書では、これらの相対移動の方向を相対移動方向とも言う。

図３は、図１に示す制御部９の構成の一例を示す図である。制御部９は、その機能的な構成として、データ入力部３１と、表示操作部３２と、ＣＰＵ３３と、記憶部３４と、ＲＡＭ３５と、画像処理部３６と、ヘッド制御部３７とが具備される。データ入力部３１は、画像入力機器（例えば、デジタルカメラ、パーソナルコンピュータ）から多値画像データを入力する。ＲＡＭ３５は、ＣＰＵ３３による各種プログラムの制御時にワークエリアとして使用され、各種演算結果や画像処理結果等を一時的に記憶する。表示操作部３２は、ユーザ指示（例えば、パラメータの設定指示、記録開始の指示）を装置内に入力する操作部（例えば、タッチパネル、ボタン）と、ユーザに各種情報を表示する表示部（例えば、タッチパネル、ディスプレイ）とを具備して構成される。ＣＰＵ３３は、装置全体の動作を統括制御する。例えば、記憶部３４に格納されたプログラムに従って各部の動作を制御する。記憶部３４は、各種データを記憶する。記憶部３４には、例えば、記録媒体の種類に関する情報、インクに関する情報、温度や湿度等の環境に関する情報、着弾位置の補正に関する情報（レジ調整情報）、液体吐出ヘッド２に関する情報、各種制御プログラム等が格納される。

画像処理部３６は、データ入力部３１により入力された多値画像データに対して画像処理を実施する。例えば、多値画像データをＮ値の画像データに画素毎に量子化し、その量子化した各画素が示す階調値“Ｋ”に対応するドット配置パターン割り当てる。具体例を挙げると、２５６階調で表現される多値画像データの場合には、その階調値をＫ値に変換する。なお、この処理には、多値誤差拡散法を用いても良いし、また、平均濃度保存法ディザマトリックス法等、任意の中間調処理方法を用いても良い。これにより、画像処理部３６は、各吐出口に対応した吐出データを生成する。この吐出データの生成に際しては、記憶部３４に格納されたレジ調整情報に基づいて記録媒体へのインクの着弾位置が調整される。ヘッド制御部３７は、液体吐出ヘッド２による記録動作を制御する。以上が、制御部９の構成の一例についての説明である。なお、制御部９の構成は、必ずしもこのような構成に限られない。例えば、これら構成の一部は、例えば、ＣＰＵ３３がＲＡＭ３５をワーク領域として記憶部３４に格納されたプログラムを読み込み実行することで実現されても良いし、専用回路等のハードウェア構成によって実現されても良い。

＜液体吐出ヘッドの構成＞
次に本発明の液体吐出ヘッド２について、図４および図８を用いて説明する。図４は、インク吐出面を示す液体吐出ヘッド２の下面図であり、吐出口が形成された吐出口面を示す。図４に示すように、各液体吐出ヘッド２は記録媒体の幅に対応した長尺の構成を有し、台形の吐出口領域（圧電アクチュエータユニット領域）４１が、液体吐出ヘッドの長手方向（吐出口の配列方向）に一列に配置されている。各吐出口領域には複数の吐出口が配列されているが図４においては簡略化のために不図示としている。吐出口の詳細な配置については図８等で後述する。台形の１対の対向辺（上底と下底）が液体吐出ヘッド２の長手方向に平行になるように液体吐出ヘッド２の上面に配置されている。また、液体吐出ヘッド２の長手方向に平行な２本の仮想直線のそれぞれに沿って２つずつ、つまり合計４つの吐出口領域４１が、全体として千鳥状に液体吐出ヘッド２上に配列されている。液体吐出ヘッド２上で隣接し合う吐出口領域４１の斜辺同士は、液体吐出ヘッド２の短手方向について部分的にオーバーラップしている。このオーバーラップしている部分の圧電アクチェータユニット４１を駆動することにより印刷される領域では、２つの吐出口領域４１により吐出された液滴が混在して着弾することになる。各吐出口領域４１を支持する流路部材には各吐出口領域４１に形成されるエネルギー発生素子にインクを供給するための流路が形成されている。

