(57)【要約】【課題】付加的な部材を用いることなく、また、吐出口の位置によって吐出速度を異ならせることなく、液体吐出ヘッドの記録動作に伴って生じる気流が液体吐出に及ぼす影響を低減することが可能な液体吐出ヘッドを提供する。【解決手段】吐出口列５、８間の距離を１２７０μｍとする。この吐出口列間の距離では、前方吐出口列５の主滴及び第１サテライトのずれ量ｙ方向成分は、先頭側の吐出口列５では着弾ずれが大きいが、後方側の吐出口列８では着弾ずれが顕著に小さくなる。このように、後方側の吐出口列８での着弾ずれ量ｙ方向成分が小さくなることによって、記録画像全体としては品位が改善される。【選択図】図１５
2016150523.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
それぞれ複数の吐出口を配列した、複数の吐出口列を配列した液体吐出ヘッドであって、当該液体吐出ヘッドと記録媒体との相対速度がＶCR（ｍ／ｓ）で、当該液体吐出ヘッドの吐出口面と前記記録媒体との距離をＤ（ｍ）である、液体吐出装置で用いられる液体吐出ヘッドにおいて、
前記複数の吐出口列のうち、少なくとも一組の隣接する吐出口列の間の距離Ｌ（ｍ）が、下記式１
４．１７×１０-4×ＶＣＲ＋３．５３×１０-1×Ｄ＋１．５２×１０-4≦Ｌ≦２．１７×１０-3×ＶＣＲ−４．９４×１０-1×Ｄ＋１．２９×１０-3    式１
で示される範囲にあることを特徴とする液体吐出ヘッド。
【請求項２】
前記複数の吐出口列のうち、前記少なくとも一組の隣接する吐出口列以外の隣接する一組の吐出口列の間の距離は、３００μｍ以下であることを特徴とする請求項１に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項３】
前記少なくとも一組の隣接する吐出口列は、前記複数の吐出口列の配置のうち端部の吐出口列を含むことを特徴とする請求項１または２に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項４】
前記相対速度が２５ｉｎｃｈ／ｓｅｃで、前記吐出口面と前記記録媒体との間の距離が１．２ｍｍから２．５ｍｍの範囲であり、前記吐出口列の配列密度は６００ｄｐｉで、かつ前記吐出口の吐出量は５ｐｌで、前記吐出口からの平均吐出周波数が７．５ｋＨｚまたは１．８７５ｋＨｚの画像を記録するときに、前記距離Ｌは式１を満たすことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項５】
前記少なくとも一組の隣接する吐出口列は、同じ種類の液体を吐出することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項６】
前記少なくとも一組の隣接する吐出口列は、異なる液体の種類ごとに設けられることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項７】
前記複数の吐出口列において、当該吐出口列の端部に位置する吐出口列から吐出する液体の種類を、最も明度の高い色の液体とすることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項８】
それぞれ複数の吐出口を配列した、複数の吐出口列を配列した液体吐出ヘッドであって、当該液体吐出ヘッドと記録媒体との相対走査速度がＶCR（ｍ／ｓ）で、当該液体吐出ヘッドの吐出口面と前記記録媒体との距離をＤ（ｍ）である、液体吐出装置で用いられる液体吐出ヘッドを用いて液体を吐出する液体吐出装置であって、
前記複数の吐出口列のうち、少なくとも一組の隣接する吐出口列の間の距離Ｌ（ｍ）が、下記式１
４．１７×１０-4×ＶＣＲ＋３．５３×１０-1×Ｄ＋１．５２×１０-4≦Ｌ≦２．１７×１０-3×ＶＣＲ−４．９４×１０-1×Ｄ＋１．２９×１０-3    式１
で示される範囲にあることを特徴とする液体吐出装置。
【請求項９】
前記複数の吐出口列のうち、前記少なくとも一組の隣接する吐出口列以外の隣接する一組の吐出口列の間の距離は、３００μｍ以下であることを特徴とする請求項７に記載の液体吐出装置。
【請求項１０】
前記少なくとも一組の隣接する吐出口列は、前記複数の吐出口列の配置のうち端部の吐出口列を含むことを特徴とする請求項７または８に記載の液体吐出装置。
【請求項１１】
前記相対速度が２５ｉｎｃｈ／ｓｅｃで、前記吐出口面と前記記録媒体との間の距離が１．２ｍｍから２．５ｍｍの範囲であり、前記吐出口列の配列密度は６００ｄｐｉで、かつ前記吐出口の吐出量は５ｐｌで、前記吐出口からの平均吐出周波数が７．５ｋＨｚまたは１．８７５ｋＨｚの画像を記録するときに、前記距離Ｌは式１を満たすことを特徴とする請求項７乃至９のいずれか１項に記載の液体吐出装置。
【請求項１２】
前記複数の吐出口列において、前記液体吐出ヘッドの走査方向に対し先頭に位置する先頭吐出口列の記録濃度を下げ、前記先頭吐出口列より後方側の吐出口列の記録濃度を、前記先頭吐出口列で下げた分の記録濃度だけ上げるよう、前記複数の吐出口列からの吐出を制御することを特徴とする請求項７乃至１０のいずれか１項に記載の液体吐出装置。
【請求項１３】
前記複数の吐出口列において、当該吐出口列の端部に位置する吐出口列から吐出する液体の種類を、最も明度の高い色の液体とすることを特徴とする請求項７乃至１１のいずれか１項に記載の液体吐出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液体吐出ヘッドおよび液体吐出装置に関し、詳しくは、液体吐出ヘッドの記録動作に伴って生じる気流が液体吐出に及ぼす影響を低減する技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
