JP4218477B2 - インクジェット記録装置 - Google Patents

Description

本発明は、インクジェット記録装置に関し、さらに詳しくは、記録媒体へインク滴を吐出して記録を行うインクジェット記録装置や、それらの機能を備えるファクシミリ、複写機、プリンタ複合機、ワークステーション等の出力機器として用いられる記録装置に関する。

用紙などの記録媒体にインク滴を吐出して画像を記録するインクジェット記録装置には、インクジェット記録ヘッドをキャリッジ等の移動部材に搭載し、記録媒体搬送方向と直交する方向へのインクジェット記録ヘッドの移動（主走査）と記録媒体の移動（副走査）とを交互に行う、いわゆる走査式のものがある。

このような走査式のインクジェット記録装置では、インクジェット記録ヘッドが小型のものですむ（必要最小限の構成としては、１つのインクジェット記録ヘッドに１つのノズルがあればよい）ので、インクジェット記録ヘッドの製造上の歩留まりが高かった。

しかしその半面、画像記録の際にインクジェット記録ヘッドの往復移動（主走査）が不可欠であるため、高生産性（単位時間当たりにより多くの記録媒体に画像記録を行うこと）の追求にはおのずと限界が生じていた。

これに対し、高生産性を実現するために、記録媒体の幅（搬送方向と直角な方向の長さ）と同程度、もしくは、これよりも大きな領域を一括して画像記録できるような長尺のインクジェット記録ヘッドを固定し、記録媒体の搬送のみで画像全体に画像記録を行う、いわゆるフルラインヘッド式のインクジェット記録装置が提案されている。この方式では、インクジェット記録ヘッドの往復動作を必要としないので、走査式に比べ高生産性は達成できる。

たとえば、特許文献１には、記録紙の全幅に亘っての記録を同時に行うことができるフルマルチインクジェット記録ヘッドを備えた記録装置が記載されている。特許文献２にも同様に、いわゆるフルラインタイプのインクジェット記録ヘッドを備えたインクジェット記録装置が記載されている。

このような長尺のインクジェット記録ヘッドの具体的構成としては、たとえば、特許文献３に記載されているように、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も構成が挙げられる。しかし、長尺のインクジェット記録ヘッドを１本の部材で構成するためには、高度な微細加工技術が要求される。つまり、数千から数万個のノズルを有するヘッドを一体部品として製造しなければならないため、歩留まりが悪くなることがある。

これに対し、たとえば特許文献４〜特許文献１０にも記載されているように、短い長さの単位ヘッドを記録媒体の幅方向につなぎ合わせて長尺化を図ることができる。

しかし、この構成では、特定の単位ヘッドに、ノズル詰まり等の不具合が発生した場合でも、長尺状の記録ヘッドを一体で交換する必要が生じるため、交換に要するコストが極めて高くなる。
特開平５−１０４７０５号公報 特開平６−１２６９４３号公報 特開平８−１３２７００号公報 特開平７−２５１５０５号公報 特開平７−１８６３８６号公報 特開平１０−９５１１３号公報 特開２００１−２９３８７１号公報 特開２００１−３０１１９９号公報 特開２００２−１０３５９８号公報 特開２００２−５９５５９号公報

本発明は、上記事実を考慮し、生産性が高く、記録ヘッドの交換に要するコストの低いインクジェット記録装置を得ることを課題とする。

上記課題を解決するため、本発明では、記録媒体を所定の搬送方向に搬送する搬送手段と、インク吐出特性の異なる複数の単位ヘッドが前記搬送方向に沿ってユニット化され、前記搬送方向と直交する記録媒体幅方向に分割された複数の個別記録領域のそれぞれに対応ように配置され、単位ヘッドから記録媒体に対しインク滴を吐出する複数の記録ヘッドユニットと、を有し、前記搬送手段が、前記単位ヘッドからのインク滴飛翔軌跡を回避した位置に配置され、且つ、前記搬送方向に分割して複数配置された搬送ベルトであることを特徴とする。

このインクジェット記録装置では、複数の記録ヘッドユニットが、記録媒体幅方向に分割された複数の個別記録領域のそれぞれに対応して配置されており、全体として、記録媒体の全幅にインクジェット記録ヘッドを対応させることができる。したがって、搬送ベルトによって記録媒体を搬送させれば、記録媒体の全幅への画像記録を行うことができる。記録ヘッドユニットを移動（主走査）させる必要がないので、高い生産性を得ることができる。記録ヘッドユニットを構成する単位ヘッドとしては、長尺にする必要がないので、歩留まりも高くなる。

しかも、記録ヘッドユニットは、インク吐出特性の異なる複数の単位ヘッドが前記搬送方向に沿ってユニット化されており、この記録ヘッドユニット単位で交換ができるので、記録ヘッドの交換に要するコストが低くなる。

なお、この単位ヘッドにおいて「インク吐出特性の異なる」とは、たとえば、異なる色のインク滴を吐出することや、滴体積の異なるインク滴、実際に吐出されるインク滴の特性が異なることを広く含む。したがって、一例として、１つの記録ヘッドユニットを４つの（あるいはそれ以上）単位ヘッドで構成し、少なくともイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）のインク滴を吐出できるようにすれば、いわゆるフルカラーの画像を記録可能となる。

