JP4835018B2 - 液体吐出ヘッド及び液体吐出装置 - Google Patents

Description

本発明は、液体吐出部の並び方向において、液体吐出部を千鳥配列したときであっても、着弾したドット列がほぼ一直線上に並ぶようにした液体吐出ヘッド及び液体吐出装置に関するものである。

液体吐出装置等で、できるだけ微細なピッチでノズル（ノズルを有する液体吐出部）列を実現しようとするとき、一本の直線に沿ってノズルを並べると、隣接するノズル間の距離とノズルピッチとが等しくなる。これに対し、複数の直線に沿ってノズル毎に順次千鳥状に並べると、ノズル間の距離は、ノズルピッチより大きくすることができる。

図２２は、このときの状態を示す図であり、（Ａ）はノズルを直線配列したときの例であり、（Ｂ）は、ノズルを千鳥配列したときの例を示す図である。
図２２（Ｂ）においては、２つのノズル列Ｒ１及びＲ２を有する。ここで、ノズル列Ｒ１とＲ２との間の距離はδである。また、ノズルの並び方向のピッチは、（Ａ）と同じＰである。
したがって、（Ａ）ではノズル中心間の距離（ノズルピッチ）はＰだが、（Ｂ）の場合は隣接するノズル中心間距離は、「√（Ｐ^２ ＋δ^２ ）」となるので、（Ａ）の場合よりも長い距離をとることができる。

この効果は、（Ａ）及び（Ｂ）のそれぞれの下段に表示された着弾ドット列にも反映される。すなわち、通常、インク液滴が記録媒体上に着弾したときのドットは、ほぼ円形状として残り、少なくとも通常のインクジェットヘッドの場合は、その径が記録ピッチにほぼ等しい液適量に選定される。このため、（Ａ）の場合は、隣接するドット同士がほぼ接する配列になる。これに対し、（Ｂ）の場合は、千鳥状に配列され、互いに隙間ができる。

また、ノズルから吐出されるインク液滴の飛翔方向を、ノズルの中心を通る法線方向に一致させるため又は近づけるために、種々の方法が開示されている。
例えば、ノズルの中心線を、抵抗器の中心よりもインク供給側にオフセットを持たせる方法（特許文献１）や、それとは反対方法、すなわちノズルの中心線を、インク液室の中心よりもインク液室の奥側に配置する方法（特許文献２）等が提案されている（なお、上記のように、特許文献１と特許文献２とでは、ノズルの中心をずらす方向が逆になっている）。
特許第２７２０９８９号公報 特開２０００１−１００５６号公報

ところで、ノズル列間距離δをとった千鳥配列のヘッドを用いてノズル面に垂直にインク液滴を吐出すると、当然の結果として、隣り合わせになるドット間には、ノズルの千鳥配列間の距離δと同程度のずれσを生ずる（図２２（Ｂ）参照）。
ここで、ノズル側の千鳥配列間の距離δと、吐出された液滴により形成されたドット列間の距離σは、厳密には同じではない。その理由は、次の２つの要因による。

第１に、インク液滴の吐出角度は、一定値でないからである。
通常、インク液滴は、ノズルを離れた後、空気中を飛翔して着弾するので、ノズルを離れる際にもノズル表面（特にオリフィス近傍）の些細な汚れによる濡れ性の差やゴミの付着、ノズルのわずかな形状の違いなどによってノズル毎に吐出方向も変動し、ミクロ的に観察すれば全て異なる吐出角度でノズル面から吐出され、記録媒体上に着弾すると考えられる。すなわち、ノズル列間の距離がδであっても、着弾したドット列間の距離がδにはならず、変動分を含んだσとして定義されるのが妥当だからである。もちろんノズルと記録媒体間の距離が小さければ、ドット列間の距離σは、ノズル配列間の距離δに近い値となる。

また、第２に、ヘッドと記録媒体とが相対的に移動するからである。
ここで、各ノズルへのインク供給は、通常、共通流路を介して行われるので、複数のノズルからインク液滴を一斉に吐出させると、干渉問題が生じる（干渉でインク供給時の圧力が変動する）。干渉による圧力変動は、インクを供給する際に共通流路を使用すると生じやすい一般的な問題で、インクジェットプリンタ等では濃度ムラなどの画質劣化につながる場合がある。

そこで、この問題を、実用上支障がない範囲に抑えるために、例えばインクジェットプリンタでは数１００の単位で存在するノズルを幾つかのグループ（例えば吐出で失われるインクの補充時間などの制約から、３２個、あるいは６４個等）に分けて、グループ毎で同時に吐出をするノズルが存在したとしても、グループの中では同一時刻には１個のノズルのみからしか吐出しないようにしている（サーマル方式の場合は、さらに、発熱素子に供給する電流集中問題もある）。

このように、一度、特定のノズルから吐出が行われると、次に同じノズルから再度吐出を行うことができるまでにはリフィル期間（吐出で失われる液体を補充する期間）が必要となり、この期間中は、その（吐出した）ノズルから十分離れたところのノズルを交互、あるいは順次吐出させている。そして、この間に記録媒体をヘッドに対して相対的に静止させて１サイクルを完了させる方法と、この間も連続して記録媒体をヘッドに対して相対的に移動させる方法とがある。

前者の方法では、１サイクルでのドット配置は、物理的なノズルの配置に上記第１の点で述べた要素が加わったものとなり、一般には、ほとんどノズル配置と同じドット配列が得られる。
一方、後者の場合には、各ドットが着弾するごとに少しずつノズル配列のパターンからずれることになる。

図２３は、この状態を図示したものであり、（Ａ）は相対移動がないものを示し、（Ｂ）は、相対移動があるものを示す。
図２３の例では、吐出はノズル配列の「１」→「３」→「５」→「２」→「４」→「６」順で巡回しているものとし、吐出サイクルの各数字はサイクル中の吐出順を示している（この例ではグループ数は１で、グループ規模が６ということになる）。

図２３の例で明らかなように、（Ａ）のように１吐出サイクル中に記録媒体とヘッドとの間に相対移動がなければノズル配列とドット配列は似た（この場合は直線）ものになる。
これに対し、（Ｂ）のように、ヘッドと記録媒体とが相対移動する場合には、相対移動速度によっても、ノズルからの吐出順によっても影響受け、ドット配列がノズル配列と同じ形状の配列にならないという問題がある。

図２３（Ｂ）では、ヘッドと記録媒体との相対速度が速い場合を図示しているが、実際のインクジェットプリンタでは、ヘッドと記録媒体のずれる距離は、最速でも１吐出サイクルに１画素、すなわち丁度ノズルピッチＰと同じに設定される。
さらに高画質を求める場合には（１画素内に複数のドットを配置するためには）、複数の吐出サイクル期間が１ノズルピッチＰの距離になるようにヘッドと記録媒体の相対速度が選ばれる。これにより、図２２（Ｂ）のドット配列は、実際に近い状態を表していることになる。

インクジェットプリンタの場合、実質的にノズル配列とドット配列が同じ形をしている状態で丁度ドット１列分を描くための記録信号が各ノズルに順次与えられたとすると、直線配列であればドットの直径に相当する線幅の直線（ミクロで見ればほぼ円形のドットの集まり）が引けることになるが、千鳥配列ではドットが縦方向に２列並ぶので、線幅が２倍になってしまうという問題がある。
ただし、同じ側のドットは一つ置きに並ぶので、それぞれの側のドット中心を通る濃度が半分になった線が２本接するように並ぶのであって、濃度的に２倍太く見えるわけではない。

実際に、ドット径が極めて小さく、ノズルピッチＰが十分小さければ、両者の差は極めて小さく、肉眼では見分けがつかない程度である。しかし、原理的にはヘッドと記録媒体との相対移動方向の解像度が低下しているので、Ｐの値によっては問題となる場合ある。

ヘッドと記録媒体との相対位置がステップ状に移動する図２３（Ａ）の方式では、通常、相対移動期間中は、吐出を行わない。したがって、吐出を行う時は、ヘッドと記録媒体とが静止状態にあるため、先の方法は使用できず、千鳥配列のノズルであればドット配列も千鳥のままとなるが、紙送りを半分のピッチで送り、吐出信号もそれに合わせれば、ドット列を直線配列に修正することができる。
しかし、ステップ状にヘッドや記録媒体を送る方式は、騒音が発生しやすく、特に高速で記録を行う場合には、騒音問題が一段と厳しくなるという問題がある。

これに対し、ヘッドと記録媒体との相対位置が連続的に移動する図２３（Ｂ）の方式であれば、ノズルに与える吐出信号の発生タイミングを２種類持たせ、千鳥配列のノズルのうち、一方側だけ吐出時間を遅らせ、遅れによって発生する記録媒体上の距離が他方側のドットに並ぶようにすることで着弾されるドット列を、千鳥配列から直線配列に修正することができる。すなわち、図２２（Ｂ）中、σ＝０にできる。

しかし、この方式では、ヘッドと記録媒体との間の相対速度が変化すると、ドット配列も変わってしまう（ヘッドと記録媒体の相対移動方向の伸縮が発生する）ので、例えば記録方式を変化させるときは、それに伴って吐出タイミング（実際にはメモリーで制御）を変化させなければならないという問題がある。

したがって、本発明が解決しようとする課題は、ノズルが千鳥配列された構造を有する液体吐出ヘッド又は液体吐出装置において、ヘッドと記録媒体間の相対移動速度や、記録媒体の搬送方式に左右されることなく、ドット配列を一直線に近づけることである。

