JPH10315468A - インクジェットプリンタ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 オリフィスが吐出可能な滴径の範囲を広げて
印刷品質を上げる。 【解決手段】 インクジェットプリンタのヘッド２のハ
ウジング３及び振動板４、複数のオリフィス８が形成さ
れたオリフィスプレート５により囲まれた空間は、イン
ク６を保持するチャネル７となっている。振動板４と圧
電材９間に電圧を印加することにより振動板４が変形
し、チャネル７の体積が変化する。インクジェットプリ
ンタは２つのヘッドユニットから構成され、両ヘッドユ
ニットはチャネル７の長さ及びオリフィス８の配列が異
なるだけで、内部構成はヘッド２と同一である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、インク室の体積変
化によりオリフィスからインクを吐出して印刷を行うイ
ンクジェットプリンタに関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、インクジェットプリンタのヘッ
ドは、インクを保持するインク室、及びインク室の体積
変化によりインクを吐出するオリフィスを有している。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】従来のインクジェット
プリンタにあっては、階調表現を行う方法としてディザ
方式等の面積階調が用いられていた。即ち、例えば１画
素をＮ×Ｎ（Ｎ≧１）のマトリックスとした場合、階調
数に応じてマトリックスにインク滴（滴径は同じであ
る）を打ち込み、階調表現を行っている。しかしなが
ら、この方法では、階調数を多くするには一画素のドッ
トマトリックス面積を大きく取る必要があり、従って分
解能が低下し、印刷品質を低下させてしまうという問題
があった。

【０００４】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に、本発明が講じた解決手段は、第１のヘッドの複数の
オリフィスは一方向に並んで形成され、一方向に並べら
れ且つ第１のヘッドの各オリフィスに対し位置をずらし
てオリフィスを形成すると共に、第１のインク室よりも
体積変化の大きい第２のインク室を有する第２のヘッド
を設けたものである。

【０００５】上述の解決手段によれば、第２のヘッドの
オリフィスから吐出されるインク滴は第１のヘッドのオ
リフィスから吐出されるインク滴よりも大きい。第１、
第２のヘッドのオリフィスから吐出されるインク滴は夫
々が交互に印刷される。

【０００６】

【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態を図面
を参照しながら詳細に説明する。なお、各図面に共通す
る要素には同一の符号を付す。

【０００７】第１の実施の形態 図１は本発明に係る第１の実施の形態におけるインクジ
ェットプリンタのヘッドの要部概略断面図、図２は第１
の実施の形態のインクジェットプリンタの概略斜視図、
図３は第１の実施の形態のインクジェットプリンタのヘ
ッドのオリフィスの形成状態を説明する図である。

【０００８】インクジェットプリンタ１のヘッド２は、
図１に示すハウジング３により大部分を形成されてい
る。ハウジング３は開口部３ａ、３ｂ、３ｃを有してお
り、開口部３ａには振動板４が設けられ、開口部３ｂに
はオリフィスプレート５が設けられている。また、開口
部３ｃはインク供給口となっており、インク貯蔵タンク
（図示せず）が取り付けられる。ハウジング３及び振動
板４、オリフィスプレート５により囲まれた空間は、イ
ンク６を保持するチャネル７となっている。

【０００９】なお、オリフィスプレート５には複数のオ
リフィス８が図２に示す矢印Ａ方向に沿って形成されて
いる。

【００１０】振動板４には、圧電材９が設けられてい
る。圧電材９は電極９ａ、９ｂに挟持されている。振動
板４及び電極９ａには端子１０ａ、１０ｂが接続されて
いる。インクジェットプリンタ１の図示せぬ電圧供給部
から端子１０ａ、１０ｂを介して、振動板４と電極９ａ
間に電圧を印加することにより、振動板４が、図１の２
点鎖線で示す位置に変形し、これによりチャネル７の体
積が変化する。

【００１１】本実施の形態のインクジェットプリンタ１
は、図２に示す２つのヘッドユニット２Ａ、２Ｂから構
成されている。両ヘッドユニット２Ａ、２Ｂはチャネル
７の長さ及びオリフィス８の配列が異なるだけでその他
の内部構成は図１のヘッド２と同一であり、さらに夫々
同色のインク６を保持している。

