WO2005032823A1

WO2005032823A1 - 液体吐出装置及び液体吐出方法

Info

Publication number: WO2005032823A1
Application number: PCT/JP2004/014611
Authority: WO
Inventors: Iwao Ushinohama; Yuichiro Ikemoto; Kazuyasu Takenaka; Takeo Eguchi
Original assignee: Sony Corporation
Priority date: 2003-10-02
Filing date: 2004-10-04
Publication date: 2005-04-14
Also published as: EP1669198A4; US20070008380A1; US7942489B2; KR20060092236A; CN100436136C; EP1669198A1; KR101116425B1; CN1863675A; JP4632648B2; EP1669198B1; JP2005111679A

Abstract

　本発明は、圧力発生素子により発生した圧力で押圧された液体を吐出口より液滴にして対象物に吐出する液体吐出装置であり、制御部（６８）が発熱抵抗体（４２ａ）に供給されるパルス電流の電流値を発熱抵抗体（４２ｂ）に供給されるパルス電流の電流値差±１０％以内させるように吐出制御部（６３）を制御することで、吐出方向を変えて吐出されたインク液滴ｉの着弾位置のばらつきを抑え、色調ムラや白スジ等による画質の劣化が防止された優れた画質の印刷を行う。

Description

明細書

液体吐出装置及び液体吐出方法

技術分野

[0001] 本発明は、圧力発生素子により発生した圧力で押圧された液体を吐出口より液滴にして対象物に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 10月 2日に出願された日本特許出願番号 200 3— 344971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、対象物となる記録紙に対して液体吐出ヘッドよりインクを吐出させて、画像や文字を記録するインクジェット方式のプリンタ装置がある。このインクジェット方式を用いたプリンタ装置は、低ランニングコスト、装置の小型化、印刷画像のカラー化が容易という利点がある。インクジェット方式を用いたプリンタ装置では、例えばイェロー、マゼンダ、シアン、ブラック等のように複数の色のインクがそれぞれ充填されたインクカートリッジ力液体吐出ヘッドのインク液室等に供給される。

そして、このプリンタ装置は、インク液室等に供給されたインクを、インク液室内に配置された発熱抵抗体等の圧力発生素子でインク内のインクを押圧して液体吐出へッド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せる。

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、この気泡によりインク室内で生じ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のプリンタ装置の中には、インクカートリッジが液体吐出ヘッド部に装着され、インクカートリッジが装着された液体吐出ヘッド部が記録紙の幅方向、すなわち記録紙の走行方向と略直交する方向に移動することによって所定の色のィ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へッドのノズルよりライン状にインクを吐出するライン型のプリンタ装置がある。

シリアル型のプリンタ装置は、液体吐出ヘッド部が記録紙の走行方向と略直交する方向に移動するときに記録紙の走行を停止させ、停止して、る記録紙に液体吐出へッド部が移動しながらインクを吐出、着弾させ、これを繰り返すことで印刷する。一方、ライン型のプリンタ装置は、液体吐出ヘッド部が固定、若しくは印刷ムラを避けるための僅かな微動できる程度に固定されており、連続的に走行している記録紙に液体吐出ヘッド部がライン状にインクを吐出、着弾させることで印刷する。

このため、このライン型のプリンタ装置は、シリアル型と異なり液体吐出ヘッド部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、ライン型のプリンタ装置は、液体吐出ヘッド部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。このようなライン型のプリンタ装置では、液体吐出ヘッド部が移動するものではな、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に液体吐出ヘッド部を一体的に設けるようにして、る。

上述したライン型のプリンタ装置では、走行してヽ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、例えば記録紙の走行速度が速！ヽときは、記録された画像や文字等が記録紙の走行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走行方向に縮んで印刷されると!/、つた問題が生ずる。

このような問題を解決するために、ライン型のプリンタ装置では、例えば記録紙を走行させるためのモータ等の制御にサーボモータ等を使用し、記録紙の走行速度にムラが出ないように走行速度を一定にすることで、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、記録紙にインクが着弾するタイミングに僅か数ミクロンの誤差があると、記録紙の走行方向に色調ムラ、すなわち色の濃度にムラが生じることがある。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つてしまう。

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速まると、この部分で色調が薄くなり、さら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、記録紙の走行方向と略直交方向に亘つ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。そして、このような記録紙の走行方向に起きる色調ムラや白スジは、例えば階調が変化しないような印刷を行うときに顕著に現れてしまつ。

一方、シリアル型のプリンタ装置では、記録紙の走行を停止させて印刷する際に、前回の印刷箇所と今回の印刷箇所との境界を所定の範囲で重なるような、いわゆるオーバラップ部を設けた印刷を行うことで記録紙の走行方向に起きる色調ムラや白スジを防止している。し力しながら、シリアル型のプリンタ装置では、色調ムラや白スジ等は抑えることができるが、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つたり、印刷に使用するインクの量が多くなつたりするといつた問題がある。以上のような問題を解決するために、インク室内において、インクを吐出する液体吐出ヘッド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ヽに面対称となるように複数設け、それぞれの発熱抵抗体を独立して制御することで、その発熱量を異ならせることによって、インクの吐出方向を制御することが特開 2000 —185403号公報にぉ、て提案されて、る。

