JPH05116313A

JPH05116313A - 液滴噴射記録方法

Info

Publication number: JPH05116313A
Application number: JP3283225A
Authority: JP
Inventors: Toshiji Inui; 利治乾; Genji Inada; 源次稲田
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1991-10-29
Filing date: 1991-10-29
Publication date: 1993-05-14
Anticipated expiration: 2015-12-18
Also published as: JP3118038B2

Abstract

(57)【要約】【目的】短時間に多くの液滴を噴射すべき記録方式に
対して、液滴の吐出速度が高速で、しかも安定してお
り、さらに、液滴自体が体積変化をほとんど生じること
なく記録を達成できる液滴噴射記録方法を提供するこ
と。【構成】気泡を吐出口より外気と連通させて前記液体
の一部を吐出させる工程を有し、前記工程一回当りに吐
出する液体の量が３０ｐｌ以下であって、前記工程を少
なくとも一回以上繰り返して１画素を形成する。【効果】液滴の吐出速度を向上し、確実に気泡の外気
への連通をなし得る構成を容易に得ることができ、高速
記録に対応でき、高画質の画像を形成出来る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は熱エネルギーを利用して
液滴を紙、樹脂シート、布等の記録材に対して飛翔させ
て記録を行なうための液滴噴射記録ヘッド及びその記録
方法と装置に関する。

【０００２】

【従来技術】液体あるいは加熱により溶融可能な固体の
記録媒体（液）を熱エネルギーを利用して被記録材に付
着させて画像形成を行なう液ジェット記録方法は、高速
記録が可能であり、また比較的記録品位も高く、低騒音
であるという利点を有している。さらに、この方法はカ
ラー画像記録が比較的容易であって、普通紙等にも記録
でき、さらに装置を小型化し易いといった多くの優れた
利点を有している。

【０００３】このような液ジェット記録方法を用いる記
録装置には、一般に液を飛翔液滴として吐出させるため
の吐出口と、この吐出口に連通する液路とこの液路の一
部に設けられ液路内の液に吐出のための吐出エネルギー
を与えるエネルギー発生手段とを有する記録ヘッドが備
えられる。例えば、特公昭６１−５９９１１号、特公昭
６１−５９９１２号、特公昭６１−５９９１３号、特公
昭６１−５９９１４号の各公報には、エネルギー発生手
段として電気熱変換体を用い、電気パルス印加によって
これが発生する熱エネルギーを液に作用させて液を吐出
させる方法が開示されている。

【０００４】すなわち、上記各公報に開示されている記
録方法は、熱エネルギーの作用を受けた液が急峻な体積
の増大を伴なう状態変化を起こし、この状態変化に基づ
く膜沸騰領域の気泡の主として成長と収縮により、記録
ヘッド部先端の吐出口より液を吐出し、この吐出液滴が
被記録媒体に付着して画像形成を行なうものである。こ
の方法によれば記録ヘッドにおける吐出口を高密度に配
設することができるので、高解像度、高品質の画像を高
速で記録することができ、この方法を用いた記録装置
は、複写機、プリンタ、ファクシミリなどにおける情報
出力手段として用いることができる。

【０００５】

【背景技術】上記熱エネルギーを使用する記録方式によ
る液滴噴射記録方法は、多くの利点を有しており、各種
のプリンタで行なわれているドットマトリクスプリンタ
の仕様にならい、画像を各種の処理により形成すること
が行なわれている。ところが諧調をドットの打込で行な
うものや、多数のドットを所定領域に集中させて画像濃
度を制御する事も提案されているが、新たな技術課題を
生じさせることになってきている。

【０００６】即ち、熱エネルギーを使用する液滴噴射
は、液体の特性変化によって、液滴の体積変化や、吐出
速度の変化を生じ易く、多くの液滴を微小領域に集中さ
せる必要が生じるほど、この現象は顕著な問題となって
しまう。

【０００７】現在は、画像処理や記録ヘッド自体の実用
水準が４００ＤＰＩ程度であるためか、記録速度を低下
させたり、液滴が吸収される被記録媒体の定着促進のた
めに記録中断処理を行なうなどしているために、上記課
題は結果的に大きな問題とはなっていないが、高画質を
追求して、現在でも可能な液滴数を増加させ、同時に液
滴の１つあたりの体積を微小且つ安定したものにできる
と、最大の課題となってしまう。

【０００８】また、現状の記録ヘッドの液滴のバラツキ
は、長期仕様のみならず、一行印字の期間内においても
変化が見られ、高画質化を考える前にこの解決自体をな
すことがまず、解決しなければならないことでもある。

【０００９】

【発明の概要】本発明は、上記技術水準にある現状に鑑
みて、画期的な液滴噴射記録方法を提供するもので、多
くの液滴を微小領域に集中させることや、高速印字をマ
ルチノズルによって短時間に多くの液滴を噴射すべき記
録方式に対して、液滴の吐出速度が高速で、しかも安定
しており、さらに、液滴自体が体積変化をほとんど生じ
ることなく記録を達成できる液滴噴射記録方法を提供し
て、将来解決すべき課題を一掃する事を目的とするもの
である。

【００１０】本発明は、特に複数の色の液体をそれぞれ
複数の液滴により形成する、マルチドロップレットカラ
ー記録に最適な液滴噴射記録方法を提供するものであ
る。

【００１１】本発明は、上記目的を達成するもので、液
体供給源から液体の供給を受けるために該供給源に連通
している液路に対して、熱エネルギーを与えて核沸騰を
急激に超える温度上昇により気泡を生成せしめ、該気泡
を吐出口より外気と連通させて前記液体の一部を吐出さ
せる工程を有し、前記工程一回当りに吐出する液体の量
が３０ｐｌ以下であって、前記工程を少なくとも一回以
上繰り返して１画素を形成する特徴とする記録方法であ
る。

【００１２】本発明は、３０ｐｌ以下の液滴を用いても
その体積を記録ヘッドの吐出部の構成を３０ｐｌ以下の
所望の範囲にするだけで、その液滴の体積を微小にもか
かわらず一定化出来るので、高速記録や多重打込など、
多くの複雑な記録方式を可能にするものである。本発明
を従来の方式で記録を行なおうとすると、液滴自体の安
定吐出さえ得ることができず、本発明の効果を得る事は
できない。

【００１３】本発明は、気泡の外気への連通により吐出
すべき液体をこの範囲にする事で、液滴の吐出速度を向
上し、確実に気泡の外気への連通をなし得る構成を容易
に得ることができるほか、熱エネルギーを使用している
にも拘らず、その応答性の利点はそのままで、熱的不安
定要素は記録中に排除されてしまうので、実に画期的な
記録方法を提供出来るものである。

