(57)【要約】【課題】液体の着弾位置の変動を低減することが可能な液体吐出装置を提供する。【解決手段】インク吐出口１０４は、発色性を有する第１の液体を記録媒体１０８に対して吐出する。非発色性液体吐出口１０３は、発色性を有しない第２の液体を記録媒体１０８に対して吐出する。インク吐出口１０４と非発色性液体吐出口１０３との間の距離１０９は、インク吐出口１０４と記録媒体１０８との間の距離１０９以下である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
発色性を有する第１の液体を記録媒体に対して吐出する第１の吐出口と、
発色性を有しない第２の液体を前記記録媒体に対して吐出する第２の吐出口と、を有し、
前記第１の吐出口と前記第２の吐出口との間の距離は、前記第１の吐出口と前記記録媒体との間の間隔以下であることを特徴とする液体吐出装置。
【請求項２】
前記第１の吐出口は、複数あり、前記複数の第１の吐出口のそれぞれに対して、当該第１の吐出口からの距離が前記間隔以下の範囲に配置された少なくとも１つの前記第２の吐出口を有することを特徴とする請求項１に記載の液体吐出装置。
【請求項３】
前記複数の第１の吐出口は、直線状に配置されていることを特徴とする請求項２に記載の液体吐出装置。
【請求項４】
前記複数の第１の吐出口が直線状に配置された第１の吐出口列が複数並設され、
前記複数の第１の吐出口のそれぞれに対して、当該第１の吐出口からの距離が互いに隣り合う前記第１の吐出口列の間の距離よりも小さい範囲に配置された少なくとも１つの前記第２の吐出口を有することを特徴とする請求項３に記載の液体吐出装置。
【請求項５】
前記第２の吐出口の口径は、前記第１の吐出口の口径以下であることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載の液体吐出装置。
【請求項６】
画像を示す記録データに応じた前記第１の吐出口から前記第１の液体を吐出する吐出動作において前記第１の液体を吐出しない前記第１の吐出口から前記間隔以下の範囲に配置された前記第２の吐出口のいずれかである対応吐出口から、前記第２の液体を吐出させる駆動回路をさらに備えることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１項に記載の液体吐出装置。
【請求項７】
前記対応吐出口は、前記第１の液体を吐出しない前記第１の吐出口に最も近い前記第２の吐出口であることを特徴とする請求項６に記載の液体吐出装置。
【請求項８】
前記駆動回路は、前記吐出動作において前記対応吐出口から吐出される第２の液体の滴径の合計値の、当該対応吐出口に対応する前記第１の吐出口から前記第１の液体が吐出された際の当該第１の液体の滴径の合計値に対する比率が０．７倍から１．３倍の範囲に含まれるように、前記対応吐出口から前記第２の液体を吐出させることを特徴とする請求項６または７に記載の液体吐出装置。
【請求項９】
前記駆動回路は、前記第１の液体を吐出しない前記第１の吐出口の口径と当該前記第１の吐出口に対する前記対応吐出口の口径の比に応じた吐出回数で、前記対応吐出口から前記第２の液体を吐出させることを特徴とする請求項６ないし８のいずれか１項に記載の液体吐出装置。
【請求項１０】
前記駆動回路は、前記第１の液体を吐出しない前記第１の吐出口の数と当該前記第１の吐出口に対する前記対応吐出口の数の比に応じた吐出回数で、前記対応吐出口から前記第２の液体を吐出させることを特徴とする請求項６ないし９のいずれか１項に記載の液体吐出装置。
【請求項１１】
画像を示す記録データに応じた前記第１の吐出口から前記第１の液体を吐出する吐出動作において、前記第１の吐出口から前記第１の液体が吐出される周期の平均値の３倍以上の周期で前記第２の吐出口から前記第２の液体を吐出させる駆動回路をさらに備えることを特徴とする請求項１ないし５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、液体を吐出する液体吐出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
インクジェット記録装置などの液体吐出装置は、記録媒体に対して吐出口からインクなどの液体を吐出することで、記録媒体に対して非接触な状態で画像を記録することができる。液体吐出装置を用いて画像を記録する場合、液体の記録媒体上の着弾位置には、ある程度の精度が要求される。これは、液体の着弾位置が所望の位置からずれると、画像の一様性が損なわれ、画質が劣化することがあるからである。
着弾位置のずれの原因には、様々なものが知られているが、近年、液体吐出ヘッドと記録媒体との間に生じる気流に起因する着弾位置のずれが注目されている。気流に起因する着弾位置のずれは、具体的には、吐出口から吐出された液体が気流によって偏向し、所望の位置からずれた位置に着弾することにより発生する。近年、高解像度な画像を記録するために、少量の液体を高周波かつ高密度に吐出する液体吐出装置が多くなっており、このような液体吐出装置では、吐出された液体に対する気流の影響が大きい。
これに対して特許文献１には、気流に起因する着弾位置のずれを低減することが可能なインクジェット記録装置が開示されている。このインクジェット記録装置は、記録する画像に応じて、液体吐出ヘッドに設けられた吐出口の中から、吐出した液体の着弾位置のずれ量が大きくなると予測される吐出口を特定し、その特定した吐出口が液体と吐出する吐出速度を上げる。これにより、液体の直進性を高めることが可能になるため、液体への気流の影響を低減することが可能になる。このため、気流によって発生する着弾位置のずれを低減することが可能になる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−１４４７８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、記録する画像に応じて液体を吐出する吐出パターンが変化し、それに伴い液体の飛翔パターンも変化するため、液体吐出ヘッドと記録媒体との間に生じる気流も画像に応じて変化することとなる。したがって、画像に応じて気流が変化し、その変化によって着弾位置のずれ量が変動するため、特許文献１に記載の技術では、吐出した液体の着弾位置のずれ量が大きくなると予測される吐出口を特定することは容易ではない。
