JP2005205817A - 液体吐出ヘッド - Google Patents

Abstract

【課題】ヘッドに製造上のバラツキ等があっても、インク液滴の吐出方向が曲がらないようにする。
【解決手段】発熱抵抗体１３を配列したヘッドチップ１９と、インク液滴を吐出するためのノズル１８を形成したノズルシート１７と、発熱抵抗体１３の表面とノズル１８との間にインク液室１２を形成するためのバリア層１５とを備え、発熱抵抗体１３により、インク液室１２内のインクをインク液滴としてノズル１８から吐出するヘッド１０であって、ノズル１８の最大幅（直径）をＤとし、発熱抵抗体１３の表面と、ノズルシート１７の表面との距離をＨとしたとき、Ｄ／Ｈが０．４５〜０．５５の範囲内であるヘッド１０とした。
【選択図】図１

Description

本発明は、エネルギー発生素子により、液室内の液体を液滴としてノズルから吐出するインクジェットプリンタ等の液体吐出ヘッドに関する。詳しくは、エネルギー発生素子等に製造上の誤差等が生じていても、液滴の吐出方向が曲がらずに、真っ直ぐ吐出するようにした技術に係るものである。

エネルギー発生素子によって液体を吐出するようにした液体吐出ヘッドの一例として、従来より、インクジェットプリンタのプリンタヘッド（以下、単に「ヘッド」という。）が知られている。すなわち、エネルギー発生素子によってインク液室内のインクに圧力を付与し、ノズルからインク液滴を吐出させるものである。
このようなヘッドによれば、着色したインクを吐出することにより、被記録媒体である印画紙に着弾したインク液滴の着色ドットと、印画紙の元々の色との間にコントラストの差を生じさせることができる。そのため、印画紙に画像や文字等を記録することが可能となる。

ここで、インク液室内で圧力を発生させるエネルギー発生素子として、発熱抵抗体等の発熱素子を用いた技術が知られている。すなわち、発熱素子によって電流を熱に変え、その熱をインクに伝達し、インクを急激に沸騰させることによって気泡を発生させ、その気泡発生の圧力により、ノズルからインク液滴を吐出させるものである。
このようなヘッドは、インク液滴を吐出させるための発熱素子、この発熱素子を配列したヘッドチップ、ノズルを配列したノズルシート、インクの供給流路とつながるインク液室の他、発熱素子を繰返し加熱する駆動素子、この駆動素子を制御する駆動回路、外部との信号や電力を受け取るための電極等を備えている。

このようなヘッドにおいて、インク液滴を継続的に安定して吐出させるためには、発熱素子等の耐久性が問題となる。そして、この耐久性の問題に関しては、発熱素子が配列されたヘッドチップの電気回路等に流れる電流量を減らせば、配線材料等の寿命が延び、耐久性が向上することが知られている。
したがって、同じ駆動電圧であるならば、電流量を減らすために、発熱素子の抵抗値を上げれば良い。この場合、発熱素子の厚みを薄くすれば抵抗値を上げることができるが、薄くし過ぎると耐久性が悪化する。そこで、発熱素子の厚みはそのままとし、発熱素子の寸法を長くすることにより、抵抗値を上げることが考えられる。

ところが、発熱素子の寸法をそのまま長くすると、インク液室が細長くなる結果、発熱素子の発生熱をインクに伝達する部分が長細くなり、インク液滴の吐出効率が悪化する。
そこで、幅よりも長さの方が大きい２つの発熱素子を用い、長辺同士を向かい合わせて配置するとともに、２つの発熱素子を短絡させて抵抗値を上げる技術が開示されている。すなわち、長い発熱素子を２分割して並設することにより、発熱素子の発生熱をノズルの下に近い領域に集中させ、インク液滴の吐出効率を向上させる技術である（例えば、特許文献１参照。）。
特開２００１−８００７７号公報（図５）

しかしながら、特許文献１に記載の技術のように、２分割した発熱素子を並設して両者を短絡させた場合、左右の発熱素子の形状を全く同一にすることは、実際上極めて困難である。すなわち、発熱素子は、半導体のプロセス技術を用いて形成されるが、発熱素子を形成する際の加工プロセスのわずかな誤差や、形成された発熱素子の厚みのバラツキ等により、左右の発熱素子に寸法差が生ずる。

すると、左右の発熱素子で、抵抗値のバラツキがわずかながら発生し、左右の発熱素子から発生する熱の分布が変わってしまう。そのため、インク液滴の吐出方向が曲がることとなる。
したがって、ヘッド製造上のほんの少しのバラツキ等によってインク液滴の吐出方向が安定せず、吐出方向が曲がり、印画紙に記録した画像や文字等に、スジやムラ等の症状が表れてしまうことがある。

また、発熱素子によってインクを加熱するヘッドは、上述したように、気泡の膨張を利用した圧力によってインク液滴を吐出させている。
したがって、インク液室に寸法誤差等があれば、それがインク液滴の吐出方向に影響する。すなわち、インク液室の寸法上の誤差等により、インク液滴の吐出方向が安定しなくなる。

ここで、インク液滴の吐出方向の曲がりを低減する方法として、ノズルを印画紙の紙送り方向に配列し、紙送り方向と直交する方向にヘッドを走査して印画するスキャン型記録方式が知られている。この方法では、印画紙をノズルのピッチの半分程度送ってから再度スキャンすることにより、インク液滴の吐出方向の曲がりによる影響を低減することができる。
しかし、スキャン型記録方式では、印画速度が遅くなってしまうという新たな問題が生ずる。

また、発熱素子の厚みのバラツキ等による影響を無くすため、ノズルの厚みを厚くすることにより、インク液滴の吐出方向が曲がらないようにすることも考えられる。
しかし、むやみにノズルを厚くすると、インク液滴の吐出速度が落ち、吐出効率が悪化する。

この場合、インク液滴の吐出速度が落ちないように、発熱素子のサイズを大きくして、インクを加熱するエネルギー量を上げることも考えられる。
しかし、今度は消費電力が大きくなって、ヘッドチップの電気回路等に流れる電流量が増え、発熱素子等の耐久性の問題に逆戻りしてしまう。

したがって、本発明が解決しようとする課題は、印画速度が低下したり、吐出効率が悪化したり、消費電力が大きくなったりすることなく、ヘッドに製造上のバラツキや、寸法上の誤差等があっても、インク液滴の吐出方向が曲がらないようにした液体吐出ヘッドを提供することである。