【００１２】詳しくは図３に示すように、ヘッドユニッ
ト２Ａ、２Ｂのオリフィスプレート５ａ、５ｂには、夫
々１／１５０インチのピッチでオリフィス８が形成さ
れ、且つヘッドユニット２Ａとヘッドユニット２Ｂのオ
リフィス８は、１／３００インチずつ矢印Ａ方向に沿っ
てずれて形成されている。また、図１に示すように、チ
ャネル７の体積変化が起こる部分（加圧される部分）の
長さＬ１は、ヘッドユニット２Ａの方をヘッドユニット
２Ｂよりも長くしている。そしてＬ１の長さがヘッドユ
ニット２Ａの方がヘッドユニット２Ｂよりも長いことに
より、チャネル７の長さにより実装上変化する圧電材９
の長さＬ２も、ヘッドユニット２Ｂよりもヘッドユニッ
ト２Ａの方が長くなっている。

【００１３】即ち、ヘッドユニット２Ａ、２Ｂは次式
（１）、（２）に示す関係にあるので、 （ヘッドユニット２ＡのＬ１）＞（ヘッドユニット２ＢのＬ１） （１） （ヘッドユニット２ＡのＬ２）＞（ヘッドユニット２ＢのＬ２） （２） ヘッドユニット２Ａ、２Ｂに夫々電圧を印加したときの
チャネル７の体積変化も、次式（３）の通りとなる。

【００１４】 （ヘッドユニット２Ａのチャネルの体積変化）＞（ヘッドユニット２Ｂのチ ャネルの体積変化） （３） 従って、ヘッドユニット２Ａから吐出するインク滴の大
きさ（図１のインク滴６ｂ）は、ヘッドユニット２Ｂか
ら吐出するインク滴の大きさ（図１のインク滴６ａ）よ
りも大きく、ヘッドユニット２Ａは大滴発生用のヘッド
となり、ヘッドユニット２Ｂは小滴発生用のヘッドとな
る。

【００１５】次に、図４及び図５を加えて第１の実施の
形態のインクジェットプリンタの印刷動作を説明する。
図４は第１の実施の形態の２つのヘッドの圧電材に夫々
入力される電圧の駆動時間を示す説明図であり、図４
（ａ）に示される時間ｔ１は、チャネル７内の流路抵抗
に打ち勝ちインク滴を吐出する最短駆動時間であり、図
４（ｂ）に示される時間ｔ２は時間ｔ１よりも長くする
ことによりヘッド２の印刷可能なインク最大滴を吐出す
る駆動時間である。図５は第１の実施の形態のインクジ
ェットプリンタで印刷した画素を示す説明図であり、図
５（ａ）は分解能が３００ｄｐｉ（ｄｏｔ ｐｅｒ ｉ
ｎｃｈ）であり、図５（ｂ）は分解能が６００ｄｐｉで
ある。

【００１６】また、第１の実施の形態ではヘッド２のオ
リフィス８の径を３０〜３５［μｍ］の範囲内とし、ヘ
ッドユニット２Ａでの吐出滴コントロールによる用紙１
１上の画素表現範囲は７０〜１００［μｍ］、ヘッドユ
ニット２Ｂでの吐出滴コントロールによる用紙１１上の
画素表現範囲は４０〜７０［μｍ］とする。

【００１７】ヘッド２は、振動板４と圧電材９間に電圧
を印加されてインク滴６ａ、６ｂを用紙１１に吐出する
と共に、図示せぬモータにより矢印Ｂ、Ｃ方向に移動し
て印刷を行う。またインクジェットプリンタ１は、図示
せぬモータにより図２に示す一対の搬送ローラ１ａを回
転して用紙１１を矢印Ａ方向に搬送し、改行動作を行
う。

【００１８】分解能が３００ｄｐｉの印刷を行う場合、
ヘッドユニット２Ａ、２Ｂ夫々の振動板４と圧電材９間
に図４の駆動時間ｔ２の電圧を印加する。従って、ヘッ
ドユニット２Ａは画素径１００［μｍ］の最大画素を表
現し、ヘッドユニット２Ｂは画素径７０［μｍ］の最大
画素を表現する。印刷結果は、図５の（ａ）に示す通り
となる。

【００１９】或いは、分解能が６００ｄｐｉの印刷を行
う場合、ヘッドユニット２Ａの振動板４と圧電材９間に
図４の駆動時間ｔ１の電圧を印加し、ヘッドユニット２
Ｂの振動板４と圧電材９間に駆動時間ｔ２の電圧を印加
する。従って、ヘッドユニット２Ａは画素径７０［μ
ｍ］の最小画素を表現し、ヘッドユニット２Ｂは画素径
７０［μｍ］の最大画素を表現する。印刷結果は、図５
の（ｂ）に示す通りとなる。

