JP2004050445A

JP2004050445A - 液体吐出ヘッド、液体吐出装置及び液体吐出方法

Info

Publication number: JP2004050445A
Application number: JP2002207486A
Authority: JP
Inventors: Mitsugi Ishihara; 石原　貢
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 2002-07-16
Filing date: 2002-07-16
Publication date: 2004-02-19

Abstract

【課題】隣接するヘッドチップ間でオーバーラップ部を形成するラインヘッド方式の液体吐出ヘッドを用いて濃度むらや白スジ等が発生することを防止する。
【解決手段】液体を吐出ノズル６５から吐出させるための素子８が複数配設されるとともに各素子８を駆動する駆動回路６９が形成された基板７と、基板７に形成された素子８に対応して上記液体を吐出する吐出ノズル６５が形成され、基板７に設けられたノズルシート６１とを有する複数のヘッドチップ６２を備え、複数のヘッドチップ６２は、長手方向の中心線に沿って千鳥状に配列されるとともに、長手方向に隣接するヘッドチップ６２との間に所定数の吐出ノズル６５が重なり合うオーバーラップ部５１が形成されるように配列され、オーバーラップ部５１において、一方のヘッドチップ６２と他方のヘッドチップ６２とは、駆動時に吐出ノズル６５の駆動位置が切り換えられる。
【選択図】図８

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、インク等の液体を吐出して液滴を目標に着弾させる液体吐出装置及び液体吐出方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、プリンタヘッドに並べて設けた細いノズルからインクの液滴を吐出し、このインクの液滴を例えば用紙等の記録媒体に着弾させ、ドットで文字や画像等を記録するインクジェットプリンタがある。このインクジェットプリンタは、記録速度が高速で、記録コストが安価で、カラー化が容易であるという特徴がある。
【０００３】
このインクジェットプリンタにおけるプリンタヘッドとしては、用紙のページ幅より短尺のいわゆるシリアルヘッドと、用紙のページ幅と略同寸の長尺のいわゆるラインヘッドとがある。また、インクの吐出方式としては、圧電素子を用いたピエゾ方式と、発熱素子を用いたサーマル方式とがある。
【０００４】
このうち、ラインヘッドは、シリアルヘッドのように記録時にモータ等の駆動手段によって用紙のページ幅方向に移動する必要がないことから、駆動手段が不要となり、プリンタ本体の小型化やコストダウン等が図り易いという特徴がある。また、サーマル方式は、ピエゾ方式に比べ、インクの液滴を吐出するための駆動素子の数や配列密度を比較的容易に大きくすることが可能であるため、ラインヘッド化に有利であるという特徴がある。このため、サーマル方式のラインヘッドを備えたインクジェットプリンタが提案されている。
【０００５】
このラインヘッドは、記録用紙の搬送方向と略直交する方向にこの記録用紙に対する印刷幅分の吐出ノズルを各色列毎に順次配置するとともに、インク液室に保持されたインクを加熱する発熱素子であるヒータを一つの半導体基板上に形成し、記録用紙を搬送しながら各吐出ノズルから選択的にインクの液滴を吐出させて記録用紙に着弾させる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ここで、従来のラインヘッド方式のヘッドチップとして、千鳥状に配列されたものが存在するが、これらのヘッドチップは、単に平行にずらされて配列されていたため、図１０に示すように、互いに隣接する２つのノズル群ＮＧ_Ａ，ＮＧ_Ｂも単に平行にずらされて配列されていた。そして、この配列を適用したインクジェットプリンタにおいては、ヘッドチップの特性ばらつきや、位置決め誤差等に起因して、ヘッドチップ間でのインクの吐出量のばらつきや、用紙に対するインクの着弾位置の誤差等が生じ、ヘッドチップ間の継ぎ目におけるドットの間隔を均一に保つことは困難である。
【０００７】
このため、隣接するヘッドチップとの間で、所定のノズル数だけノズル列の一部をオーバーラップさせるラインヘッドがある。このラインヘッドにおいては、インクの液滴を記録用紙に着弾させる際、オーバーラップ部においては、同一色のインクを吐出するノズルが二重に配列されているため、ノズルの駆動位置を切り換えていずれか一方のノズルのみを駆動させる必要がある。
【０００８】
しかし、オーバーラップ部におけるノズルの駆動位置を、オーバーラップ部の中央等、一律に固定してしまうと、ヘッドチップの駆動位置を切り換える駆動回路等の構成を簡略化させることができる一方、上述したようにヘッドチップの取り付け誤差や、ノズルプレートの伸縮等のヘッドチップ特性のばらつきに起因して、各オーバーラップ部において、用紙に対するインクの着弾位置の誤差等が生じ、濃度むらや白スジ等が生じ得る。
