| 【発明の名称】 |
インクジェット記録装置 |
| 【発明者】 |
【氏名】前田 一幸
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| 【要約】 |
【課題】
【解決手段】 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 インクを吐出する複数のノズルと該複数のノズルにインクを供給する共通液室を有する記録ヘッドと、該記録ヘッドの複数のノズルからインクを吐出させる吐出手段を有し、各ノズル毎に複数個のインク吐出口を設けて構成されることを特徴とするインクジェット記録装置。
【請求項２】 インクを吐出する複数のノズルを主走査方向に対して垂直に並設し、該複数のノズルにインクを供給する共通液室を有する記録ヘッドと、該記録ヘッドの複数のノズルからインクを吐出させる吐出手段を有し、各ノズル毎に２個のインク吐出口を設け、インク吐出口をノズルの並設方向に並べて構成されることを特徴とするインクジェット記録装置。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、記録ヘッドから被記録材に対してインクを吐出して記録を行うインクジェット記録装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】プリンタ、複写機、ファクシミリ等の記録装置は、画像情報に基づいて、紙やプラスチック薄板等の被記録材上にドットパターンから成る画像を記録していくよう構成されている。
【０００３】ところで、この種の記録装置は、記録方式によってインクジェット式、ワイヤドット式、サーマル式、レーザービーム式等に分けることができ、そのうちのインクジェット式（インクジェット記録装置）は記録ヘッドの吐出口からインク（記録液）滴を吐出飛翔させ、これを被記録材に付着させて記録するよう構成されている。
【０００４】記録ヘッドのノズル内に電熱変換素子（ヒータ）を設け、それに通電して発熱させ、その熱で発生する気泡の膨張力でインクを吐出飛翔させる方式（バブルジェット方式）のものは、各吐出口内に設けられた電熱変換素子（ヒータ）のサイズが従来用いられていた圧電素子と比べて格段に小さく、吐出口の高密度のマルチ化が可能となる。
【０００５】図１５〜図１９は従来技術を説明する図である。
【０００６】図１５は記録ヘッド１００１の正面図であり、インクがこちら側に飛んでくる方向に見た図である。図１５において、１００２はノズルであり、説明を簡単にするために記録ヘッド１００１に形成されたノズル１００２の数は８個とする。
【０００７】而して、印刷時には図のＢ−Ｂ’方向に主走査しながらインクを吐出し、全ノズル１００２の幅分の印刷が終わると、記録ヘッド１００１は初期位置に戻り、印刷される媒体であるメディアが主走査に対して垂直方向に記録ヘッド１００１の全ノズル１００２の幅分だけ送られて次の所を印刷する。これが繰り返されて画像形成される。
【０００８】次に、ノズル１００２の構造について説明する。
【０００９】図１６は記録ヘッド１００１のノズル１００２の主要部分の断面図（図１５のＢ−Ｂ’線断面図）であり、同図において、１００２はインクの吐出口としてのノズル、１００３は空洞の液室、１００４は電熱変換素子（ヒータ）である。
【００１０】次に、図１７に基づいて記録ヘッド１００１の動作を説明する。図７（ａ）に示すように、電熱変換素子１００４に通電してこれを発熱させると、インク１００６の主成分である水が気化して水蒸気になる。尚、図中、１００５はその気体であって気泡となる。
【００１１】そして、電熱変換素子１００４への通電を続けると、図７（ｂ）に示すように、その気泡１００５の膨張力でインク１００６をノズル（吐出口）１００２に押しやる。その後、更に通電を続けると、図７（ｃ）に示すようにインク１００６がノズル１００２から飛翔する。
【００１２】電熱変換素子１００４の通電が止まると、リフィール（毛細管現象によりノズル１００２内にインク１００６が充填される）により液室１００３にインク１００６が満たされ、次の吐出に備える。
【００１３】１個のインク１００６を吐出してメディアに着弾すると、インク１００６の広がった所がインク１００６の色に染まる。これを、ドロップレットと言う。図１８にその輪郭を示す。
【００１４】図１９は図１５に示す記録ヘッドで全ノズル吐出して主走査方向にスキャンしだときのドロップレットを図示している。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】インクジェット方式で階調性のある画像を記録する上での問題点の１つとして、画像のハイライト部（つまり、光学濃度（以下、「ＯＤ」と称する）が低い部分）の画質がある。
【００１６】前記従来の記録ヘッドを用いて印刷し、より近い距離で見ると、ドット径が大きくてドットＯＤが高い場合には、１つ１つのドットが見えてしまい、所謂粒状感（本来滑らかであるべき画像がザラザラに見えてしまうこと）を生じることになる。
