(57)【要約】【課題】  容易に吐出方向の調整を行う。【解決手段】  色調検出部５７が検出した色調検出信号に基づいて一対の発熱抵抗体４２ａ，４２ｂに供給されるパルス電流値を制御する動作を装置内で一括して行えることから、インク液滴ｉの吐出角度を所望の色調が得られる角度に容易に調整できる。【選択図】  図１７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体を貯留する液室と、上記液室に液体を供給する供給部と、上記液室に２つ以上設けられ、上記液室に貯留された液体を押圧する圧力発生素子と、上記各圧力発生素子により押圧された液体を上記各液室から液滴の状態で対象物に向かって吐出させる吐出口とを有する吐出手段と、
上記各圧力発生素子の駆動を制御し、上記吐出口より上記液滴を吐出するときの吐出角度を制御する吐出制御手段と、
上記対象物における上記液滴の着弾領域の色調を検出する色調検出手段とを備え、
上記吐出制御手段は、上記色調検出手段からの色調検出信号に基づいて上記各圧力発生素子の駆動を制御し、上記吐出角度を調整する液体吐出装置。
【請求項２】
上記吐出口と、上記対象物との間の距離を測定する測定手段を備え、
上記吐出制御手段は、上記測定手段からの距離信号に基づいて上記各圧力発生素子の駆動を制御し、上記吐出角度を調整する請求項１記載の液体吐出装置。
【請求項３】
上記吐出手段は、上記吐出口が略ライン状に並設されている請求項１記載の液体吐出装置。
【請求項４】
上記吐出手段は、上記各圧力発生素子に供給されるエネルギの大きさ若しくはエネルギが供給されるタイミングを制御し、上記吐出角度を調整する請求項１記載の液体吐出装置。
【請求項５】
液体を貯留する液室と、上記液室に液体を供給する供給部と、上記液室に２つ以上設けられ、上記液室に貯留された液体を押圧する圧力発生素子と、上記各圧力発生素子により押圧された液体を上記各液室から液滴の状態で吐出させる吐出口とを有する吐出手段が、上記吐出口より液滴を吐出するときの吐出角度を制御する吐出制御手段により上記各圧力発生素子の駆動が制御されることで上記吐出角度を変化させながら上記吐出口より上記液滴を吐出し、
上記吐出角度を変化させながら上記液滴を対象物に着弾させ、
上記対象物における上記液滴の着弾領域の色調を色調検出手段で検出し、
上記色調検出手段からの色調検出信号に基づいて上記吐出制御手段が上記各圧力発生素子の駆動を制御し、上記吐出角度を調整する液体吐出調整方法。
【請求項６】
上記吐出口と、上記対象物との距離を測定手段で測定し、
上記測定手段からの距離信号に基づいて上記吐出制御手段が上記各圧力発生素子の駆動を制御し、上記吐出角度を調整する請求項５記載の液体吐出調整方法。
【請求項７】
上記吐出手段の吐出口を略ライン状に並設させる請求項５記載の液体吐出調整方法。
【請求項８】
上記吐出手段の各圧力発生素子に供給されるエネルギの大きさ若しくはエネルギが供給されるタイミングを制御し、上記吐出角度を調整する請求項５記載の液体吐出調整方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧力発生素子により発生した圧力で液体を押圧し、押圧された液体を吐出口より液滴にして対象物に吐出させる液体吐出装置及び液体吐出調整方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
液体を吐出口から吐出する装置としては、対象物である記録紙に対して、圧力発生素子を有するプリンタヘッドの吐出口よりインク（液体）を吐出させて、画像や文字を記録するインクジェット方式のプリンタ装置がある。このインクジェット方式を用いたプリンタ装置は、低ランニングコスト、装置の小型化、印刷画像のカラー化が容易という利点がある。インクジェット方式を用いたプリンタ装置では、例えばイエロー、マゼンダ、シアン、ブラック等のように複数の色のインクがそれぞれ充填されたインクカートリッジからプリンタヘッドのインク液室等に供給される。
【０００３】
そして、このプリンタ装置は、インク液室等に供給されたインクを、インク液室内に配置された発熱抵抗体等の圧力発生素子でインク内のインクを押圧し、インク液室に対応して設けられた微小なインク吐出口、いわゆるノズルより吐出させる。具体的に説明すると、インク液室内に配置された発熱抵抗体によりインク室内のインクを加熱し、インク液室内のインクに気泡を発生させる。この気泡が成長して、インクを加圧することによりインクをノズルから吐出させ、吐出させたインクを対象物となる記録紙等に着弾させて画像や文字を印刷する。
【０００４】
インクジェット方式のプリンタ装置には、以下の２種類がある。1つ目の種類は、インクカートリッジがインクヘッド部に装着され、インクカートリッジが装着されたインクヘッド部が記録紙の幅方向、すなわち記録紙の走行方向と略直交する方向に移動することによって所定の色のインクを記録紙に着弾させる、いわゆるシリアル型のプリンタ装置である。また、２つ目の種類は、記録紙の幅とほぼ同じ範囲をインクの吐出範囲とした、すなわち記録紙の幅方向に並んだノズルよりライン状にインクを吐出する、いわゆるライン型のプリンタ装置である。
【０００５】
シリアル型のプリンタ装置は、インクヘッド部が記録紙の走行方向と略直交する方向に移動するときに、記録紙の走行を停止させる。そして、シリアル型のプリンタ装置は、停止している記録紙にインクヘッド部が移動しながらインクを吐出、着弾させ、これを繰り返すことで印刷する。
【０００６】
一方、ライン型のプリンタ装置は、インクヘッド部が固定、若しくは印刷ムラを避けるための僅かな微動できる程度に固定されている。そして、ライン型のプリンタ装置は、連続的に走行している記録紙に対し、記録紙の幅方向にライン状に固定配置されたインクヘッド部よりインクを吐出、着弾させることで印刷する。
【０００７】
このため、ライン型のプリンタ装置は、シリアル型と異なりインクヘッド部を移動させない分、シリアル型のプリンタ装置に比べて高速印刷を行うことが可能となり、各インクカートリッジを大型化できることからインク容量を増やすことができ、プリンタヘッド、ヘッドカートリッジ、インクタンクなどの構成の簡素化できる。
【０００８】
ところで、上述したライン型のプリンタ装置では、記録紙を走行させる必要があるため、走行している記録紙にインクが着弾するタイミングの精度により画像や文字等の印刷精度が左右されてしまう。
【０００９】
このような問題を解決するために、ライン型のプリンタ装置では、例えば記録紙を走行させるためのモータ等の制御にサーボモータ等を使用し、記録紙の走行速度にムラが出ないように走行速度を一定にし、エンコーダなどにより記録紙の送りに同期したパルスを発生することで、記録紙にインクが着弾するタイミングを制御している。
【００１０】
しかしながら、以上のようなサーボモータ等を用いた場合でも、画像等の伸びや縮みは解消されるものの、記録紙にインクが着弾するタイミングが瞬間的に変化すると、記録紙の走行方向に色調ムラ、すなわち色の濃度にムラが微妙に生じることがある。具体的には、サーボモータによる記録紙の走行速度の制御が瞬間的に僅か数μ秒遅れる又は早まると、この部分で記録紙に着弾するインクの位置に変化が生じる。その結果、連続した吐出の場合、着弾が接近した部分と離れた部分とができ、色の濃淡がこの前後で発生し、濃度ムラ、白スジとして確認される。このような記録紙の走行方向に起きる色の濃度ムラ、白スジは、例えば階調が変化しないような印刷を行うときに顕著に現れてしまう。
【００１１】
ラインのプリンタ装置では、一般的には記録紙の幅方向にノズルが並び、固定されているインクヘッド部の真下を、記録紙が一回搬送することにより印刷を行う。このため、ライン状に並んだノズルに吐出されるインクの吐出方向が安定して吐出されない、いわゆる不良ノズルがある場合、不良ノズルより周囲のノズルと違う方向に吐出されインクが記録紙に着弾し、記録紙の走行方向に濃度ムラ、白スジ等ができる虞がある。
【００１２】
一方、シリアル型のプリンタ装置では、記録紙の走行を停止させて印刷する際に、前回の印刷箇所と今回の印刷箇所との境界を所定の範囲で重なるような、いわゆるオーバーラップ部、いわゆる重ね塗り部を設けた印刷を行うことで、色の濃度（色調）を平均化し、記録紙の走行方向に起きる色の濃度ムラや白スジを抑制している。しかしながら、シリアル型のプリンタ装置での重ね塗り方法では、濃度ムラや白スジ等は抑えることができるが、オーバーラップ部を設けていることにより、印刷に係る時間が長くなったり、印刷に使用するインクの量が多くなったりするといった問題がある。
【００１３】
以上のような問題を解決するために、プリンタヘッドにおいて、インクを吐出するノズルと対向する位置に、ノズルの中心線を含む面で互いに面対称となるように発熱抵抗体を複数設け、それぞれの発熱抵抗体の発熱量を異ならせることによって、インクの吐出方向を制御することが提案されている（特許文献１を参照。）。
【００１４】
しかしながら、上述した複数の発熱抵抗体を設けたプリンタヘッドでは、各発熱抵抗体の発熱量を異ならせることでノズルより吐出されたインクの吐出方向を制御していることから、各発熱抵抗体の発熱量の制御が適切でなく所望の吐出方向にインクを吐出することができないと記録紙への着弾点が目標位置とずれ、画質改善、画質低下の防止が困難になる。また、このプリンタヘッドにおいては、ノズルから記録紙までの距離も重要な要素であり、この距離の変化でも吐出されたインクの着弾点がずれてしまい画質改善、画質低下の防止が困難になる虞がある。このため、インクをノズルより吐出させて目的の着弾点に到達させるためには、ノズルから記録紙までの距離に対応した、所望の吐出角度を得るための各発熱抵抗体の発熱量、すなわち各発熱抵抗体を発熱させるために各発熱抵抗体に供給される電流等のエネルギー量を知る必要がある。
【００１５】
具体的に、発熱抵抗体を発熱させるために各発熱抵抗体に供給される電流等のエネルギー量を知るには、ノズルより吐出されるインクの軌跡を観測し、吐出角度と発熱抵抗体を発熱させるために各発熱抵抗体に供給される電流等のエネルギー量との関係を算出する必要がある。また、ノズルと記録紙との距離を測定する必要もある。さらに、インクの吐出角度を変化させて記録紙に着弾させ、その位置変化を観測して、所望の吐出角度を得るための各発熱抵抗体の発熱量を得る方法が考えられるが、この所望の吐出角度を得るための各発熱抵抗体の発熱量を知るには、多数の測定器などの設備を使用して、発熱量を知るための算出作業が必要となる。すなわち、発熱抵抗体を発熱させるために各発熱抵抗体に供給される電流等のエネルギー量を知るには、多くの時間を費やすことになり、且つシステム構成も規模が大きくなり、小型化、軽量化、低コスト化が困難である。
【００１６】
【特許文献１】特開２０００−１８５４０３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
