JPH04144752A

JPH04144752A - インク飛翔記録装置

Info

Publication number: JPH04144752A
Application number: JP26862490A
Authority: JP
Inventors: Takashi Kimura; 隆木村; Takuro Sekiya; 卓朗関谷; Masanori Horiie; 正紀堀家; Yoshio Watanabe; 好夫渡辺; Shuji Motomura; 本村　修二; Masafumi Kadonaga; 雅史門永
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1990-10-05
Filing date: 1990-10-05
Publication date: 1992-05-19

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】産業上の利用分野本発明は、ノンインパクト記録法の一つであるインク飛
翔記録装置に関する。

従来の技術ノンインパクト記録法は、記録時の騒音発生が無視でき
る程度に小さい点で、オフィス用等として注目されてい
る。その内、高速記録可能で、いわゆる普通紙に特別の
定着処理を要せずに記録できる、いわゆるインクジェッ
ト記録法は極めて有力な方法であり、従来から種々の方
式が提案され、又は既に製品化されて実用されている。

このようなインクジェット記録法は、いわゆるインクと
称される記録液体の小滴を飛翔させ、被記録体に付着さ
せて記録を行うもので、記録液体の小滴の発生法及び小
滴の飛翔方向を制御するための制御方法により、幾つか
の方式に大別される。

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である。これは、Ｔｅ１ｅ　ｔ
ｙｐｅ方式と称され、記録液体の小滴の発生を静電吸引
的に行い、発生した小滴を記録信号に応じて電界制御し
、被記録体上にこの小滴を選択的に付着させて記録を行
うものである。

より詳細には、ノズルと加速電極間に電界をかけて、−
様に帯電した記録液体の小滴をノズルより吐出させ、吐
出した小滴を記録信号に応じて電気制御可能なように構
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被記録体上に付着させるものであ
る。

第２の方式は、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
いるものである。これは、ｓｗｅｅｔ方式と称され、連
続振動発生法により帯電量の制御された記録液体の小滴
を発生させ、この帯電量の制御されたＩＪｚ滴を、−様
電界がかけられている偏向電極間を飛翔させて、被記録
体上に記録を行わせるものである。

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るようにした帯電電極を所定
距離離間させて配置し、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、オリフィスより記録液体の小滴を吐出させ
る。この時、吐出する小滴には帯電電極により電荷が静
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小滴は、一定電界が一様にかけ
られている偏向電極間を飛翔する時に、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被記
録体上に付着することになる。

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ものである。これは、ＨｅｒｔＺ方
式と称され、ノズルとリング状の帯電電極間に電界をか
け、連続振動発生法によって、記録液体の小滴を発生霧
化させて記録させる方式である。即ち、ノズルと帯電電
極間にかける電界強度を記録信号に応じて変調すること
により小滴の霧化状態を制御し、記録画像の階調性を出
して記録させるものである。

第４の方式は、例えば米国特許筒３７４７１２０号明細
書に開示されているものである。これは、Ｓ　ｔｅｍｍ
ｅ方式と称され、第１〜３の方式とは根本的に原理が異
なるものである。即ち、第１〜３の方式が、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被
記録体上に付着させて記録を行わせるのに対し、このＳ
　ｔｅｍｍｅ方式では、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、ｓ　ｔｅｍｍ６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てピエゾ振動素子の機
械的振動に変え、この機械的振動に従い吐出口より記録
液体の小滴を吐出飛翔させて被記録体に付着させるもの
である。

これらの４方式は、各々に特長を有するが、同時に、解
決すべき課題点もある。

まず、第１〜第３の方式は、記録液体の小滴を発生させ
るための直接的エネルギーが電気的エネルギーであり、
かつ、小滴の偏向制御も電界制御による。よって、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、かつ、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。

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、かつ、記録液体の
小滴の電気的制御が高度で困難であり、被記録体上にサ
テライトドツトが生じやすい。

第３の方式は、記録液体の小滴を霧化することにより階
調性に優れた記録が可能ではあるが、他方、霧化状態の
制御が困難である。また、記録画像にカブリが生ずると
か、記録ヘッドのマルチノズル化が困難で高速記録には
不向きであるといった欠点がある。

一方、第４の方式は、比較的多くの利点を持つ。

まず、構成がシンプルである。また、オンデマンドで記
録液体をノズルの吐出口より吐出させて記録を行うため
に、第１〜第３の方式のように吐出飛翔する小滴の内、
画像記録に要しなかった小滴を回収する必要がない。ま
た、第１，２の方式のように、導電性の記録液体を使用
する必要はなく、記録液体の物質上の自由度が大きいと
いった利点を持つ。しかし、反面、記録ヘッドの加工上
に問題がある、所望の共振周波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等の理由から、記録ヘッ
ドのマルチノズル化が難しい。また、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の
小滴の吐出飛翔を行わせるので、上記のマルチノズル化
の困難さと相俟って、高速記録には不向きなものとなっ
ている。

このように、従来法には、構成上、高速記録上、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及び
記録画像のカブリ発生等の点において、一長一短があり
、その長所が発揮される用途にしか適用し得ないという
制約を受けるものである。

しかし、このような不都合も本出願人により提案された
特公昭５６−９４２９号公報に開示のインクジェット記
録方式によればほぼ解消し得る。

これは、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させるものである。

同様な記録方式として、特公昭６１−５９９１４号公報
に開示されたものもある。これは、液体を所定の方向に
吐出させるための吐出口に連通する液路中の液体の一部
を熱して膜沸騰を生起させることにより、吐出口より吐
出される液体の飛翔的液滴を形成し、この液滴を被記録
体に付着させて記録させるものである。具体的には、同
公報中の第１図及び第２図に示されるように、ノズル状
の液路部分に設けられた熱作用部分において、記録液体
に急激な状態変化を受けることにより、その状態変化に
基づく作用力により、記録液体が吐出口より吐出飛翔す
るようにしたものである。このような吐出口は、同公報
中の説明によれば、内径１００４ｍ、肉厚１０ｐｍの円
筒状ガラスファイバーを熱溶融させることにより、６０
ｐｍ径の吐出口として形成される。また、吐出口を液路
とは別に形成した後、例えばガラスプレートに電子ビー
ム加工やレーザ加工等によって穴を形成し、液路と合体
させる方式も記載されている。何れにしても、このよう
な微細な吐出口を工業的に安定して高精度に形成するこ
とは非常に困難である。また、同公報によれば、別の吐
出口を有する記録ヘッドが同公報中の第３図、第４図及
び第５図に開示されており、その吐出口の形成方法とし
て、ガラス板に微細カッティング機により幅６０ｐｍ、
深さ６０μｍ、ピッチ２５０μｍの溝を形成した溝板を
、電気・熱変換体部の設けられた基板に接着することが
記載されている。しかし、この場合も形成すべき吐出口
は非常に微細であり、微細カッティング機で溝を形成す
る際に、欠けやクラックが入ることが多々あり、歩留ま
りの低いものである。また、形成された吐出口も、その
欠は等により、その端部を高精度にできないものでもあ
る。さらに、溝形成後に、溝板を基板上に接着する際に
接着剤が吐出口を詰まらせて、歩留まり低下をきたすも
のである。

