JP2001158097A - インクジェット記録ヘッド及びインクジェット記録装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ノズルに起因する問題がなく、記録ドットの
高解像度化が可能であり、インクの吐出速度および吐出
方向が安定であり、高速で画像記録可能で、しかも一度
の吐出動作でインク滴のドロップ径を変更できるインク
ジェット記録ヘッド及びインクジェット記録装置を提供
する。 【解決手段】 インク保持部材１２の下方にレーザー光
発生装置２４と集光レンズ２６が配置される。集光レン
ズ２６はねじ送り機構７０によって、レーザー光２８の
光軸方向に移動される。レーザー光２８によりインク１
８とレーザー光誘導体３０との境界部分に発生した気泡
３８が超音速で膨張しインク１８中に衝撃波３２が発生
するので、気液界面３４からインク滴１６が用紙Ｐに向
かって吐出される。集光レンズ２６を移動させること
で、レーザー光２８の照射面積が変えられるので、これ
に対応してインク滴１６のドロップ径Ｌも変えることが
できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、画像情報に応じて
インク滴を吐出し記録媒体表面に画像を記録するインク
ジェット記録ヘッドと、このインクジェット記録ヘッド
を備えたインクジェット記録装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】画像情報に応じてインク滴を吐出し記録
媒体表面に印字を行うインクジェット記録ヘッドは、こ
れまでさまざまな方式が提案されてきた。その主なもの
として、ノズルから画像情報に応じてインク滴を吐出す
る、所謂ドロップ・オン・デマンド（ＤＯＤ）型インク
ジェット式記録ヘッドと、ノズルから連続的にインクを
吐出する連続流型インクジェット記録ヘッドと、があ
る。

【０００３】ドロップ・オン・デマンド型インクジェッ
ト記録ヘッドの代表的なものとしては、例えば、圧電素
子であるビエゾを利用したもの（ピエゾ振動子型）と、
発熱体等の発熱を利用したもの（サーマル型）と、があ
る。

【０００４】ピエゾ振動子型はインク室に付設された圧
電素子にパルス電圧を印加し、圧電素子を変形させるこ
とによりインク室内に圧力波を発生させ、ノズルからイ
ンク滴を吐出させ記録媒体にドットを形成するものであ
る。

【０００５】一方、サーマル型はインク室内に設けられ
た加熱機構によりインクを加熱し、瞬間的に沸騰させる
ことにより気泡を発生させ、その圧力によりノズルから
インクを吐出させて記録媒体上にドットを形成する。

【０００６】その他、サーマル型には、いわゆる光アド
レッシング型の記録ヘッドがある。これは、特開平５−
２４１９７号公報や特開昭５５−１３２２８２号公報等
に開示されているように、レーザー光や発光素子などの
光エネルギーをインクに照射し熱エネルギーを与えるこ
とで気泡を生成させ、そのとき発生する圧力波の作用に
より、ノズルからインクを吐出させるというものであ
る。

【０００７】この方法では、発生する圧力が十分高くな
らないため、インク滴の吐出速度はせいぜい５〜１０ｍ
／ｓ程度であり、吐出方向が不安定になること、およ
び、空気抵抗等により記録媒体表面への着弾位置の安定
性が悪くなること、などの問題がある。

【０００８】これに対し、連続流型インクジェット記録
ヘッドは、インクに圧力を加えてノズルから連続的にイ
ンクを吐出させると同時に、ピエゾ振動子などにより振
動を加えて吐出インク柱を液滴化し、さらに液滴に対し
て選択的に帯電、偏向を行うことによって、画像記録を
行うものである。

【０００９】これらのインク吐出原理を用いたインクジ
ェット記録ヘッドにおいて、記録解像度を上げるために
は、ノズルの配置を高密度化させ、解像度に応じてノズ
ル径を小さくして微小なインク滴を吐出させる必要があ
るが、ノズル径を小さくすることによりノズルの目詰ま
りが生じ易くなるため、ヘッドを高密度化、高解像度化
できないという問題がある。

【００１０】また、高密度化に伴いノズルのインク流路
が狭くなると、インクが受ける流路抵抗が大きくなり、
十分な吐出性能が得られなくなるという問題がある。更
に、ノズルへはインク供給手段を用いてインク貯蔵装置
からインクを供給する必要があるが、従来のインクジェ
ット記録ヘッドでは、ノズルの流路抵抗が大きいことに
より、ノズルへのインクの再充填が律速となって、イン
クの供給速度がこの流路抵抗に制限されるため、結果的
に画像記録速度も遅くなるという問題があった。

【００１１】加えて、ノズル径を小さくすることにより
ノズルへの異物の混入やインクの乾燥などによる目詰ま
りが生じ易くなることや、ノズルの周囲への残滓の付着
によってインク吐出方向が不安定になり、記録媒体上の
画質に欠陥が生じたり、インク中に溶存している酸素の
気化やインクの振動などによりノズル径程度の小さな気
泡が発生し、この気泡がインク流路を塞ぐなど吐出不良
の問題があった。

【００１２】従って、従来のインクジェット記録ヘッド
では、インクをノズルから吸引するバキューム動作や、
ノズル面の残滓や異物を取り除くためのワイピング動作
などのメンテナンス動作が不可欠であり、これにより画
像記録動作が中断されることも画像記録速度を向上させ
る妨げとなっていた。

【００１３】このような、ノズルを有するインクジェッ
ト記録ヘッドの問題点を解決するため、ノズルレスのイ
ンクジェット記録ヘッドが提案されている。ノズルレス
のインクジェット記録ヘッドには音響波を用いたものが
ある。

【００１４】音響波を用いたものとしては、特開平３−
２００１９９号公報に開示されているように、音波の放
射圧をインク液面に集束させ、このエネルギーによって
インク液面からインク滴を吐出させるものがある。この
ように音波を用いた方法における問題点として、音波を
発生させるためには音響放射体が必要であり、その形状
自由度が低いことによりインクの吐出点を高密度化させ
るのが困難となること、インク吐出位置に吐出エネルギ
ーを集中させるための装置がインク吐出位置毎に必要で
あるため装置が大型化、高コスト化し、１つの記録ヘッ
ドから吐出できるインク滴の数を多くすることができな
いこと、等があり、結果として、アドレス速度および画
像記録速度が遅くなるという問題がある。

【００１５】また、微小なインク滴を吐出可能なインク
ジェット記録ヘッドによって構成されたインクジェット
記録装置では、ドロップ径以上の広さの領域を同じ色で
塗りつぶすとき、その領域が広い場合には、インク滴を
記録媒体上で複数重ねあわせたり、インク滴の飛翔中に
別のインク滴を衝突させることにより大きなドロップサ
イズを作成し、画像を記録することが提案されている。

【００１６】しかし、このような従来の装置では、広い
領域を塗りつぶすのに何度も吐出動作を繰り返さなけれ
ばならないので、画像記録の速度が遅くなるという問題
があった。

