(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
画信号に応じて記録ヘッドの記録要素を駆動して被記録材にインクを飛翔させて画像を記録するインクジェット記録装置であって、
前記記録ヘッドの複数の記録要素を連続した複数の記録要素を単位として複数ブロックに分割し、各ブロック単位に記録要素を選択可能な第１選択手段と、
前記複数ブロックに亘って配置された記録要素の内で所定間隔で離散した複数の記録要素を１グループとし、駆動の周期を複数のグループの数で分割したグループ期間を単位として各グループを選択可能とする第２選択手段と、
前記第２選択手段によって選択されたグループ内の記録要素を、前記グループ期間内で前記第１選択手段を用いて更にブロック単位で時分割して順に選択し、当該選択された記録要素に前記画信号に応じて通電して駆動する駆動手段と、
を有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】
静電気による吸着力を利用して前記被記録材を搬送する搬送手段を更に有す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１グループとして選択される記録要素の所定間隔は、前記静電気力による着弾の位置ずれが前記記録ヘッドの記録要素の配列ピッチの１／２以下になる間隔であることを特徴とする請求項２に記載のインクジェット記録装置。
【請求項４】
前記記録ヘッドは、熱エネルギーを利用してインクを吐出する記録ヘッドであって、インクに与える熱エネルギーを発生するための熱エネルギー変換体を備えていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のインクジェット記録装置。
【請求項５】
画信号に応じて記録ヘッドの記録要素を駆動して被記録材にインクを飛翔させて画像を記録するインクジェット記録方法であって、
前記記録ヘッドの複数の記録要素を連続した複数の記録要素を単位として複数ブロックに分割し、各ブロック単位に記録要素を選択する第１選択工程と、
前記複数ブロックに亘って配置された記録要素の内で所定間隔で離散した複数の記録要素を１グループとし、駆動の周期を複数のグループの数で分割したグループ期間を単位として各グループを選択可能とする第２選択工程と、
前記第２選択工程によって選択されたグループ内の記録要素を、前記グループ期間内で前記第１選択工程によって更にブロック単位で時分割して順に選択し、当該選択された記録要素に前記画信号に応じて通電して駆動する駆動工程と、
を有することを特徴とするインクジェット記録方法。
【請求項６】
静電気による吸着力を利用して前記被記録材を搬送する搬送工程を更に有することを特徴とする請求項５に記載のインクジェット記録方法。
【請求項７】
前記１グループとして選択される記録要素の所定間隔は、前記静電気力による着弾の位置ずれが前記記録ヘッドの記録要素の配列ピッチの１／２以下になる間隔である事を特徴とする請求項６に記載のインクジェット記録方法。
【請求項８】
前記記録ヘッドは、フルラインヘッド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】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、画信号に応じて複数の記録要素を駆動して被記録材にインクを飛翔させて画像を記録するインクジェット記録方法及び装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ホストコンピュータ等の外部装置から入力される記録信号に応じて選択的に記録素子を駆動し、被記録材（以下、記録シート）上に記録を行う記録装置として、ワイヤドット方式、熱転写方式、インクジェット方式などのプリンタ装置が知られている。中でもインクジェットヘッドを搭載して、そのヘッドのインク吐出口（ノズル）からインクを吐出して記録を行うインクジェット・プリンタ装置は、高精細な画像記録が可能であり、しかも、その装置の価格が廉価であることから近年特に注目され、各分野に広く使用されつつある。特に、インク吐出口、インク液路及び吐出エネルギー発生素子を有する記録素子を微細なピッチで複数配列した記録ヘッドを、複数の記録素子の配列方向（副走査方向）と直交する方向（主走査方向）に複数配設し、これら複数の記録ヘッドを主走査方向に走査させて画像を記録するカラー記録用或は階調記録用のインクジェットプリンタの需要も急速に伸びてきている。
【０００３】
上述の記録ヘッドでは、各ノズルに対応する位置に吐出エネルギー発生素子である発熱抵抗体を設け、その発熱抵抗体に電流を流すことにより熱エネルギーを発生させ、この熱エネルギーを利用して、対応するノズルから液体を吐出させて記録を行っている。特に今日のように、高密度、高速記録の要請が高い状況においては、記録ヘッドの１回の主走査で複数ラインの記録を行うことが一般化しており、従って、多数の発熱素子を高密度に配設した記録ヘッドが採用されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
このように高密度、高速記録が行われると、記録ヘッドの位置的に近いノズルが非常に短い時間間隔で駆動されるため、そのノズルから吐出されるインクの状態が、隣接するノズルから吐出されるインクによる圧力波の影響を受けやすくなる。これにより、各ノズルから吐出されるインク量、インクの吐出速度等が安定せず、記録された画像品位が低下するという問題点があった。
【０００５】
更に、記録シートを搬送する際、静電吸着法を用いて記録シートを吸着させて搬送させると、記録ヘッドから飛翔した各インク滴は、図１２に示すように、記録シートに到着するまでの間に帯電される。その結果、近くを飛翔するインク滴同士が互いに反発しあい、そのインク滴の飛翔方向が干渉されるという事態が生じる。その結果、記録シート上でのインク滴の着弾位置がずれてしまい、その記録シート上に記録された画像の品位が低下してしまうという大きな問題点があった。
【０００６】
