JP2003127383A - インクジェット記録ヘッド、インクジェット記録装置、およびインクジェット記録方法 - Google Patents

インクジェット記録ヘッド、インクジェット記録装置、およびインクジェット記録方法

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diameter ejection
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 大径吐出口に対してのみならず、小径吐出口
に対しても充分な回復処理を行うことができるインクジ
ェット記録ヘッド、インクジェット記録装置、およびイ
ンクジェット記録方法を提供すること。 【解決手段】 大径吐出口の数よりも記小径吐出口の数
の方が多く、大径吐出口が連通するインク流路と小径吐
出口が連通するインク流路とがインク供給口に沿って混
在して配列され、大径吐出口同士の間に、複数の小径吐
出口からなる小径吐出口群が配置される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、インクジェット記
録ヘッド、インクジェット記録装置、およびインクジェ
ット記録方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】インクジェット記録ヘッドからインク滴
を吐出して画像を記録するインクジェット記録装置にお
いては、インク滴の大きさを変化させることにより、階
調性に富んだ画像を記録することができる。
【0003】従来、例えば米国特許第5,208,60
5号に記載のインクジェット記録ヘッドには、その走査
方向と交差する方向に延在する2つの吐出口列が平行に
形成されている。一方の吐出口列には、大インク滴を吐
出する複数の大径吐出口が等間隔に並び、他方の吐出口
列には、小インク滴を吐出する複数の小径吐出口が等間
隔に並ぶ。
【0004】このように構成された記録ヘッドは、走査
方向に移動しつつ、大径吐出口および小径吐出口からイ
ンク滴を吐出することによって、被記録媒体上にインク
の大ドットおよび小ドットを形成する。
【0005】通常、インクジェット記録ヘッドにおいて
は、インクの吐出性能を維持するために、吐出口から画
像の記録に寄与しないインクを排出する回復処理が行わ
れる。その回復処理としては、例えば、吐出口からイン
クを吸引排出する吸引回復処理、および記録ヘッド内を
加圧して吐出口からインクを排出する加圧回復処理など
がある。それぞれの吐出口にはインク流路を介してイン
クが供給され、回復処理時においても同様に、それぞれ
のインク流路を通して供給されたインクが吐出口から排
出される。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来のインクジェット記録ヘッドにおいては、一方の
吐出口列は、インクの流抵抗が小さい大径吐出口のみが
複数並ぶ大径吐出口列であり、また他方の吐出口列は、
インクの流抵抗が大きい小径吐出口のみが複数並ぶ小径
吐出口列であるため、回復処理時において次のような問
題があった。すなわち、複数の大径吐出口と複数の小径
吐出口を同時に回復処理した場合に、大径吐出口列には
大きなインクの流れが生じるものの、小径吐出口列には
インクの流れが生じ難い。そのため、小径吐出口からイ
ンクを充分に排出させることが難しく、その小径吐出口
に対する回復処理が不充分となるおそれがある。特に、
共通のインク供給路の一側に、複数の大径吐出口のそれ
ぞれに連通するインク流路を接続し、その共通のインク
供給路の他側に、複数の小径吐出口のそれぞれに連通す
るインク流路を接続した場合に、小径吐出口に対する回
復処理が不充分となるおそれが大きい。すなわち、その
共通のインク供給路内の一側と他側においてインクの流
れの差が大きくなって、より一層、小径吐出口からイン
クが排出されにくくなってしまうからである。
【0007】本発明の目的は、大径吐出口に対してのみ
ならず、小径吐出口に対しても充分な回復処理を行うこ
とができるインクジェット記録ヘッド、インクジェット
記録装置、およびインクジェット記録方法を提供するこ
とにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明のインクジェット
記録ヘッドは、インクを吐出するための複数の吐出口
と、該複数の吐出口のそれぞれに対応して設けられ、該
複数の吐出口から液体を吐出するための吐出エネルギー
を発生する複数の吐出エネルギー発生部と、前記複数の
吐出口に連通し、前記複数の吐出エネルギー発生部が設
けられた複数のインク流路と、該複数のインク流路にイ
ンクを供給するためのインク供給口と、を有するインク
ジェット記録ヘッドにおいて、前記複数の吐出口には大
径吐出口と小径吐出口とがあり、前記大径吐出口の数よ
りも前記小径吐出口の数の方が多く、前記複数のインク
流路には、前記大径吐出口に連通する第1インク流路と
前記小径吐出口に連通する第2インク流路とがあり、前
記第1インク流路と前記第2インク流路とが前記インク
供給口に沿って混在して配列され、前記大径吐出口同士
の間に複数の前記小径吐出口からなる小径吐出口群が配
置されることを特徴とする。
【0009】本発明のインクジェット記録方法は、本発
明のインクジェット記録ヘッドを用いて、被記録媒体に
記録をするインクジェット記録方法であって、前記大径
吐出口から吐出されるインク滴と、前記小径吐出口から
吐出されるインク滴と、によって、前記被記録媒体上に
記録を行うことを特徴とする。
【0010】本発明のインクジェット記録装置は、本発
明のインクジェット記録ヘッドを用いて、被記録媒体に
記録をするインクジェット記録装置であって、前記イン
クジェット記録ヘッドと前記被記録媒体とを相対移動さ
せる移動手段を備え、前記大径吐出口から吐出されるイ
ンク滴と、前記小径吐出口から吐出されるインク滴と、
を前記被記録媒体に着弾させることを特徴とする。
【0011】
【発明の実施の形態】まず、図1〜4を用いて本発明を
適用可能な記録ヘッド及び記録装置の基本構成を説明す
る。
【0012】(基本構成)図1は、本発明を適用可能な
記録ヘッドの分解斜視図、図2は、図1のII−II線
に沿う断面図である。
【0013】本例の記録ヘッド10には、ガラス、セラ
ミックス、プラスチックあるいは金属等からなる基板4
が用いられる。このような基板4の材質は任意であり、
インク流路構成部材の一部として機能し、後述する熱エ
ネルギー発生手段、インク流路、およびインク吐出口を
形成する材料層の支持体として機能するものであればよ
い。本例では、この基板4としてSi基板(ウエハー)
を用いる。基板4は、熱エネルギー発生手段としての電
気熱変換素子1およびインク供給口3を備える。長溝状
の貫通口からなるインク供給口3の長手方向の両側に、
電気熱変換素子1が配列されている。図1および図2に
おいては、電気熱変換素子1を駆動するための電気的な
配線等の図示は省略している。基板4上には、インク流
路7を形成するためのインク流路壁7’が設けられてい
る。このインク流路壁7’の上には、吐出口2が形成さ
れた吐出口プレート5が設けられている。本例のインク
流路壁7’は、吐出口プレート5とは別部材の被覆樹脂
層6によって形成されている。しかし、このインク流路
壁7’をスピンコート等の手法によって基板4上に形成
することにより、インク流路壁7’と吐出口プレート5
とを同一部材によって同時に形成することも可能であ
る。
【0014】画像記録用のインクは、インク供給口3か
ら供給されて、インク流路壁7’によって形成されるイ
ンク流路7内に導入される。そして、図示しない配線を
通して電気熱変換素子1に通電して、その電気熱変換素
子1から熱エネルギーを発生させることにより、インク
流路7内のインクが加熱されて膜沸騰により発泡し、そ
のときの発泡エネルギーによって吐出口2からインク滴
が吐出される。吐出口2を高密度に配置することによっ
て、マルチノズルのインクジェット方式の記録ヘッド1
0が構成される。本例の場合は、インク流路壁7’によ
って形成される多数のインク流路7毎に、電気熱変換素
子1と吐出口2が対向配備されている。
【0015】図3は、本発明を適用可能な記録装置の概
略構成を説明するための斜視図である。
【0016】本例の記録装置50はシリアルスキャン方
式の記録装置であり、ガイド軸51,52によって、キ
ャリッジ53が矢印Xの主走査方向に移動自在にガイド
されている。キャリッジ53は、キャリッジモータおよ
びその駆動力を伝達するベルト等の駆動力伝達機構によ
り、主走査方向に往復動される。キャリッジ53には、
記録ヘッド10(図2においては不図示)と、その記録
ヘッド10にインクを供給するインクタンク54が搭載
される。記録ヘッド10とインクタンク54は、インク
ジェットカートリッジを構成するものであってもよい。
被記録媒体としての用紙Pは、装置の前端部に設けられ
た挿入口55から挿入された後、その搬送方向が反転さ
れてから、送りローラ56によって矢印Yの副走査方向
に搬送される。記録装置50は、記録ヘッド10が主走
査方向に移動しつつ、プラテン57上の用紙Pのプリン
ト領域に向かってインクを吐出する記録動作と、その記
録幅に対応する距離だけ用紙Pを副走査方向に搬送する
搬送動作と、を繰り返すことによって、用紙P上に順次
画像を記録する。
【0017】キャリッジ53の移動領域における図3中
の左端には、キャリッジ53に搭載された記録ヘッド1
0の吐出口2の形成面と対向する回復系ユニット(回復
処理手段)58が設けられている。回復系ユニット58
には、記録ヘッド10の吐出口2のキャッピングが可能
なキャップと、そのキャップ内に負圧を導入可能な吸引
