JP2002321369A

JP2002321369A - インクジェット記録ヘッドおよびその製造方法

Info

Publication number: JP2002321369A
Application number: JP2001270602A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Doi; 健土井; Mineo Kaneko; 峰夫金子; Maki Oikawa; 真樹及川; Kenji Yabe; 賢治矢部; Ryoji Inoue; 良二井上
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2000-09-06
Filing date: 2001-09-06
Publication date: 2002-11-05
Anticipated expiration: 2021-09-06
Also published as: JP4546006B2

Abstract

(57)【要約】【課題】電気熱変換素子の発生する熱によって、イン
クを発砲させて吐出させるインクジェット記録ヘッドに
おいて、電気熱変換素子へのキャビテーションの影響を
低減する。【解決手段】電気熱変換素子５１の周りには、インクを
加熱して発泡させるための空間を形成する圧力室５５が
形成されている。共通液室５４から圧力室５５に連通す
るインク流路８３は、圧力室５５へのインク供給方向に
おいてその中心線が、電気熱変換素子５１の中心線から
オフフセットされて位置するように配置されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、インク等の記録液
を吐出口から吐出して液滴を形成して記録動作を行う記
録装置に用いられるインクジェット記録ヘッドおよびそ
の製造方法に関する。なお、本発明のインクジェット記
録ヘッドは、一般的なプリント装置のほか、複写機、通
信システムを有するファクシミリ、プリント部を有する
ワードプロセッサ等の装置、さらには、各種処理装置と
複合的に組み合わされた産業用記録装置に適用すること
ができる。

【０００２】

【従来の技術】インクジェット記録装置は、いわゆるノ
ンインパクト記録方式の記録装置であり、記録時に騒音
がほとんど生じず、高速な記録と様々な被記録媒体に対
する記録とが可能であるという特徴を有している。この
ようなことから、インクジェット記録装置は、プリン
タ、複写機、ファクシミリ、ワードプロセッサ等の記録
機構を担う装置として広く採用されている。

【０００３】このようなインクジェット記録装置に搭載
される記録ヘッドにおける代表的なインク吐出方式とし
ては、ピエゾ素子等の電気機械変換体を用いたもの、レ
ーザー等の電磁波を照射してインクを発熱させ、この発
熱による作用でインク滴を吐出させるもの、あるいは発
熱抵抗体を有する電気熱変換素子によってインクを加熱
し、膜沸騰の作用によりインク滴を吐出させるものなど
が知られている。

【０００４】これらのうち、電気熱変換素子を用いたイ
ンクジェット記録ヘッドは、電気熱変換素子を記録液室
内に設け、これに記録信号である電気パルスを供給して
発熱させることによりインクに熱エネルギーを与え、そ
のときの記録液の相変化により生じる記録液の発泡時
（沸騰時）の気泡圧力を利用して、微小な吐出口からイ
ンク液を吐出させて被記録媒体に対し記録を行うもので
ある。電気熱変換素子を用いたインクジェット記録ヘッ
ドは、一般に、インク滴を吐出するための吐出口が開口
しているノズルと、このノズルにインクを供給するイン
ク流路および共通液室とを有している。

【０００５】このようなインクジェット記録ヘッドは、
通常、記録装置本体のキャリッジに載置されている。記
録装置本体は、被記録媒体を、キャリッジに載置された
インクジェット記録ヘッドの吐出口面に対向する位置を
通るように搬送する搬送手段を有している。キャリッジ
は、被記録媒体の搬送方向に対して交差する方向に移動
可能に構成されている。

【０００６】このような記録装置での記録動作は、イン
クジェット記録ヘッドを移動させつつ所定の周期でイン
クを吐出させる主走査と、被記録媒体を所定幅分だけ搬
送する副走査とを繰り返して行われる。

【０００７】図４５は、従来のインクジェット記録ヘッ
ドのノズル部分を示す模式図である。同図（ａ）は、吐
出口形成部材を透視した状態で示した平面図、同図
（ｂ）は同図（ａ）のＰ−Ｐ’線に沿って切断した断面
図を示している。

【０００８】図４５に示すインクジェット記録ヘッド
は、インク供給口１５６に接続された共通液室１５４を
有している。共通液室１５４を挟んでその両側には、イ
ンクを発泡させて吐出させる電気熱変換素子１５１と、
その電気熱変換素子１５１を収容する、電気熱変換素子
１５１の中心を中心とする円形の圧力室１５５とが複数
並んで設けられている。共通液室１５４と各圧力室１５
５との間には、それぞれインク流路１５３が設けられて
いる。電気熱変換素子１５１に対向する位置には、吐出
口１５２が開口している。

【０００９】このインクジェット記録ヘッドでは、隣り
合う吐出口１５２および電気熱変換素子１５１の印字方
向（キャリッジ移動方向）の位置は、各駆動ブロック間
の駆動タイミングのずれ時間の間にキャリッジ（不図
示）が移動する距離に相当するオフセット分だけずれて
いる。図４５には、表記を簡潔にするため、各ノズルに
４つの駆動ブロックを割り当てたインクジェット記録ヘ
ッドを示しており、吐出口１５２の印字方向の配置は吐
出口の並び方向に４ノズルおきに周期的に変化してい
る。

【００１０】そして、駆動ブロックに、駆動されるタイ
ミングが早いものから昇順に番号を付けた場合、図４５
に示す例では、右上の吐出口１５２およびそれから左側
に４の整数倍のノズル数離れた吐出口１５２に駆動ブロ
ック１が割り当てられ、その左隣の吐出口１５２に駆動
ブロック２、さらにその左隣の吐出口１５２に駆動ブロ
ック３、さらにその左隣の吐出口１５２に駆動ブロック
４が割り当てられている。このような構成にすること
で、駆動ブロック１〜４を昇順に順次駆動し、インクを
吐出させて、これらの吐出口１５２から吐出されたイン
クを、記録媒体上に一列に並んで着弾させることができ
る。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】図４５に示す構成のノ
ズルでは、インク流路１６３の中心線と電気熱変換素子
１５１の中心線とが一致しているため、共通液室１５４
からインク流路１６３を通って圧力室１５５へ向かうイ
ンクの流れが電気熱変換素子１５１の中心線に対して線
対称に生じる。そのため、電気熱変換素子１５１によっ
てインクを加熱することにより発生した気泡は、電気熱
変換素子１５１上でその中心線に対称に安定して消泡す
る。場合によっては消泡位置が電気熱変換素子１５１の
発熱域の角部（計４箇所）に分散することもあるが、そ
の場合でもそれぞれの消泡位置は一定になる。

【００１２】気泡の消泡時にはキャビテーションの崩壊
による衝撃力が発生する。上述の従来例のように消泡位
置が安定しているノズル構成では、電気熱変換素子１５
１のうちの特定の個所がキャビテーションによる衝撃力
を受けるため、電気熱変換素子１５１が損傷を受けやす
く耐久寿命が短くなってしまうという問題があった。

【００１３】そこで、本発明の他の目的は、電気熱変換
素子のキャビテーションによる損傷を回避し、その寿命
を長くすることができるインクジェット記録ヘッドを提
供することにある。

【００１４】

【課題を解決するための手段】前述の目的を達成するた
め、本発明によるインクジェット記録ヘッドは、インク
を吐出する複数のインク吐出口と、該個々のインク吐出
口にそれぞれ対応して設けられ、インクを発泡させて吐
出させる複数の電気熱変換素子と、前記電気熱変換素子
を収容し、前記インクを加熱して発泡させるための空間
を形成する複数の圧力室と、該複数の圧力室にインクを
供給する共通液室と、前記圧力室と共通液室とを連通さ
せる複数のインク流路とを有するインクジェット記録ヘ
ッドであって、前記インク流路は、圧力室へのインク供
給方向における中心線が、同方向における前記電気熱変
換素子の中心線からオフセットされて位置するように配
置されていることを特徴とする。

【００１５】この構成によれば、インクを吐出させる気
泡の消泡時に、消泡に伴うインクのリフィルの流れによ
って、気泡を電気熱変換素子の側方に偏った位置に押し
流し、この位置で最終的な消泡が行われるようにでき、
消泡時のキャビテーションによる電気熱変換素子への影
響を小さくできる。

【００１６】特に、圧力室を実質的に円柱形の形状を有
するインクジェット記録ヘッドにおいて、インク流路を
電気熱変換素子の中心線からオフセットした位置に配置
することにより、最終的な消泡が、圧力室の側縁付近で
上下に延びた比較的広い領域で生じるようにでき、キャ
ビテーションの発生領域を分散させて、キャビテーショ
ンの影響を低減できる。

【００１７】さらに、インク吐出口を、その中心が前記
電気熱変換素子の中心からオフセットされて位置するよ
うに配置することによって、気泡を発泡させて吐出口か
らインク液滴を吐出させた後に吐出口と気泡との間に残
ったインク（以下、吐出口側インク）が気泡の消泡時の
収縮に伴って電気熱変換素子に向かって移動する際の速
度ベクトルの方向を不安定に揺らがせたり、電気熱変換
素子に対して垂直ではなく傾いた速度ベクトルを持たせ
たりすることができる。また更に、吐出口側インクが電
気熱変換素子に衝突する個所を共通液室側から流入して
くるインク（以下、液室側インク）によって吐出口側イ
ンクが衝突する前に覆ってしまうことが可能となる。

【００１８】その結果、消泡過程は、吐出口側インクが
電気熱変換素子の一部の個所に垂直に集中して衝突する
ことなく終了する。したがって、電気熱変換素子は消泡
過程で強い衝撃力を受けることがなくなり、損傷をほと
んど受けなくなる。その結果、電気熱変換素子の耐久性
能を著しく向上させることが可能になる。

【００１９】また、前記インク吐出口の中心が、前記電
気熱変換素子の中心から前記インク流路側にオフセット
した位置に配置されている構成としてもよい。これによ
り、吐出口側インクが気泡の消泡時の収縮に伴って電気
熱変換素子に向かって移動する際の速度ベクトルの方向
を不安定に揺らがせたり、電気熱変換素子に対して垂直
ではなく傾いた速度ベクトルを持たせたりすることがで
きる。また更に、吐出口側インクが電気熱変換素子に衝
突する個所を共通液室側から流入してくる液室側インク
によって吐出口側インクが衝突する前に覆ってしまうこ
とが可能となる。

【００２０】さらに、インク吐出口のオフセットの量は
１〜１０μｍである構成とすることが好ましい。また、
更に好ましくは前記オフセットの量は３〜７μmである
のが良い。

【００２１】また、前記電気熱変換素子の中心が前記圧
力室の中心からオフセットされて位置するように配置さ
れている構成としてもよい。これにより、圧力室中心か
らの吐出口中心のオフセット量を小さく保ちつつ、吐出
口中心と電気熱変換素子中心とのオフセット量を大きく
設定することが可能になる。その結果、インク液滴の吐
出方向の適正な維持と圧力室内に発生する泡溜まりの抑
制とを達成しつつ、吐出口近傍の外面にインク溜まりが
形成されないようにすることができ、記録画像の品位を
さらに高く保つことが可能となる。

【００２２】本発明のインクジェット記録ヘッドでは、
消泡工程で気泡は、インク吐出口の、圧力室に連絡する
部分の縁より外側に追いやられやすい。そこで、圧力室
の、インク吐出口が連絡している面に平行な面内で見
て、電気熱変換素子が占める領域は、インク吐出口の、
圧力室に連絡する部分の縁に囲まれる領域内に含まれて
いる構成にすることも好ましい。すなわち、このような
構成にすることによって、消泡がより確実に電気熱変換
素子の外側の領域で生じるようにでき、電気熱変換素子
へのキャビテーションの影響をさらに低減することがで
きる。

【００２３】この構成の場合、インク吐出口には、圧力
室側に向かって断面積が増加するように、側壁にテーパ
を付けることが好ましい。このようにすることによっ
て、インク吐出口の、インク吐出面での開口の大きさ
を、所望の小さな大きさに保ちつつ、インク吐出口の、
圧力室に連絡する部分の縁に囲まれる領域内に電気熱変
換素子が占める領域が含まれるようにすることができ
る。

【００２４】さらに、このようにインク吐出口がテーパ
を有している場合、圧力室の、インク吐出口が連絡して
いる面に平行な面内で見て、電気熱変換素子の占める領
域が、インク吐出口の、インク吐出面側の開口の縁から
はみ出している部分において、インク吐出口の、インク
吐出面側の開口の縁から前記電気熱変換素子の縁までの
距離は、任意の位置で実質的に等しくすることが好まし
い。このようにすることによって、テーパ角を最小限の
大きさにすることができる。

【００２５】また、インク吐出口の中心が電気熱変換素
子の中心からオフセットされて位置するように配置され
ている場合、インク吐出口は、電気熱変換素子からオフ
セットされている方向に長い形状とすることが好まし
い。この際のインク吐出口の形状としては、長方形、長
円形、楕円形のいずれとしてもよい。このようにするこ
とによって、インク吐出口の大きさ、またはそのテーパ
角を最小限の大きさに保ちつつ、インク吐出口の、圧力
室に連絡する部分の縁に囲まれる領域内に電気熱変換素
子が占める領域が含まれるようにすることができる。

【００２６】また、インク吐出口を、電気熱変換素子に
電力を供給する配線が接続されている方向に長い形状と
することも好ましい。この際のインク吐出口の形状とし
ては、長方形、長円形、楕円形のいずれとしてもよい。
この構成によれば、電気熱変換素子と配線との接続部
が、インク吐出口の、圧力室に連絡する部分の縁に囲ま
れる領域内に含まれるようにでき、したがって、接続部
へのキャビテーションの影響を低減することができる。

【００２７】また、インク流路の、電気熱変換素子の中
心線からのオフセット方向が、一列に並んで配置されて
いる複数の前記インク流路について同じ方向である構成
とすることが好ましい。このように構成することで、イ
ンク流路および圧力室を形成する部材の形成位置が、製
造のばらつきにより本来の位置からずれたとしても、電
気熱変換素子および吐出口に対するインク流路の相対位
置が複数のノズルで同様にずれるので、複数のノズル間
でインク吐出量やインク吐出方向にずれが生じないよう
にでき、形成画像への悪影響があまり生じないようにで
きる。

【００２８】同様に、インク流路が、共通液室を挟んで
対向するように２列並んで形成されており、対向するイ
ンク流路列に属するインク流路の、電気熱変換素子の中
心線からのオフセット方向が、対向するインク流路列の
並び方向と平行な線に関して線対称な方向である構成と
することが好ましい。

【００２９】また、本発明のインクジェット記録ヘッド
において、長さが異なる複数のインク流路の流抵抗が実
質的に等しくなるようにすることによって、複数のイン
ク流路のリフィル特性を実質的に同じにすることができ
る。

【００３０】複数のインク流路のリフィル特性を実質的
に同じにし、所定の周波数で連続してインクを吐出させ
た時の、複数のノズルからのインクの吐出量を実質的に
同じにして実質的に濃度ムラがない、良好な画像を形成
できるようにするために、複数のインク流路の流抵抗の
差は、１０％以内にすることが望ましい。

【００３１】このように長さが異なる複数のインク流路
の流抵抗を実質的に揃えることは、長さが異なる複数の
インク流路の断面積を変化させることによって実現でき
る。インク流路の断面積を変化させるには、その幅や高
さを変化させたり、複数のうちの少なくともいずれかの
インク流路内にリブを設けたりすればよい。

【００３２】特に、長さの異なるインク流路の流抵抗を
支配的に決めている個所の断面積を同一にし同部分のイ
ンク流れ方向の長さを調節することによって流抵抗を略
同一にする構成を用いると、気泡消泡時に圧力室に流入
するインクの流速を長さの異なるインク流路間で略同一
にできる。そのため、この構成を前述のインク流路の中
心線が電気熱変換素子の中心線からオフセット配置さ
れ、吐出口が電気熱変換素子中心からオフセット配置さ
れている構成のヘッドに用いると、長さが異なるインク
流路においても消泡時の吐出口側インクと液室側インク
の関係を一定に維持でき、電気熱変換素子の耐久寿命の
インク流路間のバラつきを無くし、耐久寿命を安定的に
高く維持することが可能となる。

【００３３】本発明のインクジェット記録ヘッドにおい
て、インク流路の共通液室側の領域に、その単位長さ辺
りの流抵抗が、インク流路の吐出口側の領域の流抵抗よ
りも小さい領域を設ければ、製造のばらつきによって共
通液室の幅などが本来の幅からずれても、複数のインク
流路の流抵抗が実質的に同じになるようにすることがで
きる。すなわち、インク流路全体の流抵抗は、各部の流
抵抗の和になるので、前述のような構成では、インク流
路の流抵抗が、流抵抗が比較的大きい吐出口側の領域の
流抵抗によってほぼ決まるので、流抵抗が比較的小さい
共通液室のインク流路の長さが多少変化しても、インク
流路全体の流抵抗はほとんど変化しない。

【００３４】以上のような複数のインク流路の長さが異
なるインクジェット記録ヘッドは、特に、電気熱変換体
を複数の駆動ブロックに割り当て、その駆動ブロック毎
にずらしたタイミングで電気熱変換体を駆動するため
に、複数のインク吐出口が、印字方向にオフセットして
配置されているインクジェット記録ヘッドとして典型的
に用いられるものであり、このようなインクジェット記
録ヘッドに対して、本発明は特に好適に適用可能であ
る。

