JPH1177984A - インクジェット記録ヘッドおよび記録装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 簡単な構成で、高品位かつ耐水性のある画像
記録が可能なインクジェット記録ヘッドおよび当該ヘッ
ドを用いる記録装置を提供すること。 【解決手段】 インクジェット記録ヘッドＨＤは、２つ
のノズル列１１、１３を有している。一方のノズル列１
１は黒色インク等の有色インクを吐出するためのノズル
の集合体であり、他方のノズル列１３は上記有色インク
中の染料等を不溶化または凝集させて耐水性を有する高
品位画像を得るための機能インクを吐出するためのノズ
ルの集合体である。ノズル列１３のノズル密度を、ノズ
ル列１１のノズル密度よりも小さくする。これは、ノズ
ル列１３のノズル間ピッチをノズル列１１のノズル間ピ
ッチよりも大きくして達成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ノズルからインク
を吐出してインク滴を記録媒体上に付着させて記録を行
うインクジェット記録ヘッドおよび記録装置に関し、特
に、有色インクを吐出するノズル列と記録画像の高品位
耐水化を促進させるための液体を吐出するノズル列とを
有するインクジェット記録ヘッドおよび記録装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】インクジェット記録方式は、ノンインパ
クト（非接触）記録法であるため、他の記録方式に比べ
記録時における静粛性に優れ、また、高速記録も可能で
ある。さらに、この記録方式によれば、複数色のインク
を使用して普通紙への高品位カラー画像も得ることがで
きる。

【０００３】インクジェット記録装置の中でもインクの
吐出に熱エネルギを利用したものでは、装置のコンパク
ト化が可能であるため、マルチオリフィス化、高密度ノ
ズル化等を達成することができる。

【０００４】このように熱エネルギを利用したインクジ
ェット記録装置は多くの利点を有するものであるが、複
数のヘッドまたは複数のノズル列を用いて複数種の高品
位耐水化機能インク（液体）や各種のカラーインクを吐
出することによって、色調等を含む種々の画像情報によ
る記録を行うことが望ましい。

【０００５】従来より、インクジェット記録装置では、
画像信号の情報に応じて複数ヘッドのノズル各々に対応
した複数種の異なるインクを、ドットが複数または接す
るように吐出することによって高品位耐水化画像やカラ
ー画像を表現していた。この場合、複数種の異なるイン
クを吐出させるための複数のノズル列は、その密度がそ
れぞれ等しく、同一の解像度で構成されていた。

【０００６】しかしながら、一般に、有色インク（黒色
インクまたは黒色以外のカラーインク）と無色透明な機
能インク（液体）とを記録媒体上で組み合わせて耐水性
のある高品位高解像度の画像を得るためには、１つのイ
ンクジェット記録ヘッドから複数種のインクを吐出させ
る複数のノズル列を例えば６００ｄｐｉまたはそれ以上
のノズル密度で構成しなければならない。このため、装
置構成が複雑化し、かつ、製造コストが高騰するという
問題があった。

【０００７】また、上記有色インクと機能インクとの組
み合わせでは、有色インクの吐出量に対して機能インク
の吐出量を少なくした方が良好な画像が得られるため、
有色インクの吐出に対して機能インクの吐出を間引いて
いた。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上述の問題
を軽減するためになされたもので、より簡単な構成で、
高品位かつ耐水性のある画像記録が可能なインクジェッ
ト記録ヘッドおよび当該ヘッドを用いる記録装置を提供
することを目的としている。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明のインクジェット記録ヘッドは、インクを吐
出する吐出口に連通するノズルを配列してなる複数のノ
ズル列のうち、少なくとも１つの有色インクを吐出する
ための第１のノズル列と少なくとも１つの無色インクを
吐出するための第２のノズル列とを有し、前記第２のノ
ズル列のノズル密度を、前記第１のノズル列のノズル密
度よりも小さくすることを特徴とする。

【００１０】ここで、前記第２のノズル列のノズル間ピ
ッチを、前記第１のノズル列のノズル間ピッチよりも大
きくしてもよい。

【００１１】前記複数のノズル列を構成する各ノズル内
には、インク吐出を行わせるために利用されるエネルギ
として熱エネルギを発生する熱エネルギ発生手段が設け
られてもよい。

【００１２】前記第１のノズル列から吐出される有色イ
ンクは黒色インクまたは該黒色インク以外のインクであ
ってもよい。

【００１３】前記第２のノズル列から吐出される無色イ
ンクは前記第１のノズル列から吐出される有色インクに
より形成される画像を耐水性を付与する機能インクであ
ってもよく、また、前記第２のノズル列から吐出される
無色インクは前記第１のノズル列から記録媒体に吐出さ
れた有色インクを不溶化または凝集化させる液体であっ
てもよい。

【００１４】前記第１のノズル列中において隣接する任
意の３つのノズルに前記第２のノズル列中において隣接
する２つのノズルが対応すると共に、該第２のノズル列
中の２つのノズルがそれぞれ前記第１のノズル列中の３
つのノズル間領域に対向してもよく、また、前記第１の
ノズル列中において隣接する任意の２つのノズルに前記
第２のノズル列中において１つのノズルが対応すると共
に、該第２のノズル列中の１つのノズルが前記第１のノ
ズル列中の２つのノズル間領域に対向してもよい。