そこで、本発明は、液滴の吐出方向を制御することにより、画質の低下を防止することが可能な液体吐出装置と、高画質な印刷を得るために、液滴の吐出方向制御の調整を容易に行うことが可能な液体吐出調整方法とを提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
上述した目的を達成する本発明に係る液体吐出装置は、液体を貯留する液室と、液室に液体を供給する供給部と、液室に２つ以上設けられ、液室に貯留された液体を押圧する圧力発生素子と、各圧力発生素子により押圧された液体を各液室から液滴の状態で対象物に向かって吐出させる吐出口とを有する吐出手段と、各圧力発生素子の駆動を制御し、吐出口より液滴を吐出するときの吐出角度を制御する吐出制御手段と、対象物における液滴の着弾領域の色調を検出する色調検出手段とを備え、吐出制御手段が、色調検出手段からの色調検出信号に基づいて各圧力発生素子の駆動を制御し、吐出角度を調整する。
【００１９】
この液体吐出装置では、色調検出手段が検出した、対象物における液滴の着弾領域の色調に応じた色調検出信号に基づいて、吐出制御手段が各圧力発生素子の駆動を制御することで、吐出口より液滴が吐出されるときの吐出角度を、対象物における液滴の着弾領域が所望の色調、いわゆる色の濃度や輝度が得られる角度にして液滴を吐出口より吐出できる。
【００２０】
本発明に係る液体吐出調整方法は、液体を貯留する液室と、液室に液体を供給する供給部と、液室に２つ以上設けられ、液室に貯留された液体を押圧する圧力発生素子と、各圧力発生素子により押圧された液体を各液室から液滴の状態で吐出させる吐出口とを有する吐出手段が、吐出口より液滴を吐出するときの吐出角度を制御する吐出制御手段により各圧力発生素子の駆動が制御されることで吐出角度を変化させながら吐出口より液滴を吐出し、吐出角度を変化させながら液滴を対象物に着弾させ、対象物における液滴の着弾領域の色調を色調検出手段で検出し、色調検出手段からの色調検出信号に基づいて吐出制御手段が各圧力発生素子の駆動を制御し、吐出角度を調整する。
【００２１】
この液体吐出調整方法では、色調検出手段が検出した、対象物における液滴の着弾領域の色調検出信号に基づき、吐出制御手段が各圧力発生素子の駆動を制御することで、吐出口より液滴が吐出されるときの吐出角度を、液滴が対象物に着弾したときに所望の色調が得られるような角度に調整する。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、吐出口から対象物までの距離に対応した対象物における液滴の着弾位置を、対象物における液滴の着弾領域の色調を測定することで検出し、吐出口より液滴を吐出するときの吐出角度を調整することができる。
【００２３】
これにより、本発明によれば、対象物の厚みの変化、周囲環境変化に伴う吐出角度の変位、対象物に着弾させる液体の種類の変化などがあっても、容易に画質を最適値に調整できる。
【００２４】
本発明によれば、吐出角度の変位で可能となったさまざまな吐出制御手法（高画質印刷手法、ノズル欠陥補正手法等）の切り換えを容易にできる。
【００２５】
本発明によれば、液体吐出装置の吐出口から対象物までの距離ばらつき、吐出手段のばらつき等といった個体差の調整を容易にでき、印刷時の歩留まりを向上できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、本発明が適用された液体吐出装置及び液体吐出調整方法について、図面を参照して説明する。図１に示すインクジェットプリンタ装置（以下、プリンタ装置と記す。）１は、所定の方向に走行する記録紙Ｐに対してインク等を吐出して画像や文字を印刷するものである。また、このプリンタ装置１は、記録紙Ｐの印刷幅に合わせて、記録紙Ｐの幅方向、すなわち図１中矢印Ｗ方向にインク吐出口（ノズル）を略ライン状に並設した、いわゆるライン型のプリンタ装置である。
【００２７】
このプリンタ装置１は、インクカートリッジ１１に収容されたインク４（図３を参照。）を吐出するインクジェットプリンタヘッドカートリッジ（以下、ヘッドカートリッジと記す。）２と、このヘッドカートリッジ２を装着するプリンタ本体３とを備える。プリンタ装置１は、ヘッドカートリッジ２がプリンタ本体３に対して着脱可能であり、更に、ヘッドカートリッジ２に対してインク供給源となるインクカートリッジ１１ｙ，１１ｍ，１１ｃ，１１ｋが着脱可能となっている。このプリンタ装置１では、イエローのインクカートリッジ１１ｙ、マゼンタのインクカートリッジ１１ｍ、シアンのインクカートリッジ１１ｃ、ブラックのインクカートリッジ１１ｋが使用可能となっており、また、プリンタ本体３に対して着脱可能なヘッドカートリッジ２と、ヘッドカートリッジ２に対して着脱可能なインクカートリッジ１１ｙ，１１ｍ，１１ｃ，１１ｋとを消耗品として交換可能になっている。
【００２８】
このようなプリンタ装置１は、記録紙Ｐを積層して収納するトレイ５５ａをプリンタ本体３の前面底面側に設けられたトレイ装着口に装着することにより、トレイ５５ａに収納されている記録紙Ｐをプリンタ本体３内に給紙できる。トレイ５５ａは、プリンタ本体３の前面のトレイ装着口に装着されると、給排紙機構５４（図１６を参照。）により記録紙Ｐが給紙口５５からプリンタ本体３の背面側に給紙される。プリンタ本体３の背面側に送られた記録紙Ｐは、反転ローラ８３により走行方向が反転され、往路の上側をプリンタ本体３の背面側から前面側に送られる。プリンタ本体３の背面側から前面側に送られる記録紙Ｐは、プリンタ本体３の前面に設けられた排紙口５６より排紙されるまでに、パーソナルコンピュータ等の情報処理装置より入力された文字データや画像データに応じた印刷データが文字や画像として印刷される。
【００２９】
記録紙Ｐに印刷を行うヘッドカートリッジ２は、プリンタ本体３の上面側から、すなわち図１中矢印Ａ方向から装着され、給排紙機構５４により走行する記録紙Ｐに対してインク４を吐出して印刷を行う。ここでは、先ず、上述したプリンタ装置１を構成するプリンタ本体２に対して着脱可能なヘッドカートリッジ２と、このヘッドカートリッジ２に着脱可能にされたインクカートリッジ１１ｙ，１１ｍ，１１ｃ，１１ｋについて図面を参照して説明する。
【００３０】
このヘッドカートリッジ２は、導電性の液体であるインク４を、例えば電気熱変換式又は電気機械変換式等を用いた圧力発生手段が発生した圧力により微細に粒子化して吐出し、記録紙Ｐ等の対象物上にインク４を液滴状態にして吹き付ける。具体的に、ヘッドカートリッジ２は、図２及び図３に示すように、カートリッジ本体２１を有し、このカートリッジ本体２１には、インク４が充填された容器であるインクカートリッジ１１ｙ，１１ｍ，１１ｃ，１１ｋが装着される。なお、以下、インクカートリッジ１１ｙ，１１ｍ，１１ｃ，１１ｋを単にインクカートリッジ１１ともいう。
【００３１】
ヘッドカートリッジ２に着脱可能なインクカートリッジ１１は、図３に示すように、強度や耐インク性を有するポリプロピレン等の樹脂材料等を射出成形することにより成形されるカートリッジ容器１２を有している。このカートリッジ容器１２は、長手方向を使用する記録紙Ｐの幅方向の寸法と略同じ寸法となす略矩形状に形成され、内部に貯留するインク容量を最大限に増やす構成となっている。
【００３２】
具体的に、インクカートリッジ１１を構成するカートリッジ容器１２には、インク４を収容するインク収容部１３と、インク収容部１３からヘッドカートリッジ２のカートリッジ本体２１にインク４を供給するインク供給部１４と、外部よりインク収容部１３内に空気を取り込む外部連通孔１５と、外部連通孔１５より取り込まれた空気をインク収容部１３内に導入する空気導入路１６と、外部連通孔１５と空気導入路１６との間でインク４を一時的に貯留する貯留部１７と、インクカートリッジ１１をカートリッジ本体２１に係止するための係止突部１８及び係合段部１９とが設けられている。
【００３３】
インク収容部１３は、気密性の高い材料によりインク４を収容するための空間を形成している。インク収容部１３は、略矩形に形成され、長手方向の寸法が使用する記録紙Ｐの幅方向、すなわち記録紙Ｐの走行方向に対して略直交する方向の寸法と略同じ寸法となるように形成されている。
【００３４】
インク供給部１４は、インク収容部１３の下側略中央部に設けられている。このインク供給部１４は、インク収容部１３と連通した略突形状のノズルであり、このノズルの先端が後述するヘッドカートリッジ２の接続部２６に嵌合されることにより、インクカートリッジ２のカートリッジ容器１２とヘッドカートリッジ２のカートリッジ本体２１を接続する。
【００３５】
インク供給部１４は、図４及び図５に示すように、インクカートリッジ１１の底面１４ａにインク４を供給する供給口１４ｂが設けられ、この底面１４ａに、供給口１４ｂを開閉する弁１４ｃと、弁１４ｃを供給口１４ｂの閉塞する方向に付勢するコイルバネ１４ｄと、弁１４ｃを開閉する開閉ピン１４ｅとを備えている。ヘッドカートリッジ２の接続部２６に接続されるインク４を供給する供給口１４ｂは、図４に示すように、インクカートリッジ１１がヘッドカートリッジ２のカートリッジ本体２１に装着される前の段階において、付勢部材であるコイルバネ１４ｄの付勢力により弁１４ｃが供給口１４ｂを閉じる方向に付勢され閉塞されている。そして、インクカートリッジ１１がカートリッジ本体２１に装着されると、図５に示すように、開閉ピン１４ｅがヘッドカートリッジ２を構成するカートリッジ本体２１の接続部２６の上部によりコイルバネ１４ｄの付勢方向とは反対の方向に押し上げられる。これにより、押し上げられた開閉ピン１４ｅは、コイルバネ１４ｄの付勢力に抗して弁１４ｃを押し上げて供給口１４ｂを開放する。このようにして、インクカートリッジ１１のインク供給部１４は、ヘッドカートリッジ２の接続部２６に接続され、インク収容部１３とインク溜め部３１（図６を参照。）とを連通し、インク溜め部３１へのインク４の供給が可能な状態となる。
【００３６】
また、インクカートリッジ１１をヘッドカートリッジ２側の接続部２６から引き抜くとき、すなわちインクカートリッジ１１をヘッドカートリッジ２の装着部２２より取り外すときは、弁１４ｃの開閉ピン１４ｅによる押し上げ状態が解除され、弁１４ｃがコイルバネ１４ｄの付勢方向に移動して供給口１４ｂを閉塞する。これにより、インクカートリッジ１１をカートリッジ本体２１に装着する直前にインク供給部１４の先端部が下方を向いている状態であってもインク収容部１３内のインク４が漏れることを防止することができる。また、インクカートリッジ１１をカートリッジ本体２１から引き抜いたときには、直ちに弁１４ｃが供給口１４ｂを閉塞するので、インク供給部１４の先端からインク４が漏れることを防止できる。
【００３７】
外部連通孔１５は、図３に示すように、インクカートリッジ１１外部からインク収容部１３に空気を取り込む通気口であり、ヘッドカートリッジ２の装着部２２に装着されたときも、外部に臨み外気を取り込むことができるように、装着部２２への装着時に外部に臨む位置であるカートリッジ容器１２の上面、ここでは上面略中央に設けられている。外部連通孔１５は、インクカートリッジ１１がカートリッジ本体２１に装着されてインク収容部１３からカートリッジ本体２１側にインク４が流下した際に、インク収容部１３内のインク４が減少した分に相当する分の空気を外部よりインクカートリッジ１１内に取り込む。