【００３５】本発明によるインクジェット記録ヘッドの
製造方法は、インク流路の流抵抗Ｒを、

【００３６】

【数５】

【００３７】

【数６】

【００３８】但し、ここでｘ：前記共通液室からの距離Ｓ（ｘ）：距離ｘの位置のインク流路の断面積Ｄ（ｘ）：距離ｘの位置のインク流路の断面係数ａ（ｘ）：距離ｘの位置のインク流路の高さｂ（ｘ）：距離ｘの位置のインク流路の幅 η ：インク粘度によって求め、得られた流抵抗に基づいて、複数のイン
ク流路の流抵抗が等しくなるようにインク流路の形状を
決める工程を有することを特徴とする。

【００３９】また、本発明によるインクジェット記録ヘ
ッドの製造方法は、インク流路の流抵抗Ｒを

【００４０】

【数７】

【００４１】

【数８】

【００４２】但し、ここでｋ：前記インク流路の分割数ｘn ：前記インク流路をｋ分割したときのｎ番目の
分割位置までの距離Ｓ（ｘn）：前記共通液室から距離ｘnの位置の前記イン
ク流路の断面積Ｄ（ｘn）：前記共通液室から距離ｘｎの位置の前記イ
ンク流路の断面係数ａ（ｘn）：前記共通液室から距離ｘnの位置の前記イン
ク流路の高さｂ（ｘn）：前記共通液室から距離ｘnの位置の前記イン
ク流路の幅 η ：インク粘度によって求めるようにしてもよい。

【００４３】この際、積分および加算は、インクの主要
な流れが生じる経路に沿って行い、その経路に垂直な断
面でＳ（ｘ）およびＳ（ｘｎ）およびＤ（ｘ）およびＤ
（ｘｎ）を求めるようにすることが好ましい。

【００４４】またさらに、積分および加算を、共通液室
から電気熱変換素子の中心までの経路に亘って行うこと
が好ましい。

【００４５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態について
図面を参照して説明する。

【００４６】（記録ヘッドカートリッジの構成）図２８
〜図３５は、本発明が実施もしくは適用される好適なヘ
ッドカートリッジ、記録ヘッド、インクタンクのそれぞ
れの構成およびそれぞれの関係を説明する図である。以
下、これらの図面を参照して各構成要素の説明を行う。

【００４７】本実施形態の記録ヘッド（インクジェット
記録ヘッド）Ｈ１００１は、図２８（ａ）および図２８
（ｂ）の斜視図でわかるように、記録ヘッドカートリッ
ジＨ１０００を構成する一構成要素であり、記録ヘッド
カートリッジＨ１０００は、記録ヘッドＨ１００１と、
記録ヘッドＨ１００１に着脱自在に設けられたインクタ
ンクＨ１９００（Ｈ１９０１，Ｈ１９０２，Ｈ１９０
３，Ｈ１９０４）とから構成されている。記録ヘッドＨ
１００１は、インクタンクＨ１９００から供給されるイ
ンク（記録液）を、記録情報に応じて吐出口から吐出す
る。

【００４８】この記録ヘッドカートリッジＨ１０００
は、インクジェット記録装置本体に載置されているキャ
リッジ（不図示）の位置決め手段および電気的接点によ
って固定支持されるとともに、キャリッジに対して着脱
可能となっている。インクタンクＨ１９０１はブラック
のインク用、インクタンクＨ１９０２はシアンのインク
用、インクタンクＨ１９０３はマゼンタのインク用、イ
ンクタンクＨ１９０４はイエローのインク用である。こ
のようにインクタンクＨ１９０１，Ｈ１９０２，Ｈ１９
０３，Ｈ１９０４のそれぞれが記録ヘッドＨ１００１に
対してシールゴムＨ１８００側に着脱自在であり、それ
ぞれのインクタンクが交換可能となっていることによ
り、インクジェット記録装置における印刷のランニング
コストが低減される。

【００４９】次に、記録ヘッドＨ１００１を構成してい
るそれぞれの構成要素毎に順を追ってさらに詳しく説明
する。

【００５０】（１）記録ヘッド記録ヘッドＨ１００１は、電気信号に応じて膜沸騰をイ
ンクに対して生じさせるための熱エネルギーを生成する
電気熱変換体（記録素子）を用いて記録を行うバブルジ
ェット（登録商標）方式のサイドシュータ型の記録ヘッ
ドである。

【００５１】記録ヘッドＨ１００１は、図２９の分解斜
視図に示すように、記録素子ユニットＨ１００２とイン
ク供給ユニットＨ１００３とタンクホルダーＨ２０００
から構成されている。

【００５２】さらに、図３０の分解斜視図に示すよう
に、記録素子ユニットＨ１００２は、第１の記録素子基
板Ｈ１１００、第２の記録素子基板Ｈ１１０１、第１の
プレート（第１の支持部材）Ｈ１２００、電気配線テー
プ（可撓性の配線基板）Ｈ１３００、電気コンタクト基
板Ｈ２２００、第２のプレート（第２の支持部材）Ｈ１
４００で構成されており、また、インク供給ユニットＨ
１００３は、インク供給部材Ｈ１５００、流路形成部材
Ｈ１６００、ジョイントシール部材Ｈ２３００、フィル
ターＨ１７００、シールゴムＨ１８００から構成されて
いる。

【００５３】（１−１）記録素子ユニット（インクジェ
ット記録ヘッド）図３１は、第１の記録素子基板Ｈ１１００の構成を説明
するために一部分解した斜視図である。第１の記録素子
基板Ｈ１１００は、厚さ０．５〜１ｍｍのＳｉ基板Ｈ１
１１０の片面に、インクを吐出するための複数の記録素
子（電気熱変換素子）Ｈ１１０３と、各電気熱変換素子
Ｈ１１０３に電力を供給するＡｌ等の電気配線が、成膜
技術により形成されている。そして、この電気熱変換素
子Ｈ１１０３に対応する複数のインク流路と複数の吐出
口Ｈ１１０７とがフォトリソグラフィ技術により形成さ
れるとともに、複数のインク流路にインクを供給するた
めのインク供給口Ｈ１１０２が反対側の面（裏面）に開
口するように形成されている。また、記録素子基板Ｈ１
１００は第１のプレートＨ１２００に接着され固定され
ており、ここにインク供給口Ｈ１１０２が形成されてい
る。さらに、第１のプレートＨ１２００には、開口部を
有する第２のプレートＨ１４００が接着され固定されて
おり、この第２のプレートＨ１４００を介して、電気配
線テープＨ１３００が記録素子基板Ｈ１１００に対して
電気的に接続されるように保持されている。この電気配
線テープＨ１３００は、記録素子基板Ｈ１１００にイン
クを吐出するための電気信号を印加するものであり、記
録素子基板Ｈ１１００に対応する電気配線と、この電気
配線部に位置しプリンタ本体からの電気信号を受け取る
外部信号入力端子Ｈ１３０１とを有し、この外部信号入
力端子Ｈ１３０１は、インク供給部材Ｈ１５００の背面
側に位置決めされ固定されている。

【００５４】インク供給口Ｈ１１０２は、Ｓｉの結晶方
位を利用した異方性エッチングやサンドブラストなどの
方法で形成されている。すなわち、Ｓｉ基板Ｈ１１１０
が、ウエハー面方向に＜１００＞、厚さ方向に＜１１１
＞の結晶方位を持つ場合、アルカリ系（ＫＯＨ，ＴＭＡ
Ｈ，ヒドラジン等）による異方性エッチングで、約５
４．７度の角度でエッチングを進行させ得る。これによ
り所望の深さにエッチングを行い、長溝状の貫通口から
なるインク供給口Ｈ１１０２を形成する。インク供給口
Ｈ１１０２を挟んで両側に電気熱変換素子Ｈ１１０３が
それぞれ１列ずつ千鳥状に配列されている。電気熱変換
素子Ｈ１１０３と、電気熱変換素子Ｈ１１０３に電力を
供給するＡｌ等の電気配線は、成膜技術により形成され
ている。さらに、前記電気配線に電力を供給するための
電極Ｈ１１０４が電気熱変換素子Ｈ１１０３の両外側に
配列されており、電極Ｈ１１０４にはＡｕ等のバンプＨ
１１０５が熱超音波圧着法で形成されている。そして、
Ｓｉ基板Ｈ１１１０上には、電気熱変換素子Ｈ１１０３
に対応したインク流路を形成するためのインク流路壁Ｈ
１１０６と吐出口Ｈ１１０７が樹脂材料でフォトリソグ
ラフィ技術によりに形成され、吐出口群Ｈ１１０８が形
成されている。電気熱変換素子Ｈ１１０３に対向して吐
出口Ｈ１１０７が設けられているため、インク供給口Ｈ
１１０２から供給されたインクは電気熱変換素子Ｈ１１
０３の発熱作用により発生した気泡により吐出口Ｈ１１
０７から吐出される。

【００５５】また図３２は第２の記録素子基板Ｈ１１０
１の構成を説明するために一部分解した斜視図である。
第２の記録素子基板Ｈ１１０１は３色のインクを吐出さ
せるための記録素子基板であり、３個のインク供給口Ｈ
１１０２が並列して形成されており、それぞれのインク
供給口Ｈ１１０２を挟んだ両側に電気熱変換素子Ｈ１１
０３とインク吐出口Ｈ１１０７が形成されている。第１
の記録素子基板Ｈ１１００と同じようにＳｉ基板Ｈ１１
１０にインク供給口Ｈ１１０２や電気熱変換素子Ｈ１１
０３、電気配線、電極Ｈ１１０４などが形成されており
その上に樹脂材料でフォトリソグラフィ技術によりイン
ク流路やインク吐出口Ｈ１１０７が形成されている。そ
して、第１の記録素子基板Ｈ１１００と同様に電気配線
に電力を供給するための電極Ｈ１１０４にはＡｕ等のバ
ンプＨ１１０５が形成されている。

【００５６】次に第１のプレートＨ１２００は、例え
ば、厚さ０．５〜１０ｍｍのアルミナ（Ａｌ₂Ｏ₃）材料
で形成されている。なお、第１のプレートＨ１２００の
材料は、アルミナに限られることなく、記録素子基板Ｈ
１１００の材料の線膨張率と同等の線膨張率を有し、か
つ、記録素子基板Ｈ１１００材料の熱伝導率と同等もし
くは同等以上の熱伝導率を有する材料で作られてもよ
い。第１のプレートＨ１２００の材料は、例えば、シリ
コン（Ｓｉ）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、ジルコニ
ア、窒化珪素（Ｓｉ₃Ｎ₄）、炭化珪素（ＳｉＣ）、モリ
ブデン（Ｍｏ）、タングステン（Ｗ）のうちいずれであ
ってもよい。第１のプレートＨ１２００には、第１の記
録素子基板Ｈ１１００にブラックのインクを供給するた
めのインク連通口Ｈ１２０１と、第２の記録素子基板Ｈ
１１０１にシアン、マゼンタ、イエローのインクを供給
するためのインク連通口Ｈ１２０１が形成されており、
記録素子基板のインク供給口Ｈ１１０２が第１のプレー
トＨ１２００のインク連通口Ｈ１２０１にそれぞれ対応
し、かつ、第１の記録素子基板Ｈ１１００と第２の記録
素子基板Ｈ１１０１はそれぞれ第１のプレートＨ１２０
０に対して位置精度良く接着固定されている。接着に用
いられる第１の接着剤は、低粘度で硬化温度が低く、短
時間で硬化し、硬化後比較的高い硬度を有し、かつ、耐
インク性のあるものが望ましい。その第１の接着剤は、
例えば、エポキシ樹脂を主成分とした熱硬化接着剤であ
り、この第１の接着層Ｈ１２０２の厚みは５０μｍ以下
が望ましい。

【００５７】電気配線テープＨ１３００は、第１の記録
素子基板Ｈ１１００と第２の記録素子基板Ｈ１１０１に
対してインクを吐出するための電気信号を印加するもの
である。この電気配線テープＨ１３００は、それぞれの
記録素子基板Ｈ１１００，Ｈ１１０１を組み込むための
複数のデバイスホール（開口部）Ｈ１，Ｈ２と、それぞ
れの記録素子基板Ｈ１１００，Ｈ１１０１の電極Ｈ１１
０４に対応する電極端子Ｈ１３０２と、この電気配線テ
ープＨ１３００の端部に位置しプリンタ本体装置からの
電気信号を受け取るための外部信号入力端子Ｈ１３０１
を有する電気コンタクト基板Ｈ２２００と電気的接続を
おこなうための電極端子部を有しており、この電極端子
部と電極リードＨ１３０２とは連続した銅箔の配線パタ
ーンでつながっている。この電気配線テープＨ１３００
は、例えば、配線が２層構造をなし表層がレジストフィ
ルムによって覆われているフレキシブル配線基板からな
る。この場合、外部信号入力端子Ｈ１３０１の裏面側
（外面側）には、補強板が接着され、平面性向上が図ら
れている。補強板としては、例えば０．５〜２ｍｍのガ
ラスエポキシ、アルミニウム等の耐熱性を有する材料が
使用される。

【００５８】電気配線テープＨ１３００と第１の記録素
子基板Ｈ１１００と第２の記録素子基板Ｈ１１０１は、
それぞれ電気的に接続されており、接続方法は、例え
ば、記録素子基板の電極Ｈ１１０４上のバンプＨ１１０
５と、電気配線テープＨ１３００の電極リードＨ１３０
２とが、熱超音波圧着法により電気接合される。

【００５９】第２のプレートＨ１４００は、例えば、厚
さ０．５〜１ｍｍの一枚の板状部材であり、例えばアル
ミナ（Ａｌ₂Ｏ₃）等のセラミックや、Ａｌ、ＳＵＳなど
の金属材料で形成されている。ただし、第２のプレート
Ｈ１４００の材料は、これらに限定されるものではな
く、記録素子基板Ｈ１１００，Ｈ１１０１および第１の
プレートＨ１２００と同等の線膨張率を有し、かつ、そ
れらの熱伝導率と同等以上の熱伝導率を有する材料であ
ってもよい。

【００６０】そして、第２のプレートＨ１４００は、第
１のプレートＨ１２００に接着固定された第１の記録素
子基板Ｈ１１００と第２の記録素子基板Ｈ１１０１の外
形寸法よりも大きな開口部をそれぞれ有する形状であ
る。また、第１の記録素子基板Ｈ１１００および第２の
記録素子基板Ｈ１１０１と電気配線テープＨ１３００を
平面的に電気接続できるように、第１のプレートＨ１２
００に第２の接着層Ｈ１２０３により接着されており、
電気配線テープＨ１３００の裏面が第３の接着層Ｈ１３
０６により接着固定される。

【００６１】第１の記録素子基板Ｈ１１００および第２
の記録素子基板Ｈ１１０１と電気配線テープＨ１３００
の電気接続部分は、第１の封止剤（不図示）および第２
の封止剤により封止され、電気接続部分をインクによる
腐食や外的衝撃から保護している。第１の封止剤は、主
に電気配線テープの電極端子Ｈ１３０２と記録素子基板
のバンプＨ１１０５との接続部の裏面側と記録素子基板
の外周部分を封止し、第２の封止剤は、前記接続部の表
側を封止している。

【００６２】さらに電気配線テープＨ１３００の端部に
プリンタ本体装置からの電気信号を受け取るための外部
信号入力端子Ｈ１３０１を有する電気コンタクト基板Ｈ
２２００が、異方性導電フィルム等を用いて熱圧着され
電気的に接続されている。

【００６３】そして電気配線テープＨ１３００は、第２
のプレートＨ１４００に接着されると同時に、第１のプ
レートＨ１２００および第２のプレートＨ１４００の一
側面に沿って折り曲げられ、第１のプレートＨ１２００
の側面に第３の接着層Ｈ１３０６により接着される。第
２の接着剤は、粘度が低く、接触面に薄い第２の接着層
Ｈ１２０３を形成し得るとともに、耐インク性を有する
ものが好ましい。また、第３の接着層Ｈ１３０６は、例
えば、エポキシ樹脂を主成分とした厚さ１００μｍ以下
の熱硬化接着剤層である。

【００６４】（１−２）インク供給ユニットインク供給部材Ｈ１５００は、例えば、樹脂成形により
形成されている。該樹脂材料には、形状的剛性を向上さ
せるためにガラスフィラーを５〜４０％混入した樹脂材
料を使用することが望ましい。

【００６５】図３０、図３３に示すように、インクタン
クＨ１９００を着脱自在に保持するインク供給部材Ｈ１
５００は、インクタンクＨ１９００から記録素子ユニッ
トＨ１００２にインクを導くためのインク供給ユニット
Ｈ１００３の一構成部品であり、流路形成部材Ｈ１６０
０が超音波溶着されて、インクタンクＨ１９００から第
１のプレートＨ１２００に至るインク流路Ｈ１５０１が
形成されている。また、インクタンクＨ１９００と係合
するジョイント部Ｈ１５２０には、外部からのゴミの進
入を防ぐためのフィルターＨ１７００が溶着により接合
されており、さらに、ジョイント部Ｈ１５２０からのイ
ンクの蒸発を防止するために、シールゴムＨ１８００が
装着されている。

【００６６】またインク供給部材Ｈ１５００は、着脱自
在のインクタンクＨ１９００を保持する機能も有してお
り、インクタンクＨ１９００の第２の爪Ｈ１９１０を係
合する第１の穴Ｈ１５０３を有している。

