(57)【要約】【課題】記録紙に濃度むらの少ない鮮明な画像を形成することが可能な高性能のインクジェットプリンタを提供する。【解決手段】多数の発熱抵抗体５が被着されたヘッド基板３と天板６との間にインク８を充填してなるインクジェットヘッドを複数個備え、前記インク８の可視波長域幅をインクジェットヘッド毎に異ならせてなるインクジェットプリンタにおいて、前記各インクジェットヘッド内に存在する発熱抵抗体３を、その最大抵抗値と最小抵抗値との差が、可視波長域幅の広いインク８を充填したインクジェットヘッドほど小さくなるように設定する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
多数の発熱抵抗体が被着されたヘッド基板と天板との間にインクを充填してなるインクジェットヘッドを複数個備え、前記インクの可視波長域幅をインクジェットヘッド毎に異ならせてなるインクジェットプリンタにおいて、前記各インクジェットヘッド内に存在する発熱抵抗体は、その最大抵抗値と最小抵抗値との差が、可視波長域幅の広いインクを充填したインクジェットヘッドほど小さくなるように設定されていることを特徴とするインクジェットプリンタ。
【請求項２】
前記複数個のインクジェットヘッドに充填されるインクは、少なくともシアンインク、マゼンタインク及びイエローインクを含むことを特徴とする請求項１に記載のインクジェットプリンタ。
【請求項３】
前記発熱抵抗体は、パルストリミング法にて抵抗値調整されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のインクジェットプリンタ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、記録紙にインク滴を所定パターンに付着させて画像を形成するインクジェットヘッドを用いたインクジェットプリンタに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、記録紙にインク滴を所定パターンに付着させて画像を形成するものとしてインクジェットヘッドが用いられている。
【０００３】
インクジェットヘッドの記録方式には、インク滴を記録紙に向けて吐出させるのに発熱抵抗体の発する熱エネルギーを利用するものや圧電素子の変形を利用するもの、更には電磁波の照射に伴って発生する熱を利用するもの等があり、これらの中でも発熱抵抗体の熱エネルギーを利用するサーマルインクジェットヘッドタイプのものは、発熱抵抗体のパターニングが容易である上に、小さな面積の発熱抵抗体であっても、比較的大きな熱エネルギーを発生させることが出来ることから、高密度記録に適したものとして注目されている。
【０００４】
かかる従来のサーマルインクジェットヘッドとしては、例えば図５に示す如く、ベースプレート２２の上面に、多数の発熱抵抗体２５を直線状に被着してなるヘッド基板２３と、前記発熱抵抗体２５と１対１に対応する多数のインク吐出孔２７を有する天板２６とを間に所定の間隙を形成するように配設するとともに、該間隙にインク２８を充填した構造のものが知られており、かかるインクジェットヘッドを用いてカラープリンタを構成する場合は、シアン、マゼンタ、イエロー等の異なるカラーインクを内部に充填した複数個のインクジェットヘッドがプリンタの筐体内に併設されることとなる。
【０００５】
そして、各インクジェットヘッドの発熱抵抗体２５を画像データに基づいて個々に選択的にジュール発熱させ、カラーインクをインク吐出孔２７よりインク滴として記録紙に向けて吐出させることによって個々のインクジェットヘッドによってカラーインクに対応したカラー画像が形成され、これらのカラー画像を記録紙上で重ね合わせることによってフルカラー記録が実現される。
【０００６】