本発明は上記従来例に鑑みてなされたもので、記録シートを静電吸着法を用いて搬送する装置において生じる隣接する記録要素間の相互影響を無くして、高品位の画像を記録できるインクジェット記録方法及び装置を提供することを目的とする。
【０００７】
また本発明の目的は、隣接する記録要素（ノズル）から吐出されるインク滴による影響をなくして、高品位の画像を記録できるインクジェット記録方法及び装置を提供することにある。
【０００８】
又本発明の目的は、隣接する記録要素（ノズル）から吐出されるインク滴による影響をなくすとともに、記録ヘッドの駆動用電源の容量の増大を防止したインクジェット記録方法及び装置を提供することにある。
【０００９】
又本発明の目的は、記録ヘッドの記録要素を複数のグループに分けて時分割駆動し、現駆動タイミングにおいて、前の駆動タイミングでインクを吐出した記録要素で発生した圧力波による影響をなくすようにしたンクジェット記録方法及び装置を提供することにある。
【００１０】
又本発明の目的は、静電吸着法により被記録材を搬送する場合でも、隣接する記録要素（ノズル）から吐出されるインク滴による影響をなくして、高品位の画像を記録できるインクジェット記録方法及び装置を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明のインクジェット記録装置は以下のような構成を備える。即ち、
画信号に応じて記録ヘッドの記録要素を駆動して被記録材にインクを飛翔させて画像を記録するインクジェット記録装置であって、
前記記録ヘッドの複数の記録要素を連続した複数の記録要素を単位として複数ブロックに分割し、各ブロック単位に記録要素を選択可能な第１選択手段と、
前記複数ブロックに亘って配置された記録要素の内で所定間隔で離散した複数の記録要素を１グループとし、駆動の周期を複数のグループの数で分割したグループ期間を単位として各グループを選択可能とする第２選択手段と、
前記第２選択手段によって選択されたグループ内の記録要素を、前記グループ期間内で前記第１選択手段を用いて更にブロック単位で時分割して順に選択し、当該選択された記録要素に前記画信号に応じて通電して駆動する駆動手段とを有することを特徴とする。
【００１６】
上記目的を達成するために本発明のインクジェット記録方法は以下のような工程を備える。即ち、
画信号に応じて記録ヘッドの記録要素を駆動して被記録材にインクを飛翔させて画像を記録するインクジェット記録方法であって、
前記記録ヘッドの複数の記録要素を連続した複数の記録要素を単位として複数ブロックに分割し、各ブロック単位に記録要素を選択する第１選択工程と、
前記複数ブロックに亘って配置された記録要素の内で所定間隔で離散した複数の記録要素を１グループとし、駆動の周期を複数のグループの数で分割したグループ期間を単位として各グループを選択可能とする第２選択工程と、
前記第２選択工程によって選択されたグループ内の記録要素を、前記グループ期間内で前記第１選択工程によって更にブロック単位で時分割して順に選択し、当該選択された記録要素に前記画信号に応じて通電して駆動する駆動工程とを有することを特徴とする。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して本発明の好適な実施の形態を詳細に説明する。
【００２２】
［実施の形態１］
図１（ａ）は、本発明の実施の形態に係る記録可能な幅にノズル等の記録要素を配列した、いわゆるフルライン型の記録ヘッドユニット２１００の外観斜視図、図１（ｂ）は本実施の形態の記録ヘッド部分の拡大断面斜視図である。
【００２３】
図１（ａ）及び図１（ｂ）において、記録素子基板２００１上に記録要素の構成要素の一つである熱エネルギー発生素子（発熱抵抗体）２００９を配設し、その上にノズル（インク吐出口：記録要素）２０１０、液室２００８を形成する天板２００５が配設されている。更に、これら熱エネルギー発生素子２００９を駆動するための駆動素子２００４が記録素子基板２００１上に実装されており、この駆動素子２００４から記録素子基板２００１上に配設された不図示の配線パターンを通じて熱エネルギー発生素子２００９に電気的エネルギーが供給される。このような構成の記録ヘッドは、プリント基板２００３とともにベースプレート２００２上に固定されている。ここで記録ヘッドとプリント基板２００３とはワイヤボンディング２００６で電気的に接続されている。またプリント基板２００３には、外部から電気的信号を入力するための電気コネクタ２００７が設けられている。記録に使用されるインクは、不図示のインクタンクとインク供給チューブを通じて液室２００８に供給されている。そして記録の際には、電気コネクタ２００７を介して入力された記録信号に応じた駆動信号がワイヤボンディング２００６を通じて駆動素子２００４に送られる。これにより駆動素子２００４から出力される電気的なパルス信号に応じて熱エネルギー発生素子２００９が駆動され、ノズル２０１０内でインクが発泡することにより、そのインク２０１０からインク滴が吐出される。
【００２４】
図２は、本実施の形態の記録ヘッドユニット２１００の回路配線を示す図である。
【００２５】
本実施の形態では、駆動素子２００４を２８個（ＩＣ１〜ＩＣ２８）使用しており、１個の駆動素子２００４で２５６個の熱エネルギー発生素子２００９の駆動を行っている。これら２８個の駆動素子２００４は、４個(ICi〜ICi+3)ずつで合計７つのブロックに分割されている。そして各ブロックに記録データ信号（ＳＩ１〜ＳＩ７）、データ信号転送クロック（ＣＫ）、ラッチ信号（ＬＴ）、ＥＡ，ＥＢ，ＥＣ，ＥＧ信号（後述）が入力されており、各々のブロックに属する駆動素子２００４のチップイネーブルに当たる信号（ＳＥＬ１〜ＳＥＬ７）のそれぞれが、各ブロックごとに入力されている。また、熱エネルギー発生素子２００９を駆動する電気的パルスのパルス幅を決定する信号（ＥＮＢ１〜２８）、信号Ｄ１−Ａ１〜Ａ２８，Ｄ１−Ｃ１〜Ｃ２８、及び電源ラインＶＤＤ、Ｌ−ＧＮＤ，Ｐ−ＧＮＤが、図中では示していないが、各配線を通して各々の駆動素子２００４に入力されている。
【００２６】
図３は、本実施の形態の駆動素子２００４の構成を示すブロック図である。
