JPH09501622A

JPH09501622A - 小滴デポジット装置

Info

Publication number: JPH09501622A
Application number: JP7508554A
Authority: JP
Inventors: テンプル，ステフェン
Original assignee: ザールリミテッド
Priority date: 1993-09-09
Filing date: 1994-09-09
Publication date: 1997-02-18
Also published as: EP0719215A1; WO1995007185A1; GB9318749D0

Abstract

(57)【要約】垂直マトリックス方向に最も密な間隔ｐをもち水平マトリックス方向に最も密な間隔ｑをもつインクジェットプリントヘッドは平行なインク溝、ピエゾ電気側壁、ノズル、および共通のインクマニホルドを備える。溝はＮ群に配置されており、これらは順次に小滴排出を行い、ヘッドは垂直マトリックス方向に対して式（Ｉ）によって与えられる角度βで傾斜している（ｉは正の整数である）。これは操作周波数の増大を与え、１つの群のノズルを別の群のノズルに対してオフセットする必要を避ける。

Description

【発明の詳細な説明】小滴デポジット装置本発明は小滴デポジット装置とくにインクジェットプリンターに関する。ワープロ印刷出力を含む広範囲の用途にとって、３００〜３６０ｄｐｉの現在標準化されている高密度で小滴を堆積させることのできるインクジェットでプリンターが望ましい。これはミリメートル当り１２〜１４小滴（ｄｐｍｍ）にほぼ相当する。本発明は、通常ピエゾ電気インク壁の電気的作動によりインクが排出されるインクジェットプリントヘッドに特に関する。この種の従来技術のインクジェットプリント技術のほとんどは、この非常に密な間隔でインク溝を提供することが基本的にできない。それ故、プリントヘッドの溝の密度よりも遥に大きいプリント点密度を生ずるようにプリントヘッドを傾斜させる技術の試みが採用された。たとえば米国特許第４，８６４，３２８号を参照されたい。この特許はたとえプリントヘッドのインクノズル間の線状の分離が０．５ｍｍより大きくても１２ｄｐｍｍ（３００ｄｐｉ）の密度で点が生じるようにプリントヘッドの走査運動の方向に小角度（７．５°）でプリントヘッドを傾斜させることを提案している。走査方向にこのような小角度でプリントヘッドを曲げることに伴う問題は、プリンターの全体の幅か、紙の幅を越えて約２倍ときとして３倍に増大し、プリントヘッドの幅が５０ｍｍ以上に至しうることである。傾斜プリントヘッドに伴う更なる問題は、走査方向に対するプリントヘッドの角度が密接であるほど、バッファー貯蔵に保持する必要のあるプリントデータの量が多くなることである。この問題に対する別の試みは、多くの積み重ねプリントヘッドを使用することである。これは高価でありうる。たとえばＥＰ−Ｂ−０２７７７０３およびＥＰ−Ｂ−０２７８５９０に示されるような最近開発された技術は、２つの溝を分離する壁の横方向の移動を利用して溝の一方から小滴排出を行うことによって高密度を達成させている。壁は専断モードで偏倚（変形）するピエゾ電気材料から作られている。たとえば薄い作動壁のみで隣から分離されているそれぞれの溝について、走査移動の方向に直角のプリントヘッドにより所望のプリント品質に合う十分な高密度で溝を提供することが可能になり、プリントヘッドのバッファー貯蔵およびオーバーハングの問題が最小になる。このようなプリントヘッドは、インク小滴の排出をもたらすインク溝内の圧力パルスについてとった時間に関して最大操作周波数をもつことが認識されであろう。本発明の１つの目的は最大操作周波数の増加を最も簡単な方法で提供することにある。上記の技術は、特定の液滴容量をデポジットさせるときのインク溝の特定の線状密度を達成しうるけれども、最大操作周波数は溝の長さを減少させ、溝の厚さを対応して増大させることによって増大させることができる、ということが本発明者によって認識された。これは必然的に溝の線状密度を減少させるけれども、特定のプリント密度はプリントヘッドの傾斜によって達成することができる。液滴が基質上にデポジットしうるすべての可能な位置を表すマトリックスを参照するのが便利である。このマトリックス内で、基質に対するプリントヘッドの走査移動方向を定義することができる。便宜上、これを水平マトリックス方向と呼ぶ。この水平方向のマトリックス点の間隔は液滴排出の周波数および走査速度に関係する。直交する垂直マトリックス方向のマトリックス点の間隔はプリントヘッド形態によって決定される。もちろん、水平および垂直のラベルは空間の特定の配置を意味するものと解すべきではない。その上、問題のマトリックスは長方形である必要はない。更に、「走査移動」は単一通過または２つの往復移動のいずれかを意味することができることを理解すべきである。従って、一面において本発明は走査方向の移動を走査するのに適した多重溝小滴デポジット用ヘッドの操作周波数Ｆを増大させる方法にあり、その方法は長さＬおわび溝厚ｄ_c をもつ平行溝；相互に溝を分割する厚さｄ_w をもつピエゾ電気技術の側壁；溝の間隔Ｐ（Ｐは溝の厚さｄ_c と側壁の厚さｄ_w との合計に等しい）で均一に離れている且つ溝からの液小滴を排出するにそれぞれ連通している一連のノズル；溝を小滴堆積液源に接続する接続部材；および小滴デポジット用の溝の選択に応じて、その側壁の側壁を分離する少なくとも１つの溝を横方向に移動して圧力変化を生ぜしめ、それによって小滴の排出を行い、そして走査方向に直角の線間隔ｐにおいてノズルから線状に小滴のデポジットを行うための電気作動部材、を備える装置において；溝の厚さをｄ_c からｄ_c’に増大させそれに応じてノズル間隔をｐからｐ’に増大させ；溝の長さをＬからＬ’に減少させ（Ｌ ’／Ｌはｄ_c ／ｄ_c’にほぼ等しい）；そしてヘッドを走査方向に直角の配位から、ｃｏｓ^-1ｐ／ｐ’にほほ等しい角度を通して走査方向に向けて移動させてＰに匹敵する走査方向に直角の線間隔において線状に液滴をデポジットさせ、Ｆ’ に操作周波数を増大させる（Ｆ’／ＦはＬ／Ｌ’にほぼ等しい）；ことからなることを特徴とする方法である。