JPH06305143A - 液体吐出方法、液体吐出ユニットおよびインクジェット記録装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 熱エネルギーによる気泡の生成によって液体
を吐出する吐出方法において、発泡の効率化および熱エ
ネルギーの吐出媒体に対する影響の排除を図る。 【構成】 吐出媒体１１０３と発泡媒体１１０４とをそ
れぞれの目的に適した異なる性質の媒体で構成し、これ
らを、液路１１０１において界面１１０５を介して分離
した状態で保持する。吐出動作に伴なって移動する界面
１１０５の位置を、液路１１１１，１１１２および流路
１１１３，１１１４を流れる媒体流によって制御し、気
泡生成時には常に発熱素子１１０２より前方にあるよう
にする。これにより、気泡生成は、発泡媒体１１０４に
おいてのみ行われる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、液体吐出方法、該方法
を用いた液体吐出ヘッドおよびインクジェット記録装置
に関し、詳しくは、熱エネルギーの作用によって発生す
る気泡により液体を吐出する方法、該方法を用いた液体
吐出ユニットおよびインクジェット記録装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】液体吐出方式を用いる分野として、イン
クジェット記録ヘッドやこれを用いたインクジェット記
録装置が広く知られている。インクジェット記録方式
は、種々の記録方式の中でも低騒音，低消費電力等を特
徴とするものである。

【０００３】このインクジェット記録方式の代表的なも
のとして、圧電素子を用いる方式および熱エネルギーを
利用する方式が知られている。

【０００４】圧電素子を用いる方式は、圧電素子の振動
をインクに伝えることにより吐出を行う方式である。例
えば特公昭５１−３９４９５号公報に示されるごとく、
貯液槽とオリフィスと（吐出口）の間の導管に電気音響
変換器を取付け、この変換器に電気パルスを与えてイン
クを吐出する方式や、特公昭５３−４５６９８号公報に
示されるごとく、液室が二室に分かれており、そのうち
の内室に圧電素子を用いた圧力発生手段が連絡し、外室
に吐出口が形成され、圧力発生手段により内室の圧力を
増加させることで吐出を行う方式等が知られている。

【０００５】しかし、上記方式は、圧電素子や導管のサ
イズの極小化に限界があるため、記録画像の分解能に相
対的な高密度化が困難であるという課題を有している。

【０００６】これに対し、発熱ヒータが発生する熱エネ
ルギーをインクに付与して気泡を生成し、生成時の圧力
でインクの吐出を行う方式は記録ヘッドを半導体プロセ
スで製作することができ高密度化が可能である等の利点
を有する。

【０００７】しかし、このような熱エネルギーを利用す
る吐出方式にも以下に示すような各観点で改善すべき課
題が存在することが従来より知られ、また、これを解決
すべき種々の提案がなされている。

【０００８】１）発熱ヒータ上の析出物 発熱ヒータによりインクを直接加熱するため、インク中
に不純物として多量の多価金属イオンが混入されていた
り、色材として使用する染料の耐熱温度が低い場合に
は、発熱ヒータ上に異物が析出することがある。このよ
うな場合には、精製によりインク中の多価金属イオンを
取り除く必要があり、また、耐熱性の高い染料を使用し
なければならない。このため、インクについて、余分な
処理を必要としたり、染料選択の幅が限られているとい
った課題が存在する場合がある。

【０００９】このような課題を解決するため、例えば特
公昭６１−５８３１２号公報に示されるように、供給源
から吐出口に導いた被加熱液体を記録信号により加熱気
化し吐出させるとともに、吐出流の流速に対応した負圧
で吐出口近傍に導いた記録用液体を吸引して吐出口から
液滴として吐出させる方式が知られている。この方式に
よれば、低沸点の液体を被加熱液体として用いることが
できるので、省電力化できるとともに記録用液体を直接
加熱しないため、インクの変質を防止できるとしてい
る。

【００１０】２）記録画像の印字品位および記録媒体の
定着性 水系インクを用いる場合には、インク中の水分が蒸発し
てインクの組成が変化すると、粘度が増加し吐出不良を
発生させることがある。これを改善する手段として、ジ
エチレングリコール，グリセリン等の低蒸気圧溶剤をイ
ンク中に添加する方法が一般的にとられている。しか
し、このような溶剤の添加量の増加に伴なって、コピー
用紙等のいわゆる普通紙に印字した場合の印字品位が低
下する（記録ドットのにじみ）といった問題が発生す
る。

【００１１】また、水系インクを用いてコピー用紙等の
いわゆる普通紙に記録した場合、その普通紙の種類によ
っては、吐出されたインクが紙の繊維内部に浸透するま
でに時間を要し、定着時間が比較的長くなり、場合によ
っては、排紙等に伴なってプリンタのカバー等で印字が
擦れて汚れたり、ユーザーの手等をインクで汚す場合が
あるといった定着性の問題を生じる。

【００１２】この問題に対して、表面張力等、インクの
物性を調整して浸透を促進させることでこのような問題
を解決することが考えられるが、記録ドットがにじんだ
り、印字物の濃度を低下させるなどの問題を生じること
があった。このうち、印字物のにじみに関しては、イン
ク中に樹脂等のバインダ類を添加してにじみの発生を抑
える手段が考慮されるが、その効果が認められる程度の
量を添加すると、インク粘度の増大を招き、その結果吐
出特性に影響を与えたり、場合によっては不吐出になっ
たりすることがある。

【００１３】以上のような印字品位および定着性の問題
に関しては、本願人が特願平３−２４９２１７号におい
て提案した常温で固体のインクを用いることで改善する
ことができる。

【００１４】３）記録に必要なエネルギー 従来の熱エネルギーを用いる記録方法では、１ドットを
記録するのに数μＪから１０μＪ程度のエネルギーを必
要とする。また、１つの液滴を吐出させるために数１０
０ｍＡの電流を必要とする。このような電流値等の大き
さは電源等の仕様に関与し、電流値が小さければ小さい
ほど程記録装置のコストやサイズを低下させることがで
きる。従って、吐出に要するエネルギーや電流値の減少
は、記録装置のコンパクト化や低コスト化にとって有利
となる。

【００１５】記録液の吐出に必要なエネルギーを減少さ
せるための工夫としては、例えば、特開平４−１０７１
４８号公報において示されるように、記録液中に含まれ
る水分を電気分解し、水素と酸素の合成気体を瞬間的に
燃焼させて水蒸気からなる気泡を発生させ、この気泡の
体積膨張により吐出する方法が知られている。

【００１６】

【発明が解決しようとする課題】以上挙げた各観点につ
いての問題を解決するための提案については、しかしな
がら、さらに以下に示すような課題がある。

【００１７】１）特公昭６１−５８３１２号公報による
記録方法において、被加熱液体の流速によって定まる負
圧によって記録用液体を吸引するため、流速が変化する
と、吸引量も変化し、ひいては吐出する記録用液体の量
が変化して画像の濃度が変化することがある。また、被
加熱液体が加熱気化して記録用液体とともに吐出される
ため、記録紙上でにじみが生じ、画像品位が落ちる場合
がある。

【００１８】２）特願平３−２４９２１７号において提
案した常温で固体のインクを用いる方法においては、通
常良く知られている常温で固体のパラフィンワックス，
カルナバワックス，キャンデリラワックス等の多くのワ
ックス類が熱エネルギーを吐出エネルギーへと変換する
特性に劣り単独では使用することができないため、上記
変換特性を促進するような媒体との併用が必要であり、
そのような固体インクについての新たな技術開発が必要
となる。

【００１９】３）特開平４−１０７１４８号公報に示す
水素と酸素の混合気体の燃焼により熱エネルギーを得る
方法では、発泡媒体と記録媒体は同一のものであるた
め、色材が酸性染料，直接染料、あるいは塩基性染料等
の一般的な水溶性染料である場合は、電気分解に用いる
陽極または陰極に染料自体が析出し、これが電極上に付
着して電気分解が行われなくなるという問題を有してい
る。

【００２０】本発明は、上記の各課題に鑑みてなされた
ものであり、その目的は定着性と品位の優れた画像を得
ることができる液体吐出方法，液体吐出ユニットおよび
インクジェット記録装置を提供することにある。

【００２１】本発明の他の目的は、発熱ヒータ上の析出
物を生じさせず、長期に安定した記録を行うことができ
る液体吐出方法，液体吐出ユニットおよびインクジェッ
ト記録装置を提供することにある。

【００２２】本発明のさらに他の目的は、できる限り少
ないエネルギーで液体を吐出できる液体吐出方法，液体
吐出ユニットおよびインクジェット記録装置を提供する
ことにある。

【００２３】

【課題を解決するための手段】そのために本発明では、
熱エネルギーによる気泡の生成によって液体を吐出する
ための液体吐出方法において、前記液体として吐出され
る吐出媒体と前記気泡の発泡の媒体となる発泡媒体と
を、当該２つの相が実質的に分離した状態で用意し、前
記発泡媒体に熱エネルギーを付与して気泡を生成し、当
該気泡の生成によって生じる圧力を前記吐出媒体に作用
させて当該吐出媒体を吐出させる、各ステップを有した
ことを特徴とする。

【００２４】また、熱エネルギーによる気泡の生成によ
って液体を吐出するための液体吐出ユニットにおいて、
前記液体として吐出される吐出媒体と前記気泡の発泡の
媒体となる発泡媒体とを、当該２つの相が実質的に分離
した状態で保持するための液路と、前記発泡媒体に熱エ
ネルギーを付与して気泡を生成し、当該気泡の生成によ
って生じる圧力を前記吐出媒体に作用させて当該吐出媒
体を吐出させるための熱エネルギー付与手段と、を具え
たことを特徴とする。

