JPH0267140A - 液体噴射記録ヘッド - 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】 技４分災 本発明は、液体噴射記録ヘッド、より詳細には、バブル
ジェット型の液体噴射記録ヘッドに関する。

丈米挟宜 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Ｕ　Ｓ　Ｐ　３０６０４２９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、例えばＵ　Ｓ　Ｐ　３５９６２７５、Ｕ
ＳＰ　３２９８０３０等に開示されている方式（Ｓｗｅ
ｅｔ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ヱいる記録ヘッ
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′Ｒ３
，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
に応じた電荷欺で帯電される。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Ｕ　Ｓ　Ｐ３４１６１５３に開示さ
れている方式（ｌｅｒｔｚ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、記録液体の小満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？ｌｌｔｌｌ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１例えばＵ　Ｓ　Ｐ３７４７１２０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Ｓｔｓｍ＋＋＋ｅ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、Ｓｔａｍｍｅ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−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」二の自由度が大であること等の大きな利点を有する
６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ＵＳ　Ｐ３
７４７１２０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
′＄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。

また、特開昭５５−５９９７４号公報には１発熱体基板
と流路基板とを三次元網目構造を形成し得る接着剤によ
り接着することが記載されている。

第３１図（ａ）、（ｂ）は、上記特開昭５５−５９９７
４号公報に開示された記録ヘッドの一例を説明するため
の図で、１はその表面に発熱体４が設けられている発熱
体基板（例えば、アルミナ基板）である。このような発
熱体はサーマルヘッドの様に微細構造のものを容易に形
成することができるものである。又、基板２は、流路溝
３が形成されている流路基板であり、ガラスセラミック
、或いは耐熱性プラスチック等が用いられる。尚、溝の
形状は１図の様な矩形のものに限らず、三角形、半円形
等いずれの形状であっでも良い。

そして、これら２つの基板は１発熱体及び溝が対応する
位置になる様にして接着剤で一体化される。なお、図に
は示されていないが、発熱体４には、外部から信号を印
加する為の電極及び電極リードが接続されているし、保
護膜等に包われていてもよい。又、第３１図（ｂ）は、
この様にして形成されたヘッドを吐出オリフィス方向例
えば矢印入方向から見た側面図である。この時、液体は
紙面の裏側から装置内に供給される構造となっており、
発熱体４の近傍には、液体に熱エネルギーを与える為の
熱作用部が形成されている。

上述のように、上記発熱体基板１と流路基板２とは、接
着剤にて接着されるが、上記特開昭５５−５９９７４号
公報の発明においては、その接着剤として、形成された
接着層が三次元網目構造を有するものを使用している。

しかし、上述のように、両基板を接着剤で接着すると、
狭い流路及び吐出口（通常、３０〜８０μｍ）に接着剤
が流入し、歩留りが著しく悪い。

また、特開昭６０　１９６３５５号公報には。

発熱体基板上にフォトレジストで流路を形成し。

覆い板を接合した後、切削（及び研摩）により流路部を
吐出口として完成させるようにすることが記載されてい
る。

しかし、上記特開昭６０−１９６３５５号公報に開示さ
れた発明によると、」二記特開昭５５−５９９７４号公
報に記載の技術と同様、覆い板を接合する際の接着剤の
流入、あるいは熱融着による流路の閉そく、変形等が生
じ、更には、切削（及びその後の研摩）により、切削面
にチッピングが生じたり、あるいは切削粉が吐出口の一
部を形成するレジストにくい込んだりして吐出口の変形
。

閉そく等により歩留りが悪いという欠点がある。

−旦−−−−」η 本発明は、上述のごとき実情に鑑みてなされたもので、
特に、インクジェット用ヘッドの流路及び吐出口を閉そ
くさせたり、あるいは、チッピング等を生じせしめない
ような、高精度ヘッドを簡単な構成で製作できるように
することを目的としてなされたものである。