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、液滴を吐出するノズルを有する液体吐出部を複数配列した液体吐出ヘッドであって、前記液体吐出部は、前記ノズルと、前記ノズルの下側に配置され、吐出すべき液体に吐出圧力を付与する吐出圧力発生素子とを備え、前記ノズルを、距離δを隔てて平行に配置された２本の仮想直線Ｒ１及びＲ２にそれぞれ沿うように配置するとともに、前記仮想直線Ｒ１と前記仮想直線Ｒ２とにそれぞれ配置された隣り合う２つの前記ノズルの前記仮想直線Ｒ１及びＲ２方向における距離を一定値Ｐに形成し、前記仮想直線Ｒ１とＲ２にそれぞれ配置された隣り合う前記液体吐出部の前記吐出圧力発生素子の吐出圧力を発生させる中心点間の距離であって前記仮想直線Ｒ１及びＲ２に直交する方向における距離δ’は、前記距離δよりも長くなるように形成されているとともに、前記仮想直線Ｒ１に沿って配列された前記液体吐出部は、すべて前記仮想直線Ｒ２方向に偏向して液体が吐出されるように形成されており、前記仮想直線Ｒ２に沿って配列された前記液体吐出部は、すべて前記仮想直線Ｒ１方向に偏向して液体が吐出されるように形成されている。

上記発明においては、仮想直線Ｒ１側の液体吐出部から吐出される液体は、すべて仮想直線Ｒ２側に吐出される。一方、仮想直線Ｒ２側の液体吐出部から吐出される液体は、すべて仮想直線Ｒ１側に吐出される。したがって、液体が着弾して形成されたドット列の中心間距離は、仮想直線Ｒ１とＲ２との間の距離よりも短くなる。

なお、本発明及び本実施形態において、「平行」、「直交」、「９０度」又は「ゼロ」のような表現は、理論上（数学上）、完全に「平行」、「直交」、「９０度」又は「ゼロ」を意味するものではなく、実際に装置を製造したときの製造誤差等の範囲でのズレを許容する意味（実質、略を含む意味）である。
同様に、「直線」は、数学上の直線のみならず、実質的に又はほぼ直線とみなすことができる線を含む意味である。

本発明の１つである請求項１の発明によれば、形成されるドット列が２本の仮想直線上に配列される場合、そのドット列間の距離を、仮想直線Ｒ１及びＲ２との間の距離よりも短くしたり、あるいは、ドット列間の距離を、実質上ゼロにすることも可能である。

以下、図面等を参照して、本発明の実施形態について説明する。
本発明における液体吐出ヘッドは、下記実施形態では、例えば図１に示すように、インクジェットプリンタの（インクジェット）ヘッド１１に相当するものである。また、下記実施形態において、吐出圧力発生素子として発熱素子（より具体的には発熱抵抗体）１３を使用したサーマル方式のヘッド１１となっている。さらにまた、インクを収容する液室がインク液室１２で、ノズル１８から液滴として吐出される微少量（例えば、数ピコリットル）のインク（液体）がインク液滴である。さらに、インク液滴の着弾対象物（液体着弾対象物）が記録媒体（記録用紙等）である。

また、以下の実施形態の説明における記号は、以下の意味で使用する。
Ｒ１：ノズル１８の配列方向に平行な直線であって、１つおきのノズル１８の中心が位置する仮想直線。この仮想直線Ｒ１に配列された複数のノズルをノズル列Ｒ１という。
Ｒ２：ノズル１８の配列方向（及び仮想直線Ｒ１）に平行な直線であって、ノズル１８の中心線が仮想直線Ｒ１上にない１つおきのノズル１８の中心が位置する仮想直線。この仮想直線Ｒ２に配列された複数のノズルをノズル列Ｒ２という。
Ｐ：ノズル１８の配列方向におけるノズル中心間の間隔であり、仮想直線Ｒ１上に配置されたノズル１８と、そのノズル１８と隣り合う仮想直線Ｒ２上に配置されたノズル１８との、仮想直線Ｒ１及びＲ２方向における距離（ノズルピッチ）。
δ：仮想直線Ｒ１とＲ２との間の距離であって、仮想直線Ｒ１及びＲ２に対して直交する方向における距離（ノズル列間距離）。

Ｑ１：仮想直線Ｒ１上のノズル１８に対応する発熱素子１３の圧力中心ライン。なお、発熱素子１３の図心を結ぶ図心ラインとは異なる。
Ｑ２：仮想直線Ｒ２上のノズル１８に対応する発熱素子１３の圧力中心ライン。なお、発熱素子１３の図心を結ぶ図心ラインとは異なる。
δ’：圧力中心ラインＱ１と圧力中心ラインＱ２との間の距離であって、ノズル１８の配列方向（仮想直線Ｒ１及びＲ２）に直交する方向における距離。
Ｈ：ノズル面と記録媒体間の距離。
Ｓ１：仮想直線Ｒ１側のノズル１８から吐出されたインク液滴により形成されたドット列の中心を結ぶ直線。この直線Ｓ１に配列された複数のドットをドット列Ｓ１という。
Ｓ２：仮想直線Ｒ２側のノズル１８から吐出されたインク液滴により形成されたドット列の中心を結ぶ直線。この直線Ｓ２に配列された複数のドットをドット列Ｓ２という。
σ：ドット列Ｓ１とドット列Ｓ２との間の距離であって、ノズル１８の配列方向（仮想直線Ｒ１及びＲ２）に直交する方向における距離（ドット列間距離）。

α、β：ノズル１８からノズル面に対して垂直にインク液滴が吐出されたときの吐出方向と、実際にノズル１８からインク液滴が吐出されたときの吐出方向とのなす角度。
ｈｃ：ノズル１８の中心と発熱素子１３の図心とのずれ量であって、ノズル１８の配列方向に対して直交する方向における距離（オフセット量）。
Ｄｙ：ノズル１８からノズル面に対して垂直にインク液滴が吐出され、それが記録媒体に着弾して形成されたノズル列の中心と、実際にノズル１８からインク液滴が吐出され、それが記録媒体に着弾して形成されたノズル列の中心との間の距離であって、ノズル列の配列方向（ノズル１８の配列方向、又は仮想直線Ｒ１及びＲ２の方向）に対して直交する方向における距離（偏向量）。

図１は、本実施形態のヘッド１１を示す部分斜視図である。
図１に示すように、ヘッド１１は、基板部材１４となる半導体基板１５にバリア層１６が積層され、このバリア層１６にノズル板（ノズルシート）１７が貼り合わされることによって構成される。なお、図１では、説明の便宜上、ノズル板１７を分解して図示している。また、以下の説明において、ヘッド１１からノズル板１７を除いた部分を、ヘッドチップ１９と称する。

ここで、半導体基板１５は、シリコン、ガラス、セラミックス等からなるものである。そして、発熱素子１３は、この半導体基板１５の一方の面（図１では上面）に、半導体や電子デバイス製造技術用の微細加工技術を用いて析出形成（例えば、発熱素子１３となる材料をプラズマによるスパッタリング法によって成膜）したものであり、同様にして半導体基板１５に形成された導体部（図示せず）を介して、同じく内部に設置された駆動回路、制御ロジック回路等を経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、半導体基板１５における発熱素子１３側に形成されたものであり、発熱素子１３の周辺部を除いた部分に、感光性樹脂でパターニング形成されている。すなわち、バリア層１６は、例えば、感光性環化ゴムレジストや露光硬化型のドライフィルムレジストからなっており、半導体基板１５の発熱素子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り、不要な部分が除去されることによって形成される。

さらに、ノズル板１７は、複数のノズル１８が配列されるように、例えば、ニッケル（Ｎｉ）による電鋳技術によって形成されたものである。そして、ノズル板１７の各ノズル１８の位置と、半導体基板１５上の各発熱素子１３の位置とが対応するように位置決めがなされ、バリア層１６上に貼り合わされる。

また、ノズル１８は、距離（ノズル１８列間距離）δだけ隔てて平行に配置された２本の仮想直線Ｒ１及びＲ２に配置されるように（ノズル１８の中心軸が仮想直線Ｒ１及びＲ２上にあるように）配置されている。そして、隣り合うノズル１８は、それぞれ仮想直線Ｒ１とＲ２とに交互に配置されている。また、隣り合うノズル１８の仮想直線Ｒ１及びＲ２方向におけるピッチ（ノズルピッチ）は、Ｐに設定されている。なお、このように仮想直線Ｒ１とＲ２とに交互にノズル１８を配置したときの配列を「千鳥配列」と称する。

各インク液室１２は、発熱素子１３を囲むようにして、半導体基板１５とバリア層１６とノズル板１７とで構成される。すなわち、半導体基板１５及び発熱素子１３は、インク液室１２の天壁を構成し、バリア層１６は、インク液室１２の３つの側壁を構成し、ノズル板１７は、インク液室１２の底壁を構成する。なお、図１では、各発熱素子１３と各ノズル１８との位置関係が明らかとなるように、ヘッド１１の上下関係を逆転させてある。

