JPH0351135A - 液体噴射記録装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 皮４分立 本発明は、液体噴射記録装置、より詳細には。

バブルジェット記録方式の液体噴射記録装置に関する。

従漣ＬＬｉ忙 ノンインパクト記録法は、記録時における１ｉ音の発生
が無視し得る程度に極めて小さいという点において、最
近関心を集めている。その中で、高速記録が可能であり
、而も所謂普通紙に特別の定着処理を必要とせずに記録
の行える所謂インクジェット記録法は極めて有力な記録
法であって、これまでにも様々な方式が提案され、改良
が加えられて商品化されたものもあれば、現在もなお実
用化への努力が続けられているものもある。

この様なインクジェット記録法は、所謂インクと称され
る記録液体の小滴（ｄｒｏｐｌｅｔ）を飛翔させ。

記録部材に付着させて記録を行うものであって、この記
録液体の小滴の発生法及び発生された記録液小滴の飛翔
方向を制御する為の制御方法によって幾つかの方式に大
別される。

先ず第１の方式は例えばＵ　Ｓ　Ｐ　３０６０４２９に
開示されているもの（Ｔａｌｅ　ｔｙｐｅ方式）であっ
て、記録液体の小滴の発生を静電吸引的に行い１発生し
た記録液体小滴を記録信号に応じて電界制御し、記録部
材上に記録液体小滴を選択的に付着させて記録を行うも
のである。

これに就いて、更に詳述すれば、ノズルと加速電極間に
電界を掛けて、−様に帯電した記録液体の小滴をノズル
より吐出させ、該吐出した記録液体の小滴を記録信号に
応じて電気制御可能な様に構成されたｘｙ偏向電極間を
飛翔させ、電界の強度変化によって選択的に小滴を記録
部材−Ｌに付着させて記録を行うものである。

第２の方式は、例えばＴＪ　Ｓ　Ｐ３５９６２７５、Ｕ
ＳＩ）３２９８０３０等に開示されている方式（Ｓｗｅ
ｅｔ方式）であって、連続振動発生法によって４１４１
の制御された記録液体の小滴を発生させ、この発生され
た帯電量の制御された小滴を、−様の電界が掛けられて
いる偏向電極間を飛翔させることで、記録部材上に記録
を行うものである９ 具体的には、ピエゾ振動素子の付設されている記録ヘッ
ドを構成する一部であるノズルのオリフィス（吐出口）
の前に記録信号が印加されている様に構成した帯電電極
を所定距離だけ離して配置し、前記ピエゾ振動素子に一
定周波数の電気信号を印加することでピエゾ振動素子を
機械的に振動させ、前記吐出口より記録液体の小滴を吐
出させる。この時前記帯電電極によって吐出する記録液
体小滴には電荷が静電誘導され、小滴は記録信号に応じ
た電荷量で＃ｉ電される。帯電量の制御された記録液体
の小滴は、一定の電界が一様に掛けられている偏向電極
間を飛翔する時、付加された４ｉＦ電量に応じて偏向を
受け、記録信号を担う小滴のみが記録部材上に付着し得
る様にされている。

第３の方式は例えばＵ　Ｓ　Ｐ３４１６１５３に開示さ
れている方式（Ｈｅｒｔｚ方式）であって、ノズルとリ
ング状の帯電電極間に電界を掛け、連続振動発生法によ
って、記録液体の小滴を発生霧化させて記録する方式で
ある。即ちこの方式ではノズルと帯電電極間に掛ける電
界強度を記録信号に応じて変調することによって小滴の
霧化状態を制御し、記録画像の階調性を出して記録する
。

第４の方式は１例えばＵ　Ｓ　Ｉ）　３７４７１２０に
開示されている方式（Ｓｔｅｍ＋ｕａ方式）で、この方
式は前記３つの方式とは根本的に原理が異なるものであ
る。

即ち、前記３つの方式は、何れもノズルより吐出された
記録液体の小滴を、飛翔している途中で電気的に制御し
、記録信号を担った小滴を選択的に記録部材」二に付着
させて記録を行うのに対して、この５ｔｅＩｏＩｌｌｅ
方式は、記録信号に応じて吐出口より記録液体の小滴を
吐出飛翔させて記録するものである。

つまり、Ｓｔａ＋＋＋ｍａ方式は、記録液体を吐出する
吐出口を有する記録ヘッドに付設されているピエゾ振動
素子に、電気的な記録信号を印加し、この電気的記録信
号をピエゾ振動素子の機械的振動に変え、該機械的振動
に従って前記吐出口より記録液体の小滴を吐出飛翔させ
て記録部材に付着させることで記録を行うものである。

これ等、従来の４つの方式は各々に特長を有するもので
あるが、又、他方において解決され得る可き点が存在す
る。

即ち、前記第１から第３の方式は記録液体の小滴の発生
の直接的エネルギーが電気的エネルギーであり、又、小
滴の偏向制御も電界制御である。

その為、第１の方式は、構成上はシンプルであるが、小
滴の発生に高電圧を要し、又、記録ヘッドのマルチノズ
ル化が困難であるので高速記録には不向きである。

第２の方式は、記録ヘッドのマルチノズル化が可能で高
速記録に向くが、構成上複雑であり、又記録液体小滴の
電気的制御が高度で困難であること、記録部材上にサナ
ライ１−ドツトが生じ易いこと等の問題点がある。

第；３の方式は、記録液体小滴を霧化することによって
階調性に優れた画像が記録され得る特長を有するが、他
方霧化状態の制御が困難であること。

記録画像にカブリが生ずること及び記録ヘッドのマルチ
ノズル化が困難で、高速記録には不向きであること等の
諸問題点が存する。

第４の方式は、第１乃至第３の方式に比べ利点を比較的
多く有する。即ち、構成上シンプルであること、オンデ
マンド（ｏｎ−ｄｅｍａｎｄ）で記録液体をノズルの吐
出口より吐出して記録を行う為に２第１乃至第３の方式
の様に吐出飛翔する小滴の中、画像の記録に要さなかっ
た小滴を回収することが不要であること及び第１乃至第
２の方式の様に、導電性の記録液体を使用する必要性が
なく記録液体の物質上の自由度が大であること等の大き
な利点を有する。面乍ら、一方において、記録ヘッドの
加工上に問題があること、所望の共振数を有するピエゾ
振動素子の小型化が極めて困難であること等の理由から
記録ヘッドのマルチノズル化が難しく、又、ピエゾ振動
素子の機械的振動という機械的エネルギーによって記録
肢体小滴の吐出飛翔を行うので高速記録には向かないこ
と、等の欠点を有する。

央には、時開１イ１４８　９６２２号公報（前記ＵＳ　
Ｉ’３７４７１２０に対応）には、変形例として、前記
のピエゾ振動素ｆ・等の手段による機械的振動エネルギ
ーを利用する代わりに熱エネルギーを利用することが記
載されている。

即ち、」二記公帽には、圧力上昇を生じさせる蒸気を発
生する為に液体を直接加熱する加熱コイルをピエゾ振？
ＪＪＭ子の代りの圧力上昇手段として使用することが記
載されている。

