(57)【要約】【課題】記録媒体上の未定着な第１の液体に重ねて第２の液滴を着弾させ、記録パターンを記録するインクジェット記録装置において、第２の液滴が着弾する際に有する速度ベクトルの内、記録ヘッド走査方向成分を打ち消すもしくは緩和するように第２の液滴の吐出方向を定めることによって、「はきよせ」現象の発生を防止もしくは抑制することにあり、これによってドットが連続する記録領域においても、記録品位の低下を招くことなく記録することができる。【解決手段】液滴を吐出する記録ヘッドを用い、記録媒体上の未定着な第１の液体に重ねて第２の液滴を着弾させ、記録パターンを記録するインクジェット記録装置において、記録ヘッドを記録媒体に沿って移動させる走査手段と、第２の液滴が着弾する際に第２の液滴が有する速度ベクトルの内の該走査方向成分を打ち消すもしくは緩和する方向に第２の液滴を吐出する液滴吐出手段、とを備えたことを特徴とするインクジェット記録装置。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
液滴を吐出する記録ヘッドを用い、記録媒体上の未定着な第１の液体に重ねて第２の液滴を着弾させ、記録パターンを記録するインクジェット記録装置において、記録ヘッドを記録媒体に沿って移動させる走査手段と、第２の液滴が着弾する際に第２の液滴が有する速度ベクトルの内の該走査方向成分を打ち消すもしくは緩和する方向に第２の液滴を吐出する液滴吐出手段、とを備えたことを特徴とするインクジェット記録装置。
【請求項２】
前記液滴吐出手段は、該走査手段で走査する方向に対して該記録ヘッドが概逆向きに傾斜させて取り付けられていることを特徴とする請求項１記載のインクジェット記録装置。
【請求項３】
前記液滴吐出手段は、該走査手段で走査する方向に対して該記録ヘッド上に配置された液滴を吐出させるノズルの向きが概逆方向となっていることを特徴とする請求項１記載のインクジェット記録装置。
【請求項４】
前記走査手段は双方向に移動可能であり、該走査方向によって該液滴吐出手段の吐出方向を変化させる吐出方向調整手段を有することを特徴とする請求項１〜請求項３いずれか記載のインクジェット記録装置。
【請求項５】
液滴を吐出する記録ヘッドを用い、記録媒体上の未定着な第１の液体に重ねて第２の液滴を着弾させ、記録パターンを記録するインクジェット記録装置において、記録媒体を記録ヘッドに沿って搬送させる搬送手段と第２の液滴が着弾する際に記録媒体が有する速度ベクトルの内の該搬送方向成分を打ち消すもしくは緩和する方向に第２の液滴を吐出する液滴吐出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。
【請求項６】
前記液滴吐出手段は、該搬送手段で搬送する方向に対して該記録ヘッドが概同方向に傾斜させて取り付けられていることを特徴とする請求項５記載のインクジェット記録装置。
【請求項７】
前記液滴吐出手段は、該搬送手段で搬送する方向に対して該記録ヘッド上に配置された液滴を吐出させるノズルの向きが概同方向になっていることを特徴とする請求項５記載のインクジェット記録装置。
【請求項８】
前記搬送手段は双方向に移動可能であり、該搬送方向によって該液滴吐出手段の吐出方向を変化させる吐出方向調整手段を有することを特徴とする請求項５〜請求項７いずれか記載のインクジェット記録装置。
【請求項９】
液滴を吐出する記録ヘッドを用い、記録媒体上の未定着な第１の液体に重ねて第２の液滴を着弾させ、記録パターンを記録するインクジェット記録方法において、記録ヘッドと記録媒体の相対位置を移動させる走査工程と、第２の液滴が着弾する際の記録媒体及び第２の液滴のそれぞれが有する速度ベクトルの差分から該走査方向成分を算出する速度ベクトル演算工程と、第２の液滴の吐出方向は該走査方向成分を打ち消すもしくは緩和する成分を加味して設定される吐出方向設定工程と、記録パターンに従って該吐出方向に第２の液滴を吐出させる液滴吐出工程とを備えたことを特徴とするインクジェット記録方法。
【請求項１０】
前記吐出方向設定工程は、該走査方向が変わるに度に実施することを特徴とする請求項９記載のインクジェット記録方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インクジェット記録方法およびインクジェット記録装置に関し、詳しくはプリント用紙、ＯＨＰ用紙、およびプリント回路基板や液晶用基板、立体回路や半導体ウエハ等の記録媒体上の未定着な第１の液体に重ねて第２の液滴を着弾させ、文字や画像、パターン等を記録するインクジェット記録装置およびインクジェット記録方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
インクジェット記録技術は、記録ヘッドの吐出口から吐出させた微小なインク液滴を記録媒体に十〜数十ミクロンの位置精度で着弾・定着させる技術として広く知られている。高速プリントが可能、カラー化が容易、低ランニングコスト、装置の省スペース化が容易、低騒音、など様々な利点を有しているため、プリンタ用途として端を発したインクジェット技術だが、今日ではプリント回路基板の回路パターン形成、カラーフィルタの画素形成、有機ＥＬ素子の発光層や電子源の電子放出素子の形成、マイクロレンズ製作等、様々な産業分野でも応用されている。インクジェット記録装置で使用されるインクは、吐出特性や浸透性等の記録位置精度に関する特性や、光学反射濃度、発色性、にじみ、対候性等の記録品位に関する特性等を考慮の上、使用目的に応じて選択されている。また記録媒体は、普通紙、インク受容層にコーティングされた専用紙、ＯＨＰ等のプリント用紙の他、透明フィルム、ＣＤ−Ｒ等がコンシューマー向けプリンタによく使用されている。一方、産業用途向けとしては、紙やフィルムなどの他に、金属、プラスチック、ガラス、セラミクス、木材等、様々な物質が用いられている。
