JP3907685B2 - Image forming apparatus - Google Patents

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Description

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を用いた画像形成装置に関する。   The present invention relates to an image forming apparatus using a liquid discharge head having a discharge port for discharging a liquid.

なお、本明細書において「プリント」とは、文字や図形など有意の情報を形成する場合のみならず、有意無意を問わず、また人間が視覚で知覚し得るように顕在化したものであるか否かを問わず、広くプリント媒体上に画像,模様,パターンなどを形成したり、または媒体の加工を行う場合をも包含する。また、「プリント媒体」とは、一般的なプリント装置で用いられる紙のみならず、布,プラスチックフィルム,金属板,ガラス,セラミックス,木材,皮革などのインクを受容可能な物をも含むものである。さらに、「インク」(「液体」と記述する場合もある)とは、上記「プリント」の定義と同様に広く解釈されるべきであり、プリント媒体に付与されることによって、画像,模様,パターンなどの形成またはプリント媒体の加工あるいはインクの処理(例えばプリント媒体に付与されるインク中の色材の凝固や不溶化など)に供され得る液体を含み、従ってプリントに関して用いることが可能なあらゆる液体を包含している。   In this specification, “print” means not only when it forms significant information such as characters and figures, but also when it is manifested so that it can be perceived visually by humans, regardless of significance. Regardless of whether or not, a case where an image, a pattern, a pattern, or the like is widely formed on a print medium or a medium is processed is also included. The “print medium” includes not only paper used in a general printing apparatus but also materials such as cloth, plastic film, metal plate, glass, ceramics, wood, and leather that can accept ink. Further, “ink” (which may be described as “liquid”) should be interpreted broadly in the same way as the definition of “print” above. Any liquid that can be used for forming or processing of print media or ink processing (eg, solidification or insolubilization of colorant in ink applied to print media) Is included.

近年、インターネットやで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) インクを吐出するための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プリントヘッドを用意し、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
(3) 吐出口から吐出されるインク滴の大きさ、すなわちインク量を可変にすることにより階調性の向上を図る
などの方法が知られている。
In recent years, the demand for high gradation color printing has increased due to the spread of digital cameras over the Internet and the like, and along with this, the performance of ink jet printers is being improved. As a means of obtaining high-definition and high-gradation high-quality print images,
(1) Improve the resolution by narrowing the arrangement interval of the ejection ports for ejecting ink.
(2) For a specific color ink, prepare a plurality of print heads that respectively eject a plurality (at least two) of color inks having different ratios of the colorant contained in the color ink, that is, the concentration of the colorant. To improve gradation by selectively overprinting dark ink and light ink
(3) A method is known in which gradation is improved by varying the size of ink droplets ejected from the ejection ports, that is, the amount of ink.

プリントヘッドの吐出口からインクを吐出させるための吐出エネルギーとして熱エネルギーを用い、インク中に気泡を発生させてその際の発泡圧力を利用する、いわゆるバブルジェット(登録商標)方式のプリンタにおいては、上述した(3)の方法が比較的困難であるので、(1)や(2)の方法が特に有効であると考えられる。   In a so-called bubble jet (registered trademark) type printer that uses thermal energy as ejection energy for ejecting ink from the ejection port of the print head, generates bubbles in the ink, and uses the foaming pressure at that time, Since the method (3) described above is relatively difficult, the methods (1) and (2) are considered to be particularly effective.

しかしながら、(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2つ以上のプリントヘッドが必要となり、コスト高になってしまう。従って、バブルジェット(登録商標)方式のプリンタにおいては、(1)のように吐出口の配列間隔を狭め、各吐出口から吐出される個々のインク滴の大きさを小さく(例えば10ピコリットル以下)して解像度の向上を図る手法が、製造コストの上昇をほとんど伴わないことから最も望ましい簡便な方法と言えよう。   However, if the method (2) is to be realized, two or more print heads are required for a specific color ink, which increases the cost. Therefore, in the bubble jet (registered trademark) type printer, as shown in (1), the arrangement interval of the ejection ports is narrowed, and the size of each ink droplet ejected from each ejection port is reduced (for example, 10 picoliters or less). ) To improve the resolution is the most desirable and simple method because it hardly increases the manufacturing cost.

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、例えば特許文献1,特許文献2,特許文献3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(登録商標)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。   In the case where such small ink droplets are ejected from the ejection port, there is a system in which bubbles that grow due to film boiling as the ink is heated are communicated with the atmosphere via the ejection port, for example. In order to distinguish from the conventional bubble jet (registered trademark) type, which is disclosed in Patent Document 3 and the like, and bubbles that grow by film boiling are not communicated with the atmosphere, they are called so-called bubble through methods. There is a case.

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(登録商標)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可能性がある。   In the conventional bubble jet (registered trademark) print head that ejects ink droplets without causing bubbles that grow due to film boiling to communicate with the atmosphere, the size of the ink droplets ejected from the ejection port is reduced. The passage cross-sectional area of the ink flow path communicating with the ejection port must be reduced, resulting in a problem that the ejection efficiency is lowered and the ejection speed of ink droplets ejected from the ejection port is lowered. If the discharge speed of ink drops decreases, the discharge direction becomes unstable, and ink thickening occurs as the water vapor evaporates when the print head is paused. May occur, leading to a decrease in reliability.

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(登録商標)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。   In this regard, the bubble-through type print head, in which air bubbles communicate with the atmosphere, can determine the size of ink droplets only by the geometric shape of the ejection port, making it suitable for ejecting small ink droplets, such as temperature High-definition, high-gradation, high-quality print image because it has the advantage that it is less susceptible to the effects of ink droplets and the amount of ink droplets ejected is very stable compared to conventional bubble jet (registered trademark) printheads. Can be obtained relatively easily.

特開平4−10940号公報Japanese Patent Laid-Open No. 4-10940 特開平4−10941号公報JP-A-4-10941 特開平4−10742号公報JP-A-4-10742

高精細かつ高階調の高品位プリント画像を得るには、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ことが好ましい。この場合、プリント速度の高速化のためには吐出口からインク滴を短周期で吐出させる必要がある。しかも、プリントヘッドを搭載するキャリッジをプリント媒体に対してプリントヘッドの駆動周波数に同期して高速で走査移動させなければならない。このような観点から、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。   In order to obtain a high-definition and high-gradation high-quality print image, it is preferable to perform printing by ejecting an extremely small amount of ink droplets from one ejection port. In this case, in order to increase the printing speed, it is necessary to eject ink droplets from the ejection ports in a short cycle. In addition, the carriage on which the print head is mounted must be scanned and moved at high speed with respect to the print medium in synchronization with the drive frequency of the print head. From this point of view, it can be said that the bubble-through type is particularly suitable for the ink jet printer.

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10に示す。プリントヘッド1の走査移動方向は、この図10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ー発生部(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2に向けて吐出するインク滴3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3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1の吐出口が開口する吐出口面4近傍がプリントヘッド1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3がその配列方向中央側に引き寄せられ、プリント媒体2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。   When such an ink jet print head is scanned along a print medium at a high speed along with a carriage and ink droplets are continuously ejected from all ejection openings, so-called solid printing is performed on the print medium. The discharge state of the ink droplets is shown in FIG. The scanning movement direction of the print head 1 is a direction perpendicular to the paper surface of FIG. 10, and ejection ports (not shown) are arranged in the left-right direction in the drawing. When the image data is solid, all the ejection energy generation units (not shown) corresponding to the ejection ports are driven at a high driving frequency. For this reason, along with the movement of the ink droplet 3 ejected from the ejection port toward the print medium 2, the viscous air intervening around the ink droplet 3 is also moved by the movement of the ink droplet 3. As a result, the vicinity of the discharge port surface 4 where the discharge port of the print head 1 opens tends to be depressurized more than the surroundings of the print head 1, and the surrounding air flows as an air flow to the depressurized region. It was found that the ink droplets 3 ejected from the ejection ports located at both ends of the outlet in the arrangement direction are attracted to the center side in the arrangement direction and are not ejected to the intended positions with respect to the print medium 2. For this reason, the plurality of ejected droplets at the end are attracted to the center.

