JP4337367B2

JP4337367B2 - 液体吐出装置

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Publication number: JP4337367B2
Application number: JP2003056521A
Authority: JP
Inventors: 学冨田
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 2003-03-04
Filing date: 2003-03-04
Publication date: 2009-09-30
Anticipated expiration: 2023-03-04
Also published as: JP2004262158A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液体吐出装置に関し、例えば発熱素子の駆動によりインク液滴を飛び出させるプリンタに適用することができる。本発明は、液滴の向きの可変に対応する目標において液滴が到達し得る到達可能領域が近接するノズルで重なり合わないように、オフセットさせてノズルを配置することにより、複数の圧力可変素子の駆動により液滴の飛び出す方向を制御する場合に、インク液滴の衝突を有効に回避することができるようにする。
【０００２】
【従来の技術】
近年、画像処理等の分野において、ハードコピーのカラー化に対するニーズが高まってきている。このニーズに対して、従来、昇華型熱転写方式、溶融熱転写方式、インクジェット方式、電子写真方式及び熱現像銀塩方式等のカラーコピー方式が提案されている。
【０００３】
これらの方式のうちインクジェット方式は、液体吐出ヘッドであるプリンタヘッドに設けられたノズルから記録液（インク）の液滴を飛翔させ、記録対象に付着してドットを形成するものであり、簡易な構成により高画質の画像を出力することができる。このインクジェット方式は、インクを保持した液室の圧力を圧力可変素子により可変することにより、ノズルからインク液滴を飛び出させるようになされており、この圧力可変素子の種類により静電引力方式、連続振動発生方式（ピエゾ方式）及びサーマル方式に分類される。
【０００４】
これらの方式のうちサーマル方式は、圧力可変素子に発熱素子が適用され、この発熱素子によるインクの局所的な加熱により気泡を発生し、この気泡による圧力によりインクをノズルから押し出して印刷対象に飛翔させる方式であり、簡易な構成によりカラー画像を印刷することができる。
【０００５】
このようなサーマル方式によるプリンタに適用されるプリンタヘッドは、例えば特開平７−６８７５９号公報に開示のように、半導体基板上に、発熱素子を駆動するロジック集積回路による駆動回路等を作成した後、発熱素子、インク液室、ノズルを順次作成して形成されるようになされ、これにより発熱素子と駆動回路等を一体化して発熱素子を高密度に配置し、高解像度の印刷結果を出力できるようになされている。
【０００６】
このようなプリンタヘッドにおいては、特開平８−４８０３４号公報に開示されているように、各液室に複数の圧力可変素子を設け、この複数の圧力可変素子の駆動により、液室内における圧力変化の中心を変位させることにより、液滴の飛び出す方向を制御する方法が提案されるようになされている。
【０００７】
すなわち図８（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、ノズル１を設けてなるインク液室２に対して、インク液室２の並び方向にそれぞれ発熱素子３Ａ及び３Ｂを並べて設ける。各インク液室２に設けられた発熱素子３Ａ及び３Ｂの一端を電源５に接続し、またそれぞれ発熱素子３Ａ及び３Ｂの他端をトランジスタ７Ａ、７Ｂに接続し、このトランジスタ７Ａ、７Ｂを介して各発熱素子３Ａ、３Ｂの他端を接地する。トランジスタ７Ａ及び７Ｂにおいては、制御回路９のタイミング制御により、それぞれ所定のタイミングでオン状態に切り換わって発熱素子３Ａ、３Ｂを駆動し、制御回路９によるこのオン状態におけるゲート電圧の設定により、発熱素子３Ａ、３Ｂに流れる電流ＩＡ、ＩＢを制御する。なおこの場合において、発熱素子３Ａ及び３Ｂは、形状、抵抗値がほぼ等しいものとし、ノズル１の中心軸に対してほぼ対称に配置され、またインク液室２においては、これら発熱素子３Ａ及び３Ｂの配列方向に対して偏りなく作成されているものとする。