【００１７】

【発明が解決しようとする課題】本発明は上記事実を考
慮し、ノズルに起因する問題がなく、記録ドットの高解
像度化が可能であり、インクの吐出速度および吐出方向
が安定であり、高速で画像記録可能で、しかも一度の吐
出動作でインク滴のドロップ径を変更できるインクジェ
ット記録ヘッド及びインクジェット記録装置を提供する
ことを課題とする。

【００１８】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明で
は、インクを保持すると共に、記録媒体に対向する部分
の少なくとも一部が開放されてインク吐出口が形成され
たインク保持部材と、前記インク保持部材に保持された
インクにレーザー光を照射し、画像情報に対応したイン
ク滴が前記インク吐出口から吐出されるようにこのイン
クに超音速で伝搬する衝撃波を発生させる気泡発生手段
と、前記インク保持部材に保持されたインクへの前記気
泡発生手段からのレーザー光照射面積を変更可能とする
照射面積変更手段と、を有することを特徴とする。

【００１９】このインクジェット記録ヘッドでは、イン
ク保持部材に保持されたインクに対し、気泡発生手段か
ら画像情報に対応したレーザー光が照射されて気泡が発
生する。そして、この気泡により衝撃波がインク内に生
じ、さらにインク内を伝搬して気液界面に達すると、気
相と液相との衝撃インピーダンスの違いによって、画像
情報に対応したインク滴が気相方向へ吐出される。

【００２０】このように、インクに超音速で伝搬する衝
撃波を発生させてインク滴を吐出させるため、従来のイ
ンクジェット記録ヘッドのようなノズルが不要となる。
このため、インク吐出位置を高密度に配置しても、ノズ
ルの目詰まりやこの目詰まりによって生じる吐出不良、
ノズルの流路抵抗が高いことに起因するインク供給速度
及び画像記録速度の遅延化等の不都合が生じない。ま
た、ノズルのメンテナンス動作（バキューム動作やワイ
ピング動作等）も不要となるので、画像記録が途中で中
断されることもない。加えて、従来のレーザー・アドレ
ッシング型のバブルジェット型記録ヘッドと比較して、
インク滴の吐出速度が大きくなるので、吐出方向が安定
し、空気抵抗等があっても記録媒体への着弾位置が一定
となる。

【００２１】また、本発明ではインクにレーザー光を照
射することによりインク滴を吐出させているので、従来
の音響波を用いたインクジェット記録ヘッドに必要とさ
れていた音響放射体が不要となり、１つのインクジェッ
ト記録ヘッドにおいてインク吐出位置を高密度化させる
ことが可能となる。この結果、高速且つ高密度での画像
記録が可能となる。

【００２２】なお、インク保持部材に保持されたインク
に衝撃波を発生させるための具体的構成は特に限定され
ないが、例えば、レーザー光のエネルギーをインクに付
与することで膨張速度が音速を超える気泡を発生させ、
この気泡によって球面衝撃波を発生させる構成が挙げら
れる。

【００２３】ところで、衝撃波は、レーザー光照射位置
から発生し、気液界面に達したときにインク滴が吐出さ
れる。そして、吐出されるインク滴のドロップ径は、イ
ンク中を広がる衝撃波が伝搬した領域のインクの体積に
依存する。本発明では、照射面積変更手段によって、イ
ンク保持部材に保持されたインクへのレーザー光照射面
積が変更可能とされているので、照射面積が変ると発生
する気泡の大きさも変る。従って、気泡により生じる衝
撃波が広がる領域の体積も変る。吐出するインク滴のド
ロップ径は、衝撃波が広がった領域のインクの体積に依
存する。すなわち、レーザー光の照射面積が大きいほど
発生する気泡も大きくなり、インク滴も大きくなる。こ
れにより、一回の吐出動作で、インク滴のドロップ径を
変更可能となる。

【００２４】請求項２に記載の発明では、請求項１に記
載の発明において、前記インク保持部材に設けられ、前
記気泡発生手段からのレーザー光をインク保持部材に保
持されたインクの所定位置に誘導することで衝撃波の発
生位置を設定するレーザー光誘導体、を有することを特
徴とする。

【００２５】このように、レーザー光誘導体を用いてレ
ーザー光を所定位置に誘導することで、所望の位置から
インク滴を吐出することが可能となり、より高精度で画
像を記録することができる。

【００２６】請求項３に記載の発明では、請求項１又は
請求項２に記載に発明において、前記気泡発生手段が、
画像情報に対応してレーザー光を発生させるレーザー光
発生装置と、前記レーザー光発生装置で発生されたレー
ザー光を集光する集光レンズと、を有し、前記照射面積
変更手段が、前記集光レンズをレーザー光の光軸方向へ
移動させる集光レンズ移動装置、であることを特徴とす
る。

【００２７】このように集光レンズを使用することで、
レーザー光発生装置で発生されたレーザー光のエネルギ
ー密度を高めてインクに照射できる。

【００２８】また、集光レンズ移動装置によって集光レ
ンズをレーザー光の光軸方向に移動させると、集光レン
ズから照射位置までの距離が変化し、照射位置でのレー
ザー光照射面積も変化する。すなわち、集光レンズを移
動させるだけの簡単な構成で、インク滴のドロップ径を
変化させることが可能になる。

【００２９】請求項４に記載の発明では、請求項１〜請
求項３のいずれかに記載のインクジェット記録ヘッドを
備えたことを特徴とする。

【００３０】すなわち、画像情報に対応した画像記録信
号が入力されると、気泡発生手段によって、インクジェ
ット記録ヘッドの構成要素であるインク保持部材に保持
されたインクにレーザー光が照射されると共に、レーザ
ー光走査装置により、このレーザー光が所定の方向（走
査方向）に走査される。

【００３１】レーザー光走査装置としては、記録媒体と
レーザー光とが相対的に移動して走査されれば、その具
体的構成は特に限定されない。例えば、気泡発生手段
が、レーザー光発生装置と集光レンズとで構成されてい
る場合には、レーザー光発生装置と集光レンズとをキャ
リッジ等の保持部材に保持させ、この保持部材を移動さ
せることでレーザー光発生装置と集光レンズとを一体で
移動させるようにしてもよい。また、レーザー光発生装
置及びキャリッジは固定しておき、レーザー光のみをポ
リゴンミラーや回転鏡等によって走査するようにしても
よい。さらには、レーザー光発生装置及び集光レンズは
固定しておき、記録媒体を移動させる構成でもよい。

【００３２】また、このインクジェット記録装置を構成
するインクジェット記録ヘッドはノズルを有さないの
で、インク吐出位置を高密度に配置しても、ノズルの目
詰まりやこの目詰まりによって生じる吐出不良、ノズル
の流路抵抗が高いことに起因するインク供給速度及び画
像記録速度の遅延化等の不都合が生じない。また、ノズ
ルのメンテナンス動作も不要となるので、画像記録が途
中で中断されることもない。加えて、従来のレーザー・
アドレッシング型のバブルジェット型記録ヘッドを備え
たインクジェット記録装置と比較して、インク滴の吐出
速度が大きくなるので、吐出方向が安定し、空気抵抗等
があっても記録媒体への着弾位置が一定位置となる。

