(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
プリント媒体の搬送方向に対して略平行に配列され吐出口から吐出される液滴の体積が異なる複数の吐出口列と、前記各吐出口にそれぞれ対向して配置され、
前記各吐出口から液体を吐出させるための複数の吐出エネルギ発生部とを有し、前記プリント媒体の搬送方向に対して交差する方向に走査移動がなされる液体吐出ヘッドにおいて、
前記各吐出口列が、前記各吐出口の間隔が第１の間隔に設定されている第１の吐出口群と、前記各吐出口列の両端部側に配置されており、少なくとも、前記第１の間隔よりも広い第２の間隔に設定された前記各吐出口が配列されている第２の吐出口群を含む第３の吐出口群とを有し、吐出される液滴の体積が相対的に大きい吐出口列の前記第１の間隔と前記第２の間隔との差は、吐出される液滴の体積が相対的に小さい吐出口列の前記第１の間隔と前記第２の間隔との差より大きいことを特徴とする液体吐出ヘッド。
【請求項２】
前記第３の吐出口群が、前記吐出口列の末端の吐出口を含む前記第２の吐出口群のみからなる、請求項１に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項３】
前記第３の吐出口群が、前記第１の間隔に設定され、前記吐出口列の末端の吐出口を含む前記各吐出口からなる第４の吐出口群を含む、請求項１に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項４】
吐出される液体が、同色インク、濃インク、淡インクからなる群の中から選択された記録インクおよび／またはプリント媒体に対するインクのプリント性を調整するための処理液である、請求項１から３のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項５】
吐出される液体が、記録インクであり、吐出されるインク滴の体積が大小の２種類で、前記大小のインク滴の体積比が１．５〜３倍であり、吐出される体積が大きいインクのほうが吐出される体積が小さいインクよりも薄い色であり、前記吐出される体積が大きいインクが、前記第２の間隔に設定された前記各吐出口から吐出される、請求項１から３のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項６】
吐出される液体が、同色の記録インクであり、吐出されるインク滴の体積が大小の２種類で、前記大小のインク滴の体積比が１．５〜３倍であり、吐出される体積が大きいインクが、前記第２の間隔に設定された前記各吐出口から吐出される、請求項１から３のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項７】
前記吐出エネルギ発生部が、液体に膜沸騰を生じさせて前記吐出口から液体を吐出させるための熱エネルギを発生する電気熱変換体を有する、請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項８】
請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッドと、前記液体吐出ヘッドに供給される液体を貯溜する液体タンクとを具えていることを特徴とするヘッドカートリッジ。
【請求項９】
前記液体タンクが、着脱手段を介して前記液体吐出ヘッドに対して着脱可能である、請求項８に記載のヘッドカートリッジ。
【請求項１０】
請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッドの取り付け部と、プリント媒体の搬送手段とを具え、前記液体吐出ヘッドの吐出口から吐出される液体によってプリント媒体に画像を形成することを特徴とする画像形成装置。
【請求項１１】
前記取り付け部が、プリント媒体の搬送方向と交差する方向に走査移動可能なキャリッジを有する、請求項１０に記載の画像形成装置。
【請求項１２】
前記液体吐出ヘッドが、着脱手段を介して前記キャリッジに対して着脱自在に搭載される、請求項１１に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液体を吐出するための吐出口を有する液体吐出ヘッドならびにこれを用いたヘッドカートリッジおよび画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、インターネットやデジタルカメラの普及などにより、高階調のカラー印刷に対する需要も高まってきており、これに伴ってインクジェットプリンタの高性能化も進められつつある。高精細かつ高階調の高品位プリント画像を得る手段として、
▲１▼  吐出するインクの体積を小さくし、吐出口の配列間隔を狭め、解像度の向上を図る
▲２▼  特定の色インクに対し、これに含まれる色剤の割合、つまり色剤の濃度が異なる複数（最低２つ）の色インクをそれぞれ吐出する複数の吐出口の配列を用意し、必要に応じて濃インクと淡インクとを選択的に重ね打ちすることにより階調性の向上を図る
などの方法が特に有効であると考えられる。
【０００３】
しかしながら、▲１▼の方法を実現するために、吐出されるインク滴の体積をできるだけ小さくし高精細かつ高階調の高品位プリント画像を得るためには、記録媒体上により多くのインク液滴を精度良く着弾して記録しなければならず、安定したインク滴体積を吐出し記録媒体に精度良く着弾する吐出口とインク吐出ヘッドの高い応答周波数が求められる。
【０００４】