【００１５】また、本発明の記録装置は、上記インクジ
ェット記録ヘッドを用いて記録媒体に対して記録動作を
行うことを特徴とする。

【００１６】ここで、前記インクジェット記録ヘッドに
よりインク吐出がおこなわれる記録媒体を搬送する搬送
手段と、該搬送手段による記録媒体の搬送方向に交差す
る方向に往復移動可能であって前記インクジェット記録
ヘッドを着脱自在に搭載するヘッド移動手段とを含み、
前記インクジェット記録ヘッドの前記第１および第２の
ノズル列は前記ヘッド移動手段の移動方向に直交する方
向に延在されてもよい。

【００１７】本発明においては、機能インクを吐出する
ノズル列のノズル間ピッチを有色インクを吐出するノズ
ル列のノズル間ピッチよりも大きくしたので、従来のよ
うに、有色インクの吐出に対して機能インクの吐出を間
引くことなく、高品位・耐水化画像を形成するのに最適
な有色インクおよび機能インクの吐出量で両インクを吐
出することができる。また、機能インクの吐出を間引く
等の特別の吐出方法を実施する必要がないため、ヘッド
の構成および駆動回路系を従来よりも簡略化できるの
で、製造コストの低減を図ることもできる。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施形態を説明する。

【００１９】図１は、本発明のインクジェット記録ヘッ
ドの一実施形態を示す斜視図であり、図２は図１のＸ−
Ｘ線に沿うヘッドの部分断面図であり、図３は図２に示
した記録ヘッドの吐出口、ノズル等の構造を拡大して示
す概略斜視図であり、図４は図１〜図３に示したインク
ジェット記録ヘッドとインクタンクとを一体化したヘッ
ドユニットの一例を示す斜視図であり、図５（ａ）およ
び（ｂ）は図４に示したヘッドユニットの一例を示す図
であって、（ａ）は正面図であり、（ｂ）は側面図であ
る。

【００２０】図１においてＨＤはインクジェット記録ヘ
ッドであり、１０は記録ヘッドＨＤを搭載するための基
体である。本実施形態における記録ヘッドＨＤは一列の
インク吐出口列１１を有する第１ヘッド１２と、この第
１ヘッド１２とは別個独立した一列のインク吐出口列１
３を有する第２ヘッド１４とから概略構成されている。
ここで、両ヘッド１２および１４はその構造が互いに鏡
像関係にあるだけで、実質的には同一であるため、両ヘ
ッドの代表として、第１ヘッド１２の構成のみを参照し
て説明し、第２ヘッド１４の構成の説明を省略する。な
お、後述するように、本実施形態では、第１ヘッド１２
を黒色インクまたはその他の有色インクの吐出用として
用い、第２ヘッド１４を機能インクとしてのプリント性
向上液の吐出用として用いるものとする。

【００２１】図１〜図３において、符号１５はヘッドフ
ェイス面の一部を構成する平面を有する天板である。天
板１５を形成する材料としては、成形性の良否あるいは
使用インクに侵されにくいか否かという耐久性の有無等
を総合的に判断して選択されるが、通常はポリサルフォ
ン等が好適に用いられる。また、符号１５ａは天板１５
の平面の一部に形成された窓であり、この窓１５ａを介
してインク吐出口列１１または１３が露出する。１７は
通常Ｓｉ基板上にインクを吐出するために利用される熱
エネルギを発生する熱エネルギ発生体としてのヒータ６
およびそのアルミ配線部７、８が成膜技術により形成さ
れたヒータボードである。なお、熱エネルギ発生体とし
てのヒータについてはさらに後述する。

【００２２】上記ヒータボード１７には、ＴＡＢ用のパ
ッド数を少なくするため、図示しないがシフトレジスタ
および駆動用トランジスタが設けられている。また、天
板１５には、ヒータボード１７との間に、上記ヒータ６
等ごとに仕切る複数の流路壁９が設けられており、これ
ら流路壁９と天板１５とヒータボード１７とからノズル
としてのインク流路１８が構成されている。本実施形態
における記録ヘッドＨＤは、いわゆるエッジシュータタ
イプのものであり、各インク流路１８はヒータ６の面に
平行な方向に延在するインク吐出口１１に連通してい
る。インク流路１８の後方（インク供給においては上流
側）には、複数のインク流路１８に共通して連通するイ
ンク液室１９となる凹部が成形あるいはレーザー加工に
より形成されている。インク液室１９は、インク導入路
２０を介して図５に示すインクタンクＴＡに連通してお
り、インクタンクＴＡからインク流路１８内へのインク
の供給に寄与している。天板１５とヒータボード１７と
の間にはインクの漏出を防止するため、通常、封止剤を
用いる。上記ヒータボード１７の端子には配線基板２１
の一端の端子がワイヤーボンディング２１ａにより接続
されている。この接続にも、接続部のインク付着を防止
し、保護するのに封止剤が用いられる。