ポンプなどが備えられている。この回復系ユニット58
は、吐出口2を覆ったキャップ内に負圧を導入すること
により、吐出口2からインクを吸引排出させて、記録ヘ
ッド10の良好なインク吐出状態を維持すべく回復処理
(「吸引回復処理」ともいう)をする。また、キャップ内
に向かって、吐出口2から画像の寄与しないインクを吐
出させることによって、記録ヘッド10の良好なインク
吐出状態を維持すべく回復処理(「吐出回復処理」ともい
う)をすることもできる。
【0018】図4は、本発明を適用可能な記録装置の制
御系の概略ブロック構成図である。
【0019】図4において、CPU100は、本記録装
置の動作の制御処理やデータ処理等を実行する。ROM
101は、それらの処理手順等のプログラムが格納さ
れ、またRAM102は、それらの処理を実行するため
のワークエリアなどとして用いられる。記録ヘッド10
からのインクの吐出は、CPU100が電気熱変換素子
1の駆動データ(画像データ)および駆動制御信号(ヒ
ートパルス信号)をヘッドドライバ10Aに供給するこ
とにより行われる。CPU100は、キャリッジ53を
主走査方向に駆動するためのキャリッジモータ103を
モータドライバ103Aを介して制御し、また用紙Pを
副走査方向に搬送するためのP.Fモータ104をモー
タドライバ104Aを介して制御する。
【0020】(第1の実施形態)図5は、本発明の第1
の実施形態を説明するための記録ヘッド10の要部の平
面図である。
【0021】大径吐出口に連通するインク流路7aと、
小径吐出口が連通するインク流路7bとが、インク供給
口3に沿って混在して配列され、列L1、L2のそれぞ
れに、複数の大径吐出口21と複数の小径吐出口22が
形成され、大径吐出口21同士の間に、複数の小径吐出
口22からなる小径吐出口群が配置されている。本例の
小径吐出口群は、後述するように、2つの小径吐出口2
2(22A,22B)によって構成される。小径吐出口
22の数は大径吐出口21の数よりも多く、大径吐出口
21の相互間の距離は解像度300DP1に相当し、小
径吐出口群における小径吐出口22の相互間の距離は解
像度1200DPlに相当する。また、大径吐出口21
の中心と、2つの小径吐出口22(22A,22B)間
の中間と、の間のピッチは600DP1に相当する。ま
た、大径吐出口21はインク流路の配列方向に関して列
L1、L2に互い違いに配置され、全体として600D
PI相当の等間隔で配置されている。また、小径吐出口
22についても同様に全体として1200DPI相当の
等間隔で配置されている。また、大径吐出口21の中心
を通り記録ヘッド10の主走査方向に沿う中心線L0上
には、互いに隣接する小径吐出口22(22A,22
B)の中間部位(重心)が位置する。図5においては、
中心線L0の(+Y)側つまり図5中上側の小径吐出口
22を22Aとし、中心線L0の(−Y)側つまり図5
中下側の小径吐出口22を22Bとしている。列L1,
L2は、2400DP1ピッチ分、つまり小径吐出口2
2の解像度(1200DPI)の半ピッチ分ずれてい
る。本実施形態では、列L1,L2は10.7μmずれ
ており、記録ヘッド10は、矢印X方向に沿う主走査方
向に20インチ/sの速度で移動しながら往復記録をす
る。
【0022】記録ヘッド10には、インク流路壁7’に
よって、大径吐出口21に対応するインク流路7aと、
小径吐出口22に対応するインク流路7bが形成されて
いる。また、それぞれにインク流路7a,7bには、大
径吐出口21および小径吐出口22のそれぞれと対向す
る電気熱変換素子1が備えられている。また、各インク
流路7a,7bは、それらにインクを供給するための共
通のインク供給口3に連通している。本実施形態では、
大径吐出口21から吐出されるインクの吐出体積は10
plであり、その大径吐出口21の口径は直径23μ
m、その吐出口に対向する電気熱変換素子1は30×3
0μmである。一方、小径吐出口22から吐出されるイ
ンクの吐出体積は2plであり、その小径吐出口22の
口径は直径11μm、流路高さは14μm、吐出口プレ
ート厚は11μmである。
【0023】図6は、このような記録ヘッド10を用い
て、被記録媒体としての用紙P上に形成したインクドッ
トの配置説明図である。
【0024】用紙P上の単位記録範囲600×600D
P1に、大径吐出口21から吐出されたインク滴によっ
て大ドットD1が形成される。また、小径吐出口22か
ら吐出されたインク滴によって、小ドットD3が形成さ
れる。図6において、小ドットD3(A)は、小径吐出
口22Aから吐出されたインク滴によって形成される小
ドットであり、また小ドットD3(B)は、小径吐出口
22Bから吐出されたインク滴によって形成される小ド
ットである。また、2つの小径吐出口22A,22Bか
ら吐出されるインク滴によって、中ドットD2が形成さ
れる。すなわち、図6のように、2つの小ドットD3
(A),D3(B)によって中ドットD2が形成され
る。
【0025】このように、小径吐出口21と大径吐出口
22を主走査方向に2400DPlずらすことにより、
600×600DP1の記録範囲内に、中ドットD2を
形成することが可能になった。この場合、記録ヘッド1
0の主走査速度を20インチ/sとし、また大径吐出口
21および小径吐出口22のそれぞれから12kHzの
駆動周波数でインクを吐出することによって、記録をす
ることができる。したがって、中ドットD2を形成する
際に、小径吐出口22の駆動周波数を高くする必要がな
い。また、2つの小径吐出口22を用いて1つの中ドッ
トD2を形成すればよく、小径吐出口22の耐久性も大
径吐出口21と同等になった。
【0026】さらに、矢印Yの副走査方向において隣接
する2つの小径吐出口22A,22Bを用いて、図6の
ように、互いにずれる2つの小ドットD3(A),D3
(B)によって中ドットD2を形成することができる。
そのため、図7のように、従来の記録ヘッドを用いて小
ドットD3を重ねて中ドットD2を形成するような従来
例に比して、中ドットD2を大きく形成することができ
る。このように中ドットD2を大きく形成できるため、
用紙Pの表面層にインクを確実に定着させることができ
る。また、インクの吐出量に対してドット面積を効率よ
く大きく形成することができる。さらに、小径吐出口2
2A,22Bの間において、それらの吐出口面積の製造
上のバラツキ等のために吐出量に差があった場合でも、
2つの吐出口を用いて中ドットを形成することから、そ
れぞれの吐出口間における吐出量のバラツキを低減し
て、ドット面積が安定した中ドットを形成することがで
きる。
【0027】記録ヘッド10には、インクジェット記録
装置におけるインクの吸引または加圧による充填動作に
より、インクタンク54などを含むインク貯蔵部からイ
ンクが充填される。そのインクは、インク供給口3から
インク流路7a,7bを経由して吐出口21,22に充
填される。本例のように、列L1,L2にそれぞれにお
いて、大径吐出口21同士の間に小径吐出口22の2つ
を配置することにより、吐出口列L1,L2のそれぞれ
におけるインクの粘性抵抗が等しくなる。したがって、
本実施形態においては、インクジェット記録装置におけ
るインクの吸引または加圧によってインクを充填する充
填動作により、インク供給口3などに気泡を残留させる
ことなく、吐出口21,22にインクを確実に充填する
ことができた。また、インクの供給形態は、前述した図
1および図2のように基板4の中央部に形成したインク
供給口3から供給する形態の他、基板4の両端部の2方
向から供給する形態であってもよく、いずれの供給形態
の場合にも同様の効果がある。
【0028】ところで、前述の米国特許第5,208,
605号のように小径吐出口列と大径吐出口列とが別々
に形成されている従来の記録ヘッドでは、小径吐出口列
の方が大径吐出口列よりも解像度が高いため、記録時の
小径吐出口列に対応する電気熱変換素子における消費電
力が大径吐出口列に対応する電気熱変換素子における消
費電力よりも多い。その結果、基板温度が小径吐出口列
側の方が大径吐出口側よりも高温になり、記録画像に濃
度ムラが発生することがあった。さらに、特に高周波数
で連続駆動した場合、小径吐出口に対応する電気熱変換
素子では、大径吐出口に対応する電気熱変換体よりも配
列密度が高い分だけ放熱され難いため、その近傍の温度
が徐々に上昇してしまい、小径吐出口から安定してイン
ク滴を吐出することができないことがあった。
【0029】これに対して、本実施形態の記録ヘッドで
は、大径吐出口に連通するインク流路7aと、小径吐出
口が連通するインク流路7bとが、インク供給口3に沿
って混在して配列され、列L1、L2のそれぞれに、複
数の大径吐出口21と複数の小径吐出口22が形成さ
れ、大径吐出口21同士の間に、複数の小径吐出口22
からなる小径吐出口群が配置されているため、各吐出口
21,22対応する電気熱変換素子の配置位置がより分
散されて、基板に温度分布の偏りが生じ難い。このた
め、本実施形態の記録ヘッドでは、濃度ムラが発生し難
いうえ、高周波数で連続してインク滴の安定した吐出が
可能となった。
【0030】また、従来の記録ヘッドを用いて、大径吐
出口からのみインク滴を吐出させて記録を行った場合、
吐出エネルギー発生部を駆動することにより、大径吐出
口に連通するインク流路間に流体的なクロストークが発
生していた。すなわち、大径吐出口からインク滴を吐出
させた時にインク流路のインク供給口側へのインクの流
れが発生し、そのインクの流れが近接するインク流路に
まで達する。これにより、近接する吐出口のメニスカス
を振動させ、吐出体積のバラツキによる濃度ムラや、吐
出速度のバラツキ、また吐出口からインクが溢れ吐出口
面が濡れることによる吐出方向のズレを生じることがあ
