JPH04305460A

JPH04305460A - インク飛翔記録装置

Info

Publication number: JPH04305460A
Application number: JP18981891A
Authority: JP
Inventors: Takashi Kimura; 隆木村; Takuro Sekiya; 卓朗関谷; Mitsuru Shingyouchi; 充新行内
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1991-02-13
Filing date: 1991-07-30
Publication date: 1992-10-28

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】

【０００１】

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

【０００２】

【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。

【０００３】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。

【０００４】第一の方式は、例えば米国特許第３０６０
４２９号明細書に開示されているものである。これはテ
レタイプ（Ｔｅｌｅ　　ｔｙｐｅ）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印加して、一様に帯電
した記録液体の小滴をノズルより吐出させ、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。

【０００５】第二の方式は、例えば米国特許第３５９６
２７５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、スゥイート（Ｓ
ｗｅｅｔ）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
制御された小滴を、一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。

【０００６】第三の方式は、例えば米国特許第３４１６
１５３号明細書に開示されているものである。これは、
ハーツ（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
。すなわち、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
。

【０００７】第四の方式は、例えば米国特許第３７４７
１２０号明細書に開示されているものである。これは、
ステム（Ｓｔｅｍｍｅ）方式と称され、第一から第三の
方式とは根本的に原理が異なるものである。すなわち、
第一から第三の方式が、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、このステム方式では、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、ステム方式は、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。

【０００８】これらの四方式は、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、第一から第三
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、第一の方式は、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。また、第二の方式は、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ットが生じやすい。さら
に、第三の方式は、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。

【０００９】一方、第四の方式は、比較的多くの利点を
持つ。まず、構成が簡易である。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、第一から第三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、第一・第二の方式のように、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
いという利点を持つ。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。

【００１０】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、サテライトドッ
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。

【００１１】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略解消し得る。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
１００（μｍ）、肉厚１０（μｍ）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（μｍ）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６０（μｍ）、深さ６
０（μｍ）、ピッチ２５０（μｍ）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
の欠け等により、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。

【００１２】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５５−１２８４７１号公報、特公昭５９−４
３３１４号公報に開示されている。特開昭５５−１２８
４７１号公報に示されたものは、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
定数並設させると共に、これと同数の細孔を吐出口の配
列密度と略同密度で並列に配設させたものである。また
、特公昭５９−４３３１４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
長手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。

【００１３】ここに、これらの特開昭５５−１２８４７
１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。すなわち、前述した特公昭６１−５
９９１４号公報記載のものとは、感光性ガラスのエッチ
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。

【００１４】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５５−１２８４７１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、すなわち、
接着剤による吐出オリフィスの閉塞という問題がある。

【００１５】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
５５−１２８４７１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。すなわち、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、感光性ガラスのエッ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共に、材料コスト
が高いものである。この点、特公昭６２−５９６７２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。

【００１６】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、つまり、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５９−４
３３１４号公報等の場合と同様な問題がある。すなわち
、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６２−５
９６７２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。

【００１７】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、これらの四つの公報記載のヘツ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、インク飛翔記録装置ヘッドを
製造するようにしたものである。

【００１８】しかし、これらの特開昭５９−１１８４６
９号公報、特開平１−１５２０６８号公報、特開昭５９
−２０７２６４号公報、特開昭６２−２３４９４１号公
報及び特開昭６２−２６４９５７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
にかなり困難である。例えば、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
−２６４９５７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、かつ、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。

【００１９】また、前述した全ての公報等に共通する別
の問題もある。すなわち、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、一般的には
３０〜５０（μｍ）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（ヘッド〜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。

【００２０】ところで、特開昭６２−２５３４５６号公
報、特開昭６３−１８２１５２号公報、特開昭６３−１
９７６５３号公報、特開昭６３−２７２５５７号公報、
特開昭６３−２７２５５８号公報、特開昭６３−２８１
８５３号公報、特開昭６３−２８１８５４号公報、特開
昭６４−６７３５１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６２−２５３４５６号
公報中に記載されているように数１０（μｍ）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干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６１−１８９
９５０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。

