JP2002192724A - インクジェットプリンタ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ＢＪラインヘッドの印刷データに依存した局
所的な熱膨張によるインク吐出ノズルのピッチ変化を原
因とした、画像の局所的な伸びによる画像歪みと複数ラ
インヘッド間におけるノズルピッチの不一致による色再
現性の低下を防ぐこと。 【解決手段】 ＢＪラインヘッド内の熱膨張を均一にす
る為の熱伝導体をラインヘッドに付属又は内蔵する。Ｂ
Ｊラインヘッド間の熱膨張を均一にする為の熱伝導体を
ラインヘッド間に設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、熱制御方式のイン
クジェットプリンタに関するものである。特にラインヘ
ッドを用いた場合のインクジェットプリンタに関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】インクジェット方式プリンタにおいて、
印刷ヘッド内に設けたインク吐出ノズル内のインクに熱
を与えて、気泡を発生させて押し出す形でインクを吐出
させる方式のものがある。

【０００３】この方式では印刷ヘッド全体または全イン
ク吐出ノズルに対して予熱を行い、印刷データに基づい
てインクを吐出させるノズルにのみ、更に熱を与えて気
泡を発生させインクを吐出させて印刷媒体にインク液滴
を配置している。

【０００４】吐出時に各ノズル毎に設けられたヒーター
によりインクに与えられた熱は、吐出後はヘッドの熱伝
導体を通じて放散し、また吐出されたインク自体が運び
去る。

【０００５】インク吐出後には吐出に要した熱が速やか
に放散されて吐出前の温度状態に戻ることが望ましい。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、実際に
は吐出時の熱が蓄積されて、その後の動作に様々な悪影
響を及ぼしている。

【０００７】プリンタの高解像度化・高速化に伴い、印
刷ヘッド当たりのノズル数が増加することにより、ノズ
ル毎に設けられたヒーターも増加し、吐出に要する熱量
も増え、印刷ヘッドに蓄積される熱の量も増大してい
く。

【０００８】なかでも、インク吐出ノズルを多数形成し
たラインヘッドを用いた場合、この熱により、インク吐
出ノズルを形成しているヘッド及びヘッドの碁盤となる
ベースプレートが膨張して伸びることによりインク吐出
ノズルの間隔が拡がり、ノズルピッチが変化して所望の
画素位置にインクを配置できなくなり画像品位が低下す
るという問題があった。

【０００９】このノズルピッチの変化については全ノズ
ルピッチが一様に変化すればそれはただ単に画像サイズ
の変化としてあらわれるのみで、変化量が小さい場合に
は特に絶対的な精度を問題としない限りにおいて、看過
できるのであるが、ヘッドの各部に対して一様に熱が与
えられるような画像は希であり、印刷データによってよ
く使われるノズルとそうでないノズルとが発生する。よ
く使われるノズルについては、発生した熱を放散するの
が間に合わなくなる為、熱が蓄積され、その結果、熱膨
張してノズルピッチの変化を引き起こし、印刷媒体上に
形成される画像が変形するという不具合があった。

【００１０】又、単一のヘッドでは無く、複数のヘッド
を用いて多色刷りを行う場合においては、各色の画像デ
ータが異なるのが一般的であるため、各色間で各ノズル
の使用頻度分布も異なり、各ヘッド間の熱蓄積分布も異
なり、ノズルピッチの変化の状態も異なり、この結果各
色間のインク配置位置がずれることによって、色の重ね
がうまくいかず、所望の色表現が得られないという問題
があった。

【００１１】つまり、問題は３つある。一つ目はヘッド
の全体的な温度上昇によりヘッドが熱で膨張しノズルピ
ッチが拡がり、絶対的な精度がでないこと。

【００１２】二つ目は印刷データの偏在によりヘッドが
局所的に温度上昇して膨張し、局所的にノズルピッチが
拡がり、印刷画像が歪むこと。

【００１３】三つ目は複数のラインヘッドを用いて多色
重ね刷りを行う場合に、複数のラインヘッド間で膨張箇
所が異なるため、インクドットの重ね位置がずれて、所
望の色味が得られず、画像品位が低下すること。

【００１４】図２は４色（ＫＣＭＹ）の重ね刷りを行う
カラーインクジェットプリンタで、ラインヘッドを用い
た場合のヘッドとノズル位置と紙の位置関係をあらわし
た図である。

【００１５】上から順にＫヘッド（黒インク用ヘッ
ド）、Ｃヘッド（シアンインク用ヘッド）、Ｍヘッド
（マゼンタインク用ヘッド）、Ｙヘッド（イエローイン
ク用ヘッド）である。

