JPH1095115A - カラー印刷用インクジェット式記録ヘッド、及びインクジェット式カラー記録装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 同一色を濃色及び淡色２種類のインクで表現
する場合の色ズレを防止すること。 【解決手段】 記録ヘッドが２種類の異なるインクを吐
出できるノズル開口列を少なくとも２列備えた第１、第
２、第３の記録ユニットにより構成されていて、第１の
記録ユニットのノズル開口列から濃色シアン、淡色シア
ン、第２の記録ユニット１２から濃色マゼンタ、淡色マ
ゼンタ、第３の記録ユニット１３からブラック、イエロ
のインクを吐出させて、同一色の濃色及び淡色２種類の
インクを可及的に同一なインク滴吐出特性を備えたノズ
ル開口から吐出させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明が属する技術分野】本発明は、ブラック、イエ
ロ、マゼンタ、及びシアンのインクを用いてカラー画像
を印刷するインクジェット式記録装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】インクジェット式プリンタは、ノズル開
口からインク滴を吐出させて記録媒体にドットを形成し
ながら印刷を行うため、色の異なる複数のインクを使用
することにより簡単にカラー印刷を行うことができる。
カラー印刷の品質は、色合いと、解像度に大きく支配さ
れるため、ドットのサイズを可及的に小さくする努力が
なされているが、インク滴を或程度の空間距離を飛翔さ
せる関係上を質量を確保するために或程度のインク量を
必要とし、インク滴を或程度以下には少なくすることが
できない。

【０００３】このため、例えば特開平7-125262号公報に
見られるように、同一系列のインク、つまり濃色黒イン
ク、淡色黒インクのインク滴を吐出するノズル開口を同
一ユニットに、また濃色マゼンタ、淡色マゼンタのイン
ク滴を吐出するノズ開口を同一のユニットに、さらに濃
色シアンインク、淡色シアンインクのインク滴を吐出す
るノズル開口を同一ユニットに、さらに濃色イエロイン
ク、淡色イエロインクのインク滴を吐出するノズル開口
を同一ユニットとして構成し、これら４つのユニットを
同一のキャリッジに搭載したものや、また濃色黒イン
ク、濃色マゼンタインク、濃色シアンインク、及び濃色
イエロインクのインク滴を吐出するノズル開口を第１の
ユニットに、また淡色黒インク、淡色マゼンタインク、
淡色シアンインク、及び淡色イエロインクのインク滴を
吐出するノズル開口を第２のユニットに設け、これら２
つのユニットを同一のキャリッジに搭載することが提案
されている。

【０００４】このように同一色を濃色及び淡色２種類の
インクにより再現する記録方法にあっては、図１５に示
したように色濃度に対応して濃色インクと淡色インクと
によるインク滴の数を調整する関係上、同一色のインク
によるドットの位置がずれると、色の再現性が低下す
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】一方、濃色及び淡色２
種類のインクを用いたカラー印刷においては、少なくと
もブラック、イエロ、濃色シアン、淡色シアン、濃色マ
ゼンタ、淡色マゼンタの６種類のインク滴を吐出させる
必要上、最低６列のノズル開口列が必要となる。このよ
うな多数ノズル列の記録ヘッドは、ノズル開口の１つに
でもインク吐出能力にバラつきがあると、印字品質を大
きく低下させることになる。このため、多ノズル開口列
の記録ヘッドは、その製造の歩留まりが極端に低下する
ことになる。このような問題を回避するため、通常、ノ
ズル開口列数が少ない記録ヘッドをユニットとして、複
数のユニットをキャリッジに取付けて所望数のノズル開
口列を有する記録ヘッドを構成することが行われてい
る。

