JP2003311963A

JP2003311963A - 液体吐出ヘッドならびに前記液体吐出ヘッドを用いたヘッドカートリッジおよび画像形成装置

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Publication number: JP2003311963A
Application number: JP2002121208A
Authority: JP
Inventors: Tomoyuki Inoue; 智之井上; Michiya Mizutani; 道也水谷; Torachika Osada; 虎近長田
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2002-04-23
Filing date: 2002-04-23
Publication date: 2003-11-06
Anticipated expiration: 2022-04-23
Also published as: US20030197756A1; JP3894548B2; US6773089B2

Abstract

(57)【要約】【課題】べたプリントの際に白筋を発生させない。【解決手段】第１の配列状態は、第１の吐出口２５ａ
が、配列間隔ｄ₀で配列された第１の吐出口群５０と、
配列間隔ｄ₁で配列された第２の吐出口群５１とを有
し、吐出口列の両端側に第２の吐出口群５１が配置さ
れ、その間に第１の吐出口群５０が配置されている。第
２の配列状態は、第２の吐出口２５ｂが、配列間隔ｄ₀
で配列された第１の吐出口群５０と、配列間隔ｄ₂で配
列された第２の吐出口群５２とを有し、吐出口列の両端
部に第２の吐出口群５２が配置され、その間に第１の吐
出口群５０が配置されている。第１の吐出口２５ａの直
径は第２の吐出口２５ｂよりも大きく、吐出されるイン
ク滴の体積も多い。配列間隔ｄ₁は、配列間隔ｄ₂よりも
広く、また、配列間隔ｄ₀は、配列間隔ｄ₁および配列間
隔ｄ₂よりも狭い。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、液体を吐出するた
めの吐出口を有する液体吐出ヘッドならびにこれを用い
たヘッドカートリッジおよび画像形成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、インターネットやデジタルカメラ
の普及などにより、高階調のカラー印刷に対する需要も
高まってきており、これに伴ってインクジェットプリン
タの高性能化も進められつつある。高精細かつ高階調の
高品位プリント画像を得る手段として、吐出するインクの体積を小さくし、吐出口の配列間
隔を狭め、解像度の向上を図る特定の色インクに対し、これに含まれる色剤の割
合、つまり色剤の濃度が異なる複数（最低２つ）の色イ
ンクをそれぞれ吐出する複数の吐出口の配列を用意し、
必要に応じて濃インクと淡インクとを選択的に重ね打ち
することにより階調性の向上を図るなどの方法が特に有
効であると考えられる。

【０００３】しかしながら、の方法を実現するため
に、吐出されるインク滴の体積をできるだけ小さくし高
精細かつ高階調の高品位プリント画像を得るためには、
記録媒体上により多くのインク液滴を精度良く着弾して
記録しなければならず、安定したインク滴体積を吐出し
記録媒体に精度良く着弾する吐出口とインク吐出ヘッド
の高い応答周波数が求められる。

【０００４】また、の方法を実現しようとすると、特
定の色インクに対して濃インクと淡インクをそれぞれ吐
出する吐出口配列が必要となり、プリントヘッドの構造
が複雑になってしまう。このような小さなインク滴を吐
出口から吐出させる場合、インクの加熱に伴って膜沸騰
により成長する気泡を吐出口を介して大気に連通させる
方式のものが、例えば特開平４−１０９４０号公報、特
開平４−１０９４１号公報、特開平４−１０７４２号公
報などで開示され、膜沸騰により成長する気泡を大気に
連通させずにインク滴を吐出する旧来のバブルジェット
（登録商標）方式のものと区別するため、いわゆるバブ
ルスルー方式と呼称される場合がある。

【０００５】ところで、膜沸騰により成長する気泡を大
気に連通させずにインク滴を吐出する旧来のバブルジェ
ット方式によるプリントヘッドにおいては、吐出口から
吐出されるインク滴の大きさを小さくするに連れて吐出
口に連通するインク流路の通路断面積を小さくしなけれ
ばならず、吐出効率が低下して吐出口から吐出されるイ
ンク滴の吐出速度が低下してしまう不具合が生ずる。イ
ンク滴の吐出速度が低下すると、その吐出方向が不安定
になる上、プリントヘッドの休止時に水分の蒸発に伴っ
てインクの増粘化が起こり、吐出状態がさらに不安定と
なって初期吐出不良などが発生し、信頼性の低下を来す
おそれがある。

【０００６】この点、気泡が大気に連通するバブルスル
ー方式のプリントヘッドは、インク滴の大きさを吐出口
の幾何学的形状のみで決定できるため、小インク滴を吐
出するのに適しており、温度などの影響を受けにくく、
インク滴の吐出量が旧来のバブルジェット方式のプリン
トヘッドと比較して非常に安定しているという利点があ
るため、高精細かつ高階調の高品位プリント画像を比較
的容易に得ることが可能である。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】高精細かつ高階調の高
品位プリント画像を得るには、上述した、の方法を
両方組み合わせたプリントヘッド構成が特に有効である
と考えられる。また、高速でプリント画像を得るには、
インクの吐出される周期を短くすることや、吐出体積の
大きなインクで記録画素を形成し記録密度を抑えること
も有効である。そこで、特定の色インクに対して淡イン
クの吐出体積を濃インクのインク吐出体積よりも大きく
し、それらのインク液滴の組合せで記録媒体上に画像を
記録するようにすれば、全体のインク吐出回数や周期を
抑えることができ、省エネルギでありかつ精度の高いイ
ンク液滴の吐出ヘッドが実現できる。そして、高精細か
つ高階調の高品位プリント画像を高速で得ることができ
る。

【０００８】１つの吐出口から極めて少量のインク滴を
吐出させてプリントを行う場合、前述したように、イン
クジェットプリンタにおいては特にバブルスルー方式の
ものが適していると言える。