なお、本発明のインクジェット記録装置において画像記録の対象となる「記録媒体」には、インクジェット記録装置がインク滴を吐出する対象物であれば広く含まれる。また、インク滴が記録媒体上に付着されることで得られる記録媒体上のドットのパターンが、本発明の記録装置で得られる「画像」あるいは「記録画像」に広く含まれる。したがって、本発明のインクジェット記録装置は、記録用紙上への文字や画像の記録に用いられるものに限定されない。また、記録媒体には、記録用紙やＯＨＰシートなどが含まれるのはもちろんであるが、これら以外にも、たとえば、配線パターン等が形成される基板などが含まれる。また、「画像」には、一般的な画像（文字、絵、写真など）のみならず、上記したような配線パターンや３次元物体、有機薄膜などが含まれる。吐出する液体も着色インクに限定されるわけではない。例えば、高分子フィルムやガラス上に着色インクを吐出して行うディスプレイ用のカラーフィルターの作製、溶融状態のハンダを基板上に吐出して行う部品実装用のバンプの形成、有機ＥＬ溶液を基板上に吐出させて行うＥＬディスプレイパネルの形成、溶融状態のハンダを基板上に吐出して行う電気実装用のバンプの形成など、様々な工業的用途を対象とした液滴噴射装置一般に対して、本発明のインクジェット記録装置を適用することが可能である。

本発明は上記構成としたので、生産性が高く、記録ヘッドの交換に要するコストが低くなる。

図１および図２には、本発明の第１実施形態のインクジェット記録装置１２の概略構成が示されている。

図１（Ｂ）に示すように、インクジェット記録装置１２は、記録媒体の一例である用紙Ｐが収容される給紙トレイ１４と、この給紙トレイ１４から供給された用紙Ｐに画像を記録する記録部１６、及び、記録部１６によって画像が記録された用紙Ｐを収容する排紙トレイ１８を有している。給紙トレイ１４の用紙Ｐは、図示しないピップアップローラによって１枚ずつ取り出されて、記録部１６に送られる。各図面において、用紙搬送方向を矢印Ｆで、これと直交する用紙幅方向を矢印Ｗでそれぞれ示す。

記録部１６は、図２（Ａ）に示すように、このインクジェット記録装置１２での画像記録が想定される用紙Ｐの最大幅Ｗ０と同程度、もしくは、さらに広い幅Ｗ１の記録可能領域Ｒ１を有している。たとえばＡ３サイズ用紙を想定した場合には、その最大幅Ｗ０（短手方向の長さ）は２９７ｍｍとなるが、これに対して、記録可能領域Ｒ１の幅Ｗ１は、後述するように本実施形態では３０４．８ｍｍとしている。

記録可能領域Ｒ１には、用紙Ｐの幅方向に分割された複数の個別記録領域Ｒ２が想定されている。図１から分かるように、それぞれの個別記録領域Ｒ２に対応して、本発明の記録ヘッドユニット２２が配置され、インクジェット記録装置１２の図示しないハウジングに、着脱可能に取り付けられている。記録ヘッドユニット２２はいわゆる千鳥配置とされ、用紙幅方向に隣接するものどうしは、搬送方向に交互に位置している（以下、搬送方向の上流側と下流側とで記録ヘッドユニット２２を区別する必要がある場合は、上流側を記録ヘッドユニット２２Ａ、下流側を記録ヘッドユニット２２Ｂとして示す）。したがって、画像記録が完了した用紙Ｐ上では、記録ヘッドユニット２２Ａによって記録された領域と、記録ヘッドユニット２２Ｂによって記録された領域とが、用紙幅方向に交互に並ぶことになる。

記録ヘッドユニット２２Ａの上流側、及び記録ヘッドユニット２２Ｂの下流側には、図１（Ｂ）に示すように、用紙センサ２４Ａ、２４Ｂが配置されており、それぞれ、用紙Ｐを検出して、その情報を、コントローラに送るようになっている。さらに、用紙センサ２４Ｂの下流には、後述するように、用紙Ｐ上に記録されたテストパターンを読み取ることが可能な読取機構３４が設けられている。読取機構３４としては、テストパターンを光学的に読み取るＣＣＤなどの撮像素子を適用できる。

記録ヘッドユニット２２のそれぞれは、インク吐出特性の異なる複数の単位ヘッド２６が、用紙搬送方向に沿って配列されることにより構成されている。

単位ヘッド２６には、図３に示すように、用紙幅方向に沿って形成された複数のノズル２８によってノズル列３２が構成されており、ノズル２８の先端のインク吐出口３０から、画像情報に応じたインク滴を吐出することができる。図１（Ａ）から分かるように、１つの記録ヘッドユニット２２内ではノズル列３２の両端位置が用紙幅方向で一致するように、それぞれの単位ヘッド２６が配置されている。また、用紙搬送方向に見たときに、それぞれの単位ヘッド２６から吐出されるインク滴による用紙Ｐ上のドットに隙間が生じることなく用紙幅方向に一致するか、もしくはオーバーラップするように、記録ヘッドユニット２２Ａと記録ヘッドユニット２２Ｂとが配置されている。したがって、それぞれの記録ヘッドユニット２２は、対応する個別記録領域Ｒ２のみにおいて用紙Ｐに画像を記録するが、すべての記録ヘッドユニット２２では、用紙Ｐの全幅にわたる画像の記録が可能となる。なお、上記のように、各単位ヘッド２６からのドットが用紙幅方向に重なるように単位ヘッド２６が配置されている場合には、オーバーラップ部分に対応するノズル２８を使用しないようにすればよい。

