JP4042084B2

JP4042084B2 - Inkjet recording head

Info

Publication number: JP4042084B2
Application number: JP23354299A
Authority: JP
Inventors: 剛裕山田; 広臣小沢; 誠黒沢; 俊孝小川; 悟飛田; 治町田; 勝則川澄; 仁司木田; 守岡野
Original assignee: リコープリンティングシステムズ株式会社
Priority date: 1999-08-20
Filing date: 1999-08-20
Publication date: 2008-02-06
Anticipated expiration: 2019-08-20
Also published as: JP2001058422A

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明はインクジェット記録装置の記録ヘッドに関し、特に記録用紙に対する相対的な一回の走査で、幅の広い多色の帯状記録が可能な多色記録用長尺インクジェット記録ヘッドに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来技術による連続紙向けシリアル走査型インクジェット記録装置では、連続記録用紙（以下連続紙という）の連続方向（副走査方向）と交叉する横方向（用紙幅方向）に、多色（例えばシアン、マゼンタ、イエロー、ブラックの４色）インクを噴射しながら記録ヘッドを移動（主走査方向）して複数の多色主走査線からなる一行分の帯状多色画像を記録し、その後副走査方向に記録紙を所定量紙送りし、続いて次の行の帯状多色画像を主走査して記録する。そして、この主走査と副走査を繰り返すことにより、多色画像を記録する。
【０００３】
このようなシリアル走査型インクジェット記録装置において記録速度を上げるためには、記録ヘッドの主走査一回当たりに記録できる帯状多色記録の各色の主走査線の数を増やす必要があり、このためには多数のノズル孔を含む多色用ノズルセルを配置した多色記録用長尺記録ヘッドが使用される。
【０００４】
更に、高速のインクジェット記録装置の場合、連続紙の幅方向いっぱいに、記録に必要な走査線数分のノズル孔を有する各色用ノズルセルを配置した長尺の多色記録用ライン記録ヘッドが使われる。
【０００５】
このような長尺記録ヘッドを実現する方法としては、多数の各色用ノズルセルをライン状に各色毎に列状に形成する方法があるが、この方法では一般に製造の歩留まりが悪い。また、多くのノズルセル中に一つでもインク吐出特性のばらついているものがあると、これによる記録ドットが印刷品質の劣化を顕著に引き起こす可能性が高い。
【０００６】
そこで他の長尺記録ヘッドを実現する方法として、製造歩留まりの良い短尺の記録ヘッドモジュールを並べて組み合わせる方法がある。この方法による長尺記録ヘッドは、例えば特公平０３−５９９２号公報に開示されている。そして、多色印刷の場合、各色毎にこのような長尺記録ヘッドを用意し、これを主走査方向に並べる方法がとられている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
前述した短尺の記録ヘッドのモジュールを複数並べて組み合わせる方法は、製造歩留まりを向上させることができるため、コスト低減が可能ではあるが以下の問題点があった。
【０００８】
図４は従来構成（左図）を示したものであり、２色の印刷を行う記録ヘッドである。記録ヘッドの副走査方向へのノズル孔の連続性を実現するため、記録ヘッドの幅方向に記録ヘッドモジュール１を複数配列したサブ記録ヘッドモジュールSを１グループとし、これをその幅以上に離して千鳥状に交互に配置する方式が採用されている。なお、この千鳥状配列は各色毎に個別に行われている。
【０００９】
しかしながら、このようなサブ記録ヘッドモジュールＳの千鳥状の配列では、記録ヘッドの主走査方向の幅（Ｌｊ）が実装上大きくならざるを得ず、これにより主走査方向のノズル孔の配列幅も広くなってしまう。特に４色印刷用の記録ヘッドにおいては、各色毎に千鳥状配列を行うため、その幅はかなり広くせざるを得ない。これにより、連続紙と記録ヘッドとの相対移動速度の変動によっては記録ドット位置の着地位置にバラツキが生ずるという問題が発生する。
【００１０】
一方、高解像度の記録ヘッドを得るためには、記録ヘッドモジュール１を多数組み合わせてサブ記録ヘッドモジュールＳを作る必要があり、これによってサブ記録ヘッドモジュールＳの幅が大きくなることから、最終的に主走査方向の配列幅（Ｌｊ）が大きくなって主走査方向のノズル孔の配列間隔も大きくなるため、記録ドットの着地位置のバラツキは更に深刻なものとなる。
【００１１】
更に、上述したノズル孔の配列幅の広い記録ヘッドは、着地位置バラツキの問題の他に記録速度についても問題がある。特に、シリアル走査型のプリンタでは深刻である。
【００１２】
すなわち、シリアル走査型インクジェットプリンタで所定記録紙幅の記録を行う場合、特に主走査方向のノズル孔の配列幅が大きい記録ヘッドで記録紙幅の両端まできちんと印刷を行うためには、その配列幅分余計に主走査することが必要になるからである。
【００１３】
本発明は従来の以上のような問題点を解決するもので、その目的とするところは、主走査方向へのノズル孔の配列幅広がりを押さえた多色記録用長尺記録ヘッドを実現し、高品質・高速記録が可能な、記録ヘッドを製造歩留まりよく提供することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するための本発明の第1の構成は、ｎ個のノズル孔をノズルピッチＰoで列状に配置し、このノズル列と直角方向の幅がｔの複数のリニア記録ヘッドモジュールを印刷すべきｍ種類の色に対応する数だけ備えて配置すると共に、記録用紙上に各色とも走査ピツチＰsの走査線を記録する多色印刷用インクジェット記録ヘッドにおいて、前記各色リニア記録ヘッドモジュールの幅ｔを(ｎ−１)Ａ／２ｍ＜ｔ≦（ｎ／ｍ）Ａとし、かつ前記リニア記録ヘッドモジュールのノズル列を記録ヘッドと記録用紙の相対移動方向となる主走査方向に対してθ＝Ｓｉｎ^-1(Ｐs／Ｐo)に傾けて配置すると共に、同色のリニア記録ヘッドモジュールを前記主走査方向と垂直な方向に間隔ｎＰsで複数個配置し、該間隔ｎＰｓの間に他の（ｍ−１）色のリニア記録ヘッドモジュールを順次配列させたことにある。但し、ｍ、ｎは自然数、Ａ＝Ｐｓ/Ｐｏ（Ｐｏ²−Ｐｓ²）^1/2とする。
【００１５】
また、上記課題を解決するための本発明の第２の構成は、ノズル孔を開口端とするインク加圧室と、該インク加圧室にインクを導くインク流入孔と、該インク流入孔にインクを供給するマニホールドとを備えるノズルセルをノズルピッチＰoで列状にｎ個配置し、このノズルセル列を仮想的なリニア記録ヘッドモジュールとし、該リニア記録ヘッドモジュールを印刷すべきｍ種類の色に対応する数だけ備えて配置すると共に、記録用紙上に各色とも走査ピツチＰsの走査線を記録する多色印刷用インクジェット記録ヘッドにおいて、前記仮想的な各色リニア記録ヘッドモジュールの幅ｔを(ｎ−１)Ａ／２ｍ＜ｔ≦（ｎ／ｍ）Ａとし、かつ前記仮想的なリニア記録ヘッドモジュールのノズル列を記録ヘッドと記録用紙の相対移動方向となる主走査方向に対してθ＝Ｓｉｎ^-1(Ｐs／Ｐo)に傾けて配置すると共に、同色の仮想的なリニア記録ヘッドモジュールを前記主走査方向と垂直な方向に間隔ｎＰsで複数個配置し、該間隔ｎＰｓの間に他の（ｍ−１）色の仮想的なリニア記録ヘッドモジュールを順次配列させたことにある。
【００１６】
上記第１の構成または第２の構成において、前記ノズルピッチＰｏをＰｏ＝ { （ｋ ² + １）Ｐｈ ² } ^1/2 とするとよい。但し、ｋは自然数、Ｐｈは主走査方向への記録ドットピッチの所定値である。
【００１７】
請求項１または２記載のインクジェット記録ヘッドにおいて、
また、好ましくは、所定の色を印刷する前記リニア記録ヘッドモジュールに対し、他の（ｍ−１）色のリニア記録ヘッドモジュールを前記θの傾き方向にｈ・Ｐｏ／ｍだけずらして配置し、各色からなる主走査方向の印刷間隔を等しくするとよい。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一例を図面を参照しながら説明する。
【００１９】
図１は、本発明による２色記録用インクジェット記録ヘッドの斜視図であり、記録紙面に対向して配置する面を上方に向け斜視した図である。
【００２０】
本記録ヘッドは、例えば黒色インク吐出用のリニア記録ヘッドモジュール１Ｘと赤色インク吐出用のリニア記録ヘッドモジュール１Ｙを有し、これら２色のリニア記録ヘッドモジュール１の複数個を交互に、所定の位置関係で並べて保持する枠体２を備える。前記各色のリニア記録ヘッドモジュール１Ｘ、１Ｙはそれぞれ同一構造であって、ｎ個のノズル孔をノズルピッチＰoで列状に配置したノズル列１００を備えている。
【００２１】
図２は、枠体２に配置されたリニア記録ヘッドモジュール１の３列分の部分拡大図であり、ノズル孔配置面から見た平面図である。
【００２２】
リニア記録ヘッドモジュール１Ｘ、１Ｙは、共にノズル孔１０を開口とするｎ個のノズルセル１５０よりなる。このノズルセル１５０は、ノズル孔１０を開口端とするインク加圧室２０、このインク加圧室２０にインクを導くインク流入孔３０、このインク流入孔３０にインクを供給するマニホールド４０を備える。またインク加圧室２０には、インク加圧室２０の体積を記録信号の印加に応じて変化させる圧電素子等の駆動素子（図示せず）が取り付けられている。なお、各構成要素は、例えば図面の垂直方向に立体的に配置・構成されている。また、各ノズルセルの構造は同一である。そして、リニア記録ヘッドモジュール１Ｘには黒色インクが供給され、リニア記録ヘッドモジュール１Ｙには赤色のインクが供給されるようになっている。
【００２３】
各ノズルセルの動作は次の通りである。
【００２４】
例えば、記録時、ノズル孔１０ａからインクを吐出する場合、まず、図示しない駆動素子によって、インク加圧室２０ａの体積を増加させる。これにより、矢印Ａに沿って供給されたマニホールド４０ａ中のインクは、インク流入孔３０ａを通じてインク加圧室２０ａに流れ込む。続いて、駆動素子によりインク加圧室２０ａの体積が減少する。これによりインク加圧室２０ａ中のインクがノズル孔１０ａに向かって矢印Ｂの方向に流れ、ノズル孔１０ａからインクが吐出される。この吐出インクは、記録ヘッドを記録用紙に対して相対的に走査される過程で記録用紙上に飛着され、記録画像を形成することとなる。以上の吐出原理により、リニア記録ヘッドモジュール１Ｘからは黒色インクが記録信号に応じて吐出され、リニア記録ヘッドモジュール１Ｙからは赤色インクが記録信号に応じて吐出され、記録ヘッドが更に記録紙に対して相対的に走査されることで、２色の記録画像が得られる。
【００２５】
図３は本発明による記録ヘッドのリニア記録ヘッドモジュールの大きさと配置に付いて示す説明図である。
【００２６】
リニア記録ヘッドモジュール1Ｘ、１Ｙは夫々幅がｔであり、ｎ個（図３の場合は６個）のノズル孔１０がピッチＰoで配置されている。そして、幅ｔは下記の通り設定する。なお、この式の導出の説明は後述する。
【００２７】
【数１】

