KR20040077494A - 액체토출장치 및 액체토출방법 - Google Patents

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Abstract

각 액체토출부마다 토출특성의 흐트러짐이 있어도, 각 액체토출부의 토출특성에 따라서 보정을 행하므로, 줄무늬의 경감 등을 도모한다.
노즐을 갖는 액체토출부(토출부 A, B 등)를 특정 방향으로 복수 병설한 헤드(11)를 갖춘 액체토출장치에 있어서, 각 액체토출부에 설치되고, 액체토출부의 노즐로부터 잉크액적을 토출하도록 제어하는 주제어수단, 각 액체토출부에 설치되고, 특정 방향에 있어서, 상기 주제어수단에 의한 액적의 토출방향과 다른 적어도 1개의 방향으로 액적을 토출하도록 제어하는 부제어수단, 각 액체토출부마다, 부제어수단을 실행하는가 아닌가를 개별로 설정하는 부제어실행결정수단을 갖춘다. 토출부 A 및 B는 부제어수단의 실행에 의해, 다른 액체토출부의 방향(좌측에서 4번째)과 다른 방향(토출부 A는 좌측에서 3번째의 방향, 토출부 B는 좌측에서 6번째의 방향)에 잉크액적을 토출한다.

Description

액체토출장치 및 액체토출방법{Liquid ejecting apparatus and liquid ejecting method}
본 발명은 노즐을 갖는 액체토출부를 특정 방향으로 복수 병설한 헤드를 갖춘 액체토출장치 및 노즐을 갖는 액체토출부를 특정 방향으로 복수 병설한 헤드를 이용한 액체토출방법에 관한다. 상세하게는, 각 액체토출부마다 개별로 액적의 토출방향을 설정하고, 각 액체토출부가 각각 적절한 방향으로 액적을 토출할 수 있도록 한 기술에 관계하는 것이다.
종래로부터 액체토출장치의 하나로서, 잉크젯 프린터가 알려져 있다. 더욱이, 잉크젯 프린터로서는, 기록매체의 횡폭방향으로 헤드를 이동시키면서 헤드로부터 토출한 액적을 기록매체에 착탄시키는 동시에, 기록매체를 반송방향으로 이동시키는 시리얼 방식 외에, 기록매체의 횡폭 전체에 건너는 라인헤드를 설치하고, 기록매체만을 그 횡폭방향으로 수직한 방향으로 이동시키는 동시에 그 라인헤드로부터 토출한 액적을 기록매체에 착탄시키는 라인방식이 알려져 있다(예를 들면 특개 2002-36522호 공보).
그러나, 전술의 종래의 기술에 있어서, 라인헤드를 형성한 경우에는, 토출부수가 그 만큼 시리얼방식의 헤드보다 많게 되므로, 잉크의 토출특성의 흐트러짐의 범위가 넓다는 문제가 있다.
이것에 대하여, 라인방식의 경우에는, 헤드는 이동하지 않으므로, 일단 기록한 영역을 다시 기록함으로써 중첩타를 행할 수 없다. 이 때문에, 라인방식의 경우에는, 토출부 고유의 흐트러짐이 토출부의 늘어선 방향에 남고, 줄무늬로서 눈에 띄게 되는 경우가 있다는 문제가 있다.
즉, 각 토출부 사이의 토출특성에 흐트러짐이 있는 경우에는, 그것을 보완할 수 없다.
따라서, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 각 액체토출부마다 토출특성의 흐트러짐이 있어도, 각 액체토출부의 토출특성에 따라서 보정을 행하므로, 줄무늬의 경감 등을 도모하고, 인화품위를 높이는 것이다.
본 발명은 이하의 해결수단에 의해 상술의 과제를 해결한다.
도 1은 본 발명에 의한 액체토출장치를 적용한 잉크젯 프린터의 헤드를 나타내는 분해사시도이다.
도 2는 라인헤드의 실시형태를 나타내는 평면도이다.
도 3은 헤드의 발열저항체의 배치를 보다 상세히 나타내는 평면도 및 측면의 단면도이다.
도 4는 분할한 발열저항체를 갖는 경우에, 각각의 발열저항체에 의한 잉크의 기포발생시간차와, 잉크액적의 노출각도의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 5는 잉크액적의 토출방향의 편향을 설명하는 도면이다.
도 6은 주제어수단, 부제어수단 및 부제어실행결정수단에 의해, 잉크액적의 착탄위치를 보정한 예를 나타내는 도면이다.
도 7은 토출방향 가변수단 및 토출각도 설정수단에 의해, 잉크액적의 착탄위치를 보정한 예를 나타내는 도면이다.
도 8은 토출각도 설정수단의 다른 예를 나타내는 도면이다.
도 9는 토출방향 가변수단, 토출각도 설정수단 및 기준방향 설정수단에 의해 잉크액적의 착탄위치를 보정한 예를 나타내는 도면이다.
도 10은 1화소에 인접하는 액체토출부에서 각각 잉크액적을 착탄시킨 예이며, 우수개의 토출방향에 설정한 예를 나타내는 도면이다.
도 11은 잉크액적의 좌우대칭방향으로의 편향토출과, 직하로의 토출방향의 쌍방에 의해, 기수개의 토출방향에 설정한 예를 나타내는 도면이다.
도 12는 2방향토출(토출방향수가 우수)의 경우에 있어서, 토출실행신호에 의거하고, 액체토출부에 의해 인화지상에 각 화소를 형성하는 과정을 나타내는 도면이다.
도 13은 3방향토출(토출방향수가 기수)의 경우에 있어서, 토출실행신호에 의거하여, 액체토출부에 의해 인화지상에 각 화소를 형성하는 과정을 나타내는 도면이다.
도 14는 1개의 화소영역에 대하여, M개의 다른 착탄목표위치중 어느 위치에 잉크액적을 착탄시킨 상태를 나타내는 평면도이다.
도 15는 화소수증가수단을 이용한 잉크액적의 토출방향을 나타내는 도면이다.
도 16은 토출방향 가변수단 및 기준방향 설정수단을 구비하는 동시에, 제 2토출제어수단을 갖춘 예를 나타내는 도면이다.
도 17은 토출방향 가변수단, 토출각도 설정수단 및 기준방향 설정수단을 갖춘 동시에, 제 2토출제어수단을 갖춘 예를 나타내는 도면이다.
도 18은 토출방향 가변수단 및 기준방향 설정수단을 갖춘 동시에, 제 1토출제어수단을 갖춘 예를 나타내는 도면이다.
도 19는 토출방향 가변수단 및 기준방향 설정수단을 갖춘 동시에, 제 1토출제어수단 및 제 2토출제어수단을 갖춘 예를 나타내는 도면이다.
도 20은 토출방향 가변수단 및 기준방향 설정수단을 갖춘 동시에, 해상도 증가수단을 갖춘 예를 나타내는 도면이다.
도 21은 본 실시형태의 토출제어회로를 나타내는 도면이다.
도 22는 극성변환스위치 및 제 2토출제어스위치의 ON/OFF상태와, 도트의 노즐의 늘어선 방향에 있어서의 착탄위치의 변화를 표로서 나타내는 도면이다.
본 발명의 1개인 제 1발명은 노즐을 갖는 액체토출부를 특정 방향으로 복수 병설한 헤드를 갖춘 액체토출장치이며, 각 상기 액체토출부에 설치되고, 상기 액체토출부의 상기 노즐로부터 액적을 토출하도록 제어하는 주제어수단과, 각 상기 액체토출부에 설치되고, 상기 특정 방향에 있어서, 상기 주제어수단에 의한 액적의 토출방향과 다른 적어도 1개의 방향으로 액적을 토출하도록 제어하는 부제어수단과, 각 상기 액체토출부마다, 상기 부제어수단을 실행하는가 아닌가를 개별로 설정하는 부제어실행결정수단을 갖춘 것을 특징으로 한다.
제 1발명에 있어서는, 각 액체토출부마다, 부제어실행결정수단에 의해, 부제어수단을 실행하는가 아닌가가 결정된다. 여기서, 주제어수단에 의해 잉크액적이 토출된 때에, 토출방향이 다른 액체토출부와 다른 경우에는, 부제어수단이 실행된다.
또, 제 2발명은 노즐을 갖는 액체토출부를 특정 방향으로 복수 병설한 헤드를 갖춘 액체토출장치이며, 각 상기 액체토출부 마다, 상기 노즐로부터 토출하는 액적의 토출방향을 상기 특정 방향에 있어서, 적어도 다른 2개의 방향으로 가변하도록 한 토출방향 가변수단과, 각 상기 액체노출부마다, 상기 토출방향 가변수단에 의한 액적의 복수의 토출방향중, 기준이 되는 1개의 주방향을 개별로 설정하는 기준방향 설정수단을 갖춘 것을 특징으로 한다.
제 2발명에 있어서는, 각 액체토출부에는, 토출방향 가변수단이 설치되어 있고, 특정 방향에 있어서 적어도 다른 2개의 방향에 잉크액적을 토출할 수 있다.
그리고, 각 액체토출부마다 기준방향 설정수단에 의해, 기준이 되는 어느 1개의 주방향이 개별로 설정된다.
더욱이 또, 제 3발명은 노즐을 갖는 액체토출부를 특정 방향으로 복수 병설한 헤드를 갖춘 액체토출장치이며, 각 상기 액체토출부마다, 상기 노즐로부터 토출하는 액적의 토출방향을 상기 특정 방향에 있어서, 적어도 다른 2개의 방향으로 가변하도록 한 토출방향 가변수단과, 각 상기 액체노출부마다, 상기 토출방향 가변수단에 의한 액적의 토출각도를 개별로 설정하는 토출각도 설정수단을 갖춘 것을 특징으로 한다.
제 3발명에 있어서는, 각 액체토출부에는, 토출방향 가변수단이 설치되어 있고, 특정 방향에 있어서 적어도 다른 2개의 방향에 잉크액적을 토출할 수 있다.
그리고, 각 액체토출부마다 토출각도 설정수단에 의해, 액적의 토출각도가 개별로 설정된다.
이하, 도면 등을 참조하여, 본 발명의 일 실시형태에 대하여 설명한다. 또한, 본 명세서에 있어서, 「액적(液滴)」이란 후술하는 액체토출부의 노즐(18)로부터 토출되는 미소량(예를 들면 수 피코리터)의 잉크(액적)을 말한다. 또, 「도트」란 1개의 잉크액적이 인화지 등의 기록매체에 착탄하여 형성된 것을 말한다. 더욱이 또, 「화소」란 화상의 최소단위이고, 「화소영역」이란, 화소를 형성하기 위한 영역이 되는 것을 말한다.
그리고, 1개의 화소영역에 소정수(0개, 1개 또는 복수개)의 액적이 착탄하고, 도트없음의 화소(1계조), 1개의 도트로 이루는 화소(2계조), 또는 복수의 도트로 이루는 화소(3계조이상)가 형성된다. 즉, 1개의 화소영역에는, 0개, 1개 또는 1복수개의 도트가 대응하고 있다. 그리고, 이들의 화소가 기록매체상에 다수 배열되므로, 화상을 형성한다.
또한, 화소에 대응하는 도트는 그 화소영역내에 완전히 들어가는 것은 아니고, 화소영역으로부터 비어져 나오는 경우도 있다.
(헤드의 구조)
도 1은 본 발명에 의한 액체토출장치를 적용한 잉크젯 프린터(이하, 간단히 「프린터」라고 한다.)의 헤드(11)를 나타내는 분해사시도이다.
도 1의 헤드(11)는 액체토출부를 특정 방향으로 복수 병설한 것이다. 더욱이, 각 액체토출부는 토출해야할 액체를 수용하는 잉크액실(12), 이 잉크액실(12)내에 배치되고, 에너지의 공급에 의해 잉크액실(12) 내의 액체에 기포를 발생시키는 발열저항체(13)(본 발명에 있어서의 기포발생수단 또는 발열소자에 상당하는 것), 이 발열저항체(13)에 의한 기포의 생성에 따라서 잉크액실(12)내의 액체를 토출시키는 노즐(18)을 형성한 노즐시트(17)(본 발명에 있어서의 노즐형성부재에 상당하는 것)을 갖춘 것이고, 구체적으로는 이하와 같이 하여 구성되어 있다.
도 1에 있어서, 노즐시트(17)는 배리어층(16)위에 첩합되지만, 이 노즐시트(17)를 분해하여 도시하고 있다.
헤드(11)에 있어서, 기판부재(14)는 실리콘 등으로 이루는 반도체기판(15)과 이 반도체기판(15)의 한편의 면에 석출형성된 발열저항체(13)를 갖춘 것이다. 발열저항체(13)는 반도체기판(15)위에 형성된 도체부(도시 생략)를 통하여 외부회로와 전기적으로 접속되어 있다.
또, 배리어층(16)은 예를 들면 감광성 환화 고무레지스트나 노광경화형의 드라이 필름 레지스트로 이루어지고, 반도체기판(15)의 발열저항체(13)가 형성된 면의 전체에 적층된 후, 포토리소프로세스에 의해 불필요한 부분이 제거됨으로써 형성되어 있다.
더욱이 또, 노즐시트(17)는 복수의 노즐(18)이 형성된 것이고, 예를 들면 니켈에 의한 전주(電鑄)기술에 의해 형성되고, 노즐(18)의 위치가 발열저항체(13)의 위치와 맞도록 즉 노즐(18)이 발열저항체(13)에 대향하도록 배리어층(16)위에 첩합되어 있다.
잉크액실(12)은 발열저항체(13)를 둘러싸도록, 기판부재(14)와 배리어층(16)과 노즐시트(17)로 구성된 것이다. 즉, 기판부재(14)는 도면 중, 잉크액실(12)의 저벽을 구성하고, 배리어층(16)은 잉크액실(12)의 측벽을 구성하고, 노즐시트(17)는 잉크액실(12)의 천벽을 구성한다. 이것에 의해, 잉크액실(12)은 도 1중, 우측전방면에 개구영역을 가지고, 이 개구영역과 잉크유로(도시생략)가 연통된다.
상기 1개의 헤드(11)에는 통상 수십∼수백개 단위의 잉크실(12)과, 각 잉크실(12)내에 각각 배치된 발열저항체(13)를 갖추고, 프린터의 제어부에서의 지령에 의해 이들 발열저항체(13)의 각각을 선택하여 발열저항체(13)에 대응하는 잉크액실(12)내의 잉크를 잉크액실(12)에 대향하는 노즐(18)로부터 토출시킬수 있다.
즉, 헤드(11)와 결합된 잉크탱크(도시생략)로부터, 잉크액실(12)에 잉크가 채워진다. 그리고, 발열저항체(13)에 단시간, 예를 들면 1∼3μsec간 펄스전류를 흐르게 함으로써, 발열저항체(13)가 급속히 가열되고, 그 결과, 발열저항체(13)와 접하는 부분에 기상의 잉크 기포가 발생하고, 그 잉크기포의 팽창에 의해 어느 체적의 잉크가 밀어내진다(잉크가 비등한다). 이것에 의해, 노즐(18)에 접하는 부분의 상기 눌러진 잉크와 동등의 체적의 잉크가 잉크액적으로서 노즐(18)로부터 토출되고, 인화지상에 착탄되고, 도트(화소)가 형성된다.