ところで、同公報中の第３図、第４図及び第５図に示さ
れる記録ヘッドの、より具体的な製造方法は、特開昭５
５−１２８４７１号公報、特公昭５９−４３３１４号公
報に開示されている。特開昭５５−１２８４７１号公報
のものは、細孔からなる記録液流路を有し、この細孔に
通じている吐出口から記録液流路中にある記録液を小滴
にして吐出飛翔させ、被記録体面上に付着させて記録す
る記録ヘッドであり、吐出口を所定数並設させるととも
に、これと同数の細孔を吐出口の配列密度とほぼ同密度
で並列に配設させたものである。また、特公昭５９−４
３３１４号公報のものは、記録液流路となる細孔と、こ
の細孔に通じている所定口径ｄの開口と、細孔に沿って
設けられた発熱部とを具備した液滴噴射記録装置におい
て、発熱部がその開口寄りの縁が開口位置からｄないし
５０ｄなる寸法の範囲内に位置するように配設させたも
のである。さらには、発熱部が細孔の長平方向に長尺な
面状発熱体よりなることも記載されている。

ここに、これらの特開昭５５−１２８４７１号公報、特
公昭５９−４３３１４号公報に記載された記録ヘッドの
製造方法は、要約すると、感光性ガラスを用いた細溝を
有する部品と、発熱抵抗体パターンを形成した部品とを
、接着することにより吐出オリフィスを形成するもので
ある。即ち、前述した特公昭６１−５９９１４号公報記
載のものとは、感光性ガラスのエツチングにより細溝を
形成する点で異なるが、接着剤による吐出オリフィスの
詰まりが発生し歩留まりが低下する点は同様である。こ
れらの記録ヘッドは、吐出口（オリフィス）を有すると
いう根本的な構成自体に問題があるからである。

さらに、特開昭５５−５９９７４号公報によれば、前述
した特公昭６１−５９９１４号公報、特開昭５５−１２
８４７１号公報、特公昭５９−４３３１４号公報中の実
施例に示されるようなインク流路溝を有する基板を、発
熱体を有する基板に接着する際に、三次元網目構造を形
成し得る接着剤により接着するという製造方法が示され
ている。

しかし、接着により吐出オリフィスを形成するという基
本構成が、前述した３つの公報記載のものと同じである
限り、同様の問題点、即ち、接着剤による吐出オリフィ
スの閉塞という問題がある。

一方、特公昭６２−５９６７２号公報によれば、前述し
た特公昭６１−５９９１４号公報、特開昭５５−１２８
４７１号公報、特公昭５９−４３３１４号公報に記載さ
れているような吐出オリフィスの製法の欠点をなくす製
法が開示されている。

即ち、これらの公報のように、ガラス板の研削加工によ
るインク流路の形成法、感光性ガラスのエツチングによ
るインク流路の形成法等は、インク流路内壁面が粗く、
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、液滴吐出のためのエネルギーを多
く必要とし、省エネルギー化に反し、また、研削の際に
ガラスに欠け、割れが発生し歩留まりが悪く、液滴吐出
の安定性・均一性を損なう大きな要因となり、かつ、感
光性ガラスによるものは微細加工精度に限界があるとと
もに、材料コストが高いものである。この点、特公昭６
２−５９６７２号公報では、基板上の所定位置にインク
に液滴発生のためのエネルギーを与えるエネルギー源と
して発熱素子、圧電素子等の能動素子を複数個固定的に
設置した後（電極は適宜形成される）、基板表面に所定
厚さで感光性組成物層を塗布法等により形成し、通常の
フォトリソグラフィー法により、オリフィス部、作用部
、インク供給路部、インク吐出路部等のインク流路を形
成するためのインク流路溝を形成し、この後、上蓋を接
合させて記録ヘッドを製造するようにしている。

しかし、同公報記載のヘッド製造法によっても、オリフ
ィスが形成される時、即ち、上蓋をインク流路溝の形成
された基板の能動素子側に接合させる際に、依然として
、前述した特公昭６１−５９９１４号公報、特開昭５５
−１２８４７１号公報、特公昭５９−４３３１４号公報
等の場合と同様な問題がある。即ち、オリフィスが接着
剤により閉塞し、ヘッド製造の歩留まりが著しく低下す
る点である。仮に、特公昭６２−５９６７２号公報方式
において、上蓋を接合させる際に接着剤を用いずに、感
光性組成物層の完全硬化前の接着性を利用し、熱融着又
は熱圧着的な接合を行ったとしても、この場合には、イ
ンク吐出路部、オリフィス部が変形し、所望の形状が得
られないという問題が発生する。結局、同公報の場合も
、オリフィスを有するという基本構造による問題が残る
。

また、特開昭５９−１１８４６９号公報によれば、複数
個のオリフィスと、これらのオリフィス間を分離するた
めの分離部と、インク貯蔵部用外枠部とを一体的に有す
るオリフィス板を備えた記録ヘッドが示されている。こ
れと目的は異なるが、同様の構成を持つものとして、特
開平１−１５２０６８号公報に示されるものがある。こ
れは、同公報中の第４図等に示されるように、発熱体（
抵抗器）を有する基板と、インク送りチャネル（分離部
）と、オリフィス（ノズル）板とよりなる。

また、これらの特開昭５９−１１８４６９号公報、特開
平１−１５２０６８号公報記載のノズル板、ヘッド製造
等に適したものは特開昭５９−２０７２６４号公報、特
開昭６２−２３４９４１号公報に示されている。さらに
、これらの４つの公報記載のヘッドの組立てに適したも
のとしては、特開昭６２−２６４９５７号公報に示され
るものがある。これは、基板上にポリマ障壁層を形成し
、この障壁層上にノズル板を整列配置した後、障壁層が
塑性変形するに十分な時間と温度をもって、ノズル板に
熱と圧力とを加え、この後、基板、障壁層及びノズル板
を固着する工程を経て、インクジェットプリンタヘッド
を製造するようにしたものである。

しかし、これらの特開昭５９−１１８４６９号公報、特
開平１−１５２０６８号公報、特開昭５９−２０７２６
４号公報、特開昭６２−２３４９４１号公報及び特開昭
６．２−２６４９５７号公報に記載されたものも、オリ
フィス（ノズル）板を有することによる問題点がある。

まず、微細なオリフィス（ノズル、吐出口）を有するオ
リフィス板を高精度に形成することは技術的にがなり困
難である。また、仮に高精度にオリフィス板を形成した
としても、その製造コストが高く、ヘッドが高価となっ
てしまう。また、前述した公報中、特開昭６２−２６４
９５７号公報において詳細に記載されているが、オリフ
ィス板を発熱体を有する基板とフォトレジスト障壁層（
ドライフィルム障壁層、インク送りチャネル）を介して
接合又は接着させる際に、フォトレジスト障壁層が変形
し、又は、接着剤が不要な部分に回り込んでインク送り
チャネルを詰まらせたりし、最悪の場合には、微細なオ
リフィスをも詰まらせてしまう。これも、オリフィス板
を有し、がっ、接合又は接着工程を経るという、根本的
構成、製法に起因する問題点である。

