JP3812667B2

JP3812667B2 - Liquid ejection apparatus and liquid ejection method

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Publication number: JP3812667B2
Application number: JP2003055236A
Authority: JP
Inventors: 武夫江口; 五輪男牛ノ▲濱▼; 一康竹中; 雄一郎池本; 行弘大関
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 2003-03-03
Filing date: 2003-03-03
Publication date: 2006-08-23
Anticipated expiration: 2023-03-03
Also published as: JP2004262102A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ノズルを有する液体吐出部を複数並設したヘッドを備える液体吐出装置、及びノズルを有する液体吐出部を複数並設したヘッドを用いた液体吐出方法に関し、液体吐出部のノズルから吐出する液滴の吐出方向を複数の方向に可変できるようにし、液体吐出部に液滴の吐出不良が生じたときの補正を行うと同時に、液滴の着弾位置のばらつきを目立たなくすることにより、画質の改善を図る技術に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、液体吐出装置の１つであるインクジェットプリンタにおいては、通常、ノズルを有する液体吐出部が直線状に配列されたヘッドを備えている。そして、このヘッドの各液体吐出部から、微少な液滴（インク液滴）をノズル面に対向して配置される印画紙等の記録媒体に向けて吐出することにより、記録媒体上に略円形のドットを形成するとともに、液滴を順次吐出して、０個、１個又は複数個のドットからなる画素を形成するとともに、その画素を縦横に配列して画像や文字を表現している。
【０００３】
一方、インクジェットプリンタは、その構造から、ある程度のばらつきを持って液滴が吐出される。吐出された液滴が記録媒体に着弾されたときのドットの配列を見ると、一時的なばらつき（偶発的なもの）は平均化されてあまり目立たないが、液体吐出部（ヘッド）固有のばらつきは、直線状のばらつき（ペアリング）として、わずかであっても目立つようになる。
【０００４】
図１７は、ドット配列のばらつきを説明する図である。図１７において、矢印で示した部分は、ドットピッチ（隣接するドットの中心間距離）の１／３６、１／１２、及び１／４をそれぞれ図中、右方向にシフトさせるとともに、ドットピッチに対するドット径の大きさの程度を大、中、小、に分けて、ドットピッチがずれた場合の影響を示したものである。
【０００５】
図１７から理解できるように、ドット列がドットピッチの１０％程度ずれると、そのずれが目視で認識できるようになり、２０％程度を越えるものは、一般には記録の不具合として目立つようになる。なお、ドットピッチのずれが目立つか否かは、インクの色にも左右される。例えば黄色は、ずれに対する許容量が大きい（ずれが他の色に対して目立ちにくい）。
【０００６】
ここで、ヘッドが記録媒体に対して水平方向に直線的な往復移動を行うとともに、記録媒体が上記往復移動方向と略垂直な方向に搬送されるシリアル方式の場合には、上記のようなドットピッチずれを解決する手法として、以下の２通りが知られている。
なお、本明細書では、シリアル方式においては、ヘッドの往復移動方向を主走査方向と定義し、この方向と略垂直な方向（記録媒体の搬送方向）を、副走査方向と定義する。
【０００７】
第１の手法は、ドットピッチの多少のずれがあっても、記録媒体の下地が見えなくなるようにドット同士を重ねることである。すなわち、ドットサイズ（ドット径）をドットピッチに対して大きくすることである。
この手法によると、ドットを円形と仮定して、ドットピッチの√２倍（ドットピッチの対角線）以上のドット径にすれば、通常の配列がなされる限りドット間の隙間は埋められ、多少のドットの着弾位置ずれがあっても、あまり目立たずに、画像上に白スジを発生させないようにすることができる。
図１８は、図１７と同じドット列のずれに対して、全体のドットサイズをドットピッチの√２倍強に設定した場合の例を示す図である。
【０００８】
また、第２の手法は、「重ね打ち」と称される手法である。この重ね打ちでは、第１の手法で示したような大きなドットを用いないため、１回で吐出される液滴ではドット間の隙間は埋まらないが、先に配列したドット列の隙間を埋めるように重ねてドットを配列することで、隙間を埋めるようにするものである。図１９は、第２の手法である重ね打ちをしたときの状態を示す図である。図１９において、模様の異なるドットは、異なる主走査時に形成されるか、又は異なるヘッドで形成される。この重ね打ちは、主走査方向のみならず、副走査方向にも用いることができるので、小さなドットから画像を形成することができる。
【０００９】
また、シリアル方式に対し、記録媒体の全幅（シリアル方式の主走査方向における略全範囲）にわたるようにヘッドを形成したライン方式の場合は、ヘッドが固定され、記録媒体のみが搬送されるのが通常である。
なお、本明細書において、ライン方式においては、記録媒体の搬送方向を主走査方向と定義する。
ライン方式においては、記録媒体の全幅にわたるヘッドを、シリコンウエハやガラス等で一体に形成すれば、液体吐出部の並び精度等を高めることができる。しかし、製造方法、歩留まり問題、発熱問題、コスト問題等、様々な問題があって、現実的にはそのような構造のヘッドを製作することはほとんど不可能に近い。
【００１０】
このため、インクジェットプリンタにラインヘッドを搭載する場合には、小さなヘッドチップ（これにも様々な制約があり、大きくても液体吐出部の並び方向の長さが１インチ以下程度が実用的な限界である。）を、端部同士が繋がるように複数並設して、それぞれのヘッドチップに適当な信号処理を行うことによって、記録媒体に印画する段階で、記録媒体の全幅に繋がった記録を行うようにすることが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【００１１】
【特許文献１】
特開２００２−３６５２２号公報
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、前述の従来の技術では、以下の問題点がある。
シリアル方式における第１の手法（ドットサイズを大きくする手法）では、ドットの位置ずれに対しては強くなるものの、ドットサイズが大きくなる結果、粒子状のドットが見えやすくなり、中間階調が必要とされる写真などの印画の場合には、ざらつき感が増大するという問題がある。
【００１３】
また、シリアル方式における第２の手法（重ね打ち）では、上記第１の手法と異なり、ドットサイズを大きくする必要がないため、全体の画像のざらつき感を軽減し、写真画質等を向上させることができる。しかし、主走査方向にも副走査方向にも多数のドットを配列しなければならないので、その分、記録速度が遅くなるという問題がある。この問題を解決するためには、多数の液体吐出部をできる限り高速で動作させなければならないが、そのようにすると、信頼性の低下とコストの増大を招きやすいという問題がある。
【００１４】
さらにまた、ライン方式の場合においては、第１の手法を採用することは可能であるが、上記のシリアル方式における第１の手法と同様の問題がある。
さらに、ライン方式の場合には、ヘッドは移動しないので、一旦記録した領域を、再度記録することにより重ね打ちを行うことはできない。すなわち、シリアル方式における第２の手法を採用することはできない。
【００１５】
ここで、特殊例として、写真等に限り、コシの強い記録媒体を用いることを条件に、（昇華型プリンタ等のように）ヘッドの位置を少しずらさせて、何度も記録媒体を出入れすれば、重ね打ちは不可能ではない。しかし、ヘッドを精度良く横方向（記録媒体の幅方向、ライン方式の主走査方向に垂直な方向）だけに動かすことは難しく、また、インクジェットプリンタでは、昇華型プリンタとは異なり、記録媒体に配列されたドット（着弾したインク）が乾燥するまでにはある程度の時間を要するので、インクが十分に乾燥しないうちに記録媒体を何らの保護も行うことなく出入れすることは危険である。
【００１６】
さらに、記録媒体の出入れは、特殊な記録媒体に限られ、普通紙等の記録媒体では、上記のような出入れを行うことはできない。また、ライン方式は、記録速度の速さをメリットとするものであるので、ライン方式において記録媒体を出入れしたのでは、記録速度が低下し、ライン方式を採用した趣旨が没却されてしまう。したがって、ライン方式の場合には、重ね打ちができるのは、記録媒体の送り方向、すなわち主走査方向のみということになる。
【００１７】
そして、ライン方式の場合に、主走査方向における重ね打ちを行うことによって、その階調度を増やすことは可能であるが、主走査方向における重ね打ちは、階調度を上げることのみの効果があり、吐出ばらつきの平均化には寄与しない。これに対し、副走査方向における重ね打ちは、主走査方向における重ね打ちと同様に階調度を上げる効果に加えて、吐出ばらつきの平均化という重要な効果も有している。
【００１８】
すなわち、主走査方向におけるドットの中心間距離は、同一の液体吐出部から吐出されたドットを並べるだけであるので、その精度は極めて良いものとなるが、副走査方向におけるドットの中心間距離は、全て異なる液体吐出部によるものであるので、そのばらつきが大きい。
以上のような理由により、副走査のないライン方式では、液体吐出部固有のばらつきが液体吐出部の並び方向に残り、スジムラとして目立ってしまう場合があるという問題がある。
【００１９】
また、ライン方式の場合には、ヘッドチップ同士を継ぎ合わせるため、液体吐出部の並び間隔に誤差が生じやすいという問題がある。さらに、ヘッドチップの張り合わせにおいてもヘッドチップ間で厚み等に誤差が生じるという問題も生じる。これらの誤差による影響は、単一ヘッドチップ内で生じるインク液滴の吐出角のばらつきの数倍にも及ぶことがある。
【００２０】
さらにまた、ヘッド中の一部の液体吐出部に不吐出等の欠陥がある場合において、シリアル方式では、第２の手法（重ね打ち）を採ることにより、不吐出等の欠陥を目立たなくすることができる。
これに対し、ライン方式の場合には、上述のように第２の手法を採用することはできないので、わずかでも液体吐出部に不吐出等の欠陥がある場合には、その欠陥を補正することができないので、ただちにヘッド不良になってしまうという問題がある。
【００２１】
したがって、本発明が解決しようとする課題は、本件発明者らによって既に提案されている、未開示の先願技術である特願２００３−０３７３４３及び特願２００２−３６０４０８の両技術を融合させることにより、一部の液体吐出部に不吐出等の欠陥が生じても、画素列間にスジが入ってしまう等のヘッド不良となる確率を低くするとともに、液滴の着弾位置のばらつきも目立たなくすることである。
【００２２】
【課題を解決するための手段】
本発明は、以下の解決手段によって、上述の課題を解決する。
本発明の１つである請求項１の発明は、ノズルを有する液体吐出部を特定方向に複数並設したヘッドを備える液体吐出装置であって、各前記液体吐出部の前記ノズルから吐出する液滴の吐出方向を、前記特定方向において複数の方向に可変とした吐出方向可変手段と、前記吐出方向可変手段を用いて、１つの画素領域に最大Ｎ個（Ｎは、正の整数）の液滴を着弾させ、その画素領域に対応する画素を形成するために、近隣に位置する少なくとも２つの異なる前記液体吐出部からそれぞれ異なる方向に液滴を吐出して、同一画素領域に各液滴を着弾させて画素を形成することにより、近隣に位置する少なくとも２つの異なる前記液体吐出部を用いて１つの前記画素を形成するように液滴の吐出を制御する第１吐出制御手段と、画素領域に液滴を着弾させる場合に、前記液体吐出部からの液滴の吐出ごとに、その画素領域における前記特定方向の液滴の着弾位置として、少なくとも一部がその画素領域内に入るＭ個（Ｍは、２以上の整数）の異なる着弾位置のうちいずれかの着弾位置を決定し、その決定した着弾位置に液滴が着弾するように、前記吐出方向可変手段を用いて液滴の吐出を制御する第２吐出制御手段とを備えることを特徴とする。
【００２３】
（作用）
上記発明においては、近隣に位置する少なくとも２つの異なる液体吐出部から、それぞれ異なる方向に液滴が吐出されることにより、画素が形成される。例えば、隣接する液滴吐出部Ｎと液体吐出部（Ｎ＋１）とからそれぞれ液滴を吐出して、同一画素領域に液滴を着弾させることができる。
したがって、１つの画素を、複数の異なる液体吐出部を用いて形成することができる。
【００２４】
また、１つの画素領域において、液滴の着弾目標位置は、特定方向においてＭ個の異なる位置に設定されている。ここで、Ｍ個の異なる位置のうちいずれに液滴が着弾されても、液滴の少なくとも一部は、その画素領域内に入るように設定されている。
【００２５】
そして、液滴が画素領域に着弾する場合には、Ｍ個の着弾目標位置のうちいずれかの位置が決定され、その決定された位置に液滴が着弾する。
したがって、画素領域の少なくとも一部に含まれるように液滴が着弾するが、液滴の位置は、画素領域内でばらつくようになる。これにより、液体吐出部固有のばらつきによる液滴の着弾位置の偏り等をなくし、全体のドット配列としては、方向性のない均一なものとなる。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下、図面等を参照して、本発明の第１実施形態について説明する。なお、本明細書において、「インク液滴」とは、後述する液体吐出部のノズル１８から吐出される微少量（例えば数ピコリットル）のインク（液体）をいう。また、「ドット」とは、１つのインク液滴が印画紙等の記録媒体に着弾して形成されたものをいう。さらにまた、「画素」とは、画像の最小単位であり、「画素領域」とは、画素を形成するための領域となるものをいう。
【００２７】
そして、１つの画素領域に、所定数（０個、１個又は複数個）の液滴が着弾し、ドット無しの画素（１階調）、１つのドットからなる画素（２階調）、又は複数のドットからなる画素（３階調以上）が形成される。すなわち、１つの画素領域には、０個、１個又は複数個のドットが対応している。そして、これらの画素が記録媒体上に多数配列されることで、画像を形成する。
なお、画素に対応するドットは、その画素領域内に完全に入るものではなく、画素領域からはみ出す場合もある。
【００２８】
（ヘッドの構造）
図１は、本発明による液体吐出装置を適用したインクジェットプリンタ（以下、単に「プリンタ」という。）のヘッド１１を示す分解斜視図である。図１において、ノズルシート１７は、バリア層１６上に貼り合わされるが、このノズルシート１７を分解して図示している。
【００２９】
ヘッド１１において、基板部材１４は、シリコン等からなる半導体基板１５と、この半導体基板１５の一方の面に析出形成された発熱抵抗体１３（本発明におけるエネルギー発生素子に相当するもの）とを備えるものである。発熱抵抗体１３は、半導体基板１５上に形成された導体部（図示せず）を介して外部回路と電気的に接続されている。
【００３０】
また、バリア層１６は、例えば、感光性環化ゴムレジストや露光硬化型のドライフィルムレジストからなり、半導体基板１５の発熱抵抗体１３が形成された面の全体に積層された後、フォトリソプロセスによって不要な部分が除去されることにより形成されている。
さらにまた、ノズルシート１７は、複数のノズル１８が形成されたものであり、例えば、ニッケルによる電鋳技術により形成され、ノズル１８の位置が発熱抵抗体１３の位置と合うように、すなわちノズル１８が発熱抵抗体１３に対向するようにバリア層１６の上に貼り合わされている。
【００３１】
インク液室１２は、発熱抵抗体１３を囲むように、基板部材１４とバリア層１６とノズルシート１７とから構成されたものである。すなわち、基板部材１４は、図中、インク液室１２の底壁を構成し、バリア層１６は、インク液室１２の側壁を構成し、ノズルシート１７は、インク液室１２の天壁を構成する。これにより、インク液室１２は、図１中、右側前方面に開口領域有し、この開口領域とインク流路（図示せず）とが連通される。
【００３２】
上記の１個のヘッド１１には、通常、１００個単位のインク室１２と、各インク室１２内にそれぞれ配置された発熱抵抗体１３とを備え、プリンタの制御部からの指令によってこれら発熱抵抗体１３のそれぞれを一意に選択して発熱抵抗体１３に対応するインク液室１２内のインクを、インク液室１２に対向するノズル１８から吐出させることができる。
【００３３】
すなわち、ヘッド１１と結合されたインクタンク（図示せず）から、インク液室１２にインクが満たされる。そして、発熱抵抗体１３に短時間、例えば、１〜３μｓｅｃの間パルス電流を流すことにより、発熱抵抗体１３が急速に加熱され、その結果、発熱抵抗体１３と接する部分に気相のインク気泡が発生し、そのインク気泡の膨張によってある体積のインクが押しのけられる（インクが沸騰する）。これによって、ノズル１８に接する部分の上記押しのけられたインクと同等の体積のインクがインク液滴としてノズル１８から吐出され、印画紙上に着弾され、ドット（画素）が形成される。
【００３４】
なお、本明細書において、１つのインク液室１２と、このインク液室１２内に配置された発熱抵抗体１３と、その上部に配置されたノズル１８とから構成される部分を、「液体吐出部」と称する。すなわち、ヘッド１１は、複数の液体吐出部を並設したものといえる。
【００３５】
さらに本実施形態では、複数のヘッド１１を記録媒体の幅方向に並べて、ラインヘッドを形成している。図２は、ラインヘッド１０の実施形態を示す平面図である。図２では、４つのヘッド１１（「Ｎ−１」、「Ｎ」、「Ｎ＋１」及び「Ｎ＋２」）を図示している。ラインヘッド１０を形成する場合には、図１中、ヘッド１１からノズルシート１７を除く部分（ヘッドチップ）を複数並設する。
【００３６】
そして、これらのヘッドチップの上部に、全てのヘッドチップの各液体吐出部に対応する位置にノズル１８が形成された１枚のノズルシート１７を貼り合わせることにより、ラインヘッド１０を形成する。ここで、隣接するヘッド１１の各端部にあるノズル１８間のピッチ、すなわち図２中、Ａ部詳細図において、Ｎ番目のヘッド１１の右端部にあるノズル１８と、Ｎ＋１番目のヘッド１１の左端部にあるノズル１８との間の間隔は、ヘッド１１のノズル１８間の間隔に等しくなるように、各ヘッド１１が配置される。
【００３７】
（吐出方向可変手段）
ヘッド１１は、吐出方向可変手段を備える。吐出方向可変手段は、本実施形態では、ノズル１８から吐出されるインク液滴の吐出方向を、ノズル１８（液体吐出部）の並び方向において複数の方向に可変としたものであり、以下のように構成されている。
【００３８】
図３は、ヘッド１１の発熱抵抗体１３の配置をより詳細に示す平面図及び側面の断面図である。図３の平面図では、ノズル１８の位置を１点鎖線で併せて示している。
図３に示すように、本実施形態のヘッド１１では、１つのインク液室１２内に、２つに分割された発熱抵抗体１３が並設されている。さらに、分割された２つの発熱抵抗体１３の並び方向は、ノズル１８の並び方向（図３中、左右方向）である。
【００３９】
このように、１つの発熱抵抗体１３を縦割りにした２分割型のものでは、長さが同じで幅が半分になるので、発熱抵抗体１３の抵抗値は、２倍の値になる。この２つに分割された発熱抵抗体１３を直列に接続すれば、２倍の抵抗値を有する発熱抵抗体１３が直列に接続されることとなり、抵抗値は４倍となる。
【００４０】
ここで、インク液室１２内のインクを沸騰させるためには、発熱抵抗体１３に一定の電力を加えて発熱抵抗体１３を加熱する必要がある。この沸騰時のエネルギーにより、インクを吐出させるためである。そして、抵抗値が小さいと、流す電流を大きくする必要があるが、発熱抵抗体１３の抵抗値を高くすることにより、少ない電流で沸騰させることができるようになる。
【００４１】
これにより、電流を流すためのトランジスタ等の大きさも小さくすることができ、省スペース化を図ることができる。なお、発熱抵抗体１３の厚みを薄く形成すれば抵抗値を高くすることができるが、発熱抵抗体１３として選定される材料や強度（耐久性）の観点から、発熱抵抗体１３の厚みを薄くするには一定の限界がある。このため、厚みを薄くすることなく、分割することで、発熱抵抗体１３の抵抗値を高くしている。
【００４２】
また、１つのインク液室１２内に２つに分割された発熱抵抗体１３を備えた場合には、各々の発熱抵抗体１３がインクを沸騰させる温度に到達するまでの時間（気泡発生時間）を同時にすれば、２つの発熱抵抗体１３上で同時にインクが沸騰し、インク液滴は、ノズル１８の中心軸方向に吐出される。
これに対し、２つの分割した発熱抵抗体１３の気泡発生時間に時間差が生じると、２つの発熱抵抗体１３上で同時にインクが沸騰しない。これにより、インク液滴の吐出方向は、ノズル１８の中心軸方向からずれ、偏向して吐出される。これにより、偏向なくインク液滴が吐出されたときの着弾位置からずれた位置にインク液滴が着弾されることとなる。
【００４３】
図４（ａ）、（ｂ）は、本実施形態のような分割した発熱抵抗体１３を有する場合に、各々の発熱抵抗体１３によるインクの気泡発生時間差と、インク液滴の吐出角度との関係を示すグラフである。このグラフでの値は、コンピュータによるシミュレーション結果である。このグラフにおいて、Ｘ方向（グラフ縦軸θｘで示す方向。注意：グラフの横軸の意味ではない。）は、ノズル１８の並び方向（発熱抵抗体１３の並設方向）であり、Ｙ方向（グラフ縦軸θｙで示す方向。注意：グラフの縦軸の意味ではない。）は、Ｘ方向に垂直な方向（印画紙の搬送方向）である。また、Ｘ方向及びＹ方向ともに、偏向がないときの角度を０゜とし、この０゜からのずれ量を示している。
【００４４】
さらにまた、図４（ｃ）は、２分割した発熱抵抗体１３のインクの気泡発生時間差として、２分割した発熱抵抗体１３間の電流量の差、すなわち、偏向電流を横軸に、インク液滴の吐出角度（Ｘ方向）として、インク液滴の着弾位置での偏向量（ノズル１８〜着弾位置間距離を約２ｍｍとして実測）を縦軸にした場合の実測値データである。図４（ｃ）では、発熱抵抗体１３の主電流を８０ｍＡとして、片方の発熱抵抗体１３に前記偏向電流を重畳し、インク液滴の偏向吐出を行った。
【００４５】
ノズル１８の並び方向に２分割した発熱抵抗体１３の気泡発生に時間差を有する場合には、インク液滴の吐出角度が垂直でなくなり、ノズル１８の並び方向におけるインク液滴の吐出角度θｘは、気泡発生時間差と共に大きくなる。
そこで、本実施形態では、この特性を利用し、２分割した発熱抵抗体１３を設け、各発熱抵抗体１３に流す電流量を変えることで、２つの発熱抵抗体１３上の気泡発生時間に時間差が生じるように制御して、インク液滴の吐出方向を偏向させるようにしている。
【００４６】
さらに、例えば２分割した発熱抵抗体１３の抵抗値が製造誤差等により同一値になっていない場合には、２つの発熱抵抗体１３に気泡発生時間差が生じるので、インク液滴の吐出角度が垂直でなくなり、インク液滴の着弾位置が本来の位置からずれる。しかし、２分割した発熱抵抗体１３に流す電流量を変えることにより、各発熱抵抗体１３上の気泡発生時間を制御し、２つの発熱抵抗体１３の気泡発生時間を同時にすれば、インク液滴の吐出角度を垂直にすることも可能となる。
【００４７】
次に、インク液滴の吐出角度を、どの程度偏向させるかについて説明する。図５は、インク液滴の吐出方向の偏向を説明する図である。図５において、インク液滴ｉの吐出面に対して垂直にインク液滴ｉが吐出されると、図５中、点線で示す矢印のように偏向なくインク液滴ｉが吐出される。これに対し、インク液滴ｉの吐出方向が偏向して、吐出角度が垂直位置からθだけずれると（図５中、Ｚ１又はＺ２方向）、インク液滴ｉの着弾位置は、
ΔＬ＝Ｈ×ｔａｎθ
だけずれることとなる。
このように、インク液滴ｉの吐出方向が垂直方向からθだけずれたときには、インク液滴の着弾位置がΔＬだけずれることとなる。
【００４８】
ここで、ノズル１８の先端と印画紙Ｐとの間の距離Ｈは、通常のインクジェットプリンタの場合、１〜２ｍｍ程度である。したがって、距離Ｈを、Ｈ＝略２ｍｍに、一定に保持すると仮定する。
なお、距離Ｈを略一定に保持する必要があるのは、距離Ｈが変動してしまうと、インク液滴ｉの着弾位置が変動してしまうからである。すなわち、ノズル１８から、印画紙Ｐの面に垂直にインク液滴ｉが吐出されたときは、距離Ｈが多少変動しても、インク液滴ｉの着弾位置は変化しない。これに対し、上述のようにインク液滴ｉを偏向吐出させた場合には、インク液滴ｉの着弾位置は、距離Ｈの変動に伴い異なった位置となってしまうからである。
【００４９】
また、ヘッド１１の解像度を６００ＤＰＩとしたときに、隣接するノズル１８の間隔は、
２５．４０×１０００／６００≒４２．３（μｍ）
となる。
【００５０】
（第１吐出制御手段）
以上の吐出方向可変手段を採用したヘッド１１を用い、本実施形態では、第１に、第１吐出制御手段により、以下のようなインク液滴の吐出制御を行う。
第１吐出制御手段は、近隣に位置する少なくとも２つの異なる液体吐出部からそれぞれ異なる方向にインク液滴を吐出して、同一画素列に各インク液滴を着弾させて画素列を形成するか、又は同一画素領域に各インク液滴を着弾させて画素を形成することにより、近隣に位置する少なくとも２つの異なる液体吐出部を用いて１つの画素列又は１つの画素を形成するように液滴の吐出を制御する手段である。
【００５１】
ここで、本発明では、第１の形態として、各ノズル１８から吐出されるインク液滴の吐出方向を、Ｊ（Ｊは、正の整数）ビットの制御信号によって、２^Ｊの異なる偶数個の方向に可変にするとともに、２^Ｊの方向のうち最も離れた位置となる２つのインク液滴の着弾位置の間隔が、隣接する２つのノズル１８の間隔の（２^Ｊ −１）倍となるように設定する。そして、ノズル１８からインク液滴を吐出するときに、２^Ｊの方向のうち、いずれか１つの方向を選択する。
【００５２】
あるいは、第２の形態として、ノズル１８から吐出される液滴の吐出方向を、Ｊ（Ｊは、正の整数）ビット＋１の制御信号によって（２^Ｊ＋１）の異なる奇数個の方向に可変にするとともに、（２^Ｊ＋１）の方向のうち最も離れた位置となる２つのインク液滴の着弾位置の間隔が、隣接する２つのノズル１８の間隔の２^Ｊ倍となるように設定する。そして、ノズル１８からインク液滴を吐出するときに、（２^Ｊ＋１）の方向のうち、いずれか１つの方向を選択する。
【００５３】
例えば上記第１の形態の場合に、Ｊ＝２ビットの制御信号を用いると仮定すると、インク液滴の吐出方向は、２^Ｊ＝４つの偶数個となる。また、２^Ｊの方向のうち最も離れた位置となる２つのインク液滴の着弾位置の間隔は、隣接する２つのノズル１８の間隔の（２^Ｊ −１）＝３倍となる。
【００５４】
この例において、ヘッド１１の解像度が６００ＤＰＩであるときの隣接するノズル１８の間隔（４２．３μｍ）の３倍、すなわち１２６．９μｍを偏向時の最も離れた位置となる２つのドット間の距離とすれば、偏向角度θ（ｄｅｇ）は、ｔａｎ２θ＝１２６．９／２０００≒０．０６３５
となるので、
θ≒１．８（ｄｅｇ）
となる。
【００５５】
また、上記第２の形態の場合に、Ｊ＝２ビット＋１の制御信号を用いると仮定すると、インク液滴の吐出方向は、２^Ｊ＋１＝５つの奇数個となる。また、（２^Ｊ＋１）の方向のうち最も離れた位置となる２つのインク液滴の着弾位置の間隔は、隣接する２つのノズル１８の間隔の２^Ｊ＝４倍となる。
【００５６】
図６は、上記第１の形態の場合において、Ｊ＝１ビットの制御信号を用いたときのインク液滴の吐出方向をより具体的に示した図である。上記第１の形態においては、インク液滴の吐出方向を、ノズル１８の並び方向において左右対称方向に設定することができる。
そして、最も離れた位置となる（２^Ｊ＝）２つのインク液滴の着弾位置の間隔が、隣接する２つのノズル１８の間隔の（２^Ｊ −１＝）１倍となるように設定すれば、図６に示すように、１画素領域に、隣接する液体吐出部のノズル１８からそれぞれインク液滴を着弾させることができる。すなわち、図６に示すように、ノズル１８間の間隔をＸとすると、隣接する画素領域間の距離は、（２^Ｊ −１）×Ｘ（図６の例では、（２^Ｊ −１）×Ｘ＝Ｘ）となる。
なお、この場合は、インク液滴の着弾位置は、ノズル１８間に位置することになる。
【００５７】
また、図７は、上記第２の形態の場合において、Ｊ＝１ビット＋１の制御信号を用いたときのインク液滴の吐出方向をより具体的に示した図である。上記第２の形態では、ノズル１８からの液滴の吐出方向を奇数個の方向にすることができる。すなわち、上記第１の形態では、インク液滴の吐出方向をノズル１８の並び方向において左右対称に偶数個の方向に設定することができるが、さらに＋１の制御信号を用いることで、ノズル１８からインク液滴を直下に吐出させることができる。したがって、インク液滴の左右対称方向への吐出（図７中、「ａ」及び「ｃ」の吐出）と、直下への吐出（図７中、「ｂ」の吐出）との双方により、奇数の吐出方向に設定することができる。
【００５８】
図７の例では、制御信号は、（Ｊ＝）１ビット＋１となり、吐出方向数は、（２^Ｊ＋１＝）３の異なる奇数個の方向となる。また、（２^Ｊ＋１＝）３つの吐出方向のうち、最も離れた位置となる２つのインク液滴の着弾位置間隔が、隣接する２つのノズル１８の間隔（図７中、Ｘ）の（２^Ｊ＝）２倍となるように設定し（図１８中、２^Ｊ ×Ｘ）、インク液滴の吐出時に、（２^Ｊ＋１＝）３つの吐出方向のうち、いずれか１つの方向を選択する。
このようにすれば、図７に示すように、ノズルＮの真下に位置する画素領域Ｎの他に、その両側に位置する画素領域Ｎ−１、及びＮ＋１にインク液滴を着弾させることができる。
また、インク液滴の着弾位置は、ノズル１８に対向する位置となる。
【００５９】
以上のようにして、制御信号の用い方によって、近隣に位置する少なくとも２つの液体吐出部（ノズル１８）は、少なくとも１つの同一画素領域にインク液滴を着弾させることが可能となる。特に、液体吐出部の並び方向における並設ピッチを図６及び図７に示すように「Ｘ」としたとき、各液体吐出部は、自己の液体吐出部の中心位置に対して、液体吐出部の並び方向において、
±（１／２×Ｘ）×Ｐ（ここで、Ｐは、正の整数）
の位置にインク液滴を着弾させることが可能となる。
【００６０】
図８は、上述した第１の形態（偶数個の異なる方向にインク液滴を吐出可能としたもの）において、Ｊ＝１ビットの制御信号を用いたときの画素形成方法（２方向吐出）を説明する図である。
図８は、ヘッド１１にパラレルに送出される吐出実行信号を、液体吐出部によって、印画紙上に、各画素を形成する過程を示している。吐出実行信号は、画像信号に対応するものである。
図８の例では、画素「Ｎ」の吐出実行信号の階調数を３、画素「Ｎ＋１」の吐出実行信号の階調数を１、画素「Ｎ＋２」の吐出実行信号の階調数を２としている。
【００６１】
各画素の吐出信号は、ａ、ｂの周期で、所定の液体吐出部に送出され、かつ、各液体吐出部からは、上記ａ、ｂの周期でインク液滴が吐出される。ここで、ａ、ｂの周期は、タイムスロットａ、ｂに対応し、ａ、ｂ１周期で１画素領域内に吐出実行信号の階調数に対する複数のドットが形成される。例えば、周期ａでは、画素「Ｎ」の吐出実行信号は液体吐出部「Ｎ−１」に送出され、画素「Ｎ＋２」の吐出実行信号は液体吐出部「Ｎ＋１」に送出される。
【００６２】
そして、液体吐出部「Ｎ−１」からは、ａ方向にインク液滴が偏向して吐出され、印画紙上の画素「Ｎ」の位置に着弾する。液体吐出部「Ｎ＋１」からも、ａ方向にインク液滴が偏向して吐出され、印画紙上の画素「Ｎ＋２」の位置に着弾する。
【００６３】
これにより、タイムスロットａにおける印画紙上の各画素位置に、階調数２に相当するインク液滴が着弾する。画素「Ｎ＋２」の吐出実行信号の階調数は２であるので、これで、画素「Ｎ＋２」が形成されることになる。同様の工程を、タイムスロットｂ分だけ繰り返す。
この結果、画素「Ｎ」は、階調数３に相当する数（２つ）のドットから形成される。
【００６４】
以上のようにすれば、階調数がいずれのときでも、１つの画素番号に対応する画素領域には、同一の液体吐出部によって連続して（２回続けて）インク液滴が着弾して画素が形成されることがないので、液体吐出部ごとのばらつきを少なくすることができる。また、例えばいずれかの液体吐出部からのインク液滴の吐出量が不十分であっても、各画素のドットによる占有面積のばらつきを少なくすることができる。
【００６５】
さらに、例えば第Ｍ画素ラインで１又は２以上のドットにより形成された画素と、第（Ｍ＋１）画素ラインで１又は２以上のドットにより形成された画素とが、ほぼ同列上に並ぶ場合においては、第Ｍ画素ラインの画素を形成するために用いられた液体吐出部又は第Ｍ画素ラインの画素を形成するために最初のインク液滴の吐出に用いられた液体吐出部と、第（Ｍ＋１）画素ラインの画素を形成するために用いる液体吐出部又は第（Ｍ＋１）画素ラインの画素を形成するために最初のインク液滴の吐出に用いる液体吐出部とが異なる液体吐出部となるように制御するのが好ましい。
【００６６】
このようにすれば、例えば１つのドットから画素を形成する場合（２階調の場合）に、同一の液体吐出部により形成された画素（ドット）が同列上に並ぶことがなくなる。あるいは、少ないドット数で画素を形成する場合に、画素を形成するのに最初に用いられる液体吐出部が同列上で常に同じになることがなくなる。
これにより、例えば１つのインク液滴から形成された画素がほぼ同列上に並ぶ場合に、その画素を形成する液体吐出部に目詰まり等が生じてインク液滴が吐出されなくなってしまうと、同一の液体吐出部を用いたのでは、その画素列にはずっと画素が形成されなくなってしまう。しかし、上記のような方法を採ることで、そのような不具合を解消することができる。
【００６７】
また、上記のような方法以外に、ランダムに液体吐出部を選定するようにしても良い。そして、第Ｍ画素ラインの画素を形成するために用いられた液体吐出部又は第Ｍ画素ラインの画素を形成するために最初のインク液滴の吐出に用いられた液体吐出部と、第（Ｍ＋１）画素ラインの画素を形成するために用いる液体吐出部又は第（Ｍ＋１）画素ラインの画素を形成するために最初のインク液滴の吐出に用いる液体吐出部とが常に同一の液体吐出部とならないようにすれば良い。
【００６８】
さらにまた、図９は、上述した第２の形態（奇数個の異なる方向にインク液滴を吐出可能としたもの）において、Ｊ＝１ビット＋１の制御信号を用いたときの画素形成方法（３方向吐出）を示す図である。
図９に示す画素の形成工程は、上述した図８のものと同様であるので、説明を省略するが、このように、上記第２の形態においても、第１の形態と同様に、第１吐出制御手段を用いて、近隣に位置する少なくとも２つの異なる液体吐出部を用いて１つの画素列又は１つの画素を形成するように液滴の吐出を制御することができる。
【００６９】
（第２吐出制御手段）
さらにまた、本実施形態では、上述した第１吐出制御手段とともに、第２に、以下に説明する第２吐出制御手段を用いてインク液滴の吐出制御を行う。
第２吐出制御手段は、画素領域に液滴を着弾させる場合に、液体吐出部からのインク液滴の吐出ごとに、その画素領域におけるノズル１８の並び方向（本発明における特定方向）のインク液滴の着弾目標位置として、少なくとも一部がその画素領域内に入るＭ個（Ｍは、２以上の整数）の異なる着弾目標位置のうちいずれかの着弾目標位置を決定し、その決定した着弾目標位置に液滴が着弾するように、吐出方向可変手段を用いて液滴の吐出を制御する手段である。
【００７０】
さらに本実施形態では、第２吐出制御手段は、Ｍ個の異なる着弾目標位置のうちいずれかの着弾目標位置をランダムに（不規則に、あるいは規則性をもたずに）決定する。ランダムに決定する方法としては、種々の方法が挙げられるが、例えば乱数発生回路を用いて、Ｍ個の異なる着弾目標位置のうちいずれかの位置を決定する方法が挙げられる。
また本実施形態では、Ｍ個の着弾目標位置は、液体吐出部（ノズル１８）の配列ピッチの１／Ｍの間隔で割り当てるものとする。
【００７１】
図１０は、１つの画素領域に対し、Ｍ個の異なる着弾目標位置のうちいずれかの位置にインク液滴を着弾させた状態を示す平面図であり、従来の着弾状態（図中、左側）と、本実施形態の着弾状態（図中、右側）とを対比して示す図である。図１０において、破線で囲む正方形の領域は、画素領域である。また、円形で示すものは、着弾されたインク液滴（ドット）である。
【００７２】
先ず、吐出命令が１（２階調）であるときには、従来の印画では、画素領域内にほぼインク液滴が入るように（図１０では、着弾したインク液滴の大きさを、画素領域内に内接する大きさに図示している）、インク液滴が画素領域に着弾する。
【００７３】
これに対し、本実施形態では、ノズル１８の並び方向のＭ個の着弾目標位置のうち、いずれかの位置に着弾するように、インク液滴を吐出する。図１０の例では、１つの画素領域のＭ＝８個の着弾目標位置（８個のうちの１個は、着弾なしに相当するため、実質的には７個の異なる着弾目標位置が図示されている。）のうち、決定された１つの着弾目標位置にインク液滴が着弾した状態を示している（図中、実線で示す円が実際にインク液滴が着弾した位置であり、他の破線で示す円は、他の着弾目標位置を示している）。この吐出命令が１の例では、図中、左から数えて２番目の位置に決定され、この決定された位置にインク液滴が着弾した状態を図示している。
【００７４】
また、吐出命令が２であるときには、その画素領域に、さらにインク液滴を重ねて着弾させる。なお、図１０の例では、印画紙の送りを考慮して、画素領域内において１目盛りだけ下側にずれた状態を図示している。
そして、吐出命令が２であるときには、従来の方法では、最初に着弾したインク液滴と略同列上に（左右方向においてずれがなく）、２番目のインク液滴が着弾される。
【００７５】
これに対し、本実施形態の場合には、上述したように、最初のインク液滴は、ランダムに決定された位置に着弾されるが、さらに２番目のインク液滴もまた、最初のインク液滴の着弾目標位置とは無関係に（最初のインク液滴とは別個独立で）ランダムに着弾目標位置が決定され、その決定した位置にインク液滴が着弾される。図１０の例では、２番目のインク液滴は、左右方向において画素領域の中央に着弾した例を示している。
【００７６】
さらにまた、吐出命令が３であるときもまた、上記の吐出命令が２であるときと同様である。従来の方法では、１つの画素領域において、左右方向にインク液滴の着弾位置がずれることなく、３つのインク液滴が着弾する。しかし、本実施形態では、吐出命令が３であるときには、３番目のインク液滴もまた、１番目及び２番目のインク液滴の着弾目標位置とは無関係に着弾目標位置が決定され、その決定した位置にインク液滴が着弾される。
【００７７】
以上のようにインク液滴を着弾させれば、ドットを重ねて配列して画素を形成する場合に、液体吐出部の特性のばらつきに起因するスジの発生等をなくし、ばらつきを目立たなくすることができる。
すなわち、インク液滴の着弾位置の規則性が失われ、各インク液滴（ドット）がランダムに配列される結果、その配列は、微視的には不均一であるが、巨視的にはむしろ均一で等方的となり、ばらつきが目立たなくなる。
【００７８】
したがって、各液体吐出部のインク液滴の吐出特性によるばらつきをマスクする効果がある。ランダム化されない場合には、全体が規則的なパターンとなってドットが配列されるので、その規則性を乱す部分は、視認されやすい。特に、点画においては、色の濃淡は、ドットと下地（印画紙のドットにより覆われない部分）の面積比で表現されるが、下地の部分の残り方が規則的になればなるほど視認されやすくなる。
これに対し、規則性がなく、ランダムにドットが配列されると、その配列が少し変化した程度では視認されにくくなる。
【００７９】
また、上述のラインヘッド１０を複数設けて、各ラインヘッド１０ごとに異なる色のインクを供給するようにしたカラーラインヘッドを備える場合には、さらに以下の効果がある。
カラーインクジェットプリンタにおいて、複数のインク液滴（ドット）を重ねて画素を形成するときは、モアレが発生しないようにするため、単色以上に厳しい着弾位置精度が求められる。しかし、本実施形態のようにランダムにインク液滴を配列すれば、モアレの問題は生じず、単純な色ずれに止めることができる。したがって、モアレの発生による画質の劣化を防止することができる。
【００８０】
特に、主走査方向にヘッドを何度も駆動してインク液滴を重ねていく重ね打ちを行うシリアル方式では、モアレはあまり問題にならないが、ライン方式の場合には、モアレが問題となる。そこで、本実施形態のようなランダムにインク液滴を着弾させる方法を採用すれば、モアレは出現しにくくなるので、ライン方式のインクジェットプリンタの実現を容易にすることができる。
