(57)【要約】【課題】  複数の駆動波形生成手段を設けることなく、かつ着弾位置のずれの発生を防ぐことのできる描画装置を提供する。【解決手段】  ドットを形成する描画用材料を吐出するノズル１０１がマトリクス状に配置されたマトリクスヘッド１０２を、被描画物に対して主走査方向に相対的に移動することにより、ドットアレイ１０３の主走査方向にドット１０４を順次形成し、ドット１０４により構成される複数のドットアレイ１０３を描画する。そして、ドットアレイ１０３の主走査方向のピッチを、ドットアレイ１０３のドット１０４を形成する際、マトリクスヘッド１０２が相対移動する距離の整数倍とすることにより、ノズル１０１による描画用材料の吐出を同時に行うことができるようにする。【選択図】      図１
2005111726.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被描画物上に、マトリクス状に形成されたドットにより構成される複数のドットアレイを描画する描画装置であって、
前記ドットを形成する描画用材料を吐出するノズルがマトリクス状に配置されると共に前記被描画物に対して主走査方向に相対的に移動し、前記ドットアレイの主走査方向に前記ドットを順次形成するマトリクスヘッドを備え、
前記ドットアレイの主走査方向のピッチを、前記ドットアレイのドットを形成する際、前記マトリクスヘッドが相対移動する距離の整数倍とすることを特徴とする描画装置。
【請求項２】
前記マトリクスヘッドのノズル配置範囲に対応する描画範囲に前記被描画物を複数配置した場合、全ての被描画物に１個もしくは複数の前記ドットアレイを同じパターンで描画するよう、前記被描画物の主走査方向のピッチを前記ドットアレイのドットを形成する際、前記マトリクスヘッドが相対移動する距離の整数倍とすることを特徴とする請求項１記載の描画装置。
【請求項３】
前記マトリクスヘッドが相対移動する距離は、前記ノズルの主走査方向のピッチをＬｎｏｚｚｌｅ、前記ドットアレイのドットの主走査方向のピッチをＬｄｏｔとした時、Ｌｎｏｚｚｌｅ±Ｌｄｏｔの整数倍となることを特徴とする請求項１又は２記載の描画装置。
【請求項４】
前記マトリクスヘッドは、インクジェット方式のノズルがマトリクス状に配置され、前記ノズルから異なる種類の描画用材料を吐出することを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の描画装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、描画装置に関し、特に被描画物上にマトリクス状に形成されたドットにより構成される複数のドットアレイを描画するものに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、遺伝子情報の解析が進んでおり、これに伴い遺伝子解析を製薬や医療診断に用いる下地が整いつつある。ところで、遺伝子は、ＤＮＡチップを用いて解析することが出来、その方法としては、予めその機能が分かっているＤＮＡプローブをガラスチップ上に定着させたＤＮＡチップと、検体のＤＮＡとをハイブリダイゼーションさせ、発現の有無や発現量を蛍光測定でデータ化し、判定を行う方法がある。
【０００３】
ここで、この判定は複数のＤＮＡプローブの相対的な発現量や組み合わせによってなされることが多く、病気の発現を判断するのには多数のプローブ情報が必要になることもあり、これからの医療診断現場への実用化を鑑みると、より多数のＤＮＡプローブを配列したＤＮＡチップが必要となる。そこで、従来は、例えばインクジェット方式の描画装置を用いることにより高密度にＤＮＡプローブを配置するようにしたものがある（特許文献１参照）。
【０００４】
