(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
インクジェットプリンターのためのモジュール式印刷ヘッドであって、
印刷すべき用紙の移動方向に対して直角方向に延長する長手軸線を有する支持フレームと、
該支持フレームに取り付けられた複数の印刷ヘッドモジュールとから成り、
該複数の印刷ヘッドモジュールは、各々、一端とその反対側の他端と、該一端から他端に延長する一側と該一端から他端に延長する反対側の他側と、該一端から他端に延長する長手軸線を有し、
該複数の印刷ヘッドモジュールは、各々、その長手軸線が前記支持フレームの長手軸線に対して斜めに延長するように該支持フレームに取り付けられており、かつ、該複数の印刷ヘッドモジュールは、各印刷ヘッドモジュールの他端が隣接する印刷ヘッドモジュールの一端にオーバーラップするように前記支持フレーム上に配列されており
該各印刷ヘッドモジュールは、その一端から他端へ該モジュールの長手軸線に沿う方向に延長したインクノズルのアレーと、該各印刷ヘッドモジュールを該インクジェットプリンターに電子的に接続するＴＡＢフィルムを有しており、
該各ＴＡＢフィルムの一端は、それぞれ対応する印刷ヘッドモジュールの一端から他端へ延長する前記一側に接続されて該モジュールの該一側からモジュールの長手軸線に対して横断方向に延長し、該各ＴＡＢフィルムの他端は、該インクジェットプリンターに接続されており、該各ＴＡＢフィルムの一側は、それぞれ対応する印刷ヘッドモジュールの一端と前記横断方向に整列しており、該各ＴＡＢフィルムは、それぞれ対応する印刷ヘッドモジュールの、隣接する印刷ヘッドモジュールの一端にオーバーラップしている他端に対応する該ＴＡＢフィルムの他側のみに沿って狭められており、それによって、該複数の印刷ヘッドモジュールがすべて同じ前記一側で該ＴＡＢフィルムによって該インクジェットプリンターに接続され、該ＴＡＢフィルムがすべてそれぞれの他側のみにおいて狭められていることを特徴とするモジュール式印刷ヘッド。
【請求項２】
該印刷ヘッドは、同じ印刷データの二重印刷を避けるために、前記隣接するモジュール間のオーバーラップ部分に送られる印刷データが、該隣接するモジュールの各インクノズルに割り振られるようにデジタル制御されることを特徴とする請求項１に記載のモジュール式印刷ヘッド。
【請求項３】
該印刷ヘッドは、ページ幅印刷ヘッドであることを特徴とする請求項１に記載のモジュール式印刷ヘッド。
【請求項４】
前記各印刷ヘッドモジュールは、個々に取り外し、交換することができるように構成されていることを特徴とする請求項１に記載のモジュール式印刷ヘッド。
【請求項５】
前記各印刷ヘッドモジュールは、前記支持フレームにスナップ留め係合するように構成されていることを特徴とする請求項１に記載のモジュール式印刷ヘッド。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
発明の属する技術分野
本発明は、一般に、デジタルインクジェットプリンターに関し、特に、ページの全幅を同時に印刷するようになされたデジタルインクジェットプリンターに関する。
【０００２】
本発明に関連するいろいろな方法システム及び装置が、本出願の出願人又はその譲受人によって２０００年５月２４日に出願された以下の同時係属出願に開示されている。
PCT/AU00/00578  PCT/AU00/00579  PCT/AU00/00581  PCT/AU00/00580
PCT/AU00/00582  PCT/AU00/00587  PCT/AU00/00588  PCT/AU00/00589
PCT/AUOO/00583  PCT/AU00/00593  PCT/AU00/00590  PCT/AU00/00591
PCT/AU00/00592  PCT/AU00/00584  PCT/AUOO/00585  PCT/AU00/00586
PCT/AU00/00594  PCT/AU00/00595  PCT/AU00/00596  PCT/AU00/00597
PCT/AU00/00598  PCT/AU00/00516  PCT/AU00/00517  PCT/AU00/00511
これらの同時係属出願の記載内容は、相互参照文献として本明細書に編入されているものとする。又、やはり同時係属出願のPCT/AU01/00217（オーストラリア仮特許出願No.PQ5957の優先権を主張したもの）の記載内容も参考として本明細書に編入されているものとする。
【０００３】
発明の背景
従来、インクジェットプリンターは、印刷するページの幅を横切って左右に移動する印刷ヘッドを使用しているが、最近になって、印刷ヘッドを静止状態に保持したままでページの方を印刷ヘッドを通して移動させることによって印刷することができるように、ページの全幅に亙って延在させる印刷ヘッドを構成することが可能になった。この場合、ページ幅印刷ヘッドをページを横切って左右に移動させないので、はるかに速い印刷速度が可能になる。
【０００４】
ページ幅の印刷ヘッドは、通常、シリコンコンピュータチップと同様の態様で製造されるマイクロ（超小型）電気機械システム（ＭＥＭＳ）デバイスである。この工程では、インク吐出ノズル（以下、「インクノズル」又は単に「ノズル」とも称する）とエゼクター機構は、シリコンウエーハに一連のエッチングと蒸着加工を施すことによって形成される。
【０００５】