【００１６】各ヘッド内の○はインク吐出ノズルの位置
をあらわしている。ヘッドを取り囲む大きな四角が紙
で、ヘッドは位置を固定されており、紙だけが図の上か
ら下へ向かって移動する。

【００１７】印刷を行う場合、移動する紙の上にＫＣＭ
Ｙの順にインクを重ねていく。この図では熱によるヘッ
ドの伸びはない。

【００１８】図３は熱によってヘッドが局所的に伸びた
場合の各ヘッドとノズル位置と紙との位置関係の図であ
る。紙を基準にして見ると各ヘッドが伸びた様子がわか
る。○で囲った部分がヘッドが局所的に伸びたところで
ある。ノズルピッチが拡がっている様子が示されてい
る。

【００１９】Ｋヘッドに着目すると紙面左側でノズル間
隔が拡がっている。この状態でインクを吐出するとこの
部分のインクドット配置が拡がり印刷画像が歪む。また
各ヘッド間ではヘッドの伸び方が異なる為、各ヘッド間
のノズル関係の対応が崩れている。このためＫＣＭＹの
順に同じ位置に色を重ねたいところであるが対応するド
ットで色が重ならなくなるので所望の色味を表現できな
くなり、画像品位の低下を招く。

【００２０】

【課題を解決するための手段】本発明は上記の問題点の
うち二つ目と三つ目の問題を解決するためのものであ
る。その原理は画質の低下を引き起こすヘッドの局所的
な熱膨張を防ぐ為、ヘッドの熱膨張を一様化させること
により、画質の改善を図るものである。

【００２１】二つ目の問題についてはヘッド内での温度
分布を均一にすること、三つ目の問題については複数ヘ
ッド間での温度分布を均一にすることで解決が図れる。

【００２２】その為の手段として単一ヘッド内で局所的
に発生した熱を速やかにヘッド内に分散させ、温度勾配
を緩やかにし望ましくは無くす。

【００２３】熱伝導度媒体をラインヘッドのノズルをよ
けた部分に密着配置することにより、温度の高い部分の
熱を吸収し、温度の低い部分へ熱を移動させる。

【００２４】同様にして複数ヘッド間での熱平衡を図る
為、全ヘッドに対して熱伝導度媒体を密着配置して一体
化させる。具体的には従来知られているヒートパイプを
用いてこれを密着させる。

【００２５】図４は各ヘッドの伸びを一様化した場合の
ヘッドとノズル位置と紙との位置関係をあらわした図で
ある。ヘッドの伸びが一様化している為、ノズルピッチ
も一様に拡がっており、また各ヘッド間で対応するノズ
ルの位置関係も保たれている。

【００２６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の各実施の形態を図
面に基づき説明する。

【００２７】(第１の実施の形態)図１は本発明の第１の
実施の形態の説明図であり、１Ｋ、１Ｃ、１Ｍ、１Ｙは
熱制御方式のインクジェットプリンタのラインヘッド
で、それぞれ印刷の４原色であるブラック、シアン、マ
ゼンタ、イエロー用のヘッドとなっている。２Ｋ、２
Ｃ、２Ｍ、２Ｙはそれぞれのラインヘッドに密着して取
り付けられた熱伝導体である。

【００２８】図３で示した様に印刷データに基づいてイ
ンクを吐出し記録を行うノズルを中心として発生した熱
がノズル形成部を支持しているベースプレートを経由し
て放散するのであるが熱伝導体なしではベースプレート
内にその熱が行き渡りにくく局所的に熱せされるためベ
ースプレートの局所的な伸びを引き起こしベースプレー
ト上に形成されたノズルピッチの拡大を引き起こす。

【００２９】各ヘッドのベースプレートに熱伝導体を密
着またはベースプレートを貫通させる形で配置すること
により、ベースプレート内に局所的に発生した熱が行き
渡り、ベースプレート内の温度分布が均一化してベース
プレートの伸びを均−化させてノズルピッチを均一にす
る。

【００３０】この熱伝導体については速やかに熱を伝え
るものであれば特に制限を設けない。水やその他の液体
・金属等を使用してよい。ヒートパイプ等を利用しても
よい。

【００３１】(第２の実施の形態)図５は本発明の第２の
実施の形態の説明図であり、１Ｋ、１Ｃ、１Ｍ、１Ｙは
図１と同じであるが、ラインヘッドに対して熱伝導体３
を直交する位置に配置した場合である。

【００３２】各ヘッド間のヘッドの伸びのバラツキを均
−化して、各色間の色重ね位置を揃えることを目的とし
ており、熱の蓄積量が比較的大きく、伸びが大きいヘッ
ドから伸びの小さいヘッドヘ熱を移動させ伸び量を揃え
るものである。