ところで、このようなインクジェット方式の描画装置の他の例としては、インクジェット方式のプリンタがある。そして、このインクジェット方式のプリンタは、パソコンやデジタルカメラ、インターネット等の普及に伴うカラー画像や文書のハードコピー用として、また特殊インクが必要とされる産業分野においても安価に、そして手軽に出力が出来るということから普及が進んでいる。
【０００５】
ここで、例えば一般的なシリアルスキャン方式のインクジェットプリンタは、インク滴を吐出させるノズルを複数配列したヘッド及びインクタンクを搭載したキャリッジと、このキャリッジもしくは記録媒体を、主走査方向に走査させる手段と、主走査方向と垂直な副走査方向に走査させる手段と、それらを制御する手段とを有している。
【０００６】
そして、記録媒体に画像を形成する場合には、記録媒体の幅だけシリアルスキャンをさせながらデータで定められた位置にインクを吐出させ、記録媒体をノズル間隔と形成される画像に見合った距離だけ副走査方向に搬送した後、再び走査をさせることにより、インク滴を記録媒体に敷き詰めて画像を形成するようにしている。
【０００７】
なお、このようなインクジェットプリンタに用いられるインク吐出方法としては、主としてノズルに熱を加えてノズル内に気泡を発生させることによりインクを吐出させるサーマル方式と、圧電素子を用いてインク圧力室を収縮させることによりインクを吐出させるピエゾ方式がある。
【０００８】
そして、これらの方式はノンインパクトであることから低騒音であり、安価で小型化に有利であり、記録走査方向に異なる色のノズル列を配置することにより容易にカラー画像が形成できるといった利点を有する。
【０００９】
なお、図８はこのような構成のインクジェットプリンタの制御ブロック図であり、６０１はマイクロプロセッサ形態のＣＰＵである。そして、このＣＰＵ６０１はインタフェース６０５を介してホスト（コンピュータ）６２４に接続されており、更新可能な制御プログラム、処理プログラム及び各種定数データなどを格納したＥＥＰＲＯＭ６０３、制御プログラムを格納したＲＯＭ６０２及びホスト６２４からインタフェース６０５を介して受信したコマンド信号や記録情報を格納するためのＲＡＭ６０４にアクセスし、これらのメモリに格納された情報に基づいて記録動作を制御する。
【００１０】
また、このＣＰＵ６０１は、出力ポート６０８及びキャリッジモータ制御回路６１０を介してキャリッジモータ６１１を動作させることによりキャリッジ６２０を移動させたり、出力ポート６０８及び紙送りモータ制御回路６１３を介して紙送りモータ６１４を動作させることにより搬送ローラなどの紙搬送機構６１２を動作させる。
【００１１】
さらに、このＣＰＵ６０１は、ＲＡＭ６０４に格納されている記録情報に基づき記録ヘッド制御回路６２１を介して記録ヘッド６２２を駆動することにより記録媒体上に所望の画像を記録するようにしている。
【００１２】
また、６１９は電源回路であり、この電源回路６１９からは、ＣＰＵ６０１や記録ヘッド制御回路６２１を動作させるためのロジック駆動電圧Ｖｃｃ（例えば５Ｖ）、各種モータ駆動電圧Ｖｍ（例えば２４Ｖ）、記録ヘッド６２２を駆動させるための電圧Ｖｈ（例えば３０Ｖ）等が出力される。
【００１３】
なお、６０７は操作キーであり、この操作キー６０７から入力される指示情報は入力ポート６０６を介してＣＰＵ６０１に伝達され、ＣＰＵ６０１からの命令は出力ポート６０９を介してＬＥＤ制御回路６１５及び表示制御回路６１７に伝えられ、これによりＬＥＤ６１６が点灯したり、ＬＣＤ６１８にメッセージが表示される。また、６２３は上述した種種の構成要素を互いに接続するＣＰＵバスである。
【００１４】
【特許文献１】特開２００２−０６５２７４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
