JP2004050445A

JP2004050445A - Liquid ejecting head, liquid ejector, and liquid ejecting method

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

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent occurrence of nonuniformity in density, a white streak, or the like, using a line head type liquid ejection head forming an overlapped part between adjacent head chips. <P>SOLUTION: The liquid ejecting head comprises a plurality of head chips 62 each consisting of a substrate 7 arranged with a plurality of elements 8 for ejecting liquid from ejection nozzles and a circuit 69 for driving each element 8, and a nozzle sheet 61 having nozzles 65 for ejecting the liquid formed in correspondence with the elements 8 formed on the substrate 7 and applied to the substrate 7. The plurality of head chips 62 are arranged in zigzag along the center line in the longitudinal direction such that an overlapping part 51 of a specified number of ejection nozzles 65 is formed between adjacent head chips 62 in the longitudinal direction. At the overlapping part 51, driving position of the ejection nozzle 65 is switched between one head chip 62 and the other head chip 62 when they are driven. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

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[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a liquid ejection apparatus and a liquid ejection method for ejecting a liquid such as ink and landing a droplet on a target.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, there has been an ink jet printer that discharges ink droplets from thin nozzles provided side by side on a printer head, lands the ink droplets on a recording medium such as paper, and records characters and images with dots. This ink jet printer is characterized by a high recording speed, a low recording cost, and easy colorization.
[0003]
As a printer head in this ink jet printer, there are a so-called serial head which is shorter than the page width of the sheet, and a so-called line head which is longer than the page width of the sheet. Further, as a method of discharging ink, there are a piezo method using a piezoelectric element and a thermal method using a heating element.
[0004]
Of these, the line head does not need to be moved in the page width direction of the paper by a driving means such as a motor at the time of recording unlike the serial head, so the driving means is not required, and the printer body can be reduced in size and cost. There is a feature that it is easy to plan. In addition, the thermal method is advantageous in that it can be used for a line head because the number and arrangement density of driving elements for ejecting ink droplets can be relatively easily increased as compared with the piezo method. There is. For this reason, an ink jet printer having a thermal type line head has been proposed.
[0005]
This line head is a heating element that heats the ink held in the ink liquid chamber while sequentially arranging ejection nozzles for the printing width for the recording paper in each color row in a direction substantially orthogonal to the recording paper conveyance direction. A certain heater is formed on one semiconductor substrate, and ink droplets are selectively ejected from each ejection nozzle while transporting the recording paper to land on the recording paper.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
Here, there are conventional line head type head chips that are arranged in a staggered manner, but since these head chips are simply arranged shifted in parallel, as shown in FIG. Two adjacent nozzle groups NG _A , NG _B Were also simply shifted in parallel. In an ink jet printer to which this arrangement is applied, variations in the amount of ink ejected between head chips, errors in the impact position of ink on paper, and the like are caused by variations in head chip characteristics and positioning errors. As a result, it is difficult to keep a uniform dot interval at a joint between head chips.
[0007]
For this reason, there is a line head in which a part of a nozzle row overlaps a predetermined number of nozzles between adjacent head chips. In this line head, when the ink droplets land on the recording paper, the nozzles that eject ink of the same color are arranged in a double manner in the overlap portion. It is necessary to drive only one of the nozzles.
[0008]
However, if the driving positions of the nozzles in the overlapping portion are fixed uniformly at the center of the overlapping portion or the like, the configuration of the driving circuit for switching the driving position of the head chip can be simplified, while As described above, due to the mounting error of the head chip and the variation of the head chip characteristics such as the expansion and contraction of the nozzle plate, an error of the ink landing position on the paper occurs in each overlap portion, and uneven density and white stripes are generated. Can occur.
[0009]