【０００３】
一般にインクジェット記録装置を用いてカラーの画像を記録する場合には、例えばイエロー、マゼンタ、シアン、ブラック等の複数種類のインクを、記録パターンの記録すべき色に応じて複数吐出して記録媒体上の同一位置で重なるようにもしくは近傍な位置で密となるように着弾させることで所望する色のドットを形成することが行われている。
【０００４】
また発色性や耐水性、にじみ等を向上させるために、インクを記録媒体に記録する直前あるいは記録した直後に、インクと反応する物質を含む処理液を記録媒体上のインクと同一位置に重ねて着弾させ、記録媒体上で混合、反応後に記録媒体に定着させる装置も実用化されている。
【０００５】
特に記録媒体がインク受容層のコーティングなどしていない一般の普通紙である場合には、処理液付与によって、色にじみのない記録、また紙の繊維によるインクのにじみのない記録が可能となるため効果は大きい。
【０００６】
このようにカラー記録装置におけるインク上にインクを重ねて所望する色のドットを形成する場合や、インクと反応する物質を含む処理液とインクを記録媒体に重ねて着弾させ、記録媒体上で混合、反応後に記録媒体に定着させる記録装置は、高品位な画像を求める上での効果は大きい一方、次のような課題を生み出した。
【０００７】
すなわちいずれの場合でも、記録媒体上に先行して着弾していたインク又は処理液等の液体上に、記録ヘッドを走査しながら後続のインク又は処理液等の液滴を重ねて着弾させるため、液滴の着弾時の衝撃によって液体に波紋が発生してしまった。この結果、液体や液滴、及びその混合液は波紋の影響を受けて定着位置は着弾位置よりずれてしまったり、記録領域端部では波紋の影響で液体や液滴、及びその混合液が領域外に流され、ドットがはみ出してしまうなど、画像品位に悪影響を及ぼすことがあった。このようにインクと処理液、及びその混合液が記録ヘッドの進行方向に押し流されて定着位置がずれてしまったり、画像領域より外側に流されてしまう現象を、ここでは以下、「はきよせ」現象と呼称する。
【０００８】
「はきよせ」現象の発生については詳細な説明は後述するので、ここではまず図２を用いて「はきよせ」現象の影響を説明する。
【０００９】
図２（ａ）はインクジェット記録装置を用いて記録を所望する記録パターンを示す。ここでは、４つの吐出口で７カラム分の記録パターン領域を図示している。記録パターンとしては記録媒体上に処理液を全面のドットに記録する状態（以下、“べた”な状態と呼称する）で着弾させた上で、所望するドットへマゼンタインクを吐出、着弾させるものである。
【００１０】
図２（ｂ）は、記録ヘッドの各ノズル列２ａ〜２ｅについてそれぞれ４個分の吐出口を拡大して図示している。２ａに示すノズル列からはブラック（Ｂｋ）のインクを、２ｂに示すノズル列からはシアン（Ｃ）のインクを、２ｃに示すノズル列からはマゼンタ（Ｍ）のインクを、２ｄに示すノズル列からはイエロー（Ｙ）のインクを、また、２ｅに示すノズル列からはインクと反応する物質を含む処理液（Ｓ）を、それぞれ吐出することができる。
【００１１】
図２（ａ）に示す記録パターンを記録するために、まずは記録ヘッドを走査しながら、処理液ノズル列２ｅから処理液を記録媒体に吐出してべた記録を行う（図２（ｃ））。この後、記録ヘッドを走査させながらしながら図２（ａ）の記録パターンに従って所望するドットへマゼンタノズル列２ｃよりマゼンタインクを記録媒体の未定着な処理液上に重ねて吐出、着弾させる。
【００１２】
その結果ほぼ所望する記録パターンが得られるが、記録領域端部では図２（ｄ）に示すように「はきよせ」現象によってインクと処理液、及びその混合液が、記録ヘッドの進行方向に押し出されて画像領域より外側に押し流されてしまう。
【００１３】
尚、ここで述べている未定着とは、先行して記録媒体上に着弾させた処理液が記録媒体に完全に浸透しきっていない状態、すなわち記録媒体上に処理液が残っている状態を示している。また各ノズル列の距離Ｌ１〜Ｌ４は本来ならもっと離れているものの、説明図を描画する関係上、ここでは接近して描画している。
【００１４】
次に、図３を用いて「はきよせ」現象の発生の様子を説明する。ここではインク中の色剤の凝集または不溶化を目的に、記録媒体に未定着な処理液上に記録ヘッドを走査しながらインクを重ねて着弾させた場合を例に挙げて説明する。
【００１５】
インクと処理液との反応を充分に促すには、記録媒体上に先行して着弾させた処理液（液体）が未定着な状態、すなわち記録媒体内部に完全に浸透してしまう前に、処理液上にインク（液滴）を重ねて着弾させ、インク及び処理液を混合、反応させる必要がある（図３（ａ））。しかしながら未定着な処理液上に液滴であるインクを着弾させると、処理液は液滴着弾による衝撃を受け、その結果波紋が発生してしまう。この波紋による影響は、処理液は勿論のこと、着弾したインク、及び処理液とインクの混合液も受けることになる。
【００１６】
また、インクの吐出は記録媒体に沿って走査しながら記録パターンに従って行われるため、吐出したインクの液滴には記録ヘッドの走査方向に従った速度ベクトルを有することになる。従って着弾時に発生する波紋は、記録ヘッドの走査方向により大きな波紋を生じている（図３（ｂ））。
【００１７】
尚、インクが着弾して処理液とインクが混合した瞬間に、反応は界面より進んでいく（図３（ｃ））。記録パターンにおいて記録すべきドットが連続する場合は、直前の隣のドットが定着する前に次のドットが着弾してしまうことになり、それ自身の着弾による波紋とともに直前のドットの着弾による波紋の影響を受ける。この結果、走査方向に波紋が連続的に発生するため、波紋が重なり合い、増幅して更に大きな波紋を発生させてしまう。
【００１８】