【０００６】これによれば、記録ヘッドの製造歩留まり
が工場するものの、記録ユニット相互間ではどうしても
インク滴の吐出性能にバラつきが存在するため、特に濃
色及び淡色２種類のインクを使用して印刷する場合には
同一色系の濃色及び淡色インクのドットのサイズや位置
にバラつきが生じて印字品質が低下するという問題があ
る。本発明はこのような問題に鑑みてなされたものであ
って、その目的とするところは、同一色系の濃色及び淡
色２種類のインクを、複数の記録ユニットから吐出させ
て高い品質でカラー印刷することができるインクジェッ
ト式記録装置を提供することである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】このような問題を解消す
るために本発明においては、独立してインク滴を吐出す
るノズル開口列を少なくとも６列備えた記録ヘッドにお
いて、少なくとも独立してインク滴を吐出できる２列の
ノズル開口列を有する複数の記録ユニットを備え、また
前記インクの内、少なくとも２色は濃色インクと淡色イ
ンクとして構成され、各色を構成する濃色インク、及び
淡色インクが同一の前記記録ユニットからインク滴とし
て吐出させるようにした。

【０００８】

【作用】同一色の濃色及び淡色２種類のインクは、同一
の記録ユニットから吐出されるため、異なる記録ユニッ
トによる場合に比較してドット形成位置、及びドットサ
イズの精度が高くなり印字品質が向上する。

【０００９】

【発明の実施の態様】そこで以下に本発明の詳細を図示
した実施例に基づいて説明する。図１は本発明のインク
ジェット式記録装置の一実施例を示すものであって、図
中符号１はキャリッジで、ガイド部材２に支持され、タ
イミングベルト３を介してステップモータ４に接続され
ていて、プラテン５に平行に往復動可能に構成されてい
る。

【００１０】キャリッジ１には、プラテン５にノズル開
口列を対向させて記録ヘッド６が搭載されている。記録
ヘッド６は、インク供給手段、この実施例ではキャリッ
ジ１に着脱可能に搭載されたインクカートリッジ７から
インクの供給を受けてキャリッジ１の移動にタイミング
を合わせて記録用紙８にドットを形成する。なお、図中
符号８は記録ヘッドを封止するキャッピング装置を、ま
た符号９はクリーニング手段を示す。

【００１１】図２は、上述の記録ヘッド６の一実施例を
示すものであって、この実施例においては固定基板を兼
ねる流路ユニット１０に独立して２種類のインクを吐出
させることができる３つのアクチュエータユニット１
１、１２、１３を固定し、流路ユニット１０に形成され
たインク導入口１４、１５、１６、１７、１８、１９か
らそれぞれ色が異なるインクの供給を受けるように構成
されている。なお図中符号２０は、駆動信号を供給する
フレキシブルケーブルを示す。

【００１２】流路ユニット１０には図３に示したように
記録用紙の送り方向に複数のノズル開口２１、２２、２
３、２４、２５、２６を有するノズル開口列Ｂ、Ｙ、Ｈ
Ｃ、ＬＣ、ＨＭ、及びＬＭが、キャリッジ１の移動方向
に６列配置されている。

【００１３】図４は、上述した記録ヘッドの断面構造を
１つの圧力発生室の近傍を拡大して示すものであって、
図中符号３０は第１の蓋部材で、厚さ１０μｍ程度のジ
ルコニアの薄板から構成され、その表面に一方の極とな
る共通電極３１が形成され、その表面に後述する圧力発
生室３２に対向するようにＰＺＴ等からなる圧電振動子
３３が固定され、さらにその表面に金等の比較的柔軟な
金属の層からなる駆動電極３４が形成されている。

【００１４】３５は、スペーサで、圧力発生室３２を形
成するのに適した厚さ、例えば１５０μｍのジルコニア
（ＺｒＯ2）などのセラミックス板に通孔を穿設して構
成され、後述する第２の蓋部材３６と第１の蓋部材３０
により両面を封止されて前述の圧力発生室３２を形成し
ている。

【００１５】３６は、第２の蓋部材で、やはりジルコニ
ア等のセラミック板に後述するインク供給口３７と圧力
発生室３２とを接続する連通孔３８と、ノズル開口２１
と圧力発生室３２の他端とを接続するノズル連通孔３９
とを穿設して構成され、スペーサ３５の他面に固定され
ている。

【００１６】これら各部材３０、３５、３６は、粘土状
のセラミックス材料を所定の形状に成形し、これを積層
して焼成することにより接着剤を使用することなくアク
チュエータユニット１０に纏められている。