【００２７】
データ信号（ＳＩ）は、データ転送クロック（ＳＣＫＩ：図２のＣＫ）に同期して、２５６ビットのシフトレジスタ３０１に順次転送されて記憶される。このシフトレジスタ３０１に保持された２５６ビットデータは、ラッチ信号（ＬＴ*：*は負論理の信号を示す）により２５６ビットのラッチレジスタ３０２に送られて格納される。ＥＡ*，ＥＢ*，ＥＣ*，ＥＧ*信号はいずれも負論理(low true)の信号で、８回の分散駆動をするために３−８のデコーダ３０３に入力されており、ラッチレジスタ３０２に格納された信号を８個のブロック単位で選択してドライバ３０４に出力している。こうして選択された信号は、熱エネルギー発生素子２００９を駆動するパルス幅を与えるＥＮＢ信号(ENBI)に応じて、その熱エネルギー発生素子に対応するトランジスタを駆動して熱エネルギー発生素子２００９を駆動する。なお、ここで、ＥＡ*，ＥＢ*，ＥＣ*信号はそれぞれ１ビットの信号で、デコーダ３０３の出力（端子１〜８）のいずれをハイレベルにするかを決定し、ＥＧ*信号はこのデコーダ３０３の出力をイネーブルにするための信号である。
【００２８】
本実施の形態では、１つの記録ヘッドユニット２１００に“７１６８”個のノズルを６００ｄｐｉの密度（４２．５μｍ間隔）で配設し、これを４ＫＨｚの駆動周波数で駆動している。熱エネルギー発生素子２００９は、そのサイズが約２０μｍ×８０μｍの電気抵抗体であり、その抵抗値は約５５Ωである。この熱エネルギー発生素子２００９に１０〜１２Ｖ程度の電圧パルス（パルス幅３μｓ程度）を与えることにより、その熱エネルギー発生素子２００９近傍のインクが加熱されて発泡し、そのノズルからインクを吐出することができる。このとき、単一の熱エネルギー発生素子２００９に瞬間的に流れる電流は約２００ｍＡ程度である。また、パルス信号の印加時に熱エネルギー発生素子２００９に発生するインクの泡は、熱エネルギー発生素子２００９にパルス信号が印加されてから約１２μｓ後に、その発泡体積が最大となる。その後、インク泡が凝縮を始め、パルスの印加から約２５μｓ後に消泡することが確認された。
【００２９】
図４は、本実施の形態の記録ヘッドユニット２１００のインク吐出タイミングを説明するための図である。
【００３０】
実施の形態１においては、記録ヘッドユニット２１００に配設された全てのノズル（７１６８個）を８（＝Ｎ）個のグループに分割し、上述のＥＡ*，ＥＢ*，ＥＣ*信号を用いて、各グループ毎の時分割駆動を行っている。そして記録の際は、まず第１のグループに属する、第１、９、１７、…、７１６２番目（計８９６個）のノズルからインクを吐出させる。このとき、単一の熱エネルギー発生素子２００９に流れる瞬時電流は約２００ｍＡである。ここでは、最大計８９６個の熱エネルギー発生素子２００９を同時にオンさせるため、合計の瞬時電流は最大約１８０Ａになる。続いて第２グループに属する、第５、第１３、…、第７１６５番目のノズルからインクを吐出させ、以下同様に、第３、第４、…、第８のグループに属するノズルから順々にインクを吐出する。このとき、隣接するタイミングで駆動されるグループ間でのノズルの位置関係は、互いにＮ／２ドット（ここでは４ドット）分、或は｛（Ｎ／２）−１｝ドット（ここでは３ドット）分離れている。例えば、第２のグループに属する第５番目のノズルは、その前に吐出駆動される第１のグループに属する第１番目と第９番目のノズルから（Ｎ／２＝）４ドット分離れており、その後に吐出駆動される第３のグループに属する第２番目と第１０番目のノズルから｛（Ｎ／２）−１＝｝３ドット分離れている。このように、互いに隣接するタイミングで駆動されるグループに属するノズル間の距離を互いにＮ／２ビット分、或は｛（Ｎ／２）−１｝ドット分とすることにより、直前のタイミングでインクを吐出したノズルからのインク滴の圧力波による、現タイミングでインクを吐出したノズルにおけるインク滴への影響を低減することができる。
【００３１】
また、本実施の形態では、隣接するタイミングで駆動されるノズルグループ間でのインク吐出タイミングの時間間隔（以下、隣接遅延時間ｔd）を約２８μｓに設定している。この隣接遅延時間ｔdは、１パスで画像形成するためには、ヘッドの駆動周期Ｔとグループ数Ｎとの間に、
ｔd≦Ｔ／Ｎ
の関係が成立しなければならない。
【００３２】
また、直前のタイミングでインクを吐出したノズルで発生した圧力波による影響を低減し、インク吐出速度、インク吐出量を安定させるためには、隣接遅延時間ｔdは少なくとも、熱エネルギー発生素子２００９に電気的パルスを印加してから、発泡した泡が最大体積に到達するまでの時間ｔmax（約１２μｓ)よりも大きくなければならない。
【００３３】
ｔmax＜ｔd
更には、発泡した泡が凝縮するまでの時間ｔb（約２５μｓ)よりも大きい方が、より望ましい。従って、その関係は、
ｔb＜ｔd
のようになる。
【００３４】
図５は、本発明の実施の形態１に係るフルライン型記録ヘッドを備えたインクジェット記録装置の構成を示すブロック図である。
【００３５】
図において、５００は制御部で、例えばマイクロプロセッサ等のＣＰＵ５１０、ＣＰＵ５１０により実行される制御プログラムを記憶しているプログラムメモリ５１１、ＣＰＵ５１０による処理の実行時、ワークエリアとして使用されて各種データを一時的に記憶するＲＡＭ５１２等を備えている。２１００は前述した記録ヘッドユニット、５０１はモータドライバで、制御部５００からの指示に基づいてシート送りモータ５０２の回転を制御して、記録に使用される記録シートの搬送を行っている。
【００３６】
図６は、実施の形態１のインクジェット記録装置における制御処理を示すフローチャートで、この処理を実行する制御プログラムはプログラムメモリ５１１に記憶されている。
【００３７】
