JP2010046903A - Inkjet recording head - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、記録媒体に対してノズルからインクを吐出することで記録を行うインクジェット記録ヘッドに関し、更に詳しくは、吐出量の異なる3種類のノズルを備えたインクジェット記録ヘッドに関するものである。 The present invention relates to an ink jet recording head that performs recording by ejecting ink from nozzles onto a recording medium, and more particularly to an ink jet recording head that includes three types of nozzles having different ejection amounts.
近年、ワードプロセッサ、パーソナルコンピュータ、ファクシミリ等における情報出力装置として、所望される文字や画像等の情報を用紙やフィルム等シート状の記録媒体に記録する記録装置が用いられている。 2. Description of the Related Art In recent years, recording apparatuses that record information such as desired characters and images on a sheet-like recording medium such as paper or film are used as information output apparatuses in word processors, personal computers, facsimiles, and the like.
記録装置の記録方式としては様々な方式が知られているが、用紙等の記録媒体に非接触記録が可能であること、カラー化が容易であること、静粛性に富むこと等の様々な利点を有することから、近年ではインクジェット方式が特に有力なものとなっている。この方式を適用した記録装置の構成としては、記録情報に応じてインクを吐出する記録ヘッドを装着し、記録媒体の搬送方向と直交する方向に走査しながら記録を行う所謂シリアル方式によるものが、廉価で小型化が容易であるなどの理由から広く利用されている。 Various methods are known as recording methods of the recording apparatus, but various advantages such as non-contact recording on a recording medium such as paper, easy colorization, and excellent quietness. In recent years, the ink jet system has become particularly effective. As a configuration of a recording apparatus to which this method is applied, there is a so-called serial method in which a recording head that discharges ink according to recording information is mounted and recording is performed while scanning in a direction orthogonal to the conveyance direction of the recording medium. Widely used because it is inexpensive and easy to downsize.
最近では、500万画素を越えるディジタルカメラの普及や、高解像度スキャナ等の画像入力機器における高画質化に伴って、出力機器において、高速記録と高画質記録とを両立させることが求められている。 Recently, along with the widespread use of digital cameras with more than 5 million pixels and higher image quality in image input devices such as high-resolution scanners, output devices are required to achieve both high-speed recording and high-quality recording. .
図10は、従来のインクジェット記録装置における記録ヘッド300のノズル配置を示した図である。記録ヘッドを搭載して記録を行うインクジェット方式の記録装置(以下、インクジェット記録装置ともいう)において、高速記録と高画質記録とを両立する手段として、図10に示すような吐出量の異なるノズルを備えた記録ヘッド300が提案されている。この記録ヘッド300は、濃度の高い画像領域に主体的に用いられる大ノズル302と、濃度の薄い画像領域に主体的に用いられる小ノズル304、濃淡の中間調の画質を向上させるのに有効な中ノズル303を備えている。これら3種類のノズルを組み合わせて記録を行うことで、濃度の高い画像を記録するときでも記録速度を低下させることなく、かつ、中間調からハイライト部まで階調が滑らかで粒状感の少ない画質で記録することができるというものである。
FIG. 10 is a diagram showing the nozzle arrangement of the
この記録ヘッド300は、大、中、小ノズルを備えた複数の吐出口群を備え、吐出口群Aと吐出口群Bとは同色のインクを吐出するように構成されている。また、吐出口群Aと吐出口群Bとでは、ノズルの大きさ毎に各ノズルが配列方向に半ピッチずれて配置されている。つまり、大ノズルを例に説明すると、吐出口群Aの隣接する大ノズル同士の間を吐出口群Bの大ノズルで補間可能に配置されている。こうすることで、単色の記録について一回の記録走査での記録ドット数と記録解像度を倍にすることができ、より高速で高画質な記録が可能になる。
The
しかし、このような方法で記録速度および記録解像度を高くすると、画像データ量が増加し、記録装置本体での計算処理の時間が増してしまう。そのため、これに対応する画像データ処理手段としてインデックス制御という手法が知られている。インデックス制御とは、異なるノズル群でノズル並び方向(以下、ノズル列方向ともいう)で近接した複数のノズル同士を組み合わせて1つの画素に記録を行い、1画素における記録ドット配置パターンに対して付与した番号を基に画像データ処理を行う手法である。 However, when the recording speed and the recording resolution are increased by such a method, the amount of image data increases, and the calculation processing time in the recording apparatus main body increases. Therefore, a technique called index control is known as image data processing means corresponding to this. Index control is a combination of a plurality of nozzles that are adjacent to each other in the nozzle arrangement direction (hereinafter, also referred to as nozzle row direction) in different nozzle groups, and performs recording on one pixel, which is applied to a recording dot arrangement pattern in one pixel. This is a technique for performing image data processing based on the assigned number.
このインデックス制御により、記録装置や記録装置に画像データを送信する外部機器内で扱われるデータ量が減り、計算処理時間や通信時間を短縮することができる。よって、高い記録解像度を維持したまま、より高速な記録を行うことができる。 By this index control, the amount of data handled in the recording device or the external device that transmits image data to the recording device is reduced, and the calculation processing time and communication time can be shortened. Therefore, higher speed recording can be performed while maintaining high recording resolution.