また、各インク液室１２は、図１中、右下方向に開口領域を有しており、この開口領域が共通のインク流路に連通する。そのため、インクタンク（図示せず）内のインクは、共通のインク流路を通り、それぞれの開口領域から各インク液室１２内に供給されることとなる。
なお、以上のインク液室１２、発熱素子１３、及びノズル１８を含む部分を、「液体吐出部」と称する。すなわち、ヘッド１１は、液体吐出部が複数配列されたものである。

図２は、本実施形態のラインヘッド１０を示す平面図である。
図２のラインヘッド１０では、４つのヘッド１１（「Ｎ−１」、「Ｎ」、「Ｎ＋１」、「Ｎ＋２」）を図示している。このように、ヘッド１１が並設されている。ここで、図２に示すラインヘッド１０は、ヘッドチップ１９を複数並設し、複数のノズル１８が形成された１枚のノズル板１７を貼り合わせることによって構成されている。

そして、このラインヘッド１０は、隣接するヘッド１１の各端部にあるノズル１８も含め、各ノズル１８が同一ピッチＰで配列されている。すなわち、Ａ部詳細として示すように、Ｎ番目のヘッド１１の右端部にあるノズル１８と、Ｎ＋１番目のヘッド１１の左端部にあるノズル１８とのピッチＰがそれぞれのヘッド１１における各ノズル１８ピッチＰと等しくなるように、各ヘッド１１が配置される。

また、このようなラインヘッド１０を必要数だけノズル１８の配列方向と直交する方向に並べてヘッド列を構成し、ヘッド列ごとに異なる色のインクを供給することによってカラー印画に対応させることもできる。例えば、ヘッド列を、Ｙ（イエロー）、Ｍ（マゼンタ）、Ｃ（シアン）、Ｋ（ブラック）の４列構成とすれば、カラー対応のインクジェットプリンタとすることができる。

そして、各ヘッド１１列にそれぞれ結合された４色のインクタンク（図示せず）から各色のインクを供給することにより、図１に示すインク液室１２にインクを収容し、その後、印画データに基づいて、発熱素子１３に短時間（例えば、１〜３μｓｅｃ）だけパルス電流を流せば、その発熱素子１３が急速に加熱され、発熱素子１３と接する部分のインクに膜沸騰による気泡を発生させることができる。これにより、その気泡の膨張によって所定の体積のインクが押しのけられることとなり、押しのけられたインクと同等の体積のインクがノズル１８からインク液滴として吐出され、記録媒体に着弾され、ドット列を形成する。このドット列を多数形成することで、画像を形成する。

次に、インク液滴の吐出方向について説明する。
図３は、従来のインク液滴の吐出方向（図中、（Ａ））と、本実施形態によるインク液滴の吐出方向（図中、（Ｂ）及び（Ｃ））とを対比して示す図である。
図３では、ノズル板１７を上、記録媒体を下として図示するとともに、千鳥配列の構造を有するヘッド１１において、ノズル１８から吐出されるインク液滴が記録媒体に向けて着弾した状態を側面から見たものである。

図３中、（Ａ）では、ノズル１８からインク液滴が吐出される際にノズル板１７の表面（ノズル面）の法線に沿って吐出された例であり、ドット列間距離σ＝ノズル列間距離δとなるので、記録媒体に形成されたドット列をノズル面側から見ると、図２２（Ｂ）の下の図のようなものとなる。

これに対し、図３（Ｂ）は、本実施形態の一般的な場合を図示している。互いの列のノズル１８から吐出されるインク液滴の吐出方向を何らかの手段で偏向させ、ドット列間距離σがノズル列間距離δより短くすることで、例えばドット配列が、（Ａ）の場合に比べて視覚的に目立ちにくくしたものである。

さらに、図３（Ｃ）は、本実施形態の特殊な場合の１つであって、インク液滴の吐出方向を調整し、ドット列間距離σ＝０、すなわちノズル列は千鳥配列であっても、記録媒体に形成されるドットは、１本の直線に沿って配列されるようにしたものである。

このように、従来技術では、ノズル面に対してできる限り直角に、すなわちノズル面の法線に沿って真っ直ぐに吐出させるのが良好な記録結果を得る方法とされていた（従来技術の特許文献１及び特許文献２からもそれが伺える）。
これに対して、本実施形態では、吐出方向を法線方向から意図的にずらし、記録媒体上に形成されるドット配列が望ましい配列となるように、インク液滴の吐出方向を調整している。
そして、ノズル１８の配列や、ノズル面と記録媒体との間の距離Ｈも定まっている場合で、かつ、求められるドット配列が決まると、ノズル１８の並び方向に直交する方向のインク液滴の吐出方向は、それぞれのノズル１８に関して一義的に定まることになる。実際に求められるインク液滴の吐出角度がどの程度の値であるかを計算すると、以下のようになる。

先ず、図３（Ｃ）に基づいて、実用的なインクジェットプリンタの例で考えると、例えば記録媒体とノズル面との間の距離Ｈは、２．０（ｍｍ）であり、ノズルピッチＰは、６００ＤＰＩで４２．３（μｍ）である。また、ノズル列間距離δも４２．３（μｍ）とする。このとき、インク液滴の吐出角度を「９０＋β」度としたとき、
β＝ｔａｎ^−１（δ／２Ｈ）＝ｔａｎ^−１（４２．３／４０００）＝０．０１０５７５（ｒａｄ）＝０．６０５８８（度）
となる。
この程度の角度を偏向するのであれば、例えばサーマル方式では、ノズル１８の中心と発熱素子１３の中心とを、ノズル１８の配列方向に直交する方向にごくわずかずらすことで実現することができる。

次に、ヘッド１１と記録媒体との相対移動の影響について説明する。
ヘッド１１と記録媒体とは相対移動するが、特に本実施形態では、ヘッド１１が固定され、記録媒体が搬送されることで、ヘッド１１と記録媒体とが相対移動する。
この相対移動を考慮すると、記録媒体上でドットの中心が誤差の範囲内で一直線に並ぶようにするには、インク液滴の吐出順を考慮して、ノズル１８の配列を予めずらす必要がある。

しかし、ヘッド１１と記録媒体とが相対移動する距離が、ノズル列間距離δに対して十分に小さければ、ヘッド１１と記録媒体との相対移動を無視できる程度に小さいものとなる。
そして、本実施形態では、ドット列が形成されたときに、１つおきのノズル１８、すなわち、２本の仮想直線Ｒ１及びＲ２のいずれか一方の仮想直線にあるノズル１８からインク液滴が吐出されて形成されたドット列と、他方の仮想直線にあるノズル１８からインク液滴が吐出されて形成されたドット列とのそれぞれの中心を通る２本の（近似）直線間の距離σと、仮想直線Ｒ１とＲ２との間の距離δとの関係が、σ＜δとなるようにしたものである。

次に、どのような手段を用いて吐出方向を偏向させるか（仮想直線Ｒ１上にあるノズル１８の吐出方向、又は仮想直線Ｒ２上にあるノズル１８の吐出方向のうち、少なくとも一方の吐出方向を、他方の仮想直線側にずらす方法）について説明する。
図４は、インク液滴の吐出方向を偏向させない場合（図中、（Ａ））と、インク液滴の吐出方向を偏向させる場合に考えられる２つの方法（図中、（Ｂ）及び（Ｃ））を示す図である。

ここで、図４中、「圧力中心」とは、発熱素子１３が作動してインク液滴をノズル外に押し出すような圧力が働いたときに、ノズル面に平行する圧力成分がゼロで、ノズル面を加圧する方向だけに圧力が発生する点である。いいかえれば、インク液滴をノズル面の法線に沿って真っ直ぐに吐出できるような発熱素子１３上の点であり、発熱素子１３上の圧力ベクトルが、発熱素子１３表面の法線方向になる点である。

先ず、図４（Ａ）は、インク液滴の吐出方向が偏向しない場合である。この場合には、仮想直線Ｒ１側にあるノズル１８と、仮想直線Ｒ２側にあるノズル１８のとの間の列間距離δが、形成されたドット列の中心間距離σに等しい場合である。
これに対し、図４（Ｂ）では、仮想直線Ｒ１と仮想直線Ｒ２との中間に位置する仮想直線に沿ってノズル板１７を折り曲げ、仮想直線Ｒ１側にあるノズル１８から吐出されるインク液滴を仮想直線Ｒ２側に角度αだけ偏向させるとともに、反対側も同様に、仮想直線Ｒ２側にあるノズル１８から吐出されるインク液滴を仮想直線Ｒ１側に角度αだけ偏向させたものである。そして、形成されるドット列を、１つの仮想直線（仮想直線Ｒ１と仮想直線Ｒ２との中間に位置する仮想直線を、記録媒体に投影した直線）上に整列するようにしたものである。

しかし、ノズル板１７は、例えば精密機器の組立てや半導体工程を考慮すると、一般に平面しか形成できないので、図４（Ｂ）のようなノズル板１７の加工は、現実にはほとんど実現することができない。

また、図４（Ｃ）は、仮想直線Ｒ１上に配列される各ノズル１８に対応する各発熱素子１３の圧力中心を結ぶ直線を、仮想直線Ｒ２から遠ざかる方向（図中、矢印方向）にずらしたものである。同様に、仮想直線Ｒ２上に配列される各ノズル１８に対応する発熱素子１３の圧力中心を結ぶ仮想直線を、仮想直線Ｒ１から遠ざかる方向（図中、矢印方向）にずらしたものである。