【００１４】また、上記各発明を一層優れた発明にする
構成、条件としては、第１に上記連通時に液路は上記気
泡で遮断されていないことを特徴とすること、第２に上
記連通時は、上記気泡の内圧が外気圧以下の条件で前記
気泡を外気と連通させること、第３に上記連通時は、上
記気泡の吐出方向先端部の移動速度の加速度が正でない
条件で上記気泡を外気と連通させること、或は第４に上
記平面発熱部の吐出部側端部との気泡の吐出部側端部と
の距離ｌａが吐出エネルギー発生手段の吐出部とは反対
側の端部と気泡の吐出部とは反対側の端部との距離ｌｂ
に対して、ｌａ／ｌｂ≧１なる条件下で該吐出エネルギ
ー発生手段により液体中に生起された気泡を吐出部より
外気と連通させることの少なくとも１つを挙げることが
できる。以上説明したようなインクジェット記録方式の
問題点を解決するため、本出願人は吐出のために液を加
熱することにより生成される膜沸騰による気泡を吐出口
近傍で外気に連通させて吐出を行う液ジェット記録方式
（以下、この方式を連通吐出方式とも言う）について提
案した（特願平２−１１２８３２号，特願平２−１１２
８３３号，特願平２−１１２８３４号，特願平２−１１
４４７２号，特願平３−１６９９６２号）。

【００１５】上記連通吐出方式によれば、気泡を形成し
ているガスが吐出される液滴と共に噴出することはない
ので、スプラッシュやミストなどの発生を低減し、被記
録媒体上の地汚れや装置内の汚れを防ぐことができる。

【００１６】また、上記連通吐出方式の基本的な作用と
して、気泡が生成される部位より吐出口側にある液は原
理的に全て液滴となって吐出されるということがある。
このため、吐出液量は、吐出口から上記気泡生成部位ま
での距離等、記録ヘッドの構造によって定めることがで
きる。この結果上記連通吐出方式によれば液温度の変化
等の影響をそれ程受けずに吐出量の安定した吐出を行う
ことが可能となる。

【００１７】

【実施例】以下に本発明を詳細に説明するが、本発明の
好ましい構成の気泡を外気と安定して連通せしめる内容
は後述することにする。以下の本発明の特徴は、この構
成を含むものがより好ましいもので有るが、本発明にお
いては、上記従来の水準を超えた外気と気泡の連通方式
により、スプラッシュを生じないものすべてに適用可能
なものである。

【００１８】図１は、本発明が適用されている記録ヘッ
ドの部分構造開示するもので、５は円状の吐出口、１２
はインク供給路、２は略正方形の発熱抵抗部の発熱部で
ある。１は、絶縁基板で発熱抵抗部を表面に有してい
る。インク供給路は発熱部で屈曲して下り、発熱部２と
吐出口５は対向している。８は、インク供給路１２とオ
リフィスを形成するオリフィスプレートである。

【００１９】ヒーターにて生起したバブルを吐出口より
外気と連通させてインクを吐出させる（後述図２（ａ）
参照）ためには、ヒーターの大きさや、吐出口とヒータ
ー間の距離、液路の幅や長さや高さ、吐出口の大きさ等
の条件を考慮して適宜設定すれば良い。

【００２０】ヒーターにて生起した気泡を吐出口より外
気と連通させて液を吐出させる工程を少なくとも一回以
上繰り返して１画素を形成する、いわゆるマルチドロッ
プレット法による多値画像形成法を用い、フルカラー画
像を形成する場合、前記工程一回当りの吐出液の体積は
３０ｐｌ以下に設定する必要がある。

【００２１】吐出する液の体積が上記範囲内のどの程度
にあれば良いかについては、フルカラー画像を得る場合
に必要な解像度、階調数、液濃度、被記録材等から定め
られるものである。例えば４００ドット／インチの記録
密度で１ドット当りの階調数が４値（１発〜３発打ち込
み）の画像を、通常用いられる水系の液とコート紙を用
いて得る場合には、前記工程一回当りの吐出する液の体
積は概ね５〜１５ｐｌとすることが望ましい。更に階調
数を増やし、例えば８値（１発〜７発打ち込み）の画像
を得るためには、３〜１０ｐｌとすることが好ましい。
また３００ドット／インチの記録観都度で１ドット当り
の階調数が４値の画像を得るためには、１回当りに吐出
する液体積は７〜２５ｐｌが好ましく、８値の画像を得
るためには４〜１５ｐｌが好ましい。

【００２２】工程一回当りの液の吐出体積が３０ｐｌを
超えると、例えばイエロー、マゼンタ、シアンの液が１
画素に打ちこまれた場合、被記録体上の液の乾きが遅く
画像のにじみ等記録品位の低下を招く。被記録体が普通
紙である場合は特に顕著である。これらの欠点を何等か
の手段で解決したとしても、吐出体積が大きい場合はリ
フィル時間が長くなるので特に多値記録を行う際には不
利である。

【００２３】（実施例１）ノズルの幅が３０μ、高さ１
８μ、長さ２００μで、吐出口より１５μの位置に幅２
２μ、長さ３０μのヒーターを有し、４８ノズルが４０
０ドット／インチの記録密度で設けられた記録ヘッド
（図１）４本に、ブラック液として、Ｃ．Ｉ．フードラック２３．０重量％ジエチレングリコール１５．０重量％Ｎ−メチル−２−ピロリドン５．０重量％イオン交換水７７．０重量％を、イエロー液としてＣ．Ｉ．ダイレクトイエロー８６３．０重量％ジエチレングリコール１５．０重量％Ｎ−メチル−２−ピロリドン５．０重量％イオン交換水７７．０重量％を、マゼンタ液としてＣ．Ｉ．アシッドレッド３５３．０重量％ジエチレングリコール１５．０重量％Ｎ−メチル−２−ピロリドン５．０重量％イオン交換水７７．０重量％を、シアン液としてＣ．Ｉ．ダイレクトブルー１１９３．０重量％ジエチレングリコール１５．０重量％Ｎ−メチル−２−ピロリドン５．０重量％イオン交換水７７．０重量％を供給し、コート紙上にカラー画像を作画した。

【００２４】記録ヘッドの駆動条件は、各色とも駆動電
圧１２Ｖ、パルス幅３μｓとし一回の液吐出の周波数を
８ＫＨｚとした。この条件で、１画素当り最高３発迄の
打ち込みを行うよう制御し、４値記録によるカラー画像
形成を行ったところ、得られたカラー画像は印字のにじ
みのない高品位なものであった。１回の吐出により吐出
される液の体積を測定したところ、約１１ｐｌであっ
た。

【００２５】（実施例２）実施例１と同様の形状を有す
る記録ヘッドにおいて、ノズルの幅を２４μに細くし、
幅２０μ、長さ２６μのヒーターを吐出口より１２μの
位置に設け更に密度を３００ドット／インチに下げた記
録ヘッドに、実施例１で用いた液を供給し、駆動電圧１
０Ｖ、パルス幅３μｓ、一回の液吐出の周波数を１２Ｋ
Ｈｚとしてカラー画像形成を行った。本実施例では１画
素当り最高７発までの打ち込みを行うよう制御し、８値
記録によるカラー画像形成を行ったところ、実施例１よ
りも更に高品位な画像をにじみなく得ることができた。
本実施例では、一回の吐出により吐出される液の体積は
５〜６ｐｌであった。

