JPH1016224A - インクジェット記録ヘッドおよびこれを用いるインクジェット記録装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 １つの吐出口に対応して１つのヒータを備え
る構成であり、高画質の画像を高速に記録することがで
きるとともに従来型の記録装置に対しても使用可能なイ
ンクジェット記録ヘッドを実現する。 【解決手段】 インクを吐出するための吐出口を有する
複数の液流路と、１つの液流路に対してインクを吐出さ
せるための平行に設けられた２つの電気熱変換素子を有
するインクジェット記録ヘッドにおいて、吐出口側とな
る前方の電気熱変換素子は、前方側の電気熱変換素子単
独によるインク吐出における吐出口側端部から吐出口ま
での距離ＯＨに対する（吐出速度ｖ／吐出量Ｖｄ）の値
が前記距離ＯＨの減少に対して増加する第１の領域と、
前記距離ＯＨの増加に対して略一定となる第２の領域と
の区分化において、該第１の領域の距離ＯＨである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は１つの流路（ノズ
ル）内に複数の電気熱変換素子を有するインクジェット
記録ヘッドおよびこれを用いたインクジェット記録装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】インクジェット記録装置は、その大部分
がプリンタ、ファクシミリ、ワードプロセッサ複写機等
におけるプリント装置として用いられており、中でもイ
ンク吐出に利用されるエネルギーとして熱エネルギーを
用い、これによって生じる気泡によってインクを吐出す
る方式のインクジェット記録装置が最近普及しつつあ
る。

【０００３】また、この方式のインクジェット記録装置
の他の用途として、布に一定のパターンや絵柄あるいは
合成画像をプリントするインクジェット捺染装置も最近
知られつつある。上述したようなインクジェット記録装
置に用いられるインクジェット記録ヘッドは、熱エネル
ギーを発生するものとして電気熱変換素子（以下、「ヒ
ータ」ともいう）を用いるが、多くの場合、１つの吐出
口に対応して１つのヒータを備える構成を採用してい
る。これに対し、以下に示すような観点から１つの吐出
口に対して複数のヒータを備えるものも従来より知られ
ている。

【０００４】すなわち、第１にはインクジェット記録ヘ
ッドの寿命を長くする目的で複数のヒータを交互にもし
くは一方ずつ駆動するものが知られている。第２にはイ
ンク吐出量を変化させる範囲を大きくする目的で複数の
ヒータを用いるものであり、このようなものでは駆動す
るヒータやその数を選択することによって吐出量を変化
させている。

【０００５】上述したもののうちの後者のより具体的な
構成としては、インクジェット記録ヘッドの吐出口に連
通するインク流路において、インク吐出方向に複数のヒ
ータを配置し、駆動（発熱）させるヒータまたはそのヒ
ータの数を選択することによって、吐出口と駆動される
ヒータとの距離を異ならせ、これにより吐出量を変化さ
せるものが知られている。

【０００６】また、他の構成としては例えば特開昭５５
−１３２２５９号公報に開示されるもののように、イン
ク流路にそれぞれ表面積が異なる複数のヒータを配置
し、同様に駆動するヒータまたはその数を変更すること
によりインク吐出量を可変とするものが知られている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、吐出量
を可変とするインクジェット記録装置を実現するために
はいくつかの課題がある。

【０００８】１つの課題は、小さな吐出量のインク滴を
吐出させる場合、吐出パワーの小さな、すなわち、ヒー
タ面積の小さなヒータで発泡させるために吐出量だけで
なく吐出速度も小さくなるという問題点がある。このこ
とは吐出回復処理の一環として行われるいわゆる予備吐
出に関して特に大きな問題点となる。

【０００９】予備吐出とは一般に装置が所定の状況にあ
るときに行われるもので、インクジェット記録ヘッドか
ら記録に関与しないインクの吐出を行うものであり、こ
れによりインクジェット記録ヘッド内の増粘インク等が
除去されてインク吐出状態を良好に保つことができる。
このような予備吐出は通常装置の電源をオンした直後や
記録中に一定時間間隔で行われる。

【００１０】ところが上述のように複数のヒータによっ
て種々な吐出量でのインクの吐出が可能である場合に
は、小吐出量設定で記録を行う場合予備吐出間隔を短く
する必要がある。すなわち、小吐出インク滴のパワーが
小さなため、吐出口部の水分の蒸発によるインクの増粘
の具合によってはその増粘インクを安定して吐出するこ
とができなくなる虞がある。このため、予備吐出を頻繁
に行う必要が生じ、特に記録中の一定時間間隔で行われ
る予備吐出の間隔を短くしなければならず、記録のスル
ープットが低下するという問題点がある。

【００１１】また、インク滴の吐出速度が遅いと、吐出
口からの吐出方向の多少の変化により記録媒体に対する
着弾性度が低下することがあり、画質に悪影響を及ぼす
ことがある。

【００１２】さらに、従来、吐出速度はその吐出量とほ
ぼ比例関係にあることが判っており、大吐出量と小吐出
量での吐出速度の差は大きなものとなる。このようなイ
ンクジェット記録ヘッドで画像を形成する場合には大吐
出量および小吐出量の各吐出液滴で形成される大ドット
および小ドットは吐出速度の差から着弾位置がずれるた
め、画像劣化の危険性が増大する。

【００１３】従来例には上述した問題点の他にも以下の
ような問題点がある。

【００１４】小吐出量での記録を行う場合、解像度が高
くなるために画像データ量が多くなり、記録ドットが増
えるため、記録速度を維持するか、または速くするため
には吐出の繰返し周波数を高くしなければならず、使用
するインクの種類によっては非常に困難であるという問
題点がある。

【００１５】また、大吐出量での繰返し周波数が高いこ
とも重要となる。これは、たとえ小吐出量の記録速度が
速くなったとしても従来の吐出量での記録速度が遅くな
るようでは記録装置としてはスペックダウンとなるから
である。

【００１６】また、別の観点では、従来型との共通性を
持たせることも重要である。これは、例えばある一定の
吐出量を持ったインクジェット記録ヘッドが交換型とし
て使用されていることによる。記録装置の機能を向上さ
せることを目的とし、大吐出量だけでなく小吐出量のイ
ンク滴も同一のインクジェット記録ヘッドで吐出させる
構成とし、従来型のものと共通性がないものとすると、
従来の記録装置の利用者のために従来型のインクジェッ
ト記録ヘッドと、大吐出量と小吐出量のインク滴を吐出
する新たなインクジェット記録ヘッドを並行して製造し
なければならず、製造ラインが増えてしまい製造コスト
が増加するという問題点がある。