液体吐出ヘッドからの液体吐出に伴って生じる気流や、液体吐出ヘッドと記録媒体との相対運動により生じる気流など、液体吐出ヘッドの記録動作に伴って生じる気流によって、吐出される液体の、例えば着弾位置がずれるなどの影響を受けることが知られている。例えば、記録装置で用いられる、インクを吐出する液体吐出ヘッドの場合、上記のような気流の影響によって記録媒体におけるインクの着弾位置がずれて記録品位が低下することがある。多数の吐出口からの吐出を高い駆動周波数で吐出する液体吐出ヘッドを用いる液体吐出装置や、記録媒体に対して記録ヘッドを高速で走査する液体吐出装置では、特に、この気流の問題が顕著になる。また、フルラインタイプの液体吐出装置において、液体吐出ヘッドに対して搬送される記録媒体の搬送速度が高い場合も、同様に気流による影響が顕著になる。
【０００３】
特許文献１や特許文献２には、液体吐出ヘッドの吐出口面や液体吐出ヘッドを保持するキャリッジ部に部材を設け、液体吐出ヘッドと記録媒体との間に流入する気流を整流することが記載されている。これにより、生じ得る気流が吐出される液体に及ぼす影響を低減することを可能としている。また、特許文献３には、液体吐出ヘッドの走査方向の先頭側吐出口から吐出される液体の吐出速度を、後方側吐出口から吐出される液体より速くすることが記載されている。これによって、より高速な気流場が形成される走査方向先頭側における着弾位置ずれを抑制している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−２２１５２４号公報
【特許文献２】特開２０１０−２２８２１６号公報
【特許文献３】特開２００５−１４４７２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載されているような、液体吐出ヘッドの吐出口面から突き出た突起物を用いる構成では、コックリングなど変形した記録媒体と突起物との干渉を避けるべく突起物と記録媒体との距離を一定以上としなければならないなど、の制約を受ける。また、特許文献２に記載されているように、液体吐出ヘッドの吐出口面以外の部位に部材を設ける構成では、部材と記録媒体との干渉に起因した制約を免れることができるものの、部材よって、液体吐出ヘッドと記録媒体との間に発生する気流場に対する整流効果は小さい。このように、何らかの部材を用いて液体吐出ヘッドと記録媒体との間に発生する気流を整流する構成では、装置構成上の制約を受けるか、逆に制約を免れる場合は十分に効果的な整流を行うことができないという問題がある。
【０００６】
また、特許文献３に記載のように、吐出口の位置によって吐出速度を異ならせる構成では、吐出された液体の滴を安定的に形成するのが難しく、また速い速度で吐出される液体によって、より複雑な気流場が形成され、効果的な着弾位置ずれの低減を行うことができないことがある。
【０００７】
本発明の目的は、付加的な部材を用いることなく、また、吐出口の位置によって吐出速度を異ならせることなく、液体吐出ヘッドの記録動作に伴って生じる気流が液体吐出に及ぼす影響を低減することが可能な液体吐出ヘッドおよび液体吐出装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
そのために本発明は、それぞれ複数の吐出口を配列した、複数の吐出口列を配列した液体吐出ヘッドであって、当該液体吐出ヘッドと記録媒体との相対走査速度がＶCR（ｍ／ｓ）で、当該液体吐出ヘッドの吐出口面と前記記録媒体との距離をＤ（ｍ）である、液体吐出装置で用いられる液体吐出ヘッドにおいて、前記複数の吐出口列のうち、少なくとも一組の隣接する吐出口列の間の距離Ｌ（ｍ）が、下記式１  ４．１７×１０-4×ＶＣＲ＋３．５３×１０-1×Ｄ＋１．５２×１０-4≦Ｌ≦２．１７×１０-3×ＶＣＲ−４．９４×１０-1×Ｄ＋１．２９×１０-3    式１  で示される範囲にあることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
以上の構成によれば、付加的な部材を用いることなく、また、吐出口の位置によって吐出速度を異ならせることなく、液体吐出ヘッドの記録動作に伴って生じる気流が液体吐出に及ぼす影響を低減することが可能な液体吐出ヘッドが提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の液体吐出装置の一実施形態に係るインクジェット記録装置の構成を示す斜視図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る、ある条件で液体吐出ヘッドの１つ吐出口列を用いて吐出したときの気流の様子を示す模式図である。
【図３】図２に示す条件で記録される画像を示す図である。
【図４】図２に示す条件で記録される画像における、吐出液体の主滴の着弾位置およびサテライトの着弾位置それぞれと、本来着弾すべき位置との間の位置ズレ量を、吐出口列における吐出口の位置ごとに示す図である。
【図５】本発明の一実施形態に係る、図２に示す条件とは異なる条件で液体吐出ヘッドの１つ吐出口列を用いて吐出したときの気流の様子を示す模式図である。
【図６】図５に示す条件で記録される画像における、吐出液体の主滴の着弾位置およびサテライトの着弾位置それぞれと、本来着弾すべき位置との間の位置ズレ量を、吐出口列における吐出口の位置ごとに示す図である。
【図７】図５に示す条件で記録される画像を示す図である。
【図８】（ａ）および（ｂ）は、液体吐出ヘッドの２つ吐出口列を用い図２に示す条件と同じ条件で吐出したときの気流の様子を示す模式図である。
【図９】（ａ）および（ｂ）は、図８（ａ）に示す条件による記録で、前方吐出口列および後方吐出口列それぞれの記録終了時に着弾した主滴及びサテライトのずれ量を、吐出口列における吐出口の位置ごとに示す図である。
【図１０】図８（ａ）に示す条件で記録される画像を示す図である。
【図１１】（ａ）および（ｂ）は、図８（ｂ）に示す条件による記録で、前方吐出口列および後方吐出口列それぞれの記録終了時に着弾した主滴及びサテライトのずれ量を、吐出口列における吐出口の位置ごとに示す図である。