【０００９】このようなインクジェット方式のプリント
ヘッドをキャリッジと共にプリント媒体に沿って高速で
走査移動させつつすべての吐出口からインク滴を連続的
に吐出させ、いわゆるべたプリントをプリント媒体に対
して行う場合、この時のインク滴の吐出状態を図９に示
す。プリントヘッド１０１の走査移動方向は、この図９
の紙面に対して垂直な方向であり、図示しない吐出口は
図の左右方向に配列した状態となっている。画像データ
がべたの場合には、各吐出口に対応するすべての吐出エ
ネルギ発生部（図示せず）が高い駆動周波数で駆動され
る。このため、吐出口からプリント媒体１０２に向けて
吐出するインク滴１０３の運動に伴い、その周囲に介在
する粘性を持った空気もインク滴１０３の運動に引きず
られて移動する。この結果、プリントヘッド１０１の吐
出口が開口する吐出口面１０４近傍がプリントヘッド１
０１の周囲よりも減圧傾向となり、周囲の空気が減圧領
域へ気流となって流れ、その流れの影響によって、特に
吐出口の配列方向両端側に位置する吐出口から吐出され
るインク滴１０３がその配列方向中央側に引き寄せら
れ、プリント媒体１０２に対して所期の位置に吐出され
なくなることが判明した。このことから、端部の複数の
吐出液滴が中央部へ引き寄せられている。

【００１０】このような現象の下で、べたプリントを複
数回のキャリッジの走査移動によって行った場合、この
時のプリント媒体に形成されるべたプリントの画像を図
１０に模式的に示す。キャリッジはプリントヘッドと共
に図中、上方から下方に走査移動するが、この際に前回
の走査移動によって形成されたべた画像１０５と次の走
査移動によって形成されたべた画像１０６との間に白筋
１０７が形成されてしまうことが理解されよう。

【００１１】このような不具合は、吐出口の配列間隔を
狭く設定し、１回の駆動操作によって１０ｐｌ以下の少
量のインク滴を高周期で吐出できるバブルスルー方式の
インクジェットプリンタにおいて特に顕著に現れ、吐出
されるインク滴の体積の違いによって程度が異なること
が発明者の検討により分かった。表１は吐出口の配列間
隔１２００ｄｐｉ（２１μｍ）のときの端ヨレ量（白筋
１０７の１／２の値）のデータである。

【００１２】

【表１】この理由としては、プリントヘッドをキャリッジと共に
プリント媒体に沿って高速で走査移動させつつすべての
吐出口からインク滴を連続的に吐出させるため、キャリ
ッジの形状や走査速度、吐出口配列の位置、吐出口とプ
リント媒体との距離、インク液滴の大きさや吐出速度な
どの要因が複雑にからみあっていると考えられる。これ
らの要因の中でも、本発明によって解決しようとする課
題は、インク液滴の大きさによって端ヨレ量（端部の複
数の吐出液滴が中央部へ引き寄せられている不具合）の
程度が異なるのを防止することである。また、大きさの
異なるインク液滴が混在することによる相互に影響し合
う端ヨレ量の最適な補正をすることである。例えば、約
４ｐｌを吐出する吐出口配列と約２ｐｌを吐出する吐出
口配列が混在し、両者を同時に吐出させながらキャリッ
ジを高速で走査させた場合、約４ｐｌのインク液滴を吐
出する吐出口配列の下流側に位置する約２ｐｌのインク
液滴は、単独で吐出させた時の１．５〜３倍の端ヨレ量
を示す。従来は、吐出エネルギ発生部に対する駆動周波
数を低く抑えたり、キャリッジが一回走査する間に吐出
駆動させる数を少なくすることによって上述した不具合
を緩和することも可能であった。しかしながら、吐出エ
ネルギ発生部に対する駆動周波数を低くしたり吐出駆動
数を少なく設定した場合にはプリント速度が遅くなって
しまい、高速でプリントアウトするというユーザのニー
ズに応えることができなくなってしまう。

【００１３】そこで、本発明は、インク吐出体積の異な
る吐出口配列が混在しており大きさの異なるインク液滴
が同時に吐出されるようなインクジェットプリンタであ
っても、その配列方向両端側に位置する吐出口から吐出
されるインク滴の偏倚により、べたプリントに際に白筋
が発生しないように配慮した液体吐出ヘッドならびにこ
の液体吐出ヘッドを用いるヘッドカートリッジおよび画
像形成装置を提供することを目的とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本発明のプリント媒体の搬送方向に対して略平行に配列
された複数の吐出口からなる吐出口列と、前記各吐出口
にそれぞれ対向して配置され、前記各吐出口から液体を
吐出させるための複数の吐出エネルギ発生部とを有し、
前記プリント媒体の搬送方向に対して交差する方向に走
査移動がなされる液体吐出ヘッドにおいて、前記各吐出
口列が、前記各吐出口の間隔が第１の間隔に設定されて
いる第１の吐出口群と、前記各吐出口列の両端部側に配
置されており、少なくとも、前記第１の間隔よりも広い
第２の間隔に設定された前記各吐出口が配列されている
第２の吐出口群を含む第３の吐出口群とを有し、前記第
１の間隔および前記第２の間隔が、吐出される液滴の各
体積に応じて異なるように設定されていることを特徴と
する。

【００１５】上記の通りの本発明の液体吐出ヘッドは、
吐出口列が、第１の吐出口群と、第２の吐出口群を含む
第３の吐出口群とを有し、この吐出口列の両端部側の吐
出口の第２の間隔が第１の間隔よりも広くなるように設
定されている。これにより、液体の吐出時に周囲よりも
減圧傾向となり、周囲の空気が減圧領域へ気流となって
流れ、その流れの影響によって、特に吐出口の配列方向
の両端側に位置する吐出口から吐出される液体がその配
列方向の中央側に引き寄せられ、プリント媒体に対して
所期の位置に吐出されなくなるのを、吐出体積毎に個別
に防止することができる。

【００１６】また、この吐出口の間隔は、吐出される液
滴の各体積に応じて異なるように構成されている。これ
により、同時に吐出される液滴の体積が２種類以上混在
していも、それぞれ吐出口間隔が適正量だけ補正するこ
とができる。

