JPH08216435A

JPH08216435A - インクジェットプリンタ

Info

Publication number: JPH08216435A
Application number: JP7024157A
Authority: JP
Inventors: Kazumi Otsubo; 一三大坪; Kohei Suyama; 宏平須山; Toyoji Tsunoda; 豊慈角田; Yasuhide Sonoda; 康英園田
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1995-02-13
Filing date: 1995-02-13
Publication date: 1996-08-27

Abstract

(57)【要約】【目的】高速で印字品質がよく、またモノカラー印字
時にはカートリッジの交換だけでよい非常に高速なイン
クジェットプリンタを提供することを目的とする。【構成】インクを吐出ノズルより記録媒体へ吐出させ
るインク吐出手段を配した複数のヘッドチップと、イン
ク吐出手段に供給するインクを収容するインク収容手段
とを含むインクジェットプリンタにおいて、複数個のヘ
ッドチップ上の吐出ノズルを、記録媒体の搬送方向に対
して重なり合うことなく、すべて等間隔に配されてい
る。すなわち、各ノズル列が副走査方向にノズル間ピッ
チと等しい距離だけ離れている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、コンピュータ機器など
の出力端末において、記録媒体の搬送方向に対して直交
方向に記録手段を移動させながら印字を行うシリアル型
の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】近年、情報量の拡大に伴って、コンピュ
ータ機器などからの情報出力量も増大し、高速、高品質
の出力端末が要求されるようになってきた。このような
状況を背景として、ノンインパクト型のインクジェット
プリンタは、低騒音で高速印字が可能であり、カラー出
力も他のシリアル型の印字装置に比べ比較的容易に高品
質出力を実現できることから注目されている。以下にカ
ラー出力可能な従来のインクジェットプリンタについ
て、図面を参照にしながら説明する。

【０００３】図５は、従来のインクジェットプリンタの
斜視図であって、１は印字ヘッドを実装したヘッドカー
トリッジ、２ａ〜２ｄはヘッドカートリッジ１に供給す
るインクを収容するインクカートリッジ、３はヘッドカ
ートリッジ１とインクカートリッジ２ａ〜２ｄを装着す
るキャリッジ、４はキャリッジ３を主走査方向（図中、
矢印Ｘ）にガイドするキャリッジシャフトであって、本
体ケース５に収納されている。１２は副走査方向（図
中、矢印Ｙ）に搬送される記録紙、６は電源のｏｎ，ｏ
ｆｆ、印字形態などを操作、表示するスイッチやＬＥＤ
が配されたコントロールパネルである。

【０００４】次に動作を簡単に説明する。コンピュータ
機器などから印字信号が送られてくると、キャリッジ３
を主走査方向に移動させながら、適時インクを記録紙１
２に吐出させ、指定された印字幅の印字終了後、記録紙
１２をプラテン（図示せず）などにより、指定された幅
だけ搬送し、次の印字幅の印字に備えることになる。こ
のサイクルを繰り返すことにより、記録紙１２に所定の
印刷を行う。

【０００５】図６（ａ）は、上記従来のヘッドカートリ
ッジとインクカートリッジの斜視図、図６（ｂ）は同ヘ
ッドチップに実装されているノズルの位置関係図であ
る。図６（ａ）において、ヘッドカートリッジ１は、複
数のノズル７のノズル列を配するノズル板及びそれに対
応するインク吐出手段を設けたヘッドチップ８ａ〜８
ｄ、ヘッドチップ８ａ〜８ｄと電気的に接続され、電気
的エネルギーをプリンタから授受する電気的接続手段９
を設けたヘッド基板１０、ヘッドチップ８ａ〜８ｄ及び
ヘッド基板１０を支持し、インクカートリッジ２ａ〜２
ｄとの接合部を備え、接合部からヘッドチップ８ａ〜８
ｄまでのインク供給部を備えたヘッドカートリッジ筐体
１１から成っている。

【０００６】図６（ｂ）において、ヘッドチップ８ａ〜
８ｄの各ノズル列は、ヘッドカートリッジ１をキャリッ
ジ３に搭載した際に、主走査方向に対しては等ピッチで
並行に配置され、副走査方向に対しては、同一線上にな
るように配置されている。また、ノズル列の各ノズル７
は正確に等ピッチで配されている。例えばカラーの出力
を行う際は、まず、ヘッドチップ８ａのノズル列からそ
の色に割与えられた分のデータに対応してインク吐出す
る。次に任意の間隔をあけて、ヘッドチップ８ｂから異
なる色のインクを吐出する。ヘッドチップ８ｃ，８ｄか
らも同じように等間隔のズレをもってインクを吐出す
る。このように、それぞれ異なる色のインクで形成した
ドットの重なりでカラー画像を形成していく。上記した
ような構成の場合、吐出インクにより記録媒体に形成さ
れたドットが乾ききれないうちに、次の異色のインクが
吐出され、混色による画像品質の低下がみられ、プリン
タの高速化の課題となっている。

