JP4236250B2 - 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】
本発明は、インクジェットプリンタのインクジェットヘッドに関し、特に、主走査方向に配列されている複数のノズルアレイの各々に多数のインクノズルが副走査方向に配列されているインクジェットヘッドに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、プリンタ装置としてインクジェットプリンタが一般に普及しており、その印刷の高速化と高画質化とが要望されている。一般的なインクジェットプリンタは、インクジェットヘッドを主走査方向に移動させるとともに、印刷用紙を副走査方向に移動させ、インクジェットヘッドから吐出されるインク滴で印刷用紙にドットマトリクスの画像を形成する。
【０００３】
一般的なインクジェットヘッドは、ノズルアレイに多数のインクノズルが副走査方向に配列されており、フルカラー用のインクジェットヘッドは、三原色のインク滴を個々に吐出する第１原色ないし第３原色のノズルアレイが主走査方向に並設されている。また、インクジェットプリンタには、主走査方向に移動させるインクジェットヘッドを往復方向の両方で駆動することで画像形成を高速化したものがある。
【０００４】
例えば、特開２００１−１７１１１９号公報に開示されているインクジェットプリンタでは、インクジェットヘッドに三原色であるＹＭＣ用のノズルアレイが２列ずつ形成されており、そのＹＭＣ用のノズルアレイが主走査方向で対象に配列されている。
【０００５】
つまり、６列のノズルアレイが、第１のＣ用、第１のＭ用、第１のＹ用、第２のＹ用、第２のＭ用、第２のＣ用、の順番に形成されており、第１のＹＭＣ用と第２のＹＭＣ用とではインクノズルの配列の周期が同一で位相が半周期分だけ相反している。
【０００６】
そして、上記公報のインクジェットプリンタでは、例えば、インクジェットヘッドの往復移動の両方で第１および第２のＹＭＣ用のノズルアレイを稼働させることにより、高解像度な画像を高速に印刷する。インクジェットヘッドのＹＭＣ用の第１および第２のノズルアレイは、インクノズルの配列の周期が同一で位相が半周期分だけ相反しているので、印刷画像のＹＭＣ色の主走査線の副走査方向での配列密度は各ノズルアレイでのインクノズルの配列密度の２倍とすることができ、その印刷画像が高解像度である。
【０００７】
なお、印刷用紙の同一位置にＹＭＣ色のインク滴を着弾させた画素でも、そのインク滴の着弾順序が“ＹＭＣ”か“ＣＭＹ”かで発色が相違する。しかし、上記公報のインクジェットプリンタでは、往復移動の両方で画像を形成するインクジェットヘッドに、ＹＭＣ用の第１および第２のノズルアレイが主走査方向で対象に配列されているので、着弾順序が“ＹＭＣ”の画素と“ＣＭＹ”の画素とをインクジェットヘッドの往復移動の両方で形成することができ、その印刷画像の発色が良好である。
【０００８】
また、上記公報には、インクジェットヘッドの往路ではＹＭＣ用の第１のノズルアレイのみ稼働させるとともに、復路では第２のノズルアレイのみ稼働させることにより、着弾順序が同一の画素のみで低解像度の画像を高速に形成できることも開示されている(特許文献１参照)。
【０００９】
【特許文献１】
特開２００１−１７１１１９号
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
上記公報のインクジェットヘッドは発色が良好で高解像度なカラー画像を高速に形成できるが、現在、さらなる高画質化が要望されている。一般的に印刷の画質を向上させるためには、インクノズルを小径化するとともに配列密度を向上させれば良いが、インクジェットヘッドは、インクノズルの各々に駆動素子を内蔵して駆動回路に配線するので、その配列密度の向上は製造技術に依存している。
【００１１】
ここで、インクジェットプリンタでのカラー画像の形成手法を鑑みると、印刷用紙でのＹＭＣ色のインク滴の着弾密度を変化させることで二次色を疑似的に形成しているので、二次色の画素密度はＹＭＣ色のインク滴の着弾密度より遙かに大きいことになる。例えば、インクノズルごとにインク滴の液量を自在に調節できれば、二次色の画素密度をインク滴の着弾密度と同一にできるが、これは一般的なインクジェットヘッドでは困難である。
【００１２】
そこで、印刷品質を向上させる手段としては、インクノズルを小径化してインク滴を少量とすることがあるが、これでは多数のインクノズルを高密度に配列しないと、印刷速度が低下することになって好ましくない。そこで、多量のインク滴を吐出するインクノズルと少量のインク滴を吐出するインクノズルとを個別に設けることにより、印刷速度を低下させることなく印刷品質を向上させることを本発明者は提案した。
【００１３】
このようなインクジェットヘッドでカラー画像を形成する場合、各色ごとに多量のインク滴を吐出するインクノズルと少量のインク滴を吐出するインクノズルとを個別に設けることになり、そのインクノズルごとに各色のインクを供給するインク供給路を形成する必要がある。
【００１４】
なお、一対の基板の一方にインクノズルを形成して他方にインクを吐出させる吐出素子を搭載した構造では、一般的に吐出素子を搭載した基板にインク供給路も形成することになる。しかし、上述のように複数のインクノズルごとにインク供給路を形成すると、その占有面積が増大してヘッド全体が大型化することになる。
【００１５】
ところで、一般的にインクジェットヘッドにはインクノズルごとにインクを吐出させる吐出素子が内蔵されており、この吐出素子を駆動する駆動回路なども内蔵されているが、この駆動回路や吐出素子は電力により作動するので、必然的に発熱することになる。
【００１６】
なお、上述のインクジェットヘッドの発熱の原因としては、インクノズルごとにインクを吐出させる吐出素子の発熱、吐出素子を駆動する駆動回路の発熱、駆動回路と吐出素子とを結線している配線の発熱、等があるが、吐出素子がインクを加熱により発泡させて吐出させる発熱素子からなる場合、この発熱素子による発熱が特に顕著であり、同時に、加熱されたインク滴の吐出による冷却も顕著である。
【００１７】
しかも、発熱素子の加熱によりインクを発泡させて吐出させるインクジェットヘッドでは、その温度が変化すると内部に収容されているインクの温度も変化するため、その発泡と吐出のタイミングが変動することになる。このため、例えば、インクジェットヘッドの温度が主走査方向の位置で大幅に相違すると、配列されている複数のノズルアレイのインク滴の吐出タイミングが同期しないことになり、形成する画像の品質が劣化することになる。
【００１８】
また、前述のように発熱素子が搭載された基板にインク供給路を形成すると、このインク供給路の位置では基板の熱伝導が断熱されることになる。このため、インク供給路の配置により発熱素子が搭載された基板の温度分布が不均衡となり、複数のノズルアレイのインク滴の吐出タイミングが同期しないこともある。