１つの工業規格として、シリコンウエーハは、６インチ又は８インチ径のディスクとして製造される。従って、ページ幅印刷のために充分な幅の印刷ヘッドチップ（単に、「印刷チップ」又は「チップ」とも称する）を製造するのに用いることができるのは、各ウエーハの直径を横切る小さなストリップだけである。これらのウエーハの大部分が実質的に無駄にされるので、ページ幅の印刷ヘッドチップの製造コストは比較的高くなる。
【０００６】
チップの不良率も比較的高いので製造コストは一層高くなる。シリコンチップの製造中欠陥が生じるのは不可避であり、ある程度の損耗は常に存在する。たった１つの欠陥が存在しても、ページ幅チップ全体を不良品にしてしまう。これはどのシリコンチップの製造においても同じなのであるが、ページ幅チップは通常のチップより大きいので、ページ幅チップのどれかに欠陥が生じる確率が高く、その結果、通常のシリコンチップに比べて全体として不良率が高くなる。
【０００７】
この問題に対処するために、ページ幅印刷ヘッドを一連の個別印刷ヘッドモジュール（以下、単に「モジュール」とも称する）から形成することができる。多数の隣接する印刷ヘッドモジュールを用いることにより、全幅のページ幅印刷を可能にし、しかも、シリコンウエーハの利用率を大幅に高めることができる。この方式は、１つの欠陥によって不良品として排除されるのは全幅のページ幅チップではなく、より小さい印刷ヘッドチップであるから、印刷ヘッドチップの不良率を低くすることができ、従って、製造コストの削減につながる。
【０００８】
各印刷ヘッドチップは、サブミクロンの厚さの機械的構造を有するノズルのアレー（配列体）を担持している。各ノズル組立体は、ピコリットル（×１０−１２リットル）範囲内のインク液滴を迅速に吐出することができる熱曲げアクチュエータを用いる。
【０００９】
しかしながら、印刷ヘッドチップの構造が顕微鏡的（極微）サイズであるため、ページ幅の印刷ヘッドを構成するために一連の印刷ヘッドモジュールを突き合わせ関係に隣接させる場合、問題を提起する。即ち、各チップの端面に存在する顕微鏡的凹凸が、隣接するチップの端面を完全に（ぴったり）突き合わせるのを阻害する。その結果、２つの隣接する印刷ヘッドチップの端部ノズル間の間隔が、単一の印刷ヘッドチップ上の隣接するノズル間の間隔とは異なり、大きくなってしまう。このように、隣接する印刷ヘッドチップの端面がぴったり突き合わされないことによって生じる間隙は、そのような印刷ヘッドの印刷品質を低下させることになる。
【００１０】
そのような間隙を無くすために、ある種のモジュール式ページ幅印刷ヘッドでは、それぞれ等間隔に並べられた印刷ヘッドモジュールの列を２列隣接させて並置したものを使用している。それらの列の印刷ヘッドモジュールは、互いに不整列にされ（ずらされ）ており、一方の列の各１つの印刷ヘッドモジュールの両端が他方の列の２つの隣接する印刷ヘッドモジュールの端部にオーバーラップする（重なる）ように配置される。この構成は、印刷ヘッドによる印刷から間隙を除去するが、やはり、オーバーラップの領域に余計なノズルを配置することになる。これらのオーバーラップノズルへの印刷データ（以下、単に「データ」とも称する）は、オーバーラップ領域に２度印刷されることがないように隣接するチップに割り振られる。オーバーラップ領域に２度印刷されると、印刷品質を劣化させるからである。
【００１１】
各印刷ヘッドモジュールのチップには、ＴＡＢ（tape automated bond）フィルムを介してデジタル制御器が接続される。ＴＡＢフィルムは、チップと実質的に同じ幅であり、従って、チップをプリンター内の支持構造体に実装するときにその実装作業を困難にする原因となる。各チップのためのＴＡＢフィルムは、同じ側から延長させることが好ましい。そうすることにより、よりコンパクトで洗練された印刷ヘッドの設計を可能にするからである。しかしながら、この構成では、一方の列の各チップからのＴＡＢフィルムを他方の列の隣接するチップのオーバーラップ端によって形成される狭隘部を通して嵌合させるために狭める、即ち、「絞る」必要がある。充分に狭められたＴＡＢフィルムを製造し、装着する作業は、複雑で困難である。これを回避するためには、ＴＡＢフィルムを一方の列のチップの一側から延長させ、他方の列のチップからはその反対側から延長させることもできる。しかしながら、上述したように、それでは、印刷ヘッド全体のサイズを大きくしてしまい、その結果、プリンターを通る印刷用紙（以下、単に「用紙」又は「紙」とも称する）の通過経路を複雑化するばかりでなく、プリンターの不使用時に印刷ヘッドにキャップを被せるのを邪魔することになる。
【００１２】
発明の概要
本発明は、上述した問題を解決するために、インクジェットプリンターのためのモジュール式印刷ヘッドであって、
印刷すべき用紙の移動方向に対して直角方向に延長する長手軸線を有する支持フレームと、
該支持フレームに取り付けられた複数の印刷ヘッドモジュールとから成り、
該複数の印刷ヘッドモジュールは、各々、一端とその反対側の他端と、該一端から他端に延長する一側と該一端から他端に延長する反対側の他側と、該一端から他端に延長する長手軸線を有し、
該複数の印刷ヘッドモジュールは、各々、その長手軸線が前記支持フレームの長手軸線に対して斜めに延長するように該支持フレームに取り付けられており、かつ、該複数の印刷ヘッドモジュールは、各印刷ヘッドモジュールの他端が隣接する印刷ヘッドモジュールの一端にオーバーラップするように前記支持フレーム上に配列されており
該各印刷ヘッドモジュールは、その一端から他端へ該モジュールの長手軸線に沿う方向に延長したインクノズルのアレーと、該各印刷ヘッドモジュールを該インクジェットプリンターに電子的に接続するＴＡＢフィルムを有しており、
