インクジェット記録装置
【課題】ノズルから吐出される液滴が毎回どの方向に曲がるか予想できない場合でも、液滴の曲がりを修正し、液滴の着弾精度を確保することのできるインクジェット記録装置を提供する。
【解決手段】記録用インクが供給される少なくとも１つの主液滴用ノズルＡと、該主液滴用ノズルに隣接して、着弾修正用インクが供給される複数の副液滴用ノズルＢとを有するノズル面と、主液滴用ノズルＡから主液滴を吐出させ、副液滴用ノズルＢから着弾修正用の副液滴を吐出させる液滴吐出手段と、主液滴及び副液滴を同極に帯電させる液滴帯電手段と、主液滴と副液滴とが、インクジェットヘッドと着弾対象物との間で同時に飛翔して存在し得るように、液滴吐出手段を制御する吐出制御手段とを備え、ノズル面における主液滴用ノズルＡの中心は、複数の副液滴用ノズルＢに対して所定の条件を満たす点Ｐ上又はその近傍に配置される。
【解決手段】記録用インクが供給される少なくとも１つの主液滴用ノズルＡと、該主液滴用ノズルに隣接して、着弾修正用インクが供給される複数の副液滴用ノズルＢとを有するノズル面と、主液滴用ノズルＡから主液滴を吐出させ、副液滴用ノズルＢから着弾修正用の副液滴を吐出させる液滴吐出手段と、主液滴及び副液滴を同極に帯電させる液滴帯電手段と、主液滴と副液滴とが、インクジェットヘッドと着弾対象物との間で同時に飛翔して存在し得るように、液滴吐出手段を制御する吐出制御手段とを備え、ノズル面における主液滴用ノズルＡの中心は、複数の副液滴用ノズルＢに対して所定の条件を満たす点Ｐ上又はその近傍に配置される。
【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に関し、詳しくは、ノズルから吐出された液滴の曲がりを制御することにより、液滴の曲がりが予想できない場合でも精度の良い記録を可能とするインクジェット記録装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
インクジェット記録装置は、インクジェットヘッドに供給されるインクをノズルから微小な液滴として吐出し、記録紙等の着弾対象物に着弾させることによって各種の記録を行う。従って、液滴の着弾精度が記録品質に大きな影響を与えることになる。液滴の着弾精度が悪くなるパターンとしては、液滴体積を１ｐｌ（ピコリットル）以下に小さくする場合や、ボールスペーサーを含むインクのようにある程度大きな固形物を含むインクを使用する場合がある。
【０００３】
従来、着弾精度を向上させる方法としては、インクを帯電させて静電吸引する方法が知られている（特許文献１、２）。この静電吸引方式は、図１５に示すように、インクジェットヘッドのノズルから吐出された液滴を静電気力によってＹ方向（着弾対象物方向）に引っ張ることにより、Ｘ方向成分（曲がり方向成分）を相対的に小さくし、着弾精度を向上させる手法である。
【特許文献１】特開２００４−１１４３７０号公報
【特許文献２】特開２００５−１３６１５１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
インクジェットヘッドの着弾に関しては、次の２つのパターンが存在する。すなわち、毎回同じ方向に曲がる場合（パターン１）と、どの方向に曲がるか予想できない場合（パターン２）である。
【０００５】
パターン１の場合は、液滴は毎回同じ位置に着弾することになるので、比較的いろいろな方法によって、許容できる程度の着弾精度を確保することが可能である。しかし、パターン２の場合は、液滴の着弾位置が吐出毎に異なってくるため、着弾精度を確保することが困難となる。特にボールスペーサーを含むインクのような大きな固形物を含む液滴を吐出する場合には、静電吸引方式を採用しても十分に曲がりを修正することができず、満足のいく着弾精度を得ることができない問題がある。
【０００６】
そこで、本発明は、ノズルから吐出される液滴が毎回どの方向に曲がるか予想できない場合でも、液滴の曲がりを修正し、液滴の着弾精度を確保することのできるインクジェット記録装置を提供することを課題とする。
【０００７】
本発明の他の課題は、以下の記載により明らかとなる。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題は、以下の各発明によって解決される。
【０００９】
請求項１記載の発明は、記録用インクが供給される少なくとも１つの主液滴用ノズルと、該主液滴用ノズルに隣接して、着弾修正用インクが供給される複数の副液滴用ノズルとを有するノズル面と、前記主液滴用ノズルから主液滴を吐出させると共に前記副液滴用ノズルから前記主液滴の着弾修正用の副液滴を吐出させる液滴吐出手段と、前記主液滴及び前記副液滴をそれぞれ同極に帯電させる液滴帯電手段と、前記主液滴と前記副液滴とが、前記インクジェットヘッドと着弾対象物との間で同時に飛翔して存在し得るように、前記液滴吐出手段を制御する吐出制御手段とを備えており、前記ノズル面における前記主液滴用ノズルの中心は、複数の前記副液滴用ノズルに対して下記条件式（１）を満たす点Ｐ上又はその近傍に配置されていることを特徴とするインクジェット記録装置である。
条件式（１）
【数２】
但し、
Ｒｎ：点Ｐと副液滴用ノズルの中心との間の距離
Ｎ：副液滴用ノズルの数
ε：真空の誘電率
Ｑｎ：副液滴の帯電量（但し、ΣＱｎ≠０）
【００１０】
請求項２記載の発明は、１つの前記主液滴用ノズルに対して、前記副液滴用ノズルが該主液滴用ノズルを間に挟むように２つ配置されており、前記点Ｐ及び前記主液滴用ノズルの中心は、前記ノズル面において２つの前記副液滴用ノズルの中心を結ぶ直線上に共に配置されていることを特徴とする請求項１記載のインクジェット記録装置である。
【００１１】
請求項３記載の発明は、１つの前記主液滴用ノズルに対して、前記副液滴用ノズルが該主液滴用ノズルの周囲に３つ以上配置されており、前記点Ｐ及び前記主液滴用ノズルの中心は、前記ノズル面において前記副液滴用ノズルの中心を結ぶ領域の外周縁よりも内側に共に存在していることを特徴とする請求項１記載のインクジェット記録装置である。
【００１２】
請求項４記載の発明は、前記ノズル面における前記主液滴用ノズルの中心と前記点Ｐとの間の離間距離は、１０μｍ以下であることを特徴とする請求項１、２又は３記載のインクジェット記録装置である。
【００１３】
請求項５記載の発明は、前記吐出制御手段は、下記条件式（２）を満たすように前記液滴吐出手段を制御することを特徴とする請求項４記載のインクジェット記録装置である。
条件式（２）
−Ｔ-revise×0.03≦｛Ｔ-land−（Ｔ-revise／２）×ｎ｝≦Ｔ-revise×0.03
但し、
Ｔ-land：主液滴が着弾対象物に着弾するまでの時間
Ｔ-revise：主液滴が修正される固有周期
ｎ：１以上の整数
【００１４】
請求項６記載の発明は、前記主液滴の液滴量は１ｐｌ以上であることを特徴とする請求項５記載のインクジェット記録装置である。
【００１５】
請求項７記載の発明は、前記液滴帯電手段は、前記ノズル面と該ノズル面に対向して配置される対向電極との間に電界を形成することにより、前記主液滴及び前記副液滴をそれぞれ帯電させ、前記主液滴及び前記副液滴を前記対向電極に向けて静電吸引するものであることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載のインクジェット記録装置である。
【００１６】
請求項８記載の発明は、前記副液滴の液滴量が、前記主液滴の液滴量よりも大きいことを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載のインクジェット記録装置である。
【００１７】
請求項９記載の発明は、前記副液滴用ノズルの径は、前記主液滴用ノズルの径よりも大きいことを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載のインクジェット記録装置である。
【００１８】
請求項１０記載の発明は、前記吐出制御手段は、前記主液滴用ノズル及び前記副液滴用ノズルからの吐出をそれぞれ個別に制御可能であることを特徴とする請求項１〜９のいずれかに記載のインクジェット記録装置である。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、ノズルから吐出される液滴が毎回どの方向に曲がるか予想できない場合でも、液滴の曲がりを修正し、液滴の着弾精度を確保することのできるインクジェット記録装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。
【００２１】
図１は、本発明に係るインクジェット記録装置のインクジェットヘッドのノズル構成を説明する図であり、ノズル面の平面図を示している。
【００２２】
ノズル面には主液滴用ノズルＡ及び副液滴用ノズルＢとが配列される。主液滴用ノズルＡは、吐出したインク滴（以下、主液滴という。）によって画像等の記録を行うためのノズルであり、例えばＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋ等のような各色を発色させるための各種色材を含んだ記録用インクが供給される。通常、ノズル面には、多数の主液滴用ノズルＡが配列されるが、ここでは説明の便宜上、１つの主液滴用ノズルＡのみを示す。
【００２３】
副液滴用ノズルＢは、少なくとも１つの主液滴用ノズルＡに隣接して複数配置される。副液滴用ノズルＢは、主液滴用ノズルＡから吐出される主液滴の着弾修正を行うことを目的としたインク滴（以下、副液滴という。）を吐出するノズルであり、主液滴用ノズルＡとは独立に吐出制御される。この副液滴用ノズルＢには、例えば透明インク等の着弾修正用インクが供給される。従って、そこから吐出された副液滴が着弾対象物上に着弾しても画像等の記録に寄与しない。この着弾修正用インクには揮発性を有するインクを用いることも好ましい。
【００２４】
ここでは１つの主液滴用ノズルＡに対してその周囲に４つの副液滴用ノズルＢ１〜Ｂ４を配置した例を示しているが、副液滴用ノズルＢは１つの主液滴用ノズルＡに対して２つ以上配置される。
【００２５】