【０００９】
具体的には、各オーバーラップ部において、隣接するヘッドチップ間における取り付け位置のズレや、インクの吐出方向の曲がり等に起因して、用紙上におけるヘッドチップのつなぎ目に相当する領域において、ドットの重なり、ドットの隙間等が生じる。例えば図１１に示すように、一方のノズル群によって記録されたドット群ＤＧ_Ａと、他方のノズル群によって記録されたドット群ＤＧ_Ｂとの境界において、ドットの重なりＯが生じたり、例えば図１２に示すように、ドットの隙間Ｃが生じる。これらドットの重なり、ドットの隙間により、用紙の送り方向の濃度むらや白スジが発生する。
【００１０】
そこで、本発明は、隣接するヘッドチップ間でオーバーラップ部を形成するラインヘッド方式の液体吐出ヘッドを用いた濃度むらや白スジ等が発生することを防止する液体吐出ヘッド、液体吐出装置及び液体吐出方法を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上述した課題を解決するために、本発明に係る液体吐出ヘッドは、液体を吐出ノズルから吐出させるための素子が複数配設されるとともに上記各素子を駆動する駆動回路が形成された基板と、上記基板に形成された各素子に対応して上記液体を吐出する吐出ノズルが形成され、上記基板に設けられたノズルシートとを有する複数のヘッドチップを備え、上記複数のヘッドチップは、長手方向の中心線に沿って千鳥状に配列されるとともに、長手方向に隣接するヘッドチップとの間に所定数の吐出ノズルが重なり合うオーバーラップ部が形成されるように配列され、上記オーバーラップ部において、一方のヘッドチップと他方のヘッドチップとは、駆動時に上記吐出ノズルの駆動位置が切り換えられることを特徴とするものである。
【００１２】
また、本発明に係る液体吐出装置は、液体を吐出ノズルから吐出させるための素子が複数配設されるとともに上記各素子を駆動する駆動回路が形成された基板と、上記基板に形成された各素子に対応して上記液体を吐出する吐出ノズルが形成され、上記基板に設けられたノズルシートとを有する複数のヘッドチップを備え、上記複数のヘッドチップは、長手方向の中心線に沿って千鳥状に配列されるとともに、長手方向に隣接するヘッドチップとの間に所定数の吐出ノズルが重なり合うオーバーラップ部が形成されるように配列された液体吐出ヘッドと、上記ヘッドチップに液体を供給する液体カートリッジと、上記ヘッドチップから吐出される液体が着弾する目標物を搬送する搬送機構とを備え、上記オーバーラップ部において、一方のヘッドチップと他方のヘッドチップとは、駆動時に上記吐出ノズルの駆動位置が切り換えられることを特徴とするものである。
【００１３】
また、本発明に係る液体吐出方法は、液体を吐出する吐出ノズルが複数形成されたヘッドチップが長手方向の中心線に沿って千鳥状に形成された液体吐出ヘッドを有し、該液体吐出ヘッドの長手方向に隣接するヘッドチップとの間で所定数の吐出ノズルが重なり合うオーバーヘッド部の上記吐出ノズルの駆動位置を切り換えながら、上記ヘッドチップから吐出される液体が着弾される目標物を搬送するとともに、上記液体を吐出することを特徴とするものである。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る液体吐出ヘッドをインクジェット用プリンタヘッドに適用したプリンタ装置について、図面を参照して詳細に説明する。なお、以下では、プリンタ装置におけるプリンタヘッドは、用紙Ｐのページ幅と略同寸の記録範囲を有するものとする。すなわち、このプリンタ装置は、プリンタヘッドを備えることにより、１回の印画にあたり用紙Ｐ上の同一箇所を１回のみ走査して記録を行うものである。また、以下では、プリンタ装置は、サーマル方式によってインクの液滴を吐出する方式を採用し、駆動素子として発熱素子を用いるものとして説明する。
【００１５】
このプリンタ装置１は、図１及び図２に示すように、プリンタ装置１の外観を形成する筐体２の内部に、用紙Ｐのページ幅と略同寸の記録範囲を有するプリンタヘッド３と、用紙Ｐを所定の方向に搬送する搬送部４と、用紙Ｐをプリンタヘッド３へ給紙するための給紙部５と、用紙Ｐを収納するペーパートレイ６と、これら各部の駆動制御を行う電気回路部７が設けられている。
【００１６】
筐体２は、例えば直方体状に形成されている。筐体２の側面のうち一側面には用紙Ｐを排紙する排紙口１１が設けられ、この一側面と対向する他側面にはペーパートレイ６を着脱するためのトレイ出入口１２が設けられている。
【００１７】
プリンタヘッド３は、例えばＣＭＹＫ（シアン、マゼンタ、イエロー、ブラック）の４色分のラインを備えている。プリンタヘッド３は、ここでは図示しない吐出ノズルが下方を向くようにして、筐体２の内部における排紙口１１側の端部上方に配設されている。
