JP2005219507A - プリンタヘッド及びプリンタ - Google Patents

Abstract

【課題】 本発明は、プリンタ及びプリンタヘッドに関し、特にインクジェット方式によるラインプリンタに適用して、ヘッドチップのばらつき等による印刷結果の品質劣化を防止することができるようにする。
【解決手段】 本発明は、印刷対象の送り方向より見たときに、ヘッドチップ２５に割り当てたノズル３１が、隣接するヘッドチップ２５の一部で重なり合うように配置する。また一枚のノズルプレートに複数チップ分のノズルを形成し、このノズルプレートにヘッドチップを配置してプリンタヘッドを作成する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、プリンタ及びプリンタヘッドに関し、特にインクジェット方式によるラインプリンタに適用することができる。本発明は、印刷対象の送り方向より見たときに、ヘッドチップに割り当てたノズルが、隣接するヘッドチップの一部で重なり合うように配置することにより、ヘッドチップのばらつきによる印刷結果の品質劣化を防止することができるようにする。

また、一枚の薄板材に複数のノズルからなるノズル列を形成してノズルプレートを形成し、このノズル列に対応してノズルプレートにヘッドチップを配置してプリンタヘッドを作成することにより、ヘッドチップの位置決め誤差による同一色内における印刷結果の品質劣化を防止することができるようにする。

さらに、一枚の薄板材に複数のノズルからなるノズル列を複数色分作成して複数色分のノズル列を有するノズルプレートを形成し、各ノズル列に対応してこのノズルプレートにヘッドチップを配置してプリンタヘッドを作成することにより、ヘッドチップの位置決め誤差による各色間における印刷結果の品質劣化を防止することができるようにする。

従来、インクジェット方式のラインプリンタにおいては、用紙送りしながら、この用紙送り方向とほぼ直交する方向に順次配置したノズルより選択的にインク液滴を飛び出させて用紙に付着させることにより、所望の画像、文字等を印刷するようになされている。

このようなラインプリンタのうち例えばサーマル方式のプリンタにおいては、特開２００１−７１４９５号公報に開示のように、収率、歩留りを向上させ、さらには配線抵抗の影響を開始するために、ヘッドチップを用いてプリンタヘッドを構成するようになされている。ここでヘッドチップは、インク液室に保持したインクをヒーターにより加熱することにより、インク液滴をノズルから飛び出させるように構成されており、このような複数ノズル分のヒーター等を１つの半導体基板上に作成して形成されるようになされている。プリンタにおいては、このようなヘッドチップを複数個並べて例えばラインヘッドを形成することにより、全体構成を簡略化することができるようになされている。

しかしながら、このようなヘッドチップによる従来構成のプリンタヘッドにおいては、以下の様な種々の問題があり、これにより実用上未だ不十分な欠点があった。

以下に、これらの問題のうち、本発明が解決しようとする第１の課題を示す。すなわちヘッドチップにおいては、特性のばらつきを避け得ず、このばらつきが大きい場合には、図１９により示すように、並べて配置したヘッドチップ１Ａ及び１Ｂの境界を境にして、ヘッドチップ１Ａ及び１Ｂで異なる濃度により印刷されることになる。これにより例えば単一色による背景等を印刷した場合には、この境界の部分で印刷方向に縦縞が発生する等の現象が発生し、印刷結果の品質が劣化する問題があった。

この問題を解決する１つの方法として、印刷幅を有するヘッドチップを使用してプリンタヘッドを作成することが考えられる。しかしながらヘッドチップにおいては、円盤状のシリコン基板から切り出して作成されることにより、印刷幅の長いチップを１つのヘッドチップにより作成しようとすると、その分、一枚のシリコン基板から切り出すヘッドチップの数が少なくなり、収率が低下することになる。またこのように印刷幅の長いヘッドを１つのヘッドチップにより作成しようとすると、その分、１つのヘッドチップに多くの発熱素子等を組み込むことが必要になり、歩留りが低下することになる。またヘッドチップ上に形成される配線パターンの長さも、その分、長くなり、配線パターンの抵抗値がヘッドチップの動作に影響を与えるようになる。
特開２００１−７１４９５号公報

本発明は以上の点を考慮してなされたもので、第１に、ヘッドチップのばらつきによる印刷結果の品質劣化を防止することができるプリンタ及びプリンタヘッドを提案しようとするものである。

次に、従来構成のプリンタヘッドにおける問題のうち、本発明が解決しようとする第２の課題を示す。ここでインクジェット方式によるプリンタにおける印刷結果の品質劣化にあっては、上述したヘッドチップのばらつきだけでなく、ヘッドチップの位置決め誤差によっても発生する。

すなわちインクジェットプリンタにおいては、高画質による印刷結果が求められ、このため近年、小さい液滴を高い密度で印画するようになされている。しかしながら同一色のインク液滴間で、インク液滴の着弾位置が、ドット径の１／２を超えると、画質劣化が知覚されるようになる。即ち、着弾位置に影響を与えるノズルの位置ずれについても、高い精度により位置決めすることが求められている。因みに、用紙にインク液滴を付着させてドット径４０〔μｍ〕のドットを作成し、このドットにより６００〔ｄｐｉ〕の印刷結果を確保する場合、同一色のインク液滴間で許容されるドットの位置ずれは、２０〔μｍ〕以下となる。

これによりプリンタにおいては、ヘッドチップ間で特性のばらつきを実用上十分に防止することができたとしても、複数個のヘッドチップを並べてプリンタヘッドを作成する従来構成による場合には、ヘッドチップの配置に極めて高い位置決め精度が求められ、実際上、印刷結果の品質劣化を避け得ない問題があった。

すなわち図２０（Ａ）に示すように、例えばヘッドチップ３０Ａ〜３０Ｄを並べて配置してプリンタヘッドを構成する場合、これらヘッドチップ３０Ａ〜３０Ｄは、通常、用紙送り方向に交互にずらして配置され、これによりヘッドチップ３０Ａ〜３０Ｄの並び方向にノズルが等間隔に配置される。このようなヘッドチップの配置においては、図２０（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）のような位置ずれが発生する。