本発明は更に重要な利点を提供する。液滴を印刷しうる最大光学密度は、プリントヘッドの単位長さ当りの溝の数を増大させることによってはふつうは増大しないということが本発明者によって認められた。これは単に小さい液滴の多数を実際にもたらすにすぎず、同じ周波数ではプリント密度は未変化のままである。然しながら、プリントヘッドを本発明に従い角度を付けて傾斜させると、垂直マトリックス方向の単位長さ当りの溝の数は、溝の間隔を減少させることなしに増大する。従ってそこには同じ走査速度でのプリント密度の真の増大がある。非常に密な圧力カップリングが隣接溝間に存在するということが、２つの溝の間の薄い壁の横方向の移動を利用して溝からの小滴のデポジットを行うことの結果である。溝を挿入溝群に分割し、一群からの溝の作動を１回に行うことによってこの問題を処理することがたとえばＥＰ−Ｂ−０２７８５９０に提案された。更なる提案はＥＰ−Ａ−０３７６５３２にみられるように溝を３つ以上の群に分割することであった。これは作動溝がそのそれぞれの側に少なくとも２つの不活性な溝をもつという利点を提供する。隣接溝からの液滴がプリント媒質の際に直線にデポジットするのを確保するために、一群の溝のノズルを他群の溝のノズルに対してオフセットすることが提案された。この試みは通常は有効であるけれども、それはノズルの製造（ふつうのノズル板内に孔として代表的に形成される）に複雑さをもたらし、そしてノズル面のインクの管理に複雑さをもたらす。その上、ノズルをオフセットでき、対応する溝に一致する量には限度がある。ノズルの断面積は溝の断面部の減少につれて必ずしも減少するわけではないので、この限度は高密度においてより急激になりうる。プリントヘッドを特定の角度に配置するならば、オフセットノズルの必要はなくなり、それと共に上記の複雑さもなくなるということが本発明者によって認識された。従って本発明は更なる面において、垂直マトリックス方向に最も密な間隔ｐをもち水平マトリックス方向に最も密な間隔ｑをもつ走査方向に横方向の垂直マトリックス方向の線にそって液小滴をデポジットさせる基質に対して比較的水平のマトリックス方向の移動を走査するのに適した多重溝小滴デポジット用ヘッドにある。このヘッドはそれぞれに側壁をもつ平行溝を含み、溝の長さ方向にのびていて矢印の方向に１つの溝を次の溝から分離する。一連のノズルが溝の間隔で配置されており、溝にそれぞれ連通していて溝からの液小滴を排出する。接続部材が溝を小滴デポジット用液源と接続させる。電気作動部材が、小滴デポジット用の溝の選択に応じて、その溝の側壁を分離する少なくとも１つの溝の横方向の移動を行って内部に圧力変化を生ぜしめ、そこから小滴排出を行う。溝はＮ群に配置され、それぞれのプリント相の小滴排出を順次に行って、いずれか１つの溝のそれぞれの作動がＮプリント相に１回以下行うようにする。ヘッドの矢印の方向は垂直マトリックス方向に対してある角度で傾斜していて、特定の群の溝の選択に応じてそれぞれのマトリックス点に小滴を排出するようになっている。それぞれの他の群の溝ノズルのすべては水平マトリックス方向のマトリックス点からｊｇ／Ｎの間隔にある。ｊはＮより小さい整数である。本発明は更になお別の面で、液小滴をデポジットさせる基質に対して比較的に走査方向に移動を走査するに適した多重溝小滴デポジット用ヘッドにある。液滴は走査方向に直角のプリント線にそって堆積し、ｐのプリント線に最も密な間隔をもち、ｑの走査方向に最も密な間隔をもつ。この多重溝小滴デポジット用ヘッドはそれぞれの側壁をもち、溝の長さ方向に延びていて整列方向に１つの溝を次の溝から分離している。一連のノズルが溝の間隔で配置されていて、溝にそれぞれ連通し、溝からの液滴を排出する。溝を小滴デポジット用液源に接続する接続部材；および液滴堆積用溝の選択に応じてその溝の側壁を分離する少なくとも１つの溝の横方向の移動（変形）を行う電気作動部材；がある。この横方向の移動により内部に圧力変化を生ぜしめ、それによってそこからの小滴排出を行う。溝はＮ群に配置されていて、それぞれのプリント相の小滴排出を順次に行う。いずれか１つのそれぞれの作動はＮプリント相に１回以上の頻度で起こらない。このヘッドの整列方向は次式によって与えられるプリント線に対して角度βで傾斜している。ｉは正の整数である。多数のサブ・ヘッドをもち、それぞれが前述の単位ヘッドと同様に構成され整列しているインクジェットプリンターを作るのが望ましい多くの場合がある。このような場合の一例はカラープリンターであり、そこではブラック、シアン、マジエンタおよびイエローインクのそれぞれを供給する４個のサブ・ヘッドが必要である。他の例はプリント密度を増大させるために、又は走査なしに増大した幅をプリントしうる定常プリントヘッドを作るために複数のサブ・ヘッドを使用することにある。複数のサブ・ヘッドを注意深く制御されたオフセットで整列させるならば特定の利点が達成されるということが本発明者によって発見された。