った。
【0031】これに対して、本実施形態の記録ヘッドで
は、隣接する大径吐出口間に設けられた小径吐出口によ
って、大径吐出口の後方(インク供給口に向かう方向)
への流体の流れが吸収されるため、大径吐出口に連通す
るインク流路間に生じる流体的なクロストークを抑制す
ることができる。特に、本実施形態では、大径吐出口間
に2つの小径吐出口が設けられているため、各大径吐出
口に対して2つの小径吐出口が対応し、効果的にクロス
トークを抑制できる。
【0032】また、本実施形態では、図5に示すよう
に、Y方向(副走査方向)に関して隣接する大径吐出口
21に連通するインク流路7aと小径吐出口22に連通
するインク流路7bとの中心間距離を、隣接する小径吐
出口22に連通するインク流路7b同士の中心間距離よ
りも長くしている。このため、大径吐出口21と小径吐
出口22との双方からそれぞれインク滴を吐出して記録
を行った場合に、大径吐出口21に連通するインク流路
7aから、小径吐出口22に連通するインク流路7bに
対して生じる流体的なクロストークを低減させることが
できる。これにより、吐出されるインク滴が小さい分だ
け、大吐出口21に連通するインク流路7aからの流体
的なクロストークの影響が大きい小径吐出口22からの
インク滴の吐出を、高い吐出周波数で安定して行うこと
ができ、高階調の画像を高速で形成することができる。
【0033】(第2の実施形態)図8は、本発明の第2
の実施形態を説明するための記録ヘッド10の要部の平
面図である。
【0034】本実施形態においても、大径吐出口21に
連通するインク流路7aと、小径吐出口22が連通する
インク流路7bとが、インク供給口3に沿って混在して
配列され、列L1,L2上に、大径吐出口21同士の間
に、複数の小径吐出口22からなる小径吐出口群が形成
されている。したがって、第1の実施形態と同様に、大
径吐出口21のみならず、小径吐出口22についても良
好に回復動作が行うことができる。さらに、本実施形態
では、小径吐出口22を列L1,L2からずらして配置
することにより、後述するように、往復記録時における
大ドットD1と小ドットD3の形成位置のずれを防止す
るなどの効果を奏する。
【0035】本実施形態では、列L1,L2上のそれぞ
れに大径吐出口21が等間隔に形成され、列L1,L2
のそれぞれの両側に小吐出口22(22A,22B)が
形成されている。列L1,L2のそれぞれにおいて、大
径吐出口21の相互間の距離は解像度300DPlに相
当し、小径吐出口22A,22B間の距離は解像度12
00DP1に相当する。大径吐出口21の中心と、小径
吐出口22A,22Bの間の中間と、の間のピッチは6
00DPlに相当する。また、列L1上に形成された大
径吐出口21と列L2上に形成された大径吐出口21と
が互い違いに配置されて大径吐出口21は列L1,L2
の長さ方向に関して補間し合い、全体として600DP
l相当の等間隔で配列されている。同様に、小径吐出口
22は全体として1200DPl相当の等間隔で配列さ
れている。列L1,L2の相互間において、一方の列側
における大径吐出口21の中心と、他方の列側における
小径吐出口22A,22Bの中間部位は、中心線L0上
に位置している。本例のインクジェット記録ヘッド10
は、矢印X(XA,XB)方向に沿う主走査方向に20
インチ/sの速度で走査しながら往復記録をする。吐出
口21,22(22A,22B)と、被記録媒体として
の用紙Pとの間の距離は1.5mmである。大径吐出口
21から吐出されるインクの吐出体積は10plであ
り、小径吐出口22(22A,22B)から吐出される
インクの吐出体積は2plである。
【0036】本実施形態の記録ヘッド10を用いること
により、前述した図6と同様に、被記録媒体としての用
紙P上にインクドットを形成することができる。
【0037】往復記録においては、記録ヘッド10を矢
印XA方向に移動させつつ記録する往路記録と、記録ヘ
ッド10を矢印XB方向に移動させつつ記録する復路記
録と、を繰り返す。このような往復記録において、仮
に、大径吐出口21から同じ駆動タイミングでインクを
吐出させた場合には、図9(b)のように、矢印XA方
向に移動しながら吐出されるインクによって形成される
往路記録時の大ドットD1(A)は、目標記録位置P1
から矢印XA方向にずれる。また、逆の矢印XB方向に
移動しながら吐出されるインクによって形成される往路
記録時の大ドットD1(B)は、目標記録位置P1から
矢印XB方向にずれてしまう。そのために、通常は、こ
のようなずれを補正するために、往路記録時はインクを
吐出させる駆動タイミングを早め、また復路記録時はイ
ンクを吐出させる駆動タイミングを遅らせている。
【0038】しかしながら、本実施例において、大ドッ
トと小ドットを形成するインク滴は、それらの吐出速度
が異なっていた。具体的に、本例の場合は、大ドットを
形成する吐出体積10plのインク滴の吐出速度は15
m/sであり、一方、小ドットを形成する吐出体積1p
lのインク滴の吐出速度17m/sである。このような
場合には、往路記録時と復路記録時において、大ドット
と小ドットの形成位置のずれ量が異なってしまう。例え
ば、図8のような構成の記録ヘッドとは異なる記録ヘッ
ドとして、図8中の列L1,L2上のそれぞれに大径吐
出口21と小径吐出口22が形成された記録ヘッドを用
いた場合、その記録ヘッドの駆動タイミングを調整する
ことによって、往路記録時と復路記録時における大ドッ
トD1(A),D1(B)の形成位置を補正して、それ
らの形成位置のずれをなくすことはできる。しかし、そ
の場合には、図9(c)のように、矢印XA方向に移動
しながら吐出されるインクによって形成される往路記録
時の小ドットD3(A)は、目標記録位置P2から矢印
XA方向に6μmずれる。また、逆の矢印XB方向に移
動しながら吐出されるインクによって形成される往路記
録時の大ドットD3(B)は、目標記録位置P2から矢
印XB方向に6μmずれてしまう。
【0039】そこで、本実施形態においては、このよう
な小ドットD3(A),D3(B)の形成位置にずれが
発生しないように、小径吐出口22A,22Bを配置し
た。すなわち、列L1,L2のそれぞれにおいて、小径
吐出口22Aは列L1,L2から矢印XB方向に6μm
ずらして配置し、小径吐出口22Bは列L1,L2から
矢印XA方向に6μmずらして配置した。そして、列L
1,L2側のそれぞれにおける小径吐出口22Aを往路
記録時に用い、列L1,L2側のそれぞれにおける小径
吐出口22Bを復路記録時に用いて、往復記録をする。
この結果、図9(a)に示すように、大ドットD1も小
ドットD3のいずれも往復記録時におけるずれが発生し
なくなった。
【0040】また、本実施形態の場合は、記録ヘッド1
0の主走査速度が20インチ/sであることから、記録
動作時に大径吐出口21および小径吐出口22(22
A,22B)からインクを吐出するときの駆動周波数
は、いずれも12kHzとなる。この結果、中ドットD
2を形成するために、小径吐出口22からインクを吐出
する駆動周波数を高くする必要がなくなった。さらに、
インクジェット記録装置にて行われるワイピング動作時
に、大径吐出口21から掻き出されたインクが小径吐出
口22に接近して悪影響を及ぼすことがなく、インクの
不吐出、吐出量の減少(ショボ)の無い良好な記録が得
られた。
【0041】(第3の実施形態)図10は、本発明の第
3の実施形態を説明するための記録ヘッド10の要部の
平面図である。
【0042】本実施形態においても、大径吐出口に連通
するインク流路7aと、小径吐出口が連通するインク流
路7bとが、インク供給口3に沿って混在して配列さ
れ、列L1,L2上に、大径吐出口21同士の間に、複
数の小径吐出口22(22A,22B)からなる小径吐
出口群が形成されている。したがって、前述した第1の
実施形態と同様に、大径吐出口21のみならず、小径吐
出口22についても良好に回復動作が行うことができ
る。さらに、本実施形態では、大径吐出口21と小径吐
出口22とが同一の列上に位置しないように、それらを
ずらして配置されている。したがって、前述した第2の
実施形態と同様に、インクジェット記録装置にて行われ
るワイピング動作時に、大径吐出口21から掻き出され
たインクが小径吐出口22に接近して悪影響を及ぼすこ
とがなく、インクの不吐出、吐出量の減少(ショボ)の
無い良好な記録が得られた。本実施形態では、小径吐出
口群を構成する複数の小径吐出口22(22A,22
B)が列L1,L2の片側にずらされていおり、この点
において前述した第2の実施形態とは構成が異なる。
【0043】本実施形態では、列L1,L2上のそれぞ
れに大径吐出口21が等間隔に形成され、列L3,L4
上に小吐出口22(22A,22B)が形成されてい
る。列L1,L2のそれぞれにおいて、大径吐出口21
の相互間の距離は解像度300DPlに相当し、列L
3,L4上の小径吐出口22A,22B間の距離は解像
度1200DP1に相当する。大径吐出口21の中心
と、小径吐出口22A,22Bの中間と、との間のピッ
チは600DPlに相当する。また、図10から明らか
なように、列L1,L2上に位置する大径吐出口21の
中心と、列L3,L4上に位置する小径吐出口22(2
2A,22B)の中心は、X方向においてずれている。
【0044】本実施例では、大径吐出口21の口径が2
3μmであることから、大径吐出口21と小径吐出口2
2(22A,22B)とをX方向に30μmずらしてい
る。本例のインクジェット記録ヘッド10は、矢印X方
向(主走査方向)に20インチ/sの速度で走査しなが
ら往復記録をする。吐出口21,22(22A,22
B)と、被記録媒体としての用紙Pとの間の距離は1.
