KR101015723B1 - 액체 토출 장치 및 액체 토출 방법 - Google Patents

액체 토출 장치 및 액체 토출 방법 Download PDF

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Abstract

잉크의 토출 방향을 편향하는 경우에, 잉크의 토출면으로부터 인화지의 잉크의 착탄면까지의 사이의 거리가 변화하였을 때에도 적절한 편향량을 설정할 수 있는 액체 토출 장치이다. 노즐을 갖는 잉크 토출부를 복수 병설한 헤드(11)와, 각 잉크 토출부의 노즐로부터 토출되는 잉크의 토출 방향을 잉크 토출부의 나열 방향으로 편향시키는 토출 방향 편향 수단을 구비하고, 헤드(11)의 잉크 토출면과, 인화지(P1, P2)의 잉크가 착탄하는 면과의 사이의 거리(L1, L2)를 검지하는 거리 검지 수단과, 거리 검지 수단에 의한 검지 결과를 기초로 하여 토출 방향 편향 수단에 의한 잉크의 토출 편향량[토출 각도(α, β)]을 결정하는 토출 편향량 결정 수단을 얻는다.
헤드, 잉크 토출부, 인화지, 잉크 토출면, 거리 검지 수단, 발열 저항체

Description

액체 토출 장치 및 액체 토출 방법{LIQUID EJECTOR AND METHOD FOR EJECTING LIQUID}
본 발명은 헤드의 액체 토출면과, 액체 토출 대상물의 액체가 착탄(着彈)하는 면과의 사이의 거리에 따라서 액체의 토출 편향량을 결정하고, 결정한 토출 편향량으로 액체가 편향 토출되도록 한 액체 토출 장치 및 액체 토출 방법에 관한 것이다.
종래, 노즐을 갖는 액체 토출부를 복수 병설한 헤드를 구비하는 액체 토출 장치의 일예로서, 잉크젯 프린터가 알려져 있다. 이 잉크젯 프린터의 잉크의 토출 방식 중 하나로서, 열에너지를 이용하여 잉크를 토출시키는 서멀 방식이 알려져 있다.
이 서멀 방식의 잉크 토출부의 구조로서는, 잉크 액실과, 잉크 액실 내에 설치된 발열 저항체와, 잉크 액실 상에 설치된 노즐을 구비하는 것이 알려져 있다. 그리고, 잉크 액실 내의 잉크를 발열 저항체로 급속히 가열하여 발열 저항체 상의 잉크에 기포를 발생시키고, 기포 발생시의 에너지에 의해 잉크(잉크 액적)를 잉크 토출부의 노즐로부터 토출시키는 것이다.
또한, 헤드 구조의 관점에서는, 헤드를 인화지의 폭 방향으로 이동시켜 인화 를 행하는 시리얼 방식과, 다수의 헤드를 인화지의 폭 방향으로 나란히 배치하고, 인화지 폭만큼의 라인 헤드를 형성한 라인 방식을 예로 들 수 있다.
여기서, 라인 헤드의 구조로서는, 작은 헤드 칩을 단부끼리가 연결되도록 복수 병설하여 각각의 헤드 칩의 액체 토출부를 인화지의 전체폭에 걸쳐서 배열한 것이 알려져 있다(예를 들어, 일본 특허 공개 제2002-36522호 공보).
또한, 프린터 헤드의 구조로서, 하나의 노즐에 대응한 잉크 액실 내의 다른 위치에 복수의 히터를 설치함으로써 잉크 액적의 토출 각도를 바꿀 수 있도록 하고, 이에 의해 착탄 위치 어긋남을 눈에 띄지 않게 하도록 한 기술이 알려져 있다(예를 들어, 일본 특허 공개 제2002-240287호 공보).
그러나, 전술한 종래의 기술에서는 이하의 문제점이 있었다.
우선, 헤드로부터 잉크를 토출할 때, 잉크는 토출면에 대해 수직으로 토출되는 것이 이상적이다. 그러나, 여러가지 요인에 의해, 잉크가 토출면에 대해 수직으로 토출되지 않는 경우가 있다.
예를 들어, 발열 저항체를 갖는 잉크 액실의 상면에 노즐이 형성된 노즐 시트를 접합하는 경우에, 잉크 액실 및 발열 저항체와 노즐과의 부착 위치의 어긋남이 문제가 된다. 잉크 액실 및 발열 저항체의 중심과 노즐의 중심이 일치하도록 노즐 시트가 부착되면, 잉크는 토출면에 수직으로 토출되지만, 잉크 액실 및 발열 저항체의 중심과 노즐의 중심에 위치 어긋남이 생기면, 잉크는 토출면에 대해 수직으로 토출되지 않게 된다.
또한, 잉크 액실 및 발열 저항체와 노즐 시트와의 열팽창률의 차에 의한 위 치 어긋남도 생길 수 있다.
토출면에 대해 수직으로 토출된 잉크는 정확한 위치에 착탄되지만, 토출면에 대해 수직으로 토출되지 않으면 잉크의 착탄 위치 어긋남이 발생한다. 이와 같은 잉크의 착탄 위치 어긋남이 발생하였을 때에는, 직렬 방식의 경우에는 노즐 사이에 있어서의 잉크의 착탄 피치 어긋남이 되어 나타난다. 또한, 라인 방식에서는 상기한 착탄 피치 어긋남에 더하여, 병설한 헤드 사이의 착탄 위치 어긋남이 되어 나타난다.
즉, 라인 방식에 있어서, 인접하는 헤드 사이에서 예를 들어 서로 멀어지는 방향으로 잉크의 착탄 위치 어긋남이 발생하면, 그 헤드 사이에는 잉크가 토출되지 않는 영역이 형성된다. 그리고, 라인 헤드는 인화지의 폭 방향으로는 이동하지 않으므로, 상기 헤드 사이에 백색선이 들어가 인화 품위가 저하되는 문제가 있었다.
마찬가지로, 인접하는 헤드 사이에서 예를 들어 서로 근접하는 방향으로 잉크의 착탄 위치 어긋남이 발생하면, 그 헤드 사이에는 도트가 포개어지는 영역이 형성된다. 이에 의해, 화상이 불연속이 되거나, 본래의 색보다 짙은 색의 줄이 들어가 인화 품위가 저하되는 문제가 있었다.
그래서, 상기 문제점을 해결하기 위해, 액체 토출부를 복수 병설한 헤드를 구비하는 액체 토출 장치에 있어서, 상기 일본 특허 공개 제2002-240287호 공보에 기재된 기술을 다시 응용하여 액체의 토출 방향을 제어(편향)할 수 있도록 한 기술이 본건 출원인에 의해 제안되어 있다(일본 특원 제2002-112947, 일본 특원 제2002-161928 등).
그러나, 인화지의 종이 두께가 다른 등, 잉크의 토출면으로부터 인화지의 잉크의 착탄면까지의 사이의 거리(갭)가 변화했을 때라도 잉크의 토출 방향의 편향 각도를 일률적으로 설정하면, 정확한 위치에 잉크를 착탄시킬 수 없게 되는 문제가 있다.
도17a 내지 도17b는 종이 두께가 다른 인화지(P1 및 P2)에 대해 잉크의 토출 각도를 α만큼 편향시켜 인화하였을 때의 상태를 도시하는 도면이다. 도면 중, 도17a는 인화지(P1)에 인화를 행하는 경우에 있어서, 잉크의 토출면[헤드(1)의 선단부면]으로부터 인화지(P1)의 잉크의 착탄면까지의 사이의 거리가 L1일 때에, 잉크의 토출 각도를 α만큼 편향시킨 상태를 도시하고 있다.
이와 같은 특성을 갖는 헤드(1)를 이용하여 인화지(P1)와 종이 두께가 다른[인화지(P1)의 종이 두께보다 두꺼운] 인화지(P2)를 이용하면, 잉크의 토출면으로부터 인화지(P2)의 잉크의 착탄면까지의 사이의 거리는 그때까지의 L1로부터 L2(＜ L1)로 변화한다. 이 상태에서 잉크의 토출 각도를 상기와 마찬가지로 α만큼 편향시키면, 잉크의 착탄 위치가 인화지(P1)일 때와 달라지게 되는 문제가 있다.
또는, 1매의 인화지 중에도, 예를 들어 봉투와 같은 접힘 부분을 갖는 것이나 태크지와 같이 일부에서 표면 높이가 그 외의 부분과 다른 경우가 있다. 또한, 회로 패턴을 갖는 프린트 기판과 같이 표면 높이가 일정하지 않은 경우가 있다. 또한, 선단부가 컬되어 있음으로써, 그 선단부의 표면 높이가 다른 부분과 달라지게 되는 경우가 있다.
이와 같은 경우에는, 가령 인화 전의 조정에 의해 잉크의 토출 각도를 적절 하게 설정할 수 있다 해도, 도중에 표면 높이가 변화하는 인화지 등에는 대응할 수 없는 문제가 있다.
따라서, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 액체 토출부를 복수 병설한 헤드를 구비하는 동시에, 액체의 토출 방향을 편향할 수 있도록 한 경우에, 첫째, 액체 토출면으로부터 액체 토출 대상물의 액체의 착탄면까지의 사이의 거리가 변화하였을 때라도 적절한 편향량을 설정할 수 있도록 하는 것이다. 둘째, 하나의 액체 토출 대상물에서 표면 높이가 다양하게 변화해도, 그에 따라서 적절한 편향량을 설정할 수 있도록 하는 것이다.
본 발명은 이하의 해결 수단에 의해 상술한 과제를 해결한다.
본 발명은 노즐을 갖는 액체 토출부를 복수 병설한 헤드를 구비한 액체 토출 장치로서, 각 상기 액체 토출부의 상기 노즐로부터 토출되는 액체의 토출 방향을 상기 액체 토출부의 나열 방향으로 편향시키는 토출 방향 편향 수단과, 상기 헤드의 액체 토출면과, 액체 토출 대상물의 액체가 착탄하는 면과의 사이의 거리를 검지하는 거리 검지 수단과, 상기 거리 검지 수단에 의한 검지 결과를 기초로 하여 상기 토출 방향 편향 수단에 의한 액체의 토출 편향량을 결정하는 토출 편향량 결정 수단을 구비하며, 상기 액체 토출부는 토출해야 할 액체를 수용하는 액실과, 상기 액실 내에 배치됨과 함께, 상기 액실 내의 액체를 상기 노즐로부터 토출시키기 위한 에너지를 발생시키는 것이며, 직렬로 접속된 복수의 에너지 발생 수단을 구비하며, 상기 토출 방향 편향 수단은 하나의 상기 액실 내에서 직렬로 접속된 모든 상기 에너지 발생 수단에 전류를 직렬로 공급함과 함께, 적어도 하나의 상기 에너지 발생 수단과, 다른 적어도 하나의 상기 에너지 발생 수단 간의 전류의 출입을 제어함으로써, 적어도 하나의 상기 에너지 발생 수단과, 다른 적어도 하나의 상기 에너지 발생 수단에 공급되는 전류량에 차이를 마련하여, 그 차이에 따라 상기 노즐로부터 토출되는 액체의 토출 방향을 제어하고, 상기 토출 편향량 결정 수단은 상기 전류량의 차이의 크기에 따라, 토출 편향량을 결정하는 것을 특징으로 한다.
상기 발명에 있어서는, 토출 방향 편향 수단에 의해 각 액체 토출부의 노즐로부터 액체의 토출 방향을 편향시키는 것이 가능하다. 여기서, 토출 편향량을 결정하는 데 있어서, 거리 검지 수단에 의해 헤드의 액체 토출면과, 액체 토출 대상물의 액체가 착탄하는 면과의 사이의 거리를 검지한다. 그리고, 그 검지 결과를 기초로 하여 토출 편향량 결정 수단은 액체의 토출 편향량을 결정한다.
따라서, 헤드의 액체 토출면과, 액체 토출 대상물의 액체가 착탄하는 면과의 사이의 거리가 변화한 경우라도 적절한 편향량을 설정할 수 있다.
또한, 본 발명은 노즐과, 토출해야 할 액체를 수용하는 액실과, 상기 액실 내에 배치됨과 함께, 상기 액실 내의 액체를 상기 노즐로부터 토출시키기 위한 에너지를 발생시키는 것이며, 직렬로 접속된 복수의 에너지 발생 수단을 갖는 액체 토출부를 복수 병설한 헤드와, 상기 헤드와, 각 상기 액체 토출부의 상기 노즐로부터 토출되는 액체를 착탄시키는 액체 토출 대상물을 상대 이동시키는 상대 이동 수단을 구비하는 액체 토출 장치로서, 하나의 상기 액실 내에서 직렬로 접속된 모든 상기 에너지 발생 수단에 전류를 직렬로 공급함과 함께, 적어도 하나의 상기 에너지 발생 수단과, 다른 적어도 하나의 상기 에너지 발생 수단 간의 전류의 출입을 제어함으로써, 적어도 하나의 상기 에너지 발생 수단과, 다른 적어도 하나의 상기 에너지 발생 수단에 공급되는 전류량에 차이를 마련하여, 그 차이에 따라 상기 노즐로부터 토출되는 액체의 토출 방향을 상기 액체 토출부의 나열 방향으로의 복수의 방향으로 편향시킨 토출 방향 편향 수단과, 상기 상대 이동 수단에 의해 상기 헤드에 대하여 액체 토출 대상물이 반입되는 측에 마련되며, 물질파를 액체 토출 대상물에 발사함과 함께, 수신된 반사파를 기초로 하여, 상기 액체 토출부의 액체 토출면과 액체 토출 대상물의 액체의 착탄면과의 사이의 거리를 검지함과 함께, 상기 상대 이동 수단에 의한 상기 헤드와 액체 토출 대상물과의 상대 이동에 동반하여, 순차적으로 상기 거리를 검지하는 거리 검지 수단과, 상기 거리와, 상기 액체 토출부의 상기 노즐로부터 토출되는 액체의 착탄 목표 위치에 대응하는, 상기 액체 토출부의 상기 노즐로부터 토출되는 액체의 토출 편향량을 정한 데이터 테이블과, 상기 거리 검지 수단에 의해 검지된 상기 거리와, 액체의 착탄 목표 위치로부터, 상기 데이터 테이블을 참조하여, 각 상기 액체 토출부에 대응하는 상기 토출 방향 편향 수단에 의한 액체의 토출 편향량을 결정하는 토출 편향량 결정 수단을 구비하는 것을 특징으로 한다.