【０００７】図７は他の従来のカラーヘッドカートリッ
ジのノズル列の配列図である。異なる色のインク吐出手
段（図示せず）は、ヘッドチップ８ｅに一体に形成され
ているが、インク流路は混色しないようにインクタンク
からノズル先端まで独立した構成となっている。この従
来例の特徴は、図６で説明したノズル例の配列と違っ
て、各色のノズル列が副走査方向にずれていることであ
る。図７の構成は、各インク供給流路を独立に配設する
ために隣り合うノズル列の最下端ノズル７ａと最上端ノ
ズル７ｂの距離Ｄは、プリンタの副走査方向の分解能、
すなわちノズル列の副走査方向の各ノズル間ピッチに比
べて大きいものとなっている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の構成では以下のような課題があった。すなわち、図
６に示すヘッドチップを複数色分並列に配設するタイプ
では、高速化を達成しようとするときに、乾ききれない
異色ドットの混色により印字品質の低下がみられ、これ
を解決するには速乾性インクの開発やヘッドカートリッ
ジの幅広化ということも考えられるが、前者は非使用時
のインクによるノズル等の目詰まり、後者はプリンタの
大型化という課題を背負うことにもなる。

【０００９】また、図７に示す１枚のヘッドチップに複
数色のノズル列を配した場合でも、そのノズル列が隣り
合うノズル列との距離が大きすぎると、その分の印字デ
ータを格納するメモリが必要となったり、ヘッドチップ
の大型化で製作コストも上がってくる。

【００１０】そこで本発明は、高速度での印字が可能な
インクジェットプリンタを提供することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に、本発明のインクジェットプリンタは、複数個のヘッ
ドチップに配されている各ノズル列が副走査方向にズレ
て配設されているものとし、そのズレ量はプリンタの印
字分解能、すなわちノズル列の各ノズル間ピッチと等し
いものとする。

【００１２】

【作用】このような構成により、印字品質を低下させる
ことなく、印字速度を向上させることが可能となり、イ
ンク選択の範囲も広がる。また、タンクのみの交換補充
するようなプリンタであれば、もっとも多く使用する色
のインクタンクのみを複数個装着することで、単一色で
の印字速度を飛躍的に向上させることができる。

【００１３】

【実施例】次に、本発明の実施例を説明する。図１は本
発明の第一実施例のインクジェットプリンタの斜視図、
図２（ａ）は同ヘッドカートリッジとインクカートリッ
ジの斜視図、図２（ｂ）は同ヘッドチップに実装されて
いるノズルの位置関係図、図２（ｃ）は同ヘッドチップ
のインク吐出部の断面図である。図１において、本体ケ
ース５の内部にヘッドカートリッジ２１とインクカート
リッジ２２ａ〜２２ｄが収納されている。図２におい
て、２２ａ〜２２ｄは吐出、印字するためのインクを収
容するインクカートリッジで、内部のインクを使い果た
した後は、そのインクカートリッジのみ交換する。２３
ａ〜２３ｄはインク吐出手段であるインク吐出孔３６、
吐出ノズル２４ａ〜２４ｄを備えたノズル板３７を備え
たヘッドチップである。インク吐出孔３６に電圧を印加
し、インクへの通電を行ってインクを吐出させる。図２
（ｂ）に示すように各色のヘッドチップ２３ａ〜２３ｄ
は副走査方向に対してずらして配してある。そのズレ量
は図中Ａで示すようにプリンタの副走査方向の印字分解
能、すなわち、ノズル列の各吐出ノズル２４ａ〜２４ｄ
間のピッチＰと等しいものとする。Ａ＜Ｐの時、もしく
は隣り合う異色のヘッドチップのノズル列が重なる（Ａ
が負）時は、上記したように高速印字時などにインクの
混色により、印字品質不良を起こす。また、Ａ＞Ｐの時
は、印字データ格納のためのメモリ不足等の問題が生じ
ることになる。本実施例では、ヘッドチップ２３ａ，２
３ｃとヘッドチップ２３ｂ，２３ｄの２列千鳥配置とし
ているが、この２列間の距離はプリンタの主走査方向の
分解能の整数倍となっている。２５はヘッドチップ２３
ａ〜２３ｄを実装しているワイヤボンディング部２６、
およびプリンタから電気エネルギーの授受するための電
気的接続手段２７を備えたヘッド基板で多層のＦＰＣで
ある。ヘッドチップ２３ａ〜２３ｄはヘッドカートリッ
ジに設けているインク供給流路と流体的につながってお
り、ヘッド基板２５とはワイヤボンディング技術を用い
て電気的につながっている。吐出ノズル２４ａ〜２４ｄ
付近の電気的接合部はインクの付着などで回路短絡など
を引き起こす原因となるので、シリコーン、ＵＶ樹脂な
どで封止されている。

