JPH09118025A

JPH09118025A - 階調印字ヘッド

Info

Publication number: JPH09118025A
Application number: JP27532095A
Authority: JP
Inventors: Hajime Shiraishi; 肇白石; Koji Matsuo; 幸治松尾
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1995-10-24
Filing date: 1995-10-24
Publication date: 1997-05-06

Abstract

(57)【要約】【課題】広い範囲でのドット径可変を可能とし、自然
画レベルの高画質を得ることができる階調印字ヘッドを
提供することを目的とする。【解決手段】インクの吐出量を可変し得る吐出エネルギ
ー発生手段と、互いに異なる流路構造を持つ大ノズルＮ
１と小ノズルＮ２の２つのノズルグループを備え、大ノ
ズルＮ１で比較的大ドットの階調印字を、小ノズルＮ２
で比較的小ドットの階調印字を行う。したがって広い範
囲のドット径の可変が可能となり、従来ディザ方式等で
問題になった解像度の劣化等がなく、なめらかな自然画
画像の再現が可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、インクジェットプ
リンタなどの階調印字ヘッドに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、インクジェットプリンタは、記録
時の静粛性、高速記録が可能、カラー化が容易といった
点から家庭用、オフィス用コンピュータの出力用プリン
タとして広く利用されるようになってきた。このような
インクジェットプリンタはインクを小滴化し飛翔させ、
記録紙に付着させて記録を行うもので、小滴の発生法や
飛翔方向の制御法によってコンティニアス方式とオンデ
マンド方式に大別される。

【０００３】コンティニアス方式は、例えば米国特許第
３０６０４２９号に開示されている方式であって、イン
クの小滴化を静電吸引的に行い、発生した小滴を記録信
号に応じて電界制御し、記録紙上に小滴を選択的に付着
させて記録を行うものであり、小滴の発生に高電圧を要
し、マルチノズル化が困難であるので高速記録には不適
である。

【０００４】オンデマンド方式は、例えば米国特許第３
４７４７１２０号に開示されている方式で、小滴を吐出
するノズル孔を有する記録ヘッドに付設されているピエ
ゾ振動素子に、電気的な記録信号を付加し、この電気記
録信号をピエゾ振動素子の機械的振動に変え、機械的振
動に従って前記ノズル孔より小滴を吐出させて記録紙に
付着させることで記録を行うものであり、オンデマンド
でインクをノズル孔より吐出して記録を行うため、コン
ティニアス方式のように吐出飛翔する小滴の中、画像の
記録に要さなかった小滴を回収することが不要であるた
め、シンプルな構成が可能である。記録ヘッドの加工の
困難さや、ピエゾ振動素子の小型化が極めて困難でマル
チノズル化が難しく、ピエゾ素子の機械振動という機械
的エネルギーで小滴の飛翔を行うので高速記録に向かな
いこと、等の欠点を有する。

【０００５】また特公昭６１−５９９１１，特公昭６２
−１１０３５，特公昭６１−５９９１４には発熱抵抗体
により沸騰を生起させ液滴を飛翔させる方式の記録法が
公開されている。

【０００６】オンデマンド方式の他の例として米国特許
第３１７９０４２号に開示されている方式はピエゾ振動
素子等の手段による機械的振動エネルギーを利用する代
わりに熱エネルギーを利用することが記載されている。
機械的振動エネルギーを利用する方式と比較しエネルギ
ー変換効率が高い、マルチノズル化が容易であるといっ
た特徴がある。

【０００７】次にその吐出原理について説明する。図１
１は従来の印字ヘッドの断面図である。図１１において
１は導電性インク、２は導電性インク１で満たされたイ
ンク室、３は導電性インク１を収容するインクタンク、
４、５は導電性インク１液面以下に配置された一対の電
極、６は電源、７は電源６のスイッチ、８は導電性イン
ク１を吐出するノズル、９は記録紙、１０はノズル８か
ら吐出されるインク滴である。一対の電極４、５に電圧
を印加すると、導電性インク１に電流が流れ、そのジュ
ール熱で電極４、５の先端間の導電性インク１の一部が
気化する。更にその気化された導電性インク１の蒸気は
ノズル８から記録紙９にインク滴１０を吐出させるのに
十分な圧力を発生するまで膨張する。スイッチ７により
電圧を印加することで、導電性インク１を吐出するノズ
ル孔を選び記録紙９に所望の文字を形成できるようして
いる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら前記従来
の構成で、階調印字を行おうとする時、インクを加熱す
るエネルギーの与え方を変化させてインクを吐出させる
液滴の量を変化させようとしても、ノズルの構造上液滴
の変化のダイナミックレンジが十分にとれないという問
題を有していた。なぜなら小さな吐出エネルギーの時吐
出液滴の量は小さくなる傾向にあるが、吐出速度も同時
に小さくなるために、液滴が記録紙に安定に到達し得ず
印字品質の大きな劣化を引き起こすからである。