さらに、前述した全ての公報等に共通する別の問題もあ
る。即ち、前述したインクジェット記録ヘッドは、何れ
も微細なオリフィス（＝ノズル又は吐出口）を有し、こ
のようなオリフィスからインクが噴射又は飛翔して被記
録体に付着することにより記録を行う点で共通する。こ
こに、微細なオリフィスは、通常３０〜５０μｍ程度の
大きさ（形状的には、必ずしも丸に限らず、角形もある
）であるため、インク中に含まれる不純物、又は、イン
ク供給系、供給路などから発生するごみ（ヘラドルイン
ク供給系製造時に混入したり、摺動部などから微小片が
脱落することによるごみもある）などにより、オリフィ
スの孔が詰まってしまう危険性を常に持つ。

ところで、特開昭６２−２５３４５６号公報、特開昭６
３−１８２１５２号公報、特開昭６３−１９７６５３号
公報、特開昭６３−２７２５５７号公報、特開昭６３−
２７２５５８号公報、特開昭６３−２８１８５３号公報
、特開昭６３−２８１８５４号公報、特開昭６４−６７
３５１号公報、特開平１−９７６５４号公報等に記載さ
れた記録ヘッドもある。これらの公報記載のものは個々
に検討すると各々個別の特長を有するが、基本的な構成
としては、従来のオリフィスを有するオリフィス板に代
えて、スリット状の開口が形成されたスリットノズル板
を用いた点で共通する。しかし、これらの場合もスリッ
ト幅は例えば特開昭６２２５３４５６号公報中に記載さ
れているように数１０ｐｍ程度と微小であり、従来より
あるインクジェットのオリフィス（ノズル）径と実質的
に差がなく、スリット状になったことにより、目詰まり
に対して若手有利になった程度であり、インクジェット
の致命的欠点である目詰まりの問題は解消されないもの
である。また、スリット方式といっても、スリットノズ
ル板を形成し、接合するという製法によるため、前述し
たように従来からあるインクジェットのオリフィス板を
形成して接合するというものと製法的に何んら変るとこ
ろがなく、微細加工を伴うスリットノズル板の製造にコ
ストがかかり、アセンブリ接合（接着）という工程も減
るわけではなく、コスト面での優位性はない。

これは、特開昭６２−２５３４５６号公報等と同様にス
リットノズル板を用いる特開昭６１−１８９９５０号公
報記載のものでも同様であり、目詰まりの問題が残る。

また、上記の特開昭６２−２５３４５６号公報によれば
、インクの蒸気の泡を形成し、各々の泡が破裂する時に
破裂する泡の保存運動量によって生ずる作用力により、
インク層から運動する被記録体に向かってインクの滴状
体が、加熱機素及びインク層に垂直な方向に放出される
という吐出原理が記載されている。このような原理で吐
出されるインクの滴状体は、キャビテーション気泡の崩
壊の研究分野でその存在が認められている液体マイクロ
ジェットと同一のものと考えられている。

これは、気泡の崩壊時に気泡を貫くように柱状のジェッ
トが形成されるというもので、この柱状のジェット（液
体マイクロジェット）をインクジェットに利用したもの
が、特開昭６１−１８９９４９号公報、特開昭６４−３
０７５８号公報に示されている。前述した特開昭６１−
１８９９５０号公報記載のものは、これらの特開昭６１
−１８９９４９号公報、特開昭６４−３０７５８号公報
に示される吐出原理を、スリット状ノズルに適用したも
のと見ることができる。

ところで、この特開昭６１−１８９９５０号公報記載の
ものは、泡を破裂させるという原理に基づいてインクの
滴状体を放出させているものであり、インクの滴状体に
よる記録は可能であるものの、泡の破裂によるインクミ
ストの発生が画質を著しく乱すという欠点が避けられな
いものである。

つまり、同公報記載のものは、前述した特開昭６２＝２
５３４５６号公報等と同様に目詰まりの問題を解決して
いないだけでなく、さらには、泡の破裂によるインクミ
ストの飛散によって画質部れをも生じてしまうものであ
る。

一方、オリフィスやスリットノズルを持たず、目詰まり
の問題を解消したものとして、特開昭５１−１３２０３
６号公報や特開平１−４０１１５７号公報に示されるも
のがある。しかし、その吐出原理を検討すると、必ずし
も満足し得る画質が得られる吐出原理とはいい難いもの
である。即ち、特開昭５１−１３２０３６号公報の吐出
原理は、前述した特開昭６１−１８９９５０号公報中に
記載のものと同様であり、気泡の破裂による画質低下の
欠点を持つ。特開平１−１０１１５７号公報における吐
出原理は、微小発熱体に通電して記録液を瞬時に煮沸さ
せてミスト状にして飛翔させ記録を行うというものであ
り、記録液をミスト状にするため鮮明な記録は困難であ
り、カブリ、地肌汚れを伴い、必ずしも良好なる画像が
得られないものである。

発明が解決しようとする課題このように従来の種々のインクジェット方式においては
、インクジェット方式の致命的欠点であるごみ、或いは
インクの乾燥によるオリフィス（ノズル）又はスリット
状ノズルの目詰まりの問題がある。また、ヘッドアセン
ブリ上における高精度オリフィス（ノズル）が形成でき
ない問題がある。さらには、アセンブリ上のコストの問
題がある。また、オリフィス（ノズル）が存在すること
による信頼性の維持・回復が困難なる問題がある。また
、印字品質が低いといった問題もある。

つまり、従来のインクジェット記録方式に関しては、目
詰まり等の信頼性の点、ヘッドのコストの点及び画質の
点に課題がある。

この点、本出願人により特願平１−２２５７７７号とし
て提案されている、ノズルプレートさらにはスリット状
のノズルをも必要としない、全く新規なインクジェット
記録装置によれば、目詰り等の根本的な課題に対して効
果的なものといえる。

即ち、インク液面内に配設させたエネルギー作用部に画
像情報に応じた駆動信号を入力させて、このエネルギー
作用部でインク中に気泡を生じさせ、この気泡の瞬間的
な成長による作用力によりインク液面からインクを飛翔
させ、飛翔したインクを被記録体に付着させるように構
成したものである。

これによれば、ノズルを持たないため、インク乾燥によ
って直ちに目詰りを起こすといったことはなくなる。よ
って、特別なインク目詰り対策を要しないものともなる
。

ところが、カラー印写のためのカラー化を考慮した場合
、問題がある。即ち、カラーヘッドを作製する場合、基
板コスト、ヘッド作製のコスト、ヘッド組付はコスト等
を考慮すると、同一基板上に複数色のインク用の飛翔部
を形成するのが低コス化のために必要といえる。この場
合、従来のようにオリフィス或いはスリット状ノズルを
有するヘッドであればインク供給口からインク吐出口ま
でが、各色毎に完全に分離されているため、インク供給
口からインク吐出口の間で異なる色のインクが混ざるこ
とはない。しかるに、前述した本出願人既提案方式のヘ
ッドでは、同一基板上に複数色のインク飛翔部を設けた
場合、各色のインク液面は露出した状態となり、各イン
ク液面間はインク液面保持手段によって隔てられている
に過ぎない。よって、液面の振動等によりインクがイン
ク液面保持手段を乗り越え、異なる色のインクが混ざり
合い、画像品質が低下してしまう懸念がある。

