JP7051544B2 - 液体吐出ヘッド及び記録装置 - Google Patents

Description

本発明は、被記録媒体にインク等の液体を吐出して記録を行う液体吐出ヘッドおよび記録装置に関する。

液体吐出ヘッドにより液滴を吐出して記録を行うインクジェット記録装置が普及している。液体吐出ヘッドの吐出口から吐出された液滴が被記録媒体に着弾するまでの間、飛翔する液滴の周囲に介在する粘性を持った空気も、液滴の運動に引きずられて移動する。これにより、吐出口が設けられた吐出口面と被記録媒体との間の領域がその周囲よりも減圧傾向となり、周囲の空気が減圧領域へ流れ込む。その結果、吐出口列に含まれる吐出口のうち、特に吐出口の配列方向の両端側に位置する吐出口から吐出される液滴が、吐出口配列方向中央側に引き寄せられ、被記録媒体の所定の位置に着弾しなくなることが知られている。

液滴の吐出により生じるこのような気流（以下、自己気流と称す）で起こる着弾位置ずれに対し、特許文献１では、吐出口の配列方向の両端側に位置する吐出口の配置間隔を、配列方向中央側に比べて広く設定する方法が記載されている。これにより、被記録媒体に着弾する液滴の位置を所望の位置に修正することができ、高品位の印字画像を得ることができるとされている。

特許３９０７６８５号公報

近年、インクジェット記録装置は、家庭用印刷用途のみならず商業印刷用やリテールフォト用などの業務印刷用途にも使用され、その用途は広がりつつある。このような業務用で使用される液体吐出ヘッドは、より高速で高画質な記録性能が要求される。この要求を満たすために、被記録媒体の幅に対応した長さを備えるページワイド型ヘッドを用い、被記録媒体と液体吐出ヘッドとの一度の相対移動（以下単に、相対移動と称す）で被記録媒体に対して記録することが行われている。

一般的に、ページワイド型ヘッドは記録素子基板を複数並べて長尺化している。このようなページワイド型ヘッドを用いてより高速で記録するためには、相対移動速度を大きくすることが望ましい。それに伴い、液体吐出ヘッドの吐出口面と被記録媒体との間に流入する気流（以下、流入気流と称す）の影響が大きくなる。特に、隣接する記録素子基板の間を通過する流入気流により液滴の着弾位置に影響が及ぶことが見出された。このような流入気流による影響は、特許文献１における自己気流とは異なるものである。

本発明の目的は上記の事情に鑑み、ページワイド型ヘッドを用いて高速記録を実現しつつ、流入気流による液滴の着弾位置ずれを抑制することである。

上記の課題を解決するために、本発明は、被記録媒体に対して液体を吐出する吐出口が配列される複数の吐出口列が、前記被記録媒体との相対移動方向に並置して設けられる記録素子基板が千鳥状に複数配されているページワイド型の液体吐出ヘッドにおいて、
液体吐出ヘッドから前記被記録媒体を見た場合の当該被記録媒体の相対移動方向に関して、前記複数の記録素子基板のうち前記相対移動方向の上流側に位置する前記記録素子基板に設けられる前記複数の吐出口列における、前記相対移動方向の最上流側に位置する吐出口列の端部領域の吐出口の配列間隔は、前記相対移動方向の最下流側に位置する吐出口列の端部領域の吐出口の配列間隔よりも狭いことを特徴とする。

また、被記録媒体に液体を吐出する液体吐出ヘッドと、前記被記録媒体を前記液体吐出ヘッドに対して搬送する搬送手段と、を備える記録装置において、
前記液体吐出ヘッドは、前記被記録媒体に対して液体を吐出する吐出口が配列されている複数の吐出口列が前記被記録媒体との相対移動方向に並置して設けられる記録素子基板を千鳥状に複数配しているページワイド型の液体吐出ヘッドであって、
液体吐出ヘッドから前記被記録媒体を見た場合の当該被記録媒体の相対移動方向に関して、前記複数の記録素子基板のうち前記相対移動方向の上流側に位置する前記記録素子基板における前記相対移動方向の最上流側に位置する吐出口列の端部領域の吐出口の配列間隔は、前記相対移動方向の最下流側に位置する吐出口列の端部領域の吐出口の配列間隔よりも狭いことを特徴とする。

本発明によれば、記録素子基板を千鳥状に配置した液体吐出ヘッドを使用した際に生じる流入気流による液滴の着弾位置ずれを抑制することができ、高速かつ高品位の印字画像を得ることができる。

液体吐出ヘッドを備える記録装置の斜視図。 第１の実施形態に係る液体吐出ヘッドの斜視図および記録素子基板側から見た概略図。 第１の実施形態に係る液体吐出ヘッドの吐出口が形成される側の面の概略図。 第１の実施形態に係る液体吐出ヘッドの記録素子基板の構成を示す概略図。 第１の実施形態におけるによる流入気流を模式的に示した図。 自己気流、流入気流およびその合成成分を模式的に示した概略図。 複数の吐出口列を配列した記録素子基板における、各吐出口列の端部の吐出口の着弾位置ずれ量を示すシミュレーション結果。 第３の実施形態における記録素子基板を示した概略図。 第４の実施形態における記録素子基板を示した概略図。 第５の実施形態における記録素子基板と流入気流を示した概略図。

以下、図面を用いて本発明の実施形態を説明する。

なお、インク等の液体を吐出する本発明の液体吐出ヘッドおよび液体吐出ヘッドを搭載した記録装置は、プリンタ、複写機、通信システムを有するファクシミリ、プリンタ部を有するワードプロセッサなどの装置に適用可能である。さらには各種処理装置と複合的に組み合わせた産業記録装置に適用可能である。例えば、バイオチップ作製、電子回路印刷、半導体基板作製、３Ｄプリンタなどの用途としても用いることができる。

（第１の実施形態）
（記録装置の説明）
図１を参照して、第１の実施形態に係る記録装置の構成について説明する。図１に、本発明の、液体を吐出する液体吐出ヘッド３を搭載した記録装置１０００を示す。記録装置１０００は被記録媒体２を搬送する搬送部１、被記録媒体２の搬送方向と略直交して配置されるページワイド型の液体吐出ヘッド３とを備え、複数の被記録媒体２を連続又は間欠に搬送しながらワンパスで連続記録を行うページワイド型記録装置である。なお、被記録媒体２はカット紙に限らず、連続したロール紙であってもよい。

また、記録装置１０００は上記以外に、インクを保持するインクタンク（不図示）、インクタンクから液体吐出ヘッド３へインクを供給する液体供給路（不図示）、液体吐出ヘッド３へ電力および吐出制御信号を伝送する電気制御部（不図示）等を備える。本実施形態においては、被記録媒体２の搬送速度を６ｉｐｓとした。

（液体吐出ヘッドの説明）
図２を参照して、第１の実施形態に係る液体吐出ヘッド３の構成について説明する。図２（ａ）及び（ｂ）は本実施形態に係る液体吐出ヘッド３の斜視図および記録素子基板側から見た概略図である。

液体吐出ヘッド３は、各記録素子基板１０、フレキシブル配線基板（不図示）および電気配線基板（不図示）を備え、電気配線基板には信号入力端子（不図示）と電力供給端子（不図示）が設けられている。信号入力端子および電力供給端子は記録装置１０００に設けられた電気制御部（不図示）と電気的に接続され、吐出駆動信号および吐出に必要な電力を記録素子基板１０に供給する。電気配線基板に設けた配線が集約された電気回路によって、信号出力端子及び電力供給端子の数を記録素子基板１０の数に比べて少なくできる。これにより、記録装置１０００に対して液体吐出ヘッド３を組み付けるとき又は液体吐出ヘッドの交換時に取り外しが必要な電気接続部数が少なくて済む。

図２（ａ）に示すように、液体吐出ヘッド３の両端部に設けられた液体接続部１１１は、記録装置１０００に設けられた液体供給系（不図示）と接続される。これにより、Ｃ／Ｍ／Ｙ／Ｋの４色のインクが記録装置１０００の液体供給系（不図示）から液体吐出ヘッド３に供給され、記録素子基板１０内の圧力室２３（図３（ｂ））を経由した後、記録装置１０００の供給系へ回収される循環可能な構成となっている。

液体吐出ヘッド３は、Ｃ／Ｍ／Ｙ／Ｋの４色のインクが吐出可能な各記録素子基板１０を、図２（ｂ）に示すように、千鳥状に１５個配列したページワイド型の液体吐出ヘッドであり、記録装置１０００に対して着脱可能な構成である。

（記録素子基板の説明）
本実施形態における記録素子基板１０の構成について、図３を参照しながら説明する。図３（ａ）は記録素子基板１０の、吐出口１３が形成される側の面の平面図を示し、図３（ｂ）は図３（ａ）のＡで示した領域の拡大図を示す。

図３（ａ）に示すように、本実施形態における記録素子基板１０の外形は略長方形となっており、複数の吐出口列が形成されている。図２に示すように、複数の記録素子基板１０を液体吐出ヘッド３の長手方向に千鳥状に配置することで、ページワイド型の液体吐出ヘッドを構成している。記録素子基板１０は、後述するエネルギー発生素子１５、供給口１７ａ、回収口１７ｂ等が形成される基板（不図示）と、吐出口１３が形成される吐出口形成部材１２とが積層されて構成されている。基板はＳｉから成り、吐出口形成部材１２は樹脂部材から成る。

図３（ｂ）に示す吐出口１３は、液滴を被記録媒体に対して吐出するための孔である。本実施形態では、高品位の印字画像を得ることができるよう、２．０ピコリットルという微小な体積の液滴が液体吐出ヘッドの１回の駆動によって吐出されるよう、吐出口開口寸法等が設定されている。エネルギー発生素子１５は、液体を熱エネルギーにより加熱させて膜沸騰させる役割を担っており、その膜沸騰の発泡圧力により液滴を吐出口１３から吐出させる。エネルギー発生素子１５は、各吐出口１３に対応した位置に設置されている。圧力室２３は、エネルギー発生素子１５を内部に備え、エネルギー発生素子１５による発泡圧力が作用する液体を格納している空間である。隔壁２２は、圧力室２３を区画するためのものである。

エネルギー発生素子１５は、記録素子基板１０に設けられている電気配線（不図示）によって、図３（ａ）の端子（不図示）と電気的に接続されている。記録装置１０００の制御回路から、電気配線基板、フレキシブル配線基板及び端子を順に介して入力されるパルス信号に基づいてエネルギー発生素子１５は発熱する。なお、エネルギー発生素子１５は、発熱素子に限らず、ピエゾ素子など各種方式を適用することができる。

記録装置１０００から供給された液体は液体接続部１１１（図２）を介して液体吐出ヘッド３内に供給され、不図示の共通供給流路を経て各記録素子基板１０の開口２１に供給される。開口２１から記録素子基板１０に供給された液体は、液体供給路１８及び供給口１７ａを介して圧力室２３内に供給された後に吐出口１３から吐出される。吐出されなかった液体は、圧力室２３内から回収口１７ｂ及び液体回収路１９を介して回収用の開口２１から記録素子基板１０の外部へ流出し、不図示の共通回収流路を経たのち液体接続部１１１から液体吐出ヘッド３の外部へと回収される。このように本液体吐出ヘッド３は、圧力室内の液体を圧力室２３の外部との間で循環可能な構成となっている。尚、本実施形態においては、被記録媒体２と記録素子基板１０の吐出口が形成される吐出口面との間隔を１．５ｍｍとした。

（吐出口列の説明）
図４は、液体吐出ヘッド３から被記録媒体２を見た場合の被記録媒体の相対移動の方向（以下、相対移動方向と称す）に複数の吐出口列１４を配置した記録素子基板１０における端部領域を拡大して示す概略図である。説明を簡略にするため、３列の吐出口列１４が配列された略長方形の記録素子基板を図示するが、本実施形態における吐出口列は１０列である。図中の矢印Ａは、相対移動方向を示す。

図４（ａ）に示すように、各記録素子基板１０には複数の吐出口列１４が相対移動方向に並置して形成されている。また、各吐出口列（１４ａ～１４ｃ）は、複数の吐出口１３が相対移動方向と交差する方向に配列されることにより形成されている。本実施形態では、隣接する吐出口列間の距離ｄを、０．４ｍｍとした。

図４（ｂ）は、各吐出口列（１４ａ～１４ｃ）の端部領域の吐出口（１６ａ～１６ｃ）を示す図である。本実施形態において端部領域の吐出口の配列間隔は列により異なる。図中のＤ_１～Ｄ_３は各吐出口列の端部領域の吐出口の配列間隔を示しており、本実施形態においては、Ｄ_１＝４２．４μｍ、Ｄ_２＝４３．０μｍ、Ｄ_３＝４２．７μｍである。これは図６（ａ）の説明で詳細に説明するが、中央の吐出口列１４ｂに作用する自己気流の成分１０２が、最下流側の吐出口列１４ｃに作用する自己気流と流入気流の合成成分３３ｂより大きい場合である。記録素子基板に形成される複数の吐出口列のうち、相対移動方向Ａの最上流側の吐出口列１４ａの端部の吐出口１６ａの配列間隔は、最下流側の吐出口列１４ｃの端部の吐出口１６ｃの配列間隔よりも狭い。

尚、本実施形態においては各吐出口列（１４ａ～１４ｃ）の各端部領域に含まれる複数の吐出口（１６ａ～１６ｃ）の配列間隔は等しい。例えば、吐出口列１４ａの端部の吐出口１６ａにおける夫々の配列間隔は４２．４μｍであり、吐出口列１４ｃの端部の吐出口１６ｃにおける夫々の配列間隔は４２．７μｍである。また、各吐出口列１４ａ～１４ｃにおいて、配列方向の中央部領域（不図示）での吐出口の配列間隔は各吐出列で４２．３μｍ（６００ｄｐｉ）である。自己気流の影響のみならず流入気流の影響も考慮すると、自己気流のみを考慮して一律に端部領域の吐出口の配列間隔を設定した場合よりも、液滴の着弾位置ずれを好適に抑制することができる。なお、端部領域の吐出口を構成する吐出口の数は、駆動条件により異なる。本実施形態では、各端部領域１６ａ～１６ｃの吐出口数を７個に設定した。本構成の詳細及び作用について以下に説明する。

（作用の説明）
以下では、図５を参照して本実施形態の作用について説明する。図５は、液体吐出ヘッド３と被記録媒体２を相対移動させながら複数の吐出口からインクを吐出して記録をしている状態における流入気流（３０ａ～３０ｃ）の流れの方向を矢印で示した図である。

相対移動により、液体吐出ヘッド３の吐出口１３が形成されている吐出口面と被記録媒体２との間に流入気流（３０ａ～３０ｃ）が入り込む。ここで、吐出口列の外側を流れる流入気流３０ａは直線的な流れとなる。しかしながら、複数の吐出口１３からインクを吐出している状態では飛翔する液滴により吐出口から被記録媒体に向かう方向に所謂エアーカーテンが形成されるため、流入気流が吐出口列１４の形成されている領域を通過しづらくなる。このため、流入気流の一部（３０ｂ）は吐出口列１４ａの端部側に流れ、吐出口列１４ａを迂回する流れが生じる。その後、流入気流３０ｂは吐出口列１４ｃの近傍領域で吐出口列１４ｃの中央側（図５の右側）に向かう流れとなる。したがって、流入気流３０ｂは最上流側の吐出口列１４ａの近傍において液滴を端部側（左側）に引きずる作用をし、最下流側の吐出口列１４ｃの近傍においては液滴を中央側（右側）に引きずる作用をする。吐出口列１４ｂの近傍領域においては、流入気流は略相対移動方向に流れるため、流入気流は液滴を端部側若しくは中央側に引きずる作用をほとんど有しない。吐出口列（１４ａ～１４ｃ）の端部の領域以外を流れる流入気流３０ｃは相対移動方向に沿って直線状に流れるが、エアーカーテンにより流れが弱められる。

各吐出口列（１４ａ～１４ｃ）の端部を流れる流入気流３０ｂにおいて、吐出口の配列方向に分解した流れの向きと大きさを矢印（３０１、３０２）でそれぞれ模式的に示した。上述したように、相対移動方向の最上流側の吐出口列１４ａの端部領域に位置する吐出口１３から吐出される液滴は３０１に示す吐出口列の端部方向へ引きずられる。一方、相対移動方向の最下流側の吐出口列１４ｃの端部領域に位置する吐出口１３から吐出される液滴は３０２に示す中央側方向へ引きずられる。このことより、液滴は所望の位置からずれて被記録媒体２に着弾する。つまり流入気流の影響により、吐出口列１４ａの端部領域の吐出口から吐出された液滴は所望の着弾位置よりも左側にずれ、吐出口列１４ｃの端部領域の吐出口から吐出された液滴は所望の着弾位置よりも右側にずれる。

このような流入気流による影響は、記録素子基板１０に形成される複数の吐出口列において最上流側および最下流側の吐出口列に対して大きく作用する。したがって、この液滴の着弾位置ずれを補正するため、本実施形態においては記録素子基板１０の最上流側の吐出口列１４ａの端部領域の吐出口の配列間隔を狭くし、最下流側に位置する吐出口列１４ｃの端部領域の吐出口の配列間隔を広く設定する。つまり、最上流側の吐出口列１４ａの端部の吐出口の配列間隔を、最下流側の吐出口列１４ｃの端部の吐出口の配列間隔よりも狭くした。本発明は最上流側および最下流側の吐出口列のみに適用するに限らず、最上流側に位置する吐出口列に隣接する吐出口列の端部領域の吐出口の配列間隔を、最下流側に位置する吐出口列に隣接する吐出口列の端部領域の吐出口の配列間隔よりも狭くしてもよい。流入気流の大きさによっては最上流側または最下流側の吐出口列以外にも流入気流による影響が及ぶからである。このような構成にすることで、液滴の着弾位置ずれをより抑制することができる。

このような流入気流による液滴の着弾位置のずれは、１回の駆動操作によって１０ピコリットル以下という微小な体積の液滴が吐出される際には液滴の慣性質量が小さくなるため、顕著になる。被記録媒体と液体吐出ヘッドの相対移動速度が０．４ｍ／ｓ以上のとき、被記録媒体と液体吐出ヘッドの距離が２ｍｍ以下のとき、液体吐出ヘッドの吐出口配列密度が６００ｄｐｉ以上のときに、流入気流が液滴の着弾位置ずれに与える影響がより顕著になる。そのような場合に本発明をより好適に適用できる。

（自己気流）
液体吐出ヘッド３の吐出口面と被記録媒体２に挟まれた空間では、上述した流入気流に加えて、液滴の吐出により発生する自己気流が少なからず生じている。自己気流とは、吐出口から飛翔した液滴が周囲の空気を引きずることにより、吐出口が設けられた吐出口面と被記録媒体との間の領域がその周囲よりも減圧傾向となり、周囲の空気がその減圧領域へ流れ込む現象である。これにより吐出口の配列方向の両端側に位置する吐出口から吐出される液滴が、吐出口配列方向中央側に引き寄せられ、液滴の着弾位置に影響を与える。本発明はこのような自己気流の影響を考慮した場合においても上記と同様に適用可能である。図６を参照しながら説明する。

図６は、液体吐出ヘッド３と被記録媒体２を相対移動させながら複数の吐出口からインクを吐出して記録をしている状態における自己気流および上述した流入気流の吐出口の配列方向の成分をそれぞれ矢印で示したものである。具体的には、自己気流による影響を矢印１０１～１０３、流入気流による影響を３０１、３０２、それらを合成した成分を３３ａ、３３ｂで夫々示す。図６（ａ）は流入気流が液滴の着弾位置ずれに与える影響よりも自己気流が着弾位置ずれに与える影響の方が大きい場合を示す。図６（ｂ）は自己気流が着弾位置ずれに与える影響よりも流入気流が与える影響の方が大きい場合を示す。

自己気流により吐出口列の中央部領域（不図示）に向けて周囲の空気を引き込むため、特に吐出口配列方向の両端側に位置する吐出口から吐出される液滴は吐出口の配列方向の中央側（右側）に引き寄せられる。さらに、複数の吐出口列に対応したエネルギー発生素子１５が同時に駆動されるような場合、配列された吐出口列はそれぞれ周囲からの気流の取り込みやすさが異なるため、吐出口列によって引き寄せ量の程度は異なる。図６に示すように、真ん中の吐出口列１４ｂの列端部に位置する吐出口から吐出される液滴の受ける作用１０２が、吐出口列に挟まれていない吐出口列（１４ａ、１４ｃ）の列端部の吐出口から吐出される液滴が受ける作用１０１、１０３よりも大きい。

一方で上述したように、流入気流（３０１、３０２）が吐出口に作用する向きは吐出口列で異なる。したがって、流入気流と自己気流の液滴への影響は、相対移動方向の最上流の吐出口列１４ａにおいては互いに打ち消しあう方向に作用し、相対移動方向の最下流の吐出口列１４ｃにおいては互いに強め合う方向に作用する。

すなわち、流入気流と自己気流の双方を考慮した場合、最上流の吐出口列１４ａにおける合成成分３３ａは、図６（ａ）のように、流入気流が液滴に与える影響よりも自己気流が液滴に与える影響の方が大きい場合には吐出口の配列方向の中央側に作用する。最下流の吐出口列１４ｃにおける合成成分３３ｂも同様に吐出口の配列方向の中央側に作用するが、流入気流の成分３０２と自己気流の成分１０３は吐出口の配列方向の中央側に作用するため、合成成分３３ｂの大きさは３３ａより大きい。つまり、吐出口列１４ａの端部領域における吐出口から吐出される液滴は、吐出口列１４ｃにおける吐出口から吐出される液滴よりも吐出口列の中央側方向に引きずられる距離が小さい。よって、自己気流の影響を考慮した場合においても本実施形態を適用することができ、最上流側に位置する吐出口列１４ａの端部領域の吐出口の配列間隔を、最下流側に位置する吐出口列１４ｃの端部領域の吐出口の配列間隔よりも狭く設定する。

図６（ｂ）のように、自己気流が着弾位置ずれに与える影響よりも流入気流が与える影響の方が大きい場合には、最上流側の吐出口列１４ａにおける合成成分３３ａは、吐出口列の端部側に作用する。一方、最下流側の吐出口列１４ｃにおける合成成分３３ｂは図６（ａ）と同様に吐出口の配列方向の中央側に作用する。つまり、吐出口列１４ａの端部領域における吐出口から吐出される液滴は端部側（左側）に引きずられるが、吐出口列１４ｃにおける液滴は中央側（右側）に引きずられる。よって、自己気流が着弾位置ずれに与える影響よりも流入気流が与える影響の方が大きい場合にも上述した構成を適用でき、最上流側に位置する吐出口列１４ａの端部領域の配列間隔を最下流側に位置する吐出口列１４ｃの端部領域の配列間隔よりも狭く設定する。

なお、図２（ｂ）に示すように複数の記録素子基板が千鳥状に配列された液体吐出ヘッドにおいて、上流側に位置する複数の記録素子基板の方が、下流側に位置する複数の記録素子基板より流入気流の影響をより多く受ける。よって、複数の記録素子基板のうち、少なくとも被記録媒体の搬送方向の上流側に位置する記録素子基板の吐出口間隔を本実施形態に基づき定めればよく、好ましくは下流側を含めた各々の記録素子基板の吐出口間隔を本実施形態に基づき定める。

（第２の実施形態）
（吐出口列が３列より多い場合について）
前述した実施形態は、説明のため吐出口列を３列分配列した記録素子基板を用いたが、よりページワイド型ヘッドでより効果的にワンパス印字をするためには吐出口列は３列より多いことが望ましい。このような吐出口列が３列より多く配列された記録素子基板においても、本発明は同様に適用することができる。図７を参照して以下説明する。

図７は、吐出口列が相対移動方向に３２列並置された記録素子基板における、各吐出口列の端部の吐出口群の着弾位置ずれ量を示したシミュレーション結果を示している。横軸は、相対移動方向の上流側から数えて何番目の吐出口列であるかを示している。縦軸は、吐出口列の端部領域における吐出口から吐出される液滴の、吐出口の配列方向の中央側への着弾位置ずれ量を示している。液体吐出ヘッドの基本の構成は前述した実施形態と同様である。シミュレーションの条件を以下に示す。吐出口から吐出される液滴の吐出量は２．８ｐｌ、吐出口の配列間隔は３００ｄｐｉ。１列の吐出口列には２５６個の吐出口が配されており、吐出口列の配列間隔は約３４０μｍで等間隔に３２列を配置。被記録媒体２の搬送の速度は約０．５ｍ／ｓ。吐出口の駆動周波数は６ｋＰｚである。

図７のように、吐出口列の数が多くなった場合であっても、相対移動方向の最上流側の吐出口列において流入気流は自己気流の影響を打ち消す方向（端部側）に作用するため、吐出口配列の中央方向に引き寄せられる距離が最も小さくなる。したがって、相対移動方向の最上流側に位置する吐出口列の端部領域の吐出口の配列間隔を、最上流側から下流側に向けて２番目に位置する吐出口の端部領域の吐出口の配列間隔よりも狭くすることで、液滴の着弾位置ずれをより抑制することもできる。

さらには、流入気流の大きさによっては、相対移動方向の最上流側または最下流側から吐出口列の並置方向の中央側に向けて３列目、４列目の吐出口の配列間隔を、図７に示すシミュレーション結果に基づいて設定する。それにより、液滴の着弾位置ずれをより抑制することができる。

（第３の実施形態）
（記録に使用しない吐出口列がある場合について）
吐出口列が複数配列された記録素子基板１０において、記録素子基板の耐久寿命に鑑みて、初期には記録に使用しない予備の列を設けたり、列を交互に使用することで液体吐出ヘッドの寿命を延命したりするような場合がある。記録に対する気流の影響は、使用している（吐出して記録を行う）列同士でのみ生じうる。このような場合においては、使用列を考慮し、使用列同士において本発明を適用することができる。図８を参照しながら本実施形態を説明する。

図８の記録素子基板１０では、全８列の吐出口列のうち、例えば１枚目の被記録媒体への印刷には図８（ａ）に示す吐出口列（１７ａ、１７ｃ、１７ｅ、１７ｇ）の４列を使用する。２枚目の印刷には図８（ｂ）に示す吐出口列（１７ｂ、１７ｄ、１７ｆ、１７ｈ）の４列を使用する。以降の印刷はこれを交互に繰り返すことで、列毎の吐出回数を削減する。

記録に使用する吐出口列のうち被記録媒体の搬送方向の最上流側の吐出口列１７ａにおいて、流入気流は自己気流の影響を打ち消す方向に作用することは第１の実施形態と同様である。したがって、使用する吐出口列の被記録媒体の搬送方向の最上流側の列において、液滴が吐出口列の中央方向に引き寄せられる距離が最も小さく、吐出口列の中央方向の着弾位置ずれ量が最も小さい。

なお、本実施形態において第２の実施形態を適用することもできる。すなわち、使用する吐出口列のうち相対移動方向の最上流側に位置する吐出口列の端部領域の吐出口の配列間隔を、使用する吐出口列のうち最上流側から下流側に向けて２番目に位置する吐出口の端部領域の吐出口の配列間隔よりも狭く設定する。こうすることで、液滴の着弾位置ずれをより抑制することができる。

（第４の実施形態）
（複数色のインクと吐出するために使用しない列がある場合について）
前述した第３の実施形態では、インクの種類については言及していないが、同一の記録素子基板に複数の種類のインクを供給する場合においても、本発明を適用することができる。

図９は、各２列ずつＣ／Ｍ／Ｙ／Ｋ（シアン、マゼンタ、イエロー、ブラック）の４色のインクが供給される記録素子基板を示す。図９（ａ）は上記４列夫々のノズル列からインクを吐出して記録を行うフルカラー印刷モードの例、図９（ｂ）はブラック（Ｋ）のノズル列のみからインクを吐出して記録を行うモノクロ印刷モードの例を示す。すなわち、フルカラー印刷時にはＣＭＹＫの４色の吐出口列の８列、モノクロ印刷時にはＫの１色の吐出口列の２列を記録に使用する。

本発明は図９（ａ）及び（ｂ）のいずれの形態にも適用可能である。つまり、図９（ｂ）のようにインクを吐出する吐出口列が非記録媒体との相対移動に対して少なくとも２列並置されている形態であれば本発明を適用可能である。具体的には最上流側に位置する列の端部領域の吐出口群の吐出口の配列間隔を最下流側に位置する列の端部領域の吐出口の配列間隔よりも狭く設定する。これにより、被記録媒体に到達する液滴の着弾位置を所望の位置に近づけることができる。

（第５の実施形態）
（隣接する記録素子基板同士の吐出口の配列間隔について）
前述した実施形態は、１つの記録素子基板に設けられる複数の吐出口列の端部同士を比較したが、記録素子基板と被記録媒体の相対移動方向に離れて配置された隣接する記録素子基板同士の吐出口列の端部の吐出口配列間隔にも本発明を適用することができる。

図１０は、略長方形の記録素子基板が被記録媒体の幅方向に千鳥状に配置されたページワイド型液体吐出ヘッドにおける、記録素子基板同士の隣接部を部分的に拡大して示した概略図である。記録素子基板１０の間を流れる流入気流の吐出口の配列方向の成分を矢印４０１～４０４で示した。

流入気流の成分４０２は吐出口の配列方向の中央側に働き、成分４０３は配列方向の端部側に働く。よって、相対移動方向の上流側の記録素子基板１０ａの下流側の吐出口列の端部領域の吐出口の配列間隔を、相対移動方向の下流側の記録素子基板１０ｂの上流側の吐出口列の端部領域の吐出口の配列間隔よりも広くすることで、液滴の着弾位置ずれを抑制できる。

２ 被記録媒体
３ 液体吐出ヘッド
１０ 記録素子基板
１３ 吐出口
１４、１７ 吐出口列

Claims (13)