【００３３】また、従来の音響波を用いたインクジェッ
ト記録ヘッドを備えたインクジェット記録装置と比較し
ても、インク吐出位置を高密度化させることが可能とな
り、且つ高速での画像記録が可能となる。

【００３４】加えて、一回の吐出動作でインク滴のドロ
ップ径を変更可能となる。

【００３５】

【発明の実施の形態】図１には、本発明の第１実施形態
のインクジェット記録ヘッド１０の基本的構成が示され
ている。

【００３６】このインクジェット記録ヘッド１０は、用
紙Ｐ（記録媒体）の下方に配置されるインク保持部材１
２を有している。インク保持部材１２は箱状に形成され
ると共に、上面が開放されてインク吐出口１４とされて
いる。従って、インク吐出口１４が用紙Ｐに対して常に
対向しており、このインク吐出口１４から吐出されたイ
ンク滴１６が用紙Ｐに着弾して、用紙Ｐの表面に画像が
記録される。

【００３７】なお、インク吐出口１４が用紙Ｐに対して
対向していれば、後述するレーザー光の照射位置や用紙
Ｐの位置は、特に限定されない。

【００３８】インク保持部材１２には、図示しないイン
ク供給装置によって供給されたインク１８が貯留されて
いる。また、インク保持部材１２内には、インク１８の
量を検知するインク量センサ２０（例えば、フォトセン
サー等）が取り付けられている。インク供給装置及びイ
ンク量センサ２０は制御装置２２に接続されており、所
定のインク量となるようにインク供給量が調整される。

【００３９】インク保持部材１２の下方には、本発明の
気泡発生手段を構成するレーザー光発生装置２４と、レ
ーザー光発生装置２４から発生されたレーザー光を集光
する集光レンズ２６が配置されている。レーザー光発生
装置２４は、制御装置２２に接続されており、画像情報
に対応したレーザー光２８を射出する。

【００４０】集光レンズ２６は、レーザー光発生装置２
４から射出されたレーザー光２８を集光してエネルギー
密度を高め、インク保持部材１２の底部（本発明のレー
ザー光誘導体を構成している）とインク１８との境界へ
照射する。

【００４１】インク保持部材１２の底部へ照射されるレ
ーザー光２８は、図示しない走査手段によって、インク
保持部材１２の幅方向（図１矢印Ｘ方向）へと走査さ
れ、画像情報に対応して、インク保持部材１２の底部と
インク１８との境界の所定位置へ照射されるようになっ
ている。走査手段としては特に限定されず、例えば、レ
ーザー光発生装置２４及び集光レンズ２６を一体でイン
ク保持部材１２の幅方向へと移動させてもよいが、集光
レンズ２６からインク保持部材１２までの間にミラー
（ポリゴンミラーや回転鏡等）を設置し、このミラーの
向きを変更することで、レーザー光２８のみを走査させ
る構成でもよい。

【００４２】インク保持部材１２の底部は、平板状に形
成されたレーザー光誘導体３０によって構成されてい
る。集光レンズ２６によって集光されたレーザー光２８
は、レーザー光誘導体３０を透過して、このレーザー光
誘導体３０の上面、すなわち、インク保持部材１２に保
持されたインク１８とレーザー光誘導体３０との境界部
分に照射される。なお、インク１８は、レーザーエネル
ギーを効率よく吸収するためにも、レーザー光が透過し
にくいものが好ましい。これにより、インク１８とレー
ザー光誘導体３０との界面に、画像情報に対応して高密
度のエネルギーが付与される。エネルギーの強さは、レ
ーザー光２８が照射されたインク１８が相変化を起こし
て、膨張速度が音速よりも速い気泡３８を生じさせるた
めに十分な強さに設定されている。

【００４３】集光レンズ２６は、レンズホルダー７２に
保持されている。レンズホルダー７２にはねじ孔が形成
されており、このねじ孔に、ウォームギヤ７４が挿通さ
れてかみ合わされている。また、ウォームギヤ７４は、
制御装置２２に接続されたステッピングモーター７６に
よって、インク滴１６のドロップ径Ｌに対応した所定回
転数だけ回転するようになっている。このため、ウォー
ムギヤ７４の回転に連動して、集光レンズ２６がレーザ
ー光２８の光軸方向（図１上下方向）に所定距離だけ移
動する。そして、集光レンズ２６の移動により、インク
保持部材１２に保持されたインク１８への、レーザー光
２８の照射面積が変化する。レンズホルダー７２、ウォ
ームギヤ７４及びステッピングモーター７６によって、
本発明の集光レンズ移動装置（照射面積変更手段）の一
例であるねじ送り機構７０が構成されている。

【００４４】また、インク保持部材１２の上方には、紙
送り制御装置４０によって制御される搬送ローラ４２が
設けられている。搬送ローラ４２が回転することで、用
紙Ｐが一定方向に搬送される。

【００４５】さらに、インクジェット記録ヘッド１０に
は、用紙Ｐに対してレーザー光２８を矢印Ｘ方向へ走査
させる走査装置（図示省略）が設けらている。そして、
走査装置による走査（主走査）と、搬送ローラ４２によ
る用紙Ｐの搬送（副走査）とが交互に行われて、用紙Ｐ
に所望の画像が記録される。

【００４６】このような基本的構成とされた第１実施形
態のインクジェット記録ヘッド１０では、画像情報に応
じてレーザー光発生装置２４からレーザー光２８が発生
されると、このレーザー光２８が集光レンズ２６によっ
て集光され、レーザー光誘導体３０を透過して、インク
保持部材１２に保持されたインク１８とレーザー光誘導
体３０との境界に照射される。

【００４７】レーザー光２８が照射されたインク１８は
相変化を起こし、インク１８中に気泡３８が発生する。
そして、この気泡３８が音速よりも速い膨張速度で膨張
することで、インク１８中に球面状（より厳密には、略
半球面状）の衝撃波３２が発生し、気液界面３４に達す
る。インク１８と空気とは衝撃インピーダンスが異なる
ので、衝撃波３２のエネルギーが空気に伝わることなく
インク１８に運動エネルギーとして作用し、気液界面３
４からインク滴１６が用紙Ｐに向かって吐出される。そ
して、このインク滴１６が用紙Ｐに着弾し、用紙Ｐの表
面に所望の画像が記録される。なお、インク１８中に発
生した気泡３８は、極めて短い時間で消滅するため、以
後のインク滴１６の吐出には影響しない。

【００４８】ここで、吐出するインク滴１６の大きさ
は、衝撃波３２が伝搬する領域のインク１８の体積に依
存する。また、図１からも分かるように、衝撃波３２に
よって押し広げられるインク１８の体積は、レーザー光
２８の照射によって生じる気泡３８の大きさに関係して
いる。すなわち、気泡３２が大きいほど、インク滴１８
も大きくなる。