【００２８】
更に、このリニア記録ヘッドモジュール１Ｘ、１Ｙは、ノズル列配列方向が主走査方向に対して角度θだけ傾けて配置されている。この傾き角は、θ＝Ｓｉｎ^-1(Ｐs／Ｐo)である。ここで、Ｐsは記録ヘッドの一回の主走査で印刷される走査線のピッチ（解像度）である。また、このように傾けて配置されているリニア記録ヘッドモジュール１ＸはＮ個、副走査方向にｎＰsの間隔で並べられている。更に、各リニア記録ヘッドモジュール１Ｘの間には、Ｎ個のリニア記録ヘッドモジュール１Ｙが個々に配設されている。
【００２９】
上述した本発明記録ヘッドによれば、リニア記録ヘッドモジュール１Ｘの各ノズル孔からの黒色吐出インクによって、ピツチＰsの黒色の走査線が記録可能である。また、リニア記録ヘッドモジュール１Ｙの各ノズル孔からの赤色吐出インクによって、ピツチＰsの赤色の走査線が記録可能である。その記録幅は、ほぼＮ×(ｎ×Ｐs)であり、リニア記録ヘッドモジュール１の配列数Ｎを増やすことによって、長尺記録ヘッドが実現できる。このように、本記録ヘッドにおいては、比較的ノズルセルの小さな、製造歩留まりの良い小型リニア記録ヘッドモジュールで長尺記録ヘッドが構成できるため、全体的に歩留まり良く実現できる。
【００３０】
図４は、本発明による記録ヘッドと、これと同じく走査ピッチＰsの記録を可能にするため、従来の方法でリニア記録ヘッドモジュール１を並べることにより構成した従来記録ヘッドを比較して示したものである。なお、従来のリニア記録ヘッドモジュール１Ｘ、１Ｙと、本発明のリニア記録ヘッドモジュール１のヘッドの大きさ及びインク吐出の特性等は全て同一である。
【００３１】
図において、従来構成による２色（ｍ色）記録用の記録ヘッドでは、走査ピッチＰsを実現するため、主走査方向に記録ヘッドモジュール１Ｘ、１Ｙを夫々２個（ｍ色の場合には２ｍ個）、主走査方向にずらしながら並べた記録ヘッドサブモジュールＳが編成されている。そして、記録ヘッドの長手方向へのノズル孔の連続性を実現するため、記録ヘッドサブモジュールＳを記録ヘッドの幅方向（主走査方向）に、記録ヘッドサブモジュールの幅以上に離して千鳥状に交互に配置した構造となっており、主走査方向のノズル孔の配列幅Ｌｊは大きくなっている。
【００３２】
これに対し、本発明の構成による記録ヘッドにおいては、主走査方向のノズル孔の配列幅Ｌｈは、従来構成の記録ヘッドの主走査方向のノズル孔の配列幅Lｊより狭く、最大約１／２程度まで短縮可能である。
【００３３】
ここで、記録ヘッドモジュール１の幅ｔの上限及び下限の導出方法について説明する。
【００３４】
まず、図３において、三角形Ａと三角形Ｂとは鋭角θを有する相似の直角三角形であるから、ｔ₁／Ｔ₁＝ｙ／Ｐｏとなる。よって、Ｔ₁＝ｔ₁×Ｐｏ／ｙ（式１）となる。一方、鋭角θを有する直角三角形Ｃも三角形Ｂとは相似であるから、ｔ₂／Ｔ₂＝ｙ／Ｐｏとなり、Ｔ₂＝ｔ₂×Ｐｏ／ｙ（式２）が求められる。
【００３５】
ここで、複数色ｍからなる記録ヘッドにおいて、隣接する同色記録ヘッドモジュール１の副走査方向における同位置にあるノズル孔の間の距離は（ｎ／ｍ）Ｐｓであり、この距離が図３のＴ₁＋Ｔ₂よりも小さければ、各記録ヘッドモジュールは隣接して配置されていることとなるので、Ｔ₁＋Ｔ₂≦（ｎ／ｍ）Ｐｓ（式３）となる。また、（式１）及び（式２）より、Ｔ₁＋Ｔ₂＝（ｔ₁＋ｔ₂）×Ｐｏ／ｙ＝ｔ×Ｐｏ／ｙとなるから、これを（式３）に導入すると、ｔ×Ｐｏ／ｙ≦（ｎ／ｍ）Ｐｓ（式４）が求められる。
【００３６】
よって、ｔは下記の通りとなる。なお、ｙ＝（Ｐｏ²−Ｐｓ²）^1/2である。
【００３７】
【数２】