【００１７】本発明は上述したような従来の技術が有す
る問題点に鑑みてなされたものであって、寿命を長くす
ることやインク吐出量を変化させる範囲を大きくするこ
とができる利点を備えた１つの吐出口に対応して１つの
ヒータを備える構成であり、高画質の画像を高速に記録
することができるとともに従来型の記録装置に対しても
使用可能なインクジェット記録ヘッドを実現することを
目的とする。

【００１８】本発明の他の目的は実施例の内容から推察
できよう。

【００１９】

【課題を解決するための手段】本発明のインクジェット
記録ヘッドは、インクを吐出するための吐出口を有する
複数の液流路と、１つの液流路に対してインクを吐出さ
せるための平行に設けられた複数の電気熱変換素子を有
するインクジェット記録ヘッドにおいて、吐出口側とな
る前方の電気熱変換素子は、前方側の電気熱変換素子単
独によるインク吐出における吐出口側端部から吐出口ま
での距離ＯＨに対する（吐出速度ｖ／吐出量Ｖｄ）の値
が前記距離ＯＨの減少に対して増加する第１の領域と、
前記距離ＯＨの増加に対して略一定となる第２の領域と
の区分化において、該第１の領域の距離ＯＨであること
を特徴とする。

【００２０】この場合、他の少なくとも１つの電気熱変
換素子は上記前方側の電気熱変換素子と略同一の電気熱
変換素子であって、前記少なくとも１つの他の電気熱変
換素子の距離ＯＨは上記第２の領域であるとしてもよ
い。

【００２１】また、前記電気熱変換素子は、その吐出口
側端部から吐出口までの距離が他の電気熱変換素子と異
なるように配置されるとともに、前方の電気熱変換素子
のみを用いたときの吐出速度ｖＦおよび吐出量ＶｄＦ
と、前方の電気熱変換素子と他の電気熱変換素子を用い
たときの吐出速度ｖＦ＋Ｂおよび吐出量ＶｄＦ＋Ｂが、 （ｖＦ／ＶｄＦ）＞（ｖＦ＋Ｂ／ＶｄＦ＋Ｂ） の関係を満たすように配置されることとしてもよい。

【００２２】また、前記他の電気熱変換素子は、他の電
気熱変換素子単独でインク吐出を行った場合の前記距離
ＯＨに対する（吐出速度ｖ／吐出量Ｖｄ）の値が前記距
離ＯＨの減少に対して増加する第１の領域と、前記距離
ＯＨの増加に対して略一定となる第２の領域との区分化
において、該第２の領域の距離ＯＨであるとしてもよ
い。

【００２３】また、上記電気熱変換素子による気泡形成
は膜沸騰による気泡形成であって、上記素子は８０μｍ
〜１４０μｍの長さで、幅は吐出口直径よりも小であ
り、両電気熱変換素子は並行隣接配置部分を有するもの
であって、上記前方の電気熱変換素子の上記距離ＯＨは
１３０μｍ以下であるとしてもよい。

【００２４】また、インクを吐出するための吐出口を有
する複数の液流路と、１つの液流路に対してインクを吐
出させるための平行に設けられた複数の電気熱変換素子
を有するインクジェット記録ヘッドにおいて、前記電気
熱変換素子は、その吐出口側端部から吐出口までの距離
が他の電気熱変換素子と異なるように配置されるととも
に、吐出口側となる前方に位置する電気熱変換素子のみ
を用いたときの吐出速度ｖＦおよび吐出量吐出量ＶｄＦ
と、両方の電気熱変換素子を用いたときの吐出速度ｖＦ
＋Ｂおよび吐出量吐出量ＶｄＦ＋Ｂが、 （ｖＦ／ＶｄＦ）≧（ｖＦ＋Ｂ／ＶｄＦ＋Ｂ）×Ｃ （Ｃはインク特性に比例する定数）の関係を満たすよう
に配置されることとしてもよい。

【００２５】この場合、吐出口側となる前方に位置する
電気熱変換素子のみを用いたときの吐出速度ｖＦおよび
吐出量吐出量ＶｄＦと、前方の電気熱変換素子と他の電
気熱変換素子を用いたときの吐出速度ｖＦ＋Ｂおよび吐
出量吐出量ＶｄＦ＋Ｂが、 ｖＦ≧８（ｍ／Ｓ） ｖＦ＋Ｂ≦１６（ｍ／Ｓ） ＶｄＦ≦２５（ｐｌ） ３５≦ＶｄＦ＋Ｂ≦４５（ｐｌ） の関係を満たすこととしてもよい。

【００２６】また、上記インクが、表面張力が約２６．
０〜３７．０（ｄｙｎｅ／ｃｍ）であり、粘度が１．８
５〜２．６０（ｃＰ：センチポワズ）のカラーインクで
あるとしてもよい。

【００２７】また、吐出口側となる前方に位置する電気
熱変換素子のみを用いたときのインクの吐出速度ｖＦお
よび吐出量吐出量ＶｄＦと、前方の電気熱変換素子と他
の電気熱変換素子を用いたときのインクの吐出速度ｖＦ
＋Ｂおよび吐出量吐出量ＶｄＦ＋Ｂが、 ｖＦ≧７．５（ｍ／Ｓ） ｖＦ＋Ｂ≦１６（ｍ／Ｓ） ＶｄＦ≦４０（ｐｌ） ６５≦ＶｄＦ＋Ｂ≦８０（ｐｌ）の関係を満たすことと
してもよい。

【００２８】また、上記インクが、表面張力が約４０．
５〜４６．５（ｄｙｎｅ／ｃｍ）であり、粘度が１．５
〜２．１（ｃＰ）のブラックインクであるとしてもよ
い。

【００２９】また、複数のインクについてそれぞれ設け
られた異なる液室を有し、収容するインクの表面張力が
約２６．０〜３７．０（ｄｙｎｅ／ｃｍ）であり、粘度
が１．８５〜２．６０（ｃＰ）であって定数Ｃ＝１．１
５を満足するヘッド部と、収容するインクの表面張力が
約４０．５〜４６．５（ｄｙｎｅ／ｃｍ）であり、粘度
が１．５〜２．１（ｃＰ）であって定数Ｃ＝１．０を満
足するヘッド部とを有することとしてもよい。