上記の「インク吐出特性」とは、吐出するインク滴の特性のことをいい、たとえば、インク滴の色や滴体積、吐出速度などが含まれる。本実施形態では、１つの記録ヘッドユニット２２あたりの単位ヘッド２６の数を４つとし、搬送方向上流側から順に、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色を割り当てている。これにより、いわゆるフルカラーの画像を記録可能となる（以下、単位ヘッド２６を色ごとに区別する必要がある場合には、符号の末尾にＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋのいずれかを付して区別する）。もちろんこれ以外の構成であってもよく、たとえば、図４に示すように、１つの記録ヘッドユニット２２あたりの単位ヘッド２６の数を２つとしても、それぞれの単位ヘッド２６に異なる色（一例として、ブラックとハイライトカラーなど）を割り当てることで２色の画像を記録可能である。また、図５に示すように、この数をたとえば５以上として、ＹＭＣＫ以外の色（例としては、薄シアンや薄マゼンタ）も加え、より色再現性の高い構成とすることも可能である。さらには、同一色に対応した単位ヘッド２６であっても、インク滴体積が異なるようにし、より高い階調性を有られるようにしてもよい。

なお、それぞれの単位ヘッド２６へのインク供給は、図示しないインクタンクから、図６に示すインク供給路３６を通じて行われる。この図６からわかるように、複数の単位ヘッド２６に共通したインク供給路３６を設けると、複数の単位ヘッド２６（記録ヘッドユニット２２）全体のバランスを図ることができ、好ましい。同様に、単位ヘッド２６を駆動するための駆動信号供給系も、複数の単位ヘッド２６で共通化し、全体のバランスを図ることが好ましい。

記録ヘッドユニット２２は、上記した複数の単位ヘッド２６を１つの記録ヘッドユニット２２内で一体的にユニット化することにより構成されている。図７にも示すように、記録ヘッドユニット２２は、複数の単位ヘッド２６を相対的に一定の維持で保持可能な記録ヘッド筐体４０を有しており、単位ヘッド２６は、記録ヘッド筐体４０に取り付けられた状態では、不用意に互いの位置がずれることはない。

記録ヘッド筐体４０は、電気配線、インク供給および後述するヘッド回復手段７０との対応（たとえばキャッピング時の圧着部分の確保）などのため所定の幅Ｗ３を有しており、単位ヘッド２６のノズル列３２よりも平面視にて用紙幅方向外側にはみ出している。このはみ出し部分が大きいと、記録ヘッドユニット２２を用紙幅方向に並べたときに記録ヘッド筐体４０が干渉し、個別記録領域Ｒ２の１つおきに配置できないことがある。このため、用紙Ｐの全幅にわたる記録を可能とするためには、たとえば記録ヘッドユニット２２を、媒体搬送方向にさらに追加してたとえば３列とし、個別記録領域Ｒ２の２つおきに記録ヘッドユニット２２を並べる等の必要が生じ、大型化を招く。

これに対し、本実施形態では、記録ヘッド筐体４０の幅Ｗ３が、単位ヘッド２６のノズル列３２の長さＬｎ（図３参照）の２倍以下とされており、用紙幅方向で個別記録領域Ｒ２の１つおきに記録ヘッドユニット２２を配置しても、記録ヘッド筐体４０が干渉しない。このため、用紙搬送方向でも記録ヘッドユニット２２を２列配置して、全体として千鳥配置とすれば用紙Ｐの全幅にわたる記録が可能となる。なお、この条件を満たしていれば、記録ヘッド筐体４０は、平面視にて長方形状に形成されている必要はなく、多角形状や、外側に突起が形成されている形状であってもよい。

なお、本実施形態では、一例として、単位ヘッド２６のノズル列３２の長さは２５．４ｍｍ（１インチ）としている。この単位ヘッド２６を備えた記録ヘッドユニット２２が、用紙幅方向にそれぞれ６つずつで用紙搬送方向には２列、合計で１２個備えられており、全体として、２５．４ｍｍのノズル列３２が、用紙幅方向に見て隙間無くならべられて、記録可能領域Ｒ１としては３０４．８ｍｍの幅を得ている。記録ヘッドユニット２２の数は、１つの単位ヘッド２６あたりの記録可能範囲（ノズル列３２の長さ）におうじて適切に設定できる。たとえば、ノズル列３２の長さを上記の倍（５０．８ｍｍ、２インチ）とした場合には、記録ヘッドユニットが用紙幅方向にそれぞれ３つづつで合計６個とすれば、Ａ４長手方向（Ａ３短手方向）全体での画像記録が可能となる。また、これ以上の幅を有する用紙に画像を記録する場合には、すべての記録ヘッドユニット２２を、たとえばキャリッジに搭載して一体で移動（主走査）させ、この主走査と、用紙の搬送（副走査）とを交互に行う構成としてもよい。この場合には、用紙の大きさにあわせて、主走査を２回程度あるいは４回程度行ったり、いわゆる重ね打ちをしたりしてもよい。このように、記録ヘッドユニット２２を移動させる構成であっても、１階の主走査あたりの記録領域が広いので、高い生産性で画像を記録することができる。