【０００８】
このようにプリンタヘッドを構成して、発熱素子３Ａ、３Ｂの駆動電流ＩＡ及びＩＢをほぼ等しくすると、インク液滴においては、ノズル１より正面方向に飛び出す。これに対して発熱素子３Ａ、３Ｂの駆動電流ＩＡ及びＩＢを相補的に変化させれば、駆動電流が小さくなって発熱量が少なくなった発熱素子の側に、インク液滴が傾いて飛び出すようになり、駆動電流ＩＡ及びＩＢの偏りを大きくすると、その分、この傾きも大きくなる。これによりこの方法では、各液室に設けた複数の圧力可変素子の駆動により、液室内における圧力変化の中心を変位させて液滴の飛び出す方向を制御するようになされている。
【０００９】
【特許文献１】
特開平７−６８７５９号公報
【特許文献２】
特開平８−４８０３４号公報
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
ところでこのように各液室に設けた複数の圧力可変素子の駆動により、液室内における圧力変化の中心を変位させて液滴の飛び出す方向を制御する方法においては、プリンタヘッドの製造バラツキの補正に利用する場合、解像度の向上に利用する場合等、種々の利用が考えられる。
【００１１】
これらの利用のうち、隣接するノズルが受け持つ印刷可能範囲が一部で重なり合うように設定すれば、この重なり合った領域では、双方のノズルによるインク液滴を混在させることができ、インク液滴のインク量等、ノズルによる各種のばらつきを目立たなくし得、これにより一段と高品位の印刷結果を得ることができると考えられる。
【００１２】
しかしながらこのようにするとインク液滴が印刷対象に付着する前に、インク液滴同士が衝突する場合が発生し、この衝突によりインク液滴が印刷対象に付着することが困難になり、却って印刷結果の品位が劣化する問題がある。因みにラインプリンタにおいては、この印刷結果における品位の劣化が用紙送り方向に延長するスジ状の印刷ムラとなって観察される。
【００１３】
この問題を解決する１つの方法としてこのような衝突の可能性があるノズルについては、発熱素子を駆動するタイミングの制御により、これらノズル間で、インク液滴の飛び出すタイミングをずらせる方法も考えられるが、この方法の場合、タイミングをずらした分、印刷に要する時間が長くなり、また制御も煩雑になる問題がある。
【００１４】
すなわち図９に示すように、インク液滴の向きの可変によりノズル１Ａ、１Ｂから飛び出したインク液滴が目標において到達し得る範囲を着弾可能範囲ＡＲＡ及びＡＲＢとして、これら着弾可能範囲ＡＲＡ及びＡＲＢが部分的に重なり合うように、ノズル１Ａ、１Ｂを近接して配置する。
【００１５】
この場合に、符号ＬＡ１及びＬＢ１により各インク液滴の軌跡を示すように、インク液滴の軌跡が交差し、かつ対称である場合、インク液滴を同時に飛び出させるとインク液滴が途中で衝突することになる。
【００１６】
またタイミングをずらしてインク液滴を吐出させた場合でも、インク液滴の軌跡、タイミングによっては、インク液滴が衝突することになる。すなわち符号ＬＢ２に示すように、一方のノズル１Ｂからは真っ直ぐにインク液滴を飛び出させ、他方のノズル１Ａからは、このノズル１Ｂのインク液滴の軌道を横切るように、インク液滴を飛び出させる。この場合に、ノズル１Ａから飛び出したインク液滴について、２つの軌跡の交点に到達するまでの時間Ｔ１は、Ｔ１＝（Ｗ² ＋Ｌ² ）^1/2 ／ｖにより表される。ここでＷは、ノズル１Ａ、１Ｂの間隔、Ｌは、ノズル１Ｂから２つの軌跡が交差する点までの距離、ｖはインク液滴の速度である。これに対してノズル１Ｂのインク液滴は、ノズル１Ｂから飛び出してこの交点に到達するまでに、Ｔ２＝Ｌ／ｖの時間を要する。図１０は、距離Ｌを２ｍｍに設定して、このような印刷対象にインク液滴が付着するまでの時間を計算した結果である。なおここで速度ｖは、１０〔ｍ／ｓｅｃ〕である。