すなわち、仮想直線Ｒ１側に配列された液体吐出部における発熱素子１３の圧力中心を結ぶラインＱ１と、仮想直線Ｒ２側に配列された液体吐出部における発熱素子１３の圧力中心を結ぶラインＱ２との間の距離δ’を、ノズル１８列間の距離δより長くなるように形成されている。
このように形成することで、仮想直線Ｒ１側の液体吐出部から吐出されたインク液滴により形成されるドット列と、仮想直線Ｒ２側の液体吐出部から吐出されたインク液滴により形成されるドット列とは、ともに、１本の仮想直線に整列させることができる。

次に、液体吐出部の具体的構造について説明する。
図５（Ａ）、（Ｂ）は、いずれも、発熱素子１３、ノズル１８及びバリア層１６の形状を示す図である。
図５中、（Ａ）は、発熱素子１３の周囲３方をバリア層１６で塞ぐとともに、１方のみ開口した（図１で示した）インク液室１２の構造であり、開口された一方からインク液室１２に液体が供給される構造のものである。この構造では、一方のみが開口されているので、吐出圧力が高く、したがって吐出速度も速いという特徴を有する。
なお、この場合の圧力中心は、発熱素子１３の図心（幾何学的中心）から奥側にずれると考えられる。

また、図５中、（Ｂ）は、発熱素子１３間に隔壁（バリア層１６）を設けたものである。これにより、各発熱素子１３の並び方向における両側に、発熱素子１３を挟んで対向するように隔壁（バリア層１６）が設けられる。したがって、この方式では、（Ａ）と異なり、発熱素子１３の３方が囲まれていない構造となる（加圧溝方式）。
そして、この構造では、発熱素子１３上での気泡発生時の圧力そのものが（Ａ）に比べて下がるとともに、（Ａ）と異なり、発熱素子１３上の圧力中心のずれがほとんどなくなり、原理的には、発熱素子１３の図心中心が圧力中心になると考えられる。そして、発熱素子１３の圧力中心を通るノズル面の法線が、ノズル１８の中心を通るようにすれば、インク液滴は、法線に沿って吐出される確率が最も高くなると考えられる。

さらにまた、図５（Ａ）、及び（Ｂ）のそれぞれの液体吐出部構造を用いて、サーマル方式で千鳥配列を実現するには以下の３つの方法が挙げられる。以下、それらについて説明する。
図６（Ａ）、（Ｂ）は、いずれも、図５（Ａ）のインク液室１２の構造を適用して配列した場合を示す図である。
そして、図６（Ａ）では、インク液室１２の開口方向を同一方向に向け、共通流路からの位置をノズル１８の並びに沿って交互にノズル列間距離δだけ隔てて並べたものである（整列型）。図６では、上述した「圧力中心」を併せて図示している。ただし、図面で表されたズレ量が実際のズレ量に相当するものではない。

図６（Ａ）の例では、各インク液室１２から矢印方向にインク液滴を吐出する必要があるので、図６（Ａ）においてノズル列Ｒ１上のノズル１８からの吐出は、ノズル１８の中心よりも圧力中心が上側に位置し、ノズル列Ｒ２上のノズル１８からの吐出は、ノズル１８の中心よりも圧力中心が下側に位置することになる。これにより、ノズル列Ｒ１及びＲ２上に配列されたノズル１８からのインク液滴の吐出方向を、互いに内向きにすることができる。

これに対し、図６（Ｂ）の例では、ノズル列Ｒ１上に位置するインク液室１２の開口部と、ノズル列Ｒ２上にあるインク液室１２の開口部とが互いに向き合う構造である（対向型）。
この構造では、インク液室１２の内部だけを考えると、単に同じ構造のインク液室１２が向きを変えているだけであるので、インク液室１２の奥の壁／圧力中心／ノズル１８の関係全てが同じものを逆向きに配置すれば良いという利点がある。

圧力中心点が２本のノズル列Ｒ１とＲ２とで挟まれる領域の外側になることは、（Ａ）、（Ｂ）両方式で同一であるが、（Ｂ）の構造では、いずれのインク液室１２の奥側の壁も、２本のノズル列Ｒ１及びＲ２で挟まれる領域外となり、結果的に発熱素子１３の圧力中心から見て発熱素子１３の長い部分が２つのノズル列Ｒ１とＲ２の内側に向き合う形となり、同じノズル列間距離δであれば、発熱素子１３間の距離がその分だけ整列型に比べ短くなる特徴がある。

また、図５（Ｂ）の構造を、ノズル１８の千鳥配列に適用することが考えられる。
図７は、図５（Ｂ）の構造で千鳥配列を適用した例を示す平面図である（加圧溝方式）。
上記のインク液室１２の方式との主な違いは、加圧溝方式では、発熱素子１３の図心と圧力中心とが実質的に同じ点になることである。
このため、ノズル列Ｒ１及びＲ２に沿って圧力中心を配置すると、圧力中心とノズル１８との位置関係は、対向型（図６（Ｂ））と似たようなものとなるが、ノズル列間距離δを同じにすると、加圧溝方式では、図６の構造より発熱素子１３の圧力中心間距離δ’が近づくこととなる。

以上のように、サーマル方式でノズル列間距離δを一定にした千鳥配列であっても、適用される吐出方式が異なると、発熱素子１３上の圧力中心が変わるので、発熱素子１３の配置や、発熱素子１３の図心とノズル１８の中心の位置関係が変わる。

また、インク液滴が記録媒体に着弾することで形成されるドット列としては、主として以下の２つが挙げられる。
図８（Ａ）、（Ｂ）は、それぞれドット列を示す平面図である。なお、図８では、横方向がノズル１８の並び方向であり、縦方向がヘッド１１と記録媒体との相対移動方向である。

ヘッド１１と記録媒体との相対速度を、１吐出サイクルに一致させて連続して記録すると、ドット列間距離σはゼロとなり、ほぼ１本の直線上にドット列が整列することとなる。図８（Ａ）は、この場合を示している（正方格子配列）。
これに対し、図８（Ｂ）は、ドット列間距離σが、ドットピッチＰの１／２にするように設定された例である（千鳥配列）。

ところで、本発明は、ノズル１８の並び方向に直交する方向において、インク液滴の吐出方向を制御し、ノズル列間距離δよりもドット列間距離σの方が短くなるようにするものである。
ここで、本件出願人により既に提案されている技術（例えば、特開２００４−１３６４号公報、特開２００４−５８６４９号公報、又は特開２００４−１３６６２８号公報等）を用いて、ノズル１８の並び方向におけるインク液滴の吐出方向を制御する技術を組み合わせることが可能である。
以下、その構造の一実施形態について説明する。

先ず、１つの液体吐出部には、例えば２つの（２分割された）発熱素子１３が設けられている。そして、その２つの発熱素子１３の並び方向は、ノズル１８の配列方向である。なお、図１では、１つのインク液室１２内に２つの発熱素子１３が並列されたものを図示している。
また、「２分割された」とは、２つの発熱素子１３が物理的に完全に分離しているもののみを意味するものではなく、一部で連結されているものも含まれる。例えば、２つの発熱素子１３は、平面的に見たときに略凹形をなしており、その略凹形の両先端部と、中央の折り返し（変曲）部分に電極を設けることで、実質的に、２つの発熱素子１３が２分割されたような形状をなすものである。

また、１つのインク液室１２内に２分割された発熱素子１３を備えた場合には、各々の発熱素子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。２つの発熱素子１３の気泡発生時間に時間差が生じると、インク液滴の吐出角度は垂直でなくなり、インク液滴の吐出方向が偏向し、インク液滴の着弾位置が垂直位置からずれることとなる。

そこで、この特性を利用し、２つの発熱素子１３を直列に接続して、その中点（又は中継点）に電流を出入りさせ、発熱素子１３に流れる電流量のバランスを変えることで、２つの発熱素子１３上の気泡発生時間に時間差が生じるように（異なる時刻に気泡が発生するように）制御して、インク液滴の吐出方向を、ノズル１８の並び方向に偏向させる。

さらに、例えば２分割した発熱素子１３の抵抗値が製造誤差等により同一値になっていない場合には、２つの発熱素子１３に気泡発生時間差が生じるので、インク液滴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、２分割した発熱素子１３に流す電流量を変えることにより、各発熱素子１３上の気泡発生時間を制御し、２つの発熱素子１３の気泡発生時間を同時にすれば、インク液滴の吐出角度を垂直にすることも可能となる。

例えばラインヘッド１０において、特定の１又は２以上のヘッド１１全体のインク液滴の吐出方向を、本来の吐出方向に対して偏向させることにより、製造誤差等によってインク液滴が記録媒体の着弾面に垂直に吐出されないヘッド１１の吐出方向を矯正し、垂直にインク液滴が吐出されるようにすることができる。

また、１つのヘッド１１において、１又は２以上の特定の液体吐出部からのインク液滴の吐出方向だけを偏向させることが挙げられる。例えば、１つのヘッド１１において、特定の液体吐出部からのインク液滴の吐出方向が、他の液体吐出部からのインク液滴の吐出方向に対して平行でない場合には、その特定の液体吐出部からのインク液滴の吐出方向だけを偏向させて、他の液体吐出部からのインク液滴の吐出方向に対して平行になるように調整することができる。