More specifically, in each overlapping portion, due to misalignment of the mounting position between adjacent head chips, bending of the ink ejection direction, or the like, a dot is formed in a region corresponding to a joint of head chips on paper. Overlap and gaps between dots occur. For example, as shown in FIG. 11, a dot group DG recorded by one nozzle group _A And a dot group DG recorded by the other nozzle group _B At the boundary between the two, a dot overlap O occurs, or a dot gap C occurs, for example, as shown in FIG. Due to the overlapping of these dots and the gaps between the dots, density unevenness and white stripes in the sheet feeding direction occur.
[0010]
Therefore, the present invention provides a liquid ejection head, a liquid ejection device, and a liquid ejection apparatus that prevent the occurrence of uneven density and white stripes using a line head type liquid ejection head that forms an overlap portion between adjacent head chips. An object is to provide a discharge method.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-described problem, a liquid discharge head according to the present invention includes a substrate on which a plurality of elements for discharging liquid from a discharge nozzle are provided and a drive circuit for driving each of the elements is formed, An ejection nozzle for ejecting the liquid is formed corresponding to each element formed on the substrate, and a plurality of head chips having a nozzle sheet provided on the substrate are provided. Are arranged in a staggered manner along the center line of the head chips, and are arranged so that an overlap portion in which a predetermined number of discharge nozzles overlap with a head chip adjacent in the longitudinal direction is formed. The one head chip and the other head chip are characterized in that the driving position of the discharge nozzle is switched during driving.
[0012]
Further, the liquid ejection apparatus according to the present invention includes a substrate on which a plurality of elements for ejecting liquid from the ejection nozzle are provided and a drive circuit for driving each of the elements is formed, and a substrate formed on the substrate. An ejection nozzle for ejecting the liquid is formed corresponding to the element, and a plurality of head chips having a nozzle sheet provided on the substrate are provided. The plurality of head chips are staggered along a center line in a longitudinal direction. Liquid ejection heads arranged in a matrix and arranged so that an overlap portion in which a predetermined number of ejection nozzles overlap with each other in a longitudinally adjacent head chip is formed, and a liquid is supplied to the head chip. A liquid cartridge; and a transport mechanism for transporting a target on which the liquid discharged from the head chip lands. Dochippu and the other head chip, is characterized in that the driving position of the discharge nozzle is switched during operation.
[0013]
The liquid discharge method according to the present invention includes a liquid discharge head in which a plurality of discharge nozzles for discharging liquid are formed in a staggered manner along a longitudinal center line. While switching the drive position of the discharge nozzle of the overhead portion where a predetermined number of discharge nozzles overlap with a head chip adjacent in the longitudinal direction of the head chip, while conveying the target on which the liquid discharged from the head chip lands And discharging the liquid.
[0014]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, a printer device in which a liquid ejection head according to the present invention is applied to an inkjet printer head will be described in detail with reference to the drawings. In the following, it is assumed that the printer head of the printer has a recording range substantially the same as the page width of the paper P. In other words, the printer device includes the printer head, and performs printing by scanning the same portion on the sheet P only once in one printing. In the following, a description will be given assuming that the printer apparatus adopts a method of ejecting ink droplets by a thermal method and uses a heating element as a driving element.
[0015]
As shown in FIGS. 1 and 2, the printer 1 includes a printer head 3 having a recording range substantially the same as the page width of the paper P inside a housing 2 forming the external appearance of the printer 1. A transport unit 4 that transports the paper P in a predetermined direction, a paper feed unit 5 that feeds the paper P to the printer head 3, a paper tray 6 that stores the paper P, and an electric device that controls the driving of these units. A circuit section 7 is provided.
[0016]
The housing 2 is formed, for example, in a rectangular parallelepiped shape. A paper discharge port 11 for discharging the paper P is provided on one side surface of the housing 2, and a tray entrance 12 for attaching and detaching the paper tray 6 is provided on the other side surface facing the one side surface. I have.
[0017]
The printer head 3 includes, for example, four color lines of CMYK (cyan, magenta, yellow, and black). The printer head 3 is disposed above the end of the housing 2 on the side of the paper discharge port 11 such that a discharge nozzle (not shown) faces downward.
[0018]