【００２１】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。

【００２２】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６２−２５３４５６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乱
れをも生じてしまうものである。

【００２３】さらに、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５
１−１３２０３６号公報や特開平１−１０１１５７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。すなわち、特開昭５１−１３２
０３６号公報の吐出原理は、前述した特開昭６１−１８
９９５０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。

【００２４】

【発明が解決しようとする課題】上述したように、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塵芥や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やヘッドのコスト
の点及び画質の点に課題がある。

【００２５】ここで、ノズルプレートやスリット状ノズ
ルを要しないことで、上述のような課題を解決したイン
ク飛翔記録装置が本出願人により特願平１−２２５７７
７号等として出願されている。さらに、本出願人が特願
平１−３３４２３２号として出願したインク飛翔記録装
置では、インク液面内に障壁を設けてインク液面に高効
率に圧力を集中させることで、インク滴の飛翔特性を改
善している。ここで、このようにノズルを利用しないイ
ンクジェットプリンタは、例えば、数１００（μｍ）以
上の広範囲に形成されるインク液面の自由度が高く保持
力が小さいと云う特性を有している。

【００２６】つまり、このようなインクジェットプリン
タでは、振動等の外乱が存すると、インク液面が影響を
受けて画像品質が低下する傾向がある。このため、上述
のようにノズルやスリットを利用しない形態のインクジ
ェットプリンタで、画像品質を良好に維持する提案が要
望されている。

【００２７】

【課題を解決するための手段】各々がインクを加熱して
瞬間的に成長する気泡を生じさせる複数のエネルギー作
用部を設け、これらのエネルギー作用部の各々に画像情
報に応じた駆動信号を与える信号入力手段を設け、イン
ク供給手段より供給されるインクをエネルギー作用部上
に高低差が１００（μｍ）以下のインク液面として保持
するインク液面保持手段を設けた。

【００２８】

【作用】インク液面保持手段がインクを高低差が１００
（μｍ）以下のインク液面として保持することで、飛翔
するインク滴で記録媒体上に形成される画素の径のバラ
ツキを低減すると共に位置精度を向上させることができ
る。

【００２９】

【実施例】本発明のインク飛翔記録装置を図面に基づい
て説明する。まず、本実施例のインク飛翔記録装置の記
録ヘッドの構成要素を図２ないし図５に従って説明する
。まず、この記録ヘッド１は、図２に例示するように、
インク供給管（インク供給手段）２に接続された中空の
インク供給室３を有して台形状に形成されたマニホール
ド４をベース材として構成されている。マニホールド４
の頂部にはインク供給室３に連通するスリット５が形成
された発熱体基板６が固定されている。この発熱体基板
６上にはスリット５両側に位置させて互い違いに櫛歯状
の障壁７が形成され、障壁７間に流路（インク液面保持
手段）８が形成されている。これらの流路８は障壁７と
は逆に互い違いに櫛歯状となってスリット５に連通され
ている。また、前記発熱体基板６上には各流路８毎に最
奥部側に位置させて各々ヒータ部（エネルギー作用部）
９が形成されている。よって、ヒータ部９の平面的な配
列を見ると、図３に例示するように、スリット両側で千
鳥状配列となる。また、各流路８の途中に位置させて発
熱体基板６上には障壁７と同等の高さの流体抵抗部１０
が形成されている。さらに、発熱体基板６の周囲を覆い
枠状の保持部材１１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）１２がマニホールド４上に設け
られている。

【００３０】ここに、前記ヒータ部９付近の構造例を図
５に例示する。このヒータ部９は、発熱体基板６上に蓄
熱層１３を形成し、その上に発熱体層１４を制御電極１
５、アース電極１６と共に形成し、さらに、インクとの
直接的な接触を避けるために表面を保護層１７、電極保
護層１８で覆ったものである。各発熱体層１４は前記制
御電極１５やアース電極１６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１２に電気的
に接続されている。この薄膜状導電性リード１２は画像
情報信号入力手段（図示せず）に接続されている。