【００６７】また、記録ヘッドカートリッジＨ１０００
をインクジェット記録装置本体のキャリッジに装着位置
に案内するための装着ガイドＨ１６０１、記録ヘッドカ
ートリッジをヘッドセットレバーによりキャリッジに装
着固定するための係合部、キャリッジの所定の装着位置
に位置決めするためのＸ方向（キャリッジスキャン方
向）の突き当て部Ｈ１５０９、Ｙ方向（記録メディア搬
送方向）の突き当て部Ｈ１５１０、Ｚ方向（インク吐出
方向）の突き当て部Ｈ１５１１を備えている。また、記
録素子ユニットＨ１００２の電気コンタクト基板Ｈ２２
００を位置決め固定する端子固定部Ｈ１５１２を有し、
端子固定部Ｈ１５１２およびその周囲には複数のリブが
設けられ、端子固定部Ｈ１５１２を有する面の剛性を高
めている。

【００６８】（１−３）記録ヘッドユニットとインク供
給ユニットの結合先述の図２９に示した通り、記録ヘッドＨ１００１は、
記録素子ユニットＨ１００２をインク供給ユニットＨ１
００３に結合しさらにタンクホルダーＨ２０００と結合
することにより完成する。結合は以下のように行われ
る。

【００６９】記録素子ユニットＨ１００２のインク連通
口（第１のプレートＨ１２００のインク連通口Ｈ１２０
１）とインク供給ユニットＨ１００３のインク連通口
（流路形成部材Ｈ１６００のインク連通口Ｈ１６０２）
とを、インクがリークしないように連通させるため、ジ
ョイントシール部材Ｈ２３００を介してそれぞれの部材
を圧着するようビスＨ２４００で固定する。この際同時
に、記録素子ユニットＨ１００２はインク供給ユニット
のＸ方向、Ｙ方向、Ｚ方向の基準位置に対して正確に位
置決めされ固定される。

【００７０】そして記録素子ユニットＨ１００２の電気
コンタクト基板Ｈ２２００はインク供給部材Ｈ１５００
の一側面に、端子位置決めピンＨ１５１５（２ヶ所）と
端子位置決め穴Ｈ１３０９（２ヶ所）により位置決めさ
れ、固定される。固定方法としては、例えば、インク供
給部材Ｈ１５００に設けられた端子位置決めピンＨ１５
１５をかしめることにより固定されるが、その他の固定
手段を用いて固定しても良い。その完成図を図３４に示
している。

【００７１】さらにインク供給部材Ｈ１５００のタンク
ホルダーとの結合穴および結合部をタンクホルダーＨ２
０００に嵌合させ結合することにより、記録ヘッドＨ１
００１が完成する。すなわち、インク供給部材Ｈ１５０
０、流路形成部材Ｈ１６００、フィルターＨ１７００、
シールゴムＨ１８００から構成されるタンクホルダー部
と、記録素子基板Ｈ１１００，Ｈ１１０１、第１のプレ
ートＨ１２００、配線基板Ｈ１３００、第２のプレート
Ｈ１４００から構成される記録素子部とを接着等で結合
することにより、記録ヘッドが構成されている。その完
成図を図３５に示している。

【００７２】（２）記録ヘッドカートリッジの説明先述の図２８（ａ），（ｂ）は、記録ヘッドカートリッ
ジＨ１０００を構成する記録ヘッドＨ１００１とインク
タンクＨ１９０１、Ｈ１９０２、Ｈ１９０３、Ｈ１９０
４の装着を説明する図であり、インクタンクＨ１９０
１、Ｈ１９０２、Ｈ１９０３、Ｈ１９０４の内部には、
対応する色のインクが収納されている。また、図３３に
示すようにそれぞれのインクタンクには、インクタンク
内のインクを記録ヘッドＨ１００１に供給するためのイ
ンク連通口Ｈ１９０７が形成されている。例えばインク
タンク１９０１Ｈが記録ヘッドＨ１００１に装着される
と、インクタンクＨ１９０１のインク連通口Ｈ１９０７
が記録ヘッドＨ１００１のジョイント部Ｈ１５２０に設
けられたフィルターＨ１７００と圧接され、インクタン
クＨ１９０１内のブラックインクがインク連通口Ｈ１９
０７から記録ヘッドＨ１００１のインク流路Ｈ１５０１
を介して第１のプレートＨ１２００を通り第１の記録素
子基板Ｈ１１００に供給される。

【００７３】そして、電気熱変換素子Ｈ１１０３と吐出
口Ｈ１１０７のある発泡室にインクが供給され、電気熱
変換素子Ｈ１１０３に与えられる熱エネルギーによって
被記録媒体である記録用紙に向けて吐出される。

【００７４】（インクジェット記録装置の構成）次に、
以上のような記録ヘッドカートリッジが搭載される代表
的なインクジェット記録装置装置の構成について、図３
６に示す模式的平面図を参照して説明する。

【００７５】この記録装置には、記録ヘッドカートリッ
ジＨ１００１がキャリッジ１０２に位置決めして交換可
能に搭載されており、キャリッジ１０２には、記録ヘッ
ドカートリッジＨ１００１上の外部信号入力端子Ｈ１３
０１を介して各吐出口列の電気熱変換素子Ｈ１１０３に
駆動信号などを伝達するための電気接続部が設けられて
いる。

【００７６】キャリッジ１０２は、主走査方向に延在し
て装置本体に設置されたガイドシャフト１０３に沿って
往復移動可能に案内支持されている。そして、キャリッ
ジ１０２は主走査モータ１０４によりモータプーリ１０
５、従動プーリ１０６およびタイミングベルト１０７な
どの駆動機構を介して駆動されるとともにその位置およ
び移動が制御される。キャリッジ１０２には、ホームポ
ジションセンサ１３０が設けられており、キャリッジ１
０２上のホームポジションセンサ１３０が、所定の位置
に配置されている遮蔽板１３６の位置を通過した際に、
それを検知し、キャリッジ１０２がホームポジション位
置にあることを検出可能である。

【００７７】用紙やプラスチック薄板などの被記録媒体
１０８は、給紙モータ１３５によってギアを介してピッ
クアップローラ１３１が回転駆動されることによりオー
トシートフィーダ（以後ＡＳＦ）１３２から一枚ずつ分
離される。さらに搬送ローラ１０９が、ＬＦモータ１３
４によってギアを介して回転駆動されることによって、
被記録媒体１０８が記録ヘッドカートリッジＨ１００１
の吐出口面と対向する位置（プリント部）を通して搬送
される。その際、給紙されたかどうかの判定と、給紙時
の頭出しの確定は、ペーパーエンドセンサ１３３上を被
記録媒体１０８が通過した時点で行われる。さらに、ペ
ーパーエンドセンサ１３３は、記録媒体１０８の後端が
実際どこに有るかを検出し、実際の後端から現在の記録
位置を最終的に割り出すためにも使用される。

【００７８】なお、被記録媒体１０８は、記録部におい
て平坦な記録面を形成するように、その裏面をプラテン
（不図示）により支持されている。キャリッジ１０２に
搭載された記録ヘッドカートリッジＨ１００１は、その
吐出口面がキャリッジ１０２から下方へ突出するように
２組の搬送ローラ対（図３６では、このうちの１つの搬
送ローラ１０９のみを示している）の間で被記録媒体１
０８と平行になるように保持されている。ヘッドカート
リッジＨ１００１は、各吐出口列の吐出口Ｈ１１０７の
並び方向が、キャリッジの主走査方向に対して交差する
方向になるようにキャリッジ１０２に搭載されている。

【００７９】この記録装置による記録動作は、被記録媒
体１０８を、ヘッドカートリッジＨ１００１の吐出口面
に対向する所定の位置に搬送した後、キャリッジ１０２
を主走査方向に移動させつつ、ヘッドカートリッジＨ１
００１からインクを吐出させることによって、被記録媒
体１０８の所定の位置にインクを着弾させて行われる。

【００８０】（インクジェット記録ヘッドの駆動方法）
本実施形態のインクジェット記録ヘッドの駆動方法で
は、駆動電源の容量が小さくで済み、また記録画像にむ
らが生じないように、複数の電気熱変換素子Ｈ１１０３
が一斉に駆動されないように駆動を行っている。すなわ
ち、各電気熱変換素子Ｈ１１０３に複数の駆動ブロック
を割り当て、同じ駆動ブロックに割り当てられた各ノズ
ルを同時に、そして各駆動ブロックの駆動タイミングを
ずらして駆動を行っている。

【００８１】このことについて、図３７を参照して説明
する。図３７（ａ）は、インクジェット記録ヘッドの、
吐出口Ｈ１１０７と電気熱変換素子Ｈ１１０３とを備え
るノズルの並び（ノズル列５００）、図３７（ｂ）は各
ノズルの駆動信号３００、図３７（ｃ）は各ノズルから
吐出された飛翔インク滴１００を模式的に示している。
この図では、説明を簡単にするために、ノズル列５００
として、３２個のノズルが一列に並んだものを示してお
り、図３７の上から順に１〜３２のノズル番号を付けて
いる。

【００８２】図３７に示す例では、各ノズルを、上から
順に８個単位で第１セクション〜第４セクションまでの
４つのセクションに分けている。そして、各セクション
内の８個の各ノズルに、８つの駆動ブロックの１つを割
り当てている。この例では、各セクションのノズルに、
上から順に１〜８の駆動ブロックを、すなわち表１に示
すように各駆動ブロックを割り当てている。

【００８３】

【表１】

【００８４】そして、図３７（ｂ）に示すように、第１
駆動ブロックから第８駆動ブロックまでが、各駆動ブロ
ックの周期的なパルス状の駆動信号３００によって昇順
に順次駆動され、図３７（ｃ）に示すようにインク滴１
００が吐出される。

【００８５】また、各ノズルは基本的に同様に作られて
いるが、その配置位置や形成工差などの違いのために、
インクの吐出方向や吐出量などがそれぞれ微妙に異な
る。このような各ノズルの特性の違いは、記録画像に悪
影響を与え、スジやムラなどを生じる要因となる危惧が
ある。そこで、本実施系形態では、このような悪影響を
低減するため、同一のラスタに２つ以上の異なるノズル
からのインク滴を着弾させるマルチパス記録方法を行っ
ている。すなわち、一回の主走査で、ノズル列５００の
幅に相当する幅の記録を行った後、被記録媒体１０８を
一定幅分だけ搬送する副走査を行ってから次ぎの主走査
を行うが、この際、被記録媒体１０８をノズル列５００
の全幅分送るのではなく、数ノズル幅分だけ搬送する。
このようにすることによって、次ぎの主走査では、前の
主走査時にあるラスタに記録を行ったノズルから数ノズ
ルずれたノズルによってそのラスタに記録を行う。

【００８６】例えば、図３７に示すように３２個のノズ
ルを有するインクジェット記録ヘッドで記録を行う場
合、１回の副走査で８ノズル幅分だけ被記録媒体１０８
を送り、１つのラスタに対して４回の主走査で記録を行
う。

【００８７】ところで、インク吐出においては、インク
吐出に起因する圧力の変動が共通液室を介して隣接する
ノズル内のインクを振動させることがある。このような
インクの振動が生じた場合、吐出口Ｈ１１０７に形成さ
れるメニスカスが凸になっている状態でインクを吐出さ
せると吐出量が比較的多くなり、メニスカスが凹になっ
ている状態で吐出させると吐出量が比較的少なくなるた
めに、記録画像に濃淡ムラが生じる危惧がある。このよ
うな吐出量の変化は、同時駆動されるノズルの数が多い
ほど顕著になる。

【００８８】そして、前述のように周期的にインク吐出
を行った場合、メニスカス面には、各駆動ブロックの駆
動周期と同様の周期で生じる、各ノズル間で共通の振動
が現れる。図３８は、このことを示す実験結果であり、
全てのノズルからインク滴を一定間隔で周期的に吐出さ
せた時の駆動信号と、その時のメニスカス面の振動とを
示している。このように、振動周期が各駆動ブロックの
駆動周期とほぼ同様のメニスカス面の振動が生じると、
各駆動ブロック毎のインク吐出量に差が生じる。すなわ
ち、図３８に示す例では、前半に駆動されるブロック
（ＢＬＫ）１，２，３では、インク吐出時にメニスカス
面が凸になっているために吐出量が比較的多く、後半に
駆動されるＢＬＫ６，７では、メニスカス面が凹になっ
ているために吐出量が比較的少ない。

【００８９】そこで、前述のように、１回の副走査で、
駆動ブロックと同じ数分だけ、すなわち８ノズル分だけ
被記録媒体１０８を送ってマルチパス記録を行った場合
には、あるラスタに記録を行うノズルが全て同じ駆動ブ
ロックに属することになるので、前述のような駆動ブロ
ック毎の吐出量の差が重ね合わされて記録画像に大きく
影響し、濃度ムラを生じてしまう危惧がある。そこで、
本発明の実施形態の液体吐出方法では、副走査でのノズ
ル送りを、駆動ブロック数とは異なるノズル数分だけ行
うようにしている。

【００９０】このような方法として、まず６ノズル分の
送りと１０ノズル分の送りとを交互に行う方法について
説明する。この際の、各ラスタへの、４回の各主走査で
の記録に用いられる駆動ブロックの番号とその平均値
を、８ノズル分づつ均等に送りを行った場合の平均値と
共に表２に示す。また、これら平均値の、各ラスタ毎の
違いを表すグラフを図３９に示す。

【００９１】

【表２】

【００９２】表２および図３９に示すように、１０ノズ
ル−６ノズル交互送りを行った場合には、各ラスタに用
いられる駆動ブロックの番号平均の変動幅が、均等送り
を行った場合に比べて小さくなる。すなわち、均等送り
での変動は１から８までであるのに対し、１０ノズル−
６ノズル交互送りでの変動は２から７までであり、変動
幅が約２５％小さくなっている。前述のように各駆動ブ
ロックからのインク吐出量には差があるので、駆動ブロ
ック番号がインク吐出量をほぼ表していると評価するこ
とができ、駆動ブロック番号平均が、４回の主走査での
インク吐出の吐出量の平均量をほぼ示していると考えて
やることができる。実際には、駆動ノズル番号がインク
吐出量に比例するわけではないので、４回の主走査での
吐出量平均の各ラスタ間での変動は図３９に示すものよ
りも小さなものとなるが、駆動ブロック番号平均の、各
ラスタ間の変動幅が小さくなるということは、４回の主
走査での吐出量平均が、各ラスタ間で均等化されるとい
うことを示している。すなわち、本実施形態の液体吐出
方法によれば、記録画像の濃度ムラを小さくできる。

【００９３】また、記録方法の他の例として、４ノズル
−１２ノズル交互送りを行った場合について、各ラスタ
の駆動ブロック番号平均値を表３に、そのグラフを図４
０に示す。

【００９４】

【表３】

【００９５】４ノズル−１２ノズル交互送りを行った場
合の駆動ブロック番号平均値の各ラスタ間の変動は３か
ら６であり、変動幅は、１０ノズル−６ノズル交互送り
を行った場合よりさらに約２５％、均等送りを行った場
合より約５０％小さくなっている。このように、４ノズ
ル−１２ノズル交互送りを行った場合のほうが、１０ノ
ズル−６ノズル交互送りを行った場合よりもさらに濃度
ムラを小さくできる。

【００９６】このように、駆動ブロックの全数を、１つ
のラスタに記録を行う主走査の回数で割った数に対し
て、駆動ブロックの半数を引いたノズル数の送りと、足
したノズル数の送りとを交互に行うようにすることで、
濃度ムラを小さくする作用をより効果的に得られる。こ
のことは、１つのラスタに２回の主走査で記録を行う場
合でも同様である。

【００９７】次に、ノズル数が３２０ノズルのインクジ
ェット記録ヘッドについて、このノズルを１６ブロック
×２０セクションに割り当てて駆動を行い、１つのラス
タに対して４回の主走査で記録を行う場合について説明
する。

【００９８】セクションについては、ノズルをその並び
列の端から１６個ずつに分割して１つのセクションと
し、この各セクション内の各ノズルに対して、駆動ブロ
ックを、端から昇順に、表４に示すように割り当てる。

【００９９】

【表４】

【０１００】なお、表４には、３２０ノズルのうちのノ
ズル番号３２までを記載しており、残りはこの３２ノズ
ルと同様の関係が繰り返されるため、表記を省略してい
る。

【０１０１】そして、７６ノズル−８４ノズル交互送り
を行った場合について、各ラスタの駆動ブロック番号平
均値を表５に、そのグラフを図４１に示す。

【０１０２】

【表５】

【０１０３】また、７２ノズル−８８ノズル交互送りを
行った場合について、各ラスタの駆動ブロック番号平均
値を表６に、そのグラフを図４２に示す。

【０１０４】

【表６】

【０１０５】表５，６および図４１，４２から、均等ノ
ズル送りを行う場合に比べて、駆動ブロック数とは異な
るノズル数分の送りを行った場合のほうが、駆動ブロッ
ク番号平均値の変動幅を小さくでき、すなわち記録画像
の濃度むらを小さくできることがわかる。また、前述し
たように、駆動ブロックの全数を、１つのラスタに記録
を行う主走査の回数で割った数に対して、駆動ブロック
の半数を引いたノズル数の送りと、足したノズル数の送
りとを交互に行うようにした、すなわち７２ノズル−８
８ノズル交互送りを行った場合に、駆動ブロック番号平
均値の変動幅をより小さくでき、すなわち記録画像の濃
度むらをより小さくできることがわかる。