また、インデックス制御の応用として、同一画像濃度に対して複数のドットパターンを用意して、それをランダムに組み合わせることで、特定のノズルに吐出不良があっても記録画像に目立たせないようにすることもできる。 Also, as an application of index control, multiple dot patterns are prepared for the same image density and are combined randomly so that even if there is a discharge failure at a specific nozzle, it will not stand out in the recorded image. You can also
図11は、図10における吐出口群Aと吐出口群Bとの位置関係が分かりやすいように摸式的に示した図である。前述のように、従来の記録ヘッドでは、吐出口群Aのノズルと吐出口群Bのノズルとは、各ノズル毎に半ピッチずれて配置されている。このような記録ヘッドで記録を行う場合、以下のような問題が生じることがあった。 FIG. 11 is a diagram schematically showing the positional relationship between the discharge port group A and the discharge port group B in FIG. As described above, in the conventional recording head, the nozzles of the discharge port group A and the nozzles of the discharge port group B are arranged so as to be shifted by a half pitch for each nozzle. When recording with such a recording head, the following problems may occur.
図12(a)と(b)は、従来の記録ヘッドでインデックス制御によって記録を行った場合に同じインデックスとして記録されるパターンを示した図である。四角で示した部分が1画素として記録される部分であり、中ノズルからのインク滴403A、403Bと、小ノズルからのインク滴404A、404Bとの組合せによって1画素内に記録が行われている。
12A and 12B are diagrams showing patterns recorded as the same index when recording is performed by index control with a conventional recording head. A portion indicated by a square is a portion recorded as one pixel, and recording is performed in one pixel by a combination of
中ノズルからのインク滴(以下、中ドットともいう)403Aと、小ノズルからのインク滴(以下、小ドットともいう)404Bとは、図11における吐出口群Aのノズル303Aと吐出口群Bのノズル304Bとで記録を行ったものである。また、小ドット404Aと中ドット403Bは、図11における吐出口群Aの304Aと吐出口群Bの303Bとで記録を行ったものである。図12(a)と(b)とは、同じインデックスとして記録
されたにもかかわらず、各インク滴の着弾位置が異なっている。
Ink droplets (hereinafter also referred to as medium dots) 403A from the middle nozzle and ink droplets (hereinafter also referred to as small dots) 404B from the small nozzle are the
このように、同じインデックスであっても記録に用いるノズルの組み合わせによって着弾位置が変わる場合、単位面積のドットの埋まり方(以下、エリアファクタともいう)が不安定になり画像の濃度ムラを生じやすい。 As described above, when the landing position changes depending on the combination of nozzles used for recording even if the index is the same, the method of filling the dots in the unit area (hereinafter also referred to as area factor) becomes unstable, and the density of the image tends to be uneven. .
また、特に図12(a)のパターンを記録する場合、前後の画素に記録走査方向で記録ドットの中心位置が重なる場合がある。このような記録ドットの重なり合い(干渉)が発生することでも、エリアファクタの埋まり方が変化して濃度ムラの原因になる。 In particular, when the pattern shown in FIG. 12A is recorded, the center position of the recording dot may overlap the preceding and following pixels in the recording scanning direction. Even when such overlapping (interference) of recording dots occurs, the way of filling the area factor changes, which causes density unevenness.
このように濃度ムラが発生することにより、吐出量の異なる3種類以上のノズルを有するインクジェット記録ヘッドでは、インデックス制御における記録ドットの組み合わせが制約され、特に中間調の濃度領域で最適な画像設計が妨げられるおそれがあった。さらにこの濃度ムラは、1回の記録幅の記録を複数回の走査で記録を行うマルチパス記録において、記録パス数が少ないほど顕著に目立ち、高速記録と高画質記録とがトレードオフの関係になってしまっていた。 Due to the occurrence of density unevenness in this way, in an ink jet recording head having three or more types of nozzles with different ejection amounts, the combination of recording dots in index control is restricted, and an optimal image design is achieved particularly in a halftone density region. There was a risk of being disturbed. Furthermore, this density unevenness becomes more noticeable as the number of recording passes decreases in multi-pass recording in which recording of one recording width is performed by scanning a plurality of times, and there is a trade-off relationship between high-speed recording and high-quality recording. It had become.
よって本発明は、記録結果に画像の濃度ムラがなく、高速記録と高画質記録とが可能なインクジェット記録ヘッドを提供することを目的とする。 Accordingly, an object of the present invention is to provide an ink jet recording head that can perform high-speed recording and high-quality recording without image density unevenness in the recording result.
