JP2003276202A - 液体吐出装置 - Google Patents
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Abstract
を、特定方向に複数配置した液体吐出装置において、そ
の特定方向における液体の着弾位置のばらつきを少なく
する。 【解決手段】 プリンタヘッドチップ11の発熱抵抗体
13は、1つのインク液室12内に2分割して配置され
ており、1つのインク液室12内の2分割された発熱抵
抗体13は、ノズル18の並び方向に垂直な方向に並設
されている。
Description
方向に複数並設したチップを、特定方向に複数配置した
液体吐出装置において、各チップ間の液体の吐出方向の
位置ずれを少なくする技術に関するものである。
したチップを有する液体吐出装置の一例として、インク
ジェットプリンタが知られている。インクジェットプリ
ンタのインクの吐出方式としては、熱エネルギーを用い
てインクを吐出させるサーマル方式と、圧電素子を用い
てインクを吐出させるピエゾ方式等が挙げられる。ま
た、インクの色の観点からは、1つのプリンタヘッドチ
ップのみを用いた単色タイプと、複数のプリンタヘッド
チップを用いるとともに各チップから異なる色のインク
を吐出させるカラータイプとが挙げられる。
色のインクに対して1つのプリンタヘッドチップを用
い、そのプリンタヘッドチップを印画紙幅方向に移動さ
せて印画を行うシリアル方式と、1色のインクに対して
多数のプリンタヘッドチップを印画紙幅方向に並べて配
置し、印画紙幅分のラインヘッドを形成したライン方式
とが挙げられる。図12は、ラインヘッド10を示す平
面図である。図12では、4つのプリンタヘッドチップ
1(「N−1」、「N」、「N+1」、「N+2」)を
図示しているが、実際にはさらに多数のプリンタヘッド
チップ1が配置されている。
吐出する吐出口を有するノズル1aが複数形成されてい
る。ノズル1aは、特定方向に並設されており、この特
定方向は、印画紙幅方向と一致している。さらに、この
プリンタヘッドチップ1が上記特定方向に複数配置され
ている。隣接するプリンタヘッドチップ1は、それぞれ
ノズル1aが向き合うように配置されるとともに、隣接
するプリンタヘッドチップ1間においては、ノズル1a
のピッチが連続するように配置されている(A部詳細参
照)。
ッドチップの構造の一例として、インク液室と、このイ
ンク液室内に配置され、吐出するインクをインク液室内
で加圧(加熱)する発熱抵抗体とを備えるものが知られ
ている。そして、上記のノズルは、インク液室の上面側
に形成され、インク液室内で加圧されたインクをノズル
の吐出口から吐出されるように構成されている。
体を備えたものの他、1つのインク液室内に複数の(分
割された)発熱抵抗体を備えたものが知られている。図
13は、1つのインク液室内に、2つに分割された発熱
抵抗体を備えたものの例を示す平面図である。インク液
室2の領域は、ほぼ円形状に形成されており、図中、下
側にインク液室2と連通するインク流路2aが形成され
ている。さらに、発熱抵抗体3は、インク液室2内に配
置されているとともに、ノズル並び方向(図中、左右方
向)に2つ設けられている。
割りにした2分割型ものでは、長さが同じで幅が半分に
なるので、発熱抵抗体3の抵抗値は、倍の値になる。こ
の2つに分割された発熱抵抗体3を直列に接続すれば、
2倍の抵抗値を有する発熱抵抗体3が直列に接続される
こととなり、抵抗値は4倍となる。
る。インク液室2内のインクを膜沸騰(全面が膜状に沸
騰する現象)させるためには、発熱抵抗体3に一定の電
力を加えて発熱抵抗体3を加熱する必要がある。この膜
沸騰時のエネルギーにより、インクを吐出させるからで
ある。そして、抵抗値が小さいと、流す電流を大きくす
る必要があるが、発熱抵抗体3の抵抗値を高くすること
により、少ない電流で膜沸騰させることができるように
なるからである。
タ等の大きさも小さくすることができ、省スペース化を
図ることができる。なお、発熱抵抗体3の厚みを薄く形
成すれば抵抗値を高くすることができるが、発熱抵抗体
3として選定される材料や強度(耐久性)の観点から、
発熱抵抗体3の厚みを薄くするには一定の限界がある。
このため、発熱抵抗体3を分割し、抵抗値を高くするこ
とが行われている。
技術では、以下の問題点があった。 (第1の問題点)先ず、プリンタヘッドチップからイン
クを吐出する際、インクは、プリンタヘッドチップの吐
出面に対して垂直に吐出されるのが理想的である。しか
し、種々の要因により、インクの吐出角度が垂直になら
ない場合がある。
ップにおいて、発熱抵抗体を有するインク液室の上面
に、ノズルが形成されたノズルシートを貼り合わせる場
合、インク液室及び発熱抵抗体と、ノズルとの貼付け位
置ずれが問題となる。インク液室及び発熱抵抗体の中心
上にノズルの中心が位置するようにノズルシートが貼り
付けられれば、インクは、インクの吐出面(ノズルシー
ト面)に垂直に吐出されるが、インク液室及び発熱抵抗
体と、ノズルとの中心位置にずれが生じると、インク
は、吐出面に対して垂直に吐出されなくなる。また、イ
ンク液室及び発熱抵抗体と、ノズルシートとの熱膨張率
の差による位置ずれも生じ得る。
ときには、インク液滴は、正確な位置に着弾されるが、
インクの吐出角度が垂直からθだけずれると、吐出面と
印画紙面(インク液滴の着弾面)までの間の距離(イン
クジェット方式の場合、通常は1〜2mm)をGとした
とき、インク液滴の着弾位置ずれΔLは、 ΔL=G×tanθ となる。
れが生じたとき、印画品位は、シリアル方式ではさほど
問題にならないが、ライン方式では問題となる。このこ
とを以下に説明する。図14は、シリアル方式におい
て、1つのプリンタヘッドチップを有するヘッド1Aで
の印画状態を示す断面図及び平面図である。図14の断
面図において、印画紙Pを固定して考えると、ヘッド1
Aは、印画紙Pの幅方向に往復移動しつつ、印画紙P上
を図中、印画紙Pの搬送方向に移動して印画していく。
図14の断面図では、ヘッド1Aの通過位置がN回目と
N+1回目とを示している。