【０１０６】次に、各セクション内の各ノズルに対し
て、駆動ブロックを、表７に示すように、分散させて割
り当てた場合について説明する。

【０１０７】

【表７】

【０１０８】なお、表７には、３２０ノズルのうちのノ
ズル番号６４までを記載しており、残りはこの３２ノズ
ルと同様の関係が繰り返されるため、表記を省略してい
る。

【０１０９】この場合に７６ノズル−８４ノズル交互送
りを行った場合について、各ラスタの駆動ブロック番号
平均値を表８に、そのグラフを図４３に示す。

【０１１０】

【表８】

【０１１１】また、各ノズルに対して駆動ブロックを表
９に示すように割りあて、７２ノズル−８８ノズル交互
送りを行った場合について、各ラスタの駆動ブロック番
号平均値を表１０に、そのグラフを図４４に示す。

【０１１２】

【表９】

【０１１３】

【表１０】

【０１１４】表８，９および図４３，４４から、均等ノ
ズル送りを行う場合に比べて、駆動ブロック数とは異な
るノズル数分の送りを行った場合のほうが、駆動ブロッ
ク番号平均値の変動幅を小さくでき、すなわち記録画像
の濃度むらを小さくできることがわかる。また、前述し
たように、駆動ブロックの全数を、１つのラスタに記録
を行う主走査の回数で割った数に対して、駆動ブロック
の半数を引いたノズル数の送りと、足したノズル数の送
りとを交互に行うようにした、すなわち７２ノズルー８
８ノズル交互送りを行った場合には、７６ノズルー８４
ノズル交互送りを行った場合に比べて、駆動ブロック番
号平均値の変動の周期がより高周波数化される。このこ
とは、記録画像の濃度ムラの周期をより高周波数化でき
ることにほぼ対応しており、これにより濃度ムラが目立
たないようにすることができる。

【０１１５】（インクジェット記録ヘッドのノズルの構
成）次に、インクジェット記録ヘッドのノズルの構成に
ついて説明する。最初に、インク流路の流抵抗の差を無
くすことによって、形成画像の濃度ムラの発生を低減で
きるインクジェット記録ヘッドの構成例を示す参考例を
示す。

【０１１６】（第１の参考例）図１に、本参考例のイン
クジェット記録ヘッドのノズル部分の模式図を示す。図
１（ａ）は、吐出口形成部材を外した状態で示した平面
図、図１（ｂ）は、吐出口形成部材の上方から見た平面
図、図１（ｃ）は図１（ａ）のＰ−Ｐ’線に沿って切断
した断面図を示している。

【０１１７】このインクジェット記録ヘッドは、インク
供給口５６に接続された共通液室５４を有している。共
通液室５４を挟んでその両側には、インクを発泡させて
吐出させる電気熱変換素子５１と、その周りに形成され
た、電気熱変換素子５１の中心を中心とする円形の圧力
室５５とが複数並んで設けられている。共通液室５４と
各圧力室５５との間には、それぞれインク流路５３が設
けられている。電気熱変換素子５１に対向する位置に
は、吐出口５２が開口している。

【０１１８】このインクジェット記録ヘッドでは、隣り
合う吐出口５２および電気熱変換素子５１の、印字方向
（キャリッジ移動方向）の位置は、各駆動ブロック間の
駆動タイミングのずれ時間の間にキャリッジ１０２が移
動する距離に相当するオフセット分だけずれている。図
１には、表記を簡潔にするため、各ノズルに４つの駆動
ブロックを割り当てたインクジェット記録ヘッドを示し
ており、吐出口５２の、印字方向の配置は、吐出口の並
び方向に４ノズルおきに周期的に変化している。

【０１１９】そして、駆動ブロックに、駆動されるタイ
ミングが早いものから昇順に番号を付けた場合、図１に
示す例では、右上の吐出口５２およびそれから左側に４
の整数倍のノズル数離れた吐出口５２に駆動ブロック１
が割り当てられ、その左隣の吐出口５２に駆動ブロック
２、さらにその左隣の吐出口５２に駆動ブロック３、さ
らにその左隣の吐出口５２に駆動ブロック４が割り当て
られている。このような構成にすることで、駆動ブロッ
ク１〜４を昇順に順次駆動し、インクを吐出させて、こ
れらの吐出口５２から吐出されたインクを、被記録媒体
上に一列に並んで着弾させることができる。

【０１２０】このように、吐出口５２および電気熱変換
素子５１の、印字方向の位置が隣接するノズル間で異な
っているため、隣接するノズルのインク流路５３の長さ
が異なっている。本参考例のインクジェット記録ヘッド
は、このようにインク流路５３の長さが異なるノズル間
で流抵抗が同じになるように構成されていることを特徴
とする。以下にこのことを、図１（ａ）に示すインク流
路Ａと、インク流路Ｂを例にとって説明する。

【０１２１】インク流路Ｂの長さＬＢは、インク流路Ａ
の長さＬＡに比べて長い。そこで、本実施形態では、イ
ンク流路Ｂの幅ＷＢをインク流路Ａの幅ＷＡよりも広く
することで、インク流路Ａの流抵抗Ｒａとインク流路Ｂ
の流抵抗Ｒｂとが等しくなるように構成している。

【０１２２】この際、インク流路Ａの流抵抗Ｒａとイン
ク流路Ｂの流抵抗Ｒｂとは以下の（式１）〜（式４）で
求められる

【０１２３】

【数９】

【０１２４】

【数１０】

【０１２５】

【数１１】

【０１２６】

【数１２】

【０１２７】但し、ここでｘ：共通液室からの距離Ｓａ（ｘ）：距離ｘの位置のインク流路Ａの断面積［μ
ｍ²］Ｓｂ（ｘ）：距離ｘの位置のインク流路Ｂの断面積［μ
ｍ²］Ｄａ（ｘ）：距離ｘの位置のインク流路Ａの断面係数Ｄｂ（ｘ）：距離ｘの位置のインク流路Ｂの断面係数ａ１（ｘ）：距離ｘの位置のインク流路Ａの高さｂ１（ｘ）：距離ｘの位置のインク流路Ａの幅ａ２（ｘ）：距離ｘの位置のインク流路Ｂの高さｂ２（ｘ）：距離ｘの位置のインク流路Ｂの幅 η ：インク粘度［Ｎ・Ｐａ・ｓ］である。

【０１２８】本実施形態のインク流路Ａ，Ｂは、共通液
室５４から電気熱変換素子５１の端まで実質的に直方体
形状であるので、直方体近似を行う。すなわち、式１〜
４において、Ｄａ（ｘ）およびＤｂ（ｘ）は、ｘに関
して定数とみなすことができ、これをそれぞれＤａ、Ｄ
ｂとする。また、Ｓａ（ｘ）＝ＷＡ・Ｈ、Ｓｂ（ｘ）＝
ＷＢ・Ｈとなるので、

【０１２９】

【数１３】

【０１３０】

【数１４】

【０１３１】となる。そこで、

【０１３２】

【数１５】

【０１３３】とすることにより、Ｒａ＝Ｒｂとすること
ができる。

【０１３４】したがって、インク流路Ａの幅ＷＡとイン
ク流路Ｂの幅ＷＢを式７の関係を満たすように設定する
ことで、インク流路Ａとインク流路Ｂの流抵抗を実質的
に等しくすることができ、２つのインク流路５３のリフ
ィル特性を実質的に等しくすることができる。

【０１３５】このようにして、全てのインク流路５３の
流抵抗が等しくなるようにすることで、全てのノズルの
リフィル特性を揃えることができる。そうすることで、
所定の周波数で繰り返しインクを吐出させた際、各イン
ク流路５３間でリフィル特性に差があるために、インク
吐出量に差が生じ記録画像に濃度ムラが生じることを抑
止できる。したがって、本発明によれば、濃度ムラのな
い高品位な画像記録を行うことができる。

【０１３６】なお、このように濃度ムラのない高品位な
画像記録を行えるようにするためには、複数のインク流
路５３の流抵抗の差は、１０％以内にすることが望まし
い。

【０１３７】また、本参考例ではインク流路５３の幅を
変化させることにより、長さの異なる複数のインク流路
５３の流抵抗を揃えているが、流抵抗を変化させるには
インク流路５３の断面積を変化させればよいので、イン
ク流路５３の高さを変化させて、または幅と高さの両方
を変化させて、またはインク流路５３中にリブを設ける
などして流抵抗を揃えるようにしてもよい。

【０１３８】また、本参考例では、流抵抗の算出を、連
続的な積分を行う式１〜４を用いて算出する方法を示し
たが、インク流路３５を、断面形状が変化しない複数の
区画に分けて、それぞれの区画の流抵抗を加算して算出
してもよい。この場合、流抵抗Ｒの算出式は、式８，９
のようになる。

【０１３９】

【数１６】

【０１４０】

【数１７】

【０１４１】但し、ここでｋ：インク流路の分割数ｘn ：ｋ分割したときの共通液室からｎ番目の分割
位置までの距離Ｓ（ｘn）：共通液室から距離ｘnの位置のインク流路断
面積［μｍ２］Ｄ（ｘn）：距離ｘｎの位置のインク流路断面係数ａ（ｘn）：距離ｘnの位置のインク流路高さｂ（ｘn）：距離ｘnの位置のインク流路幅 η ：インク粘度［Ｎ・Ｐａ・ｓ］また、式１〜４と式８，９とを組み合わせて、すなわち
インク流路５３の一部の流抵抗は式１〜４に基づいて算
出し、他の部分の流抵抗は式８，９に基づいて算出し、
両者を加算して流抵抗を求めてもよい。

【０１４２】（第２の参考例）図２に、本参考例のイン
クジェット記録ヘッドのノズル部分の模式図を示す。図
２（ａ）は、吐出口形成部材を外した状態で示した平面
図、図２（ｂ）は、吐出口形成部材の上方から見た平面
図、図２（ｃ）は図２（ａ）のＰ−Ｐ’線に沿って切断
した断面図を示している。同図において第１の参考例と
同様の部分については、同一の符号を付し、説明を省略
する。

【０１４３】本参考例のインクジェット記録ヘッドで
は、インク流路６３が、共通液室５４側に、共通液室５
４に向うにしたがって幅が広くなっている部分を有して
いる。本実施形態においても、隣接するインク流路６３
の長さが異なっており、式１〜４または式８，９に示す
ように複数のインク流路６３の流抵抗を算出して、複数
のインク流路６３の流抵抗が同じになるようにインク流
路６３の幅、高さを調整している。

【０１４４】この構成では、インク流路５４の幅が広く
なっている部分での流抵抗が、幅が狭くなっている部分
の流抵抗より小さい。このため、幅が広くなっている部
分の流抵抗はインク流路５４全体の流抵抗にあまり影響
せず、インク流路５４全体の流抵抗は、幅が狭くなって
いる部分の流抵抗によってほぼ決まる。

【０１４５】ところで、このインクジェット記録ヘッド
では、インク供給口５６の上方に位置している部分が共
通液室５４になっている。インク供給口５６は、異方性
エッチングなどによって形成されるが、その製造のばら
つきのために、インク供給口５６の共通液室５４に面す
る開口の幅には多少のばらつきが生じ、すなわち共通液
室５４の幅に多少のばらつきが生じる場合がある。この
ように共通液室５４の幅にばらつきが生じると、インク
流路６３の長さが変化する。

【０１４６】このようにインク流路６３の長さが変化す
ると、インク流路６３が、幅が広くなっている部分を有
していない場合、インク流路６３の流抵抗が大きく変化
し、インクのリフィル特性が変化してしまう。このた
め、所定の周波数で繰り返しインクを吐出させる際、イ
ンク吐出時のリフィル状態が、設計した所望の状態とは
異なってしまい、インク吐出量が増減するなどして記録
品位に悪影響を与えてしまう危惧がある。

【０１４７】また、長さが短いインク流路Ａと長いイン
ク流路Ｂとで長さが同じだけ変化したとしても、インク
流路Ｂの長さの変化率よりインク流路Ｂの長さの変化率
のほうが大きいことになり、インク流路Ｂの流抵抗の変
化率よりも、インク流路Ａの流抵抗の変化率のほうが大
きくなる。このため、インク流路Ａとインク流路Ｂとの
流抵抗が同じになるように設計したとしても、製造上の
ばらつきのために、インク流路Ａとインク流路Ｂとの流
抵抗に差が生じてしまう危惧ある。このように流抵抗に
ノズル間で差が生じると、ノズル間でインク吐出量に差
が生じる問題が再び生じてしまう。

【０１４８】これに対して、本参考例においては、この
インク流路６３の長さの変化は、インク流路６３の幅が
広くなっている部分で生じる。このため、インク流路６
３の長さの変化によって、幅が広くなっている部分の流
抵抗が多少変化するが、この変化は、インク流路６３全
体の流抵抗にはほとんど影響せず、インクのリフィル特
性はほとんど変化しない。また、複数のインク流路６３
の流抵抗の差もほとんど生じることはない。

【０１４９】このように、本参考例によれば、インク流
路６３の共通液室５４側に、幅が広くなっている部分を
設けることにより、製造のばらつきにより共通液室５４
の幅がずれ、インク流路６３の長さが多少ずれても、各
ノズルのインクのリフィル特性がほとんど変化しないよ
うにでき、各ノズル間でのインクのリフィル性のばらつ
きが生じないようにできる。このため、高品位の画像形
成が可能である。

【０１５０】（第３の参考例）図３に、本参考例のイン
クジェット記録ヘッドのノズル部分の模式図を示す。図
３（ａ）は、吐出口形成部材を外した状態で示した平面
図、図３（ｂ）は、吐出口形成部材の上方から見た平面
図、図３（ｃ）は図３（ａ）のＰ−Ｐ’線に沿って切断
した断面図を示している。同図において第１、第２の実
施形態と同様の部分については、同一の符号を付し、説
明を省略する。

【０１５１】本参考例のインクジェット記録ヘッドで
は、第２の参考例と同様に、インク流路７３が、共通液
室５４側の部分に、共通液室５４に向うにしたがって幅
が広くなっている部分を有している。本参考例では、イ
ンク流路７３の幅が狭くなっている部分の幅は、隣り合
うノズル間で同じ、すなわちＷＡ＝ＷＢになっており、
この部分の長さＬ’Ａ，Ｌ’Ｂを変化させることによ
り、長さの異なるインク流路Ａとインク流路Ｂの流抵抗
が同じになるようにしている。

【０１５２】ところで、インクジェット記録ヘッドで
は、製造のばらつきによりインク流路７３の形成幅が設
計した所望の幅から多少ずれてしまうことがある。そこ
で、インク流路Ａの幅ＷＡとインク流路Ｂの幅ＷＢとが
異なる場合には、インク流路７３の形成幅のずれがイン
ク流路Ａとインク流路Ｂとで同様に生じたとしても、形
成幅のずれによるインク流路７３の幅の変化率に関して
は、幅の広いインク流路７３での変化率より、幅の狭い
インク流路７３での変化率のほうが大きいことになる。
したがって、インク流路の形成幅のずれによるインク流
抵抗およびリフィル性への影響は、幅の狭いインク流路
７３のほうが生じやすい。

【０１５３】一方、本参考例では、インク流路７３の流
抵抗に対する影響が支配的な狭い部分の幅が、全てのノ
ズル間で同じになっている。このため、製造のばらつき
によるインク流路７３の形成幅のずれの影響は全てのノ
ズル間で同様に生じ、したがって形成幅のずれのため
に、ノズル間で流抵抗に差が生じることを抑止できる。

【０１５４】次に、電気熱変換素子のキャビテーション
による損傷を回避する構成を有する、本発明の実施形態
のインクジェット記録ヘッドについて説明する。

【０１５５】（第１の実施形態）図４に、本実施形態の
インクジェット記録ヘッドのノズル部分の模式図を示
す。図４（ａ）は、吐出口形成部材を外した状態で示し
た平面図、図４（ｂ）は図４（ａ）のＢ−Ｂ’線に沿っ
て切断した断面図を示している。同図において第１〜３
の参考例と同様の部分については、同一の符号を付し、
説明を省略する。

【０１５６】このインクジェット記録ヘッドでは、吐出
口５２の中心の鉛直線上に中心が位置するように配置さ
れている電気熱変換素子５１と圧力室５５とに対し、イ
ンク流路８３が、圧力室へのインク供給方向においてそ
の中心線が電気熱変換素子５１と圧力室５５との中心線
からオフセットした位置に位置するように配置されてい
る。

【０１５７】本実施形態は、インク流路８３をこのよう
に配置することにより、消泡時のインクのリフィルの流
れに、回転する流れ成分を生じさせ、キャビテーション
の影響、特に電気熱変換素子５１への影響を低減しよう
とするものである。このことについて、消泡工程を示す
図５を参照して説明する。図５は、ノズルの模式的平面
図であり、消泡工程の各推移状態を図５（ａ）〜図５
（ｆ）の順に示している。

【０１５８】図５（ａ）は、気泡８７が最大の大きさに
なる最大発泡時を示しており、この時点から消泡が開始
される。すると、図５（ｂ）に示すように、消泡ととも
に共通液室５４からのインクの流れが生じ、気泡８７は
インク流路８３に張り出した部分が引っ込むように小さ
くなっていく。

【０１５９】インクの流れが圧力室５５に達すると、圧
力室５５の中心方向は急に空間が広くなっているため流
速が遅くなる。その結果、インクの流れは圧力室５５中
心方向に曲がる。これにより、気泡８７は、図５
（ｃ）、図５（ｄ）に示すように、インクの流れ方向
に、インクに押されるようにして小さくなっていく。

