JP2664212B2 - 液体噴射記録ヘッド - Google Patents
液体噴射記録ヘッドInfo
- Publication number
- JP2664212B2 JP2664212B2 JP63175241A JP17524188A JP2664212B2 JP 2664212 B2 JP2664212 B2 JP 2664212B2 JP 63175241 A JP63175241 A JP 63175241A JP 17524188 A JP17524188 A JP 17524188A JP 2664212 B2 JP2664212 B2 JP 2664212B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- liquid
- recording head
- heat generating
- recording
- layer
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 239000007788 liquid Substances 0.000 title claims description 82
- 239000010410 layer Substances 0.000 claims description 69
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 46
- 238000005338 heat storage Methods 0.000 claims description 18
- 239000011241 protective layer Substances 0.000 claims description 13
- 230000005587 bubbling Effects 0.000 claims description 4
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 14
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 12
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 9
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 9
- 230000008034 disappearance Effects 0.000 description 4
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 4
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 4
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 4
- 238000005187 foaming Methods 0.000 description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 2
- 239000006260 foam Substances 0.000 description 2
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 2
- 230000004043 responsiveness Effects 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- 238000010301 surface-oxidation reaction Methods 0.000 description 2
- 229910003862 HfB2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000012790 adhesive layer Substances 0.000 description 1
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 230000002542 deteriorative effect Effects 0.000 description 1
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 1
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 1
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 1
- 230000020169 heat generation Effects 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 230000006911 nucleation Effects 0.000 description 1
- 238000010899 nucleation Methods 0.000 description 1
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 230000002269 spontaneous effect Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
- B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
- B41J2/00—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
- B41J2/005—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
- B41J2/01—Ink jet
- B41J2/135—Nozzles
- B41J2/16—Production of nozzles
- B41J2/1621—Manufacturing processes
- B41J2/164—Manufacturing processes thin film formation
- B41J2/1646—Manufacturing processes thin film formation thin film formation by sputtering
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
- B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
- B41J2/00—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
- B41J2/005—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
- B41J2/01—Ink jet
- B41J2/135—Nozzles
- B41J2/14—Structure thereof only for on-demand ink jet heads
- B41J2/14016—Structure of bubble jet print heads
- B41J2/14032—Structure of the pressure chamber
- B41J2/1404—Geometrical characteristics
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
- B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
- B41J2/00—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
- B41J2/005—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
- B41J2/01—Ink jet
- B41J2/135—Nozzles
- B41J2/14—Structure thereof only for on-demand ink jet heads
- B41J2/14016—Structure of bubble jet print heads
- B41J2/14088—Structure of heating means
- B41J2/14112—Resistive element
- B41J2/1412—Shape
