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
【課題】記録速度などの記録条件の変化に拘わらず、高品位の画像を記録することができ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を提供すること。
【解決手段】インクの主滴Ｄｍと副滴Ｄｓとを異なる方向に吐出する記録ヘッド１１０を用いて、記録媒体Ｗ上に画像を記録する。主滴Ｄｍと副滴Ｄｓの着弾位置のずれが所定の許容範囲に収まる記録条件のときは、主滴Ｄｍと副滴Ｄｓを記録媒体Ｗに着弾させる。主滴Ｄ１と副滴Ｄｓの着弾位置のずれが所定の許容範囲に収まらない記録条件のときは、回収機構の回収部２１によって、副滴Ｄｓを記録媒体Ｗに着弾させずに、主滴Ｄｍのみを記録媒体Ｗに着弾させる。
【解決手段】インクの主滴Ｄｍと副滴Ｄｓとを異なる方向に吐出する記録ヘッド１１０を用いて、記録媒体Ｗ上に画像を記録する。主滴Ｄｍと副滴Ｄｓの着弾位置のずれが所定の許容範囲に収まる記録条件のときは、主滴Ｄｍと副滴Ｄｓを記録媒体Ｗに着弾させる。主滴Ｄ１と副滴Ｄｓの着弾位置のずれが所定の許容範囲に収まらない記録条件のときは、回収機構の回収部２１によって、副滴Ｄｓを記録媒体Ｗに着弾させずに、主滴Ｄｍのみを記録媒体Ｗに着弾させる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インクの主滴と副滴を異なる方向に吐出する記録ヘッドを用い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装置には、電気熱変換体（ヒーター）やピエゾ素子などを用いて、インクを吐出可能な記録ヘッドが用いられている。図１４（ａ）のように、電気熱変換体１０１を用いた記録ヘッドＨの場合には、その電気熱変換体１０１の発熱により流路１０２内のインクを発泡させる（図１３（ｂ），（ｃ）参照）。そして、そのときに生じる気泡Ｂの発泡エネルギーを利用して、吐出口１０３からインクを吐出させることができる。気泡Ｂは、図１４（ｄ），（ｅ）のように消泡する。また本例のヘッドＨには、気泡Ｂの発泡エネルギーを吐出口１０３の方向に効果的に作用させるために、流路１０２内に可動板１０４が備えられている。この可動板１０４は、インク中における気泡Ｂの成長方向を規制することになる。インクジェット記録装置は、このようなヘッドＨの吐出口１０３から吐出したインクを記録媒体上に付着させることにより、記録媒体上に画像を記録するものであり、近年、記録速度の高速化の要求が高まってきている。
【０００３】
このような記録ヘッドＨにおいては、記録速度の高速化に伴い、新たな問題が顕在化してきている。
【０００４】
すなわち、図１４（ｄ）のように、吐出口１０３から押し出されたインクの液柱を分断してインク滴（主滴）を形成する際に、図１４（ｅ）のように、主滴Ｄｍと共に、サテライトと称される副滴Ｄｓも形成される。それらの主滴Ｄｍと副滴Ｄｓが記録媒体上にずれて着弾した場合には、記録画像の画質が低下するおそれがある。図１５（ａ）のように、副滴Ｄｓは主滴Ｄｍよりも吐出タイミングが遅く、また副滴Ｄｓの吐出速度Ｖｓは、主滴Ｄｍの吐出速度Ｖｍよりも低い。したがって、記録ヘッドＨと記録媒体Ｗとの相対的な移動速度Ｖｆが高になるにつれて、主滴Ｄｍと副滴Ｄｓの着弾位置のずれｄは増大する（図１５（ｂ），（ｃ）参照）。図１５（ａ），（ｂ），（ｃ）においては、記録ヘッドＨに対して記録媒体Ｗが移動するものとして表されている。Ｄ１は、主滴Ｄｍによって記録媒体Ｗ上に形成されるドット、Ｄ２は、副滴Ｄｓによって記録媒体Ｗ上に形成されるドットである。
【０００５】
従来は、このような主滴と副滴の着弾位置のずれを小さく抑えるために、記録ヘッドの吐出口形成面（吐出口が形成される面）と記録媒体との間の距離ｈ（図１５参照）を短くしたり、あるいはインクの吐出速度を高めたりしていた。
【０００６】
また特許文献１には、インクの主滴と副滴の吐出方向を角度５°程度ずらし、吐出口の前方に位置する捕集部材によって主滴を捕らえて、副滴のみを記録媒体に着弾させる構成が記載されている。したがって、副滴のみによって記録媒体上に画像が記録されることになる。
【０００７】
また特許文献２には、インクの主滴と副滴の吐出方向を一致させるための構成が記載されている。この特許文献２に記載の構成は、吐出口と流路を含むノズル部分の形成材料が異なる場合に、それら材質間の表面エネルギーの差、つまりインクに対する濡れ性の差によって、主滴と副滴の吐出方向にずれが生じることに着目してなされたものである。すなわち、表面エネルギーの大きい材料が位置する側の流路部分よりも、表面エネルギーが小さい材料が位置する側の流路部分を短くするように、吐出口面を傾斜させることによって、主滴と副滴の吐出方向を一致させる構成となっている。
【０００８】
また特許文献３には、インクの主滴と副滴の吐出方向を積極的にずらす構成が記載されている。これは、インクの主滴と副滴の吐出方向が一致していた場合に、記録動作時における記録ヘッドと記録媒体の相対移動によって、記録媒体上における主滴と副滴の着弾位置にずれが生じることに着目したものである。すなわち、記録ヘッドと記録媒体の相対移動の方向と、その相対移動の速度と、に関連して、主滴と副滴の吐出方向を所定の角度ずらすことにより、結果的に、主滴と副滴の着弾位置を一致させる構成となっている。この特許文献３においては、主滴と副滴の吐出方向を積極的にずらすために、インクの吐出口が形成される記録ヘッドの吐出口面を所定の角度傾斜させている。
【０００９】
【特許文献１】特開平９−１０９３９９号公報
【特許文献２】特開２０００−２６３７８８号公報
【特許文献３】特開２００７−２８３７２０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
前述したように、インクの主滴と副滴の着弾位置のずれを小さく抑えるべく、記録ヘッドの吐出口面と記録媒体との間の距離ｈ（図１５参照）を短くする場合、その距離ｈの短縮化には限界がある。すなわち、その距離ｈが短すぎた場合には、インクが付与される記録媒体に生じるコックリングによって、その記録媒体が記録ヘッドの吐出口面に接触するおそれがある。また、記録媒体の表面から跳ね返ったインクやミスト状のインクが吐出口面に付着して、インクの吐出不良をもたらすおそれがある。
【００１１】
また、主滴と副滴の着弾位置のずれを小さく抑えるべく、インクの吐出速度を高める場合、その高速化にも限界がある。すなわち、インクの吐出速度を高めるためには、それに伴って、吐出口からインクを吐出した後に、記録ヘッドの流路内にインクの素早くリフィルしなければならず、このようなインクの供給性能を高めることにも限界がある。
【００１２】
このように、記録ヘッドの吐出口面と記録媒体との間の距離ｈを短くしたり、インクの吐出速度を高めたりするだけでは、記録速度の更なる高速化に対応すべく、主滴と副滴の着弾位置のずれをより小さく抑えることは難しい。
【００１３】
一方、特許文献１のようにインクの主滴を捕集し、インクの副滴のみによって画像を記録する場合には、記録媒体上に画像記録するために必要なインク滴の大きさが確保できなくなるおそれがある。また、特にベタ記録の際には、副滴の着弾位置の間隔が大きくなって記録品位の低下を招くおそれがある。また、吐出口面の近くにインクの捕集部材が取り付けられているため、記録ヘッドの回復動作のためのワイピング機構やインク吸引機構の設置が難しくなり、設計上の制約が多くなる。
【００１４】
また特許文献２のように、単に、インクの主滴と副滴の吐出方向を一致させるだけでは、記録速度の高速化（速度Ｖｆの増大化）に伴って生じる主滴と副滴の着弾位置のずれが増大化（図１５参照）を抑えることはできない。
【００１５】
また特許文献３は、主滴と副滴の吐出方向を所定の角度ずらすことによって、記録ヘッドと記録媒体との相対的な移動速度（以下、「記録速度」という）が所定の範囲においては、主滴と副滴の着弾位置を一致させることができる。しかし、その記録速度が所定の範囲を外れた場合には、その外れる程度が大きくなる程、主滴と副滴の着弾位置に大きなずれが生じてしまう。そのため、記録速度を調整可能な記録装置においては、主滴と副滴の着弾位置が一致するときの記録速度のときは問題ないものの、その記録速度を外れたときには、画像の記録品位が損なわれるおそれがある。
【００１６】
このように従来においては、記録速度が高速と低速の両方において、主滴と副滴の着弾位置のずれを充分に抑えることができなかった。特に、産業用のインクジェット記録装置において求められている項目、つまり記録速度の高速化と、記録速度の広い調整範囲における記録画像の高質化と、に応えることが難しかった。
【００１７】
また、産業用のインクジェット記録装置において、例えばバーコード記録する場合には、主滴と副滴の着弾位置のずれは致命的となる。バーコードは、太さの異なる黒いバーや白いスペースの組み合わせによる記録情報である。主滴と副滴の着弾位置のずれが増大した場合には、それらのバーやスペースの大きさや位置が読み取り可能な規格から外れて、バーコードの読み取りができなくなるおそれがある。
【００１８】
図１６、図１７は、いわゆるフルラインタイプのインクジェット記録装置において、主滴と副滴の着弾位置がずれた場合のバーコードの記録結果の説明図である。
【００１９】
フルラインタイプのインクジェット記録装置においては、図１６（ａ）のように、記録ヘッドＨを固定したまま、記録媒体Ｗを矢印Ｙ１方向に連続的に搬送させつつ、記録ヘッドＨからインクを吐出させることによって、記録媒体Ｗ上に連続的に画像を記録する。ドットＤ２は、ドットＤ１の中心よりも、記録媒体Ｗの搬送方向（矢印Ｙ１方向）とは逆の方向（矢印Ｙ２）にずれて形成される。その矢印Ｙ２方向は、記録媒体Ｗに対するヘッドＨの相対的な移動方向である。記録媒体Ｗの搬送速度（記録速度）が比較的低いときに、図１６（ａ）のようにドットＤ１内にドットＤ２が形成される場合に、記録媒体Ｗの搬送速度が高くなったときには、図１６（ｂ）のように、ドットＤ１の外にドットＤ２が形成されてしまう。そのため、バーコードを高速記録した場合に、そのバーコードの読み取りができなくなるおそれがある。一方、記録媒体Ｗの搬送速度（記録速度）が比較的高いときに、図１７（ａ）のようにドットＤ１内にドットＤ２が形成される場合、記録媒体Ｗの搬送速度が低くなったときには、図１７（ｂ）のように、ドットＤ１の外にドットＤ２が形成されてしまう。そのため、バーコードを低速記録した場合に、そのバーコードの読み取りができなくなるおそれがある。