【図１２】図８（ｂ）に示す条件で記録される画像を示す図である。
【図１３】図１５に示す条件で記録される画像を示す図である。
【図１４】（ａ）および（ｂ）は、図１５に示す条件による記録で、前方吐出口列および後方吐出口列それぞれの記録終了時に着弾した主滴及びサテライトのずれ量を、吐出口列における吐出口の位置ごとに示す図である。
【図１５】図８（ａ）および（ｂ）に示す条件と同じ条件で、液体吐出ヘッドの２つ吐出口列間の距離を異ならせたときの気流の様子をｙ軸方向断面で示す模式図である。
【図１６】比較例に係る液体吐出ヘッドの吐出口列の配置を示す図である。
【図１７】（ａ）〜（ｄ）は、比較例に係る、ある記録モードで、液体吐出ヘッドのそれぞれの吐出口列の記録終了時に着弾した主滴及びサテライトのずれ量を、吐出口列における吐出口の位置ごとに示す図である。
【図１８】図１７に示す条件で記録される画像を示す図である。
【図１９】（ａ）〜（ｄ）は、比較例に係る、他の記録モードで、液体吐出ヘッドのそれぞれの吐出口列の記録終了時に着弾した主滴及びサテライトのずれ量を、吐出口列における吐出口の位置ごとに示す図である。
【図２０】図１９に示す条件で記録される画像を示す図である。
【図２１】本発明の第１の実施形態に係る液体吐出ヘッドに配置された吐出口列の位置関係を示す図である。
【図２２】図２１に示す液体吐出ヘッドによって記録される画像を示す図である。
【図２３】（ａ）〜（ｄ）は、第１の実施形態に係る液体吐出ヘッドのそれぞれの吐出口列の記録終了時に着弾した主滴及びサテライトのずれ量を、吐出口列における吐出口の位置ごとに示す図である。
【図２４】図２１に示す液体吐出ヘッドによって図２２とは異なる記録モードで記録される画像を示す図である。
【図２５】（ａ）〜（ｄ）は、図２４に示す画像を記録する場合の、第１の実施形態に係る液体吐出ヘッドのそれぞれの吐出口列の記録終了時に着弾した主滴及びサテライトのずれ量を、吐出口列における吐出口の位置ごとに示す図である。
【図２６】図２１に示す液体吐出ヘッドによって、図２２と同じ記録モードで、第１実施形態の変形例に係る条件で記録される画像を示す図である。
【図２７】図２１に示す液体吐出ヘッドによって、図２２と異なる記録モードで、第１実施形態の変形例に係る条件で記録される画像を示す図である。
【図２８】（ａ）〜（ｄ）は、図２６に示す画像を記録する場合の、液体吐出ヘッドのそれぞれの吐出口列の記録終了時に着弾した主滴及びサテライトのずれ量を、吐出口列における吐出口の位置ごとに示す図である。
【図２９】（ａ）〜（ｄ）は、図２７に示す画像を記録する場合の、液体吐出ヘッドのそれぞれの吐出口列の記録終了時に着弾した主滴及びサテライトのずれ量を、吐出口列における吐出口の位置ごとに示す図である。
【図３０】本発明の第２の実施形態に係る液体吐出ヘッドに配置された吐出口列の位置関係を示す図である。
【図３１】図３０に示す液体吐出ヘッドを用い、ある記録モードで記録した画像を示す図である。
【図３２】図３０に示す液体吐出ヘッドを用い、他の記録モードで記録した画像を示す図である。
【図３３】（ａ）〜（ｄ）は、図３１に示す画像を記録する場合の、液体吐出ヘッドのそれぞれの吐出口列の記録終了時に着弾した主滴及びサテライトのずれ量を、吐出口列における吐出口の位置ごとに示す図である。
【図３４】（ａ）〜（ｄ）は、図３２に示す画像を記録する場合の、液体吐出ヘッドのそれぞれの吐出口列の記録終了時に着弾した主滴及びサテライトのずれ量を、吐出口列における吐出口の位置ごとに示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、添付の図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。
【００１２】
（液体吐出装置の基本構成）
図１は、本発明の液体吐出装置の一実施形態に係るインクジェット記録装置の構成を示す斜視図である。図１において、キャリッジ２は、液体吐出ヘッド１（ヘッドチップ１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ，１ｅ，１ｆ）を着脱自在に搭載し、図中矢印ｘ方向およびその逆方向（主走査方向）に移動することができる。すなわち、キャリッジ２は、ガイド軸２０２によって主走査方向に移動自在に案内されるとともに、キャリッジ２には、ベルト２０４が連結され、そのベルト２０４はプーリ２０５，２０６の間に掛け渡されている。そして、キャリッジモータ２０３によって駆動されるプーリ２０５の回転方向に応じて、その回転がベルト２０４を走行させることによってキャリッジ２を主走査方向に往復移動させることができる。６つの液体吐出ヘッド１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ，１ｅ，１ｆは、本実施形態では、ブラック、シアン、マゼンタ、イエロー、ライトマゼンタ、ライトシアン、のインクをそれぞれ吐出する。それぞれの液体吐出ヘッド１には、インクを吐出するための複数の吐出口が設けられており、それらの吐出口は、主走査方向と交差（本例の場合は、直交）する方向に配列して吐出口列を形成している。すなわち、図２１などで後述されるように、本実施形態では、吐出するインク色ごとに複数の吐出口列が設けられており、これら吐出口列間および異なるインク色の間で、隣接する一組の吐出口列の間の距離が所定の範囲内の値に定められている。液体吐出ヘッド１は、吐出口ごとに、インクを吐出するためのエネルギーを発生する吐出エネルギー発生素子として、電気熱変換素子（ヒータ）を備えている。なお、この吐出エネルギー発生素子としてピエゾ素子など、他の周知の素子を用いてもよい。電気熱変換素子を用いた場合には、その発熱によってインクを発泡させ、その発泡エネルギーを利用して吐出口からインクを吐出することができる。
【００１３】
