インク吐出方法及びインクジェット方式画像形成装置
【課題】搬送速度を変更させても主滴と副滴の着弾位置のずれを防止できるインク吐出方法を提供する。
【解決手段】ロール紙Ｐの搬送速度が変更されても、一つのインク滴Ｉｄの主滴ｍと副滴ｓがロール紙Ｐに着弾する位置が同じ位置になるようにメニスカスＭの位置を変更した。メニスカスＭの位置を変更するに当たっては、圧力調整ポンプ８２（図３等参照）の回転数を変更することにより、記録ヘッド２２Ｋに付与する負圧の大きさ、即ち、ノズル２２Ｋｎ内のインクに作用する負圧の大きさを変更した。この負圧に応じてメニスカスＭの位置が変更される。
【解決手段】ロール紙Ｐの搬送速度が変更されても、一つのインク滴Ｉｄの主滴ｍと副滴ｓがロール紙Ｐに着弾する位置が同じ位置になるようにメニスカスＭの位置を変更した。メニスカスＭの位置を変更するに当たっては、圧力調整ポンプ８２（図３等参照）の回転数を変更することにより、記録ヘッド２２Ｋに付与する負圧の大きさ、即ち、ノズル２２Ｋｎ内のインクに作用する負圧の大きさを変更した。この負圧に応じてメニスカスＭの位置が変更される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、記録ヘッドに形成された複数のノズルのインク吐出口から記録媒体にインク（インク滴）を吐出するインク吐出方法及びインクジェット方式画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
記録ヘッドに形成された複数のノズルから記録媒体にインク（インク滴）を吐出して画像を形成するインクジェット方式画像形成装置（インクジェットプリンタ）が広く使用されている。ノズルからインク滴を吐出させる技術として、駆動パルスに応じた熱エネルギをノズル内のインクに供給して膜沸騰による気泡を形成させ、この気泡によってノズルからインク滴を吐出させる技術が知られている。この技術では、形成する画像に応じた多数のインク滴がノズルから記録媒体に吐出されることにより記録媒体に画像が形成される。
【０００３】
上記の技術を採用したインクジェットプリンタのなかには、画像記録速度（画像形成速度）を向上させるために、インク吐出口及びインク流路等からなるノズルを複数集積したマルチノズルヘッドを記録媒体の搬送方向に直交させて多数配列させたラインヘッドを有し、記録媒体の搬送に合わせて複数のノズルのインク吐出口から同時にインクを吐出させるタイプのもの（ラインプリンタ）がある。
【０００４】
記録媒体に画像を形成する画像形成装置には、一般に、高画像品位で高解像度の画像を高速で形成することが求められるが、上記のラインプリンタをはじめとするインクジェットプリンタを使用することによりこれらの要求を満足させることができる。また、インクジェットプリンタは、画像形成時（画像記録時）に記録ヘッド（記録ヘッド）と記録媒体とが非接触であるので、非常に安定した画像記録を行うことができるという利点も有している。
【０００５】
しかし一方で、インクジェットプリンタでは、流体であるインクを扱うので、流体力学的な種々の不都合が記録ヘッドで発生する。また、インクは液体であるので、環境温度や放置時間等によって粘性が随時変わっていく。このような粘性の変化は画像記録に大きな影響を及ぼす。また、ノズルから吐出するインク滴の特性として、ノズルから吐出した一つのインク滴が主滴と副滴（サテライト）に分離することが知られている。主滴は副滴よりも先にノズルのインク吐出口から離れ、主滴に続いて副滴がインク吐出口から離れる。
【０００６】
ところで、産業用のインクジェットプリンタとコンシューマープリンタ（家庭用のインクジェットプリンタ）とを比較した場合、産業用のインクジェットプリンタではコンシューマープリンタよりも、印刷速度（記録媒体の搬送速度）や印字デュティー（記録媒体の単位面積当たりに着弾したインク滴の数）が格段に増加している。記録媒体の搬送速度を速めた（例えば、約１２０ｍ／分）場合、ノズルから吐出した一つのインク滴の主滴が記録媒体に着弾する位置（着弾位置）と、副滴が記録媒体に着弾する着弾位置とがずれることがある。このように、一つのインク滴を構成する主滴と副滴の着弾位置がずれた場合、一つのインク滴が別々の位置に着弾することとなるので画像品位が低下することがある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記のような主滴と副滴の着弾位置のずれを防止するために、複数のインク吐出口が形成されたインク吐出口面を傾斜させて、主滴と副滴の着弾位置を一致させる技術が提案されている。しかし、この技術では、インク吐出口面の傾斜角度が一定であり、主滴と副滴の吐出角度が固定されているので、記録媒体の搬送速度が変更になった場合、主滴と副滴の着弾位置が一致しないことがある。
【０００８】
本発明は、上記事情に鑑み、搬送速度を変更させても主滴と副滴の着弾位置のずれを防止できるインク吐出方法及びインクジェット方式画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するための本発明のインク吐出方法は、インクのメニスカスが形成された筒状のノズルのインク吐出口から記録媒体にインクを吐出して画像を形成するインクジェット方式画像形成装置における、搬送中の記録媒体に前記インク吐出口からインクを吐出するインク吐出方法において、
（１）記録媒体が搬送される搬送方向の上流側に向くように傾斜し複数の前記インク吐出口が形成された平面状のインク吐出口面を有すると共に、前記ノズルの延びる軸線方向に対して前記インク吐出口面が直交していない記録ヘッドを使用し、
（２）前記インク吐出口から吐出された一つのインク滴を構成する主滴と副滴が記録媒体に着弾する着弾位置が同じ位置になるように前記メニスカスの位置を変更させて前記インク吐出口からインクを吐出することを特徴とするものである。
【００１０】
また、上記目的を達成するための本発明の他のインク吐出方法は、インクのメニスカスが形成された筒状のノズルのインク吐出口から記録媒体にインクを吐出して画像を形成するインクジェット方式画像形成装置における、搬送中の記録媒体に前記インク吐出口からインクを吐出するインク吐出方法において、
（３）複数の前記インク吐出口が形成されると共に、記録媒体が搬送される搬送方向の上流側に向くように傾斜する平面状のインク吐出口面を有する記録ヘッドを使用し、
（４）前記インク吐出口から吐出された一つのインク滴を構成する主滴と副滴が記録媒体に着弾する着弾位置が同じ位置になるように前記メニスカスの位置を変更させて前記インク吐出口からインクを吐出することを特徴とするものである。
【００１１】
ここで、
（５）記録媒体が搬送される搬送速度に基づいて前記メニスカスの位置を変更させてもよい。
【００１２】
また、
（６）前記主滴の吐出速度をＶｍとし、前記副滴の吐出速度をＶｓとし、記録媒体の搬送速度をＶｆとし、前記インク吐出口から記録媒体までの距離をｈとしたときに、前記主滴の吐出方向と前記軸線方向との成す角度δは、
（１／Ｖｓ）−１／（Ｖｍ・ｃｏｓδ）＝ｔａｎδ／Ｖｆ
を満たすようにしてもよい。
【００１３】
さらにまた、
（７）前記メニスカスの位置を変更するに当たり、前記ノズル内のインクに作用する圧力を制御して前記メニスカスの位置を変更してもよい。
【００１４】
さらにまた、
（８）前記着弾位置が同じ位置になるようにするに当たり、前記主滴が吐出する方向とは相違する方向に前記副滴を吐出させてもよい。
【００１５】
さらにまた、
（９）前記副滴の吐出方向は、前記主滴の吐出方向よりも記録媒体搬送方向の下流側を向いているものであってもよい。
【００１６】
さらにまた、
（１０）前記ノズルに配置された発熱体を発熱させて前記ノズル内のインク中で発泡することにより、前記インク吐出口からインクを吐出させてもよい。
【００１７】
さらにまた、
（１１）前記インク吐出口から吐出されたインク滴が着弾する記録媒体の搬送速度に基づいて、前記ノズル内のインクに作用する圧力を制御してもよい。
【００１８】
さらにまた、
（１２）前記ノズルは不動状態でインクを吐出するものであってもよい。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、複数のインク吐出口が形成された平面状のインク吐出口面を有すると共に、ノズルの延びる軸線方向に対してインク吐出口面が直交していない記録ヘッドを使用し、インク吐出口から吐出された一つのインク滴を構成する主滴と副滴が記録媒体に着弾する着弾位置が同じ位置になるようにメニスカスの位置を変更させてインク吐出口からインクを吐出させるので、搬送速度を変更させても主滴と副滴の着弾位置のずれを防止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
本発明は、記録ヘッドに形成された複数のノズルから記録媒体にインクを吐出して画像を形成するインクジェット方式のプリンタに実現された。
【実施例１】
【００２１】
図１を参照して、本発明のインク吐出方法が採用されたプリンタの一例を説明する。
【００２２】
図１は、本発明のインク吐出方法が採用されたプリンタの一例を模式的に示す正面図である。
【００２３】
プリンタ１０は、このプリンタ１０に画像情報を送るホストＰＣ（パソコン）１２に接続されている。プリンタ１０には、４つ（４本）の記録ヘッド２２Ｋ、２２Ｃ、２２Ｍ、２２Ｙが記録媒体（ここではロ−ル紙）Ｐの搬送方向（矢印Ａ方向）に並んで配置されている。４つの記録ヘッド２２Ｋ、２２Ｃ、２２Ｍ、２２Ｙからはそれぞれ黒、シアン、マゼンタ、イエローの各色のインクが吐出される。これら４つの記録ヘッド２２Ｋ、２２Ｃ、２２Ｍ、２２Ｙは、所謂ラインヘッドであり、図１の紙面に直交する方向（矢印Ａ方向に直交する方向）に延びている。これら４つの記録ヘッド２２Ｋ、２２Ｃ、２２Ｍ、２２Ｙの長さは、プリンタ１０で印字できる記録媒体のうち最大の幅（図１の紙面に直交する方向の長さ）よりもやや長い。また、これら４つの記録ヘッド２２Ｋ、２２Ｃ、２２Ｍ、２２Ｙは、画像形成中は固定されて動かない（不動状態である）。
【００２４】
４つの記録ヘッド２２Ｋ、２２Ｃ、２２Ｍ、２２Ｙから安定してインクを吐出できるように、プリンタ１０には回復ユニット４０が組み込まれている。この回復ユニット４０によって、記録ヘッド２２Ｋ、２２Ｃ、２２Ｍ、２２Ｙからのインク吐出状態は初期のインク吐出状態に回復する。回復ユニット４０には、回復動作のときに４つの記録ヘッド２２Ｋ、２２Ｃ、２２Ｍ、２２Ｙのインク吐出口形成面２２Ｋｓ、２２Ｃｓ、２２Ｍｓ、２２Ｙｓからインクを除去するキャッピング機構５０が備えられている。キャッピング機構５０は各記録ヘッド２２Ｋ、２２Ｃ、２２Ｍ、２２Ｙに独立して設けられており、図１の例では６色分け（即ち、６つのキャッピング機構５０）が示されているが、このうち２色分は記録ヘッド追加時の予備的な機構である。キャッピング機構５０は、周知のブレード、インク除去部材、ブレード保持部材、キャップ等から構成されている。
【００２５】
ロ−ル紙Ｐはロール紙供給ユニット２４から供給されて、プリンタ１０に組み込まれた搬送機構２６によって矢印Ａ方向に搬送される。搬送機構２６は、ロ−ル紙Ｐを載置して搬送する搬送ベルト２６ａ、この搬送ベルト２６ａを回転させる搬送モータ２６ｂ、搬送ベルト２６ａに張力を与えるローラ２６ｃなどから構成されている。
【００２６】
ロ−ル紙Ｐに画像を形成する際には、搬送中のロ−ル紙Ｐの記録開始位置がブラックの記録ヘッド２２Ｋの下に到達した後に、記録データ（画像情報）に基づいて記録ヘッド２２Ｋからブラックインクを選択的に吐出する。同様に記録ヘッド２２Ｃ、記録ヘッド２２Ｍ、記録ヘッド２２Ｙの順に、各色のインクを吐出してカラー画像をロ−ル紙Ｐに形成する。この場合、ロール紙Ｐは停止せずに搬送されながら各記録ヘッド２２Ｋ、２２Ｃ、２２Ｍ、２２Ｙからロール紙Ｐにインクが吐出される。プリンタ１０には、上記の部品・部材の他、各記録ヘッド２２Ｋ、２２Ｃ、２２Ｍ、２２Ｙに供給されるインクを貯めておくメインタンク２８Ｋ、２８Ｃ、２８Ｍ、２８Ｙや、記録ヘッド２２Ｋ、２２Ｃ、２２Ｍ、２２Ｙにインクを供給したり回復動作をしたりするための各種ポンプ（図３等参照）などが備えられている。
【００２７】
図２を参照して、プリンタ１０の電気的な系統を説明する。
【００２８】
図２は、図１のプリンタの電気的な系統を示すブロック図である。
【００２９】
ホストＰＣ１２から送信された記録データやコマンドはインターフェイスコントローラ１０２を介してＣＰＵ１００に受信される。ＣＰＵ１００は、プリンタ１０の記録データの受信、記録動作、ロ−ル紙Ｐのハンドリング等全般の制御を掌る演算処理装置である。ＣＰＵ１００では、受信したコマンドを解析した後に、記録データの各色成分のイメージデータをイメージメモリ１０６にビットマップ展開して描画する。記録前の動作処理としては、出力ポート１１４、モータ駆動部１１６を介してキャッピングモータ１２２とヘッドアップダウンモータ１１８を駆動し、各記録ヘッド２２Ｋ、２２Ｃ、２２Ｍ、２２Ｙをキャッピング機構５０から離して記録位置（画像形成位置）に移動させる。
