(57)【要約】【課題】１パス相当で驚異的なマルチパスを実現する手段を提供し、プリントヘッド固有のインク着弾位置のずれを印字画像上でほとんど目立たないように相殺することにより、高速記録、高画像品位を両立させる。【解決手段】インク滴を吐出するために用いられるエネルギーを発生する複数の吐出エネルギー素子と、前記インク滴を吐出するインク吐出ノズルと、それらを対とする複数のインク吐出機構対を平面内に規則的の配したフェイス面と被記録媒体と平行して向かい合う該フェイス面に直交する中心軸の周りに回転駆動する自転機構を備え、かつ該フェイス面が被記録媒体面に対して水平方向に移動可能で、前記インク吐出ノズルをサイクロイド運動させる手段を備えたインクジェットプリントヘッド。【選択図】　　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
インク滴を吐出するために用いられるエネルギーを発生する複数の吐出エネルギー発生素子と、前記インク滴を吐出するインク吐出ノズルと、それらを対とする引く複数個のインク吐出機構対を平面内に規則的に配したフェイス面と、被記録媒体と平行して向かい合う該フェイス面に直交する中心軸の周りに回転駆動する自転機構を備え、かつ該フェイス面が被記録媒体面に対して水平方向に移動可能で前記インク吐出ノズルをサイクロイド運動させる手段を備えたインクジェットプリントヘッド。
【請求項２】
複数個のインク吐出機構対が回転軸を中心にした単一の円周上に等間隔に配され、インク吐出ノズル列が環状となることを特徴とするフェイス面をもつ請求項１のインクジェットプリントヘッド。
【請求項３】
プリントヘッド１の主走査方向３への移動速度をＶ（ｍｍ／ｓｅｃ）、フェイス面６の自転角速度をω（ｒａｄ／ｓｅｃ）、回転軸１０からインク吐出ノズル列１１までの半径をＲ（ｍｍ）、ノズル間隔をθ（ｒａｄ）、求められる印刷画像解像度をＤ（ｄｐｉ）としたとき、次式が成り立つことを特徴とする請求項１のインクジェットプリントヘッド。
Ｖ・（θ／ω）≦２５，４／Ｄ
【請求項４】
複数個のインク吐出機構対が回転軸を中心にした襟数の同心円周上に等間隔に配され、インク吐出ノズル列が複数の円周の集合帯となることを特徴とするフェイス面をもつ請求項１のインクジェットプリントヘッド。
【請求項５】
複数個のインク吐出機構対が回転軸を中心にした複数の同心円周上に等間隔に配され、同一動径に１つあるいは複数のインク吐出ノズルを配することを特徴とするフェイス面をもつ請求項１のインクジェットプリントヘッド。
【請求項６】
複数個のインク吐出機構対が回転軸を中心にした複数の同心円周上に等間隔に配され、それらが回転軸を中心にした単一の円周上に等間隔に配された環状のインク吐出ノズル列の組合せで構成されることを特徴とするフェイス面をもつ請求項１のインクジェットプリントヘッド。
【請求項７】
複数個のインク吐出機構対が回転軸を中心にした複数の同心円周上に等間隔に配され、それらが複数個のインク吐出機構対が回転軸を中心にした複数の同心円周上に等間隔に配され、それらが回転軸を中心にした単一の円周上に等間隔に配され環状の同一インク吐出ノズル列の少なくとも３つの組合せで構成されることを特徴とするフェイス面をもつ請求項１のインクジェットプリントヘッド。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、被記録媒体に対してインクを吐出し記録画像を得るインクジェットプリントヘッドに関する。
【０００２】
【従来の技術】
インクジェットプリント装置は、近年の記録装置に対する高速記録、高画像品質、低騒音などの要求に答えて発達してきた。しかし、従来のシリアル（マルチパス）プリントと呼ばれる記録方式では、プリントヘッド固有のインク着弾位置のずれを補正するために、一つの画素列に対して複数のインク吐出ノズルを用いて画像を形成しなければならなかった。そのため、プリントヘッドが主走査方向に一回移動（パス）する間に、プリントヘッドに備えたインク吐出ノズルは一部しか使われず、利用効率が悪かった。しかも、高画像品質を得ようとするに従ってパス数が増し、記録速度が落ちる宿命にあった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記請求項に示したように、インク吐出口を被記録媒体に対してサイクロイド運動させる手段を備えた自公転プリントヘッドを用いれば、プリントヘッドが主走査方向に一回移動（パス）する間に、一つの画素列にプリントヘッドの回転数に応じた、従来方式に比べて圧倒的に多くのインク吐出ノズルを用いることができる。