더욱이 본 실시형태에서는, 복수의 헤드(11)를 특정 방향(노즐(18)의 늘어선 방향, 또는 기록매체의 폭방향)에 나열하여 라인헤드를 형성하고 있다. 도 2는 라인헤드(10)의 실시형태를 나타내는 평면도이다. 도 2에서는, 4개의 헤드(11)(「N-1」, 「N」, 「N+1」 및 「N+2」)를 도시하고 있다. 라인헤드(10)를 형성하는 경우에는, 도 1중, 헤드(11)로부터 노즐시트(17)를 제거하는 부분(헤드칩)을 복수 병설한다.
그리고, 이들 헤드칩의 상부에, 전체의 헤드칩의 각 액체토출부에 대응하는 위치에 노즐(18)이 형성된 1매의 노즐시트(17)를 첩합시킴으로써, 라인헤드(10)를 형성한다.
또, 이웃이 되는 헤드(11)는 상기 특정 방향으로 연재하는 1개의 잉크유로로부터 떨어져서 일방측과 타방측에 배치되는 동시에, 일방측의 헤드(11)와 타방측의 헤드(11)가 대향하도록 즉, 노즐(18)이 서로 향하도록 배열(소위 천오배열)된다. 즉, 도 2중 「N-1」 및 「N+1」번째의 헤드(11)의 노즐(18)측 외연을 결합하는 라인과, 「N」 및 「N+2」번째의 헤드(11)의 노즐(18)측 외연을 결합하는 라인에서 끼워지는 부분이 이 라인헤드(10)의 잉크 유로가 된다.
더욱이, 인접하는 헤드(11)의 각 단부에 있는 노즐(18)간의 피치, 즉 도 2중A부 상세도에 있어서, N번째의 헤드(11)의 우단부에 있는 노즐(18)과, N+1번째의 헤드(11)의 좌단부에 있는 노즐(18) 사이의 간격은 헤드(11)의 노즐(18)간의 간격에 동등하게 되도록 각 헤드(11)가 배치된다.
(토출방향 가변수단, 또는 주제어수단 및 부제어수단)
또, 헤드(11), 토출방향 가변수단, 또는 주제어수단 및 부제어수단을 구비한다.
토출방향 가변수단은 본 실시형태에서는 노즐(18)에서 토출되는 잉크액적의 토출방향을 특정 방향(노즐(18)의 늘어선 방향)에 있어서 적어도 다른 2개의 방향으로 가변하도록 한 것이다.
보다 구체적으로는, 토출방향 가변수단은 각 액체토출부에 설치되고, 액체토출부의 노즐(18)로부터 액적을 토출하도록 제어하는 주제어수단, 각 액체토출부에 설치되고, 특정 방향에 있어서 주제어수단에 의한 액적의 노출방향과 다른 적어도 1개의 방향에 액적을 토출하도록 제어하는 부제어수단을 갖추고 있다. 그리고, 이 토출방향 가변수단(주제어수단 및 부제어수단)은 본 실시형태에서는 이하와 같이 구성되어 있다.
도 3은 헤드(11)의 발열저항체(13)의 배치를 보다 상세히 나타내는 평면도 및 측면의 단면도이다. 도 3의 평면도에서는, 노즐(18)의 위치를 1점쇄선으로 아울러 나타내고 있다.
도 3에 나타내는 것같이, 본 실시형태의 헤드(11)에서는 1개의 잉크액실(12)내에, 2개로 분할된 발열저항체(13)가 병설되어 있다. 더욱이, 분할된 2개의 발열저항체(13)의 늘어선 방향은 특정 방향(노즐(18)의 늘어선 방향이고, 도 3중 좌우방향)이다.
이와 같이, 1개의 발열저항체(13)를 종할로 한 2분할형의 것에서는, 길이가 동일하고 폭이 반분이 되므로, 발열저항체(13)의 저항치는 2배의 값으로 된다. 이 2개로 분할된 발열저항체(13)를 직렬로 접속하면, 2배의 저항치를 갖는 발열저항체(13)가 직렬로 접속되게 되고, 저항치는 4배가 된다.
여기서, 잉크액실(12)내의 잉크를 비등시키기 위해서는, 발열저항체(13)에 일정의 전력을 가하여 발열저항체(13)를 가열할 필요가 있다. 이 비등시의 에너지에 의해, 잉크를 토출시키기 위함이다. 그리고, 저항치가 작으면, 흐르는 전류를 크게 할 필요가 있지만, 발열저항체(13)의 저항치를 높게 함으로써, 적은 전류로 비등시킬수 있게 된다.
이것에 의해, 전류를 흐르기 위한 트랜지스터 등의 큰 것도 작게 할 수 있고, 공간절약화를 도모할 수 있다. 또한, 발열저항체(13)의 두께를 얇게 형성하면 저항치를 높게 할 수 있지만, 발열저항체(13)로서 선정되는 재료나 강도(내구성)의 관점으로부터 발열저항체(13)의 두께를 얇게 하기에는 일정의 한계가 있다. 이때문에, 두께를 얇게 하지 않고, 분할하므로, 발열저항체(13)의 저항치를 높게 하고 있다.
또, 1개의 잉크액실(12)내에 2개로 분할된 발열저항체(13)를 갖춘 경우에는, 각각의 발열저항체(13)가 잉크를 비등시키는 온도에 도달하기 까지의 시간(기포발생시간)을 동시로 하면, 2개의 발열저항체(13)위에서 동시에 잉크가 비등하고, 잉크액적은 노즐(18)의 중심축 방향에 토출된다.
이것에 대하여, 2개의 분할한 발열저항체(13)의 기포발생시간에 시간차가 생기면, 2개의 발열저항체(13)위에 동시에 잉크가 비등하지 않는다. 이것에 의해, 잉크액적의 토출방향은 노즐(18)의 중심축방향으로부터 어긋나고, 편향하여 토출된다. 이것에 의해, 편향하지 않고 잉크액적이 토출된 때의 착탄위치에서 어긋난 위치에 잉크액적이 착탄되는 것으로 된다.
도 4a, b는 본 실시형태와 같은 분할한 발열저항체(13)를 갖는 경우에, 각각의 발열저항체(13)에 의한 잉크의 기포발생시간차와, 잉크액적의 토출각도와의 관계를 나타내는 그래프이다. 이 그래프의 값은, 컴퓨터에 의한 시뮬레이션 결과이다. 이 그래프에 있어서, X방향(그래프 종축 θx로 나타내는 방향. 주의 : 그래프의 횡축의 의미는 아니다.)은, 노즐(18)의 늘어선 방향(발열저항체(13)의 병설방향)이고, Y방향(그래프 종축 θy로 나타내는 방향. 주의 : 그래프의 종축의 의미는 아니다.)은, X방향에 수직한 방향(인화지의 반송방향)이다. 또, X방향 및 Y방향 함께, 편향이 없는 때의 각도를 0°로 하고, 이 0°에서의 엇갈림양을 나타내고 있다.
더욱이 또, 도 4c는 2분할한 발열저항체(13)의 잉크의 기포발생시간차로서, 2분할한 발열저항체(13)간의 전류량의 차의 2분의 1을 편향전류로서 횡축에, 잉크액적의 토출각도(X방향)로서, 잉크액적의 착탄위치에서의 편향량(노즐(18)∼착탄위치간 거리를 약 2mm로서 실측)을 종축으로 한 경우의 실측치데이터이다. 도 4c에서는, 발열저항체(13)의 주전류를 80mA로서, 편방의 발열저항체(13)에 상기 편향전류를 중첩하고, 잉크액적의 편향토출을 행하였다.
노즐(18)의 늘어선 방향으로 2분할한 발열저항체(13)의 기포발생에 시간차를 갖는 경우에는, 잉크액적의 노출각도가 수직은 아니게 되고, 노즐(18)의 늘어선 방향에 있어서의 잉크액적의 토출각도 θx는 기포발생시간차와 함께 크게 된다.
그래서, 본 실시형태에서는, 이 특성을 이용하고, 2분할한 발열저항체(13)를 설치하고, 각 발열저항체(13)에 흐르는 전류량을 변화시키므로, 2개의 발열저항체(13) 위에 기포발생시간에 시간차가 생기도록 제어하고, 잉크액적의 토출방향을 복수의 방향에 가변으로 하고 있다.
더욱이, 예를 들면 2분할한 발열저항체(13)의 저항치가 제조오차등에 의해 동일 값으로 되어 있지 않은 경우에는, 2개의 발열저항체(13)에 기포발생시간차가 생기므로, 잉크액적의 토출각도가 수직은 아니게 되고, 잉크액적의 착탄위치가 본래의 위치로부터 엇갈린다. 그러나, 2분할한 발열저항체(13)에 흐르는 전류량을 변화시킴으로써, 각 발열저항체(13)상의 기포발생시간을 제어하고, 2개의 발열저항체(13)의 기포발생시간을 동시로 하면, 잉크액적의 토출각도를 수직으로 하는 것도 가능하게 된다.
다음에, 잉크액적의 토출각도를 어느 정도 편향시키는가에 대해서 설명한다. 도 5는 잉크액적의 토출방향의 편향을 설명하는 도면이다. 도 5에 있어서, 잉크액적(i)의 토출면에 대하여 수직으로 잉크액적(i)이 토출되면, 도 5중, 점선으로 나타내는 화살표와 같이 편향하지 않고 잉크액적(i)이 토출된다. 이것에 대하여, 잉크액적(i)의 노출방향이 편향하고, 토출각도가 수직위치로부터 θ만큼엇갈리면(도 5중, Z1 또는 Z2방향), 잉크액적(i)의 착탄위치는
△L=H x tan θ
만큼 엇갈리게 된다.
이와 같이, 잉크액적(i)의 토출방향이 수직방향으로부터 θ만큼 엇갈린 때에는, 잉크액적의 착탄위치가 △L만큼 엇갈리게 된다.
여기서, 노즐(18)의 선단과 인화지(P)의 사이의 거리(H)는 통상의 잉크젯 프린터의 경우, 1∼2mm정도이다. 따라서, 거리(H)를 H=약 2mm에, 일정하게 유지한다고 가정한다.
또한, 거리(H)를 대략 일정하게 유지할 필요가 있는 것은 거리(H)가 변동하게 되면, 잉크액적(i)의 착탄위치가 변동하게 되기 때문이다. 즉, 노즐(18)로부터 인화지(P)의 면에 수직으로 잉크액적(i)이 토출된 때는, 거리(H)가 다소 변동하여도, 잉크액적(i)의 착탄위치는 변화하지 않는다. 이것에 대하여, 상술과 같이 잉크액적(i)을 편향토출시킨 경우에는, 잉크액적(i)의 착탄위치는 거리(H)의 변동에 따라서 다른 위치로 되기 때문이다.
또, 헤드(11)의 해상도를 600DPI로 한 때에, 인접하는 노즐(18)의 간격은
25.40 x 1000/600 ≒ 42.3(㎛)
가 된다.
(부제어실행 결정수단)
본 실시형태에서는 제 1형태의 헤드(11)로서, 상술의 주제어수단 및 부제어수단을 갖춘 동시에, 부제어실행결정수단을 구비한다.
부제어실행결정수단은 각 액체노출부마다, 부제어수단을 실행하는가 아닌가를 개별로 설정하는 것이다.
도 6은 상술의 주제어수단, 부제어수단 및 부제어실행결정수단에 의해, 잉크액적의 착탄위치를 보정한 예를 나타내는 도면이다. 도면중, 상측은 헤드(11)의 각 액체토출부를 나타내는 정면도이고, 화살표는 각 액체토출부에서 잉크액적을 토출하는 때의 주제어수단 및 부제어수단에 의한 전체의 토출방향을 나타내고 있다. 더욱이, 화살표중, 굵은 선은 선택된 토출방향을 나타내고 있다. 또, 도면 중 하측은 각 액체토출부에서 토출된 잉크액적이 착탄한 상태를 나타내는 평면도이다(이하에 나타내는 도면도 동일하게 표시하고 있다).
도 6의 예에서는, 주제어수단만을 이용한 때는 각 액체토출부에서 간단히 잉크액적이 토출되지만, 부제어수단을 이용하므로, 주제어수단에 의한 토출방향과 다른 방향, 구체적으로는 도면 중, 좌우양측에 각각 3개의 다른 방향에 잉크액적을 토출가능하게 형성되어 있다. 즉, 주제어수단에 의한 토출방향이 1개, 부제어수단에 의한 토출방향이 6개이고, 각 액체토출부는 합계 7개의 토출방향을 갖고 있다.
그리고, 각 액체토출부에서 잉크액적을 직하에(인화지(P)에 대하여 대략 수직한 방향으로) 토출하고자 하는 때는 부제어수단을 이용하지 않고 주제어수단만을 이용하도록 하는 것이 원칙이다.
그러나, 전체의 액체토출부에서 주제어수단만을 이용하여 잉크액적을 토출한 때에, 다른 액체토출부에 대하여 착탄위치 엇갈림이 있는 액체토출부가 있는 경우에는, 그 액체토출부에 대해서는 주제어수단과 함께 부제어수단을 이용하여 착탄위치를 조정하도록 제어한다.
이와 같은 경우는, 예를 들면 전체의 액체토출부에서 주제어수단만을 이용하여 잉크액적을 토출시키는 테스트 패턴을 인화하고, 그 인화결과를 이미지 스캐너 등의 화상판독장치로 판독한다. 그리고, 그 판독결과로부터, 다른 액체토출부에 대하여 착탄위치가 소정치 이상 엇갈려 있는 액체토출부의 유무를 검출한다. 소정치 이상의 착탄위치 엇갈림이 있는 액체토출부를 검출한 경우, 그 엇갈림이 어느 정도인가를 더 검출하고, 그 검출결과에 따라서, 부제어수단을 이용하여 잉크액적의 토출방향을 변화하도록 제어한다.
도 6에서는, 액체토출부중 토출부A 및 B가 다른 액체토출부의 착탄위치에 대하여 위치 엇갈림을 갖는 예를 들고 있다. 이 경우, 토출부A 및 B 이외의 액체토출부는 주제어수단만이 이용되고, 7개의 토출방향중, 중앙의 토출방향이 선택된다. 이것에 대하여, 토출부A 및 B는 주제어수단과 함께 부제어수단이 이용되고, 잉크액적이 토출된다. 예를 들면, 토출부A에 대해서는 도면 중, 좌측에서 3번째의 토출방향에 잉크액적이 토출된 예를 나타내고 있다. 또, 토출부B에 대해서는 도면 중, 좌측에서 6번째의 토출방향에 잉크액적이 토출된 예를 나타내고 있다.
이와 같이 토출방향이 거의 설계치 대로 되어 있는 액체토출부에 대해서는 주제어수단만을 이용하여 잉크액적을 토출한다. 이것에 대하여, 토출방향이 다른 액체토출부에 대해서 다른 액체토출부에 대해서는 부제어수단에 의해 잉크액적의 토출방향을 변화함으로써, 토출방향이 거의 설계치 대로 되어 있는 액체토출부의 토출방향으로 할 수 있는 한 평행한 방향으로 되도록 조정한다.