そのため本発明のインクジェット記録ヘッドは、吐出量が異なる複数のノズルが複数のノズル列を成して複数のノズル群を形成し、前記複数のノズル群のうち少なくとも2つの前記ノズル群は同色の前記インクを吐出可能なインクジェット記録ヘッドにおいて、前記吐出量の異なる複数のノズルをそれぞれ大ノズル、中ノズル、小ノズルとすると、同色の前記インクを吐出可能な前記複数のノズル群において、前記ノズル列に沿った方向であるノズル列方向と交差する方向における、前記複数のノズル列の端部に位置する前記中ノズルの中心と前記小ノズルの中心との位置のずれは、前記ノズル列において隣接する前記中ノズルと前記小ノズルとのピッチの半分の距離以内であり、同色の前記インクを吐出可能な前記複数のノズル群において、前記ノズル列方向と交差する方向における前記複数のノズル列端部に位置する前記大ノズル同士の位置は、ずれて配置されていること、を特徴とする。 Therefore, in the ink jet recording head of the present invention, a plurality of nozzles having different ejection amounts form a plurality of nozzle rows to form a plurality of nozzle groups, and at least two of the plurality of nozzle groups have the same color. In the ink jet recording head capable of ejecting ink, when the plurality of nozzles having different ejection amounts are a large nozzle, a medium nozzle, and a small nozzle, respectively, the nozzle group in the plurality of nozzle groups capable of ejecting the same color ink is arranged in the nozzle row. The deviation of the position of the center of the middle nozzle and the center of the small nozzle located at the end of the plurality of nozzle rows in the direction intersecting the nozzle row direction, which is the direction along the nozzle row direction, is adjacent to the nozzle row. In the plurality of nozzle groups that are within a distance of half the pitch of the middle nozzle and the small nozzle and are capable of discharging the ink of the same color Position of the large nozzles with each other positioned in the plurality of nozzle rows end in the direction intersecting the nozzle array direction, it has been arranged to be shifted, characterized by.
本発明によればインクジェット記録ヘッドは、同色のインクを吐出するノズル群においてノズル列方向と交差する方向におけるノズル列端部に位置する中ノズルの中心と小ノズルの中心の位置ずれを、隣接する中ノズルと小ノズルのピッチの半分の距離以内とする。また、同色のインクを吐出するノズル群において、ノズル列方向と交差する方向における複数のノズル列端部に位置する大ノズル同士の位置を、ずれて配置する。 According to the present invention, an ink jet recording head adjoins a position shift between the center of a middle nozzle and the center of a small nozzle located at the nozzle row end in a direction intersecting the nozzle row direction in a nozzle group that ejects the same color ink. Within half the distance of the middle nozzle and small nozzle pitch. Further, in the nozzle group that ejects the same color ink, the positions of the large nozzles positioned at the end portions of the plurality of nozzle rows in the direction intersecting the nozzle row direction are shifted from each other.
これによって、記録結果に画像の濃度ムラがなく、高速記録と高画質記録とが可能なインクジェット記録ヘッドを実現することができた。 As a result, an ink jet recording head capable of high-speed recording and high-quality recording without image density unevenness in the recording result could be realized.
(第1の実施形態)
以下、図面を参照して本発明の第1の実施形態を説明する。
図1は、本実施形態を適用可能な記録装置10の構造が分かるように示した斜視図である。記録装置10は、筐体1、一定方向に往復捜査するキャリッジ3、記録媒体4を供給する給紙機構2、画像の記録を行った記録媒体4を排出する排紙機構(図示せず)などを備えている。記録媒体4は、キャリッジ走査方向(矢印A方向)(以下、走査方向ともいう)と直交する矢印B方向に搬送される。
(First embodiment)
Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a perspective view showing the structure of a
図2は、記録装置10に搭載可能な記録ヘッド5を示した斜視図である。キャリッジ3(図1参照)には記録ヘッド5が装着され、位置決め手段および電気接点により所定の状態に固定支持される。記録ヘッド5は、主にノズルチップ100、タンクホルダ6、インクタンク7K、7C、7M、7Y、インクタンクから供給されるインクをノズルチップ100に送る流路(不図示)などから構成されている。
FIG. 2 is a perspective view showing the recording head 5 that can be mounted on the
ノズルチップ100にはインクを吐出可能な複数のノズルが設けられ、キャリッジ3とともに排紙方向(図1矢印B方向)と垂直な方向に走査しながら、記録媒体4の上にインクを吐出する。インクの吐出は、キャリッジ3の電気接点から受信する記録データに対応した信号に応じて各吐出ノズルから所定のタイミングで行われ所定の画像記録を行う。排紙機構(図示せず)は、給紙機構2より供給された記録媒体4を、キャリッジ3の走査に同期して必要な量だけ送っていき、記録ヘッド5による画像形成を誘導し、最終的に記録が完了した記録媒体4を筐体1の外部へ排出する。
The
図3は、ノズルチップ100に設置される吐出ノズルの構成を示した図である。ノズルチップ100には全部で6つの吐出口群(以下、ノズル群ともいう)K、C1、M1、Y、M2、C2を備える。ノズル群Kはブラックインクを吐出し、ノズル群C1とC2はシアンインクを吐出し、ノズル群M1とM2はマゼンタインクを吐出し、ノズル群Yはイエローインクを吐出する。各ノズル群K、C1、M1、Y、C2、M2のそれぞれは共通液室101の長手方向に沿って設置され、共通液室101よりインクが供給される。吐出ノズルは、走査方向(矢印A方向)に直交する方向に並ぶ。各共通液室101にはノズルチップ100の裏面よりインク供給が行われ、チップ裏面はインク流路を介して各色のインクタンクへとつながっている。
FIG. 3 is a diagram showing the configuration of the discharge nozzles installed in the
図中、吐出量が大きいノズルほど大きい円で記している。最も吐出量の大きい大ノズル102は、大ノズルだけで構成された列(第1のノズル列)をなし、全てのノズル群に設置される。ここで、大ノズル102の吐出量は5〜6pl程度である。2番目に吐出量の大きい中ノズル103は、ノズル群C1、C2、M1、M2に設置される。ここで、中ノズル103の吐出量は2〜3pl程度である。最も吐出量の小さい小ノズル104は、ノズル群にC1、C2、M1、M2の中ノズルと同じ辺に沿って設置される。ここで、小ノズル104の吐出量は1〜2pl程度である。中ノズル103と小ノズル104とは交互に配置されて列(第2のノズル列)を成している。
In the figure, the larger the discharge amount, the larger the circle. The
なお、各ノズル群は記録用の吐出を担う記録ノズル部と、記録以外の目的(例えば、記録ノズル列端部の混色を防止する目的)を担うダミーノズル部を備えてもよい。 Each nozzle group may be provided with a recording nozzle portion responsible for ejection for recording and a dummy nozzle portion responsible for purposes other than recording (for example, the purpose of preventing color mixing at the end of the recording nozzle row).