【００２０】
本発明の目的は、記録速度などの記録条件の変化に拘わらず、高品位の画像を記録することができ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を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
本発明のインクジェット記録装置は、記録ヘッドと記録媒体とを相対移動させつつ、前記記録ヘッドの吐出口からインクの主滴と副滴を異なる方向に吐出することによって、前記記録媒体に画像を記録するインクジェット記録装置において、前記インクの主滴と副滴を前記記録媒体に着弾させるように、前記主滴と前記副滴の飛翔軌跡上から外れる退避位置と、前記主滴を前記記録媒体に着弾させかつ前記副滴を前記記録媒体に着弾させないように、前記副滴の飛翔軌跡上に位置して当該副滴を回収する回収位置と、の間を移動可能な回収機構を備えることを特徴とする。
【００２２】
本発明のインクジェット記録方法は、記録ヘッドと記録媒体とを相対移動させつつ、前記記録ヘッドの吐出口からインクの主滴と副滴を異なる方向に吐出することによって、前記記録媒体に画像を記録するインクジェット記録方法において、前記主滴と前記副滴の着弾位置のずれが所定の許容範囲に収まる記録条件のときは、前記インクの主滴と副滴を前記記録媒体に着弾させるように、前記主滴と前記副滴の飛翔軌跡上から回収機構の位置を外し、前記主滴と前記副滴の着弾位置のずれが所定の許容範囲に収まらない記録条件のときは、前記主滴を前記記録媒体に着弾させかつ前記副滴を前記記録媒体に着弾させないように、前記副滴の飛翔軌跡上に前記回収機構を位置させて当該副滴を回収することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、インクの主滴と副滴とを異なる方向に吐出する記録ヘッドを用いて画像を記録する場合に、移動可能な回収機構を用いることにより、主滴と副滴を記録媒体に着弾させる形態と、副滴のみを記録媒体に着弾させる形態と、を選択することができる。この結果、主滴と副滴の着弾位置のずれが所定の許容範囲に収まる記録条件のときは、主滴と副滴を記録媒体に着弾させることにより、高品位の画像を記録することができる。一方、主滴と副滴の着弾位置のずれが所定の許容範囲に収まらない記録条件のときは、副滴を記録媒体に着弾させずに、主滴のみを記録媒体に着弾させることにより、記録画像の高品位を維持することができる。例えば、高速記録時および低速記録時のいずれにおいても高品位の画像を記録することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００２５】
（第１の実施形態）
図１は、記録ヘッド１１０を用いて画像を記録可能なフルラインタイプのインクジェット記録装置１２０の概略正面図である。記録装置１２０には、紙等の記録媒体Ｗを矢印Ｙ１の搬送方向に搬送するための搬送部１２１、その搬送部１２１に記録媒体を供給するための給送部１２２が備えられている。また、本例の記録装置１２０には、６つの記録ヘッド１１０が交換可能に装着され、それらは対応するインクカートリッジ１２３からイエロー（Ｙ），淡マゼンタ（ＬＭ），マゼンタ（Ｍ），淡シアン（ＬＣ），シアン（Ｃ），ブラック（Ｋ）のインクが供給される。６つの記録ヘッド１１０は記録媒体Ｗの搬送方向にずれて配備され、また、それぞれの記録ヘッド１１０におけるノズル列は、記録媒体Ｗの搬送方向に対して交差する方向（本例においては、直交する方向）に延在する。
【００２６】
１２４は、記録ヘッド１１０のインクの吐出状態を良好に維持するための回復処理を行う回復ユニットである。その回復処理として、画像の記録に寄与しないインクを吐出口から吸引排出または加圧排出させる処理、画像の記録に寄与しないインクを吐出口から吐出させるための処理（予備吐出）、および記録ヘッド１１０の吐出口面のワイピング処理などを含むことができる。１２５は、記録装置１２を操作するためのオペレーションパネル部である。
【００２７】
図２は、記録ヘッド１１０の分解斜視図である。
【００２８】
１１１は、後述する電気熱変換素子（ヒータ）、共通液室、流路、吐出口などを備えた吐出エレメントであり、１１２は、後述する電気配線基板が配置されたセラミックプレートである。吐出エレメント１１１内の共通液室は、流路形成部材２２０の内部に設けられた複数の流路に接続され、また流路形成部材２２０のインク導入口１３０Ａには不図示のインクタンクからインクが供給される。吐出エレメント１１１の左右両側面部および上面部を覆う流路形成部材２２０、流路、吐出口、および電気熱変換素子などによって、複数のノズルが列状に形成される。インク導入口１３０Ａから共通液室内に供給されたインクは、それぞれのノズルの吐出口から吐出可能である。また記録ヘッド１１０は、図３に示すように、個々の電気熱変換素子に電流を供給するために金属ワイヤーによって制御基盤１１３と結合される。記録ヘッド１１０には、それにインクを供給するためのユニット１５０が取り付けられる。
【００２９】
図４は、記録ヘッド１１０におけるノズル近傍部分の一部切欠き斜視図である。
【００３０】
ヒータボード１には、インクを加熱発泡させるためのヒータ（電気熱変換素子）２が複数配置されている。ヒータ２としてはチッ化タンタル等の抵抗体が用いられ、例えば、その厚さは０．０１〜０．５μｍ、そのシート抵抗値は単位正方形当たり１０〜３００Ωである。ヒータ２には、通電のためのアルミニウム等の電極（図示せず）が接続されており、その電極の一方には、ヒータ２に対する通電を制御するためのスイッチングトランジスタ（図示せず）が接続されている。スイッチトランジスタは、制御用のゲート素子等の回路からなるＩＣによって駆動制御され、記録装置からの信号に応じてヒータ２を制御する。
【００３１】
ヒータ２は、複数の流路３のそれぞれに対して形成されている。それぞれの流路３の一端は対応する吐出口４に連通され、それぞれの流路３の他端は共通液室５に連通されている。流路３は、ヒータボード１、ノズル壁６、厚さ５〜１０μｍ程度のノズル土手、および厚さ２μｍ程度の天板ノズル８によって囲まれて管状を成している。本例において、ノズル壁６、ノズル土手７、および天板ノズル８は、感光性エポキシ樹脂により形成されている。
【００３２】
流路３内には可動板９が備えられており、その自由端９Ａは吐出口４側に位置し、その基端は共通液室５側に位置している。可動板９の基端側の支点は支持部材１０に取り付けられ、その支持部材１０は台座１１（図６参照）によってヒータボード１に取り付けられている。天板ノズル８は、Ｓｉ（シリコン）等によって形成される天板１２に貼り付けられている。天板１２には、異方性エッチング等によって不図示のインク供給口が形成されている。そのインク供給口を通して、外部から液体のインクが共通液室５内に供給され、さらに、その共通液室５内のインクは、それぞれの流路３内に供給される。
【００３３】
吐出口４が位置する吐出口面Ｆは、次のような所定の角度θの傾きをもつ。
【００３４】
図５のように、吐出口面Ｆは流路３の軸線（ノズルの軸線）Ｌ１に対して直交せず、その法線Ｌ２と軸線Ｌ１とが角度θをもって傾斜する。その吐出口面Ｆは、記録媒体Ｗの搬送方向Ｙ１と反対の方向（矢印Ｙ２方向）、つまり記録媒体Ｗを基準としたときの記録ヘッド１１０の相対移動方向を向くように傾斜する。したがって吐出口面Ｆは、軸線Ｌ１と直交する面Ｆ０を記録ヘッド１１０の相対移動方向（矢印Ｙ２方向）に向かって角度θだけ傾けた面でもある。角度θの大きさは、後述するように、記録媒体Ｗと記録ヘッド１１０の相対移動速度などを考慮して設定する。
【００３５】
図６は、吐出口４からのインクの液滴の吐出過程の説明図である。図６において、２１は、後述する回収機構２０における回収部である。
【００３６】
図６（ａ）は、ヒータ２が通電されず、流路３内のインクが加熱される前の状態である。吐出口４付近のインクはメニスカスＭを形成している。
【００３７】
図６（ｂ）および図６（ｃ）は、ヒータ２が通電され、その発熱によりインクが加熱されることによって、インクの膜沸騰を伴って発泡Ｂが生じた状態である。このとき、気泡Ｂの発生に基づく圧力の伝播方向は、可動体９が台座１１側を支点として変位することにより、インクの吐出方向に導かれる。流路３内のインクは、発泡によって生じた圧力によって吐出口４から押し出され、気泡Ｂの成長に伴って図６（ｃ）のような液柱を形成する。
【００３８】
図６（ｄ）および図６（ｅ）は、ヒータ２によるインクの加熱が終了して、気泡Ｂが収縮過程にある状態である。吐出口４付近のインクは、気泡Ｂの収縮に伴って流路３に引き込まれる。液柱の先端部分には吐出方向への慣性力が働いているため、その液柱は、流路３内のインクから切り離される。その切り離された液柱は、インクの表面張力によって主滴Ｄｍと副滴（サテライト）Ｄｓを形成し、記録媒体に向かって飛翔する。このとき、後述するように、回収機構２０の回収部２２によって副滴Ｄｓが回収され、主滴Ｄｍのみが記録媒体に到達する。
【００３９】
このような主滴Ｄｍと副滴Ｄｓの吐出方向は、吐出口面Ｆが所定の角度θの傾きをもっているため、次のように異なる方向となる。
【００４０】