しかし、上記公報には、圧力上昇手段としての加熱コイ
ルに通電して液体インクが出入りし得る口が一つしかな
い袋状のインク室（液室）内の液体インクを直接加熱し
て蒸気化することが記載されているに過ぎず、連続繰返
し液吐出を行う場合は、どの様に加熱すれば良いかは、
何等示唆されるところがない。加えて、加熱コイルが設
けられている位置は、液体インクの供給路から遥かに遠
い袋状液室の最深部に設けられているので、ヘッド４ｙ
ｔ造上複雑であるに加えて、高速での連続繰返し使用に
は、不向きとなっている。

しかも、上記公報に記載の技術内容からでは、実用−に
重要である発生する熱で液吐出を行った後に次の液吐出
の準備状態を速やかに形成することは出来ない。

このように従来法には、構成」二、高速記録化上、記録
ヘッドのマルチノズル化」二、サテライトドツトの発生
および記録画像のカブリ発生等の点において一長一短が
あって、その長所を利する用途にしか適用し得ないとい
う制約が存在していた。

また、バブルジェット記録方法は、いわゆるｄｒｏｐ　
　ｏｎｄｅｍａｎｄ記録法に礪めで有効に適用され、吐
出オリフィスを高密度に設けることができるばかりでな
く、吐出オリフィスと同密度で駆動部（すなわち１発熱
部）を設けることができる為、高密度マルチオリフィス
化が容易に具現できる優れたｆｆｅ録法である。しかし
、コピア等のより高精細な画像品質を狙うには、まだ解
決すべき問題点が存在する。中でも、高解像度、高品質
の画像を得るには、記録画素に階調性を持たせることが
極めて効果的な方法である。従来バブルジェット記録方
法において階調性を表現する方法としては持分１ｔ１’
／　６２−４８５８５号公報に記載されているように、
１つの流路に設けられた複数の電気・熱変換体の各々に
入力される＆！１１！動４ｆｉｉ号の入力タイミングの
ズレを可変制御することにより階調記録を行なうことが
知られている。また、特公昭６２−４６３５８号公報に
は、１つの液室中に供給された記録媒体液を熱する位置
に設けられた複数個の発熱体から記録すべき情報を表わ
す信号のレベルに応じて所定数の発熱体を選択して駆動
することにより吐出液滴径を変える技術が開示されてい
る。

しかしながら、いずれの技術もその明細書より明らかな
ように、吐出口に通じる流路に沿って、発熱体を設けた
いわゆるエツジシュータ型のヘッドに関するものであり
、エツジシュータ型の場合は。

１つの吐出口に対して、１つの発熱体を形成して使用す
る場合においては、高密度化が可能でその特徴を大いに
発揮できるが、」−記のように、１つの吐出１１に対し
て、その吐出口に通じる流路にそって複数個の発熱体を
形成したようなものにおいては、各発熱体を独立に制御
するための制御電極が多くなり、高密度化が困難となり
、本来の特徴をいかすことができないという不具合があ
る。また、エツジシュータ型の場合、吐出口がら発熱体
までの距離が吐出特性（滴速度または／および滴の大き
さ等）に大きな影響を与えるため、各発熱体の吐出口か
らの距離が異なる」；記のような例では、それらを制御
して階調性を出すことは、きわめて困難な技術を要し、
必ずしも実用的とはｄえない。

また、さらに特開昭５９−１２４８６３号公報、特開昭
５９−１２４８６４号公報には、吐出用の気泡を発生さ
せるとともに、さらに別の吐出エネルギー調整用気泡を
発生させて１階調記録を行なう技術、あるいは、さらに
吐出エネルギー調号３部に／Ｊ％開口を設け、液滴の大
きさをかえて階調記録を行なう技術が開示されている。

しかしながら、吐出のための発熱体と、吐出エネルギー
調整用の発熱体が離れており、両者による圧力のタイミ
ングをうまく合オ）せることが難しいという問題、また
、吐出エネルギー調整用の発熱体が位置する場所が袋小
路状になっており、新しいインクが供給されにくく、そ
の部分のインク温度が」二Ｈし、定の安定した条件で吐
出エネルギー調整用の発熱体を駆動することが困難であ
るという問題であり。

必ずしも満足すべき階調記録が得られない、さらに、特
開昭５９−２０７２６５号公報には、パルス群で発熱体
を駆動させ、気泡を繰り返し生成・４１滅させて、その
回数（即ち、パルス群中のパルスの数）に応じて階調表
現を行つな技術が開示されている。また、特開昭６３−
４２８６９号公報には１発熱体の通電時間を変えること
によって気泡の発生回数を変更し、吐出景を可変にする
技術が開示されている。しかしながら、バブルジェット
記録方法においては、１つの気泡の生成・消滅はわずか
数１０μｓで行なわれ、」―記のように、連ネ）゛シ的
に気泡を成長・収縮させた場合、各々の気泡で吐出した
インクに対して新しいインクを極めて速やかにリフィル
しなければならず、困難な技術を要する。また、繰り返
しの気泡をパルス群で形成するにしても連続した通電で
形成するにしても１画素を形成するのに要するエネルギ
ーは必然的に多くなり、マルチノズルタイプのヘラ１−
では、大きな問題となる。さらに、発熱量も当然多くな
る為、高周波数で駆動した場合、基板に蓄熱してしまい
、吐出安定性が悪くなったり、スプラッシュ現象が発生
したり、ついには、吐出不能となってしまうという欠点
があった。この為、高熱伝導率の基板を使用したり、ま
た吐出周波数を低くしたりしなければならず安価に高密
度、高集積ヘッドを作製可能、あるいは、４ＫＩｌｚを
越える超高周波数吐出が可能というバブルジェット記録
方式の特徴を生かせないという問題がある。

また、特公昭５９−３１９４３号公報には発熱量調′！
Ｉ！構造を有する発熱部に階調情報に応じた熱斌を発生
させることで階調記録を行なう技術が開示されている。

しかしながら、その明細書中に示されているようなｉｌ
Ｚ面構造を台形にした発熱体においては幅が狭くなった
部分において熱ストレスおよび／あるいは気泡消滅時の
衝撃力により断線が生じやすく信頼性に欠けるという欠
点がある。

また、断面構造において保護膜、蓄熱層１発熱体に厚み
勾配を設ける構造は、現在の簿膜形成技術においては極
めて困難な技術を要し、また、非常に高価なものとなる
。

一方、特開昭５８−１５７１号公報には、安定した吐出
を行ない、使用寿命を向上させるために、発熱体を閾値
電圧の１．０２〜１．３倍で駆動する技術が開示されて
いる。しかしながら、これは、その四種１書から明らか
なように、安定した気泡の形成・成長・収縮を起させ５
発熱体の寿命を延ばす技術であり、言いかえるならば、
膜沸騰により安定した気泡の生成・消滅を行なうもので
あり、階調記録という概念は見あたらない。

このように、従来の階調記録法は階調記録用の補助ｆ段
を設けたり、パルス群を与えたり、吐出に必要なパルス
ｒ１以上のパルスＩで駆動したりするもので、いずれも
１滴を吐出するよりはるかに高いエネルギーを必要とす
る。また、バブルジェット記録方法が有する１６本／Ｉ
以上の高密度化の可能性、２５６ノズルを越えるような
高集積化の可能性、さらには、４Ｋｌ（ｚを越えるよう
な高周波数駆動の可能性、さらには、超高密度フルライ
ン型ヘッドの実現の可能性を犠牲にしてしまうものであ
った。

