JPH02208054A - 液体噴射記録装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 抜４九乱 本発明は、互いに近接配置した複数個の吐出オリフィス
から記録液体を小滴として吐出、飛翔させ、それ等の小
滴の被記録面への付着を以て記録を行なう、いわゆる、
マルチ方式のインクジェット記録装置、つまり液体噴射
記録装置に関し、特に、超高密度すなわち１６本／ｌｌ
１ｍより高密度のノズル配列されたマルチ方式の液体噴
射記録装置に関する。

皿米五権 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、例えば米国特許第３０６０４２９号
明細書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、−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１例えば米国特許第３５９６２７５号明細
書、米国特許第３２９８０３０号明細書等に開示されて
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、−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、例えば米国特許第３４１６１５３号明細
書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
って小滴の電化状態を制御し、記録画像の階調性を出し
て記録する。

第４の方式は、例えば米国特許第３７４７１２０号明細
書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５ｔｅａ＋ｍｅ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、Ｓｔｅ＋ｍｍａ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
ライトドツ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−ｄｅ＋ｍａｎｄ）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。

丙午ら、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１等の欠点を有
する。

更には、特開昭４８−９６２２号公報（前記米国特許第
３７４７１２０号明細書に対応）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所謂バブルジェ
ットの液体噴射記録装置が記載されている。

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、サテライトドツトの発生およ
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。

とりわけ、超高密度、たとえば、１６本／−より高密度
に集合配列することは事実上困難であった。その原因は
、ヘッド構成が付帯器具を多く必要として複雑であった
り、構成要素の細密加工上の限界に基づくものであった
。ただし、この不都合は、本件出願人が先に提案した新
規のインクジェット記録方式を採用することによって、
はぼ解消することができる。かかるインクジェット記録
方式は、特公昭５６−９４２９号公報にその詳細が説明
されているが、ここにそれを要約すれば、液室内のイン
クを加熱して気泡を発生させてインクに圧力上昇を生じ
させ、微細な毛細管ノズルからインクを飛び出させて記
録するものである。この方式は、ヘッド構造が相当簡略
であり、かつ熱的パルスの発生源、つまり発熱体を、半
導体製造プロセスを利用して高度に細密加工することが
可能であるため、その後、この原理を利用した幾多の発
明が提案されている。それらのうち、特公昭５９−ａｔ
９４ｂ号公報は、高密度に並設されたマルチ方式のヘッ
ドにおいて、複数の隣接した吐出インク滴同志が飛翔中
に衝突して、インク滴の大きさにバラツキができたり、
被記録面上での付着点−が所定位置よりズしたりして印
字に乱れを生じせしめることに鑑みてなされたもので、
互いに近接配置された複数個の吐出オリフィスを有し、
各オリフィスに連絡している室内に、導入される記録液
体を熱エネルギーを利用することにより上記の各オリフ
ィスから小滴として吐出、飛翔させ、それ等の小滴の被
記録面への付着を以て記録を行なう液滴噴射記録装置に
おいて、上記複数個の吐出オリフィスを隣接オリフィス
中心間の距雛をＱとし、両オリフィス林の間隔をｒとし
たとき、ｒ／ｆｌ−ｒの値が１／３以上になるように集
合して配列したことを特徴としだ液滴噴射記録装置であ
った。この発明は、サーマルヘッドを製作する方法と類
似の技術を用いて、微細粒子から成るＡρ、０３基板上
に蓄熱層であるＳｉＯ□、ヒーター層であるＨｆＢ、、
電極層になるＡＱを順次薄膜形成技術により積層した後
、選択エツチングによりパターン形成して、（熱発生）
基板を作り、別に、ガラス板に半導体チップスクライバ
−用カッターにブレード刃をつけて溝を形成した溝板を
。

前記（熱発生）基板とエポキシ樹脂で接着して作ったマ
ルチオリフィスアレイ記録装置であり、上記加工法から
推察して、及び１発明に記載されているように、８〜１
６本／ｌｌ１１１程度の密度に配列されたヘッドに好適
に適用されるようである。又、ｒ／Ｑ−ｒの値の上限値
については、明細書によれば約２０に止めるべきである
とされている。

本発明者らは、上記特公昭５９−３１９４０号公報によ
る発明を実際に実施すべく、鋭意検討した結果、その一
部においては実施可能であり、良好な結果が得られるも
のの、又、別の部分においては良好な結果が得られない
のみならず、実施が不可能となることがある点を見い出
した。

一方、特公昭５６−９４２９号公報を具現化するための
１方法として、特公昭６２−５９６７２号公報が知られ
ている。これは、インク流路を形成する方法に関するも
のである。それによると、ガラス板を研削加工すること
によってインク流路を形成する方法と感光性ガラスをエ
ツチングすることによってインク流路を形成する方法と
があり、前者の方法においては、インク流路内壁面が荒
く、その内面が液滴吐出のための急激な圧力変化に対し
て大きな抵抗となるため、液滴吐出の為のエネルギーを
多く必要として省エネルギー率が悪く、研削の際、ガラ
スの欠け、割れが発生し、製造歩留りの悪さ、液滴吐出
の安定性、均一性への影響が大であるという点において
好ましくなく、又。