ように、インクが図中、左側に傾斜して吐出される例、
すなわちインクが印画紙Pの搬送方向に傾斜して吐出さ
れる例を示している。このとき、インクの着弾位置は、
図中、左側にずれることとなるが、例えばN回目のヘッ
ド1Aの移動時に、インクが傾斜して吐出されたとして
も、N+1回目のヘッド1Aの移動時にも同様に、同じ
傾斜量だけインクが傾斜して吐出される。したがって、
N回目のヘッド1Aの移動時のインクの着弾位置と、N
+1回目のヘッド1Aの移動時のインクの着弾位置との
間のつなぎ目は、目立たない。すなわち、N回目とN+
1回目とで、同一の吐出特性を有する同一のヘッド1A
により印画を行っているからである。
斜して吐出される場合には、印画紙Pの幅方向における
両端部で、基準位置からずれてインクが着弾されるもの
の、ヘッド1Aの通過がN回目とN+1回目とで、印画
紙Pの幅方向における端部でのインクの着弾位置は変化
しない。よって、この場合も、インクの着弾位置ずれ
は、目立たない。
ップを有する場合において、各プリンタヘッドチップご
とにインクの吐出特性が異なる可能性があり、この場合
には色ずれとして現れる。しかし、人間の目の色ずれに
対する解像度は高くないので、色ずれの見分けが最もつ
きやすい文書の印画の場合にも、単一色なので見分けが
あまりつかない。また、写真等のような画像の場合に
は、同一色内の1つのプリンタヘッドチップの異なるノ
ズルが複数回に分けてインクを着弾させ、プリンタヘッ
ドチップ内のばらつきを緩和する手法が用いられること
が多く、色ずれは目立たない。
0(プリンタヘッドチップ1をノズル1aの並び方向に
複数配置したラインヘッド)での印画状態を示す断面図
及び平面図である。図15において、印画紙Pを固定し
て考えると、ラインヘッド10は、印画紙Pの幅方向に
は移動せず、平面図において上から下に移動して印画を
行う。
うち、N番目、N+1番目、及びN+2番目の3つのプ
リンタヘッドチップ1を図示している。断面図におい
て、N番目のプリンタヘッドチップ1では、矢印で示す
ように図中、左方向にインクが傾斜して吐出され、N+
1番目のプリンタヘッドチップ1では、矢印で示すよう
に図中、右方向にインクが傾斜して吐出され、N+2番
目プリンタヘッドチップ1では、矢印で示すように吐出
角度のずれがなく垂直にインクが吐出されている例を示
している。
プ1では、基準位置より左側にずれてインクが着弾さ
れ、N+1番目のプリンタヘッドチップ1では、基準位
置より右側にずれてインクが着弾される。よって、両者
間は、互いに遠ざかる方向にインクが着弾される。この
結果、N番目のプリンタヘッドチップ1と、N+1番目
のプリンタヘッドチップ1との間には、インクが吐出さ
れない領域が形成される。そして、ラインヘッド10
は、印画紙Pの幅方向には移動せず、平面図において矢
印方向に移動されるだけである。これにより、N番目の
プリンタヘッドチップ1と、N+1番目のプリンタヘッ
ドチップ1との間には、白スジBが入ってしまい、印画
品位が低下するという問題があった。
タヘッドチップ1では、基準位置より右側にずれてイン
クが着弾されるので、N+1番目のプリンタヘッドチッ
プ1と、N+2番目のプリンタヘッドチップ1との間に
は、インクの着弾位置が重なる領域が形成される。これ
により、画像が不連続になったりスジCが入ってしま
い、印画品位が低下するという問題があった。
ップ1のインクの着弾位置がノズル並び方向にずれる場
合の他、印画紙Pの移動方向にずれる場合がある。図1
6は、図15と同様に、ラインヘッド10での印画状態
を示す断面図及び平面図である。図16に示すように、
N番目のプリンタヘッドチップ1とN+2番目のプリン
タヘッドチップ1は、それぞれ、印画紙Pの移動方向に
おけるインクの着弾位置ずれがなく、N+1番目のプリ
ンタヘッドチップ1は、印画紙Pの移動方向におけるイ
ンクの着弾位置が、平面図において上側にずれている例
を示している。
プリンタヘッドチップ1間でインクの着弾位置がずれる
場合には、平面図に示すように、視覚的には段差状に現
れる。しかし、この着弾位置ずれは、印画の開始位置や
終了位置で段差として見えるにすぎず、上述したノズル
並び方向のずれほど目立つものではない。したがって、
このずれは、印画品位にはさほど影響しない。
が生じた場合において、スジが目立つか否かは、印画さ
れる画像によっても左右される。例えば、文書等では、
空白部分が多いので、仮にスジが入ってもさほど目立た
ない。これに対し、印画紙のほぼ全領域にフルカラーで
写真画像を印画する場合には、わずかな白スジが入って
もそれが目立つようになる。
Pの搬送方向におけるインクの着弾位置ずれを説明した
が、実際には、プリンタヘッドチップ1を並設したとき
のプリンタヘッドチップ1間のピッチズレや、回転方向
のずれも生じ得る。
発熱抵抗体を備えたプリンタヘッドチップの場合には、
発熱抵抗体によるインクの起爆(膜沸騰)は1回しか生
じない。しかし、図13に示したように、1つのインク
液室2内に2つに分割された発熱抵抗体3を備えた場合
には、各々の発熱抵抗体3がインクを膜沸騰させる温度
に到達するまでの時間(気泡発生時間)に時間差が生
じ、2つの発熱抵抗体3が同一タイミングでインクが膜
沸騰しない可能性があるという問題がある。
を膜沸騰させる温度に到達するまでの時間に時間差があ
ると、インクの吐出角度が垂直でなくなり、上述したよ
うなインクの着弾位置ずれが生じ、印画品位が低下する
という問題がある。
抗体を有する場合に、各々の発熱抵抗体によるインクの
気泡発生時間差と、インクの吐出角度との関係を示すグ
ラフである。このグラフでの値は、コンピュータによる
シミュレーション結果である。このグラフにおいて、X
方向は、ノズル並び方向(発熱抵抗体の並設方向)であ
り、Y方向は、X方向に垂直な方向(印画紙の搬送方
向)である。なお、このグラフのデータは、横軸に気泡
発生時間差をとっているが、図17に示す例では、この
時間差0.04μsecは抵抗差で3%、時間差0.0
8μsecは抵抗差で6%程度のばらつきに相当する。
けるインクの吐出角度ズレは、気泡発生時間差が大きく
なるほど大きくなるが、Y方向におけるインクの吐出角