【００３８】
一方、図４に示すように、従来の構成において、記録ヘッドサブモジュールＳは記録ヘッドモジュール１のノズル孔間の距離Ｐｏに対して、走査ピッチＰｓとなるようにＰｏ／Ｐｓ個配列されている。また、千鳥状に隣接配置されている別の記録ヘッドサブモジュールＳとの距離を便宜上ｔ／３とすると、従来構成の記録ヘッドの全幅Ｌｊは２ｍ×Ｐｏ／Ｐｓ×ｔ（式５）となる。
【００３９】
これに対し、本発明の記録ヘッドにおいて、その全幅Ｌｈは（ｎ−１）（Ｐｏ²−Ｐｓ²）^1/2である。この全幅Ｌｊが本発明の構成の記録ヘッドの全幅Ｌｈよりも大きい場合に本発明の構成が有利となるから、２ｍ×Ｐｏ／Ｐｓ×ｔ＞（ｎ−１）（Ｐｏ²−Ｐｓ²）^1/2となり、最終的には下記の通りとなる。
【００４０】
【数３】

【００４１】
そして、〔数２〕と〔数３〕より、記録ヘッドモジュール１の幅ｔの上限及び下限は下記の通りとなる。
【００４２】
【数４】

【００４３】
すなわち、ｔ＝（ｎ／ｍ）Ａでこの短縮率は最大となり、ｔ＝（ｎ−１）Ａ／２ｍにおいて、Ｌ_h＝Ｌ_jとなる。
【００４４】
なお、上述の説明では、記録ヘッドサブモジュールS間と隣接する記録ヘッドモジュールＳとの間の距離lを、ヘッドモジュール１の幅ｔと等しいとしたが、ｌ＝０の時であっても本発明の効果が得られることに変わりはない。
【００４５】
このように本発明の記録ヘッドによれば、主走査方向へのノズル孔の配列幅が狭い記録ヘッドが実現可能であり、主走査の速度変動に伴うインク液滴の着地位置バラツキの問題を軽減できる。また、特にシリアル走査型のプリンタへの適用では、ノズル孔の配列幅の減少分だけ余計に走査することが不要になるため、実質的な記録速度の向上が可能である。
【００４６】
以上の例では、説明図を分かり易くするために記録ヘッドモジュールのノズル孔が６個、ＰoとＰsの比が４：１である場合について述べたが、この値は本発明を限定するものではない。
【００４７】
図５は上述の例の変形例である。すなわち、リニア記録ヘッドモジュール１Ｙをリニア記録ヘッドモジュール１Ｘに対してθ方向にＰｏ／２だけ図面の左下側にずらせて配置させたものである。逆に右上方にずらしてもよい。
【００４８】
本構成では、リニア記録ヘッドモジュール１Ｙが記録する赤色の走査線が、リニア記録ヘッドモジュール１Ｘにより記録される黒色の走査線の間に記録され、赤色と黒色の走査線がピッチＰｒで記録されることとなる。これにより、２色のインクのインク吐出時、あるいは記録紙上での混色を抑制し、記録品質の向上を図ることができる。
【００４９】
図６は、例えばリニア記録ヘッドモジュール1Ｘ、１Ｙのノズル孔ｎが６4個であり、ノズル孔ピッチＰo＝６／３００インチ、厚みｔが５ｍｍの記録ヘッドモジュールをθを約１９．４７°傾け、この記録ヘッドモージュール1Ｘ、１Ｙを複数個並べた例であり、Ｐs＝１／１５０インチで主走査線を記録できる。すなわち、一回の主走査で２色の１５０dpiの記録が可能であり、シリアル走査型のプリンタ用としても使用できるが、記録紙への記録ドット密度Ｐrが１５０dpiの時には、記録用紙幅の長尺ライン記録ヘッドを構成することで、高速ラインプリンタ用の２色記録用長尺記録ヘッドとして好適になる。
【００５０】
また、３００dpiのシリアルプリンタを構成することにより、インターレス走査の工夫が容易となり、画質の向上を達成することが可能となる。
【００５１】
更に、ノズル孔ピッチＰoを下記式の通りとすることにより、主走査方向に３００dpiの記録ドット密度で記録する場合、副走査方向にドットを揃えて記録する際、図２に示すノズルセル１５０の駆動タイミングを揃えることができ、駆動タイミング回路を簡素化することも可能である。なお、ここで、ｋは自然数、Ｐｈは主走査方向への記録ドットピッチの所定値で決まる値であり、ｋ＝６、Ｐｈ＝１／３００インチの場合には約０．５１５ｍｍに設定する。
【００５２】
【数５】

