JP2651221B2 - インクジェット記録ヘッド - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、インクジェット記録ヘッドに関し、より具
体的にはマルチノズルヘッドを備えて高速かつ高画質の
フルカラー記録を行なうためのインクジェット記録ヘッ
ドに関する。

〔従来の技術〕

インクジェット記録方式は、圧電素子等の吐出エネル
ギー発生体を吐出駆動源として、ノズルからインク滴を
吐出ならびに飛翔させて、記録紙、フィルム、布等の被
記録体に付着吸収させ、画像等の記録を行なうものであ
り、騒音の発生が少なく、特別な定着処理等を要するこ
となくフルカラー記録が行なえる特徴がある。

フルカラー記録を行なうには、インク色数のノズルの
各々にイエロー、マゼンタ、シアンさらにはブラックを
割当て、記録情報に応じて各色の吐出量を制御しながら
インク滴を吐出させ、被記録体の１画素に各々のインク
を混合吸収させ、減法混色によりカラー画像を得てい
る。

インクジェット記録方式において、記録の高速化を図
るためには、各色分の１セットのノズル体を複数個
（段）備えたマルチノズルヘッドが用いられる。

マルチノズルヘッドを用いたフルカラー記録の方法と
して種々提案されている。その中のひとつであるインタ
ーレース方式（米国特許4198642）とは一定の紙送りス
ピードで各段のヘッドが相異なるラインを印字すること
により高密度の画像を形成する方式である。

ところで、インターレース方式で記録を行う場合、ラ
インごとに記録方向を変えるためには、段数は奇数でな
ければならない。

例えば、段数がＡ段,B段の２段の場合、第９図に示す
ように、Ａ段,B段相互の間隔が５ライン間隔あるとする
と、Ａ段及びＢ段がｌライン目及びｌ＋５ライン目を記
録した場合、復路においてはＡ段及びＢ段はｌ＋２ライ
ン目及びｌ＋７ライン目を記録することになる。従っ
て、例えば、ｌライン目とｌ＋２ライン目は記録方向が
異なるため、その間にあるｌ＋１ライン目はｌライン目
又はｌ＋２ライン目のいずれかと記録方向が一致する。
このように複数ライン毎に再現色が異なると、画質の低
下が問題になることがある。

そこで段数を（2a＋１）段（ａは自然数）とする。次
にマルチノズルヘッドに対し、副走査方向に（2a＋１）
段、この各段の主走査方向の夫々にｂ個のノズルを配す
るマルチノズルヘッドにてインターレース方式により記
録を行なおうとすると、ノズル段数x,段相互の間隔y,記
録時のドット間隔（紙送り間隔）ｄとの間には ｙ＝｛（2n−１）ｘ＋ｈ｝×ｄ ……（１）式 （ただし、a,bおよびｎは自然数、ｈは|h|＜ｘの整数、
（2n−１）ｘ＋ｈ＝１及びｈ＝０の場合を除く） の関係が必要である。但、（2n−１）ｘ＋ｈとｘは互い
に素。

第４図で示すヘッドを用いてインターレース方式にて
5pel（pel:1mm当りのドット数）記録を行なう場合を例
にとって説明する。

第４図はヘッドを前方より見た図であり、同図のよう
にA,B,Cの３段で各段毎に４個のノズルを備え、そのイ
ンク色の配列はこの例では、いずれの段もＹ（イエロ
ー）,M（マゼンタ）,C（シアン）,BK（ブラック）の順
にされている。このように通常、列方向（副走査方向）
の同一列のノズルのインク色は、同一色にされている。
今5pelで記録を行なおうとすると、ドット間距離ｄは1m
m/5＝0.2mmとなる。すなわちこのヘッドの段相互の間隔
ｙは（１）式;y＝｛（2n−１）ｘ＋ｈ｝×ｄより第１表
の値でなければならない。上記式以外の値では記録画像
のドット間距離が等しくならず、第５図のように白ぬ
け、ドット輪接等が起こり画質が著しく劣化する。

（ここに、各ｎにおける上段はｈ＜0,下段は０＜ｈの場
合） ところで（１）式中のｈの値が奇数であるか偶数であ
るかにより再現される記録画像に差が生じてくる。ｈが
奇数時のノズル間距離ｙをｋ群、偶数時のノズル間距離
ｙをｇ群とする。

