(57)【要約】本発明は、吐出口よりインクを吐出する液体吐出装置であり、吐出制御部（６３）を制御する制御部（６８）を備え、制御部は、一対の発熱抵抗体（４２ａ）（４２ｂ）のうち一方に供給されるパルス電流を基準にし、他方の発熱抵抗体には、基準となるパルス電流の供給タイミングに対し、基準となるパルス電流の供給時間の２０％以内の範囲の時間でタイミングをずらしてパルス電流を供給するように吐出制御部を制御する。これにより、吐出方向を変えて吐出されたインク液滴の着弾位置のばらつきを抑えることができ、色調ムラや白スジ等による画質の劣化が防止されて優れた画質で印刷できる。
2005023547.tif 000002
【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、上記液室から液滴の状態で吐出させる吐出口とを有し、
上記各圧力発生素子へのエネルギの供給タイミング及び供給時間を制御し、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を備え、
上記吐出制御手段は、上記各圧力発生素子のうちの一方に供給されるエネルギを基準にし、他方の圧力発生素子には、基準となるエネルギの供給タイミングに対し、この基準となるエネルギの供給時間の２０％以内の範囲の時間でタイミングをずらしてエネルギを供給する液体吐出装置。
【請求項２】
上記吐出制御手段は、上記他方の圧力発生素子に、上記基準エネルギと略同じタイミングで上記エネルギを供給し、若しくは、上記基準エネルギに対し、この基準エネルギの供給時間の７．５％以上、２０％以下の範囲で時間をずらして上記エネルギを供給する請求の範囲第１項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の範囲第１項記載の液体吐出装置。
【請求項４】
液体を貯留する液室と、
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、上記液室から液滴の状態で吐出させる吐出口とを有する液体吐出装置の液体吐出方法であって、
上記各圧力発生素子のうちの一方に供給されるエネルギを基準にし、他方の圧力発生素子には、基準となるエネルギの供給タイミングに対し、この基準となるエネルギの供給時間の２０％以内の範囲の時間でタイミングをずらしてエネルギを供給し、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ことを特徴とする液体吐出装置の液体吐出方法。
【請求項５】
上記他方の圧力発生素子に、上記基準エネルギと略同じタイミングで上記エネルギを供給し、若しくは、上記基準エネルギに対し、この基準エネルギの供給時間の７．５％以上、２０％以下の範囲で時間をずらして上記エネルギを供給することを特徴とする請求の範囲第４項記載の液体吐出方法。
【請求項６】
上記吐出口を、略ライン状に並設することを特徴とする請求の範囲第４項記載の液体吐出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、吐出口より液滴を吐出する液体吐出装置及び液体吐出方法に関する。
本出願は、日本国において２００３年９月３日に出願された日本特許出願番号２００３−３１１６２５を基礎として優先権を主張するものであり、この出願は参照することにより、本出願に援用される。
【背景技術】
【０００２】  従来、液体を吐出する装置としては、対象物としての記録紙に対し、液体吐出部より液体であるインクを吐出して、画像や文字を記録するインクジェット方式の液体吐出装置がある。
このインクジェット方式を用いた液体吐出装置は、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液体吐出装置では、イエロー、マゼンダ、シアン、ブラック等のインクが、インクカートリッジから液体吐出部のインク液室等に供給される。インク液室等に供給されたインクは、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により発生する圧力によって押圧される。その結果、インク液室内のインクは、液体吐出部に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れる。具体的には、インク液室内に配置された発熱抵抗体でインク室内のインクを加熱し、発熱抵抗体上のインクに気泡を発生させる。この気泡により発生する圧力で、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。
インクジェット方式を採用した液体吐出装置としては、インクカートリッジが、液体吐出ヘッドに装着され、液体吐出ヘッドが記録紙の幅方向、すなわち、記録紙の搬送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シリアル型のプリンタ装置がある。また、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液体吐出部のノズルよりインクを吐出する、いわゆるラインヘッド型の液体吐出装置がある。
シリアル型の液体吐出装置は、液体吐出ヘッドが記録紙の搬送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、停止している記録紙に対し、液体吐出ヘッドを移動させながらインクを吐出し、これを繰り返すことで印刷を行う。一方、ラインヘッド型の液体吐出装置は、一般に、液体吐出ヘッドが固定されており、連続的に走行している記録紙に対し、液体吐出ヘッドよりインクを吐出し、着弾させることで印刷する。このため、このラインヘッド型の液体吐出装置は、シリアル型と異なり、液体吐出ヘッドを移動させないものであるから、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る。
また、ラインヘッド型の液体吐出装置は、液体吐出ヘッドを移動させる必要がないことから、各インクカートリッジを大型化することができ、インクカートリッジのインク容量を増やすことができる。このようなラインヘッド型の液体吐出装置では、液体吐出ヘッドを移動させるものではないため、構成の簡素化を図ることができ、各インクカートリッジと液体吐出ヘッドとを一体的に設けることが可能となる。
ところで、上述したラインヘッド型の液体吐出装置では、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。具体的に説明すると、例えば、記録紙の走行速度が速いときは、記録された画像や文字等が記録紙の搬送方向に伸びて印刷されてしまい、記録紙の走行速度が遅いときは、記録された画像や文字等が記録紙の搬送方向に縮んで印刷されるといった問題が起こる。
このような問題を解決するために、ラインヘッド型の液体吐出装置では、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ている。すなわち、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。
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、記録紙へのインクの着弾タイミングに、僅か数ミクロンの誤差があると、記録紙の搬送方向に色調ムラ、すなわち、色の濃度にムラが生じることがある。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、僅か数ミクロン遅れると、この部分で色調が濃くなってしまう。一方、サーボモータによる記録紙の走行速度の制御が僅かミクロン速まると、この部分で色調が薄くなり、更に記録紙の走行速度の制御が数十ミクロン、数百ミクロンのレベルで速まると、記録紙の搬送方向と略直交方向に亘ってインクが着弾してない部分、いわゆる白スジが生じてしまう。