【０１６０】そして、さらに気泡８７が小さくなってい
く過程で、気泡８７は、インクの流れによって圧力室５
５の、図５の左側に偏った位置に押し流される。この
際、流れてくるインクは、共通液室５４から圧力室５５
に向う方向、すなわち図５の上方に向う方向の運動量を
有しているので、圧力室５５の下方を回り込む流れは小
さい。このため、気泡８７は下方に長く延びたようにな
り、消泡の直前には、気泡８７は、図５（ｅ）に示すよ
うに上下に長く延びた三日月状の形状になる。そして、
図５（ｆ）に示す最終的な消泡工程は、このように上下
に長い領域で生じる。

【０１６１】以上のように、本実施形態のインクジェッ
ト記録ヘッドでは、消泡時に圧力室５５内のインク流れ
に回転成分が発生するため流体的に不安定で消泡位置が
ゆらぎやすい。また、消泡が上下に長い領域に分散され
て生じるため、キャビテーションの衝撃も連続した領域
内に対して広範囲に分散される。その結果、キャビテー
ションの衝撃は一点に集中せず電気熱変換素子５１の受
ける衝撃力を小さくできる。

【０１６２】図５の消泡位置は電気熱変換素子５１に電
力を供給するＡｌ電極（不図示）が電気熱変換素子５１
に接続している位置である。この部分はＡｌ電極から電
気熱変換素子５１へ向って段差状になっており構造的に
は弱い部分ではあるが、耐久試験ではこの近傍にキャビ
テーションが一点に集中した跡は形成されず上下に長く
浅く亀裂が形成されたのみで耐久性が著しく延びたこと
が確認された。

【０１６３】本実施形態のインクジェット記録ヘッドに
おいても、隣接するノズル間の駆動タイミングをずらし
ているため、隣接するノズルの吐出口５２の、印字方向
の位置はずれており、図６に示すように、インク流路８
３の長さにノズル間で差が生じている。そして、このよ
うに長さが異なるインク流路８３間の流抵抗を揃えるた
めに、本実施形態においても、インク流路８３の幅や高
さを変化させている。

【０１６４】この際、インク流路８３が圧力室５５の中
心線からオフセットして配置されているため、インク流
路８３の幅が異なると（例えば図６のＷＡとＷＢ）、電
気熱変換素子５１とインク流路８３との位置関係に差が
生じてくる。このため、本実施形態では、電気熱変換素
子５１の中心位置までの流抵抗を算出して、この流抵抗
を全てのノズル間で揃えるようにすることが好ましい。

【０１６５】電気熱変換素子５１の中心位置までの流抵
抗は、図７に示すように、インクの主要な流れの中心位
置に沿った中心軸８８に沿って、式１〜４に示す積分ま
たは式８．９に示す加算を行うことで求めることができ
る。この際、各点でのインク流路の高さ、幅、面積など
は、中心軸に垂直な断面（例えば図７の断面Ａや断面
Ｂ）についてのものを用いる。

【０１６６】このようにして各ノズルの流抵抗を揃える
ことにより、各ノズルのインクのリフィル特性を揃え、
所定の周波数でインクを吐出させる際に、各ノズル間で
インクのリフィル状態が実質的に同様になるようにで
き、濃度ムラのない、良好な画像形成を行うようにでき
る。

【０１６７】また、このようにインク流路８３を、圧力
室５５および電気熱変換素子５１の中心線に対してオフ
セットさせて配置する場合、図８（ａ）のノズル全体図
および図８（ｂ）の拡大図に示すように、１つのノズル
列に含まれるノズルの全てについて、電気熱変換素子５
１の中心線に対するインク流路８３のオフセット方向を
揃えることが好ましい。

【０１６８】このことについて、ノズルの平面図を示す
図９を参照して説明する。電気熱変換素子５１が形成さ
れた記録素子基板上にインク流路８３および圧力室５５
を構成する部材をパターニングする際、パターニング用
のマスクがノズル列方向にずれ、インク流路８３および
圧力室５５が、図９に実線で示す本来の位置からずれ、
破線で示す位置に形成される場合がある。

【０１６９】このような場合、図９（ａ）に示すよう
に、電気熱変換素子５１に対するインク流路８３のオフ
セット方向が異なるノズルがあると、電気熱変換素子５
１とインク流路８３との位置関係が、両ノズル間で異な
る方向にずれてしまう。すなわち、図９（ａ）の左側の
ノズルでは、インク流路８３が電気熱変換素子５１に近
づく方向にずれるのに対して、右側のノズルでは、イン
ク流路８３が電気熱変換素子５１から離れる方向にずれ
る。また、このことは、電気熱変換素子５１に対向する
位置に配置される吐出口５２とインク流路８３との位置
関係についても同様である。このため、インク吐出特性
に両ノズル間で差が生じてしまい、記録画像が乱れる危
惧がある。また、両ノズル間で流抵抗を揃えるようにイ
ンク流路の幅や高さを調整したとしても、両ノズル間の
流抵抗に差が生じてしまう危惧がある。

【０１７０】これに対して、図９（ｂ）に示すように、
電気熱変換素子５１に対するインク流路８３のオフセッ
ト方向が同じである場合には、インク流路８３および圧
力室５５の形成位置がずれると、電気熱変換素子５１お
よび吐出口５２とインク流路８３との位置関係のずれが
両ノズルで同様に生じるので、両ノズルのインク吐出特
性は同じ様に変化する。そこで、例えばインクの吐出方
向や吐出量が多少変化したとしても、複数のノズルで同
様の変化が生じるので、記録画像に与える影響は小さ
い。

【０１７１】このように、電気熱変換素子５１に対する
インク流路８３のオフセット方向を、１つのノズル列内
の各ノズルで同様にすることで、製造のばらつきによる
記録画像への影響を低減できる。また同様に、ノズル列
が共通液室５４を挟んで２列ある場合、２列のノズル列
での電気熱変換素子５１に対するインク流路８３のオフ
セット方向は、ノズル列に平行な中心軸８９（図８
（ｂ）参照）に対して線対称な方向にすることが好まし
い。すなわち、このようにすることで、製造のばらつき
による電気熱変換素子５１とインク流路８３との位置関
係のずれが両ノズル列間で同様に生じるようにでき、記
録画像に与える影響を低減できる。

【０１７２】（第２の実施形態）図１０は、本発明のイ
ンクジェット記録ヘッドの第２の実施形態におけるノズ
ル部分を示す模式図である。同図（ａ）は、吐出口形成
部材を透視した状態で示した平面図、同図（ｂ）は同図
（ａ）のＢ−Ｂ’線に沿って切断した断面図を示してい
る。

【０１７３】本実施形態のインクジェット記録ヘッド
は、インク流路８３が、その中心線が電気熱変換素子５
１の中心線からオフセットした位置に位置するように配
置されているとともに、吐出口５２が、その中心が電気
熱変換素子５１の中心からインク流路側である共通液室
５４に向かう方向にオフセット量Ｘだけオフセットした
位置に位置するように配置されている。本実施形態のイ
ンクジェット記録ヘッドのその他の構成は、第１の実施
形態に示したインクジェット記録ヘッドと同様であるの
で、詳しい説明は省略する。

【０１７４】図１１は、図１０に示したインクジェット
記録ヘッドのノズルからインク液滴が吐出された後の気
泡の消泡工程を同図（ａ）から（ｅ）の順に示してい
る。図１１（ａ）〜（ｅ）に示す状態は、図５（ａ）〜
（ｅ）に示す状態にそれぞれ対応している。

【０１７５】ここで、本実施形態における消泡工程につ
いて説明する前に、比較のために、本実施形態における
ように、吐出口５２の中心が電気熱変換素子５１の中心
からオフセットして配置されておらず、吐出口５２と電
気熱変換素子５１の中心が実質的に同じ位置に配置され
ている場合の消泡工程について説明する。

【０１７６】図４５に示した従来例のインクジェット記
録ヘッドでは、インク流路１６３を形成するインク流路
壁１６３ａから最も離れているインク流路中心線近傍の
インクがインク流路壁１６３ａからの流体摩擦抵抗を受
け難く動きやすい。そのため、消泡過程が始まると極く
短時間でインク流路中心線近傍のインクが圧力室１５５
内へ向かって流れ、気泡はその中心が圧力室１５５の奥
側へ凹んだ形となる。その結果、吐出口１５２と気泡と
の間に残されたインクが消泡時に電気熱変換素子１５１
の方向へ引き寄せられる際の流れは、圧力室１５５の奥
側方向への速度ベクトルを持ち、電気熱変換素子１５１
に垂直に衝突することなく圧力室１５５の奥側へ流れ込
んでいくことになる。

【０１７７】これに対して、インク流路の中心線が電気
熱変換素子の中心線からオフセットした位置に位置する
ように配置されているインクジェット記録ヘッドでは、
下記のような現象が生じる場合がある。

【０１７８】図１２は、図１１（ａ）〜（ｃ）に示した
消泡工程に対応する図であり、さらにそれぞれの状態の
ときのノズル断面図を示している。

【０１７９】図１２（ａ）は最大発泡時の状態を示して
いる。電気熱変換素子１５１の上に発生した気泡が吐出
口１５２の方向に大きく膨らみ、インク液滴が吐出口１
５２から飛び出している。

【０１８０】図１２（ｂ）は気泡が収縮を開始した状態
を示している。このとき、吐出口１５２と気泡との間の
インクが収縮する気泡の負圧によって引っ張られ、その
インクの中央部が電気熱変換素子１５１の方向に向かっ
て凸形状になり始めている。このときのインクの速度ベ
クトルの方向を同図（ii）中に矢印で示している。

【０１８１】図１２（ｃ）は、さらに気泡の収縮が進
み、気泡が電気熱変換素子と同程度の大きさにまで小さ
くなったときの状態を示している。吐出口１５２と気泡
との間のインクは、電気熱変換素子１５１へ向かう方向
の速度ベクトルを持ったまま電気熱変換素子１５１のほ
ぼ中心に衝突する。

【０１８２】このように、インク流路の中心線が電気熱
変換素子の中心線からオフセットした位置に位置するよ
うに配置されている形状のノズルにおいては、消泡時に
圧力室１５５内のインクの流れに回転成分が発生するた
め、気泡の収縮の初期の過程ではインク流路中心線近傍
のインクが気泡の中心へ一方向に流れ込むことはなく、
気泡は大きくは凹まない。その結果、気泡がまだ電気熱
変換素子１５１を覆っている大きさのときに、気泡より
も吐出口１５２側にあるインクは電気熱変換素子１５１
に、それに向かってほぼ垂直に落下し、電気熱変換素子
１５１のほぼ中心に衝突する。この衝突による衝撃は、
キャビテーションによる衝撃ほど大きなののではない
が、このような衝突がインク吐出動作が行われる毎に繰
り返されると、ついにはその衝突位置が損傷して電気熱
変換素子１５１が破壊される場合がある。この現象によ
って電気熱変換素子１５１が破壊されるまでの寿命は、
気泡が消滅した際のキャビテーションによって電気熱変
換素子１５１が破壊される際の寿命よりは長いが、この
現象は電気熱変換素子１５１の耐久性能をさらに延ばそ
うとするときには障害となる。

【０１８３】またさらに、下記のような現象も生じる。
まず、図３５に示した従来例のインクジェット記録ヘッ
ドでは、上述したように、インク流路１６３の中心線と
電気熱変換素子１５１の中心線とが一致しているため、
共通液室１５４からインク流路１６３を通って圧力室１
５５へ向かうインクの流れが電気熱変換素子１５１の中
心線に対して線対称に生じる。そのため、電気熱変換素
子１５１によってインクを加熱することにより発生した
気泡は、電気熱変換素子１５１上でその中心線に対称に
安定して消泡する。

【０１８４】その結果、消泡時のキャビテーションによ
る衝撃力によって、インク流路１６３の中心線上のイン
クのメニスカス面から微小液滴が発生する。この微小液
滴は吐出口１５２のほぼ中央に多く発生するので、吐出
口１５２の縁で遮られることなく安定して吐出口１５２
から吐出する。

【０１８５】これに対して、インク流路の中心線が電気
熱変換素子の中心線からオフセットした位置に位置する
ように配置されているインクジェット記録ヘッドでは、
下記のような現象が生じる場合がある。

【０１８６】図１３は、インク流路の中心線が電気熱変
換素子の中心線からオフセットした位置に位置するよう
に配置されているインクジェット記録ヘッドのノズルか
らインク液滴が吐出されていく様子を同図（Ｉ）から
（III）の順に示している。なお、同図（ａ）は、吐出
口形成部材を透視した状態で示した平面図、同図（ｂ）
は同図（ａ）のＣ−Ｃ’線に沿って切断した断面図を示
している。

【０１８７】図１３（Ｉ）は、電気熱変換素子１５１上
に発生した気泡が消泡した直後の状態を示している。主
滴およびそれに続くサテライト滴が、吐出口中心軸に沿
って吐出口１５２から吐出されている。上述のように、
インク流路１８３の中心線が電気熱変換素子１５１と圧
力室１５５との中心線からオフセットしており、ノズル
形状がインク流路１８３の中心線に対して非対称になっ
ているため、消泡は同図（ａ）中の点線で示した消泡領
域で行われる。そして、消泡時の衝撃によって、微小液
滴がその消泡領域の上方に発生する。発生した微小液滴
は発生位置が吐出口１５２の中心から偏っているため、
図１３（II）に示すように吐出口１５２の縁付近を飛翔
することになる。

【０１８８】このような非対称ノズルは消泡位置がゆら
ぎ易いため、微小液滴の吐出方向は不安定である。その
ため、図１３（III）に示すように吐出口１５２を通り
抜けて吐出する場合もあるが、多くの場合は吐出口１５
２の縁に衝突して吐出口近傍の外面に付着し、インク溜
まりを形成する。

【０１８９】吐出口近傍の外面にインク溜まりが形成さ
れ、そのインク溜まりがある程度以上の大きさになる
と、吐出口から吐出するインク液滴と干渉してインク液
滴の吐出状態に影響を与える。

【０１９０】図１４は、吐出口近傍の外面にインク溜ま
りが形成されている状態のインクジェット記録ヘッドの
ノズルからインク液滴が吐出されていく様子を、同図
（Ｉ）から（III）の順に示している。なお、同図
（ａ）は、吐出口形成部材を透視した状態で示した平面
図、同図（ｂ）は同図（ａ）のＣ−Ｃ’線に沿って切断
した断面図を示している。

【０１９１】図１４（Ｉ）は、微小液滴が吐出口１５２
近傍の外面に付着してインク溜まりが形成された状態を
示している。

【０１９２】図１４（II）は吐出口１５２近傍の外面に
インク溜まりが形成された状態でインク液滴が吐出され
ようとしている状態を示している。吐出口１５２の近傍
にインク溜まりが形成されていると、インク液滴が吐出
口１５２から吐出される際にインク溜まりに接触し、表
面張力によってインク溜まりの方に引き寄せられる。す
ると、インク液滴は吐出口中心軸からずれた方向に吐出
されることとなる。

【０１９３】図１４（III）は、その後インク液滴の形
成が終了し、吐出口中心軸からずれた方向に主滴および
サテライト滴が飛翔していく様子を示している。このよ
うに吐出口１５２の近傍にインク溜まりが形成された状
態で吐出動作が行われると、インク液滴の吐出方向がず
れるだけでなく、吐出速度の低下や吐出量の低下等も同
時に発生し易い。その結果、記録媒体上におけるインク
液滴の着弾位置が本来の位置からずれてしまい、記録画
像に「スジ」や「ムラ」等が発生し、記録画像の品位が
劣化するという問題が発生する場合がある。

【０１９４】次に、図１１に戻って本実施形態のインク
ジェット記録ヘッドにおける消泡工程について説明す
る。

【０１９５】図１１（ａ）は最大発泡時状態を示してい
る。気泡が吐出方向に大きく膨らみ、インク液滴が吐出
口５２から吐出し始めている。

【０１９６】図１１（ｂ）は、その後に気泡が収縮し始
めた状態を示している。吐出口５２と気泡との間に残っ
たインクは、気泡消泡時の負圧によって電気熱変換素子
５１の方へ引っ張られ、電気熱変換素子５１の方向に向
かって凸形状になっている。このとき、吐出口５２と気
泡との間のインク（吐出口側インク）の速度ベクトル
は、同図中の矢印で示すように、電気熱変換素子５１に
対してほぼ垂直な方向に向いている。

【０１９７】図１１（ｃ）は、その後、気泡の収縮がさ
らに進んだ状態を示している。本実施形態の構成では、
吐出口５２が電気熱変換素子５１よりも相対的に共通液
室５４側に配置されているので、吐出口側インクは、気
泡が収縮する過程で、電気熱変換素子５１の中心線に沿
って圧力室５５の奥側方向に向く力を受ける。そのた
め、気泡が電気熱変換素子５１と同程度の大きさになっ
たときの速度ベクトルは、電気熱変換素子５１に対して
垂直ではなく、図１１（ｃ）中の矢印で示すように圧力
室５５の奥側方向に傾いている。その結果、消泡がさら
に進んで図１１（ｄ）に示す状態、さらには図１１
（ｅ）に示す状態になっても、消泡工程は、吐出口側イ
ンクが電気熱変換素子５１の一部の個所に対して垂直に
集中して衝突することなく終了する。