【０００５】
そこで本発明は、液体の着弾位置の変動を低減することが可能な液体吐出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】
【０００６】
本発明による液体吐出装置は、発色性を有する第１の液体を記録媒体に対して吐出する第１の吐出口と、発色性を有しない第２の液体を前記記録媒体に対して吐出する第２の吐出口と、を有し、前記第１の吐出口と前記第２の吐出口との間の距離は、前記第１の吐出口と前記記録媒体との間の間隔以下であることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、発色性を有する第１の液体による気流の変動を、発色性を有しない第２の液体により打ち消すことが可能になるため、液体の着弾位置の変動を低減することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の一実施形態の液体吐出ヘッドを模式的に示す図である。
【図２】本発明の一実施形態の液体吐出ヘッドの制御系の機能的な構成を示す図である。
【図３】滴径比率の適正範囲を説明するための図である。
【図４】本発明の一実施形態の液体吐出装置の動作を説明するためのフローチャートである。
【図５Ａ】２値化画像データの一例を示す図である。
【図５Ｂ】インク吐出口の選択結果の一例を示す図である。
【図５Ｃ】非発色性液体吐出口の選択結果の一例を示す図である。
【図６】液体の吐出状態の一例を示す図である。
【図７】比較例１の液体吐出ヘッドを示す図である。
【図８】実施例３の液体吐出ヘッドの構成を模式的に示す図である。
【図９】実施例４−１の液体吐出ヘッドの構成を模式的に示す図である。
【図１０】実施例４−２の液体吐出ヘッドの構成を模式的に示す図である。
【図１１】比較例３の液体吐出ヘッドの構成を模式的に示す図である。
【図１２】実施例５の液体吐出ヘッドの構成を模式的に示す図である。
【図１３】実施例６の液体吐出ヘッドの構成を模式的に示す図である。
【図１４】実施例７の液体吐出ヘッドの構成を模式的に示す図である。
【図１５】実施例８の液体吐出ヘッドの構成を模式的に示す図である。
【図１６】実施例９の液体吐出ヘッドの構成を模式的に示す図である。
【図１７】実施例１０の液体吐出ヘッドの構成を模式的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の実施形態および実施例について図面を参照して説明する。なお、各図面において同じ機能を有するものには同じ符号を付け、その説明を省略する場合がある。
（実施形態）
本発明の一実施形態の液体吐出装置は、液体吐出ヘッドに備わったインク吐出口列から記録媒体に対して液体を吐出して記録媒体上に画像を記録するものである。図１は、本実施形態の液体吐出装置を模式的に示す図である。具体的には、図１（ａ）は、液体吐出装置に備わった液体吐出ヘッドの記録媒体と対向する面を示す平面図であり、図１（ｂ）は、液体吐出ヘッドをインク吐出口列に垂直な面で切断した断面図である。
図１に示す液体吐出装置１００は、液体吐出ヘッド１０１を有する。液体吐出ヘッド１０１には、吐出口形成部材１０２が設けられている。吐出口形成部材１０２には、発色性を有さない液体である非発色性液体を吐出する吐出口である非発色性液体吐出口１０３と、発色性を有する液体であるインクを吐出する吐出口であるインク吐出口１０４とがそれぞれ複数形成されている。なお、インクは第１の液体、非発色性液体は第２の液体と呼ばれることもある。また、インク吐出口１０４は、第１の吐出口、非発色性液体吐出口１０３は、第２の吐出口と呼ばれることもある。
本実施形態では、非発色性液体吐出口１０３およびインク吐出口１０４は、それぞれ直線状に配置されている。直線状に配置された複数の非発色性液体吐出口１０３をまとめて非発色性液体吐出口列１０５と呼び、直線状に配置された複数のインク吐出口１０４をまとめてインク吐出口列１０６と呼ぶ。
また、非発色性液体吐出口１０３およびインク吐出口１０４は、互いに同数ある。非発色性液体吐出口列１０５およびインク吐出口列１０６は、互いに平行に配置され、インク吐出口１０４のそれぞれに非発色性液体吐出口１０３が一つずつ並設されている。互いに並設される非発色性液体吐出口１０３およびインク吐出口１０４は、互いに対応する非発色性液体吐出口１０３およびインク吐出口１０４の組である制御ペア１０７を構成する。非発色性液体吐出口１０３およびインク吐出口１０４は、互いに同じ形状および口径を有し、非発色性液体吐出口１０３から吐出される液体の径である滴径と、インク吐出口１０４から吐出される液体の滴径とがおおよそ同じになるように設計されている。
非発色性液体とは、記録媒体１０８上において発色性を有しない液体のことであり、無色透明の液体でもよいし、記録媒体１０８の色と同色の液体（インク）でもよい。また、非発色性液体は、発色性を有しないものであれば、他の機能を有していてもよい。例えば、非発色性液体は、記録媒体１０８の表面の凹凸を平滑化する機能を有する液体でもよい。また、非発色性液体は、記録画像に立体感を生じさせる機能を有する液体や、記録媒体１０８上におけるインクの滲みを抑制する機能を有する液体でもよい。以下では、非発色性液体は無色透明の液体であるとする。