【００３０】また、インクを吐出するための吐出口を有
する複数の液流路と、１つの液流路に対してインクを吐
出させるための平行に設けられた複数の電気熱変換素子
を有するインクジェット記録ヘッドにおいて、吐出口側
となる前方に位置する電気熱変換素子のみを用いたとき
の吐出速度ｖＦおよび吐出量ＶｄＦと、両方の電気熱変
換素子を用いたときの吐出速度ｖＦ＋Ｂおよび吐出量Ｖ
ｄＦ＋Ｂが、表面張力が約２６．０〜３７．０（ｄｙｎ
ｅ／ｃｍ）であり、粘度が１．８５〜２．６０（ｃＰ）
のインクを用いたときには、 ｖＦ≧８（ｍ／Ｓ） ｖＦ＋Ｂ≦１６（ｍ／Ｓ） ＶｄＦ≦２５（ｐｌ） ３５≦ＶｄＦ＋Ｂ≦４５（ｐｌ） の関係を満たし、表面張力が約４０．５〜４６．５（ｄ
ｙｎｅ／ｃｍ）であり、粘度が１．５〜２．１（ｃＰ）
のインクを用いたときには、 ｖＦ≧７．５（ｍ／Ｓ） ｖＦ＋Ｂ≦１６（ｍ／Ｓ） ＶｄＦ≦４０（ｐｌ） ６５≦ＶｄＦ＋Ｂ≦８０（ｐｌ） の関係を満たし、前記電気熱変換素子は、その吐出口側
端部から吐出口までの距離ＯＨが他の電気熱変換素子と
異なるように配置されるとともに、吐出口側となる前方
に位置する電気熱変換素子は前記距離ＯＨが１３０μｍ
以下の領域に配置されることとしてもよい。

【００３１】また、後方側の電気熱変換素子が前方側の
電気熱変換素子よりも大きいとしてもよい。

【００３２】また、インクを吐出するための吐出口を有
する複数の液流路と、１つの液流路に対してインクを吐
出させるための電気熱変換素子が複数設けられた第１ヘ
ッドを用いて吐出を行うプリンタに対して前記第１ヘッ
ドと交換して使用され、１つの液流路に対して平行に設
けられた２つの電気熱変換素子を有し、第２ヘッドとし
て用いられるインクジェット記録ヘッドであって、各電
気熱変換素子間の重心から吐出口までの距離ＯＰが前記
第１ヘッドのヒータ重心から第１ヘッドの吐出口までの
距離ＯＣと略同一であるとしてもよい。

【００３３】また、１つの液流路に対してインクを吐出
させるための電気熱変換素子が１つ設けられた第１ヘッ
ドを用いて吐出を行うプリンタに対して前記第１ヘッド
と交換して使用され、両電気熱変換素子間の重心から吐
出口までの距離が前記第１ヘッドのヒータ重心から第１
ヘッドの吐出口までの距離と略同一であるとしてもよ
い。また、各電気熱変換素子間の重心から吐出口までの
距離ＯＰが前記第１ヘッドのヒータ重心から第１ヘッド
の吐出口までの距離ＯＣよりも小さいとしてもよい。

【００３４】さらに、電気熱変換素子が吐出方向に向け
て細長い矩形形状であることとしてもよい。

【００３５】本発明のインクジェットヘッドカートリッ
ジは、上記のように構成されたインクジェット記録ヘッ
ドと、該インクジェット記録ヘッドに供給される液体を
保持する液体容器とを有する。

【００３６】本発明のインクジェット記録装置は、上記
のように構成されたインクジェット記録ヘッドと、該イ
ンクジェット記録ヘッドから液体を吐出させるための駆
動信号を供給する駆動信号供給手段と、を有する。

【００３７】本発明の他の形態によるインクジェット記
録装置は、上記のように構成されたインクジェット記録
ヘッドと、該インクジェット記録ヘッドから吐出された
液体を受ける被記録媒体を搬送する被記録媒体搬送手段
と、を有する。

【００３８】「作用」インク滴の吐出量Ｖｄは、電気熱
変換素子の吐出口側端部から吐出口までの距離ＯＨが所
定の距離のときの値を極大値とし、所定の距離ＯＨから
離れるにしたがって減少する特性を備え、吐出速度ｖ
は、距離ＯＨが小さくなるにしたがって大きくなり、リ
フィル周波数ｆｒは、吐出速度ｖとは逆に、距離ＯＨが
小さくなるにしたがって小さくなるという特性を備えて
いる。

【００３９】本発明は上記のような特性を踏まえて上述
したように電気熱変換素子を配置することにより、大小
の液滴を吐出する際の、吐出量、吐出速度およびリフィ
ル周波数を要求される特性を満たすものとなっている。

【００４０】

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施例について図
面を参照して説明する。

【００４１】次に、本発明の実施例について説明する。

【００４２】＜ヘッド構造＞図１（ａ）および図１
（ｂ）のそれぞれは、本発明によるインクジェット記録
ヘッドの一実施例および比較例としての従来品のノズル
部の構成を示す平面図である。

【００４３】本実施例は発熱体が形成される面に略垂直
な方向に液体を吐出するエッジシュートタイプの構成を
示すものであり、ノズル１０１は配列密度が３６０ｄｐ
ｉとされる。ノズル１０１内には、ほぼ同じ大きさ、同
じ長さの２つのヒータ１０２，１０３が、吐出口１０４
から各ヒータまでの距離が異なるように横並びに配置さ
れている。また、図１（ｂ）に示す比較例は、ノズル１
０５の配列密度は図１（ａ）に示す実施例と同様である
が、ノズル１０５内にはヒータ１０６が１つのみ設けら
れている。

【００４４】なお、以下の説明においては、図１（ａ）
に示す実施例の吐出口１０４から各ヒータ１０２，１０
３までの距離をＯＨ１，ＯＨ２、吐出口１０４から各ヒ
ータ１０２，１０３の重心（中心）までの距離をＯＰ
１，ＯＰ２とし、これら２つのヒータ１０２，１０３を
１つのヒータとして見たときの重心をＯＰ＝（ＯＰ１＋
ＯＰ２）／２とする。また、図１（ｂ）に示す比較例の
吐出口１０７からヒータ１０６までの距離をＯＨとし、
吐出口１０７からヒータ１０６の重心までの距離をＯＣ
として説明する。

【００４５】詳しくは後述するが、２つのヒータはそれ
ぞれ独立に駆動することが可能に構成されており、その
場合の小液滴の吐出量はそれぞれ約２０ｐｌに設定され
ている。また、上記の２つのヒータを同時に駆動させる
ことでどちらか一方での吐出量の約２倍となる約４０ｐ
ｌの吐出量の大液滴が吐出される。

【００４６】次に、本実施例に関わるインクジェット記
録ヘッドの吐出特性について各特性を示す図２を参照し
て説明する。図２（ａ）〜（ｃ）のそれぞれは、吐出口
からヒータ先端までの距離ＯＨを変数としたときの液滴
の吐出量Ｖｄ、吐出速度ｖ、リフィル周波数ｆｒを示す
図であり、これらは以下のような傾向を示す。