【００１７】４０は、インク供給口形成基板で、アクチ
ュエータユニット１０の固定基板を兼ねるとともに、圧
力発生室３２側の一端側に後述する共通のインク室４１
と圧力発生室３２とを接続する前述のインク供給口３７
が設けられ、また圧力発生室３２の他端側にはノズル開
口２１に接続するノズル連通孔４２が設けられている。

【００１８】４３は、共通のインク室形成基板で、イン
ク導入口１３から図示しないインクタンクのインクの流
入を受ける共通のインク室４１と、ノズル開口２１と接
続するノズル連通孔４４を設けて構成され、他方の面を
ノズルプレート４５により封止されて共通のインク室４
１を形成している。

【００１９】これらインク供給口形成基板４０、共通の
インク室形成基板４３、及びノズルプレート４５は、そ
れぞれの間に熱溶着フィルムや接着剤等の接着層４６、
４７により固定して流路ユニット１１に纏められる。

【００２０】この流路ユニット１１と前述のアクチュエ
ータユニット１０とは、熱溶着フィルムや接着剤等の接
着層４８により固定して記録ヘッドが構成されている。

【００２１】この実施例において、同一色を濃色及び淡
色２種類のインクを用いて色を再現するシアン系色のド
ットを印刷する場合には、同一の記録ユニット１２から
濃色シアン、及び淡色シアンのインク滴が、またマゼン
タ系色のドットを印刷する場合には、同一の記録ユニッ
ト１３から濃色マゼンタ及び淡色マゼンタのインク滴が
吐出する。

【００２２】もとより記録ユニット１２と記録ユニット
１３とでインク吐出性能にバラつきがあるとしても、記
録ユニット１２のノズル開口列ＨＣとノズル開口列ＬＣ
との間のインク滴吐出性能のバラつき、及び記録ユニッ
ト１３のノズル開口列ＨＭとノズル開口列ＬＭとの間の
インク滴吐出性能のバラつきは、極めて小さいから、シ
アン系色、及びマゼンタ系色の同色系のドットの位置は
極めて高い位置精度と、同一のサイズで印刷されること
になる。なお、記録ユニット１２と記録ユニット１３と
の間でインク滴吐出性能がたとえバラいているとして
も、これらは独立した記録ユニットであるから、駆動回
路等により駆動信号のレベルを調整したり、また印刷す
るドットの数を調整することにより補正することができ
る。

【００２３】その上、同色系のインクを吐出するノズル
開口列は、図５に示したように距離Ｌが小さいため、キ
ャリッジの移動方向Ｖの垂直線に対して記録ヘッドに傾
きΔθが存在したとしても、紙送り方向に位置誤差ΔＬ
が小さく、かつ列間の距離が短いため、同一色の濃色及
び淡色２種類のインクによるドットを高い位置精度で形
成することができる。

【００２４】なお、ブラックとイエロとは、１種類のイ
ンクで印刷されるため、濃色及び淡色２種類のインクに
より印刷する場合のように位置ずれに起因する色ズレが
目立たない。

【００２５】図６は、本発明の第２の実施例を示すもの
で、図中符号５０、５１、５２、５３は、それぞれ独立
してインクを吐出することができる記録ユニットで、図
７に示したようにそれぞれ記録ユニット５０は濃色ブラ
ック、淡色ブラックのインク滴を吐出するノズル開口列
ＨＢ，ＬＢが、記録ユニット５１は濃色シアン、淡色シ
アンのインク滴を吐出するノズル開口列ＨＣ，ＬＣが、
記録ユニット５２は濃色マゼンタ、淡色マゼンタのイン
ク滴を吐出するノズル開口列ＨＭ，ＬＭが、そして記録
ユニット５３はイエロのインク滴を吐出する単一のノズ
ル開口列Ｙが形成されており、インク導入口５４、５
５、５６、５７、５８、５９のそれぞれから対応するイ
ンクを供給できるように構成されている。

【００２６】この実施例によれば、濃色ブラック、及び
淡色ブラックのインクを含め、同一色を濃色、及び淡色
インクで構成する３色のインクをそれぞれ同一の記録ユ
ニット５０〜５２からインク滴として吐出させることが
できて、印字品質の向上を図ることができる。