【００２６】（実施例３）液路の高さが１３μ、液路の
長さが７０μ、幅３６μ、吐出口とヒーター間の距離が
２５μ、円形の吐出口の径が３６μであって、吐出口の
真下に２４μ角のヒーターを有したものを４００ドット
／インチの密度で６４ノズル配置した記録ヘッド（図
２）に、実施例１で用いた液を供給した。

【００２７】駆動電圧１１．５Ｖ、パルス幅３μｓ、一
回当りの液の吐出の周波数を６ＫＨｚとして実施例１と
同様に４値記録を行ったところ、実施例１と比較すると
ややにじみあるが、実用上問題とならない程度の画像を
得ることができた。一回の吐出により吐出される液の体
積は約２７ｐｌであった。

【００２８】（実施例４）液路の高さが１０μ、液路の
長さが５８μ、幅２７μ、吐出口とヒーター間の距離が
２０μ、円形の吐出口の径が２７μであって、吐出口の
真下に１８μ角のヒーターを有したものを４００ドット
／インチの密度で６４ノズル配置した記録ヘッド（図
２）に、実施例１で用いた液を供給した。

【００２９】駆動電圧８Ｖ、パルス幅３μｓ、一回当り
の液の吐出の周波数を１２ＫＨｚとして実施例１と同様
に４値記録を行ったところ、にじみのない高品位な画像
を得ることができた。一回の吐出により吐出される液の
体積は約９ｐｌであった。

【００３０】以上のように、本発明は、液滴の吐出量を
３０ｐｌ以下とすることで、気泡の外気への連通状態に
関しての液体再供給の速度を所望の範囲にでき、しか
も、後述する特性の効果によって吐出する液体の体積を
極めて安定したものとしながら、着弾性能により多くの
多値画像を形成でき、高速処理にも耐えうる記録方法を
実現できる。

【００３１】図２（ａ）、（ｂ）は、本発明の概念のう
ち好ましい形態を示すもので、代表的な液路Ｂの構成の
２例を示すが、本発明はこれに限定されない。図２
（ａ）は、基板（不図示）上に発熱抵抗層２を具備し、
その面の側方吐出口５（複数）を備える記録ヘッドを示
している。Ｅ１、Ｅ２は選択電極、共通電極を示す従来
の構成である。Ｄは保護層で、Ｃは共通液室である。電
極Ｅ１、Ｅ２からの記録信号に応じた電極信号（パルス
信号）に応じて電極Ｅ１、Ｅ２間の発熱部が膜沸騰を生
じる急激な温度上昇を短時間のうちに発生せしめ（３０
０℃以上）、気泡６を生成せしめる。この結果、本例で
は、吐出口５の発熱抵抗層２側の端部Ａで気泡６は大気
と連通して安定した液滴（破線７）を形成する。このよ
うに、吐出口５の周縁近傍で大気（外気）と連通するこ
とで、スプラッシュすることなく又、霧（ミスト）状の
インク滴を発生することなく液体を記録信号に応じて吐
出することができる。

【００３２】この記録原理は、気泡６の成長段階で液路
Ｂを完全に遮断しないので、後続のインク記録のための
リフィル特性が優れており、３００℃以上の高温部の高
熱も外気側へ液出されるので応答周波数も優れている。

【００３３】図２（ｂ）は、共通液室Ｃを不図示として
いるが、液路Ｂを屈曲した経路の液路としているもの
で、屈曲部の基板面に発熱抵抗部２を備えている。吐出
口は、吐出方向に面積を減少する形状で、発熱抵抗部２
に対向している。吐出口（複数）はオリフィスプレート
ＯＰに形成されている。

【００３４】図２（ｂ）においても、上記図２（ａ）と
同様に膜沸騰（３００℃以上）を生じせしめると、気泡
６は成長して、オリフィスプレートＯＰの厚み部分のイ
ンクを押しやり、その部分のインクを希薄にする。この
後気泡６は、吐出口５の外気側周縁Ａ１から内部側の吐
出口近傍領域Ａ２で大気と連通する。このような連通状
態によれば、スプラッシュすることなくミストも発生せ
ずに安定液滴（破線７）を吐出口中心部から吐出するこ
とができる。この時、気泡の成長は液路を遮断するもの
ではないので、吐出方向へ向かう必要のない液体を液路
内液体と連続した集合体として残すことができること
に、安定液滴７の吐出量の安定化及び吐出速度の安定化
へ貢献できる。

【００３５】本実施例では膜沸騰のうち特に３００℃以
上の安定化域を利用して急速且つ気泡成長を吐出口近傍
へ急激にしかも確実にすることができるので非遮断状態
の液路のリフィル性も手伝って高安定高速記録を達成で
きる。

【００３６】図２（ｃ）は、図２（ｂ）の液路Ｂの共通
液室Ｃ側から発熱抵抗層２へ向う方向に関して一側面側
の該方向に関しての断面図である。図２（ｃ）でわかる
ように、液路Ｂ中の液体（斜線部）は、液滴７に対して
連通しており、その時の中央側の吐出口近傍の気泡６が
吐出口近傍で大気と連通する際に、液滴７と液路内液体
とが連通状態を保っていることが理解されよう。６Ｗ
は、気泡のこの断面における気泡端部の形状を示してい
る。

【００３７】前述したように、図２（ａ）も同様に気泡
が大気と連通する際に、液路内液体が吐出口から突出し
た液滴と連通しながら、液滴を徐々に分離していくので
従来のようなスプラッシュを防止できる。

【００３８】上記図２（ａ）、（ｂ）に対して組み込ま
れて好ましい条件であって、より一層格別に好ましい液
滴形成を達成するものを以下に挙げる。

【００３９】第１条件は、バブルの内圧が外気圧より低
い条件でバブルを外気と連通させることである。

【００４０】すなわち、バブルの内圧が外気圧より低い
条件でバブルを外気と連通させることはバブルの内圧が
外気圧より高い条件で連通させる場合に生じていた吐出
口近傍の不安定な液体を飛散させる事がなく、また更に
は、該圧力が等しい場合よりもその不安定な液体に液路
内に引き込む力がわずかではあるが働くため、より一層
安定した液体の吐出と不要液体の飛散防止を図ることが
できる。

【００４１】上記条件に加えて、バブルの吐出口方向先
端の移動速度の１次微分値が負となる条件でバブルと外
気とを連通させる第２条件、或は、吐出エネルギー発生
手段の吐出口側端部からバブルの吐出口側端部の距離ｌ
ａと吐出エネルギー発生手段の吐出口とは反対側の端部
からバブルの吐出口とは反対側の端部との距離ｌｂとが
ｌａ／ｌｂ≧１を満足する第３条件、もしくはその両方
の条件をもちバブルと外気を連通させることはより好ま
しいものである。