【００２０】ところで、近年、オリフィスから吐出され
るインク滴の大きさをコントロールして階調表現を行う
方法も提案されているが、オリフィスが吐出可能な滴径
には限りがあり、特に低分解能印刷時においては高品質
印刷を行うことができなかった。即ち、例えば画素径が
３０〜５０［μｍ］の小滴を吐出可能なヘッドを一つ用
いて印刷を行う場合、低濃度領域を表現することは可能
であるが、このヘッドから、３００ｄｐｉ程度のテキス
ト印刷時に求められる大滴（画素径１００〜１２０［μ
ｍ］）を吐出させることは不可能であった。従って、小
滴を吐出可能なヘッドにおいては、低分解能（例えば３
００ｄｐｉ）の印刷時、滴径を最大にしても印刷濃度が
低い、或いは画素間に白線が目立つ等の問題が発生して
いた。

【００２１】しかしながら第１の実施の形態では、Ｌ１
の長さが異なる２つのヘッドユニット２Ａ、２Ｂを用い
ることにより、ヘッドユニット２Ａを大滴発生ヘッドと
しヘッドユニット２Ｂを小滴発生ヘッドとして、階調表
現で求められる最小画素径３０〜５０［μｍ］、及び低
分解能印刷で求められる画素径１００〜１２０［μｍ］
を表現可能とすることができる。

【００２２】即ち、従来において例えば画素表現範囲が
７０〜１００［μｍ］である１つのヘッドを用いた場
合、用紙１１上の画素表現範囲の幅は３０［μｍ］であ
るが、第１の実施の形態では、６０［μｍ］となる。従
って、低分解能の印刷時、滴径を最大にしても印刷濃度
が低い、或いは画素間に白線が目立つ等の問題は発生し
ない。

【００２３】ところで、ヘッドユニット２Ａのオリフィ
ス８の径を、ヘッドユニット２Ｂのオリフィス８の径よ
りも大きくして画素表現範囲をさらに拡大すれば、より
高品質の印刷を得ることができる。 例えばヘッドユニ
ット２Ａのオリフィス８の径を４０［μｍ］とし、ヘッ
ドユニット２Ｂのオリフィス８の径を３０［μｍ］とす
る場合、吐出滴コントロールによる画素表現範囲は、ヘ
ッドユニット２Ａでは８０〜１１０［μｍ］となりヘッ
ドユニット２Ｂでは４０〜７０［μｍ］となる。そして
両ヘッドユニットの画素表現範囲は４０〜１１０［μ
ｍ］となり、画素表現範囲幅は７０［μｍ］と第１の実
施の形態よりも広がる。

【００２４】第２の実施の形態 第２の実施の形態では、ヘッドユニット２Ｂが保持する
インク６の用紙１１上での浸透性を、ヘッドユニット２
Ａが保持するインク６の浸透性よりも速くしている。即
ち、ヘッドユニット２Ｂのインク６は、ヘッドユニット
２Ａのインク６よりもインクの乾燥時間が短くなってい
る。その他の構造及び動作は第１の実施の形態と同様で
あるので、説明は省略する。

【００２５】図６は第２の実施の形態のインクジェット
プリンタの印刷による画素濃度とインクの乾燥時間との
関係を説明する図、図７は第２の実施の形態のインクジ
ェットプリンタの黒ベタの濃度と画素径との関係を説明
する図である。図７において、実線で示される直線は、
ヘッドユニット２Ｂのインク６の浸透性がヘッドユニッ
ト２Ａのインク６の浸透性と同一である場合を示し、一
点鎖線で示される直線は、ヘッドユニット２Ｂのインク
６の浸透性の方がヘッドユニット２Ａのインク６の浸透
性よりも速い場合を示す。

【００２６】図６から分かるように、画素濃度（ＯＤ
値）は、乾燥時間が長くなる程高くなっている。これ
は、インク６の用紙１１への浸透性が速くなるとインク
中の染料も用紙１１中に浸透し、浸透性が遅い場合より
濃度が低下するからである。さらに、図７において、Ｏ
Ｄ値で０．５〜１．５の間の黒ベタ濃度は、ヘッドユニ
ット２Ｂのインク６の浸透時間が速い方が薄くなってい
ることが分かる。