【００４９】本実施形態のインクジェット記録ヘッド１
０では、ウォームギヤ７４の回転に連動して、集光レン
ズ２６がレーザー光２８の光軸方向に所定距離だけ移動
し、インク保持部材１２に保持されたインク１８への、
レーザー光２８の照射面積が変化する。そして、このよ
うに照射面積を変化させることで、気泡３８の大きさも
変化し、気泡３８によって生じた衝撃波３２で押し広げ
られるインク１８の体積も変化する。例えば、図２
（Ａ）に示すように、集光レンズ２６をレーザー光誘導
体３０から遠ざけた場合には、照射面積は小さくなり、
インク滴１６のドロップ径Ｌも小さくなる。逆に、図２
（Ｂ）に示すように、集光レンズ２６をレーザー光誘導
体３０に近づけた場合には、照射面積は大きくなり、イ
ンク滴１６のドロップ径Ｌも大きくなる。

【００５０】インク保持部材１２内のインク層の厚さＴ
は、気泡３８の膨張時に発生した衝撃波が伝搬する領域
のインク１８の体積が、吐出するインク滴１６の体積
（ドロップ体積）とほぼ等しくなることから、インク滴
１６を所望のドロップ径程度にするには、インク層の厚
さＴを所望のドロップ径程度に設定することが好まし
い。具体的には所望のドロップ径の０．１倍から１０倍
であることがより好ましい。一般的なインクジェット記
録ヘッドにおいて求められるインク滴のドロップ径が１
０〜５０μｍであることを考慮すると、この厚みＴは、
１〜５００μｍの範囲が好ましく、５〜２５０μｍの範
囲が特に好ましい。

【００５１】レーザー光発生装置２４としては、一般的
に使用されている各種のレーザー光発生装置が使用可能
であるが、レーザー光２８をインク１８に照射した場
合、インク１８の物性を変化させないことが望ましく、
このような観点から波長が可視光から近赤外域のレーザ
ー、例えば、ＹＡＧレーザー、ヘリウム−ネオン（Ｈｅ
−Ｎｅ）レーザー、半導体レーザーなどを用いるのが好
ましい。

【００５２】また、出力の観点からは高出力が可能なパ
ルス・レーザーを用いるのが好ましい。連続発信型のレ
ーザー光発生装置に、ＡＯ（超音波光）変調装置やＥＯ
（電気光）変調装置を接続してパルス的に使用してもよ
い。また、半導体レーザーは、電流変化によって直接そ
の出力を高速で変調できるので、上記したＡＯ変調装置
やＥＯ変調装置を必要とせず、装置の小型化ができるた
めより好ましい。ＡＯ変調装置や半導体レーザーに使用
されている直接変調手段は、パルス波の繰り返し周波数
を原理的にメガＨｚ以上に設定できるため、繰り返し周
波数を高くできるという点で好ましい。

【００５３】レーザー光発生装置２４の出力範囲は、レ
ーザー光２８の照射によりインク１８に付与されるエネ
ルギーがインク１８中に気泡３８を生じさせて衝撃波を
生成可能な大きさであればよい。本発明では、使用する
部材の構成や、この部材の特性値及び物性値の範囲など
にもよるが、具体的には１μＪ以上あればよい。

【００５４】インク保持部材１２は、上記したように、
レーザー光２８が照射される側にレーザー光誘導体であ
るレーザー光誘導体３０を有すると共に、このレーザー
光誘導体３０の周囲から立設された側壁３６によって、
全体として、上面が開放された箱状に形成されている。
この側壁３６によって、レーザー光誘導体３０の周囲を
取り囲むようにして、インク１８を保持することが可能
になっている。もちろん、インク１８を保持できれば、
インク保持部材１２の形状は上記したものに限定されな
い。また、インク吐出口１４は、必ずしもインク保持部
材１２の上面全体にわたって構成されている必要はな
い。例えば、インク保持部材１２が上板を有すると共
に、この上板に部分的にインク吐出口１４が形成されて
いてもよい。

【００５５】本発明のレーザー光誘導体３０は、インク
保持部材１２に保持されたインク１８と気泡発生手段
（より厳密には、集光レンズ２６）の間に位置し、レー
ザー光発生装置２４によって発生されたレーザー光２８
を透過させて、このレーザー光２８のエネルギーをイン
クに付与する手段である。このとき、気泡３８はインク
１８側のレーザー光誘導体（レーザー光誘導体３０）上
に生成するため、インク保持部材１２において、レーザ
ー光誘導体３０の位置をどこに設置するかによって気泡
３８の発生位置が決定される。例えば、図１のように、
レーザー光２８を下方から照射する場合には、レーザー
光誘導体３０は結果的にインク保持手段の底面を構成す
るようにでき、部品点数を増大させることなくレーザー
光誘導体３０を設けることができる。また、図６に示す
ように、インク保持部材１２の側壁３６を板状に加工し
たレーザー光誘導体で構成すると共に、レーザー光発生
装置２４及び集光レンズ２６をインク保持部材１２の側
方に配置し、レーザー光誘導体である側壁３６を透過し
てレーザー光２８がインク１８に照射されるようにして
もよい。この構成では、レーザー光２８はレーザー光誘
導体である側壁３６とインク１８との境界面に照射され
るため、この境界面に気泡３８が発生して衝撃波が生
じ、インク１８中に伝搬する。そのため、インク滴１６
の吐出時に、側壁３６とインク１８との間に形成される
メニスカスに影響され、エネルギーが減衰されてしまっ
たり、インク滴１６の吐出方向が不安定になってしまっ
たりするおそれがある。このことを考慮すると、図７
（Ａ）に示すように気液界面３４と側壁３６とが直角に
なっているものよりも、図７（Ｂ）に示すように、側壁
３６をインク１８の反対側（外側）に向けて所定の傾斜
角θで傾斜して設置し、メニスカスの影響を少なくする
ことが好ましい。

【００５６】このような条件を満たしていれば、本発明
のレーザー光誘導体は上記したレーザー光誘導体３０に
限定されないが、レーザー光誘導体が不純物を含有して
いたり、特定の波長の光を吸収するものであったりする
と、レーザー光誘導体３０がレーザー光２８のエネルギ
ーを吸収してしまいインクに気泡３８および衝撃波３２
を発生させるのに十分なエネルギーを与えられないおそ
れがある。また、吸収してしまったエネルギーが大きい
場合等には、レーザー光誘導体が破損することがある。
従って、レーザー光誘導体３０としては、照射されるレ
ーザー光２８に対して透明な部材、すなわちレーザー光
２８の波長に対し透過率が高い透明部材を用いるのが好
ましい。具体的には透過率が９０％以上であることが好
ましい。

【００５７】また、この透明部材に透過率を向上させる
ための反射防止膜を塗布するなどの表面処理をすること
が更に好ましい。反射防止膜の材料としては、例えば、
フッ化マグネシウム（ＭｇＦ₂）、クロム（Ｃｒ）、ア
ルミニウムとフッ化マグネシウムを組み合わせたもの
（Ａｌ＋ＭｇＦ₂）などを用いることができる。このよ
うな材料で表面処理された透明部材は透過率を５％以上
向上させることができるのでより好ましい。