これら主液滴用ノズルＡ、副液滴用ノズルＢ１〜Ｂ４からは、図示しない吐出制御手段によって液滴吐出手段が駆動制御されることによってそれぞれ主液滴及び副液滴を吐出する。主液滴及び副液滴を吐出するための具体的な液滴吐出手段の態様は本発明において特に問わない。例えばインク室を隣接するインク室と区画している隔壁に、電気−機械変換素子である圧電素子を使用し、圧電素子をせん断変形させることによってインク室内のインクに吐出圧力を付与する態様、ピエゾ素子を用いてインク室に臨む振動板を動作させることによってインクに吐出圧力を付与する態様、静電気力を利用してインク室に臨む振動板を動作させることによってインクに吐出圧力を付与する態様、インク室内に設けられたヒータへの通電によってインク中に発生させた気泡の破裂作用を利用して吐出圧力を付与する態様等が挙げられる。
【００２６】
図２は、かかるノズルの配置構成を有するインクジェットヘッドの一例を模式的に示している。ここでは液滴吐出手段は図示省略している。
【００２７】
インクジェットヘッド１は、内部に主液滴を吐出するためのインク室１０Ａ及び副液滴を吐出するためのインク室１０Ｂを備えている。インク室は図面の左右方向及び垂直方向にマトリックス状に多数並設される。
【００２８】
インク室１０Ａにはインクタンク２Ａから記録用インクが供給され、インク室１０Ｂにはインクタンク２Ｂから着弾修正用インクが供給される。従って、液滴吐出手段の駆動により、ノズル面１１に形成された主液滴用ノズルＡ及び副液滴用ノズルＢから、それぞれ主液滴ａ、副液滴ｂを、対向配置される着弾対象物である記録メディアＭに向けて吐出する。
【００２９】
本発明において主液滴用ノズルＡ、副液滴用ノズルＢからそれぞれ吐出される主液滴ａ、副液滴ｂの吐出速度、吐出タイミングは、吐出制御手段によって個別に制御可能とされる。吐出速度は、吐出制御手段によって例えば駆動電圧の値や駆動波形の形状を適宜調整することによって制御される。また、吐出タイミングは、吐出制御手段によって例えば駆動電圧を印加するタイミングを適宜調整することによって制御される。
【００３０】
かかるインクジェットヘッド１において、各インク室１０Ａ、１０Ｂの内部には、記録用インク及び着弾修正用インクを帯電させるための帯電用電極３が個別に配設されている。各帯電用電極３には帯電制御部４によって所定の電圧が印加される。
【００３１】
また、ノズル面１１の対向面側には、記録メディアＭを間に挟んで対向電極５が配置されている。この対向電極５と帯電用電極３に電圧が印加されることによって、インクジェットヘッド１と対向電極５との間に電界が発生し、この電界によって記録用インク及び着弾修正用インクが同極に帯電し、吐出される主液滴ａ、副液滴ｂを対向電極５に向けて加速吸引する静電吸引方式のインクジェット記録装置を構成しており、本発明において好ましい態様を示している。
【００３２】
本発明においては、記録メディアＭに向けて吐出された１滴の主液滴ａに対して、該主液滴ａの着弾修正を行うための複数の副液滴ｂが、インクジェットヘッド１と記録メディアＭとの間で同時に飛翔して存在し得るように、吐出制御手段が液滴吐出手段の駆動を制御することによって、主液滴用ノズルＡ及び副液滴用ノズルＢからの吐出が制御される。ここで、同時に飛翔して存在し得るとは、着弾修正対象である主液滴ａとその着弾修正用の複数の副液滴ｂとの全てが、ノズル面１１から離れて飛翔しており、且つ、記録メディアＭに着弾していない時間を有していることである。
【００３３】
すなわち、図２に示すように、主液滴用ノズルＡから１滴の主液滴ａを吐出する場合、この主液滴用ノズルＡに隣接する副液滴用ノズルＢ、Ｂからもそれぞれ副液滴ｂ、ｂを、インクジェットヘッド１と記録メディアＭとの間で、この主液滴ａと副液滴ｂ、ｂとが同時に飛翔して存在し得るように吐出する。吐出された主液滴ａ及び副液滴ｂ、ｂは、好ましくは対向電極５によってＹ方向に吸引されながら記録メディアＭに着弾することになるが、主液滴ａ及び副液滴ｂ、ｂは同極に帯電しているため、共に飛翔している間、主液滴ａと副液滴ｂ、ｂとの間で互いに干渉し合う。これにより主液滴ａは、常に着弾修正用の副液滴ｂ、ｂの影響を受けながら飛翔して記録メディアＭに着弾することになる。
【００３４】
着弾修正対象となる主液滴ａと着弾修正用の複数の副液滴ｂとは、以上のように、インクジェットヘッド１と記録メディアＭとの間で同時に飛翔して存在し得るように、それぞれ吐出制御手段によって吐出が制御されればよいが、主液滴ａと複数の副液滴ｂとの吐出を同時に行うことが好ましい。主液滴ａの吐出開始時点から着弾修正用の副液滴ｂの影響を受けることができ、また、吐出制御も容易となるからである。吐出を同時に行うとは、主液滴用ノズルＡと複数の副液滴用ノズルＢに対する駆動電圧の印加タイミングを同時にすることである。なお、複数の副液滴ｂの吐出は、主液滴ａに対する吐出タイミングに関わらず全て同時である。
【００３５】
このようにして主液滴ａが副液滴ｂ、ｂの影響を受けながら飛翔して記録メディアＭに着弾するようにするため、図１に示すように、ノズル面における主液滴用ノズルＡの中心は、複数の副液滴用ノズルＢに対して下記条件式（１）を満たす点Ｐ上又はその近傍に配置されていることが重要である。
【００３６】
条件式（１）
【数３】
【００３７】
ここで、
Ｒｎ：点Ｐと副液滴用ノズルの中心との間の距離
Ｎ：副液滴用ノズルの数
ε：真空の誘電率
Ｑｎ：副液滴の帯電量（但し、ΣＱｎ≠０）
である。
【００３８】
上記条件式（１）は、ノズル面１１上の点Ｐから記録媒体Ｍに向けて下した垂線が、複数の副液滴用ノズルＢから吐出される副液滴ｂからのクーロン力による反発力を均等に受ける、すなわち、同時に飛翔する複数の副液滴ｂが形成する静電ポテンシャル場の底に位置する条件を示している。図１は、この条件式（１）を満たす最も好ましいノズル配置態様を示しており、点Ｐと主液滴用ノズルＡとが一致する態様である。
【００３９】
主液滴用ノズルＡから吐出される主液滴ａは、その周囲の副液滴用ノズルＢ１〜Ｂ４からそれぞれ同時に吐出される４つの副液滴ｂからクーロン力の作用を受けることになり、４つの副液滴ｂが形成する静電ポテンシャル場の底を中心として減衰振動しながら記録メディアＭに向かうことになる。よって、主液滴ａの曲がり方向成分が静電ポテンシャル場の底に向けて修正され、主液滴ａの着弾位置のばらつきを抑えることができる。これにより、どの方向に曲がるか予測ができない場合でも、着弾のばらつきを抑えることができる。
【００４０】
副液滴用ノズルＢから吐出される副液滴ｂの帯電量Ｑは、副液滴ｂの大きさ（液滴量）によって調整することができる。特に、着弾修正用の副液滴ｂは、主液滴ａの曲がり方向成分を良好に減衰させる上では、それ自体の曲がり方向成分が小さいものであることが好ましく、このためには、クーロン力の影響を受けないために副液滴ｂを大きく（液滴量を大きく）することが好ましい。これにより液滴体積が増えるので帯電量Ｑも大きくなる。すなわち、着弾修正用となる副液滴ｂの安定化と主液滴ａの修正のためには、副液滴ｂの大きさ（液滴量）を主液滴ａよりも大きくして、帯電量Ｑを主液滴ａの帯電量よりも大きくすることが好ましい。
【００４１】
液滴の大きさ（液滴量）は、一般にはノズル径によって規定することができる。従って、同様に、主液滴ａの曲がり方向成分を良好に減衰させ、それ自体の曲がり方向成分を小さくする上で、副液滴用ノズルＢのノズル径を主液滴用ノズルＡのノズル径よりも大きくすることが好ましい。
【００４２】
ところで、上記条件式（１）を満たす点Ｐと主液滴用ノズルＡの中心とは必ずしも一致していなくてもよく、例えば図３に示すように、主液滴用ノズルＡの中心と点Ｐとは位置がずれて配置されていてもよい。すなわち、主液滴用ノズルＡは点Ｐの近傍に配置される態様でもよい。
【００４３】
この近傍について更に説明すれば、図１及び図３にそれぞれ示しているように、１つの主液滴用ノズルＡに対して３つ以上の副液滴用ノズルＢが配置される場合、副液滴用ノズルＢの中心を結ぶ直線によってその内側に領域が形成される。従って、副液滴用ノズルＢが３つ以上配置される場合において点Ｐの近傍に配置されるとは、上記領域の外周縁１００よりも内側に、主液滴用ノズルＡの中心と上記条件式（１）を満たす点Ｐとが共に存在していることである。「よりも内側」とは、外周縁１００の直上は含まないことである。この外周縁１００よりも内側に主液滴用ノズルＡの中心と点Ｐとが共に存在していれば、主液滴ａの曲がり方向成分は複数の副液滴ｂからの反発力を受けて減衰され、主液滴ａの着弾位置のばらつきを抑えることができる。
【００４４】
より好ましくは、主液滴用ノズルＡの中心と点Ｐとの間の離間距離Ｄが１０μｍ以下であることである。
【００４５】
図４に示すように、１つの主液滴用ノズルＡに対して２つの副液滴用ノズルＢ１、Ｂ２が配置される場合は、それら２つの副液滴用ノズルＢ１、Ｂ２は主液滴用ノズルＡを間に挟むように配置される。上記条件式（１）を満たす点Ｐは、各副液滴用ノズルＢ１、Ｂ２の中心間を結ぶ直線１０１上に位置するが、主液滴用ノズルＡの中心は、同様に点Ｐ上又はその近傍の直線１０１上に位置するように配置される。好ましくは、主液滴用ノズルＡの中心が直線１０１上で、点Ｐとの離間距離Ｄが１０μｍ以下であることである。
【００４６】
主液滴用ノズルＡの中心が領域の外周縁１００上又はそれよりも外側に位置する場合や、主液滴用ノズルＡの中心が２つの副液滴用ノズルＢの中心を結ぶ直線１０１上に配置されない場合は、主液滴ａは複数の副液滴ｂによって形成される静電ポテンシャル場の底から遠ざかるように力が働くようになり、本発明の効果が得難くなる。
【００４７】
なお、主液滴用ノズルＡが上記条件式（１）を満たす点Ｐ上又はその近傍に配置されているか否かは、ノズル径、駆動波形を全て共通とすれば、同重量、同帯電量の液滴が吐出されるので、ノズル位置を確認すればわかる。ノズル径を異ならせた場合は、駆動波形を共通とすれば、ノズル径に応じた重量、それに応じた帯電量の液滴が吐出されるので、同様にノズル位置によって確認できる。また、吐出された液滴の軌跡（位置、速度）を見ることによっても確認することができる。
【００４８】