図4は、本実施形態の記録ヘッドの一部のノズル配置を示しており、シアンインクを吐出するノズル群C1とC2の記録ノズルのノズル並び方向(以下、ノズル列方向ともいう)の配置を示す模式図である。ノズル群C1、C2のそれぞれにおいて、大ノズル102、中ノズル103、小ノズル104のそれぞれはノズル列方向に600dpiの間隔で並んでいる。また、ノズル群C1、C2のそれぞれにおいて、中ノズル103と小ノズル104とはノズル列方向に1200dpiの間隔で交互に並んでいる。
FIG. 4 shows the arrangement of a part of the nozzles of the recording head according to the present embodiment, and the arrangement of the nozzle groups C1 and C2 for ejecting cyan ink in the nozzle arrangement direction (hereinafter also referred to as nozzle row direction). It is a schematic diagram shown. In each of the nozzle groups C1 and C2, the
ノズル群C1において、ノズル並びの上端は中ノズル103C1で、大ノズル102C1は中/小ノズル間の中間位置、すなわち、中ノズル103C1の1/2400インチ下側で小ノズル104C1の1/2400インチ上側の位置に設置される。また、ノズル群C2において、ノズル並びの上端は小ノズル104C2で、大ノズル102C2は中ノズル103C2の1/2400インチ下側の位置、すなわち、小ノズル104C2の1/800インチ下側の位置に設置される。
In the nozzle group C1, the upper end of the nozzle arrangement is the middle nozzle 103C1, and the large nozzle 102C1 is an intermediate position between the middle and small nozzles, that is, 1/2400 inches below the middle nozzle 103C1 and 1/2400 inches above the small nozzle 104C1. It is installed in the position. In the nozzle group C2, the upper end of the nozzle arrangement is the small nozzle 104C2, and the large nozzle 102C2 is installed at a
そして、ノズル群C1の上端に位置する中ノズル103C1およびノズル群C2の上端に位置する小ノズル104C2は、記録ヘッドの走査方向(矢印A方向)において同一線上(同一ラスタ上)に配置されている。もちろん、中ノズル103C1の下に位置する小ノズル104C1と小ノズル104C2の下に位置する中ノズル103C2も記録ヘッドの走査方向(矢印A方向)において同一線上(同一ラスタ上)に配置されており、以下の中、小各ノズルも同様である。 The middle nozzle 103C1 positioned at the upper end of the nozzle group C1 and the small nozzle 104C2 positioned at the upper end of the nozzle group C2 are arranged on the same line (on the same raster) in the scanning direction (arrow A direction) of the recording head. . Of course, the small nozzle 104C1 located below the middle nozzle 103C1 and the middle nozzle 103C2 located below the small nozzle 104C2 are also arranged on the same line (on the same raster) in the scanning direction (arrow A direction) of the recording head. The same applies to the following small and medium nozzles.
なお、本実施形態ではノズル列の上端部に位置する中ノズルと小ノズルとが走査方向において同一線上としたが、これに限定するものではない。つまり、上端部に位置する中ノズルと小ノズルのそれぞれの中心位置のずれが、ノズル列における中ドットと小ドットのピッチの半分の距離(1/2400インチ)以内なら本発明の効果を得ることができる。 In the present embodiment, the middle nozzle and the small nozzle located at the upper end of the nozzle row are on the same line in the scanning direction, but the present invention is not limited to this. In other words, the effects of the present invention can be obtained if the deviation of the center positions of the medium nozzle and the small nozzle located at the upper end is within half the distance (1/2400 inch) of the pitch between the medium dot and the small dot in the nozzle row. Can do.
図5は、図4のノズル配置を持つノズル群C1とノズル群C2とを用いて記録を行った時の、ノズル上端部近傍のドット着弾のイメージを示した図である。左側のドット列がノズル群C1によるのもので、右側のドット列がノズル群C2によるものである。大ノズル102C1によって記録されたドットを大ドット202C1、中ノズル103C1によって記録されたドットを中ドット203C1、小ノズル104C1によって記録されたドットを小ドット204C1として示す。また、大ノズル102C2によって記録されたドットを大ドット202C2、中ノズル103C2によって記録されたドットを中ドット203C2、小ノズル104C2によって記録されたドットを小ドット204C2として示す。 FIG. 5 is a diagram showing an image of dot landing in the vicinity of the upper end of the nozzle when recording is performed using the nozzle group C1 and the nozzle group C2 having the nozzle arrangement of FIG. The left dot row is due to the nozzle group C1, and the right dot row is due to the nozzle group C2. The dots recorded by the large nozzle 102C1 are shown as large dots 202C1, the dots recorded by the medium nozzle 103C1 are shown as medium dots 203C1, and the dots recorded by the small nozzle 104C1 are shown as small dots 204C1. Also, the dots recorded by the large nozzle 102C2 are shown as large dots 202C2, the dots recorded by the medium nozzle 103C2 are shown as medium dots 203C2, and the dots recorded by the small nozzle 104C2 are shown as small dots 204C2.