よって、高品質のカラー画像印写を狙いとする記録装置
では、カラーヘッド化が課題となる。

課題を解決するための手段同一基板上に設けられて複数色のインクを個別に保持す
るインク液面保持手段と、少なくとも興なる色のインク
用のインク液面間をインク分離状態に維持する仕切り手
段と、これらのインク液面保持手段にインクを個別に供
給するインク供給手段と、各インク液面内に配設されて
インク中に瞬間的に成長する気泡を生じさせるエネルギ
ー作用部と、各エネルギー作用部に画像情報に応じた駆
動信号を与える信号入力手段と、前記エネルギー作用部
の近傍に位置してインク液面と略平行な方向への圧力の
分散を阻止するための障壁とにより構成した。

ここに、仕切り手段としては、インク液面保持手段の分
離形成による隙間とし、又は、仕切り対象とするインク
液面間に位置するインク液面保持手段に形成した溝とし
、さらには、仕切り対象とするインク液面間に位置して
インク通過を阻止する高さの阻止部材とした。

作用まず、基本的な記録動作は、前述した本出願人提案方式
と同じで、インク液面内に配設させたエネルギー作用部
に画像情報に応じた駆動信号を入力し、このエネルギー
作用部を駆動させるとインク中に気泡が生じる。この気
泡は瞬間的に成長するもので、その作用力によりインク
液面はエネルギー作用部対応部分が盛り上がり、インク
柱状に成長する。ついで、エネルギー作用部の駆動をオ
フさせると、成長した気泡は破裂することなく、収縮を
開始し遂には消滅する。一方、成長したインク柱状部分
はさらに前進し、基部側では気泡収縮に伴いくびれが生
じ、最終的にはインク液面から分離切断される。よって
、インクはエネルギー作用部対応部分から滴状ないしは
柱状となって、被記録体に向けて飛翔し、付着すること
により記録される。つまり、オリフィスやスリット状ノ
ズルを用いることなく、ドツト状の鮮明画像が得られる
。この際、気泡の破裂によるインクミストの発生を伴な
わないため、画質の低下もない。このようなインク飛翔
動作を複数色のインクに対する各エネルギー作用部によ
り並行して個別に行わせることにより、カラー印写が可
能となる。

ここに、インク飛翔時に波が発生しても、仕切り手段に
より異なる色のインク同士が混ざり合うことがないので
、高品質のカラー画像を得ることができる。よって、支
障なく同一基板上に複数のインク液面保持手段により構
成されるインク飛翔部を設けることが可能となり、低コ
ストのカラーヘッド化を達成できる。

このような仕切り手段は、インク液面保持手段の分離形
成による隙間、インク液面保持手段に形成した溝、或い
はインクミストに位置してインク通過を阻止する高さと
した阻止部材により簡単に構成できる。

実施例本発明の第一の実施例を第１図ないし第１０図に基づい
て説明する。

［基本構造］本実施例のインクジェットカラー記録ヘッドの構成要素
を第１図ないし第３図により説明する。

このカラー記録ヘッドｌでは、複数色のインクとして、
例えばイエローＹ、シアンＣ、マゼンタＭの３色を用い
るものとし、以下の説明上、色の区分けが必要な場合に
は各々各部の符号に添字Ｙ。

Ｃ，Ｍを付し、特に色の区分けが必要ない場合には添字
を省略するものとする。まず、カラー記録ヘッド１は、
各々のインク２Ｙ、２Ｍ、２ｃ用のインク供給管（イン
ク供給手段）３Ｙ、３Ｍ、３Ｃに接続されて各々分離形
成された中空のインク供給室４Ｙ、４．．４ｃを有して
台形状に形成されたマニホールド５をベース材として構
成されている。

マニホールド５頂部には各インク供給室４Ｙ、　４Ｍ。

４ｏに連通ずるスリット６Ｙ、６Ｍ、６Ｃが形成された
発熱体基板７が固定されている。この発熱体基板７上に
はスリット６Ｙ、６Ｍ、６Ｃと平行に各々エネルギー作
用部となる複数個のヒータ部８．。

８Ｍ、８ｏが１列に所定ピッチで形成されている。

また、発熱体基板７上には各ヒータ部８ｙ、８）７゜８
ｏの配列方向に各ヒータ間を挾む状態で障壁９Ｙ。

９Ｍ、９Ｃが形成され、がっ、配列方向両側に位置して
各ヒータ間を挾む状態で流体抵抗部１ｏ７゜１０Ｍ、　
　Ｉ　ＯＣが障壁９と同一高さで形成されている。さら
に、発熱体基板７上には前記スリット６Ｙ、ヒータ部８
Ｙ、障壁９Ｙ及び流体抵抗部１ｏＹの周囲を枠状に囲ん
でインク液面保持手段となる液面保持枠１１Ｙが形成さ
れている。他のヒータ部８．．，８ｃ等についても同様
であり、その周囲を枠状に囲む液面保持枠１１Ｍ、１１
ｏが形成されている。これらの液面保持枠１１Ｙ、　　
１１Ｍ、　　１１Ｃ間は互いに分離形成され、離間した
隙間１２ＹＭ。

１２Ｍｃにより仕切り手段が構成されている。さらに、
発熱体基板７の周囲を覆い枠状の保持部材１３により押
え固定される薄膜状導電性リード（信号入力手段）１４
がマニホールド５上に設けられている。

ここに、任意の色の前記ヒータ部８付近の構造例を第５
図に示す。このヒータ部８は発熱体基板７上に蓄熱層１
５を形成し、その上に発熱体層１６を制御電極１７、ア
ース電極１８とともに形成し、さらに、インク２との直
接的な接触を避けるために表面を保護層１９、電極保護
層２０により覆ったものである。各発熱体層１６は前記
制御電極１７やアース電極１８を介してワイヤボンディ
ング（図示せず）により薄膜状導電性リード１４に電気
的に接続されている。この薄膜状導電性リード１４は画
像情報信号入力手段（図示せず）に接続されている。

〔インク飛翔原理の概要〕

任意の１色のインク２の例で説明する。まず、インク供
給管３よりインク供給室４に供給されたインク２は、毛
管現象により微細なスリット６を通って液面保持枠１１
により囲まれた領域全域に満たされることになる。なお
、スリット６や液面保持枠１１の寸法によっては、毛管
現象だけではインク２を十分に液面保持枠１１全域に供
給・保持させることができないが、このような場合には
、インク供給管３の元にあるインクタンク（図示せず）
とカラー記録ヘッドｌとの高さを調整することにより、
水頭差を利用すればよい。このように液面保持枠１１全
域にインク２が満たされ、各ヒータ部８もインク２に覆
われた状態となるように、インク液面の高さを調整した
定常状態において、画像情報に応じて各発熱体層１６に
対して個別に通電を行うと、発熱した発熱体層１６上で
インク液中に気泡が発生する。この気泡の推進力により
インク２がヒータ部８の面（基板面）に略垂直なる方向
に飛翔することになる。

［インク飛翔原理の詳細］第４図により詳細に説明する。なお、第４図ではヒータ
部８及びその周辺部を拡大して示すが、簡単のため、電
極等は省略しである。また、この場合も任意の１色のイ
ンクとする。

