JP2859647B2 - 液体噴射記録装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明は、液体噴射記録装置、より詳細には、バブル
ジェット記録方式の液体噴射記録装置に関する。

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

この様なインクジェット記録法は、所謂インクと称さ
れる記録液体の小滴（droplet）を飛翔させ、記録部材
に付着させて記録を行うものであって、この記録液体の
小滴の発生法及び発生された記録液小滴の飛翔方向を制
御する為の制御方法によって幾つかの方式に大別され
る。

先ず第１の方式は例えばUSP3060429に開示されている
もの（Tele type方式）であって、記録液体の小滴の発
生を静電吸引的に行い、発生した記録液体小滴を記録信
号に応じて電界制御し、記録部材上に記録液体小滴を選
択的に付着させて記録を行うものである。

これに就いて、更に詳述すれば、ノズルと加速電極間
に電界を掛けて、一様に帯電した記録液体の小滴をノズ
ルより吐出させ、該吐出した記録液体の小滴を記録信号
に応じて電気制御可能な様に構成されたxy偏向電極間を
飛翔させ、電界の強度変化によって選択的に小滴を記録
部材上に付着させて記録を行うものである。

第２の方式は、例えばUSP3596275、USP3298030等に開
示されている方式（Sweet方式）であって、連続振動発
生法によって帯電量の制御された記録液体の小滴を発生
させ、この発生された帯電量の制御された小滴を、一様
の電界が掛けられている偏向電極間を飛翔させること
で、記録部材上に記録を行うものである。

具体的には、ピエゾ振動素子の付設されている記録ヘ
ッドを構成する一部であるノズルのオリフィス（吐出
口）の前に記録信号が印加されている様に構成した帯電
電極を所定距離だけ離して配置し、前記ピエゾ振動素子
に一定周波数の電気信号を印加することでピエゾ振動素
子を機械的に振動させ、前記吐出口より記録液体の小滴
を吐出させる。この時前記帯電電極によって吐出する記
録液体小滴には電荷が静電誘導され、小滴は記録信号に
応じた電荷量で帯電される。帯電量の制御された記録液
体の小滴は、一定の電界が一様に掛けられている偏向電
極間を飛翔する時、付加された帯電量に応じて偏向を受
け、記録信号を担う小滴のみが記録部材上に付着し得る
様にされている。

第３の方式は例えばUSP3416153に開示されている方式
（Hertz方式）であって、ノズルとリング状の帯電電極
間に電界を掛け、連続振動発生法によって、記録液体の
小滴を発生霧化させて記録する方式である。即ちこの方
式ではノズルと帯電電極間に掛ける電界強度を記録信号
に応じて変調することによって小滴の霧化状態を制御
し、記録画像の階調性を出して記録する。

第４の方式は、例えばUSP3747120に開示されている方
式（Stemme方式）で、この方式は前記３つの方式とは根
本的に原理が異なるものである。

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

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

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

即ち、前記第１から第３の方式は記録液体の小滴の発
生の直接的エネルギーが電気的エネルギーであり、又、
小滴の偏向制御も電界制御である。その為、第１の方式
は、構成上はシンプルであるが、小滴の発生に高電圧を
要し、又、記録ヘッドのマルチノズル化が困難であるの
で高速記録には不向きである。

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

第３の方式は、記録液体小滴を霧化することによって
階調性に優れた画像が記録され得る特長を有するが、他
方霧化状態の制御が困難であること、記録画像にカブリ
が生ずること及び記録ヘッドのマルチノズル化が困難
で、高速記録には不向きであること等の諸問題点が存す
る。

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

更には、特開昭48−9622号公報（前記USP3747120に対
応）には、変形例として、前記のピエゾ振動素子等の手
段による機械的振動エネルギーを利用する代わりに熱エ
ネルギーを利用することが記載されている。

