(57)【要約】【課題】要求される画素密度よりもノズルピッチが広いヘッドを用いても、記録媒体の搬送を間欠的に行わずとも、かかる画素密度による画像形成を、記録液の着弾位置を一直線状化しながら可能とする、かかるヘッドを移動させるヘッド移動装置及びこのヘッド移動装置を有する画像形成装置の提供。【解決手段】被記録媒体が搬送される搬送方向Ａに交わる配列方向Ｂに沿って複数のノズル１１が配列されたノズル列１１ＢＫ、１１Ｃ、１１Ｍ、１１Ｙを有するヘッド１０を、搬送方向Ａの下流側に向かうとともに搬送方向Ａに交差する方向Ｃへの移動を行うためのヘッド移動機構２１と、被記録媒体が搬送されているときにかかる移動が行われるようにヘッド移動機構２１を制御する移動制御部３０とを用いる。【選択図】図２
2014226896.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被記録媒体が搬送される搬送方向に交わる配列方向に沿って複数のノズルが配列されたノズル列を有するヘッドを、前記搬送方向の下流側に向かうとともに同搬送方向に交差する方向への移動を行うためのヘッド移動機構と、
被記録媒体が搬送されているときに前記移動が行われるように前記ヘッド移動機構を制御する移動制御部とを有するヘッド移動装置。
【請求項２】
請求項１記載のヘッド移動装置において、
前記方向は、被記録媒体の前記搬送方向への搬送速度と、前記ヘッド移動機構による前記移動の速度とに応じて設定されることを特徴とするヘッド移動装置。
【請求項３】
請求項１または２記載のヘッド移動装置において、
前記ヘッド移動機構は、前記移動を行うために前記ヘッドの位置を変更させるピエゾ素子を有することを特徴とするヘッド移動装置。
【請求項４】
請求項１ないし３の何れか１つに記載のヘッド移動装置と、
このヘッド移動装置によって前記移動が行われる前記ヘッドと、
被記録媒体を前記搬送方向に搬送する搬送機構とを有する画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インク等の記録液をヘッドから吐出して画像形成を行う画像形成装置に備えられる、かかるヘッドを移動させるヘッド移動装置及びこのヘッド移動装置を有する、かかる画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、インク等の記録液をヘッドから吐出して画像形成を行うインクジェット方式の画像形成装置が知られている（たとえば、〔特許文献１〕、〔特許文献２〕参照）。インクジェット方式の画像形成装置は、ピエゾ方式に代表される可動アクチュエータ方式、サーマル方式に代表される加熱膜沸騰方式等により、画像情報に応じて複数の微小ノズルから記録液を液滴化して吐出し紙等の記録媒体に付着させるようになっている。このようなインクジェット方式の画像形成装置は、電子写真方式に比べた場合の装置構成の簡便さから、プリンタ、ファクシミリ及び複写機等への適用範囲が拡大しつつある。また、電気回路形成やバイオテクノロジーへの応用など、新たな領域への発展が期待されている。
【０００３】
このような画像形成装置は、写真画質のような高解像度な画質を求められる場合、１２００ｄｐｉ、もしくは２４００ｄｐｉ程度の高解像度で記録液を吐出することが一般的である。また、写真以外の普通紙に印字するドキュメントでも、高画質化を求められるようになってきており、高解像度化が進んでいる。このような要求に対応するために、ノズルを高密度化することが行われている。
【０００４】
たとえば、デスクトップに置かれるシリアル型インクジェットの画像形成装置におけるヘッドでは、小面積の一枚のノズル面上にノズルを高密度に並べる、もしくは高密度に並べたノズル列を千鳥配置で多列化するなどの方法が採られている。また、プロダクションプリントなどの商用印刷に用いる画像形成装置では、高速化のため、ライン型ヘッドを採用し、ノズルを高密度に備えた、１インチ以上のサイズのヘッドを、千鳥配置で複数個並べ用紙幅のラインヘッドアレイを配置する方法が採られている。
【０００５】
このようにノズルを高密度化したヘッドは、製造の高精度化を要する等の理由から、高価格化が課題となっている。
【０００６】
このような課題を、高画質を印字するという条件を満たしながら解決し得る方式として、次の方式を採用した画像形成装置が提案されている。ノズルを、画素ピッチよりも広いピッチで、記録媒体の移動方向に直交する主走査方向に複数備えた、コストの安いヘッドを用い、このヘッドを主走査方向に揺動させ、揺動の過程で１つのノズルから複数回の記録液の吐出を行って複数の画素を形成する方式である。
【０００７】