ここで、図中の太枠で示した四角部分は、インデックス制御における単位画素であり、ノズル列方向のピッチは600dpiである。また、最上端の画素に対応する記録ドットをハッチングで示している。ノズル郡C1による記録では、上から中、大、小の順に隣接するドット組みが1画素を形成するドット(203C1、202C1、204C1)となる。また、ノズル郡C2による記録では、上から小、中、大の順に隣接するドット組みが1画素を形成するドット(204C2、203C2、202C2)になる。 Here, the square part shown by the thick frame in the figure is a unit pixel in the index control, and the pitch in the nozzle row direction is 600 dpi. The recording dots corresponding to the uppermost pixel are indicated by hatching. In the recording by the nozzle group C1, the adjacent dot sets in the order from the top to the middle, large, and small form dots (203C1, 202C1, 204C1) that form one pixel. Further, in the recording by the nozzle group C2, a dot group (204C2, 203C2, 202C2) that forms one pixel is a set of dots adjacent in order from the top to the bottom.
このような配置で単位画素内にドットを着弾させることができると、エリアファクタを安定させることができる。例えば1画素内にノズル群C1とノズル群C2から1つの中ドットと1つの小ドットを記録する場合、中ドット203C1と小ドット204C2を記録する場合と小ドット204C1と中ドット203C2を記録する場合とで、1画素内のエリアファクタは同じになる。 If dots can be landed in a unit pixel with such an arrangement, the area factor can be stabilized. For example, when one medium dot and one small dot are recorded from the nozzle group C1 and the nozzle group C2 within one pixel, when the medium dot 203C1 and the small dot 204C2 are recorded, and when the small dot 204C1 and the medium dot 203C2 are recorded And the area factor in one pixel is the same.
また、このようなドットの配置は、記録ヘッドの走査方向(矢印A方向)において、同じサイズのドットの中心が同一線上(同一ラスタ上)に重なることを避けることができる。そのため、インデックス制御において、画素内のどの記録ドットを組み合わせても、異なる画素間でのドット干渉が発生することによるムラの発生を避けることができる。特にこれは、1回の記録幅の記録を複数回の走査で記録を行うマルチパス記録での3パス以下の記録モードでより顕著な効果として現れる。 Further, such dot arrangement can prevent the centers of the dots of the same size from overlapping the same line (on the same raster) in the scanning direction (arrow A direction) of the recording head. For this reason, in the index control, any recording dot in a pixel can be combined to avoid the occurrence of unevenness due to the occurrence of dot interference between different pixels. In particular, this appears as a more remarkable effect in a recording mode of three passes or less in multi-pass recording in which recording of one recording width is performed by scanning a plurality of times.
また、このドット配置となるノズル構成を用いると、1パスによる記録を行ってもノズル列の先端と後端の記録ドットが同一ラスタ上に記録されない。すなわち、パス間のつなぎで異なる画素の記録ドットの中心が同じラスタ上に位置しない。これによって、例えば、ノズルチップ100全体がθズレを起こしていても、大きな記録ドット干渉は起きず、つなぎスジの発生は軽減される。
In addition, when a nozzle configuration having this dot arrangement is used, the recording dots at the front and rear ends of the nozzle row are not recorded on the same raster even when recording is performed by one pass. That is, the centers of the recording dots of different pixels at the connection between passes are not located on the same raster. As a result, for example, even if the
また、図4のノズル配置において、各ノズル群C1、C2において中ノズルと小ノズルの位置は逆であっても以上に説明したものと同様の効果が得られる。ただし、図4に示すノズル配置を採用することは、以下のようなメリットも得られる。 Further, in the nozzle arrangement of FIG. 4, the same effect as described above can be obtained even if the positions of the middle nozzle and the small nozzle are reversed in each of the nozzle groups C1 and C2. However, adopting the nozzle arrangement shown in FIG. 4 also provides the following advantages.