【００２３】配線基板２１の他端は湾曲させられた状態
で上記基体１０に固定されている。このように組み立て
られた第１ヘッド１２は、その外側から弾性部材２２で
束ねられて保持されている。

【００２４】このような構成からなる記録ヘッドＨＤ
は、図４に示すように筺状のヘッドカートリッジＨＣの
外側底部に固定されている。ヘッドカートリッジＨＣ
は、その上部が開口されており、その開口部には、イン
クタンクＴＡが不図示のインク供給口をヘッドカートリ
ッジＨＣの内側底部に向けた状態で着脱自在に搭載され
ている。なお、インクタンクＴＡがヘッドカートリッジ
ＨＣに装着された際には、上記インク供給口は記録ヘッ
ドＨＤのインク導入路２０等に連通することができる。

【００２５】このようにヘッドカートリッジＨＣにイン
クタンクＴＡが装着されて一体化した場合には、両者は
ヘッドユニットＨＵを構成する。

【００２６】次に、このようなヘッドユニットＨＵを着
脱自在に取り付け可能である記録装置の一例を図６を参
照して説明する。

【００２７】図６において符号３０は上述のヘッドユニ
ットＨＵを同時に２個搭載することのできるキャリッジ
である。キャリッジ３０は、シャーシ３１に互いに平行
に延在する走査レール３２および３３の延在方向に往復
移動自在に支持されている。このキャリッジ３０には、
不図示の駆動モータからの駆動を伝達するための駆動ベ
ルト３４と、搭載するヘッドユニットＨＵの記録ヘッド
ＨＤに画像信号を伝達するためのフレキシブルケーブル
３５とがそれぞれ接続されている。走査レール３２およ
び３３の一端側に設けられたホームポジションＨＰに
は、キャリッジ３０上に搭載されるヘッドユニットＨＵ
の各ヘッド部に対する吐出特性の回復を目的とする吸引
または保護キャップ３６が設けられており、不図示のポ
ンプによりキャップ３６とヘッド部との間の空間を負圧
とすることによりヘッド部の吐出口またはこれに連通す
るインク流路（ノズル）の目詰まり等を積極的に解消す
ることが可能である。

【００２８】ここで、キャリッジ３０には２個のヘッド
ユニットＨＵを同時に搭載できるので、一方を通常のイ
ンク吐出用として用い、他方をそのインクの色材を不溶
化または凝集させて画質または画像堅牢性を向上させる
プリント性向上液の吐出用として用いることもできる。
プリント性向上液についてはさらに後述する。

【００２９】次に、図６に示した記録装置の記録制御を
実行するための制御構成について説明する。図７は、図
６に示した記録装置の制御回路の構成を示すブロック図
である。

【００３０】図７において、符号３９は記録信号を入力
するインタフェースであり、４０は装置全体の制御を行
う制御部としてのＭＰＵ（マイクロプロセッサユニッ
ト）であり、４１はＭＰＵ４０が実行する制御プログラ
ムを格納するＲＯＭであり、４２は上記記録信号や記録
ヘッドＨＤに供給される記録データ等の各種データを保
存しておくＤＲＡＭであり、４３は記録ヘッドＨＤに対
する記録データの供給制御を行うと共に、上記インタフ
ェース３９、ＭＰＵ４０およびＤＲＡＭ４２間のデータ
転送制御をも行うゲートアレイである。また、符号４５
は記録ヘッドＨＤを含むヘッドユニットＨＵを搭載した
キャリッジ３０を主走査方向に往復移動するキャリッジ
モータであり、このキャリッジモータ４５はモータドラ
イバ４７により駆動される。符号４８は記録媒体を副走
査方向（上記主走査方向に直交する方向）に間欠的に搬
送する搬送モータであり、この搬送モータ４８はモータ
ドライバ４９により駆動される。記録ヘッドＨＤはヘッ
ドドライバ４６により駆動される。

【００３１】上記制御構成の動作を説明すると、インタ
フェース３９に記録信号が入力されると、ゲートアレイ
４３とＭＰＵ４０との間で記録信号がプリント用の記録
データに変換される。この記録データは各ドライバに送
られ、モータドライバ４７、４９が駆動され、ヘッドド
ライバ４６に送られた記録データに従って記録ヘッドＨ
Ｄが駆動され、印字が行われる。

【００３２】

【実施例】以下、本発明のインクジェット記録ヘッドの
実施例を説明する。

【００３３】（実施例１）図８（ａ）および（ｂ）は本
発明の第１の実施例における２列のノズル列の構成を示
すもので、（ａ）は図１を示した記録ヘッドＨＤの吐出
口面を上方から視た平面図であり、（ｂ）は（ａ）に示
した吐出口面を拡大して２列のノズル列の対応相互関係
を模式的に示した平面図である。