5mmである。大径吐出口21から吐出されるインクの
吐出体積は10plであり、小径吐出口22(22A,
22B)から吐出されるインクの吐出体積は2plであ
る。
【0045】本例の記録ヘッド10を用いることによ
り、前述した図6と同様に、被記録媒体としての用紙P
上にインクドットを形成することができる。さらには、
吐出口プレートの表面をY方向に沿ってワイピングした
ときに、図11に示すように、大径吐出口21から掻き
出されたインク40は、小径吐出口22(22A,22
B)に近接しない。これにより、インクの不吐出、吐出
量の減少(ショボ)の無い良好な記録が得られるように
なった。また、大径吐出口21から掻き出されたインク
40が小径吐出口22に近接して悪影響を及ぼすことを
なくす上においては、大径吐出口21の列L1、L2と
小径吐出口22の列L3,L4列とのずらし量を、大径
吐出口21の口径よりも大きくすることが好ましい。
【0046】(第4の実施形態)本実施形態において
は、前述した第1の実施形態における図5と同様に各イ
ンク流路7a,7bを配列するとともに各吐出口を配置
して、列L1,L2上のそれぞれに、大径吐出口21と
小径吐出口22(22A,22B)が形成されている。
【0047】本実施形態においても、列L1,L2上
に、大径吐出口21同士の間に、複数の小径吐出口22
からなる小径吐出口群が形成される。したがって、第1
の実施形態と同様に、大径吐出口21のみならず、小径
吐出口22についても良好に回復動作が行うことができ
る。さらに、本実施形態では、後述するように、小径吐
出口群をなす複数の小径吐出口22(22A,22B)
をカラム毎に対応付けて使い分ける。これにより、各小
径吐出口22(22A,22B)に対応する電気熱変換
素子1の耐久性を向上させることができる。
【0048】本実施形態では、このような構成のインク
ジェット記録ヘッド10を矢印X方向(主走査方向)に
沿って20インチ/sの速度で往復走査しながら、往復
記録をする。つまり、+X方向に往走査、および−X方
向に副走査しながら、往復記録をする。大径吐出口21
から吐出されるインクの吐出体積は10plであり、小
径吐出口22(22A,22B)から吐出されるインク
の吐出体積は2plである。
【0049】また、小ドットD3を形成する場合には、
図6のように、カラムAの小ドットD3は小径吐出口2
2Aを用いて形成し、カラムBの小ドットD3は小径吐
出口22Bを用いて形成する。したがって、カラムAの
小ドットは小ドットD3(A)として形成され、カラム
Bの小ドットは小ドットD3(B)として形成されるこ
とになる。このように、カラムA,B毎に、小ドットD
3を形成するための小径吐出口22A,22Bを使い分
けることにより、小径吐出口22(22A,22B)の
使用頻度がカラムA,Bにおいて均一化される。この結
果、それぞれの小径吐出口22に対応する電気熱変換素
子1の耐久性が向上する。
【0050】また、本例の場合は、記録ヘッド10の主
走査速度が20インチ/sであることから、記録動作時
に大径吐出口21および小径吐出口22からインクを吐
出する駆動周波数はいずれも12kHzとなる。この結
果、従来の記録ヘッドのように、中ドットD2を形成す
るために、小径吐出口22からインクを吐出する駆動周
波数を高くする必要がなくなる。また、インクの供給形
態は、前述した図1および図2のように基板4の中央部
に形成したインク供給口3から供給する形態の他、基板
4の両端部の2方向から供給する形態であってもよく、
いずれの供給形態の場合にも同様の効果がある。
【0051】(第5の実施形態)本実施形態において
は、図12のように、前述した第1の実施形態における
図5と同様に各吐出口が配置され、列L1,L2上のそ
れぞれに、大径吐出口21と小径吐出口22(22A,
22B)が形成される。本実施形態は、後述するよう
に、各吐出口21,22(22A,22B)に連通する
インク流路7a,7bの構成が第1の実施形態とは異な
る。
【0052】図12においても、7aは大径吐出口21
に連通するインク流路であり、7bは小径吐出口群に連
通するインク流路である。インク流路7bは、小径吐出
口22(22A,22B)に共通に連通する共通部7b
1と、この共通部7b1から小径吐出口22(22A,
22B)毎に分岐した分岐部7b2とによって構成され
る。インク流路7a,7bは、流路壁7a’によって仕
切られている。また、小径吐出口22(22A,22
B)毎に分岐される分岐部7b2は、流路壁7b’によ
って仕切られている。そして、流路壁7a’と流路壁7
b’は、インクの供給方向において異なる長さとされて
いる。
【0053】大径吐出口21に対応する電気熱変換素子
1のサイズは30×30μmであり、小径吐出口22
(22A,22B)に対応する電気熱変換素子1のサイ
ズは15×15μmである。このように、後者の電気熱
変換素子1のサイズが前者の電気熱変換素子1よりも小
さいため、図13のように、小径吐出口22(22A,
22B)に連通するインク流路7b1,7b2に発生す
る発泡B2は、大径吐出口21に連通するインク流路7
aに発生する発泡B1よりも短くなる。本実施形態にお
いて、流路壁7a’は、比較的大きい発泡B1の長さに
沿うように流路壁7a’が長く設定され、流路壁7b’
は、比較的小さい発泡B2の長さに沿うように短く設定
されている。
【0054】このような流路壁7a’,7b’の構成
は、特にインク流路の配列密度を高める場合に有効であ
る。なぜなら、インク流路の配列密度が高いほど、分岐
部7b2の間を仕切る流路壁7b’の幅を十分にとるこ
とが困難になり、その流路壁7b’の強度が不足してく
るからである。そこで、本実施形態のように、この流路
壁7b’の長さを流路壁7a’の長さよりも短くするこ
とにより、この流路壁7b’の強度の低下を抑えること
ができる。このように流路壁7b’の長さを短く設定す
ることにより、インク流路をより高密に配列することが
できる。
【0055】また、このように流路壁7b’の長さを流
路壁7a’の長さよりも短くすることにより、小径吐出
口22(22A,22B)に連通するインク流路7b
は、共通部7b1と分岐部7b2,7b2とによって構
成される。このような構成により、小径吐出口22(2
2A,22B)にインクをリフィルするときのリフィル
時間を短くすることができる。さらに、流路壁7b’を
短くして、小径吐出口22(22A,22B)に連通す
るインク流路7bに共通部7b1を設けることにより、
大径吐出口21よりも泡の抜け性が悪い小径吐出口22
(22A,22B)においても、泡を抜けやすくするこ
とができる。
【0056】(第6の実施形態)本実施形態において
は、図5に示した第1の実施形態と同様に各インク流路
7a,7bが配列されており、第1の実施形態とほぼ同
様に各吐出口が配置され、列L1,L2上に、大径吐出
口21同士の間に、複数の小径吐出口22からなる小径
吐出口群22が形成される。したがって、第1の実施形
態と同様に、大径吐出口21のみならず、小径吐出口2
2についても良好に回復動作が行うことができる。
【0057】本実施形態は、図14に示すように、小径
吐出口22(22A,22B)の中心と、それに対応す
る電気熱変換素子1の中心とをずらして、小径吐出口2
2(22A,22B)から斜めにインク滴を吐出させる
構成になっている。このような構成において、本実施形
態と前述した第1の実施形態とは異なる。本実施形態で
は、小径吐出口22Aの中心は電気熱変換素子1の中心
から−Y方向へずれ、また小径吐出口22Bの中心は電
気熱変換素子1の中心から+Y方向へずれている。大径
吐出口21の中心と、それに対応する電気熱変換素子1
の中心はずらされていない。
【0058】小径吐出口22(22A,22B)の中心
を電気熱変換体1の中心からずらしたことにより、電気
熱変換素子1からの熱エネルギーによって発生した気泡
は、小径吐出口22のずれの方向へ成長する。そして、
インク滴は、図15中の矢印のように、小径吐出口22
がずらされている方向へ斜めに吐出される。本例におい
て、大径吐出口21から吐出されるインクの吐出体積は
10plであり、小径吐出口22から吐出されるインク
の吐出体積は2plである。
【0059】図16は、このように斜めに吐出したイン
ク滴によって被記録媒体上に形成されるドットの配置説
明図である。
【0060】600×600DPlの単位記録領域に、
大径吐出口21から吐出したインク滴によって大ドット
D1が形成され、小ドットD3は小径吐出口22(22
A,22B)から吐出したインク滴によって形成され
る。また、矢印Y方向(副走査方向)において隣接する
小径吐出口22A,22Bよって形成される小ドットD
3(A),D3(B)は、中ドットD2を形成する。前
述した第1の実施形態と同様に、列L1,L2を240
0DPl相当分ずらすことにより、600×600DP
1の記録領域に中ドットD2を形成することが可能とな
る。また、本例の場合は、記録ヘッド10の主走査速度