【００３０】
続いて、出力ポート１１４、モータ駆動部１１６を介してロ−ル紙Ｐを繰り出すロールモータ（図示せず）、及び低速度でロ−ル紙Ｐを搬送する搬送モータ１２０等を駆動してロ−ル紙Ｐを記録位置に搬送する。一定速度で搬送されるロ−ル紙Ｐにインクを吐出し始めるタイミング（記録タイミング）を決定するための先端検知センサ（図示せず）でロ−ル紙Ｐの先端位置を検出する。その後、ロ−ル紙Ｐの搬送に同期して、ＣＰＵ１００はイメージメモリ１０６から対応する色の記録データを順次に読み出し、この読み出したデータを各記録ヘッド２２Ｋ、２２Ｃ、２２Ｍ、２２Ｙに記録ヘッド制御回路１１２を経由して（介して）転送する。
【００３１】
ＣＰＵ１００の動作はプログラムＲＯＭ１０４に記憶された処理プログラムに基づいて実行される。プログラムＲＯＭ１０４には、制御フローに対応する処理プログラム及びテーブルなどが記憶されている。また、作業用のメモリとしてワークＲＡＭ１０８を使用する。各記録ヘッド２２Ｋ、２２Ｃ、２２Ｍ、２２Ｙのクリーニングや回復動作時に、ＣＰＵ１００は、出力ポート１１４、モータ駆動部１１６を介してポンプモータ１２４を駆動し、インクの加圧、吸引等の制御を行う。
【００３２】
図３を参照して、プリンタ１０に組み込まれたインク供給装置について説明する。
【００３３】
図３は、インクジェット方式画像形成装置に組み込まれたインク供給装置を示す模式図である。図３では、記録ヘッド２２Ｋにインクを供給したり、この記録ヘッド２２Ｋを回復させたりするためのインク供給装置を示すが、他の記録ヘッド２２Ｃ、２２Ｍ、２２Ｙについても同じ構成のインク供給装置が備えられている。また、図３では、図１と図２に示す構成要素と同一の構成要素には同一の符号が付されている。
【００３４】
プリンタ１０（図１参照）には、記録ヘッド２２Ｋにインクを供給するインク供給装置６０が組み込まれている。インク供給装置６０は、プリンタ１０の本体に着脱自在なメインタンク２８Ｋと、このメインタンク２８Ｋと記録ヘッド２２Ｋとをつなぐインク供給路６２の途中に配置されたサブタンク２７Ｋなどから構成されている。サブタンク２７Ｋの下に記録ヘッド２２Ｋが配置されている。
【００３５】
サブタンク２７Ｋと記録ヘッド２２Ｋは、２つのインク流路６４，６６で接続されて（つながれて）いる。サブタンク２７Ｋから加圧バルブ６７まで、及びサブタンク２７Ｋから待機バルブ６９まではプリンタ１０の本体装置フレ−ムに固定されており、インク流路６４，６６の一部はフレキシブルチューブ製である。このため、記録ヘッド２２Ｋは移動できる。インク流路６４には、記録ヘッド２２Ｋをクリーニングする際に稼動するクリーニングポンプ６８や、所定のタイミングでインク流路６４を開閉する待機バルブ６９が取り付けられている。一方、インク流路６６には、所定のタイミングでインク流路６６を開閉する加圧バルブ６７が取り付けられている。インク流路６６のうち加圧バルブ６７と下記の圧力調整ポンプ８２の間の部分には、インク流路６６内のインク圧力を検出する圧力検出センサ８１が取り付けられている。
【００３６】
サブタンク２７Ｋの内部には、記録ヘッド２２Ｋの多数のノズル２２Ｋｎに適正な圧力を付与するための圧力調整ポンプ８２が配置されている。圧力調整ポンプ８２はサブタンク２７Ｋの底面のやや上方に位置しており、この底面から所定間隔離れている。圧力調整ポンプ８２は、サブタンク２７Ｋに貯められているインクに浸かっている状態である。サブタンク２７Ｋの上方には、圧力調整ポンプ８２を駆動させる駆動ユニット８３が配置されており、この駆動ユニットは、ＣＰＵ１００（図２参照）によって制御されている。また、サブタンク２７Ｋの上壁には、サブタンク２７Ｋの内部圧力を大気圧にするための大気開放バルブ８４が固定されている。この大気開放バルブ８４を開放することにより、サブタンク２７Ｋの内部圧力は大気圧に等しくなる。
【００３７】
また、サブタンク２７Ｋには、このサブタンク２７Ｋに貯められているインク（貯蔵インク）の液面レベルを検知する周知の液面検知センサ８６が取り付けられている。サブタンク２７Ｋ内のインク液面が一定レベル以下になったことを液面検知センサ８６が検知したときは、供給ポンプ７２が稼動し始めてメインタンク２８Ｋからインクが吸引されてサブタンク２７Ｋに供給される。一方、サブタンク２７Ｋ内のインク液面が予め決められている上限レベルになったことを液面検知センサ８６が検知したときは、供給ポンプ７２が停止してインクの供給は停止される。
【００３８】
メインタンク２８Ｋには、このメインタンク２８Ｋ内のインクの有無を検出する検出センサ（図示せず）が取り付けられている。また、プリンタ１０の本体にメインタンク２８Ｋを装着するときに接続されるエア−流路には、メインタンク２８Ｋの内部圧力を大気圧にするための大気開放バルブ７４が取り付けられている。
【００３９】
図４から図６までを参照して、圧力調整ポンプ８２によって記録ヘッド２２Ｋ内の圧力を調整する技術について説明する。
【００４０】
図４は、サブタンクと記録ヘッドを詳細に示す拡大図である。図５は、圧力調整ポンプの羽根を示す上面図である。図６は、図５に示す羽根の回転数と記録ヘッド内のインクに作用する圧力との関係を示すグラフである。これらの図では、図３に示す構成要素と同一の構成要素には同一の符号が付されている。
【００４１】
上記した加圧バルブ６７、待機バルブ６９、大気開放バルブ８４としては、図４に示すように、ソレノイドのプランジャー１３０に一体化されたバルブシ−ト１３２によってインク流路の遮断を行う電磁バルブが採用されるが、本発明においてはこれらの方式を何ら限定するものではなく他の方式のものを採用しても何ら問題無い。
【００４２】
記録時には記録ヘッド２２Ｋに適正な負圧を付与する（記録ヘッド２２Ｋのインク吐出口（ノズルの出口）においてインクのメニスカスが形成されるような圧力をインクに作用させる）必要がある。この場合、加圧バルブ６７と大気開放バルブ８４は開放状態にあり、待機バルブ６９は密閉状態にある。この状態で圧力調整ポンプ８２を駆動することにより、図５の矢印Ｃ方向に圧力調整ポンプ８２の羽根８２ａが回転し、この羽根８２ａの中心Ｃから羽面８２ｂに沿ってインクは遠心力を受ける。つまり、圧力調整ポンプ８２の回転軸中心部（中心Ｃの周辺部）は相対的に負圧となるので、サブタンク２７Ｋの吸引口８０ａからインク流路６６を介して記録ヘッド２２Ｋに負圧を付与することができる。吸引口８０ａはサブタンク２７Ｋの底壁に形成されており、圧力調整ポンプ８２は吸引口８０ａから所定間隔離れた上方に配置されている。なお、羽根８２ａの回転数は、ＣＰＵ１００（図２参照）に制御されている。
【００４３】
上記のように圧力調整ポンプ８２を駆動させて羽根８２ａを矢印Ｃ方向に回転させるときに発生する遠心力によって、この圧力調整ポンプ８２が記録ヘッド２２Ｋ内のインクを、インク流路６６と吸引口８０ａを経由してサブタンク２７Ｋ内に吸い込もうとし（実際に吸い込まれることはほとんど無い）、この結果、記録ヘッド２２Ｋ内のインクに負圧（インク吐出口の外側周辺の大気圧よりも低い圧力）が与えられてインク吐出口においてインクのメニスカスが形成されることとなる。なお、羽根８２ａが矢印Ｃ方向とは反対方向に回転するように圧力調整ポンプ８２を駆動させた場合は、サブタンク８２内のインクが吸引口８０ａから押し出されようとするので、記録ヘッド２２Ｋ内のインクに正圧（インク吐出口の外側周辺の大気圧よりも高い圧力）が与えられる。この結果、インク吐出口からはインクが排出される。
【００４４】
圧力調整ポンプ８２の羽根８２ａが図５の矢印Ｃ方向に回転するときの回転数に応じて、図６に示すように、圧力調整ポンプ８２が発生させる負圧の大きさが変動する。羽根８２ａが矢印Ｃ方向に速く回転するほど（単位時間当たりの回転数が多いほど）大きな負圧が発生するので、記録ヘッド２２Ｋ内のインクは強い力でサブタンク８２内に吸い上げられようとすることとなり、記録ヘッド２２Ｋ内（ノズル２２Ｋｎ内）のインクに作用する負圧が大きくなる。この逆に、羽根８２ａが矢印Ｃ方向に遅く回転するほど（単位時間当たりの回転数が少ないほど）小さな負圧しか発生しないので、記録ヘッド２２Ｋ内のインクは弱い力でサブタンク８２内に吸い上げられようとすることとなり、記録ヘッド２２Ｋ内のインクに作用する負圧が小さくなる。すなわち、記録ヘッド２２Ｋに付与する負圧の大きさは圧力調整ポンプ８２の回転数に応じて制御できるので、圧力調整ポンプ８２を駆動させることにより、インク流路６６を開放したままの状態で記録ヘッド２２Ｋ内の圧力が調整されることとなる。
【００４５】
圧力調整ポンプ８２としては、一般的にタ−ボ形と分類されるポンプを使用することが望ましい。タ−ボ形ポンプとしては、本実施例で採用した遠心ポンプ形式や斜流形式、軸流形式などが挙げられる。これらはインク流路（液流路）を遮断する（閉じる）ことなく圧力を発生できるので、差圧に応じてインクがポンプ内を移動できる。例えば、記録ヘッド２２Ｋからインクが吐出したときは、記録ヘッド２２Ｋ内のインクが減少するので、記録ヘッド２２Ｋから圧力調整ポンプ（遠心ポンプ）８２までの間が減圧される。この場合、サブタンク２７Ｋ内のインクがインク流路６６を経由して記録ヘッド２２Ｋに供給される。これに対し、圧力調整ポンプ８２として、いわゆる容積式に分類されるピストンポンプ等を用いた場合は、インクを圧送するためにインク流路６６を遮断するので、インクがピストンポンプ内を通じて自由に移動できないばかりか、記録ヘッド２２Ｋのノズル２２Ｋｎのインク吐出口から外気を容易に吸引してしまう。
【００４６】
図７を参照してノズル２２Ｋｎの構造を説明する。他の記録ヘッド２２Ｙ，２２Ｍ，２２Ｃのノズルも同一の構造である。図７は、ノズルとその周辺部を示す断面図である。図７には、１つのノズル２２Ｋｎを示すが、記録ヘッド２２Ｋには多数のノズルが形成されている。
【００４７】
記録ヘッド２２Ｋには、インクを吐出する多数の筒状（一般的には円筒状）のノズル２２Ｋｎが、図７の紙面の垂直方向に並んで形成されている。多数のノズル２２Ｋｎは、インクが貯められた共通液室１５０につながっている（連通している）。この共通液室１５０はサブタンク２７Ｋ（図３参照）につながっており、サブタンク２７Ｋから共通液室１５０にインクが供給される。従って、サブタンク２７Ｋ内の圧力調整ポンプ８２（図３等参照）の回転数を変更することにより、記録ヘッド２２Ｋに付与する負圧の大きさ、即ち、ノズル２２Ｋｎ内のインクに作用する負圧の大きさを変更できる。
【００４８】
ノズル２２Ｋｎには、このノズル２２Ｋｎ内のインク中で発泡させる発熱体１５２が配置されている。後述するように、発熱体１５２を発熱させることによりノズル２２Ｋｎ内のインク中で泡が発生し、ノズル２２Ｋｎの出口（インク吐出口２２Ｋｍ）からインクが押し出されて吐出される。発熱体１５２は、シリコン素子基板１５６上に周知の技術で形成されている。このシリコン素子基板１５６には、後述するメニスカスＭの近傍においてインクの濡れ性を均一化させるために天板ノズル１５８とノズル土手１６０が形成されており、これら天板ノズル１５８とノズル土手１６０はノズル２２Ｋｎの内壁に面している。天板ノズル１５８とノズル土手１６０は樹脂で被覆されている。ノズル土手１６０はノズル２２Ｋｎのインク吐出口２２Ｋｍの近傍の内壁に形成されており、ノズル２２Ｋｎを狭めるものである。
【００４９】
上記した共通液室１５０もシリコン素子基板１５６に形成されている。また、発熱体１５２による発泡時にエネルギーを効率良くインク吐出口２２Ｋｍに向かわせる可動弁１６２の弁台座１６１や、天板ノズル１５８からノズル２２Ｋｎ内部に向かって垂直方向に延びる流路壁１６４もシリコン素子基板１５６に形成されている。ノズル土手１６０は、多数のノズル２２Ｋｎ等を作製する場合において天板ノズル１５８を切断するときに欠け（チッピング）を生じさせないためのものである。シリコン素子基板１５６のうち共通液室１５０に面する部分にはサブヒータ１６６が形成されており、このサブヒータ１６６は、記録ヘッド２２Ｋ内のインクの温度を一定に保って粘性を安定させることによりインクの安定吐出範囲内で印字させることを目的としている。
【００５０】
発熱体１５２は電気抵抗層及び配線をパターニングして形成されたものである。この配線を経由して電気抵抗層に電圧を印加して電流を流すことにより発熱体１５２が発熱する。この発熱によって発熱体１５２の周辺のインク中に泡（気泡）を発生させ、インク吐出口２２Ｋｍからインクを押し出して吐出させている。また、シリコン素子基板１５６と発熱体１５２に蓄積された熱の温度（蓄熱温度）を検知するためのＤｉセンサ（図示せず）がシリコン素子基板１５６に配置されており、このＤｉセンサが検知した検知温度に応じて記録ヘッド２２Ｋの駆動条件が決定される。