【０００９】そこで本発明は、広い範囲でドット径を変
えることができ、自然画レベルの高画質を得ることがで
きる階調印字ヘッドを提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】この課題を解決するため
に本発明は、インクの吐出量を可変する吐出エネルギー
発生手段と、互いに異なる流路構造を持つ複数のノズル
グループを備え、前記複数のノズルグループのそれぞれ
のグループの吐出量可変範囲が異なるようにした。また
これらの複数のノズルを最適に配置させて更に高速に良
好な画質で印字を行うために、吐出可変範囲が互いに異
なる流路構造を持つノズルＮ１、Ｎ２、・・・Ｎｊを順
次繰り返し配列させたノズル配列を備え、前記ノズルの
配列方向に対する前記印字ヘッドと印字用紙の１回の相
対移動量Ｌの平均値が、全ノズル数Ｍとノズルピッチｐ
と流路構造の種類数ｊとの関係においてＬの平均値＝Ｍ
×ｐ／ｊであるようにした。

【００１１】また前記相対移動量Ｌの長さに全ノズルの
配列を分割したものを一つのグループとするｊ個のノズ
ルグループのそれぞれの互いに隣接する上端と下端のノ
ズルを同一の流路構造とし、かつノズルの繰り返し順は
変えないようにすることにより前記相対移動量Ｌが常に
Ｌ＝Ｍ×ｐ／ｊであるようにした。

【００１２】また前記吐出エネルギー発生手段が電気熱
変換手段とし、また前記吐出エネルギー発生手段が電気
機械変換手段とした。

【００１３】

【発明の実施の形態】本発明の請求項１に記載の発明
は、インクの吐出量を可変する吐出エネルギー発生手段
と、互いに異なる流路構造を持つ複数のノズルグループ
を備え、前記複数のノズルグループのそれぞれのグルー
プの吐出量可変範囲が異なるものであり、広い範囲での
インク吐出量の可変を実現する事が可能となり、印字画
質を大幅に向上することができる。また記録走査ごとの
印字ムラも印字速度を落とすことなく減少することが可
能となり更に高画質を達成できる。

【００１４】次に、本発明の一実施の形態を図面を参照
して説明する。図１は本発明の一実施の形態における階
調印字ヘッドのノズル配列平面図である。簡単のため１
６ノズル、２種ノズルの構成で説明する。図１におい
て、この階調印字ヘッド１１の大ノズルＮ１は比較的大
きなインク液滴を吐出させる為のノズルでありノズル径
は比較的大きい。小ノズルＮ２は比較的小さなインク液
滴を吐出させる為のノズルでありノズル径は比較的小さ
い。図１では大ノズルＮ１のグループと小ノズルＮ２の
グループが千鳥配列であるが、一列配置でも構わない。

【００１５】図２は本発明の一実施の形態における階調
印字ヘッドの吐出原理図である。図２において１２は導
電性インクで満たされたインク室、１３、１４はインク
に接する形でインク室１２に配置された互いに対向する
電極、１５はインクを吐出するノズル、１６はドライバ
回路、３０は電源、Ｑ１，Ｑ２，Ｑ３，Ｑ４はトランジ
スタ、２０、２１はＡＮＤ回路、２２は交流パルス発生
器である。以上のように構成された階調印字ヘッドの動
作を説明する。