상기 발명에 있어서는, 토출 방향 편향 수단에 의해 각 액체 토출부의 노즐로부터 액체의 토출 방향을 편향시키는 것이 가능하다. 여기서, 토출 편향량을 결정하는 데 있어서, 거리 검지 수단에 의해 헤드의 액체 토출면과, 액체 토출 대상물의 액체가 착탄하는 면과의 사이의 거리를 검지한다. 또한, 거리 검지 수단은 물질파를 액체 토출 대상물에 발함으로써 거리를 검지하는 동시에, 헤드와 액체 토출 대상물과의 상대 이동에 수반하여 차례로 거리를 검지한다. 여기서, 차례로 거리를 검지하는 경우라도 액체 토출 대상물과 비접촉으로 거리를 검지하므로, 예를 들어 항상 검지를 계속할 수도 있다. 그리고, 헤드와 액체 토출 대상물과의 상대 이동에 수반하여 차례로 거리를 검지함으로써, 거리의 변화가 생겼을 때라도 바로 그 변화를 검지할 수 있다.
한편, 데이터 테이블에는 거리와, 액체 토출부의 노즐로부터 토출되는 액체의 착탄 목표 위치에 대응하는 토출 편향량이 정해져 있다.
그리고, 토출 편향량 결정 수단은 검지된 거리와, 액체의 착탄 목표 위치로부터 데이터 테이블을 참조하여, 각 액체 토출부에 대응하는 토출 편향량을 결정한다. 따라서, 헤드의 액체 토출면과, 액체 토출 대상물의 액체가 착탄하는 면과의 사이의 거리가 헤드와 액체 토출 대상물과의 상대 이동에 수반하여 변화한 경우라도 적절한 편향량을 설정할 수 있다.
또한, 본 발명은 노즐과, 토출해야 할 액체를 수용하는 액실과, 상기 액실 내에 배치됨과 함께, 상기 액실 내의 액체를 상기 노즐로부터 토출시키기 위한 에너지를 발생시키는 것이며, 직렬로 접속된 복수의 에너지 발생 수단을 갖는 액체 토출부를 복수 병설한 헤드와, 상기 헤드와, 각 상기 액체 토출부의 상기 노즐로부터 토출되는 액체를 착탄시키는 액체 토출 대상물을 상대 이동시키는 상대 이동 수단을 구비하는 액체 토출 장치로서, 하나의 상기 액실 내에서 직렬로 접속된 모든 상기 에너지 발생 수단에 전류를 직렬로 공급함과 함께, 적어도 하나의 상기 에너지 발생 수단과, 다른 적어도 하나의 상기 에너지 발생 수단 간의 전류의 출입을 제어함으로써, 적어도 하나의 상기 에너지 발생 수단과, 다른 적어도 하나의 상기 에너지 발생 수단에 공급되는 전류량에 차이를 마련하여, 그 차이에 따라 상기 노즐로부터 토출되는 액체의 토출 방향을 상기 액체 토출부의 나열 방향으로의 복수의 방향으로 편향시킨 토출 방향 편향 수단과, 상기 상대 이동 수단에 의한 상기 헤드와 액체 토출 대상물과의 상대 이동에 대응시켜, 상기 액체 토출부의 액체 토출면과 액체 토출 대상물의 액체의 착탄면과의 사이의 거리 정보를 취득하는 거리 정보 취득 수단과, 상기 액체 토출부의 액체 토출면과 액체 토출 대상물의 액체의 착탄면과의 사이의 거리와, 상기 액체 토출부의 상기 노즐로부터 토출되는 액체의 착탄 목표 위치에 대응하는, 상기 액체 토출부의 상기 노즐로부터 토출되는 액체의 토출 편향량을 정한 데이터 테이블과, 상기 거리 정보 취득 수단으로 취득한 상기 거리 정보와, 액체의 착탄 목표 위치로부터, 상기 데이터 테이블을 참조하여 각 상기 액체 토출부에 대응하는 상기 토출 방향 편향 수단에 의한 액체의 토출 편향량을 결정하는 토출 편향량 결정 수단을 구비하는 것을 특징으로 한다.
상기 발명에 있어서는, 토출 방향 편향 수단에 의해 각 액체 토출부의 노즐로부터 액체의 토출 방향을 편향시키는 것이 가능하다. 여기서, 토출 편향량을 결정하는 데 있어서, 액체 토출 장치는 거리 정보 취득 수단에 의해 헤드와 액체 토출 대상물과의 상대 이동에 대응시켜 액체 토출부의 액체 토출면과 액체 토출 대상물의 액체의 착탄면과의 사이의 거리 정보를 취득한다. 예를 들어, 회로 패턴을 갖는 프린트 기판과 같이 액체 토출 대상물의 위치마다의 상기 거리를 알고 있는 경우 등을 들 수 있다.
한편, 데이터 테이블에는 거리와, 액체 토출부의 노즐로부터 토출되는 액체의 착탄 목표 위치에 대응하는 토출 편향량이 정해져 있다.
그리고, 토출 편향량 결정 수단은 취득한 거리 정보와, 액체의 착탄 목표 위치로부터 데이터 테이블을 참조하여 각 액체 토출부에 대응하는 토출 편향량을 결정한다. 따라서, 액체 토출 대상물의 위치마다의 상기 거리를 알고 있는 경우 등에는 거리를 검지하는 일 없이, 헤드의 액체 토출면과, 액체 토출 대상물의 액체가 착탄하는 면과의 사이의 거리가 헤드와 액체 토출 대상물과의 상대 이동에 수반하여 변화한 경우라도 적절한 편향량을 설정할 수 있다.
도1은 본 발명에 의한 액체 토출 장치를 적용한 잉크젯 프린터의 헤드를 도시하는 분해 사시도이다.
도2는 잉크 토출부에 있어서의 발열 저항체의 배치를 보다 상세하게 도시하는 평면도 및 측면의 단면도이다.
도3은 잉크의 토출 방향의 편향을 설명하는 도면이다.
도4a 및 도4b는 2분할된 발열 저항체의 잉크의 기포 발생 시간차와, 잉크의 토출 각도와의 관계를 나타내는 그래프이고, 도4c는 2분할된 발열 저항체의 잉크의 기포 발생 시간차의 실측치 데이터이다.
도5는 토출 방향 편향 수단을 구체화한 회로도이다.
도6a 및 도6b는 제1 실시 형태에 있어서 토출 편향량 결정 수단에 의한 편향량의 결정 방법을 설명하는 도면으로, 도6a는 거리(H) ＝ L1의 경우를 나타내고, 도6b는 거리(H) ＝ L2의 경우를 나타낸다.
도7은 제2 실시 형태에 있어서의 프린터의 개략 구성을 도시하는 측면도이다.
도8은 도7의 평면도를 도시하는 동시에, 인화지의 반송 구동계를 생략한 도면이다.
도9는 도8의 정면도이고, 인화지의 라인 헤드에의 반입측으로부터 본 도면이다.
도10은 라인 헤드와 센서와의 위치 관계를 보다 상세하게 도시하는 측면도이다.
도11은 제2 실시 형태의 센서(거리 검지 수단)와, 데이터 테이블과, 토출 편향량 결정 수단인 토출 편향량 계산 회로를 나타내는 블럭도이다.
도12는 데이터 테이블을 설명하기 위한 도면이다.
도13은 라인 헤드에 있어서, 3개의 액체 토출부「N-1」,「N」및「N ＋ 1」로부터 잉크를 토출한 상태를 도시하는 정면도이다.
도14는 인화지에 볼록부를 갖지 않는 경우라도 거리가 변화하는 예를 나타내는 측면도이다.
도15는 본 발명의 제3 실시 형태를 설명하는 도면이다.
도16은 본 발명의 제4 실시 형태를 설명하는 블럭도이다.
도17a 및 도17b는 종래의 기술에 있어서 종이 두께가 다른 인화지(P1 및 P2)에 대해 잉크의 토출 각도를 α만큼 편향시켜 인화하였을 때의 상태를 도시하는 도면이다.
이하, 도면 등을 참조하여 본 발명의 일실시 형태에 대해 설명한다.
(제1 실시 형태)
도1은 본 발명에 의한 액체 토출 장치를 적용한 잉크젯 프린터(이하, 단순히「프린터」라 함)의 헤드(11)를 도시하는 분해 사시도이다. 도1에 있어서, 노즐 시트(17)는 배리어층(16) 상에 접합되지만, 이 노즐 시트(17)를 분해하여 도시하고 있다.
헤드(11)에 있어서, 기판 부재(14)는 실리콘 등으로 이루어지는 반도체 기판(15)과, 이 반도체 기판(15)의 한 쪽면에 석출 형성된 발열 저항체(13)(본 발명에 있어서의 에너지 발생 수단에 상당하는 것)를 구비하는 것이다. 발열 저항체(13)는 반도체 기판(15) 상에 형성된 도체부(도시하지 않음)를 거쳐서 후술하는 회로와 전기적으로 접속되어 있다.
또한, 배리어층(16)은 예를 들어 노광 경화형의 드라이 필름 레지스트로 이루어지고, 반도체 기판(15)의 발열 저항체(13)가 형성된 면의 전체에 적층된 후, 포토리소 프로세스에 의해 불필요한 부분이 제거됨으로써 형성되어 있다.
또한, 노즐 시트(17)는 복수의 노즐(18)이 형성된 것으로, 예를 들어 니켈에 의한 전기 주조 기술에 의해 형성되어, 노즐(18)의 위치가 발열 저항체(13)의 위치와 맞도록, 즉 노즐(18)이 발열 저항체(13)에 대향하도록 배리어층(16) 상에 접합되어 있다.
잉크 액실(12)(본 발명에 있어서의 액실에 상당하는 것)은 발열 저항체(13) 를 둘러싸도록 기판 부재(14)와 배리어층(16)과 노즐 시트(17)로 구성된 것이다. 즉, 기판 부재(14)는 도면 중 잉크 액실(12)의 바닥벽을 구성하고, 배리어층(16)은 잉크 액실(12)의 측벽을 구성하고, 노즐 시트(17)는 잉크 액실(12)의 천정벽을 구성한다. 이에 의해, 잉크 액실(12)은 도1 중 우측 전방면에 개구면을 갖고, 이 개구면과 잉크 유로(도시하지 않음)가 연통된다.
상기한 1개의 헤드(11)에는, 통상 100개 단위의 복수의 발열 저항체(13) 및 각 발열 저항체(13)를 구비한 잉크 액실(12)을 구비하고, 프린터의 제어부로부터의 명령에 의해 이들 발열 저항체(13)의 각각을 일의로 선택하여 발열 저항체(13)에 대응하는 잉크 액실(12) 내의 잉크를 잉크 액실(12)에 대향하는 노즐(18)로부터 토출시킬 수 있다.
즉, 헤드(11)와 결합된 잉크 탱크(도시하지 않음)로부터 잉크 액실(12)에 잉크가 채워진다. 그리고, 발열 저항체(13)에 단시간, 예를 들어 1 내지 3 μ초 동안 펄스 전류를 흐르게 함으로써 발열 저항체(13)가 급속히 가열되고, 그 결과, 발열 저항체(13)와 접하는 부분에 기상의 잉크 기포가 발생하여, 그 잉크 기포의 팽창에 의해 일정 체적의 잉크가 밀려난다(잉크가 비등한다). 이에 의해, 노즐(18)에 접하는 부분의 상기 밀려난 잉크와 대략 동등한 체적의 잉크가 액적으로서 노즐(18)로부터 토출되어 인화지(액체 토출 대상물) 상에 착탄된다.
또, 본 명세서에 있어서, 하나의 잉크 액실(12)과, 이 잉크 액실(12) 내에 배치된 발열 저항체(13)와, 그 상부에 배치된 노즐(18)로 구성되는 부분을「잉크 토출부(액체 토출부)」라 칭한다. 즉, 헤드(11)는 복수의 잉크 토출부를 병설한 것이다.
또한, 본 실시 형태에서는 복수의 헤드(11)를 인화지 폭 방향으로 나열하여, 라인 헤드를 형성하고 있다. 이 경우에는 복수의 헤드칩[헤드(11) 중, 노즐 시트(17)가 설치되어 있지 않은 것]을 나열한 후, 1매의 노즐 시트(17)[각 헤드 칩의 모든 잉크 액실(12)에 대응하는 위치에 노즐(18)이 형성된 것]를 접합하여 라인 헤드를 형성한다.
도2는 잉크 토출부에 있어서의 발열 저항체(13)의 배치를 보다 상세하게 도시하는 평면도 및 측면의 단면도이다. 도2의 평면도에서는 노즐(18)을 1점 쇄선으로 나타내고 있다.
도2에 도시한 바와 같이, 본 실시 형태에서는 하나의 잉크 액실(12) 내에 2분할된 발열 저항체(13)가 병설되어 있다. 또한, 2분할된 발열 저항체(13)의 나열 방향은 노즐(18)의 나열 방향(도2 중, 좌우 방향)이다.
이와 같이, 하나의 발열 저항체(13)를 세로로 나눈 2분할형의 것에서는, 길이가 동일하고 폭이 절반이 되므로, 발열 저항체(13)의 저항치는 2배의 값이 된다. 이 2개로 분할된 발열 저항체(13)를 직렬로 접속하면, 2배의 저항치를 갖는 발열 저항체(13)가 직렬로 접속되게 되고, 저항치는 4배가 된다[또, 이 값은 도2에 있어서 병설되어 있는 각 발열 저항체(13) 사이의 거리를 고려하지 않은 경우의 계산치임].
여기서, 잉크 액실(12) 내의 잉크를 비등시키기 위해서는 발열 저항체(13)에 일정한 전력을 가하여 발열 저항체(13)를 가열할 필요가 있다. 이 비등시의 에너 지에 의해 잉크를 토출시키기 위해서이다. 그리고, 저항치가 작으면 흐르는 전류를 크게 할 필요가 있지만, 발열 저항체(13)의 저항치를 높게 함으로써 적은 전류로 비등시킬 수 있게 된다.