이것에 의해, 도 6에 나타내는 것같이, 특정 방향에 있어서, 각 액체토출부에서 토출된 잉크액적의 착탄위치간격을 대략 일정하게 할 수 있다.
(기준방향 설정수단)
또, 본 실시형태에서는, 제 2형태의 헤드(11)로서, 상술의 토출방향 가변수단을 구비하는 동시에, 기준방향 설정수단을 구비한다.
기준방향 설정수단은 각 액체토출부마다 토출방향 가변수단에 의한 액적의 복수의 토출방향중, 기준이 되는 1개의 주방향을 개별로 설정하는 것이다.
이 경우도 상기와 동일하게, 도 6에 나타내는 것같이, 토출방향 가변수단에 의해, 각 액체토출부로부터 7개의 다른 방향으로 잉크액적을 토출가능하게 형성한다.
그리고, 기준방향 설정수단은 최초로, 7개의 토출방향중 중앙에 위치하는 토출방향을 주방향으로 설정한다.
다음에, 상기와 동일하게 테스트 패턴을 인화하고, 소정치 이상의 착탄위치 엇갈림이 있는 액체토출부의 유무를 검출하고, 그와 같은 액체토출부를 검출한 경우에는, 그 검출결과에 따라서, 주방향을 다른 액체토출부에 대하여 변화하도록 한다.
예를 들면, 도 6에 있어서 토출부A 및 B가 소정치 이상의 착탄위치 엇갈림을 갖는 것으로 한다. 이 때, 토출부A는 도면 중, 좌에서 세어서 3번째의 토출방향을 주방향으로 설정하면, 착탄위치 엇갈림을 조정할 수 있다. 또, 토출부B는 도면 중 좌에서 세어서 6번째의 토출방향을 주방향으로 설정하면, 착탄위치 엇갈림을 조정할 수 있다.
또한, 도 6에서는, 인화지(P)에 대하여 수직방향으로 가장 가까운 방향이 주방향으로 설정된다. 그러나, 반드시 이와 같은 설정에 한정되지 않는다.
예를 들면, 도 6에 있어서 토출부A 및 B가 소정치 이상의 착탄위치 엇갈림을 갖는 것으로 한다. 이 때, 토출부A는 도면 중, 좌에서 세어서 3번째의 토출방향을 주방향으로 설정하면, 착탄위치엇갈림을 조정할 수 있다. 또, 토출부B는 도면 중 좌에서 세어서 6번째의 토출방향을 주방향으로 설정하면, 착탄위치엇갈림을 조정할 수 있다.
또한, 도 6에서는, 인화지(P)에 대하여 수직방향으로 가장 가까운 방향이 주방향으로 설정된다. 그러나, 반드시 이와 같은 설정에 한정되지 않는다.
예를 들면, 액체토출부가 많지만, 토출부(A)와 같이, 도면 중 우방향으로 토출방향이 엇갈려 있는 때에는 토출부(A)의 7개 방향중 중앙의 방향을 주방향으로 설정한다. 그리고, 다른 액체토출부, 예를 들면 토출부(A)의 좌측에 있는 액체토출부에 대해서는 좌에서 세어서 4번째의 토출방향을 주방향으로 설정한다. 또, 토출부(B)에 대해서는, 좌에서 세어서 7번째(일번 우측)의 토출방향을 주방향으로 설정한다.
이와 같이 설정하면, 각 액체토출부의 주방향은 인화지(P)에 대해서 수직한 방향에 가장 가까운 방향으로 설정되지 않지만, 어느 문제는 없다.
(토출각도 설정수단)
더욱이, 또, 본 실시형태에서는 제 3형태의 헤드(11)로서, 상술의 토출방향 가변수단을 갖추는 동시에, 토출각도 설정수단을 구비한다.
토출각도 설정수단은 각 액체토출부마다, 토출방향 가변수단에 의한 잉크액적의 토출각도를 개별로 설정하는 것이다.
도 7은 토출방향 가변수단 및 토출각도 설정수단에 의해, 잉크액적의 착탄위치를 보정한 예를 나타내는 도면이다.
각 액체토출부는 각각 상기의 예와 동일하게 7개의 토출방향에 잉크액적을 토출가능하게 형성되어 있는 것으로 한다. 그리고, 이 7개의 토출방향중, 중앙위치에 있는 토출방향(좌측에서 세어서 4번째의 토출방향)에 잉크액적을 토출하고 있는 것으로 한다.
이 경우에, 도 7에 나타내는 것같이, 토출부 A 및 B 이외의 액체토출부에서는, 인화지(P)에 대하여 대략 수직한 방향으로 잉크액적이 토출되는 것으로 한다. 또, 토출부A는 우방향으로 (토출각도 α만큼) 잉크액적의 토출방향이 엇갈려 있고, 토출부B는 좌방향으로 (토출각도 β만큼) 잉크액적의 토출방향이 엇갈려 있는 것으로 한다.
이와 같은 경우에는, 토출부A의 토출각도 설정수단은 잉크액적의 토출각도를 전체적으로 좌방향으로 각도 α만큼 시프트 시키도록 제어한다. 또, 토출부B의 토출각도 설정수단은 잉크액적의 토출각도를 전체적으로 우방향으로 각도β만큼 시프트시키도록 제어한다. 이와 같이 하면, 잉크액적의 착탄위치 엇갈림을 두드러지지 않게 할 수 있다.
또, 도 8은 토출각도 설정수단의 다른 예를 나타내는 도면이다. 도 8중, 상도에 나타내는 것같이, 각 액체토출부는 복수의 토출방향에 액적을 토출할 수 있는 동시에, 전체의 액체토출부는 중앙의 토출방향을 선택한 때는 인화지(P)면에 대하여 대략 수직한 방향으로 잉크액적을 토출할 수 있는 것으로 한다.
또, 각 액체토출부에 있어서, 복수의 토출방향중, 도면 중, 일번 좌방향의 토출방향과, 일번 우방향의 토출방향이 이루는 각도(설계치)는, 각도(γ)로 설정되어 있는 것으로 한다. 이 때, 토출부(A)는 상기 각도가 각도(α)(>γ)이고, 또, 토출부(B)는 상기 각도가 각도(β)(<γ)로 되어 있는 것으로 한다.
이와 같이, 최대 토출각도가 다른 경우에는, 토출부(A)에 대해서는, 최대토출각도가 작게 되도록 설정하고, 각도(α)에서 각도(γ)가 되도록 설정한다. 또, 토출부(B)에 대해서는, 최대토출각도가 크게 되도록 설정하고, 각도(β)에서 각도(γ)가 되도록 설정한다.
이것에 의해, 도 8중 하도에 나타내는 것같이, 토출부(A 및 B)를 포함하는 전체의 액체토출부에 대해서, 최대토출각도를 각도(γ)로 설정할 수 있다.
이상과 같이 하여 최대토출각도를 조정하므로, 토출각도를 변경하지 않는 때에는 보정할 수 없는 범위까지 보정을 하는 것이 가능하게 된다.
더욱이 또, 본 실시형태에서는, 제 4형태의 헤드(11)로서, 상술의 토출방향 가변수단을 갖추는 동시에, 상기 토출각도 설정수단 및 기준방향 설정수단을 갖춘다.
즉, 각 액체토출부마다, 토출각도 설정수단에 의해 잉크액적의 토출각도를개별로 설정하는 동시에, 기준방향 설정수단에 의해 잉크액적의 복수의 토출방향중 기준이 되는 1개의 주방향을 개별로 설정한다.
도 9는 토출방향 가변수단, 토출각도 설정수단 및 기준방향 설정수단에 의해, 잉크액적의 착탄위치를 보정한 예를 나타내는 도면이다.
도 9에 있어서, 각 액체토출부는 토출방향 가변수단에 의해, 7개의 토출방향에 잉크액적을 토출가능하게 형성되어 있다. 또, 7개의 토출방향중, 일번 좌측의 토출방향과, 일번 우측의 토출방향이 이루는 각도(최대편향각도)는 설계치에서는 각도(γ)에 설정되어 있는 것으로 한다.
이 경우에, 도 9의 예에서는, 토출부(A 및 B)이외의 액체토출부는 착탄위치 엇갈림이 없는 것으로 하면, 토출부(A 및 B)이외의 액체토출부의 토출각도 설정수단은 상기 최대편향각도를 각도(γ)에 유지하는 동시에, 기준방향 설정수단은 7개의 토출방향중, 중앙에 위치하는 토출방향(좌측에서 세어서 4번째의 토출방향)을 주방향으로 설정한다.
이것에 대하여, 토출부(A)의 토출각도 설정수단은 상기의 최대 편향각도를 각도(γ)에서 각도(α)(이 예에서는, α< γ)에 설정하는 동시에, 기준방향 설정수단은 좌측에서 세어서 3번째의 토출방향을 주방향으로 설정한다. 이것에 의해, 특정 방향에 있어서 다른 복수의 액체토출부의 착탄피치에 맞출 수 있는 예를 나타내고 있다.
또, 토출부(B)의 토출각도 설정수단은 상기 최대편향각도를 각도(γ)에서 각도(β)(이 예에서는, β>γ)로 설정하는 동시에, 기준방향 설정수단은 좌측에서세어서 5번째의 토출방향을 주방향으로 설정한다. 이것에 의해, 토출부(A)와 동일하게, 특정 방향에 있어서 다른 복수의 액체토출부의 착탄피치에 맞출 수 있는 예를 나타내고 있다.
이상과 같이 하여, 토출각도를 다른 액체토출부에 대하여 변경하는 동시에, 기준이 되는 주방향을 최적의 방향으로 설정하면, 착탄위치 엇갈림을 보정할 수 있다.
(제 1토출제어수단)
더욱이 본 실시형태에서는, 상술의 토출방향 가변수단 또는 주제어수단 및 부제어수단과 기준방향 설정수단이나 토출각도 설정수단을 구비하는 헤드(11)를 이용하고, 제 1토출제어수단에 의해, 이하와 같은 잉크액적의 토출제어를 행한다.
제 1토출제어수단은 적어도 일부의 액체토출부가 상술의 토출방향 가변수단을 이용하여, 근린에 위치하는 적어도 2개의 다른 액체토출부에서 각각 다른 방향으로 잉크액적을 토출하고, 동일 화소열에 각 잉크액적을 착탄시켜서 화소열을 형성하든가 또는 동일 화소영역에 각 잉크액적을 착탄시켜서 화소를 형성함으로써, 근린에 위치하는 적어도 2개의 다른 액체토출부를 이용하여 1개의 화소열 또는 1개의 화소를 형성하도록 액적의 토출을 제어하는 수단이다.
여기서, 본 발명에서는, 제 1토출제어수단의 제 1형태로서, 각 노즐(18)에서 토출되는 잉크액적의 토출방향을 J(J는 정의 정수) 피트의 제어신호에 의해, 2J의 다른 우수개의 방향으로 가변으로 하는 동시에, 2J의 방향중 가장 떨어진 위치가 되는 2개의 잉크액적의 착탄위치의 간격이 인접하는 2개의 노즐(18)의 간격의 약(2J-1)배가 되도록 설정한다. 그리고, 노즐(18)에서 잉크액적을 토출하는 때에, 2J의 방향중, 어느 1개의 방향을 선택한다.
혹은, 제 1토출제어수단의 제 2형태로서, 노즐(18)에서 토출되는 액적의 토출방향을 J(J는 정의 정수) 비트 +1의 제어신호에 의해 (2J+1)의 다른 기수배의 방향으로 가변하는 동시에, (2J+1)의 방향의 가장 떨어진 위치가 되는 2개의 잉크액적의 착탄위치의 간격이 인접하는 2개의 노즐(18)의 간격의 약 2J배가 되도록 설정한다. 그리고, 노즐(18)에서 잉크액적을 토출하는 때에, (2J+1)의 방향중, 어느 1개의 방향을 선택한다.
예를 들면 상기 제 1형태의 경우에, J=2비트의 제어신호를 이용한다고 가정하면, 잉크액적의 토출방식은 2J= 4개의 우수개로 된다. 또, 2J의 방향중 가장 떨어진 위치가 되는 2개의 잉크액적의 착탄위치의 간격은 인접하는 2개의 노즐(18)의 간격의 약(2J-1)=3배가 된다.
이 예에 있어서, 헤드(11)의 해상도가 600DPI인 때의 인접하는 노즐(18)의 간격(42.3㎛)의 3배, 즉 126.9㎛를 제 1토출제어수단에 의한 편향시의 가장 떨어진 위치가 되는 2개의 피트간의 거리로 하면, 편향각도(θ)(deg)는
tan2θ=126.9/2000≒0.0635
가 되므로,
θ≒1.8(deg)
가 된다.
또, 상기 제 2형태의 경우에, J=2비트+1의 제어신호를 이용한다고 가정하면, 잉크액적의 토출방식은 2J+1= 5개의 기수개로 된다. 또, (2J+1)의 방향중 가장 떨어진 위치가 되는 2개의 잉크액적의 착탄위치의 간격은 인접하는 2개의 노즐(18)의 간격의 약 2J=4배가 된다.
도 10은 상기 제 1형태의 경우에 있어서, J=1 비트의 제어신호를 이용한 때의 잉크액적의 토출방향을 보다 구체적으로 나타낸 도면이다. 상기 제 1형태에 있어서는, 잉크액적의 토출방향을 노즐(18)이 늘어선 방향에 있어서 좌우대칭방향으로 설정할수 있다.
그리고, 가장 떨어진 위치가 되는 (2J=)2의 잉크액적의 착탄위치의 간격이 인접하는 2개의 노즐(18)의 간격의 (2J-1=)1 배가 되도록 설정하면, 도 10에 나타내는 것같이, 1화소영역에 인접하는 액체토출부의 노즐(18)에서 각각 잉크액적을 착탄시킬 수 있다. 즉, 도 10에 나타내는 것같이, 노즐(18)간의 간격을 X로 하면, 인접하는 화소영역간의 거리는 (2J-1)x X(도 10의 예에서는, (2J-1)x X=X)가 된다.
또한, 이 경우는 잉크액적의 착탄위치는 노즐(18)간에 위치하게 된다.
또, 도 11은 상기 제 2형태의 경우에 있어서, J=1비트+1의 제어신호를 이용한 때의 잉크액적의 토출방향을 보다 구체적으로 나타낸 도면이다. 상기 제 2형태에서는, 노즐(18)에서의 액적의 토출방향을 기수개의 방향으로 할 수 있다. 즉, 상기 제 1형태에서는, 잉크액적의 토출방향을 노즐(18)의 늘어선 방향에 있어서 좌우대칭으로 우수개의 방향으로 설정할수 있지만, 더욱이 +1의 제어신호를 이용하므로, 노즐(18)에서 잉크액적을 직하에 토출시킬 수 있다. 따라서, 잉크액적의 좌우대칭방향으로의 토출(도 11중, a방향 및 c방향의 토출)과, 직하의 토출(도 11중, b방향의 토출)과의 쌍방에 의해, 기수의 토출방향에 설정할수 있다.