【００３８】
空気導入路１６は、インク収容部１３と外部連通孔１５とを連通し、外部連通孔１５より取り込まれた空気をインク収容部１３内に導入する。これにより、このインクカートリッジ１１がカートリッジ本体２１に装着された際に、ヘッドカートリッジ２のカートリッジ本体２１にインク４が供給されてインク収容部１３内のインク４が減少し内部が減圧状態となっても、インク収容部１３には、空気導入路１６によりインク収容部１３に空気が導入されることから、内部の圧力が平衡状態に保たれてインク４をカートリッジ本体２１に適切に供給することができる。
【００３９】
貯留部１７は、外部連通孔１５と空気導入路１６との間に設けられ、インク収容部１３に連通する空気導入路１６よりインク４が漏れ出た際に、いきなり外部に流出することがないようにインク４を一時的に貯留する。
【００４０】
この貯留部１７は、長い方の対角線をインク収容部１３の長手方向とした略菱形に形成され、インク収容部１３の最も下側に位置する頂部に、すなわち短い方の対角線上の下側に空気導入路１６を設けるようにし、インク収容部１３より進入したインク４を再度インク収容部１３に戻すことができるようにしている。また、貯留部１７は、短い方の対角線上の最も下側の頂部に外部連通孔１５を設けるようにし、インク収容部１３より進入したインク４が外部連通孔１５より外部に漏れにくくする。
【００４１】
係止突部１８は、インクカートリッジ１１の短辺の一方の側面に設けられた突部であり、ヘッドカートリッジ２のカートリッジ本体２１のラッチレバー２４に形成された係合孔２４ａと係合する。この係止突部１８は、上面がインク収容部１３の側面に対して略直交するような平面で形成されると共に、下面は側面から上面に向かって傾斜するように形成されている。係合段部１９は、インクカートリッジ１１の係止突部１８が設けられた側面の反対側の側面の上部に設けられている。係合段部１９は、カートリッジ容器１２の上面と一端を接する傾斜面１９ａと、この傾斜面１９ａの他端と他方の側面と連続し、上面と略平行な平面１９ｂとからなる。インクカートリッジ１１は、係合段部１９が設けられていることで、平面１９ｂが設けられた側面の高さがカートリッジ容器１２の上面より１段低くなるように形成され、この段部でカートリッジ本体２１の係合片２３と係合する。係合段部１９は、ヘッドカートリッジ２の装着部２２に挿入されるとき、挿入端側の側面に設けられ、ヘッドカートリッジ２の装着部２２側の係合片２３に係合することで、インクカートリッジ１１を装着部２２に装着する際の回動支点部となる。
【００４２】
以上のような構成のインクカートリッジ１１は、上述した構成の他に、例えばインク収容部１３内のインク４の残量を検出するための残量検出手段や、インクカートリッジ１１ｙ，１１ｍ，１１ｃ，１１ｋを識別するための識別手段等を備えている。
【００４３】
次に、以上のように構成されたイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのインク４を収納したインクカートリッジ１１ｙ，１１ｍ，１１ｃ，１１ｋが装着されるヘッドカートリッジ２について説明する。
【００４４】
ヘッドカートリッジ２は、図２及び図３に示すように、カートリッジ本体２１を有し、このカートリッジ本体２１には、インクカートリッジ１１が装着される装着部２２ｙ，２２ｍ，２２ｃ，２２ｋ（以下、全体を示すときには単に装着部２２ともいう。）と、インクカートリッジ１１を固定する係合片２３及びラッチレバー２４と、インクカートリッジ１１を取り出し方向に付勢する付勢部材２５と、インク供給部１４と接続されてインク４が供給される接続部２６と、インク４を吐出するプリンタヘッド２７と、プリンタヘッド２７を保護するヘッドキャップ２８とを有している。
【００４５】
インクカートリッジ１１が装着される装着部２２は、インクカートリッジ１１が装着されるように上面をインクカートリッジ１１の挿脱口として略凹形状に形成され、ここでは４本のインクカートリッジ１１が記録紙Ｐの幅方向と略直交方向、すなわち記録紙Ｐの走行方向に並んで収納される。装着部２２は、インクカートリッジ１１が収納されることから、インクカートリッジ１１と同様に印刷幅の方向に長く設けられている。カートリッジ本体２１には、インクカートリッジ１１が収納装着される。
【００４６】
装着部２２は、図２に示すように、インクカートリッジ１１が装着される部分であり、イエロー用のインクカートリッジ１１ｙが装着される部分を装着部２２ｙとし、マゼンタ用のインクカートリッジ１１ｍが装着される部分を装着部２２ｍとし、シアン用のインクカートリッジ１１ｃが装着される部分を装着部２２ｃとし、ブラック用のインクカートリッジ１１ｋが装着される部分を装着部２２ｋとし、各装着部２２ｙ，２２ｍ，２２ｃ，２２ｋは、隔壁２２ａによりそれぞれ区画されている。なお、上述したようにブラックのインクカートリッジ１１ｋは、一般的に使用量が多いことから、インク４の内容量が大きくなるように厚く形成されているため、幅が他のインクカートリッジ１１ｙ，１１ｍ，１１ｃよりも広くなっている。このため、装着部２２ｋは、インクカートリッジ１１ｋの厚みに合わせて他の装着部２２ｙ，２２ｍ，２２ｃよりも広くなっている。
【００４７】
また、インクカートリッジ１１が装着される装着部２２の開口端には、図３に示すように、係合片２３が設けられている。この係合片２３は、装着部２２の長手方向の一端縁に設けられており、インクカートリッジ１１の係合段部１９と係合する。インクカートリッジ１１は、インクカートリッジ１１の係合段部１９側を挿入端として斜めに装着部２２内に挿入し、係合段部１９と係合片２３との係合位置を回動支点として、インクカートリッジ１１の係合段部１９が設けられていない側を装着部２２側に回動させるようにして装着部２２に装着することができる。これによって、インクカートリッジ１１は、装着部２２に容易に装着することができる。
【００４８】
ラッチレバー２４は、板バネを折曲して形成されるものであり、装着部２２の係合片２３に対して反対側の側面、すなわち長手方向の他端の側面に設けられている。ラッチレバー２４は、基端部が装着部２２を構成する長手方向の他端の側面の底面側に一体的に設けられ、先端側がこの側面に対して近接離間する方向に弾性変位するように形成され、先端側に係合孔２４ａが形成されている。ラッチレバー２４は、インクカートリッジ１１が装着部２２に装着されると同時に、弾性変位し、係合孔２４ａがインクカートリッジ１１の係止突部１８と係合し、装着部２２に装着されたインクカートリッジ１１が装着部２２より脱落しないようにする。
【００４９】
付勢部材２５は、インクカートリッジ１１の係合段部１９に対応する側面側の底面上にインクカートリッジ１１を取り外す方向に付勢する板バネを折曲して設けられる。付勢部材２５は、折曲することにより形成された頂部を有し、底面に対して近接離間する方向に弾性変位し、頂部でインクカートリッジ１１の底面を押圧し、装着部２２に装着されているインクカートリッジ１１を装着部２２より取り外す方向に付勢するイジェクト部材である。付勢部材２５は、ラッチレバー２４の係合孔２４ａと係止突部１８との係合状態が解除されたとき、装着部２３よりインクカートリッジ１１を排出する。
【００５０】
各装着部２２ｙ，２２ｍ，２２ｃ，２２ｋの長手方向略中央には、インクカートリッジ１１ｙ，１１ｍ，１１ｃ，１１ｋが装着部２２ｙ，２２ｍ，２２ｃ，２２ｋに装着されたとき、インクカートリッジ１１ｙ，１１ｍ，１１ｃ，１１ｋのインク供給部１４が接続される接続部２６が設けられている。この接続部２６は、装着部２２に装着されたインクカートリッジ１１のインク供給部１４からカートリッジ本体２１の底面に設けられたインク４を吐出するプリンタヘッド２７にインク４を供給するインク供給路となる。
【００５１】
具体的に、接続部２６は、図６に示すように、インクカートリッジ１１から供給されるインク４を溜めるインク溜め部３１と、接続部２６に連結されるインク供給部１４をシールするシール部材３２と、インク４内の不純物を除去するフィルタ３３と、プリンタヘッド２７側への供給路を開閉する弁機構３４とを有している。
【００５２】
インク溜め部３１は、インク供給部１４と接続されインクカートリッジ１１から供給されるインク４を溜める空間部である。シール部材３２は、インク溜め部３１の上端に設けられた部材であり、インクカートリッジ１１のインク供給部１４が接続部２６のインク溜め部３１に接続されるとき、インク４が外部に漏れないようインク溜め部３１とインク供給部１４との間を密閉する。フィルタ３３は、インクカートリッジ１１の着脱時等にインク４に混入してしまった塵や埃等のごみを取り除くものであり、インク溜め部３１よりも下流に設けられている。
【００５３】
弁機構３４は、図７及び図８に示すように、インク溜め部３１からインク４が供給されるインク流入路３４ａと、インク流入路３４ａからインク４が流入するインク室３４ｂと、インク室３４ｂからインク４を流出するインク流出路３４ｃと、インク室３４ｂをインク流入路３４ａ側とインク流出路３４ｃ側との間に設けられた開口部３４ｄと、開口部３４ｄを開閉する弁３４ｅと、弁３４ｅを開口部３４ｄの閉塞する方向に付勢する付勢部材３４ｆと、付勢部材３４ｆの強さを調節する負圧調整ネジ３４ｇと、弁３４ｅと接続される弁シャフト３４ｈと、弁シャフト３４ｈと接続されるダイアフラム３４ｉとを有する。
【００５４】
インク流入路３４ａは、インク溜め部３１を介してインクカートリッジ１１のインク収容部１３内のインク４をプリンタヘッド２７に供給可能にインク収容部１３と連結する供給路である。インク流入路３４ａは、インク溜め部３１の底面側からインク室３４ｂまで設けられている。インク室３４ｂは、インク流入路３４ａ、インク流出路３４ｃ及び開口部３４ｄと一体となって形成された略直方体をなす空間部であり、インク流入路３４ａからインク４が流入し、開口部３４ｄを介してインク流出路３４ｃからインク４を流出する。インク流出路３４ｃは、インク室３４ｂから開口部３４ｄを介してインク４が供給されて、更にプリンタヘッド２７と連結された供給路である。インク流出路３４ｃは、インク室３４ｂの底面側からプリンタヘッド２７まで延在されている。
【００５５】
弁３４ｅは、開口部３４ｄを閉塞してインク流入路３４ａ側とインク流出路３４ｃ側とを分割する弁であり、インク室３４ｂ内に配設される。弁３４ｅは、付勢部材３４ｆの付勢力と、弁シャフト３４ｈを介して接続されたダイアフラム３４ｉの復元力と、インク流出路３４ｃ側のインク４の負圧によって上下に移動する。弁３４ｅは、下端に位置するとき、インク室３４ｂをインク流入路３４ａ側とインク流出路３４ｃ側とを分離するように開口部３４ｄを閉塞し、インク流出路３４ｃへのインク４の供給を遮断する。弁３４ｅは、付勢部材３４ｆの付勢力に抗して上端に位置するとき、インク室３４ｂをインク流入路３４ａ側とインク流出路３４ｃ側とを遮断せずに、プリンタヘッド２７へインク４の供給を可能とする。なお、弁３４ｅを構成する材質は、その種類を問わないが、高い閉塞性を確保するため例えばゴム弾性体、いわゆるエラストマー等により形成される。