まずステップＳ１で、ホストコンピュータ等の外部機器からのプリントデータを入力し、１ライン分（ここでは７１６８画素）のデータの作成が終了するとステップＳ２に進み、その作成した画像データを、クロック信号ＣＫに同期して記録ヘッドユニット２１００の各駆動素子のシフトレジスタ３０１に送出する。こうして１ライン分の記録データがＩＣ１〜ＩＣ２８の各シフトレジスタ３０１に格納されるとステップＳ３に進み、ラッチ信号（ＬＴ*）を出力して各駆動素子のラッチ回路３０２に、その記録データをラッチする。次にステップＳ３に進み、シート送りモータ５０２を回転駆動して後述する静電吸着法を用いて記録シートを搬送し、記録シートが記録位置に到達するとステップＳ４に進む。ステップＳ４では、第１〜第７ブロックを選択する選択信号ＳＥＬ１〜ＳＥＬ７を全てハイレベルにして出力し、ステップＳ５で、グループ選択信号ＥＡ*，ＥＢ*，ＥＣ*を全て“１”（第１グループ選択）にして出力する。そしてステップＳ６に進み、ヒート信号（ＥＮＢ１〜２８）をハイレベルにして出力する。これにより、図４に示す第１グループの発熱抵抗体が駆動され、第１グループのノズルからのインクによる記録が行われる。
【００３８】
次にステップＳ７に進み、１ラインの記録が終了したかどうかを調べ、終了していないときはステップＳ８に進み、所定時間（隣接遅延時間ｔd）だけ待機してステップＳ９に進み、前述したグループ選択信号ＥＡ*，ＥＢ*，ＥＣ*を更新して、次に第２グループを選択する(EA*=0,EB*=EC*=1)ようにする。こうしてステップＳ６に進み、前述と同様にしてヒート信号（ＥＮＢ１〜２８）をハイレベルにし、次のノズルグループによる記録を行う。こうしてステップＳ７乃至Ｓ９において、順次グループを選択し、第８グループ(EA*,EB*,EC*=0)による記録が終了するとステップＳ７からステップＳ１０に進み、１ページ分のプリント処理が終了したかを調べ、終了していればこの処理を終了するが、終了していないときはステップＳ１１に進み、シート送りモータ５０２を回転駆動して記録シートを、例えば解像度に応じた１ドット分だけ搬送してステップＳ３に戻る。尚、この場合、ホスト等からのデータ受信、及び記録データの作成、およびその記録データのシフトレジスタ３０１へのデータ転送等は、例えば前のラインの記録中にバックグランドで実行されているため、ステップＳ３でラッチ信号を出力することにより次のラインの記録データがラッチ回路３０２にラッチされることになる。
【００３９】
以上説明したように、記録ヘッドの複数ノズルをＮ個のグループに分けて時分割駆動を行い、前のタイミングでインクを吐出したノズルで発生した圧力波の影響による、インク吐出量、インク吐出速度への影響を低減して安定したインクの吐出を行うことにより、記録品位を高めることができる。
【００４０】
ここで、本実施の形態の特徴は、上述した時分割駆動を行う場合、同時にインクを吐出するノズルの間隔を静電吸着法で記録シートを搬送する場合の静電気による影響が記録画像に影響を与えない間隔としたことである。このような本実施の形態について以下に説明する。
【００４１】
図９は、記録シートを静電搬送する本発明のカラーインクジェット記録装置１２００を説明するための図である。本実施の形態のカラーインクジェット記録装置１２００では、記録ヘッドユニット２１００が４本搭載されている。本実施の形態の記録ヘッドユニット２１００は、ノズルの配列ピッチを６３．５［μｍ］とした点以外は、前述の記録ヘッドユニット２１００と同一の構成を有している。これら４本の記録ヘッドユニット２１００には、それぞれ不図示のイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色のインクが供給されており、これら４色を用いてカラー記録を行うものである。給紙トレー１００４に積載された記録シート１００５は、シート搬送ベルト１００２によって搬送され、カラー記録用ヘッドユニット２１００の下を通過する際に、各記録ヘッドユニット２１００から吐出されるインクにより記録が行われる。こうしてカラー画像が記録された記録シート１００５は排紙トレー１００３に積載される。
【００４２】
シート搬送ベルト１００２は、シート搬送ベルトローラ１００１に巻回されており、このシート搬送ベルト１００２上には、記録シート１００５を確実に搬送することができるように、電極１０１２が配設されている。電極１０１２の端部には、給電部１０１３が配設されており、電極１０１２に高電位を印加するための電荷供給ユニット１０１０に配設された、導電性物質からなる電荷供給ブラシ１０１１が当接している。電荷供給ユニット１０１０に高電位を印加することで、電極１０１２に高電位が供給され、静電気により、記録シート１００５を吸着して搬送することができるようになっている。
【００４３】
ここでは、前述した記録ヘッドユニット２１００をこのように静電吸着法によってシート搬送を行うカラーインクジェット記録装置１２００に搭載したものである。
【００４４】
このような静電吸着法を利用したシート搬送系の上でインクジェット方式での記録を行った場合、静電界によって、互いに近くを飛翔するインク滴が互いにその飛翔方向に影響を与え、記録品位が悪化することは前述した。
【００４５】
本実施の形態の記録ヘッドユニット２１００を設計するに先立ち、まず、図１７に示すように、各々のノズルに配設された熱エネルギー発生素子２００９を個別に駆動できる駆動回路を有する記録ヘッドユニット２１００を作成し、隣接して駆動するノズルの距離、電極１０１２に印加する電圧と、記録ドットのズレ量との関係について実験、検討した。検討に際しては、ノズルが６３．５［μｍ］のピッチで５１２個配設されている記録ヘッドユニットを使用した。その検討結果を図１０に示す。
【００４６】
図１０において、横軸は同時に吐出する、隣接したノズル間の距離、横軸は記録シート上のインク付着位置ズレ量を示す。
【００４７】
図１０に示すように、シートの表面に与える電位を変化させても、２０００Ｖまでの範囲では３００［μｍ］以上話しておけばインクの位置ズレ量は１５［μｍ］以下となり、ほとんど目立たない領域に入ることが確認された。
【００４８】
次に、上記実験と同一条件で実際の画像を記録し、その記録品位を評価した。その結果を図１８に示す。この評価での画像品位評価基準は、画像上にインク滴の着弾位置ズレによって、スジの発生を確認できないものを良好「○」、スジが発生したものを不良「×」とした。この結果を図１０に示した条件と同一条件の各々のプロットポイントに重ねたものが図１９である。
