(57)【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を紙送り方向と直角の方向に直線状に一定ピッチで設けたノズル列を構成するライン型インクジェットヘッドであり、４色のインク毎にノズル列を紙送り方向と同方向に併設したカラー用ラインインクジェットヘッドであって、
紙送り方向と直角方向のノズル位置が、黒色用ノズル及び第１のカラー用ノズルは同一ピッチ上に設け、第２のカラー用ノズル及び第３のカラー用ノズルのノズル位置は黒用ノズル及び第１のカラー用ノズルのノズルに対してノズルピッチの半分量だけ紙送り方向と直角方向にシフトして設置し、
それぞれのノズルから吐出するインク滴による印字用紙上の画素径が、ノズルピッチの約１．４倍の第１の画素径と、ノズルピッチの約１倍の第２の画素径の２種類の画素径を形成する事を特徴とするインクジェットヘッド。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
インクを吐出する複数のノズルを紙送り方向と直角の方向に直線状に一定ピッチで設けノズル列を構成するライン型インクジェットヘッドであり、特にインク毎にノズル列を設けたカラー用ラインインクジェットヘッドに関する。
【０００２】
【従来の技術】
シリアル型インクジェットヘッドは紙送り方向と同方向にノズル列を設け、色再現性を高めるために同一印字用紙上を複数回往復印字する。このため、印字速度が遅いという欠点がある。
【０００３】
一方、ライン型インクジェットヘッドは、印字用紙送り方向と直角方向に多数のノズルを設け、印字用紙がラインインクジェットヘッドの前面を１回通過したのみで印字を完了さる。これにより、高速出力を達成している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ライン型カラーインクジェットプリンタは、シリアル型カラーインクジェットプリンタのように同一印字用紙上をヘッドが複数回往復印字する構成では無く、色再現性が乏しいという欠点があった。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
ライン型カラーインクジェットヘッドの紙送り方向と直角方向のノズル位置が、黒色用ノズル及び第１のカラー用ノズルは同一ピッチ上に設け、第２のカラー用ノズル及び第３のカラー用ノズルのノズル位置は黒用ノズル及び第１のカラー用ノズルのノズルに対してノズルピッチの半分量だけ紙送り方向と直角方向にシフトして設置する。
【０００６】
それぞれのノズルから吐出するインク滴による印字用紙上の画素径が、ノズルピッチの約１．４倍の第１の画素径と、ノズルピッチの約１倍の第２の画素径（第２の画素の面積は第１の画素の面積の半分）の２種類の画素径を選択し形成する。
【０００７】
〔作用〕
黒用及び第１のカラーノズルのノズル位置に対して第２と第３のカラーヘッドのノズル位置は、紙送り方向と直角方向にノズルピッチの半分量だけシフトして設置している。更に、ノズルピッチの約１．４倍の第１の画素径とノズルピッチの約１倍の第２の画素径の２種類の画素径が選択できるので、イエロー、シアン、マゼンタの各色の画素径を選択的に組合せることで、中間色を含めた高い色再現性がえられる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。図１〜図４は本発明の一実施例を示す図である。
【０００９】
図１は、ライン型カラーインクジェットヘッドを採用したインクジェットプリンタの説明用簡略図であり断面図で示す。１１はプリンタの枠体であり、後述する各部品を取り付ける。１３，１４，１５，１６は紙送りローラーであり、回転自在に枠体１１に取り付けられている。１７は印字用紙であり、紙送りローラー１３，１４，１５，１６に挟持され搬送される。１８はライン型カラーインクジェットヘッドであり、枠体１１に固定されている。１９は用紙台であり、紙送りローラー１３，１４，１５，１６と共働して印字用紙１７とライン型カラーインクジェットヘッド１８との隙間を確保する。
【００１０】
図２はライン型カラーインクジェットヘッド１８を示す斜視図である。ライン型カラーインクジェットヘッド１８は、黒色用ノズルを有する第１ヘッド２１と、第１のカラーであるシアン色用ノズルを有する第２ヘッド２２と、第２のカラーであるマゼンタ色用ノズルを有する第３ヘッド２３と、第３のカラーであるイエロー色用ノズルを有する第４ヘッド２４と、から構成されている。
【００１１】
図３は、図２のノズル面を示し、ノズルの相対位置を示すための説明図である。３１，３１，３１，３１・・・・は第１ヘッド２１の黒色用ノズルである。３２，３２，３２，３２・・・・は第２ヘッド２２のシアン色用ノズルである。３３，３３，３３，３３・・・・は第３ヘッド２３のマゼンタ色用ノズルである。３４，３４，３４，３４・・・・は第４ヘッド２４のイエロー色用ノズルである。
