JPH05116315A - インク滴噴射記録ヘツド及びそれを用いる記録方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 気泡を外気に連通させる方式において、気泡
の形成を安定させ、安定したインク滴の形成によるより
高画質な画像形成を達成できるインク滴噴射記録方法及
び記録ヘッドの提供にある。 【構成】 熱エネルギー供給手段に対向して設けられ、
液体の一部を吐出させるための吐出口とを備え、供給源
の連通部から前記熱エネルギー発生手段の重心までのノ
ズル長さをｌn 、前記熱エネルギー発生手段のインク供
給方向長さをｌとしたとき、ｌn ／ｌ≧0.55を満たす。 【効果】 インク滴を吐出させる際に、複雑な構成を必
要とすることなく、均一な気泡形成により、その気泡に
よる外気との連通状態を安定化する。従って、画質を安
定化させた記録画像を達成する。

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インク滴噴射記録ヘッド及びその
記録方法に関する。

【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（インク）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インクジェット記録方法
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】このようなインクジェット記録方法を用い
る記録装置には、一般にインクを飛翔インク滴として吐
出させるための吐出口と、この吐出口に連通するインク
路とこのインク路の一部に設けられインク路内のインク
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
ギーをインクに作用させてインク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インクが急峻な
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インクを吐出し、この吐
出インク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】他方、熱エネルギを使用するものの実現条
件は不明なインクジェット記録方法としては、特開昭５
４−１６１９３５号公報に記載される方法がある。この
公報では円筒状発熱体によって液室内のインクをガス化
（核沸騰によると思われる）させ、このガスをインク滴
と共にインク吐出口より吐出させる。この方法によれ
ば、ガスを微小滴状に噴出させてしまい、画質は不良と
なる。また、このガスの噴出によってガス化したインク
がスプラッシュやミストなどを生じ、その結果記録紙の
地汚れとなったり、装置内の汚れとなることがあった。

【０００６】また、例えば特開昭６１−１９７２４６号
公報には、従来の熱エネルギーを用いたインクジェット
記録方法を変形させた方法を用いる熱転写的記録装置に
関する記載がある。すなわち、この装置では、単発的な
インク吐出であり、加えて記録媒体と発熱素子とを完全
に密着させることが困難であるため、従来の吐出口を有
する記録ヘッドを用いたインクジェト記録方法に比べ、
熱効率が低下しやすく高速記録に適さないといった問題
がある。

【０００７】［背景技術］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
出のためにインク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
うインクジェット記録方式（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２−１１２８
３２号，特願平２−１１２８３３号，特願平２−１１２
８３４号，特願平２−１１４４７２号，特願平３−１６
９９６２号）。

【０００８】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インク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。

【０００９】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インク
は原理的に全てインク滴となって吐出されるということ
がある。このため、吐出インク量は、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、インク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。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】ところが、発熱部と吐
出口が対向する構成を前提とした場合、記録ヘッドの構
造によっては、形成した気泡が効率よく外気と連通せず
に吐出特性を変化させてしまう場合があった。

【００１１】本発明は、気泡を外気に連通させる方式に
おいて、これを解決できインク滴の形成をより一層安定
化でき、より高画質な画像形成を達成できるインク滴噴
射記録方法及び記録ヘッドを提供せんとするものであ
る。

【００１２】［発明の概要］本発明は、インク供給源か
らインクの供給をうけるために該供給源に連通している
ノズルと、ノズル内のインクに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させるた
めの熱エネルギー発生手段と、前記熱エネルギー供給手
段に対向して設けられ、前記インクの一部を吐出させる
ためのオリフィスとを備え、前記供給源の連通部から前
記熱エネルギー発生手段の重心までのノズル長さをｌn
、前記熱エネルギー発生手段のインク供給方向長さを
ｌとしたとき、ｌn ／ｌ≧0.55を満たすことを特徴とす
るインク滴噴射記録ヘッドを提供するもので有る本発明
は、インク供給源からインクの供給をうけるために該供
給源に連通しているノズルと、ノズル内のインクに熱エ
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
気泡を生成させるための熱エネルギー発生手段と、前記
熱エネルギー供給手段に対向して設けられ、前記インク
の一部を吐出させるためのオリフィスとを備え、前記供
給源の連通部から熱エネルギー発生手段の重心までのノ
ズル長さをｌn 、前記熱エネルギー発生手段のインク供
給方向長さｌとしたとき、ｌn ／ｌ≧0.55を満たすこと
を特徴とするインク滴噴射記録ヘッドを用い、前記熱エ
ネルギー発生手段により前記インクに熱エネルギーを与
えて核沸騰を急激に超える温度上昇により気泡を生成
し、前記オリフィスより該気泡を外気と連通させるとと
もに、前記オリフィス近傍のインクの少なくとも一部を
吐出させることを特徴とするインク滴噴射記録方法を提
供するもので有る。