【００４２】次に本発明に好適に用いられる記録ヘッド
の１つの構成について説明する。

【００４３】図３（ａ）および（ｂ）に好適な１つの記
録ヘッドの模式的組立斜視図と模式的上面図を示す。な
お、（ｂ）は、（ａ）に示される天板を設けていない状
態である。（ａ）および（ｂ）に示される記録ヘッドの
構成を簡単に説明する。

【００４４】（ａ）および（ｂ）に示される記録ヘッド
は、基体１上に壁８が設けられ、該壁８上を天板４が覆
うように接合され、共通液室１０および液路１２が形成
される。天板４にはインクを供給するための供給口１１
が設けられ、液路１２が連通する共通液室１０を通じ
て、インクが液路１２内に供給され得る構成となってい
る。

【００４５】また、基体１にはヒーター２が設けられ、
これら各ヒーター２に対応して各液路が設けられてい
る。ヒーター２は、発熱抵抗層と該発熱抵抗体層に電気
的に接続される電極（いずれも不図示）とを有し、この
電極によって記録信号に従って通電される。この通電に
より、ヒーター２は熱エネルギーを発生し、液路中に供
給されたインクに熱エネルギーを付与することができ
る。この熱エネルギーにより、記録信号に従ってインク
中にバブルを発生することができる。

【００４６】また、本発明に好適に用いられる記録ヘッ
ドの別の構成について説明する。

【００４７】図４（ａ）および図４（ｂ）にはそれぞれ
記録ヘッドの模式的断面図と模式的平面図が示されてい
る。この記録ヘッドと図４に示される記録ヘッドの違い
は、図４に示されるものが、液路内に供給されたインク
が液路に沿って真直にあるいは実質的に真直に吐出口か
ら吐出されるのに対して、図４に示されるものは供給さ
れたインクが液路に沿って曲折されている点である（図
ではヒーターの直上に吐出口が形成されている）。尚図
４（ａ）および図４（ｂ）において、（ａ）および
（ｂ）に示した番号と同じものは同じものを指してい
る。図４（ａ）および図４（ｂ）において、１６は吐出
口５が形成されたオリフィスプレートであり、ここで
は、各吐出口５間に設けられる壁９をも一体的に形成さ
れている。

【００４８】図５（ａ）〜（ｅ）は本発明が適用される
液体噴射方法、装置の新規な第１具体例の説明図であ
り、バブルの内圧と体積の時間変化に着目した発明であ
る。この発明をまとめると、１）インクを加熱すること
によって気泡を生じせしめ、該気泡により前記インクの
少なくとも一部を吐出して記録を行う液体噴射方法にお
いて、前記気泡の内圧が外気圧以下の条件で前記気泡を
外気と連通させることを特徴とする液体噴射方法。２）
吐出エネルギー発生手段によりインクを加熱して気泡を
生じせしめ該気泡により前記インクの少なくとも一部を
吐出するための吐出口を有する記録ヘッドと、前記気泡
の内圧が外気圧以下の条件で前記気泡を外気と連通する
ように前記吐出エネルギー発生手段を駆動するための駆
動回路と、前記吐出口と被記録媒体とが対向する位置に
設けられたプラテンとを有することを特徴とする記録装
置である。

【００４９】この第１具体例発明は、吐出する液滴の体
積や速度を安定化し、高速記録に十分対応できない原因
としてのスプラッシュやミストなどの発生を抑え、画像
上の地汚れや装置化した場合の装置内の汚れを防ぐとと
もに、吐出の効率を向上させ、目詰まりなどを防ぎ、さ
らには記録ヘッドの寿命を向上させ、高品位な画像を印
字可能にするものである。

【００５０】図５を説明する前に液体噴射原理を図６を
用いて説明する。なお、液路は、基体１と天板４および
不図示の壁によって形成される。

【００５１】図６（ａ）は初期状態を示し、液路内がイ
ンク３で満たされた状態である。インク３まずヒーター
（例えば電気熱変換体）２に瞬間的に電流を流しパルス
的にヒーター近傍のインク３を急激に加熱するとインク
は所謂膜沸騰による気泡（バブル）６がヒーター２上に
発生し、急激に膨張を始める（図６（ｂ））。さらにバ
ブル６は膨張を続け、主として慣性抵抗の小さい吐出口
５側へ成長し、ついには吐出口５を越え、外気とバブル
６が連通する（図６（ｃ））。このとき外気はバブル６
内と平衡状態であるか、バブル６内に流入する。

【００５２】吐出口５より押し出されたインク３はこの
瞬間までにバブル６の膨張によって与えられた運動量の
ためにさらに前方へ飛翔を続け、ついには独立な液滴と
なって紙などの被記録媒体１０１へ向って飛翔する。
（図６（ｄ））。さらに吐出口５側先端部に生じた空隙
は後方のインク３の表面張力と液路を形成する部材との
濡れによってインク３が図面右方向に供給され（図６
（ｅ））初期状態に戻る。前記記録媒体１０１は、プラ
テンに沿って、プラテン、ローラー、ベルト、あるいは
それらの任意の組み合わせによって吐出口５に対向する
位置に搬送される。或は、被記録媒体１０１を固定し、
吐出口５を移動させる（記録ヘッドを移動させる）よう
にしても良く、また、それらを組み合わせても良いもの
である。要は、吐出口５と被記録媒体とが相対的に移動
可能とされ、被記録媒体の所望の位置に所望の吐出口が
対向され得るようにすればよい。

【００５３】さて、図６（ｃ）ではバブル６が外気と連
通したときに外気とバブル内との気体の移動がないか、
外気がバブル内に流入するためには、バブルの内圧が該
気圧と等しいかより低い条件でバブルのを外気と連通さ
せることが好ましい。

【００５４】従って、上記条件を満足させるためには、
図５（ａ）ではｔ≧ｔ１の時刻においてバブルと外気と
を連通させれば良い。実際には、バブルの成長にともな
ってインクが吐出されてしまうため、バブル内圧又は体
積と時間との関係のグラフは図５（ｂ）に示されるよう
になる。すなわち、図５（ｂ）においてｔ＝ｔｂ（ｔ１
≦ｔｂ）の時刻でバブルを外気と連通させればよい。

【００５５】この条件で液滴を吐出させるとバブル内圧
が外気圧より高い条件でバブルを外気と連通させて液滴
を吐出させる（ガスが大気中に噴出する）場合に比べ、
前述したようにインクのミストやスプラッシュによる記
録紙や装置内の汚れを防止できる。また、バブルの体積
が増大してからバブルを外気と連通させるのでインクに
対して十分な運動エネルギーを伝達することができ、吐
出速度が大きくなるという効果が得られる。また、バブ
ルの内圧が外気圧より低い条件でバブルを外気と連通さ
せることは上記効果をより顕著なものにすることができ
るという点においてより望ましい。

