(57)【要約】【課題】ヘッドチップ間の特性ばらつきを少なくし、気泡発生率を少なくする。【解決手段】発熱素子１２の中心は、直線Ｌ１上と、直線Ｌ１と平行な直線であって直線Ｌ１と間隔δを隔てた直線Ｌ２上とに、交互に（千鳥状に）配置される。液室１３ａは、発熱素子１２の３方を囲むように平面形状が略凹状に形成され、複数の発熱素子１２は、直線Ｌ１及びＬ２方向において一定のピッチＰで配列されている。直線Ｌ１上の液室１３ａと、直線Ｌ２上の液室１３ａとは、開口部分が対向するように配置されている。直線Ｌ２上の液室１３ａ間には隙間Ｗｘが形成され、直線Ｌ１上の液室１３ａと直線Ｌ２上の液室１３ａとの間には隙間Ｗｙが形成されている。隙間Ｗｘ及び隙間Ｗｙにより第１共通流路２３ａ及び第２共通流路２３ｂを形成している。【選択図】図３
2006076041.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
吐出すべき液体を収容する液室と、
前記液室内に配置され、加熱により前記液室内の液体に気泡を発生させる発熱素子と、
前記発熱素子による気泡の生成に伴って前記液室内の液体を吐出させるためのノズルと
を含む液体吐出部を、基板上の平坦領域に複数配列した液体吐出ヘッドであって、
複数の前記発熱素子のうち、一端側から数えてＭ番目（Ｍは、奇数又は偶数のいずれか一方）に位置する前記発熱素子の中心は、前記発熱素子の配列方向に沿った直線Ｌ１上又はその近傍に配置されるとともに、前記一端側から数えてＮ番目（前記Ｍが奇数であるときはＮは偶数、前記Ｍが偶数であるときはＮは奇数）に位置する前記発熱素子の中心は、前記直線Ｌ１と平行な直線であって前記直線Ｌ１と間隔δ（δは、０より大きい実数）を隔てた直線Ｌ２上又はその近傍に配置され、
前記液室は、前記発熱素子の３方を囲むように平面形状が略凹状に形成され、
複数の前記発熱素子は、前記直線Ｌ１及び前記直線Ｌ２方向において一定のピッチＰで配列され、
前記直線Ｌ１上又はその近傍に配置された前記発熱素子を囲む前記液室と、前記直線Ｌ２上又はその近傍に配置された前記発熱素子を囲む前記液室とは、開口部分が対向するように配置され、
前記直線Ｌ１上若しくはその近傍に配列されて距離２Ｐだけ離れた前記液室間、又は前記直線Ｌ２上若しくはその近傍に配列されて距離２Ｐだけ離れた前記液室間のうち、少なくとも一方の前記液室間には、前記液室の配列方向において隙間Ｗｘ（Ｗｘは、０より大きい実数）が形成され、
前記直線Ｌ１又はその近傍に配置された前記液室と、前記直線Ｌ２又はその近傍に配置された前記液室との間には、前記液室の配列方向に垂直な方向において隙間Ｗｙ（Ｗｙは、０より大きい実数）が形成され、
前記隙間Ｗｘ及び前記隙間Ｗｙにより、それぞれ前記隙間Ｗｘ及び前記隙間Ｗｙの幅を有する液体の流路を形成している
ことを特徴とする液体吐出ヘッド。
【請求項２】
請求項１に記載の液体吐出ヘッドにおいて、
前記直線Ｌ１又はその近傍に配置された各前記液室、及び前記直線Ｌ２又はその近傍に配置された各前記液室は、ともに、他の前記液室と分離独立した構造を有し、
各前記液室の両側には、前記液室の配列方向において前記隙間Ｗｘが形成されている
ことを特徴とする液体吐出ヘッド。
【請求項３】
請求項１に記載の液体吐出ヘッドにおいて、
前記直線Ｌ１上又はその近傍に配置された１つの前記発熱素子と、その発熱素子に最も近い位置に配置された他の前記発熱素子であって前記直線Ｌ２上又はその近傍に配置された前記発熱素子とは、前記発熱素子の配列方向において前記ピッチＰだけずれて配置されている
ことを特徴とする液体吐出ヘッド。
【請求項４】
請求項１に記載の液体吐出ヘッドにおいて、
複数の前記液体吐出部は、前記基板の長手方向の外縁近傍おいて、この外縁に平行に配列されている
ことを特徴とする液体吐出ヘッド。
【請求項５】
請求項１に記載の液体吐出ヘッドにおいて、
前記基板の長手方向に延在し、前記基板を貫通して又は溝状に形成され、各前記液体吐出部の前記液室に液体を供給する共通流路を備え、
前記直線Ｌ１及び前記直線Ｌ２は、前記共通流路に対して平行であって前記共通流路の一方側に位置する
ことを特徴とする液体吐出ヘッド。
【請求項６】
請求項１に記載の液体吐出ヘッドにおいて、
各前記液体吐出部の前記ノズルから吐出される液体の吐出方向を前記液体吐出部の配列方向において複数の方向に偏向させる吐出方向偏向手段を備え、
１つの前記液室内には、前記液体吐出部の配列方向に複数の前記発熱素子が並設され、
前記吐出方向偏向手段は、１つの前記液室内の複数の前記発熱素子のうち、少なくとも１つの前記発熱素子と、他の少なくとも１つの前記発熱素子とに供給される電流量に差異を設け、その差異によって前記ノズルから吐出される液体の吐出方向を制御する
ことを特徴とする液体吐出ヘッド。
【請求項７】
液体吐出部を基板上の平坦領域に複数配列した液体吐出ヘッドを備える液体吐出装置であって、
前記液体吐出部は、
吐出すべき液体を収容する液室と、
前記液室内に配置され、加熱により前記液室内の液体に気泡を発生させる発熱素子と、
前記発熱素子による気泡の生成に伴って前記液室内の液体を吐出させるためのノズルと
を含み、
複数の前記発熱素子のうち、一端側から数えてＭ番目（Ｍは、奇数又は偶数のいずれか一方）に位置する前記発熱素子の中心は、前記発熱素子の配列方向に沿った直線Ｌ１上又はその近傍に配置されるとともに、前記一端側から数えてＮ番目（前記Ｍが奇数であるときはＮは偶数、前記Ｍが偶数であるときはＮは奇数）に位置する前記発熱素子の中心は、前記直線Ｌ１と平行な直線であって前記直線Ｌ１と間隔δ（δは、０より大きい実数）を隔てた直線Ｌ２上又はその近傍に配置され、
前記液室は、前記発熱素子の３方を囲むように平面形状が略凹状に形成され、
複数の前記発熱素子は、前記直線Ｌ１及び前記直線Ｌ２方向において一定のピッチＰで配列され、
前記直線Ｌ１上又はその近傍に配置された前記発熱素子を囲む前記液室と、前記直線Ｌ２上又はその近傍に配置された前記発熱素子を囲む前記液室とは、開口部分が対向するように配置され、
前記直線Ｌ１上若しくはその近傍に配列されて距離２Ｐだけ離れた前記液室間、又は前記直線Ｌ２上若しくはその近傍に配列されて距離２Ｐだけ離れた前記液室間のうち、少なくとも一方の前記液室間には、前記液室の配列方向において隙間Ｗｘ（Ｗｘは、０より大きい実数）が形成され、
前記直線Ｌ１又はその近傍に配置された前記液室と、前記直線Ｌ２又はその近傍に配置された前記液室との間には、前記液室の配列方向に垂直な方向において隙間Ｗｙ（Ｗｙは、０より大きい実数）が形成され、
前記隙間Ｗｘ及び前記隙間Ｗｙにより、それぞれ前記隙間Ｗｘ及び前記隙間Ｗｙの幅を有する液体の流路を形成している
ことを特徴とする液体吐出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インクジェットプリンタヘッド等に用いられるサーマル方式の液体吐出ヘッド、及びこの液体吐出ヘッドを備えるインクジェットプリンタ等の液体吐出装置に関し、吐出ムラの少ない液体供給構造を実現する技術に係るものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、例えばインクジェットプリンタに代表される液体吐出装置に用いられる液体吐出ヘッドの１つとして、発生させた気泡の膨張及び収縮を利用するサーマル方式が知られている。
このサーマル方式では、半導体基板上に発熱素子を設け、この発熱素子によって液室内の液体に気泡を発生させ、発熱素子上に配置されたノズルから液体を液滴として吐出させ、記録媒体等に着弾させるものである。
【０００３】
図１２は、従来のこの種の液体吐出ヘッド１（以下、単にヘッド１という。）を示す外観斜視図である。図１２において、ノズルシート１７は、バリア層３上に設けられているが、このノズルシート１７を分解して図示している。
また、図１３は、図１２のヘッド１の流路構造を示す断面図である。なお、液体吐出装置のこの種の流路構造としては、例えば特許文献１に開示されている。
【特許文献１】特開２００３−１３６７３７号公報
【０００４】