【００３３】(第３の実施の形態)図６は本発明の第３の
実施の形態の説明図であり、第１の実施の形態と第２の
実施の形態を複合させた場合である。

【００３４】１Ｋ、１Ｃ、１Ｍ、１Ｙ、２Ｋ、２Ｃ、２
Ｍ、２Ｙは図１と同じである。

【００３５】４は熱伝導体で熱伝導体２Ｋ、２Ｃ、２
Ｍ、２Ｙと直行して接合されている。２Ｋ、２Ｃ、２
Ｍ、２Ｙで各ヘッド内の温度を均一化させ、４で各ヘッ
ド間の温度を均一化させる。

【００３６】(第４の実施の形態)図７は本発明の第４の
実施の形態の説明図であり、第１の実施の形態と第２の
実施の形態をそのまま複合させた場合である。

【００３７】(第５の実施の形態)図８は本発明の第５の
実施の形態の説明図であり、第４の実施の形態において
ラインヘッドに直交する熱伝導体３を細くしたものであ
る。

【００３８】図７においてラインヘッドに直交する熱伝
導体３を剛体とした場合、ヘッドの伸びによりヘッドと
熱伝導体の接合部にはストレスがかかるが熱伝導体３を
細くして柔軟にすることにより、ストレスがかかりにく
い構成とする。

【００３９】(第６の実施の形態)図９は本発明の第６の
実施の形態の説明図であり、熱伝導体５を面構成にした
ものである。熱伝導体を面構成にすることにより、熱の
移動経路の自由度が増し各ヘッド内、各ヘッド間で熱移
動が容易になり、温度分布の均−化が行われやすい。

【００４０】この場合、各ヘッド間の伸びが異なるので
ヘッドと熱伝導体を堅く接合するとストレスを受けやす
くなるので、ヘッドと熱伝導体は密着させるにとどめて
固定しない。

【００４１】(第７の実施の形態)図１０と図１１は本発
明の第７の実施の形態の説明図であり、図１０は各ヘッ
ドの片側端部をヘッド固定部材６に接合することにより
ヘッドを片側で固定した場合である。片側で固定した場
合は固定した側でのヘッドの伸びによるノズルピッチの
拡大の影響は少ないが、反対側の自由端側におけるノズ
ルピッチの拡大が最大となる。

【００４２】図１１は各ヘッドの中央部を熱伝導体を兼
ねたヘッド固定部材６で接合したものであり、各ヘッド
は中央部を基準として両側に伸びるのでノズルピッチの
拡大の影響が図１０の場合と比べて最大１／２以下に抑
えられる。

【００４３】図１１においては熱伝導体３はヘッドに接
合されておらず密着しているだけでヘッドの伸びには影
響されない。

【００４４】

【発明の効果】以上説明した様に、本発明によれば、Ｂ
Ｊラインヘッド内の熱膨張を均一にする為の熱伝導体を
ラインヘッドに付属または内蔵したことにより、画像の
局所的な伸びによる画像歪みを防ぐ効果がある。

【００４５】また本発明によれば、ＢＪラインヘッド間
の熱膨張を均一にする為の熱伝導体をラインヘッド間に
設けたことにより、複数ラインヘッド間におけるノズル
ピッチの不一致による色再現性の低下を防ぐ効果があ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の第１の実施の形態の説明図

【図２】 ４色（ＫＣＭＹ）の重ね刷りを行うカラーイ
ンクジェットプリンタで、ラインヘッドを用いた場合の
ヘッドとノズル位置と紙の位置関係をあらわした図

【図３】 熱によってヘッドが局所的に伸びた場合の各
ヘッドとノズル位置と紙との位置関係の図

【図４】 各ヘッドの伸びを−様化した場合のヘッドと
ノズル位置と紙との位置関係をあらわした図

【図５】 本発明の第２の実施の形態の説明図

【図６】 本発明の第３の実施の形態の説明図

【図７】 本発明の第４の実施の形態の説明図

【図８】 本発明の第５の実施の形態の説明図

【図９】 本発明の第６の実施の形態の説明図

【図１０】 本発明の第７の実施の形態の説明図

【図１１】 本発明の第７の実施の形態の説明図

【符号の説明】

１・・・ラインヘッド ２・・・熱伝導体 ３・・・熱伝導体 ４・・・熱伝導体 ５・・・熱伝導体 ６・・・ヘッド固定部材

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 熱制御によってインクを吐出させるライ
   ンヘッドを用いたインクジェットプリンタにおいて、ヘ
   ッド内の温度分布を均一にさせる機構を設けた事を特徴
   とするインクジェットプリンタ。
2. 【請求項２】 熱制御によってインクを吐出させるライ
   ンヘッドを用いたインクジェットプリンタにおいてヘッ
   ド間の温度分布を均一にさせる機構を設けた事を特徴と
   するインクジェットプリンタ。