上述した複数の発熱抵抗体を設けた液体吐出ヘッドでは、それぞれの発熱抵抗体を独立して制御することで、各発熱抵抗体の発熱量を異ならせることでノズルより吐出されたインクの吐出方向を制御していることから、各発熱抵抗体の発熱量が適切でなく所望の吐出方向にインクを吐出することができないと画質が低下することがある。具体的には、図 22に示す液体吐出ヘッド 201ように、独立して制御される各発熱抵抗体 202の供給エネルギー量が適切でな、場合、各発熱抵抗体 202がインク 20 3内に発生させる気泡 204の大きさのバランスが悪くなり、気泡 204がインク 203を押圧状態が不安定になってインクの吐出方向がばらつくおそれがある。

また、液体吐出ヘッド 201では、各発熱抵抗体 202に供給されるエネルギーが適切でない場合、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、液体吐出ヘッド 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、吐出方向がばらついてしまう。

以上のことにより、液体吐出ヘッド 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。このため、液体吐出ヘッド 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ー量等を適切に制御することが重要である。

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

本発明の目的は、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。

上述した目的を達成する本発明に係る液体吐出装置は、液体を貯留する液室と、液室に液体を供給する供給部と、液室に 2つ以上設けられ、液室に貯留された液体を押圧する圧力発生素子と、各圧力発生素子により押圧された液体を各液室力液滴の状態で対象物の主面に向力つて吐出させる吐出口とを有する吐出手段と、各圧力発生素子に供給される電流値を制御し、吐出口より液滴を吐出するときの吐出角度を制御する吐出制御手段とを備え、吐出制御手段が、各圧力発生素子のうちの 1 つに供給される電流を基準にし、この基準電流が供給される圧力発生素子以外の圧力発生素子に、基準電流と略同じ電流値の電流、若しくは基準電流に対して ± 10 %以内の電流値差を有する電流を供給する。

この液体吐出装置では、吐出制御手段が、基準電流が供給される圧力発生素子以外の圧力発生素子に基準電流と略同じ電流値の電流、若しくは基準電流に対して ± 10%以内の電流値差を有する電流を供給することで、各圧力発生素子に供給される電流が適切な値になり、インク室内に生じる圧力のバランスの最適化を図ることができ、この最適化された圧力バランスによって、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、液室に液体を供給する供給部と、液室に 2つ以上設けられ、液室に貯留された液体を押圧する圧力発生素子と、各圧力発生素子により押圧された液体を各液室から液滴の状態で対象物の主面に向力つて吐出させる吐出口とを有する吐出手段と、各圧力発生素子に供給される電流値を制御し、吐出口より液滴を吐出するときの吐出角度を制御する吐出制御手段とを備え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 1つに供給される電流を基準にし、この基準電流が供給される圧力発生素子以外の圧力発生素子に、基準電流と略同じ電流値の電流、若しくは基準電流に対して ± 10% 以内の電流値差を有する電流を供給する。

この方法では、基準電流が供給される圧力発生素子以外の圧力発生素子に基準電流と略同じ電流値の電流、若しくは基準電流に対して ± 10%以内の電流値差を有する電流を供給することで、各圧力発生素子に供給される電流が適切な値になることから、各圧力発生素子に電流が供給されることで生じる圧力のバランスの最適化が図れ、液体を吐出口より所望の方向に吐出できる。

本発明によれば、各圧力発生素子に供給される電流値を適切にすることで、各圧力発生素子により生じた圧力のバランスを最適化することができ、吐出方向制御の安定ィ匕が図れる。その結果、吐出された液体が対象物の主面に着弾したときの着弾点のずれも抑制されることから、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力一層明らかにされるであろう図面の簡単な説明

[図 1]図 1は、本発明が適用されたインクジェットプリンタ装置を示す斜視図である。

[図 2]図 2は、インクジェットプリンタ装置に備わるインクジェットプリントヘッドカートリツ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におけるインクカートリッジとヘッド吐出ヘッドとの関係を示す模式図である。

[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める。

[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ヘッド吐出ヘッドを示す分解斜視図である。

[図 8]図 8は。ヘッド吐出ヘッドを示す平面図である。

[図 9]図 9は、ヘッド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、略同じ大きさのインク気泡力 S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、ヘッド吐出ヘッド力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める。

[図 11]図 11は、ヘッド吐出ヘッド力インク液滴を吐出する状態を説明しており、異なる大きさのインク気泡力 S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、ヘッド吐出ヘッド力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、インクジェットプリンタ装置の一部を透視して示す側面図である。

[図 14]図 14は、インクジェットプリンタ装置の制御回路を模式的に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模式図である。

[図 16]図 16A—図 16Cは吐出制御部力インク液滴の吐出方向を制御する状態を示し、図 16Aはインク液滴が真下の方向に吐出される状態を模式的に示す図であり、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の斜め方向に吐出される状態を模式的に示す図であり、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の斜め方向に吐出される状態を模式的に示す図である。

[図 17]図 17は、インク吐出ヘッドにおける一対の発熱抵抗体に供給されるパルス電流の電流値差と吐出角度との関係を示す特性図である。

[図 18]図 18A—図 181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の電流値に差をつけて供給し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は電流値差カ 11. 5%のときの着弾点であり、図 18Bは電流値差が- 10. 5%のときの着弾点であり、図 18Cは電流値差カ 10%のときの着弹点であり、図 18Dは電流値差カ 3%のときの着弾点であり、図 18Eは電流値差が 1%のときの着弾点であり、図 18Fは電流値差が 2. 5%のときの着弾点であり、図 1 8Gは電流値差が 10%のときの着弾点であり、図 18Hは電流値差が 10. 5%のときの着弾点であり、図 181は電流値差が 11. 5%のときの着弾点である。