該各ＴＡＢフィルムの一端は、それぞれ対応する印刷ヘッドモジュールの一端から他端へ延長する前記一側に接続されて該モジュールの該一側からモジュールの長手軸線に対して横断方向に延長し、該各ＴＡＢフィルムの他端は、該インクジェットプリンターに接続されており、該各ＴＡＢフィルムの一側は、それぞれ対応する印刷ヘッドモジュールの一端と前記横断方向に整列しており、該各ＴＡＢフィルムは、それぞれ対応する印刷ヘッドモジュールの、隣接する印刷ヘッドモジュールの一端にオーバーラップしている他端に対応する該ＴＡＢフィルムの他側のみに沿って狭められており、それによって、該複数の印刷ヘッドモジュールがすべて同じ前記一側で該ＴＡＢフィルムによって該インクジェットプリンターに接続され、該ＴＡＢフィルムがすべてそれぞれの他側のみにおいて狭められていることを特徴とするモジュール式印刷ヘッド。
【００１３】
前記各ノズルアレーのそれぞれの一側は、その一端部分だけが隣接するモジュールのノズルアレーによって前記支持フレームの一側から覆い隠される配置とすることが好ましい。
【００１４】
印刷ヘッドチップを支持ビーム（支持フレーム）に、該支持ビームのモジュール取り付けライン即ち長手軸線に対して傾斜させて（斜めに）取り付け、それらのチップを用紙の移動方向に対して横断方向（即ち、直角方向）にオーバーラップさせる構成とすることにより各チップのためのＴＡＢフィルムをすべてのチップの同じ側から延長させることを可能にする。この構成は、印刷ヘッドの設計を比較的コンパクトのままに維持し、しかも、すべてのＴＡＢフィルムではないにしても、ほとんどのＴＡＢフィルムを著しく狭める、即ち、絞る必要性を回避することを可能にする。
【００１５】
各モジュールは、それぞれの細長いノズルアレーが該モジュールの取り付けラインに対して傾斜した方向に延長するような態様に、実質的に真直ぐな取り付けラインに沿って支持フレームに取り付けることが好ましい。更に好ましい例では、取り付けラインを用紙の移動方向に対して直角にする。
【００１６】
印刷ヘッドは、同じ印刷データの二重印刷を避けるために、隣接するモジュール間のオーバーラップ部分に送られる印刷データが、隣接するモジュールの各インクノズルに割り振られるようにデジタル制御することが好ましい。
【００１７】
特に好ましい実施形態では、デジタル制御器は、まず、オーバーラップ部分の一端の隣接モジュールのノズルに印刷データを与えることから始め、すべてのデータがオーバーラップ部分の反対端の隣接モジュールに差し向けられるまで、該一端の隣接モジュールのノズルに向けられるデータを確率論的にランプアップ（ｒａｍｐ  ｕｐ）させる。ここで、「ランプアップ」とは、時間とともに段々に増大させる、即ち漸増させるという意味である。「確率論的に」とは、確率分布又はランダム分布に関連する用語であり、確率論的な態様、即ち、ランダム態様でという意味である。従って、「該一端の隣接モジュールのノズルに向けられるデータを確率論的にランプアップさせる」とは、現行の（現在作動中の）印刷ヘッドモジュールのノズルから該モジュールの一端に隣接するモジュールのノズルに向けられるデータを確率論的な態様、即ち、ランダム態様で時間とともに漸増させるという意味である。隣接するモジュールに向けられるデータは、現行の印刷ヘッドモジュールに向けられるデータより時間の経過とともに次第に多くなるが、各瞬時点、瞬時点において隣接するモジュールに向けられるデータの量を予め定めておくことができないことは、斯界において周知である。しかしながら、平均すれば、隣接するモジュールに向けられるデータの量は、確率分布（例えば、ベル形曲線、ガウス曲線、ポアソン分布等）に合致する。
【００１８】
印刷ヘッドは、ページ幅印刷ヘッドであることが好ましい。
【００１９】
更に好ましい実施形態では、各印刷ヘッドモジュールが、個々に取り外し、交換することができるように構成される。これを達成するために、各印刷ヘッドモジュールが、支持フレームにスナップ留め係合するように構成することが好ましい。
【００２０】
多数の小さいモジュール式印刷ヘッドを隣接して配置することにより、全幅のページ幅印刷を可能にし、しかも、シリコンウエーハの利用率を大幅に高めることができる。更に、１つの欠陥によって不良品として排除されるのは全幅のページ幅チップではなく、比較的小さい印刷ヘッドチップであるから、印刷ヘッドチップの不良率を低くすることができ、従って、１チップ当たりの製造コストが大幅に削減される。
【００２１】
各モジュール式印刷ヘッドにスナップ留め機構を設けることによって、欠陥モジュールを個々に取り外して交換することができる。
【００２２】
本発明の上記目的及び利点及びその他の特徴は、添付図を参照して以下に記述する本発明の実施形態の説明から一層明らかになろう。
【００２３】
好ましい実施形態の説明
図１〜４を参照すると、モジュール式印刷ヘッドのための従来技術の構成が示されている。図１において、各モジュール（図示せず）の印刷ヘッドチップ３は、印刷ヘッド支持フレーム又は支持ビーム（図示せず）に沿って突き合わせ関係に単純に当接されている。図２の拡大図に示されているように、インクノズルは、各チップに沿って距離ｘの間隔を置いて左右方向に離隔されている。しかしながら、各チップ３の端面の顕微鏡的凹凸は、ノズル間の正規の間隔を変更させるほど大きく、従って、隣接するチップの端部ノズル（端部に位置するノズル）は正規の間隔より大きい距離ｙだけ左右に離隔されている。これは、印刷品質に悪影響を及ぼし、得られる印刷に空白線や空隙を生じる原因となる。