【００３４】本実施例では、記録ヘッドＨＤの主走査方
向（図８（ａ）参照）に対してほぼ直交する方向に配列
された２列のノズル列１１、１３間の間隔は１２．７ｍ
ｍである。例えば、黒色インクを吐出するノズル列１１
では、隣接するノズル間ピッチは４２．５μｍとされ、
機能インクとしてのプリント性向上液を吐出するノズル
列１３では、隣接するノズル間ピッチは上記ノズル列の
２倍に相当する８５．０μｍとされる。このため、ノズ
ル列１１のノズル数は３１０であるのに対し、ノズル列
１３のノズル数は１５５である。すなわち、黒色インク
のノズル列１１のノズル密度は６００ｄｐｉであるのに
対し、機能インクのノズル列１３のノズル密度は３００
ｄｐｉである。本実施例では、ノズル列１１中のノズル
セグメント３１０および３０９間の中間位置に、ノズル
列１３中のノズルセグメント１が対応し、ノズル列１１
中のノズルセグメント３０８および３０７間の中間位置
に、ノズル列１３のノズルセグメント２が順次対応し、
最終的にノズル列１１中のノズルセグメント２および１
間の中間位置に、ノズル列１３のノズルセグメント１５
５が順次対応する。また、各ノズルからはいずれも１吐
出当たり３０ｎｇのインク等の液滴が吐出される。

【００３５】本実施例における機能インクは、記録媒体
上で重複または接触された黒色インク等との化学反応に
より高画質・耐水性を促進する透明な液体である。

【００３６】また、本実施例では、記録ヘッドＨＤの駆
動周波数は９．６ｋＨｚとされ、解像度は６００ｄｐｉ
（ドット／インチ）とされ、記録ヘッドＨＤの吐出口面
と記録媒体表面との距離、いわゆる紙間距離は１．５ｍ
ｍとされている。機能インク滴は記録ヘッドＨＤから視
て相対的に記録媒体表面に対して直交する方向に向けて
吐出速度１ｍ／ｓで吐出され、１２５μｓ後に記録媒体
表面上に直弾するように設定されている。次に、機能イ
ンクの吐出から３１２５０μｓ後に黒色インク滴が機能
インク滴と同一の吐出方向、吐出速度で吐出され、同じ
く吐出から１２５μｓ後に記録媒体上で先に着弾してい
る機能インク滴に接触して着弾するように設定されてい
る。

【００３７】図９は、本実施例に係る記録ヘッドＨＤを
用いて黒色インクと機能インクとを記録媒体上に吐出し
た結果、両インク滴に由来するドットの重複または接触
した状態を模式的に示す平面図である。

【００３８】図９に示すように、黒色インク滴に由来す
るドット間に機能インク滴に由来するドットが一部重複
し一部接触した状態で形成されていることがわかる。こ
のため、本実施例では、黒色インクの２ドットに対して
機能インクの１ドットで組み合わされて記録を行うこと
ができることから、機能インクの吐出量は黒色インクの
吐出量の約半分で済み、従来よりも簡単な構成であるに
も拘わらず、高品位・耐水性を促進させる効果を得るこ
とができる。

【００３９】（実施例２）図１０（ａ）および（ｂ）は
本発明の第２の実施例における２列のノズル列の構成を
示すもので、（ａ）は図１を示した記録ヘッドＨＤの吐
出口面を上方から視た平面図であり、（ｂ）は（ａ）に
示した吐出口面を拡大して２列のノズル列の対応相互関
係を模式的に示した平面図である。

【００４０】本実施例の構成要素のうち、先の実施例の
構成要素と共通している部分については同一符号を付
し、その部分の説明を省略する。本実施例のうち、先の
実施例と相違する点はノズル列間の配置対応関係であ
る。すなわち、先の実施例では黒色インクのノズル列１
１中の隣接する２つのノズル間の中間位置に機能インク
のノズル列１３中の１つのノズルが対応するようにして
いるが、本実施例では、黒色インクのノズル列１１中の
隣接する３つのノズルで形成される２つのノズル間領域
にそれぞれ１つずつ、合計２つの機能インクのノズルが
対応するようにしている。黒色インクのノズル列１１の
ノズル間ピッチは、一定であり、先の実施例と同様に４
２．５μｍに設定されている。機能インクのノズル列１
３のノズル間ピッチは、黒色インクの隣接する３つのノ
ズルに対応する機能インクの隣接する２つのノズル間で
は４２．５μｍに設定されているが、これら対をなすノ
ズル群間では２倍の８５μｍに設定されている。このた
め、黒色インクのノズル密度は６００ｄｐｉであるのに
対し、機能インクのノズル密度はノズル間ピッチが小さ
い部分で６００ｄｐｉでありノズル間ピッチが大きい部
分で３００ｄｐｉであり、機能インクのノズル列全体で
は４００ｄｐｉに相当している。本実施例では、ノズル
列１１のノズル数は３１０であるのに対し、ノズル列１
３のノズル数は２０７である。

【００４１】図１１に示すように、黒色インク滴に由来
するドット間にそれぞれ機能インク滴に由来するドット
が一部重複し一部接触した状態で形成されていることが
わかる。このため、本実施例では、黒色インクの３ドッ
トに対して機能インクの２ドットで組み合わされて記録
を行うことができることから、機能インクの吐出量は黒
色インクの吐出量の約２／３で済み、従来よりも簡単な
構成であるにも拘わらず、高品位・耐水性を促進させる
効果を得ることができる。

