JP2006326983A - インクジェット記録装置及び方法 - Google Patents

Abstract

【課題】低濃度部の粒状感を低減するとともに、Ｄmax部のインク打ち込み量を減らすことができるインクジェット記録装置及び方法を提供する。
【解決手段】本発明によるインクジェット記録装置は、同色系で色材濃度の異なる複数のインクのうち相対的に色材濃度の低い第１のインクを吐出する第１の吐出手段と、前記同色系で色材濃度の異なる複数のインクのうち前記第１のインクよりも相対的に色材濃度の高い第２のインクを吐出する第２の吐出手段と、を有し、第１の吐出手段から打滴される第１のドット径が第２の吐出手段から打滴される第２のドット径よりも小さいことを特徴とする。また、第２のインクの色材濃度は６〜２０質量％、第１のインクの色材濃度は１〜５質量％とし、インクの物性（表面張力、接触角、粘度など）でドットサイズをコントロールする。
【選択図】 図８

Description

本発明はインクジェット記録装置及び方法に係り、特に同色系で色材濃度の異なる複数種のインク（濃インク、淡インク）を用いて記録を行うインクジェット記録装置及び方法に関する。

インクジェット記録装置の分野では、より高品位なカラー画像を得るために、同色系で色材濃度が異なる複数種（濃淡）のインクを使用する方法が知られている。例えば、黒（Ｋ），シアン(Ｃ)，マゼンタ（Ｍ），イエロー（Ｙ）の４色を基本とする構成に、ライトシアン（ＬＣ），ライトマゼンタ（ＬＭ）などの淡インクを追加し、濃インクと淡インクの組み合わせによって精細なカラー画像再現を行うシステムが提案されている。

特許文献１においては、濃淡インクを用いる場合、淡インクを濃インクより浸透性の高いインクとする、或いは、濃インクよりも淡インクの吐出量を多くすることにより、濃インクのドット径に比べて淡インクのドット径を大きくし、スジの発生を抑制する技術を開示している。

特許文献２〜４においては、濃淡インクと大小ドットの組み合わせを中間調で用い、それらを使い分けることにより、ムラの解消、インクデューティ制限の解決を図る技術が開示されている。

特許文献５においては、淡インクのドット径を濃インクのドット径よりも大きくすることで、ハイライト部の粒状感を低減するという技術が開示されている。
特開平１１−４８４６２号公報 特開平１１−１５１８２１号公報 特開平１１−３４８３２２号公報 特開２００３−１９８１９号公報 特開２００１−１２１８０６号公報

しかしながら、低濃度部の粒状性は白地に対して点在する独立（孤立）ドットの視認性の要因が最も大きい。すなわち、低濃度部のドット視認性を下げるためには、淡インクのドット径は小さい方が望ましい。

また、特許文献５で提案されている記録方法では、紙面上で最も高濃度となる打ち方を行うＤmax部についてインクの打ち込み量が多くなるため、記録媒体にインク溶媒が浸透することによってコックリング（記録媒体面のうねり、波打ち、しわが発生する現象）が生じやすく、インク打滴後の乾燥、定着処理にも配慮が必要である。

本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、低濃度部の粒状感を低減するとともに、Ｄmax部のインク打ち込み量を減らすことができるインクジェット記録装置及び方法を提供することを目的とする。

前記目的を達成するために、請求項１記載の発明に係るインクジェット記録装置は、同色系で色材濃度の異なる複数のインクのうち相対的に色材濃度の低い第１のインクを吐出する第１の吐出手段と、前記同色系で色材濃度の異なる複数のインクのうち前記第１のインクよりも相対的に色材濃度の高い第２のインクを吐出する第２の吐出手段と、を有し、前記第１の吐出手段から打滴される第１のドット径が前記第２の吐出手段から打滴される第２のドット径よりも小さいことを特徴とする。

相対的に低濃度の第１のインクによるドット面積を小さくすることで、低濃度部（ハイライト部）の粒状性を緩和することができる。また、相対的に高濃度の第２のインクによるドット面積を大きくすることで、Ｄmax部でのインク打ち込み量を抑制することができる。

第１の吐出手段及び第２の吐出手段の構成例として、記録媒体の全幅に対応する長さにわたって複数の吐出口（ノズル）を配列させたノズル列を有するフルライン型のヘッドを用いることができる。この場合、記録媒体の全幅に対応する長さに満たないノズル列を有する比較的短尺の吐出ヘッドモジュールを複数個組み合わせ、これらを繋ぎ合わせることで全体として記録媒体の全幅に対応する長さのノズル列を構成する態様がある。

フルライン型のヘッドは、通常、記録媒体の相対的な送り方向（相対的搬送方向）と直交する方向に沿って配置されるが、搬送方向と直交する方向に対して、ある所定の角度を持たせた斜め方向に沿ってヘッドを配置する態様もあり得る。

「記録媒体」は、第１及び第２の吐出手段から吐出されるインクの付着を受ける媒体（印字媒体、被画像形成媒体、被記録媒体、受像媒体、被吐出媒体など呼ばれ得るもの）であり、連続用紙、カット紙、シール用紙、ＯＨＰシート等の樹脂シート、フイルム、布、中間転写媒体、配線パターン等が形成されるプリント基板、その他材質や形状を問わず、様々な媒体を含む。

記録媒体と第１及び第２の吐出手段を相対的に移動させる搬送手段は、停止した（固定された）吐出手段に対して記録媒体を搬送する態様、停止した記録媒体に対して吐出手段を移動させる態様、或いは、吐出手段と記録媒体の両方を移動させる態様の何れをも含む。なお、インクジェット方式の印字ヘッドを用いてカラー画像を形成する場合は、複数色のインク（記録液）の色別に印字ヘッド（吐出手段）を配置してもよいし、１つの印字ヘッドから複数色のインクを吐出可能な構成としてもよい。

すなわち、第１の吐出手段と第２の吐出手段とはそれぞれ別々の吐出ヘッドで構成されていてもよいし、同じ(一体の)ヘッドから異種インク（第１のインクと第２のインク）を吐出可能な構成としてもよい。

請求項２に係る発明は、請求項１記載のインクジェット記録装置の一態様に係り、前記第１のインクの表面張力が前記第２のインクの表面張力よりも大きいことを特徴とする。

インクの物性でドットサイズ（ドット径）をコントロールする方法として、請求項２に示したように、第１のインクと第２のインクとで表面張力を異ならせる態様がある。第１のインクと第２のインクについて等量のインクを吐出させた場合、表面張力の大きい第１のインクによるドット径の方が第２のインクによるドット径よりも小さくなる。

請求項３に係る発明は、請求項１又は２記載のインクジェット記録装置の一態様に係り、記録媒体に対する前記第１のインクの接触角が、前記記録媒体に対する前記第２のインクの接触角よりも大きいことを特徴とする。

インクの物性でドットサイズ（ドット径）をコントロールする方法として、請求項３に示したように、記録媒体に対するインクの接触角を異ならせる態様がある。第１のインクと第２のインクについて等量のインクを吐出して記録媒体上に着弾させた場合、記録媒体面に対する接触角が大きい第１のインクによるドット径の方が第２のインクによるドット径よりも小さくなる。

請求項４に係る発明は、請求項１乃至３の何れか１項に記載のインクジェット記録装置の一態様に係り、前記第１のインクの粘度が前記第２のインクの粘度よりも大きいことを特徴とする。

インクの物性でドットサイズ（ドット径）をコントロールする方法として、請求項４に示したように、インクの粘度を異ならせる態様がある。第１のインクと第２のインクについて等量のインクを吐出させた場合、高粘度の第１のインクによるドット径の方が第２のインクによるドット径よりも小さくなる。

請求項５に係る発明は、請求項１乃至４の何れか１項に記載のインクジェット記録装置の一態様に係り、前記第１のインク及び前記第２のインクの色材を不溶化させる、又は色材の拡散を防止する処理液を記録媒体に付着させる処理液付着手段を備えたことを特徴とする。

インクと反応して色材を不溶化させる処理液、又は色材の拡散を防止する処理液を用いることで、高速印字での着弾干渉を防止できるとともに、溶媒の除去性を向上させることができる。

処理液付着手段には、例えば、インクジェット方式の吐出ヘッドを用いて処理液を液滴状に吐出する手段、ローラや刷毛、ブレード状の部材、多孔質部材などを用いて処理液を塗布する手段、処理液を噴霧状に噴射して付着させる手段、或いはこれらの適宜の組み合わせなどの態様がある。

インクジェット方式の吐出ヘッドを用いて処理液を付着させる構成の場合、印刷用の画像データに基づき、記録媒体上におけるインク吐出領域（描画箇所）に限って選択的に処理液を付着させることができるため、ローラ等による塗布手段と比較して、処理液の消費量を低減できる。