【００５１】
上述したように、１つの記録ヘッド２２Ｋでは複数のノズル２２Ｋｎが図７の紙面の垂直方向に並んで形成されており、複数のノズル２２Ｋｎそれぞれのインク吐出口２２Ｋｍは、平面状のインク吐出口面（フェイス面）２２Ｋｓに一列に並んで形成されている。インク吐出口面２２Ｋｓは、図７の紙面の垂直方向に延びている。また、インク吐出口面２２Ｋｓは、記録ヘッド２２Ｋのうち、各インク吐出口２２Ｋｍから吐出したインクが着弾する搬送中のロール紙Ｐに向き合う部分に形成されている。インク吐出口面２２Ｋｓは、ノズル２２Ｋｎの軸線Ｌ１（軸線方向）に対しては直交しておらず、矢印Ａ方向に搬送中のロール紙Ｐに対して傾斜している。ここでいう軸線Ｌ１とは、円筒状のノズル２２Ｋｎの横断面の中心を通る直線をいい、仮想の直線Ｌ１である。インク吐出口面２２Ｋｓは、ロール紙Ｐの搬送方向（矢印Ａ方向）の上流側に向くように角度θで傾斜しており、メニスカスＭの位置を調整し、一つのインク滴を構成する主滴と副滴の吐出方向を制御することによってロール紙Ｐの搬送速度が変更されても一つのインク滴を構成する主滴と副滴がロール紙Ｐに着弾する着弾位置を同じにさせることができる。なお、他の記録ヘッド２２Ｃ、２２Ｍ、２２Ｙについても上記と同様である。上記の角度θについて説明する。
【００５２】
上述したように、インク吐出口面２２Ｋｓはノズル２２Ｋｎの軸線Ｌ１に対しては直交せずに、インク吐出口面２２Ｋｓの法線Ｌ２と軸線Ｌ１とは角度θを成す。換言すれば、矢印Ａ方向に搬送中のロール紙Ｐを基準にした場合、インク吐出口面２２Ｋｓは、ロール紙Ｐの搬送方向（矢印Ａ方向）の上流側に向かって角度θだけ傾斜している。即ち、インク吐出口面２２Ｋｓは、軸線Ｌ１に直交する面Ｆ０（搬送中のロール紙Ｐに平行な面）をロール紙Ｐの搬送方向上流側（図７の紙面の左側）に向けて角度θだけ傾けた面でもある。角度θの大きさは、後述するように、ロール紙Ｐと記録ヘッド２２Ｋの相対移動速度などを考慮して決定する。
【００５３】
ここで、一つのインク滴の主滴ｍの吐出速度をＶｍ（ｍ／ｓｅｃ）とし、副滴ｓの吐出速度をＶｓ（ｍ／ｓｅｃ）とし、ロール紙Ｐの搬送速度をＶｆ（ｍ／ｓｅｃ）とし、インク吐出口２２Ｋｍからロール紙Ｐまでの距離をｈ（ｍ）とした場合、インク吐出口面２２Ｋｓが面Ｆ０に一致するときは、主滴ｍと副滴ｓの着弾位置のずれ量ｄは、下式によって表される。
ｄ＝｛（１／Ｖｓ）−（１／Ｖｍ）｝×ｈ×Ｖｆ
【００５４】
インク吐出口面２２Ｋｓが面Ｆ０に一致するときは、主滴ｍの吐出速度Ｖｍ、副滴ｓの吐出速度Ｖｓ、インク吐出口面２２Ｋｓからロール紙Ｐまでの距離ｈ、ロール紙Ｐの搬送速度Ｖｆに応じた大きさのずれ量ｄが発生し、一つのインク滴の主滴ｍと副滴ｓの着弾位置を一致させることはできない。
【００５５】
一方、インク吐出口面２２Ｋｓが、下記の条件を満たすように、搬送中のロール紙Ｐに対して角度θだけ傾けることにより、一つのインク滴の主滴ｍと副滴ｓの着弾位置を一致させられる。
〔（１／Ｖｓ）−｛（１／Ｖｍ・ｃｏｓθ）｝〕×ｈ×Ｖｆ＝ｈ・ｔａｎθ
上式を整理すると下式となる。
（１／Ｖｓ）−｛１／（Ｖｍ・ｃｏｓθ）｝＝ｔａｎθ／Ｖｆ
【００５６】
即ち、一つのインク滴の主滴の吐出速度をＶｍ（ｍ／ｓｅｃ）とし、副滴の吐出速度をＶｓ（ｍ／ｓｅｃ）とし、ロール紙Ｐの搬送速度をＶｆ（ｍ／ｓｅｃ）とし、インク吐出口２２Ｋｍからロール紙Ｐまでの距離をｈ（ｍ）としたときに、角度θ（°）は、
（１／Ｖｓ）−１／（Ｖｍ・ｃｏｓθ）＝ｔａｎθ／Ｖｆ
を満たす。なお、ロール紙Ｐの搬送速度Ｖｆが変更になった場合は、後述するように圧力調整ポンプ８２を駆動させてメニスカスＭの位置を調整する。
【００５７】
メニスカスＭの位置を調整する（変更する）に当たっては、上記したように圧力調整ポンプ８２（図３等参照）の回転数を変更する。これにより、記録ヘッド２２Ｋに付与する負圧の大きさ、即ち、ノズル２２Ｋｎ内のインクに作用する負圧の大きさを変更でき（負圧を制御でき）、メニスカスＭの位置を調整できることとなる。
【００５８】
ここで、上記のような負圧制御をせずに水頭差方式のみでノズル２２Ｋｎに負圧を作用させたときの発泡からインクの着弾までについて、図８と図９を参照して説明する。
【００５９】
図８（ａ）は、発熱体を発熱させる前の待機状態を示す模式図であり、（ｂ）は、発熱体が発熱してインク中に泡が発生すると同時にインク吐出口から少量のインクが押し出された状態を示す模式図であり、（ｃ）は、（ｂ）の状態に続いてインク吐出口から多量のインクが押し出された状態を示す模式図であり、（ｄ）は、泡が小さくなると共にインク吐出口から吐出した一つのインク滴が主滴と副滴に分離する直前の状態を示す模式図であり、（ｅ）は、消泡すると共にインク吐出口から吐出した一つのインク滴が主滴と副滴に分離した状態を示す模式図であり、（ｆ）は、主滴が記録媒体に着弾した状態を示す模式図であり、（ｇ）は、主滴に遅れて副滴が記録媒体に着弾した状態を示す模式図である。図９（ａ）は、主滴の吐出方向を示す模式図であり、（ｂ）は、インクとインク吐出口面の接触角を示す模式図である。
【００６０】
図８（ａ）に示すように、発熱体１５２が通電されずにノズル２２Ｋｎ内のインクが加熱される前の状態では、インク吐出口２２Ｋｍ付近のインクはメニスカスＭを形成している。図８（ｂ）、（ｃ）に示すように、発熱体１５２が通電されて、この発熱体１５２の発熱によってインクが加熱されることにより、インクの膜沸騰を伴って泡（気泡）Ｂが生じる。この場合、気泡Ｂの発生に基づく圧力の伝播方向は、可動弁１６２が弁台座１６１を支点として変位することによりインク吐出口２２Ｋｍに導かれる。発泡によって生じた圧力の伝播に伴ってメニスカスＭが吐出方向に前進し始めることにより、インク吐出口２２Ｋｍ付近のインクは、図９（ｂ）に示すように、インク吐出口面２２Ｋｓ上のノズル土手１６０と天板ノズル１５８に対して等しい接触角αを保ちながら、インク吐出口２２Ｋｍから押し出される。このとき、インクが押し出される方向Ａ１と、ノズル２２Ｋｎの軸線Ｌ１との成す角度は、図９（ａ）に示すように、インク吐出口面２２Ｋｓの傾き角度θとなる。つまりインク吐出口２２Ｋｍ付近のインクは、図８（ｂ）、（ｃ）と図９に示すように、インク吐出口面２２Ｋｓに直交する法線Ｌ２に沿うように、矢印Ａ１方向に押し出されることとなる。一方、発熱体１５２の近傍に位置するインクは、図８（ｂ）、（ｃ），及び（ｄ）に示すように、ノズル２２Ｋｎの軸線Ｌ１の方向に沿って矢印Ａ２方向に押し出される。
【００６１】
その後、図８（ｄ）に示すように気泡Ｂが収縮過程に入ることにより、インク吐出口２２Ｋｍ付近のインクがノズル２２Ｋｎ内に引き込まれるので、図８（ｅ）に示すように、主滴ｍと副滴ｓが形成される。主滴ｍと副滴ｓは、発泡よって押し出された方向が異なるため、図８（ｅ）のように、主滴ｍは、軸線Ｌ１と角度θを成す矢印Ａ１方向（図９に示す法線Ｌ２方向）へ飛翔し、副滴ｓは矢印Ａ２方向（軸線Ｌ１方向）に飛翔する。この矢印Ａ２方向は、矢印Ａ１方向よりも搬送方向（矢印Ａ方向）の下流側を向いている。
【００６２】
インク吐出口２２Ｋｍからインク滴Ｉｄ（主滴ｍと副滴ｓ）が吐出した後、後退したメニスカスＭの位置は、ノズル２２Ｋｎの毛細管力（リフィル）によって、図８（ｆ）、（ｇ）に示すように待機状態まで復帰する。一方、吐出したインク滴Ｉｄの主滴ｍは、搬送中のロール紙Ｐ上に着弾する。主滴ｍがロール紙Ｐに着弾した後、副滴ｓがこのロール紙Ｐに着弾するまでの間、ロール紙Ｐは矢印Ａ方向（搬送方向）に搬送される（移動する）。しかし、副滴ｓの吐出方向は矢印Ａ２方向なので、図８（ｇ）に示すように、ロール紙Ｐ上の主滴ｍ（ロール紙Ｐに吸収されている）が着弾した位置と同じ位置に副滴ｓが着弾する。このように、主滴ｍと副滴ｓは着弾位置が同じ位置になるので、一つのインク滴Ｉｄの主滴ｍと副滴ｓの着弾位置が相違することによる画像品位の低下を防止でき、画像品位を向上させられる。
【００６３】
ロール紙Ｐの搬送速度が変更になった場合、一つのインク滴Ｉｄの主滴ｍと副滴ｓの着弾位置が相違するおそれがある。
この結果、主滴ｍと副滴ｓでは、着弾位置にずれが発生する。このずれの距離（間隔）は、記録媒体Ｐの搬送速度が速くなるほど長くなる（大きくなる）。このように一つのインク滴Ｉｄの主滴ｍと副滴ｓが記録媒体Ｐ上の相違する位置に着弾したときは画質が低下する。
【００６４】
そこで、本発明では、メニスカスＭの位置によって主滴ｍの吐出方向が変化することに着目し、ロール紙Ｐの搬送速度が変更されても、一つのインク滴Ｉｄの主滴ｍと副滴ｓがロール紙Ｐに着弾する位置が同じ位置になるようにメニスカスＭの位置を変更した。メニスカスＭの位置を変更するに当たっては、圧力調整ポンプ８２（図３等参照）の回転数を変更することにより、記録ヘッド２２Ｋに付与する負圧の大きさ、即ち、ノズル２２Ｋｎ内のインクに作用する負圧の大きさを変更した。この負圧に応じてメニスカスＭの位置が変更される。
【００６５】
図１０は、ロール紙の搬送速度に応じてメニスカスＭの位置を変更したときの説明図である。
【００６６】
図１０（ａ）は、発熱体を発熱させる前の待機状態を示す模式図であり、（ｂ）は、発熱体が発熱してインク中に泡が発生すると同時にインク吐出口から少量のインクが押し出された状態を示す模式図であり、（ｃ）は、（ｂ）の状態に続いてインク吐出口から多量のインクが押し出された状態を示す模式図であり、（ｄ）は、泡が小さくなると共にインク吐出口から吐出したインク滴が主滴と副滴に分離する直前の状態を示す模式図であり、（ｅ）は、消泡すると共にインク吐出口から吐出したインク滴が主滴と副滴に分離した状態を示す模式図であり、（ｆ）は、主滴が記録媒体に着弾した状態を示す模式図であり、（ｇ）は、主滴に遅れて副滴が記録媒体に着弾した状態を示す模式図である。
【００６７】
図１０（ａ）に示すように、ノズル２２Ｋｎ内のインクのメニスカスＭは、図８（ａ）に示すメニスカスＭの位置よりも後方に位置している。発泡によって生じた圧力の伝播に伴ってメニスカスＭがインク吐出口２２Ｋｍに向かって前進し始めることにより、図８（ｂ）ではインク吐出口面２２Ｋｓの傾き角度θを持ちながらインクが押し出されるが、図１０（ｂ）ではメニスカスＭが後退しているので、インクはノズル２２Ｋｎ内を移動している。続いて、図１０（ｃ）に示すようにメニスカスＭがインク吐出口２２Ｋｍに到達するので、インク吐出口面２２Ｋｓの傾き角度θを持ちながらインクが押し出されようとする。
【００６８】
しかし、図１０（ｂ）に示すようにノズル２２Ｋｎの軸線Ｌ１方向（矢印Ａ２方向）に沿ってインクが押し出されているので、インク吐出口面２２Ｋｓの傾き角度θを持ちながらインクが押し出されようとしても、軸線Ｌ１方向の力が働き、矢印Ａ１方向（図８参照）と矢印Ａ２方向の力が合成された方向（矢印Ａ３方向）へインクは押し出される。ここで、（矢印Ａ１方向と矢印Ａ２方向のなす角）＞（矢印Ａ２方向とＡ３のなす角）となる。一方、発熱体１５２の近傍に存在するインクは、図８の場合と同様に、ノズル２２Ｋｎの軸線Ｌ１方向に沿って矢印Ａ２方向に押し出される。
【００６９】
その後、図１０（ｄ）に示すように気泡Ｂが収縮過程に入ることにより、インク吐出口２２Ｋｍ付近のインクがノズル２２Ｋｎ内に引き込まれて、図１０（ｅ）に示すように主滴ｍと副滴ｓが形成される。主滴ｍと副滴ｓは、発泡よって押し出された方向が異なるため、図１０（ｅ）に示すように、主滴ｍは、矢印Ａ１方向と矢印Ａ２方向を合成した矢印Ａ３方向へ飛翔し、副滴ｓは矢印Ａ２方向に飛翔する。Ａ３とＡ２のなす角度をδとすると、このδに関して、上記に説明した式の角度θをδに置き換えた式が成り立つ。
【００７０】
上記のように、ロール紙Ｐの搬送速度が変更されても、この搬送速度に応じてメニスカスＭの位置を変更することにより、δが変化し、主滴ｍと副滴ｓは着弾位置が同じ位置になる。このため、一つのインク滴Ｉｄの主滴ｍと副滴ｓの着弾位置が相違することによる画像品位の低下を防止でき、画像品位を向上させられる。
【００７１】
図１１を参照して、記録ヘッド２２Ｋｎの負圧、メニスカスＭの位置、及び主滴の吐出方向の関係を説明する。
【００７２】
図１１は、インク吐出口面からメニスカスまでの距離と記録ヘッド内の負圧との関係、及び主滴の吐出角度と記録ヘッドの負圧との関係を示すグラフであり、横軸は、記録ヘッド（ノズル内のインク）に作用する負圧（ヘッド内圧）を表し、右の縦軸は、主滴の吐出角度を表し、左の縦軸は、インク吐出口面からメニスカスまでの距離（メニスカスの後退位置）を表す。横軸は、右に行くほどヘッド内の負圧が大きくなる（大気圧よりも低くなる）。なお、１ｍｍＡｑ＝９．８ｐａとする。