【００５８】また、透明部材としては照射されたレーザ
ー光２８のエネルギーにより破壊されない強度をもつ材
料であればよい。このような指標としてレーザー損傷し
きい値（あるいはエネルギー安全しきい値ともいう）が
用いられる。これは、被レーザー照射部材（本発明では
透明部材（レーザー光誘導体３０））が損傷を受けない
ための単位面積（１ｃｍ²）あたりに付与されるレーザ
ー光２８のエネルギーの値を表している。

【００５９】本実施形態で使用されるレーザー光２８の
エネルギーの範囲でインク滴１６を吐出させるために
は、具体的には損傷率が１％以下であるときのエネルギ
ー損傷しきい値が５Ｊ／ｃｍ²以上であればよい。この
ような材料としては、例えば、合成石英や熔融石英を用
いることができる。

【００６０】また、吐出するインク滴１６のドロップ径
Ｄは、レーザー光２８のエネルギーが付与される面積、
すなわちレーザー光２８の照射面積と関連している。例
えば、ほぼ円形のレーザー光２８が照射されてインク１
８にエネルギーが付与されると、照射径以下の径を有す
る気泡３８が発生する。そして、その気泡３８が膨張
し、膨張した気泡３８と同程度の体積のインク滴１６が
吐出する。従って、レーザー光誘導体３０とインク１８
との境界面におけるレーザー光２８の照射径は、所望の
ドロップ径以下であることが好ましい。

【００６１】このように、所望のドロップ径以下のレー
ザー光２８の照射径を得る方法としては、本実施形態の
ように、レーザー光発生装置２４から出力されるレーザ
ー光を集光レンズ２６を用いて集光する方法が利用でき
る。このように集光レンズ２６を用いると、出力の弱い
レーザー光発生装置２４でも集光レンズ２６への入射光
のスポット径を集光レンズ２６を通過させて小さくする
ことにより高い照射エネルギー密度が得られる。このた
め、焦点距離など集光レンズ２６の特性値を適宜選択す
ることによって、使用するレーザー光発生装置２４の出
力範囲を広くとることが可能となる。また、照射面積を
小さくする方法として一般に広く用いられており、イン
クジェット記録ヘッド１０への組み込みも容易である。
これらの点から、集光レンズ２６を用いる方法は、ドロ
ップ径以下のレーザー照射径を得る方法としてより好ま
しい。

【００６２】このような具体例として、焦点距離ｆ₁の
集光レンズに出力Ｐ₁のレーザー光を通過させたとき、
エネルギー密度がＩ₁であるとすると、出力をＰ₂＝１／
２Ｐ₁にしてＩ₁と同じエネルギー密度を得るためには、
焦点距離ｆ₂＝（1/√２）ｆ₁の集光レンズを使用すれば
実現できる。

【００６３】本実施形態の集光レンズ２６としては、レ
ーザー光２８を通過させることにより照射面積を小さく
できるものならよく、例えば凸レンズ、複合レンズ、非
球面レンズなどの光学レンズが利用できるが、球面収差
がより少ないという点で非球面レンズがより好ましい。
材質としては、レーザー光学装置として一般に用いられ
ているＢＫ７、パイレックスのような硼珪酸系ガラスか
らなるものや合成石英からなるものが好ましい。

【００６４】また、集光レンズ２６を通過させることに
よるレーザー光２８のエネルギー損失を抑えるため、集
光レンズ２６に透過率を向上させるための反射防止膜を
塗布するなどの表面処理をするとなおよい。反射防止膜
の材料としては、例えば、フッ化マグネシウム（ＭｇＦ
₂）、クロム（Ｃｒ）、アルミニウムとフッ化マグネシ
ウムの組み合わせたもの（Ａｌ＋ＭｇＦ₂）などを用い
ることができる。このような材料で表面処理することで
透過率を５％以上向上させることができるのでより好ま
しい。

【００６５】さらに、集光レンズ２６をレーザー光２８
の光軸方向に移動させるための構成としても、上記した
ものに限られず、集光レンズ２６を光軸方向に移動させ
る装置であればよい。例えば、ウォームギヤ７４及びス
テッピングモーター７６に代えて圧電部材を配置し、こ
の圧電部材に電圧を印加して光軸方向に変位又は変形さ
せることで、集光レンズ２６を移動させるような構造の
集光レンズ移動装置を構成してもよい。この場合、圧電
部材としては、電気歪素子や磁気歪素子等が利用できる
が、これらに限定されない。

【００６６】図３には、本発明の第２実施形態のインク
ジェット記録ヘッド１１０の基本的構成が示されてい
る。以下、第１実施形態と同様の構成要素、部材等につ
いては同一符号を付して説明を省略する。

【００６７】このインクジェット記録ヘッド１１０で
は、第１実施形態の集光レンズ２６に代えて、一般的な
光学系などに使用されている絞り１１２が設けられてお
り、この絞り１１２の開口部の面積を制御装置２２によ
って調整することで、レーザー光２８の照射面積を変え
るようになっている。例えば、図２（Ｂ）に示すように
絞り１１２を絞った場合には、照射面積が小さくなるの
で、インク滴１６のドロップ径Ｌも小さくなる。逆に、
図２（Ｃ）に示すように、絞り１１２を開いた場合に
は、照射面積が大きくなるので、インク滴１６のドロッ
プ径Ｌも大きくなる。

【００６８】このように、第２実施形態のインクジェッ
ト記録ヘッド５０では、集光レンズ２６を使用しないの
で、レーザー光２８が集光レンズ２６を透過することに
よるエネルギーの損失がない。また、集光レンズ２６を
使用した場合よりも、インクジェット記録ヘッド自体を
小型化することが可能になる。

【００６９】なお、第２実施形態のインクジェット記録
ヘッド１１０において、絞り１１２と、第１実施形態の
集光レンズ２６及びねじ送り機構７０を併用することも
もちろん可能である。

【００７０】図４には、本発明の第３実施形態のインク
ジェット記録ヘッド５０が示されている。以下、第１実
施形態又は第２実施形態と同様の構成要素、部材等につ
いては同一符号を付して説明を省略する。

【００７１】このインクジェット記録ヘッド５０では、
インク保持部材５２の底板５４が、側壁３６と同様の板
材で構成されている。

【００７２】また、所望の解像度となるように所定間隔
を開けて、本発明のレーザー光誘導体としての複数の光
ファイバー５６が、底板５４を貫通して取り付けられて
いる。それぞれの光ファイバー５６の下端は底板５４の
底面、すなわちレーザー光２８の照射面と面一とされて
おり、集光レンズ２６で集光されたレーザー光２８が照
射される。光ファイバー５６の上端は、インク保持部材
５２に保持されたインク１８の内部、すなわち気液界面
３４よりも下方に位置している。

【００７３】光ファイバー５６は、図４左側から右側に
向かって徐々に太くなるようにそれぞれの太さが決めら
れており、これによって本発明の照射面積変更手段が構
成されている。