【００１９】
本発明は上述のような課題に鑑みてなされたものであり、例えば、より高画質にカラー画像を形成するようなことができるインクジェットヘッドを提供することを目的とする。
【００２０】
本発明のインクジェットヘッドは、所定の第１液量のインク滴を吐出するインクノズルが副走査方向に配列された第１のノズルアレイと、前記第１液量より少量の第２液量のインク滴を吐出するインクノズルが前記副走査方向に配列された第２のノズルアレイと、をそれぞれ複数備えるノズルアレイを主走査方向に配列し、前記副走査方向に移動される被プリント媒体と対向する位置で前記主走査方向に移動され、前記主走査方向に移動されるときに任意の前記インクノズルから前記被プリント媒体にイエロー、マゼンタおよびシアンインク滴を吐出するインクジェットヘッドであって、シアン用及びマゼンタ用ノズルが前記第１のノズルアレイと前記第２のノズルアレイを形成し、イエロー用ノズルが前記第２のノズルアレイを形成し、前記第１のノズルアレイに対応して設けられた複数の第１の発熱体と、前記第２のノズルアレイに対応して設けられた複数の第２の発熱体と、前記副走査方向に細長い形状で前記ノズルアレイにインクを供給する複数のインク供給路と、を有する基板を備え、前記第１の発熱体の面積は前記第２の発熱体の面積よりも大きく、前記複数のインク供給路は前記主走査方向に配列されるとともに、隣接する前記インク供給路の間の位置に前記第１のノズルアレイと前記第２のノズルアレイとが１つずつ配置されていることを特徴とする。
【００２１】
従って、本発明のインクジェットヘッドでは、主走査方向に配列されている複数のインク供給路に対して複数の第１／第２のノズルアレイが均等に位置しているので、インクノズルごとに発熱素子が形成されている基板にインク供給路が形成されている構造において、その基板の温度分布が均等となる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
［実施の形態の構成］
本発明の実施の一形態を図１ないし図５を参照して以下に説明する。図１に示すように、本形態のインクジェットヘッド１００は、フルカラー印刷に対応した往復タイプに形成されており、各々が副走査方向に配列された多数のインクノズル１０１からなる１０列のノズルアレイ１０２が主走査方向に配列されている。
【００２３】
より詳細には、本形態のインクジェットヘッド１００では、１０列のノズルアレイ１０２が、三原色であるＹＭＣ色のインク滴Ｄ−Ｙ，Ｍ，Ｃを個々に吐出するノズルアレイ１０２−Ｙ，Ｍ，Ｃからなり、これらＹＭＣ用のノズルアレイ１０２−Ｙ，Ｍ，ＣがＹ用を中心に主走査方向で対象に配列されている。
【００２４】
さらに、本形態のインクジェットヘッド１００では、１０列のノズルアレイ１０２が、所定の第１液量のインク滴Ｄ−Ｌを吐出する複数の第１のノズルアレイ１０２−Ｌと、第１液量より少量の第２液量のインク滴Ｄ−Ｓを吐出する複数の第２のノズルアレイ１０２−Ｓからなる。
【００２５】
例えば、インク滴Ｄ−Ｌの第１液量は“５(pl：pico-liter)”からなり、インク滴Ｄ−Ｓの第２液量は“２(pl)”からなる。なお、これより以下では説明を簡単とするため、第１液量を“多量”と呼称するとともに第２液量を“少量”と呼称する。
【００２６】
より具体的には、そのＣ用およびＭ用のノズルアレイ１０２−Ｃ，Ｍは、第１のノズルアレイ１０２−ＣＬ，ＭＬと第２のノズルアレイ１０２−ＣＳ，ＭＳからなるが、Ｙ用のノズルアレイ１０２−Ｙは、第２のノズルアレイ１０２−ＹＳのみからなる。
【００２７】
このようなノズルアレイ１０２が前述のようにＹ用を中心に主走査方向で対象に配列されているので、本形態のインクジェットヘッド１００は、主走査方向の一方から他方まで、ノズルアレイ１０２−ＣＳ▲１▼，ＣＬ▲１▼，ＭＳ▲１▼，ＭＬ▲１▼，ＹＳ▲１▼，ＹＳ▲２▼，ＭＬ▲２▼，ＭＳ▲２▼，ＣＬ▲２▼，ＣＳ▲２▼、が順番に配列されている。
【００２８】
このため、本形態のインクジェットヘッド１００では、主走査方向での移動方向の少なくとも第１列目に第２のノズルアレイ１０２−Ｓが位置するとともに、第２列目に第１のノズルアレイ１０２−Ｌが位置している。なお、多量のインク滴Ｄ−Ｌを吐出するインクノズル１０１−Ｌは、例えば、直径“16(μm)”の円形に形成されており、少量のインク滴Ｄ−Ｓを吐出するインクノズル１０１−Ｓは、例えば、直径“10(μm)”の円形に形成されている。
【００２９】
また、ＹＭＣ用のノズルアレイ１０２−Ｙ，Ｍ，Ｃは主走査方向で対象に配列されているが、そのインク滴Ｄが同色で同径の(図中)左側と右側とのノズルアレイ１０２−▲１▼，▲２▼では、インクノズル１０１の配列の周期“Ｔ”が同一で位相が半周期分“ｔ(＝Ｔ／２)”だけ相反している。
【００３０】
なお、本形態のインクジェットヘッド１００では、各ノズルアレイ１０２にインクノズル１０１が“600(dpi：dot per inch)”の密度で配列されているので、各ノズルアレイ１０２でのインクノズル１０１の配列の周期“Ｔ”は約“42(μm)”となっている。
【００３１】
また、本形態のインクジェットヘッド１００では、第１のノズルアレイ１０２−Ｌの配列ピッチおよび第２のノズルアレイ１０２−Ｓの配列ピッチは“1.376(mm)”であり、隣接する同色のノズルアレイ１０２の配列ピッチは“0.254(mm)”である。
【００３２】
この時、隣接する同色の第１のノズルアレイ１０２−Ｌおよび第２のノズルアレイ１０２−Ｓの間の位置にはインク供給路１１１が配置されている。つまり、同一のインク供給路１１１に対応する多量のインクノズル１０１-Ｌと少量のインクノズル１０１-Ｓは主走査方向に対し、千鳥に周期約“21(μm)”で並んでいる。この時、主走査方向の先頭側が第２のノズルアレイ１０２-Ｓとなるように配置されている。
【００３３】
本形態のインクジェットヘッド１００は、図２(ｂ)に示すように、オリフィスプレート１０４とシリコン基板１０５とを有しており、これらが積層されている。インクノズル１０１はオリフィスプレート１０４に形成されており、隣接する同色のノズルアレイ１０２ごとにオリフィスプレート１０４の内部で一体に連通されている。
【００３４】
シリコン基板１０５は、例えば、〈１００〉シリコンからなり、図２(ａ)に示すように、その表面にはインクノズル１０１の位置ごとにインク吐出手段である発熱素子１０７が形成されている。この発熱素子１０７がインクを発泡させることにより、インクノズル１０１からインク滴Ｄが吐出される。
【００３５】
ただし、前述のようにインクノズル１０１には大小があるので、大径のインクノズル１０１−Ｌに対応した位置には“26×26(μm)”の第１面積の第１発熱素子１０７−Ｌが形成されており、小径のインクノズル１０１−Ｓに対応した位置には“22×22(μm)”の第２面積の第２発熱素子１０７−Ｓが形成されている。