また、▲２▼の方法を実現しようとすると、特定の色インクに対して濃インクと淡インクをそれぞれ吐出する吐出口配列が必要となり、プリントヘッドの構造が複雑になってしまう。このような小さなインク滴を吐出口から吐出させる場合、インクの加熱に伴って膜沸騰により成長する気泡を吐出口を介して大気に連通させる方式のものが、例えば特開平４−１０９４０号公報、特開平４−１０９４１号公報、特開平４−１０７４２号公報などで開示され、膜沸騰により成長する気泡を大気に連通させずにインク滴を吐出する旧来のバブルジェット方式のものと区別するため、いわゆるバブルスルー方式と呼称される場合がある。
【０００５】
ところで、膜沸騰により成長する気泡を大気に連通させずにインク滴を吐出する旧来のバブルジェット方式によるプリントヘッドにおいては、吐出口から吐出されるインク滴の大きさを小さくするに連れて吐出口に連通するインク流路の通路断面積を小さくしなければならず、吐出効率が低下して吐出口から吐出されるインク滴の吐出速度が低下してしまう不具合が生ずる。インク滴の吐出速度が低下すると、その吐出方向が不安定になる上、プリントヘッドの休止時に水分の蒸発に伴ってインクの増粘化が起こり、吐出状態がさらに不安定となって初期吐出不良などが発生し、信頼性の低下を来すおそれがある。
【０００６】
この点、気泡が大気に連通するバブルスルー方式のプリントヘッドは、インク滴の大きさを吐出口の幾何学的形状のみで決定できるため、小インク滴を吐出するのに適しており、温度などの影響を受けにくく、インク滴の吐出量が旧来のバブルジェット方式のプリントヘッドと比較して非常に安定しているという利点があるため、高精細かつ高階調の高品位プリント画像を比較的容易に得ることが可能である。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
高精細かつ高階調の高品位プリント画像を得るには、上述した▲１▼、▲２▼の方法を両方組み合わせたプリントヘッド構成が特に有効であると考えられる。また、高速でプリント画像を得るには、インクの吐出される周期を短くすることや、吐出体積の大きなインクで記録画素を形成し記録密度を抑えることも有効である。そこで、特定の色インクに対して淡インクの吐出体積を濃インクのインク吐出体積よりも大きくし、それらのインク液滴の組合せで記録媒体上に画像を記録するようにすれば、全体のインク吐出回数や周期を抑えることができ、省エネルギでありかつ精度の高いインク液滴の吐出ヘッドが実現できる。そして、高精細かつ高階調の高品位プリント画像を高速で得ることができる。
【０００８】
１つの吐出口から極めて少量のインク滴を吐出させてプリントを行う場合、前述したように、インクジェットプリンタにおいては特にバブルスルー方式のものが適していると言える。
【０００９】
このようなインクジェット方式のプリントヘッドをキャリッジと共にプリント媒体に沿って高速で走査移動させつつすべての吐出口からインク滴を連続的に吐出させ、いわゆるべたプリントをプリント媒体に対して行う場合、この時のインク滴の吐出状態を図９に示す。プリントヘッド１０１の走査移動方向は、この図９の紙面に対して垂直な方向であり、図示しない吐出口は図の左右方向に配列した状態となっている。画像データがべたの場合には、各吐出口に対応するすべての吐出エネルギ発生部（図示せず）が高い駆動周波数で駆動される。このため、吐出口からプリント媒体１０２に向けて吐出するインク滴１０３の運動に伴い、その周囲に介在する粘性を持った空気もインク滴１０３の運動に引きずられて移動する。この結果、プリントヘッド１０１の吐出口が開口する吐出口面１０４近傍がプリントヘッド１０１の周囲よりも減圧傾向となり、周囲の空気が減圧領域へ気流となって流れ、その流れの影響によって、特に吐出口の配列方向両端側に位置する吐出口から吐出されるインク滴１０３がその配列方向中央側に引き寄せられ、プリント媒体１０２に対して所期の位置に吐出されなくなることが判明した。このことから、端部の複数の吐出液滴が中央部へ引き寄せられている。
【００１０】
このような現象の下で、べたプリントを複数回のキャリッジの走査移動によって行った場合、この時のプリント媒体に形成されるべたプリントの画像を図１０に模式的に示す。キャリッジはプリントヘッドと共に図中、上方から下方に走査移動するが、この際に前回の走査移動によって形成されたべた画像１０５と次の走査移動によって形成されたべた画像１０６との間に白筋１０７が形成されてしまうことが理解されよう。
【００１１】
このような不具合は、吐出口の配列間隔を狭く設定し、１回の駆動操作によって１０ｐｌ以下の少量のインク滴を高周期で吐出できるバブルスルー方式のインクジェットプリンタにおいて特に顕著に現れ、吐出されるインク滴の体積の違いによって程度が異なることが発明者の検討により分かった。表１は吐出口の配列間隔１２００ｄｐｉ（２１μｍ）のときの端ヨレ量（白筋１０７の１／２の値）のデータである。
【００１２】
【表１】