【０１９８】また、本実施形態のごとく吐出口５２を共
通液室５４側にオフセットさせた構成では消泡時に吐出
口側インクの運動方向を圧力室５５奥側に傾かせない系
においても下記の状態を作り出せる。すなわち、吐出口
側インクの重心が共通液室５４側に近くなるので消泡時
に吐出口側インクが電気熱変換素子５１に衝突する位置
が共通液室５４側に近づく。そのため、共通液室５４側
から流入する液室側インクが上記の吐出口側インクの衝
突位置に到達するタイミングが早まる。その結果、消泡
時に吐出口側インクが電気熱変換素子５１に到達する前
に共通液室５４側から流入する液室側インクが吐出口側
インクの衝突する位置を覆ってしまい、吐出口側インク
が電気熱変換素子５１に衝撃を与えることが無くなり電
気熱変換素子５１が損傷を受けることがなくなる。

【０１９９】この場合の消泡工程を図１５（ａ）〜
（ｅ）、図１６（ａ）〜（ｅ）に示す。

【０２００】図１５は図５と同様に発泡〜消泡までの気
泡の平面図を示してある。図１６（ａ）〜（ｅ）までの
各図は、この場合の、図１１の（ａ）〜（ｅ）にそれぞ
れ対応する図である。図１５の構成ではインク流路１８
３の狭部の長さＬと幅Ｗが図１０の構成とは異なってい
る。具体的には図１０の構成よりもＷを狭く、Ｌを長く
してある。こうすることによって消泡時に共通液室５４
から流入してくる液室側インクの流速を速くすることが
でき、消泡時の気泡を図に示すようにより三日月状にで
きる。この状態では図１６に示すような状態を作り出せ
る。図１６（ａ）〜（ｅ）は図１５に示す消泡過程のＫ
−Ｋ’断面図で、消泡過程での液室側インクと吐出口側
インクの関係がわかりやすいように示してある。図１６
（ａ）、（ｂ）は図１１（ａ）、（ｂ）とほぼ同じ状態
であるが、図１６（ｃ）〜（ｅ）までの過程での状態は
図１１とは異なる。図１６（ｃ）は吐出口側インクが電
気熱変換素子５１に到達する前に、液室側インクが、吐
出口側インクが電気熱変換素子５１に衝突する位置に到
達している様子を示している。図１６（ｄ）は電気熱変
換素子５１の上に流入した液室側インクに吐出口側イン
クが接触し合体した状態を示している。図２０（ｅ）は
液室側インクと吐出口側インクが合体した後の更に消泡
過程が進んだ状態を示している。このようにして上記構
成においては吐出口側インクが電気熱変換素子５１に直
接衝突することを回避できる。

【０２０１】また、更に本実施形態のごとく消泡時に吐
出口側インクと液室側インクの相互作用を強くした構成
では、そもそも吐出口側インクの運動が不安定になり吐
出口側インクが電気熱変換素子５１に衝突する状態の構
成でも衝突位置がランダムになるので、衝突が特定箇所
で毎回起こる場合におけるように損傷が発生するのを防
止できる。

【０２０２】このように、本実施形態によれば、電気熱
変換素子５１は消泡過程で強い衝撃力を受けることがな
くなり、損傷をほとんど受けなくなる。その結果、電気
熱変換素子５１の耐久性能を著しく向上させることが可
能になる。

【０２０３】また、図１７は、図１０に示したインクジ
ェット記録ヘッドのノズルからインク液滴が吐出されて
いく様子を同図（Ｉ）から（III）の順に示している。
なお、同図（ａ）は、吐出口形成部材を透視した状態で
示した平面図、同図（ｂ）は同図（ａ）のＣ−Ｃ’線に
沿って切断した断面図を示している。

【０２０４】図１５（Ｉ）は、電気熱変換素子５１上に
発生した気泡が消泡した直後の状態を示している。主滴
およびそれに続くサテライト滴が、吐出口５２中心軸に
沿って吐出口５２から吐出されている。

【０２０５】上述のように、吐出口５２の中心が電気熱
変換素子５１の中心から共通液室５４方向にオフセット
しているので、吐出口５２は微小液滴のエネルギー発生
源である消泡領域（同図（ａ）参照）に対して相対的に
その方向にオフセットした位置に配置されている。した
がって、図１３を参照して説明した場合と比較して、吐
出口５２の中心と消泡位置との相対的な距離が長くなっ
ている。そのため、消泡時には、メニスカス面はキャビ
テーションの衝撃によって吐出口テーパ部（ノズル）の
壁面の近傍で同図（ｂ）の矢印Ａで示すように少し盛り
上がるだけであり、微小液滴がほとんど発生しなくな
る。また、たとえ微小液滴が発生した場合でも、吐出口
５２の壁面にはテーパが付けられており、吐出方向前方
に向かうにつれて狭くなっているので、微小液滴は吐出
口テーパ部の壁面に衝突し、吐出口５２の外に吐出され
るに至らない。

【０２０６】このように、本実施形態の記録ヘッドで
は、微小液滴が吐出口５２の縁に衝突することがなく、
吐出口５２近傍の外面にインク溜まりが形成されない。
そのため、図１４を参照して説明した場合のように、イ
ンク液滴が吐出口５２から吐出される際にインク溜まり
に接触し、表面張力によってインク溜まりの方に引き寄
せられることがない。したがって、吐出口５２から吐出
されたインク液滴は、図１７（II）および（III）に示
すように吐出口中心軸に沿って真っ直ぐに安定して飛翔
するので、インク液滴の着弾位置が安定し、記録画像の
品位を高く保つことが可能となる。共通液室５４方向へ
の吐出口５２のオフセット量に対する印字品位の変化を
下記の表１１に示す。同表において「△」は、ヌレよれ
が目立つこと、「○’」は、ヌレよれが少ないこと、
「○」は、品位かなり良であること、「◎」は、非常に
品位が良好であることを示している。

【０２０７】

【表１１】

【０２０８】表１１から、吐出口５２の位置をオフセッ
トしない場合はヌレよれが目立つが、吐出口５２のオフ
セット量をふやすに従って、ヌレよれが減りオフセット
量３μｍ〜７μｍでは非常に高品位な印字が達成される
ことが分かる。

【０２０９】電気熱変換素子５１中心に対する吐出口５
２中心のオフセット量Ｘ（図１参照）が１μｍよりも小
さいと、吐出口５２と気泡との間のインクに対して圧力
室５５の奥側に傾いた速度ベクトルを十分に持たせるこ
とができない。また、液室側インクが到達する前に吐出
口側インクが電気熱変換素子５１に衝突してしまいやす
くなる。この場合、吐出口５２側のインクの衝突位置も
固定的になり電気熱変換素子５１は損傷を受けやすくな
り、その結果、耐久寿命は短くなってしまう。また、吐
出口５２の中心と消泡位置との相対的な距離が短くなる
ので、消泡時に発生する微小液滴が吐出口テーパ部の壁
面に衝突せずに吐出口５２の外に吐出されてしまう可能
性が高くなる。すると吐出口５２の外側の縁にインク溜
まりができやすくなり、液滴の吐出方向がインク溜まり
による影響を受けやすくなる。一方、オフセット量Ｘが
１０μｍよりも大きいと、発泡時の吐出圧力の作用方向
が吐出口５２中心軸から大きく傾いてしまい、インク液
滴の吐出方向がずれてしまう場合がある。そのため、こ
のオフセット量Ｘは、１μｍ≦Ｘ≦１０μｍの範囲であ
ることが好ましい。

【０２１０】また、更に好ましくはオフセット量Ｘは３
μｍから７μｍが良い。

【０２１１】また、特に本構成に対して、前述した第３
の参考例に示した構成、すなわち長さの異なるインク流
路の流抵抗を支配的に決めている個所の断面積を同一に
し、同部分のインク流れ方向の長さを調節することによ
って流抵抗を略同一にした構成を用いると、気泡消泡時
に圧力室に流入するインクの流速を長さの異なるインク
流路間で実質的に同一にできる。そのため、長さが異な
るインク流路においても消泡時の吐出口側インクと液室
側インクの関係を一定に維持でき、電気熱変換素子の耐
久寿命のインク流路間のバラつきを無くし、耐久寿命を
安定的に高く維持することが可能となる。

【０２１２】（第３の実施形態）図１８は、本発明のイ
ンクジェット記録ヘッドの第３の実施形態におけるノズ
ル部分を示す模式図である。同図（ａ）は、吐出口形成
部材を透視した状態で示した平面図、同図（ｂ）は同図
（ａ）のＣ−Ｃ’線に沿って切断した断面図を示してい
る。

【０２１３】本実施形態のインクジェット記録ヘッド
は、インク流路８３が、その中心線が電気熱変換素子５
１の中心線からオフセットした位置に位置するように配
置されているとともに、吐出口５２が、その中心が電気
熱変換素子５１の中心からインク流路側であるインク流
路８３の中心線の方向にオフセット量Ｙだけオフセット
した位置に位置するように配置されている。本実施形態
のインクジェット記録ヘッドのその他の構成は、第１、
２の実施形態のインクジェット記録ヘッドと同様である
ので、詳しい説明は省略する。

【０２１４】図１９は、図１８に示したインクジェット
記録ヘッドのノズルからインク液滴が吐出された後の気
泡の消泡工程を同図（ａ）から（ｃ）の順に示してい
る。図１９（ａ）〜（ｃ）に示す状態は、図１１（ｂ）
〜（ｄ）に示す状態にそれぞれ対応している。

【０２１５】図１９（ａ）は、最大発泡状態の後に気泡
が収縮し始めた状態を示している。

【０２１６】この状態では、吐出口５２と気泡との間の
インクは気泡の消泡時の負圧によって引っ張られ、電気
熱変換素子５１の方向に凸形状になっている。このとき
のインクの速度ベクトルは、図中の矢印で示すように、
電気熱変換素子５１に対してほぼ垂直な方向に向いてい
る。

【０２１７】図１９（ｂ）は、その後、気泡の収縮がさ
らに進んだ状態を示している。

【０２１８】本実施形態の構成では、吐出口５２が電気
熱変換素子５１よりも相対的にインク流路８３の中心線
側に配置されているので、吐出口５２と気泡との間の吐
出口側インクは、気泡が収縮する過程で、インク流路８
３中心線から電気熱変換素子５１の中心線へ向いた力を
受ける。そのため、気泡が電気熱変換素子５１と同程度
の大きさになったときの速度ベクトルは、電気熱変換素
子５１に対して垂直ではなく、図１９（ｂ）中の矢印で
示すように圧力室５５の奥側方向に傾いている。その結
果、消泡がさらに進んで図１９（ｃ）の状態になって
も、消泡過程は、吐出口側インクが電気熱変換素子５１
の一部の個所に対して垂直に集中して衝突することなく
終了する。

【０２１９】また、本実施形態のごとく吐出口５２をイ
ンク流路８３中心線側にオフセットさせた構成では消泡
時に吐出口側インクの運動方向を圧力室５５奥側に傾か
せない系においても下記の状態を作り出せる。すなわ
ち、吐出口側インクの重心がインク流路８３中心線側に
近くなるので消泡時に吐出口側インクが電気熱変換素子
５１に衝突する位置が共通液室５４側に近づく。そのた
め、共通液室５４側から流入する液室側インクが上記の
吐出口側インクの衝突位置に到達するタイミングが早ま
る。その結果、消泡時に吐出口側インクが電気熱変換素
子５１に到達する前に共通液室５４側から流入する液室
側インクが吐出口側インクの衝突する位置を覆ってしま
い、吐出口側インクが電気熱変換素子５１に衝撃を与え
ることが無くなり電気熱変換素子５１が損傷を受けるこ
とがなくなる。

【０２２０】この場合の消泡過程における吐出口側イン
クと液室側インクの相互作用の状態は、ほぼ図１５
（ａ）〜（ｅ）、図１６（ａ）〜（ｅ）と同様となる。

【０２２１】また、更に本実施形態のごとく消泡時に吐
出口側インクと液室側インクの相互作用を強くした構成
では、そもそも吐出口側インクの運動が不安定になり吐
出口側インクが電気熱変換素子５１に衝突する状態の構
成でも衝突位置がランダムになるので、衝突が特定箇所
で毎回起こる場合におけるように損傷が発生するのを防
止できる。このように、本実施形態によれば、電気熱変
換素子５１は消泡過程で強い衝撃力を受けることがなく
なり、損傷をほとんど受けなくなる。その結果、電気熱
変換素子５１の耐久性能を著しく向上させることが可能
になる。

【０２２２】また、図２０は、図１８に示したインクジ
ェット記録ヘッドのノズルからインク液滴が吐出されて
いく様子を同図（Ｉ）から（III）の順に示している。
なお、同図（ａ）は、吐出口形成部材を透視した状態で
示した平面図、同図（ｂ）は同図（ａ）のＣ−Ｃ’線に
沿って切断した断面図を示している。

【０２２３】図２０（Ｉ）は、電気熱変換素子５１上に
発生した気泡が消泡した直後の状態を示している。主滴
およびそれに続くサテライト滴が、吐出口５２中心軸に
沿って吐出口５２から吐出されている。

【０２２４】上述のように、吐出口５２の中心が電気熱
変換素子５１の中心からインク流路８３中心側にオフセ
ットしているので、吐出口５２は前述の実施例１よりも
微小液滴のエネルギー発生源である消泡領域（同図
（ａ）参照）に対して相対的に離れる方向にオフセット
した位置に配置されている。したがって、図１３を参照
して説明した場合と比較して、吐出口５２の中心と消泡
位置との相対的な距離が更に長くなっている。そのた
め、消泡時には、メニスカス面はキャビテーションの衝
撃をほとんど受けなくなり、微小液滴がほとんど発生し
なくなる。また、たとえ微小液滴が発生した場合でも、
吐出口５２の壁面にはテーパが付けられており、吐出方
向前方に向かうにつれて狭くなっているので、微小液滴
は吐出口テーパ部の壁面に衝突し、吐出口５２の外に吐
出されるに至らない。

【０２２５】このように、本実施形態のインクジェット
記録ヘッドでは、微小液滴が吐出口５２の縁に衝突する
ことがなく、吐出口５２近傍の外面にインク溜まりが形
成されない。そのため、図１４を参照して説明した場合
のように、インク液滴が吐出口５２から吐出される際に
インク溜まりに接触し、表面張力によってインク溜まり
の方に引き寄せられることがない。したがって、吐出口
５２から吐出されたインク液滴は、図２０（II）および
（III）に示すように吐出口５２中心軸に沿って真っ直
ぐに安定して飛翔するので、インク液滴の着弾位置が安
定し、記録画像の品位を高く保つことが可能となる。
電気熱変換素子５１中心に対する吐出口５２中心のオフ
セット量Ｙ（図３参照）が１μｍよりも小さいと、吐出
口５２と気泡との間のインクに対して圧力室５５の奥側
に傾いた速度ベクトルを十分に持たせることができな
い。その一方で、オフセット量Ｙが１０μｍよりも大き
いと、発泡時の吐出圧力の作用方向が吐出口５２中心軸
から大きく傾いてしまい、インク液滴の吐出方向に悪影
響を与えてしまう。そのため、このオフセット量Ｙは、
１μｍ≦Ｙ≦１０μｍの範囲であることが好ましい。

【０２２６】（第４の実施形態）図２１は、本発明のイ
ンクジェット記録ヘッドの第４の実施形態におけるノズ
ル部分を示す模式図である。同図（ａ）は、吐出口形成
部材を透視した状態で示した平面図、同図（ｂ）は同図
（ａ）のＢ−Ｂ’線に沿って切断した断面図、同図
（ｃ）は同図（ａ）のＣ−Ｃ’線に沿って切断した断面
図を示している。

【０２２７】本実施形態のインクジェット記録ヘッド
は、インク流路８３が、その中心線が電気熱変換素子５
１の中心線からオフセットした位置に位置するように配
置されていることに加え、吐出口５２が、その中心が電
気熱変換素子５１の中心から共通液室５４に向かう方向
にオフセット量Ｘだけオフセットした位置に位置するよ
うに配置されているとともに、その中心が電気熱変換素
子５１の中心からインク流路８３の中心線の方向にオフ
セット量Ｙだけオフセットした位置に位置するように配
置されている。本実施形態のインクジェット記録ヘッド
のその他の構成は、第１〜３の実施形態に示したインク
ジェット記録ヘッドと同様であるので、詳しい説明は省
略する。

【０２２８】本実施形態の構成によっても、上述の第２
および第３の実施形態と同様に、吐出口５２と気泡との
間のインクが、気泡の消泡時の収縮に伴って電気熱変換
素子５１の方向に移動する際に、電気熱変換素子５１に
対して垂直ではなく圧力室５５の奥側に傾いた速度ベク
トルを持つ。そのため、消泡過程は、インクが電気熱変
換素子５１の一部の個所に垂直に集中して衝突すること
なく終了する。

【０２２９】また、本実施形態のごとく吐出口５２を共
通液室５４側にオフセットさせた構成では消泡時に吐出
口側インクの運動方向を圧力室奥側に傾かせない系にお
いても下記の状態を作り出せる。すなわち、吐出口側イ
ンクの重心が共通液室５４側に近くなるので消泡時に吐
出口側インクが電気熱変換素子５１に衝突する位置が共
通液室５４側に近づく。そのため、共通液室５４側から
流入する液室側インクが上記の吐出口側インクの衝突位
置に到達するタイミングが早まる。その結果、消泡時に
吐出口側インクが電気熱変換素子５１に到達する前に共
通液室側から流入する液室側インクが吐出口側インクの
衝突する位置を覆ってしまい、吐出口側インクが電気熱
変換素子５１に衝撃を与えることが無くなり電気熱変換
素子５１が損傷を受けることがなくなる。