【００１２】
第１ヘッドの黒色用ノズル３１のピッチと、第２ヘッドのシアン色用ノズル３２のピッチと、第３ヘッドのマゼンタ色用ノズル３３のピッチと、第４ヘッドのイエロー色用ノズル３４のピッチは、いずれも同じ間隔のＰの値である。
【００１３】
第１ヘッドの黒色用ノズル３１の位置と第２ヘッドのシアン色用ノズル３２の位置は、印字用紙１７の送り方向と同方向において同じピッチ上の設置する。
【００１４】
第３ヘッドのマゼンタ色用ノズル３３の位置及び第４ヘッドのイエロー色用ノズル３４の位置は、第１ヘッドの黒色用ノズル３１の位置及び第２ヘッドのシアン色用ノズル３２の対し、ノズルピッチの半分量だけ紙送り方向と直角方向にシフトして設置する。
【００１５】
図４は、ライン型カラーインクジェットヘッド１８の断面図を示す。図４において、３１，３２，３３，３４は各色用ノズルを示す。４１は液室であり、吐出するインクが充填されており、供給口４２からインクが補充される。
【００１６】
４３は振動版であり、圧電素子４５の変位を液室４１に伝える。圧電素子４５は、図示しない制御回路からの電気的エネルギの供給を受けると伸張し、振動版４３を介して液室４１の体積を縮小する。これにより、液室４１の圧力が上昇し、ノズル３１，３２，３３，３４からインクが吐出する。
【００１７】
２種類の画素径を得るためには、圧電素子４５への電気的エネルギの供給を変えることで達成できる。具体的には、圧電素子４５に加える電位差と電圧上昇時間とにより、吐出するインク滴の外径と速度を変える。
【００１８】
電位差の大きいほど、また電圧上昇時間が短いほど、インク滴径と速度は大きくなる。しかし、許容電位差は圧電素子４５の絶縁抵抗限界値と、制御回路のコストから制約を受ける。電圧上昇時間は、液室４１の持つ固有振動数を考慮し設定する必要がありその制約を受け、また圧電素子４５を直接駆動するトランジスタの許容量からも制約を受ける。
【００１９】
上述の制約を考慮して、圧電素子４５に加える電位差と電圧上昇時間を設定し、所望の２種類の画素径が得られるインク滴を吐出する。
【００２０】
図５は、ライン型カラーインクジェットヘッド１８により印字用紙１７に表出した画素を説明する模式図である。
【００２１】
図５において、（ａ）は黄色の例、（ｂ）は黄橙色の例、（ｃ）は橙色の例、（ｄ）は赤橙色の例、（ｅ）は赤色の例、（ｆ）は赤紫色の例、（ｇ）は紫色の例、（ｈ）は青紫色の例、（ｉ）は青色の例、（ｊ）は青緑色の例、（ｋ）は緑色の例、（ｌ）は黄緑色の例、を示す
【００２２】
カラーインクの種類と画素径と表出する色の関係を下記する。印字用紙１７の送り量は、ノズルピッチＰと同じに設定した事例で以下を説明する。
【００２３】
（ａ）はイエローインクによる第１の画素径４個により黄色を表出する。
【００２４】
（ｂ）はイエローインクによる第１の画素径３個と、ゼンタインクによる第２の画素径１個とにより黄橙色を表出する。
【００２５】
（ｃ）はイエローインクによる第１の画素径２個と、マゼンタインクによる第２の画素径２個とをクロスするように配置し、橙色を表出する。クロス配置は中間色の均質性を高め、自然感の高い画像を得ることが出来る。
【００２６】
（ｄ）はイエローインクによる第１の画素径２個と、マゼンタインクによる第１の画素径１個と第２の画素径１個とをクロスするように配置し、赤橙色を表出する。
【００２７】
（ｅ）はイエローインクによる第１の画素径２個と、マゼンタインクによる第１の画素径２個とをクロスするように配置し、赤色を表出する。
【００２８】
（ｆ）はマゼンタインクによる第１の画素径４個により赤紫色を表出する。
【００２９】
（ｇ）はマゼンタインクによる第１の画素径２個と第２の画素径２個と、シアンインクによる第２の画素径２個より構成し、マゼンタインクによる第１の画素径２個とシアンインクによる第２の画素径２個とがクロスするように配置し、紫色を表出する。
【００３０】
（ｈ）はマゼンタインクによる第１の画素径１個と第２の画素径１個と、シアンインクによる第１の画素径２個より第２の画素径１個より構成し、マゼンタインクによる第１及び第２の画素径とシアンインクによる第１の画素径２個とがクロスするように配置し、青紫色を表出する。
【００３１】
（ｉ）はシアンインクによる第１の画素径４個により青色を表出する。
【００３２】
（ｊ）はイエローインクによる第１の画素径１個と第２の画素径１個、シアンインクによる第１の画素径２個と第２の画素径２個により構成し、イエローインクによる第１及び第２の画素径とシアンインクによる第１の画素径２個とがクロスするように配置し、青緑色を表出する。
【００３３】
（ｋ）はイエローインクによる第２の画素径４個とシアンインクによる第２の画素径４個により緑色を表出する。