度ズレは、気泡発生時間差にあまり影響されない。
な1つのインク液室内に2分割した発熱抵抗体を有する
プリンタヘッドチップを実際に作製し、そのプリンタヘ
ッドチップでの実測値を示すグラフである。このプリン
タヘッドチップでは、336個のノズルを形成し、各ノ
ズルについて、X方向(ノズル並び方向、及び発熱抵抗
体の並設方向)及びY方向(X方向に垂直な方向)にお
けるインクの着弾位置ずれを計測した。また、図19
は、横軸にX方向の着弾位置ずれをとり、縦軸にY方向
の着弾位置ずれをとって示したものである。これらのグ
ラフからもわかるように、2分割した発熱抵抗体を有す
るプリンタヘッドチップの場合、インクの着弾位置は、
Y方向よりX方向にばらつくことがわかる。
の吐出時のばらつき範囲を2点鎖線で示している。イン
クの着弾位置がX方向にばらつく場合には、ノズル並び
方向に長手方向を有する楕円状に着弾位置がばらつく。
このようなプリンタヘッドチップを複数配置してライン
ヘッドを形成した場合には、上述のように、白スジやス
ジが発生しやすくなる。
題は、ラインヘッド等のように、液体吐出部を特定方向
に複数並設したチップを、特定方向に複数配置した液体
吐出装置において、その特定方向における液体の着弾位
置のばらつきを少なくすることである。
段等によって、上述の課題を解決する。請求項1の発明
は、液体吐出部を特定方向に複数並設したチップを、前
記特定方向に複数配置した液体吐出装置において、各前
記チップは、前記液体吐出部による液体の吐出方向のば
らつきが前記特定方向において最小となる構造を有する
ことを特徴とする。
よる液体の吐出方向のばらつきが特定方向、すなわち液
体吐出部の並設方向において最小となるので、チップの
各液体吐出部間の液体の着弾位置ずれ、及びチップ間の
液体の着弾位置ずれを、できる限り小さくすることがで
きる。
特定方向に複数並設したチップを、前記特定方向に複数
配置した液体吐出装置において、各前記チップは、前記
液体吐出部による液体の吐出方向のばらつきが前記特定
方向において最小となる構造を有し、前記特定方向に垂
直な方向を含む前記特定方向と異なる方向に前記チップ
に対して相対移動する液体吐出対象物に液体を吐出する
ときの前記相対移動方向における前記チップ間の液体の
着弾位置ずれを補正するために、各前記チップの前記液
体吐出部からの液体の吐出タイミングを各前記チップご
とに設定可能とした吐出タイミング制御手段を備えるこ
とを特徴とする。
発明と同様に、液体吐出部による液体の吐出方向のばら
つきが特定方向、すなわち液体吐出部の並設方向におい
て最小となるので、チップの各液体吐出部間の液体の着
弾位置ずれ、及びチップ間の液体の着弾位置ずれを、で
きる限り小さくすることができる。さらに、吐出タイミ
ング制御手段により、特定方向に垂直な方向を含む特定
方向と異なる方向におけるチップ間の液体の着弾位置ず
れを補正するために、各チップの液体吐出部からの液体
の吐出タイミングが各チップごとに設定される。したが
って、特定方向のみならず、特定方向に垂直な方向を含
む特定方向と異なる方向における液体の着弾位置ずれを
小さくすることができる。
の一実施形態について説明する。 (第1実施形態)図1は、本発明による液体吐出装置を
適用したプリンタヘッドを構成するプリンタヘッドチッ
プ11を示す分解斜視図である。図1において、ノズル
シート17は、バリア層16上に貼り合わされるが、こ
のノズルシート17を分解して図示している。
ーマル方式のものである。プリンタヘッドチップ11に
おいて、基板部材14は、シリコン等から成る半導体基
板15と、この半導体基板15の一方の面に析出形成さ
れた発熱抵抗体(本発明におけるエネルギー発生手段に
相当するもの)13とを備えるものである。発熱抵抗体
13は、半導体基板15上に形成された導体部(図示せ
ず)を介して外部回路と電気的に接続されている。
型のドライフィルムレジストからなり、半導体基板15
の発熱抵抗体13が形成された面の全体に積層された
後、フォトリソプロセスによって不要な部分が除去され
ることにより形成されている。さらにまた、ノズルシー
ト17は、複数のノズル18が形成されたものであり、
例えば、ニッケルによる電鋳技術により形成され、ノズ
ル18の位置が発熱抵抗体13の位置と合うように、す
なわちノズル18が発熱抵抗体13に対向するようにバ
リア層16の上に貼り合わされている。
るもの)12は、発熱抵抗体13を囲むように、基板部
材14とバリア層16とノズルシート17とから構成さ
れたものである。すなわち、基板部材14は、図中、イ
ンク液室12の底壁を構成し、バリア層16は、インク
液室12の側壁を構成し、ノズルシート17は、インク
液室12の天壁を構成する。これにより、インク液室1
2は、図1中、右側前方面に開口面を有し、この開口面
とインク流路(図示せず)とが連通される。なお、1つ
のインク液室12に対して、2つの発熱抵抗体13が並
設されているが、この点については後述する。
は、通常、100個単位の複数の発熱抵抗体13、及び
各発熱抵抗体13を備えたインク液室12を備え、プリ
ンタの制御部からの指令によってこれら発熱抵抗体13
のそれぞれを一意に選択して発熱抵抗体13に対応する
インク液室12内のインクを、インク液室12に対向す
るノズル18から吐出させることができる。
いて、プリンタヘッドチップ11と結合されたインクタ
ンク(図示せず)から、インク液室12にインクが満た
される。そして、発熱抵抗体13に短時間、例えば、1
〜3マイクロ秒の間パルス電流を流すことにより、発熱
抵抗体13が急速に加熱され、その結果、発熱抵抗体1
3と接する部分に気相のインク気泡が発生し、そのイン
ク気泡の膨張によってある体積のインクが押しのけら
れ、それによって、ノズル18に接する部分の上記押し
のけられたインクと同等の体積のインクがインク液滴と
してノズル18から吐出され、印画紙上に着弾される。
ルシート17を除いて図示したときの平面図であり、発
熱抵抗体13の配置をより詳細に示す図である。図2に
示すように、1つのインク液室12内には、2つに分割
