(57)【要約】【課題】  インク液滴の吐出速度のみを制御して、被印字物移動方向の解像度を向上させたインクジェット記録装置を提供する。【解決手段】  印字部１は印字保持体３に印字駆動部２を副走査方向に角度θa傾けて取り付けることで構成されている。印字駆動部２は記録インクを吐出する吐出口列４を有し、被印字物５に対して矢印Ａ方向へ記録インクを吐出可能とされている。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
印加された信号に応じて記録インク液滴を吐出させるインクジェット記録ヘッドを用いて画像記録を行うインクジェット記録装置において、
吐出した記録インク液滴が被印字物に対し被印字物の移動方向に傾いて着弾することを特徴とするインクジェット記録装置。
【請求項２】
前記インクジェット記録装置から吐出された前記記録インク液滴の着弾部のドット形状が被印字物移動方向に径の大きい楕円状であることを特徴とする請求項１に記載のインクジェット記録装置。
【請求項３】
前記インクジェット記録装置から吐出された前記記録インク液滴の吐出速度によって着弾部の被印字物移動方向のドット径を変化させることを特徴とする請求項１に記載のインクジェット記録装置。
【請求項４】
前記インクジェット記録装置から吐出された前記記録インク液滴の被印字物移動方向の傾きが３０°から７０°であることを特徴とする請求項１に記載のインクジェット記録装置。
【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装置およびインクジェット記録方法に関し、特にインク吐出速度の制御を可能と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。
【背景技術】
【０００２】
複写装置や、ワードプロセッサ、コンピュータ等の情報処理機器、さらには通信機器の普及に伴い、それらの機器の画像形成（記録）のための出力装置の一つとして、インクジェット方式による記録ヘッドを用いてデジタル画像記録を行うものが急速に普及している。更に、前記情報機器、通信機器の高画質化・高速化にともない、記録装置においても高画質化・高速化の要望が増えてきている。
【０００３】
インクジェット記録装置においては、記録速度の向上のため、複数の記録素子を集積配列してなる記録ヘッドとして、インク吐出口および液路を高密度で複数集積したものを用い、さらに高画質化のため、複数色の吐出口列を備えたものが一般的である。また、インクジェット記録装置に限らずインクリボンを用いたサーマル記録装置・感熱紙を用いて記録を行う感熱記録装置等においても、記録速度向上のため、複数の記録素子を高密度に配列してなる記録ヘッドを構成するものが知られている。
【０００４】
インクジェット記録装置において、インクを吐出させるため、吐出口近傍に設けた発熱素子（電気・熱エネルギー変換体）に電気信号を印可することによりインクを局所的に加熱して圧力変化を起こる。その圧力を用いて、インクを吐出口から吐出させる電気・熱エネルギー変換体を用いる方法や圧電素子などの電気・機械変換体を用いる方法がある。また、インクを吐出する従来の方法として、ピエゾ素子等の電気圧力変換手段を用い、インクに機械的圧力を付与してインクを吐出する構成も知られている。
【０００５】
この種のインクジェット記録方式による高解像度を実現する記録制御を行う方式として、一定サイズの記録ドットにより単位面積あたりの記録ドット数を制御するドット密度制御法、記録ドットのサイズを制御するドット径制御法がある。しかしながら、ドット径制御法は記録ドットのサイズを微妙に変化させるための複雑な制御が必要であり、記録ドット径の制御できる範囲が限られている。また、ドット径を制御するために吐出口寸法の異なるインク吐出口を用意した場合、吐出口の種類が多くなり、製造コスト、ヘッドのサイズが増大する。そのため、一般的には単位面積当りの記録ドット数を制御して中間調記録を行うドット密度制御法が多く採用されている。
【０００６】
ドット密度制御法を用いる従来技術として、図３のように一つの吐出口に対し用意された二つの放熱部をそれぞれ個別に発熱させることで、記録インク液滴を印字部の走査方向に対して吐出角度を制御する技術がある（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００５−０５９４４３（第１３頁、図１５）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
図３のような吐出角度制御による方法の場合、印字部の走査方向（以下、主走査方向）に関しては印字部の駆動およびインク液滴の吐出タイミング、そして吐出角度によってドットの着弾位置を変化させる。そうすることで図１０に示される８００×８００ｄｐｉのような正方形のドットマトリクスを埋めることが可能である。しかし、８００×６００ｄｐｉのような被印字物移動方向（以下、副走査方向）に大きいドットマトリクスを埋める場合、図８のように吐出量を大きくするか、図９のように主走査方向の走査数を増やさなければならない。
【０００８】