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
- B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
- B41J2/00—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
- B41J2/005—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
- B41J2/01—Ink jet
- B41J2/135—Nozzles
- B41J2/14—Structure thereof only for on-demand ink jet heads
- B41J2/14016—Structure of bubble jet print heads
- B41J2/14088—Structure of heating means
- B41J2/14112—Resistive element
- B41J2/14129—Layer structure
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
- B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
- B41J2/00—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
- B41J2/005—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
- B41J2/01—Ink jet
- B41J2/135—Nozzles
- B41J2/14—Structure thereof only for on-demand ink jet heads
- B41J2/1433—Structure of nozzle plates
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
- B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
- B41J2/00—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
- B41J2/005—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
- B41J2/01—Ink jet
- B41J2/135—Nozzles
- B41J2/16—Production of nozzles
- B41J2/1601—Production of bubble jet print heads
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
- B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
- B41J2/00—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
- B41J2/005—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
- B41J2/01—Ink jet
- B41J2/135—Nozzles
- B41J2/16—Production of nozzles
- B41J2/1621—Manufacturing processes
- B41J2/1623—Manufacturing processes bonding and adhesion
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
- B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
- B41J2/00—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
- B41J2/005—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
- B41J2/01—Ink jet
- B41J2/135—Nozzles
- B41J2/16—Production of nozzles
- B41J2/1621—Manufacturing processes
- B41J2/1626—Manufacturing processes etching
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
- B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
- B41J2/00—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
- B41J2/005—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
- B41J2/01—Ink jet
- B41J2/135—Nozzles
- B41J2/16—Production of nozzles
- B41J2/1621—Manufacturing processes
- B41J2/164—Manufacturing processes thin film formation
- B41J2/1642—Manufacturing processes thin film formation thin film formation by CVD [chemical vapor deposition]
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
- B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
- B41J2/00—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
- B41J2/005—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
- B41J2/01—Ink jet
- B41J2/135—Nozzles
- B41J2/14—Structure thereof only for on-demand ink jet heads
- B41J2002/14379—Edge shooter
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
- B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
- B41J2/00—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
- B41J2/005—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
- B41J2/01—Ink jet
- B41J2/135—Nozzles
- B41J2/14—Structure thereof only for on-demand ink jet heads
- B41J2002/14387—Front shooter
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
- B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
- B41J2202/00—Embodiments of or processes related to ink-jet or thermal heads
- B41J2202/01—Embodiments of or processes related to ink-jet heads
- B41J2202/11—Embodiments of or processes related to ink-jet heads characterised by specific geometrical characteristics
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Geometry (AREA)
- Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、液体噴射記録ヘッドに関し、特に記録用液
体に熱エネルギを作用させることにより液体を沸騰さ
せ、これにより液適を噴射（吐出）して記録を行う形態
