JP2017205974A - 液体吐出ヘッド - Google Patents

Abstract

【課題】ヘッドの小型化を実現しながら、高精細で高品位な画像を形成する液体吐出ヘッドを提供する。【解決手段】液体吐出ヘッドでは、シアンの液体を吐出する第３の吐出口列群Ｃ１、マゼンダの液体を吐出する第２の吐出口列群Ｍ１、イエローの液体を吐出する第１の吐出口列群Ｙ、マゼンダの液体を吐出する第２の吐出口列群Ｍ２、およびシアンの液体を吐出する第３の吐出口列群Ｃ２が、第１の方向Ｂと交差する第２の方向Ａにこの順で配置されている。グレーの液体を吐出する第４の吐出口列群Ｇが、第２の方向Ａにおける第１の吐出口列群Ｙの片側で、第１の吐出口列群Ｙと第２の吐出口列群Ｍ１との間に配置されている。第４の吐出口列群Ｇの各吐出口列１６ａ，１６ｂは、第２および第３の吐出口列群Ｃ１，Ｃ２，Ｍ１，Ｍ２の第１の吐出口列１２ａ，１３ａ，１４ａ，１５ａを構成する複数の吐出口２１よりも直径が小さい複数の吐出口２２からなる。【選択図】図２

Description

本発明は、吐出口から液体を吐出する液体吐出ヘッドに関する。

吐出口からインクなどの液体を吐出する液体吐出ヘッドとして、記録媒体に対して往復移動しながら液体を吐出して画像を形成するシリアル型の液体吐出ヘッドが知られている。このようなシリアル型の液体吐出ヘッドでは、高精細で高品位な画像形成を実現するために、吐出口列の配置や吐出口列を構成する吐出口のサイズに関して様々な提案がなされている。特許文献１には、往方向と復方向の双方向で画像を記録する際の色ムラの発生や、色の重ね合わせにより理想的な色相から色味がずれて発色してしまう、いわゆる「色転び」の発生を抑制するための構成が開示されている。

図１０は、特許文献１に記載の構成を備えた液体吐出ヘッドにおける記録素子基板の概略平面図である。
図１０を参照すると、記録素子基板１１０には、シアンインクを吐出する２つのシアン吐出口列群Ｃ１，Ｃ２と、マゼンダインクを吐出する２つのマゼンダ吐出口列群Ｍ１，Ｍ２と、イエローインクを吐出するイエロー吐出口列群Ｙとが設けられている。これらは、主走査方向Ａにおいて、シアン吐出口列群Ｃ１、マゼンダ吐出口列群Ｍ１、イエロー吐出口列群Ｙ、マゼンダ吐出口列群Ｍ２、およびシアン吐出口列群Ｃ２の順で配置されている。これにより、主走査方向Ａにおける往方向と復方向の双方向で画像を記録する場合に、各方向でのインクの打ち込み順（吐出順）が同一になり、吐出順の違いに起因した色ムラの発生を抑制することができる。
さらに、記録素子基板１１０には、グレーのインクを吐出する２つのグレー吐出口列群Ｇ１，Ｇ２が設けられている。このため、中間色であるグレーを表現するために、シアン、マゼンダ、およびイエローのインクを重ね合わせる必要がない。その結果、シアン、マゼンダ、およびイエローのインクを重ね合わせてグレーを表現する際に、様々な要因で理想的な色相から色味がずれて発色してしまう、いわゆる「色転び」の発生を抑制することができる。

また、図１０を参照すると、イエロー吐出口列群Ｙを除いた各吐出口列群Ｃ１，Ｃ２，Ｍ１，Ｍ２，Ｇ１，Ｇ２は、吐出されるインク滴のサイズが異なる３種類の吐出口、すなわち、大吐出口１２１、中吐出口１２２、および小吐出口１２３から構成されている。これにより、微小なインク滴を吐出することが可能になり、記録媒体上のドット径を小さくすることで、高解像度で高精細な画像を形成することが可能になる。なお、イエロー吐出口列群Ｙは、大吐出口１２１のみから構成されている。これは、イエローが、シアンやマゼンダに比べて、明度が高く視認性が低いことから、低濃度領域であっても粒状感が目立ちにくく、インク滴の微小化が必要ないためである。