また記録ヘッドの走査に従って、波紋は拡大しながら走査方向に移動していく（図３（ｄ）〜（ｆ））。尚、図３では説明のために、走査方向に隣り合う２ドット分の着弾時に発生する波紋の様子をかなり大げさに描いている。
【００１９】
このように波紋の連鎖発生により波紋が更に大きく成長した結果、インクと処理液、及びその混合液は、着弾位置とは異なるヘッドの進行方向に押し流された位置で定着する。また記録領域端部では、増幅しながら移動してきた波紋による力を受け、インクと処理液、及びその混合液が記録ヘッドの進行方向に押し流されて画像領域より外側に流されてしまう。特に記録ヘッドを高速に走査させるほど、「はきよせ」現象の影響を強く受けることになる。
【００２０】
このような「はきよせ」現象を解決する手段として特許文献１では、インクおよび該インク中の色剤の凝集または不溶化する作用を有する物質を含む処理液を吐出する記録ヘッドを用い、インクおよび処理液を記録媒体に吐出して記録を行うインクジェット記録装置において、記録ヘッドを記録媒体に対して走査させる走査手段と、該走査手段による走査の間に吐出される処理液の吐出範囲を、インクの吐出範囲に対して当該走査方向においてずらす記録制御手段、とを備えたことを特徴としている。
【００２１】
以上の構成によれば、走査方向において処理液の吐出範囲がインクの吐出範囲に対してずらすことができるので、例えば走査方向において上記画像領域より狭い範囲に処理液を吐出すれば、インクと処理液とが連続的に重ねて吐出されることによって生じるインクの流れ出しそのものを防ぐことができる。
【００２２】
図１０にその実施形態を示す。例えばべた記録部の端部における処理液の付与範囲をインクの記録領域よりも少なく記録する記録方法では、画像の後端部は処理液が付与されないため、処理液とインクの重なりによる液滴の波紋が生じず、べた記録部の端部においてはきよせ現象が生じない（図１０（ａ））。
【００２３】
一方、インクの吐出範囲である画像領域の外側に余分に処理液を吐出してそのドットを形成すると、これによりインクが画像領域外へ流れ出ようとするのをブロックすることができる（図１０（ｂ））。
【００２４】
例えば、べた記録部の端部における処理液の付与範囲をインクによる画像領域よりも記録ヘッドの走査方向に少なくとも３ドット以上多く記録するような記録方法においては、処理液とインクとの重なりによる液滴の波紋が生じるが、画像領域の外側に余分に処理液が付与されているために、これにより、処理液の層が形成されその層が堤防のような役割を果たし、インクと処理液の混合物が画像領域外へ流れ出すことを防ぎ、はきよせ現象の発生を防止するものと考えられる。また処理液の付与範囲を、インクによる画像領域よりもヘッドの進行方向において余分に記録するドット数が２ドット以下では、上述したような堤防の効果が少ないためにインクと処理液の混合物の波をブロックする効果は少ないが、「はきよせ」現象を低減することは可能である。
【特許文献１】特開平１０−２７８２４２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２５】
しかしながら先述した従来技術では、べた記録部の端部で生じる「はきよせ」現象を防止もしくは低減することはできるものの、新たな課題が発生してしまう。すなわち、例えばべた記録部の端部における処理液の付与範囲をインクの記録領域よりも少なく記録する記録方法では、べた記録部の端部でインクと処理液とを重ねて記録できない記録領域が存在するため、インクと処理液とを混合させることによってインク中の色剤の凝集または不溶化する作用が部分的に欠落してしまう。また、複数種類のインクを未定着なインク上に連続して着弾させて所望する色ドットを形成するカラー印刷の場合でも、べた端部でインクを重ねて記録できなくなると、べた端部のみ色彩等の記録品位が変わってしまうことになる。このように従来技術では、べた記録部の端部、すなわち記録領域端部の境界部分は他の部分よりその効果が劣ってしまうために記録品位の低下等を招き、はきよせ現象に対する最善の対応方法とは言い難い。
【００２６】
そこで本発明の課題は、液滴を吐出する記録ヘッドを用い、記録媒体上の未定着な第１の液体に重ねて第２の液滴を着弾させ、記録パターンを記録するインクジェット記録装置において、記録すべきドットが連続する記録領域においても記録品位の低下を招くことなく「はきよせ」現象を防止するインクジェット記録装置及びインクジェット記録方法を提供することである。特に産業分野における回路パターンの形成にインクジェット記録装置を用いる場合、「はきよせ」現象の発生は、すなわちパターンずれとなって致命的な欠陥を及ぼしかねないため、「はきよせ」現象を発生させないもしくは最小限に抑えることが求められている。
【課題を解決するための手段】
【００２７】
本発明では、液滴を吐出する記録ヘッドを用い、記録媒体上の未定着な第１の液体に重ねて第２の液滴を着弾させ、記録パターンを記録するインクジェット記録装置において、未定着な第１の液体上に第２の液滴が着弾する際、第２の液滴が有する速度ベクトルにおける記録ヘッド走査方向成分に着目し、該記録ヘッド走査方向成分を打ち消すもしくは緩和するように第２の液滴の吐出方向を定めることを特徴としている。
【００２８】
請求項１記載の発明は、液滴を吐出する記録ヘッドを用い、記録媒体上の未定着な第１の液体に重ねて第２の液滴を着弾させ、記録パターンを記録するインクジェット記録装置において、記録ヘッドを記録媒体に沿って移動させる走査手段と、第２の液滴が着弾する際に第２の液滴が有する速度ベクトルの内の該走査方向成分を打ち消すもしくは緩和する方向に第２の液滴を吐出する液滴吐出手段、とを備えたことを特徴としている。
【００２９】