【００４９】
図１９では、プロットされた各々のポイントの右上に、「○」ないしは「×」の評価結果が記載されている。図１９を見ると、記録ズレ量が、ノズルの配列ピッチ６３．５［μｍ］の半分、３１．７５［μｍ］以下の領域においては、画像評価が「○」、即ち記録された画像の品位が良好であったことが確認できる。
【００５０】
次に、上記実験結果を踏まえて、ノズル配列ピッチが７０［μｍ］の記録ヘッドユニットを設計するに当たって、着弾位置ズレ量が７０［μｍ］の半分、３５［μｍ］以下となる同時にオンする隣接ノズル間の距離を実験的に求めた。ノズル間距離は１４０〜４２０［μｍ］、印加電圧は０〜３ｋＶとし、その各々の条件に対して１０回着弾位置ズレを測定し、平均値を算出した。
【００５１】
その結果、図２０で示すように隣接ノズル間距離が１４０［μｍ］では、シート表面電位が２ｋＶ以上の条件において着弾ズレ量が３５［μｍ］以上であったが、２８０［μｍ］以上にすれば、印加電圧３ｋＶ以下の条件においても、着弾ズレ量を３５［μｍ］以下に抑えることができることがわかった。また、この検討と同一の条件にて実際の画像を記録し、その画像品位を評価したところ、図２０及び図２１に示すように、着弾位置ズレ量が３５［μｍ］以下の条件においては、良好な記録品位が得られることが確認された。
【００５２】
上記の結果を基に、本実施の形態においては、同時にオンする隣接ノズル間距離を２８０［μｍ］とした記録ヘッドユニットを使用し、着弾位置ズレによる画像品位劣化の少ないインクジェット記録装置を提供することができた。
【００５３】
また、先に説明した図１から図４のような記録ヘッドおよびブロック駆動の構成においても、２ｋＶのシート表面電位の場合であっても良好な画像を保てるように、同時駆動される隣接ノズルの間隔を前述したように３４０μｍとなるようにしており、これによりスジむらのない良好な画像を得ることができた。
【００５４】
［実施の形態２］
本実施の形態２においては、ノズル配列ピッチが４２．５［μｍ］という、第１の実施の形態よりも高密度にノズルの配列された記録ヘッドユニットを用いた実施の形態について説明をする。本実施の形態においても、第１の実施の形態と同様に、インク滴の着弾位置ズレ量が、ノズル配列ピッチ４２．５［μｍ］の半分、２１．５［μｍ］以下となる条件を求めたところ、同時にオンする隣接ノズル間距離を３００［μｍ］以上にすれば良いという結果が得られた。この結果に基づき、本実施の形態のノズル解像度６００ｄｐｉの記録ヘッド（ノズルピッチｐ＝４２．５［μｍ］）の場合、分割駆動の部ループ数Ｎを“８”とした。
【００５５】
さらに本実施の形態によれば、吐出順序が隣接するグループのノズルの吐出タイミングの時間間隔を考慮し、隣接遅延時間ｔdを十分大きくすることにより、吐出順序が隣接するグループのノズルからのインク滴同士が記録シート１００５うえに着弾するまでの間に、静電界による飛翔方向の相互干渉を防止することができる。
【００５６】
これを図１１を参照して説明する。
【００５７】
図１１は、実施の形態２において記録ヘッドから吐出されたインク滴３００１、３００２、３００３が記録シート１００５上の面に着弾するまでの間を飛翔している状態を図示したものである。第１のグループのノズルからのインク滴３００１と第２グループのノズルからのインク滴３００２の水平方向距離Ｌは、分割駆動のグループ数ＮとノズルピッチＰを用いて、
Ｌ＝Ｐ・Ｎ／２で表せる。
【００５８】
また、これらの垂直方向距離ＶHは、インクの飛翔速度Ｖと隣接遅延時間ｔdを用いてＶ1＝Ｖ・ｔdで表せる。
【００５９】
従って、第１グループのノズルからのインク滴３００１と第２グループのノズルからのインク滴３００３との直線距離Ｌ1は、
Ｌ1=√{Ｖ2・ｔd2 ＋ (Ｎ・Ｐ／２)2}
となる。
【００６０】
いま、静電界中で、インク滴３００１がインク滴３００２から受ける力Ｆ1は、この直線距離Ｌ1の２乗に比例するので、アルファを定数として、
Ｆ1＝α・Ｌ12＝α√{Ｖ2・ｔd2＋（Ｎ・Ｐ／２）2｝
で表せる。この力Ｆ1のうち、インク滴３００１の着弾位置に影響を及ぼすのは、Ｆ1の水平方向成分Ｆ1xのみである。ここでＦ1xは、
0003814486.tif 000002
となる。
【００６１】
同様に、第２グループのノズルからのインク滴３００２が第３グループのノズルからのインク滴３００３によって受ける力を考える。インク滴３００２とインク滴３００３との水平距離は、（Ｎ／２−１）・Ｐと表せるものと（Ｎ／２＋１）・Ｐと表せるものとの２つがある。これらそれぞれについて、静電界中で受ける力の水平方向成分Ｆ2x，Ｆ3xを、Ｆ1xと同様に求めると、
Ｆ2x＝［αＰ・｛（Ｎ／２）−１｝］√{Ｖ2・ｔd2＋{（Ｎ／２）−１}2×Ｐ2］
Ｆ3x＝［αＰ・｛（Ｎ／２）＋１｝］√［Ｖ2・ｔd2＋｛（Ｎ／２）＋１｝2×Ｐ2］
となる。これらＦ1x，Ｆ2x，Ｆ3xを比べると、Ｆ3xが最大となっている。
【００６２】
一方、同一グループのノズルからのインク滴の水平方向距離はＮ・Ｐで表せ、これらが静電電界中を飛翔中に互いに受ける力Ｆ0は、
Ｆ0＝α・Ｎ2・Ｐ2
となる。前述のＦ3xをＦ0以下にするための条件は、上記の式より
√［Ｖ2・ｔd2＋｛（Ｎ／２）＋１｝2×Ｐ2］≦２Ｎ2・Ｐ／（Ｎ＋２）
となる。
【００６３】
実際に、Ｖ＝１０［ｍ／Ｓ］，ｔd＝２８［μｓ］，Ｎ＝８，Ｐ＝４２．５×１０-6［ｍ］として、Ｎ・Ｐ＞３００、
√［Ｖ2・ｔd2＋｛（Ｎ／２）＋１｝2×Ｐ2］≦２Ｎ2・Ｐ／（Ｎ＋２）
の両式を満たすような駆動方法を行ったところ、静電界によるインクの着弾位置ズレが１５μｍ以下に収まり、良好な記録品位が得られることが確認された。
【００６４】
このように実施の形態２によれば、前述の実施の形態１に記載した記録ヘッドを、静電吸着法を利用したインクジェット記録装置に搭載した際に、静電界によるインク滴の着弾位置ズレを極小にし、良好な記録を行うことができるインクジェット記録装置を提供するものである。
【００６５】
［実施の形態３］