【００７３】
図中、線分Ｘは、ヘッド内圧と主滴の吐出角度との関係を表す。線分Ｘで表されるように、（ａ）の範囲内のヘッド内圧では、主滴の吐出角度は同じで変わらないが、（ｂ）の範囲内のヘッド内圧（（ａ）の範囲内のヘッド内圧よりも低い内圧（大きい負圧））では、ヘッド内圧が低くなるほど主滴ｍの吐出角度δ（図８等参照）は大きくなる。即ち、ノズル２２Ｋｎ内のインクに作用する負圧が大きく（大気圧よりも低くなる）なるほど主滴ｍは搬送方向（図８の矢印Ａ方向）下流側に吐出する。なお、図中のＰ１は、メニスカスＭがノズル内部に後退を開始するときのヘッド内圧である。
【００７４】
また、図中、線分Ｙは、ヘッド内圧とメニスカスＭの後退した位置との関係を表す。線分Ｙで表されるように、ヘッド内圧が小さく（負圧が大きく）なるほど（ノズル２２Ｋｎ内のインクに作用する負圧が大きくなるほど）メニスカスＭが後退する（ノズル２２Ｋｎの奥に移動する）。但し、ノズル２２ＫｎでメニスカスＭが形成される負圧（メニスカス保持力）が大きすぎると（負圧が大きすぎる）場合（（ｃ）の範囲）は、メニスカスＭがノズル土手１６０より後方に移動してしまい、本発明で提案している挙動を取らなくなってしまう。
【００７５】
上記したノズル後退位置と記録ヘッドの負圧との関係、及び主滴の吐出角度と記録ヘッドの負圧との関係に基づいて圧力調整ポンプ８２（図３等参照）の回転数を制御してノズル２２Ｋｎ内のインクに作用する負圧を決定する。
【００７６】
図１２を参照して、圧力調整ポンプ８２（図３等参照）の回転数を制御してノズル２２Ｋｎ内のインクに作用する負圧を決定してインクを吐出するインク吐出方法の手順の一例を説明する。
【００７７】
図１２は、インク吐出方法の手順の一例を示すフロー図である。
【００７８】
インク吐出方法では、ロール紙Ｐの搬送速度に応じて圧力調整ポンプ８２（図３等参照）の回転数を制御することによりメニスカスＭ（図８等参照）の位置を変えて主滴ｍ（図１０等参照）の吐出角度θ（図７等参照）を制御してインクを吐出させる。この制御は、主滴制御シーケンスが起動することにより開始される。先ず、ホストＰＣ（図１参照）からの印刷データの有無の判別を行い（Ｓ１２０１）、印刷データがある場合は、その印刷データにおけるヘッド内圧のシミュレーションを印字デュティー等のカウントにより算出する（Ｓ１２０２）。この算出されたデータをもとに、図１１で示したグラフを参照にして、印刷速度（記録媒体の搬送速度）に応じた主滴の吐出角度θを算出し、その角度θに対応するメニスカスＭの後退位置を決める（Ｓ１２０３）。メニスカスＭを後退させるために、圧力調整ポンプ８２（図３等参照）の回転数を決め（Ｓ１２０４）、印刷を開始する（Ｓ１２０５）。印刷の途中で、印字デュティーの変化等に起因してヘッド内圧が変動し（Ｓ１２０６）、ヘッド内圧が上昇したときは、図１１で示したグラフを参照にして（Ｓ１２０７）、圧力調整ポンプ８２（図３等参照）の回転数を上げる（Ｓ１２０８）。一方、ヘッド内圧が下降したときは、図１１で示したグラフを参照にして（Ｓ１２０９）、圧力調整ポンプ８２（図３等参照）の回転数を下げる（Ｓ１２１０）。
【００７９】
上記の制御は、ヘッド内圧が上昇しても下降しても、ロール紙Ｐの搬送速度に応じて最適な主滴の吐出角度を得るために、メニスカスＭの位置を変更する制御である。印刷データがある場合は、上記のシーケンスを続けて実行する（Ｓ１２１１）。
【００８０】
上記したインク吐出方法は、複数の機器（例えばホストコンピュータ、インタフェイス機器、リーダ、プリンタなど）から構成されるシステムに適用しても、一つの機器からなる装置（例えば、複写機、ファクシミリ装置など）に適用してもよい。また、上記のインク吐出方法は、上記実施例の機能を実現するソフトウェアのプログラムコードを記録した記憶媒体を、システムあるいは装置に供給し、そのシステムあるいは装置のコンピュータ（またはＣＰＵやＭＰＵ）が記憶媒体に格納されたプログラムコードを読出し実行することによっても、達成されることは言うまでもない。この場合、記憶媒体から読出されたプログラムコード自体が上記実施例の機能を実現することとなる。このプログラムコードを供給するための記憶媒体としては、例えばフロッピ（登録商標）ディスク、ハードディスク、光ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ、磁気テープ、不揮発性のメモリカード、ＲＯＭなどを用いることができる。
【００８１】
また、コンピュータが読出したプログラムコードを実行することにより、上記実施例の機能が実現されるだけでなく、そのプログラムコードの指示に基づきコンピュータ上で稼働しているＯＳ（オペレーティングシステム）などが実際の処理の一部または全部を行い、その処理によって上記実施例の機能が実現される場合も含まれる。さらに、記憶媒体から読出されたプログラムコードが、コンピュータに挿入された機能拡張ボードやコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わるメモリに書込まれた後、そのプログラムコードの指示に基づき、その機能拡張ボードや機能拡張ユニットに備わるＣＰＵなどが実際の処理の一部または全部を行い、その処理によって上記実施例の機能が実現される場合も含まれる。
【００８２】
ヘッド内圧、主滴の吐出角度δ、ロール紙Ｐの搬送速度の一例を表１に示す。
【表１】
【００８３】
表１に示すようにロール紙Ｐの搬送速度が速くなるほどヘッド内の負圧を小さくして（メニスカスＭをインク吐出口面に近づける）、主滴の吐出角度θを大きくする。この逆に、ロール紙Ｐの搬送速度が遅くなるほどヘッド内の負圧を大きくして（メニスカスＭをインク吐出口面から遠ざけて）、主滴の吐出角度θを小さくする。このように、ロール紙Ｐの搬送速度に応じてメニスカスＭの位置を変更して一つのインク滴の主滴と副滴の着弾位置を一致させることにより画質を向上できる。なお、表１において、１ｍｍＡｑ＝９．８Ｐａである。
【００８４】
ここで、図１３を参照して、主滴及び副滴の吐出速度を測定する方法を説明する。
【００８５】
図１３は、主滴及び副滴の吐出速度を測定する方法を示す模式図である。
【００８６】
ストロボ２００を２回発光させ、一つの主滴ｍをＣＣＤカメラで同じ画面上に撮影する。この画像上では、２つの液滴（吐出前後の一つの主滴ｍ）の距離と時間がわかるので、主滴（又は副滴）の吐出速度を算出できる。この方法は自動化された試験装置（ツール）として知られている。
【図面の簡単な説明】
【００８７】
【図１】本発明のインク吐出方法が採用されたプリンタの一例を模式的に示す正面図である。
【図２】図１のプリンタの電気的な系統を示すブロック図である。
【図３】インクジェット方式画像形成装置に組み込まれたインク供給装置を示す模式図である。
【図４】サブタンクと記録ヘッドを詳細に示す拡大図である。
【図５】圧力調整ポンプの羽根を示す上面図である。
【図６】図５に示す羽根の回転数と記録ヘッド内のインクに作用する圧力との関係を示すグラフである。
【図７】ノズルとその周辺部を示す断面図である。
【図８】（ａ）は、発熱体を発熱させる前の待機状態を示す模式図であり、（ｂ）は、発熱体が発熱してインク中に泡が発生すると同時にインク吐出口から少量のインクが押し出された状態を示す模式図であり、（ｃ）は、（ｂ）の状態に続いてインク吐出口から多量のインクが押し出された状態を示す模式図であり、（ｄ）は、泡が小さくなると共にインク吐出口から吐出したインク滴が主滴と副滴に分離する直前の状態を示す模式図であり、（ｅ）は、消泡すると共にインク吐出口から吐出したインク滴が主滴と副滴に分離した状態を示す模式図であり、（ｆ）は、主滴が記録媒体に着弾した状態を示す模式図であり、（ｇ）は、主滴に遅れて副滴が記録媒体に着弾した状態を示す模式図である。
【図９】（ａ）は、主滴の吐出方向を示す模式図であり、（ｂ）は、インクとインク吐出口面の接触角を示す模式図である。
【図１０】（ａ）は、発熱体を発熱させる前の待機状態を示す模式図であり、（ｂ）は、発熱体が発熱してインク中に泡が発生すると同時にインク吐出口から少量のインクが押し出された状態を示す模式図であり、（ｃ）は、（ｂ）の状態に続いてインク吐出口から多量のインクが押し出された状態を示す模式図であり、（ｄ）は、泡が小さくなると共にインク吐出口から吐出したインク滴が主滴と副滴に分離する直前の状態を示す模式図であり、（ｅ）は、消泡すると共にインク吐出口から吐出したインク滴が主滴と副滴に分離した状態を示す模式図であり、（ｆ）は、主滴が記録媒体に着弾した状態を示す模式図であり、（ｇ）は、主滴に遅れて副滴が記録媒体に着弾した状態を示す模式図である。
【図１１】インク吐出口面からメニスカスまでの距離と記録ヘッド内の負圧との関係、及び主滴の吐出角度と記録ヘッドの負圧との関係を示すグラフである。
【図１２】インク吐出方法の手順の一例を示すフロー図である。
【図１３】主滴及び副滴の吐出速度を測定する方法を示す模式図である。
【符号の説明】
【００８８】
１０ プリンタ
２２Ｋ、２２Ｃ、２２Ｍ、２２Ｙ 記録ヘッド
２２Ｋｎ ノズル
２２Ｋｍ インク吐出口
２２Ｋｓ インク吐出口面（フェイス面）
Ｍ メニスカス
ｍ 主滴
ｓ 副滴
【技術分野】
【０００１】
本発明は、記録ヘッドに形成された複数のノズルのインク吐出口から記録媒体にインク（インク滴）を吐出するインク吐出方法及びインクジェット方式画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
記録ヘッドに形成された複数のノズルから記録媒体にインク（インク滴）を吐出して画像を形成するインクジェット方式画像形成装置（インクジェットプリンタ）が広く使用されている。ノズルからインク滴を吐出させる技術として、駆動パルスに応じた熱エネルギをノズル内のインクに供給して膜沸騰による気泡を形成させ、この気泡によってノズルからインク滴を吐出させる技術が知られている。この技術では、形成する画像に応じた多数のインク滴がノズルから記録媒体に吐出されることにより記録媒体に画像が形成される。
【０００３】
上記の技術を採用したインクジェットプリンタのなかには、画像記録速度（画像形成速度）を向上させるために、インク吐出口及びインク流路等からなるノズルを複数集積したマルチノズルヘッドを記録媒体の搬送方向に直交させて多数配列させたラインヘッドを有し、記録媒体の搬送に合わせて複数のノズルのインク吐出口から同時にインクを吐出させるタイプのもの（ラインプリンタ）がある。
【０００４】
記録媒体に画像を形成する画像形成装置には、一般に、高画像品位で高解像度の画像を高速で形成することが求められるが、上記のラインプリンタをはじめとするインクジェットプリンタを使用することによりこれらの要求を満足させることができる。また、インクジェットプリンタは、画像形成時（画像記録時）に記録ヘッド（記録ヘッド）と記録媒体とが非接触であるので、非常に安定した画像記録を行うことができるという利点も有している。
【０００５】
しかし一方で、インクジェットプリンタでは、流体であるインクを扱うので、流体力学的な種々の不都合が記録ヘッドで発生する。また、インクは液体であるので、環境温度や放置時間等によって粘性が随時変わっていく。このような粘性の変化は画像記録に大きな影響を及ぼす。また、ノズルから吐出するインク滴の特性として、ノズルから吐出した一つのインク滴が主滴と副滴（サテライト）に分離することが知られている。主滴は副滴よりも先にノズルのインク吐出口から離れ、主滴に続いて副滴がインク吐出口から離れる。
【０００６】
ところで、産業用のインクジェットプリンタとコンシューマープリンタ（家庭用のインクジェットプリンタ）とを比較した場合、産業用のインクジェットプリンタではコンシューマープリンタよりも、印刷速度（記録媒体の搬送速度）や印字デュティー（記録媒体の単位面積当たりに着弾したインク滴の数）が格段に増加している。記録媒体の搬送速度を速めた（例えば、約１２０ｍ／分）場合、ノズルから吐出した一つのインク滴の主滴が記録媒体に着弾する位置（着弾位置）と、副滴が記録媒体に着弾する着弾位置とがずれることがある。このように、一つのインク滴を構成する主滴と副滴の着弾位置がずれた場合、一つのインク滴が別々の位置に着弾することとなるので画像品位が低下することがある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記のような主滴と副滴の着弾位置のずれを防止するために、複数のインク吐出口が形成されたインク吐出口面を傾斜させて、主滴と副滴の着弾位置を一致させる技術が提案されている。しかし、この技術では、インク吐出口面の傾斜角度が一定であり、主滴と副滴の吐出角度が固定されているので、記録媒体の搬送速度が変更になった場合、主滴と副滴の着弾位置が一致しないことがある。