【００４７】インク滴の吐出量Ｖｄは、図２（ａ）中の
一点鎖線に示されるある所定の距離ＯＨでの値を極大値
とし、所定の距離ＯＨから離れるにしたがって減少す
る。

【００４８】吐出速度ｖは、図２（ｂ）に示すように距
離ＯＨが小さくなるにしたがって大きくなる。

【００４９】リフィル周波数ｆｒは、図２（ｃ）に示す
ように吐出速度ｖとは逆に、距離ＯＨが小さくなるにし
たがって小さくなる。

【００５０】図２（ｂ），（ｃ）のいずれにも２つのヒ
ータ面積についての吐出速度ｖとリフィル周波数ｆｒが
示されており、これらのパラメータのいずれも吐出面積
ＳＨの大きさに応じてシフトする。

【００５１】図３は、上記の液滴の吐出量Ｖｄと吐出速
度ｖ、および吐出口面積ＳOと吐出口からヒータ先端ま
での距離ＯＨとの積と距離ＯＨとの関係をともに示す図
であり、図４は吐出速度ｖを吐出量Ｖｄで除算した結果
と距離ＯＨとの関係を示す図である。図３および図４で
は、上述したような所定の距離ＯＨとは異なる観点から
特異点ａ，ｂを規定し、距離ＯＨを、ａ以上の領域Ａ、
ｂ以下の領域Ｂ、およびａとｂとの間となる領域Ｃの３
つの領域に分割している。

【００５２】各領域の特有の傾向として、領域Ａでは距
離ＯＨの増大に対して吐出速度ｖと吐出量Ｖｄがほぼ比
例関係にあり、ｖ／Ｖｄがほぼ一定となることが挙げら
れる。また、領域Ｂでは吐出量Ｖｄが吐出口面積ＳOと
距離ＯＨの積にほぼ比例し、領域Ｃでは吐出量Ｖｄがほ
ぼ一定であることが挙げられる。

【００５３】また、上記の各領域Ａ〜Ｃは吐出量Ｖｄ、
吐出速度ｖのそれぞれに着目して考えると以下のように
定義することもできる。

【００５４】＜吐出量Ｖｄから見た場合＞ 領域Ａ：吐出量Ｖｄが距離ＯＨの増大に伴って減少する
区間 領域Ｂ：吐出量Ｖｄと距離ＯＨにほぼ比例して増加する
区間 領域Ｃ：吐出量Ｖｄが距離ＯＨに対してほぼ一定となる
区間 ＜吐出速度ｖから見た場合＞全ての区間にわたって距離
ＯＨの増加に伴って吐出速度ｖは低下するが特に領域Ｃ
ではその変化量は緩やかなものとなる。

【００５５】上記のような吐出量特性やリフィル周波数
特性を踏まえて、図２乃至図４に示したような領域が現
出する機構について、推察を含めて以下に説明する。

【００５６】インク滴の速度ｖおよび吐出量Ｖｄは、ヒ
ータを固定として考えるとノズルのヒータから吐出口側
における（慣性）抵抗とヒータの後方での（慣性）抵抗
に大きく依存するものであり、かつ、吐出量Ｖｄは吐出
口面積ＳOと吐出口からヒータ先端までの距離ＯＨとの
積を大きく超えないという関係から決定されるものであ
る。

【００５７】図３におけるＡ領域（第２の領域）は、Ｓ
O’×ＯＨ＜Ｖｄとなる関係である（ＳO’は比例定
数）。つまりヒータの後方（液室側）と前方（吐出口
側）の（慣性）抵抗のバランスなどによって速度ｖや吐
出量Ｖｄが決定される領域であり、ヒータの前方の慣性
抵抗、後方の慣性抵抗をＦ、Ｒとすると、吐出速度ｖお
よび吐出量ＶｄがＲ／（Ｆ＋Ｒ）にほぼ比例する領域で
ある。したがって、距離ＯＨを大きくするとヒータ前方
の慣性抵抗が大きくなる。一方、ヒータ後方の慣性抵抗
は小さくなるため、吐出口側への力が弱くなり、インク
の吐出口側へ移動する速度および量が小さくなる。この
ことについてさらに詳細に説明する。

【００５８】図５は一般的なインクジェット記録ヘッド
のインク流路の断面構成を示す図である。

【００５９】インク路用溝が形成された天板４１３とヒ
ータボード４０３とを接合することによってインク路４
０１が構成され、インク路４０１には共通液室４０７に
連通してインク４０６が満たされている。ヒータボード
４０３にはインク吐出のための熱エネルギーを発生する
ヒータ４０４が形成されており、これによってインク路
４０１中のインク４０６を加熱して気化による気泡を生
成する。静置時においては、前記インク４０６はオリフ
ィス付近ではインクタンク（不図示）内の負圧とインク
路４０１中の毛細管力（流路抵抗）とが釣り合うことに
より一定の位置にメニスカスを形成している。そして、
ヒータ４０４に駆動電力が供給されることによって気泡
が形成されると、気泡の体積変化による圧力によりヒー
タ４０４より前方のインク路４０１にあるインク４０６
が液滴となって吐出される。その後、ヒータ４０４より
前方のインク路４０１に残っているインク４０６はヒー
タ部分に戻ろうとしてメニスカスが後退する。

【００６０】図５において、ヒータ４の中心よりオリフ
ィス側のインク流抵抗（慣性抵抗）をＦとすると、Ｆ＝
ヒータ中心〜オリフィス距離／インク路断面積と表わす
ことができる。また、ヒータ４の中心より共通液室７側
のインク流抵抗をＲとすると、Ｒ＝ヒータ中心〜液室ま
での距離／インク路断面積と表わすことができる。

【００６１】今、ヒータ４０４によってインク４０６を
加熱し、図６に示すように気泡４０８を発生させてオリ
フィス４０５からインクドロップレット４０９を吐出す
ることを考える。このとき、インクドロップレット４０
９の体積Ｖｄは、気泡４０８の最大体積をＶｂとすると
ほぼ以下の（１）式で表わされるものとなる。

【００６２】 Ｖｂ＝（Ｒ／（Ｆ＋Ｒ））・Ｖｂ・・・・・・（１） ここでＶｂ∝ＳＨ（ヒータサイズ） （１）式から以下のことが明らかである。

【００６３】Ｆが大きくなるに従い、すなわちヒータ４
０４の前端からオリフィス４０５までの距離ＯＨ（図５
参照）が長くなるに従い、吐出体積Ｖｄは減少する。こ
の関係を図７の曲線ａに示す。