The transport unit 4 includes a paper feed guide 15 that forms a supply path for feeding the paper P, paper feed rollers 16 and 17 that sandwich and feed the paper P, pulleys 18 and 19 described below, and a paper feed motor 20. Belts 22 and 23 for transmitting the drive to the pulleys 18 and 19 are provided, and are disposed inside the housing 2 below the end on the paper discharge port 11 side.
[0019]
The paper feed guide 15 is formed in a flat plate shape, and is disposed below the printer head 3 at a predetermined interval. The paper feed rollers 16 and 17 each comprise a pair of rollers that are in contact with each other, and are disposed on both sides of the paper feed guide 15, that is, on the tray entrance 12 side and the paper discharge port 11 side. The paper feed motor 20 is disposed below the paper feed guide 15 and is connected to the paper feed rollers 16 and 17 via pulleys 18 and 19 and belts 22 and 23.
[0020]
The paper supply unit 5 includes a paper supply roller 26 for supplying the paper P to the conveyance unit 4, a paper supply motor 28 as a driving source for driving a gear 27 to be described later, and a rotation by the paper supply motor 28. A driving gear 27 is provided, and is disposed on the tray entrance 12 side with respect to the transport unit 4. The paper feed roller 26 is formed in a substantially semi-cylindrical shape, and is disposed near the paper feed roller 16 on the tray entrance 12 side. The paper feed motor 28 is disposed above the paper feed roller 26, and is connected to the paper feed roller 26 via a gear 27.
[0021]
The paper tray 6 is formed in a box shape capable of storing a plurality of sheets of A4 size paper P, for example, and a paper support 32 locked by a spring 31 is provided at one end of the bottom surface. It is mounted in a space extending from below the section 5 to the tray entrance 12.
[0022]
The electric circuit unit 7 is a part that controls the driving of each unit, and is disposed above the paper tray 6.
[0023]
Such a printer 1 performs a printing operation as follows.
[0024]
First, in the printer device 1, the user turns on the power, pulls out the paper tray 6 from the tray entrance 12 to store a predetermined number of sheets of paper P, and pushes in the paper tray 6, whereby the paper tray 6 is mounted. You. Then, in the printer device 1, one end of the paper P is pressed against the paper feed roller 26 by the paper support 32 lifting one end of the paper P by the urging force of the spring 31. Then, in the printer device 1, one sheet of paper P is sent out from the paper tray 6 to the paper feed roller 16 by rotating the paper feed roller 26 by driving the paper feed motor 28.
[0025]
Subsequently, the printer 1 rotates the paper feed rollers 16 and 17 by driving the paper feed motor 20, and the paper feed roller 16 sandwiches the paper P sent from the paper tray 6 by a pair of rollers. The paper P is sent out to the paper feed guide 15. Then, the printer device 1 causes the printer head 3 to operate at a predetermined timing to eject ink droplets from the ejection nozzles and land on the paper P, thereby forming dots and characters and / or images on the paper P. Is recorded. Then, in the printer device 1, the paper P is discharged from the paper discharge port 11 by the paper feed roller 17 sandwiching the paper P sent out along the paper feed guide 15 between the pair of rollers.
[0026]
The printer device 1 repeats such an operation until recording is completed, and generates a printed matter.
[0027]
Next, the above-described electric circuit unit 7 in the printer device 1 will be described.
[0028]
As shown in FIG. 3, the electric circuit unit 7 has a signal processing / control circuit 41 that performs signal processing and control processing by software as a CPU (Central Processing Unit) or DSP (Digital Signal Processor) configuration, for example, and is predetermined. A correction circuit 42 in which the correction data is stored in a so-called ROM (Read Only Memory) map system, a head drive circuit 43 for driving the printer head 3, a drive for the paper feed motor 20 and the paper feed motor 28, and The control circuit includes various control circuits 44 for controlling other operations, a memory 45 such as a line buffer memory or a one-screen memory, and a signal input unit 46 to which signals such as print data are input. To the signal processing / control circuit 41, a correction circuit 42, a head drive circuit 43, various control circuits 44, and a memory 45 are connected.
[0029]
When a signal such as recording data is input to the signal processing / control circuit 41 via the signal input unit 46, the electric circuit unit 7 arranges the signal in the recording order by the signal processing / control circuit 41 and sends the signal to the correction circuit 42. The correction circuit 42 performs correction processing such as so-called gamma correction, color correction, and variation correction of each nozzle. The signal such as the print data after the correction is taken out to the signal processing / control circuit 41 according to external conditions such as a nozzle number, a temperature, and an input signal. Then, the electric circuit section 7 supplies the signal extracted by the signal processing / control circuit 41 to the head drive circuit 43 and various control circuits 44 as drive signals. The electric circuit unit 7 controls the driving of the printer head 3 by the head drive circuit 43 based on the driving signal. Further, the electric circuit unit 7 controls the driving of the paper feed motor 20 and the paper feed motor 28 based on the drive signal by the various control circuits 44, and also performs the drive control at the time of the cleaning process of the printer head 3 and the like.