の液体噴射記録ヘッドに関するものである。
体に熱エネルギを作用させることにより液体を沸騰さ
せ、これにより液適を噴射（吐出）して記録を行う形態
の液体噴射記録ヘッドに関するものである。
［従来の技術］ この種液体噴射記録ヘッドないし電気熱変換体に要求
される性能としては、高速駆動時の応答性が高いこと、
液体を沸騰させるのに充分な加熱が可能であることに加
え、耐久性が高いことがある。そのために従来より材
料，構成の面で種々の改良がなされてきた。
される性能としては、高速駆動時の応答性が高いこと、
液体を沸騰させるのに充分な加熱が可能であることに加
え、耐久性が高いことがある。そのために従来より材
料，構成の面で種々の改良がなされてきた。
例えば、特公昭59−34506号では、応答性および加熱
性能を高めるべく、電気熱変換体を下部層、発熱抵抗体
層および上部層の三層構成とし、さらに各層の厚みおよ
び材料定数の満たすべき条件について開示している。
性能を高めるべく、電気熱変換体を下部層、発熱抵抗体
層および上部層の三層構成とし、さらに各層の厚みおよ
び材料定数の満たすべき条件について開示している。
また、特開昭60−236758号では、耐久性を高めるため
に、保護層を熱発生部上において薄くする構成を開示し
ている。
に、保護層を熱発生部上において薄くする構成を開示し
ている。
液吐出に係る気泡（主気泡もしくは一次気泡）の発生
・消滅の繰返しの際に、熱作用部上主気泡が消泡する位
置以外にも加熱限界温度より高温の部分があると、その
位置に液体の流れ方向に沿うすじ状の二次的な泡（二次
気泡）が残ってしまう現象が起こる。この二次気泡のキ
ャビテーションは主気泡のそれに比して非常に大きいた
め、その部分の上部保護層を破壊し、電気熱変換体を破
壊に至らしめて耐久性を劣化させることがある。
・消滅の繰返しの際に、熱作用部上主気泡が消泡する位
置以外にも加熱限界温度より高温の部分があると、その
位置に液体の流れ方向に沿うすじ状の二次的な泡（二次
気泡）が残ってしまう現象が起こる。この二次気泡のキ
ャビテーションは主気泡のそれに比して非常に大きいた
め、その部分の上部保護層を破壊し、電気熱変換体を破
壊に至らしめて耐久性を劣化させることがある。
特開昭62−103148号に開示された発明では、電気熱変
換体の上部層および下部層の厚さが均一である場合、熱
作用部の中央部分が高温となることに着目し、電気熱変
換体の下部層および上部層の少なくとも一方の熱作用部
の中央の領域を、その他の領域よりその膜厚を薄く形成
することにより、その部分の放熱性を高め、駆動時（電
気熱変換体の通電時）には熱作用部がその中央部および
周辺部にわたって均一に温度上昇し、駆動後の主気泡の
消泡時には熱作用部中央部の温度が加熱限界温度以下と
なるようにしている。
換体の上部層および下部層の厚さが均一である場合、熱
作用部の中央部分が高温となることに着目し、電気熱変
換体の下部層および上部層の少なくとも一方の熱作用部
の中央の領域を、その他の領域よりその膜厚を薄く形成
することにより、その部分の放熱性を高め、駆動時（電
気熱変換体の通電時）には熱作用部がその中央部および
周辺部にわたって均一に温度上昇し、駆動後の主気泡の
消泡時には熱作用部中央部の温度が加熱限界温度以下と
なるようにしている。
また、特開昭59−95155号では、上記キャビテーショ
ン損傷を防止するべく、電気熱変換体（抵抗器）の中心
部に導電領域を設け、その部分が発泡に係らないよう
に、すなわちその部分を取巻く部分で環状気泡が形成さ
れるようになし、消泡時には熱作用部上に複数の小気泡
がランダムに分布するようにしている。
ン損傷を防止するべく、電気熱変換体（抵抗器）の中心
部に導電領域を設け、その部分が発泡に係らないよう
に、すなわちその部分を取巻く部分で環状気泡が形成さ
れるようになし、消泡時には熱作用部上に複数の小気泡
がランダムに分布するようにしている。
［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、吐出エネルギ発生手段に電気熱変換体
を有する記録ヘッドにあっては、上記条件に加え、沸騰
の再現性が高いことが要求される。
を有する記録ヘッドにあっては、上記条件に加え、沸騰
の再現性が高いことが要求される。
本願の発明者によれば、液体を繰り返し沸騰させる場
合、電気熱変換体に前回に与えた駆動信号（加熱パル
ス）によって発生した気泡が消滅する際に、その気泡位
置において微視的残留基体が電気熱変換体の表面にラン
ダムに付着し、それが次のパルス加熱の初期気泡発生時
において発泡核となるために沸騰の再現性が保証されな
いということが確認されている。この点については従来
特に考慮されていなかった。
合、電気熱変換体に前回に与えた駆動信号（加熱パル
ス）によって発生した気泡が消滅する際に、その気泡位
置において微視的残留基体が電気熱変換体の表面にラン
ダムに付着し、それが次のパルス加熱の初期気泡発生時
において発泡核となるために沸騰の再現性が保証されな
いということが確認されている。この点については従来
特に考慮されていなかった。
このように沸騰現象が安定しないと、発生する気泡の
形状や大きさが一定しなくなり、従って液滴径や吐出速
度にバラツキが生じ、ひいては画像品位が低下するとい
う問題点が生じうる。
形状や大きさが一定しなくなり、従って液滴径や吐出速
度にバラツキが生じ、ひいては画像品位が低下するとい
う問題点が生じうる。
本発明の目的は、沸騰の再現性の高い記録ヘッドを提
供することにある。
供することにある。
本発明の他の目的は、液滴径や吐出速度にバラツキが
生じず、画像品位の高い液体噴射記録ヘッドを提供する
ことにある。
生じず、画像品位の高い液体噴射記録ヘッドを提供する
ことにある。
［課題を解決するための手段］ 本発明による液体噴射記録ヘッドは、支持体と、この
支持体上に配され、発熱抵抗体層およびこの発熱抵抗体
層に電気的に接続された一対の電極を有し、これら一対
の電極間に熱発生部を形成した電気熱変換体と、この電
気熱変換体と前記支持体との間に形成された蓄熱層と、
前記電気熱変換体上に形成されてこれを保護する保護層
と、前記電気熱変換体により前記記録用液体を加熱して
発泡させるための駆動手段と、前記記録用液体の液路を
形成するために前記支持体上に設けた部材とを具備し、
ΔＴ＝TH−TOが20℃以上100℃以下であることを特徴と
するものである。
支持体上に配され、発熱抵抗体層およびこの発熱抵抗体
層に電気的に接続された一対の電極を有し、これら一対
の電極間に熱発生部を形成した電気熱変換体と、この電
気熱変換体と前記支持体との間に形成された蓄熱層と、
前記電気熱変換体上に形成されてこれを保護する保護層
と、前記電気熱変換体により前記記録用液体を加熱して
発泡させるための駆動手段と、前記記録用液体の液路を
形成するために前記支持体上に設けた部材とを具備し、
ΔＴ＝TH−TOが20℃以上100℃以下であることを特徴と
するものである。
ここで、TOは前記熱発生部に対応する前記支持体の表
面上の前記記録用液体に生じる気泡が消滅する位置にお
いて、前記記録用液体を加熱して発泡させるための駆動
条件と同一の条件で、前記記録用液体が存在しないとき
の前記電気熱変換体の駆動状態での温度のピーク値であ
り、THは前記熱発生部に対応する前記支持体の表面上の
前記記録用液体に生じる気泡が消滅する位置以外の位置
において、前記記録用液体を加熱して発泡させるための
駆動条件と同一の条件で、前記記録用液体が存在しない
ときの前記電気熱変換体の駆動状態での温度のピーク値
である。
面上の前記記録用液体に生じる気泡が消滅する位置にお
いて、前記記録用液体を加熱して発泡させるための駆動
条件と同一の条件で、前記記録用液体が存在しないとき
の前記電気熱変換体の駆動状態での温度のピーク値であ
り、THは前記熱発生部に対応する前記支持体の表面上の
前記記録用液体に生じる気泡が消滅する位置以外の位置
において、前記記録用液体を加熱して発泡させるための
駆動条件と同一の条件で、前記記録用液体が存在しない
ときの前記電気熱変換体の駆動状態での温度のピーク値
である。
［作 用］ 本発明によると、熱発生部の記録用液体に生ずる気泡
が消滅する位置に対応した部分は他の部分より駆動時の
温度が低く、そのために液体を導入したときに伝達され
る熱流束がその部分において小となる。このため気泡消
滅後にその部分に微視的残留気体が付着していても、続
く駆動時にこれが発泡核となることはない。
が消滅する位置に対応した部分は他の部分より駆動時の
温度が低く、そのために液体を導入したときに伝達され
る熱流束がその部分において小となる。このため気泡消
滅後にその部分に微視的残留気体が付着していても、続
く駆動時にこれが発泡核となることはない。