【００１６】図２において、今トランジスタＱ１，Ｑ２
のベースに入力されるパルス信号ｉがハイレベル、トラ
ンジスタＱ３，Ｑ４のベースに入力されるパルス信号ｊ
がローレベルである時、Ｑ１はＯＦＦ、Ｑ２はＯＮ、Ｑ
３はＯＮ、Ｑ４はＯＦＦ状態となり、電極１３には電源
３０の電圧が印加され、電極１４はグランドレベルにな
るので通電電流Ｉが矢印の方向に流れる。同様にパルス
信号ｉがローレベル、パルス信号ｊがハイレベルである
時、Ｑ１はＯＮ、Ｑ２はＯＦＦ、Ｑ３はＯＦＦ、Ｑ４は
ＯＮ状態となり、電極１４には電源３０の電圧が印加さ
れ、電極１３はグランドレベルになるので通電電流Ｉが
矢印と逆の方向に流れる。このように電極１３，１４周
辺の導電性インクを吐出させる時はパルス信号ｉ及びパ
ルス信号ｊの論理を一定期間交互に繰り返し、電極１３
と電極１４の間に交流電流を流すことにより、電極１
３，１４周辺の導電性インクを沸騰させ、発生した沸騰
気泡の圧力によってノズル１５よりインクを吐出させ
る。交流電流を流すことの最大のメリットは電極１３，
１４の電気分解を防ぎ、電極１３，１４の寿命を維持で
きることである。

【００１７】交流パルス発生器２２の出力ｃ及び出力ｄ
は数１００ｋＨｚ〜数ＭＨｚ、デューティが５０％以下
の高周波で互いに１８０゜位相がずれている。これらの
出力ｃ及び出力ｄはトランジスタＱ１〜Ｑ４をスイッチ
ングする基本パルスであり、ヘッドイネーブル信号ＥＮ
Ｂによって有効になる。

【００１８】図３は本発明の一実施の形態における階調
印字ヘッドの階調制御方法を示す図である。図３におい
て横軸は加熱時間、縦軸は印加電力およびドット径を決
定する気泡体積である。ヘッドに０．２Ｗの電力を与え
ると沸騰開始までの加熱時間は７μｓとなりＥ１＝０．
２×７＝１．４μＪのエネルギーが与えられる。その時
の気泡はＢ１のように成長し最大気泡体積は１００ｐｌ
となる。同様にヘッドに０．１２Ｗの電力を与えると沸
騰開始までの加熱時間は２２μｓとなりＥ２＝０．１２
×２２＝２．６４μＪのエネルギーが与えられ、その時
の気泡はＢ２のように成長し最大気泡体積は２００ｐｌ
となる。このように印加電力により沸騰開始までの時間
が決まり、それによりインクの加熱される体積が変化
し、加熱される体積が大きいほど最大成長気泡体積が大
きくなる。つまりゆっくり加熱すればより大きな気泡を
形成することができる。沸騰が始まれば気泡により電極
１３，１４間の電流が遮断されるので電圧を直後に切る
ように制御しても最大成長気泡体積に影響はない。この
ようにして気泡体積を変化させドット径の階調制御がで
きる。

【００１９】図４は本発明の一実施の形態における階調
印字ヘッドの沸騰気泡量とドット径の関係を示すグラフ
である。図４においてノズル径３２μｍで試作した大ノ
ズルＮ１は気泡量６０ｐｌ〜２８０ｐｌの範囲で印字用
紙上のドット径は７０μｍから１２０μｍまで変化し、
ノズル径２４μｍで試作した小ノズルＮ２は気泡量３０
ｐｌ〜１７０ｐｌの範囲でドット径は３０μｍから７０
μｍまで変化することがわかった。

【００２０】図５は本発明の一実施の形態における階調
印字ヘッドのドット径と吐出速度の関係を示すグラフで
ある。図５において大ノズルＮ１でドット径７０μｍ〜
１２０μｍの印字を行った時のインク吐出速度は８ｍ／
ｓから２１ｍ／ｓまで変化し、小ノズルＮ２でドット径
３０μｍ〜７０μｍの印字を行った時のインク吐出速度
は７ｍ／ｓから２１ｍ／ｓまで変化することがわかっ
た。印字用紙上でドットの安定性を考えると吐出速度は
５ｍ／ｓから２５ｍ／ｓの間が望ましい。一方吐出速度
を決定するのは主としてノズルの流体抵抗であり、この
流体抵抗が大きいほど吐出速度が大きくなる傾向にあ
る。