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

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

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

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

また、バブルジェット記録方法は、いわゆるdrop ond
emand記録法に極めて有効に適用され、吐出オリフィス
を高密度に設けることができるばかりでなく、吐出オリ
フィスと同密度で駆動部（すなわち、発熱部）を設ける
ことができる為、高密度マルチオリフィス化が容易に具
現できる優れた記録法である。しかし、コピア等のより
高精細な画像品質を狙うには、まだ解決すべき問題点が
存在する。中でも、高解像度、高品質の画像を得るに
は、記録画素に階調性を持たせることが極めて効果的な
方法である。従来バブルジェット記録方法において階調
性を表現する方法としては特公昭62−48585号公報に記
載されているように、１つの流路に設けられた複数の電
気・熱変換体の各々に入力される駆動信号の入力タイミ
ングのズレを可変制御することにより階調記録を行うこ
とが知られている。また、特公昭62−46358号公報に
は、１つの液室中に供給された記録媒体液を熱する位置
に設けられた複数個の発熱体から記録すべき情報を表わ
す信号のレベルに応じて所定数の発熱体を選択して駆動
することにより吐出液滴径を変える技術が開示されてい
る。しかしながら、いずれの技術もその明細書より明ら
かなように、吐出口に通じる流路に沿って、発熱体を設
けたいわゆるエッジシュータ型のヘッドに関するもので
あり、エッジシュータ型の場合は、１つの吐出口に対し
て、１つの発熱体を形成して使用する場合においては、
高密度化が可能でその特徴を大いに発揮できるが、上記
のように、１つの吐出口に対して、その吐出口に通じる
流路にそって複数個の発熱体を形成したようなものにお
いては、各発熱体を独立に制御するための制御電極が多
くなり、高密度化が困難となり、本来の特徴をいかすこ
とができないという不具合がある。また、エッジシュー
タ型の場合、吐出口から発熱体までの距離が吐出特性
（滴速度または／および滴の大きさ等）に大きな影響を
与えるため、各発熱体の吐出口からの距離が異なる上記
のような例では、それらを制御して階調性を出すこと
は、きわめて困難な技術を要し、必ずしも実用的とは言
えない。

また、さらに特開昭59−124863号公報、特開昭59−12
4864号公報には、吐出用の気泡を発生させるとともに、
さらに別の吐出エネルギー調整用気泡を発生させて、階
調記録を行なう技術、あるいは、さらに吐出エネルギー
調整部に小開口を設け、液滴の大きさをかえて階調記録
を行なう技術が開示されている。しかしながら、吐出の
ための発熱体と、吐出エネルギー調整用の発熱体が離れ
ており、両者による圧力のタイミングをうまく合わせる
ことが難しいという問題、また、吐出エネルギー調整用
の発熱体が位置する場所が袋小路状になっており、新し
いインクが供給されにくく、その部分のインク温度が上
昇し、一定の安定した条件で吐出エネルギー調整用の発
熱体を駆動することが困難であるという問題であり、必
ずしも満足すべき階調記録が得られない。さらに、特開
昭59−207265号公報には、パルス群で発熱体を駆動さ
せ、気泡を繰り返し生成・消滅させて、その回数（即
ち、パルス群中のパルスの数）に応じて階調表現を行う
な技術が開示されている。また、特開昭63−42869号公
報には、発熱体の通電時間を変えることによって気泡の
発生回数を変更し、吐出量を可変にする技術が開示され
ている。しかしながら、バブルジェット記録方法におい
ては、１つの気泡の生成・消滅はわずか数10μｓで行な
われ、上記のように、連続的に気泡を成長・収縮させた
場合、各々の気泡で吐出したインクに対して新しいイン
クを極めて速やかにリフィルしなければならず、困難な
技術を要する。また、繰り返しの気泡をパルス群で形成
するにしても連続した通電で形成するにしても１画素を
形成するのに要するエネルギーは必然的に多くなり、マ
ルチノズルタイプのヘッドでは、大きな問題となる。さ
らに、発熱量も当然多くなる為、高周波数で駆動した場
合、基板に蓄熱してしまい、吐出安定性が悪くなった
り、スプラッシュ現象が発生したり、ついには、吐出不
能となってしまうという欠点があった。この為、高熱伝
導率の基板を使用したり、また吐出周波数を低くしたり
しなければならず安価に高密度、高集積ヘッドを作製可
能、あるいは、4KHzを越える超高周波数吐出が可能とい
うバブルジェット記録方式の特徴を生かせないという問
題がある。

また、特公昭59−31943号公報には発熱量調整構造を
有する発熱部に階調情報に応じた熱量を発生させること
で階調記録を行なう技術が開示されている。しかしなが
ら、その明細書中に示されているような平面構造を台形
にした発熱体においては幅が狭くなった部分において熱
ストレスおよび／あるいは気泡消滅時の衝撃力により断
線が生じやすく信頼性に欠けるという欠点がある。ま
た、断面構造において保護膜、蓄熱層、発熱体に厚み勾
配を設ける構造は、現在の薄膜形成技術においては極め
て困難な技術を要し、また、非常に高価なものとなる。

一方、特開昭58−1571号公報には、安定した吐出を行
ない、使用寿命を向上させるために、発熱体を閾値電圧
の1.02〜1.3倍で駆動する技術が開示されている。しか
しながら、これは、その明細書から明らかなように、安
定した気泡の形成・成長・収縮を起させ、発熱体の寿命
を延ばす技術であり、言いかえるならば、膜沸騰により
安定した気泡の生成・消滅を行なうものであり、階調記
録という概念は見あたらない。