ｋ群のヘッドを用いた時の記録画像は第６図，第７図
に示すとおり１ライン毎に色の重なる順序を交互にする
ことができる。たとえばノズル段相互の間隔ｙを2.0mm
とすると、第６図（ｈ＞０）に示すように、Ａ段でｌラ
イン目を印字する時同時にＢ段はｌ＋10段目,C段はｌ＋
20段目を印字する。なお、復路ではそれぞれｌ＋3,l＋1
3,l＋23ライン目を印字する。図中の矢印はヘッドの移
動方向を示し、往路はブラック，シアン，マゼンタ，イ
エローの順に印字され、復路は逆にイエロー，マゼン
タ，シアン，ブラックの順で印字される。すなわち得ら
れる画像は１ライン毎に色の重なる順序が交互になる。
なお、ノズル段相互の間隔ｙが0.8mmの場合も同様であ
る。Ａ段がｌライン目を印字する時に同時にＢ段はｌ＋
４ライン目,C段はｌ＋８ライン目を印字する。また第７
図はｈ＜０の場合であり、この場合も同様に、１ライン
毎に色の重なる順序が交互になることを示している。

〔発明が解決しようとする課題〕

次に、ｇ群のヘッドを用いた時の記録画像を第８図に
示す。ノズル段相互の間隔ｙが2.6mmの場合を段相互を
点線で結ぶことにより、1.4mmの場合を実線で結ぶこと
により示している。このようにｇ群のヘッドを用いた場
合は３ライン毎に色の重なる順が交互になる。色の重な
る順により再現色が若干異なるため、ノズル段数がふえ
るに従い画質の低下が問題になってくる。

本発明の目的はｇ群のようなヘッドにおいてもインク
の印字順序の差によう色相差を低減し、画質を低下させ
ることなく記録速度を高めることが可能なインクジェッ
ト記録ヘッドを提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するために、インク滴を飛翔させるノ
ズルの複数個を一体化したマルチノズルヘッドと被記録
材とを主走査方向に相対移動させて記録を行なうインク
ジェット記録ヘッドにおいて、前記マルチノズルヘッド
に対し、副走査方向に（2a＋１）段、この各段の主走査
方向の夫々にｂ個のノズルを配し、前記段相互の間隔ｙ
を ｙ＝｛（2n−１）ｘ＋ｇ｝×ｄ （ただしa,b,nは自然数,gは|g|＜ｘの偶数,dはドット間
隔,xはノズル段数，（2n−１）ｘ＋ｇ＝１及びｇ＝０の
場合を除く） とし、かつ各段のノズルのインク色配列を隣接する段に
対して異ならせたことを特徴とするインクジェット記録
ヘッドが提供される。

〔作 用〕

上記のように構成することによって記録した行のイン
ク色配列すなわちインクの重なる順序を前後のラインに
対して異ならせることができるため、画質を劣化させる
ことなく記録速度の高速化を図ることができる。

〔実施例〕

以下、第１図〜第３図を参照して本発明を具体的に説
明する。

第１図は本発明の１実施例によるインクジェット記録
ヘッドの前方より見た模式的平面図、第２図は第１図の
ヘッドのノズルの１つに対応するヘッド部の構成を示す
模式的側面図である。

第１図に示すように、ヘッド10はA,B,Cの３段から成
り、各段は４個のノズル11を備えている。各段のノズル
に対するインク色配列は奇数段と偶数段とで異なり、奇
数段はY,M,C,BK、偶数段はBK,C,M,Yにされている。

ノズル11の夫々に対応して設けられるヘッド機構は、
第２図のように構成されており、インクタンク（不図
示）に連通される供給チューブ１が接続されたサブタン
ク２にはノズル３が取付けられている。ノズル３には吐
出エネルギー発生体としての圧電素子４が装着されてい
る。このような構成のヘッド機構は、ノズル数分が第１
図のように行と列に規則的に配列され、集合一体化され
ている。

第２図に示すヘッド機構は、サブタンク２及びノズル
３にインクが満たされた状態のもとで、圧電素子４にパ
ルス電圧が印加されると、ノズル３内に瞬時的に圧力が
生じ、ノズル３よりインク滴が吐出される。吐出された
インク滴５は、吐出圧力が高いために、飛翔し、不図示
の被記録体に付着し、吸収される。圧電素子４には、記
録データに応じてインク色毎に駆動電圧が印加される。
駆動電圧に応じてインク吐出量が制御される。

次に、第１図の構成によるインクジェット記録ヘッド
を用いた記録方法について第３図を参照して説明する。
本実施例においては、ヘッド10と被記録体とを相対移動
させるに際し、ヘッド10を移動させ、被記録体は副走査
方向にのみ移動させている。