１’？＝−１隻 本発明は、以上のような実情に鑑み、本発明者らの多く
の実験結果よりなされたものであり、その主たる目的は
、吐出滴址を変化させ、安定した階調記録ができる液体
噴射記録ヘッドを提供することである。

さらに別の目的は、特別な補助手段を設けずに、安価な
階調記録ヘッドを提供することである。

さらに別の目的は、超高密度（例えば１６本／■を越え
る）に配列されたＰ？Ｉ調記録ヘッドを提供することで
ある。

さらに別の目的は、高集積化（例えば２５６ノズルを越
える）が可能な階調記録ヘッドを提供することである。

さらに別の目的は、高周波数駆動（例えば４に七を越え
る）が可能な階調記録ヘッドを提供することである。

構−一」文 本発明は、上記目的を達成するために、記録液を吐出す
る為の吐出口と、前記記録液に熱エネルギーを作用させ
る為の熱エネルギー発生体と、前記熱エネルギーにより
気泡を発生させ、前記気泡の体積増加にともなう作用力
によって、前記記録液を前記吐出口より飛翔せしめる液
体噴射記録装置において、画情報に応じて熱エネルギー
発生体への入力エネルギーを変えることを特徴としたも
のである。さらに、遷移沸騰を起こして階調記録を行な
うことを特徴としたものである。以下１本発明の実施例
に基いて説明する。

最初に、第１図に基づいて、本発明を好適に実現するバ
ブルジェット方式によるインク噴射の原理を説明する。

（、）は定常状態であり、オリフィス面でインク２の表
面張力と外圧とが平衡状態にある。

（ｂ）はヒーター３が加熱されて、ヒーター３の表面温
度が急上昇し隣接インク層に沸ＩＩｍ現象が起きるまで
加熱され、微小気泡４が点在している状態にある。

（ｃ）はヒーター３の全面で急激に加熱された隣接イン
ク層が瞬時に気化し、沸騰膜を作り、この気泡４が成長
した状態である。この時、ノズル内圧力は、気泡の成長
した分だけ上昇し、オリフィス面での外圧とのバランス
がくずれ、オリフィスよりインク柱６が成長し始める。

（ｄ）は気泡が最大に成長した状態であり、オリフィス
面より気泡の体積に相当する分のインク２が押し出され
る。この時、ヒーター３には、電流が流れていない状態
にあり、ヒーター３の表面温度は降下しつつある。気泡
５の体積の最大値は電気パルス印加のタイミングからや
やおくれる。

（（））は気泡５がインク等より冷却されて収縮を開始
し始めた状態を示す。インク柱の先端部では押し出され
た速度を保ちつつ前進し、後端部では気泡の収縮に伴っ
てノズル内圧の減少によりオリフィス面からノズル内へ
インクが逆流してインク柱にくびれが生じている。

（ｆ）はさらに気泡７が収縮し、ヒーター「１１にイン
クが接しヒーター面がさらに急激に冷却される状態にあ
る。オリフィス面では、外圧かノズル内圧より高い状態
になるためメニスカスが大きくノズル内に入り込んで来
ている。インク柱の先端部は液滴になり記録紙の方向へ
５〜Ｌｏｎｅ／ｓｅｅの速度で飛翔している。

（ｇ）はオリフィスにインクが毛細管現象により再び供
給（リフィル）されて（ａ）の状態に戻ろ過程で、気泡
は完全に消滅している。８はインク滴である。

第２図は、上記噴射原理によるバブルジェット記録ヘッ
ドの全体斜視図で１図中、９は発熱体基板、１０は蓋基
板、１１はインク供給［１，１２はオリフィスで、該オ
リフィス１２より前述のごとくして生成されたインク滴
が噴射される。

第３図は１発熱抵抗体を用いる気泡発生手段の構造を説
明するための図で、第３図（ａ）は記録ヘッドのオリフ
ィス側から見た正面部分図、第３図（ｂ）は、第３図（
ａ）に−点鎖線Ｘ−Ｘで示す部分で切断した場合の切断
部分図で、図中、１３は基板、１４は蓋基板、２１は電
気熱変換体（発熱抵抗体）、２２は保護層、２３．２４
は電極で、該記録ヘッドは表面に電気熱変換体が設りら
れた基板１３の上を所定の密度で所定の１１１と深さの
溝を所定数設けた蓋基板１４で覆う様に接合することに
よって、オリフィス１５と液吐出部１６が形成された構
造を有している。液吐出部１６は、その終端に液滴を吐
出させるためのオリフィス１５と、電気熱変換体２１よ
り発生される熱エネルギーが液体に作用し気泡を発生し
、その体積の膨張と収縮による急激な状態変化を引き起
こす所である熱作用部１７を有している。

熱作用部１７は、電気熱変換体２１の熱発生部１８の上
部に位置し、熱発生部１８の液体と接触する熱作用部１
９をその底面としている。

熱発生部１８は、基板１３上に設けられた下部層２０、
該下部層２０上に設けられた発熱抵抗層２１を有し、該
発熱抵抗層２１には、熱を発生させる為にＭＪＭ２ｔに
通電するための電極２３゜２４がその表面に設けられて
いる。電＋ｆｉ２３は。

各液吐出部の熱発生部に共通の電極であり、電極２４は
、各液吐出部の熱発生部を選択的に発熱させる為の選択
電極であって、液吐出部の流路に沿って設けられている
。

基板１３の材料としては、ガラス、セラミックス、金属
或は、シリコン等である０発熱抵抗体２１を構成する材
料として、有用な物には１例えば、タンタル−５ｉｎ、
の混合物、窒化タンタル、ニクロム、銀−パラジウム合
金、シリコン半導体。

あるいはハフニウム、ランタン、ジルコニウム。

チタン、タングステン、モリブデン、ニオブ、クロム、
バナジウム等の金属の硼化物があげら九る。

これらの発熱抵抗体２１を構成する材料の中で、特に金
属硼化物が優れたものとしてあげる事ができ、その中で
も最も特性が優れているのが、硼化ハフニウムであり、
ついで、硼化ジルコニウム。

硼化ランタン、硼化タンタル、硼化バナジウム、硼化ニ
オブの順となっている。

発熱抵抗体２１は、上記の材料を用いて、フォト・リン
グラフや、電子ビーム蒸着やスパッタリング、ＣＶＤ、
プラズマＣＶ　Ｉ）等の手法を用いて形成することがで
きる０発熱抵抗体２［の膜Ｈは、単位時間当りの発熱部
が所望通りとなるように。

その面積、材質及び熱作用部の形状及び大きさ。

更には実際面での消費電力等にしたがって決定されるも
のであるが、通常の場合、ｏ、ｏｏｔ〜５μｍ。

好適には０．０１〜１μｍとされる。

゛上極２３，２４を構成する材料としては、通常使用さ
れている電極材料の多くのものが有効に使用され、具体
的には１例えば、ＡＱ、Ａｇ＋　Ａｕ。

Ｐｔ、Ｃｕ等の金属、及びそれらの合金等があげられ、
これらを使用して蒸着やスパッタリング等の手法で所定
位置に、所定の大きさ、形状、厚さで設けられる。

保護層２２に要求される特性は、発熱抵抗体２１で発生
された熱を記録液体に効果的に伝達することを妨げずに
、記録液体や、気泡消滅時の衝撃力より発熱抵抗体２１
を保護することである。