遭−一」又 本発明は、上記目的を達成するために、導入される記録
液体を収容するとともに、該記録液体に熱によって気泡
を発生させ、該気泡の体積増加にともなう作用力を発生
させる熱エネルギー作用部を付設した流路と、該流路に
連絡して前記記録液体を前記作用力によって液滴として
吐出させるための開口と、前記流路に連絡して前記流路
に前記記録液体を導入するための液室と、該液室に前記
記録液体を導入する手段とよりなる液体噴射記録ヘッド
において、前記流路及び開口を形成するものは、前記熱
エネルギー作用部を付設した流路部をその一部となす熱
エネルギー作用基板と、該基板と対向配置された溝付基
板であり、少なくとも前記熱エネルギー作用基板と溝付
鋸板のうちの１つは、前記開口を形成する端部の形成方
法が、機械的除去加工ではないことを特徴としたもので
ある（ただし、ここで５機械的除去加工とは、切削加工
、ラッピング、ポリシング等の刃物及び刃物作用をする
もの（研摩材、砥石等）を利用した加工法を意味する）
。以下、本発明の実施例に基づいて説明する。

第７図は、本発明が適用されるインクジェットヘッドの
一例としてのバブルジェットヘッドの動作説明をするた
めの図、第８図は、バブルジェットヘッドの一例を示す
斜視図、第９図は、第８図に示したヘッドを構成する蓋
基板（第９図（ａ））と発熱体基板（第９図（ｂ））に
分解した時の斜視図、第１０図は、第９図（ａ）に示し
た蓋基板を裏側から見た斜視図で、図中、２１は蓋基板
、２２は発熱体基板、２３は記録液体流入口、２４はオ
リフィス、２５は流路、２６は液室を形成するための領
域、２７は個別（独立）電極、２８は共通電極、２９は
発熱体（ヒータ）、３０はインク、３１は気泡、３２は
珊翔インク滴で、本発明は、斯様なバブルジェット式の
液体噴射記録ヘッドに適用するものである。

最初に、第７図を参照しながらバブルジェットによるイ
ンク噴射について説明すると、（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Ｐａ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。

（ｃ）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５〜１
０　ｍ　／　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）の状態にもどる過程で、気
泡は完全に消滅している。

第１図は、本発明の基本概念を説明するための要部構成
図で、（ａ）図は、吐出口側から見た図、（ｂ）図は流
路部所面図で、図中、１１は発熱体基板（熱エネルギー
作用基板）、１２は流路基板（溝付基板）、１３は流路
、１４は熱エネルギー作用部（例えば、発熱体又は放電
電極）、１５は吐出口、１６は吐出口側端面である。而
して１本発明のポイントは、 ■吐出口側端面１６を形成する溝付基板１２及び熱エネ
ルギー作用基板１１の少なくとも１つは、その端面が機
械的除去加工ではないこと（ただし機械的除去加工とは
、切削加工、研削加工、ラッピング、ポリシング等の刃
物及び刃物作用をするもの（研摩材、砥石等）を利用し
た加工法を意味する。）。

■熱エネルギー作用基板１１と溝付基板１２は図のよう
に、力Ｆで加圧され、対向配置されるような構造をとり
、両者の間は、接着剤のような介在物によって接合され
たり、あるいは、両基板材料の熱的変形もしくは互いの
材料の拡散等によって接合されるのではないこと にある。

次に、前記ポイント１について述べる。前述のように、
従来技術では、吐出口形成にあたって機械的除去加工（
特開昭６０−１９６３５５号公報では、ダイヤモンドブ
レードによる切削、及び研摩）が用いられる。この方法
は、吐出口のチッピング（欠け）や、切削粉による吐出
口の閉そく、変形等の欠点を有している。本発明では上
記欠点を改善するために吐出口を形成する部分の端面は
、機械的除去加工によらないことを特徴としている。

具体的には、たとえば、溝付基板１２を形成する方法と
して、プラスチックの成形加工法、感光性ガラス（たと
えば、コーニング社フオトセラム）のエツチングなどが
利用できる。他の有力な方法として単結晶Ｓｉの異方性
エツチングがある。