従って本発明は更になお別の面で、ｐの垂直マトリックス方向に最も密な間隔をもち、ｑの水平マトリックス方向に最も密な間隔をもつ、走査方向に対して横方向の垂直マトリックス方向の線にそって液体小滴を堆積させる基質に比較的水平マトリックス方向の移動を走査するのに適した多重溝小滴デポジット装置にあり、その装置は溝の長さ方向にのび整列方向の１つの溝を次の溝から分離するそれぞれの側壁をもつ平行溝からなる少なくとも２つのヘッド；溝の間隔に配置され、溝にそれぞれ連通して溝から液体の小滴を排出させる一連のノズル；溝を小滴デポジット用液体源に接続する接続部材；および小滴デポジット用の溝の選択に応じて、その溝の側壁を分離する少なくとも１つの溝の横方向の移動を行ってその中の圧力変化を生ぜしめそれによってそこから小滴排出を行う電気作動部材からなり、それぞれの溝がＮ群にそれぞれ配置されており、これらの群がそれぞれのプリント相の小滴排出を順次に行ってヘッド中のいずれか１つの溝のくりかえし作動がＮプリント相に１回以上の頻度で起こらない装置において、それぞれのヘッドの整列方向が垂直マトリックス方向に対してある角度で傾斜していてそれぞれのマトリックス点で小滴を排出する特定の群の溝の選択に応じて、相互の群の溝ノズルのすべてが水平マトリックス方向のマトリックス点からｊｑ／Ｎの間隔にあり（ただしｊはＮより小さい）、２つのヘッド走査方向に距離ｈだけオフセットされており、ｈはｑの整数倍数である、ことを特徴とする。本発明を添付図面を参照する実施例によって更に具体的に説明する。図１は従来技術のプリントヘッドの図式代表図である。図２は従来技術の変形を示す図１に類似の図である。図３は本発明によるプリントヘッドの図式代表図である。図４は図３のプリントヘッドの異なった図式代表図である。図５はＮ＝２についての本発明によるプリントヘッドの異なった操作角の図式代表図である。図６および７はそれぞれＮ＝３およびＮ＝４についての同様の代表図である。図８は本発明による装置の若干の信号処理面を示すブロックダイヤグラムである。図９は信号処理の特徴を示す面である。図１０は図３と同様の図式形体で本発明の別の態様を示す図であり、プリント装置が２つ以上のサブ・ヘッドを含み、それぞれのヘッドの共通線の配列方向をもつ。図１１、１２及び１３は図１０と同様に２つ以上のサブ・ヘッドの配列を示し、それぞれの配列方向は平行であるが相互にオフセットされている。まず図１を参照して、そこにはプリントヘッド１０が図式形体で示されている。このプリントヘッドは矢印１２に示す方向に走査するのに適しており、小滴がデポジットしうる点のマトリックスの水平マトリックス方向を決定している。このマトリックスは図１には格子として描写されている。水平方向のマトリックス点のピッチｑは小滴排出の頻度と走査速度によって決定される。垂直マトリックス方向のピッチｐはプリントヘッドの配列によって決定される。マトリックスはｐ＝ｑをもつ方形格子として示される。これは点マトリックスプリンターが代表的に方向マトリックスを使用しているためである。他のマトリックス形態も可能であることを理解すべきである。更に密接にプリントヘッドをみると、溝１４の平行配列からなり、それぞれの溝がピエゾ電気材料の活性壁１６によって隣接溝から分離されていることがわかるであろう。それぞれの溝１４はノズル１８に連通している。えらばれた溝のノズル１８から小滴を排出するために、電場を活性溝の１つ又は両方に加えてそれらを溝に対して相対的に行動させる。プリントヘッドの構造の詳細な記述は本発明を理解するのに必要ではなく上述のＥＰ−Ｂ−０２７７７０３およびＥＰ−Ｂ −０２７８５９０を参照されたい。垂直マトリックス方向に配列したプリントヘッドを用いるとき、ピッチｐは溝の厚さｄ_c と壁の厚さｄ_w との合計、すなわちｐ＝ｄ_c ＋ｄ_w によって与えられる。小滴を排出しうる頻度は溝の長さＬに関係する。簡単にいえば、溝の長さＬにそって走行および戻る音波についてとった時間である操作周波数に上限がある。また溝の長さＬは小滴に堆積させるインク容量に支配される。溝の厚さｄ_c が小さいほど、与えられた容量の小滴を作るに必要な長さＬは大きい。本発明者は同じ液滴容量で同じマトリックスピッチを与え然もより高い操作周波数を与えることが可能であることを認めた。これは、図３に示すように、プリントヘッドを垂直マトリックス方向に平行な方向から離して水平マトリックスまたは走査方向に向けて整列させ、溝の厚さをｄ_c からより高い値ｄ_c’に増大させることによって達成される。溝の厚さの増加は溝の長さＬをより小さい値Ｌ’ に減少させる。Ｌ’／Ｌはｄ_c ／ｄ_c’に等しい。プリントヘッドの整列方向と垂直マトリックス方向との間の角度βを用いて、新しいノズル間隔ｐ’はｃｏｓβ ＝ｐ／ｐ’ によって与えられる。図３に示すようなプリントヘッドの角度からえられる更なる利点がある。上述のように、図１に一般的に示すようなプリントヘッドについて達成しうるプリントの最適密度には理論的限界がある。垂直マトリックス方向の単位長さ当りの溝の数の増大は薄い溝をもたらし、単位長さ当りより多くの液滴を堆積させながら、それぞれの液滴はより小さいデポジット即ち付着面積をもつ。最大のプリント密度は点マトリックスプリント技術において重要であり、不十分なプリント密度を生ずる技術は、たとえ他の全ての品質標準が優れていても、許容しえない。図３をみることによって、溝の厚さの増大は垂直方向の単位長さ当りの溝の数の相殺減少なしに達成されたことがわかるであろう。従って同じ走査速度について達成しうる最大プリント密度の増加がある。上述のプリントヘッドを用い、溝にＮの交錯群を割り当て、サイクル毎に一群の溝にプリントを生ぜしめるのが有利である。最も簡単な場合、溝を二群の溝に割り当て、一群を奇数の溝に、一群を偶数の溝にする。