本発明は、以下の解決手段によって、上述の課題を解決する。
本発明の１つである請求項１に記載の発明は、エネルギー発生素子と、液体を貯蔵するための液室と、ノズルとを備え、前記エネルギー発生素子により、前記液室内の前記液体にエネルギーを付与し、前記ノズルから前記液体を吐出する液体吐出ヘッドであって、前記ノズルの最大幅をＤとし、前記エネルギー発生素子の表面と前記ノズルの吐出面との距離をＨとしたとき、Ｄ／Ｈが０．４５〜０．５５の範囲内であることを特徴とする。

また、本発明の他の１つである請求項２に記載の発明は、エネルギー発生素子を配列したヘッドチップと、液滴を吐出するためのノズルを形成したノズルシートと、前記ヘッドチップの前記エネルギー発生素子の配列面と前記ノズルシートの裏面との間に配置され、前記エネルギー発生素子の表面と前記ノズルとの間に液室を形成するための液室形成部材とを備え、前記エネルギー発生素子により、前記液室内の液体を液滴として前記ノズルから吐出する液体吐出ヘッドであって、前記ノズルの最大幅をＤとし、前記エネルギー発生素子の表面と前記ノズルシートの表面との距離をＨとしたとき、Ｄ／Ｈが０．４５〜０．５５の範囲内であることを特徴とする。

上記の発明においては、液体吐出ヘッドの液室構造を特定するパラメータとして、ノズルの最大幅Ｄと、エネルギー発生素子の表面とノズルの吐出面（ノズルシートの表面）との距離Ｈの２つを用いている。そして、最大幅Ｄと距離Ｈとの比であるＤ／Ｈを０．４５〜０．５５の範囲内として、上記の課題を解決している。

ここで、「ノズルの最大幅」とは、ノズルの吐出面（液滴が吐出される吐出孔側の面）、例えば、ノズルシートの液滴吐出面（ノズルシートの表面。いいかえれば、液室側の面と反対側の面。）、におけるノズルの最大開口径を意味する。例えば、ノズルの中空形状が円柱形状であれば、ノズルの最大開口径は、ノズルシートの液滴吐出面とその反対側の面とで同一となるが、ノズルの中空形状が例えば円錐台形状（台形を、上下方向の中心軸で回転させたときに得られる形状）のように、ノズルの開口径がノズルシートの液滴吐出面とその反対側の面とで異なる場合であっても、「ノズルの最大幅」とは、ノズルシートの液滴吐出面におけるノズルの最大開口径を意味する。なお、ノズルの中空形状は、上記円柱形状や円錐台形状のような中空側壁面が直線に限らず、円弧等の曲線であっても良い。

さらに、ノズルの吐出面、例えば、ノズルシートの液滴吐出面、におけるノズルの開口形状が円形の場合には、最大開口径（最大幅）は、直径となる。これに対し、ノズルの開口形状が長円の場合には、長い方の開口径（幅）となる。なお、本明細書における「長円」とは、楕円、及びいわゆる小判型（少なくとも一部に直線を含むもの）の双方、さらにはこれらに準ずる形状をも含む意味である。

このように、本発明は、ノズルの最大幅をＤと、エネルギー発生素子の表面とノズルの吐出面（ノズルシートの表面）との距離Ｈの２つをパラメータとし、この２つのパラメータの比であるＤ／Ｈが０．４５〜０．５５の範囲内であれば、液体吐出ヘッドに関する他のパラメータの値にかかわらず、ノズルから吐出した液滴が実質的に曲がらないことを見出し、なされたものである。
いいかえると、液滴の吐出方向が偏向するように、種々のパラメータの値を設定したとしても、Ｄ／Ｈが０．４５〜０．５５の範囲内は、液滴が曲がって吐出されない特異点となっている。

本発明の液体吐出ヘッドによれば、液体吐出ヘッドに製造上のバラツキ等や寸法上の誤差等があっても、ノズルから吐出される液滴が曲がらないので、インク液滴の吐出方向が安定する。そのため、印画速度を低下させる必要がない。
また、本発明の液体吐出ヘッドは、吐出効率に優れる。さらに、本発明の液体吐出ヘッドは、消費電力を少なくして、耐久性を向上させることができるので、液滴を継続的に安定して吐出させることが可能となる。

以下、図面等を参照して、本発明の一実施形態について説明する。
なお、本発明の実施形態は、下記に限定されるものではない。すなわち、下記実施形態では、ノズルをノズルシートにより構成し、液室を形成するために、液室形成部材（バリア層）を用いて説明をしているが、これに限定されるものではなく、ノズル及び液室を一体的に形成したものであっても、無論、本発明の目的は達成される。

また、本発明における液体吐出ヘッドは、下記実施形態では、インクジェットプリンタのヘッド１０に相当する。また、下記実施形態において、吐出する液体はインクであり、インクを収容する液室がインク液室１２で、ノズル１８から吐出される微少量（例えば数ピコリットル）のインクがインク液滴である。さらに、下記実施形態では、エネルギー発生素子として発熱抵抗体１３を使用しており、この発熱抵抗体１３は、インク液室１２の一面（底壁部分）をも構成している。さらにまた、下記実施形態において、液室形成部材は、インク液室１２の側壁を構成しているバリア層１５に相当する。

図１は、本実施形態のヘッド１０を示す部分斜視図である。
図１に示すように、ノズルシート１７には複数のノズル１８が形成されており、各ノズル１８は、ヘッドチップ１９の基板上に一定間隔で一方向に配列された複数の発熱抵抗体１３と対向している。また、ノズルシート１７とヘッドチップ１９との間には、バリア層１５が配置され、インク液室１２を形成している。

ここで、ヘッドチップ１９を構成する基板は、シリコン、ガラス、セラミックス等からなる半導体基板である。そして、発熱抵抗体１３は、この基板の一方の面（図１では上面）に、半導体や電子デバイス製造技術用の微細加工技術を用いて析出形成（例えば、発熱抵抗体となる材料をプラズマによるスパッタリング法によって成膜）したものである。

この発熱抵抗体１３は、幅よりも長さの方が大きい２つの部分（１３ａ，１３ｂ）からなり、長辺同士が向かい合うように並設されている。なお、発熱抵抗体１３の２つの部分（１３ａ，１３ｂ）は、ヘッドチップ１９に形成された導体部を介して、外部回路と電気的に接続されている。

また、バリア層１５は、ヘッドチップ１９を構成する基板の発熱抵抗体１３側に形成されたものであり、発熱抵抗体１３の周辺を除く基板上に、感光性樹脂でパターニング形成されている。さらに、ノズルシート１７は、円形のノズル１８が配列されるように、例えばＮｉ（ニッケル）による電鋳技術によって形成されたものである。

そして、バリア層１５を積層したヘッドチップ１９は、ノズルシート１７における各ノズル１８の位置と、各発熱抵抗体１３の位置（１３ａ，１３ｂの中心位置）とが合うように、すなわち、各ノズル１８が各発熱抵抗体１３と対向するように、精密に位置決めがなされ、バリア層１５を介して、ノズルシート１７と一体化されている。