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11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5と次の走査移動によって形成されたべた画像6との間に白筋7が形成されてしまうことが理解されよう。   FIG. 11 schematically shows a solid print image formed on the print medium at this time when solid print is performed by scanning movement of the carriage a plurality of times under such a phenomenon. The carriage scans together with the print head from the top to the bottom in the figure. At this time, white stripes 7 are formed between the solid image 5 formed by the previous scanning movement and the solid image 6 formed by the next scanning movement. Will be formed.

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10ピコリットル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ることが発明者の検討により分かった。   Such inconveniences are particularly noticeable in bubble-through type ink jet printers in which a small interval of ink droplets of 10 picoliters or less can be ejected at a high cycle by a single drive operation with a narrow arrangement interval of ejection openings. This was found by the inventors' investigation.

吐出口の配列間隔が21.2μm(1200dpi相当)の場合のインク滴の吐出量と端よれ量(白筋7の1/2の値)との関係を図12に示す。このような現象が現れる理由は、インク滴の大きさが小さくなることによって、インク滴重量に対するインク滴表面積(投影面積)の関係からインク滴表面積の割合が増える一方、気流による液滴の移動は、前記の割合が大きいほど影響を受けることになるためである。   FIG. 12 shows the relationship between the ink droplet ejection amount and the edge deflection amount (a half value of the white streak 7) when the ejection port array interval is 21.2 μm (equivalent to 1200 dpi). The reason why such a phenomenon appears is that the ratio of the ink droplet surface area increases due to the relationship between the ink droplet surface area (projected area) with respect to the ink droplet weight, while the size of the ink droplet decreases. This is because the larger the ratio, the more affected.

かかる不具合を防止するため、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の大きさを大きくし、すなわちインク滴の慣性質量を増大させることによって、こ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吐出軌跡の偏倚を抑制することも可能である。しかしながら、インク滴を大きくすることは、高精細かつ高階調の画像を形成する上での障害になる。さらに、プリント媒体に対するインク滴の浸透が遅れる上、プリント媒体の膨潤に伴ってプリント画像の劣化を招来する可能性が高い。あるいは、吐出エネルギー発生部に対する駆動周波数を低く抑え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る。しかしながら、吐出エネルギー発生部に対する駆動周波数を低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。   In order to prevent such a problem, by increasing the size of the ink droplets ejected from the ejection ports located at both ends in the arrangement direction of the ejection ports, that is, by increasing the inertial mass of the ink droplets, It is also possible to suppress deviations in the ejection trajectory of the ink droplets ejected from the located ejection ports. However, enlarging the ink droplets is an obstacle to forming a high definition and high gradation image. Further, the penetration of ink droplets into the print medium is delayed, and there is a high possibility that the print image will be deteriorated as the print medium swells. Alternatively, it is possible to alleviate the above-described problems by suppressing the driving frequency for the discharge energy generating unit to be low. However, when the drive frequency for the discharge energy generating unit is set low, the printing speed becomes slow, and it becomes impossible to meet the user's need to print out at high speed.

[発明の目的]
本発明の目的は、プリント媒体の搬送方向に対して交差する方向に走査しつつ高周期で液滴を吐出し得る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を抑制し、べたプリントを形成した場合でも白筋が発生しないように配慮した画像形成装置を提供することにある。
[Object of invention]
An object of the present invention is to discharge ink from discharge ports located at both ends of the arrangement direction even in an ink jet printer that can discharge liquid droplets at a high cycle while scanning in a direction intersecting the print medium conveyance direction. It is an object of the present invention to provide an image forming apparatus in which deviation of ink droplets is suppressed and white stripes are not generated even when a solid print is formed.

本発明による画像形成装置は、液体を吐出する液体吐出ヘッドと、該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画像形成装置であって、前記液体吐出ヘッドは、所定の方向に沿って配列る複数の吐出口と、これら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ー発生部とを有し、前記複数の吐出口は、これらの配列方向両端部に位置して画像の形成に関与する複数の吐出口からなる端部吐出口群と、これらの配列方向中央部に位置して画像の形成に関与する複数の吐出口からなる中央吐出口群とにより構成され、前記端部吐出口群を構成する前記複数の吐出口の配列間隔は、前記中央吐出口群を構成する前記複数の吐出口の配列間隔よりも広く設定されていることを特徴とするものである。 An image forming apparatus according to the present invention includes a liquid discharge head that discharges a liquid, a mounting portion of the liquid discharge head, and a conveyance means for the print medium, and the print medium is discharged from the discharge port of the liquid discharge head. image an image forming apparatus for forming on said liquid ejection head includes a plurality of discharge ports you arranged in a predetermined direction, and a plurality of ejection energy generating portion for ejecting liquid from these discharge ports The plurality of discharge ports are located at both ends in the arrangement direction and end discharge port groups composed of a plurality of discharge ports that are involved in image formation, and are positioned in the center in the arrangement direction. is composed of a central discharge port group comprising a plurality of discharge ports involved in the formation of the image, the arrangement interval of the plurality of discharge ports for forming the end portion discharge port group constitutes a pre Symbol central discharge port group wherein more And it is characterized in that it is wider than the array pitch of the outlet.

本発明による画像形成装置において、端部吐出口群を構成する吐出口の配列間隔は、中央吐出口群を構成する吐出口の配列間隔よりも0.1から10μm広く設定されていることが好ましい。0.1μm未満の場合、配列間隔を広く設定したことによる効果が極端に少なくなる上、製造工程において位置精度を確保することが困難になる。逆に10μmを越えると、隣接する吐出口間の距離が離れ過ぎてしまい、べた画像の形成時に白筋が発生してしまう。   In the image forming apparatus according to the present invention, it is preferable that the arrangement interval of the ejection ports constituting the end ejection port group is set 0.1 to 10 μm wider than the arrangement interval of the ejection ports constituting the central ejection port group. . In the case of less than 0.1 μm, the effect of setting the array interval wide becomes extremely small, and it becomes difficult to ensure the positional accuracy in the manufacturing process. On the other hand, if the thickness exceeds 10 μm, the distance between adjacent ejection ports becomes too large, and white streaks occur when a solid image is formed.

複数の吐出口の配列方向がプリント媒体の搬送方向であって、取り付け部は複数の吐出口の配列方向と交差する方向に走査移動するものであってよい。   The arrangement direction of the plurality of ejection openings may be the print medium conveyance direction, and the attachment portion may scan and move in a direction intersecting with the arrangement direction of the plurality of ejection openings.

