(57)【要約】【課題】液滴の吐出方向を１滴毎に切り替えることが可能な連続式インクジェット記録ヘッドを提供する。【解決手段】液体を液滴として吐出する吐出口１３ａと、吐出口１３ａに連通するノズル孔１３ｂと、吐出口１３ａに近接するノズル孔１３ｂの内壁にノズル孔１３ｂの中心軸に関して対称に配置された一対のヒーター１７、１８とを有し、一対のヒーター１７、１８は、互いに同じ発熱量で同時に発熱してノズル孔１３ｂの中心軸に関して対称な一対の気泡１１０、１１２を生成するか、または互いに異なる発熱量で同時に発熱するか若しくはいずれか一方のみが発熱してノズル孔１３ｂの中心軸に対して非対称な偏向用気泡１１６を生成し、一対の気泡１１０、１１２で液体を液滴としてノズル孔１３ｂの軸方向に吐出させ、偏向用気泡１１６で液体を液滴として軸方向から偏向した偏向方向に吐出させる。【選択図】  図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体を液滴として吐出する吐出口と、該吐出口に連通するノズル孔と、前記吐出口に近接する前記ノズル孔の内壁に前記ノズル孔の中心軸に関して対称に配置された一対のヒーターと、を有し、
前記一対のヒーターは、互いに同じ発熱量で同時に発熱して前記中心軸に関して対称な一対の気泡を生成するか、または互いに異なる発熱量で同時に発熱するか若しくはいずれか一方のみが発熱して前記中心軸に関して非対称な偏向用気泡を生成し、前記一対の気泡で液体を液滴として前記ノズル孔の軸方向に吐出させ、前記偏向用気泡で液体を液滴として前記軸方向から偏向した偏向方向に吐出させる、連続式インクジェット記録ヘッド。
【請求項２】
前記一対のヒーターの各々における前記吐出口側の端面と、前記吐出口との距離が、前記吐出口の１辺の長さ以内である、請求項１に記載の連続式インクジェット記録ヘッド。
【請求項３】
前記吐出口の１辺の長さが１０μｍ以内である、請求項２に記載の連続式インクジェット記録ヘッド。
【請求項４】
前記距離が５μｍ以内である、請求項２または３に記載の連続式インクジェット記録ヘッド。
【請求項５】
前記一対のヒーターは、これらの間を前記１滴分の液体が通過している途中で、前記偏向用気泡よりも体積が小さく、前記１滴分の液体を前記偏向方向に誘導する気泡を生成する、請求項１から４までのいずれか１項に記載の連続式インクジェット記録ヘッド。
【請求項６】
前記液滴は、前記偏向方向に吐出して記録媒体に到達する印字液滴か、または前記軸方向に吐出して前記記録媒体に到達しない非印字液滴のいずれかであり、前記非印字液滴は前記印字液滴よりも体積が大きい請求項１から５までのいずれか１項に記載の連続式インクジェット記録ヘッド。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、吐出口から吐出される液滴の吐出方向を偏向する連続式インクジェット記録ヘッドに関する。
【背景技術】
【０００２】
プリンター等の記録装置で採用されているインクジェット記録方法の一つに、コンティニュアス型インクジェット方式がある。コンティニュアス型インクジェット記録方式は、一般的に、加圧源と滴化手段により連続的に液滴を形成する。そして、記録に用いられる印字液滴は記録媒体へ向けて吐出され、記録に用いない非印字液滴は偏向手段により回収口に向けて吐出方向を偏向させることで画像形成が行われる。
【０００３】