したがって、各インク液室１２は、発熱抵抗体１３の２つの部分（１３ａ，１３ｂ）を囲むようにして、ヘッドチップ１９の基板とバリア層１５とノズルシート１７とで構成される。すなわち、ヘッドチップ１９の基板及び発熱抵抗体１３は、インク液室１２の天壁を構成し、バリア層１５は、インク液室１２の３つの側壁を構成し、ノズルシート１７は、インク液室１２の底壁を構成する。なお、図１では、説明の便宜のため、ノズル１８と発熱抵抗体１３との位置関係が明らかとなるように、ヘッド１０の上下関係を逆転させてある。

また、各インク液室１２は、図１中、右下方向に開口領域を有しており、この開口領域は、共通のインク流路によって連通している。そのため、インクタンク（図示せず）内のインクは、共通のインク流路を通り、図１の矢印のように、それぞれの開口領域から各インク液室１２内に供給されることとなる。

そして、インク液室１２にインクが満たされた状態で、印画データに基づいて、発熱抵抗体１３の２つの部分（１３ａ，１３ｂ）に、例えば１〜３μｓｅｃの間、パルス電流が流されると、発熱抵抗体１３（１３ａ，１３ｂ）が急速に加熱される。その結果、発熱抵抗体１３（１３ａ，１３ｂ）と接する部分に気相のインク気泡が発生し、そのインク気泡の膨張によってある体積のインクが押しのけられる（インクが沸騰する）。すると、これが吐出圧力となり、押しのけられたインクと同等の体積のインクがインク液滴としてノズル１８から吐出され、印画紙上に着弾して文字や画像等が印画されることとなる。

このように、発熱抵抗体１３は、円形のノズル１８からインク液滴を吐出させるためのものであり、印画紙に記録した画像や文字等に、スジやムラ等が生じないように、インク液滴をノズル１８の中心軸方向に吐出させることが求められる。
特に、図１に示す発熱抵抗体１３のように、発熱抵抗体１３が２つの部分（１３ａ，１３ｂ）からなる場合には、２つの部分（１３ａ，１３ｂ）上で同時にインクが沸騰しなければ、インク液滴の吐出方向がノズル１８の中心軸方向からずれ、ノズル１８の配列方向に偏向して吐出されてしまう。そのため、発熱抵抗体１３は、２つの部分（１３ａ，１３ｂ）が均一でなければならない。

ところが、例えばスパッタリング法によって発熱抵抗体１３を形成すると、スパッタリング装置の特性上、中心部のプラズマ密度が濃いために、中心部の膜厚が厚くなる。すなわち、円形状のウエハーでは、外周部から中心部に向かって膜厚が厚くなる分布となり、中心部と外周部とでは、一般的に、膜厚の１０〜２０％程度の差が生じる。

そして、このウエハーをダイシングし、適当な大きさに切り分けて、発熱抵抗体１３を形成したヘッドチップ１９を得ると、ウエハーの中心部から切り出されたヘッドチップ１９における発熱抵抗体１３の抵抗値が１１０Ωに近いとすれば、外周部から切り出されたヘッドチップ１９の発熱抵抗体１３の抵抗値は１３０Ωに近くなる。
したがって、発熱抵抗体１３には、製造上のバラツキが存在する。

このバラツキは、ウエハーの中心部と外周部との差よりは随分と小さいが、発熱抵抗体１３の２つの部分（１３ａ，１３ｂ）同士の間でも存在する。しかも、スパッタリングの膜厚以外に、ある程度の寸法誤差等が発生することは避けられない。
したがって、発熱抵抗体１３の２つの部分（１３ａ，１３ｂ）を完全に均一なものとすることは困難であり、そのため、吐出方向に悪影響を及ぼすこととなる。

そこで、本実施形態のヘッド１０は、図１に示すように、ノズル１８の最大幅（直径）をＤとし、発熱抵抗体１３の表面とノズルシート１７の表面との距離をＨ（＝Ｈ１＋Ｈ２）としたとき、Ｄ／Ｈが０．４５〜０．５５の範囲内となるようにしている。すなわち、本実施形態のヘッド１０は、Ｄ／Ｈをこの範囲内とすることで、発熱抵抗体１３の２つの部分（１３ａ，１３ｂ）が均一でなかったり、その他の製造上のバラツキ等や寸法上の誤差等があったとしても、ノズル１８から吐出されるインク液滴が曲がらないようにしている。なお、ノズル１８の最大幅（直径）Ｄとは、ノズル１８が円形であるために、最大幅が直径になることを意味している。

次に、Ｄ／Ｈが０．４５〜０．５５の範囲内であると、インク液滴が曲がって吐出されない点について詳述する。
本件出願人は、既に、未開示の先願技術である特願２００３−３７３４３、特願２００２−３６０４０８、及び特願２００３−５５２３６等により、１つのインク液室１２内に２つに分割された発熱抵抗体１３を設け、各々の発熱抵抗体１３がインクを沸騰させる温度に到達するまでの時間（気泡発生時間）に時間差を与えることにより、２つの発熱抵抗体１３上で同時にインクが沸騰しないようにすることで、ノズル１８から吐出するインク液滴の吐出方向を複数の方向に可変とする技術を提案している。

そこで、液室構造を特定する種々のパラメータを変化させたヘッドを作製し、強制的に吐出方向を曲げる上記の技術を用いて、インク液滴の吐出実験を行った。このような吐出実験を行うことにより、インク液滴の吐出方向を曲げるように作用させても、吐出方向が曲がらないヘッドの液室構造が検討できるからである。
したがって、以下、インク液滴の吐出方向を複数の方向に可変とする技術を用いてインク液滴の吐出実験を行い、最も少ない消費電力で、インク液滴の吐出方向が曲がらない条件を特定する。

インク液滴の吐出実験に際し、最初に、ヘッドの液室構造を決定する種々のパラメータの中で、インク液滴の吐出方向が曲がらない安定吐出に関係するパラメータを選定することとした。
このパラメータの候補は、図１に示すように、インク液室の幅Ｗ、インク液室の長さＬ、インク液室の高さＨ１、ノズルの最大幅（直径）Ｄ、ノズルの厚みＨ２である。なお、ノズルの最大幅Ｄは、ノズル１８が円形であることから、直径となっている。

また、図２は、ノズル１８の位置と、各発熱抵抗体１３の位置（１３ａ，１３ｂの中心位置）との関係を示す説明図である。
図２に示すように、ノズル１８と発熱抵抗体１３とが正確に対向することなく、ずれている場合、インク液滴の吐出方向が曲がることも考えられるので、インク液滴の安定吐出に関係するパラメータの選定に際し、図２に示すようなノズル位置の左右ずれＮ１と、ノズル位置の前後ずれＮ２も候補とした。