中央吐出口群を構成する吐出口の径に対し、端部吐出口群を構成する吐出口の径をより大きく設定することができる。この場合、端部吐出口群および中央吐出口群をそれぞれ構成する吐出口の配列間隔の差に対し、端部吐出口群および中央吐出口群をそれぞれ構成する吐出口から吐出されてプリント媒体にそれぞれ形成される液滴のドット径の差を対応させることが有効である。端部吐出口群を構成する吐出口の径は、中央吐出口群を構成する吐出口の径の2倍以下であることが好ましい。2倍を越えると端部吐出口群から吐出される液滴の濃度が高くなり過ぎ、べた画像の形成時に濃度むらや黒筋が発生してしまう。吐出口に液体をそれぞれ導く複数の液路をさらに有し、中央吐出口群を構成する吐出口に連通する液路の幅寸法に対し、端部吐出口群を構成する吐出口に連通する液路の幅寸法をより広く設定することができる。この場合、端部吐出口群を構成する吐出口に連通する液路の幅寸法は、中央吐出口群を構成する吐出口に連通する液路の幅寸法の2倍以下であることが好ましい。2倍を越えると中央吐出口群を構成する個々の吐出口に連通する液路の幅寸法が極端に狭くなり、中央吐出口群における吐出周波数が急激に低下してプリント速度の低下を招来する。   The diameter of the discharge ports constituting the end discharge port group can be set larger than the diameter of the discharge ports constituting the central discharge port group. In this case, the difference between the arrangement intervals of the discharge ports constituting the end discharge port group and the central discharge port group is discharged from the discharge ports constituting the end discharge port group and the central discharge port group to the print medium. It is effective to correspond to the difference in the dot diameter of each formed droplet. The diameter of the discharge ports constituting the end discharge port group is preferably not more than twice the diameter of the discharge ports constituting the central discharge port group. If it exceeds twice, the density of droplets ejected from the end ejection port group becomes too high, and density unevenness and black streaks occur during the formation of a solid image. A liquid that further has a plurality of liquid passages that respectively guide liquids to the discharge ports, and that communicates with the discharge ports constituting the end portion discharge port group with respect to the width dimension of the liquid passages communicating with the discharge ports constituting the central discharge port group The width dimension of the road can be set wider. In this case, it is preferable that the width dimension of the liquid passage communicating with the discharge ports constituting the end portion discharge port group is not more than twice the width dimension of the liquid passage communicating with the discharge ports constituting the central discharge port group. If it exceeds twice, the width dimension of the liquid passage communicating with the individual discharge ports constituting the central discharge port group becomes extremely narrow, and the discharge frequency in the central discharge port group rapidly decreases, resulting in a decrease in printing speed. .

吐出口から1回に吐出される液体の量がそれぞれ10ピコリットル以下であることが好ましい。10ピコリットルを越えると、液滴の慣性質量が大きくなるため、図12に示すような端よれ量が少なり、本発明の効果が得られにくくなる。   It is preferable that the amount of liquid discharged at one time from the discharge port is 10 picoliters or less. If it exceeds 10 picoliters, the inertial mass of the droplet increases, so that the amount of edge deflection as shown in FIG. 12 decreases, and the effect of the present invention is hardly obtained.

液体吐出ヘッドが取り付け部に対し交換可能に装着されるものであってよい。   The liquid discharge head may be attached to the attachment portion in a replaceable manner.

吐出エネルギー発生部を吐出口に対向して配置することができる。   The discharge energy generating unit can be disposed to face the discharge port.

吐出エネルギー発生部は、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ーを発生する電気熱変換体を有するものであってよい。   The discharge energy generating unit may include an electrothermal converter that generates thermal energy for causing film boiling in the liquid and discharging the liquid from the discharge port.

液体吐出ヘッドは、プリント媒体の同一箇所を複数回走査移動することによって画像を形成するものであってよい。   The liquid discharge head may form an image by scanning and moving the same portion of the print medium a plurality of times.

液体が、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よい。   The liquid may be a treatment liquid for adjusting the printability of the ink with respect to the ink and / or the print medium.

端部吐出口群を構成する吐出口は、プリント媒体への画像形成時に液体を吐出し得る状態にあることが好ましい。   The discharge ports constituting the end discharge port group are preferably in a state in which liquid can be discharged during image formation on the print medium.

本発明の画像形成装置によると、複数の吐出口の配列方向両端部に位置して端部吐出口群を構成する複数の吐出口の配列間隔が、複数の吐出口の配列方向中央部に位置して中央吐出口群を構成する複数の吐出口の配列間隔よりも広く設定されているので、最終的にプリント媒体に到達する液滴の位置を所期の位置に修正することができ、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。
According to the image forming apparatus of the present invention, the arrangement interval of the plurality of discharge ports constituting the end discharge port group is located in the arrangement direction both end portions of the multiple ejection ports, the arrangement direction central portion of the plurality of outlets Since it is set wider than the arrangement interval of the plurality of discharge ports that are located and constitute the central discharge port group, the position of the droplet that finally reaches the print medium can be corrected to the intended position, Even when solid printing is performed, it is possible to obtain a high-definition and high-gradation high-quality printed image that does not generate white streaks.

特に、端部吐出口群を構成する吐出口の配列間隔を、中央吐出口群を構成する吐出口の配列間隔よりも0.1から10μm広く設定した場合、本発明の効果をより確実に得ることができる。   In particular, the effect of the present invention can be obtained more reliably when the arrangement interval of the ejection ports constituting the end ejection port group is set 0.1 to 10 μm wider than the arrangement interval of the ejection ports constituting the central ejection port group. be able to.

端部吐出口群を構成する吐出口の径を、中央吐出口群を構成する吐出口の径よりも大きく設定した場合、特に端部吐出口群を構成する吐出口の径を、中央吐出口群を構成する吐出口の径の2倍以下にした場合、インク滴がプリント媒体の所定位置にそれほど正確に到達しないようなプリントヘッドを用いてべたプリントを行った際に白筋などの発生を防止することができる。このように、端部吐出口群および中央吐出口群をそれぞれ構成する吐出口から吐出されてプリント媒体にそれぞれ形成される液滴のドット径の差を、端部吐出口群および中央吐出口群をそれぞれ構成する吐出口の配列間隔の差に対応させた場合、インク滴がプリント媒体の所定位置にそれほど正確に到達しないようなプリントヘッドを用いても、べたプリントを行った際に白筋などの発生を防止することができる。   When the diameter of the discharge port constituting the end discharge port group is set larger than the diameter of the discharge port constituting the central discharge port group, in particular, the diameter of the discharge port constituting the end discharge port group is set to the central discharge port. When the diameter is less than twice the diameter of the discharge ports that make up the group, white streaks, etc., occur when solid printing is performed using a print head that does not reach the specified position of the print medium so accurately. Can be prevented. As described above, the difference between the dot diameters of the droplets ejected from the ejection ports constituting the end ejection port group and the central ejection port group and formed on the print medium, respectively, Even when using a print head that does not reach the specified position of the print medium so accurately, white streaks, etc. Can be prevented.

吐出口に液体をそれぞれ導く複数の液路をさらに設け、端部吐出口群を構成する吐出口に連通する液路の幅寸法を、中央吐出口群を構成する吐出口に連通する液路の幅寸法よりも広く設定した場合、特に端部吐出口群を構成する吐出口に連通する液路の幅寸法を、中央吐出口群を構成する吐出口に連通する液路の幅寸法の2倍以下にした場合、配列方向両端部に位置する吐出口から吐出される液滴の量を多く設定しても、対応する吐出エネルギー発生部に対する駆動周波数を低下させる必要がなくなり、高速駆動を維持することができる。   A plurality of liquid passages that respectively guide the liquid to the discharge ports are further provided, and the width dimension of the liquid passage that communicates with the discharge ports constituting the end portion discharge port group is set to the width of the liquid passage that communicates with the discharge ports constituting the central discharge port group When set wider than the width dimension, the width dimension of the liquid channel communicating with the discharge ports constituting the end discharge port group is particularly twice the width dimension of the liquid channel communicating with the discharge ports constituting the central discharge port group. In the case of the following, even if the amount of droplets ejected from the ejection ports located at both ends in the arrangement direction is set to be large, it is not necessary to reduce the driving frequency for the corresponding ejection energy generation unit, and high-speed driving is maintained. be able to.

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が、本発明はこのような実施形態に限らず、これらをさらに組み合わせたり、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。   An embodiment in which the image forming apparatus according to the present invention is applied to an inkjet printer will be described in detail with reference to FIGS. 1 to 9, but the present invention is not limited to such an embodiment, and these may be further combined. The present invention can also be applied to other technologies that are included in the concept of the present invention described in the claims of this specification.