記録媒体３は、主走査方向と交差（本実施形態の場合は、直交）する矢印ｙで示される副走査方向に間欠的に搬送される。すなわち、記録媒体３は、上流側の一対のローラユニット３０７，３０８の間、および下流側の一対のローラユニット３０９、３１０の間に挟持されつつ、液体吐出ヘッド１と対向する記録位置を通って副走査方向に搬送される。ローラユニット３０７，３０８およびローラユニット３０９，３１０は、駆動部２１１によってそれらの回転のための駆動が行われる。なお、別の形態として、それらローラの駆動に、キャリッジモータ２０３を用いてもよい。
【００１４】
以上の記録装置において、記録を行う際は、キャリッジ２を主走査方向に移動させる。これにより、液体吐出ヘッド１を記録媒体３に対して走査し、この走査の間に液体吐出ヘッド１の吐出口からインクを吐出して記録媒体に１走査分の記録を行う。そして、この液体吐出ヘッド１の走査ごとに、記録媒体３を副走査方向に所定量搬送する。以上の走査と搬送とを繰り返すことにより、記録媒体に画像などの記録を行う。キャリッジ２は、記録動作開始時または記録動作中に、必要に応じてホームポジションに移動する。ホームポジションでは、キャップ部材３１２などを含む回復処理機構によって、液体吐出ヘッド１の回復処理を行う。これにより、液体吐出ヘッドのインクの吐出状態を良好に維持することができる。
【００１５】
以下では、以上説明したインクジェット記録装置における、液体吐出ヘッドと記録媒体との間に生じ得る気流の吐出液滴に対する影響を低減する、本発明の実施形態を説明する。なお、以下の説明では、特に明記する場合を除いて、気流の速度はキャリッジ２（液体吐出ヘッド１）を基準とした移動座標系から見た速度とする。また、右手系において、液体吐出ヘッド１の往路の走査方向を＋ｘ方向、液体吐出ヘッド１の吐出口面４から記録媒体３に向かう方向を＋ｚ方向とする。また、以下で説明する実施形態は、適切な具体例として技術的に好ましい種々の限定が付されている。しかし、本発明の思想に沿うものであれば、それらの実施形態に限定されるものでないことはもちろんである。
【００１６】
（吐出中の吐出口列周囲の気流と液体着弾位置、記録品位との関係）
最初に、液体吐出ヘッドの記録動作を行ったときの、液体吐出ヘッドの吐出口列周囲の気流について説明する。
【００１７】
【表１】
2016150523.tif 000003
【００１８】
表１は、図１に示したシリアルスキャン方式のインクジェット記録装置において、ケース１とケース２の二つの条件で記録動作を実行したときの、それぞれの条件およびその記録で記録する画像の内容を示している。すなわち、ケース１、ケース２共に、吐出口が６００ｄｐｉの配列密度で直線状に６４０個、配列された吐出口列を用い、記録媒体３に対する液体吐出ヘッド１の走査速度（相対速度）が２５ｉｎｃｈ／ｓｅｃ、液体吐出ヘッド１の吐出口面と記録媒体３との距離が１．５ｍｍである。ただし、平均吐出周波数については、ケース１では７．５ｋＨｚ、ケース２では１．８７５ｋＨｚである。
【００１９】
先ず、吐出口列が１列だけの液体吐出ヘッドについて上記二つの条件で記録動作を実行した場合について説明する。
【００２０】
図２は、ケース１の条件で液体吐出ヘッド１に配置された１つの吐出口列５を用いて吐出したときの気流の様子をｙ軸方向断面で示す模式図である。図２に示すように、液体吐出ヘッド１を保持するキャリッジ２を基準とした座標系では、キャリッジ２が＋ｘ方向に移動することによって、液体吐出ヘッド１と記録媒体３との間に、吐出口列５による吐出領域より上流側から流入する気流は、クエット流１０１あるいはクエットポアズイユ流１０２に近似できる。この吐出口列による吐出領域に向かって入ってくる流れを以降では流入気流（１０３）と呼ぶ。一方、吐出された液体は記録媒体３に着弾するまでに流体抵抗によって減速し、その反作用として気流場には記録媒体３に向かう力が発生する。この力により発生する気流を以降では自己気流（１０４）と呼ぶ。
【００２１】
図２に示すように、流入気流１０３と自己気流１０４とが衝突すると、液体吐出ヘッド１と記録媒体３との間には、吐出口列５の前方に、巻き上がり渦１０５が発生する。それと同時に記録媒体３近傍で後方へ流れる気流１０６と、自己気流１０４に向きを曲げられるようにして後方へ流れる気流１１３が発生する。検討の結果、自己気流１０４が流入気流１０３よりも相対的に強い程に巻き上がり渦１０５が発達することが分かっている。さらに巻き上がり渦１０５は吐出口列の長手方向、つまりｙ方向の位置ごとに発達の程度が異なっている。詳細に流れ場を観察すると、巻き上がり渦１０５の中心では周囲の場に比べて低圧になっているが、特に低圧となっている部分では大きく発達している事が判った。この巻き上がり渦１０５が大きく発達した周囲の気流はｙ方向成分が強い流れになる。このため、吐出された液滴はｙ方向に大きくずれて着弾する。
【００２２】
図３は、ケース１の条件で記録される画像を示す図である。同図に示すように、ケース１の条件で記録される画像２０には、上述した気流の影響による着弾ずれによって周囲部より相対的に濃度の高いスジ２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄが発生し、記録品位が低下する。図４は、ケース１の記録が終了する位置における、吐出液体の主滴の着弾位置および第１サテライトの着弾位置それぞれと、本来着弾すべき位置との間の位置ズレ量のｙ方向成分３０、３１を、吐出口列における吐出口の位置ごとに示す図である。図４に示すように、主滴（３０）に対し、第１サテライト（３１）が大きくずれていることから、第１サテライトが画像品位により影響を与えることが推定できる。
【００２３】