上述したようなコンティニュアス型インクジェット記録方式を採用した連続式インクジェット記録ヘッドが特許文献１に開示されている。この連続式インクジェット記録ヘッドでは、加圧手段により加圧されたインクがノズル孔を連続的に流れる。そして、連続的なインク流れにより形成されたインク液柱がノズル孔の一端に形成された吐出口から大気中に飛び出る。大気中に飛び出たインク液柱は、吐出口の外側にノズル孔の中心軸に対称に配置された１対のヒーターで加熱される。この加熱によって、インク液柱から複数の液滴が分離する。この連続式インクジェット記録ヘッドでは、非印字液滴が吐出される場合、インク流（ノズル孔の中心軸）に対して非対称にインク液柱が加熱される。非対称加熱によって、インク液柱の飛び出し方向が偏向され、その結果、このインク液柱から分離した複数の非印字液滴が回収口に向かって吐出される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第４１２８６７３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に記載の連続式インクジェット記録ヘッドでは、一対のヒーターが吐出口の外側（大気側）に配置され、吐出口から大気中に露出した液柱がこの一対のヒーターで加熱される。そのため、加熱してから液滴に分離するまでに時間差が生じ、その結果、インク液柱から吐出方向が同じ複数の液滴が一度に形成されている。したがって、特許文献１に記載の連続式インクジェット記録ヘッドでは、液滴の吐出方向を１滴毎に切り替えることが困難である。
【０００６】
そこで、本発明は、液滴の吐出方向を１滴毎に切り替えることが可能な連続式インクジェット記録ヘッドを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明の連続式インクジェット記録ヘッドは、液体を液滴として吐出する吐出口と、該吐出口に連通するノズル孔と、前記吐出口に近接する前記ノズル孔の内壁に前記ノズル孔の中心軸に関して対称に配置された一対のヒーターと、を有し、前記一対のヒーターは、互いに同じ発熱量で同時に発熱して前記中心軸に関して対称な一対の気泡を生成するか、または互いに異なる発熱量で同時に発熱するか若しくはいずれか一方のみが発熱して前記中心軸に関して非対称な偏向用気泡を生成し、前記一対の気泡で液体を液滴として前記ノズル孔の軸方向に吐出させ、前記偏向用気泡で液体を液滴として前記軸方向から偏向した偏向方向に吐出させる。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、吐出口に近接するノズル孔の内壁に配置された一対のヒーターの間を、１つの液滴の液量に相当する１滴分の液体が通過した直後に、一対の気泡、または偏向用気泡のいずれかが生成される。そして、一対の気泡および偏向用気泡によって、１滴分の液体が１つの液滴として形成されると同時に、形成された液滴の吐出方向がノズル孔の軸方向または軸方向から偏向した偏向方向のいずれかに制御される。このように吐出方向が互いに異なる液滴を１滴毎に形成できるので、液滴の吐出方向を１滴毎に切り替えることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】実施形態１の連続式インクジェット記録ヘッドの全体を示す斜視図である。
【図２】図１に記載の連続式インクジェット記録ヘッドの吐出ヘッドを吐出口側から見た平面図である。
【図３】図１に記載の連続式インクジェット記録ヘッドの回収ユニットの構成を示す平面図である。
【図４】図１に記載の切断線Ｂ−Ｂに沿った断面の一部を拡大して示す断面図である。
【図５】図１に記載の連続式インクジェット記録ヘッドのノズル孔を詳細に示した図である。
【図６】実施形態１における液滴の形成と形成した液滴の吐出方向の制御を時系列的に示した断面図である。
【図７】実施形態１において各ヒーターに与える駆動パルス波形を示したタイムチャートである。
【図８】実施形態１において各ヒーターの発熱により生成する気泡の圧力と体積の変化を示す線図である。
【図９】本発明の連続式インクジェット記録ヘッドが取り付けられているインクジェットプリンターの制御構成の一例を示すブロック図である。
【図１０】実施形態１におけるヒーターの他の配置構成を示す図である。
【図１１】実施形態２における液滴の形成と液滴の吐出方向の制御を時系列的に示した断面図である。