図８は、一つの吐出口領域４１を拡大した図である。液体吐出ヘッド２の内部には液体流路４２の一部であるマニホールド５１が形成されている。マニホールド５１は液体吐出ヘッド２の長手方向に沿って延び細長い形状を有している。マニホールド５１はインクタンク３から液体が導入開口５０を経由して供給されるようになっている。液体吐出ヘッド２の内部に形成されたマニホールド５１は、複数本に分岐している。マニホールド５１は、吐出口領域４１の斜辺に沿うように延在している。さらにマニホールド５１は、液体吐出ヘッド２の内部の各吐出口領域４１に対向する領域に、互いに隣接して液体吐出ヘッド２の長手方向に延在している。このマニホールドからピエゾ素子及び吐出口にインクが供給され、インクが記録媒体に向かって吐出するのである。液体吐出ヘッド２は、液体を加圧する複数の圧力室１０が２次元的に配置されている（図６参照）。

圧力室１０は、平面形状を有する中空の領域である。圧力室１０は液体吐出ヘッド２の上面に開口するように形成されている。これらの圧力室１０は、液体吐出ヘッド２の上面における吐出口領域４１に対向する領域のほぼ全面にわたって配列されている。また、各圧力室１０の開口は、液体吐出ヘッド２の上面に吐出口領域４１が接着されることで閉塞されている。

＜液体吐出ヘッドの断面構造＞
次に、吐出口領域４１の吐出口６１の近傍領域の断面構造について、図６を用いて説明する。図６に示すように、吐出口６１は、圧力室１０及びアパーチャ１２を介してマニホールド５１と連通している。このようにして、ヘッド本体には、マニホールド５１の出口からアパーチャ１２、圧力室１０を経て吐出口６１に至る個別インク流路３２が圧力室１０ごとに形成されている。液体吐出ヘッドは、上から、アクチュエータユニット２１、キャビティプレート２２、ベースプレート２３、アパーチャプレート２４、サプライプレート２５−１、２５−２、マニホールドプレート２６−１、２６−２、２６−３、カバープレート２７及び吐出口プレート２８の合計１０枚のシート材が積層された積層構造を有している。これらのうち、アクチュエータユニット２１を除いた９枚の金属プレートにより液体吐出ヘッド２が構成されている。

アクチュエータユニット２１は、圧電シートであり、上層部に電極が配され、電界印加時にこの層が吐出口方向に対して平行方向（圧力室側）に変形する。このため、圧力室１０の容積が低下して、インクの圧力が上昇し、吐出口６１からインク滴が吐出される。その後、電界を戻すと、圧電シートは元の形状になって圧力室１０の容積が元の容積に戻るので、インクをマニホールド５１から吸い込む。キャビティプレート２２は、圧力室１０に対向するように開口が多数設けられた金属プレートである。ベースプレート２３は、キャビティプレート２２の１つの圧力室１０について、圧力室１０とアパーチャ１２との連絡孔及び圧力室１０から吐出口６１への連絡孔がそれぞれ設けられた金属プレートである。アパーチャプレート２４は、キャビティプレート２２の１つの圧力室１０について、２つの孔とその間を結ぶアパーチャ１２のほかに圧力室１０から吐出口６１への連絡孔がそれぞれ設けられた金属プレートである。

サプライプレート２５は、キャビティプレート２２の１つの圧力室１０について、アパーチャ１２と副マニホールド５ａとの連絡孔及び圧力室１０から吐出口６１への連絡孔がそれぞれ設けられた金属プレートである。マニホールドプレート２６、２７、２８は、積層時に互いに連結してマニホールド５１を構成する孔に加えて、キャビティプレート２２の１つの圧力室１０について、圧力室１０から吐出口６１への連絡孔がそれぞれ設けられた金属プレートである。カバープレート２９は、キャビティプレート２２の１つの圧力室１０について、圧力室１０から吐出口６１への連絡孔がそれぞれ設けられた金属プレートである。吐出口プレート２８は、キャビティプレート２２の１つの圧力室１０について、吐出口６１がそれぞれ設けられた金属プレートである。