【００２５】より好適には、熱エネルギーによる気泡の
生成によって液体を吐出するための液体吐出ユニットに
おいて、前記気泡の発泡の媒体となる発泡媒体を保持す
る液路と、該液路に保持される発泡媒体に熱エネルギー
を付与し当該発泡媒体中に気泡を生成させるための熱エ
ネルギー付与手段と、前記液体として吐出される吐出媒
体を、少なくとも前記熱エネルギー付与手段が当該付与
を行うときに前記液路に保持させる吐出媒体供給手段
と、該吐出媒体供給手段により前記液路が保持する前記
吐出媒体の量を定める媒体量制御手段と、を具え、前記
熱エネルギーの付与によって当該発泡媒体中に生成する
気泡の圧力によって前記吐出媒体を吐出させることを特
徴とする。

【００２６】さらに、熱エネルギーによる気泡の生成に
よって液体を吐出し、当該吐出液体により被記録材に記
録を行う液体噴射記録装置において、前記気泡の発泡の
媒体となる発泡媒体を保持する液路と、該液路に保持さ
れる発泡媒体に熱エネルギーを付与し当該発泡媒体中に
気泡を生成させるための熱エネルギー付与手段と、前記
液体として吐出される吐出媒体を、少なくとも前記熱エ
ネルギー付与手段が当該付与を行うときに前記液路に保
持させる吐出媒体供給手段と、該吐出媒体供給手段によ
り前記液路が保持する前記吐出媒体の量を定める媒体量
制御手段と、を具え、前記熱エネルギーの付与によって
当該発泡媒体中に生成する気泡の圧力によって前記吐出
媒体を吐出させることを特徴とする。

【００２７】

【作用】以上の構成によれば、発泡のための媒体と吐
出媒体（記録媒体）とを分離し、発泡媒体と吐出媒体
とは液路内で直に接して界面を形成し、発泡媒体中に
発生する気泡の圧力を液路内の発泡媒体および上記界面
を介して吐出媒体に伝えるとともに、液体吐出ヘッド
内で発泡媒体と直に接する部分の吐出媒体の量、好まし
くは、上記界面の位置を制御でき、さらに吐出オリフ
ィスから吐出媒体のみを吐出させることができる。これ
により比較的安定した吐出が可能となる。

【００２８】さらに詳しく述べれば、特に、上記，
の作用によって、吐出のための気泡の発生および成長
を、専ら発泡効率の高い発泡媒体において行うことがで
きるため、エネルギー損失の少ない状態で、熱エネルギ
ーから発泡エネルギーへの変換および気泡圧力の吐出媒
体への伝達を行うことができる。

【００２９】また、特に、上記，の作用によって、
前述のように特公昭６１−５８３１２号公報で示される
構成によっては不可能であった、吐出媒体量の安定化を
達成できる。

【００３０】さらに、上記の作用によって、吐出媒体
の増粘特性等を考慮せずに、発泡媒体、すなわち被加熱
媒体として低沸点の溶媒を用いることができ、これによ
り省電力化できるとともに、インク変質を防止できる。

【００３１】加えて、液路内の吐出媒体の量を制御する
手段を有することにより、吐出される吐出媒体の量を一
定にすることができる。

【００３２】さらに、上記の作用により、専ら被記録
材における記録媒体（吐出媒体）の浸透性等を考慮して
記録媒体を選択できるため、記録画像のにじみ，記録媒
体の飛び散り等のない鮮明でかつ定着性に優れた記録画
像を得ることができる。

【００３３】さらに加えて、固体インク等を吐出媒体と
して用い、熱エネルギーを吐出エネルギーに変換する特
性に優れた別の発泡媒体を用いることも可能なので、固
体インクの定着性に関する利点を有効に発揮できる。

【００３４】さらに加えて、吐出媒体が発泡する必要が
ないので、記録媒体として蒸発しにくい媒体を選ぶ自由
度が増し、粘度増加による吐出不良を有効に防止でき
る。

【００３５】上記の作用を奏するために、以下の各実
施例で示す如く、ａ）発泡媒体および／または吐出媒体
の流れによる界面位置制御、ｂ）発泡媒体および吐出媒
体の供給圧の制御、ｃ）ぬれ姓の違いによる制御、ｄ）
圧電素子の振動による制御、ｅ）記録動作中に発泡媒体
の供給手段を閉じる制御等を用いることができる。

【００３６】

【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細
に説明する。

【００３７】発泡媒体および吐出媒体（記録媒体） 最初に、本発明の実施例で用いることが可能な発泡媒体
および吐出媒体について説明する。本発明では発泡媒体
および吐出媒体の２種類の液媒体を用いるが、それらの
媒体の特徴を以下に説明する。

【００３８】本発明で用いる発泡媒体とは、染料，顔料
等のいわゆる色材を含まず、吐出ヘッド内に配置され上
記熱エネルギー作用部１を構成する例えば電気熱変換素
子による熱エネルギーの付与によって急激な体積の増大
を伴なう状態変化を起こし、この状態変化に基づく発泡
力をヘッド先端部側に位置する吐出媒体に作用するもの
である。このような熱エネルギーを発泡エネルギーへと
変換する媒体として、水、メチルアルコール、エチルア
ルコール、イソプロピルアルコール、ｎ−プロピルアル
コール、２−ブチルアルコール等のアルコール類、エチ
レングリコール、ジエチレングリコール、プロピレング
リコール、１，３−プロパンジオール、ヘキサントリオ
ール、トリメチロールプロパン等の多価アルコール類、
２−ピロリドン、Ｎ−メチル−２−ピロリドン、γブチ
ロラクトン、ホルムアミド、アセトアミド、Ｎ−メチル
プロピオンアミド等の含窒素化合物、プロピレンカーボ
ネート、エチレンカーボネート等の環状エーテル化合
物、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、エチレ
ングリコールモノエチルエーテル、ジプロピレングリコ
ールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノフェ
ニルエーテル、トリエチレングリコールモノメチルエー
テル等のグリコールエーテル類等を好ましく用いること
ができる。

【００３９】ここに挙げた以外の物質でも、熱エネルギ
ーの付与によって得られる発泡パワーの大きな物質は本
発明の発泡媒体の構成成分として用いることができる。
特に、双極子モーメントの大きな物質、好ましい範囲と
しては、１．０Ｄ以上、さらに好ましくは１．４Ｄ以上
のもの、あるいは、蒸気圧の高い物質、好ましい範囲と
しては、常温（２５℃）における値が５ｍｍＨｇ以上、
さらに好ましくは１０ｍｍＨｇ以上のものは熱エネルギ
ーを発泡エネルギーへと変換する機能に優れ、好ましい
ものである。

【００４０】これら発泡成分として用いられる物質は、
単独もしくは数種類のものを混合して用いることができ
る。また、エチレンカーボネート、アセトアミドのよう
に常温で固体の物質も液体物質との併用、または吐出ヘ
ッドの加熱等の手段により液体物質と同様に使用するこ
とができる。

【００４１】このような発泡パワーの大きな物質を少な
くとも１種類含有して作成した発泡媒体の好ましい処方
例を以下に示す。

【００４２】 （処方例１−１） 純水 ７０％ ジエチレングリコール ３０％ （処方例１−２） エチレンカーボネート ９０％ 純水 １０％ （処方例１−３） プロピレンカーボネート ３０％ １−ブチルアルコール ７０％ （処方例１−４） エチレングリコール ３０％ エチレンカーボネート ５０％ 純水 ２０％ （処方例１−５） プロピレンカーボネート ７０％ エチルアルコール ３０％ （処方例１−６） アセトアミド ４０％ エチレンカーボネート ５０％ １，３−プロパンジオール １０％ （処方例１−７） ラウリン酸 ３０％ ｎ−ペンチルアルコール ７０％ （処方例１−８） 純水 １００％ 次に、本発明で用いられるもう一つの液媒体、すなわち
吐出媒体について説明する。

【００４３】本発明の吐出媒体は、以下の各実施例で示
すように、記録装置における記録液（インク）であり、
染料，顔料等の色材を含有し、被記録材上に付着して画
像形成に用いられる。

【００４４】本発明では、この色材を含有する吐出媒体
（記録媒体）を発泡させる必要がなく、従って前述の発
泡媒体の選択および駆動方法（パルス電圧の印加方法）
の最適化等と、記録媒体の定着性、印字品位等とをそれ
ぞれ独立に考慮することができ、例えばヘッド駆動等の
吐出特性の面で問題のあった記録媒体でも吐出ヘッドよ
り吐出させて良好な記録画像を形成することが可能とな
る。

【００４５】本発明で好ましく使用される記録媒体とし
ての処方例としては、以下のものを挙げることができ
る。

【００４６】 （処方例２−１） Ｃ．Ｉ．ソルバント ブラック ３ １０％ カルナバワックス ７０％ ラウリン酸 ２０％ （処方例２−２） Ｃ．Ｉ．ソルバント ブラック ３ ８％ キャンデリラワックス ６８％ １−オクタノール ２４％ （処方例２−３） カーボンブラック ９％ 紺青 ３％ ギルソナイト・鉱油ワニス １２％ 石油樹脂ワニス ９％ 鉱油 ６７％ （処方例２−４） Ｃ．Ｉ．ピグメント レッド １２２ １０％ 炭酸カルシウム １１％ ニトロセルロース ８％ マレイン酸樹脂 １５％ フタル酸ジオククチル ３％ イソプロピルアルコール ４０％ 酢酸エチル １０％ トルエン ５％ ポリエチレンワックス １％ （処方例２−５） Ｃ．Ｉ．フード ブラック ２ ５％ ジエチレングリコール １８％ エチルアルコール ６％ ヘキサグリセリルジステアレート ０．３％ 純水 ７０．７％ 上記の処方例のうち、処方例２−１および２−２は常温
で固体であるため、記録ヘドに設けられた所定の加熱ヒ
ータにより液化して吐出させる必要があるが、被記録材
上で液体から固体への相変化が瞬時に進行するため、印
字品位、定着性ともに良好であり好ましい。

【００４７】処方例２−３，２−４は常温で液体である
ため、記録媒体の定着、乾燥は主に被記録材への浸透に
より進行する。そのため、被記録材としては紙等の吸収
性のあるものが好ましい。