【００５６】
付勢部材３４ｆは、例えば圧縮コイルバネ等であり、弁３４ｅの上面とインク室３４ｂの上面との間で負圧調整ネジ３４ｇと弁３４ｅとを接続し、付勢力により弁３４ｅを開口部３４ｄの閉塞する方向に付勢する。負圧調整ネジ３４ｇは、付勢部材３４ｆの付勢力を調整するネジであり、負圧調整ネジ３４ｇを調整することで付勢部材３４ｆの付勢力を調整することができるようにしている。これにより、負圧調整ネジ３４ｇは、詳細は後述するが開口部３４ｄを開閉する弁３４ｅを動作させるインク４の負圧を調整することができる。
【００５７】
弁シャフト３４ｈは、一端に接続された弁３４ｅと、他端に接続されたダイアフラム３４ｉとを連結して運動するように設けられたシャフトである。ダイアフラム３４ｉは、弁シャフト３４ｈの他端に接続された薄い弾性板である。このダイアフラム３４ｉは、インク室３４ｂのインク流出路３４ｃ側の一主面と、外気と接する他主面とからなり、大気圧とインク４の負圧により外気側とインク流出路３４ｃ側とに弾性変位する。
【００５８】
以上のような弁機構３４では、図７に示すように、弁３４ｅが付勢部材３４ｆの付勢力とダイアフラム３４ｉの付勢力とによってインク室３４ｂの開口部３４ｄを閉塞するように押圧されている。そして、プリンタヘッド２７からインク４が吐出された際に、開口部３４ｄで分割されたインク流出路３４ｃ側のインク室３４ｂのインク４の負圧が高まると、図８に示すように、インク４の負圧によりダイアフラム３４ｉが大気圧により押し上げられて、弁シャフト３４ｈと共に弁３４ｅを付勢部材３４ｆの付勢力に抗して押し上げる。このとき、インク室３４ｂのインク流入路３４ａ側とインク流出路３４ｃ側と間の開口部３４ｄが開放され、インク４がインク流入路３４ａ側からインク流出路３４ｃ側に供給される。そして、インク４の負圧が低下してダイアフラム３４ｉが復元力により元の形状に戻り、付勢部材３４ｆの付勢力により弁シャフト３４ｈと共に弁３４ｅをインク室３４ｂが閉塞するように引き下げる。以上のようにして弁機構３４では、インク４を吐出する度にインク４の負圧が高まると、上述の動作を繰り返す。
【００５９】
また、この接続部２６では、インク収容部１３内のインク４がインク室３４ｂに供給されると、インク収容部１３内のインク４が減少するが、このとき、空気導入路１６から外気がインクカートリッジ１１内に入り込む。インクカートリッジ１１内に入り込んだ空気は、インクカートリッジ１１の上方に送られる。これにより、インク液滴ｉが後述するノズル４４ａから吐出される前の状態に戻り、平衡状態となる。このとき、空気導入路１６内にインク４がほとんどない状態で平衡状態となる。
【００６０】
プリンタヘッド２７は、図６に示すように、カートリッジ本体２１の底面に沿って配設されており、接続部２６から供給されるインク液滴ｉを吐出するインク吐出口である後述するノズル４４ａが各色毎、記録紙Ｐの幅方向、すなわち図６中矢印Ｗ方向に略ライン状をなすようにされている。
【００６１】
ヘッドキャップ２８は、図２に示すように、プリンタヘッド２７を保護するために設けられたカバーであり、印刷動作するときにはプリンタヘッド２７より取り外される。ヘッドキャップ２８は、開閉方向に設けられた溝部２８ａと、長手方向に設けられプリンタヘッド２７の吐出面２７ａに付着した余分なインク４を吸い取る清掃ローラ２８ｂとを有している。ヘッドキャップ２８は、開閉動作時にこの溝部２８ａに沿ってインクカートリッジ１１の短手方向に開閉するようにされており、このとき清掃ローラ２８ｂがプリンタヘッド２７の吐出面２７ａに当接しながら回転することで、余分なインク４を吸い取り、プリンタヘッド２７の吐出面２７ａを清掃する。この清掃ローラ２８ｂには、例えば吸水性の高い部材が用いられる。また、ヘッドキャップ２８は、印刷動作しないときにはプリンタヘッド２７内のインク４が乾燥しないようにする。
【００６２】
以上のような構成のヘッドカートリッジ２は、上述した構成の他に、例えばインクカートリッジ１１内におけるインク残量を検出する手段や、接続部２６にインク供給部１４が接続されたときにインク４の有無を検出する手段等を備えている。
【００６３】
上述したプリンタヘッド２７は、各色のインク４に対応して、図９、図１０及び図１１に示すように、ベースとなる回路基板４１と、記録紙Ｐの走行方向と略直交方向、すなわち記録紙Ｐの幅方向に並設された一対の発熱抵抗体４２ａ，４２ｂと、インク４の漏れを防ぐフィルム４３と、インク４が液滴の状態で吐出されるノズル４４ａが多数設けられたノズルシート４４と、これらに囲まれてインク４が供給される空間であるインク液室４５と、インク液室４５にインク４を供給するインク流路４６とを有する。
【００６４】
回路基板４１は、シリコン等の半導体基板であり、その一主面４１ａに、一対の発熱抵抗体４２ａ，４２ｂが形成されており、一対の発熱抵抗体４２ａ，４２ｂが回路基板４１上の後述する吐出制御部６３とそれぞれ接続されている。この吐出制御部６３は、ロジックＩＣ（Integrated Circuit）やドライバートランジスタ等で構成されている電気回路である。
【００６５】
一対の発熱抵抗体４２ａ，４２ｂは、吐出制御部６３から供給される電力により発熱し、インク液室４５内のインク４を加熱して内圧を高める、いわゆる圧力発生素子である。そして、一対の発熱抵抗体４２ａ，４２ｂによって加熱されたインク４は、後述するノズルシート４４に設けられたノズル４４ａから液滴の状態で吐出する。
【００６６】
フィルム４３は、回路基板４１の一主面４１ａに積層されている。フィルム４３は、例えば露光硬化型のドライフィルムレジストからなるものであり、回路基板４１の一主面４１ａの略全体に積層された後、フォトリソグラフプロセスによって不要部分が除去され、一対の発熱抵抗体４２ａ，４２ｂを略凹状に囲むように形成されている。フィルム４３においては、一対の発熱抵抗体４２ａ，４２ｂそれぞれを囲む部分がインク液室４５の一部を形成する。
【００６７】
ノズルシート４４は、インク液滴ｉを吐出させるためのノズル４４ａが形成されたシート状部材であり、フィルム４３の回路基板４１と反対側に積層されている。ノズル４４ａは、ノズルシート４４に円形状に開口された微小孔であり、一対の発熱抵抗体４２ａ，４２ｂと対向するように配置されている。なお、ノズルシート４４はインク液室４５の一部を構成する。
【００６８】
インク液室４５は、回路基板４１、一対の発熱抵抗体４２ａ，４２ｂ、フィルム４３及びノズルシート４４に囲まれた空間部であり、インク流路４６からのインク４が供給される。インク液室４５のインク４は、一対の発熱抵抗体４２ａ，４２ｂにより加熱され、内圧が上昇される。インク流路４６は、接続部２６のインク流出路３４ｃと接続されており、接続部２６に接続されたインクカートリッジ１１からインク４が供給され、このインク流路４６に連通する各インク液室４５にインク４を送り込む流路を形成する。すなわち、インク流路４６と接続部２６とが連通されている。これにより、インクカートリッジ１１から供給されるインク４がインク流路４６に流れ込み、インク液室４５内に充填される。
【００６９】
上述した１個のプリンタヘッド２７には、インク液室４５毎に一対の発熱抵抗体４２ａ，４２ｂが設けられ、このような一対の発熱抵抗体４２ａ，４２ｂが設けられたインク液室４５を１００個〜５０００個程度備えている。そして、プリンタヘッド２７においては、プリンタ装置１の制御部からの指令によってこれら一対の発熱抵抗体４２ａ，４２ｂそれぞれを適宜選択して一対の発熱抵抗体４２ａ，４２ｂに対応するインク液室４５内のインク４を、インク液室４５に対応するノズル４４ａから液滴の状態で吐出させることができる。
【００７０】
すなわち、プリンタヘッド２７において、プリンタヘッド２７と結合されたインク流路４６から、インク液室４５にインク４が満たされる。そして、一対の発熱抵抗体４２ａ，４２ｂに短時間、例えば、１〜３μｓｅｃの間パルス電流を流すことにより、一対の発熱抵抗体４２ａ，４２ｂがそれぞれ急速に発熱し、その結果、一対の発熱抵抗体４２ａ，４２ｂと接する部分のインク４が加熱されて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４が押圧される（インク４が沸騰する）。これによって、ノズル４４ａに接する部分でインク気泡に押圧されたインク４と同等の体積のインク４がインク液滴ｉとしてノズル４４ａから吐出され、記録紙Ｐ上に着弾される。
【００７１】
このプリンタヘッド２７では、図１１に示すように、１つのインク液室４５内に、一対の発熱抵抗体４２ａ，４２ｂが互いに略平行に並設されている。すなわち、１つのインク液室４５内に、一対の発熱抵抗体４２ａ，４２ｂを備えるものである。そして、プリンタヘッド２７においては、図１１中矢印Ｃで示す記録紙Ｐの走行方向と略直交方向、すなわち図１１中矢印Ｗで示す記録紙Ｐの幅方向に互いに略平行に並設されている一対の発熱抵抗体４２ａ，４２ｂ複数並ぶようにされている。なお、図１１では、ノズル４４ａの位置を１点鎖線で示している。
【００７２】
このように、一対の発熱抵抗体４２ａ，４２ｂは、１つの抵抗体を２つに分割したような形状となり長さが同じで幅が半分になることから、それぞれの抵抗体の抵抗値がほぼ倍の値になる。これら一対の発熱抵抗体４２ａ，４２ｂにおける抵抗体を直列に接続した場合、２倍程度の抵抗値を有する抵抗体が直列に接続されることとなり、抵抗値は分割する前の４倍程度になる。
【００７３】
ここで、インク液室４５内のインク４を沸騰させるためには、一対の発熱抵抗体４２ａ，４２ｂに一定の電力を加えて一対の発熱抵抗体４２ａ，４２ｂを発熱させる必要がある。この沸騰時のエネルギーにより、インク液滴ｉ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、一対の発熱抵抗体４２ａ，４２ｂの抵抗値が高くなっていることから、少ない電流で沸騰させることができるようになる。
【００７４】
これにより、プリンタヘッド２７では、電流を流すためのトランジスタ等を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、一対の発熱抵抗体４２ａ，４２ｂの厚みを薄く形成すれば抵抗値をさらに高くすることができるが、一対の発熱抵抗体４２ａ，４２ｂとして選定される材料や強度（耐久性）等の観点から、一対の発熱抵抗体４２ａ，４２ｂ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、一対の発熱抵抗体４２ａ，４２ｂの抵抗値を高くしている。
【００７５】
ところで、インク液室４５内のインクをノズル４４ａより吐出させるときには、一対の発熱抵抗体４２ａ，４２ｂによってインク液室４５内のインクが沸騰するまでの時間、すなわち気泡発生時間が同じになるように一対の発熱抵抗体４２ａ，４２ｂを駆動制御すると、インク液滴ｉは、ノズル４４ａより真下に吐出される。また、一対の発熱抵抗体４２ａ，４２ｂの気泡発生時間に時間差が発生した場合には、一対の発熱抵抗体４２ａ，４２ｂ上で略同時にインク４が沸騰し気泡が発生しなくなり、一対の発熱抵抗体４２ａ，４２ｂが並んでいる方向の何れか一方にずれてインク液滴ｉが吐出される。