【００４２】次に、前述した機能インクとしてのプリン
ト性向上液について説明する。

【００４３】上述の有色インク中の染料を不溶化する無
色のプリント性向上液は、一例として以下のようにして
得ることができる。

【００４４】すなわち、下記の成分を混合溶解した後、
さらにポアサイズが０．２２μｍのメンブレンフィルタ
（商品名：フロロポアフィルタ、住友電気工業株式会社
製）にて加圧濾過した後、ＮａＯＨでｐＨを４．８に調
整し、無色のプリント性向上液Ａ１を得ることができ
る。

【００４５】 ［Ａ１の成分］ カチオン性化合物の低分子成分 ステアリルトリメチルアンモニウム塩 ２．０部 （商品名；エレクトロストリッパＱＥ、花王株式会社製） または、ステアリルトリメチルアンモニウムクロライド （商品名；ユータミン８６Ｐ、花王株式会社製） カチオン性化合物の高分子成分 ジアリルアミン塩酸塩と二酸化イオウとの共重合体 ３．０部 （平均分子量；５０００） （商品名；ポリアミンスルホンＰＡＳ−９２、 日東紡績株式会社製） チオジグリコール １０部 水 残部 また、上記無色のプリント性向上液と混合し不溶化する
インクの好適な例として以下のものを挙げることができ
る。

【００４６】すなわち、下記の成分を混合し、さらにポ
アサイズが０．２２μｍのメンブレンフィルタ（商品
名：フロロポアフィルタ、住友電気工業株式会社製）に
て加圧濾過してイエロー，マゼンタ，シアン，ブラック
のインクＹ１，Ｍ１，Ｃ１，Ｋ１を得ることができる。

【００４７】 Ｙ１ Ｃ．Ｉ．ダイレクトイエロー１４２ ２部 チオジグリコール １０部 商品名；アセチレノールＥＨ ０．０５部 （川研ファインケミカル株式会社製） 水 残部 Ｍ１ 染料をＣ．Ｉ．アシッドレッド２８９；２．５部に代え
た以外はＹ１と同じ組成 Ｃ１ 染料をＣ．Ｉ．アシッドブルー９；２．５部に代えた以
外はＹ１と同じ組成 Ｋ１ 染料をＣ．Ｉ．フードブラック２；３部に代えた以外は
Ｙ１と同じ組成 以上示したそれぞれ無色のプリント性向上液（液体組成
物）とインクとの混合において、本発明では、上述した
無色のプリント性向上液とインクが被プリント材上ある
いは被プリント材に浸透した位置で混合する結果、反応
の第１段階として無色のプリント性向上液中に含まれて
いるカチオン性物質の内、低分子量の成分またはカチオ
ン性オリゴマーとインクに使用しているアニオン性基を
有する水溶性染料とがイオン的相互作用により会合を起
こし、瞬間的に溶液相から分離を起こす。

【００４８】次に、反応の第２段階として、上述した染
料と低分子カチオン性物質またはカチオン性オリゴマー
との会合体が無色のプリント性向上液中に含まれる高分
子成分により吸着されるために、会合で生じた染料の凝
集体のサイズがさらに大きくなり、被プリント材の繊維
間の隙間に入り込みにくくなり、その結果として固液分
離した液体部分のみが記録紙中にしみこむことにより、
プリント品位と定着性との両立が達成される。同時に上
述したようなメカニズムにより生成したカチオン物質の
低分子成分またはカチオン性オリゴマーとアニオン性染
料で形成される凝集体は粘性が大きくなり、液媒体の動
きとともに移動することがないので、フルカラーの画像
形成時のように隣接したインクドットが異色のインクで
形成されていたとしても互いに混じり合うようなことは
なく、ブリーデイングも起こらない。また、上記凝集体
は本質的に水不溶性であり形成された画像の耐水性は完
全なものとなる。また、ポリマーの遮蔽効果により形成
された画像の耐光堅牢性も向上するという効果も有す
る。

【００４９】本明細書において使用される「不溶化」ま
たは「凝集」の用語は、前記第１段階のみの現象また
は、第１段階と第２段階の両方を含んだ現象を意味す
る。

【００５０】また、本発明の実施にあたっては、従来技
術のように分子量の大きいカチオン性高分子物質や多価
の金属塩を使用する必要がないか、あるいは使用する必
要があっても本発明の効果をさらに向上させるために補
助的に使用するだけで良いので、その使用量を最小限に
抑えることができる。その結果として、従来のカチオン
性高分子物質や多価金属塩を使用して耐水化効果を得よ
うとした場合の問題点であった染料の発色性の低下がな
くなるということを本発明の別の効果として挙げること
ができる。