【０００８】
本発明は、上記事情に鑑み、搬送速度を変更させても主滴と副滴の着弾位置のずれを防止できるインク吐出方法及びインクジェット方式画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するための本発明のインク吐出方法は、インクのメニスカスが形成された筒状のノズルのインク吐出口から記録媒体にインクを吐出して画像を形成するインクジェット方式画像形成装置における、搬送中の記録媒体に前記インク吐出口からインクを吐出するインク吐出方法において、
（１）記録媒体が搬送される搬送方向の上流側に向くように傾斜し複数の前記インク吐出口が形成された平面状のインク吐出口面を有すると共に、前記ノズルの延びる軸線方向に対して前記インク吐出口面が直交していない記録ヘッドを使用し、
（２）前記インク吐出口から吐出された一つのインク滴を構成する主滴と副滴が記録媒体に着弾する着弾位置が同じ位置になるように前記メニスカスの位置を変更させて前記インク吐出口からインクを吐出することを特徴とするものである。
【００１０】
また、上記目的を達成するための本発明の他のインク吐出方法は、インクのメニスカスが形成された筒状のノズルのインク吐出口から記録媒体にインクを吐出して画像を形成するインクジェット方式画像形成装置における、搬送中の記録媒体に前記インク吐出口からインクを吐出するインク吐出方法において、
（３）複数の前記インク吐出口が形成されると共に、記録媒体が搬送される搬送方向の上流側に向くように傾斜する平面状のインク吐出口面を有する記録ヘッドを使用し、
（４）前記インク吐出口から吐出された一つのインク滴を構成する主滴と副滴が記録媒体に着弾する着弾位置が同じ位置になるように前記メニスカスの位置を変更させて前記インク吐出口からインクを吐出することを特徴とするものである。
【００１１】
ここで、
（５）記録媒体が搬送される搬送速度に基づいて前記メニスカスの位置を変更させてもよい。
【００１２】
また、
（６）前記主滴の吐出速度をＶｍとし、前記副滴の吐出速度をＶｓとし、記録媒体の搬送速度をＶｆとし、前記インク吐出口から記録媒体までの距離をｈとしたときに、前記主滴の吐出方向と前記軸線方向との成す角度δは、
（１／Ｖｓ）−１／（Ｖｍ・ｃｏｓδ）＝ｔａｎδ／Ｖｆ
を満たすようにしてもよい。
【００１３】
さらにまた、
（７）前記メニスカスの位置を変更するに当たり、前記ノズル内のインクに作用する圧力を制御して前記メニスカスの位置を変更してもよい。
【００１４】
さらにまた、
（８）前記着弾位置が同じ位置になるようにするに当たり、前記主滴が吐出する方向とは相違する方向に前記副滴を吐出させてもよい。
【００１５】
さらにまた、
（９）前記副滴の吐出方向は、前記主滴の吐出方向よりも記録媒体搬送方向の下流側を向いているものであってもよい。
【００１６】
さらにまた、
（１０）前記ノズルに配置された発熱体を発熱させて前記ノズル内のインク中で発泡することにより、前記インク吐出口からインクを吐出させてもよい。
【００１７】
さらにまた、
（１１）前記インク吐出口から吐出されたインク滴が着弾する記録媒体の搬送速度に基づいて、前記ノズル内のインクに作用する圧力を制御してもよい。
【００１８】
さらにまた、
（１２）前記ノズルは不動状態でインクを吐出するものであってもよい。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、複数のインク吐出口が形成された平面状のインク吐出口面を有すると共に、ノズルの延びる軸線方向に対してインク吐出口面が直交していない記録ヘッドを使用し、インク吐出口から吐出された一つのインク滴を構成する主滴と副滴が記録媒体に着弾する着弾位置が同じ位置になるようにメニスカスの位置を変更させてインク吐出口からインクを吐出させるので、搬送速度を変更させても主滴と副滴の着弾位置のずれを防止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
本発明は、記録ヘッドに形成された複数のノズルから記録媒体にインクを吐出して画像を形成するインクジェット方式のプリンタに実現された。
【実施例１】
【００２１】
図１を参照して、本発明のインク吐出方法が採用されたプリンタの一例を説明する。
【００２２】
図１は、本発明のインク吐出方法が採用されたプリンタの一例を模式的に示す正面図である。
【００２３】
プリンタ１０は、このプリンタ１０に画像情報を送るホストＰＣ（パソコン）１２に接続されている。プリンタ１０には、４つ（４本）の記録ヘッド２２Ｋ、２２Ｃ、２２Ｍ、２２Ｙが記録媒体（ここではロ−ル紙）Ｐの搬送方向（矢印Ａ方向）に並んで配置されている。４つの記録ヘッド２２Ｋ、２２Ｃ、２２Ｍ、２２Ｙからはそれぞれ黒、シアン、マゼンタ、イエローの各色のインクが吐出される。これら４つの記録ヘッド２２Ｋ、２２Ｃ、２２Ｍ、２２Ｙは、所謂ラインヘッドであり、図１の紙面に直交する方向（矢印Ａ方向に直交する方向）に延びている。これら４つの記録ヘッド２２Ｋ、２２Ｃ、２２Ｍ、２２Ｙの長さは、プリンタ１０で印字できる記録媒体のうち最大の幅（図１の紙面に直交する方向の長さ）よりもやや長い。また、これら４つの記録ヘッド２２Ｋ、２２Ｃ、２２Ｍ、２２Ｙは、画像形成中は固定されて動かない（不動状態である）。
【００２４】
４つの記録ヘッド２２Ｋ、２２Ｃ、２２Ｍ、２２Ｙから安定してインクを吐出できるように、プリンタ１０には回復ユニット４０が組み込まれている。この回復ユニット４０によって、記録ヘッド２２Ｋ、２２Ｃ、２２Ｍ、２２Ｙからのインク吐出状態は初期のインク吐出状態に回復する。回復ユニット４０には、回復動作のときに４つの記録ヘッド２２Ｋ、２２Ｃ、２２Ｍ、２２Ｙのインク吐出口形成面２２Ｋｓ、２２Ｃｓ、２２Ｍｓ、２２Ｙｓからインクを除去するキャッピング機構５０が備えられている。キャッピング機構５０は各記録ヘッド２２Ｋ、２２Ｃ、２２Ｍ、２２Ｙに独立して設けられており、図１の例では６色分け（即ち、６つのキャッピング機構５０）が示されているが、このうち２色分は記録ヘッド追加時の予備的な機構である。キャッピング機構５０は、周知のブレード、インク除去部材、ブレード保持部材、キャップ等から構成されている。
【００２５】
ロ−ル紙Ｐはロール紙供給ユニット２４から供給されて、プリンタ１０に組み込まれた搬送機構２６によって矢印Ａ方向に搬送される。搬送機構２６は、ロ−ル紙Ｐを載置して搬送する搬送ベルト２６ａ、この搬送ベルト２６ａを回転させる搬送モータ２６ｂ、搬送ベルト２６ａに張力を与えるローラ２６ｃなどから構成されている。
【００２６】
ロ−ル紙Ｐに画像を形成する際には、搬送中のロ−ル紙Ｐの記録開始位置がブラックの記録ヘッド２２Ｋの下に到達した後に、記録データ（画像情報）に基づいて記録ヘッド２２Ｋからブラックインクを選択的に吐出する。同様に記録ヘッド２２Ｃ、記録ヘッド２２Ｍ、記録ヘッド２２Ｙの順に、各色のインクを吐出してカラー画像をロ−ル紙Ｐに形成する。この場合、ロール紙Ｐは停止せずに搬送されながら各記録ヘッド２２Ｋ、２２Ｃ、２２Ｍ、２２Ｙからロール紙Ｐにインクが吐出される。プリンタ１０には、上記の部品・部材の他、各記録ヘッド２２Ｋ、２２Ｃ、２２Ｍ、２２Ｙに供給されるインクを貯めておくメインタンク２８Ｋ、２８Ｃ、２８Ｍ、２８Ｙや、記録ヘッド２２Ｋ、２２Ｃ、２２Ｍ、２２Ｙにインクを供給したり回復動作をしたりするための各種ポンプ（図３等参照）などが備えられている。
【００２７】
図２を参照して、プリンタ１０の電気的な系統を説明する。
【００２８】
図２は、図１のプリンタの電気的な系統を示すブロック図である。
【００２９】
ホストＰＣ１２から送信された記録データやコマンドはインターフェイスコントローラ１０２を介してＣＰＵ１００に受信される。ＣＰＵ１００は、プリンタ１０の記録データの受信、記録動作、ロ−ル紙Ｐのハンドリング等全般の制御を掌る演算処理装置である。ＣＰＵ１００では、受信したコマンドを解析した後に、記録データの各色成分のイメージデータをイメージメモリ１０６にビットマップ展開して描画する。記録前の動作処理としては、出力ポート１１４、モータ駆動部１１６を介してキャッピングモータ１２２とヘッドアップダウンモータ１１８を駆動し、各記録ヘッド２２Ｋ、２２Ｃ、２２Ｍ、２２Ｙをキャッピング機構５０から離して記録位置（画像形成位置）に移動させる。
【００３０】
続いて、出力ポート１１４、モータ駆動部１１６を介してロ−ル紙Ｐを繰り出すロールモータ（図示せず）、及び低速度でロ−ル紙Ｐを搬送する搬送モータ１２０等を駆動してロ−ル紙Ｐを記録位置に搬送する。一定速度で搬送されるロ−ル紙Ｐにインクを吐出し始めるタイミング（記録タイミング）を決定するための先端検知センサ（図示せず）でロ−ル紙Ｐの先端位置を検出する。その後、ロ−ル紙Ｐの搬送に同期して、ＣＰＵ１００はイメージメモリ１０６から対応する色の記録データを順次に読み出し、この読み出したデータを各記録ヘッド２２Ｋ、２２Ｃ、２２Ｍ、２２Ｙに記録ヘッド制御回路１１２を経由して（介して）転送する。
【００３１】
ＣＰＵ１００の動作はプログラムＲＯＭ１０４に記憶された処理プログラムに基づいて実行される。プログラムＲＯＭ１０４には、制御フローに対応する処理プログラム及びテーブルなどが記憶されている。また、作業用のメモリとしてワークＲＡＭ１０８を使用する。各記録ヘッド２２Ｋ、２２Ｃ、２２Ｍ、２２Ｙのクリーニングや回復動作時に、ＣＰＵ１００は、出力ポート１１４、モータ駆動部１１６を介してポンプモータ１２４を駆動し、インクの加圧、吸引等の制御を行う。
【００３２】
図３を参照して、プリンタ１０に組み込まれたインク供給装置について説明する。
【００３３】
図３は、インクジェット方式画像形成装置に組み込まれたインク供給装置を示す模式図である。図３では、記録ヘッド２２Ｋにインクを供給したり、この記録ヘッド２２Ｋを回復させたりするためのインク供給装置を示すが、他の記録ヘッド２２Ｃ、２２Ｍ、２２Ｙについても同じ構成のインク供給装置が備えられている。また、図３では、図１と図２に示す構成要素と同一の構成要素には同一の符号が付されている。
【００３４】
プリンタ１０（図１参照）には、記録ヘッド２２Ｋにインクを供給するインク供給装置６０が組み込まれている。インク供給装置６０は、プリンタ１０の本体に着脱自在なメインタンク２８Ｋと、このメインタンク２８Ｋと記録ヘッド２２Ｋとをつなぐインク供給路６２の途中に配置されたサブタンク２７Ｋなどから構成されている。サブタンク２７Ｋの下に記録ヘッド２２Ｋが配置されている。
【００３５】
サブタンク２７Ｋと記録ヘッド２２Ｋは、２つのインク流路６４，６６で接続されて（つながれて）いる。サブタンク２７Ｋから加圧バルブ６７まで、及びサブタンク２７Ｋから待機バルブ６９まではプリンタ１０の本体装置フレ−ムに固定されており、インク流路６４，６６の一部はフレキシブルチューブ製である。このため、記録ヘッド２２Ｋは移動できる。インク流路６４には、記録ヘッド２２Ｋをクリーニングする際に稼動するクリーニングポンプ６８や、所定のタイミングでインク流路６４を開閉する待機バルブ６９が取り付けられている。一方、インク流路６６には、所定のタイミングでインク流路６６を開閉する加圧バルブ６７が取り付けられている。インク流路６６のうち加圧バルブ６７と下記の圧力調整ポンプ８２の間の部分には、インク流路６６内のインク圧力を検出する圧力検出センサ８１が取り付けられている。
【００３６】
サブタンク２７Ｋの内部には、記録ヘッド２２Ｋの多数のノズル２２Ｋｎに適正な圧力を付与するための圧力調整ポンプ８２が配置されている。圧力調整ポンプ８２はサブタンク２７Ｋの底面のやや上方に位置しており、この底面から所定間隔離れている。圧力調整ポンプ８２は、サブタンク２７Ｋに貯められているインクに浸かっている状態である。サブタンク２７Ｋの上方には、圧力調整ポンプ８２を駆動させる駆動ユニット８３が配置されており、この駆動ユニットは、ＣＰＵ１００（図２参照）によって制御されている。また、サブタンク２７Ｋの上壁には、サブタンク２７Ｋの内部圧力を大気圧にするための大気開放バルブ８４が固定されている。この大気開放バルブ８４を開放することにより、サブタンク２７Ｋの内部圧力は大気圧に等しくなる。
【００３７】
また、サブタンク２７Ｋには、このサブタンク２７Ｋに貯められているインク（貯蔵インク）の液面レベルを検知する周知の液面検知センサ８６が取り付けられている。サブタンク２７Ｋ内のインク液面が一定レベル以下になったことを液面検知センサ８６が検知したときは、供給ポンプ７２が稼動し始めてメインタンク２８Ｋからインクが吸引されてサブタンク２７Ｋに供給される。一方、サブタンク２７Ｋ内のインク液面が予め決められている上限レベルになったことを液面検知センサ８６が検知したときは、供給ポンプ７２が停止してインクの供給は停止される。