一方、シリアル型の液体吐出装置では、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に、いわゆるオーバラップ部を設けた印刷を行うことで、記録紙の搬送方向に起きる色調ムラや白スジを防止している。シリアル型の液体吐出装置では、色調ムラや白スジ等は抑えることができるが、上記したオーバ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。
以上のような問題を解決するために、ＵＳ特許５１７２１３９号明細書に開示されているような構成、すなわち、インクを吐出する液体吐出部のノズルと対向する位置に発熱抵抗体をノズルの中心線を含む面で互いに面対称となるように複数設け、それぞれの発熱抵抗体の発熱量を異ならせる構成を用いることによって、インクの吐出方向を制御することが特開２０００−１８５４０３号公報に提案されている。
特開２０００−１８５４０３号公報に開示された構成では、各発熱抵抗体の発熱量が適切でない場合、所望の吐出方向にインクを吐出することができないことがあり、その結果、画質が低下することがある。具体的には、図２２に示す液体吐出部２０１ように、各発熱抵抗体２０２に供給されるエネルギが適切でない場合、各発熱抵抗体２０２がインク２０３に発生させる気泡２０４の大きさ等のバランスが悪くなる。すなわち、この液体吐出部２０１では、各発熱抵抗体２０２上のインク２０３を押圧する圧力のバランスが不安定になり、インクの吐出方向がばらつく虞がある。
また、液体吐出部２０１では、各発熱抵抗体２０２上のインク２０３を押圧する圧力のバランスが不安定になってしまった場合、ノズル２０５からのインク液滴ｉの吐出角度θが小さくなり過ぎることがある。この場合、液体吐出部２０１では、インク液滴ｉの吐出角度θが小さ過ぎることから、インク液滴ｉがノズル２０５から吐出されるときにノズル２０５の縁部２０５ａに触れてしまい、更に、吐出方向がばらついてしまう。
以上のことにより、インク吐出ヘッド２０１では、インク液滴ｉが記録紙Ｐの主面に着弾したときに着弾点がずれて、色調ムラや白スジ等が生じてしまい画質が低下することがある。
そこで、液体吐出部２０１においては、インク液滴ｉをノズル２０５より吐出するための各発熱抵抗体２０２の発熱量、すなわち、各発熱抵抗体２０２を発熱させるために各発熱抵抗体２０２に供給される電流等のエネルギ量等を適切に制御することが重要である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】  本発明の目的は、上述したような従来の技術が有する問題点を解消することができる新規な液体吐出装置及び液体吐出方法を提供することにある。
本発明の他の目的は、各圧力発生素子により生じる、液体を押圧する圧力バランスが制御不可能となることを防止することで、画質の低下を防止することが可能な液体吐出装置及び液体吐出方法を提供することにある。
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、液室から液滴の状態で吐出させる吐出口とを有し、各圧力発生素子へのエネルギの供給タイミング及び供給時間を制御し、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を備える。ここで、吐出制御手段は、各圧力発生素子のうちの一方に供給されるエネルギを基準にし、他方の圧力発生素子には、基準となるエネルギの供給タイミングに対し、この基準となるエネルギの供給時間の２０％以内の範囲の時間でタイミングをずらしてエネルギを供給する。
本発明に係る液体吐出装置は、他方の圧力発生素子に、基準エネルギと略同じタイミングでエネルギを供給し、若しくは、基準エネルギに対して基準エネルギが供給されている時間の２０％以内の範囲で時間をずらしてエネルギを供給することで、各圧力発生素子に適切なタイミングでエネルギが供給され、液体を吐出口より所望の方向に吐出できる。
本発明に係る液体吐出方法は、液体を貯留する液室と、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、液室から液滴の状態で吐出させる吐出口とを有する液体吐出装置の液体吐出方法であって、各圧力発生素子のうちの一方に供給されるエネルギを基準にし、他方の圧力発生素子には、基準となるエネルギの供給タイミングに対し、この基準となるエネルギの供給時間の２０％以内の範囲の時間でタイミングをずらしてエネルギを供給し、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。
本発明に係る液体吐出方法は、他方の圧力発生素子に、基準エネルギと略同じタイミングでエネルギを供給し、若しくは、基準エネルギに対して基準エネルギが供給されている時間の２０％以内の範囲で時間をずらしてエネルギを供給することで、各圧力発生素子に適切なタイミングでエネルギが供給されることから、液滴を吐出口より所望の方向に吐出できる。
本発明に係る液体吐出装置及び方法によれば、吐出された液滴の着弾点のずれも抑制され、優れた画質の印刷を行える。
本発明の更に他の目的、本発明によって得られる具体的な利点は、以下において図面を参照して説明される実施の形態の説明から一層明らかにされるであろう。
【図面の簡単な説明】
【０００４】［図１］図１は、本発明に係る液体吐出装置を示す斜視図である。
［図２］図２は、液体吐出装置に用いられるインクジェットプリントヘッドカートリッジを示す斜視図である。
［図３］図３は、インクジェットプリントヘッドカートリッジを示すを示す断面図である。
［図４］図４Ａ及び図４Ｂは、インクジェットプリント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ときのインク供給部を示しており、図４Ａは供給口が閉塞された状態を示す模式図であり、図４Ｂは供給口が開口された状態を示す模式図である。
［図５］図５は、インクジェットプリントヘッドカートリッジを構成するインクカートリッジとインク吐出ヘッドとの関係を示す断面図である。
［図６］図６Ａ及び図６Ｂは、インクカートリッジの接続部における弁機構を示しており、図６Ａは弁が閉じた状態を示す断面図であり、図６Ｂは弁が開いた状態を示す断面図である。
［図７］図７は、インクジェットプリントヘッドカートリッジのインク吐出ヘッドを示す分解斜視図である。
［図８］図８は、インク吐出ヘッドを示す平面図である。
［図９］図９は、インク吐出ヘッドがインク液滴を吐出する状態を示し、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１０］図１０は、インク吐出ヘッドがインク液滴を吐出する状態を説明しており、２つのインク気泡によってノズルからインク液滴が略真下に吐出された状態を示す断面図である。
［図１１］図１１は、インク吐出ヘッドがインク液滴を吐出する状態を示し、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１２］図１２は、インク吐出ヘッドがインク液滴を吐出する状態を示し、２つのインク気泡によってノズルからインク液滴が略斜め方向に吐出された状態を示す断面図である。
［図１３］図１３は、液体吐出装置の一部を透視して示す側面図である。
［図１４］図１４は、液体吐出装置の制御回路を示すブロック図である。
［図１５］図１５は、制御回路の吐出制御部を示す回路図である。
［図１６］図１６Ａ乃至図１６Ｃは、吐出制御部がインク液滴の吐出方向を制御することを示し、図１６Ａはインク液滴が略真下方向に吐出される状態を示す断面図であり、図１６Ｂはインク液滴がノズルを中心に記録紙の幅方向の一方略斜め方向に吐出される状態を示す断面図であり、図１６Ｃはインク液滴がノズルを中心に記録紙の幅方向の他方略斜め方向に吐出される状態を説明する断面図である。