【００５３】
図７は、本発明による３色記録用記録ヘッドの場合のリニア記録ヘッドモジュール１Ｘ、１Ｙ、１Ｚの大きさ及び配置を示す図である。
【００５４】
図において、リニア記録ヘッドモージュール１Ｘ（黒色）、１Ｙ（赤色）、１Ｚ（青色）は幅がｔであり、ｎ個（図３の場合には６個）のノズル孔１０がピッチＰｏで配置されている。更に、前記ｔの幅は（ｎ−１）／３×Ａ／２＜ｔ≦（ｎ／３）Ａに設定されている。なお、Ａ＝Ｐｓ／Ｐｏ（Ｐｏ²−Ｐｓ²）^1/2である。
【００５５】
また、各リニア記録ヘッドモージュール１Ｘ、１Ｙ、１Ｚは、そのノズル列の方向が、主走査方向に対して角度θだけ傾けて配置されている。この角度はθ＝Ｓｉｎ^-1(Ｐs／Ｐo)で定義される値である。
【００５６】
そして、上記のように配置された同構造のリニア記録ヘッドモージュール１Ｘ、１Ｙ、１Ｚのうち、リニア記録ヘッドモージュール１ＸはＮ個、主走査方向と記録紙の相対的な移動方向に対してｎＰｓの間隔で配置されている。また、リニア記録ヘッドモージュール１Ｙ及び１Ｚはリニア記録ヘッドモージュール１Ｘの間に配置されている。
【００５７】
本例の記録ヘッドによれば、リニア記録ヘッドモージュール１Ｘの各ノズルからの黒色インク液滴の吐出によって、ピッチＰｓでの黒色の走査線が記録可能である。同様に、リニア記録ヘッドモージュール１Ｙにより赤色の走査線が、リニア記録ヘッドモージュール１Ｚにより青色の走査線がピッチＰｓで記録可能である。
【００５８】
更に、リニア記録ヘッドモージュール１Ｚはリニア記録ヘッドモージュール１Ｙに対して図面左下のθ方向にＰｏ／３だけずらして配列されており、リニア記録ヘッドモージュール１Ｘはリニア記録ヘッドモージュール１Ｙに対して図面右上のθ方向にＰｏ／３だけずらして配置されている。これにより、リニア記録ヘッドモージュール１Ｘが印刷する黒色の走査線と、リニア記録ヘッドモージュール１Ｙが印刷する赤色の走査線と、リニア記録ヘッドモージュール１Ｚが印刷する青色の走査線が等間隔のピッチＰｒで記録されることとなる。これにより、３色のインクのインク吐出時、あるいは記録紙上での混色を抑制し、記録品質の向上を図ることができる。
【００５９】
図８、図９は本発明の２色記録ヘッドの他の例を示すものである。
【００６０】
ノズル列１１０は、図１、図２の例のように、各記録ヘッドモジュール１がモジュール毎に完全に別れておらず、例えば長尺の一枚のオリフィス２１０にノズル孔１１、そしてノズル列１１０が形成されている。更に、インク加圧室１２０やマニホールド１４０もモジュール構成ではなく、パターニングされた長尺の板の積層で一括形成され、この長尺積層板２２０がオリフィス板２１０の下側に貼り付けられている。一方、インク加圧室１２０の体積を記録信号に応じて変える駆動素子は、ノズル列１１０毎に黒色インク吐出用駆動素子モジュール３００Ｘ、赤色インク吐出用駆動素子モジュール３００Ｙとして構成され、長尺積層板２２０に並べて貼り付けられている。
【００６１】
本例は、駆動素子モジュールを長尺に構成すると特に歩留まりが悪くなるが、ノズル孔等、他の機能部は長尺に形成しても製造上、特に歩留まりに問題がない場合に好適である。
【００６２】
また、高画質記録のためにはノズル孔の配列精度が要求されるが、本例では、例えば一枚の板にエッチングやプレス打ち抜き、あるいはレーザ加工やエレクトロフォーミング等で高精度にノズル孔を形成出来る点で、前述した記録ヘッドモジュール１を枠体に組み入れる構成よりも製造上有利な場合がある。
【００６３】
なお、図８、図９の例においては、駆動素子のみをモジュール構成にしたが、この駆動素子に止まらず、記録ヘッドの構成要素のうち、長尺に作成すると歩留まりが悪くなる構成要素のみをモジュール構成し、その他を一括構成することで、歩留まりなく良好に記録ヘッドを製造できる。
【００６４】
以上の例では、ノズル構成要素のうちの何れかがモジュール化されている場合に付いて述べた。次に説明する図１０、図１１の２色記録ヘッドは、ノズル構成要素を長尺で歩留まり良く作成出来る場合、すなわちモジュール構成としなくても歩留まりの心配がない場合の例を示すものである。
【００６５】
ノズル構成要素であるノズル孔を配置した長尺のオリフィス板２１０、インク加圧室１２０及びマニホールド１４０を形成した長尺積層板２２０、そして長尺の駆動素子集積板３１０を積層して、長尺記録ヘッドを構成したものである。
【００６６】
本例の構成を、前述の構成と照らし合わせてみると、ｎ個のノズル孔１１を開口とするノズルセル１５０がノズルピッチＰoで列状に配置された仮想のリニア記録ヘッドモジュール４００Ｘ、４００Ｙを見出すことが出来る。この仮想リニア記録ヘッドモジュール４００Ｘ、４００Ｙに対し、前例で述べたリニア記録ヘッドモジュールの幅ｔ、そして傾きθと、長手方向への複数配置方法を適用することにより、主走査方向へのノズル配列幅を狭く押さえることが可能で、本発明の課題を達成することが出来る。
【００６７】
以上の説明では、リニア記録ヘッドモジュールのノズル孔列が直線上に一列に形成されている場合について述べたが、記録特性改善や製造上の改善等のため、直線に沿って所定の幅内に列状に配置されていえれば、本発明の課題を達成することが可能である。
【００６８】
また、上述の各例では、記録方式としてインクジェット記録方式を用いて説明したが、インクジェット記録方式にとどまらず、感熱記録方式やワイヤドット記録方式など記録セルを多数並べて記録する他の記録方式の記録ヘッドにも適用できる。
【００６９】
【発明の効果】
本発明によれば、主走査方向へのノズル孔の配列幅が狭い多色印刷用記録ヘッドを製造歩留まり良く実現可能であり、主走査の速度変動に伴うインク粒子着地位置バラツキの問題を軽減でき、高画質の記録が可能になる。また、シリアル走査型のプリンタに適用した場合には、ノズル孔の配列幅の減少分だけ余計に走査することが不要になるため、実質的な記録速度の向上も可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一例となるインクジェット記録ヘッドの斜視図。
【図２】図1の記録ヘッドの要部拡大図。
【図３】本発明の記録ヘッドの寸法と配置を説明するための概念図。
【図４】本発明の記録ヘッドと従来の記録ヘッドの構成比較図。
【図５】本発明の他の例となる記録ヘッドの構成図。
【図６】本発明の他の例となる記録ヘッドの構成図。
【図７】本発明の他の例となる記録ヘッドの構成図。
【図８】本発明の他の例となるインクジェット記録ヘッドの斜視図。
【図９】図８の記録ヘッドの要部拡大図。
【図１０】本発明の他の例となるインクジェット記録ヘッドの斜視図。
【図１１】図１０の記録ヘッドの要部拡大図。
【符号の説明】
１はリニア記録ヘッドモジュール、２は枠体、１０、１０ａ、１１はノズル孔、２０はインク加圧室、３０はインク流入孔、４０、１４０はマニホールド、１００はノズル列、１１０はオリフィス孔、１２０はインク加圧室、１３０はインク流入孔、１５０はノズルセル、２１０はオリフィス板、２２０は長尺積層板、３００は駆動素子モジュール、３１０は駆動素子集積板である。
また、Ａ、Ｂはインク流方向を示す。[0001]
[Industrial application fields]
The present invention relates to a recording head of an inkjet recording apparatus, and more particularly to a long inkjet recording head for multi-color recording capable of performing wide multi-colored strip-like recording by a single scan relative to a recording sheet.
[0002]
[Prior art]
In a serial scanning type inkjet recording apparatus for continuous paper according to the prior art, multiple colors (for example, cyan, magenta, etc.) are used in the lateral direction (paper width direction) intersecting the continuous direction (sub-scanning direction) of continuous recording paper (hereinafter referred to as continuous paper). , Yellow, black) ink is ejected to move the recording head (in the main scanning direction) to record a line-shaped multicolor image of a plurality of multicolor main scanning lines, and then in the sub-scanning direction. A predetermined amount of paper is fed, and then a band-like multicolor image of the next line is main-scanned and recorded. Then, by repeating this main scanning and sub-scanning, a multicolor image is recorded.
[0003]
In order to increase the recording speed in such a serial scanning type ink jet recording apparatus, it is necessary to increase the number of main scanning lines for each color of strip-shaped multicolor recording that can be recorded per main scanning of the recording head. A long recording head for multicolor recording in which multicolor nozzle cells including a large number of nozzle holes are arranged is used.
[0004]
Furthermore, in the case of a high-speed ink jet recording apparatus, a long multicolor recording line recording head is used in which nozzle cells for each color having nozzle holes corresponding to the number of scanning lines necessary for recording are arranged across the width of continuous paper. .
[0005]
As a method for realizing such a long recording head, there is a method in which a large number of nozzle cells for each color are formed in a line for each color in a line, but this method generally has a poor manufacturing yield. Further, if even one of the many nozzle cells has a variation in the ink ejection characteristics, there is a high possibility that the recording dots caused by this cause a significant deterioration in print quality.
[0006]
Therefore, as another method for realizing a long recording head, there is a method in which short recording head modules having a good manufacturing yield are combined side by side. A long recording head by this method is disclosed in, for example, Japanese Patent Publication No. 03-5992. In the case of multi-color printing, such a long recording head is prepared for each color and arranged in the main scanning direction.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
