JP2006088711A - 液体吐出装置及び液体吐出方法 - Google Patents

Abstract

【課題】発熱抵抗体の寿命を低下させることなく安定して液体を吐出できるようにしつつ、液体の飛翔特性を制御する。
【解決手段】吐出すべき液体を収容するインク液室１２と、エネルギーの供給によりインク液室１２内の液体に気泡を発生させる発熱抵抗体１３と、発熱抵抗体１３による気泡の生成に伴ってインク液室１２内の液体を吐出させるためのノズル１８とを含む液体吐出装置において、発熱抵抗体１３は、１つのインク液室１２内で２分割されており、１つのインク液室１２内の２つの発熱抵抗体１３にエネルギーを同時に供給するとともに、一方の発熱抵抗体１３上と、他方の発熱抵抗体１３上のエネルギーの分布に差異を設け、その差異によってノズル１８から吐出される液体の飛翔特性を制御する。
【選択図】図１

Description

本発明は、液室内の液体をノズルから吐出させる液体吐出装置又は液体吐出方法において、液体の飛翔特性又は着弾位置を制御する技術、具体的には、例えば、液体吐出部を複数並設したヘッドを備える液体吐出装置、及び液体吐出部を複数並設したヘッドを用いた液体吐出方法において、液体吐出部からの液体の吐出方向（液体の着弾位置）を制御する技術に関するものである。

従来、液体吐出部を複数並設したヘッドを備える液体吐出装置の一例として、インクジェットプリンタが知られている。また、インクジェットプリンタのインクの吐出方式の１つとして、熱エネルギーを用いてインクを吐出させるサーマル方式が知られている。

このサーマル方式のプリンタヘッドチップの構造の一例としては、インク液室のインクを、インク液室内に配置された発熱抵抗体で加熱し、発熱抵抗体上のインクに気泡を発生させ、この気泡発生時のエネルギーによってインクを吐出させるものが挙げられる。そして、ノズルは、インク液室の上面側に形成され、インク液室内のインクに気泡が発生したときに、ノズルの吐出口からインクが吐出されるように構成されている。

さらにまた、ヘッド構造の観点からは、プリンタヘッドチップを印画紙幅方向に移動させて印画を行うシリアル方式と、多数のプリンタヘッドチップを印画紙幅方向に並べて配置し、印画紙幅分のラインヘッドを形成したライン方式とが挙げられる（例えば、特許文献１参照）。
特開２００２−２５４６４９号公報

図１８は、従来のラインヘッド１０を示す平面図である。図１８では、４つのプリンタヘッドチップ１（「Ｎ−１」、「Ｎ」、「Ｎ＋１」、「Ｎ＋２」）を図示しているが、実際にはさらに多数のプリンタヘッドチップ１が並設されている。

各プリンタヘッドチップ１には、インクを吐出する吐出口を有するノズル１ａが複数形成されている。ノズル１ａは、特定方向に並設されており、この特定方向は、印画紙幅方向と一致している。さらに、このプリンタヘッドチップ１が上記特定方向に複数配置されている。隣接するプリンタヘッドチップ１は、それぞれノズル１ａが向き合うように配置されるとともに、隣接するプリンタヘッドチップ１間においては、ノズル１ａのピッチが連続するように配置されている（Ａ部詳細参照）。

しかし、前述の従来の技術では、以下の問題点があった。
先ず、プリンタヘッドチップ１からインクを吐出する際、インクは、プリンタヘッドチップ１の吐出面に対して垂直に吐出されるのが理想的である。しかし、種々の要因により、インクの吐出角度が垂直にならない場合がある。

例えば、発熱抵抗体を有するインク液室の上面に、ノズル１ａが形成されたノズルシートを貼り合わせる場合、インク液室及び発熱抵抗体と、ノズル１ａとの貼付け位置ずれが問題となる。インク液室及び発熱抵抗体の中心上にノズル１ａの中心が位置するようにノズルシートが貼り付けられれば、インクは、インクの吐出面（ノズルシート面）に垂直に吐出されるが、インク液室及び発熱抵抗体と、ノズル１ａとの中心位置にずれが生じると、インクは、吐出面に対して垂直に吐出されなくなる。
また、インク液室及び発熱抵抗体と、ノズルシートとの熱膨張率の差による位置ずれも生じ得る。

吐出面に対して垂直にインクが吐出されたときには、インク液滴は、理想的に正確な位置に着弾されるとして、インクの吐出角度が垂直からθだけずれると、吐出面と印画紙面（インク液滴の着弾面）までの間の距離（インクジェット方式の場合、通常は１〜２ｍｍ）をＨ（Ｈは一定）としたとき、インク液滴の着弾位置ずれΔＬは、
ΔＬ＝Ｈ×ｔａｎθ
となる。

ここで、このようなインクの吐出角度のずれが生じたときには、シリアル方式の場合では、ノズル１ａ間におけるインクの着弾ピッチずれとなって現れる。さらに、ライン方式では、上記の着弾ピッチずれに加え、プリンタヘッドチップ１間の着弾位置ずれとなって現れる。

図１９は、図１８で示したラインヘッド１０（プリンタヘッドチップ１をノズル１ａの並び方向に複数配置したもの）での印画状態を示す断面図及び平面図である。図１９において、印画紙Ｐを固定して考えると、ラインヘッド１０は、印画紙Ｐの幅方向には移動せず、平面図において上から下に移動して印画を行う。

図１９の断面図では、ラインヘッド１０のうち、Ｎ番目、Ｎ＋１番目、及びＮ＋２番目の３つのプリンタヘッドチップ１を図示している。
断面図において、Ｎ番目のプリンタヘッドチップ１では、矢印で示すように図中、左方向にインクが傾斜して吐出され、Ｎ＋１番目のプリンタヘッドチップ１では、矢印で示すように図中、右方向にインクが傾斜して吐出され、Ｎ＋２番目プリンタヘッドチップ１では、矢印で示すように吐出角度のずれがなく垂直にインクが吐出されている例を示している。

したがって、Ｎ番目のプリンタヘッドチップ１では、基準位置より左側にずれてインクが着弾され、Ｎ＋１番目のプリンタヘッドチップ１では、基準位置より右側にずれてインクが着弾される。よって、両者間は、互いに遠ざかる方向にインクが着弾される。この結果、Ｎ番目のプリンタヘッドチップ１と、Ｎ＋１番目のプリンタヘッドチップ１との間には、インクが吐出されない領域が形成される。そして、ラインヘッド１０は、印画紙Ｐの幅方向には移動せず、平面図において矢印方向に移動されるだけである。これにより、Ｎ番目のプリンタヘッドチップ１と、Ｎ＋１番目のプリンタヘッドチップ１との間には、白スジＢが入ってしまい、印画品位が低下するという問題があった。

また、上記と同様に、Ｎ＋１番目のプリンタヘッドチップ１では、基準位置より右側にずれてインクが着弾されるので、Ｎ＋１番目のプリンタヘッドチップ１と、Ｎ＋２番目のプリンタヘッドチップ１との間には、インクが重なる領域が形成される。これにより、画像が不連続になったり、本来の色より濃い色となってスジＣが入ってしまい、印画品位が低下するという問題があった。

なお、以上のようなインクの着弾位置ずれが生じた場合において、スジが目立つか否かは、印画される画像によっても左右される。例えば、文書等では、空白部分が多いので、仮にスジが入ってもさほど目立たない。これに対し、印画紙のほぼ全領域にフルカラーで写真画像を印画する場合には、わずかなスジが入ってもそれが目立つようになる。

上記のようなスジの発生防止を目的として、本願出願人より、特願２００１−４４１５７（以下、「先願１」という。）が出願されている。先願１は、インク液室内に、個別に駆動可能な複数の発熱素子（ヒーター）を設け、各発熱素子を独立して駆動することで、インク液滴の吐出方向を変えることができる発明である。したがって、上記スジ（白スジＢ又はスジＣ）の発生は、先願１により解決できると考えられていた。

しかし、先願１は、複数の発熱素子を各々独立に制御することで、インク液滴の吐出方向を偏向させるものであるが、その後の検討により、先願１の方法を採用した場合には、インク液滴の吐出が不安定になる場合があり、安定して高品質な印画が得られないという問題があることが判明した。以下にその理由を説明する。

本願発明者らの検討によると、本願出願人により出願された、ＰＣＴ／ＪＰ００／０８５３５（以下、「先願２」という。）に記載されているように、ノズルからのインク液滴の吐出量は、通常、発熱素子に印加する電力の増加に伴って単調に増加することはなく、所定の電力値を超えると急激に増加する傾向を呈する（先願２の２８ページ目１４行〜１７行、及びＦｉｇ．１８参照）。いいかえれば、所定値以上の電力を与えないと、十分な量のインク液滴を吐出することができない。

したがって、複数の発熱素子を各々独立に駆動する場合において、一部の発熱素子のみを駆動してインク液滴を吐出させようとするときには、その一部の発熱素子の駆動のみで、インク液滴の吐出に十分な熱量を発生させる必要がある。このため、複数の発熱素子を各々独立に駆動する場合において、一部の発熱素子のみでインク液滴を吐出しようとするときには、その一部の発熱素子に対して与える電力を大きくする必要が生じる。このような状況は、近年の高解像度化に伴う発熱素子の小型化に対して、不利な状況を生む。