図１２及び図１３において、半導体基板１１上には、複数の発熱素子１２が配列されている。また、半導体基板１１上には、バリア層３及びノズルシート（ノズル層）１７が順次積層されている。ここで、半導体基板１１上に発熱素子１２が形成されるとともに、その上部にバリア層３が形成されたものを、ヘッドチップ１ａと称する。そして、ヘッドチップ１ａ上にノズル１８（ノズルシート１７）が設けられたものを、ヘッド１と称する。
【０００５】
ノズルシート１７は、各発熱素子１２上にそれぞれノズル（液滴を吐出するための孔）１８が位置するように、ノズル１８が配列されたものである。また、バリア層３は、半導体基板１１上に設けられることにより、発熱素子１２とノズル１８との間に介在して、発熱素子１２上とノズル１８との間に液室３ａを形成している。
【０００６】
図１２に示すように、バリア層３は、平面的に見て、各発熱素子１２の３辺が囲まれるように略櫛歯状に形成されることで、１辺のみが開口された液室３ａが形成されている。この開口された部分は、個別流路３ｄを形成し、共通流路２３と連通する。
【０００７】
また、発熱素子１２は、半導体基板１１の１辺の近傍に配列されている。そして、図１３中、半導体基板１１（ヘッドチップ１ａ）の左側には、ダミーチップＤが配置されることで、半導体基板１１（ヘッドチップ１ａ）の一側面と、ダミーチップＤの一側面とで、共通流路２３を形成している。なお、共通流路２３を形成できる部材であれば、ダミーチップＤに限らず、いかなる部材を用いても良い。
【０００８】
さらにまた、図１３に示すように、半導体基板１１の発熱素子１２が設けられた面と反対側の面には、流路板２２が配置されている。この流路板２２には、図１３に示すように、インク供給口２２ａと、このインク供給口２２ａと連通するように断面形状が略凹状をなす供給流路（共通流路）２４が形成されている。そして、この供給流路２４と、共通流路２３とが連通している。
【０００９】
これにより、インクは、インク供給口２２ａから供給流路２４及び共通流路２３に送られるとともに、個別流路３ｄを通って液室３ａに入り込む。そして、発熱素子１２が加熱されることで、液室３ａ内の発熱素子１２上に気泡が発生し、この気泡発生時の飛翔力によって、液室３ａ内の液体の一部を（インク）液滴としてノズル１８から吐出させる。
【００１０】
なお、図１２及び図１３では、実際の形状を無視して、理解の容易のために、形状を誇張して表示している。例えば半導体基板１１の厚みは、約６００〜６５０μｍであり、ノズルシート１７やバリア層３の厚みは、約１０〜２０μｍである。
【００１１】
また、上記ヘッド１の製造方法としては、第１の方法として、半導体プロセスで製造したヘッドチップ１ａを別工程で製造されたノズルシート１７に貼り合わせる（チップマウント）方法と、第２の方法として、ノズル１８の部分も一体化して半導体基板１１上に形成する方法（オンチップノズル；ＯＣＮ）とが挙げられる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
前述の従来の技術のヘッド１において、特に、第１の方法によってヘッド１を製造する場合には、ヘッドチップ１ａとノズルシート１７とが別個独立で製造された上、ミクロン単位での位置合わせや接着、それに伴う加熱及び加圧の工程を経るため、極めて高度な製造管理を要求される。特に、複数のヘッドチップ１ａをノズルシート１７上に並設し、記録媒体の幅分のラインヘッドとする場合には、製造時の些細な変化によって、ヘッドチップ１ａ単位の性能差が生じ、画質劣化として現れる場合があるという問題がある。
【００１３】
ここで、ヘッドチップの中央部にヘッドチップの長手方向に沿ってインク供給用の貫通孔を設け、その貫通孔に沿って貫通孔の両側に発熱素子、液室及びノズルを配列したヘッドが知られている。
このような構造のヘッドでは、図１２及び図１３に示したヘッド１のように、半導体基板１１の端部に発熱素子１２等を配列したものより、チップマウントによるヘッドチップ間の特性のばらつきを改善できるという経験的事実がある。
【００１４】
しかし、このような構造を採ると、
（１）ヘッドチップ構造が幅方向で約２倍大きなものとなる、
（２）ヘッドチップ中央部に貫通孔を形成するため、特殊な半導体プロセスを導入しなければならない、
（３）コストの増大、及び歩留まり低下が起きる
等の問題がある。
【００１５】
また、前述した第２の方法でヘッドを製造する場合には、チップマウントに伴う特性のばらつきの問題は生じない。しかし、ラインヘッドを形成する場合には、多数のヘッドチップを大きなフレームに固定する技術や、ヘッドチップ間のつなぎの精度を確保する必要があること、全てのヘッドチップに均等に液体を供給することの困難性等の問題があり、第２の方法を採用したからといって、ラインヘッド製造の問題が解決されるわけではない。
【００１６】
そこで、本発明が解決しようとする課題は、製造ばらつきに起因するヘッドチップ間の特性ばらつきを少なくするとともに、気泡発生確率を極めて少なくした流路構造を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
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、吐出すべき液体を収容する液室と、前記液室内に配置され、加熱により前記液室内の液体に気泡を発生させる発熱素子と、前記発熱素子による気泡の生成に伴って前記液室内の液体を吐出させるためのノズルとを含む液体吐出部を、基板上の平坦領域に複数配列した液体吐出ヘッドであって、複数の前記発熱素子のうち、一端側から数えてＭ番目（Ｍは、奇数又は偶数のいずれか一方）に位置する前記発熱素子の中心は、前記発熱素子の配列方向に沿った直線Ｌ１上又はその近傍に配置されるとともに、前記一端側から数えてＮ番目（前記Ｍが奇数であるときはＮは偶数、前記Ｍが偶数であるときはＮは奇数）に位置する前記発熱素子の中心は、前記直線Ｌ１と平行な直線であって前記直線Ｌ１と間隔δ（δは、０より大きい実数）を隔てた直線Ｌ２上又はその近傍に配置され、前記液室は、前記発熱素子の３方を囲むように平面形状が略凹状に形成され、複数の前記発熱素子は、前記直線Ｌ１及び前記直線Ｌ２方向において一定のピッチＰで配列され、前記直線Ｌ１上又はその近傍に配置された前記発熱素子を囲む前記液室と、前記直線Ｌ２上又はその近傍に配置された前記発熱素子を囲む前記液室とは、開口部分が対向するように配置され、前記直線Ｌ１上若しくはその近傍に配列されて距離２Ｐだけ離れた前記液室間、又は前記直線Ｌ２上若しくはその近傍に配列されて距離２Ｐだけ離れた前記液室間のうち、少なくとも一方の前記液室間には、前記液室の配列方向において隙間Ｗｘ（Ｗｘは、０より大きい実数）が形成され、前記直線Ｌ１又はその近傍に配置された前記液室と、前記直線Ｌ２又はその近傍に配置された前記液室との間には、前記液室の配列方向に垂直な方向において隙間Ｗｙ（Ｗｙは、０より大きい実数）が形成され、前記隙間Ｗｘ及び前記隙間Ｗｙにより、それぞれ前記隙間Ｗｘ及び前記隙間Ｗｙの幅を有する液体の流路を形成していることを特徴とする。
【００１８】
（作用）
上記発明においては、液体吐出部は、直線Ｌ１及びＬ２の延在方向に配列される。また、直線Ｌ１とＬ２とは、間隔δだけ隔てて配置されるとともに、一端側から数えてＭ番目の発熱素子の中心は、直線Ｌ１上又はその近傍に配置され、一端側から数えてＮ番目に位置する発熱素子の中心は、直線Ｌ２上又はその近傍に配置される。
【００１９】
さらにまた、直線Ｌ１上又はその近傍に配置された液室と、直線Ｌ２上又はその近傍に配置された液室とは、開口部分が対向するように配置される。そして、直線Ｌ１上又はその近傍に配置された液室と、直線Ｌ２上又はその近傍に配置された液室との間に形成された隙間Ｗｙにより、この隙間Ｗｙの幅を有する流路（以下の実施形態では第２共通流路２３ｂ）が形成される。一方、直線Ｌ１上又は直線Ｌ２の少なくとも一方の直線上又はその近傍に位置する液室間に形成された隙間Ｗｘより、この隙間Ｗｘの幅を有する流路（以下の実施形態では第１共通流路２３ａ）が形成される。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、各液室に液体が均等に供給されるようになる。また、吐出速度を均等にすることができ、液体吐出部間の吐出特性のばらつきを小さくすることができる。さらにまた、各液室に液体が供給されやすくすることができるので、気泡障害が生じにくくなるとともに、仮に気泡障害が生じたときでも自己復帰しやすくなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、図面等を参照して、本発明の一実施形態について説明する。