奇数の溝の作動と偶数の溝の作動との間には時間遅延があるので、たとえば偶数の溝に比べての奇数溝の作動の遅延の結果として現れるステッピング加工品なしに十分な垂直線がプリントできるようなステップをとる必要がある。この問題を処理する１つの便利な方法は奇数の溝のノズルを偶数の溝に対してオフセットすることであるということが上記の文献に認められた。この技術は図２に説明されている。然しノズルがその付随溝に対してオフセットしうる程度には密な限界がある。一般的にいって、溝が小さいほどノズルをオフセットさせて溝との適切な連通を残す限度は小さくなる。ノズルが溝の軸から著しくオフセットすると、とくにノズル板の溝側のノズルの交差部（これはノズル板の対向面の溝交差部より通常大きい）が壁厚に混入すると、性能に悪影響がでる。プリントヘッドの適切な角度を選ぶという最も簡単な手段によって、ノズルをオフセットする必要が完全に除去されうる、ということが本発明において認識された。これは図４に示されている。図４において線１０’は奇数の溝ａと偶数の溝ｂをもつプリントヘッドを示す。この場合、溝ａが作動しうる。溝ｂのそれぞれはマトリックス点からのマトリックスピッチｑの半分にある。従って、このプリントヘッドを用いると、位置１０２への走査移動の走行は溝ｂを作動させ、溝ｂのそれぞれはマトリックス点にある。液滴の飛行時間から生ずるオフセットは、簡単にするために、この図では無視した。この有利な特徴を生する角度βはによって与えられる。同じ利点を与える別の角度もある。すなわち、図５は３つのプリントヘッド配置ａ）、ｂ）およびｃ）を高度に図式の形体で示し、全ての走査は二群の溝（Ｎ＝２）で行われる。これは奇数の溝からなる群Ｉと偶数の溝からなる群IIとの２つの挿入群に配置される。第１のプリント相において、プリントは群１の溝からのみ可能であり、第２の相においては、プリントは群IIの溝からのみ可能である。図５ａ）を参照して、プリントヘッドは直線にそって均一に間隔をおいた溝および対応するノズルをもつ。この図においてノズルは番号１〜６である。溝はこの図の面に直角の方向にのび、この面はインキ液滴を堆積させる面とみることもできる。プリントヘッドは走査方向の液滴の最小間隔がｑであるような走査速度および操作周波数をもって矢印１２に示す方向に走査される。例として、これが対応する最大速度で作動されるならば一連の液滴がノズル５から堆積されることが図５ａの符号５０に示されている。走査方向１２に直角のプリント線にそった液滴の間隔ｐは、プリントヘッドのノズルの物理的間隔と傾斜角度β₁によって決定される。溝１、３、５・・・・は溝２、４、６・・・・・と交互の相で作動する。それ故、図に示すように角度β₁をもつ場合、奇数溝に適切に隣接する直前の又は直後の偶数溝の作動は、プリント線に平行な線に２つの液滴のデポジットをもたらす。この対象物は従って溝に対してノズルを物理的にオフセットする必要なしに、それぞれの溝からの液滴を使用してプリント線に平行な実線のプリントを達成させた。角度β₁はβ₁＝ｔａｎ^-1１／２＝２６．５５°として計算することができる。同じ結果が他の角度β₂およびβ₃を用いて達成できることが図５ｂ）および５ｃ）から理解しうる。双方の場合、その結果は奇数溝の作動と適切な隣接偶数溝との間の物理的走査移動は、２つの溝からの液滴がプリント線にそってデポジットしうるという結果を達成させる。角度βの偏差を下記の表１に示す。この表は「シフト」の値を含むが、これは一群中のみの隣接溝間の水平マトリックス間隔ｑの数である。このシフト値は代数形、ｉＮ±１をとる（ｉは整数である）。またこの表にはプリントヘッドの溝またはノズルの物理的間隔ｐ’とプリント線にそった点の間隔との比Ｒも示されている。図５ａ）、ｂ）およびｃ）のそれぞれにおいて、非作動溝のそれぞれは水平方向のマトリックス点の間の中間にある、すなわちマトリックス点からｑ／Ｎの間隔にある（Ｎ＝２）ことが今や明瞭にみみることができる。図６を参照して、これはノズルが３つの挿入群に配列する場合を示している。すなわち図に示すノズルのうち、符号１、４・・・は群Ｉに属し、符号２、５・・・は群IIに属し、そして符号３、６・・・は群IIIに属す。この場合、最小の角度は図６ａ）に示す本発明の要件に一致する。溝４が作動しているとすると、次の溝３および次いで溝２の作動はプリント線にそった点の列の堆積をもたらす。図６ｂ）、ｃ）、およびｄ）は別の配位を示し、比Ｒと一緒にこれらの角度の誘導は下記の表IIのように示される。表IIはシフト７から生ずる配位を含んでいることが注目されるであろう。この配位は図６には示されていない。非作動溝のそれぞれは、第２または第３のプリント相の作動を起こすか否かに応じて、マトリックス点の間の距離の１／３または２／３に配置されることに注目すべきである。更に詳しくは、それぞれの非作動溝はマトリックス点からｉｑ／Ｎの間隔にある。この場合Ｎ＝３である。図７を参照して、これは溝を４つの群すなわちＮ＝４に配列した更に別の配列を示すものである。点ピッチ比に相当する角度と溝間隔を下記に示す。これらの可変因子についての更なる説明は必要ないと思われる。プリント字体はＸおよびＹ方向に等しい単位をもつ格子すなわちｐ＝ｑの格子の上に決定されるのが通常のケースである。然し、これはいつもそうであるわけではない。それ故、より一般的なケースはでありうる。実際には三重のサイクル（Ｎ＝３）とくにシフト４、５および７をもつサイクルが堆積される。それは減少した電圧で操作されるからである。ｂおよびｃのサイクルは溝ａの補充に十分な時間を可能にする。交差トークが非常に減少するという事実は、一定の作動波形を使用することを可能にする。この点で図８を参照されたい。