請求項２記載の発明は、請求項１記載のインクジェット記録装置において、前記液滴吐出手段は、該走査手段で走査する方向に対して該記録ヘッドが概逆向きに傾斜させて取り付けられていることを特徴としている。
【００３０】
請求項３記載の発明は、請求項１記載のインクジェット記録装置において、前記液滴吐出手段は、該走査手段で走査する方向に対して該記録ヘッド上に配置された液滴を吐出させるノズルの向きが概逆方向となっていることを特徴としている。
【００３１】
請求項４記載の発明は、請求項１〜請求項３いずれか記載のインクジェット記録装置において、前記走査手段は双方向に移動可能であり、該走査方向によって該液滴吐出手段の吐出方向を変化させる吐出方向調整手段を有することを特徴としている。
【００３２】
請求項５記載の発明は、液滴を吐出する記録ヘッドを用い、記録媒体上の未定着な第１の液体に重ねて第２の液滴を着弾させ、記録パターンを記録するインクジェット記録装置において、記録媒体を記録ヘッドに沿って搬送させる搬送手段と第２の液滴が着弾する際に記録媒体が有する速度ベクトルの内の該搬送方向成分を打ち消すもしくは緩和する方向に第２の液滴を吐出する液滴吐出手段とを備えたことを特徴としている。
【００３３】
請求項６記載の発明は、請求項５記載のインクジェット記録装置において、前記液滴吐出手段は、該搬送手段で搬送する方向に対して該記録ヘッドが概同方向に傾斜させて取り付けられていることを特徴としている。
【００３４】
請求項７記載の発明は、請求項５記載のインクジェット記録装置において、前記液滴吐出手段は、該搬送手段で搬送する方向に対して該記録ヘッド上に配置された液滴を吐出させるノズルの向きが概同方向になっていることを特徴としている。
【００３５】
請求項８記載の発明は、請求項５〜請求項７いずれか記載のインクジェット記録装置において、前記搬送手段は双方向に移動可能であり、該搬送方向によって該液滴吐出手段の吐出方向を変化させる吐出方向調整手段を有することを特徴としている。
【００３６】
請求項９記載の発明は、液滴を吐出する記録ヘッドを用い、記録媒体上の未定着な第１の液体に重ねて第２の液滴を着弾させ、記録パターンを記録するインクジェット記録方法において、記録ヘッドと記録媒体の相対位置を移動させる走査工程と、第２の液滴が着弾する際の記録媒体及び第２の液滴のそれぞれが有する速度ベクトルの差分から該走査方向成分を算出する速度ベクトル演算工程と、第２の液滴の吐出方向は該走査方向成分を打ち消すもしくは緩和する成分を加味して設定される吐出方向設定工程と、記録パターンに従って該吐出方向に第２の液滴を吐出させる液滴吐出工程とを備えたことを特徴とするインクジェット記録方法。
【００３７】
請求項１０記載の発明は、請求項９記載のインクジェット記録装置において、前記吐出方向設定工程は、該走査方向が変わるに度に実施することを特徴としている。
【００３８】
以上の構成によれば、第２の液滴が未定着な第１の液体上に着弾する際に有する速度ベクトルは、第２の液滴の吐出方向に従って変化させることができる。すなわち第２の液滴の吐出方向をコントロールすることで、記録ヘッドを走査させながら吐出された第２の液滴が着弾時に有する速度ベクトルの内、記録ヘッド走査方向成分、すなわち記録ヘッドの走査によって第２の液滴に発生した速度ベクトル成分を打ち消すもしくは緩和することができる。この結果、第２の液滴が着弾する際の衝撃によって発生する波紋に着目すると、吐出方向を調整することで従来のように走査方向により大きな波紋を生じさせないようにすることができる。これにより、波紋の連鎖発生による影響、すなわち波紋が重なり合い増幅して、より大きな波紋に成長してしまう現象を抑制することが可能となり、「はきよせ」現象の影響を防止するもしくは最小限に抑えることができる。
【発明の効果】
【００３９】
本発明によれば、液滴を吐出する記録ヘッドを用い、記録媒体上の未定着な第１の液体に重ねて第２の液滴を着弾させ、記録パターンを記録するインクジェット記録装置において、未定着な第１の液体上に第２の液滴が着弾する際、第２の液滴が有する速度ベクトルにおける記録ヘッド走査方向成分に着目し、該記録ヘッド走査方向成分を打ち消すもしくは緩和するように第２の液滴の吐出方向を定めるようにした。
【００４０】
この結果、「はきよせ」現象の影響を防止する、または最小限に抑制することができ、記録品位の向上が図れる。また回路パターン形成等、厳しい位置精度が要求されるインクジェット記録において、「はきよせ」現象に伴う致命的な欠陥を回避することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４１】
本発明の特徴を示すインクジェット記録装置の実施形態を、以下に詳細に説明していく。
【実施例】
【００４２】
図４は、本発明のインクジェット記録装置の一実施形態におけるプリントヘッド部分構成を示した図である。図４において、１はヘッドカートリッジであり、記録ヘッド２、及びインクタンク３ａ〜３ｅを搭載している。
【００４３】
記録ヘッドは図５に示すように複数の吐出口から成るノズル列２ａ〜２ｅで構成されており、２ａに示すノズル列からはブラック（Ｂｋ）のインクを、２ｂに示すノズル列からはシアン（Ｃ）のインクを、２ｃに示すノズル列からはマゼンタ（Ｍ）のインクを、２ｄに示すノズル列からはイエロー（Ｙ）のインクを、また、２ｅに示すノズル列からはインクと反応する物質を含む処理液（Ｓ）を、それぞれ吐出することができる。尚、本実施形態における処理液は、インクと反応することでインク中の色剤の凝集または不溶化を目的として用いている。
【００４４】