[図 19]図 19は、インクジェットプリンタ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、インクジェットプリンタ装置において、ヘッドキャップ開閉機構が開いて、る状態を一部透視して示す側面図である。

[図 21]図 21A乃至図 21Cはインク吐出ヘッドの他の例を示し、図 21Aは記録紙の走行方向に発熱抵抗体が並列して配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、従来の液体吐出ヘッド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

以下、本発明が適用された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。

本実施例の図 1に示す示すインクジェットプリンタ装置（以下、単にプリンタ装置という。） 1は、所定の方向に走行する記録紙 Pに対してインク等を吐出して画像や文字を印刷するものである。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)を一直線上に並列に配置した!/、わゆるライン型のプリンタ装置である。

このプリンタ装置 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、単にヘッドカートリッジという。） 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、さらに、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 l ly, 11m, 11c, I lk力着脱可會となって!/ヽる。

このプリンタ装置 1では、イェローインクが封入されたインクカートリッジ l ly、マゼンタインクが封入されたインクカートリッジ 1 lm、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 I lk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 l ly, 11m, 11c, I lk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 4 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 4内に給紙できる。トレイ 55aは、プリンタ本体 4の前面のトレィ装着部 ₅に装着されると、給排紙機構 54により記録紙 pが給紙口 55からプリンタ本体 4の背面側に給紙される。プリンタ本体 4の背面側に送られた記録紙 Pは、反転ローラ 83により走行方向が反転され、往路の上側をプリンタ本体 4の背面側から前面側に送られる。プリンタ本体 4の背面側力前面側に送られる記録紙 Pは、プリンタ本体 4の前面に設けられた排紙口 56より排紙されるまでに、パーソナルコンビユータ等の情報処理装置 69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（図 13参照)。

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に対してィンク 4を吐出して印刷を行う。ここでは、先ず、上述したプリンタ装置 1を構成するプリンタ本体 2に対して着脱可能なヘッドカートリッジ 2と、このヘッドカートリッジ 2に着脱可能にされたインクカートリッジ l ly, 11m, 11c, I lk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等とヽつた対象物の主面にインク 4を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ツジ l ly, 11m, 11c, I lkが装着される。なお、以下では、インクカートリッジ l ly, 11 m, 11c, I lkを単にインクカートリッジ 11とも!/、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榭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成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ヽる。

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、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、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パネ 14dと、弁 14 c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がへッドカートリッジ 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パネ 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パネ 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、コイルパネ 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。

インクカートリッジ 11をヘッドカートリッジ 2側の接続部 26から引き抜くとき、すなわちインクカートリッジ 11をヘッドカートリッジ 2の装着部 22より取り外すときは、弁 14cの開閉ピン 14eによる押し上げ状態が解除され、弁 14cがコイルパネ 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り、ヘッドカートリッジ 2の装着部 22に装着されたときも、外部に臨み外気を取り込むことができるように、装着部 22への装着時に外部に臨む位置であるカートリッジ容器 12の上面、ここでは上面略中央に設けられている。外部連通孔 15は、インクカートリッジ 11がカートリッジ本体 21に装着されてインク収容部 13からカートリッジ本体 21側にインク 4が流下した際に、インク収容部 13内のインク 4が減少した分に相当する分の空気を外部よりインクカートリッジ 11内に取り込む。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 2 1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つても、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、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。また、貯留部 17は、短い方の対角線上の最も下側の頂部に外部連通孔 1 5を設けるようにし、インク収容部 13より進入したインク 4が外部連通孔 15より外部に漏れにくくする。

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 24 aと係合する。この係止突部 18は、上面力インク収容部 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、へッドカートリッジ 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 l ly, 11m, 11c, I lk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ェロー、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 l ly, 11m, 11c, I lk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 3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と力ートリッジ本体 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、ィンクカートリッジ 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 2が供給される接続部 26と、インク 2を吐出するヘッド吐出ヘッド 27と、へッド吐出ヘッド 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の揷脱口として略凹形状に形成され、ここでは 4本のインクカートリッジ 11が記録紙 Pの幅方向と略直交方向、すなわち記録紙 Pの走行方向に並んで収納される。装着部 22は、インクカートリッジ 11が収納されることから、インクカートリッジ 11と同様に印刷幅の方向に長く設けられている。カートリッジ本体 2 1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 l lyが装着される部分を装着部 22yとし、マゼンタ用のィンクカートリッジ 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ツジ 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 I lk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、る。

上述したようにブラックのインクカートリッジ I lkは、一般的に使用量が多いことから、インク 2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 l ly, 11m, 11cよりも大きくなつている。このため、装着部 22kは、インクカートリッジ I lkの厚みに合わせて他の装着部 22v, 22m, 22cよりも広くなつている。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。これによつて、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、図 3に示すように、板パネを折り曲げ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が形成されてヽる。

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、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パ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エタト部材である。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 l ly, 1 lm, 11c, I lk力 S装着咅 22y, 22m, 22c, 22kに装着されたとき、インクカートリッジ l ly, 11m, 11c, I lkのインク供給部 14が接続される接続部 26が設けられている。この接続部 26は、装着部 22に装着されたインクカートリッジ 11のインク供給部 14からカートリッジ本体 21の底面に設けられたインク 2を吐出するヘッド吐出ヘッド 27にィンク 2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 2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 2内の不純物を除去するフィルタ 33と、ヘッド吐出ヘッド 27 側への供給路を開閉する弁機構 34とを有して、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 2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 2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 2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 2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 2が流入するインク室 34bと、ィンク室 34bからインク 2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 3 4a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 1 3内のインク 2をヘッド吐出ヘッド 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成す空間部であり、インク流入路 34aからインク 2が流入し、開口部 34dを介してインク流出路 34cからインク 2を流出する。インク流出路 34 cは、インク室 34bから開口部 34dを介してインク 2が供給されて、さらにヘッド吐出へッド 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の底面側からへッド吐出ヘッド 27まで延在されて、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 2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 2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、ヘッド吐出ヘッド 27へインク 2の供給を可能とする。なお、弁 34eを構成する材質は、その種類を問わないが、高い閉塞性を確保するため例えばゴム弾性体、いわゆるエラストマ一等により形成される。