図８は本発明によるプリントヘッドに必要な作動信号を駆動するのに役立つ信号処理をブロックダイヤグラムの形体で示している。プリント情報はＰＤＬ通訳器によってページ・ディスクリプション・ランゲージ（ＰＤＬ）に受信される。代表的なＰＤＬは追記として商業的に知られているものである。ＰＤＬ通訳器８０ＰＤＬから発生し、プリントすべきページのビット・マップを入力する。これはプリンターとは独立の形体にある。ビット・マップは幾何変形ユニットに受信され、プリント・ヘッドの角度および溝のグループ分けを考慮に入れてビット・マップを順次の層に変形する。プリント・ヘッドは順次の相の反応方向に通常は走査を行う。Ｎ＝２の場合、これはワン・パスにおいて偶数の前に偶数の溝が操作され、次に奇数の前に偶数の溝が操作される。ノズル板からペーパーへの液滴の走行時間のオフ・セット補正でも可能である。Ｎ＝３の場合、その位置は更に複雑である。溝がａ、ｂ、ｃ、ａ、ｂ、ｃ、ａ・・・である場合、ワンパスの作動順序はａ、ｂ、ｃであり、操作方向の次のパスにおいて、作動順序はａ、ｃ、ｂである。これは図９から理解される。図９には三つの群ａ、ｂ、ｃ・・・に配置されたそれぞれの溝に付随するノズル９４をもつ、図６ｄ）に示すような角度のプリントヘッド９０が示されている。この図の左半分で、プリントヘッドはペーパーもしくは他の基質に対して矢印の方向９６に移動する。溝はａ、ｃ、ｂ、ａ、ｃ、ｂの順に作動し、溝は図に実際に示す位置にある。３つのプリント相のサイクルのプリントヘッドの溝に供給するのに必要なプリントヘッドは、交差ハッチ状のブロック９８によって図には示されている。これらは特定の溝にとり入れるのに必要な情報の非変形ビット・マットの位置を示している。この機能は幾何変形ユニット８２で行われる。符号１００で示す溝ａを基準としてとったとき、それは図に示す位置において作動しうる溝ａであることを思い出すとき、それぞれの順次の溝ａはｑ方向の５つのマトリックスユニットを移動したビット・マップの１点および先行する溝ａからｐ方向の３マトリックス点からの情報を受信する。それぞれの溝ｂはマトリックス点から２／３の間隔（または２ｑ／Ｎ）にあり、それぞれの溝ｃは１／３の間隔（またはｑ／Ｎ）にあることが注目されるであろう。従って、上述のように、溝Ｃは次の相で作動しうる。同じ溝ａの１００に関して、それぞれの溝ｃはｑ方向に３つの間隔およびｐ方向に２つの間隔をおいたマトリックス点から情報を受信する。最終の相において、溝ｂは作動して、溝ａからｐおよびｑの両方向に１つの間隔をおいた点から情報を受信する。図９の右側半分において、その位置はプリントヘッドがペーパーに対して矢印１０２の方向に移動するように示されている。この位置において、溝ｃがマトリックス点から１／３の間隔にあり、溝ａがマトリックス点から２／３の間隔にあるように作動しうるのは溝ｂである。従って、作動系列はｂ、ｃ、ａ、ｂ、ｃ、ａである。情報をとるに必要なビット・マップ点は同様に説明される。走査方向を切替えるために、変形操作を行って順序を逆にするか或いは始点を移動させるか又はピクセル系列を変えることが必要である。これらは機能的に均等である。変形ビット・マップを波形発生器ユニット８４に供給し、該ユニットでそれぞれの群中のえらばれた溝を順次に誘導するために符号８６のブロックで示されるプリントヘッドのピエゾ電気側壁の必要な移動を作るのに必要な波形を生じせしめる。この波形は一連の電圧パルス領域を発生させて室の内側および外側の壁の特定の移動を行い、溝中の液滴の排出およびインク補充を達成させうる。特定の溝に供給する波形はまた作動中の又は作動すべき隣接溝の波形に応じて補正因子をはこぶこともできる。作動波形を発生させる方法の詳細は本発明の部分ではない。多数のサブ・ヘッドをもち、それぞれが前述の一体のヘッドと同様に構成され配列されているインク・ジェット・プリンターを構成するのが望ましい方の場合があることは既に述べた。１つのこのような場合はカラー・プリンターであり、そこでは４つのサブ・ヘッドが代表的に必要であり、それぞれがブラック、シアン、マジエンタ、およびイエローのインクをもつ。他の例は複数サブ・ヘッドを使用してプリント密度を増大させるか、または走査なしに増大した幅をプリントしうる定常プリントを作ることにある。たとえば図１０は、２つのサブ・ヘッド２０ａ、２０ｂのノズル列をもつプリントヘッド１０を示す。それぞれのサブ・ヘッドは同じ寸法とピッチをもつ平行溝の対応する配列をもつ。２つのサブ・ヘッドの溝は二群の溝（Ｎ＝２）の操作のために描かれており、図３および図５ａに示すように角度βに設定されたノズルの線をもつ。然し、Ｎ＝２、３または４などの群の操作に図５、６または７の配列を使用することも、適切なピッチｐおよび角度がえらばれるならば、同様に可能である。２つのサブ・ヘッド２０ａ、２０ｂがプリント・ヘッドのノズルが交差する線にそってオフ・セットされるときは、その配列は広いプリントヘッドを与え、そこでは有利にはそれぞれのサブ・ヘッド２０ａ、２０ｂが別のインクマニホルドによって供給される。これらのサブ・ヘッドはそれぞれの整列方向の同一線で配置され、単一の同延セラミックウエファー中で形成することができ、あるいは組立て構造体（図示していない）によってレジスター中で一緒に組立てた別の要素であることもできる。図１０の配列は２つのサブ・ヘッドに限定されない。１つの別の形態は、３つの主要カラーすなわちシアン、マジエンタ、イエローのインクとブラックインクの４つのサブ・ヘッドをもつ単一のセラミックウエファー中に形成したプリントヘッドである。代表的な例は、４つの供給マニホルドで次の数の作動溝に分けた角度のついたプリントヘッドである。