インクを吐出して記録媒体１０８に画像を記録する記録動作では、液体吐出装置１００は、液体吐出ヘッド１０１を図１の矢印で示される走査方向に往復走査させながら、画像を示す記録データに応じたインク吐出口１０４にインクを吐出させる。さらに液体吐出装置１００は、液体吐出ヘッド１０１の往復移動に合わせて、不図示の搬送モータを用いて記録媒体１０８を液体吐出ヘッド１０１の走査方向とは交差する方向に間欠的に移動させることで、記録媒体１０８に画像を記録する。非発色性液体吐出口列１０５およびインク吐出口列１０６は、液体吐出ヘッド１０１の走査方向に沿って配置される。また、記録媒体１０８は、プラテン１５１に支持されている。
【００１０】
図２は、液体吐出装置１００の制御系の機能的な構成を示すブロック図である。制御系は、制御部２０１と、駆動回路２０２とを有する。なお、駆動回路２０２は、液体吐出ヘッド１０１内に設けられている。制御部２０１は、記録する画像を示す記録データを駆動回路２０２に入力する。駆動回路２０２は、入力された記録データに応じて、非発色性液体吐出口１０３およびインク吐出口１０４を駆動して、記録媒体１０８に画像を形成する。
【００１１】
以上説明した液体吐出装置１００を用いることで、インクの着弾位置の変動を低減することが可能になる。以下、そのメカニズムについて説明する。
記録動作では、記録される画像に応じて、インクを吐出するインク吐出口１０４が変化するため、インク吐出口１０４から吐出された液体の飛翔によって液体吐出ヘッド１０１と記録媒体１０８との間の空気に与えられる抗力が変化する。このため、記録される画像に応じて、液体吐出ヘッド１０１と記録媒体１０８との間の気流が変化し、インクの着弾位置が変動する。
これに対して本実施形態の液体吐出装置１００では、上記の抗力の変化を、非発色性液体吐出口１０３から吐出する液体の飛翔が液体吐出ヘッド１０１と記録媒体１０８との間の空気に与える抗力によって打ち消すことができる。これにより、液体吐出ヘッド１０１と記録媒体１０８との間の気流の変化を抑制することが可能になり、インクの着弾位置の変動を低減することが可能になる。
【００１２】
以下、インクの着弾位置の変動を低減するために必要なまたは好適な条件について説明する。
第１の条件は、インク吐出口１０４と記録媒体１０８との間の距離である媒体距離１０９（インク吐出口１０４と記録媒体１０８との間隔）と、インク吐出口１０４と非発色性液体吐出口１０３と間の距離とに関する条件である。具体的には、インクの着弾位置の変動を低減するためには、インク吐出口１０４のそれぞれに対して、インク吐出口１０４からの距離が媒体距離１０９以下の範囲に配置された非発色性液体吐出口１０３が少なくとも１つ存在することが必要である。言い換えれば、インク吐出口１０４とそのインク吐出口に最も近い非発色性液体吐出口１０３との間の距離である吐出口間距離１１０がインク吐出口１０４と記録媒体１０８との間隔以下であることが必要である。さらには、吐出口間距離１１０は、媒体距離１０９の半分以下の距離であり、かつ、できるだけ小さいことが好ましい。以下、この理由について説明する。
本願発明者は、インク吐出口１０４と非発色性液体吐出口１０３との間の距離が媒体距離１０９以下の場合、それらのインク吐出口１０４および非発色性液体吐出口１０３から吐出される液体により生じる気流の差異が小さくなることを見出した。したがって、液体を吐出しないインク吐出口１０４から媒体距離１０９以下の範囲に配置された非発色性液体吐出口１０３から液体が吐出されれば、気流の変動を抑制することが可能になる。これは、インク吐出口１０４から液体が吐出された場合に、その液体の飛翔が液体吐出ヘッド１０１と記録媒体１０８との間の空気に与える抗力を、非発色性液体吐出口１０３から吐出された非発色性液体の飛翔によって補うことができるからである。
また、本願発明者らは、非発色性液体吐出口１０３とインク吐出口１０４との間の距離が媒体距離１０９の半分以下の距離になると、気流の変動を抑制する効果が顕著となることを見出した。さらに本願発明者らは、非発色性液体吐出口１０３とインク吐出口１０４との間の距離が小さくなるほど、その効果が高くなることを見出した。これは、インク吐出口１０４からの液体により生じる気流と非発色性液体吐出口１０３からの液体により生じる気流の同一化の程度が、非発色性液体吐出口１０３とインク吐出口１０４と間の距離が近いほど強くなるからであると考えられる。
制御ペア１０７は、互いに最も近くにある非発色性液体吐出口１０３およびインク吐出口１０４を有し、それらの間の距離である吐出口間距離１１０が媒体距離１０９以下である。
なお、インク吐出口１０４と記録媒体１０８を支持するプラテン１５１との間の距離を媒体距離１０９とみなしてもよい。
【００１３】
第２の条件は、駆動回路２０２の動作に関する条件である。本実施形態におけるインクの着弾位置の変動を低減するメカニズムは、上述したようにインクの飛翔が空気に与える抗力を非発色性液体の飛翔によって補うものである。このため、駆動回路２０２は、記録データに応じたインク吐出口１０４から液体を吐出する吐出動作において、液体を吐出しないインク吐出口１０４に対応する非発色性液体吐出口１０３である対応吐出口から液体を吐出させることが好ましい。対応吐出口は、インク吐出口１０４から媒体距離１０９以下の範囲に配置された非発色性液体吐出口１０３のいずれかでよく、インク吐出口１０４に最も近い非発色性液体吐出口１０３であることが好ましい。本実施形態では、対応吐出口は、インク吐出口１０４に最も近い非発色性液体吐出口１０３、つまり、インク吐出口１０４と同じ制御ペア１０７に含まれる非発色性液体吐出口１０３である。