【００１７】
これによりこの場合は、ノズル１Ａより先にインク液滴を飛び出させて、その後、時間ΔＴ（Ｔ１−Ｔ２）だけ経過してノズル１Ｂからインク液滴を飛び出させると、インク液滴が衝突してしまうことになる。
【００１８】
実際上、インク液滴は有限の大きさを有することにより、このような時間ΔＴを中心にしたインク液滴の大きさに対応する所定の時間範囲で、インク液滴が衝突することになる。この衝突の時間範囲は、インク液滴が交差する位置によって種々に変化することになる。これに対して印刷に要する時間を短くするためには、各ノズルを駆動する時間間隔を短くすることが必要になり、この場合は、一段と衝突の確率が高くなる。これらによりタイミングの制御により衝突を回避する場合にあっては、処理が煩雑になる欠点がある。
【００１９】
本発明は以上の点を考慮してなされたもので、複数の圧力可変素子の駆動により液滴の飛び出す方向を制御する場合に、インク液滴の衝突を有効に回避することができる液体吐出装置を提案しようとするものである。
【００２１】
【課題を解決するための手段】
かかる課題を解決するため請求項１の発明においては、液体吐出ヘッドより液滴を飛び出させる液体吐出装置に適用して、この液体吐出ヘッドは、液滴の向きの可変に対応する目標において液滴が到達し得る到達可能領域が隣接するノズルで重なり合わないように、隣接するノズルが、並び方向と略直交する方向にオフセットして配置されてなるようにする。さらに目標との間の相対位置が、前記並び方向と略直交する方向に変位するように保持され、該変位により到達可能領域が目標を走査する領域が、少なくとも隣接するノズルで一部は重なり合うように設定され、液体吐出装置は、変位により想達可能領域が重なり合う領域では、隣接するノズルからの液滴を混在させて目標に到達させる。
【００２２】
請求項１の構成によれば、何れのタイミングで隣接するノズルから液滴を飛び出させるようにしても、液滴の衝突を防止することができ、これにより複数の圧力可変素子の駆動により液滴の飛び出す方向を制御する場合に、インク液滴の衝突を有効に回避することができる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、適宜図面を参照しながら本発明の実施の形態を詳述する。
【００２５】
（１）第１の実施の形態
（１−１）第１の実施の形態の構成
図１は、第１の実施の形態に係るプリンタに適用されるプリンタヘッドを示す平面図である。この実施の形態に係るプリンタは、所定の用紙送り機構により印刷対象である用紙を搬送しながら、このプリンタヘッド１１からインク液滴を飛び出させて用紙に付着させ、これにより所望の画像、テキスト等を印刷するようになされている。
【００２６】
ここでこのプリンタヘッド１１は、ラインヘッドであり、ほぼ印刷対象である用紙の幅により延長するように、インクタンクに接続されるインク流路１２が所定の部材に形成され、このインク流路１２の両側に、ヘッドチップ１３を千鳥に配置して構成される。
【００２７】
ここでヘッドチップ１３は、略長方体形状により形成され、その長手方向の端面に沿って複数個のノズル１４が並んで設けられるようになされている。ヘッドチップ１３は、この各ノズル１４にそれぞれ図８について上述したインク吐出機構に係る１対の発熱素子、この１対の発熱素子を駆動する駆動回路が設けられるようになされている。
【００２８】
図２は、このインク吐出機構に係る駆動回路を関連する構成と共に示す接続図である。この図２において、コントローラ２１は、このプリンタヘッド１１の描画を制御する上位の描画コントローラからの制御により、このヘッドチップ１３に設けられた全ての駆動回路を制御する制御回路である。これに対して駆動回路は、各ノズル１４毎に設けられ、主駆動回路２２及び副駆動回路２３により構成される。