これら９枚の金属プレートは、個別インク流路５２が形成されるように、互いに位置合わせして積層される。この個別インク流路５２は、マニホールド５１からまず上方へ向かい、アパーチャ１２において水平に延在し、それからさらに上方に向かい、圧力室１０において再び水平に延在する。その後しばらくアパーチャ１２から離れる方向に斜め下方に向かってから垂直下方に吐出口６１へと向かう。液体吐出ヘッド制御部３７から信号が送られ、アクチュエータユニット２１が変形し、インクを吐出する。アクチュエータユニット２１が変形量によって吐出できるインク量が異なり、本実施形態の場合は５ｐｌ、７ｐｌ、１２ｐｌのインク滴が吐出できる。

＜吐出口配置＞
（実施形態１）
次に液体吐出ヘッドにおける吐出口の配置について詳しく説明する。図８は液体吐出ヘッド２の吐出口が形成された吐出口面を上から見た模式図である。液体吐出ヘッド２には液体流路４２両側に吐出口群８１、８２が配置される。記録媒体の進行方向を下から上にした場合、吐出口群８１（第１の吐出口群）が先に記録され、その後、吐出口群８２（第２の吐出口群）が記録される。吐出口群８１、８２には液体吐出ヘッドの長手方向に略等間隔ｄで吐出口６１が形成されており、吐出口６１は長手方向に垂直な方向に重ならないようにずらして配置されている。吐出口群８１は、長手方向に１列に並んだ吐出口列を、長手方向に垂直な方向に８行備え、吐出口群８２も同様に８行備え、吐出口群８１と８２とで計１６行備えている。本実施形態では、各吐出口群はそれぞれ長手方向に６００ｄｐｉで吐出口６１が配置されており、吐出口群８１と８２の全体では１２００ｄｐｉの解像度で画像形成が可能となっている。つまり本実施形態におけるｄは２１．１μｍである。

本実施形態において、このような吐出口６１の配置位置で記録を行う場合、吐出口群８１のみを用いて長手方向の１ラインが形成可能としている。つまり吐出口群８１に含まれる吐出口６１で記録を行った場合に、隣接するドット同士が接触するように吐出口間隔や吐出される吐出量が設定されている。このように吐出口群８１に含まれる、長手方向に隣接する吐出口からのドットが互いに接触するようになっていれば良く、これによりスジの発生を抑制できる。本実施形態においては吐出口群８２に含まれる吐出口６１は長手方向に吐出口群８１と半ピッチずれて設けられている。吐出口群８２から吐出するドットを、第１の吐出口群により形成された記録媒体上のドットに接触するようにする。それによりスジを抑制し、かつ高解像度の記録が可能となる。本実施形態では吐出口群８１と吐出口群８２とが間隔ｄだけずらして１２００ｄｐｉの記録を可能としているが、必ずしもずれている必要はなく、吐出口群８１と吐出口群８２とが長手方向に対して同じ位置に設けられる構成（６００ｄｐｉ間隔）でも良い。