【００５１】なお、本発明を実施するにあたって、使用
するインクは特に染料インクに限るものではなく、顔料
を分散させた顔料インクを用いることもできるし、使用
する無色のプリント性向上液はその顔料を凝集させるも
のを用いることができる。前記した無色液体Ａ１と混合
して凝集を引き起こす顔料インクの一例として以下のも
のを挙げることができる。すなわち、下記に述べるよう
にして、それぞれ顔料とアニオン性化合物とを含むイエ
ロー，マゼンタ，シアン，ブラックの各色インク、Ｙ
２，Ｍ２，Ｃ２およびＫ２を得ることができる。

【００５２】ブラックインクＫ２ アニオン系高分子Ｐ−１（スチレン−メタクリル酸−エ
チルアクリレート、酸価４００、重量平均分子量６，０
００、固形分２０％の水溶液、中和剤：水酸化カリウ
ム）を分散剤として用い、以下に示す材料をバッチ式縦
型サンドミル（アイメックス株式会社製）に仕込み、１
ｍｍ径のガラスビーズをメディアとして充填し、水冷し
つつ３時間分散処理を行った。分散後の粘度は９ｃｐ
ｓ、ｐＨは１０．０であった。この分散液を遠心分離機
にかけ粗大粒子を除去し、重量平均粒径１００ｎｍのカ
ーボンブラック分散体を作製した。

【００５３】 （カーボンブラック分散体の組成） ・Ｐ−１水溶液（固形分２０％） ４０部 ・カーボンブラック ２４部 （商品名；Ｍｏｇｕｌ Ｌ、キャブラック株式会社製） ・グリセリン １５部 ・エチレングリコールモノブチルエーテル ０．５部 ・イソプロピルアルコール ３部 ・水 １３５部 次に、上記で得られた分散体を充分に拡散して顔料が含
有されたインクジェット用のブラックインクＫ２を得
た。最終調製物の固形分は、約１０％であった。

【００５４】イエローインクＹ２ アニオン系高分子Ｐ−２（スチレン−アクリル酸−メチ
ルメタアクリレート、酸価２８０、重量平均分子量１
１，０００、固形分２０％の水溶液、中和剤：ジエタノ
ールアミン）を分散剤として用い、以下に示す材料を用
いて、ブラックインクＫ２の作製の場合と同様に分散処
理を行い、重量平均粒径１０３ｎｍのイエロー色分散体
を作製した。

【００５５】 （イエロー分散体の組成） ・Ｐ−２水溶液（固形分２０％） ３５部 ・Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１８０ ２４部 （商品名；ノバパームイエロー ＰＨ−Ｇ、 Hoechst Aktiengesellschaft製） ・トリエチレングリコール １０部 ・ジエチレングリコール １０部 ・エチレングリコールモノブチルエーテル １．０部 ・イソプロピルアルコール ０．５部 ・水 １３５部 上記で得られたイエロー分散体を充分に拡散して、顔料
が含有されたインクジェット用のイエローインクＹ２を
得た。最終調製物の固形分は、約１０％であった。

【００５６】シアンインクＣ２ ブラックインクＫ２の作製の際に使用したアニオン系高
分子Ｐ−１を分散剤として用い、以下に示す材料を用い
て、前記したカーボンブラック分散体の場合と同様の分
散処理を行い、重量平均粒径１２０ｎｍのシアン色分散
体を作製した。

【００５７】 （シアン色分散体の組成） ・Ｐ−１水溶液（固形分２０％） ３０部 ・Ｃ．Ｉ．ビグメントブルー１５：３ ２４部 （商品名；ファストゲンブル−ＦＧＦ、 大日本インキ化学工業株式会社製） ・グリセリン １５部 ・ジエチレングリコールモノブチルエーテル ０．５部 ・イソプロピルアルコール ３部 ・水 １３５部 上記で得られたシアン色分散体を充分に攪拌して、顔料
が含有されたインクジェット用のシアンインクＣ２を得
た。最終調製物の固形分は、約９．６％であった。

【００５８】マゼンタインクＭ２ ブラックインクＫ２の作製の際に使用したアニオン系高
分子Ｐ−１を分散剤として用い、以下に示す材料を用い
て、前記したカーボンブラック分散体の場合と同様の分
散処理を行い、重量平均粒径１１５ｎｍのマゼンタ色分
散体を作製した。

【００５９】 （マゼンタ色分散体の組成） ・Ｐ−１水溶液（固形分２０％） ２０部 ・Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１２２ ２４部 （大日本インキ化学工業株式会社製） ・グリセリン １５部 ・イソプロピルアルコール ３部 ・水 １３５部 上記で得られたマゼンタ色分散体を充分に拡散して、顔
料が含有されたインクジェット用のマゼンタインクＭ２
を得た。最終調製物の固形分は、約９．２％であった。

【００６０】（その他）なお、本発明は、特にインクジ
ェット記録方式の中でも、インク吐出を行わせるために
利用されるエネルギとして熱エネルギを発生する手段
（例えば電気熱変換体やレーザ光等）を備え、前記熱エ
ネルギによりインクの状態変化を生起させる方式の記録
ヘッド、記録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記録の高密度化，高精細化が
達成できるからである。