【００７６】
インク液滴ｉの吐出メカニズムは、推測であるが、以下のように考えられる。プリンタヘッド２７においては、図１２に示すように、インク液室４５に結合されたインク流路４６によりインク４が供給され、インク液室４５内にインク４が満たされる。そして、一対の発熱抵抗体４２ａ，４２ｂにパルス電流が略同時に流れることにより、一対の発熱抵抗体４２ａ，４２ｂが急速に加熱され、その結果、一対の発熱抵抗体４２ａ，４２ｂと接する部分のインク４に気相のインク気泡Ｂ１，Ｂ２がそれぞれ発生し、このインク気泡Ｂ１，Ｂ２の膨張によって所定の体積のインク４が押圧される（インク４が沸騰する）。これによって、プリンタヘッド２７においては、図１３に示すように、ノズル４４ａに接する部分でインク気泡Ｂ１，Ｂ２に押圧されたインク４と同等の体積のインク４がインク液滴ｉとしてノズル４４ａから略真下に吐出され、記録紙Ｐ上に着弾される。また、プリンタヘッド２７においては、図１４に示すように、一対の発熱抵抗体４２ａ，４２ｂに異なる値のパルス電流が供給若しくは異なるタイミングでパルス電流が供給させることにより、一対の発熱抵抗体４２ａ，４２ｂと接する部分のインク４に異なる大きさのインク気泡Ｂ３，Ｂ４がそれぞれ発生し、このインク気泡Ｂ３，Ｂ４の膨張によって所定の体積のインク４が押圧される。これによって、プリンタヘッド２７においては、図１５に示すように、ノズル４４ａに接する部分でインク気泡Ｂ３，Ｂ４に押圧されたインク４と同等の体積のインク４がインク液滴ｉとしてノズル４４ａから図１５中矢印Ｗで示す記録紙Ｐの幅方向、インク気泡Ｂ３，Ｂ４のうち小さい体積の方にずれて吐出され、記録紙Ｐ上に着弾される。
【００７７】
次に、以上のように構成されたヘッドカートリッジ２が装着されるプリンタ装置１を構成するプリンタ本体３について図面を参照して説明する。
【００７８】
プリンタ本体３は、上記図１及び図１６に示すように、ヘッドカートリッジ２が装着されるヘッドカートリッジ装着部５１と、ヘッドカートリッジ２をヘッドカートリッジ装着部５１に保持、固定するためのヘッドカートリッジ保持機構５２と、ヘッドキャップを開閉するヘッドキャップ開閉機構５３と、記録紙Ｐを給排紙する給排紙機構５４と、給排紙機構５４に記録紙Ｐを供給する給紙口５５と、給排紙機構５４から記録紙Ｐが出力される排紙口５６と、上述したプリンタヘッド２７によって記録紙Pの主面に着弾したインク液滴ｉの状態、具体的にはインク液滴ｉが記録紙Ｐの主面に着弾した部分の色調、いわゆる色の濃度や輝度を検出する色調検出部５７と、プリンタヘッド２７の吐出面２７ａと記録紙Ｐの主面との間の距離を測定する記録紙位置検出部５８とを有する。
【００７９】
ヘッドカートリッジ装着部５１は、ヘッドカートリッジ２が装着される凹部であり、走行する記録紙にデータ通り印刷を行うため、プリンタヘッド２７の吐出面２７ａと走行する記録紙Ｐの紙面とが互いに略平行となるようにヘッドカートリッジ２が装着される。ヘッドカートリッジ２は、プリンタヘッド２７内のインク詰まり等で交換する必要が生じる場合等があり、インクカートリッジ１１程の頻度はないが消耗品であるため、ヘッドカートリッジ装着部５１に対して着脱可能にヘッドカートリッジ保持機構５２によって保持される。
【００８０】
ヘッドカートリッジ保持機構５２は、ヘッドカートリッジ装着部５１にヘッドカートリッジ２を着脱可能に保持するための機構であり、ヘッドカートリッジ２に設けられたつまみ５２ａをプリンタ本体３の係止孔５２ｂ内に設けられた図示しないバネ等の付勢部材に係止することによってプリンタ本体３に設けられた基準面３ａに圧着するようにしてヘッドカートリッジ２を位置決めして保持、固定できるようにしている。
【００８１】
ヘッドキャップ開閉機構５３は、ヘッドカートリッジ２のヘッドキャップ２８を開閉する駆動部を有しており、印刷を行うときにヘッドキャップ２８を開放してプリンタヘッド２７が記録紙Ｐに対して露出するようにし、印刷が終了したときにヘッドキャップ２８を閉塞してプリンタヘッド２７を保護する。
【００８２】
給排紙機構５４は、記録紙Ｐを搬送する駆動部を有しており、給紙口５５から供給される記録紙Ｐをヘッドカートリッジ２のプリンタヘッド２７まで搬送し、インク液滴ｉが着弾し、印刷された記録紙Ｐを排紙口５６に搬送して装置外部へ排出する。給紙口５５は、給排紙機構５４に記録紙Ｐを供給する開口部であり、トレイ５５ａ等に複数枚の記録紙Ｐを積層してストックすることができる。排紙口５６は、インク液滴ｉが着弾し、印刷された記録紙Ｐを排出する。
【００８３】
色調検出部５７は、インク液滴ｉが記録紙Ｐの主面に着弾したときの色調、いわゆる色の濃度や輝度を測定する例えば反射濃度計、輝度センサー、スキャナ等であり、記録紙Ｐに印刷された色調の状態を検出して濃度平均値、濃度分散値等のパラメータを数値化した情報を、電圧等の色調検出信号にして後述する制御回路６１の制御部６８等に出力する。なお、色調検出部５７においては、検出した色調検出信号にノイズ等が生じた場合、検出した色調検出信号を波形整形し、ノイズを除去した状態してから制御部６８に出力する。
【００８４】
記録紙位置検出部５８は、プリンタヘッド２７の吐出面２７ａと記録紙Ｐの主面との間の距離、すなわちプリンタヘッド２７のノズル４４ａから略垂直方向に位置する記録紙Ｐの主面までの距離を測定することが可能な例えばレーザ距離センサーや超音波距離センサー等であり、プリンタヘッド２７から記録紙Ｐまでの距離に関する情報を数値化した距離信号にして後述する制御回路６１の制御部６８等に出力する。これにより、プリンタ装置１では、記録紙位置検出部５８がプリンタヘッド２７のノズル４４ａから略垂直方向に位置する記録紙Ｐの主面までの距離を測定することから、例えば厚みの異なる記録紙Ｐに印刷を行うときでも、プリンタヘッド２７のノズル４４ａから記録紙Ｐの主面までの距離を把握した状態で印刷を行うことができる。なお、記録紙位置検出部５８は、例えばプリンタヘッド２７の吐出面２７ａとセンサー部とが略均一な面になるようにプリンタヘッド２７の吐出面２７ａに埋め込まれるように設置されてもよい。
【００８５】
ここで、以上のように構成されたプリンタ装置１による印刷を制御する図１７に示す制御回路６１について図面を参照して説明する。
【００８６】
制御回路６１は、上述したプリンタ本体３の各駆動機構５３，５４の駆動制御するプリンタ駆動部６２と、各色のインク４に対応するプリンタヘッド２７に供給される電流等を制御する吐出制御部６３と、各色のインク４の残量を警告する警告部６４と、外部装置と信号の入出力を行う入出力端子６５と、制御プログラム等が記録されたＲＯＭ（Read Only Memory）６６と、色調検出部５７等から出力された色調検出信号等を一端記録し、必要に応じて記録して制御信号等が読み出されるＲＡＭ（Random Access Memory）６７と、各部の制御を行う制御部６８とを有している。
【００８７】
プリンタ駆動部６２は、制御部６８からの制御信号に基づき、ヘッドキャップ開閉機構５３を構成する駆動モータを駆動させてヘッドキャップ２８を開閉するように、ヘッドキャップ開閉機構を制御する。また、プリンタ駆動部６２は、制御部６８からの制御信号に基づき、給排紙機構５４を構成する駆動モータを駆動させてプリンタ本体３の給紙口５５から記録紙Ｐを給紙し、印刷後に排紙口５６から記録紙Ｐを排出するように、給排紙機構を制御する。
【００８８】
吐出制御部６３は、図１８に示すように、それぞれが抵抗体である一対の発熱抵抗体４２ａ，４２ｂにパルス電流を流すための電源７１ａ，７１ｂと、一対の発熱抵抗体４２ａ，４２ｂと電源７１ａ，７１ｂとの電気的な接続をオン／オフさせるスイッチング素子７２ａ，７２ｂ，７２ｃと、一対の発熱抵抗体４２ａ，４２ｂに供給されるパルス電流を制御するための可変抵抗７３と、スイッチング素子７２ｂ，７２ｃの切り換えを制御する切換制御回路７４ａ，７４ｂと、可変抵抗７３の抵抗値を制御する抵抗値制御回路７５とを備える電気回路である。
【００８９】
電源７１ａは、発熱抵抗体４２ｂに接続され、電源７１ｂは、スイッチング素子７２ｃ、を介して可変抵抗７３に接続され、それぞれ電気回路にパルス電流を供給する。なお、電気回路に供給されるパルス電流は、電源７１ａ，７１ｂを電力源としてもよいが、例えば制御部６８等から直接供給されるようにすることも可能である。
【００９０】
スイッチング素子７２ａは、発熱抵抗体４２ａとグランドとの間に配置され、吐出制御部６３全体のオン／オフを制御する。スイッチング素子７２ｂは、一対の発熱抵抗体４２ａ，４２ｂと可変抵抗７３との間に配置され、一対の発熱抵抗体４２ａ，４２ｂに供給されるパルス電流を制御する。スイッチング素子７２ｃは、可変抵抗７３と電源７１ｂとの間に配置され、インク液滴ｉの吐出方向を制御する。そして、これらスイッチング素子７２ａ，７２ｂ，７２ｃは、それぞれオン／オフが切り換えられることで電気回路に供給されるパルス電流を制御する。
【００９１】
可変抵抗７３は、抵抗値を可変することで発熱抵抗体４２ａに供給されるパルス電流値を変化させる。すなわち、発熱抵抗体４２ａに供給される電力は、可変抵抗７３の抵抗値の大きさによって決まる。
【００９２】
切換制御回路７４ａは、スイッチング素子７２ｂのオン／オフを切り換えて、可変抵抗７３と一対の発熱抵抗体４２ａ，４２ｂとを接続させるか、若しくは可変抵抗７３と一対の発熱抵抗体４２ａ，４２ｂとをオフの状態にする。切換制御回路７４ｂは、スイッチング素子７２ｃのオン／オフを切り換えて、電源７１ｂと電気回路との接続のオン／オフを切り換える。
【００９３】
抵抗値制御回路７５は、可変抵抗７３の抵抗値の大きさを制御し、発熱抵抗体４２ａに供給されるパルス電流値を調節する。
【００９４】
以上のような構成の吐出制御部６３では、スイッチング素子７２ｂをオフにして可変抵抗７３と一対の発熱抵抗体４２ａ，４２ｂとが接続されていないとき、スイッチング素子７２ａをオンにすると、電源７１ａからパルス電流が直列に接続された一対の発熱抵抗体４２ａ，４２ｂに供給される（可変抵抗７３には電流が流れない）。このとき、一対の発熱抵抗体４２ａ，４２ｂの抵抗値が略同一である場合には、パルス電流が供給されたときに一対の発熱抵抗体４２ａ，４２ｂが発生する熱量が略同一になる。
【００９５】
この場合、プリンタヘッド２７は、図１９（Ａ）に示すように、一対の発熱抵抗体４２ａ，４２ｂで発生する熱量が略同一となることから、気泡発生時間が略同一になりインク４の吐出角度が記録紙Ｐの主面に対して略垂直になり、インク液滴ｉをノズル４４ａから略真下に吐出する。
【００９６】