［図１７］図１７は、インク吐出ヘッドを構成する一対の発熱抵抗体の電流供給タイミングのずらし量と吐出角度の関係を特性図である。
［図１８］図１８Ａ乃至図１８Ｆは、インク吐出ヘッドにおける一対の発熱抵抗体にパルス電流がタイミングをずらして供給されたときに、ノズルより吐出されたインク液滴の着弾点を示す模式図であり、図１８Ａは電流供給タイミングのずらし量が０％のときの着弾点であり、図１８Ｂは電流供給タイミングのずらし量が７．５％のときの着弾点であり、図１８Ｃは電流供給タイミングのずらし量が１３％のときの着弾点であり、図１８Ｄは電流供給タイミングのずらし量が２０％のときの着弾点であり、図１８Ｅは電流供給タイミングのずらし量が２１％のときの着弾点であり、図１８Ｆは電流供給タイミングのずらし量が２３％のときの着弾点である。
［図１９］図１９は、本発明に係る液体吐出装置の印刷動作を説明するフローチャートである。
［図２０］図２０は、本発明に係る液体吐出装置において、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２１］図２１Ａ乃至２１Ｃは、インク吐出ヘッドの他の例であり、図２１Ａは記録紙の搬送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、図２１Ｂ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、図２１Ｃ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。
［図２２］図２２は、従来の液体吐出部を模式的に示す断面図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００５】  以下、本発明に係る液体吐出装置及び液体吐出方法について、図面を参照して説明する。
本発明が適用されたインクジェット方式の液体吐出装置であるプリンタ装置１は、図１に示すように、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。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、いわゆるラインヘッド型のプリンタ装置である。
本発明に係るプリンタ装置１は、インク４を吐出するインクジェットプリントヘッドカートリッジ（以下、単位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が着脱可能に装着される。このプリンタ装置１では、イエローインクが封入されたインクカートリッジ１１ｙ、マゼンタインクが封入されたインクカートリッジ１１ｍ、シアンインクが封入されたインクカートリッジ１１ｃ、ブラックインクが封入された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とされている。
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部５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部５に装着されると、給排紙機構５４（図１３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（図１３を、参照。）により搬送方向が反転され、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６９（図１４を、参照。）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。
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１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。
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等といった対象物の主面に、液滴の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、以下では、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。
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。
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。
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、すなわち図３中に示す記録紙Ｐの幅方向Ｗの寸法と略同じ寸法となるように形成されている。
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。
インク供給部１４は、図４Ａ及び図４Ｂ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が設けられている。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４Ａ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４Ｂ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。
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。
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る。外部連通孔１５は、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。
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。
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、インク４が、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。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。
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ともに、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。
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部や、インクカートリッジ１１ｙ，１１ｍ，１１ｃ，１１ｋを識別するための識別部等を備えている。
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。
ヘッドカートリッジ２は、図２及び図３に示すように、上述したインクカートリッジ１１とカートリッジ本体２１とによって構成され、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を吐出するインク吐出ヘッド２７と、インク吐出ヘッド２７を保護するヘッドキャップ２８とを有している。
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の搬送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。