ところで、上記の通り、周囲の複数の副液滴ｂから反発力を受けながら飛翔する主液滴ａは、図５に示すような軌跡をたどることになる。同図は、１つの主液滴用ノズルＡから吐出した主液滴ａを間に挟むようにして、その両側にそれぞれ副液滴ｂを同時に吐出した場合の主液滴ａの軌跡を一定時間毎にドットで表示している。吐出された主液滴ａは次第に速度が遅くなるので、距離が離れる（下に行く）に従ってドット間隔が小さく表示されている。
【００４９】
飛翔した主液滴ａの周囲には帯電した副液滴ｂが存在することになるので、同図に示すように、主液滴ａが主液滴用ノズルＡから図中矢印で示す方向に曲がって吐出されても、その方向に副液滴ｂが存在する場合、飛翔中に副液滴ｂからの反発力を受けて押し戻され、今度はその反対側に存在する副液滴ｂに跳ね返されるという動きを繰り返し、ある周期で振動しながら最終的に記録メディアＭに着弾することになる。ここでは、この振動の周期を主液滴ａが修正される固有周期という。この固有周期は、主液滴ａ、副液滴ｂの帯電量とその距離及び主液滴ａの重量・体積によってのみ決まり、主液滴ａの初速度や曲がりの大きさに左右されない。
【００５０】
また、この振動の間、空気による減衰の影響を受けるので、十分に減衰すると振動の中心に収束する。空気による減衰の影響は主液滴ａが小さいほど大きくなり、収束する振動の中心は、通常であれば主液滴用ノズルＡの直下位置となる。
【００５１】
しかし、主液滴ａの液滴量が１ｐｌ以上となると十分に減衰させることが難しくなる場合がある。この場合は、主液滴ａが吐出から着弾までの間に振動する過程で、振動の中心地点に戻ってきた時に記録メディアＭに着弾するようにすれば、最も好ましい着弾位置への着弾精度を確保することができる。
【００５２】
このため、主液滴ａを十分に減衰させることができるようにする上で、下記条件式（２）を満たすように吐出制御手段が液滴吐出手段を制御することが好ましい。これは、上記のように、主液滴ａの液滴量が１ｐｌ以上となるような場合に特に顕著な効果が得られる。
【００５３】
条件式（２）
−Ｔ-revise×０．０３≦｛Ｔ-land−（Ｔ-revise／２）×ｎ｝≦Ｔ-revise×０．０３
【００５４】
但し、Ｔ-landは主液滴が着弾対象物に着弾するまでの時間、Ｔ-reviseは主液滴が修正される固有周期であり、ｎ＝１、２、３・・・である。
【００５５】
この条件式（２）は、主液滴ａが図５中の斜線で示す領域で着弾する条件を示している。最上段の斜線領域（ｎ＝１の場合）について見ると、主液滴ａが吐出されてから着弾するまでの時間と主液滴ａが修正される固有周期の１／２との差が、主液滴ａが修正される固有周期のおよそ±３％の範囲にあれば、主液滴ａのずれ量α２は、最も大きいずれ量α１に対しておよそ１／１０になり、ほぼ主液滴用ノズルＡの直下位置に着弾でき、好ましい着弾精度を確保することができる。これは他の斜線領域（ｎ＝２、３・・・）においても同様である。
【００５６】
これらの斜線領域において、主液滴ａは振動の中心付近、すなわち主液滴用ノズルＡの直下付近にある。このように主液滴ａが振動の中心地点に戻ってきたときに着弾させるには、ノズル面１１において、主液滴用ノズルＡの中心と点Ｐとの離間距離Ｄが１０μｍ以下の条件を満たしていることがより好ましい。すなわち、主液滴ａの液滴量が１ｐｌ以上であると、記録メディアＭに着弾したドット径はおよそ２０μｍ以上となるので、着弾誤差は１０μｍ以内でないと線も書けないことになり、使い物にならない。主液滴用ノズルＡの中心と点Ｐとの離間距離Ｄが大きく離れていると、上記条件式（２）で許容したずれ量に加えて、離間距離Ｄのずれ量を許容してしまうことになる。上記条件式（１）を満足する点Ｐの位置＝主液滴用ノズルＡの位置で上記条件式（２）を満たしているときに、主液滴ａの着弾が半径１μｍ以内に収まるとすると、離間距離Ｄが１μｍになれば、着弾はおおよそ半径２μｍ以内に収まる。従って、離間距離Ｄが１０μｍであれば、主液滴ａの着弾はおおよそ半径１１μｍ以内に収まるということになる。
【００５７】
よって、主液滴ａの液滴量が１ｐｌ以上となる場合には、上記条件式（２）を満たすことが好ましく、着弾のずれ量は１０μｍ＋α以内（αは一番ずれ量が大きいときの１／１０であるが、通常０．１μｍ以下である）になる。
【００５８】
以上の説明では、１つの主液滴用ノズルＡとそれのみに対応する複数の副液滴用ノズルＢとを例示した。このように副液滴用ノズルＢは１つの主液滴用ノズルＡに対して専用とすることもできるが、実際のインクジェットヘッド１のノズル面１１には、多数の主液滴用ノズルＡ及び多数の副液滴用ノズルＢが、ライン状又はマトリックス状に配置されるため、図６〜図９に示す各態様のように、１つの主液滴用ノズルＡと複数の副液滴用ノズルＢを含むノズル群Ｇによって、当該１つの主液滴用ノズルＡから吐出される主液滴ａの着弾修正を行うグループとし、このノズル群Ｇ中の１又は複数の副液滴用ノズルＢを、それに隣接する他のノズル群Ｇ中の主液滴用ノズルＡから吐出される主液滴ａの着弾修正用に兼用させることもできる。
【実施例】
【００５９】
１．ヘッド構造
表面に駆動電極が形成された圧電素子によって構成される駆動壁とキャビティとが交互に配列されたシェアモード構造のヘッド構造を用いた。キャビティは、インクが供給されることにより液滴吐出を行う吐出キャビティとインクが供給されないダミーキャビティとが交互に配置される構造とした。各部の構成は以下の通りである。
【００６０】
吐出キャビティ
幅：８０μｍ
深さ：２００μｍ
ダミーキャビティ
幅：８０μｍ
深さ：２００μｍ
駆動壁
幅：８０μｍ
駆動電極
使用金属：Ａｌ
厚さ：５μｍ
ノズル板
材質：ポリイミド
厚さ：８０μｍ
【００６１】
使用する記録メディアは、０．５ｍｍ厚のガラス基板とし、ノズル面とのギャップを１ｍｍとした。
【００６２】
液滴帯電手段として、記録メディアの下に対向電極を配置し、ノズル面と対向電極とのギャップを１．５ｍｍに設定した。
【００６３】
２．評価方法
主液滴を記録メディアに着弾させ、着弾ドットの位置を測定し、ドットの位置の標準偏差（着弾のばらつき）を評価の指標とした。
【００６４】
標準偏差の測定は、記録メディアに着弾した主液滴のドット位置を計測することによって行い、その２０回分の測定によるものである。
【００６５】
着弾位置のずれ量の評価は、着弾ずれ量と着弾修正率で評価した。着弾修正率＝（副液滴未使用時の着弾ずれ量−副液滴使用時の着弾ずれ量）／副液滴未使用時の着弾ずれ量×１００である。
【００６６】
３．固有周期の算出方法
主液滴の軌跡をカメラを用いて観察して計測し、その２０回分の平均値を算出値とした。
【００６７】
＜実施例１＞
ノズル面の主液滴用ノズルＡと副液滴用ノズルＢの配置を図１０に示す態様とし、副液滴を使用して主液滴を吐出したＮｏ．１〜６を、副液滴を使用しない場合と比較して本発明の効果を検証した。
【００６８】
副液滴を使用する場合の液滴吐出は、主液滴と各副液滴とを同時の吐出タイミングとした。
【００６９】
使用インクは以下の通りである。
【００７０】
主液滴用インク：固形物としてφ１０μｍ以下の樹脂粒子を含む導電性インク（比重：１．０９ｇ／ｃｍ３）
副液滴用インク：固形物を含まない導電性インク（比重：１．１ｇ／ｃｍ３）
【００７１】
各ノズル構成は以下の通りである。
【００７２】
Ｘ１＝Ｘ２＝Ｙ１＝Ｙ２＝２８２μｍ
主液滴用ノズル径：φ２０μｍ（４ｐｌ）
主液滴帯電量：１．８×１０−１３（Ｃ）
副液滴用ノズル径：φ４０μｍ（４０ｐｌ）
副液滴帯電量：３．８×１０−１２（Ｃ）
主液滴が修正される固有周期：３９８μｓｅｃ
【００７３】
主液滴、副液滴の各帯電量は、カメラにより測定した液滴速度の変化により測定した。
【００７４】
ここでは、条件式（１）を満たす点Ｐと主液滴用ノズルＡの中心とは一致している。
【００７５】
上記ヘッドを用いて、主液滴用ノズル及び副液滴用ノズルに対し、全て同一の駆動波形を印加することにより主液滴及び各副液滴を吐出した。
【００７６】
その結果を表１にまとめて示す。
【００７７】
なお、上記ノズル構成において、着弾標準偏差（副液滴未使用時）は６．３μｍであった。従って、着弾標準偏差の値がこれを上回る場合、本発明の効果が得られていることが確認できる。
【００７８】
【表１】
【００７９】
表１に示すように、Ｎｏ．１〜６のいずれの場合も着弾標準偏差は６．３μｍを上回っており、副液滴による主液滴の着弾修正効果が確認された。中でも、条件式（２）をも満足するＮｏ．３〜５では、特に好ましい結果が得られている。
【００８０】
＜実施例２＞
ノズル面の主液滴用ノズルＡと副液滴用ノズルＢの配置として、ノズル配置構成を異ならせたＮｏ．７（図１０の態様）、Ｎｏ．８（図１１の態様）、Ｎｏ．９（図１２の態様）、Ｎｏ．１０（図１３の態様）に示す態様のインクジェットヘッドを用意し、本発明の効果を検証した。主液滴の使用インク、主液滴用ノズルのノズル径、液滴帯電量はいずれも実施例１と同一であり、全ての態様において副液滴を使用し、液滴吐出は全て同時の吐出タイミングとした。
【００８１】
Ｎｏ．７
Ｘ１＝Ｘ２＝Ｙ１＝Ｙ２＝２８２μｍ
主液滴が修正される固有周期：３９８μｓｅｃ
着弾標準偏差（副液滴未使用時）：６．３μｍ
液滴速度：３．４ｍ／ｓｅｃ
【００８２】
Ｎｏ．８
Ｘ１＝Ｘ２＝Ｘ３＝２８２μｍ
主液滴が修正される固有周期：４０７μｓｅｃ
着弾標準偏差（副液滴未使用時）：７．３μｍ
液滴速度：３．３ｍ／ｓｅｃ
【００８３】
Ｎｏ．９
Ｘ１＝Ｘ２＝２８２μｍ
主液滴が修正される固有周期：３９６μｓｅｃ
着弾標準偏差（副液滴未使用時）：７．１μｍ
液滴速度：３．４ｍ／ｓｅｃ
【００８４】
Ｎｏ．１０
Ｘ１＝Ｙ１＝２８２μｍ
主液滴が修正される固有周期：３９０μｓｅｃ
着弾標準偏差（副液滴未使用時）：６．７μｍ
液滴速度：３．４ｍ／ｓｅｃ
【００８５】
各態様では、条件式（１）を満たす点Ｐと主液滴用ノズルＡの中心とは一致している。
【００８６】
上記ヘッドを用いて、主液滴用ノズル及び副液滴用ノズルに対し、全て同一の駆動波形を印加することにより主液滴及び各副液滴を吐出した。
【００８７】
その結果を表２にまとめて示す。
【００８８】
【表２】
【００８９】