【０２３０】また、更に本実施形態のごとく消泡時に吐
出口側インクと液室側インクの相互作用を強くした構成
では、そもそも吐出口側インクの運動が不安定になり吐
出口側インクが電気熱変換素子に衝突する状態の構成で
も衝突位置がランダムになるので、衝突が特定箇所で毎
回起こる場合におけるように損傷が発生するのを防止で
きる。

【０２３１】したがって、電気熱変換素子５１は消泡過
程で強い衝撃力を受けることがなくなり、損傷をほとん
ど受けなくなる。その結果、電気熱変換素子５１の耐久
性能を著しく向上させることが可能になる。

【０２３２】また、吐出口５２の中心が電気熱変換素子
５１の中心から共通液室５４方向にオフセットしている
ので、吐出口５２は微小液滴のエネルギー発生源である
消泡領域（同図（ａ）参照）に対して相対的に離れる方
向にオフセットした位置に配置されている。したがっ
て、図１３を参照して説明した場合と比較して、吐出口
５２の中心と消泡位置との相対的な距離が長くなってい
る。そのため、消泡時には、メニスカス面はキャビテー
ションの衝撃によって吐出口テーパ部（ノズル）の壁面
の近傍で少し盛り上がるだけであり、微小液滴がほとん
ど発生しなくなる。また、たとえ微小液滴が発生した場
合でも、吐出口テーパ部は吐出方向前方に向かうにつれ
て狭くなっているので、微小液滴は吐出口テーパ部の壁
面に衝突し、吐出口５２の外に吐出されるに至らない。

【０２３３】このように、本実施形態のインクジェット
記録ヘッドでは、微小液滴が吐出口５２の縁に衝突する
ことがなく、吐出口５２近傍の外面にインク溜まりが形
成されない。そのため、図１４を参照して説明した場合
のように、インク液滴が吐出口５２から吐出される際に
インク溜まりに接触し、表面張力によってインク溜まり
の方に引き寄せられることがない。したがって、吐出口
５２から吐出されたインク液滴は吐出口中心軸に沿って
真っ直ぐに安定して飛翔するので、インク液滴の着弾位
置が安定し、記録画像の品位を高く保つことが可能とな
る。

【０２３４】なお、本実施形態のように吐出口５２を２
つの方向にオフセットさせた場合には、電気熱変換素子
５１の中心からの吐出口５２の中心のオフセット量をＺ
とすると、オフセット量ＺはＺ＝√（Ｘ²＋Ｙ²）と表す
ことができる。したがって、本実施形態におけるオフセ
ット量Ｚを図１０に示す第２の実施形態や図１８に示す
第３の実施形態におけるオフセット量と同程度にする場
合には、図２１に示す各オフセット量Ｘ，Ｙは、第２の
実施形態または第３の実施形態におけるオフセット量
Ｘ，Ｙよりも小さくなる。したがって、本実施形態は、
第２および第３の実施形態に比べて、電気熱変換素子５
１の中心からの吐出口５２の中心のオフセット量Ｘ，Ｙ
を相対的に小さく保ちながらも、第２および第３の実施
形態の場合と同じように、吐出口５２と気泡とのインク
の速度ベクトルを圧力室５５の奥側へ向かわせることが
できるという利点がある。

【０２３５】（第５の実施形態）図２２は、本発明のイ
ンクジェット記録ヘッドの第５の実施形態におけるノズ
ル部分を示す模式図である。同図（ａ）は、吐出口形成
部材を透視した状態で示した平面図、同図（ｂ）は同図
（ａ）のＢ−Ｂ’線に沿って切断した断面図を示してい
る。

【０２３６】本実施形態のインクジェット記録ヘッド
は、インク流路８３が、その中心線が電気熱変換素子５
１の中心線からオフセットした位置に位置するように配
置されている。さらに、吐出口５２が、その中心が圧力
室５５の中心から共通液室５４に向かう方向にオフセッ
トした位置に位置するように配置されているとともに、
電気熱変換素子５１が、その中心が圧力室５５の中心か
ら、圧力室５５の奥側に向かう方向にオフセットした位
置に位置するように配置されている。本実施形態での吐
出口５２と電気熱変換素子５１との相対的な位置関係
は、図１０示したものと同じである。本実施形態の特徴
は、電気熱変換素子５１の中心を圧力室５５の中心に対
してオフセット配置したことにある。その他の構成は、
第２の実施形態のインクジェット記録ヘッドと同様であ
るので、詳しい説明は省略する。

【０２３７】図１０、図１８および図２１に示した構成
において、圧力室５５の中心に対する吐出口５２の中心
の位置のオフセット量が過度に大きくなると、圧力室５
５内の流抵抗バランスが崩れてインク液滴の吐出方向が
変化し易くなるという問題や、圧力室５５内にデッドペ
ースが増えるために圧力室５５内に泡溜まりが発生し易
くなるという問題が発生する。ここで「泡溜まり」と
は、インク中に溶存する気泡が集合することによって形
成された気泡が滞留することをいう。

【０２３８】これに対し、本実施形態の構成によれば、
圧力室５５中心からの吐出口５２中心のオフセット量を
小さく保ちつつ、吐出口５２中心と電気熱変換素子５１
中心とのオフセット量を大きく設定することができる。
そのため、インク液滴の吐出方向の適正な維持と圧力室
５５内の泡溜まりの抑制を達成しつつ、電気熱変換素子
５１が消泡過程で強い衝撃力を受けて損傷を受けること
をほぼ無くすことができる。

【０２３９】また、吐出口５２の中心が電気熱変換素子
５１の中心から共通液室５４方向にオフセットしている
ので、吐出口５２は微小液滴のエネルギー発生源である
消泡領域に対して相対的に離れる方向にオフセットした
位置に配置されている。したがって、図１３を参照して
説明した場合と比較して、吐出口５２の中心と消泡位置
との相対的な距離が長くなっている。そのため、消泡時
には、メニスカス面はキャビテーションの衝撃によって
吐出口テーパ部（ノズル）の壁面の近傍で少し盛り上が
るだけであり、微小液滴がほとんど発生しなくなる。ま
た、たとえ微小液滴が発生した場合でも、吐出口テーパ
部は吐出方向前方に向かうにつれて狭くなっているの
で、微小液滴は吐出口テーパ部の壁面に衝突し、吐出口
５２の外に吐出されるに至らない。

【０２４０】このように、本実施形態の記録ヘッドで
は、微小液滴が吐出口５２の縁に衝突することがなく、
吐出口５２近傍の外面にインク溜まりが形成されない。
そのため、図１４を参照して説明した場合のように、イ
ンク液滴が吐出口５２から吐出される際にインク溜まり
に接触し、表面張力によってインク溜まりの方に引き寄
せられることがない。したがって、吐出口５２から吐出
されたインク液滴は、図１７（II）および（III）に示
すように吐出口５２中心軸に沿って真っ直ぐに安定して
飛翔するので、インク液滴の着弾位置が安定し、記録画
像の品位を高く保つことが可能となる。

【０２４１】その結果、記録画像を高品位に保ちながら
電気熱変換素子５１の耐久性能を著しく向上させること
が可能になる。

【０２４２】なお、本実施形態が適用できるのは上記の
ような構成に限られない。例えば、図１８や図２１に示
した構成においても、電気熱変換素子５１の中心を圧力
室５５の中心から、電気熱変換素子５１の中心から吐出
口５２の中心に向かう方向とは反対の方向にオフセット
させることにより、上記と同様の効果を得ることができ
る。

【０２４３】（第６の実施形態）図２３は、本発明のイ
ンクジェット記録ヘッドの第６の実施形態におけるノズ
ル部分を示す模式図である。同図（ａ）は、吐出口形成
部材を透視した状態で示した平面図、同図（ｂ）は同図
（ａ）のＢ−Ｂ’線に沿って切断した断面図を示してい
る。

【０２４４】本実施形態のインクジェット記録ヘッド
は、インク流路８３が、その中心線が電気熱変換素子５
１の中心線からオフセットした位置に位置するように配
置されている。さらに、吐出口５２が、その中心が圧力
室５５の中心から共通液室５４に向かう方向にオフセッ
ト量Xだけオフセットした位置に位置するように配置さ
れている。吐出口５２は、圧力室５５内に向かって断面
積が増えるように、側壁にテーパが付けられている。図
２３（ａ）には、吐出口５２の圧力室５５に連絡する部
分の縁、すなわち吐出口テーパ下端６０を破線で示して
いる。図から明らかなように、本実施形態のインクジェ
ット記録ヘッドでは、圧力室５５の、吐出口５２が連絡
している面に平行な面内で見て、電気熱変換素子５１が
占める領域は、吐出口テーパ下端６０に囲まれる領域内
に含まれている。本実施形態のインクジェット記録ヘッ
ドのその他の構成は、第１〜５の実施形態に示したイン
クジェット記録ヘッドと同様であるので、詳しい説明は
省略する。

【０２４５】次に、図２４，２５を参照して、このイン
クジェット記録ヘッドにおける消泡工程での、インク、
気泡の状態について説明する。図２４，２５は消泡工程
を同図（ａ）から（ｆ）の順に示しており、図２４は、
吐出口形成部材を透視した状態で示した平面図、図２５
はインク流路８３方向に沿って切断した断面図である。
図２４の（ａ）から（ｆ）と、図２５の（ａ）から
（ｆ）はそれぞれ対応するタイミングでの状態を示して
いる。

【０２４６】図２４（ａ）、図２５（ａ）は、最大発泡
状態を示している。この状態から、消泡が開始され、図
２４（ｂ）、図２５（ｂ）に示すように、共通液室５４
側からインクが流入し始めるとともに、吐出口５２と気
泡との間の吐出口側インクが電気熱変換素子５１方向に
移動し始める。

【０２４７】本実施形態においても、吐出口５２は、そ
の中心が圧力室５５の中心より共通液室５４側にオフセ
ットして配置されているため、図２５（ｃ）に示すよう
に、吐出口側インクが電気熱変換素子５１に到達する前
に、液室側インクが吐出口側インクの衝突する位置を覆
う。このため、吐出口側インクは電気熱変換素子５１に
は衝突せず、共通液室側インクに合流する。この際、吐
出口側インクは、吐出口５５の中央部では動きやすく、
吐出口５５のテーパ壁面に接しているインクは動きにく
い。このため、合流する吐出口側インクによって、イン
クには、吐出口５２が連絡している面に平行な面内で見
て、吐出口５２の中心から吐出口テーパ下端６０に向か
う流れを生じさせようとする力が作用する。このため、
図２４，２５の（ｄ），（ｅ）に示すように、気泡はイ
ンクに押しやられ、吐出口５２が連絡している面に平行
な面内で見て、吐出口５２の中心から吐出口テーパ下端
６０より、圧力室５５の奥側に偏在するようになり、こ
の位置で消泡が生じ、図２４（ｆ）、図２５（ｆ）に示
す状態になる。

【０２４８】本実施形態では、吐出口５２が連絡してい
る面に平行な面内で見て、吐出口テーパ下端６０は、電
気熱変換素子５１より外側に位置しており、したがっ
て、消泡は、より確実に電気熱変換素子５１の外側で生
じる。このため、本実施形態によれば、電気熱変換素子
５１にインク消泡時の衝撃が加わることをより確実に防
止でき、電気熱変換素子５１の耐久寿命をさらに延ばす
ことができる。

【０２４９】（第７の実施形態）図２６は、本発明のイ
ンクジェット記録ヘッドの第７の実施形態におけるノズ
ル部分を示す模式図である。同図（ａ）は、吐出口形成
部材を透視した状態で示した平面図、同図（ｂ）は同図
（ａ）のＢ−Ｂ’線に沿って切断した断面図を示してい
る。

【０２５０】本実施形態のインクジェット記録ヘッド
は、吐出口５２が、吐出口５２の中心の、電気熱変換素
子５１の中心からのオフセット方向に長い長方形の形状
を有している点が、第６の実施形態の構成と異なる。そ
の他の構成は、第６の実施形態と同様であり詳しい説明
は省略する。

【０２５１】本実施形態のインクジェット記録ヘッドで
は、吐出口５２が上述のような形状であるため、その壁
面のテーパ角θをあまり大きくしなくても、吐出口テー
パ下端６０が、電気熱変換素子５１を囲むように構成す
ることができる。このため、吐出口５２を形成するのが
容易になる。また、圧力室５５の大きさを小さくするこ
とができ、したがって、吐出口５２の配列ピッチを小さ
くして、解像度を上げることができる。

【０２５２】なお、本実施形態において、吐出口５２の
オフセット方向の反対方向に見た、吐出口５２の、イン
ク吐出面側の開口の縁の端部から電気熱変換素子１の端
部までの距離αは、吐出口５２のオフセット方向に直交
する方向に見た、インク吐出口５２の、インク吐出面側
の開口の縁の端部から電気熱変換素子１の端部までの距
離βと等しくすることが望ましい。このようにすること
によって、吐出口５５のテーパ角θを最小限の大きさで
済ませることができる。

【０２５３】また、本実施形態では、吐出口５２の形状
を長方形とした例を示したが、長円形状や楕円形状とし
てもよい。

【０２５４】（第８の実施形態）図２７は、本発明のイ
ンクジェット記録ヘッドの第８の実施形態におけるノズ
ル部分を示す模式図である。同図（ａ）は、吐出口形成
部材を透視した状態で示した平面図、同図（ｂ）は同図
（ａ）のＢ−Ｂ’線に沿って切断した断面図、同図
（ｃ）は同図（ａ）のＣ−Ｃ’線に沿って切断した断面
図を示している。

【０２５５】本実施形態のインクジェット記録ヘッド
は、吐出口５２が、電気熱変換素子５１の配線６２が接
続された方向に長い長方形状を有している点が、第６の
実施形態の構成と異なる。その他の構成は、第６の実施
形態と同様であり詳しい説明は省略する。

【０２５６】この構成によれば、電気熱変換素子５１と
配線６２の接続部が、吐出口テーパ下端６０に囲まれる
領域内に位置するようにすることができる。したがっ
て、接続部にインク消泡時の衝撃がより加わりにくくな
るようにすることができる。接続部は、通常、配線６２
と電気熱変換素子５１の間に物理的に段差があるため衝
撃に比較的弱い。本実施形態によれば、この衝撃に弱い
部分に衝撃が加わらないようにできるので、この部分の
耐久性を向上させ、インクジェット記録ヘッドの電気的
信頼性を向上させることができる。

【０２５７】なお、本実施形態においても、吐出口５２
の形状は長方形に限られず、長円形状、楕円形状でもよ
いのはもちろんである。

【０２５８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
インク流路を、その中心線が電気熱変換素子の中心線か
らオフセットして位置するように配置することで、キャ
ビテーションによる電気熱変換素子への影響を低減でき
る。

【０２５９】またさらに、インク吐出口の中心が電気熱
変換素子の中心からオフセットされて位置するように配
置することによって、ノズル内の吐出口と気泡との間の
インクが気泡の消泡時に電気熱変換素子に垂直に衝突す
ることを抑え、もって電気熱変換素子が損傷することを
防止して電気熱変換素子の耐久性能をさらに飛躍的に向
上させることができる。

【０２６０】また、吐出口の断面積が圧力室側に向かう
にしたがって増えるように吐出口壁面にテーパを付け、
吐出口の、圧力室側の接続面に平行な面内で見て、吐出
口の圧力室側の開口の縁に囲まれる領域内に電気熱変換
素子が位置するように構成することによって、ほぼ確実
に電気熱変換素子の外側の領域で消泡が生じるようにす
ることができる。それによって、電気熱変換素子の耐久
性能をさらに飛躍的に向上させることができる。

【０２６１】また、インク流路の長さが異なる複数のノ
ズルについて、その幅や高さなどを変化させて流抵抗を
揃えることにより、濃度ムラの少ない高品位な画像記録
を行うことができるインクジェット記録ヘッドを提供で
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の参考例のインクジェット記録ヘッドのノ
ズル部分の模式図であり、図１（ａ）は、吐出口形成部
材を外した状態で示した平面図、図１（ｂ）は、吐出口
形成部材の上方から見た平面図、図１（ｃ）は図１
（ａ）のＰ−Ｐ’線に沿って切断した断面図である。

【図２】第２の参考例のインクジェット記録ヘッドのノ
ズル部分の模式図であり、図２（ａ）は、吐出口形成部
材を外した状態で示した平面図、図２（ｂ）は、吐出口
形成部材の上方から見た平面図、図２（ｃ）は図２
（ａ）のＰ−Ｐ’線に沿って切断した断面図である。

【図３】第３の参考例のインクジェット記録ヘッドのノ
ズル部分の模式図であり、図３（ａ）は、吐出口形成部
材を外した状態で示した平面図、図３（ｂ）は、吐出口
形成部材の上方から見た平面図、図３（ｃ）は図３
（ａ）のＰ−Ｐ’線に沿って切断した断面図である。

【図４】本発明の第１の実施形態のインクジェット記録
ヘッドのノズル部分の模式図であり、図４（ａ）は、吐
出口形成部材を透視した状態で示した平面図、図４
（ｂ）は図３（ａ）のＢ−Ｂ’線に沿って切断した断面
図である。