本発明における液体吐出装置は、実施形態ではインクジェットプリンタ（サーマル方式のカラーラインプリンタ。以下単にプリンタという。）であり、液体吐出ヘッドは、実施形態ではラインヘッド１０である。
なお、本明細書では、１つの液室１３ａと、その液室１３ａ内に配置された発熱素子１２（特に本実施形態では後述するように２分割されたもの）と、ノズル１８とを含むものを、液体吐出部と称する。すなわち、液体吐出部が複数配列されたものがラインヘッド１０（液体吐出ヘッド）である。さらにまた、ヘッドチップ１９にノズル１８（ノズルシート１７）が設けられたものが液体吐出ヘッドである。
【００２２】
図１は、本実施形態のラインヘッド１０を示す外観斜視図である。ラインヘッド１０は、Ａ４サイズの記録媒体の幅分だけヘッドチップ１９をライン状に並べたヘッドチップ１９列を、列状に４段並べ、各列ごとに、Ｙ（黄色）、Ｍ（マゼンタ色）、Ｃ（青緑色）、及びＫ（黒）の４色カラーヘッドとしたものである。
【００２３】
また、ラインヘッド１０は、ヘッドチップ１９を千鳥状に複数個並設し、これらのヘッドチップ１９の下部を、１枚のノズルシート１７（ノズル層）に貼り合わせて形成される。ここで、ノズルシート１７に形成された各ノズル１８と、ヘッドチップ１９に形成された各発熱素子１２とが対応するように配置されている。
【００２４】
ヘッドフレーム１６は、ノズルシート１７を支持する支持部材であり、ノズルシート１７に対応するサイズとなっている。また、各収容空間１６ａの長さは、Ａ４サイズの横幅（約２１ｃｍ）に合わせている。
４つのヘッドチップ１９列は、１列ごとに、ヘッドフレーム１６の収容空間１６ａの内部に配置されるようになっている。そして、ヘッドチップ１９の背面であって、ヘッドフレーム１６の収容空間１６ａには、１列ごとに、色の異なる液体（インク）を収容したインクタンクが取り付けられることで、各収容空間１６ａすなわち各ヘッドチップ１９列にそれぞれ異なる色の液体が供給される。
【００２５】
図２は、１つのヘッドチップ１９列を示す平面図である。なお、図２では、ヘッドチップ１９とノズル１８とを重ね合わせて図示している。
各ヘッドチップ１９は、千鳥状に、すなわち隣接するヘッドチップ１９が１８０度向きが異なるように配置されている。そして、図２に示すように、「Ｎ−１」番目、「Ｎ＋１」番目に配置されたヘッドチップ１９と、「Ｎ」番目及び「Ｎ＋２」番目に配置されたヘッドチップ１９間には、全てのヘッドチップ１９に液体を供給するための共通流路２３が形成されている。
また、図２に示すように、各ノズル１８の相互の間隔は、千鳥状に隣接する部分を含め、全て等間隔となっている。
【００２６】
以上のラインヘッド１０は、プリンタ本体内では固定され、固定されたラインヘッド１０に対して、記録媒体の表面（液体の着弾面）がラインヘッド１０の液体の吐出面（ノズルシート１７の表面）と所定の間隙を維持しつつ、記録媒体がラインヘッド１０に対して相対移動される。この相対移動時に、ヘッドチップ１９の各ノズル１８から液体が吐出されることにより、記録媒体上にドットが配列されることで、文字や画像等がカラー印画される。
【００２７】
次に、本実施形態のヘッドチップ１９についてより詳細に説明する。ヘッドチップ１９は、従来のヘッドチップ１ａと比較して、半導体基板１１上に複数の発熱素子１２が配列されている点は同じである。ただし、発熱素子１２の配列の仕方、及び液室１３ａの形状等が異なる。
【００２８】
図３は、本実施形態のヘッドチップ１９の形状を示す平面図である。
従来技術と同様に、半導体基板１１上には、複数の発熱素子１２が配列されている。ここで、一部の発熱素子１２（図３中、ｎ、ｎ＋２、ｎ＋４、ｎ＋６、・・）の中心は、（仮想）直線Ｌ１上に位置するように配置されている。これに対し、他の発熱素子１２（図３中、ｎ＋１、ｎ＋３、ｎ＋５、・・）の中心は、（仮想）直線Ｌ２上に位置するように配置されている。
【００２９】
また、直線Ｌ１とＬ２とは、互いに平行であり、かつ間隔δ（δは、０より大きい実数）を隔てた直線である。さらにまた、図３では図示していないが、直線Ｌ１及び直線Ｌ２は、ヘッドチップ１９（半導体基板１１）の長手方向の外縁（図３中、下側）近傍において、この外縁に平行に設けられている。
【００３０】
さらに、図２に示すように、上記外縁の外側には、ヘッドチップ１９（半導体基板１１）の上記外縁に延在するように、各液室１３ａに液体を供給する共通流路２３が設けられる。なお、この共通流路２３は、従来技術の図１３で示す共通流路２３と同様に、発熱素子１２が形成された面に隣接する半導体基板１１の側面と、例えばダミーチップＤを用いて形成される。
したがって、直線Ｌ１及び直線Ｌ２は、共通流路２３（半導体基板１１の上記外縁）に対して平行であってその共通流路２３の一方側に位置するように配置される。
【００３１】
また、複数の発熱素子１２のうち、一端側から数えてＭ番目（Ｍは、奇数又は偶数のいずれか一方）に位置する発熱素子１２の中心は、発熱素子１２の配列方向に沿った直線Ｌ１上に配置されている。さらにまた、一端側から数えてＮ番目（Ｍが奇数であるときはＮは偶数、Ｍが偶数であるときはＮは奇数）に位置する発熱素子１２の中心は、直線Ｌ２上に配置されている。すなわち、発熱素子１２は、直線Ｌ１上及び直線Ｌ２上に、交互に、いわゆる千鳥状に配置されている。
【００３２】
さらに、直線Ｌ１上の発熱素子１２、及び直線Ｌ２上の発熱素子１２は、ともに、距離２Ｐ（２×Ｐ）の間隔で配置されている。また、直線Ｌ１上に配置された発熱素子１２と、その発熱素子１２に最も近い位置にある直線Ｌ２上に配置された発熱素子１２とは、発熱素子１２の配列方向においてピッチＰだけずれて配置されている。
【００３３】
これにより、各発熱素子１２は、直線Ｌ１及び直線Ｌ２方向において、一定のピッチＰで配列されている。このピッチＰは、ラインヘッド１０の解像度（ＤＰＩ）によって定まり、例えば６００ＤＰＩのときは、約４２．３（μｍ）となる。
【００３４】
液室１３ａは、半導体基板１１上に設けられ、半導体基板１１とノズルシート１７との間に配置されるバリア層１３の一部によって形成されている。図３の例では、図３中、直線Ｌ１上に位置する発熱素子１２の液室１３ａは、発熱素子１２の３方を囲むように平面形状が略凹状に形成されている。この液室１３ａは、バリア層１３と一体であり、バリア層１３の一部を略凹状に切り欠くことにより形成されている。これにより、直線Ｌ１上に位置する発熱素子１２の液室１３ａは、直線Ｌ２側に開口部分が向くように設けられる。
【００３５】
これに対し、直線Ｌ２上に位置する発熱素子１２の液室１３ａは、発熱素子１２の３方を囲むように平面形状が略凹状に形成されているとともに、各液室１３ａが他の液室１３ａから分離独立した形状を有する。また、これらの液室１３ａの開口部分は、直線Ｌ１側を向くように設けられる。
したがって、直線Ｌ１上の発熱素子１２を囲む液室１３ａと、直線Ｌ２上の発熱素子１２を囲む液室１３ａとは、開口部分が向き合うように配置される。
【００３６】
なお、発熱素子１２を囲む液室１３ａのそれぞれの箇所の長さは、相対する発熱素子１２の１辺よりも長ければ良く、特に制限されるものではない。本実施形態では、発熱素子１２の周囲にそれぞれ数μｍ程度の隙間を介して発熱素子１２を囲むように液室１３ａが設けられている。
【００３７】
さらにまた、直線Ｌ２上に配置されて距離２Ｐだけ離れた液室１３ａ間（直線Ｌ２上において隣り合う液室１３ａ間）には、液室１３ａの配列方向（直線Ｌ２の方向）において隙間Ｗｘ（Ｗｘは、０より大きい実数）が形成されている。すなわち、各液室１３ａの両側に液室１３ａの配列方向において隙間Ｗｘが形成されている。
【００３８】
この隙間Ｗｘは、各液室１３ａに液体（インク）を供給するための共通流路２３の一部であって共通流路２３に連通する第１共通流路２３ａ（幅Ｗｘを有する流路であって、直線Ｌ１及びＬ２に垂直な方向に液体が流れる流路）を形成するものである。
