(57)【要約】【課題】  双方向記録ヘッドにおいて、ドットの打ち込み順起因の色ムラは抑制したままで、グレーの低濃度領域から中間調、高濃度領域まで色転びが起こりにくいノズル配置を有するインクジェット記録ヘッドを提供する。【解決手段】  本目的を実現するための構成は、チップ内に少なくともイエロー、シアン、マゼンタ、グレーの４色の色列を具備し、そのうちのシアン、マゼンタ、グレーの３色はイエローを中心として双方向に配置するインクジェット記録ヘッドにおいて、シアン、マゼンタ、グレーの３色は大インク滴を吐出できる大ノズル、中インク滴を吐出できる中ノズル、小インク滴を吐出できる小ノズルを有することである。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
チップ内に少なくとも第1色の第1ノズル列と、第２色の第１ノズル列及び第２ノズル列と、第3色の第１ノズル列及び第2ノズル列と、第4色の第1ノズル列及び第２ノズル列とを具備し、前記第1色は染料のイエローインク、前記第2色、前記第3色、前記第4色はシアン、マゼンタ、グレー3色の染料インクのうちのいずれかのインクから構成されており、主走査方向に前記第2色の第1ノズル列、前記第3色の第1ノズル列、前記第4色の第1ノズル列、前記第1色の第1ノズル列、前記第4色の第2ノズル列、前記第3色の第2ノズル列、前記第2色の第2ノズル列の順に配置しているインクジェット記録ヘッドにおいて、
前記第２色の第１ノズル列及び第２ノズル列と、前記第3色の第１ノズル列及び第2ノズル列と、前記第4色の第1ノズル列及び第２ノズル列は大インク滴を吐出できる大ノズル、中インク滴を吐出できる中ノズル、小インク滴を吐出できる小ノズルを副走査方向に所定の順序で配列していることを特徴とするインクジェット記録ヘッド。
【請求項２】
前記第2色のインクは染料のシアン、前記第３色のインクは染料のマゼンタ、前記第4色のインクは染料のグレーであることを特徴とする請求項1に記載のインクジェット記録ヘッド。
【請求項３】
前記第2色、前記第3色、前記第4色の第１ノズル列および第2ノズル列は、それぞれ副走査方向に前記中ノズルと前記小ノズルとが交互に配列された中小ノズル群と前記大ノズルのみが副走査方向に配列された大ノズル群とを有することを特徴とする請求項1、又は請求項2に記載のインクジェット記録ヘッド。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はインクに外部からエネルギーを加えることによって記録媒体上に所望のインクを吐出させて記録を行う、インクジェットプリンターなどのインクジェット記録ヘッドに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
この種のインクジェット記録ヘッドが用いられる記録装置は、いわゆるノンインパクト方式の記録方式をとり、高速記録と各種記録媒体に対して記録できることを特徴としている。この記録装置は、プリンタ、ワードプロセッサ、ファクシミリ、複写機、メーリングマシーンなどに広く採用されている。
【０００３】
インクジェット記録ヘッドの代表的な吐出手段としてはエネルギー発生素子があり、このエネルギー発生素子で発生させたエネルギーによって液滴を微小な吐出口から吐出させて記録媒体に対して記録を行う。記録ヘッドの吐出口からインクを吐出するために利用されるエネルギー発生素子は、ピエゾ素子などの電気機械変換体を用いたもの、レーザなどの電磁波を照射して発熱させ、この発熱による作用でインク滴を吐出させるものがある。あるいは、発熱抵抗体を有する電気熱変換体素子によって液体を加熱させるものがある。
【０００４】
電気熱変換体素子によるインク吐出の原理は、以下の通りである。すなわち、インクが供給されている圧力室内の電気熱変換素子に電気信号を与えて発熱させ、電気熱変換素子付近のインクを瞬時に加熱して沸騰させ、そのときの相変化により急激に生じる大きな発泡圧によってインクを吐出口から外部へ吐出させる。この方式のインクジェット記録ヘッドは、構造が単純でインク流路の集積化が容易であるなどの利点を有している。
【０００５】
このインクジェット記録ヘッドにおいて、高精細な記録を実現するために、通常より微細なインク滴を形成して記録を行う場合があり、用途に応じて大きなインク滴の吐出と小さなインクの吐出とを使い分ける構成のものがある。複数の吐出口から大きなインク滴と小さなインク滴とを同時に吐出させたり、あるいは吐出するインク滴の大きさを用途に応じて使い分けることで、階調性の向上あるいは高速記録を実現することが可能である。この種のインクジェット記録ヘッドは、特許文献１に開示されている。