後者の方法においては、感光性ガラスの微細加工精度に
限界があり、材料コストが高いという点において好まし
くないとされている。上記特公昭５９−３１９４０号公
報及び特公昭６２−５９６７２号公報より鑑みて、イン
ク流路を切削あるいは研削等の機械的除去法による加工
法の加工限界は、Ｔ！Ａ状では、１６本／ｍｍが良好に
加工しうる最大密度であると考えられ、それ以上の高密
度で加工するにはどのようにすべきかの提案はない、上
記特公昭６２−５９６７２号公報において従来技術とし
て開示されている感光性ガラスを用いる方法も、特公昭
６２−５９６７２号公報で述べられているように、微細
加工精度に限界があり、これは、具体的には、たとえば
、特開昭５１−５５２３７号公報にｒｏ、００５インチ
までにしうる」（＝８本／ｌｌｌ１相当）と記載がある
ように、この方法においても、超高密度（たとえば、１
６本／■より高密度）のノズル配列を加工することはで
きない、これら従来技術に対して、特公昭６２−５９６
７２号公報では、感光性樹脂の硬化層で形成されたイン
ク流路溝に沿って、液体を吐出するための能動素子が設
けられている基体のインク流路溝上に、蓋部材を設ける
ことでインク流路を形成して成るインクジェット記録ヘ
ッドを提案している。この方法は、従来技術とは異なる
インク流路製作方法を提案しており、その概念は注目す
べきものがある。すなわち、この方法によって製作され
るインクジェットヘッドは、そのインク流路壁面が平滑
であるので液体の流れがスムーズであり、液体を吐出す
るためのエネルギーの損失がほとんど問題にならず、液
滴発生効率、省エネルギー率、液滴発生の安定性、均一
性に極めて優れた特性を有する。しかしながら、特公昭
６２−５９６７２号公報では、その特徴とするところは
、インク流路壁面が平滑であるが故に、インクジェット
ヘッドが優れた特性を有するのであるが、超高密度のイ
ンク流路配列を形成するにはどのようにすればいいのか
の記載はなく、単に、感光性樹脂を用いてインク流路を
形成する概念のみを示したものであった。又、高密度に
配列する場合には、切削加工を取り入れることも提案さ
れているが。

切削加工では、前述のように不具合点があり、せっかく
感光性樹脂で平滑なインク流路壁面ができても、その性
能を悪くするように作用し、概念的には優れてはいるも
のの、それを実現するには充分であるとはいいがたいも
のであった。さらに、特公昭６２−５９６７２号公報は
、主に、インク流路を中心としたヘッドの製造方法を提
案するものであって、より高速で駆動（たとえば。

４　Ｋ　Ｈｚより高速）するにはどのようにしたらよい
のかという記載は全くない。

且−一部 本発明は、上記の点に鑑みてなされたもので、超高密度
に配列されたインクジェットヘッドを有する液体噴射記
録装置を提供するものである。別の目的は、超高密度に
配列されたインクジェットヘッドの安定したインク滴吐
出を提供すること、超高密度に配列されたインクジェッ
トヘッドによる高精細画像形成の条件を提案すること、
高速で駆動できるインクジェットヘッドを提供すること
、インク流路を精度良く、正確に、かつ歩留り良く微細
加工されるインクジェットヘッドを提供すること、高性
能ヘッドを安価に提供することである。

すなわち、複写機に適用できる高精細印写が高速で行な
えるインクジェットヘッドを安価に提供することを目的
としてなされたものである。

皇−一部 本発明は、上記目的を達成するために、超高密度に配列
された複数個の吐出口と、該吐出口に連絡した液路と、
該液路に連絡した液室とを有し。

前記液路の記録液体の一部に熱による状態変化を生じせ
しめ、該状態変化にもとづいて前記記録液体の一部を前
記吐出口より吐出して被記録体に付着させて記録を行な
う液体噴射記録装置において。

前記吐出口の配列方向の長さが、隣接する吐出口間の壁
の厚さの２倍より小さいこと、或いは、前記吐出口の配
列方向の長さが、隣接する吐出口間の壁の厚さの１／３
倍より大きいことを特徴としたものである。以下１本発
明の実施例に基づいて説明する。

最初に、第４図に基づいてバブルジェットによるインク
噴射の原理について説明する０図中。

２１は蓋基板、２２は発熱体基板、２７は選択（独立）
電極、２８は共通電極、２９は発熱体、３０はインク、
３１は気泡、３２は飛翔インク滴である。

（ａ）は定常状態であり、オリフィス面でインク３０の
表面張力と外圧とが平衡状態にある。

（ｂ）はヒータ２９が加熱されて、ヒータ２９の表面温
度が急上昇し隣接インク層に沸騰現像が起きるまで加熱
され、微小気泡３１が点在している状態にある。

（Ｑ）はヒータ２９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３１が生
長した状態である。この時、ノズル内の圧力は、気泡の
生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が生長し始める
。

（ｄ）は気泡が最大に生長した状態であり、オリフィス
面より気泡の体積に相当する分のインク３０が押し出さ
れる。この時、ヒータ２９には電流が流れていない状態
にあり、ヒータ２９の表面温度は降下しつつある。気泡
３１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３１がインクなどに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３１が収縮し、ヒータ面にインクが
接しヒータ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七−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〜
１０　ｍ　／　ｓｅｅ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）の状態にもどる過程で、気
泡は完全に消滅している。

第５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、図中、３３は発熱抵抗体、３４は電
極、３５は保護層、３６は電源装置を示し、発熱抵抗体
３３を構成する材料として、有用なものには、たとえば
、タンタル−５ｉｎ２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、タンタル
、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３３を構成する材料の中。

殊に金属硼化物が優れたものとしてあげることができ、
その中でも最も特性の優れているのが、硼化ハフニウム
であり１次いで、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３３は、上記の材料を用いて、電子ビーム蒸
着やスパッタリング等の手法を用いて形成することがで
きる０発熱抵抗体３３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
分の形状及び大きさ、更には実際面での消費電力等に従
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３４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、
たとえばＡＱ、Ａｇ、Ａｕ、Ｐｔ。

Ｃｕ等があげられ、これらを使用して蒸着等の手法で所
定位置に、所定の大きさ、形状、厚さで設けられる。

保護Ｗ！Ｊ３５に要求される特性は、発熱抵抗体３３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、記録液体より発熱抵抗体３３を保護するというこ
とである。保護層３５を構成する材料として有用なもの
には、たとえば酸化シリコン、窒化シリコン、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、これらは、電子ビーム蒸着やス
パッタリング等の手法を用いて形成することができる。

保護層３５の膜厚は１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。

次に、上記のような材料を用いて気泡発生手段が形成さ
れた発熱体基板に、吐出口や流路を形成する方法として
従来より知られている例を第６図〜第１０図に示した製
作工程に従って説明する。

ここで示す実施例は、感光性樹脂の硬化膜から成る吐出
口、流路、共通液室に関するものである。

図中、４１は基板、４２はインク吐出圧発生素子、４３
は薄膜、４４は接着剤層、４５はドライフィルムフォト
レジスト、４６はフォトマスク、４７は接着剤、４８は
平板、４９は溝である。

第６図の工程では、シリコン、ガラス、セラミック、プ
ラスチック、或は金属等の基板４１上に発熱素子やピエ
ゾ素子等のインク吐出圧発生素子４２を所望の個数配設
し、更に必要に応じて耐インク性、電気絶縁性を付与す
る目的で、Ｓｉ○、。

Ｔａ２Ｏ，、ガラス等の薄膜４３を被覆する。尚、イン
ク吐出圧発生素子４２には、図示されていないが、信号
入力用電極が接続しである。

第１７図に示す工程では、上記インク吐出圧発生素子４
２を有する基板４１の表面に接着剤層４４を約１μ〜５
μ程度の厚さに形成する。

このとき、所望の液状接着剤を周知の手法、例えば、ス
ピンナーコート法、デイツプコート法、ローラーコート
法によって、基板表面に塗工した後、半硬化させておく
。

尚、具体的には、スピンナーコート法の場合、粘度２〜
１５ＣＰの接着剤を１０００〜５０００ｒｐｍで塗布す
る。又、デイツプコート法の場合は、粘度２０〜３０Ｃ
Ｐの接着剤中に基板４１を浸漬した後、２０〜５０ｃｍ
／分の一定速度で引き揚げる。

更に、ローラーコート法の場合には、粘度１００〜３０
０ＣＰの接着剤をローラー間遠６０〜２００ｃｍ／分で
塗布する。

ここで使用する接着剤の種類は所定の接着力が示されれ
ば特に限定されないが、本発明においては１．とりわけ
、光硬化性樹脂接着剤が製造上の便宜から換奨されるも
のである。

この様に、本発明に於いて好適な光硬化性樹脂接着剤と
しては１例えば不飽和ポリエステル樹脂と１分子中に少
なくとも１つの不飽和二重結合を有する七ツマ−、ダイ
マー或はオリゴマー化合物（メチルメタアクリレート、
スチレン、ジアリルフタレート等）１又は不飽和ポリエ
ステルと少なくとも１つの不飽和二重結合を末鎖基或は
主鎖中持つように変性したシリコン、ウレタン、エポキ
シ等の樹脂単数或はこれと、前記モノマー、ダイマー、
オリゴマー等の組み合わせ等から成るものである。又、
本発明に於て、これらの接着剤の被接着界面剤Ｓｉを基
本とする化合物で形成されている場合は、上記接着剤に
シランカップリング剤を混合するか、前もって基板４１
の表面をシランカップリング剤で処理することも有効で
ある。

続く第８図に示す工程では、第７図に示す工程を経て得
られた基板４１の接着剤層４４の表面を清浄化すると共
に乾燥させた後、接着剤層４４に重ねて、８０℃〜１０
０℃程度に加温されたドライフィルムフォトレジスト４
５（膜厚、約２５μ〜１００μ）を０．３〜０．４ｆ／
分の速度、１〜３Ｋｇ／ａ＃の加圧条件下でラミネート
する。このとき、ドライフィルムフォトレジスト４５は
、接着剤層４４に融着する。この後、使用した接着剤の
性状に合わせて、接着剤層４４を紫外線を照射して本硬
化させる。以後、ドライフィルムフォトレジスト４５に
相当の外圧が加わった場合にも基板４１から剥離するこ
とはない、続いて、第８図に示すように、基板面に設け
たドライフィルムフォトレジスト４５上に所定のパター
ンを有するフォトマスタ４６を重ね合わせた後、このフ
ォトマスタ４６の上部から露光を行う、このとき、イン
ク吐出圧発生素子４２の設置位置と上記パターンの位置
合わせを周知の手段で行っておく必要がある。

第１９図は、上記震光済みのドライフィルムフォトレジ
スト４５の未露光部分を所定の有機溶剤から成る現像液
にて溶解除去した工程を示す説明図である。

次に、基板４１に残されたドライフィルムフォトレジス
ト４５の露光された部分４５Ｐの耐インク性向上のため
、熱硬化処理（例えば、１５０〜２５０℃で３０分〜６
時間加熱）又は、紫外線照射（例えば、５０〜２００ｍ
ｗ／ｌ　ｍ”、又はそれ以上の紫外線強度で）を行い、
充分に重合硬化反応を強める。

上記熱硬化と紫外線による硬化の両方を兼用するのも効
果的である。

ところで、使用した接着剤層４４が溝４９内に残存する
と、インク中にＷｉ呂してインクを変質させたり、イン
ク通路を目詰らせたり、或は、インク吐出圧発生素子４
２の機能を損う恐れがあるので、本発明に於いては、ド
ライフィルムフォトレジスト４５に対するパターン露光
時（第１８図）に接着剤層４４も同時に光硬化させ、続
く、有機溶剤による現像段階で未硬化の接着剤層４４を
フォトレジスト４５と共に溶解除去する（第９図）。

第１０図は、上記の充分な重合を終えて硬化したドライ
フィルムフォトレジスト４５Ｐによりインク通路となる
溝４９の形成された基板４１に、天井を構成するため平
板４８を接着するか単に圧着して固定したところを示す
図である。

第８図に示す工程に於て、天井を構成するための具体的
方法としては、 １）ガラス、セラミックス、金属、プラスチック等の平
板４８にエポキシ系接着剤を厚さ３〜４μにスピンナー
コートした後、予備加熱して接着剤４７を所謂、Ｂステ
ージ化させ、これを硬化したフォトレジスト膜４５Ｐ上
に貼り合わせて前記接着剤を本硬化させる。或は。

２）アクリル系樹脂、ＡＢＳ樹脂、ポリエチレン等の熱
可塑性樹脂の平板４８を硬化したフォトレジスト膜４５
Ｐ上に、直接、熱融着させる方法がある。

因に、叙上の工程に於て、接着剤層４４が１μの厚さに
塗布したアクリル樹脂系光硬化型接着剤である場合、又
２μの厚さに塗布したアクリル樹脂系光硬化型接着剤で
ある場合の各々について、フォトレジスト硬化膜４５Ｐ
の基板４１からの剥離強度（試験Ａ）と、基板４１に形
成したフォトレジスト硬化膜４５　Ｐ　（１ｍｍＸ　１
ｍｍ）を８０℃の水中に１週間浸漬したときの基板４１
面に於ける残存率（試験Ｂ）を測定したところ、第１表
に記載したとおりの結果であった。

第１表 ここで、第１０図の工程終了後の記録ヘッドの外観を第
１１図に模式的斜視図で示す０図中、４９−１はインク
供給室、４９−２はインク液流路、５０はインク供給室
４９−１にインク供給管（図示せず）を連結させる為の
貫通孔を示している。

叙上の実施例に於ては、溝作成用の感光性組成物（フォ
トレジスト）としてドライフィルムタイプ、つまり固体
のものを利用したが、本発明では、これのみに限るもの
ではなく、液状の感光性組成物も勿論、利用することが
できる。

そして、基板上へのこの感光性組成物塗膜の形成方法と
して、液体の場合にはレリーフ画像の製作時に用いられ
るスキージによる方法、すなわち所望の感光性組成物膜
厚と同じ高さの壁を基板の周囲におき、スキージによっ
て余分の組成物を除去する方法である。この場合、感光
性組成物の粘度は１００ＣＰ〜３００ＣＰが適当である
。又、基板の周囲におく壁の高さは、感光性組成物の溶
剤分の蒸発の減量を見込んで決定する必要がある。

他方、固体の場合は、感光性組成物シートを基板上に加
熱圧着して貼着する。

尚、その取扱い上、及び厚さの制御が容易且つ精確にで
きる点で、固定のフィルムタイプのものを利用する方が
有利ではある。このような固体のものとしては、例えば
、デュポン社製、パーマネントフォトポリマーコーティ
ングＲＩＳＴＯＮ、ソルダーマスク７３０Ｓ、同７４０
Ｓ、同７５０ＦＲ，同７４０ＦＲ１同ＳＭＩ等の商品名
で市販されている感光性樹脂がある。この他、使用され
る感光性組成物としては感光性樹脂、フォトレジスト等
の通常のフォトリソグラフィーの分野において使用され
ている感光性組成物の多くのものが挙げられる。これら
の感光性組成物としては、例えば、ジアゾレジン、Ｐ−
ジアゾキノン、更には例えばビニルモノマーと重合開始
剤を使用する光重合型フォトポリマー、ポリビニルシン
ナメート等と増感剤を使用する二量化型フォトポリマー
オルソナフトキノンジアジドとノボラックタイプのフェ
ノール樹脂との混合物、ポリビニルアルコールとジアゾ
樹脂の混合物４−グリシジルエチレンオキシドとベンゾ
フェノンやグリシジルカルコンとを共重合させたポリエ
ーテル型フォトポリマー、Ｎ、Ｎ−ジメチルメタクリル
アミドと例えばアクリルアミドベンゾフェノンとの共重
合体、不飽和ポリエステル系感光性樹脂（例えばＡＰＲ
（７１！ｌ！化成）、テビスタ（帝人）、ゾンネ（関西
ペイント）等〕、不飽和ウレタンオリゴマー系感光性樹
脂、二官能アクリルモノマーに光重合開始剤とポリマー
とを混合した感光性組成物、重クロム酸系フォトレジス
ト、非クロム系水溶性フォトレジスト、ポリケイ度酸ビ
ニル系フォトレジスト、環化ゴム−アジド系フォトレジ
スト、等が挙げられる。

サーマルインクジェットのヘッドは、上述のような方法
によって製作されるが、本発明は、必ずしも上記の１方
法に限定されるものではない。

本発明は、上述のようなサーマルインクジェットヘッド
において、超高密度（たとえば１６本／閣より高密度）
に配列したノズルから、はぼ同時に吐出されたインク滴
（あるいはインク柱）が併合、合体しないような条件で
安定した高画質の印写性能を得るようにしたものである
。

第１２図〜第１５図に、本発明が解決し得る問題点の例
を示す０図中、５１は吐出口面、５２はインク柱、５３
は飛翔インク滴である。第１２図は、超高密度（１６本
／ＩＩＩＩＩより高密度）に配列されたノズルからほぼ
同時に吐出されるインク柱５２がインク柱成長過程にお
いて、隣り合うインク柱５２同志が接触１合体して、そ
れがそのまま飛翔して紙面に到達するために、画像が乱
れる例である。

このような不具合が生ずるのは、一般に、超高密度に配
列されたインクジェットヘッドにおいては、各ノズルが
独立に形成されているのにもかかわらず非常に近接して
いるため、ノズルより吐出するインク柱５２が、その成
長初期時（ノズルから少し出た状態）には、各々独立分
離していても。

その成長がすすむにつれてインク柱５２の先頭部がふく
らむ、つまり、ノズル径より大きい怪になるからである
。成長するインク柱５２の外径がノズル径より大きくな
る現象は、ヘッドの駆動条件（パルス電圧、パルス巾、
パルス波形等）、インクの物性（粘度２表面張力等）、
あるいは、ノズル面のぬれ性、ノズル形状等によって、
その比率（インク柱外径：ノズル径）は異なるが、一般
にインク柱の外径がノズル径より大きくなるといってよ
い、従って、ノズルを高密度に配列するには一定の限界
があることがわかる。

第１３図は、超高密度に配列されたインクジェットヘッ
ドにおいて、成長したインク柱５２の接触１合体はない
ものの、飛翔インク滴５３が、接触、合体する例を示し
ている。このような不具合が生ずるのは、一般に形成さ
れた飛翔インク滴５３の外径がインク柱５２の外径より
も大きくなるためで、インク柱５２同志が接触、合体し
ないようなノズル配列密度にしても、飛翔インク滴５３
が、接触、合体し、印写面上の画質を乱すことがあり得
るのである。インク滴５３の外径についても、上述のイ
ンク柱５２の場合と同様にヘッドの駆動条件、インクの
物性等により、大きさは変わり得るが、一般に、インク
柱５２の外径より大きい外径のインク滴５３を形成して
使用することが多いため、このような不具合が生ずるの
である。この不具合を回避するためにも、ノズルを高密
度に配列するには一定の限界があることがわかる。

第１４図は、超高密度に配列されたインクジェットにお
いて、第１２図のように、インク柱５２同志が接触、合
体しないような充分な密度にノズルを配列したにもかか
わらず、インク柱５２同志が接触、合体し、画像乱れを
おこす例である。このような現象は、吐出条件が安定領
域でないため（たとえば、インク滴吐出スピードが極端
に遅い条件）におこることもあるが、他の要因として、
微細かつ高精度に加工されるべきノズルの吐出口端面部
５１が、加工上の問題により微細な欠陥を有する場合に
も生ずる。たとえば、吐出口端面５１を切削、研削ある
いはポリシング等によって形成する場合に生ずるチッピ
ング、微小クラック、あるいは吐出口のわずかな非対称
等によって吐出するインク柱５２の平行度に狂いが生じ
、インク柱５２同志が接触１合体することがあるのであ
る。

他の要因として、吐出口端面５１におけるぬれ性の問題
がある。これは吐出口端面５１の面積度の不均一による
こともあるが、他には、乾燥したインクの付着による面
の状態変化がある。吐出口端面５１におけるインクのぬ
れ性の不均一によって、成長したインク柱５２が、直進
せず、隣接するインク柱と接触、合体をおこすのである
。しかしながら、上記第１４図に示すような不具合も、
隣接するインク柱５２間の距離を一定以上離すことによ
り解決される。ここでもやはり、ノズルを高密度に配列
するには一定の限界があることがわかる。

第１５図は、超高密度に配列されたインクジェットにお
いて、第１３図のように飛翔インク滴５３が、接触、合
体しないような充分な密度にノズルを配列したにもかか
わらず、印写面Ａに到達するまでに、接触、合体する例
を示している。このような不具合が生ずる要因として、
たとえば、インク滴５３が飛翔時に、風の影響をうけて
、直進がさまたげられることも考えられるが、基本的に
は、第１４図の場合と同様の原因によることが多い、こ
こでも、ノズルを高密度に配列するには一定の限界があ
ることがわかる。しかしながら。

この場合には、印写面Ａが仮に印写面Ａ′におけるドツ
ト位置精度は、正規の位置にくらべて、多少悪くはなる
ものの、印写面Ａの位置で、合体した大インク滴５３に
よる画像部れを引きおこすまでには至らない。このこと
は、第１２図〜第１４図で説明してきたように、ノズル
を高密度に配列するには一定の限界が存在することに加
えて、吐出口面５１から印写面までの距離も、高品質の
画像を確保するには考慮せねばならないことを示してい
る。

上記の点に鑑み、本発明者らは、超高密度に配列された
（１６本／１ｍより高密度）、いわゆるコピア仕様のマ
ルチインクジェットにおいて、高画質を維持できるノズ
ル配列密度を検討した。その際、いわゆるコピア仕様の
マルチインクジェットにおいては、上述の高密度配列に
おける一定の限界以外にも、解決しなければならない問
題があることが判明した。

まず第１に、いわゆるコピア仕様のマルチインクジェッ
トにおいては、ノズルの配列密度が増すと同時に印写面
における画素の大きさが非常に小さくなる。このことは
、別の見方をするならば１枚の画像を得るために、通常
のコピア仕様ではない、たとえば、１８０〜４００ｄｐ
ｉ程度の印写密度をもつインクジェットにくらべて、多
くの画素を印写面に打ち込まなければならないことを意
味している。つまり、同じ１枚の画像を得るのに、コピ
ア仕様のものは時間がかかるということである。これを
解決するには、通常のコピア仕様ではないものよりも速
い時間で画素を印写面に打ち込んでやる必要があり、従
来のものよりも高い応答周波数で駆動できるヘッドが必
要となる。たとえば、少なくとも４ＫＨｚより高速の応
答周波数が必要となる。一般に本発明が好適に適用され
るところのサーマルインクジェット（バブルジェット）
においては、連続して駆動する場合に（あるいは、間欠
的に駆動しても）、発生する熱が蓄積されていき、吐出
性能が印写初期と後期では変わってくるという問題点が
ある。従って、一定の吐出性能を維持するためには、１
滴のインク滴を形成するごとに発生する熱エネルギーが
拡散放熱する時間を考慮して次のインク滴を形成するた
めのパルス信号を与えてやる必要があるため、自と応答
周波数を上げるにはその限界が存在する。一般に、前述
の特公昭５９−３１９４０号公報に記載されるような８
本／ｍｍ〜１６本／１ａｔｒｒ程度の配列密度をもつ、
少なくとも本発明者の定義するところのコピア仕様では
ないマルチインクジェットにおいては、画素径もそれほ
ど小さくないため、１枚の画像を形成するのにそれほど
時間はかからない、従って、特公昭５９−３１９４０号
公報では、高速・高解像力の記録を行なうときは、薄膜
ヘッドを利用するのが望ましいとの開示はあるものの、
基板材料に関する検討はなされておらず、本発明者のい
う高速・高解像力、つまり、コピア仕様を満足するよう
なマルチインクジェットに適用するには、はなはだ不充
分であった。つまり、特公昭５９−３１９４０号公報に
示されるような構造のヘッドにおいて、ＡＱ、０３基板
を用いることは、その公報では充分ではあっても本発明
には必ずしも適用できないのである。

一方、特公昭６２−５９６７２号公報においても、アル
ミナ等のセラミックス、金属、プラスチック等を成形し
て得られる基板を使用する旨の開示があるが、より高速
で駆動するためには、どのようにしたら良いかという記
載はない。

以上の点に鑑み、本発明では、コピア仕様のマルチイン
クジェットとしては、高速駆動（少なくとも４　Ｋ　Ｈ
ｚより高速）を可能にするために、１滴を形成するごと
に発生する熱エネルギーがインク滴形成後にすみやかに
拡散、放熱できるように、アルミナよりも高い熱伝導率
をもつシリコンを用いるようにしたものである。シリコ
ンを基板として用いる本発明は、第５図に示したような
気泡発生手段に好適に適用される。なお、第５図には図
示していないが、基板としてシリコンを利用する本発明
では、シリコン基板上に、たとえば、ＳｉＯ，、Ｓ　ｉ
、Ｎ４等の絶縁あるいは蓄熱を目的とした層が設けられ
、その上に１発熱抵抗体や電極等が形成される。

次に、いわゆるコピア仕様のマルチインクジェットにお
いては、８本／−Ｉｌ〜１６本／ｍｌ１１程度の配列密
度をもつマルチインクジェットとは要求品質の異なる、
いいかえるならば、より微細な吐出口が要求されるとい
う課題がある。より微細な吐出口とは、単に吐出口径（
あるいは吐出口サイズ）が小さいということのみならず
、それらが１６本／ｍより高密度の高密度に多数配列さ
れていることをいう、而して、このようなより微細な吐
出口は、前述のような特公昭５９−３１９４０号公報あ
るいは、特開昭５１−５５２３７号公報に開示されてい
る手法では達成することが困難であり、特公昭６２−５
９６７２号公報において、その概念が示されたところの
、いわゆる、フォトリソグラフィーの手法を用いること
が必要である。

本発明者は、特公昭６２−５９６７２号公報の発明を継
承し、それをより発展させて、いわゆるコピア仕様のマ
ルチインクジェットに適用できるようにしたのである。

一般にフォトリソグラフィーの手法において、微細なパ
ターンを形成するには。

感光性樹脂層を薄くする必要がある０本発明では、いわ
ゆるコピア仕様のマルチインクジェットに適用すること
を考えているため、形成される吐出口の精度も非常に高
いことが要求される。従って。

前述のような、一般に広く知られているような手法（第
６図〜第１１図で説明した）をそのまま適用しても、本
発明では満足いく結果が得られない。

具体的には、感光性樹脂層の厚さである０本発明では、
２５μｍよりも薄い厚さの感光性樹脂が好適に用いられ
る。感光性樹脂として、ドライフィルムタイプのものを
使用する場合には、そのラミネート条件は、前述の条件
、すなわち、８０’Ｃ〜１０５℃程度に加温されたドラ
イフィルムレジストを０．５〜０．４　ｆ／分の速度、
１〜３　Ｋ　ｇ　／　ｃｉの加圧条件下でラミネートす
るのがよい、一方、感光性樹脂として、液状のフォトレ
ジストを使用する場合には、前述の条件では、良好な結
果は得られず、少なくとも粘度が３００ｃｐｓ以上、好
適には、５００〜１５００ｃｐｓのフォトレジストを使
用し、スピナーにて５００〜３０００ｒｐ−の回転数で
１０〜６０秒回転塗布することにより、良好な結果、す
なわち、２５μｍより薄い厚さのものが得られ、それに
よって形成されるパターン（吐出口）も極めて精度の高
いものが得られる。

なお、粘度、回転数、塗布時間が、それぞれある範囲を
もっているのは、所望の厚さを得るのに、いろいろなバ
リエーション（たとえば、粘度を高くシ１回転数を高く
してもよいし、粘度を低くシ。

回転数を低くしてもほぼ同等のものが得られる）がある
ことを示している。

次に、感光性樹脂によって、いわゆるコピア仕様に適用
できるような、つまり、小さい吐出口で１６本／■より
高密度の配列密度で、しがち、吐出ロバターンが極めて
精度良く形成されたパターンは、その精度を落すことな
く平板（蓋基板）をはりあわされ、流路や吐出口を形成
する。その際、前述のように、平板にエポキシ接着剤を
コートしてはりあわせても良いし、平板に直接感光性樹
脂を熱融着させてもよい０本発明では、この際に。

極めて精度良く形成されたパターンをくずすことなく高
歩留りで平板はり合わせを行なうために、エポキシ接着
剤を用いる場合には、はり合わせの時の加圧力は１０ｋ
ｇ／ｃｄ以下とするのが良く、又、熱融着する時には、
その加圧力は１４ｋｇ／ｄ以下とするのが望ましい、又
、この時の加熱硬化温度及び時間は、１６５℃〜１８０
℃、１時間がほぼ良好な結果が得られる条件である。こ
のような条件で得られた本発明のヘッドは極めて高精度
に形成された吐出口をそこねる（つぶれたり、変形した
りする）ことなく、しかも充分な接合強度が得られ、イ
ンクリークを生ずることなく実用上満足のいくものであ
った。

以上のように、高い応答周波数（４ＫＨｚより高速）で
駆動でき、高精細な画像（１６ドツト／■より高密度）
が形成できる本発明のヘッドにおいて１本発明者は、イ
ンク往（あるいはＷ）の接触、併合による画像劣化を生
じせしめない条件について鋭意検討した結果、以下のよ
うにするのが・良いことをつきとめた。

第１図は、本発明による液体噴射記録装置のインクジェ
ットヘッドの一実施例を説明するための構成図で、図中
、１は吐出口、２は吐出口間の壁で、Ｑｌを吐出口の配
列方向の長さ、Ｑ２を隣接する吐出口間の壁の厚さとす
ると、Ω、をＱ、の２倍より小さくすれば、すなわち、
ｆｉｌ（２ｆｆｉ□の関係にあれば、第１２図〜第１５
図で説明したような、不具合は回避できるのである。さ
らに、本発明では、いわゆるコピア仕様への適用を満足
するために、隣接する吐出口間の壁の厚さは、吐出口の
配列方向の長さの３倍より小さくすること、すなわち、
Ｑｚ＜ｓｎｌの関係が必要である。以下、具体的な例で
説明する。

班上 吐出口の配列方向の長さ　　２５μ〜 隣接する吐出口間の壁の厚さ１５μＩ及び３０μｍ駆動
周波数　　　　　　　　　４．２ＫＨｚ（最大）結果：
いずれも５分間連続駆動状況を観測したが、インク柱あ
るいはインク滴の接触、併合による乱れは認められなか
った。

タレし 吐出口の配列方向の長さ　　　２５μｍ隣接する吐出口
間の壁の厚さ　１０μｍ駆動周波数　　　　　　　　　
４ＫＨｚ結果：隣接するインク柱あるいはインク滴の接
触、合体が時々発生した。

タレＬ 吐出口の配列方向の長さ　　２０μｍ 隣接する吐出口間の壁の厚さ１２μＩ及び２４μｍ及び
５５μｍ 即動周波数　　　　　　　　５．８にＨｚ（最大）結果
：いずれも５分間連続駆動状況を観測したが、インク柱
あるいはインク滴の接触、併合による乱れは認められな
かった。

タレ（ 吐出口の配列方向の長さ　　　２０μｍ隣接する吐出口
間の壁の厚さ　８μｍ 駆動周波数　　　　　　　　　４ＫＨｚ結果：隣接する
インク柱あるいはインク滴の接触２合体が時々発生した
。

タドト 吐出口の配列方向の長さ　　１５μｍ 隣接する吐出口間の壁の厚さ　８μｍ及び１６μｍ駆動
周波数　　　　　　　　　６．６ＫＨｚ（最大）結果：
いずれも５分間肩紐駆動状況をＪｉ１２測したが、イン
ク柱あるいはインク滴の接触、併合による乱れは認めら
れなかった。

倒」− 吐出口の配列方向の長さ　　　１５μｍ隣接する吐出口
間の壁の厚さ　５μｍ 駆動周波数　　　　　　　　　４ＫＨｚ結果：隣接する
インク柱あるいはインク滴の接触、合体が時々発生した
。

なお、上記例において１例１〜４は、ドライフィルムの
ものを利用し、それぞれ厚さは例１，２が２４μｍ、例
３，４が２０μｍであった。又、例５，６は、液状のも
のを利用し、厚さは１６μｍであった。さらに、本発明
のマルチインクジェットヘッドは、プリンターあるいは
複写機として動作されるためには、第１５図で説明した
ように、印写面の位置によって不具合が発生したり。

発生しなかったりするので、ヘッドと印写面との距離を
最適にして使用する必要がある。本発明者が検討した結
果では、ヘッドと印写面間との距離を０．５〜３ｒｒｒ
ｒａにし、さらに、上記のような吐出口の配列方向の長
さと隣接する吐出口間の壁の厚さの関係を満たすように
することにより、風の影響もうけにくく、インク柱ある
いはインク滴の接触、合体がないことがわかった。

次に、本発明のようにいわゆるコピア仕様に適用するた
めの非常に高密度な配列をもつような発熱体基板を形成
する他の実施例について説明する。

第２図は、発熱体基板の要部構成図（第３図（ｄ）のｎ
−ｎ線断面図）で、図中、１１は基板、１２は第１の電
極、１３は絶縁層、１４は第２の電極、１５は第１の電
極のリード線取り出し部、１６は発熱抵抗体層、１７は
第１の電極１２と発熱抵抗体層１６との接続部で、図示
例は、複数個のオリフィスに対応して第１及び第２の電
極がそれぞれ複数個存在する場合のパターン形成方法を
、１個のパターンのみで示したものである。

第３図は、第２図に示した本発明の一実施例である発熱
体基板の電極１発熱抵抗体層等の形成方法を説明するた
めの図で、まずはじめに基板１１上に、第１の電極１２
が形成される（第３図（ａ））。

この電極上には少なくともリード線をとり出すところと
、後述の発熱抵抗体層が接続するところを除いて、絶縁
層１３が設けられる（第３図（ｂ））。

次に、発熱抵抗体層１６が設けられ（第３図（Ｃ））、
そして最後に第２の電極１４が発熱抵抗体層１６の第１
の電極１２と接続されているところと対向する位置で接
続されて形成される（第３図（ｄ））。