記録可能領域Ｒ１のなかで、記録ヘッドユニット２２（単位ヘッド２６）からインク滴が吐出されない領域（以下、非記録領域という）、すなわち、単位ヘッド２６からの吐出インクの飛翔軌跡を回避した位置には、図１（Ａ）に示すように、媒体搬送ベルト３８が配設されている。非記録領域は、記録ヘッドユニット２２と用紙幅方向に交互に位置していることになるので、用紙幅方向に等間隔で複数の媒体搬送ベルト３８が掛けられている。そして、上流側の媒体搬送ベルト３８Ａと下流側の媒体搬送ベルト３８Ｂとは、用紙幅方向に、個別記録領域Ｒ２の幅分だけずらして配置されているので、全体として媒体搬送ベルト３８は千鳥状になっている。

したがって、本実施形態では、記録可能領域Ｒ１を用紙幅方向に見ると、個別記録領域Ｒ２に記録ヘッドユニット２２Ａ又は記録ヘッドユニット２２Ｂがそれぞれ一定の周期で配置され、さらに、非記録領域には、媒体搬送ベルト３８Ａ又は媒体搬送ベルト３８Ｂが一定の周期で配置されて、記録ヘッドユニット２２と媒体搬送ベルト３８とが交互に配置されていることになる。

媒体搬送ベルト３８は、用紙Ｐとの摩擦により、あるいは、用紙Ｐを静電的に又は非静電的に保持しつつ所定の方向に循環（回転）することで、用紙Ｐを搬送する。非静電的な保持方法としては、吸引や粘着などを挙げることができる。

記録部１６の用紙搬送方向中央には、１本の駆動ローラ４２が用紙幅方向に掛け渡されて、図示しない用紙搬送フレームに回転可能に支持されている。上流側の媒体搬送ベルト３８Ａと下流側の媒体搬送ベルト３８Ｂとが、駆動ローラ４２に交互に巻き掛けられて保持されている。

また、用紙搬送方向の上流端近傍及び下流端近傍には、それぞれ１本ずつ従動ローラ４４が用紙幅方向に掛け渡されており、それぞれ、用紙搬送フレーム内の従動ローラフレーム４６に、ベアリングなどを介して回転可能に支持されている。図１（Ａ）に示すように、媒体搬送ベルト３８Ａ、及び媒体搬送ベルト３８Ｂが、対応する従動ローラ４４に巻き掛けられて、保持されている。

駆動ローラ４２には、ギヤ４８を介して（もしくは直接的に）ドライブモータ５０と接続されており、ドライブモータ５０は媒体搬送ベルト３８の駆動源となっている。ドライブモータ５０の駆動による駆動ローラ４２の回転によって、全ての媒体搬送ベルト３８を、同一の循環速度で循環させることができるので、記録ヘッドユニット２２Ａ、２２Ｂ間での記録画像の品質ムラを無くして、高画質の画像を得ることができる。なお、ドライブモータ５０としては、ステッピングモータを使用すると、高精度の用紙搬送制御が可能になるので好ましいが、これに限定されない。

駆動ローラ４２にはエンコーダ５２が設けられており、駆動ローラ４２の回転に同期して、所定のパルスを出力するようになっている。このパルスに基づいて、ドライブモータ制御手段５４がドライブモータ５０の回転を制御し、たとえば、ドライブモータ５０の出力軸や、ギヤ４８、駆動ローラ４２の偏心などから生じる駆動ローラ４２の回転ムラを一定範囲内に抑制できる。

なお、ドライブモータ制御手段５４としては、上記した制御を行うことできれば限定されないが、たとえば、駆動ローラ４２の回転時の個別のエンコーダ信号から、駆動ローラ４２の理想的な回転との差分、すなわち偏心エラー成分を読み取り、この偏心エラー成分を打ち消す情報をドライブモータ５０に対して与えることで、偏心制御を行うものを使用できる。