【０００６】
また、特許文献2にはシアン、マゼンタのノズル構成を大ノズル、中ノズル、小ノズルと3種類有し、高速化を実現した、インクジェット記録ヘッドが開示されている。
【特許文献１】特開２００６−１６８１４３号公報
【特許文献２】特開２００８−０４９５３３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献2に記載のあるインクジェット記録ヘッドは、図3に示すようにシアン、マゼンタ、イエローのノズル列が配列してあり、視認性の高いシアン、マゼンタは大、中、小ノズル、明度が高く視認性の低いイエローは大ノズルのみを有する。
【０００８】
このような色構成にすることで、シアン、マゼンタ、イエローそれぞれの色相表現が可能なばかりではなく、それぞれの色を重ねあわせることで様々な色相表現が可能となる。例えば、イエローにシアンを重ね合わせることでグリーン、シアンにマゼンタを重ね合わせることでブルー、マゼンタにイエローを重ね合わせることでレッドを表現することが可能となるのである。また、重ね合わせるインクの割合を段階的に調整していくことで、ほぼ全ての色空間を表現することが可能となる。図3に示したヘッドはドットサイズの異なる大ノズル、中ノズル、小ノズルと3サイズのノズルを併せもつので、この3サイズのノズルを使い分け、それぞれのインクの打ち込み量を変えることで、ほぼ全ての色空間を低濃度から中間調、高濃度領域まで階調滑らかに表現している。
【０００９】
また、シアン列43、マゼンタ列42を、イエロー列40を中心として双方向（左右対称）に配置しているので、往走査方向と復走査方向とで異なるインクの打ち込み順に起因するドットの色ムラが抑制されている。ここで、インクの打ち込み順に起因するドットの色ムラについて説明する。
【００１０】
例えば、図3に示したような双方向ヘッドではなく、シアン列、イエロー列、マゼンタ列の3列のみを往路走査方向にこの順序で並列したヘッドで、ある一定領域にグリーン（シアン＋イエロー）の画素を往路走査で記録する場合には、記録媒体上の各画素の記録位置にシアン、イエローの順にインクが吸収される。従って、この走査では先に吸収されたシアンが優先色となり、シアンの色味の強いグリーンドットが形成される。一方、復路走査では往路と逆の方向に移動しながら記録する。よって打ち込み順序も逆になり、この走査ではイエローの色味の強いグリーンドットが得られることとなる。
【００１１】
以上のような走査を繰り返すことにより、往路走査での記録か、復路走査での記録かに応じて、シアンの色味の強いグリーンドットとイエローの色味が強いグリーンドットとが記録される。ここで、各往復走査毎に記録ヘッドの記録幅だけ記録媒体が搬送された場合には、シアンの色味の強いグリーンの領域とイエローの色味が強いグリーンの領域が記録ヘッドの幅ずつ交互に繰り返され、一様であるはずのグリーンの領域に著しい画像劣化が生ずることになる。
【００１２】
このような、往路走査と復路走査とでインクの打ち込み順序が異なることに起因する色ムラの発生を防止するために、従来例のヘッドはイエロー列を中心としてシアン列、マゼンタ列を双方向に配置しているのである。
【００１３】
このように、高精細かつ、色ムラを引き起こしにくいノズル配列を実現できているが、シアン、マゼンタ、イエローという3原色を重ね合わせて様々な色を形成しているので、本質的に「色転び」を起こしやすいという問題を抱えている。色転びについて以下説明する。通常、シアン、マゼンタ、イエローの３色のインクは、均一に重ね合わせると、色味のないグレーが表現されるように設計されている。しかしながら、シアン、マゼンタの３色のインクの内、シアンインクのみ液滴が小さかったり、染料濃度が理想的な設計値からズレて製造されていた場合には、バランスの崩れたシアン、マゼンタ、イエローのプロセスインクは、紙面上に同量のインクを理想的な位置に着弾させたとしても、色味のあるグレーが表現され、所望の色を再現できない。このように理想的な色相から色味がずれて発色してしまう現象を「色転び」と称する。以上のような理由で、シアン、マゼンタ、イエローの３色を重ねあわせて作るグレーでは色転びが特に表れやすい。色転びが起こると、微妙な色味の表現力に乏しくなり、観察者に低品位な印象を与えてしまうのである。