４はキャリッジであり、着脱可能な状態でヘッドカートリッジ１を搭載しているとともに、２本のガイド軸６ａ及び６ｂで案内されている。このためにキャリッジ４はプリンタ本体に設置されているプーリ間に張られたベルトや駆動源（非図示）を用いて、記録ヘッド走査方向（主走査方向）に移動することができる。尚、インクタンク３ａ〜３ｄには、ブラックインク、シアンインク、マゼンタインク、イエローインクがそれぞれ充填されており、またインクタンク３ｅには、処理液が充填されている。各々のインクタンク３ａ〜３ｅはヘッドカートリッジ１上に着脱可能な状態で搭載されている。
【００４５】
５は記録媒体であり、７は記録媒体を記録媒体搬送方向（副走査方向）に搬送するための搬送ローラである。以上のような構成を設けることによって、記録ヘッド２を記録媒体５に沿ってヘッド走査方向に移動させながら、ヘッドノズル列２ａ〜２ｅの各吐出口からインクあるいは処理液を吐出して記録を行うヘッド走査と、記録媒体搬送方向への記録媒体の搬送とを交互に実行することによって、記録媒体の全面に渡って、インク及び処理液の記録を行うことができる。
【００４６】
８はゴム等の弾性材料で形成した吸引キャップであり、キャリッジ４がホームポジション領域に移動してきたときに、キャリッジ４上に搭載された記録ヘッド部２のフェイス面に対向させ、かつ記録ヘッド２に対し着脱可能なように支持されている。吸引キャップ８は、非記録時の記録ヘッド２の保護や、吐出口及びそれに連通して設けられている液路に固着したインクあるいは処理液、気泡を除去するため、吸引ポンプ（非図示）による強制的な吸引回復処理を担っている。
【００４７】
本実施形態では、処理液はインク中の色材の凝集または不溶化を目的として用いているため、処理液とインクを混合させると直ちに固着して除去が困難となる。そこでインク及び処理液の各々に別々の吸引キャップ８ａ〜８ｅを設けている。尚、吸引キャップ８ａ〜８ｄは、それぞれブラック吸引キャップ、シアン吸引キャップ、マゼンタ吸引キャップ、イエロー吸引キャップであり、また吸引キャップ８ｅは、処理液吸引キャップとなる。
【００４８】
９はインクの予備吐出処理による吐出回復動作のためのインク受けである。ここで述べる予備吐出処理とは、インク受け９に向けて各記録ヘッド２ａ〜２ｅの各吐出口からインクもしくは処理液を吐出させることによって、インクや処理液内に存在する気泡や塵埃、また増粘してインク吐出特性が変化してしまうことにより記録に適さなくなったインク等を強制的に排出させる処理を示している。またここでは図示していないが、記録ヘッド２のフェイス面をクリーニングするクリーニングブレードも設けられている。
【００４９】
尚、本実施形態では、以上のようなヘッド等の構成としたが、本発明の適用は、このようなキャリッジや記録ヘッド等の構成に限られるものでなく、例えば２つ以上のヘッドカートリッジを搭載できるキャリッジでも良いし、インク１色につき１列の吐出口列を持ったヘッドカートリッジでも良い。また、複数のノズル列を持ったヘッドカートリッジであっても良い。
【００５０】
本発明の第１の実施形態における、「はきよせ」現象を防止するためのインク液滴吐出方法を以下に説明する。ここではインク中の色剤の凝集または不溶化を目的に、記録媒体に未定着な処理液上に記録ヘッドを走査しながらマゼンタインクを重ねて着弾させた場合を例に挙げて説明する。
【００５１】
まずは、「はきよせ」現象の対策を施していない一般的なインクジェット記録装置を用いて、マゼンタインクを吐出したときのインク液滴が有する速度ベクトルの様子を図６（ａ）に示す。また図６（ｂ）には、図６（ａ）におけるマゼンタインクノズル列についてのみを拡大した図を示す。
【００５２】
インクカートリッジ１に搭載されている記録ヘッド２は、キャリッジ４を移動させることで、記録媒体５に沿って走査させることができる。キャリッジ４が速度ベクトルＶ１で移動中に記録ヘッド２のマゼンタインクノズル列２ｃから記録媒体に向かって吐出速度ベクトルＶ２でマゼンタインクを吐出させると、マゼンタインク液滴は速度ベクトルＶを有して飛翔する。この時の速度ベクトルＶは、記録ヘッド走査速度ベクトルであるキャリッジ４の移動速度ベクトルＶ１、及び吐出速度ベクトルＶ２との合成となる。速度ベクトルＶで飛翔したマゼンタインクは空気抵抗などの抗力を受け、記録媒体上の未定着な処理液上に着弾する際には、速度ベクトルＶ’に変化している。この時の速度ベクトルＶ’は、記録ヘッド走査方向成分の速度ベクトルＶ１’と、記録媒体５に向かう成分の速度ベクトルＶ２’とに分離して考えることができる。
【００５３】
一方、記録ヘッド２を走査しながら記録媒体５に未定着な処理液上に重ねてマゼンタインクを着弾させると、着弾時の衝撃によって波紋が発生する。着弾時に発生する波紋は速度ベクトルＶ１’の影響を受け、記録ヘッドの走査方向により大きな波紋を生じている。記録パターンにおいて記録すべきドットが連続する場合は、走査方向に波紋が連続的に発生するために、波紋が重なり合い、増幅して更に大きな波紋を発生させてしまう。また記録ヘッド２の走査に従って、波紋は拡大しながら走査方向に移動していく。この結果、インクと処理液、及びその混合液は、着弾位置とは異なるヘッドの進行方向に押し流された位置で定着してしまったり、また記録領域端部では、画像領域外に押し流されてしまう（「はきよせ」現象による影響）。尚、マゼンタインク液滴が有する速度ベクトルＶ１’は、記録ヘッド２の移動速度ベクトルＶ１とマゼンタインクの液滴径Ｒ、飛翔距離Ｌ及びマゼンタインク比重等が影響を及ぼすパラメータであり、これらのパラメータの設定次第で、「はきよせ」現象による影響が発生してしまう。
【００５４】