第２図は、７字形溝と結晶方位軸との関係を示す図で、
基板１２がシリコン単結晶で構成されている。このシリ
コン単結晶は図におけるＸ軸とＹ軸が互いに直交する（
１１０）軸となるように選定され、且つＸ−Ｙ端面（上
下面）が単結晶の（１００）面となるように選定されて
いる。このようにすると、単結晶の（１１１）面はＹ軸
に平行で、且つＸ−Ｙ軸面に対し、約５４°の角度で交
わることになる。基板１２に形成された７字形溝１２ａ
はその２つの傾面がそれぞれ（１１１）面で構成されて
いる。（１１１）面は他の結晶面に比べ水酸化ナトリウ
ム、水酸化カリウム、ヒドラジンの如きアルカリ系溶液
によるエツチング速度がきわめて遅く、（１００）面を
アルカリ系溶液でエツチングすると、（１１１）面で切
削されたＶ字形の溝を得ることができる。このＶ字形路
の上部の軸はフォトエツチングの際のフォトレジストの
間隔で定まり、きわめて精度の高いものである。また、
７字形溝の深さは（１００）面と（１１１）面のなす角
度（約５４°）と上面の幅とで定まるから、これも精度
がきわめて高い。また、エツチングによって表われた（
１１１）面はきわめて平滑で直線性が高い。

第３図は、前記基板１２に溝を形成する方法の一例を説
明するための図で、まず、前述のような結晶方位のシリ
コン単結晶からなる基板１２を用意する。この面では、
紙面に対し鉛直方向が＜１１０＞軸、この基板の上下面
が（１００）面である。この基板１２を例えば８００〜
１２００℃程度の水蒸気雰囲気中に置き、表面に熱酸化
膜１７を形成する（（Ａ）の状態）。熱酸化膜１７の厚
さはエツチング深さの０．３％程度あれば充分である。

次に、熱酸化膜１７の上面全面に周知の方法でフォトレ
ジストを塗布し、それを写真乾板を用いて露光し、現像
を行ないフォトレジストパターン１８を得る（（Ｂ）の
状態）。次に、フォトレジストパターン１８の間に露出
している熱酸化膜１７をフン酸水溶液等により除去し、
シリコンの露出部１７ａを得、その後フォトレジスト１
８を取り去る（（Ｃ）の状態）。このような状態にある
基板１２を、例えば５〜４０％、８０℃の水酸化カリウ
ム溶液中においてエツチングする。

これにより、前記露出部１７ａのエツチングが進行する
が、（１１１）面のエツチング進行速度は（１００）面
のそれの０．３〜０．４％程度であるため、前記露出部
１７ａの各溝部からは基板１２の上面（これは前述のよ
うに（１００）面である）に対しｔａｎ−’ｖ’″２（
約５４°）の角度をなす（１１１）面が現われ、結局、
エツチングにより形成される時１７ａの形状は台形状と
なる（（Ｄ）の状態）。

さらにエツチングを進めると、溝１７ａは２つの（１１
１）面によって規制された７字形溝１２ａとなる（（Ｅ
）の状態）。

との７字形溝１２ａの精度について説明すると、まず、
熱酸化膜１７の溝部の下溝における、いわゆるアンダカ
ットはきわめて小さく、純度の高い水酸化カリウムを使
用した場合、（１００）面のエツチング深さの０．２％
程度でしかない。したがって、７字形溝１２ａの幅Ｗは
、フォトマスク乾板の誤差を考慮に入れても±５μｍ程
度の精度にできる。また、７字形溝１２ａの庭部がなす
角度は、（１１１）面同志がなす角度（約７２°）で決
定される。７字形溝１２ａの深さｄは１／ｖ’２Ｗとな
る。このように７字形溝１２ａの精度はきわめて高い。

最後にエツチングマスクに使用した熱酸化膜１７はフッ
酸水溶液等により除去され、７字形溝１２ａが形成され
たシリコンのみの基板１２となる（（Ｆ）の状態）。

第４図は、単結晶Ｓｉ　（１００）面を用いた異方性エ
ツチングを用いて、溝付基板を形成したヘッドの例を示
す図で、ここでは、流路となる部分と、吐出口部端面も
ともに、異方性エツチングにより形成される。吐出口部
端面も異方性エツチングによって形成されるため、図の
角度θは約５４．７’　となる。