【００８１】
さらにまた、ランダムにインク液滴を着弾させることで、印画紙に着弾される総インク量は同じでも、インク液滴の着弾範囲が広がるので、着弾されたインク液滴の乾燥時間を短縮することができる。特に、ライン方式の場合には、シリアル方式より印画速度が速い（印画時間が短い）ので、その効果は顕著である。
【００８２】
（第３吐出制御手段）
さらに本実施形態では、上述した第１吐出制御手段及び第２吐出制御手段とともに、第３に、以下に説明する第３吐出制御手段を用いてインク液滴の吐出制御を行う。
第３吐出制御手段は、画素領域におけるノズル１８の並び方向（本発明における特定方向）と異なる方向、特に本実施形態ではノズル１８の並び方向に対して略垂直な方向のインク液滴の着弾位置として、少なくとも一部がその画素領域内に入るＮ個の異なる着弾位置のうちいずれかの着弾目標位置を設定し、１つの画素領域に着弾させる液滴数が１個以上であってＮ個未満であるときには、Ｎ個の異なる着弾目標位置の中から着弾目標位置を決定し、その決定した位置に液滴を着弾させるように液滴の吐出を制御する手段である。
【００８３】
すなわち、上述の第２吐出制御手段は、ノズル１８の並び方向においてインク液滴の着弾位置をランダムにした場合であるが、第３吐出制御手段は、印画紙の送り方向（ノズル１８の並び方向に対して略垂直な方向）においてインク液滴の着弾位置がランダムになるようにインク液滴の吐出を制御する。
【００８４】
図１１は、印画紙の送り方向において、１つの画素領域に、インク液滴（ドット）を最大Ｎ個（本実施形態ではＮ＝８）重ねて配置するときに、ランダムに配置する例を示す平面図であり、図１０と同様に、従来の方法を図中、左側に示し、本実施形態における方法を図中、右側に示す。この例は、図１０と同様に、Ｎ＝８個の着弾目標位置（８個のうちの１個は、着弾なしに相当する）のうち、決定された１つの位置にインク液滴が着弾した状態を示している。
なお、本実施形態では、主走査方向において１つの画素領域にＮ回の吐出可能期間を割り当てている。また、図１１では、第２吐出制御手段を用いていない例を挙げている。
【００８５】
先ず、従来の方法において、吐出命令が１であるときは、上述の場合と同様である。これに対し、本実施形態の場合には、１つの画素領域におけるインク液滴の着弾目標位置を、図中、上下方向（印画紙の送り方向、主走査方向、又はノズル１８の並び方向に対して垂直な方向）において最大Ｎ個に設定し、そのうちのいずれか１つをランダムに決定して、その決定した位置にインク液滴を着弾させるようにする。
【００８６】
図１１において、本実施形態では、吐出命令が１であるときに、上から２番目の着弾目標位置にインク液滴を着弾させた例を示している。
なお、印画紙の送り方向においてインク液滴をランダムに着弾させる場合には、上述した吐出方向可変手段を用いるのではなく、印画紙の送りとのタイミングをとって、吐出命令をヘッド１１に与えれば良い。例えば図１１において、画素領域の中心とインク液滴の中心とが略一致する位置を基準位置とし、図１１中、１目盛り分だけ着弾位置をずらすときの吐出時間差をΔＴとする。
【００８７】
この場合に、図１１の例（吐出命令が１であるときに、上から２番目の着弾目標位置にインク液滴を着弾させる場合）には、基準位置より２目盛りだけ上に（早く）インク液滴を着弾させれば良いので、基準の吐出タイミングより、２×ΔＴだけ早くインク液滴を吐出すれば良い。これとは逆に、例えば画素領域中の最も下側にインク液滴を吐出する場合には、基準位置より３目盛りだけ下に（遅く）インク液滴を着弾させれば良いので、基準の吐出タイミングより、３×ΔＴだけ遅くインク液滴を吐出すれば良い。
【００８８】
同様に、吐出命令が２であるときは、従来の方法では、図１０と同じであるが、本実施形態では、２番目のインク液滴の吐出においても、最初のインク液滴の吐出とは無関係に、ランダムに着弾位置を決定し、その位置にインク液滴を吐出する。図１１の例では、吐出命令が２であるときのインク液滴の着弾位置は、基準位置に対し、１目盛りだけ下側にずれた状態を示している。
【００８９】
このように、吐出命令数０〜Ｎに対し、吐出数がＫであるときのパターンの組合せは、Ｎ個の中からＫ個を取り出すときの組合せ数となるので、
_ＮＣ_Ｋ＝_ＮＰ_Ｋ／Ｋ！
となる。
したがって、同じ吐出命令に対して同じランダムパターンが発生する確率は、
１／_ＮＣ_Ｋ
となる。
【００９０】
以上のようにしてインク液滴の着弾位置をランダムにすれば、ばらつきを視認しにくくなると同時に、吐出電力の平均化及びインク供給の平均化を図ることができる。
すなわち、本実施形態のように、発熱抵抗体１３を加熱してインク液滴を吐出させるサーマル方式の場合には、インク液滴の吐出時にはかなりのエネルギーを必要とする。例えば、１つの液体吐出部あたり、０．７〜０．８Ｗ程度である。このような特性を有するヘッド１１を多数並設してラインヘッド１０を構成した場合には電力集中が生じ、電源の負荷が極めて大きくなってしまう。しかし、本実施形態のように吐出タイミングのランダム化を行うことにより、時間軸で同時のタイミングで駆動する液体吐出部数を少なくすることができるので、電力集中を緩和することができる。
【００９１】
また、サーマル方式に限らず、ピエゾ方式にも共通することであるが、ラインヘッド１０のように印画速度が速くなるほど、インク流路内でのインクの移動速度も速くなる。そして、インク流路内で一気にインクが供給されると、インク流路内のインクの気圧が低下するので、インク内に溶けている気泡が発生しやすくなるという問題が生じる。これらの変動は、メニスカスの変動となって現れ、吐出されるインク液滴量が変化してしまう。したがって、インク流路内でのインクの移動は、できるだけ平均的に、かつ低速で行うことが望ましい。そして、本実施形態のように、吐出タイミングのランダム化を行えば、インク流路からのインクの供給量の均一化を図ることができる。
【００９２】
また、（１）図１１に示したように、印画紙の送り方向（ノズル１８の並び方向に対して略垂直な方向）に対して、画素領域へのインク液滴の着弾位置をランダムに変化させることと、（２）図１０に示したように、ノズル１８の並び方向に対してインク液滴を偏向吐出し、画素領域へのインク液滴の着弾位置をランダムに変化させることとを同時に実行すれば、インク液滴の着弾位置は、よりランダム化され、そのランダム化の効果を高めることができる。
【００９３】
図１２は、この場合の例を説明する平面図であり、図中、左側は、従来の方法を示し、右側は、本実施形態の方法を示す。
従来の方法を採用すれば、ノズル１８の並び方向やこれに垂直な方向にインク液滴の着弾目標位置がばらつくことはない。これに対し、本実施形態では、ノズル１８の並び方向（図中、左右方向）及びこの方向に略垂直な方向（図中、上下方向）にランダムにインク液滴を着弾させるので、いずれの方向にも着弾位置がばらつくこととなる。本実施形態では、画素領域の面積の周辺に拡大された、ドットの半径分だけ大きい領域が、インク液滴が着弾される可能性のある領域となる。これにより、隣接するドットとの隙間をランダムに埋めることができるようになる。
【００９４】
次に、上述した吐出方向可変手段、第１吐出制御手段、及び第２吐出制御手段を具現化した吐出制御回路について説明する。
図１３は、吐出方向可変手段、第１吐出制御手段、及び第２吐出制御手段を含む吐出制御回路５０を示す図である。
吐出制御回路５０において、抵抗Ｒｈ−Ａ及びＲｈ−Ｂは、それぞれインク液室１２内の２分割された発熱抵抗体１３であり、直列に接続されている。ここで、各発熱抵抗体１３の電気抵抗値は、略同一に設定されている。したがって、この直列に接続された発熱抵抗体１３に同一量の電流を流すことで、ノズル１８からインク液滴を偏向なく（図５中、点線で示す矢印方向に）吐出することができる。
【００９５】
一方、直列に接続された２つの発熱抵抗体１３間には、カレントミラー回路（以下、「ＣＭ回路」という。）が接続されている。このＣＭ回路を介して発熱抵抗体１３間に電流を流入するか又は発熱抵抗体１３間から電流を流出させることにより、各発熱抵抗体１３に流れる電流量に差異を設け、その差異によって、ノズル１８より吐出されるインク液滴の吐出方向をノズル１８（液体吐出部）の並び方向において複数の方向に可変にすることができる。
【００９６】
また、抵抗電源Ｖｈは、抵抗Ｒｈ−Ａ及びＲｈ−Ｂに電圧を与えるための電源である。さらにまた、吐出制御回路５０は、トランジスタとしてＭ１〜Ｍ１９を備えている。なお、各トランジスタＭ１〜Ｍ１９にかっこ書で付した「×Ｎ（Ｎ＝１、２、４、８又は５０）」の数字は、素子の並列状態を示し、例えば「×１」（トランジスタＭ１６及びＭ１９）は、標準の素子を有することを示す。同様に、「×２」は、標準の素子２個を並列に接続したものと等価な素子を有することを示す。以下、「×Ｎ」は、標準の素子Ｎ個を並列に接続したものと等価な素子を有することを示している。
【００９７】
トランジスタＭ１は、抵抗Ｒｈ−Ａ及びＲｈ−Ｂへの電流の供給をＯＮ／ＯＦＦするスイッチング素子として機能するものであり、そのドレインが抵抗Ｒｈ−Ｂと直列に接続され、吐出実行入力スイッチＦに０が入力されたときにＯＮになり、抵抗Ｒｈ−Ａ及びＲｈ−Ｂに電流を流すように構成されている。なお、吐出実行入力スイッチＦは、本実施形態ではＩＣ設計の都合上、ネガティブロジックとなっており、駆動時には（インク液滴を吐出するときだけ）０を入力する。そして、Ｆ＝０が入力されると、ＮＯＲゲートＸ１への入力は（０、０）となるので、その出力は１になり、トランジスタＭ１がＯＮになる。
【００９８】
なお、本実施形態では、１つのノズル１８からインク液滴を吐出するときには、１．５μｓ（１／６４）の期間のみ吐出実行入力スイッチＦが０（ＯＮ）にされ、抵抗電源Ｖｈ（９Ｖ前後）から抵抗Ｒｈ−Ａ及びＲｈ−Ｂに電力が供給される。また、９４．５μｓ（６３／６４）は、吐出実行入力スイッチＦが１（ＯＦＦ）にされ、インク液滴を吐出した液体吐出部のインク液室１２へのインクの補充期間に当てられる。
【００９９】
極性変換スイッチＤｐｘ及びＤｐｙは、インク液滴の吐出方向を、ノズル１８の並び方向（左右方向）において、左又は右のいずれにするかを決定するためのスイッチである。
さらにまた、第１吐出制御スイッチＤ４、Ｄ５及びＤ６、並びに第２吐出制御スイッチＤ１、Ｄ２及びＤ３は、インク液滴を偏向吐出させるときの偏向量を決定するためのスイッチである。
【０１００】
また、トランジスタＭ２及びＭ４、並びにトランジスタＭ１２及びＭ１３は、それぞれ、トランジスタＭ３及びＭ５からなるＣＭ回路の作動アンプ（スイッチング素子）として機能するものである。すなわち、これらのトランジスタＭ２及びＭ４並びにＭ１２及びＭ１３は、ＣＭ回路を解して抵抗Ｒｈ−Ａ及びＲｈ−Ｂ間に電流を流入するか又は抵抗Ｒｈ−Ａ及びＲｈ−Ｂ間から電流を流出させるためのものである。
【０１０１】
さらにまた、トランジスタＭ７、Ｍ９、及びＭ１１、並びにトランジスタＭ１４、Ｍ１５及びＭ１６は、それぞれ、ＣＭ回路の定電流源となる素子である。トランジスタＭ７、Ｍ９、及びＭ１１の各ドレインは、それぞれトランジスタＭ２及びＭ４のソース及びバックゲートに接続されている。同様に、トランジスタＭ１４、Ｍ１５、及びＭ１６の各ドレインは、それぞれトランジスタＭ１２及びＭ１３のソース及びバックゲートに接続されている。
【０１０２】
これらの定電流源素子として機能するトランジスタのうち、トランジスタＭ７は「×８」の容量を有し、トランジスタＭ９は「×４」の容量を有し、トランジスタＭ１１は「×２」の容量を有する。そして、これらの３つのトランジスタＭ７、Ｍ９及びＭ１１が並列接続されることにより、電流源素子群を構成している。
同様に、トランジスタＭ１４は「×４」の容量を有し、トランジスタＭ１５は「×２」の容量を有し、トランジスタＭ１６は「×１」の容量を有する。そして、これらの３つのトランジスタＭ１４、Ｍ１５及びＭ１６が並列接続されることにより、電流源素子群を構成している。
【０１０３】
さらにまた、各電流源素子として機能するトランジスタＭ７、Ｍ９、及びＭ１１、並びにトランジスタＭ１４、Ｍ１５及びＭ１６に、各トランジスタと同一の電流容量を有するトランジスタ（トランジスタＭ６、Ｍ８、及びＭ１０、並びにトランジスタＭ１７、Ｍ１８、及びＭ１９）が接続されている。そして、各トランジスタＭ６、Ｍ８、及びＭ１０、並びにトランジスタＭ１７、Ｍ１８、及びＭ１９のゲートにそれぞれ第１吐出制御スイッチＤ６、Ｄ５及びＤ４、並びに第２吐出制御スイッチＤ３、Ｄ２及びＤ１が接続されている。
【０１０４】
したがって、例えば第１吐出制御スイッチＤ６がＯＮにされ、振幅制御端子Ｚとグラウンド間に適当な電圧（Ｖｘ）が印加されると、トランジスタＭ６はＯＮとなるので、トランジスタＭ７には電圧Ｖｘを加えたときの電流が流れる。
このようにして、第１吐出制御スイッチＤ６、Ｄ５及びＤ４、並びに第２吐出制御スイッチＤ３、Ｄ２、及びＤ１のＯＮ／ＯＦＦを制御することで、各トランジスタＭ６〜Ｍ１１、及びトランジスタＭ１４〜Ｍ１９のＯＮ／ＯＦＦを制御することができる。
【０１０５】
ここで、トランジスタＭ７、Ｍ９、及びＭ１１、並びにトランジスＭ１４、Ｍ１５及びＭ１６は、各々並列に接続されている素子数が異なるので、図１３中、各トランジスタＭ７、Ｍ９、及びＭ１１、並びにトランジスタＭ１４、Ｍ１５及びＭ１６の括弧内に示された数の比率で、それぞれ、トランジスタＭ２からＭ７、トランジスタＭ２からＭ９、及びトランジスタＭ２からＭ１１、並びにトランジスタＭ１２からＭ１４、トランジスタＭ１２からＭ１５、及びトランジスタＭ１２からＭ１６に電流が流れるようになる。
【０１０６】
これにより、トランジスタＭ７、Ｍ９、及びＭ１１の比率は、それぞれ「×８」、「×４」、及び「×２」であるので、それぞれのドレイン電流Ｉｄは、８：４：２の比率となる。同様に、トランジスタＭ１４、Ｍ１５、及びＭ１６の比率は、それぞれ「×４」、「×２」、及び「×１」であるので、それぞれのドレイン電流Ｉｄは、４：２：１の比率となる。
【０１０７】
次に、吐出制御回路５０において、第１吐出制御手段側（図１３中、左半分）にのみ着目した場合の電流の流れについて説明する。
先ず、Ｆ＝０（ＯＮ）かつＤｐｘ＝０であるときは、ＮＯＲゲートＸ１への入力は（０、０）となるので、その出力は１になり、トランジスタＭ１がＯＮとなる。また、ＮＯＲゲートＸ２への入力は、（０、０）となるので、その出力は１になり、トランジスタＭ２はＯＮになる。さらにまた、上記の場合（Ｆ＝０、かつＤｐｘ＝０）には、ＮＯＲゲートＸ３への入力値は、（１、０）となる（一方はＦ＝０の入力値となり、他方はＤｐｘ＝０がＮＯＴゲートＸ４を通して１の入力値となるため）。したがって、ＮＯＲゲートＸ３の出力は０となり、トランジスタＭ４はＯＦＦになる。
【０１０８】
この場合には、トランジスタＭ３からＭ２に電流が流れるが（トランジスタＭ２がＯＮであるため）、トランジスタＭ５からＭ４には電流は流れない（トランジスタＭ４がＯＦＦであるため）。さらに、ＣＭ回路の特性により、トランジスタＭ５に電流が流れないときには、トランジスタＭ３にも電流は流れない。
【０１０９】
この状態において、抵抗電源Ｖｈの電圧がかかると、トランジスタＭ３及びＭ５はＯＦＦであるので電流は流れず、トランジスタＭ３及びＭ５側には電流は分岐せずに、全て抵抗Ｒｈ−Ａに流れる。また、トランジスタＭ２がＯＮであることから、抵抗Ｒｈ−Ａを流れた電流がトランジスタＭ２側と抵抗Ｒｈ−Ｂ側とに分岐して、トランジスタＭ２側に電流が流出することが可能となる。この場合に第１吐出制御スイッチＤ６〜Ｄ４の全てがＯＦＦであるときは、トランジスタＭ７、Ｍ９及びＭ１１には電流が流れないので、結局、トランジスタＭ２には電流は流出しない。よって、抵抗Ｒｈ−Ａを流れた電流は、全て抵抗Ｒｈ−Ｂに流れる。さらに、抵抗Ｒｈ−Ｂを流れた電流は、ＯＮであるトランジスタＭ１を流れた後、グラウンドに送られる。
【０１１０】
これに対し、第１吐出制御スイッチＤ６〜Ｄ４の少なくとも１つがＯＮであるときには、ＯＮである第１吐出制御スイッチＤ６〜Ｄ４に対応するトランジスタＭ６、Ｍ８又はＭ１０がＯＮとなり、さらにこれらのトランジスタに接続されているいずれかのトランジスタＭ７、Ｍ９又はＭ１１がＯＮになる。
したがって、上記の場合に例えば第１吐出制御スイッチＤ６がＯＮであるときは、抵抗Ｒｈ−Ａを流れた電流は、トランジスタＭ２側と抵抗Ｒｈ−Ｂ側とに分岐し、トランジスタＭ２側に電流が流出する。さらにトランジスタＭ２を流れた電流は、トランジスタＭ７及びＭ６を経てグラウンドに送られる。
【０１１１】
すなわち、Ｆ＝０、かつＤｐｘ＝０の場合において、第１吐出制御スイッチＤ６〜Ｄ４の少なくとも１つがＯＮであるときには、トランジスタＭ３及びＭ５側には電流は分岐せずに全て抵抗Ｒｈ−Ａに流れた後、トランジスタＭ２側と抵抗Ｒｈ−Ｂ側とに分岐する。
これにより、抵抗Ｒｈ−Ａと抵抗Ｒｈ−Ｂとに流れる電流Ｉは、Ｉ（Ｒｈ−Ａ）＞Ｉ（Ｒｈ−Ｂ）となる（注：Ｉ（＊＊）で、＊＊に流れる電流を表す）。
【０１１２】
一方、Ｆ＝０かつＤｐｘ＝１が入力されたときは、上記と同様にＮＯＲゲートＸ１への入力は（０、０）となるので、その出力は１になり、トランジスタＭ１がＯＮになる。
また、ＮＯＲゲートＸ２への入力は、（１、０）となるので、その出力は０になり、トランジスタＭ２はＯＦＦになる。さらにまた、ＮＯＲゲートＸ３への入力は、（０、０）となるので、その出力は１となり、トランジスタＭ４はＯＮになる。トランジスタＭ４がＯＮであるとき、トランジスタＭ５には電流が流れるが、これとＣＭ回路の特性から、トランジスタＭ３にも電流が流れる。
【０１１３】
よって、抵抗電源Ｖｈの電圧がかかると、抵抗Ｒｈ−Ａ、トランジスタＭ３及びＭ５に電流が流れる。そして、抵抗Ｒｈ−Ａに流れた電流は、全て抵抗Ｒｈ−Ｂに流れる（トランジスタＭ２はＯＦＦであるので、抵抗Ｒｈ−Ａを流れ出た電流はトランジスタＭ２側には分岐しないため。）。また、トランジスタＭ３を流れた電流は、トランジスタＭ２がＯＦＦであるので、全て抵抗Ｒｈ−Ｂ側に流入する。
よって、抵抗Ｒｈ−Ｂには、抵抗Ｒｈ−Ａを流れた電流の他、トランジスタＭ３を流れた電流が入り込む。その結果、抵抗Ｒｈ−Ａと抵抗Ｒｈ−Ｂとに流れる電流Ｉは、Ｉ（Ｒｈ−Ａ）＜Ｉ（Ｒｈ−Ｂ）となる。
【０１１４】
なお、上記の場合において、トランジスタＭ５に電流が流れるためには、トランジスタＭ４がＯＮである必要があるが、上述のように、Ｆ＝０かつＤｐｘ＝１が入力されたときはトランジスタＭ４はＯＮになる。
さらに、トランジスタＭ４に電流が流れるためには、トランジスタＭ７、Ｍ９又はＭ１１の少なくとも１つがＯＮである必要がある。したがって、上述したＦ＝０、かつＤｐｘ＝０の場合と同様に、第１吐出制御スイッチＤ６〜Ｄ４の少なくとも１つがＯＮである必要がある。すなわち、第１吐出制御スイッチＤ６〜Ｄ４の全てがＯＦＦである場合には、Ｆ＝０かつＤｐｘ＝１であるときと、Ｆ＝０かつＤｐｘ＝０であるときとで、同一となり、抵抗Ｒｈ−Ａを流れた電流は、全て抵抗Ｒｈ−Ｂに流れる。よって、両者ともに、抵抗Ｒｈ−ＡとＲｈ−Ｂとの電気抵抗値が略同一に設定されていれば、インク液滴は偏向なく吐出されることとなる。
【０１１５】
以上のようにして、吐出実行入力スイッチＦをＯＮにするとともに、極性変換スイッチＤｐｘ、及び第１吐出制御スイッチＤ６〜Ｄ４のＯＮ／ＯＦＦを制御することで、抵抗Ｒｈ−Ａ及びＲｈ−Ｂとの間から電流を流出させたり、あるいは抵抗Ｒｈ−Ａ及びＲｈ−Ｂとの間に電流を流入させたりすることができる。
また、電流源素子として機能するトランジスタＭ７、Ｍ９及びＭ１１の各容量が異なることから、第１吐出制御スイッチＤ６〜Ｄ４のＯＮ／ＯＦＦを制御することで、トランジスタＭ２やＭ４から流出させる電流量を変えることができる。すなわち、第１吐出制御スイッチＤ６〜Ｄ４のＯＮ／ＯＦＦを制御することで、抵抗Ｒｈ−ＡとＲｈ−Ｂとに流れる電流値を変化させることができる。
【０１１６】
よって、振幅制御端子Ｚとグラウンド間に適当な電圧Ｖｘを加え、極性変換スイッチＤｐｘ、並びに第１吐出制御スイッチＤ４、Ｄ５及びＤ６を独立して操作することで、インク液滴の着弾位置を、ノズル１８の並び方向において多段階に変化させることができる。
さらに、振幅制御端子Ｚに加わる電圧Ｖｘを変化させることによって、各トランジスタＭ７とＭ６、Ｍ９とＭ８、及びＭ１１とＭ１０に流れるドレイン電流の比率は、８：４：２のままで、１ステップ当たりの偏向量を変えることができる。
【０１１７】
図１４は、極性変換スイッチＤｐｘ、及び第１吐出制御スイッチＤ６〜Ｄ４のＯＮ／ＯＦＦ状態と、ドット（インク液滴）のノズル１８の並び方向における着弾位置の変化を表にして示す図である。
図１４の上段側の表に示すように、Ｄ４＝０と固定した場合には、（Ｄｐｘ、Ｄ６、Ｄ５、Ｄ４）が（０、０、０、０）のときと、（１、０、０、０）のときとは、ともにドットの着弾位置が偏向なし（ノズル１８の真下）となる。このことは、上述の通りである。
【０１１８】
このように、第１吐出制御スイッチＤ４＝０と固定して極性変換スイッチＤｐｘと、第１吐出制御スイッチＤ６及びＤ５の３ビットで制御したときには、偏向なしの位置を含めて、ドットの着弾位置を７箇所に段階的に変化させることができる。このことは、図７に示したようにインク液滴の吐出方向を奇数個に設定できることを意味する。
なお、第１吐出制御スイッチＤ４の値を０に固定するのではなく、他の第１吐出制御スイッチＤ６又はＤ５と同様に０又は１に変化させれば、７箇所の変化ではなく、１５箇所の変化にすることも可能である。
【０１１９】
これに対し、下段の表に示すように、Ｄ４＝１と固定した場合には、ドットの着弾位置を、均等に８段階に変化させることができる。このことは、ノズル１８の並び方向において、偏向量が０（偏向なし）を挟んで、ドットの着弾位置を、一方側に４箇所、かつ他方側に４箇所に設定することができるとともに、これらの各４箇所の着弾位置を、偏向量が０の位置を挟んで、左右対称に設定することができる。
【０１２０】
すなわち、Ｄ４＝１と固定した場合には、ドットの着弾位置がノズル１８の真下（偏向なし）になる場合をなくすことができる。このことは、図６に示したようなインク液滴の吐出方向を偶数個に（ノズル１８の真下にインク液滴を着弾させる場合を含まないように）設定できることを意味する。
【０１２１】
以上説明した内容は、第１吐出制御手段に係るものであるが、第２吐出制御手段についても、第１吐出制御手段と同様に制御することができる。
図１３に示すように、第２吐出制御手段では、トランジスタＭ１２及びＭ１３は、それぞれ第１吐出制御手段のトランジスタＭ２及びＭ４に対応している。また、第２吐出制御手段の極性変換スイッチＤｐｙは、第１吐出制御手段の極性変換スイッチＤｐｘに対応している。さらにまた、第２吐出制御手段で電流源素子として機能するトランジスタＭ１４〜Ｍ１９は、第１吐出制御手段のトランジスタＭ６〜Ｍ１１に対応している。さらに、第２吐出制御手段の第２吐出制御スイッチＤ３、Ｄ２及びＤ１は、第１吐出制御手段の第１吐出制御スイッチＤ６、Ｄ５及びＤ４に対応している。
【０１２２】
また、第２吐出制御手段において第１吐出制御手段と異なる部分は、電流源素子として機能するトランジスタＭ１４等の各容量である。第２吐出制御手段の電流源素子として機能するトランジスタＭ１４等は、第１吐出制御手段の電流源素子として機能するトランジスタＭ７等のそれぞれ半分の容量に設定されている。その他は、第１吐出制御手段と同様である。
【０１２３】
したがって、上述した第１吐出制御手段と同様に、極性変換スイッチＤｐｙとともに、第２吐出制御スイッチＤ３〜Ｄ１のＯＮ／ＯＦＦを制御することで、抵抗Ｒｈ−ＡとＲｈ−Ｂとに流れる電流値を変化させることができる。
なお、図１０に示したように、第２吐出制御手段では、最も離れた２つのインク液滴の着弾目標位置を、ノズル１８の１ピッチ分（図６又は図７中、ｘ）に設定するのが合理的である。また、第２吐出制御手段では、インク液滴の着弾目標位置の可変ピッチは、細かい方が好ましい。
【０１２４】
そこで、第２吐出制御手段では、図１４中、下段の表のように制御することが合理的といえる。すなわち、第２吐出制御手段では、図１４中、極性変換スイッチＤｐｘが極性変換スイッチＤｐｙに、第１吐出制御スイッチＤ６が第２吐出制御スイッチＤ３に、第１吐出制御スイッチＤ５が第２吐出制御スイッチＤ２に、及び第１吐出制御スイッチＤ４が第２吐出制御スイッチＤ１にそれぞれ相当する。よって、第２吐出制御スイッチＤ１＝１と固定した制御を行うことが好ましい（ただし、図１４中、上段の表に対応する制御を行っても良いのは勿論である）。
【０１２５】
なお、第２吐出制御手段において、最も離れた２つのインク液滴の着弾目標位置が、ノズル１８の１ピッチ分になるように振幅制御端子Ｚに加える電圧Ｖｘを設定すれば良い。ここで、振幅制御端子Ｚは、第１吐出制御手段と第２吐出制御手段とで同一のものである。したがって、第２吐出制御手段を考慮して振幅制御端子Ｚに加える電圧Ｖｘが設定されると、これに基づいて、第１吐出制御手段でのインク液滴の着弾位置も決定される。
【０１２６】
これにより、第１吐出制御手段によるインク液滴の吐出の制御と、第２吐出制御手段によるインク液滴の吐出の制御との間に一定の関係を持たせ、本実施形態では第２吐出制御手段によるインク液滴の吐出の制御（インク液滴の着弾位置間隔）が決定されることにより、その決定結果に基づいて、第１吐出制御手段によるインク液滴の吐出の制御（インク液滴の着弾位置間隔）が決定されるようになる。
このようにすることで、制御の簡略化を図ることができる。
【０１２７】
また、以上のように決定することにより、第１吐出制御手段では、最も離れた位置となる２つのインク液滴の着弾位置間隔は、第２吐出制御手段の２倍となる。これは、インク液滴の吐出方向の偏向量を決定するものは、第１吐出制御手段ではトランジスタＭ７、Ｍ９及びＭ１１であり、第２吐出制御手段では、トランジスタＭ１４、Ｍ１５及びＭ１６であるが、これらの容量は、本実施形態では、第１吐出制御手段の方が第２吐出制御手段の２倍の値に設定されているからである。
【０１２８】
なお、図１３に示した吐出制御回路５０は、液滴吐出部ごとに設けられており、以上説明した制御は、液体吐出部単位、又はヘッド１１単位で行う。
ここで、トランジスタを回路配置する場合には、各トランジスタの配線端子は、ドレインやソース等により８つ必要となる。このため、多数のトランジスタを配置して、各トランジスタから８つの配線を出すよりも、トランジスタ自体が大きくても、１つのトランジスタから８つの配線を出した方が、全体に必要な面積は大幅に小さくなる。したがって、図１３に示したように、「×８」の容量を有する一組のみのＣＭ回路を設けることで、回路全体の簡略化を図ることができる。
【０１２９】
これにより、ヘッド１１上に、各液体吐出部ごとの吐出制御回路５０を実装することができる。さらに、６００ｄｐｉの解像度（液体吐出部の間隔が約４２．３μｍ）であっても、吐出制御回路５０の実装を可能にすることができる。
【０１３０】
図１５及び図１６は、それぞれ、第１吐出制御手段及び第２吐出制御手段を実行したときのインク液滴の吐出方向及びドット着弾位置の分布状態を示す図である。
図１５は、第１吐出制御手段によるインク液滴の吐出方向が偶数個の場合、すなわち画素領域間の真上にノズル１８が位置する場合を示している。図１５では、第１吐出制御手段により左右それぞれ画素領域の１／２ピッチずつドットを着弾させることができる例を示したものである。すなわち、図１５は、図６のものに対して第２吐出制御手段を含めたときの例である。
【０１３１】
また、図１６は、第１吐出制御手段によるインク液滴の吐出方向が奇数個の場合、すなわち画素領域の中央真上にノズル１８が位置する場合を示している。図１６では、第１吐出制御手段により左右それぞれ画素領域の１ピッチずつドットを着弾させることができる例を示したものである。すなわち、図１６は、図７のものに対して第２吐出制御手段を含めたときの例である。
【０１３２】
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されることなく、以下のような種々の変形が可能である。
（１）Ｊビットの制御信号としては、実施形態で例示したビット数に限られるものではなく、何ビットの制御信号を用いても良い。
【０１３３】
（２）本実施形態では、２分割した発熱抵抗体１３のそれぞれに流れる電流値を変えて、２分割した発熱抵抗体１３上でインク液滴が沸騰するに至る時間（気泡発生時間）に時間差を設けるようにしたが、これに限らず、同一の抵抗値を有する２分割した発熱抵抗体１３を並設するともに、電流を流す時間のタイミングに差異を設けるものであっても良い。例えば２つの発熱抵抗体１３ごとに、それぞれ独立したスイッチを設け、各スイッチを時間差をもってオンにすれば、各発熱抵抗体１３上のインクに気泡が発生するに至る時間に時間差を設けることができる。さらには、発熱抵抗体１３に流れる電流値を変えることと、電流を流す時間に時間差を設けたものとを組み合わせて用いても良い。
【０１３４】
（３）本実施形態では、１つのインク液室１２内で発熱抵抗体１３を２つ並設した例を示したが、２分割としたのは、耐久性を有することが十分に実証されており、かつ回路構成も簡素化できるからである。しかし、これに限らず、１つのインク液室１２内において３つ以上の発熱抵抗体１３（エネルギー発生素子）を並設したものを用いることも可能である。
【０１３５】
（４）本実施形態では、サーマル方式のエネルギー発生素子として発熱抵抗体１３を例に挙げたが、抵抗以外のものから構成した発熱素子を用いても良い。また、発熱素子に限らず、他の方式のエネルギー発生素子を用いたものでも良い。例えば、静電吐出方式やピエゾ方式のエネルギー発生素子が挙げられる。
静電吐出方式のエネルギー発生素子は、振動板と、この振動板の下側に、空気層を介した２つの電極を設けたものである。そして、両電極間に電圧を印加し、振動板を下側にたわませ、その後、電圧を０Ｖにして静電気力を開放する。このとき、振動板が元の状態に戻るときの弾性力を利用してインク液滴を吐出するものである。
【０１３６】
この場合には、各エネルギー発生素子のエネルギーの発生に差異を設けるため、例えば振動板を元に戻す（電圧を０Ｖにして静電気力を開放する）ときに２つのエネルギー発生素子間に時間差を設けるか、又は印加する電圧値を２つのエネルギー発生素子で異なる値にすれば良い。
また、ピエゾ方式のエネルギー発生素子は、両面に電極を有するピエゾ素子と振動板との積層体を設けたものである。そして、ピエゾ素子の両面の電極に電圧を印加すると、圧電効果により振動板に曲げモーメントが発生し、振動板がたわみ、変形する。この変形を利用してインク液滴を吐出するものである。
【０１３７】
この場合にも、上記と同様に、各エネルギー発生素子のエネルギーの発生に差異を設けるため、ピエゾ素子の両面の電極に電圧を印加するときに２つのピエゾ素子間に時間差を設けるか、又は印加する電圧値を２つのピエゾ素子で異なる値にすれば良い。
【０１３８】
（５）上記実施形態では、ノズル１８の並び方向にインク液滴の吐出方向を偏向できるようにした。これは、ノズル１８の並び方向に分割した発熱抵抗体１３を並設したからである。しかし、ノズル１８の並び方向とインク液滴の偏向方向とは、必ずしも完全に一致している必要はなく、多少のずれがあっても、ノズル１８の並び方向とインク液滴の偏向方向とが完全に一致しているときと略同一の効果が期待できる。したがって、この程度のずれがあっても差し支えない。
【０１３９】
（６）第２吐出制御手段において、１つの画素領域に対してＭ個の異なる位置にインク液滴を着弾させてランダム化を行う場合には、Ｍ個は、２以上の正の整数であればいくつでも良く、本実施形態で示した数に限定されるものではない。同様に、印画紙の搬送方向（液体吐出部の並び方向に略垂直な方向）において、１つの画素領域に対して着弾させるインク液滴の数Ｎは、いくつでも良い。したがって、Ｍ＝Ｎの関係でも良く、Ｍ≠Ｎの関係にあっても良い。
また、１つの画素領域に着弾させる最大インク液滴数は、いくつのものに対しても本発明を適用することができる。
【０１４０】
（７）本実施形態の第２吐出制御手段では、１つの画素領域に対し、着弾されたインク液滴の中心がその画素領域内に入るように、その範囲内でインク液滴の着弾位置をランダムに変化させるようにしたが、これに限らず、着弾されたインク液滴の少なくとも一部がその画素領域内に入る程度であれば、本実施形態以上の範囲で着弾位置をばらつかせることも可能である。
【０１４１】
（８）本実施形態の第２吐出制御手段では、インク液滴の着弾目標位置をランダムに決定する方法として乱数発生回路を用いたが、ランダムに決定する方法としては、選択される着弾位置に規則性がなければ、いかなる方法であっても良い。さらに、乱数発生の方法としても、例えば２乗中心法、合同法、シフト・レジスタ法等が挙げられる。また、ランダム以外に決定する方法として、例えば複数の特定数値の組合せを繰り返す方法であっても良い。
【０１４２】
（９）上記実施形態ではヘッド１１をプリンタに適用した例に挙げたが、本発明のヘッド１１は、プリンタに限ることなく、種々の液体吐出装置に適用することができる。例えば、生体試料を検出するためのＤＮＡ含有溶液を吐出するための装置に適用することも可能である。
【０１４３】
【発明の効果】
本発明によれば、以下の効果を発揮することができる。
第１に、吐出方向可変手段及び第１吐出制御手段によって、複数の異なる液体吐出部を用いて、画素又は画素列を形成することができるので、液体吐出部ごとの液滴の吐出量のばらつきを最小限に抑え、印画品位の低下を防止することができる。また、例えば液滴の吐出が不十分な、あるいはゴミやホコリ等によって液滴が吐出されない液体吐出部があったとしても、その影響を最小限にすることができる。これにより、本来であれば不良とされてしまうヘッドを、不良とならない程度にまで印画品位を高めることができる。
【０１４４】
さらにまた、バックアップ用ヘッドを別個に備えることなく、液滴を吐出することができない液体吐出部が存在したとしても、その液体吐出部に近隣する別の液体吐出部が、液滴を吐出することができない液体吐出部を補い、その液体吐出部の代わりに液滴を吐出することができる。
【０１４５】
さらに、複数の液滴によって１画素を形成する場合に、ヘッドを複数回移動させることなく（複数回スキャンすることなく）、液滴が重なるように着弾させることができるので、印画速度を速くすることができる。
【０１４６】
また第２に、吐出方向可変手段及び第２吐出制御手段によって、画素領域に液滴を着弾させる場合に、Ｍ個の着弾位置のうちいずれか任意の位置に着弾させるようにしたので、▲１▼ドット配列のばらつきをなくすことができる。したがって、液体吐出部間のばらつきとして、ドット列間にスジが入ってしまうこと等を防止することができる。これにより、液体吐出部固有のばらつきによる液滴の着弾位置の偏り等をなくし、全体のドット配列としては、方向性のない均一なものにすることで、高品質の画像を得ることができる。
【０１４７】
さらに、▲２▼液体吐出部の液滴の吐出特性によるばらつきをマスクする効果を得ることができる。すなわち、不吐出の液体吐出部があっても、マスクされるので、不吐出の液体吐出部の影響が見えにくくなる。また、▲３▼モアレをなくすことができる。特に、カラー印刷において、本発明を適用することにより、モアレの発生を防止することができる。さらにまた、▲４▼上記▲１▼〜▲３▼の効果の結果、階調特性が向上する、等の効果を得ることができる。
さらに第３に、第１吐出制御手段と第２吐出制御手段との相乗効果によって、画質を大幅に向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による液体吐出装置を適用したインクジェットプリンタのヘッドを示す分解斜視図である。
【図２】ラインヘッドの実施形態を示す平面図である。
【図３】ヘッドの発熱抵抗体の配置をより詳細に示す平面図及び側面の断面図である。
【図４】分割した発熱抵抗体を有する場合に、各々の発熱抵抗体によるインクの気泡発生時間差と、インク液滴の吐出角度との関係を示すグラフである。
【図５】インク液滴の吐出方向の偏向を説明する図である。
【図６】１画素に隣接する液体吐出部からそれぞれインク液滴を着弾させた例であって、偶数個の吐出方向に設定した例を示す図である。
【図７】インク液滴の左右対称方向への偏向吐出と、直下への吐出方向との双方により、奇数個の吐出方向に設定した例を示す図である。
【図８】２方向吐出（吐出方向数が偶数）の場合において、吐出実行信号に基づき、液体吐出部によって印画紙上に各画素を形成する過程を示す図である。
【図９】３方向吐出（吐出方向数が奇数）の場合において、吐出実行信号に基づき、液体吐出部によって印画紙上に各画素を形成する過程を示す図である。
【図１０】１つの画素領域に対し、Ｍ個の異なる着弾目標位置のうちいずれかの位置にインク液滴を着弾させた状態を示す平面図である。
【図１１】印画紙の送り方向において、１つの画素領域に、インク液滴をＮ個重ねて配置するときに、ランダムに配置する例を示す平面図である。
【図１２】ノズルの並び方向及び印画紙の送り方向の双方に、インク液滴をランダムに着弾させた例を示す平面図である。
【図１３】吐出方向可変手段、第１吐出制御手段、及び第２吐出制御手段を含む吐出制御回路を示す図である。
【図１４】極性変換スイッチ、及び第１吐出制御スイッチのＯＮ／ＯＦＦ状態と、ドットのノズルの並び方向における着弾位置の変化を表にして示す図である。
【図１５】第１吐出制御手段及び第２吐出制御手段を実行したときのインク液滴の吐出方向及びドット着弾位置の分布状態を示す図であり、インク液滴の吐出方向が偶数個の場合を示すものである。
【図１６】第１吐出制御手段及び第２吐出制御手段を実行したときのインク液滴の吐出方向及びドット着弾位置の分布状態を示す図であり、インク液滴の吐出方向が奇数個の場合を示すものである。
【図１７】ドット配列のばらつきを説明する図である。
【図１８】図１７と同じドット列のずれに対して、全体のドットサイズをドットピッチの√２倍強に設定した場合の例を示す図である。
【図１９】重ね打ちをしたときの状態を示す図である。
【符号の説明】
１０ラインヘッド
１１ヘッド
１２インク液室
１３発熱抵抗体（エネルギー発生素子）
１８ノズル
５０吐出制御回路[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a liquid ejection apparatus including a head in which a plurality of liquid ejection units having nozzles are arranged in parallel, and a liquid ejection method using a head in which a plurality of liquid ejection units having nozzles are arranged in parallel. By making it possible to change the discharge direction of the liquid droplets in a plurality of directions, and performing correction when a liquid discharge failure occurs in the liquid discharge unit, at the same time, by making variation in the landing positions of the liquid droplets inconspicuous, The present invention relates to a technique for improving image quality.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, an ink jet printer which is one of liquid ejecting apparatuses usually includes a head in which liquid ejecting portions having nozzles are arranged in a straight line. Then, by ejecting minute droplets (ink droplets) from each liquid ejecting portion of the head toward a recording medium such as a photographic paper disposed opposite to the nozzle surface, a substantially circular shape is formed on the recording medium. In addition to forming dots, droplets are sequentially ejected to form pixels of zero, one, or a plurality of dots, and the pixels are arranged vertically and horizontally to express images and characters.