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この理由としては、プリントヘッドをキャリッジと共にプリント媒体に沿って高速で走査移動させつつすべての吐出口からインク滴を連続的に吐出させるため、キャリッジの形状や走査速度、吐出口配列の位置、吐出口とプリント媒体との距離、インク液滴の大きさや吐出速度などの要因が複雑にからみあっていると考えられる。これらの要因の中でも、本発明によって解決しようとする課題は、インク液滴の大きさによって端ヨレ量（端部の複数の吐出液滴が中央部へ引き寄せられている不具合）の程度が異なるのを防止することである。また、大きさの異なるインク液滴が混在することによる相互に影響し合う端ヨレ量の最適な補正をすることである。例えば、約４ｐｌを吐出する吐出口配列と約２ｐｌを吐出する吐出口配列が混在し、両者を同時に吐出させながらキャリッジを高速で走査させた場合、約４ｐｌのインク液滴を吐出する吐出口配列の下流側に位置する約２ｐｌのインク液滴は、単独で吐出させた時の１．５〜３倍の端ヨレ量を示す。従来は、吐出エネルギ発生部に対する駆動周波数を低く抑えたり、キャリッジが一回走査する間に吐出駆動させる数を少なくすることによって上述した不具合を緩和することも可能であった。しかしながら、吐出エネルギ発生部に対する駆動周波数を低くしたり吐出駆動数を少なく設定した場合にはプリント速度が遅くなってしまい、高速でプリントアウトするというユーザのニーズに応えることができなくなってしまう。
【００１３】
そこで、本発明は、インク吐出体積の異なる吐出口配列が混在しており大きさの異なるインク液滴が同時に吐出されるようなインクジェットプリンタであっても、その配列方向両端側に位置する吐出口から吐出されるインク滴の偏倚により、べたプリントに際に白筋が発生しないように配慮した液体吐出ヘッドならびにこの液体吐出ヘッドを用いるヘッドカートリッジおよび画像形成装置を提供することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため本発明の液体吐出ヘッドは、プリント媒体の搬送方向に対して略平行に配列され吐出口から吐出される液滴の体積が異なる複数の吐出口列と、各吐出口にそれぞれ対向して配置され、各吐出口から液体を吐出させるための複数の吐出エネルギ発生部とを有し、プリント媒体の搬送方向に対して交差する方向に走査移動がなされる液体吐出ヘッドにおいて、各吐出口列が、各吐出口の間隔が第１の間隔に設定されている第１の吐出口群と、各吐出口列の両端部側に配置されており、少なくとも、第１の間隔よりも広い第２の間隔に設定された各吐出口が配列されている第２の吐出口群を含む第３の吐出口群とを有し、吐出される液滴の体積が相対的に大きい吐出口列の第１の間隔と第２の間隔との差は、吐出される液滴の体積が相対的に小さい吐出口列の第１の間隔と第２の間隔との差より大きいことを特徴とする。
【００１５】
上記の通りの本発明の液体吐出ヘッドは、吐出口から吐出される液滴の体積が異なる複数の吐出口列が、第１の吐出口群と、第２の吐出口群を含む第３の吐出口群とを有し、吐出される液滴の体積が相対的に大きい吐出口列の第１の間隔と第２の間隔との差は、吐出される液滴の体積が相対的に小さい吐出口列の第１の間隔と第２の間隔との差より大きくなるように設定されている。これにより、液体の吐出時に周囲よりも減圧傾向となり、周囲の空気が減圧領域へ気流となって流れ、その流れの影響によって、特に吐出口の配列方向の両端側に位置する吐出口から吐出される液体がその配列方向の中央側に引き寄せられ、プリント媒体に対して所期の位置に吐出されなくなるのを、吐出体積毎に個別に防止することができる。
【００１６】
また、この吐出口の間隔は、吐出される液滴の各体積に応じて異なるように構成されている。これにより、同時に吐出される液滴の体積が２種類以上混在していも、それぞれ吐出口間隔が適正量だけ補正することができる。
【００１７】
また、本発明の液体吐出ヘッドは、第３の吐出口群が、吐出口列の末端の吐出口を含む第２の吐出口群のみからなるものであってもよいし、第３の吐出口群が、第１の間隔に設定され、吐出口列の末端の吐出口を含む各吐出口からなる第４の吐出口群を含むものであってもよい。
【００１８】
さらに、本発明の液体吐出ヘッドは、吐出される液体が、同色インク、濃インク、淡インクからなる群の中から選択された記録インクおよび／またはプリント媒体に対するインクのプリント性を調整するための処理液であってもよいし、吐出される液体が、記録インクであり、吐出されるインク滴の体積が大小の２種類で、大小のインク滴の体積比が１．５〜３倍であり、吐出される体積の大きいインクのほうが吐出される体積が小さいインクよりも薄い色であり、吐出される体積が大きいインクが、第２の間隔に設定された各吐出口から吐出されるものであってもよい。あるいは、吐出される液体は同色の記録インクであってもよい。
【００１９】
また、本発明の液体吐出ヘッドは、吐出エネルギ発生部が、液体に膜沸騰を生じさせて吐出口から液体を吐出させるための熱エネルギを発生する電気熱変換体を有するものであってもよい。
【００２０】
本発明のヘッドカートリッジは、本発明の液体吐出ヘッドと、前記液体吐出ヘッドに供給される液体を貯溜する液体タンクとを具えていることを特徴としており、液体タンクが、着脱手段を介して液体吐出ヘッドに対して着脱可能であってもよい。
【００２１】
本発明の画像形成装置は、本発明の液体吐出ヘッドの取り付け部と、プリント媒体の搬送手段とを具え、前記液体吐出ヘッドの吐出口から吐出される液体によってプリント媒体に画像を形成することを特徴とする。
【００２２】
上記の通りの本発明の画像形成装置は、本発明の液体吐出ヘッドによりプリント媒体に画像を形成するため、液体の吐出時に周囲よりも減圧傾向となり、周囲の空気が減圧領域へ気流となって流れ、その流れの影響によって、特に吐出口の配列方向の両端側に位置する吐出口から吐出される液体がその配列方向の中央側に引き寄せられ、プリント媒体に対して所期の位置に吐出されなくなるのを、吐出体積毎に個別に防止することができる。よって、同時に吐出される液滴の体積が２種類以上混在していも、それぞれ吐出口間隔が適正量だけ補正されているのでべたプリントを行った場合でも白筋が発生しない高精細かつ高階調の高品位プリント画像を得ることができる。