付勢部材 34fは、例えば圧縮コイルパネ等であり、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 34 d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 2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 3 4h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のィンク流出路 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 2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 6A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、ヘッド吐出ヘッド 27からインク 2が吐出された際に、開口部 34 dで分割されたインク流出路 34c側のインク室 34bのインク 2の負圧が高まると、図 6B に示すように、インク 2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 34 dが開放され、インク 2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 2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 2を吐出する度にインク 2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 2がインク室 34bに供給されると、ィンク収容部 13内のインク 2が減少する力このとき、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 2がほとんどなヽ状態で平衡状態となる。

ヘッド吐出ヘッド 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方向に一直線状を成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、ヘッド吐出ヘッド 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ヘッド吐出ヘッド 27より取り外される。へッドキャップ 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ヘッド吐出ヘッド 27の吐出面 27aに付着した余分なインク 2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 1 1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がヘッド吐出へッド 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 2を吸い取り、ヘッド吐出ヘッド 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ヘッド吐出ヘッド 27内のインク 2が乾燥しな、ようにする。

以上のような構成のヘッドカートリッジ 3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 2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ヘッド吐出ヘッド 27は、各色のインク 2に対応して、図 7及び図 8に示すように、ベースとなる回路基板 41と、記録紙 Pの走行方向と略直交方向、すなわち記録紙 Pの幅方向に並設された一対の発熱抵抗体 42a, 42bと、インク 2の漏れを防ぐフィルム 43と、インク 2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 2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 2を供給するインク流路 46とを有する。

回路基板 41は、シリコン等の半導体基板であり、その一主面 41aに、一対の発熱抵抗体 42a, 42bが形成されており、一対の発熱抵抗体 42a, 42bが回路基板 41上の後述する吐出制御部 63とそれぞれ接続されている。この吐出制御部 63は、ロジック IC (Integrated Circuit)やドライバートランジスタ等で構成されて、る電子回路である。

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 2を加熱して内圧を高める、すなわち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 2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、回路基板 41の一主面 41aに積層されている。フィルム 43は、例えば露光硬化型の程度のドライフィルムレジストからなり、回路基板 41の一主面 41aの略全体に積層された後、フォトリソグラフプロセスによって不要部分が除去され、一対の発熱抵抗体 42a, 42bを略凹状に囲むように形成されている。フィルム 43においては、一対の発熱抵抗体 42a, 42bそれぞれを囲む部分力インク液室 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 10 m— 15 m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 15 m— 18 m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、回路基板 41、一対の発熱抵抗体 42a, 42b、フィルム 43及びノズルシート 44に囲まれた空間部であり、インク流路 46から供給されたインク 2を貯留する空間である。インク液室 45内のインク 2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 2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 2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 2 力 S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個のヘッド吐出ヘッド 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 4 5を各色インクカートリッジ 11毎に 100個一 5000個程度備えている。そして、ヘッド吐出ヘッド 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 2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、ヘッド吐出ヘッド 27において、ヘッド吐出ヘッド 27と結合されたインク流路 46から供給されたインク 2がインク液室 45を満たす。そして、一対の発熱抵抗体 4 2a, 42bに短時間、例えば 1一 3 sec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, 42 bと接する部分のインク 2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 2が押圧される (インク 2が沸騰する)。これによつて、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 2と同等の体積のインク 2がィンク液滴 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。

このヘッド吐出ヘッド 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、ヘッド吐出へッド 27においては、図 8中矢印 Cで示す記録紙 Pの走行方向と略直交方向、すなわち図 8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、る一対の発熱抵抗体 42a, 42b複数並ぶようにされている。なお、図 8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 2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カ卩えて一対の発熱抵抗体 42a, 42bを発熱させる必要がある。この沸騰時のエネルギーにより、インク液滴 iを吐出させるためである。そして、抵抗値が小さいと、流すパルス電流を大きくする必要がある力 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は抵抗値が高くなつてヽることから、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、ヘッド吐出ヘッド 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, 4 2bの厚みを薄く形成すれば抵抗値をさらに高くすることができるが、一対の発熱抵抗体 42a, 42bとして選定される材料、さらに強度や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 7に示すように、ヘッド吐出ヘッド 27と結合されたインク流路 46によりインク 2が供給され、インク液室 45内にインク 2が満たされる。

その結果、図 9に示すように、一対の発熱抵抗体 42a, 42bと接する部分のインク 4 に気相のインク気泡 Bl, B2がそれぞれ発生し、このインク気泡 Bl, B2の膨張によつて所定の体積のインク 4が押圧される。これによつて、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 Bl, B2によって記録紙 P に向力つ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に異なる値のパルス電流を略同時に供給させることで、一対の発熱抵抗体 42 a, 42bと接する部分のインク 4に異なる大きさのインク気泡 B3, B4がそれぞれ発生し、このインク気泡 B3, B4の膨張によって所定の体積のインク 4が押圧される。