[0003]
On the other hand, the ink jet printer ejects droplets with a certain degree of variation due to its structure. Looking at the dot arrangement when the ejected droplets land on the recording medium, the temporal variations (accidental ones) are averaged and are not very conspicuous, but the variations specific to the liquid ejection unit (head) Becomes conspicuous even if slight, as a linear variation (pairing).
[0004]
FIG. 17 is a diagram for explaining variation in dot arrangement. In FIG. 17, the portion indicated by the arrow shifts 1/36, 1/12, and 1/4 of the dot pitch (the distance between the centers of adjacent dots) to the right in the drawing, and also corresponds to the dot pitch. The magnitude of the dot diameter is divided into large, medium, and small, and the effect when the dot pitch is shifted is shown.
[0005]
As can be understood from FIG. 17, when the dot row is deviated by about 10% of the dot pitch, the deviation can be recognized visually, and those exceeding about 20% generally become conspicuous as a recording defect. Note that whether or not the dot pitch deviation is noticeable depends on the color of the ink. For example, yellow has a large tolerance for misalignment (the misalignment is less conspicuous than other colors).
[0006]
Here, in the case of a serial system in which the head performs a linear reciprocating movement in the horizontal direction with respect to the recording medium and the recording medium is conveyed in a direction substantially perpendicular to the reciprocating movement direction, the dot as described above is used. The following two methods are known as methods for solving the pitch deviation.
In the present specification, in the serial system, the reciprocating direction of the head is defined as the main scanning direction, and the direction substantially perpendicular to this direction (the conveyance direction of the recording medium) is defined as the sub-scanning direction.
[0007]
The first method is to overlap the dots so that the background of the recording medium cannot be seen even if there is a slight shift in the dot pitch. That is, the dot size (dot diameter) is increased with respect to the dot pitch.
According to this method, assuming that the dot is circular, if the dot diameter is larger than √2 times the dot pitch (diagonal line of the dot pitch), the gap between the dots is filled as long as the normal arrangement is made. Even if there is a deviation in the landing positions of dots, it is not so noticeable and white streaks can be prevented from being generated on the image.
FIG. 18 is a diagram illustrating an example in which the entire dot size is set to be slightly more than √2 times the dot pitch with respect to the same dot row shift as in FIG.
[0008]
The second method is a method called “overstrike”. In this overstrike, since the large dots as shown in the first method are not used, the liquid droplets ejected at one time do not fill the gaps between the dots, but fill the gaps between the previously arranged dot rows. The gaps are filled by arranging dots on top of each other. FIG. 19 is a diagram illustrating a state when overstrike is performed as the second method. In FIG. 19, dots having different patterns are formed during different main scans or formed by different heads. Since this overstrike can be used not only in the main scanning direction but also in the sub-scanning direction, an image can be formed from small dots.
[0009]
Also, in the case of the line method in which the head is formed so as to cover the entire width of the recording medium (substantially the entire range in the main scanning direction of the serial method), the head is fixed and only the recording medium is conveyed. It is normal.
In this specification, in the line system, the conveyance direction of the recording medium is defined as the main scanning direction.
In the line system, the alignment accuracy of the liquid ejection units can be improved by integrally forming the head over the entire width of the recording medium with a silicon wafer or glass. However, there are various problems such as a manufacturing method, a yield problem, a heat generation problem, and a cost problem, and in reality, it is almost impossible to manufacture a head having such a structure.
[0010]
For this reason, when a line head is mounted on an ink jet printer, a small head chip (which also has various restrictions, and even if it is large, the length in the direction in which the liquid ejection sections are arranged is about 1 inch or less is a practical limit. Are arranged side by side so that the end portions are connected to each other, and by performing appropriate signal processing on each head chip, at the stage of printing on the recording medium, recording connected to the entire width of the recording medium is performed. It is known to carry out (see, for example, Patent Document 1).
[0011]
[Patent Document 1]
JP 2002-36522 A
[0012]
[Problems to be solved by the invention]
However, the above-described conventional technology has the following problems.
The first method in the serial method (method of increasing the dot size) is more resistant to dot misalignment, but as a result of the increase in dot size, it becomes easier to see the particulate dots and intermediate gray levels are required. In the case of a print such as a photograph, there is a problem that the feeling of roughness increases.
[0013]
In addition, unlike the first method, the second method (overlaying) in the serial method does not require an increase in dot size, and therefore reduces the rough feeling of the entire image and improves the picture quality and the like. Can do. However, since a large number of dots must be arranged both in the main scanning direction and in the sub-scanning direction, there is a problem that the recording speed is correspondingly reduced. In order to solve this problem, it is necessary to operate a large number of liquid ejecting units as fast as possible. However, if this is done, there is a problem in that reliability is likely to decrease and cost increases.
[0014]
Furthermore, in the case of the line method, the first method can be adopted, but there is a problem similar to the first method in the serial method.
Further, in the case of the line method, the head does not move, and therefore, it is not possible to perform overstrike by recording the area once recorded again. That is, the second method in the serial method cannot be adopted.
[0015]
Here, as a special example, only for photographs, etc., on the condition that a strong recording medium is used, the head position is slightly shifted (such as a sublimation printer), and the recording medium is inserted and removed many times. If you do this, it is not impossible to overscore. However, it is difficult to accurately move the head only in the lateral direction (the width direction of the recording medium, the direction perpendicular to the main scanning direction of the line method), and an inkjet printer is arranged on a recording medium, unlike a sublimation printer. Since it takes a certain amount of time for the formed dots (landed ink) to dry, it is dangerous to put the recording medium in and out without any protection before the ink is sufficiently dried.
[0016]
Furthermore, the entry / exit of the recording medium is limited to a special recording medium, and the above-described entry / exit cannot be performed on a recording medium such as plain paper. In addition, since the line method has a merit of high recording speed, if the recording medium is taken in / out in the line method, the recording speed is lowered and the purpose of adopting the line method is lost. . Therefore, in the case of the line method, overprinting can be performed only in the recording medium feeding direction, that is, the main scanning direction.
[0017]
And, in the case of the line method, it is possible to increase the gradation by performing the overstrike in the main scanning direction, but the overstrike in the main scanning direction has the effect of only increasing the gradation, It does not contribute to averaging discharge variation. On the other hand, overprinting in the sub-scanning direction has an important effect of averaging discharge variation in addition to the effect of increasing the gradation like the overstrike in the main scanning direction.
[0018]
That is, since the distance between the centers of the dots in the main scanning direction is merely an arrangement of dots ejected from the same liquid ejection unit, the accuracy is very good, but the distance between the centers of the dots in the sub scanning direction is Since all are due to different liquid ejection portions, the variation is large.
For the reasons described above, in the line method without sub-scanning, there is a problem that variations unique to the liquid ejecting portions remain in the arrangement direction of the liquid ejecting portions and may become noticeable as uneven stripes.
[0019]
Further, in the case of the line system, there is a problem that an error is likely to occur in the arrangement interval of the liquid ejection units because the head chips are joined together. Further, there is a problem that an error occurs in the thickness between the head chips even when the head chips are bonded. The effects of these errors can be several times the variation in the ejection angle of ink droplets that occurs within a single head chip.
[0020]
Furthermore, in the case where there is a defect such as non-ejection in a part of the liquid ejection part in the head, in the serial method, the defect such as non-ejection is made inconspicuous by adopting the second method (overlapping). Can do.
On the other hand, in the case of the line method, the second method cannot be adopted as described above. Therefore, if there is even a slight defect such as non-ejection in the liquid ejection part, the defect should be corrected. However, there is a problem that the head becomes defective immediately.
[0021]
Therefore, the problem to be solved by the present invention is that by fusing both technologies of Japanese Patent Application Nos. 2003-037343 and 2002-360408, which are undisclosed prior application technologies already proposed by the present inventors. Even if defects such as non-ejection occur in some liquid ejection parts, the probability of head failure such as streaks entering between pixel rows is reduced, and variations in the landing positions of liquid droplets are also inconspicuous That is.
[0022]
[Means for Solving the Problems]
  The present invention solves the above-described problems by the following means.
  According to a first aspect of the present invention, there is provided a head in which a plurality of liquid discharge portions having nozzles are arranged in parallel in a specific direction.PrepareA liquid discharge apparatus, comprising: a discharge direction variable unit that changes a discharge direction of droplets discharged from the nozzle of each liquid discharge unit in a plurality of directions in the specific direction; and the discharge direction variable unit. ,In order to land a maximum of N droplets (N is a positive integer) on one pixel region and form a pixel corresponding to the pixel region,By ejecting droplets in different directions from at least two different liquid ejecting units located in the vicinity and landing each droplet on the same pixel region to form a pixel, at least two different located in the neighborhood A first ejection control means for controlling ejection of droplets so as to form one pixel by using the liquid ejection unit; and a droplet ejection from the liquid ejection unit when landing the droplet on a pixel region. For each ejection, the landing position of the droplet in the specific direction in the pixel area is any one of M different landing positions (M is an integer of 2 or more) at least a part of which falls within the pixel area. And a second discharge control unit that controls the discharge of the droplets using the discharge direction changing unit so that the droplets land at the determined landing position.
[0023]
  (Function)
  In the above invention, the liquid droplets are discharged in different directions from at least two different liquid discharge units located in the vicinity,PixelIs formed. For example, droplets are discharged from the adjacent droplet discharge portion N and the liquid discharge portion (N + 1), respectively.Same pixel areaA droplet can be landed on the surface.
  Therefore,One pixelCan be formed using a plurality of different liquid ejection portions.
[0024]
Further, in one pixel region, droplet landing target positions are set to M different positions in a specific direction. Here, it is set so that at least a part of the droplet falls within the pixel area regardless of which of the M different positions the droplet reaches.
[0025]
When the liquid droplets land on the pixel area, one of the M landing target positions is determined, and the liquid droplets land on the determined position.
Accordingly, the droplets land so as to be included in at least a part of the pixel region, but the positions of the droplets vary within the pixel region. As a result, the deviation of the landing positions of the droplets due to variations unique to the liquid ejection unit is eliminated, and the entire dot arrangement is uniform with no directivity.
[0026]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings and the like. In the present specification, the “ink droplet” refers to a very small amount (for example, several picoliters) of ink (liquid) ejected from a nozzle 18 of a liquid ejection unit described later. “Dot” refers to a dot formed by landing one ink droplet on a recording medium such as photographic paper. Furthermore, the “pixel” is a minimum unit of an image, and the “pixel area” is an area for forming a pixel.
[0027]
Then, a predetermined number (0, 1 or a plurality) of droplets land on one pixel area, a pixel without dots (1 gradation), a pixel consisting of 1 dot (2 gradations), or A pixel (3 gradations or more) composed of a plurality of dots is formed. That is, zero, one, or a plurality of dots correspond to one pixel area. An image is formed by arranging a large number of these pixels on the recording medium.
Note that the dot corresponding to the pixel does not completely enter the pixel area and may protrude from the pixel area.
[0028]
(Head structure)
FIG. 1 is an exploded perspective view showing a head 11 of an ink jet printer (hereinafter simply referred to as “printer”) to which a liquid ejection apparatus according to the present invention is applied. In FIG. 1, the nozzle sheet 17 is bonded onto the barrier layer 16, and the nozzle sheet 17 is shown in an exploded manner.
[0029]
In the head 11, the substrate member 14 includes a semiconductor substrate 15 made of silicon or the like, and a heating resistor 13 (corresponding to an energy generating element in the present invention) deposited on one surface of the semiconductor substrate 15. Is. The heating resistor 13 is electrically connected to an external circuit via a conductor portion (not shown) formed on the semiconductor substrate 15.
[0030]
The barrier layer 16 is made of, for example, a photosensitive cyclized rubber resist or an exposure-curing dry film resist, and is laminated on the entire surface of the semiconductor substrate 15 on which the heating resistor 13 is formed, and then is subjected to a photolithography process. It is formed by removing unnecessary portions.
Furthermore, the nozzle sheet 17 is formed with a plurality of nozzles 18, and is formed by, for example, nickel electroforming, so that the position of the nozzle 18 matches the position of the heating resistor 13, that is, the nozzle 18. Is laminated on the barrier layer 16 so as to face the heating resistor 13.
[0031]
The ink liquid chamber 12 includes a substrate member 14, a barrier layer 16, and a nozzle sheet 17 so as to surround the heating resistor 13. That is, the substrate member 14 constitutes the bottom wall of the ink liquid chamber 12 in the figure, the barrier layer 16 constitutes the side wall of the ink liquid chamber 12, and the nozzle sheet 17 constitutes the top wall of the ink liquid chamber 12. To do. Thereby, the ink liquid chamber 12 has an opening region on the right front surface in FIG. 1, and the opening region communicates with an ink flow path (not shown).
[0032]
The one head 11 is usually provided with 100 ink chambers 12 and heat generating resistors 13 arranged in the ink chambers 12, respectively, and these heat generating resistors are instructed by a command from the control unit of the printer. Each of the bodies 13 can be uniquely selected, and the ink in the ink liquid chamber 12 corresponding to the heating resistor 13 can be ejected from the nozzle 18 facing the ink liquid chamber 12.
[0033]
That is, the ink chamber 12 is filled with ink from an ink tank (not shown) coupled to the head 11. The heating resistor 13 is rapidly heated by passing a pulse current through the heating resistor 13 for a short time, for example, 1 to 3 μsec. As a result, gas-phase ink bubbles are formed in a portion in contact with the heating resistor 13. And a certain volume of ink is pushed away by the expansion of the ink bubbles (the ink boils). As a result, ink having a volume equivalent to the pushed ink in the portion in contact with the nozzle 18 is ejected as an ink droplet from the nozzle 18 and landed on the photographic paper to form dots (pixels).
[0034]