表２に示すように、Ｎｏ．７〜１０のいずれも、着弾標準偏差は副液滴未使用時を上回っており、副液滴用ノズルの配置が異なっても、条件式（１）を満たす点Ｐ上に主液滴用ノズルが配置されていることにより、副液滴による主液滴の着弾修正効果が確認された。
【００９０】
＜実施例３＞
主液滴用ノズル径を変化させたインクジェットヘッドの各態様（Ｎｏ．１１〜１５）において、副液滴を使用した場合としない場合とについて本発明の効果を検証した。
【００９１】
ノズル配置構成は図１０の態様とし、副液滴を使用する場合の液滴吐出は、主液滴と各副液滴とを同時の吐出タイミング（液滴速度：５ｍ／ｓｅｃ）とした。
【００９２】
使用インクは以下の通りである。
【００９３】
主液滴用インク：銀ナノペーストインク（導電性）（比重：１．０８ｇ／ｃｍ３）
副液滴用インク：ダミーインク（導電性）（比重：１．１ｇ／ｃｍ３）
【００９４】
副液滴用ノズルの構成は以下の通りである。
ノズル径：φ４０μｍ（４０ｐｌ）
副液滴帯電量：３．８×１０−１２（Ｃ）
【００９５】
Ｎｏ．１１
ノズル径：φ２０μｍ（４ｐｌ）
着弾標準偏差（副液滴未使用時）：１．７μｍ
着弾ずれ量（副液滴未使用時）：６．９μｍ
主液滴帯電量：８．０×１０−１４（Ｃ）
【００９６】
Ｎｏ．１２
ノズル径：φ１０μｍ（１ｐｌ）
着弾標準偏差（副液滴未使用時）：１．６μｍ
着弾ずれ量（副液滴未使用時）：１２．７μｍ
主液滴帯電量：８．０×１０−１４（Ｃ）
【００９７】
Ｎｏ．１３
ノズル径：φ６μｍ（０．５ｐｌ）
着弾標準偏差（副液滴未使用時）：１．４μｍ
着弾ずれ量（副液滴未使用時）：１０．１μｍ
主液滴帯電量：４．３×１０−１４（Ｃ）
【００９８】
Ｎｏ．１４
ノズル径：φ４μｍ（０．１ｐｌ）
着弾標準偏差（副液滴未使用時）：１．８μｍ
着弾ずれ量（副液滴未使用時）：９．６μｍ
主液滴帯電量：８．３×１０−１５（Ｃ）
【００９９】
Ｎｏ．１５
ノズル径：φ３μｍ（０．０５ｐｌ）
着弾標準偏差（副液滴未使用時）：２．１μｍ
着弾ずれ量（副液滴未使用時）：６．４μｍ
主液滴帯電量：５．２×１０−１５（Ｃ）
【０１００】
各態様では、条件式（１）を満たす点Ｐと主液滴用ノズルＡの中心とは一致している。
【０１０１】
上記ヘッドを用いて、主液滴用ノズル及び副液滴用ノズルに対し、全て同一の駆動波形を印加することにより主液滴及び各副液滴を吐出した。
【０１０２】
その結果を表３にまとめて示す。
【０１０３】
【表３】
【０１０４】
表３に示すように、Ｎｏ．１１〜１５のいずれも副液滴使用時の着弾標準偏差は上回っている。しかも、着弾のずれ量（ノズルの位置からどれだけずれて着弾しているか）も改善されている。
【０１０５】
＜実施例４＞
ノズル面において条件式（１）を満たす点Ｐに対する主液滴用ノズルＡの配置を異ならせたＮｏ．１６〜２０の各態様について、副液滴を使用した場合の本発明の効果を検証した。
【０１０６】
ノズル面の副液滴用ノズルＢの配置は、図１４のように４つの副液滴用ノズルＢが左右上下対称に配置された態様とし、Ｎｏ．１６〜２０の各々で条件式（１）を満たす点Ｐに対する主液滴用ノズルＡの配置構成（Ｘ、Ｙ）を異ならせ、全ての態様において液滴吐出は全て同時の吐出タイミング（液滴速度：５ｍ／ｓｅｃ）とした。
【０１０７】
使用インクは実施例３同様とした。
【０１０８】
各ノズル構成は以下の通りである。
主液滴用ノズル径：φ４μｍ（０．１ｐｌ）
主液滴帯電量：８．３×１０−１５（Ｃ）
副液滴用ノズル径：φ４０μｍ（４０ｐｌ）
副液滴帯電量：３．８×１０−１２（Ｃ）
【０１０９】
Ｎｏ．１６
Ｘ１＝Ｘ２＝Ｙ１＝Ｙ２＝２８２μｍ
主液滴用ノズルの座標：Ｘ＝０μｍ、Ｙ＝０μｍ
着弾標準偏差（副液滴使用時）：２．４μｍ
着弾標準偏差（副液滴未使用時）：９．６μｍ
【０１１０】
Ｎｏ．１７
Ｘ１＝Ｘ２＝Ｙ１＝Ｙ２＝２８２μｍ
主液滴用ノズルの座標：Ｘ＝０μｍ、Ｙ＝１０μｍ
着弾標準偏差（副液滴使用時）：４．２μｍ
着弾標準偏差（副液滴未使用時）：１０．６μｍ
【０１１１】
Ｎｏ．１８
Ｘ１＝Ｘ２＝Ｙ１＝Ｙ２＝２８２μｍ
主液滴用ノズルの座標：Ｘ＝０μｍ、Ｙ＝１００μｍ
着弾標準偏差（副液滴使用時）：５．２μｍ
着弾標準偏差（副液滴未使用時）：９．５μｍ
【０１１２】
Ｎｏ．１９
Ｘ１＝Ｘ２＝Ｙ１＝Ｙ２＝２８２μｍ
主液滴用ノズルの座標：Ｘ＝０μｍ、Ｙ＝２８０μｍ
着弾標準偏差（副液滴使用時）：５．１μｍ
着弾標準偏差（副液滴未使用時）：９．６μｍ
【０１１３】
Ｎｏ．２０
Ｘ１＝Ｘ２＝Ｙ１＝Ｙ２＝２８２μｍ
主液滴用ノズルの座標：Ｘ＝０μｍ、Ｙ＝２９０μｍ
着弾標準偏差（副液滴使用時）：９．９μｍ
着弾標準偏差（副液滴未使用時）：９．４μｍ
【０１１４】
上記ヘッドを用いて、主液滴用ノズル及び副液滴用ノズルに対し、全て同一の駆動波形を印加することにより主液滴及び各副液滴を吐出した。
【０１１５】
その結果を表４にまとめて示す。
【０１１６】
【表４】
【０１１７】
表４に示すように、条件式（１）を満たす点Ｐと主液滴用ノズルとが一致していなくても、近傍に配置されていることにより、副液滴による主液滴の着弾修正効果が確認された。
【０１１８】
Ｎｏ．２０に示すように、主液滴用ノズルの中心が副液滴用ノズルＢの中心を結ぶ領域の外周縁よりも外側にある場合は、着弾修正効果は認められなかった。
【図面の簡単な説明】
【０１１９】
【図１】インクジェットヘッドのノズル構成を説明するノズル面の平面図
【図２】インクジェット記録装置の概略構成を説明する模式図
【図３】ノズル構成の他の態様を説明するノズル面の平面図
【図４】ノズル構成の他の態様を説明するノズル面の平面図
【図５】主液滴の着弾修正の様子を説明するグラフ
【図６】主液滴用ノズルと副液滴用ノズルの配置態様を説明する図
【図７】主液滴用ノズルと副液滴用ノズルの他の配置態様を説明する図
【図８】主液滴用ノズルと副液滴用ノズルの他の配置態様を説明する図
【図９】主液滴用ノズルと副液滴用ノズルの他の配置態様を説明する図
【図１０】ノズルの配置構成を示す図
【図１１】ノズルの配置構成を示す図
【図１２】ノズルの配置構成を示す図
【図１３】ノズルの配置構成を示す図
【図１４】ノズルの配置構成を示す図
【図１５】静電吸引方式において吐出された液滴の作用を説明する図
【符号の説明】
【０１２０】
１：インクジェットヘッド
１０Ａ、１０Ｂ：インク室
１１：ノズル面
２Ａ、２Ｂ：インクタンク
３：帯電用電極
４：帯電制御部
５：対向電極
Ａ：主液滴用ノズル
ａ：主液滴
Ｂ：副液滴用ノズル
ｂ：副液滴
Ｇ：ノズル群
Ｍ：記録メディア
Ｐ：点
【技術分野】
【０００１】
本発明はインクジェット記録装置に関し、詳しくは、ノズルから吐出された液滴の曲がりを制御することにより、液滴の曲がりが予想できない場合でも精度の良い記録を可能とするインクジェット記録装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
インクジェット記録装置は、インクジェットヘッドに供給されるインクをノズルから微小な液滴として吐出し、記録紙等の着弾対象物に着弾させることによって各種の記録を行う。従って、液滴の着弾精度が記録品質に大きな影響を与えることになる。液滴の着弾精度が悪くなるパターンとしては、液滴体積を１ｐｌ（ピコリットル）以下に小さくする場合や、ボールスペーサーを含むインクのようにある程度大きな固形物を含むインクを使用する場合がある。
【０００３】
従来、着弾精度を向上させる方法としては、インクを帯電させて静電吸引する方法が知られている（特許文献１、２）。この静電吸引方式は、図１５に示すように、インクジェットヘッドのノズルから吐出された液滴を静電気力によってＹ方向（着弾対象物方向）に引っ張ることにより、Ｘ方向成分（曲がり方向成分）を相対的に小さくし、着弾精度を向上させる手法である。
【特許文献１】特開２００４−１１４３７０号公報
【特許文献２】特開２００５−１３６１５１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
インクジェットヘッドの着弾に関しては、次の２つのパターンが存在する。すなわち、毎回同じ方向に曲がる場合（パターン１）と、どの方向に曲がるか予想できない場合（パターン２）である。
【０００５】
パターン１の場合は、液滴は毎回同じ位置に着弾することになるので、比較的いろいろな方法によって、許容できる程度の着弾精度を確保することが可能である。しかし、パターン２の場合は、液滴の着弾位置が吐出毎に異なってくるため、着弾精度を確保することが困難となる。特にボールスペーサーを含むインクのような大きな固形物を含む液滴を吐出する場合には、静電吸引方式を採用しても十分に曲がりを修正することができず、満足のいく着弾精度を得ることができない問題がある。
【０００６】
そこで、本発明は、ノズルから吐出される液滴が毎回どの方向に曲がるか予想できない場合でも、液滴の曲がりを修正し、液滴の着弾精度を確保することのできるインクジェット記録装置を提供することを課題とする。
【０００７】
本発明の他の課題は、以下の記載により明らかとなる。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題は、以下の各発明によって解決される。
【０００９】
請求項１記載の発明は、記録用インクが供給される少なくとも１つの主液滴用ノズルと、該主液滴用ノズルに隣接して、着弾修正用インクが供給される複数の副液滴用ノズルとを有するノズル面と、前記主液滴用ノズルから主液滴を吐出させると共に前記副液滴用ノズルから前記主液滴の着弾修正用の副液滴を吐出させる液滴吐出手段と、前記主液滴及び前記副液滴をそれぞれ同極に帯電させる液滴帯電手段と、前記主液滴と前記副液滴とが、前記インクジェットヘッドと着弾対象物との間で同時に飛翔して存在し得るように、前記液滴吐出手段を制御する吐出制御手段とを備えており、前記ノズル面における前記主液滴用ノズルの中心は、複数の前記副液滴用ノズルに対して下記条件式（１）を満たす点Ｐ上又はその近傍に配置されていることを特徴とするインクジェット記録装置である。
条件式（１）
【数２】
但し、
Ｒｎ：点Ｐと副液滴用ノズルの中心との間の距離