【００１７】また、本発明の液体吐出ヘッドは、第３の
吐出口群が、吐出口列の末端の吐出口を含む第２の吐出
口群のみからなるものであってもよいし、第３の吐出口
群が、第１の間隔に設定され、吐出口列の末端の吐出口
を含む各吐出口からなる第４の吐出口群を含むものであ
ってもよい。

【００１８】さらに、本発明の液体吐出ヘッドは、吐出
される液体が、同色インク、濃インク、淡インクからな
る群の中から選択された記録インクおよび／またはプリ
ント媒体に対するインクのプリント性を調整するための
処理液であってもよいし、吐出される液体が、記録イン
クであり、吐出されるインク滴の体積が大小の２種類
で、大小のインク滴の体積比が１．５〜３倍であり、吐
出される体積の大きいインクのほうが吐出される体積が
小さいインクよりも薄い色であり、吐出される体積が大
きいインクが、第２の間隔に設定された各吐出口から吐
出されるものであってもよい。あるいは、吐出される液
体は同色の記録インクであってもよい。

【００１９】また、本発明の液体吐出ヘッドは、吐出エ
ネルギ発生部が、液体に膜沸騰を生じさせて吐出口から
液体を吐出させるための熱エネルギを発生する電気熱変
換体を有するものであってもよい。

【００２０】本発明のヘッドカートリッジは、本発明の
液体吐出ヘッドと、前記液体吐出ヘッドに供給される液
体を貯溜する液体タンクとを具えていることを特徴とし
ており、液体タンクが、着脱手段を介して液体吐出ヘッ
ドに対して着脱可能であってもよい。

【００２１】本発明の画像形成装置は、本発明の液体吐
出ヘッドの取り付け部と、プリント媒体の搬送手段とを
具え、前記液体吐出ヘッドの吐出口から吐出される液体
によってプリント媒体に画像を形成することを特徴とす
る。

【００２２】上記の通りの本発明の画像形成装置は、本
発明の液体吐出ヘッドによりプリント媒体に画像を形成
するため、液体の吐出時に周囲よりも減圧傾向となり、
周囲の空気が減圧領域へ気流となって流れ、その流れの
影響によって、特に吐出口の配列方向の両端側に位置す
る吐出口から吐出される液体がその配列方向の中央側に
引き寄せられ、プリント媒体に対して所期の位置に吐出
されなくなるのを、吐出体積毎に個別に防止することが
できる。よって、同時に吐出される液滴の体積が２種類
以上混在していも、それぞれ吐出口間隔が適正量だけ補
正されているのでべたプリントを行った場合でも白筋が
発生しない高精細かつ高階調の高品位プリント画像を得
ることができる。

【００２３】また、本発明の画像形成装置は、取り付け
部が、プリント媒体の搬送方向と交差する方向に走査移
動可能なキャリッジを有するものであってもよいし、液
体吐出ヘッドが、着脱手段を介してキャリッジに対して
着脱自在に搭載されるものであってもよい。

【００２４】

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して説明する。

【００２５】なお、以下の各実施形態で示される数値は
一例であり、本発明はこれらに限定されるものではな
い。また、本発明は、各実施形態に限らず、これらをさ
らに組み合わせるものであってもよく、この明細書の特
許請求の範囲に記載された本発明の概念に包含されるべ
き他の技術にも応用することができる。（第１の実施形態）本発明による画像形成装置をインク
ジェットプリンタに応用した一実施形態について、図１
〜図９を参照しながら詳細に説明する。

【００２６】本実施形態におけるインクジェットプリン
タの機構部分の外観を図１に示し、このインクジェット
プリンタに用いられるヘッドカートリッジの外観を分解
状態で図２に示し、そのプリントヘッドの外観を図３に
示す。すなわち、本実施形態におけるインクジェットプ
リンタのシャシー１０は、所定の剛性を有する複数の板
状金属部材により構成され、このインクジェットプリン
タの骨格をなす。シャシー１０には、図示しないシート
状のプリント媒体をインクジェットプリンタの内部へと
自動的に給送する媒体給送部１１と、この媒体給送部１
１から１枚ずつ給送されるプリント媒体を所望のプリン
ト位置へ導くと共にこのプリント位置から媒体排出部１
２へとプリント媒体を導く媒体搬送部１３と、プリント
位置に搬送されたプリント媒体に所定のプリント動作を
行うプリント部と、このプリント部に対する回復処理を
行うヘッド回復部１４とが組み付けられている。

【００２７】プリント部は、キャリッジ軸１５に沿って
走査移動可能に支持されたキャリッジ１６と、このキャ
リッジ１６にヘッドセットレバー１７を介して着脱可能
に搭載されるヘッドカートリッジ１８とからなる。

【００２８】ヘッドカートリッジ１８が搭載されるキャ
リッジ１６には、このヘッドカートリッジ１８のプリン
トヘッド１９をキャリッジ１６上の所定の装着位置に位
置決めするためのキャリッジカバー２０と、プリントヘ
ッド１９のタンクホルダ２１と係合してプリントヘッド
１９を所定の装着位置に位置決めするように押圧する前
述のヘッドセットレバー１７とが設けられている。ヘッ
ドセットレバー１７は、キャリッジ１６の上部に図示し
ないヘッドセットレバー軸に対して回動可能に設けら
れ、またプリントヘッド１９との係合部には、ばね付勢
される図示しないヘッドセットプレートが設けられ、こ
のヘッドセットプレートのばね力によってプリントヘッ
ド１９を押圧しながらキャリッジ１６に装着するように
なっている。

【００２９】プリントヘッド１９に対するキャリッジ１
６の別の係合部には、図示しないコンタクトフレキシブ
ルプリントケーブル（以下、コンタクトＦＰＣと称す）
２２の一端部が連結され、このコンタクトＦＰＣ２２の
一端部に形成された図示しないコンタクト部と、プリン
トヘッド１９に設けられた外部信号入力端子であるコン
タクト部２３とが電気的に接触し、プリントのための各
種情報の授受やプリントヘッド１９への電力の供給など
を行い得るようになっている。