[0030]
In the electric circuit section 7, signals such as recording data are temporarily recorded in the memory 45 as needed, and are taken out by the signal processing / control circuit 41. The number of the memories 45 is equal to the number of the head chips 3. In this memory 45, data of one head chip including the print data of the overlap section 51 for printing one line on the paper P is recorded. In the electric circuit section 7, the signal processing / control circuit 41 receives data of each head chip 3 from the memory 45.
[0031]
Further, in the electric circuit section 7, a random number generator 47 for switching the driving position of the ejection nozzle 6 of the head chip 3 formed in the printer head 3 is connected to the signal processing / control circuit 41 as described later. . The electric circuit unit 7 receives from the random number generator 47 a random number for the signal processing / control circuit 41 to determine the switching position of the ejection nozzles 6 formed at both ends of each head chip 3 in the overlap unit 51. The signal processing / control circuit 41 receives the data of each head chip 3 and the data of the nozzle switching position, and supplies the data to the head drive circuit 43 as a drive signal, thereby controlling the drive range of the nozzle group formed in each head chip 3. Control.
[0032]
Next, the printer head 3 applied to the printer device 1 will be described.
[0033]
The printer head 3 is a line printing type ink jet printer head in which a plurality of recording elements for discharging ink from discharge nozzles are arranged in a print width direction. As shown in FIGS. 4 and 5, the printer head 3 is formed of an electroformed layer of nickel or a material containing nickel, and an ink discharge nozzle row is formed substantially linearly in a printing width direction across the paper P. Nozzle sheet 61, a plurality of head chips 62, which are sequentially arranged on the nozzle sheet 61 in a straight line corresponding to the ejection nozzle rows of the respective colors and are bonded to the nozzle sheet 61, and are arranged on the nozzle sheet 61. And a member 63 for forming an ink flow path between the ink cartridge and the head cartridge.
[0034]
In the nozzle sheet 61, the ejection nozzles 65 of each color of yellow, magenta, cyan, and black are formed in four lines substantially linearly in the printing width direction crossing the paper P. The discharge nozzle 65 has a shape in which the tip of a circular cone is cut off at a plane parallel to the bottom surface, and the diameter decreases in the ink discharge direction. Accordingly, the ejection nozzle 65 can stabilize the ejection angle of the ink, and can improve the landing accuracy of the ink.
[0035]
The head chip 62 is formed by processing a substantially rectangular silicon substrate 67 by an integrated circuit technique, and heaters 68 which are heating elements for heating ink are formed sequentially in the printing width direction. A driving circuit 69 for driving the driving circuit 68 is formed. In the head chip 62, a heater 68 is provided near a side surface of the silicon substrate 67 in the longitudinal direction. In the head chip 62, a dry film 70 in which a partition wall corresponding to each heater 68 is formed on a silicon substrate 67 is provided. Since the dry film 70 has a comb-like side surface on which the heater 68 is formed, an ink liquid chamber 71 is formed on each heater 68 and the ink liquid chamber 71 is formed in the longitudinal direction of the silicon substrate 67. It is exposed from the side of the direction. In the head chip 62, the nozzle sheet 61 is disposed on the heater 68 such that the discharge nozzle 65 is located via the dry film 70.
[0036]
The member 63 is provided for forming an ink liquid chamber 71 and an ink flow path 72 for flowing ink to the ink liquid chamber 71. The member 63 is formed of a photosensitive resin such as a so-called dry film photoresist.
[0037]
In the printer head 3, an ink channel 72 is formed by the member 63 and the dry film 70 so as to guide the ink of the ink cartridge from the side where the ink liquid chamber 71 of the head chip 62 is exposed. Accordingly, the printer head 3 can guide the ink to the ink liquid chamber 71 of each heater 68 from the side edge of the head chip 62 in the longitudinal direction.
[0038]
The head chip 62 has a pad 64 formed on the side opposite to the side on which the heater 68 is formed, and a flexible wiring board 66 is connected to the pad 64. The head chip 62 receives a control signal from the flexible wiring board 66 and discharges ink droplets from the discharge nozzle 65 of the ink liquid chamber 71.
[0039]