【００４８】上記の他にも、以下に示した手段により定
着性を改善した記録媒体を本発明の記録媒体として使用
することができる。

【００４９】・紫外線硬化型インク 紫外線照射によって起こるビヒクルの重合反応によって
定着するインク ・赤外線乾燥型インク 赤外線照射によって被記録材上で高粘度成分、低粘度成
分の分離が生じ、その結果低粘度成分が選択的に被記録
材中に浸透して定着が完了するインク ・電子線硬化型（ＥＢ）インク 高エネルギーの電子線照射によって瞬時に硬化、乾燥す
るインク・スチーム（モイスチャー）セット型インク ・スチーム（モイスチャー）セット型インク 印字後、水蒸気を吹きかけることで樹脂が析出、沈殿し
定着するインク 本発明の吐出方法は、吐出ヘッド中で発泡媒体と吐出媒
体とが接する箇所があり、そこで界面が形成されるた
め、両媒体が互いに混じりあず、実質上不溶であること
が望ましい。このような条件を満たすには、発泡媒体と
吐出媒体との間の界面張力が１０ｄｙｎｅ／ｃｍ以上、
好ましくは１５ｄｙｎｅ／ｃｍ以上になるよう、各媒体
を選択するのが好ましい。

【００５０】（実施例１）図１および図２は本発明の第
１の実施例を表す図であり、図１は本発明の実施例１に
おける記録ヘッドの模式的断面図、図２（Ａ）〜（Ｄ）
はインク吐出の状態を説明するための記録ヘッドの模式
的断面図である。

【００５１】図１において、液路９１０１は吐出方向に
延在し、その先端に吐出口（オリフィス）９１０６を開
口している。液路９１０１は図１の紙面と垂直方向に複
数形成されている。発熱素子（電気熱変換素子）９１０
２は抵抗体等により形成され液路９１０１の底部に設け
られる。インク９１０３は吐出されて被記録材に着弾し
画像や文字等を形成するための記録媒体（吐出媒体）で
あり、液路の前方に充填されている。発熱媒体９１０４
は発熱素子９１０２による加熱により容易に発泡を生じ
る液体であり、液路の後方に充填されている。上記２つ
の発泡媒体９１０４および記録媒体９１０３は発熱素子
９１０２の前方で界面９１０５を形成する。

【００５２】記録媒体９１０３は供給液路９１１１を介
して液路９１０１に供給され、また、流路９１１２を介
して流出できる。同様に、発泡媒体９１０４は供給液路
９１１３を介して液路９１０１に供給され、また、流路
９１１４を介して流出できる。

【００５３】本例の記録ヘッドは、シリコンウェハの基
板上に発熱抵抗体および発熱抵抗体への配線パターン
（不図示）等を形成し、さらに保護膜等を形成し、これ
らにより発熱素子９１０２が形成される。また、樹脂等
により、液路９１０１、供給路９１１１，９１１３およ
び流路９１１２，９１１４が形成される。記録媒体供給
流路９１１１および発泡媒体供給流路９１１３は各々の
供給タンク（不図示）に通じており、これらを介して媒
体９１０３および９１０４がそれぞれ液路９１０１に供
給される。同様に、記録媒体流路９１１２および発泡媒
体流路９１１４は、上記各々の供給タンクに通じてお
り、これにより、それぞれの媒体９１０３および９１０
４が循環される。

【００５４】ここで、記録媒体９１０３は例えば上記で
示した処方例２−１であり、被記録材に着弾したときに
形成される画像や文字などが、その品位や、耐候性およ
び耐水性等すなわち画像の堅牢性に優れたものが選択さ
れている。また、発泡媒体９１０４は例えば上記で示し
た処方例１−１であり、記録ヘッドの液路９１０１内で
発熱素子９１０２の温度上昇によって容易に発泡現象が
引き起こされる媒体であって、常に安定した発泡を生
じ、かつ発泡後の消泡時の衝撃が小さく、衝撃による発
熱素子の破損を防止でき、さらに不純物による発熱素子
のこげを起こさないような媒体が選択される。また、発
泡媒体９１０４は記録媒体９１０３とは異なり染料など
を含んでおらず透明である。

【００５５】以上のように、いずれの媒体も各々の機能
に適したものが選択されている。

【００５６】上記２つの記録媒体９１０３および発泡媒
体９１０４は、液路９１０１内において界面９１０５を
形成し、その界面９１０５での界面張力は１０ｄｙｎｅ
／ｃｍ以上に保たれる。記録媒体流路９１１２および発
泡媒体流路９１１４から、各々循環される各媒体は記録
ヘッド内で一時的に混合することもあるが他の流路や供
給タンクが個々に設けられそれぞれの媒体は分離した状
態にある。

【００５７】次に、図２（Ａ）〜（Ｄ）を参照して、本
例の記録ヘッドにおける一連の吐出動作を説明する。

【００５８】図２（Ａ）は発熱の直前の状態を示し、こ
のとき、発熱素子９１０２には電気パルスは印加されて
いない。ここで両媒体の界面９１０５は流路９１１１，
９１１２と流路９１１３，９１１４との間に位置してい
る。ここで、発熱素子９１０２に発泡が必要なパルスが
印加される。この印加パルスは、発熱素子９１０２の温
度上昇が発泡に必要なエネルギーを供給できるものであ
り、電圧とそのパルス幅等で規定することができる。な
お、発泡に必要なエネルギーを効率よく発生させる方法
として、発泡の前に発泡しない程度のプレパルスを加え
る方法もある。

【００５９】こうして発熱素子９１０２に発泡に必要な
電気エネルギーを有するパルスが印加されると、図２
（Ｂ）に示すように、発泡媒体９１０４の発熱素子９１
０２に接している部分より沸騰現象が生じてその気泡が
成長し、同時に、この気泡の成長に伴ない記録媒体９１
０３のメニスカスは吐出口９１０６の前方に突出する。
ここで両媒体の界面は発泡に伴ない前方に移動し、図に
示すように流路９１１１，９１１２よりも前方に位置す
る。

【００６０】次に、図２（Ｃ）に示すごとく、パルスの
印加が終了するとともに発泡した気泡は消泡する。この
消泡に伴なって突出していた記録媒体９１０３は、２つ
に分離し前方の部分は記録インク液滴９２０１となって
前方に飛翔する。また、分離した他方の記録媒体９１０
３は消泡時の負圧によりその、メニスカスが液路内部後
方に後退する。また、界面９１０５は、メニスカスの後
退とともに液路内部後方に後退し、図２（Ａ）に示すの
と同様両媒体の流路の間に位置する。

【００６１】次に、この図２（Ｃ）に示す状態から、記
録媒体９１０３がリフィルされてメニスカスは液路先端
の吐出口９１０６の近傍へ移動する。この移動は、液路
９１０１の先端近傍の毛管力によって行われ、このとき
メニスカスが液路先端の吐出口近傍に安定的に位置でき
るよう、供給タンクの圧力は多少の負圧になるように設
定されている。すなわち、図２（Ｃ）に示す状態から
は、自然と記録媒体９１０３および発泡媒体９１０４の
両方が各流路より供給されることになる。しかしなが
ら、この状態で液路内部は各媒体でリフィルされている
が両媒体の界面の位置は不定な状態にある。

【００６２】そこで、図２（Ｄ）の矢印で示すごとく、
各媒体供給流路９１１１および９１１３からそれぞれ流
路９１１２および９１１４に向う各媒体の流れを作り出
す。これにより両媒体の界面を両流路の間に位置するよ
うに制御する。この流れによる制御は、始めに記録媒体
の流路から加圧を行い、多少遅れて発泡媒体の流路を加
圧することにより行われる。なお、これらの加圧は例え
ば供給タンクから吐出ヘッドに配設される各供給流路の
途中に設けられるポンプ等、公知の手段によって行うこ
とができる。この流れ制御によって図２（Ａ）に示す状
態に戻り再び吐出が可能な状態となる。

【００６３】上記図２（Ａ）から（Ｄ）の動作を繰り返
すことにより、被記録材上に対して吐出を行うことによ
り画素を形成していく。

【００６４】ところで上記説明においては、図２（Ｃ）
の状態でインクタンクの負圧によるリフィルを行ってか
ら加圧媒体流による両媒体界面の位置制御を行ったが、
吐出が行われた直後、すなわち、電気パルス印加終了後
直ちに加圧による制御を行っても、同様の効果が得られ
ることはいうまでもない。また、記録媒体が染料等を含
んでおり不透明であるのに対して発泡媒体は透明である
ので、例えば両流路９１１２および９１１４の先に光セ
ンサを設け、これを検知する光量によっていずれの媒体
があるのかを知ることができ、これにより界面位置の制
御がより安定したものとなる。

【００６５】上記構成では、記録媒体９１０３および発
泡媒体９１０４を液体の流れによって界面の位置を制御
することにより、発泡は常に発泡媒体の内部において起
こり、かつ吐出されるのは常に記録媒体となる。

【００６６】（実施例１の変形例１）図３は上記実施例
１の第１の変形例を示す記録ヘッドの模式的断面図であ
る。図１，図２で示した要素と同様の要素には同一の番
号を付し実施例１と相違する部分についてのみ説明す
る。

【００６７】図３に示すように、本例では、実施例１に
示す構成から発泡媒体供給流路９１１３および９１１４
が除かれ、発泡媒体９１０４は液路９１０１の後方より
供給される。また、本実施例において記録媒体９１０３
および発泡媒体９１０４は上記実施例１で示したものと
同じものを用いる。

【００６８】本実施例では記録媒体９１０３で吐出した
後、液路９１０１の後方および記録媒体流路９１１１，
９１１２よりリフィルが行われるが、吐出直後のメニス
カスが後退している間に、すなわち、両媒体の界面が記
録媒体流路より後方に位置している間に、記録媒体供給
流路より記録媒体９１０３に加圧を行い流れを作り出
し、この流れで両媒体の界面の位置を制御する。なお、
本実施例においても上記実施例１と同様に、記録媒体流
路９１１２の先に光センサなどを設けておくことにより
界面の制御が適切に行われているか否かの確認が可能で
ある。