一方、ローラ等の部材を記録媒体に接触させながら処理液を塗布する手段は、インクジェット方式の吐出ヘッドで吐出が困難なレベルの高粘度の処理液を取り扱うことができるという利点がある。

請求項６に係る発明は、請求項５記載のインクジェット記録装置の一態様に係り、前記記録媒体上に付着させた処理液に対する前記第１のインクの接触角が、前記記録媒体上に付着させた処理液に対する前記第２のインクの接触角よりも大きいことを特徴とする。

インクの物性でドットサイズ（ドット径）をコントロールする方法として、請求項６に示したように、処理液を用いるシステムの場合は、記録媒体上に付着させた処理液に対するインクの接触角を異ならせる態様がある。第１のインクと第２のインクについて等量のインクを吐出して記録媒体上に着弾させた場合、処理液が付着した記録媒体面に対する接触角が大きい第１のインクによるドット径の方が第２のインクによるドット径よりも小さくなる。

請求項７に係る発明は、請求項２、３又は６記載のインクジェット記録装置の一態様に係り、前記第１のインクと前記第２のインクに添加する界面活性剤の種類を異ならせることにより、前記第１のドット径を前記第２のドット径よりも小さくしたことを特徴とする。

インクに添加する界面活性剤の種類を選択することによって、第１のインクと第２のインクの表面張力や接触角を異ならせることができる。

請求項８に係る発明は、請求項２、３、６又は７記載のインクジェット記録装置の一態様に係り、前記第１のインクと前記第２のインクに添加する界面活性剤の添加量を異ならせることにより、前記第１のドット径を前記第２のドット径よりも小さくしたことを特徴とする。

インクに添加する界面活性剤の種類を異ならせる態様に代えて、若しくはこれと組み合わせて、界面活性剤の添加領域を異ならせることで、第１のインクと第２のインクの表面張力や接触角を異ならせることができる。

請求項９に係る発明は、請求項１乃至８の何れか１項記載のインクジェット記録装置の一態様に係り、前記第１のインクの色材濃度は１〜５質量％であり、前記第２のインクの色材濃度は６〜２０質量％であることを特徴とする。

相対的に高濃度の第２のインクについては、ドット径を大きくしても所要のＤmax濃度が得られるように十分な色材濃度とすることが好ましい。その一方、相対的に低濃度の第１のインクについては、第２のインクの色材濃度に対して１／６〜１／４の濃度とすることが好ましい。

請求項１０に係る発明は、請求項１乃至９の何れか１項に記載のインクジェット記録装置の一態様に係り、前記第１のドット径のドット及び前記第２のドット径のドットを打滴するために前記第１の吐出手段及び前記第２の吐出手段にそれぞれ同じ駆動波形の駆動信号を印加する駆動信号印加手段を備えたことを特徴とする。

インクの物性によって第１のインクのドット径と第２のインクのドット径を制御することができるため、吐出ヘッド側でインク吐出量の制御等の機能を付加する必要がなく、両インクの吐出用駆動波形を共通化することができる。

請求項１１に係る発明は、前記目的を達成する方法発明を提供する。すなわち、請求項１１に係る発明は、同色系で色材濃度の異なる複数のインクを用いて記録媒体に画像を形成するインクジェット記録方法であって、前記同色系で色材濃度の異なる複数のインクのうち相対的に色材濃度の低い第１のインクによって形成される第１のドット径を、前記同色系で色材濃度の異なる複数のインクのうち前記第１のインクよりも相対的に色材濃度の高い第２のインクによって形成される第２のドット径よりも小さくすることを特徴とする。

本発明によれば、低濃度領域における粒状感の低減及びＤmax部のインク打ち込み領域の低減が可能であり、高品位の画像記録を実現できる。

以下添付図面に従って本発明の好ましい実施の形態について詳説する。

〔インクジェット記録装置の全体構成〕
図１は本発明の実施形態に係るインクジェット記録装置の全体構成図である。同図に示したように、このインクジェット記録装置１０は、黒（Ｋ），シアン（Ｃ），ライトシアン（ＬＣ），マゼンタ（Ｍ），ライトマゼンタ（ＬＭ），イエロー（Ｙ）の各インクに対応して設けられた複数のインクジェット記録ヘッド（以下、ヘッドという。）１２Ｋ，１２Ｃ，１２ＬＣ，１２Ｍ，１２ＬＭ，１２Ｙを有する印字部１２と、各ヘッド１２Ｋ，１２Ｃ，１２ＬＣ，１２Ｍ，１２ＬＭ，１２Ｙに供給するインクを貯蔵しておくインク貯蔵／装填部１４と、記録媒体（記録媒体）たる記録紙１６を供給する給紙部１８と、記録紙１６のカールを除去するデカール処理部２０と、前記印字部１２のノズル面（インク吐出面）に対向して配置され、記録紙１６の平面性を保持しながら記録紙１６を搬送する吸着ベルト搬送部（搬送手段に相当）２２と、印字部１２による印字結果を読み取る印字検出部２４と、印画済みの記録紙（プリント物）を外部に排紙する排紙部２６と、を備えている。

図１では、給紙部１８の一例としてロール紙（連続用紙）のマガジンが示されているが、紙幅や紙質等が異なる複数のマガジンを併設してもよい。また、ロール紙のマガジンに代えて、又はこれと併用して、カット紙が積層装填されたカセットによって用紙を供給してもよい。

複数種類の記録紙を利用可能な構成にした場合、紙の種類情報を記録したバーコード或いは無線タグなどの情報記録体をマガジンに取り付け、その情報記録体の情報を所定の読取装置によって読み取ることで、使用される記録媒体の種類（メディア種）を自動的に判別し、メディア種に応じて適切なインク吐出を実現するようにインク吐出制御を行うことが好ましい。

給紙部１８から送り出される記録紙１６はマガジンに装填されていたことによる巻きクセが残り、カールする。このカールを除去するために、デカール処理部２０においてマガジンの巻きクセ方向と逆方向に加熱ドラム３０で記録紙１６に熱を与える。このとき、多少印字面が外側に弱いカールとなるように加熱温度を制御するとより好ましい。

ロール紙を使用する装置構成の場合、図１のように、裁断用のカッター（第１のカッター）２８が設けられており、該カッター２８によってロール紙は所望のサイズにカットされる。カッター２８は、記録紙１６の搬送路幅以上の長さを有する固定刃２８Ａと、該固定刃２８Ａに沿って移動する丸刃２８Ｂとから構成されており、印字裏面側に固定刃２８Ａが設けられ、搬送路を挟んで印字面側に丸刃２８Ｂが配置される。なお、カット紙を使用する場合には、カッター２８は不要である。

デカール処理後、カットされた記録紙１６は、吸着ベルト搬送部２２へと送られる。吸着ベルト搬送部２２は、ローラ３１、３２間に無端状のベルト３３が巻き掛けられた構造を有し、少なくとも印字部１２のノズル面及び印字検出部２４のセンサ面に対向する部分が水平面（フラット面）を成すように構成されている。

ベルト３３は、記録紙１６の幅よりも広い幅寸法を有しており、ベルト面には多数の吸引穴（不図示）が形成されている。図１に示したとおり、ローラ３１、３２間に掛け渡されたベルト３３の内側において印字部１２のノズル面及び印字検出部２４のセンサ面に対向する位置には吸着チャンバ３４が設けられており、この吸着チャンバ３４をファン３５で吸引して負圧にすることによって記録紙１６がベルト３３上に吸着保持される。なお、吸引吸着方式に代えて、静電吸着方式による搬送手段を採用してもよい。

ベルト３３が巻かれているローラ３１、３２の少なくとも一方にモータ（図７中符号８８）の動力が伝達されることにより、ベルト３３は図１上の時計回り方向に駆動され、ベルト３３上に保持された記録紙１６は図１の左から右へと搬送される。

縁無しプリント等を印字するとベルト３３上にもインクが付着するので、ベルト３３の外側の所定位置（印字領域以外の適当な位置）にベルト清掃部３６が設けられている。ベルト清掃部３６の構成について詳細は図示しないが、例えば、ブラシ・ロール、吸水ロール等をニップする方式、清浄エアーを吹き掛けるエアーブロー方式、或いはこれらの組み合わせなどがある。清掃用ロールをニップする方式の場合、ベルト線速度とローラ線速度を変えると清掃効果が大きい。