As shown in FIG. 6, the printer head 3 has such a head chip 62 arranged on the nozzle sheet 61 in a substantially staggered manner along the longitudinal direction of the head chip 62 with the ink flow path 72 interposed therebetween for each color. This forms a head chip line. That is, the printer head 3 has a substantially zigzag shape along the longitudinal direction of the head chip with the ink nozzles 72 interposed therebetween in the printing width direction in which the ejection nozzle rows of the respective colors of yellow, magenta, cyan, and black traverse the paper P. The line 75 is formed. In the printer head 3, yellow, magenta, cyan, and black lines 75 are sequentially formed in the feed direction of the paper P, which is orthogonal to the print width direction.
[0040]
The printer head 3 has a predetermined number of head chips 62 formed in a zigzag pattern with the ink flow path 72 interposed between the head chips 62 in the longitudinal direction of the head chips 62 in the lines 75 of the respective colors. The overlapping portion 51 where the discharge nozzles 65 overlap each other is formed. That is, as shown in FIG. 7, the line 75 of the head chips 62 formed on the printer head 3 is located on the left side of the nozzle group corresponding to each of the adjacent head chips 62 arranged in a staggered manner. Nozzle group 65 of head chip 62 _A A predetermined number of ejection nozzles 65 from the right end and a nozzle group 65 of the head chip 62 located on the right side. _B And the same number of ejection nozzles 65 are arranged from the left end in such a manner that their center lines coincide with each other via the ink flow path 72, and an overlapping portion of these ejection nozzles 65 is provided as an overlap portion 51.
[0041]
The overlap portion 51 is similarly provided on each of the yellow, magenta, cyan, and black lines 75. That is, the line 75 of each color is connected to the nozzle group 65 adjacent to each other in each overlap portion 51. _A And 65 _B The number of overlapping discharge nozzles 65 is the same, and the center lines of the discharge nozzles 65 are aligned. Therefore, as shown in FIG. 6, the printer head 3 has the overlap portion 51 formed substantially linearly in the feed direction of the paper P.
[0042]
In the overlap section 51, one of the nozzle groups 65 _A And the other nozzle group 65 _B The driving position of each of the ejection nozzles 65 that constitutes one of the nozzle groups 65 is randomly switched. _A Dot group D recorded by _A And the other nozzle group 65 _B Dot group D recorded by _B And the position of the joint changes randomly.
[0043]
One of the nozzle groups 65 in the overlap portion 51 _A And the other nozzle group 65 _B Is switched by using a random number r that randomly generates an integer from 0 to a maximum of s. That is, as shown in FIG. _A And the other nozzle group 65 _B Is randomly switched by random numbers for each line 75 of each color. In addition, the overlap portion 51 also has one nozzle group 65 in one line 75. _A And the other nozzle group 65 _B And the position of the joint is randomly switched by a random number for each overlap portion 51.
[0044]
That is, the nozzle groups 65 formed on the head chips 62, 62 adjacent to each other. _A , 65 _B Among the overlapping portions 51 in which s ejection nozzles 65 are arranged so as to overlap, a certain random number r ₁ Is obtained, one of the nozzle groups 65 _A R from the left end of ₁ The discharge nozzles 65 up to the first one are driven, and the other nozzle group 65 _B From the right end of ₁ Up to the number of ejection nozzles 65 are driven. Further, in another overlap unit 51, another random number r ₂ Is obtained, and one nozzle group 65 is obtained. _A R from the left end of ₂ The discharge nozzles 65 up to the first one are driven, and the other nozzle group 65 _B From the right end of ₂ Up to the number of ejection nozzles 65 are driven.
[0045]
For example, as shown in FIG. 8, among the nozzle groups formed on the head chips 62, 62 adjacent to each other, the overlap portion 51 in which 16 discharge nozzles 65 are arranged so as to overlap, the random number r = 12 is obtained, in the overlap portion 51, one d nozzle group 65 _A Up to the twelfth ejection nozzle 65 from the left end are driven, and the other nozzle group 65 _B Are driven from the right end to 16-12 = 4 ejection nozzles 65. In the other overlapping section 51, a random number r = 7 is obtained, and one of the nozzle groups 65 _A Are driven from the left end to the seventh nozzle group, and the other nozzle group 65 _B Of the nozzles from the right end to 16−7 = 9 are driven.
[0046]
As a result, the printer head 3 moves one nozzle group 65 indicated by a black circle. _A Dot group D recorded by _A And the other nozzle group 65 indicated by a white circle _B Dot group D recorded by _B Dot group D corresponding to the overlap portion 51 _O Can be formed. Dot group D _O Is one of the nozzle groups 65 _A And the other nozzle group 65 _B Thus, the connection with the dot recorded is randomly switched.
[0047]
Therefore, the printer head 3 to which the present invention is applied includes the nozzle group 65 in the overlap section 51. _A , 65 _B Are randomly switched for each overlap portion 51. For this reason, the printer head 3 is unable to operate the nozzle group 65 due to variations in head chip characteristics and positioning errors. _A , 65 _B Even if the ejection amount of the ink ejected from each of the ejection nozzles 65 fluctuates or an error occurs in the ink landing position, the overlap or the gap occurs, the overlap or the gap is scattered. Therefore, the printer head 3 moves the dot group D recorded on the paper P in the overlap section 51. _O It is possible to prevent the occurrence of band-like noise such as uneven density and white stripes.