【００３６】
これらの発熱素子１０７に主走査方向で隣接する位置には駆動回路１０８が形成されており、この駆動回路１０８に隣接する発熱素子１０７が結線されている。また、シリコン基板１０５の表面の副走査方向の両端近傍の位置には、多数の接続端子１０９が形成されており、その接続端子１０９に駆動回路１０８が結線されている。
【００３７】
この時、少量のインクノズル１０１−Ｓ用の駆動回路１０８およびこれに結線されている発熱素子１０７の主走査方向のスペースは多量のインクノズル１０１−Ｌ用の駆動回路１０８およびこれに結線されている発熱素子１０７の主走査方向のスペースと比較して、主走査方向へ省スペース化が可能となる。
【００３８】
シリコン基板１０５には、隣接する同色のノズルアレイ１０２ごとにインク供給路１１１が形成されているので、図２(ｂ)に示すように、このインク供給路１１１は隣接する同色のノズルアレイ１０２に共通に連通している。なお、このインク供給路１１１は、〈１００〉シリコンからなるシリコン基板１０５に異方性エッチングにより形成されているので、その断面形状は台形となっている。
【００３９】
図３ないし図５に示すように、本形態のインクジェットヘッド１００はインクジェットプリンタ２００の一部として形成されており、図４および図５に示すように、本形態のインクジェットプリンタ２００のキャリッジ２０１に搭載されている。
【００４０】
より詳細には、図３に示すように、本形態のインクジェットヘッド１００はヘッド本体２０２に装着されており、図５に示すように、このヘッド本体２０２がキャリッジ２０１に装着されている。キャリッジ２０１には、ＹＭＣ用のインクカートリッジ２０２−Ｙ，Ｍ，Ｃが着脱自在に装着され、これらのインクカートリッジ２０２−Ｙ，Ｍ，ＣからＹＭＣ色のインクがインクジェットヘッド１００のＹＭＣ用のノズルアレイ１０２−Ｙ，Ｍ，Ｃに各々供給される。
【００４１】
また、図４に示すように、本形態のインクジェットプリンタ２００は、主走査機構２０４と副走査機構２０５とを有しており、主走査機構２０４は、キャリッジ２０１を主走査方向に移動自在に支持しており、副走査機構２０５は、インクジェットヘッド１００と対向する位置で印刷用紙Ｐを副走査方向に移動させる。
【００４２】
さらに、本形態のインクジェットプリンタ２００は、マイクロコンピュータやドライバ回路などからなる統合制御回路を有しており(図示せず)、この統合制御回路により、インクジェットヘッド１００、主走査機構２０４、副走査機構２０５、の動作を統合制御する。
【００４３】
上述のような構成において、本形態のインクジェットプリンタ２００は、印刷用紙Ｐの表面にカラー画像を形成することができる。その場合、副走査機構２０５により印刷用紙Ｐを副走査方向に移動させるとともに、主走査機構２０４によりインクジェットヘッド１００を主走査方向に往復移動させる。このとき、インクジェットヘッド１００のインクノズル１０１から印刷用紙Ｐにインク滴Ｄを吐出させるので、このインク滴Ｄが印刷用紙Ｐに付着することでドットマトリクスのカラー画像が形成される。
【００４４】
本形態のインクジェットプリンタ２００は、複数の動作モードが切換自在に設定され、その動作モードに対応して各種の印刷動作が実行される。例えば、その基本モードである高画質モードでは、インクジェット１００が主走査方向に往復移動されるとき、その往路と復路との両方で全部のノズルアレイ１０２が稼働される。
【００４５】
本形態のインクジェットヘッド１００は、図１に示すように、前述のようにインク滴Ｄが同色で同径の左側と右側とのノズルアレイ１０２−▲１▼，▲２▼では、インクノズル１０１の配列の周期“Ｔ”が同一で位相が半周期分“ｔ”だけ相反している。このため、上述のように全部のノズルアレイ１０２を同時に稼働させることで、インク滴Ｄによる画素を印刷用紙Ｐに副走査方向に周期“ｔ”で配列することができる。
【００４６】
さらに、本形態のインクジェットプリンタ２００は、ＹＭＣ色の画素の密度を調節することで二次色を疑似的に形成するが、本形態のインクジェットヘッド１００は、Ｍ色とＣ色とは多量のインク滴Ｄ−Ｌと少量のインク滴Ｄ−Ｓとを選択的に吐出させる。このため、Ｍ色とＣ色との大小の画素を自在に形成できるので、疑似的に形成する二次色の画素の密度を向上させることができる。
【００４７】
この時、多量のインク滴Ｄ−Ｌおよび少量のインク滴Ｄ−Ｓの被プリント媒体Ｐ上でのドット径平均はそれぞれ約“48(μm)”以内、および、約“36(μm)”以内である。なお、Ｙ色は多量のインク滴Ｄ−Ｌしか吐出しないが、Ｙ色は被プリント媒体Ｐの白色に近いため、大小の画素を形成する必要性が低い。
【００４８】
また、本形態のインクジェットヘッド１００は、インクノズル１０１ごとに形成されている発熱素子１０７のため、稼働時にはノズルアレイ１０２の位置を中心に全体的に温度が上昇することになる。しかし、インクジェットヘッド１００はインクノズル１０１からインク滴を吐出することで液冷され、この液冷の作用は当然ながら少量のインク滴を吐出する第２のノズルアレイ１０２−Ｓの位置より多量のインク滴を吐出する第１のノズルアレイ１０２−Ｌの位置に大きく発生する。
【００４９】
また、複数のノズルアレイ１０２が主走査方向に配列されているインクジェットヘッド１００の表面では、熱エネルギの蓄積により主走査方向の中側ほど発熱の度合が大きい。さらに、本形態のインクジェットヘッド１００はヘッド本体２０２に装着されているので、このヘッド本体２０２への熱伝導が発生することにより、この外側ほど冷却の度合が大きい。
【００５０】
なお、本発明者が供試材により確認したところ、多量のインクノズル１０１−Ｌと少量のインクノズル１０１−Ｓの環境温度による温度変化率は、前者が約“0.95(％／℃)”、後者が“1.26(％／℃)”であり、特に後者は環境温度により液滴量変動への影響を受けやすいことが確認された。
【００５１】
そして、前述のシリコン基板１０５の熱伝導はインク供給路１１１の位置で断熱されるが、本形態のインクジェットヘッド１００では、図２に示すように、隣接するインク供給路１１１の間の位置に第１のノズルアレイ１０２−▲１▼と第２のノズルアレイ１０２−▲２▼とが１つずつ位置している。
【００５２】
このため、複数のインク供給路１１１が多数のノズルアレイ１０２に対して均等に配置されており、シリコン基板１０５の温度分布が均等となる。従って、ノズルアレイ１０２ごとにインク滴の吐出タイミングが変動することがなく、印刷品質の劣化が防止されている。
【００５３】
また、本形態のインクジェットヘッド１００は、上述のようにカラー画像を形成するときに多量のインク滴Ｄ−Ｌと少量のインク滴Ｄ−Ｓとを選択的に使用するので、形成する画像の二次色の画素の密度を向上させることができ、その画質が良好である。それでいて、画質への影響が少ないＹ色のためには第２のノズルアレイ１０２−ＹＳ▲１▼，ＹＳ▲２▼しか形成していないので、その構造が簡単で小型軽量化および生産性向上が実現されている。