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

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

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

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

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

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

構成 本発明は、上記目的を達成するために、記録液を吐出
する為の吐出口と、前記記録液に熱エネルギーを作用さ
せる為の熱エネルギー発生体と、前記熱エネルギーによ
り気泡を発生させ、前記気泡の体積増加にともなう作用
力によって、前記記録液を前記吐出口より飛翔せしめる
液体噴射記録装置において、前記吐出口は、16本/mm以
上の配列密度で256個より多いマルチノズル型の液体噴
射記録装置であり、１個の発熱体は4KHzを越える駆動周
波数で駆動し、ほぼ一定の大きさの膜沸騰気泡となる時
の電圧よりも小さい電圧を前記熱エネルギー発生体に入
力し、該小さい電圧を画像情報に応じて可変としたこと
を特徴としたものである。さらに、遷移沸騰を起こして
階調記録を行なうことを特徴としたものである。以下、
本発明の実施例に基いて説明する。

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

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

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

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

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

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

（ｆ）はさらに気泡７が収縮し、ヒーター面にインク
が接しヒーター面がさらに急激に冷却される状態にあ
る。オリフィス面では、外圧がノズル内圧より高い状態
になるためメニスカスが大きくノズル内に入り込んで来
ている。インク柱の先端部は液滴になり記録紙の方向へ
５〜10m/secの速度で飛翔している。

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

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

第３図は、発熱抵抗体を用いる気泡発生手段の構造を
説明するための図で、第３図（ａ）は記録ヘッドのオリ
フィス側から見た正面部分図、第３図（ｂ）は、第３図
（ａ）に一点鎖線Ｘ−Ｘで示す部分で切断した場合の切
断部分図で、図中、13は基板、14は蓋基板、21は電気熱
変換体（発熱抵抗体）、22は保護層、23,24は電極で、
該記録ヘッドは表面に電気熱変換体が設けられた基板13
の上を所定の密度で所定の巾と深さの溝を所定数設けた
蓋基板14で覆う様に接合することによって、オリフィス
15と液吐出部16が形成された構造を有している。液吐出
部16は、その終端に液滴を吐出させるためのオリフィス
15と、電気熱変換体21より発生される熱エネルギーが液
体に作用し気泡を発生し、その体積の膨張と収縮による
急激な状態変化を引き起こす所である熱作用部17を有し
ている。

熱作用部17は、電気熱変換体21の熱発生部18の上部に
位置し、熱発生部18の液体と接触する熱作用面19をその
底面としている。

熱発生部18は、基板13上に設けられた下部層20、該下
部層20上に設けられた発熱抵抗層21を有し、該発熱抵抗
層21には、熱を発生させる為に該層21に通電するための
電極23,24がその表面に設けられている。電極23は、各
液吐出部の熱発生部に共通の電極であり、電極24は、各
液吐出部の熱発生部を選択的に発熱させる為の選択電極
であって、液吐出部の流路に沿って設けられている。

基板13の材料としては、ガラス、セラミックス、金属
或は、シリコン等である。発熱抵抗体21を構成する材料
として、有用な物には、例えば、タンタル−SiO₂の混合
物、窒化タンタル、ニクロム、銀−パラジウム合金、シ
リコン半導体、あるいはハフニウム、ランタン、ジルコ
ニウム、チタン、タングステン、モリブデン、ニオブ、
クロム、バナジウム等の金属の硼化物があげられる。

これらの発熱抵抗体21を構成する材料の中で、特に金
属硼化物が優れたものとしてあげる事ができ、その中で
も最も特性が優れているのが、硼化ハフニウムであり、
ついで、硼化ジルコニウム、硼化ランタン、硼化タンタ
ル、硼化バナジウム、硼化ニオブの順となっている。

発熱抵抗体21は、上記の材料を用いて、フォト・リソ
グラフや、電子ビーム蒸着やスパッタリング,CVD,プラ
ズマCVD等の手法を用いて形成することができる。発熱
抵抗体21の膜厚は、単位時間当りの発熱量が所望通りと
なるように、その面積、材質及び熱作用部の形状及び大
きさ、更には実際面での消費電力等にしたがって決定さ
れるものであるが、通常の場合、0.001〜５μｍ、好適
には0.01〜１μｍとされる。

電極23,24を構成する材料としては、通常使用されて
いる電極材料の多くのものが有効に使用され、具体的に
は、例えば、Al,Ag,Au,Pt,Cu等の金属、及びそれらの合
金等があげられ、これらを使用して蒸着やスパッタリン
グ等の手法で所定位置に、所定の大きさ、形状、厚さで
設けられる。