また、当該温度差を適切に選定して構成することによ
り、高い吐出性能を維持し、これによる効果とあいまっ
て、沸騰の再現性が向上し、ひいては良好な記録品位が
得られる。
り、高い吐出性能を維持し、これによる効果とあいまっ
て、沸騰の再現性が向上し、ひいては良好な記録品位が
得られる。
［実施例］ 以下、図面を参照して本発明を詳細に説明する。
第１図（Ａ）および（Ｂ）は、本発明を適用可能な液
体噴射記録ヘッドの一例として、複数の液路、電気熱変
換体および吐出口（オリフィス）を含む吐出部を複数集
積して配置した形態の液体噴射記録ヘッドを示す斜視図
およびそのＸ−Ｘ′線断面図である。
体噴射記録ヘッドの一例として、複数の液路、電気熱変
換体および吐出口（オリフィス）を含む吐出部を複数集
積して配置した形態の液体噴射記録ヘッドを示す斜視図
およびそのＸ−Ｘ′線断面図である。
これら図において、基板103上に発熱抵抗体107（107
−１〜107−６）、および通電のための電極として共通
電極106,選択電極105を有する電気熱変換体が配されて
おり、発熱抵抗体107が丁度溝蓋板102に形成された隔壁
101a〜101gにより限界された溝101（101−１〜101−
６）と一致するように接着層104（104−１〜104−７）
によって接合する。これに液体（インク）を導入し、通
電により発熱抵抗体107を加熱すると、発熱抵抗体107上
の液体に急峻な状態変化によって気泡が生じ、その体積
増加に対応した液滴が溝蓋板102と基板103とによって形
成されたオリフィスより吐出される。
−１〜107−６）、および通電のための電極として共通
電極106,選択電極105を有する電気熱変換体が配されて
おり、発熱抵抗体107が丁度溝蓋板102に形成された隔壁
101a〜101gにより限界された溝101（101−１〜101−
６）と一致するように接着層104（104−１〜104−７）
によって接合する。これに液体（インク）を導入し、通
電により発熱抵抗体107を加熱すると、発熱抵抗体107上
の液体に急峻な状態変化によって気泡が生じ、その体積
増加に対応した液滴が溝蓋板102と基板103とによって形
成されたオリフィスより吐出される。
本例に係る発熱抵抗体107は、後述のように、気泡消
滅位置に対応した領域では、通電時の表面温度が他の位
置より低くなり、かつ良好な吐出状態が維持きるように
するために、当該領域では下部層としての蓄熱層の厚み
を薄くする等して適切な温度が得られるようにするとと
もに、当該領域の大きさを適切に選定する。
滅位置に対応した領域では、通電時の表面温度が他の位
置より低くなり、かつ良好な吐出状態が維持きるように
するために、当該領域では下部層としての蓄熱層の厚み
を薄くする等して適切な温度が得られるようにするとと
もに、当該領域の大きさを適切に選定する。
ここで、まず気泡消滅位置（消泡位置）について考察
する。
する。
消泡位置は、発熱抵抗体を配設した液路の形状，配設
位置，温度その他の環境条件などにより定まり、気泡周
辺の流域における液体力学的インピーダンスの慣性成分
Ｚの影響を受け、そのＺの逆比で発熱抵抗体を比例配分
した位置付近で消泡することを本願の発明者は確認し
た。つまり、消泡位置は温度によって微妙に変化するも
のの、流路形状にほぼ依存し、同一のヘッドおよび同一
のインクを用いた場合には、ほぼ一定の位置となる。
位置，温度その他の環境条件などにより定まり、気泡周
辺の流域における液体力学的インピーダンスの慣性成分
Ｚの影響を受け、そのＺの逆比で発熱抵抗体を比例配分
した位置付近で消泡することを本願の発明者は確認し
た。つまり、消泡位置は温度によって微妙に変化するも
のの、流路形状にほぼ依存し、同一のヘッドおよび同一
のインクを用いた場合には、ほぼ一定の位置となる。
第２図に示すように、液路の開口端、つまり液路の供
給口および吐出口から発熱抵抗体107の端部に至るl1,l2
に対応する領域（以下、これを着目する流域と記述す
る）について、流れの方向にとった位置をx,流域の位置
ｘにおける断面積をＳ（ｘ），流域の長さをl,流体（記
録用液体）の密度をρとすると、流域のインピーダンス
の慣性成分Ｚは、 によって求められる。
給口および吐出口から発熱抵抗体107の端部に至るl1,l2
に対応する領域（以下、これを着目する流域と記述す
る）について、流れの方向にとった位置をx,流域の位置
ｘにおける断面積をＳ（ｘ），流域の長さをl,流体（記
録用液体）の密度をρとすると、流域のインピーダンス
の慣性成分Ｚは、 によって求められる。
例えば、第１図示のように、発熱抵抗体107に対し
て、液体の供給方向と吐出方向とが一致する形態のもの
にあっては、第２図に示すように、断面積Ｓ（ｘ）＝Ｓ
＝一定とすると、 Z1＝ρl1/S,Z2＝ρl2/S （２） C1:C2Z2:Z1＝l2:l1 （３） となる。すなわち、この関係式により定まる位置付近で
消泡することになる。
て、液体の供給方向と吐出方向とが一致する形態のもの
にあっては、第２図に示すように、断面積Ｓ（ｘ）＝Ｓ
＝一定とすると、 Z1＝ρl1/S,Z2＝ρl2/S （２） C1:C2Z2:Z1＝l2:l1 （３） となる。すなわち、この関係式により定まる位置付近で
消泡することになる。
そこで、その位置を含む部位で上部の液体に伝わる熱
流束が小となるように当該領域の諸条件を定めればよ
い。
流束が小となるように当該領域の諸条件を定めればよ
い。
以上が一般的な関係であるが、簡易的に位置ｘにおけ
るノズル天井の高さをｈ（ｘ）としたとき、 として、C1:C2＝w2:w1なる位置において気泡が消滅する
としても十分であった。
るノズル天井の高さをｈ（ｘ）としたとき、 として、C1:C2＝w2:w1なる位置において気泡が消滅する
としても十分であった。
次に、当該消泡位置を含む領域がそれ以外の領域と何
程の温度差を有している場合に吐出性能を良好に維持で
きるかについて考察する。
程の温度差を有している場合に吐出性能を良好に維持で
きるかについて考察する。
第３図は発熱抵抗体の表面温度のピーク値THと、蓄熱
層を薄くした領域に対応した表面温度のピーク値TOとの
差ΔＴ（＝TH−TO）について、液滴吐出速度の平均値
および速度の標準偏差σｖをプロットしたものである。
但し、ここに温度差ΔＴは、液路内にインクを存在させ
ない状態での値である。
層を薄くした領域に対応した表面温度のピーク値TOとの
差ΔＴ（＝TH−TO）について、液滴吐出速度の平均値
および速度の標準偏差σｖをプロットしたものである。
但し、ここに温度差ΔＴは、液路内にインクを存在させ
ない状態での値である。
図より明らかなように、温度差ΔＴが20℃以上であれ
ば、σｖがほぼ一定となり、吐出のばらつきが安定する
が、100℃を超えると平均速度が低下することが確認
された。これより、この場合には温度差ΔＴは20℃以上
100℃以下が好ましいことがわかる。
ば、σｖがほぼ一定となり、吐出のばらつきが安定する
が、100℃を超えると平均速度が低下することが確認
された。これより、この場合には温度差ΔＴは20℃以上
100℃以下が好ましいことがわかる。
より好ましくは、液体の吐出速度の標準偏差について
はある程度無視し得る場合、すなわち液体の吐出速度を
主として考慮した場合には、ΔＴは20℃以上60℃以下、
液体の吐出速度をある程度無視し得る場合、すなわち上
記標準偏差を主として考慮した場合にはΔＴは25℃以上
100℃以下であった。さらに、最も好ましくは、ΔＴは2
5℃以上60℃以下であった。
はある程度無視し得る場合、すなわち液体の吐出速度を
主として考慮した場合には、ΔＴは20℃以上60℃以下、
液体の吐出速度をある程度無視し得る場合、すなわち上
記標準偏差を主として考慮した場合にはΔＴは25℃以上
100℃以下であった。さらに、最も好ましくは、ΔＴは2
5℃以上60℃以下であった。
さらに、本実施例においては、蓄熱層を薄くした消泡
位置を含む領域の寸法を適切に定める。
位置を含む領域の寸法を適切に定める。
第４図は、当該領域の発熱部面積SOと発熱抵抗体の全
発熱部面積SHとの比SO/SHについて、およびσｖをプ
ロットしたものである。図より明らかなように、SO/SH
を1/10以上1/2以下としたときにおよびσｖ値が安定
し、吐出性能が良好となることが確認された。
発熱部面積SHとの比SO/SHについて、およびσｖをプ
ロットしたものである。図より明らかなように、SO/SH
を1/10以上1/2以下としたときにおよびσｖ値が安定
し、吐出性能が良好となることが確認された。
より好ましくは、液体の吐出速度の標準偏差について
はある程度無視し得る場合、すなわち液体の吐出速度を
主として考慮した場合にはSO/SHは1/10以上1/4以下、液