さらに、以下のようにインク液滴の吐出方向を偏向させることができる。
例えば、隣接する液体吐出部「Ｅ」と液体吐出部「Ｅ＋１」とからインク液滴を吐出する場合において、液体吐出部「Ｅ」及び液体吐出部「Ｅ＋１」からそれぞれインク液滴が偏向なく吐出されたときの着弾位置を、それぞれ着弾位置「ｅ」及び着弾位置「ｅ＋１」とする。この場合には、液体吐出部「Ｅ」からインク液滴を偏向なく吐出して着弾位置「ｅ」に着弾させることができるとともに、インク液滴の吐出方向を偏向させて着弾位置「ｅ＋１」にインク液滴を着弾させることもできる。
同様に、液体吐出部「Ｅ＋１」からインク液滴を偏向なく吐出して着弾位置「ｅ＋１」に着弾させることができるとともに、インク液滴の吐出方向を偏向させて着弾位置「ｅ」にインク液滴を着弾させることもできる。

このようにすることにより、例えば液体吐出部「Ｅ＋１」に目詰まり等が生じてインク液滴を吐出することができなくなった場合には、本来であれば、着弾位置「ｅ＋１」にはインクを着弾させることができず、ドット欠けが生じ、そのヘッド１１は不良とされてしまう。
しかし、このような場合には、液体吐出部「Ｅ＋１」に隣接する他の液体吐出部「Ｅ」、又は液体吐出部「Ｅ＋２」によりインクを偏向させて吐出し、インク液滴を着弾位置「ｅ＋１」に着弾させることが可能となる。

図９は、インク液滴の吐出方向を偏向する手段を具体化した回路図である。先ず、この回路に用いられる要素及び接続状態を説明する。
図９において、抵抗Ｒｈ−Ａ及びＲｈ−Ｂは、上述した、２分割された発熱素子１３であり、両者は直列に接続されている。電源Ｖｈは、抵抗Ｒｈ−Ａ及びＲｈ−Ｂに電流を流すための電源である。

図９に示す回路では、トランジスタとしてＭ１〜Ｍ２１を備えており、トランジスタＭ４、Ｍ６、Ｍ９、Ｍ１１、Ｍ１４、Ｍ１６、Ｍ１９及びＭ２１はＰＭＯＳトランジスタであり、その他はＮＭＯＳトランジスタである。図９の回路では、例えばトランジスタＭ２、Ｍ３、Ｍ４、Ｍ５及びＭ６により一組のカレントミラー回路（以下、「ＣＭ回路」と略称する。）を構成しており、合計４組のＣＭ回路を備えている。

この回路では、トランジスタＭ６のゲートとドレイン及びＭ４のゲートが接続されている。また、トランジスタＭ４とＭ３、及びトランジスタＭ６とＭ５のドレイン同士が接続されている。他のＣＭ回路についても同様である。
さらにまた、ＣＭ回路の一部を構成するトランジスタＭ４、Ｍ９、Ｍ１４及びＭ１９、並びにトランジスタＭ３、Ｍ８、Ｍ１３及びＭ１８のドレインは、抵抗Ｒｈ−ＡとＲｈ−Ｂとの中点に接続されている。

また、トランジスタＭ２、Ｍ７、Ｍ１２及びＭ１７は、それぞれ、各ＣＭ回路の定電流源となるものであり、そのドレインがそれぞれトランジスタＭ３、Ｍ５、Ｍ８、Ｍ１０、Ｍ１３、Ｍ１５、Ｍ１８及びＭ２０のソースに接続されている。
さらにまた、トランジスタＭ１は、そのドレインが抵抗Ｒｈ−Ｂと直列に接続され、吐出実行入力スイッチＡが“１”（ＯＮ）になったときにＯＮになり、抵抗Ｒｈ−Ａ及びＲｈ−Ｂに電流を流すように構成されている。

また、ＡＮＤゲートＸ１〜Ｘ９の出力端子は、それぞれトランジスタＭ１、Ｍ３、Ｍ５、・・のゲートに接続されている。なお、ＡＮＤゲートＸ１〜Ｘ７は、２入力タイプのものであるが、ＡＮＤゲートＸ８及びＸ９は、３入力タイプのものである。ＡＮＤゲートＸ１〜Ｘ９の入力端子の少なくとも１つは、吐出実行入力スイッチＡと接続されている。

さらにまた、ＸＮＯＲゲートＸ１０、Ｘ１２、Ｘ１４及びＸ１６のうち、１つの入力端子は、偏向方向切替えスイッチＣと接続されており、他の１つの入力端子は、偏向制御スイッチＪ１〜Ｊ３、又は吐出角補正スイッチＳと接続されている。
偏向方向切替えスイッチＣは、インク液滴の吐出方向を、ノズル１８の並び方向において、どちら側に偏向させるかを切り替えるためのスイッチである。偏向方向切替えスイッチＣが“１”（ＯＮ）になると、ＸＮＯＲゲートＸ１０の一方の入力が“１”になる。
また、偏向制御スイッチＪ１〜Ｊ３は、それぞれ、インク液滴の吐出方向を偏向させるときの偏向量を決定するためのスイッチであり、例えば入力端子Ｊ３が“１”（ＯＮ）になると、ＸＮＯＲゲートＸ１０の入力の１つが“１”になる。

さらに、ＸＮＯＲゲートＸ１０〜Ｘ１６の各出力端子は、ＡＮＤゲートＸ２、Ｘ４、・・の１つの入力端子に接続されるとともに、ＮＯＴゲートＸ１１、Ｘ１３、・・を介してＡＮＤゲートＸ３、Ｘ５、・・の１つの入力端子に接続されている。また、ＡＮＤゲートＸ８及びＸ９の入力端子の１つは、吐出角補正スイッチＫと接続されている。

さらにまた、偏向振幅制御端子Ｂは、偏向１ステップの振幅を決定する為の端子であって、各ＣＭ回路の定電流源となるトランジスタＭ２、Ｍ７、・・の電流値を決める端子であり、トランジスタＭ２、Ｍ７、・・のゲートにそれぞれ接続されている。偏向振幅を０にするにはこの端子を０Ｖにすれば、電流源の電流が０となり、偏向電流が流れず、振幅を０にすることができる。この電圧を徐々に上げていくと、電流値は次第に増大し、偏向電流を多く流すことができ、偏向振幅も大きくできる。
すなわち、適正な偏向振幅を、この端子に印加する電圧で制御できるものである。

また、抵抗Ｒｈ−Ｂに接続されたトランジスタＭ１のソース、及び各ＣＭ回路の定電流源となるトランジスタＭ２、Ｍ７、・・のソースは、グラウンド（ＧＮＤ）に接地されている。

以上の構成において、各トランジスタＭ１〜Ｍ２１にかっこ書で付した「×Ｎ（Ｎ＝１、２、４、又は５０）」の数字は、素子の並列状態を示し、例えば「×１」（Ｍ１２〜Ｍ２１）は、標準の素子を有することを示し、「×２」（Ｍ７〜Ｍ１１）は、標準の素子２個を並列に接続したものと等価な素子を有することを示す。以下、「×Ｎ」は、標準の素子Ｎ個を並列に接続したものと等価な素子を有することを示している。

これにより、トランジスタＭ２、Ｍ７、Ｍ１２、及びＭ１７は、それぞれ「×４」、「×２」、「×１」、「×１」であるので、これらのトランジスタのゲートとグラウンド間に適当な電圧を与えると、それぞれのドレイン電流は、４：２：１：１の比率になる。

次に、本回路の動作について説明するが、最初に、トランジスタＭ３、Ｍ４、Ｍ５及びＭ６からなるＣＭ回路のみに着目して説明する。
吐出実行入力スイッチＡは、インクを吐出するときだけ“１”（ＯＮ）になる。
例えば、Ａ＝“１”、Ｂ＝２．５Ｖ印加、Ｃ＝“１”及びＪ３＝“１”であるとき、ＸＮＯＲゲートＸ１０の出力は“１”になるので、この出力“１”と、Ａ＝“１”がＡＮＤゲートＸ２に入力され、ＡＮＤゲートＸ２の出力は“１”になる。よって、トランジスタＭ３はＯＮになる。
また、ＸＮＯＲゲートＸ１０の出力が“１”であるときには、ＮＯＴゲートＸ１１の出力は“０”であるので、この出力“０”と、Ａ＝“１”がＡＮＤゲートＸ３の入力となるので、ＡＮＤゲートＸ３の出力は“０”になり、トランジスタＭ５はＯＦＦとなる。

よって、トランジスタＭ４とＭ３のドレイン同士、及びトランジスタＭ６とＭ５のドレイン同士が接続されているので、上述のようにトランジスタＭ３がＯＮ、かつＭ５がＯＦＦであるときには、トランジスタＭ４からＭ３に電流が流れるが、トランジスタＭ６からＭ５には電流は流れない。さらに、ＣＭ回路の特性により、トランジスタＭ６に電流が流れないときには、トランジスタＭ４にも電流は流れない。また、トランジスタＭ２のゲートに２．５Ｖ印加されているので、それに応じた電流が、上述の場合には、トランジスタＭ３、Ｍ４、Ｍ５、及びＭ６のうち、トランジスタＭ３からＭ２にのみ流れる。