すなわち、インク液滴を安定して吐出するためには、各発熱素子の単位面積当たりのエネルギー発生量を、従来に比べて極めて高くする必要が生じ、その結果、小型化された発熱素子が受けるダメージが増大する。よって、発熱素子の寿命が低下し、ひいてはヘッドの寿命が低下してしまうという問題が生じる。
このような問題は、特許第２７８０６４８号公報（以下、「先願３」という。）や、特許第２８３６７４９号公報（以下、「先願４」という。）に記載の技術を用いた場合も同様である。

ここで、先願３は、サテライト（インク散り）を防止した発明であり、先願４は、安定した階調制御の実現を目的とした発明であるが、複数の発熱素子を設け、各発熱素子を独立して駆動させる点で、先願１と共通する。

これらの先願３や先願４のように、複数の発熱素子のうち、いずれかの（一部の）発熱素子を駆動してインク液滴を吐出することにより、先願３に記載のようにインク液滴を偏向吐出させたり、又は先願４に記載のように階調制御を行うことが可能である。しかし、近年の高解像度化に伴い小型化した発熱素子を設けた場合において、一部の発熱素子のみの駆動によりインク液滴を吐出させようとするときに、安定した吐出ができる程度の電力をその発熱素子に与えると、発熱素子の寿命が低下してしまうという問題が生じる。

さらに、先願４の発明においては、各発熱素子に与える電力量を増加させることは、最小インク液滴量の増大を意味するので、先願４の本来の目的である階調制御が困難になってしまうという問題が生じる。
また逆に、先願４において、各発熱素子に与える電力量を低下させると、上述したように、インク液滴を安定して吐出できなくなるおそれがあるという問題がある。
以上より、高解像度化に伴い小型化した発熱素子を有するヘッドでは、従来の技術や、先願１〜先願４の技術をもっては、上記のスジの発生を防止することはできない。

したがって、本発明が解決しようとする課題は、発熱素子等の気泡発生手段の寿命を低下させることなく安定して液体を吐出できるようにしつつ、液体の飛翔特性又は着弾位置を制御できるようにすること、具体的には、例えば、液体吐出部を複数並設したヘッドを備える液体吐出装置、及び液体吐出部を複数並設したヘッドを用いた液体吐出方法において、液体の吐出方向を制御できるようにすることである。

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に記載の発明は、吐出すべき液体を収容する液室と、前記液室内の少なくとも一壁面の一部を構成するとともに、エネルギーの供給により前記液室内の液体に気泡を発生させる気泡発生領域と、前記気泡発生領域による前記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備える液体吐出装置において、前記気泡発生領域の全域にエネルギーを同時に供給するときの前記気泡発生領域上のエネルギーの分布に差異を設け、その差異によって前記ノズルから吐出される液体の飛翔特性を制御することを特徴とする。

また、請求項５の発明は、吐出すべき液体を収容する液室と、前記液室内の少なくとも一壁面の一部を構成するとともに、エネルギーの供給により前記液室内の液体に気泡を発生させる気泡発生領域と、前記気泡発生領域による前記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備える液体吐出装置において、前記気泡発生領域の全域にエネルギーを同時に供給することで、前記ノズルから液体を吐出させる主操作制御手段と、前記気泡発生領域の全域にエネルギーを供給するときの前記気泡発生領域上のエネルギーの分布に差異を設け、その差異によって、前記主操作制御手段により吐出される液体の飛翔特性と異なる飛翔特性を有する液体を前記ノズルから吐出させる副操作制御手段とを備えることを特徴とする。

（作用）
上記発明においては、気泡発生領域にエネルギーを供給したときの気泡発生領域上のエネルギーの分布に差異を設けることにより、液体の飛翔特性（例えば飛翔方向、飛翔軌道、又は飛翔中のインク液滴が有する回転モーメント等）を制御する。

あるいは、副操作制御手段により、気泡発生領域上のエネルギーの分布に差異を設けることよって、主操作制御手段により吐出される液体の飛翔特性と異なる飛翔特性を有する液体をノズルから吐出させる。

すなわち、第１の飛翔特性を有する液体を吐出させるとともに、上記差異を設けることによって、第１の飛翔特性と異なる飛翔特性を有する第２の飛翔特性を有する液体を吐出させる。このようにして、同一のノズルから吐出される液体に対し、複数の飛翔特性のうち、いずれかの飛翔特性を持たせることができる。

また、請求項９の発明は、請求項１と同様の手段によって、ノズルから吐出される液体を少なくとも２つの異なる位置に着弾させるように制御する。
さらに、請求項１０の発明は、請求項５と同様の副操作制御手段によって、主操作制御手段により液体が吐出されたときの液体の着弾位置と異なる位置に着弾させる。

すなわち、第１の位置に液体を着弾させるとともに、上記差異を設けることによって、第１の位置と異なる位置に液体を着弾させる。このようにして、同一のノズルから吐出される液体を、複数の位置のうち、いずれかの位置に着弾させることができる。

さらにまた、例えばラインごとに液体吐出部の液体の吐出方向を偏向させたり、１ライン内で一部の液体吐出部による液体の吐出方向を適当に偏向させることにより、印画品位をさらに向上させることができる。

請求項１、請求項３又は請求項５の発明によれば、第１の飛翔特性を有する液体を吐出させるとともに、エネルギーの分布に差異を設けることによって、第１の飛翔特性と異なる飛翔特性を有する第２の飛翔特性を有する液体を吐出させることができる。したがって、同一のノズルから吐出される液体に対し、複数の飛翔特性のうち、いずれかの飛翔特性を持たせることができる。

また、請求項９又は請求項１０の発明によれば、第１の位置に液体を着弾させるとともに、エネルギーの分布に差異を設けることによって、第１の位置と異なる位置に液体を着弾させることができる。したがって、同一のノズルから吐出される液体を、複数の位置のうち、いずれかの位置に着弾させることができる。

また、例えばラインごとに液体吐出部の液体の吐出方向を偏向させたり、１ライン内で一部の液体吐出部による液体の吐出方向を適当に偏向させることにより、印画品位をさらに向上させることができる。

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。
図１は、本発明による液体吐出装置を適用したプリンタヘッドチップ１１を示す分解斜視図である。図１において、ノズルシート１７は、バリア層１６上に貼り合わされるが、このノズルシート１７を分解して図示している。

プリンタヘッドチップ１１は、前述したサーマル方式のものである。プリンタヘッドチップ１１において、基板部材１４は、シリコン等から成る半導体基板１５と、この半導体基板１５の一方の面に析出形成された発熱抵抗体１３（本発明における気泡発生手段、又は発熱素子に相当するものであって、エネルギーの供給により液体に気泡を発生させるためのもの）とを備えるものである。発熱抵抗体１３は、半導体基板１５上に形成された導体部（図示せず）を介して外部回路と電気的に接続されている。

また、バリア層１６は、例えば、露光硬化型のドライフィルムレジストからなり、半導体基板１５の発熱抵抗体１３が形成された面の全体に積層された後、フォトリソプロセスによって不要な部分が除去されることにより形成されている。
さらにまた、ノズルシート１７は、吐出口を有する複数のノズル１８が形成されたものであり、例えば、ニッケルによる電鋳技術により形成され、ノズル１８の位置が発熱抵抗体１３の位置と合うように、すなわちノズル１８が発熱抵抗体１３に対向するようにバリア層１６の上に貼り合わされている。

インク液室１２は、発熱抵抗体１３を囲むように、基板部材１４とバリア層１６とノズルシート１７とから構成されたものである。すなわち、基板部材１４は、図中、インク液室１２の底壁を構成し、バリア層１６は、インク液室１２の側壁を構成し、ノズルシート１７は、インク液室１２の天壁を構成する。これにより、インク液室１２は、図１中、右側前方面に開口面を有し、この開口面とインク流路（図示せず）とが連通される。

上記の１個のプリンタヘッドチップ１１には、通常、１００個単位の複数の発熱抵抗体１３、及び各発熱抵抗体１３を備えたインク液室１２を備え、プリンタの制御部からの指令によってこれら発熱抵抗体１３のそれぞれを一意に選択して発熱抵抗体１３に対応するインク液室１２内のインクを、インク液室１２に対向するノズル１８から吐出させることができる。

すなわち、プリンタヘッドチップ１１において、プリンタヘッドチップ１１と結合されたインクタンク（図示せず）から、インク液室１２にインクが満たされる。そして、発熱抵抗体１３に短時間、例えば、１〜３μｓｅｃの間パルス電流を流すことにより、発熱抵抗体１３が急速に加熱され、その結果、発熱抵抗体１３と接する部分に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が押しのけられる（インクが沸騰する）。これによって、ノズル１８に接する部分の上記押しのけられたインクと同等の体積のインクがインク液滴としてノズル１８から吐出され、印画紙上に着弾される。