【００７４】また、図示しない偏向装置が設けられてお
り、レーザー光２８が制御装置２２からのドロップサイ
ズ制御信号に対応する径の光ファイバー５６の位置へと
照射されるように、光ファイバー５６の配列方向（図２
矢印Ｙ方向）へ偏向される。そして、レーザー光２８
は、図示しない走査装置によって矢印Ｘ方向へと走査さ
れ、画像情報に対応して、光ファイバー５６の所定位置
へ照射されるようになっている。

【００７５】なお、所望のドロップサイズに対応した径
の光ファイバー５６へレーザー光２８を照射するための
偏向装置としては特に限定されず、例えば、レーザー光
発生装置２４及び集光レンズ２６を一体でインク保持部
材１２の矢印Ｙ方向へと移動させてもよいが、レーザー
光発生装置２４及び集光レンズ２６は固定しておき、集
光レンズ２６からインク保持部材１２までの間にミラー
（ポリゴンミラーや回転鏡等）を設置してこのミラーの
向きを変更することで、レーザー光２８のみを走査させ
る構成でもよい。

【００７６】このような構成とされた第３実施形態のイ
ンクジェット記録ヘッド５０では、光ファイバー５６の
下端に照射されたレーザー光２８が光ファイバー５６に
よってその上端位置、すなわちインク１８の内部まで誘
導され、この位置で気泡３８が発生する。以後は、第１
実施形態と同様に、気泡３８が音速よりも速い膨張速度
で膨張し、インク１８中に球面状の衝撃波３２が発生し
て周囲のインクを押し広げながら気液界面３４（インク
と空気との界面）に達する。そして、インク１８と空気
との衝撃インピーダンスの相違によって、衝撃波のエネ
ルギーがインク１８に運動エネルギーとして作用し、気
液界面３４からインク滴１６が用紙Ｐに向かって飛翔
し、用紙Ｐの表面に所望の画像が記録される。

【００７７】このように、光ファイバー５６を使用して
レーザー光２８をインク１８の内部に誘導するため、気
泡３８の発生位置が光ファイバー５６の上端位置とな
る。光ファイバー５６の上端との気液界面との距離は、
所望のドロップ径及びレーザー出力によって決定され
る。好ましくは光ファイバー５６の上端と気液界面３４
との距離が所望のドロップ径の０．１〜１０倍程度であ
り、より好ましくは０．５倍〜５倍程度に設定するとよ
い。

【００７８】また、このように光ファイバー５６を用い
ることで、インク層の厚さを所望のドロップ径よりも厚
くしても、光ファイバー５６（レーザー光誘導体）をイ
ンク層の厚さによらず気液界面３４に対し所望の距離に
配置できる効果がある。しかも、インク層の厚さが厚く
なるため、インク保持部材５２からのインクの乾燥を防
止することができる。

【００７９】そして、図示しない走査手段によってレー
ザー光２８を走査させ、太さの異なる光ファイバー２８
にレーザー光２８を照射することで、実質的にレーザー
光２８の照射面積を変えることができる。すなわち、図
４左側の光ファイバー５６に照射した場合よりも、相対
的に右側の光ファイバー５６に照射した場合の方が、照
射面積が大きくなる。これにより、光ファイバー５６ご
とに気泡３８の大きさも変わることになるので、インク
滴１６のドロップ径Ｌを変えることができる。

【００８０】図５には、本発明の第４実施形態のインク
ジェット記録ヘッド２１０が示されている。第４実施形
態では、第３実施形態と同様の構成要素、部材等につい
ては同一符号を付して説明を省略する。

【００８１】第４実施形態のインク保持部材２１２で
は、第３実施形態と同様の底板２１４を有しているが、
光ファイバー５６に代えて、レーザー光２８を透過する
透過孔２１６が形成されている。

【００８２】透過孔２１６は、レーザー光２８は透過す
るが、インク保持部材２１２内のインクが流出してしま
うことがないように、インクの粘度、表面張力等を考慮
して所定の大きさとされている。

【００８３】また、透過孔７６は、図５左側から右側に
向かって順に太くなるように、それぞれの径（太さ）が
決められており、これによって本発明の照射面積変更手
段が構成されている。

【００８４】レーザー光２８は、第３実施形態と同様、
図示しない偏向装置によって、透過孔２１６の配列方向
に偏向されるようになっている。また、レーザー光２８
の大きさ（スポットサイズ）は、透過孔２１６への照射
位置において、透過孔２１６の最大径よりも大きいが、
所望の透過孔２１６以外の透過孔２１６へはレーザー光
２８が入射してしまうことがないように、所定のサイズ
とされている。

【００８５】なお、第４実施形態においても第３実施形
態と同様、レーザー光２８は、図示しない走査装置によ
って矢印Ｘ方向へと走査され、画像情報に対応して、透
過孔２１６の所定位置へ照射されるようになっている。

【００８６】このような構成とされた第４実施形態のイ
ンクジェット記録ヘッド７０では、底板２１４の下端に
照射されたレーザー光２８が透過孔２１６を通って底板
２１４とインク１８との界面に照射され、この位置で気
泡３８が発生する。以後は、第１実施形態と同様に、気
泡３８が音速よりも速い膨張速度で膨張し、インク１８
中に球面状の衝撃波３２が発生して気液界面３４（イン
クと空気との界面）に達する。そして、インク１８と空
気との衝撃インピーダンスの相違によって、衝撃波のエ
ネルギーがインク１８に運動エネルギーとして作用し、
気液界面３４からインク滴１６が用紙Ｐに向かって飛翔
し、用紙Ｐの表面に所望の画像が記録される。

【００８７】そして、図示しない偏向装置によってレー
ザー光２８を偏向させ、径の異なる透過孔２１６からレ
ーザー光２８を透過させることで、実質的にレーザー光
２８の照射面積を変えることができる。すなわち、図５
左側の透過孔２１６を透過させた場合よりも、相対的に
右側の透過孔２１６を透過させた場合の方が、照射面積
が大きくなる。これにより、透過孔２１６ごとに気泡３
８の大きさも変ることになるので、インク滴１６のドロ
ップ径Ｌを変えることができる。

【００８８】また、第４実施形態では第１実施形態及び
第２実施形態のレーザー光誘導体３０や第３実施形態の
光ファイバー５６を設ける必要がなく、構造が簡単にな
ると共に材料選択の幅が広くなる。

【００８９】なお、透過孔２１６の形状は、レーザー光
２８を透過できれば特に限定されないが、集光レンズ２
６を使用する構成では、集光レンズ２６によって集光さ
れたレーザー光２８は先窄まりの略円錐状になってい
る。従って、透過孔２１６としても、レーザー光２８に
合わせて略円錐状とすることが好ましい。