【００５６】すなわち、バブルの内圧が外気圧より低い
条件でバブルを外気と連通させることはバブルの内圧が
外気圧より高い条件で連通させる場合に生じていた吐出
口近傍の不安定な液体を飛散させる事がなく、また更に
は、該圧力が等しい場合よりもその不安定な液体に液路
内に引き込む力がわずかではあるが働くため、より一層
安定した液体の吐出と不要液体の飛散防止を図ることが
できる。

【００５７】第１具体例発明に用いる記録ヘッドはヒー
ター２の位置を吐出口５の方向に近づけた位置に設けて
ある。これはバブルを外気と連通させるために最も簡便
にとれる手法である。しかしながら、単にヒーターを吐
出口に近付けるだけでは本発明の上記した条件を満たす
ことができない。従って、本発明の上記条件を満たすた
めには、ヒーターの発生する熱エネルギー量（ヒーター
の構成、形成材料、駆動条件、面積、ヒーターの設けら
れる基体の熱容量等）、インク物性、記録ヘッドの各部
の大きさ（吐出口とヒーター間の距離、吐出口や液路の
幅および高さ）などを所望に応じて選択することにより
バブルを所望の状態で外気と連通させることができる。

【００５８】第２具体例発明をより効果的に達成する条
件として前記したように液路形状を挙げることができ
る。液路形状は、使用する熱エネルギー発生素子の形状
によって幅がほぼ決定されてくるものの、具体的関係に
ついては経験則でしかない。本発明においては液路形状
が気泡の成長に大きく影響を与え、その液路における上
記条件にとっては有効であることが判明した。

【００５９】即ち、液路の高さを利用して気泡の連通状
態を変えられることが判明した。環境等の他の影響を受
けにくく、又より一層の安定化を図るためには液路の幅
Ｗよりも液路の高さＨを低く（Ｈ＜Ｗ）とすることが好
ましい。

【００６０】また、バブルが外気と連通しない場合には
達するであろうバブルの最大体積もしくはバブルの最大
体積の７０％以上、より好ましくは８０％以上の体積の
ときにバブルが外気と連通する様にすることは好ましい
ものである。

【００６１】次に、バブルの内圧と外気圧との関係を測
定する方法について説明する。

【００６２】バブルの内圧と外気圧との大小関係は、直
接バブル内の圧力を測定することは難しいので以下に示
す方法によって、あるいは、それら方法を適宜組み合わ
せることによって知ることができる。先ず、バブルの体
積、または吐出口より外側にあるインクの体積の時間変
化を測定することによって、バブルの内圧と外気圧との
大小関係を知る方法について説明する。

【００６３】インクが発泡を開始してからバブルが外気
と連通するまでの時間におけるバブルの体積Ｖを測定
し、Ｖの二次微分ｄ２Ｖ／ｄｔ２を求めることによって
バブルの内圧と外圧との大小関係を知ることができる。
すなわち、ｄ２Ｖ／ｄｔ２＞０であればバブルの内圧は
外圧よりも高く、ｄ２Ｖ／ｄｔ２≦０であればバブルの
内圧は外圧以下である。図５（ｃ）で説明すると、発泡
開始ｔ＝ｔ０よりｔ＝ｔ１まではバブルの内圧は外気圧
よりも高くｄ２Ｖ／ｄｔ２＞０となり、ｔ＝ｔ１よりバ
ブルが外気と連通するまでの時間ｔ＝ｔｂまではバブル
の内圧は外気圧以下であり、ｄ２Ｖ／ｄｔ２≦０とな
る。以上のようにＶの二次微分ｄ２Ｖ／ｄｔ２を求める
ことでバブルの内圧と外気圧との大小関係を知ることが
できる。

【００６４】尚、この場合、バブルが記録ヘッドの外側
から見えることが必要である。記録ヘッドの外側からバ
ブルを観察するためには、記録ヘッドの一部が透明な部
材で形成され、バブルの発泡、成長等が記録ヘッドの外
部から観察できるような構成であることが望ましい。記
録ヘッドの構成部材が非透明である場合には、例えば、
記録ヘッドの天板等を透明な部材に置き換えればよい。
このとき、置き換えられる部材と置き換える部材の硬
度、弾性度等は極力同じに選ぶのが望ましい。

【００６５】構成部材の置き換えとしては、記録ヘッド
の天板が例えば金属、不透明なセラミックあるいは着色
されたプラスチックの場合は、透明なプラスチック（一
例としては透明アクリル）、ガラス等に変更すればよい
が、もちろん置き換え場所とそれに用いられる材料は上
記した場所および材料に限られるものではない。

【００６６】しかしながら、このとき部材の物性の違い
による発泡特性の違いを回避するためにできるだけイン
クに対する濡れ性などの物性が元の部材に近いものを選
ぶことが望ましい。元の部材のものと同等の発泡状態で
あるかどうかは、吐出させてその吐出速度や吐出体積が
元の状態と同じかどうかを見ることによって確認するこ
とができる。予め透明な部材で構成されている場合はこ
のような操作は不要である。

【００６７】また、記録ヘッドの構成部材を他の部材に
置き換えなくとも、あるいは、記録ヘッドの構成上他の
部材に置き換えられない場合でも以下の方法によってバ
ブルの内圧と外圧との大小関係を知ることができる。

【００６８】別の方法は発泡を開始してからインク滴が
飛翔するまでの時間において、吐出口より外側に飛び出
したインクの体積Ｖｄを測定し、Ｖｄの二次微分ｄ２Ｖ
ｄ／ｄｔ２を求めることによってバブルの内圧と外気圧
の大小関係を知ることができる。即ち、ｄ２Ｖｄ／ｄｔ
２＞０であればバブルの内圧は外気圧よりも高く、ｄ２
Ｖｄ／ｄｔ２≦０であればバブルの内圧が外気圧以下で
ある。図５（ｄ）はバブルの内圧が外気圧よりも高い状
態でバブルを連通したときに、吐出口より飛び出したイ
ンクの体積Ｖｄの一次微分ｄＶｄ／ｄｔの時間変化を示
したものであるが、発泡開始ｔ＝ｔ０よりバブルが外気
と連通するまでの時間ｔ＝ｔａまでは、バブルの内圧は
外気圧よりも高く、ｄ２Ｖｄ／ｄｔ２＞０となる。一
方、図５（ｂ）はバブルの内圧が外気圧以下の状態でバ
ブルを外気と連通させたときのＶｄの一次微分ｄＶｄ／
ｄｔの時間変化を示したものである。同図より、発泡開
始ｔ＝ｔ０よりｔ＝ｔ１まではバブルの内圧は外気圧よ
りも高くｄ２Ｖｄ／ｄｔ２＞０であるが、ｔ＝ｔ１より
ｔ＝ｔｂまではバブルの内圧は外気圧以下でありｄ２Ｖ
ｄ／ｄｔ２≦０となる。