【００３１】つぎに、インク飛翔原理の概要を説明する
。まず、インク供給管２よりインク供給室３に供給され
たインク１９（図１参照）は、毛管現象により微細なス
リット５を通って障壁７により囲まれた櫛歯状の流路８
全域に満たされることになる。なお、スリット５や流路
８の寸法によっては、毛管現象だけではインク１９を十
分に流路８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２の元にあるインク
タンク（図示せず）と記録ヘッド１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。このように流路
８全域にインク１９が満たされ、各ヒータ部９もインク
１９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１４に対して個別に通電を行うと、発熱した発熱体層
１４上でインク液中に気泡２０が発生する。この気泡２
０の推進力によりインク１９がヒータ部９の面（基板面
）に略垂直なる方向に飛翔することになる。

【００３２】さらに、インク飛翔原理を図１に従って詳
細に説明する。なお、図１ではヒータ部９及びその周辺
部を拡大して例示するが、簡単のために電極などは省略
してある。図１（ａ）は定常状態を示し、流路８全域に
インク１９が満たされてヒータ部９上もインク１９によ
り覆われている。ヒータ部９を加熱させると、ヒータ部
９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
２０が点在した状態となる。そして、このようにしてヒ
ータ部９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２０が成長した状態において、表面温度は３
００〜３５０℃になり、いわゆる膜沸騰状態にある。ま
た、ヒータ部９の上部にあるインク１９層は、気泡成長
の推進力により、図示するように、インク液面が盛り上
がった状態となる。この時、ヒータ部９上面で沸騰現象
が一様に生じれば、形成される気泡２０とインク１９と
の境界面も平坦になり、球形の気泡に比してインク１９
に圧力が高効率に作用するので、より大きなインク柱２
１が形成されることになる。

【００３３】ここで、同図（ｄ）は気泡２０が最大に成
長した状態を示し、インク液面からインク柱２１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６）構造、印加パ
ルス条件等にもよるが、通常、パルス印加後、５〜３０
（μｓｅｃ）程度要する。最大気泡となった時点では、
ヒータ部９は既に通電されていない状態にあり、ヒータ
部９の表面温度は降下しつつある。気泡２０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２０がインク
１９等により冷却され収縮を開始した状態を示す。イン
ク柱２１の先端部は押出された速度を維持して前進し、
後端部では気泡２０の収縮に伴ってインク液面にインク
１９が逆流することにより、図示するように、インク柱
２１にくびれが生ずる。気泡２０がさらに収縮すると、
同図（ｆ）に示すように、ヒータ部９面にインク１９が
接し、ヒータ部９面がさらに急激に冷却される状態とな
る。すると、インク柱２１はインク液面から切断され、
被記録体（図示せず）の方向へ２〜１２（ｍ／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６）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（２〜３（ｍ／ｓ）
）にはインク１９は滴状となって飛翔し、比較的速い場
合（７〜１２（ｍ／ｓ））にはインク１９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、流路８全域にインク
１９が満たされ、気泡２０も完全に消滅した状態となる
。

【００３４】つぎに、本発明の飛翔原理と従来の飛翔原
理との違いを説明する。まず、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たものを
飛翔させて記録を行うもので、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。

【００３５】一方、本発明の飛翔原理によれば、インク
１９を飛翔させるための気泡２０は破裂せずに収縮・消
滅するため、泡の破裂によるインクミストの発生を防止
することができ、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１９を滴状又は細長柱状として（何れにしてもイ
ンク塊まりとして）飛翔させて記録するので、被記録体
上では１つのドットとして付着して記録され、鮮明な画
像が得られる。

【００３６】つぎに、発熱体基板６の構造及び製造方法
を詳細に説明する。本実施例において、発熱体基板６は
重要なパーツの一つである。まず、発熱体基板６自体は
例えばガラス、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）、シリコン等の
材質によるものが用いられる。スリット５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、異方性エッチング加工によっても、
非常に高精度にスリット５を形成できる。