このうち図２０（Ｂ）に示す場合は、ヘッドチップ３０Ｃがヘッドチップの配列方向に位置ずれした場合であり、この場合は、この位置ずれしたヘッドチップ３０Ｃと、隣接するヘッドチップ３０Ｂ、３０Ｄとの境界で、ノズルのピッチが乱れることにより、図１９について上述したと同様に、用紙送り方向にすじ状の印刷むらが発生する。

また図２０（Ｃ）に示す場合は、ヘッドチップ３０Ｂが用紙送り方向に位置ずれした場合であり、この場合には、このヘッドチップ３０Ｂのノズルがこの位置ずれの分、用紙送り方向に位置ずれして配置されることにより、例えば横方向の直線を印刷した場合に、直線が階段状に印刷される。

また図２０（Ｄ）の場合は、ヘッドチップ３０Ｄが傾いて配置された場合であり、この場合、このヘッドチップ３０Ｄのノズルが傾いて配置されることにより、例えば横方向の直線を印刷した場合に、直線が折れ曲がって印刷される。また用紙送り方向に見たとき、このヘッドチップ３０Ｄにおけるノズルのピッチが傾きの分短くなることにより、さらには隣接するヘッドチップ３０Ｃとの境界で急激にノズルのピッチが変化することにより、印刷結果のユニフォーミティが著しく劣化する。なおこの印刷結果の劣化は、用紙送り方向のライン画像を印刷した場合に著しい。

またこのようなヘッドチップの位置決め誤差による印刷結果の品質低下は、異なる色を印刷するヘッドチップ間でも発生し、いわゆるレジストレーションの劣化、色再現性の劣化として知覚される。

すなわち通常、カラー画像の印刷においては、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのインク液滴を用紙に付着させて形成され、これに対応して図２１（Ａ）〜（Ｃ）に示すように、カラー画像用のプリンタヘッドにおいては、イエローＹ、マゼンタＭ、シアンＣ、ブラックＫの各色について、ヘッドチップ列が形成される。なおこの図２１においては、簡略化のために、図２０のヘッドチップ３０Ａ〜３０Ｄの配列を長方形形状により示した。

このようなヘッドチップ列の配置においても、図２１（Ａ）〜（Ｃ）に示すような位置ずれが発生する。ここで図２１（Ａ）の場合は、ヘッドチップ列方向に、特定色のヘッドチップ列が位置ずれした場合であり、この場合は、この位置ずれしたヘッドチップ列が受け持つ色（この図２１（Ａ）の場合がマゼンタＭである）による画像が、他の色による画像に対して、横方向に位置ずれして印刷されることになる。

また図２１（Ｂ）の場合は、ヘッドチップ列の配列方向に、特定色のヘッドチップ列（この場合はイエローＹのヘッドチップ列である）が位置ずれした場合であり、この場合は、この位置ずれしたヘッドチップ列が受け持つ色による画像が、他の色による画像に対して、用紙送り方向に位置ずれして印刷されることになる。

また図２１（Ｃ）の場合は、特定色のヘッドチップ列（この場合は、マゼンタＭ、シアンＣ、ブラックＫのヘッドチップ列である）が傾いた場合であり、この場合は、この傾いたヘッドチップ列が受け持つ色による画像が、他の色による画像に対して、捩じれた状態で印刷されることになる。

因みに、このような異なる色間におけるドットの位置ずれは、同一色間におけるドットの位置ずれ程、厳しいものでは無いが、それでも１００〔μｍ〕程度位置ずれすると、知覚されるようになる。

本発明は以上の点を考慮してなされたもので、第２に、ヘッドチップの位置決め誤差による印刷結果の品質劣化を防止することができるプリンタ及びプリンタヘッドを提案しようとするものである。

かかる課題を解決するため請求項１の発明は、所定のノズルよりインク液滴を飛び出させるインク吐出機構の少なくとも一部を順次配置してヘッドチップが作成され、前記ヘッドチップを配列してヘッドが作成されてなるプリンタに適用して、１つの前記ヘッドチップに割り当てた複数の前記ノズルの一部が、隣接する前記ヘッドチップに割り当てた複数のノズルの一部と、ほぼ同一の箇所に前記インク液滴を付着させることができるように、印刷対象の送り方向より見て、隣接する前記ヘッドチップが一部で重なり合うように配置し、前記一部で重なり合う部位に、隣接する前記ヘッドチップにドット作成箇所を振り分ける境界を設定し、前記境界を基準に隣接する前記ヘッドチップの前記インク吐出機構の駆動を制御するようにする。

また請求項４の発明は、所定のノズルよりインク液滴を飛び出させるインク吐出機構の少なくとも一部を順次配置してヘッドチップが作成され、前記ヘッドチップを配列してヘッドが作成されてなるプリンタヘッドに適用して、１つの前記ヘッドチップに割り当てた複数の前記ノズルの一部が、隣接する前記ヘッドチップに割り当てた複数のノズルの一部と、ほぼ同一の箇所に前記インク液滴を付着させることができるように、印刷対象の送り方向より見て、隣接する前記ヘッドチップが一部で重なり合うように配置し、前記一部で重なり合う部位に、隣接する前記ヘッドチップにドット作成箇所を振り分ける境界を設定し、前記境界を基準に隣接する前記ヘッドチップの前記インク吐出機構の駆動を制御するようにする。

請求項１の構成により、プリンタに適用して、１つの前記ヘッドチップに割り当てた複数のノズルの一部が、隣接する前記ヘッドチップに割り当てた複数のノズルの一部と、ほぼ同一の箇所に前記インク液滴を付着させることができるように、印刷対象の送り方向より見て、隣接する前記ヘッドチップが一部で重なり合うように配置することにより、この隣接するヘッドチップが一部で重なり合う部位については、何れのヘッドチップによっても印刷することができる。これにより例えば、前記一部で重なり合う部位に、隣接する前記ヘッドチップにドット作成箇所を振り分ける境界を設定し、前記境界を基準に隣接する前記ヘッドチップの前記インク吐出機構の駆動を制御することにより、これら隣接する２つのヘッドチップの特性の相違による印刷結果の差異を目立たなくすることができ、その分ヘッドチップのばらつきによる印刷結果の品質劣化を防止することができる。