された発熱抵抗体13が設けられている。ここで、従来
例(図13)で示した2分割された発熱抵抗体3は、ノ
ズル並び方向に並設されていた。しかし、本実施形態で
は、ノズル18の並び方向に垂直な方向に並設してい
る。従来例では、発熱抵抗体3の加熱のタイミング等に
より、ノズル並び方向にインクの着弾位置がばらつく旨
を説明した。しかし、本実施形態のような方向に分割し
た発熱抵抗体13を並設すれば、ノズル18の並び方向
にはばらつきにくくなり、ノズル18の並び方向に垂直
な方向にばらつくこととなる。図2では、各インク液室
12から吐出されたインクの着弾位置のばらつきを2点
鎖線で示しているが、図13で示したものと異なり、ノ
ズル18の並び方向に垂直な方向に長手方向を有する楕
円状にばらつくようになる。
11を、ノズル18の並び方向に複数配置することで、
図12で示したものと同様に、ラインヘッドを形成する
ことができる。ここで、複数のプリンタヘッドチップ1
1を上記のように並設した場合、従来技術の問題点で挙
げたように、隣接するプリンタヘッドチップ11間でイ
ンクの吐出方向が異なり、プリンタヘッドチップ11間
に白スジあるいはスジが生じる可能性がある。しかし、
本実施形態のように発熱抵抗体13を配置すれば、ノズ
ル18の並び方向(プリンタヘッドチップ11の並設方
向)においてインクの着弾位置のばらつきが最小とな
り、ノズル18の並び方向に垂直な方向においてインク
の着弾位置のばらつきが最大となる。よって、隣接する
プリンタヘッドチップ11間での着弾位置ずれによるス
ジの発生を軽減することができる。
態を適用したときに、インクの着弾位置がどのように変
化するかを説明する図である。図3において、左側の図
Aは、従来の方式(本実施形態を適用する前)のインク
の着弾位置を示し、中央の図Bは、上記のように構成し
た場合のインクの着弾位置を示す。従来の方式では、ノ
ズル並び方向(図中、左右方向)にインクの着弾位置が
ばらつく。図Aでは、2列目及び6列目のインクの着弾
位置が右方向にずれるとともに、3列目のインクの着弾
位置が左方向にずれた例を示している。
ことにより、ノズル18の並び方向には、インクの着弾
位置がほとんどずれなくなる。ただし、ノズル18の並
び方向に垂直な方向(印画紙搬送方向)にインクの着弾
位置がばらつくように設定したので、図Bに示すよう
に、ノズル18の並び方向に垂直な方向にインクの着弾
位置がばらつく。図Bでは、2列目及び6列目は上方向
に、4列目及び5列目は下方向にずれた例を示してい
る。
方向におけるインクの着弾位置ずれは、縦スジにはなら
ないので、ノズル18の並び方向のものほど問題になら
ないが、うねりや、そのばらつきの程度によっては端部
がギザギザになる。よって、本実施形態では、さらに、
この着弾位置ずれが少なくするように制御し、最終的に
は右側の図Cに示すように、ノズル18の並び方向に垂
直な方向においてもインクの着弾位置が揃うようにする
吐出タイミング制御手段を備えている。
構成を示すブロック図である。また、図5は、吐出タイ
ミング制御手段100を用いて印画紙の搬送方向におけ
るインクの着弾位置ずれを少なくする方法を説明する図
である。図4において、吐出タイミング制御手段100
は、プリンタヘッドの駆動を統括制御するプリンタヘッ
ド制御手段に電気的に接続されており、プリンタヘッド
の駆動の制御のうち、特に、インクの吐出タイミングを
制御するものである。より詳しくは、吐出タイミング制
御手段100は、印画紙にインクを吐出するときの印画
紙の搬送方向におけるインクの着弾位置ずれを補正する
ために、各プリンタヘッドチップ11のノズル18から
のインクの吐出タイミングをプリンタヘッドチップ11
ごとに異なるように設定するものである。
テストパターンデータ記憶手段101と、テスト実行手
段102と、補正データ記憶手段103とを備える。テ
ストパターンデータ記憶手段101は、各プリンタヘッ
ドチップ11のうち、選択されたプリンタヘッドチップ
11の少なくとも1つのノズル18からインクの吐出を
行うテストパターンデータを記憶したものであり、所定
のメモリ内に設けられている。テストパターンとして
は、本実施形態では、ノズル18の並び方向に延びる直
線を印画するパターンである。
リンタヘッドチップ11を選択して直線の印画を行って
も良いが、例えば、プリンタヘッドチップ11のうち、
所定番目にあるプリンタヘッドチップ11を選択しても
直線を印画するようにしても良い。
データ記憶手段101に記憶されたテストパターンデー
タを読み出し、そのテストパターンデータに従いインク
の吐出を行うとともに、同一のテストパターンデータに
従ったインクの吐出を、少なくとも複数回繰り返すもの
である。ここで、同一のテストパターンに従ったインク
の吐出を複数回繰り返すのは、偶発的な要素を削減する
ため、複数回にわたってテストを行い、その結果を統計
処理することで、テストの精度を高めるためである。す
なわち、テストパターンの印画を1回のみとすると、ゴ
ミ、埃、気泡等による偶発的なばらつきが生じたとき
に、その偶発的ばらつきの影響を受ける場合があるから
である。
は、図5のステップS1に示すように、各プリンタヘッ
ドチップ11により直線の印画を行う。そして、一部の
プリンタヘッドチップ11にインクの着弾位置ずれがあ
る場合、ステップS1の右側に示すように、その位置で
は正確な直線にならない。
れたものを、例えばイメージスキャナで読み取る(ステ
ップS2)。そして、予め用意されたコンピュータによ
り、その結果をデータ処理して、傾向的な着弾位置ずれ
量を算出する(ステップS3)。イメージスキャナで読
み取ったデータより、例えば左端からの距離を算出する
ことで、何番目のプリンタヘッドチップ11により印画
された線であるかを検出することができる。さらに、各
プリンタヘッドチップ11により印画された線の印画紙
送り方向における平均位置を算出し、その平均位置と、
各プリンタヘッドチップ11により印画された線の位置
とを対比することで、何番目のプリンタヘッドチップ1
1は、平均位置からどの程度の着弾位置ずれを有してい
るかを算出することができる。