The above-described method of combining a plurality of short recording head modules can improve the manufacturing yield, and thus can reduce the cost, but has the following problems.
[0008]
FIG. 4 shows a conventional configuration (left diagram), which is a recording head that performs two-color printing. In order to realize the continuity of the nozzle holes in the sub-scanning direction of the recording head, the sub-recording head module S in which a plurality of recording head modules 1 are arranged in the width direction of the recording head is made into one group, and this is separated beyond the width. A method of alternately arranging in a staggered pattern is adopted. This staggered arrangement is performed individually for each color.
[0009]
However, in such a staggered arrangement of the sub-recording head modules S, the width (Lj) of the recording head in the main scanning direction has to be large in terms of mounting, which also increases the nozzle hole array width in the main scanning direction. It becomes wide. In particular, in a recording head for four-color printing, since the staggered arrangement is performed for each color, the width has to be considerably wide. As a result, there arises a problem that the landing position of the recording dot position varies depending on the fluctuation of the relative moving speed between the continuous paper and the recording head.
[0010]
On the other hand, in order to obtain a high-resolution recording head, it is necessary to make a sub recording head module S by combining a large number of recording head modules 1, and this increases the width of the sub recording head module S. Since the arrangement width (Lj) in the main scanning direction is increased and the arrangement interval of the nozzle holes in the main scanning direction is also increased, the variation in the landing position of the recording dots becomes more serious.
[0011]
Further, the above-described recording head having a wide array of nozzle holes has a problem regarding the recording speed in addition to the problem of landing position variation. This is particularly serious with serial scanning printers.
[0012]
That is, when recording a predetermined recording paper width with a serial scanning type ink jet printer, in particular, in order to print properly to both ends of the recording paper width with a recording head having a large nozzle hole array width in the main scanning direction, an extra portion of the array width is required. This is because it is necessary to perform main scanning.
[0013]
The present invention solves the conventional problems as described above, and the object thereof is to realize a multicolor recording long recording head that suppresses the widening of the array width of nozzle holes in the main scanning direction, The object is to provide a recording head capable of high-quality and high-speed recording with a high manufacturing yield.
[0014]
[Means for Solving the Problems]
In a first configuration of the present invention for solving the above-described problem, a plurality of linear recording head modules having n nozzle holes arranged in a row at a nozzle pitch Po and having a width t in a direction perpendicular to the nozzle rows are arranged. In the multi-color inkjet recording head for arranging the number corresponding to m kinds of colors to be printed and arranging the scanning lines of the scanning pitch Ps for each color on the recording paper, the width of each color linear recording head module t is set to (n−1) A / 2m <t ≦ (n / m) A, and the nozzle row of the linear recording head module is θ = with respect to the main scanning direction which is the relative movement direction of the recording head and the recording paper. Sin ^-1 with inclined arranging the (Ps / Po), a plurality is disposed of the same color linear recording head modules at intervals NPS in the main scanning direction perpendicular to the direction, the other between said spacing NPS (m- 1) Color Rini A) The recording head modules are arranged in sequence. However, m and n are natural numbers, and A = Ps / Po (Po ² −Ps ² ) ^1/2 .
[0015]
Further, the second configuration of the present invention for solving the above-described problem is that an ink pressurizing chamber having an opening end as a nozzle hole, an ink inflow hole for guiding ink to the ink pressurizing chamber, and the ink inflow hole N nozzle cells having a manifold for supplying ink are arranged in a row at a nozzle pitch Po, and this nozzle cell row is used as a virtual linear recording head module, and the linear recording head module corresponds to m kinds of colors to be printed. In the multi-color ink jet recording head for recording the scanning lines Ps for each color on the recording paper, the width t of the virtual linear recording head module is set to (n-1). ) A main scanning method in which A / 2m <t ≦ (n / m) A and the nozzle row of the virtual linear recording head module is the relative movement direction of the recording head and the recording paper A plurality of virtual linear recording head modules of the same color are arranged at an interval nPs in the direction perpendicular to the main scanning direction, with the inclination being θ = Sin ⁻¹ (Ps / Po) with respect to the direction. This is because virtual linear recording head modules of other (m−1) colors are sequentially arranged between nPs.
[0016]
In the first configuration or the second configuration, the nozzle pitch Po is set to Po = { (k ² +1 ) Ph ² } ^1/2. It is good to do . However, k is a natural number and Ph is a predetermined value of the recording dot pitch in the main scanning direction.
[0017]
The inkjet recording head according to