【００３４】
（ｌ）はイエローインクによる第２の画素径２個とシアンインクによる第２の画素径２個により黄緑色を表出する。
【００３５】
本実施例では、赤色はイエローインクによる第１の画素径２個とマゼンタインクによる第１の画素径２個で表出した例を示した。
【００３６】
第二の赤色表出例として、イエローインクによる第１の画素径１個と第２の画素径１個、マゼンタインクによる第１の画素径１個と第２の画素径１個で表出しても良い。この場合、実施例に比較し、やや淡い赤色が得られる。
【００３７】
第三の赤色表出例として、イエローインクによる第２の画素径２個、マゼンタインクによる第２の画素径２個で表出しても良い。この場合、更にやや淡い赤色が得られる。
【００３８】
第四の赤色表出例として、イエローインクによる第２の画素径１個、マゼンタインクによる第２の画素径１個で表出しても良い。この場合、一層淡い赤色が得られる。
【００３９】
以上のように、本発明では赤色出力では濃淡４種が可能である。同様に、青色では濃淡８種、黄色では濃淡８種、赤紫色では濃淡８種、緑色では濃淡４種が可能であり、４〜８階調が可能である。
【００４０】
以上説明した実施例では、黒インク用ノズルとシアン用インクノズルを同一線上に、またマゼンタインク用ノズルとイエロー用ノズルとを同一線上に設置する事例を示したが、第二の事例としては、黒インク用ノズルとイエロー用インクノズルを同一線上に、またマゼンタインク用ノズルとシアン用ノズルとを同一線上に設置しても同等の効果が得られる。
【００４１】
第二の事例では、マゼンタとシアンを同位置上に第２画素径で重ね合わせ疑似黒色を表出し、黒色の第２画素径と併用する事で、解像度はノズルピッチの２倍に上げる事ができる。
【００４２】
第三の事例としては、黒インク用ノズルとマゼンター用インクノズルを同一線上に、またイエローインク用ノズルとシアン用ノズルとを同一線上に設置しても第一の事例と同等の効果が得られる。
【００４３】
更に、印字用紙１７の送り量をノズルピッチＰよりも多くする事で、印字用紙の白色素地の表出する面積が多くなるため、印字結果全体の色調を淡く表現できる。
逆に、印字用紙１７の送り量をノズルピッチＰよりも少なくする事で、印字用紙の白色素地の表出する面積が少なくなるため、印字結果全体の色調は濃く表現できる。
【００４４】
【発明の効果】
以上説明したように本発明は、ライン型カラーインクジェットヘッドの紙送り方向と直角方向のノズル位置が、黒色用ノズル及び第１のカラー用ノズルは同一ピッチ上に設け、第２のカラー用ノズル及び第３のカラー用ノズルのノズル位置は黒用ノズル及び第１のカラー用ノズルのノズルに対してノズルピッチの半分量だけ紙送り方向と直角方向にシフトして設置する。
【００４５】
それぞれのノズルから吐出するインク滴による印字用紙上の画素径は、ノズルピッチの約１．４倍の第１の画素径と、ノズルピッチの約１倍の第２の画素径（第２の画素の面積は第１の画素の面積の半分）の２種類の画素径を選択的に形成できるので、ライン型インクジェットヘッドが印字用紙の前面を１回通過するだけで色再現性の優れた画像を表出できる。換言すれば、本発明は高速出力が可能な色再現性優れたライン型インクジェットヘッドを提供できる。
【００４６】
他の効果として、各色の画素はクロスするように配置しているので、中間色の均質性を高め、自然感の高い画像を得ることが出来る。また、２種類の画素径を選択的に形成するので、４〜８階調の濃度表現が可能である。
更に他の効果として、カラーインク用ノズルの配置を工夫することで、疑似黒色を交えてノズルピッチの２倍の解像度を得ることもできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のライン型インクジェットヘッドを搭載したプリンタ一実施例の模式断面図。
【図２】本発明の一実施例のライン型インクジェットヘッド構成を示す説明図。
【図３】本発明の一実施例のライン型インクジェットヘッドのノズル板示す説明図。
【図４】本発明の一実施例のライン型インクジェットヘッドの断面図。
【図５】本発明の一実施例のライン型インクジェットヘッドによるカラー出力を示す説明図。
【符号の説明】
１３，１４，１５，１６  紙送りローラー
１７  印字用紙
１８  ライン型インクジェットヘッド
２１  第１ヘッド
２２  第２ヘッド
２３  第３ヘッド
２４  第４ヘッド
３１  ノズル
３２  ノズル
３３  マゼンタ色用ノズル３３
３４  イエロー色用ノズル３４
４１  液室
４３  振動版
４５  圧電素子
【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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