(57)【要約】本装置では、複数のノズル列のうちの隣り合う一対のノズル列に属するノズル開口同士はノズル列の延在方向に互いにずれている。複数のノズル列のそれぞれに供給される液体が、ノズル列の延在方向に直交する方向において液体噴射ヘッドの最も端部側に位置するノズル列において最も淡い色であり、ノズル列の延在方向に直交する方向において液体噴射ヘッドの中央側に位置するノズル列において最も濃い色である。本装置は、さらに、ノズル列の延在方向に直交する方向における往路及び復路のそれぞれにおいて、液体噴射ヘッドに形成された複数のノズル列のすべてから液体を吐出させるように液体噴射ヘッドを制御できる制御部を有する。液体噴射ヘッドの長大化に起因する画質低下や助走区間の増加を抑制する。
2003097363.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のノズル開口を列状に配置して形成されたノズル列を複数備え、複数種の液体を吐出可能な液体噴射ヘッドであって、前記複数のノズル列のそれぞれに供給される液体が、前記ノズル列の延在方向に直交する方向において前記液体噴射ヘッドの最も端部側に位置する前記ノズル列において最も淡い色であり、前記ノズル列の延在方向に直交する方向において前記液体噴射ヘッドの中央側に位置する前記ノズル列において最も濃い色である液体噴射ヘッドと、
前記液体噴射ヘッドが装着されたキャリッジを含み、前記液体噴射ヘッドを前記キャリッジと共に前記ノズル列の延在方向に直交する方向に走査させるキャリッジ機構と、
前記ノズル列の延在方向に直交する走査方向における往路及び復路のそれぞれにおいて、前記液体噴射ヘッドに形成された前記複数のノズル列のすべてから液体を吐出させるように前記液体噴射ヘッドを制御することができる制御部と、を備えたことを特徴とする液体噴射装置。
【請求項２】
複数の前記ノズル列のうちの隣り合う一対のノズル列に属するノズル開口同士は前記ノズル列の延在方向に互いにずれていることを特徴とする請求項１記載の液体噴射装置。
【請求項３】
前記複数のノズル列のそれぞれに供給される液体の色は、前記ノズル列の延在方向に直交する左右方向において左右対称の配列を成すように設定されており、
前記キャリッジは、前記複数のノズル列に供給される液体が充填された少なくとも二つのカートリッジを着脱自在に装着できるように構成されると共に、前記液体噴射ヘッドの左半部又は右半部のいずれか一方に属する複数のノズル列のうちの少なくとも一部に対応するカートリッジのみを同系色の他の液体が充填された他のカートリッジに交換できるように構成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の液体噴射装置。
【請求項４】
前記同系色の他の液体が充填された他のカートリッジには誤挿入防止用の凸部が形成されており、
前記キャリッジには、前記同系色の他の液体が充填された他のカートリッジを前記キャリッジに装着する際に前記誤挿入防止用の凸部を受け入れる誤挿入防止用の凹部が形成されていることを特徴とする請求項３記載の液体噴射装置。
【請求項５】
前記同系色の他の液体が充填された他のカートリッジにのみ、その内部に充填されている液体の色に関する情報が記録された記憶素子が装着されており、
前記キャリッジは、前記記憶素子に記録された液体の色に関する情報を読み取るための情報読取手段を有することを特徴とする請求項３又は４に記載の液体噴射装置。
【請求項６】
前記液体噴射ヘッドの前記複数のノズル列のそれぞれに供給される液体が、前記ノズル列の延在方向に直交する方向において前記液体噴射ヘッドの中央側に位置する前記ノズル列から端部側に位置する前記ノズル列に向かって濃色から淡色に変化することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の液体噴射装置。
【請求項７】
前記液体噴射ヘッドの前記ノズル列は８列形成されていることを特徴とする請求項６記載の液体噴射装置。
【請求項８】
前記液体噴射ヘッドの前記複数のノズル列のうち、前記ノズル列の延在方向に直交する方向における前記液体噴射ヘッドの中央側に位置する隣り合う一対のノズル列からはブラック系インクが噴射され、前記ブラック系インクが噴射される各ノズル列の外側の隣に位置する一対のノズル列からはシアン系インクが噴射され、前記シアン系インクが噴射される一対のノズル列の外側の隣に位置する一対のノズル列からはマゼンタ系インクが噴射され、前記マゼンタ系インクが噴射される一対のノズル列の外側の隣に位置する一対のノズル列からはイエロー系インクが噴射されることを特徴とする請求項７記載の液体噴射装置。
【請求項９】
前記ブラック系インクはブラックインクであり、前記シアン系インクはシアンインク又はライトシアンインクであり、前記マゼンタ系インクはマゼンタインク又はライトマゼンタインクであり、前記イエロー系インクはイエローインク又はダークイエローインクであり、
七色の記録モードで記録する際には、前記シアン系インクが噴射される前記一対のノズル列のうちの一方からシアンインクが噴射され他方からライトシアンインクが噴射され、前記マゼンタ系インクが噴射される前記一対のノズル列のうちの一方からマゼンタインクが噴射され他方からライトマゼンタインクが噴射され、前記イエロー系インクが噴射される前記一対のノズル列のうちの一方からイエローインクが噴射され他方からダークイエローインクが噴射され、
四色の記録モードで記録する際には、前記シアン系インクが噴射される前記一対のノズル列の両方からシアンインクが噴射され、前記マゼンタ系インクが噴射される前記一対のノズル列の両方からマゼンタインクが噴射され、前記イエロー系インクが噴射される前記一対のノズル列の両方からイエローインクが噴射されることを特徴とする請求項８記載の液体噴射装置。
【請求項１０】
前記ブラック系インクはブラックインク又はライトブラックインクであり、前記シアン系インクはシアンインク又はライトシアンインクであり、前記マゼンタ系インクはマゼンタインク又はライトマゼンタインクであり、前記イエロー系インクはイエローインク又はダークイエローインクであり、