これにより請求項４の構成によれば、ヘッドチップのばらつきによる印刷結果の品質劣化を防止することができるプリンタヘッドを提供することができる。

本発明によれば、上述した第１又は第２の課題をそれぞれ解決することができる。すなわち印刷対象の送り方向より見たときに、ヘッドチップに割り当てたノズルを、隣接するヘッドチップの一部で重なり合うように配置することにより、ヘッドチップのばらつきによる印刷結果の品質劣化を防止することができる。また一枚の薄板材に複数のノズルからなるノズル列を形成してノズルプレートを形成し、このノズル列に対応してノズルプレートにヘッドチップを配置してプリンタヘッドを作成することにより、さらには１枚のプレートに複数のノズルからなるノズル列を複数色分形成してノズルプレートを形成し、この複数列のノズル列に対応して、複数のヘッドチップを配置することにより、ヘッドチップの位置決め誤差によるレジストレーションの劣化、色再現性の劣化である印刷結果の品質劣化を防止することができる。

以下、適宜図面を参照しながら本発明の実施例を詳述する。

（１）実施例の構成
図２は、本発明の実施例１に係るラインプリンタを示す斜視図である。このラインプリンタ１１は、全体が長方体形状の筐体１２に収納されて形成され、用紙１４を収納した用紙トレイ１３をこの筐体１２の正面に形成されたトレイ出入口より装着することにより、用紙１４を給紙できるようになされている。

用紙トレイ１３は、このようにトレイ出入口よりプリンタ１１に装着されると、所定の機構により用紙１４が給紙ローラー１６に押し当てられ、この給紙ローラー１６の回転により、矢印Ａにより示すように、用紙１４が用紙トレイ１３より背面側に向かって送り出されるようになされている。ラインプリンタ１１は、この用紙送りの側に反転ローラー１７が配置され、この反転ローラー１７の回転等により、矢印Ｂにより示すように、正面方向に用紙１４の送り方向が切り換えられる。

ラインプリンタ１１は、このようにして用紙送り方向が切り換えられてなる用紙１４が用紙トレイ１３の上を横切るように拍車ローラー１８等により搬送され、矢印Ｃにより示すように、正面側に配置された排出口より排出される。ラインプリンタ１１は、この拍車ローラー１８から排出口までの間に、矢印Ｄにより示すように、ヘッドカートリッジ２０が交換可能に配置される。

ヘッドカートリッジ２０は、それぞれイエロー、マゼンタ、シアン、黒色のラインヘッドを配置してなるヘッド２１が所定形状によるホルダー２２の下面側に配置され、このホルダー２２に順次イエロー、マゼンタ、シアン、黒色のインクカートリッジＹ、Ｍ、Ｃ、Ｂを配置して形成されるようになされている。これによりラインプリンタ１１は、これら各色のインクを対応するラインヘッドより用紙１４に付着させて画像等を印刷できるようになされている。

この図２と同一の方向より見た分解斜視図を図３に示すように、ヘッド２１は、例えば炭素系樹脂によるシート材にノズル等を作成してノズルプレート２３が作成され、このノズルプレート２３が図示しないフレームに保持される。ヘッド２１は、同様の炭素系樹脂による所定形状のドライフィルム２４がこのノズルプレート２３上に配置され、その後ヘッドチップ２５が順次配置される。

ヘッド２１は、このヘッドチップ２５がイエロー、マゼンタ、シアン、黒色の印刷に対応するように、それぞれ用紙１４を横切る方向に４列に配置されてラインヘッドが構成される。ヘッド２１は、その後、このヘッドチップ２５側の面に凹凸の加工が施され、かつインクカートリッジとの間でインクの流路が形成されてなる金属板材２６が配置された後、各ヘッドチップ２５が接続されて形成される。

図４は、このようにしてヘッド２１に組み立てられるヘッドチップ２５を周辺構成と共に示す断面図である。ヘッドチップ２５は、集積回路技術によりシリコン基板２７を加工して形成され、インクを加熱するヒーター２８が順次並ぶように、またこれらヒーター２８を駆動する駆動回路２９が形成される。ヘッド２１は、これら各ヒーター２８の上に断面円形形状による開口が配置されるようにノズルプレート２３が加工され、またドライフィルム２４により各ヒーター２８の隔壁等が形成され、これにより各ヒーター２８にそれぞれインク液室３０が作成され、またノズルプレート２３によりインク液滴を飛び出させるノズル３１が作成される。

ヘッドチップ２５は、このようなヒーター２８が側面近傍に配置され、ドライフィルム２４は、このヒーター２８が配置された側面側にあっては、インク液室３０が露出するように、櫛の歯状に隔壁が作成される。ヘッド２１は、この露出する側よりインクカートリッジＹ、Ｍ、Ｃ、Ｂのインクを導くように、金属板材２６及びドライフィルム２４によりインク流路３３が形成される。これによりヘッド２１では、ヘッドチップ２５の長手方向のエッジ側より各ヒーター２８のインク液室３０にインクを導くようになされている。

なおヘッドチップ２５は、ヒーター２８を配置した側とは逆側に、パッド３４が形成され、このパッド３４にフレキシブル配線基板３５を接続して駆動できるようになされている。これらによりこのヘッド２１においては、ノズル３１よりインク液滴を飛び出させるインク吐出機構が、ヒーター２８、インク液室３０、ノズル３１により構成され、このインク吐出機構の一部であるヒーター２８を順次配列してヘッドチップ２５が構成されるようになされている。

このようにして配置されるヘッドチップ２５は、用紙１４側より一部を拡大して図１に示すように、各インクのインク流路３３の両側に、交互に同一構成によるヘッドチップ２５を配置して構成される。また各ヘッドチップ２５においては、それぞれこのインク流路３３側よりインクを導くように、インク流路３３の上下で、向きを１８０度回転させた状態で配置される。これによりヘッド２１は、それぞれ各色において１系統のインク流路３３で各ヘッドチップにインクを供給できるようになされ、その分、簡易な構成により印刷精度を高解像度化することができるようになされている。

またヘッドチップ２５は、このようにして１８０度回転して配置した場合でも、ノズル３１の並ぶ方向にはパッド３４の位置が変化しないように、これらノズル３１の並ぶ方向のほぼ中央にパッド３４が配置され、これによりヘッド２１では、パッド３４に接続するフレキシブル配線基板の一部への集中を防止するようになされている。