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よりも大きくなっている。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。
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。
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。
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。
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、インク供給部１４からインク吐出ヘッド２７にインク４を供給するインク供給路となる。
具体的に、接続部２６は、図５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、インク吐出ヘッド２７側への供給路を開閉する弁機構３４とを有している。
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。
弁機構３４は、図６Ａ及び図６Ｂ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。
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をインク吐出ヘッド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、インク吐出ヘッド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の底面側からインク吐出ヘッド２７まで延在されている。
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、インク吐出ヘッド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、いわゆるエストラマ等により形成される。
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。
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。
以上のような弁機構３４では、図６（Ａ）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、インク吐出ヘッド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６（Ｂ）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とともに、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とともに弁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。
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。
インク吐出ヘッド２７は、図５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５中矢印Ｗ方向に略ライン状をなすようにされている。
ヘッドキャップ２８は、図２に示すように、インク吐出ヘッド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インク吐出ヘッド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インク吐出ヘッド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がインク吐出ヘッド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、インク吐出ヘッド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、インク吐出ヘッド２７内のインク４が乾燥しないようにする。
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残量検出部や、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の有無を検出するインク有無検出部等を備えている。
上述したインク吐出ヘッド２７は、各色のインク４に対応して、図７及び図８に示すように、ベースとなる基板４１と、記録紙Ｐの搬送方向と略直交方向、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。
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）やドライバトランジスタ等で構成されている電気回路である。
一対の発熱抵抗体４２ａ，４２ｂは、吐出制御部６３から供給されるパルス電流で発熱し、インク液室４５内のインク４を加熱して内圧を高める圧力発生素子である。そして、一対の発熱抵抗体４２ａ，４２ｂにより加熱されたインク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。
フィルム４３は、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程度のドライフィルムレジストからなり、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。
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が形成された厚みが１０μｍ〜１５μｍ程度のシート状部材であり、フィルム４３の回路基板４１と反対側の面上に積層されている。ノズル４４ａは、ノズルシート４４に円形状に開口された直径が１５μｍ〜１８μｍ程度の微小孔であり、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。
インク液室４５は、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から供給されたインク４を貯留する空間である。インク液室４５内のインク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。
上述した１個のインク吐出ヘッド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、各色インクカートリッジ１１毎に、１００個〜５０００個程度備えている。そして、インク吐出ヘッド２７においては、プリンタ装置１の制御部６８からの命令によって、これら一対の発熱抵抗体４２ａ，４２ｂそれぞれを適宜選択して発熱させ、発熱した一対の発熱抵抗体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。
すなわち、インク吐出ヘッド２７において、インク吐出ヘッド２７と結合されたインク流路４６から供給されたインク４がインク液室４５を満たす。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から吐出されて記録紙Ｐ上に着弾される。
このインク吐出ヘッド２７では、図８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、インク吐出ヘッド２７においては、図１１中矢印Ｃで示す記録紙Ｐの搬送方向と略直交方向、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が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。