【００３７】発熱体基板６上に形成される蓄熱層１３は
、例えば、ＳｉＯ２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などの薄膜形成法に
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。なお、蓄熱層１３の膜厚としては、１〜
５（μｍ）程度にするとよい。

【００３８】さらに、発熱体層１４を構成する材料とし
ては、例えば、タンタル−ＳｉＯ２の混合物、窒化タン
タル、ニクロム、銀−パラジウム合金、シリコン半導体
、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１４はこのような材料を用い、電子ビーム法や蒸着
法又はスパッタリング法等で形成される。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０．００１〜５（
μｍ）程度、好ましくは０．０１〜１（μｍ）程度の膜
厚とされる。

【００３９】また、制御電極１５やアース電極１６の材
料としては、通常の電極材料と同じでよく、例えば、Ａ
ｌ，Ａｇ，Ａｕ，Ｐｔ，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。

【００４０】保護層１７は発熱体層１４で発生した熱を
効果的にインク１９側に伝達させることを妨げずに発熱
体層１４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（ＳｉＯ２）、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。そして、その膜厚は、通
常０．０１〜１０（μｍ）が好ましく、０．１〜５（μ
ｍ）（中でも、０．１〜３（μｍ）が最適）とされる。保護層１７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２０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９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などの金属層を膜厚０
．０５〜１（μｍ）程度で形成すればよい。

【００４１】電極保護層１８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：ＰＩ
Ｑ，日立化成社製）、ポリイミド樹脂（商品名：ＰＹＲ
ＡＬＩＮ，デュポン社製）、環化ポリブタジエン（商品
名：ＪＳＲ−ＣＢＲ，日本合成ゴム社製）、フォトニー
ス（商品名：東レ社製）、その他の感光性ポリイミド樹
脂等が用いられる。

【００４２】さらに、障壁７の形成方法を説明する。ま
ず、発熱体基板６上にインク液面と略平行な方向への圧
力分散を防止する状態で流路８を形成するための障壁７
の形成方法を図６を参照して説明する。図６では、簡略
化するため、発熱体基板６上にはヒータ部９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
６上に図６（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２２を、
０．４〜０．５（ｆ／分）、１〜３（ｋｇ／ｃｍ２）加
圧条件下で、膜厚１０〜１００（μｍ）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２２は
自己接着性を示し、発熱体基板６表面に融着して固定さ
れ、以後、相当の外力が加わっても発熱体基板６から剥
離することはない。

【００４３】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２２上に所定のパターン形状を有
するフォトマスク２３を重ね合わせた後、フォトマスク
２３上方から露光を行う。この時、ヒータ部９の設置位
置とフォトマスク２３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。

【００４４】そして、このような露光工程後に、ドライ
フィルムフォトレジスト２２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９に対応し
て流路８が存在するように障壁７が残存形成される。残
存した露光済みのこの障壁７表面は、耐インク性向上、
ドライフィルムフォトレジスト２２と発熱体基板６との
密着力の向上のため、熱硬化処理（例えば、１５０〜２
５０（℃）で３０分から６０時間の加熱）を行なうか、
又は、紫外線照射処理（例えば、５０〜２００ｍＷ／ｃ
ｍ２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。また
、フォトマスク２３のパターン形状を適宜設定すること
により、流体抵抗部１０も障壁７と同時に形成される。

【００４５】なお、障壁７（流体抵抗部１０を含む）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１００〜３００（ｃｐ）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。

【００４６】また、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。例えば、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７４０Ｓ、同
７３０ＦＲ、同７４０ＦＲ、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ポ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ペンゾフェノンや
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Ａ
ＰＲ、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、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。