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。   The external appearance of the mechanism part of the ink jet printer according to this embodiment is shown in FIG. 1, the external appearance of the head cartridge used in this ink jet printer is shown in FIG. 2, and the external appearance of the print head is shown in FIG. That is, the chassis 10 of the ink jet printer according to the present embodiment is composed of a plurality of plate-like metal members having a predetermined rigidity, and forms the skeleton of the ink jet printer. For the chassis 10, a medium feeding unit 11 that automatically feeds a sheet-like print medium (not shown) into the ink jet printer, and a print medium that is fed one by one from the medium feeding unit 11 are desired. A medium transport section 13 that guides the print medium from the print position to the medium discharge section 12, a print section that performs a predetermined print operation on the print medium transported to the print position, and a recovery for the print section. A head recovery unit 14 that performs processing is assembled.

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。   The print unit includes a carriage 16 that is supported so as to be able to scan and move along the carriage shaft 15, and a head cartridge 18 that is detachably mounted on the carriage 16 via a head set lever 17.

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。本発明の着脱手段としての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。   The carriage 16 on which the head cartridge 18 is mounted is engaged with a carriage cover 20 for positioning the print head 19 of the head cartridge 18 at a predetermined mounting position on the carriage 16 and a tank holder 21 of the print head 19. The above-described head set lever 17 is provided to press the print head 19 so as to be positioned at a predetermined mounting position. The head set lever 17 as the attaching / detaching means of the present invention is provided on the upper portion of the carriage 16 so as to be rotatable with respect to a head set lever shaft (not shown), and the engaging portion with the print head 19 is spring-biased. A head set plate (not shown) is provided and is mounted on the carriage 16 while pressing the print head 19 by the spring force of the head set plate.

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。   One end of a contact flexible print cable (hereinafter referred to as a contact FPC) 22 (not shown) is connected to another engagement portion of the carriage 16 with respect to the print head 19, and a contact (not shown) formed at one end of the contact FPC 22. And the contact part 23 which is an external signal input terminal provided in the print head 19 are in electrical contact so that various information for printing can be exchanged and power can be supplied to the print head 19. It has become.

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。   An elastic member such as rubber (not shown) is provided between the contact portion of the contact FPC 22 and the carriage 16, and the contact portion of the contact FPC 22 and the print head 19 are set by the elastic force of the elastic member and the pressing force by the headset plate. The contact portion 23 can be reliably contacted. The other end of the contact FPC 22 is connected to a carriage substrate (not shown) mounted on the back surface of the carriage 16.

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。   The head cartridge 18 in the present embodiment discharges the ink supplied from the ink tank 24 from the discharge port 25 (see FIG. 4) of the print head 19 according to the print information. And a print head 19. The print head 19 of this embodiment employs a so-called cartridge system that is detachably mounted on the carriage 16.

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。従って、取り外し用レバー26は、本発明の着脱手段の一部として機能するものである。   Further, in this embodiment, in order to enable high-quality color printing with photographic tone, for example, six ink tanks 24 in which black, light cyan, light magenta, cyan, magenta and yellow inks are independent. Can be used. Each ink tank 24 is provided with an elastically deformable detachable lever 26 that can be locked with respect to the head card ridge 18, and by operating the detachable lever 26, as shown in FIG. 19 can be removed. Therefore, the detaching lever 26 functions as a part of the attaching / detaching means of the present invention.

プリントヘッド19は、後述するプリント素子基板27,電気配線基板28,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の主要部の破断構造を図4に示し、その吐出口25の配列形態を図5に示し、そのVI−VI矢視断面構造を図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ー発生部,共通インク室32,インク路34,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29が形成されている。このインク供給口29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29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30が相互に半ピッチずらした状態で形成されている。これら2列の電気熱変換体30の中心間距離は215μmであり、それぞれ吐出エネルギー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30の他、電気熱変換体30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31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。   The print head 19 includes a print element substrate 27, an electrical wiring substrate 28, the tank holder 21 described above, and the like. FIG. 4 shows the fracture structure of the main part of the print head 19 in this embodiment, FIG. 5 shows the arrangement of the discharge ports 25, and FIG. 6 shows the sectional structure taken along the line VI-VI. The print element substrate 27 in this embodiment forms a discharge energy generating unit, a common ink chamber 32, an ink path 34, a discharge port 25, and the like on a silicon substrate having a thickness of 0.5 mm to 1 mm using a film forming technique. It is a thing. In other words, the print element substrate 27 is formed with a long hole ink supply port 29 penetrating therethrough. On both sides of the ink supply port 29, a plurality of (256 in this embodiment) electrothermal transducers 30 arranged in two rows at a predetermined interval along the transport direction of the print medium, that is, the longitudinal direction of the ink supply port 29. Are formed in a state shifted from each other by a half pitch. The distance between the centers of these two rows of electrothermal transducers 30 is 215 μm, and each forms a discharge energy generating portion. In addition to these electrothermal transducers 30, the printed element substrate 27 includes electrode terminals 31 for electrical connection between the electrothermal transducers 30 and the printer main body, electrical wiring (not shown) formed of aluminum, and the like. It is formed by a film forming technique.

プリント素子基板27に形成された電極端子31に対して連結される電気配線基板28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28を介して図示しない駆動ICから電気熱変換体30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30に供給される。   The electrical wiring board 28 connected to the electrode terminal 31 formed on the print element board 27 is for applying an electrical signal for ejecting ink to the print element board 27. It has a corresponding electrical wiring and the above-mentioned contact portion 23 for receiving an electrical signal from the printer main body located at the end of this electrical wiring, and this contact portion 23 is positioned on the back side of the tank holder 21. It is fixed. A drive signal for the electrothermal transducer 30 is given from a drive IC (not shown) via the electrical wiring board 28, and at the same time, drive power is supplied to the electrothermal transducer 30.

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29に亙るインク流路が形成されている。   An ink flow path extending from the ink tank 24 to the ink supply port 29 of the print element substrate 27 is formed in the tank holder 21 that detachably holds the ink tank 24.

プリント素子基板27上には、インク供給口29に連通する共通インク室32を介して電気熱変換体30とそれぞれ正対する複数の吐出口25を有する上板部材33が形成される。すなわち、この上板部材33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32とに連通するインク路34が形成され、隣接するインク路34の間には仕切り壁35が形成される。これら共通インク室32,インク路34および仕切り壁35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33と共に形成される。   On the print element substrate 27, an upper plate member 33 having a plurality of ejection ports 25 respectively facing the electrothermal transducer 30 through a common ink chamber 32 communicating with the ink supply port 29 is formed. That is, an ink path 34 communicating with each ejection port 25 and the common ink chamber 32 is formed between the upper plate member 33 and the print element substrate 27, and a partition wall is formed between the adjacent ink paths 34. 35 is formed. The common ink chamber 32, the ink path 34, the partition wall 35, and the like are formed together with the upper plate member 33 by the photolithography technique in the same manner as the ejection port 25.

インク供給口29から各インク路34内に供給される液体は、対応するインク路34に臨む電気熱変換体30に駆動信号が与えられることにより、電気熱変換体30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、共通インク室32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。   The liquid supplied into each ink path 34 from the ink supply port 29 boils as the electrothermal converter 30 generates heat, when a drive signal is given to the electrothermal converter 30 facing the corresponding ink path 34. , And is discharged from the discharge port 25 by the pressure of the bubbles generated thereby. In this case, bubbles generated in the common ink chamber 32 are brought into an air communication state from the discharge port 25 as they grow.