【００１８】
搬送部４は、用紙Ｐを送る際の供給路を構成する紙送りガイド１５と、用紙Ｐを挟みこんで送り出す紙送りローラ１６，１７と、後述するプーリ１８，１９と、紙送りモータ２０の駆動をプーリ１８，１９に伝達するためのベルト２２，２３とを備え、筐体２の内部における排紙口１１側の端部下方に配設されている。
【００１９】
紙送りガイド１５は、平板状に形成されており、プリンタヘッド３の下方に所定の間隔だけ離隔されて配設されている。紙送りローラ１６，１７は、それぞれ、互いに接触した１対のローラからなり、紙送りガイド１５の両側、即ち、トレイ出入口１２側と排紙口１１側とに配設されている。紙送りモータ２０は、紙送りガイド１５の下方に配設されており、プーリ１８，１９とベルト２２，２３とを介して紙送りローラ１６，１７に連結されている。
【００２０】
給紙部５は、用紙Ｐを搬送部４へと給紙するための給紙ローラ２６と、後述するギヤ２７を回転駆動させる駆動源としての給紙モータ２８と、この給紙モータ２８によって回転駆動するギヤ２７とを備えており、搬送部４に対してトレイ出入口１２側に配設されている。給紙ローラ２６は、略半円筒形状に形成されており、トレイ出入口１２側の紙送りローラ１６に近接して配設されている。給紙モータ２８は、給紙ローラ２６の上方に配設されており、ギヤ２７を介して給紙ローラ２６に連結されている。
【００２１】
ペーパートレイ６は、例えばＡ４サイズの用紙Ｐを複数枚重ねて収納可能な箱状に形成され、底面の一端部には、ばね３１によって係止された紙支え３２が設けられており、給紙部５の下方からトレイ出入口１２にわたる空間に装着される。
【００２２】
電気回路部７は、各部の駆動を制御する部位であり、ペーパートレイ６の上方に配設されている。
【００２３】
このようなプリンタ装置１は、以下のようにして、印画動作を行う。
【００２４】
まず、プリンタ装置１は、使用者が、電源を入れ、トレイ出入口１２からペーパートレイ６を引き出して所定枚数の用紙Ｐを収納し、このペーパートレイ６を押し入れることにより、ペーパートレイ６が装着される。すると、プリンタ装置１においては、ばね３１の付勢力によって紙支え３２が用紙Ｐの一端部を持ち上げることにより、用紙Ｐの一端部が給紙ローラ２６に押し付けられる。そして、プリンタ装置１は、給紙モータ２８の駆動によって給紙ローラ２６が回転駆動することにより、１枚の用紙Ｐがペーパートレイ６から紙送りローラ１６へと送り出される。
【００２５】
続いて、プリンタ装置１は、紙送りモータ２０の駆動によって紙送りローラ１６，１７が回転駆動し、紙送りローラ１６がペーパートレイ６から送り出された用紙Ｐを１対のローラで挟み込むことにより、用紙Ｐが紙送りガイド１５へと送り出される。すると、プリンタ装置１は、プリンタヘッド３が所定のタイミングで動作して、吐出ノズルからインクの液滴を吐出して用紙Ｐ上に着弾させることにより、用紙Ｐ上にドットで文字及び／又は画像等を含む情報が記録される。そして、プリンタ装置１は、紙送りローラ１７が紙送りガイド１５に沿って送り出されてきた用紙Ｐを１対のローラで挟み込むことにより、用紙Ｐが排紙口１１から排紙される。
【００２６】
プリンタ装置１は、このような動作を記録が完了するまで繰り返し、印刷物を生成する。
【００２７】
次いで、プリンタ装置１における上述した電気回路部７について説明する。
【００２８】
電気回路部７は、図３に示すように、例えばＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　Ｕｎｉｔ）やＤＳＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ　Ｓｉｇｎａｌ　Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）構成としてソフトウェアによる信号処理及び制御処理を行う信号処理・制御回路４１と、予め決められた補正データがいわゆるＲＯＭ（Ｒｅａｄ　Ｏｎｌｙ　Ｍｅｍｏｒｙ）マップ方式で格納されている補正回路４２と、プリンタヘッド３を駆動するためのヘッドドライブ回路４３と、上述した紙送りモータ２０や給紙モータ２８の駆動やその他を制御する各種制御回路４４と、例えばラインバッファメモリや１画面メモリ等のメモリ４５と、記録データ等の信号が入力される信号入力部４６とを備える。信号処理・制御回路４１には、補正回路４２、ヘッドドライブ回路４３、各種制御回路４４及びメモリ４５が接続されている。
【００２９】