なお、直線Ｌ１上の液室１３ａは、バリア層１３ａと一体で（バリア層１３と地続きで）形成されているので、直線Ｌ１上の隣り合う液室１３ａ間には隙間Ｗｘは形成されていない。
【００３９】
さらに、直線Ｌ１上に配置された液室１３ａの直線Ｌ２側端と、直線Ｌ２上に配置された液室１３ａの直線Ｌ１側端との間には、液室１３ａの配列方向に垂直な方向において隙間Ｗｙ（Ｗｙは、０より大きい実数）が形成されている。この隙間Ｗｙは、上記隙間Ｗｘと同様に、各液室１３ａに液体（インク）を供給するための共通流路２３の一部であって共通流路２３と連通する第２共通流路２３ｂ（隙間Ｗｙを有する流路であって、直線Ｌ１及びＬ２の方向に液体が流れる流路）を形成するものである。
【００４０】
図４は、ヘッドチップ１９の他の実施形態を示す平面図であり、図３の変形例を示すものである。図３の例では、全ての発熱素子１２の中心は、直線Ｌ１又は直線Ｌ２上に正確に位置するように配置した。これに対し、図４では、一部の発熱素子１２は、直線Ｌ１及び直線Ｌ２から適当な隔たりをもって配置された例を示すものである。図４において、発熱素子１２のうち、ｎ、ｎ＋４、ｎ＋６は、それぞれ発熱素子１２の中心が直線Ｌ１上に位置している。
【００４１】
これに対し、発熱素子１２のうち、ｎ＋２は、発熱素子１２の中心が直線Ｌ１上からわずかにずれている。このずれ量は、例えば±δ／５以下である。直線Ｌ２側も同様に、発熱素子１２のうち、ｎ＋１、ｎ＋５は、それぞれ発熱素子１２の中心が直線Ｌ２上に位置しているが、ｎ＋３は、発熱素子１２の中心が直線Ｌ２上からわずかにずれている。このずれ量も上記と同様である。
【００４２】
このように、発熱素子１２の中心は、必ずしも直線Ｌ１又はＬ２上に正確に配置されている必要はなく、多少のずれは許容される。発熱素子１２が、交互に直線Ｌ１上又はその近傍と、直線Ｌ２上又はその近傍に順次配置され、千鳥配列とみなされる程度のものであれば良い。
【００４３】
図５は、ヘッドチップ１９のさらに他の実施形態を示す平面図であり、図３の変形例を示すものである。図３の例では、直線Ｌ１上に位置する発熱素子１２を囲む液室１３ａは、バリア層１３と一体に形成した。これに対し、図５では、直線Ｌ１上に位置する発熱素子１２を囲む液室１３ａについても、直線Ｌ２上に位置する発熱素子１２を囲む液室１３ａと同様に、各液室１３ａが他の液室１３ａから分離独立した形状とした。
【００４４】
これにより、平面形状が略凹状に形成された液室１３ａの開口部分同士が向き合うようになる。このように形成すれば、図３及び図４の構造以上に、液体の吐出時の衝撃波に対する反射条件等を、できる限り全ての液体吐出部で同一にすることができる。また、ノズルシート１７の張力分布を均等にすることができる。
【００４５】
以上のような本実施形態の流路構造では、以下のような特徴を有する。
（１）先ず、強度の面においては、以下の特徴を有する。
直線Ｌ１上と直線Ｌ２上とに交互に液体吐出部が千鳥状に配列されているので、直線Ｌ１上又は直線Ｌ２上のいずれか一方を見れば、１／２の解像度のヘッドとなる。すなわち、解像度の低いヘッドの方が機械的強度が高いので、本実施形態のような配列にすることによって、機械的強度を高めることができる。
【００４６】
また、千鳥配列の液体吐出部において、一方側（直線Ｌ１側）及び他方側（直線Ｌ２側）のいずれも、平面形状が略凹状の液室１３ａの形状を有するので、方向によらずに同一の強度を確保することができる。さらにまた、各液室１３ａの開口部分を互いに内側に向けることで、ヘッドチップ１９の端部（液体吐出部が配列された部分）が圧力（面圧）を受けても、強度の強い外側部分が圧力を受け、強度の弱い中側部分が保護される構造となる。すなわち、液室１３ａの開口部分の開口端は強度的には最も弱くなるが、その弱い部分は、内側同士で対向するよう保護される構造となっている。これにより、ノズルシート１７との接着時や、ノズルシート１７の接着後の外圧に対しても強いものとなる。
【００４７】
さらにまた、直線Ｌ１上と直線Ｌ２上とで、ピッチＰだけずらして液室１３ａが配置されることから、各液室１３ａの開口部分の付近の両側には、隙間Ｗｙを隔てて相対する液室１３ａの壁が存在することなる。これにより、上記と同様に、圧力（面圧）を受けても変形しにくい構造にすることができる。
【００４８】
さらに、従来技術（図１２）に示すヘッドチップ１ａのように、個別流路３ｄの部分が長く、略櫛歯状に形成されたものでは、受けた力に対する歪みが大きくなるという欠点がある。これに対し、本実施形態の液室１３ａは、平面形状を略凹状とし、液室１３ａの配列方向にも梁が入った形状であるので、強度を強くすることができ、大きな力を受けても歪みを小さくすることができる。
【００４９】
また、例えば６００ＤＰＩの解像度では、発熱素子１２は、約４２．３μｍのピッチで配列され、図１２に示すように、発熱素子１２間のバリア層３の幅は、約１５〜１７μｍ程度しか確保することができない。これに対し、本実施形態のように配列すれば、各液室１３ａの（壁の）厚みは、約６０μｍ程度とることができ、十分な強度を確保することができる。これにより、横ずれ（発熱素子１２の配列方向の力に対する液室１３ａの歪み）に対しても十分な強度を確保することができる。
【００５０】
（２）また、図１２では図示しないが、従来例のヘッドチップには、半導体基板の中央部に貫通孔を形成したものが多数存在する。これに対し、本実施形態では、発熱素子１２を千鳥配列するものの、千鳥配列間（直線Ｌ１と直線Ｌ２との間）には、半導体基板１１を貫通した流路（貫通孔）が形成されていない。すなわち、第１共通流路２３ａ及び第２共通流路２３ｂは、バリア層１３及び液室１３ａが形成されていない半導体基板１１上の平坦領域により形成されたものであり、半導体基板１１を貫通させて形成した流路ではない。なお、千鳥配列間には、貫通孔でなければ、例えば溝状に（断面が略凹状に）形成した共通流路を設けても良い。また、千鳥配列間でなければ、例えば千鳥配列のいずれか一方の外側に、貫通孔による共通流路を設けても良い。
【００５１】
以上のように千鳥配列間に貫通した流路を形成しないことで、ヘッドチップ１９のサイズを小さく設計することができる。これにより、低コストを実現することができる（ヘッドチップ１９の面積が即コストに直結するため）。そして、ヘッドチップ１９では、液体供給のためのスペースが必要になるので、ヘッドチップ１９を小さくできればその要求に応えることができる。
【００５２】
さらにまた、従来例のように、半導体基板に貫通孔を形成した場合には、その貫通孔の両側に駆動回路列を別々に設ける必要があり、回路量の増大ひいてはヘッドチップの面積も２倍程度になってしまう。さらに面積の広い接続パッドも別々に必要になり、さらなる面積増大となってしまう。これに対し、本実施形態のように形成すれば、直線Ｌ１上に配列された発熱素子１２、及び直線Ｌ２上に配列された発熱素子１２の双方で、１つの電子回路として設計することができる（電子回路については後述する）。また、ヘッドチップ１９を小さくできるので液体供給系の設計にも余裕ができ、ラインヘッド１０全体の小型化を図ることができる。
【００５３】
（３）さらに、本実施形態のように、直線Ｌ１上と直線Ｌ２上とに互いに発熱素子１２を千鳥配列することで、発熱素子１２間の距離をとることができる。すなわち、例えば直線Ｌ１上に着目すると、発熱素子１２は、距離２Ｐのピッチで配列されるので、本来の解像度の２倍の距離で配列することができる。これにより、機械的精度に余裕ができるので、例えば１２００ＤＰＩの解像度が要求されても、その解像度のヘッドチップ１９を製造することができる。
【００５４】
（４）また、液体供給の流れの観点からは、以下の特徴を有する。
図６は、各種のヘッドチップにおける液体供給の概略を示す模式図である。図中、実線の正方形は液室を示し、点線の円はノズルを示す。
図６において、（ａ）は、従来技術（例えば図１２）での液体の流れであり、（ｂ）は、本件出願人により既に提案されている特願２００３−３８３２３２での液体の流れである。また、（ｃ）は、上述したように、千鳥配列した各発熱素子の中央を仕切るように貫通孔を形成した場合の液体の流れである。さらにまた、（ｄ）は、本実施形態での液体の流れである。