【００６４】一方、Ｂ領域（第１の領域）では、Ｖｄ≒
ＳO’×ＯＨとなる領域である。距離ＯＨが短くなると
ヒータ前方の慣性抵抗が小さくなるために速度ｖは大き
くなる。しかしながら発泡されたヒータ上の気泡がノズ
ル内の吐出口側へのインクの流れの障害物となって流れ
が断たれ、その結果吐出量Ｖｄが吐出速度ｖに比例せず
に小さくなるのではないかと推察される。要は、与えら
れたパワーとしてはさらに大きな吐出量Ｖｄとなること
が見込まれるのに、インクが供給されない状態が発生し
ているのではないかと考えられる。すなわち、吐出口面
積ＳOと吐出口からヒータ端部までの距離ＯＨで形成さ
れる限られた吐出量Ｖｄlimができるのだと考えられ
る。この関係は以下の（２）式で示される。

【００６５】Ｖｄlim＝ＳO・ＯＨ・・・・・・（２） 上記の（２）式の関係を図７の曲線ｂに示す。

【００６６】図８には吐出量Ｖｄと距離ＯＨのおおよそ
の関係が示されており、ヒータ面積ＳＨを変えたときの
曲線ａ，ｂ の変化を示す図である。図から明らかなよ
うにヒータ面積ＳＨの大きさに応じて各曲線ａ，ｂはシ
フトする。

【００６７】ここで、図７に示される２つの曲線ａ，ｂ
が交わる点の距離をＬとし、基本的にはＯＨ＝Ｌを境に
Ｖd ＞Ｖdlimとなる領域をＢ領域、Ｖd ＜Ｖdlimを満た
す領域をＡ領域としている。発泡→消泡→メニスカスの
リフィルの過程を、以下図９を参照して説明する。

【００６８】時刻ｔ1 でヒータ４０４による加熱で気泡
４０８を生じさせると（図９（Ａ））、時刻ｔ2 には図
９（Ｂ）に示す状態になる。

【００６９】図９（Ｃ）に示すように、時刻ｔ3 で気泡
４０８が消泡する。

【００７０】この消泡の際の原理を図９（Ｃ）を参照し
て説明する。

【００７１】メニスカス４１１の後退体積（空白となる
体積）ＶMeは、気泡４０８の最大体積をＶb 、気泡４０
８よりオリフィス４０５側の流体抵抗をＦ′（図６参
照）、液室側をＲ′（図６参照）とすると、 ＶMe＝(R'/F'+R')・Vb=(R'/F'+R')・(F+R)/R)・Vd で示される。つまり、消泡する際、この消泡する気泡に
対して、これを埋めようとしてそれぞれオリフィス４０
５側と液室４０７側からインクが移動することを考えた
場合、Ａ領域のように（距離ＯＨが相対的に大きいの
で）Ｆ′が大きいと、オリフィス４０５側の抵抗が大と
なり、相対的に液室４０７からのインク移動量が大きく
なる。これにより、消泡位置４１０は後方に移動せず、
従ってメニスカスの後退量（ＶMe）は小さくなる。これ
は、リフィルに有利なものとなる。

【００７２】一方、Ｂ領域のように（距離ＯＨが小さい
ので）Ｆ′が小さい場合、メニスカス４０９側からのイ
ンク移動が大きくなり、消泡位置４１０は後方にずれ、
その結果メニスカス後退量が吐出量に対して大きくな
る。よってリフィル時間が大となる。

【００７３】上記のように、Ａ領域では、メニスカス後
退量が小さく、リフィル周波数ｆｒが高い。これに対し
てＢ領域では、メニスカス後退量が大きくリフィル周波
数ｆｒは低くなる。

【００７４】このように、今まで距離ＯＨを変数とした
場合の吐出量Ｖｄが極大値になる距離ＯＨを基準として
Ａ領域、Ｂ領域と区別したが、本実施例のヘッドを用い
て実験した結果、極大値の付近に関してよく観ると、吐
出量Ｖｄは距離ＯＨに対してほぼ一定の非常にゆるやか
なか曲線となってることがわかった。

【００７５】これは推定するに、まず１つには、発泡さ
れたヒータ上の気泡がノズル内の吐出口側へのインクの
流れの障害物とは完全にはならないからと考えられる。

【００７６】すなわち、ノズル間にヒータがほぼ平行に
並んでいるため、前側のヒータはノズル流路全域をしゃ
断するものとならずインクの流れを完全にはしゃ断しな
いため、前側ヒータの横からインクが供給できるからと
考えられる。

【００７７】また、別の観点から推察すると、液滴が完
成するまでに一定の時間がかかるため、吐出初期に吐出
口の先端から、一部のインクが突出すると、ヒータ前側
の慣性抵抗が小さくなるために粘性抵抗が支配的になっ
てノズル内のインクの流れが遅くなっていき、特に、距
離ＯＨを短かくしていった場合には上記効果がなく、吐
出量Ｖｄが、徐々に小さくなっていくのではないかと考
えられる。いずれにしてもこの領域では距離ＯＨの値に
関らず、吐出量Ｖｄは安定しているため、ヘッド製造上
のばらつきに対しても安定しているといえる。また比較
的、距離ＯＨも長いため、リフィル周波数ｆｒも比較的
良い値となる。

【００７８】従来の１ノズル内に１つの吐出用ヒータが
設けられる吐出量の大きなインクジェット記録ヘッドで
は、図２（ａ）中の一点鎖線に示されるある所定の距離
ＯＨよりも小さな領域では吐出量Ｖｄは距離ＯＨを変数
とした場合に比例係数ＳO’がおおよそＳOとなる比例関
係にほぼ等しい実験結果となるものであった。

【００７９】しかしながら、今回、ヒータ幅が小さくな
るようにヒータ面積を変化させて実験を行ったところ、
比例係数ＳO’は図１０に示すようにヒータ幅の増加に
つれて大きなものとなり、ＳOに近付いて行く関係であ
ることが判った。

【００８０】すなわち、ヒータ幅が狭い場合には比例係
数ＳO’は吐出口面積ＳOに比べて小さな値となったので
ある。ここで、この比例係数ＳO’を有効吐出口面積と
仮定するとヒータ幅が狭くなることで有効吐出口面積が
小さくなると考えることもできる。ここで、図１０の縦
軸のＳＯ’を有効吐出口と仮定し、その場合の吐出口径
２（ＳＯ’／π）^１／２の値を対応させた。