【００２１】以上のように大ノズルＮ１で７０μｍ〜１
２０μｍまでのドットの印字を行い小ノズルＮ２で３０
μｍ〜７０μｍまでのドットの印字を行えば３０μｍ〜
１２０μｍまでの広範囲のドット可変が可能となり高画
質の階調印字が可能となる。

【００２２】図６は本発明の一実施の形態における階調
印字ヘッドの制御ブロック図である。簡単のため大ノズ
ルＮ１の４ノズル構成で説明する。基本的に小ノズルＮ
２の構成も同様である。

【００２３】図６において１１は印字ヘッド、１２は導
電性インクで満たされたインク室、１３、１４は電極、
１５はインクを吐出するノズル、１６、１７、１８、１
９は印字ヘッド１１を駆動するためのドライバ回路、３
０は電源回路、３１、３２、３３、３４はマルチプレク
サ、３５、３６、３７、３８はヒートパルス発生器、３
９はプリヒートパルス発生器である。

【００２４】図７は本発明の一実施の形態における階調
印字ヘッドの制御ブロックの動作を示すタイミングチャ
ートである。印字クロックＣＫは印字周期Ｔで各ノズル
の印字タイミングの基本となるクロックである。この印
字クロックＣＫは電源３０、ヒートパルス発生器３５、
３６、３７、３８及びプリヒートパルス発生器３９に接
続され、それぞれの回路に対し印字周期Ｔで同期を取
る。変調電圧ＶＭは印字クロックＣＫに同期し、最大電
圧Ｖｍａｘ、最小電圧Ｖｍｉｎの値を取る周期Ｔの三角
波である。この変調電圧ＶＭはドライバ回路１６、１
７、１８、１９に共通に供給される。また変調電圧ＶＭ
はのこぎり波や正弦波や階段状の波形でもかまわず周期
性を持っていれば良い。階調制御信号ＳＭ１、ＳＭ２、
ＳＭ３、ＳＭ４はそれぞれヒートパルス発生器３５、３
６、３７、３８から印字クロックＣＫに同期して出力さ
れ、インク吐出量、即ち印字ドットの大きさを可変する
ために階調レベル１、２、３、４に対応したタイミング
信号である。予備加熱信号ｆはインク非吐出期間におい
て、インクを吐出しない程度の予備加熱を行うための信
号で、プリヒートパルス発生器３９より印字クロックＣ
Ｋに同期して出力される。イネーブル信号ＥＮＢはマル
チプレクサ３１より出力される信号で、各印字周期にお
いて階調制御信号ＳＭ１、ＳＭ２、ＳＭ３、ＳＭ４及び
予備加熱信号ｆのうち階調レベルに合わせて選択信号Ｓ
ＥＬによって選択される信号である。

【００２５】今、インク非吐出期間においては予備加熱
信号ｆが選択され、インク吐出期間において期間Ｔｕ１
では階調制御信号ＳＭ１が選択され、期間Ｔｕ２では階
調制御信号ＳＭ２が選択され、期間Ｔｕ３では階調制御
信号ＳＭ３が選択され、期間Ｔｕ４では階調制御信号Ｓ
Ｍ４が選択されたとする。ｃ及びｄは互いに位相が１８
０度ずれた交流パルス信号で、インク非吐出期間及びイ
ンク吐出期間においてインクを加熱する。ヘッド駆動信
号電圧ＤＭは、電極１３，１４に印加される互いに位相
が１８０度ずれた交流電圧信号ｐ，ｑを簡単の為に直流
で示したものである。インク非吐出期間においては変調
電圧ＶＭの値がＶ０の時Ｔａ０の期間オンされ予備加熱
を行う。インク吐出期間においては、階調レベル１の
時、イネーブル信号ＥＮＢは変調電圧ＶＭの値がＶ１の
タイミングからＴｂ１の間アクティブにする。階調レベ
ル２の時、イネーブル信号ＥＮＢは変調電圧ＶＭの値が
Ｖ２のタイミングからＴｂ２の間アクティブにする。階
調レベル３の時、イネーブル信号ＥＮＢは変調電圧ＶＭ
の値がＶ３のタイミングからＴｂ３の間アクティブにす
る。階調レベル４の時、イネーブル信号ＥＮＢは変調電
圧ＶＭの値がＶ４のタイミングからＴｂ４の間アクティ
ブにする。