特開２０１０−７６３９４号公報

近年の液体吐出ヘッドには、形成される画像の高画質化だけでなく、コスト抑制の観点からも、ヘッドの小型化が強く求められているが、特許文献１に記載の構成を備えた液体吐出ヘッドでは、それが十分に考慮されていない。
そこで、本発明の目的は、ヘッドの小型化を実現しながら、高精細で高品位な画像を形成する液体吐出ヘッドを提供することである。

上述した目的を達成するために、本発明の液体吐出ヘッドは、第１の方向に配列された少なくとも２列の吐出口列をそれぞれが有する第１から第４の吐出口列群であって、第１の色の液体を吐出する第１の吐出口列群と、第２の色の液体を吐出する複数の第２の吐出口列群と、第３の色の液体を吐出する複数の第３の吐出口列群と、第４の色の液体を吐出する第４の吐出口列群とを備え、第１の色がイエローであり、第２の色がシアンおよびマゼンダの一方であり、第３の色がシアンおよびマゼンダの他方であり、第４の色が、ブラック、シアン、マゼンダ、およびイエロー以外の中間色であり、第３の吐出口列群、第２の吐出口列群、第１の吐出口列群、第２の吐出口列群、および第３の吐出口列群が、第１の方向と交差する第２の方向にこの順で配置されている。第４の吐出口列群は、第２の方向における第１の吐出口列群の片側で、第１の吐出口列群と第２の吐出口列群との間に配置されている。第２の吐出口列群および第３の吐出口列群のそれぞれは、第１の吐出口列と、第１の吐出口列を構成する複数の吐出口よりも直径が小さい複数の吐出口からなる第２の吐出口列とを有している。第４の吐出口列群の各吐出口列は、第１の吐出口列を構成する複数の吐出口よりも直径が小さい複数の吐出口からなる。
このような液体吐出ヘッドでは、第４の吐出口列群を第１の吐出口列群の片側にのみ配置することで、第１の吐出口列群の吐出動作に伴って発生する気流の影響を最小限に抑えながら、ヘッドの小型化を実現することが可能になる。

以上、本発明によれば、ヘッドの小型化を実現しながら、高精細で高品位な画像を形成する液体吐出ヘッドを提供することができる。

第１の実施形態に係る液体吐出ヘッドの斜視図である。 第１の実施形態に係る記録素子基板の概略平面図である。 第１の実施形態に係る記録素子基板の変形例を示す概略平面図である。 第１の実施形態に係る記録素子基板の変形例を示す概略平面図である。 第１の実施形態に係る記録素子基板の変形例を示す概略平面図である。 第１の実施形態に係る記録素子基板の変形例を示す概略平面図である。 第１の実施形態に係る記録素子基板の変形例を示す概略平面図である。 第２の実施形態に係る記録素子基板の概略平面図である。 第３の実施形態に係る記録素子基板の概略平面図である。 従来の液体吐出ヘッドにおける記録素子基板の概略平面図である。

以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。本明細書では、本発明の液体吐出ヘッドとしてインクを吐出する場合を例に挙げて説明するが、本発明はこれに限定されるものではなく、他の液体を吐出する液体吐出ヘッドにも適用可能である。

（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態に係る液体吐出ヘッドの斜視図である。
本実施形態の液体吐出ヘッド１は、液体吐出装置本体のキャリッジ（図示せず）に着脱可能に搭載され、主走査方向Ａに往復移動しながら、主走査方向Ａと交差する副走査方向Ｂに搬送される記録媒体に画像を記録するシリアル型の液体吐出ヘッドである。液体吐出ヘッド１は、後述するように、それぞれが副走査方向Ｂに配列された複数の吐出口列から複数色のインクを吐出して、記録媒体にカラー画像を記録することができる。
液体吐出ヘッド１は、複数の吐出口列を備え、複数色のインクを吐出する記録素子基板１０と、記録素子基板１０を支持する支持部材２と、支持部材２が接合された筐体３とを有している。筐体３には、複数色のインクに対応する複数の別個のインクタンク（図示せず）が着脱可能に搭載され、筐体３の内部には、各インクタンクから記録素子基板１へインクを供給するための複数の流路が設けられている。なお、インクタンクは、複数のインク収容室が形成された一体型のものであってもよい。

