JPH10278243A - インクジェット記録ヘッド - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 良好な画像を形成することができるインクジ
ェット記録ヘッド１を提供する。 【解決手段】 インクジェット記録ヘッド部２１Ｙ、２
１Ｍ、２１Ｃ、２１Ｋを主走査方向と副走査方向にそれ
ぞれ複数列配置し、それぞれのインクジェット記録ヘッ
ド部２１Ｙ、２１Ｍ、２１Ｃ、２１Ｋに異なる色のイン
クを供給するようにしたインクジェット記録ヘッド１に
おいて、記録媒体の移動方向に関して下流側に配置され
たインクジェット記録ヘッド部２１Ｙには、インクジェ
ット記録ヘッド部２１Ｙの上流側に配置されたインクジ
ェット記録ヘッド部２１Ｍ、２１Ｃに供給されるインク
に比較して反射光学濃度が低いインクを供給する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、画像信号に応じて
複数のノズルからインク滴を吐出させ、記録用紙等の記
録媒体に付着させて画像を記録するインクジェット記録
ヘッドに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、プリンタに用いられるインクジェ
ット記録ヘッドとして、３つまたは４つのインクジェッ
ト記録ヘッド部から、それぞれ異なる色のインク（イエ
ロー、マゼンタ、シアンの３色、または、これらにブラ
ックを加えた４色）を印刷用紙等の記録媒体に吐出して
フルカラー画像を作成するものが知られている。また、
インクジェット記録ヘッド部の配置形態として、図７
（ａ）に示すように、複数のインクジェット記録ヘッド
部５１を主走査方向ｘ（インクジェット記録ヘッド５０
の移動方向）に一列に配置する形態と、図７（ｂ）に示
すように、副走査方向ｙ（主走査方向と直交する方向、
すなわち記録媒体の移動方向）に一列に配置する形態が
ある。

【０００３】ところが、主走査方向ｘにインクジェット
記録ヘッド部５１を一列に配置するとインクジェット記
録ヘッド５０の主走査方向ｘに関する寸法が大きくなり
プリンタが大型化し、その上、図８に示すように、主走
査方向ｘ全幅の印字範囲５３においてフルカラーの画像
を形成しようとすれば、同方向に関するインクジェット
記録ヘッド５０の移動距離（ストローク長）が長くなる
ので印字速度が低下するという問題点がある。

【０００４】これに対して、副走査方向ｙにインクジェ
ット記録ヘッド部５１を一列に配置すると、確かにイン
クジェット記録ヘッド５０の主走査方向ｘの長さは短く
なるが、逆に副走査方向ｙの長さが長くなってしまう。
一般的なインクジェットプリンタにおいては、用紙の搬
送経路において前後に２組のローラ対を配置し、各組の
ローラ速度を異ならせて用紙にテンションをかけ、印字
中は用紙をできるだけ平面状に保つようにしてある。そ
して、後部のローラ対を用紙後端が通過した後は、用紙
を平面状態に保つことができなくなるため印字を禁止す
るようにしてある。このため、用紙の後端には印字され
ない領域が形成される。

【０００５】この用紙後端の印字不可領域の広さはヘッ
ドの副走査方向ｙの長さによって決まり、上記のように
ヘッドが副走査方向ｙに長くなると印字不可領域が広が
るという問題点があった。また、ヘッドが副走査方向ｙ
に長くなると、カールした用紙がヘッドに接触して用紙
上の画像が乱れたり、ヘッドの表面を傷付けたりすると
いう問題点もあった。

【０００６】そこで、インクジェット記録ヘッド部５１
の配置形態として、複数のインクジェット記録ヘッド部
５１を主走査方向ｘと副走査方向ｙにそれぞれ複数列配
置（マトリックス配置）することが考えられる。このよ
うに、複数のインクジェット記録ヘッド部５１をマトリ
ックス配置することにより、主走査方向ｘと副走査方向
ｙに関してインクジェット記録ヘッド５０を小型化する
ことができるので上記した問題点が解決される。すなわ
ち、インクジェット記録ヘッド５０の主走査方向ｘにお
ける移動距離（ストローク長）が短くなるので印字速度
の低下が防止されるとともに、副走査方向ｙの長さが短
くなるので印字領域を広げることができる。また、印字
領域が広がることで用紙がカールすることが防止される
ため、印字された画像が乱れることが無く、インクジェ
ット記録ヘッド５０が傷付くことが防止される。しかし
ながら、インクジェット記録ヘッド部５１をマトリック
ス配置しても以下の問題点は解決されることは無い。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上記プリンタでは、イ
ンクジェット記録ヘッド５０は主走査方向ｘに配置され
たガイドロットに沿って往復移動するのが一般的であ
る。したがって、ある一つのインクジェット記録ヘッド
部５１から吐出したインク滴により記録媒体上に形成さ
れたドット上に別のヘッド部から吐出したインク滴を重
ねて新たな第３色をつくり出す場合、主走査方向ｘに配
置されたインクジェット記録ヘッド部５１から吐出した
インク滴は、ほぼ正確に他の主走査方向ｘに配置された
インクジェット記録ヘッド部５１から吐出したインク滴
によるインクドット上に重ねることができる。