ここで、上記の７つのパラメータ候補中、図１に示すインク液室の高さＨ１と、ノズルの厚みＨ２については、それらを厚くすると、インク液滴の吐出方向が曲がらず、安定することが経験的に知られている。
したがって、インク液室の高さＨ１と、ノズルの厚みＨ２の２つは、インク液滴の安定吐出に関係するパラメータとして予め選定した。

そして、残り５つのパラメータ候補の中から、インク液滴の安定吐出に関係するパラメータを選定するため、吐出実験用ヘッドを作製して、実際にインク液滴を吐出する吐出実験を行った。
この際、全ての組合せについて吐出実験を行うと、膨大な数の吐出実験用ヘッドを作製する必要があり、コスト面や時間的な面で問題が生ずる。そのため、実験計画法を用いて吐出実験用ヘッドの種類を減らしている。

図３は、パラメータを選定するために使用する吐出実験用ヘッド１１の断面図である。
図３に示すように、吐出実験用ヘッド１１は、ヘッドチップ１９、インク液室１２、発熱抵抗体１３、ノズルシート１７、及び円形のノズル１８を備えており、ヘッドチップ１９がヘッドフレーム２１にシリコーン接着剤で固定されている。

また、ヘッドチップ１９とプリント基板２２とが配線され、その接続部が封止剤で覆われている。さらに、ＰＩ（ポリイミド）のシート２３がヘッドチップ１９及びヘッドフレーム２１とシリコーン接着剤で固定され、インク供給経路２４が形成されている。そのため、チューブ２５から供給されたインクは、ヘッドチップ１９の端部の開口領域２０からインク液室１２内に導かれる。なお、インク供給経路２４は、例えばシリコン基板等に穴を開けることによって形成しても良い。

ここで、図３に示す吐出実験用ヘッド１１は、図１に示す実施形態のヘッド１０のように、感光性樹脂のバリア層１５に対してＮｉ（ニッケル）製のノズルシート１７を貼り合わせた別体型のものではなく、感光性樹脂のみで、バリア層と一体のノズルシート１７を形成した一体型のものとなっている。
このように、吐出実験用ヘッド１１について、バリア層とノズルシート１７とを一体化し、実施形態のヘッド１０と違う構造にした理由は、寸法の異なる複数の液室構造を短期間に作製するためである。

バリア層と一体のノズルシート１７の形成には、本件出願人の先願技術である特開２０００−１４４５８４号公報等に記載の技術を用いた。
この技術では、まず最初に、ヘッドチップ１９を構成する基板上に、ポジ型感光性レジスト（東京応化工業株式会社製 商品名「ＰＭＥＲ−ＬＡ９００」）の犠牲層をスピンコート法により塗布する。この犠牲層の塗布は、インク液室１２や開口領域２０となる部分について行い、その後、露光・現像を行って、インク液室１２、開口領域２０、及びノズル１８となる部分のレジストを残す。

続いて、上記の基板上に、ネガ型感光性樹脂（キシレンに溶解させたエポキシ樹脂で、レベリング剤、光効果剤、シランカップリング剤等を調合したもの）の被覆層をスピンコート法により塗布し、露光を行って被覆層を硬化させる。この際、ノズル１８部分となる犠牲層の柱が飛び出るように注意する。なお、ノズル１８部分については、ノズルパターンのマスクを使って露光する方法を用いても良い。

そして、ＰＧＭＥＡ（プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート）／ＰＧＭＥ（プロピレングリコールモノメチルエーテル）の混合溶剤（東京応化工業株式会社製 商品名「ＯＫ−７３」）を満たした超音波洗浄機に上記の基板を入れ、約１時間かけて犠牲層を溶出させることにより、バリア層と一体のノズルシート１７を備える吐出実験用ヘッド１１を得る。

このような製造方法であれば、スピンコート法による塗布工程時に、所望の回転数を適宜選択することで、回転数と膜厚との関係から、犠牲層と被覆層の膜厚を容易に変更することができる。そのため、多くの種類の吐出実験用ヘッドを比較的簡単に作製することができる。なお、この製造方法は、吐出実験用ヘッドを作製するための１つの方法であり、この製造方法や材料に限定されるものではなく、他の製造方法や材料を用いることもできる。

また、ヘッドチップ１９を構成する半導体の基体上には、２つに分割された発熱抵抗体１３等が作り込まれている。すなわち、発熱抵抗体１３として、幅９．６μｍ、長さ２０μｍのサイズのものを２つ、０．８μｍの間隔で並べて配置している。さらに、この２つの発熱抵抗体１３は、電気的には直列に接続されており、接続の中点部分に制御電流を流す配線が接続されている。なお、各発熱抵抗体１３の抵抗値は、約１１０Ωである。

したがって、図３に示す吐出実験用ヘッド１１によれば、制御電流を流すことによって２分割された各々の発熱抵抗体１３の気泡発生時間に時間差を与えることができ、ノズル１８から吐出するインク液滴の吐出方向を複数の方向に偏向させることができる（以下、このような制御電流を「偏向電流」という。）。

図４は、図３に示す吐出実験用ヘッド１１を用いた記録装置を示す概要図である。
図４に示す記録装置は、吐出実験用ヘッド１１のノズル１８（図３参照）からインク液滴を吐出させ、記録用紙３０上に着弾させて偏向幅を測定するものである。図４に示す記録装置によれば、吐出実験用ヘッド１１を固定し、記録用紙３０を動かすことによって高精度に記録を行うことができる。

図４に示す記録装置において、記録用紙３０を載せるステージ３１は、平坦度が良いもので、表面に細かい穴が開いており、その穴から吸気することによってステージ３１に記録用紙３０を吸着固定することができる。
また、ステージ３１は、高精度のボールネジ３２によって移動し、このボールネジ３２は、サーボモーター３３によって回転する。そのため、ゴムベルト等の駆動と比較して摩擦等のロスがなく、紙送りの精度が非常に良いものとなっている。

そして、吐出実験用ヘッド１１のインク液滴の吐出面と記録用紙３０との距離ｈは、ダイヤルゲージ（図示せず）等によって簡単に、高精度に測定することができる。なお、図４に示す記録装置では、インク液滴の吐出方向が曲がり、記録用紙３０上にインク液滴が偏向して着弾した場合の偏向幅の測定に際し、記録用紙３０までの距離ｈを１．５ｍｍとしている。ただし、この距離ｈは１．５ｍｍに限定されるものではないし、記録用紙３０までの距離ｈが既知であれば、図４に示す記録装置を用いずに、記録用紙３０をローラーによって搬送する一般的な装置で実験することもできる。