保護層２２を構成する材料として有用なものには。

例えば酸化シリコン、酸化マグネシウム、酸化アルミニ
ウム、酸化タンタル、酸化ジルコニウム等があげられる
。これらは、電子ビーム蒸着、スパッタリング、ＣＶＤ
法、プラズマＣＶＤ法、気相成長法等の薄膜形成手法を
用いて形成する事が出来る。保護層２２の膜厚は、通常
は、０．０１〜１０μｍ、好適には０．１〜５μｍ、最
適には０．１〜３μｍとされるのが望ましい。

また、保護層形成後、発熱部１９を除＜Ｗ横部分に電極
保護層を設けても良い。１を極保護層に要求される特性
は、耐インク性、耐熱性に優れ、電気絶縁性が良いこと
等である。よって、成膜性が良く、ピンホールが少なく
、使用インクに対し膨潤、溶解しないことが要求される
。電極保護Ｊｆｌを形成する材料としては、上記条件を
満たす多くのものが使用出来る０例えば、シリコン樹脂
、フッ素樹脂、芳香族ポリアミド、付加重合型ポリイミ
ド、金属キレート重合体、チタン酸エステル、エポキシ
樹脂、フタル酸樹脂、熱硬化性フェノール樹脂、Ｐ−ビ
ニルフェノール樹脂、ザイロツク樹脂、１へリアジン樹
脂等の樹脂、さらに高密度マルチオリフィスタイプの記
録ヘッドを作製するのであれば、上記した有機材料とは
別に、微細フォトリソグラフィー加工が極めて容易とさ
れる有機質材料を使用するのが望ましい。

以１−の様に構成される発熱体基板］二に感光性樹脂で
流路を形成する。スピーナ或いはロールコータ−等の塗
布手段を用いて、感光性ポリアミドワニスあるいは感光
性ポリイミドワニス等の耐キャビテション性のある樹脂
を塗布する。感光性ｍｌ指の層厚としては特に制限され
るものではないが、インクジェット記録ヘッドとしての
実用性を考慮するならば、少なくとも５〜１００μｍ程
度、好適には１０〜５０μｍ最適には１５〜５ｏμｆｆ
ｌとするのが望ましい、従って感光性樹脂としても、こ
のような厚さに積層し得るものが好ましく、市販の感光
性樹脂としては、ｔ”ｒＸ７述の感光性ポリアミドワニ
ス、即ちプリンタイトＥ　Ｉ”　９５、ドブロン（Ｔｏ
ｐｌｏｎ）　、ナイロンプリント（Ｎｙｌｏｎｐｒｉｎ
ｔ）、或いは感光性ポリイミド、即ちフォトニースＶ　
ｌ＜−３１４０、セレクティラックス１１　ＴＲ−２が
好ましい。

このようにして、感光性樹脂が積層された基板に、以下
に示す様な露光或いは現像等の処理を施し、感光性樹脂
から成るインク流路壁を形成する。

尚、以−ド主として感光性樹脂をフォトニースＶＲ−３
１４，０とした場合を例として、これらの処理について
説明するが、インク流路壁の形成方法は、用いる感光性
樹脂に応じた任意のものとし得る。

感光性樹脂をＭ層した基板に必要に応じてプリベークを
施す、プリベーク終了後所望のパターンを有するフォト
マスクを、フォトニースＶＲ−３１４０の上に重ね、つ
いでこのフォトマスクを介して露光を行う、露光終了後
、フォトニースＶＲ−３１４０の未露光部分をフォトニ
ースＶＲ−３１４０用の現像液ＤＶ−５０５を用いて現
像し。

未露光部分を溶解除去することによって、流路となる溝
を形成する。こうして未露光部分を溶解除去した後、ポ
ストベークを施して基板上に残存するフォトニースＶＲ
−３１４０を硬化させ、基板上に所望のパターンを有す
るインク流路壁たるフォトニースＶＲ−３１４０の硬化
膜を形成する。

以−１−フォトニースＶＲ−３１４０等の液状タイプの
感光性樹脂の形成方法を説明したが、感光性ドライフィ
ルムを用いて形成することもできる。このようにして形
成された基板と、流路の天井部分を形成するための蓋基
板１０　（１４）を接着層を介して接合する。蓋基板の
材料としては５発熱体基板と同様のものが使用出来る。

即ち、シリコン。

ガラス、セラミックス等である。これら材料で形成した
基板に感光性ドライフィルムを半硬化の状態で設け、溝
が形成された基板に接合した後、熱をかけ本硬化させ、
発熱体基板と蓋基板を接合する。

本発明において使用される記録液体は、後述する熱物性
値及びその他の物性値を有する様に材料の選択と組成成
分の比が調合される他に従来の記録法において使用され
ている記録液体と同様化学的物理的に安定である他、応
答性、忠実性、曳糸化能に優れている事、液路殊に吐出
ｌ」において固まらないコ１【、流路中を記録速度に応
じた速度で流通し得る事、記録後、記録部材への定着が
速やかである事、記録濃度が充分であるｊｌＧ　、貯蔵
寿命が良好である事、等々の特性を与える様に物性が調
整される。

また１本発明に使用される記録液体は、液媒体と記録像
を形成する記録剤及び所望の特性を得る為に添加される
添加剤より構成され、前記の物性値を得る範囲において
液媒体及び添加剤の種類及び組成比の選択によって、水
性、非水性、溶解性。

導電性、絶縁性のいずれも得ることが出来る。

液媒体としては、水性媒体と非水性媒体とに大別される
が、使用される液媒体は、前記の物性値を調合される記
録記録液体が有する様に他の選択される構成成分との組
み合せを考慮して下記のものより選択される。

その様な非水性媒体としては、例えばメチルフルロール
、エチルアルコール、ロープロピルアルコール、イソプ
ロピルアルコール、ｎ−ブチルアルコール、５ｅｅ−ブ
チルアルコール、Ｌｅｒｔ−ブチルアルコール、イソブ
チルアルコール、ペンチルアルコール、ヘキシルアルコ
ール、ヘプチルアルコール、オクチルアルコール、ノニ
ルアルコール、デシルアルコール等の炭素数１〜１０の
アルキルアルコール；例えば、ヘキサン、オクタン、シ
クロペンタン、ベンゼン、トルエン、キジロール等の炭
化水素系溶剤；例えば、四塩化炭素、トリクロロエチレ
ン、テトラクロロエタン、ジクロロベンゼン等のハロゲ
ン化炭化水素系溶剤；例えば、エチルエーテル、ブチル
エーテル、エチレングリコールジエチルエーテル、エチ
レングリコールモノエチルエーテル等のエーテル系溶剤
；例えば、アセトン、メチルエチルケトン、メチルプロ
ピルケトン、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン等
のケトン系溶剤；ギ酸エチル、メチルアセテ−１〜、プ
ロピルアセテ−１−、フェニルアセテ−１〜。