体の吐出速度をある程度無視し得る場合、すなわち上記
標準偏差を主として考慮した場合にはSO/SHは1/8以上1/
2以下であった。さらに、最も好ましくは、SO/SHは1/8
以上1/4以下であった。
はある程度無視し得る場合、すなわち液体の吐出速度を
主として考慮した場合にはSO/SHは1/10以上1/4以下、液
体の吐出速度をある程度無視し得る場合、すなわち上記
標準偏差を主として考慮した場合にはSO/SHは1/8以上1/
2以下であった。さらに、最も好ましくは、SO/SHは1/8
以上1/4以下であった。
（実施例１） 第５図（Ａ）および（Ｂ）は本発明に係る基板の第１
の実施例を示し、それぞれ、第１図（Ａ）において液路
方向に沿った平面図およびそのＡ−Ａ′線断面図であ
る。
の実施例を示し、それぞれ、第１図（Ａ）において液路
方向に沿った平面図およびそのＡ−Ａ′線断面図であ
る。
ここで、１は例えば厚さ525μｍの基板であり、ガラ
スまたはSi等で形成できる。２は厚さ2.5μｍの表面酸
化SiO2層であり、蓄熱層として用いる。３は例えばスパ
ッタリング法で形成した厚さ0.1μm,発熱部幅30μm,発
熱部長さ150μｍのHfB2から成る発熱抵抗体層であり、
気泡が消滅する位置を含む部分（式（２）においてl1
l2とすれば、電極４間の電流の通り道の半ば付近）の下
に、蓄熱層２より熱伝導率の高い層９を配置する。４は
例えばEB蒸着法で形成した厚さ0.5μｍのAl等の電極で
ある。
スまたはSi等で形成できる。２は厚さ2.5μｍの表面酸
化SiO2層であり、蓄熱層として用いる。３は例えばスパ
ッタリング法で形成した厚さ0.1μm,発熱部幅30μm,発
熱部長さ150μｍのHfB2から成る発熱抵抗体層であり、
気泡が消滅する位置を含む部分（式（２）においてl1
l2とすれば、電極４間の電流の通り道の半ば付近）の下
に、蓄熱層２より熱伝導率の高い層９を配置する。４は
例えばEB蒸着法で形成した厚さ0.5μｍのAl等の電極で
ある。
５は、例えばスパッタリング法で形成した厚さ1.5μ
ｍのSiO2,SiN等の層、６は例えばスパッタリング法で形
成した厚さ0.1μｍのTa2O5等の層、７はスパッタリング
法で形成した厚さ0.5μｍのTa等の層であり、これらは
保護層として機能する。また、８は沸騰させられる液体
（インク）である。
ｍのSiO2,SiN等の層、６は例えばスパッタリング法で形
成した厚さ0.1μｍのTa2O5等の層、７はスパッタリング
法で形成した厚さ0.5μｍのTa等の層であり、これらは
保護層として機能する。また、８は沸騰させられる液体
（インク）である。
本例では、消泡位置に対応した部分、すなわち領域９
においては表面酸化処理を抑制し、これにより領域９に
対応した部分12Aでは他の部分より層膜が薄くなるよう
にした。
においては表面酸化処理を抑制し、これにより領域９に
対応した部分12Aでは他の部分より層膜が薄くなるよう
にした。
本実施例において、SiO2酸化層２を薄くする部分12A
部分の厚さｄと、空焚き時（インクを導入せずに通電を
行ったとき）の温度差ΔＴの間の関係は次の通りであっ
た。但し、この場合他の部分の厚さは上述のように2.5
μｍである。
部分の厚さｄと、空焚き時（インクを導入せずに通電を
行ったとき）の温度差ΔＴの間の関係は次の通りであっ
た。但し、この場合他の部分の厚さは上述のように2.5
μｍである。
従って、発熱抵抗体の下部でSiO2酸化層を薄くする部
分の厚さは1.4μｍ以上2.2μｍ以下であるのが適当であ
り、部分12Aの厚みをその範囲で選択した。
分の厚さは1.4μｍ以上2.2μｍ以下であるのが適当であ
り、部分12Aの厚みをその範囲で選択した。
また、部分12Aは幅30μｍ、長さ40μｍとし、ここにS
O＝30×40（μm2）、SH＝30×150（μm2）であり、SO/S
H＝4/15であるので、第４図について説明した条件も満
たしている。
O＝30×40（μm2）、SH＝30×150（μm2）であり、SO/S
H＝4/15であるので、第４図について説明した条件も満
たしている。
なお、発熱抵抗体層３および電極４の平面パターンは
エッチングによって形成した。また、図より明らかなよ
うに、電極４と発熱抵抗体層３との接続部において角に
丸みをつけ、電流集中に伴う耐久性の低下や局所的な発
泡が生じない構成としてある。
エッチングによって形成した。また、図より明らかなよ
うに、電極４と発熱抵抗体層３との接続部において角に
丸みをつけ、電流集中に伴う耐久性の低下や局所的な発
泡が生じない構成としてある。
かかる構成において、電極４の間に電圧を印加する
と、発熱抵抗体層３に電流が流れ、発熱が起こる。
と、発熱抵抗体層３に電流が流れ、発熱が起こる。
発熱抵抗体層３で発生した熱は、下部および上部に伝
わるが、領域９では蓄熱層が薄いために他の部分に比べ
て下部へ伝わる熱が多く、結果として層９の上部では上
部層である保護層5,6および７を介して液体８に伝えら
れる熱が少なくなる。
わるが、領域９では蓄熱層が薄いために他の部分に比べ
て下部へ伝わる熱が多く、結果として層９の上部では上
部層である保護層5,6および７を介して液体８に伝えら
れる熱が少なくなる。
本実施例に係る基板を用いて実際に気泡を発生させて
みたところ、第６図に示すように、領域９に対応した発
熱抵抗体層３の部分の上部3Aにおいて気泡10が消滅する
ことが観察されたが、この部分3Aに伝わる熱は少なく、
残りの部分に比べて温度が低いために残留気体が付着し
てもそこからランダムな核沸騰が起きて気泡発生を乱す
ということはなく、残りの部分から極めて再現性の高い
膜沸騰が起きていた。この場合、気泡の形状・大きさは
毎回一定であった。そして、この基板を第１図のように
記録ヘッドに用いて記録を行ったところ、部分2Aの厚さ
並びに領域９の面積比の適切な選択による効果とあいま
って液滴径・吐出速度も均一となり、良好な画像が得ら
れた。
みたところ、第６図に示すように、領域９に対応した発
熱抵抗体層３の部分の上部3Aにおいて気泡10が消滅する
ことが観察されたが、この部分3Aに伝わる熱は少なく、
残りの部分に比べて温度が低いために残留気体が付着し
てもそこからランダムな核沸騰が起きて気泡発生を乱す
ということはなく、残りの部分から極めて再現性の高い
膜沸騰が起きていた。この場合、気泡の形状・大きさは
毎回一定であった。そして、この基板を第１図のように
記録ヘッドに用いて記録を行ったところ、部分2Aの厚さ
並びに領域９の面積比の適切な選択による効果とあいま
って液滴径・吐出速度も均一となり、良好な画像が得ら
れた。
領域９に対応した発熱抵抗体層３の上部3A以外の部分
での沸騰の再現性が高いのは、残留気体が付着していな
い上に液体８が急激に加熱されるために、液体８が過熱
限界付近に到達し、液体内部の分子運動に基づく自発的
核生成現象によって気泡が形成されるからである。
での沸騰の再現性が高いのは、残留気体が付着していな
い上に液体８が急激に加熱されるために、液体８が過熱
限界付近に到達し、液体内部の分子運動に基づく自発的
核生成現象によって気泡が形成されるからである。
比較例 第７図（従来例）は、発熱抵抗体層３の下部に均一な
厚さ（2.5μｍ）の蓄熱層を設けたこと以外は本実施例
と同一の構成からなる電気熱変換体を用いて気泡を発生
させた場合の図を示し、本実施例とは異なり気泡10が消
滅する場所からランダムな核沸騰が起こり、気泡発生の
再現性が低下している。
厚さ（2.5μｍ）の蓄熱層を設けたこと以外は本実施例
と同一の構成からなる電気熱変換体を用いて気泡を発生
させた場合の図を示し、本実施例とは異なり気泡10が消
滅する場所からランダムな核沸騰が起こり、気泡発生の
再現性が低下している。
すなわち図中（ａ）の場合には核沸騰の起こる場所が
１箇所であって比較的良好な気泡生成が実現している
が、いつもそのような気泡生成が実現するわけではな
く、図中（ｂ）あるいは（ｃ）のように複数の場所から
核沸騰が起こる場合もあり、その場合核沸騰熱伝達によ
って熱エネルギが液体中に逃げ、気泡体積が小さくなっ
てしまう。このような例では、気泡の形状・大きさが一
定でないために、記録ヘッドを構成して記録を行ったと
ころ、液滴径や吐出速度にバラツキが生じ、画像の品位
が低下することが観察された。
１箇所であって比較的良好な気泡生成が実現している
が、いつもそのような気泡生成が実現するわけではな
く、図中（ｂ）あるいは（ｃ）のように複数の場所から
核沸騰が起こる場合もあり、その場合核沸騰熱伝達によ
って熱エネルギが液体中に逃げ、気泡体積が小さくなっ
てしまう。このような例では、気泡の形状・大きさが一
定でないために、記録ヘッドを構成して記録を行ったと
ころ、液滴径や吐出速度にバラツキが生じ、画像の品位
が低下することが観察された。