また、図１８に示す吐出制御部６３では、スイッチング素子７２ｂが一対の発熱抵抗体４２ａ，４２ｂと可変抵抗７３との接続をオンにし、スイッチング素子７２ａをオンにし、スイッチング素子７２ｃをグランドと接続したときに、図１９（Ｂ）に示すように、プリンタヘッド２７より吐出されるインク液滴ｉを、吐出方向が図１９（Ｂ）中矢印Ｗで示す記録紙Ｐの幅方向の発熱抵抗体４２ａ側に可変された状態で吐出させる。すなわち、スイッチング素子７２ｃがグランドに接続されることで、発熱抵抗体４２ａに供給されるパルス電流値は可変抵抗７３の抵抗値に応じて小さくなり、一対の発熱抵抗体４２ａ，４２ｂに供給されるパルス電流に差異が生じることから、両者に発生する熱量にも差異が生じる。
【００９７】
この場合、可変抵抗７３の抵抗値が大きいと、電源７１ａからスイッチング素子７２ｃを介してグランドに流出される電流が小さくなって発熱抵抗体４２ａに電源７１ａより供給されるパルス電流値の減少量が小さいことから、一対の発熱抵抗体４２ａ，４２ｂに供給されるパルス電流の差異が小さくなり、一対の発熱抵抗体４２ａ，４２ｂの間で生じる熱量の差異も小さくなり、吐出面２７ａを基準にしてノズル４４ａより吐出されたインク液滴ｉの吐出角度は大きくなる。すなわち、可変抵抗７３の抵抗値が大きいほど、ノズル４４ａより略真下にインク液滴ｉを吐出したときの着弾点Ｄに対し、発熱抵抗体４２ａ側でより近い位置に着弾するようにインク液滴ｉを吐出する。一方、可変抵抗７３の抵抗値が小さいと、電源７１ａからスイッチング素子７２ｃを介してグランドに流出される電流が大きくなって発熱抵抗体４２ａに電源７１ａより供給されるパルス電流値の減少量が大きいことから、一対の発熱抵抗体４２ａ，４２ｂに供給されるパルス電流の差異が大きくなり、一対の発熱抵抗体４２ａ，４２ｂの間で生じる熱量の差異も大きくなり、吐出面２７ａを基準にしてノズル４４ａより吐出されたインク液滴ｉの吐出角度は小さくなる。すなわち、可変抵抗７３の抵抗値が小さいほど、ノズル４４ａより略真下にインク液滴ｉを吐出したときの着弾点Ｄに対し、発熱抵抗体４２ａ側でより遠い位置に着弾するようにインク液滴ｉを吐出する。
【００９８】
また、図１８に示す吐出制御部６３では、スイッチング素子７２ｂが一対の発熱抵抗体４２ａ，４２ｂと可変抵抗７３との接続をオンにし、スイッチング素子７２ａをオンにし、スイッチング素子７２ｃを電源７１ｂと接続したときに、図１９（Ｃ）に示すように、プリンタヘッド２７より吐出されるインク液滴ｉを、吐出方向が図１９（Ｃ）中矢印Ｗで示す記録紙Ｐの幅方向の発熱抵抗体４２ｂ側に可変された状態で吐出させる。すなわち、スイッチング素子７２ｃが電源７１ｂに接続されることで、発熱抵抗体４２ａに供給されるパルス電流値は可変抵抗７３の抵抗値に応じて大きくなり、一対の発熱抵抗体４２ａ，４２ｂに供給される電力に差異が生じることから、両者に発生する熱量にも差異が生じる。プリンタヘッド２７においては、一対の発熱抵抗体４２ｃ，４２ｄの発熱状態がスイッチング素子７２ｃをグランドに接続したときとは逆になる。
【００９９】
この場合、可変抵抗７３の抵抗値が大きいと、電源７１ａの他に電源７１ｂより発熱抵抗体４２ａに加算されて供給されるパルス電流が小さくなることから、一対の発熱抵抗体４２ａ，４２ｂに供給されるパルス電流の差異が小さくなり、一対の発熱抵抗体４２ａ，４２ｂの間で生じる熱量の差異も小さくなり、吐出面２７ａを基準にしてノズル４４ａより吐出されたインク液滴ｉの吐出角度は大きくなる。すなわち、可変抵抗７３の抵抗値が大きいほど、ノズル４４ａより略真下にインク液滴ｉを吐出したときの着弾点Ｄに対し、発熱抵抗体４２ｂ側でより近い位置に着弾するようにインク液滴ｉを吐出する。一方、可変抵抗７３の抵抗値が小さいと、電源７１ａの他に電源７１ｂより発熱抵抗体４２ａに加算されて供給されるパルス電流が大きくなることから、一対の発熱抵抗体４２ａ，４２ｂに供給されるパルス電流の差異が大きくなり、一対の発熱抵抗体４２ａ，４２ｂの間で生じる熱量の差異も大きくなり、吐出面２７ａを基準にしてノズル４４ａより吐出されたインク液滴ｉの吐出角度は小さくなる。すなわち、可変抵抗７３の抵抗値が小さいほど、ノズル４４ａより略真下にインク液滴ｉを吐出したときの着弾点Ｄに対し、発熱抵抗体４２ｂ側でより遠い位置に着弾するようにインク液滴ｉを吐出する。
【０１００】
このように、吐出制御部６３では、スイッチング素子７２ａ，７２ｂ，７２ｃを切り換え、可変抵抗７３の抵抗値を変化させることで、インク液滴ｉのノズル４４ａからの吐出方向を、一対の発熱抵抗体４２ａ，４２ｂが並設されている方向、すなわち記録紙Ｐの幅方向に変化させることができる。
【０１０１】
そして、吐出制御部６３では、印刷動作を行う前段階において、着弾されたインク液滴の色調を色調検出部５７が検出するためのテストパターンを記録紙Ｐの主面に印刷するときは、スイッチング素子７２ｂのオン／オフを切換制御回路７４ａで周期的に切り換え、スイッチング素子７２ｃのオン／オフを切換制御回路７４ｂで周期的に切り換え、可変抵抗７３の抵抗値を抵抗値制御回路７５で周期的に変化させ、インク液滴ｉのノズル４４ａからの吐出方向を記録紙Ｐの幅方向に周期的に変化させることで、色調が周期的に変化したテストパターンが印刷されるようにプリンタヘッド２７を制御する。具体的に、記録紙Ｐの幅方向に吐出方向を変化させながら吐出されるインク液滴ｉは、略垂直に吐出されて着弾した着弾点Ｄを中心に、記録紙Ｐの幅方向に左右４０μｍ程度の範囲で周期的に着弾されることになる。
【０１０２】
図１７に示す警告部６４は、例えばＬＣＤ（Liquid Crystal Display）等の表示手段であり、印刷条件、印刷状態、インク残量等の情報を表示する。また、警告部６４は、例えばスピーカ等の音声出力手段であってもよく、この場合は、印刷条件、印刷状態、インク残量等の情報を音声で出力する。なお、警告部６４は、表示手段及び音声出力手段をともに有するように構成してもよい。また、この警告は、情報処理装置６９のモニタやスピーカ等で行うようにしてもよい。
【０１０３】
入出力端子６５は、上述した印刷条件、印刷状態、インク残量等の情報をインタフェースを介して外部の情報処理装置６９等に送信する。また、入出力端子６５は、外部の情報処理装置６９等から、上述した印刷条件、印刷状態、インク残量等の情報を出力する制御信号や、印刷データ等が入力される。ここで、上述した情報処理装置６９は、例えばパーソナルコンピュータやＰＤＡ（Personal Digital Assistant）等の電子機器である。例えば、記録紙Ｐに色調を検出するために印刷されたテストパターンを外部のスキャナ等といった色調検出装置を用いて検出する場合、外部の色調検出装置は入出力端子６５に接続される。そして、色調検出装置がテストパターンを検出したことで得られる濃度平均値、濃度分散値等のパラメータは、数値化された色調検出信号として入出力端子６５を介して制御部６８に入力される。
【０１０４】
情報処理装置６９等と接続される入出力端子６５は、インタフェースとして例えばシリアルインタフェースやパラレルインタフェース等を用いることができ、具体的にＵＳＢ（Universal Serial Bus）、ＲＳ（Recommended Standard）２３２Ｃ、ＩＥＥＥ（Institute of Electrical and Electronic Engineers）１３９４等の規格に準拠したものである。また、入出力端子６５は、情報処理装置６９との間で有線通信又は無線通信の何れ形式でデータ通信を行うようにしてもよい。なお、この無線通信規格としては、ＩＥＥＥ８０２．１１ａ，８０２．１１ｂ，８０２．１１ｇ等がある。
【０１０５】
入出力端子６５と情報処理装置６９との間には、例えばインターネット等のネットワークが介在していてもよく、この場合、入出力端子６５は、例えばＬＡＮ（Local Area Network）、ＩＳＤＮ（Integrated Services Digital Network）、ｘＤＳＬ（Digital Subscriber Line）、ＦＴＨＰ（Fiber To The Home）、ＣＡＴＶ（Community Antenna TeleVision）、ＢＳ（Broadcasting Satellite）等のネットワーク網に接続され、データ通信は、ＴＣＰ／ＩＰ（Transmission Control Protocol/Internet Protocol）等の各種プロトコルにより行われる。
【０１０６】
ＲＯＭ６６は、例えばＥＰ−ＲＯＭ（Erasable Programmable Read-Only Memory）等のメモリであり、制御部６８が行う各処理のプログラムが格納されている。この格納されているプログラムは、制御部６８によりＲＡＭ６７にロードされる。
【０１０７】
ＲＡＭ６７は、制御部６８によりＲＯＭ６６から読み出されたプログラムや、プリンタ装置１の各種状態を記憶する。また、ＲＡＭ６７は、色調検出部５７から制御部６８に入力された色調検出信号を、一旦格納し、必要に応じて制御部６８に出力する。
【０１０８】
制御部６８は、入出力端子６５から入力された印刷データ、色調検出部５７から入力された色調検出信号、記録紙位置検出部５８から入力された距離信号、ヘッドカートリッジ２から入力されがインク４の残量データ等に基づき、各部を制御する。制御部６８、入力された制御信号等に基づいて各部を制御する処理プログラムをＲＯＭ６６から読み出してＲＡＭ６７に記憶し、この処理プログラムに基づき各部の制御や処理を行う。
【０１０９】
制御部６８では、例えば記録紙Ｐに着弾されるインク液滴ｉの吐出方向を行う場合、色調検出部５７が記録紙Ｐに印刷されたテストパターンの色調を検出して得られる色調検出信号や、記録紙位置検出部５８による記録紙Ｐにテストパターンを印刷したときのプリンタヘッド２７から記録紙Ｐまでの距離信号等をＲＡＭ６７に格納する。また、制御部６８は、色調検出信号や距離信号の他に、記録紙Ｐの幅方向に複数並んだノズル４４ａよりインク液滴ｉが吐出されて記録紙Ｐに着弾したときに形成されるライン毎の一対の発熱抵抗体４２ａ，４２ｂに供給されるパルス電流値のデータをＲＡＭ６７に記憶する。そして、制御部６８は、ＲＡＭ６７に格納された色調検出信号、距離信号、各ラインのパルス電流値データに基づき、スイッチング素子７２ｂ，７２ｃのオン／オフ切り換えや、可変抵抗７３の抵抗値の調節等を吐出制御部６３が行い、所望の色調でインク液滴ｉが記録紙Ｐに着弾されるように、プリンタヘッド２７のノズル４４ａより吐出されるインク液滴ｉの吐出角度を制御する。
【０１１０】
なお、以上のように構成された制御回路６１においては、ＲＯＭ６６に処理プログラムを格納するようにしたが、処理プログラムを格納する媒体としては、ＲＯＭ６６に限定されるものでなく、例えば処理プログラムが記録された光ディスクや、磁気ディスク、光磁気ディスク、ＩＣカード等の各種記録媒体を用いることができる。この場合に制御回路６１は、各種記録媒体を駆動するドライブと直接又は情報処理装置６９を介して接続されてこれら記録媒体から処理プログラムを読み出すように構成する。
【０１１１】