図１（Ｂ）に示すように、駆動ローラ７６の周長Ｌａは、記録ヘッドユニット２２内の単位ヘッド２６のノズル間距離Ｄａと比較して、十分長くされている。これにより、駆動ローラ７６が偏心している場合であっても、これに起因する周期的な搬送速度の変動に伴う色ズレ、あるいは単位ヘッド間でのインク滴の着弾位置ズレを防止できる。すなわち、一般に駆動ローラ４２は、高精度に用紙搬送フレームに取り付けた場合であっても、わずかながら偏心していることがある。駆動ローラ４２を一定の角速度で回転させても、この偏心によって、媒体搬送ベルト３８の循環速度には、周期的な変動が生じ、用紙Ｐの搬送速度も周期的に変動する。ここで、用紙Ｐの任意の箇所に着目すると、この任意箇所に記録ヘッドユニット２２Ａの単位ヘッド２６からインク滴が吐出されるときの搬送速度と、同じ記録ヘッドユニット２２Ａの異なる単位ヘッド２６からインク滴が吐出されるときの搬送速度との差が小さくなる。このため、それぞれの単位ヘッド２６からのインク滴で形成されるドットの着弾位置ズレも実質的に問題とならない程度に小さくなる。たとえば、駆動ローラ４２の偏心誤差による影響、すなわち、各単位ヘッド２６から吐出されたインク滴の、各色ごとの搬送方向での位置変動量の最大値が１００μｍである場合に、記録ヘッドユニット２２内のノズル間距離Ｄａを周長Ｌａ’の１／１０以下とすれば、隣接する単位ヘッド２６からのインク滴の着弾位置の誤差は３０μｍ以下となり、実用上は何ら問題ない程度の画質を得ることができる。

また、記録ヘッドユニット２２Ａの最下流の単位ヘッド２６のノズル２８と、記録ヘッドユニット２２Ｂの最上流の単位ヘッド２６のノズル２８とのノズル間距離Ｄｂに対しても、駆動ローラ４２の周長が十分長いので、これら２つのノズル２８からのインク滴によるドットのズレが解消される。

図２（Ｂ）、図７および図８（Ａ）〜（Ｃ）に示すように、搬送される用紙Ｐを挟んで記録ヘッドユニット２２と対向する位置、すなわち、媒体搬送ベルト３８Ａ、３８Ｂが配置されていない領域には、記録ヘッドユニット２２と一対一で対応するヘッド回復手段７０が配置されている。なお、これらの図面では、上流側の従動ローラ４４と駆動ローラ４２との間を示しているが、駆動ローラ４２と下流側の従動ローラ４４との間でも、同様にヘッド回復手段７０が設けられる。また、記録ヘッドユニット２２には、１つの単位ヘッド２６のみが備えられた構成としているが、実際には、複数の単位ヘッド２６が備えられる。

ヘッド回復手段７０は、記録ヘッドユニット２２に向かって開口したキャップ部材７２と、このキャップ部材７２を保持する保持部材７４とを少なくとも有しており、保持部材７４は、図示しない昇降機構によって昇降（記録ヘッドユニット２２への接近及び離間）するようになっている。さらに必要に応じて、キャップ部材７２の内部を吸引する吸引手段を備えている。

図８（Ｃ）に示すように、ヘッド回復手段７０が上昇した状態では、キャップ部材７２が、記録ヘッドユニット２２に、すべての単位ヘッド２６のノズル列３２（図３参照）を取り囲むように密着してキャッピングする。これにより、不用意なインクの乾燥を防止して増粘インクによるノズル２８の目詰まりを防止したり、インクの劣化を防止したりする。また、この状態では、いわゆるバキューム動作を行い、単位ヘッド２６のノズル２８からインクを強制的に吸引することできる。

これに対し、ヘッド回復手段７０が下降した状態では、図８（Ａ）に示すように、用紙Ｐが媒体搬送ベルト３８Ａ、３８Ｂによって搬送されて単位ヘッド２６の下方を通過可能となり、用紙Ｐへの画像記録を行うことができる。また、図８（Ｂ）に示すように、用紙Ｐが記録ヘッドユニット２２の下方に位置していないとき（たとえば連続する２枚に用紙Ｐの間）には、単位ヘッド２６からいわゆるダミージェットを行い、このインク滴をキャップ部材７２で受けることができる。

なお、ヘッド回復手段７０の昇降機構は、各ヘッド回復手段７０の個別に設けられていてもよいし、複数のヘッド回復手段７０に共通で設けられていてもよい。昇降機構を複数のヘッド回復手段７０で共通化する場合には、たとえば、複数のヘッド回復手段７０を共通のベース板上に固定し、ベース板自体を昇降させる構成とすることができる。

また、ヘッド回復手段７０は、上記のように、記録ヘッドユニット２２に対するキャッピングなどができるようになっていることが好ましいが、インクジェット記録装置１２の構成によっては、少なくともダミージェットのインクを受けることができれば十分である場合もある。いずれの構成であっても、記録ヘッドユニット２２を構成している複数の単位ヘッド２６のすべてに対応するように、ヘッド回復手段７０を記録ヘッドユニット２２と一対一で設けることが、インクジェット記録装置１２全体の小型化、低コスト化のためには好ましい。

上記では、記録ヘッドユニット２２Ａ、２２Ｂを全体として千鳥配置となるようにしたが、記録ヘッドユニット２２Ａ、２２Ｂは、全体としてすべての個別記録領域を網羅するように配置されていれば、用紙Ｐの全幅にわたる画像記録が可能であるので、用紙Ｐの幅方向にランダムな配置でもよい。ただし、たとえばヘッド回復手段７０の幅などを考慮すると、記録ヘッドユニット２２Ａ、２２Ｂを用紙Ｐの幅方向に一定の周期で配置して、それぞれの記録ヘッドユニット２２Ａ間、又は記録ヘッドユニット２２Ｂ間にある程度の空間が構成されるようにすると、ヘッド回復手段７０が幅広であっても、隣接するヘッド回復手段７０どうしが干渉せす、配置上の制約が少なくなるので好ましい。