【００６９】（実施例１の変形例２）図４は実施例１の
第２変形例を示す記録ヘッドの模式的断面図である。

【００７０】本実施例では、発熱素子９１０２が、吐出
口９１０６に対向する位置に設けられており、その他は
上記実施例１と同様の構造である。また、本実施例にお
いて記録媒体９１０３および発泡媒体９１０４も実施例
１で用いられたものと同じものを用いる。なお、本例の
記録ヘッドは、図に示す構造が同図に対して垂直方向に
複数繰返される構成である。

【００７１】（実施例１の変形例３）図５は上記変形例
１のさらに変形例を示す記録ヘッドの模式的断面図であ
る。

【００７２】本実施例においても、図４の実施例同様発
熱素子９１０２は吐出口９１０６に対向する位置に設け
られており、その他は変形例１と同様の構造である。ま
た、本実施例において記録媒体９１０３および発泡媒体
９１０４も変形例１で示したものと同じものを用いる。

【００７３】（実施例２）上記実施例１とその変形例で
は、媒体流によって界面位置を制御する構成を示した
が、以下の実施例では、液路等を構成する部材の各媒体
に対する濡れ性の差異等によって界面位置を制御する構
成を示す。

【００７４】図６は本発明の実施例２にかかる記録ヘッ
ドの分解斜視図である。

【００７５】図６に示す記録ヘッドは、３つのプレート
部材を積層することによって形成される。第１のプレー
ト部材において、ヒータ基板２１０１上には、上記で示
した発熱素子（以下、ヒータともいう）２１０２および
ヒータに電気信号を供給するための電極配線（図示せ
ず）、発泡媒体の供給口２１０６，記録媒体の第１の供
給口２１０７が形成されており、これに隔壁部材２１０
３を接合することにより発泡媒体のための第１の液室２
１０５および作用室２１０４が形成される。

【００７６】第２のプレート部材においては、液路基板
２１０８上に記録媒体のための第２の供給口２１１０，
液路２１１１が形成され、これに隔壁部材２１０９を接
合することで記録媒体のための第２の液室２１１２が形
成される。

【００７７】第３のプレート部材は、オリフィスプレー
ト２１１３に記録媒体を液滴として吐出するための吐出
口（以下、オリフィスともいう）２１１４が設けられて
いる。

【００７８】これら第１，２，３のプレート部材を図７
に示すように順次積層することで本実施例の記録ヘッド
が形成される。

【００７９】図７は図６のＢ−Ｂ断面を示す断面図であ
る。

【００８０】発泡媒体２２０４は第１の供給源（図示せ
ず）に接続された第１の供給口から第１の液室２１０５
を介してヒータ２１０２が配置された作用室２１０４に
供給される。また記録媒体２２０３は第２の供給源（図
示せず）に接続された供給口２１０７，２１１０から第
２の液室２１１２を介してオリフィス２１１４付近まで
供給されメニスカス２１１５を形成する。

【００８１】発泡媒体２２０４は気泡を形成できる程度
にヒータ２１０２上を覆っておればよく、また記録媒体
２２０３が流れる部分の流抵抗は、高速記録のためリフ
ィルが速やかに行われるよう小さいことが望ましい。従
って、記録ヘッドの小型化のために各隔壁部材により作
られる空間の厚さｈ１，ｈ２は、ｈ１＜ｈ２であること
が好ましい。

【００８２】液路２１１１では記録媒体２２０３と発泡
媒体２２０４との界面２２０５が形成される。本実施例
では、発泡媒体２２０４および記録媒体２２０３とし
て、それぞれ上記処方例１−２の媒体および上記処方例
２−１の媒体を用いる。

【００８３】図８は図７に示した液路２１１１付近の詳
細な構造を示す図である。

【００８４】液路基板２１０８の第２の液室側の面２２
１０（以下、上面）と液路２１１１内はフッ素樹脂がコ
ーティングされはっ水化されている。また、各々の供給
源に接続された記録ヘッド内の記録媒体および発泡媒体
は、少なくとも静止状態でともに負圧状態に保たれてい
る。

【００８５】これにより、発泡媒体と記録媒体それぞれ
の液路基板の面に対する濡れ性の差により、水性の発泡
媒体は液路２１１１の第１の液室２１０４の開口部分に
とどまり、油性の記録媒体は液路２１１１内を満たし、
第１の液室２１０４の開口部付近で発泡媒体と界面２２
０５を形成する。

【００８６】図９（Ａ）〜（Ｃ）は図６のＡ−Ａ断面を
示し、上記構成の記録ヘッドによる記録媒体の吐出を説
明するための断面図である。

【００８７】停止状態（図９（Ａ））で、ヒータ２１０
２に電気信号が印加されるとヒータ２１０２の発熱によ
って発泡媒体２２０４に気泡２１１６が形成される。こ
のときの気泡の圧力が液路２１１１を介して記録媒体２
２０３に伝播し、オリフィス２１１４より記録媒体のメ
ニスカス２１１５が吐出し（図９（Ｂ））、さらにこれ
が液滴として分離し飛翔する。その後、オリフィス２１
１４から液室側に後退したメニスカス２１１５は、第２
の供給口からの記録媒体の供給によりオリフィス２１１
４に向かい前進し（図９（Ｃ））、再びオリフィス２１
１４近傍にメニスカス２１１５を形成して液滴吐出に伴
なう一連の動作を終了する。

【００８８】本実施例の構成によれば、液路内部、液路
基板の上面の一部または全部をはっ水性の樹脂の塗布に
よりはっ水化することで、特別な機構を用いずに液路部
分に記録媒体と発泡媒体の界面を形成かつ保持し、この
結果、記録ヘッド内に導入する記録媒体および発泡媒体
の量を所定の値に制御することができる。

【００８９】また、液路基板上での大きな濡れ性の差を
得るために、例えば図８に示す液路基板２１０８の作用
室２１０４側の面（以下、下面）をプラズマＯ₃ 処理等
により親水化してもよい。さらに、液路２１１１での記
録媒体と発泡媒体の確実な分離のために、液路２１１１
内をテフロン（商品名）樹脂のコーティング等により、
はっ水およびはっ油化してもよい。

【００９０】また、記録媒体、発泡媒体をそれぞれ油性
液体、水性液体としない場合は、液路、液路基板の上面
の一部または全部を、疎発泡媒体化や親記録媒体化のた
めの処理をし、あるいは、液路基板の下面の一部または
全部を、疎記録媒体化や親発泡媒体化してもよい。

【００９１】（実施例３）本実施例では液路の形状を適
切に定めることによって、記録媒体と発泡媒体との界面
を液路の所定箇所に形成する。

【００９２】図１０は、本発明の第３実施例に関し、図
６に示す構造と同様の構造を有する記録ヘッドにおける
液路付近の構造を示す図である。

【００９３】液路基板３１０８は樹脂部材の表面にＮｉ
薄膜が蒸着されて形成されている。なお、液路基板３１
０８は電鋳工程によりＮｉ等の金属単体で形成してもよ
い。液路部には図に示すように、角度βのテーパ状開口
が設けられている。

【００９４】角度βは次のように定めることができる。
図１１のように、仮りに、少なくとも表面の材質が液路
基板と同じＮｉ基板３６１７の表面に発泡媒体の滴３６
１８を置き、滴３６１８の周囲３６１９を記録媒体で満
たすとする。このとき、発泡媒体のＮｉに対する濡れ
性、記録媒体と発泡媒体との界面張力のバランスによ
り、滴３６１８と基板３６１７の接触角αが定まる。こ
の角度αと次式に基づきテーパ角度βが定められる。

【００９５】

【数３】β＞π−２α 本例の記録ヘッドにおいて、各々の供給源に接続された
記録媒体および発泡媒体は、静止状態でともに負圧状態
に保たれており、また両者の保持圧力はほぼ等しい。こ
の結果、発泡媒体および記録媒体の液路基板の面に対す
る濡れ性の違いおよび液路のテーパ形状により、記録媒
体と発泡媒体は図１０に示すように液路３１１１内にお
いて界面３２０５を形成する。

【００９６】本実施例の構成によれば、液路の開口部の
形状を、発泡媒体、記録媒体、液路基板の面の材質によ
り適切に決めることにより、特別な機構を用いずに液路
部分に、記録媒体と発泡媒体との界面の位置を安定的に
定めることができ、発泡媒体と記録媒体の機能を確実に
分離することが可能となる。

【００９７】（実施例４）本例は、記録ヘッド内の記録
媒体および発泡媒体の各々の静水頭を制御することによ
り、記録媒体と発泡媒体との界面位置を液路の所定箇所
に形成する構成を示すものである。

【００９８】図１２（Ａ）〜（Ｅ）は、本実施例により
各々の媒体の静水頭を変化させた場合の液路付近での界
面の状態を示す図である。

【００９９】すなわち、各々の供給源に接続された発泡
媒体４２０４および記録媒体４２０３の水頭圧を各々Ｐ
１，Ｐ２とすると、記録ヘッドにおいて液滴吐出を安定
に行うために、Ｐ１，Ｐ２はともに負であることが望ま
しい。さらに、Ｐ１，Ｐ２の大小関係により静止状態で
の両媒体の界面４２０５は図１２（Ａ）〜（Ｅ）に示す
ように形成される。媒体の供給圧力を利用する方法で
は、両媒体の圧力の静的なバランスにより界面が安定に
保持される。この場合、界面を安定に形成し、保持しや
すくするため、好ましくは、界面を保持する領域におい
ては、液路４１１１のように絞り形状を有する部分を設
けることが望ましい。