本実施形態では、一方の列の配列方向両端から数えて10個目までの端部吐出口群を構成する吐出口25e、つまり電気熱変換体30eは、dの間隔、すなわち600dpi相当の間隔よりも1μmだけ広い43.3μmに設定され、それ以外の中央側に位置する中央吐出口群を構成する236個の吐出口25c、つまり電気熱変換体30cの間隔dは42.3μm(600dpi相当)の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端部吐出口群の吐出口25e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25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25の配列密度はほぼ1200dpiとなり、端部吐出口群を構成する吐出口25eの合計は40個、中央吐出口群を構成する吐出口25cの合計は472個である。本実施形態ではこれら2つの吐出口列の間の間隔(左右の列の吐出口25の中心間距離)を21μmに設定している。また、電気熱変換体30はすべて同一寸法を有し、一辺が24μmの正方形である。吐出口25もすべて同一寸法を有し、直径が18μmの円形である。個々の電気熱変換体30に対する1動作の駆動パルスによって、4.5ピコリットル(pl)のインク滴がそれぞれの吐出口25から吐出されるようになっている。また、インク滴の吐出速度は10〜15m/sであった。 In the present embodiment, the discharge port 25e that constitutes the end discharge port group of up to 10, counting from the arrangement-direction end of one row, i.e. electrothermal transducer 30e is distance d 1, i.e. 600dpi considerable distance The distance d 0 of the 236 discharge ports 25c constituting the central discharge port group located on the other central side, that is, the electrothermal transducer 30c is 42.3 μm (600 dpi). Equivalent). Accordingly, the discharge ports 25e of the end portion discharge port group located at both ends in the arrangement direction are displaced in the direction in which the intervals are further expanded by 20 μm, compared to the case where all the discharge ports are arranged at 600 dpi intervals. It will be. Further, the other row is arranged so as to be shifted by a half of the arrangement interval of the discharge ports 25 with respect to the one row. Therefore, the arrangement density of the discharge ports 25 in the two rows is almost 1200 dpi, and the end rows are arranged. The total number of discharge ports 25e constituting the partial discharge port group is 40, and the total number of discharge ports 25c constituting the central discharge port group is 472. In the present embodiment, the interval between these two discharge port arrays (the distance between the centers of the discharge ports 25 in the left and right columns) is set to 21 μm. The electrothermal transducers 30 all have the same dimensions and are squares with sides of 24 μm. The discharge ports 25 all have the same dimensions and are circular with a diameter of 18 μm. A 4.5 picoliter (pl) ink droplet is ejected from each ejection port 25 by a drive pulse of one operation for each electrothermal transducer 30. The ink droplet ejection speed was 10 to 15 m / s.

なお、吐出口25の形状として本実施形態のような正方形以外に、長方形や丸形あるいは星形のような形状に設定しても、特に問題はない。   In addition to the square as in the present embodiment, the shape of the discharge port 25 may be set to a shape such as a rectangle, a circle, or a star.

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場合、上述したd,dの間隔を42.3μm(600dpi相当)の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11に示すような白筋7の間隔が70μm程度にも達することが判明した。 The ink jet print head 19 was scanned and moved at high speed along the print medium together with the carriage 16, and ink droplets were continuously ejected from all the ejection ports 25, so-called solid printing was performed on the print medium. In this case, in the conventional print head in which the distances d 0 and d 1 described above are all set equal to 42.3 μm (equivalent to 600 dpi), the distance between the white stripes 7 as shown in FIG. 11 reaches about 70 μm. There was found.

また、銀塩写真の如き多階調のプリントを行う際には、プリントヘッド19の吐出口25の配列幅に対応した走査領域に対し、プリント媒体を複数回に分けて搬送すると共にプリントヘッド19を複数回走査移動し、このプリントヘッド19の走査移動の際に使用される吐出口25を間引いて駆動することにより画像を形成する多パス(マルチパス)方式を用いる。この場合、図7に示すパスのつなぎ部分がうっすら薄くなってむら7′が発生しているように見えるが、本実施形態では4パスにてプリントを行い、プリント媒体としてキヤノン株式会社製のPR−101という商品名の用紙を用いた。この時に発生したむら7′の間隔を測定したところ、約40μmであった。   Further, when multi-tone printing such as silver halide photography is performed, the print medium is conveyed in a plurality of times to the scanning area corresponding to the array width of the discharge ports 25 of the print head 19 and the print head 19 is printed. Is used a plurality of times, and a multi-pass method is used in which an image is formed by decimating and driving the ejection ports 25 used when the print head 19 scans and moves. In this case, the connecting portion of the path shown in FIG. 7 is slightly thinner and appears to have unevenness 7 ′. In this embodiment, printing is performed in 4 passes, and PR manufactured by Canon Inc. is used as the print medium. A paper with a trade name of -101 was used. When the interval of the unevenness 7 ′ generated at this time was measured, it was about 40 μm.

マルチパス方式によってプリントを行う場合、上述したべたプリントを行う場合よりも白筋、つまりむら7′の間隔が狭くなる理由は、発明者が検討したところ、プリントデューティが低い場合には端よれ量(図7に示した白筋、すなわちむら7′の1/2の幅)が小さくなることによるものと考えられる。従って、マルチパスプリントを行う場合には、べたプリントを行う場合よりも配列方向両端部に位置する端部吐出口群を構成する吐出口25eの間隔dのずらし量を少なく設定することができる。 When printing by the multi-pass method, the reason why the white streak, that is, the interval of the unevenness 7 'is narrower than that in the case of performing solid printing as described above is the reason why the inventor has examined that when the print duty is low, the amount of skew This is considered to be due to a decrease in the white streak shown in FIG. Therefore, in the case of multi-pass printing can be set smaller the shift amount of spacing d 1 of the ejection openings 25e which constitutes the end outlet group positioned in the array direction end portions than when performing solid printing .

図8は、このようなプリントデューティと端よれ量との関係を表している。100%が全吐出口25から一斉にインク滴を吐出させたベタプリントに相当し、4パスの最大デューティが25%に相当する。このグラフから明らかなように、本実施形態ではそれらの配列方向両端部にそれぞれ位置する合計40個の端部吐出口群を構成する吐出口25eが中央側の中央吐出口群を構成する吐出口25cの配列間隔に対してそれぞれ1μm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、多階調のプリントを行う際に吐出口25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25e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25c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。   FIG. 8 shows the relationship between the print duty and the edge shift amount. 100% corresponds to a solid print in which ink droplets are discharged from all the discharge ports 25 all at once, and the maximum duty of four passes corresponds to 25%. As is apparent from this graph, in the present embodiment, the discharge ports 25e constituting a total of 40 end portion discharge port groups respectively located at both ends in the arrangement direction are the discharge ports constituting the central central discharge port group. The position was shifted in the direction in which the distance further increased by 1 μm with respect to the arrangement distance of 25c. For this reason, the ink droplets ejected from the ejection ports 25e located at both ends in the arrangement direction due to the reduced pressure atmosphere generated at the center side in the arrangement direction of the ejection ports 25 when multi-tone printing is performed. The ink droplets are drawn toward the center in the direction, and finally corrected to substantially the same interval as the interval between the ink droplets discharged from the ejection port 25c located on the center side in the arrangement direction and reaching the print medium. As a result, it is possible to prevent the occurrence of white streaks or the like that has occurred in the conventional scanning movement of the carriage 16 once.

このような多階調のプリントを実施するに際し、プリント媒体とプリントヘッド19の吐出口25が開口する吐出口面36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50.8cmに設定した。この場合、プリントヘッド19の電気熱変換体30の駆動周波数は24kHzである。   When performing such multi-tone printing, the interval between the print medium and the discharge port surface 36 where the discharge port 25 of the print head 19 opens is set to 1.6 mm, and the scanning movement speed of the carriage 16 is set to 50 per second. Set to .8 cm. In this case, the drive frequency of the electrothermal transducer 30 of the print head 19 is 24 kHz.