この状態において、Ｍ５のゲートがＯＦＦしているのでＭ６には電流が流れず、そのミラーとなるＭ４も電流は流れない。抵抗Ｒｈ−ＡとＲｈ−Ｂには、本来同じ電流Ｉ_ｈ が流れるが、Ｍ３のゲートがＯＮしている状態では、Ｍ２で決定した電流値をＭ３を通して、抵抗Ｒｈ−ＡとＲｈ−Ｂの中点から引き出す為、Ｒｈ−Ａ側では、Ｍ２で決定した電流値が加算され、Ｒｈ−Ｂ側では減算される。
よってＩ_Ｒｈ−Ａ＞Ｉ_Ｒｈ−Ｂとなる。

以上はＣ＝“１”の場合であるが、次にＣ＝“０”である場合、すなわち偏向方向切替えスイッチＣの入力のみを異ならせた場合（その他のスイッチＡ、Ｂ、Ｊ３は、上記と同様に“１”とする）は、以下のようになる。
Ｃ＝“０”、かつＪ３＝“１”であるときには、ＸＮＯＲゲートＸ１０の出力は“０”となる。これにより、ＡＮＤゲートＸ２の入力は、（“０”、“１”（Ａ＝“１”））となるので、その出力は“０”になる。よって、トランジスタＭ３はＯＦＦとなる。
また、ＸＮＯＲゲートＸ１０の出力が“０”となれば、ＮＯＴゲートＸ１１の出力は“１”になるので、ＡＮＤゲートＸ３の入力は、（“１”、“１”（Ａ＝“１”））となり、トランジスタＭ５はＯＮになる。

トランジスタＭ５がＯＮであるとき、トランジスタＭ６には電流が流れるが、これとＣＭ回路の特性から、トランジスタＭ４にも電流が流れる。
よって、電源Ｖｈにより、抵抗Ｒｈ−Ａ、トランジスタＭ４、及びトランジスタＭ６に電流が流れる。そして、抵抗Ｒｈ−Ａに流れた電流は、全て抵抗Ｒｈ−Ｂに流れる（トランジスタＭ３はＯＦＦであるので、抵抗Ｒｈ−Ａを流れ出た電流はトランジスタＭ３側には分岐しない）。また、トランジスタＭ４を流れた電流は、トランジスタＭ３がＯＦＦであるので、全て抵抗Ｒｈ−Ｂ側に流入する。さらにまた、トランジスタＭ６に流れた電流は、トランジスタＭ５に流れる。

以上より、Ｃ＝“１”であるときには、抵抗Ｒｈ−Ａを流れた電流は、抵抗Ｒｈ−Ｂ側とトランジスタＭ３側とに分岐して流れ出たが、Ｃ＝“０”であるときには、抵抗Ｒｈ−Ｂには、抵抗Ｒｈ−Ａを流れた電流の他、トランジスタＭ４を流れた電流が入り込む。その結果、抵抗Ｒｈ−Ａと抵抗Ｒｈ−Ｂとに流れる電流は、Ｉ_Ｒｈ−Ａ＜Ｉ_Ｒｈ−Ｂとなる。そして、その比率は、Ｃ＝“１”とＣ＝“０”とで対称となる。

以上のようにして、抵抗Ｒｈ−Ａと抵抗Ｒｈ−Ｂとに流れる電流のバランスを変えることで、２分割した発熱素子１３上の気泡発生時間差を設けることができる。これにより、インク液滴の吐出方向を偏向させることができる。
また、Ｃ＝“１”とＣ＝“０”とで、インク液滴の偏向方向を、ノズル１８の並び方向において対称位置に切り替えることができる。

なお、以上の説明は、偏向制御スイッチＪ３のみがＯＮ/ＯＦＦのときであるが、偏向制御スイッチＪ２及びＪ１をさらにＯＮ／ＯＦＦさせれば、さらに細かく抵抗Ｒｈ−Ａと抵抗Ｒｈ−Ｂとに流す電流量を設定することができる。
すなわち、偏向制御スイッチＪ３により、トランジスタＭ４及びＭ６に流す電流を制御することができるが、偏向制御スイッチＪ２により、トランジスタＭ９及びＭ１１に流す電流を制御することができる。さらにまた、偏向制御スイッチＪ１により、トランジスタＭ１４及びＭ１６に流す電流を制御することができる。

そして、上述したように、各トランジスタには、トランジスタＭ４及びＭ６：トランジスタＭ９及びＭ１１：トランジスタＭ１４及びＭ１６＝４：２：１の比率のドレイン電流を流すことができる。これにより、インク液滴の偏向方向を、偏向制御スイッチＪ１〜Ｊ３の３ビットを用いて、（Ｊ１、Ｊ２、Ｊ３）＝（０、０、０）、（０、０、１）、（０、１、０）、（０、１、１）、（１、０、０）、（１、０、１）、（１、１、０）、及び（１、１、１）の８ステップに変化させることができる。

さらに、トランジスタＭ２、Ｍ７、Ｍ１２及びＭ１７のゲートとグラウンド間に与える電圧を変えれば、電流量を変えることができるので、各トランジスタに流れるドレイン電流の比率は、４：２：１のままで、１ステップ当たりの偏向量を変えることができる。

さらにまた、上述したように、偏向方向切替えスイッチＣにより、その偏向方向を、ノズル１８の並び方向に対して対称位置に切り替えることができる。
ラインヘッド１０においては、複数のヘッド１１を記録媒体の幅方向に並べるとともに、図２に示すように、隣同士のヘッド１１が対向するように（隣のヘッド１１に対して１８０度回転させて配置し）配列をする場合がある。この場合には、隣同士にある２つのヘッド１１に対して、偏向制御スイッチＪ１〜Ｊ３から共通の信号を送ると、隣同士にある２つのヘッド１１で偏向方向が逆転してしまう。このため、本実施形態では、偏向方向切替えスイッチＣを設けて、１つのヘッド１１全体の偏向方向を対称に切り替えることができるようにしている。

これにより、図２のように複数のヘッド１１を並べてラインヘッド１０を形成した場合、ヘッド１１のうち、偶数位置にあるヘッドＮ、Ｎ＋２、Ｎ＋４、・・についてはＣ＝“０”に設定し、奇数位置にあるヘッドＮ＋１、Ｎ＋３、Ｎ＋５、・・についてはＣ＝“１”に設定すれば、ラインヘッド１０における各ヘッド１１の偏向方向を一定方向にすることができる。

また、吐出角補正スイッチＳ及びＫは、インク液滴の吐出方向を偏向させるためのスイッチである点で偏向制御スイッチＪ１〜Ｊ３と同様であるが、インク液滴の吐出角度の補正のために用いられるスイッチである。
先ず、吐出角補正スイッチＫは、補正を行うか否かを定めるためのスイッチであり、Ｋ＝“１”で補正を行い、Ｋ＝“０”で補正を行わないように設定される。
また、吐出角補正スイッチＳは、ノズル１８の並び方向に対していずれの方向に補正を行うかを定めるためのスイッチである。

例えば、Ｋ＝“０”（補正を行わない場合）であるとき、ＡＮＤゲートＸ８及びＸ９の３入力のうち、１入力が“０”になるので、ＡＮＤゲートＸ８及びＸ９の出力は、ともに“０”になる。よって、トランジスタＭ１８及びＭ２０はＯＦＦになるので、トランジスタＭ１９及びＭ２１もまた、ＯＦＦになる。これにより、抵抗Ｒｈ−Ａと抵抗Ｒｈ−Ｂとに流れる電流に変化はない。

これに対し、Ｋ＝“１”であるときに、例えばＳ＝“０”、及びＣ＝“０”であるとすると、ＸＮＯＲゲートＸ１６の出力は“１”になる。よって、ＡＮＤゲートＸ８には、（１、１、１）が入力されるので、その出力は“１”になり、トランジスタＭ１８はＯＮになる。また、ＡＮＤゲートＸ９の入力の１つは、ＮＯＴゲートＸ１７を介して“０”となるので、ＡＮＤゲートＸ９の出力は“０”になり、トランジスタＭ２０はＯＦＦになる。よって、トランジスタＭ２０がＯＦＦであるので、トランジスタＭ２１には電流は流れない。

また、ＣＭ回路の特性より、トランジスタＭ１９にも電流は流れない。しかし、トランジスタＭ１８はＯＮであるので、抵抗Ｒｈ−Ａと抵抗Ｒｈ−Ｂとの中点から電流が流出し、トランジスタＭ１８に電流が流れ込む。よって、抵抗Ｒｈ−Ａに対して抵抗Ｒｈ−Ｂに流れる電流量を少なくすることができる。これにより、インク液滴の吐出角度の補正を行い、インク液滴の着弾位置をノズル１８の並び方向に所定量だけ補正することができる。
なお、上記実施形態では、吐出角補正スイッチＳ及びＫからなる２ビットによる補正を行うようにしたが、スイッチ数を増加させれば、さらに細かな補正を行うことができる。

以上のＪ１〜Ｊ３、Ｓ及びＫの各スイッチを用いて、インク液滴の吐出方向を偏向させる場合に、その電流（偏向電流Ｉｄｅｆ）は、
Ｉｄｅｆ＝Ｊ３×４×Ｉｓ＋Ｊ２×２×Ｉｓ＋Ｊ１×Ｉｓ＋Ｓ×Ｋ×Ｉｓ
＝（４×Ｊ３＋２×Ｊ２＋Ｊ１＋Ｓ×Ｋ）×Ｉｓ
と表すことができる。