第８図は本実施例の変形例を示す。
本例では、SiO2の酸化層（蓄熱層）を薄くした領域９
を直径28μｍの円形状としている。ここに、SO＝282π/
4（μm2）、SH＝30×150（μm2）より、SO/SH≒1/7であ
るから、第４図の条件も満たしている。
を直径28μｍの円形状としている。ここに、SO＝282π/
4（μm2）、SH＝30×150（μm2）より、SO/SH≒1/7であ
るから、第４図の条件も満たしている。
本例においても、第１図の実施例と同等の効果が得ら
れる。
れる。
なお円形領域のかわりに楕円，長方形等の領域として
もよい。いずれにせよ領域９の上部が、第９図に示すよ
うに気泡10の消滅する部位を内部に含むようにすると、
核沸騰抑制効果が大きくなる（図示の例では領域９を楕
円形状としている）。
もよい。いずれにせよ領域９の上部が、第９図に示すよ
うに気泡10の消滅する部位を内部に含むようにすると、
核沸騰抑制効果が大きくなる（図示の例では領域９を楕
円形状としている）。
また、第10図に示すように、蓄熱層の存在を薄くした
領域９の中心部９−１が、発熱抵抗体に内接する最大面
積の円または楕円11の内部の下になるようにすると、上
部に対する熱伝導抑制の効果が大きくなる。
領域９の中心部９−１が、発熱抵抗体に内接する最大面
積の円または楕円11の内部の下になるようにすると、上
部に対する熱伝導抑制の効果が大きくなる。
さらに、領域表面の面積比SO/SHを適切に定めること
により、σv,値も一層安定する。
により、σv,値も一層安定する。
（実施例２） 第11図は第２の実施例を示す。
本例では、表面酸化処理を抑制して層膜の部分を設け
るかわりに、均一の厚さ（例えば2.5μｍ）のSiO2の酸
化層２を形成した後、領域９に対応した部分12Bで層２
の膜厚が薄くなるように加工し（例えば1.8μｍ）、こ
れ以外は第５図と同様の構成を採用した。
るかわりに、均一の厚さ（例えば2.5μｍ）のSiO2の酸
化層２を形成した後、領域９に対応した部分12Bで層２
の膜厚が薄くなるように加工し（例えば1.8μｍ）、こ
れ以外は第５図と同様の構成を採用した。
本例によっても第５図の実施例と同様の効果が得ら
れ、また同様の変形例を採用することができる。
れ、また同様の変形例を採用することができる。
（実施例３） 第12図は第３の実施例を示す。
本例では、領域９に対応した部分で層２を不存在とす
るとともに、領域９上の上部層（保護層５）の厚みを大
とした。本例において、発熱抵抗体層３が発生した熱
は、下部および上部に伝わるが、領域９では蓄熱層が形
成されておらず、熱伝導率の高いSiの基板１が直接発熱
抵抗体層３に接しているので、その部分では他の部分に
比べて下部へ伝わる熱が多い。また、その部分の上部で
は保護層５が厚いために他の部分に比べて熱抵抗が大で
ある。従って、保護層5,6および７を介して表面からイ
ンクに伝達される熱は少なくなる。
るとともに、領域９上の上部層（保護層５）の厚みを大
とした。本例において、発熱抵抗体層３が発生した熱
は、下部および上部に伝わるが、領域９では蓄熱層が形
成されておらず、熱伝導率の高いSiの基板１が直接発熱
抵抗体層３に接しているので、その部分では他の部分に
比べて下部へ伝わる熱が多い。また、その部分の上部で
は保護層５が厚いために他の部分に比べて熱抵抗が大で
ある。従って、保護層5,6および７を介して表面からイ
ンクに伝達される熱は少なくなる。
なお、この場合にもインク不存在の状態で上記温度差
ΔＴが20℃〜100℃となるように上部層５の厚みを選択
する。また、この温度差が得られるのであれば、領域９
の下部で蓄熱層を薄くした構成、あるいは蓄熱層の厚み
を均一な構成とすることもできる。
ΔＴが20℃〜100℃となるように上部層５の厚みを選択
する。また、この温度差が得られるのであれば、領域９
の下部で蓄熱層を薄くした構成、あるいは蓄熱層の厚み
を均一な構成とすることもできる。
以上３つの実施例およびその変形例においては、発熱
抵抗体層９の上部の構成はSiO2,Ta2O5およびTaからなる
層構成としたが、それ以外の構成であってもよい。ま
た、特に（実施例１），（実施例２）では、上部層なし
の構成であってもよい。
抵抗体層９の上部の構成はSiO2,Ta2O5およびTaからなる
層構成としたが、それ以外の構成であってもよい。ま
た、特に（実施例１），（実施例２）では、上部層なし
の構成であってもよい。
また、下部層（蓄熱層）を形成する物質としてはSiO2
以外の物質でもよく、例えばガラス，アルミナ等であっ
てもよい。そして、これら材料に応じ適切に領域９に関
連した厚みを規定すればよい。
以外の物質でもよく、例えばガラス，アルミナ等であっ
てもよい。そして、これら材料に応じ適切に領域９に関
連した厚みを規定すればよい。
（実施例４） 以上の実施例では、液路が直線状である記録ヘッドに
本発明を適用した場合について述べたが、供給方向と吐
出方向とが異なる形態の記録ヘッド、例えば第13図に示
すように、基板１′に対して垂直方向に吐出がなされる
形態のものであっても、図示の消泡位置13′を含む領域
において発熱抵抗体層107′の下部層ないしはこれと上
部層とに関して上述のような構成を採ることにより、上
述と同様の効果が得られる。
本発明を適用した場合について述べたが、供給方向と吐
出方向とが異なる形態の記録ヘッド、例えば第13図に示
すように、基板１′に対して垂直方向に吐出がなされる
形態のものであっても、図示の消泡位置13′を含む領域
において発熱抵抗体層107′の下部層ないしはこれと上
部層とに関して上述のような構成を採ることにより、上
述と同様の効果が得られる。
（さらに他の実施例） また、近年開発されている階調表現が可能な形状の電
気熱変換体を有する記録ヘッド、例えば本願人の提案に
なる特公昭59−31943号に開示されるようなものに対し
ても有効に適用可能である。すなわち、電気熱変換体
を、その発熱部において入力される信号のレベルに応じ
て制御可能な温度分布を生じる構造（発熱量調整構造）
とし、信号レベルに応じて気泡を多段階に調整するよう
な構成の記録ヘッドに対しても適用できる。
気熱変換体を有する記録ヘッド、例えば本願人の提案に
なる特公昭59−31943号に開示されるようなものに対し
ても有効に適用可能である。すなわち、電気熱変換体
を、その発熱部において入力される信号のレベルに応じ
て制御可能な温度分布を生じる構造（発熱量調整構造）
とし、信号レベルに応じて気泡を多段階に調整するよう
な構成の記録ヘッドに対しても適用できる。
例えば、第14図（Ａ）〜（Ｃ）に示すような電気熱変
換体において、消泡位置が符号13″で示す位置にあれ
ば、そこを含む部分（破線で示す部分）で電気熱変換体
107″ないし発熱抵抗体層３″の下で蓄熱層を薄くする
等の構成とした領域９″を設ければよい。また、生じる
気泡の大きさによって消泡位置が異なるのであれば、そ
のような領域９″を複数設けてもよい（第14図（Ａ）の
一点鎖線で示す部分を参照）。
換体において、消泡位置が符号13″で示す位置にあれ
ば、そこを含む部分（破線で示す部分）で電気熱変換体
107″ないし発熱抵抗体層３″の下で蓄熱層を薄くする
等の構成とした領域９″を設ければよい。また、生じる
気泡の大きさによって消泡位置が異なるのであれば、そ
のような領域９″を複数設けてもよい（第14図（Ａ）の
一点鎖線で示す部分を参照）。
また、気泡を多段階に調整するために発熱抵抗体層の
層厚を電流の向きに沿って変化させた構造（特開昭59−
31943号）や、発熱抵抗体層の厚さを中心線側に向かっ
て段階的に厚くしたような構造（特開昭62−201255号）
に対しても適用できる。
層厚を電流の向きに沿って変化させた構造（特開昭59−
31943号）や、発熱抵抗体層の厚さを中心線側に向かっ
て段階的に厚くしたような構造（特開昭62−201255号）
に対しても適用できる。
加えて、本発明は、電気熱変換体を吐出エネルギ発生
手段とするものであれば、第１図に示したような集積型
のものに限られることなく適用できるのは勿論であり、
さらにシリアル走査される形態の記録ヘッドや、記録媒
体の全幅にわたって吐出口を選別させたフルマルチ形態
の記録ヘッドにも適用できるのは言うまでもない。
手段とするものであれば、第１図に示したような集積型
のものに限られることなく適用できるのは勿論であり、
さらにシリアル走査される形態の記録ヘッドや、記録媒
体の全幅にわたって吐出口を選別させたフルマルチ形態
の記録ヘッドにも適用できるのは言うまでもない。
［発明の効果］ 以上説明したように、本発明によれば、気泡が消滅す
る位置に対応した部分の表面と、他の部分の表面とのイ
ンク不導入時の温度差が適切な範囲となるような構成と
したことによって、沸騰の再現性が向上し、得られる画