保護層22に要求される特性は、発熱抵抗体21で発生さ
れた熱を記録液体に効果的に伝達することを妨げずに、
記録液体や、気泡消滅時の衝撃力より発熱抵抗体21を保
護することである。保護層22を構成する材料として有用
なものには、例えば酸化シリコン、酸化マグネシウム、
酸化アルミニウム、酸化タンタル、酸化ジルコニウム等
があげられる。これらは、電子ビーム蒸着、スパッタリ
ング、CVD法、プラズマCVD法、気相成長法等の薄膜形成
手法を用いて形成する事が出来る。保護層22の膜厚は、
通常は、0.01〜10μｍ、好適には0.1〜５μｍ、最適に
は0.1〜３μｍとされるのが望ましい。

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

以上の様に構成される発熱体基板上に感光性樹脂で流
路を形成する。スピーナ或いはロールコーター等の塗布
手段を用いて、感光性ポリアミドワニスあるいは感光性
ポリイミドワニス等の耐キャビテション性のある樹脂を
塗布する。感光性樹脂の層厚としては特に制限されるも
のではないが、インクジェット記録ヘッドとしての実用
性を考慮するならば、少なくとも５〜100μｍ程度、好
適には10〜50μｍ最適には15〜50μｍとするのが望まし
い。従って感光性樹脂としても、このような厚さに積層
し得るものが好ましく、市販の感光性樹脂としては、前
述の感光性ポリアミドワニス、即ちプリンタイトEF95、
トプロン（Toplon）、ナイロンプリント（Nylonprin
t）、或いは感光性ポリイミド、即ちフォトニースVR−3
140、セレクティラックスHTR−２が好ましい。

このようにして、感光性樹脂が積層された基板に、以
下に示す様な露光或いは現像等の処理を施し、感光性樹
脂から成るインク流路壁を形成する。尚、以下主として
感光性樹脂をフォトニースVR−3140とした場合を例とし
て、これらの処理について説明するが、インク流路壁の
形成方法は、用いる感光性樹脂に応じた任意のものとし
得る。

感光性樹脂を積層した基板に必要に応じてプリベーク
を施す。プリベーク終了後所望のパターンを有するフォ
トマスクを、フォトニースVR−3140の上に重ね、ついで
このフォトマスクを介して露光を行う。露光終了後、フ
ォトニースVR−3140の未露光部分をフォトニースVR−31
40用の現像液DV−505を用いて現像し、未露光部分を溶
解除去することによって、流路となる溝を形成する。こ
うして未露光部分を溶解除去した後、ポストベークを施
して基板上に残存するフォトニースVR−3140を硬化さ
せ、基板上に所望のパターンを有するインク流路壁たる
フォトニースVR−3140の硬化膜を形成する。以上フォト
ニースVR−3140等の液状タイプの感光性樹脂の形成方法
を説明したが、感光性ドライフィルムを用いて形成する
こともできる。このようにして形成された基板と、流路
の天井部分を形成するための蓋基板10（14）を接着層を
介して接合する。蓋基板の材料としては、発熱体基板と
同様のものが使用出来る。即ち、シリコン、ガラス、セ
ラミックス等である。これら材料で形成した基板に感光
性ドライフィルムを半硬化の状態で設け、溝が形成され
た基板に接合した後、熱をかけ本硬化させ、発熱体基板
と蓋基板を接合する。

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

また、本発明に使用される記録液体は、液媒体と記録
像を形成する記録剤及び所望の特性を得る為に添加され
る添加剤より構成され、前記の物性値を得る範囲におい
て液媒体及び添加剤の種類及び組成比の選択によって、
水性、非水性、溶解性、導電性、絶縁性のいずれも得る
ことが出来る。

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

その様な非水性媒体としては、例えばメチルアルコー
ル、エチルアルコール、ｎ−プロピルアルコール、イソ
プロピルアルコール、ｎ−ブチルアルコール、sec−ブ
チルアルコール、tert−ブチルアルコール、イソブチル
アルコール、ペンチルアルコール、ヘキシルアルコー
ル、ヘプチルアルコール、オクチルアルコール、ノニル
アルコール、デシルアルコール等の炭素数１〜10のアル
キルアルコール；例えば、ヘキサン、オクタン、シクロ
ペンタン、ベンゼン、トルエン、キシロール等の炭化水
素系溶剤；例えば、四塩化炭素、トリクロロエチレン、
テトラクロロエタン、ジクロロベンゼン等のハロゲン化
炭化水素系溶剤；例えば、エチルエーテル、ブチルエー
テル、エチレングリコールジエチルエーテル、エチレン
グリコールモノエチルエーテル等のエーテル系溶剤；例
えば、アセトン、メチルエチルケトン、メチルプロピル
ケトン、メチルアミルケトン、シクロヘキサノン等のケ
トン系溶剤；ギ酸エチル、メチルアセテート、プロピル
アセテート、フェニルアセテート、エチレングリコール
モノエチルエーテルアセテート等のエステル系溶剤；例
えばジアセトンアルコール等のアルコール系溶剤；石油
系炭化水素溶剤等が挙げられる。