電気回路部７は、信号入力部４６を介して信号処理・制御回路４１に記録データ等の信号が入力されると、この信号を信号処理・制御回路４１によって記録順番に揃えて補正回路４２に供給し、この補正回路４２によっていわゆるγ補正、色補正、各ノズルのばらつき補正等の補正処理を施す。この補正後の記録データ等の信号は、例えば、ノズル番号、温度、入力信号といった外部条件に応じて信号処理・制御回路４１に取り出される。そして、電気回路部７は、信号処理・制御回路４１に取り出された信号を駆動信号としてヘッドドライブ回路４３及び各種制御回路４４に供給する。電気回路部７は、ヘッドドライブ回路４３によって駆動信号に基づいてプリンタヘッド３を駆動制御する。また、電気回路部７は、各種制御回路４４によって駆動信号に基づいて紙送りモータ２０及び給紙モータ２８の駆動制御を行う他、プリンタヘッド３のクリーニング処理等の際の駆動制御を行う。
【００３０】
また、電気回路部７においては、記録データ等の信号は、必要に応じてメモリ４５に一旦記録され、信号処理・制御回路４１に取り出される。このメモリ４５は、ヘッドチップ３の数と同じ数だけ形成されている。このメモリ４５には用紙Ｐに１ライン分の印画を行うためにオーバーラップ部５１の印画データを含む一のヘッドチップのデータが記録されている。電気回路部７は、信号処理・制御回路４１が各ヘッドチップ３のデータをメモリ４５より受け取る。
【００３１】
さらに、電気回路部７は、後述するように、プリンタヘッド３に形成されたヘッドチップ３の吐出ノズル６の駆動位置を切り換えるための乱数発生器４７が信号処理・制御回路４１に接続されている。電気回路部７は、信号処理・制御回路４１がオーバーラップ部５１における各ヘッドチップ３の両端部に形成された吐出ノズル６の切換位置を決定する乱数を乱数発生器４７より受け取る。信号処理・制御回路４１は、各ヘッドチップ３のデータ及びノズルの切換位置のデータを受け取り、駆動信号としてヘッドドライブ回路４３に供給して各ヘッドチップ３に形成されているノズル群の駆動範囲を制御する。
【００３２】
次いで、プリンタ装置１に適用されたプリンタヘッド３について説明する。
【００３３】
このプリンタヘッド３は、インクを吐出ノズルから吐出させるための記録素子が印刷幅方向に複数配列されたライン印刷方式のインクジェットプリンタヘッドである。プリンタヘッド３は、図４及び図５に示すように、ニッケル又はニッケルを含む材料の電鋳層で形成され、インクの吐出ノズル列が用紙Ｐを横切る印刷幅方向に略一直線上に形成されているノズルシート６１と、この各色の吐出ノズル列に対応してノズルシート６１上に順次一直線上に配置されてノズルシート６１に貼り合わせられた複数のヘッドチップ６２と、ノズルシート６１上に配設されてヘッドカートリッジとの間でインクの流路を形成する部材６３とを有する。
【００３４】
ノズルシート６１は、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色の吐出ノズル６５がそれぞれ用紙Ｐを横切る印刷幅方向に略一直線上に４列に形成されている。吐出ノズル６５は、断面が円形状の円錐の先端を底面と平行な面で切り落とした形状を呈しており、インクの吐出方向に向かって径が狭くなっている。従って、吐出ノズル６５は、インクの吐出角度を安定させることができ、インクの着弾精度を向上させることができる。
【００３５】
ヘッドチップ６２は、集積回路技術により略矩形板状のシリコン基板６７を加工して形成され、インクを加熱する発熱素子であるヒータ６８が印刷幅方向に順次並んで形成されるとともに、これらのヒータ６８を駆動する駆動回路６９が形成されている。ヘッドチップ６２は、シリコン基板６７の長手方向の側面近傍にヒータ６８が配設されている。そして、ヘッドチップ６２は、シリコン基板６７上に各ヒータ６８に対応した隔壁が形成されているドライフィルム７０が配設される。このドライフィルム７０は、ヒータ６８が形成されている側面側が櫛の歯状に形成されているため、各ヒータ６８上にインク液室７１を形成するとともにこのインク液室７１をシリコン基板６７の長手方向の側面側より露出させている。また、ヘッドチップ６２は、これらヒータ６８上に、ドライフィルム７０を介して吐出ノズル６５が位置するようにノズルシート６１が配設されている。
【００３６】
部材６３は、インク液室７１と、インクをインク液室７１まで流すためのインク流路７２とを形成するために設けられる。この部材６３は、いわゆるドライフィルムフォトレジスト等の感光性樹脂によって形成されている。
【００３７】
そして、プリンタヘッド３は、ヘッドチップ６２のインク液室７１が露出している側よりインクカートリッジのインクを導くように、部材６３及びドライフィルム７０によりインク流路７２が形成される。これによりプリンタヘッド３は、ヘッドチップ６２の長手方向の側縁側より各ヒータ６８のインク液室７１にインクを導くことができる。
【００３８】
なお、ヘッドチップ６２は、ヒータ６８を形成した側とは逆側に、パッド６４が形成され、このパッド６４にフレキシブル配線基板６６が接続されている。ヘッドチップ６２は、フレキシブル配線基板６６より制御信号を受けて、インク液室７１の吐出ノズル６５よりインク液滴を吐出させる。
【００３９】