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２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。
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に一定のパルス電流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により、インク液滴ｉを吐出させる。そして、抵抗値が小さいと、流すパルス電流を大きくする必要があるが、１つの抵抗体を２つに分割したような形状にされた一対の発熱抵抗体４２ａ，４２ｂは、抵抗値が高くなっていることから、値の小さなパルス電流で沸騰させることが可能となる。
これにより、インク吐出ヘッド２７では、パルス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更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。
ところで、インク液室４５内のインクをノズル４４ａより吐出させる際に、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より略真下に吐出される。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気泡を発生させることが困難になり、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。
具体的には、図９に示すように、インク吐出ヘッド２７と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に同じ電流値のパルス電流が略同じタイミングで供給されることで、一対の発熱抵抗体４２ａ，４２ｂが略同じに急速に加熱され、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に略同じ体積のインク気泡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。これによって、インク吐出ヘッド２７においては、図１０に示すように、ノズル４４ａに接する部分でインク気泡Ｂ１，Ｂ２によって記録紙Ｐに向かって略垂直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、インク吐出ヘッド２７においては、図１１に示すように、一対の発熱抵抗体４２ａ，４２ｂに異なるタイミングでパルス電流を供給させると、一対の発熱抵抗体４２ａ，４２ｂと接する部分のインク４に、異なるタイミングでインク気泡Ｂ３，Ｂ４がそれぞれ発生することから、これらインク気泡Ｂ３，Ｂ４の異なるタイミングによる膨張過程によって、所定の体積のインク４が押圧される。これによって、インク吐出ヘッド２７においては、図１２に示すように、インク液滴ｉが、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のうち気泡発生タイミングの遅いインク気泡の方にずれて吐出され、記録紙Ｐ上に着弾される。
そこで、本発明においては、一対の発熱抵抗体４２ａ，４２ｂに供給されるパルス電流の供給タイミングを異ならせる場合、一対の発熱抵抗体４２ａ，４２ｂのうち、何れか一方の発熱抵抗体に基準パルス電流を供給し、他方の発熱抵抗体には、上記基準パルス電流の供給タイミングから、上記基準パルス電流の供給時間の２０％以内の範囲の時間をずらして、上記基準パルス電流と略同じ電流値のパルス電流を供給する。
これにより、インク吐出ヘッド２７では、一対の発熱抵抗体４２ａ，４２ｂ上に形成されるインク気泡Ｂ３，Ｂ４の異なるタイミングによる膨張過程が安定し、インク液滴ｉの吐出方向がばらつくことを抑制できる。
また、このインク吐出ヘッド２７では、一対の発熱抵抗体４２ａ，４２ｂに対し、適切なタイミングで異なるパルス電流が供給されることから、インク液滴ｉがノズル４４ａの縁に接触してしまう不具合を防止でき、インク液滴ｉの吐出方向がばらつくことを抑制できる。
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。
プリンタ本体３は、図１及び図１３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とを有する。
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、インク吐出ヘッド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、インク吐出ヘッド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るので消耗品である。そのため、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。
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、固定できるようにする。
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を開放してインク吐出ヘッド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を閉塞してインク吐出ヘッド２７を保護する。
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のインク吐出ヘッド２７まで搬送し、ノズル４４ａより吐出されたインク液滴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を排出する開口部である。
次に、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１４に示す制御回路６１について図面を参照して説明する。
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に対応するインク吐出ヘッド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、読み出された制御プログラム等を一旦格納し、必要に応じて読み出される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。
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。
吐出制御部６３は、図１５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７１と、一対の発熱抵抗体４２ａ，４２ｂと電源７１との電気的な接続をそれぞれオン／オフさせるスイッチング素子７２ａ，７２ｂと、スイッチング素子７２ａ，７２ｂの切換えを制御する切換制御回路７３とを備える電気回路である。
電源７１は、発熱抵抗体４２ａ，４２ｂに接続され、それぞれ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７１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。
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、発熱抵抗体４２ａに流れるパルス電流のオン／オフを制御する。スイッチング素子７２ｂは、発熱抵抗体４２ｂとグランドとの間に配置され、発熱抵抗体４２ｂに流れるパルス電流のオン／オフを制御する。そして、これらスイッチング素子７２ａ，７２ｂは、それぞれオン／オフが切り換えられることで一対の発熱抵抗体４２ａ，４２ｂに電電７１よりパルス電流を略同じタイミング若しくは異なるタイミングで供給することになる。