【００３８】
メインタンク２８Ｋには、このメインタンク２８Ｋ内のインクの有無を検出する検出センサ（図示せず）が取り付けられている。また、プリンタ１０の本体にメインタンク２８Ｋを装着するときに接続されるエア−流路には、メインタンク２８Ｋの内部圧力を大気圧にするための大気開放バルブ７４が取り付けられている。
【００３９】
図４から図６までを参照して、圧力調整ポンプ８２によって記録ヘッド２２Ｋ内の圧力を調整する技術について説明する。
【００４０】
図４は、サブタンクと記録ヘッドを詳細に示す拡大図である。図５は、圧力調整ポンプの羽根を示す上面図である。図６は、図５に示す羽根の回転数と記録ヘッド内のインクに作用する圧力との関係を示すグラフである。これらの図では、図３に示す構成要素と同一の構成要素には同一の符号が付されている。
【００４１】
上記した加圧バルブ６７、待機バルブ６９、大気開放バルブ８４としては、図４に示すように、ソレノイドのプランジャー１３０に一体化されたバルブシ−ト１３２によってインク流路の遮断を行う電磁バルブが採用されるが、本発明においてはこれらの方式を何ら限定するものではなく他の方式のものを採用しても何ら問題無い。
【００４２】
記録時には記録ヘッド２２Ｋに適正な負圧を付与する（記録ヘッド２２Ｋのインク吐出口（ノズルの出口）においてインクのメニスカスが形成されるような圧力をインクに作用させる）必要がある。この場合、加圧バルブ６７と大気開放バルブ８４は開放状態にあり、待機バルブ６９は密閉状態にある。この状態で圧力調整ポンプ８２を駆動することにより、図５の矢印Ｃ方向に圧力調整ポンプ８２の羽根８２ａが回転し、この羽根８２ａの中心Ｃから羽面８２ｂに沿ってインクは遠心力を受ける。つまり、圧力調整ポンプ８２の回転軸中心部（中心Ｃの周辺部）は相対的に負圧となるので、サブタンク２７Ｋの吸引口８０ａからインク流路６６を介して記録ヘッド２２Ｋに負圧を付与することができる。吸引口８０ａはサブタンク２７Ｋの底壁に形成されており、圧力調整ポンプ８２は吸引口８０ａから所定間隔離れた上方に配置されている。なお、羽根８２ａの回転数は、ＣＰＵ１００（図２参照）に制御されている。
【００４３】
上記のように圧力調整ポンプ８２を駆動させて羽根８２ａを矢印Ｃ方向に回転させるときに発生する遠心力によって、この圧力調整ポンプ８２が記録ヘッド２２Ｋ内のインクを、インク流路６６と吸引口８０ａを経由してサブタンク２７Ｋ内に吸い込もうとし（実際に吸い込まれることはほとんど無い）、この結果、記録ヘッド２２Ｋ内のインクに負圧（インク吐出口の外側周辺の大気圧よりも低い圧力）が与えられてインク吐出口においてインクのメニスカスが形成されることとなる。なお、羽根８２ａが矢印Ｃ方向とは反対方向に回転するように圧力調整ポンプ８２を駆動させた場合は、サブタンク８２内のインクが吸引口８０ａから押し出されようとするので、記録ヘッド２２Ｋ内のインクに正圧（インク吐出口の外側周辺の大気圧よりも高い圧力）が与えられる。この結果、インク吐出口からはインクが排出される。
【００４４】
圧力調整ポンプ８２の羽根８２ａが図５の矢印Ｃ方向に回転するときの回転数に応じて、図６に示すように、圧力調整ポンプ８２が発生させる負圧の大きさが変動する。羽根８２ａが矢印Ｃ方向に速く回転するほど（単位時間当たりの回転数が多いほど）大きな負圧が発生するので、記録ヘッド２２Ｋ内のインクは強い力でサブタンク８２内に吸い上げられようとすることとなり、記録ヘッド２２Ｋ内（ノズル２２Ｋｎ内）のインクに作用する負圧が大きくなる。この逆に、羽根８２ａが矢印Ｃ方向に遅く回転するほど（単位時間当たりの回転数が少ないほど）小さな負圧しか発生しないので、記録ヘッド２２Ｋ内のインクは弱い力でサブタンク８２内に吸い上げられようとすることとなり、記録ヘッド２２Ｋ内のインクに作用する負圧が小さくなる。すなわち、記録ヘッド２２Ｋに付与する負圧の大きさは圧力調整ポンプ８２の回転数に応じて制御できるので、圧力調整ポンプ８２を駆動させることにより、インク流路６６を開放したままの状態で記録ヘッド２２Ｋ内の圧力が調整されることとなる。
【００４５】
圧力調整ポンプ８２としては、一般的にタ−ボ形と分類されるポンプを使用することが望ましい。タ−ボ形ポンプとしては、本実施例で採用した遠心ポンプ形式や斜流形式、軸流形式などが挙げられる。これらはインク流路（液流路）を遮断する（閉じる）ことなく圧力を発生できるので、差圧に応じてインクがポンプ内を移動できる。例えば、記録ヘッド２２Ｋからインクが吐出したときは、記録ヘッド２２Ｋ内のインクが減少するので、記録ヘッド２２Ｋから圧力調整ポンプ（遠心ポンプ）８２までの間が減圧される。この場合、サブタンク２７Ｋ内のインクがインク流路６６を経由して記録ヘッド２２Ｋに供給される。これに対し、圧力調整ポンプ８２として、いわゆる容積式に分類されるピストンポンプ等を用いた場合は、インクを圧送するためにインク流路６６を遮断するので、インクがピストンポンプ内を通じて自由に移動できないばかりか、記録ヘッド２２Ｋのノズル２２Ｋｎのインク吐出口から外気を容易に吸引してしまう。
【００４６】
図７を参照してノズル２２Ｋｎの構造を説明する。他の記録ヘッド２２Ｙ，２２Ｍ，２２Ｃのノズルも同一の構造である。図７は、ノズルとその周辺部を示す断面図である。図７には、１つのノズル２２Ｋｎを示すが、記録ヘッド２２Ｋには多数のノズルが形成されている。
【００４７】
記録ヘッド２２Ｋには、インクを吐出する多数の筒状（一般的には円筒状）のノズル２２Ｋｎが、図７の紙面の垂直方向に並んで形成されている。多数のノズル２２Ｋｎは、インクが貯められた共通液室１５０につながっている（連通している）。この共通液室１５０はサブタンク２７Ｋ（図３参照）につながっており、サブタンク２７Ｋから共通液室１５０にインクが供給される。従って、サブタンク２７Ｋ内の圧力調整ポンプ８２（図３等参照）の回転数を変更することにより、記録ヘッド２２Ｋに付与する負圧の大きさ、即ち、ノズル２２Ｋｎ内のインクに作用する負圧の大きさを変更できる。
【００４８】
ノズル２２Ｋｎには、このノズル２２Ｋｎ内のインク中で発泡させる発熱体１５２が配置されている。後述するように、発熱体１５２を発熱させることによりノズル２２Ｋｎ内のインク中で泡が発生し、ノズル２２Ｋｎの出口（インク吐出口２２Ｋｍ）からインクが押し出されて吐出される。発熱体１５２は、シリコン素子基板１５６上に周知の技術で形成されている。このシリコン素子基板１５６には、後述するメニスカスＭの近傍においてインクの濡れ性を均一化させるために天板ノズル１５８とノズル土手１６０が形成されており、これら天板ノズル１５８とノズル土手１６０はノズル２２Ｋｎの内壁に面している。天板ノズル１５８とノズル土手１６０は樹脂で被覆されている。ノズル土手１６０はノズル２２Ｋｎのインク吐出口２２Ｋｍの近傍の内壁に形成されており、ノズル２２Ｋｎを狭めるものである。
【００４９】
上記した共通液室１５０もシリコン素子基板１５６に形成されている。また、発熱体１５２による発泡時にエネルギーを効率良くインク吐出口２２Ｋｍに向かわせる可動弁１６２の弁台座１６１や、天板ノズル１５８からノズル２２Ｋｎ内部に向かって垂直方向に延びる流路壁１６４もシリコン素子基板１５６に形成されている。ノズル土手１６０は、多数のノズル２２Ｋｎ等を作製する場合において天板ノズル１５８を切断するときに欠け（チッピング）を生じさせないためのものである。シリコン素子基板１５６のうち共通液室１５０に面する部分にはサブヒータ１６６が形成されており、このサブヒータ１６６は、記録ヘッド２２Ｋ内のインクの温度を一定に保って粘性を安定させることによりインクの安定吐出範囲内で印字させることを目的としている。
【００５０】
発熱体１５２は電気抵抗層及び配線をパターニングして形成されたものである。この配線を経由して電気抵抗層に電圧を印加して電流を流すことにより発熱体１５２が発熱する。この発熱によって発熱体１５２の周辺のインク中に泡（気泡）を発生させ、インク吐出口２２Ｋｍからインクを押し出して吐出させている。また、シリコン素子基板１５６と発熱体１５２に蓄積された熱の温度（蓄熱温度）を検知するためのＤｉセンサ（図示せず）がシリコン素子基板１５６に配置されており、このＤｉセンサが検知した検知温度に応じて記録ヘッド２２Ｋの駆動条件が決定される。
【００５１】
上述したように、１つの記録ヘッド２２Ｋでは複数のノズル２２Ｋｎが図７の紙面の垂直方向に並んで形成されており、複数のノズル２２Ｋｎそれぞれのインク吐出口２２Ｋｍは、平面状のインク吐出口面（フェイス面）２２Ｋｓに一列に並んで形成されている。インク吐出口面２２Ｋｓは、図７の紙面の垂直方向に延びている。また、インク吐出口面２２Ｋｓは、記録ヘッド２２Ｋのうち、各インク吐出口２２Ｋｍから吐出したインクが着弾する搬送中のロール紙Ｐに向き合う部分に形成されている。インク吐出口面２２Ｋｓは、ノズル２２Ｋｎの軸線Ｌ１（軸線方向）に対しては直交しておらず、矢印Ａ方向に搬送中のロール紙Ｐに対して傾斜している。ここでいう軸線Ｌ１とは、円筒状のノズル２２Ｋｎの横断面の中心を通る直線をいい、仮想の直線Ｌ１である。インク吐出口面２２Ｋｓは、ロール紙Ｐの搬送方向（矢印Ａ方向）の上流側に向くように角度θで傾斜しており、メニスカスＭの位置を調整し、一つのインク滴を構成する主滴と副滴の吐出方向を制御することによってロール紙Ｐの搬送速度が変更されても一つのインク滴を構成する主滴と副滴がロール紙Ｐに着弾する着弾位置を同じにさせることができる。なお、他の記録ヘッド２２Ｃ、２２Ｍ、２２Ｙについても上記と同様である。上記の角度θについて説明する。
【００５２】
上述したように、インク吐出口面２２Ｋｓはノズル２２Ｋｎの軸線Ｌ１に対しては直交せずに、インク吐出口面２２Ｋｓの法線Ｌ２と軸線Ｌ１とは角度θを成す。換言すれば、矢印Ａ方向に搬送中のロール紙Ｐを基準にした場合、インク吐出口面２２Ｋｓは、ロール紙Ｐの搬送方向（矢印Ａ方向）の上流側に向かって角度θだけ傾斜している。即ち、インク吐出口面２２Ｋｓは、軸線Ｌ１に直交する面Ｆ０（搬送中のロール紙Ｐに平行な面）をロール紙Ｐの搬送方向上流側（図７の紙面の左側）に向けて角度θだけ傾けた面でもある。角度θの大きさは、後述するように、ロール紙Ｐと記録ヘッド２２Ｋの相対移動速度などを考慮して決定する。
【００５３】
ここで、一つのインク滴の主滴ｍの吐出速度をＶｍ（ｍ／ｓｅｃ）とし、副滴ｓの吐出速度をＶｓ（ｍ／ｓｅｃ）とし、ロール紙Ｐの搬送速度をＶｆ（ｍ／ｓｅｃ）とし、インク吐出口２２Ｋｍからロール紙Ｐまでの距離をｈ（ｍ）とした場合、インク吐出口面２２Ｋｓが面Ｆ０に一致するときは、主滴ｍと副滴ｓの着弾位置のずれ量ｄは、下式によって表される。
ｄ＝｛（１／Ｖｓ）−（１／Ｖｍ）｝×ｈ×Ｖｆ
【００５４】
インク吐出口面２２Ｋｓが面Ｆ０に一致するときは、主滴ｍの吐出速度Ｖｍ、副滴ｓの吐出速度Ｖｓ、インク吐出口面２２Ｋｓからロール紙Ｐまでの距離ｈ、ロール紙Ｐの搬送速度Ｖｆに応じた大きさのずれ量ｄが発生し、一つのインク滴の主滴ｍと副滴ｓの着弾位置を一致させることはできない。
【００５５】
一方、インク吐出口面２２Ｋｓが、下記の条件を満たすように、搬送中のロール紙Ｐに対して角度θだけ傾けることにより、一つのインク滴の主滴ｍと副滴ｓの着弾位置を一致させられる。
〔（１／Ｖｓ）−｛（１／Ｖｍ・ｃｏｓθ）｝〕×ｈ×Ｖｆ＝ｈ・ｔａｎθ
上式を整理すると下式となる。
（１／Ｖｓ）−｛１／（Ｖｍ・ｃｏｓθ）｝＝ｔａｎθ／Ｖｆ
【００５６】
即ち、一つのインク滴の主滴の吐出速度をＶｍ（ｍ／ｓｅｃ）とし、副滴の吐出速度をＶｓ（ｍ／ｓｅｃ）とし、ロール紙Ｐの搬送速度をＶｆ（ｍ／ｓｅｃ）とし、インク吐出口２２Ｋｍからロール紙Ｐまでの距離をｈ（ｍ）としたときに、角度θ（°）は、
（１／Ｖｓ）−１／（Ｖｍ・ｃｏｓθ）＝ｔａｎθ／Ｖｆ
を満たす。なお、ロール紙Ｐの搬送速度Ｖｆが変更になった場合は、後述するように圧力調整ポンプ８２を駆動させてメニスカスＭの位置を調整する。
【００５７】
メニスカスＭの位置を調整する（変更する）に当たっては、上記したように圧力調整ポンプ８２（図３等参照）の回転数を変更する。これにより、記録ヘッド２２Ｋに付与する負圧の大きさ、即ち、ノズル２２Ｋｎ内のインクに作用する負圧の大きさを変更でき（負圧を制御でき）、メニスカスＭの位置を調整できることとなる。
【００５８】
ここで、上記のような負圧制御をせずに水頭差方式のみでノズル２２Ｋｎに負圧を作用させたときの発泡からインクの着弾までについて、図８と図９を参照して説明する。
【００５９】