これによつて、インク吐出ヘッド 27においては、図 12に示すように、ノズル 44aに接する部分でインク気泡 B3, B4に押圧されたインク 4と同等の体積のインク 4がインク液滴 iとしてノズル 44aから図 12中矢印 Wで示す記録紙 Pの幅方向で、インク気泡 B3 , B4のうち小さい体積の方にずれて吐出され、記録紙 P上に着弾される。

インク吐出ヘッド 27において、一対の発熱抵抗体 42a, 42bに対して異なる値のパルス電流を供給するときは、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、他方には、基準電流に対して 10%以内の電流値差を有するパルス電流を供給させる。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に供給されるパルス電流の電流値差が適切になり、一対の発熱抵抗体 42a, 42b上に形成されるインク気泡 B3, B4の大きさのバランスが偏り過ぎてインク 4 を押圧状態が不安定になることが防止され、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に供給されるパルス電流の電流値差が適切になることから、吐出面 27aと吐出方向とが成す吐出角度が小さくなり過ぎて吐出されたインク液滴 iがノズル 44aの縁に接触してしまうことを防止でき、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が装着されるへ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ヤップ開閉機構 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り、インクカートリッジ 11程の頻度はないが消耗品であるため、ヘッドカートリッジ装着部 51に対して着脱可能にヘッドカートリッジ保持機構 52によって保持される。

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 52 a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パ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力ートリッジ 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。排紙ロ 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ー且格納し、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、ヘッドキヤ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 71a, 71bと、一対の発熱抵抗体 42a, 42bと電源 71a, 71bとの電気的な接続をオン/オフさせるスイッチング素子 72a, 7 2b, 72cと、一対の発熱抵抗体 42a, 42bに供給されるパルス電流を制御するための可変抵抗 73と、スイッチング素子 72b, 72cの切り換えを制御する切換制御回路 74a , 74bと、可変抵抗 73の抵抗値を制御する抵抗値制御回路 75とを備える電気回路である。

電源 71aは、発熱抵抗体 42bに接続され、電源 71bは、スイッチング素子 72cを介して可変抵抗 73に接続され、それぞれ電気回路にパルス電流を供給する。なお、電気回路に供給されるパルス電流は、電源 71a, 71bを電力源としてもよいが、例えば、制御部 68等力も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、吐出制御部 63全体のオン Zオフを制御する。スイッチング素子 72bは、一対の発熱抵抗体 42a , 42bと可変抵抗 73との間に接続され、一対の発熱抵抗体 42a, 42bに供給されるパルス電流を制御する。

スイッチング素子 72cは、可変抵抗 73と電源 71bとの間に配置され、インク液滴 iの吐出方向を制御する。そして、これらスイッチング素子 72a, 72b, 72cは、それぞれオン Zオフが切り換えられることで電気回路に供給されるパルス電流を制御する。可変抵抗 73は、抵抗値を可変することで発熱抵抗体 42aに供給されるパルス電流の電流値を変化させる。すなわち、発熱抵抗体 42aに供給されるパルス電流の電流値は、可変抵抗 73の抵抗値の大きさによって決まる。

切換制御回路 74aは、スイッチング素子 72bのオン/オフを切り換えて、可変抵抗 73と一対の発熱抵抗体 42a, 42bとを接続させるか、若しくは可変抵抗 73と一対の発熱抵抗体 42a, 42bとをオフの状態にする。切換制御回路 74bは、スイッチング素子 72cのオン Zオフを切り換えて、電源 71bと電気回路との接続のオン Zオフを切り換える。

抵抗値制御回路 75は、可変抵抗 73の抵抗値の大きさを制御し、発熱抵抗体 42a に供給されるパルス電流の大きさを調節する。

以上のような構成の吐出制御部 63では、スイッチング素子 72bをオフにして可変抵抗 73と一対の発熱抵抗体 42a, 42bとが接続されていないとき、スイッチング素子 72 aをオンにすると、電源 71aからパルス電流が直列に接続された一対の発熱抵抗体 4 2a, 42bに供給される。このとき、可変抵抗 73には電流が流れない。

このとき、一対の発熱抵抗体 42a, 42bの抵抗値が略同一である場合には、パルス電流が供給されたときに一対の発熱抵抗体 42a, 42bが発生する熱量が略同一になる。

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, 4 2bで発生する熱量が略同一となることから、気泡発生時間が略同一になりインク 4の吐出角度が記録紙 Pの主面に対して略垂直になり、インク液滴 iをノズル 44aから略真下に吐出する。また、図 15に示す吐出制御部 63では、スイッチング素子 72bがー対の発熱抵抗体 42a, 42bと可変抵抗 73との接続をオンにし、スイッチング素子 72aをオンにし、スィツチング素子 72cをグランドと接続したときに、図 16Bに示すように、インク吐出ヘッド 27より吐出されるインク液滴 iを、吐出方向が図 16Bに示す記録紙 Pの幅方向 Wの発熱抵抗体 42a側に可変された状態で吐出させる。すなわち、スイッチング素子 72cがグランドに接続されることで、発熱抵抗体 42aに供給されるパルス電流の電流値は可変抵抗 73の抵抗値に応じて小さくなり、記録紙 Pの幅方向に略平行に並設されている一対の発熱抵抗体 42a, 42bに供給されるパルス電流に差異が生じることから、両者に発生する熱量にも差異が生じる。この吐出制御部 63では、発熱抵抗体 42bに供給されるパルス電流の電流値は不変であり、発熱抵抗体 42aに供給されるパルス電流の電流値を変化させて!/、る。