八色の記録モードで記録する際には、前記ブラック系インクが噴射される前記一対のノズル列のうちの一方からブラックインクが噴射され他方からライトブラックインクが噴射され、前記シアン系インクが噴射される前記一対のノズル列のうちの一方からシアンインクが噴射され他方からライトシアンインクが噴射され、前記マゼンタ系インクが噴射される前記一対のノズル列のうちの一方からマゼンタインクが噴射され他方からライトマゼンタインクが噴射され、前記イエロー系インクが噴射される前記一対のノズル列のうちの一方からイエローインクが噴射され他方からダークイエローインクが噴射され、
四色の記録モードで記録する際には、前記ブラック系インクが噴射される前記一対のノズル列の両方からブラックインクが噴射され、前記シアン系インクが噴射される前記一対のノズル列の両方からシアンインクが噴射され、前記マゼンタ系インクが噴射される前記一対のノズル列の両方からマゼンタインクが噴射され、前記イエロー系インクが噴射される前記一対のノズル列の両方からイエローインクが噴射されることを特徴とする請求項８記載の液体噴射装置。
【請求項１１】
前記キャリッジは、前記液体噴射ヘッドから噴射される各色の液体がそれぞれ充填された各カートリッジをそれぞれ独立に着脱自在に装着できるように構成されており、
前記カートリッジに充填されている液体の種類を前記カートリッジからの情報に基づいて識別し、前記カートリッジに充填されている液体が、前記記録モードに応じて決定される所定の種類のものであるか否かを判定する判定手段をさらに有することを特徴とする請求項９又は１０に記載の液体噴射装置。
【請求項１２】
前記キャリッジは、前記液体噴射ヘッドから噴射される各色の液体がそれぞれ充填された各カートリッジをそれぞれ独立に着脱自在に装着できるように構成されており、
前記カートリッジに充填されている液体の種類を前記カートリッジからの情報に基づいて識別し、前記カートリッジに充填されている液体の種類に応じて前記記録モードを切り換える切換手段をさらに有することを特徴とする請求項９乃至１１のいずれか一項に記載の液体噴射装置。
【請求項１３】
前記キャリッジには、各色の前記カートリッジにそれぞれ挿入される複数の液体供給針が設けられていることを特徴とする請求項１１又は１２に記載の液体噴射装置。
【請求項１４】
前記液体噴射ヘッドは、前記複数のノズル開口のそれぞれに連通する複数の圧力発生室と、前記複数の圧力発生室のそれぞれの内部の液体に圧力変動を生じさせる圧力発生素子と、を備え、前記圧力発生素子は、たわみ振動モード又は縦振動モードの圧電振動子を有することを特徴とする請求項１乃至１３のいずれか一項に記載の液体噴射装置。
【発明の詳細な説明】
技術分野
本発明は、複数のノズル開口を列状に配置して形成されたノズル列を複数備え、複数種の液体を吐出可能な液体噴射ヘッドを備えた液体噴射装置に関する。
背景技術
液体噴射装置の一例であるインクジェット式記録装置は、多数のノズル開口を列状に並べて形成されたノズル列を複数備える記録ヘッド（液体噴射ヘッド）と、この記録ヘッドを主走査方向（記録紙幅方向）に移動させるキャリッジ機構と、記録紙を主走査方向に直交する副走査方向（紙送り方向）に移動させる紙送り機構とを備えている。
上記の記録ヘッドは、ノズル開口に連通した圧力室とこの圧力室内のインク圧力を変化させる圧力発生素子とを備えている。この記録ヘッドでは、吐出パルスを圧力発生素子に供給することで圧力室内のインク圧力を変化させ、ノズル開口からインク滴を吐出させる。
主走査方向に移動しながら記録ヘッドは、ドットパターンデータにより規定されるタイミングでインク滴を吐出させる。そして、記録ヘッドが移動範囲の終端に達したならば、紙送り機構は記録紙を副走査方向に移動させる。記録紙の移動を行ったならば、キャリッジ機構は記録ヘッドを再度主走査方向に移動させ、記録ヘッドは移動中にインク滴を吐出する。
以上の動作を繰り返し行うことにより、ドットパターンデータに基づく画像が記録紙上に記録される。
この種のインクジェット式記録装置においては、カラー画像を記録するために記録ヘッドから複数色のインクを吐出することが可能であり、例えば、ブラック、シアン、マゼンタ、イエローの四色が記録ヘッドから吐出される。また、カラー画像の画質を高めるために、ブラック、シアン、ライトシアン、マゼンタ、ライトマゼンタ、イエロー、ダークイエローの七色を記録ヘッドから吐出可能とする構成もある。
上述したようにインクジェット式記録装置においてはカラー印刷が可能であるが、ユーザーの用途に応じて高速印刷モードと高画質印刷モードとを切り換え可能とすることが提案されている。すなわち、高速印刷モードにおいてはブラック、シアン、マゼンタ、イエローの四色のインクを用いた四色モードにて印刷を実行し、高画質モードにおいてはブラック、シアン、ライトシアン、マゼンタ、ライトマゼンタ、イエロー、ダークイエローの七色のインクを用いた七色モードにて印刷を実行する。
このように四色モード（高速印刷モード）と七色モード（高画質印刷モード）とを切り換え可能とするために、各色に対応したノズル列が記録ヘッドに形成される。すなわち、使用頻度の高いブラックインク用のノズル列を２列設けるとすると、合計８列のノズル列が記録ヘッドに形成される。
ところが、記録ヘッドに形成されるノズル列の数が増えることによって、記録ヘッドの主走査方向の寸法が長大化する。このように記録ヘッドの寸法が長大化すると、記録ヘッドの取り付け誤差や記録紙の浮き上がり等によって記録ヘッドと記録紙との間に位置ずれが生じた場合、この位置ずれに起因する画質低下の影響が大きくなるという問題がある。
また、一般にインクジェット式記録装置においては、主走査方向において所定幅の印刷領域を確保するために、主走査方向における印刷領域の外側に記録ヘッドの助走領域が確保されている。つまり、記録ヘッドが主走査方向の終点にて折り返す際には、記録ヘッドの速度が一旦ゼロになった後に加速されるので、一旦停止した記録ヘッドが所定の速度に達するまでに、ある程度の助走が必要となりこのため、前述の助走領域が印刷領域の両端外側に確保されている。