ケース２は、上述のケース１と比べて、流入気流１０３が自己気流１０７よりも相対的に強い条件である。図５は、ケース２の条件で液体吐出ヘッド１に配置された１つの吐出口列５を用いて吐出したときの気流の様子をｙ軸方向断面で示す模式図である。図５に示すように、ケース２では、巻き上がり渦１０８は殆ど発達しない。図６は、ケース１に係る図４と同様の図であり、ケース２の記録が終了する位置における、吐出液体の主滴の着弾位置および第１サテライトの着弾位置それぞれと、本来着弾すべき位置との間の位置ズレ量のｙ方向成分３２、３３を、吐出口列における吐出口の位置ごとに示す図である。図６に示すように、自己気流１０７が流入気流１０３に比べ、相対的に弱いケース２では、ケース１に比べて巻上り渦１０８の発達が抑制されることから、ｙ方向成分の速度の流れも小さい。その結果、記録終了時の液体の着弾位置の本来着弾すべき位置からの着弾位置ズレ量ｙ方向成分３２、３３は、ケース１の着弾位置ズレ量よりも小さい。特に、主滴と第１サテライトとのずれ量の差も小さい。このことにより、ケース１に係る図３と同様の図７に示すケース２の記録画像２２は、図３に示したケース１の記録画像よりも一様な濃度になっており、着弾ずれ量のｙ方向成分が小さい場合には、より所望の画像に近い高品位な画像が形成されることがわかる。
【００２４】
以上の検討から、着弾ずれと記録品位には、巻き上がり渦１０５、１０８の発達状況が強く影響し、さらにその巻上り渦の発達状況は流入気流１０３と自己気流１０４との強さのバランスに依るところ大きいことが分かる。
【００２５】
次に、２つの吐出口列を用いそれぞれケース１の条件で吐出を行う場合について説明する。
【００２６】
図８（ａ）および（ｂ）は、ケース１の条件で液体吐出ヘッド１に配置された２つの吐出口列５、６を用いて吐出したときの気流の様子をｙ軸方向断面で示す模式図である。このうち、図８（ａ）は、２列の吐出口列間の距離が２５４μｍの条件、図８（ｂ）は、同距離が３０４８μｍの条件の場合を示している。
【００２７】
図８（ａ）に示す条件の場合、吐出口列間の距離が比較的短いため、各吐出口列５、６から吐出された液体によって形成される気流は自己気流１１０として一体化し、あたかも１つの吐出口列で吐出したときのような巻き上がり渦１１１を一つだけ形成する。さらに、相互に比較的近くで液体が吐出されることから、吐出液体が気流に与える影響は強くなり、同じ吐出条件であれば、図２に示す１列による吐出の場合よりも巻き上がり渦が大きく発達する。この場合、流れが不安定に変動することが多い。また、巻上り渦の発達により流れが阻害され、後方への気流の流れ１１２が弱くなる。
【００２８】
このような、図８（ａ）に示す条件による気流の下では、上述した、巻き上がり渦の発達具合と液体着弾位置のずれ量との関係によって、液体の着弾ずれ量が大きくなり記録品位が低下する。
【００２９】
図９（ａ）および（ｂ）は、図８（ａ）に示す条件による記録において、前方吐出口列５および後方吐出口列６それぞれの記録終了時に着弾した主滴及び第１サテライトのずれ量のｙ方向成分３４、３５、および３６、３７を、吐出口列における吐出口の位置ごとに示す図である。また、図１０は、図８（ａ）に示す条件で記録した画像２３の様子を示す図である。これら図に示すように、図８（ａ）に示す条件では、巻上り渦１１１が非定常に変動することから、画像２３の濃度ムラは非定常に変化し、著しく記録品位が低下する。なお、別途検討によって、液体吐出ヘッド１の吐出口面と記録媒体３との間の距離が１．２ｍｍ〜２．５ｍｍ程度の範囲では、以上のような自己気流１１０の一体化が、吐出口列間の距離がおよそ３００μｍ以下の条件で発生することが分かっている。
【００３０】
一方、図８（ｂ）に示す条件では、同図に示すように、吐出口列間の距離が比較的大きいことによって、吐出口列５による自己気流１０４と吐出口列７による自己気流１２２とが一体化せず、それぞれ吐出口列の下で巻き上がり渦１１６、１１９を形成する。この場合、巻上り渦１１６、１１９は、それぞれ図８（ａ）に示す条件の巻き上がり渦１１１よりも渦の発達程度が弱い。従って、吐出口列間の距離が３０４８μｍの場合の液体の着弾ずれ量のｙ方向成分は、吐出口列間の距離が２５４μｍの場合よりも小さくなる。
【００３１】
図１１（ａ）および（ｂ）は、図８（ｂ）に示す条件による記録において、前方吐出口列５および後方吐出口列７それぞれの記録終了時に着弾した主滴及び第１サテライトのずれ量のｙ方向成分３８、３９、および４０、４１を、吐出口列における吐出口の位置ごとに示す図である。また、図１２は、図８（ａ）に示す条件で記録した画像２４の様子を示す図である。図１１（ａ）、（ｂ）および図１２から分かるように、着弾ずれ量は依然として大きく、記録画像２４には依然としてスジ状の濃度ムラ２５を確認できる。しかし、濃度ムラの視認性は、図１０に示すものよりも低くなっており、相対的に画像品位はより高い。
【００３２】
以上の検討結果からすれば、吐出口列間の距離が大きいほど、気流の干渉による着弾ずれ量が小さくなり、画像品位に対して有利であると考えられる。
【００３３】
しかし、さらに検討を重ねた結果、吐出口列間距離を、図８（ａ）および（ｂ）にそれぞれ示した２５４μｍと３０４８μｍとの間の吐出口列間距離とした場合に、両ケースよりも記録品位が改善される場合があることが分かっている。
【００３４】
一例として、図１５に示す、吐出口列５、８間の距離を１２７０μｍとした場合について説明する。図１５は、図８（ａ）および（ｂ）と同様の図であり、ケース１の条件で液体吐出ヘッド１に配置された２つの吐出口列５、８を用いて吐出したときの気流の様子をｙ軸方向断面で示す模式図である。この吐出口列間の距離では、図１３に示すような記録画像２６が形成される。すなわち、記録画像２６は完全に一様な濃度ではないものの、図３、図１０、および図１２に示した記録画像２０、２３、２４に比べて、記録画像品位の低下を軽減できる様子が確認さている。図１４（ａ）および（ｂ）は、図１５に示す条件による記録で、前方吐出口列および後方吐出口列それぞれの記録終了時に着弾した主滴及びサテライトのずれ量を、吐出口列における吐出口の位置ごとに示す図である。前方吐出口列５の主滴及び第１サテライトのずれ量ｙ方向成分４２、４３、および後方吐出口列８の主滴及び第１サテライトのずれ量ｙ方向成分４４、４５から分かるように、図９および図１１に示すずれ量と比較すると、先頭側の吐出口列５では着弾ずれが依然として大きいが、後方側の吐出口列８では着弾ずれが顕著に小さくなっていることが分かる。このことから、先頭側の吐出口列５での着弾ずれの影響により画像品位は低下するものの、後方側の吐出口列８での着弾ずれ量ｙ方向成分が小さくなることで、記録画像全体としては品位が改善されていることが分かる。