図２は、本実施形態の液体吐出ヘッドにおける記録素子基板の概略平面図である。
図２を参照すると、記録素子基板１０には、イエロー吐出口列群（第１の吐出口列群）Ｙと、２つのマゼンダ吐出口列群（第２の吐出口列群）Ｍ１，Ｍ２と、２つのシアン吐出口列群（第３の吐出口列群）Ｃ１，Ｃ２とが設けられている。イエロー吐出口列群Ｙは、イエロー（第１の色）のインクを吐出する吐出口列群であり、マゼンダ吐出口列群Ｍ１，Ｍ２は、マゼンダ（第２の色）のインクを吐出する吐出口列群である。また、シアン吐出口列群Ｃ１，Ｃ２は、シアン（第３の色）のインクを吐出する吐出口列群である。各吐出口列Ｙ，Ｍ１，Ｍ２，Ｃ１，Ｃ２は、副走査方向（第１の方向）Ｂに配列された２列の吐出口列１１ａ〜１５ｂを有している。
これらの吐出口列群Ｙ，Ｍ１，Ｍ２，Ｃ１，Ｃ２は、図２に示すように、主走査方向Ａにおいて、シアン吐出口列群Ｃ１、マゼンダ吐出口列群Ｍ１、イエロー吐出口列群Ｙ、マゼンダ吐出口列群Ｍ２、およびシアン吐出口列群Ｃ２の順で配置されている。すなわち、マゼンダ吐出口列群Ｍ１，Ｍ２とシアン吐出口列群Ｃ１，Ｃ２とが、イエロー吐出口列群Ｙを中心として両方向（双方向）に同じ順序で配置されている。これにより、主走査方向Ａにおける往方向と復方向の双方向で画像を記録する場合に、各方向でのインクの打ち込み順（吐出順）が同一になり、吐出順の違いに起因した色ムラの発生を抑制することができる。

マゼンダ吐出口列群Ｍ１，Ｍ２とシアン吐出口列群Ｃ１，Ｃ２のそれぞれは、吐出されるインク滴のサイズが異なる２種類の吐出口、すなわち、第１の直径を有する大吐出口２１と、第１の直径よりも小さい第２の直径を有する中吐出口２２から構成されている。具体的には、マゼンダ吐出口列群Ｍ１，Ｍ２とシアン吐出口列群Ｃ１，Ｃ２の一方の吐出口列１２ａ，１３ａ，１４ａ，１５ａは、複数の大吐出口２１から構成され、他方の吐出口列１２ｂ，１３ｂ，１４ｂ，１５ｂは、複数の中吐出口２２から構成されている。
このように、マゼンダ吐出口列群Ｍ１，Ｍ２とシアン吐出口列群Ｃ１，Ｃ２には、大吐出口２１だけでなく、大吐出口２１よりも吐出されるインク滴のサイズが小さい中吐出口２２が設けられている。そのため、微小なインク滴を吐出することが可能になり、記録媒体上のドット径を小さくすることで、高解像度で高精細な画像を形成することが可能になる。
一方、イエロー吐出口列群Ｙの各吐出口列１１ａ，１１ｂは、いずれも複数の大吐出口２１から構成されている。これは、イエローが、シアンやマゼンダに比べて、明度が高く視認性が低いことから、低濃度領域であっても粒状感が目立ちにくく、インク滴の微小化が必要ないためである。