エチレングリコールモノエチルエーテルアセテ−１−等
のエステル系溶剤；例えばジアセトンアルコール等のア
ルコール系溶剤；石油系炭化水素溶剤等が挙げられる。

これ等の列挙した液媒体は使用される記録剤や添加剤と
の親和性及び記録液体としての後述の諸特性を満足し得
る様に適宜選択して使用されるものであるが更に、後記
の特性を有する記録液体が調合され得る範囲内において
、必要に応じて適宜二種以上を混合して使用しても良い
。又、上記の条件内においてこれ等非水性媒体と水とを
混合して使用しても良い。

」二記の液媒体の中、公害性１人手の容易さ、調合のし
易さ等の点を考慮すれば、水又は水・アルコール系の液
媒体が好適とされる。

記録剤としては、調合される記録液体が前記の諸物性値
を有するようにされる他、長時間放置による液路内や記
録液体供給タンク内での沈降、凝隻、更には輸送管や液
路の回詰りを起こさない様に前記液媒体や添加剤との関
係において材料の選択がなされて使用される必要がある
。この様な点からして、液媒体に溶解性の記録剤を使用
するのが好ましいが、液媒体に分散性又は難溶性の記録
剤であっても液媒体に分散させる時の記録剤の粒径を充
分小さくしてやれば使用され得る。

使用され得る記録剤は記録部材によって、その記録条件
に充分適合する様に適宜選択される。記録剤としては染
料及び顔料を挙げることが出来る。

有効に使用される染料は、調合された記＆Ａ液体の後述
の諸特性を満足し得る様なものであり５好適に使用され
るのは、例えば水溶性染料としての直接染料、塩基性染
料、酸性染料、可溶性建染メ染料、重性媒染染料、媒染
染料、非水溶性染料としての硫化染料、建染メ染料、酒
精溶染料、油溶染料、分散染料等の他、スレン染料、ナ
フトール染料、反応染料、クロム染料、１：２型錯塩染
料、１：１型錯塩染料、アゾイック染料、カチオン染料
等の中より選択されるものである。

具体的には１例えばレゾリングリルブルーＰ　ＲＬ、レ
ゾリンイエローＰ　ＣＧ、レゾリンピンクＬ）ＲＲ、レ
ゾリングリーン［１１３（以上バイヤー製）、スミカロ
ンブルー５−ＢＧ、スミカロンレッドＥ−ＥＢＬ、スミ
カロンイエローＥ−４ＯＬ、スミカロンブリリアントブ
ルー５−Ｉ３Ｌ（以り住友化学製）、ダイヤ二ックスイ
エロー−Ｈａ　−Ｓ　Ｅ、ダイヤニックスレッドＢＮ−
３Ｅ　（以−１二三菱化成製）、カヤロンポリエステル
ライトノラビン４ＧＬ、カヤロンポリエステルブルー３
　Ｒ−５１＝”、カヤロンポリエステルイエローＹＬ−
３Ｅ、カヤセットターキスブルー７７６、カヤセッ］−
イエロー９０２、カヤセラ１−レラド０２６．プロジオ
ンレツドＨ−２Ｂ、プロジオンブルーＨ−３Ｒ（以上日
本化架装）、レバフィックスゴールデンイエロ−Ｐ−Ｒ
、レバフィックスプリルレッドＰ−［３、レバフィック
スプリルオレンジＰ−ＯＲ（以上バイヤー製）、スミフ
ィックスイエローＧ　ＲＳ、スミフィックスＢ、スミフ
ィックスプリルレッド■３Ｓ、スミフィックスプリルブ
ルーＰ　１３、ダイレクトブランク４０（以上住友化学
製）、ダイヤミラーブラウン３Ｇ、ダイヤミラーイエロ
ーＧ、ダイヤミラーブルー３Ｉり、ダイヤミラープリル
ブルーＢ、ダイヤミラープリルレッド１３Ｂ（以上三菱
化成製）、レマゾールレッドＢ、レマゾールブルー３１
り、レマゾールイエローＧ　Ｎ　Ｌ、レマゾールプリル
グリーン６Ｂ（以上ヘキスト社製）、チバクロンプリル
イエロー、チバクロンプリルレッド４Ｇｌ！：（以上チ
バガイギー社！ＩＱ）　、インジコ、ダイレクＩ−テー
プブラックＥ−Ｅｘ、ダイアミンブラックＢ　Ｈ、コン
ゴーレッド、シリアスブラックＢＨ、オレンジＩＩ、ア
ミドブラック１．　ＯＢ、オレンジＲＯ、メタニールイ
エロー、ビクトリアスカーレッ１〜．ニグロシン、ダイ
アモンドブラックＰＢＢ（以上イーゲー社製）、ダイア
シトブルー３Ｇ、ダイアシドファス１〜・グリーンＧＷ
、ダイアシト・ミーリングネービーブルーＲ、インダン
スレン（以上三菱化成製）、ザポン−染料（ＢＡＳＦ製
）、オラゾール染料（Ｃ■ＢＡＩ）、ラナシンー染料（
三菱化成製）、ダイアクリルオレンジＲＬ　−Ｅ、ダイ
アクリルブリリアントブルー２８−Ｅ、ダイアクリルタ
ーキスブルーＢＧＥ（三菱化成製）などの中より１前記
の諸物性値が調合される記録液体に与えられるものがり
ｆましく使用できる。

これ等の染料は、所望に応じて適宜選択されて使用され
る油媒体中に溶解又は分散されて使用される。

有効に使用される顔料としては、無機顔料、有機顔料の
中の多くのものが好適に使用される。そのような顔料と
して具体的に例示すれば無機顔料としては、硫化カドミ
ウム、硫黄、セレン、硫化亜鉛、スルホセレン化カドミ
ウム、黄鉛、ジンククロメート、モリブデン赤、ギネー
・グリーン。

チタン白、亜鉛華、弁柄、酸化クロムグリーン。

鉛丹、酸個コバルト、チタン酸バリウム、チタニウムイ
エロー、鉄黒、紺青、リサージ、カドミウムレッド、硫
化銀、硫酸鉛、硫酸バリウム、群青。

炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、鉛白、コバルトバ
イオレット、コバルトブルー、エメラルドグリーン、カ
ーボンブラック等が挙げられる。

有機顔料としては、その多くが染料に分類されているも
ので染料と重複する場合が多いが、具体的には次のよう
なものが好適に使用される。

（ａ）不溶性アゾ系（ナフトール系） ブリリアントカーミンＢＳ、レーキカーミンＦＢ、ブリ
リアントファストスカーレソド、レーキレッド４Ｒ，バ
ラレッド、パーマネントレッドｒく、ファストレッドＦ
ＯＲ，レーキボルドー５Ｂ、バーミリオンＮＯ，１，バ
ーミリオンＮ０８２、トルイジンマルーン。

（ｂ）不溶性アゾ系（アニライド系） ジアゾイエロー　ファストイエローＧ、ファス１へイエ
ロー１０Ｇ、ジアゾオレンジ、パルカンオレンジ、バラ
ゾロンレッド。

（ｃ）溶性アゾ系 レーキオレンジ、ブリリアントカーミン３Ｂ。

ブリリアン１〜カーミン６Ｂ、ブリリアントスカーレッ
トＧ、レーキレットＣ，レーキレッドＤ、レーキレッＩ
司り、ウオッチングレッド、レーキボルドー１０Ｌ３、
ボンマルーンＬ、ボンマルーンＭ。