【００３５】
この条件での記録中の液体吐出ヘッド１と記録媒体３との間に形成される気流は、図１５に示すような流れとなる。具体的には、液体吐出ヘッド１の走査方向に対し先頭側の吐出口列５の直下では、前方に巻き上がり渦１２３が発達するとともに、液体吐出ヘッド下流側−ｘ方向に気流１２４、１２５が流れていると考えられる。２列の吐出口列間距離が広すぎると、図８（ｂ）に示したように、各吐出口列５、７の近傍での流れの構造は独立して発達する。しかし、２列の吐出口列間の距離がより狭い所定の範囲では、この気流１２４、１２５は後方側に位置する吐出口列への流入気流１２７として作用すると考えられる。そのため、前述したメカニズムにより、自己気流１２８に対して流入気流１２７が強くなり、後方側の吐出口列８では巻き上がり渦１２９の発達が抑制され着弾ずれ量が小さくなるものと考えられる。なお、これら２列の吐出口列間で生じる気流の構造と着弾ずれ量との関係は、３列以上の吐出口列で吐出する場合でも同様の傾向となることを確認している。
【００３６】
さらに、以上説明した、吐出口列間の距離が所定の範囲内にあるとき着弾位置ずれが低減されるという一連のメカニズの発生する条件は、上述の表１に示した種々のパラメータのうち、液体吐出ヘッドと記録媒体との相対走査速度ＶCR（ｍ／ｓ）と、液体吐出ヘッドの吐出口面と記録媒体との距離Ｄ（ｍ）の２つのパラメータが支配的であることが分かっている。このことから、この２つのパラメータを用い、これらの値を変動させたときの、着弾位置ずれを低減する吐出口列間距離の範囲（Ｌｍｉｎ，Ｌｍａｘ）を求め、下記表２に示すような結果を得ることができた。具体的には、相対走査速度ＶCR（ｍ／ｓ）を０．６３５、０８９９、１．１４３の３つの値とし、距離Ｄ（ｍ）を０．００１５、０．００１８、０．００２１の３つの値として、９通りの組みに対して、着弾位置ずれを低減する吐出口列間距離の範囲（Ｌｍｉｎ，Ｌｍａｘ）を求めたものである。そして、表２に示す相対走査速度ＶCR（ｍ／ｓ）と距離Ｄ（ｍ）を用いて、最小の吐出口列間距離Ｌｍｉｎ（ｍ）および最大の吐出口列間距離Ｌｍａｘ（ｍ）それぞれについて、重回帰分析を行い、重回帰式を求めた。すなわち、最小の吐出口列間距離Ｌｍｉｎ（ｍ）について求めた式を吐出口列間距離の範囲の下限、最大の吐出口列間距離Ｌｍａｘ（ｍ））について求めた式を吐出口列間距離の範囲の上限とした。これにより、着弾ずれ量が低減される吐出口列間距離Ｌ（ｍ）の範囲は、下記式１によって定めることができる。
【００３７】
４．１７×１０-4×ＶＣＲ＋３．５３×１０-1×Ｄ＋１．５２×１０-4≦Ｌ≦２．１７×１０-3×ＶＣＲ−４．９４×１０-1×Ｄ＋１．２９×１０-3  式  １
【００３８】
【表２】
2016150523.tif 000004
【００３９】
以下では、以上説明した吐出口列間距離Ｌを満たす液体吐出ヘッドおよびそれを用いた液体吐出装置の実施形態を説明するが、先ず、それら実施形態の比較例について説明する。
【００４０】
（比較例）
比較例は、下記表３に示す記録モードを実行するインクジェット記録装置における例である。図１６は、比較例に係る液体吐出ヘッドの吐出口列の配置を示す図である。比較例に係る液体吐出ヘッドは、図１６に示すように、６つのインク色それぞれのヘッドチップ６０ａ〜６０ｆからなる。それぞれの同じインク色（液体の種類）のヘッドチップは４つの吐出口列を備え、これにより、全体で吐出口列６１ａ〜６１ｘが配列している。各吐出口列の吐出口は６００ｄｐｉで６４０個配置され、各吐出口からは吐出量５ｐｌのインクが吐出される。さらにヘッドチップ６０ａを例に挙げると、吐出口列６１ａと吐出口列６１ｃは吐出口列方向に同位置に配置されるが、吐出口列６１ａと吐出口列６１ｂ、吐出口列６１ａと吐出口列６１ｄとは、相互に１／１２００ｉｎｃｈずれて配置される。その結果、各色ヘッドチップで形成される記録画像の密度はｙ方向つまり吐出口列の長手方向に１２００ｄｐｉとなる。これら吐出口列の構成は各色のヘッドチップ６０ａ〜６０ｆでも同様である。
【００４１】
また、記録する画像の密度はキャリッジの走査方向に対しては１２００ｄｐｉである。その際、記録モード１では、所定サイズの領域の記録を４回の走査で完成するため（４パス記録）、１パスあたりの吐出口の平均駆動周波数は３７５０Ｈｚとなる。一方、記録モード２では、８パス分記録であることから、１パスあたりの吐出口の平均駆動周波数は２５００Ｈｚとなる。
【００４２】
これら記録モード１および２で、ヘッドチップ６０ｃを用いて画像形成したところ、記録モード１では、吐出口面と記録媒体との距離が１．８ｍｍの場合に着弾ずれによる画像濃度ムラが顕著になった。また、記録モード２では、吐出口面と記録媒体との距離が２．０ｍｍの場合に着弾ずれによる画像濃度ムラが顕著になった。具体的には記録モード１では、１回のパス終了時の各吐出口列６１ａ〜６１ｄの着弾ずれは、それぞれ図１７（ａ）〜（ｄ）に示すようになり、記録画像には、図１８に示すようなスジ状の濃度ムラが発生した。同様に記録モード２では、１回のパス終了時の各吐出口列６１ａ〜６１ｄの着弾ずれは、それぞれ図１９（ａ）〜（ｄ）に示すようになり、記録画像には図２０に示すようなスジ状の濃度ムラが発生した。
【００４３】
【表３】
2016150523.tif 000005
【００４４】
（第１の実施形態）