尚、前記ヘッド基板２３−天板２６間に充填されるインク２８は、その色調に対応する可視波長域が色調毎に異なっており（シアンの可視波長域：４００ｎｍ〜４９０ｎｍ、マゼンタの可視波長域：６００ｎｍ〜７８０ｎｍ、イエローの可視波長域：５６０ｎｍ〜５８０ｎｍ）、かかるインクによって形成された画像は、可視波長域の幅が広いインクで形成された部分ほど、濃淡が視覚的に目立つ性質を有している。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述したインクジェットプリンタを構成する各インクジェットヘッドの発熱抵抗体２６は、その電気抵抗値が製造条件のバラツキ等に起因して個々に異なっており、かかる電気抵抗値のバラツキは記録紙に形成される画像の濃度むらの原因となることから、個々の発熱抵抗体２５にパルストリミングを施し、全てのインクジェットヘッドで抵抗値のバラツキ度合いが同程度に小さくなるようにしている。
【０００８】
しかしながら、上述した複数個のインクジェットヘッドに充填されているインク２８は、可視波長域の幅が広いものほど濃淡が視覚的に認識され易いという性質を有していることから、全てのインクジェットヘッドで抵抗値のバラツキ度合いが同程度となるようにトリミングを施すと、記録紙に形成される画像は、可視波長域幅の狭いイエローインクが使用された部分に比べ、可視波長域幅の広いマゼンタインクが使用された部分で濃度むらが特に目立つこととなり、記録紙に形成される画像が不鮮明となる欠点を有していた。
【０００９】
本発明は上記欠点に鑑み案出されたもので、その目的は、記録紙に濃度むらの少ない鮮明な画像を形成することが可能な高性能のインクジェットプリンタを提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明のインクジェットプリンタは、多数の発熱抵抗体が被着されたヘッド基板と天板との間にインクを充填してなるインクジェットヘッドを複数個備え、前記インクの可視波長域幅をインクジェットヘッド毎に異ならせてなるインクジェットプリンタにおいて、前記各インクジェットヘッド内に存在する発熱抵抗体は、その最大抵抗値と最小抵抗値との差が、可視波長域幅の広いインクを充填したインクジェットヘッドほど小さくなるように設定されていることを特徴とするものである。
【００１１】
また、本発明のインクジェットプリンタは、前記複数個のインクジェットヘッドに充填されるインクは、少なくともシアンインク、マゼンタインク及びイエローインクを含むことを特徴とするものである。
【００１２】
更に、本発明のインクジェットプリンタは、前記発熱抵抗体が、パルストリミング法にて抵抗値調整されていることを特徴とするものである。
【００１３】
本発明のインクジェットプリンタによれば、ヘッド基板−天板間の間隙にインクを充填したインクジェットヘッドを複数個備え、前記インクの可視波長域幅をインクジェットヘッド毎に異ならせてなるインクジェットプリンタにおいて、各インクジェットヘッド内に存在する発熱抵抗体の最大抵抗値と最小抵抗値との差を、視覚的に認識されやすい可視波長域幅の広いインクを充填したインクジェットヘッドほど小さくなるように設定したことから、可視波長域幅が広いインクを充填したインクジェットヘッドの抵抗値のバラツキ度合いが他のインクジェットヘッドに比べて小さくなる。従って、可視波長域幅の広いマゼンタインク等のインクで形成された画像の画像むらが特に目立つといった不具合が有効に防止され、記録紙に鮮明な画像を記録することができる。
【００１４】
また本発明のインクジェットプリンタによれば、各インクジェットヘッドに設けられる発熱抵抗体の抵抗値調整をパルストリミング法にて行うことにより、発熱抵抗体の抵抗値を精度よく、且つ簡単に調整することができ、これによってインクジェットプリンタの生産性を高く維持することも可能である。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を添付図面に基づいて詳細に説明する。