が20インチ/sであることから、記録動作時に大径吐
出口21および小径吐出口22からインクを吐出する駆
動周波数は、いずれも12kHzとなる。この結果、中
ドットD2を形成するために、小径吐出口22からイン
クを吐出するときの駆動周波数を高くする必要がなくな
った。
【0061】(第7の実施形態)本実施形態において、
各インク流路7a,7bを配列と各吐出口の配置につい
ては、図5に示した第1の実施形態と同様であり、列L
1,L2上のそれぞれに、大径吐出口21同士の間に、
複数の小径吐出口22(22A,22B)からなる小径
吐出口群が形成される。
【0062】本実施形態においては、各吐出口21,2
2からインクを吐出させる吐出タイミングをずらすこと
に着目した。
【0063】すなわち、本実施形態では、インクジェッ
ト記録ヘッドに同時に流す電流を減らすために、それぞ
れの吐出口からインクを吐出させる吐出タイミングをず
らす。例えば、図17に示すように、インクの吐出タイ
ミングを16のブロックに分けて設定する。そして、小
径吐出口22A,22Bからインクを吐出する吐出タイ
ミングの差を1.9μsに設定することにより、図18
(a)のように、均一な中ドットD2を形成することが
できる。また、小径吐出口22A,22Bからインクを
吐出する吐出タイミングを同時とすることにより、図1
8(b)のように均一な縦長の中ドットD2を形成する
ことができる。また、小径吐出口22A,22Bからイ
ンクを吐出する吐出タイミングの差は、図17中の16
ブロックの中間の値、具体的にはブロック8付近の値に
設定することができる。このような設定により、小径吐
出口22A,22Bから吐出されるインク滴によって、
図18(c)に示すように、ドットD3(A),D3
(B)が斜めに形成される。この結果、中ドットD2の
ドット面積が図18(b)の縦長ドットよりも大きくな
り、その分、小ドットD3(A),D3(B)をより小
さくして、粒状感等の低減による画質の向上が実現でき
る。
【0064】(第8の実施形態)図19は、本発明の第
8の実施形態における記録ヘッド10の要部の概略平面
図である。本実施形態においては、吐出口の配置に関し
ては、図5に示した第1の実施形態における吐出口配置
に加えて、記録ヘッドの主走査方向において大径吐出口
21と並ぶ位置に、大径吐出口21と共通のインク流路
7aに連通する小径吐出口22Cが配置されている。他
の小径吐出口22A,22Bの配置及びこれらの小径吐
出口が連通するインク流路7bの形状については、第5
の実施形態と同様である。
【0065】本実施形態においても、大径吐出口21の
相互間に複数の小径吐出口22が形成される。そのた
め、第1の実施形態と同様に、大径吐出口21のみなら
ず、小径吐出口22についても良好に回復動作を行うこ
とができる。
【0066】図20は、本実施形態における流路構造の
より具体的な説明図である。1つの大径吐出口21と1
つの小径吐出口22Cに対して、1つのインク流路7a
が形成されている。さらに、各吐出口と対向する位置に
は、その大きさに対応する電気熱変換素子1が形成され
ている。そのため、大径吐出口21と小径吐出口22C
が位置するインク流路7には、大径吐出口21に対応す
る大サイズの電気熱変換素子1と、小径吐出口22Cに
対応する小サイズの電気熱変換素子1が備えられる。大
径吐出口21と小径吐出口22CのX方向(主走査方
向)における中心線は、一致している。
【0067】本例においては、このような構成のインク
ジェット記録ヘッドを矢印X方向(主走査方向)に10
インチ/sの速度で走査しながら記録をする。大径吐出
口21からのインクの吐出体積は10plであり、小径
吐出口22(22A,22B,22C)からのインクの
吐出体積は2plである。
【0068】図21は、記録媒体上に形成されるドット
の位置の説明図である。600×600DPIの単位記
録領域に、大径吐出口21から吐出したインク滴によっ
て大ドットD1が形成され、小ドットD3は小径吐出口
22Aまたは22Bから吐出したインク滴によって形成
される。3つの小ドットD3(D3(A),D3
(B),D3(C))によって中ドットD2が形成され
る。小ドットD3(A),D3(B)は、矢印Y方向
(副走査方向)にずれて配置された2つの小径吐出口2
2A、22Bから吐出されたインク滴によって形成さ
る。また、小ドットD3(C)は、大径吐出口21の隣
に位置する小径吐出口22Cから吐出されたインク滴に
よって形成される。
【0069】このように、列L1,L2を2400DP
Iの解像度分ずらすことにより、600×600DPI
の単位記録領域に中ドットD2を形成することができ
る。この場合、記録ヘッドの主走査速度が20インチ/
sとし、また大径吐出口21および小径吐出口22(2
2A,22B,22C)のそれぞれから12kHzの駆
動周波数でインクを吐出することによって、記録をする
ことができる。したがって、中ドットD2を形成する際
に、小径吐出口22(22A,22B,22C)の駆動
周波数を高くする必要がない。さらに、中ドットD2を
3つの小ドットD3によって形成することにより、図2
2(a)のように2つの小ドットD3を重ねて中ドット
D2を形成する場合と比較して、中ドットD2のサイズ
を大きくすることができる。この結果、インクの吐出量
に対する中ドットD2の面積が大きくなり、被記録媒体
の表面層にインクを確実に定着させることができる。し
かも、小径吐出口22からのインクの吐出量に差があっ
ても、安定したサイズの中ドットD2を確保することが
できる。
【0070】また、本実施形態においては、2つの小ド
ットD3によって中ドットD2を形成する場合と比較し
て、画像品位をより向上させることができる。例えば、
小径吐出口22A,22Bによって形成される2つの小
ドットD3によって中ドットD2を形成する場合に、そ
れらの小径吐出口22A,22Bから吐出されるインク
滴のY方向における着弾精度が悪かったときには、図2
2(b)のように、それらの小ドットD3が離れて、記
録画像にスジや濃度ムラが生じるおそれがある。しか
し、本実施形態のように、3つの小ドットD3(D3
(A),D3(B),D3(C))によって中ドットD
2を形成することにより、仮に、それらの小ドットD3
を形成するインク滴のY方向における着弾精度が悪くて
も、記録画像におけるスジや濃度ムラは発生しない。ま
た、本実施形態は、小径吐出口22の数を大径吐出口2
1の3倍とすることにより、記録画像におけるスジや濃
度ムラがなく、かつ面積の大きい中ドットD2を安定的
に確保しつつ、写真調画像を記録する場合にもスループ
ットの低下を防止することができる。
【0071】(第9の実施形態)本実施形態において
は、また、大径吐出口21に連通するインク流路7a
と、3つ小径吐出口がそれぞれ連通する3つのインク流
路7bが、インク供給口3に沿って交互に配列されてお
り、大径吐出口と小径吐出口が同一列上に形成され、か
つ、その列上において大径吐出口の相互間に3つの小径
吐出口が配置される。それらの吐出口は、図23(a)
または図23(b)のように配置することができる。図
23(a),図23(b)は、本実施形態におけるイン
クジェット記録ヘッドの要部の平面図である。
【0072】図23(a),図23(b)において、列
L1上の大径吐出口21と列L2上の大径吐出口21と
の間は600DPIの解像度に対応する。また、列L
1,L2のそれぞれにおいて、大径吐出口21の間は3
00DPIの解像度に対応する。列L1,L2におい
て、一方側の大径吐出口21の中心と他方側の小径吐出
口22Bの中心は、一致している(中心線L0)。
【0073】また、図23(a)において、大径吐出口
21の相互間に位置する3つの小径吐出口22A,22
B,22Cの間は1200DPIの解像度に対応する。
図23(b)において、列L1,L2の一方側の小径吐
出口22Aと、列L1,L2の他方側の小径吐出口22
Bとの間は1200DPIの解像度に対応し、それらの
小径吐出口22A,22B間のY方向における中間位置
に小径吐出口22Cが配置されている。
【0074】このような図23(a),図23(b)の
インクジェット記録ヘッドは、前述した実施形態と同様
に、インクジェット記録装置の吸引または加圧動作によ
って、インク貯蔵部(不図示)からインク供給口を経由
して吐出口にインクが充填される。
【0075】本実施形態では、大径吐出口21同士の間
に3つの小径吐出口22A,22B,22Cを同一の列
上に配置することにより、インクジェット記録装置の吸
引または加圧動作によって、インク供給口部等に気泡の
残留無しに、吐出口にインクを充填することができた。
また、本実施例では、インク供給口が基板の中央部に形
成されているが、基板端部の2方向からインクを供給す
る形態でも同様の効果がある。また、図23(a),図
23(b)のインクジェット記録ヘッドは、矢印X方向
(主走査方向)に20インチ/sの速度で走査しながら
記録をする。大径吐出口21からのインクの吐出体積は
10plであり、小径吐出口22(22A,22B,2