【００３０】コンタクトＦＰＣ２２のコンタクト部とキ
ャリッジ１６との間には、図示しないゴムなどの弾性部
材が設けられ、この弾性部材の弾性力とヘッドセットプ
レートによる押圧力とによって、コンタクトＦＰＣ２２
のコンタクト部とプリントヘッド１９のコンタクト部２
３との確実な接触を可能とするようになっている。コン
タクトＦＰＣ２２の他端部は、キャリッジ１６の背面に
搭載された図示しないキャリッジ基板に接続されてい
る。

【００３１】本実施形態におけるヘッドカートリッジ１
８は、インクを貯留するインクタンク２４と、このイン
クタンク２４から供給されるインクをプリント情報に応
じてプリントヘッド１９の吐出口２５（図４参照）から
吐出させる前述のプリントヘッド１９とを有する。本実
施形態のプリントヘッド１９は、キャリッジ１６に対し
て着脱可能に搭載される、いわゆるカートリッジ方式を
採用している。

【００３２】また、本実施形態では写真調の高画質なカ
ラープリントを可能とするため、例えば黒色、淡シアン
色、淡マゼンタ色、シアン色、マゼンタ色および黄色の
各色インクが独立した６個のインクタンク２４を使用可
能としている。各インクタンク２４には、ヘッドカード
リッジ１８に対して係止し得る弾性変形可能な取り外し
用レバー２６が設けられ、この取り外し用レバー２６を
操作することにより、図３に示すように、プリントヘッ
ド１９に対してそれぞれ取り外し可能となっている。

【００３３】プリントヘッド１９は、後述するプリント
素子基板２７、前述のタンクホルダ２１などから構成さ
れている。本実施形態におけるプリントヘッド１９のプ
リント素子基板２７の破断構造を図４に示し、その吐出
口の配列形態を図５に示し、そのＡ−Ａ´断面構造を図
６にそれぞれ示す。本実施形態におけるプリント素子基
板２７は、厚さが０.５ｍｍ〜１ｍｍのシリコン基板の
上に成膜技術を用いて吐出エネルギ発生部、共通インク
室３１、インク路３３、吐出口２５などを形成したもの
である。すなわち、プリント素子基板２７には、これを
貫通する長孔状のインク供給口２８が形成されている。
このインク供給口２８の両側には、プリント媒体の搬送
方向、つまりインク供給口２８の長手方向に沿って所定
間隔で２列に並ぶ複数（本実施形態では片側２５６個）
の電気熱変換体２９が相互に半ピッチずらした状態で形
成されている。そして、それぞれの列の中心間距離は２
３３μｍであり、それぞれ吐出エネルギ発生部を構成し
ている。プリント素子基板２７には、これら電気熱変換
体２９の他、電気熱変換体２９とプリンタ本体側との電
気的接続を行うための電極端子３０およびアルミニウム
などで形成される図示しない電気配線などが成膜技術に
よって形成されている。

【００３４】プリント素子基板２７に形成された電極端
子３０に対して連結される電気配線基板３６は、プリン
ト素子基板２７にインクを吐出するための電気信号を印
加するためのものであり、プリント素子基板２７に対応
する電気配線と、この電気配線端部に位置し、プリンタ
本体からの電気信号を受け取るための前述のコンタクト
部２３とを有しており、このコンタクト部２３はタンク
ホルダ２１の背面側に位置決め固定されている。この電
気配線基板３６を介して図示しない駆動ＩＣから電気熱
変換体２９に対する駆動信号が与えられ、同時に駆動電
力がこの電気熱変換体２９に供給される。

【００３５】なお、インクタンク２４を着脱可能に保持
するタンクホルダ２１には、インクタンク２４からプリ
ント素子基板２７のインク供給口２８に亙るインク流路
が形成されている。

【００３６】プリント素子基板２７上には、インク供給
口２８に連通する共通インク室３１を介して電気熱変換
体２９とそれぞれ正対する複数の吐出口２５を有する上
板部材３２が形成される。すなわち、この上板部材３２
とプリント素子基板２７との間には、個々の吐出口２５
と共通インク室３１とに連通するインク路３３が形成さ
れ、隣接するインク路３３の間には仕切り壁３４が形成
される。これら共通インク室３１、インク路３３および
仕切り壁３４などは、吐出口２５と同様にフォトリソグ
ラフィ技術により上板部材３２と共に形成される。

【００３７】インク供給口２８から各インク路３３内に
供給される液体は、対応するインク路３３に臨む電気熱
変換体２９に駆動信号が与えられることにより、電気熱
変換体２９の発熱に伴って沸騰し、これにより発生する
気泡の圧力によって吐出口２５から吐出される。この場
合、液室３１内で発生する気泡は、その成長に伴って吐
出口２５から大気連通状態となる。

【００３８】本実施形態では、図５（ａ）に示す第１の
配列状態および図５（ｂ）に示す第２の配列状態の二種
類の吐出口配列が混在するようにプリントヘッドを構成
した。

【００３９】図５に示すプリンタヘッドは、図５（ａ）
に示す複数の第１の吐出口２５ａからなる吐出口列と、
図５（ｂ）に示す第１の吐出口２５ａよりも吐出口の直
径が小さい複数の第２の吐出口２５ｂからなる吐出口列
とを有する。

【００４０】第１の配列状態は、配列間隔ｄ₀で配列さ
れた複数の第１の吐出口２５ａからなる第１の吐出口群
５０と、配列間隔ｄ₁で配列された複数の第１の吐出口
２５ａからなる第２の吐出口群５１とを有し、吐出口列
の両端側に第２の吐出口群５１が配置され、その間に第
１の吐出口群５０が配置されている。