なお、吸着ベルト搬送部２２に代えて、ローラ・ニップ搬送機構を用いる態様も考えられるが、印字領域をローラ・ニップ搬送すると、印字直後に用紙の印字面をローラが接触するので画像が滲み易いという問題がある。したがって、本例のように、印字領域では画像面を接触させない吸着ベルト搬送が好ましい。

吸着ベルト搬送部２２により形成される用紙搬送路上において印字部１２の上流側には、加熱ファン４０が設けられている。加熱ファン４０は、印字前の記録紙１６に加熱空気を吹き付け、記録紙１６を加熱する。印字直前に記録紙１６を加熱しておくことにより、インクが着弾後乾き易くなる。

印字部１２の各ヘッド１２Ｋ，１２Ｃ，１２ＬＣ，１２Ｍ，１２ＬＭ，１２Ｙは、当該インクジェット記録装置１０が対象とする記録紙１６の最大紙幅に対応する長さを有し、そのノズル面には最大サイズの記録媒体の少なくとも一辺を超える長さ（描画可能範囲の全幅）にわたりインク吐出用のノズルが複数配列されたフルライン型のヘッドとなっている。

ヘッド１２Ｋ，１２Ｃ，１２ＬＣ，１２Ｍ，１２ＬＭ，１２Ｙは、記録紙１６の搬送方向（紙送り方向）に沿って上流側から黒（Ｋ）、シアン（Ｃ）、ライトシアン（ＬＣ）、マゼンタ（Ｍ）、ライトマゼンタ（ＬＭ）、イエロー（Ｙ）の色順に配置され、それぞれのヘッド１２Ｋ，１２Ｃ，１２ＬＣ，１２Ｍ，１２ＬＭ，１２Ｙが記録紙１６の搬送方向と略直交する方向に沿って延在するように固定設置される。

インク貯蔵／装填部１４は、各ヘッド１２Ｋ，１２Ｃ，１２ＬＣ，１２Ｍ，１２ＬＭ，１２Ｙに対応する色のインクを貯蔵するインクタンクを有し、各タンクは所要の管路を介してヘッド１２Ｋ，１２Ｃ，１２ＬＣ，１２Ｍ，１２ＬＭ，１２Ｙと連通されている。また、インク貯蔵／装填部１４は、インク残量が少なくなるとその旨を報知する報知手段（表示手段、警告音発生手段）を備えるとともに、色間の誤装填を防止するための機構を有している。

すなわち、本例ではＫＣＭＹの４色系を基本構成としつつ、シアン系とマゼンタ系について、それぞれ色材濃度が異なる２種類のインク、すなわち相対的に高濃度の濃インク（濃シアンインク、濃マゼンタインク）と、相対的に低濃度の淡インク（淡シアンインク＝ライトシアン、淡マゼンタインク＝ライトマゼンタ）とが用いられている。

シアン系のインクに注目すれば、ライトシアンインク（第１のインクに相当）を吐出するヘッド１２ＬＣが「第１の吐出手段」に相当し、濃シアンインク（第２のインクに相当）を吐出するヘッド１２Ｃが「第２の吐出手段」に相当する。また、マゼンタ系のインクに注目すれば、ライトマゼンタインク（第１のインクに相当）を吐出するヘッド１２ＬＭが「第１の吐出手段」に相当し、濃シアンインク（第２のインクに相当）を吐出するヘッド１２Ｍが「第２の吐出手段」に相当する。

吸着ベルト搬送部２２により記録紙１６を搬送しつつ各ヘッド１２Ｋ，１２Ｃ，１２ＬＣ，１２Ｍ，１２ＬＭ，１２Ｙからインクを吐出することにより記録紙１６上にカラー画像を形成し得る。

このように、紙幅の全域をカバーするノズル列を有するフルライン型のヘッド１２Ｋ，１２Ｃ，１２ＬＣ，１２Ｍ，１２ＬＭ，１２Ｙを色別に設ける構成によれば、紙送り方向（副走査方向）について記録紙１６と印字部１２を相対的に移動させる動作を１回行うだけで（すなわち１回の副走査で）、記録紙１６の全面に画像を記録することができる。これにより、記録ヘッドが紙送り方向と直交する方向に往復動作するシャトル型ヘッドに比べて高速印字が可能であり、生産性を向上させることができる。

本例では、ＫＣＭＹの標準色（４色）の他にライトシアン（ＬＣ）及びライトマゼンタ（ＬＭ）を加えた６色の構成を例示したが、インク色や色数の組み合わせについては本実施形態に限定されない。例えば、更に別の淡インクや濃インクを追加したり、赤、青その他の特別色のインクを追加したりする構成も可能であるし、何れかのインク色を削除する構成も可能である。使用される色数との関係でヘッド数が選択されるが、必ずしも１色につき１ヘッドを設ける必要はなく、同色インクを吐出する複数のヘッドを設けてもよいし、１ヘッドにおいて異色のインクを吐出するノズル列を有していてもよい。また、各ヘッドの配置順序も特に限定はない。

図１に示した印字検出部２４は、印字部１２の打滴結果を撮像するためのイメージセンサを含み、該イメージセンサによって読み取った打滴画像からノズルの目詰まりその他の吐出不良をチェックする手段として機能する。

本例の印字検出部２４は、少なくとも各ヘッド１２Ｋ，１２Ｃ，１２ＬＣ，１２Ｍ，１２ＬＭ，１２Ｙによるインク吐出幅（画像記録幅）よりも幅の広い受光素子列を有するラインセンサで構成される。このラインセンサは、赤（Ｒ）の色フィルタが設けられた光電変換素子（画素）がライン状に配列されたＲセンサ列と、緑（Ｇ）の色フィルタが設けられたＧセンサ列と、青（Ｂ）の色フィルタが設けられたＢセンサ列と、からなる色分解ラインＣＣＤセンサで構成されている。なお、ラインセンサに代えて、受光素子が２次元配列されて成るエリアセンサを用いることも可能である。

各色のヘッド１２Ｋ，１２Ｃ，１２ＬＣ，１２Ｍ，１２ＬＭ，１２Ｙにより印字されたテストパターン又は実技画像が印字検出部２４により読み取られ、各ヘッドの吐出判定が行われる。吐出判定は、吐出の有無、ドットサイズの測定、ドット着弾位置の測定などで構成される。

印字検出部２４の後段には後乾燥部４２が設けられている。後乾燥部４２は、印字された画像面を乾燥させる手段であり、例えば、加熱ファンが用いられる。印字後のインクが乾燥するまでは印字面と接触することは避けたほうが好ましいので、熱風を吹き付ける方式が好ましい。

多孔質のペーパーに染料系インクで印字した場合などでは、加圧によりペーパーの孔を塞ぐことでオゾンなど、染料分子を壊す原因となるものと接触することを防ぐことで画像の耐候性がアップする効果がある。

後乾燥部４２の後段には、加熱・加圧部４４が設けられている。加熱・加圧部４４は、画像表面の光沢度を制御するための手段であり、画像面を加熱しながら所定の表面凹凸形状を有する加圧ローラ４５で加圧し、画像面に凹凸形状を転写する。

こうして生成されたプリント物は排紙部２６から排出される。本来プリントすべき本画像（目的の画像を印刷したもの）とテスト印字とは分けて排出することが好ましい。このインクジェット記録装置１０では、本画像のプリント物と、テスト印字のプリント物とを選別してそれぞれの排出部２６Ａ、２６Ｂへと送るために排紙経路を切り換える不図示の選別手段が設けられている。なお、大きめの用紙に本画像とテスト印字とを同時に並列に形成する場合は、カッター（第２のカッター）４８によってテスト印字の部分を切り離す。カッター４８は、排紙部２６の直前に設けられており、画像余白部にテスト印字を行った場合に本画像とテスト印字部を切断するためのものである。カッター４８の構造は前述した第１のカッター２８と同様であり、固定刃４８Ａと丸刃４８Ｂとから構成される。

また、図１には示さないが、本画像の排出部２６Ａには、オーダー別に画像を集積するソーターが設けられる。

〔ヘッドの構造〕
次に、ヘッドの構造について説明する。色別の各ヘッド１２Ｋ，１２Ｃ，１２ＬＣ，１２Ｍ，１２ＬＭ，１２Ｙの構造は共通しているので、以下、これらを代表して符号５０によってヘッドを示すものとする。

図２(a) はヘッド５０の構造例を示す平面透視図であり、図２(b) はその一部の拡大図である。記録紙１６上に印字されるドットピッチを高密度化するためには、ヘッド５０におけるノズルピッチを高密度化する必要がある。本例のヘッド５０は、図２(a),(b) に示したように、インク滴の吐出口であるノズル５１と、各ノズル５１に対応する圧力室５２等からなるインク室ユニット（液滴吐出素子）５３を千鳥でマトリクス状に（２次元的に）配置させた構造を有し、これにより、ヘッド長手方向（紙送り方向と直交する方向）に沿って並ぶように投影される実質的なノズル間隔（投影ノズルピッチ）の高密度化を達成している。