【００２３】
また、本発明の画像形成装置は、取り付け部が、プリント媒体の搬送方向と交差する方向に走査移動可能なキャリッジを有するものであってもよいし、液体吐出ヘッドが、着脱手段を介してキャリッジに対して着脱自在に搭載されるものであってもよい。
【００２４】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００２５】
なお、以下の各実施形態で示される数値は一例であり、本発明はこれらに限定されるものではない。また、本発明は、各実施形態に限らず、これらをさらに組み合わせるものであってもよく、この明細書の特許請求の範囲に記載された本発明の概念に包含されるべき他の技術にも応用することができる。
（第１の実施形態）
本発明による画像形成装置をインクジェットプリンタに応用した一実施形態について、図１〜図９を参照しながら詳細に説明する。
【００２６】
本実施形態におけるインクジェットプリンタの機構部分の外観を図１に示し、このインクジェットプリンタに用いられるヘッドカートリッジの外観を分解状態で図２に示し、そのプリントヘッドの外観を図３に示す。すなわち、本実施形態におけるインクジェットプリンタのシャシー１０は、所定の剛性を有する複数の板状金属部材により構成され、このインクジェットプリンタの骨格をなす。シャシー１０には、図示しないシート状のプリント媒体をインクジェットプリンタの内部へと自動的に給送する媒体給送部１１と、この媒体給送部１１から１枚ずつ給送されるプリント媒体を所望のプリント位置へ導くと共にこのプリント位置から媒体排出部１２へとプリント媒体を導く媒体搬送部１３と、プリント位置に搬送されたプリント媒体に所定のプリント動作を行うプリント部と、このプリント部に対する回復処理を行うヘッド回復部１４とが組み付けられている。
【００２７】
プリント部は、キャリッジ軸１５に沿って走査移動可能に支持されたキャリッジ１６と、このキャリッジ１６にヘッドセットレバー１７を介して着脱可能に搭載されるヘッドカートリッジ１８とからなる。
【００２８】
ヘッドカートリッジ１８が搭載されるキャリッジ１６には、このヘッドカートリッジ１８のプリントヘッド１９をキャリッジ１６上の所定の装着位置に位置決めするためのキャリッジカバー２０と、プリントヘッド１９のタンクホルダ２１と係合してプリントヘッド１９を所定の装着位置に位置決めするように押圧する前述のヘッドセットレバー１７とが設けられている。ヘッドセットレバー１７は、キャリッジ１６の上部に図示しないヘッドセットレバー軸に対して回動可能に設けられ、またプリントヘッド１９との係合部には、ばね付勢される図示しないヘッドセットプレートが設けられ、このヘッドセットプレートのばね力によってプリントヘッド１９を押圧しながらキャリッジ１６に装着するようになっている。
【００２９】
プリントヘッド１９に対するキャリッジ１６の別の係合部には、図示しないコンタクトフレキシブルプリントケーブル（以下、コンタクトＦＰＣと称す）２２の一端部が連結され、このコンタクトＦＰＣ２２の一端部に形成された図示しないコンタクト部と、プリントヘッド１９に設けられた外部信号入力端子であるコンタクト部２３とが電気的に接触し、プリントのための各種情報の授受やプリントヘッド１９への電力の供給などを行い得るようになっている。
【００３０】
コンタクトＦＰＣ２２のコンタクト部とキャリッジ１６との間には、図示しないゴムなどの弾性部材が設けられ、この弾性部材の弾性力とヘッドセットプレートによる押圧力とによって、コンタクトＦＰＣ２２のコンタクト部とプリントヘッド１９のコンタクト部２３との確実な接触を可能とするようになっている。コンタクトＦＰＣ２２の他端部は、キャリッジ１６の背面に搭載された図示しないキャリッジ基板に接続されている。
【００３１】
本実施形態におけるヘッドカートリッジ１８は、インクを貯留するインクタンク２４と、このインクタンク２４から供給されるインクをプリント情報に応じてプリントヘッド１９の吐出口２５（図４参照）から吐出させる前述のプリントヘッド１９とを有する。本実施形態のプリントヘッド１９は、キャリッジ１６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を採用している。
【００３２】
また、本実施形態では写真調の高画質なカラープリントを可能とするため、例えば黒色、淡シアン色、淡マゼンタ色、シアン色、マゼンタ色および黄色の各色インクが独立した６個のインクタンク２４を使用可能としている。各インクタンク２４には、ヘッドカードリッジ１８に対して係止し得る弾性変形可能な取り外し用レバー２６が設けられ、この取り外し用レバー２６を操作することにより、図３に示すように、プリントヘッド１９に対してそれぞれ取り外し可能となっている。
【００３３】
プリントヘッド１９は、後述するプリント素子基板２７、前述のタンクホルダ２１などから構成されている。本実施形態におけるプリントヘッド１９のプリント素子基板２７の破断構造を図４に示し、その吐出口の配列形態を図５に示し、そのＡ−Ａ´断面構造を図６にそれぞれ示す。本実施形態におけるプリント素子基板２７は、厚さが０.５ｍｍ〜１ｍｍのシリコン基板の上に成膜技術を用いて吐出エネルギ発生部、共通インク室３１、インク路３３、吐出口２５などを形成したものである。すなわち、プリント素子基板２７には、これを貫通する長孔状のインク供給口２８が形成されている。このインク供給口２８の両側には、プリント媒体の搬送方向、つまりインク供給口２８の長手方向に沿って所定間隔で２列に並ぶ複数（本実施形態では片側２５６個）の電気熱変換体２９が相互に半ピッチずらした状態で形成されている。そして、それぞれの列の中心間距離は２３３μｍであり、それぞれ吐出エネルギ発生部を構成している。プリント素子基板２７には、これら電気熱変換体２９の他、電気熱変換体２９とプリンタ本体側との電気的接続を行うための電極端子３０およびアルミニウムなどで形成される図示しない電気配線などが成膜技術によって形成されている。