プリンタヘッド３は、図６に示すように、このようなヘッドチップ６２が各色毎に、インク流路７２を挟んで、ヘッドチップ６２の長手方向に沿って略千鳥状にノズルシート６１上に配置されることによりヘッドチップのラインを形成している。即ち、プリンタヘッド３は、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色の吐出ノズル列がそれぞれ用紙Ｐを横切る印刷幅方向に、インク流路７２を挟んで、ヘッドチップの長手方向に沿って略千鳥状にライン７５を形成している。そして、プリンタヘッド３は、印刷幅方向と直交する用紙Ｐの送り方向に向かって、順にイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各ライン７５が形成されている。
【００４０】
また、プリンタヘッド３は、各色のライン７５に、インク流路７２を挟んで略千鳥状に形成された各ヘッドチップ６２がヘッドチップ６２の長手方向に隣接するヘッドチップ６２との間に所定数の吐出ノズル６５が重なり合うオーバーラップ部５１が形成されている。即ち、プリンタヘッド３に形成されたヘッドチップ６２のライン７５は、図７に示すように、千鳥状に配列されて互いに隣接するヘッドチップ６２のそれぞれに対応するノズル群のうち、左側に位置するヘッドチップ６２のノズル群６５_Ａにおける右端から所定個の吐出ノズル６５と、右側に位置するヘッドチップ６２のノズル群６５_Ｂにおける左端から同数の吐出ノズル６５とを、インク流路７２を介して互いに中心線が一致するように配列し、これらの吐出ノズル６５の重複部分をオーバーラップ部５１として設けている。
【００４１】
また、このオーバーラップ部５１は、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各ライン７５に同様に設けられている。即ち、各色のライン７５は、各オーバーラップ部５１において、互いに隣接するノズル群６５_Ａと６５_Ｂとの重複する吐出ノズル６５の数を同じくするとともに、吐出ノズル６５の中心線を一致させて形成されている。従って、プリンタヘッド３は、図６に示すように、用紙Ｐの送り方向に向かって略直線状にオーバーラップ部５１が形成されている。
【００４２】
このオーバーラップ部５１では、一方のノズル群６５_Ａを構成する各吐出ノズル６５と、他方のノズル群６５_Ｂを構成する各吐出ノズル６５との駆動位置がランダムに切り換えられ、一方のノズル群６５_Ａによって記録したドット群Ｄ_Ａと、他方のノズル群６５_Ｂによって記録したドット群Ｄ_Ｂとのつなぎ目の位置がランダムに変化する。
【００４３】
このオーバーラップ部５１における一方のノズル群６５_Ａと他方のノズル群６５_Ｂとの駆動位置の切り変えは、０から最大ｓまでの整数をランダムに発生する乱数ｒを用いることによって行う。即ち、図８に示すように、各オーバーラップ部５１は、一方のノズル群６５_Ａと他方のノズル群６５_Ｂとのつなぎ目の位置が各色のライン７５毎に、乱数によってランダムに切り換えられる。また、オーバーラップ部５１は、一のライン７５においても、一方のノズル群６５_Ａと他方のノズル群６５_Ｂとのつなぎ目の位置が各オーバーラップ部５１毎に、乱数によってランダムに切り換えられる。
【００４４】
即ち、互いに隣接するヘッドチップ６２，６２に形成されたノズル群６５_Ａ、６５_Ｂのうち、ｓ個の吐出ノズル６５が重複するように配列された一のオーバーラップ部５１において、ある乱数ｒ_１が得られた場合、一方のノズル群６５_Ａの左端からｒ_１個目までの吐出ノズル６５が駆動され、他方のノズル群６５_Ｂの右端からｓ−ｒ_１個までの吐出ノズル６５が駆動される。また、他のオーバーラップ部５１においては、他の乱数ｒ_２が得られ、一方のノズル群６５_Ａの左端からｒ_２個目までの吐出ノズル６５が駆動され、他方のノズル群６５_Ｂの右端からｓ−ｒ_２個までの吐出ノズル６５が駆動される。
【００４５】
例えば、図８に示すように、互いに隣接するヘッドチップ６２，６２に形成されたノズル群のうち、１６個の吐出ノズル６５が重複するように配設されたオーバーラップ部５１において、乱数ｒ＝１２が得られた場合、このオーバーラップ部５１においては、一方のｄノズル群６５_Ａの左端から１２個目までの吐出ノズル６５が駆動され、他方のノズル群６５_Ｂの右端から１６−１２＝４個までの吐出ノズル６５が駆動される。他のオーバーラップ部５１においては、乱数ｒ＝７が得られ、一方のノズル群６５_Ａの左端から７個目までの吐出ノズル６５が駆動され、他方のノズル群６５_Ｂの右端から１６−７＝９個までの吐出ノズル６５が駆動される。
【００４６】
これにより、プリンタヘッド３は、黒丸で示す一方のノズル群６５_Ａによって記録したドット群Ｄ_Ａと、白丸で示す他方のノズル群６５_Ｂによって記録したドット群Ｄ_Ｂとのつなぎ目において、オーバーラップ部５１に相当するドット群Ｄ_Ｏを形成することができる。ドット群Ｄ_Ｏは、一方のノズル群６５_Ａによって記録したドットと、他方のノズル群６５_Ｂによって記録したドットとのつなぎ目がランダムに切り換えられたものとなる。