第４図（ａ）は定常状態を示し、液面保持枠１１全域に
インク２が満たされ、ヒータ部８上もインク２により覆
われている。ヒータ部８を加熱させると、ヒータ部８の
表面温度が急上昇し、隣接インク層に沸騰現象が起きる
まで熱せられ、同図（ｂ）に示すように微小な気泡２１
が点在した状態となる。ヒータ部８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て同図（Ｃ）に示す
ように沸騰膜を作る。このように気泡２１が成長した状
態において、表面温度は３００〜３５０℃になり、いわ
ゆる膜沸騰状態にある。また、ヒータ部８の上部にある
インク２層は、気泡成長の推進力により、図示の如く、
インク液面が盛り上がった状態となる。同図（ｄ）は気
泡２１が最大に成長した状態を示し、インク液面からイ
ンク柱２２がさらに成長した状態となる。このような最
大気泡となるまでに要する時間は、ヘッド（発熱体基板
７）構造、印加パルス条件等にもよるが、通常、パルス
印加後、５〜３０μｓｅｃ程度要する。最大気泡となっ
た時点では、ヒータ部８は既に通電されていない状態に
あり、ヒータ部８の表面温度は降下しつつある。気泡２
１が最大となる時のタイミングは、電気パルス印加のタ
イミングから若干遅れたものとなる。同図（ｅ）は気泡
２１がインク２等により冷却され収縮を開始した状態を
示す。インク柱２２の先端部では押出された速度を保ち
つつ前進し、後端部では気泡２１の収縮に伴ってインク
液面にインク２が逆流することにより、図示の如く、イ
ンク柱２２にくびれが生ずる。気泡２１がさらに収縮す
ると、同図（ｆ）に示すように、ヒータ部８面にインク
２が接し、ヒータ部８面がさらに急激に冷却される状態
となる。インク柱２２はインク液面から切断され、被記
録体（図示せず）の方向へ２〜ｉｏｎ／ｓの速度で飛翔
する。なお、この時の飛翔速度はヘッド（発熱体基板７
）構造、インク物性、印加パルス条件等に依存するが、
飛翔速度が比較的遅い場合（２〜３ｍ／ｓ　）にはイン
ク２は滴状となって飛翔し、比較的速い場合（７〜１０
ｍ／ｓ　）にはインク２は細長い柱状となって飛翔する
。この後、同図（ｇ）に示すように同図（ａ）と同様な
定常状態に戻り、液面保持枠１１全域にインク２が満た
され、気泡２１も完全に消滅した状態となる。

［本飛翔原理と従来の飛翔原理との違い］前述した各種
従来方式中、例えば特開昭５１−１３２０３６号公報に
示されるものは、特開昭６１−１８９９５０号公報と同
一原理のものであり、泡を破裂させることによりインク
の滴状体を放出させるものである。よって、前述したよ
うに泡の破裂によるインクミストの発生が画質低下をも
たらす。また、例えば特開平１−１０１１５７号公報に
示されるものは、記録液を瞬時に煮沸させてミスト状に
して飛翔させ記録を行うもので、これもインクミストに
よるカブリ、画像乱れが避けられない。

一方、本飛翔原理によれば、インク２（インク２Ｙ、　
　２Ｍ、　２Ｃ）を飛翔させるための気泡２１は破裂せ
ずに収縮・消滅するため、気泡の破裂によるインクミス
トの発生が防止され、インクミストによる画質低下がな
い。また、インクをミスト状にして記録するものと異な
り、インク２を滴状又は細長柱状として（何れにしても
、あるインク塊まりとして）飛翔させ記録するので、被
記録体上では１つのドツトとして付着して記録され、鮮
明な画像が得られる。

〔発熱体基板構造及びその製造方法の詳細〕本実施例に
おいて、発熱体基板７は重要なパーツの一つである。ま
ず、発熱体基板７自体は例えばガラス、アルミナ（ＡＱ
、○、）、シリコン等の材質によるものが用いられる。

スリット６　Ｙ　ｇ　６　Ｍ　Ｈ６ｏは比較的精度がよ
く、低コストで加工できる点でレーザビーム加工法によ
るのがよい。もっとも、基板として単結晶シリコンを用
いる場合には、異方性エツチング加工によっても、非常
に高精度にスリット６を形成できる。

基板７上に形成される各蓄熱層１５は例えば５ｌｏ１層
よりなり、ガラス又はアルミナ基板の場合であればスパ
ッタリング法等の薄膜形成法により形成され、シリコン
基板の場合には熱酸化法によって形成される。蓄熱層１
５の膜厚としては１〜５μｍ程度がよい。

各発熱体層１６を構成する材料としては、例えばタンタ
ル−８１０，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、或いは、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
金属の硼化物が使用可能である。これらの内、金属の硼
化物が特に好ましく、その中でも、硼化ハフニウムが最
も特性的に好ましく、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
の順に好ましいものとなる。発熱体層１６はこのような
材料を用い、電子ビーム法、蒸着法、スパッタリング法
等により形成される。膜厚は単位時間当たりの発熱量が
所望値となるように、その面積、材質、熱作用部分の形
状及び大きさ、実際面での消費電力等に応゛じて適宜設
定されるが、通常は０．００１〜５μｍ程度、好ましく
は０．０１〜１μｍ程度の膜厚とされる。

制御電極１７やアース電極１８の材料としては、通常の
電極材料と同じでよく、例えば、ＡＡ、Ａｇ、Ａｕ、Ｐ
　ｔ、Ｃｕ等が用いられる。これらは蒸着法等により、
所定位置に所定の大きさ、形状、膜厚で形成される。

保護層１９は発熱体層１６で発生した熱を効果的にイン
ク２側に伝達させることを妨げずに発熱体層１６を保護
するためのものであり、材料としては、酸化シリコン（
ＳｉＣ２）、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用い
られる。製法は、電子ビーム法、蒸着法、スパッタリン
グ法等による。膜厚は、通常０．０１〜１０μｍ、好ま
しくは０．１〜５μｍ（中でも、０．１〜３μｍが最適
）とされる。保護層１９はこれらの材料を用いて１層又
は複数層構造で形成されるが、これらの層の他に、気泡
２１が収縮・消滅する際に発生するキャビテーション作
用からヒータ部８を保護するためにＴａ等の金属層を表
面に形成するのが望ましい。

具体的には、Ｔａなとの金属層を膜厚０．０５〜ｌｐｍ
程度で形成すればよい。

電極保護層２０の材料としては、例えばポリイミドイソ
インドロキナゾリンジオン（商品名：ＰＩＱ、日立化成
社製）、ポリイミド樹脂（商品名：　ＰＹＲＡＬ　ＩＮ
、デュポン社製）、環化ポリブタジェン（商品名：　Ｊ
　５Ｒ−ＣＢＲ，日本合成ゴム社製）、フォトニース（
商品名二東し社製）、その他の感光性ポリイミド樹脂等
が用いられる。

〔障壁９の形成方法〕発熱体基板７上にインク液面と略平行な方向への圧力分
散を防止するための障壁９　（流体抵抗部１０を含む）
の形成方法を第６図を参照して説明する。第６図では、
簡略化するため、発熱体基板７上にはヒータ部８のみを
図示する。前述したように必要な層が形成された発熱体
基板７上に第６図（ａ）に示すように、８０〜１０５℃
程度に加熱されたドライフィルムフォトレジスト２３を
、０゜４〜０．５ｆ／分、１〜３　ｋｇ／ｃ％加圧条件
下で膜厚１０〜１１００ｐ程度にラミネートする。この
時、ドライフィルムフォトレジスト２３は自己接着性を
示し、発熱体基板７表面に融着して固定され、以後、相
当の外力が加わって発熱体基板７から剥離することはな
い。