【０１００】本実施例においては、少なくとも図１２
（Ｂ）〜（Ｄ）の状態のいずれかを得るように負の水頭
圧Ｐ１，Ｐ２の値あるいは水頭差Ｐ１−Ｐ２を所定範囲
に制御することにより、記録媒体と発泡媒体の界面４２
０５を液路４１１１の近傍に保持し両媒体を分離するこ
とが可能となる。

【０１０１】すなわち、界面４２０５を保持すべき液路
４１１１の断面積をＳ、また液路４１１１における媒体
の濡れ長さに相当する液路壁と接触する界面の周囲差を
Ｌ、記録媒体と発泡媒体との間の界面張力をγとすると
き、発泡媒体および記録媒体の供給圧Ｐ１，Ｐ２を次の
関係を満たすように制御すればよい。

【０１０２】

【数４】 ｜Ｐ１−Ｐ２｜＜γ×Ｌ／Ｓ …(1) 例えば図６において、発泡媒体および記録媒体の界面を
保持すべき液路２１１１が円形断面を有する場合、液路
径をｄとすれば、発泡媒体および記録媒体の供給圧Ｐ
１，Ｐ２を次の関係を満たすように制御すればよい。

【０１０３】

【数５】 ｜Ｐ１−Ｐ２｜＜γ×４／ｄ …(2) またオリフィス２１１４においてメニスカスを安定に保
持し、オリフィス面への記録媒体のしみだしを防ぐた
め、記録媒体の供給圧Ｐ２を大気圧に対し負圧に保持す
ることが好ましい。

【０１０４】本実施例の構成によれば、特別な機構を用
いずに液路部分の所定の領域に記録媒体と発泡媒体との
界面を形成かつ保持することができる。

【０１０５】なお、上記実施例２，３においても、両媒
体の界面近傍において、上記の式（１），（２）を満た
すように供給圧Ｐ１，Ｐ２を定めることは好ましいこと
である。

【０１０６】以上、実施例２，３および４で説明したよ
うに、液路材料の濡れ性、形状等に応じて記録媒体およ
び発泡媒体の供給圧を制御することで、記録ヘッド内に
導入する記録媒体および発泡媒体との界面位置の制御が
可能となる。

【０１０７】また、液滴の吐出時の流動により記録ヘッ
ド内で両媒体が界面を保持する領域の周辺で両媒体が一
時的に撹拌された場合も、供給圧が適切に制御されてい
るため、その後の液滴吐出までの時間に、再び界面を所
定位置に復帰させることができる。

【０１０８】さらに、以上の実施例２，３および４で
は、記録媒体と発泡媒体の界面を液路内あるいはその開
口部分に保持したが、記録媒体と発泡媒体を実質的に分
離し、オリフィス付近を記録媒体で満たしかつヒータ上
を発泡媒体で満たすことができるのであれば必ずしも両
者の界面を液路近傍に保持する必要はない。しかし、界
面をより安定に保持するためには、上記の各実施例のよ
うに、界面を保持する位置においては図６に示す液路２
１１１のような絞り形状を有する部分すなわち液路断面
積が極小となる部分を設けることが望ましい。

【０１０９】さらに、実施例３および４において、液路
基板の上面あるいはテーパ面を疎発泡媒体化や親記録媒
体化のための処理あるいは材料で構成したり、液路基板
の下面を疎記録媒体化や親発泡媒体化のための処理ある
いは材料で構成してもよい。

【０１１０】（実施例５）図１３は本発明の第５実施例
にかかる記録ヘッドの模式的断面図である。

【０１１１】図において、５００１は記録媒体の供給
口、５１０３は記録媒体、５１１４は吐出口を示し、ま
た、５１０４は発泡媒体を示し、不図示の供給口より供
給される。さらに、５０１１はオリフィスプレート、５
０１２は記録媒体流路の側壁、５０１３は記録媒体と発
泡媒体との間の隔壁、５０１４は発泡媒体液室の側壁、
５０１５は基板である。

【０１１２】基板５０１５上には、電気分解のための陽
極５０２１が円環状に配設され、隔壁５０１３の下面に
は陰極５０２２が同様に円環状に配設されている。これ
ら電極は白金により形成される。両電極５０２１，５０
２２の表面積は０．００００５ｃｍ² であり、電極間距
離は０．００２ｃｍである。基板５０１５にはさらに放
電用の１対の電極５０２３が相互に１０ミクロンの間隔
で配設されている。

【０１１３】本実施例は、水を主成分として染料などの
色材を含まない発泡媒体を電気分解して水素を燃焼さ
せ、その反応熱による水素気泡の体積膨張により、発泡
媒体とは異なる記録媒体を吐出するものである。

【０１１４】発泡媒体５１０４は水酸化カリウム（ＫＯ
Ｈ）の０．９％水溶液であり、電気導電度は０．０２Ｓ
／ｃｍであるので、電極間の電気抵抗値は２０００Ωで
ある。両電極５０２１，５０２２間に、２５０マイクロ
秒の間２Ｖの電位差を与えると１ミリアンペアの電流が
流れる。この間、０．２５Ｅ−６クーロンの電荷が消費
され２．６Ｅ−１２モルの水素が陰極間に、１．３Ｅ−
１２モルの酸素が陽極側に発生し図中１０３１のように
合体する。この時点ではほぼ常温常圧なので、この混合
気体の体積はおよそ８７Ｅ−１２リットルである。この
直後に放電用電極５０２３に２５ボルト程度の電圧をか
けて放電を生じさせると、瞬間的にこの混合気体が燃焼
する。この燃焼による水蒸気の生成熱は水蒸気１モルあ
たり約５８ｋｃａｌであるので、この反応によって１．
５Ｅ−７ ｃａｌの熱エネルギー（０．６３マイクロジ
ュール）が発生する。このエネルギーによって水蒸気は
昇温、昇圧し、気泡は成長して記録媒体を押し出して吐
出口５１１４より吐出する。後の動作は前記各実施例と
同様である。

【０１１５】なお、発泡媒体としては、ＫＯＨのほかに
ＮａＯＨやＨ₂ ＳＯ₄ の水溶液でも良い。発泡媒体の電
気電動度は、これが低すぎる場合、電気分解に時間を要
し、記録速度を低下させることになるほか、電気分解中
に生じた気泡がその最中に発泡媒体に溶解してしまうの
で、０．１Ｓ／ｃｍ以上であることが望ましい。

【０１１６】本実施例での消費電力は、電気分解時にお
いて通常の気泡による吐出方式の記録ヘッドの場合の１
％以下であり、放電時も消費電力は僅かである。したが
って駆動回路の負担が軽くなり、記録装置全体のコスト
ダウンを図ることができる。

【０１１７】（実施例６）図１４は本発明の第６実施例
にかかる記録ヘッドの模式的断面図である。

【０１１８】本例の記録ヘッドは、液路６１０１の後方
から発泡媒体６１０４が供給され、また、記録媒体とし
てのインク６１０３は供給口６１１１を介して、上方か
ら供給される。本例の記録ヘッドは４８個の吐出口を有
し、従って図１４に示す少なくとも液路等の構造を図の
紙面と垂直に４８本具える。

【０１１９】発泡媒体６１０４（処方例１−４よりな
る）は、ヒータ６１０２への通電によって気泡を形成し
吐出圧力を発生する。この液体は、チューブ６２０１を
介して不図示のタンクから送られ、液体貯め６２０２を
経て、液路６１０１に毛細管力を利用して供給される。
液体貯め６２０２の上部には、圧電素子６２０３が設け
られ、その通電により３０μｍの振幅で１０ｋＨｚの振
動を行う。振動板６２０４は、圧電素子６２０３の底面
に接着させる。この振動板６２０４は、液体貯め６２０
２の周辺部に接着固定される。また、圧電素子６２０３
の上面には押え板６２０５が押圧した状態で設けられ
る。これらの構成により、圧電素子６２０３の振動で振
動板６２０４はたわみ、これにより、発泡媒体６１０４
は１０ｋＨｚの周波数で振動する。この振動は液路６１
０１の発泡媒体６１０４を介してインク６１０３に伝達
され、そのメニスカスを図のＡ面とＢ面との間で振動さ
せることができる。

【０１２０】固体インクハウジング６３０１は記録ヘッ
ドの上部に設けられる。固体インクハウジング６３０１
の内部には固体インク６３０２が収納される。すなわ
ち、固体インク６３０２は粉体状であり、インク保持材
６３０３の内部に格納される。このインクとしては上記
処方例２−２を用い、このインクがなくなった差異には
インク保持材６３０３ごと交換する。固体インクが収納
される部位の下方にはサーマルヘッド６３０４が設けら
れる。サーマルヘッド６３０４は図１５に示すように、
４８本の液路に対応した４８個の穴部６３４１を具え、
各穴６３４１の周辺上面に加熱層６３４２が設けられて
いる。記録信号に応じてこの加熱層６３４２に選択的に
パルス通電することにより、穴部に接した固体インク６
３０２を一定量溶融することができる。固体インクをサ
ーマルヘッド６３０４に押し付けるため、サーマルヘッ
ド６３０４の反対側においてピストン６３０５がインク
保持材６３０３に嵌入さればね６３０６により付勢され
るよう構成される。インク交換時は固体インクハウジン
グ６３０１に不図示のビスで固定される蓋６３０７を取
外し固体インクが充填された新しいインク保持材６３０
３を挿入し、蓋６３０７を再固定する。サーマルヘッド
の穴部６３４１に対応して、固体インクハウジングには
インク供給穴６３０８が存在し、さらにこの穴はヘッド
に設けられる４８本のインク供給口６１１１に接続して
いる。サーマルヘッドの穴部における通電によって、溶
融されたインクは、重量によりインク供給穴６３０８，
インク供給口６１１１を通過して液路６１０１内に供給
される。なお、インクがすみやかに供給されるよう、イ
ンク供給穴６３０８およびインク供給口６１１１の内壁
ははっ水処理される。