すなわち、図６（ｂ）および図６（ｃ）のように、発泡によって生じた圧力の伝播に伴ってメニスカスＭが吐出方向に前進し始めると、吐出口４付近のインクは、図７のように、吐出口４から押し出される。その際、吐出口４付近のインクは、吐出口面Ｆ上のノズル土手７と天板ノズル８に対して等しい接触角αを保ちながら押し出される。このとき、インクが押し出される方向Ａ１と、流路３の軸線Ｌ１との成す角度は、図５のように吐出口面Ｆの傾き角度θとなる。つまり吐出口４付近のインクは、図６（ｂ）および図６（ｃ）のように、吐出口面Ｆと直交する法線Ｌ２に沿うように、矢印Ａ１方向に押し出されることになる。一方、図６（ｂ）および図６（ｃ）のように、ヒータ２の近傍に位置するインクは、流路３の軸線Ｌ１方向に沿って矢印Ａ２方向に押し出される。
【００４１】
その後、図６（ｄ）のように気泡Ｂが収縮過程に入ると、吐出口４付近のインクが流路３内に引き込まれて、図６（ｅ）のように主滴Ｄｍと副滴Ｄｓが形成される。主滴Ｄｍと副滴Ｄｓは、発泡よって押し出された方向が異なるため、図６（ｅ）のように、主滴Ｄｍは、軸線Ｌ１と角度θを成す矢印Ａ１方向（法線Ｌ２方向）へ飛翔し、副滴Ｄｓは矢印Ａ２方向（軸線Ｌ１方向）に飛翔する。
【００４２】
吐出口面Ｆの角度θ、つまり主滴Ｄｍの吐出角度θは、記録ヘッド１１０を搭載する記録装置１２０の構成や制御条件に応じて設定する。以下に、角度θの設定方法の一例を図８に基づいて説明する。
【００４３】
ここで、主滴Ｄｍの吐出速度をＶｍ、副滴Ｄｓの吐出速度をＶｓ、記録媒体Ｗの搬送速度をＶｆ、吐出口４と記録媒体Ｗとの間の距離をｈとする。図１４のように吐出口面が傾いていない従来の記録ヘッドＨは、主滴Ｄｍと副滴Ｄｓの着弾位置のずれ量ｄは、下式によって表される。
ｄ＝｛（１／Ｖｓ）−（１／Ｖｍ）｝×ｈ×Ｖｆ
【００４４】
この場合には、インクの吐出速度Ｖｍ，Ｖｓ、距離ｈ、搬送速度Ｖｆに応じた大きさのずれ量ｄが発生し、主滴Ｄｍと副滴Ｄｓは異なる位置に着弾する。
【００４５】
この場合には、インクの吐出速度Ｖｍ，Ｖｓ、距離ｈ、搬送速度Ｖｆに応じた大きさのずれ量ｄが発生し、主滴Ｄｍと副滴Ｄｓの着弾位置を一致させることはできない。
【００４６】
これに対して、本例の記録ヘッド１１０においては、下式の条件を満たすように角度θを設定することにより、図８のように、主滴Ｄｍと副滴Ｄｓの着弾位置を一致させることができる。
【００４７】
[（１/Ｖｓ）−｛１/（Ｖｍ・ｃｏｓθ）｝]×ｈ×Ｖｆ＝ｈ・ｔａｎθ
上式を整理すると下式となる。
（１／Ｖｓ）−｛１／（Ｖｍ・ｃｏｓθ）｝＝ｔａｎθ／Ｖｆ
【００４８】
このような式を満たすように角度θを設定することにより、記録媒体Ｗ上における主滴Ｄｍと副滴Ｄｓの着弾位置を一致させて、高品位の画像を記録することができる。つまり、上式のように、インクの吐出速度Ｖｍ，Ｖｓと搬送速度Ｖｆに関連して角度θを設定することにより、主滴Ｄｍと副滴Ｄｓの着弾位置を一致させることができる。
【００４９】
しかし、搬送速度Ｖｆが上式を満たす速度よりも低速に設定された場合には、上式が満たされなくなって、主滴Ｄｍと副滴Ｄｓの着弾位置がずれてしまう。このような場合には、図９のように回収機構２０の回収部２１を用いて、副滴Ｄｓを記録媒体Ｗに到達する前に回収することにより、主滴Ｄｍのみによって画像を記録する。すなわち、搬送速度Ｖｆが上式を満たす速度よりも遅い速度Ｖｆ（Ｌ）に設定されて、主滴Ｄｍと副滴Ｄｓの着弾位置のずれが所定量以上となる場合には、記録ヘッド１１０と記録媒体Ｗとの間に回収機構２０の回収部２１を位置させて、副滴Ｄｓを回収する。その際には、吐出速度Ｖｍ，Ｖｓと角度θに応じて、吐出口面Ｆから回収部２１までの間の距離ｈ１と、主滴Ｄｍが通過する軌道と回収部２１との間の距離Ｚと、を最適に設定する。すなわち図９のように、主滴Ｄｍが回収部２１に接触せずに記録媒体Ｗに到達し、かつ副滴Ｄｓが回収部２１によって回収されるように、それらの距離ｈ１，Ｚを最適に設定する。図９（ａ）において、ｒは主滴Ｄｍの半径であり、ｘは副滴Ｄｓの直径である。
【００５０】
図１０および図１１は、回収機構２０についての説明図である。
【００５１】
回収機構２０は、副滴Ｄｓを受けて回収する回収部２１と、その回収部２１の矢印Ｙ１，Ｙ２方向に位置調整する調整部２２と、を含む。調整部２２には、記録媒体Ｗの搬送路の両側に位置する左右のスライダ２３が備えられており、それらのスライダ２３に設けられた支持部２４の間に、回収部２１が取付けられている。スライダ２３は、記録速度、つまり記録媒体Ｗの搬送速度に応じて、不図示のモータによりストッパ２５，２６との間にて矢印Ｙ１，Ｙ２方向にスライドされる。したがって、記録媒体Ｗの搬送速度に応じて、回収部２１の位置が矢印Ｙ１，Ｙ２方向に調整されることになる。
【００５２】
記録速度が高速のとき、つまり記録媒体Ｗの搬送速度が高速のときは、図８のように、回収部２１が副滴Ｄｓの飛翔軌跡上から離れることにより、主滴Ｄｍと副滴Ｄｓが記録媒体Ｗ上の同じ位置に着弾して画像を記録する。一方、記録速度が低速のとき、つまり記録媒体Ｗの搬送速度が低速のときは、図９のように、その搬送速度に応じて回収部２１の位置を調整して、その回収部２１を副滴Ｄｓの飛翔軌跡上に移動させる。これにより、その副滴Ｄｓを回収して、主滴Ｄｍのみによって画像を記録する。
【００５３】
このように、主滴Ｄｍと副滴Ｄｓが同じ位置に着弾する高速記録時には、図８のように、それらの主滴Ｄｍと副滴Ｄｓによって画像を記録する。一方、主滴Ｄｍと副滴Ｄｓが同じ位置に着弾しない低速記録時には、図９のように、回収部２１によって副滴Ｄｓを回収し、主滴Ｄｍのみによって画像を記録する。この結果、高速記録時と低速記録時のいずれにおいても高品位な画像を記録することができる。
【００５４】
回収部２１は、許容量の副滴Ｄｓを回収した後に、交換が容易なカートリッジ式であることが望ましい。また回収部２１は、副滴Ｄｓを飛散させることなく確実に捕獲するために、副滴Ｄｓをすばやく吸収できるような材質であることが望ましい。例えば、その材質としては、他孔質な構造をもつプラスチックや繊維質の吸収媒体を挙げることができる。
【００５５】
また本例の記録装置には、図１１のような回復ユニット３０が備えられており、記録ヘッド１１０のインクの吐出状態を良好に維持するための回復処理として、予備吐出とワイピングを行なう。回復ユニット３０には、インク吸収体２１を収容する回復桶２２と、その回復桶２２の上側開口部に位置するキャップ２３およびワイパ２４と、吸収体２１を覆うためにキャップ２３に装着されるカバー２５と、が備えられている。
【００５６】
回復処理を実行しないときには、図１１（ａ）のように、キャップ２３にカバー２５が装着されている。回復処理を実行するときには、図１１（ｂ）のように記録ヘッド１１０が上昇してから、図１１（ｃ）のように回復桶２２が矢印Ｂ２方向に移動することにより、その回復桶２２が記録ヘッド１１０の下に位置する。回復桶２２の矢印Ｂ２方向の移動と同様に、カバー２５がキャップ２３から外される。その後、記録ヘッド１１０の吐出口面Ｆにキャップ２３をできるだけ近づけてから、記録ヘッド１１０の吐出口から、画像の記録に寄与しないインクを吐出（予備吐出）させる。回復桶２４内に吐出されたインクは吸収体２１によって吸収されてから、チューブ２６を通して排出される。その後、回復桶２２が矢印Ｂ１方向に移動することにより、ワイパ２４が吐出口面Ｆをワイピングする。本例において、矢印Ｂ１，Ｂ２方向は、矢印Ｙ１，Ｙ２方向と同じ方向である。
【００５７】
以上のように本実施形態においては、主滴Ｄｍと副滴Ｄｓが同じ位置に着弾しない低速記録時、つまり搬送速度Ｖｆが上式を満たす速度よりも遅い速度Ｖｆ（Ｌ）のときは、図９のように、回収部２１が移動して副滴Ｄｓを回収する。これにより、図１２（ａ）のように、主滴Ｄｍのみを記録媒体Ｗに着弾させて、高品位の画像を記録することができる。その際には、前述したように、吐出速度Ｖｍ，Ｖｓと角度θに応じて、吐出口面Ｆから回収部２１までの間の距離ｈ１と、主滴Ｄｍが通過する軌道と回収部２１との間の距離Ｚと、を最適に設定する。すなわち図９のように、主滴Ｄｍが回収部２１に接触せずに記録媒体Ｗに到達し、かつ副滴Ｄｓが回収部２１によって回収されるように、それらの距離ｈ１，Ｚを最適に設定する。本例においては、回収部２１を矢印Ｙ１，Ｙ２方向に移動させることにより、距離Ｚを調整する。しかし、距離ｈ１を調整するように、回収部２１を上下方向に移動させることもできる。
【００５８】
また、主滴Ｄｍと副滴Ｄｓが同じ位置に着弾する高速記録時、つまり搬送速度Ｖｆが上式を満たす速度のときは、図８のように、回収部２１が副滴Ｄｓの飛翔位置から外れる。これにより、図１２（ｂ）のように、主滴Ｄｍと副滴Ｄｓが同じ位置に着弾させて、高品位の画像を記録することができる。
【００５９】
（第２の実施形態）
前述した第１の実施形態における記録ヘッド１１０は、いわゆるエッジシュータタイプであり、インクの吐出方向と、ノズル内へのインクの供給方向と、がほぼ一致する。しかし本発明は、いわゆるサイドシュータタイプの記録ヘッドに対しても適用することができる。そのサイドシュータタイプの記録ヘッドにおいては、インクの吐出方向と、ノズル内へのインクの供給方向とが異なる。
【００６０】
図１３（ａ）から（ｅ）は、本発明を適用したサイドシュータタイプの記録ヘッドの要部の断面図であり、前述した実施形態と同様の部分には同一符号を付して説明を省略する。
【００６１】
吐出口４は、ヒータ２と対向する天板１２の位置に形成され、ノズルは、ヒータ２、ヒータ２と吐出口４との間の流路、および吐出口４などによって形成されている。吐出口５が形成される吐出口面Ｆは、前述した実施形態と同様に、ノズルの軸線Ｌ１に対して所定の角度θ傾斜している。共通液室５内のインクは、図１３（ｅ）中の矢印Ｃ方向からノズル内に供給される。そして吐出口４の前方に、前述した実施形態と同様に回収機構２０が配備されている。
【００６２】
本例の記録ヘッドは、前述した実施形態の記録ヘッドと同様に、ヒータ２の熱エネルギーを利用してインクを吐出させることができる。すなわち、図１３（ａ）から（ｅ）のように、ヒータ２の発熱によってノズル内のインクを発泡させ、そのときの気泡Ｂの発泡エネルギーを利用して、吐出口４からインクの液滴を吐出することができる。その際、吐出口４から吐出される主滴Ｄｍと副滴Ｄｓは、吐出口面Ｆが角度θの傾きをもっているため、前述した実施形態と同様の方向に吐出される。すなわち、主滴Ｄｍは、軸線Ｌ１と角度θを成す矢印Ａ１方向（吐出口面の法線方向）へ飛翔し、副滴Ｄｓは矢印Ａ２方向（軸線Ｌ１方向）に飛翔する。
【００６３】
前述した第１の実施形態と同様に、記録速度が高速のとき、つまり記録媒体Ｗの搬送速度が高速のときは、回収部２１が副滴Ｄｓの飛翔軌跡上から離れる。これにより、図１２（ｂ）のように、主滴Ｄｍと副滴Ｄｓが記録媒体Ｗ上の同じ位置に着弾して画像を記録する。一方、記録速度が低速のとき、つまり記録媒体Ｗの搬送速度が低速のときは、図１３のように、その搬送速度に応じて回収部２１の位置を調整して、その回収部２１を副滴Ｄｓの飛翔軌跡上に移動させる。これにより、その副滴Ｄｓを回収して、図１２（ａ）のように主滴Ｄｍのみによって画像を記録する。
【００６４】
したがって、第１の実施形態と同様に、高速記録時および低速記録時のいずれにおいても高品位の画像を記録することができる。
【００６５】
（他の実施形態）
本発明は、記録ヘッドと記録媒体とを相対移動させつつ、前記記録ヘッドの吐出口からインクの主滴と副滴を異なる方向に吐出することによって、前記記録媒体に画像を記録するインクジェット記録装置に対して、広く適用することができる。したがって本発明は、上述したようなフルラインタイプの記録装置の他、記録ヘッドの記録走査と記録媒体の搬送とを伴って画像を記録するシリアルスキャンタイプの記録装置にも適用することができる。また記録ヘッドは、インクを吐出するための吐出エネルギーの発生素子として電気熱変換素子（ヒータ）を用いる他、ピエゾ素子などを用いてもよい。
【００６６】
また記録ヘッドは、インクの主滴と副滴の吐出方向を異ならせるために、吐出口が位置する吐出口面を傾斜させる他、吐出口の周縁部分の形成材料を異ならせてもよい。その場合には、それらの形成材料の物理的特性として、少なくともインクに対する濡れ性、または表面粗さの一方を異ならせることにより、主滴と副滴の吐出方向を異ならせることができる。つまり、吐出速度が比較的高い主滴と、吐出速度が比較的低い主滴に対して、それらの形成材料の物理的特性の影響の程度が異なることを利用して、それらの主滴と副滴の吐出方向を異ならせることができる。このように、主滴と副滴の吐出方向を積極的に異ならせる理由は、所定の記録条件（速度Ｖｆおよび／または距離ｈを含む）において、それらの主滴と副滴の着弾位置を所定の許容範囲内に収めるためである。その所定の許容範囲は、例えば、主滴の着弾位置内に副滴の着弾位置が収まる範囲である。
【００６７】
また本発明は、退避位置と回収位置との間を移動可能な回収機構を備えればよい。退避位置は、主滴と副滴を記録媒体に着弾させるように、主滴と副滴の飛翔軌跡上から外れる位置であり、一方、回収位置は、主滴を記録媒体に着弾させかつ副滴を記録媒体に着弾させないように、副滴の飛翔軌跡上に位置して、その副滴を回収する位置である。回収機構は、主滴と副滴の着弾位置のずれが所定の許容範囲に収まる記録条件（速度Ｖｆおよび／または距離ｈを含む）のときに退避位置に移動し、主滴と副滴の着弾位置のずれが所定の許容範囲に収まらない記録条件のときに回収位置に移動する。例えば、速度Ｖｆが所定範囲の速度以下および／または以上のときに、主滴と副滴の着弾位置のずれが所定の許容範囲に収まらないと場合には、回収機構が回収位置に移動することになる。退避位置と回収位置との間における回収機構の移動は、速度Ｖｆなどの記録条件に応じて自動的に行うことができる。
【００６８】
また、前述した実施形態においては、吐出口の周面を形成するノズル壁６、ノズル土手７、天板ノズル８を同一材料として、それらの物理的特性を同一とした。しかし、それらの周面の内、少なくとも、矢印Ｙ１方向側の天板ノズル８と、矢印Ｙ２方向側のノズル土手７と、を同一材料によって形成してもよい。それらの物理的特性としては、少なくとも液体に対する濡れ性、または表面粗さの一方を含むことができ、また、それらの物理的特性が等しければ、吐出口の周縁部分の形成材料を異ならせてもよい。また、液体流路の開口部に、吐出口が形成されたオリフィスプレートを取り付けてもよい。さらに、吐出口の周縁部の形成材料は、物理的特性（液体に対する濡れ性を含む）が異なるものであってもよい。その場合には、それらの物理的特性に起因する主滴と液滴の吐出方向の差をも考慮して、吐出口面の傾斜角度と回収機構の位置を最適に設定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６９】
【図１】本発明の第１の実施形態におけるインクジェット記録装置の概略正面図である。
【図２】図１における記録ヘッドの要部の斜視図である。
【図３】図１における記録ヘッドの要部の分解斜視図である。
【図４】図１における記録ヘッドのノズル部分の一部切欠き斜視図である。
【図５】図４におけるノズル部分の拡大断面図である。
【図６】（ａ）から（ｅ）は、図４におけるノズル部分からのインクの吐出状態の説明図である。
【図７】図４におけるノズル部分の拡大断面図である。
【図８】（ａ）から（ｃ）は、図１の記録装置の高速記録時におけるインクの着弾位置の説明図である。
【図９】（ａ）から（ｃ）は、図１の記録装置の低速記録時におけるインクの着弾位置の説明図である。
【図１０】（ａ）は、図１の記録装置に備わる回収機構の要部の斜視図、（ｂ）は、その回収機構の分解斜視図である。
【図１１】（ａ）から（ｃ）は、図１の記録装置に備わる回復ユニットの動作の説明図である。
【図１２】（ａ）は、図１の記録装置の低速記録時におけるインクの着弾位置の説明図、（ｂ）は、図１の記録装置の高速記録時におけるインクの着弾位置の説明図である。
【図１３】（ａ）から（ｅ）は、本発明の第２の実施形態における記録ヘッドのインクの吐出状態の説明図である。
【図１４】（ａ）から（ｅ）は、従来の記録ヘッドからのインクの吐出状態の説明図である。
【図１５】（ａ）から（ｃ）は、図１４の記録ヘッドから吐出されるインクの着弾位置の説明図である。
【図１６】（ａ）は、従来の記録装置の低速記録時におけるインクの着弾位置の説明図、（ｂ）は、その記録装置の高速記録時におけるインクの着弾位置の説明図である。
【図１７】（ａ）は、従来の他の記録装置の高速記録時におけるインクの着弾位置の説明図、（ｂ）は、その記録装置の低速記録時におけるインクの着弾位置の説明図である。
【符号の説明】
【００７０】
２ 電気熱変換素子（ヒータ）
４ 吐出口
９ 可動板
２０ 回収機構
２１ 回収部
２３ 調整部
１１０ 記録ヘッド
Ｆ 吐出口面
Ｄｍ 主滴
Ｄｓ 副滴
Ｂ 気泡
Ｙ１ 搬送方向
Ｗ 記録媒体
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インクの主滴と副滴を異なる方向に吐出する記録ヘッドを用い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装置には、電気熱変換体（ヒーター）やピエゾ素子などを用いて、インクを吐出可能な記録ヘッドが用いられている。図１４（ａ）のように、電気熱変換体１０１を用いた記録ヘッドＨの場合には、その電気熱変換体１０１の発熱により流路１０２内のインクを発泡させる（図１３（ｂ），（ｃ）参照）。そして、そのときに生じる気泡Ｂの発泡エネルギーを利用して、吐出口１０３からインクを吐出させることができる。気泡Ｂは、図１４（ｄ），（ｅ）のように消泡する。また本例のヘッドＨには、気泡Ｂの発泡エネルギーを吐出口１０３の方向に効果的に作用させるために、流路１０２内に可動板１０４が備えられている。この可動板１０４は、インク中における気泡Ｂの成長方向を規制することになる。インクジェット記録装置は、このようなヘッドＨの吐出口１０３から吐出したインクを記録媒体上に付着させることにより、記録媒体上に画像を記録するものであり、近年、記録速度の高速化の要求が高まってきている。
【０００３】
このような記録ヘッドＨにおいては、記録速度の高速化に伴い、新たな問題が顕在化してきている。
【０００４】
すなわち、図１４（ｄ）のように、吐出口１０３から押し出されたインクの液柱を分断してインク滴（主滴）を形成する際に、図１４（ｅ）のように、主滴Ｄｍと共に、サテライトと称される副滴Ｄｓも形成される。それらの主滴Ｄｍと副滴Ｄｓが記録媒体上にずれて着弾した場合には、記録画像の画質が低下するおそれがある。図１５（ａ）のように、副滴Ｄｓは主滴Ｄｍよりも吐出タイミングが遅く、また副滴Ｄｓの吐出速度Ｖｓは、主滴Ｄｍの吐出速度Ｖｍよりも低い。したがって、記録ヘッドＨと記録媒体Ｗとの相対的な移動速度Ｖｆが高になるにつれて、主滴Ｄｍと副滴Ｄｓの着弾位置のずれｄは増大する（図１５（ｂ），（ｃ）参照）。図１５（ａ），（ｂ），（ｃ）においては、記録ヘッドＨに対して記録媒体Ｗが移動するものとして表されている。Ｄ１は、主滴Ｄｍによって記録媒体Ｗ上に形成されるドット、Ｄ２は、副滴Ｄｓによって記録媒体Ｗ上に形成されるドットである。
【０００５】
従来は、このような主滴と副滴の着弾位置のずれを小さく抑えるために、記録ヘッドの吐出口形成面（吐出口が形成される面）と記録媒体との間の距離ｈ（図１５参照）を短くしたり、あるいはインクの吐出速度を高めたりしていた。
【０００６】
また特許文献１には、インクの主滴と副滴の吐出方向を角度５°程度ずらし、吐出口の前方に位置する捕集部材によって主滴を捕らえて、副滴のみを記録媒体に着弾させる構成が記載されている。したがって、副滴のみによって記録媒体上に画像が記録されることになる。
【０００７】
また特許文献２には、インクの主滴と副滴の吐出方向を一致させるための構成が記載されている。この特許文献２に記載の構成は、吐出口と流路を含むノズル部分の形成材料が異なる場合に、それら材質間の表面エネルギーの差、つまりインクに対する濡れ性の差によって、主滴と副滴の吐出方向にずれが生じることに着目してなされたものである。すなわち、表面エネルギーの大きい材料が位置する側の流路部分よりも、表面エネルギーが小さい材料が位置する側の流路部分を短くするように、吐出口面を傾斜させることによって、主滴と副滴の吐出方向を一致させる構成となっている。
【０００８】
また特許文献３には、インクの主滴と副滴の吐出方向を積極的にずらす構成が記載されている。これは、インクの主滴と副滴の吐出方向が一致していた場合に、記録動作時における記録ヘッドと記録媒体の相対移動によって、記録媒体上における主滴と副滴の着弾位置にずれが生じることに着目したものである。すなわち、記録ヘッドと記録媒体の相対移動の方向と、その相対移動の速度と、に関連して、主滴と副滴の吐出方向を所定の角度ずらすことにより、結果的に、主滴と副滴の着弾位置を一致させる構成となっている。この特許文献３においては、主滴と副滴の吐出方向を積極的にずらすために、インクの吐出口が形成される記録ヘッドの吐出口面を所定の角度傾斜させている。
【０００９】
【特許文献１】特開平９−１０９３９９号公報
【特許文献２】特開２０００−２６３７８８号公報
【特許文献３】特開２００７−２８３７２０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
前述したように、インクの主滴と副滴の着弾位置のずれを小さく抑えるべく、記録ヘッドの吐出口面と記録媒体との間の距離ｈ（図１５参照）を短くする場合、その距離ｈの短縮化には限界がある。すなわち、その距離ｈが短すぎた場合には、インクが付与される記録媒体に生じるコックリングによって、その記録媒体が記録ヘッドの吐出口面に接触するおそれがある。また、記録媒体の表面から跳ね返ったインクやミスト状のインクが吐出口面に付着して、インクの吐出不良をもたらすおそれがある。
【００１１】
また、主滴と副滴の着弾位置のずれを小さく抑えるべく、インクの吐出速度を高める場合、その高速化にも限界がある。すなわち、インクの吐出速度を高めるためには、それに伴って、吐出口からインクを吐出した後に、記録ヘッドの流路内にインクの素早くリフィルしなければならず、このようなインクの供給性能を高めることにも限界がある。
【００１２】
このように、記録ヘッドの吐出口面と記録媒体との間の距離ｈを短くしたり、インクの吐出速度を高めたりするだけでは、記録速度の更なる高速化に対応すべく、主滴と副滴の着弾位置のずれをより小さく抑えることは難しい。
【００１３】
一方、特許文献１のようにインクの主滴を捕集し、インクの副滴のみによって画像を記録する場合には、記録媒体上に画像記録するために必要なインク滴の大きさが確保できなくなるおそれがある。また、特にベタ記録の際には、副滴の着弾位置の間隔が大きくなって記録品位の低下を招くおそれがある。また、吐出口面の近くにインクの捕集部材が取り付けられているため、記録ヘッドの回復動作のためのワイピング機構やインク吸引機構の設置が難しくなり、設計上の制約が多くなる。
【００１４】
また特許文献２のように、単に、インクの主滴と副滴の吐出方向を一致させるだけでは、記録速度の高速化（速度Ｖｆの増大化）に伴って生じる主滴と副滴の着弾位置のずれが増大化（図１５参照）を抑えることはできない。
【００１５】
また特許文献３は、主滴と副滴の吐出方向を所定の角度ずらすことによって、記録ヘッドと記録媒体との相対的な移動速度（以下、「記録速度」という）が所定の範囲においては、主滴と副滴の着弾位置を一致させることができる。しかし、その記録速度が所定の範囲を外れた場合には、その外れる程度が大きくなる程、主滴と副滴の着弾位置に大きなずれが生じてしまう。そのため、記録速度を調整可能な記録装置においては、主滴と副滴の着弾位置が一致するときの記録速度のときは問題ないものの、その記録速度を外れたときには、画像の記録品位が損なわれるおそれがある。
【００１６】
このように従来においては、記録速度が高速と低速の両方において、主滴と副滴の着弾位置のずれを充分に抑えることができなかった。特に、産業用のインクジェット記録装置において求められている項目、つまり記録速度の高速化と、記録速度の広い調整範囲における記録画像の高質化と、に応えることが難しかった。
【００１７】
また、産業用のインクジェット記録装置において、例えばバーコード記録する場合には、主滴と副滴の着弾位置のずれは致命的となる。バーコードは、太さの異なる黒いバーや白いスペースの組み合わせによる記録情報である。主滴と副滴の着弾位置のずれが増大した場合には、それらのバーやスペースの大きさや位置が読み取り可能な規格から外れて、バーコードの読み取りができなくなるおそれがある。
【００１８】
図１６、図１７は、いわゆるフルラインタイプのインクジェット記録装置において、主滴と副滴の着弾位置がずれた場合のバーコードの記録結果の説明図である。
【００１９】
フルラインタイプのインクジェット記録装置においては、図１６（ａ）のように、記録ヘッドＨを固定したまま、記録媒体Ｗを矢印Ｙ１方向に連続的に搬送させつつ、記録ヘッドＨからインクを吐出させることによって、記録媒体Ｗ上に連続的に画像を記録する。ドットＤ２は、ドットＤ１の中心よりも、記録媒体Ｗの搬送方向（矢印Ｙ１方向）とは逆の方向（矢印Ｙ２）にずれて形成される。その矢印Ｙ２方向は、記録媒体Ｗに対するヘッドＨの相対的な移動方向である。記録媒体Ｗの搬送速度（記録速度）が比較的低いときに、図１６（ａ）のようにドットＤ１内にドットＤ２が形成される場合に、記録媒体Ｗの搬送速度が高くなったときには、図１６（ｂ）のように、ドットＤ１の外にドットＤ２が形成されてしまう。そのため、バーコードを高速記録した場合に、そのバーコードの読み取りができなくなるおそれがある。一方、記録媒体Ｗの搬送速度（記録速度）が比較的高いときに、図１７（ａ）のようにドットＤ１内にドットＤ２が形成される場合、記録媒体Ｗの搬送速度が低くなったときには、図１７（ｂ）のように、ドットＤ１の外にドットＤ２が形成されてしまう。そのため、バーコードを低速記録した場合に、そのバーコードの読み取りができなくなるおそれがある。
【００２０】
本発明の目的は、記録速度などの記録条件の変化に拘わらず、高品位の画像を記録することができ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を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
本発明のインクジェット記録装置は、記録ヘッドと記録媒体とを相対移動させつつ、前記記録ヘッドの吐出口からインクの主滴と副滴を異なる方向に吐出することによって、前記記録媒体に画像を記録するインクジェット記録装置において、前記インクの主滴と副滴を前記記録媒体に着弾させるように、前記主滴と前記副滴の飛翔軌跡上から外れる退避位置と、前記主滴を前記記録媒体に着弾させかつ前記副滴を前記記録媒体に着弾させないように、前記副滴の飛翔軌跡上に位置して当該副滴を回収する回収位置と、の間を移動可能な回収機構を備えることを特徴とする。
【００２２】
本発明のインクジェット記録方法は、記録ヘッドと記録媒体とを相対移動させつつ、前記記録ヘッドの吐出口からインクの主滴と副滴を異なる方向に吐出することによって、前記記録媒体に画像を記録するインクジェット記録方法において、前記主滴と前記副滴の着弾位置のずれが所定の許容範囲に収まる記録条件のときは、前記インクの主滴と副滴を前記記録媒体に着弾させるように、前記主滴と前記副滴の飛翔軌跡上から回収機構の位置を外し、前記主滴と前記副滴の着弾位置のずれが所定の許容範囲に収まらない記録条件のときは、前記主滴を前記記録媒体に着弾させかつ前記副滴を前記記録媒体に着弾させないように、前記副滴の飛翔軌跡上に前記回収機構を位置させて当該副滴を回収することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、インクの主滴と副滴とを異なる方向に吐出する記録ヘッドを用いて画像を記録する場合に、移動可能な回収機構を用いることにより、主滴と副滴を記録媒体に着弾させる形態と、副滴のみを記録媒体に着弾させる形態と、を選択することができる。この結果、主滴と副滴の着弾位置のずれが所定の許容範囲に収まる記録条件のときは、主滴と副滴を記録媒体に着弾させることにより、高品位の画像を記録することができる。一方、主滴と副滴の着弾位置のずれが所定の許容範囲に収まらない記録条件のときは、副滴を記録媒体に着弾させずに、主滴のみを記録媒体に着弾させることにより、記録画像の高品位を維持することができる。例えば、高速記録時および低速記録時のいずれにおいても高品位の画像を記録することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００２５】
（第１の実施形態）
図１は、記録ヘッド１１０を用いて画像を記録可能なフルラインタイプのインクジェット記録装置１２０の概略正面図である。記録装置１２０には、紙等の記録媒体Ｗを矢印Ｙ１の搬送方向に搬送するための搬送部１２１、その搬送部１２１に記録媒体を供給するための給送部１２２が備えられている。また、本例の記録装置１２０には、６つの記録ヘッド１１０が交換可能に装着され、それらは対応するインクカートリッジ１２３からイエロー（Ｙ），淡マゼンタ（ＬＭ），マゼンタ（Ｍ），淡シアン（ＬＣ），シアン（Ｃ），ブラック（Ｋ）のインクが供給される。６つの記録ヘッド１１０は記録媒体Ｗの搬送方向にずれて配備され、また、それぞれの記録ヘッド１１０におけるノズル列は、記録媒体Ｗの搬送方向に対して交差する方向（本例においては、直交する方向）に延在する。
【００２６】
１２４は、記録ヘッド１１０のインクの吐出状態を良好に維持するための回復処理を行う回復ユニットである。その回復処理として、画像の記録に寄与しないインクを吐出口から吸引排出または加圧排出させる処理、画像の記録に寄与しないインクを吐出口から吐出させるための処理（予備吐出）、および記録ヘッド１１０の吐出口面のワイピング処理などを含むことができる。１２５は、記録装置１２を操作するためのオペレーションパネル部である。
【００２７】
図２は、記録ヘッド１１０の分解斜視図である。
【００２８】
１１１は、後述する電気熱変換素子（ヒータ）、共通液室、流路、吐出口などを備えた吐出エレメントであり、１１２は、後述する電気配線基板が配置されたセラミックプレートである。吐出エレメント１１１内の共通液室は、流路形成部材２２０の内部に設けられた複数の流路に接続され、また流路形成部材２２０のインク導入口１３０Ａには不図示のインクタンクからインクが供給される。吐出エレメント１１１の左右両側面部および上面部を覆う流路形成部材２２０、流路、吐出口、および電気熱変換素子などによって、複数のノズルが列状に形成される。インク導入口１３０Ａから共通液室内に供給されたインクは、それぞれのノズルの吐出口から吐出可能である。また記録ヘッド１１０は、図３に示すように、個々の電気熱変換素子に電流を供給するために金属ワイヤーによって制御基盤１１３と結合される。記録ヘッド１１０には、それにインクを供給するためのユニット１５０が取り付けられる。
【００２９】
図４は、記録ヘッド１１０におけるノズル近傍部分の一部切欠き斜視図である。
【００３０】
ヒータボード１には、インクを加熱発泡させるためのヒータ（電気熱変換素子）２が複数配置されている。ヒータ２としてはチッ化タンタル等の抵抗体が用いられ、例えば、その厚さは０．０１〜０．５μｍ、そのシート抵抗値は単位正方形当たり１０〜３００Ωである。ヒータ２には、通電のためのアルミニウム等の電極（図示せず）が接続されており、その電極の一方には、ヒータ２に対する通電を制御するためのスイッチングトランジスタ（図示せず）が接続されている。スイッチトランジスタは、制御用のゲート素子等の回路からなるＩＣによって駆動制御され、記録装置からの信号に応じてヒータ２を制御する。
【００３１】
ヒータ２は、複数の流路３のそれぞれに対して形成されている。それぞれの流路３の一端は対応する吐出口４に連通され、それぞれの流路３の他端は共通液室５に連通されている。流路３は、ヒータボード１、ノズル壁６、厚さ５〜１０μｍ程度のノズル土手、および厚さ２μｍ程度の天板ノズル８によって囲まれて管状を成している。本例において、ノズル壁６、ノズル土手７、および天板ノズル８は、感光性エポキシ樹脂により形成されている。
【００３２】
流路３内には可動板９が備えられており、その自由端９Ａは吐出口４側に位置し、その基端は共通液室５側に位置している。可動板９の基端側の支点は支持部材１０に取り付けられ、その支持部材１０は台座１１（図６参照）によってヒータボード１に取り付けられている。天板ノズル８は、Ｓｉ（シリコン）等によって形成される天板１２に貼り付けられている。天板１２には、異方性エッチング等によって不図示のインク供給口が形成されている。そのインク供給口を通して、外部から液体のインクが共通液室５内に供給され、さらに、その共通液室５内のインクは、それぞれの流路３内に供給される。
【００３３】
吐出口４が位置する吐出口面Ｆは、次のような所定の角度θの傾きをもつ。
【００３４】
図５のように、吐出口面Ｆは流路３の軸線（ノズルの軸線）Ｌ１に対して直交せず、その法線Ｌ２と軸線Ｌ１とが角度θをもって傾斜する。その吐出口面Ｆは、記録媒体Ｗの搬送方向Ｙ１と反対の方向（矢印Ｙ２方向）、つまり記録媒体Ｗを基準としたときの記録ヘッド１１０の相対移動方向を向くように傾斜する。したがって吐出口面Ｆは、軸線Ｌ１と直交する面Ｆ０を記録ヘッド１１０の相対移動方向（矢印Ｙ２方向）に向かって角度θだけ傾けた面でもある。角度θの大きさは、後述するように、記録媒体Ｗと記録ヘッド１１０の相対移動速度などを考慮して設定する。
【００３５】
図６は、吐出口４からのインクの液滴の吐出過程の説明図である。図６において、２１は、後述する回収機構２０における回収部である。
【００３６】
図６（ａ）は、ヒータ２が通電されず、流路３内のインクが加熱される前の状態である。吐出口４付近のインクはメニスカスＭを形成している。
【００３７】
図６（ｂ）および図６（ｃ）は、ヒータ２が通電され、その発熱によりインクが加熱されることによって、インクの膜沸騰を伴って発泡Ｂが生じた状態である。このとき、気泡Ｂの発生に基づく圧力の伝播方向は、可動体９が台座１１側を支点として変位することにより、インクの吐出方向に導かれる。流路３内のインクは、発泡によって生じた圧力によって吐出口４から押し出され、気泡Ｂの成長に伴って図６（ｃ）のような液柱を形成する。
【００３８】
図６（ｄ）および図６（ｅ）は、ヒータ２によるインクの加熱が終了して、気泡Ｂが収縮過程にある状態である。吐出口４付近のインクは、気泡Ｂの収縮に伴って流路３に引き込まれる。液柱の先端部分には吐出方向への慣性力が働いているため、その液柱は、流路３内のインクから切り離される。その切り離された液柱は、インクの表面張力によって主滴Ｄｍと副滴（サテライト）Ｄｓを形成し、記録媒体に向かって飛翔する。このとき、後述するように、回収機構２０の回収部２２によって副滴Ｄｓが回収され、主滴Ｄｍのみが記録媒体に到達する。
【００３９】
このような主滴Ｄｍと副滴Ｄｓの吐出方向は、吐出口面Ｆが所定の角度θの傾きをもっているため、次のように異なる方向となる。
【００４０】
すなわち、図６（ｂ）および図６（ｃ）のように、発泡によって生じた圧力の伝播に伴ってメニスカスＭが吐出方向に前進し始めると、吐出口４付近のインクは、図７のように、吐出口４から押し出される。その際、吐出口４付近のインクは、吐出口面Ｆ上のノズル土手７と天板ノズル８に対して等しい接触角αを保ちながら押し出される。このとき、インクが押し出される方向Ａ１と、流路３の軸線Ｌ１との成す角度は、図５のように吐出口面Ｆの傾き角度θとなる。つまり吐出口４付近のインクは、図６（ｂ）および図６（ｃ）のように、吐出口面Ｆと直交する法線Ｌ２に沿うように、矢印Ａ１方向に押し出されることになる。一方、図６（ｂ）および図６（ｃ）のように、ヒータ２の近傍に位置するインクは、流路３の軸線Ｌ１方向に沿って矢印Ａ２方向に押し出される。
【００４１】
その後、図６（ｄ）のように気泡Ｂが収縮過程に入ると、吐出口４付近のインクが流路３内に引き込まれて、図６（ｅ）のように主滴Ｄｍと副滴Ｄｓが形成される。主滴Ｄｍと副滴Ｄｓは、発泡よって押し出された方向が異なるため、図６（ｅ）のように、主滴Ｄｍは、軸線Ｌ１と角度θを成す矢印Ａ１方向（法線Ｌ２方向）へ飛翔し、副滴Ｄｓは矢印Ａ２方向（軸線Ｌ１方向）に飛翔する。
【００４２】
吐出口面Ｆの角度θ、つまり主滴Ｄｍの吐出角度θは、記録ヘッド１１０を搭載する記録装置１２０の構成や制御条件に応じて設定する。以下に、角度θの設定方法の一例を図８に基づいて説明する。
【００４３】
ここで、主滴Ｄｍの吐出速度をＶｍ、副滴Ｄｓの吐出速度をＶｓ、記録媒体Ｗの搬送速度をＶｆ、吐出口４と記録媒体Ｗとの間の距離をｈとする。図１４のように吐出口面が傾いていない従来の記録ヘッドＨは、主滴Ｄｍと副滴Ｄｓの着弾位置のずれ量ｄは、下式によって表される。
ｄ＝｛（１／Ｖｓ）−（１／Ｖｍ）｝×ｈ×Ｖｆ
【００４４】
この場合には、インクの吐出速度Ｖｍ，Ｖｓ、距離ｈ、搬送速度Ｖｆに応じた大きさのずれ量ｄが発生し、主滴Ｄｍと副滴Ｄｓは異なる位置に着弾する。
【００４５】
この場合には、インクの吐出速度Ｖｍ，Ｖｓ、距離ｈ、搬送速度Ｖｆに応じた大きさのずれ量ｄが発生し、主滴Ｄｍと副滴Ｄｓの着弾位置を一致させることはできない。
【００４６】
これに対して、本例の記録ヘッド１１０においては、下式の条件を満たすように角度θを設定することにより、図８のように、主滴Ｄｍと副滴Ｄｓの着弾位置を一致させることができる。
【００４７】
[（１/Ｖｓ）−｛１/（Ｖｍ・ｃｏｓθ）｝]×ｈ×Ｖｆ＝ｈ・ｔａｎθ
上式を整理すると下式となる。
（１／Ｖｓ）−｛１／（Ｖｍ・ｃｏｓθ）｝＝ｔａｎθ／Ｖｆ
【００４８】
このような式を満たすように角度θを設定することにより、記録媒体Ｗ上における主滴Ｄｍと副滴Ｄｓの着弾位置を一致させて、高品位の画像を記録することができる。つまり、上式のように、インクの吐出速度Ｖｍ，Ｖｓと搬送速度Ｖｆに関連して角度θを設定することにより、主滴Ｄｍと副滴Ｄｓの着弾位置を一致させることができる。
【００４９】
しかし、搬送速度Ｖｆが上式を満たす速度よりも低速に設定された場合には、上式が満たされなくなって、主滴Ｄｍと副滴Ｄｓの着弾位置がずれてしまう。このような場合には、図９のように回収機構２０の回収部２１を用いて、副滴Ｄｓを記録媒体Ｗに到達する前に回収することにより、主滴Ｄｍのみによって画像を記録する。すなわち、搬送速度Ｖｆが上式を満たす速度よりも遅い速度Ｖｆ（Ｌ）に設定されて、主滴Ｄｍと副滴Ｄｓの着弾位置のずれが所定量以上となる場合には、記録ヘッド１１０と記録媒体Ｗとの間に回収機構２０の回収部２１を位置させて、副滴Ｄｓを回収する。その際には、吐出速度Ｖｍ，Ｖｓと角度θに応じて、吐出口面Ｆから回収部２１までの間の距離ｈ１と、主滴Ｄｍが通過する軌道と回収部２１との間の距離Ｚと、を最適に設定する。すなわち図９のように、主滴Ｄｍが回収部２１に接触せずに記録媒体Ｗに到達し、かつ副滴Ｄｓが回収部２１によって回収されるように、それらの距離ｈ１，Ｚを最適に設定する。図９（ａ）において、ｒは主滴Ｄｍの半径であり、ｘは副滴Ｄｓの直径である。
【００５０】
図１０および図１１は、回収機構２０についての説明図である。
【００５１】
回収機構２０は、副滴Ｄｓを受けて回収する回収部２１と、その回収部２１の矢印Ｙ１，Ｙ２方向に位置調整する調整部２２と、を含む。調整部２２には、記録媒体Ｗの搬送路の両側に位置する左右のスライダ２３が備えられており、それらのスライダ２３に設けられた支持部２４の間に、回収部２１が取付けられている。スライダ２３は、記録速度、つまり記録媒体Ｗの搬送速度に応じて、不図示のモータによりストッパ２５，２６との間にて矢印Ｙ１，Ｙ２方向にスライドされる。したがって、記録媒体Ｗの搬送速度に応じて、回収部２１の位置が矢印Ｙ１，Ｙ２方向に調整されることになる。
【００５２】