【００２６】このようにして変調電圧ＶＭからイネーブ
ル信号ＥＮＢが階調レベルに合った電圧値と通電時間を
切り出すようにしてヘッド駆動信号電圧ＤＭを得る。マ
ルチプレクサ３２、３３、３４もマルチプレクサ３１と
同様にノズルに固有の選択信号ＳＥＬを受けて、それぞ
れドライバ回路１７、１８、１９に対しイネーブル信号
ＥＮＢを出力する。これにより各ノズルから階調レベル
に合ったインクを吐出することができる。図６において
は印字ヘッド１１の４つのノズルから階調レベル１、
２、３、４に見合ったインク液滴ＩＰ１、ＩＰ２、ＩＰ
３、ＩＰ４を吐出している状態を示している。

【００２７】このような階調印字方式において、印字ヘ
ッド１１が印字用紙に対し相対的な運動をしながら印字
をする場合、インク液滴のサイズが異なっても印字用紙
の同一箇所に着弾されるような補正が必要である。一般
的に小さな液滴をノズルより吐出させる場合は投入エネ
ルギーを小さくするためにインクの飛翔速度は小さくな
る。図７において、階調制御信号ＳＭ１、即ち階調レベ
ル１の時インク飛翔速度がＴｃ１とする。ＳＭ２は階調
レベル２でＳＭ３は階調レベル３でＳＭ４は階調レベル
４である。階調制御信号ＳＭ２、ＳＭ３、ＳＭ４におい
て、ハイになるタイミングはそれぞれＳＭ１に対しＴａ
２、Ｔａ３、Ｔａ４期間後で、変調電圧ＶＭの値がＶ
２、Ｖ３、Ｖ４のタイミングであり、ハイの期間はそれ
ぞれＴｂ２、Ｔｂ３、Ｔｂ４であり、インク飛翔時間は
それぞれＴｃ２、Ｔｃ３、Ｔｃ４である。図７でわかる
ようにＴｂ１＋Ｔｃ１＝Ｔａ２＋Ｔｂ２＋Ｔｃ２＝Ｔａ３＋Ｔｂ３＋Ｔｃ３＝Ｔａ４＋Ｔｂ４＋Ｔｃ４となるように変調電圧を作ってやれば、インク吐出量が
変化しても、印字用紙面の着弾位置は同一箇所になる。

【００２８】実際に単純に電圧を可変した階調ヘッドの
測定結果から変調電圧を求める。（表１）はヘッド実測
値を示している。

【００２９】

【表１】

【００３０】（表１）より、Ｔｂ１＋Ｔｃ１＝Ｔａ４＋
Ｔｂ４＋Ｔｃ４で着弾位置を補正すると、Ｔａ４＝（９
＋１８８）−（６０＋６０）＝７７μｓとなる。

【００３１】従って電圧３０Ｖから２０．５Ｖまで変化
するのに、Ｔａ４−（Ｔｂ１／２）＋Ｔｂ４／２＝７７
−９／２＋６０／２＝１０２．５μｓで計算される１０
２．５μｓとなる傾きを持つ変調電圧をつくればよい。
この変調電圧の電圧がリニアに変化するものとすると、
（表２）の着弾位置補正結果となる。

【００３２】

【表２】

【００３３】（表２）ではレベル１とレベル２で１０％
の着弾ズレとなるが、最適な変調電圧をかければズレは
少なくなる。また変調電圧ＶＭの最大値Ｖｍａｘと最小
値Ｖｍｉｎは環境温度によりその環境温度に最適な電圧
値に選ぶこともできる。図８は本発明の一実施の形態に
おける階調印字ヘッドの印字シーケンス図である。