In this specification, a portion constituted by one ink liquid chamber 12, a heating resistor 13 disposed in the ink liquid chamber 12, and a nozzle 18 disposed on the upper portion is referred to as “liquid ejection. Part ". That is, it can be said that the head 11 has a plurality of liquid ejection units arranged in parallel.
[0035]
Furthermore, in this embodiment, a plurality of heads 11 are arranged in the width direction of the recording medium to form a line head. FIG. 2 is a plan view showing an embodiment of the line head 10. In FIG. 2, four heads 11 (“N−1”, “N”, “N + 1”, and “N + 2”) are illustrated. In the case of forming the line head 10, a plurality of portions (head chips) excluding the nozzle sheet 17 from the head 11 are arranged side by side in FIG. 1.
[0036]
Then, the line head 10 is formed by adhering a single nozzle sheet 17 in which the nozzles 18 are formed at positions corresponding to the liquid ejecting portions of all the head chips on the top of these head chips. Here, the pitch between the nozzles 18 at each end of the adjacent head 11, that is, the nozzle 18 at the right end of the Nth head 11 and the (N + 1) th head 11 in FIG. Each head 11 is arranged so that the distance between the nozzles 18 at the left end is equal to the distance between the nozzles 18 of the head 11.
[0037]
(Discharge direction variable means)
The head 11 includes a discharge direction varying unit. In the present embodiment, the discharge direction variable means is configured to change the discharge direction of the ink droplets discharged from the nozzle 18 in a plurality of directions in the arrangement direction of the nozzles 18 (liquid discharge portions). It is configured.
[0038]
FIG. 3 is a plan view and a side sectional view showing the arrangement of the heating resistors 13 of the head 11 in more detail. In the plan view of FIG. 3, the position of the nozzle 18 is also indicated by a one-dot chain line.
As shown in FIG. 3, in the head 11 of this embodiment, a heating resistor 13 divided into two is arranged in parallel in one ink liquid chamber 12. Furthermore, the arrangement direction of the two divided heating resistors 13 is the arrangement direction of the nozzles 18 (the left-right direction in FIG. 3).
[0039]
As described above, in the two-divided type in which one heating resistor 13 is divided vertically, the length is the same and the width is halved. Therefore, the resistance value of the heating resistor 13 is doubled. If the heating resistor 13 divided in two is connected in series, the heating resistor 13 having a double resistance value is connected in series, and the resistance value becomes four times.
[0040]
Here, in order to boil the ink in the ink liquid chamber 12, it is necessary to apply a certain amount of electric power to the heating resistor 13 to heat the heating resistor 13. This is because the ink is ejected by the energy at the time of boiling. If the resistance value is small, it is necessary to increase the current to flow. However, by increasing the resistance value of the heating resistor 13, it is possible to boil with a small current.
[0041]
As a result, the size of a transistor or the like for passing a current can be reduced, and space can be saved. Although the resistance value can be increased if the thickness of the heating resistor 13 is reduced, the thickness of the heating resistor 13 is reduced from the viewpoint of the material selected as the heating resistor 13 and the strength (durability). There are certain limits to this. For this reason, the resistance value of the heat generating resistor 13 is increased by dividing without reducing the thickness.
[0042]
Further, when the heat generating resistor 13 divided into two is provided in one ink liquid chamber 12, the time until each heat generating resistor 13 reaches the temperature at which the ink is boiled (bubble generation time). Are simultaneously heated on the two heating resistors 13, and ink droplets are ejected in the direction of the central axis of the nozzle 18.
On the other hand, if a time difference occurs between the bubble generation times of the two divided heating resistors 13, the ink does not boil simultaneously on the two heating resistors 13. As a result, the ejection direction of the ink droplets is deviated from the central axis direction of the nozzle 18 and deflected and ejected. As a result, the ink droplet is landed at a position shifted from the landing position when the ink droplet is ejected without deflection.
[0043]
4A and 4B show the difference between the bubble generation time difference of ink by each heating resistor 13 and the ejection angle of the ink droplet when the heating resistor 13 is divided as in the present embodiment. It is a graph which shows a relationship. The values in this graph are computer simulation results. In this graph, the X direction (the direction indicated by the vertical axis θx of the graph. Note: it does not mean the horizontal axis of the graph) is the arrangement direction of the nozzles 18 (the direction in which the heating resistors 13 are arranged), and the Y direction ( The direction indicated by the vertical axis θy of the graph (note: not the meaning of the vertical axis of the graph) is the direction perpendicular to the X direction (the conveyance direction of the photographic paper). In both the X direction and the Y direction, the angle when there is no deflection is 0 °, and the amount of deviation from this 0 ° is shown.
[0044]
Furthermore, FIG. 4C shows the ink bubble generation time difference between the two divided heating resistors 13 as the difference in current amount between the two divided heating resistors 13, that is, the deflection current on the horizontal axis. This is measured value data in the case where the vertical axis represents the amount of deflection at the ink droplet landing position (measured with a distance between the nozzle 18 and the landing position of about 2 mm) as the droplet ejection angle (X direction). In FIG. 4C, the main current of the heating resistor 13 is set to 80 mA, the deflection current is superimposed on one heating resistor 13, and the ink droplet is deflected and discharged.
[0045]
When there is a time difference in the generation of bubbles in the heating resistor 13 divided into two in the direction in which the nozzles 18 are arranged, the ink droplet ejection angle is not vertical, and the ink droplet ejection angle θx in the direction in which the nozzles 18 are arranged is It increases with the bubble generation time difference.
Therefore, in this embodiment, by using this characteristic, the heat generating resistors 13 divided into two are provided, and the amount of current flowing through each of the heat generating resistors 13 is changed, whereby the time difference between the bubble generation times on the two heat generating resistors 13 is obtained. In this way, the ejection direction of ink droplets is deflected.
[0046]
Further, for example, when the resistance value of the divided heating resistor 13 is not the same value due to a manufacturing error or the like, a bubble generation time difference occurs between the two heating resistors 13, so that the ink droplet ejection angle is vertical. The landing position of the ink droplet is shifted from the original position. However, if the amount of current flowing through the heating resistor 13 divided into two parts is changed to control the bubble generation time on each heating resistor 13 and the bubble generation times of the two heating resistors 13 are simultaneously set, ink droplets can be obtained. It is also possible to make the discharge angle of the nozzle vertical.
[0047]
Next, how much the ink droplet ejection angle is deflected will be described. FIG. 5 is a diagram for explaining deflection in the ejection direction of ink droplets. In FIG. 5, when the ink droplet i is ejected perpendicularly to the ejection surface of the ink droplet i, the ink droplet i is ejected without deflection as indicated by the dotted line arrow in FIG. 5. On the other hand, when the ejection direction of the ink droplet i is deflected and the ejection angle deviates by θ from the vertical position (Z1 or Z2 direction in FIG. 5), the landing position of the ink droplet i is
ΔL = H × tan θ
Will be shifted.
Thus, when the ejection direction of the ink droplet i is shifted by θ from the vertical direction, the landing position of the ink droplet is shifted by ΔL.
[0048]
Here, the distance H between the tip of the nozzle 18 and the photographic paper P is about 1 to 2 mm in the case of a normal inkjet printer. Therefore, it is assumed that the distance H is kept constant at H = approximately 2 mm.
The reason why the distance H needs to be kept substantially constant is that if the distance H changes, the landing position of the ink droplet i changes. That is, when the ink droplet i is ejected from the nozzle 18 perpendicularly to the surface of the photographic paper P, the landing position of the ink droplet i does not change even if the distance H slightly varies. On the other hand, when the ink droplet i is deflected and ejected as described above, the landing position of the ink droplet i becomes different as the distance H varies.
[0049]
Further, when the resolution of the head 11 is 600 DPI, the interval between adjacent nozzles 18 is
25.40 × 1000 / 600≈42.3 (μm)
It becomes.
[0050]
(First discharge control means)
In the present embodiment, first, the following ejection control of ink droplets is performed by the first ejection control unit using the head 11 employing the above-described ejection direction variable unit.
The first ejection control unit ejects ink droplets in different directions from at least two different liquid ejection units located in the vicinity, and each ink droplet is landed on the same pixel column to form a pixel column, Alternatively, each ink droplet is landed on the same pixel region to form a pixel, so that at least two different liquid ejection units located in the vicinity are used to form one pixel row or one pixel. It is a means for controlling the discharge.
[0051]
Here, in the present invention, as a first form, the ejection direction of the ink droplets ejected from each nozzle 18 is set to 2 by a control signal of J (J is a positive integer) bit.^J Can be varied in even numbers of different directions, and 2^J The interval between the landing positions of the two ink droplets which are the farthest positions in the direction of (2) is the interval between the two adjacent nozzles 18 (2^J -1) Set to be doubled. When ejecting ink droplets from the nozzle 18, 2^J One of the directions is selected.
[0052]
Alternatively, as a second form, the ejection direction of the liquid droplets ejected from the nozzle 18 is determined by a control signal of J (J is a positive integer) bit + 1 (2^J +1) variable in an odd number of different directions and (2^J The interval between the landing positions of the two ink droplets which are the farthest positions in the +1) direction is 2 of the interval between the two adjacent nozzles 18.^J Set to double. When ejecting ink droplets from the nozzle 18, (2^J One of the directions of +1) is selected.
[0053]
For example, in the case of the first embodiment, assuming that a control signal of J = 2 bits is used, the ink droplet ejection direction is 2^J = 4 even numbers. 2^J The distance between the landing positions of the two ink droplets which are the farthest positions in the direction of (2) is the distance between the two adjacent nozzles 18 (2^J -1) = 3 times.
[0054]
In this example, when the resolution of the head 11 is 600 DPI, three times the interval (42.3 μm) between adjacent nozzles 18, that is, 126.9 μm, is the distance between two dots that are the farthest positions during deflection. Then, the deflection angle θ (deg) is tan 2θ = 1269 / 2000≈0.0635.
So,
θ ≒ 1.8 (deg)
It becomes.
[0055]
In the case of the second embodiment, assuming that a control signal of J = 2 bits + 1 is used, the ink droplet ejection direction is 2^J + 1 = 5 odd numbers. Also, (2^J The interval between the landing positions of the two ink droplets which are the farthest positions in the +1) direction is 2 of the interval between the two adjacent nozzles 18.^J = 4 times.
[0056]
FIG. 6 is a diagram more specifically showing the ink droplet ejection direction when a control signal of J = 1 bit is used in the case of the first embodiment. In the first embodiment, the ink droplet ejection direction can be set in a bilaterally symmetric direction in the direction in which the nozzles 18 are arranged.
And it becomes the most distant position (2^J =) The interval between the landing positions of two ink droplets is (2^J −1 =) If set to be 1 time, as shown in FIG. 6, each of the ink droplets can be landed on one pixel region from the nozzle 18 of the adjacent liquid ejection unit. That is, as shown in FIG. 6, when the interval between the nozzles 18 is X, the distance between adjacent pixel regions is (2^J −1) × X (in the example of FIG.^J −1) × X = X).
In this case, the landing positions of the ink droplets are located between the nozzles 18.
[0057]
FIG. 7 is a diagram more specifically showing the ink droplet ejection direction when a control signal of J = 1 bit + 1 is used in the case of the second embodiment. In the second embodiment, the discharge direction of droplets from the nozzle 18 can be an odd number of directions. That is, in the first embodiment, the ejection direction of the ink droplets can be set to an even number of directions symmetrically in the arrangement direction of the nozzles 18. Ink droplets can be discharged directly below. Accordingly, both the ejection of ink droplets in the left-right symmetry direction (ejection of “a” and “c” in FIG. 7) and the ejection immediately below (ejection of “b” in FIG. 7) result in odd numbers. The discharge direction can be set.
[0058]
In the example of FIG. 7, the control signal is (J =) 1 bit + 1, and the number of ejection directions is (2^J + 1 =) 3 different odd directions. Also, (2^J + 1 =) The landing position interval of the two ink droplets that are the farthest among the three ejection directions is (2 in the interval between two adjacent nozzles 18 (X in FIG. 7)).^J =) Is set to be doubled (in FIG. 18, 2)^J × X), when ejecting ink droplets, (2^J + 1 =) One of the three ejection directions is selected.
In this way, as shown in FIG. 7, in addition to the pixel region N located directly below the nozzle N, ink droplets can be landed on the pixel regions N-1 and N + 1 located on both sides thereof. .
Further, the landing position of the ink droplet is a position facing the nozzle 18.
[0059]
As described above, depending on how the control signal is used, at least two liquid ejecting units (nozzles 18) located in the vicinity can land ink droplets on at least one same pixel region. In particular, when the arrangement pitch in the arrangement direction of the liquid ejection units is “X” as shown in FIG. 6 and FIG. 7, each liquid ejection unit has a liquid ejection unit with respect to the center position of its own liquid ejection unit. In the direction of
± (1/2 × X) × P (where P is a positive integer)
Ink droplets can be landed at the position.
[0060]
FIG. 8 shows a pixel forming method (two-direction ejection) when a control signal of J = 1 bit is used in the above-described first form (which enables even number of ink droplets to be ejected in different directions). It is a figure explaining.
FIG. 8 shows a process in which each pixel is formed on the photographic paper by the liquid ejection unit using the ejection execution signal sent in parallel to the head 11. The ejection execution signal corresponds to the image signal.
In the example of FIG. 8, the number of gradations of the ejection execution signal of the pixel “N” is 3, the number of gradations of the ejection execution signal of the pixel “N + 1” is 1, and the number of gradations of the ejection execution signal of the pixel “N + 2” is 2. It is said.
[0061]
The ejection signal of each pixel is sent to a predetermined liquid ejection unit with a cycle of a and b, and ink droplets are ejected from the liquid ejection unit with the cycle of a and b. Here, the periods of a and b correspond to the time slots a and b, and a plurality of dots corresponding to the number of gradations of the ejection execution signal are formed in one pixel region in the periods of a and b1. For example, in the period a, the discharge execution signal of the pixel “N” is sent to the liquid discharge unit “N−1”, and the discharge execution signal of the pixel “N + 2” is sent to the liquid discharge unit “N + 1”.
[0062]
Then, from the liquid ejection unit “N−1”, ink droplets are deflected and ejected in the direction a, and land on the position of the pixel “N” on the photographic paper. From the liquid ejecting section “N + 1”, ink droplets are deflected and ejected in the direction a, and land on the position of the pixel “N + 2” on the photographic paper.
[0063]
As a result, ink droplets corresponding to the number of gradations 2 land at each pixel position on the photographic paper in the time slot a. Since the number of gradations of the ejection execution signal of the pixel “N + 2” is 2, the pixel “N + 2” is thus formed. The same process is repeated for time slot b.
As a result, the pixel “N” is formed from a number (two) of dots corresponding to the number of gradations of three.
[0064]
As described above, regardless of the number of gradations, ink droplets land on the pixel region corresponding to one pixel number continuously (continuously twice) by the same liquid ejection unit. Since no pixels are formed, the variation among the liquid ejection units can be reduced. Further, for example, even when the amount of ink droplets ejected from any one of the liquid ejection units is insufficient, it is possible to reduce the variation in the occupied area due to the dots of each pixel.
[0065]