【００２４】
図３は、隣接するモジュールからの印刷の間の間隙を回避するためにオーバーラップ関係に配列された印刷ヘッドチップ３を示す。デジタル制御器（図示せず）は、印刷データが２度印刷されることがないように隣接する印刷ヘッドチップのオーバーラップした各ノズルに印刷データを割り振る。各印刷ヘッドチップ３からのＴＡＢフィルム６は、図４に示される例のように１つ置きのチップ３のＴＡＢフィルムを狭める必要を回避するために、各隣接するチップ３の互いに反対側から延長されている。しかしながら、このようにＴＡＢフィルム６をチップアレー（チップの配列体）の両側から延長させると、印刷ヘッドの幅（図３でみて上下方向の寸法）が非常に大きくなり、プリンターの設計、特に、紙の通過経路を複雑にする。
【００２５】
図５ａ〜５ｄを参照すると、本発明によるチップアレーのいろいろな好適な形態が示されている。上述した従来技術の欠点を克服し、好適な形態とするためには、チップアレーは、チップを紙の移動方向に対して横断方向にオーバーラップ関係に維持し、しかも、ＴＡＢフィルムをほとんどあるいは全く狭める必要なしに各チップの同じ側から延長させることを可能にする形態でなければならない。これは、各チップのＴＡＢフィルム側（ＴＡＢフィルムが延長している側）が隣接するチップによって覆い隠されるとしても一端だけしか覆い隠されないように構成することによって達成される。図５ａ〜５ｄにおいては、説明の便宜上、各チップの覆隠部分は、陰影を付して示されている。
【００２６】
図５ａに示された構成は、印刷ヘッドの設計、並びに、プリンター全体の設計をコンパクトにするという点で最善の形態を提供する。各印刷ヘッドチップ３は、支持ビーム即ち支持フレームの長手軸線に対して、又は、少なくとも、モジュール２が取り付けられるモジュール取り付けラインに対して傾斜されている。これによって、各印刷ヘッドチップ３を紙通過経路に対して横断方向にオーバーラップさせることができ、しかも、ＴＡＢフィルム６を大きく狭める必要なしに各チップの同じ側から延長させることを可能にする。支持ビームは、印刷が行われる紙通過経路の長さ方向の寸法が最小限となるように紙移動方向に対して直角方向（横断方向）に延長しており、それによって、プリンター全体の寸法を小さくすることができるようになされている。
【００２７】
以下に、本発明を本出願人のＭＥＭＪＥＴＴＭ技術を参照して説明する。ＭＥＭＪＥＴ技術のいろいろな側面が、上述した本出願人の各相互参照文献（同時係属出願）に詳述されている。ただし、ＭＥＭＪＥＴＴＭは、本発明の一実施形態に過ぎず、ここでは説明の便宜上用いられるに過ぎないことを理解されたい。従って、ＭＥＭＪＥＴＴＭは、本発明の思想の範囲を制限するものとして解するべきではない。
【００２８】
ＭＥＭＪＥＴＴＭ印刷ヘッドは、以下に詳述される多数の同一の印刷ヘッドモジュール２から成る。本明細書全体を通して、又、上記相互参照文献においても、各モジュール上のインク吐出ノズルのアレーは、「印刷ヘッドチップ」又は「チップ」又は「セグメント」といろいろに称されているが、本明細書の説明全体を各相互参照文献をも参酌して読めば、これらの要素（ｉｎｔｅｇｅｒｓ）は実質的に同じであることは当業者には明らかであろう。
【００２９】
ＭＥＭＪＥＴＴＭ印刷ヘッドは、特定の幅の印刷ページを作成するために最高６色までの色で二レベル（ｂｉ−ｌｅｖｅｌ）のドットを創出する１６００ｄｐｉのドロップ・オン・デマンド式インクジェットプリンターである。この印刷ヘッドは１６００ｄｐｉの割合でドットを印刷するので、各ドットは直径約２２．５μｍであり、ドット間の間隔は１５．８７５μｍである。印刷は二レベルであるから、入力像は、通常、最良の結果を得るためにディザーされるか、エラー拡散される。
【００３０】
通常、特定の用途のためのＭＥＭＪＥＴＴＭ印刷ヘッドは、ページ幅印刷ヘッドである。ページ幅印刷ヘッドは、印刷ヘッドを静止状態に保持し、紙の方を印刷ヘッドを通して移動させることを可能にする。図８は、本発明によるモジュール式ページ幅印刷ヘッドの代表的な形態を示す。各々２１ｍｍ（図でみて左右の寸法）の印刷ヘッドモジュール２が製造され、それらのモジュールが、モジュール間の円滑な遷移を可能にするように必要なだけ互いにオーバーラップされて並べられる。例えば、２１ｍｍのモジュール２を１５個互いにオーバーラップさせて組み合わせることによって１２インチ幅の印刷ヘッドを形成することができる。これらのモジュール２は、図５に示されるように、それぞれの印刷ヘッドチップ３が互いにオーバーラップするように角度をなして（斜めに）配置することによって結合される。その正確な角度は、各ＭＥＭＪＥＴＴＭモジュールの幅とオーバーラップの所要量によって決められるが、垂直高さは、１６００ｄｐｉ、６４本のドットラインに相当する１ｍｍ程度である。
【００３１】
各印刷ヘッドチップ３は、各色に対して、奇数列と偶数列の２列のノズルを有している。例えばシアン色（水色）用の両方の列のノズルを同時に作動（インク噴射）させたとすると、噴射されたインクは、用紙上の異なる物理的ライン上に付着する。即ち、奇数のドットは用紙上の１つのライン上に付着し、偶数のドットは用紙上の他のライン上に付着する。同様にして、マゼンタ色（深紅色）用の２列のノズルによって印刷されたドットは、用紙上の全く異なる組の２本のドットライン上に付着する。従って、ノズル間の物理的距離（間隔）は、異なるノズルによって噴射された色付きインクの組み合わせが印刷ヘッドの下を通過する用紙のページ上の正しい位置に付着させるという点で決定的に重要な要素である。