次に、「はきよせ」現象の対策を施したインクジェット記録装置を用いて、マゼンタインクを吐出したときのインク液滴が有する速度ベクトルの様子を図１（ａ）に示す。また図１（ｂ）には、図１（ａ）におけるマゼンタインクノズル列についてのみを拡大した図を示す。図６（ａ）及び図６（ｂ）と大きく異なる点は、記録ヘッド上の各ヘッドノズル列２ａ〜２ｅには、記録ヘッド走査方向に対して逆向きに傾斜させたノズル内流路が形成されていることである。先述したように「はきよせ」現象は、走査中の記録ヘッドよりインク液滴が吐出すると、インク液滴が記録ヘッド走査方向に速度ベクトルを有することが原因である。そこで本実施形態は、走査中の記録ヘッドよりインク液滴を吐出しても、飛翔中のインク液滴は記録ヘッド走査方向に速度ベクトルを持たないように、記録ヘッド走査方向に対して逆向きに傾斜させたノズル内流路を形成している。
【００５５】
図１（ａ）に示すインクジェット記録装置を用いて、キャリッジ４が速度ベクトルＶ１で移動中に記録ヘッド２のマゼンタインクノズル列２ｃから記録媒体に向かってインク液滴を吐出する際の速度ベクトルをＶ２とすると、飛翔するマゼンタインクが有する速度ベクトルは以下のようになる。
【００５６】
すなわち速度ベクトルＶ２を、記録ヘッド走査方向成分の速度ベクトルＶ３と、記録媒体５に向かう成分の速度ベクトルＶとに分離して考え、速度ベクトルＶ３が速度ベクトルＶ１を打ち消す速度ベクトルとすることができれば、飛翔中のマゼンタインク液滴が有する速度ベクトルはＶとなる。飛翔中のマゼンタインクが記録ヘッド走査方向に速度ベクトルを持たないようにするためには、速度ベクトルＶ１と速度ベクトルＶ３が互いに打ち消し合うようにノズル内流路を傾斜させておけばよい。尚、速度ベクトルＶで飛翔したマゼンタインクは空気抵抗などの抗力を受け、記録媒体上の未定着な処理液上に着弾する際には、速度ベクトルＶ’に変化している。しかしこの時の速度ベクトルＶ’にも、記録ヘッド走査方向成分は存在しない（図６（ｂ））。
【００５７】
このため処理液上に重ねてマゼンタインク液滴が着弾する際に発生する波紋は、特に記録ヘッドの走査方向により大きな波紋を生じることが無くなる。これによって記録すべきドットが連続している場合においても、マゼンタインク液滴の着弾時の衝撃によって発生する波紋は、拡大しながら走査方向に移動していくことはない。
【００５８】
この結果、着弾したマゼンタインクの着弾位置が走査方向に大きくずれてしまう、また記録領域端部では記録領域外にインクと処理液、及びその混合液が流れてしまう、いわゆる「はきよせ」現象は、その影響を防止できるまたは最小限に抑制できることが可能である。これによって記録すべきドットが連続する領域においても、「はきよせ」現象による影響を受けることなく、記録品位の向上が図れる。尚、速度ベクトルＶ１と速度ベクトルＶ３は必ずしも完全に打ち消し合わなくても良く、速度ベクトルＶ１が軽減するように速度ベクトルＶ３を設定されれば「はきよせ」現象の影響を軽減できるために効果がある。
【００５９】
尚、本実施形態では、以上の様なヘッド等の構成としたが、本発明の適用はノズル内流路を傾斜させて取り付けた構成に限られるものでない。
【００６０】
図７に本発明の第２の実施形態における「はきよせ」現象を防止するためのインク液滴吐出方法を示す。同図が図１（ａ）と異なる点は、記録ヘッド上の各ヘッドノズル列２ａ〜２ｅのノズル内流路を傾斜させるのではなく、記録ヘッドの取り付けを傾斜させたものである。このような記録ヘッド構成でも「はきよせ」現象の影響を防止あるいは抑制する効果が期待できる。
【００６１】
本発明の第３の実施形態における「はきよせ」現象を防止するためのインク液滴吐出方法を図８に示して、説明する。同図が、第１の実施形態を示す図１（ａ）と大きく異なる点は、キャリッジ４上に回転機構１０が搭載され、インクカートリッジ１を回転させることによって記録ヘッド２の各ヘッドノズル列より吐出されるインク液滴の吐出方向を変更することができる点である。
【００６２】
本実施形態を用いれば、記録ヘッドを双方向（往復）走査させながらインク液滴を吐出させても、飛翔中のインク液滴が記録ヘッド走査方向に速度ベクトルを持たないように、回転機構１０を用いて各ヘッドノズル列より吐出されるインク液滴の吐出方向を変更することができる。このような記録ヘッド構成でも「はきよせ」現象の影響を防止あるいは抑制する効果が期待できるとともに、記録スピードの向上も図れる。
【００６３】
本発明の第４の実施形態における「はきよせ」現象を防止するためのインク液滴吐出方法を図９に示して、説明する。同図が、第１の実施形態を示す図１（ａ）と大きく異なる点は、キャリッジ４は固定されており、記録媒体５は搬送ローラ７によって記録ヘッド２の各ヘッドノズル列２ａ〜２ｅに対して直角に間隔をほぼ一定に保ったまま搬送される点、及びキヤリッジ上に回転機構１０が搭載され、インクカートリッジ１を回転させることによって記録ヘッド２の各ヘッドノズル列２ａ〜２ｅより吐出されるインク液滴の吐出方向を変更することができる点である。マゼンタインクを吐出したときのインク液滴が有する速度ベクトルの様子を図９（ａ）に示す。また図９（ｂ）には、図９（ａ）におけるマゼンタインクノズル列についてのみを拡大した図を示す。
【００６４】
キャリッジ４上の回転機構１０を利用して、記録媒体５の搬送方向に向けて傾けた記録ヘッド２のマゼンタインクノズル列２ｃから、記録媒体５に向かって速度ベクトルＶを有するマゼンタインクを吐出させる。飛翔中のマゼンタインクは空気抵抗などの抗力を受け、記録媒体上の未定着な処理液上に着弾する際には、速度ベクトルＶ’に変化している。速度ベクトルＶ’を記録媒体搬送方向成分の速度ベクトルＶ３と、記録媒体５に向かう成分の速度ベクトルＶ４とに分離して考える。今、記録媒体５は搬送ローラ７によって速度ベクトルＶ１を有して搬送されている。
【００６５】