しかし吐出量を大きくする場合、主走査方向と副走査方向とのドット間距離の違いによる画像品位の低下といった問題が発生する。また、主走査方向の走査数を増やす場合、印字速度の低下という問題が起こる。
【０００９】
将来的には印字物の高画質化、高速化に伴いインク液滴の微細化が進む上で、従来の方法では主走査方向に対し、副走査方向のドット間距離を均一にするのは困難である。
【００１０】
本発明では吐出させた記録インク液滴を被印字物の移動方向に沿って被印字物に対して斜めに着弾させる。その方法により、上記従来技術によるインクジェット記録装置の副走査方向の画像問題に対し、記録インク液滴の速度を変化させることで副走査方向のドット間距離を変化させ、印字速度を落とすことなく画像品位を向上させることが可能にする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するために本願の第１発明は、印加された信号に応じて記録インク液滴を吐出させるインクジェット記録ヘッドを用いて画像記録を行うインクジェット記録装置において、
吐出した記録インク液滴が被印字物に対し被印字物の移動方向に傾いて着弾させることで、吐出速度によってドットの副走査方向の径を増減させ、解像度に応じて主走査方向に対する副走査方向のドット間距離を均一に出来ることを特徴とする。
【００１２】
さらに第２発明は、前記記録インク液滴の吐出角度θａを３０°から７０°とし、吐出速度による副走査方向のドット径の変化率を最適にすることを特徴とする。
【００１３】
（作用）
上記のように本発明では、印加された信号に応じて記録インク液滴を吐出し吐出させるインクジェット記録ヘッドが、副走査方向に沿って記録インク液滴の吐出方向が被印字物に対し傾いて着弾するように、記録装置本体に取り付けられている。
【００１４】
これにより、インクジェット記録ヘッドを可動させる場合や、固定状態のインクジェット記録ヘッドに対して被印字物を可動させる場合、インクジェット記録ヘッドより吐出させた記録インク液滴が被印字物に対して傾いて着弾させることが可能となる。
【００１５】
その結果、吐出速度が上昇することによって、被印字物に着弾した記録インクが被印字物の移動方向に対しドット径が増大する。そのため、記録インク液滴の吐出速度によって従来の課題である主走査方向に対する副走査方向のドット間距離を均一にし、画像品位を上げることが可能。また同じ吐出量でドット径が増大出来るので、省インク化、印字の高速化に繋がる。
【００１６】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
【発明の効果】
【００１７】
以上説明した本発明によれば、以下に記載する効果を奏する。
【００１８】
第１発明は、印加された信号に応じて記録インク液滴を吐出させて画像記録を行うインクジェット記録装置において、記録インク液滴の吐出口を被印字物移動方向に傾けることで吐出した記録インク液滴が被印字物に対し傾いて着弾する。その際、記録インク液滴の吐出速度を増減させることで解像度によって吐出量を変化させること無く、主走査方向と副走査方向のドット間距離を均一にし、高画質の画像を得ることを可能にする。
【００１９】
第２発明は、前記記録インク液滴の吐出角度θａを３０°から７０°で吐出させることにより吐出速度変化による副走査方向のドット径の変化率を最適にする。
【００２０】
加えて、インクジェット記録装置においては、記録インク液滴の小サイズ化による高画質化の結果、従来の構造では主走査方向に対し副走査方向の画像品位の低下がおこる。そのため、本発明による被印字物に対し印字速度を落とさずに主走査方向と副走査方向のドット間距離を均一にすることの重要性が増す。
【００２１】
なお図７は、主走査方向の吐出間隔をＹ０、副走査方向の吐出間隔をＸ１とし、従来技術でドット径をＹ０と同一にして印字を行った場合の着弾部のドットを示す図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
次に、本発明の詳細を実施の形態の記述に従って説明する。
【００２３】
（第１の実施の形態）
図１は本発明の画像記録装置の第１の実施形態による印字部を示す断面図である。本実施形態では図１に示すように印字部１は印字保持体３に印字駆動部（インクジェット記録ヘッド）２を副走査方向へ角度θa傾けて取り付けることで構成されている。印字駆動部２は記録インクを吐出する吐出口列４を有し、被印字物５に対して矢印Ａ方向へ記録インクを吐出可能とされている。
【００２４】
なお、印字部１は従来のインクジェット記録装置と、印字駆動部２を副走査方向に傾けて取り付ける構成以外は同一の構成となっている。
【００２５】
図２は図１に示す吐出口列４を拡大し、矢印Ａ方向へ吐出する記録インク液滴の挙動を示したものである。
【００２６】
図４は、吐出速度ａ０が小さい場合、被印字物２に対して着弾部のドット３は傾いた方向へ径が伸びず、真円状となる様子を示した図である。
【００２７】
図５は、吐出速度ａ１が大きい場合、被印字物２に対して着弾部のドット３は傾いた方向へ径が伸び、楕円状となる様子を示した図である。
【００２８】
実際の実施例として、使用するインクの物性値に関して、粘性値を２．０ｃＰ、表面張力を３１．０ｄｙｎｅ／ｃｍ、比重を１．０５とする。