図２１は、本発明の第１の実施形態に係る液体吐出ヘッドに配置された吐出口列の位置関係を示す図である。本実施形態の液体吐出ヘッドは、比較例と同様、６つのインク色のヘッドチップ６２ａ〜６２ｆによって構成される。それぞれの同じインク色（液体の種類）のヘッドチップは４つの吐出口列が配され、液体吐出ヘッド全体で、吐出口列６３ａ〜６３ｘが配される。各吐出口列の吐出口は６００ｄｐｉで６４０個配置され、各吐出口からは吐出量５ｐｌのインクが吐出される。さらに、ヘッドチップ６２ａを例に挙げると、吐出口列６３ａと吐出口列６３ｃは吐出口列方向において同じ位置に配置されるが、吐出口列６３ａと吐出口列６３ｂ、吐出口列６３ａと吐出口列６３ｄは、相互に１／１２００ｉｎｃｈずれて配置される。これにより、各色ヘッドチップで形成される記録画像の密度はｙ方向つまり吐出口列の長手方向において１２００ｄｐｉとなる。これら吐出口列の構成は各インク色のヘッドチップ６２ａ〜６２ｆでも同様である。
【００４５】
また、本実施形態の液体吐出装置は比較例と同様、表３に示す２つの記録モードを実行することができる。これらの記録モードに対し、上述の式１によって求めた吐出口列間距離は、１１７１μｍ〜１８２７μｍｎ範囲となる。本実施形態は、各吐出口列間の間隔を、この範囲内となる１２７０μｍとした。
【００４６】
比較例でスジ状の濃度ムラが発生し画像品位が低下した記録モード１で、かつ吐出口面と記録媒体との距離が１．８ｍｍの条件で、本実施形態の液体吐出ヘッドのヘッドチップ６２ｃの吐出口列６３ｉ〜６３ｌを用いて記録を行った。図２２はその結果を示す記録画像である。図２２に示すように、比較例と比較して画像品位に改善が見られる。また、図２３（ａ）〜（ｄ）は、吐出口列６３ｉ〜６３ｌによる記録終了時の着弾ドットのずれ量を示す図である。これらの図から分かるように、比較例と比べると着弾ずれ量が小さくなっている。
【００４７】
同様に比較例でスジ状の濃度ムラが発生し画像品位が低下した記録モード２で、かつ吐出口面と記録媒体との距離が２．０ｍｍの条件で、本実施形態の液体吐出ヘッドのヘッドチップ６２ｃの吐出口列６３ｉ〜６３ｌを用いて記録を行った。図２４はその結果を示す記録画像である。図２４に示すように画像品位に改善が見られる。また、図２５（ａ）〜（ｄ）は、記録モード２の場合の、吐出口列６３ｉ〜６３ｌによる記録終了時の着弾ドットのずれ量を示す図である。
【００４８】
なお、先頭吐出口列６３ｉでは、より前方に位置する吐出口列が無いことから、より後方に位置する吐出口列６３ｊ、６３ｋ、６３ｌに比べて流入気流１０３によるアシストの効果が少ない。そこで先頭吐出口列６３ｉの平均吐出周波数を下げ、その分だけ後方吐出列で補うように平均吐出周波数を上げて記録を行うことにより、所望の画像を記録しつつ、自己気流と流入気流のバランスを調整してもよい。具体的には、記録モード１の平均吐出周波数について、全吐出口列で３．７５ｋＨｚとしていたところを、先頭吐出口列６３ｉを１．８７５ｋＨｚとし、第３列目６３ｋを５．６２５ｋＨｚとして全体の記録濃度は変わらないように制御することができる。また、記録モード２の平均吐出周波数については、全吐出口列で２．５ｋＨｚとしていたところを、先頭吐出口列６３ｉを１．２５ｋＨｚとし、第３列目６３ｋを３．７５ｋＨｚとして全体の記録濃度は変わらないようにすることができる。この場合、図２６や図２７に示すように、記録画像は、比較例に対して記録モードによらず画像品位にさらに向上が見られる。また、図２８（ａ）〜（ｄ）は、各吐出口列６３ｉ〜６３ｌでの記録終了時の着弾ドットのずれ量を、記録モード１について示し、図２９（ａ）〜（ｄ）は、記録モード２について示している。図２３（ａ）〜（ｄ）や、図２５（ａ）〜（ｄ）と比較すると、先頭吐出口列での着弾ずれ量にも改善が見られる。
【００４９】
また、自然画など総てのインク色のヘッドチップでインクの吐出を行う場合、総ての吐出口列のうち、先頭となる吐出口列は、それより前方に吐出口列がないため、より後方の吐出口列に比べて流入気流１０３によるアシストの効果が小さい。そこで先頭となる吐出口列を含むヘッドチップ６２ａ、６２ｆに使用する色をイエローやライトシアン、ライトマゼンタなど、使用するインクの中でも人が視認しにくい、明度の高いインクを用いてもよい。これにより、先頭吐出列での記録品位低下を軽減できる。
【００５０】
以上説明した本発明の第１の実施形態によれば、比較例と比較して、着弾ずれによる記録品位の低下を低減することができる。なお、上述の実施形態では各インク色のヘッドチップにおける吐出口列の間隔を一定としたが、前述した流れのメカニズムから分かるように、吐出口列の間隔は必ずしも一定間隔である必要はなく、電気系統やメカニカル設計や駆動プロセス条件など、種々の制約によって適宜変更してもよい。
【００５１】
（第２の実施形態）
上述の第１の実施形態では、総ての吐出口列間の距離を１２７０μｍとしており、ヘッドチップのサイズは比較例に比べて大きなものとなる。その結果、製造コストの増大や、液体吐出ヘッドの巨大化を招くことがある。これに対し、本発明の第２の実施形態は、隣接する総ての吐出口列間の距離を、上述した式１によって決定しない。すなわち、各インク色のヘッドチップ内で隣接する吐出口列のうち、少なくとも端部吐出口列とその隣接吐出口列との間の距離に式１を適用する。そして、端部吐出口列以外では、最大の吐出口列間距離を３００μｍ以下とする。これにより、製造コストの増大などの弊害を未然に防ぎつつ、第１の実施形態と同様に着弾ずれの低減を行うことが可能となる。
【００５２】