第５図は、単結晶Ｓｉ　（１１０）面を用い、（１１，
０）面から異方性エツチングを行なった場合の例を示す
図で、第４図の場合と違って、エツチングは（１１０）
面から垂直方向に進向するため、流路は７字形溝ではな
く矩形となり、又、吐出口部端面も傾斜をもたず、垂直
形状となる。

次に、熱エネルギー作用基板１１について説明する。熱
エネルギー使用基板１１は、熱伝導率の点を考慮し、好
ましくは、Ｓｉ基板が用いられる。

第６図は、単結晶Ｓｉの異方性エツチングを利用して吐
出口端面を形成した熱エネルギー作用基板の例を示す図
で、（ａ）図は、（１００）面の異方性エツチングを利
用したもので、端面部は傾斜がついている６　（ｂ）図
は（１１０）面の異方性エツチングを利用したもので、
端面部は垂直になっている。なお、第４図〜第６図のＳ
ｉを用いた例はいずれも説明を簡略化するため、必要最
低限しか記載していない。実際には、Ｓｉはインクに侵
されるので、Ｓ　ｉ　Ｏ，等の保護層を形成して、直接
インクに接触しないようにして使用する。

次に１本発明のもう１つのポイントつまりポイント２に
ついて述べる。本発明では、第１図に示したように、溝
付基板と熱エネルギー使用基板は、両者の間に接着剤等
を介したり、あるいは、互いの材料の熱的変位あるいは
、拡散等によって接合されるのではなく、力Ｆによって
とめられているだけである。具体的には５両基板の位置
決めを、たとえば、基板端面あるいは、位置決めピン等
によって行ない、その後、クリップ作用をはだす部材で
両糸板をはさむだけの構造等によって達成される。この
ような簡単な構成であっても、本発明では、Ｓｉ等の平
面度の高い部材を用いているので実用上充分な構造物と
なる。

第１１図は、上述のごとき液体噴射記録ヘッドの要部構
成を説明するための典型例を示す図で、第１１図（ａ）
は、バブルジェット記録ヘッドのオリフィス側から見た
正面詳細部分図、第１１図（ｂ）は、第１１図（ａ）に
−点鎖線Ｘ−Ｘで示す部分で切断した場合の切断面部分
図である。

これらの図に示された記録ヘッド４１は、その裏面に電
気熱変換体４２が設けられている基板４３上に、所定の
線密度で所定の巾と深さの溝が所定数設けられている溝
付板４４を該基板４３を覆うように接合することによっ
て、液体を飛翔させるためのオリフィス４５を含む液吐
出部４６が形成された構造を有している。液吐出部４６
は、オリフィス４５と電気熱変換体４２より発生される
熱エネルギーが液体に作用して気泡を発生させ、その体
積の膨張と収縮による急激な状態変化を弓き起こすとこ
ろである熱作用部４７とを有する。

熱作用部４７は、電気熱変換体４２の熱発生部４８の上
部に位置し、熱発生部４８の液体と接触する面としての
熱作用面４９をその低面としている。熱発生部４８は、
基体４３上に設けられた下部層５０、該下部層５０上に
設けられた発熱抵抗Ｊ惜５１　＋核発熱抵抗層５１上に
設けられた上部層５２とで構成される。

発熱抵抗層５１には、熱を発生させるために核層５１に
通電するための電極５３．５４がその表面に設けられて
おり、これらの電極間の発熱抵抗層によって熱発生部４
８が形成されている。

電極５３は、各液吐出部の熱発生部に共通の電極であり
、電極５４は、各液吐出部の熱発生部を選択して発熱さ
せるための選択電極であって、液吐出部の液流路に沿っ
て設けられている。