【０１２１】次に、以上のように構成された装置の吐出
動作について説明する。

【０１２２】図１６（Ａ）〜（Ｄ）は時間軸を横軸にと
って吐出信号や液路内圧力を示す波形図であり、図１７
（Ａ）〜（Ｅ）はこれに対応した液路の状態を示す図で
ある。

【０１２３】図１６（Ａ）に示すｔ１までは圧電素子６
２０３は負の電位に保たれる。この時液路６１０１内は
発泡媒体６１０４で満たされ、図１７（Ａ）の状態にあ
る。

【０１２４】次に、図１６（Ａ）に示すｔ１でパルスを
印加すると、圧電素子６２０３は撓み、振動板６２０４
が図１４の下方に撓む。これに伴ない、ｔ１から一定の
反応時間を経過し、図１６（Ｂ）のｔ２で液路内圧力が
最大となる。この時メニスカスは図１７（Ｂ）のように
吐出口６１０６から少し膨張するが、液滴は吐出しな
い。換言すると、吐出しないように圧電素子６２０３の
変位量と液路６１０１の管抵抗を設定する。その後、図
１６（Ａ）のｔ３で電圧を負の初期状態に戻すと、液路
６１０１内は、図１６（Ｂ）のｔ４で最大負圧を示す。
さらにｔ５で発泡媒体６１０４は液路６１０１の奥側最
大点まで引き込まれる。このとき、常住Ｔのおよそ図１
６（Ｄ）のｔ４のタイミングでサーマルヘッド６３０４
に通電すると、発泡媒体６１０４が充填されていない液
路６１０１の先端部には図１７（Ｃ）のように溶融した
インク６１０３が供給される。次に、図１６（Ｃ）のｔ
５で吐出ヒータにパルスを入力すると、気泡が生成し、
図１７（Ｄ）から（Ｅ）のようにインクが吐出され、こ
れとともに発泡媒体は吐出口直前まで移動するが吐出せ
ずに留まり、気泡６１０７の収縮に伴なって液路６１０
１の奥側に引き込まれる。その後、図１７（Ａ）の状態
に戻り、以後は上記と同様の動作を繰返す。

【０１２５】このようにして、４８個の吐出口から選択
的にインク滴を吐出できる。

【０１２６】本実施例では、固体インクを使用するた
め、記録紙上のインクは瞬時に固化し、液体インクより
定着性に優れた記録を実現できる。しかも、従来の固体
インク中の発泡材を発泡させて吐出する方法と比較し
て、固体インクの成分中に発泡成分を含む必要がないの
で、以下のような利点を有する。

【０１２７】１）従来の、圧電素子や吐出ヒータで固体
インクを吐出する方法では液路内のインクをすべて溶融
しておく必要があるため、記録ヘッドおよびタンクから
ヘッドに至る経路をインク融点以上に熱しておく必要が
ある。そのため、大型の加熱ヒータが必要になるととも
に、消費電力も増大する。本発明では選択的にインク溶
融するため、消費電力が小さくなる。

【０１２８】２）本発明では選択的にインクを溶融する
ので、従来のように、インク溶媒が蒸発して粘度が上が
り吐出不良を起こすことがない。

【０１２９】３）従来の常温で固体の発泡材は水に比較
して発泡パワーが小さい。そのため従来の方法で固体イ
ンクを溶融したものを吐出するには、吐出ヒータに数発
のプレヒートパルスを印加した後、吐出パルスを印加し
ないと、吐出を行えない場合が多い。その結果、ヒータ
表面の温度が高くなり、インク染料がヒータ表面にコゲ
として残り、吐出不可能になることがある。

【０１３０】また、プレヒートパルスが多く必要な場合
には、吐出周波数が低くなってしまう欠点がある。これ
に対し本例では、発泡材として、融点の低い水などを使
うことができ、しかも発泡材は染料と別に単独に存在す
るため、コゲが起こることがない。また、水自体の発泡
パワーが大きいため、プレヒートパルスが必要なく、吐
出周波数を向上させることができ、記録速度を増すこと
ができる。

【０１３１】４）本実施例では溶融したインクだけが吐
出し、発泡媒体は液路内に留まるので、記録紙上でイン
クのにじみが生ぜず、画像品位の高い記録が可能とな
る。

【０１３２】（実施例７）本発明の第７実施例で用いる
インクは以下のように構成される。

【０１３３】イソブチレンと無水マレイン酸との１：１
共重合体（クラレ社：イソバン−１０）１０ｇを５ｗｔ
％水酸化ナトリウム溶液１０００部に添加し、８０℃に
て撹拌することによって作製した溶液に、３．５ｗｔ％
ペクチン水溶液２００部を添加し、２０ｗｔ％硫酸にて
ＰＨを５に調整する。この発泡媒体相に、上記処方例２
−３に記載する記録媒体を５００部添加し、ホモジナイ
ザーにて２００００ｒｐｍ、１０分間乳化することによ
って記録媒体と発泡媒体とから構成される乳化液を作製
する。この乳化液を５μｍメッシュのフィルタによって
フィルタリングし本例のインクを得ることができる。

【０１３４】以上のようにして得たインクは図１８に示
す構成からなる記録ヘッドに充填される。図１８におい
て、電気熱変換素子７００２は基板７００１上に薄膜形
成法によって形成されており、電気熱変換素子７００２
には、導電性材料で形成された配線パターン（図示せ
ず）を介して駆動用電気信号が付与される。基板７００
１上には複数の吐出口７００５に対応して液路７００３
が形成されまた、液路７００３のそれぞれに共通に連通
する液室が形成されている。インクはインク供給孔７０
０４より液室に導入され、液路７００３を流れて電気熱
変換素子上に導かれる。記録信号に対応した電気信号が
付与された電気熱変換素子は、上記乳化液よりなるイン
クを急激に加熱し、水相中の水を発泡させることによっ
て吐出口７００５よりインクを吐出する。

【０１３５】上記インクを上記記録ヘッドに導入して記
録を行ったところ、水系インクと同等の駆動条件にて良
好な吐出が可能であり、また印字品位も極めて良好であ
った。

【０１３６】他のインク例１ 分散系インクの主なる問題は、水相中に溶解させる分散
保持材料が加熱されることによって生成する電気熱変換
素子上のコゲである。本例ではメタクリル系樹脂を分散
保持材料として使用することによってコゲを防止するも
のである。メタクリル系樹脂は熱分解によってモノマー
単位までに分解して飛散することから、加熱してもコゲ
等の蓄積物が残存することはない。具体的には以下のよ
うに作製する。

【０１３７】ポリメチルメタクリレート（大宮化成社：
エルバサイト２００２）１０部を濃硫酸１００部中にて
３日を要して溶解し、次いでこの溶液を脱イオン水１０
００部に投入し樹脂を回収する。５ｗｔ％の水酸化ナト
リウム溶液１００部に上記樹脂を３部溶解し、前記イン
ク処方例２−３に記載する記録成分５０部を投入し、ホ
モジナイザーにて２００００ｒｐｍ，１０分間乳化せし
めることによって乳化液を作製する。そのまま５μｍの
フィルタによってフィルタリングを行って本例のインク
を得ることができる。

【０１３８】上記実施例７と同一の構成からなる記録ヘ
ッドに上述のインクを導入し、記録を行ったところ、水
系インクと同一の条件にて吐出が可能であり、また良好
な印字品位の記録が可能であった。また、実施例７に比
べ、電気熱変換素子上の蓄積物も観測されなかった。

【０１３９】他のインク例２ 本例のインクは、記録媒体中に発泡媒体を乳化せしめ
（Ｗ／Ｏ乳化）、印字品位の向上を図るものである。Ｗ
／Ｏ乳化したインクをそのまま導入し吐出を行った場
合、電気熱変換素子表面には記録媒体が存在することと
なる。このような弊害を防止するためには、液路におい
ては分散液は安定して存在し、電気熱変換素子表面にお
いてのみ分散が破壊される構成を採る必要がある。分散
が破壊された場合、ＷおよびＯ相の比重差、電気熱変換
素子材料あるいはこの素子上に形成される保護膜材料と
の親和性の差によって電気熱変換素子上に発泡成分を充
分な状態とすることが可能となる。

【０１４０】このように液路において分散が安定であ
り、電気熱変換素子上にて乳化が破壊される構成とする
ためには、記録媒体および発泡媒体と液路を形成する部
材の眼系表面張力γｃ１が、記録媒体および発泡媒体の
表面張力γ１，γ２より小さく、また電気熱変換素子あ
るいはその素子表面に形成される保護膜材料の限界表面
張力γｃ２が前記γ１，γ２より大きい必要がる。限界
表面張力とは固体表面の物性値であり、種々の表面張力
の液体と固体表面の接触角を測定し、表面張力と接触角
（Ｃｏｓθ）との関係をプロットして接触角０度（Ｃｏ
ｓθ＝１）を実現する表面張力を示すものである。すな
わち、限界表面張力より高い表面張力の液体をこの固体
表面に接触させても、液体は十分に固体表面を濡らすこ
とができないことを示す。

【０１４１】記録媒体および発泡媒体の表面張力をそれ
ぞれγ１，γ２とした場合、液路を形成する材料の限界
表面張力をこれら表面張力より低いものとしておけば、
乳化されたインクは安定に存在することができる。一
方、電気熱変換素子あるいは電気熱変換素子上に形成さ
れた保護膜材料の限界表面張力をγ１，γ２より高いも
のとしておけば、乳化されたインクの分散は破壊されそ
の材料表面を被覆することが可能となる。

【０１４２】上記インク処方例２−３から構成される記
録媒体２００部にＨＬＢが１２の界面活性剤を１部添加
した脱イオン水１００部を混合し、ホモジナイサーに
て、２００００ｒｐｍで１０分間乳化せしめることによ
って記録媒体と発泡媒体とから構成されるＷ／Ｏ乳化液
を作製する。この乳化液を５μｍのフィルタによってフ
ィルタリングしてインクを作製する。なお、インク処方
例２−３に示す記録媒体の表面張力は３５、界面活性剤
を添加した脱イオン水の表面張力は４３である。