【００３２】
同じ色用のノズルの２列の間の間隔は、３２μｍ、即ち、２ドット列間隔である。このことは、同じ色の奇数ドットと偶数ドットは、２ドット列間隔で印刷されることを意味する。１つの色の列と次の色の列との間の間隔は、１２８μｍ、即ち、８ドットライン間隔である。１つの色のドットラインのためのノズルがＴ時点で作動されるとすると、次の色の対応するドットのためのノズルは、Ｔ＋８ドットラインの時点で作動されなければならない。異なる列の対応するノズル間の関係は、以下の２つの変数を定義することによって一般化することができる。
Ｄ１＝２つの色の対応する同じ列のノズル間のドットライン数で表わされる距離＝８
Ｄ２＝同じ色の２列間のドットライン数で表わされる距離＝２
Ｄ１も、Ｄ２も、常に、ドット列の整数の数となる。ノズルのドット列が列Ｌであるとすると、色Ｃの列１は、ドットライン数で表わして、
Ｌ−（Ｃ−１）Ｄ１であり、
色Ｃの列２は、ドットライン数で表わして、
Ｌ−（Ｃ−１）Ｄ１−Ｄ２である。
例えば６色刷りの印刷ヘッドの場合、奇数／偶数ドット位置のための色平面間の関係は、表１に示されている。
【００３３】
【表１】
表１  異なるノズル列間の関係
0004768195.tif 000002
【００３４】
印刷ヘッドに用いられる色付きインクの各々は、粘度、熱プロフィール等の点で異なる特性を有する。従って、インク噴射パルスは、各色ごとに独立して発せられる。
【００３５】
更に、印刷用紙としてコート紙を用いることもできるが、普通紙に高速印刷する用途では固定剤が必要とされる。固定剤を用いる場合は、他のどの色のインクが印刷されるときでもその前にその色付きインクが印刷されるべきドット位置に固定剤を印刷しなければならない。大抵の場合、固定剤平面は、そのドット位置のための印刷データのＯＲを表す。印刷固定剤は、又、それに続いて噴射されるインクドロップ（インク液滴）が適正なサイズに拡散するように用紙を予め調整する働きをもする。
【００３６】
図６は、単一の色平面のための単一列のノズルだけを取り上げた図であり、モジュールアレー中の単一の印刷ヘッドチップ３の詳細を示す。各印刷ヘッドチップ３は、多数組のドットラインのためのドットを創生するように構成することができる。図６の最左端のｄ個のノズル（ｄの数は、モジュールが配置される傾斜角度によって決まる）は、ドットラインｎのためのドットを創生し、次のｄ個のノズルは、ドットラインｎ−１のためのドットを創生し、以下順次にそれぞれのドットラインのためのドットを創生する。
【００３７】
１つの印刷ヘッドチップ３が奇数又は偶数のノズルの１として配置された６４０個のノズル（合計１２８０個の１色のノズル）から成り、印刷ヘッドチップ３の傾斜配置角度が図５に示されるように６４本のドットラインの高さの差を生み出すとすると、ｄ＝１０となる。このことは、モジュール２は、各組の６４本のドットラインの上に１０個のドットを印刷することを意味する。最初のドットライン（以下、単に「ライン」とも称する）をラインＬとすると、最後のドットラインはドットラインＬ−６３である。
【００３８】
図７に示される隣接するモジュール２の配置から分かるように、各モジュールのそれぞれ対応するモジュール列は、順次水平方向にずらされた同じ組の６４本のラインのためのドットを創生する。水平方向のずれの距離は、幾つかのドット数に相当する。印刷ヘッドチップ３の数をＳ個とすると、所与の１印刷サイクルでｄＳ個のドットが同じライン上に創生される。Ｓ＝１５とすると、ｄＳ＝１５０である。
【００３９】
各２１ｍｍの印刷ヘッドチップ３は、ページのそれぞれ異なる部分に１６００ｄｐｉの割合で二レベルドットを印刷して最終イメージを創生するが、図７に示されるように隣接する印刷ヘッドチップ３の間に若干のオーバーラップが存在する。一定長のオーバーラップが存在するため、各印刷ヘッドチップ３は、導入区域と、中央区域と、導出区域を有すると考えることができる。１つのチップ３の導出区域は、次のチップ３の導入区域に対応している（オーバーラップしている）。チップ３の中央区域は、全くオーバーラップのない区域である。図７は、整列した印刷ライン方向でみてオーバーラップした２つのチップ３を示すことによって各チップ３の３つの区域（導入区域、中央区域、導出区域）を例示しており、チップＳの導出区域が次のチップＳ＋１の導入区域に対応している（オーバーラップしている）ことを明示している。
【００４０】
この印刷ヘッドに印刷データを送る場合、オーバーラップ領域に対応するノズルへドットにデータを送るときに注意を払わなければならない。両方のノズルが同じドットデータ（インクジェット）を噴射したとすると、２倍の量のインクがページのオーバーラップ区域上に付着されることになる。これを回避するためには、ドットデータ発生器は、先行チップＳのオーバーラップ領域の始端部分のノズルにデータを送り始めると同時に後続チップＳ＋１の対応するノズルにはデータを送らないようにし、オーバーラップの終端に達するまでにデータがすべて後続チップＳ＋１に割り当てられるようにこのオーバーラップ領域を確率論的にランプする構成とすべきである。
【００４１】
更に、この印刷ヘッドに配線するときにも、幾つかの配慮をしなければならない。印刷ヘッドの左右方向の幅が大きくなれば、それだけモジュール２の個数が増大し、接続部の数も増大する。各チップ３は、それぞれローディング（データ入力）及び印刷のための独自のＤｎ接続部（Ｃ個の接続部）、並びに、ローディング（データ入力）及び印刷のためのＳｒＣｌｋ（シフトレジスタークロック）接続部及びその他の接続部を有する。