ところで、このようなインクジェットプリンタでは、通常、画像は一面にインクドットを敷き詰めて形成されるのに対し、既述したＤＮＡプローブを描画する特殊用途の描画装置においては、ドット間隔が広いばかりではなく、高い着弾精度が要求される。
【００１６】
例えば、ノズルがｍ×ｎのマトリクス状に配置され、各ノズルに異なるインク（描画用材料）を充填可能な構造と、各ノズルを個別に駆動する手段とを有する記録ヘッド（以下、マトリクスヘッドという）を用いたインクジェット方式の描画装置において、１×１ｉｎｃｈや１×３ｉｎｃｈのような小型のガラス基板に、複数のインク種で形成されたドットで構成されるドットアレイを描画する際、主走査方向のガラス基板及びドットアレイの配置によっては、シリアルスキャン中、インクを同時に吐出することができない場合がある。
【００１７】
そして、この場合には、所定のノズルから所定のタイミングでインクを吐出しなければならなくなることから、インクの吐出タイミングが多くなり、この結果、インクを吐出させるための駆動波形生成手段を複数設けなければならなかったり、一定周期でインクが吐出されないことによる着弾位置のずれが発生しやすくなる。
【００１８】
そこで、本発明はこのような現状に鑑みてなされたものであり、複数の駆動波形生成手段を設けることなく、かつ着弾位置のずれの発生を防ぐことのできる描画装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
本発明は、被描画物上に、マトリクス状に形成されたドットにより構成される複数のドットアレイを描画する描画装置であって、前記ドットを形成する描画用材料を吐出するノズルがマトリクス状に配置されると共に前記被描画物に対して主走査方向に相対的に移動し、前記ドットアレイの主走査方向に前記ドットを順次形成するマトリクスヘッドを備え、前記ドットアレイの主走査方向のピッチを、前記ドットアレイのドットを形成する際、前記マトリクスヘッドが相対移動する距離の整数倍とすることを特徴とするものである。
【００２０】
また本発明は、前記マトリクスヘッドのノズル配置範囲に対応する描画範囲に前記被描画物を複数配置した場合、全ての被描画物に１個もしくは複数の前記ドットアレイを同じパターンで描画するよう、前記被描画物の主走査方向のピッチを前記ドットアレイのドットを形成する際、前記マトリクスヘッドが相対移動する距離の整数倍とすることを特徴とするものである。
【００２１】
また本発明は、前記マトリクスヘッドが相対移動する距離は、前記ノズルの主走査方向のピッチをＬｎｏｚｚｌｅ、前記ドットアレイのドットの主走査方向のピッチをＬｄｏｔとした時、Ｌｎｏｚｚｌｅ±Ｌｄｏｔの整数倍となることを特徴とするものである。
【００２２】
また本発明は、前記マトリクスヘッドは、インクジェット方式のノズルがマトリクス状に配置され、前記ノズルから異なる種類の描画用材料を吐出することを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、ドットアレイの主走査方向のピッチを、複数のドットアレイを描画する際、被描画物に対して主走査方向に相対的に移動するマトリクスヘッドの移動距離の整数倍とすることにより、主走査方向の複数ノズルによる描画用材料の吐出を同時に行うことができ、これにより複数の駆動波形生成手段を設けることなく、かつ着弾位置のずれの発生を防ぐことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、本発明を実施するための最良の形態について図面を用いて詳細に説明する。
【００２５】
図１は、本発明の実施の形態に係る描画装置の構成を説明する図である。同図において、１０２はマトリクスヘッドであり、このマトリクスヘッド１０２には、主走査方向にｍ個、副走査方向にｎ個、即ちｍ×ｎ個のノズル１０１がそれぞれ所定のノズルピッチ（Ｌｎｏｚｚｌｅ）で配置されている。