さらに、図２を参照すると、記録素子基板１０には、上述した吐出口列群Ｙ，Ｍ１，Ｍ２，Ｃ１，Ｃ２に加えて、グレー（第４の色）のインクを吐出するグレー吐出口列群（第４の吐出口列群）Ｇが設けられている。グレー吐出口列群Ｇも、副走査方向（第１の方向）Ｂに配列された２列の吐出口列１６ａ，１６ｂを有している。
イエロー、マゼンダ、およびシアンのインクを重ね合わせて様々な色を表現する場合には、いわゆる「色転び」が発生するという問題がある。すなわち、インク滴の大きさが同一でなかったり、インクの染料濃度が理想的な設計値からずれていたりする場合など、記録媒体上の理想的な位置にインクを着弾させたとしても、理想的な色相から色味がずれて発色してしまうという問題がある。本実施形態では、グレーインクを吐出するグレー吐出口列群Ｇが設けられているため、グレーを表現するために、イエロー、マゼンダ、およびシアンのインクを重ね合わせる必要がなくなる。そのため、インクの重ね合わせによって理想的な色相から色味がずれて発色してしまう不具合、いわゆる「色転び」の発生を抑制することが可能になる。

また、グレー吐出口列群Ｇは、主走査方向Ａにおいてイエロー吐出口列群Ｙとマゼンダ吐出口列群Ｍ１との間に配置されている。イエロー吐出口列群Ｙの各吐出口列１１ａ，１１ｂは、いずれも吐出されるインク滴のサイズが大きく、高い吐出デューティで使用されるため、その吐出動作に伴って強い気流が発生する場合がある。本実施形態では、グレー吐出口列群Ｇの配置によって、イエロー吐出口列群Ｙとマゼンダ吐出口列群Ｍ１とは、一定の間隔を置いて配置されることになる。そのため、イエロー吐出口列群Ｙの吐出動作に伴って発生する気流がマゼンダ吐出口列群Ｍ１の吐出動作に与える影響を抑制することができる。
なお、グレー吐出口列群Ｇ１は、主走査方向Ａにおいてイエロー吐出口列群Ｙの両側にではなく片側にのみ配置されている。これにより、上述の気流による影響を最小限に抑えながら、図１０に示す構成に比べて、ヘッドの小型化を実現することが可能になる。

グレーインクは、主に、高精細な写真画像の記録時に使用されるため、吐出されるインク滴はできるだけ微小化されていることが好ましい。また、写真画像の記録はマルチパスで行われるため、単位面積当たりのインク吐出量が多い高濃度の写真画像を記録する場合にも、吐出されるインク滴のサイズ自体はそれほど大きくする必要がない。そのため、本実施形態のグレー吐出口列群Ｇの各吐出口列１６ａ，１６ｂは、いずれも大吐出口２１よりも吐出されるインク滴のサイズが小さい中吐出口２２から構成されている。なお、グレー吐出口列群Ｇを中吐出口２２のみで構成することは、ヘッドの小型化の観点からも有利である。

図３から図７は、本実施形態の液体吐出ヘッドにおける記録素子基板のいくつかの変形例を示す概略平面図である。
グレー吐出口列群Ｇの各吐出口列１６ａ，１６ｂは、上述したように、大吐出口２１よりも直径が小さい吐出口から構成されていればよい。したがって、グレー吐出口列群Ｇの各吐出口列１６ａ，１６ｂは、図３に示すように、いずれも中吐出口２２よりさらに小さい直径（第３の直径）を有する小吐出口２３から構成されていてもよい。あるいは、図４に示すように、一方の吐出口列１６ａが中吐出口２２から構成され、他方の吐出口列１６ｂが小吐出口２３から構成されていてもよい。
また、マゼンダ吐出口列群Ｍ１，Ｍ２およびシアン吐出口列群Ｃ１，Ｃ２についても、それぞれが、大吐出口２１と、大吐出口２１よりも直径が小さい吐出口から構成されていればよい。したがって、図５から図７に示すように、一方の吐出口列１２ａ，１３ａ，１４ａ，１５ａが大吐出口２１から構成され、他方の吐出口列１２ｂ，１３ｂ，１４ｂ，１５ｂが小吐出口２３から構成されていてもよい。その場合、グレー吐出口列群Ｇの各吐出口列１６ａ，１６ｂは、図５に示すように、いずれも中吐出口２２から構成されていてもよく、図６に示すように、いずれも小吐出口２３から構成されていてもよい。あるいは、図７に示すように、一方の吐出口列１６ａが中吐出口２２から構成され、他方の吐出口列１６ｂが小吐出口２３から構成されていてもよい。