保護層５２は、熱発生部４８においては発熱抵抗［５１
を、使用する液体から化学的、物理的に保護するために
発熱抵抗層５１と液吐出部４６の液流路を満たしている
液体とを隔絶すると共に５液体を通じて電極５３．５４
間が短絡するのを防止し、更に隣接する電極間における
電気的リークを防止する役目を有している。

各液吐出部に設けられている液流路は、各液吐出部の上
流において、液流路の一部を構成する共通液室（不図示
）を介して連通されている。各液吐出部に設けられた電
気熱変換体４２に接続されている電極５３．５４はその
設計上の都合により、前記上部層に保護されて熱作用部
の上流側において前記共通液室下を通るように設けられ
ている。

このような液体噴射記録ヘッドにおいては、従来、電気
熱変換体は、第１１図に示すように、基板４３の一方の
面上に所定の形状に積層された発熱抵抗体層上に、所定
の形状を有する電極層が、一対の電極５３．５４　（共
通電極５３２選択電極５４である）間に接続された前記
発熱抵抗体層からなる熱発生部４８が基板上の所定に位
置に配置されるように積層されて形成されていた。従っ
て、共通電極５３は折返し形状となり、共通電極５３と
選択電極５４とが交互に配列されるために、複数の熱発
生部は共通電極を挟んだように配置されていた。

第１２図は、発熱抵抗体を用いる気泡発生手段の構造を
説明するための詳細図で１図中、６１は発熱抵抗体、６
２は電極、６３は保護層、６４は電源装置を示し、発熱
抵抗体６１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６１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、
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ｌｌｉとなっている
。

発熱抵抗体６１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。発熱抵抗体６１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０．０１〜１
μｍとされる。

電極６２を構成する材料としては１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Ａ　Ｑ　、　Ａ　ｇ　、　Ａ　ｕ
　ＨＰ　ｔ　ｇＣｕ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。

保護層６３に要求される特性は、発熱抵抗体６１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６１を保護するということで
ある。保護層６３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、ａ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６３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。

以上のようにして作成した記録ヘッドを、発熱抵抗体が
発熱しない状態では記録液体が吐出口から吐出しない程
度の圧力で記録液体を供給し乍ら画像信号に従って電気
・熱変換体にパルス的に電圧を印加して記録を実行した
ところ、鮮明な画像が得られた。

第１３図は、その時の発熱体駆動回路の一例を示すブロ
ック図で、７１はフォトダイオード等で構成される公知
の読取り用の光学内入カフオドセンサ部で、該光学内入
カフオドセンサ部７１に入力した画像信号はコンパレー
タ等の回路からなる処理回路７２で処理されて、ドライ
ブ回路７３に入力される。ドライブ回路７３は、記録ヘ
ッド７４を入力信号に従ってパルス幅、パルス振幅、繰
り返し周波数等を制御してドライブする。

例えば、最も簡便な記録では、入力画像信号を処理回路
７２において白黒判別してドライブ回路７３に入力する
。ドライブ回路７３では適当な液滴径を得る為のパルス
幅、パルス振幅及び所望の記録液滴密度を得る為の繰り
返し周波数を制御された信号に変換されて、記録ヘッド
７４を駆動する。

又、階調を考慮した別の記録法としては、１つには液滴
径を変化させた記録、又もう１つには記録液滴数を変化
させた記録を次の様にして行なうことも出来る。

先ず、液滴径を変化させる記録法は、光学内入カフオド
センサ部７１で入力した画像信号は、所望の液滴径を得
る為に定められた各々のレベルのパルス幅、パルス振幅
の駆動信号を出力する回路を複数有したドライブ回路７
３のいずれのレベルの信号を出力する回路で行なうべき
かを処理回路７２で判別され処理される。又、記録液滴
数を変化させる方法では、光学内入カフオドセンサ部７
１への入力信号は、処理回路７２においてＡ／Ｄ変換さ
れて出力され、該出力信号に従ってドライブ回路７３は
１つの入力信号当りの噴出液滴の数を変えて記録が行な
われる様に記録ヘッド７４を駆動する信号を出力する。