次に１２００ｄｐｉの場合の各吐出口群の短手方向の配置について以下に説明する。吐出口群８１に含まれる吐出口８１−１と、隣の吐出口８１−２の短手方向の距離は、一ラインを印字したときの時間が所定値以下になるようにする。ここで所定値以下の時間とは、記録媒体の搬送速度によって異なるが、搬送速度Ｌ（０．８３ｍ／ｓ）でロール状の記録媒体を搬送する装置の場合、隣接するドットの時間の最大値Ｔ（ｍｓ）は１ｍｓ程度が望ましい。すなわちドットの時間の最大値Ｔ（ｍｓ）＝１００／８３×Ｌとすることが望ましい。その時間以下になるように隣の吐出口を短手方向に配置する。搬送速度０．８３ｍ／ｓの場合には１ｍｓ×０．８３ｍ／ｓ＝０．８３ｍｍの距離だけ短手方向に離れた位置に配置する。次の吐出口８１−２も同様に、隣の吐出口８１−３が同様に一ラインを印字したときの時間が所定値以下になるようにする。それにより吐出口群８１に含まれる吐出口６１は、Ｗ状（ジグザグ状）の配置になる。このように隣接する吐出口から吐出された液体が記録媒体に着弾する着弾時間差は実質的に等しいことがより好ましいが、インクの物性や記録媒体の特性等によって多少の時間があっても良い。上述したように、先行して着弾したドットが時間と共に収縮し始めるが、この先行ドットに対して隣接する吐出口から吐出された後発のドットが接触する時間差で後発の吐出を行えば良い。

図１３は吐出口の配置と前半の吐出口群の隣接する吐出口との距離のばらつきを示したグラフである。このように吐出口を配置することで、隣接する吐出口から吐出されるドットに関して、記録媒体上に着弾する時間のばらつきが低減され、記録媒体上に着弾した液滴が、先に着弾しているドットにくっついて縮まり始める前に、ドットの反対側に液滴が着弾され、ドット同士が接触する。それにより両側で引っ張り合い、結果として先に着弾したドットが縮まる力が相殺される。そのような作用により液滴の偏りを低減し、スジの発生を抑制できる。このように吐出口群８１により、記録の前半に印字されるインクの偏りを低減することができ、ほぼ記録媒体を液滴で埋めてしまえば、吐出口群８２により後半に印字される液滴に時間のばらつきがあったとしても液滴の偏りは発生しない。そのため後半に印字される吐出口群８２の吐出口配置の自由度が高く、例えば、長手方向に一列（直線状）の吐出口配置でも構わない。アクチュエーターの構造上の自由度を考慮すると、吐出口を適度にばらつかせた配置の方が好ましい。そうすることで、スジの発生を抑制し、かつ構造的な問題も低減させるため、液体吐出ヘッドを大型化させずに高密度で印字することが可能になる。

（実施形態２）
以下に実施形態２について説明する。インクジェット方式の液体吐出ヘッドを使用して描画形成を行う場合、吐出される液滴の着弾位置が長手方向にずれてしまうことが発生し得る。一般的にこのような着弾位置のずれは各ノズル固有の現象であり、そのノズルを使用して連続描画する場合、着弾位置のずれは連続して起こりやすい。そのため液体の偏りが連続して発生するのでスジが発生しやすくなる。そのため実施形態２では前半に記録を行う吐出口群９１に加えて、後半に記録を行う吐出口群９２に含まれる吐出口においても、実施形態１の吐出口群８１の吐出口の配置（ジグザグ状）とする。

図９は液体吐出ヘッド２の吐出口面を上から見た模式図である。実施形態１と同様な構成については説明を省略する。先に記録を行う吐出口群９１については実施形態１の吐出口群８１と同様のジグザグ構成で、隣接する吐出口から吐出されたドット同士は記録媒体上で接触する。

本実施形態において、後半に印字される吐出口群９２の吐出口の配置も吐出口群９１と同様に隣の吐出口の短手方向の距離は、一ラインを印字したときの時間が所定値以下になるようにする。吐出口群９１と９２は、各吐出口群で最初に着弾する吐出口、すなわち波線上の下側の頂点に位置する吐出口を長手方向に一定量ずらした配置をしている。本実施形態における一定量とは、波の周期の１／４程度が望ましいが、頂点間の長手方向の間隔がｄ以上であればよい。本実施形態の場合の吐出口の配置の周期は、１６×６００ｄｐｉ（４２．３３μｍ）＝６７７μｍであるため、ずらし量はその１／４の１６９μｍとなる。つまり本実施形態の吐出口の配置は、吐出口群９１と吐出口群９２とで吐出口列のジグザグ配置の周期、振幅は実質的に同じで、長手方向に１／４ずらした構成としている。