claim

1 or 2,
Further, preferably, the linear recording head module of another (m−1) color is arranged to be shifted by h · Po / m in the inclination direction of θ with respect to the linear recording head module for printing a predetermined color, It is preferable to make the printing intervals of the respective colors in the main scanning direction equal.
[0018]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, an example of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0019]
FIG. 1 is a perspective view of an ink jet recording head for two-color recording according to the present invention, and is a view in which a surface disposed opposite to a recording paper surface is directed upward.
[0020]
This recording head has, for example, a linear recording head module 1X for discharging black ink and a linear recording head module 1Y for discharging red ink, and a plurality of these two-color linear recording head modules 1 are alternately arranged at predetermined positions. A frame body 2 is arranged and held in a relationship. The linear

recording head modules

1X and 1Y of the respective colors have the same structure, and include a nozzle row 100 in which n nozzle holes are arranged in a row at a nozzle pitch Po.
[0021]
FIG. 2 is a partial enlarged view of the linear recording head module 1 arranged in the frame 2 for three rows, and is a plan view seen from the nozzle hole arrangement surface.
[0022]
Each of the linear recording head modules 1 </ b> X and 1 </ b> Y includes n nozzle cells 150 having the nozzle holes 10 as openings. The nozzle cell 150 includes an ink pressurizing chamber 20 having the nozzle hole 10 as an open end, an ink inflow hole 30 that guides ink to the ink pressurizing chamber 20, and a manifold 40 that supplies ink to the ink inflow hole 30. The ink pressurizing chamber 20 is provided with a driving element (not shown) such as a piezoelectric element that changes the volume of the ink pressurizing chamber 20 in accordance with the application of a recording signal. Each component is arranged and configured in a three-dimensional manner in the vertical direction of the drawing, for example. Moreover, the structure of each nozzle cell is the same. Then, black ink is supplied to the linear recording head module 1X, and red ink is supplied to the linear recording head module 1Y.
[0023]
The operation of each nozzle cell is as follows.
[0024]
For example, when ink is ejected from the nozzle hole 10a during recording, the volume of the ink pressurizing chamber 20a is first increased by a driving element (not shown). Thus, the ink in the manifold 40a supplied along the arrow A flows into the ink pressurizing chamber 20a through the ink inflow hole 30a. Subsequently, the volume of the ink pressurizing chamber 20a is reduced by the driving element. As a result, the ink in the ink pressurizing chamber 20a flows in the direction of arrow B toward the nozzle hole 10a, and the ink is ejected from the nozzle hole 10a. The ejected ink scatters on the recording paper in the process of scanning the recording head relative to the recording paper to form a recorded image. With the above discharge principle, the black ink is discharged from the linear recording head module 1X according to the recording signal, the red ink is discharged from the linear recording head module 1Y according to the recording signal, and the recording head further applies to the recording paper. As a result of the relative scanning, two color recorded images are obtained.
[0025]
FIG. 3 is an explanatory diagram showing the size and arrangement of the linear recording head module of the recording head according to the present invention.
[0026]
Each of the linear

recording head modules

1X and 1Y has a width t, and n (six in the case of FIG. 3) nozzle holes 10 are arranged at a pitch Po. The width t is set as follows. Note that the derivation of this equation will be described later.
[0027]
[Expression 1]

[0028]
Further, the linear

recording head modules

1X and 1Y are arranged such that the nozzle array arrangement direction is inclined by an angle θ with respect to the main scanning direction. This inclination angle is θ = Sin ⁻¹ (Ps / Po). Here, Ps is the pitch (resolution) of scanning lines printed in one main scan of the recording head. Further, N linear recording head modules 1X arranged in such an inclination are arranged at an interval of nPs in the sub-scanning direction. Further, N linear recording head modules 1Y are individually arranged between the linear recording head modules 1X.
[0029]
According to the above-described recording head of the present invention, the black scanning line of the pitch Ps can be recorded by the black ejected ink from each nozzle hole of the linear recording head module 1X. Further, the red scanning line of the pitch Ps can be recorded by the red discharge ink from each nozzle hole of the linear recording head module 1Y. The recording width is approximately N × (n × Ps), and a long recording head can be realized by increasing the number N of arrangements of the linear recording head modules 1. As described above, in the present recording head, since the long recording head can be configured with a small linear recording head module having a relatively small nozzle cell and a good manufacturing yield, the entire recording head can be realized with a high yield.
[0030]
FIG. 4 shows a comparison between a recording head according to the present invention and a conventional recording head constructed by arranging linear recording head modules 1 by a conventional method in order to enable recording at the same scanning pitch Ps. It is. The conventional linear

recording head modules

1X and 1Y and the linear recording head module 1 of the present invention have the same head size and ink ejection characteristics.
[0031]
In the figure, the recording head for recording with two colors (m colors) according to the conventional configuration has two

recording head modules

1X and 1Y in the main scanning direction in order to realize the scanning pitch Ps (2m in the case of m colors). ), The printhead sub-modules S arranged while being shifted in the main scanning direction are organized. Then, in order to realize the continuity of the nozzle holes in the longitudinal direction of the recording head, the recording head sub-module S is staggered away from the recording head in the width direction (main scanning direction) more than the width of the recording head sub-module. The arrangement is alternately arranged, and the arrangement width Lj of the nozzle holes in the main scanning direction is large.
[0032]
On the other hand, in the recording head according to the configuration of the present invention, the nozzle hole array width Lh in the main scanning direction is narrower than the nozzle hole array width Lj in the main scanning direction of the recording head of the conventional configuration, and at most about 1/2. It can be shortened to the extent.
[0033]
Here, a method for deriving the upper limit and the lower limit of the width t of the recording head module 1 will be described.
[0034]
First, in FIG. 3, since the triangle A and the triangle B are similar right-angled triangles having an acute angle θ, t ₁ / T ₁ = y / Po. Therefore, T ₁ = t ₁ × Po / y (Equation 1). On the other hand, since the right triangle C having an acute angle θ is similar to the triangle B, t ₂ / T ₂ = y / Po, and T ₂ = t ₂ × Po / y (Expression 2) is obtained.
[0035]
Here, in a recording head composed of a plurality of colors m, the distance between the nozzle holes at the same position in the sub-scanning direction of the adjacent same-color recording head modules 1 is (n / m) Ps, and this distance is shown in FIG. If it is smaller than T ₁ + T ₂ , the recording head modules are arranged adjacent to each other, so that T ₁ + T ₂ ≦ (n / m) Ps (Equation 3). From (Equation 1) and (Equation 2), T ₁ + T ₂ = (t ₁ + t ₂ ) × Po / y = t × Po / y. Therefore, when this is introduced into (Equation 3), t × Po / y ≦ (n / m) Ps (Formula 4) is obtained.
[0036]
Therefore, t is as follows. Note that y = (Po ² −Ps ² ) ^1/2 .
[0037]
[Expression 2]

[0038]
On the other hand, as shown in FIG. 4, in the conventional configuration, the print head submodules S are arranged Po / Ps so as to have a scanning pitch Ps with respect to the distance Po between the nozzle holes of the printhead module 1. . Further, if the distance from another printhead submodule S adjacently arranged in a staggered pattern is t / 3 for convenience, the total width Lj of the printhead of the conventional configuration is 2 m × Po / Ps × t (Formula 5). .
[0039]
In contrast, in the recording head of the present invention, the total width Lh is (n−1) (Po ² −Ps ² ) ^1/2 . Since the configuration of the present invention is advantageous when the total width Lj is larger than the total width Lh of the recording head having the configuration of the present invention, 2m × Po / Ps × t> (n−1) (Po ² −Ps ² ) ^{1 / 2} and finally the following.
[0040]
[Equation 3]

[0041]
From [Equation 2] and [Equation 3], the upper and lower limits of the width t of the recording head module 1 are as follows.
[0042]
[Expression 4]

[0043]
That is, this shortening rate becomes maximum at t = (n / m) A, and L _h = L _{j at} t = (n−1) A / 2m.
[0044]
In the above description, the distance l between the recording head sub-modules S and the adjacent recording head modules S is assumed to be equal to the width t of the head module 1, but this is the case even when l = 0. The effect of the invention is still obtained.
[0045]
As described above, according to the recording head of the present invention, it is possible to realize a recording head in which the nozzle hole array width in the main scanning direction is narrow, and the problem of variation in the landing position of the ink droplet due to the fluctuation of the main scanning speed is reduced. it can. In particular, in application to a serial scanning type printer, it is not necessary to perform extra scanning by a reduction in the arrangement width of the nozzle holes, so that the recording speed can be substantially improved.
[0046]
In the above example, the case where the recording head module has six nozzle holes and the ratio of Po and Ps is 4: 1 has been described in order to make the illustration easy to understand. However, this value does not limit the present invention. Absent.
[0047]
FIG. 5 is a modification of the above example. That is, the linear recording head module 1Y is shifted from the linear recording head module 1X in the θ direction by Po / 2 on the lower left side of the drawing. Conversely, it may be shifted to the upper right.
[0048]
In this configuration, the red scanning lines recorded by the linear recording head module 1Y are recorded between the black scanning lines recorded by the linear recording head module 1X, and the red and black scanning lines are recorded at a pitch Pr. It will be. As a result, it is possible to suppress the mixing of colors of two colors of ink or on the recording paper, and to improve the recording quality.
[0049]
In FIG. 6, for example, a linear