次いで、同図（ｂ）に示すようにドライフィルムフォト
レジスト２３上に所定のパターン形状を有するフォトマ
スク２４を重ね合わせた後、フォトマスク２４上方から
露光を行う。この時、ヒータ部８の設置位置とフォトマ
スク２４のパターンとの位置合わせを周知の方法により
正確に行っておく。

露光工程後に、ドライフィルムフォトレジスト２３の未
露光部分をトリクロルエタン等の所定の有機溶剤からな
る現像液により溶解除去すると、同図（Ｃ）に示すよう
にヒータ部８に対応してその周囲に障壁９が残存形成さ
れる。残存した露光済みのこの障壁９表面は、耐インク
性向上、ドライフィルムフォトレジスト２３と発熱体基
板７との密着力の向上のため、熱硬化処理（例えば、１
５０〜２５０℃で３０分〜６０時間の加熱）、又は、紫
外線照射処理（例えば、５０〜２００ｍＷ／Ｃ％或いは
それ以上の紫外線強度による）を行う。熱硬化処理と紫
外線照射処理との双方を行ってもよい。

なお、障壁９の形成につき、フォトレジストとしてドラ
イフィルム型、即ち固体のものを利用したが、これに限
らず、例えば液状の感光性組成物を用いてもよい。液体
の感光性組成物膜の場合、レリーフ画像の製造時に用い
られるスキージによる方法、即ち、所望の感光性組成物
膜厚に相当する高さの壁を基板周囲に置き、スキージに
よって余分な組成物を除去する方法を適用できる。この
場合、感光性組成物の粘度は１００〜３００ｃｐの範囲
が好ましく、壁の高さは感光性組成物の溶剤分の蒸発に
よる減量を見込んで決定する必要がある。

固体の場合には、感光性組成物シートを基板上に加熱圧
着して貼着する。なお、本発明においては、その取扱い
上、厚さの制御が容易かつ正確にできる点などを考慮す
ると、前述したように固体のフィルム型のものを利用す
るほうが有利である。

このような固体のものとしては、具体的には、例えばパ
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　（デュポン社製）、同７４
０Ｓ、同７３０ＦＲ１同７４０ＦＲ１同ＳＭ／等の商品
名で市販されている感光性樹脂がある。この他、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
のを用い得る。例えば、ジアゾレジン、Ｐ−ジアゾキノ
ン、さらには、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三員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、旭化成
社製のＡＰＲ１帝人社製のテビスタ、関西ペイント社製
のゾンネ等）、不飽和ウレタンオリゴマー系感光性樹脂
、三官能アクリルモノマーに光重合開始剤とポリマーと
を混合させた感光性組成物、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、ポリケイ皮酸ビ
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。

［液面保持枠１１Ｙ、　　１１．、　１１ｏの形成方法
］各インク２Ｙ、２Ｍ、２ｃについて必要な液面を形成
するための液面保持枠１１Ｙ、　　Ｉ　ＬＭ、　　ｌ　
１（の形成方法を第７図を参照して説明する。第７図で
は、簡略化するため、発熱体基板７上にはヒータ部ｓ　
（８Ｙ、　ｓＭ、　８Ｃ）のみを図示する。この液面保
持枠１１Ｙ、　　１１Ｍ、　　１１Ｃは上述した障壁９
及び流体抵抗部１０と同時に形成できる。即ち、第６図
の場合と同様に必要な層が形成された発熱体基板７上に
ドライフィルムフォトレジスト２３をラミネートし、次
いでこのドライフィルムフォトレジスト２３上に障壁９
Ｙ、　９１．、　９Ｃ、流体抵抗部１０ｙ、１０Ｍ、　
　ｌＯｃ及び液面保持枠１１．。

１１Ｍ、ＩＩＣ用の所定のパターン形状を有するフォト
マスク２４を重ね合わせた後、フォトマスク２４上方か
ら露光を行う。この時、ヒータ部８の設置位置とフォト
マスク２４のパターンとの位置合わせを周知の方法によ
り正確に行っておく。露光工程後に、ドライフィルムフ
ォトレジスト２３の未露光部分をトリクロルエタン等の
所定の有機溶剤からなる現像液により溶解除去すると、
第７図（ｂ）に示すようにヒータ部８Ｙ、８Ｍ、８Ｃに
対応した障壁９Ｙ、９Ｍ、９Ｃ及び流体抵抗部１０ｖ。

１０Ｍ、ＩＯＣと、各インク用の液面保持枠１１Ｙ。

１１Ｍ、１１ｏとが残存形成される。後処理は前述した
障壁形成方法の場合と同様である。フォトレジスト等に
ついても同様である。

なお、障壁９及び流体抵抗部１０と液面保持枠１１とは
必ずしも同時に形成する必要はなく、別工程としてもよ
い。別工程によれば障壁９や流体抵抗部１０に対して液
面保持枠１１を異なる高さとすることができ、障壁９の
制約を受けないインク液面高さに設定できる。

〔変形例〕

ａ、障壁９及び流体抵抗部１０について。

第８図（ａ）は本実施例で用いた障壁９及び流体抵抗部
１ｏの基本パターン形状を示す。

同図（ｂ）は流体抵抗部１０を省略した変形例を示す。

インク２の物性、駆動条件を適切に選定すれば、流体抵
抗部１ｏがなくてもインク飛翔を確実に行わせることが
できる。

同図（ｃ）は、流体抵抗部１０を省略するとともに、障
壁９の入口部形状を図示のように絞り形状として、幅狭
の流体抵抗部２５を形成したものである。

同図（ｄ）は平面的に見て円形状の流体抵抗部ＩＯとし
、同図（ｅ）は平面的に見てハート型形状の流体抵抗部
２６としたものである。この場合、図示の如く、ヒータ
部８側に向けてインク２が流れ込みやすく、ヒータ部８
側から出にくい向きとされ、より効率的にインク飛翔さ
れるようにしたものである。

これらに例示したように、障壁９及び流体抵抗部１０と
しては種々の形状とし得る。何れにしても、前述したフ
ォトリソグラフィ法により形成できる。

ｂ、インク液面の高さについて。

第４図等による説明では、インク液面の高さが、障壁９
及び流体抵抗部１０と同一高さとしたが（この場合、実
験によれば、障壁９及び流体抵抗部１０の上面を弗素化
合物により接水性処理をしてインクに濡れに＜＜シたほ
うが、安定したインク飛翔結果が得られた）、必ずしも
同一高さである必要はない。第９図は、障壁９及び流体
抵抗部１０がインク液面下に沈んでいる変形例を示す。

このような構成であっても、インク物性、印加パルス条
件を適当に選定することにより、良好に動作する。

Ｃ，エネルギー作用部について。

インク２中で気泡２１を発生させるエネルギー作用部と
しては、発熱体層１６を持つヒータ部８によるジュール
熱加熱法に限らず、例えば、パルスレーザ又は放電を利
用したエネルギー作用方式方式％例えば、パルスレーザ方式は、特開平１−１８４１４８
号公報中の第８図方式等に準じたものでよい。即ち、レ
ーザ発振器より発生させたレーザ光を、光変調器駆動回
路に入力されて電気的に処理され出力される画情報信号
に従って、光変調器においてパルス変調させる。パルス
変調されたレーザ光を走査器を通し集光レンズにより熱
エネルギー作用部の外壁に焦点が合うように集光させ、
記録ヘッドの外壁を加熱し、内部のインク内で気泡を発
生させる。或いは、熱エネルギー作用部の外壁を、レー
ザ光に対して透過性材料により形成し、集光レンズによ
って内部のインクに焦点が合うように集光させてインク
を直接熱して気泡を発生させるようにしてもよい。実際
的なレーザプリンタ構成としては、同公報中の第９図に
準じて構成すればよい。