記録紙１６の送り方向（矢印Ｓ方向；副走査方向）と略直交する方向（矢印Ｍ方向；主走査方向）に記録紙１６の全幅Ｗm に対応する長さ以上のノズル列を構成する形態は本例に限定されない。例えば、図２(a) の構成に代えて、図３に示すように、複数のノズル５１が２次元に配列された短尺のヘッドモジュール５０'を千鳥状に配列して繋ぎ合わせることで記録紙１６の全幅に対応する長さのノズル列を有するラインヘッドを構成してもよい。

各ノズル５１に対応して設けられている圧力室５２は、その平面形状が概略正方形となっており（図２(a),(b) 参照）、対角線上の両隅部の一方にノズル５１への流出口が設けられ、他方に供給インクの流入口（供給口）５４が設けられている。なお、圧力室５２の形状は、本例に限定されず、平面形状が菱形、長方形、五角形、六角形その他の多角形、円形、楕円形など、多様な形態があり得る。

図４は１つの液滴吐出素子（１つのノズル５１に対応したインク室ユニット）の立体的構成を示す断面図（図２中の４−４線に沿う断面図）である。図４に示したように、各圧力室５２は供給口５４を介して共通流路５５と連通されている。共通流路５５はインク供給源たるインクタンク（図４中不図示、図６中符号６０として記載）と連通しており、インクタンクから供給されるインクは図４の共通流路５５を介して各圧力室５２に分配供給される。

圧力室５２の一部の面（図４において天面）を構成している加圧板（共通電極と兼用される振動板）５６には個別電極５７を備えたアクチュエータ５８が接合されている。個別電極５７に駆動電圧を印加することによってアクチュエータ５８が変形して圧力室５２の容積が変化し、これに伴う圧力変化によりノズル５１からインクが吐出される。インク吐出後、アクチュエータ５８の変位が元に戻る際に、共通流路５５から供給口５４を通って新しいインクが圧力室５２に再充填される。なお、アクチュエータ５８には、チタン酸ジルコン酸鉛やチタン酸バリウムなどの圧電体を用いた圧電素子が好適に用いられる。

かかる構造を有するインク室ユニット５３を図５に示す如く主走査方向に沿う行方向及び主走査方向に対して直交しない一定の角度αを有する斜めの列方向とに沿って一定の配列パターンで格子状に多数配列させることにより、主走査方向（記録媒体搬送方向と直交する方向）に沿って並ぶように投影される実質的なノズルの間隔（投影ノズルピッチ）を狭め、ノズルの高密度化を達成している。

すなわち、主走査方向に対してある角度αの方向に沿ってインク室ユニット５３を一定のピッチｄで複数配列する構造により、主走査方向に並ぶように投影されたノズルのピッチＰはｄ× cosαとなり、主走査方向については、各ノズル５１が一定のピッチＰで直線状に配列されたものと等価的に取り扱うことができる。このような構成により、高密度のノズル列を実現することが可能になる。

なお、印字可能幅の全幅に対応した長さのノズル列を有するフルラインヘッドで、ノズルを駆動する時には、（１）全ノズルを同時に駆動する、（２）ノズルを片方から他方に向かって順次駆動する、（３）ノズルをブロックに分割して、ブロックごとに片方から他方に向かって順次駆動する等が行われ、用紙の幅方向（用紙の搬送方向と直交する方向）に１ライン（１列のドットによるライン又は複数列のドットから成るライン）を印字するようなノズルの駆動を主走査と定義する。

特に、図５に示すようなマトリクス状に配置されたノズル５１を駆動する場合は、上記（３）のような主走査が好ましい。すなわち、ノズル５１-11 、５１-12 、５１-13 、５１-14 、５１-15 、５１-16 を１つのブロックとし（他にはノズル５１-21 、…、５１-26 を１つのブロック、ノズル５１-31 、…、５１-36 を１つのブロック、…として）、記録紙１６の搬送速度に応じてノズル５１-11 、５１-12 、…、５１-16 を順次駆動することで記録紙１６の幅方向に１ラインを印字する。

一方、上述したフルラインヘッドと記録媒体（用紙）とを相対移動することによって、上述した主走査で形成された１ライン（１列のドットによるライン又は複数列のドットから成るライン）の印字を繰り返し行うことを副走査と定義する。

そして、上述の主走査によって記録される１ライン（或いは帯状領域の長手方向）の示す方向を主走査方向といい、上述の副走査を行う方向を副走査方向という。すなわち、本実施形態では、記録紙１６の搬送方向が副走査方向であり、それに直交する方向が主走査方向ということになる。

本発明の実施に際してノズルの配置構造は図示の例に限定されない。また、本実施形態では、ピエゾ素子（圧電素子）に代表されるアクチュエータ５８の変形によってインク滴を飛ばす方式が採用されているが、本発明の実施に際して、インクを吐出させる方式は特に限定されず、ピエゾジェット方式に代えて、ヒータなどの発熱体によってインクを加熱して気泡を発生させ、その圧力でインク滴を飛ばすサーマルジェット方式など、各種方式を適用できる。

〔インク供給系の構成〕
図６はインクジェット記録装置１０におけるインク供給系の構成を示した概要図である。インクタンク６０はヘッド５０にインクを供給する基タンクであり、図１で説明したインク貯蔵／装填部１４に設置される。インクタンク６０の形態には、インク残量が少なくなった場合に、不図示の補充口からインクを補充する方式と、タンクごと交換するカートリッジ方式とがある。使用用途に応じてインク種類を変える場合には、カートリッジ方式が適している。この場合、インクの種類情報をバーコード等で識別して、インク種類に応じた吐出制御を行うことが好ましい。なお、図６のインクタンク６０は、先に記載した図１のインク貯蔵／装填部１４と等価のものである。

図６に示したように、インクタンク６０とヘッド５０の中間には、異物や気泡を除去するためにフィルタ６２が設けられている。フィルタ・メッシュサイズは、ノズル径と同等若しくはノズル径以下（一般的には、２０μｍ程度）とすることが好ましい。図６には示さないが、ヘッド５０の近傍又はヘッド５０と一体にサブタンクを設ける構成も好ましい。サブタンクは、ヘッドの内圧変動を防止するダンパー効果及びリフィルを改善する機能を有する。

また、インクジェット記録装置１０には、ノズル５１の乾燥防止又はノズル近傍のインク粘度上昇を防止するための手段としてのキャップ６４と、ノズル面５０Ａの清掃手段としてのクリーニングブレード６６とが設けられている。これらキャップ６４及びクリーニングブレード６６を含むメンテナンスユニット（回復手段）は、不図示の移動機構によってヘッド５０に対して相対移動可能であり、必要に応じて所定の退避位置からヘッド５０下方のメンテナンス位置に移動される。

キャップ６４は、図示せぬ昇降機構によってヘッド５０に対して相対的に昇降変位される。電源ＯＦＦ時や印刷待機時にキャップ６４を所定の上昇位置まで上昇させ、ヘッド５０に密着させることにより、ノズル面５０Ａをキャップ６４で覆う。

クリーニングブレード６６は、ゴムなどの弾性部材で構成されており、図示せぬブレード移動機構によりヘッド５０のノズル面５０Ａ（ノズル板表面）に摺動可能である。ノズル板表面にインク液滴又は異物が付着した場合、クリーニングブレード６６をノズル板に摺動させることでノズル板表面を拭き取る。

印字中又は待機中において、特定のノズルの使用頻度が低くなり、ノズル近傍のインク粘度が上昇した場合、その劣化インクを排出すべくキャップ６４（インク受けとして兼用）に向かって予備吐出が行われる。

ヘッド５０は、ある時間以上吐出しない状態が続くと、ノズル近傍のインク溶媒が蒸発してノズル近傍のインクの粘度が高くなってしまい、吐出駆動用のアクチュエータ５８が動作してもノズル５１からインクを吐出できなくなる。したがって、この様な状態になる手前で（アクチュエータ５８の動作によってインク吐出が可能な粘度の範囲内で）、インク受けに向かってアクチュエータ５８を動作させ、粘度上昇したノズル近傍のインクを吐出させる「予備吐出」が行われる。また、ノズル面５０Ａの清掃手段として設けられているクリーニングブレード６６等のワイパーによってノズル板表面の汚れを清掃した後に、このワイパー摺擦動作によってノズル５１内に異物が混入するのを防止するためにも予備吐出が行われる。なお、予備吐出は、「空吐出」、「パージ」、「唾吐き」などと呼ばれる場合もある。