同様に、用紙搬送ベルト３８Ａ、３８Ｂも、用紙Ｐを確実に搬送でき、かつ単位ヘッド２６からのインク滴の飛翔軌跡を回避した位置であればよいが、用紙Ｐの幅方向にランダムな配置でもよい。ただし、用紙Ｐの幅方向に一定の周期で配置して、用紙Ｐを確実に搬送できるようにすることが好ましい。

以上の構成とされたインクジェット記録装置１２では、図示しないコントローラからの指示に基づいて、用紙Ｐに画像を記録する。以下、この画像記録動作について説明する。

コントローラからの指示がない状態では、インクジェット記録装置１２はスタンバイ状態であり、各部材は停止している。ヘッド回復手段７０は図８（Ｂ）に示すように上昇して、キャップ部材７２が対応する記録ヘッドユニット２２に密着し、ノズル２８の目詰まりやインクの劣化を防止している。

コントローラから画像記録を行う旨の指示があると、インクジェット記録装置１２はまず、ステップ１０２で図８（Ａ）に示すようにヘッド回復手段７０を下降させて、記録ヘッドユニット２２の下方を用紙Ｐが通過できるようにする。これにあわせて、ドライブモータ５０を駆動して駆動ローラ４２を回転させ、媒体搬送ベルト３８Ａ、３８Ｂを循環駆動させる。このとき、エンコーダ５２からの信号を受けて偏心制御を行いながら、ドライブモータ５０を回転させる。このようにして、媒体搬送ベルト３８Ａ、３８Ｂの循環速度が安定した状態で、コントローラは、図示しないピップアップローラを駆動し、給紙トレイ１４から用紙Ｐを１枚ずつ記録部１６に送る。

用紙センサ２４Ａが用紙Ｐの先端を検出すると、この検出信号に基づいてコントローラが、あらかじめ決められた所定のタイミングでインク滴を吐出するように、各単位ヘッド２６を駆動する。これにより、搬送方向最上流の単位ヘッド２６から順次、画像情報に応じたインク滴が用紙Ｐの所定の位置に吐出され、画像記録が行われる。この状態での用紙Ｐの搬送は、用紙搬送方向及び用紙幅方向に所定の幅を有する媒体搬送ベルト３８によって行われるので、用紙Ｐの平坦性を確保し、高い搬送精度で安定して搬送することができる。

搬送方向最下流の単位ヘッド２６からのインク滴吐出が完了した時点で、用紙Ｐの全体への画像記録が完了し、用紙Ｐを排紙トレイ１８に排出する。そして、排出された用紙Ｐの枚数をカウントし、所定枚数の用紙Ｐへの画像記録が完了すると、ドライブモータ５０の回転を停止させ、媒体搬送ベルト３８Ａ、３８Ｂの循環も停止させる。なお、排出された用紙Ｐの枚数は、用紙センサ２４Ｂが用紙Ｐの後端を検出することで知ることができる。

ここで、複数枚の用紙Ｐに画像を記録する場合、用紙Ｐの間の位置で、ダミージェットを行うことができる。単位ヘッド２６のそれぞれに対応するヘッド回復手段７０は、常に記録ヘッドユニット２２に対向しており、ダミージェットを行うときに、単位ヘッド２６あるいはヘッド回復手段７０を移動させる必要がない。また、媒体搬送ベルト３８Ａ、３８Ｂは非記録領域に配置されており、ダミージェットで吐出されたインクが、不用意に媒体搬送ベルト３８Ａ、３８Ｂに付着することもない。したがって、画像記録を行いつつ、たとえば用紙Ｐの間の領域でダミージェットを行うことが可能であり、高い生産性を得ることができる。加えて、ダミージェット時に単位ヘッド２６あるいはヘッド回復手段７０を移動させる必要がないので、インクジェット記録装置１２の構造の簡素化、小型化を図ることも可能となる。

その後、コントローラはヘッド回復手段を上昇させて単位ヘッド２６のそれぞれをキャップ部材７２によってキャッピングする。以上により、一連の画像記録動作が完了する。

このように、本実施形態のインクジェット記録装置１２では、記録ヘッドユニット２２Ａ、２２Ｂを用紙幅方向に移動させることなく、用紙Ｐの搬送を行うのみで全幅にわたる画像記録を行うことができ、生産性が高くなる。