【００６９】以上のようにＶｄの二次微分ｄ２Ｖｄ／ｄ
ｔ２を求めることでバブルの内圧と外気圧との大小関係
を知ることができる。

【００７０】吐出口より外側に存在するインクの体積Ｖ
ｄの測定法を説明する。吐出後各時刻における液滴の形
状は、ストロボやＬＥＤ、レーザなどの光源を用いてパ
ルス光で吐出口から飛び出している液滴を照明しながら
顕微鏡で観察することによって測定することができる。
即ち、一定周波数で連続して吐出している記録ヘッドに
対して、その駆動パルスに同期してかつ所定のディレイ
時間をおいてパルス光を発光させることにより、その吐
出から所定時間後における一方向から見た液滴の投影形
状を測定できる。このときパルス光のパルス幅は測定に
十分な光量が確保できる範囲でできるだけ小さい方がよ
り正確に測定を行なうことができる。

【００７１】これらの方法によって、バブルが外気に連
通する瞬間に液路側から外側に向かっての気流が観測さ
れれば、バブルの内圧が外気圧よりも高い状態てい連通
したことを示し、液路内へ流入する気流が観測されれば
バブルの内圧が外気圧よりも低い状態で連通したことを
示す。

【００７２】他の条件としては図７に示したようにバブ
ルの吐出口方向先端の移動速度の一次微分値が負となる
条件でバブルと外気とを連通させる条件、或は、図６に
示したように吐出エネルギー発生手段の吐出口側端部か
らバブルの吐出口側端部の距離ｌａと吐出エネルギー発
生手段の吐出口とは反対側の端部からバブルの吐出口と
は反対側の端部との距離ｌｂとがｌａ／ｌｂ≧１を満足
する条件、もしくはその両方の条件でバブルと外気を連
通させることはより好ましいものである。

【００７３】図６（ａ）〜（ｆ）は本発明が適用される
液体噴射方法、装置の新規な第２具体例の説明図であ
り、バブルの成長状態に着目した発明である。この発明
をまとめると、３）インクを吐出させるための吐出口
と、該吐出口に連通する液路と、該液路内に気泡を形成
して供給されたインクを吐出させるために利用される熱
エネルギーを発生する吐出エネルギー発生手段とを有す
る記録ヘッドを用い、吐出エネルギー発生手段の吐出口
側端部とバブルの吐出口側端部との距離ｌａが吐出エネ
ルギー発生手段の吐出口とは反対側の端部とバブルの吐
出口とは反対側の端部との距離ｌｂに対して、ｌａ／ｌ
ｂ≧１なる条件下で該吐出エネルギー発生手段によりイ
ンク中に生起されたバブルを吐出口より外気と連通させ
ることを特徴とする液体噴射方法。４）インクを吐出さ
せるための吐出口と、該吐出口に連通する液路と、該液
路内に気泡を形成して供給されたインクを吐出させるた
めに利用される熱エネルギーを発生する吐出エネルギー
発生手段とを有する記録ヘッドと、吐出エネルギー発生
手段の吐出口側端部とバブルの吐出口側端部との距離ｌ
ａが吐出エネルギー発生手段の吐出口とは反対側の端部
とバブルの吐出口とは反対側の端部との距離ｌｂとに対
してｌａ／ｌｂ≧１なる条件下で該吐出エネルギー発生
手段によりインク中に生起されたバブルを吐出口より外
気と連通させるため前記吐出エネルギー発生手段に信号
を与えるための駆動回路と、前記吐出された液体を付着
させるために被記録媒体を沿わせ得るプラテンとを有す
ることを特徴とする記録装置。となる。

【００７４】以下、図面を参照しながら本発明を詳細に
説明する。

【００７５】図６（ａ）及至図６（ｆ）はそれぞれ本発
明の液体噴射方法による液体の吐出を説明するための模
式的断面図である。

【００７６】図６（ａ）及至（ｆ）において、１は基
体、２はヒーター、３はインク、４は天板、５は吐出
口、６はバブル、７は液滴、１０１は被記録媒体であ
る。なお、液路は、基体１と天板４および不図示の壁に
よって形成される。

【００７７】図６（ａ）は初期状態を示し、液路内がイ
ンク３で満たされた状態である。インク３まずヒーター
（例えば電気熱変換体）２に駆動回路からの信号として
瞬間的に電流を流しパルス的にヒーター近傍のインク３
を急激に加熱するとインクは所謂膜沸騰による気泡（バ
ブル）６がヒーター２上に発生し、急激に膨張を始める
（図６（ｂ））。さらにバブル６は膨張を続け（図６
（ｃ））、主として慣性抵抗の小さい吐出口５側へ成長
し、ついには吐出口５を越え、外気とバブル６が連通す
る（図６（ｄ））。このとき吐出エネルギー発生手段で
あるヒーター２の吐出口側端部からバブル６の吐出口側
端部までの距離ｌａがヒーター２の吐出口とは反対側の
端部からバブル６の吐出口とは反対側の端部までの距離
ｌｂに対してｌａ／ｌｂ≧１の条件下において外気とバ
ブル６とが連通している。

【００７８】吐出口５より押し出されたインク３はこの
瞬間までにバブル６の膨張によって与えられた運動量の
ためにさらに前方へ飛翔を続け、ついには独立な液滴７
となって紙などの被記録媒体１０１へ向かって飛翔する
（図６（ｅ））。さらに吐出口５側先端部に生じた空隙
は後方のインク３の表面張力と液路を形成する部材との
濡れによってインク３が図面右方向に供給され（図６
（ｆ））初期状態に戻る。前記被記録媒体１０１は、プ
ラテンに添って、プラテン、ローラー、ベルト、あるい
はそれらの任意の組み合わせによって吐出口５に対向す
る位置に搬送される。或は、被記録媒体１０１を固定
し、吐出口５を移動させる（記録へッドを移動させる）
ようにしても良く、また、それらを組み合わせてもよい
ものである。要は、吐出口５と被記録媒体とが相対的に
移動可能とされ、被記録媒体の所望の位置に所望の吐出
口が対向され得るようにすればよい。

【００７９】以上説明した記録原理で液体を吐出させる
と、バブルが外気と連通するために吐出口より押し出さ
れる液体の体積は常に一定となり、記録を行なっても、
記録濃度にムラのない高画質な記録画像を得ることがで
きる。

【００８０】また、上記したような、ｌａ／ｌｂ≧１の
条件でバブルを外気と連通させるので、バブルの持つ運
動エネルギーを有効にインクに伝達することができ、吐
出口率が向上する。

【００８１】更に、上記条件で液体を吐出した場合は、
ｌａ／ｌｂ＜１の条件で液体（インク）を吐出する場合
に較べて、液体吐出後に吐出口近傍に生じた空隙部に新
たなインクが満たされるまでの時間を短縮することがで
き、より一層の高速記録が可能になる。第２具体例発明
において、バブルが外気と連通する時のバブルの端部と
ヒーターの端部との距離ｌａ、ｌｂを測定する方法とし
ては、例えば、第７図に示される記録ヘッドの場合、天
板４を透明なガラス板で構成し、天板４の上方より、ス
トロボやレーザ、ＬＥＤ等のパルス状に発光できる光源
によって記録ヘッドを照射し、顕微鏡で観察することに
よって求める方法がある。