その一方で、ノズル５１や圧力室５２に気泡が混入したり、ノズル５１内のインクの粘度上昇があるレベルを超えたりすると、上記予備吐出ではインクを吐出できなくなる。このような場合、ヘッド５０のノズル面５０Ａに吸引手段たるキャップ６４を当接させて、吸引ポンプ６７で圧力室５２内のインク（気泡が混入したインク又は増粘インク）を吸引する。かかる吸引動作によって吸引除去されたインクは回収タンク６８へ送られる。回収タンク６８に集められたインクは、再利用してもよいし、再利用不能な場合は廃棄してもよい。

上記の吸引動作は、圧力室５２内のインク全体に対して行われるためインク消費量が大きいため、粘度上昇が少ない場合はなるべく予備吐出を行うことが好ましい。なお、上記の吸引動作は、ヘッド５０へのインク初期装填時、或いは長時間の停止後の使用開始時にも行われる。

〔制御系の説明〕
図７はインクジェット記録装置１０のシステム構成を示す要部ブロック図である。インクジェット記録装置１０は、通信インターフェース７０、システムコントローラ７２、画像メモリ７４、ＲＯＭ７５、モータドライバ７６、ヒータドライバ７８、プリント制御部８０、画像バッファメモリ８２、ヘッド駆動回路８４、スイッチＩＣ８５等を備えている。

通信インターフェース７０は、ホストコンピュータ８６から送られてくる画像データを受信する画像入力手段として機能するインターフェース部（画像入力部）である。通信インターフェース７０にはＵＳＢ、ＩＥＥＥ１３９４、イーサネット、無線ネットワークなどのシリアルインターフェースやセントロニクスなどのパラレルインターフェースを適用することができる。この部分には、通信を高速化するためのバッファメモリ（不図示）を搭載してもよい。

ホストコンピュータ８６から送出された画像データは通信インターフェース７０を介してインクジェット記録装置１０に取り込まれ、一旦画像メモリ７４に記憶される。画像メモリ７４は、通信インターフェース７０を介して入力された画像を一旦格納する記憶手段であり、システムコントローラ７２を通じてデータの読み書きが行われる。画像メモリ７４は、半導体素子からなるメモリに限らず、ハードディスクなど磁気媒体を用いてもよい。

システムコントローラ７２は、中央演算処理装置（ＣＰＵ）及びその周辺回路等から構成され、所定のプログラムに従ってインクジェット記録装置１０の全体を制御する制御装置として機能するとともに、各種演算を行う演算装置として機能する。すなわち、システムコントローラ７２は、通信インターフェース７０、画像メモリ７４、モータドライバ７６、ヒータドライバ７８等の各部を制御し、ホストコンピュータ８６との間の通信制御、画像メモリ７４及びＲＯＭ７５の読み書き制御等を行うとともに、搬送系のモータ８８やヒータ８９を制御する制御信号を生成する。

ＲＯＭ７５には、システムコントローラ７２のＣＰＵが実行するプログラム及び制御に必要な各種データ（テストパターンを印字するためのデータを含む）などが格納されている。ＲＯＭ７５は、書換不能な記憶手段であってもよいし、ＥＥＰＲＯＭのような書換可能な記憶手段であってもよい。画像メモリ７４は、画像データの一時記憶領域として利用されるとともに、プログラムの展開領域及びＣＰＵの演算作業領域としても利用される。

モータドライバ７６は、システムコントローラ７２からの指示に従って搬送系のモータ８８を駆動するドライバ（駆動回路）である。ヒータドライバ７８は、システムコントローラ７２からの指示に従って後乾燥部４２等のヒータ８９を駆動するドライバである。

プリント制御部８０は、入力画像に基づいて各色のヘッド５０のインク吐出データを生成するインク吐出データ生成部８０Ａと、ヘッド５０の駆動波形（アクチュエータ５８に印加する駆動信号の波形）データを生成する駆動波形データ生成部８０Ｂと、を有し、システムコントローラ７２の制御に従って吐出駆動用の制御信号を出力する吐出制御手段として機能する。

プリント制御部８０には画像バッファメモリ８２が備えられており、プリント制御部８０における画像データ処理時に画像データやパラメータなどのデータが画像バッファメモリ８２に一時的に格納される。なお、図７において画像バッファメモリ８２はプリント制御部８０に付随する態様で示されているが、画像メモリ７４と兼用することも可能である。また、プリント制御部８０とシステムコントローラ７２とを統合して１つのプロセッサで構成する態様も可能である。

インク吐出データ生成部８０Ａは、画像メモリ７４内に取り込まれた入力画像データ（多値の入力画像のデータ）からインク吐出（打滴）制御用の信号を生成するための各種加工、補正などの処理を行う信号処理手段であり、各色インクのドットデータを生成するとともに、該ドットデータから各ドットに対応するノズルの吐出データ（打滴データ）を生成する。このインク吐出データ生成部８０Ａで生成されたインク吐出データはスイッチＩＣ８５の制御に用いられる。

ヘッド駆動回路８４の詳細な構成は図示しないが、ヘッド駆動回路８４は、駆動波形データ生成部８０Ｂから出力された吐出用駆動波形のデジタル波形データをアナログ波形信号に変換するＤ／Ａコンバータ（ＤＡＣ）、アナログ波形信号を増幅するアンプ回路、充放電回路及びプッシュプル回路を含んで構成される。すなわち、駆動波形データ生成部８０Ｂから出力された吐出用駆動波形のデジタル波形データは、ヘッド駆動回路８４において入力波形データに応じたアナログ波形信号に変換される。このアナログ波形信号は、アンプ回路で所定のレベルに増幅され、プッシュプル回路を用いて電力増幅された後、駆動信号波形として出される。こうして生成された駆動信号波形は、スイッチＩＣ８５に入力される。

スイッチＩＣ８５は、シフトレジスタ、ラッチ回路、レベル変換回路及びスイッチ素子アレイを含んで構成され、プリント制御部８０から与えられる制御信号（インク吐出データ、Enabel信号、Select信号など）に基づいて、ヘッド５０の各アクチュエータ５８とヘッド駆動回路８５との接続関係を選択的に切り換える回路（マルチプレクサ）である。すなわち、ヘッド５０の各アクチュエータ５８を駆動するための信号（駆動信号波形）は、ヘッド駆動回路８４から出力され、給電線及びスイッチＩＣ８５のスイッチング素子を介して各アクチュエータ５８に選択的に印加される。

スイッチＩＣ８５は、プリント制御部８０から与えられる制御信号に基づき、ヘッド駆動回路８４からの駆動波形をヘッド５０の各アクチュエータ５８に選択的に印加する選択回路として機能する。図示の駆動波形データ生成部８０Ｂとヘッド駆動回路８４の組み合わせが「駆動信号印加手段」に相当している。

画像入力から印字出力までの処理の流れを概説すると、印刷すべき画像のデータは、通信インターフェース７０を介して外部から入力され、画像メモリ７４に蓄えられる。この段階では、例えば、ＲＧＢの画像データが画像メモリ７４に記憶される。

インクジェット記録装置１０では、インク（色材) による微細なドットの打滴密度やドットサイズを変えることによって、人の目に疑似的な連続階調の画像を形成するため、入力されたデジタル画像の階調（画像の濃淡）をできるだけ忠実に再現するようなドットパターンに変換する必要がある。そのため、画像メモリ７４に蓄えられた元画像（ＲＧＢ）のデータは、システムコントローラ７２を介してプリント制御部８０に送られ、該プリント制御部８０においてディザ法や誤差拡散法などを用いたハーフトーン化処理によってインク色ごとのドットデータに変換される。

すなわち、プリント制御部８０は、入力されたＲＧＢ画像データをＫ，Ｃ，Ｍ，Ｙの４色のデータに色変換する処理を行うとともに、濃淡インクへの分配処理を行い、インク色別（ここでは６色）のドットデータを生成する。こうして、プリント制御部８０で生成された色別のドットデータから、ヘッド５０のノズルからインクを吐出するための打滴データに変換され、印字されるドットに対応するインク吐出データが確定する。

このインク吐出データに基づいて、スイッチＩＣ８５におけるスイッチ素子のオン／オフが制御される。インク吐出データに基づいて選択されたスイッチ素子がオンすると、当該スイッチ素子を介して対応するアクチュエータ５８に駆動信号が印加され、該アクチュエータ５８が作用する圧力室５２のノズルからインクが吐出される。記録紙１６の搬送速度に同期してヘッド５０からのインク吐出を制御することにより、記録紙１６上に画像が形成される。なお、ヘッド駆動回路８５にはヘッドの駆動条件を一定に保つためのフィードバック制御系を含んでいてもよい。