도 11의 예에서는, 제어신호는 (J=)1비트+1이 되고, 토출방향수는 (2J+1=)3의 다른 기수배의 방향이 된다. 또, (2J+1=)3개의 토출방향중, 가장 떨어진 위치가 되는 2개의 잉크액적의 착탄위치의 간격이 인접하는 2개의 노즐(18)의 간격(도 11중, X)의 (2J=)2배가 되도록 설정하고(도 11중, 2Jx X), 잉크액적의 토출시에, (2J+1=)3개의 토출방향중, 어느 1개의 방향을 선택한다.
이와 같이 하면, 도 11에 나타내는 것같이, 노즐(18)의 직하에 위치하는 화상영역(N)외에, 그 영역에 위치하는 화소영역(N-1), 및 (N+1)에 잉크액적을 착탄시킬 수 있다.
또, 잉크액적의 착탄위치는 노즐(18)에 대향하는 위치가 된다.
이상과 같이 하여, 제어신호의 이용방법에 의해, 근린에 위치하는 적어도 2개의 액체토출부(노즐(18))는 적어도 1개의 동일 화소영역에 잉크액적을 착탄시키는 것이 가능하게 된다. 특히, 액체토출부의 늘어선 방향에 있어서의 병설피치를 도 10 및 도 11에 나타내는 것같이 「X」로 한 때, 각 액체토출부는 자기의 액체토출부의 중심위치에 대하여, 액체토출부의 늘어선 방향에 있어서,
±(1/2 x X) x P (여기서, P는 정의 정수)
의 위치에 잉크액적을 착탄시키는 것이 가능하게 된다.
도 12는 제 1토출제어수단의 제 1형태(우수개의 다른 방향에 잉크액적을 토출가능하게 한 것)에 있어서, J=1비트의 제어신호를 이용한 때의 화소영역방법(2방향토출)을 설명하는 도면이다.
도 12는 헤드(11)에 패럴렐로 송출되는 토출실행신호를 액체토출부에 의해, 인화지상에, 각 화소를 형성하는 과정을 나타내고 있다. 토출실행신호는 화상신호에 대응하는 것이다.
도 12의 예에서는, 화소「N」의 토출실행신호의 계조수를 3, 화소「N+1」의 토출실행신호의 계조수를 1, 화소「N+2」의 토출실행신호의 계조수를 2로 하고 있다.
각 화소의 토출신호는 a, b이 주기로, 소정의 액체토출부에 송출되고, 또한 각 액체토출부에서는, 상기 a, b의 주기로 잉크액적이 토출된다. 여기서, a, b의 주기는 타임슬롯(a, b)에 대응하고, a, b 1주기로 1화소영역내에 토출실행신호의 계조수에 대한 복수의 도트가 형성된다. 예를 들면, 주기(a)에서는, 화소「N」의 토출실행신호는 액체토출부「N-1」에 송출되고, 화소「N+2」의 토출실행신호는 액체토출부「N+1」에 송출된다.
그리고, 액체토출부「N-1」에서는, a방향에 잉크액적이 편향하여 토출되고, 인화지상의 화소「N」의 위치에 착탄한다. 액체토출부「N+1」에서도 a방향에 잉크액적이 편향하여 토출되고, 인화지상의 화소「N+2」의 위치에 착탄한다.
이것에 의해, 타임슬롯(a)에 있어서의 인화지상의 각 화소위치에 계조수2에 상당하는 잉크액적이 착탄한다. 화소「N+2」의 토출실행신호의 계조수는 2이므로, 이것으로 화소「N+2」가 형성되게 된다. 동일의 공정을 타임슬롯(b)분만 반복한다.
이 결과, 화소「N」은 계조수 3에 상당하는 수(2개)의 도트로 형성된다.
이상과 같이 하면, 계조수가 어느 때라도, 1개의 화소신호에 대응하는 화소영역에는, 동일의 액체토출부에 의해 연속하여(2회 연속) 잉크액적이 착탄하여 화소가 형성되지 않으므로, 액체토출부 마다의 흐트러짐을 두드러지지 않게 할 수 있다. 또, 예를 들면 어느 액체토출부에서의 잉크액적의 토출량이 불충분하여도, 각 화소의 도트에 의한 점유면적의 흐트러짐을 적게 할 수 있다.
더우기, 예를 들면 제 M화소라인으로 1 또는 2이상의 도트에 의해 형성된 화소와, 제 (M+1)화소라인에서 1 또는 2이상의 도트에 의해 형성된 화소가, 거의 동열상에 늘어서는 경우에 있어서는, 제 M화소라인의 화소를 형성하기 위해 이용된 액체토출부 또는 제 M화소라인의 화소를 형성하기 위해 최초의 잉크액적의 토출에 이용하는 액체토출부와, 제 (M+1)화소라인의 화소를 형성하기 위해 최초의 잉크액적의 토출에 이용하는 액체토출부가 다른 액체토출부가 되도록 제어하는 것이 바람직하다.
이와 같이 하면, 예를 들면 1개의 도트로 화소를 형성하는 경우(2조계의 경우)에 동일의 액체토출부에 의해 형성된 화소(도트)가 동열상에 나열되지 않게 된다. 혹은, 적은 도트수로 화소를 형성하는 경우에, 화소를 형성하는 것에 최초로 이용되는 액체토출부가 동열상에 항상 동일하게 되지 않는다.
이것에 의해, 예를 들면 1개의 잉크액적으로 형성된 화소가 거의 동열상에 늘어서는 경우에, 그 화소를 형성하는 액체토출부에 막힘 등이 생기고 잉크액적이 토출되지 않게 되면, 동일의 액체토출부를 이용한 것에서는, 그 화소열에 계속 화소가 형성되지 않게 된다. 그러나, 상기와 같은 방법을 채택하므로, 그와 같은 불편함을 해소할 수 있다.
또, 상기와 같은 방법 이외에, 랜덤하게 액체토출부를 선정하도록 하여도 좋다. 그리고, 제 M화소라인의 화소를 형성하기 위해 이용된 액체토출부 또는 제 M화소라인의 화소를 형성하기 위해 최초의 잉크액적의 토출에 이용된 액체토출부, 제 (M+1)화소라인의 화소를 형성하기 위해 이용하는 액체토출부 또는 제 (M+1)화소라인의 화소를 형성하기 위해 최초의 잉크액적의 토출에 이용하는 액체토출부가 항상 동일의 액체토출부가 되지 않도록 하여도 좋다.
더욱이 또, 도 13은 제 1토출제어수단의 제 2형태(기수개의 다른 방향에 잉크액적을 토출가능하게 한 것)에 있어서,J=1비트+1의 제어신호를 이용한 때의 화소형성방법(3방향토출)을 나타내는 도면이다.
도 13에 나타내는 화소의 형성공정은 상술한 도 12와 동일하므로, 설명을 생략하지만, 이와 같이, 상기 제 2형태에 있어서도, 제 1형태와 동일하게, 제 1토출제어수단을 이용하고, 근린에 위치하는 적어도 2개의 다른 액체토출부를 이용하여 1개의 화소열 또는 1개의 화소를 형성하도록 액적의 토출을 제어할 수 있다.
(제 2토출제어수단)
더욱이 본 실시형태에서는, 상술의 토출방향 가변수단 또는 주제어수단 및 부제어수단과 기준방향 설정수단이나 토출각도 설정수단을 구비하는 헤드(11)를 이용하고, 제 2토출제어수단에 의해, 이하와 같은 잉크액적의 토출제어를 행한다.
제 2토출제어수단은 화소영역에 액적을 착탄시키는 경우에, 액체토출부에서의 잉크액적의 토출마다, 그 화소영역에 있어서의 특정 방향의 잉크액적의 착탄위치(정확히는, 착탄목표위치)로서, 적어도 일부가 그 화소영역내에 들어가는 M개(M은 2이상의 정수)의 다른 착탄위치중 어느 착탄위치를 결정하고, 그 결정한 착탄위치에 액적이 착탄하도록 잉크액적의 토출을 제어하는 수단이다.
특히 본 실시형태에서는, 제 2토출제어수단은 M개의 다른 착탄위치중 어느 착탄위치를 랜덤하게(불규칙하게, 혹은 규칙성을 가지지 않고) 결정한다. 랜덤하게 결정하는 방법으로서, 여러 가지의 방법을 들 수 있지만, 예를 들면 난수발생회로를 이용하고, M개의 다른 착탄위치중 어느 위치를 결정하는 방법을 들 수 있다.
또 본 실시형태에서는 M개의 착탄위치는 액체토출부(노즐(18))의 배열피치의 약 1/M의 간격으로 할당되는 것으로 한다.
도 14는 1개의 화소영역에 대하고, M개의 다른 착탄위치중 어느 위치에 잉크액적을 착탄시킨 상태를 나타내는 평면도이고, 종래의 착탄상태(도면 중, 좌측)와,본 실시형태의 착탄상태(도면 중, 우측)를 비교하여 나타내는 도면이다. 도 14에 있어서, 파선으로 둘러싸는 정방형의 영역은 화소영역이다. 또, 원형으로 나타내는 것은, 착탄된 잉크액적(도트)이다.
먼저, 토출명령이 1(2계조)인 때에는, 종래의 인화에서는, 화소영역내에 거의 잉크액적이 들어가도록(도 14에서는, 착탄한 잉크액적의 크기를 화소영역내에 내접하는 크기로 도시하고 있다), 잉크액적이 화소영역에 착탄한다.
이것에 대하여, 본 실시형태에서는, 노즐(18)의 늘어선 방향의 M개의 착탄위치중, 어느 위치에 착탄하도록, 잉크액적을 토출한다. 도 14의 예에서는, 1개의 화소영역의 M=8개의 착탄위치(8개의 중의 1개는, 착탄없음에 상당하기 때문에, 실질적으로는 7개의 다른 착탄위치가 도시되어 있다.)중, 결정된 1개의 착탄위치에 잉크액적이 착탄한 상태를 나타내고 있다(도면 중, 실선으로 나타내는 원이 실제로 잉크액적이 착탄한 위치이고, 다른 파선으로 나타내는 원은 다른 착탄위치를 나타내고 있다). 이 토출명령이 1의 예에서는, 도면 중, 좌에서 세어서 2번째의 위치에 결정되고, 이 결정된 위치에 잉크액적이 착탄한 상태를 도시하고 있다.
또, 토출명령이 2인 때에는, 그 화소영역에, 또한 잉크액적을 겹쳐서 착탄시킨다. 또한, 도 14의 예에서는, 인화지의 송부를 고려하여, 화소영역내에 있어서 1눈금만큼 하측에 엇갈린 상태를 도시하고 있다.
그리고, 토출명령이 2인 때에는, 종래의 방법에서는, 최초에 착탄한 잉크액적과 대략 동열상에(좌우방향에 있어서 엇갈림이 없다), 2번째의 잉크액적이 착탄된다.
이것에 대하여, 본 실시형태의 경우에는, 상술한 것같이, 최초의 잉크액적은 랜덤하게 결정된 착탄위치에 착탄되지만, 더욱이 2번째의 잉크액적도 또, 최초의 잉크액적의 착탄위치와는 무관계하고(최초의 잉크액적과는 별개 독립으로) 랜덤하게 착탄위치가 결정되고, 그 결정한 위치에 잉크액적이 착탄된다. 도 14의 예에서는, 2번째의 잉크액적은, 좌우방향에 있어서 화소영역의 중앙에 착탄한 예를 나타내고 있다.
더욱이 또, 토출명령이 3인 때도 또, 상기 토출명령이 2인 때와 동일하다. 종래의 방법에서는, 1개의 화소영역에 있어서, 좌우방향에 잉크액적의 착탄위치가 엇갈리지 않고, 3개의 잉크액적이 착탄한다. 그러나, 본 실시형태에서는 토출명령이 3인 때에는, 3번째의 잉크액적도 또, 1번째 및 2번째의 잉크액적의 착탄위치와는 무관계로 착탄위치가 결정되고, 그 결정한 위치에 잉크액적이 착탄된다.
이상과 같이 잉크액적을 착탄시키면, 도트를 겹쳐서 배열하여 화소를 형성하는 경우에, 액체토출부의 특성의 흐트러짐에 기인하는 줄무늬의 발생 등을 없애고, 흐트러짐을 두드러지지 않게 할 수 있다.
즉, 잉크액적의 착탄위치의 규칙성이 상실되고, 각 잉크액적(도트)이 랜덤하게 배열되는 결과, 그 배열은 미시적으로 불균일하지만, 거시적으로는 오히려 균일하고 등방적으로 되고, 흐트러짐이 두드러지지 않는다.
따라서, 각 액체토출부의 잉크액적의 토출특성에 의한 흐트러짐을 마스크하는 효과가 있다. 랜덤화되지 않는 경우에는, 전체가 규칙적인 패턴이 되어 도트가 배열되므로, 그 규칙성을 어지럽히는 부분은 시인되기 쉽다. 특히, 점화에있어서는, 색의 농담은 도트와 하지(인화지의 도트에 의해 덮여지지 않는 부분)의 면적비로 표현되지만, 하지의 부분의 남은 편이 규칙적으로 되면 될수록 시인하기 쉽게 된다.
이것에 대하여, 규칙성이 없고, 랜덤하게 도트가 배열되면, 그 배열이 적은 변화한 정도에서는 시인되기 어렵게 된다.
또, 상술의 라인헤드(10)를 복수 설치하고, 각 라인헤드(10)마다 다른 색의 잉크를 공급하도록 한 칼라라인헤드를 갖춘 경우에는 더욱 이하의 효과가 있다.
칼라잉크젯 프린터에 있어서, 복수의 잉크액적(도트)을 겹쳐서 화소를 형성하는 때는, 무아레가 발생하지 않도록 하기 위해, 단색 이상으로 엄밀한 착탄위치정도가 구해진다. 그러나, 본 실시형태와 같이 랜덤하게 잉크액적을 배열하면, 무아레의 문제는 생기지 않고, 단순한 색엇갈림에 멈출 수 있다. 따라서, 무아레의 발생에 의한 화질의 열화를 방지할 수 있다.
특히, 주주사방향에 헤드를 몇번 구동하여 잉크액적을 겹쳐가는 중복타를 행하는 시리얼 방식에서는, 무아레는 꽤 문제는 되지 않지만, 라인방식의 경우에는 무아레가 문제가 된다. 그래서, 본 실시형태와 같은 랜덤하게 잉크액적을 착탄시키는 방법을 채용하면, 무아레는 출현하기 어렵게 되므로, 라인방식의 잉크젯 프린터의 실현을 용이하게 할 수 있다.
더욱이 또, 랜덤하게 잉크액적을 착탄시키므로, 인화지에 착탄되는 총잉크량은 동일하여도, 잉크액적의 착탄범위가 넓으므로, 착탄된 잉크액적의 건조시간을 단축할 수 있다. 특히, 라인방식의 경우에는, 시리얼방식보다 인화속도가 빠르(인화시간이 짧음)므로, 그 효과는 현저하다.
(화소수 증가수단)
더욱이 본 실시형태에서는, 상술의 토출방향 가변수단 또는 주제어수단 및 부제어수단과, 기준방향 설정수단이나 토출각도 설정수단을 갖춘 헤드(11)를 이용하고, 화소수 증가수단에 의해, 해상도를 높게 하는 제어를 행한다.
화소수 증가수단은 상술의 토출방향 가변수단을 이용하고, 각 액체토출부에서 토출한 잉크액적이 특정 방향에 있어서 2이상의 다른 위치에 액적이 착탄하도록 제어함으로써, 화소수를 각 액체토출부에서 1개의 위치에 잉크액적이 착탄하므로 형성되는 화소수에서 증가시키도록 제어한다.
예를 들면 인접하는 노즐(18)의 간격이 42.3(㎛)일 때, 헤드(11)의 물리적인 (구조상의) 해상도는 600DPI가 된다.
그러나, 상기의 화소수 증가수단을 이용하여 각 노즐(18)이 각각 특정 방향에 있어서 2개소에 잉크액적을 착탄시키면 1200DPI의 해상도로 인화를 행할 수 있고, 더욱이 각 노즐(18)이 각각 특정 방향에 있어서 3개소에 잉크액적을 착탄시키면 1800DPI의 해상도로 인화를 행할 수 있도록 된다.
도 15는 화소수 증가수단을 이용한 잉크액적의 토출방향을 구체적으로 나타낸 도면이다. 도 15에 나타내는 것같이, 예를 들면 각 액체토출부의 간격이 X일 때, 각 액체토출부에서 각각 특정 방향(노즐(18)의 늘어선 방향)에 있어서 3개소에 등간격으로 잉크액적을 착탄시키는 것으로 한다. 더욱이, 예를 들면 도면중, 「N」번째의 잉크토출부가 우방향으로 잉크액적을 토출한 때의 착탄위치와, 「N+1」번째의 잉크토출부가 좌방향으로 잉크액적을 토출한 때의 착탄위치의 간격은 X/3이 되도록 제어한다.
이와 같이, 각 액체토출부에서 P개의 다른 방향에 잉크액적을 토출하는 동시에, 각 액체노출부에서 토출된 잉크액적이 특정 방향에 있어서 등간격으로 착탄시키도록 제어하므로, 헤드(11)의 물리적인(구조상의) 해상도의 P배의 해상도로 인화를 행할수 있다.
이상 설명한 제 1토출제어수단, 제 2토출제어수단, 및 해상도 증가수단은 각각 이하와 같이, 토출방향 가변수단, 기준방향 설정수단 및 토출각도 설정수단에 조합하여 이용할수 있다.
(1) 토출방향 가변수단 및 기준방향 설정수단을 구비하는 동시에, 제 1토출제어수단을 구비한다.
(2) 토출방향 가변수단 및 기준방향 설정수단을 구비하는 동시에, 제 2토출제어수단을 구비한다.
(3) 토출방향 가변수단 및 기준방향 설정수단을 구비하는 동시에, 제 1토출제어수단 및 제 2토출제어수단을 구비한다.
(4) 토출방향 가변수단 및 기준방향 설정수단을 구비하는 동시에, 해상도 증가수단을 구비한다.
(5) 토출방향 가변수단 및 기준방향 설정수단을 구비하는 동시에, 제 1토출제어수단 및 해상도 증가수단을 구비한다.
(6) 토출방향 가변수단 및 기준방향 설정수단을 구비하는 동시에, 제 2토출제어수단 및 해상도 증가수단을 구비한다.
(7) 토출방향 가변수단 및 기준방향 설정수단을 구비하는 동시에, 제 1토출제어수단, 제 2토출제어수단 및 해상도 증가수단을 구비한다.
(8) 토출방향 가변수단 및 토출각도 설정수단을 구비하는 동시에, 제 1토출제어수단을 구비한다.
(9) 토출방향 가변수단 및 토출각도 설정수단을 구비하는 동시에, 제 2토출제어수단을 구비한다.
(10) 토출방향 가변수단 및 토출각도 설정수단을 구비하는 동시에, 제 1토출제어수단 및 제 2토출제어수단을 구비한다.
(11) 토출방향 가변수단 및 토출각도 설정수단을 구비하는 동시에, 해상도 증가수단을 구비한다.
(12) 토출방향 가변수단 및 토출각도 설정수단을 구비하는 동시에, 제 1토출제어수단 및 해상도 증가수단을 구비한다.
(13) 토출방향 가변수단 및 토출각도 설정수단을 구비하는 동시에, 제 2토출제어수단 및 해상도 증가수단을 구비한다.
(14) 토출방향 가변수단 및 토출각도 설정수단을 구비하는 동시에, 제 1토출제어수단, 제 2토출제어수단 및 해상도 증가수단을 구비한다.
(15) 토출방향 가변수단, 토출각도 설정수단 및 기준방향 설정수단을 구비하는 동시에, 제 1토출제어수단을 구비한다.
(16) 토출방향 가변수단, 토출각도 설정수단 및 기준방향 설정수단을 구비하는 동시에, 제 2토출제어수단을 구비한다.
(17) 토출방향 가변수단, 토출각도 설정수단 및 기준방향 설정수단을 구비하는 동시에, 제 1토출제어수단 및 제 2토출제어수단을 구비한다.
(18) 토출방향 가변수단, 토출각도 설정수단 및 기준방향 설정수단을 구비하는 동시에, 해상도 증가수단을 구비한다.
(19) 토출방향 가변수단, 토출각도 설정수단 및 기준방향 설정수단을 구비하는 동시에, 제 1토출제어수단 및 해상도 증가수단을 구비한다.
(20) 토출방향 가변수단, 토출각도 설정수단 및 기준방향 설정수단을 구비하는 동시에, 제 2토출제어수단 및 해상도 증가수단을 구비한다.
(21) 토출방향 가변수단, 토출각도 설정수단 및 기준방향 설정수단을 구비하는 동시에, 제 1토출제어수단, 제 2토출제어수단 및 해상도 증가수단을 구비한다.
이상의 조합중, 일부의 예에 대해서 구체적으로 설명한다.
도 16은 상기 2의 조합하고 있고, 토출방향 가변수단 및 기준방향 설정수단을 갖추는 동시에, 제 2토출제어수단을 갖춘 예를 나타내는 도면이다.
도 16에서는, 도 6과 동일하게, 토출방향 가변수단에 의해, 각 액체토출부에서 7개의 다른 방향으로 잉크액적을 토출가능한 동시에, 각 액체토출부마다 기준이 되는 1개의 토출방향을 주방향으로 설정한 것이다. 또, 제 2토출제어수단을 이용하여, 각 화소라인마다, 잉크액적의 착탄위치를 동일의 화소열내에서 랜덤하게 흔들도록 하고 있다.
도 17은 상기 (16)의 조합하고 있고, 토출방향 가변수단 및 토출각도 설정수단 및 기준방향 설정수단을 갖추는 동시에, 제 2토출제어수단을 갖춘 예를 나타내는 도면이다.
도 17에서는, 도 9와 동일하게, 토출방향 가변수단에 의해, 각 액체토출부에서 7개의 다른 방향으로 잉크액적을 토출가능하다. 또, 7개의 토출방향중, 일번 좌측의 토출방향과, 일번 우측의 토출방향이 이루는 각도(최대편향각도)가 설계치에서는 각도(γ)에 설정되어 있는 것이다.
그리고, 토출각도 설정수단에 의해, 토출부(A)에서는 최대편향각도가 각도(α)로 설정되고, 토출부(B)에서는 최대편향각도가 각도(β)로 설정되어 있다. 더욱이, 기준방향 설정수단에 의해 토출부(A)에서는 좌측에서 세어서 3번째의 토출방향이 주방향으로 설정되고, 토출부(B)에서는 좌측에서 세어서 5번째의 토출방향이 주방향으로 설정되어 있다. 또한, 토출부(A 및 B)이외의 액체토출부의 주방향은 좌측에서 세어서 4번째의 방향이다.
더욱이, 제 2토출제어수단에 의해, 각 라인마다 잉크액적의 착탄위치를 동일화소열내에서 랜덤하게 흔들도록 하고 있다.
도 18은 상기 1의 조합이며, 토출방향 가변수단 및 기준방향 설정수단을 갖추는 동시에, 제 1토출제어수단을 갖춘 예를 나타내는 도면이다.
도 18에 있어서, 예를 들면 토출부(A)에 착목한 경우에는, 최초의 제 1라인 째에서는 제 2열째(토출부A의 직하에 위치하는 제 3열째의 좌인의 열)의 화소영역에 잉크액적을 착탄시킨다. 다음의 제 2라인째에서는, 토출부(A)의 직하에 위치하는 제 3열째의 화소영역에 잉크액적을 착탄시킨다.
더욱이 다음의 제 3라인째에서는, 제 4열째(토출부A의 직하에 위치하는 제 3열째의 우인의 열)의 화소영역에 잉크액적을 착탄시킨다. 또, 더욱이 다음의 제 4라인째에서는, 제 1라인째와 동일하게 한다. 그리고, 전체의 액체토출부가 상기와 같이, 직하에 위치하는 화소열외, 그 양 이웃의 화소열에 대하여도 잉크액적을 착탄시키도록 한 것이다.
도 19는 상기 (3)의 조합이고, 토출방향 가변수단 및 기준방향 설정수단을 갖추는 동시에, 제 1토출제어수단 및 제 2토출제어수단을 갖춘 예를 나타내는 도면이다.
즉, 도 18의 예에 더하여, 동일 화소영역내에서 착탄위치를 랜덤하게 흔들도록 한 것이다.
도 20은 상기 (4)의 조합이고, 토출방향 가변수단 및 기준방향 설정수단을 갖추는 동시에, 해상도 증가수단을 갖춘 예를 나타내는 도면이다.
즉, 도 6과 동일하게, 토출방향 가변수단에 의해, 각 액체토출부에서 복수의 방향에 잉크액적을 토출가능한 동시에, 기준방향 설정수단에 의해, 기준이 되는 토출방향이 주방향으로서 설정되어 있다. 여기서, 토출부(A 및 B)는 다른 액체토출부와 다르고, 중앙의 토출방향 이외의 방향이 주방향으로 설정되어 있다.
더욱이, 해상도 증가수단에 의해, 각 액체토출부는 직하에 위치하는 화소열의 외, 그 양린의 화소열에 각각 잉크액적을 착탄시키고, 헤드(11)의 구조상의 해상도의 3배의 해상도로 하고 있다.
다음에, 본 실시형태를 구현화한 토출제어회로에 대해서 설명한다.
본 실시형태에서는, 토출제어회로를 이용하고, 부제어수단은 주제어수단에 이한 발열저항체(13)로의 에너지의 공급과 다른 에너지의 공급을 발열저항체(13)에 대하여 행하므로, 주제어수단에 의해 토출되는 액적의 토출방향이 다른 토출방향에 액적을 토출시키도록 제어하는 것이다.
보다 구체적으로는, 잉크액실(12) 내의 2개의 발열저항체(13)를 직렬로 접속하고, 부제어수단은 직렬로 접속된 발열저항체(13)간에 접속된 스위칭소자를 갖는 회로(이하의 설명에서는, 커런트 밀러회로)를 갖추고, 이 회로를 통하여 발열저항체(13)간에 전류를 유입하든가 또는 발열저항체(13)간에서 전류를 유출시키므로 각 발열저항체(13)에 공급하는 전류량을 제어함으로써 주제어수단에 의한 액적의 토출방향과 다른 방향에 액적을 토출하도록 제어한다.
도 21은 본 실시형태의 토출제어회로(50)를 나타내는 도면이다.
토출제어회로(50)에 있어서, 저항(Rh-A 및 Rh-B)은 각각의 잉크액실(12)내의 2분할된 발열저항체(13)이고, 직렬로 접속되어 있다. 여기서, 각 발열저항체(13)의 전기저항값은 대략 동일하게 설정되어 있다. 따라서, 이 직렬로 접속된 발열저항체(13)에 동일 양의 전류를 흐르므로, 노즐(18)에서 잉크액적을 편향하지 않고(도 5중, 점선으로 나타내는 화살표방향으로) 토출할 수 있다.
한편, 직렬로 접속된 2개의 발열저항체(3)간에는 커런트미러회로(이하, 「CM회로」라 한다)가 접속되어 있다. 이 CM회로를 통하여 발열저항체(3)간에 전류가 유입하든가 또는 발열저항체(3)간에서 전류를 유출시킴으로써, 각 발열저항체(3)에 흐르는 전류량에 차이를 설치하고, 그 차이에 의해, 노즐(18)에서토출되는 잉크액적의 토출방향을 노즐(18)(액체토출부)의 늘어선 방향(특정 방향)에 있어서 복수의 방향으로 가변에 의할 수 있다.
또, 전원(Vh)은 저항(Rh-A 및 Rh-B)에 전압을 주기 위한 전원이다. 더욱이 또, 토출제어회로(50)는 트랜지스터(M1∼M9)를 갖추고 있다. 또한, 각 트랜지스터(M1∼M9)에 괄호 써 붙인 「xN(N=1, 2, 4, 8 또는 50)」의 숫자는 소자의 병렬상태를 나타내고, 예를 들면 「x1」(트랜지스터(M16 및 M19)는 표준의 소자를 갖는 것을 나타낸다. 동일하게, 「x2」는 표준의 소자 2개를 병렬로 접속한 것과 등가의 소자를 갖는 것을 나타낸다. 이하, 「xn」은 표준의 소자 N개를 갖는 것을 나타내고 있다.
트랜지스터(M1)는 저항(Rh-A 및 Rh-B)으로의 전류의 공급을 ON/OFF로 하는 스위칭소자로서 기능하는 것이고, 그 드레인이 저항(Rh-B)과 직렬로 접속되고, 토출실행 입력스위치(F)가 입력된 때에 ON으로 되고, 저항(Rh-A 및 Rh-B)에 전류를 흐르도록 구성되어 있다. 또한, 토출실행 입력스위치(F)는 본 실시형태에서는 IC설계의 편의상, 네가티브 로직으로 되어 있고, 구동시에는 (잉크액적을 토출하는 때만)0을 입력한다. 그리고, F=0이 입력되면, NOR 게이트(x1)으로의 입력은 (0, 0)으로 되므로, 그 출력은 1로 되고, 트랜지스터(M1)가 ON으로 된다.
또한, 본 실시형태에서는 1개의 노즐(18)로부터 잉크액적을 토출하는 때에는 1.5㎲(1/64)의 기간만 토출실행 입력스위치(F)가 0(ON)이 되고, 전원(Vh)(9V 전후)에서 저항(Rh-A 및 Rh-B)에 전력이 공급된다. 또, 94.5㎲(63/64)는 토출실행 입력스위치(F)가 1(OFF)이 되고, 잉크액적을 토출한 액체토출부의 잉크액실(12)로의잉크의 보충기간에 당해진다.
극성변환 스위치(Dpx 및 Dpy)는 잉크액적의 토출방향을 노즐(18)의 늘어선 방향(좌우방향)에 있어서, 좌 또는 우의 어느 것으로 하는가를 결정하기 위한 스위치이다.
더욱이 또, 제 1토출제어스위치(D4, D5 및 D6) 및 제 2토출제어스위치(D1, D2 및 D3)는 잉크액적을 편향토출시키는 때의 편향량을 결정하기 위한 스위치이다.
또, 트랜지스터(M2 및 M4) 및 트랜지스터(M12 및 M13)는 각각 트랜지스터(M3 및 M5)로 이루는 CM회로의 작동앰프(스위칭소자)로서 기능하는 것이다. 즉, 이들의 트랜지스터(M2 및 M4) 및 트랜지스터(M12 및 M13)는 CM회로를 해석하여 저항(Rh-A 및 Rh-B)간에 전류를 유입하든가 또는 저항(Rh-A 및 Rh-B)간으로부터 전류를 유출시키기 위한 것이다.
더욱이 또, 트랜지스터(M7, M9 및 M11) 및 트랜지스터(M14, M15 및 M16)는 각각 CM회로의 정전류원이 되는 소자이다. 트랜지스터(M7, M9 및 M11)의 각 드레인은 각각 트랜지스터(M2 및 M4)의 소스 및 백게이트에 접속되어 있다. 도일하게, 트랜지스터(M14, M15 및 M16)의 각 드레인은 각각 트랜지스터(M12 및 M13)의 소스 및 백게이트에 접속되어 있다.
이들 정전류원소자로서 기능하는 트랜지스터중, 트랜지스터(M7)는 「x8」의 용량을 가지고, 트랜지스터(M9)는 「x4」의 용량을 가지고, 트랜지스터(M11)는 「x2」의 용량을 가진다. 그리고, 이들 3개의 트랜지스터(M7, M9 및 M11)가 병렬 접속됨으로써, 전류원소자군을 구성하고 있다.
동일하게, 트랜지스터(M14)는 「x4」의 용량을 가지고, 트랜지스터(M15)는 「x2」의 용량을 가지고, 트랜지스터(M16)는 「x1」의 용량을 가진다. 그리고, 이들 3개의 트랜지스터(M14, M15 및 M16)가 병렬 접속됨으로써, 전류원소자군을 구성하고 있다.
더욱이 또, 각 전류원소자로서 기능하는 트랜지스터(M7, M9 및 M11) 및 트랜지스터(M14, M15 및 M16)에 각 트랜지스터와 동일 전류용량을 갖는 트랜지스터(트랜지스터(M6, M8 및 M10) 및 트랜지스터(M17, M18 및 M19))가 접속되어 있다. 그리고, 각 트랜지스터(M6, M8 및 M10) 및 트랜지스터(M17, M18 및 M19)의 게이트에 각각 제 1토출제어스위치(D6, D5 및 D4) 및 제 2토출제어스위치(D3, D2 및 D1)가 접속되어 있다.
따라서, 예를 들면 제 1토출제어스위치(D6)가 ON이 되고, 진폭제어소자(Z)와 그라운드 사이에 적당한 전압(Vx)이 인가되면, 트랜지스터(M6)는 ON으로 되므로, 트랜지스터(M7)에는 전압(Vx)을 가한 때의 전류가 흐른다.
이와 같이 하여, 제 1토출제어스위치(D6, D5 및 D4) 및 제 2토출제어스위치(D3, D2 및 D1)의 ON/OFF를 제어하므로, 각 트랜지스터(M6∼M11) 및 트랜지스터(M14∼M19)의 ON/OFF를 제어할 수 있다.
여기서, 트랜지스터(M7, M9 및 M11) 및 트랜지스터(M14, M15 및 M16)는 각각 병렬로 접속되어 있는 소자수가 다르므로, 도 21중 각 트랜지스터(M7, M9 및 M11) 및 트랜지스터(M14, M15 및 M16)의 괄호내에 나타낸 수의 비율로, 각각 트랜지스터(M2∼M7), 트랜지스터(M2∼M9), 및 트랜지스터(M2∼M11), 및트랜지스터(M12∼M14), 트랜지스터(M12∼M15) 및 트랜지스터(M12∼M16)에 전류가 흐르도록 된다.
이것에 의해, 트랜지스터(M7, M9 및 M11)의 비율은 각각 「x8」, 「x4」 및 「x2」이므로, 각각의 드레인전류(Id)는 8:4:2의 비율이 된다. 동일하게, 트랜지스터(M14, M15 및 M16)의 비율은 각각 「x4」, 「x2」 및 「x1」이므로, 각각의 드레인전류(Id)는 4:2:1의 비율이 된다.
다음에, 토출제어회로(50)에 있어서, 도 21중 제 1토출제어스위치(D4∼D6)측에 착목한 때의 전류의 흐름에 대해서 설명한다.
먼저, F=0(ON), 또한 Dpx=0인 때는 NOR 게이트(X1)으로의 입력은 (0, 0)이 되므로, 그 출력은 1이 되고, 트랜지스터(M1)가 ON이 된다. 또, NOR 게이트(X2)으로의 입력은 (0, 0)이 되므로, 그 출력은 1이 되고, 트랜지스터(M2)는 ON이 된다. 더욱이 또, 상기의 경우 (F=0, 또한 Dpx=0)에는, NOR 게이트(X3)로의 입력치는 (1, 0)이 된다(한편은 F=0의 입력치가 되고, 타편은 Dpx=0이 NOT 게이트(X4)를 통하여 1의 입력치가 되기 때문이다). 따라서, NOR 게이트(X3)의 출력은 0이 되고, 트랜지스터(M4)는 OFF가 된다.
이 경우에는, 트랜지스터(M3에서 M2)에 전류가 흐르지만(트랜지스터(M2)가 ON이기 때문에), 트랜지스터(M5)에서 M4에는 전류는 흐르지 않는다(트랜지스터(M4)기 OFF이기 때문이다). 더욱이, CM 회로의 특성에 의해, 트랜지스터(M5)에 전류가 흐르지 않는 때에는, 트랜지스터(M3)에도 전류는 흐르지 않는다.
이 상태에 있어서, 전원(Vh)의 전압이 걸리면, 트랜지스터(M3 및 M5)는 OFF이므로 전류는 흐르지 않고, 트랜지스터(M3 및 M5)측에는 전류는 분기하지 않고 전부 저항(Rh-A)에 흐른다. 또, 트랜지스터(M2)가 ON이기 때문에, 저항(Rh-A)에 흐른 전류가 트랜지스터(M2)측과, 저항(Rh-B)측에 분기하고, 트랜지스터(M2)측에 전류가 유출하는 것이 가능하게 된다. 이 경우에, 제 1토출제어스위치(D6∼D4)의 전체가 OFF인 때는, 트랜지스터(M7, M9 및 M11)에는 전류가 흐르지 않으므로, 결국, 트랜지스터(M2)에는 전류는 흐르지 않는다. 따라서, 저항(Rh-A)에 흐른 전류는 전부 저항(Rh-B)에 흐른다. 더욱이, 저항(Rh-B)을 흐른 전류는 ON인 트랜지스터(M1)를 흐른 후, 그라운드에 보내진다.
이것에 대하여, 제 1토출제어스위치(D6∼D4)의 적어도 1개가 ON인 때에는, ON인 제 1토출제어스위치(D6∼D4)에 대응하는 트랜지스터(M6, M8 또는 M10)가 ON이 되고, 더욱이 이들 트랜지스터에 접속되어 있는 어느 트랜지스터(M7, M9 또는 M11)이 ON이 된다.
따라서, 상기의 경우에 예를 들면 제 1토출제어스위치(D6)가 온인 때는, 저항(Rh-A)을 흐른 전류는 트랜지스터(M2)측과의 저항(Rh-B)측에 분기하고, 트랜지스터(M2)측에 전류가 유출한다. 더욱이 트랜지스터(M2)를 흐른 전류는 트랜지스터(M7 및 M6)를 통하여 그라운드에 보내진다.
즉, F=0, 또한 Dpx=0의 경우에 있어서, 제 1토출제어스위치(D6∼D4)의 적어도 1개가 ON인 때에는, 트랜지스터(M3 및 M5)측에는 전류는 분기하지 않고 전부 저항(Rh-A)에 흐른 후, 트랜지스터(M2)와 저항(Rh-B)측에 분기한다.
이것에 의해, 저항(Rh-A)과 저항(Rh-B)측에 흐르는 전류(I)는 I (Rh-A) > I(Rh-B)이 된다(주: I(**)에서, **에 흐르는 전류를 나타낸다).
한편, F=0, 또한 Dpx=1이 입력된 때는, 상기와 같이 동일하게 NOR 게이트(X1)로의 입력은 (0, 0)이 되므로, 그 출력은 1이 되고, 트랜지스터(M1)가 ON이 된다.
또, NOR 게이트(X2)로의 입력은 (1, 0)이 되므로, 그 출력은 0이 되고, 트랜지스터(M2)는 OFF로 된다. 더욱이 또, NOR 게이트(X3)로의 입력은 (0, 0)이 되므로, 그 출력은 1이 되고, 트랜지스터(M4)는 ON이 된다. 트랜지스터(M4)가 ON인 때, 트랜지스터(M5)에는 전류가 흐르지만, 이것과 CM회로의 특성으로부터, 트랜지스터(M3)에도 전류가 흐른다.
따라서, 전원(Vh)의 전압이 걸리면, 저항(Rh-A), 트랜지스터(M3 및 M5)에 전류가 흐른다. 그리고, 저항(Rh-A)에 흐른 전류는 전부 저항(Rh-B)에 흐른다(트랜지스터(M2)는 OFF이므로, 저항(Rh-A)을 흘러나온 전류는 트랜지스터(M2)측에는 분기하지 않기 때문이다). 또, 트랜지스터(M3)를 흐른 전류는 트랜지스터(M2)가 OFF이므로, 전부 저항(Rh-B)측에 유입한다.
따라서, 저항(Rh-B)에는, 저항(Rh-A)을 흐른 전류외, 트랜지스터(M3)를 흐른 전류가 들어간다. 그 결과, 저항(Rh-A)과 저항(Rh-B)에 흐르는 전류(I)는 I (Rh-A) < I (Rh-B)이 된다.
또한, 상기의 경우에 있어서, 트랜지스터(M5)에 전류가 흐르기 위해서는, 트랜지스터(M4)가 ON일 필요가 있지만, 상술과 같이, F=0, 또한 Dpx=1이 입력된 때는 트랜지스터(M4)는 ON으로 된다.
더욱이, 트랜지스터(M4)에 전류가 흐르기 위해서는, 트랜지스터(M7, M9 또는 M11)의 적어도 1개가 ON인 필요가 있다. 따라서, 상술한 F=0, 또한 Dpx=0의 경우와 동일하게, 제 1토출제어스위치(D6∼D4)의 적어도 1개가 ON일 필요가 있다. 즉, 제 1토출제어스위치(D6∼D4)의 전체가 OFF인 경우에는, F=0, 또한 Dpx=1인 때와, F=0, 또한 Dpx=0인 때에서, 동일하게 되고, 저항(Rh-A)을 흐른 전류는 전체 저항(Rh-B)에 흐른다. 따라서, 양자 함께, 저항(Rh-A와 Rh-B)의 전기저항값이 대략 동일하게 설정되어 있으면, 잉크액적은 편향없이 토출되게 된다.
이상과 같이 하여, 토출실행 입력스위치(F)를 ON으로 하는 동시에, 극성변환 스위치(Dpx) 및 제 1토출제어스위치(D6∼D4)의 ON/OFF를 제어하므로, 저항(Rh-B)과의 사이에서 전류를 유출시킨다든지, 혹은 저항(Rh-A 및 Rh-B)의 사이에 전류를 유입시킨다든지 할 수 있다.
또, 전류원소자로서 기능하는 트랜지스터(M7, M9 및 M11)의 각 용량이 다르므로, 제 1토출제어스위치(D6∼D4)의 ON/OFF를 제어하므로, 트랜지스터(M7나 M4)에서 유출시키는 전류량을 변하게 할 수 있다. 즉, 제 1토출제어스위치(D6∼D4)의 ON/OFF를 제어하므로, 저항(Rh-A와 Rh-B)에 흐르는 전류량을 변화시킬 수 있다.
그래서, 진폭제어단자(Z)와 그라운드간에 적당한 전압(Vx)을 더하고, 극성변환 스위치(Dpx) 및 제 1토출제어스위치(D4, D5 및 D6)를 독립하여 조작하므로, 각 액체토출부마다 개별로 잉크액적의 착탄위치를 노즐(18)의 늘어선 방향에 있어서 다단계에 변화시킬 수 있다.
더욱이, 진폭제어단자(Z)에 전압(Vx)을 변화시킴으로써, 각 트랜지스터(M7와 M6, 및 M9와 M8, 및 M11과 M10)에 흐르는 드레인 전류의 비율은 8:4:2의 대로, 1스위치당의 편향량을 변하게 할 수 있다.
도 22는 극성변환 스위치(Dpx) 및 제 1토출제어스위치(D6∼D4)의 ON/OFF 상태와, 도트(잉크액적)의 노즐(18)의 늘어선 방향에 있어서의 착탄위치의 변화를 표로 하여 나타내는 도면이다.
도 22의 상단측의 표에 나타내는 것같이, D4=0으로 고정한 경우에는, (Dpx, D6, D5, D4)가 (0, 0, 0, 0)의 때와, (1, 0, 0, 0)의 때와는 함께 비트의 착탄위치가 편향없음(노즐(18)의 직하)이 된다. 이 것은, 상술과 같다.
이와 같이, 제 1토출제어스위치(D4)=0으로 고정하여 극성변환 스위치(Dpx)와, 제 1토출제어스위치(D6 및 D5)의 3비트로 제어한 때에는, 편향없음의 위치를 포함하고, 도트의 착탄위치를 7개소로 단계적으로 변화시킬 수 있다. 이 것은, 예를 들면 도 11에 나타낸 것같이 잉크액적의 토출방향을 기수개로 설정할 수 있는 것을 의미한다.
또한, 제 1토출제어스위치(D4)의 값을 0으로 고정하지는 않고, 다른 제 1토출제어스위치(D6 또는 D5)와 동일하게 0 또는 1로 변화시키면, 7개소의 변화는 아니고, 15개소의 변화로 하는 것도 가능하다.
이것에 대하여, 하단의 표에 나타내는 것같이, D4=1로 고정한 경우에는, 도트의 착탄위치를 균등하게 8단계로 변화시킬 수 있다. 이 것은, 노즐(18)의 늘어선 방향에 있어서 편향량이 0(편향없음)을 끼우고, 도트의 착탄위치를 일방측에 4개소, 또한 타방측에 4개소로 설정할 수 있는 동시에, 이들 각 4개소의 착탄위치를 편향량이 0의 위치를 끼우고, 좌우대칭으로 설정할 수 있다.
즉, D4=1로 고정한 경우에는, 도트의 착탄위치가 노즐(18)의 직하(편향없음)이 되는 경우를 없게 할 수 있다. 이것은, 도 10에 나타내는 것같은 잉크액적의 토출방향을 우수개로(노즐(18)의 직하에 잉크액적을 착탄시키는 경우를 포함하지 않도록) 설정할 수 있는 것을 의미한다.
이상 설명한 내용은 제 1토출제어스위치(D4∼D6)측에 관계하는 것이지만, 제 2토출제어스위치(D1∼D3)에 대해서도 동일하게 제어할 수 있다.
도 21에서는 제 2토출제어스위치(D3, D2 및 D1)는 각각 제 1토출제어스위치(D6, D5 및 D4)에 대응하고 있다. 또, 제 2토출제어스위치(D1∼D3)에 접속되어 있는 트랜지스터(M12 및 M13)는 각각 제 1토출제어스위치(D4∼D6)측의 트랜지스터(M2 및 M4)에 대응하고 있다. 더욱이 또, 극성변환 스위치(Dpy)는 극성변환 스위치(Dpx)에 대응하고 있다. 더욱이, 전류원소자로서 기능하는 트랜지스터(M14∼M19)는 트랜지스터(M6∼M11)에 대응하고 있다.
또, 제 2토출제어스위치(D1∼D3)측에서는, 전류원소자로서 기능하는 트랜지스터(M14) 등의 각 용량이 제 1토출제어스위치(D4∼D6)측과 다르다. 제 2토출제어스위치(D1∼D3)측의 전류원소자로서 기능하는 트랜지스터(M14) 등은 제 1토출제어스위치(D4∼D6)측의 전류원소자로서 기능하는 트랜지스터(M6) 등의 각각 반분의 용량에 설정되어 있다. 그 외에 대해서는 동일하다.
따라서, 제 2토출제어스위치(D1∼D3)측에서도 상술과 동일하게 극성변환 스위치(Dpy)와 함께 제 2토출제어스위치(D1∼D3)의 ON/OFF를 제어하므로, 저항(Rh-A 및 Rh-B)에 흐르는 전류치를 변화시킬 수 있다.
또, 제 2토출제어스위치(D1∼D3)의 제어에 의한 전류치의 변화는 제 1토출제어스위치(D4∼D6)의 제어에 의한 전류치의 변화보다 작다. 따라서, 제 2토출제어스위치(D1∼D3)의 제어에 의한 잉크액적의 착탄위치의 가변피치는 제 1토출제어스위치(D4∼D6)의 제어에 의한 잉크액적의 착탄위치의 가변피치보다 세밀하게 된다.
또, 제 2토출제어스위치(D1∼D3) 및 극성변환 스위치(Dpy)는 주로 제 2토출제어수단의 실행에 이용되므로, 도 22중 하단의 표와 같이 제어하는 것이 합리적이라고 말할 수 있다. 여기서, 도 22중 극성변환 스위치(Dpx)가 극성변환 스위치(Dpy)에 제 1토출제어스위치(D6, D5 및 D4)가 각각 제 2토출제어스위치(D3, D2 및 D1)에 상당한다. 따라서, 제 2토출제어스위치(D1)=1로 고정한 제어를 행하는 것이 바람직하다(단, 도22중 상단의 표에 대응하는 제어를 행하여도 좋은 것은 물론이다).
또한, 도 21의 토출제어회로(50)는 진폭제어단자(Z)는 제 1토출제어스위치(D4∼D6)측과 제 2토출제어스위치(D1∼D3)측에서 동일의 것이다. 따라서, 예를 들면 제 2토출제어스위치(D1∼D3)에 의한 제어량을 고려하여 진폭제어단자(Z)에 가하는 전압(Vx)이 설정되면, 이것에 기초하여, 제 1토출제어스위치(D4∼D6)측에서의 제어에 의한 잉크액적의 착탄위치도 결정된다.
이것에 의해, 제 1토출제어스위치(D4∼D6)측에서의 잉크액적의 토출제어와,제 2토출제어스위치(D1∼D3)측에서의 잉크액적의 토출제어의 사이에 일정의 관계를 가지게 하고, 어느 한편측에서의 잉크액적의 토출제어(잉크액적의 착탄위치간격)가 결정됨으로써, 그 결정결과에 의거하여, 타편측에서의 잉크액적의 토출의 제어(잉크액적의 착탄위치간격)이 결정되게 된다.
이와 같이 하므로, 제어의 간략화를 도모할 수 있다.
단, 이와 같이 하지 않고, 제 1토출제어스위치(D4∼D6)측의 진폭제어단자(Z)와, 제 2토출제어스위치(D1∼D3)측의 진폭제어단자(Z)를 별개로 설치하여도 좋다. 이와 같이 하면, 보다 다단계로 잉크액적의 토출방향(잉크액적의 착탄위치)을 설정할 수 있다.
또한, 도 21에 나타낸 토출제어회로(50)는 액체토출부마다 설치되어 있다. 이때문에, 이상 설명한 제어는, 액체토출부 단위로 행할 수 있다.
여기서, 트랜지스터를 회로배치하는 경우에는, 각 트랜지스터의 배선단자는 드레인이나 소스등에 의해 8개 필요하게 된다. 이때문에, 다수의 트랜지스터를 배치하고, 각 트랜지스터로부터 8개의 배선을 낸 편이 전체에 필요한 면적은 대폭 작게 된다. 따라서, 도 21에 나타내는 것같이, 「x8」의 용량을 갖는 한조만의 CM회로(트랜지스터(M3 및 M5))를 설치하므로, 회로전체의 간략화를 도모할 수 있다.
이것에 의해, 헤드(11)상에 각 액체토출부마다의 토출제어회로(50)를 실장할수 있다. 더욱이, 600dpi의 해상도(액체토출부의 간격이 약 42.3㎛)라도, 토출제어회로(50)의 실장을 가능하게 할 수 있다.
따라서, 각 액체토출부마다 토출제어회로(50)를 실장하는 함께, 각 액체토출부마다, 개별로 각 스위치의 ON/OFF를 제어함으로써, 토출방향 가변수단, 또는 주제어수단 및 부제어수단을 실행할 수 있다. 또, 주제어수단 및 부제어수단을 실행하는 경우에 있어서, 부제어실행 결정수단은 각 액체토출부마다 부제어수단을 실행하는지 아닌지 및 실행하는 때의 각 스위치의 ON/OFF상태를 메모리에 배치하여 두면 좋다. 토출방향 가변수단과 함께 기준방향 설정수단을 실행하는 경우, 즉 각 액체토출부마다, 기준이 되는 주방향을 설정하는때도 동일하게, 각 액체토출부마다 각 스위치의 ON/OFF 상태를 기억하여 두면 좋다.
더욱이, 진폭제어단자(Z)에 가하는 전압(Vx)의 값을 변화시키므로, 1스텝당 편향량(토출각도)을 변화시킬수 있으므로, 토출각도 설정수단을 실행하는 경우에는, 각 액체토출부마다, 진폭제어단자(Z)에 더하는 전압(Vx)의 값을 조정하여 소망의 토출각도를 설정하고, 그 때의 전압(Vx)의 값을 메모리에 기억하여 두면 좋다.
또, 제 1토출제어수단은 제 1토출제어스위치(D4∼D6)의 ON/OFF제어를 행하므로 실행할수 있다. 더욱이 또, 제 2토출제어수단은 제 2토출제어스위치(D1∼D3)의 ON/OFF제어를 행하므로 실행할수 있다.
더욱이, 고해상도 증가수단을 실행하는 경우에는, 도 21중 제 1토출제어스위치(D4∼D6)를 겸용할수도 있다. 고해상도 증가수단을 제 1토출제어스위치(D4∼D6)로 겸용하는 경우에는 제 1토출제어스위치(D4∼D6)를 각각 0 또는 1로 변화시키고, 토출방향을 15단계까지 변화시키는 것이 바람직하다. 즉, 예를 들면 도 15에 나타내는 것같이 해상도를 3배로 하는 동시에, 도 11에 나타내는 것같이 양 이웃의 액체토출부의 화소열까지 잉크액적을 토출시키도록 하는 경우에는, 토출방향을 적어도 9단계로 변화시킬 필요가 있기때문이다.
또한, 제 1토출제어스위치(D4∼D6) 및 제 2토출제어스위치(D1∼D3)에 병렬시키고, 고해상도 증가수단용의 토출제어스위치, 극성변환 스위치 및 트랜지스터를 별개로 설치하여도 좋은 것은 물론이다.
이상, 본 발명의 일 실시형태에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 상기 실시형태에 한정되지 않고, 이하와 같은 여러 가지의 변형이 가능하다.
(1) J비트의 제어신호로서는 실시형태에서 예시한 비트수에 한정되는 것은 아니고, 어느 비트의 제어신호를 이용하여도 좋다.
(2) 본 실시형태에서는, 2분할한 발열저항체(13)의 각각에 흐르는 전류치를 세어서, 2분할한 발열저항체(13)상에서 잉크액적이 비등하기에 이르는 시간(기포발생시간)에 시간차를 설치하도록 하였지만, 이것에 한하지 않고, 동일 저항값을 갖는 2분할한 발열저항체(13)를 병설하는 동시에, 전류를 흐르는 시간의 타이밍에 차이를 설치하는 것이어도 좋다. 예를 들면 2개의 발열저항체(13)마다 각각 독립한 스위치를 설치하고, 각 스위치를 시간차를 가지고 온으로 하면, 각 발열저항체(13)상의 잉크에 기포가 발생하기에 이르는 시간에 시간차를 설치할수 있다. 더욱이는, 발열저항체(13)에 흐르는 전류치를 변화시키는 것과, 전류를 흐르는 시간에 시간차를 설치한 것을 조합하여 이용하여도 좋다.
(3) 본 실시형태에서는, 1개의 잉크액실(12)내에서 발열저항체(13)를 2개 병설한 예를 나타내었지만, 2분할로 한 것은, 내구성을 가지는 것이 충분히 실증되고있고, 또한 회로구성도 간소화할수 있기 때문이다. 그러나, 이것에 한정하지 않고, 1개의 잉크액실(12)내에 있어서 3개 이상의 발열저항체(13)(에너지 발생소자)를 병설한 것을 이용하는 것도 가능하다.
(4) 본 실시형태에서는 기포발생수단 또는 발열소자의 예로서 발열저항체(13)를 예로 들었지만, 저항 이외의 것으로 구성한 것이어도 좋다. 또, 발열소자에 한정하지 않고, 다른 방식의 에너지 발생소자를 이용한 것이어도 좋다. 예를 들면, 정전토출방식이나 피에조방식의 에너지 발생소자를 들수 있다.
정전토출방식의 에너지 발생소자는 진동판과 이 진동판의 하측에, 실기층을 통한 2개의 전극을 설치한 것이다. 그리고, 양전극간에 전압을 인가하고, 진동판을 하측에 휘게 하고, 그 후, 전압을 0V로 하여 정전기력을 개방한다. 이 때, 진도판이 원래의 상태로 되돌리는 때의 탄성력을 이용하여 잉크액적을 토출하는 것이다.
이 경우에는, 각 에너지 발생소자의 에너지의 발생에 차이를 설치하기때문에, 예를 들면 진동판을 원래로 되돌린다(전압을 0V로 하여 정전기력을 개방한다)때에 2개의 에너지 발생소자간에 시간차를 설치하든가 또는 인가하는 전압값을 2개의 에너지 발생소자로 다른 값으로 하면 좋다.
또, 피에조 방식의 에너지 발생소자는 양면에 전극을 갖는 피에조 소자와 진동판과의 적층체를 설치한 것이다. 그리고, 피에조소자의 양면의 전극에 전압을 인가하면, 압전효과에 의해 진동판에 구부러짐 모멘트가 발생하고, 진동판이 구부러지고 변형한다. 이 변형을 이용하여 잉크액적을 토출하는 것이다.
이 경우에도, 상기와 동일하게, 각 에너지 발생소자의 에너지의 발생에 차이를 설치하기 때문에, 피에조소자의 양면에 전극에 전압을 인가하는 때에 2개의 피에조 소자간에 시간차를 설치하든가 또는 인가하는 전압치를 2개의 피에조소자에서 다른 값으로 하면 좋다.
(5) 상기 실시형태에서는, 노즐(18)의 늘어선 방향에 잉크액적의 토출방향을 편향할수 있도록 하였다. 이것은 노즐(18)의 늘어선 방향에 분할한 발열저항체(13)를 병설하였기 때문이다. 그러나, 노즐(18)의 늘어선 방향과 잉크액적의 편향방향과는 반드시 완전히 일치하고 있을 필요는 없고, 다소의 엇갈림이 있어도, 노즐(18)의 늘어선 방향과 잉크액적의 편향방향과는 완전히 일치하고 있는 때와 대략 동일의 효과를 기대할 수 있다. 따라서, 이 정도의 엇갈림이 있어도 지장은 없다.
(6) 제 2토출제어수단에 있어서, 1개의 화소영역에 대하여 M개의 다른 위치에 잉크액적을 착탄시켜서 랜덤화를 행하는 경우에는, M개는 2이상의 정의 정수이면 몇개라도 좋고, 본 실시형태에서 나타낸 수에 한정되는 것은 아니다.
(7) 본 실시형태의 제 2토출제어수단에서는 1개의 화소영역에 대하여, 착탄시킨 잉크액적의 중심이 그 화소영역내에 들어가도록, 그 범위내에서 잉크액적의 착탄위치를 랜덤하게 변화시키도록 하였지만, 이것에 한하지 않고, 착탄된 잉크액적의 적어도 일부가 그 화소영역내에 들어가는 정도이면, 본 실시형태 이상의 범위에서 착탄위치를 흐트러뜨리는 것도 가능하다.
(8) 본 실시형태의 제 2토출제어수단에서는 잉크액적의 착탄위치를 랜덤하게 결정하는 방법으로서 난수발생회로를 이용하였지만, 랜덤하게 결정하는 방법으로서는 선택된 착탄위치에 규칙성이 없으면, 어떠한 방법이어도 좋다. 더욱이, 난수발생의 방법으로서도, 예를 들면 2승 중심법, 합동법, 시프트·레지스터법등을 들수 있다. 또, 랜덤이외에 결정하는 방법으로서, 예를 들면 복수의 특정수치의 조합을 반복하는 방법이어도 좋다.
(9) 상기 실시형태에서는 헤드(11)를 프린터에 적용한 예로 들었지만, 본 발명의 헤드(11)는 프린터에 한정되는 것은 아니고, 여러 가지의 액체토출장치에 적용할수 있다. 예를 들면, 생체시료를 검출하기 위한 DNA 함유용액을 토출하기 위한 장치에 적용하는 것도 가능하다.
본 발명에 의하면, 액체토출부의 일부에 토출방향(또는 토출각도)이 다른 액체토출부에 대하여 다른 것이 존재하여도, 그 액체토출부의 토출방향을 시정하여 줄무늬를 두드러지지 않게 할수 있다.

Claims (19)

  1. 노즐을 갖는 액체토출부를 특정 방향으로 복수 병설한 헤드를 갖춘 액체토출장치에 있어서,
    각 상기 액체토출부에 설치되고, 상기 액체토출부의 상기 노즐로부터 액적을 토출하도록 제어하는 주제어수단,
    각 상기 액체토출부에 설치되고, 상기 특정 방향에 있어서, 상기 주제어수단에 의한 액적의 토출방향과 다른 적어도 1개의 방향으로 액적을 토출하도록 제어하는 부제어수단,
    각 상기 액체토출부마다, 상기 부제어수단을 실행하는가 아닌가를 개별로 설정하는 부제어실행결정수단을 갖춘 것을 특징으로 하는 액체토출장치.
  2. 노즐을 갖는 액체토출부를 특정 방향으로 복수 병설한 헤드를 갖춘 액체토출장치에 있어서,
    각 상기 액체토출부 마다, 상기 노즐로부터 토출하는 액적의 토출방향을 상기 특정 방향에 있어서, 적어도 다른 2개의 방향으로 가변으로 한 토출방향 가변수단,
    각 상기 액체노출부마다, 상기 토출방향 가변수단에 의한 액적의 복수의 토출방향중, 기준이 되는 1개의 주방향을 개별로 설정하는 기준방향 설정수단을 갖춘 것을 특징으로 하는 액체토출장치.
  3. 노즐을 갖는 액체토출부를 특정 방향으로 복수 병설한 헤드를 갖춘 액체토출장치에 있어서,
    각 상기 액체토출부마다, 상기 노즐로부터 토출하는 액적의 토출방향을 상기 특정 방향에 있어서, 적어도 다른 2개의 방향으로 가변으로 한 토출방향 가변수단,
    각 상기 액체노출부마다, 상기 토출방향 가변수단에 의한 액적의 토출각도를 개별로 설정하는 토출각도 설정수단을 갖춘 것을 특징으로 하는 액체토출장치.
  4. 노즐을 갖는 액체토출부를 특정 방향으로 복수 병설한 헤드를 갖춘 액체토출장치에 있어서,
    각 상기 액체토출부마다, 상기 노즐로부터 토출하는 액적의 토출방향을 상기 특정 방향에 있어서, 적어도 다른 2개의 방향으로 가변으로 한 토출방향 가변수단,
    각 상기 액체노출부마다, 상기 토출방향 가변수단에 의한 액적의 토출각도를 개별로 설정하는 토출각도 설정수단
    각 상기 액체노출부마다, 상기 토출방향 가변수단에 의한 액적의 복수의 토출방향중, 기준이 되는 1개의 주방향을 개별로 설정하는 기준방향 설정수단을 갖춘 것을 특징으로 하는 액체토출장치.
  5. 제 2항 ∼ 제 4항중 어느 한 항에 있어서,
    상기 토출방향 가변수단을 이용하여, 근린에 위치하는 적어도 2개의 다른 상기 액체토출부에서 각각 다른 방향으로 액적을 토출하고, 동일 화소열에 각 액적을 착탄시켜서 화소열을 형성하든가 또는 동일 화소영역에 각 액적을 착탄시켜서 화소를 형성함으로써, 근린에 위치하는 적어도 2개의 다른 상기 액체토출부를 이용하여 1개의 상기 화소열 또는 1개의 상기 화소를 형성하도록 액적의 토출을 제어하는 토출제어수단을 갖춘 것을 특징으로 하는 액체토출장치.
  6. 제 2항 ∼ 제 4항중 어느 한 항에 있어서,
    화소영역에 액적을 착탄시키는 경우에, 상기 액체토출부에서의 액적의 토출마다 그 화소영역에 있어서의 상기 특정 방향의 액적의 착탄위치로서, 적어도 일부가 그 화소영역내에 들어가는 M개(M은 2이상의 정수)의 다른 착탄위치중 어느 착탄위치를 결정하고, 그 결정한 착탄위치에 액적이 착탄하도록 상기 토출방향 가변수단을 이용하여 액적의 토출을 제어하는 토출제어수단을 갖춘 것을 특징으로 하는 액체토출장치.
  7. 제 2항 ∼ 제 4항중 어느 한 항에 있어서,
    상기 토출방향 가변수단을 이용하여, 근린에 위치하는 적어도 2개의 다른 상기 액체토출부에서 각각 다른 방향으로 액적을 토출하고, 동일 화소열에 각 액적을 착탄시켜서 화소열을 형성하든가 또는 동일 화소영역에 각 액적을 착탄시켜서 화소를 형성함으로써, 근린에 위치하는 적어도 2개의 다른 상기 액체토출부를 이용하여 1개의 상기 화소열 또는 1개의 상기 화소를 형성하도록 액적의 토출을 제어하는 제1토출제어수단,
    화소영역에 액적을 착탄시키는 경우에, 상기 액체토출부에서의 액적의 토출마다 그 화소영역에 있어서의 상기 특정 방향의 액적의 착탄위치로서, 적어도 일부가 그 화소영역내에 들어가는 M개(M은 2이상의 정수)의 다른 착탄위치중 어느 착탄위치를 결정하고, 그 결정한 착탄위치에 액적이 착탄하도록 상기 토출방향 가변수단을 이용하여 액적의 토출을 제어하는 제 2토출제어수단을 갖춘 것을 특징으로 하는 액체토출장치.
  8. 제 2항 ∼ 제 4항중 어느 한 항에 있어서,
    상기 토출방향 가변수단을 이용하여, 각 상기 액체토출부에서 토출한 액적이 상기 특정방향에 있어서 2이상의 다른 위치에 액적이 착탄하도록 제어함으로써, 화소수를 각 상기 액체토출부에서 1개의 위치에 액적이 착탄하므로 형성되는 화소수에서 증가시키도록 제어하는 화소수 증가수단을 갖춘 것을 특징으로 하는 액체토출장치.
  9. 제 2항 ∼ 제 4항중 어느 한 항에 있어서,
    상기 토출방향 가변수단을 이용하여, 각 상기 액체토출부에서 토출한 액적이 상기 특정방향에 있어서 2이상의 다른 위치에 액적이 착탄하도록 제어함으로써, 화소수를 각 상기 액체토출부에서 1개의 위치에 액적이 착탄하므로 형성되는 화소수에서 증가시키도록 제어하는 화소수 증가수단,
    상기 토출방향 가변수단을 이용하여, 근린에 위치하는 적어도 2개의 다른 상기 액체토출부에서 각각 다른 방향으로 액적을 토출하고, 동일 화소열에 각 액적을 착탄시켜서 화소열을 형성하든가 또는 동일 화소영역에 각 액적을 착탄시켜서 화소를 형성함으로써, 근린에 위치하는 적어도 2개의 다른 상기 액체토출부를 이용하여 1개의 상기 화소열 또는 1개의 상기 화소를 형성하도록 액적의 토출을 제어하는 토출제어수단을 갖춘 것을 특징으로 하는 액체토출장치.
  10. 제 2항 ∼ 제 4항중 어느 한 항에 있어서,
    상기 토출방향 가변수단을 이용하여, 각 상기 액체토출부에서 토출한 액적이 상기 특정방향에 있어서 2이상의 다른 위치에 액적이 착탄하도록 제어함으로써, 화소수를 각 상기 액체토출부에서 1개의 위치에 액적이 착탄하므로 형성되는 화소수에서 증가시키도록 제어하는 화소수 증가수단,
    화소영역에 액적을 착탄시키는 경우에, 상기 액체토출부에서의 액적의 토출마다 그 화소영역에 있어서의 상기 특정 방향의 액적의 착탄위치로서, 적어도 일부가 그 화소영역내에 들어가는 M개(M은 2이상의 정수)의 다른 착탄위치중 어느 착탄위치를 결정하고, 그 결정한 착탄위치에 액적이 착탄하도록 상기 토출방향 가변수단을 이용하여 액적의 토출을 제어하는 토출제어수단을 갖춘 것을 특징으로 하는 액체토출장치.
  11. 제 2항 ∼ 제 4항중 어느 한 항에 있어서,
    상기 토출방향 가변수단을 이용하여, 각 상기 액체토출부에서 토출한 액적이 상기 특정방향에 있어서 2이상의 다른 위치에 액적이 착탄하도록 제어함으로써, 화소수를 각 상기 액체토출부에서 1개의 위치에 액적이 착탄하므로 형성되는 화소수에서 증가시키도록 제어하는 화소수 증가수단,
    상기 토출방향 가변수단을 이용하여, 근린에 위치하는 적어도 2개의 다른 상기 액체토출부에서 각각 다른 방향으로 액적을 토출하고, 동일 화소열에 각 액적을 착탄시켜서 화소열을 형성하든가 또는 동일 화소영역에 각 액적을 착탄시켜서 화소를 형성함으로써, 근린에 위치하는 적어도 2개의 다른 상기 액체토출부를 이용하여 1개의 상기 화소열 또는 1개의 상기 화소를 형성하도록 액적의 토출을 제어하는 제 1토출제어수단,
    화소영역에 액적을 착탄시키는 경우에, 상기 액체토출부에서의 액적의 토출마다 그 화소영역에 있어서의 상기 특정 방향의 액적의 착탄위치로서, 적어도 일부가 그 화소영역내에 들어가는 M개(M은 2이상의 정수)의 다른 착탄위치중 어느 착탄위치를 결정하고, 그 결정한 착탄위치에 액적이 착탄하도록 상기 토출방향 가변수단을 이용하여 액적의 토출을 제어하는 제 2토출제어수단을 갖춘 것을 특징으로 하는 액체토출장치.
  12. 제 1항에 있어서,
    각 상기 액체토출부는
    토출해야할 액체를 수용하는 액실,
    상기 액실내에 배치되고, 에너지의 공급에 의해 상기 액실내의 액체에 기포를 발생시키는 기포발생수단,
    상기 기포발생수단에 의한 기포의 생성에 따라서 상기 액실내의 액체를 토출시키는 상기 노즐을 형성한 노즐 형성부재를 갖추고,
    상기 부제어수단은 상기 주제어수단에 의한 상기 기포발생수단으로의 에너지의 공급과 다른 에너지의 공급을 상기 기포발생수단에 대하여 행하므로, 상기 주제어수단에 의해 토출되는 액적의 토출방향과 다른 토출방향으로 액적을 토출시키도록 제어하는 것을 특징으로 하는 액체토출장치.
  13. 제 1항에 있어서,
    각 상기 액체토출부는
    토출해야할 액체를 수용하는 액실,
    상기 액실내에 배치되고, 에너지의 공급에 의해 상기 액실내의 액체에 기포를 발생시키는 발열소자,
    상기 발열소자에 의한 상기 기포의 생성에 따라서 상기 액실내의 액체를 토출시키는 상기 노즐을 형성한 노즐 형성부재를 갖추고,
    상기 발열소자는 1개의 상기 액실내에 있어서 상기 특정방향에 복수 병설되어 있는 동시에, 직렬로 접속된 것이고,
    상기 부제어수단은 직렬로 접속된 상기 발열소자간에 접속된 스위칭소자를 갖는 회로를 구비하고, 상기 회로를 통하여 상기 발열소자간에 전류를 유입하든가또는 상기 발열소자간에서 전류를 유출시키므로 각 상기 발열소자에 공급하는 전류량을 제어함으로써 상기 주제어수단에 의한 액적의 토출방향과 다른 방향으로 액적을 토출하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 액체토출장치.
  14. 제 2항 ∼ 제 4항중 어느 한 항에 있어서,
    각 상기 액체토출부는
    토출해야할 액체를 수용하는 액실,
    상기 액실내에 배치되고, 에너지의 공급에 의해 상기 액실내의 액체에 기포를 발생시키는 기포발생수단,
    상기 기포발생수단에 의한 기포의 생성에 따라서 상기 액실내의 액체를 토출시키는 상기 노즐을 형성한 노즐 형성부재를 갖추고,
    상기 토출방향 가변수단은
    상기 기포발생수단에 에너지를 공급하므로, 상기 노즐에서 액적을 토출시키는 주제어수단,
    상기 주제어수단에 의한 상기 기포발생수단으로의 에너지의 공급과 다른 에너지의 공급을 상기 기포발생수단에 대하여 행하므로, 상기 주제어수단에 의해 토출되는 액적의 토출방향과 다른 토출방향으로 액적을 토출시키도록 제어하는 부제어수단을 갖춘 것을 특징으로 하는 액체토출장치.
  15. 제 2항 ∼ 제 4항중 어느 한 항에 있어서,
    각 상기 액체토출부는
    토출해야할 액체를 수용하는 액실,
    상기 액실내에 배치되고, 에너지의 공급에 의해 상기 액실내의 액체에 기포를 발생시키는 발열소자,
    상기 발열소자에 의한 상기 기포의 생성에 따라서 상기 액실내의 액체를 토출시키는 상기 노즐을 형성한 노즐 형성부재를 갖추고,
    상기 발열소자는 1개의 상기 액실내에 있어서 상기 특정방향에 복수 병설되어 있는 동시에, 직렬로 접속된 것이고,
    상기 토출방향 가변수단은 직렬로 접속된 상기 발열소자간에 접속된 스위칭소자를 갖는 회로를 구비하고, 상기 회로를 통하여 상기 발열소자간에 전류를 유입하든가 또는 상기 발열소자간에서 전류를 유출시키므로 각 상기 발열소자에 공급하는 전류량을 제어함으로써 상기 노즐에서 토출하는 액적의 토출방향을 상기 특정방향에 있어서 적어도 다른 2개의 방향으로 가변으로 하는 것을 특징으로 하는 액체토출장치.
  16. 노즐을 갖는 액체토출부를 특정 방향으로 복수 병설한 헤드를 갖춘 액체토출방법에 있어서,
    각 상기 액체토출부 마다, 상기 액체토출부의 상기 노즐로부터 액적을 토출하는 주제어를 실행하는 동시에, 상기 특정 방향에 있어서, 상기 주제어에 의한 액적의 토출방향과 다른 적어도 1개의 방향으로 액적을 토출하는 부제어를 실행가능으로 하고,
    각 상기 액체토출부마다, 상기 부제어를 실행하는가 아닌가를 개별로 설정하는 것을 특징으로 하는 액체토출방법.
  17. 노즐을 갖는 액체토출부를 특정 방향으로 복수 병설한 헤드를 갖춘 액체토출방법에 있어서,
    각 상기 액체토출부 마다, 상기 노즐로부터 토출하는 액적의 토출방향을 상기 특정 방향에 있어서, 적어도 다른 2개의 방향으로 가변으로 하고,
    각 상기 액체노출부마다, 액적의 복수의 토출방향중, 기준이 되는 1개의 주방향을 개별로 설정하는 것을 특징으로 하는 액체토출방법.
  18. 노즐을 갖는 액체토출부를 특정 방향으로 복수 병설한 헤드를 이용한 액체토출방법에 있어서,
    각 상기 액체토출부마다, 상기 노즐로부터 토출하는 액적의 토출방향을 상기 특정 방향에 있어서, 적어도 다른 2개의 방향으로 가변으로 하고,
    각 상기 액체노출부마다 액적의 토출각도를 개별로 설정하는 것을 특징으로 하는 액체토출방법.
  19. 노즐을 갖는 액체토출부를 특정 방향으로 복수 병설한 헤드를 이용한 액체토출방법에 있어서,
    각 상기 액체토출부마다, 상기 노즐로부터 토출하는 액적의 토출방향을 상기 특정 방향에 있어서, 적어도 다른 2개의 방향으로 가변으로 하고,
    각 상기 액체노출부마다, 액적의 복수의 토출방향중, 기준이 되는 1개의 주방향을 개별로 설정하고,
    각 상기 액체토출부마다 액적의 토출각도를 개별로 설정하는 것을 특징으로 하는 액체토출방법.
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