図２は、プリンタヘッドチップ１１の発熱抵抗体１３の配置をより詳細に示す平面図及び側面の断面図である。図２の平面図では、ノズル１８の位置を１点鎖線で併せて示している。
図２に示すように、本実施形態のプリンタヘッドチップ１１では、１つのインク液室１２内に、２つの発熱抵抗体１３が並設されている。すなわち、１つのインク液室１２内に、２つに分割された発熱抵抗体１３を備えるものである。さらに、分割された２つの発熱抵抗体１３の並び方向は、ノズル１８の並び方向（図２中、左右方向）である。

このように、１つの発熱抵抗体１３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、発熱抵抗体１３の抵抗値は、倍の値になる。この２つに分割された発熱抵抗体１３を直列に接続すれば、２倍の抵抗値を有する発熱抵抗体１３が直列に接続されることとなり、抵抗値は４倍となる。

ここで、インク液室１２内のインクを沸騰させるためには、発熱抵抗体１３に一定の電力を加えて発熱抵抗体１３を加熱する必要がある。この沸騰時のエネルギーにより、インク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、発熱抵抗体１３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。

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、発熱抵抗体１３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、発熱抵抗体１３として選定される材料や強度（耐久性）の観点から、発熱抵抗体１３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、発熱抵抗体１３の抵抗値を高くしている。

また、１つのインク液室１２内に２つに分割された発熱抵抗体１３を備えた場合には、各々の発熱抵抗体１３がインク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。

しかし、分割された２つの発熱抵抗体１３は、物理的に全く同一形状ではなく、製造誤差により、厚み等の寸法のばらつきが生じるのが通常である。これにより、２つの分割した発熱抵抗体１３に気泡発生時間差を生じることとなる。そして、この気泡発生時間差が生じると、２つの発熱抵抗体１３上で同時にインクが沸騰しない場合が生じ得る。

２つの発熱抵抗体１３の気泡発生時間に時間差が生じると、インクの吐出角度が垂直でなくなり、インクの着弾位置が本来の位置からずれることとなる。
図３は、本実施形態のような分割した発熱抵抗体１３を有する場合に、各々の発熱抵抗体１３によるインクの気泡発生時間差と、インクの吐出角度との関係を示すグラフである。このグラフでの値は、コンピュータによるシミュレーション結果である。このグラフにおいて、Ｘ方向は、ノズル１８の並び方向（発熱抵抗体１３の並設方向）であり、Ｙ方向は、Ｘ方向に垂直な方向（印画紙の搬送方向）である。

なお、このグラフのデータは、横軸に気泡発生時間差をとっているが、図３に示す例では、この時間差０．０４μｓｅｃは抵抗差で３％、時間差０．０８μｓｅｃは抵抗差で６％程度のばらつきに相当する。

このように、気泡発生時間差が生じると、インクの吐出角度が垂直でなくなるので、インク液滴の着弾位置が本来の位置からずれる。
そこで、本実施形態では、この特性を利用し、２つの分割した発熱抵抗体１３の気泡発生時間を制御するようにした。

本発明では、１つのインク液室１２内の複数の発熱抵抗体１３の全てにエネルギーを（一様に）供給することで、ノズル１８からインク液滴を吐出させる手段を、「主操作制御手段」と称する。すなわち、本実施形態のように、１つのインク液室１２内に２つに分割された発熱抵抗体１３を備えた場合には、２分割された発熱抵抗体１３に対し、同時に同一量のエネルギー（電力）を供給することで、各々の発熱抵抗体１３がインクを沸騰させる温度に到達するまでの時間（気泡発生時間）が理論上同時になるように、いいかえれば、理論上、インクの吐出角度がインクの着弾面に対して垂直になるように、２分割された発熱抵抗体１３上のインクを沸騰させて、ノズル１８からインク液滴を吐出させる制御を、主操作制御手段と称する。

これに対し、１つのインク液室１２内の複数の発熱抵抗体１３の全てにエネルギーを供給する点は主操作制御手段と同じであるが、これらの発熱抵抗体１３のうち、少なくとも１つの発熱抵抗体１３上の液体に気泡が発生するに至る時間と、他の少なくとも１つの発熱抵抗体１３上の液体に気泡が発生するに至る時間とが時間差を有するように各発熱抵抗体１３にエネルギーを供給する等して、少なくとも１つの発熱抵抗体１３と、他の少なくとも１つの発熱抵抗体１３とにエネルギーを供給するときのエネルギーの与え方に差異を設けるか、あるいは少なくとも１つの発熱抵抗体１３に対するエネルギーの与え方が主操作制御手段によるその発熱抵抗体１３に対するエネルギーの与え方と異なるようにし、その差異（あるいは時間差）によって、主操作制御手段により吐出されるインク液滴の飛翔特性（飛翔方向、飛翔軌道、又は飛翔中のインク液滴が有する回転モーメント等）と異なる飛翔特性を有するインク液滴をノズル１８から吐出させる手段、別の表現で言えば、ノズル１８から吐出されるインク液滴を、主操作制御手段によりインク液滴が吐出されたときのインク液滴の着弾位置と異なる位置に着弾させる手段を、「副操作制御手段」と称する。

これにより、例えば２分割した発熱抵抗体１３の抵抗値に誤差があり、同一値でない場合には、２つの発熱抵抗体１３に気泡発生時間差が生じるので、主操作制御手段のみを用いると、インクの吐出角度が垂直でなくなり、インク液滴の着弾位置が本来の位置からずれる。しかし、副操作制御手段を用いて２つの分割した発熱抵抗体１３の気泡発生時間を制御し、２つの発熱抵抗体１３の気泡発生時間を同時にすることで、インク液滴の吐出角度を垂直にすることが可能となる。

次に、インク液滴の吐出角度を、どの程度調整できるように設定するかについて説明する。図４は、ノズル１８と、印画紙Ｐとの関係を示す側面図の断面図である。
図４において、ノズル１８の先端と印画紙Ｐ（インク液体の着弾面）との間の距離Ｈは、通常のインクジェットプリンタの場合、上述のように１〜２ｍｍ程度であるが、一定に、距離Ｈを略２ｍｍに保持すると仮定する。ここで、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、インク液滴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、印画紙Ｐの面に垂直にインク液滴が吐出されたときは、距離Ｈが多少変動しても、インク液滴の着弾位置は変化しない。これに対し、上述のようにインク液滴の飛翔特性を変えて、インク液滴を偏向吐出させた場合には、インク液滴の着弾位置は、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。

また、プリンタヘッドチップ１１の解像度を６００ＤＰＩとしたときに、インク液滴ｉの着弾位置間隔（ドット間隔）は、
２５．４０×１０００／６００≒４２．３（μｍ）
となる。
そして、その７５％、すなわち約３０μｍをドットの最大移動可能量とすれば、偏向角度θ（ｄｅｇ）は、
ｔａｎ２θ＝３０／２０００≒０．０１５
となるので、
θ≒０．４３（ｄｅｇ）
となる。

なお、ドットの最大移動可能量を７５％としたのは、例えば制御信号に２ビットの信号を用いる場合、ドットを移動させるための制御信号数は、４つとなる。そして、この範囲で隣接するノズル１８からのドットと連続させるためには、４つのドット間の距離は、１ドットピッチ（４２．３μｍ）の３／４（＝７５％）に設定するのが合理的であるので、本実施形態では、最大移動可能量を１ドットピッチの７５％に設定した。

ここで、上述の図３で示した結果から、０．４３（ｄｅｇ）の偏向角度を得るには、約０．０９μｓｅｃの気泡発生時間差が必要になる。これは、約６．７５％の抵抗値差に相当する。また、上記の距離Ｈは、好ましくは０．５ｍｍ〜５ｍｍの範囲内、さらに好ましくは１ｍｍ〜３ｍｍの範囲内で略一定値に保持することが好ましい。
上記距離Ｈが０．５ｍｍより小さいと、インク液滴の偏向吐出によるドットの最大移動可能量が小さくなり、偏向吐出のメリットを十分に得ることができなくなる。一方、距離Ｈが５ｍｍを超えると、着弾位置精度が低下してしまう傾向にあるからである（インク液滴の飛翔中にインク液滴の空気抵抗の影響が大きくなるためと推測される。）。

次に、インク液滴の吐出方向を偏向させる場合の例について、より具体的に説明する。
図５は、２つの分割した発熱抵抗体１３の気泡発生時間差を設定できるようにした第１実施形態を示す概念図である。この第１実施形態は、異なる量のエネルギーを同時に供給するように制御するものである。すなわち、異なる量のエネルギーを同時に供給することで、インク液滴の安定吐出のために、２分割した発熱抵抗体１３に供給される十分な総エネルギー量を確保できるので、インク液滴の吐出方向を制御しつつ、インク液滴の安定吐出を図ることができる。

また、各発熱抵抗体１３へのエネルギー供給量は、安定吐出のためのエネルギー量のおよそ半分程度で済むので、従来技術や、先願１、先願３及び先願４で生じた問題は発生しない。これは、本発明は、各発熱抵抗体１３を各々独立して駆動するものではなく、各発熱抵抗体１３に供給する総エネルギー量を維持しつつも、発熱領域（２分割した発熱抵抗体１３上の領域）の発熱分布に変化をもたらすという本発明の特徴に基づくものだからである。