この場合、可変抵抗 73の抵抗値が大きいと、電源 71aからスイッチング素子 72cを介してグランドに流出される電流が小さくなつて発熱抵抗体 42aに電源 71aより供給されるパルス電流の電流値の減少量が小さいことから、一対の発熱抵抗体 42a, 42b に供給されるパルス電流の差異が小さくなり、一対の発熱抵抗体 42a, 42bの間で生じる熱量の差異も小さくなり、吐出面 27aを基準にしてノズル 44aより吐出されたインク液滴 iの吐出角度は大きくなる。すなわち、可変抵抗 73の抵抗値が大きいほど、ノズル 44aより略真下にインク液滴 iを吐出したときの着弾点 Dに対し、発熱抵抗体 42a側でより近ヽ位置に着弾するようにインク液滴 iを吐出する。

一方、可変抵抗 73の抵抗値が小さいと、電源 71aからスイッチング素子 72cを介してグランドに流出される電流が大きくなつて発熱抵抗体 42aに電源 71aより供給されるパルス電流の電流値の減少量が大きいことから、一対の発熱抵抗体 42a, 42bに供給されるパルス電流の差異が大きくなり、一対の発熱抵抗体 42a, 42bの間で生じる熱量の差異も大きくなり、吐出面 27aを基準にしてノズル 44aより吐出されたインク液滴 iの吐出角度は小さくなる。すなわち、可変抵抗 73の抵抗値が小さいほど、ノズル 44aより略真下にインク液滴 iを吐出したときの着弾点 Dに対し、発熱抵抗体 42a側でより遠ヽ位置に着弾するようにインク液滴 iを吐出する。

また、図 15に示す吐出制御部 63では、スイッチング素子 72bがー対の発熱抵抗体 42a, 42bと可変抵抗 73との接続をオンにし、スイッチング素子 72aをオンにし、スィツチング素子 72cを電源 71bと接続したときに、図 16Cに示すように、インク吐出へッド 27より吐出されるインク液滴 iを、吐出方向が図 16Cに示す記録紙 Pの幅方向 Wの発熱抵抗体 42b側に可変された状態で吐出させる。すなわち、スイッチング素子 72c が電源 7 lbに接続されることで、発熱抵抗体 42aに供給されるパルス電流の電流値は可変抵抗 73の抵抗値に応じて大きくなり、記録紙 Pの幅方向に略平行に並設されている一対の発熱抵抗体 42a, 42bに供給される電力に差異が生じることから、両者に発生する熱量にも差異が生じる。

インク吐出ヘッド 27において、一対の発熱抵抗体 42a, 42bの発熱状態は、スイツチング素子 72cが接地されたときとは逆になる。

この場合、可変抵抗 73の抵抗値が大きいと、電源 71aの他に電源 71bより発熱抵抗体 42aに加算されて供給されるパルス電流が小さくなることから、一対の発熱抵抗体 42a, 42bに供給されるパルス電流の差異が小さくなり、一対の発熱抵抗体 42a, 42bの間で生じる熱量の差異も小さくなり、吐出面 27aを基準にしてノズル 44aより吐出されたインク液滴 iの吐出角度は大きくなる。

すなわち、可変抵抗 73の抵抗値が大きいほど、ノズル 44aより略真下にインク液滴 i を吐出したときの着弾点 Dに対し、発熱抵抗体 42b側でより近、位置に着弾するようにインク液滴 iを吐出する。

一方、可変抵抗 73の抵抗値が小さいと、電源 71aの他に電源 71bより発熱抵抗体 42aに加算されて供給されるパルス電流が大きくなることから、一対の発熱抵抗体 42 a, 42bに供給されるパルス電流の差異が大きくなり、一対の発熱抵抗体 42a, 42bの間で生じる熱量の差異も大きくなり、吐出面 27aを基準にしてノズル 44aより吐出されたインク液滴 iの吐出角度は小さくなる。すなわち、可変抵抗 73の抵抗値が小さいほど、ノズル 44aより略真下にインク液滴 iを吐出したときの着弾点 Dに対し、発熱抵抗体 42b側でより遠ヽ位置に着弾するようにインク液滴 iを吐出する。

このように、吐出制御部 63では、スイッチング素子 72a, 72b, 72cを切り換え、可変抵抗 73の抵抗値を変化させることで、インク液滴 iのノズル 44aからの吐出方向を、一対の発熱抵抗体 42a, 42bが並設されている方向、すなわち記録紙 Pの幅方向に変ィ匕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に、発熱抵抗体 42 bに流れるパルス電流に対して発熱抵抗体 42aに流れるパルス電流を変化させ、一対の発熱抵抗体 42a, 42bに流れる電流値差毎の吐出角度を測定した測定結果を図 17に示す。

なお、図 17においては、横軸に一対の発熱抵抗体 42a, 42bに流れるパルス電流の電流値差を発熱抵抗体 42bの電流値に対する比率で示しており、一対の発熱抵抗体 42a, 42bに略同じ電流値のパルス電流が流れたときを電流差 0%とし、発熱抵抗体 42bの電流値より小さい電流値のパルス電流が発熱抵抗体 42aに流れたときは「一」符号を付けて示して、る。