式１において、Ｊ１、Ｊ２及びＪ３には、＋１又は−１が与えられ、Ｓには、＋１又は−１が与えられ、Ｋには、＋１又は０が与えられる。
式１から理解できるように、Ｊ１、Ｊ２及びＪ３の各設定により、偏向電流を８段階に設定することができるとともに、Ｊ１〜Ｊ３の設定と独立に、Ｓ及びＫにより補正を行うことができる。

また、偏向電流は、正の値として４段階、負の値として４段階に設定することができるので、インク液滴の偏向方向は、ノズル１８の並び方向において両方向に設定することができる。さらに、偏向量は、任意に設定することができる。

以上のような本実施形態では、以下のような効果を得ることができる。
第１に、粒状感が改善される。
本実施形態の液体吐出装置（ラインインクジェットプリンタ）を用いて実際に印画を試みた。そして、σ＝４２．３μｍの場合と、σ＝０の場合とを顕微鏡で対比して観察したところ、σ＝０の場合は、σ＝４２．３μｍの場合と比べて粒状感が改善されていることが分かった。

第２に、文字の切れ（品位）が良くなる。
画像処理や文字処理では、通常は、正方格子上に並んだ画素を用いるので、記録されるドット列は、元の正方格子配列に戻すのが理論的に最も良い結果が得られる。
図１０は、σ＝４２．３μｍの装置（図中、（Ａ））と、σ＝０の装置（図中、（Ｂ））とを用いて文字幅が約０．３ｍｍの「２５」という文字を記録したときの結果を比較した図（拡大写真）である。
両図を対比すると、（Ｂ）の方が、文字が読みやすくなることが分かる。

（実施例）
続いて、本発明の実施例について説明する。
図１１に示す仕様で、図１２に示す構造のラインインクジェットプリンタ（６００ＤＰＩ）を使用した。なお、図中、フィルター柱は、共通流路内に配置されるとともに、バリア層１６の一部によって形成されたものであり、個別流路側にゴミやホコリの侵入を防ぐフィルターとしても役割を有するものである（後述する図１８も同様である）。
また、ノズル１８の中心と発熱素子１３の図心とのずれを、オフセット量ｈｃとした。そして、このオフセット量ｈｃを３つに変化させたときの記録結果と、その記録結果から判断されるインク液滴の吐出方向を考察した。

その結果を、図１３〜図１５に示す。これらの図中、（Ａ）は、実際に形成されたドット列を示す図（顕微鏡による拡大写真）であり、（Ｂ）は、そのドット列から推測されるインク液滴の吐出方向を示す図である。
図１３〜図１５において、ドットは、ノズル１８のピッチ（４２．３μｍ）で吐出されたものである。また、誤差をできるだけ小さくするために、測定では２０ピッチ（２１個）のドットが作る長さ（２０×４２．３＝８４６μｍ）間で計測した。
そして、上下に並んでいるドット列間距離を測定すれば、ドット列間距離σを求めることができる。

次に、偏向量Ｄｙ、すなわちノズル面に対する法線に沿って真っ直ぐに吐出されたと仮定したときに、着弾する位置から実際に着弾した位置までのドット中心間距離を、ノズル並び方向に直角に測定した長さを計算するには、図１３〜１５に示すように、インク液滴がどのように吐出したかを知る必要がある。
千鳥配列では、どちらのノズル列Ｒ１又はＲ２側のノズル１８から吐出が始まったのかが事前に分かっているので、ドット列の並び始め、または並び終わりの部分を観察することによってドットの並びがノズル面の並びと同じなのか逆転しているのかを判定できる。

例えば図１３（Ａ）では、始まりの部分がノズル配列とは逆（左端から３つのドットを頂点とする３角形の向きで分かる）になっているので、同図（Ｂ）に示したように、途中でインク液滴が入れ替わることが分かり、正しいＤｙを求めることができる。逆転が生じないσの値を「正」に、逆転した場合の値を「負」に取れば、Ｄｙ（＝（δ−σ）／２）を求めることができる。図１６は、この計算結果を示す図である。

図１６において、発熱素子１３の図心とノズル１８の中心が一致している状態（ｈｃ＝０）では、ノズル面の法線方向から曲がって吐出されることが確認できた。その角度は、図１６のデータから計算して約１．６度（β＝ｔａｎ^−１（５６．１５／２０００）ｒａｄ≒１．６度）であることが分かった（図１３）。

このように、オフセット量ｈｃ＝０のときの吐出方向の程度（曲がり）は、比較的大きな値であるが、オフセット量ｈｃを１．５μｍ程度持たせると、図１４に示されるように、ほとんど一直線上にドットが並ぶことがわかる。
オフセット量ｈｃが、０と１．５μｍの間が直線と見なされる特性であれば、ドット配列が直線に沿うときのオフセット量ｈｃは、１．３〜１．３５μｍ程度であると予測される。
なお、図１６では、近似直線の延長とＸ軸の交点（ｈｃ＝２．２μｍ付近）を仮想圧力中心として示している。

次に、加圧溝方式（図７）のヘッド１１でのノズル面に対する吐出特性（角度）を調べた。図１７は、加圧溝方式のヘッド１１の仕様を示す図であり、図１８では、加圧溝方式の具体的構造（バリア層１６の構造）を示す図である。
加圧溝方式においては、圧力中心と発熱素子１３の図心とがほぼ一致することが事前実験で分かっているので、本実験を行う際に、ノズル１８の中心と発熱素子１３の図心とを一致させたヘッド１１を試作した。図１９は、その吐出結果を示す図（拡大写真）である。
ここで、測定したドット列間距離σの値は、ほとんど誤差がなく、δと同じ値である４２．３μｍであり、インク液室方式に比べて発熱素子１３の図心が圧力中心になるため、インク液滴は、ノズル面の法線に沿って吐出されることがこの結果からも確認された。

次に、加圧溝方式でオフセット量ｈｃを設けたときのドット列間距離σを予測してみる。図２０は、図１６に新たに加圧溝方式での予想補正特性領域を付加した図である。
オフセット量ｈｃの変動に対するドット列間距離σの変動の割合（∂σ／∂ｈｃ）が一定で、かつインク液室方式と大差のない数値であれば、領域中央の直線が特性を示す線となる。この場合、例えばドット配列を直線にするには、オフセット量ｈｃ＝０．８μｍ程度が必要であることが予測される。

最後に、ノズル板１７と発熱素子１３との相対位置ずれについて説明する。
図３や図４では、仮想直線Ｒ１側のノズル１８から吐出されるインク液滴と、仮想直線Ｒ２側のノズル１８から吐出されるインク液滴とが、ノズル面に対して対称になっているが、厳密にいえば、これらの角度はそれぞれ多少異なった値になっている。例えば図３（Ｂ）、（Ｃ）のαやβは、厳密には、それぞれα±Δα、β±Δβである。
このようズレは、実際にも存在し、ノズル板１７とヘッドチップ１９の貼り合わせ行程でのノズル１８の並びに直交する方向のずれが最も影響する。

しかし、本発明では、上記のような貼付け誤差があっても最終結果にはあまり影響しない。すなわち、一度ノズル板１７上の相対的なノズル１８の配置が決まり、ヘッドチップ１９上の発熱素子１３の相対位置が決まると、σ／δ＝一定という特徴がある。

図２１は、図３や図４と同じように、ノズル１８の並び方向からインク液滴の吐出状態を見た図である。図３や図４では、吐出角度がミラー対称になるように図示していたが、図２１では各ノズル１８の吐出角度がノズル面に対して互いに異なった角度となったときを図示している。
図２１では、ノズル板１７とヘッドチップ１９との相対位置が、図中、矢印方向にずれた場合を想定している。なお、図２１では、発熱素子１３の圧力中心が発熱素子１３の図心に位置するように図示している。

上述したように、発熱素子１３の圧力中心とノズル１８の中心のずれが記録媒体上の偏向量Ｄｙと線形の関係にあるので、
Ｄｙ＝ｋ・ｈｃ（ｋ；比例定数）
と表すことができ、図２１においては、
Ｄｙ１＝ｋ・ｈｃ１…式１
Ｄｙ２＝ｋ・ｈｃ２…式２
の関係が成り立つ。

ところが、図２１から理解できるように、
σ＝δ−（Ｄｙ１＋Ｄｙ２）…式３
の関係にある。
よって、式１及び式２を式３に代入して変形すると、
σ＝δ−ｋ（ｈｃ１＋ｈｃ２）＝δ（１＋ｋ）−ｋ（ｈｃ１＋ｈｃ２＋δ）…式４
となる。

ここで、「ｈｃ１＋ｈｃ２＋δ」は、発熱素子１３の中心間距離であるので、一定値である。
したがって、式４の右辺は、全て一定値のみで構成され、ｈｃ１やｈｃ２、すなわち組立て時のオフセット量ｈｃ１、ｈｃ２の変化に左右されずに、発熱素子１３間の距離δ’と、ノズル列間距離δが決まれば、当該ヘッドチップ１９に関しては、σが一定値、すなわちドット列間の距離σは、一定値に保たれることになる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は、上記の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等が可能である。
（１）本実施形態では、例えば図３（Ｂ）及び（Ｃ）に示すように、仮想直線Ｒ１側のノズル１８から吐出されるインク液滴の吐出角度と、仮想直線Ｒ２側のノズル１８から吐出されるインク液滴の吐出角度とを、同一又は誤差の範囲内でほぼ同一となるように設定した。しかし、これに限らず、例えば仮想直線Ｒ１又はＲ２のいずれか一方側のノズル１８から吐出されるインク液滴の吐出角度を９０度とせず、他方側のノズル１８から吐出されるインク液滴の吐出角度を９０度（又はほぼ９０度）に設定することも可能である。すなわち、仮想直線Ｒ１又はＲ２のいずれか一方側のノズル１８から吐出されるインク液滴の吐出角度だけを偏向させて、ドット列間の距離σが、ノズル１８列間の距離σより小さくするものであれば良い。

