JP3748149B2 - インクジェットヘッド - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
インクを吐出する複数のノズルを紙送り方向と直角の方向に直線状に一定ピッチで設けノズル列を構成するライン型インクジェットヘッドであり、特にインク毎にノズル列を設けたカラー用ラインインクジェットヘッドに関する。
【0002】
【従来の技術】
シリアル型インクジェットヘッドは紙送り方向と同方向にノズル列を設け、色再現性を高めるために同一印字用紙上を複数回往復印字する。このため、印字速度が遅いという欠点がある。
【0003】
一方、ライン型インクジェットヘッドは、印字用紙送り方向と直角方向に多数のノズルを設け、印字用紙がラインインクジェットヘッドの前面を1回通過したのみで印字を完了さる。これにより、高速出力を達成している。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
ライン型カラーインクジェットプリンタは、シリアル型カラーインクジェットプリンタのように同一印字用紙上をヘッドが複数回往復印字する構成では無く、色再現性が乏しいという欠点があった。
【0005】
【課題を解決するための手段】
ライン型カラーインクジェットヘッドの紙送り方向と直角方向のノズル位置が、黒色用ノズル及び第1のカラー用ノズルは同一ピッチ上に設け、第2のカラー用ノズル及び第3のカラー用ノズルのノズル位置は黒用ノズル及び第1のカラー用ノズルのノズルに対してノズルピッチの半分量だけ紙送り方向と直角方向にシフトして設置する。
【0006】
それぞれのノズルから吐出するインク滴による印字用紙上の画素径が、ノズルピッチの約1.4倍の第1の画素径と、ノズルピッチの約1倍の第2の画素径(第2の画素の面積は第1の画素の面積の半分)の2種類の画素径を選択し形成する。
【0007】
〔作用〕
黒用及び第1のカラーノズルのノズル位置に対して第2と第3のカラーヘッドのノズル位置は、紙送り方向と直角方向にノズルピッチの半分量だけシフトして設置している。更に、ノズルピッチの約1.4倍の第1の画素径とノズルピッチの約1倍の第2の画素径の2種類の画素径が選択できるので、イエロー、シアン、マゼンタの各色の画素径を選択的に組合せることで、中間色を含めた高い色再現性がえられる。
【0008】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。図1〜図4は本発明の一実施例を示す図である。
【0009】
図1は、ライン型カラーインクジェットヘッドを採用したインクジェットプリンタの説明用簡略図であり断面図で示す。11はプリンタの枠体であり、後述する各部品を取り付ける。13,14,15,16は紙送りローラーであり、回転自在に枠体11に取り付けられている。17は印字用紙であり、紙送りローラー13,14,15,16に挟持され搬送される。18はライン型カラーインクジェットヘッドであり、枠体11に固定されている。19は用紙台であり、紙送りローラー13,14,15,16と共働して印字用紙17とライン型カラーインクジェットヘッド18との隙間を確保する。
【0010】
図2はライン型カラーインクジェットヘッド18を示す斜視図である。ライン型カラーインクジェットヘッド18は、黒色用ノズルを有する第1ヘッド21と、第1のカラーであるシアン色用ノズルを有する第2ヘッド22と、第2のカラーであるマゼンタ色用ノズルを有する第3ヘッド23と、第3のカラーであるイエロー色用ノズルを有する第4ヘッド24と、から構成されている。
【0011】
図3は、図2のノズル面を示し、ノズルの相対位置を示すための説明図である。31,31,31,31・・・・は第1ヘッド21の黒色用ノズルである。32,32,32,32・・・・は第2ヘッド22のシアン色用ノズルである。33,33,33,33・・・・は第3ヘッド23のマゼンタ色用ノズルである。34,34,34,34・・・・は第4ヘッド24のイエロー色用ノズルである。
【0012】
第1ヘッドの黒色用ノズル31のピッチと、第2ヘッドのシアン色用ノズル32のピッチと、第3ヘッドのマゼンタ色用ノズル33のピッチと、第4ヘッドのイエロー色用ノズル34のピッチは、いずれも同じ間隔のPの値である。
【0013】
第1ヘッドの黒色用ノズル31の位置と第2ヘッドのシアン色用ノズル32の位置は、印字用紙17の送り方向と同方向において同じピッチ上の設置する。
【0014】
第3ヘッドのマゼンタ色用ノズル33の位置及び第4ヘッドのイエロー色用ノズル34の位置は、第1ヘッドの黒色用ノズル31の位置及び第2ヘッドのシアン色用ノズル32の対し、ノズルピッチの半分量だけ紙送り方向と直角方向にシフトして設置する。