이에 의해, 전류를 흐르게 하기 위한 트랜지스터 등의 크기도 작게 할 수 있어 공간 절약화를 도모할 수 있다. 또, 발열 저항체(13)의 두께를 얇게 형성하면 저항치를 높게 할 수 있지만, 발열 저항체(13)로서 선정되는 재료나 강도(내구성)의 관점으로부터 발열 저항체(13)의 두께를 얇게 하기 위해서는 일정한 한계가 있다. 이로 인해, 두께를 얇게 하는 일 없이 분할함으로써 발열 저항체(13)의 저항치를 높게 하고 있다.
또한, 하나의 잉크 액실(12) 내에 2분할된 발열 저항체(13)를 구비한 경우에는, 각각의 발열 저항체(13)가 잉크를 비등시키는 온도에 도달하기까지의 시간(기포 발생 시간)을 동시에 하는 것이 통상이다. 2개의 발열 저항체(13)의 기포 발생 시간에 시간차가 생기면, 잉크의 토출 각도는 수직이 아니게 되고, 잉크의 토출 방향은 편향된다.
도3은 잉크의 토출 방향을 설명하는 도면이다. 도3에 있어서, 잉크(i)의 토출면[인화지(P)의 면]에 대해 수직으로 잉크(i)가 토출되면, 도3 중 점선으로 나타내는 화살표와 같이 편향없이 잉크(i)가 토출된다. 이에 대해 잉크(i)의 토출 방향이 편향되고, 토출 각도가 수직 방향으로부터 θ만큼 어긋나면(도3 중, Z1 또는 Z2 방향), 잉크(i)의 착탄 위치는,
ΔL ＝ H × tanθ
만큼 어긋나게 된다.
여기서, 거리(H)는 노즐(18)의 선단부와 인화지(P)의 표면과의 사이의 거리, 즉 액체 토출부의 잉크 토출면과 잉크 착탄면 사이의 거리를 가리킨다(이하 동일함). 이 거리(H)는 통상의 잉크젯 프린터의 경우, 1 내지 2 ㎜ 정도이다. 따라서, 거리(H)를 H ＝ 약 2 ㎜로 일정하게 유지한다고 가정한다.
또, 거리(H)를 대략 일정하게 유지할 필요가 있는 것은, 거리(H)가 변동하면 잉크(i)의 착탄 위치가 변동하기 때문이다. 즉, 노즐(18)로부터 인화지(P)의 면에 수직으로 잉크(i)가 토출되었을 때에는, 거리(H)가 다소 변동해도 잉크(i)의 착탄 위치는 변화하지 않는다. 이에 대해, 상술한 바와 같이 잉크(i)를 편향 토출시킨 경우에는, 잉크(i)의 착탄 위치는 거리(H)의 변동에 수반하여 다른 위치가 되기 때문이다.
도4a 및 도4b는 2분할된 발열 저항체(13)의 잉크의 기포 발생 시간차와, 잉크의 토출 각도와의 관계를 나타내는 그래프로, 컴퓨터에 의한 시뮬레이션 결과를 나타내는 것이다. 이 그래프에 있어서, X 방향은 노즐(18)의 나열 방향[발열 저항체(13)의 병설 방향]이고, Y 방향은 X 방향에 수직인 방향(인화지의 반송 방향)이다. 또한, 도4c는 2분할된 발열 저항체(13)의 잉크의 기포 발생 시간차로서, 2분할된 발열 저항체(13) 사이의 전류량의 차의 1/2을 편향 전류로서 횡축으로 하고, 잉크의 착탄 위치에서의 어긋남량(잉크의 토출면으로부터 인화지의 착탄 위치까지의 사이의 거리를 약 2 ㎜로 하여 실측)을 종축으로 한 경우의 실측치 데이터이다. 도4c에서는 발열 저항체(13)의 주전류를 80 ㎃로 하여 한쪽의 발열 저항체(13)에 상기 편향 전류를 중첩하고, 잉크의 편향 토출을 행하였다.
노즐(18)의 나열 방향으로 2분할된 발열 저항체(13)의 기포 발생에 시간차를 갖는 경우에는, 도4a 내지 도4c에 도시한 바와 같이 잉크의 토출 각도가 수직이 아니게 되고, 노즐(18)의 나열 방향에 있어서의 잉크의 토출 각도(θx)(수직으로부터의 어긋남량이며, 도3의 θ에 상당하는 것)는 기포 발생 시간차와 함께 커진다.
그래서, 본 실시 형태에서는 이 특성을 이용하여 2분할된 발열 저항체(13)를 설치하고, 각 발열 저항체(13)에 흐르는 전류량을 바꿈으로써 2개의 발열 저항체(13) 상의 기포 발생 시간에 시간차가 생기도록 제어하여, 잉크의 토출 방향을 편향시키도록 하고 있다(토출 방향 편향 수단).
또한, 예를 들어 2분할된 발열 저항체(13)의 저항치가 제조 오차 등에 의해 동일치로 되어 있지 않은 경우에는, 2개의 발열 저항체(13)에 기포 발생 시간차가 생기므로, 잉크의 토출 각도가 수직이 아니게 되어 잉크의 착탄 위치가 본래의 위치로부터 어긋난다. 그러나, 2분할한 발열 저항체(13)에 흐르는 전류량을 바꿈으로써 각 발열 저항체(13) 상의 기포 발생 시간을 제어하고, 2개의 발열 저항체(13)의 기포 발생 시간을 동시에 하면, 잉크의 토출 각도를 수직으로 하는 것도 가능해진다.
예를 들어 라인 헤드에 있어서, 특정한 1 또는 2 이상의 헤드(11) 전체의 잉크의 토출 방향을 본래의 토출 방향에 대해 편향시킴으로써, 제조 오차 등에 의해 잉크가 인화지의 착탄면에 수직으로 토출되지 않는 헤드(11)의 토출 방향을 교정하고, 수직으로 잉크가 토출되도록 할 수 있다.
또한, 하나의 헤드(11)에 있어서, 1 또는 2 이상의 특정한 잉크 토출부로부터의 잉크의 토출 방향만큼을 편향시키는 것을 예로 들 수 있다. 예를 들어, 하나의 헤드(11)에 있어서, 특정한 잉크 토출부로부터의 잉크의 토출 방향이 다른 잉크 토출부로부터의 잉크의 토출 방향에 대해 평행하지 않은 경우에는, 그 특정한 잉크 토출부로부터의 잉크의 토출 방향만큼을 편향시켜, 다른 잉크 토출부로부터의 잉크의 토출 방향에 대해 평행해지도록 조정할 수 있다.
또한, 이하와 같이 잉크의 토출 방향을 편향시킬 수 있다.
예를 들어, 잉크 토출부(N)와 이에 인접하는 잉크 토출부(N ＋ 1)로부터 잉크를 토출하는 경우에 있어서, 잉크 토출부(N) 및 잉크 토출부(N ＋ 1)로부터 각각 잉크가 편향없이 토출되었을 때의 착탄 위치를 각각 착탄 위치(n) 및 착탄 위치(n ＋ 1)로 한다. 이 경우에는, 잉크 토출부(N)로부터 잉크를 편향없이 토출하여 착탄 위치(n)에 착탄시킬 수 있는 동시에, 잉크의 토출 방향을 편향시켜 착탄 위치(n ＋ 1)에 잉크를 착탄시킬 수도 있다.
마찬가지로, 잉크 토출부(N ＋ 1)로부터 잉크를 편향없이 토출하여 착탄 위치(n ＋ 1)에 착탄시킬 수 있는 동시에, 잉크의 토출 방향을 편향시켜 착탄 위치(n)에 잉크를 착탄시킬 수도 있다.
이와 같이 함으로써, 예를 들어 잉크 토출부(N ＋ 1)에 눈 막힘 등이 발생하여 잉크를 토출할 수 없게 된 경우에는, 본래라면 착탄 위치(n ＋ 1)에는 잉크를 착탄시킬 수 없고, 도트 이지러짐이 발생하여 그 헤드(11)는 불량이 된다.
그러나, 이와 같은 경우에는 잉크 토출부(N ＋ 1)의 한 쪽측에 인접하는 잉 크 토출부(N), 또는 다른 쪽측에서 잉크 토출부(N ＋ 1)에 인접하는 잉크 토출부(N ＋ 2)에 의해 잉크를 편향시켜 토출하고, 잉크를 착탄 위치(n ＋ 1)에 착탄시키는 것이 가능해진다.
다음에, 토출 방향 편향 수단에 대해 보다 구체적으로 설명한다. 본 실시 형태에 있어서의 토출 방향 편향 수단은 커렌트 미러 회로(이하, CM(current mirror) 회로라 함)를 포함하는 것이다.
도5는 제1 실시 형태의 토출 방향 편향 수단을 구체화한 회로도이다. 우선, 이 회로에 이용되는 요소 및 접속 상태를 설명한다.
도5에 있어서, 저항(Rh－A 및 Rh－B)은 상술한 2분할된 발열 저항체(13)의 저항이고, 양자는 직렬로 접속되어 있다. 저항 전원(Vh)은 저항(Rh－A 및 Rh－B)에 전압을 부여하기 위한 전원이다.
도5에 도시하는 회로에서는 트랜지스터로서 M1 내지 M2를 구비하고 있고, 트랜지스터(M4, M6, M9, M11, M14, M16, M19 및 M21)는 PMOS 트랜지스터이고, 그 밖에는 NMOS 트랜지스터이다. 도5의 회로에서는, 예를 들어 트랜지스터(M2, M3, M4, M5 및 M6)에 의해 한 쌍의 CM 회로를 구성하고 있고, 합계 4세트의 CM 회로를 구비하고 있다.
이 회로에서는, 트랜지스터(M6)의 게이트와 드레인 및 M4의 게이트가 접속되어 있다. 또한, 트랜지스터(M4과 M3) 및 트랜지스터(M6과 M5)의 드레인끼리가 접속되어 있다. 다른 CM 회로에 대해서도 마찬가지이다.
또한, CM 회로의 일부를 구성하는 트랜지스터(M4, M9, M14 및 M19) 및 트랜 지스터(M3, M8, M13 및 M18)의 드레인은 저항(Rh－A와 Rh－B)과의 중점에 접속되어 있다.
또한, 트랜지스터(M2, M7, M12 및 M17)는 각각 CM 회로의 정전류원이 되는 것이고, 그 드레인이 각각 트랜지스터(M3, M8, M13 및 M18)의 소스에 접속되어 있다.
또한, 트랜지스터(M1)는 그 드레인이 저항(Rh－B)과 직렬로 접속되어, 토출 실행 입력 스위치(A)가 1[온(ON)]이 되었을 때에 온이 되고, 저항(Rh－A 및 Rh－B)에 전류를 흐르도록 구성되어 있다.
또한, AND 게이트(X1 내지 X9)의 출력 단자는 각각 트랜지스터(M1, M3, M5,‥M20)의 게이트에 접속되어 있다. 또, AND 게이트(X1 내지 X7)는 2 입력 타입의 것이지만, AND 게이트(X8 및 X9)는 3 입력 타입의 것이다. AND 게이트(X1 내지 X9)의 입력 단자 중 적어도 하나는 토출 실행 입력 스위치(A)와 접속되어 있다.
또한, XNOR 게이트(X10, X12, X14 및 X16) 중 하나의 입력 단자는 편향 방향 절환 스위치(C)와 접속되어 있고, 다른 하나의 입력 단자는 편향 제어 스위치(J1 내지 J3), 또는 토출각 보정 스위치(S)와 접속되어 있다.
편향 방향 절환 스위치(C)는 잉크의 토출 방향을 노즐(18)의 나열 방향에 있어서, 어느 쪽으로 편향시킬지를 절환하기 위한 스위치이다. 편향 방향 절환 스위치(C)가 1(온)이 되면, XNOR 게이트(X10)의 한 쪽의 입력이 1이 된다.
또한, 편향 제어 스위치(J1 내지 J3)는 각각 잉크의 토출 방향을 편향시킬 때의 편향량을 결정하기 위한 스위치이고, 예를 들어 편향 제어 스위치(J3)가 1( 온)이 되면, XNOR 게이트(X10)의 입력 중 하나가 1이 된다.
또한, XNOR 게이트(X10 내지 X16)의 각 출력 단자는 AND 게이트(X2, X4,‥X8) 중 하나의 입력 단자에 접속되는 동시에, NOT 게이트(X11, X13,‥X17)를 거쳐서 AND 게이트(X3, X5,‥X9) 중 하나의 입력 단자에 접속되어 있다. 또한, AND 게이트(X8 및 X9)의 입력 단자 중 하나는 토출각 보정 스위치(K)와 접속되어 있다.
또한, 편향 진폭 제어 단자(B)는 편향 1스텝의 진폭을 결정하기 위한 단자이며, 각 CM 회로의 정전류원이 되는 트랜지스터(M2, M7,‥M17)의 전류치를 정하는 단자이고, 트랜지스터(M2, M7,‥M17)의 게이트에 각각 접속되어 있다. 편향 진폭을 0으로 하기 위해서는, 이 단자를 0 V로 하면 전류원의 전류가 0이 되고, 편향 전류가 흐르지 않게 하고, 진폭을 0으로 할 수 있다. 이 전압을 서서히 올려 가면, 전류치는 점차 증대하여 편향 전류를 많이 흐르게 할 수 있고, 편향 진폭도 크게 할 수 있다.
즉, 적절한 편향 진폭을 이 단자에 인가하는 전압으로 제어할 수 있는 것이다.
또한, 저항(Rh－B)에 접속된 트랜지스터(M1)의 소스 및 각 CM 회로의 정전류원이 되는 트랜지스터(M2, M7,‥)의 소스는 그라운드(GND)에 접지되어 있다.
이상의 구성에 있어서, 각 트랜지스터(M1 내지 M21)에 괄호를 붙인「× N(N ＝ 1, 2, 4, 또는 50」의 숫자는 소자의 병렬 상태를 나타내고, 예를 들어「× 1」(M12 내지 M21)은 표준의 소자를 갖는 것을 나타내고,「× 2」(M7 내지 M11)은 표준의 소자 2개를 병렬로 접속한 것과 등가인 소자를 갖는 것을 나타낸다. 이하,「 × N」은 표준 소자 N개를 병렬로 접속한 것과 등가인 소자를 갖는 것을 나타내고 있다.