図５は、図４に示す記録装置を用いて測定されるべき「本来的」な偏向幅を示すグラフである。
すなわち、図３に示す吐出実験用ヘッド１１によってインク液滴を偏向吐出させ、図４に示す記録装置を用いることにより、インク液滴の着弾位置の偏向幅を測定した場合の「本来的」なグラフである。

ここで、「本来的」としたのは、「実際」には、図５に示す偏向幅のグラフに反する場合があるからである。
この点に関し詳述すると、上述したように、偏向電流を流すことにより、吐出実験用ヘッド１１は、インク液滴の吐出方向を複数の方向に可変とすることができる。そこで、インク液滴を偏向吐出させるため、吐出実験用ヘッド１１における２分割した発熱抵抗体１３（図２参照）の気泡発生時間に差が生じるように、片方の発熱抵抗体１３（１３ａ又は１３ｂ）に対し、偏向電流を流すこととする。具体的には、発熱抵抗体１３の主電流を８０ｍＡとして、片方の発熱抵抗体１３（１３ａ又は１３ｂ）に偏向電流（−７ｍＡ〜＋７ｍＡ）を重畳する。

そして、偏向電流を横軸とし、偏向幅を縦軸としてグラフ化すると、偏向電流に応じて偏向幅が変化し、「本来的」には、図５に示すようなグラフが得られる。なお、偏向幅は、吐出実験用ヘッド１１のインク液滴の吐出面と記録用紙３０との距離ｈ（図４参照）によっても変わるので、図５においては、偏向幅の値を表示していない。

図５に示すグラフによれば、ノズルの並び方向に２分割した発熱抵抗体１３の気泡発生に時間差が生じると、インク液滴の吐出角が垂直でなくなり、ノズルの並び方向におけるインク液滴の偏向角（垂直からのずれ角）が偏向電流（気泡発生時間差）とともに増え、偏向幅が大きくなる。
したがって、図５に示すグラフに基づいて、片方の発熱抵抗体１３（１３ａ又は１３ｂ）に適当な偏向電流を重畳すれば、気泡発生時間の時間差を制御でき、この時間差に応じて、インク液滴の吐出方向を所望の通り偏向させることができる。

図６及び図７は、図４に示す記録装置を用いてインク液滴を着弾させた場合の着弾パターンを示す説明図である。
ここで、図６は、図５に示すグラフに基づく「本来的」な着弾パターンを示し、図７は、図３に示す吐出実験用ヘッド１１を用いて「実際」に着弾させた場合の着弾パターンの例を示している。

図６及び図７では、偏向電流による偏向方向を−側と＋側とでそれぞれ４パターンずつとし、スタート時は偏向なしとして、図５に示すグラフの−７ｍＡ〜＋７ｍＡまでの間の適当な偏向電流を流してインク液滴を着弾させている。すると、「本来的」には、図５に示すグラフに基づいて、図６（ａ）、（ｂ）に示すように、偏向幅が徐々に増加する着弾パターンが形成される。
事実、図７（ａ）では、図６（ａ）に示すような着弾パターンが実現されている。

ところが、「実際」の着弾パターンでは、図７（ａ）に対する図７（ｂ）のように、同じ偏向電流を与えているにもかかわらず、着弾方向が逆になる場合もある。
したがって、「実際」には、吐出実験用ヘッド１１の液室構造の相違により、図５に示す偏向幅のグラフに反する場合がある。そのため、図５に示すグラフの説明においては、「本来的」という文言を用いた。

このように、「実際」には、図５に示す「本来的」な偏向幅のグラフに反する場合がある。
そこで次に、吐出実験用ヘッド１１における種々の液室構造について、「実際」の偏向幅を測定し、偏向電流を流しても、図５に示す「本来的」な偏向幅のグラフに反することとなる液室構造を検討した。これにより、インク液滴の吐出方向を曲げるように作用させても、吐出方向が曲がらない液室構造を特定し、安定吐出に関係するパラメータを選定することができる。

図８は、吐出実験用ヘッド１１の液室構造を決定する各パラメータ候補と、「実際」に測定した偏向幅との関係を示す表である。
図８の表におけるパラメータ候補は、図１に示すノズルの最大幅（直径）Ｄ、インク液室の幅Ｗ、インク液室の長さＬと、図２に示すノズル位置の左右ずれＮ１及びノズル位置の前後ずれＮ２の５つである。すなわち、上述したように、７つのパラメータ候補中、安定吐出に関係するパラメータとして経験的に知られているインク液室の高さＨ１及びノズルの厚みＨ２（図１参照）は省いている。なお、５つのパラメータ候補はそれぞれ３水準とし、インク液室の高さＨ１は９．９ｍｍ、ノズルの厚みＨ２は１４．７ｍｍで固定している。

そして、偏向幅の測定には、顕微鏡に取り付けたデジタルカメラを使用した。すなわち、デジタルカメラで撮影したインク液滴の着弾位置の画像データを用いて計算し、いくつかの画像データから偏向幅の平均値を求めた。
この際、デジタルカメラのレンズの校正を行うため、既知の寸法部分を撮影しておいた。例えば発熱抵抗体１３（図２参照）等は、電子線顕微鏡等によって正確に寸法が測定されているので、このような場所を撮影しておき、偏向幅の測定精度を高くした。なお、撮影時に記録用紙が回転していると、偏向幅に誤差が生じるため、取り込んだ画像の回転を補正し、着弾位置の中心間を測定した。この着弾位置の中心は、画像処理によって重心を割り出す方法を用いている。

このように、デジタルカメラによって偏向幅を測定することができるが、デジタルカメラを使用せず、測長機能付きの顕微鏡を用いて直接的に偏向幅を測定することもできる。
この測長機能付きの顕微鏡は、顕微鏡にステージの移動量を表示する機構を取り付けたものであり、光学機器製造会社（株式会社ニコン、オリンパス株式会社等）から市販されている。なお、測長機能付きの顕微鏡を用いる場合、記録用紙が回転していると測定誤差になる。そのため、着弾パターンの一部に一直線状のパターンも含めて記録しておき、測定時には、その一直線状のパターンを用いることで、回転誤差の影響をなくす等することが好ましい。

ところで、上述したように、「実際」の着弾パターンでは、同じ偏向電流を与えているにもかかわらず、着弾方向が逆になる場合もある（図７参照）。そのため、着弾方向が逆になる場合には、図８に示す表の偏向幅に、−の記号を付けている（偏向幅は絶対量であるが、逆の特性を示すという意味を込めて、マイナスの数値にしている）。