【００２７】図８は、本発明の第３の実施例を示すもの
であって、図中符号７０、７１、７２、７３は、それぞ
れ独立してインクを吐出することができる記録ユニット
で、図９に示したようにそれぞれ記録ユニット７０は濃
色ブラックのインク滴を吐出する２列のノズル開口列Ｂ
１、Ｂ２が、第２の記録ユニット７１は、ブラックのイ
ンク滴を吐出するノズル開口列Ｂ３と、イエロのインク
滴を吐出するノズル開口列Ｙが、第３の記録ユニット７
２は濃色シアン、淡色シアンのインク滴を吐出するノズ
ル開口列ＨＣ，ＬＣが、第４の記録ユニット７３は、濃
色マゼンタ、淡色マゼンタのインク滴を吐出するノズル
開口列ＨＭ，ＬＭが形成されており、インク導入口７
４、７５、７６から図示しない分岐管を介して同一のタ
ンクからブラックのインクが、また７７、７８、７９、
８１からそれぞれから対応する色インクを供給できるよ
うに構成されている。

【００２８】第２、第３、第４の記録ユニット７１、７
２、７３のノズル開口列Ｂ３、Ｙ、ＨＣ，ＬＣ，ＨＭ，
ＬＭは、それぞれが主走査方向、つまり記録ヘッドの移
動方向に平行な線上に位置するように配列され、また第
１の記録ユニット７０のノズル開口列Ｂ１、Ｂ２は、第
２乃至第４の記録ユニット７１乃至７３のノズル開口列
Ｂ３、Ｙ、ＨＣ，ＬＣ，ＨＭ，ＬＭと同一のピッチで、
かつ他の記録ユニット７１〜７３のノズル開口のピッチ
と１／３ピッチずつずれて配置されていて、ブラックの
ドットを他の色のインクのドットよりも３倍の密度で印
刷できるように構成されている。

【００２９】この実施例においては、カラー印刷時には
第２の記録ユニット７１からブラック、イエロのインク
滴を、また第３の記録ユニット７２から濃色シアン、淡
色シアンのインク滴を、さらに第４の記録ユニット７３
から濃色マゼンタ、淡色マゼンタのインク滴を吐出して
ドットを形成するから、同色系のドットの色ズレを防止
することができる。

【００３０】一方、ブラックインクによる印刷時には、
１／３ピッチずれた３つのノズル開口列Ｂ１、Ｂ２、Ｂ
３からインク滴を吐出することができるため、高品質の
テキストを高速度で印刷することができる。

【００３１】図１０は、本発明の第４の実施例を示すも
のであって、図中符号９０、９１は、それぞれが２つの
ノズル開口列を１／２ピッチずらせて形成された記録ユ
ニットを３つずつ搭載して構成された第１、第２の記録
ヘッドで、第１の記録ヘッド９０は、ブラック、濃色シ
アン、淡シアンのインク滴を独立して吐出して吐出する
２列づつ、合計６列のノズル開口列Ｂ，Ｂ，ＨＣ，Ｈ
Ｃ，ＬＣ，ＬＣが、また第２の記録ヘッド９１は、濃色
マゼンタ、淡色マゼンタ、及びイエロの３種類の色のイ
ンク滴を吐出する２列ずつ、合計６列のノズル開口列Ｈ
Ｍ，ＨＭ，ＬＭ，ＬＭ，Ｙ，Ｙが、同色系の２列のノズ
ル開口列間で副走査方向に１／２ピッチずれるように形
成されている。

【００３２】この実施例によれば、同色系の濃色、及び
淡色の２種類のインク滴が同一のヘッドユニット、すな
わち同一の記録ヘッドから吐出されるから、同色系イン
ク滴の位置ズレやサイズの相違が可及的に小さくなり、
またドット密度の向上により高品質なカラー印刷を高速
度で実行することができる。

【００３３】なお、上述の実施例においては１色のイン
クを１列のノズル開口列により印刷する記録ヘッドに例
を採って説明したが、１色のインクを２列以上のノズル
開口列で印刷する記録ヘッドを用いても同様の作用を奏
することは明らかである。

【００３４】また、上述の実施例においては圧力発生手
段としてたわみ振動する圧電振動子を用いたものに例を
採って説明したが、圧力発生手段にはいろいろなものを
使用することができる。