이에 의해, 트랜지스터(M2, M7, M12, 및 M17)는 각각「× 4」,「× 2」,「× 1」,「× 1」이므로, 이들 트랜지스터의 게이트와 그라운드 사이에 적당한 전압을 부여하면, 각각의 드레인 전류는 4 : 2 : 1 : 1의 비율이 된다.
다음에, 본 회로의 동작에 대해 설명하지만, 처음에 트랜지스터(M3, M4, M5 및 M6)로 이루어지는 CM 회로에만 착안하여 설명한다.
토출 실행 입력 스위치(A)는 잉크를 토출할 때만 1(온)이 된다.
예를 들어, A ＝ 1, B ＝ 2.5 V 인가, C ＝ 1 및 J3 ＝ 1일 때, XNOR 게이트(X10)의 출력은 1이 되므로, 이 출력(1)과, A ＝ 1이 AND 게이트(X2)에 입력되고, AND 게이트(X2)의 출력은 1이 된다. 따라서, 트랜지스터(M3)는 온이 된다.
또한, XNOR 게이트(X10)의 출력이 1일 때에는 NOT 게이트(X11)의 출력은 0이므로, 이 출력(0)과, A ＝ 1이 AND 게이트(X3)의 입력이 되므로, AND 게이트(X3)의 출력은 0이 되고, 트랜지스터(M5)는 오프(OFF)가 된다.
따라서, 트랜지스터(M4과 M3)의 드레인끼리 및 트랜지스터(M6과 M5)의 드레인끼리가 접속되어 있으므로, 상술한 바와 같이 트랜지스터(M3)가 온, 또한 M5가 오프일 때에는 트랜지스터(M4로부터 M3)에 전류가 흐르지만, 트랜지스터(M6으로부터 M5)에는 전류는 흐르지 않는다. 또한, CM 회로의 특성에 의해, 트랜지스터(M6)에 전류가 흐르지 않을 때에는 트랜지스터(M4)에도 전류는 흐르지 않는다. 또한, 트랜지스터(M2)의 게이트에 2.5 V 인가되어 있으므로, 그에 따른 전류가 상술한 경 우에는 트랜지스터(M3, M4, M5 및 M6) 중 트랜지스터(M3으로부터 M2)에만 흐른다.
이 상태에 있어서, M5의 게이트가 오프되어 있으므로 M6에는 전류가 흐르지 않고, 그 미러가 되는 M4도 전류는 흐르지 않는다. 저항(Rh－A와 Rh－B)에는 본래 동일한 전류(Ih)가 흐르지만, M3의 게이트가 온되어 있는 상태에서는 M2로 결정된 전류치를 M3을 통해 저항(Rh－A와 Rh－B)의 중점으로부터 인출하기 위해서 Rh－A측을 흐르는 전류만 M2로 결정된 전류치가 가산되는 형태가 된다.
따라서 IRh－A ＞ IRh－B가 된다.
이상은 C ＝ 1의 경우이지만, 다음에 C ＝ 0의 경우, 즉 편향 방향 절환 스위치(C)의 입력만을 다르게 한 경우[그 밖의 스위치(A, B, J3)는 상기와 마찬가지로 1로 함]는 이하와 같이 된다.
C ＝ 0, 또한 J3 ＝ 1일 때에는, XNOR 게이트(X10)의 출력은 0이 된다. 이에 의해, AND 게이트(X2)의 입력은 [0, 1(A ＝ 1)]이 되므로, 그 출력은 0이 된다. 따라서, 트랜지스터(M3)는 오프가 된다.
또한, XNOR 게이트(X10)의 출력이 0이 되면, NOT 게이트(X11)의 출력은 1이 되므로, AND 게이트(X3)의 입력은 [1, 1(A ＝ 1)]이 되고, 트랜지스터(M5)는 온이 된다.
트랜지스터(M5)가 온일 때, 트랜지스터(M6)에는 전류가 흐르지만, 이것과 CM 회로의 특성으로부터 트랜지스터(M4)에도 전류가 흐른다.
따라서, 저항 전원(Vh)에 의해 저항(Rh－A), 트랜지스터(M4) 및 트랜지스터 (M6)에 전류가 흐른다. 그리고, 저항(Rh－A)에 흐른 전류는 모두 저항(Rh－B)에 흐른다[트랜지스터(M3)는 오프이므로, 저항(Rh－A)을 흘러 유출한 트랜지스터(M3)측에는 분기되지 않는다]. 또한, 트랜지스터(M4)를 흐른 전류는 트랜지스터(M3)가 오프이므로, 모두 저항(Rh－B)측으로 유입한다. 또한, 트랜지스터(M6)에 흐른 전류는 트랜지스터(M5)에 흐른다.
이상으로부터, C ＝ 1일 때에는, 저항(Rh－A)을 흐른 전류는 저항(Rh－B)측과 트랜지스터(M3)측으로 분기되어 유출됐지만, C ＝ 0일 때에는, 저항(Rh－B)에는 저항(Rh－A)을 흐른 전류의 다른 트랜지스터(M4)를 흐른 전류가 인입한다. 그 결과, 저항(Rh－A)과 저항(Rh－B)에 흐르는 전류는, Rh－A ＜ Rh－B가 된다. 그리고, 그 비율은 C ＝ 1과 C ＝ 0으로 대칭이 된다.
이상과 같이 하여, 저항(Rh－A)과 저항(Rh－B)에 흐르는 전류량을 다르게 함으로써, 2분할된 발열 저항체(13) 상의 기포 발생 시간차를 마련할 수 있다. 이에 의해, 잉크의 토출 방향을 편향시킬 수 있다.
또한, C ＝ 1과 C ＝ 0에서 잉크의 편향 방향을 노즐(18)의 나열 방향에 있어서 대칭 위치로 절환할 수 있다.
또, 이상의 설명은 편향 제어 스위치(J3)만이 온/오프 일 때이지만, 편향 제어 스위치(J2 및 J1)를 다시 온/오프 시키면 더욱 미세하게 저항(Rh－A)과 저항(Rh－B)에 흐르는 전류량을 설정할 수 있다.
즉, 편향 제어 스위치(J3)에 의해 트랜지스터(M4 및 M6)에 흐르는 전류를 제어할 수 있지만, 편향 제어 스위치(J2)에 의해 트랜지스터(M9 및 M11)에 흐르는 전 류를 제어할 수 있다. 또한, 편향 제어 스위치(J1)에 의해 트랜지스터(M14 및 M16)에 흐르는 전류를 제어할 수 있다.
그리고, 상술한 바와 같이 각 트랜지스터에는 트랜지스터(M4 및 M6) : 트랜지스터(M9 및 M11) : 트랜지스터(M14 및 M16) ＝ 4 : 2 : 1의 비율의 드레인 전류를 흐르게 할 수 있다. 이에 의해, 잉크의 편향 방향을 편향 제어 스위치(J1 내지 J3)의 3비트를 이용하여, (J1, J2, J3) ＝ (0, 0, 0), (0, 0, 1), (0, 1, 0), (0, 1, 1), (1, 0, 0), (1, 0, 1), (1, 1, 0) 및 (1, 1, 1)의 8 스텝으로 변화시킬 수 있다.
또한, 트랜지스터(M2, M7, M12 및 M17)의 게이트와 그라운드 사이에 부여하는 전압을 바꾸면 전류량을 바꿀 수 있으므로, 각 트랜지스터에 흐르는 드레인 전류의 비율은 4 : 2 : 1의 상태에서 1 스텝당의 편향량을 바꿀 수 있다.
또한, 상술한 바와 같이 편향 방향 절환 스위치(C)에 의해 그 편향 방향을 노즐(18)의 나열 방향에 대해 대칭 위치로 절환할 수 있다.
라인 헤드에 있어서는, 복수의 헤드(11)를 인화지 폭 방향으로 나열할 수 있는 동시에, 이웃끼리의 헤드(11)가 대향하도록[이웃의 헤드(11)에 대해 180도 회전시켜 배치하고], 이른바 지그재그 배열을 하는 경우가 있다. 이 경우에는, 이웃끼리에 있는 2개의 헤드(11)에 대해 편향 제어 스위치(J1 내지 J3)로부터 공통의 신호를 보내면, 이웃끼리에 있는 2개의 헤드(11)에서 편향 방향이 역전해 버린다. 이로 인해, 본 실시 형태에서는 편향 방향 절환 스위치(C)를 설치하여 하나의 헤드(11) 전체의 편향 방향을 대칭으로 절환할 수 있도록 하고 있다.
이에 의해, 복수의 헤드(11)를 이른바 지그재그 배열하여 라인 헤드를 형성한 경우, 헤드(11) 중 짝수 위치에 있는 헤드(N, N ＋ 2, N ＋ 4,‥)에 대해서는 C ＝ 0으로 설정하고, 홀수 위치에 있는 헤드(N ＋ 1, N ＋ 3, N ＋ 5,‥)에 대해서는 C ＝ 1로 설정하면, 라인 헤드에 있어서의 각 헤드(11)의 편향 방향을 일정 방향으로 할 수 있다.
또한, 토출각 보정 스위치(S 및 K)는 잉크의 토출 방향을 편향시키기 위한 스위치인 점에서 편향 제어 스위치(J1 내지 J3)와 마찬가지이지만, 잉크의 토출 각도의 보정을 위해 이용되는 스위치이다.
우선, 토출각 보정 스위치(K)는 보정을 행할지 여부를 정하기 위한 스위치이고, K ＝ 1에서 보정을 행하고, K ＝ 0에서 보정을 행하지 않도록 설정된다.
또한, 토출각 보정 스위치(S)는 노즐(18)의 나열 방향에 대해 어느 쪽의 방향에 보정을 행할지를 정하기 위한 스위치이다.
예를 들어, K ＝ 0(보정을 행하지 않은 경우)일 때, AND 게이트(X8 및 X9)의3 입력 중, 1 입력이 0이 되므로, AND 게이트(X8 및 X9)의 출력은 모두 0이 된다. 따라서, 트랜지스터(M18 및 M20)는 오프가 되므로, 트랜지스터(M19 및 M21)도 다시 오프가 된다. 이에 의해, 저항(Rh－A)과 저항(Rh－B)에 흐르는 전류에 변화는 없다.
이에 대해, K ＝ 1일 때에, 예를 들어 S ＝ 0 및 C ＝ 0이라 하면, XNOR 게이트(X16)의 출력은 1이 된다. 따라서, AND 게이트(X8)에는 (1, 1, 1)이 입력되므로, 그 출력은 1이 되고, 트랜지스터(M18)는 온이 된다. 또한, AND 게이트(X9)의 입력 중 하나는 NOT 게이트(X17)를 거쳐서 0이 되므로, AND 게이트(X9)의 출력은 0이 되고, 트랜지스터(M20)는 오프가 된다. 따라서, 트랜지스터(M20)가 오프이므로, 트랜지스터(M21)에는 전류는 흐르지 않는다.
또한, CM 회로의 특성으로부터, 트랜지스터(M19)에도 전류는 흐르지 않는다. 그러나, 트랜지스터(M18)는 온이므로, 저항(Rh－A)과 저항(Rh－B)의 중점으로부터 전류가 유출하고, 트랜지스터(M18)에 전류가 유입한다. 따라서, 저항(Rh－A)에 대해 저항(Rh－B)에 흐르는 전류량을 적게 할 수 있다. 이에 의해, 잉크의 토출 각도의 보정을 행하고, 잉크의 착탄 위치를 노즐(18)의 나열 방향에 소정량만 보정할 수 있다.
또, 상기 실시 형태에서는 토출각 보정 스위치(S 및 K)로 이루어지는 2 피트에 의한 보정을 행하도록 하였지만, 스위치수를 증가시키면 더욱 미세한 보정을 행할 수 있다.
이상의 J1 내지 J3, S 및 K의 각 스위치를 이용하여 잉크의 토출 방향을 편향시키는 경우에 그 전류[편향 전류(Idef)]는,
(수학식 1)
Idef ＝ J3 × 4 × Is ＋ J2 × 2 × Is ＋ J1 × Is ＋ S × K × Is
＝ (4 × J3 ＋ 2 × J2 ＋ J1 ＋ S × K) × Is
로 나타낼 수 있다.
수학식 1에 있어서, J1, J2 및 J3에는 ＋1 또는 －1이 공급되고, S에는 ＋1 또는 －1이 부여되고, K에는 ＋1 또는 0이 부여된다.
수학식 1로부터 이해할 수 있는 바와 같이, J1, J2 및 J3의 각 설정에 의해 편향 전류를 8 단계로 설정할 수 있는 동시에, J1 내지 J3의 설정과 독립적으로 S 및 K에 의해 보정을 행할 수 있다.
또한, 편향 전류는 플러스의 값으로서 4 단계, 마이너스의 값으로서 4 단계로 설정할 수 있으므로, 잉크의 편향 방향은 노즐(18)의 나열 방향에 있어서 양방향으로 설정할 수 있다. 예를 들어, 도3에 있어서, 수직 방향에 대해 좌측으로 θ만큼 편향시킬 수도 있고(도면 중, Z1 방향), 우측으로 θ만큼 편향시킬 수도 있다(도면 중, Z2 방향). 또한, θ의 값, 즉 편향량은 임의로 설정할 수 있다.
다음에, 거리(H)가 변화한 경우(잉크의 토출면과 잉크의 착탄면 사이의 거리가 변화한 경우), 즉 인화지의 두께(종이 두께)가 변화한 경우의 잉크의 토출 각도의 조정에 대해 설명한다.
본 실시 형태의 프린터는 헤드(11)의 잉크 토출면과, 인화지 상의 잉크가 착탄하는 면과의 사이의 거리를 검지하는 거리 검지 수단을 구비하고 있다.
거리 검지 수단은 잉크 토출면과, 인화지 상의 잉크가 착탄하는 면과의 사이의 거리를 직접 검지하는 것이라도 좋고, 혹은 인화지의 두께(종이 두께)를 검지함으로써 상기 거리를 검지하는 것이라도 좋다. 거리 검지 수단은 본 실시 형태에서는 센서를 이용하여 상기 검지를 행한다.
센서로서는 광학 센서나 감압 센서 등 빛, 압력, 변위 그 밖의 물리량의 정보를 판독하는 센서라면 어떠한 것이라도 좋다.