【００６１】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，同第４７４０
７９６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。この方式は所謂オンデマンド型，
コンティニュアス型のいず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（インク）が保持
されているシートや液路に対応して配置されている電気
熱変換体に、記録情報に対応していて核沸騰を越える急
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
することによって、電気熱変換体に熱エネルギを発生せ
しめ、記録ヘッドの熱作用面に膜沸騰を生じさせて、結
果的にこの駆動信号に一対一で対応した液体（インク）
内の気泡を形成できるので有効である。この気泡の成
長，収縮により吐出用開口を介して液体（インク）を吐
出させて、少なくとも１つの滴を形成する。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（インク）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，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、さらに優れた記録を行うことが
できる。

【００６２】記録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，液路，電気熱変換体
の組合せ構成（直線状液流路または直角液流路）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，米国特許第４４
５９６００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て、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す
る特開昭５９−１３８４６１号公報に基いた構成として
も本発明の効果は有効である。すなわち、記録ヘッドの
形態がどのようなものであっても、本発明によれば記録
を確実に効率よく行うことができるようになるからであ
る。

【００６３】さらに、記録装置が記録できる記録媒体の
最大幅に対応した長さを有するフルラインタイプの記録
ヘッドに対しても本発明は有効に適用できる。そのよう
な記録ヘッドとしては、複数記録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
記録ヘッドとしての構成のいずれでもよい。

【００６４】加えて、上例のようなシリアルタイプのも
のでも、装置本体に固定された記録ヘッド、あるいは装
置本体に装着されることで装置本体との電気的な接続や
装置本体からのインクの供給が可能になる交換自在のチ
ップタイプの記録ヘッド、あるいは記録ヘッド自体に一
体的にインクタンクが設けられたカートリッジタイプの
記録ヘッドを用いた場合にも本発明は有効である。

【００６５】また、本発明の記録装置の構成として、記
録ヘッドの吐出回復手段、予備的な補助手段等を付加す
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、記録ヘッドに
対してのキャッピング手段、クリーニング手段、加圧或
は吸引手段、電気熱変換体或はこれとは別の加熱素子或
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、記録とは別の吐出を行なう予備吐出手段を挙げるこ
とができる。

【００６６】また、搭載される記録ヘッドの種類ないし
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、記録色や濃度を異にする複数
のインクに対応して複数個数設けられるものであっても
よい。すなわち、例えば記録装置の記録モードとしては
黒色等の主流色のみの記録モードだけではなく、記録ヘ
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
いずれでもよいが、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記録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。

【００６７】さらに加えて、以上説明した本発明実施例
においては、インクを液体として説明しているが、室温
やそれ以下で固化するインクであって、室温で軟化もし
くは液化するものを用いてもよく、あるいはインクジェ
ット方式ではインク自体を３０℃以上７０℃以下の範囲
内で温度調整を行ってインク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、使用記
録信号付与時にインクが液状をなすものを用いてもよ
い。加えて、熱エネルギによる昇温を、インクの固形状
態から液体状態への状態変化のエネルギとして使用せし
めることで積極的に防止するため、またはインクの蒸発
を防止するため、放置状態で固化し加熱によって液化す
るインクを用いてもよい。いずれにしても熱エネルギの
記録信号に応じた付与によってインクが液化し、液状イ
ンクが吐出されるものや、記録媒体に到達する時点では
すでに固化し始めるもの等のような、熱エネルギの付与
によって初めて液化する性質のインクを使用する場合も
本発明は適用可能である。このような場合のインクは、
特開昭５４−５６８４７号公報あるいは特開昭６０−７
１２６０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、上述した各インクに対して最
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。

【００６８】さらに加えて、本発明インクジェット記録
装置の形態としては、コンピュータ等の情報処理機器の
画像出力端末として用いられるものの他、リーダ等と組
合せた複写装置、さらには送受信機能を有するファクシ
ミリ装置の形態を採るもの等であってもよい。

【００６９】

【００７０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
機能インクを吐出するノズル列のノズル間ピッチを、有
色インクを吐出するノズル列のノズル間ピッチよりも大
きくしたので、従来のように、有色インクの吐出に対し
て機能インクの吐出を間引くことなく、高品位・耐水化
画像を形成するのに最適な有色インクおよび機能インク
の吐出量で両インクを吐出することができる。また、機
能インクの吐出を間引く等の特別の吐出方法を実施する
必要がないため、ヘッドの構成および駆動回路系を従来
よりも簡略化できるので、製造コストの低減を図ること
もできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のインクジェット記録ヘッドの一例を示
す斜視図である。

【図２】図１のＸ−Ｘ線に沿う記録ヘッドの断面図であ
る。

【図３】図１および図２に示した記録ヘッドの要部を示
す概略斜視図である。

【図４】図１〜図３に示したインクジェット記録ヘッド
を含むヘッドユニットの一例を示す斜視図である。

【図５】（ａ）および（ｂ）は図４に示したヘッドユニ
ットを示す図であって、（ａ）は正面図であり、（ｂ）
は側面図である。

【図６】本発明の記録ヘッドの装着が可能な液体吐出装
置の一例を示す斜視図である。

【図７】本発明の記録装置の制御回路の構成を示すブロ
ック図である。

【図８】（ａ）および（ｂ）は本発明の第１の実施例に
おける２列のノズル列の構成を示すもので、（ａ）は図
１を示した記録ヘッドの吐出口面を上方から視た平面図
であり、（ｂ）は（ａ）に示した吐出口面を拡大して２
列のノズル列の対応相互関係を模式的に示した平面図で
ある。