【００１４】
以上を踏まえ、本発明は、ドットの打ち込み順起因の色ムラは抑制したままで、グレーの低濃度領域から中間調、高濃度領域まで色転びが起こりにくいノズル配置を有するインクジェット記録ヘッドを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記課題を解決するために、本発明に係るインクジェット記録ヘッドは、チップ内に少なくとも第1色の第1ノズル列と、第２色の第１ノズル列及び第２ノズル列と、第3色の第１ノズル列及び第2ノズル列と、第4色の第1ノズル列及び第２ノズル列とを具備し、前記第1色は染料のイエローインク、前記第2色、前記第3色、前記第4色はシアン、マゼンタ、グレー3色の染料インクのうちのいずれかのインクから構成されており、主走査方向に前記第2色の第1ノズル列、前記第3色の第1ノズル列、前記第4色の第1ノズル列、前記第1色の第1ノズル列、前記第4色の第2ノズル列、前記第3色の第2ノズル列、前記第2色の第2ノズル列の順に配置しているインクジェット記録ヘッドにおいて、
前記第２色の第１ノズル列及び第２ノズル列と、前記第3色の第１ノズル列及び第2ノズル列と、前記第4色の第1ノズル列及び第２ノズル列は大インク滴を吐出できる大ノズル、中インク滴を吐出できる中ノズル、小インク滴を吐出できる小ノズルを副走査方向に所定の順序で配列していることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、単色のグレーを吐出するノズルを大、中、小と3種類有することで、グレー画像を印字する場合、低濃度から中間調、高濃度領域まで、単色のグレーを中心とした画像形成が可能となり、グレーの色転びを抑制することができる。また、グレー列も双方向に配置しているので、インクの打ち込み順に起因する色ムラも抑制できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
次に、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
【００１８】
図1は記録装置の概略構成を示す図である。図2は本発明の一実施形態に係るインクジェット記録ヘッドの斜視図である。
【００１９】
図１を参照すると、不図示の外装部材内に収納されたシャーシ１０１は、所定の剛性を有する複数の板状金属部材によって構成され、記録装置の骨格をなし、後述の各記録動作機構を保持している。下ケース１０１ａは記録本体の略下半分を、上ケース１０１ｂは装置本体の略上半分をそれぞれ形成している。両ケース１０１ａ，１０１ｂの組合せによって内部に後述の各機構を収納する収納空間を有する中空体構造をなし、その上面部及び前面部にはそれぞれ開口部が形成されている。
【００２０】
記録装置が備える記録動作機構は、記録シートを装置本体内へ自動的に給送する自動給送部１０２と、そこから１枚ずつ送り出される記録シートを所望の記録位置へと導き、さらに排出部１０６へと導く搬送部１０３とを有している。記録動作機構はさらに、搬送された記録シートに所望の記録を行う記録部１０４と、記録部等に対する回復処理を行う回復部１０５とを有している。
【００２１】
記録部１０４は、キャリッジ軸１１１によって移動可能に支持されたキャリッジ１１２と、このキャリッジ１１２に着脱可能に搭載される記録ヘッド１１３およびインクを貯留するインクタンク１１４とを含む。
【００２２】
本実施形態における記録ヘッド１１３は、キャリッジ１１２に対して着脱可能に搭載される、いわゆるカートリッジ方式のものである。この方式のもの以外にも、インクタンクと記録ヘッドとが一体となってキャリッジに対して着脱可能に搭載されるヘッドタンク一体型カートリッジ方式のものや、記録ヘッドとキャリッジとが一体でありインクタンクが着脱可能な方式のもの等を用いてもよい。インクタンク１１４は、高画質なカラー記録を可能にするため、例えばグレー、シアン、マゼンタ、イエロー、の各色独立のインクタンクが用意されており、それぞれが記録ヘッドに対して着脱自在となっている。これに替えて、複数のインク貯蔵室を有し、複数色のインクを一体にしたインクタンク等を用いてもよい。
【００２３】