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

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

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

使用され得る記録剤は記録部材によって、その記録条
件に充分適合する様に適宜選択される。記録剤としては
染料及び顔料を挙げることが出来る。有効に使用される
染料は、調合された記録液体の後述の諸特性を満足し得
る様なものであり、好適に使用されるのは、例えば水溶
性染料としての直接染料、塩基性染料、酸性染料、可溶
性建染メ染料、酸性媒染染料、媒染染料、非水溶性染料
としての硫化染料、建築メ染料、酒精溶染料、油溶染
料、分散染料等の他、スレン染料、ナフトール染料、反
応染料、クロム染料、1:2型錯塩染料、1:1型錯塩染料、
アゾイック染料、カチオン染料等の中より選択されるも
のである。

具体的には、例えばレゾリングリルブルーPRL、レゾ
リンイエローPCG、レゾリンピンクPRR、レゾリングリー
ンPB（以上バイヤー製）、スミカロンブルーＳ−BG、ス
ミカロンレッドＥ−EBL、スミカロンイエローＥ−4GL、
スミカロンブリリアントブルーＳ−BL（以上住友化学
製）、ダイヤニックスイエロー−HG−SE、ダイヤニック
スレッドBN−SE（以上三菱化成製）、カヤロンポリエス
テルライトフラビン4GL、カヤロンポリエステルブルー3
R−SF、カヤロンポリエステルイエローYL−SE、カヤセ
ットターキスブルー776、カヤセットイエロー902、カヤ
セットレッド026、プロシオンレッドＨ−2B、プロシオ
ンブルーＨ−3R（以上日本化薬製）、レバフィックスゴ
ールデンイエローＰ−Ｒ、レバフィックスブリルレッド
Ｐ−Ｂ、レバフィックスブリルオレンジＰ−GR（以上バ
イヤー製）、スミフィックスイエローGRS、スミフィッ
クスＢ、スミフィックスブリルレッドBS、スミフィック
スブリルブルーPB、ダイレクトブラック40（以上住友化
学製）、ダイヤミラーブラウン3G、ダイヤミラーイエロ
ーＧ、ダイヤミラーブルー3R、ダイヤミラーブリルブル
ーＢ、ダイヤミラーブリルレッドBB（以上三菱化成
製）、レマゾールレッドＢ、メマゾールブルー3R、レマ
ゾールイエローGNL、レマゾールブリルグリーン6B（以
上ヘキスト社製）、チバクロンブリルイエロー、チバク
ロンブリルレッド4GE（以上チバガイギー社製）、イン
ジコ、ダイレクトテープブラックＥ・Ex、ダイアミンブ
ラックBH、コンゴーレッド、シリアスブラックBH、オレ
ンジII、アミドブラック10B、オレンジRO、メタニール
イエロー、ビクトリアスカーレット、ニグロシン、ダイ
アモンドブラックPBB（以上イーゲー社製）、ダイアシ
ドブルー3G、ダイアシドファスト・グリーンGW、ダイア
シド・ミーリングネービーブルーＲ、インダンスレン
（以上三菱化成製）、ザボン−染料（BASF製）、オラゾ
ール染料（CIBA製）、ラナシン−染料（三菱化成製）、
ダイアクリルオレンジRL−Ｅ、ダイアクリルブリリアン
トブルー2B−Ｅ、ダイアクリルターキスブルーBG−Ｅ
（三菱化成製）などの中より前記の諸物性値が調合され
る記録液体に与えられるものが好ましく使用できる。

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

有効に使用される顔料としては、無機顔料、有機顔料
の中の多くのものが好適に使用される。そのような顔料
として具体的に例示すれば無機顔料としては、硫化カド
ミウム、硫黄、セレン、硫化亜鉛、スルホセレン化カド
ミウム、黄鉛、ジンククロメート、モリブデン赤、ギネ
ー・グリーン、チタン白、亜鉛華、弁柄、酸化クロムグ
リーン、鉛丹、酸個コバルト、チタン酸バリウム、チタ
ニウムイエロー、鉄黒、紺青、リサージ、カドミウムレ
ッド、硫化銀、硫酸鉛、硫酸バリウム、群青、炭酸カル
シウム、炭酸マグネシウム、鉛白、コバルトバイオレッ
ト、コバルトブルー、エメラルドグリーン、カーボンブ
ラック等が挙げられる。

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

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

（ｂ）不溶性アゾ系（アニライド系） ジアゾイエロー、ファストイエローＧ、ファストイエ
ロー10G、ジアジオレンジ、バルカンオレンジ、パラゾ
ロンレッド。

（ｃ）溶性アゾ系 レーキオレンジ、ブリリアントカーミン3B、ブリリア
ントカーミン6B、ブリリアントスカーレットＧ、レーキ
レッドＣ、レーキレッドＤ、レーキレッドＲ、ウォッチ
ングレッド、レーキボルドー10B、ボンマルーンＬ、ボ
ンマルーンＭ。