したがって、記録媒体に未定着な処理液上に重ねて着弾したマゼンタインク液滴は、速度ベクトルＶ１の影響を受ける。しかし、マゼンタインク液滴が着弾時に有する速度ベクトルＶ３と速度ベクトルＶ１とが同一の速度ベクトルとすることができれば、着弾する際にマゼンタインク液滴と記録媒体５間に記録媒体搬送方向に対する速度ベクトルが発生しない。したがって着弾時のマゼンタインクが記録媒体搬送方向に速度ベクトルを持たないようにするためには、速度ベクトルＶ１と速度ベクトルＶ３とが一致するように記録媒体５の搬送方向に向けて記録ヘッド２を傾けて取り付けておけばよい。これによって処理液上に重ねてマゼンタインク液滴が着弾する際に発生する波紋は、特に記録媒体の搬送方向により大きな波紋を生じることが無くなる。
【００６６】
したがって記録すべきドットが連続している場合においても、マゼンタインク液滴の着弾時の衝撃によって発生する波紋は、拡大しながら走査方向に移動していくことはない。この結果、着弾したマゼンタインクの着弾位置が走査方向に大きくずれてしまう、また記録領域端部では記録領域外にインクと処理液、及びその混合液が流れてしまう、いわゆる「はきよせ」現象は、その影響を防止できるまたは最小限に抑制できることが可能である。
【００６７】
したがって記録すべきドットが連続する領域においても、「はきよせ」現象による影響を受けることなく、記録品位の向上が図れる。尚、速度ベクトルＶ１と速度ベクトルＶ３は必ずしも完全に打ち消し合わなくても良く、速度ベクトルＶ１が軽減するように速度ベクトルＶ３を設定されれば「はきよせ」現象の影響の軽減できるために効果がある。
【００６８】
本実施形態を用いれば、記録ヘッド２との距離を一定に保ちつつ、記録媒体５を双方向（往復）に搬送させながらインク液滴を吐出させても、回転機構１０を用いて各ヘッドノズル列２ａ〜２ｅより吐出されるインク液滴の吐出方向を変更することによって、着弾時にインク液滴が記録媒体搬送方向に速度ベクトルを持たないようにすることができる。したがってこのような記録ヘッド構成でも「はきよせ」現象の影響を防止あるいは抑制する効果が期待できる。
【００６９】
これまでに説明してきた本発明の第１〜第４の実施形態におけるインクジェット記録装置及びインクジェット記録方法は、コンシューマー向けのプリンタを例に挙げて説明してきたが、本発明はプリンタ用途に限定されるものではない。プリント回路基板の回路パターン形成、カラーフィルタの画素形成、有機ＥＬ素子の発光層や電子源の電子放出素子の形成、マイクロレンズ製作等の様々な産業分野で使用されているインクジェット記録技術において、記録媒体の未定着な液体上に液滴を着弾させることによって液体や液滴、及びその混合物が着弾位置からずれた位置で定着したり、記録領域端部では記録領域外へ押し流される等の、いわゆる「はきよせ」現象を生じる場合は、本発明を採用することが効果的である。
【００７０】
以上のように本発明では、記録すべきドットが連続するために、連続吐出が必要となる記録パターン（べた画像または太字のキャラクタ等）の記録を行う場合、飛翔するインク液滴が着弾する際に有する速度ベクトルにおける記録ヘッド走査方向成分に着目し、該記録ヘッド走査方向成分を打ち消すもしくは緩和するようにインク液滴の吐出方向を設定している。そのためインク液滴が着弾する際に発生する波紋は、拡大しながら走査方向に移動していくことはない。
【００７１】
この結果、着弾したマゼンタインクの着弾位置が走査方向に大きくずれてしまう、また記録領域端部では記録領域外にインクと処理液、及びその混合液が流れてしまう、いわゆる「はきよせ」現象は、その影響を防止できる、または最小限に抑制できる。これによって記録品位の向上が図れる。
【００７２】
尚、本発明は、特にインクジェット記録方式の中でも、インク吐出を行わせるために利用されるエネルギーとして熱エネルギーを発生する手段（例えば電気熱変換体やレーザ光等）を備え、前記熱エネルギーによりインクの状態変化を生起させる方式の記録ヘッド、記録装置において優れた効果をもたらすものである。かかる方式によれば記録の高密度化，高精細化が達成できるからである。
【００７３】
その代表的な構成や原理については、例えば、米国特許第４７２３１２９号明細書，同第４７４０７９６号明細書に開示されている基本的な原理を用いて行うものが好ましい。この方式は所謂オンデマンド型，コンティニュアス型のいずれにも適用可能であるが、特に、オンデマンド型の場合には、液体（インク）が保持されているシートや液路に対応して配置されている電気熱変換体に、記録情報に対応していて核沸騰を越える急速な温度上昇を与える少なくとも１つの駆動信号を印加することによって、電気熱変換体に熱エネルギを発生せしめ、記録ヘッドの熱作用面に膜沸騰を生じさせて、結果的にこの駆動信号に一対一で対応した液体（インク）内の気泡を形成できるので有効である。
【００７４】
この気泡の成長，収縮により吐出用開口を介して液体（インク）を吐出させて、少なくとも１つの滴を形成する。この駆動信号をパルス形状とすると、即時適切に気泡の成長収縮が行われるので、特に応答性に優れた液体（インク）の吐出が達成でき、より好ましい。このパルス形状の駆動信号としては、米国特許第４４６３３５９号明細書，同第４３４５２６２号明細書に記載されているようなものが適している。なお、上記熱作用面の温度上昇率に関する発明の米国特許第４３１３１２４号明細書に記載されている条件を採用すると、さらに優れた記録を行うことができる。
【００７５】
記録ヘッドの構成としては、先述した各明細書に開示されているような吐出口，液路，電気熱変換体の組合せ構成（直線状液流路または直角液流路）の他に熱作用部が屈曲する領域に配置されている構成を開示する米国特許第４５５８３３３号明細書，米国特許第４４５９６００号明細書を用いた構成も本発明に含まれるものである。加えて、複数の電気熱変換体に対して、共通するスリットを電気熱変換体の吐出部とする構成を開示する特開昭５９−１２３６７０号公報や熱エネルギの圧力波を吸収する開孔を吐出部に対応させる構成を開示する特開昭５９−１３８４６１号公報に基いた構成としても本発明の効果は有効である。すなわち、記録ヘッドの形態がどのようなものであっても、本発明によれば記録を確実に効率よく行うことができるようになるからである。