ここで、インク液滴の吐出実験は、吐出方向が曲がらない条件を特定するための実験であり、偏向幅は、記録用紙３０までの距離（図４参照）によっても変わる値である。
したがって、吐出実験用ヘッド１１（図３参照）同士の性能を比較するために、偏向幅ではなく、偏向角等を用いることもできる。なお、偏向角を用いる場合には、測定した偏向幅と記録用紙３０までの距離（図４参照）との関係から換算しても良い。

図９は、図８に示す５つのパラメータ候補と、測定した偏向幅との関係を示すグラフである。
図９に示すグラフは、重回帰分析によって主効果を確認したものであり、縦軸は偏向幅を示し、横軸は５つのパラメータ候補を示している。図９に示すグラフによれば、５つのパラメータ候補であるノズルの最大幅（直径）Ｄ、インク液室の幅Ｗ、インク液室の長さＬ、ノズル位置の左右ずれＮ１、及びノズル位置の前後ずれＮ２の各パラメータ候補の変化に対し、偏向幅の変化がプロットされることとなる。

図９に示すグラフから明らかなように、ノズルの最大幅（直径）Ｄを変化させると、偏向幅が大きく変わる。一方、インク液室の幅Ｗ、インク液室の長さＬ、ノズル位置の左右ずれＮ１、及びノズル位置の前後ずれＮ２の変化に対する偏向幅の変化は著しく小さい。
したがって、インク液室の幅Ｗやインク液室の長さＬは、そのサイズを変えてもインク液滴の吐出方向は変わらず、偏向幅に変化がないことが判明した。また、ノズル位置の左右ずれＮ１やノズル位置の前後ずれＮ２は、位置ずれに伴って絶対的なインク液滴の着弾位置がずれてしまうが、偏向幅については大きな変化がないことが判明した。

この結果から、安定吐出に関係するパラメータとして、新たにノズルの最大幅（直径）Ｄが抽出できる。そのため、安定吐出に関係するパラメータは、ノズルの最大幅（直径）Ｄ、インク液室の高さＨ１、及びノズルの厚みＨ２の３つとなった。
そこで次に、この３つのパラメータに絞り込んで、インク液滴の吐出方向が曲がらない条件を特定する。

図１０は、吐出実験用ヘッド１１における３つのパラメータと、測定した偏向幅との関係を示す表である。
この偏向幅の測定に際し、今度は、インク液室の幅Ｗが２９μｍ、インク液室の長さＬが５０μｍで、ノズル位置のずれがない（図２に示す発熱抵抗体１３のセンター位置にノズル１８が固定されており、左右ずれＮ１、前後ずれＮ２がない）吐出実験用ヘッド１１を用いた。そして、インク液室の高さＨ１、ノズルの厚みＨ２及びノズルの最大幅（直径）Ｄを変化させた。なお、図１０に示す表では、Ｈ１＋Ｈ２を距離Ｈとし、距離Ｈが同じ３つをグループ化しているが、その理由については、後述する。

図１１は、図１０に示す表の３つパラメータ中、インク液室の高さＨ１を一定とし、ノズルの最大幅（直径）Ｄとノズルの厚みＨ２との比（Ｄ／Ｈ２）と、測定した偏向幅との関係を求めたグラフである。
図１１に示すように、横軸をＤ／Ｈ２、縦軸を偏向幅としたこのグラフは線形となり、その近似式の傾きは５４．４５３となっている。なお、偏向幅がゼロになる条件が重要なので、図１１においては、偏向幅の値を表示していない。

また、図１２は、図１０に示す表の３つパラメータ中、ノズルの厚みＨ２を一定とし、ノズルの最大幅（直径）Ｄとインク液室の高さＨ１との比（Ｄ／Ｈ１）と、測定した偏向幅との関係を求めたグラフである。
図１２に示すように、横軸をＤ／Ｈ１、縦軸を偏向幅としたこのグラフは線形となり、その近似式の傾きは５４．９３２となっている。なお、上記と同様の理由により、図１２においては、偏向幅の値を表示していない。

図１１に示すグラフと、図１２に示すグラフとを比較すれば明らかなように、両グラフの近似式の傾きは、実質的に同じである。そのため、グラフの傾向は、インク液室の高さＨ１と、ノズルの厚みＨ２とを加算しても変わらず、新たに、Ｈ（＝Ｈ１＋Ｈ２）をパラメータとできることが判明した。すなわち、図１における発熱抵抗体１３の表面とノズルシート１７の表面との距離Ｈ（＝Ｈ１＋Ｈ２）がパラメータとして選定できる。
したがって、安定吐出に関係するパラメータは、この距離Ｈと、ノズルの最大幅（直径）Ｄとの２つに特定できる。そのため、図１０に示す表においては、距離Ｈを加え、ノズルの最大幅（直径）Ｄとこの距離Ｈとの比（Ｄ／Ｈ）を算出してある。

図１３は、ノズルの最大幅（直径）Ｄと距離Ｈ（発熱抵抗体の表面とノズルシートの表面との距離）との比（Ｄ／Ｈ）と、測定した偏向幅との関係を示すグラフである。
図１３に示すように、図１０に示す表の距離Ｈにかかわらず、全てのＤ／Ｈについて、横軸をＤ／Ｈ、縦軸を偏向幅としたこのグラフは線形となり、Ｄ／Ｈが０．４７で偏向幅がゼロとなる。そのため、Ｄ／Ｈが０．４７の場合には、インク液滴の吐出方向を曲げるように作用させても、吐出方向が曲がらない。

ところで、上記の実験は全て、ノズル１８（図３参照）の形状が円形であることから、ノズル１８の最大幅を直径としていた。
しかし、ノズル１８の形状が変われば、インク液滴の吐出方向に影響する可能性もあるので、他のノズル形状についても検討した。

図１４は、吐出実験用ヘッド１１のノズル１８の形状と、測定した偏向幅との関係を示すグラフである。
図１４に示すグラフにおいて、ノズル１８（図３参照）の形状は、円形と長円形の２つである。すなわち、発熱抵抗体の表面とノズルシートの表面との距離Ｈを一定とし、ノズル１８の形状が円形の場合には直径を変化させ、長円形の場合には長径及び短径を変化させた。なお、長円形の場合、ノズルの最大幅Ｄは長径となる。

図１４に示すように、ノズル１８の形状が長円形であっても、円形の場合とほぼ同様のグラフとなり、ノズルの最大幅（長径）Ｄ／Ｈが０．５３で偏向幅がゼロとなる。すなわち、ノズル１８の形状が長円形であっても、Ｄ／Ｈが０．５３の場合には、インク液滴の吐出方向が曲がらない。
したがって、ノズル１８の形状は問題とならず、長円形であれば、長径がノズルの最大幅Ｄとなる。