（ｄ）フタロシアニン系 フタロシアニンブルー、ファストスカイブルー、フタ
ロシアニングリーン。

（ｅ）染色レーキ系 イエローレーキ、エオシンレーキ、ローズレーキ、バ
イオレッドレーキ、ブルーレーキ、グリーンレーキ、セ
ピアレーキ。

（ｆ）媒染系 アリザリンレーキ、マダカーミン。

（ｇ）建染系 インダスレン系、ファストブルーレーキ（GGS）。

（ｈ）塩基性染料レーキ系 ローダミンレーキ、マラカイトグリーンレーキ。

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

液媒体と記録剤との量的関係は、調合される他に液路
の目詰り、液路内での記録液体の乾燥、記録部材へ付与
された時の滲みや乾燥速度等の条件から、重量部で液媒
体100部に対して記録剤が通常１〜50部、好適には３〜3
0部、最適には５〜10部とされるのが望ましい。

記録液体が分散系（記録剤が液媒体中に分散されてい
る系）の場合、分散される記録剤の粒径は、記録剤の種
類、記録条件、液路の内径、吐出口径、記録部材の種類
等によって、適宜所望に従って決定されるが、粒径が余
り大きいと、貯蔵中に記録剤粒子の沈降が起って、濃度
の不均一化が生じたり、液路の目詰りが起ったり或いは
記録された画像に濃度斑が生じたり等して好ましくな
い。

このようなことを考慮すると、分散系記録液体とされ
る場合の記録剤の粒径は、通常0.01〜30μ、好適には0.
01〜20μ、最適には0.01〜８μとされるのが望ましい。
更に分散されている記録剤の粒径分布は、出来る限り狭
い方が好適であって、通常はＤ±３μ、好適にはＤ±1.
5μとされるのが望ましい（但しＤは平均粒径を表わ
す）。

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

粘度調整剤や表面張力調整剤は、前記の物性値を得る
為の他に、記録速度に応じて充分なる流速で液路中を流
通し得ること、液路の吐出口において記録液体の回り込
みを防止し得ること、記録部材へ付与された時の滲み
（スポット径の広がり）を防止し得ること等の為に添加
される。

粘度調整剤及び表面張力調整剤としては、使用される
液媒体及び記録剤に悪影響を及ぼさないで効果的なもの
であれば通常知られているものの中より適宜所望特性を
満足するように選択されて使用される。

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

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

これ等の界面活性剤の他、ジエタノールアミン、プロ
パノールアミン、モルホリン酸等のアミン酸、水酸化ア
ンモニウム、水酸化ナトリウム等の塩基性物質、Ｎ−メ
チル−２−ピロリドン等の置換ピロリドン等も有効に使
用される。

これ等の表面張力調整剤は、所望の値の表面張力を有
する記録液体が調合されるように、互いに又は他の構成
成分に悪影響を及ぼさず且つ前記の物性値が調合される
記録液体に与えられる範囲内において必要に応じて二種
以上混合して使用しても良い。

これ等表面張力調整剤の添加量は種類、調合される記
録液体の他の構成成分種及び所望される記録特性に応じ
て適宜決定されるものであるが、記録液体１重量部に対
して、通常は0.0001〜0.1重量部、好適には0.001〜0.01
重量部とされるのが望ましい。

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

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

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

これ等のpH調整剤は、調合される記録液体が前記の物
性値をはずれない範囲で所望のpH値を有するように必要
量添加される。

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

これ等の潤滑剤は、記録液体に所望される特性を満足
するように所望に応じて必要量添加されるものである
が、その添加量は記録液体全重量に対して、通常0.1〜1
0wt％、好適には0.1〜8wt％、最適には0.2〜7wt％とさ
れるのが望ましい。

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

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

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

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

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

以上のような構造のバブルジェット記録ヘッドにおい
て、従来は、前述したように発熱体を短時間に急激に加
熱し、発熱部表面のインク層を瞬時に気化することによ
って、沸騰膜を作り膨張させるという、いわゆる膜沸騰
を起こすことにより安定した気泡を発生させ、すなわ
ち、安定した吐出を行なうものであった。しかしなが
ら、本発明者らは、100μｍ×100μｍの大きさで抵抗値
70Ωの発熱体に厚さ２μｍの保護層を設けた発熱体基板
を試作し、純水中で通電加熱した時の気泡発生の様子を
観察した結果、第４図に示すように膜沸騰状態では、印
加電圧を変化させても、気泡の発生状態（気泡体積の増
加率dv/dt、および最大体積Vmax）には、大きな相違は
ないことがわかった。これは膜沸騰状態では、発熱部表
面に蒸気膜ができ、その蒸気膜が蒸発部から液層への熱
の伝達を防げる断熱層となり、すなわち、蒸気膜形成後
は、発熱部表面の温度によらず膨張する為である。した
がって、膜沸騰状態では常に安定した気泡が作れるが、
多少電圧を変化しても吐出液量に大きな差違は出ないと
いうことである。ここで、第４図中、41は印加電圧Vp＝
14V、42はVp＝16V、43はVp＝18Vとした場合であり、い
ずれもパルス巾は６μｓ周波数4.5KHzで駆動した。