【０００８】しかしながら、記録媒体の副走査方向ｙへ
の移動に関しては、記録媒体とバックアップロール等と
の摩擦や滑り等の種々の不安定な要素が多い。そのた
め、副走査方向ｙに配置されたインクジェット記録ヘッ
ド部５１から吐出したインク滴の上に、副走査方向ｙに
配置された他のインクジェット記録ヘッド部５１から吐
出したインク滴を重ねる場合には、インク滴のずれ（イ
ンクドットのずれ）が発生し易く、ずれること無くイン
クが重なり合った部分とそうでない部分とで色の違いが
現れ、画質が著しく低下するという問題点がある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】そこで、本発明は上記問
題点を解決すべくなされたものであり、請求項１に記載
のインクジェット記録ヘッドでは、少なくとも３個のイ
ンクジェット記録ヘッド部を、主走査方向と副走査方向
にそれぞれ複数列配置し、それぞれのインクジェット記
録ヘッド部に異なる色のインクを供給するようにしたイ
ンクジェット記録ヘッドにおいて、記録媒体の移動方向
に関して下流側または上流側に配置されたインクジェッ
ト記録ヘッド部には、該インクジェット記録ヘッド部の
上流側または下流側に配置されたインクジェット記録ヘ
ッド部に供給されるインクに比較して反射光学濃度が低
いインクを供給することを特徴としている。

【００１０】また、請求項２に記載のインクジェット記
録ヘッドでは、各ヘッド部は複数のノズル列を有するこ
とを特徴としている。

【００１１】さらに請求項３に記載のインクジェット記
録ヘッドでは、複数のノズル列は大径ノズル列と小径ノ
ズル列とを含むことを特徴としている。

【００１２】

【発明の効果】本発明に係るインクジェット記録ヘッド
では、記録媒体の移動方向に関して下流側または上流側
に配置されたインクジェット記録ヘッド部には、上流側
または下流側に配置されたインクジェット記録ヘッド部
に供給されるインクに比較して反射光学濃度が低いイン
クが供給される。したがって、反射光学濃度が低いイン
ク滴が、このインクに比較して反射光学濃度が高いイン
ク滴にずれて重ねられた場合であっても、反射光学濃度
が低いインク滴は、看者がそのずれを認識することが困
難であることから、形成された画質が低下することがな
い。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照して本発明
に係る実施の形態について説明する。図１は本発明に係
るインクジェット記録ヘッド１を備えたプリンタ３の一
部を示している。上記プリンタ３は用紙５を副走査方向
（ｙ方向）に送り出すための送り出し機構７と、キャリ
ッジ１１を主走査方向（ｘ方向）に移動させるための移
動機構９とを備えている。インクジェット記録ヘッド１
は、上記キャリッジ１１に取り付けられることで主走査
方向（ｘ方向）に移動するように設けられている。

【００１４】上記送り出し機構７は、従動ローラ１３と
タイミングローラ１４、及びスターホイール１５と排紙
ローラ１６の２組のローラで構成してあり、この２組の
ローラの間が印字領域１７になっており、従動ローラ１
３とタイミングローラ１４によって印字領域１７に搬送
された用紙５がスターホイール１５と排紙ローラ１６に
よって印字領域１７から排出されるようになっている。
上記タイミングローラ１４の軸にはギヤ１４ａが設けて
あり、このギヤ１４ａが減速ギヤ１８を介して給紙モー
タ１９の軸に設けられたギヤ１９ａに連結されており、
給紙モータ１９が駆動することによってタイミングロー
ラ１４が回転するようになっている。また、排紙ローラ
１６は、その外周が上記タイミングローラ１４に当接し
た伝達ローラ２０に当接してあり、タイミングローラ１
４が回転することによってよって回転するようになって
いる。