【００４２】
チップの数が少ない場合は、共通のＳｒＣｌｋを用いてＣ個のデータビットを各チップのＤｎ入力端の各々に入力することによってすべてのチップ３に同時にロードするのが合理的である。４チップ４色プリンターの場合、印刷ヘッドへ１つのＳｒＣｌｋパルスで転送すべきビットの合計数は、１６である。しかしながら、Ｎｅｔｐａｇｅ（上記参照文献参照）型イネーブル（Ｃ＝６）１２インチプリンターの場合は、Ｓ＝１５であり、印刷データ発生器からの９０本のデータラインを印刷ヘッドへ同時に送るのは合理的ではない。
【００４３】
そのようなプリンターの場合は、ローディングのために幾つかのチップ３をグループとしてまとめるのが好ましい。各グループのチップの数は、同時にロードさせ、１つのＳｒＣｌｋを共有させるのに好都合な少ない数とする。例えば、１２インチ印刷ヘッドの場合、各々８個のチップ３から成る２つのチップグループにグループ化することができる。４８本のＤｎ線を両グループに割り振ることができ、各チップグループに１本づつ合計２本のＳｒＣｌｋ線を設けることができる。
【００４４】
チップグループの数が多くなると、それだけ印刷ヘッドにロードするのに要する時間が長くなる。チップグループが１つしかない場合は、１２８０個のロードパルス（各パルスはＣ個のデータビットを転送する）が必要とされる。Ｇ個のグループがあるとすると、１２８０Ｇ個のロードパルスが必要とされる。データ発生器と印刷ヘッドとの接続は、８０ＭＨｚ以下である。
【００４５】
チップグループの数をＧとし、１つのグループのチップの最大数をＬとすると、印刷ヘッドは、ＬＣ本のＤｎ線と、Ｇ本のＳｒＣｌｋ線を必要とする。Ｇの数に関係なく、ＬＳｙｎｃＬ線は１本だけでよく、それをすべてのチップに共有させることができる。
【００４６】
各グループ中のＬ個のチップは単一のＳｒＣｌｋパルスをロードされるから、どのような印刷プロセスであっても、データを印刷ヘッドに対して正しい順序で創出することができる。例えば、Ｇ＝２で、Ｌ＝４であるとすると、１番目のＳｒＣｌｋ０パルスは、次の印刷サイクルのドット  ０，１２８０，２５６０及び３８４０のためのＤｎビットを転送する。１番目のＳｒＣｌｋ１パルスは、次の印刷サイクルのドット５１２０，６４００，７６８０及び８９６０のためのＤｎビットを転送する。２番目のＳｒＣｌｋ０パルスは、次の印刷サイクルのドット  １，１２８１，２５６１及び３８４１のためのＤｎビットを転送する。２番目のＳｒＣｌｋ１パルスは、次の印刷サイクルのドット５１２１，６４０１，７６８１及び８９６１のためのＤｎビットを転送する。
【００４７】
１２８０Ｇ個のパルス（ＳｒＣｌｋ０及びＳｒＣｌｋ１の各々に対して１２８０個のパルス）が与えられた後、ライン全体が印刷ヘッドにロードされ、共通のＬＳｙｎｃＬパルスを適当な時点で与えることができる。
【００４８】
先に述べたように、１つのチップ３の各ノズルは、すべてが同じライン上に印刷するわけではない。各１つの色内で１つのライン上にｄ個のノズルがあり、そのグループ内の奇数ノズルと偶数ノズルとはＤ２本のドットラインによって分離される。異なる色の対応するノズル間にはＤ１本のドットラインが存在する。（Ｄ１及びＤ２パラメータについては各セクションで更に説明する。）データを印刷ヘッドにロードするときは、ライン数の差を考慮に入れなければならない。１つのチップグループだけを考察すると、表２は、共有されるＳｒＣｌｋから幾つかのパルスが発せられる間に印刷ヘッドのチップｎに転送されるドットを示す。
【００４９】
【表２】
表２  モジュール式印刷ヘッドのチップＳへ転送されるドットの位数
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上表中：  注１  S＝チップの数
注２  D１＝１つの色のノズルと次の色のノズルの間のライン数（大
抵の場合、７〜１０本）
注３  D2＝同じ色のノズルの２列間のライン数（大抵の場合、２本）
注４  d＝１つのチップによって同じライン上に印刷されるノズルの
数
【００５０】
特定のチップ群に対する１２８０個のＳｒＣｌｋパルスのすべてについて表２の通りである。
【００５１】
印刷に関して説明すると、本発明では、各チップからの１０Ｃ個のノズルでは最低速印刷モードで印刷させ、各チップからの８０Ｃ個のノズルでは最高速印刷モードで印刷させる。
【００５２】
チップに対する配線の態様としてはいろいろな配線態様が可能であるが、本明細書では、すべてのチップを同時に作動（ノズルからインクジェットを噴射）させる場合だけを考察する。なぜなら、低速印刷モードが、小型印刷ヘッド（例えば、２インチ及び４インチ印刷ヘッド）にとって低電力印刷を可能にするからであり、制御器のチップ設計は、大型印刷サイズ（例えば、８〜１８インチのサイズ）に対して利用しうる十分な電力があることを想定している。作動（噴射）のグループ化を必要とする用途が生じた場合は、グループ化を可能にするように印刷ヘッド内の配線接続を変更することは簡単である。
【００５３】
すべてのチップを同時に作動させる場合は、１０Ｃ個のノズルを最低速印刷モードで作動させ、８０Ｃ個のノズルでを最高速印刷モードで作動させる。
【００５４】
１つのチップが作動（インクジェット噴射）パルスのプロフィールを調節するために用いられるフィードバックの１つのアナログラインを創生する。１つの印刷ヘッド内に多数のチップが集合されているから、それらのチップのフィードバックラインをトライステートバスとして共用し、１回にそれらのチップのうちの１つだけがフィードバック情報をフィードバックラインに印加する構成とするのが有利である。