【００４１】すなわち、第１の配列状態では、一方の列
の末端吐出口２５ａ´から数えて２０個目までが、配列
間隔ｄ₁が６００ｄｐｉ間隔よりも１μｍだけ広い４３.
３μｍに設定された第２の吐出口群５１であり、両端部
に配置された第２の吐出口群５１の間に、配列間隔ｄ₀
が６００ｄｐｉ（４２.３μｍ）に設定された第１の吐
出口群５０が配置されている。従って、その配列方向両
端に位置する末端吐出口２５ａ´は、すべての吐出口が
６００ｄｐｉ間隔で配列している場合よりも、２０μｍ
だけ余計に間隔が拡がる方向に位置がずれていることに
なる。また、他方の列は、一方の列に対してこれらの第
１の吐出口２５ａの配列間隔の１／２だけずらして配置
されており、従って２列合わせた第１の吐出口２５ａの
配列密度はほぼ１２００ｄｐｉとなる。

【００４２】また、第２の配列状態は、配列間隔ｄ₀で
配列された複数の第２の吐出口２５ｂからなる第１の吐
出口群５０と、配列間隔ｄ₂で配列された複数の第２の
吐出口２５ｂからなる第２の吐出口群５２とを有し、吐
出口列の両端部に第２の吐出口群５２が配置され、その
間に第１の吐出口群５０が配置されている。

【００４３】すなわち、第２の配列状態では、一方の列
の末端吐出口２５ｂ´から数えて２０個目までが、配列
間隔ｄ₂が６００ｄｐｉ間隔よりも０.２５μｍだけ広い
４２.５５μｍに設定された第２の吐出口群５２であ
り、両端部に配置された第２の吐出口群５２の間に、第
２の吐出口２５ｂの配列間隔ｄ₀は６００ｄｐｉ（４２.
３μｍ）間隔に設定されている。従って、その配列方向
両端に位置する末端吐出口２５ｂ´は、すべての吐出口
が６００ｄｐｉ間隔で配列している場合よりも、５μｍ
だけ余計に間隔が拡がる方向に位置がずれていることに
なる。また、他方の列は、一方の列に対してこれらの吐
出口の配列間隔の１／２だけずらして配置されており、
従って２列合わせた吐出口の配列密度はほぼ１２００ｄ
ｐｉとなる。

【００４４】本実施形態ではこれら２つの吐出口列の間
の間隔（左右の列の第２の吐出口２５ｂの中心間距離）
を２３μｍに設定している。第１の配列状態に並ぶ電気
熱変換体２９は一辺が２４μｍの正方形で、第１の吐出
口２５ａは直径が１４μｍの円形であり、約４ｐｌのイ
ンク滴が吐出される。また、第２の配列状態に並ぶ電気
熱変換体２９は一辺が２２μｍの正方形で、第２の吐出
口２５ｂは直径が１２μｍの円形であり、約２ｐｌのイ
ンク滴がそれぞれの第１および第２の吐出口２５ａ、２
５ｂから吐出されるようになっている。また、吐出速度
は１０〜１５ｍ／ｓであった。

【００４５】なお、第１および第２の吐出口２５ａ、２
５ｂの形状として本実施形態のような円形以外に、長方
形や星形のような形状に設定しても、特に問題はない。

【００４６】また、インク滴の体積比も、本実施形態で
は約２倍のものを一例に示したが、１．５〜３倍の範囲
内に設定されるものであってもよい。また、インクの色
については、吐出されるインク滴の体積に応じて、同色
のインク、濃インク、淡インクをどのように組み合わせ
て用いるものであってもよいが、吐出されるインク滴の
体積が大きいほうが吐出されるインク滴の体積が小さい
ほうよりも薄い色のインクとするのが好適である。ま
た、さらに、吐出する液体としては、インクのみなら
ず、プリント媒体に対するインクのプリント性を調整す
るための処理液であってもよい。

【００４７】このようなインクジェット方式のプリント
ヘッド１９をキャリッジ１６と共にプリント媒体に沿っ
て高速で走査移動させつつすべての吐出口２５からイン
ク滴を連続的に吐出させ、いわゆるべたプリントをプリ
ント媒体に対して行った。

【００４８】写真調の記録を行う際には、複数回のパス
で画像を形成する多パス（マルチパス）を用いるが、本
実施形態では、４パスで記録を行い、メディアはＣＡＮ
ＯＮ製ＰＲ−１０１紙を用い、ムラの幅を測定した。ま
た、比較のため、従来のプリントヘッドにおけるムラの
幅についても測定した。

【００４９】吐出口の間隔を６００ｄｐｉ間隔ですべて
等しく設定した従来のプリントヘッドでは、図１０に示
すような白筋１０７の幅が、第１の配列状態において７
０μｍ程度にも達することが判明した。また、写真調の
記録を行う際には、図１１のようにパスのつなぎ部分１
０８がうっすら薄くなりムラに見えた。

【００５０】一方、本実施形態のプリントヘッドの場
合、白筋１０７の幅が、第１の配列状態では約４０μ
ｍ、第２の配列状態では約６μｍであった。

【００５１】さらに、第１の配列状態の吐出口配列から
約４ｐｌ、第２の配列状態の吐出口配列から約２ｐｌの
インク滴を同時に吐出させた場合、約４ｐｌのインク液
滴を吐出する吐出口配列の下流側に位置する約２ｐｌの
インク液滴は、単独で吐出させた時の１．５〜３倍の端
ヨレ量（５〜８μｍ）を示す。表２にデータを示す。１
００％がノズル幅１０９のベタ記録に相当し、４パスの
最大デューティが２５％に相当する。

【００５２】

【表２】このことから、本実施形態では第１の配列状態の吐出口
配列から約４ｐｌ、第２の配列状態の吐出口配列から約
２ｐｌのインク滴を同時に吐出させた場合を考慮して、
それらの配列方向両端部にそれぞれ位置する合計４０個
の吐出口が中央側の吐出口の配列間隔に対して、第１の
配列状態と第２の配列状態においてそれぞれ１μｍと
０.２５μｍずつ余計に間隔が拡がる方向に位置をずら
した。このため、写真調プリント記録の際に吐出口の配
列方向中央側で発生する減圧雰囲気により、それらの配
列方向両端部にそれぞれ位置する吐出口から吐出される
インク滴はそれらの配列方向中央側に引き寄せられ、最
終的にそれらの配列方向中央側に位置する吐出口から吐
出されてプリント媒体に到達したインク滴の間隔とほぼ
同じ間隔に修正される。この結果、従来では１回のキャ
リッジ１６の走査移動毎に発生していた白筋などの発生
を未然に防止することができる。