図１１の配列について、プリントヘッドは２つのサブ・ヘッド３０ａ、３０ｂ中にノズルの列をもつ。それぞれの配列方向は矢印によって示すようにプリントヘッドの移動（またはプリント基質の移動）の方向に平行であり、相互にオフセットされている。このようなヘッドはたとえば、組立て構造によってレジスターなかに組立てた別の要素からなることができる。これは増大した幅のプリントヘッドを与えるのに役立ち、このプリントヘッドは有利にはページ幅を横切って組立てた一連の要素のプリントヘッドからなることができる。更なる形態を図１２に示す。そこではプリントヘッドは矢印によって示すような移動方向にそって相互にオフセットする２つのサブ・ヘッド４０ａ、４０ｂのノズル列をもつ。図１２の配列の１つの形態において、プリントヘッドは組立て構造体によってレジスター中に組立てた４要素のプリントヘッドからなり、それぞれの要素には異なったインクカラーすなわちシアン、マジエンタ、イエローおよびブラックが供給される。上記の図１０、１１および１２の配列のそれぞれの像品質は、液滴が同じ点マトリックスでプリントされることを必要とする。その達成にはプリントヘッドの設計と製造寛容性の双方に拘束を起こす。１以上のサブ・ヘッドを使用する場合、拘束は有利には次のとおりである。ｉ）群（Ｎ＝２、３または４の群がある）の１つがプリントヘッドのそれぞれのサブ・ヘッドにおいて同時に作動する。 ii）単一の共通ノズル板がサブ・ヘッドのそれぞれにノズルを提供してサブ・ヘッドのすべてがレジスターにあるのを確保する。 iii）寸法・ｈ／Ｎはｑの整数倍数である。ｑの整数倍数としてのｈをもつ場合、液滴はマトリックスの頂点に同時に着地する。図１０はｈ＝０の場合に相当する。既に述べたように、ノズルの製造は、それらが操作の相に相当するノズルのオフセットなしに溝ピッチの直線にそって形成される点で卒直である。２つ又は多くのサブ・ヘッドをもつプリントヘッドを製造する補形工程として、もとのマトリックスに対応するデータを走査し再系列化して、データを駆動チップを介して正しい溝に且つ正しい時間系列ではこぶことも必要である。特に、異なったカラーのデータは異なったサブ・ヘッドに且つ変形した時間系列で供給される。既に述べたように、データ系列は通過方向に依存し、データ系列がワンパスで導かれる場合の溝は次に反対方向のパスで遅延する。また、同じ理由で相の順序がワン・パスのａｂｃａｂｃ（Ｎ＝３について）から反対のパス方向のａｃｂａｃｂへと変わる。データ系列も線のナンバーに応じてある程度オフセットされる。すなわちｉ／Ｎのマトリックス頂点によって前進または遅延が起こるか、あるいはｉ作動パルスによってオフセットが相方向に応じて前進または遅延する。プリントヘッド中に±ｈによってオフセットされた２個以上のサブ・ヘッドがある場合、移動方向に±ｈ／ｑのマトリックス頂点またはｈＮ／ｑ作動パルスの追加のオフセットがある。従ってｉ±ｈＮ／ｑの作動パルスの合計のオフセットを使用する。このオフセットはパス方向に応じて前進または遅延する。これはプリントヘッドの角度、Ｎ相への溝のグループ分け、およびヘッドの２つ以上のサブ・ヘッド（ｈによってオフセットされる）の分割を考慮に入れた、データの幾何変形ユニット８２においてオフセットされる程度である。データはまたパス方向を考慮に入れたと特定のオフセットで駆動チップによってはこばれる。図１０に示す２つ以上のサブ・ヘッドをもつヘッドの場合、ｈ＝０である。図１３に示す更なる形態はｈだけオフセットされたサブ・ヘッドをもつプリントヘッドを示す。１つのサブ・ヘッドの溝が第２のサブ・ヘッドの溝にはさまれ、より高いプリント密度がえられる。いくつかの用途において、特に像再生において、溝の「作動」は二元の結果ではなくて、規定の作動信号を使用して対応する数の小滴または対応する寸法の小滴を排出することからなる。

───────────────────────────────────────────────────── 【要約の続き】

Claims

【特許請求の範囲】１．垂直マトリックス方向に最も密な間隔ｐをもち且つ水平マトリックス方向に最も密な間隔ｑをもつ、走査方向に横方向の垂直マトリックス方向の線にそって液体の小滴をデポジットさせる基質に対して相対的に水平マトリックス方向の移動を走査するのに適した多重溝の小滴デポジット用ヘッドであって；溝の長さ方向にのび１つの溝をつぎの溝から整列方向に分離するそれぞれの側壁をもつ平行の溝；溝の間隔にあり溝にそれぞれ連通していて液体小滴を溝から排出するための一連のノズル；溝を小滴デポジット用液体源に接続する接続部材；および小滴デポジット用の溝の選択に応じて、その溝の側壁を分離する少なくとも１つの溝の横方向の移動を行って内部に圧力変化を生ぜしめ、それによってその溝から小滴の排出を行うための電気作動部材；からなる小滴デポジット用ヘッドにおいて；溝がＮ群に配置されており、それらがそれぞれのプリント相で小滴を順次に排出させ、いずれか１つの溝の反復作動がＮプリント相において１回以上の頻度で起こらないようにした、且つヘッドの配列方向が垂直マトリックス方向に対して次式（ｉは正の整数である）によって与えられる角度βで傾斜している、ことを特徴とする小滴デポジット用ヘッド。２．Ｎ＝３であり、ｉ＝１または２である請求項１の小滴デポジット用ヘッド。３．ビット・マップの小滴をデポジットさせる信号を受信してそこから電気作動部材の平行作動信号を誘導するのに適した信号処理手段を更に含み、この信号処理手段が角度βに相当するビット・マップに線状変形を加えるのに役立つ幾何変形部材を含む請求項１の小滴デポジット用ヘッド。４．