図１は本発明の一実施形態にかかるインクジェットプリンタの構成を示す図であり、同図に示すインクジェットプリンタは筐体１内に複数個（本実施形態では３個）のインクジェットヘッド２Ａ，２Ｂ，２Ｃを備えている。
【００１６】
前記各インクジェットヘッド２Ａ，２Ｂ，２Ｃは、図２及び図３に示す如く、単結晶シリコン等からなるベースプレート４の一主面に発熱抵抗体５を直線状に被着・配列させたヘッド基板３上に、発熱抵抗体５と１対１に対応する多数のインク吐出孔７を有する樹脂製の天板６を、間に所定の間隙を形成するように配設するとともに、前記間隙内にインク８を充填した構造を有しており、これらのインクジェットヘッド２Ａ，２Ｂ，２Ｃは、その内部に充填されるインク８の色調が個々に異なっている。
【００１７】
例えば、インクジェットヘッド２Ａにはマゼンタインクが、インクジェットヘッド２Ｂにはシアンインクが、インクジェットヘッド２Ｃにはイエローインクが、それぞれ用いられ、これらのインク８はそれぞれ異なる可視波長域（可視波長域とは、太陽光の中で、人間の目の視感覚で認識できる波長領域のことをいう）を有している。
【００１８】
例えば、シアンインクの可視波長域は４００ｎｍ〜４９０ｎｍ、マゼンタインクの可視波長域は６００ｎｍ〜７８０ｎｍ、イエローインクの可視波長域は５６０ｎｍ〜５８０ｎｍである。
【００１９】
かかる可視波長域は、その幅が広いほど人間が視覚的に認識しやすいという特性を有しており、例えば、可視波長域幅が１８０ｎｍのマゼンタインクは可視波長域幅が２０ｎｍのイエローインクよりも色の濃淡が目立ちやすくなっている。
【００２０】
また一方、インクジェットヘッド２Ａ，２Ｂ，２Ｃの発熱抵抗体５は、各インクジェットヘッド内における最大抵抗値と最小抵抗値との差が、各インクジェットヘッドに充填されるインク８の可視波長域の幅が大きいものほど小さくなるように設定されている。
【００２１】
例えば、全発熱抵抗体５の平均抵抗値が３００Ωの場合、各インクジェットヘッド内に存在する発熱抵抗体５の最大抵抗値と最小抵抗値との差は、可視波長域幅が９０ｎｍであるシアンインクを用いたインクジェットヘッド２Ａでは２．０Ω〜３．１Ωに、可視波長域幅が１８０ｎｍであるマゼンタインクを用いたインクジェットヘッド２Ｂでは０．８Ω〜１．８Ωに、可視波長域幅が２０ｎｍであるイエローインクを用いたインクジェットヘッド２Ｃでは３．３Ω〜６．３Ωにそれぞれ設定されている。
【００２２】
このように、各インクジェットヘッド内に存在する発熱抵抗体５の最大抵抗値と最小抵抗値との差を、視覚的に認識されやすい可視波長域幅の広い色調のインクを充填したインクジェットヘッドほど小さくなるように設定したことから、可視波長域幅が広い色調のインクを充填したインクジェットヘッドの抵抗値のバラツキ度合いが他のインクジェットヘッドに比べて小さくなる。従って、可視波長域幅の広いマゼンタインク等のインク８で形成された画像の画像むらが特に目立つといった不具合が有効に防止され、記録紙に鮮明な画像を記録することができる。
【００２３】
かくして上述したインクジェットプリンタは、各インクジェットヘッド２Ａ，２Ｂ，２Ｃの発熱抵抗体５を画像データに基づいて個々に選択的にジュール発熱させるとともに、該発熱した熱によってカラーインク８を天板６のインク吐出孔７より記録紙に向けて吐出させ、このようにして得られるカラー画像を記録紙上で重ね合わせることによって所定のフルカラー印画が形成される。
【００２４】
次に、上述したインクジェットヘッド２Ａ，２Ｂ，２Ｃの発熱抵抗体５の電気抵抗値を調整する方法について、従来周知のパルストリミング法を用いる場合を例に説明する。
まず、上面に多数の発熱抵抗体５を有したヘッド基板３を準備する。