【００３４】
プリント素子基板２７に形成された電極端子３０に対して連結される電気配線基板３６は、プリント素子基板２７にインクを吐出するための電気信号を印加するためのものであり、プリント素子基板２７に対応する電気配線と、この電気配線端部に位置し、プリンタ本体からの電気信号を受け取るための前述のコンタクト部２３とを有しており、このコンタクト部２３はタンクホルダ２１の背面側に位置決め固定されている。この電気配線基板３６を介して図示しない駆動ＩＣから電気熱変換体２９に対する駆動信号が与えられ、同時に駆動電力がこの電気熱変換体２９に供給される。
【００３５】
なお、インクタンク２４を着脱可能に保持するタンクホルダ２１には、インクタンク２４からプリント素子基板２７のインク供給口２８に亙るインク流路が形成されている。
【００３６】
プリント素子基板２７上には、インク供給口２８に連通する共通インク室３１を介して電気熱変換体２９とそれぞれ正対する複数の吐出口２５を有する上板部材３２が形成される。すなわち、この上板部材３２とプリント素子基板２７との間には、個々の吐出口２５と共通インク室３１とに連通するインク路３３が形成され、隣接するインク路３３の間には仕切り壁３４が形成される。これら共通インク室３１、インク路３３および仕切り壁３４などは、吐出口２５と同様にフォトリソグラフィ技術により上板部材３２と共に形成される。
【００３７】
インク供給口２８から各インク路３３内に供給される液体は、対応するインク路３３に臨む電気熱変換体２９に駆動信号が与えられることにより、電気熱変換体２９の発熱に伴って沸騰し、これにより発生する気泡の圧力によって吐出口２５から吐出される。この場合、液室３１内で発生する気泡は、その成長に伴って吐出口２５から大気連通状態となる。
【００３８】
本実施形態では、図５（ａ）に示す第１の配列状態および図５（ｂ）に示す第２の配列状態の二種類の吐出口配列が混在するようにプリントヘッドを構成した。
【００３９】
図５に示すプリンタヘッドは、図５（ａ）に示す複数の第１の吐出口２５ａからなる吐出口列と、図５（ｂ）に示す第１の吐出口２５ａよりも吐出口の直径が小さい複数の第２の吐出口２５ｂからなる吐出口列とを有する。
【００４０】
第１の配列状態は、配列間隔ｄ0で配列された複数の第１の吐出口２５ａからなる第１の吐出口群５０と、配列間隔ｄ1で配列された複数の第１の吐出口２５ａからなる第２の吐出口群５１とを有し、吐出口列の両端側に第２の吐出口群５１が配置され、その間に第１の吐出口群５０が配置されている。
【００４１】
すなわち、第１の配列状態では、一方の列の末端吐出口２５ａ´から数えて２０個目までが、配列間隔ｄ1が６００ｄｐｉ間隔よりも１μｍだけ広い４３.３μｍに設定された第２の吐出口群５１であり、両端部に配置された第２の吐出口群５１の間に、配列間隔ｄ0が６００ｄｐｉ（４２.３μｍ）に設定された第１の吐出口群５０が配置されている。従って、その配列方向両端に位置する末端吐出口２５ａ´は、すべての吐出口が６００ｄｐｉ間隔で配列している場合よりも、２０μｍだけ余計に間隔が拡がる方向に位置がずれていることになる。また、他方の列は、一方の列に対してこれらの第１の吐出口２５ａの配列間隔の１／２だけずらして配置されており、従って２列合わせた第１の吐出口２５ａの配列密度はほぼ１２００ｄｐｉとなる。
【００４２】
また、第２の配列状態は、配列間隔ｄ0で配列された複数の第２の吐出口２５ｂからなる第１の吐出口群５０と、配列間隔ｄ2で配列された複数の第２の吐出口２５ｂからなる第２の吐出口群５２とを有し、吐出口列の両端部に第２の吐出口群５２が配置され、その間に第１の吐出口群５０が配置されている。
【００４３】
すなわち、第２の配列状態では、一方の列の末端吐出口２５ｂ´から数えて２０個目までが、配列間隔ｄ2が６００ｄｐｉ間隔よりも０.２５μｍだけ広い４２.５５μｍに設定された第２の吐出口群５２であり、両端部に配置された第２の吐出口群５２の間に、第２の吐出口２５ｂの配列間隔ｄ0は６００ｄｐｉ（４２.３μｍ）間隔に設定されている。従って、その配列方向両端に位置する末端吐出口２５ｂ´は、すべての吐出口が６００ｄｐｉ間隔で配列している場合よりも、５μｍだけ余計に間隔が拡がる方向に位置がずれていることになる。また、他方の列は、一方の列に対してこれらの吐出口の配列間隔の１／２だけずらして配置されており、従って２列合わせた吐出口の配列密度はほぼ１２００ｄｐｉとなる。
【００４４】
本実施形態ではこれら２つの吐出口列の間の間隔（左右の列の第２の吐出口２５ｂの中心間距離）を２３μｍに設定している。第１の配列状態に並ぶ電気熱変換体２９は一辺が２４μｍの正方形で、第１の吐出口２５ａは直径が１４μｍの円形であり、約４ｐｌのインク滴が吐出される。また、第２の配列状態に並ぶ電気熱変換体２９は一辺が２２μｍの正方形で、第２の吐出口２５ｂは直径が１２μｍの円形であり、約２ｐｌのインク滴がそれぞれの第１および第２の吐出口２５ａ、２５ｂから吐出されるようになっている。また、吐出速度は１０〜１５ｍ／ｓであった。
【００４５】
なお、第１および第２の吐出口２５ａ、２５ｂの形状として本実施形態のような円形以外に、長方形や星形のような形状に設定しても、特に問題はない。