recording head module

1X, 1Y has 64 nozzle holes n, a nozzle hole pitch Po = 6/300 inches, and a recording head module having a thickness t of 5 mm, θ is tilted by about 19.47 °. In this example, a plurality of

recording head modules

1X and 1Y are arranged, and the main scanning line can be recorded at Ps = 1/150 inch. That is, two colors of 150 dpi can be recorded in one main scan and can be used for a serial scanning printer. However, when the recording dot density Pr on the recording paper is 150 dpi, the recording paper width is long. By configuring the line recording head, it is suitable as a long recording head for two-color recording for a high-speed line printer.
[0050]
Further, by configuring a 300 dpi serial printer, it is possible to easily devise interlaced scanning and to achieve improvement in image quality.
[0051]
Further, by setting the nozzle hole pitch Po as follows, when recording with a recording dot density of 300 dpi in the main scanning direction, the nozzle cell 150 shown in FIG. 2 is driven when recording with the dots aligned in the sub-scanning direction. The timing can be aligned, and the drive timing circuit can be simplified. Here, k is a natural number, Ph is a value determined by a predetermined value of the recording dot pitch in the main scanning direction, and is set to about 0.515 mm when k = 6 and Ph = 1/300 inch.
[0052]
[Equation 5]

[0053]
FIG. 7 is a diagram showing the size and arrangement of the linear

recording head modules

1X, 1Y, and 1Z in the case of the recording head for three-color recording according to the present invention.
[0054]
In the figure, the linear recording head modules 1X (black), 1Y (red), and 1Z (blue) have a width t, and n (six in the case of FIG. 3) nozzle holes 10 are arranged at a pitch Po. Has been. Further, the width of t is set to (n−1) / 3 × A / 2 <t ≦ (n / 3) A. Note that A = Ps / Po (Po ² −Ps ² ) ^1/2 .
[0055]
Each linear

recording head module

1X, 1Y, 1Z is arranged such that the direction of the nozzle row is inclined by an angle θ with respect to the main scanning direction. This angle is a value defined by θ = Sin ⁻¹ (Ps / Po).
[0056]
Of the linear

recording head modules

1X, 1Y, and 1Z having the same structure arranged as described above, N linear recording head modules 1X are provided in the main scanning direction and the relative movement direction of the recording paper. Arranged at intervals of nPs. The linear recording head modules 1Y and 1Z are arranged between the linear recording head modules 1X.
[0057]
According to the recording head of this example, black scanning lines at the pitch Ps can be recorded by discharging black ink droplets from the nozzles of the linear recording head module 1X. Similarly, a red scanning line can be recorded at a pitch Ps by the linear recording head module 1Y, and a blue scanning line can be recorded by the linear recording head module 1Z.
[0058]
Further, the linear recording head module 1Z is shifted from the linear recording head module 1Y by Po / 3 in the θ direction at the lower left of the drawing. The linear recording head module 1X is arranged with respect to the linear recording head module 1Y. And shifted by Po / 3 in the θ direction at the upper right of the drawing. Thereby, the black scanning lines printed by the linear recording head module 1X, the red scanning lines printed by the linear recording head module 1Y, and the blue scanning lines printed by the linear recording head module 1Z are equally spaced. Recording is performed at the pitch Pr. As a result, it is possible to suppress color mixing on the recording paper when the three colors of ink are ejected and to improve the recording quality.
[0059]
8 and 9 show another example of the two-color recording head of the present invention.
[0060]
In the nozzle row 110, as shown in FIGS. 1 and 2, the recording head modules 1 are not completely separated for each module. For example, the nozzle hole 11 and the nozzle row 110 are formed in one long orifice 210. Is formed. Further, the ink pressurizing chamber 120 and the manifold 140 are not formed in a module configuration, but are collectively formed by laminating patterned long plates, and the long laminated plate 220 is attached to the lower side of the orifice plate 210. On the other hand, the drive elements that change the volume of the ink pressurizing chamber 120 in accordance with the recording signal are configured as a black ink discharge drive element module 300X and a red ink discharge drive element module 300Y for each nozzle row 110, and are long laminated plates. 220 are pasted side by side.
[0061]
This example is particularly suitable when the drive element module is configured to be long, but the yield is particularly poor. However, even if other functional parts such as nozzle holes are formed to be long, there is no problem in terms of production, especially in terms of manufacturing. .
[0062]
For high-quality recording, nozzle hole alignment accuracy is required. In this example, nozzle holes are formed with high accuracy by etching, press punching, laser processing, electroforming, or the like on a single plate. In some respects, there is a case where it is more advantageous in manufacturing than the configuration in which the recording head module 1 described above is incorporated in a frame.
[0063]
In the examples of FIGS. 8 and 9, only the driving element is configured as a module. However, the driving element is not limited to this driving element. By configuring the module and other components at once, a recording head can be manufactured satisfactorily without yield.
[0064]
In the above example, the case where any of the nozzle components is modularized has been described. The two-color recording head shown in FIGS. 10 and 11 to be described next shows an example in which the nozzle components are long and can be produced with a high yield, that is, the case where there is no concern about the yield without using a module configuration.
[0065]
A long orifice plate 210 in which nozzle holes, which are nozzle constituent elements, are arranged, a long laminated plate 220 in which an ink pressurizing chamber 120 and a manifold 140 are formed, and a long drive element integrated plate 310 are laminated to form a long piece. This constitutes a recording head.
[0066]
When the configuration of this example is compared with the above-described configuration, virtual linear

recording head modules

400X and 400Y in which nozzle cells 150 having n nozzle holes 11 as openings are arranged in a row at a nozzle pitch Po are found. I can do it. By applying the linear recording head module width t and inclination θ described in the previous example to the virtual linear

recording head modules

400X and 400Y and a plurality of arrangement methods in the longitudinal direction, the nozzle arrangement width in the main scanning direction is applied. Can be held down narrowly, and the object of the present invention can be achieved.
[0067]
In the above description, the case where the nozzle hole rows of the linear recording head module are formed in a line on the straight line has been described. However, in order to improve the recording characteristics and the manufacturing, etc., within a predetermined width along the straight line. If it can be arranged in a row, the object of the present invention can be achieved.
[0068]
In each of the above-described examples, the ink jet recording method is used as the recording method. However, the recording method is not limited to the ink jet recording method, and other recording methods such as a thermal recording method and a wire dot recording method are used. It can also be applied to the head.
[0069]
【The invention's effect】
According to the present invention, it is possible to realize a recording head for multi-color printing with a narrow nozzle hole array width in the main scanning direction with a high manufacturing yield, and it is possible to reduce the problem of ink particle landing position variation due to fluctuations in the main scanning speed. , High-quality recording becomes possible. Further, when applied to a serial scanning type printer, it is not necessary to perform extra scanning by a reduction in the arrangement width of the nozzle holes, so that it is possible to substantially improve the recording speed.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view of an ink jet recording head as an example of the present invention.
FIG. 2 is an enlarged view of a main part of the recording head in FIG.
FIG. 3 is a conceptual diagram for explaining dimensions and arrangement of a recording head according to the present invention.
FIG. 4 is a configuration comparison diagram of the recording head of the present invention and a conventional recording head.
FIG. 5 is a configuration diagram of a recording head as another example of the present invention.
FIG. 6 is a configuration diagram of a recording head as another example of the present invention.
FIG. 7 is a configuration diagram of a recording head as another example of the present invention.
FIG. 8 is a perspective view of an ink jet recording head as another example of the present invention.
FIG. 9 is an enlarged view of a main part of the recording head of FIG.
FIG. 10 is a perspective view of an ink jet recording head as another example of the present invention.
11 is an enlarged view of a main part of the recording head of FIG.
[Explanation of symbols]
1 is a linear recording head module, 2 is a frame, 10, 10a and 11 are nozzle holes, 20 is an ink pressurizing chamber, 30 is an ink inflow hole, 40 and 140 are manifolds, 100 is a nozzle row, 110 is an orifice hole, 120 is an ink pressurizing chamber, 130 is an ink inflow hole, 150 is a nozzle cell, 210 is an orifice plate, 220 is a long laminated plate, 300 is a drive element module, and 310 is a drive element integrated plate.
A and B indicate ink flow directions.