【００５３】このような写真調プリントの実施に際し、
プリント媒体とプリントヘッド１９の第１および第２の
吐出口２５ａ、２５ｂが開口する吐出口面３５との間隔
を１.６ｍｍに設定し、キャリッジ１６の走査移動速度
を毎秒４２２．３ｍｍに設定した。このときの、プリン
トヘッドのノズルの応答周波数は２０ｋＨｚである。（第２の実施形態）上述した第１の実施形態では、図５
（ａ）及び図５（ｂ）に示すように配列方向両端部に位
置する吐出口及び電気熱変換体の間隔を、それ以外の中
央側の間隔よりも広くすることを特徴としたが、本実施
形態では、図７（ａ）に示す第３の配列状態および図７
（ｂ）に示す第４の配列状態のような吐出体積の異なる
二種類の吐出口配列が混在するようにプリントヘッドを
構成した。先の実施形態と同一機能の要素にはこれと同
一符号を記すに止め、重複する説明は省略するものとす
る。

【００５４】第３の配列状態は、複数の第１の吐出口２
５ａが配列されており、その配列が、配列間隔ｄ₀で配
列された第１の吐出口群６０と、配列間隔ｄ₃で配列さ
れた第３の吐出口群６１ａおよび配列間隔ｄ₀で配列さ
れた第４の吐出口群６１ｂを含む第２の吐出口群６１と
からなり、吐出口列の両端側に第２の吐出口群６１が配
置され、その間に第１の吐出口群６０が配置されている
ものである。

【００５５】すなわち、その配列方向の第１の吐出口群
６０および第４の吐出口群６１ｂに位置する第１の吐出
口２５ａおよび吐出エネルギ発生部の配列間隔ｄ₀は相
互に等しく設定され、第１の吐出口群６０と第４の吐出
口群６１ｂとの間に位置する第３の吐出口群６１ａの第
１の吐出口２５ａおよび吐出エネルギ発生部の配列間隔
ｄ₃は、配列間隔ｄ₀よりも広く設定されており、その間
隔の設定は、吐出される液滴の体積によって異なるもの
となっている。

【００５６】より詳細には、第３の配列状態では、一方
の列の末端吐出口２５ａ´から数えて４個目までである
第４の吐出口群６１ｂと第１の吐出口群６０との配列間
隔ｄ ₀は、６００ｄｐｉ（４２.３μｍ）に設定されてい
る。また、第３の吐出口群６１ａに位置する２０個の第
１の吐出口２５ａおよび吐出エネルギ発生部の配列間隔
ｄ₃は、６００ｄｐｉ間隔よりも１μｍだけ広い４３.３
μｍに設定されている。従って、その配列方向両端に位
置する末端吐出口２５ａ´は、すべての吐出口が６００
ｄｐｉ間隔で配列している場合よりも、２０μｍだけ余
計に間隔が拡がる方向に位置がずれていることになる。
また、他方の列は、一方の列に対してこれらの吐出口の
配列間隔の１／２だけずらして配置されており、従って
２列合わせた吐出口の配列密度はほぼ１２００ｄｐｉと
なる。

【００５７】第４の配列状態は、複数の第２の吐出口２
５ｂが配列されており、その配列が、配列間隔ｄ₀で配
列された第１の吐出口群６０と、配列間隔ｄ₄で配列さ
れた第３の吐出口群６２ａおよび配列間隔ｄ₀で配列さ
れた第４の吐出口群６２ｂを含む第２の吐出口群６２と
からなり、吐出口列の両端側に第２の吐出口群６２が配
置され、その間に第１の吐出口群６０が配置されている
ものである。

【００５８】すなわち、その配列方向の第１の吐出口群
６０および第４の吐出口群６２ｂに位置する第２の吐出
口２５ｂおよび吐出エネルギ発生部の配列間隔ｄ₀は相
互に等しく設定され、第１の吐出口群６０と第４の吐出
口群６２ｂとの間に位置する第３の吐出口群６２ａの第
２の吐出口２５ｂおよび吐出エネルギ発生部の配列間隔
ｄ₄は、配列間隔ｄ₀よりも広く設定されている。

【００５９】より詳細には、第４の配列状態では、一方
の列の末端吐出口２５ｂ´から数えて４個目までである
第４の吐出口群６２ｂと第１の吐出口群６０の配列間隔
ｄ₀は、６００ｄｐｉ（４２.３μｍ）に設定されてい
る。また、第３の吐出口群６２ａに位置する２０個の吐
出口２５および吐出エネルギ発生部の配列間隔ｄ₄は、
６００ｄｐｉ間隔よりも０.２５μｍだけ広い４２.５５
μｍに設定されている。従って、その配列方向両端に位
置する末端吐出口２５ｂ´は、すべての第２の吐出口２
５ｂが６００ｄｐｉ間隔で配列している場合よりも、５
μｍだけ余計に間隔が拡がる方向に位置がずれているこ
とになる。また、他方の列は、一方の列に対してこれら
の吐出口の配列間隔の１／２だけずらして配置されてお
り、従って２列合わせた吐出口の配列密度はほぼ１２０
０ｄｐｉとなる。