均位置からの着弾位置ずれが算出されたら、その着弾位
置ずれに応じた補正データを算出する(ステップS
4)。ここでの補正データは、プリンタヘッドチップ1
1のインクの吐出タイミングを時間的にその程度ずらせ
ば良いかのデータである。すなわち、本実施形態では、
印画命令を送信するタイミングを個々のプリンタヘッド
チップ11に応じて異なるようにする。
憶手段103に記憶する(ステップS5)。補正データ
記憶手段103は、テストパターン記憶手段101と同
様に、所定のメモリ内に設けられている。これにより、
吐出タイミング制御手段100は、補正データ記憶手段
103に記憶された補正データに従い、各プリンタヘッ
ドチップ11からのインク吐出タイミングを制御するこ
とが可能となる。
ト実行手段102により、補正データに従って、再度、
テストパターンの印画を行うようにする(ステップS
6)。補正データが正しく反映されれば、精度の高い直
線を印画することができ、ステップS6の右側に示すよ
うに、補正前は直線性が一部で乱れていたものが修正さ
れる。
施形態を示す平面図であり、インク液室12A及び発熱
抵抗体13Aの形状を示す図である。第1実施形態にお
けるインク液室12の平面領域は、ほぼ正方形状であっ
たが、第2実施形態のインク液室12Aは、円形状の平
面領域を有している。このように、インク液室は、角形
状であっても円形状であっても良い。そして、このイン
ク液室12Aの領域内に発熱抵抗体13Aを配置してい
る。発熱抵抗体13Aは、ノズル並び方向に長手方向を
有するように形成されている。参考として、一般的な正
方形状の発熱抵抗体の外形を2点鎖線で示している。
13Aをノズル並び方向に長手方向を有する形状とし
た。前述したように、ノズルシートとの貼り合わせにお
いて、ノズルと発熱抵抗体との位置ずれが問題となる
が、第2実施形態では、ノズルの位置が発熱抵抗体13
Aの長手方向に多少ずれても、ノズルの下側に発熱抵抗
体13Aが確実に配置されるので、インクの吐出角度の
変化を少なくすることができる。
のノズル並び方向に垂直な方向の長さは、2点鎖線で示
した従来の正方形状の発熱抵抗体の長さより短いので、
この方向においては、ノズルの位置ずれに対するインク
の吐出角度の変化は大きくなる。これにより、ノズル並
び方向に対してはインクの着弾位置ずれが最小となるよ
うにし、ノズル並び方向に垂直な方向にインクの着弾位
置ずれが生じるように設定することができる。
施形態を示す平面図であり、インク液室12A及び発熱
抵抗体13Bの形状を示す図である。第3実施形態で
は、インク液室12Aの領域は、第2実施形態と同様に
円形状のものである。さらに、発熱抵抗体13Bは、第
1実施形態と同様に、ノズル並び方向に垂直な方向に2
分割されたものである。
は、2つの発熱抵抗体13を合わせた領域がほぼ正方形
状であるが、第3実施形態では、2つの発熱抵抗体13
Bを合わせた領域が、第2実施形態のように、ノズル並
び方向に長手方向を有する長方形状に形成されている。
このように形成しても、ノズル並び方向においてインク
の着弾位置ずれを最小にし、その方向に垂直な方向にお
いてインクの着弾位置がばらつくようにすることができ
る。
施形態を示す平面図であり、インク液室12A及び発熱
抵抗体13Cの形状を示す図である。第4実施形態で
は、インク液室12Aの領域は、第2、第3実施形態と
同様に円形状のものである。さらに、発熱抵抗体13C
は、ノズル並び方向に垂直な方向に3分割されたもので
ある。この発熱抵抗体13Cのように、分割する場合に
は、2分割に限らず3分割以上であっても良い。また、
3分割にしたときには、本実施形態のように、分割され
た発熱抵抗体13Cの長手方向における長さを一定にす
る必要はない。本実施形態では、インク液室12Aの領
域に合うように、中央に配置されている発熱抵抗体13
Cが上下の発熱抵抗体13Cより長手方向において長く
形成されている。
の第5実施形態を示す図であって、図9は平面図であ
り、図10は、図9のA方向矢視断面図(側面図)であ
り、図11は、図9のB方向矢視断面図(正面図)であ
る。第5実施形態において、ノズルシート17には第1
実施形態で示したノズル18と異なるノズル18Aが形
成されている。ノズル18Aの上面側の開口形状は、第
1実施形態と同様に円形状をなしているが、下面側(発
熱抵抗体13B側)の開口形状は、ノズル並び方向に長
手方向を有する楕円状に形成されている。
Aと連通し、ノズル18Aの下面側の開口形状(楕円
状)が横断面となる楕円筒状に形成されている。また、
発熱抵抗体13Bは、図7で示した第3実施形態と同様
に、ノズル並び方向に垂直な方向に2分割されるととも
に、2つの発熱抵抗体13Bを合わせた領域がノズル並
び方向に長手方向を有する長方形状に形成されたもので
ある。このように形成しても、上記実施形態と同様に、
ノズル並び方向におけるインクの着弾位置ずれが最小と
なり、ノズル並び方向に垂直な方向にインクの着弾位置
がばらつくようになる。
て、例えばノズルの上面側の開口形状を円形状にすると
ともに、下面側の開口形状をノズル並び方向に長手方向
を有する長方形状にしても良い。そして、インク液室の
領域を長方形状に形成しても良い。
たが、本発明は、上記実施形態に限定されることなく、
例えば以下のような種々の変形が可能である。 (1)上記実施形態では、発熱抵抗体をノズル並び方向
に分割したもの、インク液室の領域をノズル並び方向に
長手方向を有するように形成したもの、及び発熱抵抗体
をノズル並び方向に長手方向を有するように形成したも
のの例を挙げたが、これらのうち、1又は2以上を組み
合わせた構造であれば、どのような構造としても良い。
ンタヘッドチップ11について説明したが、静電吐出方
式やピエゾ方式に適用することも可能である。静電吐出
方式は、エネルギー発生手段として、振動板と、この振
動板の下側に、空気層を介した2つの電極を設けたもの
である。そして、両電極間に電圧を印加し、振動板を下
側にたわませ、その後、電圧を0Vにして静電気力を開
放する。このとき、振動板が元の状態に戻るときの弾性
力を利用してインクを吐出するものである。