図５において、抵抗Ｒｈ−Ａ及びＲｈ−Ｂは、それぞれ２分割した発熱抵抗体１３の抵抗である。また、抵抗Ｒｈ−ＡとＲｈ−Ｂとの接続経路中（中間点）から電流が流入可能かつ流出可能に構成されている。さらにまた、抵抗Ｒｘは、インク液滴の吐出方向を偏向させるための抵抗である。ここで、抵抗Ｒｘ及びスイッチＳｗｂは、抵抗Ｒｈ−ＡとＲｈ−Ｂとの発熱量を制御するための制御手段としての役割を果たすものである。さらに、電源ＶＨは、各抵抗Ｒｈ−Ａ、Ｒｈ−Ｂ及びＲｘに電流を流すための電源である。

図５において、抵抗Ｒｘがないと仮定した場合、又はスイッチＳｗｂがいずれの接点にも接続されていない場合においてスイッチＳｗａをオンにすると、電源ＶＨから抵抗Ｒｈ−Ａ及びＲｈ−Ｂに電流が流れる（抵抗Ｒｘには電流は流れない）。そして、抵抗Ｒｈ−Ａ及びＲｈ−Ｂの抵抗値が同一である場合には、抵抗Ｒｈ−Ａ及びＲｈ−Ｂに発生する熱量は同一になる。

これに対し、スイッチＳｗｂをいずれか一方の接点に接続してスイッチＳｗａをオンにした場合には、抵抗Ｒｈ−Ａ及びＲｈ−Ｂに流れる電流値が異なるので、両者に発生する熱量が相違する。例えばスイッチＳｗｂを図中、上側の接点に接続した場合には、電流は、抵抗Ｒｈ−ＡとＲｘとの並列接続部分を通り、さらにこれらの部分を流れた電流が合流して抵抗Ｒｈ−Ｂを通るので、抵抗Ｒｈ−Ａに流れる電流値は抵抗Ｒｈ−Ｂに流れる電流値より小さくなる。これにより、抵抗Ｒｈ−Ａが発生する熱量を抵抗Ｒｈ−Ｂが発生する熱量より小さくすることができる。

ここで、抵抗Ｒｘの抵抗値に応じて抵抗Ｒｈ−Ａと抵抗Ｒｈ−Ｂとがそれぞれ発生する熱量の比率を自在に設定することができる。これにより、抵抗Ｒｈ−Ａと抵抗Ｒｈ−Ｂとの気泡発生時間に時間差を設けることができるので、これに応じて、インク液滴の吐出方向を偏向させることができる。
なお、上記と同様に、スイッチＳｗｂを図中、下側の接点に接続すれば、上記と逆の関係が成立し、抵抗Ｒｈ−Ａに流れる電流値を抵抗Ｒｈ−Ｂに流れる電流値より大きくすることができる。

上述の例で説明すれば、６．７５％の差を設ける場合には、Ｒｈ（＝Ｒｈ−Ａ＝Ｒｈ−Ｂ）と、Ｒｘとの関係は、
（Ｒｈ×Ｒｘ）／（Ｒｈ×（Ｒｈ＋Ｒｘ））＝Ｒｘ／（Ｒｈ＋Ｒｘ）
＝１−０．０６７５＝０．９３２５
となるので、
Ｒｘ≒１３．８×Ｒｈ
となる。

よって、図５に示す回路と等価な回路で、２分割した発熱抵抗体１３を接続すれば、スイッチＳｗｂの切替えによって、２分割した発熱抵抗体１３に流れる電流値を変えることができ、これによって抵抗Ｒｈ−Ａと抵抗Ｒｈ−Ｂとの気泡発生時間に時間差を設け、インク液滴の吐出方向を偏向させることができる。

図６は、２つの分割した発熱抵抗体１３の気泡発生時間差を設定できるようにした第２実施形態を示す概念図である。この第２実施形態は、２分割した発熱抵抗体１３に対し、同一量又は略同一量のエネルギーを異なる時間に供給するように制御するものである。

このようにしても、インク液滴の吐出時における発熱抵抗体１３に与える総エネルギー量を、インク液滴が安定して吐出できる量に維持することができるので、インク液滴を安定して吐出することができるとともに、各発熱抵抗体１３へのエネルギー供給に時間差を設けることで、発熱抵抗体１３に供給される総エネルギー量を維持しつつ、発熱領域の発熱分布に変化をもたらすという本発明の特徴を発揮することができる。

図６において、抵抗Ｒｈ−Ａ及びＲｈ−Ｂは、それぞれ２分割した発熱抵抗体１３の抵抗である。また、電流は、スイッチＳｗａのみをオンにしたときには抵抗Ｒｈ−Ａのみに流れ、スイッチＳｗｂのみをオンにしたときには、抵抗Ｒｈ−Ｂのみに流れるように構成されている。
これにより、例えばスイッチＳｗａとＳｗｂとを時間差をもってオンにすれば、抵抗Ｒｈ−Ａ上とＲｈ−Ｂ上とでインク液滴が沸騰するに至る時間に時間差を設けることができる。これにより、時間差に応じて、インク液滴の吐出方向を偏向させることができる。

図７は、２つの分割した発熱抵抗体１３の気泡発生時間差を設定できるようにした第３実施形態を示す概念図である。この第３実施形態は、抵抗Ｒｈ−Ａと抵抗Ｒｈ−Ｂとに流れる電流値差を、４種類に設定できるようにしたことで、４つのインク液滴の吐出方向を設定できるようにしたものである。

図７において、抵抗Ｒｈ−Ａと抵抗Ｒｈ−Ｂは、それぞれ２分割された発熱抵抗体１３の各抵抗であり、本実施形態では、両者の抵抗値は同一値である。また、抵抗Ｒｈ−Ａと抵抗Ｒｈ−Ｂとの接続経路中（中間点）から電流が流出可能に構成されている。さらにまた、３つの各抵抗Ｒｄは、インク液滴の吐出方向を偏向するための抵抗である。さらに、Ｑは、抵抗Ｒｈ−Ａ及び抵抗Ｒｈ−Ｂのスイッチとして機能するトランジスタである。また、Ｃは、２値の制御入力信号（電流を流すときのみ「１」）の入力部である。さらにまた、Ｌ１及びＬ２は、それぞれ２値入力のＣ−ＭＯＳ・ＮＡＮＤゲートであり、Ｂ１及びＢ２は、それぞれＬ１及びＬ２の各ＮＡＮＤゲートの２値信号（「０」又は「１」）の入力部である。なお、ＮＡＮＤゲートＬ１及びＬ２は、電源ＶＨから電源が供給される。これらの３つの各抵抗Ｒｄ、トランジスタＱ、入力部Ｃ、Ｂ１及びＢ２、並びにＮＡＮＤゲートＬ１及びＬ２は、抵抗Ｒｈ−ＡとＲｈ−Ｂとの発熱量を制御するための制御手段としての役割を果たすものである。

ここで、図５に示した抵抗Ｒｘと、図７に示す抵抗Ｒｄとの間には、
Ｒｘ＝２Ｒｄ／３
の関係が成り立つ。
したがって、
Ｒｄ≒１．５×１３．８×Ｒｈ＝２０．７×Ｒｈ
とすれば、６．７５％の差を持たせることができる。

先ず、図７において、Ｂ１＝１かつＢ２＝１を入力するとともに、Ｃ＝１を入力したとき、ＮＡＮＤゲートＬ１及びＬ２の入力値は、ともに「１、１」となるので、その出力値は、ともに「０」となる。よって、抵抗Ｒｄには電流が流れず、電源ＶＨによる電流は、抵抗Ｒｈ−Ａ及び抵抗Ｒｈ−Ｂのみに流れる。ここで、抵抗Ｒｈ−Ａと抵抗Ｒｈ−Ｂとの抵抗値は等しいので、抵抗Ｒｈ−Ａ及び抵抗Ｒｈ−Ｂに流れる電流値は等しい。

次いで、Ｂ１＝０かつＢ２＝１、及びＣ＝１を入力したときには、ＮＡＮＤゲートＬ１及びＬ２の各出力値は、それぞれ「１」及び「０」となるので、図中、ＮＡＮＤゲートＬ１側には電流が流れるが、ＮＡＮＤゲートＬ２側には電流は流れない。この場合には、抵抗Ｒｈ−Ｂに流れる電流値は、抵抗Ｒｈ−Ａに流れる電流値を１としたとき、２Ｒｄ／（Ｒｈ＋２Ｒｄ）となる。ここで、Ｒｄ≒２０．７Ｒｈを代入すると、０．９７７（約２．３％減）となる。

また、Ｂ１＝１かつＢ２＝０、及びＣ＝１を入力したときには、ＮＡＮＤゲートＬ１及びＬ２の各出力値は、それぞれ「０」及び「１」となるので、図中、ＮＡＮＤゲートＬ１側には電流が流れず、ＮＡＮＤゲートＬ２側にのみ電流が流れる。この場合には、抵抗Ｒｈ−Ｂに流れる電流値は、抵抗Ｒｈ−Ａに流れる電流値を１としたとき、Ｒｄ／（Ｒｈ＋Ｒｄ）となり、Ｒｄ≒２０．７Ｒｈを代入すると、０．９５４（約４．６％減）となる。

さらにまた、Ｂ１＝０かつＢ２＝０、及びＣ＝１を入力したときには、ＮＡＮＤゲートＬ１及びＬ２の各出力値は、ともに「１」となるので、図中、ＮＡＮＤゲートＬ１側及びＬ２側の双方に電流が流れる。この場合には、抵抗Ｒｈ−Ｂに流れる電値流は、抵抗Ｒｈ−Ａに流れる電流値を１としたとき、２Ｒｄ／（３Ｒｈ＋２Ｒｄ）となり、Ｒｄ≒２０．７Ｒｈを代入すると、０．９３３（約６．７％減）となる。

なお、図７では図示を省略するが、抵抗ＲｄからＮＡＮＤゲートＬ１及びＬ２に流れた電流は、それぞれＮＡＮＤゲートＬ１及びＬ２を駆動させるための電源回路のグラウンド（ＧＮＤ）に流れるように構成されている。

図８は、以上の結果を表にしたものである。このように、Ｂ１及びＢ２の入力値に応じて、抵抗Ｒｈ−Ａに流れる電流値に対する抵抗Ｒｈ−Ｂに流れる電流値を変えることができる。
そして、図７の例では、Ｂ１＝１かつＢ２＝１のときをドットの基準位置とすれば、Ｂ１＝０かつＢ２＝１のときには１ドットピッチの２５％、Ｂ１＝１かつＢ２＝０のときには１ドットピッチの５０％、Ｂ１＝０かつＢ２＝０のときには１ドットピッチの７５％に相当する量を移動させることができる。

図９は、２つの分割した発熱抵抗体１３の気泡発生時間差を設定できるようにした第４実施形態を示す概念図であり、図７の変形例を示すものである。
図７に示した例では、電源ＶＨの電圧がＮＡＮＤゲートＬ１及びＬ２に印加されるので、これらのＮＡＮＤゲートＬ１及びＬ２は、電源ＶＨの電圧でも使用可能な（高耐圧の）ＰＭＯＳトランジスタを用いる必要があり、設計上、トランジスタの選択の自由度が狭まる。このため、図９に示すように、トランジスタＱ１と同じ種類のトランジスタＱ２及びＱ３を設け、それぞれ低圧で駆動するようにした。これにより、ゲート（図９ではＡＮＤゲート）Ｌ１及びＬ２の駆動電圧を低くすることができる。なお、３つの各抵抗Ｒｄ、トランジスタＱ１、Ｑ２及びＱ３、入力部Ｃ、Ｂ１及びＢ２、並びにＡＮＤゲートＬ１及びＬ２は、抵抗Ｒｈ−ＡとＲｈ−Ｂとの発熱量を制御するための制御手段としての役割を果たすものである。

また、図７の例では、抵抗Ｒｈ−Ａと抵抗Ｒｈ−Ｂとの抵抗値を同一にしたが、図９の例では、抵抗Ｒｈ−Ａの抵抗値を抵抗Ｒｈ−Ｂの抵抗値より小さくした。
この場合において、トランジスタＱ２及びＱ３が作動しない状態（３つの抵抗Ｒｄに電流が流れない状態）で、それぞれ抵抗Ｒｈ−Ａ及びＲｈ−Ｂに電流が流れたときは、抵抗Ｒｈ−ＡとＲｈ−Ｂとにそれぞれ流れる電流値は同一である。よって、抵抗Ｒｈ−Ａの抵抗値が抵抗Ｒｈ−Ｂの抵抗値より小さいので、抵抗Ｒｈ−Ａの方が抵抗Ｒｈ−Ｂより少ない発熱量となる。そして、この場合に、着弾位置の基準位置からインク液滴の最大移動量の１／２の位置に、インク液滴が着弾するように設定しておく。

図１０は、入力Ｂ１及びＢ２の値と、インク液滴の着弾位置とを説明する図である。図１０に示すように、本実施形態では、インク液滴の着弾位置を、４つの位置に変えることができるが、Ｂ１＝０かつＢ２＝０のときに、図中、最も左側にインク液滴が着弾するように設定している（デフォルト）。

そして、Ｂ１＝１かつＢ２＝０を入力したときには、トランジスタＱ３に直列接続されている２つの抵抗Ｒｄにも電流が流れる（トランジスタＱ２に接続された抵抗Ｒｄには電流は流れない）。この結果、抵抗Ｒｈ−Ｂに流れる電流値は、Ｂ１＝０かつＢ２＝０を入力したときよりも小さくなる。ただし、この場合でも、抵抗Ｒｈ−Ａに流れる電流値は、抵抗Ｒｈ−Ｂに流れる電流値より小さい。

次に、Ｂ１＝０かつＢ２＝１を入力したときには、トランジスタＱ２に接続されている抵抗Ｒｄ側に電流が流れる（トランジスタＱ３に直列接続された２つの抵抗Ｒｄには電流は流れない）。この結果、抵抗Ｒｈ−Ｂに流れる電流値は、Ｂ１＝１かつＢ２＝０を入力したときよりもさらに小さくなる。そして、この場合には、抵抗Ｒｈ−Ｂに流れる電流値は、抵抗Ｒｈ−Ａに流れる電流値より小さくなる。

さらに、Ｂ１＝１かつＢ２＝１を入力したときには、トランジスタＱ２及びＱ３に接続されている３つの抵抗Ｒｄに電流が流れる。この結果、抵抗Ｒｈ−Ｂに流れる電流値は、Ｂ１＝０かつＢ２＝１を入力したときよりもさらに小さくなる。
以上のようにすれば、本来のインク液滴の着弾位置に対し、左右２か所に均等にインク液滴の着弾位置を割り振っておくことができる。そして、Ｂ１及びＢ２の入力値に応じて、任意の位置に着弾位置を設定することができる。

ここで、図７の例では、基準となるインク液滴の着弾位置に対し、１ドットピッチの最大７５％を移動させることができるようにしたが、この場合には、上述したように、インク液滴の吐出角度が垂直ラインに対して０．８６（ｄｅｇ）の偏向角度を生ずることになる。

なお、図９の例（図７も同様）では、Ｂ１及びＢ２の入力値は、（Ｂ１、Ｂ２）＝（０、０）、（０、１）、（１、０）、（１、１）の２ビットであり、この値に基づいてインク液滴の着弾位置を移動させるときには、１ドットピッチを３分割することになる。すなわち、インク液滴の着弾位置としては４箇所となる。
そして、図９の例においてＢ１及びＢ２の入力値が（Ｂ１、Ｂ２）＝（０、０）から、（Ｂ１、Ｂ２）＝（１、１）になったときに、上述したように吐出角度が０．８６（ｄｅｇ）だけ変化すれば良く、このときの抵抗差に相当する値は、上述のように６．７５％であるので、
Ｒｈ−Ｂの抵抗値＝Ｒｈ−Ａの抵抗値×１．０６７５
の関係が成り立つ抵抗を用いれば良い。

図１１は、上記関係を満足する抵抗Ｒｈ−Ａ及びＲｈ−Ｂを示す平面図である。図１１に示すように、抵抗Ｒｈ−Ａ及びＲｈ−Ｂの幅を同一（１０μｍ）とし、長手方向（図中、縦方向）の長さを、一方を２０μｍ、他方を２１．４μｍとしたものである。
なお、図１１では図示を省略するが、［１］は、図９中、電源ＶＨに接続され、［２］は、トランジスタＱ１のドレインに接続され、［３］は、各抵抗Ｒｄを介してトランジスタＱ２及びＱ３のドレインにそれぞれ接続される。
図１１の例では、抵抗Ｒｈ−ＢとＲｈ−Ａとの面積比は、
２１．４／２０＝約１．０６７５
となる。

次に、本実施形態を用いて、インク液滴の着弾位置ずれを補正する場合の例について説明する。
図１２は、本実施形態を用いた第１応用形態を説明する図であり、プリンタヘッドチップ１１におけるインク液滴の着弾位置を示すものである。図中、左右方向がノズル１８の並び方向であり、上下方向が印画紙の送り方向である。また、図中、左側は、インク液滴の着弾位置を変更する前の状態を示し、右側は、変更後の状態を示す。

図１２において、インク液滴の着弾位置は、上述した例と同様に、左右に４段階（［１］〜［４］）に移動可能に構成されているものとする。そして、各インク液滴の着弾位置のデフォルトは、［１］〜［４］のうち、［３］に設定されている。さらに、上述した例と同様に、１段階で１ドットピッチの２５％だけ着弾位置を移動させることができる。

図１２の左側の図では、左側から数えて１列目〜４列目の全てにおいて、上述した主操作制御手段によりインク液滴を着弾させたものである。この場合に、左から３列目のインク液滴の着弾位置は、右側にずれている。したがって、２列目と３列目との間に白スジが発生し、印画品位を損なうことになる。

このような場合は、左から１、２及び４列目のインク液滴の着弾位置を、デフォルトのままにしておくとともに、３列目のインク液滴の着弾位置だけ、左側に移動させれば、２列目と３列目との間の白スジを軽減することができる。図１２において、３列目のインク液滴の着弾位置だけ、［３］から［２］に、すなわち１ドットピッチの２５％だけ左側に移動させれば、３列目のインク液滴の着弾位置を、２列目と４列目の中央付近に配置することができる。

図１２の右側の図は、３列目のインク液滴の着弾位置を［３］から［２］に変更することにより、３列目のインク液滴の着弾位置を、２５％だけ左側に移動させたときの状態を示している。このようにすれば、３列目のインク液滴を、２列目と４列目との中央に最も近づけることができる。これにより、２列目と３列目との間に生じていた白スジを目立たなくすることができる。

すなわち、図１２の右側の図では、左側から数えて１列目、２列目及び４列目は、主操作制御手段のみによりインク液滴を着弾させたものであるが、左側から数えて３列目は、副操作制御手段により、主操作制御手段によるインク液滴の飛翔特性と異なる飛翔特性を有するインク液滴を吐出させることで、インク液滴の吐出方向を偏向させて、インク液滴の着弾位置を主操作制御手段によるインク液滴の着弾位置（図中、［３］）より左側に移動させた位置（図中、［２］）に着弾させたものである。

なお、インク液滴の着弾位置が狭く、ドットが重なり合ったスジとして現れてしまう場合には、上述とは逆に、列のインク液滴の着弾間隔が広がる方向にインク液滴の着弾位置を移動すれば良い。

このようにする場合には、プリンタ本体内又はプリンタヘッドチップ１１内に、各ノズル１８に対応するインク液室１２ごとに、インク液滴の着弾位置ずれを補正するためのデータ、例えば上記の例ではＢ１及びＢ２の値に関するデータを記憶しておき、その記憶されたデータに従い、各インク液室１２の各発熱抵抗体１３へのエネルギーの供給を制御すれば良い。

また、例えば図６で示したように構成する場合には、２分割した発熱抵抗体１３のうち、一方の発熱抵抗体１３上のインク液滴が沸騰するに至る時間と、他方の発熱抵抗体１３上のインク液滴が沸騰するに至る時間との時間差に関するデータを、各ノズル１８ごとに設定し、それを記憶しておき、その記憶された時間差に関するデータに従い、各インク液室１２の各発熱抵抗体１３へのエネルギーの供給を制御すれば良い。

このようにすれば、プリンタヘッドチップ１１の一部のノズル１８でインク液滴の着弾位置ずれがある場合、又はラインヘッドの複数のプリンタヘッドチップ１１のうち、一部のプリンタヘッドチップ１１でノズル１８間のインク液滴の着弾位置ずれがある場合には、その着弾位置ずれを補正することができる。

さらに、ラインヘッドにおいて、図１９で示したように、隣接するプリンタヘッドチップ１１間でインク液滴の着弾位置ずれがある場合には、その着弾位置ずれを補正することができる。
この場合には、図１９を用いて説明すると、Ｎ番目のプリンタヘッドチップ１については、全てのノズルからのインク液滴の吐出方向を、所定量だけ右側に偏向し、Ｎ＋１番目のプリンタヘッドチップ１については、必要であれば、全てのノズルからのインク液滴の吐出方向を、所定量だけ左側に偏向すれば良い。無論、一部のノズルからのインク液滴の吐出方向を偏向させても良い。

続いて、本実施形態を用いて、印画品位を向上させる場合の例について説明する。
ラインヘッドの場合には、各プリンタヘッドチップ１１のノズル１８の位置が予め固定されているので、１ラインにおける各インク液滴の着弾位置は、予め決定されている。例えば６００ＤＰＩの解像度のときは、ノズル１８の配置間隔は、４２．３μｍである。

これに対し、シリアルヘッドの場合には、１ラインで複数回ヘッドを移動させることで印画することにより、比較的容易に解像度を変えることができる。
例えば、６００ＤＰＩ（ノズル１８の配置間隔が４２．３μｍ）のシリアルヘッドを設けた場合において、１つのラインを印画した後に、同一ラインを再度印画するとともに、この印画時には、先に印画したドットの中間にドットが配置されるようにすれば、１２００ＤＰＩの解像度の印画が可能となる。
しかし、ラインヘッドにおいては、ラインヘッドを印画紙幅方向に移動させて印画するものではないので、上記のような手法を用いることはできない。

しかし、本実施形態を応用すれば、実質的に解像度を高め、印画品位を向上させることができる。
図１３は、本実施形態を用いた第２応用形態を説明する図である。この第２応用形態では、Ｄ．Ｉ．（Dot-Interleave；各ラインでのドットピッチを一定間隔にするとともに、次のラインでは先行するラインのドットの中間にドットが配置されるようにしたもの）によるドット配置を行った例を示すものである。図１３において、図１２と同様に［１］〜［４］までの４段階にインク液滴の着弾位置を移動させることが可能であり、かつ［４］がデフォルトに設定されているものとする。

図１３において、最初のＮラインは、デフォルトである［４］によってインク液滴を着弾させる。
次のＮ＋１ラインでは、全てのインク液滴の着弾位置を［４］から［２］に変えて、１ドットピッチの５０％だけ図中、左側に移動させた位置にインク液滴を着弾させる。さらに、次のＮ＋２ラインでは、Ｎラインと同一位置にインク液滴を着弾させる。すなわち、Ｎ、Ｎ＋２、Ｎ＋４、・・のライン（偶数ライン）では、主操作制御手段によってインク液滴を吐出し、デフォルトである［４］によってインク液滴を着弾させ、Ｎ＋１、Ｎ＋３、Ｎ＋５、・・のライン（奇数ライン）では、副操作制御手段によってインク液滴を偏向吐出して、［２］によってインク液滴を着弾させる。
このようにすれば、Ｎ、Ｎ＋２、Ｎ＋４、・・のライン（偶数ライン）では、［４］によってインク液滴が着弾され、Ｎ＋１、Ｎ＋３、Ｎ＋５、・・のライン（奇数ライン）では、［２］によってインク液滴が着弾される。

よって、隣接するラインで交互にインク液滴の着弾位置が１ドットピッチの５０％だけずれるようになる。このように印画を行えば、実質上の解像度を高めることができる。
なお、全てのラインごとにインク液滴の着弾位置を移動させるのではなく、数ラインごとに移動させるようにしても良い。また、デフォルトのドット位置に対してどの程度の量を移動させるかについても特に制限されるものではない。

また、上記のように制御する場合には、ラインごとに各発熱抵抗体１３へのエネルギーの与え方の差異に関するデータを記憶しておき、その記憶されたデータに従い、各発熱抵抗体１３へのエネルギーの供給を制御すれば良い。

図１４は、本実施形態を用いた第３応用形態を説明する図であり、ディザーに類似する手法を用いたものである。
ここで、ディザーとは、標本化された画像において画素の空間解像度が十分でないときに生じる不自然さを軽減するために、元の画像を量子化する際に予め入力信号にわずかな雑音や高周波数の信号を重畳して量子化することをいう。

図１４で示したものは、厳密にはディザーとは異なるが、ディザーに類似する効果を有するものである。図１４において、インク液滴の着弾位置のデフォルトは、［４］に設定されている。なお、図１４ではドットサイズが十分に小さいと仮定する。
図１４においては、擬似ランダム関数発生器によって２ビット値を出力し、その出力値を、上述のＢ１及びＢ２の入力信号に加えるようにしたものである。このようにすれば、インク液滴の着弾位置が適度に振れるようになる。

例えば、Ｎラインでは、左から１番目及び４番目のインク液滴は、主操作制御手段によりデフォルトである［４］によって着弾されているが、左から２番目及び３番目のインク液滴は、副操作制御手段により［３］によって、すなわちデフォルトの位置から左側に１ドットピッチの２５％だけ移動させた位置に着弾されている。
以上のようにしても、印画品位を向上させることが可能となる。

図１５は、本実施形態を用いた第４応用形態を説明する図であり、ドットの平均化処理を説明する図である。
図１５において、上側の図は、インク液滴を偏向させることなく吐出した状態を示すものであり、主操作制御手段のみによりインク液滴を着弾させたものである。

図１５の上側の図では、第４列及び第８列のドット（内部を点の集合で示すドット）は、他の列のドット（内部を斜線で示すドット）よりやや小さい状態を示しており、また、第６列のドット（内部が空白のドット）は、第４列及び第８列のドットよりさらに小さい状態を示している。
このような場合に、ドットの平均化処理を行わないと、第４列、第６列及び第８列には、小さいドットが印画紙の送り方向（図中、上下方向）に連続することとなり、濃度ムラ（縦スジ）となって目立ってしまう。
そこで、このような場合には、副操作制御手段を用いてドットの平均化処理を行うように制御する。

図１５の下側の図において、例えば第６列に対応するノズル１８（第６列の真上に位置するノズル１８）から、第１行目には、主操作制御手段のみにより、図１５の上側の図と同じように第６列目にインク液滴を着弾させる。しかし、次の第２行目では、副操作制御手段により、インク液滴の吐出方向を図中、右方向に偏向させて第７列目のドット位置に対応する位置にインク液滴を着弾させる。さらに第３行目では、副操作制御手段により、インク液滴の吐出方向を図中、左方向に偏向させて第５列目のドット位置に対応する位置にインク液滴を着弾させる。