【００１３】本発明によれば、発熱抵抗部が形成した気
泡の連通方向への適正な成長を確実にし、気泡を外気と
連通する状態を安定せしめ、画質を保証できる。

【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に上記連通時にインク路は上
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バブルの吐出部
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バブル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バブル
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。

【００１５】

【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。

【００１６】ヒーターに生起したバブルをオリフィスよ
り外気と連通させてインクを吐出させるためには、ヒー
ターの大きさ、オリフィスとヒーター間距離、ノズル
幅、ノズル長さ、オリフィスの大きさ等の条件を考慮し
て適当に設定すればよい。

【００１７】特に、ヒーターにて生起したバブルを効率
良く勝つ安定にオリフィスより外気と連通させ、かつ本
発明の記録方法の特徴の一つである吐出する液滴の体積
を一定にするためには、前記した諸条件のなかでも、ノ
ズルがオリフィスと反対側の端で連結するインク供給源
いわゆる共通液室とノズルの接続部分から前記熱エネル
ギー発生手段の重心までのノズル長さｌn 、前記ヒータ
ーのインク供給方向長さｌの関係が、ｌn ／ｌ≧0.55を
満たすように構成すればよい。このとき、ノズル内のヒ
ーター配置箇所に複数のノズルによってインクが供給さ
れる場合は、それぞれのノズルの共通液室からのインク
供給経路長さの最小値をｌn に選べばよい。上記関係式
を満たさない場合は、ヒーターで生起したバブルを効率
よく安定にオリフィスより外気に連通させてインクを吐
出させることが困難である。すなわち、この場合、ヒー
ターと共通液室間の流路抵抗に対し、ヒーターとオリフ
ィス間の流路抵抗が相対的に大きくなるために、バブル
がオリフィスの方向へ成長しにくい。したがってバブル
がオリフィスより外気と連通したとしても、オリフィス
とヒーターとの間にインクが残りやすく空気を抱き込ん
で固定泡となり不吐出となったり、吐出はしても液滴の
体積がばらつくなどの不具合がある。

【００１８】上記関係式においてより好ましい範囲は、
1.0 ≦ｌn ／ｌであって、この範囲であれば効率よくか
つ安定にバブルをオリフィスより外気と連通させて液滴
を吐出することができる。上記関係式においてさらに好
ましい範囲は、1.5 ≦ｌn ／ｌ≦50であって、この範囲
であれば効率よくかつ安定にバブルをオリフィスより外
気と連通させて液滴を連続的に吐出することができ、か
つオリフィス近傍には実質的にインク残りもなく液滴の
体積を常に安定させることができる。

【００１９】（実施例１）図１に示す形状のインクジェ
ットヘッドを用いてインクを吐出した。ノズル形成に
は、基板１上に２種類の感光性樹脂をかされてラミネー
トし、それぞれ所定のパターンを別々に露光しノズル壁
７とオリフィスプレート６を形成する方法を用いた。本
実施例では、オリフィス径φ2 ＝40μｍ、ヒーターのイ
ンク供給方向長さｌx ＝40μｍ、ヒーターのインク供給
方向の直交方向長さｌy ＝40μｍ、ヒーター重心すなわ
ち中心点から共通液室９までのノズル長さｌn ＝60μｍ
とし、ヒーターに幅３．０μｓｅｃ、電圧7.0 ｖのパル
ス電圧を印加し吐出を試みた。すなわち本実施例ではｌ
n ／ｌx ＝1.5 である。この結果、バブルがオリフィス
より外気と連通するモードで液滴の吐出ができた。この
状態で駆動周波数2.0KHzにて被記録材に対して連続吐出
を行ったところ、ほぼ同じ大きさのドットが安定に得ら
れ、液滴の体積がほぼ一定であることが確認できた。(
表１ NO.5 ）

【００２０】（実施例２）図１の主要寸法をそれぞれ表
１（単位は長さがμｍ、面積がμｍ² ）のように設定
し、バブルがオリフィスより外気と連通する状態、およ
び液滴の吐出状態を調べた。この結果、ヒーターのイン
ク供給方向長さｌx 、ノズル長さｌn の間の値ｌn ／ｌ
x についての規則性を確認した。すなわち、ｌn ／ｌx
≦0.5 のときヒーター上に発生したバブルは共通液室方
向に成長してしまい、インクの安定な吐出はできなかっ
た。またｌn ／ｌx ＝0.55ではインクが吐出できその吐
出量（重量変化により換算）もほぼ一定にすることがで
きたが、連続吐出時による被記録材上のドット形成を行
ったところ、画像品位を大きく損なうほどではないが、
ときどき各ドットの大きさが変化することが確認され
た。