Claims

ｎ個のノズル孔をノズルピッチＰoで列状に配置し、このノズル列と直角方向の幅がｔの複数のリニア記録ヘッドモジュールを印刷すべきｍ種類の色に対応する数だけ備えて配置すると共に、記録用紙上に各色とも走査ピツチＰsの走査線を記録する多色印刷用インクジェット記録ヘッドにおいて、前記各色リニア記録ヘッドモジュールの幅ｔを(ｎ−１)Ａ／２ｍ＜ｔ≦（ｎ／ｍ）Ａとし、かつ前記リニア記録ヘッドモジュールのノズル列を記録ヘッドと記録用紙の相対移動方向となる主走査方向に対してθ＝Ｓｉｎ^-1 (Ｐs／Ｐo)に傾けて配置すると共に、同色のリニア記録ヘッドモジュールを前記主走査方向と垂直な方向に間隔ｎＰsで複数個配置し、該間隔ｎＰｓの間に他の（ｍ−１）色のリニア記録ヘッドモジュールを順次配列させたことを特徴とするインクジェット記録ヘッド。但し、ｍ、ｎは自然数、Ａ＝Ｐｓ/Ｐｏ（Ｐｏ² −Ｐｓ² ）^1/2 とする。N nozzle holes are arranged in a row at a nozzle pitch Po, and a plurality of linear recording head modules having a width t in a direction perpendicular to the nozzle rows are provided so as to correspond to m kinds of colors to be printed. In addition, in the multicolor printing inkjet recording head for recording the scanning line Ps for each color on the recording paper, the width t of each color linear recording head module is set to (n−1) A / 2m <t ≦ (n / m) A and the nozzle array of the linear recording head module are arranged at an angle of θ = Sin ⁻¹ (Ps / Po) with respect to the main scanning direction, which is the relative movement direction of the recording head and the recording paper, and the same color A plurality of linear recording head modules are arranged at intervals nPs in the direction perpendicular to the main scanning direction, and other (m-1) color linear recording head modules are sequentially arranged between the intervals nPs. An ink jet recording head according to symptoms. However, m and n are natural numbers, and A = Ps / Po (Po ² −Ps ² ) ^1/2 .

ノズル孔を開口端とするインク加圧室と、該インク加圧室にインクを導くインク流入孔と、該インク流入孔にインクを供給するマニホールドとを備えるノズルセルをノズルピッチＰoで列状にｎ個配置し、このノズルセル列を仮想的なリニア記録ヘッドモジュールとし、該リニア記録ヘッドモジュールを印刷すべきｍ種類の色に対応する数だけ備えて配置すると共に、記録用紙上に各色とも走査ピツチＰsの走査線を記録する多色印刷用インクジェット記録ヘッドにおいて、前記仮想的な各色リニア記録ヘッドモジュールの幅ｔを(ｎ−１)Ａ／２ｍ＜ｔ≦（ｎ／ｍ）Ａとし、かつ前記仮想的なリニア記録ヘッドモジュールのノズル列を記録ヘッドと記録用紙の相対移動方向となる主走査方向に対してθ＝Ｓｉｎ^-1 (Ｐs／Ｐo)に傾けて配置すると共に、同色の仮想的なリニア記録ヘッドモジュールを前記主走査方向と垂直な方向に間隔ｎＰsで複数個配置し、該間隔ｎＰｓの間に他の（ｍ−１）色の仮想的なリニア記録ヘッドモジュールを順次配列させたことを特徴とするインクジェット記録ヘッド。但し、ｍ、ｎは自然数、Ａ＝Ｐｓ／Ｐｏ（Ｐｏ² −Ｐｓ² ）^1/2 とする。A nozzle cell having an ink pressurizing chamber having an opening end as a nozzle hole, an ink inflow hole for guiding ink to the ink pressurizing chamber, and a manifold for supplying ink to the ink inflow hole is arranged in a row at a nozzle pitch Po. This nozzle cell array is used as a virtual linear recording head module, and the linear recording head modules are provided in a number corresponding to the m kinds of colors to be printed, and the scanning pitch Ps for each color on the recording paper. In the multi-color ink jet recording head for recording the scanning lines, the width t of each of the virtual linear recording head modules is set to (n−1) A / 2m <t ≦ (n / m) A and the virtual specific linear recording head modules co If the nozzle array is arranged to be inclined to the recording head and the recording sheet in the relative movement direction and comprising a main scanning direction with respect to ^{θ = Sin -1 (Ps / Po} ) of A plurality of virtual linear recording head modules of the same color are arranged at intervals nPs in the direction perpendicular to the main scanning direction, and other (m-1) color virtual linear recording head modules are arranged between the intervals nPs. An ink jet recording head characterized by sequentially arranging the ink jet recording heads. However, m and n are natural numbers, and A = Ps / Po (Po ² −Ps ² ) ^1/2 .

請求項１または２記載のインクジェット記録ヘッドにおいて、前記ノズルピッチＰｏをＰｏ＝ { （ｋ ² + １）Ｐｈ ² } ^1/2 とすることを特徴とするインクジェット記録ヘッド。但し、ｋは自然数、Ｐｈは主走査方向への記録ドットピッチの所定値である。According to claim 1 or 2 ink jet recording head according jet recording head, characterized by the nozzle pitch Po and ^{Po = {(k 2 + 1} ) Ph 2} 1/2. However, k is a natural number and Ph is a predetermined value of the recording dot pitch in the main scanning direction.

請求項１または２記載のインクジェット記録ヘッドにおいて、所定の色を印刷する前記リニア記録ヘッドモジュールに対し、他の（ｍ−１）色のリニア記録ヘッドモジュールを前記θの傾き方向にｈ・Ｐｏ／ｍだけずらして配置し、各色からなる主走査方向の印刷間隔を等しくしたことを特徴とするインクジェット記録ヘッド。但し、ｈは自然数である。3. The inkjet recording head according to claim 1, wherein the linear recording head module of another (m−1) color is set to h · Po / An ink jet recording head, wherein the ink recording heads are arranged so as to be shifted by m, and the printing intervals of the respective colors in the main scanning direction are made equal. However, h is a natural number.