図８（ａ）は、発熱体を発熱させる前の待機状態を示す模式図であり、（ｂ）は、発熱体が発熱してインク中に泡が発生すると同時にインク吐出口から少量のインクが押し出された状態を示す模式図であり、（ｃ）は、（ｂ）の状態に続いてインク吐出口から多量のインクが押し出された状態を示す模式図であり、（ｄ）は、泡が小さくなると共にインク吐出口から吐出した一つのインク滴が主滴と副滴に分離する直前の状態を示す模式図であり、（ｅ）は、消泡すると共にインク吐出口から吐出した一つのインク滴が主滴と副滴に分離した状態を示す模式図であり、（ｆ）は、主滴が記録媒体に着弾した状態を示す模式図であり、（ｇ）は、主滴に遅れて副滴が記録媒体に着弾した状態を示す模式図である。図９（ａ）は、主滴の吐出方向を示す模式図であり、（ｂ）は、インクとインク吐出口面の接触角を示す模式図である。
【００６０】
図８（ａ）に示すように、発熱体１５２が通電されずにノズル２２Ｋｎ内のインクが加熱される前の状態では、インク吐出口２２Ｋｍ付近のインクはメニスカスＭを形成している。図８（ｂ）、（ｃ）に示すように、発熱体１５２が通電されて、この発熱体１５２の発熱によってインクが加熱されることにより、インクの膜沸騰を伴って泡（気泡）Ｂが生じる。この場合、気泡Ｂの発生に基づく圧力の伝播方向は、可動弁１６２が弁台座１６１を支点として変位することによりインク吐出口２２Ｋｍに導かれる。発泡によって生じた圧力の伝播に伴ってメニスカスＭが吐出方向に前進し始めることにより、インク吐出口２２Ｋｍ付近のインクは、図９（ｂ）に示すように、インク吐出口面２２Ｋｓ上のノズル土手１６０と天板ノズル１５８に対して等しい接触角αを保ちながら、インク吐出口２２Ｋｍから押し出される。このとき、インクが押し出される方向Ａ１と、ノズル２２Ｋｎの軸線Ｌ１との成す角度は、図９（ａ）に示すように、インク吐出口面２２Ｋｓの傾き角度θとなる。つまりインク吐出口２２Ｋｍ付近のインクは、図８（ｂ）、（ｃ）と図９に示すように、インク吐出口面２２Ｋｓに直交する法線Ｌ２に沿うように、矢印Ａ１方向に押し出されることとなる。一方、発熱体１５２の近傍に位置するインクは、図８（ｂ）、（ｃ），及び（ｄ）に示すように、ノズル２２Ｋｎの軸線Ｌ１の方向に沿って矢印Ａ２方向に押し出される。
【００６１】
その後、図８（ｄ）に示すように気泡Ｂが収縮過程に入ることにより、インク吐出口２２Ｋｍ付近のインクがノズル２２Ｋｎ内に引き込まれるので、図８（ｅ）に示すように、主滴ｍと副滴ｓが形成される。主滴ｍと副滴ｓは、発泡よって押し出された方向が異なるため、図８（ｅ）のように、主滴ｍは、軸線Ｌ１と角度θを成す矢印Ａ１方向（図９に示す法線Ｌ２方向）へ飛翔し、副滴ｓは矢印Ａ２方向（軸線Ｌ１方向）に飛翔する。この矢印Ａ２方向は、矢印Ａ１方向よりも搬送方向（矢印Ａ方向）の下流側を向いている。
【００６２】
インク吐出口２２Ｋｍからインク滴Ｉｄ（主滴ｍと副滴ｓ）が吐出した後、後退したメニスカスＭの位置は、ノズル２２Ｋｎの毛細管力（リフィル）によって、図８（ｆ）、（ｇ）に示すように待機状態まで復帰する。一方、吐出したインク滴Ｉｄの主滴ｍは、搬送中のロール紙Ｐ上に着弾する。主滴ｍがロール紙Ｐに着弾した後、副滴ｓがこのロール紙Ｐに着弾するまでの間、ロール紙Ｐは矢印Ａ方向（搬送方向）に搬送される（移動する）。しかし、副滴ｓの吐出方向は矢印Ａ２方向なので、図８（ｇ）に示すように、ロール紙Ｐ上の主滴ｍ（ロール紙Ｐに吸収されている）が着弾した位置と同じ位置に副滴ｓが着弾する。このように、主滴ｍと副滴ｓは着弾位置が同じ位置になるので、一つのインク滴Ｉｄの主滴ｍと副滴ｓの着弾位置が相違することによる画像品位の低下を防止でき、画像品位を向上させられる。
【００６３】
ロール紙Ｐの搬送速度が変更になった場合、一つのインク滴Ｉｄの主滴ｍと副滴ｓの着弾位置が相違するおそれがある。
この結果、主滴ｍと副滴ｓでは、着弾位置にずれが発生する。このずれの距離（間隔）は、記録媒体Ｐの搬送速度が速くなるほど長くなる（大きくなる）。このように一つのインク滴Ｉｄの主滴ｍと副滴ｓが記録媒体Ｐ上の相違する位置に着弾したときは画質が低下する。
【００６４】
そこで、本発明では、メニスカスＭの位置によって主滴ｍの吐出方向が変化することに着目し、ロール紙Ｐの搬送速度が変更されても、一つのインク滴Ｉｄの主滴ｍと副滴ｓがロール紙Ｐに着弾する位置が同じ位置になるようにメニスカスＭの位置を変更した。メニスカスＭの位置を変更するに当たっては、圧力調整ポンプ８２（図３等参照）の回転数を変更することにより、記録ヘッド２２Ｋに付与する負圧の大きさ、即ち、ノズル２２Ｋｎ内のインクに作用する負圧の大きさを変更した。この負圧に応じてメニスカスＭの位置が変更される。
【００６５】
図１０は、ロール紙の搬送速度に応じてメニスカスＭの位置を変更したときの説明図である。
【００６６】
図１０（ａ）は、発熱体を発熱させる前の待機状態を示す模式図であり、（ｂ）は、発熱体が発熱してインク中に泡が発生すると同時にインク吐出口から少量のインクが押し出された状態を示す模式図であり、（ｃ）は、（ｂ）の状態に続いてインク吐出口から多量のインクが押し出された状態を示す模式図であり、（ｄ）は、泡が小さくなると共にインク吐出口から吐出したインク滴が主滴と副滴に分離する直前の状態を示す模式図であり、（ｅ）は、消泡すると共にインク吐出口から吐出したインク滴が主滴と副滴に分離した状態を示す模式図であり、（ｆ）は、主滴が記録媒体に着弾した状態を示す模式図であり、（ｇ）は、主滴に遅れて副滴が記録媒体に着弾した状態を示す模式図である。
【００６７】
図１０（ａ）に示すように、ノズル２２Ｋｎ内のインクのメニスカスＭは、図８（ａ）に示すメニスカスＭの位置よりも後方に位置している。発泡によって生じた圧力の伝播に伴ってメニスカスＭがインク吐出口２２Ｋｍに向かって前進し始めることにより、図８（ｂ）ではインク吐出口面２２Ｋｓの傾き角度θを持ちながらインクが押し出されるが、図１０（ｂ）ではメニスカスＭが後退しているので、インクはノズル２２Ｋｎ内を移動している。続いて、図１０（ｃ）に示すようにメニスカスＭがインク吐出口２２Ｋｍに到達するので、インク吐出口面２２Ｋｓの傾き角度θを持ちながらインクが押し出されようとする。
【００６８】
しかし、図１０（ｂ）に示すようにノズル２２Ｋｎの軸線Ｌ１方向（矢印Ａ２方向）に沿ってインクが押し出されているので、インク吐出口面２２Ｋｓの傾き角度θを持ちながらインクが押し出されようとしても、軸線Ｌ１方向の力が働き、矢印Ａ１方向（図８参照）と矢印Ａ２方向の力が合成された方向（矢印Ａ３方向）へインクは押し出される。ここで、（矢印Ａ１方向と矢印Ａ２方向のなす角）＞（矢印Ａ２方向とＡ３のなす角）となる。一方、発熱体１５２の近傍に存在するインクは、図８の場合と同様に、ノズル２２Ｋｎの軸線Ｌ１方向に沿って矢印Ａ２方向に押し出される。
【００６９】
その後、図１０（ｄ）に示すように気泡Ｂが収縮過程に入ることにより、インク吐出口２２Ｋｍ付近のインクがノズル２２Ｋｎ内に引き込まれて、図１０（ｅ）に示すように主滴ｍと副滴ｓが形成される。主滴ｍと副滴ｓは、発泡よって押し出された方向が異なるため、図１０（ｅ）に示すように、主滴ｍは、矢印Ａ１方向と矢印Ａ２方向を合成した矢印Ａ３方向へ飛翔し、副滴ｓは矢印Ａ２方向に飛翔する。Ａ３とＡ２のなす角度をδとすると、このδに関して、上記に説明した式の角度θをδに置き換えた式が成り立つ。
【００７０】
上記のように、ロール紙Ｐの搬送速度が変更されても、この搬送速度に応じてメニスカスＭの位置を変更することにより、δが変化し、主滴ｍと副滴ｓは着弾位置が同じ位置になる。このため、一つのインク滴Ｉｄの主滴ｍと副滴ｓの着弾位置が相違することによる画像品位の低下を防止でき、画像品位を向上させられる。
【００７１】
図１１を参照して、記録ヘッド２２Ｋｎの負圧、メニスカスＭの位置、及び主滴の吐出方向の関係を説明する。
【００７２】
図１１は、インク吐出口面からメニスカスまでの距離と記録ヘッド内の負圧との関係、及び主滴の吐出角度と記録ヘッドの負圧との関係を示すグラフであり、横軸は、記録ヘッド（ノズル内のインク）に作用する負圧（ヘッド内圧）を表し、右の縦軸は、主滴の吐出角度を表し、左の縦軸は、インク吐出口面からメニスカスまでの距離（メニスカスの後退位置）を表す。横軸は、右に行くほどヘッド内の負圧が大きくなる（大気圧よりも低くなる）。なお、１ｍｍＡｑ＝９．８ｐａとする。
【００７３】
図中、線分Ｘは、ヘッド内圧と主滴の吐出角度との関係を表す。線分Ｘで表されるように、（ａ）の範囲内のヘッド内圧では、主滴の吐出角度は同じで変わらないが、（ｂ）の範囲内のヘッド内圧（（ａ）の範囲内のヘッド内圧よりも低い内圧（大きい負圧））では、ヘッド内圧が低くなるほど主滴ｍの吐出角度δ（図８等参照）は大きくなる。即ち、ノズル２２Ｋｎ内のインクに作用する負圧が大きく（大気圧よりも低くなる）なるほど主滴ｍは搬送方向（図８の矢印Ａ方向）下流側に吐出する。なお、図中のＰ１は、メニスカスＭがノズル内部に後退を開始するときのヘッド内圧である。
【００７４】
また、図中、線分Ｙは、ヘッド内圧とメニスカスＭの後退した位置との関係を表す。線分Ｙで表されるように、ヘッド内圧が小さく（負圧が大きく）なるほど（ノズル２２Ｋｎ内のインクに作用する負圧が大きくなるほど）メニスカスＭが後退する（ノズル２２Ｋｎの奥に移動する）。但し、ノズル２２ＫｎでメニスカスＭが形成される負圧（メニスカス保持力）が大きすぎると（負圧が大きすぎる）場合（（ｃ）の範囲）は、メニスカスＭがノズル土手１６０より後方に移動してしまい、本発明で提案している挙動を取らなくなってしまう。
【００７５】
上記したノズル後退位置と記録ヘッドの負圧との関係、及び主滴の吐出角度と記録ヘッドの負圧との関係に基づいて圧力調整ポンプ８２（図３等参照）の回転数を制御してノズル２２Ｋｎ内のインクに作用する負圧を決定する。
【００７６】
図１２を参照して、圧力調整ポンプ８２（図３等参照）の回転数を制御してノズル２２Ｋｎ内のインクに作用する負圧を決定してインクを吐出するインク吐出方法の手順の一例を説明する。
【００７７】
図１２は、インク吐出方法の手順の一例を示すフロー図である。
【００７８】
インク吐出方法では、ロール紙Ｐの搬送速度に応じて圧力調整ポンプ８２（図３等参照）の回転数を制御することによりメニスカスＭ（図８等参照）の位置を変えて主滴ｍ（図１０等参照）の吐出角度θ（図７等参照）を制御してインクを吐出させる。この制御は、主滴制御シーケンスが起動することにより開始される。先ず、ホストＰＣ（図１参照）からの印刷データの有無の判別を行い（Ｓ１２０１）、印刷データがある場合は、その印刷データにおけるヘッド内圧のシミュレーションを印字デュティー等のカウントにより算出する（Ｓ１２０２）。この算出されたデータをもとに、図１１で示したグラフを参照にして、印刷速度（記録媒体の搬送速度）に応じた主滴の吐出角度θを算出し、その角度θに対応するメニスカスＭの後退位置を決める（Ｓ１２０３）。メニスカスＭを後退させるために、圧力調整ポンプ８２（図３等参照）の回転数を決め（Ｓ１２０４）、印刷を開始する（Ｓ１２０５）。印刷の途中で、印字デュティーの変化等に起因してヘッド内圧が変動し（Ｓ１２０６）、ヘッド内圧が上昇したときは、図１１で示したグラフを参照にして（Ｓ１２０７）、圧力調整ポンプ８２（図３等参照）の回転数を上げる（Ｓ１２０８）。一方、ヘッド内圧が下降したときは、図１１で示したグラフを参照にして（Ｓ１２０９）、圧力調整ポンプ８２（図３等参照）の回転数を下げる（Ｓ１２１０）。
【００７９】
上記の制御は、ヘッド内圧が上昇しても下降しても、ロール紙Ｐの搬送速度に応じて最適な主滴の吐出角度を得るために、メニスカスＭの位置を変更する制御である。印刷データがある場合は、上記のシーケンスを続けて実行する（Ｓ１２１１）。
【００８０】
上記したインク吐出方法は、複数の機器（例えばホストコンピュータ、インタフェイス機器、リーダ、プリンタなど）から構成されるシステムに適用しても、一つの機器からなる装置（例えば、複写機、ファクシミリ装置など）に適用してもよい。また、上記のインク吐出方法は、上記実施例の機能を実現するソフトウェアのプログラムコードを記録した記憶媒体を、システムあるいは装置に供給し、そのシステムあるいは装置のコンピュータ（またはＣＰＵやＭＰＵ）が記憶媒体に格納されたプログラムコードを読出し実行することによっても、達成されることは言うまでもない。この場合、記憶媒体から読出されたプログラムコード自体が上記実施例の機能を実現することとなる。このプログラムコードを供給するための記憶媒体としては、例えばフロッピ（登録商標）ディスク、ハードディスク、光ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ、磁気テープ、不揮発性のメモリカード、ＲＯＭなどを用いることができる。
【００８１】