又、別の実施法として同様な装置を使用して発熱抵抗体
が発熱しない状態で記録液体が吐出口からあふれ出る程
度以上の圧力で記録液体を記録ヘッド７４に供給し乍ら
、電気熱変換体に連続繰り返しパルスで電圧を印加して
記録を実行したところ、印加周波数に応じた個数の液滴
が安定に且つ均一径て吐出噴射することが確認された。

この点から、記録ヘッド７４は高周波での連続吐出に極
めて有効に適用されることが判明した。

又、記録装置の主要部となる記録ヘッドは微小であるか
ら容易に複数個並べることが出来、高密度マルチオリフ
ィス化記録ヘッドが可能である。

第１４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８０が、放電装置８１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１５図乃至第２２図は、それぞれ第１４図に示した放
電電極の具体例を示す図で。

第１５図に示した例は、 電極８０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１６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１発生気泡の
位置が安定している。

第１７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１発生気泡の位置はさらに安定す
る。

第１８図に示した骨は、 リング状の電極にしたものであり、基本的には第１７図
に示した例と同じであり、その変形実施例である。

第１９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２０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１９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２１図に示した例は、 第２０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１９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２２図に示した例は、 第２１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。

第２３図乃至第３０図は、上記記録ヘッドを記録装置に
組込んで実際に記録を行なう場合の制御機構を説明する
ための図で、最初に、第２３図乃至第２６図を参照しな
がら外部信号に従って各電気・熱変換体１１０１，１１
０．、・・・・・・１１０７を同時に制御して各吐出口
１１１□、１１１．．・・・・・・・・・１１１７から
同時に外部信号に応じた液吐出を行なう場合の例につい
て説明する。まず、第２３図は全体ブロック図で、コン
ピュータのキーボード操作による入力信号１２０はイン
ターフェース回路１２１からデータジェネレーター１２
２に入力される。次にキャラクタ−ジェネレーター１２
３内の所望のキャラクタ−を選択し、プリントしやすい
形態にデータジェネレーター１２２にてデータ信号を配
列する。データジェネレーター１２２において配列され
たデータはバッファー回路１２４で一度記憶され、順次
、ドライブ回路１２５□−１２５７に送られて各変換体
１１０□。

１１０、、・・・・・・１１０７をドライブし、液滴を
吐出する。制御回路１２６は各回路の入出力のタイミン
グを制御したり、各回路の動作を指令する信号を出力す
る回路である。

第２４図は第２３図に示されるバッファー回路１２４の
動作を説明するタイミングチャートで、バッファー回路
１２４は第２４図に示す様にデータジェネレーター１２
２で配列されたデータ信号５１０２をキャラクタ−ジェ
ネレーターで発生されるキャラクタ−クロック５１０１
とタイミングされて入力し、もう一方のタイミングでは
順次ドライブ回路１２５１〜１２５．へ出力信号を与え
ている。第２３図の例では、１つのバッファー回路で入
出力を行なったが複数のバッファー回路による制御、所
謂ダブルバッファリングを行なってもよい、即ち、一方
のバッファ回路が入力している時に他方のバッファ回路
から出力し次のタイミングでは逆の動作を各々のバッフ
ァ回路で行なうやり方を採用しても良い、ダブルバッフ
ァで行う場合には、液滴を連続して吐出させることも出
来る。

この様にして７個の変換体１１０□、１１．０．。

・・・・・・１１０．は、例えば第２５図に示す様な液
滴吐出タイミングチャートに従って同時に制御され、結
果として第２６図にＯ印にて示す様な印字を７個の吐出
口から液滴吐出をもって行なうことが出来る。なお、信
号５１１１〜５１１７の各々は、７個の変換体１１０□
、１１０□、・・・・・・１１０７の各々に印加される
信号である。