【００８１】上述したような知見に基づいて、本実施例
のインクジェット記録ヘッドでは一方のヒータ（前側ヒ
ータ（吐出口側のことを前側とした））のヒータ幅の大
きさを有効吐出口面積がＳOに比較して小さく（約半
分）なるように設定し、かつ、ヒータ位置として距離Ｏ
ＨがＢ領域（あるいはＣ領域（第２の領域））となるよ
うに設定し、他方のヒータ（後ろ側ヒータ）を前側ヒー
タとほぼ同じ大きさとしてヒータ位置は距離ＯＨがＡ領
域（あるいはＣ領域）となるように配置した。

【００８２】駆動方法としてはそれぞれのヒータで独立
に駆動した場合の各吐出量がほぼ等しくなり、両方を同
時に駆動した場合には２倍の吐出量となるように設定し
た。このように大小の液滴の吐出量比を２：１に設定す
る場合、各ヒータそれぞれの距離ＯＨは屈曲点となる距
離に対して対称となるように設定することにより駆動方
法が容易となり、このような配置とすることが望まし
い。

【００８３】ここで、前側のヒータで小ドットを吐出さ
せ、前後ヒータを同時に駆動することにより大ドットを
吐出させることで小ドットの吐出速度を大きくし、か
つ、大小ドットの吐出速度の差（または比）を小さくす
ることができた。また、前側ヒータの距離ＯＨは、あま
り短すぎると吐出速度ｖは大きくなるもののリフィル周
波数ｆｒが低くなるため、駆動周波数を満たすことので
きる範囲内に設定すればよい。

【００８４】次に、大ドットを吐出させるのに好ましい
ヒータの位置について説明する。

【００８５】大ドットは前後の２つのヒータを駆動して
吐出させることは前述した通りであるが、２つのヒータ
の重心位置と吐出口間の距離ＯＰを変数とすると、吐出
量Ｖｄ、吐出速度Ｖおよびリフィル周波数ｆｒ等の吐出
特性は図１１（ａ）〜（ｃ）に示すものとなる。図１１
に示す例では前側ヒータの距離ＯＨ１を固定とし、後ろ
側ヒータの距離ＯＨ２を変化させて得られた距離ＯＰを
変数としたものである。

【００８６】上記の場合の吐出量Ｖｄは前側ヒータと後
ろ側ヒータをそれぞれ単独に駆動させた場合の吐出量の
和にほぼ等しいことが判っており、距離ＯＰが所定の距
離で吐出量Ｖｄは最大となる。本実施例においては、こ
の所定の距離よりも大きな値に距離ＯＰを設定してい
る。

【００８７】図１１（ｂ），（ｃ）から、距離ＯＰが短
すぎると吐出速度ｖが速くなりすぎて、大小ドットの速
度差が大きくなり、リフィル周波数が低くなることが判
る。ここで、図１（ｂ）に示すようにノズル内にヒータ
が１つだけ配置されている場合を考える。１つだけ配置
されたヒータのサイズを本実施例の２つのヒータを１つ
にまとめたような形状とし、その重心と吐出口との距離
ＯＣをＯＣ＝ＯＰとなるように配置して実験したとこ
ろ、本実施例のものとほぼ同様の吐出量Ｖｄ、吐出速度
ｖおよびリフィル周波数ｆｒが得られた。

【００８８】上記の実験結果から、従来からのインクジ
ェット記録ヘッドとの共通性を考えると、従来品のＯＰ
とＯＣをほぼ等しくすることにより、液滴の吐出量Ｖ
ｄ、吐出速度ｖ、リフィル周波数ｆｒをほぼ等しいもの
とすることができることが判る。なお、吐出速度ｖを向
上するために前側ヒータの距離ＯＨ１を小さくしすぎる
と後ろ側ヒータの距離ＯＨ２を長くする必要が生じてく
るが、距離ＯＨ２をＯＣ≒ＯＰとするために必要以上に
長くすると発生した気泡がノズルにインクを供給する供
給系が設けられた後方に突き抜ける虞があるため、これ
を防止するためにＯＰ＜ＯＣとすることが望ましい。

【００８９】また、大ドットの場合に距離ＯＨがＢ領域
にあると吐出安定性が悪くなるため、従来品との共通性
を前提としない場合であっても、距離ＯＣは距離ＯＨが
Ａ領域となるように設定することが望ましい。

【００９０】上記のような設定条件を踏まえてヒータを
配置したインクジェット記録ヘッドを作製し、その特性
を測定した。以下にその結果を示す。

【００９１】測定１ 図１２は測定において使用したノズルおよびヒータの形
状を示す図である。ノズル１０４は液室５１と連通して
おり、ノズル内には毛管力によってオリフィス４０付近
にメニスカス５２を形成する。ノズル内には少なくとも
２つ以上のヒーターがあるが本図では２つのヒーターの
場合について説明する。ノズルの全長Ｌは４００μｍと
した。それぞれのヒーターＡ、Ｂにはそれぞれ電極が接
続されており、反対側の端子には共通の電極が接続され
ている。それぞれの電極の先には、スイッチング手段が
接続され、ヒーターＡ、Ｂを選択的に駆動し、ノズル内
のインクを吐出することができる。２つのヒーターの構
成はＨＷ_A ＝２２μｍ，ＨＬ_A ＝１３５μｍ，ＯＨ_A ＝
１００μｍとＨＷ_B ＝２４μｍ，ＨＬ_B ＝１３５μｍ，
ＯＨ_B ＝１６０μｍとして小液滴はヒーターＡのみ加熱
発泡させて吐出させたものであり、大液滴はヒーター
Ａ、Ｂを同時に加熱発泡させて吐出させたものとして評
価を行った。使用したインクは表面張力が約４０．５〜
４６．５（ｄｙｎｅ／ｃｍ）であり、粘度が１．５〜
２．１（ｃＰ）のものを用いた。また、吐出口の開口面
積ＳOは６８０μｍ²とした。

【００９２】第１の測定結果を示す第１表は、ヒータの
構成と吐出量、および吐出速度との関係および６．５Ｋ
Ｈｚで吐出を行なったときのインクミストの量を示す表
である。表の結果から小液滴、大液滴の吐出速度と、吐
出量は高画質な印字を行うのに充分であり、インクミス
ト発生量も微少であることから、高品位な印字を得るこ
とができることが判る。

【００９３】

【表１】 測定２ 第２の測定結果を第２表に示す。

【００９４】ヒーターの構成は、ＨＷ_A ＝２１μｍ，Ｈ
Ｌ_A ＝１３６μｍ，ＯＨ_A ＝１００μｍとＨＷ_B ＝１９
μｍ，ＨＬ_B ＝１３７μｍ，ＯＨ_B ＝１４０μｍとし
た。この場合も第１の実施例と同じく高画質な印字を行
うのに充分な結果が得られた。

【００９５】つまり、ヒーターの形状や大きさを変化さ
せてもＯＨ距離の差を適当な値にすれば、良好な結果が
得られる。

【００９６】

【表２】 測定３ 次に、ＯＨ距離の差に対する吐出速度とインクミストの
関係を第３表に示す。ヒーターＡのＯＨ距離と小液滴の
吐出速度とインクミストの関係を第３表（ａ）に、２つ
のヒーターのＯＨ距離の差と大液滴の吐出速度ととイン
クミストの関係を第３表（ｂ）に示した。このときのヒ
ーターサイズは実施例１と同じくＨＷ_A＝２２μｍ，Ｈ
Ｌ_A ＝１３５μｍとＨＷ_B ＝２４μｍ，ＨＬ_B ＝１３５
μｍとした。

【００９７】第３表（ａ）において、小液滴の吐出速度
はヒーターＡのＯＨ距離が１２０μｍを超えると徐々に
遅くなり、高品位な印字を期待できない。また７０μｍ
以下になるとインクミスト量が増大する。これはリフィ
ル周波数ｆｒが悪くなり、吐出状態が不安定となるため
と考えられる。

【００９８】第３表（ｂ）については、ヒーターＡのＯ
Ｈ距離は１００μｍとし、ヒーターＢのＯＨ距離に対し
て大液滴の吐出速度を示した。ＯＨ距離が１１０μｍを
下回ると大液滴吐出時にインクミストが発生し、吐出方
向が曲がり液滴着弾精度が低下する。また、ＯＨ距離が
２００μｍ以上では、たまに不吐出が発生した。

【００９９】したがって、小液滴の吐出速度を上昇さ
せ、且つ大液滴吐出時のインクミストの発生を抑止し、
安定した吐出を行なわせるには、小液滴を吐出するため
のヒーターのＯＨ距離を８０〜１３０μｍとし、２つの
ヒーターのＯＨ距離の差を１０〜８０μｍにすればよ
い。さらに高画質な記録品位を求めるならば、前記ＯＨ
距離の差を２０〜６０μｍにすればよい。

【０１００】

【表３】 測定４ 次に、後ろ側ヒータの距離ＯＨを１７０μｍに固定と
し、前側ヒータの位置を変化させたときの吐出特性を測
定した。測定は、吐出口面積ＳOや前ヒータおよび後ろ
側ヒータ面積ＳＨが異なるものについて行った。結果を
第４表および第５表に示し、これらをグラフ化したもの
を図１３および図１４に示す。図１３および図１４にお
いて、（ａ）は吐出速度ｖ、（ｂ）は吐出量Ｖｄ、
（ｃ）は吐出速度ｖを吐出量Ｖｄで除いた値であり、こ
れらはともに前側ヒータのみを用いた場合と前側ヒータ
および後ろ側ヒータを同時に用いた場合が示さている。
（ｄ）は各場合の位置ずれ量を示している。

【０１０１】第４表に測定結果が示される測定では吐出
口面積ＳOが３８０μｍ²、前側ヒータおよび後ろ側ヒー
タのいずれも面積ＳＨが１７μｍ×１３５μｍのものを
用いた。第５表に測定結果が示される測定では、吐出口
面積ＳOが４００μｍ²、前側ヒータの面積ＳＨが１７μ
ｍ×１１５μｍ、後ろ側ヒータの面積ＳＨが２３μｍ×
１１５μｍのものを用いた。いずれの測定においても、
測定は使用インクは表面張力約２６．０〜３７．０（ｄ
ｙｎｅ／ｃｍ）であり、粘度が１．８５〜２．６０（ｃ
Ｐ）のものを用い、小ドットおよび大ドット吐出を行っ
た際の吐出速度ｖFおよびｖF+Bと吐出量ＶｄFおよびＶ
ｄF+Bについて測定を行い、上記のような構成のインク
ジェット記録ヘッドを走査速度が０．７（ｍ／ｓ）のキ
ャリッジに搭載し、記録媒体までの距離が１ｍｍの記録
装置に搭載したときの記録的の飛翔時間および着弾位置
ずれを求め、さらに、小ドット吐出時の吐出速度を吐出
量で除した第１の値と、大ドット吐出時の吐出速度を吐
出量で除した第２の値とを求め、さらに第１の値を第２
の値で除した値を求めている。

【０１０２】

【表４】

【０１０３】

【表５】 上記の測定結果から、第１の値が第２の値に比例係数
１．１５を乗じた値よりも大きなとき、すなわち、吐出
速度ｖF，ｖF+Bおよび吐出量吐出量ＶｄF，ＶｄF+Bが、 （ｖF／ＶｄF）≧（ｖF+B／ＶｄF+B）×Ｃ （Ｃは定数）の関係を満たすように配置することによ
り、好ましい吐出速度、吐出量比、着弾位置ずれ量およ
びリフィル周波数が得られることが判った。定数Ｃはイ
ンク物性等によって変わるもので、本発明者の実験によ
れば表面張力が約２６．０〜３７．０（ｄｙｎｅ／ｃ
ｍ）であり、粘度が１．８５〜２．６０（ｃＰ）のイン
クを用いたときには、Ｃ＝１．１５となり、表面張力が
約４０．５〜４６．５（ｄｙｎｅ／ｃｍ）であり、粘度
が１．５〜２．１（ｃＰ）のインクを用いたときには、
Ｃ＝１．０となることが判った。

【０１０４】次に、本発明の第２の実施例について説明
する。本実施例はヒータの形状および重心位置に関する
ものである。

【０１０５】ヒータを加熱させてその上のインクを発泡
させてインク滴を吐出させるインクジェット記録装置に
おいて所定のインク滴体積を得るためには、所定の面積
のヒータが必要となる。

【０１０６】ノズルを高密度化していくためにはヒータ
幅を狭くする必要があるが、このとき、幅の大きなヒー
タと同じインク滴体積とするためにはヒータ面積を等し
くする必要があり、必然的にヒータ長さを大きくするこ
ととなる。１ノズル内に複数のヒータをノズル列方向に
並設する場合には幅はさらに狭くなり、ヒータ長さもよ
り大きなものとなる。

【０１０７】図１５（ａ），（ｂ）のそれぞれは、上記
の特性を考慮した第２の実施例を説明するための図で、
ほぼ同じインク滴を吐出するノズル１００１，１００５
の構成を示す平面図であり、ヒータ形状により特性が異
なるものとなることを説明するための図である。