切換制御回路７３は、例えば、ロジックＩＣやドライバトランジスタ等で構成された電気回路等であり、スイッチング素子７２ａ，７２ｂのオン／オフを切り換えて、電源７１と一対の発熱抵抗体４２ａ，４２ｂとを接続してオン状態するか、若しくは、一対の発熱抵抗体４２ａ，４２ｂを接地してオフ状態にする。そして、切換制御回路７３は、スイッチング素子７２ａ，７２ｂのオン／オフをそれぞれ切り換えることで、一対の発熱抵抗体４２ａ，４２ｂにパルス電流がそれぞれ供給されるタイミングや、パルス電流が供給されている時間等を制御する。
以上のような構成の吐出制御部６３では、切換制御回路７３が、スイッチング素子７２ａ，７２ｂを略同じタイミングにてオンすると、電源７１からパルス電流が、略同じタイミングで、一対の発熱抵抗体４２ａ，４２ｂともに供給される。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が略同じタイミングで発熱する。
この場合、インク吐出ヘッド２７は、図１６Ａに示すように、一対の発熱抵抗体４２ａ，４２ｂが、略同じタイミングで発熱することから、気泡の膨張過程が略同じになり、略同じ大きさのインク気泡Ｂ１，Ｂ２が、一対の発熱抵抗体４２ａ，４２ｂ上に略同じタイミングで形成される。これにより、インク液滴ｉは、ノズル４４ａより略真下に吐出される。
次に、スイッチング素子７２ａを先にオンにし、続いて、スイッチング素子７２ｂを遅らせてオンするように、吐出制御部６３が切換制御回路７３を制御する場合について説明する。
この場合、図１６Ｂに示すように、インク液滴ｉの吐出方向を、記録紙Ｐの幅方向Ｗの発熱抵抗体４２ｂ側に可変させることができる。すなわち、スイッチング素子７２ａが先にオン状態にされることで、パルス電流が、発熱抵抗体４２ｂより先に発熱抵抗体４２ａに供給される。その結果、発熱抵抗体４２ａ上において、発熱抵抗体４２ｂ上より先に気泡が発生する。そして、発熱抵抗体４２ａ上に形成されたインク気泡Ｂ３の膨張渦程が、発熱抵抗体４２ｂ上に形成されたインク気泡Ｂ４の膨張過程より早く進み、体積の大きなインク気泡Ｂ３が先に形成される。その結果、インク４が発熱抵抗体４２ｂ側に押圧され、ノズル４４ａよりインク液滴ｉを、記録紙Ｐの幅方向Ｗの発熱抵抗体４２ｂ側に向かって吐出させる。
ここで、スイッチング素子７２ａ，７２ｂのオンタイミングのずれを小さくするほど、一対の発熱抵抗体４２ａ，４２ｂ上での気泡の発生タイミングの差が小さくなり、吐出面２７ａを基準にしたノズル４４ａより吐出されたインク液滴ｉの吐出角度（図２２参照）は大きくなる。
一対の発熱抵抗体４２ａ，４２ｂ上に形成されるインク気泡Ｂ３，Ｂ４の膨張過程に差が少なくなると、両気泡の体積差が小さくなり、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を吐出できる。
一方、スイッチング素子７２ａ，７２ｂのオンタイミングのずれを大きくするほど、一対の発熱抵抗体４２ａ，４２ｂ上での気泡の発生タイミングの差が大きくなり、吐出面２７ａを基準にしたノズル４４ａより吐出されたインク液滴ｉの吐出角度（図２２参照）は小さくなる。すなわち、一対の発熱抵抗体４２ａ，４２ｂ上に形成されるインク気泡Ｂ３，Ｂ４の膨張過程の差が大きくなると、両気泡の体積差が大きくなり、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を吐出できる。
そして、吐出制御部６３においては、発熱抵抗体４２ａに供給されるパルス電流を基準にし、発熱抵抗体４２ｂには、発熱抵抗体４２ａにパルス電流が供給されるタイミングに対し、発熱抵抗体４２ａにパルス電流が供給されている時間の２０％以内の範囲の時間でタイミングをずらしてパルス電流が供給されるように、切換制御回路７３でスイッチング素子７２ａ，７２ｂを制御する。
次に、スイッチング素子７２ｂを先にオンにし、続いて、スイッチング素子７２ａを遅らせてオンするように、吐出制御部６３が切換制御回路７３を制御する場合について説明する。
この場合、図１６Ｃに示すように、インク液滴ｉの吐出方向を、記録紙Ｐの幅方向Ｗの発熱抵抗体４２ａ側に可変させることができる。すなわち、スイッチング素子７２ｂが先にオン状態にされることで、パルス電流が、発熱抵抗体４２ａより先に発熱抵抗体４２ｂに供給される。その結果、発熱抵抗体４２ｂ上において、発熱抵抗体４２ａ上より先に気泡が発生する。そして、発熱抵抗体４２ｂ上に形成されたインク気泡Ｂ４の膨張過程が、発熱抵抗体４２ａ上に形成されたインク気泡Ｂ３の膨張過程より早く進み、体積の大きなインク気泡Ｂ４が先に形成される。その結果、インク４が発熱抵抗体４２ａ側に押圧され、ノズル４４ａよりインク液滴ｉを、記録紙Ｐの幅方向Ｗの発熱抵抗体４２ａ側に向かって吐出させる。ここで、スイッチング素子７２ａ，７２ｂのオンタイミングのずれを小さくするほど、一対の発熱抵抗体４２ａ，４２ｂ上での気泡の発生タイミングの差が小さくなり、吐出面２７ａを基準にしたノズル４４ａより吐出されたインク液滴ｉの吐出角度（図２２参照）は大きくなる。これは、図１６Ｂの場合と同様である。したがって、図１６Ｂの場合と同様に、一対の発熱抵抗体４２ａ，４２ｂ上に形成されるインク気泡Ｂ３，Ｂ４の膨張過程に差が少なくなると、両気泡の体積差が小さくなり、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を吐出できる。
一方、図１６Ｂの場合と同様に、スイッチング素子７２ａ，７２ｂのオンタイミングのずれを大きくするほど、一対の発熱抵抗体４２ａ，４２ｂ上での気泡の発生タイミングの差が大きくなり、吐出面２７ａを基準にしたノズル４４ａより吐出されたインク液滴ｉの吐出角度（図２２参照）は小さくなる。すなわち、一対の発熱抵抗体４２ａ，４２ｂ上に形成されるインク気泡Ｂ３，Ｂ４の膨張過程の差が大きくなると、両気泡の体積差が大きくなり、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を吐出できる。
そして、吐出制御部６３においては、発熱抵抗体４２ｂに供給されるパルス電流を基準にし、発熱抵抗体４２ａには、発熱抵抗体４２ｂにパルス電流が供給されるタイミングに対し、発熱抵抗体４２ｂにパルス電流が供給されている時間の２０％以内の範囲の時間でタイミングをずらしてパルス電流が供給されるように、切換制御回路７３でスイッチング素子７２ａ，７２ｂを制御する。
このように、吐出制御部６３では、切換制御回路７３でスイッチング素子７２ａ，７２ｂのオン／オフのタイミングを制御することで、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Ｗに変化させることができる。
ここで、インク液滴ｉをノズル４４ａより略真下に吐出したときを基準とし、発熱抵抗体４２ａに対して、発熱抵抗体４２ｂにタイミングをずらして（遅らせて）パルス電流を供給したときの上記インク液滴ｉの吐出角度の測定結果を図１７に示す。
なお、図１７において、横軸に、発熱抵抗体４２ｂに供給されるパルス電流の供給タイミングのずらし量を示す。具体的には、発熱抵抗体４２ｂにパルス電流が供給されるタイミングが、発熱抵抗体４２ａにパルス電流が供給されるタイミングを基準として、何パーセント時間的にずれているかを示している。
また、図１７において、縦軸に、ノズル４４ａより略真下にインク液滴ｉを吐出したときを基準に、吐出方向を変えて吐出したときの吐出角度を示す。図１７においては、図２２とは異なり、ノズル４４ａの略真下にインク液滴ｉが着弾したときを０°とし、発熱抵抗体４２ｂ側に大きくずれてインク液滴ｉが吐出されるほど吐出角度が大きくなることを示している。この吐出角度の測定には、ノズルシートの厚みを１３μｍ程度にし、ノズル４４ａの直径を１７μｍ程度にしたインク吐出ヘッド２７を用いた。