예를 들어 광학 센서를 이용하는 경우에는, 발광 소자와 수광 소자를 구비하 여 발광 소자로부터 인화지에 대해 빛을 조사하고, 그 반사광을 수광하도록 구성한다. 이 반사광의 수광 상태를 기초로 하여 잉크의 토출면으로부터 빛의 조사면인 인화지 상의 잉크의 착탄면까지의 거리를 계측한다.
또한, 감압 센서를 이용하는 경우에는, 그 감압 센서를 인화지의 표면(잉크의 착탄면)에 압박하여 그 때에 얻을 수 있는 압력치를 계측하고, 그 계측치와, 미리 설정된 기준치(기준이 되는 종이 두께의 압력치)를 대비하고, 그 대비 결과로부터 종이 두께를 산출한다. 그리고, 그 종이 두께로부터 잉크의 토출면과 인화지의 잉크의 착탄면과의 사이의 거리를 산출(검지)한다.
또한, 프린터에는 상기한 거리 검지 수단에 의한 검지 결과를 기초로 하여, 토출 방향 편향 수단에 의한 액체의 토출 편향량을 결정하는 토출 편향량 결정 수단을 구비한다.
토출 편향량 결정 수단은, 본 실시 형태에서는 상기한 검지 결과를 기초로 하여 편향 진폭 제어 단자(B)의 인가 전압치를 제어한다(예를 들어, D/A 컨버터를 이용하여 디지털식으로 제어할 수 있음).
따라서, 각 트랜지스터(M2, M7, M12)는 상술한 바와 같이 각각「× 4」,「× 2」,「× 1」의 비율이므로, 각각의 드레인 전류는 4 : 2 : 1이 된다. 따라서, 편향 진폭 제어 단자(B)에 의해 8 단계로 전류량을 바꿀 수 있다. 이에 의해, 잉크의 토출시의 편향량을 8 단계로 조정할 수 있다. 또, 트랜지스터의 수를 더욱 늘리면, 더욱 미세하게 전류량을 바꿀 수 있는 것은 물론이다.
도6a 내지 도6b는 토출 편향량 결정 수단에 의한 편향량의 결정 방법을 설명 하는 도면이다. 우선, 도6a에 도시한 바와 같이 잉크의 토출면과, 인화지(P1)의 잉크의 착탄면 사이의 거리(H) ＝ 기준치(L1)일 때, 토출 각도(최대 치우침량)가 α로 설정되어 있는 것으로 한다. 이 토출 각도(α)는 상술한 바와 같이 편향 제어 스위치(J1 내지 J3)의 3 비트를 이용하여 8 스텝으로 변화시킬 수 있다.
이 경우에, 도6b에 도시한 바와 같이 인화지(P1)보다 두꺼운 종이 두께를 갖는 인화지(P2)에 대해 인화를 행하는 경우에는 잉크의 토출면과 인화지(P2) 사이의 거리(H) ＝ L2를 검지하고, 그 검지 결과를 기초로 하여 토출 각도가 α일 때의 잉크의 착탄 위치, 또는 그 위치에 가장 가까운 위치에 잉크를 착탄시킬 수 있도록 토출 각도(β)를 결정한다.
도6a에 있어서, 잉크의 토출면과 인화지(P1) 사이의 거리(H) ＝ L1일 때, 토출 각도(α)에 의한 잉크의 착탄 위치 간격(최대치)(X1)은
X1 ＝ 2 × L1 × tan(α/2)
가 된다.
따라서, 도6b에 도시한 바와 같이 잉크의 토출면과 인화지(P2) 사이의 거리(H) ＝ L2가 된 경우라도, 토출 각도(β)에 의한 잉크의 착탄 위치 간격(최대치)(X2)이,
X2[＝ 2 × L2 × tan(β/2)] ≒ 2 × L1 × tan(α/2)
가 되면 양호하다.
따라서, 토출 각도(β)가 상기한 식을 충족시키는 바와 같이 편향 진동 제어 단자(B)의 전압을 제어하면 된다.
이상과 같이 제어하면, 인화지(P)의 종이 두께가 변화해도, 즉 종이 두께가 다른 다양한 인화지(P)에 대해 인화하는 경우에도 가장 적절한 토출 각도를 결정하여 잉크의 토출 방향을 편향시킬 수 있다.
또한, 거리 검지 수단은 상기한 센서를 이용하는 방법에 한정되지 않고, 예를 들어 이하와 같은 방법에 의한 것도 가능하다.
첫째로, 인화시에 인화 데이터와 함께 송신되어 오는 인화지의 속성을 특정 가능한 정보, 예를 들어 인화지의 종류(보통지, 코트지, 사진 용지 등)의 정보를 수신하고, 수신된 그 정보를 기초로 하여 헤드(11)의 액체 토출면과, 인화지(P)의 잉크가 착탄하는 면과의 사이의 거리를 검지하도록 해도 좋다. 예를 들어, 인화지의 종류마다 기준이 되는 종이 두께를 기억해 두고, 수신된 정보를 기초로 하여 기억하고 있는 종이 두께를 특정하고, 그 종이 두께로부터 상기 거리를 검지하는 것을 예로 들 수 있다.
또한, 둘째로, 컴퓨터에 입력된 또는 프린터에 직접 입력된 인화지의 속성을 특정 가능한 정보를 수신하고, 수신된 그 정보를 기초로 하여 잉크의 토출면과, 인화지(P)의 잉크가 착탄하는 면과의 사이의 거리를 검지하도록 해도 좋다. 예를 들어, 컴퓨터의 키보드 등의 조작 수단에 의해 인화지의 종류를 나타내는 정보가 입력되었을 때에 그 정보를 수신하고, 그 수신된 정보를 기초로 하여 상기와 마찬가지로 종이 두께를 특정하고, 그 종이 두께로부터 상기 거리를 검지하는 것을 예로 들 수 있다.
(제2 실시 형태)
계속해서, 본 발명의 제2 실시 형태에 대해 설명한다.
상기 제1 실시 형태에서는 인화지의 종이 두께가 변화해도, 즉 종이 두께가 다른 다양한 인화지에 대해 인화하는 경우에도 가장 적절한 토출 각도를 결정하여 잉크의 토출 방향을 편향시킬 수 있다.
그러나, 하나의 인화지에 있어서, 잉크의 착탄 영역마다 종이 두께가 변화하는 경우에는 대응할 수 없다. 이로 인해, 제2 실시 형태에서는 종이 두께를 항상 검지하도록 하고, 종이 두께가 예를 들어 도중에 변화된 경우에는 그에 대응하여 가장 적절한 토출 각도를 다시 결정하도록 하는 것이다.
도7은 제2 실시 형태에 있어서의 프린터의 개략 구성을 도시하는 측면도이다. 또한, 도8은 도7의 평면도를 도시하는 동시에, 인화지(P3)의 반송 구동계를 생략한 도면이다. 또한, 도9는 도8의 정면도로, 인화지(P3)의 라인 헤드(10)에의 반입측으로부터 본 도면이다.
도7 내지 도9에 도시한 바와 같이, 제2 실시 형태에서 이용되는 인화지(P3)는 표면 높이, 즉 종이 두께가 일정하지 않고, 잉크의 착탄면 상의 영역의 일부에 볼록부(Q)가 마련되어 있는 것이다.
또한, 프린터에 있어서, 라인 헤드(10)는 상술한 헤드(11)를 인화지(P3)의 폭 방향으로 나열하여 라인 형상으로 형성한 것이다.
이 프린터에 있어서, 라인 헤드(10)와 인화지(P3)를 상대 이동시키는 상대 이동 수단은 라인 헤드(10)가 고정되고, 인화지(P3)가 라인 헤드(10)에 대해 상대 이동된다. 그리고, 이 상대 이동 수단에 상당하는 인화지(P3)의 반송 구동계는 도 7에 도시한 바와 같이 이하와 같이 구성되어 있다.
우선, 라인 헤드(10)의 상류측[라인 헤드(10)에 인화지(P3)가 반입되는 쪽]에는 4개의 급지 롤러(23)가 설치되어 있다. 도7 중, 인화지(P3)의 하면측에 위치하는 2개의 급지 롤러(23)는 모터 등의 구동 수단(도시하지 않음)으로부터 구동력을 얻어 회전 구동된다. 또한, 인화지(P3)의 상면측(잉크의 착탄면측)에도 2개의 급지 롤러(23)가 설치되어 있다. 여기서, 인화지(P3)의 상면측에는 고정 부재(22)가 설치되는 동시에, 이 고정 부재(22)의 하면측에는 2개의 스프링(24)이 부착되고, 이들 스프링(24)의 하단부에 급지 롤러(23)가 회전 가능하게 설치되어 있다.
이에 의해, 인화지(P3)의 상면측에 위치하는 급지 롤러(23)는 스프링(24)에 의해 도면 중 상하 방향으로의 이동이 가능하다. 따라서, 인화지(P3) 상의 볼록부(Q)가 급지 롤러(23)를 통과해도 스프링(24)이 압축될 뿐으로, 인화지(P3)의 상면측에 위치하는 급지 롤러(23)는 항상 인화지(P3)에 대해 대략 일정한 압력을 갖고 압박되어 있다.
이상의 4개의 급지 롤러(23)에 의해 인화지(P3)는 양면측으로부터 협지되는 상태가 되고, 라인 헤드(10)측으로 이송된다.
또한, 라인 헤드(10)의 대략 바로 아래이며, 잉크의 착탄 위치 근방에는 지지 롤러(25)가 설치되어 있다. 이는 라인 헤드(10)의 잉크의 토출면과 인화지(P3) 사이의 거리(갭)가 인화 중에 변동하지 않도록 인화지(P3)의 하면측으로부터 인화지(P3)를 지지하는 것이다.
또한, 라인 헤드(10)의 하류측에는 인화지(P3)를 협지하여 반송하도록 배치 된 한 쌍의 배지 롤러(26)가 설치되어 있다. 인화지(P3)의 하면측에 위치하는 배지 롤러(26)는 인화지(P3)의 하면측에 위치하는 상술한 급지 롤러(23)와 마찬가지로 배치되고, 모터 등의 구동 수단(도시하지 않음)으로부터 구동력을 얻어 회전 구동된다. 또한, 인화지(P3)의 상면측에 위치하는 배지 롤러(26)는 인화지(P3)의 상면측에 위치하는 상술한 급지 롤러(23)와 마찬가지로 소정의 부재에 부착된 스프링(24)의 선단부에 회전 가능하게 부착되어 있다.
이상의 구성에 있어서, 급지 롤러(23) 및 배지 롤러(26)가 도면 중 반시계 방향으로 회전됨으로써, 인화지(P3)는 도7 및 도8 중 화살표 방향으로 반송되는 동시에, 라인 헤드(10)의 각 헤드(11)에 있어서의 각 액체 토출부의 노즐(18)로부터 잉크가 토출되어 인화지(P3) 상에 착탄된다.
또한, 인화지(P3)의 반송 방향에 있어서의 라인 헤드(10)와 급지 롤러(23) 사이에는 본 발명에 있어서의 거리 검지 수단에 상당하는 센서(21)가 설치되어 있다.
본 실시 형태에서는, 센서(21)는 복수(도8 및 도9의 예에서는 6개) 설치되는 동시에, 라인 헤드(10)의 길이 방향(액체 토출부의 나열 방향)으로 병설되어 있다. 또한, 센서(21)의 검지면과, 라인 헤드(10)의 잉크의 토출면은 도7에 도시한 바와 같이 일치하도록 부착되어 있다.
여기서, 센서(21)는 레이저광(펄스광)을 인화지(P3)의 잉크 착탄면에 대해 발사하는 동시에, 그 반사광을 수광하고, 수광된 반사광의 파장을 기초로, 도7 중 라인 헤드(10)에 있어서의 잉크의 토출면과 인화지(P3)의 착탄면과의 사이의 거리 (H)를 검지한다.
또한, 도9에 도시한 바와 같이 본 실시 형태의 각 센서(21)는 액체 토출부의 나열 방향에 있어서 각각 소정의 검지 영역을 갖고 있다. 이에 의해, 센서(21)는 라인 헤드(10)에 복수 설치되어 있지만, 라인 헤드(10)의 모든 액체 토출부의 바로 아래의 거리(H)를 계측할 수 있다.
보다 구체적으로는, 본 실시 형태의 센서(21)는 액체 토출부의 나열 방향에 있어서의 최대 폭이 40 ㎜인 영역을 고속으로 스캔할 수 있는 것이다. 또한, 1 주기를 30 m초로, 40 ㎜ 폭을 1000 포인트 수집할 수 있다. 따라서, 도8 및 도9에 도시한 바와 같이 센서(21)를 6개 설치한 경우에는, 240 ㎜ 폭을 6000 포인트 수집할 수 있다.
여기서, 예를 들어 하나의 라인 헤드(10)에서는 액체 토출부수가 5120개 설치되어 있다고 하면, 6개의 센서(21)에 의해 그 5120개의 모든 액체 토출부마다 그 대략 바로 아래의 거리(H)를 계측할 수 있다.
도10은 라인 헤드(10)와 센서(21)와의 위치 관계를 보다 상세하게 도시하는 측면도이다. 본 실시 형태의 라인 헤드(10)는 상술한 헤드(11)를 액체 토출부의 나열 방향으로 나란히 라인 헤드를 형성한 것을 각 색(도10의 예에서는 Y, M, C, 및 K의 4색)을 병설하여 컬러 라인 헤드로 한 것이다.
이와 같은 경우에는, 인화지(P3)의 반송 방향에 있어서 센서(21)에 의한 검지 포인트와, 각 색마다의 라인 헤드의 잉크 착탄 위치와의 사이의 거리(도10 중, L11 내지 L14)가 각각 다르므로, 이들 거리(L11 내지 L14)를 미리 기억해 두고, 인 화지(P3)의 반송 속도로부터 각 색의 라인 헤드의 액체 토출부로부터의 잉크 토출시의 거리(H)를 산출할 수 있다.
도11은 본 실시 형태의 센서(21)(거리 검지 수단)와, 데이터 테이블(31)과, 토출 편향량 결정 수단인 토출 편향량 계산 회로(32)를 도시하는 블럭도이다.