として、両面に電極を有するピエゾ素子と振動板との積
層体を設けたものである。そして、ピエゾ素子の両面の
電極に電圧を印加すると、圧電効果により振動板に曲げ
モーメントが発生し、振動板がたわみ、変形する。この
変形を利用してインクを吐出するものである。
プ11を1列に並べたラインヘッドの例を挙げたが、例
えば、複数列を有するカラーラインヘッド(全体的に見
れば、プリンタヘッドチップ11がブロック状に縦横に
配置されたもの)にも適用可能である。
直な方向に最もインクの着弾位置がばらつくようにした
が、厳密にノズル並び方向に垂直な方向である必要はな
い。例えば、ノズル並び方向に垂直な方向から10度程
度ずれた方向に最もインクの着弾位置がばらつくように
しても、本発明の効果を発揮することができる。 (5)本実施形態では、プリンタを例に挙げたが、プリ
ンタに限ることなく、種々の液体吐出装置に適用するこ
とができる。
の着弾位置ずれ、例えば液体吐出部間の液体の着弾位置
ずれ、及びチップ間の液体の着弾位置ずれを、できる限
り小さくすることができる。これにより、白スジやスジ
の発生を少なくして、液体の着弾位置精度を高めること
ができる。
向と異なる方向における液体の着弾位置ずれを補正する
ことが可能であるので、特定方向のみならず、特定方向
に垂直な方向を含む特定方向と異なる方向における液体
の着弾位置ずれを小さくすることができる。これによ
り、液体の着弾位置精度をさらに高めることができる。
ヘッドを構成するプリンタヘッドチップを示す分解斜視
図である。
図示したときの平面図であり、発熱抵抗体の配置をより
詳細に示す図である。
ときに、インクの着弾位置がどのように変化するかを説
明する図である。
図である。
方向におけるインクの着弾位置ずれを少なくする方法を
説明する図である。
ンク液室及び発熱抵抗体の形状を示す図である。
ンク液室及び発熱抵抗体の形状を示す図である。
ンク液室及び発熱抵抗体の形状を示す図である。
のA方向矢視断面図(側面図)である。
のB方向矢視断面図(正面図)である。
熱抵抗体を備えたものの例を示す平面図である。
ドチップを有するヘッドでの印画状態を示す断面図及び
平面図である。
平面図である。
平面図である。
発熱抵抗体によるインクの気泡発生時間差と、インクの
吐出角度との関係を示すグラフである。
を有するプリンタヘッドチップを実際に作製し、そのプ
リンタヘッドチップでの実測値を示すグラフである。
を有するプリンタヘッドチップを実際に作製し、そのプ
リンタヘッドチップでの実測値を示すグラフである。
Claims (20)
- 【請求項1】 液体吐出部を特定方向に複数並設したチ
ップを、前記特定方向に複数配置した液体吐出装置にお
いて、 各前記チップは、前記液体吐出部による液体の吐出方向
のばらつきが前記特定方向において最小となる構造を有
することを特徴とする液体吐出装置。 - 【請求項2】 液体吐出部を特定方向に複数並設したチ
ップを、前記特定方向に複数配置した液体吐出装置にお
いて、 各前記チップは、前記液体吐出部による液体の吐出方向
のばらつきが前記特定方向において最小となり、かつ前
記特定方向に垂直な方向において最大となる構造を有す
ることを特徴とする液体吐出装置。 - 【請求項3】 液体吐出部を特定方向に複数並設したチ
ップを、前記特定方向に複数配置した液体吐出装置にお
いて、 前記液体吐出部は、 液体を吐出するためのエネルギーを発生するエネルギー
発生手段と、 前記エネルギー発生手段で発生したエネルギーによって
液体を加圧するための液室と、 前記液室内で加圧された液体を吐出するためのノズルと
を備え、 前記エネルギー発生手段は、1つの前記液室内に複数配
置されており、 1つの前記液室内に配置された複数の前記エネルギー発
生手段は、前記液室内において前記特定方向に垂直な方
向を含む前記特定方向と異なる方向に並設されているこ
とを特徴とする液体吐出装置。 - 【請求項4】 液体吐出部を特定方向に複数並設したチ
ップを、前記特定方向に複数配置した液体吐出装置にお
いて、 前記液体吐出部は、 液体を吐出するためのエネルギーを発生するエネルギー
発生手段と、 前記エネルギー発生手段で発生したエネルギーによって
液体を加圧するための液室と、 前記液室内で加圧された液体を吐出するためのノズルと
を備え、 前記液室の領域は、長手方向と短手方向とを有し、その
長手方向が前記特定方向となるように形成されているこ
とを特徴とする液体吐出装置。 - 【請求項5】 液体吐出部を特定方向に複数並設したチ
ップを、前記特定方向に複数配置した液体吐出装置にお
いて、 前記液体吐出部は、 液体を吐出するためのエネルギーを発生するエネルギー
発生手段と、 前記エネルギー発生手段で発生したエネルギーによって
液体を加圧するための液室と、 前記液室内で加圧された液体を吐出するためのノズルと
を備え、 前記エネルギー発生手段は、熱エネルギー発生手段であ
り、 前記熱エネルギー発生手段の形成領域は、長手方向と短
手方向とを有し、その長手方向が前記特定方向となるよ
うに形成されていることを特徴とする液体吐出装置。 - 【請求項6】 液体吐出部を特定方向に複数並設したチ
ップを、前記特定方向に複数配置した液体吐出装置にお
いて、 前記液体吐出部は、 液体を吐出するためのエネルギーを発生するエネルギー
発生手段と、 前記エネルギー発生手段で発生したエネルギーによって
液体を加圧するための液室と、 前記液室内で加圧された液体を吐出するためのノズルと
を備え、 前記エネルギー発生手段は、1つの前記液室内に複数配
置されており、 1つの前記液室内に配置された複数の前記エネルギー発
生手段は、前記液室内において前記特定方向に垂直な方
向を含む前記特定方向と異なる方向に並設されており、 前記液室の領域は、長手方向と短手方向とを有し、その
長手方向が前記特定方向となるように形成されているこ
とを特徴とする液体吐出装置。 - 【請求項7】 液体吐出部を特定方向に複数並設したチ
ップを、前記特定方向に複数配置した液体吐出装置にお
いて、 前記液体吐出部は、 液体を吐出するためのエネルギーを発生するエネルギー