【００４７】
したがって、本発明が適用されたプリンタヘッド３は、オーバーラップ部５１において、ノズル群６５_Ａ、６５_Ｂの駆動位置が各オーバーラップ部５１毎にランダムに切り換えられている。このため、プリンタヘッド３は、ヘッドチップの特性ばらつきや、位置決め誤差等に起因してノズル群６５_Ａ、６５_Ｂの各吐出ノズル６５より吐出されたインクの吐出量にばらつきが生じたり、インクの着弾位置に誤差が生じることによりドットの重なりや隙間が発生しても、この重なりや隙間が散らされる。従って、プリンタヘッド３は、オーバーラップ部５１において、用紙Ｐに記録されたドット群Ｄ_Ｏに濃度むらや白スジ等の帯状ノイズが生じることを防止することができる。
【００４８】
また、以上のような本発明に対して、テストパターンを印画した結果からオーバーラップ部におけるドット間隔が最も適切になる切換位置を探し求めて、その位置をメモリに記憶させチップ間における吐出ノズルの切換位置とする方法がある。しかし、この方法では、オーバーラップ部全てについてどの切換位置が適切かを個別に調べる必要があり、ヘッドチップの数が多いプリンタヘッドにおいてはその作業に非常に多くの時間と手間がかかることになる。
【００４９】
これに対し、本発明が適用されたプリンタヘッド３によれば、オーバーラップ部５１におけるノズル群６５_Ａ、ノズル群６５_Ｂとのつなぎ目の位置が、乱数によってランダムに切り換えられる。従って、プリンタヘッド３は、オーバーラップ部５１において、ドット間隔を調べる時間を要することなく、用紙Ｐに記録されたドット群Ｄ_Ｏに濃度むらや白スジ等の帯状ノイズが生じることを防止することができる。
【００５０】
以上のようなオーバーラップ部５１における吐出ノズル６５の駆動位置の切換は以下のように行われる。即ち、電気回路部７は、印刷媒体に１ライン分の印画を行うため、オーバーラップ部５１の印画データを含む１個のヘッドチップ６２のデータを蓄えるためのメモリ４５をヘッドチップ６２の数と同じ数だけ有する。ヘッドチップ６２の切換は、インク吐出ためのデータをこのメモリ４５における両端２カ所のオーバーラップ部５１において、ノズル群のうちどこからどこまでを有効にするか、即ち、どの吐出ノズル６５にまでインク吐出のためのデータを入れるか否かによって行う。
【００５１】
電気回路部７は、乱数発生器４７によりオーバーラップ部５１において重複するノズルの数を最大値ｓとした０〜ｓまでの整数がランダムに信号処理・制御回路４１に送信され、これを受けた信号処理・制御回路４１が駆動信号としてヘッドドライブ回路４３に供給する。これにより、プリンタヘッド３は、オーバーラップ部５１におけるノズル群６５_Ａ、ノズル群６５_Ｂとのつなぎ目の位置が、乱数によってランダムに切り換えられる。
【００５２】
次いで、ヘッドチップ６２間の段差によるズレを発生させないように印刷のためのスキャンにおいて、先行チップ群に対する後続チップ群の吐出タイミングを保ちながら、各メモリ４５内のデータに従って該当するヘッドチップ６２の該当する吐出ノズル６５を駆動する。
【００５３】
以上のように、本発明が適用されたプリンタ装置１によれば、オーバーラップ部５１において、ノズル群６５_Ａ、６５_Ｂの駆動位置が各オーバーラップ部５１毎にランダムに切り換えられている。このため、プリンタ装置１は、ヘッドチップの特性ばらつきや、位置決め誤差等に起因してノズル群６５_Ａ、６５_Ｂの各吐出ノズル６５より吐出されたインクの吐出量にばらつきが生じたり、インクの着弾位置に誤差が生じることによりドットの重なりや隙間が発生しても、この重なりや隙間が散らされる。従って、プリンタ装置１は、オーバーラップ部５１において、用紙Ｐに記録されたドット群Ｄ_Ｏに濃度むらや白スジ等の帯状ノイズが生じることを防止することができる。
【００５４】
また、本発明が適用されたプリンタ装置１のプリンタヘッドは、オーバーラップ部５１におけるノズル群６５_Ａ、ノズル群６５_Ｂとのつなぎ目の位置を、予め乱数或いは乱数に相当する０から最大ｓまでの整数を乱数テーブル４８に納めておき、スキャンに伴うライン７５の番号などをアクセス変数としてその乱数テーブル４８から出力される値ｒに従って切換位置を変えるようにしてもよい。
【００５５】
このテーブルデータのアクセス変数は、例えば、スキャンのライン毎、各インクに対応するヘッドチップ群（イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック）毎、オーバーラップ部５１の列（縦）毎が考えられ、それぞれどの組み合わせであってもよい。例えば、上述した全ての変数を用いる場合は、全てのオーバーラップ部５１において乱数が発生されることを意味する。乱数を用いる場合は、さらに任意の時期に発生したものを使用することができる。
【００５６】