【００５４】
さらに、本形態のインクジェットヘッド１００は、同色のノズルアレイ１０２が２列ずつ配列されているが、その２列の同色のノズルアレイ１０２の各々には一つのインク供給路１１１が共通に連通している。このため、インク供給路１１１の個数が削減されており、インクジェットヘッド１００の構造が簡単で生産性が向上している。
【００５５】
なお、主走査方向に移動するインクジェットヘッド１００には、外気が主走査方向に相対移動する気流として作用するが、この気流によるインク滴Ｄの吐出方向の偏向は多量のインク滴Ｄ−Ｌより少量のインク滴Ｄ−Ｓに大きく発生する。しかし、このように多量のインク滴Ｄ−Ｌと少量のインク滴Ｄ−Ｓとで偏向の度合が相違すると、形成するカラー画像の画質が劣化することになる。
【００５６】
そこで、主走査方向の移動速度、外形、主走査方向の端部と第１列目のノズルアレイ１０２との間隔、主走査方向の端部と第２列面のノズルアレイ１０２との間隔、等を適正に設定することにより、図６に示すように、上述の気流をノズルアレイ１０２の第１列目の位置より第２列面の位置に作用させることも可能である。この場合、多量のインク滴Ｄ−Ｌと少量のインク滴Ｄ−Ｓとの偏向の度合の格差を低減できるので、形成するカラー画像の画質の劣化を防止することが可能である。
【００５７】
［実施の形態の変形例］
上記形態ではインクジェットヘッド１００にＹＭＣ用のノズルアレイ１０２が形成されていることを例示したが、さらにＫ(blacK)用のノズルアレイ１０２を追加することも可能であり、ＹＭＣ以外の色用のノズルアレイ１０２を形成することも可能である(ともに図示せず)。
【００５８】
同様に、上記形態ではインクジェットプリンタ２００のＹＭＣ用のインクジェットヘッド１００のみ搭載することを例示したが、さらにＫ用のインクジェットヘッドを搭載することも可能であり、ＹＭＣ以外の色用のインクジェットヘッドを搭載することも可能である(ともに図示せず)。
【００５９】
さらに、上記形態ではインクジェットプリンタ２００がインクジェットヘッド１００を主走査方向に往復移動させるときに全部のノズルアレイ１０２を常時稼働させることを例示したが、例えば、図１でインクジェットヘッド１００が右側に移動するときには右側のノズルアレイ１０２−▲１▼のみ稼働させ、左側に移動するときには左側のノズルアレイ１０２−▲２▼のみ稼働させるようなことも可能である。
【００６０】
また、上記形態ではインクジェットヘッド１００に主走査方向で対象にノズルアレイ１０２を配列し、インクジェットヘッド１００を主走査方向の往復移動の両方で稼働させることを例示したが、例えば、図１の右半分の構造のインクジェットヘッド(図示せず)を右側に移動させるときのみ稼働させるようなことも可能である。
【００６１】
さらに、上記形態では〈１００〉シリコンからなるシリコン基板１０５に異方性エッチングによりインク供給路１１１を形成することで、その断面形状が台形となっていることを例示した。しかし、図７に例示するインクジェットヘッド１３０のように、〈１１０〉シリコンからなるシリコン基板１３１に異方性エッチングによりインク供給路１３２を形成することで、その断面形状を直線状とすることも可能である。また、インク供給路を異方性エッチングでなくレーザ加工やサンドブラストで形成することで、シリコン基板の面方位に関係なくインク供給路を直線状に形成することも可能である。
【００６２】
さらに、上記形態では大小のインク滴Ｄを吐出させるために大小のインクノズル１０２−Ｌ，Ｓと大小の発熱素子１０７−Ｌ，Ｓとを組み合わせることを例示したが、例えば、一定サイズのインクノズル１０２に大小の発熱素子１０７−Ｌ，Ｓを組み合わせることや、大小のインクノズル１０２に一定サイズの発熱素子１０７を組み合わせることも不可能ではない。また、上記形態では各種の数値を具体的に例示したが、当然ながら例示した数値は各種に変更可能である。
【００６３】
【発明の効果】
本発明のインクジェットヘッドでは、主走査方向に配列されている複数のインク供給路に対して複数の第１／第２のノズルアレイが均等に位置していることにより、インクノズルごとに発熱素子が形成されている基板にインク供給路が形成されている構造において、その基板の主走査方向での温度分布を平均的とすることができ、複数のノズルアレイの吐出タイミングを常時同期させて良好な品質でカラー画像を形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態のインクジェットヘッドのインクノズルのパターンを示す平面図である。
【図２】インクジェットヘッドの内部構造を示し、(ａ)はシリコン基板の平面図、(ｂ)はインクジェットヘッドの縦断正面図、である。
【図３】インクジェットヘッドがヘッド本体に装着された状態を示す斜視図である。
【図４】本発明の実施の形態のインクジェットプリンタの内部構造を示す斜視図である。
【図５】キャリッジにインクカートリッジを装着する状態を示す分解斜視図である。
【図６】インクミストを旋回気流により回収している状態を示す模式図である。
【図７】一変形例のインクジェットヘッドの内部構造を示す縦断正面図である。
【符号の説明】
１００，１２０，１３０ インクジェットヘッド
１０１ インクノズル
１０２ ノズルアレイ
１０４ オリフィスプレート
１０５，１３１ シリコン基板
１０７ 発熱素子
１１１，１３２ インク供給路
２００ インクジェットプリンタ
２０４ 主走査機構
２０５ 副走査機構
Ｄ インク滴
Ｐ 印刷用紙
【発明の属する技術分野】
本発明は、インクジェットプリンタのインクジェットヘッドに関し、特に、主走査方向に配列されている複数のノズルアレイの各々に多数のインクノズルが副走査方向に配列されているインクジェットヘッドに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、プリンタ装置としてインクジェットプリンタが一般に普及しており、その印刷の高速化と高画質化とが要望されている。一般的なインクジェットプリンタは、インクジェットヘッドを主走査方向に移動させるとともに、印刷用紙を副走査方向に移動させ、インクジェットヘッドから吐出されるインク滴で印刷用紙にドットマトリクスの画像を形成する。
【０００３】
一般的なインクジェットヘッドは、ノズルアレイに多数のインクノズルが副走査方向に配列されており、フルカラー用のインクジェットヘッドは、三原色のインク滴を個々に吐出する第１原色ないし第３原色のノズルアレイが主走査方向に並設されている。また、インクジェットプリンタには、主走査方向に移動させるインクジェットヘッドを往復方向の両方で駆動することで画像形成を高速化したものがある。
【０００４】