【０１４３】図１８に示す記録ヘッドにおいて液路７０
０３をポリスチレン（限界表面張力３３）にて形成し、
また電気熱変換素子７００２は二酸化シリコンにて保護
膜を形成した後、この保護膜上に限界表面張力１１０の
酸化チタン膜を形成する。

【０１４４】上記インクをこの構成の記録ヘッドに導入
して記録を行ったところ、水系インクと同様の駆動条件
（電圧およびパルス幅）にて導出が可能であった。一
方、記録媒体のみを記録ヘッドに導入して記録を行った
場合は、上記駆動条件よりも電圧を１．５倍高めたにも
係わらず吐出液滴の速度は１／３であった。このこと
は、電気熱変換素子表面にて乳化されたエマルジョンが
破壊され発泡媒体がこの表面を被覆したことを示唆する
ものである。

【０１４５】他のインク例３ 本例のインクは記録媒体をマイクロカプセル化して発泡
媒体との界面を形成するものである。本例においては、
記録媒体をマイクロカプセル化するため、乳化したエマ
ルジョン系インクよりも保存安定性を格段に向上するこ
とが可能である。

【０１４６】上記実施例７にて作製した乳化液に、アニ
オン性界面活性剤（三洋化成社：サンデットＢＬ）を５
部添加し、さらに尿素３２部、レゾルシン８部、硫酸ア
ンモニウム８部を添加し、さらに２０ｗｔ％硫酸を滴下
し、ＰＨを３に調整した。この乳化液を撹拌しながらホ
ルマリン１３０部を添加し、そのまま室温にて２４時間
撹拌を継続する。次いで乳化液を６０℃に昇温し５時間
撹拌を行った後、５０００部の脱イオン水を投入し５μ
ｍのフィルタにてフィルタリングを行う。このようにし
て得たマイクロカプセル液を２０００ｒｐｍにて５分間
遠心分離を行い、固形分を回収した後、同様の操作を２
回行ってマイクロカプセルの洗浄を行った。

【０１４７】他のインク例１にて作製したメチルメタク
リレートの加水分解物溶液を１０倍に希釈した発泡成分
１００部に上記操作にて作製したマイクロカプセル１０
０部を添加し、そのまま撹拌して均一分散液を作製す
る。

【０１４８】図１８に示す構成の液体噴射記録ヘッドに
上記インクを導入して記録を行ったところ、水系インク
と同様の駆動条件にて記録が可能であった。なお、本記
録においては、記録材料がカプセル化されたまま被記録
部材上に乗るため、圧力等を付与して定着を完全なもの
とする必要がある。

【０１４９】（実施例８）図１９は、記録媒体と発泡媒
体との界面位置の制御を発泡媒体の供給を制御すること
によって行う構成を説明するための図である。

【０１５０】発泡媒体と吐出媒体とは、互いに分離しや
すいので、すなわち界面張力が高いので、その界面の面
積が最小の時に力学的に安定な状態となる。従って、図
１９に示すように、液路８００２に両媒体８００４およ
び８００５が存在する場合、その界面８００６は液路の
長手方向に垂直な面となる。なお、一般に熱エネルギー
作用部８００１と吐出口８００３との距離が所定距離以
上あれば、熱エネルギーによって発生する気泡に対して
吐出される媒体の量に一定の限界があることから、熱エ
ネルギー作用部８００１と吐出口８００３との間に存在
する吐出媒体８００４のうち、所定の位置より前側（吐
出口８００３側）の吐出媒体のみが吐出される。この位
置は、通常、熱エネルギー作用部８００１と吐出口８０
０３とを１：１に内分する点から１：２に内分する点の
間にある。いずれにしろ、この所定の位置に対して吐出
口と反対側にある媒体は吐出されない。

【０１５１】従って、上記界面８００６の位置を上記所
定の位置よりも後方（吐出口８００３から遠い側）に保
てば、発泡媒体８００５が吐出されることはない。吐出
動作中に発泡媒体の供給力が作用しないような状態、例
えば、所定の供給源から液路８００２に発泡媒体８００
５が供給されないようにその供給路を閉じた状態とする
と、吐出媒体が吐出されることによって空いた部分は吐
出媒体のみによって再充填されることになる。従って、
何らかの理由で界面３００６の位置が上記所定の位置よ
りも前にあっても、何回かの吐出動作のうちに界面８０
０６は後退し、上記所定の位置よりも後方に移動し、吐
出媒体８００４のみが吐出されるようになる。この場合
においても界面８００６は、上記界面張力により吐出方
向に対して垂直な面になる。

【０１５２】吐出動作中に発泡媒体の供給路を閉じる位
置としては、熱エネルギー作用部８００１よりも後方
（吐出口から遠い側）であることは言うまでもないが、
熱エネルギー作用部８００１に近い場合、発泡した気泡
の収縮、消滅に比較的時間を要することになり、このよ
うな場合吐出周波数が低いものになる。そこで、この閉
じる位置は、より後方の液室８００７に設けられる供給
路８００８の供給口にあることが望ましい。閉じるため
の手段としては弁８００９を用いる。なお、その弁８０
０９はヘッド内のクリーニングのために供給路８００８
を開閉するのに用いることができる。また、上記吐出動
作中の供給力作用の阻止に関して液室８００７の負圧を
保つために、液室８００７に別途弁８０１１を設けて圧
力調整できるようにすることもできる。

【０１５３】なお、上記各実施例では、吐出媒体が記録
に用いられるものとして本発明を説明したが、吐出され
る媒体としては記録に用いられないものであってもよ
く、本発明の適用が記録の分野に限られず、広く液体を
吐出する構成に適用され得ることは勿論である。

【０１５４】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、低沸点の液体を発泡媒体として使用しても目
詰まりの心配がなく、省電力化できるとともに、吐出媒
体としてのインク変質を防止でき、加えて、液路内の吐
出媒体の量を制御する手段を持つことにより、吐出する
媒体の量をも一定にすることができる。

【０１５５】さらに、吐出媒体が発泡する必要がないの
で、記録媒体として蒸発しにくい媒体を選ぶ自由度が増
し、粘度増加による不吐出を防止でき、また、定着性を
向上させることもできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例１にかかる記録ヘッドの要部を
示す模式的断面図である。

【図２】上記実施例１の吐出動作を説明する図である。

【図３】上記実施例１の変形例にかかる記録ヘッドの模
式的断面図である。

【図４】上記実施例１の他の変形例にかかる記録ヘッド
の模式的断面図である。

【図５】上記実施例１のさらに他の変形例にかかる記録
ヘッドの模式的断面図である。

【図６】本発明の実施例２にかかる記録ヘッドの分解斜
視図である。

【図７】図６のＢ−Ｂ線断面を示す断面図である。

【図８】図６に示す記録ヘッドの液路近傍の詳細を示す
断面図である。

【図９】（Ａ）〜（Ｃ）は上記実施例の記録ヘッドにお
ける一連の吐出動作を説明するための図である。

【図１０】本発明の実施例３にかかる記録ヘッドの液路
構造を示す断面図である。

【図１１】上記実施例３の液路構造を説明するための図
である。

【図１２】（Ａ）〜（Ｅ）は本発明の実施例４にかかる
２つの媒体の界面位置制御を説明する図である。

【図１３】本発明の実施例５にかかる記録ヘッドを示す
模式的断面図である。

【図１４】本発明の実施例６にかかる記録ヘッドを示す
模式的断面図である。

【図１５】上記実施例６で用いられる固体インク溶融の
ためのサーマルヘッドを示す斜視図である。

【図１６】（Ａ）〜（Ｄ）は上記実施例６の記録ヘッド
における吐出動作を説明するための波形図である。

【図１７】（Ａ）〜（Ｅ）は上記吐出動作における一連
の液路状態を示す断面図である。

【図１８】本発明の実施例７にかかる記録ヘッドの斜視
図である。

【図１９】本発明の実施例８にかかる記録ヘッドの模式
的断面図である。

【符号の説明】

１１０１，２１１１，３１１１，４１１１，５１１１，
６１０１，７００３，８００２ 液路 １１０２，２１０２，６１０２，７００２，８００１
発熱素子（ヒータ） １１０３，２２０３，４２０３，５１０３，６１０３，
８００４ 記録媒体（吐出媒体） １１０４，２２０４，４２０４，５１０４，６１０４，
８００５ 発泡媒体 １１０５，２２０５，３２０５，４２０５，５１０５，
８００６ 界面 １１０６，２１１４，５１１４，６１０６，７００５，
８００３ 吐出口（オリフィス） １１１１，１１１３ 媒体供給流路 １１１２，１１１４ 媒体流路 ５０２１，５０２２ 電極 ５０２３ 放電電極 ６２０３ 圧電素子 ６２０４ 振動板 ６３０２ 固体インク ６３０４ サーマルヘッド ８００９ 弁 ８０１１ 圧力調整弁

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 城田 勝浩 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キヤ ノン株式会社内 (72)発明者 稲田 源次 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キヤ ノン株式会社内 (72)発明者 山本 恒介 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キヤ ノン株式会社内