2C)からのインクの吐出体積は2plである。
【0076】図24(a)は、図23(a)の記録ヘッ
ドによって被記録媒体上に形成されるドットの配置の説
明図であり、図24(b)は、図23(b)の記録ヘッ
ドによって被記録媒体上に形成されるドットの配置の説
明図である。600×600DPIの単位記録範囲に、
大径吐出口21から吐出されたインク滴によって大ドッ
トD1が形成され、小ドットD3は小径吐出口22(2
2A,22B,22C)から吐出されたインク滴によっ
て形成される。また、3つの小径吐出口22A,22
B,22Cから吐出されたインク滴によって、中ドット
D2が形成される。図24(a)は、図23(a)にお
いて、小ドットD3(A),D3(B),D3(C)
は、それぞれ小径吐出口22A,22B,22Cから吐
出されたインク滴によって形成される小ドットであり、
これら3つの小ドットD3(A),D3(B),D3
(C)によって中ドットD2が形成される。この場合、
主走査速度を20インチ/sとし、また大径吐出口21
および小径吐出口22(22A,22B,22C)のそ
れぞれから12kHzの駆動周波数でインクを吐出する
ことによって記録をすることができる。したがって、中
ドットD2を形成する際に、小径吐出口22の駆動周波
数を高くする必要がない。
【0077】また、図23(b)のように、小径吐出口
22B,22Cを小径吐出口22における解像度の半分
ずらすことによって、図24(b)のように中ドットD
2が形成される。このように形成される中ドットD2
は、小ドットD3を形成するインク滴のY方向における
着弾精度が悪くても、記録画像におけるスジや濃度ムラ
は発生しない。しかも、面積の大きい中ドットD2を安
定的に確保して、高品位な画像を記録することができ
る。本実施形態は、小径吐出口22の数を大径吐出口2
1の3倍とすることにより、写真調画像を記録する場合
にもスループットの低下を防止することができる。
【0078】(第10の実施形態)次に、本実施形態に
おける各インク流路7a,7bの配列及び各吐出口2
1,22の配置は、前述した第9の実施形態と同じであ
る。
【0079】本実施形態においては、大径吐出口21か
らのインクの吐出体積が8pl、小径吐出口22(22
A,22B,22C)からのインクの吐出体積が2pl
であり、大ドットと中ドットD2の形成方法が第9の実
施形態とは異なっている。図25(a)は、図23
(a)の記録ヘッドを用いて、本実施形態により被記録
媒体上に形成されるドットの配置の説明図であり、また
図25(b)は、図23(b)の記録ヘッドを用いて、
本実施形態により被記録媒体上に形成されるドットの配
置の説明図である。
【0080】本実施形態においては、600×600D
PIの単位記録範囲に、1つの大径吐出口21と1つの
小径吐出口22のそれぞれから吐出されたインク滴を重
ねることによって、大ドットが形成される。また、小ド
ットD3は、小径吐出口22(22A,22B,22
C)の1つから吐出されたインク滴によって形成され
る。また、主走査方向に配置された2つの小径吐出口2
2から吐出されるインク滴によって、つまり2つの小ド
ットD3によって中ドットD2が形成される。図25
(a)の場合には、小ドットD3(A),D3(C)に
よって中ドットD2が形成される。その場合、小ドット
D3(A)は、図23(a)中における列L1,L2の
一方側の小径吐出口22Aによって形成され、小ドット
D3(C)は、図23(a)中における列L1,L2の
他方側の小径吐出口22Cによって形成される。同様
に、図25(a)の場合には、小ドットD3(A),D
3(C)によって中ドットD2が形成される。その場
合、小ドットD3(A)は、図23(b)中における列
L1,L2の一方側の小径吐出口22Aによって形成さ
れ、小ドットD3(C)は、図23(b)中における列
L1,L2の他方側の小径吐出口22Cによって形成さ
れる。
【0081】本実施形態の場合は、主走査速度を25イ
ンチ/sとし、また大径吐出口21および小径吐出口2
2(22A,22B,22C)のそれぞれから15kH
zの駆動周波数でインクを吐出することによって記録を
することができる。したがって、中ドットD2を形成す
る際に、小径吐出口22の駆動周波数を高くする必要が
ない。
【0082】また、本実施形態においても、小径吐出口
22の数が大径吐出口21の3倍であるため、写真調画
像を記録する場合にもスループットの低下を防止するこ
とができる。さらに、大径吐出口21と小径吐出口22
から吐出されるインク滴によって大ドットを形成するた
め、大径吐出口21から吐出するインク滴を10plか
ら8plに低減することができて、インクのリフィル周
波数を上げることが可能となる。また、駆動周波数を1
5kHzとすることにより、記録のスループットをさら
に向上させることができる。
【0083】(第11の実施形態)図26は、本発明の
第11の実施形態におけるインクジェット記録ヘッドの
要部の平面図である。
【0084】本実施形態においては、大径吐出口21の
中心を通るX方向(主走査方向)に沿った中心線L0上
に、小径吐出口群をなす複数の小径吐出口22が配置さ
れている。本実施形態においても、列L1,L2に沿っ
て、大径吐出口21同士の間に、複数の小径吐出口22
からなる小吐出口群が形成されているため、前述した第
1の実施形態と同様に、大径吐出口21のみならず、小
径吐出口22についても良好に回復動作が行うことがで
きる。
【0085】本実施形態では、大径吐出口21の相互間
のY方向における距離は解像度600DPlに相当し、
小径吐出口22の相互間のY方向における距離も解像度
600DPlに相当する。列L1,L2上のそれぞれに
は、大径吐出口21と小径吐出口22が1つずつ交互に
配置される。さらに、列L1上の小径吐出口22から−
X方向にずれた位置には小径吐出口22が形成され、ま
た列L2上の小径吐出口22から+X方向にずれた位置
には小径吐出口22が形成されている。矢印X方向に隣
接する大径吐出口21の中心と小径吐出口22の中心
は、中心線L0上に位置している。したがって、列L
1,L2の一方側における1つの大径吐出口21と、列
L1,L2の他方側における2つの小径吐出口22は、
同一の中心線L0上に位置する。
【0086】図27は、本例の記録ヘッド10における
インク流路の構造の拡大図である。
【0087】列L1,L2のそれぞれにおいて、矢印X
方向に隣接配置される2つの小径吐出口22は、共通の
インク流路7bに連通される。その共通のインク流路7
bには、2つの小径吐出口22のそれぞれに対応する電
気熱変換素子1が備えられている。したがって、1つの
共通のインク流路7bに対しては、2つの小径吐出口2
2と2つの電気熱変換素子1が備えられる。
【0088】また、図26に示すように、大径吐出口2
1に連通するインク流路7aと、小径吐出口群を構成す
る複数の小径吐出口22が共通に連通するインク流路7
bは、記複数のインク流路の配列方向に沿って交互にか
つ一定間隔で配列されている。
【0089】本例の記録ヘッド10を用いることによ
り、前述した図16と同様に、600×600DPlの
記録領域に、大径吐出口21から吐出されるインク滴に
よって大ドットD1が形成され、小径吐出口22から吐
出されるインク滴によって小ドットD3が形成される。
また、列L1,L2のそれぞれにおいて矢印X方向に隣
接する2つの小径吐出口22から吐出されるインク滴に
よって、つまり2つの小ドットD3によって、中ドット
D2が形成される。このような大ドットD1、中ドット
D2、小ドットD3の記録方法は前述した第1の実施形
態と同様である。本例においては、矢印Y方向(副走査
方向)において、大ドットD1による記録解像度を上げ
ることができ、より高精細な画像を記録することができ
た。
【0090】記録ヘッド10には、インクジェット記録
装置におけるインクの吸引または加圧による充填動作に
より、インクタンク54などを含むインク貯蔵部からイ
ンクが充填される。そのインクは、インク供給口3を経
由して吐出口21,22に充填される。本例のように、
列L1,L2にそれぞれにおいて、大径吐出口21同士
の間に小径吐出口22の2つを配置することにより、吐
出口列L1,L2のそれぞれにおけるインクの粘性抵抗
が等しくなる。したがって、本実施形態においては、前
述した第1の実施形態の作用効果と共に、インクジェッ
ト記録装置におけるインクの吸引または加圧によってイ
ンクを充填する充填動作により、インク供給口3などに
気泡を残留させることなく、吐出口21,22にインク
を確実に充填することができる。また、インクの供給形
態は、前述した図1および図2のように、基板4の中央
部に形成したインク供給口3から供給する形態の他、基
板4の両端部の2方向から供給する形態であってもよ
く、いずれの供給形態の場合にも同様の効果がある。
【0091】(第12の実施形態)図28は、本発明の
第12の実施形態におけるインクジェット記録ヘッドの
要部の平面図である。