また、図 17においては、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しており、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 42aに流れるパルス電流の電流値が小さくなつてインク液滴 iが発熱抵抗体 42a側に着弾したときの吐出角度には「一」符号を付けて示している。この吐出角度の測定には、ノズルシートの厚みを 13 m程度にし、ノズル 44aの直径を 17 μ m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に流れるパルス電流に電流値差が生じることでノズル 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に流れる電流値が発熱抵抗体 42bに流れる電流値より大きいとインク液滴 iが発熱抵抗体 42b側に向力つて吐出され、発熱抵抗体 42aに流れる電流値が発熱抵抗体 42bに流れる電流値より小さいとインク液滴 i が発熱抵抗体 42a側に向力て吐出されることがわかる。

そして、このインク液滴 iの吐出角度を測定したときに、 1つの発熱抵抗体 42a, 42b に流れるパルス電流の電流値差が 11. 5%, -10. 5%、— 10%、— 3%、— 1%、 2. 5%、 10%、 10. 5%、 11. 5%のときにノズル 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 1一サンプル 9とし、これらサンプル 1 (Spl)—サンプル 9 (Sp9)の着弾点 Dの状態を測定した評価結果を図 18A—図 181に示す。なお、サンプル l (Spl)—サンプル 9 (Sp9)では、記録紙 Pの幅方向に並設されたノズル 44aのうちに 1つより吐出されたインク液滴 iの着弾位置について評価した。図 18 A—図 181に示す評価結果から、発熱抵抗体 42bに流れるパルス電流に対して発熱抵抗体 42aに流れるパルス電流の電流値差が 10%以内のサンプル 3 (Sp3) 一サンプル 7 (Sp7)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にばらつきがなぐ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 42bに流れるパルス電流に対して発熱抵抗体 42aに流れるパルス電流の電流値差が士 10%以内のサンプル 3 (Sp3)一サンプル 7 (Sp7)では、一対の発熱抵抗体 42a, 42bに供給されるパルス電流の電流値差に対する吐出角度の変化量が大きいことから、電流値差の上限を ± 10%以内とすることで、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、発熱抵抗体 42bに流れるパルス電流に対して発熱抵抗体 42aに流れるパルス電流の電流値差が 10%を越えたサンプル 1、サンプル 2、サンプル 8、サンプル 9では、吐出方向を変化させるとインク液滴 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、一対の発熱抵抗体 42a, 42bに流れるパルス電流の電流値差が ± 10%を越えると、一対の発熱抵抗体 42a, 42b上に形成されるィンク気泡の大きさのバランスが偏り過ぎてインク 4を押圧状態が不安定になり、ノズル 44aより吐出さられインク液滴 iの吐出方向にばらつきが生じてしまうおそれがある。また、一対の発熱抵抗体 42a, 42bに流れるパルス電流の電流値差が ± 10%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。したがって、サンプル 1、サンプル 2、サンプル 8、サンプル 9では、インク液滴 iの着弾点 Dがばらつくことから、印刷した画質に低下する。

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、発熱抵抗体 42bに流れるパルス電流に対して発熱抵抗体 42aに流れるパルス電流の電流値差を ± 10%以内、さらに好ましくは ± 8%以内に制御することは、インク液滴 iの吐出方向のばらつきがなぐインク液滴 iの着弾位置のばらつきを抑える上で大変重要であることがわかる。すなわち、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、抵抗値制御回路 75が可変抵抗 73の抵抗値を制御し、発熱抵抗体 42aに供給されるパルス電流の電流値力発熱抵抗体 42bに供給されるパルス電流に対して電流値差 ± 10%以内になるように調節する。

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ィンク液滴 iの着弾位置のばらつきが抑制されることから、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、以上では、可変抵抗 73の抵抗値を制御することで発熱抵抗体 42aに供給される電流値を調整した力このことに限定されることはなぐ例えば電源 71aを発熱抵抗 42aに接続するような構成にすることで発熱抵抗体 42b側に供給される電流値の変化させることも可能である。この場合、吐出制御部 63では、吐出方向を変えてインク液滴 iを吐出させる際に、発熱抵抗体 42bに供給されるパルス電流の電流値が、発熱抵抗体 42aに供給されるパルス電流に対して電流値差 ± 10%以内になるように、抵抗値制御部 75によって可変抵抗 73の抵抗値を調節する。

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ぐこの場合は、印刷条件、印刷状態、ィ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エ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ノ、 R¾ (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、 IEEE8 02. 11a, 802. l ib, 802. l lg等力ある。

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ヮークが介在していてもよぐこの場合、入出力端子 65は、例えば LAN (Local Area Network)、 I¾DN (Integrated Services Digital Network)、 xDsし (Digital subscriber Line)、 FTHP (Fiber To The Home)、 CATV (Community Antenna Television)、 B S (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)等の各種プロトコノレにより行われる

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、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、例えば発熱抵抗体 42aに供給されるパルス電流の電流値を発熱抵抗体 42bに流れるパルス電流に対して電流値差が ± 10%以内になるように、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より吐出されるィンク液滴 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力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ぐ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力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!/、て制御部 68内の図示しな!、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、印刷動作をプリンタ装置 1が実行するように、プリンタ本体 3に設けられている操作パネル等を操作して命令する。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力否かを判断し、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 8 5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。

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、インク吐出へッド 27のノズル 44aより記録紙 Pに向力つてインク液滴 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に供給されるパルス電流の電流値がほぼ同じにな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 42a側に吐出方向を変えて吐出する場合、発熱抵抗体 42bに供給されるパルス電流より、発熱抵抗体 42aに供給されるパルス電流の電流値が小さくなるように吐出制御部 63を制御する。この制御部 68は、図 16C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 42bに供給されるパルス電流に比べ、発熱抵抗体 42aに供給されるパルス電流の電流値が大きくなるように吐出制御部 63で制御する。