ところが、上述したように記録ヘッドの主走査方向の寸法が長大化することに伴って、印刷領域の両端外側に設ける助走領域の必要幅が広くなってしまうという問題がある。
また、液体噴射装置において四色モード（高速印刷モード）と七色モード（高画質印刷モード）とを切換可能とした場合、記録モードの切り換えに際して、液体噴射ヘッドに供給される液体の種類が変更される。この変更は、例えばインクカートリッジの交換によるインクチェンジによって行うことができるが、記録モードに応じて決定される所定の種類のインクカートリッジが正しく装着されている必要がある。
発明の開示
本発明は、上述した事情を考慮してなされたものであって、液体噴射ヘッドの長大化に起因する画質低下や助走区間の増加を抑制し得る液体噴射装置を提供することを目的とする。
また、本発明は、高速印刷モード（例えば四色モード）と高画質印刷モード（例えば七色モード）との切り換えに際して、液体の種類の組み合わせの変更を支障なく行うことができる液体噴射装置を提供することを目的とする。
上記課題を解決するために、本発明による液体噴射装置は、複数のノズル開口を列状に配置して形成されたノズル列を複数備え、複数種の液体を吐出可能な液体噴射ヘッドであって、前記複数のノズル列のそれぞれに供給される液体が、前記ノズル列の延在方向に直交する方向において前記液体噴射ヘッドの最も端部側に位置する前記ノズル列において最も淡い色であり、前記ノズル列の延在方向に直交する方向において前記液体噴射ヘッドの中央側に位置する前記ノズル列において最も濃い色である液体噴射ヘッドと、前記液体噴射ヘッドが装着されたキャリッジを含み、前記液体噴射ヘッドを前記キャリッジと共に前記ノズル列の延在方向に直交する方向に走査させるキャリッジ機構と、前記ノズル列の延在方向に直交する走査方向における往路及び復路のそれぞれにおいて、前記液体噴射ヘッドに形成された前記複数のノズル列のすべてから液体を吐出させるように前記液体噴射ヘッドを制御することができる制御部と、を備えたことを特徴とする。
また、好ましくは、複数の前記ノズル列のうちの隣り合う一対のノズル列に属するノズル開口同士は前記ノズル列の延在方向に互いにずれている。
また、好ましくは、前記複数のノズル列のそれぞれに供給される液体の色は、前記ノズル列の延在方向に直交する左右方向において左右対称の配列を成すように設定されており、前記キャリッジは、前記複数のノズル列に供給される液体が充填された少なくとも二つのカートリッジを着脱自在に装着できるように構成されると共に、前記液体噴射ヘッドの左半部又は右半部のいずれか一方に属する複数のノズル列のうちの少なくとも一部に対応するカートリッジのみを同系色の他の液体が充填された他のカートリッジに交換できるように構成されている。
また、好ましくは、前記同系色の他の液体が充填された他のカートリッジには誤挿入防止用の凸部が形成されており、前記キャリッジには、前記同系色の他の液体が充填された他のカートリッジを前記キャリッジに装着する際に前記誤挿入防止用の凸部を受け入れる誤挿入防止用の凹部が形成されている。
また、好ましくは、前記同系色の他の液体が充填された他のカートリッジにのみ、その内部に充填されている液体の色に関する情報が記録された記憶素子が装着されており、前記キャリッジは、前記記憶素子に記録された液体の色に関する情報を読み取るための情報読取手段を有する。
また、好ましくは、前記液体噴射ヘッドの前記複数のノズル列のそれぞれに供給される液体が、前記ノズル列の延在方向に直交する方向において前記液体噴射ヘッドの中央側に位置する前記ノズル列から端部側に位置する前記ノズル列に向かって濃色から淡色に変化する。
また、好ましくは、前記液体噴射ヘッドの前記ノズル列は８列形成されている。
また、好ましくは、前記液体噴射ヘッドの前記複数のノズル列のうち、前記ノズル列の延在方向に直交する方向における前記液体噴射ヘッドの中央側に位置する隣り合う一対のノズル列からはブラック系インクが噴射され、前記ブラック系インクが噴射される各ノズル列の外側の隣に位置する一対のノズル列からはシアン系インクが噴射され、前記シアン系インクが噴射される一対のノズル列の外側の隣に位置する一対のノズル列からはマゼンタ系インクが噴射され、前記マゼンタ系インクが噴射される一対のノズル列の外側の隣に位置する一対のノズル列からはイエロー系インクが噴射される。
また、好ましくは、前記ブラック系インクはブラックインクであり、前記シアン系インクはシアンインク又はライトシアンインクであり、前記マゼンタ系インクはマゼンタインク又はライトマゼンタインクであり、前記イエロー系インクはイエローインク又はダークイエローインクであり、七色の記録モードで記録する際には、前記シアン系インクが噴射される前記一対のノズル列のうちの一方からシアンインクが噴射され他方からライトシアンインクが噴射され、前記マゼンタ系インクが噴射される前記一対のノズル列のうちの一方からマゼンタインクが噴射され他方からライトマゼンタインクが噴射され、前記イエロー系インクが噴射される前記一対のノズル列のうちの一方からイエローインクが噴射され他方からダークイエローインクが噴射され、四色の記録モードで記録する際には、前記シアン系インクが噴射される前記一対のノズル列の両方からシアンインクが噴射され、前記マゼンタ系インクが噴射される前記一対のノズル列の両方からマゼンタインクが噴射され、前記イエロー系インクが噴射される前記一対のノズル列の両方からイエローインクが噴射される。
また、好ましくは、前記ブラック系インクはブラックインク又はライトブラックインクであり、前記シアン系インクはシアンインク又はライトシアンインクであり、前記マゼンタ系インクはマゼンタインク又はライトマゼンタインクであり、前記イエロー系インクはイエローインク又はダークイエローインクであり、