上述した実施形態では、イエロー吐出口列群Ｙの外側にマゼンダ吐出口列群Ｍ１，Ｍ２が配置され、さらにその外側にシアン吐出口列群Ｃ１，Ｃ２が配置されているが、マゼンダ吐出口列群Ｍ１，Ｍ２とシアン吐出口列群Ｃ１，Ｃ２の配置は逆であってもよい。すなわち、マゼンダ吐出口列群Ｍ１、シアン吐出口列群Ｃ１、イエロー吐出口列群Ｙ、シアン吐出口列群Ｃ２、およびマゼンダ吐出口列群Ｍ２が、主走査方向Ａにこの順で配置されていてもよい。
また、上述した実施形態では、第４の色のインクを吐出する第４の吐出口列群としてグレーインクを吐出するグレー吐出口列群Ｇを例に挙げて説明したが、第４の色のインクとしては、他の色のインクであってもよい。すなわち、ブラック、シアン、マゼンダ、およびイエロー以外の、色の階調性を向上させるための中間色のインクであればよく、例えば、ライトシアン、ライトマゼンダ、ライトブルー、グリーン、またはレッドであってもよい。

（第２の実施形態）
図８は、本発明の第２の実施形態に係る液体吐出ヘッドにおける記録素子基板の概略平面図である。以下、第１の実施形態と同様の構成については図面に同じ符号を付してその説明を省略し、第１の実施形態と異なる構成のみ説明する。
本実施形態では、マゼンダ吐出口列群Ｍ１，Ｍ２とシアン吐出口列群Ｃ１，Ｃ２のそれぞれが、サイズが異なる３種類の吐出口、すなわち、大吐出口２１、中吐出口２２、および小吐出口２３から構成されている。具体的には、マゼンダ吐出口列群Ｍ１，Ｍ２は、複数の大吐出口２１からなる第１の吐出口列１２ａ，１３ａと、複数の中吐出口２２からなる第２の吐出口列１２ｂ，１３ｂと、複数の小吐出口２３からなる第３の吐出口列１２ｃ，１３ｃとを有している。また、シアン吐出口列群Ｃ１，Ｃ２は、複数の大吐出口２１からなる第１の吐出口列１４ａ，１５ａと、複数の中吐出口２２からなる第２の吐出口列１４ｂ，１５ｂと、複数の小吐出口２３からなる第３の吐出口列１４ｃ，１５ｃとを有している。
一方、グレー吐出口列群Ｇも、サイズが異なる２種類の吐出口、すなわち、中吐出口２２と小吐出口２３から構成されている。具体的には、グレー吐出口列群Ｇは、第１および第２の吐出口列１６ａ，１６ｂが、中吐出口２２から構成され、第３および第４の吐出口列１６ｃ，１６ｄが、小吐出口２３から構成されている。

本実施形態では、このような構成により、第１の実施形態と比べて、色の階調性をさらに向上させることができる。なお、本実施形態においても、第１の実施形態と同様に、吐出口のサイズに関して様々な変形例が可能である。