図７は、本発明の実施の形態３を説明するための図である。実施の形態３は、記録ヘッドユニット２１００の複数のノズルを８つの時分割駆動のグループに分割している点および静電搬送による影響を考慮して同時駆動を行うノズル間隔を確定する点については、前述の実施の形態１と同様である。実施の形態１と実施の形態２との相違点は、記録ヘッドユニット２１００のノズルを更に第１〜７までの７つのブロックに分割し、同一グループに属する複数のノズルの駆動タイミングをさらに時分割した点にある。
【００６６】
図７に示すように、第１グループの第１ブロックに属するノズルからインク吐出を行い、約４μｓの遅延後、第１グループの第２ブロックのノズルからのインク吐出を行う。以下同様に、第１グループの第７ブロックまでのノズルを順次、それぞれ４μｓの遅延をもって駆動してインク吐出を行う。尚、各グループの選択は前述の信号ＥＡ*，ＥＢ*，ＥＣ*により行われ、各ブロックの選択は信号ＳＥＬ１〜ＳＥＬ７により行われる。
【００６７】
こうして第１グループのノズルによる記録が終了すると、次に、第２グループの第１ブロックのノズルによるインク吐出を行う。このように、同一グループに属する８９６個のノズルの駆動タイミングを７つに分割することにより、同時に駆動される熱エネルギー発生素子２００９の個数を更に“１２８”個にまで減少させることができる。その結果、単一の熱エネルギー発生素子２００９に瞬間的に流れる電流が約２００ｍＡであるから、瞬間的に流れる電流の合計を最大約２５．６Ａにまで低減化できる。
【００６８】
この場合の処理を図８のフローチャートで示す。尚、この実施の形態３のインクジェット記録装置の構成は前述の実施の形態１と同様であるため、その説明を省略する。また図８において、前述の図６のフローチャートと共通する部分は同じ符号を付して、その説明を省略する。
【００６９】
この実施の形態３では、ステップＳ３の後ステップＳ４−１で、第１ブロックを選択し（SEL=1,SEL2-7=0)、ステップＳ５で、信号ＥＡ*，ＥＢ*，ＥＣ*＝（１，１，１）として第１グループを選択する。そしてステップＳ６で，ＥＮＢ１〜ＥＮＢ２８を出力して発熱抵抗体を駆動した後、ステップＳ６−１で、ここでは４μｓ待機してステップＳ６−２に進む。ここでは第１グループの全ブロックによる記録処理が終了したかを調べ、終了していないときはステップＳ６−３に進み、次のブロックを選択するための選択信号ＳＥＬｉ（ｉ＝１〜７）を出力する。こうして第１グループのノズルによる記録が終了するとステップＳ６−２からステップＳ７に進み、前述したように１ライン（第１〜第８グループのノズルによる）の記録が終了したかを調べ、終了していないときはステップＳ８に、終了していればステップＳ１０に進むように動作する。
【００７０】
このように実施の形態３によれば、同一グループに属する複数のノズルを更に複数ブロックに分割し、ブロック単位で時分割駆動することにより、記録ヘッドに瞬間的に流れる最大電流値を減少させている。これにより、ヘッド電源及び電源用コンデンサ等にかかる負担を低減化し、より安定したインクの吐出を行うことができる。
【００７１】
［実施の形態４］
図１３乃至図１５は、本発明の実施の形態４に係るインクジェット記録ヘッドを説明するための図であり、図１３は実施の形態４に係るインクジェット記録ヘッドの模式的斜視図、図１４は、そのインクジェット記録ヘッドのインク吐出機構を模式的に示した断面図、図１５（ａ）は、そのインクジェット記録ヘッドの模式的上面図、図１５（ｂ）は図１５（ａ）のＡ−Ａ断面図、図１５（ｃ）は図１５（ａ）のＢ−Ｂ断面図である。
【００７２】
図１３に示す実施の形態４に係るインクジェット記録ヘッドは、記録素子基板２０１の中央付近の表面側にインクを吐出するための吐出口２０２が複数開口しており、これら吐出口２０２から吐出されるインク滴によって記録を行うものである。
【００７３】
図１４および図１５（ａ）〜１５（ｃ）に示すように、記録素子基板２０１上には、各々の吐出口２０２に対応して加熱用ヒータ２０４が形成されており、これら加熱用ヒータ２０４に通電加熱してインクを発泡させ、その運動エネルギーで記録液であるインクを吐出させる。
【００７４】
加熱用ヒータ２０４からの配線は、各々、記録素子基板２０１上の駆動素子２０５の実装部に伸びており、ここに実装された駆動素子２０５に電気的に接続されている。駆動素子２０５は、異方性導電フィルムを介してＣＯＢ(chip on boad)の接続方法により、記録素子基板２０１に接続されている。また、駆動素子２０５には、トランジスタ回路の他にトランジスタを駆動するためのロジック回路が搭載されており、そのロジック回路を駆動する信号は、記録素子基板２０１を介してフレキシブルフィルム２０６に接続される。更に、このフレキシブルフィルム２０６は、ガラスエポキシ等の複合材料からなる回路基板２０７（図１５（ａ））に接続されている。この回路基板２０７には、外部から電気的信号を入力するための電気コネクタ２０８（図１５（ｂ））が搭載されている。
【００７５】
駆動素子２０５及びフレキシブルフィルム２０６の電気的接続部は、電極部が露出すると吐出口２０２から飛散した液滴もしくはシートより跳ね返ったインク等が電極に付着して、電極やその下地金属を腐食するため、該電極部は封止性、イオン遮断性に優れた不図示のシリコン樹脂封止剤により被覆され、封止されている。
【００７６】
また記録素子基板２０１の裏面側には、記録素子基板保持部材２１１及び支持部材２１２によって形成された、インクを保持するための共通液室２１０（図１５（ｃ））が、複数の吐出口２０２の配列長さとほぼ等しい長さで開口して形成されている。また記録素子基板２０１には、この裏面側のインクを表面側に供給するためのスリット２０３（図１５（ｃ））が設けられている。この共通液室２１０は、更にインク供給口２１５，２１６に連通しており、インク吐出時には、インクジェット記録ヘッド外部の不図示のインクタンクから、これら双方のインク供給口２１５，２１６を通じてインクの供給を受ける構成になっている。
【００７７】