Further, for example, when a pixel formed by one or more dots on the Mth pixel line and a pixel formed by one or two or more dots on the (M + 1) th pixel line are arranged substantially in the same column A liquid discharge unit used to form pixels of the Mth pixel line or a liquid discharge unit used to discharge the first ink droplet to form pixels of the Mth pixel line; and (M + 1) th Control is performed so that the liquid ejecting unit used for forming the pixels of the pixel line or the liquid ejecting unit used for ejecting the first ink droplet to form the pixels of the (M + 1) th pixel line is a different liquid ejecting unit. It is preferable to do this.
[0066]
In this way, for example, when pixels are formed from one dot (in the case of two gradations), pixels (dots) formed by the same liquid ejection unit are not arranged in the same row. Alternatively, when pixels are formed with a small number of dots, the liquid ejection units that are used first to form the pixels are not always the same on the same row.
As a result, for example, when pixels formed from one ink droplet are arranged on the same line, clogging or the like occurs in the liquid discharge portion forming the pixel and the ink droplet is no longer discharged. If the liquid discharge portion is used, pixels are not formed in the pixel row all the time. However, such a problem can be solved by adopting the method as described above.
[0067]
In addition to the method as described above, the liquid ejection unit may be selected at random. A liquid ejection unit used to form the pixels of the Mth pixel line or a liquid ejection unit used to eject the first ink droplets to form the pixels of the Mth pixel line; ) The liquid ejecting section used to form the pixels of the pixel line or the liquid ejecting section used to eject the first ink droplet to form the pixels of the (M + 1) th pixel line is not always the same liquid ejecting section. You can do that.
[0068]
Furthermore, FIG. 9 shows a pixel formation method (3) using a control signal of J = 1 bit + 1 in the second embodiment described above (in which an ink droplet can be ejected in an odd number of different directions). FIG.
The pixel formation process shown in FIG. 9 is the same as that in FIG. 8 described above, and thus the description thereof is omitted. Thus, in the second embodiment as well, the first embodiment is similar to the first embodiment. Using the discharge control means, it is possible to control the discharge of droplets so as to form one pixel row or one pixel using at least two different liquid discharge units located in the vicinity.
[0069]
(Second discharge control means)
Furthermore, in this embodiment, in addition to the first discharge control unit described above, secondly, the discharge control of ink droplets is performed using the second discharge control unit described below.
When the second ejection control means causes the droplet to land on the pixel area, the ink liquid in the direction in which the nozzles 18 are arranged in the pixel area (specific direction in the present invention) is ejected for each ejection of the ink droplet from the liquid ejection section. As the droplet landing target position, one of the M landing target positions (M is an integer of 2 or more) that is at least partially included in the pixel area is determined, and the determined landing target is determined. It is means for controlling the discharge of the liquid droplets using the discharge direction variable means so that the liquid droplets land at the position.
[0070]
Furthermore, in the present embodiment, the second discharge control means randomly determines any one of the M different landing target positions (irregularly or without regularity). Various methods can be used as the method of determining at random. For example, a method of determining one of M different landing target positions using a random number generation circuit can be used.
In the present embodiment, the M landing target positions are assigned at an interval of 1 / M of the arrangement pitch of the liquid ejection units (nozzles 18).
[0071]
FIG. 10 is a plan view showing a state in which ink droplets have landed on any one of M different landing target positions with respect to one pixel region, and shows a conventional landing state (left side in the figure). FIG. 6 is a diagram showing a landing state (right side in the figure) of this embodiment in comparison. In FIG. 10, a square area surrounded by a broken line is a pixel area. Also, what is indicated by a circle is a landed ink droplet (dot).
[0072]
First, when the ejection command is 1 (2 gradations), in the conventional printing, an ink droplet almost enters the pixel region (in FIG. 10, the size of the landed ink droplet is set in the pixel region. Ink droplets land on the pixel area.
[0073]
On the other hand, in the present embodiment, ink droplets are ejected so as to land at any one of the M landing target positions in the arrangement direction of the nozzles 18. In the example of FIG. 10, M = 8 landing target positions in one pixel area (one of the eight is equivalent to no landing, so that substantially seven different landing target positions are illustrated. ) Shows a state in which the ink droplet has landed at one determined landing target position (in the figure, the circle indicated by the solid line is the position where the ink droplet has actually landed, Circles indicated by broken lines indicate other landing target positions). In the example in which the ejection command is 1, the state is determined as the second position counted from the left in the drawing, and the ink droplet has landed at the determined position.
[0074]
When the ejection command is 2, ink droplets are further overlapped and landed on the pixel area. In the example of FIG. 10, a state where the scale is shifted downward by one scale in the pixel region is illustrated in consideration of feeding of the photographic paper.
When the ejection command is 2, according to the conventional method, the second ink droplet is landed substantially in the same row as the first ink droplet landed (no deviation in the left-right direction).
[0075]
In contrast, in the case of the present embodiment, as described above, the first ink droplet is landed at a randomly determined position, but the second ink droplet is also the first ink liquid. Regardless of the target landing position of the droplet (independent of the first ink droplet), the landing target position is determined at random, and the ink droplet is landed at the determined position. In the example of FIG. 10, the second ink droplet has landed at the center of the pixel region in the left-right direction.
[0076]
Furthermore, when the discharge command is 3, it is the same as when the discharge command is 2. In the conventional method, three ink droplets land without shifting the landing positions of the ink droplets in the left-right direction in one pixel region. However, in the present embodiment, when the ejection command is 3, the landing target position of the third ink droplet is also determined regardless of the landing target positions of the first and second ink droplets, and the determination is made. The ink droplet is landed at the position.
[0077]
If ink droplets are landed as described above, when dots are formed by overlapping dots, the occurrence of streaks due to variations in the characteristics of the liquid ejection unit is eliminated, and the variations become inconspicuous. Can do.
That is, the regularity of the ink droplet landing positions is lost, and each ink droplet (dot) is randomly arranged. As a result, the arrangement is microscopically uneven, but macroscopically rather Uniform and isotropic, with less noticeable variation.
[0078]
Therefore, there is an effect of masking variations due to the ejection characteristics of the ink droplets of each liquid ejection section. When not randomized, the dots are arranged in a regular pattern as a whole, so that the portion that disturbs the regularity is easily visually recognized. In particular, in stipples, the color shading is expressed by the area ratio of the dots and the background (the part not covered by the dots on the photographic paper), but the more the remaining part of the background is regular, the easier it is to be visually recognized. Become.
On the other hand, if there is no regularity and dots are arranged at random, it will be difficult to visually recognize to the extent that the arrangement has changed slightly.
[0079]
In addition, when a plurality of the above-described line heads 10 are provided and a color line head in which different color inks are supplied to each line head 10 is provided, the following effects are further obtained.
In a color ink jet printer, when a plurality of ink droplets (dots) are overlapped to form a pixel, harsh landing position accuracy higher than that of a single color is required in order to prevent moiré. However, if ink droplets are arranged at random as in the present embodiment, the problem of moire does not occur, and simple color misregistration can be stopped. Therefore, it is possible to prevent image quality deterioration due to the occurrence of moire.
[0080]
In particular, the moire is not a problem in the serial method in which the head is driven many times in the main scanning direction and the ink droplets are overlaid, but the moire is a problem in the line method. Therefore, if a method of randomly landing ink droplets as in the present embodiment is adopted, moire is less likely to appear, so that a line-type inkjet printer can be easily realized.
[0081]
Furthermore, by randomly landing the ink droplets, the landing range of the ink droplets is expanded even if the total amount of ink landed on the photographic paper is the same, so the drying time of the landed ink droplets can be shortened Can do. In particular, in the case of the line system, the printing speed is faster than the serial system (the printing time is short), so the effect is remarkable.
[0082]
(Third discharge control means)
Furthermore, in the present embodiment, thirdly, the ejection control of the ink droplets is performed using the third ejection control unit described below together with the first ejection control unit and the second ejection control unit described above.
The third discharge control means is a landing position of the ink droplet in a direction different from the arrangement direction of the nozzles 18 in the pixel region (specific direction in the present invention), particularly in the present embodiment, a direction substantially perpendicular to the arrangement direction of the nozzles 18. As described above, at least one of the N target landing positions at least part of which falls within the pixel area is set, and the number of droplets to be landed on one pixel area is one or more and less than N Is a means for determining the landing target position from among N different landing target positions and controlling the discharge of the liquid droplets so that the liquid droplets are landed at the determined position.
[0083]
That is, the second discharge control means described above is a case where the ink droplet landing positions are random in the nozzle 18 alignment direction, but the third discharge control means is the photographic paper feed direction (nozzle 18 alignment direction). The ink droplet ejection is controlled so that the landing positions of the ink droplets are random in a direction substantially perpendicular to the direction).
[0084]
FIG. 11 shows an example in which a maximum of N ink droplets (dots) (N = 8 in the present embodiment) are arranged in a single pixel area in the feeding direction of the photographic paper, and are randomly arranged. 10 is a plan view, and similarly to FIG. 10, a conventional method is shown on the left side in the figure, and a method in the present embodiment is shown on the right side in the figure. In this example, as in FIG. 10, the ink droplet landed at one determined position among N = 8 landing target positions (one of the eight corresponds to no landing). Indicates the state.
In this embodiment, N dischargeable periods are assigned to one pixel region in the main scanning direction. FIG. 11 shows an example in which the second discharge control means is not used.
[0085]
First, in the conventional method, when the ejection command is 1, it is the same as described above. On the other hand, in the case of the present embodiment, the landing target position of the ink droplet in one pixel region is shown in the vertical direction (the photographic paper feeding direction, the main scanning direction, or the nozzle 18 alignment direction). In the vertical direction), a maximum of N is set, and one of them is determined at random, and the ink droplet is made to land at the determined position.
[0086]
In FIG. 11, in the present embodiment, when the ejection command is 1, an example in which ink droplets are landed on the second landing target position from the top is shown.
When ink droplets are randomly landed in the photographic paper feed direction, an ejection command is given to the head 11 at the timing of photographic paper feed instead of using the above-described ejection direction variable means. It ’s fine. For example, in FIG. 11, the position where the center of the pixel region and the center of the ink droplet substantially coincide is set as the reference position, and in FIG. 11, the discharge time difference when the landing position is shifted by one scale is ΔT.
[0087]
In this case, in the example of FIG. 11 (when the ink droplet is landed at the second landing target position from the top when the ejection command is 1, the ink is moved up by two scales earlier than the reference position). Since it is only necessary to land the droplets, the ink droplets may be ejected by 2 × ΔT earlier than the reference ejection timing. On the other hand, for example, when ink droplets are ejected to the lowermost side in the pixel area, the ink droplets should be landed (slower) by 3 scales below the reference position, so that the reference ejection is performed. Ink droplets may be ejected 3 × ΔT later than the timing.
[0088]
Similarly, when the ejection command is 2, the conventional method is the same as in FIG. 10, but in the present embodiment, the ejection of the first ink droplet is also the ejection of the second ink droplet. Irrespective of this, the landing position is determined at random, and ink droplets are ejected to that position. In the example of FIG. 11, the landing position of the ink droplet when the ejection command is 2 shows a state of being shifted downward by one scale with respect to the reference position.
[0089]
Thus, for the number of discharge commands 0 to N, the combination of patterns when the number of discharges is K is the number of combinations when K is extracted from N,
_NC_K=_NP_K/ K!
It becomes.
Therefore, the probability that the same random pattern occurs for the same discharge command is
1 /_NC_K
It becomes.
[0090]
If the landing positions of the ink droplets are made random as described above, it becomes difficult to visually recognize variations, and at the same time, it is possible to average discharge power and average ink supply.
That is, as in the present embodiment, in the case of the thermal method in which the heating resistor 13 is heated to eject ink droplets, considerable energy is required when ejecting ink droplets. For example, it is about 0.7 to 0.8 W per liquid ejection unit. When the line head 10 is configured by arranging a large number of heads 11 having such characteristics, power concentration occurs and the load on the power source becomes extremely large. However, by randomizing the ejection timing as in the present embodiment, the number of liquid ejection units driven at the same timing on the time axis can be reduced, so that power concentration can be mitigated.
[0091]
In addition to the thermal method, this is also common to the piezo method. However, as the printing speed increases as in the line head 10, the moving speed of the ink in the ink flow path increases. When ink is supplied all at once in the ink flow path, the pressure of the ink in the ink flow path decreases, which causes a problem that bubbles dissolved in the ink are likely to be generated. These fluctuations appear as meniscus fluctuations, and the amount of ejected ink droplets changes. Therefore, it is desirable to move the ink in the ink flow path as averagely as possible and at a low speed. If the ejection timing is randomized as in the present embodiment, the amount of ink supplied from the ink flow path can be made uniform.
[0092]
(1) As shown in FIG. 11, the landing position of the ink droplet on the pixel area is randomly changed with respect to the photographic paper feed direction (a direction substantially perpendicular to the alignment direction of the nozzles 18). And (2) at the same time, as shown in FIG. 10, the ink droplets are deflected and ejected in the direction in which the nozzles 18 are arranged, and the landing positions of the ink droplets on the pixel region are changed randomly. If executed, the landing positions of the ink droplets are made more random, and the effect of the randomization can be enhanced.
[0093]
FIG. 12 is a plan view for explaining an example in this case. In the drawing, the left side shows a conventional method, and the right side shows a method of this embodiment.
If the conventional method is employed, the ink droplet landing target position will not vary in the direction in which the nozzles 18 are arranged or in the direction perpendicular thereto. On the other hand, in the present embodiment, ink droplets are randomly landed in the direction in which the nozzles 18 are arranged (left and right in the figure) and the direction substantially perpendicular to this direction (up and down in the figure). However, the landing positions will vary. In the present embodiment, a region that is enlarged around the area of the pixel region and that is larger by the radius of the dot is a region where ink droplets may be landed. As a result, the gap between the adjacent dots can be filled at random.