【００２９】
ここで主駆動回路２２は、コントローラ２１から出力されるコントロール信号ＳＣ１に基づいて、インク液滴を飛び出させるタイミングでインク液室２４に設けられた圧力可変素子である発熱素子２５Ａ、２５Ｂの直列回路を駆動する。これに対して副駆動回路２３は、主駆動回路２２による発熱素子２５Ａ、２５Ｂの駆動を偏らせ、これによりインク液滴の飛び出す方向を可変させる。
【００３０】
すなわち主駆動回路２２は、一端が電源２６に接続されてなる発熱素子２５Ａ及び２５Ｂによる直列回路の他端を、定電流回路を構成するＭＯＳＦＥＴ２７を介して接地する。主駆動回路２２は、インバーター回路構成のアンド回路２８を介して、コントローラ２１から出力されるコントロール信号ＳＣ１によりこのＭＯＳＦＥＴ２７の動作を制御し、これにより発熱素子２５Ａ、２５Ｂの直列回路を所定のタイミイングで電源に接続し、発熱素子２５Ａ及び２５Ｂを駆動する。これによりこのヘッドチップ１３においては、このコントロール信号ＳＣ１によるタイミングでノズル１４からインク液滴を飛び出させるようになされている。
【００３１】
これに対して副駆動回路２３は、それぞれ発熱素子２５Ａ、２５Ｂの接続中点に所定の電流を流入させ、またこの接続中点から所定の電流を流出される電源回路３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃ、３０Ｄにより構成される。ここで電源回路３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃ、３０Ｄは、内蔵の定電流回路の設定により、この接続中点に流入し、又は接続中点から流出させる電流の値が、４：２：１：１に設定され、またそれぞれコントロール信号ＳＡ、ＳＢ、ＳＣ、ＳＤの設定により、この電流値により発熱素子２５Ａ、２５Ｂの駆動を偏らせる点を除いて同一に構成されることにより、以下の説明においては、電源回路３０Ａについて詳細に説明する。
【００３２】
かくするにつきこの実施の形態においては、これら電源回路３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃ、３０Ｄによる電流値を４：２：１：１に設定することにより、電源回路３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃでは電流値が２の階乗により段階的に変化するようになされ、これより全体として簡易な構成により発熱素子２５Ａ、２５Ｂの駆動を効率良く偏らせるようになされている。
【００３３】
しかして電源回路３０Ａは、発熱素子２５Ａ、２５Ｂの接続中点への電流の流入と、これとは逆にこの接続中点からの電流の流出とを切り換える方向切り換え信号ＳＣ３をイクスクリーシブノア回路３１に入力し、これによりこの方向切り換え信号ＳＣ３によりコントロール信号ＳＡの極性を切り換える。電源回路３０Ａは、このイクスクリーシブノア回路３１の出力信号をアンド回路３２に直接入力し、またインバーター回路３３を介して極性を反転してアンド回路３４に入力する。アンド回路３２、３４は、それぞれイクスクリーシブノア回路３１の出力信号、インバーター回路３３の出力信号をコントロール信号ＳＣ１によりゲートしてＭＯＳＦＥＴ３５、３６に出力し、これによりコントロール信号ＳＣ１により発熱素子２５Ａ、２５Ｂを駆動している期間の間、方向切り換え信号ＳＣ３、コントロール信号ＳＡに応じて相補的にＭＯＳＦＥＴ３５、３６をオンオフ制御するようになされている。
【００３４】
また電源回路３０Ａは、発熱素子２５Ａ、２５Ｂの駆動を偏らせるか否かのコントロール信号ＳＣ２によりＭＯＳＦＥＴによる定電流回路３７をオンオフ制御する。電源回路３０Ａ〜３０Ｃは、この定電流回路３７の設定により、それぞれ発熱素子２５Ａ、２５Ｂの駆動を偏らせる電流値が４：２：１：１に設定されるようになされている。