また、上記の実験は全て、ヘッドの液室構造を特定するパラメータについて、インク液滴の吐出方向との関連性を検討したものである。
しかし、上記のパラメータ以外の要因を変化させると、インク液滴の吐出方向に影響する可能性もあるので、他の要因についても検討した。

図１５は、吐出実験用ヘッド１１の発熱抵抗体１３を駆動するための直流電圧と、測定した偏向幅との関係を示すグラフである。
図１５に示すグラフにおいて、発熱抵抗体１３（図３参照）を駆動するための直流電圧は、１．４９７Ｖ、１．９９５Ｖ、２．６１３Ｖの３水準であり、Ｄ／Ｈは、０．６０４、０．８３１、１．０３３の３種類である。

図１５に示すように、発熱抵抗体１３を駆動する直流電圧が高ければ、偏向幅が全体的に増え、直流電圧が低ければ、偏向幅が全体的に減る。直流電圧の高低は、インク液滴の吐出エネルギーの増減に関係するので、これは当然の結果である。
しかし、図１５に示すグラフで注目すべきは、いずれの直流電圧にしても、Ｄ／Ｈが約０．５で偏向幅がゼロとなる点である。具体的には、直流電圧が１．４９７Ｖの場合のＤ／Ｈは０．５３５、１．９９５ＶのＤ／Ｈは０．５２８、２．６１３ＶのＤ／Ｈは０．５０２である。なお、このＤ／Ｈは、最小自乗法による近似式から外挿して求めたものである。

このように、発熱抵抗体１３を駆動するための直流電圧を高くして、吐出エネルギーを増やすと、偏向幅が大きくなるが、それでも、Ｄ／Ｈが約０．５で偏向しなくなる点に変わりはない。すなわち、Ｄ／Ｈが０．５０２〜０．５３５の範囲内では、インク液滴の吐出方向を曲げるように作用させても、吐出方向が曲がらない。
したがって、偏向幅がゼロとなるＤ／Ｈの範囲は、吐出エネルギーに対する依存性がなく、どのような吐出エネルギーを与えても成立する関係である。

また、吐出実験用ヘッド１１の構成材料の影響についても検討した。すなわち、吐出実験用ヘッド１１は、上述したように、バリア層と一体のノズルシート１７（図３参照）を備える一体型のものであるから、ノズルシート１７の構成材料は、感光性樹脂である。一方、図１に示す実施形態のヘッド１０は、感光性樹脂からなるバリア層１５と、Ｎｉ（ニッケル）製のノズルシート１７とで構成されている。そのため、ノズルシート１７の形成材料の相違と、偏向幅との関係が問題となる。

さらに、カラー対応のヘッド１０であれば、各色でインクの組成が異なる。すると、吐出実験用ヘッド１１の構成材料が同じであっても、インクの色の相違がインク液滴の吐出方向に影響する可能性もある。そのため、インクの色と、偏向幅との関係についても検討した。

図１６は、ノズルシート１７の形成材料やインクの色と、測定した偏向幅との関係を示すグラフである。
図１６に示すグラフにおいて、ノズルシート１７（図３参照）の形成材料は、Ｎｉ（ニッケル）とＯＣＮ（エポキシ樹脂）の２つである。また、インクの色は、Ｙ（イエロー）、Ｍ（マゼンタ）、Ｃ（シアン）、及びＫ（ブラック）の４色である。なお、ＯＣＮ（エポキシ樹脂）のノズルシート１７については、Ｃ（シアン）とＫ（ブラック）の２色のみとした。

図１６に示すように、ノズルシート１７の材質がＮｉ（ニッケル）製であると、ＯＣＮ（エポキシ樹脂）でノズルシート１７を作製した場合に比べ、同じＤ／Ｈに対して、偏向幅が大きくなる傾向がある。ただし、偏向幅がゼロで、インク液滴の吐出方向が曲がらなくなるＤ／Ｈの値は、約０．５付近になっている。
一方、ノズルシート１７の材質が同じであれば、インクの色による相違は、ほとんどない。

すなわち、ノズルシート１７の材質と、インクの色との組合せとして、Ｎｉ（ニッケル）−Ｙ（イエロー）、Ｎｉ（ニッケル）−Ｍ（マゼンタ）、Ｎｉ（ニッケル）−Ｃ（シアン）、Ｎｉ（ニッケル）−Ｋ（ブラック）、ＯＣＮ（エポキシ樹脂）−Ｃ（シアン）、ＯＣＮ（エポキシ樹脂）−Ｋ（ブラック）の６種類についてグラフ化すると、ノズルシート１７の材質がＮｉ（ニッケル）のグループと、ＯＣＮ（エポキシ樹脂）のグループとに分かれた。なお、ノズルシート１７の材質による偏向幅の絶対量の差は、ノズルシート１７の材質により、インクとの接触角が変化することに起因するものと思われる。

また、偏向幅がゼロとなるＤ／Ｈの値は、Ｎｉ（ニッケル）−Ｙ（イエロー）が０．４５２、Ｎｉ（ニッケル）−Ｍ（マゼンタ）が０．５４４、Ｎｉ（ニッケル）−Ｃ（シアン）が０．５４６、Ｎｉ（ニッケル）−Ｋ（ブラック）が０．５１３、ＯＣＮ（エポキシ樹脂）−Ｃ（シアン）が０．５５４、ＯＣＮ（エポキシ樹脂）−Ｋ（ブラック）が０．５４８となっている。なお、このＤ／Ｈは、最小自乗法による近似式から外挿して求めたものである。

このように、Ｄ／Ｈが０．４５２〜０．５５４の範囲内では、インク液滴の吐出方向を曲げるように作用させても、吐出方向が曲がらない。また、これまでの吐出実験によって求められたＤ／Ｈの値は、全て上記の範囲内である。
したがって、インク液滴の吐出方向が曲がらないＤ／Ｈの範囲は、０．４５〜０．５５である。

ここで、Ｄ／Ｈが０．４５未満でも、偏向幅がほぼゼロになる。
しかし、Ｄ／Ｈが小さくなるということは、インク液室の高さＨ１やノズルの厚みＨ２（図１参照）が厚くなることを意味する。すると、インクとの接触面積が大きくなり、インク液滴を吐出する際の摩擦によってエネルギーロスが生じ、吐出速度が低下する。そのため、インク液滴の吐出方向が曲がらず、エネルギーのロスもなく、最小のエネルギーで吐出方向が安定するＤ／Ｈの最適範囲は、０．４５〜０．５５である。