上述した実施形態では、吐出口25の形状や寸法をすべて等しく設定したが、それらの配列方向両端部の端部吐出口群を構成する吐出口25eの開口面積を、中央吐出口群を構成する吐出口25cの開口面積よりも大きく設定することも有効である。   In the above-described embodiment, the shapes and dimensions of the discharge ports 25 are all set equal. However, the opening area of the discharge ports 25e constituting the end portion discharge port groups at both ends in the arrangement direction constitutes the central discharge port group. It is also effective to set it larger than the opening area of the discharge port 25c.

このような本発明による液体吐出ヘッドを上述したプリントヘッドに応用した他の実施形態の概略構造を図9に示すが、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。本実施形態では、中央吐出口群を構成する吐出口25cの直径が18μmであるのに対し、一方の列の配列方向両端から数えて10個目までの端部吐出口群を構成する吐出口25eの直径をそれぞれ19μmに設定している。つまり、インク滴がプリント媒体の所定位置に正確に到達するような良好な性能を持つプリントヘッド19の場合には問題がないけれども、インク滴がプリント媒体の所定位置にそれほど正確に到達しないようなプリントヘッド19の場合、それらの配列方向両端部にそれぞれ位置する端部吐出口群の吐出口25eから吐出されるインク滴により、プリント媒体に形成されるドット径を大きくすることにより、プリント媒体に形成されるドットの位置精度の悪さが緩和され、べたプリントにおける白筋などの発生を確実に防止することが可能となる。   FIG. 9 shows a schematic structure of another embodiment in which the liquid discharge head according to the present invention is applied to the above-described print head. Elements having the same functions as those of the previous embodiment are designated by the same reference numerals. The overlapping description will be omitted. In this embodiment, the diameter of the discharge port 25c constituting the central discharge port group is 18 μm, whereas the discharge ports constituting up to ten end discharge port groups counted from both ends in the arrangement direction of one row. The diameter of 25e is set to 19 μm. That is, there is no problem in the case of the print head 19 having a good performance such that the ink droplet accurately reaches a predetermined position of the print medium, but the ink droplet does not reach the predetermined position of the print medium so accurately. In the case of the print head 19, the dot diameter formed on the print medium is increased by the ink droplets discharged from the discharge ports 25 e of the end discharge port groups respectively located at both ends in the arrangement direction. Poor positional accuracy of the formed dots is alleviated, and it is possible to reliably prevent the occurrence of white streaks in solid prints.

ちなみに、にじみ率が2.2のコート紙をプリント媒体として採用した場合、それらの配列方向中央側に位置する中央吐出口群の直径が18μmの吐出口25cからのインク滴の吐出量が4.5plであって、プリント媒体に形成されるドット径が45μmとなるのに対し、配列方向両端部に位置する端部吐出口群の直径が19μmの吐出口25eからのインク滴の吐出量が5.5plであって、プリント媒体に形成されるドットの直径が48μmとなるように設定されている。   Incidentally, when a coated paper having a bleeding rate of 2.2 is used as the print medium, the ejection amount of ink droplets from the ejection port 25c whose diameter of the central ejection port group located on the center side in the arrangement direction is 18 μm is 4. 5 pl, the dot diameter formed on the print medium is 45 μm, whereas the ejection amount of the ink droplets from the ejection port 25 e whose end ejection port group located at both ends in the arrangement direction is 19 μm is 5 0.5 pl, and the diameter of dots formed on the print medium is set to 48 μm.

このように、配列方向両端部にそれぞれ位置する端部吐出口群の吐出口25eから吐出されるインク滴の吐出量を増大させた場合、これらの電気熱変換体30eの駆動に対してインク供給の応答性が低下する可能性があるため、このような場合にはインク路34の幅寸法を増大させる、つまり隣接するインク路34を仕切る仕切り壁35の肉厚を減少させることによって、応答性の低下を回避することができる。具体的には、配列方向両端部に位置する吐出口25eに連通するインク路34の幅寸法Lを、配列方向中央部に位置する吐出口25cに連通するインク路34の幅寸法Lよりも広く設定すればよい。 As described above, when the ejection amount of the ink droplets ejected from the ejection ports 25e of the end portion ejection port groups located at the both ends in the arrangement direction is increased, the ink supply is performed with respect to the driving of these electrothermal transducers 30e. In such a case, the width of the ink path 34 is increased, that is, the wall thickness of the partition wall 35 that partitions the adjacent ink path 34 is decreased. Can be avoided. Specifically, than the width L 0 of the ink passage 34 communicating the width L 1 of the ink passage 34 communicating with the discharge port 25e is positioned in the array direction end portions, a discharge port 25c which is positioned in the array direction central portion Can be set widely.

なお、本発明は、液体の吐出を行わせるために利用されるエネルギーとして熱エネルギーを発生する手段(例えば、電気熱変換体やレーザ光など)を具え、この熱エネルギーにより液体の状態変化を生起させるインクジェット方式の液体吐出ヘッドや、ヘッドカートリッジ、あるいは画像形成装置において優れた効果をもたらすものである。かかる方式によれば、プリントの高密度化および高精細化が達成できるからである。   The present invention includes means (for example, an electrothermal converter or a laser beam) that generates thermal energy as energy used for ejecting the liquid, and this thermal energy causes a change in the state of the liquid. The ink jet type liquid discharge head, the head cartridge, or the image forming apparatus to be produced has an excellent effect. This is because according to such a method, high density and high definition of the print can be achieved.

その代表的な構成や原理については、例えば、米国特許第4723129号明細書や、同第4740796号明細書に開示されている基本的な原理を用いて行うものが好ましい。この方式は、いわゆるオンデマンド型およびコンティニュアス型の何れにも適用可能であるが、特に、オンデマンド型の場合には、液体が保持されているシートや流路に対応して配置される電気熱変換体に、プリント情報に対応した核沸騰を越える急速な温度上昇を与える少なくとも1つの駆動信号を印加することにより熱エネルギーを発生させ、液体吐出ヘッドの熱作用面に膜沸騰を生じさせ、結果的にこの駆動信号に一対一で対応した液体内の気泡を形成できるので有効である。この気泡の成長および収縮により、吐出口を介して液体を吐出させ、少なくとも1つの液滴を形成する。この駆動信号をパルス形状とすると、即時適切に気泡の成長収縮が行われるので、特に応答性に優れた液体の吐出が達成でき、より好ましい。このパルス形状の駆動信号としては、米国特許第4463359号明細書や、同第4345262号明細書に記載されているようなものが適している。なお、上記熱作用面の温度上昇率に関する発明の米国特許第4313124号明細書に記載されている条件を採用すると、さらに優れたプリントを行うことができる。   As its typical configuration and principle, for example, those performed using the basic principle disclosed in US Pat. No. 4,723,129 and US Pat. No. 4,740,796 are preferable. This method can be applied to both a so-called on-demand type and a continuous type. In particular, in the case of the on-demand type, it is arranged corresponding to a sheet or a flow path in which liquid is held. Thermal energy is generated by applying at least one drive signal that gives a rapid temperature rise exceeding nucleate boiling corresponding to print information to the electrothermal transducer, thereby causing film boiling on the heat acting surface of the liquid discharge head. As a result, bubbles in the liquid corresponding to the drive signals on a one-to-one basis can be formed, which is effective. Due to the growth and contraction of the bubbles, the liquid is discharged through the discharge port to form at least one droplet. It is more preferable that the drive signal has a pulse shape, since the bubble growth and contraction is performed immediately and appropriately, and thus it is possible to achieve liquid discharge with particularly excellent responsiveness. As this pulse-shaped drive signal, those described in US Pat. No. 4,463,359 and US Pat. No. 4,345,262 are suitable. If the conditions described in US Pat. No. 4,313,124 of the invention relating to the temperature rise rate of the heat acting surface are employed, further excellent printing can be performed.