本実施形態では頂点をずらした配置にしたが、必ずしもずれている必要はない。しかし、従前の検討で同じ構造の液体吐出ヘッドを用いると、似た位置に着弾ずれが発生しやすいことがわかっている。そのために、波線の頂点の位置をずらした吐出口６１配置の方が望ましい。

このように本実施形態では第１の吐出口群９１に含まれる吐出口６１の記録により、長手方向に着弾位置のずれが起こったとしてもスジを目立たなくし、かつ隣接ドットの時間差による液体の偏りによるスジを抑制することが可能な吐出口配置である。

（第３の実施形態）
以下に実施形態３について説明する。本実施形態のおいては、後半に記録を行う吐出口群１０２（図１０）に含まれる吐出口の配置を、先に記録を行う吐出口群１０１に含まれる吐出口の配置に対して、ジグザグ形状の周期を大きくしている。

図１０は液体吐出ヘッド２の吐出口面を上から見た状態の模式図である。実施形態１及び２と同様な構成については説明を省略する。本実施形態においても、前半に印字される吐出口群１０１を用いて１ラインを形成すると、隣接するドット同士は接触する。後半に印字される吐出口群１０２の吐出口の配置も吐出口群１０１と同様に隣の吐出口の短手方向の距離は、一ラインを印字したときの時間が所定値以下になるようにする。吐出口群１０２の時間は１０１と同様でも構わないが、その場合は各吐出口群の短手方向の長さが異なる。本実施形態の場合は同じ長さにしているため、隣接ドットの時間の最大値は１×２／３ｍｓにする。搬送速度０．８３ｍ／ｓの場合には１×２／３ｍｓ×０．８３ｍ／ｓ＝０．５５ｍｍの距離だけ短手方向に離れた位置に配置する。そうすることで結果的に波線上になり、吐出口群１０１と１０２は吐出口の周期が異なる配置になる。

このように本実施形態では吐出口による長手方向に着弾ずれが起こったとしてもスジを目立たなくし、かつ隣接ドットの時間差による液体の偏りによるスジを抑制することが可能である。

（第４の実施形態）
以下に第４の実施形態について説明する。本実施形態は、図１１に示すように各吐出口群において液体流路４２が複数本ある構成となっている。具体的には、１つのジグザグ状の吐出口配列に対して、２つのサブ吐出口群（例えばサブ吐出口群１１１と１１２）により構成され、各サブ吐出口群は２本の液体流路４２から供給を受ける構成となっている。各液体流路４２から個別流路５２を介して圧力室（吐出口）まで液体が供給される。上述したように吐出口の配列がジグザグ状である液体吐出ヘッドの場合であっても液体流路を複数本設けることで、各吐出口と液体流路４２との距離を前述した実施形態に比べて短くできるのでリフィル等の供給特性が向上する。また、圧力室１０およびアパーチャ１２が短くでき、設計自由度も向上する。さらに液体流路４２と各圧力室とをつなぐ流路の長さのバラツキを抑制することができ、ノズル毎の流体特性のばらつきを抑えることが可能となる。よって図１１に示すように、液体吐出ヘッドの長手方向に延在するジグザグ状の吐出口配列において、短手方向に関する一端側と反対の他端側とに夫々液体流路４２を設け、その間に液体流路４２を設けることが好ましい。夫々の液体流路４２は長手方向に沿って延在し、並置されている。