以上、説明したように、Ｄ／Ｈが０．４５〜０．５５の範囲内であれば、ヘッド１０（図１参照）の構成材料や吐出エネルギーに依存することなく、偏向幅がほぼゼロに近い値に収束し、種々のヘッド１０において、インク液滴の吐出方向を曲げるように作用させても、吐出方向が曲がらなくなる。
したがって、Ｄ／Ｈを０．４５〜０．５５の範囲内とする限り、ヘッド１０に、製造上のバラツキ等や寸法上の誤差等があったり、吐出エネルギーが変化したりしても、インク液滴の吐出方向が曲がることはない。

以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は、上記の実施形態に限定されることなく、例えば以下のような種々の変形等が可能である。すなわち、
（１）本実施形態は、発熱抵抗体を用いたサーマル方式としたが、発熱抵抗体以外の発熱素子であっても良い。また、振動板と、この振動板の下側に空気層を介した２つの電極を設け、両電極間に電圧を印加して振動板をたわませた後、静電気力を開放して振動板を元に戻し、その際の弾性力を利用してインク液滴を吐出させる静電吐出方式にも適用可能である。さらに、両面に電極を有するピエゾ素子と振動板との積層体を用い、圧電効果によって振動板を変形させてインク液滴を吐出させるピエゾ方式にも適用可能である。

（２）本発明は、カラー対応のインクジェットプリンタであっても、モノクロ用のインクジェットプリンタであっても適用可能である。また、カラー対応の場合、４色一体型にも、一色一色独立した構成のものにも適用できる。

（３）本発明は、多数のヘッドを被記録媒体の幅方向に並べて配置し、印画幅分のラインヘッドを形成したライン方式のインクジェットプリンタであっても、ヘッドを被記録媒体の幅方向に移動させて印画を行うシリアル方式のインクジェットプリンタであっても適用可能である。

（４）本発明では、Ｄ／Ｈの範囲を特定しているが、ＤとＨとの間でどちらを分母にするかは、本質的な問題ではない。すなわち、分子と分母を逆にしてＨ／Ｄを求めれば、各グラフの傾きが逆になるが、インク液滴の吐出方向が曲がらなくなる点に変わりはなく、表示形式の問題に過ぎない。

本発明の液体吐出ヘッドは、インクジェットプリンタに適用して特に好適なものであるが、被記録媒体は印画紙に限ることなく、例えば染め物に対して染料を吐出する液体吐出ヘッド等に適用することもできる。
また、生体試料を検出するためのＤＮＡ含有溶液を吐出する液体吐出ヘッド等に適用することも可能である。

実施形態のヘッドを示す部分斜視図である。 ノズルの位置と、各発熱抵抗体の位置との関係を示す説明図である。 パラメータを選定するために使用する吐出実験用ヘッドの断面図である。 図３に示す吐出実験用ヘッドを用いた記録装置を示す概要図である。 図４に示す記録装置を用いて測定されるべき「本来的」な偏向幅を示すグラフである。 図５に示すグラフに基づく「本来的」な着弾パターンを示す説明図である。 図３に示す吐出実験用ヘッドを用いて「実際」に着弾させた場合の着弾パターンの例を示す説明図である。 吐出実験用ヘッドの液室構造を決定する各パラメータ候補と、「実際」に測定した偏向幅との関係を示す表である。 図８に示す５つのパラメータ候補と、測定した偏向幅との関係を示すグラフである。 吐出実験用ヘッドにおける３つのパラメータと、測定した偏向幅との関係を示す表である。 図１０に示す表の３つパラメータ中、インク液室の高さＨ１を一定とし、ノズルの最大幅（直径）Ｄとノズルの厚みＨ２との比（Ｄ／Ｈ２）と、測定した偏向幅との関係を求めたグラフである。 図１０に示す表の３つパラメータ中、ノズルの厚みＨ２を一定とし、ノズルの最大幅（直径）Ｄとインク液室の高さＨ１との比（Ｄ／Ｈ１）と、測定した偏向幅との関係を求めたグラフである。 ノズルの最大幅（直径）Ｄと距離Ｈ（発熱抵抗体の表面とノズルシートの表面との距離）との比（Ｄ／Ｈ）と、測定した偏向幅との関係を示すグラフである。 吐出実験用ヘッドのノズルの形状と、測定した偏向幅との関係を示すグラフである。 吐出実験用ヘッドの発熱抵抗体を駆動するための直流電圧と、測定した偏向幅との関係を示すグラフである。 ノズルシートの形成材料やインクの色と、測定した偏向幅との関係を示すグラフである。

符号の説明

１０ ヘッド
１１ 吐出実験用ヘッド
１２ インク液室
１３ 発熱抵抗体（エネルギー発生素子）
１５ バリア層（液室形成部材）
１７ ノズルシート
１８ ノズル
１９ ヘッドチップ

Claims (5)

1. エネルギー発生素子と、
   液体を貯蔵するための液室と、
   ノズルと
   を備え、
   前記エネルギー発生素子により、前記液室内の前記液体にエネルギーを付与し、前記ノズルから前記液体を吐出する液体吐出ヘッドであって、
   前記ノズルの最大幅をＤとし、
   前記エネルギー発生素子の表面と前記ノズルの吐出面との距離をＨとしたとき、
   Ｄ／Ｈが０．４５〜０．５５の範囲内である
   ことを特徴とする液体吐出ヘッド。
2. エネルギー発生素子を配列したヘッドチップと、
   液滴を吐出するためのノズルを形成したノズルシートと、
   前記ヘッドチップの前記エネルギー発生素子の配列面と前記ノズルシートの裏面との間に配置され、前記エネルギー発生素子の表面と前記ノズルとの間に液室を形成するための液室形成部材と
   を備え、
   前記エネルギー発生素子により、前記液室内の液体を液滴として前記ノズルから吐出する液体吐出ヘッドであって、
   前記ノズルの最大幅をＤとし、
   前記エネルギー発生素子の表面と前記ノズルシートの表面との距離をＨとしたとき、
   Ｄ／Ｈが０．４５〜０．５５の範囲内である
   ことを特徴とする液体吐出ヘッド。
3. 請求項１又は請求項２に記載の液体吐出ヘッドにおいて、
   前記ノズルは、円形であり、前記ノズルの最大幅Ｄは、前記ノズルの直径である
   ことを特徴とする液体吐出ヘッド。
4. 請求項１又は請求項２に記載の液体吐出ヘッドにおいて、
   前記エネルギー発生素子は、発熱抵抗体である
   ことを特徴とする液体吐出ヘッド。
5. 請求項１又は請求項２に記載の液体吐出ヘッドにおいて、
   前記エネルギー発生素子は、並設された２つの発熱抵抗体である
   ことを特徴とする液体吐出ヘッド。

Images