【００１５】インクジェット記録ヘッド１は、図２に示
すように、イエロー、マゼンタ、シアン、及びブラック
の異なる４色のインクに対応する４つのインクジェット
記録ヘッド部２１Ｙ、２１Ｍ、２１Ｃ、２１Ｋを備えて
いる。これら４つのインクジェット記録ヘッド部２１
Ｙ、２１Ｍ、２１Ｃ、２１Ｋは、主走査方向ｘに２列
に、副走査方向ｙに２段にマトリックス配置してある。
これにより、インクジェット記録ヘッド１は主走査方向
ｘ及び副走査方向ｙに関して小型化が図れる。

【００１６】詳しくは、４色のインクの中で、最も反射
光学濃度の低いイエローのインクが供給されるインクジ
ェット記録ヘッド部２１Ｙを、用紙５の移動方向である
副走査方向ｙに関して下流側にインクジェット記録ヘッ
ド部２１Ｋとともに配置してある。また、他の２つのイ
ンクジェット記録ヘッド部２１Ｍと２１Ｃは、上記イン
クジェット記録ヘッド部２１Ｙに対して、用紙５の移動
方向である副走査方向ｙに関して上流側に配置してあ
る。

【００１７】上記インクジェット記録ヘッド部２１Ｙ、
２１Ｍ、２１Ｃ、２１Ｋは、全て同一構成からなってお
り、図３に示すようにインク滴の大きさを広い範囲で変
化させることを目的として径の異なる大径ノズル２３と
小径ノズル２５とがそれぞれ４つずつ２列に副走査方向
ｙに沿って設けてある。以下、インクジェット記録ヘッ
ド部２１Ｙ、２１Ｍ、２１Ｃ、２１Ｋの中でインクジェ
ット記録ヘッド部２１Ｙについてその構成を図３〜５を
参照して説明し、他のインクジェット記録ヘッド部２１
Ｍ、２１Ｃ、２１Ｋについては説明を省略する。

【００１８】インクジェット記録ヘッド部２１Ｙは、天
板２７、隔壁２９、振動板３０及び基板３３をこの順に
重ね合わせて一体的に構成されている。上記天板２７は
セラミック、合成樹脂、ガラス、または金属等からな
り、隔壁２９との対向面を電鋳、エッチング、またはフ
ォトリソグラフィ等の方法で微細加工して複数の溝状凹
部が形成されている。この天板２７の凹部形成面には、
金属や合成樹脂等の薄膜からなる隔壁２９が上記複数の
凹部を覆うように接着されている。この隔壁２９で覆わ
れた各凹部の内部にそれぞれ、インク３５を収容するイ
ンクキャビティ３７と補給用インク３９を収容するイン
ク供給室４１と、各インクキャビティ３７をインク供給
室４１に連通させるインクインレット４３が形成されて
いる。

【００１９】上記大径ノズル２３と小径ノズル２５と
は、各キャビティ３７の端部に連通するように形成され
ている。図４に示すように、大径ノズル２３と小径ノズ
ル２５との間の境界線４５を挟んで対向する各インクキ
ャビティ３７は、その対向方向に沿って延びる長溝状で
あって副走査方向ｙに並んで形成されている。また、イ
ンク供給室３９は、インクキャビティ３７を挟んで境界
線４５の反対側に形成されており、インク供給口４６を
介して図示しないインクタンクに接続してある。

【００２０】振動板３０は周知の圧電材料からなり、そ
の上面と下面にそれぞれ共通電極、個別電極として利用
される導電性金属層（図示せず）が設けてあり、隔壁２
９と基板３３との間に固定されている。また、振動板３
０は、図４及び図５に示すように、ダイシング加工によ
り縦方向溝４７と横方向溝４９を形成して分断し、各イ
ンクキャビティ３７に対応する圧電部材３１と、隣接す
る圧電部材３１の間に位置する仕切壁５１と、これらを
囲む周囲壁５３とに分離されている。各圧電部材３１
は、高温下で上下の共通電極と個別電極との間に加熱し
ながら高電圧を印加して分極処理されている。なお、圧
電材料の分極処理は、上記ダイシング加工前の板形状の
状態でに行うようにしてもよい。

【００２１】また、各圧電部材３１の共通電極はアース
に接続され、個別電極は画像信号制御回路（図示せず）
に接続してある。この画像信号制御回路によって各圧電
部材３１の個別電極に印加する電圧を変化させることが
できるようになっている。なお、圧電部材３１は単層タ
イプのものに限らず、金属電極層を交互に挟むように複
数の薄膜圧電シートを積層して形成した積層型圧電部材
を用いてもよい。基板３３はセラミック、金属、合成樹
脂等からなり、振動板２９に固定されている。