それぞれの変形線がＮ群の滴のそれぞれの角度βに対応して備えてあり、これらの変形線がｑ／Ｎによって水平マトリックス方向への変形に対応して相互に配置されている請求項３の小滴デポジット用ヘッド。５．走査方向にそってそれぞれ反対の意味で走査するのに適しており、信号処理手段が走査の意味の反転に、線状変形の順序の反転とそれぞれの群の溝の順次の作動順序の変更との双方に適している請求項３または４の小滴デポジット用ヘッド。６．垂直マトリックス方向に最も密な間隔ｐをもち且つ水平マトリックス方向に最も密な間隔ｑをもつ、走査方向に横方向の垂直マトリックス方向の線にそって液体の小滴をデポジットさせる基質に対して相対的に水平マトリックス方向の移動を走査するのに適した多重溝の小滴デポジット用ヘッドであって；溝の長さ方向にのび１つの溝を次の溝から整列方向に分離するそれぞれの側壁をもつ平行の溝；溝の間隔にあり溝にそれぞれ連通していて液体小滴を溝から排出するための一連のノズル；溝を小滴デポジット用液体源に接続する接続部材；および小滴デポジット用溝の選択に応じて、その溝の側壁を分離する少なくとも１つの溝の横方向の移動を行って内部に圧力変化を生ぜしめ、それによって溝から小滴の排出を行うための電気作動部材；からなる小滴デポジット用ヘッドにおいて；溝がＮ群に配置されており、それらがそれぞれのプリント相で小滴を順次に排出させ、いずれか１つの溝の反復作動がＮプリント相において１回以上の頻度で起こらないようにした、且つヘッドの配列方向が垂直マトリックス方向に対してある角度で傾斜していて、特定の群の溝の選択に応じて、それぞれの他群の溝ノズルのすべてが水平方向のマトリックス点からｊｑ／Ｎ（ｊはＮより小さい整数である）の間隔にあることを特徴とする小滴デポジット用ヘッド。７．垂直マトリックス方向のデポジットした小滴の最も密な間隔ｐが３以下の係数だけノズル間隔より小さい請求項６の小滴デポジット用ヘッド。８．整列方向と垂直マトリックス方向との間の角度か２０°より大きく７０°より小さい請求項６の小滴デポジット用ヘッド。９．整列方向と垂直マトリックス方向との間の角度が３０°より大きく６０°より小さい請求項６の小滴デポジット用ヘッド。１０．長さＬおよび溝の長さｄ_c をもつ平行溝；溝を相互に分割する厚さｄ_w をもつピエゾ電気材料の側壁；溝の間隔ｐで均一に間隔をとっている（ここにｐは溝の厚さｄ_c と壁の厚さｄ_w の合計に等しい）且つ溝からの液体の小滴を排出させる溝にそれぞれ連通する一連のノズル；これらの溝を小滴デポジット用液体源に接続する接続部材；および小滴デポジット用溝の選択に応じて、その溝の側壁を分離する少なくとも１つの溝の横方向の移動を行って内部に圧力変化を生ぜしめ、それによってそこから小滴の排出を行い、小滴のデポジットをそれによって走査方向に直角の線間隔ｐで該ノズルから線状にデポジットさせる電気作動部材；からなる走査方向の移動を走査するのに適した多重溝小滴デポジット用ヘッドの操作周波数Ｆを増大させる方法において；溝の厚さをｄ_c からｄ_c’に増大させノズル間隔を対応してｐからｐ’に増大させ；溝の長さをＬからＬ’に減少させ（Ｌ’／Ｌはｄ_c ／ｄ_c’にほぼ等しい）；そしてヘッドを走査方向に直角の配位からｃｏｓ^-1ｐ／ｐ’にほぼ等しい角度により走査方向に向けて移動し、それによってｐに匹敵する走査方向に直角の線間隔の線に液滴を堆積させ然も操作周波数をＦ’に増大させる（ただしＦ’／ＦはＬ／Ｌ’にほぼ等しい）ことを特徴とする操作周波数を増大させる方法。１１．垂直マトリックス方向に最も密な間隔ｐをもち且つ水平マトリックス方向に最も密な間隔ｑをもつ、走査方向に横方向の垂直マトリックス方向の線にそって液体の小滴を堆積させる基質に対して相対的に水平マトリックス方向の移動を走査するのに適した多重溝の小滴堆積ヘッドと共に使用するための信号処理装置であって；該ヘッドが、溝の長さ方向にのび１つの溝を他の溝から整列方向に分離するそれぞれの側壁をもつ平行の溝；溝の間隔にあり溝にそれぞれ連通していて液体小滴を溝から排出するための一連のノズル；溝を小滴デポジット用液体源に接続する接続部材；および小滴デポジット用溝の選択に応じて、その溝の側壁を分離する少なくとも１つの溝の横方向の移動を行って内部に圧力変化を生ぜしめ、それによってその溝から小滴の排出を行うための電気作動部材；からなり、溝がＮ群に配置されており、それらがそれぞれのプリント相で小滴を順次に排出させ、いずれか１つの溝の反復作動がＮプリント相において１回以上の頻度で起こらないようになっており、ヘッドの配列方向が垂直マトリックス方向に対して次式（ｉは正の整数である）によって与えられる角度βで傾斜しており；そして信号処理装置が小滴のビット・マップをデポジットさせて受け入れるのに適しており、且つそこから電気作動部材用の平行作動信号を誘導するのに適しており、そして角度βに対応するビット・マップに線状変形を加えるのに役立つ幾何変形手段を含んでいる、ことを特徴とする多重溝の小滴デポジット用ヘッドと共に使用するための信号処理装置。１２．それぞれの変形の線がそれぞれのＮ群の溝の角度βに対応して与えられており、これらの線が水平マトリックス方向への変形に対応する位置に間隔ｑ／Ｎだけ相互に移動されている請求項１１の信号処理装置。１３．走査方向にそってそれぞれ反対の意味で走査するのに適した小滴デポジット用ヘッドと共に使用するための、且つ信号処理装置が走査の意味の反転に応じて、線状変形の順序を逆にすることとそれぞれの群の溝を順次に作動させる順序を逆にすることの双方に適するようになっている請求項１１または１２の信号処理装置。１４．ページ記述言語の情報を受け入れるのに適した請求項１１〜１３のいずれか１項の信号処理装置。