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、発熱抵抗体 42aに供給されるパルス電流の電流値が、発熱抵抗体 42bに供給されるパルス電流に対して電流値差 ± 10%以内にな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 6B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の付勢力とダイァフラム 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 34 e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によって排紙ロ 56より排出される。

以上で説明したプリンタ装置 1では、吐出方向を変えてノズル 44aよりインク液滴 iを吐出させる際に、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、一対の発熱抵抗体 42a, 42bのうちの他方に基準となるパルス電流に対して ± 10%以内の電流値差を有するパルス電流が供給されるように制御部 68が吐出制御部 63を制御する。具体的には、制御部 68が、発熱抵抗体 42aに供給されるパルス電流の電流値を発熱抵抗体 42bに供給されるパルス電流の電流値差 ± 10 %以内させるように吐出制御部 63を制御する。

これにより、プリンタ装置 1では、吐出方向を変えてノズル 44aよりインク液滴 iを吐出させる際に、一対の発熱抵抗体 42a, 42b上に形成されるインク気泡の大きさのバランスが偏り過ぎてインク液滴 iの吐出方向がばらつくといった不具合や、ノズル 44aの縁にインク液滴 i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 4 4aより吐出方向を変えて吐出されたインク液滴 i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、プリンタ装置 1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、このプリンタ装置 1では、従来のような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ィンク吐出ヘッド 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ぐ複数の圧力発生素子に供給されるパルス電流の電流値を変えてインク液滴 iの吐出方向を制御するものであれば、例えば図 21A—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。

インク吐出ヘッド 91は、記録紙 Pの走行方向に一対の発熱抵抗体 92a, 92aを並設させたものであり、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 21A—図 21Cでは、各インク吐出ヘッド 91, 101, 111におけるノス、ノレ 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割れ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り、インク流路よりインク 4が供給される方向、すなわち、図 21 A—図 21 C中矢印 F方向とは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、る。

また、以上では、プリンタ本体 3に対してヘッドカートリッジ 2が着脱可能であり、さらに、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力プリンタ本体 3とヘッドカートリッジ 2とが一体ィ匕さえたプリンタ装置にも適用可能である。

さらに、以上では、記録紙 Pに文字や画像を印刷するプリンタ装置 1を例に取り説明したが、本発明は、微少量の液体を吐出する他の装置に広く適用することができる。例えば、本発明は、特開 2002— 34560号公報に開示される液体中の DNAチップ用吐出装置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。

さらにまた、以上では、一対の発熱抵抗体 42a, 42bによってインク 4を加熱しながらノズル 44aから吐出させる電気熱変換方式を採用している力このような方式に限定されず、例えばピエゾ素子といった圧電素子等の電気機械変換素子等によってィンクを電気機械的にノズルより吐出させる電気機械変換方式を採用したものであってちょい。

さらにまた、以上では、ラインヘッド型のプリンタ装置 1を例に挙げて説明した力このことに限定されることはなぐ例えばインクヘッドが記録紙の走行方向と略直交する方向に移動するシリアル型のインクジェットプリンタ装置にも適用可能である。この場合、シリアル型のインクジェットプリンタ装置の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。

なお、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ぐ様々な変更、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。

Claims

請求の範囲

[1] 1.液体を貯留する液室と、上記液室に液体を供給する供給部と、上記液室に 2っ以上設けられ、上記液室に貯留された液体を押圧する圧力発生素子と、上記各圧力発生素子により押圧された液体を上記各液室力液滴の状態で対象物の主面に向かつて吐出させる吐出口とを有する吐出手段と、記各圧力発生素子に供給される電流値を制御し、上記吐出口より上記液滴を吐出するときの吐出角度を制御する吐出制御手段とを備え、

上記吐出制御手段は、上記各圧力発生素子のうちの 1つに供給される電流を基準にし、この基準電流が供給される圧力発生素子以外の圧力発生素子に、上記基準電流と略同じ電流値の電流、若しくは上記基準電流に対して ± 10%以内の電流値差を有する電流を供給する液体吐出装置。

[2] 2.上記吐出制御手段は、上記基準電流が供給される圧力発生素子以外の圧力発生素子に、上記基準電流に対して ±8%以内の電流値差を有する電流を供給する請求の範囲第 1項記載の液体吐出装置。

[3] 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。

[4] 4.液体を貯留する液室と、上記液室に液体を供給する供給部と、上記液室に 2っ以上設けられ、上記液室に貯留された液体を押圧する圧力発生素子と、上記各圧力発生素子により押圧された液体を上記各液室力液滴の状態で対象物の主面に向かつて吐出させる吐出口とを有する吐出手段と、上記各圧力発生素子に供給される電流値を制御し、上記吐出口より上記液滴を吐出するときの吐出角度を制御する吐出制御手段とを備える液体吐出装置の液体吐出方法において、

上記各圧力発生素子のうちの 1つに供給される電流を基準にし、この基準電流が供給される圧力発生素子以外の圧力発生素子に、上記基準電流と略同じ電流値の電流、若しくは上記基準電流に対して ± 10%以内の電流値差を有する電流を供給することを特徴とする液体吐出方法。

[5] 5.上記基準電流が供給される圧力発生素子以外の圧力発生素子に、上記基準電流に対して ±8%以内の電流値差を有する電流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。

[6] 6.上記吐出手段の吐出口を、略ライン状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。