（ｄ）フタロシアニン系 フタロシアニンブルー、ファス１−スカイブルーフタロ
シアニングリーン８ （ａ）染色レーキ系 イエローレーキ、エオシンレーキ、ローズレーキ、バイ
オレットレーキ、ブルーレーキ、グリーンレーキ、セピ
アレーキ。

（ｆ）媒染系 アリザリンレーキ、マダカーミン。

（ｇ）建染系 インダンレン系、ファストブルーレーキ（ＧＧＳ）。

（ｈ　）塩基性染料レーキ系 ローダミンレーキ、マラカイ１〜グリーンレーキ。

（１）酸性染料レーキ系 ファストスカイブルー、キノリンイエローレーキ、キナ
クリドン系、ジオ゛キサジン系。

液媒体と記録剤との斌的関係は、調合される他に液路の
目詰り、液路内での記録液体の乾燥、記録部材へ付与さ
れた時の滲みや乾燥速度等の条件から１重量部で液媒体
１００部に対して記録剤が通常１〜５０部、好適には３
〜３０部、最適には５〜１０部とされるのが望ましい。

記録液体が分散系（記録剤が液媒体中に分散されている
系）の場合１分散される記録剤の粒径は、記録剤の種類
、記録条件、液路の内径、吐出１コ径。

記録部材の種類等によって、適宜所望に従って決定され
るが１粒径が余り大きいと、Ｉｔ？蔵中に記録剤粒子の
沈降が起って、　′ａ度の不均一化が生じたり、液路の
目詰りが起ったり或いは記録された画像に濃度斑が生じ
たり等して好ましくない。

このようなことを考慮すると、分散系記録液体とされる
場合の記録剤の粒径は、通常０．０１〜３０μ９好適に
は０，０１〜２０μ、最適には０．０１〜８μとされる
のが望ましい。更に分散されている記録剤の粒径分布は
、出来る限り狭い方が好適であって、通常はＤ±；３μ
、好適にはＤ±１．５μとされるのが望ましい（但しＤ
は平均粒径を表わす）。

使用される添加剤としては、粘度１！１整剤１表面張力
調整剤、ｐＨｍ！！剤、比抵抗調整剤、湿潤剤及び赤外
線吸収発熱剤等が挙げられる。

粘度調整剤や表面張力調整剤は、前記の物性値を得る為
の他に、記録速度に応じて充分なる流速で液路中を流通
し得ること、液路の吐出口において記録液体の回り込み
を防止し得ること、記録部材へ付与された時の滲み（ス
ポット径の広がり）を防止し得ること等の為に添加され
る５粘度調整剤及び表面張力調整剤としては、使用され
る液媒体及び記録剤に悪影響を及ぼさないで効果的なも
のであれば通常知られているものの中より適宜所望特性
を満足するように選択されて使用される。

具体的には、粘度調整剤としては、ポリビニルアルコー
ル、ヒドロキシプロピルセルロース、カルボキシメチル
セルロース、ヒドロキシエチルセルロース、メチルセル
ロース、水溶性アクリル樹脂、ポリビニルピロリドン、
アラビアゴムスターチ等が好適なものとして例示出来る
。

所望に応じて適宜選択されて好適に使用される、表面張
力調整剤としては、アニオン系、カチオン系及びノニオ
ン系の界面活性剤が挙げられ−ＪＬ体的には、アニオン
系としてポリエチレングリコールエーテル硫酸、エステ
ル塩等、カチオン系としてポリ２−ビニルピリジン誘導
体、ポリ４−ビニルピリジン誘導体等、ノニオン系とし
てポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエ
チレンアルキルフェニルエーテル、ポリオキシエチレン
アルキルエステル、ポリオキシエチレンソルビタンモノ
アルキルエステル、ポリオキシエチレンアルキルアミン
等が挙げられる。

これ等の界面活性剤の他、ジェタノールアミン、プロパ
ツールアミン、モルホリン酸等のアミン酸、水酸化アン
モニウム、水酸化ナトリウム等の塩基性物質、Ｎ−メチ
ル−２−ピロリドン等の置換ピロリドン等も有効に使用
されろ。

これ等の表面張力調整剤は、所望の値の表面張力を有す
る記録液体が調合されるように、ｉＬいに又は他の構成
成分に悪影響を及ぼさず■つ前記の物性値が調合される
記録液体にｉｊえられる範囲内において必要に応じて二
種共Ｉ−混合して使用しても良い。

これ等表面張力調整剤の添加駄は種類、調合される記録
液体の他の構成成分種及び所望される記録特性に応じて
適宜決定されるものであるが、記Ｂ液体１重量部に対し
て、通常はｏ、ｏｏｏｔ〜０．１重量部、好適には０．
００１〜０．０１１重部とされるのが望ましい。

ｐ　１１調整剤は、調合された記録液体の化学的安定性
、例えば、長時間の保存による物性の変化や記録剤その
他の成分の沈降や凝集を防止する為に所定のｐＨ値とな
るように前記の諸物性値を逸脱しない範囲で適時適当量
添加される。

本発明において好適に使用されるｐ　Ｈ調整剤としては
、調合される記録液体に悪影響を及ぼさずに所望のｐＨ
値に制御出来るものであれば大概のものを挙げることが
出来る。

そのようなｐ　Ｈｌ！Ｉ　ｆｌｉ剤としては具体的に例
示すれば低級アルカノールアミン、例えばアルカリ金属
水酸化物等の一価の水酸化物、水酸化アンモニウム等が
挙げられる。

これ等（７７ｐＨ１１９ｆｉ剤は、調合される記録液体
が前記の物性値をはずれない範囲で所望のＰ　Ｈ値を有
するように必要量添加される。

使用される潤滑剤としては、調合される記録液体が後記
の諸物性値を逸脱しない範囲で本発明に係わる技術分野
において通常知られているものの中より有効であるもの
、殊に熱的に安定なものが好適に使用される。このよう
な潤滑剤として具体的に示せば、例えばポリエチレング
リコール、ポリプロピレングリコール等のポリアルキレ
ンゲリコール、ブチレングリコール、ヘキシレングリコ
ール等のアルキレン基が２〜６個の炭Ｊ原子を含むアル
キレングリコール；例えばエチレングリコールメチルエ
ーテル、ジエチレングリコールメチルエーテル、ジエチ
レングリコールエチルエーテル等のジエチレングリコー
ルの低級アルキルエーテル：グリセリン；例えばメトオ
キシトリグリコール、エトオキシトリグリコール等の低
級アルコールオキシトリグリコール：Ｎ−ビニル−２−
ピロリドンオリゴマー；等が挙げられる。

これ等の潤滑剤は、記録液体に所望される特性を満足す
るように所望に応じて必要量添加されるものであるが、
その添加社は記録液体被膜址に対して、通常０．１〜１
０ｗｔ％、好適には０．１〜８ｗＬ％。

最適には０．２〜７＋ｉｔ％とされるのが望ましい。

又、上記の潤滑剤は、単独で使用される他、互いに悪影
響を及ぼさない条件において二種以上混用しても良い。

本発明に使用される記録液体には、上記のような添加剤
が所望に応じて必要量添加されるが、更に記録部材に付
着する場合の記録液体被膜の形成性、被膜強度に優れた
ものを得るために、例えばアルキッド樹脂５アクリル樹
脂、アクリルアミドｍｌ指、ポリビニルアルコール、ポ
リビニルピロリドン等の樹脂重合体が添加されても良い
。