【００３５】
ＭＯＳＦＥＴ３５、３６は、この定電流回路３７をソースに接続し、ＭＯＳＦＥＴ３５においては、発熱素子２５Ａ、２５Ｂの接続中点にドレインが接続される。またＭＯＳＦＥＴ３６は、電源側に設けられたＭＯＳＦＥＴ３９、４０によるカレントミラー回路にドレインが接続され、このカレントミラー回路により定電流回路３７による電流値と値の等しい定電流をＭＯＳＦＥＴ４０により発熱素子２５Ａ、２５Ｂの接続中点に流入させる。かくするにつき、これらＭＯＳＦＥＴ３５、３６は、コントロール信号ＳＣ１により発熱素子２５Ａ、２５Ｂを駆動している期間の間、方向切り換え信号ＳＣ３、コントロール信号ＳＡに応じて相補的にオンオフ制御され、また動作基準である定電流回路３７においては、コントロール信号ＳＣ２により動作することにより、発熱素子２５Ａ、２５Ｂの駆動を偏らせる場合であって、接続中点より電流を流出させる場合には、ＭＯＳＦＥＴ３５側がオン状態に切り換わって定電流回路３７による電流を吸い込むようになされ、またこれとは逆に接続中点に電流を流入させる場合には、ＭＯＳＦＥＴ３６側がオン状態に切り換わって定電流回路３７による電流を流出させるようになされ、これによりこの発熱素子２５Ａ、２５Ｂによるノズル１４について、インク液滴の向きを制御し得るようになされている。
【００３６】
これによりこの実施の形態において、ヘッドチップ１３は、発熱素子２５Ａ、２５Ｂの配列方向にインク液滴の向きを可変し得るようになされ、この配列方向がノズル１４の並び方向とほぼ一致するように、発熱素子２５Ａ、２５Ｂが併設して設けられるようになされている。
【００３７】
図１（Ｃ）に示すように、この実施の形態では、印刷対象である用紙とプリンタヘッド１１との相対的な運動を停止した状態で、ノズルから飛び出したインク液滴が目標において到達し得る範囲、すなわちインク液滴の向きの可変に対応した目標においてインク液滴が到達し得る範囲を到達可能領域Ａ１〜Ａ３として、この到達可能領域Ａ１〜Ａ３が近接するノズル１４Ｏ、１４Ｅで重なり合わないように、近接するノズル１４Ｅをノズル１４の並び方向と直交した方向にオフセットさせて配置する。
【００３８】
またこのようにして１のノズル１４が受け持つ領域である、目標物とプリンタヘッド１１との相対的な運動により、目標において、到達可能領域Ａ１〜Ａ３が走査する領域Ａ１１、Ａ１２、Ａ１３については、近接するノズル１４で少なくとも一部が重なり合うようにする。これによりこの実施の形態では、インク液滴の衝突を有効に回避して、この重なり合う領域では複数のノズルから飛び出したインク液滴を混在させて画質を向上するようになされている。
【００３９】
この実施の形態では、このような到達可能領域Ａ１〜Ａ３が走査する領域Ａ１１、Ａ１２、Ａ１３における重なり合いが、隣接するノズル１４Ｏ、１４Ｅの間だけで発生するように設定され、またこれら隣接するノズル１４Ｏ、１４Ｅとの間の関係で、近接するノズル１４Ｅをオフセットさせるようになされている。
【００４０】
図３は、このようなノズル１４をオフセットさせてなるヘッドチップ１３の具体的な構成を示す分解斜視図である。ヘッドチップ１３は、発熱素子２５Ａ、２５Ｂ、発熱素子２５Ａ、２５Ｂを駆動する駆動回路２２、２３、コントローラ２１等を形成してなる半導体基板４３に、隔壁４４を形成してインク液室２４等を形成した後、ノズル１４を作成してなるノズルプレート４５を配置して構成される。ヘッドチップ１３は、インク流路１２側の長手方向の端面に沿って発熱素子２５Ａ、２５Ｂが並んで配列され、この発熱素子２５Ａ、２５Ｂの並びを間に挟んで、インク流路１２とは逆側に、駆動回路２２、２３、コントローラ２１、コントローラ２１を上位の描画コントローラに接続する端子等が設けられるようになされている。
【００４１】