例えば、特開２００１−１７１１１９号公報に開示されているインクジェットプリンタでは、インクジェットヘッドに三原色であるＹＭＣ用のノズルアレイが２列ずつ形成されており、そのＹＭＣ用のノズルアレイが主走査方向で対象に配列されている。
【０００５】
つまり、６列のノズルアレイが、第１のＣ用、第１のＭ用、第１のＹ用、第２のＹ用、第２のＭ用、第２のＣ用、の順番に形成されており、第１のＹＭＣ用と第２のＹＭＣ用とではインクノズルの配列の周期が同一で位相が半周期分だけ相反している。
【０００６】
そして、上記公報のインクジェットプリンタでは、例えば、インクジェットヘッドの往復移動の両方で第１および第２のＹＭＣ用のノズルアレイを稼働させることにより、高解像度な画像を高速に印刷する。インクジェットヘッドのＹＭＣ用の第１および第２のノズルアレイは、インクノズルの配列の周期が同一で位相が半周期分だけ相反しているので、印刷画像のＹＭＣ色の主走査線の副走査方向での配列密度は各ノズルアレイでのインクノズルの配列密度の２倍とすることができ、その印刷画像が高解像度である。
【０００７】
なお、印刷用紙の同一位置にＹＭＣ色のインク滴を着弾させた画素でも、そのインク滴の着弾順序が“ＹＭＣ”か“ＣＭＹ”かで発色が相違する。しかし、上記公報のインクジェットプリンタでは、往復移動の両方で画像を形成するインクジェットヘッドに、ＹＭＣ用の第１および第２のノズルアレイが主走査方向で対象に配列されているので、着弾順序が“ＹＭＣ”の画素と“ＣＭＹ”の画素とをインクジェットヘッドの往復移動の両方で形成することができ、その印刷画像の発色が良好である。
【０００８】
また、上記公報には、インクジェットヘッドの往路ではＹＭＣ用の第１のノズルアレイのみ稼働させるとともに、復路では第２のノズルアレイのみ稼働させることにより、着弾順序が同一の画素のみで低解像度の画像を高速に形成できることも開示されている(特許文献１参照)。
【０００９】
【特許文献１】
特開２００１−１７１１１９号
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
上記公報のインクジェットヘッドは発色が良好で高解像度なカラー画像を高速に形成できるが、現在、さらなる高画質化が要望されている。一般的に印刷の画質を向上させるためには、インクノズルを小径化するとともに配列密度を向上させれば良いが、インクジェットヘッドは、インクノズルの各々に駆動素子を内蔵して駆動回路に配線するので、その配列密度の向上は製造技術に依存している。
【００１１】
ここで、インクジェットプリンタでのカラー画像の形成手法を鑑みると、印刷用紙でのＹＭＣ色のインク滴の着弾密度を変化させることで二次色を疑似的に形成しているので、二次色の画素密度はＹＭＣ色のインク滴の着弾密度より遙かに大きいことになる。例えば、インクノズルごとにインク滴の液量を自在に調節できれば、二次色の画素密度をインク滴の着弾密度と同一にできるが、これは一般的なインクジェットヘッドでは困難である。
【００１２】
そこで、印刷品質を向上させる手段としては、インクノズルを小径化してインク滴を少量とすることがあるが、これでは多数のインクノズルを高密度に配列しないと、印刷速度が低下することになって好ましくない。そこで、多量のインク滴を吐出するインクノズルと少量のインク滴を吐出するインクノズルとを個別に設けることにより、印刷速度を低下させることなく印刷品質を向上させることを本発明者は提案した。
【００１３】
このようなインクジェットヘッドでカラー画像を形成する場合、各色ごとに多量のインク滴を吐出するインクノズルと少量のインク滴を吐出するインクノズルとを個別に設けることになり、そのインクノズルごとに各色のインクを供給するインク供給路を形成する必要がある。
【００１４】
なお、一対の基板の一方にインクノズルを形成して他方にインクを吐出させる吐出素子を搭載した構造では、一般的に吐出素子を搭載した基板にインク供給路も形成することになる。しかし、上述のように複数のインクノズルごとにインク供給路を形成すると、その占有面積が増大してヘッド全体が大型化することになる。
【００１５】
ところで、一般的にインクジェットヘッドにはインクノズルごとにインクを吐出させる吐出素子が内蔵されており、この吐出素子を駆動する駆動回路なども内蔵されているが、この駆動回路や吐出素子は電力により作動するので、必然的に発熱することになる。
【００１６】
なお、上述のインクジェットヘッドの発熱の原因としては、インクノズルごとにインクを吐出させる吐出素子の発熱、吐出素子を駆動する駆動回路の発熱、駆動回路と吐出素子とを結線している配線の発熱、等があるが、吐出素子がインクを加熱により発泡させて吐出させる発熱素子からなる場合、この発熱素子による発熱が特に顕著であり、同時に、加熱されたインク滴の吐出による冷却も顕著である。
【００１７】
しかも、発熱素子の加熱によりインクを発泡させて吐出させるインクジェットヘッドでは、その温度が変化すると内部に収容されているインクの温度も変化するため、その発泡と吐出のタイミングが変動することになる。このため、例えば、インクジェットヘッドの温度が主走査方向の位置で大幅に相違すると、配列されている複数のノズルアレイのインク滴の吐出タイミングが同期しないことになり、形成する画像の品質が劣化することになる。
【００１８】
また、前述のように発熱素子が搭載された基板にインク供給路を形成すると、このインク供給路の位置では基板の熱伝導が断熱されることになる。このため、インク供給路の配置により発熱素子が搭載された基板の温度分布が不均衡となり、複数のノズルアレイのインク滴の吐出タイミングが同期しないこともある。
【００１９】
本発明は上述のような課題に鑑みてなされたものであり、例えば、より高画質にカラー画像を形成するようなことができるインクジェットヘッドを提供することを目的とする。
【００２０】
本発明のインクジェットヘッドは、所定の第１液量のインク滴を吐出するインクノズルが副走査方向に配列された第１のノズルアレイと、前記第１液量より少量の第２液量のインク滴を吐出するインクノズルが前記副走査方向に配列された第２のノズルアレイと、をそれぞれ複数備えるノズルアレイを主走査方向に配列し、前記副走査方向に移動される被プリント媒体と対向する位置で前記主走査方向に移動され、前記主走査方向に移動されるときに任意の前記インクノズルから前記被プリント媒体にイエロー、マゼンタおよびシアンインク滴を吐出するインクジェットヘッドであって、シアン用及びマゼンタ用ノズルが前記第１のノズルアレイと前記第２のノズルアレイを形成し、イエロー用ノズルが前記第２のノズルアレイを形成し、前記第１のノズルアレイに対応して設けられた複数の第１の発熱体と、前記第２のノズルアレイに対応して設けられた複数の第２の発熱体と、前記副走査方向に細長い形状で前記ノズルアレイにインクを供給する複数のインク供給路と、を有する基板を備え、前記第１の発熱体の面積は前記第２の発熱体の面積よりも大きく、前記複数のインク供給路は前記主走査方向に配列されるとともに、隣接する前記インク供給路の間の位置に前記第１のノズルアレイと前記第２のノズルアレイとが１つずつ配置されていることを特徴とする。