第２の条件によれば、インクを吐出しないインク吐出口１０４に対してのみ、そのインク吐出口１０４に対応する非発色性液体吐出口１０３から非発色性液体を吐出して、インクの着弾位置の変動を低減することができる。したがって、非発色性液体を不必要に吐出しなくても良くなる。
【００１４】
第３の条件は、１回の吐出動作において非発色性液体吐出口１０３から吐出される液体の滴径の合計値の、それらの非発色性液体吐出口１０３に対応するインク吐出口１０４から液体が吐出された際の当該液体の滴径の合計値に対する比率に関する条件である。具体的には、この比率（以下、滴径比率と呼ぶ）は０．７倍から１．３倍の適正範囲に含まれることが好ましい。また、滴径比率は、１倍に近づくほど好ましく、１倍が最も好ましい。以下、この理由について説明する。
液体が記録媒体１０８まで飛翔する間に空気に与える抗力は、その液体の滴径に概ね比例することが知られている。このため、インク吐出口１０４から液体が吐出された際の当該液体の滴径の合計値と、そのインク吐出口１０４の代わりに対応吐出口から吐出される液体の滴径の合計値とが等しいほど、空気に与える抗力の差が小さくなる。したがって、これらの合計値とが等しいほど、インクの着弾位置の変動を低減することができる。
図３は、滴径比率の適正範囲を説明するための図であり、液体吐出ヘッド１０１と記録媒体１０８との間に生じる気流のモードパターンを示している。図３において、横軸は液体吐出ヘッド１０１の走査速度を示し、縦軸は単位時間当たりに吐出されたインクの滴径の合計値である合計滴径を示す。
図３に示されたように、液体吐出ヘッド１０１と記録媒体１０８との間に生じる気流には、３つの気流モード（気流モードＡ〜Ｃ）がある。気流モードは、走査速度と合計滴径の組が曲線１１１で区画される３つの領域のどの領域に含まれるかによって応じて決定される。
本願発明者は、インクジェット記録装置で多く使用されている印字条件では、液体吐出ヘッド１０１と記録媒体１０８との間に生じる気流が気流モードＢとなることを見出した。また、液体が液体吐出ヘッド１０１から記録媒体１０８へ飛翔する間に空気に与える抗力が、上記の印字条件における抗力の３０％より大きく変化すると、気流モードＢから気流モードＡまたはＣに遷移することを見出した。この場合、液体の記録媒体１０８に対する着弾位置が大きく変動する。
例えば、走査速度と合計滴径が図３における黒点１１２で示す値であったとする。この場合、単位時間当たりに吐出されたインクの合計滴径が３０％増加し、インクが空気に与える抗力が略３０％増加すると、液体吐出ヘッド１０１と記録媒体１０８との間に生じる気流のモードが気流モードＢから気流モードＡに変化する。
したがって、本実施形態の液体吐出ヘッド１０１を効果的に適用するためには、インク吐出口１０４からの液体が空気に与える抗力と非発色性液体吐出口１０３からの液体が空気に与える抗力の比を０．７〜１．３の範囲にすることがより好ましい。このため、滴径比率は０．７〜１．３の範囲に含まれることが好ましい。
【００１５】
次に液体吐出装置１００の動作について説明する。図４は、液体吐出装置１００の動作を説明するためのフローチャートである。
先ず、ステップＳ４０１において、駆動回路２０２は、入力された記録データを２値化した２値化画像データを作成する。図５Ａは、２値化画像データの一例を示す図である。図５Ａの例では、２値化画像データの各画素の画素値を、液体吐出ヘッド１０１の走査方向を行、液体吐出ヘッド１０１の走査方向に直交する方向を列としたマトリックスで示している。ここで、画素値「０」は、着色しないことを示し、画素値「１」は、着色することを示す。
続いて、ステップＳ４０２において、駆動回路２０２は、２値化画像データに基づいて、液体を吐出するインク吐出口１０４を選択する。具体的には、駆動回路２０２は、記録動作において、インク吐出口列１０６に含まれるインク吐出口１０４のそれぞれについて液体を吐出するインク吐出口１０４を選択し、その選択したインク吐出口１０４からインクを吐出する印字ステップを繰り返す。このため、駆動回路２０２は、印字ステップごとに液体を吐出するインク吐出口１０４を選択する。図５Ｂは、２値化画像データが図５Ａで示したデータの場合におけるインク吐出口１０４の選択結果を示す図である。図５Ｂの例では、印字ステップＰ１〜Ｐ５のそれぞれについて、インク吐出口１０４を特定するインク吐出口符号ごとに、インク吐出口１０４を選択したか否かが示されている。図５Ｂにおいて、「ｏｎ」は選択したことを示し、「ｏｆｆ」は選択しなかったことを示す。
その後、ステップＳ４０３において、駆動回路２０２は、選択しなかったインク吐出口１０４に対応する非発色性液体吐出口１０３を、非発色性液体を吐出する非発色性液体吐出口１０３として選択する。図５Ｃは、２値化画像データが図５Ａで示したデータの場合における非発色性液体吐出口１０３の選択結果の一例を示す図である。図５Ｃの例では、印字ステップＰ１〜５のそれぞれについて、非発色性液体吐出口１０３を特定する非発色性液体吐出口符号ごとに、非発色性液体吐出口１０３を選択したか否かが示されている。図５Ｃでは、図５Ｂと同様に「ｏｎ」は選択したことを示し、「ｏｆｆ」は選択しなかったことを示す。
そして、ステップＳ４０４において、駆動回路２０２は、選択した非発色性液体吐出口１０３を駆動する駆動条件を決定する。例えば、駆動回路２０２は、滴径比率が０．７〜１．３倍の適正範囲に含まれるように、駆動条件として、選択した非発色性液体吐出口１０３から液体を吐出する吐出回数を決定する。吐出回数は、例えば、液体を吐出しないインク吐出口１０４の口径とそれに対応する非発色性液体吐出口１０３の口径の比や、液体を吐出しないインク吐出口１０４の数とそれに対応する非発色性液体吐出口１０３の数の比などに応じて決定される。本実施形態では、非発色性液体吐出口１０３およびインク吐出口１０４の口径は全て同じであり、１つのインク吐出口１０４に対応する非発色性液体吐出口１０３は１つであるので、吐出回数が１であれば、滴径比率が０．７〜１．３倍の適正範囲に含まれる。したがって、駆動回路２０２は、駆動条件として、吐出回数を１と決定する。