【0092】本実施形態では、前述の第11実施形態と
同様に、大径吐出口21の中心を通るX方向(記録ヘッ
ドの主走査方向)に沿った中心線上に、複数の小径吐出
口22が配列されている。それらの複数の小径吐出口2
2は、大径吐出口21の相互間において小径吐出口群を
構成する。本例の場合、その小径吐出口群は3つの小径
吐出口22(22A,22B,22C)によって構成さ
れる。小径吐出口22Bは各列L1,L2上に位置し、
小径吐出口22Aは各列L1,L2から−X方向にずれ
て位置し、小径吐出口22Cは各列L1,L2から+X
方向にずれて位置する。
【0093】本実施形態においても、大径吐出口に連通
するインク流路7aと、小径吐出口が連通するインク流
路7bとが、インク供給口3に沿って混在して配列さ
れ、列L1,L2に沿って、大径吐出口21同士の間
に、複数の小径吐出口22からなる小吐出口群が形成さ
れているため、前述した第1の実施形態と同様に、大径
吐出口21のみならず、小径吐出口22についても良好
に回復動作が行うことができる。
【0094】本実施形態において、大径吐出口21間は
600DPIの解像度に対応し、小径吐出口22(22
A,22B,22C)間も600DPIの解像度に対応
する。大径吐出口21からのインクの吐出体積は6pl
であり、小径吐出口22からのインクの吐出体積は2p
lである。また、列L1,L2のそれぞれにおいて、大
径吐出口21と小径吐出口22との間は1200DPI
の解像度に対応する。列L1,L2の一方側における大
径吐出口21の中心と、列L1,L2の他方側における
小径吐出口22(22A,22B,22C)の中心と
は、一致している(中心線L0)。3つの小径吐出口2
2A,22B,22Cは、図29のように、共通する1
つのインク流路7bに形成されている。その共通のイン
ク流路7bには、3つの小径吐出口22のそれぞれに対
応する電気熱変換素子1が備えられている。したがっ
て、1つの共通のインク流路7bに対しては、3つの小
径吐出口22と3つの電気熱変換素子1が備えられる。
【0095】図30は、本実施形態によって被記録媒体
上に形成されるドットの配置の説明図である。
【0096】大ドットD1は、1つの大径吐出口21か
ら吐出されるインク滴と、2つの小径吐出口22A,2
2Cから吐出されるインク滴によって、600×600
DPIの記録領域に形成される。前者の大径吐出口21
は列L1,L2の一方側に位置するものであり、後者の
2つの小径吐出口22A,22Cは、列L1,L2の他
方側において前者の大径吐出口21と同一ラスタ上に位
置するものである。また、小ドットD3は、小径吐出口
22Bから吐出されたインク滴によって形成される。ま
た、中ドットには2つの形態があり、一方の中ドットD
2’は、3つの小径吐出口22A,22B,22Cから
吐出された3つのインク滴によって形成される。また、
他方の中ドットD2”は、大径吐出口21から吐出する
1つのインク滴によって形成される。
【0097】記録ヘッド10には、インクジェット記録
装置におけるインクの吸引または加圧による充填動作に
より、インクタンク54などを含むインク貯蔵部からイ
ンクが充填される。そのインクは、インク供給口3を経
由して吐出口21,22に充填される。本例のように、
列L1,L2にそれぞれにおいて、大径吐出口21同士
の間に、小径吐出口22の3つを配置することにより、
吐出口列L1,L2のそれぞれにおけるインクの粘性抵
抗が等しくなる。したがって、本実施形態においては、
前述した第1の実施形態の作用効果と共に、インクジェ
ット記録装置におけるインクの吸引または加圧によって
インクを充填する充填動作により、インク供給口3など
に気泡を残留させることなく、吐出口21,22にイン
クを確実に充填することができる。また、インクの供給
形態は、前述した図1および図2のように、基板4の中
央部に形成したインク供給口3から供給する形態の他、
基板4の両端部の2方向から供給する形態であってもよ
く、いずれの供給形態の場合にも同様の効果がある。
【0098】このように、本実施形態においては、小径
吐出口22の数が大径吐出口21の数の3倍とされ、ま
た、列L1,L2の一方側における大径吐出口21の中
心と、列L1,L2の他方側における3つの小径吐出口
22A,22B,22Cの中心と、が一致(中心線L
0)する。これにより、大径吐出口21によるX方向
(主走査方向)の解像度を上げることができ、より高精
細な画像を記録することができる。また、1つの大径吐
出口21からのインクの吐出量と、3つの小径吐出口2
2A,22B,22Cからのインクの吐出量の総和と、
は等しい。そのため、大ドットを形成するときの駆動周
波数と、大径吐出口21からのインク滴のみによって中
ドットD2″を形成するときの駆動周波数と、を同一に
することができる。したがって、大ドットを形成すると
きに、小径吐出口22の駆動周波数を早める必要がな
い。また、3つの小径吐出口22A,22B,22Cか
ら吐出された3つのインク滴によって中ドットD2’を
形成するときの駆動周波数と、大径吐出口21からのイ
ンク滴のみによって中ドットD2″を形成するときの駆
動周波数と、を同一にすることができる。そのため、小
径吐出口22の駆動周波数を早めることなく、画像を高
速記録することができる。
【0099】
【発明の効果】本発明のインクジェット記録ヘッドにお
いては、大径吐出口の数より記小径吐出口の数の方が多
く、大径吐出口が連通するインク流路と小径吐出口が連
通するインク流路がインク供給口に沿って混在して配列
され、大径吐出口同士の間に、複数の小径吐出口からな
る小径吐出口群が配置される。これにより、吐出口から
インクを排出する回復処理の際に、インク供給口から大
径吐出口に向かって比較的大きなインクの流れを生じさ
せ、その大吐出口同士の間に位置する複数の小径吐出口
に向かってもインクを流れやすくする。その結果、小径
吐出口に対しても回復処理を良好に行うことができる。
【0100】また、小径吐出口の数を大径吐出口の数よ
りも多くすることにより、小ドットを多用してより高精
細な画像を記録することができ、また小径吐出口の使用
頻度を分散して、その耐久性を向上させることもでき
る。
【0101】また、インク流路やインク滴の吐出速度と
の関係から、大径吐出口と小径吐出口の配置形態を設定
することにより、画像の記録性能を確保しつつ、小径吐
出口に対する優れた回復処理を実施することができる。
また、大径吐出口と小径吐出口の配置形態に応じて、そ
れらを用いて形成される大ドットと小ドットとを様々に
組み合わせることにより、より高品質の画像を記録する
ことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明を適用可能な記録ヘッドの一部切り欠き
の斜視図である。
【図2】図1のII−II線に沿う拡大断面図である。
【図3】本発明を適用可能な記録装置の概略斜視図であ
る。
【図4】図3の記録装置の制御系のブロック構成図であ
る。
【図5】本発明の第1の実施形態における記録ヘッドの
要部を示す平面図である。
【図6】図5に示した記録ヘッドを用いて形成するドッ
トの説明図である。
【図7】従来の記録ヘッドを用いて小ドットを重ねて中
ドットを形成したときのドットの説明図である。
【図8】本発明の第2の実施形態における記録ヘッドの
要部を示す平面図である。
【図9】図8に示した記録ヘッドを用いて形成可能なド
ットの説明図である。
【図10】本発明の第3の実施形態における記録ヘッド
の要部を示す平面図である。
【図11】図10の大径吐出口から掻き出されたインク
を説明するための図である。
【図12】本発明の第5の実施形態における記録ヘッド
の吐出口周辺部分の平面図である。
【図13】図12の吐出口部分における気泡発生時の平
面図である。
【図14】本発明の第6の実施形態における記録ヘッド
の吐出口周辺部分の平面図である。
【図15】図14に示した記録ヘッドにおける小径吐出
口部分の断面図である。
【図16】図14に示した記録ヘッドを用いて形成可能
なドットの説明図である。
【図17】本発明の第7の実施形態における記録ヘッド
のブロック駆動を説明するためのタイムチャートであ
る。
【図18】(a),(b),(c)は、図17に示した
記録ヘッドを用いて形成可能なドットの説明図である。
【図19】本発明の第8の実施形態における記録ヘッド
の要部を示す平面図である。
【図20】図19に示した記録ヘッドにおける流路構造
を拡大して示す図である。
【図21】図19に示した記録ヘッドを用いて形成可能
なドットの説明図である。
【図22】(a),(b)は、従来例におけるインクジ
ェット記録ヘッドの問題点を説明するための図である。
【図23】(a)は、本発明の第9の実施形態における
記録ヘッドの構成例を示す平面図、(b)は、本発明の
第9の実施形態における記録ヘッドの他の構成例を示す
平面図である。
【図24】(a)は、図23(a)に示した記録ヘッド
を用いて形成可能なドットの説明図、(b)は、図23