八色の記録モードで記録する際には、前記ブラック系インクが噴射される前記一対のノズル列のうちの一方からブラックインクが噴射され他方からライトブラックインクが噴射され、前記シアン系インクが噴射される前記一対のノズル列のうちの一方からシアンインクが噴射され他方からライトシアンインクが噴射され、前記マゼンタ系インクが噴射される前記一対のノズル列のうちの一方からマゼンタインクが噴射され他方からライトマゼンタインクが噴射され、前記イエロー系インクが噴射される前記一対のノズル列のうちの一方からイエローインクが噴射され他方からダークイエローインクが噴射され、四色の記録モードで記録する際には、前記ブラック系インクが噴射される前記一対のノズル列の両方からブラックインクが噴射され、前記シアン系インクが噴射される前記一対のノズル列の両方からシアンインクが噴射され、前記マゼンタ系インクが噴射される前記一対のノズル列の両方からマゼンタインクが噴射され、前記イエロー系インクが噴射される前記一対のノズル列の両方からイエローインクが噴射される。
また、好ましくは、前記キャリッジは、前記液体噴射ヘッドから噴射される各色の液体がそれぞれ充填された各カートリッジをそれぞれ独立に着脱自在に装着できるように構成されており、前記カートリッジに充填されている液体の種類を前記カートリッジからの情報に基づいて識別し、前記カートリッジに充填されている液体が、前記記録モードに応じて決定される所定の種類のものであるか否かを判定する判定手段をさらに有する。
また、好ましくは、前記キャリッジは、前記液体噴射ヘッドから噴射される各色の液体がそれぞれ充填された各カートリッジをそれぞれ独立に着脱自在に装着できるように構成されており、前記カートリッジに充填されている液体の種類を前記カートリッジからの情報に基づいて識別し、前記カートリッジに充填されている液体の種類に応じて前記記録モードを切り換える切換手段をさらに有する。
また、好ましくは、前記キャリッジには、各色の前記カートリッジにそれぞれ挿入される複数の液体供給針が設けられている。
また、好ましくは、前記液体噴射ヘッドは、前記複数のノズル開口のそれぞれに連通する複数の圧力発生室と、前記複数の圧力発生室のそれぞれの内部の液体に圧力変動を生じさせる圧力発生素子と、を備え、前記圧力発生素子は、たわみ振動モード又は縦振動モードの圧電振動子を有する。
本発明によれば、液体噴射ヘッドの長大化に起因する画質低下や助走区間の増加を抑制することができる。
また、本発明によれば、高速印刷モード（例えば四色モード）と高画質印刷モード（例えば七色モード）との切り換えに際して、液体の種類の組み合わせの変更を支障なく行うことができる。
発明を実施するための最良の形態
以下、本発明による液体噴射装置の一実施形態としてのインクジェット式記録ヘッド及びインクジェット式記録装置について、図面を参照して説明する。
図１は、本実施形態によるインクジェット式記録装置の概略構成を示した斜視図である。図１中符号１はキャリッジであり、このキャリッジ１はキャリッジモータ２により駆動されるタイミングベルト３を介して、ガイド部材４に案内されてプラテン５の軸方向に往復移動されるように構成されている。キャリッジ１、キャリッジモータ２、タイミングベルト３、及びガイド部材４は、インクジェット式記録ヘッド１２をキャリッジ１と共に主走査方向に走査させるキャリッジ機構を構成している。
インクジェット式記録ヘッド１２はキャリッジ１の記録紙６に対向する側に搭載されており、またその上部には記録ヘッド１２にインクを供給するインクカートリッジ７が着脱可能に装着されている。
インクジェット式記録装置の非印刷領域であるホームポジション（図１中、右側）にはキャップ部材１３が配置されており、このキャップ部材１３はキャリッジ１に搭載された記録ヘッド１２がホームポジションに移動した時に、記録ヘッド１２のノズル形成面に押し当てられてノズル形成面との間に密閉空間を形成するように構成されている。そして、キャップ部材１３の下方には、キャップ部材１３により形成された密閉空間に負圧を与えるためのポンプユニット１０が配置されている。
キャップ部材１３における印刷領域側の近傍には、ゴムなどの弾性板を備えたワイピング手段１１が記録ヘッド１２の移動軌跡に対して例えば水平方向に進退できるように配置されていて、キャリッジ１がキャップ部材１３側に往復移動するに際して、必要に応じて記録ヘッド１２のノズル形成面を払拭することができるように構成されている。
このインクジェット式記録装置は、さらに、記録ヘッド１２により記録が行われる記録紙６を主走査方向に対して直交する副走査方向に間欠的に搬送する送り機構を備えている。
図２は、本実施形態によるインクジェット式記録ヘッドの構造を示した断面図である。記録ヘッド１２は、複数の圧力室３１を形成したアクチュエータユニット３２と、ノズル開口４７及び共通インク室３３を形成した流路ユニット３４と、圧電振動子２５と備えている。そして、アクチュエータユニット３２の前面には流路ユニット３４が接合され、アクチュエータユニット３２の背面には圧電振動子２５が配置されている。
圧力室３１は、圧電振動子２５の変形に伴って膨張収縮し、圧力室３１内のインク圧力を変化させる。そして、この圧力室３１内のインク圧力の変化によってノズル開口４７からインク滴（液滴）を吐出させる。例えば、圧力室３１を急激に収縮させることで圧力室３１内を加圧し、ノズル開口４７からインク滴を吐出させる。
アクチュエータユニット３２は、圧力室３１を形成する空部が形成された圧力室形成基板３５と、この圧力室形成基板３５の前面に接合される蓋部材３６と、この圧力室形成基板３５の背面に接合されて空部の開口面を塞ぐ振動板３７とから構成されている。蓋部材３６には、共通インク室３３と圧力室３１とを連通させるための第１インク流路３８と、圧力室３１とノズル開口４７を連通させるための第２インク流路３９とを形成してある。
流路ユニット３４は、共通インク室３３を形成する空部が形成されたインク室形成基板４１と、多数のノズル開口４７が穿設され、インク室形成基板４１の前面に接合されるノズルプレート４２と、インク室形成基板４１の背面に接合される供給口形成板４３とから構成されている。