また、コンピュータが読出したプログラムコードを実行することにより、上記実施例の機能が実現されるだけでなく、そのプログラムコードの指示に基づきコンピュータ上で稼働しているＯＳ（オペレーティングシステム）などが実際の処理の一部または全部を行い、その処理によって上記実施例の機能が実現される場合も含まれる。さらに、記憶媒体から読出されたプログラムコードが、コンピュータに挿入された機能拡張ボードやコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わるメモリに書込まれた後、そのプログラムコードの指示に基づき、その機能拡張ボードや機能拡張ユニットに備わるＣＰＵなどが実際の処理の一部または全部を行い、その処理によって上記実施例の機能が実現される場合も含まれる。
【００８２】
ヘッド内圧、主滴の吐出角度δ、ロール紙Ｐの搬送速度の一例を表１に示す。
【表１】
【００８３】
表１に示すようにロール紙Ｐの搬送速度が速くなるほどヘッド内の負圧を小さくして（メニスカスＭをインク吐出口面に近づける）、主滴の吐出角度θを大きくする。この逆に、ロール紙Ｐの搬送速度が遅くなるほどヘッド内の負圧を大きくして（メニスカスＭをインク吐出口面から遠ざけて）、主滴の吐出角度θを小さくする。このように、ロール紙Ｐの搬送速度に応じてメニスカスＭの位置を変更して一つのインク滴の主滴と副滴の着弾位置を一致させることにより画質を向上できる。なお、表１において、１ｍｍＡｑ＝９．８Ｐａである。
【００８４】
ここで、図１３を参照して、主滴及び副滴の吐出速度を測定する方法を説明する。
【００８５】
図１３は、主滴及び副滴の吐出速度を測定する方法を示す模式図である。
【００８６】
ストロボ２００を２回発光させ、一つの主滴ｍをＣＣＤカメラで同じ画面上に撮影する。この画像上では、２つの液滴（吐出前後の一つの主滴ｍ）の距離と時間がわかるので、主滴（又は副滴）の吐出速度を算出できる。この方法は自動化された試験装置（ツール）として知られている。
【図面の簡単な説明】
【００８７】
【図１】本発明のインク吐出方法が採用されたプリンタの一例を模式的に示す正面図である。
【図２】図１のプリンタの電気的な系統を示すブロック図である。
【図３】インクジェット方式画像形成装置に組み込まれたインク供給装置を示す模式図である。
【図４】サブタンクと記録ヘッドを詳細に示す拡大図である。
【図５】圧力調整ポンプの羽根を示す上面図である。
【図６】図５に示す羽根の回転数と記録ヘッド内のインクに作用する圧力との関係を示すグラフである。
【図７】ノズルとその周辺部を示す断面図である。
【図８】（ａ）は、発熱体を発熱させる前の待機状態を示す模式図であり、（ｂ）は、発熱体が発熱してインク中に泡が発生すると同時にインク吐出口から少量のインクが押し出された状態を示す模式図であり、（ｃ）は、（ｂ）の状態に続いてインク吐出口から多量のインクが押し出された状態を示す模式図であり、（ｄ）は、泡が小さくなると共にインク吐出口から吐出したインク滴が主滴と副滴に分離する直前の状態を示す模式図であり、（ｅ）は、消泡すると共にインク吐出口から吐出したインク滴が主滴と副滴に分離した状態を示す模式図であり、（ｆ）は、主滴が記録媒体に着弾した状態を示す模式図であり、（ｇ）は、主滴に遅れて副滴が記録媒体に着弾した状態を示す模式図である。
【図９】（ａ）は、主滴の吐出方向を示す模式図であり、（ｂ）は、インクとインク吐出口面の接触角を示す模式図である。
【図１０】（ａ）は、発熱体を発熱させる前の待機状態を示す模式図であり、（ｂ）は、発熱体が発熱してインク中に泡が発生すると同時にインク吐出口から少量のインクが押し出された状態を示す模式図であり、（ｃ）は、（ｂ）の状態に続いてインク吐出口から多量のインクが押し出された状態を示す模式図であり、（ｄ）は、泡が小さくなると共にインク吐出口から吐出したインク滴が主滴と副滴に分離する直前の状態を示す模式図であり、（ｅ）は、消泡すると共にインク吐出口から吐出したインク滴が主滴と副滴に分離した状態を示す模式図であり、（ｆ）は、主滴が記録媒体に着弾した状態を示す模式図であり、（ｇ）は、主滴に遅れて副滴が記録媒体に着弾した状態を示す模式図である。
【図１１】インク吐出口面からメニスカスまでの距離と記録ヘッド内の負圧との関係、及び主滴の吐出角度と記録ヘッドの負圧との関係を示すグラフである。
【図１２】インク吐出方法の手順の一例を示すフロー図である。
【図１３】主滴及び副滴の吐出速度を測定する方法を示す模式図である。
【符号の説明】
【００８８】
１０ プリンタ
２２Ｋ、２２Ｃ、２２Ｍ、２２Ｙ 記録ヘッド
２２Ｋｎ ノズル
２２Ｋｍ インク吐出口
２２Ｋｓ インク吐出口面（フェイス面）
Ｍ メニスカス
ｍ 主滴
ｓ 副滴
【特許請求の範囲】
【請求項１】
インクのメニスカスが形成された筒状のノズルのインク吐出口から記録媒体にインクを吐出して画像を形成するインクジェット方式画像形成装置における、搬送中の記録媒体に前記インク吐出口からインクを吐出するインク吐出方法において、
記録媒体が搬送される搬送方向の上流側に向くように傾斜し複数の前記インク吐出口が形成された平面状のインク吐出口面を有すると共に、前記ノズルの延びる軸線方向に対して前記インク吐出口面が直交していない記録ヘッドを使用し、
前記インク吐出口から吐出された一つのインク滴を構成する主滴と副滴が記録媒体に着弾する着弾位置が同じ位置になるように前記メニスカスの位置を変更させて前記インク吐出口からインクを吐出することを特徴とするインク吐出方法。
【請求項２】
インクのメニスカスが形成された筒状のノズルのインク吐出口から記録媒体にインクを吐出して画像を形成するインクジェット方式画像形成装置における、搬送中の記録媒体に前記インク吐出口からインクを吐出するインク吐出方法において、
複数の前記インク吐出口が形成されると共に、記録媒体が搬送される搬送方向の上流側に向くように傾斜する平面状のインク吐出口面を有する記録ヘッドを使用し、
前記インク吐出口から吐出された一つのインク滴を構成する主滴と副滴が記録媒体に着弾する着弾位置が同じ位置になるように前記メニスカスの位置を変更させて前記インク吐出口からインクを吐出することを特徴とするインク吐出方法。
【請求項３】
記録媒体が搬送される搬送速度に基づいて前記メニスカスの位置を変更させることを特徴とする請求項１又は２に記載のインク吐出方法。
【請求項４】
前記主滴の吐出速度をＶｍとし、前記副滴の吐出速度をＶｓとし、記録媒体の搬送速度をＶｆとし、前記インク吐出口から記録媒体までの距離をｈとしたときに、前記主滴の吐出方向と前記軸線方向との成す角度δは、
（１／Ｖｓ）−１／（Ｖｍ・ｃｏｓδ）＝ｔａｎδ／Ｖｆ
を満たすことを特徴とする請求項１に記載のインク吐出方法。
【請求項５】
前記メニスカスの位置を変更するに当たり、前記ノズル内のインクに作用する圧力を制御して前記メニスカスの位置を変更することを特徴とする請求項１から４までのうちのいずれか一項に記載のインク吐出方法。
【請求項６】
前記着弾位置が同じ位置になるようにするに当たり、前記主滴が吐出する方向とは相違する方向に前記副滴を吐出させることを特徴とする請求項１から５までのうちのいずれか一項に記載のインク吐出方法。
【請求項７】
前記副滴の吐出方向は、前記主滴の吐出方向よりも記録媒体搬送方向の下流側を向いているものであることを特徴とする請求項１から６までのうちのいずれか一項に記載のインク吐出方法。
【請求項８】
前記ノズルに配置された発熱体を発熱させて前記ノズル内のインク中で発泡することにより、前記インク吐出口からインクを吐出させることを特徴とする請求項１から７までのうちのいずれか一項に記載のインク吐出方法。
【請求項９】
前記インク吐出口から吐出されたインク滴が着弾する記録媒体の搬送速度に基づいて、前記ノズル内のインクに作用する圧力を制御することを特徴とする請求項１から８までのうちのいずれか一項に記載のインク吐出方法。
【請求項１０】
前記ノズルは不動状態でインクを吐出することを特徴とする請求項１から９までのうちのいずれか一項に記載のインク吐出方法。
【請求項１１】
前記請求項１から１０までのうちのいずれか一項に記載のインク吐出方法によって記録媒体にインクを吐出して画像を形成することを特徴とするインクジェット方式画像形成装置。
【請求項１】
インクのメニスカスが形成された筒状のノズルのインク吐出口から記録媒体にインクを吐出して画像を形成するインクジェット方式画像形成装置における、搬送中の記録媒体に前記インク吐出口からインクを吐出するインク吐出方法において、
記録媒体が搬送される搬送方向の上流側に向くように傾斜し複数の前記インク吐出口が形成された平面状のインク吐出口面を有すると共に、前記ノズルの延びる軸線方向に対して前記インク吐出口面が直交していない記録ヘッドを使用し、
前記インク吐出口から吐出された一つのインク滴を構成する主滴と副滴が記録媒体に着弾する着弾位置が同じ位置になるように前記メニスカスの位置を変更させて前記インク吐出口からインクを吐出することを特徴とするインク吐出方法。
【請求項２】
インクのメニスカスが形成された筒状のノズルのインク吐出口から記録媒体にインクを吐出して画像を形成するインクジェット方式画像形成装置における、搬送中の記録媒体に前記インク吐出口からインクを吐出するインク吐出方法において、
複数の前記インク吐出口が形成されると共に、記録媒体が搬送される搬送方向の上流側に向くように傾斜する平面状のインク吐出口面を有する記録ヘッドを使用し、
前記インク吐出口から吐出された一つのインク滴を構成する主滴と副滴が記録媒体に着弾する着弾位置が同じ位置になるように前記メニスカスの位置を変更させて前記インク吐出口からインクを吐出することを特徴とするインク吐出方法。
【請求項３】
記録媒体が搬送される搬送速度に基づいて前記メニスカスの位置を変更させることを特徴とする請求項１又は２に記載のインク吐出方法。
【請求項４】
前記主滴の吐出速度をＶｍとし、前記副滴の吐出速度をＶｓとし、記録媒体の搬送速度をＶｆとし、前記インク吐出口から記録媒体までの距離をｈとしたときに、前記主滴の吐出方向と前記軸線方向との成す角度δは、
（１／Ｖｓ）−１／（Ｖｍ・ｃｏｓδ）＝ｔａｎδ／Ｖｆ
を満たすことを特徴とする請求項１に記載のインク吐出方法。
【請求項５】
前記メニスカスの位置を変更するに当たり、前記ノズル内のインクに作用する圧力を制御して前記メニスカスの位置を変更することを特徴とする請求項１から４までのうちのいずれか一項に記載のインク吐出方法。
【請求項６】
前記着弾位置が同じ位置になるようにするに当たり、前記主滴が吐出する方向とは相違する方向に前記副滴を吐出させることを特徴とする請求項１から５までのうちのいずれか一項に記載のインク吐出方法。
【請求項７】
前記副滴の吐出方向は、前記主滴の吐出方向よりも記録媒体搬送方向の下流側を向いているものであることを特徴とする請求項１から６までのうちのいずれか一項に記載のインク吐出方法。
【請求項８】
前記ノズルに配置された発熱体を発熱させて前記ノズル内のインク中で発泡することにより、前記インク吐出口からインクを吐出させることを特徴とする請求項１から７までのうちのいずれか一項に記載のインク吐出方法。
【請求項９】
前記インク吐出口から吐出されたインク滴が着弾する記録媒体の搬送速度に基づいて、前記ノズル内のインクに作用する圧力を制御することを特徴とする請求項１から８までのうちのいずれか一項に記載のインク吐出方法。
【請求項１０】
前記ノズルは不動状態でインクを吐出することを特徴とする請求項１から９までのうちのいずれか一項に記載のインク吐出方法。
【請求項１１】
前記請求項１から１０までのうちのいずれか一項に記載のインク吐出方法によって記録媒体にインクを吐出して画像を形成することを特徴とするインクジェット方式画像形成装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【公開番号】特開２００８−６８５７６（Ｐ２００８−６８５７６Ａ）
【公開日】平成２０年３月２７日（２００８．３．２７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−２５０９９６（Ｐ２００６−２５０９９６）
【出願日】平成１８年９月１５日（２００６．９．１５）
【出願人】（０００２０８７４３）キヤノンファインテック株式会社 (1,218)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年３月２７日（２００８．３．２７）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年９月１５日（２００６．９．１５）
【出願人】（０００２０８７４３）キヤノンファインテック株式会社 (1,218)
【Ｆターム（参考）】
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