図4のノズル配置では、各ノズル群C1、C2において、大ノズル102と中ノズル103のノズル並び間隔、および中ノズル103と小ノズル104のノズル並び間隔が等しくなっている。これによって、サイズの近い記録ドット同士を組み合わせた大ドット+中ドットのインデックス、あるいは中ドット+小ドットのインデックスにおいて、ノズル群C1とノズル群C2とで記録ノズルの組み合わせを変えても記録ドット位置変化が少ない。そして、階調性の高いインデックス制御を少ない濃度バラツキで実現することができる。
In the nozzle arrangement of FIG. 4, in each nozzle group C <b> 1 and C <b> 2, the nozzle arrangement interval between the
なお、図4において大ノズル102の列を中ノズルおよび小ノズルが配列されている列により近づけて設置してもよい。これによって、共通の画素を記録するノズルグループにおいて、大、中、小の間隔をより近づけることができ、別画素とのドット干渉の面積を低減することができる。
In FIG. 4, the row of
次に、本実施形態のノズルチップの構造について説明する。
図6は、図3のノズルチップのノズル群C1の一部を拡大して示した図である。共通液室101C1は、インクタンクより供給されたシアンインクで満たされている。図中、共通液室101C1の左側には、大ノズル102が等間隔で設置され、右側には中ノズル103と小ノズル104が等間隔で交互に並んでいる。大、中、小の各吐出ノズルへのインク供給は、共通液室101C1から伸びるそれぞれの個別流路112、113、114を介して行われる。大、中、小の各吐出ノズルの内部にはそれぞれ発泡室122、123、124とヒータ(不図示)が設置される。各発泡室内でヒータによってインクを急加熱することで、吐出ノズルの先端から外部に向かってインクの吐出が行われる。ヒータの加熱のタイミングは任意に制御することができ、画像信号に応じた所定のパターンでインクの吐出を行うことができる。
Next, the structure of the nozzle tip of this embodiment will be described.
6 is an enlarged view of a part of the nozzle group C1 of the nozzle chip of FIG. The common liquid chamber 101C1 is filled with cyan ink supplied from an ink tank. In the figure,
また、発泡室122、123、124および個別流路112、113、114を形成する壁の下部には、ヒータが設けられた基板との間に接着層105が敷かれている。図中、接着層105の端部稜線を破線で示す。接着層105は、壁の下部のほぼ全域に設置され、さらに壁がない中ノズル用の個別流路113の下部にも設置されている。
In addition, an
小ノズル104は、中ノズル103よりも共通液室101から遠い位置に設置され、小ノズル104用の個別流路114は、中ノズル用の個別流路113よりも細長く流抵抗が高くなっている。そのため、小ノズル104に対するインク供給性能は、中ノズル103あるいは大ノズル102よりも相対的に低く、最大吐出周波数が他のノズルよりも低い。
The
これは、小ノズル104は、走査方向に連続記録できる最小間隔が、大ノズル102や中ノズル103よりも広くなってしまうこと(解像度が低くなること)を意味する。これに対する手段として、同じ画素の他のノズル群(例えば、ノズル群C1に対してはノズル群C2)の記録を組み合わせるような記録ドットパターンにして、画像濃度を確保することができる。このとき、同じ画素を記録するノズル群同士は、ノズル列方向の記録位置が極力近いことが望ましい。ここで、共通液室101に対する中ノズルと小ノズル位置関係は、本実施形態と逆、すなわち小ノズルの方が中ノズルよりも共通液室101に近い形態であってもよい。
This means that the minimum interval at which the
このように、3種類の異なる吐出量のノズルである大ノズル、中ノズル、小ノズルを備えた同色のインクを吐出する吐出口群同士で、ノズル列端部の小ノズルと中ノズルを走査方向において実質的に同じ位置に配置する。これによって、記録結果に画像の濃度ムラがなく、高速記録と高画質記録とが可能なインクジェット記録ヘッドを実現することができた。 In this way, the small nozzles and the middle nozzles at the end of the nozzle row are scanned in the scanning direction between the ejection port groups that eject the same color ink having the large nozzle, the middle nozzle, and the small nozzle, which are nozzles of three different ejection amounts. Are disposed at substantially the same position. As a result, an ink jet recording head capable of high-speed recording and high-quality recording without image density unevenness in the recording result could be realized.
(第2の実施形態)
以下、図面を参照して本発明の第2の実施形態を説明する。なお、本実施形態の基本的な構成は第1の実施形態と同様であるため、以下では特徴的な構成についてのみ説明を行う。
(Second Embodiment)
Hereinafter, a second embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. Since the basic configuration of this embodiment is the same as that of the first embodiment, only the characteristic configuration will be described below.
図7は、本実施形態の記録ヘッド5の一部のノズル配置を示しており、同一色を吐出する2つのノズル群の記録ノズルの並び方向の配置を模式的に示した図である。ノズル群C3、C4のそれぞれにおいて、大ノズル102、中ノズル103、小ノズル104のそれぞれは、ノズル列方向(矢印B方向)に600dpiの間隔で並んでいる。ノズル群C3、C4のそれぞれにおいて、中ノズル103と小ノズル104は、ノズル列方向に1200dpiの間隔で交互に並んでいる。ノズル群C3、C4の中ノズル同士および小ノズル同士は、記録ヘッド5の走査方向(矢印A方向)の同一線上(同一ラスタ上)に同サイズのノズルが配置されている。
FIG. 7 shows the arrangement of a part of the nozzles of the recording head 5 of this embodiment, and is a diagram schematically showing the arrangement in the arrangement direction of the recording nozzles of two nozzle groups that discharge the same color. In each of the nozzle groups C3 and C4, the
なお、本実施形態ではノズル列の上端部に位置する中ノズルと小ノズルとが走査方向において同一線上としたが、これに限定するものではない。つまり、上端部に位置する中ノズルと小ノズルのそれぞれの中心位置のずれが、ノズル列における中ドットと小ドットのピッチの半分の距離(1/2400インチ)以内なら本発明の効果を得ることができる。 In the present embodiment, the middle nozzle and the small nozzle located at the upper end of the nozzle row are on the same line in the scanning direction, but the present invention is not limited to this. In other words, the effects of the present invention can be obtained if the deviation of the center positions of the medium nozzle and the small nozzle located at the upper end is within half the distance (1/2400 inch) of the pitch between the medium dot and the small dot in the nozzle row. Can do.