[0094]
Next, a description will be given of a discharge control circuit that embodies the above-described discharge direction varying means, first discharge control means, and second discharge control means.
FIG. 13 is a diagram showing a discharge control circuit 50 including a discharge direction variable means, a first discharge control means, and a second discharge control means.
In the discharge control circuit 50, resistors Rh-A and Rh-B are heating resistors 13 divided into two in the ink liquid chamber 12, and are connected in series. Here, the electric resistance values of the respective heating resistors 13 are set to be substantially the same. Therefore, by causing the same amount of current to flow through the heating resistors 13 connected in series, ink droplets can be ejected from the nozzle 18 without deflection (in the direction indicated by the dotted line in FIG. 5).
[0095]
On the other hand, a current mirror circuit (hereinafter referred to as “CM circuit”) is connected between two heating resistors 13 connected in series. By flowing current between the heating resistors 13 or flowing current between the heating resistors 13 through the CM circuit, a difference is made in the amount of current flowing through each heating resistor 13, and the nozzle The ejection direction of the ink droplets ejected from the nozzle 18 can be varied in a plurality of directions in the direction in which the nozzles 18 (liquid ejection units) are arranged.
[0096]
The resistance power source Vh is a power source for applying a voltage to the resistors Rh-A and Rh-B. Furthermore, the ejection control circuit 50 includes M1 to M19 as transistors. The numbers “× N (N = 1, 2, 4, 8, or 50)” attached to the transistors M1 to M19 in parentheses indicate the parallel state of the elements, for example “× 1” (transistors M16 and M19) indicates having a standard element. Similarly, “× 2” indicates that an element equivalent to two standard elements connected in parallel is included. Hereinafter, “× N” indicates that an element equivalent to N standard elements connected in parallel is included.
[0097]
The transistor M1 functions as a switching element that turns ON / OFF the supply of current to the resistors Rh-A and Rh-B. The drain of the transistor M1 is connected in series with the resistor Rh-B and is connected to the discharge execution input switch F. It is turned on when 0 is input, and is configured to pass current through the resistors Rh-A and Rh-B. In this embodiment, the discharge execution input switch F is negative logic for convenience of IC design, and 0 is input during driving (only when ink droplets are discharged). When F = 0 is input, the input to the NOR gate X1 is (0, 0), so the output is 1, and the transistor M1 is turned on.
[0098]
In this embodiment, when an ink droplet is ejected from one nozzle 18, the ejection execution input switch F is set to 0 (ON) only for a period of 1.5 μs (1/64), and the resistance power supply Vh (around 9 V) Power is supplied to the resistors Rh-A and Rh-B. Further, 94.5 μs (63/64) is applied to the ink replenishment period in the ink liquid chamber 12 of the liquid ejection unit that ejects ink droplets when the ejection execution input switch F is set to 1 (OFF).
[0099]
The polarity conversion switches Dpx and Dpy are switches for determining whether the ink droplet ejection direction is left or right in the nozzle 18 alignment direction (left-right direction).
Furthermore, the first ejection control switches D4, D5 and D6 and the second ejection control switches D1, D2 and D3 are switches for determining the deflection amount when the ink droplet is deflected and ejected.
[0100]
The transistors M2 and M4 and the transistors M12 and M13 function as operation amplifiers (switching elements) of the CM circuit including the transistors M3 and M5, respectively. That is, these transistors M2 and M4 and M12 and M13 allow the current to flow between the resistors Rh-A and Rh-B through the CM circuit or to flow the current between the resistors Rh-A and Rh-B. Is for.
[0101]
Furthermore, the transistors M7, M9, and M11 and the transistors M14, M15, and M16 are elements that are constant current sources of the CM circuit, respectively. The drains of the transistors M7, M9, and M11 are connected to the sources and back gates of the transistors M2 and M4, respectively. Similarly, the drains of the transistors M14, M15, and M16 are connected to the sources and back gates of the transistors M12 and M13, respectively.
[0102]
Of these transistors functioning as constant current source elements, the transistor M7 has a capacity of “× 8”, the transistor M9 has a capacity of “× 4”, and the transistor M11 has a capacity of “× 2”. . These three transistors M7, M9, and M11 are connected in parallel to constitute a current source element group.
Similarly, the transistor M14 has a capacity of “× 4”, the transistor M15 has a capacity of “× 2”, and the transistor M16 has a capacity of “× 1”. These three transistors M14, M15 and M16 are connected in parallel to form a current source element group.
[0103]
Furthermore, the transistors M7, M9, and M11 that function as current source elements, and the transistors M14, M15, and M16 include transistors having the same current capacity as the transistors (transistors M6, M8, and M10, and a transistor M17, M18 and M19) are connected. The first discharge control switches D6, D5, and D4 and the second discharge control switches D3, D2, and D1 are connected to the gates of the transistors M6, M8, and M10 and the transistors M17, M18, and M19, respectively. .
[0104]
Therefore, for example, when the first discharge control switch D6 is turned on and an appropriate voltage (Vx) is applied between the amplitude control terminal Z and the ground, the transistor M6 is turned on, so that the voltage Vx is applied to the transistor M7. Current flows.
In this way, by controlling ON / OFF of the first discharge control switches D6, D5, and D4 and the second discharge control switches D3, D2, and D1, the transistors M6 to M11 and the transistors M14 to M19 are controlled. ON / OFF can be controlled.
[0105]
Here, the transistors M7, M9, and M11, and the transistors M14, M15, and M16 have different numbers of elements connected in parallel. Therefore, in FIG. 13, the transistors M7, M9, and M11, and the transistors M14, M14, M15 and M16, transistors M2 to M7, transistors M2 to M9, transistors M2 to M11, transistors M12 to M14, transistors M12 to M15, and transistors M12 to M16, respectively, in the ratio of the numbers shown in parentheses M15 and M16 Current will flow.
[0106]
Accordingly, the ratios of the transistors M7, M9, and M11 are “× 8”, “× 4”, and “× 2”, respectively, so that the respective drain currents Id are in the ratio of 8: 4: 2. . Similarly, since the ratios of the transistors M14, M15, and M16 are “× 4”, “× 2”, and “× 1”, respectively, the respective drain currents Id have a ratio of 4: 2: 1. .
[0107]
Next, in the discharge control circuit 50, the flow of current when focusing only on the first discharge control means side (left half in FIG. 13) will be described.
First, when F = 0 (ON) and Dpx = 0, the input to the NOR gate X1 is (0, 0), so the output is 1, and the transistor M1 is turned on. Further, since the input to the NOR gate X2 is (0, 0), the output is 1, and the transistor M2 is turned on. Furthermore, in the above case (F = 0 and Dpx = 0), the input value to the NOR gate X3 is (1, 0) (one is the input value F = 0 and the other is Dpx = 0 becomes the input value of 1 through NOT gate X4). Therefore, the output of the NOR gate X3 is 0, and the transistor M4 is turned off.
[0108]
In this case, a current flows from the transistors M3 to M2 (because the transistor M2 is ON), but no current flows from the transistors M5 to M4 (since the transistor M4 is OFF). Furthermore, due to the characteristics of the CM circuit, when no current flows through the transistor M5, no current flows through the transistor M3.
[0109]
In this state, when the voltage of the resistance power supply Vh is applied, since the transistors M3 and M5 are OFF, no current flows, and the current does not branch to the transistors M3 and M5, but all flows through the resistor Rh-A. Further, since the transistor M2 is ON, the current flowing through the resistor Rh-A branches to the transistor M2 side and the resistor Rh-B side, and the current can flow out to the transistor M2 side. In this case, when all of the first discharge control switches D6 to D4 are OFF, no current flows through the transistors M7, M9, and M11, so that no current flows out to the transistor M2. Therefore, all the current that flows through the resistor Rh-A flows through the resistor Rh-B. Further, the current that flows through the resistor Rh-B flows through the transistor M1 that is ON, and then is sent to the ground.
[0110]
On the other hand, when at least one of the first discharge control switches D6 to D4 is ON, the transistors M6, M8, or M10 corresponding to the first discharge control switches D6 to D4 that are ON are turned ON, and these transistors are further turned on. Any of the connected transistors M7, M9, or M11 is turned on.
Therefore, in the above case, for example, when the first discharge control switch D6 is ON, the current flowing through the resistor Rh-A branches to the transistor M2 side and the resistor Rh-B side, and the current flows to the transistor M2 side. leak. Further, the current flowing through the transistor M2 is sent to the ground via the transistors M7 and M6.
[0111]
That is, in the case of F = 0 and Dpx = 0, when at least one of the first discharge control switches D6 to D4 is ON, the current does not branch to the transistors M3 and M5 side, and all the resistance Rh-A. After flowing, the transistor branches to the transistor M2 side and the resistor Rh-B side.
As a result, the current I flowing through the resistor Rh-A and the resistor Rh-B satisfies I (Rh-A)> I (Rh-B) (Note: I (**) and the current flowing through ** is To express).
[0112]
On the other hand, when F = 0 and Dpx = 1 are input, since the input to the NOR gate X1 is (0, 0) as described above, the output is 1, and the transistor M1 is turned on.
Further, since the input to the NOR gate X2 is (1, 0), the output is 0, and the transistor M2 is turned off. Furthermore, since the input to the NOR gate X3 is (0, 0), the output is 1, and the transistor M4 is turned on. When the transistor M4 is ON, a current flows through the transistor M5. From this and the characteristics of the CM circuit, a current also flows through the transistor M3.
[0113]
Therefore, when the voltage of the resistance power supply Vh is applied, a current flows through the resistor Rh-A and the transistors M3 and M5. All of the current flowing through the resistor Rh-A flows through the resistor Rh-B (since the transistor M2 is OFF, the current flowing out of the resistor Rh-A does not branch to the transistor M2 side). In addition, since the transistor M2 is OFF, all of the current flowing through the transistor M3 flows into the resistor Rh-B side.
Therefore, in addition to the current flowing through the resistor Rh-A, the current flowing through the transistor M3 enters the resistor Rh-B. As a result, the current I flowing through the resistor Rh-A and the resistor Rh-B is I (Rh-A) <I (Rh-B).
[0114]
In the above case, the transistor M4 needs to be turned on in order for the current to flow through the transistor M5. However, as described above, when F = 0 and Dpx = 1 are input, the transistor M4 is turned on. become.
Further, in order for a current to flow through the transistor M4, at least one of the transistors M7, M9, or M11 needs to be ON. Therefore, as in the case of F = 0 and Dpx = 0, at least one of the first discharge control switches D6 to D4 needs to be ON. That is, when all of the first discharge control switches D6 to D4 are OFF, the resistance Rh is the same when F = 0 and Dpx = 1 and when F = 0 and Dpx = 0. All of the current flowing through -A flows through the resistor Rh-B. Therefore, in both cases, if the electrical resistance values of the resistors Rh-A and Rh-B are set to be approximately the same, the ink droplets are ejected without deflection.
[0115]
As described above, the discharge execution input switch F is turned ON, and the polarity conversion switch Dpx and the ON / OFF of the first discharge control switches D6 to D4 are controlled, so that the resistors Rh-A and Rh-B Current can flow out from between the two, or current can flow into between the resistors Rh-A and Rh-B.
Further, since the capacitances of the transistors M7, M9, and M11 that function as current source elements are different, the amount of current that flows from the transistors M2 and M4 can be controlled by controlling the ON / OFF of the first discharge control switches D6 to D4. Can be changed. That is, by controlling ON / OFF of the first discharge control switches D6 to D4, the value of the current flowing through the resistors Rh-A and Rh-B can be changed.
[0116]
Therefore, by applying an appropriate voltage Vx between the amplitude control terminal Z and the ground, and independently operating the polarity conversion switch Dpx and the first ejection control switches D4, D5, and D6, the landing position of the ink droplet can be determined. It can be changed in multiple stages in the direction in which the nozzles 18 are arranged.
Further, by changing the voltage Vx applied to the amplitude control terminal Z, the ratio of the drain current flowing through each of the transistors M7 and M6, M9 and M8, and M11 and M10 remains 8: 4: 2 per step. The amount of deflection can be changed.
[0117]
FIG. 14 is a table showing the ON / OFF state of the polarity conversion switch Dpx and the first ejection control switches D6 to D4 and the change in the landing position of the dots (ink droplets) in the arrangement direction of the nozzles 18 in a table. .
As shown in the upper table of FIG. 14, when D4 = 0 is fixed, (Dpx, D6, D5, D4) is (0, 0, 0, 0), and (1, 0, In the case of (0, 0), the dot landing position is not deflected (below the nozzle 18). This is as described above.
[0118]
In this way, when the first discharge control switch D4 = 0 is fixed and controlled by 3 bits of the polarity conversion switch Dpx and the first discharge control switches D6 and D5, the landing positions of the dots including the position without deflection are included. Can be changed step by step to 7 locations. This means that the ejection direction of ink droplets can be set to an odd number as shown in FIG.
If the value of the first discharge control switch D4 is not fixed to 0 but is changed to 0 or 1 similarly to the other first discharge control switches D6 or D5, the change is not 15 but 15 It is also possible to make changes.
[0119]
On the other hand, as shown in the lower table, when D4 = 1 is fixed, the landing positions of the dots can be uniformly changed in eight stages. This is because, in the direction in which the nozzles 18 are arranged, the amount of landing of the dots can be set at four places on one side and four places on the other side with the deflection amount being 0 (no deflection). The four landing positions can be set symmetrically with respect to the position where the deflection amount is zero.
[0120]
That is, when D4 = 1 is fixed, it is possible to eliminate the case where the dot landing position is directly below the nozzle 18 (no deflection). This means that the ejection direction of the ink droplets as shown in FIG. 6 can be set to an even number (not including the case where the ink droplets are landed immediately below the nozzles 18).
[0121]
The contents described above relate to the first discharge control means, but the second discharge control means can also be controlled in the same manner as the first discharge control means.
As shown in FIG. 13, in the second discharge control means, the transistors M12 and M13 correspond to the transistors M2 and M4 of the first discharge control means, respectively. Moreover, the polarity conversion switch Dpy of the second discharge control means corresponds to the polarity conversion switch Dpx of the first discharge control means. Furthermore, the transistors M14 to M19 functioning as current source elements in the second discharge control means correspond to the transistors M6 to M11 of the first discharge control means. Further, the second discharge control switches D3, D2 and D1 of the second discharge control means correspond to the first discharge control switches D6, D5 and D4 of the first discharge control means.
[0122]
Further, the second discharge control means differs from the first discharge control means in each capacitor such as a transistor M14 that functions as a current source element. The transistors M14 and the like that function as current source elements of the second ejection control means are set to have a half capacity of the transistors M7 and the like that function as current source elements of the first ejection control means. The rest is the same as the first discharge control means.
[0123]
Therefore, similarly to the first discharge control means described above, the current value flowing through the resistors Rh-A and Rh-B by controlling ON / OFF of the second discharge control switches D3 to D1 together with the polarity conversion switch Dpy. Can be changed.
As shown in FIG. 10, in the second ejection control means, the landing target positions of the two most distant ink droplets are set to one pitch of the nozzle 18 (x in FIG. 6 or FIG. 7). Is reasonable. In the second ejection control means, it is preferable that the variable pitch of the ink droplet landing target position is fine.