【００４７】つぎに、このインク飛翔記録装置の変形例
を以下に説明する。まず、流路形状の各種の変形例を図
７に例示する。同図（ａ）は流体抵抗部１０を省略した
変形例であり、インク１９の物性や駆動条件を適切に選
定すれば、流体抵抗部１０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（ｂ）は平面的に見て円
形状の流体抵抗部１０に代えて、平面的に見てハート型
形状の流体抵抗部２４としたものである。この場合、図
示の如く、ヒータ部９側に向けてインク１９が流れ込み
やすく、ヒータ部９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。同図（
ｃ）は、流体抵抗部１０を省略するとともに、障壁７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を形成することにより、各ヒータ部９毎に個
別化された流路８が形成されるようにしたものである。同図（ｄ）も同様であり、障壁７の入口部形状を入り組
んだ形状として流体抵抗部２６を形成したものである。これらに例示したように、流路８形状としては種々の形
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。

【００４８】また、障壁７は、図３に例示したように発
熱体基板６上で連続的につながっている必要はなく、図
８（ａ）〜（ｅ）に例示するように、各々独立した障壁
７のブロックとしてヒータ部９に対する流路８を形成す
るようにしてもよい。

【００４９】また、図１等による説明では、インク液面
の高さが、障壁７及び流体抵抗部１０と同一高さ（この
場合、実験によれば、障壁７及び流体抵抗部１０の上面
を弗素化合物により揆水性処理をしてインクに濡れにく
くした方が、安定したインク飛翔結果が得られた）とし
たが、必ずしも同一高さである必要はない。例えば、図
９に例示するように、障壁７及び流体抵抗部１０がイン
ク液面下に沈んでいる変形例も実施可能であり、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。

【００５０】また、インク１９中で気泡２０を発生させ
るエネルギー作用部としては、発熱体層１４を持つヒー
タ部９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であっ
てもよい。このパルスレーザ方式は、特開平１−１８４
１４８号公報中の図８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。

【００５１】さらに、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。放電電極の形状は、同公報中の第１１
図ないし第１８図に例示されるような各種形状を適宜用
いればよい。

【００５２】また、インクの組成等についても各種のこ
とが考えられ、本発明で使用されるインク１９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。

【００５３】上述のような原理及び構成の記録ヘッドで
は、相当広範囲にインク液面が形成されることになり、
例えば、高速画像形成を実現するためにＡ４サイズなど
のマルチヘッドを製作した場合は、２００（ｍｍ）以上
の領域にインク液面が形成されることになる。前述した
ように、ノズルやスリットを利用しない本発明のインク
飛翔記録装置は、振動等の外乱が存すると自由度が高い
インク液面が影響を受けて画像品質が低下する傾向があ
るが、このような傾向はインク液面の面積が大きいほど
顕著である。

【００５４】そこで、本発明は上述のような課題を鑑み
てなされたものであり、画像品質を利己に維持する条件
を実験に基づいて求めた。そこで、このようなインク飛
翔記録装置である記録ヘッドを図１０ないし図１４に基
づいて説明する。まず、この記録ヘッド２７は、図１０
及び図１１に例示するように、細長い矩形の発熱体基板
６上に多数のヒータ部８をライン状に連設し、各ヒータ
部８毎に図８（ｃ）に例示した形状の障壁７，１０を形
成した構造となっている。なお、同図では簡単のために
電極等は省略してある。そして、この記録ヘッド２７で
は、ｎ個のヒータ部９上のインク液面の高さＨ１〜Ｈｎ
における最小値Ｈｍｉｎと最大値Ｈｍａｘとの関係が、
“Ｈｍａｘ−Ｈｍｉｎ≦１００（μｍ）”となるように
形成されている。そこで、このような記録ヘッド２７を
本出願人が実際に製作し、インク液面が上面となるよう
に配置して印写記録を行った際の噴射実験結果を諸条件
と共に以下に示す。条件発熱体層１４のサイズ：８０×８０μｍヒータ部９の配
列密度：１８０ｄｐｉヒータ部９の数　　　　　　：５１２個抵抗値　　　　
　　　　　　　　　　：３１Ω障壁７の形状　　　　　
　　　：図８（ｃ）及び図１１に図示するもの長い障壁７のサイズ　　：幅４０μｍ，奥行き１２０μ
ｍ，高さ２０μｍ短い障壁１０のサイズ：幅６５μｍ，奥行き６０μｍ，
高さ２０μｍ駆動電圧　　　　　　　　　　　　：１５Ｖパルス幅　
　　　　　　　　　　　：５μｓｅｃ連続駆動周波数　
　　　　　：２ｋＨｚ（ベタ印字時）使用インク　　　
　　　　　　　：キャノン社製のＢＪ１３０用インク