しかも、本実施形態では、記録ヘッドユニット２２ごとにユニット化されており、単位ヘッド２６の特定のノズルにいわゆる目詰まりなどの不都合が生じた場合には、記録ヘッドユニット２２ごとに個別に交換することができる。これに対し、用紙幅方向に複数の単位ヘッド２６をユニット化した構成とすると、たとえば、図１から分かるように、用紙幅方向に６つ（場合によっては１２こ）の単位ヘッド２６をユニット化するため、交換する単位ヘッド２６の数が多くなり、コスト高を招く。たとえば、１２００ｄｐｉの単位ヘッドを使用して、１２インチの幅の用紙に画像記録可能とする場合、用紙の幅方向には、１色あたり１４４００ノズルが並ぶ。これらのノズルのうち、ごく一部にのみ不具合が生じた場合に、幅方向全域にわたって一体化された単位ヘッドを交換すると、コスト高になる。しかし、本実施形態では、不具合が生じたノズルを有する単位ヘッド２６が取り付けられた記録ヘッドユニット２２のみを交換すればよいので、交換に要するコストが低くなる。

なお、このように、記録ヘッドユニット２２（単位ヘッド２６）を交換可能とした構成では、交換後の単位ヘッド２６の組み付け精度を高く要求することはできない。たとえば、単位ヘッド２６間の位置精度は、記録ヘッドユニット２２の固定時の誤差により、１００μｍ以上となることがある。一方、１２００ｄｐｉの解像度の画像を記録する場合には、この誤差を１０〜２０μｍ程度に収めることが好ましい。

そのため、本実施形態のインクジェット記録装置１２では、図９に示すシーケンスによって、単位ヘッド２６間および単位ヘッド２６内での吐出位置を調整できるようになっている。

このシーケンスでは、まず、ステップ１０２において、所定のテストパターンを用紙Ｐに記録する。テストパターンとしては、単位ヘッド２６の各ノズル２８から吐出されたインク滴の着弾位置を正確に知ることができれば限定されないが、たとえば、用紙Ｐ上にマトリクス状にドットが並ぶものが好ましい。図１０〜図１２では、特定の単位ヘッド２６によって形成されるマトリックスＭ１と、用紙幅方向に隣接する同色の単位ヘッド２６によって形成されるマトリックスＭ２とで構成されるテストパターンＴＰを示している。なお、図１０〜図１２では、マトリックスを構成しているドットの数を実際よりも少なくしている。実際のマトリックスは、用紙幅方向には、ノズル列３２を構成するノズル数と同数のドットが並ぶ。また、用紙搬送方向には、インク滴を吐出する時間（吐出回数）に対応した数のドットが並ぶ。

ステップ１０４では、このテストパターンＴＰを読取機構３４で読み取って、記録ヘッドユニット２２内でのそれぞれのドットの位置を検知する。テストパターンＴＰは、マトリックスＭ１とマトリックスＭ２とが単位ヘッド２６ごとに用紙搬送方向にずれている場合（図１０参照）と、用紙幅方向にずれている場合とがあり、これにはさらに、用紙幅方向に重なっている場合（図１１参照）と、用紙幅方向に隙間が生じている場合（図１２参照）とがある。いずれの場合でも、ステップ１０６において、単位ヘッド２６間での吐出位置を調整する。この吐出位置の調整は、ドットが用紙搬送方向にずれている場合には、記録タイミング、すなわち、インク滴を吐出するタイミングを単位ヘッド２６ごとに変えることで調整可能である。また、ドットが用紙幅方向に重なっている場合には、重なり部分に対応するノズル２８からはインク滴を吐出しないようにする。ドットに用紙幅方向の隙間が生じている場合には、隙間部分に対応する未使用のノズル２８からインク滴を吐出する（この点を考慮して、ノズル列３２の両端部分にあらかじめ未使用のノズルが存在しているように、ノズル列３２の長さを十分確保しておくことが好ましい）。このようにして、各単位ヘッド２６間での吐出位置が調整された状態で、ステップ１０８では、単位ヘッド２６ごとの吐出異常を示すカウンターをリセットし、ｎ＝０とする。

ついで、ステップ１１０でテストパターンを用紙Ｐに再度記録する。ステップ１１２では、それぞれの単位ヘッド２６内でのドットのバラツキを検知し、ステップ１１４でこのバラツキが許容範囲内であるか否かを判断する。すなわち、インクジェット記録においては、図１３に示すように、ノズル２８への異物付着によるインク滴の吐出方向の異常、目詰まりによるドットの抜けなどが発生することがある。バラツキが許容範囲内である場合には、処理を終了する。許容範囲を超えていると判断された場合には、ステップ１１６で、カウンターの数値に１を加える。ステップ１１８では、カウンターの数値が所定値（図９では５としている）に達したか否かを判断し、達していない場合には、ステップ１２０で、所定のメンテナンス処理を行って、吐出状態の回復を図る。メンテナンス処理には、図示しないワイピング部材等を使用してのインク吐出面の清掃や、ノズルからのインクの吸引（いわゆるバキューム動作）などがある。バキューム動作は、図８（Ｂ）に示すように、ヘッド回復手段を上昇させて単位ヘッド２６のそれぞれをキャップ部材７２でキャッピングした状態で行う。このメンテナンスを行った後、ステップ１１０に戻って、以後は同様の処理を行う。これに対し、ステップ１１８で、カウンターの数値が所定値に達したと判断された場合には、単位ヘッド２６の故障であり交換が必要であると考えられるので、ステップ１２２において、表示パネル５６等の表示部に、特定の記録ヘッドユニット２２（または単位ヘッド２６）が故障した旨の故障表示を行って交換を促し、処理を終了する。なお、表示部に故障表示をした場合であっても、記録する画像の種類などによっては、実質的に問題とならない場合もある。また、実際の交換にあたっては、新たな記録ヘッドユニット２２の調達などで時間を要することもある。したがって、インクジェット記録装置１２の動作を完全に停止させないようにし、継続して画像記録を可能とすることが好ましい。