この方式を採用した画像形成装置として、記録媒体を間欠的に移動させ、記録媒体が停止しているときにヘッドが主走査方向に揺動し、この揺動の過程でヘッドから記録液を吐出する画像形成装置が知られている（たとえば、〔特許文献１〕参照）。
また、この方式を採用した画像形成装置として、この装置を記録媒体に対して手動で移動させると、この移動のエネルギーでヘッドが主走査方向に揺動し、この揺動の過程でヘッドから記録液を吐出する画像形成装置が知られている（たとえば、〔特許文献２〕参照）。
【０００８】
これらの画像形成装置では、画素ピッチよりも広いピッチでノズルを主走査方向に複数備えた低コストのヘッドを揺動させ、揺動の際に各ノズルから複数回の記録液の吐出を行って複数の画素を形成するため、安価なヘッドで高解像度の画像を形成可能である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、前者の画像形成装置では、記録媒体を間欠的に移動させるため、画像形成を高速化する点で問題がある。一方、後者の画像形成装置は、この装置を移動させるとこの移動方向に直交する主走査方向にヘッドが揺動するとともに、主走査方向に並設された各ノズルから記録液の吐出が行われるため、次の問題がある。すなわち、各ノズルから吐出された記録液の着弾位置が、主走査方向に対して傾斜するため、記録液の着弾位置が、全体としては、一直線上に並ばず、ジグザグとなってしまい、着弾位置の整列性が低いという問題である。この整列性が低いという問題は、記録媒体の搬送速度が速いほど、悪化する傾向にある。
【００１０】
本発明は、要求される画素密度よりもノズルピッチが広いヘッドを用いても、記録媒体の搬送を間欠的に行わずとも、かかる画素密度による画像形成を、記録液の着弾位置を一直線状化しながら可能とする、かかるヘッドを移動させるヘッド移動装置及びこのヘッド移動装置を有する画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するため、本発明は、被記録媒体が搬送される搬送方向に交わる配列方向に沿って複数のノズルが配列されたノズル列を有するヘッドを、前記搬送方向の下流側に向かうとともに同搬送方向に交差する方向への移動を行うためのヘッド移動機構と、被記録媒体が搬送されているときに前記移動が行われるように前記ヘッド移動機構を制御する移動制御部とを有するヘッド移動装置にある。
【発明の効果】
【００１２】
本発明は、被記録媒体が搬送される搬送方向に交わる配列方向に沿って複数のノズルが配列されたノズル列を有するヘッドを、前記搬送方向の下流側に向かうとともに同搬送方向に交差する方向への移動を行うためのヘッド移動機構と、被記録媒体が搬送されているときに前記移動が行われるように前記ヘッド移動機構を制御する移動制御部とを有するヘッド移動装置にあるので、要求される画素密度よりもノズルピッチが広く低廉化可能なヘッドを用いても、記録媒体の搬送を間欠的に行わずとも、かかる画素密度による画像形成を、記録液の着弾位置を一直線状化しながら良好な画質で行うことを可能とする、かかるヘッドを移動させるヘッド移動装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明を適用した画像形成装置の一実施例及びこの画像形成装置に備えられたヘッド移動装置の一実施例の概略正面図である。
【図２】図１に示したヘッド移動装置の概略図である。
【図３】図１に示した画像形成装置において被記録媒体への記録液の着弾が一直線状に行われることを示した概念図である。
【図４】被記録媒体への記録液の着弾が非一直線状に生じる現象を説明するための概念図である。
【図５】被記録媒体への記録液の着弾が非一直線状に行われる理由を示した概念図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
図１に本発明を適用した画像形成装置としてのインクジェット記録装置の概略を示す。インクジェット記録装置１００は、インクジェットプリンタとしてのプリンタであってフルカラーの画像形成を行うことが可能なデジタル印刷装置である。インクジェット記録装置１００は、外部から受信した画像情報に対応する画像信号に基づき画像形成処理を行なう。
【００１５】
インクジェット記録装置１００は、一般にコピー等に用いられる普通紙の他、ＯＨＰシートや、カード、ハガキ等の厚紙や、封筒等の何れをもシート状の記録媒体である被記録媒体としてこれに画像形成を行なうことが可能である。記録媒体である記録体としての記録紙たる用紙１１２は、その他、布等であっても良く、そのため、インクジェット記録装置１００は、捺染装置などの産業用システムに利用されるものであっても良い。
【００１６】
インクジェット記録装置１００は、被記録媒体としての用紙１１２の両面に画像形成可能な片面画像形成装置であるが、用紙１１２の片面に画像形成可能な両面画像形成装置であってもよい。
【００１７】
インクジェット記録装置１００は、画素密度に関する性能が１２００ｄｐｉである。言い換えると、インクジェット記録装置１００は、印字の密度が１２００ｄｐｉである。なお、この密度は、２４００ｄｐｉ等であっても良い。インクジェット記録装置１００は、写真画質等の高画質の画像形成が可能な画像形成装置となっている。
【００１８】
インクジェット記録装置１００は、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（ＢＫ）の各色に色分解された色に対応する像としての画像を形成可能な、当該色のインクとしての記録液をインク滴として吐出する液滴吐出ヘッド１０を備えている。
【００１９】
インクジェット記録装置１００はまた、液滴吐出ヘッド１０を支持した支持部材としての、水平方向を向くように設けられた平板状のヘッドベース１３と、ヘッドベース１３の端部を保持してヘッドベース１３を下方から支持した複数のステー１４とを有している。
インクジェット記録装置１００はまた、各ステー１４の同図における紙面手前側の端部と奥側の端部とを固定の態様で支持した図示しない左右の側板を有している。
【００２０】
インクジェット記録装置１００はまた、液滴吐出ヘッド１０に連結され液滴吐出ヘッド１０に各色のインクを供給するための記録液供給部としての各色のサブタンク１０８を有している。
インクジェット記録装置１００はまた、各色のサブタンク１０８に各色のインクを供給するためのインクカートリッジである記録液貯留部としての各色のメインタンク１０９を有している。
インクジェット記録装置１００はまた、メインタンク１０９内のインクをサブタンク１０８に供給し、補充供給するように、サブタンク１０８とメインタンク１０９とを連結した各色のインク供給チューブ１０３を有している。
【００２１】
インクジェット記録装置１００はまた、用紙１１２を積載した圧板である用紙積載部１１１を備えた給紙カセット１１０を有している。
インクジェット記録装置１００はまた、用紙積載部１１１上に積載された用紙１１２を給紙するための給紙部を構成し、用紙積載部１１１から用紙１１２を１枚ずつ分離給送する給紙部材である半月コロとしての給紙コロたる給紙ローラ１１３を有している。
インクジェット記録装置１００はまた、かかる給紙部を構成し、給紙ローラ１１３に対向し、給紙ローラ１１３側に付勢された、摩擦係数の大きな材質からなる分離パッド１１４を備えている。
【００２２】
インクジェット記録装置１００はまた、かかる給紙部から給紙された用紙１１２を液滴吐出ヘッド１０の下方側で搬送するための搬送部１３０を構成する部材として、用紙１１２を静電吸着して搬送するための、無端状ベルトである搬送ベルト１２１を有している。
インクジェット記録装置１００はまた、搬送部１３０を構成する部材として、かかる給紙部から給紙された用紙１１２を搬送ベルト１２１に向けて案内するガイドとしてのガイド部材１１５を有している。
【００２３】
インクジェット記録装置１００はまた、搬送部１３０を構成する部材として、ガイド部材１１５を介して給紙部から送られてきた用紙１１２を搬送ベルト１２１との間で挟んで搬送するためのカウンタローラ１２２を有している。
インクジェット記録装置１００はまた、搬送部１３０を構成する部材として、カウンタローラ１２２によって略鉛直上方に送られてきた用紙１１２を略９０°方向転換させて搬送ベルト１２１上に倣わせるための搬送ガイド１２３を有している。
【００２４】
インクジェット記録装置１００はまた、搬送部１３０を構成する部材として、搬送ガイド１２３によって搬送ベルト１２１上に倣わされた用紙１１２を搬送ベルト１２１に加圧する先端加圧コロ１２５を有している。
インクジェット記録装置１００はまた、搬送部１３０を構成する部材として、先端加圧コロ１２５を搬送ベルト１２１側に付勢した押さえ部材１２４を有している。
【００２５】
インクジェット記録装置１００はまた、搬送部１３０を構成する部材として、押え部材１２４の先端すなわち同図における右側の端部に設けられ、用紙１１２を搬送ベルト１２１に押さえ付ける押えコロ１２９を有している。
インクジェット記録装置１００はまた、搬送部１３０を構成する部材として、搬送ベルト１２１の回動に従動回転する、搬送ベルト１２１の表層に接触して搬送ベルト１２１表面を帯電させる帯電手段である帯電ローラ１２６を有している。
インクジェット記録装置１００はまた、搬送部１３０を構成する部材として、帯電ローラ１２６に対してプラス出力とマイナス出力とが交互に繰り返すように電圧を印加する、つまり交番する電圧を印加する図示しない高圧電源を有している。
【００２６】
インクジェット記録装置１００はまた、搬送部１３０を構成する部材として、搬送ベルト１２１を掛け渡した搬送ローラ１２７及びテンションローラ１２８を有している。
インクジェット記録装置１００はまた、搬送部１３０を構成する部材として、搬送ベルト１２１を、矢印Ａで示す、同図における時計回り方向すなわちベルト搬送方向である副走査方向に回転駆動し周回させる駆動源である図示しない副走査モータを有している。
インクジェット記録装置１００はまた、搬送部１３０を構成する部材として、液滴吐出ヘッド１０による画像形成領域に対応して搬送ベルト１２１の裏面側に配置された平板状のガイド部材１３２を有している。
【００２７】
インクジェット記録装置１００はまた、液滴吐出ヘッド１０で記録された用紙１１２を排紙するための排紙部を構成する部材として、搬送ベルト１２１から用紙１１２を分離するための分離部材としての分離部１３３を有している。
【００２８】
インクジェット記録装置１００はまた、排紙部を構成する部材として、分離部１３３によって搬送ベルト１２１から分離された用紙１１２を搬送する排紙ローラ１５２及び排紙コロ１５３を有している。
インクジェット記録装置１００はまた、排紙部によって排紙されてきた用紙１１２をストックする排紙トレイ１５４を備えている。
【００２９】
インクジェット記録装置１００はまた、搬送ベルト１２１の逆方向回転で戻される用紙１１２を取り込んで反転させ再度カウンタローラ１２２と搬送ベルト１２１との間に給紙する、着脱自在に装着された両面給紙ユニット１６１を有している。
【００３０】
インクジェット記録装置１００はまた、図２（ａ）に示すように、液滴吐出ヘッド１０を後述するように駆動してＣ方向に移動させるヘッド移動部であるヘッド移動手段としてのヘッド移動装置２０を有している。
インクジェット記録装置１００はまた、図１に示すように、各構成の動作全般を制御する、ＣＰＵ、メモリ等を備えた制御手段としての制御回路である制御部３０を有している。
【００３１】
図２（ａ）に示すように、液滴吐出ヘッド１０は、ヘッドベース１３に複数設けられている。液滴吐出ヘッド１０は、搬送ベルト１２１で用紙１１２が搬送される搬送方向であるＡ方向に直交するＢ方向に複数並設されてヘッド列を構成しているとともに、このヘッド列がＡ方向に複数配列されてヘッドアレイとしての記録ヘッドアレイ１２を構成している。よって、記録ヘッドアレイ１２は、液滴吐出ヘッド１０を千鳥配置で配列されて構成されている。液滴吐出ヘッド１０をこのように配置することにより、インクジェット記録装置１００は、フルライン型の画像形成装置となっている。
【００３２】
なお、液滴吐出ヘッド１０は、Ｂ方向において単数で配設されていても良いし、さらにＡ方向においても単数で配設された単一のヘッドであってもよい。すなわち、液滴吐出ヘッド１０を複数備えた記録ヘッドアレイ１２に代えて、単一のヘッドを用いても良い。
【００３３】
同図（ｂ）に示すように、各液滴吐出ヘッド１０は、インク滴を吐出する複数のインク吐出口としてのノズル１１を有している。ノズル１１は、液滴吐出ヘッド１０がヘッド列を構成しているのと同じ方向のＢ方向に沿って、１５０ｄｐｉの間隔による等間隔で複数並設されて、ノズル列を構成している。よって、Ｂ方向は、複数のノズル１１が配列された配列方向となっている。なお、既に述べたように、インクジェット記録装置１００は１２００ｄｐｉでの画像形成が可能であるが、この画素密度に対し、Ｂ方向におけるノズル１１の密度は、８分の１の低密度に設定されていることとなっている。
【００３４】
ノズル列はＡ方向に複数配列されている。同図（ｂ）において、符号１１ＢＫ、１１Ｃ、１１Ｍ、１１Ｙはそれぞれ、ブラック、シアン、マゼンタ、イエローの各色のインク滴を吐出するノズル列を示している。各ノズル列１１ＢＫ、１１Ｃ、１１Ｍ、１１Ｙの間隔は、本形態ではＡ方向において１ｍｍの間隔による等間隔とされているが、Ａ方向においておおよそ０．５ｍｍ〜１０ｍｍの間隔で設定可能である。
【００３５】
各ノズル列１１ＢＫ、１１Ｃ、１１Ｍ、１１Ｙの配設方向言い換えるとノズル１１の並設方向がＢ方向であるため、Ｂ方向は主走査方向となっている。よって、本形態において、主走査方向はＡ方向に直交する方向となっている。ただし、主走査方向はＡ方向に平行でなければ、Ｂ方向に対して傾いていても良い。
【００３６】
液滴吐出ヘッド１０が上述のように千鳥配置されていることで、各ノズル列１１ＢＫ、１１Ｃ、１１Ｍ、１１Ｙは、主走査方向における記録ヘッドアレイ１２の全幅にわたって、ノズル１１を、主走査方向において等間隔で隙間なく有している。
【００３７】
各液滴吐出ヘッド１０は、ヘッドベース１３により、各ノズル１１によるインク滴の吐出方向が、同図（ｂ）における紙面手前側であって、鉛直下方に向くように、支持されている。そのため、ヘッドベース１３の、液滴吐出ヘッド１０の設置面が、水平面と平行になるように、ステー１４はヘッドベース１３を保持する。用紙１１２は、液滴吐出ヘッド１０、記録ヘッドアレイ１２に対向しインクを吐出される位置において、平板状のガイド部材１３２に倣って走行する搬送ベルト１２１により、水平方向に平行な平面状を保った状態でＡ方向に搬送される。したがって、各ノズル１１によるインク滴の吐出方向は、搬送ベルト１２１によって搬送される用紙１１２がインクの吐出を受ける位置すなわち着弾位置における用紙１１２と垂直である。液滴吐出ヘッド１０は、用紙１１２に記録液を吐出する記録液吐出体としての記録ヘッドであるインクジェットヘッドとして機能する。
【００３８】
液滴吐出ヘッド１０としては次のような構成を採用したものを使用可能である。すなわち、圧電素子などの圧電アクチュエータ、発熱抵抗体などの電気熱変換素子を用いて液体の膜沸騰による相変化を利用するサーマルアクチュエータである。また、温度変化による金属相変化を用いる形状記憶合金アクチュエータ、静電力を用いる静電アクチュエータなどでインクを吐出するためのエネルギー発生手段として備えたものなどを液滴吐出ヘッド１０として使用してもよい。液滴吐出ヘッド１０の駆動すなわちノズル１１からのインクの吐出具体的にはこの吐出のタイミング等は、制御部３０によって制御される。この点、制御部３０は、吐出制御手段としての吐出制御部として機能する。
【００３９】
同図（ａ）に示すように、ヘッド移動装置２０は、液滴吐出ヘッド１０、記録ヘッドアレイ１２を、Ａ方向の下流側に向かうとともに、Ａ方向に交差する方向すなわちＡ方向に非平行な方向である、Ｃ方向への移動を行うためのヘッド移動機構２１を有している。
ヘッド移動装置２０はまた、制御部３０の一機能として実現され、液滴吐出ヘッド１０、記録ヘッドアレイ１２の移動方向言い換えると揺動方向であるＣ方向への移動が行われるようにヘッド移動機構２１を制御する移動制御部を有している。
【００４０】
Ｃ方向は、ヘッドベース１３の、液滴吐出ヘッド１０の設置面に平行であって、水平面に平行である。またＣ方向は、図２（ａ）に示されているように、Ｂ方向に対して角度θ（≠０）を持っている。
【００４１】
ヘッド移動機構２１は、液滴吐出ヘッド１０、記録ヘッドアレイ１２を固定支持したヘッドベース１３を有している。
ヘッド移動機構２１はまた、ヘッドベース１３を、Ｃ方向に移動可能に言い換えると揺動可能に支持することで液滴吐出ヘッド１０、記録ヘッドアレイ１２をＣ方向に移動可能に言い換えると揺動可能に支持し言い換えると保持したステー１４を有している。
ヘッド移動機構２１はまた、ヘッドベース１３を、ステー１４との間で鉛直方向におけるばたつきを防止するよう拘束するために、ステー１４に取り付けられヘッドベース１３を上方から押え付ける付勢部材としてのヘッド押さえばねであるばね１５を有している。
ヘッド移動機構２１はまた、ヘッドベース１３に当接するようにステー１４に固定配置され、通電時に液滴吐出ヘッド１０、記録ヘッドアレイ１２をＣ方向に移動させる駆動部材としてのピエゾ素子によって構成されたピエゾアクチュエータ２２を有している。
【００４２】
ピエゾアクチュエータ２２は、複数のステー１４のうち、ばね１５が配設されているステー１４と異なるステー１４に固定されている。ピエゾアクチュエータ２２は、通電によって振動し、この振動によってヘッドベース１３をＣ方向に移動させ、具体的には往復動させ、これによって液滴吐出ヘッド１０、記録ヘッドアレイ１２をＣ方向に往復動させる。ステー１４は、この往復動の際にも、ヘッドベース１３の、液滴吐出ヘッド１０の設置面が水平方向と平行な状態を維持するように、ヘッドベース１３を下方から保持するように構成されている。
【００４３】
ピエゾアクチュエータ２２は、液滴吐出ヘッド１０、記録ヘッドアレイ１２のＣ方向への移動具体的には往復動を行うために、液滴吐出ヘッド１０、記録ヘッドアレイ１２の位置をＣ方向において変更させるアクチュエータである。
ピエゾアクチュエータ２２をヘッド移動機構２１における駆動部材として用い駆動源とすることで、ヘッド移動機構２１の駆動系が他に必要なくなるため、ヘッド移動機構２１がコンパクトな構成によって実現される。
【００４４】
ピエゾアクチュエータ２２の駆動による液滴吐出ヘッド１０、記録ヘッドアレイ１２のＢ方向への揺動すなわち往復動の振幅は約１４８μｍであり周波数は７．１４ｋＨｚである。