【００９０】以上説明したように、本発明のいずれの実
施形態のインクジェット記録ヘッドにおいても、従来の
ノズルを使用することなくインク滴を飛翔させて記録媒
体の表面に画像を記録できるので、インク滴１６の吐出
位置を高密度に配置しても、ノズルの目詰まりが生じる
ことはなく、ノズルの目詰まりに起因する吐出不良もな
い。また、ノズルを有するインクジェット記録ヘッドで
は、ノズルの流路抵抗が高いためにインクの供給速度が
低下し、画像記録速度も低下することがあったが、本発
明のインクジェット記録ヘッドでは、これらの不都合も
なく、高速で画像を記録することが可能となる。ノズル
のメンテナンス動作（バキューム動作やワイピング動
作）も不要となるので、画像記録が途中で中断されるこ
ともない。

【００９１】また、本発明のインクジェット記録ヘッド
では、インクに衝撃波を発生させることで、インクに大
きなエネルギーを付与しており、従来のレーザー・アド
レッシング型のバブルジェット型記録ヘッドと比較し
て、インク滴の吐出速度が大きくなる。このため、イン
ク滴１６の吐出方向が安定し、空気抵抗等があっても記
録媒体への着弾位置が一定となって、高画質の画像を形
成することができる。

【００９２】さらに、本発明では、インク滴１６を吐出
するためのエネルギー付与を、インク１８にレーザー光
２８を照射することで行っているため、従来の音響波に
よってインクにエネルギーを付与していたインクジェッ
ト記録ヘッドの音響放射体が不要となる。このため、１
つのインクジェット記録ヘッドにおいてインク吐出位置
を高密度化させることができ、高速且つ高密度での画像
記録が可能となる。

【００９３】加えて、本発明のインクジェット記録ヘッ
ドでは、１回の吐出動作で吐出させるインク滴１６のド
ロップ径Ｌを変えることができるので、例えば広い領域
を塗りつぶすような場合であっても、高速で画像記録で
きる。

【００９４】なお、レーザー光２８の照射によりインク
１８にインク滴１６を吐出するためのエネルギーを付与
できれば、レーザー光誘導体（レーザー光誘導体３０、
光ファイバー５６及び透過孔７６）を有しない構成でも
よい。すなわち、レーザー光２８をインク吐出口１４側
から照射し、気液界面からドロップ径程度インク内に入
った位置で気泡３８を発生させてもよい。

【００９５】本発明のインクジェット記録装置は、上記
したいずれかの実施形態のインクジェット記録ヘッドを
備えたインクジェット記録装置である。従って、このイ
ンクジェット記録装置おいても、従来のノズルを使用す
ることなくインク滴１６を飛翔させて記録媒体の表面に
画像を記録できるので、インク滴１６の吐出位置を高密
度に配置しても、ノズルの目詰まりが生じることはな
く、ノズルの目詰まりに起因する吐出不良もない。ま
た、ノズルを有するインクジェット記録ヘッドを備えた
インクジェット記録装置では、ノズルの流路抵抗が高い
ためにインクの供給速度が低下し、画像記録速度も低下
することがあったが、本発明のインクジェット記録ヘッ
ドを備えたインクジェット記録装置では、これらの不都
合もなく、高速で画像を記録することが可能となる。ノ
ズルのメンテナンス動作（バキューム動作やワイピング
動作）も不要となるので、画像記録が途中で中断される
こともない。

【００９６】また、本発明のインクジェット記録ヘッド
を備えたインクジェット記録装置では、インクに衝撃波
を発生させることで大きなエネルギーを付与しており、
従来のレーザー・アドレッシング型のバブルジェット型
記録ヘッドを備えたインクジェット記録装置と比較し
て、インク滴の吐出速度が大きくなる。このため、イン
ク滴１６の吐出方向が安定し、空気抵抗等があっても記
録媒体への着弾位置が一定となって、高画質の画像を形
成することができる。

【００９７】加えて、複数のインク滴を重ねることな
く、１回の吐出動作で所望のドロップ径Ｌを有するイン
ク滴１６を吐出させることができるので、広い領域を塗
りつぶすような場合であっても、高速で画像記録でき
る。

【００９８】

【実施例】本発明を以下の実施例によりさらに詳細に説
明するが、本発明はこの実施例に限定されるものではな
い。

【００９９】本実施例では、図８に示すように、本発明
の第１実施形態のインクジェット記録ヘッド１０（図１
参照）を用いて、記録媒体Ｐに向かってインク滴１６を
吐出した。

【０１００】レーザー光発生装置２４としては、出力２
Ｗ、波長６３５ｎｍ のＩｎＧａＡｓＰ半導体レーザー
を使用し、変調周波数を６０ｋＨｚ、１パルスあたり１
０μＪとなるように、レーザーの出力を６００ｍＷ、出
力の変調幅（パルス幅）を８．３５μｓｅｃに設定し
た。このとき、レーザー光を連続的に照射しても、出力
変調によりインク滴の吐出に十分なエネルギーが得られ
る場合と、このエネルギーに満たない場合とを周波数変
調で自動的に切り替えられる。

【０１０１】また、集光レンズ２６で集光されたレーザ
ー光２８を、レーザー損傷しきい値が８Ｊ／ｃｍ²の合
成石英製の凹レンズ（φ６．３５ｍｍ）２３２で平行光
とした。

【０１０２】さらに、平行光とされたレーザー光２８
を、ポリゴンミラー２３４を用いて偏向した。

【０１０３】インク保持部材１２の底部を構成するレー
ザー光誘導体３０としては、レーザー損傷しきい値が８
Ｊ／ｃｍ²の合成石英製のものを使用し、本実施例では
寸法が幅２５７ｍｍ、奥行１０ｍｍ、高さ２ｍｍの板状
に形成した。インク保持部材１２のうち、レーザー光誘
導体３０以外の部分はポリエーテルイミド製とし、レー
ザー光誘導体３０の上面からの高さが２００μｍの側壁
３６を、レーザー光誘導体３０を囲むように配置すると
共に、上面を完全に開放させてインク吐出口１４とし
た。インク保持部材１２内のインク量をインク量センサ
２０で検知し、インク保持部材１２に連結されたインク
供給手段（図示省略）でインクを供給することで、厚さ
Ｔが４０μｍになるように保持した。

【０１０４】ステッピングモーター７６としては、正逆
回転可能で、１回転あたり５０ステップを有するもの
を、ウォームギヤ７４としては、ギヤピッチ０．１ｍｍ
のものをそれぞれ使用した。

【０１０５】このような構成とされたインクジェット記
録ヘッド２１０を使用し、まず、図２（Ａ）に示すよう
に、集光レンズ２６をレーザー光誘導体３０に接近させ
た状態で、レーザー光２８の照射半径が１μｍとなるよ
うにして、上記のＩｎＧａＡｓＰ半導体レーザーをパル
ス幅８．３５μｓｅｃ、出力１０μＪ、出力変調周波数
（印字周波数に相当する）を６０ｋＨｚに設定して、画
像記録信号に対応してレーザー光誘導体３０とインク１
８との境界面に照射したところ、２０μｍ径のインク滴
１６が２０ｍ／ｓｅｃの速度で気相方向に吐出し、用紙
Ｐに着弾して１４４０ｄｐｉ（ドット間隔１７．６４μ
ｍ）の解像度で画像が記録された。