ヘッドチップ１３は、偶数番目のノズル１４Ｏと、奇数番目のノズル１４Ｅとで、インク流路側端面からの距離が異なるように、発熱素子２５Ａ、２５Ｂの位置、隔壁４４の形状等が設定され、これにより到達可能領域が近接するノズル１４で重なり合わないようにノズル１４の並び方向と直交する方向に所定のノズル１４をオフセットさせて配置するようになされている。
【００４２】
図４に示すように、このプリンタにおいて、このようなノズル１４Ｏ、１４Ｅのオフセットの配置に対応して、描画コントローラ５０は、このノズル１４Ｏ、１４Ｅ間のオフセット量を補正するように、ヘッドチップ１３の動作を制御する。すなわち描画コントローラ５０においては、印刷に供する画像データ、テキストデータを、各ノズル１４から吐出するインク液滴によるドットの解像度に対応するビットマップ形式の画像データに変換し、この画像データを各ヘッドチップ１３のノズル１４に振り分ける。なお描画コントローラ５０は、この処理において誤差拡散法等の手法を適宜適用する。描画コントローラ５０は、この処理において、上述した到達可能領域が走査する領域において、重なり合う領域においては、対応する画像データをこれら重なり合ってなるノズル１４にランダムに振り分け、これによりこの領域では隣接するノズルによるドットを混在させて画質を向上する。描画コントローラ５０は、これらの処理において、コントローラ２１においてコントロール信号ＳＡ〜ＳＤ、ＳＣ１〜ＳＣ３の生成に必要な各種信号を併せて出力する。
【００４３】
描画コントローラ５０は、このようにして各ノズルに振り分けた画像データを各種信号と共に対応するタイミングで対応するヘッドチップ１３に出力する。この処理により、用紙搬送方向の上流側にオフセットさせて配置したノズル１４Ｅに対して出力する画像データに対して（図４（Ａ））、下流側に設けられたノズル１４Ｏに対しては、オフセット量の分だけ遅延させて出力する。
【００４４】
この実施の形態において、このオフセット量は０．１〔ｍｍ〕に設定され、用紙送り速度５０〔ｍｍ／ｓｅｃ〕により用紙を搬送し、これによりこの遅延による遅延時間ΔＴを０．００２〔ｓｅｃ〕に設定してヘッドチップ１３を駆動した。
【００４５】
（１−２）第１の実施の形態の動作
以上の構成において、このプリンタにおいては、印刷に供する画像データ、テキストデータ等により、印刷対象である用紙を所定の用紙送り機構により搬送しながら、プリンタヘッド１１からインク液滴が吐出され、このインク液滴が搬送中の用紙に付着し、これによりプリンタヘッド１１の駆動に応じた画像、テキスト等が印刷される（図１）。
【００４６】
プリンタにおいては、このプリンタヘッド１１が、それぞれインク吐出機構を有してなる複数のヘッドチップ１３が千鳥に配置されて形成される。また各ヘッドチップ１３においては、インク流路１２に沿ってノズル１４が並ぶように形成され、各ノズル１４のインク液室２４には、圧力可変素子である発熱素子２５Ａ、２５Ｂが１対設けられ、この発熱素子２５Ａ、２５Ｂの主駆動回路２２、副駆動回路２３による駆動により、ノズル１４から飛び出すインク液滴の向きが用紙送り方向と直交する方向であるノズル１４の並びの方向に可変するように制御される（図２）。
【００４７】
プリンタでは、このようにしてインク液滴の飛び出す方向を可変して、この可変に対応する目標においてインク液滴が到達し得る到達可能領域が、近接するノズル１４で重なり合わないように、近接するノズル１４がノズル１４の並び方向と略直交する方向にオフセットして配置され（図１（Ａ））、これによりインク液滴の衝突が有効に回避される。
【００４８】
またこのようにしてノズル１４の並び方向と略直交する方向にオフセットさせるようにして、目標である用紙との間の相対位置が、ノズル１４の並び方向とに略直交する方向に変位すると、この変位によって到達可能領域の目標を走査する領域が、近接するノズルで一部は重なり合うように設定され、この重なり合う領域においては、対応するノズルによるインク液滴が混在するように、ヘッドチップ１３が駆動され、これによりノズル１４の特性のばらつきによる画質の劣化が有効に回避され、高品位の印刷結果を得ることができる。
【００４９】