【００２５】
前記発熱抵抗体５は、ＴａＮやＴａＳｉＯ，ＴａＳｉＮＯ，ＴｉＳｉＯ，ＴｉＳｉＣＯ，ＮｂＳｉＯ等の抵抗材料から成る抵抗薄膜からなり、従来周知の薄膜形成技術、例えばスパッタリング及びフォトエッチング技術を採用し、上述の抵抗材料を所定パターンに微細加工することにより例えば６００ｄｐｉ（ｄｏｔ　ｐｅｒ　ｉｎｃｈ）の密度で形成される。
（２）次に、インクジェットヘッド２Ａ，２Ｂ，２Ｃに使用されるインク８の可視波長域を測定し、インク８の可視波長域幅に対応した発熱抵抗体５の最大抵抗値と最小抵抗値との差（目標抵抗値差）を、図４の換算テーブルより求める。
【００２６】
この換算テーブルは、様々な可視波長域幅のインク８を充填したインクジェットヘッドを用いて実際にインク滴を吐出させることによって得たデータに基づくものであり、同図によれば、インク８の可視波長域幅が１８０ｎｍの場合、発熱抵抗体５の目標抵抗値差は１．８Ωに、インク８の可視波長域幅が２０ｎｍの場合、発熱抵抗体５の目標抵抗値差は６．０Ωに設定される。
（３）次に、発熱抵抗体５の電気抵抗値を、プロービング装置の探針（プローブ）等を用いて個々に測定することにより、各インクジェットヘッド内での発熱抵抗体５の最大抵抗値と最小抵抗値との差を算出するとともに、該算出した最大抵抗値と最小抵抗値との差と、（２）の工程で得た目標抵抗値差とを比較し、しかる後、発熱抵抗体５の最大抵抗値と最小抵抗値との差が目標抵抗値差に対して近づくように発熱抵抗体５の抵抗値を従来周知のパルストリミング法にて調整する。
【００２７】
尚、かかるパルストリミング法では、発熱抵抗体５に対しパルス幅（通電時間）が比較的短く、振幅（電圧値）が比較的大きなトリミングパルスを印加することによって発熱抵抗体５を形成する抵抗材料を結晶化せしめ、この場合、発熱抵抗体５がアニールされて抵抗値の下降現象が起こる。
【００２８】
また一方、発熱抵抗体５の抵抗値を上昇させる場合は、例えば、酸素を２．０質量％〜１０．０質量％含有する保護膜で発熱抵抗体５を被覆したヘッド基板３が用いられ、発熱抵抗体５に対しパルス幅が比較的長く、振幅が比較的小さなトリミングパルスを印加することによって発熱抵抗体５を形成する抵抗材料を保護膜中の酸素と結合させ、表面に薄い酸化膜を形成することによって抵抗値を上昇させる。
【００２９】
そして、上述のトリミング作業を行った後、トリミングを行った発熱抵抗体５の最大抵抗値と最小抵抗値とを測定し、該測定した最大抵抗値と最小抵抗値との差が目標抵抗値差に対して十分に近づいていない場合は、上述のトリミング作業を繰り返し行い、目標抵抗値差に近づけていくようにする。
【００３０】
尚、このようなトリミング作業では、抵抗値調整を、抵抗値の下降もしくは上昇のいずれかのみで行っても良いし、抵抗値の下降、上昇の双方で行うようにしても良い。
【００３１】
以上のようなパルストリミングを行う場合、発熱抵抗体５の抵抗値を精度よく、且つ簡単に調整することができ、これによってインクジェットプリンタの生産性を高く維持することも可能である。
【００３２】
またこの場合、前記発熱抵抗体５をＴａＳｉＯ系抵抗材料により形成し、且つＴａ含有率を５０原子％〜６０原子％に設定しておけば、発熱抵抗体５の電気抵抗値を従来周知のパルストリミング法にて調整する際、トリミングパルスを印加したときの抵抗値変動量が適度な大きさとなり、パルストリミング法によってより細かな抵抗値調整がし易くなるという利点がある。
【００３３】
ここで、発熱抵抗体５内のＴａ含有率が６０原子％よりも大きいと、トリミングパルスを印加したときの発熱抵抗体５の抵抗値変動が大きくなって細かな抵抗値調整が困難になる傾向があり、一方、発熱抵抗体５内のＴａ含有率が５０原子％よりも小さいと、トリミングパルスを印加したときの発熱抵抗体５の抵抗値変動が小さいため、発熱抵抗体５の電気抵抗値を大きく変化させる場合に、抵抗値調整に長時間を要してしまう。従って、発熱抵抗体５を形成する抵抗材料中のＴａ含有率を５０原子％〜６０原子％に設定しておくことが好ましい。