【図１２】吐出量が比較的大きな液滴の形成及び吐出方向の偏向を、実施形態１に記載の方法で行ったときの液滴の吐出状態を示す断面図である。
【図１３】実施形態３の連続式インクジェット記録ヘッドの要部の構成を示す断面図である。
【図１４】実施形態３において各ヒーターに与える駆動パルス波形を示したタイムチャートである。
【図１５】本発明の第三の実施例における印字液滴形成時と非印字液滴形成時の、吐出ノズルの液滴形成と吐出方向制御を示した吐出口断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
（実施形態１）
図１は、本実施形態の連続式インクジェット記録ヘッドの全体を示す斜視図である。本実施形態の連続式インクジェット記録ヘッドは、ライン型記録方式である。ライン型記録方式とは、記録媒体の全幅に渡って複数の吐出口が形成されたインクジェット記録ヘッドを固定し、インクジェット記録ヘッドの直下を記録媒体が移動することで印刷を行なう記録方法である。
【００１１】
本実施形態の連続式インクジェット記録ヘッドは、図１に示すように、吐出ヘッド１と、回収ユニット２と、を有する。吐出ヘッド１では、インクジェットプリンター本体のインク供給装置（不図示）に貯蔵されている液体であるインクを加圧ポンプ４７（図９参照）で加圧することで、インクが、インク流入口１１を経て共通液室１６（図４参照）へ供給される。加圧時の圧力値としてはゲージ圧で数ＭＰａ程度である。共通液室１６の下部には、インクを吐出するための複数の吐出口１３ａ（図２参照）が形成されている。
【００１２】
図２は、吐出ヘッド１を吐出口側から見た（図１のＺ方向から見た）平面図である。図２に示すように、複数の吐出口１３ａは吐出ノズルプレート１５に形成されている。吐出ノズルプレート１５において、複数の吐出口１３ａは分割ノズル列１４として配列されている。分割ノズル列１４では、互いに隣接する吐出口１３ａが角度θの方向に斜めに配置され、Ｘ方向（記録媒体の搬送方向）における距離Ｍ（図２参照）が、プリンター出力解像度分の距離になっている。
【００１３】
図３は、回収ユニット２の構成を示す平面図である。回収ユニット２では、吐出ヘッド１の分割ノズル列１４に対向して回収スリット２４が形成されている。さらに、吐出口１３ａから吐出方向が偏向して吐出した液滴が回収スリット２４の内壁に衝突する位置に回収口２５が各吐出ノズルに対応して形成されている（図４参照）。回収口２５の下流側には、回収支流路２２が形成されている。回収支流路２２の下流側には、回収支流路２２が合流する回収本流路２３が配置されている。回収本流路２３の下流側には、回収流出口２１が形成されている。回収流出口２１は、回収装置３の回収流路３２により回収タンク３１まで接続され、その途中には回収口２５を減圧するための回収ポンプ３３が配置されている。回収口２５に回収された非印字液滴（回収液滴）は回収ポンプ３３により回収支流路２２を通過し、回収タンク３１へ移動する。回収タンク３１に集められた非印字液滴は、再度吐出ヘッド１へ供給され再利用される構成をとるが、その他の構成であっても構わない。
【００１４】
図４は、図１に記載の切断線Ｂ−Ｂに沿った断面の一部を拡大して示す断面図である。図４は、吐出口１３ａの周辺を拡大して示している。本実施形態の連続式インクジェット記録ヘッドでは、印刷動作時、吐出ヘッド１の共通液室１６に供給されたインクは加圧ポンプ４７により数ＭＰａ程度（ゲージ圧）の圧力が与えられる。これにより、インクは、共通液室１６に連通するノズル孔１３ｂを連続して流れる。ノズル孔１３ｂを連続して流れるインクは、ノズル孔１３ｂの一端に形成された吐出口１３ａから液滴として大気に吐出する。ノズル孔１３ｂの内壁における吐出口１３ａに近接する位置には、各々が個別に発熱可能な一対のヒーター１７、１８がノズル孔１３ｂの中心軸に関して対称に配置されている。一対のヒーター１７、１８に通電するための電気配線（不図示）は、吐出ノズルプレート１５の表面に形成されている。本実施形態では、ヒーター１７とヒーター１８の２つのヒーターの発熱量を制御することにより、吐出口１３ａから吐出する液滴の形成と、形成された液滴の吐出方向を１滴毎に制御する。なお、本実施形態では、印字液滴の吐出方向を、ノズル孔１３ｂの軸方向にすることで、印字液滴は吐出ヘッド１の直下に位置する記録媒体に到達する。一方、非印字液滴は、ノズル１３ｂの軸方向から偏向した偏向方向への吐出により回収ユニット２の回収口２５に到達する。