像の品位が向上するという効果が得られた。
る位置に対応した部分の表面と、他の部分の表面とのイ
ンク不導入時の温度差が適切な範囲となるような構成と
したことによって、沸騰の再現性が向上し、得られる画
像の品位が向上するという効果が得られた。
第１図（Ａ）および（Ｂ）は、それぞれ、本発明の一実
施例に係る液体噴射記録ヘッドの分解斜視図および正面
図、 第２図はその消泡位置を説明するための説明図、 第３図は吐出に最適な温度範囲を説明するための説明
図、 第４図は同じく面積比を説明するための説明図、 第５図（Ａ）および（Ｂ）は、それぞれ、本発明に係る
基板の第１実施例を示す平面図およびそのＡ−Ａ′線断
面図、 第６図は本発明を用いた場合の気泡挙動を示す説明図、 第７図は従来例における気泡挙動を示す説明図、 第８図〜第10図は本発明の第１実施例の変形例を示す平
面図、 第11図および第12図は、それぞれ、本発明の第２および
第３実施例に係る基板の断面図、 第13図は本発明の第４実施例に係る記録ヘッドを示す説
明図、 第14図（Ａ）〜（Ｃ）は本発明のさらに他の実施例を示
す平面図である。 1,1′……基板、 ２……蓄熱層、 ３、３′,3″……発熱抵抗体層、 ４……電極、 ５……保護層（SiO2）、 ６……保護層（Ta2O5）、 ７……保護層（Ta）、 ８……液体、 9,9″……蓄熱層の厚みを薄くする領域、 10……気泡、 12A,12B……厚みを薄くした蓄熱層の部分、 13′,13″……気泡の消滅位置。
施例に係る液体噴射記録ヘッドの分解斜視図および正面
図、 第２図はその消泡位置を説明するための説明図、 第３図は吐出に最適な温度範囲を説明するための説明
図、 第４図は同じく面積比を説明するための説明図、 第５図（Ａ）および（Ｂ）は、それぞれ、本発明に係る
基板の第１実施例を示す平面図およびそのＡ−Ａ′線断
面図、 第６図は本発明を用いた場合の気泡挙動を示す説明図、 第７図は従来例における気泡挙動を示す説明図、 第８図〜第10図は本発明の第１実施例の変形例を示す平
面図、 第11図および第12図は、それぞれ、本発明の第２および
第３実施例に係る基板の断面図、 第13図は本発明の第４実施例に係る記録ヘッドを示す説
明図、 第14図（Ａ）〜（Ｃ）は本発明のさらに他の実施例を示
す平面図である。 1,1′……基板、 ２……蓄熱層、 ３、３′,3″……発熱抵抗体層、 ４……電極、 ５……保護層（SiO2）、 ６……保護層（Ta2O5）、 ７……保護層（Ta）、 ８……液体、 9,9″……蓄熱層の厚みを薄くする領域、 10……気泡、 12A,12B……厚みを薄くした蓄熱層の部分、 13′,13″……気泡の消滅位置。
Claims (7)
- 【請求項１】支持体と、 この支持体上に配され、発熱抵抗体層およびこの発熱抵
抗体層に電気的に接続された一対の電極を有し、これら
一対の電極間に熱発生部を形成した電気熱変換体と、 この電気熱変換体と前記支持体との間に形成された蓄熱
層と、 前記電気熱変換体上に形成されてこれを保護する保護層
と、 前記電気熱変換体により前記記録用液体を加熱して発泡
させるための駆動手段と、 前記記録用液体の液路を形成するために前記支持体上に
設けた部材と を具備し、ΔＴ＝TH−TOが20℃以上100℃以下であるこ
とを特徴とする液体噴射記録ヘッド。 TO:前記熱発生部に対応する前記支持体の表面上の前記
記録用液体に生じる気泡が消滅する位置において、前記
記録用液体を加熱して発泡させるための駆動条件と同一
の条件で、前記記録用液体が存在しないときの前記電気
熱変換体の駆動状態での温度のピーク値 TH:前記熱発生部に対応する前記支持体の表面上の前記
記録用液体に生じる気泡が消滅する位置以外の位置にお
いて、前記記録用液体を加熱して発泡させるための駆動
条件と同一の条件で、前記記録用液体が存在しないとき
の前記電気熱変換体の駆動状態での温度のピーク値 - 【請求項２】前記ΔＴは、より好ましくは、主として前
記記録用液体の吐出速度を考慮した場合には20℃以上60
℃以下、主として前記記録用液体の吐出速度の標準偏差
を考慮した場合には25℃以上100℃以下、最も好ましく
は25℃以上60℃以下であることを特徴とする請求項１に
記載の液体噴射記録ヘッド。 - 【請求項３】前記記録用液体の液路に沿った前記熱発生
部の長さを前記液路に沿った前記熱発生部の両側にある
流域の流体力学的インピーダンスの慣性成分Ｚの逆比で
比例配分した位置を、前記気泡が消滅する位置としたこ
とを特徴とする請求項１に記載の液体噴射記録ヘッド。 x:液路の開口端から熱発生部に至る流域について流れ方
向にとった位置 l:液路の開口端から熱発生部に至る流域の長さ S(x):位置Ｘにおける流路の断面積 ρ：記録用液体の密度 - 【請求項４】流域について記録用液体の流れ方向にとっ
た位置ｘにおける液路の高さをh(x)としたとき、前記両
側の の逆比で前記熱発生部の前記長さを比例配分した位置
を、前記気泡が消滅する位置としたことを特徴とする請
求項３に記載の液体噴射記録ヘッド。 - 【請求項５】前記蓄熱層を、前記気泡が消滅する位置を
含む一部分に対応した位置で薄くすることにより前記温
度差が得られるようにしたことを特徴とする請求項１に
記載の液体噴射記録ヘッド。 - 【請求項６】前記保護層の厚みを、前記気泡が消滅する
位置を含む一部分に対応した部位で厚くすることにより
前記温度差が得られるようにしたことを特徴とする請求
項１に記載の液体噴射記録ヘッド。 - 【請求項７】前記一部分に対応した前記熱発生部上の面
積SOと、前記熱発生部上の全面積SHとの比SO/SHを、好
ましくは1/10以上1/2以下、より好ましくは、主として
液体の吐出速度を考慮した場合には1/10以上1/4以下、
主として液体の吐出速度の標準偏差を考慮した場合には
1/8以上1/2以下、最も好ましくは1/8以上1/4以下とした
ことを特徴とする請求項５または請求項６に記載の液体
噴射記録ヘッド。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63175241A JP2664212B2 (ja) | 1988-07-15 | 1988-07-15 | 液体噴射記録ヘッド |
| DE68921806T DE68921806T2 (de) | 1988-07-15 | 1989-07-14 | Trägerschicht für einen Flüssigkeitsstrahlschreibkopf und Flüssigkeitsstrahlschreibkopf, versehen mit solch einer Trägerschicht. |
| EP89112972A EP0350953B1 (en) | 1988-07-15 | 1989-07-14 | Substrate for liquid jet recording head and liquid jet recording head provided with said substrate |
| US08/474,967 US5892526A (en) | 1988-07-15 | 1995-06-07 | Substrate for liquid jet recording head for producing consistently shaped ink bubbles, liquid jet recording head provided with said substrate and method of recording with said recording head |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63175241A JP2664212B2 (ja) | 1988-07-15 | 1988-07-15 | 液体噴射記録ヘッド |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0225337A JPH0225337A (ja) | 1990-01-26 |
| JP2664212B2 true JP2664212B2 (ja) | 1997-10-15 |
Family
ID=15992729
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63175241A Expired - Fee Related JP2664212B2 (ja) | 1988-07-15 | 1988-07-15 | 液体噴射記録ヘッド |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5892526A (ja) |
| EP (1) | EP0350953B1 (ja) |