ピエゾアクチュエータ２２への通電は、移動制御部３０によって制御される。
【００４５】
移動制御部３０は、用紙１１２が搬送されているときすなわち用紙１１２の搬送中言い換えると用紙１１２がＡ方向に移動しているときに、ピエゾアクチュエータ２２への通電を行う。よって、移動制御部３０は、用紙１１２が搬送されているときに液滴吐出ヘッド１０、記録ヘッドアレイ１２のＣ方向への移動が行われるように、ヘッド移動機構２１具体的にはピエゾアクチュエータ２２の通電言い換えると駆動を制御する。
【００４６】
搬送部１３０は、液滴吐出ヘッド１０、記録ヘッドアレイ１２のＣ方向への移動が行われているときに、用紙１１２を、液滴吐出ヘッド１０、記録ヘッドアレイ１２に対向する位置において、ＡＢ平面内でＡ方向に搬送する搬送機構として機能する。搬送部１３０具体的には搬送ベルト１２１によるＡ方向への用紙１１２の搬送速度すなわち用紙搬送速度は１５０ｍｍ／ｓである。なお、この用紙搬送速度は、用紙１１２がＡ４サイズのときに２５ｐｐｍで画像形成を行うための印字速度に換算した値を想定して設定されている。
【００４７】
各ステー１４と各ばね１５とは、ピエゾアクチュエータ２２が駆動され動作しているとき、液滴吐出ヘッド１０、記録ヘッドアレイ１２の揺動がＡＢ平面内で行われるよう、ヘッドベース１３の、液滴吐出ヘッド１０の設置面が、水平面と平行になるよう保持する。よって、各ノズル１１によるインク滴の吐出方向は、ピエゾアクチュエータ２２が動作しているときにも、搬送ベルト１２１によって搬送される用紙１１２がインクの吐出を受ける着弾位置における用紙１１２と垂直に維持される。このように、ステー１４とばね１５とは、ピエゾアクチュエータ２２が動作しているときに、液滴吐出ヘッド１０、記録ヘッドアレイ１２の移動するＣ方向を、搬送部１３０によって搬送されている用紙１１２と平行に保持する保持手段として機能する。
【００４８】
このように構成されたインクジェット記録装置１００においては、給紙部から用紙１１２が１枚ずつ分離給紙され、略鉛直上方に給紙された用紙１１２はガイド部材１１５で案内され、搬送ベルト１２１とカウンタローラ１２２との間に挟まれて搬送される。
このようにして搬送部１３０によって搬送された用紙１１２は、さらに先端を搬送ガイド１２３で案内されて先端加圧コロ１２５で搬送ベルト１２１に押し付けられ、略９０°搬送方向を転換される。
【００４９】
このとき、制御部３０によって高圧電源から帯電ローラ１２６に対して交番する電圧が印加され、搬送ベルト１２１が、交番する帯電電圧パターン、すなわち、周回方向である副走査方向に、プラスとマイナスが所定の幅で帯状に交互に帯電されたものとなる。このプラス、マイナス交互に帯電した搬送ベルト１２１上に用紙１１２が給送されると、用紙１１２内で帯電パターンと反対の電荷の分極が生じ、平行接続されたコンデンサが形成されたこととなる。これにより、用紙１１２が搬送ベルト１２１に静電力で吸着され、搬送ベルト１２１の周回移動によって用紙１１２が副走査方向である方向Ａに搬送される。
【００５０】
用紙１１２がこのように搬送されているとき、移動制御部として機能する制御部３０の制御によって、液滴吐出ヘッド１０をＣ方向に移動させながら、吐出制御手段として機能する制御部３０の制御によって、画像信号に応じて液滴吐出ヘッド１０を駆動する。このとき、吐出制御手段として機能する制御部３０は、液滴吐出ヘッド１０の往動時に、インクの吐出を複数回行う。
【００５１】
具体的には、既に述べた、用紙搬送速度１５０ｍｍ／ｓ、液滴吐出ヘッド１０の揺動の振幅約１４８μｍ、周波数７．１４ｋＨｚであるとの条件の下で画像を形成する。この画像はベタ画像であるとする。そのため、液滴吐出ヘッド１０は、Ｂ方向における印字ピッチすなわちインクの着弾位置の間隔であるドットピッチを約２１μｍとするようインクを吐出し、揺動の往路において吐出するインクを８滴としている。この条件でインクを吐出することで、副走査方向であるＡ方向に移動している用紙１１２にインク滴が吐出されて着弾し、インクの画像による記録が行われる。なお、復路におけるインクの吐出は行わない。
【００５２】
上述のように、形成される画像の密度１２００ｄｐｉに対し、ノズル１１は低密度に設定されているが、液滴吐出ヘッド１０がＣ方向に移動しながらインクを複数回吐出することにより、１２００ｄｐｉの画素密度による画像が得られる。この画像は、液滴吐出ヘッド１０がＣ方向に移動しながらインクを複数回吐出することにより、良好な画質で得られるが、この点については後に詳しく述べる。