【００１５】
図５は、ノズル孔１３ｂを拡大して示す図である。図５（ａ）は断面図であり、図５（ｂ）は、ノズル孔１３ｂを吐出口１３ａ側から見た平面図である。本発明では、吐出口１３ａの寸法や、ヒーター１７、１８の寸法および位置などは、吐出される液滴の液量（体積）、印字速度などにより異なる。本実施形態において、吐出口１３ａは正方形であり、その１辺の長さｍ、ｎは８μｍである。また、ヒーター１７、１８の辺長ｐ、ｑは４μｍである。また、吐出口１３ａ（吐出ノズル面１３２）と、ヒーター１７、１８の吐出口側の端面との距離ｒ（図５（ａ）参照）は２μｍである。なお、本発明では、距離ｒは、吐出口１３ａの１辺の長さ以内であることが好ましいが、上記以外の寸法であってもよい。
【００１６】
本実施形態で用いられるインクは、一対のヒーター１７、１８による瞬時の発熱により膜沸騰が発生するインクである。代表的なインク成分としてはイオン交換水、グリセリン、ポリエチレングリコール、色剤等から成る水系インクが好ましい。また、インクの粘度の範囲は、０．００２Ｐａ・ｓから０．０５Ｐａ・ｓまでであることが好ましい。
【００１７】
図９は、本発明の連続式インクジェット記録ヘッドが取り付けられているインクジェットプリンターの制御構成の一例を示すブロック図である。ＣＰＵ（Central Processing Unit）４３は、図９に示す各構成要素の動作の制御処理やデータ処理等を実行する。ＲＯＭ（Read Only Memory）４１には、ＣＰＵ４３の処理手順等が格納されている。さらに、ＲＯＭ４１には、ヒーター１７、１８、および加圧ポンプ４７などを駆動するためのデータが格納されている。また、ＲＡＭ（Random Access Memory）４２は、ＣＰＵ４３が上記処理を実行するためのワークエリアとして用いられる。
【００１８】
本実施形態では、ＣＰＵ４３が加圧ポンプ４７を作動させるためにモータドライバ４５に制御信号を送ることで、インクがノズル孔１３ｂを連続して流れる。次に、画像形成のための印刷データに基づき、ヒーター１７、ヒーター１８を駆動するための制御信号をＣＰＵ４３がヘッドドライバ４８に送る。ヘッドドライバ４８は、この制御信号に基づいてノズル１３ｂを流れるインクから分離した液滴を形成すると共に形成した液滴の吐出方向を制御する。これにより、記録媒体への印字が実行される。また、ＣＰＵ４３は、記録媒体を搬送するための搬送ベルト４６を駆動するための制御信号をモータドライバ４４に送信することで、記録媒体の搬送も行なわれる。
【００１９】
図６は、本実施形態における液滴の形成と形成された液滴の吐出方向の制御を時系列的に示した断面図である。図６（ａ）から図６（ｇ）は、印字液滴の形成を示している。図６（ｈ）から図６（ｌ）は非印字液滴の形成を示している。また、図７は、本実施形態においてヒーター１７、１８に与える駆動パルス波形を示したタイムチャートである。図７（ａ）はヒーター１７に与えられる駆動パルスを示し、図７（ｂ）はヒーター１８に与えられる駆動パルスを示している。
【００２０】
本実施形態では、加圧ポンプ４７でインクを加圧すると、図６（ｂ）に示すように各吐出口１３ａから連続的にインクが大気に露出する。そして、１つの液滴の液量に相当する１滴分の液体１９がヒーター１７、１８の間を通過した直後に、ヒーター１７とヒーター１８に同一波形の駆動パルスＱ１が同時に与えられる。
【００２１】
駆動パルスＱ１が同時に与えられることにより、ヒーター１７、１８は同じ発熱量で同時に発熱し、１滴分の液体１９に後続するインクを加熱し始める。加熱が開始（図７の時間Ｔ０参照）してから０．５μｓ後（図７の時間Ｔ１）に加熱されたインクが発泡し始め、その後０．２μｓ間発泡状態が続く。これにより、１滴分の液体１９の後端部に続く１対の気泡１１０、１１１が生成される。１対の気泡１１０、１１１はノズル孔１３ｂの中心軸に対して対称な形状になるように形成されている。そのため、１対の気泡１１０、１１１が吐出口１３ａから大気中に出た際、ノズル孔１３の中心軸を挟んで互いに反対方向（Ｘ方向、−Ｘ方向）で大きさが同じ２つの外力が１滴分の液体１９の後端部に加えられる。これにより、１滴分の液体１９が、１つの液滴１９として形成され、ノズル孔１３ｂの軸方向に吐出される（図６（ａ）〜（ｇ）参照）。この液滴１９は、印字液滴として記録媒体に到達する。
【００２２】
図８は１対の気泡１１０、１１１の各々の内圧と体積の変化を示したグラフである。加圧ポンプ４７によりノズル孔１３ｂを流れるインクには数ＭＰａの圧力が与えられている。しかし、ヒーター１７、１８は吐出口１３ａに近接したノズル孔１３ｂの内壁に配置されているため、発泡直前の圧力は大気圧よりも若干高い圧力（図８の圧力Ｐ０参照）である。その後、発泡が開始した時（図８の時間Ｔ１）に気泡１１０、１１２内は数十ＭＰａ以上の圧力Ｐ１が瞬時に発生すると共に、体積が大きくなる。しかし、気泡１１０、１１１は、常時加圧ポンプ４７により与えられたインクの流れにより吐出口１３ａの外側に流され大気と連通する。そのため、気泡内圧力は大気圧まで下がってしまう（図７、図８の時間Ｔ２参照）。その後、ヒーター１７、１８には、駆動パルスが図７に示す時間Ｔ３まで与えられる。時間Ｔ１から時間Ｔ２までの時間に発生する気泡内圧力（最大圧力値Ｐ１）により１滴分の液体１９の後端部に尾引き部１１２が形成され、その後１滴分の液体１９は後続のインクから完全に分離する。
【００２３】
続いて、共通液室１６内のインクに対して連続的に与えられている圧力により、１滴分の液体１１３がヒーター１７、１８の間を通過した直後に、今度はヒーター１７のみに一定の駆動パルスＱ２が与えられる。すると、ヒーター１７の発熱が開始（図７の時間Ｔ４）してから０．５μｓ後（図７の時間Ｔ５）に発泡が開始し、その後０．２μｓ間発泡状態が続く。このとき駆動パルスのＱ２の電圧値（ヒーター１７に印加される電圧値）は、駆動パルスＱ１の電圧値よりも大きい値とする。このようにして生成した偏向用気泡１１６は、ノズル孔１３ｂの中心軸に関して非対称な形状であるため、１滴分の液体１１３の後端部に対してノズル孔１３ｂの軸方向に垂直な一方向（図６の−Ｘ方向）の外力が加えられる。これにより、１滴分の液体１１３の後端部が−Ｘ方向に変形され液滴変形部１１４が形成される。また、偏向用気泡１１６は、加圧ポンプ４７の連続的な加圧によりインクと共にノズル孔１３ｂを流れ、大気と連通する（図６（ｉ）、図７の時間Ｔ６参照）。このとき、液滴変形部１１４の後端部に尾引き部１１５が形成される。外力に対する拘束が少ない大気に放出された液滴１１３に対し、吐出口１３ａ近傍のヒーター１７での非対称発泡による外力を与えることで、１滴分の液体１１３の後端部に形成された液滴変形部１１４が−Ｘ方向に変形し易くなる。さらにその後、液滴変形部１１４が１滴分の液体１１３全体の−Ｘ方向への偏向につながる（図６（ｋ）参照）。そして、尾引き部１１５が千切れることで、１滴分の液体１１３が１つの液滴として形成されるとともに、形成された液滴が偏向方向に非印字液滴として吐出される。
【００２４】
上述した構成の連続式インクジェット記録ヘッドにおいて、ノズル孔１３ｂを流れるインクに与える加圧値を１ＭＰａ（ゲージ圧）とし、粘度が０．０２Ｐａ・Ｓのインクを使用して実験した。その結果、吐出口１３ａから体積が１ｐｌ（ピコリットル）、液滴速度が１０ｍ／ｓの印字液滴および非印字液滴が１００ｋＨｚで形成できた。また、非印字液滴が、ノズル孔１３ｂの中心軸に対して約２．５°偏向した方向に吐出することを確認できた。また、実験の結果、ヒーター１７、１８が吐出口１３ａに近接して配置するほど液滴の吐出方向をより大きく偏向できることを確認できた。具体的には、ヒーター１７、１８は、上述した距離ｒ（図５（ａ）参照）が５μｍ以内になるように配置することがより好ましい。
【００２５】
また、本実施形態における液滴形成および吐出方向制御方式は、液滴吐出方向の偏向量が大きく曲げられ、さらにコンティニュアス型の印刷方式として数十ｋＨｚ以上の高速印字に対応できることが必要である。さらに、ヒーター１７、１８の発泡によるインクの耐久性なども総合的に考えると、吐出口１３ａは、１辺の長さが１０μｍ以内の矩形であることがより好ましい。
【００２６】
本実施形態では、非印字液滴の吐出方向を偏向するために、ヒーター１７のみを駆動して非対称発泡を発生させているが、非対称発泡を形成するためのその他の駆動制御方法でもよい。例えば、ヒーター１７とヒーター１８を互いに異なる発熱量で同時に発熱することでノズル孔１３ｂに非対称発泡を発生させてもよい。
【００２７】
さらに本実施形態の液滴偏向制御手段を、印字液滴の記録紙への着弾位置補正として利用しても構わない（図４の２つの加熱ヒーターではＸ方向の着弾位置補正が行なわれる構成である）。
【００２８】
図１０は、本実施形態におけるヒーターの他の配置構成を示す図である。図１０（ａ）はノズル孔１３ｂの断面図であり、図１０（ｂ）はノズル孔１３ｂを吐出口１３ａ側から見た平面図である。
【００２９】
本実施形態では、図５に示すように、ノズル孔１３ｂの中心軸に対してＸ方向に対称に一対のヒーター１７、１８が配置されている。しかし、本発明では、ヒーターの配置構成は、これに限定されない。ヒーターの配置構成は、図１０に示すように、Ｘ方向だけでなくＹ方向（記録媒体の幅方向）にもノズル孔１３ｂの中心軸に対して対称に一対のヒーター１１７、１１８を設けてもよい。この配置構成によれば、ノズル孔１３ｂの内壁に４つのヒーターを設け、発熱量を制御することで、印字液滴の記録媒体への着弾位置補正を記録媒体の搬送方向（Ｘ方向）だけでなく、吐出口１３ａの配列方向（Ｙ方向）にも補正可能となる。
【００３０】
（実施形態２）
本実施形態の連続式インクジェット記録ヘッドについて説明する。なお、ここでは、実施形態１で説明した連続式インクジェット記録ヘッドと異なる構成について詳細に説明し、同様の構成については詳細な説明を省略する。
【００３１】
図１１は、本実施形態における液滴の形成と液滴の吐出方向の制御を時系列的に示した断面図である。なお、本実施形態の連続式インクジェット記録ヘッドは、吐出量が比較的大きい液滴、具体的には吐出量が４ｐｌ（ピコリットル）以上の液滴の形成と吐出方向の偏向について実施形態１の連続式インクジェット記録ヘッドに比べ有効である。
【００３２】
図１２は、吐出量が比較的大きな液滴の形成および吐出方向の偏向を、実施形態１に記載の方法で行ったときの液滴の吐出状態を示す断面図である。図１２（ａ）は、断面積が比較的狭いノズル孔で形成された液滴の吐出状態を示す。図１２（ｂ）は、１２（ａ）に記載のノズル孔の断面積に比べて断面積が広いノズル孔で形成された液滴の吐出状態を示す。
【００３３】
図１２（ａ）に示すように、ノズル孔の一端に設けられた辺長ｍの吐出口から１滴分のインク１２８が大気に露出したとき、インク１２８の形状は吐出方向に細長く伸びた状態になる。このとき、ヒーター１７のみが発熱することによってインク１２８の後端部に連続する気泡１２９が生成される。しかし、この場合、インク１２８の液滴形成は行なえても、吐出方向まで大きく変えることは困難である。一方、図１２（ｂ）に示すように、ノズル孔の一端に設けられた辺長ｍよりも長い辺長ｓの吐出口からインク１２８と同じ液量のインク１３１が大気に露出したとき、インク１３１の全長をインク１２８の全長よりも短くできる。しかし、液滴を形成して吐出方向を偏向するためには気泡１３０の体積を気泡１２９の体積よりも大きくする必要がある。この気泡１３０を発泡させるためには時間がかかってしまう。よって、ある一定以上の液量の液滴形成ならびに吐出方向制御と、高速印字化を同時に行なうことは、実施形態１で説明したようなヒーター制御では困難である。