図１７に示す測定結果より、一対の発熱抵抗体４２ａ，４２ｂへのパルス電流の供給タイミングをずらすことで、ノズル４４ａから吐出されたインク液滴ｉの吐出方向が変化することがわかる。具体的には、発熱抵抗体４２ａより遅いタイミングで発熱抵抗体４２ｂにパルス電流が供給されるとインク液滴ｉが発熱抵抗体４２ｂ側に向かって吐出されることがわかる。
また、図１７において、上記パルス電流の供給タイミングのずらし量が０％、７．５％、１３％、２０％、２１％、２３％のときの、ノズル４４ａより吐出されたインク液滴ｉが記録紙Ｐに着弾した着弾点Ｄをサンプル１〜サンプル６とした。そして、これらサンプル１〜サンプル６の着弾点Ｄの状態を図１８Ａ乃至図１８Ｆに示す。
図１８Ａ乃至図１８Ｆに示す評価結果から、発熱抵抗体４２ａへのパルス電流の供給タイミングに対し、発熱抵抗体４２ａのパルス電流の供給時間の２０％以内の範囲で、発熱抵抗体４２ｂにパルス電流の供給タイミングを遅らせてインク液滴ｉを吐出したサンプル１〜サンプル４では、吐出方向を変化させた後も、インク液滴ｉの着弾点Ｄにばらつきがない。したがって、一定の吐出角度でノズル４４ａよりインク液滴ｉが吐出していることがわかる。
特に、発熱抵抗体４２ａへのパルス電流の供給タイミングに対し、発熱抵抗体４２ａのパルス電流の供給時間の７．５％以上、２０％以下の範囲で、発熱抵抗体４２ｂにパルス電流の供給タイミングを遅らせてインク液滴ｉを吐出したサンプル２〜サンプル４では、パルス電流の供給タイミングのずらし量に対する吐出角度の変化量が大きい。このことから、パルス電流の供給タイミングのずらし量を、７．５％以上、２０％以下の範囲とすることで、吐出方向の制御を安定して行うことができる。
これらのサンプルに対し、パルス電流の供給タイミングのずらし量が２０％を越える範囲では（サンプル５及びサンプル６）、インク液滴ｉの着弾点Ｄに、ばらつきが生じていることがわかる。
これは、パルス電流の供給タイミングのずらし量が２０％を越えると、一対の発熱抵抗体４２ａ，４２ｂ上に形成されるインク気泡の膨張過程のバランスがくずれ、その結果、先に発生するインク気泡が、後に発生するインク気泡より大きくなり過ぎて、インク気泡によるインク４の押圧状態が不安定になり、ノズル４４ａより吐出されたインク液滴ｉの吐出方向にばらつきが生じてしまうためと考えられる。
また、パルス電流の供給タイミングのずらし量が２０％を越えると、ノズル４４ａより吐出されるインク液滴ｉの吐出方向が斜めになり過ぎて、ノズル４４ａよりインク液滴ｉが吐出されるときに、インク液滴ｉがノズル４４ａの縁に接触し、吐出方向にばらつきが生じてしまうためとも考えられる。したがって、サンプル５、サンプル６では、インク液滴ｉの着弾点Ｄがばらつくことから、画質が低下する。
以上のことにより、ノズル４４ａからの吐出されたインク液滴ｉの吐出方向を変化させる際に、パルス電流の供給タイミングのずらし量を２０％以内に制御して、発熱抵抗体４２ｂにパルス電流を供給すれば、すなわち、発熱抵抗体４２ａへのパルス電流の供給タイミングより、発熱抵抗体４２ａのパルス電流の供給時間の２０％以内の範囲で、発熱抵抗体４２ｂへのパルス電流の供給タイミングを遅らせれば、インク液滴ｉの吐出方向のばらつきがなく、インク液滴ｉの着弾位置を安定させることができる。これは、インク液滴ｉの着弾位置を安定させる上で、大変重要であることがわかる。
したがって、上述した吐出制御部６３では、吐出方向を変えてノズル４４ａよりインク液滴ｉを吐出させるときに、一対の発熱抵抗体４２ａ，４２ｂのうちの一方に供給されるパルス電流を基準にし、他方には、基準となるパルス電流の供給タイミングに対し、この基準となるパルス電流の供給時間の２０％以内の範囲の時間で、他方の発熱抵抗体へのパルス電流の供給タイミングをずらすように、切換制御回路７３がスイッチング素子７２ａ，７２ｂのオン／オフを制御する。これにより、プリンタ装置１では、ノズル４４ａより吐出方向を変化させて吐出されたインク液滴ｉの着弾位置のばらつきを抑制でき、色調ムラや白スジが防止され、優れた画質で印刷できる。
なお、図１７及び図１８に示した評価では、発熱抵抗体４２ａにパルス電流が供給されるタイミング及びパルス電流の供給時間を基準にして評価したが、このことに限定されることはなく、例えば、発熱抵抗体４２ｂに供給されるパルス電流を基準にすることも可能である。この場合、吐出制御部６３では、発熱抵抗体４２ｂへのパルス電流の供給タイミングより、発熱抵抗体４２ｂのパルス電流の供給時間の２０％以内の範囲で、発熱抵抗体４２ａへのパルス電流の供給タイミングをずらすように、切換制御回路７３でスイッチング素子７２ａ，７２ｂのオン／オフを制御する。
図１４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。
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。
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。
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。
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。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。
制御部６８は、入出力端子６５から入力された印刷データ、ヘッドカートリッジ２から入力されたインク４の残量データ等に基づき、各部を制御する。制御部６８は、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。
すなわち、制御部６８は、例えば一対の発熱抵抗体４２ａ，４２ｂのうちの一方に供給されるパルス電流を基準にし、他方には、基準となるパルス電流の供給タイミングに対し、この基準となるパルス電流の供給時間の２０％以内の範囲の時間で、他方の発熱抵抗体へのパルス電流の供給タイミングをずらすように、ＲＯＭ６６等に格納された処理プログラム等に基づき吐出制御部６３を制御し、ノズル４４ａより吐出されるインク液滴ｉの吐出方向がばらつかないようにする。
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。
ここで、以上のように構成されるプリンタ装置１の印刷動作について図１９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）の演算処理等により実行されるものである。
先ず、ユーザが、プリンタ装置１が印刷動作を実行するように、プリンタ本体３に設けられている操作パネル等を操作して命令する。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、印刷動作を禁止する。
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、印刷動作を禁止する。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、印刷動作を許可する。
印刷動作を行う際は、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２０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、インク吐出ヘッド２７のノズル４４ａを露出させる。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。