[0124]
Therefore, it can be said that it is reasonable to control the second discharge control means as shown in the lower table in FIG. That is, in the second discharge control means, in FIG. 14, the polarity conversion switch Dpx is the polarity conversion switch Dpy, the first discharge control switch D6 is the second discharge control switch D3, and the first discharge control switch D5 is the second discharge control. The switch D2 and the first discharge control switch D4 correspond to the second discharge control switch D1, respectively. Therefore, it is preferable to perform the control fixed to the second discharge control switch D1 = 1 (however, the control corresponding to the upper table in FIG. 14 may be performed).
[0125]
In the second ejection control means, the voltage Vx applied to the amplitude control terminal Z may be set so that the landing target positions of the two most distant ink droplets are one pitch of the nozzle 18. Here, the amplitude control terminal Z is the same for the first discharge control means and the second discharge control means. Therefore, when the voltage Vx to be applied to the amplitude control terminal Z is set in consideration of the second discharge control means, the ink droplet landing position in the first discharge control means is also determined based on this.
[0126]
Thus, there is a certain relationship between the control of the ejection of the ink droplets by the first ejection control unit and the control of the ejection of the ink droplets by the second ejection control unit. In the present embodiment, the second ejection control is performed. By determining the ink droplet ejection control (ink droplet landing position interval) by the means, the first ejection control means controls the ink droplet ejection (ink droplet ejection) based on the determination result. Landing position interval) is determined.
In this way, control can be simplified.
[0127]
Further, by determining as described above, in the first ejection control unit, the landing position interval between the two ink droplets that are the farthest positions is twice that of the second ejection control unit. It is the transistors M7, M9, and M11 that determine the deflection amount in the ejection direction of the ink droplets in the first ejection control unit, and the transistors M14, M15, and M16 in the second ejection control unit. This is because in the present embodiment, these capacities are set to double the value of the first discharge control means than that of the second discharge control means.
[0128]
The discharge control circuit 50 shown in FIG. 13 is provided for each droplet discharge unit, and the control described above is performed for each liquid discharge unit or for each head 11.
Here, when a transistor is arranged in a circuit, eight wiring terminals of each transistor are required depending on a drain, a source, and the like. For this reason, rather than arranging a large number of transistors and providing eight wirings from each transistor, the area required for one transistor is greatly increased if eight transistors are provided from one transistor even if the transistor itself is large. Get smaller. Therefore, as shown in FIG. 13, by providing only one set of CM circuits having a capacity of “× 8”, the entire circuit can be simplified.
[0129]
Accordingly, the ejection control circuit 50 for each liquid ejection unit can be mounted on the head 11. Furthermore, even when the resolution is 600 dpi (the interval between the liquid ejection portions is approximately 42.3 μm), the ejection control circuit 50 can be mounted.
[0130]
FIGS. 15 and 16 are diagrams showing the ink droplet ejection direction and the dot landing position distribution when the first ejection control unit and the second ejection control unit are executed, respectively.
FIG. 15 shows a case where the number of ink droplet ejection directions by the first ejection control means is an even number, that is, a case where the nozzle 18 is positioned directly above the pixel area. FIG. 15 shows an example in which dots can be landed by 1/2 pitch of the left and right pixel regions by the first ejection control means. That is, FIG. 15 is an example when the second discharge control means is included with respect to FIG.
[0131]
FIG. 16 shows a case where the number of ink droplets ejected by the first ejection control means is an odd number, that is, a case where the nozzle 18 is positioned directly above the center of the pixel region. FIG. 16 shows an example in which dots can be landed one pitch at a time in the left and right pixel regions by the first ejection control means. That is, FIG. 16 is an example when the second discharge control means is included with respect to that of FIG.
[0132]
Although one embodiment of the present invention has been described above, the present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications as described below are possible.
(1) The J-bit control signal is not limited to the number of bits exemplified in the embodiment, and any number of control signals may be used.
[0133]
(2) In this embodiment, the current value flowing through each of the two divided heating resistors 13 is changed, and the time difference between the time when ink droplets boil on the two divided heating resistors 13 (bubble generation time) is determined. However, the present invention is not limited to this, and two divided heating resistors 13 having the same resistance value may be provided side by side, and a difference may be provided in the timing of current flow. For example, if an independent switch is provided for each of the two heating resistors 13 and each switch is turned on with a time difference, a time difference can be provided in the time until bubbles are generated in the ink on each heating resistor 13. . Furthermore, it is possible to use a combination of changing the value of the current flowing through the heating resistor 13 and providing a time difference in the current flowing time.
[0134]
(3) In this embodiment, an example in which two heating resistors 13 are arranged in parallel in one ink liquid chamber 12 has been shown. However, the fact that it is divided into two has been sufficiently proved to have durability. This is because the circuit configuration can be simplified. However, the present invention is not limited to this, and it is also possible to use one in which three or more heating resistors 13 (energy generating elements) are arranged in parallel in one ink liquid chamber 12.
[0135]
(4) In the present embodiment, the heating resistor 13 is taken as an example of the thermal type energy generating element, but a heating element composed of other than the resistor may be used. Moreover, not only a heat generating element but what used the energy generating element of another system may be used. For example, an electrostatic discharge type or piezo type energy generating element can be used.
The energy generating element of the electrostatic discharge system is provided with a diaphragm and two electrodes on the lower side of the diaphragm via an air layer. And a voltage is applied between both electrodes, a diaphragm is bent below, and a voltage is set to 0V after that and an electrostatic force is released. At this time, ink droplets are ejected using the elastic force when the diaphragm returns to its original state.
[0136]
In this case, in order to provide a difference in energy generation of each energy generating element, a time difference is provided between the two energy generating elements when, for example, the diaphragm is returned (when the voltage is set to 0 V and the electrostatic force is released). Alternatively, the voltage value to be applied may be different between the two energy generating elements.
In addition, a piezoelectric energy generating element is provided with a laminate of a piezoelectric element having electrodes on both sides and a diaphragm. When a voltage is applied to the electrodes on both sides of the piezo element, a bending moment is generated in the diaphragm due to the piezoelectric effect, and the diaphragm is bent and deformed. By utilizing this deformation, ink droplets are ejected.
[0137]
Also in this case, as described above, in order to provide a difference in energy generation of each energy generating element, when applying a voltage to the electrodes on both sides of the piezoelectric element, a time difference is provided between the two piezoelectric elements or applied. What is necessary is just to make the voltage value to perform into a different value by two piezoelectric elements.
[0138]
(5) In the above embodiment, the ink droplet ejection direction can be deflected in the direction in which the nozzles 18 are arranged. This is because the heating resistors 13 divided in the direction in which the nozzles 18 are arranged are arranged in parallel. However, the direction in which the nozzles 18 are aligned and the direction in which the ink droplets are deflected do not necessarily coincide completely, and even if there is a slight deviation, the direction in which the nozzles 18 are aligned and the direction in which the ink droplets are deflected are different. The effect can be expected to be almost the same as when they are completely matched. Therefore, there is no problem even if there is such a deviation.
[0139]
(6) When the second ejection control means performs randomization by landing ink droplets at M different positions with respect to one pixel area, M may be a positive integer of 2 or more. Any number is possible, and the number is not limited to that shown in the present embodiment. Similarly, the number N of ink droplets to be landed on one pixel region in the photographic paper transport direction (direction substantially perpendicular to the direction in which the liquid ejection units are arranged) may be any number. Therefore, the relationship of M = N may be sufficient, and the relationship of M ≠ N may be sufficient.
Further, the present invention can be applied to any number of maximum ink droplets to be landed on one pixel region.
[0140]
(7) In the second ejection control means of this embodiment, the landing position of the ink droplet is set within the range so that the center of the landed ink droplet enters the pixel region with respect to one pixel region. However, the present invention is not limited to this, and it is possible to vary the landing positions within the range of the present embodiment or more as long as at least a part of the landed ink droplets falls within the pixel area. Is also possible.
[0141]
(8) In the second ejection control unit of the present embodiment, the random number generation circuit is used as a method for randomly determining the landing target position of the ink droplets. However, as a method for randomly determining the landing position, If there is no regularity, any method may be used. Further, as a random number generation method, for example, a square center method, a congruence method, a shift register method, or the like can be given. Moreover, as a method of determining other than random, for example, a method of repeating a combination of a plurality of specific numerical values may be used.
[0142]
(9) In the above embodiment, the head 11 is applied to a printer. However, the head 11 of the present invention is not limited to a printer and can be applied to various liquid ejecting apparatuses. For example, the present invention can be applied to an apparatus for discharging a DNA-containing solution for detecting a biological sample.
[0143]
【The invention's effect】
According to the present invention, the following effects can be exhibited.
First, since a pixel or a pixel row can be formed by using a plurality of different liquid ejection units by the ejection direction varying unit and the first ejection control unit, variation in the ejection amount of liquid droplets for each liquid ejection unit Can be minimized, and deterioration in print quality can be prevented. Further, for example, even if there is a liquid ejecting section in which droplet ejection is insufficient or droplets are not ejected due to dust or dust, the influence can be minimized. As a result, the print quality can be improved to the extent that a head that would otherwise be defective is not defective.
[0144]
Furthermore, even if there is a liquid ejection unit that cannot eject liquid droplets without having a separate backup head, another liquid ejection unit adjacent to the liquid ejection unit may eject liquid droplets. It is possible to supplement a liquid ejection unit that cannot be discharged and eject liquid droplets instead of the liquid ejection unit.
[0145]
Further, when one pixel is formed by a plurality of droplets, the printing speed can be increased because the droplets can be landed so as to overlap without moving the head a plurality of times (without scanning a plurality of times). be able to.
[0146]
Secondly, when the droplet is landed on the pixel area by the discharge direction varying means and the second discharge control means, it is made to land at any one of the M landing positions. ▼ Dispersion of dot arrangement can be eliminated. Therefore, it is possible to prevent streaks from entering between dot rows as variations between the liquid ejection units. As a result, it is possible to obtain a high-quality image by eliminating the deviation of the landing positions of the droplets due to variations unique to the liquid ejection unit and making the entire dot arrangement uniform with no directivity.
[0147]
Furthermore, (2) it is possible to obtain an effect of masking variations due to the droplet ejection characteristics of the liquid ejection section. That is, even if there is a non-ejection liquid ejection portion, it is masked, so that the influence of the non-ejection liquid ejection portion is difficult to see. Also, (3) moire can be eliminated. In particular, the occurrence of moire can be prevented by applying the present invention to color printing. Furthermore, as a result of the effects of (4) above (1) to (3), it is possible to obtain effects such as improved gradation characteristics.
Third, the image quality can be greatly improved by the synergistic effect of the first discharge control means and the second discharge control means.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an exploded perspective view showing a head of an ink jet printer to which a liquid ejection apparatus according to the present invention is applied.
FIG. 2 is a plan view showing an embodiment of a line head.
FIGS. 3A and 3B are a plan view and a side cross-sectional view showing the arrangement of heating resistors of the head in more detail. FIGS.
FIG. 4 is a graph showing the relationship between the difference in ink bubble generation time by each heating resistor and the ejection angle of ink droplets when having divided heating resistors.
FIG. 5 is a diagram illustrating deflection in the ejection direction of ink droplets.
FIG. 6 is a diagram illustrating an example in which ink droplets are landed from a liquid ejection unit adjacent to one pixel and set in an even number of ejection directions.
FIG. 7 is a diagram illustrating an example in which an odd number of ejection directions are set by both the deflection ejection in the left-right symmetric direction and the ejection direction directly below the ink droplets.
FIG. 8 is a diagram illustrating a process of forming each pixel on a photographic paper by a liquid discharge unit based on a discharge execution signal in the case of two-direction discharge (the number of discharge directions is an even number).
FIG. 9 is a diagram illustrating a process of forming each pixel on a photographic paper by a liquid discharge unit based on a discharge execution signal in the case of three-direction discharge (the number of discharge directions is an odd number).
FIG. 10 is a plan view showing a state in which ink droplets have landed on any one of M different landing target positions for one pixel region.
FIG. 11 is a plan view showing an example in which N ink droplets are arranged randomly in one pixel area in the photographic paper feed direction.
FIG. 12 is a plan view showing an example in which ink droplets are randomly landed in both the nozzle arrangement direction and the photographic paper feeding direction.
FIG. 13 is a diagram showing a discharge control circuit including a discharge direction variable means, a first discharge control means, and a second discharge control means.
FIG. 14 is a table showing ON / OFF states of a polarity conversion switch and a first discharge control switch, and changes in landing positions in a dot nozzle arrangement direction.
FIG. 15 is a diagram showing the ink droplet ejection direction and the distribution of dot landing positions when the first ejection control unit and the second ejection control unit are executed, and when the number of ink droplet ejection directions is an even number; Is shown.
FIG. 16 is a diagram showing a distribution state of ink droplet ejection directions and dot landing positions when the first ejection control unit and the second ejection control unit are executed, and when the number of ink droplet ejection directions is an odd number; Is shown.
FIG. 17 is a diagram for explaining variation in dot arrangement.
18 is a diagram illustrating an example in which the entire dot size is set to be slightly more than √2 times the dot pitch with respect to the same dot row shift as in FIG.
FIG. 19 is a diagram showing a state when overstrike is performed.
[Explanation of symbols]
10 Line head
11 heads
12 Ink chamber
13 Heating resistor (energy generating element)
18 nozzles
50 Discharge control circuit