[0048]
In addition, with respect to the present invention as described above, a switching position where the dot interval in the overlap portion is most appropriate is searched for from the result of printing the test pattern, the position is stored in the memory, and the switching of the ejection nozzle between chips is performed. There is a way to position it. However, in this method, it is necessary to individually check which switching position is appropriate for all of the overlapped portions. In a printer head having a large number of head chips, this operation requires a great deal of time and labor. .
[0049]
On the other hand, according to the printer head 3 to which the present invention is applied, the nozzle group 65 in the overlap portion 51 is provided. _A , Nozzle group 65 _B And the position of the joint is randomly switched by a random number. Therefore, the printer head 3 does not need the time to check the dot interval in the overlap unit 51, and the dot group D recorded on the paper P is not required. _O It is possible to prevent the occurrence of band-like noise such as uneven density and white stripes.
[0050]
The switching of the driving position of the discharge nozzle 65 in the overlapping section 51 as described above is performed as follows. That is, in order to print one line on the print medium, the electric circuit unit 7 stores the memory 45 for storing the data of one head chip 62 including the print data of the overlap unit 51 according to the number of the head chips 62. Have the same number. The switching of the head chip 62 is performed by changing the data for ink ejection from two nozzles at both ends in the memory 45 to where and how many of the nozzle groups are effective, that is, to which ejection nozzle 65 the ink is ejected. Is performed depending on whether or not to insert data.
[0051]
In the electric circuit unit 7, the integer from 0 to s, where the number of nozzles overlapping in the overlap unit 51 is the maximum value s, is randomly transmitted to the signal processing / control circuit 41 by the random number generator 47 and received. The signal processing / control circuit 41 supplies the drive signal to the head drive circuit 43. As a result, the printer head 3 moves the nozzle group 65 in the overlap section 51. _A , Nozzle group 65 _B And the position of the joint is randomly switched by a random number.
[0052]
Next, in a scan for printing so as not to generate a displacement due to a step between the head chips 62, while maintaining the ejection timing of the succeeding chip group with respect to the preceding chip group, the corresponding head chip 62 is used in accordance with the data in each memory 45. The discharge nozzle 65 is driven.
[0053]
As described above, according to the printer device 1 to which the present invention is applied, the nozzle group 65 _A , 65 _B Are randomly switched for each overlap portion 51. For this reason, the printer apparatus 1 may be configured to use the nozzle group 65 due to variations in head chip characteristics, positioning errors, and the like. _A , 65 _B Even if the ejection amount of the ink ejected from each of the ejection nozzles 65 fluctuates or an error occurs in the ink landing position, the overlap or the gap occurs, the overlap or the gap is scattered. Therefore, the printer device 1 controls the dot group D recorded on the paper P in the overlap section 51. _O It is possible to prevent the occurrence of band-like noise such as uneven density and white stripes.
[0054]
The printer head of the printer device 1 to which the present invention is applied has a nozzle group 65 in the overlap section 51. _A , Nozzle group 65 _B Is stored in the random number table 48 in advance as a random number or an integer from 0 to the maximum s corresponding to the random number, and is output from the random number table 48 as an access variable using the number of the line 75 associated with the scan. The switching position may be changed according to the value r.
[0055]
The access variables of the table data may be, for example, for each scan line, for each head chip group (yellow, magenta, cyan, and black) corresponding to each ink, and for each column (vertical) of the overlap section 51. It may be a combination. For example, when all the variables described above are used, it means that random numbers are generated in all the overlap units 51. When a random number is used, a random number generated at an arbitrary time can be used.
[0056]
Further, this table data is stored in the nozzle group 65. _A , Nozzle group 65 _B The same number of points as the number of points that can be the seam, and the value determined so that the seam position does not overlap between adjacent lines and the seam seen from any overlap part 51 does not approach This may be repeated periodically to switch the joint.
[0057]