さらに、このテーブルデータは、ノズル群６５_Ａ、ノズル群６５_Ｂとのつなぎ目となりうるポイント数と同数設定し、つなぎ目の位置が隣接するライン間で重複せず、かつ、それがどのオーバーラップ部５１から見てもつなぎ目が接近することがないように定めた値を用い、これを周期的に繰り返してつなぎ目を切り換えていくようにしてもよい。
【００５７】
例えば、図９に示すように、オーバーラップ部５１において一方のノズル群６５_Ａと他方のノズル群６５_Ｂとが１６個の吐出ノズル６５を重複して形成されている場合には、ノズル群６５_Ａ、ノズル群６５_Ｂとのつなぎ目となりうるポイントは１７存在する。そこで、テーブルデータは、この１７のつなぎ目となりうるポイントを、各色のライン毎に異ならしめるとともに、用紙Ｐの送り方向に形成されている各ラインのオーバーラップ部５１との間においてもつなぎ目が接近することがないように変数を設定する。そして、このテーブルデータを周期的に繰り返してつなぎ目を切り換えていくことにより、プリンタヘッド３は、ヘッドチップの特性ばらつきや、位置決め誤差等に起因してノズル群６５_Ａ、６５_Ｂの各吐出ノズル６５より吐出されたインクの吐出量にばらつきが生じたり、インクの着弾位置に誤差が生じることによりドットの重なりや隙間が発生しても、この重なりや隙間が散らされる。従って、プリンタ装置１は、オーバーラップ部５１において、用紙Ｐに記録されたドット群Ｄ_Ｏに濃度むらや白スジ等の帯状ノイズが生じることを防止することができる。
【００５８】
なお、本発明は、上述した実施の形態に限定されるものではない。例えば、上述した実施の形態では、ラインヘッドを用いるものとして説明したが、本発明は、１回の印画にあたり用紙Ｐ上の同一箇所を１回のみ走査、すなわち、いわゆる１パス記録を行うプリンタヘッドであれば、シリアルヘッドにも適用できるものである。
【００５９】
また、上述した実施の形態では、サーマル方式によってインクの液滴を吐出する方式を採用し、駆動素子として発熱素子を用いるものとして説明したが、サーマル方式に比べ規模の増大と解像度の低下があるものの、駆動素子として圧電素子を用いたピエゾ方式にも適用可能である。
【００６０】
また、上述の実施の形態においては、本発明をプリンタヘッド及びプリンタ装置に適用してインク液滴を飛び出させる場合について述べたが、本発明はこれに限らず、インク液滴に代えて各種染料の液滴、保護層形成用の液滴等に用いる液体吐出ヘッド、また、液滴が試薬等であるマイクロディスペンサー、各種測定装置、各種試験装置、液滴がエッチングより部材を保護する薬剤である各種のパターン描画装置、さらには、金属微粒子を含む液体を吐出し基板に微細な配線パターンを形成したり、基板に様々な材料を噴射することで機能を持つ素子を作り込むプリント配線基板や回路基板の作成装置等に広く適用することができる。
【００６１】
このように、本発明は、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更が可能であることはいうまでもない。
【００６２】
【発明の効果】
以上、詳細に説明したように、本発明に係る液体吐出ヘッド、液体吐出装置及び液体吐出方法によれば、オーバーラップ部において、ノズルの駆動位置が各オーバーラップ部毎にランダムに切り換えられている。このため、ヘッドチップの特性ばらつきや、位置決め誤差等に起因して各吐出ノズルより吐出されたインクの吐出量にばらつきが生じたり、インクの着弾位置に誤差が生じることによりドットの重なりや隙間が発生しても、この重なりや隙間が散らされる。従って、オーバーラップ部において、記録媒体に記録されたドット群に濃度むらや白スジ等の帯状ノイズが生じることを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明が適用されたプリンタ装置を示す図である。
【図２】本発明が適用されたプリンタ装置の断面側面図である。
【図３】本発明が適用されたプリンタ装置における電気回路部の記録及び制御系の構成を説明するブロック図である。
【図４】本発明が適用されたプリンタヘッドを示す斜視図である。
【図５】本発明が適用されたプリンタヘッドを示す斜視図である。
【図６】ヘッドチップのラインを示す図である。
【図７】オーバーラップ部を示す図である。
【図８】ノズル位置をランダムに切り換えてドットを記録した図である。
【図９】ノズルの切換位置を周期的に繰り返してドット記録した図である。
【図１０】従来のプリンタヘッドを示す図である。
【図１１】従来のプリンタヘッドを用いて用紙に着弾したドットを示す図である。
【図１２】従来のプリンタヘッドを用いて用紙に着弾したドットを示す図である。
【符号の説明】