(b)に示した記録ヘッドを用いて形成可能なドットの
説明図である。
【図25】(a)は、本発明の第10の実施形態におい
て、図23(a)に示した記録ヘッドを用いて形成可能
なドットの説明図、(b)は、本発明の第10の実施形
態において、図23(b)に示した記録ヘッドを用いて
形成可能なドットの説明図である。
【図26】本発明の第11の実施形態における記録ヘッ
ドの要部を示す平面図である。
【図27】図26に示した記録ヘッドの吐出口周辺部分
の平面図である。
【図28】本発明の第12の実施形態における記録ヘッ
ドの要部を示す平面図である。
【図29】図28に示した記録ヘッドの吐出口周辺部分
の平面図である。
【図30】図28に示した記録ヘッドを用いて形成可能
なドットの説明図である。
【符号の説明】
10 記録ヘッド 21 大径吐出口 22(22A,22B,22C) 小径吐出口 L1,L2 列 L0 中心線 D1 大ドット D2 中ドット D3 小ドット
フロントページの続き (72)発明者 井上 敬 東京都大田区下丸子3丁目30番2号 キヤ ノン株式会社内 Fターム(参考) 2C056 EA06 EA14 EA15 EA21 EC07 EC24 EC37 EC56 EC57 ED02 ED03 FA11 HA21 HA22 2C057 AF25 AF39 AF40 AF65 AG13 AG14 AG68 AM17 AN02 BA03 BA13 CA02 CA04

Claims (20)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 インクを吐出するための複数の吐出口
    と、該複数の吐出口のそれぞれに対応して設けられ、該
    複数の吐出口から液体を吐出するための吐出エネルギー
    を発生する複数の吐出エネルギー発生部と、前記複数の
    吐出口に連通し、前記複数の吐出エネルギー発生部が設
    けられた複数のインク流路と、該複数のインク流路にイ
    ンクを供給するためのインク供給口と、を有するインク
    ジェット記録ヘッドにおいて、 前記複数の吐出口には大径吐出口と小径吐出口とがあ
    り、前記大径吐出口の数よりも前記小径吐出口の数の方
    が多く、 前記複数のインク流路には、前記大径吐出口に連通する
    第1インク流路と前記小径吐出口に連通する第2インク
    流路とがあり、 前記第1インク流路と前記第2インク流路とが前記イン
    ク供給口に沿って混在して配列され、前記大径吐出口同
    士の間に複数の前記小径吐出口からなる小径吐出口群が
    配置されることを特徴とするインクジェット記録ヘッ
    ド。
  2. 【請求項2】 前記複数のインク流路の列はほぼ並列に
    複数設けられ、 互いに隣接するインク流路の列には、前記大径吐出口が
    互い違いに配置され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ヘッド。
  3. 【請求項3】 前記複数の大径吐出口が前記複数のイン
    ク流路の配列方向に関してそれぞれ等間隔に配置される
    とともに、前記複数の小径吐出口が前記複数のインク流
    路の前記配列方向に関してそれぞれ等間隔に配置される
    ことを特徴とする請求項2に記載のインクジェット記録
    ヘッド。
  4. 【請求項4】 前記複数のインク流路の配列方向におい
    て隣接する第1インク流路と第2インク流路との中心間
    距離が、前記配列方向において隣接する第2インク流路
    同士の中心間距離よりも長い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ヘッド。
  5. 【請求項5】 前記小径吐出口群は、前記インク流路の
    配列方向に沿って配列された複数の小径吐出口からなる
    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
    ヘッド。
  6. 【請求項6】 前記小径吐出口群は、前記インク流路に
    おけるインクの供給方向に沿って配列された複数の小径
    吐出口からなることを特徴とする請求項1に記載のイン
    クジェット記録ヘッド。
  7. 【請求項7】 前記インクジェット記録ヘッドは、走査
    方向に移動されながらインクを吐出するものであり、 前記大径吐出口と前記小径吐出口は、前記大径吐出口か
    ら吐出されるインク滴の吐出速度と、前記小径吐出口か
    ら吐出されるインク滴の吐出速度との差に応じて、前記
    走査方向にずらして配置され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ヘッド。
  8. 【請求項8】 前記大径吐出口と前記小径吐出口は、前
    記インク流路におけるインクの供給方向にずらして配置
    されることを特徴とする請求項1に記載のインクジェッ
    ト記録ヘッド。
  9. 【請求項9】 前記小径吐出口群を構成する前記複数の
    小径吐出口は、それらの小径吐出口から吐出されるイン
    クの吐出方向が互いに接近する方向であることを特徴と
    する請求項1に記載のインクジェット記録ヘッド。
  10. 【請求項10】 各前記小径吐出口群は、1つの前記イ
    ンク流路に共通に連通し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ヘッド。
  11. 【請求項11】 各前記小径吐出口群が連通する前記イ
    ンク流路は、前記インク供給口に共通に連通する共通部
    と、該共通部に連なりかつ前記小径吐出口毎に分岐する
    分岐部と、からなることを特徴とする請求項10に記載
    のインクジェット記録ヘッド。
  12. 【請求項12】 前記大径吐出口に連通する前記第1イ
    ンク流路と、前記小径吐出口群を構成する複数の前記小
    径吐出口が共通に連通する前記第2インク流路は、前記
    複数のインク流路の配列方向に沿って交互にかつ一定間
    隔で位置することを特徴とする請求項10に記載のイン
    クジェット記録ヘッド。
  13. 【請求項13】 前記吐出エネルギー発生部は、前記イ
    ンク流路内のインクに熱エネルギーを付与する電気熱変
    換体であることを特徴とする請求項1に記載のインクジ
    ェット記録ヘッド。
  14. 【請求項14】 請求項1に記載のインクジェット記録
    ヘッドを用いて、被記録媒体に記録をするインクジェッ
    ト記録方法であって、 前記大径吐出口から吐出されるインク滴と、前記小径吐
    出口から吐出されるインク滴と、によって、前記被記録
    媒体上に記録を行うことを特徴とするインクジェット記
    録方法。
  15. 【請求項15】 前記大径吐出口から吐出されるインク
    滴を用いて大ドットを形成し、 前記小径吐出口群を構成する各小径吐出口のそれぞれ吐
    出されるインク滴を用いて中ドットを形成し、 前記小径吐出口の1つから吐出されるインク滴を用いて
    小ドットを形成することを特徴とする請求項14に記載
    のインクジェット記録方法。
  16. 【請求項16】 前記大径吐出口から吐出されるインク
    滴を用いて形成する中ドットと、前記小径吐出口群を構
    成する複数の小径吐出口から吐出される複数のインク滴
    を用いて形成する中ドットと、により記録を行うことを
    特徴とする請求項14に記載のインクジェット記録方
    法。
  17. 【請求項17】 各前記小径吐出口群を構成する複数の
    小径吐出口のうちのインクを吐出する吐出口をカラム毎
    に切り変えることを特徴とする請求項14に記載のイン
    クジェット記録方法。
  18. 【請求項18】 前記大径吐出口に対応する吐出エネル
    ギー発生部と、前記小径吐出口群を構成する各小径吐出
    口に対応する吐出エネルギー発生部と、を同一周波数で
    駆動して記録を行うことを特徴とする請求項14に記載
    のインクジェット記録方法。
  19. 【請求項19】 請求項1に記載のインクジェット記録
    ヘッドを用いて、被記録媒体に記録をするインクジェッ
    ト記録装置であって、 前記インクジェット記録ヘッドと前記被記録媒体とを相
    対移動させる移動手段を備え、 前記大径吐出口から吐出されるインク滴と、前記小径吐
    出口から吐出されるインク滴と、を前記被記録媒体に着
    弾させることを特徴とするインクジェット記録装置。
  20. 【請求項20】 前記インクジェット記録ヘッドにおけ
    る複数の大径吐出口および複数の小径吐出口から、画像
    の記録に寄与しないインクを排出させる回復手段を備え
    たことを特徴とする請求項19に記載のインクジェット
    記録装置。
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