発生手段と、 前記エネルギー発生手段で発生したエネルギーによって
液体を加圧するための液室と、 前記液室内で加圧された液体を吐出するためのノズルと
を備え、 前記エネルギー発生手段は、1つの前記液室内に複数配
置されており、 1つの前記液室内に配置された複数の前記エネルギー発
生手段は、前記液室内において前記特定方向に垂直な方
向を含む前記特定方向と異なる方向に並設されており、 前記エネルギー発生手段は、熱エネルギー発生手段であ
り、 各前記熱エネルギー発生手段の形成領域は、長手方向と
短手方向とを有し、その長手方向が前記特定方向となる
ように形成されていることを特徴とする液体吐出装置。 - 【請求項8】 液体吐出部を特定方向に複数並設したチ
ップを、前記特定方向に複数配置した液体吐出装置にお
いて、 前記液体吐出部は、 液体を吐出するためのエネルギーを発生するエネルギー
発生手段と、 前記エネルギー発生手段で発生したエネルギーによって
液体を加圧するための液室と、 前記液室内で加圧された液体を吐出するためのノズルと
を備え、 前記液室の領域は、長手方向と短手方向とを有し、その
長手方向が前記特定方向となるように形成されており、 前記エネルギー発生手段は、熱エネルギー発生手段であ
り、 前記熱エネルギー発生手段の形成領域は、長手方向と短
手方向とを有し、その長手方向が前記特定方向となるよ
うに形成されていることを特徴とする液体吐出装置。 - 【請求項9】 液体吐出部を特定方向に複数並設したチ
ップを、前記特定方向に複数配置した液体吐出装置にお
いて、 前記液体吐出部は、 液体を吐出するためのエネルギーを発生するエネルギー
発生手段と、 前記エネルギー発生手段で発生したエネルギーによって
液体を加圧するための液室と、 前記液室内で加圧された液体を吐出するためのノズルと
を備え、 前記エネルギー発生手段は、1つの前記液室内に複数配
置されており、 1つの前記液室内に配置された複数の前記エネルギー発
生手段は、前記液室内において前記特定方向に垂直な方
向を含む前記特定方向と異なる方向に並設されており、 前記液室の領域は、長手方向と短手方向とを有し、その
長手方向が前記特定方向となるように形成されており、 前記エネルギー発生手段は、熱エネルギー発生手段であ
り、 各前記熱エネルギー発生手段の形成領域は、長手方向と
短手方向とを有し、その長手方向が前記特定方向となる
ように形成されていることを特徴とする液体吐出装置。 - 【請求項10】 液体吐出部を特定方向に複数並設した
チップを、前記特定方向に複数配置した液体吐出装置に
おいて、 各前記チップは、前記液体吐出部による液体の吐出方向
のばらつきが前記特定方向において最小となる構造を有
し、 前記特定方向に垂直な方向を含む前記特定方向と異なる
方向に前記チップに対して相対移動する液体吐出対象物
に液体を吐出するときの前記相対移動方向における前記
チップ間の液体の着弾位置ずれを補正するために、各前
記チップの前記液体吐出部からの液体の吐出タイミング
を各前記チップごとに設定可能とした吐出タイミング制
御手段を備えることを特徴とする液体吐出装置。 - 【請求項11】 液体吐出部を特定方向に複数並設した
チップを、前記特定方向に複数配置した液体吐出装置に
おいて、 各前記チップは、前記液体吐出部による液体の吐出方向
のばらつきが前記特定方向において最小となり、かつ前
記特定方向に垂直な方向において最大となる構造を有
し、 前記特定方向に垂直な方向に前記チップに対して相対移
動する液体吐出対象物に液体を吐出するときの前記相対
移動方向における前記チップ間の液体の着弾位置ずれを
補正するために、各前記チップの前記液体吐出部からの
液体の吐出タイミングを各前記チップごとに設定可能と
した吐出タイミング制御手段を備えることを特徴とする
液体吐出装置。 - 【請求項12】 請求項10又は請求項11に記載の液
体吐出装置において、 前記吐出タイミング制御手段は、 各前記チップのうち、選択された前記チップの少なくと
も1つの前記液体吐出部から液体の吐出を行うテストパ
ターンデータを記憶したテストパターンデータ記憶手段
と、 前記テストパターンデータ記憶手段に記憶されたテスト
パターンデータを読み出し、そのテストパターンデータ
に従い液体の吐出を行うテスト実行手段とを備えること
を特徴とする液体吐出装置。 - 【請求項13】 請求項10又は請求項11に記載の液
体吐出装置において、 前記吐出タイミング制御手段は、 各前記チップのうち、選択された前記チップの少なくと
も1つの前記液体吐出部から液体の吐出を行うテストパ
ターンデータを記憶したテストパターンデータ記憶手段
と、 前記テストパターンデータ記憶手段に記憶されたテスト
パターンデータを読み出し、そのテストパターンデータ
に従い液体の吐出を行うとともに、前記テストパターン
データ記憶手段に記憶された同一のテストパターンデー
タに従った液体の吐出を、少なくとも複数回繰り返すテ
スト実行手段とを備えることを特徴とする液体吐出装
置。 - 【請求項14】 請求項10又は請求項11に記載の液
体吐出装置において、 前記吐出タイミング制御手段は、 各前記チップのうち、選択された前記チップの少なくと
も1つの前記液体吐出部から液体の吐出を行うテストパ
ターンデータを記憶したテストパターンデータ記憶手段
と、 前記テストパターンデータ記憶手段に記憶されたテスト
パターンデータを読み出し、そのテストパターンデータ
に従い液体の吐出を行うテスト実行手段と、 前記テスト実行手段により実行された液体の吐出結果に
基づいて決定されたデータであって、各前記チップの前
記液体吐出部からの液体の吐出タイミングを各前記チッ
プごとに制御するための補正データを記憶した補正デー
タ記憶手段とを備え、 前記補正データ記憶手段に記憶された補正データに従
い、各前記チップの前記液体吐出部からの液体の吐出タ
イミングを制御することを特徴とする液体吐出装置。 - 【請求項15】 請求項10又は請求項11に記載の液
体吐出装置において、 前記吐出タイミング制御手段は、 各前記チップのうち、選択された前記チップの少なくと
も1つの前記液体吐出部から液体の吐出を行うテストパ