【００３５】すなわち、図１１に示したように圧力発生
室３２を封止する第１の蓋部材３０を、下面の少なくと
も圧力発生室３２に対向する領域全体に共通電極１００
が形成された一枚構造の圧電振動層１０１により構成す
るとともに、その上面の各圧力発生室３２に対向する領
域に個別電極１０２を離散的に形成する。そして、共通
電極１００とインク滴を吐出させるべき圧力発生室３２
に対向する圧電振動層６１の個別電極１０２に選択的に
駆動信号を印加してたわみ変位させる構造として構成す
ることもできる。

【００３６】このような圧電振動層１０１は、圧電材料
を焼成して構成された薄板を用いたり、また共通の電極
１００となる金属板等の導電材料の表面に圧電材料をス
パッタリングしたり、水熱法により作り付ける等の圧電
材料を製膜するのに適した手法を用いることにより簡単
に形成することができる。

【００３７】また図１２に示したように、第１の蓋部材
３０を、金属等の導電性と弾性を有する薄板を用いて共
通の電極１０３を構成するとともに、この共通の電極１
０３の圧力発生室３２側に、それぞれの圧力発生室３２
に対応させて圧電振動子１０４と個別電極１０５を設け
たり、必要に応じて共通の電極１０３の表面に弾性変形
可能な材料、例えばジルコニアの薄板を積層して構成す
ることもできる。

【００３８】さらには、図１３に示したようにスペーサ
３５を封止する第１の蓋部材３０の圧力発生室３２側の
面、もしくは圧力発生室３２を区画する他の部材の圧力
発生室側にジュール熱発生素子１０７を設けて、必要に
応じてジュール熱発生素子１０７にインク保護層１０８
を形成して、駆動信号によりジュール熱発生素子１０７
を発熱させて圧力発生室内のインクを気化させて加圧す
るものとして構成することもできる。

【００３９】さらには、図１４に示したように先端が第
１の蓋部材３０に当接するように縦振動モードの圧電振
動子１１０、１１０を基台１１１に固定して配置するこ
とにより、圧電振動子１００、１００の直線変位で圧力
発生室３２を膨張、収縮させこともできる。

【００４０】

【発明の効果】以上、説明したように本発明において
は、独立してインク滴を吐出するノズル開口列を少なく
とも６列備えた記録ヘッドにおいて、少なくとも独立し
てインク滴を吐出できる２列のノズル開口列を有する複
数の記録ユニットを備え、またインクの内、少なくとも
２色は濃色インクと淡色インクとして構成され、各色を
構成する濃色インク、及び淡色インクが同一の記録ユニ
ットからインク滴として同一色の濃色及び淡色２種類の
インクは、同一の記録ユニットから吐出されるため、異
なる記録ユニットによる場合に比較してドット形成位置
の精度やドットサイズの同一性が高く、色ズレが小さく
なって印字品質が向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のインクジェット式記録ユニットが適用
されるプリンタの要部を示す図である。