【００２１】
従って、本発明のインクジェットヘッドでは、主走査方向に配列されている複数のインク供給路に対して複数の第１／第２のノズルアレイが均等に位置しているので、インクノズルごとに発熱素子が形成されている基板にインク供給路が形成されている構造において、その基板の温度分布が均等となる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
［実施の形態の構成］
本発明の実施の一形態を図１ないし図５を参照して以下に説明する。図１に示すように、本形態のインクジェットヘッド１００は、フルカラー印刷に対応した往復タイプに形成されており、各々が副走査方向に配列された多数のインクノズル１０１からなる１０列のノズルアレイ１０２が主走査方向に配列されている。
【００２３】
より詳細には、本形態のインクジェットヘッド１００では、１０列のノズルアレイ１０２が、三原色であるＹＭＣ色のインク滴Ｄ−Ｙ，Ｍ，Ｃを個々に吐出するノズルアレイ１０２−Ｙ，Ｍ，Ｃからなり、これらＹＭＣ用のノズルアレイ１０２−Ｙ，Ｍ，ＣがＹ用を中心に主走査方向で対象に配列されている。
【００２４】
さらに、本形態のインクジェットヘッド１００では、１０列のノズルアレイ１０２が、所定の第１液量のインク滴Ｄ−Ｌを吐出する複数の第１のノズルアレイ１０２−Ｌと、第１液量より少量の第２液量のインク滴Ｄ−Ｓを吐出する複数の第２のノズルアレイ１０２−Ｓからなる。
【００２５】
例えば、インク滴Ｄ−Ｌの第１液量は“５(pl：pico-liter)”からなり、インク滴Ｄ−Ｓの第２液量は“２(pl)”からなる。なお、これより以下では説明を簡単とするため、第１液量を“多量”と呼称するとともに第２液量を“少量”と呼称する。
【００２６】
より具体的には、そのＣ用およびＭ用のノズルアレイ１０２−Ｃ，Ｍは、第１のノズルアレイ１０２−ＣＬ，ＭＬと第２のノズルアレイ１０２−ＣＳ，ＭＳからなるが、Ｙ用のノズルアレイ１０２−Ｙは、第２のノズルアレイ１０２−ＹＳのみからなる。
【００２７】
このようなノズルアレイ１０２が前述のようにＹ用を中心に主走査方向で対象に配列されているので、本形態のインクジェットヘッド１００は、主走査方向の一方から他方まで、ノズルアレイ１０２−ＣＳ▲１▼，ＣＬ▲１▼，ＭＳ▲１▼，ＭＬ▲１▼，ＹＳ▲１▼，ＹＳ▲２▼，ＭＬ▲２▼，ＭＳ▲２▼，ＣＬ▲２▼，ＣＳ▲２▼、が順番に配列されている。
【００２８】
このため、本形態のインクジェットヘッド１００では、主走査方向での移動方向の少なくとも第１列目に第２のノズルアレイ１０２−Ｓが位置するとともに、第２列目に第１のノズルアレイ１０２−Ｌが位置している。なお、多量のインク滴Ｄ−Ｌを吐出するインクノズル１０１−Ｌは、例えば、直径“16(μm)”の円形に形成されており、少量のインク滴Ｄ−Ｓを吐出するインクノズル１０１−Ｓは、例えば、直径“10(μm)”の円形に形成されている。
【００２９】
また、ＹＭＣ用のノズルアレイ１０２−Ｙ，Ｍ，Ｃは主走査方向で対象に配列されているが、そのインク滴Ｄが同色で同径の(図中)左側と右側とのノズルアレイ１０２−▲１▼，▲２▼では、インクノズル１０１の配列の周期“Ｔ”が同一で位相が半周期分“ｔ(＝Ｔ／２)”だけ相反している。
【００３０】
なお、本形態のインクジェットヘッド１００では、各ノズルアレイ１０２にインクノズル１０１が“600(dpi：dot per inch)”の密度で配列されているので、各ノズルアレイ１０２でのインクノズル１０１の配列の周期“Ｔ”は約“42(μm)”となっている。
【００３１】
また、本形態のインクジェットヘッド１００では、第１のノズルアレイ１０２−Ｌの配列ピッチおよび第２のノズルアレイ１０２−Ｓの配列ピッチは“1.376(mm)”であり、隣接する同色のノズルアレイ１０２の配列ピッチは“0.254(mm)”である。
【００３２】
この時、隣接する同色の第１のノズルアレイ１０２−Ｌおよび第２のノズルアレイ１０２−Ｓの間の位置にはインク供給路１１１が配置されている。つまり、同一のインク供給路１１１に対応する多量のインクノズル１０１-Ｌと少量のインクノズル１０１-Ｓは主走査方向に対し、千鳥に周期約“21(μm)”で並んでいる。この時、主走査方向の先頭側が第２のノズルアレイ１０２-Ｓとなるように配置されている。
【００３３】
本形態のインクジェットヘッド１００は、図２(ｂ)に示すように、オリフィスプレート１０４とシリコン基板１０５とを有しており、これらが積層されている。インクノズル１０１はオリフィスプレート１０４に形成されており、隣接する同色のノズルアレイ１０２ごとにオリフィスプレート１０４の内部で一体に連通されている。
【００３４】
シリコン基板１０５は、例えば、〈１００〉シリコンからなり、図２(ａ)に示すように、その表面にはインクノズル１０１の位置ごとにインク吐出手段である発熱素子１０７が形成されている。この発熱素子１０７がインクを発泡させることにより、インクノズル１０１からインク滴Ｄが吐出される。
【００３５】
ただし、前述のようにインクノズル１０１には大小があるので、大径のインクノズル１０１−Ｌに対応した位置には“26×26(μm)”の第１面積の第１発熱素子１０７−Ｌが形成されており、小径のインクノズル１０１−Ｓに対応した位置には“22×22(μm)”の第２面積の第２発熱素子１０７−Ｓが形成されている。
【００３６】
これらの発熱素子１０７に主走査方向で隣接する位置には駆動回路１０８が形成されており、この駆動回路１０８に隣接する発熱素子１０７が結線されている。また、シリコン基板１０５の表面の副走査方向の両端近傍の位置には、多数の接続端子１０９が形成されており、その接続端子１０９に駆動回路１０８が結線されている。
【００３７】
この時、少量のインクノズル１０１−Ｓ用の駆動回路１０８およびこれに結線されている発熱素子１０７の主走査方向のスペースは多量のインクノズル１０１−Ｌ用の駆動回路１０８およびこれに結線されている発熱素子１０７の主走査方向のスペースと比較して、主走査方向へ省スペース化が可能となる。
【００３８】
シリコン基板１０５には、隣接する同色のノズルアレイ１０２ごとにインク供給路１１１が形成されているので、図２(ｂ)に示すように、このインク供給路１１１は隣接する同色のノズルアレイ１０２に共通に連通している。なお、このインク供給路１１１は、〈１００〉シリコンからなるシリコン基板１０５に異方性エッチングにより形成されているので、その断面形状は台形となっている。
【００３９】
図３ないし図５に示すように、本形態のインクジェットヘッド１００はインクジェットプリンタ２００の一部として形成されており、図４および図５に示すように、本形態のインクジェットプリンタ２００のキャリッジ２０１に搭載されている。