ここで、以上のように構成されるプリンタ装置１において、印刷動作を行う前に所望の色調を得るための吐出方向を調整する動作について図２０及び図２１に示すフローチャートを参照にして説明する。なお、本動作はＲＯＭ６６等の記憶手段に格納された処理プログラムに基づいて制御部６８内の図示しないＣＰＵ（Central Processing Unit）の処理に基づいて実行されるものである。また、ここでは、最も濃い色調を得るための吐出方向調整について説明する。
【０１１２】
先ず、プリンタ装置１には、ユーザによって所望の色調を得るためのインク液滴ｉの吐出方向の調整する動作をプリンタ装置１が実行するように、プリンタ本体３に設けられている操作パネル等を介して操作信号が入力される。
【０１１３】
次に、制御部６８は、ステップＳ１において、各装着部２２に所定の色のインクカートリッジ１１が装着されているかどうかを判断する。そして、制御部６８は、全ての装着部２２に所定の色のインクカートリッジ１１が適切に装着されているときはステップＳ２に進み、装着部２２においてインクカートリッジ１１が適切に装着されていないときはステップＳ４に進み、調整動作を禁止する。
【０１１４】
制御部６８は、ステップＳ２において、接続部２６内のインク４が所定量以下、すなわちインク無し状態であるか否かを判断し、インク無し状態であると判断されたときは、警告部６４でその旨を警告し、ステップＳ４において、調整動作を禁止する。一方、制御部６８は、接続部２６内のインク４が所定量以上であるとき、すなわちインク４が満たされているとき、ステップＳ３において、調整動作を許可する。
【０１１５】
調整動作を行う際は、先ず、ステップ１１において、制御部６８がプリンタ制御部６２によって各駆動機構５３，５４を駆動制御して記録紙Ｐを印刷可能な位置まで移動させる。具体的に、制御部６８は、図２２に示すように、ヘッドキャップ開閉機構５３を構成する駆動モータを駆動させてヘッドキャップ２８をヘッドカートリッジ２に対してトレイ５５ａ側に移動させ、プリンタヘッド２７のノズル４４ａを露出させる。
【０１１６】
そして、制御部６８は、給排紙機構５４を構成する駆動モータを駆動させて記録紙Ｐを走行させる。具体的に、制御部６８は、トレイ５５ａから給紙ローラ８１によって記録紙Ｐを引き出し、互いに反対方向に回転する一対の分離ローラ８２ａ，８２ｂによって引き出された記録紙Ｐの一枚を反転ローラ８３に搬送して搬送方向を反転させた後に搬送ベルト８４に記録紙Ｐを搬送し、搬送ベルト８４に搬送された記録紙Ｐを押さえ手段８５が所定の位置で保持させることでインク４が着弾される位置が決定されるように給排紙機構５４を制御する。
【０１１７】
そして、記録紙Ｐの位置が決定されると制御部６８は、ステップＳ１２において、予めＲＯＭ６６等に格納された処理プログラムに基づき、吐出制御部６３の切換制御回路７４ａ，７４ｂや抵抗値制御回路７５によりスイッチング素子７２ｂ，７２ｃや可変抵抗７３を制御することで、インク液滴ｉの吐出方向を記録紙Ｐの幅方向で周期的に変化させながら印刷する、すなわち色調を周期的に変化させたテストパターンを印刷する。
【０１１８】
具体的に、テストパターンを印刷する際は、先ず、記録紙Ｐの主面に向かってプリンタヘッド２７のノズル４４ａよりインク液滴ｉを、図１９（Ａ）に示すように、略真下に吐出する。これにより、記録紙Ｐの主面には、図２３（Ａ）に示すように、ノズル４４ａと対向する位置にインク液滴ｉの着弾点Ｄが形成され、インク液滴ｉが着弾してない部分が最も多くなりインク液滴ｉが着弾した際の色調、いわゆる色の濃度が最も薄いテストパターンが印刷される。
【０１１９】
次に、制御部６８は、吐出制御部６３によって可変抵抗７３の抵抗値を大きくした状態でスイッチング素子７２ｃのオン／オフを切り換えることで、図１９（Ｂ）及び図１９（Ｃ）に示すように、記録紙Ｐの幅方向にノズル４４ａを中心にして左右に分かれてインク液滴ｉを吐出させる。これにより、記録紙Ｐの主面には、図２３（Ｂ）に示すように、記録紙Ｐの幅方向にノズル４４ａを中心にして左右に分かれてインク液滴ｉが吐出され、インク液滴ｉの着弾点Ｄがノズル４４ａと対向する位置を中心にして記録紙Ｐの幅方向に左右に分かれた位置に形成されることから、インク液滴ｉが着弾してない部分がインク液滴ｉをノズル４４ａより略真下に着弾させたときよりも少なくなり着弾したインク液滴ｉによる色調が濃いテストパターンが印刷される。
【０１２０】
次に、制御部６８は、吐出制御部６３によって可変抵抗７３の抵抗値をさらに小さくしていき、スイッチング素子７２ｃのオン／オフを切り換えることで、図１９（Ｂ）及び図１９（Ｃ）に示すように、記録紙Ｐの幅方向にノズル４４ａを中心にして左右に、一つのノズル４４ａより左右に吐出されたインク液滴ｉが重ならないような吐出角度でインク液滴ｉを吐出させる。これにより、記録紙Ｐの主面には、図２３（Ｃ）に示すように、記録紙Ｐの幅方向にノズル４４ａを中心にして左右に分かれてインク液滴ｉが吐出され、インク液滴ｉの着弾点Ｄが重ならない位置に形成されることから、インク液滴ｉが着弾してない部分が最も少なくなりインク液滴ｉが着弾した際の色調が最も濃いテストパターンが印刷される。
【０１２１】
次に、制御部６８は、吐出制御部６３によって可変抵抗７３の抵抗値を色調が最も濃いときより小さくしていき、スイッチング素子７２ｃのオン／オフを切り換えることで、図１９（Ｂ）及び図１９（Ｃ）に示すように、記録紙Ｐの幅方向にノズル４４ａを中心にして左右に、隣り合うノズル４４ａから吐出されたインク液滴ｉの着弾点Ｄが一部重なって着弾するような吐出角度でインク液滴ｉを吐出させる。これにより、記録紙Ｐの主面には、図２３（Ｄ）に示すように、記録紙Ｐの幅方向にノズル４４ａを中心にして左右に分かれてインク液滴ｉが吐出され、インク液滴ｉの着弾点Ｄが隣り合うのノズル４４から吐出されたインク液滴ｉの着弾点Ｄと一部重なって形成されることから、インク液滴ｉが着弾してない部分が最も少ない状態から増えてインク液滴ｉが着弾した際の色調が最も濃いときより薄いテストパターンが印刷される。
【０１２２】
次に、制御部６８は、吐出制御部６３によって可変抵抗７３の抵抗値を色調が再び薄くなったときより小さくしていき、スイッチング素子７２ｃのオン／オフを切り換えることで、図１９（Ｂ）及び図１９（Ｃ）に示すように、記録紙Ｐの幅方向にノズル４４ａを中心にして左右に、隣のノズル４４ａと対向する位置に着弾するような吐出角度でインク液滴ｉを吐出させる。これにより、記録紙Ｐの主面には、図２３（Ｅ）に示すように、記録紙Ｐの幅方向にノズル４４ａを中心にして左右に分かれてインク液滴ｉが吐出され、インク液滴ｉの着弾点Ｄが隣のノズル４４と対向する位置に形成されることから、インク液滴ｉが着弾してない部分が再び最も多くなりインク液滴ｉが着弾した際の色調が最も薄いテストパターンが再び印刷される。
【０１２３】
このようにして、記録紙Ｐの主面には、図２３に示すように、色調が最も薄い部分、色調が濃い部分、色調が最も濃い部分、色調が濃い部分、色調が最も薄い部分が順次印刷されたテストパターンが形成される。このとき、制御部６８は、インク液滴ｉが記録紙Ｐに着弾したときに形成されるライン毎の一対の発熱抵抗体４２ａ，４２ｂに供給されるパルス電流値をＲＡＭ６７に記憶させる。すなわち、制御部６８は、各色調を印刷するときの一対の発熱抵抗体４２ａ，４２ｂに流れるパルス電流値を電流値信号としてＲＡＭ６７に記憶する。なお、ここでは、記録紙Ｐの幅方向に並設された各ノズル４４ａより左右に分かれて吐出された２つのインク液滴ｉが着弾し、記録紙Ｐの幅方向に並んだ着弾点Ｄを１ラインとする。そして、図２３では、着弾点Ｄによって形成されるラインを破線で示す。
【０１２４】
同時に、制御部６８は、テストパターンを印刷したときのプリンタヘッド２７の吐出面２７ａと記録紙Ｐの主面との距離を記録紙位置検出部５８で測定し、その結果を数値化した距離信号もＲＡＭ６７に記憶する。
【０１２５】
なお、ここでは、色の濃度が薄い方から順に周期的に印刷したテストパターンについて説明したが、例えば色の濃度が濃い方から順に印刷させたテスタパターンや、色の濃度の違うパターンをランダムに並べたテストパターンであってもよい。
【０１２６】
次に、プリンタ装置１は、ステップＳ１３において、色調検出部５７が記録紙Ｐに印刷されたテストパターンの色調を検出し、ライン毎の濃度平均値、濃度分散値等のパラメータを数値化した色調検出信号を制御部６８に出力する。
【０１２７】
次に、制御部６８は、ステップＳ１４において、色調検出部５７から入力された色調検出信号をＲＡＭ６７に格納し、この色調検出信号、電流値信号、距離信号及び予めＲＯＭ６６等に格納された処理プラグラムに基づき、一対の発熱抵抗体４２ａ，４２ｂにテストパターンで最も色調が濃かったときと略同じ値のパルス電流が供給されるように吐出制御部６３を制御し、インク液滴ｉの吐出方向を調整する。これにより、プリンタ装置１では、印刷動作を行うときに、最も色調が濃い状態で印刷される吐出方向にインク液滴ｉを吐出でき、色ムラのない優れた画質の印刷を行うことができる。
【０１２８】
なお、ここでは、インク液滴ｉの吐出角度を最も色調が濃く印刷できる角度にしたが、このことに限定されるものではなく、例えば所望の色調を制御部６８が選択するような処理プログラムをＲＯＭ６６に格納することでインク液滴ｉの吐出角度を所望の色調が得られる角度に調整できる。また、制御部６８は、例えばナンバリング等の目印をテストパターンの色調毎に付けて管理し、テストパターンの色調を確認したユーザによってプリンタ本体３の操作パネル等から所望の色調の目印が入力されることでインク液滴ｉの吐出角度を調整することも可能である。
【０１２９】
そして、プリンタ装置１は、上述したインク液滴ｉの吐出方向調整が終了した後に、印刷動作を行い、情報処理装置６９等から入出力端子６５を介して入力された文字データ、印刷データ等を記録紙Ｐの主面に印刷する。
【０１３０】
なお、以上では、テストパターンの印刷が全て終了してから色調検出部５７によるテストパターンの色調検出を行うような動作で説明したが、このような動作に限定されることはなく、テストパターンを印刷しながら色調検出部５７がテストパターンの色調を検出するようにしてもよい。また、以上では、テストパターンの色調検出をプリンタ装置１に内蔵された色調検出部で行ったが、このことに限定されることはなく、上述したようにプリンタ装置１で印刷したテストパターンを外部の色調検出装置で検出し、外部の色調検出装置が検出した色調検出信号を入出力端子６５を介してプリンタ装置１の制御部６８に入力させてもよい。さらに、以上では、吐出方向を調整するためのパラメータとして距離信号も加味したが、例えば厚みが略同じ記録紙Ｐに印刷し続ける等、ノズル４４ａと記録紙Ｐとの距離が絶えず一定になる場合、色調検出信号及び電流値信号に基づいてインク液滴ｉの吐出方向を調整してもよい。
【０１３１】