【００２２】上記構成からなるプリンタ３では、インク
ジェット記録ヘッド１の各インクジェット記録ヘッド部
２１Ｙ、２１Ｍ、２１Ｃ、２１Ｋに、図示しないインク
タンクからイエロー、マゼンタ、シアン、及びブラック
のインクがそれぞれのインク供給口４６を介して供給さ
れ、インク供給室３９及びインクレット４３を通じて、
各インクジェット記録ヘッド部２１Ｙ、２１Ｍ、２１
Ｃ、２１Ｋのインクキャビティ３７に収容される。

【００２３】この状態で、画像形成信号制御回路から圧
電部材３１に電圧を印加することにより、圧電部材３１
を瞬時に変形させて隔壁２９をインクキャビティ３７に
向かって押し込み、インクキャビティ３７内のインクを
加圧して大径ノズル２３または小径ノズル２５を介して
インク滴を吐出して用紙５に付着させる。

【００２４】この際、送り出し機構７にセットされた用
紙５を副走査方向ｙに送り出すとともに、移動機構９に
よりインクジェット記録ヘッド１を主走査方向ｘに移動
させることで所望の画像が形成される。

【００２５】また、画像信号制御回路により圧電部材に
印加される電圧を変えると、圧電部材３１の変形量が増
加または減少し、これに基づきインクに作用する加圧力
が変化するため、吐出されるインク滴の大きさを変化さ
せることができる。

【００２６】上記のように、インクジェット記録ヘッド
部２１Ｙ、２１Ｍ、２１Ｃ、２１Ｋは、主走査方向ｘ及
び副走査方向ｙに関して、インクジェット記録ヘッド１
の幅が最小となるようにマトリックス配置してある。こ
のようにして、インクジェット記録ヘッド１は主走査方
向ｘ及び副走査方向ｙに関して小型になっている。した
がって、プリンタ３の小型化が図れるとともに、印字ス
トロークの範囲がインクジェット記録ヘッド部２１Ｙ、
２１Ｍ、２１Ｃ、２１Ｋを主走査方向ｘに１列に配置し
たものに比較して短くなる。すなわち、印字領域１７に
おける主走査方向ｘの長さが短くなるので、印字速度の
低下を防止することができる。

【００２７】また、インクジェット記録ヘッド１はイン
クジェット記録ヘッド部２１Ｙ、２１Ｍ、２１Ｃ、２１
Ｋを副走査方向ｙに１列に配置したものに比較して、用
紙５の副走査方向ｙにおける印字領域１７を広げること
ができる。すなわち、２組のローラ１３、１４、１５、
１６の間の副走査方向ｙにおける印字領域１７が広がる
ことにより、印字後の用紙５がカールすることが防止さ
れる。したがって、印字された用紙５がインクジェット
記録ヘッド１と接触することが無いのでインクジェット
記録ヘッド１の損傷が防止される。また、上記接触が防
止されることにより、印字された画像が乱れることがな
いので形成される画像が良好なものとなる。

【００２８】さらに、本発明に係るインクジェット記録
ヘッド１では、インクジェット記録ヘッド部２１Ｍと２
１Ｃを主走査方向ｘに並べて配置しているために、これ
らから吐出したインク滴同士を重ねた場合にずれが発生
することはなく、したがって画質が低下することはな
い。また、上記インクジェット記録ヘッド部２１Ｍと２
１Ｃに対して、副走査方向ｙに配置されたインクジェッ
ト記録ヘッド部２１Ｙから吐出したインク滴は、新たな
第２色または第３色をつくり出す際に、上記インクジェ
ット記録ヘッド部２１Ｍまたは２１Ｃあるいはこれら両
方から吐出したインク滴の上にずれた状態で重ねられる
場合があるが、インクジェット記録ヘッド部２１Ｙから
吐出するインクはシアン、マゼンタに比較して反射光学
濃度の低いイエローのインクであるため、インク滴のず
れが発生した場合であっても、看者はこのずれを認識す
ることが困難であることから、形成される画像の画質低
下が無いといえる。

【００２９】なお、上記インクジェット記録ヘッド１で
は、インクジェット記録ヘッド部２１Ｍと２１Ｃを用紙
５の移動方向に関して上流側に、インクジェット記録ヘ
ッド部２１Ｙと２１Ｋを下流側に配置しているが、これ
らの配置を入れ替えて、インクジェット記録ヘッド部２
１Ｍと２１Ｃを下流側に、インクジェット記録ヘッド部
２１Ｙと２１Ｋを上流側に配置するようにしてもよい。