【００６０】なお、本実施形態では、吐出口の配列方向
両端から数えて４個目までの吐出口の直径を比較的大き
めの１５μｍに設定した。そのほかの実施の形態は、第
１の実施形態と重複のため省略するが、同様な効果を得
ることができる。（第３の実施形態）上述した第１及び第２の実施形態で
は、インク供給口２８に連なる共通インク室３１の両側
に長手方向に沿って所定間隔で２列に並ぶ複数（第１の
実施形態では片側２５６個、合計５１２個）の第１およ
び第２の吐出口２５ａ、２５ｂの形状や寸法を、それら
から吐出される液滴の体積を同等になるように設計した
が、本実施形態では図８に示すように、同色のインクを
溜めることのできる共通インク室３１の片側に配列する
第１の吐出口２５ａから吐出される液滴の体積ともう片
方の側に配列する第２の吐出口２５ｂから吐出される液
滴の体積とが異なるように設計されていることを特徴と
している。

【００６１】第５の配列状態は、一方の列が、配列間隔
ｄ₀で配列された複数の第１の吐出口２５ａからなる第
１の吐出口群７０と、配列間隔ｄ₅で配列された複数の
第１の吐出口２５ａからなる第２の吐出口群７１とから
なり、吐出口列の両端側に第２の吐出口群７１が配置さ
れ、その間に第１の吐出口群７０が配置されており、ま
た、もう片方の側の列が、配列間隔ｄ₀で配列された複
数の第２の吐出口２５ｂからなる第１の吐出口群７０
と、配列間隔ｄ₆で配列された複数の第２の吐出口２５
ｂからなる第２の吐出口群７２とからなり、吐出口列の
両端側に第２の吐出口群７２が配置され、その間に第１
の吐出口群７０が配置されている。

【００６２】すなわち、第５の配列状態では、一方の列
の末端吐出口２５ａ´から数えて２０個目までが、ｄ₅
の間隔、すなわち６００ｄｐｉ間隔よりも１μｍだけ広
い４３.３μｍに設定された第２の吐出口群７１であ
り、両端部に配置された第２の吐出口群７１の間に、配
列間隔ｄ₀が６００ｄｐｉ（４２.３μｍ）間隔に設定さ
れた第１の吐出口群７０が配置されている。従って、そ
の配列方向両端に位置する末端吐出口２５ａ´は、すべ
ての第１の吐出口２５ａが６００ｄｐｉ間隔で配列して
いる場合よりも、２０μｍだけ余計に間隔が拡がる方向
に位置がずれていることになる。また、もう片方の側の
列の末端吐出口２５ｂ´から数えて２０個目までが、ｄ
₆の間隔、すなわち６００ｄｐｉ間隔よりも０.２５μｍ
だけ広い４２.５５μｍに設定された第２の吐出口群７
２であり、両端部に配置された第２の吐出口群７２の間
に、配列間隔ｄ₀は６００ｄｐｉ（４２.３μｍ）間隔に
設定された第１の吐出口群７０が配置されている。従っ
て、その配列方向両端に位置する末端吐出口２５ｂ´
は、すべての第２の吐出口２５ｂが６００ｄｐｉ間隔で
配列している場合よりも、５μｍだけ余計に間隔が拡が
る方向に位置がずれていることになる。また、他方の第
２の吐出口２５ｂの配列は、一方の列に対してこれらの
第１の吐出口２５ａの配列間隔の１／２だけずらして配
置されており、従って２列合わせた第１および第２の吐
出口２５ａ、２５ｂの配列密度はほぼ１２００ｄｐｉと
なる。

【００６３】本実施形態では、共通インク室３１の一方
の列の第１の吐出口２５ａから吐出される液滴の体積は
約５ｐｌであり、電気熱変換体２９は一辺が２６μｍの
正方形で、吐出口２５は直径が１６μｍの円形に設定さ
れている。もう片方の側に配列する第２の吐出口２５ｂ
から吐出される液滴の体積は約２ｐｌであり、電気熱変
換体２９は一辺が２２μｍの正方形で、第２の吐出口２
５ｂは直径が１２μｍの円形に設定されている。また、
吐出速度はいずれも１０〜１５ｍ／ｓであった。

【００６４】なお、吐出口２５の形状として本実施形態
のような円形以外に、長方形や星形のような形状に設定
しても、特に問題はない。

【００６５】このように、大小両方のインク液滴を吐出
できるような構成のプリントヘッドを用いれば、大きな
インク液滴を使って画素を形成し、記録密度を抑えて高
速にプリント画像を得ることもできるし、小さなインク
液滴を使って画素を形成し、記録密度を上げて高精細か
つ高階調の高品位プリント画像を得ることもできる。

【００６６】以上説明した第１から第３の実施形態のい
ずれのプリントヘッドを用いてべたプリントを行った場
合においても、配列方向の両端部にそれぞれ位置する吐
出口が中央部の吐出口の配列間隔に対して余計に間隔が
拡がる方向に位置がずれており、さらに吐出される液体
の体積によってそのずれ量が異なっているので、吐出口
の配列方向の中央部側で発生する減圧雰囲気により、そ
れらの配列方向の両端部にそれぞれ位置する吐出口から
吐出されるインク滴はそれらの配列方向の中央部側に引
き寄せられ、最終的にそれらの中央部側に位置する吐出
口から吐出されてプリント媒体に到達したインク滴の間
隔とほぼ同じ間隔に修正される。この結果、吐出される
液滴の体積が異なる吐出口が混在するヘッドにおいて、
従来では１回のキャリッジの走査移動毎に発生していた
白筋などの発生を未然に防止することができる。

【００６７】

【発明の効果】以上説明したように本発明によると、吐
出口列の吐出口間の間隔が、両端部側が広く、吐出され
る液滴の各体積に応じて異なるように構成されている。
このため、吐出口から吐出される液体がその配列方向の
中央側に引き寄せられ、プリント媒体に対して所期の位
置に吐出されなくなるのを吐出体積毎に個別に防止する
ことができ、同時に吐出される液滴の体積が２種類以上
混在していも、それぞれ吐出口間隔が適正量だけ補正さ
れているのでべたプリントを行った場合でも白筋が発生
しない高精細かつ高階調の高品位プリント画像を得るこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による画像形成装置をインクジェットプ
リンタに応用した一実施形態の概略構造を表す斜視図で
ある。