記録終了信号又は用紙１１２の後端が記録領域に到達した信号を受けることにより、記録動作を終了して、用紙１１２を排紙トレイ１５４に排紙する。
【００５３】
両面印刷の場合には、表面すなわち最初に印刷する面の記録が終了したときに、搬送ベルト１２１を逆回転させることで、記録済みの用紙１１２を両面給紙ユニット１６１内に送り込む。両面給紙ユニット１６１は、送り込まれた用紙１１２を反転させて裏面が印刷面となる状態にして、カウンタローラ１２２と搬送ベルト１２１との間に給紙する。そして、タイミング制御を行って、前述したと同様に搬送ベルト１２１上に搬送して裏面に記録を行った後、排紙トレイ１５４に排紙する。
【００５４】
ところで、このような画像形成を行う場合に、液滴吐出ヘッド１０、記録ヘッドアレイ１２の揺動方向であるＣ方向が、図４（ａ）に示すように、Ａ方向に直交する方向であるＢ方向に一致する場合を仮定する。ただし、画素密度は１２００ｄｐｉで、その他は上述の条件が用いられるものとする。なお、同図（ａ）に示されているように、あるノズル列を構成しているノズル１１を、同図（ａ）左端から順にノズルＡ、ノズルＢ、ノズルＣ、ノズルＤとする。
【００５５】
この場合、各ノズル１１から吐出されたインクは、同図（ｂ）に示すように、Ａ方向に移動している用紙１１２に、Ａ方向及びＢ方向に対して傾斜した方向、すなわち、Ａ方向の上流側に向かうとともに、Ａ方向に交差する方向に並ぶように着弾する。よって、インクの着弾位置は、同図（ｂ）に示されているように、全体としては、一直線上に並ばず、ジグザグすなわち不連続な斜め線による印字が行われる結果となってしまい、着弾位置の整列性が低くなる。
【００５６】
このような斜め線の起きるメカニズムを、図５を参照しながら説明する。インクはノズルＡから吐出されるものとし、同図において、矢印ＸはノズルＡからのインクの吐出方向を示しており、符号Ｙは液滴吐出ヘッド１０具体的にはノズルＡと用紙１１２との間の距離を示している。
【００５７】
ノズルＡからインクが吐出されるとき、用紙１１２はＡ方向に１５０ｍｍ／ｓに移動しているため、ノズルＡがインクの１滴目を吐出した後、２滴目を吐出するまでの時間が１０μｓだけ開くとき、この時間において、１．５μｍ進む。そのため、Ｂ方向に１ドット移動する度すなわち同じノズル１１からＢ方向において隣り合うように吐出されたインクの着弾のたびに、着弾位置は、Ａ方向において１．５μｍのズレを生ずる。１２００ｄｐｉの画素密度で画像を形成するために同じノズル１１から同じ往路でインクを８回吐出すると、１滴目と８滴目とでは、１．５μｍの間隔が７回形成されるため、１０．５μｍの着弾位置ズレが生じることとなる。
【００５８】
そのため、かりにＢ方向とＣ方向とが一致するとすれば、かかる着弾位置ズレが各ノズル１１において生じる結果として、図４（ａ）に示したように、全体として、不連続な斜め線が印字されてしまう。なお、ノズル１１は、８滴目を吐出した後、Ａ方向上流側への復動により、Ａ方向における、１滴目を吐出した位置に戻る。
【００５９】
インクジェット記録装置１００では、このような斜め線を少なくとも抑制し、望ましくは防止するために、用紙１１２が搬送されているときに、各ノズル１１を、Ａ方向下流側の成分及びＢ方向成分を含むＣ方向に移動させながら、複数回のインクの吐出を行う。これにより、ノズルピッチが、要求される画素密度よりも大きく低コスト化可能な液滴吐出ヘッド１０を用いつつ、要求される画素密度を満たし、さらに図３（ａ）に示すサンプルのように、斜め線を抑制または防止することで高画質化を図った画像形成を行い得る。
【００６０】
Ｃ方向すなわち各ノズル１１の移動方向言い換えると角度θは、Ａ方向への用紙１１２の搬送速度と、各ノズル１１のＣ方向への移動速度とに応じて設定される。Ｃ方向に含まれるＡ方向成分への各ノズル１１の移動速度は、Ａ方向への用紙１１２の搬送速度に応じて設定される。また、各ノズル１１からのインクの吐出タイミング、吐出回数は、Ａ方向への用紙１１２の搬送速度と、各ノズル１１のＣ方向への移動速度とに加え、要求される画素密度とに応じて設定される。
【００６１】
かかる吐出回数、Ｃ方向に含まれるＡ方向成分への各ノズル１１の移動速度、吐出タイミング、Ｃ方向の設定について、図３を参照しながら、Ｃ方向の条件を除いて図４に示した比較例と同じ条件を用いて説明する。
【００６２】
吐出回数は、比較例において既に述べたように、要求される画素密度とノズルピッチとに応じた回数であって、８回となる。
【００６３】
Ｃ方向に含まれるＡ方向成分への各ノズル１１の移動速度は、Ａ方向への用紙１１２の搬送速度に一致するように設定される。すなわち、各ノズル１１がインク滴を吐出して用紙１１２に着弾した後、次のインク滴が用紙１１２に着弾するまでの時間に用紙１１２がＡ方向に１．５μｍ進むのに合わせて、図３（ｂ）に示すように、各ノズル１１もＡ方向にかかる時間で１．５μｍ進ませる。