従って、プリントヘッド固有のインク着弾位置のずれを印字画像上でほとんど目立たないように相殺することができ、高速記録、高画像品質を両立できる。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明の自公転プリントヘッドは、被記録媒体に対して水平（主走査方向）に移動可能な手段を有し、被記録媒体に垂直な中心軸の周りに回転駆動する自公転機構を備え、この回転軸を中心とした同心円上にインク吐出ノズルを配することにより、各インク吐出ノズルを被記録媒体に対してサイクロイド運動させる手段を備えた構成となっている。
【０００５】
【発明の実施の形態】
上記構成によれば、プリントヘッドの一回の主走査方向への移動中に、一つの画素列に対して、最大、回転軸が中心の同心円上に配したインク吐出ノズル全てを使って記録することができる。そのため、プリントヘッド固有のインク着弾位置のずれを印字画像上でほとんど目立たないように相殺することができ、高速記録、高画像品質を両立できる。
【０００６】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【０００７】
（実施形態１）
図１はインクジェットプリンタ装置の概略図を示す。図１において１はプリントヘッド、２は被記録媒体、３，４はそれぞれプリントヘッドの主走査と回転軸方向、５はプリンタ装置本体、６はプリントヘッドが被記録媒体と向きあい、インク吐出ノズルを備えたフェイス面である。プリントヘッド１は、プリンタ本体５に主走査方向３にしたがって被記録媒体２に対し水平に移動できる構成になっている。また、プリントヘッドのフェイス面６は、被記録媒体２に垂直な方向４にのびた回転軸を中心に回転駆動する自転機構を設けている。
【０００８】
図２のように、自転機構はプリントヘッド１が主走査方向３に駆動するのに連動して、たとえばデフギアのような歯車８を備えてもよいし、自転機構独自の駆動モーター７を備えてもよい。
【０００９】
図３はインク吐出ノズル９が回転軸１０を中心にした同心円上に配され、インク吐出ノズル列１１となっているプリントヘッドのフェイス面の概略図を示す。図３において紙面（被記録媒体面）に向かって手前にインクが吐出される。フェイス面６はプリントヘッド１の主走査方向３への移動に伴って、被記録媒体２に対して水平に移動するのと同時に、前記自転機構７によって回転軸１０を中心に自転する。ここで、あるインク吐出ノズルに注目すると、インク吐出ノズル初期位置と、プリントヘッド主走査方向３への移動速度と、フェイス面白転角速度とによって決まるサイクロイドに沿って、被記録媒体２上を運動する。ただし、後に述べるように、求められる印刷画像解像度やインク吐出周波数などによって、各パラメーターは制限される。
【００１０】
図４、図５は徹少時間に各インク吐出ノズル９が主走査方向３と回転方向１２にそれぞれ移動していく様子を示した概略図である。プリントヘッド１の主走査方向３への移動速度をＶ（ｍｍ／ｓｅｃ）、フェイス面６の自転角速度をω（ｒａｄ／ｓｅｃ）、回転軸１０からインク吐出ノズル列１１までの半径をＲ（ｍｍ）、ノズル間隔をθ（ｒａｄ）、求められる印刷画像解像度をＤ（ｄｐｉ）とし、インク吐出周波数の限界は無視できるとする。このとき、フェイス面６が１ノズル間隔８だけ回転したとき、即ちθ／ω秒後に許されるプリントヘッド１の移動距離Ｖ・（θ／ω）は、求められる印刷画像解像度の１画素分以下でなければならないので、次式が成り立っ。
【００１１】
Ｖ・（θ／ω）≦２５．４／Ｄ　（Ｉ）
図６、図７は式（Ｉ）を満足する範囲内で、各パラメータを設定したときのインク吐出ノズルのサイクロイド運動を計算したものである。回転軸を原点０、プリントヘッドの主走査方向をＸ軸とする直行座標系をとり、初期インク吐出ノズル位置を動径α［ｒａｄ］とした。初期位置からｔ秒間フェイス面が回転した後のインク吐出ノズル位置は、それぞれ次の関数で与えられる。
【００１２】
（Ｘ，Ｙ）＝｛ｆ（ｔ），ｇ（ｔ）｝
ｆ（ｔ）＝Ｖ・ｔ＋Ｒ・ｃｏｓ（ωｔ＋α）
ｇ（ｔ）＝Ｒ・ｓｉｍ（ωｔ＋α）