For example, as shown in FIG. _A And the other nozzle group 65 _B Are formed so as to overlap 16 discharge nozzles 65, the nozzle group 65 _A , Nozzle group 65 _B There are 17 points that can be connected to. Therefore, in the table data, the points which can be the 17th joint are made different for each line of each color, and the joints between the overlapped portions 51 of the respective lines formed in the feed direction of the paper P approach. Set variables so that there is nothing. The table head is periodically repeated to switch the joints, so that the printer head 3 can control the nozzle group 65 due to variations in head chip characteristics, positioning errors, and the like. _A , 65 _B Even if the ejection amount of the ink ejected from each of the ejection nozzles 65 fluctuates or an error occurs in the ink landing position, the overlap or the gap occurs, the overlap or the gap is scattered. Therefore, the printer device 1 controls the dot group D recorded on the paper P in the overlap section 51. _O It is possible to prevent the occurrence of band-like noise such as uneven density and white stripes.
[0058]
Note that the present invention is not limited to the above-described embodiment. For example, in the above-described embodiment, the description has been made assuming that a line head is used. However, the present invention scans the same portion on the paper P only once in one printing, that is, a printer head that performs so-called one-pass printing. Then, the present invention can be applied to a serial head.
[0059]
Further, in the above-described embodiment, the method in which ink droplets are ejected by the thermal method is employed, and the heating element is used as the driving element. However, the scale is increased and the resolution is reduced as compared with the thermal method. However, the present invention is also applicable to a piezo method using a piezoelectric element as a driving element.
[0060]
Further, in the above-described embodiment, the case where the present invention is applied to the printer head and the printer apparatus to eject ink droplets has been described. However, the present invention is not limited to this, and various dyes may be used instead of ink droplets. Liquid ejection head used for liquid droplets for forming a protective layer, a microdispenser in which liquid droplets are reagents, various measuring devices, various test devices, and liquid droplets are agents for protecting members from etching. Various pattern drawing devices, as well as printed wiring boards and circuits that discharge liquid containing metal microparticles to form fine wiring patterns on the substrate, or create elements with functions by spraying various materials onto the substrate The present invention can be widely applied to a substrate forming apparatus and the like.
[0061]
As described above, it goes without saying that the present invention can be appropriately changed without departing from the spirit of the present invention.
[0062]
【The invention's effect】
As described above in detail, according to the liquid ejection head, the liquid ejection device, and the liquid ejection method according to the present invention, in the overlap portion, the driving position of the nozzle is randomly switched for each overlap portion. . For this reason, variations in the ejection amount of the ink ejected from each ejection nozzle due to variations in the characteristics of the head chip, positioning errors, and the like, and errors in the ink landing positions cause dot overlap and gaps. Even if it occurs, these overlaps and gaps are scattered. Therefore, it is possible to prevent the occurrence of band noise such as uneven density and white stripes in the dot group recorded on the recording medium in the overlap portion.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing a printer device to which the present invention is applied.
FIG. 2 is a sectional side view of the printer device to which the present invention is applied.
FIG. 3 is a block diagram illustrating a configuration of a recording and control system of an electric circuit unit in the printer device to which the present invention is applied.
FIG. 4 is a perspective view showing a printer head to which the present invention is applied.
FIG. 5 is a perspective view showing a printer head to which the present invention is applied.
FIG. 6 is a diagram showing lines of a head chip.
FIG. 7 is a diagram showing an overlap portion.
FIG. 8 is a diagram in which dots are recorded by randomly switching nozzle positions.
FIG. 9 is a diagram in which dot recording is performed by periodically repeating nozzle switching positions.
FIG. 10 is a diagram showing a conventional printer head.
FIG. 11 is a diagram illustrating dots that land on a sheet using a conventional printer head.
FIG. 12 is a diagram illustrating dots landed on a sheet using a conventional printer head.
[Explanation of symbols]
Reference Signs List 1 printer device, 3 printer head, 7 electric circuit section, 41 signal processing / control circuit, 43 head drive circuit, 44 control circuit, 45 memory, 47 random number generator, 51 overlap section, 61 nozzle sheet, 62 head chip, 63 members, 64 pads, 65 discharge nozzles, 66 flexible wiring board, 67 silicon substrate, 68 heater, 69 drive circuit, 70 dry film, 71 ink liquid chamber, 72 ink flow path, 75 lines