インク室形成基板４１には、ノズル開口４７に連通するノズル連通口４４を形成してある。また、供給口形成板４３には、共通インク室３３と第１インク流路３８とを連通するインク供給口４５と、ノズル連通口４４と第２インク流路３９とを連通する連通口４６とを穿設してある。
従って、この記録ヘッド１２には、共通インク室３３から圧力室３１を通ってノズル開口４７に至る一連のインク流路が形成されている。
圧電振動子２５は、振動板３７を挟んで圧力室３１の反対側に形成されている。この圧電振動子２５は平板状であり、圧電振動子２５の前面には下部電極４８が形成され、背面には圧電振動子２５を覆うようにして上部電極４９が形成されている。
また、アクチュエータユニット３２の両端部には、基端部分が各圧電振動子２５の上部電極４９に導通する接続端子５０が形成されている。この接続端子５０の先端面は、圧電振動子２５よりも高く形成されている。そして、接続端子５０の先端面には、フレキシブル回路基板５１が接合され、接続端子５０及び上部電極４９を介して圧電振動子２５に駆動波形が供給される。
なお、圧力室３１、圧電振動子２５、及び、接続端子５０は、図ではそれぞれ二つしか示していないが、ノズル開口４７に対応して多数設けられている。
この記録ヘッド１２では、吐出パルスが入力されると上部電極４９と下部電極４８との間に電圧差が生じる。この電位差により圧電振動子２５は、電界とは直交する方向に収縮する。このとき、振動板３７に接合された圧電振動子２５の下部電極４８側は収縮せずに上部電極４９側だけが収縮するため、圧電振動子２５及び振動板３７は、圧力室３１側に突出するように撓み、圧力室３１の容積を収縮させる。
そして、ノズル開口４７からインク滴を吐出させる場合には、ある程度収縮した状態にある圧力室３１を一旦膨張させて圧力室３１内にインクを吸い込んだ後、圧力室３１を急激に収縮させる。圧力室３１が急激に収縮されると圧力室３１内にはインク圧力の上昇が生じ、この圧力上昇に伴ってノズル開口４７からインク滴が吐出される。また、インク滴の吐出後に上部電極４９の電圧を基準電位（中間電位）に戻すことにより、収縮されていた圧力室３１内が膨張し、共通インク室３３からインク供給口４５を通して圧力室３１にインクが供給されると共に、メニスカスの振動が抑制される。
図３は、複数種のインクを吐出可能な記録ヘッド１２のノズル形成面を示した平面図であり、図３から分かるように多数のノズル開口４７を副走査方向（紙送り方向）に列状に配置して形成されたノズル列Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６、Ｒ７、Ｒ８が、主走査方向（記録紙幅方向）に８列並べて形成されている。
８列のノズル列Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６、Ｒ７、Ｒ８のうちの隣り合う一対のノズル列（例えばＲ１とＲ２）に属するノズル開口４７同士は、ノズル列の延在方向（副走査方向）に所定ピッチずつ互いにずれており、また、１列置きの一対のノズル列（例えばＲ１とＲ３）に属するノズル開口４７同士はノズル列の延在方向（副走査方向）において互いに同一位置に配置されている。
そして、本実施形態による記録ヘッド１２においては、８列のノズル列Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６、Ｒ７、Ｒ８のそれぞれに供給されるインクが、ノズル列の延在方向（副走査方向）に直交する方向（主走査方向）において記録ヘッド１２の中央側に位置するノズル列Ｒ４、Ｒ５から端部側に位置するノズル列Ｒ１、Ｒ８に向かって濃色から淡色に変化している。
具体的には、ノズル列の延在方向に直交する方向（主走査方向）における記録ヘッド１２の中央側に位置する隣り合う一対のノズル列Ｒ４、Ｒ５からはブラック系インクが噴射され、これらのノズル列Ｒ４、Ｒ５の外側の隣に位置する一対のノズル列Ｒ３、Ｒ６からはシアン系インクが噴射され、これらのノズル列Ｒ３、Ｒ６の外側の隣に位置する一対のノズル列Ｒ２、Ｒ７からはマゼンタ系インクが噴射され、これらのノズル列Ｒ２、Ｒ７の外側の隣に位置する一対のノズル列Ｒ１、Ｒ８からはイエロー系インクが噴射される。
ここで、ブラック系インクはブラックインクであり、シアン系インクはシアンインク又はライトシアンインクであり、マゼンタ系インクはマゼンタインク又はライトマゼンタインクであり、イエロー系インクはイエローインク又はダークイエローインクである。
そして、本実施形態によるインクジェット式記録装置は、七色モード（高画質モード）と四色モード（高速印刷モード）とが切り換え可能であり、七色モードにおいては、シアン系インクが噴射される一対のノズル列Ｒ３、Ｒ６のうちの一方Ｒ６からシアンインクが噴射され他方Ｒ３からライトシアンインクが噴射され、マゼンタ系インクが噴射される一対のノズル列Ｒ２、Ｒ７のうちの一方Ｒ７からマゼンタインクが噴射され他方Ｒ２からライトマゼンタインクが噴射され、イエロー系インクが噴射される一対のノズル列Ｒ１、Ｒ８のうちの一方Ｒ８からイエローインクが噴射され他方Ｒ１からダークイエローインクが噴射される。
一方、四色モードにおいては、シアン系インクが噴射される一対のノズル列Ｒ３、Ｒ６の両方からシアンインクが噴射され、マゼンタ系インクが噴射される一対のノズル列Ｒ２、Ｒ７の両方からマゼンタインクが噴射され、イエロー系インクが噴射される一対のノズル列Ｒ１、Ｒ８の両方からイエローインクが噴射される。
また、本実施形態によるインクジェット式記録装置においては、図１に示したようにキャリッジ１にカートリッジ７を着脱自在に装着することが可能である。より具体的には、図４Ａに示したように、記録ヘッド１２から噴射される各色のインクがそれぞれ充填された各カートリッジ７Ｋ、７Ｃ、７Ｃ’、７Ｍ、７Ｍ’、７Ｙ、７Ｙ’をそれぞれ独立に着脱自在に装着できる。ここで、カートリッジ７Ｋ、７Ｃ、７Ｃ’、７Ｍ、７Ｍ’、７Ｙ、７Ｙ’には、それぞれ、ブラック、シアン、ライトシアン、マゼンタ、ライトマゼンタ、イエロー、ダークイエローのインクが充填されている。