Ｎ：副液滴用ノズルの数
ε：真空の誘電率
Ｑｎ：副液滴の帯電量（但し、ΣＱｎ≠０）
【００１０】
請求項２記載の発明は、１つの前記主液滴用ノズルに対して、前記副液滴用ノズルが該主液滴用ノズルを間に挟むように２つ配置されており、前記点Ｐ及び前記主液滴用ノズルの中心は、前記ノズル面において２つの前記副液滴用ノズルの中心を結ぶ直線上に共に配置されていることを特徴とする請求項１記載のインクジェット記録装置である。
【００１１】
請求項３記載の発明は、１つの前記主液滴用ノズルに対して、前記副液滴用ノズルが該主液滴用ノズルの周囲に３つ以上配置されており、前記点Ｐ及び前記主液滴用ノズルの中心は、前記ノズル面において前記副液滴用ノズルの中心を結ぶ領域の外周縁よりも内側に共に存在していることを特徴とする請求項１記載のインクジェット記録装置である。
【００１２】
請求項４記載の発明は、前記ノズル面における前記主液滴用ノズルの中心と前記点Ｐとの間の離間距離は、１０μｍ以下であることを特徴とする請求項１、２又は３記載のインクジェット記録装置である。
【００１３】
請求項５記載の発明は、前記吐出制御手段は、下記条件式（２）を満たすように前記液滴吐出手段を制御することを特徴とする請求項４記載のインクジェット記録装置である。
条件式（２）
−Ｔ-revise×0.03≦｛Ｔ-land−（Ｔ-revise／２）×ｎ｝≦Ｔ-revise×0.03
但し、
Ｔ-land：主液滴が着弾対象物に着弾するまでの時間
Ｔ-revise：主液滴が修正される固有周期
ｎ：１以上の整数
【００１４】
請求項６記載の発明は、前記主液滴の液滴量は１ｐｌ以上であることを特徴とする請求項５記載のインクジェット記録装置である。
【００１５】
請求項７記載の発明は、前記液滴帯電手段は、前記ノズル面と該ノズル面に対向して配置される対向電極との間に電界を形成することにより、前記主液滴及び前記副液滴をそれぞれ帯電させ、前記主液滴及び前記副液滴を前記対向電極に向けて静電吸引するものであることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載のインクジェット記録装置である。
【００１６】
請求項８記載の発明は、前記副液滴の液滴量が、前記主液滴の液滴量よりも大きいことを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載のインクジェット記録装置である。
【００１７】
請求項９記載の発明は、前記副液滴用ノズルの径は、前記主液滴用ノズルの径よりも大きいことを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載のインクジェット記録装置である。
【００１８】
請求項１０記載の発明は、前記吐出制御手段は、前記主液滴用ノズル及び前記副液滴用ノズルからの吐出をそれぞれ個別に制御可能であることを特徴とする請求項１〜９のいずれかに記載のインクジェット記録装置である。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、ノズルから吐出される液滴が毎回どの方向に曲がるか予想できない場合でも、液滴の曲がりを修正し、液滴の着弾精度を確保することのできるインクジェット記録装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。
【００２１】
図１は、本発明に係るインクジェット記録装置のインクジェットヘッドのノズル構成を説明する図であり、ノズル面の平面図を示している。
【００２２】
ノズル面には主液滴用ノズルＡ及び副液滴用ノズルＢとが配列される。主液滴用ノズルＡは、吐出したインク滴（以下、主液滴という。）によって画像等の記録を行うためのノズルであり、例えばＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋ等のような各色を発色させるための各種色材を含んだ記録用インクが供給される。通常、ノズル面には、多数の主液滴用ノズルＡが配列されるが、ここでは説明の便宜上、１つの主液滴用ノズルＡのみを示す。
【００２３】
副液滴用ノズルＢは、少なくとも１つの主液滴用ノズルＡに隣接して複数配置される。副液滴用ノズルＢは、主液滴用ノズルＡから吐出される主液滴の着弾修正を行うことを目的としたインク滴（以下、副液滴という。）を吐出するノズルであり、主液滴用ノズルＡとは独立に吐出制御される。この副液滴用ノズルＢには、例えば透明インク等の着弾修正用インクが供給される。従って、そこから吐出された副液滴が着弾対象物上に着弾しても画像等の記録に寄与しない。この着弾修正用インクには揮発性を有するインクを用いることも好ましい。
【００２４】
ここでは１つの主液滴用ノズルＡに対してその周囲に４つの副液滴用ノズルＢ１〜Ｂ４を配置した例を示しているが、副液滴用ノズルＢは１つの主液滴用ノズルＡに対して２つ以上配置される。
【００２５】
これら主液滴用ノズルＡ、副液滴用ノズルＢ１〜Ｂ４からは、図示しない吐出制御手段によって液滴吐出手段が駆動制御されることによってそれぞれ主液滴及び副液滴を吐出する。主液滴及び副液滴を吐出するための具体的な液滴吐出手段の態様は本発明において特に問わない。例えばインク室を隣接するインク室と区画している隔壁に、電気−機械変換素子である圧電素子を使用し、圧電素子をせん断変形させることによってインク室内のインクに吐出圧力を付与する態様、ピエゾ素子を用いてインク室に臨む振動板を動作させることによってインクに吐出圧力を付与する態様、静電気力を利用してインク室に臨む振動板を動作させることによってインクに吐出圧力を付与する態様、インク室内に設けられたヒータへの通電によってインク中に発生させた気泡の破裂作用を利用して吐出圧力を付与する態様等が挙げられる。
【００２６】
図２は、かかるノズルの配置構成を有するインクジェットヘッドの一例を模式的に示している。ここでは液滴吐出手段は図示省略している。
【００２７】
インクジェットヘッド１は、内部に主液滴を吐出するためのインク室１０Ａ及び副液滴を吐出するためのインク室１０Ｂを備えている。インク室は図面の左右方向及び垂直方向にマトリックス状に多数並設される。
【００２８】
インク室１０Ａにはインクタンク２Ａから記録用インクが供給され、インク室１０Ｂにはインクタンク２Ｂから着弾修正用インクが供給される。従って、液滴吐出手段の駆動により、ノズル面１１に形成された主液滴用ノズルＡ及び副液滴用ノズルＢから、それぞれ主液滴ａ、副液滴ｂを、対向配置される着弾対象物である記録メディアＭに向けて吐出する。
【００２９】
本発明において主液滴用ノズルＡ、副液滴用ノズルＢからそれぞれ吐出される主液滴ａ、副液滴ｂの吐出速度、吐出タイミングは、吐出制御手段によって個別に制御可能とされる。吐出速度は、吐出制御手段によって例えば駆動電圧の値や駆動波形の形状を適宜調整することによって制御される。また、吐出タイミングは、吐出制御手段によって例えば駆動電圧を印加するタイミングを適宜調整することによって制御される。
【００３０】
かかるインクジェットヘッド１において、各インク室１０Ａ、１０Ｂの内部には、記録用インク及び着弾修正用インクを帯電させるための帯電用電極３が個別に配設されている。各帯電用電極３には帯電制御部４によって所定の電圧が印加される。
【００３１】
また、ノズル面１１の対向面側には、記録メディアＭを間に挟んで対向電極５が配置されている。この対向電極５と帯電用電極３に電圧が印加されることによって、インクジェットヘッド１と対向電極５との間に電界が発生し、この電界によって記録用インク及び着弾修正用インクが同極に帯電し、吐出される主液滴ａ、副液滴ｂを対向電極５に向けて加速吸引する静電吸引方式のインクジェット記録装置を構成しており、本発明において好ましい態様を示している。
【００３２】
本発明においては、記録メディアＭに向けて吐出された１滴の主液滴ａに対して、該主液滴ａの着弾修正を行うための複数の副液滴ｂが、インクジェットヘッド１と記録メディアＭとの間で同時に飛翔して存在し得るように、吐出制御手段が液滴吐出手段の駆動を制御することによって、主液滴用ノズルＡ及び副液滴用ノズルＢからの吐出が制御される。ここで、同時に飛翔して存在し得るとは、着弾修正対象である主液滴ａとその着弾修正用の複数の副液滴ｂとの全てが、ノズル面１１から離れて飛翔しており、且つ、記録メディアＭに着弾していない時間を有していることである。
【００３３】
すなわち、図２に示すように、主液滴用ノズルＡから１滴の主液滴ａを吐出する場合、この主液滴用ノズルＡに隣接する副液滴用ノズルＢ、Ｂからもそれぞれ副液滴ｂ、ｂを、インクジェットヘッド１と記録メディアＭとの間で、この主液滴ａと副液滴ｂ、ｂとが同時に飛翔して存在し得るように吐出する。吐出された主液滴ａ及び副液滴ｂ、ｂは、好ましくは対向電極５によってＹ方向に吸引されながら記録メディアＭに着弾することになるが、主液滴ａ及び副液滴ｂ、ｂは同極に帯電しているため、共に飛翔している間、主液滴ａと副液滴ｂ、ｂとの間で互いに干渉し合う。これにより主液滴ａは、常に着弾修正用の副液滴ｂ、ｂの影響を受けながら飛翔して記録メディアＭに着弾することになる。
【００３４】
着弾修正対象となる主液滴ａと着弾修正用の複数の副液滴ｂとは、以上のように、インクジェットヘッド１と記録メディアＭとの間で同時に飛翔して存在し得るように、それぞれ吐出制御手段によって吐出が制御されればよいが、主液滴ａと複数の副液滴ｂとの吐出を同時に行うことが好ましい。主液滴ａの吐出開始時点から着弾修正用の副液滴ｂの影響を受けることができ、また、吐出制御も容易となるからである。吐出を同時に行うとは、主液滴用ノズルＡと複数の副液滴用ノズルＢに対する駆動電圧の印加タイミングを同時にすることである。なお、複数の副液滴ｂの吐出は、主液滴ａに対する吐出タイミングに関わらず全て同時である。
【００３５】
このようにして主液滴ａが副液滴ｂ、ｂの影響を受けながら飛翔して記録メディアＭに着弾するようにするため、図１に示すように、ノズル面における主液滴用ノズルＡの中心は、複数の副液滴用ノズルＢに対して下記条件式（１）を満たす点Ｐ上又はその近傍に配置されていることが重要である。
【００３６】
条件式（１）