【０１０６】次に、ステッピングモーター７６を１ステ
ップ正転させ、図２（Ｂ）に示すように、集光レンズ２
６をレーザー光誘導体３０から２μｍ離間させた。この
状態で、ＩｎＧａＡｓＰ半導体レーザーからレーザー光
２８を発生させると、照射面積が図２（Ａ）の場合の約
４倍となった。また、ドロップ径が７０μｍ（約３．５
倍）のインク滴１６が吐出された。

【０１０７】また、印字周波数を従来（高々２０ｋＨ
ｚ）に比べてはるかに大きくでき、さらにノズルの解像
度に依存しないことから、レーザー光走査速度を速く設
定でき、加えて高解像度化も容易に達成できた。また、
インク滴１６は２０ｍ／ｓｅｃの速度で吐出しているた
め、従来と比較すると高速であり、また吐出圧が高いこ
とから吐出方向も安定しており、着弾位置ずれは目視で
はほとんど認められないことを確認した。

【０１０８】

【発明の効果】本発明では、インクを保持すると共に、
記録媒体に対向する部分の少なくとも一部が開放されて
インク吐出口が形成されたインク保持部材と、前記イン
ク保持部材に保持されたインクにレーザー光を照射して
気泡を発生させ、この気泡により生じた衝撃波で画像情
報に対応したインク滴を前記インク吐出口から吐出させ
る気泡発生手段と、前記インク保持部材に保持されたイ
ンクへの前記気泡発生手段からのレーザー光照射面積を
変更可能とする照射面積変更手段と、を有するので、従
来のインクジェット記録ヘッドのようなノズルが不要と
なり、インク吐出位置を高密度に配置してもノズルの目
詰まりや吐出不良、画像記録速度の遅延化等の不都合が
なく、画像記録が途中で中断されることもない。従来の
レーザー・アドレッシング型のバブルジェット型記録ヘ
ッドと比較して、吐出方向が安定し、空気抵抗等があっ
ても記録媒体への着弾位置が一定となる。また、従来の
音響波を用いたインクジェット記録ヘッドに必要とされ
ていた音響放射体が不要となり、インク吐出位置を高密
度化させることが可能となるので、高速且つ高密度での
画像記録が可能となる。さらに、一回の吐出動作で、イ
ンク滴のドロップ径を変更可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の第１実施形態のインクジェット記録
ヘッドの基本的構成を示す斜視図である。

【図２】 本発明の第１実施形態のインクジェット記録
ヘッドにおいてレーザー光の照射面積を変えた状態を示
す斜視図であり、（Ａ）は照射面積を相対的に小さくし
た場合、（Ｂ）は照射面積を相対的に大きくした場合で
ある。

【図３】 （Ａ）は本発明の第２実施形態のインクジェ
ット記録ヘッドの基本的構成を示す斜視図であり、
（Ｂ）及び（Ｃ）はこのインクジェット記録ヘッドに用
いられる絞りを示す平面図である。

【図４】 本発明の第３実施形態のインクジェット記録
ヘッドの基本的構成を示す斜視図である。

【図５】 本発明の第４実施形態のインクジェット記録
ヘッドの基本的構成を示す斜視図である。

【図６】 本発明のインクジェット記録ヘッドにおいて
レーザー光をインク保持部材の側方から照射する構成を
示す斜視図である。

【図７】 レーザー光をインク保持部材の側方から照射
する構成を示し、（Ａ）は側壁が気液界面と直角の場
合、（Ｂ）は側壁が気液界面に対して傾斜している場合
を示す。

【図８】 本発明の実施例のインクジェット記録ヘッド
を示す斜視図である。

【符号の説明】

１０ インクジェット記録ヘッド １２ インク保持部材 １４ インク吐出口 １６ インク滴 １８ インク ２４ レーザー光発生装置（気泡発生手段） ２６ 集光レンズ（気泡発生手段） ２８ レーザー光 ３０ レーザー光誘導体 ５６ 光ファイバー（レーザー光誘導体、照射面積変
更手段） ７０ ねじ送り機構（集光レンズ移動装置、照射面積
変更手段） ７２ レンズホルダー ７４ ウォームギヤ ７６ ステッピングモーター １１２ 絞り（照射面積変更手段） ２１６ 透過孔（レーザー光誘導体、照射面積変更手
段）

フロントページの続き (72)発明者 諏訪部 恭史 神奈川県足柄上郡中井町境430 グリーン テクなかい 富士ゼロックス株式会社内 (72)発明者 佐藤 博昭 神奈川県足柄上郡中井町境430 グリーン テクなかい 富士ゼロックス株式会社内 (72)発明者 末光 裕治 神奈川県足柄上郡中井町境430 グリーン テクなかい 富士ゼロックス株式会社内 (72)発明者 大木 靖 神奈川県足柄上郡中井町境430 グリーン テクなかい 富士ゼロックス株式会社内 (72)発明者 毛利 哲 神奈川県足柄上郡中井町境430 グリーン テクなかい 富士ゼロックス株式会社内 Ｆターム(参考） 2C057 AF51 AF71 AG21 AG61 BF06

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 インクを保持すると共に、記録媒体に対
   向する部分の少なくとも一部が開放されてインク吐出口
   が形成されたインク保持部材と、 前記インク保持部材に保持されたインクにレーザー光を
   照射して気泡を発生させ、この気泡により生じた衝撃波
   で画像情報に対応したインク滴を前記インク吐出口から
   吐出させる気泡発生手段と、 前記インク保持部材に保持されたインクへの前記気泡発
   生手段からのレーザー光照射面積を変更可能とする照射
   面積変更手段と、 を有することを特徴とするインクジェット記録ヘッド。
2. 【請求項２】 前記インク保持部材に設けられ、前記気
   泡発生手段からのレーザー光をインク保持部材に保持さ
   れたインクの所定位置に誘導することで衝撃波の発生位
   置を設定するレーザー光誘導体、 を有することを特徴とする請求項１に記載のインクジェ
   ット記録ヘッド。
3. 【請求項３】 前記気泡発生手段が、 画像情報に対応してレーザー光を発生させるレーザー光
   発生装置と、 前記レーザー光発生装置で発生されたレーザー光を集光
   する集光レンズと、 を有し、 前記照射面積変更手段が、前記集光レンズをレーザー光
   の光軸方向へ移動させる集光レンズ移動装置、 であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の
   インクジェット記録ヘッド。
4. 【請求項４】 請求項１〜請求項３のいずれかに記載の
   インクジェット記録ヘッドと、 前記インクジェット記録ヘッドのインク保持部材にイン
   クを供給するインク供給装置と、 前記気泡発生手段からのレーザー光を走査させるレーザ
   ー光走査装置と、 画像情報に対応して前記インクジェット記録ヘッド、前
   記インク供給装置及び前記レーザー光走査装置を制御可
   能な画像記録制御装置と、 を備えたことを特徴とするインクジェット記録装置。