【００５５】上述のような記録ヘッド２７を、図１２に
例示するように、フィードローラ２８で保持した記録紙
２９下に略水平に配置した。なお、ここでは一端の上面
に水準器３０が固定されると共に四隅に調整ネジ３１が
取付けられた記録ヘッド２７の支持板３２が、ベース３
３上に前記調整ネジ３１によって変位自在に支持されて
いる。そこで、水準器３０を視認しながら各調整ネジ３
１の上下位置を調整することで、記録ヘッド２７を水平
に位置させて発熱体基板６の表面とインク液面とを平行
にすることができる。なお、ここでは既存の水準器３０
を利用して記録ヘッド２７の傾斜角度を確認して調整ネ
ジ３１で補正することを例示したが、このような傾斜角
度の確認手段や調整手段としては懸垂錘や傾斜ステージ
などの各種機構が利用可能である。そして、このような
状態で各ヒータ部９上でインク液面の形成前と形成後と
の高さを光電式マイクロメータで実測したところ、その
平均値は５１（μｍ）で、最大値と最小値との高低差は
３１（μｍ）であった。そこで、この状態で実際に印刷
実験を行なったところ、全てのヒータ部９が記録紙２９
上に良好なドットを形成して高品質な画像形成が実現さ
れた。なお、上述のようなインク液面の高さの測定方法
としては、レーザ光を利用した光学式変位計なども利用
可能である。

【００５６】つぎに、図１３（ａ）に例示するように、
比較例として記録ヘッド２７をヒータ部９の配列方向で
傾斜させて各ヒータ部９上のインク液面の高さを実測し
たところ、その最大値は１５０（μｍ）で最小値は２５
（μｍ）であり、高低差が１２５（μｍ）であった。そ
こで、このような状態の記録ヘッド２７で実際に印刷実
験を行なったところ、記録紙２９上に形成される画素の
径のバラツキが４５（μｍ）で位置精度も低く、劣悪な
画像品質となった。

【００５７】そこで、前述のように水準器３０を利用し
て記録ヘッド２７の配置を略水平にした場合（図１０）
と傾斜させた場合（図１３）とのインク滴の飛翔状況を
、駆動信号に同期したストロボ下で観察した。まず、傾
斜した記録ヘッド２７では、図１３（ｂ）に例示するよ
うに、インク液面の高さが低い右端部のヒータ部９から
は柱状のインク滴が７（ｍ／ｓ）と高速に出射され、イ
ンク液面の高さが高い左端のヒータ部９からは略球状の
インク滴が１．５（ｍ／ｓ）と低速に出射されることが
確認された。そして、略水平に配置した記録ヘッド２７
では、図１０（ｂ）に例示するように、全てのヒータ部
９から柱状のインク滴が６±１（ｍ／ｓ）と高速に出射
されることが確認された。そこで、この他にも傾斜角の設定でインク液面の高低差
“Ｈｍａｘ−Ｈｍｉｎ≦１００（μｍ）”を変化させた
ところ、以下に表１として例示するような結果が得られ
た。

【００５８】

【表１】

【００５９】なお、上述した表１では、“画素径のバラ
ツキ”の項において「極めて良好」とは平均値に対する
誤差が１０％以内、「良好」とは１５％以内、「劣悪」
とは２０％より大、「極めて劣悪」とは２０％より大で
あると共にドット抜けが発生したことを意味している。また、“画素の位置精度”の項において「極めて良好」
とは位置誤差が１／４以内、「良好」とは１／２以内、
「劣悪」とは１／２より大、「極めて劣悪」とは１／２
より大であると共にドット抜けが発生したことを意味し
ている。