【0015】
図4は、ライン型カラーインクジェットヘッド18の断面図を示す。図4において、31,32,33,34は各色用ノズルを示す。41は液室であり、吐出するインクが充填されており、供給口42からインクが補充される。
【0016】
43は振動版であり、圧電素子45の変位を液室41に伝える。圧電素子45は、図示しない制御回路からの電気的エネルギの供給を受けると伸張し、振動版43を介して液室41の体積を縮小する。これにより、液室41の圧力が上昇し、ノズル31,32,33,34からインクが吐出する。
【0017】
2種類の画素径を得るためには、圧電素子45への電気的エネルギの供給を変えることで達成できる。具体的には、圧電素子45に加える電位差と電圧上昇時間とにより、吐出するインク滴の外径と速度を変える。
【0018】
電位差の大きいほど、また電圧上昇時間が短いほど、インク滴径と速度は大きくなる。しかし、許容電位差は圧電素子45の絶縁抵抗限界値と、制御回路のコストから制約を受ける。電圧上昇時間は、液室41の持つ固有振動数を考慮し設定する必要がありその制約を受け、また圧電素子45を直接駆動するトランジスタの許容量からも制約を受ける。
【0019】
上述の制約を考慮して、圧電素子45に加える電位差と電圧上昇時間を設定し、所望の2種類の画素径が得られるインク滴を吐出する。
【0020】
図5は、ライン型カラーインクジェットヘッド18により印字用紙17に表出した画素を説明する模式図である。
【0021】
図5において、(a)は黄色の例、(b)は黄橙色の例、(c)は橙色の例、(d)は赤橙色の例、(e)は赤色の例、(f)は赤紫色の例、(g)は紫色の例、(h)は青紫色の例、(i)は青色の例、(j)は青緑色の例、(k)は緑色の例、(l)は黄緑色の例、を示す
【0022】
カラーインクの種類と画素径と表出する色の関係を下記する。印字用紙17の送り量は、ノズルピッチPと同じに設定した事例で以下を説明する。
【0023】
(a)はイエローインクによる第1の画素径4個により黄色を表出する。
【0024】
(b)はイエローインクによる第1の画素径3個と、ゼンタインクによる第2の画素径1個とにより黄橙色を表出する。
【0025】
(c)はイエローインクによる第1の画素径2個と、マゼンタインクによる第2の画素径2個とをクロスするように配置し、橙色を表出する。クロス配置は中間色の均質性を高め、自然感の高い画像を得ることが出来る。
【0026】
(d)はイエローインクによる第1の画素径2個と、マゼンタインクによる第1の画素径1個と第2の画素径1個とをクロスするように配置し、赤橙色を表出する。
【0027】
(e)はイエローインクによる第1の画素径2個と、マゼンタインクによる第1の画素径2個とをクロスするように配置し、赤色を表出する。
【0028】
(f)はマゼンタインクによる第1の画素径4個により赤紫色を表出する。
【0029】
(g)はマゼンタインクによる第1の画素径2個と第2の画素径2個と、シアンインクによる第2の画素径2個より構成し、マゼンタインクによる第1の画素径2個とシアンインクによる第2の画素径2個とがクロスするように配置し、紫色を表出する。
【0030】
(h)はマゼンタインクによる第1の画素径1個と第2の画素径1個と、シアンインクによる第1の画素径2個より第2の画素径1個より構成し、マゼンタインクによる第1及び第2の画素径とシアンインクによる第1の画素径2個とがクロスするように配置し、青紫色を表出する。
【0031】
(i)はシアンインクによる第1の画素径4個により青色を表出する。
【0032】
(j)はイエローインクによる第1の画素径1個と第2の画素径1個、シアンインクによる第1の画素径2個と第2の画素径2個により構成し、イエローインクによる第1及び第2の画素径とシアンインクによる第1の画素径2個とがクロスするように配置し、青緑色を表出する。
【0033】
(k)はイエローインクによる第2の画素径4個とシアンインクによる第2の画素径4個により緑色を表出する。
【0034】
(l)はイエローインクによる第2の画素径2個とシアンインクによる第2の画素径2個により黄緑色を表出する。
【0035】
本実施例では、赤色はイエローインクによる第1の画素径2個とマゼンタインクによる第1の画素径2個で表出した例を示した。
【0036】
第二の赤色表出例として、イエローインクによる第1の画素径1個と第2の画素径1個、マゼンタインクによる第1の画素径1個と第2の画素径1個で表出しても良い。この場合、実施例に比較し、やや淡い赤色が得られる。
【0037】
第三の赤色表出例として、イエローインクによる第2の画素径2個、マゼンタインクによる第2の画素径2個で表出しても良い。この場合、更にやや淡い赤色が得られる。
【0038】