【図５】図４のインクジェット記録ヘッドのノズル部分
の平面図であり、消泡工程を模式的に示している。

【図６】図４のインクジェット記録ヘッドのノズル部分
の模式的平面図であり、複数のノズルの配置を示してい
る。

【図７】図４のインクジェット記録ヘッドのノズル部分
の平面図であり、流抵抗を求める方法を模式的に示して
いる。

【図８】図８（ａ）は、図４のインクジェット記録ヘッ
ドのノズル部分の全体の平面図、図８（ｂ）は図８
（ａ）のＡ部拡大図である。

【図９】図４のインクジェット記録ヘッドのノズル部分
の平面図であり、ノズル形成部材の形成位置にずれが生
じた場合を示している。

【図１０】本発明のインクジェット記録ヘッドの第２の
実施形態におけるノズル部分を示す模式図である。

【図１１】図１０に示したインクジェット記録ヘッドの
ノズルからインク液滴が吐出された後の気泡の消泡工程
を示す図である。

【図１２】図１１（ａ）〜（ｃ）に示した消泡工程の各
推移状態を抜粋し、さらにそれぞれの状態のときのノズ
ル断面を示す図である。

【図１３】第２の実施例に対する比較例のインクジェッ
ト記録ヘッドの消泡工程を示す図であり、図１３（ａ）
は、吐出口形成部材を透視した状態で示す平面図、図１
３（ｂ）は、図１３（ａ）のＣ−Ｃ’線に沿って切断し
た断面図を示している。

【図１４】第２の実施例に対する比較例のインクジェッ
ト記録ヘッドのインク吐出工程を示す図であり、図１４
（ａ）は、吐出口形成部材を透視した状態で示す平面
図、図１４（ｂ）は、図１４（ａ）のＣ−Ｃ’線に沿っ
て切断した断面図を示している。

【図１５】本発明のインクジェット記録ヘッドの第２の
実施形態の変形例の消泡工程を示す、吐出口形成部材を
透視した状態で示す平面図である。

【図１６】図１５と同様の消泡工程を示す、図１５
（ｃ）のＫ−Ｋ’線に沿って切断した断面図である。

【図１７】図１５のインクジェット記録ヘッドにおける
インク吐出工程を示す図であり、図１７（ａ）は、吐出
口形成部材を透視した状態で示す平面図、図１７（ｂ）
は、図１７（ａ）のＣ−Ｃ’線に沿って切断した断面図
を示している。

【図１８】本発明のインクジェット記録ヘッドの第３の
実施形態におけるノズル部分を示す模式図である。

【図１９】図１８に示したインクジェット記録ヘッドの
ノズルからインク液滴が吐出された後の気泡の消泡工程
を示す図である。

【図２０】図１８に示したインクジェット記録ヘッドの
インク吐出工程を示す模式図であり、図２０（ａ）は、
吐出口形成部材を透視した状態で示す平面図、図２０
（ｂ）は、図２０（ａ）のＣ−Ｃ’線に沿って切断した
断面図を示している。

【図２１】本発明のインクジェット記録ヘッドの第４の
実施形態におけるノズル部分を示す模式図である。

【図２２】本発明のインクジェット記録ヘッドの第５の
実施形態におけるノズル部分を示す模式図である。

【図２３】本発明のインクジェット記録ヘッドの第６の
実施形態におけるノズル部分を示す模式図である。

【図２４】図２３のインクジェット記録ヘッドの消泡工
程を示す、吐出口形成部材を透視した状態で示す平面図
である。

【図２５】図２３のインクジェット記録ヘッドの消泡工
程を示す、図２４のＢ−Ｂ’線に沿って切断した断面図
である。

【図２６】本発明のインクジェット記録ヘッドの第７の
実施形態におけるノズル部分を示す模式図である。

【図２７】本発明のインクジェット記録ヘッドの第８の
実施形態におけるノズル部分を示す模式図である。

【図２８】図２８（ａ）は本発明のインクジェット記録
ヘッドを搭載可能な、好適な記録ヘッドカートリッジの
斜視図、図２８（ｂ）はその分解斜視図である。

【図２９】図２８に示す記録ヘッドの構成を示す分解斜
視図である。

【図３０】図２８に示す記録ヘッドをさらに細かく分解
した分解斜視図である。

【図３１】図２８の記録ヘッドカートリッジの記録素子
基板の構成を示す一部切りかき説明斜視図である。

【図３２】図２８の記録ヘッドカートリッジの他の記録
素子基板の構成を示す一部切りかき説明斜視図である。

【図３３】図２８の記録ヘッドカートリッジの要部断面
図である。

【図３４】図２８の記録ヘッドカートリッジの記録素子
ユニットとインク供給ユニットを組み立てたものを示す
斜視図である。

【図３５】図２８の記録ヘッドカートリッジの底面側を
示す斜視図である。

【図３６】図２８の記録ヘッドカートリッジを搭載可能
な、好適なインクジェット記録装置の模式的平面図であ
る。

【図３７】ノズル列、各ノズルの駆動信号および各ノズ
ルから吐出されたインク滴を模式的に示す図である。

【図３８】全ノズルからインク滴を周期的に吐出させる
駆動信号と、その時のメニスカス面の状態の時間変化を
示す模式図である。

【図３９】複数のノズルに複数の駆動ブロックを割り当
て、１つのラスタに対して複数回の主走査で記録を行う
記録方法において、各ラスタへの記録に用いられる駆動
ブロックの平均値を示すグラフである。

【図４０】複数のノズルに複数の駆動ブロックを割り当
て、１つのラスタに対して複数回の主走査で記録を行う
他の記録方法において、各ラスタへの記録に用いられる
駆動ブロックの平均値を示すグラフである。

【図４１】複数のノズルに複数の駆動ブロックを割り当
て、１つのラスタに対して複数回の主走査で記録を行う
さらに他の記録方法において、各ラスタへの記録に用い
られる駆動ブロックの平均値を示すグラフである。

【図４２】複数のノズルに複数の駆動ブロックを割り当
て、１つのラスタに対して複数回の主走査で記録を行う
さらに他の記録方法において、各ラスタへの記録に用い
られる駆動ブロックの平均値を示すグラフである。

【図４３】複数のノズルに複数の駆動ブロックを割り当
て、１つのラスタに対して複数回の主走査で記録を行う
さらに他の記録方法において、各ラスタへの記録に用い
られる駆動ブロックの平均値を示すグラフである。

【図４４】複数のノズルに複数の駆動ブロックを割り当
て、１つのラスタに対して複数回の主走査で記録を行う
さらに他の記録方法において、各ラスタへの記録に用い
られる駆動ブロックの平均値を示すグラフである。

【図４５】従来のインクジェット記録ヘッドのノズル部
分を示す模式図である。

【符号の説明】

５１，１００１電気熱変換素子５２，１００２吐出口５３，６３，７３，８３，１００３インク流路５４，１００４共通液室５５，１００５圧力室５６インク供給口６０吐出口テーパ下端６２配線８７気泡１００インク滴１０２キャリッジ１０３ガイドシャフト１０４主走査モータ１０５モータプーリ１０６従動プーリ１０７タイミングベルト１０８被記録媒体１０９搬送ローラ１３０ホームポジションセンサ１３１ピックアップローラ１３２オートシートフィーダ１３３ペーパーエンドセンサ１３４ＬＦモータ１３５給紙モータ１３６遮蔽版３００駆動信号５００ノズル列Ｈ１０００記録ヘッドカートリッジＨ１００１記録ヘッド（インクジェット記録ヘッ
ド）Ｈ１００２記録素子ユニットＨ１００３インク供給ユニットＨ１１００第１の記録素子基板Ｈ１１０１第２の記録素子基板Ｈ１１０２インク供給口（供給口）Ｈ１１０３電気熱変換素子（記録素子）Ｈ１１０４電極Ｈ１１０５バンプＨ１１０６インク流路壁Ｈ１１０７吐出口Ｈ１１０８吐出口群Ｈ１１１０Ｓｉ基板Ｈ１２００第１のプレート（第１の支持部材）Ｈ１２０１インク連通口Ｈ１２０２第１の接着層Ｈ１２０３第２の接着層Ｈ１３００，Ｈ１３００Ｗ電気配線テープ（可撓性
の配線基板）Ｈ１３０１外部信号入力端子Ｈ１３０２電極リードＨ１３０６第３の接着層Ｈ１３０９端子位置決め穴Ｈ１４００，Ｈ１４００Ａ，Ｈ１４００Ｂ，Ｈ１４００
Ｃ第２のプレートＨ１５００インク供給部材Ｈ１５０１インク流路Ｈ１５０３第１の穴Ｈ１５０９Ｘ突き当て部Ｈ１５１０Ｙ突き当て部Ｈ１５１１Ｚ突き当て部Ｈ１５１２端子固定部Ｈ１５１５端子位置決めピンＨ１５２０ジョイント部Ｈ１６００流路形成部材Ｈ１６０１装着ガイドＨ１６０２インク連通口Ｈ１７００フィルターＨ１８００シールゴムＨ１９００インクタンクＨ１９０１ブラックインクタンクＨ１９０２シアンインクタンクＨ１９０３マゼンタインクタンクＨ１９０４イエローインクタンクＨ１９０７インク連通口Ｈ１９１０第２の爪Ｈ２０００タンクホルダーＨ２３００ジョイントシール部材Ｈ２４００ビス

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者及川真樹東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノン株式会社内 (72)発明者矢部賢治東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノン株式会社内 (72)発明者井上良二東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノン株式会社内Ｆターム(参考） 2C057 AF65 AG08 AG14 AG29 AG30 AG40 AM19 AN01 AP02 AP25 AP34 AP82 AQ02 BA03 BA13

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】インクを吐出する複数のインク吐出口
と、該個々のインク吐出口にそれぞれ対応して設けら
れ、インクを発泡させて吐出させる複数の電気熱変換素
子と、前記電気熱変換素子を収容し、前記インクを加熱
して発泡させるための空間を形成する複数の圧力室と、
該複数の圧力室にインクを供給する共通液室と、前記圧
力室と共通液室とを連通させる複数のインク流路とを有
するインクジェット記録ヘッドであって、前記インク流路は、前記圧力室へのインク供給方向にお
ける中心線が、同方向における前記電気熱変換素子の中
心線からオフセットされて位置するように配置されてい
るインクジェット記録ヘッド。
【請求項２】前記圧力室は実質的に円柱形の形状を有
する、請求項１に記載のインクジェット記録ヘッド。
【請求項３】前記インク吐出口の中心が前記電気熱変
換素子の中心からオフセットされて位置するように配置
されている、請求項１または２に記載のインクジェット
記録ヘッド。
【請求項４】前記インク吐出口の中心が、前記電気熱
変換素子の中心から前記インク流路側にオフセットした
位置に配置されている、請求項３に記載のインクジェッ
ト記録ヘッド。
【請求項５】前記オフセットの量は１〜１０μｍであ
る、請求項３または４に記載のインクジェット記録ヘッ
ド。
【請求項６】前記オフセットの量は３〜１０μｍであ
る、請求項３から５のいずれか１項に記載のインクジェ
ット記録ヘッド。
【請求項７】前記電気熱変換素子の中心が前記圧力室
の中心からオフセットされて位置するように配置されて
いる、請求項３から６のいずれか１項に記載のインクジ
ェット記録ヘッド。
【請求項８】前記圧力室の、前記インク吐出口が連絡
している面に平行な面内で見て、前記電気熱変換素子が
占める領域は、前記インク吐出口の、前記圧力室に連絡
する部分の縁に囲まれる領域内に含まれている、請求項
１から７のいずれか１項に記載のインクジェット記録ヘ
ッド。
【請求項９】前記インク吐出口は、前記圧力室側に向
かって断面積が増加するように、側壁にテーパが付けら
れている、請求項８に記載のインクジェット記録ヘッ
ド。
【請求項１０】前記圧力室の、前記インク吐出口が連
絡している面に平行な面内で見て、前記電気熱変換素子
の占める領域が、前記インク吐出口の、インク吐出面側
の開口の縁からはみ出している部分において、前記イン
ク吐出口の、インク吐出面側の開口の縁から前記電気熱
変換素子の縁までの距離は、任意の位置で実質的に等し
い、請求項９に記載のインクジェット記録ヘッド。
【請求項１１】前記インク吐出口の中心が前記電気熱
変換素子の中心からオフセットされて位置するように配
置されており、前記インク吐出口は、前記電気熱変換素
子からオフセットされている方向に長い形状を有してい
る、請求項８から１０のいずれか１項に記載のインクジ
ェット記録ヘッド。
【請求項１２】前記インク供給口は長方形状である、
請求項１１に記載のインクジェット記録ヘッド。
【請求項１３】前記インク供給口は長円形状である、
請求項１１に記載のインクジェット記録ヘッド。
【請求項１４】前記インク供給口は楕円形状である、
請求項１１に記載のインクジェット記録ヘッド。
【請求項１５】前記インク吐出口は、前記電気熱変換
素子に電力を供給する配線が接続されている方向に長い
形状を有している、請求項８から１０のいずれか１項に
記載の、インクジェット記録ヘッド。
【請求項１６】前記インク供給口は長方形状である、
請求項１５に記載のインクジェット記録ヘッド。
【請求項１７】前記インク供給口は長円形状である、
請求項１５に記載のインクジェット記録ヘッド。
【請求項１８】前記インク供給口は楕円形状である、
請求項１５に記載のインクジェット記録ヘッド。
【請求項１９】前記インク流路の、前記電気熱変換素
子の中心線からのオフセット方向が、一列に並んで配置
されている複数の前記インク流路について同じ方向であ
る、請求項１から１８のいずれか１項に記載のインクジ
ェット記録ヘッド。
【請求項２０】前記インク流路が、前記共通液室を挟
んで対向するように２列並んで形成されており、前記対
向するインク流路列に属する前記インク流路の、前記電
気熱変換素子の中心線からのオフセット方向が、前記対
向するインク流路列の並び方向と平行な線に関して線対
称な方向である、請求項１から１９のいずれか１項に記
載のインクジェット記録ヘッド。
【請求項２１】長さが異なる複数の前記インク流路の
流抵抗が実質的に等しい、請求項１から２０のいずれか
１項に記載のインクジェット記録ヘッド。
【請求項２２】複数の前記インク流路の流抵抗の差が
１０％以内である、請求項２１に記載のインクジェット
記録ヘッド。
【請求項２３】長さが異なる複数の前記インク流路の
断面積が異なる、請求項２１または２２に記載のインク
ジェット記録ヘッド。
【請求項２４】長さが異なる複数の前記インク流路の
幅が異なる、請求項２３に記載のインクジェット記録ヘ
ッド。
【請求項２５】長さが異なる複数の前記インク流路の
高さが異なる、請求項２３に記載のインクジェット記録
ヘッド。
【請求項２６】複数のうちの少なくともいずれかの前
記インク流路内にリブが設けられている、請求項２１か
ら２５のいずれか１項に記載のインクジェット記録ヘッ
ド。
【請求項２７】前記インク流路の前記共通液室側の領
域の単位長さ辺りの流抵抗が、前記インク流路の前記吐
出口側の領域の流抵抗よりも小さい、請求項２１から２
６のいずれか１項に記載のインクジェット記録ヘッド。
【請求項２８】複数の前記インク吐出口が、印字方向
にオフセットして配置されている、請求項２１から２７
のいずれか１項に記載のインクジェット記録ヘッド。
【請求項２９】請求項２１から２８のいずれか１項に
記載のインクジェット記録ヘッドの製造方法であって、
前記インク流路の流抵抗Ｒを、【数１】【数２】但し、ここでｘ：前記共通液室からの距離Ｓ（ｘ）：距離ｘの位置の前記インク流路の断面積Ｄ（ｘ）：距離ｘの位置の前記インク流路の断面係数ａ（ｘ）：距離ｘの位置の前記インク流路の高さｂ（ｘ）：距離ｘの位置の前記インク流路の幅 η ：インク粘度によって求め、得られた流抵抗に基づいて、複数の前記
インク流路の流抵抗が等しくなるように前記インク流路
の形状を決める工程を有する、インクジェット記録ヘッ
ドの製造方法。
【請求項３０】請求項２１から２８のいずれか１項に
記載のインクジェット記録ヘッドの製造方法であって、
前記インク流路の流抵抗Ｒを【数３】【数４】但し、ここでｋ：前記インク流路の分割数ｘn ：前記インク流路をｋ分割したときのｎ番目の
分割位置までの距離Ｓ（ｘn）：距離ｘnの位置の前記インク流路の断面積Ｄ（ｘn）：前記共通液室から距離ｘｎの位置の前記イ
ンク流路の断面係数ａ（ｘn）：前記共通液室から距離ｘnの位置の前記イン
ク流路の高さｂ（ｘn）：前記共通液室から距離ｘnの位置の前記イン
ク流路の幅 η ：インク粘度によって求め、得られた流抵抗に基づいて、複数の前記
インク流路の流抵抗が等しくなるように前記インク流路
の形状を決める工程を有する、インクジェット記録ヘッ
ドの製造方法。
【請求項３１】積分および加算を、インクの主要な流
れが生じる経路に沿って行い、該経路に垂直な断面でＳ
（ｘ）およびＳ（ｘｎ）およびＤ（ｘ）およびＤ（ｘ
ｎ）を求める、請求項２９または３０に記載の、インク
ジェット記録ヘッドの製造方法。
【請求項３２】積分および加算を、前記共通液室から
前記電気熱変換素子の中心までの前記経路に亘って行
う、請求項３１に記載の、インクジェット記録ヘッドの
製造方法。