【図２】同上記録装置の記録ヘッドを示す図である。

【図３】同上記録ヘッドのノズル開口列の配列形態を示
す図である。

【図４】同上記録ヘッドの１つの圧力発生室の近傍を拡
大して示す断面図である。

【図５】同上記録ヘッドの傾きと誤差との関係を示す図
である。

【図６】本発明の記録ヘッドの実施例を示す斜視図であ
る。

【図７】同上記録ヘッドのノズル開口列の配列形態を示
す図である。

【図８】本発明の記録ヘッドの他の実施例を示す斜視図
である。

【図９】同上記録ヘッドのノズル開口列の配置形態を示
す図である。

【図１０】本発明の記録ヘッドの他の実施例をノズル開
口の配列形態で示す図である。

【図１１】本発明に適用できる圧力発生手段の他の実施
例を示す図である。

【図１２】本発明に適用できる圧力発生手段の他の実施
例を示す図である。

【図１３】本発明に適用できる圧力発生手段の他の実施
例を示す図である。

【図１４】本発明に適用できる圧力発生手段の他の実施
例を示す図である。

【図１５】同一色を濃色及び淡色２種類のインクにより
印刷する場合の濃色度と濃色及び淡色インクの記録率と
の関係を示す線図である。

【符号の説明】

１ キャリッジ ５ プラテン ６ 記録ヘッド １０ アクチュエータユニット １１ 流路ユニット Ｂ、Ｙ、ＨＣ、ＨＭ、ＨＣ、ＬＣ ノズル開口列

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 独立してインク滴を吐出するノズル開口
   列を少なくとも６列備えた記録ヘッドにおいて、少なく
   とも独立してインク滴を吐出できる２列のノズル開口列
   を有する複数の記録ユニットを備え、また前記インクの
   内、少なくとも２色は濃色インクと淡色インクとして構
   成され、各色を構成する濃色インク、及び淡色インクが
   同一の前記記録ユニットからインク滴として吐出するカ
   ラー印刷用インクジェット式記録ヘッド。
2. 【請求項２】 少なくとも独立してインク滴を吐出でき
   る２列のノズル開口列を有する３つの記録ユニットを備
   え、また前記インクは、ブラック、濃色シアン、淡色シ
   アン、濃色マゼンタ、淡色マゼンタ、及びイエロであ
   り、第１の記録ユニットからブラック、イエロ、第２の
   記録ユニットから濃色シアン、淡色シアン、第３の記録
   ユニットから濃色マゼンタ、淡色マゼンタのインクを吐
   出するカラー印刷用インクジェット式記録ヘッド。
3. 【請求項３】 少なくとも独立してインク滴を吐出でき
   る２列のノズル開口列を有する３つの記録ユニットと、
   少なくとも１列のノズル開口列を有する１つの記録ユニ
   ットとを備え、また前記インクは、濃色ブラック、淡色
   ブラック、濃色シアン、淡色シアン、濃色マゼンタ、淡
   色マゼンタ、及びイエロであり、第１の記録ユニットか
   ら濃色ブラック、淡色ブラック、第２の記録ユニットか
   ら濃色シアン、淡色シアン、第３の記録ユニットから濃
   色マゼンタ、淡色マゼンタ、第４の記録ユニットからイ
   エロのインクを吐出するカラー印刷用インクジェット式
   記録ヘッド。
4. 【請求項４】 少なくとも独立してインク滴を吐出でき
   る２列のノズル開口列を有する４つの記録ユニットを備
   え、また前記インクは、ブラック、濃色シアン、淡色シ
   アン、濃色マゼンタ、淡色マゼンタ、及びイエロであ
   り、第１の記録ユニットからブラック、第２の記録ユニ
   ットからブラックとイエロ、第３の記録ユニットから濃
   色シアン、淡色シアン、第４の記録ユニットから濃色マ
   ゼンタ、淡色マゼンタのインクを吐出するカラー印刷用
   インクジェット式記録ヘッド。
5. 【請求項５】 少なくとも独立してインク滴を吐出でき
   る２列のノズル開口列を有する複数の記録ユニットを備
   え、また前記インクの内、少なくとも２色は濃色インク
   と淡色インクとして構成され、各色を構成する濃色イン
   ク、及び淡色インクが同一の前記記録ユニットからイン
   ク滴として吐出する記録ヘッドを備えたインクジェット
   式カラー記録装置。
6. 【請求項６】 少なくとも独立してインク滴を吐出でき
   る２列のノズル開口列を有する複数の記録ヘッドを備
   え、また前記インクの内、少なくとも２色は濃色インク
   と淡色インクとして構成され、各色を構成する濃色イン
   ク、及び淡色インクが同一の前記記録ヘッドからインク
   滴として吐出するインクジェット式カラー記録装置。
7. 【請求項７】 少なくとも独立してインク滴を吐出でき
   る２列のノズル開口列を有する複数の記録ヘッドを備
   え、また前記インクの内、少なくともシアン色及びマゼ
   ンタ色は、濃色インクと淡色インクとして構成され、濃
   色シアン、淡色シアンのインクが第１の記録ヘッドか
   ら、濃色マゼンタ、淡色マゼンタのインクが第２の記録
   ヘッドからインク滴として吐出するインクジェット式カ
   ラー記録装置。