１　プリンタ装置、３　プリンタヘッド、７　電気回路部、４１　信号処理・制御回路、４３　ヘッドドライブ回路、４４　制御回路、４５　メモリ、４７　乱数発生器、５１　オーバーラップ部、６１　ノズルシート、６２　ヘッドチップ、６３　部材、６４　パッド、６５　吐出ノズル、６６　フレキシブル配線基板、６７　シリコン基板、６８　ヒータ、６９　駆動回路、７０　ドライフィルム、７１　インク液室、７２　インク流路、７５　ライン

Claims

液体を吐出ノズルから吐出させるための素子が複数配設されるとともに上記各素子を駆動する駆動回路が形成された基板と、上記基板に形成された各素子に対応して上記液体を吐出する吐出ノズルが形成され、上記基板に設けられたノズルシートとを有する複数のヘッドチップを備え、
上記複数のヘッドチップは、長手方向の中心線に沿って千鳥状に配列されるとともに、長手方向に隣接するヘッドチップとの間に所定数の吐出ノズルが重なり合うオーバーラップ部が形成されるように配列され、
上記オーバーラップ部において、一方のヘッドチップと他方のヘッドチップとは、駆動時に上記吐出ノズルの駆動位置が切り換えられる液体吐出ヘッド。
上記複数のヘッドチップは、長手方向の中心線に沿って略千鳥状に形成されることで一ラインを形成し、このラインが互いに平行となすように複数ライン設けられ、
上記オーバーラップ部において、一方のヘッドチップと他方のヘッドチップとは、上記吐出ノズルの駆動位置が上記ライン毎に不規則に切り換えられる請求項１記載の液体吐出ヘッド。
上記オーバーラップ部において、上記吐出ノズルの駆動位置はライン毎に乱数によって切り換えられる請求項２記載の液体吐出ヘッド。
上記オーバーラップ部において、上記吐出ノズルの駆動位置はライン毎に予め用意されたテーブルに従って切り換えられる請求項２記載の液体吐出ヘッド。
上記オーバーラップ部において、上記吐出ノズルの駆動位置は、上記テーブルに従って周期的に繰り返されることを特徴とする請求項４記載の液体吐出ヘッド。
上記液体はインクであることを特徴とする請求項１記載の液体吐出ヘッド。
液体を吐出ノズルから吐出させるための素子が複数配設されるとともに上記各素子を駆動する駆動回路が形成された基板と、上記基板に形成された各素子に対応して上記液体を吐出する吐出ノズルが形成され、上記基板に設けられたノズルシートとを有する複数のヘッドチップを備え、上記複数のヘッドチップは、長手方向の中心線に沿って千鳥状に配列されるとともに、長手方向に隣接するヘッドチップとの間に所定数の吐出ノズルが重なり合うオーバーラップ部が形成されるように配列された液体吐出ヘッドと、
上記ヘッドチップに液体を供給する液体カートリッジと、
上記ヘッドチップから吐出される液体が着弾する目標物を搬送する搬送機構とを備え、
上記オーバーラップ部において、一方のヘッドチップと他方のヘッドチップとは、駆動時に上記吐出ノズルの駆動位置が切り換えられる液体吐出装置。
上記複数のヘッドチップは、長手方向の中心線に沿って略千鳥状に形成されることで一ラインを形成し、このラインが互いに平行となすように複数ライン設けられ、
上記オーバーラップ部において、一方のヘッドチップと他方のヘッドチップとは、上記吐出ノズルの駆動位置が上記ライン毎に不規則に切り換えられる請求項７記載の液体吐出装置。
上記オーバーラップ部において、上記吐出ノズルの駆動位置はライン毎に乱数によって切り換えられる請求項８記載の液体吐出装置。
上記オーバーラップ部において、上記吐出ノズルの駆動位置はライン毎に予め用意されたテーブルに従って切り換えられる請求項８記載の液体吐出装置。
上記オーバーラップ部において、上記吐出ノズルの駆動位置は、上記テーブルに従って周期的に繰り返されることを特徴とする請求項１０記載の液体吐出装置。
上記液体はインクであることを特徴とする請求項７記載の液体吐出装置。
液体を吐出する吐出ノズルが複数形成されたヘッドチップが長手方向の中心線に沿って千鳥状に形成された液体吐出ヘッドを有し、該液体吐出ヘッドの長手方向に隣接するヘッドチップとの間で所定数の吐出ノズルが重なり合うオーバーヘッド部の上記吐出ノズルの駆動位置を切り換えながら、
上記ヘッドチップから吐出される液体が着弾される目標物を搬送するとともに、上記液体を吐出する液体吐出方法。
上記ヘッドチップは、長手方向の中心線に沿って略千鳥状に形成されることで一ラインを形成し、このラインが互いに平行となすように複数ライン設けられ、
上記オーバーラップ部において、一方のヘッドチップと他方のヘッドチップとは、上記吐出ノズルの駆動位置が上記ライン毎に不規則に切り換える請求項１３記載の液体吐出方法。
上記オーバーラップ部において、上記吐出ノズルの駆動位置はライン毎に乱数によって切り換えられる請求項１４記載の液体吐出方法。
上記オーバーラップ部において、上記吐出ノズルの駆動位置はライン毎に予め用意されたテーブルに従って切り換えられる請求項１４記載の液体吐出方法。
上記オーバーラップ部において、上記吐出ノズルの駆動位置は、上記テーブルに従って周期的に繰り返されることを特徴とする請求項１６記載の液体吐出方法。
上記液体はインクであることを特徴とする請求項１３記載の液体吐出方法。