（第３の実施形態）
図９は、本発明の第３の実施形態に係る液体吐出ヘッドにおける記録素子基板の概略平面図である。以下、第１および第２の実施形態と同様の構成については図面に同じ符号を付してその説明を省略し、第１および第２の実施形態と異なる構成のみ説明する。
本実施形態は、第２の実施形態に対して、ブラック（第５の色）のインクを吐出する２つのブラック吐出口列群（第５の吐出口列群）Ｋ１，Ｋ２が追加して設けられたものである。各ブラック吐出口列群Ｋ１，Ｋ２は、副走査方向Ｂに配列された２列の吐出口列１７ａ〜１８ｂを有し、一方の吐出口列１７ａ，１８ａが大吐出口２１から構成され、他方の吐出口列１７ｂ，１８ｂが中吐出口２２から構成されている
上述したように、イエロー吐出口列群Ｙの各吐出口列１１ａ，１１ｂは、いずれも吐出されるインク滴のサイズが大きく、高い吐出デューティで使用されるため、その吐出動作に伴って強い気流が発生する場合がある。本実施形態では、同じく高い吐出デューティで使用されるブラック吐出口列群Ｋ１，Ｋ２が、主走査方向Ａにおけるイエロー吐出口列群Ｙの両側でそれに隣接して配置されている。これにより、本実施形態では、第１の実施形態と比べて、イエロー吐出口列群Ｙの吐出動作に伴って発生する気流が、マゼンダ吐出口列群Ｍ１，Ｍ２の吐出動作に与える影響を一層抑制することができる。
なお、本実施形態においても、第１の実施形態と同様に、吐出口のサイズに関して様々な変形例が可能である。

１ 液体吐出ヘッド
１０ 記録素子基板
Ｙ イエロー吐出口列群
Ｍ１，Ｍ２ マゼンダ吐出口列群
Ｃ１，Ｃ２ シアン吐出口列群
Ｇ グレー吐出口列群

Claims (5)

1. 第１の方向に配列された少なくとも２列の吐出口列をそれぞれが有する第１から第４の吐出口列群であって、第１の色の液体を吐出する第１の吐出口列群と、第２の色の液体を吐出する複数の第２の吐出口列群と、第３の色の液体を吐出する複数の第３の吐出口列群と、第４の色の液体を吐出する第４の吐出口列群とを備え、前記第１の色がイエローであり、前記第２の色がシアンおよびマゼンダの一方であり、前記第３の色がシアンおよびマゼンダの他方であり、前記第４の色が、ブラック、シアン、マゼンダ、およびイエロー以外の中間色であり、前記第３の吐出口列群、前記第２の吐出口列群、前記第１の吐出口列群、前記第２の吐出口列群、および前記第３の吐出口列群が、前記第１の方向と交差する第２の方向にこの順で配置された液体吐出ヘッドにおいて、
   前記第４の吐出口列群は、前記第２の方向における前記第１の吐出口列群の片側で、前記第１の吐出口列群と前記第２の吐出口列群との間に配置され、
   前記第２の吐出口列群および前記第３の吐出口列群のそれぞれは、第１の吐出口列と、前記第１の吐出口列を構成する複数の吐出口よりも直径が小さい複数の吐出口からなる第２の吐出口列とを有し、
   前記第４の吐出口列群の各吐出口列は、前記第１の吐出口列を構成する複数の吐出口よりも直径が小さい複数の吐出口からなることを特徴とする液体吐出ヘッド。
2. 前記第１の吐出口列は、第１の直径を有する複数の吐出口からなり、前記第２の吐出口列は、前記第１の直径よりも小さい第２の直径、または前記第２の直径よりも小さい第３の直径を有する複数の吐出口からなり、
   前記第４の吐出口列群の前記各吐出口列は、前記第２の直径または前記第３の直径を有する複数の吐出口からなる、請求項１に記載の液体吐出ヘッド。
3. 前記第１の方向に配列された少なくとも２列の吐出口列であって、前記第１の吐出口列を構成する複数の吐出口と直径が同じ複数の吐出口からなる第１の吐出口列と、前記第１の吐出口列を構成する複数の吐出口よりも直径が小さい複数の吐出口からなる第２の吐出口列とを含む少なくとも２列の吐出口列を有し、第５の色の液体を吐出する第５の吐出口列群をさらに備え、前記第５の色がブラックであり、前記第５の吐出口列群は、前記第２の方向における前記第１の吐出口列群の両側で該第１の吐出口列群に隣接して配置されている、請求項１または２に記載の液体吐出ヘッド。
4. 前記第１の吐出口列群は２つの吐出口列を有し、前記各吐出口列は、前記第１の吐出口列の複数の吐出口列と直径が同じ複数の吐出口からなる、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。
5. 前記第４の色がグレーである、請求項１から４のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッド。
   

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