このようにして、第６列に対応するノズル１８から、第６列だけでなく、他の列（この例では第５列又は第７列）にインク液滴を着弾させるようにし、かつ連続する行で同一列にインク液滴を着弾させないようにする。これは、第４列及び第８列に対応するノズル１８から吐出されるインク液滴についても同様である。
以上のようにドットを配置すれば、第４列、第６列及び第８列に対応するノズル１８から吐出されたインク液滴は、連続する行で同一列に着弾されなくなり、濃度ムラを目立たなくすることができ、画質の改善を図ることができる。

図１６は、本実施形態を用いた第５応用形態を説明する図であり、高解像度化を説明する図である。図１６において、プリンタヘッドチップ１１は、６００ＤＰＩの解像度を有するもの（ノズル１８の配置間隔が４２．３μｍ）とする。
図１６中、［１］は、主操作制御手段によってインク液滴を着弾させ、ドットを形成した例を示している。このように、主操作制御手段のみを用いた場合のドットピッチは、プリンタヘッドチップ１１のノズル１８の間隔に等しく、ドットピッチは、４２．３μｍとなる。

これに対し、［２］〜［４］は、［１］の主操作制御手段により形成したドット間に、副操作制御手段によって新たなドットを補間することで、印画解像度を高めた例を示している。
例えば［２］は、［１］と同様に主操作制御手段によりインク液滴を着弾させるとともに、さらに副操作制御手段を用いて、主操作制御手段で形成したドット間に、さらにドットを形成し、ドット密度を２倍にした例を示すものである。これは、上述の図１３で示した方法と同様の方法を用いている。なお、この場合の印画紙の送りピッチは、［１］の半分にする。

また、［３］は、ドット密度を４倍にした例を示すものである。ドット密度を４倍にするには、先ず、主操作制御手段によりインク液滴を着弾させる際、印画紙の送り方向において［１］の２倍の密度でインク液滴を着弾させる（印画紙の送りピッチを［１］の半分にする）。さらに、副操作制御手段によりインク液滴の吐出方向を偏向させて、印画紙の送り方向において、［２］の２倍の密度でインク液滴を着弾させれば良い。

さらにまた、［４］は、ドット密度を８倍にした例を示すものである。主操作制御手段により、印画紙の送り方向において［１］の２倍の密度でインク液滴を着弾させてドットを形成する。この点は、［３］の主操作制御手段によるドットの形成と同様である。

そしてさらに、主操作制御手段により形成されたドット列間に、新たな３列のドット列が配置されるように、副操作制御手段を用いてインク液滴の吐出方向を偏向させてインク液滴を着弾させる。主操作制御手段により形成された２つのドット列間に配置される、副操作制御手段により形成された３列は、例えば、主操作制御手段により形成された２つのドット列のうちの左側のドット列に対応するノズル１８から、異なる２つの右方向にそれぞれインク液滴を偏向吐出して３列中の２列を形成するとともに、主操作制御手段により形成された２つのドット列のうちの右側のドット列に対応するノズル１８から、左方向にインク液滴を偏向吐出して、３列中の他の１列を形成することが挙げられる。

このように、プリンタヘッドチップ１１の物理的な解像度が６００ＤＰＩである場合に、主操作制御手段のみによって［１］のように６００ＤＰＩの印画が可能であるが、さらに副操作制御手段によって、［２］のような２倍密（１２００ＤＰＩ）、［３］のような４倍密（２４００ＤＰＩ）、さらには［４］のような８倍密（４８００ＤＰＩ）の印画も可能となる。
以上のような図１６に示す高解像度化は、ノズル１８の配置間隔より、ドット径が小さい場合に特に有効である。

図１７は、本実施形態を用いた第６応用形態を説明する図であり、Wobblingを施した例を示す図である。
図中、［１］は、主操作制御手段のみによるドット形成を示しており、ノズル１８の配置間隔と同一の間隔で、ドット列を４列、印画紙の送り方向と平行な方向に並べたものである。

これに対し、［２］は、副操作制御手段を用いて、ドット列を斜め方向に形成した例を示している。例えば第１行目では、［１］と同様に、主操作制御手段を用いてドットを形成する。次の第２行目では、各ノズル１８から、インク液滴を図中、右方向に偏向吐出させて、第１行目のドットの右下側にドットを形成する。次の第３行目では、各ノズル１８から、第２行目のときよりさらに偏向量を大きくし、第２行目のドットの右下側にドットを形成する。このように、行が進むごとに、徐々にインク液滴の偏向量を大きくしていけば、［２］に示すように、斜めのドット列を形成することができる。そして、このようなドット形成により、スジムラを目立たなくすることができる。

さらに［３］は、［２］と同様に、副操作制御手段を用いて、ドット列を斜め方向に形成した例を示している。［３］では、第１行目では、［１］と同様に、主操作制御手段を用いてドットを形成する。次に、第２行目〜第４行目では、［２］と同様に、各ノズル１８から、インク液滴を図中、右方向に偏向吐出させ、上の行のドットの右下側にドットを形成する。さらに次の第５行目〜第７行目までは、第２行目〜第４行目とは逆の方向、すなわちインク液滴を図中、左方向に偏向吐出させ、上の行のドットの左下側にドットを形成する。このようにして、第７行目では、第１行目と同列位置にドットを形成している。第８行目以降は、第２行目以降と同様である。このように、ドット列を三角状（蛇腹状）にすれば、［２］以上に、スジムラを目立たなくすることができる。
なお、何行目まで同一方向にドットを斜行させ、何行目から逆方向にドットを斜行させるかは、任意であり、インク液滴の最大偏向可能量等に応じて決定すれば良い。

図１６の［２］や［３］のような印画方法は、シリアル方式のプリンタでは、ヘッドを何度も往復移動させて、いわゆる重ね書きにより実現していた。これに対し、ヘッドが移動しないラインプリンタでは、従来、このようなWobblingを施すことは不可能であったが、本発明では、副操作制御手段を用いることで実現することができる。

以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されることなく、例えば以下のような種々の変形が可能である。
（１）上記実施形態では、発熱抵抗体１３に流れる電流値を変更して２分割した発熱抵抗体１３上でインク液滴が沸騰するに至る時間（気泡発生時間）に時間差を設けるようにしたが、さらに、これと、２分割した発熱抵抗体１３に電流を流す時間に時間差を設けたものとを組み合わせることも可能である。

（２）上記実施形態では、１つのインク液室１２内で発熱抵抗体１３を２つ並設した例を示したが、２分割としたのは、耐久性を有することが十分に実証されており、かつ回路構成も簡素化できるからである。しかし、これに限らず、１つのインク液室１２内において３つ以上の発熱抵抗体１３を並設したものを用いることも可能である。

（３）本実施形態ではプリンタに用いられるプリンタヘッドチップ１１及びラインヘッドを例に挙げたが、プリンタに限ることなく、種々の液体吐出装置に適用することができる。例えば、生体試料を検出するためのＤＮＡ含有溶液を吐出するための装置に適用することも可能である。
（４）本実施形態では発熱抵抗体１３を例に挙げて説明したが、抵抗以外のものから構成した発熱素子、あるいはそれ以外のエネルギー発生手段や気泡発生手段を用いても良い。

（５）本実施形態では、２分割した発熱抵抗体１３を例に挙げたが、これらの複数の発熱抵抗体１３は、必ずしも物理的に分離されている必要はない。
すなわち、１つの基体からなる発熱抵抗体１３であっても、その気泡発生領域（表面領域）のエネルギーの分布に差異を設けることができるもの、例えば気泡発生領域全体が均一に発熱せず、一部の領域と他の一部の領域とでインクを沸騰させるためのエネルギーの発生に差を設けることができるものであれば、必ずしも分割されている必要はない。

そして、その気泡発生領域に一様にエネルギーを供給することでノズル１８からインク液滴を吐出させる主操作制御手段と、気泡発生領域にエネルギーを供給したときの気泡発生領域上のエネルギーの分布に差異を設け、その差異によって、主操作制御手段により吐出されるインク液滴の飛翔特性と異なる飛翔特性を有するインク液滴をノズル１８から吐出させる、別の表現で言えば、ノズル１８から吐出されるインク液滴を主操作制御手段によりインク液滴が吐出されたときのインク液滴の着弾位置と異なる位置に着弾させる副操作制御手段とを設ければ良い。

（６）また、気泡発生手段としては、発熱抵抗体１３等により、熱エネルギーの供給によりインク液室１２のインクに気泡を発生させるようにしたが、これに限らず、例えばインク液室１２内のインク（液体）自身が発熱するようなエネルギーの供給方法であっても良い。