この系に、例えば次の表に示すような値を与え、初期位置と回転時間をパラメータとして計算すると、インク吐出ノズル（例１）と（例２）ではそれぞれ図６、図７に示すような軌跡をたどる。
【００１３】
【表１】
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【００１４】
これらの軌跡を運動するインク吐出ノズルが、所定の座標に達したときにインク滴を吐出するように制御することで任意の画像を得ることができる。インク滴を吐出するのは、インク吐出ノズルが運動する軌跡のすべての範囲でもよいし、軸跡の一部を運動する時に限つてもよい。
【００１５】
以上のように、本実施形態においては、プリントヘッドの一回の主走査方向への移動中に、一つの画素列に対して、最大、回転軸が中心の同心円上に配したインク吐出ノズル全てを使って記録することができる。そのため、プリントヘッド固有のインク着弾位置のずれを印字画像上でほとんど目立たないように相殺することができ、高速記録、高画像品質を両立できる。
【００１６】
（実施形態２）
図８〜図１０は、基本構成が実施形態１と同様で、さらに高速記録、高画像品質を得ることを目的としたインク吐出ノズル配列の概念図である。
【００１７】
図８は複数個のインク吐出ノズル９が回転軸１０を中心にした複数の同心円（半径Ｒｌ，Ｒ２，Ｒ３）周上に等間隔に配され、インク吐出ノズル列が複数の円周の集合帯１３となることを特徴とするフェイス面の概略図を示す。
【００１８】
図９は複数個のインク吐出ノズル９が回転軸１０を中心にした複数の同心円（半径Ｒｌ，Ｒ２，Ｒ３）周上に等間隔に配され、同一動径に１つあるいは複数のインク吐出ノズルを配するとを特徴とするフェイス面の概略図を示す。
【００１９】
図１０は上記二つの特徴を併せ持つフェイス面の概略図を示す。
【００２０】
いずれのインク吐出ノズル配列も、実施形態１で示した単純な系の組合せで構成される。このインク吐出ノズル配列の組合せは、吐出させるインク種（色あるいは濃度等）に分割してもよい。例えば、Ｃｙａｎ，Ｍａｇｅｎｔａ，Ｙｅｌｌｏｗに色分けされた３つの配列を組合せることで、単一ヘッドでフルカラーの画像印刷を得ることができる。
【００２１】
【発明の効果】
上記実施形態によれば、プリントヘッドの一回の主走査方向への移動中に、一つの画素列に対して、最大、回転軸が中心の同心円上に配したインク吐出ノズル全てを使って記録することができる。その場合、現行の平均的な印刷速度（数ｐｐｍ；Ｐａｇｅ　Ｐｅｒ　ｍｉｎｔｅ）に比べて、印字画像品質を落とさずに数十倍の印字速度で印刷することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】インクジェットプリンタ装置の概略図である。
【図２】プリントヘッドのフェイス面を被記録媒体に垂直な方向にのびた回転軸を中心に回転駆動する自転機構を示した概念図である。
【図３】インク吐出ノズルが回転軸を中心にした同心円上に配され、インク吐出ノズル列となっているプリントヘッドのフェイス面の概略図である。
【図４】微少時間に各インク吐出ノズルが主走査方向と回転方向にそれぞれ移動していく様子を示した概略図である。
【図５】微少時間に各インク吐出ノズルが主走査方向と回転方向にそれぞれ移動していく様子を示した概略図である。
【図６】式（Ｉ）を満足する範囲内で、各パラメータを設定したときのインク吐出ノズルのサイクロイド運動を計算したものである。
【図７】式（Ｉ）を満足する範囲内で、各パラメータを設定したときのインク吐出ノズルのサイクロイド運動を計算したものである。
【図８】基本構成が実施形態１と同様で、さらに高速記録、高画像品質を得ることを目的としたインク吐出ノズル配列の概念図である。
【図９】基本構成が実施形態１と同様で、さらに高速記録、高画像品質を得ることを目的としたインク吐出ノズル配列の概念図である。
【図１０】基本構成が実施形態１と同様で、さらに高速記録、高画像品質を得ることを目的としたインク吐出ノズル配列の概念図である。
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
2004009429.tif 000011
【図９】
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【図１０】
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