【００８２】具体的には、ヒーターに与える駆動パルス
に同期させて、パルス光源を点滅させ、バブルの発泡開
始から液体の吐出までの現象を顕微鏡とカメラを用いて
前述のように観察し、ｌａ、ｌｂを求めることができ
る。

【００８３】液路形状は、使用する熱エネルギー発生素
子の形状によって幅がほぼ決定されてくるものの、具体
的関係については経験則でしかない。第２具体例発明に
おいては液路形状が気泡の成長に大きく影響を与え、そ
の液路における熱エネルギー発生素子の上記条件にとっ
ては有効であることが判明した。

【００８４】即ち、液路の高さ成分を利用して気泡の成
長をｌａ／ｌｂ≧１、好ましくはｌａ／ｌｂ≧２、より
好ましくはｌａ／ｌｂ≧４とすること（図８参照）で、
環境等のその他の影響を受けにくく、より安定化状態で
行なわせるために、少なくとも液路幅Ｗよりも液路高さ
Ｈを低く（Ｈ＜Ｗ）することがよいことが判明した。こ
れは、気泡の大気との連通状態を液路の天井の界面にお
ける成長速度を増加せしめた気泡において行なわせしめ
ることができるので液体噴射の路内壁による影響を減少
せしめ、噴射方向、速度をより一層安定できる。第２具
体例発明においては、その幅Ｗ、高さＨの関係を更に追
求したところ、Ｈ≧０．８Ｗとすると、長期、高速噴射
を行っても特性変化が少なく、安定した噴射を行うこと
ができ、記録を行うのに適していた。

【００８５】また、Ｈ≧０．６５Ｗとすれば、記録情報
を担った各記録噴射をかなりの変化を与えながら行って
も高精度の着弾性能が得られ最適である。

【００８６】なお、上記条件に加えて、バブルの吐出口
方向先端の移動速度の１次微分値が負となる条件でバブ
ルと外気とを連通させることはより好ましいものであ
る。

【００８７】図７（ａ）、（ｂ）は本発明が適用される
液体噴射方法、装置の新規な第３具体例の説明図であ
り、バブルの内圧と体積の時間変化に着目した発明であ
る。この発明をまとめると、５）インクを吐出させるた
めの吐出口と、該吐出口に連通する液路と、該液路内に
気泡を形成して供給されたインクを吐出させるために利
用される熱エネルギーを発生する吐出エネルギー発生手
段とを具備した記録ヘッドを用い、発生されたバブルの
吐出口方向先端の移動速度の１次微分値が負の条件で、
該バブルを該吐出エネルギー発生手段により生起された
バブルを吐出口より外気と連通させることを特徴とする
液滴噴射方法。６）インクを吐出させるための吐出口
と、該吐出口に連通する液路と、該液路内に気泡を形成
して供給されたインクを吐出させるために利用される熱
エネルギーを発生する吐出エネルギー発生手段とを具備
した記録ヘッドと、吐出エネルギー発生手段により発生
されたバブルの吐出口方向先端の移動速度の１次微分値
が負の条件で、該バブルを該吐出エネルギー発生手段に
より生起されたバブルを吐出口より外気と連通させるた
め前記吐出エネルギー発生手段に信号を与えるための駆
動回路と、前記吐出された液体を付着させるために被記
録媒体を沿わせ得るプラテンとを有することを特徴とす
る記録装置である。

【００８８】この第３具体例発明は、前述した、第１具
体例発明の目的効果を別の手段によって解決するもの
で、バブルと外気との連通時に連通部近傍にあるインク
がインクを吐出するために過度に加速度を受けるため、
主インク滴と分離してしまうことを主たる技術課題と認
識したものである。この分離によると、その近傍のイン
クがスプラッシュ状に飛び散ったり、ミストとなって飛
散することが顕著となり、しかも高密度の吐出口配置で
は吐出口面へのインクの付着による吐出不良を招く結果
となるが、この原因を加速度によるものと解明したこと
にこの第３具体例発明の起点がある。

【００８９】更にこの点について解析したところ、バブ
ルの吐出口方向先端の移動速度の一次微分値が正の場合
に外気とバブルが連通すると、上記した問題点が発生す
ることを見出したものである。

【００９０】発泡開始よりバブルが外気と連通するまで
の、バブルの吐出口方向先端のヒーター部の吐出口方向
端部からの変位量を測定し、該変位量の１次微分値、２
次微分値（移動速度の１次微分値）を求めた結果を図８
に示した。該図より、上記問題が発生するのは、図７
（ａ）、（ｂ）にそれぞれ示された曲線Ａの場合であっ
て、バブルの吐出口方向先端の移動速度の１次微分値が
正であることが確認された。

【００９１】図７（ａ）、（ｂ）に示した曲線Ｂは、図
６の原理に準じた第３具体例発明を示すもので、バブル
の吐出口方向先端の移動速度の１次微分値が負の条件
で、生起されたバブルを外気と連通させて液滴を吐出さ
せるので、液滴の体積を常に安定化させ高品位な記録画
像を得ることができる。従って、インクミストやスプラ
ッシュによる記録紙の地汚れや装置内の汚れを防止でき
る。

【００９２】更に、インクに対してバブルの運動エネル
ギーを十分に伝達することができるので、吐出効率が高
くなり、目詰まりを解消できる。また液滴の吐出速度が
向上するため液滴の吐出方向が安定するとともに、記録
ヘッドと記録紙間の距離を広げることができ、装置設計
が容易になる。

【００９３】更に、生起したバブルの消泡過程がないた
め、消泡によるヒーター破壊現象が解消され、記録ヘッ
ドの寿命が向上する。

【００９４】なお、本発明の液体噴射方法は所謂オンデ
マンド型、コンティニュアス型のいずれにも適用可能で
あるが、特に、オンデマンド型の場合には、液体（イン
ク）が保持されているシートや液路に対応して配置され
ている電気熱変換体に、記録情報に対応していて核沸騰
を越える急速な温度上昇を与える少なくとも一つの駆動
信号を印加することによって、電気熱変換体に熱エネル
ギーを発生せしめ、記録ヘッドの熱作用面に膜沸騰させ
て、結果的にこの駆動信号に一対一対応し液体（イン
ク）内の気泡を形成できるので有効である。

【００９５】本発明の液体噴射方法を用いた記録ヘッド
としては、上記実施例中に記載されるものに限られるも
のではなく、記録装置が記録できる最大記録媒体の幅に
対応した長さを有するフルラインタイプの記録ヘッド等
の多くの形態および変形例が考えられる。また、フルラ
インタイプの記録ヘッドとしては、複数記録ヘッドの組
み合わせによって、その長さを満たす構成や一体的に形
成された一個の記録ヘッドとしての構成のいずれでも良
いが、いずれにしても、本発明は、上述した効果を一層
有効に発揮することができる。

【００９６】加えて、装置本体に装着されることで、装
置本体との電気的な接続や装置本体からのインクの供給
が可能になる交換自在のチップタイプの記録ヘッド、あ
るいは記録ヘッド自体に一体的に設けられたカートリッ
ジタイプの記録ヘッドを用いた場合にも本発明は有効で
ある。

【００９７】又、本発明の記録装置の構成として設けら
れる、上記した様な記録ヘッドに対しての回復手段のほ
かに、予備的な補助手段等を付加することは本発明の効
果を一層安定できるので好ましいものである。これらを
具体的に挙げれば、記録ヘッドに対しての、クリーニン
グ手段、電気熱変換体或はこれとは別の加熱素子或はこ
れらの組み合わせによる予備加熱手段等である。また、
記録とは別の吐出を行なう予備吐出モードを行なうこと
も安定した記録を行なうために有効である。

【００９８】更に、記録装置の記録モードとしては黒色
等の主流色のみの記録モードだけではなく、記録ヘッド
を一体的に構成するか複数個の組み合わせによってでも
よいが、異なる色の複色カラー又は、混色によるフルカ
ラーの少なくとも一つを備えた装置にも本発明は極めて
有効である。

【００９９】次に、本発明を実施する上で、バブルの吐
出口方向先端の移動速度、該移動速度の１次微分値を求
める方法について以下に説明する。

【０１００】発泡開始後各時刻におけるバブルの吐出口
方向先端の位置は、ストロボやＬＥＤ、レーザなどのパ
ルス光で記録ヘッドの天板面、あるいは側面からノズル
内に発生するバブルを照明し顕微鏡を用いて、観察する
ことができる。具体的には、図９（ａ）および（ｂ）に
それぞれ模式的断面図として時系列的に示されるよう
に、発泡開始よりバブルが外気と連通するまでのバブル
の吐出口方向先端のヒータ部の吐出口端部からの変位量
ｘｂ−ｎの時間変化を測定することができる。該測定結
果をもとに、該変位量の１次微分ｄｘｂ−ｎ／ｄｔを求
めることにより、バブルの吐出口方向先端の移動速度ｖ
ｘが求められる。次に、該移動速度の１次微分ｄｖｘ／
ｄｔ（変位量の２次微分ｄ２ｘｂ−ｎ／ｄ２ｔ）を求め
ることができる。

【０１０１】なお、この場合バブルが記録ヘッドの外側
から見えることが必要である。記録ヘッドの外側からバ
ブルを観察するためには、記録ヘッドの一部が透明な部
材で形成され、バブルの発泡、成長等が記録ヘッドの外
部から観察できるような構成であることが望ましい。記
録ヘッドの構成部材が非透明である場合には、例えば、
記録ヘッドの天板等を透明な部材に置き換えればよい。
このとき、置き換えられる部材と置き換える部材の硬
度、弾性度等は極力同じに選ぶのが望ましい。

【０１０２】構成部材の置き換えとしては、記録ヘッド
の天板が例えば金属、不透明なセラミックあるいは着色
されたプラスチックの場合は、透明なプラスチック（一
例としては透明アクリル）、ガラス等に変更すればよい
が、もちろん置き換え場所とそれに用いる材料は上記し
た場所および材料に限られるものではない。

【０１０３】

【発明の効果】以上説明したように本発明の記録ヘッド
及び記録方法は、気泡を外気と連通させてインク滴を吐
出させる方式で、工程一回当りに吐出する液体の量が３
０ｐｌ以下であって、前記工程を少なくとも一回以上繰
り返して１画素を形成する特徴とするので、液滴を吐出
させる際に、複雑な構成を必要とすることなく、環境等
で気泡の形成が変化しても適正な液滴の吐出を達成して
画質を安定化させ画像乱れのない高品位な記録画像を得
ることができる。

【０１０４】更に、上記外気連通方式の好ましい構成に
よってその効果はさらに安定するものであり、生起した
気泡の消泡過程がないため、消泡による抵抗破壊現象が
解消され、記録ヘッドの寿命が向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を説明するための概要説明図である。

【図２】（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、本発明のインク気
泡が大気或いは外気と連通する状態を説明する模式図で
ある。

【図３】本発明の一実施例で用いた記録ヘッドを説明す
る図である。

【図４】本発明の別の実施例で用いた記録ヘッドを説明
する図である。

【図５】（ａ）乃至（ｅ）は本発明が適用される液体噴
射方法、装置の新規な具体例の説明図で、バブルの内圧
と体積の時間変化を順に説明する図である。

【図６】（ａ）乃至（ｆ）は本発明が適用される液体噴
射方法、装置の他の新規な具体例の説明図で、それぞれ
液体の吐出を説明するための模式的断面図である。

【図７】（ａ）、（ｂ）は本発明が適用される液体噴射
方法、装置の別の新規な具体例の説明図である。

【図８】気泡の先端側と後端側の比ｌａ／ｌｂの変化を
説明するグラフである。

【図９】（ａ）、（ｂ）は夫々気泡の先端の単位時間当
たりの変化を示す図で、（ａ）では左側に上面断面図、
右側に側面断面図を夫々同時刻で示してある。

【符号の説明】

２発熱抵抗層５吐出口６気泡７液滴６Ｗ端部（気泡）Ａ連通部Ｂ液路Ｃ共通液室ＯＰオリフィスプレート

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】液体供給源から液体の供給を受けるため
に該供給源に連通している液路に対して、熱エネルギー
を与えて核沸騰を急激に超える温度上昇により気泡を生
成せしめ、該気泡を吐出口より外気と連通させて前記液
体の一部を吐出させる工程を有し、前記工程一回当りに
吐出する液体の量が３０ｐｌ以下であって、前記工程を
少なくとも一回以上繰り返して１画素を形成する特徴と
する記録方法。
【請求項２】上記連通時に液路は上記気泡で遮断され
ていないことを特徴とする請求項１に記載の液滴噴射記
録方法。
【請求項３】上記連通時は、上記気泡の内圧が外気圧
以下の条件で前記気泡を外気と連通させるものである請
求項１または請求項２に記載の液滴噴射記録方法。
【請求項４】上記連通時は、上記気泡の吐出方向先端
部の移動速度の加速度が正でない条件で上記気泡を外気
と連通させるものである請求項１乃至請求項３いずれか
に記載の液滴噴射記録方法。
【請求項５】上記平面発熱部の吐出部側端部との気泡
の吐出部側端部との距離ｌａが吐出エネルギー発生手段
の吐出部とは反対側の端部と気泡の吐出部とは反対側の
端部との距離ｌｂに対して、ｌａ／ｌｂ≧１なる条件下
で該吐出エネルギー発生手段により液体中に生起された
気泡を吐出部より外気と連通させる請求項１乃至請求項
４いずれかに記載の液滴噴射記録方法。