【００２７】第２の実施の形態では、ヘッドユニット２
Ｂのインク６の用紙１１への浸透時間を、ヘッドユニッ
ト２Ａのインク６の用紙１１への浸透時間よりも速くす
ることにより、より薄い領域の表現が可能となり印刷品
質の向上につながる。

【００２８】また、浸透時間を速くする代りに、インク
６の濃度を予め薄いインクとしてもよい。図８は第２の
実施の形態の変形例のインクジェットプリンタの色空間
を説明する図である。図８において、ヘッドユニット２
Ａ、２Ｂが例えばマゼンタ（Ｍ）用のヘッドである場
合、ヘッドユニット２Ａのインク６の色相をＭ１とし、
ヘッドユニット２Ｂのインク６の色相をＭ２としてい
る。

【００２９】この変形例ではさらに、ヘッドユニット２
Ｂのインク６の濃度を、ヘッドユニット２Ａのインク６
の濃度よりも薄くすることにより、低濃度領域の印刷品
質を向上させることができる。従って、用紙１１への浸
透時間は同一のままで、低濃度領域の表現が可能とな
り、第２の実施の形態よりも階調表現幅が広がり、高分
解能で高品質な印刷が可能となる。

【００３０】

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明は、
第２のヘッドは、オリフィスが一方向に並べられ且つ第
１のヘッドの各オリフィスに対し位置をずらして形成さ
れ、第１のヘッドのインク室よりも体積変化の大きいイ
ンク室を有することにより、オリフィスが吐出可能な滴
径の範囲を広げることができる。この結果、階調表現の
幅が広がり、印刷品質を上げることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る第１の実施の形態のインクジェッ
トプリンタのヘッドの要部概略断面図である。

【図２】第１の実施の形態のインクジェットプリンタの
概略斜視図である。

【図３】第１の実施の形態のオリフィス形成状態説明図
である。

【図４】第１の実施の形態の２つのヘッドに入力される
電圧駆動時間説明図である。

【図５】第１の実施の形態のインクジェットプリンタの
印刷画素説明図である。

【図６】第２の実施の形態の画素濃度とインク乾燥時間
との関係説明図である。

【図７】第２の実施の形態の黒ベタ濃度と画素径との関
係説明図である。

【図８】第２の実施の形態の変形例の色空間説明図であ
る。

【符号の説明】

１ インクジェットプリンタ ２ ヘッド ６ インク ７ チャネル ８ オリフィス

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 池田 潔是 東京都港区芝浦４丁目11番地22号 株式会 社沖データ内

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 インクを保持するインク室の体積変化に
   より複数のオリフィスから選択的にインクを吐出して印
   刷を行うヘッドを備えたインクジェットプリンタにおい
   て、 前記ヘッドを第１のヘッドとし且つ前記インク室を第１
   のインク室とし、前記複数のオリフィスは一方向に並ん
   で形成され、 前記一方向に並べられ且つ前記第１のヘッドの各オリフ
   ィスに対し位置をずらしてオリフィスを形成すると共
   に、第１のインク室よりも体積変化の大きい第２のイン
   ク室を有する第２のヘッドを設けたことを特徴とするイ
   ンクジェットプリンタ。
2. 【請求項２】 前記第１のインク室は第１のインク加圧
   室であり、前記第２のインク室は第２のインク加圧室で
   あり、前記第２のインク加圧室の長さを第１のインク加
   圧室よりも長く形成した請求項１記載のインクジェット
   プリンタ。
3. 【請求項３】 前記第１のインク加圧室は電圧を印加さ
   れて変形する第１の加圧板を有し、 前記第２のインク加圧室は電圧を印加されて変形する第
   １の加圧板を有し、 前記第１、第２の加圧板に、夫々所望のレベルの電圧を
   選択して印加する電圧供給部を設けた請求項２記載のイ
   ンクジェットプリンタ。
4. 【請求項４】 前記第１のヘッドのオリフィスの径を前
   記第２のヘッドのオリフィスの径よりも小さくして形成
   した請求項１又は請求項３記載のインクジェットプリン
   タ。
5. 【請求項５】 前記第１のインク室内のインクは、前記
   第２のインク室内のインクよりもインク乾燥時間が短い
   請求項１又は請求項３記載のインクジェットプリンタ。
6. 【請求項６】 前記第２のインク室内のインクは、前記
   第１のインク室内のインクよりも色が薄い請求項１又は
   請求項３記載のインクジェットプリンタ。