このインクジェット記録ヘッドにインクを充填する際は、インク供給口（流入）２１５からインクを加圧流入させ、共通液室２１０内の空気を、主にインク供給口（流出）２１６から抜くことで、共通液室２１０内に気泡を残さないで充填することができる。インクが共通液室２１０内に完全にインクが充填されるまでこの動作は続けられ、その間、気泡が混入したインクがインク供給口（流出）２１６から排出されるが、このインクはインク供給口（流入）２１５の上流にある元の不図示のインクタンクに戻すという、インクを循環させるタイプのインク供給流路構成になっている。
【００７８】
図１６は、実施の形態４に係るインクジェット記録ヘッド基板の回路構成を示す図である。図において、各々の駆動トランジスタと、シフトレジスタおよびラッチが１対１に対応しない駆動ＩＣを用いた駆動回路の例を示している。
【００７９】
図示したように、駆動トランジスタ１６００におけるドライバの個数は１つのＩＣ当たり２５６個であり、それに対しシフトレジスタ１６０１及びラッチ１６０２は共に１６ビットである。画像データ(SI)は、シフトレジスタ１６０１にシリアルで順次転送され、１６ビットデータがシフトレジスタ１６０１に転送されて保持された後、この１６ビットデータはラッチ１６０２に格納される。この１６ビットラッチの各々の出力は、１６本の信号線に接続されており、外部から制御入力されるデコーダ１６０３の出力信号とＡＮＤ回路１６０４によりＡＮＤがとられている。更に、ＡＮＤ回路１６０４の出力信号とトランジスタを駆動するパルス幅を決定するＥＮＢ信号(ENB0,ENB1)との論理積がＡＮＤ回路１６０５により取られ、その出力信号でドライバ回路１６００が駆動される。
【００８０】
ここで実際に画像データを記録する際は、まず１６ビットのシフトレジスタ１６０１にシリアルで画像データを順次入力し、１６ビット分の画像データが転送されたところで、この画像データをラッチ回路１６０２にラッチする。次に、デコーダ１６０３に信号BE0*〜BE3*(*は負論理の信号を示す)を入力し、デコーダ１６０３の１番目のみをハイレベルにし、その他の出力をロウレベルにする（BE0*〜BE3*=1）。この状態でＥＮＢ信号を印加すると、１番目、１７番目、３３番目…のトランジスタ素子が駆動されて、それに対応するノズルからインクが吐出される。
【００８１】
次に、前述と同様に、信号BE0*〜BE3*を（1110）としてデコーダ１６０３の９番目の出力のみをハイレベル、その他の出力をロウレベルにする。そして同様にＥＮＢ信号を印加すると、９番目、２５番目、４１番目、…のトランジスタ素子が駆動されて、それに対応するノズルからインクが吐出される。以下、デコーダ１６０３に入力する信号BE0*〜BE3*を順次切換えることにより、例えば以下のような順番で各ノズルを駆動してインクを吐出させることができる。
【００８２】
１番、１７番、３３番、…
９番、２５番、４１番、…
２番、１８番、３４番、…
１０番、２６番、４２番、…
：
：
１６番、３２番、４８番、…
このように順次駆動することにより、前述の実施の形態と同様に本発明に適用できる。
【００８３】
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プリント装置について説明したが、例えば特公平６−６３５７号公報等に記載されているような圧電方式のインクジェット記録方式においても同様の効果が得られる。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。
【００８４】
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。この方式はいわゆるオンデマンド型、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ーを発生せしめ、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１対１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。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をすると、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。
【００８５】
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。
【００８６】
記録ヘッドの構成としては、上述の各明細書に開示されているような吐出口、液路、電気熱変換体の組み合わせ構成（直線状液流路または直角液流路）の他に熱作用面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、共通するスロ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ー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号公報に基づいた構成としても良い。
【００８７】
さらに、記録装置が記録できる最大記録媒体の幅に対応した長さに記録要素を配したフルラインタイプの記録ヘッドとしては、上述した明細書に開示されているような複数記録ヘッドの組み合わ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。
【００８８】
加えて、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てもよい。
【００８９】
また、本発明の記録装置の構成として設けられる、記録ヘッドに対しての回復手段、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に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、加圧あるいは吸引手段、電気熱変換体あるいはこれとは別の加熱素子あるいはこれらの組み合わせによる予備加熱手段、記録とは別の吐出を行う予備吐出モードを行うことも安定した記録を行うために有効である。
【００９０】