상술한 바와 같이 센서(21)에 의해, 각 액체 토출부마다의 거리(H)가 검지되면, 그 검지 결과는 토출 편향량 계산 회로(32)로 이송된다. 그리고, 토출 편향량 계산 회로(32)는 센서(21)의 검지 결과를 기초로 하여 데이터 테이블(31)을 참조하여 각 액체 토출부마다 토출 편향량을 결정한다.
여기서, 데이터 테이블(31)은 검지된 거리(H)와, 액체 토출부로부터 토출되는 잉크의 착탄 목표 위치에 대응하는 액체 토출부로부터 토출되는 잉크의 토출 편향량을 정한 것이다.
도12는 데이터 테이블(31)을 설명하기 위한 도면이다.
도12에서는 도3과 마찬가지로 라인 헤드(10)의 잉크 토출면과 잉크의 착탄면[인화지(P3)의 상면]과의 사이의 거리를 H라 하고, 라인 헤드(10)의 액체 토출부로부터 잉크가 바로 아래로(잉크의 착탄면에 대해 수직으로) 토출되었을 때(도12 중 파선의 화살표로 나타냄)의 잉크의 착탄 위치와 잉크가 편향하여 토출되었을 때(도12 중 실선의 화살표로 나타냄)의 잉크의 착탄 위치와의 사이의 거리를 편향량(ΔL)이라 한다.
또한, 잉크가 편향하여 토출되었을 때의 그 토출 방향과 잉크의 토출면이 이루는 각도(토출 각도)를 γ라 한다. 또, 도12의 예에서는 상기 각도를 토출 각도( γ)로 했지만, 도3에 도시한 바와 같이 잉크의 착탄면에 대해 수직 방향으로부터의 각도(도3 중 θ)를 토출 각도로 해도 좋다(도12의 예에서는, γ ＝ 90°－ θ가 됨).
이 경우에, 상술한 바와 같이 거리(H)와, 편향량(ΔL)이 부여되면, 토출 각도(γ)는 거리(H)와 편향량(ΔL)의 함수로서 구할 수 있다.
그리고, 데이터 테이블(31)은 거리(H) 및 편향량(ΔL)과, 토출 각도(T)와의 관계를 미리 기억하고 있는 것이다.
따라서, 센서(21)의 검지 결과로서 거리(H)가 송신되었을 때에는, 토출 편향량 계산 회로(32)는 데이터 테이블(31)을 참조하여 그에 맞는 토출 각도를 계산한다. 그리고, 그 토출 각도의 데이터를 예를 들어 직렬 데이터로서 제어 회로(33)에 송신한다.
제어 회로(33)는 송신되어 온 토출 각도의 데이터와, 잉크를 토출할 때의 구동 신호를 기초로 하여 라인 헤드(10), 즉 각 액체 토출부마다의 잉크의 토출을 제어한다.
또한, 제어 회로(33)는 토출 편향량 계산 회로(32)로부터 송신되어 온 토출 각도의 데이터를 기초로, 그 토출 각도를 얻기 위해서는 도5에 도시한 회로의 편향 진폭 제어 단자(B)에 인가하는 전압을 결정한다.
또, 이상의 제어는 잉크가 계속 토출될 때에는 항상 행해진다. 즉, 인화지(P3)가 계속 반송되는 동안, 센서(21)는 항상 거리(H)를 검지하여, 차례로 그 검지 결과를 토출 편향량 계산 회로(32)에 이송한다. 그리고, 화소 라인마다 어떤 액체 토출부가 어떤 토출 각도(7)로 잉크를 토출하면 좋을지를 항상 산출하고, 그것을 리얼타임으로 제어 회로(33)에 이송하도록 한다. 또한, 이 때에는 도10에 도시한 바와 같이 각 색의 라인 헤드의 잉크의 토출 위치와 센서(21)의 검지 포인트와의 사이의 거리(L11 내지 L14)를 고려하여 센서(21)의 검지 결과 및 그 계산 결과인 토출 각도(γ)와, 화소 라인이 정확하게 대응하도록 설정한다.
다음에, 제어 회로(33)에 의한 잉크의 토출 제어에 대해 설명한다. 도13은 라인 헤드(10)에 있어서, 3개의 액체 토출부「N-1」,「N」및「N ＋ 1」로부터 잉크를 토출한 상태를 도시하는 정면도이다.
도13에서는 액체 토출부「N-1」로부터의 잉크의 착탄 위치는 볼록부(Q) 이외의 부분이고, 액체 토출부「N」로부터의 잉크의 착탄 위치는 볼록부(Q)와의 경계이고, 액체 토출부「N ＋ 1」로부터의 잉크의 착탄 위치는 볼록부(Q)의 예를 나타내고 있다.
또한, 도13의 예에서는 각 액체 토출부로부터 잉크를 인화지(P3)면에 대해 수직인 방향으로 토출하는 동시에, 그 착탄 위치로부터 액체 토출부의 나열 방향에 있어서 편향량(ΔL)만큼 어긋난 위치에 잉크를 착탄시키는 것으로 한다.
이 경우에, 액체 토출부「N-1」의 토출면과 인화지(P3)의 잉크 착탄면과의 거리(H)가 H1일 때, 센서(21)에 의해 거리(H1)가 검지되므로, 토출 편향량 계산 회로(32)는 편향량(ΔL)만큼 수직 위치로부터 옮길 때의 토출 각도(α)를,
α ＝ tan-1(ΔL/H1)
에 의해 산출한다. 그리고, 제어 회로(33)는 이 토출 각도(α)를 충족시키는 편향 진폭 제어 단자(B)에 인가하는 전압을 결정하여, 액체 토출부「N-1」로부터의 잉크의 토출을 제어한다.
또한, 액체 토출부(N)에 대해서는, 도면 중 좌측 방향으로 편향량(ΔL)만큼 수직 위치로부터 옮길 때의 토출 각도(α)는 상기와 마찬가지로 산출한다.
이에 대해, 도면 중 우측 방향으로 편향량(ΔL)만큼 수직 위치로부터 옮길 때의 토출 각도(β)는,
β ＝ tan-1(ΔL/H2)
에 의해 산출한다. 그리고, 제어 회로(33)는 이 토출 각도(β)를 충족시키는 편향 진폭 제어 단자(B)에 인가하는 전압을 결정하고, 액체 토출부「N」로부터의 잉크의 토출을 제어한다.
또, 액체 토출부「N」과 같이, 잉크의 토출 방향에 따라서 볼록부(Q) 상에 잉크가 착탄할 때와 하지 않을 때가 있는 경우에는, 토출 각도를 α 또는 β 중 어느 한 쪽에 통일하여 제어해도 좋다. 이와 같이 하면, 제어를 간략화할 수 있다. 또한, 예를 들어 액체 토출부「N」으로부터 도면 중 우측 방향으로 잉크를 편향 토출하는 경우에, 그 토출 각도를 α로 설정해도 1 도트 정도에서는 그 어긋남은 눈에 띄지 않으므로, 상기한 바와 같이 간략화하는 것도 가능하다.
또한, 액체 토출부「N ＋ 1」에 대해서는 볼록부(Q) 상에 잉크를 착탄시키므로, 이 때에도 편향량이 ΔL이 되도록 토출 각도를 α에서 β로 변경한다.
도14는 인화지에 볼록부를 갖지 않는 경우라도 거리(H)가 변화하는 예를 나타내는 측면도로, 도7에 대응하는 도면이다.
도14에 도시한 바와 같이, 인화지(P4)는 선단부가 컬되어 있는 상태에서 라인 헤드(10)측으로 이송되고 있다.
여기서, 프린터에서는 라인 헤드(10)의 바로 아래와, 인화지(P4)의 상면(잉크 착탄면) 사이에는 토출된 잉크가 통과하는 공간이 되므로, 인화지(P4)를 상면측으로부터 압박하기 위한 롤러나 압박 부재 등을 배치할 수 없다. 이로 인해, 일반적으로는 라인 헤드(10)의 바로 아래에는 인화지(P4)를 하면측으로부터 지지하는 지지 롤러(25)(혹은, 그 밖의 지지 부재 등)만이 설치되어 있다.
또한, 라인 헤드(10)의 인화지(P4)의 반입측에는 급지 롤러(23)가 설치되어 있지만, 이 급지 롤러(23)는 인화지(P4)를 라인 헤드(10)에 반입하는 역할 외에, 인화지(P4)의 잉크 착탄면(도면 중 상면)측에 접촉함으로써, 거리(H)를 일정하게 유지하기 위한 유지 부재가 역할을 하는 것이다.
이 경우에, 센서(21)는 인화지(P4)의 반송 방향(도면 중, 좌우 방향)에 있어서, 급지 롤러(23) 등의 유지 부재와 라인 헤드(10) 사이를 발사한 레이저광 및 그 반사광이 통과하도록 설치된다.
따라서, 인화지(P4)와 같이 선단부가 컬되어 있는 경우에는 그 컬 상태에 따라서 거리(H)가 변화한다.
그러나, 본 실시 형태에서는, 라인 헤드(10)의 바로 아래에 인화지(P4)가 들어가기 직전의 위치에 배치된 센서(21)에 의해 거리(H)를 검출하도록 하고 있으므 로, 가령 인화지(P4)가 컬되어 있는 경우라도 그 컬의 상태에 따라서 변동한 거리(H)를 가능한 한 정확하게 검지할 수 있다.
(제3 실시 형태)
도15는 본 발명의 제3 실시 형태를 설명하는 도면이다. 제3 실시 형태는 제2 실시 형태의 변형예로, 볼록부(Q)를 갖는 인화지(P3)에 잉크를 착탄시키는 것이지만, 센서가 제2 실시 형태와 다르다.
제3 실시 형태의 센서(21A)는 도15에 도시한 바와 같이 핀 포인트형의 레이저광을 발사하는 것이다.
그리고, 도15에 도시한 바와 같이, 라인 헤드(10)에 있어서 하나의 헤드(11)마다 하나의 센서(21A)가 설치되어 있다. 이에 의해, 하나의 헤드(11)에 대해서는 1 부위에만 거리(H)가 검지된다.
따라서, 센서(21A) 사이에는 거리(H)의 비검지 범위를 갖는 것이 된다.
여기서, 예를 들어「N」번째의 헤드(11)에 대응하는「N」번째의 센서(21A)(N)는 도15에 도시한 바와 같이「N」번째의 헤드(11)의 토출면으로부터 인화지(P3)의 잉크의 착탄면까지의 거리(H)를 H1이라 검지하였다고 한다.
이에 대해,「N ＋ 1」번째의 헤드(11)에 대응하는「N ＋ 1」번째의 센서(21A)(N ＋ 1)는 도15에 도시한 바와 같이「N ＋ 1」번째의 헤드(11)의 토출면으로부터 인화지(P3)의 잉크의 착탄면까지의 거리(H)를 H2라 검지하였다고 한다.
이 경우에, 실제로 레이저광을 발사한 위치에서의 거리는 알 수 있어도, 그 사이에 위치하는 거리(H)는 불명확해진다.
여기서, 도15에 도시한 바와 같이,「N」번째의 헤드(11)에 대해서는 거리(H) ＝ H1이라 하고,「N ＋ 1」번째의 헤드(11)에 대해서는 거리(H) ＝ H2라 하면, 거리(H)를 H1로부터 H2로 변화시킨 위치, 즉「N」번째의 헤드(11)의 우측단부에 위치하는 액체 토출부와,「N ＋ 1」번째의 헤드(11)의 좌측단부에 위치하는 액체 토출부 사이에서 토출 각도가 갑자기 변화하므로, 그 변화가 커져 잉크의 착탄 위치 어긋남으로서 눈에 띄게 되는 경우가 있다. 실제로, 이와 같이 표면 높이가 변화하는 인화지라면 문제는 없지만, 예를 들어 표면 높이가 완만하게 변화하는 경우에는 문제가 있다.
따라서, 이와 같은 경우에 대처하기 위해, 제3 실시 형태에서는 거리 설정 수단을 구비한다.
거리 설정 수단은「N」번째와「N ＋ 1」번째의 센서(21A) 사이와 같이 거리(H)의 비검지 범위를 갖는 동시에, 그 비검지 범위에 대응하는 액체 토출부가 존재하는 경우에 있어서, 그 비검지 범위의 양 이웃하는 센서[(21A)(N)와 (21A)(N ＋ 1)](「N」번째와「N ＋ 1」번째)에 의해 검지된 거리(H)가 다를 때는 그 비검지 범위에 대응하는 액체 토출부에 대한 거리(H)를「N」번째의 센서(21A)(N)에 의해 검지된 거리(H1)와,「N ＋ 1」번째의 센서(21A)(N ＋ 1)에 의해 검지된 거리(H2)와의 사이의 값(H2 ＜ H＜ H1)으로 설정하는 것이다.
특히 도15에 나타내는 예에서는, (1)과 같이「N」번째의 센서(21A)(N)의 검지 위치와,「N ＋ 1」번째의 센서(21A)(N ＋ 1)의 검지 위치와의 사이를 직선으로 연결하고, 각 액체 토출부마다 서서히 거리(H)가 변화하도록 각 액체 토출부에 대 응하는 거리(H)를 산출한다. 혹은, (2)와 같이 거리(H)의 변화를 복수 스텝으로 나누고, 수 개의 액체 토출부의 거리(H)를 일정하게 설정하는 동시에, 그 수 개의 액체 토출부마다 거리(H)가 점차 변화하도록 거리(H)를 산출하는 방법을 예로 들 수 있다.
또, 거리 설정 수단은, 예를 들어 제2 실시 형태 중 토출 편향량 계산 회로(32) 내에 그 기능을 갖게 하면 된다.
이상은 제2 실시 형태의 센서(21)를 설치한 경우에도 마찬가지로 적용하는 것이 가능하다. 제2 실시 형태에서는 6개의 센서(21)에 의해 모든 액체 토출부에 대응하는 거리(H)를 검지할 수 있지만, 예를 들어 센서(21)의 수를 6개 미만으로 한 경우에는 센서(21) 사이에 비검지 범위가 생기게 된다. 이 경우에는, 상술한 바와 같이 거리 설정 수단을 마련하고, 액체 토출부의 나열 방향에 있어서 거리(H)가 갑자기 변화하지 않도록 각 액체 토출부에 대응하는 거리(H)를 설정하면 된다.