【００３４】
そこで、図１１に示す本実施形態のヒーターの制御方法では、１つの液滴１２７（図１１（ｊ）参照）の液量に相当するインクがヒーター１７とヒーター１８との間を通過する途中で、非対称発泡を数回行なう。
【００３５】
本実施形態では、図１１（ｄ）に示すように、液滴１２７の半分の液量に相当する液体１１９がヒーター１７、１８の間を通過した時にヒーター１７が発熱することによって、気泡１２０が生成される。その後、気泡１２０が吐出口１３ａから大気中に出たときに液滴変形部１２１が形成される（図１１（ｅ）参照）。ただし、気泡１２０は液体１１９が液滴として分離されないように生成される。気泡１２０により吐出口１３ａから大気に出た液体１１９は、ノズル孔１３ｂの軸方向に垂直な方向（−Ｘ方向）に吐出方向が偏向される（図１１（ｆ）参照）。続いて、液滴１２７の残りの半分の液量に相当する液体１２４がヒーター１７、１８の間を通過した時に、ヒーター１７が発熱することによって、偏向用気泡１２３が生成される。偏向用気泡１２３は、液体１１９と液体１２４とで構成された液滴１２７を形成して吐出方向を偏向するため、気泡１２０よりも体積が大きくなければならない。そのため、偏向用気泡１２３を生成するためにヒーター１７に印加される電圧値は、気泡１２０を生成するためにヒーター１７に印加される電圧値よりも大きくなる。このようにして生成した偏向用気泡１２３が吐出口１３ａから大気中に出た際に、液体１２４の後端部に液滴変形部１２５が形成されながら液体１２４の飛出し方向が−Ｘ方向に偏向される。そして、液滴変形部１２５の後端部に尾引き部１２６が形成される（図１１（ｇ）参照）。その後、液体１１９と液体１２４は、１つの液滴にまとまりながら尾引き部１２６で千切れる。これにより、液滴１２７が形成されると同時に、液滴１２７の吐出方向も偏向させることが可能となる。
【００３６】
本実施形態では、偏向用気泡１２３を生成する前に、偏向用気泡１２３よりも体積が小さな気泡１２０が生成され、この気泡１２０により液滴１２７の吐出方向が偏向方向に誘導される。そのため、特に液量の多い液滴の吐出方向の偏向も容易に行なうことが可能となる。
【００３７】
（実施形態３）
本実施形態のインクジェット記録ヘッドについて説明する。なお、ここでは、実施形態１で説明した連続式インクジェット記録ヘッドと異なる構成について詳細に説明し、同様の構成については詳細な説明を省略する。
【００３８】
図１３は、本実施形態の連続式インクジェット記録ヘッドの要部の構成を示す断面図である。本実施形態の連続式インクジェット記録ヘッドは、回収口２５の配置位置が実施形態１の連続式インクジェット記録ヘッドと異なる。本実施形態において回収口２５は、ノズル孔１３ｂの中心軸の直下に配置されている。すなわち、吐出口１３ａから偏向されずに（ノズル孔１３ｂの軸方向に）吐出した非印字液滴１４３が、回収口２５に到達できるように、回収口２５が配置されている。また、図１３に示すように回収口２５よりもＸ方向側には回収スリット２４が形成されている。この回収スリット２４を通過して、吐出口１３ａから偏向方向に吐出した印字液滴１４０が記録媒体まで到達する。
【００３９】
図１４は、本実施形態においてヒーター１７とヒーター１８に与える駆動パルス波形を示したタイムチャートである。また、図１５は、本実施形態において液滴が形成される状態を示す断面図である。図１５（ａ）は、印字液滴が形成される状態を示し、図１５（ｂ）は、非印字液滴が形成される状態を示す。
【００４０】
本実施形態では、印字液滴が記録媒体へ到達するためには、印字液滴が回収スリット２４を通過する必要がある。よって印字液滴の吐出方向をＸ方向に偏向させる必要がある。