その後、ステップＳ４０５において、駆動回路２０２は、選択した非発色性液体吐出口１０３を決定した駆動条件で駆動するとともに、選択したインク吐出口１０４を駆動して、記録媒体１０８にインクおよび非発色性液体を吐出する。
例えば、印字ステップＰ１の場合、図５Ａで示す２値化データの最初の行の画素値が「０」「１」「１」「０」「１」「０」であるため、インク吐出口１０４の選択結果は、「ｏｆｆ」「ｏｎ」「ｏｎ」「ｏｆｆ」「ｏｎ」「ｏｆｆ」となる。このため、非発色性液体吐出口１０３の選択結果は、「ｏｎ」「ｏｆｆ」「ｏｆｆ」「ｏｎ」「ｏｆｆ」「ｏｎ」となる。図６は、この場合における非発色性液体吐出口１０３およびインク吐出口１０４の吐出状況を示す図である。図６において、非発色性液体吐出口１０３およびインク吐出口１０４において、×印が付けられたものが選択されていないことを示す。
なお、ステップＳ４０５が終了すると、駆動回路２０２は、ステップＳ４０２の処理に戻り、次の印字ステップに係る処理を行う。
【実施例】
【００１６】
（実施例１）
実施例１として、図１に示した液体吐出ヘッド１０１を作成した。具体的には、一般的なインクジェット記録装置における媒体距離１０９は、約５００μｍ〜５０００μｍである。そこで媒体距離１０９が、上記の範囲に含まれるように１５００μｍであり、吐出口間距離１１０が３００μｍである液体吐出ヘッド１０１を作成した。駆動回路２０２の動作は、図４を用いて説明した実施形態の動作と同様である。
また、比較例１として、従来技術の液体吐出ヘッド、具体的には、図1に示した構成から非発色性液体吐出口１０３を全て除いた液体吐出ヘッドを作成した。図７は比較例１の液体吐出ヘッドの構成を模式的に示す図である。図７に示す液体吐出ヘッド７０１は、インクを吐出するインク吐出口７０２を複数備え、その複数のインク吐出口７０２が直線状に配置されている。
さらに、比較例２として、図１に示した構成と同じ構成を有するが、上記の第１の条件を満たしていない液体吐出ヘッドを作成した。具体的には、比較例２として、媒体距離１０９が１５００μｍであり、吐出口間距離１１０が２０００μｍである液体吐出ヘッドを作成した。ただし、駆動回路２０２の動作は、図４を用いて説明した実施形態の動作と同様である。
これらの液体吐出ヘッドを用いて、一般的なインクジェット記録装置において用いられる印字条件で、インクの着弾位置のずれ量の変動を評価した。具体的には、記録した画像の全画素について、インク吐出口１０４ごとに、本来着弾すべき位置からの着弾位置のずれ量の分散を求め、各インク吐出口の分散の平均値を、着弾位置のずれ量の変動として評価した。表１は、その評価結果を示す。
【表１】
2017080895.tif 000003
表１で示されたように、実施例１の液体吐出ヘッド１０１では、従来技術である比較例１の液体吐出ヘッドと比べて着弾位置のずれ量の変動が小さかった。一方、実施例１の液体吐出ヘッド１０１と同じ構成を有するが第１の条件を満たしていない比較例２の液体吐出ヘッドでは、着弾位置のずれ量の変動は、比較例１の液体吐出ヘッドと同程度であった。
【００１７】
（実施例２）
実施例２の液体吐出ヘッド１０１は、図１で示した実施形態（実施例１）の液体吐出ヘッド１０１と同様な構成を有するが、駆動回路２０２の動作が異なる。本実施例では、駆動回路２０２は、全ての非発色性液体吐出口１０３から液体を定期的に吐出させる。例えば、駆動回路２０２は、インク吐出口１０４から液体が吐出される周期の平均値である平均吐出周期の３倍以上の吐出周期で全ての非発色性液体吐出口１０３から液体を吐出させる。
本願発明者は、上記の吐出周期で非発色性液体吐出口１０３から液体を吐出させた場合について、ナビエ・ストークス方程式を有限体積法により解析する気流シミュレーションを用いて、液体吐出ヘッド１０１と記録媒体１０８との間の気流について解析した。その結果、非発色性液体吐出口１０３から吐出される液体により生じる気流が、液体吐出ヘッド１０１と記録媒体１０８との間の気流において支配的となることが見出された。この場合、インクの着弾位置のずれ量は、非発色性液体吐出口１０３から吐出される液体によって生じる気流で決定されるため、着弾位置のずれ量の変動は小さくなる。表２は、実施例１と同様にして着弾位置のずれ量の変動を評価した評価結果を示す。
【表２】
2017080895.tif 000004
表２で示されたように、実施例２の液体吐出ヘッド１０１では、着弾位置のずれ量の変動は、実施例１の液体吐出ヘッド１０１と比べると大きかったが、従来技術である比較例１の液体吐出ヘッド７０１と比べると小さかった。このため、本実施例の液体吐出ヘッド１０１でも、インクの着弾位置の変動を低減することが可能になる。
【００１８】
（実施例３）
図８は、実施例３の液体吐出ヘッドの構成を模式的に示す図である。図８に示す液体吐出ヘッド８０１は、図１に示す液体吐出ヘッド１０１と比較して、非発色性液体吐出口１０３およびインク吐出口１０４の配置が異なる。具体的には、液体吐出ヘッド８０１のインク吐出口１０４は、液体吐出ヘッド８０１の走査方向と直交する方向に対しては、等間隔に配置され、走査方向に対しては、ランダムに配置されている。
また、インク吐出口１０４のそれぞれに非発色性液体吐出口１０３が一つずつ並設され、互いに並設された非発色性液体吐出口１０３およびインク吐出口１０４が互いに対応する制御ペア１０７を構成する。なお、駆動回路２０２の動作は、図４を用いて説明した実施形態の動作と同様である。
媒体距離１０９が１５００μｍであり、吐出口間距離１１０が３００μｍである液体吐出ヘッド８０１を作成し、実施例１と同様にして着弾位置のずれ量の変動を評価した。表３は、その評価結果を示す。