| JP (1) | JP2664212B2 (ja) |
| DE (1) | DE68921806T2 (ja) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4935752A (en) * | 1989-03-30 | 1990-06-19 | Xerox Corporation | Thermal ink jet device with improved heating elements |
| JPH0733091B2 (ja) * | 1990-03-15 | 1995-04-12 | 日本電気株式会社 | インクジェット記録方法及びそれを用いたインクジェットヘッド |
| JPH0577423A (ja) * | 1991-09-24 | 1993-03-30 | Canon Inc | インクジエツト記録ヘツド |
| JP3501619B2 (ja) * | 1997-05-07 | 2004-03-02 | キヤノン株式会社 | インクジェット記録ヘッド |
| US6142612A (en) * | 1998-11-06 | 2000-11-07 | Lexmark International, Inc. | Controlled layer of tantalum for thermal ink jet printer |
| JP4448433B2 (ja) * | 2004-12-03 | 2010-04-07 | アルプス電気株式会社 | サーマルヘッドの製造方法 |
Family Cites Families (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CA1127227A (en) * | 1977-10-03 | 1982-07-06 | Ichiro Endo | Liquid jet recording process and apparatus therefor |
| JPS5931943B2 (ja) * | 1979-04-02 | 1984-08-06 | キヤノン株式会社 | 液体噴射記録法 |
| US4313124A (en) * | 1979-05-18 | 1982-01-26 | Canon Kabushiki Kaisha | Liquid jet recording process and liquid jet recording head |
| JPS5931943A (ja) * | 1982-08-16 | 1984-02-21 | Konishiroku Photo Ind Co Ltd | 画像形成材料 |
| JPS5934506A (ja) * | 1982-08-23 | 1984-02-24 | Hokuyo Automatic Co | 光電スイツチに於ける反射鏡取付方法 |
| US4514741A (en) * | 1982-11-22 | 1985-04-30 | Hewlett-Packard Company | Thermal ink jet printer utilizing a printhead resistor having a central cold spot |
| JPS60236758A (ja) * | 1984-05-11 | 1985-11-25 | Canon Inc | 液体噴射記録ヘツド |
| US4719478A (en) * | 1985-09-27 | 1988-01-12 | Canon Kabushiki Kaisha | Heat generating resistor, recording head using such resistor and drive method therefor |
| JPS62103148A (ja) * | 1985-10-31 | 1987-05-13 | Canon Inc | 液体噴射記録ヘツド |
| JPS62201255A (ja) * | 1986-02-28 | 1987-09-04 | Canon Inc | インクジエツト記録ヘツド |
| JPH0729431B2 (ja) * | 1986-03-04 | 1995-04-05 | キヤノン株式会社 | 液体噴射記録ヘツドの作成方法 |
| JP2815146B2 (ja) * | 1987-03-27 | 1998-10-27 | キヤノン株式会社 | インクジェット記録ヘッド用基体及びインクジェット記録ヘッド並びに該記録ヘッドを具備するインクジェット記録装置 |
| US4792818A (en) * | 1987-06-12 | 1988-12-20 | International Business Machines Corporation | Thermal drop-on-demand ink jet print head |
-
1988
- 1988-07-15 JP JP63175241A patent/JP2664212B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1989
- 1989-07-14 EP EP89112972A patent/EP0350953B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1989-07-14 DE DE68921806T patent/DE68921806T2/de not_active Expired - Fee Related
-
1995
- 1995-06-07 US US08/474,967 patent/US5892526A/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0350953A3 (en) | 1991-04-03 |
| DE68921806D1 (de) | 1995-04-27 |
| EP0350953A2 (en) | 1990-01-17 |
| EP0350953B1 (en) | 1995-03-22 |
| US5892526A (en) | 1999-04-06 |
| DE68921806T2 (de) | 1995-09-07 |
| JPH0225337A (ja) | 1990-01-26 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP3054450B2 (ja) | 液体噴射記録ヘッド用基体及び液体噴射記録ヘッド | |
| JP3071869B2 (ja) | 液体噴射記録装置及び記録方法 | |
| TWI270466B (en) | Ink jet record head | |
| JP2664212B2 (ja) | 液体噴射記録ヘッド | |
| JPH0948121A (ja) | プリンタヘッド | |
| JPS6159913B2 (ja) | ||
| JP2902136B2 (ja) | インク飛翔記録装置 | |
| JP2664220B2 (ja) | 液体噴射記録ヘッド | |
| JP2003291349A (ja) | インクジェット記録ヘッド | |
| JPH02111552A (ja) | 液体噴射記録ヘッド用基体および該基体を具備する液体噴射記録ヘッド | |
| JP2914576B2 (ja) | 液体噴射記録装置及び記録方法 | |
| JP3120996B2 (ja) | 液体噴射記録装置 | |
| JP2000043269A (ja) | 液体噴射記録ヘッド及び方法 | |
| JPS6317053A (ja) | インクジエツト記録装置 | |
| JPS6342868A (ja) | 液体噴射記録ヘツド | |
| JP3081222B2 (ja) | インク飛翔記録方法及びその装置 | |
| JPH0292546A (ja) | 液体噴射記録ヘッド用基体および該基体を具備する液体噴射記録ヘッド | |
| JP3290676B2 (ja) | 液体噴射記録装置 | |
| JP2866133B2 (ja) | 液体噴射記録装置及び方法 | |
| JP2902137B2 (ja) | インク飛翔記録装置 | |
| JP3054174B2 (ja) | 液体噴射記録装置及び方法 | |
| JP2758638B2 (ja) | 液体噴射記録ヘッド | |
| JP2989242B2 (ja) | 液体噴射記録方法及び装置 | |
| JP3014730B2 (ja) | インク飛翔記録方法及びその装置 | |
| JPH05220960A (ja) | 液体噴射記録ヘッド |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |