JP4546006B2 - インクジェット記録ヘッド - Google Patents

Description

【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１５５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１５１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】
上記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、円形または長円形または長方形の、インクを吐出する複数の吐出口と、該複数の吐出口に夫々対応して設けられ、インクを吐出するために利用される熱エネルギーを発生する矩形の電気熱変換素子が前記吐出口に対向するように設けられた複数の圧力室と、該複数の圧力室に供給されるインクを貯留する共通液室と、前記複数の圧力室と前記共通液室とを連通させ、前記電気熱変換素子上に発生した気泡が消泡するのに伴い前記共通液室から前記複数の圧力室へインクが流入するための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において、前記インク流路は、前記共通液室から前記圧力室へ向かう第一の方向に沿って一組のインク流路壁によって形成された部分を備え、前記圧力室は実質的に円柱形の形状を有し、前記吐出口から該吐出口に対応する前記電気熱変換素子に向かう第二の方向にみて、前記第一の方向に沿った前記部分の中心線に平行で前記電気熱変換素子の中心を通る中心線が前記部分の中心線に対してオフセットしており、前記吐出口の中心が前記電気熱変換素子の中心から前記共通液室側にオフセットし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することにより、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、吐出口のオフセットの量は１μｍ以上１０μｍ以下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３μｍ以上７μｍ以下であるのが良い。
【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、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、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、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、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、吐出口の、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、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、このように吐出口がテーパを有している場合、圧力室の、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、吐出口の、吐出面側の開口の縁からはみ出している部分において、吐出口の、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、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、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、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。
【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，Ｈ１９０３，Ｈ１９０４）とから構成されている。記録ヘッドＨ１００１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，Ｈ１９０３，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）Ｈ１４００で構成されており、また、インク供給ユニットＨ１００３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Ｈ１１１０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Ｈ１１００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，ＴＭＡＨ，ヒドラジン等）による異方性エッチングで、約５４．７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Ｈ１１０５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Ｈ１１０６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Ｈ１１０２から供給されたインクは電気熱変換素子Ｈ１１０３の発熱作用により発生した気泡により吐出口Ｈ１１０７から吐出される。
【００５５】
また図３２は第２の記録素子基板Ｈ１１０１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Ｈ１１０２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Ｈ１１０３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Ｈ１１１０にインク供給口Ｈ１１０２や電気熱変換素子Ｈ１１０３、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Ｈ１１００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Ｈ１１０１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Ｈ１２００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Ｈ１１０４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Ｈ１１０５と、電気配線テープＨ１３００の電極リードＨ１３０２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Ｈ１２００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Ｈ１３０６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Ｈ２２００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Ｈ１５００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Ｈ１６００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Ｈ２２００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Ｈ１００３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Ｈ１２０１）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Ｈ１５１５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Ｈ２０００に嵌合させ結合することにより、記録ヘッドＨ１００１が完成する。すなわち、インク供給部材Ｈ１５００、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、Ｈ１９０４の装着を説明する図であり、インクタンクＨ１９０１、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Ｈ１９０７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３６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Ｈ１３０１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１０５、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１０２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１３４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１０８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Ｈ１００１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１００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４０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−８８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８８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［μｍ²］
Ｓｂ（ｘ）：距離ｘの位置のインク流路Ｂの断面積［μｍ²］
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、Ｄｂ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６３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。
【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インクジェット記録ヘッドについて説明する。
【０１５５】
（第４の参考例）
図４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】
本参考例は、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５５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、本参考例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】
本参考例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８３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、本参考例においても、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、本参考例では、電気熱変換阻止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５１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５１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１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１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５１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４の参考例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１５２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。
【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１５２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１８３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５２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３μｍ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２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５１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４の参考例および第１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８３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３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５１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４の参考例および第１、２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１および第２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１の実施形態や図１８に示す第２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１の実施形態または第２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１および第２の実施形態に比べて、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Ｘ，Ｙを相対的に小さく保ちながらも、第１および第２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４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５１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１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５５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５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。
【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５１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４の参考例および第１〜４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６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。
【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５の実施形態の構成と異なる。その他の構成は、第５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７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、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５の実施形態の構成と異なる。その他の構成は、第５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】 第４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４（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１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１の実施形態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１３（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１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２２】 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２３】 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２７】 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
１３４ ＬＦ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
Ｈ１１１０ Ｓｉ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，Ｈ１４００Ｃ 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
Ｈ１５０９ Ｘ突き当て部
Ｈ１５１０ Ｙ突き当て部
Ｈ１５１１ Ｚ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

Claims (8)

1. 円形または長円形または長方形の、インクを吐出する複数の吐出口と、
   該複数の吐出口に夫々対応して設けられ、インクを吐出するために利用される熱エネルギーを発生する矩形の電気熱変換素子が前記吐出口に対向するように設けられた複数の圧力室と、
   該複数の圧力室に供給されるインクを貯留する共通液室と、
   前記複数の圧力室と前記共通液室とを連通させ、前記電気熱変換素子上に発生した気泡が消泡するのに伴い前記共通液室から前記複数の圧力室へインクが流入するための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において、
   前記インク流路は、前記共通液室から前記圧力室へ向かう第一の方向に沿って一組のインク流路壁によって形成された部分を備え、
   前記圧力室は実質的に円柱形の形状を有し、
   前記吐出口から該吐出口に対応する前記電気熱変換素子に向かう第二の方向にみて、前記第一の方向に沿った前記部分の中心線に平行で前記電気熱変換素子の中心を通る中心線が前記部分の中心線に対してオフセットしており、
   前記吐出口の中心が前記電気熱変換素子の中心から前記共通液室側にオフセットしていることを特徴とするインクジェット記録ヘッド。
2. 前記吐出口の前記電気熱変換素子に対する前記オフセットの量は１μｍ以上１０μｍ以下である、請求項１に記載のインクジェット記録ヘッド。
3. 前記吐出口の前記電気熱変換素子に対する前記オフセットの量は３μｍ以上７μｍ以下である、請求項１または２に記載のインクジェット記録ヘッド。
4. 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１に記載のインクジェット記録ヘッド。
5. 前記圧力室の、前記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４のいずれか１項に記載のインクジェット記録ヘッド。
6. 前記吐出口は、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５に記載のインクジェット記録ヘッド。
7. 前記吐出口は、前記電気熱変換素子の中心から前記共通液室側に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５または６に記載のインクジェット記録ヘッド。
8. 前記電気熱変換素子の中心を通る中心線の前記部分の中心線に対するオフセット方向が、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７のいずれか１項に記載のインクジェット記録ヘッド。

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