【表３】
2017080895.tif 000005
表３で示されたように、実施例３の液体吐出ヘッド８０１では、着弾位置のずれ量の変動は、実施例１の液体吐出ヘッド１０１と比べると大きかったが、従来技術である比較例１の液体吐出ヘッド７０１と比べると小さかった。このため、本実施例の液体吐出ヘッド８０１でも、インクの着弾位置の変動を低減することが可能になる。
【００１９】
（実施例４）
本実施例では、インク吐出口列１０６が複数列ある液体吐出ヘッドについて説明する。多色で画像を記録するインクジェット記録装置で用いられる液体吐出ヘッドでは、一般的に、吐出するインクの色が異なる複数のインク吐出口列を備えており、そのような場合には、本実施例の液体吐出ヘッドが好ましい。
図９は、本実施例４−１の液体吐出ヘッドの構成を模式的に示す図である。図９に示す液体吐出ヘッド９０１では、インク吐出口列１０６が複数並設されている。インク吐出口列１０６は、図９の例では、２つあるが、３つ以上あってもよい。インク吐出口列１０６ごとに、そのインク吐出口列１０６と平行に非発色性液体吐出口列１０５が配置されている。
非発色性液体吐出口１０３およびインク吐出口１０４は、互いに同数ある。非発色性液体吐出口列１０５およびインク吐出口列１０６は、インク吐出口１０４のそれぞれに非発色性液体吐出口１０３が一つずつ並設されるように互いに平行に配置される。互いに並設される非発色性液体吐出口１０３およびインク吐出口１０４は、互いに対応する制御ペア１０７を構成する。制御ペア１０７内の非発色性液体吐出口１０３とインク吐出口１０４との間の距離である吐出口間距離１１０は、互いに隣り合うインク吐出口列１０６の間の距離であるインク吐出口間距離９０２よりも小さい。駆動回路２０２の動作は第１の実施形態と同様である
実施例４−１として、媒体距離１０９が１５００μｍであり、吐出口間距離１１０が３００μｍであり、インク吐出口間距離９０２が２０００μｍである液体吐出ヘッド９０１を作成した。
【００２０】
図１０は、本実施例４−２の液体吐出ヘッドの構成を模式的に示す図である。図１０に示す液体吐出ヘッド１００１では、インク吐出口列１０６が複数並設されている。インク吐出口列１０６は、図１０の例では、２つあるが、３つ以上あってもよい。複数のインク吐出口列１０６に共通して、１つの非発色性液体吐出口列１０５がインク吐出口列１０６と平行に配置されている。各インク吐出口列１０６に含まれるインク吐出口１０４は、互いに同数であり、１つのインク吐出口列１０６に含まれるインク吐出口１０４と非発色性液体吐出口１０３は、互いに同数である。非発色性液体吐出口列１０５およびインク吐出口列１０６は、インク吐出口１０４のそれぞれに非発色性液体吐出口１０３が一つずつ並設されるように互いに平行に配置される。非発色性液体吐出口列１０５および複数のインク吐出口列１０６のうち、非発色性液体吐出口列１０５は最も端に設けられている。
駆動回路２０２は、吐出動作時において、非発色性液体吐出口列１０５から最も遠いインク吐出口列１０６のうちインクを吐出しないインク吐出口１０４に最も近い非発色性液体吐出口１０３から液体を吐出させる。
実施例４−２として、媒体距離１０９が１５００μｍであり、インク吐出口間距離９０２が６００μｍである液体吐出ヘッド１００１を作成した。また、非発色性液体吐出口列１０５と非発色性液体吐出口列１０５に最も近いインク吐出口列１０６との間の距離１００３は８００μｍである。
【００２１】
また、比較例３として、従来技術である、図９に示した構成から非発色性液体吐出口１０３を全て除いた液体吐出ヘッドを作成した。図１１は比較例３の液体吐出ヘッドを示す図である。図１１に示す液体吐出ヘッド１１０１では、インクを吐出するインク吐出口１１０２を複数備えたインク吐出口列１１０３が複数平行に配置されている。
上記の実施例４−１、４−２および比較例３について、実施例１と同様にして着弾位置のずれ量の変動を評価した。表４は、その評価結果を示す。
【表４】
2017080895.tif 000006
表４に示されたように、実施例４−１の液体吐出ヘッド９０１では、従来技術である比較例３の液体吐出ヘッド１１０１と比べて着弾位置のずれ量の変動が全てのインク吐出口１０４において小さかった。一方、実施例４−２の液体吐出ヘッド１００１では、着弾位置のずれ量の変動は、従来技術である比較例３の液体吐出ヘッド１１０１と比べれば小さかったが、実施例４−１の液体吐出ヘッド９０１と比べると大きかった。このため、実施例４−１の液体吐出ヘッド９０１の方が実施例４−２の液体吐出ヘッド１００１よりも好ましい。したがって、インク吐出口１０４のそれぞれに対して、その第１の吐出口１０４からの距離が互いに隣り合うインク吐出口列１０６の間の距離よりも小さい範囲に、非発色性液体吐出口１０３が設けられることが好ましい。
【００２２】
（実施例５）
図１２は、実施例５の液体吐出ヘッドの構成を模式的に示す図である。図１２に示す液体吐出ヘッド１２０１は、図１に示す液体吐出ヘッド１０１と同様な構成を有するが、非発色性液体吐出口１０３およびインク吐出口１０４の口径が互いに異なっている。したがって、非発色性液体吐出口１０３から吐出される液体の滴径と、インク吐出口１０４から吐出される液体の滴径とが互いに異なっている。図１２の例では、非発色性液体吐出口１０３の口径は、インク吐出口１０４の口径よりも小さい。このため、非発色性液体吐出口１０３から吐出される液体の滴径は、インク吐出口１０４から吐出される液体の滴径よりも小さい。
インク吐出口１０４から吐出される液体の滴径が１５μｍであり、以下の２つのパラメータＸおよびＹが異なる複数の液体吐出ヘッド１２０１を作成した。パラメータＸは、非発色性液体吐出口１０３から吐出される液体の滴径であり、パラメータＹは、吐出動作において液体を吐出しないインク吐出口１０４に対応する非発色性液体吐出口１０３から液体を吐出する吐出回数である。