上記のように、プリント制御部８０における所要の信号処理を経て生成されたドットデータ（インク吐出データ）に基づき、ヘッド５０からの液滴の吐出量や吐出タイミングの制御が行われる。これにより、所望のドットサイズやドット配置が実現される。

印字検出部２４は、図１で説明したように、イメージセンサを含むブロックであり、記録紙１６に印字された画像を読み取り、所要の信号処理などを行って印字状況（吐出の有無、打滴のばらつき、光学濃度など）を検出し、その検出結果をプリント制御部８０に提供する。

プリント制御部８０は、必要に応じて印字検出部２４から得られる情報に基づいてヘッド５０に対する各種補正を行う。また、システムコントローラ７２は、印字検出部２４から得られる情報に基づいて、必要に応じて予備吐出や吸引その他の所定の回復動作を実施する制御を行う。

〔インクの特性〕
次に、本例のインクジェット記録装置１０に用いるインクの特性について説明する。本実施形態に係るインクジェット記録装置１０では、濃インクと淡インクとで液の物性（特性）を異ならせており、両者の物性の違いによって、異なるドット径を実現している。

すなわち、本例のインクジェット記録装置１０は、濃インクと淡インクとで吐出量（１ドット当たりの液滴量）を個別に制御することなく、同じ駆動波形を用いて濃インクと淡インクの吐出駆動を行う。同じ駆動波形が印加されることにより、濃インクと淡インクの吐出量は略同一となる。厳密に言えば、個々の圧力室５２やアクチュエータ５８のばらつきの範囲で吐出量もばらつく可能性はあるが、吐出量を意図的に制御していない（大ドット、小ドットを打ち分けるドットサイズ変調を行っていない）という観点で、濃インクと淡インクの液滴吐出量（１ドット分の液滴量）は概ね同量である。

ただし、濃インクと淡インクとでは、下記に示すようにインク物性が異なっているため、記録媒体（記録紙１６）上に着弾したインク滴によって形成されるドットのドット径は、両液の物性の違いによって異なる。濃インクによるドット径は相対的に大きく、淡インクによるドット径は相対的に小さくなる。例えば、標準的な記録紙を用いた場合、２ｐｌ（ピコリットル）のインク吐出によって、濃インクドット径は３５〜４０μｍ、淡インクドット径は２５〜３０μｍである。

以下、本例で用いる濃インク、淡インクの物性例について、色材濃度、表面張力、粘度、記録媒体接触時の接触角の観点から説明する。

[色材濃度について]：濃インクの色材濃度は６質量％以上（上限は２０質量％）とし、淡インクの色材濃度は濃インクの色材濃度の１／４〜１／６とする。質量比の数値でいうと、淡インクの色材濃度は１〜５質量％とする。なお、従来の標準的なインク（濃インク）の色材濃度は５質量％程度であるから、本例で用いる濃インクはこれよりも高濃度色材のインクを用いる。

これは、濃インクによって比較的大きなドット径のドットを形成した場合でも、必要な記録濃度を確保するためであり、少ない打ち込み量で所要の記録濃度が得られるように、濃インクの色材濃度を従来よりも高濃度にしている。

[表面張力について]：淡インクの表面張力は濃インクの表面張力よりも大きいものとする。例えば、淡インクの表面張力γ₁は３０〜４０ｍＮ／ｍ、濃インクの表面張力γ₂は２０〜３０ｍＮ／ｍとする。表面張力の調整方法としては、インク溶媒に添加する界面活性剤の量を調整する態様、界面活性剤の種類を変える態様、或いはこれらの組み合わせによる態様がある。

界面活性剤の添加量によって表面張力を変える一例を説明すると、界面活性剤として、日信化学工業株式会社製の「オルフィンＥ1010（商品名）」を使用し、添加量を少なくすることで（例えば、０．５質量％）、表面張力は大きくなり、添加量を多くすることで（例えば、２．０質量％）、表面張力は小さくなる。濃インク、淡インクについてそれぞれ所望の表面張力となるように界面活性剤の添加量を調整する。

また、界面活性剤の種類を変えることにより表面張力を変える例を説明すると、界面活性剤として、日信化学工業株式会社製の「オルフィンＥ1010（商品名）」と、ダイキン工業株式会社製の「ユニダイン（商品名）」とを使い分ける態様がある。両者をそれぞれ同量添加するとき、「オルフィンＥ1010（商品名）」を添加したものは表面張力が大きくなり、「ユニダイン（商品名）」を添加したものは表面張力が小さくなる。濃インク、淡インクについてそれぞれ所望の表面張力となるように界面活性剤の種類を選択して調製する。

[インク粘度について]：淡インクの粘度は濃インクの粘度よりも大きいものとする。例えば、淡インクの粘度η₁及び濃インクの粘度η_２は、概ね１〜２０ｍＰaｓであるが、グリセリン等の添加量によって、「淡インクの粘度η₁＞及び濃インクの粘度η_２」となるように、この範囲（１〜２０ｍＰaｓ）で調製する。

[接触角について]：記録媒体（記録紙１６）に対する淡インクの接触角は、同記録媒体に対する濃インクの接触角よりも大きいものとする。例えば、標準的に使用される種類の記録紙に対する淡インクの接触角θ_１を３０〜８０degとし、同記録紙に対する濃インクの接触角θ_２を１０〜３０degとする。表面張力と接触角には相関があるので、表面張力を調整することで接触角を制御できる。

上述のように、表面張力、粘度、接触角の少なくとも１つの観点でインク物性の条件を満たすことによって、同じ吐出駆動条件で（同じ駆動波形で）濃インクの記録ドット径を相対的に大きく、淡インクの記録ドット径を相対的に小さくすることが可能である。

〔記録方法の説明〕
次に、上記の如く構成されたインクジェット記録装置の動作について説明する。

図８は、同色系の濃淡２種類のインクを使用して階調記録を行った場合の例を模式的に描いた図である。同図では、２(行)×２(列)の画素領域（ドットマトリクス）において濃インクによるドットと淡インクによるドットの組み合わせによって９段階の階調（０〜８階調）の記録を行った例を示している。なお、図示の便宜上、濃インクドットと淡インクドットのドット径の違いを理解し易いように、ドットサイズ差やドット間隔を誇張して描いてある。

図８に示したように、印刷画像の低濃度部（１〜４階調）では、淡インクのみが用いられ、記録媒体の下地（白地）に対して淡インクドット１０１が記録される。このとき、淡インクドット１０１のドット径（第１のドット径に相当）は小さいため、ドット視認性が低くなり、粒状感が低減される。

中間濃度部（５〜７階調）では、淡インクドット１０１と濃インクドット１０２とを組み合わせて記録が行われる。低濃度から中濃度へのつながりの領域において、小さいドット径の淡インクドット１０１に代わって、高色材濃度の濃インクにより比較的大きな面積の濃インクドット１０２が打滴されることによる濃インクドット１０２の粒状感について考察すると、濃インクドット１０２の周囲には淡インクドット１０１が記録されるため、この淡インクドット１０１によって濃インクドット１０２の周囲濃度は高くなっている。ドットの粒状性は、白地に対して点在する孤立ドットの視認性が最も大きな要因となることから、図示の中間濃度部のように、淡インクドット１０１と組み合わせて濃インクドット１０２を打滴することで（濃淡のインクドットを混在させることで）、濃インクドットの粒状感は低減される。

また、本装置が出力可能な最高濃度（Ｄmax濃度；図８の８階調）を記録する際には、濃インクのみが用いられる。濃インクの色材濃度を十分に高くする（６質量％以上、２０質量％以下とする）ことにより、白地が現れないような必要最小限の重なり方の打滴で、品質上十分な濃度値を実現することができるようになる。また、その際のドット径（第2のドット径に相当）を大きくすることが単位面積あたりの必要打滴数を減らすことになる。つまり、高色材濃度のインクを用い、ドット径を広くすることにより、従来と比較してＤmax時のインク打ち込み量を減らすことができる。これにより、コックリングを抑制できるとともに、印字後の乾燥・定着処理を効率化することができる。

〔他の実施形態〕
図９は本発明の他の実施形態に係るインクジェット記録装置の全体構成図である。同図中、図１に示した構成と同一又は類似する要素には同一の符号を付し、その説明は省略する。

図９に示したインクジェット記録装置１１０は、印字部１２の最上流に処理液付着手段としての吐出ヘッド（以下、処理液用ヘッドという。）１３を備えており、インク吐出用のヘッド１２Ｋ，１２Ｃ，１２ＬＣ，１２Ｍ，１２ＬＭ，１２Ｙによるインク打滴前に、先行する（上流の）処理液用ヘッド１３によって予め記録紙１６の印字面に処理液を付着させる構成となっている。また、印字部１２の後段（下流）に記録紙１６上のインク溶媒を吸収除去する手段としての溶媒吸収ローラ１９が配設されている。