【００７６】
さらに、記録装置が記録できる記録媒体の最大幅に対応した長さを有するフルラインタイプの記録ヘッドに対しても本発明は有効に適用できる。そのような記録ヘッドとしては、複数記録ヘッドの組合せによってその長さを満たす構成や、一体的に形成された１個の記録ヘッドとしての構成のいずれでもよい。加えて、上例のようなシリアルタイプのものでも、装置本体に固定された記録ヘッド、あるいは装置本体に装着されることで装置本体との電気的な接続や装置本体からのインクの供給が可能になる交換自在のチップタイプの記録ヘッド、あるいは記録ヘッド自体に一体的にインクタンクが設けられたカートリッジタイプの記録ヘッドを用いた場合にも本発明は有効である。
【００７７】
また、本発明の記録装置の構成として、記録ヘッドの吐出回復手段、予備的な補助手段等を付加することは本発明の効果を一層安定できるので、好ましいものである。これらを具体的に挙げれば、記録ヘッドに対してのキャッピング手段、クリーニング手段、加圧或は吸引手段、電気熱変換体或はこれとは別の加熱素子或はこれらの組み合わせを用いて加熱を行う予備加熱手段、記録とは別の吐出を行なう予備吐出手段を挙げることができる。
【００７８】
また、搭載される記録ヘッドの種類ないし個数についても、例えば単色のインクに対応して１個のみが設けられたものの他、記録色や濃度を異にする複数のインクに対応して複数個数設けられるものであってもよい。
【００７９】
すなわち、例えば記録装置の記録モードとしては黒色等の主流色のみの記録モードだけではなく、記録ヘッドを一体的に構成するか複数個の組合せによるかいずれでもよいが、異なる色の複色カラー、または混色によるフルカラーの各記録モードの少なくとも一つを備えた装置にも本発明は極めて有効である。
【００８０】
さらに加えて、本発明インクジェット記録装置の形態としては、コンピュータ等の情報処理機器の画像出力端末として用いられるものの他、リーダ等と組合せた複写装置、さらには送受信機能を有するファクシミリ装置の形態を採るもの等であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００８１】
【図１】本発明の第１の実施形態における、「はきよせ」現象を防止するためのインク液滴吐出方法を説明する図で、（ａ）はインク液滴が有する速度ベクトルの様子を示した図、（ｂ）は（ａ）におけるマゼンタインクノズル列についてのみを拡大した図である。
【図２】「はきよせ」現象の影響を示した図で、（ａ）は記録すべき記録パターンを示した図、（ｂ）は記録ヘッドの各ノズル列を拡大して示した図、ｃはべた記録した処理液の様子を示した図、ｄは「はきよせ」現象によってインクと処理液、及びその混合液が、記録ヘッドの進行方向に押し流されて画像領域より外側に流されてしまう様子を示した図である。
【図３】「はきよせ」現象の発生を示す図である。
【図４】プリントヘッド部分構成を示した図である。
【図５】記録ヘッドの各ノズル列の構成を示した図である。
【図６】「はきよせ」現象の対策を施していない一般的なインクジェット記録装置におけるインク液滴が有する速度ベクトルの様子を示した図で、（ａ）はインク液滴が有する速度ベクトルの様子を示した図、（ｂ）は図６（ａ）におけるマゼンタインクノズル列についてのみを拡大した図である。
【図７】本発明の第２の実施形態における、「はきよせ」現象を防止するための吐出パターンの生成方法を説明する図である。
【図８】本発明の第３の実施形態における、「はきよせ」現象を防止するための吐出パターンの生成方法を説明する図である。
【図９】本発明の第４の実施形態における、「はきよせ」現象を防止するためのインク液滴吐出方法を説明する図で、（ａ）はインク液滴が有する速度ベクトルの様子を示した図、（ｂ）は図９（ａ）におけるマゼンタインクノズル列についてのみを拡大した図である。
【図１０】従来技術の実施形態を示した図で、（ａ）は従来技術の第１の実施形態を示した図、（ｂ）は従来技術の第２の実施形態を示した図である。
【符号の説明】
【００８２】
１    ヘッドカートリッジ
２    記録ヘッド
２ａ  ブラックノズル列
２ｂ  シアンノズル列
２ｃ  マゼンタノズル列
２ｄ  イエローノズル列
２ｅ  処理液ノズル列
３    インクタンク
３ａ  ブラックタンク
３ｂ  シアンタンク
３ｃ  マゼンタタンク
３ｄ  イエロータンク
３ｅ  処理液タンク
４    キャリッジ
５    記録媒体
６    ガイド軸（６ａ及び６ｂ）
７    搬送ローラ
８    吸引キャップ
８ａ  ブラック吸引キャップ
８ｂ  シアン吸引キャップ
８ｃ  マゼンタ吸引キャップ
８ｄ  イエロー吸引キャップ
８ｅ  処理液吸引キャップ
９    インク受け
１０  回転機構
【図４】
2007038568.tif 000003
【図５】
2007038568.tif 000004
【図１０】
2007038568.tif 000005
【図１】
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【図２】
2007038568.tif 000007
【図３】
2007038568.tif 000008
【図６】
2007038568.tif 000009
【図７】
2007038568.tif 000010
【図８】
2007038568.tif 000011
【図９】
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