【図９】図８に示した記録ヘッドを用いて黒色インクと
機能インクとを記録媒体上に吐出した結果、両インク滴
に由来するドットの重複または接触した状態を模式的に
示す平面図である。

【図１０】（ａ）および（ｂ）は本発明の第２の実施例
における２列のノズル列の構成を示すもので、（ａ）は
図１を示した記録ヘッドの吐出口面を上方から視た平面
図であり、（ｂ）は（ａ）に示した吐出口面を拡大して
２列のノズル列の対応相互関係を模式的に示した平面図
である。

【図１１】図１０に示した記録ヘッドを用いて黒色イン
クと機能インクとを記録媒体上に吐出した結果、両イン
ク滴に由来するドットの重複または接触した状態を模式
的に示す平面図である。

【符号の説明】

ＨＤ ヘッド（インクジェット記録ヘッド） ＴＡ インクタンク ＨＵ ヘッドユニット ＨＣ ヘッドカートリッジ １０ 基体 １１ インク吐出口 １２ 第１ヘッド １３ インク吐出口 １４ 第２ヘッド １５ 天板 １７ ヒータボード １８ インク流路 １９ インク液室 ２０ インク導入路 ２１ 配線基板 ２２ 弾性部材 ２３ 凹部 ３０ キャリッジ ３１ シャーシ ３２ 走査レール ３３ 走査レール ３４ 駆動ベルト ３５ フレキシブルケーブル ３６ 保護キャップ

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 インクを吐出する吐出口に連通するノズ
   ルを配列してなる複数のノズル列のうち、少なくとも１
   つの有色インクを吐出するための第１のノズル列と少な
   くとも１つの無色インクを吐出するための第２のノズル
   列とを有するインクジェット記録ヘッドであって、 前記第２のノズル列のノズル密度を、前記第１のノズル
   列のノズル密度よりも小さくすることを特徴とするイン
   クジェット記録ヘッド。
2. 【請求項２】 前記第２のノズル列のノズル間ピッチ
   を、前記第１のノズル列のノズル間ピッチよりも大きく
   することを特徴とする請求項１記載のインクジェット記
   録ヘッド。
3. 【請求項３】 前記複数のノズル列を構成する各ノズル
   内には、インク吐出を行わせるために利用されるエネル
   ギとして熱エネルギを発生する熱エネルギ発生手段が設
   けられていることを特徴とする請求項１または２に記載
   のインクジェット記録ヘッド。
4. 【請求項４】 前記第１のノズル列から吐出される有色
   インクは黒色インクまたは該黒色インク以外のインクで
   あることを特徴とする請求項１〜３のいずれかの項に記
   載のインクジェット記録ヘッド。
5. 【請求項５】 前記第２のノズル列から吐出される無色
   インクは前記第１のノズル列から吐出される有色インク
   により形成される画像を耐水性を付与する機能インクで
   あることを特徴とする請求項１〜４のいずれかの項に記
   載のインクジェット記録ヘッド。
6. 【請求項６】 前記第２のノズル列から吐出される無色
   インクは前記第１のノズル列から記録媒体に吐出された
   有色インクを不溶化または凝集化させる液体であること
   を特徴とする請求項１〜５のいずれかの項に記載のイン
   クジェット記録ヘッド。
7. 【請求項７】 前記第１のノズル列中において隣接する
   任意の３つのノズルに前記第２のノズル列中において隣
   接する２つのノズルが対応すると共に、該第２のノズル
   列中の２つのノズルがそれぞれ前記第１のノズル列中の
   ３つのノズル間領域に対向することを特徴とする請求項
   １〜６のいずれかの項に記載のインクジェット記録ヘッ
   ド。
8. 【請求項８】 前記第１のノズル列中において隣接する
   任意の２つのノズルに前記第２のノズル列中において１
   つのノズルが対応すると共に、該第２のノズル列中の１
   つのノズルが前記第１のノズル列中の２つのノズル間領
   域に対向することを特徴とする請求項１〜６のいずれか
   の項に記載のインクジェット記録ヘッド。
9. 【請求項９】 請求項１〜８のいずれかの項に記載のイ
   ンクジェット記録ヘッドを用いて記録媒体に対して記録
   動作を行うことを特徴とする記録装置。
10. 【請求項１０】 前記インクジェット記録ヘッドにより
    インク吐出がおこなわれる記録媒体を搬送する搬送手段
    と、該搬送手段による記録媒体の搬送方向に交差する方
    向に往復移動可能であって前記インクジェット記録ヘッ
    ドを着脱自在に搭載するヘッド移動手段とを含み、 前記インクジェット記録ヘッドの前記第１および第２の
    ノズル列は前記ヘッド移動手段の移動方向に直交する方
    向に延在されていることを特徴とする請求項９記載の記
    録装置。