なお、上記のシーケンスでは、単位ヘッド２６間の吐出位置調整を行う前半部分（ステップ１０２〜１０６）と、単位ヘッド２６内での吐出位置調整を行う後半部分（ステップ１０８〜１２２）を含んでいるが、単位ヘッド２６間の吐出位置調整を行う場合には、前半部分だけでよい。同様に、単位ヘッド２６内での吐出位置調整を行う場合には、後半部分だけでよい。

本発明の一実施形態のインクジェット記録装置の概略構成を示し、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は正面図である。 （Ａ）は本発明の第１実施形態のインクジェット記録装置の記録可能領域と用紙幅との関係を示す説明図であり、（Ｂ）は媒体搬送ベルトとヘッド回復手段との位置を示す説明図である。 本発明のインクジェット記録装置の単位ヘッドをインク吐出面側から示す説明図である。 本発明の一実施形態のインクジェット記録装置の変形例の概略構成を示し、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は正面図である。 本発明の一実施形態のインクジェット記録装置の変形例の概略構成を示し、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は正面図である。 本発明の一実施形態のインクジェット記録装置のインク供給系を示す説明図である。 本発明の一実施形態のインクジェット記録装置における記録ヘッドユニットとキャップ部材との関係を示し、（Ａ）は記録ヘッドユニットの底面図、（Ｂ）は正面図である。 本発明のインクジェット記録装置のヘッド回復手段を示し、（Ａ）は画像記録時、（Ｂ）はキャッピング時、（Ｃ）はダミージェット時のそれぞれ正面図である。 本発明のインクジェット記録装置でのインク滴の吐出位置調整のシーケンスを示すフローチャートである。 本発明のインクジェット記録装置でのインク滴の吐出位置調整において記録されたテストパターンの一例を示す説明図である。 本発明のインクジェット記録装置でのインク滴の吐出位置調整において記録されたテストパターンの一例を示す説明図である。 本発明のインクジェット記録装置でのインク滴の吐出位置調整において記録されたテストパターンの一例を示す説明図である。 本発明のインクジェット記録装置でのインク滴の吐出位置調整において記録されたテストパターンの一例を示す説明図である。

符号の説明

１２ インクジェット記録装置
１６ 記録部
２２ 記録ヘッドユニット
２２Ａ 記録ヘッドユニット
２２Ｂ 記録ヘッドユニット
２６ 単位ヘッド
２８ ノズル
３０ インク吐出口
３２ ノズル列
３４ 読取機構（読取手段）
３８ 媒体搬送ベルト
３８Ａ 媒体搬送ベルト
３８Ｂ 媒体搬送ベルト
４２ 駆動ローラ
４４ 従動ローラ
４６ 従動ローラフレーム
４８ ギヤ
５０ ドライブモータ
５２ エンコーダ
５４ ドライブモータ制御手段
５６ 表示パネル（表示手段）
７０ ヘッド回復手段
７２ キャップ部材
７４ 保持部材
Ｐ 用紙
Ｒ１ 記録可能領域
Ｒ２ 個別記録領域

Claims (6)

1. 記録媒体を所定の搬送方向に搬送する搬送手段と、
   インク吐出特性の異なる複数の単位ヘッドが前記搬送方向に沿ってユニット化され、前記搬送方向と直交する記録媒体幅方向に分割された複数の個別記録領域のそれぞれに対応ように配置され、単位ヘッドから記録媒体に対しインク滴を吐出する複数の記録ヘッドユニットと、を有し、
   前記搬送手段が、前記単位ヘッドからのインク滴飛翔軌跡を回避した位置に配置され、且つ、前記搬送方向に分割して複数配置された搬送ベルトであることを特徴とするインクジェット記録装置。
2. 前記搬送ベルトが、前記記録媒体幅方向に沿って一定の周期で配置されてい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。
3. 前記記録ヘッドユニットが、隣接する個別記録領域では前記搬送方向に沿ってそれぞれ異なる位置となるように配置されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のインクジェット記録装置。
4. 前記記録ヘッドユニットが、特定の判定パターンを記録可能とされ、
   前記判定パターンを読み取る読取手段と、
   前記読取手段での読取結果を基に交換すべき記録ヘッドユニット又は単位ヘッドを表示する表示手段と、
   を有することを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかに記載のインクジェット記録装置。
5. 前記インク吐出特性が、前記単位ヘッドごとに設定されたインクの色であることを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれかに記録シートのインクジェット記録装置。
6. 前記記録ヘッドユニットが、前記記録媒体幅方向に沿って一定の周期で配置されていることを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれかに記載のインクジェット記録装置。

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