（２）本実施形態では、インクジェットプリンタのヘッド１１を例に挙げたが、液体吐出ヘッドは、これに限られるものではない。インクに限らず、各種の液体を吐出する液体吐出ヘッドに適用することができる。例えば、染め物に対して染料を吐出する液体吐出ヘッド等に適用することもできる。あるいは、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液体吐出ヘッド等に適用することも可能である。

（３）本実施形態では、発熱素子１３を用いたサーマル方式のインクジェットヘッド１１を例に挙げたが、これに限ることなく、発熱素子１３以外の発熱素子を使用したものであっても良い。また、サーマル方式に限らず、静電吐出方式やピエゾ方式にも適用可能である。

（４）本実施形態では、ライン方式のインクジェットヘッド（ラインヘッド１０）を例に挙げたが、これに限ることなく、シリアル方式のインクジェットヘッド（シリアルヘッド）にも適用可能である。
（５）本実施形態では、カラー対応のインクジェットプリンタを例に挙げたが、これに限ることなく、モノクロ対応のインクジェットプリンタにも適用可能である。

本実施形態のヘッドを示す部分斜視図である。 本実施形態のラインヘッドを示す平面図である。 従来のインク液滴の吐出方向（図中、（Ａ））と、本実施形態によるインク液滴の吐出方向（図中、（Ｂ）及び（Ｃ））とを対比して示す図である。 インク液滴の吐出方向を偏向させない場合（図中、（Ａ））と、インク液滴の吐出方向を偏向させる場合（図中、（Ｂ）及び（Ｃ））を示す図である。 （Ａ）、（Ｂ）は、いずれも、発熱素子、ノズル及びバリア層の形状を示す図である。 （Ａ）、（Ｂ）は、いずれも、図５（Ａ）のインク液室の構造を適用して配列した場合を示す図である。 図５（Ｂ）の構造で千鳥配列を適用した例を示す平面図である。 （Ａ）、（Ｂ）は、それぞれドット列を示す平面図である。 インク液滴の吐出方向を偏向する手段を具体化した回路図である。 σ＝４２．３μｍの装置と、σ＝０の装置とを用いて文字幅が約０．３ｍｍの「２５」という文字を記録したときの結果を比較した拡大写真である。 実施例のヘッドの仕様を示す図である。 実施例のラインインクジェットプリンタを示す図である。 実施例での実験結果を示す図であって、（Ａ）は、実際に形成されたドット列を示す図であり、（Ｂ）は、推測されるインク液滴の吐出方向を示す図である。 実施例での実験結果を示す図であって、（Ａ）は、実際に形成されたドット列を示す図であり、（Ｂ）は、推測されるインク液滴の吐出方向を示す図である。 実施例での実験結果を示す図であって、（Ａ）は、実際に形成されたドット列を示す図であり、（Ｂ）は、推測されるインク液滴の吐出方向を示す図である。 実施例のヘッドのオフセット量とドット配列補正効果の例である。 実施例での加圧溝方式のヘッドの仕様を示す図である。 加圧溝方式の具体的構造（バリア層の構造）を示す図である。 実施例の加圧溝方式での吐出結果を示す拡大写真である。 図１６に新たに加圧溝方式での予想補正特性領域を付加した図である。 図３や図４と同じように、ノズルの並び方向からインク液滴の吐出状態を見た図である。 （Ａ）はノズルを直線配列したときの例であり、（Ｂ）は、ノズルを千鳥配列したときの例を示す図である。 ドット配列を示す図であり、（Ａ）は相対移動がないものを示し、（Ｂ）は、相対移動があるものを示す。

符号の説明

１０ ラインヘッド（液体吐出ヘッド）
１１ ヘッド
１２ インク液室（液室）
１３ 発熱素子（吐出圧力発生素子）
１４ 基板部材
１５ 半導体基板
１６ バリア層
１７ ノズル板
１８ ノズル

Claims (6)

1. 液滴を吐出するノズルを有する液体吐出部を複数配列した液体吐出ヘッドであって、
   前記液体吐出部は、
   前記ノズルと、
   前記ノズルの下側に配置され、吐出すべき液体に吐出圧力を付与する吐出圧力発生素子と、を備え、
   前記ノズルを、距離δを隔てて平行に配置された２本の仮想直線Ｒ１及びＲ２にそれぞれ沿うように配置するとともに、前記仮想直線Ｒ１と前記仮想直線Ｒ２とにそれぞれ配置された隣り合う２つの前記ノズルの前記仮想直線Ｒ１及びＲ２方向における距離を一定値Ｐに形成し、
   前記仮想直線Ｒ１とＲ２にそれぞれ配置された隣り合う前記液体吐出部の前記吐出圧力発生素子の吐出圧力を発生させる中心点間の距離であって前記仮想直線Ｒ１及びＲ２に直交する方向における距離δ’は、前記距離δよりも長くなるように形成されているとともに、
   前記仮想直線Ｒ１に沿って配列された前記液体吐出部は、すべて前記仮想直線Ｒ２方向に偏向して液体が吐出されるように形成されており、
   前記仮想直線Ｒ２に沿って配列された前記液体吐出部は、すべて前記仮想直線Ｒ１方向に偏向して液体が吐出されるように形成されており、
   前記仮想直線Ｒ１に沿って配列された前記液体吐出部と、前記仮想直線Ｒ２に沿って配列された前記液体吐出部とは、千鳥配置されたヘッドチップの各々に設けられ、
   前記仮想直線Ｒ１に沿って配列された前記液体吐出部と、前記仮想直線Ｒ２に沿って配列された前記液体吐出部とにより形成されるドット列は、前記ヘッドチップ毎に一直線上に配置される、
   液体吐出ヘッド。
2. 請求項１に記載の液体吐出ヘッドにおいて、
   前記吐出圧力発生素子は、吐出すべき液体に加熱により吐出圧力を付与する発熱素子である液体吐出ヘッド。
3. 請求項１に記載の液体吐出ヘッドにおいて、
   各前記ノズルから吐出される液体の吐出方向を、前記仮想直線Ｒ１及びＲ２の方向において少なくとも２つの異なる方向に可変とした吐出方向可変手段を備える
   液体吐出ヘッド。
4. 液滴を吐出するノズルを有する液体吐出部を複数配列した液体吐出ヘッドを備え、前記液体吐出部の前記ノズルから吐出した液体を、所定距離を隔てて配置された液体着弾対象物に着弾させる液体吐出装置であって、
   前記液体吐出部は、
   前記ノズルと、
   前記ノズルの下側に配置され、吐出すべき液体に吐出圧力を付与する吐出圧力発生素子とを備え、
   前記ノズルを、距離δを隔てて平行に配置された２本の仮想直線Ｒ１及びＲ２にそれぞれ沿うように配置するとともに、前記仮想直線Ｒ１と前記仮想直線Ｒ２とにそれぞれ配置された隣り合う２つの前記ノズルの前記仮想直線Ｒ１及びＲ２方向における距離を一定値Ｐに形成し、
   前記仮想直線Ｒ１とＲ２にそれぞれ配置された隣り合う前記液体吐出部の前記吐出圧力発生素子の吐出圧力を発生させる中心点間の距離であって前記仮想直線Ｒ１及びＲ２に直
   交する方向における距離δ’は、前記距離δよりも長くなるように形成されているとともに、
   前記仮想直線Ｒ１に沿って配列された前記液体吐出部は、すべて前記仮想直線Ｒ２方向に偏向して液体が吐出されるように形成されており、
   前記仮想直線Ｒ２に沿って配列された前記液体吐出部は、すべて前記仮想直線Ｒ１方向に偏向して液体が吐出されるように形成されており、
   前記仮想直線Ｒ１に沿って配列された前記液体吐出部と、前記仮想直線Ｒ２に沿って配列された前記液体吐出部とは、千鳥配置されたヘッドチップの各々に設けられ、
   前記仮想直線Ｒ１に沿って配列された前記液体吐出部により形成されたドット列の中心を結ぶ直線Ｓ１と、前記仮想直線Ｒ２に沿って配列された前記液体吐出部により形成されたドット列の中心を結ぶ直線Ｓ２との間の距離であって前記ドット列に直交する方向における距離σは、前記距離δよりも短くなるように形成され、
   前記仮想直線Ｒ１に沿って配列された前記液体吐出部と、前記仮想直線Ｒ２に沿って配列された前記液体吐出部とにより形成されるドット列は、前記ヘッドチップ毎に一直線上に配置される、
   液体吐出装置。
5. 請求項４に記載の液体吐出装置において、
   前記吐出圧力発生素子は、吐出すべき液体に加熱により吐出圧力を付与する発熱素子である
   液体吐出装置。
6. 請求項４に記載の液体吐出装置において、
   各前記ノズルから吐出される液体の吐出方向を、前記仮想直線Ｒ１及びＲ２の方向において少なくとも２つの異なる方向に可変とした吐出方向可変手段を備える
   液体吐出装置。