また１本発明で使用される記録液体は、前述した諸記録
特性を具備するように、比熱、熱膨張係数、熱伝導率、
粘性１表面張力、ｐＨ及び帯電された記録液滴を使用し
て記録する場合には比抵抗等の特性値が特性の条件範囲
にあるように調合されるのが望ましい。

即ち、これ等の諸特性は、曳糸現象の安定性、熱エネル
ギー作用に対する応答性及び忠実性、画像濃度、化学的
安定性、液路内での流動性等に重要な関連性を有してい
るので、本発明においては記録液体の調合の際、これ等
に充分注意を払う必要がある。

本発明に有効に使用され得る記録液体の上記諸特性とし
ては下記の第１表に示されるごときの値とされるのが望
ましてか、列挙された物性の総てが第１表に示されるご
とき数値条件を満足する必要はなく、要求される記録特
性に応じて、これ等の物性の幾つかが第１表の条件を満
足する値を取れば良いものである。丙午ら比熱、熱膨張
係数、熱伝導率、粘性、表面張力に関しては、第１表の
値に規定されるのが望ましい。勿論、調合された記録液
体の、［―記譜特性の中で第１表に示される値を満足す
るものが多い程良好な記録が行われることは言うまでも
無い。

第１表 以上のような構造のバブルジェット記録ヘッドにおいて
、従来は、前述したように発熱体を短時間に急激に加熱
し１発熱部表面のインク層を瞬時に全を化することによ
って、沸騰膜を作り膨張させるという、いわゆる膜沸騰
を起こすことにより安定した気泡を発生させ、すなわち
、安定した吐出を行なうものであった。しかしながら、
本発明粁らは、１００μｍＸ１ｏｏμ「ｎの大きさで抵
抗値７０Ωの発熱体に厚さ２μｍの保護層を設けた発熱
体基板を試作し、純水中で通電加熱した時の気泡発生の
様子を観察した結果、第４図に示すように膜沸騰状態で
は、印加電圧を変化させても、気泡の発生状態（気泡体
積の増加率ｄｖ／ｄｔ、および最大体積Ｖ　ｗａｘ　）
には、大きな相違はないことがわかった。これは膜沸騰
状態では、発熱部表面に蒸気膜ができ、その蒸気膜が発
熱部から液層への熱の伝達を防げる断熱層となり、すな
わち、蒸気膜形成後は、発熱部表面のｉｌＪ度によらず
膨張する為である。したがって、膜沸騰状態では常に安
定した気泡が作れるが、多少電圧を変化しても吐出滴量
に大きな差違は出ないということである。

ここで、第４図中、４１は印加電圧Ｖｐ＝１４Ｖ。

４２はＶＰ＝１６Ｖ、４３はＶｐ＝１８Ｖとした場合で
あり、いずれもパルス＋ｌＩは６μｓ周波数４．５ＫＩ
Ｌｚで駆動した。

一方、第５図は、３０ｍμＸＬＯＯｍμの大きさで抵抗
値１２８Ωの発熱体基板に、前述した構成の流路及び吐
出オリフィスを設けたヘッドを試作し、発熱体への印加
電圧Ｖｐを変えた時の吐出スピードの測定結果を示した
ものである。吐出液滴を１２２１１！Ｉ　ｌ、たところ
、その形状は非常に長い（１００μＩｎ以」―の）柱状
に飛翔するという特徴があった。５１は飛翔液柱の先χ
ｌ′ｊ速度、５２はその後端速度である。これから、後
端速度は電圧を変えても大きな変化は見られないが、先
端速度は約６　ｍ　／　ｓか６１５ｍ／ｓまで大きくか
わっていること、ＶＰｌ凧１−の電圧では略一定になっ
ていることがわかる。これは、すなわち、先端が紙に到
着してから後端が到着するまでの時間差が変わることを
意味しており１通常ノズルは紙に対して決められた速度
で相対的に移動している為、インク、が付着する面積が
変化することとなる。また、後端速度が略一定であるに
もかかわらず、先端速度が大きく変化するということは
、液柱の長さが電圧により変化することであり、したが
って、吐出量そのものが変化することである。この時の
気泡の様子をインクと略同じ物性をしたビヒクル中で観
察したところＶ　Ｐ　ｘ以上の電圧では安定した膜沸騰
状態の気泡が発生しているが、吐出開始電圧■ρ２から
Ｖ　Ｐ　ｚ間の電圧では完全な沸騰膜を形成しておらず
、いわゆる遷移沸騰となっていた。

このときも気泡は入力信号に同期しており、また。

その大きさは電圧に対応していることを発見した。

先端速度および後端速度が一定、すなわち１滴速度が一
定となる電圧Ｖ　Ｐ　１は滴吐出開始電圧（Ｖ　Ｐ　２
＝　１６　Ｖ　）の１．５倍の２４Ｖであった。

ここでいう遷移沸騰状態とは完全な収線ｆｌｆｆｉには
至らない状態であり、「伝熱概論」第１５章（甲藤好部
著、養賢堂版、２９５〜３３６）に述べられているよう
に、核沸騰から膜沸騰へ遷移していく領域の沸ｌｌｌ１
現象であり、膜沸騰と同様に蒸気膜が形成された後、気
泡となって離れ、インク層が再び発熱体面に接し、連続
的に蒸気膜を形成する状態である。

本発明者らは、配列密度１６木／　ｉａ、ノズル数３０
０のヘットを試作し、被記録体として、三菱製紙製ＮＭ
マツトコ−１へ紙を使用して駆動電圧を変えて印写した
が、その結果を第６図に示す。なお、ここでノズルと紙
との間の距１１ｄはドツト径に影響する為、適切な値に
設定することが望ましく、通常は、０．１≦ｄ≦２０　
ｎｏ、好適には０，５≦ｄ≦１０口■、最適には、０．
５≦ｄ≦５　＋＋ｎとするのがよい。ここでは、ｄ”−
１ｍとして評価した。

これかられかるように、遷移沸騰および／′または膜沸
騰を用いることにより、いいかえるならば滴速度が駆動
電圧に対応して変化する領域を用いることにより、さら
にいいかえるならば、吐出開始電圧（Ｖｐ、）から１．
５ＶＰｚ以Ｆの駆動電圧を任意に設定することにより、
ドツト径が５０μｍから１２０μｌまでの任意の大きさ
のドツトを得ることができた。

さらに１本発明らは、５０μｍ　Ｘ　５０μｍの正方形
の発熱部を設け、それに対向する位置にノズルを設けた
。いわゆるサイド・シュータ型のヘッドを作り、同様に
ドツト径を測定したところ、第７図に示したような結果
を得た。ここでＶｐ□＝１７Ｖ、Ｖｐ、＝ｌ　ｉＶであ
り、６０μｍ〜１２０μｍまでの任意のドツト径を得る
ことができた。