記録速度が高速のとき、つまり記録媒体Ｗの搬送速度が高速のときは、図８のように、回収部２１が副滴Ｄｓの飛翔軌跡上から離れることにより、主滴Ｄｍと副滴Ｄｓが記録媒体Ｗ上の同じ位置に着弾して画像を記録する。一方、記録速度が低速のとき、つまり記録媒体Ｗの搬送速度が低速のときは、図９のように、その搬送速度に応じて回収部２１の位置を調整して、その回収部２１を副滴Ｄｓの飛翔軌跡上に移動させる。これにより、その副滴Ｄｓを回収して、主滴Ｄｍのみによって画像を記録する。
【００５３】
このように、主滴Ｄｍと副滴Ｄｓが同じ位置に着弾する高速記録時には、図８のように、それらの主滴Ｄｍと副滴Ｄｓによって画像を記録する。一方、主滴Ｄｍと副滴Ｄｓが同じ位置に着弾しない低速記録時には、図９のように、回収部２１によって副滴Ｄｓを回収し、主滴Ｄｍのみによって画像を記録する。この結果、高速記録時と低速記録時のいずれにおいても高品位な画像を記録することができる。
【００５４】
回収部２１は、許容量の副滴Ｄｓを回収した後に、交換が容易なカートリッジ式であることが望ましい。また回収部２１は、副滴Ｄｓを飛散させることなく確実に捕獲するために、副滴Ｄｓをすばやく吸収できるような材質であることが望ましい。例えば、その材質としては、他孔質な構造をもつプラスチックや繊維質の吸収媒体を挙げることができる。
【００５５】
また本例の記録装置には、図１１のような回復ユニット３０が備えられており、記録ヘッド１１０のインクの吐出状態を良好に維持するための回復処理として、予備吐出とワイピングを行なう。回復ユニット３０には、インク吸収体２１を収容する回復桶２２と、その回復桶２２の上側開口部に位置するキャップ２３およびワイパ２４と、吸収体２１を覆うためにキャップ２３に装着されるカバー２５と、が備えられている。
【００５６】
回復処理を実行しないときには、図１１（ａ）のように、キャップ２３にカバー２５が装着されている。回復処理を実行するときには、図１１（ｂ）のように記録ヘッド１１０が上昇してから、図１１（ｃ）のように回復桶２２が矢印Ｂ２方向に移動することにより、その回復桶２２が記録ヘッド１１０の下に位置する。回復桶２２の矢印Ｂ２方向の移動と同様に、カバー２５がキャップ２３から外される。その後、記録ヘッド１１０の吐出口面Ｆにキャップ２３をできるだけ近づけてから、記録ヘッド１１０の吐出口から、画像の記録に寄与しないインクを吐出（予備吐出）させる。回復桶２４内に吐出されたインクは吸収体２１によって吸収されてから、チューブ２６を通して排出される。その後、回復桶２２が矢印Ｂ１方向に移動することにより、ワイパ２４が吐出口面Ｆをワイピングする。本例において、矢印Ｂ１，Ｂ２方向は、矢印Ｙ１，Ｙ２方向と同じ方向である。
【００５７】
以上のように本実施形態においては、主滴Ｄｍと副滴Ｄｓが同じ位置に着弾しない低速記録時、つまり搬送速度Ｖｆが上式を満たす速度よりも遅い速度Ｖｆ（Ｌ）のときは、図９のように、回収部２１が移動して副滴Ｄｓを回収する。これにより、図１２（ａ）のように、主滴Ｄｍのみを記録媒体Ｗに着弾させて、高品位の画像を記録することができる。その際には、前述したように、吐出速度Ｖｍ，Ｖｓと角度θに応じて、吐出口面Ｆから回収部２１までの間の距離ｈ１と、主滴Ｄｍが通過する軌道と回収部２１との間の距離Ｚと、を最適に設定する。すなわち図９のように、主滴Ｄｍが回収部２１に接触せずに記録媒体Ｗに到達し、かつ副滴Ｄｓが回収部２１によって回収されるように、それらの距離ｈ１，Ｚを最適に設定する。本例においては、回収部２１を矢印Ｙ１，Ｙ２方向に移動させることにより、距離Ｚを調整する。しかし、距離ｈ１を調整するように、回収部２１を上下方向に移動させることもできる。
【００５８】
また、主滴Ｄｍと副滴Ｄｓが同じ位置に着弾する高速記録時、つまり搬送速度Ｖｆが上式を満たす速度のときは、図８のように、回収部２１が副滴Ｄｓの飛翔位置から外れる。これにより、図１２（ｂ）のように、主滴Ｄｍと副滴Ｄｓが同じ位置に着弾させて、高品位の画像を記録することができる。
【００５９】
（第２の実施形態）
前述した第１の実施形態における記録ヘッド１１０は、いわゆるエッジシュータタイプであり、インクの吐出方向と、ノズル内へのインクの供給方向と、がほぼ一致する。しかし本発明は、いわゆるサイドシュータタイプの記録ヘッドに対しても適用することができる。そのサイドシュータタイプの記録ヘッドにおいては、インクの吐出方向と、ノズル内へのインクの供給方向とが異なる。
【００６０】
図１３（ａ）から（ｅ）は、本発明を適用したサイドシュータタイプの記録ヘッドの要部の断面図であり、前述した実施形態と同様の部分には同一符号を付して説明を省略する。
【００６１】
吐出口４は、ヒータ２と対向する天板１２の位置に形成され、ノズルは、ヒータ２、ヒータ２と吐出口４との間の流路、および吐出口４などによって形成されている。吐出口５が形成される吐出口面Ｆは、前述した実施形態と同様に、ノズルの軸線Ｌ１に対して所定の角度θ傾斜している。共通液室５内のインクは、図１３（ｅ）中の矢印Ｃ方向からノズル内に供給される。そして吐出口４の前方に、前述した実施形態と同様に回収機構２０が配備されている。
【００６２】
本例の記録ヘッドは、前述した実施形態の記録ヘッドと同様に、ヒータ２の熱エネルギーを利用してインクを吐出させることができる。すなわち、図１３（ａ）から（ｅ）のように、ヒータ２の発熱によってノズル内のインクを発泡させ、そのときの気泡Ｂの発泡エネルギーを利用して、吐出口４からインクの液滴を吐出することができる。その際、吐出口４から吐出される主滴Ｄｍと副滴Ｄｓは、吐出口面Ｆが角度θの傾きをもっているため、前述した実施形態と同様の方向に吐出される。すなわち、主滴Ｄｍは、軸線Ｌ１と角度θを成す矢印Ａ１方向（吐出口面の法線方向）へ飛翔し、副滴Ｄｓは矢印Ａ２方向（軸線Ｌ１方向）に飛翔する。
【００６３】
前述した第１の実施形態と同様に、記録速度が高速のとき、つまり記録媒体Ｗの搬送速度が高速のときは、回収部２１が副滴Ｄｓの飛翔軌跡上から離れる。これにより、図１２（ｂ）のように、主滴Ｄｍと副滴Ｄｓが記録媒体Ｗ上の同じ位置に着弾して画像を記録する。一方、記録速度が低速のとき、つまり記録媒体Ｗの搬送速度が低速のときは、図１３のように、その搬送速度に応じて回収部２１の位置を調整して、その回収部２１を副滴Ｄｓの飛翔軌跡上に移動させる。これにより、その副滴Ｄｓを回収して、図１２（ａ）のように主滴Ｄｍのみによって画像を記録する。
【００６４】
したがって、第１の実施形態と同様に、高速記録時および低速記録時のいずれにおいても高品位の画像を記録することができる。
【００６５】
（他の実施形態）
本発明は、記録ヘッドと記録媒体とを相対移動させつつ、前記記録ヘッドの吐出口からインクの主滴と副滴を異なる方向に吐出することによって、前記記録媒体に画像を記録するインクジェット記録装置に対して、広く適用することができる。したがって本発明は、上述したようなフルラインタイプの記録装置の他、記録ヘッドの記録走査と記録媒体の搬送とを伴って画像を記録するシリアルスキャンタイプの記録装置にも適用することができる。また記録ヘッドは、インクを吐出するための吐出エネルギーの発生素子として電気熱変換素子（ヒータ）を用いる他、ピエゾ素子などを用いてもよい。
【００６６】
また記録ヘッドは、インクの主滴と副滴の吐出方向を異ならせるために、吐出口が位置する吐出口面を傾斜させる他、吐出口の周縁部分の形成材料を異ならせてもよい。その場合には、それらの形成材料の物理的特性として、少なくともインクに対する濡れ性、または表面粗さの一方を異ならせることにより、主滴と副滴の吐出方向を異ならせることができる。つまり、吐出速度が比較的高い主滴と、吐出速度が比較的低い主滴に対して、それらの形成材料の物理的特性の影響の程度が異なることを利用して、それらの主滴と副滴の吐出方向を異ならせることができる。このように、主滴と副滴の吐出方向を積極的に異ならせる理由は、所定の記録条件（速度Ｖｆおよび／または距離ｈを含む）において、それらの主滴と副滴の着弾位置を所定の許容範囲内に収めるためである。その所定の許容範囲は、例えば、主滴の着弾位置内に副滴の着弾位置が収まる範囲である。
【００６７】
また本発明は、退避位置と回収位置との間を移動可能な回収機構を備えればよい。退避位置は、主滴と副滴を記録媒体に着弾させるように、主滴と副滴の飛翔軌跡上から外れる位置であり、一方、回収位置は、主滴を記録媒体に着弾させかつ副滴を記録媒体に着弾させないように、副滴の飛翔軌跡上に位置して、その副滴を回収する位置である。回収機構は、主滴と副滴の着弾位置のずれが所定の許容範囲に収まる記録条件（速度Ｖｆおよび／または距離ｈを含む）のときに退避位置に移動し、主滴と副滴の着弾位置のずれが所定の許容範囲に収まらない記録条件のときに回収位置に移動する。例えば、速度Ｖｆが所定範囲の速度以下および／または以上のときに、主滴と副滴の着弾位置のずれが所定の許容範囲に収まらないと場合には、回収機構が回収位置に移動することになる。退避位置と回収位置との間における回収機構の移動は、速度Ｖｆなどの記録条件に応じて自動的に行うことができる。
【００６８】
また、前述した実施形態においては、吐出口の周面を形成するノズル壁６、ノズル土手７、天板ノズル８を同一材料として、それらの物理的特性を同一とした。しかし、それらの周面の内、少なくとも、矢印Ｙ１方向側の天板ノズル８と、矢印Ｙ２方向側のノズル土手７と、を同一材料によって形成してもよい。それらの物理的特性としては、少なくとも液体に対する濡れ性、または表面粗さの一方を含むことができ、また、それらの物理的特性が等しければ、吐出口の周縁部分の形成材料を異ならせてもよい。また、液体流路の開口部に、吐出口が形成されたオリフィスプレートを取り付けてもよい。さらに、吐出口の周縁部の形成材料は、物理的特性（液体に対する濡れ性を含む）が異なるものであってもよい。その場合には、それらの物理的特性に起因する主滴と液滴の吐出方向の差をも考慮して、吐出口面の傾斜角度と回収機構の位置を最適に設定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６９】