以上のような方法でインク液滴ｉの吐出方向調整が可能なプリンタ装置１では、印刷動作を行う前に、記録紙Ｐの主面に印刷した色調の異なるテストパターンを色調検出部５７が検出した色調検出信号等に基づいて一対の発熱抵抗体４２ａ，４２ｂに供給されるパルス電流の値を制御できる。これにより、このプリンタ装置１では、色調検出部５７が検出したテストパターンの色調検出信号に基づいて一対の発熱抵抗体４２ａ，４２ｂに供給されるパルス電流値を制御できることから、インク液滴ｉが記録紙Ｐに着弾したときに所望の色調が得られるような吐出角度にしてインク液滴ｉをノズル４４ａより吐出できる。したがって、このプリンタ装置１では、印刷動作を行うときに、記録紙Ｐの主面に対してインク液滴ｉを所望の色調が得られような角度でノズル４４ａより吐出できることから、色ムラ等のない優れた画質の印刷を行える。
【０１３２】
このプリンタ装置１では、上述したインク液滴ｉの吐出方向調整を装置内で一括して行えることから、従来のような印刷した色調の状態をユーザが目視で判断して最適と思われる色調が得られるように一対の発熱抵抗体に供給されるパルス電流値を調節してインクの吐出方向を調整するといった煩わしい作業を行う必要がなく、高画質な印刷を得るためのインク液滴ｉの吐出方向調整を容易に行え、印刷時の歩留まりを向上できる。
【０１３３】
このプリンタ装置１では、インク液滴ｉの吐出方向調整をするときに、記録紙位置検出部５８より得られる距離信号も吐出方向を調整するパラメータとして加味していることから、例えば厚みが異なる記録紙Ｐに印刷するときでも所望の色調で印刷することができる。
【０１３４】
すなわち、テストパターンを印刷した記録紙Ｐより厚い記録紙Ｐに印刷するときには、厚い記録紙Ｐについてノズル４４ａまでの距離を記録紙位置検出部５８で測定し、得られた距離信号と、ＰＡＭ６７に記憶されていたテストパターンを印刷したときの距離信号とによる記録紙Ｐの厚み差分の制御信号や、ＰＡＭ６７に記憶された色調検出信号等に基づき、ノズル４４ａと記録紙Ｐとの距離が近くなった分、ノズル４４ａを中心にしてインク液滴ｉの吐出角度を広げるように調整することで所望の色調での印刷が可能になる。一方、テストパターンを印刷した記録紙Ｐより薄い記録紙Ｐに印刷するときには、同様にして薄い記録紙Ｐについてノズル４４ａまでの距離を記録紙位置検出部５８が検出した距離信号から得られる記録紙Ｐの厚み差分の制御信号、色調検出信号等に基づき、ノズル４４ａと記録紙Ｐとの距離が遠くなった分、ノズル４４ａを中心にしてインク液滴ｉの吐出角度を狭めるように調整することで所望の色調での印刷が可能になる。なお、このような厚みの異なる記録紙Ｐに印刷するときの吐出方向調整は、例えばＲＯＭ６６等に格納された処理プログラム等に基づき、印刷する記録紙Ｐ毎に距離信号が制御部６８に入力されるようにして自動で行われるようにしてもよいし、厚みの異なる記録紙Ｐに印刷するときにユーザによってプリンタ本体３の操作パネル等から命令信号が入力されることで行われるようにしてもよい。
【０１３５】
このように、プリンタ装置１では、上述したように厚みの異なる記録紙Ｐに印刷するときでもインク液滴ｉの吐出方向調整を容易に行えることから、厚みの異なる記録紙Ｐにも色ムラのない優れた画質の印刷を行える。また、プリンタ装置１では、印刷する記録紙Ｐ毎に距離信号を制御部６８に入力させることで、厚みが異なる記録紙Ｐが混入していたときでも色調が変化することがなく、色ムラのない優れた画質の印刷を行える。
【０１３６】
また、以上で説明したインク液滴ｉの吐出調製方法によれば、吐出角度の変位で可能となったさまざまな吐出制御手法の切り換えを容易にできる。すなわち、特願２００２−３２０８６１号、特願２００２−３６０４０８号、特願２００３−３７３４３号、特願２００３−５５２３６号等に提案されている高画質印刷手法や、特願２００３−３２１２８号等に提案されているノズル欠陥補正手法等に適用可能である。
【０１３７】
なお、以上では、一対の発熱抵抗体４２ａ，４２ｂが記録紙Ｐの幅方向に並設されたプリンタヘッド２７を例に挙げて説明したが、このような構造に限定されることはなく、複数の圧力発生素子に供給されるエネルギーを異ならせることでインク液滴ｉの吐出方向を制御するものであれば上述した方法でインク液滴ｉの吐出方向調整でき、例えば図２４（Ａ）〜図２４（Ｃ）に示すプリンタヘッド９１，１０１，１１１にも適用可能である。なお、プリンタヘッド９１は記録紙Ｐの走行方向に一対の発熱抵抗体９２ａ，９２ａを並設させたものであり、プリンタヘッド１０１はインク液室１０２に３つの発熱抵抗体１０３ａ，１０３ｂ，１０３ｃを配設させたものであり、プリンタヘッド１１１はインク液室１１２に４つの発熱抵抗体１１３ａ，１１３ｂ，１１３ｃ，１１３ｄを配設させたものである。なお、図２４では、各プリンタヘッド９１，１０１，１１１におけるノズル９３，１０４，１１４の位置を点線で示している。
【０１３８】
なお、以上では、プリンタ本体３に対してヘッドカートリッジ２が着脱可能であり、更に、ヘッドカートリッジ２に対してインクカートリッジ１１が着脱可能なプリンタ装置１を例に取り説明したが、プリンタ本体３とヘッドカートリッジ２とが一体化さえたプリンタ装置にも適用可能である。
【０１３９】
また、以上では、記録紙Ｐに文字や画像を印刷するプリンタ装置１を例に取り説明したが、本発明は、微少量の液体を吐出する他の装置に広く適用することができる。例えば、本発明は、液体中のＤＮＡチップ用吐出装置（特開２００２−３４５６０号公報）やプリント配線基板の微細な配線パターンを形成するための導電性粒子を含む液体を吐出したりする液体吐出装置に適用することもできる。
【０１４０】
さらに、以上では、一対の発熱抵抗体４２ａ，４２ｂによってインク４を加熱しながらノズル４４ａから吐出させる電気熱変換方式を採用しているが、このような方式に限定されず、例えばピエゾ素子といった圧電素子等の電気機械変換素子等によってインクを電気機械的にノズルより吐出させる電気機械変換方式を採用したものであってもよい。
【０１４１】
さらに、以上では、ライン型のプリンタ装置１を例に挙げて説明したが、このことに限定されることはなく、本発明は、例えばインクヘッドが記録紙の走行方向と略直交する方向に移動するシリアル型のインクジェットプリンタ装置にも適用可能である。この場合、シリアル型のインクジェットプリンタ装置のプリンタヘッドには少なくとも複数の圧力発生素子が設けられることになる。
【図面の簡単な説明】
【０１４２】
【図１】本発明が適用されたインクジェットプリンタ装置を示す斜視図である。
【図２】同インクジェットプリンタ装置に備わるインクジェットプリンタヘッドカートリッジを示す斜視図である。
【図３】同インクジェットプリンタヘッドカートリッジを示す断面図である。
【図４】同インクジェットプリンタヘッドカートリッジにインクカートリッジが装着された際に塗液供給部の供給口が閉塞された状態を示す模式図である。
【図５】同インクジェットプリンタヘッドカートリッジにインクカートリッジが装着された際に塗液供給部の供給口が閉塞された状態を示す模式図である。
【図６】同インクジェットプリンタヘッドカートリッジにおけるインクカートリッジとプリンタヘッドとの関係を示す模式図である。
【図７】同インクカートリッジの接続部における弁機構の弁が閉じた状態を示す断面図である。
【図８】同インクカートリッジの接続部における弁機構の弁が開いた状態を示す断面図である。
【図９】同インクジェットプリンタヘッドカートリッジのプリンタヘッドを示す断面図である。
【図１０】同プリンタヘッドを示す分解斜視図である。
【図１１】同プリンタヘッドを示す平面図である。
【図１２】同プリンタヘッドがインク液滴を吐出する状態を説明しており、略同じ大きさのインク気泡がインク液室内に形成された状態を示す断面図である。
【図１３】同プリンタヘッドがインク液滴を吐出する状態を説明しており、ノズルより略真下にインク液滴を吐出した状態を示す断面図である。
【図１４】同プリンタヘッドがインク液滴を吐出する状態を説明しており、異なる大きさのインク気泡がインク液室内に形成された状態を示す断面図である。
【図１５】同プリンタヘッドプがインク液滴を吐出する状態を説明しており、ノズルより略斜め方向にインク液滴を吐出した状態を示す断面図である。
【図１６】同インクジェットプリンタ装置の一部を透視して示す側面図である。
【図１７】同インクジェットプリンタ装置の制御回路を説明するブロック図である。
【図１８】同制御回路の吐出制御部を示す模式図である。
【図１９】同吐出制御部がインク液滴ｉの吐出方向を制御することを説明しており、同図（Ａ）はインク液滴が略真下方向に吐出されるときを説明する模式図であり、同図（Ｂ）はインク液滴がノズルを中心に記録紙の幅方向の一方の略斜め方向に吐出されるときを説明する模式図であり、同図（Ｃ）はインク液滴がノズルを中心に記録紙の幅方向の他方の略斜め方向に吐出されるときを説明する模式図である。
【図２０】同インクジェットプリンタ装置の吐出方向調整動作を説明するフローチャートである。
【図２１】同インクジェットプリンタ装置の吐出方向調整動作を説明するフローチャートである。
【図２２】同インクジェットプリンタ装置において、ヘッドキャップ開閉機構が開いている状態を一部透視して示す側面図である。
【図２３】同インクジェットプリンタ装置が記録紙にテストパターンを印刷した状態を説明しており、同図（Ａ）は色調が最も薄いときのインク液滴の着弾点を示す模式図であり、同図（Ｂ）は色調が濃いときのインク液滴の着弾点を示す模式図であり、同図（Ｃ）は色調が最も濃いときのインク液滴の着弾点を示す模式図であり、同図（Ｄ）は色調が最も濃い状態から薄くなったときのインク液滴の着弾点を示す模式図であり、同図（Ｅ）は色調が再び最も薄くなったときのインク液滴の着弾点を示す模式図である。
【図２４】同プリンタヘッドの他の例であり、同図（Ａ）は記録紙の走行方向に発熱抵抗体が並設された状態を示す平面図であり、同図（Ｂ）はインク室内に発熱抵抗体が３つ設けられた状態を示す平面図であり、同図（Ｃ）はインク室内に発熱抵抗体が４つ設けられた状態を示す平面図である。
【符号の説明】
【０１４３】
１  プリンタ装置、２  インクジェットプリンタヘッドカートリッジ、３  プリンタ本体、４  インク、１１  インクカートリッジ、２１  カートリッジ本体、２７，９１，１０１，１１１  プリンタヘッド、２７ａ  吐出面、４１  回路基板  ４２ａ，４２ｂ  発熱抵抗体、４３  フィルム、４４  ノズルシート、４４ａ  ノズル、４５  インク液室、４６  インク流路、５７  色調検出部、５８  記録紙位置検出部、６１  制御回路、６２  プリンタ駆動部、６３  吐出制御部、６４  警告部、６５  入出力端子、６６  ＲＯＭ、６７  ＲＡＭ、６８  制御部、７１ａ，７１ｂ  電源、７２ａ，７２ｂ，７２ｃ  スイッチング素子、７３  可変抵抗、７４ａ，７４ｂ  切換制御回路、７５  抵抗値制御回路
【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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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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