【図２】本発明によるヘッドカートリッジを図１に示す
インクジェットプリンタに適用した一実施形態の外観を
分解状態で表す斜視図である。

【図３】図２に示したヘッドカートリッジにおけるプリ
ントヘッドの部分の斜視図である。

【図４】図３に示したプリントヘッドの主要部の概略構
造を表す破断斜視図である。

【図５】本発明の第１の実施形態におけるプリントヘッ
ドの吐出口および電気熱変換体の第１の配列状態および
第２の配列状態を示す破断平面図である。

【図６】図５中のＡ−Ａ´断面図である。

【図７】本発明の第２の実施形態におけるプリントヘッ
ドの吐出口および電気熱変換体の第３の配列状態および
第４の配列状態を示す破断平面図である。

【図８】本発明の第３の実施形態におけるプリントヘッ
ドの吐出口および電気熱変換体の第５の配列状態および
第６の配列状態を示す破断平面図である。

【図９】従来のインクジェットプリンタによるインクの
吐出状態を模式的に表す概念図である。

【図１０】図９に示されたインクの吐出形態によってプ
リント媒体に１パスで形成されるべた画像を模式的に表
す概念図である。

【図１１】図９に示されたインクの吐出形態によってプ
リント媒体に４パスで形成されるべた画像を模式的に表
す概念図である。

【符号の説明】

１０シャシー１１媒体給送部１２媒体排出部１３媒体搬送部１４ヘッド回復部１５キャリッジ軸１６キャリッジ１７ヘッドセットレバー１８ヘッドカートリッジ１９プリントヘッド２０キャリッジカバー２１タンクホルダ２２コンタクトフレキシブルプリントケーブル（コ
ンタクトＦＰＣ）２３コンタクト部２４インクタンク２５吐出口２５ａ第１の吐出口２５ａ´、２５ｂ´ 末端吐出口２５ｂ第２の吐出口２６取り外し用レバー２７プリント素子基板２８インク供給口２９電気熱変換体３０電極端子３１共通インク室３２上板部材３３インク路３４仕切り壁３５吐出口面２５ａ第１の吐出口２５ｂ第２の吐出口５０、６０、７０第１の吐出口群５１、５２、６１、６２、７１、７２第２の吐出口
群６１ａ第３の吐出口群６１ｂ第４の吐出口群ｄ₀、ｄ₁、ｄ₂、ｄ₃、ｄ₄、ｄ₅、ｄ₆ 配列間隔

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者長田虎近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） 2C057 AF31 AG13 AG15 AG16 AG39 AG40 AG80 AH13 BA04 BA13

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】プリント媒体の搬送方向に対して略平行
に配列された複数の吐出口からなる吐出口列と、前記各
吐出口にそれぞれ対向して配置され、前記各吐出口から
液体を吐出させるための複数の吐出エネルギ発生部とを
有し、前記プリント媒体の搬送方向に対して交差する方
向に走査移動がなされる液体吐出ヘッドにおいて、前記各吐出口列が、前記各吐出口の間隔が第１の間隔に
設定されている第１の吐出口群と、前記各吐出口列の両
端部側に配置されており、少なくとも、前記第１の間隔
よりも広い第２の間隔に設定された前記各吐出口が配列
されている第２の吐出口群を含む第３の吐出口群とを有
し、前記第１の間隔および前記第２の間隔が、吐出され
る液滴の各体積に応じて異なるように設定されているこ
とを特徴とする液体吐出ヘッド。
【請求項２】前記第３の吐出口群が、前記吐出口列の
末端の吐出口を含む前記第２の吐出口群のみからなる、
請求項１に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項３】前記第３の吐出口群が、前記第１の間隔
に設定され、前記吐出口列の末端の吐出口を含む前記各
吐出口からなる第４の吐出口群を含む、請求項１に記載
の液体吐出ヘッド。
【請求項４】吐出される液体が、同色インク、濃イン
ク、淡インクからなる群の中から選択された記録インク
および／またはプリント媒体に対するインクのプリント
性を調整するための処理液である、請求項１から３のい
ずれか１項に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項５】吐出される液体が、記録インクであり、
吐出されるインク滴の体積が大小の２種類で、前記大小
のインク滴の体積比が１．５〜３倍であり、吐出される
体積が大きいインクのほうが吐出される体積が小さいイ
ンクよりも薄い色であり、前記吐出される体積が大きい
インクが、前記第２の間隔に設定された前記各吐出口か
ら吐出される、請求項１から３のいずれか１項に記載の
液体吐出ヘッド。
【請求項６】吐出される液体が、同色の記録インクで
あり、吐出されるインク滴の体積が大小の２種類で、前
記大小のインク滴の体積比が１．５〜３倍であり、吐出
される体積が大きいインクが、前記第２の間隔に設定さ
れた前記各吐出口から吐出される、請求項１から３のい
ずれか１項に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項７】前記吐出エネルギ発生部が、液体に膜沸
騰を生じさせて前記吐出口から液体を吐出させるための
熱エネルギを発生する電気熱変換体を有する、請求項１
から請求項６のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項８】請求項１から請求項７のいずれか１項に
記載の液体吐出ヘッドと、前記液体吐出ヘッドに供給さ
れる液体を貯溜する液体タンクとを具えていることを特
徴とするヘッドカートリッジ。
【請求項９】前記液体タンクが、着脱手段を介して前
記液体吐出ヘッドに対して着脱可能である、請求項８に
記載のヘッドカートリッジ。
【請求項１０】請求項１から請求項７のいずれか１項
に記載の液体吐出ヘッドの取り付け部と、プリント媒体
の搬送手段とを具え、前記液体吐出ヘッドの吐出口から
吐出される液体によってプリント媒体に画像を形成する
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項１１】前記取り付け部が、プリント媒体の搬
送方向と交差する方向に走査移動可能なキャリッジを有
する、請求項１０に記載の画像形成装置。
【請求項１２】前記液体吐出ヘッドが、着脱手段を介
して前記キャリッジに対して着脱自在に搭載される、請
求項１１に記載の画像形成装置。