Claims

A substrate on which a plurality of elements for discharging liquid from a discharge nozzle are provided and a drive circuit for driving each of the above elements is formed; and a discharge for discharging the liquid corresponding to each element formed on the substrate. Nozzle is formed, comprising a plurality of head chips having a nozzle sheet provided on the substrate,
The plurality of head chips are arranged in a zigzag pattern along the center line in the longitudinal direction, and an overlap portion in which a predetermined number of discharge nozzles overlap with the head chips adjacent in the longitudinal direction is formed. Arrayed,
In the overlapping portion, the one head chip and the other head chip are liquid ejection heads in which the driving position of the ejection nozzle is switched during driving.

The plurality of head chips are formed in a substantially staggered shape along the center line in the longitudinal direction to form one line, and a plurality of lines are provided such that the lines are parallel to each other.
2. The liquid ejection head according to claim 1, wherein in the overlap portion, the drive position of the ejection nozzle is switched irregularly between the one head chip and the other head chip for each line.

3. The liquid ejection head according to claim 2, wherein the drive position of the ejection nozzle is switched by a random number for each line in the overlap section.

3. The liquid discharge head according to claim 2, wherein the drive position of the discharge nozzle in the overlap portion is switched according to a table prepared in advance for each line.

5. The liquid discharge head according to claim 4, wherein, in the overlap portion, the drive position of the discharge nozzle is periodically repeated according to the table.

2. The liquid ejection head according to claim 1, wherein the liquid is ink.

A substrate on which a plurality of elements for discharging liquid from a discharge nozzle are provided and a drive circuit for driving each of the above elements is formed; and a discharge for discharging the liquid corresponding to each element formed on the substrate. A plurality of head chips each having a nozzle formed thereon and a nozzle sheet provided on the substrate, wherein the plurality of head chips are arranged in a staggered shape along a longitudinal center line and adjacent in the longitudinal direction. A liquid ejection head arranged so that an overlap portion where a predetermined number of ejection nozzles overlap with a head chip to be formed,
A liquid cartridge for supplying liquid to the head chip,
A transport mechanism for transporting a target on which the liquid discharged from the head chip lands,
In the above-mentioned overlap portion, one of the head chips and the other head chip are liquid ejection devices in which the driving position of the ejection nozzle is switched during driving.

The plurality of head chips are formed in a substantially staggered shape along the center line in the longitudinal direction to form one line, and a plurality of lines are provided such that the lines are parallel to each other.
8. The liquid ejecting apparatus according to claim 7, wherein, in the overlapping portion, a driving position of the ejection nozzle is switched irregularly between one head chip and the other head chip for each line.

9. The liquid ejecting apparatus according to claim 8, wherein in the overlapping section, the drive position of the ejection nozzle is switched by a random number for each line.

9. The liquid ejecting apparatus according to claim 8, wherein in the overlapping section, the drive position of the ejection nozzle is switched according to a table prepared in advance for each line.

11. The liquid ejection apparatus according to claim 10, wherein the drive position of the ejection nozzle in the overlap portion is periodically repeated according to the table.

The liquid ejecting apparatus according to claim 7, wherein the liquid is ink.

A head chip in which a plurality of discharge nozzles for discharging liquid is formed has a liquid discharge head formed in a staggered shape along a longitudinal center line, and between a head chip adjacent to the liquid discharge head in the longitudinal direction. While switching the driving position of the discharge nozzle of the overhead portion where a predetermined number of discharge nozzles overlap,
A liquid discharging method for transporting a target on which a liquid discharged from the head chip lands, and discharging the liquid.

The head chip is formed in a substantially zigzag shape along the longitudinal center line to form one line, and a plurality of lines are provided such that the lines are parallel to each other.
14. The liquid discharging method according to claim 13, wherein in the overlapping portion, the driving position of the discharging nozzle is switched irregularly between one head chip and the other head chip for each line.

15. The liquid discharge method according to claim 14, wherein the drive position of the discharge nozzle in the overlap portion is switched by a random number for each line.

15. The liquid discharge method according to claim 14, wherein in the overlap section, the drive position of the discharge nozzle is switched according to a table prepared in advance for each line.

17. The liquid discharge method according to claim 16, wherein the drive position of the discharge nozzle in the overlap portion is periodically repeated according to the table.

14. The method according to claim 13, wherein the liquid is ink.