図２を参照すると、記録ヘッド１１３は、記録素子基板１、支持基板２、流路形成部材３、チップタンク４を有している。記録素子基板１は、シリコン基板に、インクを吐出するための複数の記録素子と各記録素子に電力を供給する電気配線とが成膜技術により形成されている。さらに、この記録素子に対応した複数のインク流路と複数の吐出口とがフォトリソグラフィー技術により形成されて吐出ノズル列を構成するとともに、複数の吐出ノズル列にインクを供給するためのインク供給口が裏面に複数列開口するように形成されている。また、記録素子基板１は支持基板２に接着固定されており、記録素子基板１のインク供給口と支持基板２内に配設された空間とにより、インクを保持する液室が構成されている。記録ヘッド１１３は、このように複数の吐出ノズル列を有する記録素子基板が複数個配設されており、複数種のインクを吐出できるような構成になっている。図4に記録素子基板上の吐出ノズル列の拡大図を示す。
【００２４】
本発明の図4を参照すると、1つの記録素子基板内に、吐出量の異なる大ノズル50、中ノズル51、小ノズル52の三種類のノズルを有するグレー列41、シアン列43、マゼンタ列42が、イエロー列40を中心として左右対称（双方向）に配列されている。図4では、イエロー列40とマゼンタ列42との気流の干渉を回避することを目的として、イエロー列40の隣接する位置にグレー列41を双方向に配列し、イエロー列40とマゼンタ列42との色間を離すような設計にしている。本発明の効果を発揮する好適な形態としては、上記のような構成の他に、図5に示したようにシアン列43とマゼンタ列42の間にグレー列41を入れる列構成、図6に示したようにシアン列43の外側にグレー列４1を入れる列構成、などでも良い。
【００２５】
また、図7に示したようにイエロー列40、シアン列43、マゼンタ列42という基本色のノズル列のほかに、ブラック列44を有する記録素子基板1の中に、グレーのノズル列41を追加する構成においても、本発明は適用可能である。
【００２６】
図7に示したノズル配列を有するインクジェット記録装置で、グレーを含む画像を印字する場合のグレーインクの使われ方について以下簡単に説明する。本発明のインクジェット記録装置において、白から黒へ色相を変化させていった場合に、低濃度領域では、グレーの小ノズルを多用することで、相対的にシアン、マゼンタの小ノズルの打ち込みと、イエローの大ノズルの打ち込みを減らしている。また、中間調領域ではグレーの中ドットの打ち込み量を大幅に増やすことで、シアン、マゼンタの中ノズルの打ち込み量を減らしている。中間調から高濃度領域では、グレーの大ドットを多く打ち込みことで、シアン、マゼンタの大ドットの使用を極力控えるような画像形成にしている。このように、大ノズル、中ノズル、小ノズルと吐出量の異なる3種類のノズルを有するグレーを追加したことで、低濃度領域から中間調、高濃度領域までグレーインクを多用でき、グレーの色転びに対するロバスト性を増すことができる。
【００２７】
以上説明したように、本発明によれば、シアン列、マゼンタ列、イエロー列を有するインクジェット記録ヘッドに、大ノズル、中ノズル、小ノズルと吐出量の異なる3種類のノズルを有するグレー列を追加することで、グレーを含むカラー画像を印字する場合、低濃度から中間調、高濃度領域まで、プロセスグレーに代わり単色のグレーを主体とした画像形成が可能となり、グレーの色転びを抑制することができる。また、グレー列は双方向に配置しているので、インクの打ち込み順に起因する色ムラも抑制できている。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】記録装置の概略構成を示す図である。
【図２】インクジェット記録ヘッドの斜視図である。
【図３】従来例のノズル列を示す図である。
【図４】本発明の一実施形態に係るノズル列を示す図である。
【図５】本発明の一実施形態に係るノズル列を示す図である。
【図６】本発明の一実施形態に係るノズル列を示す図である。
【図７】本発明の一実施形態に係るノズル列を示す図である。
【符号の説明】
【００２９】
１  記録素子基板
２  支持基板
３  流路形成部材
４  チップタンク
４０  イエローのノズル列
４１  グレーのノズル列
４２  マゼンタのノズル列
４３  シアンのノズル列
４４  ブラックのノズル列
５０  大ノズル
５１  中ノズル
５２  小ノズル
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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