【００２９】
ここで、記録インクの吐出口径φを１３μｍ、吐出角度θａを５０°、吐出速度を１０ｍ／ｓとした。その時、副走査方向のドット径が３０μｍ、主走査方向のドット径が３０μｍとなり、図４のように真円状のドットを形成した。
【００３０】
また、上記の条件において、吐出速度を１５ｍ／ｓとした。その時、副走査方向のドット径が４０μｍ、主走査方向のドット径が３０μｍとなり、図５のように楕円状状のドットを形成した。
【００３１】
すなわち、吐出速度を増減させることで副走査方向のドット径を増減させることが出来る。
【００３２】
図１０は同一の吐出量で記録インク液滴着弾間隔Ｙ０に対し主走査方向の着弾間隔がＸ０である場合の記録インク液滴の着弾部分を示したものである。
【００３３】
この時、ドットマトリクスを正方形に定義する場合、主走査方向の着弾間隔Ｘ０と副走査方向の着弾間隔Ｙ０は同一である。
【００３４】
ここで上記と同じ特性のインクを用いて、解像度を８００×６００ｄｐｉと８００×８００ｄｐｉの２条件による印字を行った。その際に印字部は図６のような配列の吐出口を持ち、主走査方向の吐出口間隔Ｘａ＝６０μｍ、副走査方向の吐出口間隔Ｙａ＝２４０μｍとする。その他のパラメータは以下の表１の値とする。
【００３５】
【表１】
2009073039.tif 000003
上記の表１から、解像度が８００×６００ｄｐｉの時、主走査方向のドットマトリクス間距離は４０μｍ、副走査方向のドットマトリクス間距離は３０μｍとなる。
【００３６】
また、解像度が８００×８００ｄｐｉの時、主走査方向のドットマトリクス間距離は３０μｍ、副走査方向のドットマトリクス間距離は３０μｍとなる。
【００３７】
よって解像度が８００×６００ｄｐｉの時、吐出速度を１５ｍ／ｓとすると、図１１のようにドットマトリクスが埋まる。また、解像度が８００×８００ｄｐｉの時、吐出速度が１０ｍ／ｓとすると、図１０のようにドットマトリクスが埋まる。
【００３８】
その結果、解像度に応じて吐出速度を増減させることで吐出量を変化させること無く、主走査方向と副走査方向のドット間距離を均一にすることが可能である。
【００３９】
（第２の実施の形態）
上記の第１の実施の形態では、副走査方向に傾いて記録インクが吐出するように被印字部を設定することにより、記録インクのドット形状を変化させ、副走査方向のドット間距離が変化可能であることを示した。
【００４０】
ここで吐出角度θａを始めとした各パラメータを変化させ、印字を行った結果を以下の表２に示す。
【００４１】
【表２】
2009073039.tif 000004
表２の結果から吐出角度θａを７０°以上となると、吐出口径が２０．０μｍの場合、主走査方向のドット径が７５μｍよりも短縮し、吐出速度が１．５倍に対し副走査方向のドット径が４倍ほどになる。
【００４２】
また、吐出角度θａを３０°より小さくすると吐出口径が１０．０μｍの場合、吐出速度を１．５倍としても副走査方向のドット径は変化しない。
【００４３】
よって、吐出口径が１０．０μｍから２０．０μｍで印字を行う際、吐出角度θａを３０°から７０°とすることが最適と考えられる。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明による画像記録装置の第１の実施形態である印字部を示す断面図である。
【図２】図１に示す吐出口列部分を拡大し、吐出する記録インク液滴の挙動を示したものである。
【図３】主走査方向に吐出角度を変化させる従来技術を示した図である。
【図４】図１に示した記録インクを吐出速度ａ０で被印字物２に対し傾きθaで着弾した場合のドットを示す図である。
【図５】図４で示した記録インク液滴の吐出速度ａ０よりも速い速度ａ１で被印字物２に対し傾きθaで着弾した場合のドットを示す図である。
【図６】主走査方向の吐出口間隔をＹａ、副走査方向の吐出口間隔をＸａとした印字部を示す図である。
【図７】主走査方向の吐出間隔をＹ０、副走査方向の吐出間隔をＸ１とし、従来技術でドット径をＹ０と同一にして印字を行った場合の着弾部のドットを示す図である。
【図８】主走査方向の吐出間隔をＹ０、吐副走査方向の吐出間隔をＸ１とし、従来技術でドット径をＸ０と同一にして印字を行った場合の着弾部のドットを示す図である。
【図９】主走査方向の吐出間隔をＹ０、吐副走査方向の吐出間隔をＸ１とし、従来技術でドット径をＸ１と同一にして走査数を増やして印字を行った場合の着弾部のドットを示す図である。
【図１０】主走査方向の吐出間隔をＹ０、副走査方向の吐出間隔をＸ０とし、従来技術、および本発明の技術を用いた場合の着弾部のドットを示す図である。
【図１１】主走査方向の吐出間隔をＹ０、副走査方向の吐出間隔をＸ１とし、本発明を用いて吐出速度変化によってドット径を変化させた場合の着弾部のドットを示す図である。
【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】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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