【００６０】上述した表１から自明であるように、イン
ク液面の高低差が１００（μｍ）以下であれば、略同じ
径の画素が良好な位置精度で形成されて高品質な画像形
成が実現され、さらに、インク液面の高低差を５０（μ
ｍ）以下とすることで極めて高品質な画像形成が実現さ
れることが判明した。

【００６１】なお、ここではインク液面の高低差を記録
ヘッド２７の傾斜角で変化させた場合を例示したが、こ
のようなインク液面の高低差は傾斜角のみに起因するも
のではなく、保持部材１１や障壁７等の製造誤差も原因
となり、塵芥の付着などによっても部分的にインク液面
が変化することが確認されている。このような場合でも
画像品質は低下するので、保持部材１１や障壁７等の製
造誤差が良好な記録ヘッド２７を水平に配置することで
、極めて画像品質が良好なインク飛翔記録装置が得られ
ることになる。この場合、保持部材１１や障壁７等の高
さを均一化したり、適切な調整手段で記録ヘッド２７の
傾斜角を調整することで、より良好な結果を得ることが
できる。このようにしてインク液面の高低差を低減する
ことで、極めて高品質な画像形成を実現することができ
る。

【００６２】なお、上記した実施例では、Ａ４サイズ用
のラインヘッド形式の高集積の記録ヘッド２７を例示し
て説明を行なったが、このような特性は一つのインク液
面保持手段内に複数のヒータ部を連設した発熱体基板を
複数設けて連続配置し、各インク液面を連通させたよう
な極めて高集積な記録ヘッド（図示せず）の場合にも同
様である。この場合、一つのインク液面内の高低差と共
に各インク液面間の高低差も１００（μｍ）とすること
で、全てのヒータ部において均一な径の画素を良好な位
置精度で形成し、極めて高品質な画像を細密に形成する
ことができる。

【００６３】

【発明の効果】本発明は上述のように、各々がインクを
加熱して瞬間的に成長する気泡を生じさせる複数のエネ
ルギー作用部を設け、これらのエネルギー作用部の各々
に画像情報に応じた駆動信号を与える信号入力手段を設
け、インク供給手段より供給されるインクをエネルギー
作用部上に高低差が１００（μｍ）以下のインク液面と
して保持するインク液面保持手段を設けたことにより、
飛翔するインク滴で記録媒体上に形成される画素の径の
バラツキを低減すると共に位置精度を向上させることが
できるので、極めて高品質な画像形成を実現することが
できる等の効果を有するものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例を示す動作説明図である。

【図２】記録ヘッド構造の概要を示す分解斜視図である
。

【図３】記録ヘッドの全体的な正面図である。

【図４】記録ヘッドの断面図である。

【図５】ヒータ部付近を拡大して示す断面図である。

【図６】流路形成工程を順に示す概略断面図である。

【図７】障壁形状の各種変形例を示す概略平面図である
。

【図８】障壁形状等の各種変形例を示す概略平面図であ
る。

【図９】インク液面高さについての変形例を示す概略断
面図である。

【図１０】実験例における良好なインク飛翔の様子を示
す工程図である。

【図１１】実験例の記録ヘッドの概略平面図である。

【図１２】実験例の全体の斜視図である。

【図１３】実験例における劣悪なインク飛翔の様子を示
す工程図である。

【符号の説明】

１，２７　　　　　　　　インク飛翔記録装置８　　　
　　　　　　　　　　　インク液面保持手段９　　　　
　　　　　　　　　　エネルギー作用部１２　　　　　
　　　　　　　信号入力手段１９，２１　　　　　　イ
ンク２０　　　　　　　　　　　　気泡

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】　　各々がインクを加熱して瞬間的に成長
する気泡を生じさせる複数のエネルギー作用部を設け、
これらのエネルギー作用部の各々に画像情報に応じた駆
動信号を与える信号入力手段を設け、インク供給手段よ
り供給されるインクを前記エネルギー作用部上に高低差
が１００（μｍ）以下のインク液面として保持するイン
ク液面保持手段を設けたことを特徴とするインク飛翔記
録装置。