【００５５】
印刷ヘッドは、先に述べたように多数のチップから構成される。データローディングのために、それらのチップはＧ個のチップグループにグループ分けされ、最大限のチップグループのチップ数はＬ個とする。この印刷ヘッドは、Ｃ個の色を印刷するものとする。又、この印刷ヘッドの噴射作動機構は、すべてのチップを同時に作動させ、１回に１つのチップがフィードバック情報を共通のトライステートバスに印加する構成とする。これらのすべての条件を想定して、以下の表３は、印刷ヘッドから利用しうる外部接続をリストアップしている。
【００５６】
【表３】
表３  印刷ヘッドの接続
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【００５７】
図８〜１８を参照して説明すると、本発明によるモジュール式印刷ヘッドは、デジタルインクジェットプリンター（図示せず）内に固定される金属製シャーシ（支持フレーム）１を有する。この金属製シャーシ１に、複数の交換自在の印刷ヘッドモジュール２がスナップ留めされている。これらのモジュール２は、印刷ヘッドチップ３にインクを供給する４つの個別のインクチャンネルを備えた密閉ユニットである。図１４に明示されているように、各印刷ヘッドモジュール２は、インクを一体成形のファンネル５に供給する成形インク溜め４にプラグイン式に差し込まれている。
【００５８】
インク溜め４は、モジュール式印刷ヘッド全体が必ずしもページの幅に制限されることがないように、それ自体をモジュール式部品とすることもできるが、任意の適宜に選択された幅（左右方向の寸法）とすることができる。
【００５９】
なおも図１５〜１８を参照して説明すると、各印刷ヘッドモジュール２は、ＴＡＢフィルム６に接合された印刷ヘッドチップ３から成る。ＴＡＢフィルム６は、マイクロ成形部品７によって受容され支持される。マイクロ成形部品７は、成形カバー部材（カバー成形部品）８と嵌合するように構成されている。印刷ヘッドチップ３は、ＭＥＭＳ（ｍｉｃｒｏ  ｅｌｅｃｔｒｏ  ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  ｓｙｓｔｅｍ）（超小型電気機械システム）デバイスである。通常、ＭＥＭＪＥＴＴＭチップは、シアン、マゼンタ、黄色及び黒色（ＣＭＹＫ）のインクを印刷する。それによって、写真画質の容認基準である１インチ当たり１６００ドット（１６００ｄｐｉ）の解像度でカラー印刷を行うことができる。
【００６０】
チップに欠陥が生じると、それは、通常、印刷画像に線又は空白として現れる。その場合、印刷ヘッドが単一のチップから形成されているとしたら、印刷ヘッド全体を交換する必要がある。これに対して、本発明におけるように印刷ヘッドをモジュール化することによって、どの特定の印刷ヘッドモジュールも故障する確率が低くなる。しかも、故障した特定の印刷ヘッドモジュールだけを交換すればよいことと、シリコンウエーハの利用度を高めることにより、印刷ヘッドの製造及び運転コストを著しく削減することができる。
【００６１】
ＴＡＢフィルム６は、ＭＥＭＪＥＴＴＭチップ３を収容するためのスロットを有しており、データを印刷ヘッドへ送るための可撓ＰＣＢ（印刷回路板）１０と、電力を印刷ヘッドに送るためのバス（母線）バー１１に接続するための金メッキ接点パッド９を備えている。バスバー１１は、絶縁ストリップによって互いに分離された金属ストリップの薄いフィンガーである。このバスバー組立体１１は、側壁のインク溜め４の下面に取り付けられている。
【００６２】
可撓ＰＣＢ１０は、インク溜め４の傾斜した側壁に取り付けられており、インク溜め４の側壁の下を取り巻きインク溜めの外表面に沿って延長しており、データを６２ピン付きヘッダー１２を介してＭＥＭＪＥＴＴＭモジュール２へ送る。インク溜め４の側壁は、印刷ヘッドモジュール２が所定位置にスナップ留めされたとき、ＴＡＢフィルムの接点９が可撓ＰＣＢ１０上のそれぞれ対応する接点にワイパーのようになすりつけられるように圧接されて確実な電気接続を設定するように、カバー部材８の側面に対応するように傾斜されている。この傾斜は、又、モジュール２の取り外しを容易にする働きもする。可撓ＰＣＢ１０は、インク溜めの側壁とＰＣＢ１０の接点部分の下面との間に介設されたフォーム裏当部材１３の作用によって「ばね押し」されている。
【００６３】
マイクロ成形部品７の下面に形成されているこまかいリブ構造が、それに接合されたＴＡＢフィルム６を支持する。これらのリブのピッチ間には可撓性フィルムを支持するのに充分な構造的一体性が存在するので、ＴＡＢフィルム６は、印刷ヘッドモジュール２の下壁を構成する。ＴＡＢフィルム６の両側縁は、成形カバー部材８の壁の下面に密封状態に接合される。チップ３は、マイクロ成形部品７の長手方向に延長した１００μｍ幅のリブに接合されており、ＭＥＭＪＥＴＴＭ印刷ノズルへインクを供給する。
【００６４】
マイクロ成形部品７のこの構成は、各モジュール２を互いに隣接させて取り付ける際、ＭＥＭＪＥＴＴＭチップ３を物理的にオーバーラップさせることを可能にする。これらの印刷ヘッドモジュール２は、充分な寸法許容差をもって連続したストリップを形成するので、同じ機能を達成するのに非常に厳密な寸法公差の成形部品と新種の素材に依存することなく、連続した印刷パターンを創生するように電子的に調節することができる。本発明のこの実施形態によれば、各印刷チップ３は、２１ｍｍ長（ページの左右方向の寸法）であるが、２０．３３ｍｍの印刷幅を提供するように傾斜されている。