一方、第５図は、30mμ×100mμの大きさで抵抗値128
Ωの発熱体基板に、前述した構成の流路及び吐出オリフ
ィスを設けたヘッドを試作し、発熱体への印加電圧Vpを
変えた時の吐出スピードの測定結果を示したものであ
る。吐出液滴を観測したところ、その形状は非常に長い
（100μｍ以上の）柱状に飛翔するという特徴があっ
た。51は飛翔液柱の先端速度、52はその後端速度であ
る。これから、後端速度は電圧を変えても大きな変化は
見られないが、先端速度は約6m/sから15m/sまで大きく
かわっていること、Vp₁以上の電圧では略一定になって
いることがわかる。これは、すなわち、先端が紙に到着
してから後端が到着するまでの時間差が変わることを意
味しており、通常ノズルは紙に対して決められた速度で
相対的に移動している為、インクが付着する面積が変化
することとなる。また、後端速度が略一定であるにもか
かわらず、先端速度が大きく変化するということは、液
柱の長さが電圧により変化することであり、したがっ
て、吐出量そのものが変化することである。この時の気
泡の様子をインクと略同じ物性をしたビヒクル中で観察
したところVp₁以上の電圧では安定した膜沸騰状態の気
泡が発生しているが、吐出開始電圧Vp₂からVp₁間の電圧
では完全な沸騰膜を形成しておらず、いわゆる遷移沸騰
となっていた。このときも気泡は入力信号に同期してお
り、また、その大きさは電圧に対応していることを発見
した。先端速度および後端速度が一定、すなわち、滴速
度が一定となる電圧Vp₁は滴吐出開始電圧（Vp₂＝16V）
の1.5倍の24Vであった。

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

本発明者らは、配列密度16本/mm、ノズル数300のヘッ
ドを試作し、被記録体として、三菱製紙製NMマットコー
ト紙を使用して駆動電圧を変えて印写したが、その結果
を第６図に示す。なお、ここでノズルと紙との間の距離
ｄはドット径に影響する為、適切な値に設定することが
望ましく、通常は、0.1≦ｄ≦20mm、好適には0.5≦ｄ≦
10mm、最適には、0.5≦ｄ≦5mmとするのがよい。ここで
は、ｄ＝1mmとして評価した。

これからわかるように、遷移沸騰および／または膜沸
騰を用いることにより、いいかえるならば滴速度が駆動
電圧に対応して変化する領域を用いることにより、さら
にいいかえるならば、吐出開始電圧（Vp₂）から1.5Vp₂
以下の駆動電圧を任意に設定することにより、ドット径
が50μｍから120μｍまでの任意の大きさのドットを得
ることができた。

さらに、本発明らは、50μｍ×50μｍの正方形の発熱
部を設け、それに対向する位置にノズルを設けた、いわ
ゆるサイド・シュータ型のヘッドを作り、同様にドット
径を測定したところ、第７図に示したような結果を得
た。ここでVp₁＝17V、Vp₂＝11Vであり、60μｍ〜120μ
ｍまでの任意のドット径を得ることができた。

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

第８図は、記録液体に気泡を発生させる別の手段を説
明するための図で、図中、81はレーザ発振器、82は光変
調駆動回路、83は光変調器、84は走査器、85は集光レン
ズで、レーザ発振器81より発生されたレーザ光は、光変
調器83において、光変調器駆動回路82に入力されて電気
的に処理されて出力される画情報信号に従ってパルス変
調される。パルス変調されたレーザ光は、走査器84を通
り、集光レンズ85によって熱エネルギー作用部の外壁に
焦点が合うように集光され、記録ヘッドの外壁86を加熱
し、内部の記録液体87内で気泡を発生させる。あるいは
熱エネルギー作用部の壁86は、レーザ光に対して透過性
の材料で作られ、集光レンズ85によって内部の記録液体
87に焦点が合うように集光され、記録液体を直接加熱す
ることによって気泡を発生させてもよい。