【００２１】さらにｌn ／ｌx ≧1.3 の範囲では、バブ
ルがオリフィスより外気と連通して吐出し、インクの吐
出量もほぼ一定でありかつ連続吐出時にも安定なインク
の吐出ができた。したがって、バブルがオリフィスより
外気と連通し良好な画像を得ることのできるｌn ／ｌの
下限値は0.55程度であり、より好ましい範囲は1.3 以上
と考えられる。また、本実験上は上限として仮定したｌ
n ／ｌ≦75.0の範囲まで本発明の方法による吐出を試
み、ｌn ／ｌの上限値については75.0までは上記の効果
が再現されることを確認した。

【００２２】ゆえに、バブルがオリフィスより外気に連
通しインクを吐出し良好な画像が得られかつより安定な
吐出が得られる範囲はｌn ／ｌ≧0.55であり、実用的な
好ましい範囲は1.3 ≦ｌn ／ｌ≦75.0であることがわか
った。

【００２３】

【表１】

【００２４】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。

【００２５】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。

【００２６】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。

【００２７】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。

【００２８】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。

【００２９】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。

【００３０】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。

【００３１】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。

【００３２】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。

【００３３】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。

【００３４】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。

【００３５】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。

【００３６】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。

【００３７】（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。

【００３８】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。

【００３９】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。

【００４０】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。

【００４１】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。

【００４２】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。

【００４３】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。

【００４４】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。

【００４５】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。

【００４６】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。

【００４７】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。

【００４８】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。

【００４９】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。

【００５０】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。

【００５１】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。

【００５２】すなわち、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。

【００５３】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。

【００５４】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。

【００５５】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。

【００５６】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。

【００５７】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。

【００５８】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。

【００５９】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以
上の操作は不要である。

【００６０】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。

【００６１】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。

【００６２】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。

【００６３】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。

【００６４】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。

【００６５】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。

【００６６】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。

【００６７】以下、図面を参照しながら本発明を詳細に
説明する。

【００６８】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。

【００６９】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。

【００７０】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。

【００７１】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。

【００７２】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。

【００７３】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。

【００７４】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。

【００７５】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。

【００７６】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。

【００７７】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。

【００７８】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。

【００７９】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。

【００８０】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。

【００８１】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。

【００８２】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。

【００８３】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。

【００８４】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。

【００８５】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。

【００８６】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。

【００８７】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。

【００８８】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。

【００８９】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。

【００９０】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。

【００９１】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。

【００９２】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。

【００９３】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。

【００９４】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。

【００９５】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。

【００９６】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以
上の操作は不要である。

【００９７】

【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、インク供給源の連通部から前記熱エネ
ルギー発生手段の重心までのノズル長さをｌn 、前記熱
エネルギー発生手段のインク供給方向長さをｌとしたと
き、ｌn ／ｌ≧0.55を満たすことによって、環境等で気
泡の形成が変化しても適正なインク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。

【００９８】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 (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 インク供給源からインクの供給をうける
   ために該供給源に連通しているノズルと、ノズル内のイ
   ンクに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させるための熱エネルギー発生手
   段と、前記熱エネルギー供給手段に対向して設けられ、
   前記インクの一部を吐出させるためのオリフィスとを備
   え、前記供給源の連通部から前記熱エネルギー発生手段
   の重心までのノズル長さをｌn 、前記熱エネルギー発生
   手段のインク供給方向長さをｌとしたとき、ｌn ／ｌ≧
   0.55を満たすことを特徴とするインク滴噴射記録ヘッ
   ド。
2. 【請求項２】 インク供給源からインクの供給をうける
   ために該供給源に連通しているノズルと、ノズル内のイ
   ンクに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させるための熱エネルギー発生手
   段と、前記熱エネルギー供給手段に対向して設けられ、
   前記インクの一部を吐出させるためのオリフィスとを備
   え、前記供給源連通部からから前記熱エネルギー発生手
   段の重心までのノズル長さｌn 、前記熱エネルギー発生
   手段のインク供給方向長さｌとしたとき、ｌn ／ｌ≧0.
   55を満たすことを特徴とするインク滴噴射記録ヘッドを
   用い、前記熱エネルギー発生手段により前記インクに熱
   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
   り気泡を生成し、前記オリフィスより該気泡を外気と連
   通させるとともに、前記オリフィス近傍のインクの少な
   くとも一部を吐出させることを特徴とするインク滴噴射
   記録方法。
3. 【請求項３】 上記連通時にインク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２に記載のインク
   滴噴射記録方法。
4. 【請求項４】 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２または請求項３に記載のインク滴噴射記録方法。
5. 【請求項５】 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２乃至請求項４いずれか
   に記載のインク滴噴射記録方法。
6. 【請求項６】 上記平面発熱部の吐出部側端部とのバブ
   ル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バブルの吐出部とは反対
   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
   れたバブルを吐出部より外気と連通させる請求項２乃至
   請求項５いずれかに記載のインク滴噴射記録方法。