【００６５】
マイクロ成形部品７は、成形カバー部材８の中に嵌合し、カバー部材の１組の垂直方向のリブに接合する。成形カバー部材８は、射出成形された硬質プラスチックの本体と、モジュール内に画定される各インクチャンバーへの入口のところに設けられる軟質エラストマー密封カラーとを組み合わせた二個取精密射出成形品である。
【００６６】
４つのスナップ留めバーブ（鉤状部材）１５が、金属製シャーシ１の延長部として機能するインク溜め４の外表面に嵌合する。インクファンネル５は、エラストマー密封カラー１４に密封係合する。
【００６７】
本発明のモジュール式設計は、ＭＥＭＪＥＴＴＭ印刷ヘッドモジュール２をインク溜め４に着脱自在にスナップ留めするのに好適な構成である。ＭＥＭＪＥＴＴＭチップ３を金属製シャーシ１に対して正確に心合させる必要はない。なぜなら、モジュール式印刷ヘッドを完成した後、最終品質検定試験において各チップ３のデジタル調節を実施するからである。
【００６８】
各モジュール２のためのＴＡＢフィルム６は、インク溜め４にクリップ止めされることにより、可撓性ＰＣＢ１０及びバスバー１１とインターフェース接続する。ＭＥＭＪＥＴＴＭ印刷ヘッドモジュール２を交換などの目的で取り外すことができるように、スナップ留めバーブ１５は、使用者が充分な力を加えれば解放されるように構成することができる。あるいは別法として、スナップ留めバーブ１５は、モジュールを外すには専用の工具（図示せず）が必要とされるように、インク溜め４に一層確実に係合するように構成することもできる。
【００６９】
以上、本発明を実施形態に関連して説明したが、本発明は、ここに例示した実施形態の構造及び形状に限定されるものではなく、いろいろな実施形態が可能であり、いろいろな変更及び改変を加えることができることを理解されたい。
【図面の簡単な説明】
【図１】  図１は、ページ幅印刷ヘッドを構成するために突き合わせ関係に隣接させた一連の印刷ヘッドモジュールの概略図である。
【図２】  図２は、図１に示された２つの隣接印刷ヘッドモジュール間の連結部の拡大図である。
【図３】  図３は、オーバーラップ関係に配列された印刷ヘッドモジュールの概略図であり、各印刷ヘッドチップの互いに反対側からＴＡＢフィルムが延長している。
【図４】  図４は、オーバーラップ関係に配列された印刷ヘッドモジュールの概略図であり、ＴＡＢフィルムは、各印刷ヘッドチップの一側だけから延長しており、１つ置きのＴＡＢフィルムが狭められている。
【図５ａ】  図５ａは、本発明に従ってオーバーラップ関係に配列された印刷ヘッドモジュールの概略図である。
【図５ｂ】  図５ｂは、本発明に従ってオーバーラップ関係に配列された印刷ヘッドモジュールの変型配置の概略図である。
【図５ｃ】  図５ｃは、本発明に従ってオーバーラップ関係に配列された印刷ヘッドモジュールの更に別の変型配置の概略図である。
【図５ｄ】  図５ｄは、本発明に従ってオーバーラップ関係に配列された印刷ヘッドモジュールの変形配置の概略図である。
【図６】  図６は、紙通過経路に対する単一の印刷ヘッドチップの位置関係を示す概略図である。
【図７】  図７は、２つの隣接印刷ヘッドモジュール間のオーバーラップ領域を示す概略図である。
【図８】  図８は、本発明によるモジュール式印刷ヘッドの下側からみた透視図である。
【図９】  図９は、図８のモジュール式印刷ヘッドの背面図である。
【図１０】  図１０は、図８のモジュール式印刷ヘッドの上からみた平面図である。
【図１１】  図１１は、図８のモジュール式印刷ヘッドの正面図である。
【図１２】  図１２は、図８のモジュール式印刷ヘッドの下からみた平面図である。
【図１３】  図１３は、図８のモジュール式印刷ヘッドの左端面図である。
【図１４】  図１４は、本発明によるモジュール式印刷ヘッドの下側を示す透視図であるが、印刷ヘッドモジュールの幾つかを除去して示す。
【図１５】  図１５は、１つの印刷ヘッドモジュールの分解透視図である。
【図１６】  図１６は、１つの印刷ヘッドモジュールの下面図である。
【図１７】  図１７は、１つの印刷ヘッドモジュールの端面図である。
【図１８】  図１８は、図８のモジュール式印刷ヘッドの断面図である。
【符号の説明】
１  金属製シャーシ、支持フレーム
２  印刷ヘッドモジュール、モジュール
３  印刷ヘッドチップ、印刷チップ、
４  成形インク溜め
５  インクファンネル、ファンネル
６  ＴＡＢフィルム
７  マイクロ成形部品
８  成形カバー部材
９  金メッキ接点パッド、接点
１０  可撓ＰＣＢ
１１  バスバー、バスバー組立体
１２  ヘッダー
１３  フォーム裏当部材
１４  エラストマー密封カラー
１５  スナップ留めバーブ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５ａ】
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【図５ｂ】
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【図５ｃ】
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【図５ｄ】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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