処理液用ヘッド１３の構造は、図示しないが、図２乃至図５で説明したインク吐出用のヘッド５０の構造と概略共通している。ただし、処理液は、記録紙１６上においてインクが打滴される領域に略一様（略均一）に付着させればよいため、インクに比べると高密度ドット形成は要求されない。したがって、図９の処理液用ヘッド１３はインク吐出用のヘッド５０に比べて、ノズル数を少なく（ノズル密度を低く）した構成も可能である。また、処理液用ヘッド１３のノズル径をインク吐出用のヘッド５０のノズル径よりも大きくする構成も可能である。

処理液貯蔵／装填部１５は、処理液を貯蔵する処理液タンクを有し、該タンクは適宜の管路を介して処理液用ヘッド１３と連通されている。処理液タンクから供給された処理液は処理液用ヘッド１３から液滴として吐出される。処理液貯蔵／装填部１５は、処理液の残量が少なくなるとその旨を報知する報知手段（表示手段、警告音発生手段）を備える。
このインクジェット記録装置１１０で用いるインクとしては、例えば、負に荷電した界面活性イオンを含む重合体であるアニオン性ポリマーを含んだ色インクが用いられる。また、処理液には、例えば、正に荷電した界面活性イオンを含む重合体であるカチオン性ポリマーを含んだ透明な反応促進剤が用いられる。

インクと処理液を混合すると、化学反応によってインク中の色材の不溶化及び／又は定着反応が進行する。「不溶化」という用語には、例えば、溶媒中から色材が析出・沈殿する現象や、色材が溶解した液が固体相に変化（凝固）する現象、液が増粘、硬化する現象などが含まれる。また、「定着」には、色材が記録紙１６の表面に保持される態様と、色材が記録紙１６の内部に浸透して保持される態様、或いはこれらの組み合わせの態様がある。

なお、インク及び処理液のそれぞれの組成や反応に寄与する物質の濃度等を調節することによって反応速度や各液の物性（表面張力や粘度など）を調整することができ、所望のインクの不溶性及び／又はインクの定着性（硬化速度、定着速度など）を実現させることができる。

具体的な例を挙げると、本例で用いる処理液は、溶媒としての水、界面活性剤、保湿剤、カチオンポリマー、色材凝集剤（例えば、ｐＨ調整剤又は多価金属塩）を含む。

また、本例で用いるインクは、溶媒としての水、色材（顔料又は染料）、界面活性剤、及び保湿剤を含んで構成される。なお、更にアニオンポリマーを含む構成も可能である。一般に、色材（顔料又は染料）は、溶媒（水）中でマイナスイオン（アニオン）となるため、顔料又は染料自体が処理液中のカチオンポリマーと反応する反応物質となり得る。

処理液に含まれるカチオンポリマーの材料例としては、ポリアリルアミン、ポリアミンスルホン、ポリビニルアミン、キトサン、及びこれらの酸による中和物等を用いることができる。

ｐＨ調整剤の材料例としては、無機酸（塩酸、硫酸、リン酸等）、有機酸（カルボン酸、スルホン酸などを含有する酸が好ましく、より具体的には、酢酸、メタンスルホン酸等）を用いることができる。

多価金属塩としては、各種多価金属イオン、アルミニウム、カルシウム、マグネシウム、鉄、亜鉛、錫等を用いることができる。

また、必要に応じてインクに付加されるアニオンポリマーの材料例としては、ポリアクリル酸、セラック、スチレン−アクリル酸共重合物、スチレン−無水マレイン酸共重合物等を用いることができる。

処理液とインクを反応させる２液混合系の本例のインクジェット記録装置１１０で使用する濃インクと淡インクのインク特性の条件は、既に述べたとおりである。ただし、接触角の条件については、処理液の上にインクが打滴されることから、処理液に対するインクの接触角について以下条件とする。

すなわち、処理液に対する淡インクの接触角は、同処理液に対する濃インクの接触角よりも大きいものとする。このような条件を満たす淡インク、濃インクを用いることによって、淡インクの記録ドット径を濃インクの記録ドット径よりも小さくすることができる。
溶媒吸収ローラ１９は、その表面が多孔質部材１９Ａで構成されており、当該インクジェット記録装置１１０が対象とする記録紙１６の最大幅に対応する長さを有している。当該溶媒吸収ローラ１９の回転軸１９Ｂは、記録紙１６の搬送方向と直交する方向（主走査方向）に沿って配置されている。

なお、溶媒吸収ローラ１９は、１本の（単一の）長尺ローラ部材によって記録紙１６の全幅に対応する長さを実現してもよいし、記録紙１６の搬送方向と略直交する方向（主走査方向）に沿って複数個のローラモジュールに分割し、これらを並べて所要の長さを実現してもよい。また、記録紙１６の搬送方向に沿って複数列の溶媒吸収ローラを配置する構成も可能である。

図９には示されていないが、記録紙１６の記録面に対して溶媒吸収ローラ１９を上下させるための上下機構が設けられており、溶媒吸収ローラ１９の上下位置（記録紙１６への当接圧又は記録紙１６とのクリアランス量）が調整される。

溶媒吸収ローラ１９を記録紙１６上のインクに接触させながら記録紙１６を搬送方向に移動させることで、多孔質部材１９Ａの毛細管力により、記録紙１６上の溶媒（色材と分離された溶媒）が溶媒吸収ローラ１９に吸収される。回転軸１９Ｂを中心に回動自在に支持された溶媒吸収ローラ１９は、記録紙１６の搬送速度に合わせて、記録紙１６との相対速度が０となるように回動することができ、インクの擦れによる画像の乱れを防いでいる。こうして、溶媒吸収ローラ１９によって余分な溶媒が除去されたインクは、色材同士の結合力が増し、記録紙１６に定着される。

図１０は図９に示したインクジェット記録装置１１０のシステム構成を示す要部ブロック図である。図１０中図７に示した構成と同一又は類似する要素には同一の符号を付し、その説明は省略する。

図１０に示したように、本実施形態に係るインクジェット記録装置１１０のプリント制御部８０は、入力画像に基づいて処理液用ヘッド１３の吐出データを生成する処理液吐出データ生成部８０Ｃと、処理液用ヘッド１３の駆動波形データを生成する駆動波形データ生成部８０Ｄと、を有し、システムコントローラ７２の制御に従って処理液の吐出駆動用の制御信号を出力する吐出制御手段として機能する。

処理液吐出データ生成部８０Ｃは、画像メモリ７４内に取り込まれた入力画像データ（多値の入力画像のデータ）から処理液吐出（打滴）制御用の信号を生成するための各種加工、補正などの処理を行う信号処理手段である。処理液吐出データ生成部８０Ｃは、インク吐出データ生成部８０Ａにて生成される各色インクのドットデータに基づいて、処理液のドットデータを生成する処理を行う。この処理液吐出データ生成部８０Ｃで生成された処理液吐出データはスイッチＩＣ９５の制御に用いられる。

処理液用の駆動波形データ生成部８０Ｄ、ヘッド駆動回路９４及びスイッチＩＣ９５の構成は、インク用の駆動波形データ生成部８０Ｂ、ヘッド駆動回路８４及びスイッチＩＣ８５の構成と同様である。

処理液吐出データ生成部８０Ｃで生成された処理液吐出データに基づいてスイッチＩＣ９５におけるスイッチ素子のオン／オフが制御され、インク打滴領域に対応する記録紙１６上の領域に処理液が打滴される。

処理液用ヘッド１３の駆動波形とインク吐出用のヘッド５０の駆動波形とを異ならせる場合には、図１０のように、別々に駆動波形データ生成部８０Ｂ，８０Ｄ及びヘッド駆動回路８４，９４を設ける構成とするが、処理液用ヘッド１３の駆動波形とインク吐出用のヘッド５０の駆動波形とを共通化する構成も可能である。この場合は、処理液用の駆動波形データ生成部８０Ｄとヘッド駆動回路９４を省略して、インク用の駆動波形データ生成部８０Ｂとヘッド駆動回路８４を処理液用に兼用する態様が可能である。