また、放電方式も、同公報中の第１０図方式に準じたも
のでよい。即ち、熱エネルギー作用部の内壁側に配置さ
せた一対の放電電極に放電装置から高電圧パルスを印加
することにより、インク中で放電を生じさせ、この放電
により発生する熱で瞬時に気泡を発生させるものである
。放１ｉ電極の形状は、同公報中の第１１図ないし第１
８図に例示されるような各種形状を適宜用いればよい。

ｄ、インク組成等について。

本発明で使用されるインク２Ｙ、２Ｍ、２ｏは、所定の
熱物性値及びその他の物性値を有するように、材料の選
択と組成成分の比が調合されること、従来から使用され
ているインクと同様に化学的・物理的に安定であること
、応答性、忠実性、曳糸化能に優れていること、液路に
おいて固まらないこと、液路中を記録速度に応じた速度
で流通し得ること、記録後に被記録体への定着が速やか
であること、記録濃度が十分であること、貯蔵寿命が良
好であること、等の特性を満足し得るように物性が調整
される。

具体的には、上記特開平１−１８４１４８号公報の明細
書第３４頁ないし第４９頁に例示されるようなインクを
、本発明でも使用すればよい。

Ｃ具体的実験例〕具体例１により実際に印字記録を行った時の条件ないし
は噴射実験結果を示す。

条件ヒータ部８のサイズ　：　６５μｍＸ　６５ｐｍヒータ
部８の配列密度：１８０ｄｐｉヒ一タ部８の数　　　：３０個／１色当り抵抗値　　　
　　　　＝３１Ω 障壁９の形状　　　　：第８図（ａ）図示のもの障壁９
のサイズ　　　：幅６５μｍ、奥行き１２０１Ｉｍ、高
さ３５４ｍ：１５Ｖ＝５μＳｅＣ：２ｋＨｚ（ベタ印字時）：ヒューレット・パッカード社製のペイント・ジェット用インク（Ｙ、Ｍ、Ｃの３色）駆動電圧パルス幅連続駆動周波数使用インク上記条件で、各ヒータ部８．，８Ｍ、８ｃを１０ｏＯＯ
回駆動した後の画像品質を評価したところ、初期の画像
品質と変わらない良好なる画像が得られたものである。

この時のインク飛翔の様子を駆動信号に同期したストロ
ボにより観察したところ、第１０図に示すようになった
ものである。まず、同図（ａ）に示すようにインク２Ｙ
、２．．２ｏが飛翔した直後ではインク液面に波２７Ｙ
、２７Ｍ、２７ｃが発生し、ヒータ部８Ｙ、８Ｍ、８Ｃ
から液面保持枠１１．、ＩＩＭ、１１ｃに向かって広が
っていくのが確認された。その後、波２７Ｙ、２７Ｍ、
２７Ｃは同図（ｂ）に示すように液面保持枠１１Ｙ、　
　Ｉ　ＬＭ、　　Ｉ　ＩＣに到達し、その壁面に当って
反射する現象が見られた。この時、僅かな量のインク２
□　２Ｍ、２Ｃが液面保持枠ｌＩＹ、ｌ　ＬＭ、　　１
１ｃ上に乗り、連続的に駆動する間に、液面保持枠１１
．、　　ｌ　ＩＭ、　　１１ｃ上にインク滴２８Ｙ、２
８Ｍ、２８Ｃとして付着し、さらに連続駆動すると、遂
には、同図（ｃ）に示すように液面保持枠１１Ｙ、　　
ｌ　ＬＭ、　　Ｉ　ＩＣを乗り越えてしまった。ところ
が、本実施例では、各液面保持枠１１ｖ、　　１１Ｍ、
　　Ｉ　ＩＣの分離形成による隙間１２ＭＭ、　　１２
ＭＣが存在するので、各液面保持枠１１Ｙ、　　Ｉ　Ｌ
Ｍ、　　Ｉ　ＩＣを乗り越えたインク滴２８Ｙ、２８Ｍ
、２８Ｃが、この隙間１２ＹＭ、１２ＭＧに入り込んで
インク溜り２９ＹＭ、　　２９ＭＣとなるだけであり、
隣接するインク液面中に混ざり込むことはない。このよ
うなインク溜り２９□、２９ＭＣは適当な飛翔回数毎に
、或いは、適当な期間経過毎に、適当な手段により吸い
取る等の除去処理を施せばよい。

このようにして、本実施例によれば、異なるインク２Ｙ
、２．．２ｏ同士の混ざり合いによる変色のない状態で
、良好なるカラー画像が得られ。

なお、隙間’　２ＭＭ、１２ＭＣの幅αはドライフィル
ムフォトレジストが確実に溶解除去し得る長さ以上であ
ればよく、通常は、ドライフィムフォトレジストの膜厚
以上であればよい。液面保持枠１１の高さは数１１０１
Ｉから数１００１１ｍであるので、隙間１２ＹＭ、　　
１２ＭＣの幅２も数１０１１ｍから数１００１１ｍ以上
でよいが、より確実にインクの混ざり合いを防ぐには１
ｍｍ以上とするのがよい。もつとも、Ｑの値をあまり大
きくすると、ヘッド自体が大きくなり、発熱体基板７が
コスト高になるため、現実的には５０ｍｍ以下とするの
がよい。

つづいて、本発明の第二の実施例を第１１図により説明
する。本実施例は、請求項３記載の発明に相当するもの
で、液面保持枠ｌｌ自体は全て連続した状態で形成され
ているが、各々の境界部、即ち隣接するインク液面間と
なる位置に互い違いの溝３０ＹＭ、　３０ＭＣを形成し
て仕切り手段としたものである。

いま、具体例２として本実施例のヘッド構造を用い（仕
切り手段以外は具体例１と同じ条件とする）、１０００
０回の駆動後の画像品質を評価したところ、初期の画像
と変わらない良好なる画像が得られたものである。

即ち、本実施例にあっては、溝３０ＹＭ、　３０．。

が隙間１２ＹＭ、　　１２ＭＣと同様な作用を示してイ
ンク２Ｙ、２Ｍ、２Ｃの混ざり合いが防止される。この
ような溝３ｏＹＭ、３０ＭＣも前述したようなフォトリ
ソグラフィ技術によって特別な工程を増やすことなく形
成できる。

さらに、本発明の第三の実施例を第１２図ないし第１４
図により説明する。本実施例は、請求項４記載の発明に
相当し、液面保持枠１１自体は全て連続した状態で形成
するが、これらの液面保持枠１１の境界部、即ち隣接す
るインク液面間となる位置上にインク通過を阻止するた
めに阻止部材３１ＹＭ、　３１ＭＣを重ねて一段高い状
態で形成して仕切り手段としたものである。