【００２６】
また、このマトリクスヘッド１０２は、各ノズル１０１にインク供給手段を用いて描画用材料の一例である異なるインクを供給するための不図示のリザーバと、インクをノズル１０１から吐出させる不図示の吐出手段とを有している。
【００２７】
１０３は描画装置（マトリクスヘッド１０２）により描画されるドットアレイであり、このドットアレイ１０３は、マトリクスヘッド１０２を用いて形成（描画）されるｍ×ｎのドット１０４からなっている。なお、本実施の形態において、ドットアレイ１０３を構成するドット１０４のドットピッチＬｄｏｔと、ノズル１０１のノズルピッチＬｎｏｚｚｌｅとの間には、以下の比例関係が成り立っている。
【００２８】
Ｌｎｏｚｚｌｅ＝Ｌｄｏｔ×ｋ（ｋ：整数の比例係数）
【００２９】
ところで、このようなマトリクスヘッド１０２を備えた描画装置の描画方法としては、例えば図２に示すように主走査方向に対して手前からマトリクスヘッド１０２のノズル１０１の並びに対して逆並びのドット配置となるよう被描画物１０５にドットアレイ１０３を描画する方法と、これとは逆に図３に示すように主走査方向に対して奥からマトリクスヘッド１０２の並び通りのドット配置となるよう被描画物１０５に描画する方法がある。
【００３０】
ここで、図２に示す描画方法の場合、同図に示すようにインクを吐出して隣接するドット１０４を形成するよう被描画物１０５に対しマトリクスヘッド１０２が（相対的に）移動する距離Ｌｈは、Ｌｎｏｚｚｌｅ＋Ｌｄｏｔとなる。また、図３に示す描画方法の場合は、被描画物１０５に対しマトリクスヘッド１０２が移動する距離ＬｈはＬｎｏｚｚｌｅ−Ｌｄｏｔとなる。
【００３１】
つまり、これら２種類の描画方法における、１ドットアレイ１０３の主走査方向に隣接するドットを順次形成する際、マトリクスヘッド１０２が移動する距離は
Ｌｈ＝Ｌｎｏｚｚｌｅ±Ｌｄｏｔ
となる。
【００３２】
ここで、主走査方向の描画時に複数のタイミングでインクを吐出しないようにするためには、各ノズル１０１が同時にインクを吐出するようドットアレイ１０３を配設すれば良い。
【００３３】
このため、本実施の形態においては、ドットアレイ１０３の隣接ドットを形成する際のマトリクスヘッド移動距離Ｌｈ（＝Ｌｎｏｚｚｌｅ±Ｌｄｏｔ）の整数倍の距離をドットアレイピッチとしており、これにより全てのノズル１０１から同じタイミングでインクを吐出することができるようになる。
【００３４】
図４はドットアレイピッチをＬｈとした場合、即ちドットアレイピッチをマトリクスヘッド移動距離Ｌｈとした場合の描画動作を示したものである。なお、同図においては、説明を簡単にするため、主走査方向のノズル１０１の数を４つ、主走査方向のドットアレイ１０３のドット１０４の数も４つ、被描画物１０５に描画するドットアレイ１０３の数も４つとしている。
【００３５】
ここで、被描画物１０５に４つのドットアレイ１０３を描画する場合、まず（ａ）に示すように第１ノズル１０１ａにより、第１ドットアレイ１０３の第１ドット１０４ａを形成し、次に第１ドットアレイ１０３の隣接ドットである第２ドット１０４ｂを形成する。この際、（ｂ）に示すようにマトリクスヘッド１０２が、Ｌｈ（＝Ｌｎｏｚｚｌｅ＋Ｌｄｏｔ）だけ移動する。
【００３６】
これにより、先に第１ドットアレイ１０３の第１ドット１０４ａを描画した第１ノズル１０１ａは、第２ドットアレイ１０３の第１ドット描画位置に位置し、また第２ノズル１０１ｂは、第１ドットアレイ１０３の第２ドット描画位置に位置するようになる。この結果、第１ドットアレイ１０３の第２ドット１０４ｂ及び第２ドットアレイ１０３の第１ドット１０４ａを同時に形成することができる。
【００３７】