【数３】
【００３７】
ここで、
Ｒｎ：点Ｐと副液滴用ノズルの中心との間の距離
Ｎ：副液滴用ノズルの数
ε：真空の誘電率
Ｑｎ：副液滴の帯電量（但し、ΣＱｎ≠０）
である。
【００３８】
上記条件式（１）は、ノズル面１１上の点Ｐから記録媒体Ｍに向けて下した垂線が、複数の副液滴用ノズルＢから吐出される副液滴ｂからのクーロン力による反発力を均等に受ける、すなわち、同時に飛翔する複数の副液滴ｂが形成する静電ポテンシャル場の底に位置する条件を示している。図１は、この条件式（１）を満たす最も好ましいノズル配置態様を示しており、点Ｐと主液滴用ノズルＡとが一致する態様である。
【００３９】
主液滴用ノズルＡから吐出される主液滴ａは、その周囲の副液滴用ノズルＢ１〜Ｂ４からそれぞれ同時に吐出される４つの副液滴ｂからクーロン力の作用を受けることになり、４つの副液滴ｂが形成する静電ポテンシャル場の底を中心として減衰振動しながら記録メディアＭに向かうことになる。よって、主液滴ａの曲がり方向成分が静電ポテンシャル場の底に向けて修正され、主液滴ａの着弾位置のばらつきを抑えることができる。これにより、どの方向に曲がるか予測ができない場合でも、着弾のばらつきを抑えることができる。
【００４０】
副液滴用ノズルＢから吐出される副液滴ｂの帯電量Ｑは、副液滴ｂの大きさ（液滴量）によって調整することができる。特に、着弾修正用の副液滴ｂは、主液滴ａの曲がり方向成分を良好に減衰させる上では、それ自体の曲がり方向成分が小さいものであることが好ましく、このためには、クーロン力の影響を受けないために副液滴ｂを大きく（液滴量を大きく）することが好ましい。これにより液滴体積が増えるので帯電量Ｑも大きくなる。すなわち、着弾修正用となる副液滴ｂの安定化と主液滴ａの修正のためには、副液滴ｂの大きさ（液滴量）を主液滴ａよりも大きくして、帯電量Ｑを主液滴ａの帯電量よりも大きくすることが好ましい。
【００４１】
液滴の大きさ（液滴量）は、一般にはノズル径によって規定することができる。従って、同様に、主液滴ａの曲がり方向成分を良好に減衰させ、それ自体の曲がり方向成分を小さくする上で、副液滴用ノズルＢのノズル径を主液滴用ノズルＡのノズル径よりも大きくすることが好ましい。
【００４２】
ところで、上記条件式（１）を満たす点Ｐと主液滴用ノズルＡの中心とは必ずしも一致していなくてもよく、例えば図３に示すように、主液滴用ノズルＡの中心と点Ｐとは位置がずれて配置されていてもよい。すなわち、主液滴用ノズルＡは点Ｐの近傍に配置される態様でもよい。
【００４３】
この近傍について更に説明すれば、図１及び図３にそれぞれ示しているように、１つの主液滴用ノズルＡに対して３つ以上の副液滴用ノズルＢが配置される場合、副液滴用ノズルＢの中心を結ぶ直線によってその内側に領域が形成される。従って、副液滴用ノズルＢが３つ以上配置される場合において点Ｐの近傍に配置されるとは、上記領域の外周縁１００よりも内側に、主液滴用ノズルＡの中心と上記条件式（１）を満たす点Ｐとが共に存在していることである。「よりも内側」とは、外周縁１００の直上は含まないことである。この外周縁１００よりも内側に主液滴用ノズルＡの中心と点Ｐとが共に存在していれば、主液滴ａの曲がり方向成分は複数の副液滴ｂからの反発力を受けて減衰され、主液滴ａの着弾位置のばらつきを抑えることができる。
【００４４】
より好ましくは、主液滴用ノズルＡの中心と点Ｐとの間の離間距離Ｄが１０μｍ以下であることである。
【００４５】
図４に示すように、１つの主液滴用ノズルＡに対して２つの副液滴用ノズルＢ１、Ｂ２が配置される場合は、それら２つの副液滴用ノズルＢ１、Ｂ２は主液滴用ノズルＡを間に挟むように配置される。上記条件式（１）を満たす点Ｐは、各副液滴用ノズルＢ１、Ｂ２の中心間を結ぶ直線１０１上に位置するが、主液滴用ノズルＡの中心は、同様に点Ｐ上又はその近傍の直線１０１上に位置するように配置される。好ましくは、主液滴用ノズルＡの中心が直線１０１上で、点Ｐとの離間距離Ｄが１０μｍ以下であることである。
【００４６】
主液滴用ノズルＡの中心が領域の外周縁１００上又はそれよりも外側に位置する場合や、主液滴用ノズルＡの中心が２つの副液滴用ノズルＢの中心を結ぶ直線１０１上に配置されない場合は、主液滴ａは複数の副液滴ｂによって形成される静電ポテンシャル場の底から遠ざかるように力が働くようになり、本発明の効果が得難くなる。
【００４７】
なお、主液滴用ノズルＡが上記条件式（１）を満たす点Ｐ上又はその近傍に配置されているか否かは、ノズル径、駆動波形を全て共通とすれば、同重量、同帯電量の液滴が吐出されるので、ノズル位置を確認すればわかる。ノズル径を異ならせた場合は、駆動波形を共通とすれば、ノズル径に応じた重量、それに応じた帯電量の液滴が吐出されるので、同様にノズル位置によって確認できる。また、吐出された液滴の軌跡（位置、速度）を見ることによっても確認することができる。
【００４８】
ところで、上記の通り、周囲の複数の副液滴ｂから反発力を受けながら飛翔する主液滴ａは、図５に示すような軌跡をたどることになる。同図は、１つの主液滴用ノズルＡから吐出した主液滴ａを間に挟むようにして、その両側にそれぞれ副液滴ｂを同時に吐出した場合の主液滴ａの軌跡を一定時間毎にドットで表示している。吐出された主液滴ａは次第に速度が遅くなるので、距離が離れる（下に行く）に従ってドット間隔が小さく表示されている。
【００４９】
飛翔した主液滴ａの周囲には帯電した副液滴ｂが存在することになるので、同図に示すように、主液滴ａが主液滴用ノズルＡから図中矢印で示す方向に曲がって吐出されても、その方向に副液滴ｂが存在する場合、飛翔中に副液滴ｂからの反発力を受けて押し戻され、今度はその反対側に存在する副液滴ｂに跳ね返されるという動きを繰り返し、ある周期で振動しながら最終的に記録メディアＭに着弾することになる。ここでは、この振動の周期を主液滴ａが修正される固有周期という。この固有周期は、主液滴ａ、副液滴ｂの帯電量とその距離及び主液滴ａの重量・体積によってのみ決まり、主液滴ａの初速度や曲がりの大きさに左右されない。
【００５０】
また、この振動の間、空気による減衰の影響を受けるので、十分に減衰すると振動の中心に収束する。空気による減衰の影響は主液滴ａが小さいほど大きくなり、収束する振動の中心は、通常であれば主液滴用ノズルＡの直下位置となる。
【００５１】
しかし、主液滴ａの液滴量が１ｐｌ以上となると十分に減衰させることが難しくなる場合がある。この場合は、主液滴ａが吐出から着弾までの間に振動する過程で、振動の中心地点に戻ってきた時に記録メディアＭに着弾するようにすれば、最も好ましい着弾位置への着弾精度を確保することができる。
【００５２】
このため、主液滴ａを十分に減衰させることができるようにする上で、下記条件式（２）を満たすように吐出制御手段が液滴吐出手段を制御することが好ましい。これは、上記のように、主液滴ａの液滴量が１ｐｌ以上となるような場合に特に顕著な効果が得られる。
【００５３】
条件式（２）
−Ｔ-revise×０．０３≦｛Ｔ-land−（Ｔ-revise／２）×ｎ｝≦Ｔ-revise×０．０３
【００５４】
但し、Ｔ-landは主液滴が着弾対象物に着弾するまでの時間、Ｔ-reviseは主液滴が修正される固有周期であり、ｎ＝１、２、３・・・である。
【００５５】
この条件式（２）は、主液滴ａが図５中の斜線で示す領域で着弾する条件を示している。最上段の斜線領域（ｎ＝１の場合）について見ると、主液滴ａが吐出されてから着弾するまでの時間と主液滴ａが修正される固有周期の１／２との差が、主液滴ａが修正される固有周期のおよそ±３％の範囲にあれば、主液滴ａのずれ量α２は、最も大きいずれ量α１に対しておよそ１／１０になり、ほぼ主液滴用ノズルＡの直下位置に着弾でき、好ましい着弾精度を確保することができる。これは他の斜線領域（ｎ＝２、３・・・）においても同様である。
【００５６】
これらの斜線領域において、主液滴ａは振動の中心付近、すなわち主液滴用ノズルＡの直下付近にある。このように主液滴ａが振動の中心地点に戻ってきたときに着弾させるには、ノズル面１１において、主液滴用ノズルＡの中心と点Ｐとの離間距離Ｄが１０μｍ以下の条件を満たしていることがより好ましい。すなわち、主液滴ａの液滴量が１ｐｌ以上であると、記録メディアＭに着弾したドット径はおよそ２０μｍ以上となるので、着弾誤差は１０μｍ以内でないと線も書けないことになり、使い物にならない。主液滴用ノズルＡの中心と点Ｐとの離間距離Ｄが大きく離れていると、上記条件式（２）で許容したずれ量に加えて、離間距離Ｄのずれ量を許容してしまうことになる。上記条件式（１）を満足する点Ｐの位置＝主液滴用ノズルＡの位置で上記条件式（２）を満たしているときに、主液滴ａの着弾が半径１μｍ以内に収まるとすると、離間距離Ｄが１μｍになれば、着弾はおおよそ半径２μｍ以内に収まる。従って、離間距離Ｄが１０μｍであれば、主液滴ａの着弾はおおよそ半径１１μｍ以内に収まるということになる。
【００５７】
よって、主液滴ａの液滴量が１ｐｌ以上となる場合には、上記条件式（２）を満たすことが好ましく、着弾のずれ量は１０μｍ＋α以内（αは一番ずれ量が大きいときの１／１０であるが、通常０．１μｍ以下である）になる。
【００５８】
以上の説明では、１つの主液滴用ノズルＡとそれのみに対応する複数の副液滴用ノズルＢとを例示した。このように副液滴用ノズルＢは１つの主液滴用ノズルＡに対して専用とすることもできるが、実際のインクジェットヘッド１のノズル面１１には、多数の主液滴用ノズルＡ及び多数の副液滴用ノズルＢが、ライン状又はマトリックス状に配置されるため、図６〜図９に示す各態様のように、１つの主液滴用ノズルＡと複数の副液滴用ノズルＢを含むノズル群Ｇによって、当該１つの主液滴用ノズルＡから吐出される主液滴ａの着弾修正を行うグループとし、このノズル群Ｇ中の１又は複数の副液滴用ノズルＢを、それに隣接する他のノズル群Ｇ中の主液滴用ノズルＡから吐出される主液滴ａの着弾修正用に兼用させることもできる。
【実施例】
【００５９】
１．ヘッド構造