また、キャリッジ１には、各色のカートリッジ７Ｋ、７Ｃ、７Ｃ’、７Ｍ、７Ｍ’、７Ｙ、７Ｙ’にそれぞれ挿入される７本のインク供給針８Ｋ、８Ｃ、８Ｃ’、８Ｍ、８Ｍ’、８Ｙ、８Ｙ’が設けられている。ブラックインク用のカートリッジ７Ｋにはインク供給針８Ｋが挿入され、この１本のインク供給針８Ｋから２列のノズル列Ｒ４、Ｒ５にブラックインクが供給される。
さらに、キャリッジ１には各カートリッジ７Ｋ、７Ｃ、７Ｃ’、７Ｍ、７Ｍ’、７Ｙ、７Ｙ’に対応させて各接点端子９が設けられている。これらの接点端子９は、各インクカートリッジ７Ｋ、７Ｃ、７Ｃ’、７Ｍ、７Ｍ’、７Ｙ、７Ｙ’に設けられた各接点ＲＯＭ（記憶素子）１４に記憶された各種情報、例えば充填されているインクの種類に関する情報を電気的に読み出すための情報読取手段である。即ち、インクカートリッジ７Ｋ、７Ｃ、７Ｃ’、７Ｍ、７Ｍ’、７Ｙ、７Ｙ’がキャリッジ１に装着されると、接点ＲＯＭ１４と接点端子９とが接触して導通するように構成されている。
また、図４Ｂは、インクカートリッジ及びキャリッジの一変形例を示しており、この例においては、ブラック系インクについてブラックのインクカートリッジ７Ｋとライトブラックのインクカートリッジ７Ｋ’の２種類のインクカートリッジがキャリッジ１に装着されている。これに合わせて、キャリッジ１には、ブラックインク用のインク供給針８Ｋとライトブラック用のインク供給針８Ｋ’の２本が設けられている。
そして、図４Ｂに示した例においては八色モードでの印刷が可能であり、八色モードにおいては、図３に示したノズル列Ｒ４からライトブラックのインクが吐出され、ノズル列Ｒ５からブラックのインクが吐出される。八色モードから四色モードに切り換える際には、ライトブラックのインクカートリッジ７Ｋ’をブラックのインクカートリッジ７Ｋに交換する。
このように図４Ｂに示した例においては、四色モードと八色モードとを切り換える際に、記録ヘッド１２の左半部に属するノズル列Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４に対応するカートリッジのすべてが、同系色の他のインクが充填された他のカートリッジに交換される。
図５は、本実施形態によるインクジェット式記録装置の機能ブロック図である。図５に示したようにこの記録装置はプリンタコントローラ６１と、プリントエンジン６２とを備えている。プリンタコントローラ６１は、ホストコンピュータ（図示せず）等から印刷データ等を受信するインターフェース６３と、各種データの記憶等を行うＲＡＭ６４と、各種データ処理のための制御ルーチン等を記憶したＲＯＭ６５と、ＣＰＵ等から成る制御部８２と、発振回路６６と、駆動信号を発生する駆動信号発生回路（駆動信号発生手段）８３と、ドットパターンデータ（ビットマップデータ）に展開された印刷データや駆動信号等をプリントエンジン６２に送信するためのインターフェース６７とを備えている。
この他に、プリンタコントローラ６１は、記録媒体の一種であるメモリカード７６を着脱可能に保持し、記録媒体保持部として機能するカードスロット７７と、メモリカード７６に記録された情報を制御部８２に送信するカードインターフェース７８とを備えている。上記のメモリカード７６には、駆動信号の波形に関するデータが記録されている。なお、メモリカード７６以外の記録媒体としては、例えば、フロッピーディスク、ハードディスク、光磁気ディスク等も使用することができる。
そして、制御部８２はコンピュータの一種であり、メモリカード７６に記録された駆動信号の波形データやＲＯＭ６５に記録された制御ルーチン等を参照してインク滴の吐出制御を行う。
また、制御部８２は、記録ヘッド１２の主走査方向における往路及び復路のそれぞれにおいて、記録ヘッド１２に形成された複数のノズル列Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６、Ｒ７、Ｒ８のすべてからインク滴を吐出させるように記録ヘッドを制御することができる。従って、記録ヘッド１２の主走査方向における往路及び復路のそれぞれにおいて七色のインクを吐出させることができ、七色モードでの印刷が可能となる。
インターフェース６３は、例えばキャラクタコード、グラフィック関数、イメージデータのいずれか１つのデータ又は複数のデータからなる印刷データをホストコンピュータから受信する。また、インターフェース６３は、ホストコンピュータに対してビジー（ＢＵＳＹ）信号やアクノレッジ（ＡＣＫ）信号等を出力することができる。
ＲＡＭ６４は、受信バッファ、中間バッファ、出力バッファ及びワークメモリ（図示せず）等として利用されるものである。受信バッファにはホストコンピュータからの印刷データが一時的に記憶され、中間バッファには中間コードデータが記憶され、出力バッファにはドットパターンデータが展開される。
ＲＯＭ６５は、制御部８２によって実行される各種制御ルーチン、フォントデータ、及びグラフィック関数等を記憶している。
なお、このＲＯＭ６５には、変更されずに継続的に使用される制御ルーチン（制御プログラム）が記憶されている。そして、駆動信号の波形に関するデータ等、バージョンアップや変更が予定されるものは、上記のメモリカード７６に記録される。
また、制御部８２は、メモリカード７６から読み取った駆動信号の波形に関するデータに基づいて駆動信号発生回路８３を制御して、印刷モードに応じて所定の駆動信号を生成させる。
プリントエンジン６２は、記録ヘッド１２を主走査方向に駆動するステッピングモータ８０、記録紙を移送する紙送りモータ８１、及び記録ヘッド１２の電気駆動系７１とから構成されている。記録ヘッド１２の電気駆動系７１は、シフトレジスタ７２、ラッチ回路７３、レベルシフタ７４、スイッチ７５、及び圧電振動子２５等を備えている。なお、シフトレジスタ７２、ラッチ回路７３、レベルシフタ７４、及びスイッチ７５はパルス生成手段として機能する。