Claims

A liquid discharge apparatus including a head in which a plurality of liquid discharge units having nozzles are arranged in a specific direction,
A discharge direction variable means for changing a discharge direction of liquid droplets discharged from the nozzles of each of the liquid discharge units in a plurality of directions in the specific direction;
In order to land a maximum of N droplets (N is a positive integer) on one pixel region using the ejection direction changing unit, and to form a pixel corresponding to the pixel region, By ejecting droplets from two different liquid ejecting portions in different directions and landing each droplet on the same pixel region to form a pixel, at least two different liquid ejecting portions located in the vicinity are formed. First discharge control means for controlling the discharge of liquid droplets so as to form one said pixel using,
When a droplet is landed on a pixel area, every time a liquid droplet is ejected from the liquid ejecting section, at least a part of the droplet landed in the specific direction in the pixel area enters the pixel area. One of the different landing positions (M is an integer of 2 or more) is determined, and the liquid droplets are ejected by using the discharge direction varying means so that the liquid droplets land at the determined landing position. A liquid discharge apparatus comprising: a second discharge control unit that controls discharge.

The liquid ejection apparatus according to claim 1,
The discharge direction changing means can change the discharge direction of the liquid droplets discharged from the nozzles of the liquid discharge units in an even number of different directions of 2 ^J by a control signal of J (J is a positive integer) bit. And the interval between the landing positions of the two droplets which are the farthest positions in the 2 ^J direction is set to be (2 ^J −1) times the interval between the two adjacent nozzles,
Wherein the first discharge control means, when ejecting liquid droplets from the nozzle of each of the liquid ejecting portion, 2 ^J of the direction of the liquid ejecting apparatus characterized by selecting one of the directions.

The liquid ejection apparatus according to claim 1,
The discharge direction changing means is configured to change the discharge direction of the liquid droplets discharged from the nozzles of each of the liquid discharge portions by an odd number (2 ^J +1) with a control signal of J (J is a positive integer) bit + 1. The distance between the landing positions of the two droplets that are the farthest positions in the (2 ^J +1) direction is 2 ^J times the distance between the two adjacent nozzles. Is set,
The first ejection control means selects one of the (2 ^J +1) directions when ejecting droplets from the nozzles of each of the liquid ejection sections. apparatus.

The liquid ejection apparatus according to claim 1,
The liquid ejection apparatus, wherein the second ejection control unit randomly determines any one of the M different landing positions.

The liquid ejection apparatus according to claim 1,
When a droplet is landed on a pixel area, at least a part of the landing position of the liquid droplet in a direction different from the specific direction in the pixel area is discharged within the pixel area for each discharge of the liquid droplet from the liquid discharge unit. When any one of the N different landing positions entering is set and the number of droplets to be landed on one pixel region is one or more and less than the N, the N different A liquid ejection apparatus comprising: a third ejection control unit that determines a landing position from among the landing positions and controls ejection of the liquid droplets so that the liquid droplets are landed on the determined position.

The liquid ejection apparatus according to claim 1,
When a droplet is landed on a pixel area, at least a part of the landing position of the liquid droplet in a direction different from the specific direction in the pixel area is at least partially within the pixel area for each discharge of the liquid droplet from the liquid discharge unit. Any one of the N different landing positions entering is set, and when the number of droplets to land on one pixel area is one or more and less than the N, the N different A liquid discharge apparatus comprising: a third discharge control unit that randomly determines a landing position from among the landing positions and controls discharge of the liquid droplets so that the liquid droplets are landed on the determined position.

The liquid ejection apparatus according to claim 1,
The liquid ejection part is
A liquid chamber containing the liquid to be discharged;
An energy generating element that is disposed in the liquid chamber and generates energy for discharging the liquid in the liquid chamber from the nozzle;
A plurality of the energy generating elements are juxtaposed in the specific direction in one liquid chamber,
The discharge direction varying means provides a difference in energy generation between at least one of the plurality of energy generating elements in one liquid chamber and at least one other energy generating element, According to the difference, the liquid discharge apparatus is characterized in that the discharge direction of the liquid droplets discharged from the nozzle is variable in a plurality of directions.

The liquid ejection apparatus according to claim 1,
A liquid ejection apparatus, wherein a plurality of the heads are arranged in the specific direction to constitute a line head.

The liquid ejection apparatus according to claim 1,
The liquid ejection apparatus, wherein the first ejection control unit and the second ejection control unit are mounted on the head or a substrate that controls driving of the head.

The liquid ejection apparatus according to claim 1,
The first discharge control unit determines, in which direction, how much amount is deflected in the specific direction when determining the discharge direction of the liquid droplets discharged from the liquid discharge unit. Liquid ejecting device.

The liquid ejection apparatus according to claim 1,
By providing a certain relationship between the droplet ejection control by the first ejection control means and the droplet ejection control by the second ejection control means, the ejection of either one of the droplets is controlled. When the control is determined, the liquid ejection apparatus is configured to determine the ejection control of the other droplet based on the determination result.

The liquid ejection apparatus according to claim 1,
The discharge direction varying means is configured so that the liquid droplets discharged from the nozzles of the liquid discharge portions are substantially symmetrical with respect to a line that is in a direction substantially perpendicular to the specific direction and intersects the central axis of the nozzle. A liquid discharge apparatus characterized in that the droplet discharge direction is variable so as to land at a plurality of positions.

A liquid discharge method using a head in which a plurality of liquid discharge portions having nozzles are arranged in a specific direction,
The discharge direction of liquid droplets discharged from the nozzles of each liquid discharge unit is variable in a plurality of directions in the specific direction,
At least two different liquid ejecting units located in the vicinity discharge droplets in different directions to land a maximum of N droplets (N is a positive integer) on the same pixel region. By controlling the ejection of droplets to form one pixel using at least two different liquid ejection units located in the vicinity by forming corresponding pixels ,
When a droplet is landed on a pixel region, every time a droplet is ejected from the liquid ejecting portion, at least a part of the droplet landed in the specific direction in the pixel region enters the pixel region. One of the different landing positions (M is an integer of 2 or more) is determined, and the liquid droplets are ejected by using the discharge direction changing means so that the liquid droplets land at the determined landing position. A liquid discharge method characterized by controlling discharge.