ターンデータを記憶したテストパターンデータ記憶手段
と、 前記テストパターンデータ記憶手段に記憶されたテスト
パターンデータを読み出し、そのテストパターンデータ
に従い液体の吐出を行うとともに、前記テストパターン
データ記憶手段に記憶された同一のテストパターンデー
タに従った液体の吐出を、少なくとも複数回繰り返すテ
スト実行手段と、 前記テスト実行手段により実行された液体の吐出結果に
基づいて決定されたデータであって、各前記チップの前
記液体吐出部からの液体の吐出タイミングを各前記チッ
プごとに制御するための補正データを記憶した補正デー
タ記憶手段とを備え、 前記補正データ記憶手段に記憶された補正データに従
い、各前記チップの前記液体吐出部からの液体の吐出タ
イミングを制御することを特徴とする液体吐出装置。 - 【請求項16】 請求項3から請求項9までのいずれか
1項に記載の液体吐出装置において、 前記特定方向に垂直な方向を含む前記特定方向と異なる
方向に前記チップに対して相対移動する液体吐出対象物
に液体を吐出するときの前記相対移動方向における前記
チップ間の液体の着弾位置ずれを補正するために、各前
記チップの前記液体吐出部からの液体の吐出タイミング
を各前記チップごとに設定可能とした吐出タイミング制
御手段を備えることを特徴とする液体吐出装置。 - 【請求項17】 請求項3から請求項9までのいずれか
1項に記載の液体吐出装置において、 前記特定方向に垂直な方向を含む前記特定方向と異なる
方向に前記チップに対して相対移動する液体吐出対象物
に液体を吐出するときの前記相対移動方向における前記
チップ間の液体の着弾位置ずれを補正するために、各前
記チップの前記液体吐出部からの液体の吐出タイミング
を各前記チップごとに設定可能とした吐出タイミング制
御手段を備え、 前記吐出タイミング制御手段は、 各前記チップのうち、選択された前記チップの少なくと
も1つの前記液体吐出部から液体の吐出を行うテストパ
ターンデータを記憶したテストパターンデータ記憶手段
と、 前記テストパターンデータ記憶手段に記憶されたテスト
パターンデータを読み出し、そのテストパターンデータ
に従い液体の吐出を行うテスト実行手段と備えることを
特徴とする液体吐出装置。 - 【請求項18】 請求項3から請求項9までのいずれか
1項に記載の液体吐出装置において、 前記特定方向に垂直な方向を含む前記特定方向と異なる
方向に前記チップに対して相対移動する液体吐出対象物
に液体を吐出するときの前記相対移動方向における前記
チップ間の液体の着弾位置ずれを補正するために、各前
記チップの前記液体吐出部からの液体の吐出タイミング
を各前記チップごとに設定可能とした吐出タイミング制
御手段を備え、 前記吐出タイミング制御手段は、 各前記チップのうち、選択された前記チップの少なくと
も1つの前記液体吐出部から液体の吐出を行うテストパ
ターンデータを記憶したテストパターンデータ記憶手段
と、 前記テストパターンデータ記憶手段に記憶されたテスト
パターンデータを読み出し、そのテストパターンデータ
に従い液体の吐出を行うとともに、前記テストパターン
データ記憶手段に記憶された同一のテストパターンデー
タに従った液体の吐出を、少なくとも複数回繰り返すテ
スト実行手段とを備えることを特徴とする液体吐出装
置。 - 【請求項19】 請求項3から請求項9までのいずれか
1項に記載の液体吐出装置において、 前記特定方向に垂直な方向を含む前記特定方向と異なる
方向に前記チップに対して相対移動する液体吐出対象物
に液体を吐出するときの前記相対移動方向における前記
チップ間の液体の着弾位置ずれを補正するために、各前
記チップの前記液体吐出部からの液体の吐出タイミング
を各前記チップごとに設定可能とした吐出タイミング制
御手段を備え、 前記吐出タイミング制御手段は、 各前記チップのうち、選択された前記チップの少なくと
も1つの前記液体吐出部から液体の吐出を行うテストパ
ターンデータを記憶したテストパターンデータ記憶手段
と、 前記テストパターンデータ記憶手段に記憶されたテスト
パターンデータを読み出し、そのテストパターンデータ
に従い液体の吐出を行うテスト実行手段と、 前記テスト実行手段により実行された液体の吐出結果に
基づいて決定されたデータであって、各前記チップの前
記液体吐出部からの液体の吐出タイミングを各前記チッ
プごとに制御するための補正データを記憶した補正デー
タ記憶手段とを備え、 前記補正データ記憶手段に記憶された補正データに従
い、各前記チップの前記液体吐出部からの液体の吐出タ
イミングを制御することを特徴とする液体吐出装置。 - 【請求項20】 請求項3から請求項9までのいずれか
1項に記載の液体吐出装置において、 前記特定方向に垂直な方向を含む前記特定方向と異なる
方向に前記チップに対して相対移動する液体吐出対象物
に液体を吐出するときの前記相対移動方向における前記
チップ間の液体の着弾位置ずれを補正するために、各前
記チップの前記液体吐出部からの液体の吐出タイミング
を各前記チップごとに設定可能とした吐出タイミング制
御手段を備え、 前記吐出タイミング制御手段は、 各前記チップのうち、選択された前記チップの少なくと
も1つの前記液体吐出部から液体の吐出を行うテストパ
ターンデータを記憶したテストパターンデータ記憶手段
と、 前記テストパターンデータ記憶手段に記憶されたテスト
パターンデータを読み出し、そのテストパターンデータ
に従い液体の吐出を行うとともに、前記テストパターン
データ記憶手段に記憶された同一のテストパターンデー
タに従った液体の吐出を、少なくとも複数回繰り返すテ
スト実行手段と、 前記テスト実行手段により実行された液体の吐出結果に
基づいて決定されたデータであって、各前記チップの前
記液体吐出部からの液体の吐出タイミングを各前記チッ
プごとに制御するための補正データを記憶した補正デー
タ記憶手段とを備え、 前記補正データ記憶手段に記憶された補正データに従
い、各前記チップの前記液体吐出部からの液体の吐出タ
イミングを制御することを特徴とする液体吐出装置。
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