また、図４Ａに示したように、インクカートリッジ７Ｋ、７Ｃ、７Ｃ’、７Ｍ、７Ｍ’、７Ｙ、７Ｙ’がキャリッジ１に装着されると、接点ＲＯＭ１４と接点端子９とが接触して導通し、接点端子９を通じて接点ＲＯＭ１４に記憶されていた情報が、図５に示したプリンタコントローラ６１の制御部８２によって読み取り可能となる。接点ＲＯＭ１４は、ＥＥＰＲＯＭ等の書き換え可能な記憶素子により構成することができる。
また、制御部８２は、カートリッジ７に充填されているインクの種類をカートリッジ７の接点ＲＯＭ１４からの情報に基づいて識別し、カートリッジ７に充填されているインクが、七色又は四色の記録モードに応じて決定される所定の種類のものであるか否かを判定する判定手段を含んでいる。
そして、キャリッジ１に装着されたカートリッジ７が所定の種類のインクを貯留していないと判定手段により判断された場合には、警告音や警告表示を出すことによってカートリッジ７の確認をユーザーに促すように構成されている。
また、制御部８２には、前記判定手段に代えて、又は前記判定手段に加えて、カートリッジ７に充填されているインクの種類をカートリッジ７の接点ＲＯＭ１４からの情報に基づいて識別し、カートリッジ７に充填されているインクの種類に応じて七色又は四色の記録モードを切り換える切換手段を設けることができる。
そして、この切換手段は、キャリッジ１に装着されているカートリッジ７のインク種に応じて七色又は四色の記録モードを切り換える。これにより、装着されているカートリッジ７のインク種に応じた適切な記録モードが自動的に選択されるようにすることができる。
なお、制御部８２としては、例えば単体で直接的に記録装置に接続されたホストコンピュータや、また、ネットワークを介して接続された多数のコンピュータのうちの１つのコンピュータを使用することもできる。
上述したように本実施形態による記録ヘッドにおいては、８列のノズル列Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６、Ｒ７、Ｒ８のそれぞれに供給されるインクが、ノズル列の延在方向に直交する方向（主走査方向）において記録ヘッド１２の最も端部側に位置するノズル列Ｒ１、Ｒ８において最も淡い色のイエロー系インクであり、ノズル列の延在方向に直交する方向（主走査方向）において記録ヘッド１２の中央側に位置するノズル列Ｒ４、Ｒ５において最も濃い色のブラックである。
ここで、記録ヘッド１２の取り付け誤差や記録紙６の浮き上がり等によって、記録ヘッド１２と記録紙６との間に位置ずれが発生した場合、その影響を最も強く受けるのが、記録ヘッド１２の端部側に位置するノズル列Ｒ１、Ｒ８を用いた印刷である。
そして、上述したように本実施形態による記録ヘッド１２においては、最も淡い色のイエロー系インクのノズル列Ｒ１、Ｒ８を記録ヘッド１２の主走査方向の端部に配置しているので、記録ヘッド１２と記録紙６との間の位置ずれによる影響を最も強く受けるインクが、最も淡い色のイエロー系インクであり、このため、記録ヘッド１２と記録紙６との間の位置ずれによる画質の低下を抑制することができる。
また、記録ヘッド１２が主走査方向の終点にて折り返した後に最初に印刷が可能となるノズル列は、記録ヘッド１２の主走査方向の端部にあるノズル列Ｒ１、Ｒ８である。従って、記録ヘッド１２が主走査方向の終点にて折り返した後、加速されて所定速度に達するために必要となる助走区間の長さを決める際には、記録ヘッド１２の主走査方向の端部にあるノズル列Ｒ１、Ｒ８が非印刷領域から印刷領域に進入する時点を考慮することになる。
そして、上述したように本実施形態においては、記録ヘッド１２の主走査方向の端部に位置するノズル列Ｒ１、Ｒ８から最も淡い色のイエロー系インクを吐出するように構成されているので、助走区間を、本来必要な距離よりもやや短く設定したとしても、記録ヘッド１２の加速段階（所定速度に達する前の段階）で吐出されるインクがイエロー系インクであるため、画質の低下を抑制することができる。つまり、本実施形態においては、主走査方向における印刷領域の外側に確保すべき記録ヘッド１２の助走領域を小さくすることができる。
なお、上記実施形態では、たわみ振動モードの圧電振動子２５を圧力発生素子として使用した記録ヘッド１２を例示したが、本発明は、図６に示す縦振動モードの圧電振動子１６１を用いた記録ヘッド１６２にも適用することができる。
この記録ヘッド１６２は、合成樹脂製の基台１６３と、この基台１６３の前面（図の左側に相当する）に貼着された流路ユニット１６４とを備えている。そして、この流路ユニット１６４は、ノズル開口１６５が穿設されたノズルプレート１６６と、振動板１６７と、流路形成板１６８と、シート１７６とから構成されている。
基台１６３は、前面と背面に開放された収容空間１６９が設けられたブロック状部材である。この収容空間１６９には、固定基板１７０に固定された圧電振動子１６１が収容されている。
ノズルプレート１６６は、副走査方向に沿って多数のノズル開口１６５が穿設された薄い板状部材である。各ノズル開口１６５は、ドット形成密度に対応した所定ピッチで開設されている。振動板１６７及びシート１７６によって、圧電振動子１６１が当接する厚肉部としてのアイランド部１７１と、このアイランド部１７１の周囲を囲うように設けられ、弾性を有する薄肉部１７２とが形成されている。
アイランド部１７１は、一つのノズル開口１６５に一つのアイランド部１７１が対応するように、所定ピッチで多数設けられている。
流路形成板１６８は、圧力室１７３、共通インク室１７４、及び、これらの圧力室１７３と共通インク室１７４とを連通するインク供給口１７５を形成するための開口部が設けられている。
そして、ノズルプレート１６６を流路形成板１６８の前面に配設するとともに、振動板１６７及びシート１７６を背面側に配設し、ノズルプレート１６６と振動板１６７及びシート１７６とにより流路形成板１６８を挟んだ状態で、接着等により一体化されて流路ユニット１６４が形成されている。
この流路ユニット１６４では、ノズル開口１６５の背面側に圧力室１７３が形成され、この圧力室１７３の背面側に振動板１６７のアイランド部１７１が位置している。また、圧力室１７３と共通インク室１７４とがインク供給口１７５によって連通している。