【００４６】
また、インク滴の体積比も、本実施形態では約２倍のものを一例に示したが、１．５〜３倍の範囲内に設定されるものであってもよい。また、インクの色については、吐出されるインク滴の体積に応じて、同色のインク、濃インク、淡インクをどのように組み合わせて用いるものであってもよいが、吐出されるインク滴の体積が大きいほうが吐出されるインク滴の体積が小さいほうよりも薄い色のインクとするのが好適である。また、さらに、吐出する液体としては、インクのみならず、プリント媒体に対するインクのプリント性を調整するための処理液であってもよい。
【００４７】
このようなインクジェット方式のプリントヘッド１９をキャリッジ１６と共にプリント媒体に沿って高速で走査移動させつつすべての吐出口２５からインク滴を連続的に吐出させ、いわゆるべたプリントをプリント媒体に対して行った。
【００４８】
写真調の記録を行う際には、複数回のパスで画像を形成する多パス（マルチパス）を用いるが、本実施形態では、４パスで記録を行い、メディアはＣＡＮＯＮ製ＰＲ−１０１紙を用い、ムラの幅を測定した。また、比較のため、従来のプリントヘッドにおけるムラの幅についても測定した。
【００４９】
吐出口の間隔を６００ｄｐｉ間隔ですべて等しく設定した従来のプリントヘッドでは、図１０に示すような白筋１０７の幅が、第１の配列状態において７０μｍ程度にも達することが判明した。また、写真調の記録を行う際には、図１１のようにパスのつなぎ部分１０８がうっすら薄くなりムラに見えた。
【００５０】
一方、本実施形態のプリントヘッドの場合、白筋１０７の幅が、第１の配列状態では約４０μｍ、第２の配列状態では約６μｍであった。
【００５１】
さらに、第１の配列状態の吐出口配列から約４ｐｌ、第２の配列状態の吐出口配列から約２ｐｌのインク滴を同時に吐出させた場合、約４ｐｌのインク液滴を吐出する吐出口配列の下流側に位置する約２ｐｌのインク液滴は、単独で吐出させた時の１．５〜３倍の端ヨレ量（５〜８μｍ）を示す。表２にデータを示す。１００％がノズル幅１０９のベタ記録に相当し、４パスの最大デューティが２５％に相当する。
【００５２】
【表２】
0003894548.tif 000003
このことから、本実施形態では第１の配列状態の吐出口配列から約４ｐｌ、第２の配列状態の吐出口配列から約２ｐｌのインク滴を同時に吐出させた場合を考慮して、それらの配列方向両端部にそれぞれ位置する合計４０個の吐出口が中央側の吐出口の配列間隔に対して、第１の配列状態と第２の配列状態においてそれぞれ１μｍと０.２５μｍずつ余計に間隔が拡がる方向に位置をずらした。このため、写真調プリント記録の際に吐出口の配列方向中央側で発生する減圧雰囲気により、それらの配列方向両端部にそれぞれ位置する吐出口から吐出されるインク滴はそれらの配列方向中央側に引き寄せられ、最終的にそれらの配列方向中央側に位置する吐出口から吐出されてプリント媒体に到達したインク滴の間隔とほぼ同じ間隔に修正される。この結果、従来では１回のキャリッジ１６の走査移動毎に発生していた白筋などの発生を未然に防止することができる。
【００５３】
このような写真調プリントの実施に際し、プリント媒体とプリントヘッド１９の第１および第２の吐出口２５ａ、２５ｂが開口する吐出口面３５との間隔を１.６ｍｍに設定し、キャリッジ１６の走査移動速度を毎秒４２２．３ｍｍに設定した。このときの、プリントヘッドのノズルの応答周波数は２０ｋＨｚである。
（第２の実施形態）
上述した第１の実施形態では、図５（ａ）及び図５（ｂ）に示すように配列方向両端部に位置する吐出口及び電気熱変換体の間隔を、それ以外の中央側の間隔よりも広くすることを特徴としたが、本実施形態では、図７（ａ）に示す第３の配列状態および図７（ｂ）に示す第４の配列状態のような吐出体積の異なる二種類の吐出口配列が混在するようにプリントヘッドを構成した。先の実施形態と同一機能の要素にはこれと同一符号を記すに止め、重複する説明は省略するものとする。
【００５４】
第３の配列状態は、複数の第１の吐出口２５ａが配列されており、その配列が、配列間隔ｄ0で配列された第１の吐出口群６０と、配列間隔ｄ3で配列された第３の吐出口群６１ａおよび配列間隔ｄ0で配列された第４の吐出口群６１ｂを含む第２の吐出口群６１とからなり、吐出口列の両端側に第２の吐出口群６１が配置され、その間に第１の吐出口群６０が配置されているものである。
【００５５】
すなわち、その配列方向の第１の吐出口群６０および第４の吐出口群６１ｂに位置する第１の吐出口２５ａおよび吐出エネルギ発生部の配列間隔ｄ0は相互に等しく設定され、第１の吐出口群６０と第４の吐出口群６１ｂとの間に位置する第３の吐出口群６１ａの第１の吐出口２５ａおよび吐出エネルギ発生部の配列間隔ｄ3は、配列間隔ｄ0よりも広く設定されており、その間隔の設定は、吐出される液滴の体積によって異なるものとなっている。
【００５６】
より詳細には、第３の配列状態では、一方の列の末端吐出口２５ａ´から数えて４個目までである第４の吐出口群６１ｂと第１の吐出口群６０との配列間隔ｄ0は、６００ｄｐｉ（４２.３μｍ）に設定されている。また、第３の吐出口群６１ａに位置する２０個の第１の吐出口２５ａおよび吐出エネルギ発生部の配列間隔ｄ3は、６００ｄｐｉ間隔よりも１μｍだけ広い４３.３μｍに設定されている。従って、その配列方向両端に位置する末端吐出口２５ａ´は、すべての吐出口が６００ｄｐｉ間隔で配列している場合よりも、２０μｍだけ余計に間隔が拡がる方向に位置がずれていることになる。また、他方の列は、一方の列に対してこれらの吐出口の配列間隔の１／２だけずらして配置されており、従って２列合わせた吐出口の配列密度はほぼ１２００ｄｐｉとなる。