さらに隣接ドットを描画するため、（ｃ）に示すようにマトリクスヘッド１０２がＬｈだけ移動すると、第１ノズル１０１ａが第３ドットアレイ１０３の第１ドット描画位置に、第２ノズル１０１ｂが第２ドットアレイ１０３の第２ドット描画位置に、第３ノズル１０１ｃが第３ドットアレイ１０３の第１ドット描画位置にそれぞれ位置するようになる。この結果、３つのドットアレイ１０３のドットを同時に形成することができる。
【００３８】
以後、順次隣接ドットを描画するため、マトリクスヘッド１０２がＬｈだけ移動すると、（ｄ）及び（ｅ）に示すように４つのドットアレイ１０３のドット１０４が同時に描画される。なお、（ｄ）の状態のとき、全ノズル１０１ａ〜１０１ｄが同時にインクを吐出する。
【００３９】
そして、このように全ノズル１０１ａ〜１０１ｄが同時にインクを吐出するようにすることにより、複数の駆動波形生成手段を設ける必要がなくなると共に、一定周期のタイミングでインクを吐出することができ、着弾位置のずれの発生を防ぐことができる。
【００４０】
次に、本実施の形態の一実施例を図５を用いて説明する。
【００４１】
なお、本実施例においては、マトリクスヘッドのヘッド数及びドットアレイのドット数、ドットピッチＬｄｏｔ、ノズルピッチＬｎｏｚｚｌｅ等は以下通りである。
【００４２】
マトリクスヘッドのヘッド数及びドットアレイのドット数
：３２×３２
ドットピッチＬｄｏｔ        ：１８０μｍ
ノズルピッチＬｎｏｚｚｌｅ  ：２．８８ｍｍ
（＝１８０μｍ×１６、ｋ＝１６）
描画方法                    ：主走査方向のノズル配列と逆並びのドット
アレイの描画
【００４３】
また、以上の条件より以下の数値が導かれる。
【００４４】
隣接ドットを形成する際のヘッド移動量Ｌｈ
：３．０６ｍｍ（＝２．８８＋０．１８）
ドットアレイピッチＬａｒｒａｙ：３．０６ｍｍ×ｋ１
【００４５】
ここで、最小ドットアレイピッチＬａｒｒａｙは、少なくともドットアレイ１０３の大きさ５．５８ｍｍ（＝１８０μｍ×３１）より大きく、かつ最小値が好ましいので、隣接ドットを形成する際のヘッド移動量Ｌｈの２倍、即ち６．１２ｍｍ（ｋ１＝２）となる。そして、このピッチでドットアレイ１０３を配列すれば、全てのノズル１０１からインクが同じタイミングで吐出され、ドットアレイ１０３のドットが同じタイミングで形成される。
【００４６】
なお、図５は、このような構成の描画装置の描画動作を示すものであり、被描画物１０５にドットアレイ１０３を描画する場合、同図の（ａ）においてドットアレイのドット１０４を形成（描画）した後、マトリクスヘッド１０２が、矢印で示す主走査方向に３．０６ｍｍ移動し、この後、同図の（ｂ）に示すように全てのドットアレイ１０３のドット１０４が再び同時に形成される。以後、同図の（ｃ）、（ｄ）と常にインクの同時吐出によるドットアレイ１０３のドット形成（描画）を行うことができる。
【００４７】
そして、このようにドットアレイ１０３を、ドットアレイ描画時において、隣接ドットを形成するためにマトリクスヘッド１０２が移動する距離Ｌｈの整数倍のピッチで配置することにより、同じタイミングで各ドットアレイ１０３のドットを形成することができる。これにより、複数の駆動波形生成手段を設ける必要がなくなると共に、一定周期のタイミングでインクを吐出することができ、着弾位置のずれの発生を防ぐことができる。
【００４８】
ところで、被描画物の大きさがマトリクスヘッド１０２の描画範囲に対して小さい場合には、マトリクスヘッド１０２のノズル配置範囲に対応する描画範囲に被描画物を複数配置し、この複数の基板上に連続して複数のドットアレイを形成する場合がある。
【００４９】
次に、このように複数の基板上に連続して複数のドットアレイを形成する場合の、ドットアレイ及び基板の配置について説明する。
【００５０】
図６は、例えば１×１ｉｎｃｈの小型のガラス基板上にドットアレイ２０３を描画する際のガラス基板２０１，２０２の配置方法を示す図である。