第２７図乃至第３０図は外部信号に従って各電気・熱変
換体を順次制御して、液滴吐出を各吐出口から順次行な
う制御機構の例を説明するための図で、第２７図には装
置全体のブロック図が示されている。第２７図において
、外部信号５１３０はインターフェース回路１３１を通
って、データジェネレータ１３２でプリントしやすい順
序に配列される。第２７図に示す例の様に、コラムごと
にプリントする例では、コラムごとにキャラクタ−ジェ
ネレーター１３３からデータを読み出し、コラムバッフ
ァ回路１３４に一旦蓄える。そしてコラムデータをキャ
ラクタ−ジェネレーター１３３から読んでコラムバッフ
ァ回路１３４□に入力しているタイミングで、コラムバ
ッファ回路１３４□からは別のデータが出力され、ドラ
イブ回路１３５が動作される。

第２８図にはバッファ回路１３４の動作を説明するタイ
ミングチャートが示される。ドライブ回路１３５から出
力されたコラムデータ信号はゲート回路１３７によって
制御される各変換体１１０□、１１０□、・・・・・・
１１０７が順次駆動される。その時のタイミングチャー
トを第２８図に示す。図において、５１４１はキャラク
タ−クロック、５１４２はコラムバッファ回路１３４１
への入力信号、５１４３はコラムバッファ回路１３４、
への入力信号、５１４４はコラムバッファ回路１３４１
から出力される信号、５１４５はコラムバッファ回路１
３４２から出力される信号を示す。結果として、例えば
、第２９図に示すような液滴吐出タイミングに従って、
７個の吐出口から順次液滴が吐出されて、第３０図に○
印にて示す様な文字が印字される。なお、信号５１５１
〜５１５７の各々ハ、７個の変換体１１０．。

１１０□、・・・・・・１１０７の各々に印加される信
号を示したものである。

なお、制御機構をキャラクタ−の印字の例で説明したが
、複写画像等を得る場合にも同様の手法で行なわれる。

又、本例では７個の吐出口を有する記録ヘッドを使用し
た例で説明したが、フルラインマルチオリフィスタイプ
の記録ヘッドを使用した場合にも同様の手法で記録を行
なうことが可能である。

本発明による記録装置に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。

本発明による記録装置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１！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
録液体が有する様に他の選択される構成成分との組み合
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、５ｅｃ−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１〜１ｏ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、キジロール等の炭
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１ｍ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、建染メ染料、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ｐｃａ、　　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５−ＢＧ、スミカロンレッドＥ−ＥＢ
Ｌ、スミカロンイエローＥ−４０Ｌ、スミカロンブリリ
アントブルー５−ＢＬ　（以上住友化学製）、ダイヤ二
ツクスイエロー−ＨＧ−８Ｅ。

ダイヤニックスレッドＢＮ−８Ｅ（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３Ｒ−８Ｆ、カヤロンポリエステル
イエローＹＬ−８Ｅ、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
、プロジオンレッドＨ−２Ｂ、プロジオンブルーＨ−３
Ｒ（以上日本化架装）、レバフィックスゴールデンイエ
ローＰ−Ｒ、レバフィックスプリルレッドＰ−Ｂ、レバ
フィックスプリルオレンジＰＧＲ（以上バイヤー製）、
スミフィックスイエローＧＲ８、スミフィックスＢ、ス
ミフィックスプリルレッドＢＳ、スミフィックスプリル
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
〇、ダイヤミラーブルー３Ｒ、ダイヤミラープリルブル
ーＢ、ダイヤミラープリルレッドＢＢ（以上三菱化成製
）、レマゾールレッドＢ、レマゾールブルー３Ｒ、レマ
ゾールイエローＧＮＬ、レマゾールプリルグリーン６Ｂ
（以上ヘキスト社製）、チバクロンプリルイエロー、チ
バクロンプリルレッド４０Ｅ（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■、アミドブラックＬＯＢ、オレンジ
ＲＯ、メタニールイエロー、ピ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）、ダイアシトブルー３Ｇ、ダイアシトファスト
・グリーンＧＷ、ダイアシト・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）、ザポン−染
料（ＢＡＳＦ製）、オラゾール染料（ＣＩ　Ｂ　Ａ製）
、ラナシンー染料（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ＦＯ
Ｒ、レーキボルドー５Ｂ、バーミリオンＮＯ，１、バー
ミリオンＮＯ，２，ｌ−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、ジアゾオレンジ、パルカンオレンジ、バラゾ
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ノ６Ｂ、ブリリアントスカーレツト
Ｇ、レーキレッドＣ，レーキレッドＤ、レーキレッドＲ
，ウオッチングレッド、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。