【図１】本発明の第１の実施形態におけるインクジェット記録装置の概略正面図である。
【図２】図１における記録ヘッドの要部の斜視図である。
【図３】図１における記録ヘッドの要部の分解斜視図である。
【図４】図１における記録ヘッドのノズル部分の一部切欠き斜視図である。
【図５】図４におけるノズル部分の拡大断面図である。
【図６】（ａ）から（ｅ）は、図４におけるノズル部分からのインクの吐出状態の説明図である。
【図７】図４におけるノズル部分の拡大断面図である。
【図８】（ａ）から（ｃ）は、図１の記録装置の高速記録時におけるインクの着弾位置の説明図である。
【図９】（ａ）から（ｃ）は、図１の記録装置の低速記録時におけるインクの着弾位置の説明図である。
【図１０】（ａ）は、図１の記録装置に備わる回収機構の要部の斜視図、（ｂ）は、その回収機構の分解斜視図である。
【図１１】（ａ）から（ｃ）は、図１の記録装置に備わる回復ユニットの動作の説明図である。
【図１２】（ａ）は、図１の記録装置の低速記録時におけるインクの着弾位置の説明図、（ｂ）は、図１の記録装置の高速記録時におけるインクの着弾位置の説明図である。
【図１３】（ａ）から（ｅ）は、本発明の第２の実施形態における記録ヘッドのインクの吐出状態の説明図である。
【図１４】（ａ）から（ｅ）は、従来の記録ヘッドからのインクの吐出状態の説明図である。
【図１５】（ａ）から（ｃ）は、図１４の記録ヘッドから吐出されるインクの着弾位置の説明図である。
【図１６】（ａ）は、従来の記録装置の低速記録時におけるインクの着弾位置の説明図、（ｂ）は、その記録装置の高速記録時におけるインクの着弾位置の説明図である。
【図１７】（ａ）は、従来の他の記録装置の高速記録時におけるインクの着弾位置の説明図、（ｂ）は、その記録装置の低速記録時におけるインクの着弾位置の説明図である。
【符号の説明】
【００７０】
２ 電気熱変換素子（ヒータ）
４ 吐出口
９ 可動板
２０ 回収機構
２１ 回収部
２３ 調整部
１１０ 記録ヘッド
Ｆ 吐出口面
Ｄｍ 主滴
Ｄｓ 副滴
Ｂ 気泡
Ｙ１ 搬送方向
Ｗ 記録媒体
【特許請求の範囲】
【請求項１】
記録ヘッドと記録媒体とを相対移動させつつ、前記記録ヘッドの吐出口からインクの主滴と副滴を異なる方向に吐出することによって、前記記録媒体に画像を記録するインクジェット記録装置において、
前記インクの主滴と副滴を前記記録媒体に着弾させるように、前記主滴と前記副滴の飛翔軌跡上から外れる退避位置と、前記主滴を前記記録媒体に着弾させかつ前記副滴を前記記録媒体に着弾させないように、前記副滴の飛翔軌跡上に位置して当該副滴を回収する回収位置と、の間を移動可能な回収機構を備える
ことを特徴とするインクジェット記録装置。
【請求項２】
前記回収機構は、前記主滴と前記副滴の着弾位置のずれが所定の許容範囲に収まる記録条件のときは前記退避位置に移動し、前記主滴と前記副滴の着弾位置のずれが所定の許容範囲に収まらない記録条件のときは前記回収位置に移動する
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】
前記所定の許容範囲は、前記主滴の着弾位置内に前記副滴の着弾位置が収まる範囲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】
前記記録条件は、前記相対移動の速度であることを特徴とする請求項２または３に記載のインクジェット記録装置。
【請求項５】
前記記録ヘッドは、前記インクの主滴と副滴を異なる方向に吐出するように、前記吐出口が位置する吐出口面が前記相対移動の方向に傾斜することを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載のインクジェット記録装置。
【請求項６】
前記記録ヘッドは、前記吐出口の周縁部分の形成材料が同一であ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装置。
【請求項７】
前記記録ヘッドは、前記インクの主滴と副滴を異なる方向に吐出するように、前記吐出口の周縁部分の形成材料が異なることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載のインクジェット記録装置。
【請求項８】
前記記録ヘッドは、インクを吐出するための吐出エネルギーの発生素子として電気熱変換素子を備えることを特徴とする請求項１から７のいずれかに記載のインクジェット記録装置。
【請求項９】
前記記録ヘッドは、前記電気熱変換素子の発熱によって生じるインク中の気泡の成長方向を規制する可動板を備えることを特徴とする請求項８に記載のインクジェット記録装置。
【請求項１０】
記録ヘッドと記録媒体とを相対移動させつつ、前記記録ヘッドの吐出口からインクの主滴と副滴を異なる方向に吐出することによって、前記記録媒体に画像を記録するインクジェット記録方法において、
前記主滴と前記副滴の着弾位置のずれが所定の許容範囲に収まる記録条件のときは、前記インクの主滴と副滴を前記記録媒体に着弾させるように、前記主滴と前記副滴の飛翔軌跡上から回収機構の位置を外し、
前記主滴と前記副滴の着弾位置のずれが所定の許容範囲に収まらない記録条件のときは、前記主滴を前記記録媒体に着弾させかつ前記副滴を前記記録媒体に着弾させないように、前記副滴の飛翔軌跡上に前記回収機構を位置させて当該副滴を回収する
ことを特徴とするインクジェット記録方法。
【請求項１】
記録ヘッドと記録媒体とを相対移動させつつ、前記記録ヘッドの吐出口からインクの主滴と副滴を異なる方向に吐出することによって、前記記録媒体に画像を記録するインクジェット記録装置において、
前記インクの主滴と副滴を前記記録媒体に着弾させるように、前記主滴と前記副滴の飛翔軌跡上から外れる退避位置と、前記主滴を前記記録媒体に着弾させかつ前記副滴を前記記録媒体に着弾させないように、前記副滴の飛翔軌跡上に位置して当該副滴を回収する回収位置と、の間を移動可能な回収機構を備える
ことを特徴とするインクジェット記録装置。
【請求項２】
前記回収機構は、前記主滴と前記副滴の着弾位置のずれが所定の許容範囲に収まる記録条件のときは前記退避位置に移動し、前記主滴と前記副滴の着弾位置のずれが所定の許容範囲に収まらない記録条件のときは前記回収位置に移動する
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】
前記所定の許容範囲は、前記主滴の着弾位置内に前記副滴の着弾位置が収まる範囲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】
前記記録条件は、前記相対移動の速度であることを特徴とする請求項２または３に記載のインクジェット記録装置。
【請求項５】
前記記録ヘッドは、前記インクの主滴と副滴を異なる方向に吐出するように、前記吐出口が位置する吐出口面が前記相対移動の方向に傾斜することを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載のインクジェット記録装置。
【請求項６】
前記記録ヘッドは、前記吐出口の周縁部分の形成材料が同一であ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装置。
【請求項７】
前記記録ヘッドは、前記インクの主滴と副滴を異なる方向に吐出するように、前記吐出口の周縁部分の形成材料が異なることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載のインクジェット記録装置。
【請求項８】
前記記録ヘッドは、インクを吐出するための吐出エネルギーの発生素子として電気熱変換素子を備えることを特徴とする請求項１から７のいずれかに記載のインクジェット記録装置。
【請求項９】
前記記録ヘッドは、前記電気熱変換素子の発熱によって生じるインク中の気泡の成長方向を規制する可動板を備えることを特徴とする請求項８に記載のインクジェット記録装置。
【請求項１０】
記録ヘッドと記録媒体とを相対移動させつつ、前記記録ヘッドの吐出口からインクの主滴と副滴を異なる方向に吐出することによって、前記記録媒体に画像を記録するインクジェット記録方法において、
前記主滴と前記副滴の着弾位置のずれが所定の許容範囲に収まる記録条件のときは、前記インクの主滴と副滴を前記記録媒体に着弾させるように、前記主滴と前記副滴の飛翔軌跡上から回収機構の位置を外し、
前記主滴と前記副滴の着弾位置のずれが所定の許容範囲に収まらない記録条件のときは、前記主滴を前記記録媒体に着弾させかつ前記副滴を前記記録媒体に着弾させないように、前記副滴の飛翔軌跡上に前記回収機構を位置させて当該副滴を回収する
ことを特徴とするインクジェット記録方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【公開番号】特開２００９−２５５３６９（Ｐ２００９−２５５３６９Ａ）
【公開日】平成２１年１１月５日（２００９．１１．５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１０６５５６（Ｐ２００８−１０６５５６）
【出願日】平成２０年４月１６日（２００８．４．１６）
【出願人】（０００２０８７４３）キヤノンファインテック株式会社 (1,218)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年１１月５日（２００９．１１．５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年４月１６日（２００８．４．１６）
【出願人】（０００２０８７４３）キヤノンファインテック株式会社 (1,218)
【Ｆターム（参考）】
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