【００５５】
図６中、（ａ）〜（ｃ）の場合は、各液室には個別流路を経て液体が供給されるので、個別流路に障害が生じると、その液室には液体を供給できなくなるという問題がある。
これに対し、（ｄ）の場合は、液室１３ａを回り込むようにして複数の方向からその液室１３ａに液体が供給される。さらに、液室１３ａ自身は、液室１３ａ内の圧力を保つフィルターのような役割を果たすことになり、液室１３ａの開口部分に入る液体も、その対向側にある液室１３ａの開口部分に入る液体も、ともに、幅Ｗｘを有する第１共通流路２３ａを通過した後に入ることとなるので、直線Ｌ１又は直線Ｌ２のいずれの側にある液室１３ａの開口部分も、ほぼ同一の圧力の液体供給を受けることになる。
【００５６】
（５）さらにまた、本実施形態の流路構造では、液体を吐出・補充（リフィル）する特性を揃えることができる。なお、これらの特性が揃っていないと、一定条件で吐出動作をさせたときに、吐出される液滴量がばらついて吐出ムラが生じたり、動作速度の差で気泡発生（気泡が発生すると著しく吐出量が減る）に至ったりする場合がある。
【００５７】
そして、これらのばらつきを少なくするためには、流路構造を対称形状としたり、回転によって同一形状が得られる構造にすることが必要である。このことから、図６（ｂ）のような構造では、共通流路から各液室までの長さが異なるので、特性ばらつきの要素を抱える。これに対して本実施形態では、どの液室１３ａに対してもほぼ同様の条件で液体供給を行うことができる。したがって、各液体吐出部の吐出・補充特性を揃えることができる。
【００５８】
（６）さらに、半導体基板上に設けられた発熱素子や液室に対し、別途用意されたノズルシートを貼り合わせる場合において、ヘッドチップ（厚み約６００〜６５０μｍ）に対してノズルシートの厚み（約１０〜３０μｍ）が薄く、常温では、ノズルシートに張力が与えられる。
【００５９】
このような環境下で、熱応力が生じたり、外部から力が加わることによって、ノズルシートに張力変化が生じ、歪みが生じる場合がある。しかし、本実施形態では、張力が生じても、張力変化に最も敏感なノズル１８は、液室１３ａの略凹状部分によって囲まれる構造であるので、張力による歪みが生じにくくなり、広い温度範囲に渡って高い安定性を保つことができる。
【００６０】
（７）また、液体の粘性や表面張力が低い場合に、吐出時の衝撃波の伝搬やその後のリフィル動作時に近隣の液面振動や液圧変化が生じ、メニスカスが安定するまで時間がかかることとなる。これを生じにくくするための方法の１つは、各液室と共通流路を繋ぐ個別流路の長さを長くし、この間の流路抵抗で衝撃波の減衰やリフィル時に生じやすい振動を減衰させることである。しかし、個別流路を長くすると、気泡障害が起きたときに吐出不良となり、そのままの状態で吐出動作が繰り返されると、発熱素子を焼損する等のおそれがある。
そこで、個別流路の長さを短くし、個別流路の前にゴミ・ホコリの除去を目的とした柱（フィルター）を持たせ、フィルター効果による減衰を振動や干渉緩和に利用するのが通例である。
【００６１】
一方、本実施形態では、共通流路２３に面している分離独立した液室１３ａそのものがフィルターの役目を果たす。ここで、従来通りのフィルターをさらに設ければ、２重のフィルター効果を持たせることができる（図１０のフィルター３０参照）。なお、液室１３ａのフィルター特性は、隙間Ｗｘと、液室１３ａの長さＬ（図３等参照）を適当に選択することで、干渉や振動に対して最適化することができる。
【００６２】
特に、図５のように液室１３ａを対称形状に形成した場合には、液室１３ａの入口からの衝撃波を吸収する直進の流路（幅Ｗｘを有する流路）を設けることにより衝撃波の影響を緩和することができる。
【００６３】
（８）さらにまた、共通流路から個別流路に至るまでの流路長と、その間の流路抵抗は、吐出圧力（吐出速度）に影響を与えるが、本実施形態では、液室１３ａの両脇を通った液体は、直線Ｌ１上の液室１３ａ及び直線Ｌ２上の液室１３ａの中間に位置する第２共通流路２３ｂで合流してから各液室１３ａにほぼ等距離（同じ流路抵抗）で分配される。したがって、吐出動作が連続して行われる場合でも、対向し合うそれぞれの液体吐出部からの吐出圧力（すなわち吐出速度）をほぼ同一に保つことができる。
【００６４】
以上により、本実施形態の流路構造は、以下の効果を有する。
（１）先ず、気泡障害が生じにくくなるとともに、気泡障害から自己復帰ができるようになる。また、液室１３ａの開口部分には、３方から液体が供給されるので、常に呼び水効果が期待できる構造にすることができる。
（２）液滴の吐出速度を一定にする（吐出特性を均一にする）ことができる。
【００６５】
（３）同一直線（直線Ｌ１又は直線Ｌ２）上に位置する液体吐出部間の距離を大きくとることができるので、液室１３ａの壁厚を厚くすることができる。その結果、ラインヘッド１０に作用する熱膨張や機械的歪みによる特性変化を少なくすることができる。
（４）液体吐出部間の吐出衝撃による相互干渉を少なくすることができる（フィルター効果を均一かつ大きくすることができる）。
【００６６】
（５）液室１３ａの周囲が液体で囲まれ、バリア層１３よりも熱伝導率の良い液体に発熱を頼る部分が増えるため、放熱特性を高めることができる。
（６）ノズルシート１７の張力分布が一定になるので、ノズル１８間の特性ばらつきを少なくすることができる。
【００６７】
（７）液室１３ａには３方向から液体を供給することができるので、ゴミやホコリ障害に強くなる。
（８）同一のＤＰＩ数及びノズル数の場合には、ヘッドチップ１９の中央部に貫通孔を形成する構造よりもヘッドチップ１９の面積を小さくすることができる。
【００６８】
続いて、本実施形態における吐出方向偏向手段について説明する。
図３等に示すように、本実施形態では、１つの液室１３ａ内に、２分割された発熱素子１２が並設されている。また、２分割された発熱素子１２の並び方向は、ノズル１８の並び方向である。なお、図３等ではノズル１８の位置を図示していないが、１つの液室１３ａ内の２分割された発熱素子１２を１つの発熱素子１２として見たときのその発熱素子１２の中心軸線とノズル１８の中心軸線とが一致するように、各発熱素子１２上にノズル１８が配置されている。
【００６９】
このように、１つの発熱素子１２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、発熱素子１２の抵抗値は、２倍の値になる。この２つに分割された発熱素子１２を直列に接続すれば、２倍の抵抗値を有する発熱素子１２が直列に接続されることとなり、抵抗値は４倍となる（なお、この値は、並設されている各発熱素子１２間の距離を考慮しない場合の計算値である）。
【００７０】
ここで、液室１３ａ内の液体を沸騰させるためには、発熱素子１２に一定の電力を加えて発熱素子１２を加熱する必要がある。この沸騰時のエネルギーにより、液体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、発熱素子１２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。
【００７１】
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、発熱素子１２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、発熱素子１２として選定される材料や強度（耐久性）の観点から、発熱素子１２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、発熱素子１２の抵抗値を高くしている。
【００７２】
また、１つの液室１３ａ内に２分割された発熱素子１２を備えた場合には、各々の発熱素子１２が液体を沸騰させる温度に到達するまでの時間（気泡発生時間）を同時にするのが通常である。２つの発熱素子１２の気泡発生時間に時間差が生じると、液体の吐出角度は垂直でなくなるからである。
【００７３】
図７は、液体の吐出方向を説明する図である。図７において、液体ｉの吐出面（記録媒体Ｒの面）に対して垂直に液体ｉが吐出されると、図７中、点線で示す矢印のように真っ直ぐに液体ｉが吐出される。これに対し、液体ｉの吐出角度が垂直方向からθだけずれると（図７中、Ｚ１又はＺ２方向）、液体ｉの着弾位置は、