【００４０】
より詳細には、図３に示すように、本形態のインクジェットヘッド１００はヘッド本体２０２に装着されており、図５に示すように、このヘッド本体２０２がキャリッジ２０１に装着されている。キャリッジ２０１には、ＹＭＣ用のインクカートリッジ２０２−Ｙ，Ｍ，Ｃが着脱自在に装着され、これらのインクカートリッジ２０２−Ｙ，Ｍ，ＣからＹＭＣ色のインクがインクジェットヘッド１００のＹＭＣ用のノズルアレイ１０２−Ｙ，Ｍ，Ｃに各々供給される。
【００４１】
また、図４に示すように、本形態のインクジェットプリンタ２００は、主走査機構２０４と副走査機構２０５とを有しており、主走査機構２０４は、キャリッジ２０１を主走査方向に移動自在に支持しており、副走査機構２０５は、インクジェットヘッド１００と対向する位置で印刷用紙Ｐを副走査方向に移動させる。
【００４２】
さらに、本形態のインクジェットプリンタ２００は、マイクロコンピュータやドライバ回路などからなる統合制御回路を有しており(図示せず)、この統合制御回路により、インクジェットヘッド１００、主走査機構２０４、副走査機構２０５、の動作を統合制御する。
【００４３】
上述のような構成において、本形態のインクジェットプリンタ２００は、印刷用紙Ｐの表面にカラー画像を形成することができる。その場合、副走査機構２０５により印刷用紙Ｐを副走査方向に移動させるとともに、主走査機構２０４によりインクジェットヘッド１００を主走査方向に往復移動させる。このとき、インクジェットヘッド１００のインクノズル１０１から印刷用紙Ｐにインク滴Ｄを吐出させるので、このインク滴Ｄが印刷用紙Ｐに付着することでドットマトリクスのカラー画像が形成される。
【００４４】
本形態のインクジェットプリンタ２００は、複数の動作モードが切換自在に設定され、その動作モードに対応して各種の印刷動作が実行される。例えば、その基本モードである高画質モードでは、インクジェット１００が主走査方向に往復移動されるとき、その往路と復路との両方で全部のノズルアレイ１０２が稼働される。
【００４５】
本形態のインクジェットヘッド１００は、図１に示すように、前述のようにインク滴Ｄが同色で同径の左側と右側とのノズルアレイ１０２−▲１▼，▲２▼では、インクノズル１０１の配列の周期“Ｔ”が同一で位相が半周期分“ｔ”だけ相反している。このため、上述のように全部のノズルアレイ１０２を同時に稼働させることで、インク滴Ｄによる画素を印刷用紙Ｐに副走査方向に周期“ｔ”で配列することができる。
【００４６】
さらに、本形態のインクジェットプリンタ２００は、ＹＭＣ色の画素の密度を調節することで二次色を疑似的に形成するが、本形態のインクジェットヘッド１００は、Ｍ色とＣ色とは多量のインク滴Ｄ−Ｌと少量のインク滴Ｄ−Ｓとを選択的に吐出させる。このため、Ｍ色とＣ色との大小の画素を自在に形成できるので、疑似的に形成する二次色の画素の密度を向上させることができる。
【００４７】
この時、多量のインク滴Ｄ−Ｌおよび少量のインク滴Ｄ−Ｓの被プリント媒体Ｐ上でのドット径平均はそれぞれ約“48(μm)”以内、および、約“36(μm)”以内である。なお、Ｙ色は多量のインク滴Ｄ−Ｌしか吐出しないが、Ｙ色は被プリント媒体Ｐの白色に近いため、大小の画素を形成する必要性が低い。
【００４８】
また、本形態のインクジェットヘッド１００は、インクノズル１０１ごとに形成されている発熱素子１０７のため、稼働時にはノズルアレイ１０２の位置を中心に全体的に温度が上昇することになる。しかし、インクジェットヘッド１００はインクノズル１０１からインク滴を吐出することで液冷され、この液冷の作用は当然ながら少量のインク滴を吐出する第２のノズルアレイ１０２−Ｓの位置より多量のインク滴を吐出する第１のノズルアレイ１０２−Ｌの位置に大きく発生する。
【００４９】
また、複数のノズルアレイ１０２が主走査方向に配列されているインクジェットヘッド１００の表面では、熱エネルギの蓄積により主走査方向の中側ほど発熱の度合が大きい。さらに、本形態のインクジェットヘッド１００はヘッド本体２０２に装着されているので、このヘッド本体２０２への熱伝導が発生することにより、この外側ほど冷却の度合が大きい。
【００５０】
なお、本発明者が供試材により確認したところ、多量のインクノズル１０１−Ｌと少量のインクノズル１０１−Ｓの環境温度による温度変化率は、前者が約“0.95(％／℃)”、後者が“1.26(％／℃)”であり、特に後者は環境温度により液滴量変動への影響を受けやすいことが確認された。
【００５１】
そして、前述のシリコン基板１０５の熱伝導はインク供給路１１１の位置で断熱されるが、本形態のインクジェットヘッド１００では、図２に示すように、隣接するインク供給路１１１の間の位置に第１のノズルアレイ１０２−▲１▼と第２のノズルアレイ１０２−▲２▼とが１つずつ位置している。
【００５２】
このため、複数のインク供給路１１１が多数のノズルアレイ１０２に対して均等に配置されており、シリコン基板１０５の温度分布が均等となる。従って、ノズルアレイ１０２ごとにインク滴の吐出タイミングが変動することがなく、印刷品質の劣化が防止されている。
【００５３】
また、本形態のインクジェットヘッド１００は、上述のようにカラー画像を形成するときに多量のインク滴Ｄ−Ｌと少量のインク滴Ｄ−Ｓとを選択的に使用するので、形成する画像の二次色の画素の密度を向上させることができ、その画質が良好である。それでいて、画質への影響が少ないＹ色のためには第２のノズルアレイ１０２−ＹＳ▲１▼，ＹＳ▲２▼しか形成していないので、その構造が簡単で小型軽量化および生産性向上が実現されている。
【００５４】
さらに、本形態のインクジェットヘッド１００は、同色のノズルアレイ１０２が２列ずつ配列されているが、その２列の同色のノズルアレイ１０２の各々には一つのインク供給路１１１が共通に連通している。このため、インク供給路１１１の個数が削減されており、インクジェットヘッド１００の構造が簡単で生産性が向上している。
【００５５】
なお、主走査方向に移動するインクジェットヘッド１００には、外気が主走査方向に相対移動する気流として作用するが、この気流によるインク滴Ｄの吐出方向の偏向は多量のインク滴Ｄ−Ｌより少量のインク滴Ｄ−Ｓに大きく発生する。しかし、このように多量のインク滴Ｄ−Ｌと少量のインク滴Ｄ−Ｓとで偏向の度合が相違すると、形成するカラー画像の画質が劣化することになる。
【００５６】
そこで、主走査方向の移動速度、外形、主走査方向の端部と第１列目のノズルアレイ１０２との間隔、主走査方向の端部と第２列面のノズルアレイ１０２との間隔、等を適正に設定することにより、図６に示すように、上述の気流をノズルアレイ１０２の第１列目の位置より第２列面の位置に作用させることも可能である。この場合、多量のインク滴Ｄ−Ｌと少量のインク滴Ｄ−Ｓとの偏向の度合の格差を低減できるので、形成するカラー画像の画質の劣化を防止することが可能である。