第四の赤色表出例として、イエローインクによる第2の画素径1個、マゼンタインクによる第2の画素径1個で表出しても良い。この場合、一層淡い赤色が得られる。
【0039】
以上のように、本発明では赤色出力では濃淡4種が可能である。同様に、青色では濃淡8種、黄色では濃淡8種、赤紫色では濃淡8種、緑色では濃淡4種が可能であり、4〜8階調が可能である。
【0040】
以上説明した実施例では、黒インク用ノズルとシアン用インクノズルを同一線上に、またマゼンタインク用ノズルとイエロー用ノズルとを同一線上に設置する事例を示したが、第二の事例としては、黒インク用ノズルとイエロー用インクノズルを同一線上に、またマゼンタインク用ノズルとシアン用ノズルとを同一線上に設置しても同等の効果が得られる。
【0041】
第二の事例では、マゼンタとシアンを同位置上に第2画素径で重ね合わせ疑似黒色を表出し、黒色の第2画素径と併用する事で、解像度はノズルピッチの2倍に上げる事ができる。
【0042】
第三の事例としては、黒インク用ノズルとマゼンター用インクノズルを同一線上に、またイエローインク用ノズルとシアン用ノズルとを同一線上に設置しても第一の事例と同等の効果が得られる。
【0043】
更に、印字用紙17の送り量をノズルピッチPよりも多くする事で、印字用紙の白色素地の表出する面積が多くなるため、印字結果全体の色調を淡く表現できる。
逆に、印字用紙17の送り量をノズルピッチPよりも少なくする事で、印字用紙の白色素地の表出する面積が少なくなるため、印字結果全体の色調は濃く表現できる。
【0044】
【発明の効果】
以上説明したように本発明は、ライン型カラーインクジェットヘッドの紙送り方向と直角方向のノズル位置が、黒色用ノズル及び第1のカラー用ノズルは同一ピッチ上に設け、第2のカラー用ノズル及び第3のカラー用ノズルのノズル位置は黒用ノズル及び第1のカラー用ノズルのノズルに対してノズルピッチの半分量だけ紙送り方向と直角方向にシフトして設置する。
【0045】
それぞれのノズルから吐出するインク滴による印字用紙上の画素径は、ノズルピッチの約1.4倍の第1の画素径と、ノズルピッチの約1倍の第2の画素径(第2の画素の面積は第1の画素の面積の半分)の2種類の画素径を選択的に形成できるので、ライン型インクジェットヘッドが印字用紙の前面を1回通過するだけで色再現性の優れた画像を表出できる。換言すれば、本発明は高速出力が可能な色再現性優れたライン型インクジェットヘッドを提供できる。
【0046】
他の効果として、各色の画素はクロスするように配置しているので、中間色の均質性を高め、自然感の高い画像を得ることが出来る。また、2種類の画素径を選択的に形成するので、4〜8階調の濃度表現が可能である。
更に他の効果として、カラーインク用ノズルの配置を工夫することで、疑似黒色を交えてノズルピッチの2倍の解像度を得ることもできる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のライン型インクジェットヘッドを搭載したプリンタ一実施例の模式断面図。
【図2】本発明の一実施例のライン型インクジェットヘッド構成を示す説明図。
【図3】本発明の一実施例のライン型インクジェットヘッドのノズル板示す説明図。
【図4】本発明の一実施例のライン型インクジェットヘッドの断面図。
【図5】本発明の一実施例のライン型インクジェットヘッドによるカラー出力を示す説明図。
【符号の説明】
13,14,15,16 紙送りローラー
17 印字用紙
18 ライン型インクジェットヘッド
21 第1ヘッド
22 第2ヘッド
23 第3ヘッド
24 第4ヘッド
31 ノズル
32 ノズル
33 マゼンタ色用ノズル33
34 イエロー色用ノズル34
41 液室
43 振動版
45 圧電素子

Claims (1)

  1. インクを吐出する複数のノズルを紙送り方向と直角の方向に直線状に一定ピッチで設けたノズル列を構成するライン型インクジェットヘッドであり、4色のインク毎にノズル列を紙送り方向と同方向に併設したカラー用ラインインクジェットヘッドであって、
    紙送り方向と直角方向のノズル位置が、黒色用ノズル及び第1のカラー用ノズルは同一ピッチ上に設け、第2のカラー用ノズル及び第3のカラー用ノズルのノズル位置は黒用ノズル及び第1のカラー用ノズルのノズルに対してノズルピッチの半分量だけ紙送り方向と直角方向にシフトして設置し、
    それぞれのノズルから吐出するインク滴による印字用紙上の画素径が、ノズルピッチの約1.4倍の第1の画素径と、ノズルピッチの約1倍の第2の画素径の2種類の画素径を形成する事を特徴とするインクジェットヘッド。
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