ノズル群C3において、上端は中ノズル103C3で、大ノズル102C3は中ノズル103C3と小ノズル104C3との中間位置、すなわち、中ノズル103C3の1/2400インチ下側で小ノズル104C3の1/2400インチ上側の位置に設置される。ノズル群C4において、上端は中ノズル103C4で、大ノズル102C4は中ノズル103C4の1/800インチ下側の位置、すなわち、小ノズル104C4の1/2400インチ下側の位置に設置される。
In the nozzle group C3, the upper end is the middle nozzle 103C3, and the large nozzle 102C3 is an intermediate position between the middle nozzle 103C3 and the small nozzle 104C3, that is, 1/2400 inches below the middle nozzle 103C3 and 1/2400 inches above the small nozzle 104C3. It is installed in the position. In the nozzle group C4, the upper end is the middle nozzle 103C4, and the large nozzle 102C4 is installed at a
図8は、図7のノズル配置を持つノズル群C3とC4とを用いて記録を行ったノズル上端部近傍のドット配置イメージを示した図である。ここで、図中の太枠で示した四角部分は、インデックス制御における単位画素であり、ノズル列方向のピッチは600dpiである。また、最上端の画素に対応する記録ドットをハッチングで示している。この記録ドット配置によると、ノズル群C3の中ドット203C3に対して、どちらの群の小ドット(204C3もしくは204C4)を組み合わせても同じ画素内の中ドットと小ドットは11/1200インチの間隔で中ドット、小ドットの順で縦に並んでいる。 FIG. 8 is a diagram showing a dot arrangement image in the vicinity of the upper end portion of the nozzle that is recorded using the nozzle groups C3 and C4 having the nozzle arrangement of FIG. Here, the square part shown by the thick frame in the figure is a unit pixel in the index control, and the pitch in the nozzle row direction is 600 dpi. The recording dots corresponding to the uppermost pixel are indicated by hatching. According to this recording dot arrangement, the medium dot and small dot in the same pixel are spaced at 11/1200 inch intervals regardless of which group of small dots (204C3 or 204C4) is combined with the medium dot 203C3 of the nozzle group C3. They are arranged vertically in the order of medium dots and small dots.
ノズル群C4の中ドット203C2に対しても同様で、どちらの群の小ドット(204C3もしくは204C4)を組み合わせた場合でも同じドットの配置にすることが可能である。 The same applies to the medium dot 203C2 of the nozzle group C4, and it is possible to arrange the same dots when combining the small dots (204C3 or 204C4) of either group.
このように、3種類の異なる吐出量のノズルである大ノズル、中ノズル、小ノズルを備えた同色のインクを吐出する吐出口群同士で、共に中ノズルを上端とし、その上端に配置された中ノズル同士を走査方向において実質的に同じ位置に配置する。これによって、記録結果に画像の濃度ムラがなく、高速記録と高画質記録とが可能なインクジェット記録ヘッドを実現することができた。 In this way, the discharge nozzle groups having the large nozzle, the medium nozzle, and the small nozzle, which are nozzles having three different discharge amounts, discharge the same color ink, and the middle nozzle is the upper end, and the upper nozzle is arranged at the upper end. The middle nozzles are arranged at substantially the same position in the scanning direction. As a result, an ink jet recording head capable of high-speed recording and high-quality recording without image density unevenness in the recording result could be realized.
(第3の実施形態)
以下、図面を参照して本発明の第3の実施形態を説明する。なお、本実施形態の基本的な構成は第1および第2の実施形態と同様であるため、以下では特徴的な構成についてのみ説明を行う。
(Third embodiment)
Hereinafter, a third embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. Since the basic configuration of this embodiment is the same as that of the first and second embodiments, only the characteristic configuration will be described below.