【００１４】以上のように構成されたヘッドカートリッ
ジ２１およびインクカートリッジ２２ａ〜２２ｄのメカ
ニズムについて以下に説明する。インクカートリッジ２
２ａ〜２２ｄに充填されているインクは、ヘッドカート
リッジ２１のインク供給路（図示せず）を通って毛細管
力によりヘッドチップ２３ａ〜２３ｄのインク流路（図
示せず）に供給され、吐出ノズル２４ａ〜２４ｄの端面
まで流れ込む。プリンタ本体側からの吐出信号に従っ
て、電気的接続手段２７からヘッドチップ２３ａ〜２３
ｄのインク吐出手段に電気エネルギーが供給される。そ
の後、インク吐出手段によって急激な圧力変動を発生さ
せ、これを吐出エネルギーとしてインクの吐出を行う。
吐出後、インクは吐出ノズル２４ａ〜２４ｄの毛細管力
により吐出ノズル２４ａ〜２４ｄの端面まで充填され、
次の印字に備えることになる。インク吐出手段は、電気
エネルギーを熱エネルギーに変換し、インク中に気泡を
生成する電気熱変換素子や電気エネルギーにより変形す
る電歪素子等が用いられる。

【００１５】図３（ａ）は本発明の第二実施例のヘッド
カートリッジとインクカートリッジの斜視図、図３
（ｂ）は同ヘッドチップに実装されているノズルの位置
関係図である。本実施例では、カートリッジは印字ヘッ
ドとインクタンクが一体となっている。２８ａ〜２８ｄ
はインク吐出手段を備え、吐出ノズルを配したヘッドチ
ップ、２９ａ〜２９ｄはＦＰＣ技術でつくられたヘッド
基板、３０ａ〜３０ｄはヘッドチップ２８ａ〜２８ｄ、
ヘッド基板２９ａ〜２９ｄを支持し、インクタンクを内
蔵したヘッド／タンク一体型カートリッジである。その
メカニズムについては、図２で述べた内容と同じなの
で、説明を省略する。図３（ｂ）は、ヘッド／タンク一
体型カートリッジ３０ａ〜３０ｄをキャリッジ３に搭載
した場合の位置関係を示しているが、各ヘッドチップ２
８ａ〜２８ｄは概ね斜め一直線上に配されている。ヘッ
ドチップ２８ａ〜２８ｄの相対位置は、副走査方向には
図２で説明したように、隣り合うヘッドチップの最下端
のノズルと最上端のノズルが、１ノズル間ピッチ分だけ
離れている。主走査方向には隣り合うヘッドチップとの
距離Ｄは、プリンタの主走査方向の分解能の整数倍分だ
け離れている。例えば、分解能が３００ｄｐｉとして、
それの１５０倍とすれば、ヘッドチップ間ピッチは１
２．７ｍｍとなる。図に示すように概ね斜めに配列する
ことで、ノズルから不要にインクが漏れたときも、混色
を防ぐことができると共に、ブレーディング時の混色防
止も十分に対応できる。

【００１６】図４は本発明の第三実施例のヘッドカート
リッジとインクカートリッジの斜視図であって、印字ヘ
ッドとインクタンクが一体となったカートリッジであ
る。３１はモノクロ印字用のインクのみを収容したヘッ
ド／タンク一体型カートリッジ、３２は３色のカラー印
字用のインクを収容したヘッド／タンク一体型カートリ
ッジ、３３ｂ〜３３ｄは３色分のインク吐出手段と吐出
ノズル３４ｂ〜３４ｄを備えたカラー用ヘッドチップで
ある。カラー用ヘッドチップ３３ｂ〜３３ｄの最下端ノ
ズルとモノクロ用ヘッドチップ３５の最上端ノズルの副
走査方向、主走査方向のズレ量は上記してきた通りであ
る。カラー用ヘッドチップ３３ｂ〜３３ｄ内の各色のノ
ズルの相対位置もまた同じように、隣り合う最下端のノ
ズルと最上端のノズルは副走査方向に１ノズルピッチ
分、主走査方向にはプリンタの印字分解能の整数倍とな
る。ここで、モノクロ用ノズルとカラー用の最もモノク
ロに近いところに位置する色のノズルとの距離とカラー
３色それぞれのノズル同士の距離を等しくとる必要はな
い。