【００５１】
ここで、上記条件と同様のドットアレイピッチで１枚のガラス基板２０１にドットアレイ２０３を描画するとすると、３個目までは１枚目のガラス基板２０１に描画し、同ドットアレイピッチで２個分のドットアレイ２０３を描画せず、６個目を２枚目の初めのドットアレイ２０３として描画するようにガラス基板２０２を配置する。
【００５２】
このとき、２枚のガラス基板２０１，２０２において同じ位置のドットアレイ２０３は、１個目と６個目のドットアレイ２０３ａ，２０３ｆであるので２つのドットアレイ２０３ａ，２０３ｆのピッチは３０．６ｍｍ（＝６．１２ｍｍ×５）である。ここで、ガラス基板２０１，２０２のピッチは、この２つのドットアレイ２０３ａ，２０３ｆのピッチと同じである。
【００５３】
また、ガラス基板２０１，２０２のサイズが２５．４ｍｍ（１ｉｎｃｈ）であることから、ガラス基板間隔を５．２ｍｍとして配置すれば、同じパターンのドットアレイを主走査方向に並べたガラス基板２０１，２０２に描画することができる。そして、このように構成することにより、複数の駆動波形生成手段を設ける必要がなくなると共に、一定周期のタイミングでインクを吐出することができ、着弾位置のずれの発生を防ぐことができる。
【００５４】
また図７は、例えば１×１ｉｎｃｈの小型のガラス基板上に複数（３つ）のドットアレイ２０３を、Ｌｈの整数倍でないドットアレイピッチで描画する際のガラス基板２０１，２０２の配置方法を示す。
【００５５】
この場合、図６の場合と同様、主走査方向のノズル数がｍ、副走査方向のノズル数がｎの、ｍ×ｎのノズルがＬｎｏｚｚｌｅの間隔で配置されたマトリクスヘッドを用いて、ｍ×ｎの間隔がＬｄｏｔのドットからなるドットアレイを描画する際、プリント・ヘッド移動距離Ｌｈ（＝Ｌｎｏｚｚｌｅ±Ｌｄｏｔ）とすると、インクの吐出タイミングは、小型ガラス基板２０１，２０２内のドットアレイ２０３では複数になってしまう。
【００５６】
しかし、隣接する２枚のガラス基板２０１，２０２のピッチをＬｈの整数倍とするようにすれば、２枚のガラス基板２０１，２０２において同じ位置のドットアレイ２０３は、１個目と４個目のドットアレイ２０３ａ，２０３ｄ、２個目と５個目のドットアレイ２０３ｂ，２０３ｅ、３個目と６個目のドットアレイ２０３ｃ，２０３ｆであるので、同時に吐出するノズルが多くなり、着弾位置のずれが発生しにくくなる。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】本発明の実施の形態に係る描画装置の構成を説明する図。
【図２】上記描画装置の描画方法を説明する図。
【図３】上記描画装置の他の描画方法を説明する図。
【図４】上記描画装置の同時吐出動作を説明する図。
【図５】本実施の形態の実施例を説明する図。
【図６】上記実施例における小型ガラス基板配置方法を説明する図。
【図７】上記実施例における他の小型ガラス基板配置方法を説明する図。
【図８】従来のインクジェットプリンタの制御ブロック図。
【符号の説明】
【００５８】
１０１          ノズル
１０２          マトリクスヘッド
１０３          ドットアレイ
１０４          ドット
１０５          被描画物
２０１，２０２  ガラス基板
【図１】
2005111726.tif 000003
【図２】
2005111726.tif 000004
【図３】
2005111726.tif 000005
【図４】
2005111726.tif 000006
【図５】
2005111726.tif 000007
【図６】
2005111726.tif 000008
【図７】
2005111726.tif 000009
【図８】
2005111726.tif 000010