本発明による液体吐出装置を適用したプリンタヘッドチップを示す分解斜視図である。 図１のプリンタヘッドチップの発熱抵抗体の配置をより詳細に示す平面図及び側面の断面図である。 分割した発熱抵抗体を有する場合に、各々の発熱抵抗体によるインクの気泡発生時間差とインクの吐出角度との関係を示すグラフである。 ノズルと、印画紙との関係を示す側面図の断面図である。 ２つの分割した発熱抵抗体の気泡発生時間差を設定できるようにした第１実施形態を示す概念図である。 ２つの分割した発熱抵抗体の気泡発生時間差を設定できるようにした第２実施形態を示す概念図である。 ２つの分割した発熱抵抗体の気泡発生時間差を設定できるようにした第３実施形態を示す概念図である。 図７の構成における結果を示す表である。 ２つの分割した発熱抵抗体の気泡発生時間差を設定できるようにした第４実施形態を示す概念図である。 図９における入力Ｂ１及びＢ２の値と、インク液滴の着弾位置とを説明する図である。 図９の抵抗の具体的形状を示す平面図である。 本実施形態を用いた第１応用形態を説明する図である。 本実施形態を用いた第２応用形態を説明する図である。 本実施形態を用いた第３応用形態を説明する図である。 本実施形態を用いた第４応用形態を説明する図である。 本実施形態を用いた第５応用形態を説明する図である。 本実施形態を用いた第６応用形態を説明する図である。 従来のラインヘッドを示す平面図である。 図１８で示したラインヘッドでの印画状態を示す断面図及び平面図である。

符号の説明

１１ プリンタヘッドチップ
１２ インク液室
１３ 発熱抵抗体（発熱素子、気泡発生手段）
１４ 基板部材
１７ ノズルシート
１８ ノズル

Claims (17)

1. 吐出すべき液体を収容する液室と、
   前記液室内の少なくとも一壁面の一部を構成するとともに、エネルギーの供給により前記液室内の液体に気泡を発生させる気泡発生領域と、
   前記気泡発生領域による前記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
   を備える液体吐出装置において、
   前記気泡発生領域の全域にエネルギーを同時に供給するときの前記気泡発生領域上のエネルギーの分布に差異を設け、その差異によって前記ノズルから吐出される液体の飛翔特性を制御する
   ことを特徴とする液体吐出装置。
2. 請求項１に記載の液体吐出装置において、
   前記気泡発生領域の一部から、前記気泡発生領域に供給されているエネルギーの出入りを制御することで、前記気泡発生領域上のエネルギーの分布に差異を設ける
   ことを特徴とする液体吐出装置。
3. 吐出すべき液体を収容する液室と、
   前記液室内の少なくとも一壁面の一部を構成するとともに、エネルギーの供給により前記液室内の液体に気泡を発生させる気泡発生領域と、
   前記気泡発生領域による前記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
   を備える液体吐出装置の液体吐出方法において、
   前記気泡発生領域の全域にエネルギーを同時に供給するときの前記気泡発生領域上のエネルギーの分布に差異を設け、その差異によって前記ノズルから吐出される液体の飛翔特性を制御する
   ことを特徴とする液体吐出方法。
4. 請求項３に記載の液体吐出方法において、
   前記気泡発生領域の一部から、前記気泡発生領域に供給されているエネルギーの出入りを制御することで、前記気泡発生領域上のエネルギーの分布に差異を設ける
   ことを特徴とする液体吐出方法。
5. 吐出すべき液体を収容する液室と、
   前記液室内の少なくとも一壁面の一部を構成するとともに、エネルギーの供給により前記液室内の液体に気泡を発生させる気泡発生領域と、
   前記気泡発生領域による前記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
   を備える液体吐出装置において、
   前記気泡発生領域の全域にエネルギーを同時に供給することで、前記ノズルから液体を吐出させる主操作制御手段と、
   前記気泡発生領域の全域にエネルギーを供給するときの前記気泡発生領域上のエネルギーの分布に差異を設け、その差異によって、前記主操作制御手段により吐出される液体の飛翔特性と異なる飛翔特性を有する液体を前記ノズルから吐出させる副操作制御手段と
   を備えることを特徴とする液体吐出装置。
6. 請求項５に記載の液体吐出装置において、
   前記気泡発生領域の一部から、前記気泡発生領域に供給されているエネルギーの出入りを制御することで、前記気泡発生領域上のエネルギーの分布に差異を設ける
   ことを特徴とする液体吐出装置。
7. 液室内に少なくとも前記液室の一壁面の一部を構成する気泡発生領域を設け、前記気泡発生領域にエネルギーを供給することにより前記液室内に収容した液体に気泡を発生させ、その気泡の生成に伴って前記液室内の液体をノズルから吐出させる液体吐出方法において、
   前記気泡発生領域上のエネルギーの分布が一様になるように前記気泡発生領域の全域にエネルギーを同時に供給することで、前記ノズルから液体を吐出させる主操作制御ステップ、
   及び、
   前記気泡発生領域の全域にエネルギーを同時に供給したときの前記気泡発生領域上のエネルギーの分布に差異を設け、その差異によって前記ノズルから吐出される液体の飛翔特性を、前記主操作制御ステップによる液体の飛翔特性と異ならせる副操作制御ステップ
   を用いることにより、前記ノズルから吐出される液体の飛翔特性を、少なくとも２つの異
   なる特性に制御する
   ことを特徴とする液体吐出方法。
8. 請求項７に記載の液体吐出方法において、
   前記気泡発生領域の一部から、前記気泡発生領域に供給されているエネルギーの出入りを制御することで、前記気泡発生領域上のエネルギーの分布に差異を設ける
   ことを特徴とする液体吐出方法。
9. 吐出すべき液体を収容する液室と、
   前記液室内の少なくとも一壁面の一部を構成するとともに、エネルギーの供給により前記液室内の液体に気泡を発生させる気泡発生領域と、
   前記気泡発生領域による前記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
   を備える液体吐出装置において、
   前記気泡発生領域の全域にエネルギーを同時に供給したときの前記気泡発生領域上のエネルギーの分布に差異を設け、その差異によって、前記ノズルから吐出される液体を少なくとも２つの異なる位置に着弾させるように制御する
   ことを特徴とする液体吐出装置。
10. 吐出すべき液体を収容する液室と、
    前記液室内の少なくとも一壁面の一部を構成するとともに、エネルギーの供給により前記液室内の液体に気泡を発生させる気泡発生領域と、
    前記気泡発生領域による前記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
    を備える液体吐出装置において、
    前記気泡発生領域の全域にエネルギーを同時に供給することで、前記ノズルから液体を吐出させる主操作制御手段と、
    前記気泡発生領域の全域にエネルギーを同時に供給したときの前記気泡発生領域上のエネルギーの分布に差異を設け、その差異によって、前記ノズルから吐出される液体を、前記主操作制御手段により液体が吐出されたときの液体の着弾位置と異なる位置に着弾させる副操作制御手段と
    を備えることを特徴とする液体吐出装置。
11. 請求項９又は請求項１０に記載の液体吐出装置において、
    前記気泡発生領域の一部から、前記気泡発生領域に供給されているエネルギーの出入りを制御することで、前記気泡発生領域上のエネルギーの分布に差異を設ける
    ことを特徴とする液体吐出装置。
12. 請求項９又は請求項１０に記載の液体吐出装置において、
    前記ノズルの先端と液体の着弾面との間の距離は、略一定に保持されている
    ことを特徴とする液体吐出装置。
13. 請求項９又は請求項１０に記載の液体吐出装置において、
    前記ノズルの先端と液体の着弾面との間の距離は、０．５ｍｍ〜５ｍｍの範囲内で略一定値に保持されている
    ことを特徴とする液体吐出装置。
14. 液室内に少なくとも前記液室の一壁面の一部を構成する気泡発生領域を設け、前記気泡発生領域にエネルギーを供給することにより前記液室内に収容した液体に気泡を発生させ、その気泡の生成に伴って前記液室内の液体をノズルから吐出させる液体吐出方法において、
    前記気泡発生領域上のエネルギーの分布が一様になるように前記気泡発生領域の全域にエネルギーを同時に供給することで、前記ノズルから液体を吐出させる主操作制御ステップ、
    及び、
    前記気泡発生領域の全域にエネルギーを同時に供給したときの前記気泡発生領域上のエネルギーの分布に差異を設け、その差異によって、前記ノズルから吐出される液体を、前記主操作制御ステップにより液体が吐出されたときの液体の着弾位置と異なる位置に着弾させる副操作制御ステップ
    を用いることにより、前記ノズルから吐出される液体の着弾位置を、少なくとも２つの異なる位置に制御する
    ことを特徴とする液体吐出方法。
15. 請求項１４に記載の液体吐出方法において、
    前記気泡発生領域の一部から、前記気泡発生領域に供給されているエネルギーの出入りを制御することで、前記気泡発生領域上のエネルギーの分布に差異を設ける
    ことを特徴とする液体吐出方法。
16. 請求項１４に記載の液体吐出方法において、
    前記ノズルの先端と液体の着弾面との間の距離は、略一定に保持されている
    ことを特徴とする液体吐出方法。
17. 請求項１４に記載の液体吐出方法において、
    前記ノズルの先端と液体の着弾面との間の距離は、０．５ｍｍ〜５ｍｍの範囲内で略一定値に保持されている
    ことを特徴とする液体吐出方法。

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