ΔＬ＝Ｈ×ｔａｎθ
だけずれることとなる。
【００７４】
ここで、距離Ｈは、ノズル１８の先端と記録媒体Ｒの表面との間の距離、すなわち液体吐出部の液体吐出面と液体着弾面との間の距離を指す（以下同じ）。この距離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。
【００７５】
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、液体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、記録媒体Ｒの面に垂直に液体ｉが吐出されたときは、距離Ｈが多少変動しても、液体ｉの着弾位置は変化しない。これに対し、上述のように液体ｉを偏向吐出させた場合には、液体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。
【００７６】
図８（ａ）、（ｂ）は、２分割した発熱素子１２の液体の気泡発生時間差と、液体の吐出角度との関係を示すグラフであり、コンピュータによるシミュレーション結果を示すものである。このグラフにおいて、Ｘ方向は、ノズル１８の並び方向（発熱素子１２の並設方向）であり、Ｙ方向は、Ｘ方向に垂直な方向（記録媒体の搬送方向）である。また、図８（ｃ）は、２分割した発熱素子１２の液体の気泡発生時間差として、２分割した発熱素子１２間の電流量の差の１／２を偏向電流として横軸にとり、液体の着弾位置でのずれ量（液体の吐出面から記録媒体の着弾位置までの間の距離を約２ｍｍとして実測）を縦軸にとった場合の実測値データである。図８（ｃ）では、発熱素子１２の主電流を８０ｍＡとして、片方の発熱素子１２に前記偏向電流を重畳し、液体の偏向吐出を行った。
【００７７】
ノズル１８の並び方向に２分割した発熱素子１２の気泡発生に時間差を有する場合には、図８に示すように、液体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液体の吐出角度θｘ（垂直からのずれ量であって、図７のθに相当するもの）は、気泡発生時間差とともに大きくなる。
【００７８】
そこで、本実施形態では、この特性を利用し、２分割した発熱素子１２を設け、１つの（一方の）発熱素子１２と、他の１つの（他方の）発熱素子１２とに供給される電流量に差異を設け、その差異によって２つの発熱素子１２上の気泡発生時間に時間差が生じるように制御することで、ノズル１８から吐出される液体の吐出方向を液体吐出部（ノズル１８）の配列方向において複数の方向に偏向させるように制御する（吐出方向偏向手段）。
【００７９】
さらに、例えば２分割した発熱素子１２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つの発熱素子１２に気泡発生時間差が生じるので、液体の吐出角度が垂直でなくなり、液体の着弾位置が本来の位置からずれる。しかし、２分割した発熱素子１２に流す電流量を変えることにより、各発熱素子１２上の気泡発生時間を制御し、２つの発熱素子１２の気泡発生時間を同時にすれば、液体の吐出角度を垂直にすることも可能となる。
【００８０】
例えばラインヘッド１０において、特定の１又は２以上のヘッドチップ１９全体の液体の吐出方向を、本来の吐出方向に対して偏向させることにより、製造誤差等によって液体が記録媒体の着弾面に垂直に吐出されないヘッドチップ１９の吐出方向を矯正し、垂直に液体が吐出されるようにすることができる。
【００８１】
また、１つのヘッドチップ１９内における１又は２以上の特定の液体吐出部からの液体の吐出方向だけを偏向させることが挙げられる。例えば、１つのヘッドチップ１９において、特定の液体吐出部からの液体の吐出方向が、他の液体吐出部からの液体の吐出方向に対して平行でない場合には、その特定の液体吐出部からの液体の吐出方向だけを偏向させて、他の液体吐出部からの液体の吐出方向に対して平行になるように調整することができる。
【００８２】
さらに、以下のように液体の吐出方向を偏向させることができる。
例えば、液体吐出部「Ｎ」とこれに隣接する液体吐出部「Ｎ＋１」とから液体を吐出する場合において、液体吐出部「Ｎ」及び液体吐出部「Ｎ＋１」からそれぞれ液体が偏向なく吐出されたときの着弾位置を、それぞれ着弾位置「ｎ」及び着弾位置「ｎ＋１」とする。この場合には、液体吐出部「Ｎ」から液体を偏向なく吐出して着弾位置「ｎ」に着弾させることができるとともに、液体の吐出方向を偏向させて着弾位置「ｎ＋１」に液体を着弾させることもできる。
【００８３】
同様に、液体吐出部「Ｎ＋１」から液体を偏向なく吐出して着弾位置「ｎ＋１」に着弾させることができるとともに、液体の吐出方向を偏向させて着弾位置「ｎ」に液体を着弾させることもできる。
【００８４】
このようにすることにより、例えば液体吐出部「Ｎ＋１」に目詰まり等が生じて液体を吐出することができなくなった場合には、本来であれば、着弾位置「ｎ＋１」には液体を着弾させることができず、ドット欠けが生じ、そのヘッドチップ１９は不良とされてしまう。
しかし、このような場合には、液体吐出部「Ｎ＋１」の一方の側に隣接する液体吐出部「Ｎ」、又は他方の側で液体吐出部「Ｎ＋１」に隣接する液体吐出部「Ｎ＋２」により液体を偏向させて吐出し、液体を着弾位置「ｎ＋１」に着弾させることが可能となる。
【００８５】
次に、吐出方向偏向手段の具体的構成に説明する。本実施形態における吐出方向偏向手段は、カレントミラー回路（以下、ＣＭ回路という）を含むものである。
【００８６】
図９は、本実施形態の吐出方向偏向手段を具体化した回路図である。先ず、この回路に用いられる要素及び接続状態を説明する。
図９において、抵抗Ｒｈ−Ａ及びＲｈ−Ｂは、上述した、２分割された発熱素子１２の抵抗であり、両者は直列に接続されている。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。
【００８７】
図９に示す回路では、トランジスタとしてＭ１〜Ｍ２１を備えており、トランジスタＭ４、Ｍ６、Ｍ９、Ｍ１１、Ｍ１４、Ｍ１６、Ｍ１９及びＭ２１はＰＭＯＳトランジスタであり、その他はＮＭＯＳトランジスタである。図９の回路では、例えばトランジスタＭ２、Ｍ３、Ｍ４、Ｍ５及びＭ６により一組のＣＭ回路を構成しており、合計４組のＣＭ回路を備えている。
【００８８】
この回路では、トランジスタＭ６のゲートとドレイン及びＭ４のゲートが接続されている。また、トランジスタＭ４とＭ３、及びトランジスタＭ６とＭ５のドレイン同士が接続されている。他のＣＭ回路についても同様である。
さらにまた、ＣＭ回路の一部を構成するトランジスタＭ４、Ｍ９、Ｍ１４及びＭ１９、並びにトランジスタＭ３、Ｍ８、Ｍ１３及びＭ１８のドレインは、抵抗Ｒｈ−ＡとＲｈ−Ｂとの中点に接続されている。
【００８９】
また、トランジスタＭ２、Ｍ７、Ｍ１２及びＭ１７は、それぞれ、各ＣＭ回路の定電流源となるものであり、そのドレインがそれぞれトランジスタＭ３、Ｍ８、Ｍ１３及びＭ１８のソースに接続されている。
さらにまた、トランジスタＭ１は、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Ａが１（ＯＮ）になったときに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。
【００９０】
また、ＡＮＤゲートＸ１〜Ｘ９の出力端子は、それぞれトランジスタＭ１、Ｍ３、Ｍ５、・・のゲートに接続されている。なお、ＡＮＤゲートＸ１〜Ｘ７は、２入力タイプのものであるが、ＡＮＤゲートＸ８及びＸ９は、３入力タイプのものである。ＡＮＤゲートＸ１〜Ｘ９の入力端子の少なくとも１つは、吐出実行入力スイッチＡと接続されている。
【００９１】
さらにまた、ＸＮＯＲゲートＸ１０、Ｘ１２、Ｘ１４及びＸ１６のうち、１つの入力端子は、偏向方向切替えスイッチＣと接続されており、他の１つの入力端子は、偏向制御スイッチＪ１〜Ｊ３、又は吐出角補正スイッチＳと接続されている。
偏向方向切替えスイッチＣは、液体の吐出方向を、ノズル１８の並び方向において、どちら側に偏向させるかを切り替えるためのスイッチである。偏向方向切替えスイッチＣが１（ＯＮ）になると、ＸＮＯＲゲートＸ１０の一方の入力が１になる。