【００５７】
第４の配列状態は、複数の第２の吐出口２５ｂが配列されており、その配列が、配列間隔ｄ0で配列された第１の吐出口群６０と、配列間隔ｄ4で配列された第３の吐出口群６２ａおよび配列間隔ｄ0で配列された第４の吐出口群６２ｂを含む第２の吐出口群６２とからなり、吐出口列の両端側に第２の吐出口群６２が配置され、その間に第１の吐出口群６０が配置されているものである。
【００５８】
すなわち、その配列方向の第１の吐出口群６０および第４の吐出口群６２ｂに位置する第２の吐出口２５ｂおよび吐出エネルギ発生部の配列間隔ｄ0は相互に等しく設定され、第１の吐出口群６０と第４の吐出口群６２ｂとの間に位置する第３の吐出口群６２ａの第２の吐出口２５ｂおよび吐出エネルギ発生部の配列間隔ｄ4は、配列間隔ｄ0よりも広く設定されている。
【００５９】
より詳細には、第４の配列状態では、一方の列の末端吐出口２５ｂ´から数えて４個目までである第４の吐出口群６２ｂと第１の吐出口群６０の配列間隔ｄ0は、６００ｄｐｉ（４２.３μｍ）に設定されている。また、第３の吐出口群６２ａに位置する２０個の吐出口２５および吐出エネルギ発生部の配列間隔ｄ4は、６００ｄｐｉ間隔よりも０.２５μｍだけ広い４２.５５μｍに設定されている。従って、その配列方向両端に位置する末端吐出口２５ｂ´は、すべての第２の吐出口２５ｂが６００ｄｐｉ間隔で配列している場合よりも、５μｍだけ余計に間隔が拡がる方向に位置がずれていることになる。また、他方の列は、一方の列に対してこれらの吐出口の配列間隔の１／２だけずらして配置されており、従って２列合わせた吐出口の配列密度はほぼ１２００ｄｐｉとなる。
【００６０】
なお、本実施形態では、吐出口の配列方向両端から数えて４個目までの吐出口の直径を比較的大きめの１５μｍに設定した。そのほかの実施の形態は、第１の実施形態と重複のため省略するが、同様な効果を得ることができる。
（第３の実施形態）
上述した第１及び第２の実施形態では、インク供給口２８に連なる共通インク室３１の両側に長手方向に沿って所定間隔で２列に並ぶ複数（第１の実施形態では片側２５６個、合計５１２個）の第１および第２の吐出口２５ａ、２５ｂの形状や寸法を、それらから吐出される液滴の体積を同等になるように設計したが、本実施形態では図８に示すように、同色のインクを溜めることのできる共通インク室３１の片側に配列する第１の吐出口２５ａから吐出される液滴の体積ともう片方の側に配列する第２の吐出口２５ｂから吐出される液滴の体積とが異なるように設計されていることを特徴としている。
【００６１】
第５の配列状態は、一方の列が、配列間隔ｄ0で配列された複数の第１の吐出口２５ａからなる第１の吐出口群７０と、配列間隔ｄ5で配列された複数の第１の吐出口２５ａからなる第２の吐出口群７１とからなり、吐出口列の両端側に第２の吐出口群７１が配置され、その間に第１の吐出口群７０が配置されており、また、もう片方の側の列が、配列間隔ｄ0で配列された複数の第２の吐出口２５ｂからなる第１の吐出口群７０と、配列間隔ｄ6で配列された複数の第２の吐出口２５ｂからなる第２の吐出口群７２とからなり、吐出口列の両端側に第２の吐出口群７２が配置され、その間に第１の吐出口群７０が配置されている。
【００６２】
すなわち、第５の配列状態では、一方の列の末端吐出口２５ａ´から数えて２０個目までが、ｄ5の間隔、すなわち６００ｄｐｉ間隔よりも１μｍだけ広い４３.３μｍに設定された第２の吐出口群７１であり、両端部に配置された第２の吐出口群７１の間に、配列間隔ｄ0が６００ｄｐｉ（４２.３μｍ）間隔に設定された第１の吐出口群７０が配置されている。従って、その配列方向両端に位置する末端吐出口２５ａ´は、すべての第１の吐出口２５ａが６００ｄｐｉ間隔で配列している場合よりも、２０μｍだけ余計に間隔が拡がる方向に位置がずれていることになる。また、もう片方の側の列の末端吐出口２５ｂ´から数えて２０個目までが、ｄ6の間隔、すなわち６００ｄｐｉ間隔よりも０.２５μｍだけ広い４２.５５μｍに設定された第２の吐出口群７２であり、両端部に配置された第２の吐出口群７２の間に、配列間隔ｄ0は６００ｄｐｉ（４２.３μｍ）間隔に設定された第１の吐出口群７０が配置されている。従って、その配列方向両端に位置する末端吐出口２５ｂ´は、すべての第２の吐出口２５ｂが６００ｄｐｉ間隔で配列している場合よりも、５μｍだけ余計に間隔が拡がる方向に位置がずれていることになる。また、他方の第２の吐出口２５ｂの配列は、一方の列に対してこれらの第１の吐出口２５ａの配列間隔の１／２だけずらして配置されており、従って２列合わせた第１および第２の吐出口２５ａ、２５ｂの配列密度はほぼ１２００ｄｐｉとなる。
【００６３】
本実施形態では、共通インク室３１の一方の列の第１の吐出口２５ａから吐出される液滴の体積は約５ｐｌであり、電気熱変換体２９は一辺が２６μｍの正方形で、吐出口２５は直径が１６μｍの円形に設定されている。もう片方の側に配列する第２の吐出口２５ｂから吐出される液滴の体積は約２ｐｌであり、電気熱変換体２９は一辺が２２μｍの正方形で、第２の吐出口２５ｂは直径が１２μｍの円形に設定されている。また、吐出速度はいずれも１０〜１５ｍ／ｓであった。
【００６４】
なお、吐出口２５の形状として本実施形態のような円形以外に、長方形や星形のような形状に設定しても、特に問題はない。
【００６５】