さらに加えて、本発明に係る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一体または別体に設けられるものの他、リーダ等と組み合わせた複写装置、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取るものであっても良い。
【００９１】
なお、本発明は、複数の機器（例えばホストコンピュータ，インタフェイス機器，リーダ，プリンタなど）から構成されるシステムに適用しても、一つの機器からなる装置（例えば、複写機，ファクシミリ装置など）に適用してもよい。
【００９２】
また、本発明の目的は、前述した実施形態の機能を実現するソフトウェアのプログラムコードを記録した記憶媒体を、システムあるいは装置に供給し、そのシステムあるいは装置のコンピュータ（またはＣＰＵやＭＰＵ）が記憶媒体に格納されたプログラムコードを読出し実行することによっても達成される。
【００９３】
この場合、記憶媒体から読出されたプログラムコード自体が前述した実施形態の機能を実現することになり、そのプログラムコードを記憶した記憶媒体は本発明を構成することになる。
【００９４】
プログラムコードを供給するための記憶媒体としては、例えば、フロッピディスク，ハードディスク，光ディスク，光磁気ディスク，ＣＤ−ＲＯＭ，ＣＤ−Ｒ，磁気テープ，不揮発性のメモリカード，ＲＯＭなどを用いることができる。
【００９５】
また、コンピュータが読出したプログラムコードを実行することにより、前述した実施形態の機能が実現されるだけでなく、そのプログラムコードの指示に基づき、コンピュータ上で稼働しているＯＳ（オペレーティングシステム）などが実際の処理の一部または全部を行い、その処理によって前述した実施形態の機能が実現される場合も含まれる。
【００９６】
さらに、記憶媒体から読出されたプログラムコードが、コンピュータに挿入された機能拡張ボードやコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わるメモリに書込まれた後、そのプログラムコードの指示に基づき、その機能拡張ボードや機能拡張ユニットに備わるＣＰＵなどが実際の処理の一部または全部を行い、その処理によって前述した実施形態の機能が実現される場合も含まれる。
【００９７】
以上説明したように本実施の形態によれば、隣接するノズルから吐出されるインク滴による影響を無くして高品位の画像を記録できるという効果がある。
【００９８】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、記録シートを静電吸着法を用いて搬送する装置において生じる隣接する記録要素間の相互影響を無くして、高品位の画像を記録できる。
【００９９】
また本発明によれば、隣接する記録要素（ノズル）から吐出されるインク滴による影響をなくして、高品位の画像を記録できる。
【０１００】
又本発明によれば、隣接する記録要素（ノズル）から吐出されるインク滴による影響をなくすとともに、記録ヘッドの駆動用電源の容量の増大を防止できるという効果がある。
【０１０１】
又本発明によれば、記録ヘッドの記録要素を複数のグループに分けて時分割駆動し、現駆動タイミングにおいて、前の駆動タイミングでインクを吐出した記録要素で発生した圧力波による影響をなくすことができる。
【０１０２】
又本発明によれば、静電吸着法により被記録材を搬送する場合でも、隣接する記録要素（ノズル）から吐出されるインク滴による影響をなくして、高品位の画像を記録できるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）は本発明の実施の形態の記録ヘッドユニットを示す斜視図、（ｂ）はその記録ヘッド部分の拡大断面斜視図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る記録ヘッドユニットの駆動回路図である。
【図３】本発明の実施の形態の駆動素子の回路図である。
【図４】本発明の実施の形態に係る記録ヘッドユニットの駆動順序を説明する模式図である。
【図５】本発明の実施の形態に係るインクジェット記録装置の構成を示すブロック図である。
【図６】本発明の実施の形態に係るインクジェット記録装置の制御部の制御処理を示すフローチャートである。
【図７】本発明の実施の形態における記録ヘッドユニットの駆動順序を説明する模式図である。
【図８】本発明の実施の形態に係るインクジェット記録装置の制御部の制御処理を示すフローチャートである。
【図９】本発明の実施の形態に係るインクジェット記録装置の模式的斜視図である。
【図１０】インクジェット記録装置によるドット位置のズレ量を説明する図である。
【図１１】本発明の実施の形態に係るインクジェット記録装置よるインクの飛翔状態を説明する図である。
【図１２】従来の記録ヘッドからのインク滴の飛翔状態を説明する模式図である。
【図１３】本発明の実施の形態４に係るインクジェット記録ヘッドの模式的斜視図である。
【図１４】本発明の実施の形態４に係るインクジェット記録ヘッドのインク吐出機構を模式的に示した断面図である。
【図１５】本発明の実施の形態４に係るインクジェット記録ヘッドを説明する図で、（ａ）は模式的上面図、（ｂ）は図１５（ａ）のＡ−Ａ断面図、（ｃ）は図１５（ａ）のＢ−Ｂ断面図である。
【図１６】本実施の形態に係るインクジェットヘッド基板の回路構成を示す図である。
【図１７】本発明の同時吐出ノズル間隔を変更を行うヘッドの等価回路を説明するための図である。
【図１８】、
【図１９】、
【図２０】、
【図２１】シート表面電位と同時駆動ノズル間隔の着弾ずれへの影響を示す図である。
【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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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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