【００４１】
そこで、本実施形態では、加圧ポンプ４７により吐出口１３ａから１つの液滴の液量に相当する１滴分の液体１４０がヒーター１８を通過した直後（図１４の時間Ｔ１）に、ヒーター１８に駆動パルスＱ１を与える。これにより偏向用気泡１４８が生成する。その後、偏向用気泡１４８が吐出口１３ａから大気中に出たときに、液体１４０の後端部にＸ方向の外力が加えられる。この外力により、液体１４０は、吐出方向がＸ方向に偏向されるとともに、印字液滴１４０として記録媒体へ到達する。
【００４２】
印字液滴１４０に後続して吐出される印字液滴１４１、印字液滴１４２も、駆動パルスＱ１と同様の駆動パルスＱ２，Ｑ３が与えられることによって、吐出方向が偏向される。
【００４３】
一方、非印字液滴１４３は、非印字液滴１４３の直前に形成された印字液滴１４２から非印字液滴１４３の直後に吐出される印字液滴１４５が形成されるまで連続した非印字画素数分の液量のインクを細かく滴化させることなく１つの大きな液滴としたものである。よって、非印字液滴１４３は、画像パターンにより大きさが異なる。本実施形態では、印字液滴１４２の次に吐出される非印字液滴１４３は、３画素分の非印字液滴が１つの大きな液滴として吐出されるものとする。
【００４４】
図１３の非印字液滴１４３の液量に相当する液体がヒーター１７、１８を通過した直後（図１４のＴ８とＴ９の間）、ヒーター１７に駆動パルスＱ４１を与えると同時にヒーター１８に駆動パルスＱ４２を与える。非印字液滴１４３は、ノズル孔１３ｂの軸方向の直下に配置された回収口２５に向けて真直ぐ吐出させる必要があるため、対称発泡させることが好ましい。よってヒーター１７とヒーター１８に与える駆動パルスＱ４１、Ｑ４２は同一の波形とする。ヒーター１７、１８に駆動パルスＱ４１、Ｑ４２を同時に与えることで、図１５（ｂ）に示すように一対の気泡１５０、１５１が生成する。この一対の気泡１５０、１５１が吐出口１３ａから大気中に出たときに非印字液滴１４３の後端部に尾引き部１５２が形成される。尾引き部１５２は時間経過と共に千切れることで、非印字液滴１４３は、回収口２５に向かって吐出する。回収口２５に到達した非印字液滴１４３は、回収ユニット２で回収される。
【００４５】
本実施形態では、印字液滴の吐出方向が偏向され、非印字液滴の吐出方向は偏向されない。また、非印字液滴は印字液滴のように小さく液滴形成することをせずに、一定量にまとまった大きな液滴として形成される。連続式インクジェット記録ヘッドは、一般的に、単位時間当たりに非印字液滴の吐出が占める割合が、印字液滴の吐出が占める割合に比べ圧倒的に多い。実施形態１、２では、印字液滴と同様の体積の非印字液滴を形成していたが、本実施形態では、印字液滴よりも体積の大きな非印字液滴を形成している。そのため、実施形態１、２に比べヒーター１７、１８の発熱回数が低減する。これにより、ヒーター１７、１８の寿命を延ばすことが可能となる。
【符号の説明】
【００４６】
１３ａ  吐出口
１３ｂ  ノズル孔
１７、１８  ヒーター
１１０、１１２  気泡
１１６  偏向用気泡
【図１】
2012030502.tif 000003
【図２】
2012030502.tif 000004
【図３】
2012030502.tif 000005
【図４】
2012030502.tif 000006
【図５】
2012030502.tif 000007
【図６】
2012030502.tif 000008
【図７】
2012030502.tif 000009
【図８】
2012030502.tif 000010
【図９】
2012030502.tif 000011
【図１０】
2012030502.tif 000012
【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
2012030502.tif 000016
【図１５】
2012030502.tif 000017