1. 被記録媒体に対して液体を吐出する吐出口が配列される複数の吐出口列が、前記被記録媒体との相対移動方向に並置して設けられる記録素子基板が千鳥状に複数配されているページワイド型の液体吐出ヘッドにおいて、
   液体吐出ヘッドから前記被記録媒体を見た場合の当該被記録媒体の相対移動方向に関して、前記複数の記録素子基板のうち前記相対移動方向の上流側に位置する前記記録素子基板に設けられる前記複数の吐出口列における、前記相対移動方向の最上流側に位置する吐出口列の端部領域の吐出口の配列間隔は、前記相対移動方向の最下流側に位置する吐出口列の端部領域の吐出口の配列間隔よりも狭いことを特徴とする液体吐出ヘッド。
2. 前記千鳥状に複数配されている各々の記録素子基板における、前記相対移動方向の最上流側に位置する吐出口列の端部領域の吐出口の配列間隔は、前記相対移動方向の最下流に位置する吐出口列の端部領域の吐出口の配列間隔よりも狭いことを特徴とする請求項１に記載の液体吐出ヘッド。
3. 前記相対移動方向の最上流側に位置する前記吐出口列に隣接する吐出口列の端部領域の吐出口の配列間隔は、前記相対移動方向の最下流側に位置する前記吐出口列に隣接する吐出口列の端部領域の吐出口の配列間隔よりも狭いことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の液体吐出ヘッド。
4. 前記相対移動方向の最上流側に位置にする吐出口列の端部領域の吐出口の配列間隔が、前記相対移動方向の最上流側から下流側に向けて２番目に位置する吐出口列の端部領域の吐出口の配列間隔よりも狭いことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の液体吐出ヘッド。
5. 前記複数の吐出口列のうち記録に使用する吐出口列で、前記相対移動方向の最上流側に位置する吐出口列の端部領域の吐出口の配列間隔が、記録に使用する他の吐出口列の端部領域の吐出口の配列間隔よりも狭いことを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッド。
6. 前記複数の吐出口列のうち記録に使用する吐出口列で、前記相対移動方向の最上流側に位置する吐出口列の端部領域の吐出口の配列間隔が、記録に使用する他の吐出口列のうち前記相対移動方向の最上流側からの下流側に向けて２番目に位置する吐出口列の端部領域の吐出口の配列間隔よりも狭いことを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッド。
7. 前記吐出口から１回に吐出される液体の体積が、１０ピコリットル以下であることを特徴とする請求項１ないし請求項６のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッド。
8. 前記相対移動の速度が０．４ｍ／ｓ以上であることを特徴とする請求項１ないし請求項７のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッド。
9. 前記吐出口が設けられている吐出口面と前記被記録媒体との間隔が２ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１ないし請求項８のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッド。
10. 前記記録素子基板は異なる種類の複数の液体を吐出することを特徴とする請求項１ないし請求項９のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッド。
11. 前記複数の吐出口列に含まれる前記吐出口の配列間隔が６００ｄｐｉ以上であることを特徴とする請求項１ないし請求項１０のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッド。
12. 液体を吐出するためのエネルギーを発生するエネルギー発生素子と、前記エネルギー発生素子を内部に備える圧力室とを備え、前記圧力室内の液体は当該圧力室の外部との間で循環されることを特徴とする請求項１ないし請求項１１のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッド。
13. 被記録媒体に液体を吐出する液体吐出ヘッドと、前記被記録媒体を前記液体吐出ヘッドに対して搬送する搬送手段と、を備える記録装置において、
    前記液体吐出ヘッドは、前記被記録媒体に対して液体を吐出する吐出口が配列されている複数の吐出口列が前記被記録媒体との相対移動方向に並置して設けられる記録素子基板を千鳥状に複数配しているページワイド型の液体吐出ヘッドであって、
    液体吐出ヘッドから前記被記録媒体を見た場合の当該被記録媒体の相対移動方向に関して、前記複数の記録素子基板のうち前記相対移動方向の上流側に位置する前記記録素子基板に設けられる前記複数の吐出口列における前記相対移動方向の最上流側に位置する吐出口列の端部領域の吐出口の配列間隔は、前記相対移動方向の最下流側に位置する吐出口列の端部領域の吐出口の配列間隔よりも狭いことを特徴とする記録装置。
    

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