このようにして各ノズル１４からインク液滴を飛び出させるにつき、プリンタでは、このようにしてオフセットしてノズル１４（１４Ｏ、１４Ｅ）を配置した分、このオフセット量、用紙が搬送されるに要する時間だけタイミングをずらして各ノズル１４Ｏ、１４Ｅが駆動され、これによりこのようにオフセットさせて配置したことによる印刷結果の乱れが有効に回避される。
【００５０】
（１−３）第１の実施の形態の効果
以上の構成によれば、液滴の向きの可変に対応する目標において液滴が到達し得る到達可能領域が近接するノズルで重なり合わないように、オフセットさせてノズルを配置することにより、複数の圧力可変素子の駆動により液滴の飛び出す方向を制御する場合に、インク液滴の衝突を有効に回避することができる。
【００５１】
またこのようにしてノズルを配置して、目標との間の相対位置がノズルの並び方向とに略直交する方向に変位するようにして、この変位により到達可能領域の走査範囲が近接するノズルで一部は重なり合うように設定することにより、この重なり合った領域で複数のノズルからの液滴を混在させて目標に付着させることができ、これにより高品位の印刷結果を得ることができる。
【００５２】
（２）第２の実施の形態
この実施の形態では、隣接する３つのノズルで、到達可能領域の走査範囲が重なり合うようにし、また３つのノズルの周期で繰り返しオフセットさせ、到達可能領域が重なり合わないようにする。これによりこの実施の形態では、さらに一段と複数のノズルからのインク液滴を混在させて、画質を向上させるようになされている。なおこの実施の形態では、このようなノズルの配置、ノズルの配置に対応して各ノズルからインク液滴を飛び出させるタイミング制御が異なる点を除いて、第１の実施の形態と同一に構成される。
【００５３】
この実施の形態のように、隣接する３つのノズルで、到達可能領域が重なり合わないようにし、また到達可能領域の走査範囲が重なり合うようにしても、第１の実施の形態と同様の効果を得ることができる。
【００５４】
（３）第３の実施の形態
この実施の形態では、図６に示すように、１つのノズル１４の中心軸を中心にして扇状に発熱素子２５Ａ〜２５Ｄを配置し、これによりこれら発熱素子２５Ａ〜２５Ｄの駆動により、この中心軸を中心にした円形形状の領域が到達可能領域に設定される。
【００５５】
またこのような円形形状による到達可能領域に対応して、図７に示すように、この到達可能領域Ａ１〜Ａ３が近接するノズル１４Ｏ、１４Ｅで重なり合わないように、近接するノズル１４Ｅが並び方向と直交する方向にオフセットして配置され、また到達可能領域の走査範囲にあっては、隣接するノズル１４Ｏ、１４Ｅで重なり合うようにする。なおこの実施の形態においては、このような発熱素子の配置、この発熱素子の配置に対応して主駆動回路、副駆動回路の構成、関連する構成が異なる点を除いて、第１の実施の形態と同一に構成される。
【００５６】
この実施の形態のように、ノズルの並び方向に加えて、これと直交する方向にもインク液滴の飛び出す方向を可変する場合でも、第１の実施の形態と同様の効果を得ることができる。
【００５７】
（４）他の実施の形態
なお上述の実施の形態においては、主駆動回路及び副駆動回路による電流駆動により発熱素子を駆動し、またこの駆動を偏らせる場合について述べたが、本発明はこれに限らず、電圧駆動により発熱素子を駆動し、またこの駆動を偏らせる場合、さらには図８に示すように、発熱素子に個々に設けられた駆動回路により駆動する場合等にも広く適用することができる。
【００５８】
また上述の実施の形態においては、１つのインク液室に２つ又４つの発熱素子を設ける場合について述べたが、本発明はこれに限らず、３つ以上発熱素子を設ける場合にも広く適用することができる。
【００５９】
また上述の実施の形態においては、発熱素子と駆動回路と一体に半導体基板上に作成する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、これらを別体に構成する場合にも広く適用することができる。