具体的には、実施例５−１として、Ｘ＝１２μｍ、Ｙ＝２回、実施例５−２として、Ｘ＝８μｍ、Ｙ＝２回、実施例５−３として、Ｘ＝８μｍ、Ｙ＝２回である液体吐出ヘッド１２０１を作成した。そして、実施例１と同様にして着弾位置のずれ量の変動を評価した。表５は、その評価結果を示す。
【表５】
2017080895.tif 000007
滴径比率が０．８および１．０７である実施例５−１および５−２の場合、比較例１の液体吐出ヘッドと比べて着弾位置のずれ量の変動は小さかった。滴径比率が０．５３の実施例５−３の場合、着弾位置のずれ量の変動は、従来技術の比較例１と比べれば小さいが、実施例５−１および５−２と比べると大きい。この結果は、滴径比率が０．７倍から１．３倍までの適正範囲に含まれることが好ましいという条件に合致する。したがって、駆動回路２０２は、滴径比率が０．７〜１．３倍の適正範囲に含まれるように、駆動条件として、選択した非発色性液体吐出口１０３から液体を吐出する吐出回数を決定することが好ましい。
本実施例は、非発色性液体の吐出量をできるだけ少なくしたい場合に好適である。例えば、記録媒体１０８が紙のような液体を吸収して膨潤するものである場合、非発色性液体の吐出量をできるだけ少なくすることが好ましい。本実施例では、非発色性液体吐出口１０３からの滴径の小さい液体を複数回吐出することにで、少ない吐出量で着弾位置のずれ量の変動を低減することができる。これは、液体の飛翔によって液体吐出ヘッド１２０１と記録媒体１０８との間の空気に与えられる抗力は、飛翔する液体の滴径に比例するが、液体の液量は滴径の３乗に比例するからである。
【００２３】
（実施例６）
図１３は、実施例６の液体吐出ヘッドの構成を模式的に示す図である。図１３に示す液体吐出ヘッド１３０１は、図１に示す液体吐出ヘッド１０１と比較して、インク吐出口１０４に対応する非発色性液体吐出口１０３である対応吐出口が複数ある点で異なる。また、実施例５と同様に、非発色性液体吐出口１０３から吐出される液体の滴径と、インク吐出口１０４から吐出される液体の滴径とが互いに異なっている。具体的には、非発色性液体吐出口１０３の口径は、インク吐出口１０４の口径よりも小さく、非発色性液体吐出口１０３から吐出される液体の滴径は、インク吐出口１０４から吐出される液体の滴径よりも小さい。なお、本実施例は、実施例５と同様に、非発色性液体の吐出量をできるだけ少なくしたい場合に好適である。
インク吐出口１０４から吐出される液体の滴径が１５μｍであり、以下の２つのパラメータＸおよびＺが異なる複数の液体吐出ヘッド１３０１を作成した。パラメータＸは、非発色性液体吐出口１０３から吐出される液体の滴径であり、パラメータＺは、吐出動作において液体を吐出しないインク吐出口１０４に対応する非発色性液体吐出口１０３の数である。
具体的には、実施例６−１として、Ｘ＝７μｍ、Ｚ＝２つ、実施例６−２として、Ｘ＝１２μｍ、Ｙ＝２つである液体吐出ヘッド１３０１を作成した。そして、実施例１と同様にして着弾位置のずれ量の変動を評価した。表６は、その評価結果を示す。
【表６】
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滴径比率が０．９３である実施例６−２の場合、比較例１の液体吐出ヘッドと比べて弾位置のずれ量の変動は小さかった。滴径比率が１．６の実施例６−２の場合、着弾位置のずれ量の変動は、従来技術の比較例１と比べれば小さいが、実施例６−１と比べると、大きい。この結果は、滴径比率が０．７倍から１．３倍の適正範囲に含まれることが好ましいという条件に合致する。
【００２４】
（実施例７）
図１４は、実施例７の液体吐出ヘッドの構成を模式的に示す図である。図１４に示す液体吐出ヘッド１４０１は、図１に示す液体吐出ヘッド１０１と比較して、インク吐出口１０４に対応する非発色性液体吐出口１０３が複数のインク吐出口１０４で共有されている点で異なる。なお、非発色性液体吐出口１０３およびインク吐出口１０４は、互いに同様な形状を有し、非発色性液体吐出口１０３から吐出される液体の滴径と、インク吐出口１０４から吐出される液体の滴径とがおおよそ同じになるように設計されている。
駆動回路２０２は、基本的には第１の実施形態と同じ動作を行う。だたし、駆動回路２０２は、同じ非発色性液体吐出口１０３を共有する複数のインク吐出口１０４がインクを吐出しない場合、そのインクを吐出しないインク吐出口１０４の数と同じ回数だけ、非発色性液体吐出口１０３から液体を吐出する。
媒体距離１０９が１５００μｍ、吐出口間距離１１０が３００μｍである液体吐出ヘッド１４０１を作成し、実施例１と同様にして着弾位置のずれ量の変動を評価した。表７は、その評価結果を示す。
【表７】
2017080895.tif 000009
表７で示されたように、本実施例の液体吐出ヘッド１４０１は、実施例１と同様に、従来技術である比較例１の液体吐出ヘッドと比べて着弾位置のずれ量の変動が小さかった。このため、本実施例の液体吐出ヘッド１４０１も好適である。
【００２５】
（実施例８）
図１５は、実施例８の液体吐出ヘッドの構成を模式的に示す図である。図１５に示す液体吐出ヘッド１４０１は、図１に示す液体吐出ヘッド１０１と比較して、非発色性液体吐出口列１０５とインク吐出口列１０６との長さが互いに異なる点で異なる。図１５の例では、非発色性液体吐出口列１０５がインク吐出口列１０６よりも両端側で吐出口１つ分ずつ長いが、非発色性液体吐出口列１０５およびインク吐出口列１０６の長さの関係はこの例に限定されない。
駆動回路２０２は、基本的には第１の実施形態と同じ動作を行うが、インク吐出口列１０６よりも外側に配置されており、制御ペア１０７を形成していない非発色性液体吐出口列１０５に対しては、定期的に液体を吐出させる。