図１１に示すように、吐出口群１１１と１１２とでジグザグ状の吐出口配列を形成し、同様に、吐出口群１１３と１１４とでジグザグ状の吐出口配列を形成する。各ジグザグ状の吐出口列の周期は同じで、互いの吐出口列における頂部（変局点）の位置は長手方向にずれている。各ジグザグ状の吐出口配列に対して液体流路４２が３列設けられ、吐出口群１１１と吐出口群１１２といった、吐出口群同士が隣接する液体流路に関しては、液体流路を兼用する構成となっている。また１つの吐出口群（例えば吐出口群１１１）において、複数の液体流路４２から液体を供給する構成で、吐出口群に含まれる各ノズルに着目すると、液体流路４２から吐出口までの個別流路５２の方向が１８０度反転した構成となっている。このような構成によりジグザグ状の吐出口配列構成を備える液体吐出ヘッドにおいても、各ノズルの供給特性のバラツキを抑制することが可能となる。また、上述した各実施形態同様に、ジグザグ状の吐出口配列において、隣接するドット同士は記録媒体上で接触する。

液体吐出ヘッド２において、吐出口６１は長手方向に１列に並んだ吐出口列を長手方向に垂直な方向に１６行備えている。本実施形態では、各吐出口群はそれぞれ長手方向に３００ｄｐｉで吐出口６１が配置されており、全体としては１２００ｄｐｉの解像度で画像形成が可能となっている。つまりｄは２１．１μｍである。本実施形態では間隔ｄだけずらしているが、必ずしもずれている必要はなく、３００ｄｐｉ間隔で印字してもかまわない。

次に１２００ｄｐｉの場合の各吐出口群の短手方向の配置について以下に説明する。吐出口群１１１にある吐出口１１１−１と、隣の吐出口１１１−２の短手方向の距離は、一ラインを記録したときの時間が所定値以下になるようにする。ここでいう所定値以下の時間とは、記録媒体の搬送速度によって異なるが、搬送速度Ｌ（０．８３ｍ／ｓ）でロール状の記録媒体を搬送する装置の場合の隣接するドットの時間の最大値Ｔ（ｍｓ）は短い方が望ましい。しかしながら、流路等が存在するため構造的にできない場合があり、１ｍｓ程度が望ましい。すなわちドットの時間の最大値Ｔ（ｍｓ）＝１００／８３×Ｌとすることが望ましい。その時間以下になるように隣の吐出口を短手方向に配置する。搬送速度０．８３ｍ／ｓの場合には１ｍｓ×０．８３ｍ／ｓ＝０．８３ｍｍの距離だけ短手方向に離れた位置に配置する。次の吐出口１１１−２も同様に、隣の吐出口１１１−３が同様に一ラインを印字したときの時間が所定値以下になるようにする。それは、結果的に吐出口群１１１と１１２を用いて波線上につながったような配置になる。このような配置にすることで、インクが接触して縮まり始める前に反対側のインクが接触し、縮まろうとする力を打ち消し、インクの偏りを低減するのである。

後半に印字される吐出口群１１３、１１４の吐出口の配置も吐出口群１１１、１１２と同様に隣の吐出口の短手方向の距離は、一ラインを記録したときの時間が所定値以下になるようにする。吐出口群１１１および１１２、と１１３および１１４は、各吐出口群で最初に着弾する吐出口、すなわち波線上の頂点の吐出口を長手方向に一定量ずらした配置をしている。一定量とは、波の周期の１／４程度が望ましいが、頂点間の長手方向の間隔がｄ以上であればよい。本実施形態の場合の吐出口の配置の周期は、１６×６００ｄｐｉ（４２．３３μｍ）＝６７７μｍであるため、ずらし量はその１／４の１６９μｍとなる。

このように後半の吐出口群と前半の吐出口群を似たような配置にしたのは実施形態２と同様である。また本実施形態でも頂点をずらした配置にしたが、必ずしもずれている必要はない。しかし、従前の検討で同じ構造の液体吐出ヘッドを用いると、似た位置に着弾ずれが発生しやすいことがわかっている。そのために、波線の頂点の位置をずらした吐出口配置の方が望ましいのである。本実施形態では液体流路が複数個あるため、液体吐出ヘッドの供給特性が向上し、設計が簡単になる。さらに吐出口による長手方向に着弾ずれが起こったとしてもスジを目立たなくし、かつ隣接ドットの時間差による液体の偏りによるスジを抑制することが可能となる。