処理液用ヘッド１３から吐出した処理液の上に、インク吐出用のヘッド５０からインクを打滴し、記録紙１６上で処理液とインクを混合すると、処理液中のカチオンポリマーと、インク中のアニオン性物質（アニオン基を有する色材やインク液に添加されたアニオンポリマーなど）との化学反応によって、極めて短時間に液界面にポリマー膜が形成される（第１の反応）。この第１の反応で形成された膜によって、隣接ドットの合一化及び記録媒体上でのインクの移動が防止される。また、第１の反応後又はこれと並行して色材凝集剤による反応が進むと、処理液中の色材凝集剤の作用によって色材が凝集し、その色材凝集物が記録紙１６側に沈降して色材と溶媒とが分離される（第２の反応）。

こうして、記録紙上のインク液滴内で色材凝集物と溶媒とが分離し、当該分離した状態で溶媒吸収ローラ１９によって溶媒を吸収する。このとき、ドットの周りには膜が形成されているため、溶媒吸収ローラ１９が溶媒層に接触して溶媒を吸収する際に、色材が移動せず（溶媒吸収ローラ１９に色材が付着するのを防止することができ）、画像の乱れが発生しない。

システムコントローラ７２は、記録紙１６の厚みや浸透速度特性などに応じて溶媒吸収ローラ駆動部９６を制御して、溶媒吸収ローラ１９の上下位置（記録紙１６への当接圧又は記録紙１６とのクリアランス量）並びに回転速度を適切に制御する。溶媒吸収ローラ駆動部９６は、記録紙１６の記録面に対する溶媒吸収ローラ１９の位置並びに回転速度を調節するための手段であり、溶媒吸収ローラ１９を上下移動させる上下機構と、その機構を電動で駆動するための動力源となるモータ（アクチュエータ）及びドライバ、並びにモータの駆動力を上下機構に伝達する動力伝達機構（ベルト、プーリー又はギア、若しくはこれらの適宜の組み合わせなど）、溶媒吸収ローラ１９を回転させるための動力源となるモータ及びドライバ、動力伝達機構等を含んで構成される。

システムコントローラ７２の制御によって溶媒吸収ローラ１９の位置（記録紙１６の記録面に直交する方向の相対位置）を調整することによって、記録紙１６との接触圧力や記録紙１６とのクリアランスを可変させることができる。複数個のローラモジュールを有する構成の場合は、各ローラモジュールについて上下位置を制御するための機構を設ける態様が好ましい。

このように本実施形態に係るインクジェット記録装置１１０によれば、２系統の反応を利用したことによって、着弾干渉を回避すると同時に、画像の乱れを防止しつつ記録媒体上の溶媒を確実かつ迅速に除去することができる。また、低濃度部の粒状感を低減可能であるとともに、従来と比較してＤmax時のインク打ち込み量を減らすことができるため、溶媒除去処理も容易である。

図９及び図１０で説明したインクジェット記録装置１１０では、溶媒を吸収除去するための手段として、多孔質部材１９Ａから成る溶媒吸収ローラ１９を用いたが、溶媒吸収手段の形状は、ローラ状に限定されるものでなく、ベルト状であってもよい。

図９及び図１０で説明した実施形態では、印字部１２の上流に１つの処理液用ヘッド１１を配置したが（図９参照）、本発明の実施に際して、処理液用ヘッドの配置形態はこの例に限定されず、印字部１２における各色ヘッド間の少なくとも１箇所に処理液吐出ヘッドを付加する構成も可能である。もちろん、各色ヘッド１２Ｋ，１２Ｃ，１２ＬＣ，１２Ｍ，１２ＬＭ，１２Ｙの上流側（前段）にそれぞれ、インクと反応する処理液を吐出するための処理液用ヘッドを配置する構成も可能である。

また、図９及び図１０で説明した実施形態では、処理液を付与する手段としてインクジェット方式による吐出ヘッドを用いたが、これに代えて、又はこれと併用して、ローラ、刷毛、ブレードなどの部材を用いて記録媒体上に処理液を塗布する手段を用いることも可能である。

なお、処理液用ヘッド（吐出ヘッド）を用いて処理液を付着させる構成の場合、画像データに基づいて、記録媒体上の必要な範囲に（例えば、インクによる描画箇所に限って）選択的に処理液を付着させることができるため、ローラ等による塗布手段と比較して、処理液の消費量を低減できる。

一方、処理液塗布ローラ等の部材を用いて処理液を塗布する手段は、インクジェット方式の吐出ヘッドでは吐出が困難なレベルの高粘度の液を取り扱うことができるとともに、多くの液量を短時間で付着させることができるという利点がある。

上記各実施形態では、記録媒体の全幅に対応する長さのノズル列を有するページワイドのフルライン型ヘッドを用いたインクジェット記録装置を説明したが、本発明の適用範囲はこれに限定されず、短尺の記録ヘッドを往復移動させながら画像記録を行うシャトルヘッドを用いるインクジェット記録装置についても本発明を適用可能である。

本発明の実施形態に係るインクジェット記録装置の全体構成図 図１に示したインクジェット記録装置のヘッドの構成例を示す平面透視図 フルライン型ヘッドの他の構成例を示す図 図２中の４−４線に沿う断面図 図２に示したヘッドのノズル配列を示す拡大図 本例のインクジェット記録装置におけるインク供給系の構成を示した概要図 本例のインクジェット記録装置のシステム構成を示す要部ブロック図 本実施形態による階調記録の例を示す図 本発明の他の実施形態に係るインクジェット記録装置の全体構成図 図９に示したインクジェット記録装置のシステム構成を示す要部ブロック図

符号の説明

１０…インクジェット記録装置、１２…印字部、１２Ｋ，１２Ｃ，１２ＬＣ，１２Ｍ，１２ＬＭ，１２Ｙ…ヘッド、１３…処理液用ヘッド、１４…インク貯蔵／装填部、１５…処理液貯蔵／装填部、１６…記録紙、５０…ヘッド、７２…システムコントローラ、８０…プリント制御部、８０Ｂ…駆動波形データ生成部、８４…ヘッド駆動回路、８５…スイッチＩＣ、１０１…淡インクドット、１０２…濃インクドット

Claims (11)

1. 同色系で色材濃度の異なる複数のインクのうち相対的に色材濃度の低い第１のインクを吐出する第１の吐出手段と、
   前記同色系で色材濃度の異なる複数のインクのうち前記第１のインクよりも相対的に色材濃度の高い第２のインクを吐出する第２の吐出手段と、
   を有し、前記第１の吐出手段から打滴される第１のドット径が前記第２の吐出手段から打滴される第２のドット径よりも小さいことを特徴とするインクジェット記録装置。
2. 前記第１のインクの表面張力が前記第２のインクの表面張力よりも大きい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。
3. 記録媒体に対する前記第１のインクの接触角が、前記記録媒体に対する前記第２のインクの接触角よりも大きいことを特徴とする請求項１又は２記載のインクジェット記録装置。
4. 前記第１のインクの粘度が前記第２のインクの粘度よりも大きいことを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載のインクジェット記録装置。
5. 前記第１のインク及び前記第２のインクの色材を不溶化させる、又は色材の拡散を防止する処理液を記録媒体に付着させる処理液付着手段を備えたことを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載のインクジェット記録装置。
6. 前記記録媒体上に付着させた処理液に対する前記第１のインクの接触角が、前記記録媒体上に付着させた処理液に対する前記第２のインクの接触角よりも大きい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。
7. 前記第１のインクと前記第２のインクに添加する界面活性剤の種類を異ならせることにより、前記第１のドット径を前記第２のドット径よりも小さくしたことを特徴とする請求項２、３又は６記載のインクジェット記録装置。
8. 前記第１のインクと前記第２のインクに添加する界面活性剤の添加量を異ならせることにより、前記第１のドット径を前記第２のドット径よりも小さくしたことを特徴とする請求項２、３、６又は７の何れか１項に記載のインクジェット記録装置。
9. 前記第１のインクの色材濃度は１〜５質量％であり、前記第２のインクの色材濃度は６〜２０質量％であることを特徴とする請求項１乃至８の何れか１項記載のインクジェット記録装置。
10. 前記第１のドット径のドット及び前記第２のドット径のドットを打滴するために前記第１の吐出手段及び前記第２の吐出手段にそれぞれ同じ駆動波形の駆動信号を印加する駆動信号印加手段を備えたことを特徴とする請求項１乃至９の何れか１項に記載のインクジェット記録装置。
11. 同色系で色材濃度の異なる複数のインクを用いて記録媒体に画像を形成するインクジェット記録方法であって、
    前記同色系で色材濃度の異なる複数のインクのうち相対的に色材濃度の低い第１のインクによって形成される第１のドット径を、前記同色系で色材濃度の異なる複数のインクのうち前記第１のインクよりも相対的に色材濃度の高い第２のインクによって形成される第２のドット径よりも小さくすることを特徴とするインクジェット記録方法。

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