(제2 실시 형태 및 제3 실시 형태에 있어서의 응용 형태)
그런데, 라인 헤드(10)에 대해 센서(21 또는 21A)가 정밀도 좋게 부착되어 있는 경우에는 거리(H)를 정확하게 검지할 수 있다.
그러나, 라인 헤드(10)에 대해 센서(21 또는 21A)가 정밀도 좋게 부착되어 있지 않은 경우에는, 센서(21 또는 21A)에 의한 거리(H)의 검지 오차가 생긴다. 그래서, 라인 헤드(10)의 각 액체 토출부의 잉크 토출면과, 센서(21 또는 21A)의 검지면을 사전에 맞추어 두는 것이 바람직하다.
예를 들어, 라인 헤드(10)의 각 액체 토출부의 잉크 토출면이 액체 토출부의 나열 방향에 있어서 위치 어긋남이 없는 것(잉크 착탄면에 대해 수평한 것)을 검사한다. 그리고, 그 위치 어긋남이 없는 것을 확인한 후, 라인 헤드(10)의 액체 토출부의 나열 방향에 있어서, 센서(21 또는 21A)에 의해 잉크 토출면과 잉크 착탄 기준면 사이의 기준 거리를 복수 부위 검지한다. 이 경우에는, 인화지가 존재하지 않는 상태에 있어서, 예를 들어 지지 롤러(25)의 상단부면을 잉크 착탄 기준면으로 하여 상기 기준 거리를 검지한다.
그리고, 그 검지 결과에 있어서, 복수 부위에서의 상기 기준 거리가 다른 경우에는, 검지된 기준 거리를 기초로 하여 각 액체 토출부에 대응하는 보정치를 산출하고(보정치 산출 수단), 그 산출 결과를 미리 기억해 둔다(보정치 기억 수단).
계속해서, 토출 편향량 계산 회로(32)는 센서(21 또는 21A)에 의해 검지된 거리와, 액체의 착탄 목표 위치와, 보정치 기억 수단에 기억된 보정치로부터 데이터 테이블(31)을 참조하여, 각 액체 토출부에 대응하는 토출 방향 편향 수단에 의한 액체의 토출 편향량을 결정하면 된다.
또, 센서(21 또는 21A)의 검지면이 라인 헤드(10)의 잉크 토출면에 대해 정밀도 좋게 부착되어 있을 때에는, 가령 라인 헤드(10)측이 만곡되어 있는 경우나, 잉크 토출면의 바로 아래에 위치하는 인화지(P3)의 지지면[도7 중 지지 롤러(25)]이 만곡되어 있을 때라도 상기 보정을 행하는 일 없이 잉크를 정확하게 착탄시킬 수 있다.
즉, 이 경우에는 각 액체 토출부마다 검지되는 거리(H)가 다르므로, 각 액체 토출부마다의 거리(H)를 기초로 하여 잉크의 토출 각도가 개별적으로 결정되기 때 문이다. 따라서, 인화지(P3)의 잉크 착탄면 상에 볼록부(Q)가 존재하는 경우와 같은 결과가 된다.
(제4 실시 형태)
도16은 본 발명의 제4 실시 형태를 설명하는 블럭도이고, 제2 실시 형태의 도11에 대응하는 도면이다.
제4 실시 형태에서는 센서(21) 등의 거리 검지 수단은 마련되어 있지 않다. 그 대신에, 거리 정보 취득 수단(34)을 구비하고 있다.
거리 정보 취득 수단(34)은 인화지의 반송 이동에 대응시켜 라인 헤드(10)의 잉크 토출면과 잉크 착탄면 사이의 거리 정보[거리(H)에 관한 정보이며, 거리(H)를 특정 가능한 정보]를 취득하는 수단이다.
여기서, 거리 정보는 예를 들어 외부의 호스트 컴퓨터나, 프린터 내부에 설치된 종이 두께 지정 수단 등으로부터 송신된다.
그리고, 거리 정보 취득 수단(34)은 그 거리 정보를 취득하면, 그 정보를 제2 실시 형태와 마찬가지로 토출 편향량 계산 회로(32)에 이송한다. 토출 편향량 계산 회로(32)에서의 처리에 대해서는 제2 실시 형태와 마찬가지이다.
이와 같이, 제4 실시 형태에서는 센서(21) 등을 이용하여 실제의 거리(H)를 검지하는 것은 아니며, 프린터 외부 또는 내부로부터의 지시를 받아 거리(H)를 설정한다.
예를 들어 본 실시 형태에서는 프린트 배선 기판 상에 레지스트를 그리는 경우 등에 응용하는 것이 가능하다.
여기서, 프린트 배선 기판 상의 각 위치에 있어서의 거리(H)는 프린트 배선 기판 상의 패턴을 알면, 실제로 거리(H)를 측정하지 않아도 프린트 배선 기판 상의 각 위치에 있어서의 거리(H)를 사전에 알 수 있는 경우가 있다.
이와 같이, 사전에 거리(H)를 알 수 있는 경우에는 그 거리 정보를 데이터화해 놓고, 거리 정보 취득 수단(34)이 그 거리 정보를 취득하여 토출 편향량 계산 회로(32)로 이송되면, 센서(21)에 의해 인화지의 반송에 맞추어 거리를 차례로 검지하는 것과 같은 효과를 얻을 수 있다.
이상, 본 발명의 일실시 형태에 대해 설명하였지만, 본 발명은 상기 실시 형태에 한정되는 일 없이, 예를 들어 이하와 같은 다양한 변형이 가능하다.
(1) 본 실시 형태에서는 2분할된 발열 저항체(13)를 설치하였지만, 3개 이상으로 분할된 발열 저항체(13)를 설치해도 좋다. 또한, 분할되어 있지 않은 하나의의 베이스 부재(base substance)로 발열 저항체를 형성하는 동시에, 예를 들어 평면 형상이 대략 구불구불한 형상(대략 U자형 등)을 이루고, 그 대략 구불구불한 형상의 접힘 부분에 도체(전극)을 접속함으로써, 대략 구불구불한 형상의 접힘 부분을 거쳐서 잉크를 토출하기 위한 열에너지를 발생시키는 주된 부분을 적어도 2개로 구분하고, 적어도 하나의 주된 부분과, 적어도 다른 하나의 주된 부분과의 열에너지의 발생에 차이를 마련하고, 그 차이에 의해 잉크의 토출 방향을 편향시키도록 제어하는 것도 가능하다.
(2) 제2 및 제3 실시 형태에서는, 레이저광에 의해 거리(H)를 검지하는 예를 들었지만, 레이저광 이외에도 각종 물질파(전자파, 광파, 초음파 등)에 의해 거리 (H)를 검지할 수 있다. 제2 및 제3 실시 형태와 같이 레이저광 등의 펄스광을 이용하는 경우에는, 발사한 빛과 반사광과의 파장차를 기초로 하여 거리(H)를 검지하면 된다. 혹은, 초음파에 의해 거리(H)를 검지하는 경우에는, 초음파를 발사하였을 때부터 그 반사파를 수신하기까지의 시간을 계측함으로써 거리(H)를 검지하면 된다.
(3) 제2 실시 형태에 있어서, 도7에 도시한 바와 같이 라인 헤드(10)의 각 액체 토출부의 잉크 토출면과, 센서(21)의 레이저광의 발사면을 동일면이 되도록 배치하였다. 그러나, 라인 헤드(10)의 잉크 토출면과 센서(21)의 레이저광의 발사면과의 사이에 오프셋을 갖고 있어도 좋다. 이 경우에는, 오프셋량을 미리 기억해 두고, 센서(21)의 검지 결과와 오프셋량으로부터 거리(H)를 산출하면 된다. 제3 실시 형태에 대해서도 마찬가지다.
(4) 제2 실시 형태에서는, 라인 헤드(10)에 있어서의 액체 토출부의 나열 방향에 있어서, 대략 전체 범위에서 거리(H)의 검지 영역을 확보하도록 하였다. 그러나, 이에 한정되지 않고, 요철이 적은 인화지에의 인화가 대부분인 경우에는 센서(21)의 수를 적게 하고, 반드시 대략 전체 범위에서 거리(H)의 검지 영역을 확보하지 않도록 해도 좋다.
본 발명에 따르면, 액체의 토출 방향을 편향하도록 한 경우에, 액체 토출면으로부터 액체 토출 대상물의 액체의 착탄면까지의 사이의 거리가 변화하였을 때라도 적절한 편향량을 설정할 수 있다. 따라서, 다양한 두께의 액체 토출 대상물에 대해서도 적절한 위치에 액체를 착탄시킬 수 있다.
또한, 하나의 액체 토출 대상물에서 표면 높이가 다양하게 변화해도, 그에 따라서 적절한 편향량을 설정할 수 있다.

Claims (21)

  1. 노즐을 갖는 액체 토출부를 복수 병설한 헤드를 구비한 액체 토출 장치로서,
    각 상기 액체 토출부의 상기 노즐로부터 토출되는 액체의 토출 방향을 상기 액체 토출부의 나열 방향으로 편향시키는 토출 방향 편향 수단과,
    상기 헤드의 액체 토출면과, 액체 토출 대상물의 액체가 착탄하는 면과의 사이의 거리를 검지하는 거리 검지 수단과,
    상기 거리 검지 수단에 의한 검지 결과를 기초로 하여 상기 토출 방향 편향 수단에 의한 액체의 토출 편향량을 결정하는 토출 편향량 결정 수단을 구비하며,
    상기 액체 토출부는
    토출해야 할 액체를 수용하는 액실과,
    상기 액실 내에 배치됨과 함께, 상기 액실 내의 액체를 상기 노즐로부터 토출시키기 위한 에너지를 발생시키는 것이며, 직렬로 접속된 복수의 에너지 발생 수단을 구비하며,
    상기 토출 방향 편향 수단은 하나의 상기 액실 내에서 직렬로 접속된 모든 상기 에너지 발생 수단에 전류를 직렬로 공급함과 함께, 적어도 하나의 상기 에너지 발생 수단과, 다른 적어도 하나의 상기 에너지 발생 수단 간의 전류의 출입을 제어함으로써, 적어도 하나의 상기 에너지 발생 수단과, 다른 적어도 하나의 상기 에너지 발생 수단에 공급되는 전류량에 차이를 마련하여, 그 차이에 따라 상기 노즐로부터 토출되는 액체의 토출 방향을 제어하고,
    상기 토출 편향량 결정 수단은 상기 전류량의 차이의 크기에 따라, 토출 편향량을 결정하는 것을 특징으로 하는 액체 토출 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 거리 검지 수단은 액체 토출 대상물의 두께를 검지함으로써, 상기 헤드의 액체 토출면과 액체 토출 대상물의 액체가 착탄하는 면과의 사이의 거리를 검지하는 것을 특징으로 하는 액체 토출 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 거리 검지 수단은 빛, 압력, 변위 중 적어도 어느 하나를 포함하는 물리량의 정보를 판독하는 센서를 구비하고, 상기 센서에 의해 상기 헤드의 액체 토출면과, 액체 토출 대상물의 액체가 착탄하는 면과의 사이의 거리를 검지하는 것을 특징으로 하는 액체 토출 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 거리 검지 수단은 액체 토출 대상물의 속성을 특정 가능한 정보를 수신하고, 수신된 그 정보를 기초로 하여 상기 헤드의 액체 토출면과, 액체 토출 대상물의 액체가 착탄하는 면과의 사이의 거리를 검지하는 것을 특징으로 하는 액체 토출 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 거리 검지 수단은 상기 액체 토출 장치, 또는 상기 액체 토출 장치와 전기적으로 접속된 장치로부터 입력된, 액체 토출 대상물의 속성을 특정 가능한 정보를 수신하고, 수신된 그 정보를 기초로 하여 상기 헤드의 액체 토출면과, 액체 토출 대상물의 액체가 착탄하는 면과의 사이의 거리를 검지하는 것을 특징으로 하는 액체 토출 장치.
  6. 삭제
  7. 제1항에 있어서,
    상기 액체 토출부는,
    토출해야 할 액체를 수용하는 액실과,
    상기 액실 내에 배치됨과 함께, 상기 액실 내의 액체를 상기 노즐로부터 토출시키기 위한 에너지를 발생시키는 에너지 발생 수단을 구비하고,
    상기 에너지 발생 수단은 하나의 베이스 부재(base substance)로 형성되어 있음과 함께, 액체를 토출하기 위한 에너지를 발생시키는 주된 부분이 복수로 구분된 것이며,
    상기 토출 방향 편향 수단은 상기 에너지 발생 수단의 복수의 상기 주된 부분 중, 적어도 하나의 상기 주된 부분과, 다른 적어도 하나의 상기 주된 부분에 공급되는 전류량에 차이를 마련하여, 그 차이에 따라 상기 액체 토출부의 상기 노즐로부터 토출되는 액체의 토출 방향을 편향시키는 것을 특징으로 하는 액체 토출 장치.
  8. 노즐과,
    토출해야 할 액체를 수용하는 액실과,
    상기 액실 내에 배치됨과 함께, 상기 액실 내의 액체를 상기 노즐로부터 토출시키기 위한 에너지를 발생시키는 것이며, 직렬로 접속된 복수의 에너지 발생 수단을 갖는 액체 토출부를 복수 병설한 헤드를 사용한 액체 토출 방법으로서,
    각 상기 액체 토출부의 상기 노즐로부터 토출되는 액체의 토출 방향을 상기 액체 토출부의 나열 방향으로 편향시킬 때에, 상기 헤드의 액체 토출면과, 액체 토출 대상물의 액체가 착탄하는 면과의 사이의 거리를 검지하여, 그 검지 결과를 기초로 하여, 하나의 상기 액실 내에서 직렬로 접속된 모든 상기 에너지 발생 수단에 전류를 직렬로 공급함과 함께, 적어도 하나의 상기 에너지 발생 수단과, 다른 적어도 하나의 상기 에너지 발생 수단 간의 전류의 출입을 제어함으로써, 적어도 하나의 상기 에너지 발생 수단과, 다른 적어도 하나의 상기 에너지 발생 수단에 공급되는 전류량에 차이를 마련하여, 그 차이의 크기에 따라 토출 편향량을 결정하는 것을 특징으로 하는 액체 토출 방법.