【００５７】
［実施の形態の変形例］
上記形態ではインクジェットヘッド１００にＹＭＣ用のノズルアレイ１０２が形成されていることを例示したが、さらにＫ(blacK)用のノズルアレイ１０２を追加することも可能であり、ＹＭＣ以外の色用のノズルアレイ１０２を形成することも可能である(ともに図示せず)。
【００５８】
同様に、上記形態ではインクジェットプリンタ２００のＹＭＣ用のインクジェットヘッド１００のみ搭載することを例示したが、さらにＫ用のインクジェットヘッドを搭載することも可能であり、ＹＭＣ以外の色用のインクジェットヘッドを搭載することも可能である(ともに図示せず)。
【００５９】
さらに、上記形態ではインクジェットプリンタ２００がインクジェットヘッド１００を主走査方向に往復移動させるときに全部のノズルアレイ１０２を常時稼働させることを例示したが、例えば、図１でインクジェットヘッド１００が右側に移動するときには右側のノズルアレイ１０２−▲１▼のみ稼働させ、左側に移動するときには左側のノズルアレイ１０２−▲２▼のみ稼働させるようなことも可能である。
【００６０】
また、上記形態ではインクジェットヘッド１００に主走査方向で対象にノズルアレイ１０２を配列し、インクジェットヘッド１００を主走査方向の往復移動の両方で稼働させることを例示したが、例えば、図１の右半分の構造のインクジェットヘッド(図示せず)を右側に移動させるときのみ稼働させるようなことも可能である。
【００６１】
さらに、上記形態では〈１００〉シリコンからなるシリコン基板１０５に異方性エッチングによりインク供給路１１１を形成することで、その断面形状が台形となっていることを例示した。しかし、図７に例示するインクジェットヘッド１３０のように、〈１１０〉シリコンからなるシリコン基板１３１に異方性エッチングによりインク供給路１３２を形成することで、その断面形状を直線状とすることも可能である。また、インク供給路を異方性エッチングでなくレーザ加工やサンドブラストで形成することで、シリコン基板の面方位に関係なくインク供給路を直線状に形成することも可能である。
【００６２】
さらに、上記形態では大小のインク滴Ｄを吐出させるために大小のインクノズル１０２−Ｌ，Ｓと大小の発熱素子１０７−Ｌ，Ｓとを組み合わせることを例示したが、例えば、一定サイズのインクノズル１０２に大小の発熱素子１０７−Ｌ，Ｓを組み合わせることや、大小のインクノズル１０２に一定サイズの発熱素子１０７を組み合わせることも不可能ではない。また、上記形態では各種の数値を具体的に例示したが、当然ながら例示した数値は各種に変更可能である。
【００６３】
【発明の効果】
本発明のインクジェットヘッドでは、主走査方向に配列されている複数のインク供給路に対して複数の第１／第２のノズルアレイが均等に位置していることにより、インクノズルごとに発熱素子が形成されている基板にインク供給路が形成されている構造において、その基板の主走査方向での温度分布を平均的とすることができ、複数のノズルアレイの吐出タイミングを常時同期させて良好な品質でカラー画像を形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態のインクジェットヘッドのインクノズルのパターンを示す平面図である。
【図２】インクジェットヘッドの内部構造を示し、(ａ)はシリコン基板の平面図、(ｂ)はインクジェットヘッドの縦断正面図、である。
【図３】インクジェットヘッドがヘッド本体に装着された状態を示す斜視図である。
【図４】本発明の実施の形態のインクジェットプリンタの内部構造を示す斜視図である。
【図５】キャリッジにインクカートリッジを装着する状態を示す分解斜視図である。
【図６】インクミストを旋回気流により回収している状態を示す模式図である。
【図７】一変形例のインクジェットヘッドの内部構造を示す縦断正面図である。
【符号の説明】
１００，１２０，１３０ インクジェットヘッド
１０１ インクノズル
１０２ ノズルアレイ
１０４ オリフィスプレート
１０５，１３１ シリコン基板
１０７ 発熱素子
１１１，１３２ インク供給路
２００ インクジェットプリンタ
２０４ 主走査機構
２０５ 副走査機構
Ｄ インク滴
Ｐ 印刷用紙
Claims (5)
- 所定の第１液量のインク滴を吐出するインクノズルが副走査方向に配列された第１のノズルアレイと、前記第１液量より少量の第２液量のインク滴を吐出するインクノズルが前記副走査方向に配列された第２のノズルアレイと、をそれぞれ複数備えるノズルアレイを主走査方向に配列し、
前記副走査方向に移動される被プリント媒体と対向する位置で前記主走査方向に移動され、前記主走査方向に移動されるときに任意の前記インクノズルから前記被プリント媒体にイエロー、マゼンタおよびシアンインク滴を吐出するインクジェットヘッドであって、
シアン用及びマゼンタ用ノズルが前記第１のノズルアレイと前記第２のノズルアレイを形成し、イエロー用ノズルが前記第２のノズルアレイを形成し、
前記第１のノズルアレイに対応して設けられた複数の第１の発熱体と、前記第２のノズルアレイに対応して設けられた複数の第２の発熱体と、前記副走査方向に細長い形状で前記ノズルアレイにインクを供給する複数のインク供給路と、を有する基板を備え、前記第１の発熱体の面積は前記第２の発熱体の面積よりも大きく、
前記複数のインク供給路は前記主走査方向に配列されるとともに、
隣接する前記インク供給路の間の位置に前記第１のノズルアレイと前記第２のノズルアレイとが１つずつ配置されていることを特徴とするインクジェットヘッド。 - 前記インクジェットヘッドは前記主走査方向で往復移動されるものであり、前記往復方向のいずれの方向においても第１列目に前記第２のノズルアレイが位置するとともに第２列目に前記第１のノズルアレイが位置している、請求項１に記載のインクジェットヘッド。
- 前記イエロー用、マゼンタ用、シアン用のノズルアレイは、前記イエロー用の前記ノズルアレイを中心に、前記マゼンタ用の前記ノズルアレイと前記シアン用の前記ノズルアレイとが前記主走査方向で対称に配列されている請求項２に記載のインクジェットヘッド。
- 隣接する同色の前記ノズルアレイごとにインク供給路が共通に連通している請求項３に記載のインクジェットヘッド。
- 請求項１ないし４の何れか一項に記載のインクジェットヘッドと、前記インクジェットヘッドを前記主走査方向に移動させる主走査機構と、
前記インクジェットヘッドと対向する位置で前記被プリント媒体を副走査方向に移動させる副走査機構と、前記インクジェットヘッドと前記主走査機構と前記副走査機構との動作を統合制御する統合制御回路と、を有しているインクジェットプリンタ。
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