表面に駆動電極が形成された圧電素子によって構成される駆動壁とキャビティとが交互に配列されたシェアモード構造のヘッド構造を用いた。キャビティは、インクが供給されることにより液滴吐出を行う吐出キャビティとインクが供給されないダミーキャビティとが交互に配置される構造とした。各部の構成は以下の通りである。
【００６０】
吐出キャビティ
幅：８０μｍ
深さ：２００μｍ
ダミーキャビティ
幅：８０μｍ
深さ：２００μｍ
駆動壁
幅：８０μｍ
駆動電極
使用金属：Ａｌ
厚さ：５μｍ
ノズル板
材質：ポリイミド
厚さ：８０μｍ
【００６１】
使用する記録メディアは、０．５ｍｍ厚のガラス基板とし、ノズル面とのギャップを１ｍｍとした。
【００６２】
液滴帯電手段として、記録メディアの下に対向電極を配置し、ノズル面と対向電極とのギャップを１．５ｍｍに設定した。
【００６３】
２．評価方法
主液滴を記録メディアに着弾させ、着弾ドットの位置を測定し、ドットの位置の標準偏差（着弾のばらつき）を評価の指標とした。
【００６４】
標準偏差の測定は、記録メディアに着弾した主液滴のドット位置を計測することによって行い、その２０回分の測定によるものである。
【００６５】
着弾位置のずれ量の評価は、着弾ずれ量と着弾修正率で評価した。着弾修正率＝（副液滴未使用時の着弾ずれ量−副液滴使用時の着弾ずれ量）／副液滴未使用時の着弾ずれ量×１００である。
【００６６】
３．固有周期の算出方法
主液滴の軌跡をカメラを用いて観察して計測し、その２０回分の平均値を算出値とした。
【００６７】
＜実施例１＞
ノズル面の主液滴用ノズルＡと副液滴用ノズルＢの配置を図１０に示す態様とし、副液滴を使用して主液滴を吐出したＮｏ．１〜６を、副液滴を使用しない場合と比較して本発明の効果を検証した。
【００６８】
副液滴を使用する場合の液滴吐出は、主液滴と各副液滴とを同時の吐出タイミングとした。
【００６９】
使用インクは以下の通りである。
【００７０】
主液滴用インク：固形物としてφ１０μｍ以下の樹脂粒子を含む導電性インク（比重：１．０９ｇ／ｃｍ３）
副液滴用インク：固形物を含まない導電性インク（比重：１．１ｇ／ｃｍ３）
【００７１】
各ノズル構成は以下の通りである。
【００７２】
Ｘ１＝Ｘ２＝Ｙ１＝Ｙ２＝２８２μｍ
主液滴用ノズル径：φ２０μｍ（４ｐｌ）
主液滴帯電量：１．８×１０−１３（Ｃ）
副液滴用ノズル径：φ４０μｍ（４０ｐｌ）
副液滴帯電量：３．８×１０−１２（Ｃ）
主液滴が修正される固有周期：３９８μｓｅｃ
【００７３】
主液滴、副液滴の各帯電量は、カメラにより測定した液滴速度の変化により測定した。
【００７４】
ここでは、条件式（１）を満たす点Ｐと主液滴用ノズルＡの中心とは一致している。
【００７５】
上記ヘッドを用いて、主液滴用ノズル及び副液滴用ノズルに対し、全て同一の駆動波形を印加することにより主液滴及び各副液滴を吐出した。
【００７６】
その結果を表１にまとめて示す。
【００７７】
なお、上記ノズル構成において、着弾標準偏差（副液滴未使用時）は６．３μｍであった。従って、着弾標準偏差の値がこれを上回る場合、本発明の効果が得られていることが確認できる。
【００７８】
【表１】
【００７９】
表１に示すように、Ｎｏ．１〜６のいずれの場合も着弾標準偏差は６．３μｍを上回っており、副液滴による主液滴の着弾修正効果が確認された。中でも、条件式（２）をも満足するＮｏ．３〜５では、特に好ましい結果が得られている。
【００８０】
＜実施例２＞
ノズル面の主液滴用ノズルＡと副液滴用ノズルＢの配置として、ノズル配置構成を異ならせたＮｏ．７（図１０の態様）、Ｎｏ．８（図１１の態様）、Ｎｏ．９（図１２の態様）、Ｎｏ．１０（図１３の態様）に示す態様のインクジェットヘッドを用意し、本発明の効果を検証した。主液滴の使用インク、主液滴用ノズルのノズル径、液滴帯電量はいずれも実施例１と同一であり、全ての態様において副液滴を使用し、液滴吐出は全て同時の吐出タイミングとした。
【００８１】
Ｎｏ．７
Ｘ１＝Ｘ２＝Ｙ１＝Ｙ２＝２８２μｍ
主液滴が修正される固有周期：３９８μｓｅｃ
着弾標準偏差（副液滴未使用時）：６．３μｍ
液滴速度：３．４ｍ／ｓｅｃ
【００８２】
Ｎｏ．８
Ｘ１＝Ｘ２＝Ｘ３＝２８２μｍ
主液滴が修正される固有周期：４０７μｓｅｃ
着弾標準偏差（副液滴未使用時）：７．３μｍ
液滴速度：３．３ｍ／ｓｅｃ
【００８３】
Ｎｏ．９
Ｘ１＝Ｘ２＝２８２μｍ
主液滴が修正される固有周期：３９６μｓｅｃ
着弾標準偏差（副液滴未使用時）：７．１μｍ
液滴速度：３．４ｍ／ｓｅｃ
【００８４】
Ｎｏ．１０
Ｘ１＝Ｙ１＝２８２μｍ
主液滴が修正される固有周期：３９０μｓｅｃ
着弾標準偏差（副液滴未使用時）：６．７μｍ
液滴速度：３．４ｍ／ｓｅｃ
【００８５】
各態様では、条件式（１）を満たす点Ｐと主液滴用ノズルＡの中心とは一致している。
【００８６】
上記ヘッドを用いて、主液滴用ノズル及び副液滴用ノズルに対し、全て同一の駆動波形を印加することにより主液滴及び各副液滴を吐出した。
【００８７】
その結果を表２にまとめて示す。
【００８８】
【表２】
【００８９】
表２に示すように、Ｎｏ．７〜１０のいずれも、着弾標準偏差は副液滴未使用時を上回っており、副液滴用ノズルの配置が異なっても、条件式（１）を満たす点Ｐ上に主液滴用ノズルが配置されていることにより、副液滴による主液滴の着弾修正効果が確認された。
【００９０】
＜実施例３＞
主液滴用ノズル径を変化させたインクジェットヘッドの各態様（Ｎｏ．１１〜１５）において、副液滴を使用した場合としない場合とについて本発明の効果を検証した。
【００９１】
ノズル配置構成は図１０の態様とし、副液滴を使用する場合の液滴吐出は、主液滴と各副液滴とを同時の吐出タイミング（液滴速度：５ｍ／ｓｅｃ）とした。
【００９２】
使用インクは以下の通りである。
【００９３】
主液滴用インク：銀ナノペーストインク（導電性）（比重：１．０８ｇ／ｃｍ３）
副液滴用インク：ダミーインク（導電性）（比重：１．１ｇ／ｃｍ３）
【００９４】
副液滴用ノズルの構成は以下の通りである。
ノズル径：φ４０μｍ（４０ｐｌ）
副液滴帯電量：３．８×１０−１２（Ｃ）
【００９５】
Ｎｏ．１１
ノズル径：φ２０μｍ（４ｐｌ）
着弾標準偏差（副液滴未使用時）：１．７μｍ
着弾ずれ量（副液滴未使用時）：６．９μｍ
主液滴帯電量：８．０×１０−１４（Ｃ）
【００９６】
Ｎｏ．１２
ノズル径：φ１０μｍ（１ｐｌ）
着弾標準偏差（副液滴未使用時）：１．６μｍ
着弾ずれ量（副液滴未使用時）：１２．７μｍ
主液滴帯電量：８．０×１０−１４（Ｃ）
【００９７】
Ｎｏ．１３
ノズル径：φ６μｍ（０．５ｐｌ）
着弾標準偏差（副液滴未使用時）：１．４μｍ
着弾ずれ量（副液滴未使用時）：１０．１μｍ
主液滴帯電量：４．３×１０−１４（Ｃ）
【００９８】
Ｎｏ．１４
ノズル径：φ４μｍ（０．１ｐｌ）
着弾標準偏差（副液滴未使用時）：１．８μｍ
着弾ずれ量（副液滴未使用時）：９．６μｍ
主液滴帯電量：８．３×１０−１５（Ｃ）
【００９９】
Ｎｏ．１５
ノズル径：φ３μｍ（０．０５ｐｌ）
着弾標準偏差（副液滴未使用時）：２．１μｍ
着弾ずれ量（副液滴未使用時）：６．４μｍ
主液滴帯電量：５．２×１０−１５（Ｃ）
【０１００】
各態様では、条件式（１）を満たす点Ｐと主液滴用ノズルＡの中心とは一致している。
【０１０１】
上記ヘッドを用いて、主液滴用ノズル及び副液滴用ノズルに対し、全て同一の駆動波形を印加することにより主液滴及び各副液滴を吐出した。
【０１０２】
その結果を表３にまとめて示す。
【０１０３】
【表３】
【０１０４】
表３に示すように、Ｎｏ．１１〜１５のいずれも副液滴使用時の着弾標準偏差は上回っている。しかも、着弾のずれ量（ノズルの位置からどれだけずれて着弾しているか）も改善されている。
【０１０５】
＜実施例４＞
ノズル面において条件式（１）を満たす点Ｐに対する主液滴用ノズルＡの配置を異ならせたＮｏ．１６〜２０の各態様について、副液滴を使用した場合の本発明の効果を検証した。
【０１０６】
ノズル面の副液滴用ノズルＢの配置は、図１４のように４つの副液滴用ノズルＢが左右上下対称に配置された態様とし、Ｎｏ．１６〜２０の各々で条件式（１）を満たす点Ｐに対する主液滴用ノズルＡの配置構成（Ｘ、Ｙ）を異ならせ、全ての態様において液滴吐出は全て同時の吐出タイミング（液滴速度：５ｍ／ｓｅｃ）とした。
【０１０７】
使用インクは実施例３同様とした。
【０１０８】
各ノズル構成は以下の通りである。
主液滴用ノズル径：φ４μｍ（０．１ｐｌ）
主液滴帯電量：８．３×１０−１５（Ｃ）
副液滴用ノズル径：φ４０μｍ（４０ｐｌ）
副液滴帯電量：３．８×１０−１２（Ｃ）
【０１０９】
Ｎｏ．１６
Ｘ１＝Ｘ２＝Ｙ１＝Ｙ２＝２８２μｍ
主液滴用ノズルの座標：Ｘ＝０μｍ、Ｙ＝０μｍ
着弾標準偏差（副液滴使用時）：２．４μｍ
着弾標準偏差（副液滴未使用時）：９．６μｍ
【０１１０】
Ｎｏ．１７
Ｘ１＝Ｘ２＝Ｙ１＝Ｙ２＝２８２μｍ
主液滴用ノズルの座標：Ｘ＝０μｍ、Ｙ＝１０μｍ
着弾標準偏差（副液滴使用時）：４．２μｍ
着弾標準偏差（副液滴未使用時）：１０．６μｍ
【０１１１】
Ｎｏ．１８
Ｘ１＝Ｘ２＝Ｙ１＝Ｙ２＝２８２μｍ
主液滴用ノズルの座標：Ｘ＝０μｍ、Ｙ＝１００μｍ
着弾標準偏差（副液滴使用時）：５．２μｍ
着弾標準偏差（副液滴未使用時）：９．５μｍ
【０１１２】
Ｎｏ．１９
Ｘ１＝Ｘ２＝Ｙ１＝Ｙ２＝２８２μｍ
主液滴用ノズルの座標：Ｘ＝０μｍ、Ｙ＝２８０μｍ
着弾標準偏差（副液滴使用時）：５．１μｍ
着弾標準偏差（副液滴未使用時）：９．６μｍ
【０１１３】
Ｎｏ．２０
Ｘ１＝Ｘ２＝Ｙ１＝Ｙ２＝２８２μｍ
主液滴用ノズルの座標：Ｘ＝０μｍ、Ｙ＝２９０μｍ
着弾標準偏差（副液滴使用時）：９．９μｍ
着弾標準偏差（副液滴未使用時）：９．４μｍ
【０１１４】
上記ヘッドを用いて、主液滴用ノズル及び副液滴用ノズルに対し、全て同一の駆動波形を印加することにより主液滴及び各副液滴を吐出した。
【０１１５】
その結果を表４にまとめて示す。
【０１１６】
【表４】
【０１１７】
表４に示すように、条件式（１）を満たす点Ｐと主液滴用ノズルとが一致していなくても、近傍に配置されていることにより、副液滴による主液滴の着弾修正効果が確認された。
【０１１８】
Ｎｏ．２０に示すように、主液滴用ノズルの中心が副液滴用ノズルＢの中心を結ぶ領域の外周縁よりも外側にある場合は、着弾修正効果は認められなかった。