そして、制御部６８は、記録紙Ｐが印刷位置に保持されたことを確認すると、インク吐出ヘッド２７のノズル４４ａより記録紙Ｐに向かってインク液滴ｉを吐出するように吐出制御部６３を制御する。具体的には、図１６Ａに示すように、ノズル４４ａより略真下にインク液滴ｉを吐出する場合、一対の発熱抵抗体４２ａ，４２ｂに略同じ電流値のパルス電流が略同じタイミングで供給されるように吐出制御部６３を制御する。また、制御部６８は、図１６Ｂに示すように、ノズル４４ａより発熱抵抗体４２ｂ側に吐出方向を変えて吐出する場合、発熱抵抗体４２ａにパルス電流が供給されるタイミングよりも遅いタイミングで発熱抵抗体４２ｂに、発熱抵抗体４２ａに供給されるパルス電流と略同じ電流値のパルス電流が供給されるように吐出制御部６３を制御する。更に、制御部６８は、図１６Ｃに示すように、ノズル４４ａより発熱抵抗体４２ａ側に吐出方向を変えて吐出する場合、発熱抵抗体４２ｂにパルス電流が供給されるタイミングよりも、遅いタイミングで発熱抵抗体４２ａに、発熱抵抗体４２ｂに供給されるパルス電流と略同じ電流値のパルス電流が供給されるように吐出制御部６３を制御する。
そして、制御部６８は、吐出方向を変えてノズル４４ａよりインク液滴ｉを吐出させるときは、一対の発熱抵抗体４２ａ，４２ｂのうちの一方に供給されるパルス電流を基準にし、他方の発熱抵抗体には、基準となるパルス電流の供給タイミングに対し、この基準となるパルス電流の供給時間の２０％以内の範囲の時間で、タイミングをずらしてパルス電流を供給するように吐出制御部６３を制御する。これにより、インク吐出ヘッド２７では、ノズル４４ａより吐出方向を変化させて吐出された、インク液滴ｉの着弾位置のばらつきを抑制でき、色調ムラや白スジを防止できる。
以上ように、インク液滴ｉがノズル４４ａ吐出されると、インク液滴ｉを吐出した量と同量のインク４がインク流路４６から直ちにインク液室４５内に補充され、図６（Ｂ）に示すように、元の状態に戻る。インク吐出ヘッド２７からインク液滴ｉが吐出されると、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を閉塞している弁３４ｅは、図６Ａに示すように、インク吐出ヘッド２７からインク液滴ｉが吐出された際に、開口部３４ｄに分割されたインク流出路３４ｃ側のインク室３４ｂ内のインク４の負圧が高まると、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とともに弁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側との間の開口部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、インク吐出ヘッド２７のインク流路４６にインク４が補充される。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とともに弁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、インク液滴ｉ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。
このようにして、給排紙機構５４によって走行している記録紙Ｐには、順に印刷データに応じた文字や画像が印刷されることになる。そして、印刷が終了した記録紙Ｐは、給排紙機構５４によって排紙口５６より排出される。
以上説明したように本発明に係る液体吐出装置及び液体吐出方法では、吐出方向を変えてノズルよりインク液滴を吐出させる際に、一対の発熱抵抗体のうちの一方に供給されるパルス電流を基準にし、他方の発熱抵抗体には、基準となるパルス電流の供給タイミングに対し、この基準となるパルス電流の供給時間の２０％以内の範囲の時間でタイミングをずらしてパルス電流が供給されるように吐出制御する。
これにより、本発明に係る液体吐出装置及び液体吐出方法では、吐出方向を変えてノズルよりインク液滴を吐出させる際に、インク液滴の吐出方向がばらつくといった不具合や、ノズルの縁にインク液滴が接触して吐出方向がばらつくといった不具合を防止でき、ノズルより吐出方向を変えて吐出されたインク液滴の着弾位置のばらつきを抑えることができる。したがって、本発明に係る液体吐出装置及び液体吐出方法では、着弾位置のばらつきが抑制されていることから、色調ムラや白スジ等による画質の劣化が防止されて優れた画質で印刷できる。
また、本発明に係る液体吐出装置及び液体吐出方法では、従来のように、印刷時にオーバラップ部を設けることなく色の濃度ムラや白スジ等を防止できることから、印刷に係る時間を大幅に短縮して高品質な画像を印刷できる。
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インク吐出ヘッド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パルス電流の供給されるタイミングを制御することでインク液滴ｉの吐出方向を変化させることが可能なものであれば、例えば図２１Ａ乃至図２１Ｃに示すインク吐出ヘッド９１，１０１，１１１にも適用可能である。なお、インク吐出ヘッド９１は記録紙Ｐの搬送方向に一対の発熱抵抗体９２ａ，９２ａを並設させたものであり、インク吐出ヘッド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、インク吐出ヘッド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２１では、各インク吐出ヘッド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。また、インク吐出ヘッド１０１、１１１において、インク流路側にある発熱抵抗体１０３ｃ，１１３ｃは、インク液室１０２，１１２内に発生したインク気泡が消滅したときに、インク液滴ｉをノズル１０４，１１４より吐出させるための圧力が側壁側に比べてインク流路側で低くなることで、インク流路からのインク４の供給方向とは略反対方向に、インク液滴ｉが吐出されることを防ぐために設けられている。
上述の説明では、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。
また、上述の説明では、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。
なお、以上の実施例では、圧力発生素子として、一対の発熱抵抗体４２ａ，４２ｂのような電気熱変換素子を採用しているが、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を採用したものであってもよい。
更にまた、上述の説明では、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、例えばインクヘッドが記録紙の搬送方向と略直交する方向に移動するシリアル型の液体吐出装置にも適用可能である。この場合、シリアル型の液体吐出装置のインク吐出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。
本発明は、図面を参照して説明した上述の実施例に限定されるものではなく、添付の請求の範囲及びその主旨を逸脱することなく、様々な変更、置換又はその同等のものを行うことができることは当業者にとって明らかである。
【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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【国際調査報告】
2005023547.tif 000025
2005023547.tif 000026