【００１７】従来では、インクの吐出量が多いのためにドロップレットが大きくなり、粒伏感が悪くなって画質の低下を招く。これの対策として、インクの吐出量を少なくしてドット径を小さくすることが考えられる。これには、より小さな記録ヘッドを作れば良いが、微小ヘッドを作るのは技術的に難しい。又、吐出量の大きな記録ヘッドと同等のインク濃度を出すには、吐出量が減った分だけ印刷密度を上げなければならず、印刷密度を上げると、印刷時間が延びるという問題があった。
【００１８】本発明は上記問題に鑑みてなされたもので、その目的とする処は、短時間での高画質印刷が可能なインクジェット記録装置を提供することにある。
【００１９】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため、請求項１記載の発明は、インクを吐出する複数のノズルと該複数のノズルにインクを供給する共通液室を有する記録ヘッドと、該記録ヘッドの複数のノズルからインクを吐出させる吐出手段を含んでインクジェット記録装置を構成し、各ノズル毎に複数個のインク吐出口を設けたことを特徴とする。
【００２０】請求項２記載の発明は、インクを吐出する複数のノズルを主走査方向に対して垂直に並設し、該複数のノズルにインクを供給する共通液室を有する記録ヘッドと、該記録ヘッドの複数のノズルからインクを吐出させる吐出手段を含んでインクジェット記録装置を構成し、各ノズル毎に２個のインク吐出口を設け、インク吐出口をノズルの並設方向に並べたことを特徴とする。
【００２１】従って、請求項１記載の発明によれば、吐出手段から複数のインク滴を吐出することによって、細かいインク滴による高画質の画像形成が可能になる。
【００２２】又、請求項２記載の発明によれば、１個のノズルからノズルの並び方向にインク滴を分割して吐出することによって印刷密度を上げることができる。
【００２３】
【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
【００２４】＜実施の形態１＞。図１は本発明に係るインクジェット記録装置の記録ヘッドの正面図であって、インクがこちら側に飛んでくる方向に見た図、図２は図１のＡ−Ａ’線断面図である。
【００２５】図１において、１は記録ヘッド、２，３，４，５は吐出口であり、４個の吐出口２，３，４，５によって１つのノズルが構成されている。尚、ここでは説明を簡単にするために記録ヘッド１のノズル数は８個とする。
【００２６】而して、印刷時には図１のＡ−Ａ’方向に主走査しながらインクを吐出し、全ノズルの幅分印刷が終わると、記録ヘッド１は初期位置に戻り、印刷される媒体であるメディアが主走査に対して垂直方向に記録ヘッド１の全ノズル幅分だけ送られて次の所を印刷する。これを繰り返すことによって画像が形成される。
【００２７】次に、ノズルの構造を図２に基づいて説明する。
【００２８】前述のように、２，３，４，５はインクの吐出口であって、これら４つの吐出口２〜５が１つのノズルを構成している。６は撥水面であって、吐出口２〜５の隣同士のインクが表面張力によって結合しないよう撥水処理が施されている。
【００２９】又、７は空洞の液室、８は電熱変換素子（ヒータ）である。
【００３０】次に、記録ヘッド１の動作を図３に基づいて説明する。
【００３１】図３（ａ）に示すように、液室７の内面は親水処理されており、図の上部より供給されたインクが毛細管現象によってリフィールし、液室７内を満たす。
【００３２】図３（ｂ）に示すように、電熱変換素子８に通電してこれを発熱させると、インクの主成分である水が気化して水蒸気になる。尚、９はその気体であって、気泡となる。
【００３３】そして、通電を続けると、図３（ｃ）に示すように、気泡９の膨張力でインク１０と１１が吐出口２〜５に押しやられる。その後、更に通電を続けると、図３（ｄ）に示すように、インク１０と１１が吐出口２〜５から飛翔する。このとき、吐出口２〜４の数分だけのインク液滴が吐出する。電熱変換素子８の通電が止まるとリフィール（毛細管現象によりノズル内にインクが充填される）により液室７にインクが満たされ、次の吐出に備えられる。
【００３４】而して、本実施の形態においては、１個のノズルにて４個のインクを吐出してメディアに着弾させるため、従来は１個の大きなドットであったものが、４個の小さなドットとして形成される。
【００３５】図４は１個のノズルで形成されたドロップレットの輪郭を示す。１つのノズルで４個のインクが少しずつずれて着弾し、小さなドロップレットが４個形成されている。
【００３６】図５は図１に示した記録ヘッド１で全ノズル吐出し、主走査方向にスキャンしだときのドロップレットを示す。図１７に示した画像に比べ、本実施の形態で形成された画像の方が粒状態が少なく、高画質な画像が形成される。
【００３７】尚、本発明は１つのノズルに対して複数の吐出口が有れば良いため、バブルジェット（登録商標）方式の印刷方式のみではなく、圧電素子を用いたピエゾ方式（ピエゾ等の電気により可変する素子を用いて液室に振動又は圧力を高めてインクを吐出する方式）の印刷装置にも適用可能である。