【００３４】
本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更、改良等が可能である。
【００３５】
例えば上述の実施形態において、ヘッド基板３と天板６の間に隣接する発熱抵抗体５を隔てるための隔壁部材を介在させたり、或いは、このような隔壁部材を天板６と一体的に形成するようにしても構わない。
【００３６】
また、上述の実施形態においては、インクジェットプリンタを３個のインクジェットヘッド２Ａ，２Ｂ，２Ｃで構成する場合について説明したが、更に、フォトシアンインク、フォトマゼンタインク、フォトイエローインク等のインクを吐出させるためのインクジェットヘッドを別途備えたものや、或いは、２個のインクジェットヘッドによってインクジェットプリンタを構成する場合にも本発明は適用可能である。
【００３７】
更に、上述の実施形態においては、インクジェットヘッドのインク吐出孔７を天板６に設けるようにしたが、これに代えて、インク滴をヘッド基板３のエッジより吐出させるエッジシュータータイプのインクジェットヘッドに本発明を適用するにあたり、インク吐出孔を天板には設けず、ヘッド基板の一端側でヘッド基板−天板間にインク吐出孔を設けても構わない。
【００３８】
また更に、上述の実施形態において、ヘッド基板３上に、発熱抵抗体５の発熱を制御するためのドライバーＩＣを搭載したり、発熱抵抗体５の窒化珪素等から成る保護膜で被覆するようにしても良いことは言うまでもない。
【００３９】
【発明の効果】
本発明のインクジェットプリンタによれば、ヘッド基板−天板間の間隙にインクを充填したインクジェットヘッドを複数個備え、前記インクの可視波長域幅をインクジェットヘッド毎に異ならせてなるインクジェットプリンタにおいて、各インクジェットヘッド内に存在する発熱抵抗体の最大抵抗値値と最小抵抗値との差を、視覚的に認識されやすい可視波長域幅の広いインクを充填したインクジェットヘッドほど小さくなるように設定したことから、可視波長域幅が広いインクを充填したインクジェットヘッドの抵抗値のバラツキ度合いが他のインクジェットヘッドに比べて小さくなる。従って、可視波長域幅の広いマゼンタインク等のインクで形成された画像の画像むらが特に目立つといった不具合が有効に防止され、記録紙に鮮明な画像を記録することができる。
【００４０】
また本発明のインクジェットプリンタによれば、各インクジェットヘッドに設けられる発熱抵抗体の抵抗値調整をパルストリミング法にて行うことにより、発熱抵抗体の抵抗値を精度よく、且つ簡単に調整することができ、これによってインクジェットプリンタの生産性を高く維持することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係るインクジェットプリンタの構成を示す概略図である。
【図２】図１のインクジェットプリンタを構成するインクジェットヘッドの断面図である。
【図３】図１のインクジェットプリンタに使用されるインクジェットヘッドの分解斜視図である。
【図４】インクの可視波長域幅と目標抵抗値差との関係を示す線図である。
【図５】従来のインクジェットヘッドの断面図である。
【符号の説明】
１・・・インクジェットプリンタの筐体
２Ａ，２Ｂ，２Ｃ・・・インクジェットヘッド
３・・・ヘッド基板
４・・・ベースプレート
５・・・発熱抵抗体
６・・・天板
７・・・インク吐出孔
８・・・インク
【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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