【００３４】簡単のため４個の大ノズルＮ１と４個の小
ノズルＮ２が千鳥配列になった印字ヘッドで説明する。
ノズル間のピッチをｐ、全ノズル数をｍとする。第１回
走査では印字用紙４０に対し印字ヘッド１１の下半分の
ノズルで小ノズルＮ２では小ドットの階調印字を、大ノ
ズルＮ１では大ドットの階調印字を行う。第２回走査で
は印字用紙４０と印字ヘッド１１の相対位置がＬ＝（ｍ
／２−１）×ｐ＝３×ｐだけ移動し、印字ヘッド１１の
上半分のノズルで第１回走査で小ノズルＮ２で印字した
位置では大ノズルＮ１で大ドットの階調印字を、第１回
走査で大ノズルＮ１で印字した位置では小ノズルＮ２で
小ドットの階調印字を行い、更に新たな用紙位置で大小
どちらかのドットで階調印字を行う。第３回印字では印
字用紙４０と印字ヘッド１１の相対位置がＬ＝（ｍ／２
＋１）×ｐ＝５ｐだけ移動し、印字ヘッド１１の全ノズ
ルで第２回走査までに印字用紙４０に対し印字が途中の
部分及び新たな部分で印字を行う。第３回走査以降は全
ノズルの印字で相対移動量は３ｐ、５ｐを交互に繰り返
す。

【００３５】図９は本発明の他の実施の形態における階
調印字ヘッドの印字シーケンス図である。４個の大ノズ
ルＮ１と４個の小ノズルＮ２が千鳥配列になっている
が、全ノズルの半分位置で大ノズルＮ１が連続してい
る。このようにすることにより印字ヘッド１１と印字用
紙４０の相対移動量をＬ＝ｍ／２×ｐ＝４ｐ一定に保つ
ことができ、紙搬送系の送りムラを低減することができ
る。

【００３６】ノズルの種類がＮ１、Ｎ２、Ｎ３のように
３種類あり、全ノズル数が９ノズルの場合なら、ノズル
の配列をＮ１、Ｎ２、Ｎ３、Ｎ１、Ｎ２、Ｎ３、Ｎ１、
Ｎ２、Ｎ３の順番で配列したなら、相対移動量Ｌ＝（ｍ
／３−１）×ｐ＝２ｐ及びＬ＝（ｍ／３＋１）×ｐ＝４
ｐを交互に繰り返す。またノズル配列をＮ１、Ｎ２、Ｎ
３、Ｎ３、Ｎ１、Ｎ２、Ｎ２、Ｎ３、Ｎ１の順番で配列
したなら、相対移動量Ｌ＝ｍ／３×ｐ＝３ｐ一定とな
る。

【００３７】このように、吐出可変範囲が互いに異なる
流路構造を持つノズルＮ１、Ｎ２、・・・Ｎｊを順次繰
り返し配列させ、印字ヘッド１１と印字用紙４０の１回
の相対移動量Ｌの平均値が、全ノズル数ｍとノズルピッ
チｐとノズルの種類数ｊとの関係においてＬの平均値＝
Ｍ／ｊ×ｐであるようにすることで効率的な階調印字が
できる。また、相対移動量Ｌの長さに全ノズルの配列を
分割したノズル位置で、隣接するノズルを同一種のノズ
ルとし、かつノズルの繰り返し順は変えないようにする
ことで相対移動量Ｌを一定に保つことができ、紙搬送系
の送りムラを低減することができる。

【００３８】図１０は本発明の他の実施の形態における
紙搬送系のムラ低減効果を示す印字サンプル図である。
図１０（ａ）従来の印字ヘッドの印字サンプル例、図１
０（ｂ）、図１０（ｃ）は図９のヘッドで印字した印字
サンプル例である。簡単のため８ノズルで階調なしで説
明する。図１０（ａ）において８ノズルの印字ヘッド１
１を複数回走査する時、印字ヘッド１１と印字用紙４０
の相対移動量が本来８×ｐであるところを、過剰移動に
よるズレ量ＭＦが加算され相対移動量は８×ｐ＋ＭＦに
なるために８ドットおきにすき間ができ、紙面上で白ス
ジとなって画質劣化を引き起こす。こういったことは紙
搬送系が紙厚の変化等に対応できなくて起こるケースが
多い。図１０（ｂ）においては印字ヘッド１１と印字用
紙４０の相対移動量は本来４×ｐであるところを過剰移
動によるズレ量ＭＦ／２が加算され相対移動量は４×ｐ
＋ＭＦ／２となる。しかしながらズレ量が１／２となる
ことに加えて、白スジの発生する位置が２ドットおきで
あるため紙面上の画質劣化はほとんど目立たない。図１
０（ｃ）は図１０（ｂ）をわかりやすく同一色のドット
で示した印字サンプルでたとえば３６０ｄｐｉの印字ヘ
ッドなら０．１４ｍｍおきの画像濃淡ムラであり図１０
（ａ）の場合とは大きな差がある。なお本発明の印字ヘ
ッド１１は電気熱変化手段による吐出方式に限らず、電
気機械変換手段にも吐出方式であってもよい。