【００６０】
また上述の実施の形態においては、インク液滴の向きを制御してノズルによるバラツキを補正する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、１つのノズルによりインク付着位置を可変して複数ドットを作成することによる解像度の増大にインク液滴の向きの制御を利用する場合等、印刷品位の向上、構成の簡略化等、インク液滴の向きの制御を種々に役立てる場合に広く適用することができる。
【００６１】
また上述の実施の形態においては、サーマル方式によるプリンタに本発明を適用して発熱素子による圧力可変素子を駆動する場合について述べてが、本発明はこれに限らず、ピエゾ方式、静電方式等、各種素子により圧力可変素子を構成するプリンタ、プリンタヘッドに広く適用することができる。
【００６２】
また上述の実施の形態においては、本発明をプリンタヘッドに適用してインク液滴を飛び出させる場合について述べたが、本発明はこれに限らず、インク液滴に代えて各種染料の液滴、保護層形成用の液滴等を飛び出させる液体吐出ヘッド、さらには液滴が試薬等であるマイクロディスペンサー、各種測定装置、各種試験装置、液滴がエッチングより部材を保護する薬剤である各種のパターン描画装置等に広く適用することができる。
【００６３】
【発明の効果】
上述のように本発明によれば、液滴の向きの可変に対応する目標において液滴が到達し得る到達可能領域が近接するノズルで重なり合わないように、オフセットさせてノズルを配置することにより、複数の圧力可変素子の駆動により液滴の飛び出す方向を制御する場合に、インク液滴の衝突を有効に回避することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係るプリンタヘッドの一部を示す平面図である。
【図２】図１のプリンタヘッドのヘッドチップの駆動回路を示す接続図である。
【図３】図１のプリンタヘッドのヘッドチップを示す分解斜視図である。
【図４】図２のヘッドチップにおけるタイミングの説明に供する略線図である。
【図５】本発明の第２の実施の形態に係るプリンタヘッドの説明に供する平面図である。
【図６】本発明の第３の実施の形態に係るプリンタヘッドにおける発熱素子の配置を示す平面図である。
【図７】図６のプリンタヘッドの説明に供する平面図である。
【図８】複数の発熱素子による駆動の説明に供する略線図である。
【図９】インク液滴の衝突の説明に供する略線図である。
【図１０】インク液滴の飛翔時間を示す特性曲線図である。
【符号の説明】
１、１４、１４Ｅ、１４Ｏ、１４Ａ〜１４Ｃ……ノズル、２、２４……インク液室、３Ａ、３Ｂ、２５Ａ、２５Ｂ……発熱素子、１１……プリンタヘッド、１２……インク流路、１３……ヘッドチップ、２２……主駆動回路、２３……副駆動回路

Claims

液体吐出ヘッドより液滴を飛び出させる液体吐出装置において、
前記液体吐出ヘッドは、
それぞれ圧力可変素子の駆動により液滴が飛び出すノズルが複数個設けられ、
前記複数個のノズルが所定の並び方向に並んで配置され、
前記液室には、複数の前記圧力可変素子が設けられ、前記複数の圧力可変素子の駆動により、前記ノズルから飛び出す液滴の向きを可変できるようになされ、
前記液滴の向きの可変に対応する目標において前記液滴が到達し得る到達可能領域が隣接する前記ノズルで重なり合わないように、前記隣接するノズルが、前記並び方向と略直交する方向にオフセットして配置され、
前記目標との間の相対位置が、前記並び方向と略直交する方向に変位するように保持され、
該変位により前記到達可能領域が前記目標を走査する領域が、少なくとも前記隣接するノズルで一部は重なり合うように設定され、
前記液体吐出装置は、
前記変位により前記到達可能領域が重なり合う領域では、隣接するノズルからの前記液滴を混在させて前記目標に到達させる
液体吐出装置。
前記圧力可変素子が発熱素子である
請求項１に記載の液体吐出装置。