また、偏向制御スイッチＪ１〜Ｊ３は、それぞれ、液体の吐出方向を偏向させるときの偏向量を決定するためのスイッチであり、例えば入力端子Ｊ３が１（ＯＮ）になると、ＸＮＯＲゲートＸ１０の入力の１つが１になる。
【００９２】
さらに、ＸＮＯＲゲートＸ１０〜Ｘ１６の各出力端子は、ＡＮＤゲートＸ２、Ｘ４、・・の１つの入力端子に接続されるとともに、ＮＯＴゲートＸ１１、Ｘ１３、・・を介してＡＮＤゲートＸ３、Ｘ５、・・の１つの入力端子に接続されている。また、ＡＮＤゲートＸ８及びＸ９の入力端子の１つは、吐出角補正スイッチＫと接続されている。
【００９３】
さらにまた、偏向振幅制御端子Ｂは、偏向１ステップの振幅を決定するための端子であって、各ＣＭ回路の定電流源となるトランジスタＭ２、Ｍ７、・・の電流値を決める端子であり、トランジスタＭ２、Ｍ７、・・のゲートにそれぞれ接続されている。偏向振幅を０にするにはこの端子を０Ｖにすれば、電流源の電流が０となり、偏向電流が流れず、振幅を０にすることができる。この電圧を徐々に上げていくと、電流値は次第に増大し、偏向電流を多く流すことができ、偏向振幅も大きくできる。すなわち、適正な偏向振幅を、この端子に印加する電圧で制御できるものである。
【００９４】
また、抵抗Ｒｈ−Ｂに接続されたトランジスタＭ１のソース、及び各ＣＭ回路の定電流源となるトランジスタＭ２、Ｍ７、・・のソースは、グラウンド（ＧＮＤ）に接地されている。
【００９５】
以上の構成において、各トランジスタＭ１〜Ｍ２１にかっこ書で付した「×Ｎ（Ｎ＝１、２、４、又は５０）」の数字は、素子の並列状態を示し、例えば「×１」（Ｍ１２〜Ｍ２１）は、標準の素子を有することを示し、「×２」（Ｍ７〜Ｍ１１）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。
【００９６】
これにより、トランジスタＭ２、Ｍ７、Ｍ１２、及びＭ１７は、それぞれ「×４」、「×２」、「×１」、「×１」であるので、これらのトランジスタのゲートとグラウンド間に適当な電圧を与えると、それぞれのドレイン電流は、４：２：１：１の比率になる。
【００９７】
次に、本回路の動作について説明するが、最初に、トランジスタＭ３、Ｍ４、Ｍ５及びＭ６からなるＣＭ回路のみに着目して説明する。
吐出実行入力スイッチＡは、液体を吐出するときだけ１（ＯＮ）になる。
例えば、Ａ＝１、Ｂ＝２．５Ｖ印加、Ｃ＝１及びＪ３＝１であるとき、ＸＮＯＲゲートＸ１０の出力は１になるので、この出力１と、Ａ＝１がＡＮＤゲートＸ２に入力され、ＡＮＤゲートＸ２の出力は１になる。よって、トランジスタＭ３はＯＮになる。
また、ＸＮＯＲゲートＸ１０の出力が１であるときには、ＮＯＴゲートＸ１１の出力は０であるので、この出力０と、Ａ＝１がＡＮＤゲートＸ３の入力となるので、ＡＮＤゲートＸ３の出力は０になり、トランジスタＭ５はＯＦＦとなる。
【００９８】
よって、トランジスタＭ４とＭ３のドレイン同士、及びトランジスタＭ６とＭ５のドレイン同士が接続されているので、上述のようにトランジスタＭ３がＯＮ、かつＭ５がＯＦＦであるときには、トランジスタＭ４からＭ３に電流が流れるが、トランジスタＭ６からＭ５には電流は流れない。さらに、ＣＭ回路の特性により、トランジスタＭ６に電流が流れないときには、トランジスタＭ４にも電流は流れない。また、トランジスタＭ２のゲートに２．５Ｖ印加されているので、それに応じた電流が、上述の場合には、トランジスタＭ３、Ｍ４、Ｍ５、及びＭ６のうち、トランジスタＭ３からＭ２にのみ流れる。
【００９９】
この状態において、Ｍ５のゲートがＯＦＦしているのでＭ６には電流が流れず、そのミラーとなるＭ４も電流は流れない。抵抗Ｒｈ−ＡとＲｈ−Ｂには、本来同じ電流Ｉｈ が流れるが、Ｍ３のゲートがＯＮしている状態では、Ｍ２で決定した電流値をＭ３を通して、抵抗Ｒｈ−ＡとＲｈ−Ｂの中点から引き出すため、Ｒｈ−Ａ側を流れる電流のみ、Ｍ２で決定した電流値が加算されるかたちとなる。
よってＩＲｈ−Ａ＞ＩＲｈ−Ｂとなる。
【０１００】
以上はＣ＝１の場合であるが、次にＣ＝０である場合、すなわち偏向方向切替えスイッチＣの入力のみを異ならせた場合（その他のスイッチＡ、Ｂ、Ｊ３は、上記と同様に１とする）は、以下のようになる。
Ｃ＝０、かつＪ３＝１であるときには、ＸＮＯＲゲートＸ１０の出力は０となる。これにより、ＡＮＤゲートＸ２の入力は、（０、１（Ａ＝１））となるので、その出力は０になる。よって、トランジスタＭ３はＯＦＦとなる。
また、ＸＮＯＲゲートＸ１０の出力が０となれば、ＮＯＴゲートＸ１１の出力は１になるので、ＡＮＤゲートＸ３の入力は、（１、１（Ａ＝１））となり、トランジスタＭ５はＯＮになる。
【０１０１】
トランジスタＭ５がＯＮであるとき、トランジスタＭ６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Ｍ４にも電流が流れる。
よって、電源Ｖｈにより、抵抗Ｒｈ−Ａ、トランジスタＭ４、及びトランジスタＭ６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Ｍ３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Ｍ３側には分岐しない）。また、トランジスタＭ４を流れた電流は、トランジスタＭ３がＯＦＦであるので、全て抵抗Ｒｈ−Ｂ側に流入する。さらにまた、トランジスタＭ６に流れた電流は、トランジスタＭ５に流れる。
【０１０２】
以上より、Ｃ＝１であるときには、抵抗Ｒｈ−Ａを流れた電流は、抵抗Ｒｈ−Ｂ側とトランジスタＭ３側とに分岐して流れ出たが、Ｃ＝０であるときには、抵抗Ｒｈ−Ｂには、抵抗Ｒｈ−Ａを流れた電流の他、トランジスタＭ４を流れた電流が入り込む。その結果、抵抗Ｒｈ−Ａと抵抗Ｒｈ−Ｂとに流れる電流は、Ｒｈ−Ａ＜Ｒｈ−Ｂとなる。そして、その比率は、Ｃ＝１とＣ＝０とで対称となる。
【０１０３】
以上のようにして、抵抗Ｒｈ−Ａと抵抗Ｒｈ−Ｂとに流れる電流量を異ならせることで、２分割した発熱素子１２上の気泡発生時間差を設けることができる。これにより、液体の吐出方向を偏向させることができる。
また、Ｃ＝１とＣ＝０とで、液体の偏向方向を、ノズル１８の並び方向において対称位置に切り替えることができる。
【０１０４】
なお、以上の説明は、偏向制御スイッチＪ３のみがＯＮ/ＯＦＦのときであるが、偏向制御スイッチＪ２及びＪ１をさらにＯＮ／ＯＦＦさせれば、さらに細かく抵抗Ｒｈ−Ａと抵抗Ｒｈ−Ｂとに流す電流量を設定することができる。
すなわち、偏向制御スイッチＪ３により、トランジスタＭ４及びＭ６に流す電流を制御することができるが、偏向制御スイッチＪ２により、トランジスタＭ９及びＭ１１に流す電流を制御することができる。さらにまた、偏向制御スイッチＪ１により、トランジスタＭ１４及びＭ１６に流す電流を制御することができる。
【０１０５】
そして、上述したように、各トランジスタには、トランジスタＭ４及びＭ６：トランジスタＭ９及びＭ１１：トランジスタＭ１４及びＭ１６＝４：２：１の比率のドレイン電流を流すことができる。これにより、液体の偏向方向を、偏向制御スイッチＪ１〜Ｊ３の３ビットを用いて、（Ｊ１、Ｊ２、Ｊ３）＝（０、０、０）、（０、０、１）、（０、１、０）、（０、１、１）、（１、０、０）、（１、０、１）、（１、１、０）、及び（１、１、１）の８ステップに変化させることができる。
さらに、トランジスタＭ２、Ｍ７、Ｍ１２及びＭ１７のゲートとグラウンド間に与える電圧を変えれば、電流量を変えることができるので、各トランジスタに流れるドレイン電流の比率は、４：２：１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。
【０１０６】
さらにまた、上述したように、偏向方向切替えスイッチＣにより、その偏向方向を、ノズル１８の並び方向に対して対称位置に切り替えることができる。