【００３０】また、ブラックのインクは、他のインクと
重ね合わせて使用されることはなく、インク滴のずれの
問題を生じさせることがないため、反射光学濃度を比較
するインクには含める必要がない。したがって、インク
ジェット記録ヘッド部２１Ｋは、その配置に関しては制
限が無いが、本実施の形態においては、インクジェット
記録ヘッド部２１Ｙ、２１Ｍ、２１Ｃ、２１Ｋは主走査
方向ｘに２列に、副走査方向ｙに２段にマトリックス配
置されるので、結果的にインクジェット記録ヘッド部２
１Ｙと並べて配置される。

【００３１】また、上記インクジェット記録ヘッド部２
１Ｙ、２１Ｍ、２１Ｃ、２１Ｋには、径の異なる大径ノ
ズル２３と小径ノズル２５とが２列に設けてあるが、同
一径のノズルを２列に設けてもよいし、１列のみ設けて
もよい。

【００３２】さらに、上記インクジェット記録ヘッド１
では４色のインクに対応するために４つのインクジェッ
ト記録ヘッド部２１Ｙ、２１Ｍ、２１Ｃ、２１Ｋを配置
して構成されているが、図６に示すように、イエロー、
マゼンタ、及びシアンの３色のインクに対応する３つの
インクジェット記録ヘッド部２１Ｙ、２１Ｍ、２１Ｃを
配置して構成してもよい。この場合、主走査方向ｘにイ
ンクジェット記録ヘッド部２１Ｍと２１Ｃを並べて配置
し、これらに対してインクジェット記録ヘッド部２１Ｙ
を、用紙５の移動方向である副走査方向ｙに関して下流
側に、９０度方向を変えて長手方向を主走査方向に沿っ
て配置する。なお、インクジェット記録ヘッド部２１Ｙ
はインクジェット記録ヘッド部２１Ｍと２１Ｃに対して
上流側に配置してもよい（図示せず。）

【００３３】このインクジェット記録ヘッド１において
も、インクジェット記録ヘッド部２１Ｍと２１Ｃから吐
出されたインク滴同士を重ねた場合にずれが発生するこ
とはなく、また、インクジェット記録ヘッド部２１Ｙか
ら吐出したインク滴が、上記インクジェット記録ヘッド
部２１Ｍまたは２１Ｃあるいはこれら両方から吐出した
インク滴の上にずれた状態で重ねられた場合であって
も、看者はこのずれを認識することが困難であることか
ら、形成される画像の画質低下が無いといえる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明に係るインクジェット記録ヘッドを備
えたプリンタの部分斜視図である。

【図２】 インクジェット記録ヘッドの部分拡大斜視図
である。

【図３】 インクジェット記録ヘッド部の正面図であ
る。

【図４】 図３のII−II線断面図である。

【図５】 図４のIII−III線断面図である。

【図６】 第２の実施の形態に係るインクジェット記録
ヘッドの正面図である。

【図７】 （ａ）はインクジェット記録ヘッド部を主走
査方向に配置したインクジェット記録ヘッドの正面図で
あり、（ｂ）はインクジェット記録ヘッド部を副走査方
向に配置したインクジェット記録ヘッドの正面図であ
る。

【図８】 従来のインクジェット記録ヘッドの問題点を
説明する説明図である。

【符号の説明】

１…インクジェット記録ヘッド、３…プリンタ、１１…
キャリッジ、２１Ｙ、２１Ｍ、２１Ｃ、２１Ｋ…インク
ジェット記録ヘッド部、ｘ…主走査方向、ｙ…副走査方
向。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 少なくとも３個のインクジェット記録ヘ
   ッド部を、主走査方向と副走査方向にそれぞれ複数列配
   置し、それぞれのインクジェット記録ヘッド部に異なる
   色のインクを供給するようにしたインクジェット記録ヘ
   ッドにおいて、記録媒体の移動方向に関して下流側また
   は上流側に配置されたインクジェット記録ヘッド部に
   は、該インクジェット記録ヘッド部の上流側または下流
   側に配置されたインクジェット記録ヘッド部に供給され
   るインクに比較して反射光学濃度が低いインクを供給す
   ることを特徴とするインクジェット記録ヘッド。
2. 【請求項２】 各ヘッド部は複数のノズル列を有する請
   求項１に記載のインクジェット記録ヘッド。
3. 【請求項３】 複数のノズル列は大径ノズル列と小径ノ
   ズル列とを含む請求項２に記載のインクジェット記録ヘ
   ッド。