１５．小滴デポジット用ヘッドと一緒にユニットとして取付けるための集積回路の形体の請求項１１〜１４のいづれか１項の信号処理装置。１６．垂直マトリックス方向に最も密な間隔ｐをもち且つ水平マトリックス方向に最も密な間隔ｑをもつ、走査方向に横方向の垂直マトリックス方向の線にそって液体の小滴をデポジットさせる基質に対して相対的に水平マトリックス方向の移動を走査するのに適した少なくとも１個のヘッドを含む多重溝の小滴デポジット装置と共に使用するための信号処理装置であって；該ヘッドが溝の長さ方向にのび１つの溝を次の溝から整列方向に分離するそれぞれの側壁をもつ平行の溝；溝の間隔にあり溝にそれぞれ連通していて液体小滴を溝から排出するための一連のノズル；溝を小滴デポジットの液体源に接続する接続部材；および小滴デポジットの溝の選択に応じて、その溝の側壁を分離する少なくとも１つの溝の横方法の移動を行って内部に圧力変化を生ぜしめ、それによってその溝から小滴の排出するための電気作動部材；からなり、溝がＮ群に配置されており、これらの溝がそれぞれのプリント相に順次に堆積を行い、いずれか１つの溝の反復作動がＮプリント相で１回以上の頻度で起こらないようになっており、ヘッドの配列方向が垂直マトリックス方向に対してある角度で傾斜していて、各ヘッド中の特定の溝群の選択に応じてそれぞれのマトリックス点に小滴を排出するようになっており、ヘッド中の相互の群の溝ノズルのすべては水平マトリックス方向のマトリックス点から間隔ｊｑ／Ｎ（ここにｊはＮより小さい整数である）にある；そして信号処理装置は堆積される液滴のビット・マップを受け入れるのに適しており且つそこから電気作動部材の平行作動信号を誘導するのに適しており、ｊｑ／Ｎだけデータ・ビットを前進または遅延させる働きをする線状変形部材を含んでいる、ことを特徴とする信号処理装置。１７．走査方向に距離ｈ（ｈはｑの整数倍数である）だけ相互にオフセットされている少なくとも２つのヘッドを含む多重溝小滴デポジット装置と共に使用するための、且つ線状変形部材がデータ・ビットをｉｑ／Ｎ±ｈだけ前進または遅延させるのに役立つ請求項１６の信号処理装置。１８．走査方向にそってそれぞれ反対の意味で走査するのに適した小滴デポジット用ヘッドと共に使用するための、且つ信号処理装置が走査の意味の反転に際して、線状変形の順序の反転とそれぞれの溝群の順次の作動順序の変更との双方を行うのに適する請求項１７の信号処理装置。１９．頁記述言語の情報を受け入れるのに適する請求項１６〜１８のいずれか１項の信号処理装置。２０．小滴デポジット用ヘッドと共にユニットとして取付けるための集積回路の形体の請求項１６〜１９のいずれか１項の信号処理装置。２１．垂直マトリックス方向に最も密な間隔ｐをもち且つ水平マトリックス方向に最も密な間隔ｑをもつ、走査方向に横方向の垂直マトリックス方向の線にそって液体小滴をデポジットさせる基質に対して比較的水平のマトリックス方向の移動を走査するのに適した多重溝小滴デポジット装置であって、該装置が、溝の長さ方向にのび整列方向の溝の１つを次の溝から分離するそれぞれの側壁をもつ平行溝；溝の間隔にあり液小滴を溝から排出する溝にそれぞれ連通している一連のノズル；溝を小滴デポジット用液体源に接続する接続部材：および小滴デポジット用溝の選択に応じてその溝の側壁を分離する少なくとも１つの溝の横方向の移動を行って内部に圧力変化を生ぜしめ、それによってそこから小滴排出を行うための電気作動部材；からなり、それぞれのヘッドの溝がそれぞれＮ群に配列されており、これらの群がそれぞれのプリント相に順次に小滴を排出させ、ヘッド中のいずれか１つの反復作動がＮプリント相に１回以上の頻度で起こらないようにした装置において、それぞれのヘッドの配列方向が垂直マトリックス方向に対してある角度で傾斜していて、それぞれのマトリックス点に小滴を排出する特定の群の溝の選択に応じて、相互の群のすべての溝ノズルが水平マトリックス方向のマトリックス点からｊｑ／Ｎ（ｊはＮより小さい整数である）の間隔にあり、そして２つのヘッドは走査方向に距離ｈオフセットされている（ｈはｑの整数倍数である）ことを特徴とする多重溝小滴デポジット装置。２２．垂直マトリックス方向に最も密な間隔ｐをもち且つ水平マトリックス方向に最も密な間隔ｑをもつ、走査方向に横方向の垂直マトリックス方向の線にそって液体小滴を堆積させる基質に対して比較的水平のマトリックス方向の移動を走査するのに適した多重溝小滴デポジット装置であって、該装置が、溝の長さ方向にのび整列方向の溝の１つを次の溝から分離するそれぞれの側壁をもつ平行溝；溝の間隔にあり液小滴を溝から排出する溝にそれぞれ連通している一連のノズル；溝を小滴デポジット用液体源に接続する接続部材；および小滴デポジット用溝の選択に応じてその溝の側壁を分離する少なくとも１つの溝の横方向の移動を行って内部に圧力変化を生ぜしめ、それによってそこから小滴排出を行うための電気作動部材；からなり、それぞれのヘッドの溝がそれぞれＮ群に配置されており、これらの群がそれぞれのプリント相に順次に小滴を排出させ、ヘッド中のいずれか１つの反復作動がＮプリント相に１回以上の頻度で起こらないようにした装置において、ヘッドの配列方向が垂直マトリックス方向に対して次式（ｉは正の整数である）によって与えられる角度で傾斜しており、そして２つのヘッドが距離ｈ（ｈはｑの整数倍数である）オフセットされていることを特徴とする多重溝小滴デポジット装置。２３．Ｎ＝３であり、ｉ＝１または２である請求項２２の装置。２４．それぞれ異なったカラーの小滴デポジットインクをもつヘッドを接続するためのそれぞれの接続部材をもつ４個のヘッドからなる請求項２１〜２３のいずれか１項の装置。