いま、具体例３として本実施例のヘッド構造を用い（仕
切り手段、即ち阻止部材３１ＹＭ、　３１ＭＣ以外は具
体例１と同じ条件とする）、１００００回の駆動後の画
像品質を評価したところ、初期の画像と変わらない良好
なる画像が得られたものである。この時のインク飛翔の
様子を駆動信号に同期したストロボにより観察したとこ
ろ、第１０図の場合と同様に、液面保持枠１１上にイン
ク滴２８Ｙ、２８．．２８Ｃが付着したものの、阻止部
材３１ＹＭ、３１Ｍ。により隣接するインク液面側への
乗り越えが阻止され、適当な大きさのインク滴２８Ｙ、
２８Ｍ、２８Ｇになると再び同一色のインク２Ｙ、２Ｍ
、２Ｃのインク液面に合体し、液面保持枠１１内に戻り
、異なる色のインク液面中に混ざり合うことはなかった
ものである。特に、本実施例の場合には、境界部に凹み
部分がなく混ざり合ったインク溜りを生じないため、後
でこれを除去する処理が不要となる。

ところで、このような阻止部材３１ＹＭ、　３１ＭＣは
第１４図に示すような工程により形成すればよい。まず
、第７図等に示した場合と同様に、発熱体基板７上にド
ライフィルムフォトレジスト２３をラミネートし、各障
壁９．，９Ｍ、９ｃ、流体抵抗部１０Ｙ、　　１０Ｍ、
　　ｌ　ＱＣ及び共通につながった液面保持枠１１用の
所定のパターン形状を有するフォトマスク２４を重ね合
わせた後、上方から露光する（第１４図（ａ））。この
後、現像し、同図（ｂ）に示すように各障壁９Ｙ、　９
Ｍ、　　９Ｃ、流体抵抗部１０Ｙ、１０Ｍ、　　Ｉ　Ｏ
Ｃ及び共通につながった液面保持枠１１を形成する。さ
らに、同図（ｃ）に示すようにこれらの上にドライフィ
ルムフォトレジスト３２をラミネートする。このドライ
フィルムフォトレジスト３２は障壁９等のためのドライ
フィルムフォトレジスト２３と膜厚、種類等が異なって
もよいが、ここでは同一のものを用いた。

ついで、同図（ｄ）に示すようにドライフィルムフォト
レジスト３２上に阻止部材３１ＹＭ、３１Ｍｏ用の所定
のパターン形状を有するフォトマスク３３を重ねて露光
し、これを現像することにより同図（ｅ）に示すように
阻止部材３１ｙＭ、３１ｂｃを形成する。

さらに、本発明の第四の実施例を第１５図及び第１６図
により説明する。本実施例は、請求項２及び４記載の発
明を組合せたものに相当し、液面保持枠１１Ｙ、　　１
１ｙ、　　１１ｃについては第１図等の場合と同様に隙
間１２ＹＭ、　　１２ｙｃを持つ状態に分離形成し、こ
のような隙間１２ＹＭ、　　１２ｙｃ上に位置して仕切
り手段となる高めの阻止部材３４Ｙ□。

３４Ｍｃを保持部材１３を利用して形成したものである
。

本実施例によっても、前記実施例と同様な効果が得られ
る。特に、阻止部材３４　Ｙｉｉ、　　３４　ｙｃが保
持部材１３を利用したものであり、特別な工程を増やす
ことなく作製できる。

発明の効果本発明は、上述したようにノズル或いはスリット状ノズ
ルを有しない既提案方式をベースとするので、インク目
詰りの問題をなくすことができ、加えて、インク飛翔動
作を複数色のインクに対する各エネルギー作用部で並行
して行わせることにより、カラー印写が可能となり、こ
こに、インク飛翔時に波が発生しても、仕切り手段によ
る阻止で、異なる色のインク同士が各々のインク液面上
で混ざり合うことがないので、高品質のカラー画像を得
ることができ、よって、支障なく同一基板上に複数のイ
ンク液面保持手段により構成されるインク飛翔部を設け
ることが可能となり、低コストのカラーヘッド化を達成
でき、このような仕切り手段は、インク液面保持手段の
分離形成による隙間、インク液面保持手段に形成した溝
、或いはインク液面間に位置してインク通過を阻止する
高さとした阻止部材により簡単に構成できるものである
。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第１０図は本発明の第一の実施例を示すも
ので、第１図は第２図のＡ−Ａ線断面図、第２図は平面
図、第３図はヘッドの概略分解斜視図、第４図は飛翔原
理を順に示す概略断面図、第５図はヒータ部付近を拡大
して示す断面図、第６図は障壁形成工程を順に示す概略
断面図、第７図は障壁及び液面保持枠の形成工程を示す
概略断面図、第８図は障壁形状等の各種変形例を示す概
略平面図、第９図はインク液面高さについての変形例を
示す概略断面図、第１０図はインク飛翔時の様子を順に
示す断面図、第１１図は本発明の第二の実施例を示す平
面図、第１２図は本発明の第三の実施例を示す平面図、
第１３図はそのＢ−Ｂ線断面図、第１４図は阻止部材等
の形成工程を順に示す概略断面図、第１５図は本発明の
第四の実施例を示す概略分解斜視図、第１６図はその断
面図である。２Ｙ、２Ｍ、２ｏ−・・インク、３ｖ、３ｙ、３ｃ　・
・・インク供給手段、７・・・基板、８Ｙ、８ｙ、８ｃ
・・・エネルギー作用部、９Ｙ、９．．９ｏ−・・障壁
、ｌＩＹ。１．１Ｍ、　　１１Ｃ・・インク液面保持手段、１２Ｙ
Ｍ、１２ＭＣ・・・隙間（仕切り手段）、１４・・・信
号入力手段、３０ＹＭ、　３０ＭＣ・・・溝（仕切り手
段）、３１ＹＭ、３１ｉｉｃ、　３４Ｙ１．Ｉ、　３４
ｙｃ・・・阻止部材（仕切り手段）出　願　人　　　株
式会社　　　リ　コ図Ｊ１図５図図（ａ）］ごこ（ｂ）に）（ｄ）（ｅ）図、％　、ＪＺ図ＪｌＪ３図ｌ」」１

Claims

【特許請求の範囲】１、同一基板上に設けられて複数色のインクを個別に保
持するインク液面保持手段と、少なくとも異なる色のイ
ンク用のインク液面間をインク分離状態に維持する仕切
り手段と、これらのインク液面保持手段にインクを個別
に供給するインク供給手段と、各インク液面内に配設さ
れてインク中に瞬間的に成長する気泡を生じさせるエネ
ルギー作用部と、各エネルギー作用部に画像情報に応じ
た駆動信号を与える信号入力手段と、前記エネルギー作
用部の近傍に位置してインク液面と略平行な方向への圧
力の分散を阻止するための障壁とよりなることを特徴と
するインク飛翔記録装置。２、仕切り手段を、インク液面保持手段の分離形成によ
る隙間としたことを特徴とする請求項１記載のインク飛
翔記録装置。３、仕切り手段を、仕切り対象とするインク液面間に位
置するインク液面保持手段に形成した溝としたことを特
徴とする請求項１記載のインク飛翔記録装置。４、仕切り手段を、仕切り対象とするインク液面間に位
置してインク通過を阻止する高さの阻止部材としたこと
を特徴とする請求項１記載のインク飛翔記録装置。