【００１７】図２〜図４に示したようなカートリッジ
は、供給するインクをすべて同じにすることで、副走査
方向に対して従来の４倍幅の印字幅を１走査で印字する
こととなり、非常に高速なモノカラープリンタを容易に
得ることが可能となる。例えば図２に示すようなカート
リッジ形態の場合、ヘッドチップ２３ａで使用するイン
クと同じインクが充填されたインクカートリッジ２２ｂ
〜２２ｄを図示する場所に装着して印字すると、ノズル
列の４倍の印字幅を備えた高速モノカラープリンタとな
る。

【００１８】

【発明の効果】以上のように本発明は、複数個のヘッド
チップに配されている各ノズル列が副走査方向にプリン
タの印字分解能、すなわちノズル列の各ノズル間ピッチ
と等しい距離を保つ構成とすることで、高速で印字品質
の良いプリンタを実現することができる。また、カート
リッジの交換だけで容易に非常な高速なモノカラープリ
ンタを実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第一実施例のインクジェットプリンタ
の斜視図

【図２】（ａ）本発明の第一実施例のヘッドカートリッ
ジとインクカートリッジの斜視図（ｂ）本発明の第一実施例のヘッドチップに実装されて
いるノズルの位置関係図（ｃ）本発明の第一実施例のヘッドチップのインク吐出
部の断面図

【図３】（ａ）本発明の第二実施例のヘッドカートリッ
ジとインクカートリッジの斜視図（ｂ）本発明の第二実施例のヘッドチップに実装されて
いるノズルの位置関係図

【図４】本発明の第三実施例のヘッドカートリッジとイ
ンクカートリッジの斜視図

【図５】従来のインクジェットプリンタの斜視図

【図６】（ａ）従来のヘッドカートリッジとインクカー
トリッジの斜視図（ｂ）従来のヘッドチップに実装されているノズルの位
置関係図

【図７】他の従来のカラーヘッドカートリッジのノズル
列の配列図

【符号の説明】

２１ヘッドカートリッジ２２ａ〜２２ｄインクカートリッジ２３ａ〜２３ｄヘッドチップ２４ａ〜２４ｄ吐出ノズル

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者園田康英大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】インクを吐出ノズルより記録媒体へ吐出さ
せるインク吐出手段を配した複数のヘッドチップと、前
記インク吐出手段に供給するインクを収容するインク収
容手段とを含むインクジェットプリントであって、前記
ヘッドチップ上の前記吐出ノズルが、前記記録媒体の搬
送方向に対して重なり合うことなくすべて等間隔に配さ
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】前記ヘッドチップ上の前記吐出ノズルが、
前記記録媒体の搬送方向の直角方向に、プリンタの印字
分解能の整数倍の距離に配されていることを特徴とする
請求項１記載のインクジェットプリンタ。
【請求項３】インクを吐出ノズルより吐出させるインク
吐出手段を配した複数のヘッドチップと、前記インク吐
出手段に必要な電気エネルギーをプリンタ本体より授受
する電気的接続手段と、前記インク吐出手段に供給する
インクを収容するインク収容手段との接合部とを含むヘ
ッドカートリッジを備えて、前記ヘッドチップ上の前記
吐出ノズルの相対位置が、前記記録媒体の搬送方向に対
して重なり合うことなくすべての等間隔に配されている
ことを特徴とするインクジェットプリンタ。
【請求項４】前記ヘッドチップ上の前記吐出ノズルが、
前記記録媒体の搬送方向の直角方向に、プリンタの印字
分解能の整数倍の距離に配されていることを特徴とする
請求項３記載のインクジェットプリンタ。
【請求項５】インクを吐出ノズルより吐出させるインク
吐出手段を配した複数のヘッドチップと、前記インク吐
出手段に必要な電気エネルギーをプリンタ本体より授受
する電気的接続手段と、前記インク吐出手段に供給する
インクを収容するインク収容手段とを含むヘッド／イン
クタンク一体型カートリッジを備え、前記ヘッドチップ
上の前記吐出ノズルの相対位置が、前記記録媒体の搬送
方向に対して重なり合うことなく、すべて等間隔に配さ
れていることを特徴とするインクンジェットプリンタ。
【請求項６】前記ヘッドチップ上の前記吐出ノズルが、
前記記録媒体の搬送方向の直角方向に、プリンタの印字
分解能の整数倍の距離に配されていることを特徴とする
請求項５記載のインクジェットプリンタ。