第３図の矢印方向（実線、破線、鎖線）へヘッド10が
移動することにより、３段分のノズルによる往路のイン
ク吐出は、次の順序で重ねられる。

復路においては第２表の順序でインク吐出が行なわれ
る。

従って、第８図に示す従来例と同様、各ラインにおけ
るヘッド10の移動方向は３ライン毎に右方向，左方向と
変化するが、色の重なる順序は１ライン毎に逆となる。

実施例１ 第１図に示す３段×（４個／段）の12個のノズルを備
え、段相互の間隔が2.6mmであるマルチノズルヘッドに
インクを隣接する段に対して異なるように配列したヘッ
ドを用い、インターレース方式にて5pelで印字した（す
なわちｙ＝｛（2n−１）ｘ＋ｇ｝×ａにおいて、ｘ＝3,
y＝2.6,a＝0.2,g＝−2,n＝２の時である）。

ｌライン目をＡ段ノズルが印字する時、B,C各段ノズ
ルはそれぞれｌ＋13ライン目,l＋26ライン目を印字し、
復路ではｌ＋3,l＋16,l＋29ライン目を印字する。

Ｙインク色ノズルに50Vの駆動電圧を印加し、Ｃイン
ク色ノズルに30Vの駆動電圧を印加してベタ印字を試み
たところ、記録内容は第３図に示した様に、１ライン毎
に色の重なり方が交互になり、画質の低下を招くこと無
く、印字速度を１段ノズルラインのヘッドを用いた場合
に比べ2.5倍にすることができた。

比較例１ 第４図に示すヘッドすなわち３段×４個／段の12ノズ
ルを持ち、かつ段相互の間隔が2.6mmであるマルチノズ
ルヘッドにインクを列方向（副走査方向）の同一列のノ
ズルが同一色となるように配列したヘッドを用い、実施
例１と同様の操作を行なったところ、第８図に示す如き
記録結果が得られた。

即ち、連続する３ラインが同一方向に記録されると共
に３ライン毎にインクの重なる順が変わるため、色目が
変わり、色相差が現われるため、画像の品位が低下し
た。

〔発明の効果〕

以上説明した通り、本発明に係るインクジェット記録
ヘッドは、マルチノズルヘッドに対し、副走査方向に
（2a＋１）段、この各段の主走査方向の夫々にｂ個のノ
ズルを配し、前記段相互の間隔ｙを ｙ＝｛（2n−１）ｘ＋ｇ｝×ｄ （ただしa,b,nは自然数,gは|g|＜ｘの偶数,dはドット間
隔,xはノズル段数，（2n−１）ｘ＋ｇ＝１及びｇ＝０の
場合を除く） とし、かつ各段のノズルのインク色配列を隣接する段に
対して異ならせたため、インクの重なる順を１ライン毎
にかえることができる。すなわちインクの印字順序の差
に起因する色相差の発生を低減し、画質の劣化を招くこ
となく記録速度の向上を図ることが可能になる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に用いられるマルチノズルヘッドの一例
を示す模式的正面図、第２図は第１図のヘッドを構成す
る１ノズル当りのヘッド機構の模式的側面図、第３図は
第１図のヘッドによる記録方法を説明する説明図、第４
図は従来のマルチノズルヘッドの模式的正面図、第５図
はノズル段数ｘと段相互の間隔ｙとの関係が誤りである
ヘッドにおいて記録した場合の記録例を示す説明図、第
６図はｙ＝｛（2n−１）ｘ＋ｋ｝×ｄ（０＜k,kは奇
数）である第４図のヘッドによる記録方法を説明する説
明図、第７図はｙ＝｛（2n−１）ｘ＋ｋ｝×ｄ（０＞
ｋ）である第４図のヘッドによる記録方法を説明する説
明図、第８図はｙ＝｛（2n−１）ｘ＋ｇ｝×ｄ（ｇは偶
数）である第４図のヘッドによる記録方法を説明する説
明図、第９図は２段のヘッドによる記録状態を説明する
説明図である。 10……マルチノズルヘッド、11……ノズル、ｘ……ノズ
ル段数、ｙ……ノズル段相互の間隔。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】インク滴を飛翔させるノズルの複数個を一
   体化したマルチノズルヘッドと被記録材とを主走査方向
   に相対移動させて記録を行なうインクジェット記録ヘッ
   ドにおいて、前記マルチノズルヘッドに対し、副走査方
   向に（2a＋１）段、この各段の主走査方向の夫々にｂ個
   のノズルを配し、前記段相互の間隔ｙを ｙ＝｛（2n−１）ｘ＋ｇ｝×ｄ （ただしa,b,nは自然数、ｇは|g|＜ｘの偶数、ｄはドッ
   ト間隔、ｘはノズル段数、（2n−１）ｘ＋ｇ＝１及びｇ
   ＝０の場合を除く）とし、かつ各段のノズルのインク色
   配列を隣接する段に対して異ならせたことを特徴とする
   インクジェット記録ヘッド。