（ｓ）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
オレットレーキ、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 インダンレン系、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
〜３０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１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０．０１〜８μ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ｍ整剤、表面張力調整
剤、ｐ　Ｈ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！Ｉ！！Ｗ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ＷＡ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−スルボキシメチルセ
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、ジェタノールアミン、プロパ
ツールアミン、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。

ｐＨＵ８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
ように前記の諸物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Ｐ　Ｈ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型ノＡに対して１通常０．１−
１０ｔｉｔ％、好適には０．１〜８ｗｔ％、最適には０
．２〜７ｔｉｔ％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。

本発明の記録装置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。

本発明の記録装置に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、ｐ　Ｈ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１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。

本発明の記録装置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
れるのが望ましてか、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。丙午ら比
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。

第１表 来ニーー艮 以上の説明から明らかなように、本発明によると、吐出
口部の変形、閉そく（切削粉あるいは接着剤の流入によ
る）がなく、高精度の吐出口が得られ、粒子化特性のバ
ラツキがない優れたヘッドとなる。

接着等を行なわないため、製造組立コストが安い。

等の利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例を説明するための要部構成
図、第２図は５本発明の実施に使用されるインクジェッ
トヘッドの溝付基板の一例を説明するための要部斜視図
、第３図は、本発明の実施に使用される溝付基板の製作
方法の一例を説明するための工程図、第３図乃至第６図
は、それぞれ本発明による記録ヘッドの要部構成図、第
７図は、本発明が適用されるインクジェットヘッドの一
例としてのバブルジェットヘッドの動作説明をするため
の図、第８図は、バブルジェットヘッドの−例を示す斜
視図、第９図は、分解斜視図、第１０図は、蓋基板を裏
側から見た図、第１１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１２図は、発熱抵抗体を
用いた気泡発生手段の構造を説明するための図、第１３
図は、発熱体暉動回路の一例を説明するためのブロック
図、第１４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１５図乃至第２２図は、それぞれ
第１４図に示した放電電極の具体例を示す図、第２３図
乃至第２６図及び第２７図乃至第３０図は、それぞれ記
録ヘッドを記録装置に組み込んで記録を行なう場合の制
御例を説明するための図、第３１図は、従来技術を説明
するための図である。 １１・・発熱体基板、１２・・・溝付基板、１３・・・
流路、１４・・・発熱体、１５・・・吐出口、１６・・
・吐出口側端面。 特許出願人　　株式会社　リコー 第 図 （ａ） （ｂ） （ｄン （Ｃン °惟−二 弓＝＝ 第 図 第 図 第 図 第 コ４ 図 第 図 （Ｑ） （ｂ） 第 図 第 図 第 図 第 図 −べよ７下＝（ヒ 第 図 ＋１０＋ ＩＯ７ 第 図 第 ２つ 図 第 図 第 図 （ｂ）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、導入される記録液体を収容するとともに、該記録液
   体に熱によって気泡を発生させ、該気泡の体積増加にと
   もなう作用力を発生させる熱エネルギー作用部を付設し
   た流路と、該流路に連絡して前記記録液体を前記作用力
   によって液滴として吐出させるための開口と、前記流路
   に連絡して前記流路に前記記録液体を導入するための液
   室と、該液室に前記記録液体を導入する手段とよりなる
   液体噴射記録ヘッドにおいて、前記流路及び開口は、前
   記熱エネルギー作用部を付設した流路部をその一部とな
   す熱エネルギー作用基板と、該基板と対向配置された溝
   付基板で形成され、少なくとも前記熱エネルギー作用基
   板と溝付基板のうちの１つは、前記開口を形成する端部
   が、機械的除去加工ではない方法によって形成されたも
   のであることを特徴とする液体噴射記録ヘッド。