図３０は、本発明の第２の実施形態に係る液体吐出ヘッドに配置された吐出口列の位置関係を示す図である。図３０に示すように、比較例や第１の実施形態と同様、６つのインク色に対応したヘッドチップ６４ａ〜６４ｆによって液体吐出ヘッドが構成される。それぞれのヘッドチップには４つの吐出口列が配置され、全体で吐出口列６５ａ〜６５ｘが設けられる。各吐出口列の吐出口は６００ｄｐｉで６４０個配置され、各吐出口からは吐出量５ｐｌのインクが吐出される。本実施形態と第１の実施形態と違いは、各インク色のヘッドチップ６４ａ〜６４ｆの走査方向先頭列である第１列と第２列との吐出口列間距離、および第３列と最後列である第４列との吐出口列間距離を、上述した式１の範囲内とし、それぞれ１２７０μｍとする。一方、第２列と第３列との間の距離は２５４μｍとしている。ヘッドチップ６４ａを例に説明すると、吐出口列６５ａと吐出口列６５ｂとの間、および吐出口列６５ｃと吐出口列６５ｄとの間を、１２７０μｍとし、吐出口列６５ｂと吐出口列６５ｃとの間を２５４μｍとしている。
【００５３】
図３１および図３２は、図３０に示す液体吐出ヘッドを用い、記録モード１および記録モード２でそれぞれ記録した画像を示す図である。これらの図に示すように、比較例に対し、記録画像のスジ状の濃度ムラが抑制されている。また、図３３（ａ）〜（ｄ）および図３４（ａ）〜（ｄ）は、記録モード１および２の場合の各吐出口列６５ｉ〜６５ｌによる記録終了時の着弾ドットのずれ量をそれぞれ示している。図１７、図１９と比べると、比較例に対し着弾ずれ量が低減されていることが分かる。
【００５４】
このようにヘッドチップの端部に位置する吐出口列以外と隣接する吐出口列との間の距離が、式（１）によって決定されなくとも、記録に改善が見られた理由について、以下に、上記のカラーチップ６４ｃによる記録例によって説明する。
【００５５】
吐出口列６５ｊと吐出口列６５ｋとの間の距離は比較的近いことから、図８（ａ）にて説明した記載したメカニズムによって、吐出口列６５ｊと吐出口列６５ｋの吐出で引き起こされる自己気流は一体化し、あたかも１列での吐出であるかのような流れ場となる。また、先頭に位置する吐出口列６５ｉの後方に形成される−ｘ方向の流れが、吐出口列６５ｊと吐出口列６５ｋとで形成される一体化した自己気流に対する流入気流として作用し、吐出口列６５ｊと吐出口列６５ｋ前方に生じる巻き上がり渦が抑制される。さらに、吐出口列６５ｊと吐出口列６５ｋの後方に形成される−ｘ方向の流れが吐出口列６５ｌの自己気流に対する流入気流として作用し、吐出口列６５ｌでの巻き上がり渦も抑制される。
【００５６】
なお、第１の実施形態と同様に、発生する自己気流の状況に応じて、吐出口列ごとの記録デューティーを変えることや使用する液体の種の並び順を考慮してもよい。
【００５７】
（他の実施形態）
キャリッジに搭載する記録ヘッドの数や吐出口列の数は、上述した実施形態のみに限定されず、前述したメカニズムにより画像品位低下の抑制効果を期待できる。
【００５８】
また、本発明を適用可能な液体吐出装置は、上述したようなシリアルスキャン方式の液体吐出装置のみに限定されず、液体吐出ヘッドと記録媒体との相対移動を伴って画像を記録する種々の記録方式の液体吐出装置に対して適用することができる。これは、液体吐出ヘッドと記録媒体との間に形成される気流は、液体吐出ヘッド基準の座標系に置き換える事で、図２と同様の構造になることからも明らかである。例えば、記録媒体の記録領域の全幅に渡って延在する長尺な液体吐出ヘッドを用いて、記録媒体を連続的に搬送しつつ画像を記録するフルラインタイプの液体吐出装置に対しても適用することができる。フルラインタイプの液体吐出装置の場合には、シリアルスキャン方式の記録装置におけるキャリッジに代わって、支持部材に複数の液体吐出ヘッドが支持され、それらの液体吐出ヘッドのノズル面と対向する記録位置を通るように、記録媒体が連続的に搬送されることになる。
【符号の説明】
【００５９】
１    液体吐出ヘッド
１ａ、1ｂ、1ｃ、1ｄ、１ｆ、１ｅ    ヘッドチップ
３    記録媒体
４    吐出口面
５、６、７、８    吐出口列
【図１】
2016150523.tif 000006
【図２】
2016150523.tif 000007
【図３】
2016150523.tif 000008
【図４】
2016150523.tif 000009
【図５】
2016150523.tif 000010
【図６】
2016150523.tif 000011
【図７】
2016150523.tif 000012
【図８】
2016150523.tif 000013
【図９】
2016150523.tif 000014
【図１０】
2016150523.tif 000015
【図１１】
2016150523.tif 000016
【図１２】
2016150523.tif 000017
【図１３】
2016150523.tif 000018
【図１４】
2016150523.tif 000019
【図１５】
2016150523.tif 000020
【図１６】
2016150523.tif 000021
【図１７】
2016150523.tif 000022
【図１８】
2016150523.tif 000023
【図１９】
2016150523.tif 000024
【図２０】
2016150523.tif 000025
【図２１】
2016150523.tif 000026
【図２２】
2016150523.tif 000027
【図２３】
2016150523.tif 000028
【図２４】
2016150523.tif 000029
【図２５】
2016150523.tif 000030
【図２６】
2016150523.tif 000031
【図２７】
2016150523.tif 000032
【図２８】
2016150523.tif 000033
【図２９】
2016150523.tif 000034
【図３０】
2016150523.tif 000035
【図３１】
2016150523.tif 000036
【図３２】
2016150523.tif 000037
【図３３】
2016150523.tif 000038
【図３４】
2016150523.tif 000039