【００３８】＜実施の形態２＞次に、本発明の実施の形態２を図６〜図９に基づいて説明する。
【００３９】図６は本実施の形態に係る記録ヘッド１の正面図であって、インクがこちら側に飛んでくる方向に見た図である。
【００４０】本実施の形態に係る記録ヘッド１の前記実施の形態１に係る記録ヘッド１との違いは、２個の吐出口２，３で１個のノズルを構成している点であり、他の構成は同様であるために説明を省略する。
【００４１】図７に１個のノズルで形成されたドロップレットの輪郭を示すが、１ノズルで２個のインクが少しずつずれて着弾して小さなドロップレットが２個形成されている。
【００４２】図８及び図９に図６に示した記録ヘッド１で全ノズル吐出し、主走査方向にスキャンしたときのドロップレットを示すが、ノズルの並び方向にドロップレットが広がっているため、疑似的に縦筋が見えてしまう。そこで、横方向の解像度を倍にすると図１７に示した従来の画像に比べ、本実施の形態において形成された画像の方が粒状感が少なく、高画質な画像が形成される。
【００４３】尚、本実施の形態では、各ノズル毎に２個のインク吐出口を設け、インク吐出口をノズルの並び方向に並べたことを特徴とするため、図１０に示すような記録ヘッド１でも良い。図１０は記録ヘッド１の正面図であって、インクがこちら側に飛んでくる方向に見た図である。該記録ヘッド１の動作は前記のものと同じ出あるため、これについての説明は省略する。
【００４４】＜実施の形態３＞次に、本発明の実施の形態３を図１１に基づいて説明する。
【００４５】図１１は本実施の形態に係る記録ヘッド１の正面図であって、インクがこちら側に飛んでくる方向に見た図である。本実施の形態に係る記録ヘッド１の前記実施の形態１に係る記録ヘッド１との違いは、吐出口２〜５の形状であって、各吐出口２〜５の区切りを細くしている。他は同じであるため、説明を省略する。
【００４６】１個のノズルで形成されたドロップレットの輪郭は図４に示したものと同じである。全ノズル吐出し、主走査方向にスキャンしたときのドロップレットは図５に示したものと同じである。
【００４７】電熱変換素子（ヒータ）の上に各吐出口２〜５の区切りがある。それが吐出時に発生する泡の力で破損を防ぐため、実施の形態１よりも細くしたものである。
【００４８】＜実施の形態４＞次に、本発明の実施の形態４を図１２〜図１４に基づいて説明する。
【００４９】図１２は本実施の形態に係る記録ヘッド１の正面図であって、インクがこちら側に飛んでくる方向に見た図である。
【００５０】本実施の形態に係る記録ヘッド１と前記実施の形態１に係る記録ヘッド１との違いは、７個の吐出口２で１個のノズルを構成している点であり、他の構成は同じであるため説明を省略する。
【００５１】１個のノズルにて７個のインクを吐出してメディアに着弾すると、従来は１個の大きなドットだったものが、７個の小さなドットが形成される。 図１３は１個のノズルで形成されたドロップレットの輪郭を示す。１個のノズルで７個のインクが少しずつずれて着弾し、小さなドロップレットが７個形成される。
【００５２】図１４に本実施の形態に係る記録ヘッド１で全ノズル吐出し、主走査方向にスキャンしたときのドロップレットを示すが、図５に示した画像に比べ、本実施の形態において形成された画像の方が更に粒状態が少なく、高画質な画像となる。
【００５３】
【発明の効果】以上の説明で明らかなように、請求項１記載の発明によれば、吐出手段から複数のインク滴を吐出することによって、細かいインク滴による高画質の画像形成が可能になるという効果が得られる。
【００５４】又、請求項２記載の発明によれば、１個のノズルからノズルの並び方向にインク滴を分割して吐出することによって印刷密度を上げることができるという効果が得られる。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００００１００７
【氏名又は名称】キヤノン株式会社
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| 【出願日】 |
平成１３年１月１７日（２００１．１．１７） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００９２８５３
【弁理士】
【氏名又は名称】山下 亮一
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| 【公開番号】 |
特開２００２−２１０９３１（Ｐ２００２−２１０９３１Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１４年７月３１日（２００２．７．３１） |
| 【出願番号】 |
特願２００１−８５５５（Ｐ２００１−８５５５） |
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