このように、大小両方のインク液滴を吐出できるような構成のプリントヘッドを用いれば、大きなインク液滴を使って画素を形成し、記録密度を抑えて高速にプリント画像を得ることもできるし、小さなインク液滴を使って画素を形成し、記録密度を上げて高精細かつ高階調の高品位プリント画像を得ることもできる。
【００６６】
以上説明した第１から第３の実施形態のいずれのプリントヘッドを用いてべたプリントを行った場合においても、配列方向の両端部にそれぞれ位置する吐出口が中央部の吐出口の配列間隔に対して余計に間隔が拡がる方向に位置がずれており、さらに吐出される液体の体積によってそのずれ量が異なっているので、吐出口の配列方向の中央部側で発生する減圧雰囲気により、それらの配列方向の両端部にそれぞれ位置する吐出口から吐出されるインク滴はそれらの配列方向の中央部側に引き寄せられ、最終的にそれらの中央部側に位置する吐出口から吐出されてプリント媒体に到達したインク滴の間隔とほぼ同じ間隔に修正される。この結果、吐出される液滴の体積が異なる吐出口が混在するヘッドにおいて、従来では１回のキャリッジの走査移動毎に発生していた白筋などの発生を未然に防止することができる。
【００６７】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によると、吐出口から吐出される液滴の体積が異なる複数の吐出口列が、第１の吐出口群と、第２の吐出口群を含む第３の吐出口群とを有し、吐出される液滴の体積が相対的に大きい吐出口列の第１の間隔と第２の間隔との差は、吐出される液滴の体積が相対的に小さい吐出口列の第１の間隔と第２の間隔との差より大きくなるように設定されている。このため、吐出口から吐出される液体がその配列方向の中央側に引き寄せられ、プリント媒体に対して所期の位置に吐出されなくなるのを吐出体積毎に個別に防止することができ、同時に吐出される液滴の体積が２種類以上混在していても、それぞれ吐出口間隔が適正量だけ補正されているのでべたプリントを行った場合でも白筋が発生しない高精細かつ高階調の高品位プリント画像を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による画像形成装置をインクジェットプリンタに応用した一実施形態の概略構造を表す斜視図である。
【図２】本発明によるヘッドカートリッジを図１に示すインクジェットプリンタに適用した一実施形態の外観を分解状態で表す斜視図である。
【図３】図２に示したヘッドカートリッジにおけるプリントヘッドの部分の斜視図である。
【図４】図３に示したプリントヘッドの主要部の概略構造を表す破断斜視図である。
【図５】本発明の第１の実施形態におけるプリントヘッドの吐出口および電気熱変換体の第１の配列状態および第２の配列状態を示す破断平面図である。
【図６】図５中のＡ−Ａ´断面図である。
【図７】本発明の第２の実施形態におけるプリントヘッドの吐出口および電気熱変換体の第３の配列状態および第４の配列状態を示す破断平面図である。
【図８】本発明の第３の実施形態におけるプリントヘッドの吐出口および電気熱変換体の第５の配列状態および第６の配列状態を示す破断平面図である。
【図９】従来のインクジェットプリンタによるインクの吐出状態を模式的に表す概念図である。
【図１０】図９に示されたインクの吐出形態によってプリント媒体に１パスで形成されるべた画像を模式的に表す概念図である。
【図１１】図９に示されたインクの吐出形態によってプリント媒体に４パスで形成されるべた画像を模式的に表す概念図である。
【符号の説明】
１０    シャシー
１１    媒体給送部
１２    媒体排出部
１３    媒体搬送部
１４    ヘッド回復部
１５    キャリッジ軸
１６    キャリッジ
１７    ヘッドセットレバー
１８    ヘッドカートリッジ
１９    プリントヘッド
２０    キャリッジカバー
２１    タンクホルダ
２２    コンタクトフレキシブルプリントケーブル（コンタクトＦＰＣ）
２３    コンタクト部
２４    インクタンク
２５    吐出口
２５ａ    第１の吐出口
２５ａ´、２５ｂ´    末端吐出口
２５ｂ    第２の吐出口
２６    取り外し用レバー
２７    プリント素子基板
２８    インク供給口
２９    電気熱変換体
３０    電極端子
３１    共通インク室
３２    上板部材
３３    インク路
３４    仕切り壁
３５    吐出口面
２５ａ    第１の吐出口
２５ｂ    第２の吐出口
５０、６０、７０    第１の吐出口群
５１、５２、６１、６２、７１、７２    第２の吐出口群
６１ａ    第３の吐出口群
６１ｂ    第４の吐出口群
ｄ0、ｄ1、ｄ2、ｄ3、ｄ4、ｄ5、ｄ6    配列間隔
【図１】
0003894548.tif 000004
【図２】
0003894548.tif 000005
【図３】
0003894548.tif 000006
【図４】
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【図５】
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【図６】
0003894548.tif 000009
【図７】
0003894548.tif 000010
【図８】
0003894548.tif 000011
【図９】
0003894548.tif 000012
【図１０】
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【図１１】
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