【００３９】

【発明の効果】本発明よれば、非常に広い範囲のドット
径の可変が可能となり、従来ディザ方式等で問題になっ
た解像度の劣化等がなく、なめらかな自然画画像の再現
が可能となる。また、インクの吐出量を可変し得る吐出
エネルギー発生手段と、吐出可変範囲が互いに異なる流
路構造を持つノズルＮ１、Ｎ２、・・・Ｎｊを順次繰り
返し配列させたノズル列を備え、前記ノズル列の配列方
向に対する前記印字ヘッドと印字用紙の１回の相対移動
量Ｌの平均値が、全ノズル数Ｍとノズルピッチｐと流路
構造の種類数ｊとの関係においてＬの平均値＝Ｍ／ｊ×
ｐであるようにしたことにより、紙搬送系の送りムラに
よる白スジ等の画質劣化を大幅に低減した効果的な階調
印字方法を実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態における階調印字ヘッド
のノズル配列平面図

【図２】本発明の一実施の形態における階調印字ヘッド
の吐出原理図

【図３】本発明の一実施の形態における階調印字ヘッド
の階調制御方法を示す図

【図４】本発明の一実施の形態における階調印字ヘッド
の沸騰気泡量とドット径の関係を示すグラフ

【図５】本発明の一実施の形態における階調印字ヘッド
のドット径と吐出速度の関係を示すグラフ

【図６】本発明の一実施の形態における階調印字ヘッド
の制御ブロック図

【図７】本発明の一実施の形態における階調印字ヘッド
の制御ブロックの動作を示すタイミングチャート

【図８】本発明の一実施の形態における階調印字ヘッド
の印字シーケンス図

【図９】本発明の他の実施の形態における階調印字ヘッ
ドの印字シーケンス図

【図１０】本発明の他の実施の形態における紙搬送系の
ムラ低減効果を示す印字サンプル図

【図１１】従来の印字ヘッドの断面図

【符号の説明】

１１印字ヘッド１２インク室１３，１４電極１５ノズル１６，１７，１８，１９ドライバ回路３１，３２，３３，３４マルチプレクサ３５，３６，３７，３８ヒートパルス発生器３９プリヒートパルス発生器Ｎ１大ノズルＮ２小ノズル

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】インクの吐出量を可変する吐出エネルギー
発生手段と、互いに異なる流路構造を持つ複数のノズル
グループを備え、前記複数のノズルグループのそれぞれ
のグループの吐出量可変範囲が異なることを特徴とする
階調印字ヘッド。
【請求項２】互いに異なるノズル径を有する複数の前記
ノズルグループを備えたことを特徴とする請求項１記載
の階調印字ヘッド。
【請求項３】インクの吐出量を可変する吐出エネルギー
発生手段と、吐出可変範囲が互いに異なる流路構造を持
つノズルＮ１、Ｎ２、・・・Ｎｊを順次繰り返し配列さ
せたノズル列を備え、前記ノズル列の配列方向に対する
前記印字ヘッドと印字用紙の１回の相対移動量Ｌの平均
値が、全ノズル数Ｍとノズルピッチｐと流路構造の種類
数ｊとの関係においてＬの平均値＝Ｍ／ｊ×ｐであるこ
とを特徴とする階調印字ヘッド。
【請求項４】前記相対移動量Ｌの長さに全ノズルの配列
を分割したものを一つのグループとするｊ個のノズルグ
ループのそれぞれの互いに隣接する上端と下端のノズル
を同一の流路構造とし、かつノズルの繰り返し順は変え
ないようにすることにより前記相対移動量Ｌが常にＬ＝
Ｍ×ｐ／ｊであるようにしたことを特徴とする請求項３
記載の階調印字ヘッド。
【請求項５】前記吐出エネルギー発生手段が電気熱変換
手段であることを特徴とする請求項１から４のいずれか
１に記載の階調印字ヘッド。
【請求項６】前記吐出エネルギー発生手段が電気機械変
換手段であることを特徴とする請求項１から４のいずれ
か１に記載の階調印字ヘッド。