ただし、ノズル１１の移動速度は、ピエゾアクチュエータ２２の振動特性により、往動、復動の初期では加速するように変化し、往動、復動の終期では減速するように変化するため、一定ではない。そこで、かかる移動速度としては、ノズル１１の往動時の平均速度を用いることとし、これをＡ方向への用紙１１２の搬送速度に一致させる。なお、かかる移動速度としては、かかる平均速度でなく、往動、復動の中期において安定するノズル１１の移動速度を用いてもよい。
【００６４】
吐出タイミングについては、吐出制御手段として機能する制御部３０によって、ノズル１１の速度変動にかかわらずＡ方向におけるインクの着弾位置の間隔が１．５μｍとなるように、ノズル１１の速度変動に応じて制御する。この吐出タイミングは、要求される画素密度を満たす吐出回数をも考慮したものとされる。
【００６５】
Ｃ方向は、角度θが、
ｔａｎθ＝（Ａ方向への用紙１１２の搬送速度／Ｃ方向に含まれるＢ方向成分への各ノズル１１の移動速度）または（ノズル１１が往動する時間で用紙１１２がＡ方向に移動する距離／ノズルピッチ）
を満たすように設定される。このノズル１１が往動する時間は、ピエゾアクチュエータ２２の振動周期に依存する。
【００６６】
このように吐出回数、Ｃ方向に含まれるＡ方向成分への各ノズル１１の移動速度、吐出タイミング、Ｃ方向を設定することで、各ノズル１１から吐出された１滴目から８滴目までのインクの着弾位置が、同図（ｂ）に示すように、Ａ方向において一定位置を保たれる。よって、同図（ａ）に示すように、すべてのノズル１１から吐出されるインクの着弾位置がＡ方向において揃い、一直線上に整列することとなって、Ａ方向におけるドットの整列性が保たれる。すなわち、ピエゾアクチュエータ２２によって、インクの着弾位置がＡ方向に一直線上に整列するように、Ｂ方向に走査される態様で、インクの吐出、印字すなわち画像形成が行われる。
【００６７】
以上本発明の好ましい実施の形態について説明したが、本発明はかかる特定の実施形態に限定されるものではなく、上述の説明で特に限定していない限り、特許請求の範囲に記載された本発明の趣旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
【００６８】
たとえば、本発明を適用する画像形成装置は、プロセス線速、言い換えると被記録媒体の送り速度すなわち搬送速度が可変であっても良い。画像形成装置のプロセス線速が可変である場合には、ヘッド移動機構は、ピエゾ素子の姿勢を変更させる姿勢変更機構を有することが望ましい。プロセス線速に応じてピエゾ素子の姿勢を変更させることで、ピエゾ素子の振動方向言い換えると上述の角度θを変更し、ヘッドを移動する方向を変更すれば、プロセス線速によらず、被記録媒体へのインクの着弾位置の整列性が向上するからである。
【００６９】
本発明を適用する画像形成装置は、上述のタイプの画像形成装置に限らず、他のタイプの画像形成装置であってもよい。すなわち、本発明を適用する画像形成装置は、複写機、ファクシミリの単体、あるいはこれらの複合機、これらに関するモノクロ機等の複合機であってもよい。その他、本発明を適用する画像形成装置は、電気回路形成に用いられる画像形成装置、バイオテクノロジー分野において所定の画像を形成するのに用いられる画像形成装置であっても良い。
ヘッドの数は画像形成装置の用途に応じて増減されるものであり、既に述べたように、複数であっても、１つであってもよい。
【００７０】
本発明の実施の形態に記載された効果は、本発明から生じる最も好適な効果を列挙したに過ぎず、本発明による効果は、本発明の実施の形態に記載されたものに限定されるものではない。
【符号の説明】
【００７１】
１０    ヘッド
１１    ノズル
１１ＢＫ、１１Ｃ、１１Ｍ、１１Ｙ    ノズル列
２０    ヘッド移動装置
２１    ヘッド移動機構
２２    ピエゾ素子
３０    移動制御部
１００    画像形成装置
１１２    被記録媒体
１３０    搬送機構
Ａ    搬送方向
Ｂ    配列方向
Ｃ    搬送方向の下流側に向かうとともに搬送方向に交差する方向
【先行技術文献】
【特許文献】
【００７２】
【特許文献１】特開昭６３−２８１８５５号公報
【特許文献２】特開平９−３１４８４５号公報
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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