圧電振動子１６１の先端は、アイランド部１７１に背面側から当接され、この当接状態で圧電振動子１６１が基台１６３に固定されている。また、この圧電振動子１６１には、フレキシブルケーブルを介して駆動信号（ＣＯＭ）や印刷データ（ＳＩ）等が供給される。
縦振動モードの圧電振動子１６１は、充電されると電界と直交する方向に収縮し、放電すると電界と直交する方向に伸長する特性を有する。したがって、この記録ヘッド１６２では、充電されることにより圧電振動子１６１は後方に収縮し、この収縮に伴ってアイランド部１７１が後方に引き戻され、収縮していた圧力室１７３が膨張する。この膨張に伴って共通インク室１７４のインクがインク供給口１７５を通って圧力室１７３内に流入する。一方、放電することにより圧電振動子１６１は前方に向けて伸長し、弾性板のアイランド部１７１が前方に押されて圧力室１７３が収縮する。この収縮に伴って圧力室１７３内のインク圧力が高くなる。
このように、この記録ヘッド１６２では、圧電振動子１６１の充放電による電圧レベルと圧力室１７３の膨張収縮との関係が、上述した記録ヘッド１２と逆になっている。従って、この記録ヘッド１６２を用いる場合には、図２に示した記録ヘッド１２用の駆動信号を、中間電位を境に電圧の正負を反対にした駆動信号および駆動波形が用いられる。すなわち、この記録ヘッド１６２では、圧力室１７３へのインクの充填は電圧を下降させることでおこなう。同様に、インク滴の吐出は、電圧を上昇させることにより行う。
そして、この縦振動モードの記録ヘッド１６２を用いた場合でも、上記実施形態と同様の効果を得ることができる。
次に、図７乃至図９を参照して本発明の他の実施形態について説明する。なお、本実施形態は上述した実施形態の構成の一部を変更したものであり、以下では変更した部分について説明する。
本実施形態においては、キャリッジ１が、記録ヘッド１２の左半部に属するノズル列（ブラックを除く）Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３に対応するカートリッジのみを同系色の他のインクが充填された他のカートリッジに交換できるように構成されている。
より具体的には、図７に示したように、ダークイエロー、ライトマゼンタ、ライトシアンの各カートリッジ７Ｙ’、７Ｍ’、７Ｃ’に誤挿入防止用の凸部７ａが形成されると共に、キャリッジ１の左半部の内壁には、カートリッジ７Ｙ’、７Ｍ’、７Ｃ’をキャリッジ１に装着する際に誤挿入防止用の凸部７ａを受け入れる誤挿入防止用の凹部１ａが形成されている。一方、キャリッジ１の右半部の内壁には誤挿入防止用の凹部１ａは形成されていない。
このようにカートリッジ７Ｙ’、７Ｍ’、７Ｃ’に誤挿入防止用の凸部７ａを形成すると共に、キャリッジ１の内壁の左半部のみに誤挿入防止用の凹部１ａを形成したので、図８に示した四色モードの状態から図７に示した七色モードの状態へとカートリッジを入れ替える際に、ダークイエロー、ライトマゼンタ、ライトシアンのカートリッジ７Ｙ’、７Ｍ’、７Ｃ’をキャリッジ１の右半部に誤って挿入してしまうことを防止することができる。
特に、同系色のインクカートリッジ同士では、インクの色を表示するためにケース外面に貼着されたラベルの色が似ているので誤挿入を引き起こしやすいが、本実施形態においてはこのような同系色同士の誤挿入を確実に防止することができる。
また、四色モードから七色モードへの切り替えを確認するためには、ダークイエロー、ライトマゼンタ、ライトシアンのカートリッジ７Ｙ’、７Ｍ’、７Ｃ’に装着された各接点ＲＯＭ１４からの情報のみで足りる。そして、本実施形態においては、上述したようにキャリッジ１の左半部のみにこれらのカートリッジ７Ｙ’、７Ｍ’、７Ｃ’が装着される。
従って、本実施形態においては、図９に示したように、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのカートリッジ７Ｙ、７Ｍ、７Ｃ、７Ｋの接点ＲＯＭ１４を省略することが可能であり、同様に、キャリッジ１側においてもその右半部における接点端子９を省略することができる。これにより、必要な部品点数が減少して製造コストを削減することができる。
以上、本発明の特定の実施形態を例示して説明したが、本発明の精神及び範囲から逸脱することなく様々な変形及び変更を行うことができるということは、当業者において明らかであろう。本発明の範囲内に含まれるこのような変更は全て、特許請求の範囲内に含まれる。
産業上の利用可能性
本発明は、複数種の液体を吐出可能な液体噴射ヘッドを備えた液体噴射装置、例えばインクジェット式記録装置に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
図１は、本発明による液体噴射装置の一実施形態によるインクジェット式記録装置の概略構成を示した斜視図である。
図２は、図１に示したインクジェット式記録装置の記録ヘッドの構造を示す断面図である。
図３は、図２に示した記録ヘッドのノズル形成面を示した平面図である。
図４Ａは、図１に示したインクジェット式記録装置のキャリッジ及びカートリッジの部分を拡大して示した図である。
図４Ｂは、図４Ａに示したキャリッジ及びカートリッジの一変形例を示した図である。
図５は、図１に示したインクジェット式記録装置の機能ブロック図である。
図６は、本発明に適用可能な他の記録ヘッドの構造を示した断面図である。
図７は、本発明の他の実施形態におけるキャリッジ及びカートリッジを示した平面図であって、七色モードの状態を示した図である。
図８は、本発明の他の実施形態におけるキャリッジ及びカートリッジを示した平面図であって、四色モードの状態を示した図である。
図９は、本発明の他の実施形態におけるキャリッジ、カートリッジ、及び記録ヘッドを示した正面図であって、七色モードの状態を示した図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【国際調査報告】
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