Claims (24)

1. 記録媒体に対して第１の種類の液体を吐出する複数の吐出口が第１の方向に配列された第１の吐出口群と、前記第１の吐出口群に沿って設けられる、記録媒体に対して前記第１の種類の液体を吐出する第２の吐出口群と、を備える液体吐出ヘッドであって、
   前記第１の吐出口群は前記第２の吐出口群に対して前記記録媒体と前記液体吐出ヘッドの相対移動方向に関する上流側に設けられており、
   前記第１の吐出口群に含まれる複数の吐出口は、前記第１の方向にジグザグ状に設けられており、前記第１の方向に互いに隣接する吐出口から吐出される液体は記録媒体上で接触する、液体吐出ヘッド。
2. 前記第２の吐出口群に含まれる複数の吐出口は、前記第１の方向にジグザグ状に設けられている、請求項１に記載の液体吐出ヘッド。
3. 前記第１の吐出口群におけるジグザグ状の吐出口列の周期と、前記第２の吐出口群におけるジグザグ状の吐出口列の周期は等しい、請求項１または２に記載の液体吐出ヘッド。
4. 前記第１の吐出口群に含まれるジグザグ状の吐出口列の頂部と、前記第２の吐出口群に含まれるジグザグ状の吐出口列の頂部は、前記第１の方向にずれている、請求項１から３のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッド。
5. 前記第１の吐出口群に含まれる吐出口と、前記第２の吐出口群に含まれる吐出口とは、前記第１の方向にずれている、請求項１から４のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッド。
6. 前記吐出口に液体を供給するための液体流路が前記第１の方向に延在している、請求項１から５のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッド。
7. 前記液体流路は、前記第１の吐出口群におけるジグザグ状の吐出口列の、前記第１の方向と交差する第２の方向に関する一端側に設けられる第１の液体流路と、他端側に設けられる第２の液体流路とを含む、請求項６に記載の液体吐出ヘッド。
8. 前記液体流路は、前記第１の吐出口群におけるジグザグ状の吐出口列に液体を供給するための、前記第１の液体流路と前記第２の液体流路との間に前記第１の液体流路に沿って設けられる第３の液体流路を備える、請求項７に記載の液体吐出ヘッド。
9. 前記第２の液体流路は、前記第１の吐出口群に含まれる吐出口と、前記第２の吐出口群に含まれる吐出口とに連通している、請求項７または８に記載の液体吐出ヘッド。
10. 前記第１の液体流路から前記第１の吐出口群に含まれる吐出口に液体を供給するための第１の個別流路と、前記第２の液体流路から前記第１の吐出口群に含まれる吐出口に液体を供給するための第２の個別流路とを備える、請求項７から９のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッド。
11. 前記第１の個別流路と前記第２の個別流路は、前記第２の方向に沿って延在している、請求項１０に記載の液体吐出ヘッド。
12. 前記第１の個別流路は前記第１の液体流路から前記第２の液体流路に向かって延在しており、前記第２の個別流路は前記第２の液体流路から前記第１の液体流路に向かって延在している、請求項１０または１１に記載の液体吐出ヘッド。
13. 前記第３の液体流路から前記第１の吐出口群に含まれる吐出口に液体を供給する複数の第３の個別流路を備える、請求項８から１２のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッド。
14. 前記複数の第３の個別流路は、前記第３の液体流路から前記第１の液体流路に向かって延在する個別流路と、前記第３の液体流路から前記第２の液体流路に向かって延在する個別流路とを含む、請求項１３に記載の液体吐出ヘッド。
15. 前記第１の吐出口群及び前記第２の吐出口群に含まれる吐出口列は、記録媒体に対応した長さを備える、請求項１から１４のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッド。