また、液体吐出ヘッドの構成としては、上述の各明細書に開示されているような吐出口と液路と電気熱変換体との組合せ構成(電気熱変換体が液路に沿って配置された直線状液流路または電気熱変換体が液路を挟んで吐出口と正対する直角液流路)の他に、熱作用部が屈曲する領域に配置されている構成を開示する米国特許第4558333号明細書や、米国特許第4459600号明細書を用いた構成も本発明に含まれるものである。加えて、複数の電気熱変換体に対し、共通するスリットを電気熱変換体の吐出部とする構成を開示する特開昭59−123670号公報や、熱エネルギーの圧力波を吸収する開孔を吐出部に対応させる構成を開示した特開昭59−138461号公報に基づいた構成としても、本発明の効果は有効である。すなわち、液体吐出ヘッドの形態がどのようなものであっても、本発明によればプリントを確実に効率良く行うことができるようになるからである。   In addition, as a configuration of the liquid ejection head, a combination configuration of an ejection port, a liquid path, and an electrothermal transducer as disclosed in each of the above specifications (the electrothermal transducer is arranged along the liquid path) US Pat. No. 4,558,333 which discloses a configuration in which the thermal action part is arranged in a region where the heat acting part bends in addition to the straight liquid flow path or the electrothermal conversion body (right-angle liquid flow path facing the discharge port across the liquid flow path). And configurations using US Pat. No. 4,459,600 are also included in the present invention. In addition, for a plurality of electrothermal transducers, Japanese Patent Application Laid-Open No. Sho 59-123670 that discloses a configuration in which a common slit is used as a discharge portion of the electrothermal transducer, or an aperture that absorbs pressure waves of thermal energy is provided. The effect of the present invention is also effective as a configuration based on Japanese Patent Application Laid-Open No. 59-138461 which discloses a configuration corresponding to the discharge unit. That is, whatever the form of the liquid ejection head is, according to the present invention, printing can be performed reliably and efficiently.

画像形成装置がプリントできるプリント媒体の最大幅に対応した長さを有するフルラインタイプの液体吐出ヘッドに対しても本発明は有効に適用できる。このような液体吐出ヘッドとしては、複数の液体吐出ヘッドの組合せによってその長さを満たす構成や、一体的に形成された1個の液体吐出ヘッドとしての構成の何れでもよい。   The present invention can also be effectively applied to a full-line type liquid discharge head having a length corresponding to the maximum width of a print medium that can be printed by the image forming apparatus. As such a liquid discharge head, either a configuration satisfying the length by a combination of a plurality of liquid discharge heads or a configuration as a single liquid discharge head formed integrally may be used.

さらに、上述した実施形態のようなシリアルタイプのものでも、走査移動するキャリッジに対して一体的に固定された液体吐出ヘッド、あるいはキャリッジに対して交換可能に装着されることでキャリッジとの電気的な接続や装置本体からの液体の供給が可能となる交換自在のチップインタイプの液体吐出ヘッド、あるいは液体吐出ヘッド自体に一体的に液体を貯えるタンクが設けられたヘッドカートリッジを用いた場合にも、本発明は有効である。   Further, even in the serial type as in the above-described embodiment, the liquid discharge head integrally fixed to the carriage that moves by scanning, or the carriage can be replaced with the carriage so that it can be electrically connected to the carriage. Even when using a replaceable chip-in type liquid discharge head that can supply a liquid from the main body of the apparatus or a head cartridge provided with a tank for storing liquid integrally in the liquid discharge head itself The present invention is effective.

本発明の画像形成装置の構成として、液体吐出ヘッドからの液体の吐出状態を適正にするための回復手段や、予備的な補助手段などを付加することは本発明の効果を一層安定できるので、好ましいものである。これらを具体的に挙げれば、液体吐出ヘッドに対するキャッピング手段や、クリーニング手段,加圧あるいは吸引手段,電気熱変換体やこれとは別の加熱素子あるいはこれらの組み合わせを用いて加熱を行う予備加熱手段、プリント作業とは別に吐出を行う予備吐出手段を挙げることができる。   As the configuration of the image forming apparatus of the present invention, it is possible to further stabilize the effect of the present invention by adding a recovery means for making the liquid discharge state from the liquid discharge head appropriate, a preliminary auxiliary means, etc. It is preferable. Specifically, a capping unit for the liquid ejection head, a cleaning unit, a pressurizing or suction unit, an electrothermal converter, a heating element different from this, or a preheating unit for heating using a combination thereof A preliminary discharge means for performing discharge separately from the printing operation can be given.

また、搭載される液体吐出ヘッドの種類や個数についても、例えば単色のインクに対応して1個のみが設けられたものの他、プリント色や濃度(明度)を異にする複数種のインクに対応して複数個設けられるものであってもよい。すなわち、例えば画像形成装置のプリントモードとしては黒色などの主流色のみのプリントモードだけではなく、液体吐出ヘッドを一体的に構成するか、複数個の組み合わせによるか何れでもよいが、異なる色の複色カラーまたは混色によるフルカラーの各プリントモードの少なくとも一つを備えた装置にも本発明は極めて有効である。この場合、プリント媒体の種類やプリントモードに応じてインクのプリント性を調整するための処理液(プリント性向上液)を専用あるいは共通の液体吐出ヘッドからプリント媒体に吐出することも有効である。   Also, regarding the type and number of liquid discharge heads mounted, for example, only one ink corresponding to a single color ink is provided, as well as a plurality of types of inks having different print colors and densities (lightness). A plurality of them may be provided. That is, for example, the print mode of the image forming apparatus is not limited to a print mode of only a mainstream color such as black, but the liquid discharge head may be configured integrally or a plurality of combinations. The present invention is extremely effective for an apparatus having at least one of full-color print modes by color or mixed colors. In this case, it is also effective to discharge a processing liquid (printability improving liquid) for adjusting the printability of ink according to the type of print medium and the print mode from a dedicated or common liquid discharge head to the print medium.

さらに、以上説明した本発明の実施形態においては、室温やそれ以下で固化し、室温で軟化もしくは液化するものを用いても良く、あるいはインクジェット方式では液体自体を30℃以上70℃以下の範囲内で温度調整を行って液体の粘性を安定吐出範囲にあるように温度制御するものが一般的であるから、使用プリント信号付与時に液状をなすものを用いてもよい。加えて、熱エネルギーによる昇温を、固形状態から液体状態への状態変化のエネルギーとして使用させることで積極的に防止するため、または液体の蒸発を防止するため、放置状態で固化し加熱によって液化するものを用いてもよい。何れにしても熱エネルギーのプリント信号に応じた付与によって液化し、液体が吐出されるものや、プリント媒体に到達する時点ではすでに固化し始めるものなどのような、熱エネルギーの付与によって初めて液化する性質のものを使用する場合も本発明は適用可能である。このような場合の液体は、特開昭54−56847号公報あるいは特開昭60−71260号公報に記載されるような、多孔質シート凹部または貫通孔に液状又は固形物として保持された状態で、電気熱変換体に対して対向するような形態としてもよい。本発明においては、上述した各液体に対して最も有効なものは、上述した膜沸騰方式を実行するものである。   Further, in the embodiment of the present invention described above, a material that solidifies at room temperature or lower and softens or liquefies at room temperature may be used. Alternatively, in the ink jet system, the liquid itself is within a range of 30 ° C. or higher and 70 ° C. or lower. In general, the temperature is adjusted so that the viscosity of the liquid is controlled so that the viscosity of the liquid is within the stable discharge range. In addition, it is solidified in a standing state and liquefied by heating in order to actively prevent temperature rise due to heat energy by using it as energy for state change from solid state to liquid state, or to prevent liquid evaporation You may use what you do. In any case, it is liquefied by the application of thermal energy according to the print signal and liquefies only by the application of thermal energy, such as the liquid being discharged or the liquid that has already solidified when it reaches the print medium. The present invention can also be applied to the case where a material having a property is used. The liquid in such a case is in a state of being held as a liquid or a solid in a porous sheet recess or through-hole as described in JP-A-54-56847 or JP-A-60-71260. Alternatively, the electrothermal converter may be opposed to the electrothermal converter. In the present invention, the most effective one for each liquid described above is to execute the above-described film boiling method.