媒体距離１０９が１５００μｍであり、吐出口間距離１１０が３００μｍである液体吐出ヘッド１４０１を作成し、実施例１と同様にして着弾位置のずれ量の変動を評価した。表８は、その評価結果を示す。
【表８】
2017080895.tif 000010
表８で示されたように、本実施例の液体吐出ヘッド１５０１は、実施例１と同様に、従来技術である比較例１の液体吐出ヘッドと比べて着弾位置のずれ量の変動が小さかった。このため、本実施例の液体吐出ヘッド１６０１も好適である。
なお、非発色性液体吐出口列１０５がインク吐出口列１０６よりも短くてもよい。この場合、インク吐出口列１０６に対応する非発色性液体吐出口列１０５が複数のインク吐出口列１０６で共有されていれば、駆動回路２０２は、実施例７と同様な動作を行う。この場合でも、全てのインク吐出口列１０６のそれぞれについて、そのインク吐出口１０４から距離が媒体距離１０９以下の範囲に非発色性液体吐出口１０３が配置される必要がある。
【００２６】
（実施例９）
図１６は、実施例９の液体吐出ヘッドの構成を模式的に示す図である。図１６に示す液体吐出ヘッド１６０１は、図１に示す液体吐出ヘッド１０１と比較して、非発色性液体吐出口列１０５がインク吐出口列１０６を挟むように２列配置されている点で異なる。非発色性液体吐出口列１０５のそれぞれに含まれる非発色性液体吐出口１０３の数の和がインク吐出口１０４の数と等しく、インク吐出口１０４に対応する非発色性液体吐出口１０３が非発色性液体吐出口列１０５のいずれかに含まれている。図１６の例では、液体吐出ヘッド１６０１の走査方向と直交する方向において、非発色性液体吐出口１０３は２つの非発色性液体吐出口１０３に交互に含まれる。なお、駆動回路２０２は、第１の実施形態と同様な動作を行う。
本願発明者は、媒体距離１０９が１５００μｍであり、吐出口間距離１１０が３００μｍである液体吐出ヘッド１６０１を作成し、実施例１と同様にして着弾位置のずれ量の変動を評価した。表９は、その評価結果を示す。
【表９】
2017080895.tif 000011
表９で示されたように、本実施例の液体吐出ヘッド１６０１は、実施例１と同様に、従来技術である比較例１の液体吐出ヘッドと比べて着弾位置のずれ量の変動が小さかった。このため、本実施例の液体吐出ヘッド１６０１も好適である。
【００２７】
（実施例１０）
図１７は、実施例１０の液体吐出ヘッドの構成を模式的に示す図である。図１７に示す液体吐出ヘッド１７０１は、図１に示す液体吐出ヘッド１０１と比較して、非発色性液体吐出口１０３の配置密度が非発色性液体吐出口列１０５内で異なっている点で異なる。図１７の例では、非発色性液体吐出口列１０５の両端部では、インク吐出口１０４のそれぞれに非発色性液体吐出口１０３が１つずつ並設され、１つのインク吐出口１０４と１つの非発色性液体吐出口１０３が制御ペア１０７を構成する。これに対して非発色性液体吐出口列１０５の中央部では、１つのインク吐出口１０４が２つ非発色性液体吐出口１０３を対応吐出口として共有している。
駆動回路２０２は、基本的には第１の実施形態と同様な動作を行うが、対応する非発色性液体吐出口列１０５が複数あるインク吐出口列１０６に対しては、実施例７と同様な動作を行う。
媒体距離１０９が１５００μｍであり、吐出口間距離１１０が３００μｍである液体吐出ヘッド１７０１を作成し、実施例１と同様にして着弾位置のずれ量の変動を評価した。表１０は、その評価結果を示す。
【表１０】
2017080895.tif 000012
表１０で示されたように、本実施例の液体吐出ヘッド１７０１は、実施例１と同様に、従来技術である比較例１の液体吐出ヘッドと比べて着弾位置のずれ量の変動が小さかった。このため、本実施例の液体吐出ヘッド１７０１も好適である。
【００２８】
以上説明した実施形態および各実施例において、図示した構成は単なる一例であって、本発明はその構成に限定されるものではない。
例えば、非発色性液体吐出口１０３の口径は、実施形態および実施例１〜１０では、インク吐出口１０４の口径以下であったが、インク吐出口１０４の口径よりも大きくてもよい。
【符号の説明】
【００２９】
１００    液体吐出装置
１０１、８０１、９０１、１００１、１２０１、１３０１、１４０１、１５０１、１６０１、１７０１    液体吐出ヘッド
１０３    非発色性液体吐出口
１０４    インク吐出口
１０５    非発色性液体吐出口列
１０６    インク吐出口
１０８    記録媒体
【図１】
2017080895.tif 000013
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５Ａ】
2017080895.tif 000017
【図５Ｂ】
2017080895.tif 000018
【図５Ｃ】
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【図６】
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【図７】
2017080895.tif 000021
【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
2017080895.tif 000025
【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
2017080895.tif 000029
【図１６】
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【図１７】
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