  9. 노즐과,
    토출해야 할 액체를 수용하는 액실과,
    상기 액실 내에 배치됨과 함께, 상기 액실 내의 액체를 상기 노즐로부터 토출시키기 위한 에너지를 발생시키는 것이며, 직렬로 접속된 복수의 에너지 발생 수단을 갖는 액체 토출부를 복수 병설한 헤드와,
    상기 헤드와, 각 상기 액체 토출부의 상기 노즐로부터 토출되는 액체를 착탄시키는 액체 토출 대상물을 상대 이동시키는 상대 이동 수단을 구비하는 액체 토출 장치로서,
    하나의 상기 액실 내에서 직렬로 접속된 모든 상기 에너지 발생 수단에 전류를 직렬로 공급함과 함께, 적어도 하나의 상기 에너지 발생 수단과, 다른 적어도 하나의 상기 에너지 발생 수단 간의 전류의 출입을 제어함으로써, 적어도 하나의 상기 에너지 발생 수단과, 다른 적어도 하나의 상기 에너지 발생 수단에 공급되는 전류량에 차이를 마련하여, 그 차이에 따라 상기 노즐로부터 토출되는 액체의 토출 방향을 상기 액체 토출부의 나열 방향으로의 복수의 방향으로 편향시킨 토출 방향 편향 수단과,
    상기 상대 이동 수단에 의해 상기 헤드에 대하여 액체 토출 대상물이 반입되는 측에 마련되며, 물질파를 액체 토출 대상물에 발사함과 함께, 수신된 반사파를 기초로 하여, 상기 액체 토출부의 액체 토출면과 액체 토출 대상물의 액체의 착탄면과의 사이의 거리를 검지함과 함께, 상기 상대 이동 수단에 의한 상기 헤드와 액체 토출 대상물과의 상대 이동에 동반하여, 순차적으로 상기 거리를 검지하는 거리 검지 수단과,
    상기 거리와, 상기 액체 토출부의 상기 노즐로부터 토출되는 액체의 착탄 목표 위치에 대응하는, 상기 액체 토출부의 상기 노즐로부터 토출되는 액체의 토출 편향량을 정한 데이터 테이블과,
    상기 거리 검지 수단에 의해 검지된 상기 거리와, 액체의 착탄 목표 위치로부터, 상기 데이터 테이블을 참조하여, 각 상기 액체 토출부에 대응하는 상기 토출 방향 편향 수단에 의한 액체의 토출 편향량을 결정하는 토출 편향량 결정 수단
    을 구비하는 것을 특징으로 하는 액체 토출 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 거리 검지 수단은 펄스광을 액체 토출 대상물에 발사함과 함께, 그 반사광을 수신하고, 수광된 반사광의 파장을 기초로 하여 상기 거리를 검지하는 것을 특징으로 하는 액체 토출 장치.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 거리 검지 수단은 초음파를 액체 토출 대상물에 발사하고, 그 반사파를 수신할 때까지의 시간을 계측하는 것에 의해 상기 거리를 검지하는 것을 특징으로 하는 액체 토출 장치.
  12. 제9항에 있어서,
    상기 거리 검지 수단은 상기 액체 토출부의 나열 방향에 있어서, 제1 거리 검지 수단과 제2 거리 검지 수단을 포함하는 복수의 거리 검지 수단을 포함하며,
    상기 액체 토출부의 나열 방향에 있어서 상기 제1 거리 검지 수단과 상기 제2 거리 검지 수단과의 사이에 상기 거리의 비검지 범위를 갖음과 함께, 그 비검지 범위에 대응하는 상기 액체 토출부가 존재하는 경우에 있어, 상기 제1 거리 검지 수단으로 검지된 상기 거리와, 상기 제2 거리 검지 수단으로 검지된 상기 거리가 상이할 때는, 상기 비검지 범위에 대응하는 상기 액체 토출부에 대한 상기 거리를, 상기 제1 거리 검지 수단으로 검지된 상기 거리와 상기 제2 거리 검지 수단으로 검지된 상기 거리와의 사이의 값으로 설정하는 거리 설정 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 액체 토출 장치.
  13. 제9항에 있어서,
    상기 거리 검지 수단은 상기 액체 토출부의 액체 토출면과 액체의 착탄 기준면과의 사이의 기준 거리를, 상기 액체 토출부의 나열 방향으로의 복수 부위에서 검지하고,
    상기 액체 토출부의 나열 방향으로의 복수 부위에서의 상기 거리 검지 수단에 의해 검지된 상기 기준 거리가 다를 때에, 복수 부위에서의 상기 거리 검지 수단에 의해 검지된 상기 기준 거리를 기초로 하여, 각 상기 액체 토출부에 대응하는 상기 토출 방향 편향 수단에 의한 액체의 토출 편향량을 결정할 때의 보정치를 산출하는 보정치 산출 수단과,
    상기 보정치 산출 수단에 의한 산출 결과를 기억하는 보정치 기억 수단을 구비하며,
    상기 토출 편향량 결정 수단은 상기 거리 검지 수단에 의해 검지된 상기 거리와, 액체의 착탄 목표 위치와, 상기 보정치 기억 수단에 기억된 보정치로부터, 상기 데이터 테이블을 참조하여, 각 상기 액체 토출부에 대응하는 상기 토출 방향 편향 수단에 의한 액체의 토출 편향량을 결정하는 것을 특징으로 하는 액체 토출 장치.
  14. 제9항에 있어서,
    상기 상대 이동 수단에 의해 상기 헤드에 대해 액체 토출 대상물이 반입되는 측에는, 액체 토출 대상물의 액체의 착탄면측에 접촉함으로써, 상기 헤드의 토출면과 액체 토출 대상물의 액체의 착탄면 사이의 거리를 일정하게 유지하는 유지 부재가 설치되어 있고,
    상기 거리 검지 수단은 상기 헤드와 액체 토출 대상물과의 상대 이동 방향에 있어서 상기 헤드와 상기 유지 부재와의 사이를, 발사한 물질파와 그 반사파가 통과하도록 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 액체 토출 장치.
  15. 노즐과,
    토출해야 할 액체를 수용하는 액실과,
    상기 액실 내에 배치됨과 함께, 상기 액실 내의 액체를 상기 노즐로부터 토출시키기 위한 에너지를 발생시키는 것이며, 직렬로 접속된 복수의 에너지 발생 수단을 갖는 액체 토출부를 복수 병설한 헤드와,
    상기 헤드와, 각 상기 액체 토출부의 상기 노즐로부터 토출되는 액체를 착탄시키는 액체 토출 대상물을 상대 이동시키는 상대 이동 수단을 구비하는 액체 토출 장치로서,
    하나의 상기 액실 내에서 직렬로 접속된 모든 상기 에너지 발생 수단에 전류를 직렬로 공급함과 함께, 적어도 하나의 상기 에너지 발생 수단과, 다른 적어도 하나의 상기 에너지 발생 수단 간의 전류의 출입을 제어함으로써, 적어도 하나의 상기 에너지 발생 수단과, 다른 적어도 하나의 상기 에너지 발생 수단에 공급되는 전류량에 차이를 마련하여, 그 차이에 따라 상기 노즐로부터 토출되는 액체의 토출 방향을 상기 액체 토출부의 나열 방향으로의 복수의 방향으로 편향시킨 토출 방향 편향 수단과,
    상기 상대 이동 수단에 의한 상기 헤드와 액체 토출 대상물과의 상대 이동에 대응시켜, 상기 액체 토출부의 액체 토출면과 액체 토출 대상물의 액체의 착탄면과의 사이의 거리 정보를 취득하는 거리 정보 취득 수단과,
    상기 액체 토출부의 액체 토출면과 액체 토출 대상물의 액체의 착탄면과의 사이의 거리와, 상기 액체 토출부의 상기 노즐로부터 토출되는 액체의 착탄 목표 위치에 대응하는, 상기 액체 토출부의 상기 노즐로부터 토출되는 액체의 토출 편향량을 정한 데이터 테이블과,
    상기 거리 정보 취득 수단으로 취득한 상기 거리 정보와, 액체의 착탄 목표 위치로부터, 상기 데이터 테이블을 참조하여 각 상기 액체 토출부에 대응하는 상기 토출 방향 편향 수단에 의한 액체의 토출 편향량을 결정하는 토출 편향량 결정 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 액체 토출 장치.
  16. 노즐과,
    토출해야 할 액체를 수용하는 액실과,
    상기 액실 내에 배치됨과 함께, 상기 액실 내의 액체를 상기 노즐로부터 토출시키기 위한 에너지를 발생시키는 것이며, 직렬로 접속된 복수의 에너지 발생 수단을 갖는 액체 토출부를 복수 병설한 헤드를 사용한 액체 토출 방법으로서,
    상기 액체 토출부의 액체 토출면과 액체 토출 대상물의 액체의 착탄면과의 사이의 거리와, 상기 액체 토출부의 상기 노즐로부터 토출되는 액체의 착탄 목표 위치에 대응하는, 상기 액체 토출부의 상기 노즐로부터 토출되는 액체의 토출 편향량을 미리 정해 두고,
    각 상기 액체 토출부의 상기 노즐로부터 토출되는 액체의 토출 방향을 상기 액체 토출부의 나열 방향으로 편향시킬 때에, 물질파를 액체 토출 대상물에 발사함과 함께, 수신된 반사파를 기초로 하여 상기 액체 토출부의 액체 토출면과 액체 토출 대상물의 액체의 착탄면과의 사이의 거리를 검지하고, 검지한 상기 거리와, 액체의 착탄 목표 위치와, 미리 정해 놓은 토출 편향량으로부터 각 상기 액체 토출부에 대응하는 액체의 토출 편향량을 결정하며,
    이 결정된 토출 편향량에 따라, 하나의 상기 액실 내에서 직렬로 접속된 모든 상기 에너지 발생 수단에 전류를 직렬로 공급함과 함께, 적어도 하나의 상기 에너지 발생 수단과, 다른 적어도 하나의 상기 에너지 발생 수단 간의 전류의 출입을 제어함으로써, 적어도 하나의 상기 에너지 발생 수단과, 다른 적어도 하나의 상기 에너지 발생 수단에 공급되는 전류량에 차이를 마련하여, 그 차이에 따라 상기 노즐로부터 토출되는 액체의 토출 방향을 제어하는 것을 특징으로 하는 액체 토출 방법.
  17. 노즐과,
    토출해야 할 액체를 수용하는 액실과,
    상기 액실 내에 배치됨과 함께, 상기 액실 내의 액체를 상기 노즐로부터 토출시키기 위한 에너지를 발생시키는 것이며, 직렬로 접속된 복수의 에너지 발생 수단을 갖는 액체 토출부를 복수 병설한 헤드를 사용한 액체 토출 방법으로서,
    상기 액체 토출부의 액체 토출면과 액체 토출 대상물의 액체의 착탄면과의 사이의 거리와, 상기 액체 토출부의 상기 노즐로부터 토출되는 액체의 착탄 목표 위치에 대응하는, 상기 액체 토출부의 상기 노즐로부터 토출되는 액체의 토출 편향량을 미리 정해 두고,
    상기 헤드와 액체 토출 대상물과의 상대 이동에 대응시켜 상기 액체 토출부의 액체 토출면과 액체 토출 대상물의 액체의 착탄면과의 사이의 거리 정보를 취득하고,
    취득한 상기 거리 정보와, 액체의 착탄 목표 위치와, 미리 정해 놓은 토출 편향량으로부터, 각 상기 액체 토출부에 대응하는 액체의 토출 편향량을 결정하고,
    이 결정된 토출 편향량에 따라, 하나의 상기 액실 내에서 직렬로 접속된 모든 상기 에너지 발생 수단에 전류를 직렬로 공급함과 함께, 적어도 하나의 상기 에너지 발생 수단과, 다른 적어도 하나의 상기 에너지 발생 수단 간의 전류의 출입을 제어함으로써, 적어도 하나의 상기 에너지 발생 수단과, 다른 적어도 하나의 상기 에너지 발생 수단에 공급되는 전류량에 차이를 마련하여, 그 차이에 따라 상기 노즐로부터 토출되는 액체의 토출 방향을 제어하는 것을 특징으로 하는 액체 토출 방법.
  18. 제1항에 있어서,
    상기 토출 편향량 결정 수단은 상기 거리 검지 수단에 의한 검지 결과를 기초로 하여, 상기 전류량의 차이의 최대치를 결정하는 것을 특징으로 하는 액체 토출 장치.
  19. 제1항에 있어서,
    상기 에너지 발생 수단은 발열 소자이며,
    상기 토출 방향 편향 수단은 하나의 상기 액실 내에서 직렬로 접속된 모든 상기 발열 소자에 전류를 직렬로 공급함과 함께, 적어도 하나의 상기 발열 소자와, 다른 적어도 하나의 상기 발열 소자 간의 전류의 출입을 제어함으로써, 적어도 하나의 상기 발열 소자와, 다른 적어도 하나의 상기 발열 소자에 공급되는 전류량에 차이를 마련하여, 그 차이에 따라 상기 노즐로부터 토출되는 액체의 토출 방향을 제어하고,
    상기 토출 편향량 결정 수단은 상기 거리 검지 수단에 의한 검지 결과를 기초로 하여, 복수의 상기 발열 소자에 공급되는 전류량의 차이의 최대치를 결정하는 것을 특징으로 하는 액체 토출 장치.
  20. 제1항에 있어서,
    상기 에너지 발생 수단은 발열 소자이며,
    상기 토출 방향 편향 수단은 적어도 하나의 상기 발열 소자와 다른 적어도 하나의 상기 발열 소자와의 사이에 접속되어 있는 커렌트 미러 회로(current mirror circuit)이며,
    상기 토출 편향량 결정 수단은 상기 거리 검지 수단에 의한 검지 결과를 기초로 하여, 상기 커렌트 미러 회로의 정전류원의 전류치를 결정하는 것을 특징으로 하는 액체 토출 장치.
  21. 제1항에 있어서,
    상기 헤드의 액체 토출면과 액체 토출 대상물의 액체가 착탄하는 면과의 사이의 거리와, 토출 편향량과의 관계를 정한 데이터 테이블을 구비하며,
    상기 토출 편향량 결정 수단은 상기 거리 검지 수단에 의한 검지 결과와, 상기 데이터 테이블을 기초로 하여, 상기 전류량의 차이의 최대치를 결정하는 것을 특징으로 하는 액체 토출 장치.
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