【図面の簡単な説明】
【０１１９】
【図１】インクジェットヘッドのノズル構成を説明するノズル面の平面図
【図２】インクジェット記録装置の概略構成を説明する模式図
【図３】ノズル構成の他の態様を説明するノズル面の平面図
【図４】ノズル構成の他の態様を説明するノズル面の平面図
【図５】主液滴の着弾修正の様子を説明するグラフ
【図６】主液滴用ノズルと副液滴用ノズルの配置態様を説明する図
【図７】主液滴用ノズルと副液滴用ノズルの他の配置態様を説明する図
【図８】主液滴用ノズルと副液滴用ノズルの他の配置態様を説明する図
【図９】主液滴用ノズルと副液滴用ノズルの他の配置態様を説明する図
【図１０】ノズルの配置構成を示す図
【図１１】ノズルの配置構成を示す図
【図１２】ノズルの配置構成を示す図
【図１３】ノズルの配置構成を示す図
【図１４】ノズルの配置構成を示す図
【図１５】静電吸引方式において吐出された液滴の作用を説明する図
【符号の説明】
【０１２０】
１：インクジェットヘッド
１０Ａ、１０Ｂ：インク室
１１：ノズル面
２Ａ、２Ｂ：インクタンク
３：帯電用電極
４：帯電制御部
５：対向電極
Ａ：主液滴用ノズル
ａ：主液滴
Ｂ：副液滴用ノズル
ｂ：副液滴
Ｇ：ノズル群
Ｍ：記録メディア
Ｐ：点
【特許請求の範囲】
【請求項１】
記録用インクが供給される少なくとも１つの主液滴用ノズルと、該主液滴用ノズルに隣接して、着弾修正用インクが供給される複数の副液滴用ノズルとを有するノズル面と、
前記主液滴用ノズルから主液滴を吐出させると共に前記副液滴用ノズルから前記主液滴の着弾修正用の副液滴を吐出させる液滴吐出手段と、
前記主液滴及び前記副液滴をそれぞれ同極に帯電させる液滴帯電手段と、
前記主液滴と前記副液滴とが、前記インクジェットヘッドと着弾対象物との間で同時に飛翔して存在し得るように、前記液滴吐出手段を制御する吐出制御手段とを備えており、
前記ノズル面における前記主液滴用ノズルの中心は、複数の前記副液滴用ノズルに対して下記条件式（１）を満たす点Ｐ上又はその近傍に配置されていることを特徴とするインクジェット記録装置。
条件式（１）
【数１】
但し、
Ｒｎ：点Ｐと副液滴用ノズルの中心との間の距離
Ｎ：副液滴用ノズルの数
ε：真空の誘電率
Ｑｎ：副液滴の帯電量（但し、ΣＱｎ≠０）
【請求項２】
１つの前記主液滴用ノズルに対して、前記副液滴用ノズルが該主液滴用ノズルを間に挟むように２つ配置されており、
前記点Ｐ及び前記主液滴用ノズルの中心は、前記ノズル面において２つの前記副液滴用ノズルの中心を結ぶ直線上に共に配置されていることを特徴とする請求項１記載のインクジェット記録装置。
【請求項３】
１つの前記主液滴用ノズルに対して、前記副液滴用ノズルが該主液滴用ノズルの周囲に３つ以上配置されており、
前記点Ｐ及び前記主液滴用ノズルの中心は、前記ノズル面において前記副液滴用ノズルの中心を結ぶ領域の外周縁よりも内側に共に存在していることを特徴とする請求項１記載のインクジェット記録装置。
【請求項４】
前記ノズル面における前記主液滴用ノズルの中心と前記点Ｐとの間の離間距離は、１０μｍ以下であることを特徴とする請求項１、２又は３記載のインクジェット記録装置。
【請求項５】
前記吐出制御手段は、下記条件式（２）を満たすように前記液滴吐出手段を制御することを特徴とする請求項４記載のインクジェット記録装置。
条件式（２）
−Ｔ-revise×0.03≦｛Ｔ-land−（Ｔ-revise／２）×ｎ｝≦Ｔ-revise×0.03
但し、
Ｔ-land：主液滴が着弾対象物に着弾するまでの時間
Ｔ-revise：主液滴が修正される固有周期
ｎ：１以上の整数
【請求項６】
前記主液滴の液滴量は１ｐｌ以上であることを特徴とする請求項５記載のインクジェット記録装置。
【請求項７】
前記液滴帯電手段は、前記ノズル面と該ノズル面に対向して配置される対向電極との間に電界を形成することにより、前記主液滴及び前記副液滴をそれぞれ帯電させ、前記主液滴及び前記副液滴を前記対向電極に向けて静電吸引するものであることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載のインクジェット記録装置。
【請求項８】
前記副液滴の液滴量が、前記主液滴の液滴量よりも大きいことを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載のインクジェット記録装置。
【請求項９】
前記副液滴用ノズルの径は、前記主液滴用ノズルの径よりも大きいことを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載のインクジェット記録装置。
【請求項１０】
前記吐出制御手段は、前記主液滴用ノズル及び前記副液滴用ノズルからの吐出をそれぞれ個別に制御可能であることを特徴とする請求項１〜９のいずれかに記載のインクジェット記録装置。
【請求項１】
記録用インクが供給される少なくとも１つの主液滴用ノズルと、該主液滴用ノズルに隣接して、着弾修正用インクが供給される複数の副液滴用ノズルとを有するノズル面と、
前記主液滴用ノズルから主液滴を吐出させると共に前記副液滴用ノズルから前記主液滴の着弾修正用の副液滴を吐出させる液滴吐出手段と、
前記主液滴及び前記副液滴をそれぞれ同極に帯電させる液滴帯電手段と、
前記主液滴と前記副液滴とが、前記インクジェットヘッドと着弾対象物との間で同時に飛翔して存在し得るように、前記液滴吐出手段を制御する吐出制御手段とを備えており、
前記ノズル面における前記主液滴用ノズルの中心は、複数の前記副液滴用ノズルに対して下記条件式（１）を満たす点Ｐ上又はその近傍に配置されていることを特徴とするインクジェット記録装置。
条件式（１）
【数１】
但し、
Ｒｎ：点Ｐと副液滴用ノズルの中心との間の距離
Ｎ：副液滴用ノズルの数
ε：真空の誘電率
Ｑｎ：副液滴の帯電量（但し、ΣＱｎ≠０）
【請求項２】
１つの前記主液滴用ノズルに対して、前記副液滴用ノズルが該主液滴用ノズルを間に挟むように２つ配置されており、
前記点Ｐ及び前記主液滴用ノズルの中心は、前記ノズル面において２つの前記副液滴用ノズルの中心を結ぶ直線上に共に配置されていることを特徴とする請求項１記載のインクジェット記録装置。
【請求項３】
１つの前記主液滴用ノズルに対して、前記副液滴用ノズルが該主液滴用ノズルの周囲に３つ以上配置されており、
前記点Ｐ及び前記主液滴用ノズルの中心は、前記ノズル面において前記副液滴用ノズルの中心を結ぶ領域の外周縁よりも内側に共に存在していることを特徴とする請求項１記載のインクジェット記録装置。
【請求項４】
前記ノズル面における前記主液滴用ノズルの中心と前記点Ｐとの間の離間距離は、１０μｍ以下であることを特徴とする請求項１、２又は３記載のインクジェット記録装置。
【請求項５】
前記吐出制御手段は、下記条件式（２）を満たすように前記液滴吐出手段を制御することを特徴とする請求項４記載のインクジェット記録装置。
条件式（２）
−Ｔ-revise×0.03≦｛Ｔ-land−（Ｔ-revise／２）×ｎ｝≦Ｔ-revise×0.03
但し、
Ｔ-land：主液滴が着弾対象物に着弾するまでの時間
Ｔ-revise：主液滴が修正される固有周期
ｎ：１以上の整数
【請求項６】
前記主液滴の液滴量は１ｐｌ以上であることを特徴とする請求項５記載のインクジェット記録装置。
【請求項７】
前記液滴帯電手段は、前記ノズル面と該ノズル面に対向して配置される対向電極との間に電界を形成することにより、前記主液滴及び前記副液滴をそれぞれ帯電させ、前記主液滴及び前記副液滴を前記対向電極に向けて静電吸引するものであることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載のインクジェット記録装置。
【請求項８】
前記副液滴の液滴量が、前記主液滴の液滴量よりも大きいことを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載のインクジェット記録装置。
【請求項９】
前記副液滴用ノズルの径は、前記主液滴用ノズルの径よりも大きいことを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載のインクジェット記録装置。
【請求項１０】
前記吐出制御手段は、前記主液滴用ノズル及び前記副液滴用ノズルからの吐出をそれぞれ個別に制御可能であることを特徴とする請求項１〜９のいずれかに記載のインクジェット記録装置。
【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２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
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【図１０】
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【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【公開番号】特開２００９−２４１４６０（Ｐ２００９−２４１４６０Ａ）
【公開日】平成２１年１０月２２日（２００９．１０．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−９１７４３（Ｐ２００８−９１７４３）
【出願日】平成２０年３月３１日（２００８．３．３１）
【出願人】（０００００１２７０）コニカミノルタホールディングス株式会社 (4,463)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年１０月２２日（２００９．１０．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年３月３１日（２００８．３．３１）
【出願人】（０００００１２７０）コニカミノルタホールディングス株式会社 (4,463)
【Ｆターム（参考）】
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