16. 前記第１の吐出口群は、第１の吐出口と、前記第１の方向に関して前記第１の吐出口に隣接する第２の吐出口と、前記第２の吐出口に対して前記第１の吐出口とは反対側に隣接する第３の吐出口と、を含み、前記第１の方向に交差する第２の方向に関して、前記第１の吐出口と前記第２の吐出口との間隔と、前記第２の吐出口と前記第３の吐出口との間隔とは実質的に等しい、請求項１から１５のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッド。
17. 記録媒体に第１の種類の液体を液滴として吐出する複数の吐出口を含む、記録媒体と液体吐出ヘッドとの相対移動方向に対して交差する方向に夫々延在する複数の吐出口群を備える吐出口面と、
    前記吐出口から液滴を吐出するために利用されるエネルギーを発生するエネルギー発生素子を内部に備える複数の液室と、を備え、
    複数の前記吐出口群のうち少なくとも１つの吐出口群に含まれる複数の吐出口はジグザグ状に配されており、前記ジグザグ状に配された複数の吐出口は、当該吐出口から吐出された液滴によって記録媒体上に前記交差する方向に記録される直線を構成する複数のドットのうち隣接するドットの着弾時間差が所定値以下となるような配置である、液体吐出ヘッド。
18. 前記ジグザグ状に配される複数の吐出口を含む第１の吐出口群と第２の吐出口群とを備える、請求項１７に記載の液体吐出ヘッド。
19. 前記第１の吐出口群におけるジグザグ状の吐出口列の周期と、前記第２の吐出口群におけるジグザグ状の吐出口列の周期は等しい、請求項１８に記載の液体吐出ヘッド。
20. 前記第１の吐出口群に含まれるジグザグ状の吐出口列の頂部と、前記第２の吐出口群に含まれるジグザグ状の吐出口列の頂部は、前記第１の方向にずれている、請求項１８または１９に記載の液体吐出ヘッド。
21. 請求項１から２０のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッドと、
    記録媒体を搬送する搬送ユニットと、
    を備える液体吐出装置。
22. 液体吐出ヘッドによる液体吐出方法であって、
    第１の種類の液体を吐出する複数の吐出口が第１の方向にジグザグ状に配列された第１の吐出口群と、前記第１の種類の液体を吐出する複数の吐出口が前記第１の吐出口群に並置して配列される第２の吐出口群と、を備える液体吐出ヘッドを用意する第１の工程と、
    前記第１の吐出口群に含まれる第１の吐出口から液体を吐出し、前記記録媒体上に第１のドットを形成する第２の工程と、
    前記第１の吐出口群に含まれ、前記第１の方向に関して前記第１の吐出口に隣接する第２の吐出口から液体を吐出し、前記記録媒体上の前記第１のドットに接触するように第２のドットを形成する第３の工程と、
    前記第１の吐出口群に含まれ、前記第１の方向に関して前記第２の吐出口に対して前記第１の吐出口と反対側に隣接する第３の吐出口から液体を吐出し、前記記録媒体上の前記第２のドットに接触するように第３のドットを形成する第４の工程と、
    前記第２の吐出口群に含まれる第４の吐出口から液体を吐出し、前記記録媒体上の前記第１ドット、第２ドット及び前記第３ドットの少なくともいずれかのドットに接触するように第４のドットを形成する第５の工程と、を含む液体吐出方法。
23. 前記第１の方向に交差する第２の方向に関して、前記第１の吐出口と前記第２の吐出口との間隔と、前記第２の吐出口と前記第３の吐出口との間隔とは実質的に等しい、請求項２０に記載の液体吐出方法。
24. 前記第１の吐出口から吐出された液体が記録媒体に着弾してから、前記第２の吐出口から吐出された液体が記録媒体に着弾するまでの時間と、前記第２の吐出口から吐出された液体が記録媒体に着弾してから、前記第３の吐出口から吐出された液体が記録媒体に着弾するまでの時間とは実質的に等しい、請求項２２または２３に記載の液体吐出方法。

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