通常、本発明の実施例のような熱エネルギー作用部を含
む発熱体基板は、いわゆるサーマルヘッドと同様の技術
が用いられ、アルミナ、Ｓｉ等の熱伝導率の高い基板上
にＳ　ｉ　Ｏ，等の蓄熱層（Ｓｉｎ、は熱伝導率が低い
）を設け、その上に発熱抵抗体層、電極等が形成される
。しかし１本発明の実施例のような構成で絶縁Ｍ１３を
設けた場合、一般に絶縁層としてはＳ　ｉ　Ｏ，がよく
利用され、その厚さを適当に選ぶことにより、絶縁機能
と蓄熱機能の両方の役割りをもたせることが可能である
。従って、この場合には基板として蓄熱層を設けていな
いアルミナ単体の基板が使用でき、コストダウンを図る
ことができる。又、一方で、本発明の実施例の場合のよ
うに、たとえば、第１の電極１２が基板に対して、蓄積
層のない状態で直接接触しているために、電極や基板へ
の熱の移動が瞬時に行なわれ、いいかえるならば、放熱
特性が優れているために応答周波数が非常に高く（４Ｋ
Ｈｚより高速）、高速で駆動するヘッドに最適である。

又、第１の電極１２と第２の電極１４とが積層されて形
成されるため１通常良く利用される同一平面上で、電極
を折り返えすようなパターン構成のものの２倍の密度で
各熱エネルギー作用エレメントが形成され、非常に高密
度に形成できる。たとえば、本発明の実施例の場合には
、１６本／ａｍ〜３１本／■といった高密度配列に適用
することにより、その利点をおおいに生かすことができ
る。

なお、第２図及び第３図は、説明を簡単にするために特
徴を説明する必要最小限のものしか示していないが、実
際に使用する際には、発熱抵抗体層１６あるいは第２の
電極１４上にはインクに対する保護膜が設けられる。

第１６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！１ｌｌｌｉ動回Ｍ、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８２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８
５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１７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、超高密
度に（たとえば１６ノズル／ｖｓｍ以上）、又、紙９１
の紙中（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の入口開口に導か与、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０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０
回転多面鏡９ｏ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１８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、記録液体中で放電をおこし、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１９図乃至第２６図は、それぞれ第１８図に示した放
電電極の具体例を示す図で、 第１９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２０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２１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２２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２１図
に示した例と同じであり、その変形実施例である。

第２３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１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２４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２３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、フォトエツチ
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２５図に示した例は、 第２４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１発生気泡の安定性を狙ったものであり、第２３図に
示したものよりも３次元的なガイドを付は加えた分だけ
安定する。

第２６図に示した例は、 第２５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　　ノ１ 以上の説明から明らかなように、本発明によると、隣接
するインク柱インク滴の接触、合体が発生しないので、
画像乱れのない高品質の画質が得られる（請求項１に対
応）。また、１６本／ｍａより高密度のノズル、配列を
達成することができ、従って、非常に高精細な画像が得
られる（請求項２シ；対応）、ざらに、レジスト厚が２
５μｍよりうすいことによって、超高密度配列のノズル
が容易にできる。シリコン基板を用いることによって、
高速で能動できる。フォトリソによってヘッドを製作す
ることによって安価にできる。感光性樹脂層と基板の接
合条件を考慮したことによって、ヘッド製造上の歩留り
が高い等の効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明による液体噴射記録装置のインクジェ
ットヘッドの一実施例を説明するための構成図、第２図
は、発熱体基板の要部構成図（第３図の■−■線断面図
）、第３図は、発熱体基板の電極、発熱抵抗体層等の形
成方法を説明するための図、第４図は、記録ヘッドのバ
ブルジェットインク吐出と気泡発生・消滅の原理図、第
５図は、記録ヘッドの発熱抵抗体を用いる気泡発生手段
の構成図、第６図〜第１１図は、第４図に示された原理
を用いた記録ヘッドの製作工程を説明するための図、第
１２図〜第１５図は、吐出口からのインク柱あるいはイ
ンク滴が接触・合体する例を示す図、第１６図は、レー
ザ光を用いた気泡発生手段の一例を説明するための図、
第１７図は、プリンターの一例を説明するための図、第
１８図は、放電を利用した気泡発生手段の一例を説明す
るための図、第１９図乃至第２６図は、それぞれ第１８
図に示した放電電極の具体例を示す図である。 １・・・吐出口、２・・・吐出口間の壁、４２・・・イ
ンク吐出圧発生素子、４９−１・・・インク液室、４９
−２・・・流路、５１・・・吐出口面、５２・・・イン
ク柱、５３・・・飛翔インク滴。 特許出願人　　株式会社　リコー

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、超高密度に配列された複数個の吐出口と、該吐出口
   に連絡した液路と、該液路に連絡した液室とを有し、前
   記液路の記録液体の一部に熱による状態変化を生じせし
   め、該状態変化にもとづいて前記記録液体の一部を前記
   吐出口より吐出して被記録体に付着させて記録を行なう
   液体噴射記録装置において、前記吐出口の配列方向の長
   さが、隣接する吐出口間の壁の厚さの２倍より小さいこ
   とを特徴とする液体噴射記録装置。 ２、超高密度に配列された複数個の吐出口と、該吐出口
   に連絡した液路と、該液路に連絡した液室とを有し、前
   記液路の記録液体の一部に熱による状態変化を生じせし
   め、該状態変化にもとづいて前記記録液体の一部を前記
   吐出口より吐出して被記録体に付着させて記録を行なう
   液体噴射記録装置において、前記吐出口の配列方向の長
   さが、隣接する吐出口間の壁の厚さの１／３倍より大き
   いことを特徴とする液体噴射記録装置。