Claims (30)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 熱エネルギーによる気泡の生成によって
   液体を吐出するための液体吐出方法において、 前記液体として吐出される吐出媒体と前記気泡の発泡の
   媒体となる発泡媒体とを、当該２つの相が実質的に分離
   した状態で用意し、 前記発泡媒体に熱エネルギーを付与して気泡を生成し、
   当該気泡の生成によって生じる圧力を前記吐出媒体に作
   用させて当該吐出媒体を吐出させる、 各ステップを有したことを特徴とする液体吐出方法。
2. 【請求項２】 熱エネルギーによる気泡の生成によって
   液体を吐出するための液体吐出ユニットにおいて、 前記液体として吐出される吐出媒体と前記気泡の発泡の
   媒体となる発泡媒体とを、当該２つの相が実質的に分離
   した状態で保持するための液路と、 前記発泡媒体に熱エネルギーを付与して気泡を生成し、
   当該気泡の生成によって生じる圧力を前記吐出媒体に作
   用させて当該吐出媒体を吐出させるための熱エネルギー
   付与手段と、 を具えたことを特徴とする液体吐出ユニット。
3. 【請求項３】 熱エネルギーによる気泡の生成によって
   液体を吐出するための液体吐出ユニットにおいて、 前記気泡の発泡の媒体となる発泡媒体を保持する液路
   と、 該液路に保持される発泡媒体に熱エネルギーを付与し当
   該発泡媒体中に気泡を生成させるための熱エネルギー付
   与手段と、 前記液体として吐出される吐出媒体を、少なくとも前記
   熱エネルギー付与手段が当該付与を行うときに前記液路
   に保持させる吐出媒体供給手段と、 該吐出媒体供給手段により前記液路が保持する前記吐出
   媒体の量を定める媒体量制御手段と、 を具え、前記熱エネルギーの付与によって当該発泡媒体
   中に生成する気泡の圧力によって前記吐出媒体を吐出さ
   せることを特徴とする液体吐出ユニット。
4. 【請求項４】 前記吐出媒体には色材が含まれ、当該吐
   出された液体は被記録材上に付着して記録に用いられる
   ことを特徴とする請求項２または３に記載の液体吐出ユ
   ニット。
5. 【請求項５】 前記媒体量制御手段は、前記発泡媒体と
   前記吐出媒体とが前記液路において形成する界面の位置
   を制御することによって前記吐出媒体の量を定めること
   を特徴とする請求項３または４に記載の液体吐出ユニッ
   ト。
6. 【請求項６】 前記界面の位置の制御は、前記吐出媒体
   の前記液路内における流れによって行うことを特徴とす
   る請求項５に記載の液体吐出ユニット。
7. 【請求項７】 前記界面の位置の制御は、前記発泡媒体
   および前記吐出媒体に対する前記液路の疎媒体性または
   親媒体性の差によって行うことを特徴とする請求項５に
   記載の液体吐出ユニット。
8. 【請求項８】 前記界面の位置の制御は、前記発泡媒体
   および前記吐出媒体に対する前記液路の形状によって行
   うことを特徴とする請求項５に記載の液体吐出ユニッ
   ト。
9. 【請求項９】 前記界面の位置の制御は、前記発泡媒体
   および前記吐出媒体のそれぞれに作用する圧力によって
   行うことを特徴とする請求項５に記載の液体吐出ユニッ
   ト。
10. 【請求項１０】 前記発泡媒体は前記液路に供給される
    ものであり、前記界面の位置の制御は前記発泡媒体の供
    給路を断つことによって行うことを特徴とする請求項５
    に記載の液体吐出ユニット。
11. 【請求項１１】 前記媒体量制御手段は、前記発泡媒体
    を前記液路において振動させることにより、前記吐出媒
    体の量を定めることを特徴とする請求項３または４に記
    載の液体吐出ユニット。
12. 【請求項１２】 前記発泡媒体および前記吐出媒体それ
    ぞれに作用する圧力Ｐ１およびＰ２は、 前記液路の断面積をＳ、 前記界面と前記液路の壁との接触周囲長Ｌ、 前記記録媒体と前記吐出媒体により定まる界面張力γ、
    とするとき、 【数１】｜Ｐ１−Ｐ２｜＜γ×Ｌ／Ｓ なる関係を満たすことを特徴とする請求項９に記載の液
    体吐出ユニット。
13. 【請求項１３】 前記熱エネルギー付与手段は、当該熱
    エネルギーの付与を、前記発泡媒体中の水分を電気分解
    して水素と酸素の混合気体を生成し該混合気体を瞬間的
    に燃焼させることによって行い、該反応熱により水蒸気
    を膨張させて前記気泡を生成することを特徴とする請求
    項４に記載の液体吐出ユニット。
14. 【請求項１４】 前記媒体量制御手段は、前記発泡媒体
    および前記吐出媒体のそれぞれの分散比率を制御するこ
    とにより行うことを特徴とする請求項４に記載の液体吐
    出ユニット。
15. 【請求項１５】 前記発泡媒体は前記吐出媒体中に乳化
    分散されて界面を形成されたインクであり、前記媒体量
    制御手段は、前記発泡媒体と前記吐出媒体との量比を変
    えることによって当該吐出媒体の量を制御するととも
    に、前記発泡媒体の表面張力γ１、前記吐出媒体の表面
    張力γ２とした場合、前記熱エネルギー付与手段を構成
    する発熱素子の界面表面張力γｃ１、液路を形成する材
    料の限界表面張力γｃ２の関係は、γｃ２＜γ２、γ１
    ＜γｃ１であることを特徴とする請求項４に記載の液体
    吐出ユニット。
16. 【請求項１６】 前記媒体量制御手段は、着色剤を含有
    するマイクロカプセルを前記吐出媒体とし、該吐出媒体
    を前記発泡媒体中に分散せしめ、当該吐出媒体の濃度を
    変えることによって制御することを特徴とする請求項３
    に記載の液体吐出ユニット。
17. 【請求項１７】 熱エネルギーによる気泡の生成によっ
    て液体を吐出し、当該吐出液体により被記録材に記録を
    行う液体噴射記録装置において、 前記気泡の発泡の媒体となる発泡媒体を保持する液路
    と、 該液路に保持される発泡媒体に熱エネルギーを付与し当
    該発泡媒体中に気泡を生成させるための熱エネルギー付
    与手段と、 前記液体として吐出される吐出媒体を、少なくとも前記
    熱エネルギー付与手段が当該付与を行うときに前記液路
    に保持させる吐出媒体供給手段と、 該吐出媒体供給手段により前記液路が保持する前記吐出
    媒体の量を定める媒体量制御手段と、 を具え、前記熱エネルギーの付与によって当該発泡媒体
    中に生成する気泡の圧力によって前記吐出媒体を吐出さ
    せることを特徴とする液体噴射記録装置。
18. 【請求項１８】 前記吐出媒体には色材が含まれ、当該
    吐出された液体は被記録材上に付着して記録に用いられ
    ることを特徴とする請求項１７に記載の液体噴射記録装
    置。
19. 【請求項１９】 前記媒体量制御手段は、前記発泡媒体
    と前記吐出媒体とが前記液路において形成する界面の位
    置を制御することによって前記吐出媒体の量を定めるこ
    とを特徴とする請求項１７または１８に記載の液体噴射
    記録装置。
20. 【請求項２０】 前記界面の位置の制御は、前記吐出媒
    体の前記液路内における流れによって行うことを特徴と
    する請求項１９に記載の液体噴射記録装置。
21. 【請求項２１】 前記界面の位置の制御は、前記発泡媒
    体および前記吐出媒体に対する前記液路の疎媒体性また
    は親媒体性の差によって行うことを特徴とする請求項１
    ９に記載の液体噴射記録装置。
22. 【請求項２２】 前記界面の位置の制御は、前記発泡媒
    体および前記吐出媒体に対する前記液路の形状によって
    行うことを特徴とする請求項１９に記載の液体噴射記録
    装置。
23. 【請求項２３】 前記界面の位置の制御は、前記発泡媒
    体および前記吐出媒体のそれぞれに作用する圧力によっ
    て行うことを特徴とする請求項１９に記載の液体噴射記
    録装置。
24. 【請求項２４】 前記発泡媒体は前記液路に供給される
    ものであり、前記界面の位置の制御は前記発泡媒体の供
    給路を断つことによって行うことを特徴とする請求項１
    ９に記載の液体噴射記録装置。
25. 【請求項２５】 前記媒体量制御手段は、前記発泡媒体
    を前記液路において振動させることにより、前記吐出媒
    体の量を定めることを特徴とする請求項１７または１８
    に記載の液体噴射記録装置。
26. 【請求項２６】 前記発泡媒体および前記吐出媒体それ
    ぞれに作用する圧力Ｐ１およびＰ２は、 前記液路の断面積をＳ、 前記界面と前記液路の壁との接触周囲長Ｌ、 前記記録媒体と前記吐出媒体により定まる界面張力γ、
    とするとき、 【数２】｜Ｐ１−Ｐ２｜＜γ×Ｌ／Ｓ なる関係を満たすことを特徴とする請求項２３に記載の
    液体噴射記録装置。
27. 【請求項２７】 前記熱エネルギー付与手段は、当該熱
    エネルギーの付与を、前記発泡媒体中の水分を電気分解
    して水素と酸素の混合気体を生成し該混合気体を瞬間的
    に燃焼させることによって行い、該反応熱により水蒸気
    を膨張させて前記気泡を生成することを特徴とする請求
    項１８に記載の液体噴射記録装置。
28. 【請求項２８】 前記媒体量制御手段は、前記発泡媒体
    および前記吐出媒体のそれぞれの分散比率を制御するこ
    とにより行うことを特徴とする請求項１８に記載の液体
    噴射記録装置。
29. 【請求項２９】 前記発泡媒体は前記吐出媒体中に乳化
    分散されて界面を形成されたインクであり、前記媒体量
    制御手段は、前記発泡媒体と前記吐出媒体との量比を変
    えることによって当該吐出媒体の量を制御するととも
    に、前記発泡媒体の表面張力γ１、前記吐出媒体の表面
    張力γ２とした場合、前記熱エネルギー付与手段を構成
    する発熱素子の界面表面張力γｃ１、液路を形成する材
    料の限界表面張力γｃ２の関係はγｃ２＜γ２、γ１＜
    γｃ１であることを特徴とする請求項１８に記載の液体
    噴射記録装置。
30. 【請求項３０】 前記媒体量制御手段は、着色剤を含有
    するマイクロカプセルを前記吐出媒体とし、該吐出媒体
    を前記発泡媒体中に分散せしめ、当該吐出媒体の濃度を
    変えることによって制御することを特徴とする請求項１
    ７に記載の液体噴射記録装置。