本実施例においては、駆ｖＪ電圧Ｖｐを変えて遷移沸騰
を起こし階調記録を行なったが駆動電圧および／または
パルスＩＩを変えることでも同様の階調記録が行なえた
。

第８図は、記録液体に気泡を発生させる別の手段を説明
するための図で、図中、８１はレーザ発振器、８２は光
変調即動回路、８３は光変調器。

８４は走査器、８５は集光レンズで、レーザ発振器８１
より発生されたレーザ光は、光変調に＋　８３において
、光変調器駆動回路８２に入力されて電気的に処理され
て出力される画情報信号に従ってパルス変調される。パ
ルス変調されたレーザ光は。

走査器８４を通り、集光レンズ８５によって熱エネルギ
ー作用部の外壁に焦点が合うように集光され、記録ヘッ
ドの外壁８６を加熱し、内部の記録液体８７内で気泡を
発生させる。あるいは熱エネルギー作用部の壁８６は、
レーザ光に対して透過性の材料で作られ、集光レンズ８
５によって内部の記録液体８７に焦点が合うように集光
され、記録液体を直接加熱することによって気泡を発生
させてもよい。

第９図は、」；述のごときレーザ光を用いたプリンター
の一例を説明するための図で、ノズル部９１は、高密度
に（たとえば１６ノズル／ｍＷを越える）、又、紙９２
の紙中（たとえばＡ４横１１１）すべてにわたってカバ
ーされるように集積されている例を示している。

レーザ発振器８１より発振されたレーザ光は、光変調器
８３の人口開口に導かれる。光変調器８３において、レ
ーザ光は、光変調器８３への画情報入力信シ）に従って
強弱の変調を受ける。変調を受けたレーザ光は、反射ｆ
ｉ８８によってその光路をビームエキスパンダー８９の
方向に曲げられ、ビームエキスパンダー８９に入射する
。ビームエキスパンダー８９により平行光のままビーム
径が拡大される０次に、ビーム径の拡大されたレーザ光
は、高速で定速回転する回転多面鏡９０に入射される６
回転多面鏡９０によって掃引されたレーザ光は、集光レ
ンズ８５により、ドロップジェネレータの熱エネルギー
作用部外壁８６もしくは内部の記録液体に結像する。そ
れによって、各熱エネルギー作用部には、気泡が発生し
、記録液滴を吐出し、記録紙９２に記録に行なわれる。

第１０図は、さらに別の気泡発生手段を示す図で、この
例は、熱エネルギー作用部の内壁側に配置された１対の
放電ｉ？ｆ、極１００が、放電装置１゜１からＫｒｆｌ
ｊｔ圧のパルスを受け、水中で放電をおこし、その放電
によって発生する熱により瞬時に気泡を形成するように
したものである。

第１１図乃至第１８図は、それぞれ第１０図に示した放
電電極の具体例を示す図で、 第１１図に示した例は、 電極１００を針状にして、電界を集中させ、効率よく（
低エネルギーで）放電をおこさせるようにしたものであ
る。

第１２図に示した例は、 ２枚の平板電極にして、電極間に安定して気泡が発生す
るようにしたものである。針状の電極より１発生気泡の
位置が安定している５第１３図に示した例は、 電極にほぼ同軸の穴をあけたものである。２枚のｔｔｔ
極の両穴がガイドになって、発生気泡の位置はさらに安
定する。

第１４図に示した例は。

リング状の電極にしたものであり、基本的には第１３図
に示した例と同じであり、その変形実施例である。

第１５図に示した例は。

一方をリング状電極とし、もう一方を針状電極としたも
のである。リング状電極により、発生気泡の安定性を狙
い、針状電極により電界の集中により効率を狙ったもの
である。

第１６図に示した例は、 一方のリング状電極を熱エネルギー作用部の壁面に形成
したものである。これは、第１５図に示した例の効果に
加えて、基板上にｊｌｔ面的に電極を形成するという製
造上の容易さを狙ったものである。このような平面的な
電極は、蒸着（あるいはスパッタリング）や、フォトエ
ツチングの技術によって容易に高密度な複数個のものが
製作され得る。マルチアレイに特に威力を発揮する。

第１７図に示した例は。

第１６図に示した例のリング状電極形成部を電極の外周
にそった形状で周囲から一段高くしたものである。やは
り、発生気泡の安定性を狙ったものであり、第１５図に
示したものよりも３次元的なガイドを付は加えた分だけ
安定する。

第１８図に示した例は。

第１７図に示した例とは反対に、リング状電極形成部を
１周囲から下へ落しこんだ構造とじたもので、やはり、
発生気泡は安定して形成される。

拗果 以上に述べたように、本発明により、安定した階調記録
を行なうことができた。また、本発明によれば、補助手
段を全く必要としない為、極めてシンプルなヘッド構造
で階調記録が行なえる。したがって高密度でマルチノズ
ルを形成することができるので、コピア等の極めて高精
細な印字品質が実現できる。またさらに、高精細になれ
ば、それだけ１枚の紙に打ち込むドツト数が多くなり。

高速で印写しなければならないが１本発明ではパルス群
や通電時間を長くすることがないル、４Ｋｌｌｚを越え
るような高周波数で駆動して階調記録を得ることができ
る。

すなわち、１６本／ａｎを越えるような超高密度、２５
６ノズルを越えるようなマルチノズルで、４ｋｌｌｚを
越えるような高周波数駆動をするヘッドで。

しかも階調記録ができるという極めて超高精細な画質を
得ることができるというすぐれた効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は９本発明を好適に実現する液体噴射記録の〃；
（理を説明するための図、第２図は、バブルジェット記
録ヘッドの一例を示す斜視図、第３図は、バブルジェッ
ト記録ヘッドの詳細を説明するための図、第４図は、印
加電圧をパラメータとして通電時間と気泡の電極方向長
さとの関係を示す図、第５図は、駆動電圧ど吐出スピー
ドの関係を示す図、第６図及び第７図は、駆動電圧とド
ツト径の関係を示す図、第８図及び第９図は、レーザ光
により気泡を発生させる例を示す図、第１０図乃至第１
８図は、放電によって気泡を発生させる例を示す図であ
る。 ２・インク、３・・・ヒーター、４・・・微小気泡、５
゜７・・・ＳＣ泡、６・・・インク柱、８・・・インク
滴、１０蓋基板、１１・・インク供給１」、１２・パオ
リフィス、１３・・基板、１４・・・蓋基板、１５・・
・オリフィス。 １６・・液吐出部、１７・・・熱作用部、２１・・・電
気熱変換体、２２・・・保護層、２３．２４・・・電極
。 第 図 八 社すコー 第 図 （０〕 （ｂ） 第 ４ 図 時 間ＩｆｉＳ） 第 図 ・５０−１ 第 区 駆動電圧（ｖ） 第 区 駆動電圧（ｖ） 第 図 ７ 第 ０ 図 第 １ 図 第 ３ 図 第 ７ 図 第 ２ 図 第 ４ 図 第 旧 図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、記録液を吐出する為の吐出口と、前記記録液に熱エ
   ネルギーを作用させる為の熱エネルギー発生体と、前記
   熱エネルギーにより気泡を発生させ、前記気泡の体積増
   加にともなう作用力によって、前記記録液を前記吐出口
   より飛翔せしめる液体噴射記録装置において、画情報に
   応じて熱エネルギー発生体への入力エネルギーを変える
   ことを特徴とする液体噴射記録装置。