ヘッド２１は、連続する所定個数のノズル３１を単位にして、各ノズル３１がグループ化され、各グループ内において、ノズル３１が用紙送り方向にシフトするように、ノズルプレート２３が作成され、このノズルプレート２３に対応するように、ヘッドチップ２５のヒーター２８が、これら所定個数を単位にして用紙送り方向にシフトした位置に形成される。なお図１においては、この用紙送り方向のシフト量を誇張して示す。また図１においては、説明の簡略化等のために、７個のノズルを単位にして３つのグループにグループ化した場合により説明する。

これによりこのヘッドチップ２５においては、このようにシフトさせた用紙送り方向のノズルの位置ずれを有効に利用して、グループ化したヒーターを順次駆動するようになされている。なお、このようにしてノズルをシフトさせた場合、インク流路３３の上方及び下方に配置されるヘッドチップ２５においては、駆動信号に対してヒーターの駆動順序が逆転することになる。この実施例において、各ヘッドチップ２５は、このような駆動順序に対応するように、駆動回路における駆動順序を切り換えることができるように構成される。

かくするにつき図５及び図６に示すように、この実施例では、各グループを構成する７個のノズル３１を、用紙１４の進入側のノズル３１より順次フェーズ１〜フェーズ７の段階により管理する。なおこの図５及び図６においては、各フェーズに対応する番号をノズルに付して示す。すなわち図５（Ａ）に示すように、用紙１４が送られると、始めのフェーズ１により、最も用紙進入側のノズル１を駆動してドットＤ１を作成する。さらに続くノズル２までの分だけ用紙１４が送られると（図５（Ｂ））、この続くノズル２を駆動してドットＤ２を作成し、順次このような用紙送りに同期したノズル３〜７の駆動により順次ドットを作成する（図５（Ｃ）〜図６（Ｇ））。これによりこの実施例では、１つのグループ内のノズル３１については、タイミングをずらして駆動できるようになされ、また各グループの対応するノズル３１については、同時並列的に駆動できるようになされている。

さらにヘッド２１は、１つのドットを複数の液滴により作成し、この１つのドットを作成する液滴の数を可変することによりドットの大きさを可変し、これにより階調を表現する。なおこの実施例では、１つのドットを最大で８個の液滴により作成するようになされている。

このようにして駆動されるヘッド２１は（図１）、１つのヘッドチップに割り当てた複数のノズルの一部が、隣接するヘッドチップに割り当てた複数のノズルの一部と、ほぼ同一の箇所にインク液滴を付着させることができるように、印刷対象の送り方向より見て、隣接するヘッドチップが一部で重なり合うように配置される。これによりラインプリンタ１１では、このようなノズルによるドット作成箇所が隣接するヘッドチップで重複する重複部分については、これら隣接する２つのヘッドチップによるドットを混在させることができるようになされ、このドットの混在により隣接するヘッドチップ間の特性のばらつきを目立たなくして印刷結果の品質劣化を防止することができるようになされている。

すなわち図７は、このラインプリンタを示すブロック図である。このプリンタ１１において、インターフェース（Ｉ／Ｆ）４３は、ホスト装置であるパーソナルコンピュータ４２より出力される制御コマンド、テキストデータ、画像データ等を入力して中央処理ユニット（ＣＰＵ）４４に出力する。操作子４５は、このプリンタ１１の操作パネルに配置された押圧操作子であり、プリンタ１１では、この操作子４５の操作により例えば印刷位置等の各種設定、テストプリント等の指定を受け付けることができるようになされている。表示部４６は、操作パネルに配置された液晶表示パネルにより構成され、操作子４５の操作に対応して各種設定等のメニュー、詳細情報を表示できるようになされている。

プリンタ機構部４８は、図２について上述したこのプリンタ１１の用紙送り機構等により構成され、プリンタ制御部４７は、中央処理ユニット４４の制御によりこのプリンタ機構部４８の動作を制御する。ヘッド駆動部５０は、ラインヘッド２１の各ヘッドチップを中央処理ユニット４４の制御により駆動する駆動回路により構成される。これらによりプリンタ１１は、パーソナルコンピュータ４２からの出力データに応じた中央処理ユニット４４の制御により、用紙１４を送りながらラインヘッド２１を駆動してカラーによる画像を印刷できるようになされている。

中央処理ユニット４４は、メモリ５１と共にこのプリンタ１１の動作を制御するコントローラを構成し、インターフェース４３を介して入力される制御コマンドを解析すると共に、この解析結果に基づいたテキストデータ、画像データの処理によりプリンタ制御部４７、ヘッド駆動部５０の動作を制御し、これによりこれらテキストデータ、画像データを印刷する。

このような構成に係るラインプリンタ１１においては、ヘッド駆動部５０の処理により、上述したドット作成箇所が隣接するヘッドチップで重複する重複部分について、これら隣接する２つのヘッドチップによるドットが混在するように、ヘッド２１を駆動する。

図８は、このヘッド駆動部５０による隣接するヘッドチップの駆動を示す模式図である。なおこの図８においては、８個のノズルが隣接するヘッドチップで重複する場合であり、それぞれこれら隣接するヘッドチップが受け持つドットの作成箇所を黒丸と白丸とにより示す。ヘッド駆動部５０は、この重複部分については、中央処理ユニット４４を介して供給される駆動データと、何らドットを形成しないダミーの駆動データとを、事前の設定に従ってそれぞれ選択的にこれら隣接するヘッドチップに供給することにより、重複部分において、２つのヘッドチップによるドットを混在させる。

ヘッド駆動部５０は、この重複部分において、ノズルの配列方向には、これら２つのヘッドチップ２５が交互にドット作成位置を受け持つように、また用紙送り方向については、このような交互の受け持ちが繰り返されるように、中央処理ユニット４４からの駆動データとダミーの駆動データとを選択的に出力する。これによりラインプリンタ１１では、例えば単一色により大面積を印刷する場合、この重複部分では隣接するヘッドチップによる印刷結果の中間の階調等による印刷結果となるように、ヘッド２１を駆動する。従って印刷結果においては、これら隣接するヘッドチップの特性が相違している場合でも、重複部分により、この特性の相違による急激な印刷結果の相違を知覚し難いようにすることができ、これにより印刷結果の品質劣化を防止することができるようになされている。

（２）実施例の動作
以上の構成において、このラインプリンタ１１は（図２）、用紙トレイ１３に保持された用紙１４が給紙ローラー１６により引き出された後、反転ローラー１７で送り方向が切り換えられ、正面側の排出口に向かって用紙送りされる。ラインプリンタ１１は、このようにして排出口に用紙送りする際に、ヘッドカートリッジ２０に保持された各イエロー、マゼンタ、シアン、黒色のインクカートリッジＹ、Ｍ、Ｃ、Ｂからヘッド２１のラインヘッドにそれぞれ対応するインクが供給され、このインクが液滴により用紙１４に付着して所望の画像が印刷される。

すなわちヘッド２１の各ラインヘッドにおいては（図４）、これらインクカートリッジＹ、Ｍ、Ｃ、Ｂからのインクがそれぞれ対応するインク流路３３を介してインク液室３０に導かれ、ここでヒーター２８の加熱によって発生する気泡によりノズル３１から飛び出し、用紙１４に付着する。これによりラインプリンタ１１では、このように用紙送りしながら所望の駆動回路によりこれらヒーター２８を選択的に駆動することにより、所望の画像を印刷することができる。

ヘッド２１では、半導体基板２７によりこのようなヒーター２８が順次配置され、またこの半導体基板２７にヒーター２８の駆動回路２９が配置されてヘッドチップ２５が形成され、このヘッドチップ２５の配列により作成される（図３及び図５）。

さらにこのヘッドチップ２５においては、所定個数のノズルを単位にしてグループ化され、各グループでノズルの位置が順次用紙送り方向にシフトするように形成される（図１、図５及び図６）。これによりラインプリンタ１１では、１つのグループ内で各ノズルを駆動するタイミングをずらして時間的な余裕を確保できるようになされ、またグループ間の対応するノズルについては、同時並列的に駆動して印刷に要する時間を短くすることができるようになされている。

この実施例において、ラインプリンタ１１は、このようにヘッドチップ２５を配置してヘッド２１を形成するにつき、１つのヘッドチップに割り当てた複数のノズルの一部が、隣接するヘッドチップに割り当てた複数のノズルの一部と、ほぼ同一の箇所にインク液滴を付着させることができるように、印刷対象の送り方向より見て、隣接するヘッドチップが一部で重なり合うように配置される。これによりラインプリンタ１１では、このようなノズルによるドット作成箇所が隣接するヘッドチップで重複する重複部分については、これら隣接する２つのヘッドチップによるドットを混在させることができるようになされ、このドットの混在により隣接するヘッドチップ間の特性のばらつきを目立たなくして印刷結果の品質劣化を防止することができる。

すなわちラインプリンタ１１においては（図７）、パーソナルコンピュータ４２より出力されるテキストデータ、画像データがインターフェース４３を介して入力され、この入力されたデータに基づいた中央処理ユニット４４によるプリンタ制御部４７、ヘッド駆動部５０の制御により、所定の用紙送り方向に用紙を送りながら、ヘッド２１が駆動され、これにより入力されたデータによる文字、画像が用紙１４に印刷される。

ラインプリンタ１１において、隣接するヘッドチップの重複部分については、このようにして中央処理ユニット４４から出力される駆動データと、何らドットを形成しないダミーの駆動データとが、ヘッド駆動部５０により選択的にヘッドチップに供給され、これにより２つのヘッドチップによるドットが混在するように印刷される（図８）。

このときこの重複部分において、ノズルの配列方向には、これら２つのヘッドチップが交互にドット作成位置を受け持つように、また用紙送り方向については、このような交互の受け持ちが繰り返されるように、これら中央処理ユニット４４による駆動データとダミーによる駆動データとによりヘッド２１が駆動される。これによりこの重複部分では、隣接するヘッドチップによる印刷結果の中間の階調等による印刷結果となり、２つのヘッドチップで特性が大きく異なる場合でも、この特性の相違による急激な印刷結果の相違を知覚し難いようにすることができ、これにより印刷結果の品質劣化を防止することができる。

このようにして２つのヘッドチップによるドットを部分的に混在させて印刷結果の品質劣化を防止する場合でも、これら２つのヘッドチップが正しく位置決めされていない場合、一方のヘッドチップによるドット形成位置に対して、他方のヘッドチップによるドット形成位置が位置ずれして印刷結果の品質が劣化する恐れがある。

しかしながらこの実施例においては、１枚のノズルプレート２３に複数チップ分のノズル３１を作成し、このノズルプレート２３にインク液室３０、発熱素子２８を作り込むように複数のヘッドチップ２７を配置したことにより（図３及び図４）、ヘッドチップ２５が位置ずれした場合でも、このようなドットの位置ずれを来たすノズル３１の位置ずれについては防止することができる。因みに、このような１枚の薄板材であるノズルプレート２３にノズル３１を作成する処理においては、フォトリソグラフィーの手法を適用することができることにより、１〔μｍ〕以下の精度により極めて精度良く作成することができ、これによりこの実施例では、ヘッドチップ２５の位置ずれにより印刷品質の劣化を有効に回避することができるようになされている。

すなわち図９（Ａ）に示す正しくヘッドチップ２５を配置した場合との対比により、図９（Ｂ）に示すように、ヘッドチップ２５においては、用紙送り方向と直交する方向であるヘッドの並び方向に位置ずれする場合がある。また図９（Ｃ）に示すように、用紙送り方向に位置ずれする場合、さらには図９（Ｄ）に示すように、傾いて配置される場合もある。このように位置ずれした場合であっても、位置ずれしたヘッドチップ２５においては、ノズル３１が正しく位置決めされていることにより、このノズルの位置で決まる正しい位置にドットを作成することができる。これにより同一色内におけるドット位置のずれによる印刷品質の劣化を防止することができる。

またこのようにしてプリンタヘッドを構成することにより、異なる色間におけるドット形成位置の位置ずれも防止することができ、これにより異なる色のヘッドチップの位置ずれによるレジストレーションの劣化、色再現性の劣化である印刷品質の劣化を防止することができる。

すなわちこのようなヘッドチップ２５の配列間においては、図２１との対比により、図１０（Ａ）〜（Ｃ）に示すように、印刷幅方向に位置ずれする場合（図１０（Ａ））、用紙送り方向に位置ずれする場合（図１０（Ｂ））、特定のヘッドチップ配列が傾いて配置される場合（図１０（Ｃ））がある。このような場合、図２１について上述したように、従来構成によるヘッドチップ配列によっては、各色間でドット位置が位置ずれし、印刷品質が劣化することになる。

これに対してこの実施例では、１枚のノズルシートに高い精度により位置決めされてノズルが形成されていることにより、このような各ヘッドチップ配列に対応するノズル列についても、相互に高い位置決め精度により作成される。これによりこのようなヘッドチップ配列間で位置ずれした場合でも、異なる色間におけるドット位置のずれも防止することができる。

なお、このヘッドチップ配列に代えて、印刷幅を有する細長の１つのヘッドチップでこの印刷幅を印刷する場合にあっても、このような配列間の位置ずれについては完全に防止できないことにより、この場合でも、ノズルプレートにノズルを作成すると共に、このノズルプレートのヘッドチップを配置してプリンタヘッドを構成することにより、異なる色間におけるドット位置のずれを防止することができる。なおこの図１０においては、図３に示すヘッドチップの配列を簡略化して示すものである。

（３）実施例の効果
以上の構成によれば、１つのヘッドチップに割り当てた複数のノズルの一部が、隣接するヘッドチップに割り当てた複数のノズルの一部と、ほぼ同一の箇所にインク液滴を付着させることができるように、印刷対象の送り方向より見て、隣接するヘッドチップが一部で重なり合うように配置することにより、ヘッドチップのばらつきによる印刷結果の品質劣化を防止することができる。

またこの一部で重なり合う部位において、一方のヘッドチップが受け持つドット作成箇所と、他方のヘッドチップが受け持つドット作成箇所とが混在するように駆動することにより、隣接するヘッドチップの特性の相違による急激な印刷結果の相違を知覚し難いようにすることができ、これにより印刷結果の品質劣化を防止することができる。

またこれら２つのヘットチップの駆動を用紙送り方向とほぼ直交する方向に繰り返して、このようなドット作成箇所を２つのヘットチップで混在させることにより、簡易な構成で、印刷結果の品質劣化を防止することができる。

また、一枚のノズルプレートに複数のノズルから成るノズル列を形成し、このノズル列に応じて、複数のヘッドチップを配置してプリンタヘッドを作成することにより、ヘッドチップの位置決め誤差による印刷結果の品質劣化を防止することができる。

すなわち印刷対象の送り方向を横切る方向に、１枚のプレート上に、ほぼ印刷対象の幅の分だけノズルを並べて形成することにより、同一色間におけるドット形成位置の位置ずれを防止して、印刷結果の品質劣化を防止することができる。

また印刷対象の送り方向を横切る方向に、１枚のプレート上に、ほぼ印刷対象の幅の分だけノズルを並べてノズル列が形成され、このノズル列が印刷対象の送り方向に並ぶように、複数列形成されてなることにより、異なる色間においても、ドット形成位置の位置ずれを防止して、印刷結果の品質劣化を防止することができる。

さらにこれらの構成において、隣接するヘッドチップが一部で重なり合うように配置したことにより、ヘッドチップのばらつきによる印刷結果の品質劣化についても防止することができる。

図１１は、図８との対比により、本発明の実施例２に係るラインプリンタについて、ヘッド駆動部５０による隣接するヘッドチップの駆動を示す模式図である。この実施例２に係るラインプリンタにおいては、このヘッド駆動部５０における処理が異なる点を除いて、実施例１に係るラインプリンタ１１と同一に構成される。

ここでヘッド駆動部５０は、重複部分において、重複部分の中央（一点鎖線により示す）より各ヘッドチップ側に近寄ると、それぞれこの近寄った側のヘッドチップが受け持つドット作成位置の数が増大するように、各ヘッドチップの駆動を設定する。かくするにつき、この図１１の場合では、この重複部分の中央より左側では、左側のヘッドチップが４つのドット作成位置のうちの３つを受け持つのに対し、右側では４つのドット作成位置のうちの１つを受け持つように設定される。

これによりこの実施例では、重複部分において、全体的に見て滑らかに左側のヘッドチップによる印刷結果から右側のヘッドチップによる印刷結果に変化するように設定され、実施例１に比してさらに一段と印刷結果における品質劣化を知覚し難いようになされている。

図１１の構成によれば、重複部分において、それぞれ近寄った側のヘッドチップが受け持つドット作成位置の数が増大するように設定して、一方のヘッドチップが受け持つドット作成箇所と、他方のヘッドチップが受け持つドット作成箇所とを混在させるようにすることにより、実施例１に比してさらに一段と印刷結果の品質劣化を防止することができる。

図１２は、図８との対比により、本発明の実施例３に係るラインプリンタについて、ヘッド駆動部５０による隣接するヘッドチップの駆動を示す模式図である。この実施例３に係るラインプリンタにおいては、このヘッド駆動部５０における処理が異なる点を除いて、実施例１に係るラインプリンタ１１と同一に構成される。

ここでヘッド駆動部５０は、重複部分において、ライン毎にそれぞれドット作成箇所を受け持つヘッドチップを切り換え、これにより実施例１について上述した縦方向のドットの配列に代えて、横方向のドットの配列により、重複部分において、２つのヘッドチップがそれぞれ受け持つドット作成箇所を混在させる。

図１２の構成によれば、ライン毎にそれぞれドット作成箇所を受け持つヘッドチップを切り換え、重複部分において、２つのヘッドチップがそれぞれ受け持つドット作成箇所を混在させるようにしても、実施例１と同様の効果を得ることができる。

図１３は、図８との対比により、本発明の実施例４に係るラインプリンタについて、ヘッド駆動部５０による隣接するヘッドチップの駆動を示す模式図である。この実施例４に係るラインプリンタにおいては、このヘッド駆動部５０における処理が異なる点を除いて、実施例１に係るラインプリンタ１１と同一に構成される。

ここでヘッド駆動部５０は、実施例１及び実施例３の組み合わせに係るドット作成箇所の振り分けにより、２つのヘッドチップを駆動する。すなわち用紙送り方向については、ライン毎にそれぞれドット作成箇所を受け持つヘッドチップが切り換わるように、また用紙送り方向と直交する方向についても、交互にドット作成箇所を受け持つヘッドチップが切り換わるように、ドット作成箇所を振り分ける。これによりこのラインプリンタ１１は、縦方向の模様、横方向の模様等を印刷する場合のように、印刷する対象が用紙送り方向及び又は用紙送り方向と直交する方向に、特定のノズルだけ駆動するような場合でも、この重複部分については、各ヘッドチップの平均の特性による印刷結果を得ることができるようになされている。

図１３の構成によれば、用紙送り方向及びこれと直交する方向に、交互にドット作成箇所の割り当てを切り換えることにより、２つのヘッドチップがそれぞれ受け持つドット作成箇所を混在させるようにしたことにより、種々の印刷の対象において、各ヘッドチップの平均の特性による印刷結果を重複部分で得ることができ、その分実施例１及び実施例３に比してさらに一段と印刷結果の品質劣化を防止することができる。

図１４は、図８との対比により、本発明の実施例５に係るラインプリンタについて、ヘッド駆動部５０による隣接するヘッドチップの駆動を示す模式図である。この実施例４に係るラインプリンタにおいては、このヘッド駆動部５０における処理が異なる点を除いて、実施例１に係るラインプリンタ１１と同一に構成される。

ここでヘッド駆動部５０は、実施例２及び実施例３の組み合わせに係るドット作成箇所の振り分けにより、２つのヘッドチップを駆動する。すなわち用紙送り方向については、ライン毎にそれぞれドット作成箇所を受け持つヘッドチップが切り換わるように、また用紙送り方向と直交する方向については、それぞれ近寄った側のヘッドチップが受け持つドット作成位置の数が増大するように、ドット作成箇所を振り分ける。これによりこのラインプリンタは、縦方向の模様、横方向の模様等を印刷する場合のように、印刷する対象が用紙送り方向及び又は用紙送り方向と直交する方向に、特定のノズルだけ駆動するような場合でも、この重複部分については、各ヘッドチップの平均の特性による印刷結果を得ることができるようになされ、また全体として見たときには、滑らかに左側のヘッドチップによる印刷結果から右側のヘッドチップによる印刷結果に変化するようになされている。

図１４の構成によれば、さらに一段と印刷結果の品質劣化を防止することができる。

この実施例においては、事前に各ヘッドチップで測定したドット径の大きさにより図８、図１２又は図１３について上述したレイアウトを補正して使用する。すなわちこの実施例においては、例えばヘッドの製造工程における動作確認の際に、各ノズルの一回の駆動により形成されるドット径を測定し、このドット径を各ヘッドチップ毎に平均値化する。

さらに図８、図１２又は図１３について上述した交互のヘッドチップの切り換えに代えて、このようにして測定されたドット径の差異を補正するように、すなわち同一の条件によりそれぞれ各ヘッドチップだけで印刷した場合に対して、重複部分にあっては、平均値の階調により印刷されるように、ヘッドチップの切り換えを補正する。

かくするにつき、例えば図１３に示すレイアウトを例にとって、このレイアウトを補正した場合を図１５に示すように、この場合にあっては、左側のノズルが受け持つドット作成箇所を重複部分で全体の１／４とした場合である。

この実施例６によれば、事前に測定した印刷結果に応じて、２つのヘッドチップがそれぞれ受け持つドット作成箇所を混在させるようにしたことにより、ヘッドチップの特性のばらつきが著しい場合に、上述の実施例に比してさらに一段と印刷結果の品質劣化を防止することができる。

この実施例においては、図１６に示すように、重複部分に境界Ｋを設定し、この境界Ｋを境にして、前後を受け持つヘッドチップに重複部分のドット作成箇所を割り当てるようにし、さらにこの境界Ｋを適宜変化させる。なおこの実施例７に係るラインプリンタにおいては、この境界の設定に関して中央処理ユニット４４及びヘッド駆動部５０における処理が異なる点を除いて、実施例１に係るラインプリンタ１１と同一に構成されることにより、図７の構成を流用して説明する。

ここで中央処理ユニット４４は、ホスト装置より印刷が指示されると、図１７に示す処理手順を各色毎に、また各ヘッドチップ毎に実行し、これにより印刷する対象に応じて適宜境界Ｋを変更する。すなわち中央処理ユニット４４は、ステップＳＰ１からステップＳＰ２に移り、ここで印刷対象の画像が文字データによるものか否か判断する。ここで肯定結果が得られると、中央処理ユニット４４は、ステップＳＰ３に移り、印刷対象の画像を用紙送り方向にスキャンし、続くステップＳＰ４において、このスキャン結果より重複部分に割り当てられる領域を検出する。

続いて中央処理ユニット４４は、ステップＳＰ５に移り、ここで検出した重複部分よりインク液滴を付着しなくても良いドット作成位置（すなわち該当する色のインクに対して白の領域である）を検出する。中央処理ユニット４４は、続くステップＳＰ６において、このようにして検出した白の領域より、用紙送り方向に連続する領域を検出することにより、図１６（Ａ）に示すように、文字間の空白の領域を検出し、この領域に境界Ｋを設定し、続くステップＳＰ７において、この処理を終了する。

これにより中央処理ユニット４４は、隣接するヘッドチップの特性が異なる場合であっても、この特性の相違を知覚困難な部位に適宜境界を設定するようになされている。かくするにつき、中央処理ユニット４４は、このようにして境界を設定すると、対応するノズルの設定パターンによりヘッドチップを駆動するようにヘッド駆動部５０の動作を制御する。

これに対してステップＳＰ２で否定結果が得られると、中央処理ユニット４４は、ステップＳＰ８に移る。ここで中央処理ユニット４４は、所定のパターンによりヘッドチップを駆動するように駆動部５０の動作を設定した後、ステップＳＰ７に移ってこの処理手順を終了する。なおこの場合、上述した実施例１〜実施例６によるパターンにより駆動する場合、さらには図１８に示すように、境界Ｋを乱数により適宜変化させて印刷する場合等が考えられる。

実施例７によれば、境界を設定し、この境界を適宜変化させるようにしても、上述の実施例と同様の効果を得ることができる。

なお上述の実施例７においては、文字間となるように境界を設定する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、印刷の対象に応じて適宜境界を変更する場合に広く適用することができる。なおこの場合、例えば印刷の対象が縦縞の模様を有するような場合には、このような縦縞のエッジを境界に設定する場合等が考えられる。

また上述の実施例においては、何らインクの色については何ら考慮しない場合について述べたが、本発明はこれに限らず、同一箇所に付着させるインクの色の関係を考慮して、各インク間でドットの混在方法、さらには境界の設定方法を種々に変更することもできる。このようにすればさらに一段と画質の劣化を知覚困難とすることができる。

また上述の実施例においては、それぞれ１種類の混在方法、境界設定方法により隣接するヘッドチップを駆動する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、例えば印刷対象に応じてドットの混在方法、さらには境界の設定方法をアダプティブに切り換えるようにしてもよい。

さらに上述の実施例においては、ヘッドチップを一部重ね併せて配置する構成に関して、ノズルを作成する部材等を複数のヘッドチップで共用する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、個々のヘッドチップでこれらを独立に構成する場合等にも広く適用することができる。

また上述の実施例においては、サーマル方式によるラインプリンタに本発明を適用する場合について述べてが、本発明はこれに限らず、ヒーターの駆動に代えて圧電素子の駆動による方式のラインプリンタ等にも広く適用することができる。

本発明は、プリンタ及びプリンタヘッドに関し、特にインクジェット方式によるラインプリンタに適用することができる。

本発明の実施例１に係るプリンタについて、ヘッドチップの配置を示す平面図である。 図１のヘッドチップによるラインプリンタを示す斜視図である。 図２のラインプリンタに適用されるヘッドを示す分解斜視図である。 図３のヘッドを詳細に示す斜視図である。 図４のヘッドチップの駆動の説明に供する略線図である。 図５の続きを示す略線図である。 図２のラインプリンタを示すブロック図である。 図１のヘッドチップの駆動の説明に供する模式図である。 ヘッドチップの位置ずれの説明に供する平面図である。 異なる色間におけるドットの位置ずれによる画質劣化の説明に供する平面図である。 図８との対比により本発明の実施例２に係るプリンタについて、ヘッドチップの駆動の説明に供する模式図である。 図８との対比により本発明の実施例３に係るプリンタについて、ヘッドチップの駆動の説明に供する模式図である。 図８との対比により本発明の実施例４に係るプリンタについて、ヘッドチップの駆動の説明に供する模式図である。 図８との対比により本発明の実施例５に係るプリンタについて、ヘッドチップの駆動の説明に供する模式図である。 図８との対比により本発明の実施例６に係るプリンタについて、ヘッドチップの駆動の説明に供する模式図である。 本発明の実施例７に係るプリンタについて、ヘッドチップの駆動の説明に供する模式図である。 図３のヘッドによるプリンタにおける中央処理ユニットの処理手順を示すフローチャートである。 乱数により境界を適宜変化させる場合を示す模式図である。 隣接するヘッドチップの特性のばらつきによる印刷結果の説明に供する模式図である。 ヘッドチップの位置ずれによる印刷品質の劣化の説明に供する模式図である。 ヘッドチップ配列の位置ずれによる印刷品質の劣化の説明に供する模式図である。

符号の説明

１Ａ、１Ｂ、２５……ヘッドチップ、１１……ラインプリンタ、１４……用紙、２１……ヘッド、３１……ノズル、４４……中央処理ユニット、５０……ヘッド駆動部

Claims (6)

1. 所定のノズルよりインク液滴を飛び出させるインク吐出機構の少なくとも一部を順次配置してヘッドチップが作成され、前記ヘッドチップを配列してヘッドが作成されてなるプリンタにおいて、
   １つの前記ヘッドチップに割り当てた複数の前記ノズルの一部が、隣接する前記ヘッドチップに割り当てた複数のノズルの一部と、ほぼ同一の箇所に前記インク液滴を付着させることができるように、印刷対象の送り方向より見て、隣接する前記ヘッドチップが一部で重なり合うように配置し、
   前記一部で重なり合う部位に、隣接する前記ヘッドチップにドット作成箇所を振り分ける境界を設定し、前記境界を基準に隣接する前記ヘッドチップの前記インク吐出機構の駆動を制御する
   ことを特徴とするプリンタ。
2. 前記一部の重なり合う部位に印刷する印刷対象画像に基づいて、前記境界の位置を変化させる
   ことを特徴とする請求項１に記載のプリンタ。
3. 前記印刷対象画像を印刷した場合に、前記一部の重なり合う部位で空白となる位置に、前記境界を設定する
   ことを特徴とする請求項２に記載のプリンタ。
4. 所定のノズルよりインク液滴を飛び出させるインク吐出機構の少なくとも一部を順次配置してヘッドチップが作成され、前記ヘッドチップを配列してヘッドが作成されてなるプリンタヘッドにおいて、
   １つの前記ヘッドチップに割り当てた複数の前記ノズルの一部が、隣接する前記ヘッドチップに割り当てた複数のノズルの一部と、ほぼ同一の箇所に前記インク液滴を付着させることができるように、印刷対象の送り方向より見て、隣接する前記ヘッドチップが一部で重なり合うように配置し、
   前記一部で重なり合う部位に、隣接する前記ヘッドチップにドット作成箇所を振り分ける境界を設定し、前記境界を基準に隣接する前記ヘッドチップの前記インク吐出機構の駆動を制御する
   ことを特徴とするプリンタヘッド。
5. 前記一部の重なり合う部位に印刷する印刷対象画像に基づいて、前記境界の位置を変化させる
   ことを特徴とする請求項４に記載のプリンタヘッド。
6. 前記印刷対象画像を印刷した場合に、前記一部の重なり合う部位で空白となる位置に、前記境界を設定する
   ことを特徴とする請求項５に記載のプリンタヘッド。
   

Images