なお、本発明にかかる画像形成装置の形態としては、コンピュータなどの情報処理機器の画像出力端末として用いられるものの他、リーダなどと組合せた複写装置、さらには送受信機能を有するファクシミリ装置や捺染装置の形態を採るものなどであっても良く、プリント媒体としては、シート状あるいは長尺の紙や布帛、あるいは板状をなす木材や石材,樹脂,ガラス,金属などの他に、3次元立体構造物などを挙げることができる。   The image forming apparatus according to the present invention can be used as an image output terminal of an information processing device such as a computer, a copying apparatus combined with a reader, a facsimile apparatus having a transmission / reception function, or a textile printing apparatus. The print medium may be a sheet or long paper or fabric, or a plate-like wood or stone, resin, glass, metal, etc. And so on.

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。1 is a perspective view illustrating a schematic structure of an embodiment in which an image forming apparatus according to the present invention is applied to an inkjet printer. 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。It is a perspective view showing the appearance of one embodiment which applied the head cartridge by the present invention to the ink-jet printer shown in Drawing 1 in an exploded state. 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。FIG. 3 is a perspective view of a print head portion in the head cartridge shown in FIG. 2. 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。FIG. 4 is a cutaway perspective view illustrating a schematic structure of a main part of the print head illustrated in FIG. 3. 図4に示したプリントヘッドの吐出口および電気熱変換体の配列状態を表す破断平面図である。FIG. 5 is a cutaway plan view showing an arrangement state of discharge ports and electrothermal transducers of the print head shown in FIG. 4. 図5中のVI−VI矢視断面図である。It is VI-VI arrow sectional drawing in FIG. 図11に示し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。FIG. 12 is a conceptual diagram schematically illustrating a solid image formed in four passes on a print medium according to the ink ejection mode illustrated in FIG. 11. 本発明によるインクジェットプリンタのプリントデューティと端よれ量との関係を表すグラフである。4 is a graph showing a relationship between a print duty and an edge shift amount of the ink jet printer according to the present invention. 本発明による液体吐出ヘッドの他の実施形態における吐出口および電気熱変換体の配列状態を表す破断平面図である。It is a fracture | rupture top view showing the arrangement | sequence state of the discharge outlet and electrothermal transducer in other embodiment of the liquid discharge head by this invention. 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。It is a conceptual diagram which represents typically the discharge state of the ink by the conventional inkjet printer. 図10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。FIG. 11 is a conceptual diagram schematically illustrating a solid image formed in one pass on a print medium according to the ink ejection mode illustrated in FIG. 10. 従来のインクジェットプリンタの吐出量と端よれ量との関係を表すグラフである。It is a graph showing the relationship between the discharge amount and edge amount of the conventional inkjet printer.

符号の説明Explanation of symbols

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
25,25e,25c 吐出口
26 取り外し用レバー
27 プリント素子基板
28 電気配線基板
29 インク供給口
30,30e,30c 電気熱変換体
31 電極端子
32 共通インク室
33 上板部材
34 インク路
35 仕切り壁
36 吐出口面
,d 吐出口の配列間隔
,L インク路の幅
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Chassis 11 Medium feeding part 12 Medium discharge part 13 Medium conveying part 14 Head recovery part 15 Carriage shaft 16 Carriage 17 Head set lever 18 Head cartridge 19 Print head 20 Carriage cover 21 Tank holder 22 Contact flexible print cable (contact FPC)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 23 Contact part 24 Ink tank 25, 25e, 25c Ejection port 26 Removal lever 27 Print element board | substrate 28 Electric wiring board 29 Ink supply port 30, 30e, 30c Electrothermal conversion body 31 Electrode terminal 32 Common ink chamber 33 Upper board member 34 Ink path 35 Partition wall 36 Discharge port face d 0 , d 1 Discharge port array interval L 0 , L 1 Ink path width

Claims (6)

液体を吐出する液体吐出ヘッドと、該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画像形成装置であって、
前記液体吐出ヘッドは、所定の方向に沿って配列る複数の吐出口と、これら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ー発生部とを有し、
前記複数の吐出口は、これらの配列方向両端部に位置して画像の形成に関与する複数の吐出口からなる端部吐出口群と、これらの配列方向中央部に位置して画像の形成に関与する複数の吐出口からなる中央吐出口群とにより構成され、
前記端部吐出口群を構成する前記複数の吐出口の配列間隔は、前記中央吐出口群を構成する前記複数の吐出口の配列間隔よりも広く設定されていることを特徴とする画像形成装置。
An image forming apparatus comprising: a liquid discharge head that discharges liquid; a mounting portion of the liquid discharge head; and a transport unit for the print medium, and forming an image on the print medium with the liquid discharged from the discharge port of the liquid discharge head Because
The liquid ejecting head includes a plurality of discharge ports you arranged in a predetermined direction, and a plurality of ejection energy generating portion for ejecting liquid from these discharge ports,
The plurality of discharge ports are located at both ends in the arrangement direction and end discharge port groups composed of a plurality of discharge ports that are involved in image formation, and located in the center in the arrangement direction to form an image. It consists of a central outlet group consisting of a plurality of outlets involved,
Arrangement intervals of the plurality of discharge ports for forming the end portion discharge port group, the image forming, characterized in that it is wider than the plurality of arrangement interval of the discharge ports constituting the front Symbol central discharge port group apparatus.
前記複数の吐出口の配列方向が前記プリント媒体の搬送方向であり、前記取り付け部は前記複数の吐出口の配列方向と交差する方向に走査移動することを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。   2. The image according to claim 1, wherein the arrangement direction of the plurality of ejection openings is a conveyance direction of the print medium, and the attachment portion scans and moves in a direction intersecting the arrangement direction of the plurality of ejection openings. Forming equipment. 前記端部吐出口群を構成する前記吐出口の径は、前記中央吐出口群を構成する前記吐出口の径よりも大きく設定されていることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の画像形成装置。   The diameter of the said discharge port which comprises the said edge part discharge port group is set larger than the diameter of the said discharge port which comprises the said center discharge port group, The Claim 1 or Claim 2 characterized by the above-mentioned. Image forming apparatus. 前記端部吐出口群および前記中央吐出口群をそれぞれ構成する前記吐出口から吐出されてプリント媒体にそれぞれ形成される液滴のドット径の差は、前記端部吐出口群および前記中央吐出口群をそれぞれ構成する前記吐出口の配列間隔の差に対応していることを特徴とする請求項3に記載の画像形成装置。   The difference in the dot diameters of the droplets ejected from the ejection ports constituting the end portion ejection port group and the central ejection port group, respectively, and formed on the print medium is the end ejection port group and the central ejection port. The image forming apparatus according to claim 3, wherein the image forming apparatus corresponds to a difference in an arrangement interval of the discharge ports constituting each group. 前記吐出口から1回に吐出される液体の量がそれぞれ10ピコリットル以下であることを特徴とする請求項1から請求項4の何れかに記載の画像形成装置。   5. The image forming apparatus according to claim 1, wherein the amount of liquid ejected from the ejection port at one time is 10 picoliters or less. 前記液体吐出ヘッドが前記取り付け部に対し交換可能に装着されることを特徴とする請求項1から請求項5の何れかに記載の画像形成装置。   The image forming apparatus according to claim 1, wherein the liquid discharge head is attached to the attachment portion in a replaceable manner.
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