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

レーザ発振器81より発振されたレーザ光は、光変調器
83の入口開口に導かれる。光変調器83において、レーザ
光は、光変調器83への画情報入力信号に従って強弱の変
調を受ける。変調を受けたレーザ光は、反射鏡88によっ
てその光路をビームエキスパンダー89の方向に曲げら
れ、ビームエキスパンダー89に入射する。ビームエキス
パンダー89により平行光のままビーム径が拡大される。
次に、ビーム径の拡大されたレーザ光は、高速で定速回
転する回転多面鏡90に入射される。回転多面鏡90によっ
て掃引されたレーザ光は、集光レンズ85により、ドロッ
プジェネレータの熱エネルギー作用部外壁86もしくは内
部の記録液体に結像する。それによって、各熱エネルギ
ー作用部には、気泡が発生し、記録液滴を吐出し、記録
紙92に記録に行なわれる。

第10図は、さらに別の気泡発生手段を示す図で、この
例は、熱エネルギー作用部の内壁側に配置された１対の
放電電極100が、放電装置101から高電圧のパルスを受
け、水中で放電をおこし、その放電によって発生する熱
により瞬時に気泡を形成するようにしたものである。

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

第12図に示した例は、 ２枚の平板電極にして、電極間に安定して気泡が発生
するようにしたものである。針状の電極より、発生気泡
の位置が安定している。

第13図に示した例は、 電極にほぼ同軸の穴をあけたものである。２枚の電極
の両穴がガイドになって、発生気泡の位置はさらに安定
する。

第14図に示した例は、 リング状の電極にしたものであり、基本的には第13図
に示した例と同じであり、その変形実施例である。

第15図に示した例は、 一方をリング状電極とし、もう一方を針状電極とした
ものである。リング状電極により、発生気泡の安定性を
狙い、針状電極により電界の集中により効率を狙ったも
のである。

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

第17図に示した例は、 第16図に示した例のリング状電極形成部を電極の外周
にそった形状で周囲から一段高くしたものである。やは
り、発生気泡の安定性を狙ったものであり、第15図に示
したものよりも３次元的なガイドを付け加えた分だけ安
定する。

第18図に示した例は、 第17図に示した例とは反対に、リング状電極形成部
を、周囲から下へ落しこんだ構造としたもので、やは
り、発生気泡は安定して形成される。

効果 以上に述べたように、本発明により、安定した階調記
録を行なうことができた。また、本発明によれば、補助
手段を全く必要としない為、極めてシンプルなヘッド構
造で階調記録が行なえる。したがって高密度でマルチノ
ズルを形成することができるので、コピア等の極めて高
精細な印字品質が実現できる。またさらに、高精細にな
れば、それだけ１枚の紙に打ち込むドット数が多くな
り、高速で印写しなければならないが、本発明ではパル
ス群や通電時間を長くすることがない為、4KHzを越える
ような高周波数で駆動して階調記録を得ることができ
る。しかも、小さいエネルギーを入力しているので、記
録装置全体として、省エネが実現できる。

すなわち、16本/mmを越えるような超高密度、256ノズ
ルを越えるようなマルチノズルで、4kHzを越えるような
高周波数駆動をするヘッドで、しかも階調記録ができる
という極めて超高精細な画質を得ることができるという
すぐれた効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明を好適に実現する液体噴射記録の原理
を説明するための図、第２図は、バブルジェット記録ヘ
ッドの一例を示す斜視図、第３図は、バブルジェット記
録ヘッドの詳細を説明するための図、第４図は、印加電
圧をパラメータとして通電時間と気泡の電極方向長さと
の関係を示す図、第５図は、駆動電圧と吐出スピードの
関係を示す図、第６図及び第７図は、駆動電圧とドット
径の関係を示す図、第８図及び第９図は、レーザ光によ
り気泡を発生させる例を示す図、第10図乃至第18図は、
放電によって気泡を発生させる例を示す図である。 ２……インク、３……ヒーター、４……微小気泡、5,7
……気泡、６……インク柱、８……インク滴、10……蓋
基板、11……インク供給口、12……オリフィス、13……
基板、14……蓋基板、15……オリフィス、16……液吐出
部、17……熱作用部、21……電気熱変換体、22……保護
層、23,24……電極。

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) B41J 2/05 B41J 2/205

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】記録液を吐出する為の吐出口と、前記記録
   液に熱エネルギーを作用させる為の熱エネルギー発生体
   と、前記熱エネルギーにより気泡を発生させ、前記気泡
   の体積増加にともなう作用力によって、前記記録液を前
   記吐出口より飛翔せしめる液体噴射記録装置において、
   前記吐出口は、16本/mm以上の配列密度で256個より多い
   マルチノズル型の液体噴射記録装置であり、１個の発熱
   体は4KHzを越える駆動周波数で駆動し、ほぼ一定の大き
   さの膜沸騰気泡となる時の電圧よりも小さい電圧を前記
   熱エネルギー発生体に入力し、該小さい電圧を画像情報
   に応じて可変としたことを特徴とする液体噴射記録装
   置。