図9は、本実施形態の記録ヘッドの一部のノズル配置を示しており、同一色を吐出する4つのノズル群C5〜C8のノズルの配置を模式的に示した図である。ノズル群C5〜C8のそれぞれにおいて、大ノズル102、中ノズル103、小ノズル104のそれぞれはノズル列方向(矢印B方向)に600dpiの間隔で並んでいる。ノズル群C5〜C8のそれぞれにおいて、中ノズル103と小ノズル104は、ノズル列方向に1200dpiの間隔で交互に並んでいる。ノズル群C5〜C8の大ノズル102同士は、ノズル列方向に1/2400dpiの間隔で、端部にもっとも近い102C5から、102C6、102C7、102C8の順に並んでいる。ノズル群C5とC7においては、ノズル並びの上端は中ノズルで、大ノズルは中ノズルと小ノズルの中間位置、すなわち、中ノズルの1/2400インチ下側で小ノズルの1/2400インチ上側の位置に設置される。ノズル群C6とC8においては、ノズル列の上端は小ノズルで、大ノズル102は中ノズルの1/2400インチ下側の位置、すなわち、小ノズルの1/800インチ下側の位置に設置される。
FIG. 9 shows the arrangement of a part of the nozzles of the recording head of this embodiment, and is a diagram schematically showing the arrangement of the nozzles of the four nozzle groups C5 to C8 that discharge the same color. In each of the nozzle groups C5 to C8, each of the
そして、ノズル群C5の上端に位置する中ノズル103C5およびノズル群C7の上端に位置する小ノズル104C7は、記録ヘッドの走査方向(矢印A方向)において同一線上(同一ラスタ上)に配置されている。また、ノズル群C6の上端に位置する中ノズル103C6およびノズル群C8の上端に位置する小ノズル104C8は、記録ヘッドの走査方向(矢印A方向)において同一線上(同一ラスタ上)に配置されている。もちろん、中ノズル103C5の下に位置する小ノズル104C5と小ノズル104C7の下に位置する中ノズル103C7も、記録ヘッドの走査方向(矢印A方向)において同一線上(同一ラスタ上)に配置されている。さらに、中ノズル103C6の下に位置する小ノズル104C6と小ノズル104C8の下に位置する中ノズル103C8も、記録ヘッドの走査方向(矢印A方向)において同一線上(同一ラスタ上)に配置されており、以下の中、小各ノズルも同様である。 The middle nozzle 103C5 located at the upper end of the nozzle group C5 and the small nozzle 104C7 located at the upper end of the nozzle group C7 are arranged on the same line (on the same raster) in the scanning direction (arrow A direction) of the recording head. . Further, the middle nozzle 103C6 located at the upper end of the nozzle group C6 and the small nozzle 104C8 located at the upper end of the nozzle group C8 are arranged on the same line (on the same raster) in the scanning direction (arrow A direction) of the recording head. . Of course, the small nozzle 104C5 located below the middle nozzle 103C5 and the middle nozzle 103C7 located below the small nozzle 104C7 are also arranged on the same line (on the same raster) in the scanning direction (arrow A direction) of the recording head. . Further, the small nozzle 104C6 located below the middle nozzle 103C6 and the middle nozzle 103C8 located below the small nozzle 104C8 are also arranged on the same line (on the same raster) in the scanning direction (arrow A direction) of the recording head. The same applies to the small and medium nozzles below.
なお、本実施形態ではノズル列の上端部に位置する中ノズルと小ノズルとが走査方向において同一線上としたが、これに限定するものではない。つまり、上端部に位置する中ノズルと小ノズルのそれぞれの中心位置のずれが、ノズル列における中ドットと小ドットのピッチの半分の距離(1/2400インチ)以内なら本発明の効果を得ることができる。 In the present embodiment, the middle nozzle and the small nozzle located at the upper end of the nozzle row are on the same line in the scanning direction, but the present invention is not limited to this. In other words, the effects of the present invention can be obtained if the deviation of the center positions of the medium nozzle and the small nozzle located at the upper end is within half the distance (1/2400 inch) of the pitch between the medium dot and the small dot in the nozzle row. Can do.
このようにノズルが配置された記録ヘッドで記録を行うことで、1回の記録走査でより高密度に記録を行うことができ、記録結果に画像の濃度ムラがなく、高速記録と高画質記録とが可能なインクジェット記録ヘッドを実現することができた。 By performing recording with the recording head in which the nozzles are arranged in this way, recording can be performed with higher density in one recording scan, and there is no unevenness in image density, and high-speed recording and high-quality recording are possible. An ink jet recording head capable of achieving the above has been realized.
1 筐体
2 給紙機構
3 キャリッジ
4 記録媒体
5 記録ヘッド
10 記録装置
101 共通液室
102 大ノズル
103 中ノズル
104 小ノズル
105 接着層
300 記録ヘッド
DESCRIPTION OF
Claims (8)
前記吐出量の異なる複数のノズルをそれぞれ大ノズル、中ノズル、小ノズルとすると、
同色の前記インクを吐出可能な前記複数のノズル群において、前記ノズル列に沿った方向であるノズル列方向と交差する方向における、前記複数のノズル列の端部に位置する前記中ノズルの中心と前記小ノズルの中心との位置のずれは、前記ノズル列において隣接する前記中ノズルと前記小ノズルとのピッチの半分の距離以内であり、
同色の前記インクを吐出可能な前記複数のノズル群において、前記ノズル列方向と交差する方向における前記複数のノズル列端部に位置する前記大ノズル同士の位置は、ずれて配置されていること、
を特徴とするインクジェット記録ヘッド。 A plurality of nozzles having different ejection amounts form a plurality of nozzle rows to form a plurality of nozzle groups, and at least two of the plurality of nozzle groups in the inkjet recording head capable of ejecting the same color ink ,
When the plurality of nozzles having different discharge amounts are respectively a large nozzle, a medium nozzle, and a small nozzle,
In the plurality of nozzle groups capable of ejecting the ink of the same color, the center of the middle nozzle located at the end of the plurality of nozzle rows in a direction intersecting the nozzle row direction that is a direction along the nozzle row; The positional deviation from the center of the small nozzle is within a distance of half the pitch between the middle nozzle and the small nozzle adjacent in the nozzle row,
In the plurality of nozzle groups capable of ejecting the same color ink, the positions of the large nozzles positioned at the end portions of the plurality of nozzle rows in a direction intersecting the nozzle row direction are shifted from each other.
An ink jet recording head.
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