ラインヘッド１０においては、図２に示すように、複数のヘッドチップ１９を記録媒体の幅方向に並べるとともに、隣同士のヘッドチップ１９が対向するように（隣のヘッドチップ１９に対して１８０度回転させて配置し）、いわゆる千鳥配列をする。この場合には、隣同士にある２つのヘッドチップ１９に対して、偏向制御スイッチＪ１〜Ｊ３から共通の信号を送ると、隣同士にある２つのヘッドチップ１９で偏向方向が逆転してしまう。このため、本実施形態では、偏向方向切替えスイッチＣを設けて、１つのヘッドチップ１９全体の偏向方向を対称に切り替えることができるようにしている。
【０１０７】
これにより、複数のヘッドチップ１９をいわゆる千鳥配列してラインヘッドを形成した場合、ヘッドチップ１９のうち、偶数位置にあるヘッドチップ１９（Ｎ、Ｎ＋２、Ｎ＋４、・・）についてはＣ＝０に設定し、奇数位置にあるヘッドチップ１９（Ｎ＋１、Ｎ＋３、Ｎ＋５、・・）についてはＣ＝１に設定すれば、ラインヘッド１０における各ヘッドチップ１９の偏向方向を一定方向にすることができる。
【０１０８】
また、吐出角補正スイッチＳ及びＫは、液体の吐出方向を偏向させるためのスイッチである点で偏向制御スイッチＪ１〜Ｊ３と同様であるが、液体の吐出角度の補正のために用いられるスイッチである。
先ず、吐出角補正スイッチＫは、補正を行うか否かを定めるためのスイッチであり、Ｋ＝１で補正を行い、Ｋ＝０で補正を行わないように設定される。
また、吐出角補正スイッチＳは、ノズル１８の並び方向に対していずれの方向に補正を行うかを定めるためのスイッチである。
【０１０９】
例えば、Ｋ＝０（補正を行わない場合）であるとき、ＡＮＤゲートＸ８及びＸ９の３入力のうち、１入力が０になるので、ＡＮＤゲートＸ８及びＸ９の出力は、ともに０になる。よって、トランジスタＭ１８及びＭ２０はＯＦＦになるので、トランジスタＭ１９及びＭ２１もまた、ＯＦＦになる。これにより、抵抗Ｒｈ−Ａと抵抗Ｒｈ−Ｂとに流れる電流に変化はない。
【０１１０】
これに対し、Ｋ＝１であるときに、例えばＳ＝０、及びＣ＝０であるとすると、ＸＮＯＲゲートＸ１６の出力は１になる。よって、ＡＮＤゲートＸ８には、（１、１、１）が入力されるので、その出力は１になり、トランジスタＭ１８はＯＮになる。また、ＡＮＤゲートＸ９の入力の１つは、ＮＯＴゲートＸ１７を介して０となるので、ＡＮＤゲートＸ９の出力は０になり、トランジスタＭ２０はＯＦＦになる。よって、トランジスタＭ２０がＯＦＦであるので、トランジスタＭ２１には電流は流れない。
【０１１１】
また、ＣＭ回路の特性より、トランジスタＭ１９にも電流は流れない。しかし、トランジスタＭ１８はＯＮであるので、抵抗Ｒｈ−Ａと抵抗Ｒｈ−Ｂとの中点から電流が流出し、トランジスタＭ１８に電流が流れ込む。よって、抵抗Ｒｈ−Ａに対して抵抗Ｒｈ−Ｂに流れる電流量を少なくすることができる。これにより、液体の吐出角度の補正を行い、液体の着弾位置をノズル１８の並び方向に所定量だけ補正することができる。
なお、上記実施形態では、吐出角補正スイッチＳ及びＫからなる２ビットによる補正を行うようにしたが、スイッチ数を増加させれば、さらに細かな補正を行うことができる。
【０１１２】
以上のＪ１〜Ｊ３、Ｓ及びＫの各スイッチを用いて、液体の吐出方向を偏向させる場合に、その電流（偏向電流Ｉdef ）は、
（式１）Ｉdef ＝Ｊ３×４×Ｉｓ＋Ｊ２×２×Ｉｓ＋Ｊ１×Ｉｓ＋Ｓ×Ｋ×Ｉｓ
＝（４×Ｊ３＋２×Ｊ２＋Ｊ１＋Ｓ×Ｋ）×Ｉｓ
と表すことができる。
【０１１３】
式１において、Ｊ１、Ｊ２及びＪ３には、＋１又は−１が与えられ、Ｓには、＋１又は−１が与えられ、Ｋには、＋１又は０が与えられる。
式１から理解できるように、Ｊ１、Ｊ２及びＪ３の各設定により、偏向電流を８段階に設定することができるとともに、Ｊ１〜Ｊ３の設定と独立に、Ｓ及びＫにより補正を行うことができる。
【０１１４】
また、偏向電流は、正の値として４段階、負の値として４段階に設定することができるので、液体の偏向方向は、ノズル１８の並び方向において両方向に設定することができる。例えば、図７において、垂直方向に対し、左側にθだけ偏向させることもでき（図中、Ｚ１方向）、右側にθだけ偏向させることもできる（図中、Ｚ２方向）。さらに、θの値、すなわち偏向量は、任意に設定することができる。
【０１１５】
（実施例）
次に、実施例について説明する。
図１０は、本実施例の半導体処理マスク図の一部を示す図である。図１０の例では、図５に示した対称形状の液室１３ａを設けるとともに、四角柱状のフィルター３０を、図１０中、下側の液室１３ａと対向するように一定ピッチ２Ｐで設けたものである。なお、図１０中、上側（フィルター３０側）は液体供給側であり、下側はバリア層１３側である。図１０のマスク図では、発熱素子１２の位置を点線にて追加図示している。発熱素子１２のピッチＰは、４２．３（μｍ）、すなわち６００ＤＰＩの解像度を有する。また、図１０中、垂直方向の発熱素子１２の中心間距離（図３及び図４中、間隔δに相当する間隔）も、ピッチＰと同じ４２．３（μｍ）である。
【０１１６】
また、図１１は、３２０ノズルを有するヘッドチップ１９であって、１色当たり１６個のヘッドチップ１９から構成したラインヘッド１０において、連続する３個のヘッドチップ１９（この例では、６番チップ、７番チップ、８番チップ）のそれぞれの中の１８個のノズル１８（液体吐出部）について吐出速度の測定を行った結果を示すグラフである。
その結果、平均速度は８．６４（ｍ／ｓ）であり、標準偏差は０．２１（ｍ／ｓ）であり、吐出速度のばらつきが非常に小さかった。このことは、本実施形態における安定吐出を裏付けるものである。
【０１１７】
また、気泡発生率については、以下のようにして実験した。
ノズル１８のピッチＰ、ヘッドチップ１９端からノズル１８の並び位置までの平均距離を同一にし、液室１３ａの構造のみが異なるようにしたものを比較した。
この場合に、従来の気泡発生率は、１吐出当たりの換算値で、約１〜１．５×１０−５程度であった。
【０１１８】
これに対し、本実施形態では、複数の観測期間中で発生ゼロであった（周囲温度２５℃）。このように、本実施形態の吐出安定性は、気泡発生確率の測定でも裏付けられた。また、実際のＡ４サイズへの記録においても、気泡発生による画質劣化は認められなかった。これにより、気泡発生率が大幅に改善されたことが確認された。
【図面の簡単な説明】
【０１１９】
【図１】本実施形態のラインヘッドを示す外観斜視図である。
【図２】１つのヘッドチップ列を示す平面図である。
【図３】本実施形態のヘッドチップの形状を示す平面図である。
【図４】ヘッドチップの他の実施形態を示す平面図であり、図３の変形例を示すものである。
【図５】ヘッドチップのさらに他の実施形態を示す平面図であり、図３の変形例を示すものである。
【図６】各種のヘッドチップにおける液体供給の概略を示す模式図である。
【図７】液体の吐出方向を説明する図である。
【図８】（ａ）、（ｂ）は、それぞれ２分割した発熱素子の液体の気泡発生時間差と、液体の吐出角度との関係を示すグラフであり、（ｃ）は、２分割した発熱素子間の偏向電流と、液体の着弾位置でのずれ量との関係を示す実測値データである。
【図９】本実施形態の吐出方向偏向手段を具体化した回路図である。
【図１０】本実施例の半導体処理マスク図の一部を示す図である。
【図１１】本実施例において吐出速度の測定を行った結果を示す図である。
【図１２】従来の液体吐出ヘッドを示す外観斜視図である。
【図１３】図１２のヘッドの流路構造を示す断面図である。
【符号の説明】
【０１２０】
１０  ラインヘッド（液体吐出ヘッド）
１１  半導体基板
１２  発熱素子
１３  バリア層
１３ａ  液室
１７  ノズルシート
１８  ノズル
１９  ヘッドチップ
２３  共通流路
２３ａ  第１共通流路
２３ｂ  第２共通流路
Ｌ１、Ｌ２  （仮想）直線
Ｐ  （発熱素子１２の）ピッチ
Ｗｘ、Ｗｙ  隙間
【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５】
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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１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１０】
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