【０１０８】ノズル１００１内には２つのヒータ１００
２と１００３が配設され、ノズル１００１と同形状のノ
ズル１００５内にはヒータ１００６と１００８が配設さ
れている。ヒータ１００２（１００３）はヒータ１００
６（１００８）と幅が小さく、長さが大きいが、面積は
ほぼ等しいものとされ、また、各ヒータのノズル１００
１および１００５に対する重心の位置は等しくなるよう
に配設されている。このような条件で配設されることに
より、図１５（ａ）に示すノズル１００１における吐出
口１００４から前側ヒータ１００２までの距離ＯＣ１は
図１５（ｂ）に示すノズル１００５における吐出口１０
０７から前側ヒータ１００６までの距離ＯＣ２よりも短
いものとなる。この結果、ヒータ１００２の端部はＢ領
域に配置され、吐出量Ｖｄが小さくなる。また、発泡中
心となる吐出口１００４から重心までの距離は、幅の広
い、図１５（ｂ）に示したものと同じであり、各ヒータ
の重心はＡ領域となるため、リフィル周波数ｆｒに関し
てはこれらはいずれもほぼ等しいものとなり、小液滴の
形成と効率良くリフィルを行うことが両立できるものと
なっている。

【０１０９】次に、本発明の第３の実施例について説明
する。

【０１１０】本実施例は、上記のＡ領域とＡ領域以外の
Ｂ領域およびＣ領域の分岐点を図４に示した内容から１
３０μｍと規定し、さらに、各測定結果からインクの種
類に応じて吐出速度ｖF，ｖF+Bおよび吐出量吐出量Ｖｄ
F，ＶｄF+Bを規定するものである。

【０１１１】これらの各パラメータは以下により説明さ
れ、規定することができる。

【０１１２】表面張力が約２６．０〜３７．０（ｄｙｎ
ｅ／ｃｍ）であり、粘度が１．８５〜２．６０（ｃＰ）
のインクを用いたときには、 ｖF≧８（ｍ／Ｓ） ｖF+B≦１６（ｍ／Ｓ） ＶｄF≦２５（ｐｌ） ３５≦ＶｄF+B≦４５（ｐｌ） の関係を満たすこととする。

【０１１３】また、表面張力が約４０．５〜４６．５
（ｄｙｎｅ／ｃｍ）であり、粘度が１．５〜２．１（ｃ
Ｐ）のインクを用いたときには、 ｖF≧７．５（ｍ／Ｓ） ｖF+B≦１６（ｍ／Ｓ） ＶｄF≦４０（ｐｌ） ６５≦ＶｄF+B≦８０（ｐｌ） の関係を満たすこととする。上記のような条件のときに
大小吐出を良好に行うことができる。

【０１１４】図１６は、上記のような各特性を備えたイ
ンクジェット記録ヘッドを用いたインクジェトヘッドカ
ートリッジＡ〜Ｄを組み合せたものである。インクジェ
トヘッドカートリッジＡ〜Ｄにはカラー記録を行うため
にＹ（イエロー）、Ｍ（マゼンタ）、Ｃ（シアン）、Ｂ
ｋ（ブラック）がそれぞれ供給される。ここで、インク
ジェトヘッドカートリッジＡ〜Ｃを構成するインクジェ
ット記録ヘッドは、上記の定数Ｃが１．１５となるもの
が使用され、インクジェトヘッドカートリッジＤには上
記の定数Ｃが１．００となるものが使用されている。

【０１１５】上述した各実施例の実施形態としては、図
１７（ａ）に示す例では同形状の両ヒータの一部が隣接
するように配置されたもの、図１７（ｂ）に示すように
同形状の両ヒータが隣接しないように配置されたもの、
図１７（ｃ）に示すように異なる形状のヒータの一部が
隣接するように配置されたもの、図１７（ｄ）に示すよ
うに異なる形状の両ヒータが隣接しないように配置され
たものの全てが含まれる。

【０１１６】なお、上述した各実施例においては、ヒー
タが２つ設けられたものを例として説明したが、さらに
多くのヒータを配置する場合であっても本発明の考え方
を適用することができる。例えば、１箇所に複数のヒー
タが並設される場合にはこれらを１つのヒータと見なし
てその重心に本発明を適用すればよい。また、距離ＯＨ
が異なるように設けられた場合には、前後関係を持つヒ
ータを１つのヒータと見なしてその重心に本発明を適用
すればよい。また、上述した各実施例を組み合せること
により、各実施例における効果が相乗したものとなり、
このように構成してもよい。

【０１１７】図１８は上記のように構成されるインクジ
ェット記録ヘッドを用いたインクジェットヘッドカート
リッジの一例を示す分解斜視図である。

【０１１８】図１８において記録ヘッドユニットＩＪＵ
は、電気信号に応じて熱エネルギーを生成しインクに膜
沸騰を生じさせることによりインク吐出を行う方式のユ
ニットである。ヒータボード１００は、Ｓｉ基板上に、
複数の列状に配された上記熱エネルギーを生成するため
の電気熱変換素子（吐出ヒータ）と、これに電力を供給
するＡｌ等の電気配線とが成膜技術により形成されて成
る、配線基板２００は、ヒータボード１００の配線に対
応する配線（例えばワイヤボンディングにより接続され
る）と、この配線の端部に位置し本体装置からの電気信
号を受けるパッド２０１とを有している。天板１３００
は、複数のインク吐出口のそれぞれに対応したインク路
や共通液室等を構成するための隔壁を具え、また、イン
クタンクから供給されるインクを受けて共通液室へ導入
するためのインク受け口１５００と、吐出口を複数有す
るオリフィスプレート４００を一体に具える。天板１３
００が具える隔壁等は天板１３００と一体成型されるも
のであり、これらの一体成型材料としてはポリサルフォ
ンが好ましいが、他の成型用樹脂材料でも良い。

【０１１９】支持体３００は配線基板２００の裏面を平
面で支持し、例えば金属によって形成され、記録ヘッド
ユニットの構造部材をなす。押えばね５００はＭ字形状
をなし、そのＭ字の中央で天板１３００の共通液室に対
応する部分を押圧すると共に前だれ部５０１で同様に天
板１３００のインク路に対応する部分を線接触で押圧す
る。押えばね５００の足部が支持体３００の穴３１２１
を通って支持体３００の裏面側に係合することにより、
ヒータボード１００および天板１３００を支持体３００
との間に挟み込んだ状態とし、これにより、押えばね５
００とその前だれ部５０１の付勢力によってヒータボ−
ド１００と天板１３００とを支持体３００に圧着固定す
ることができる。支持体３００は、インクタンクに設け
られた２つの位置決め凸起１０１２および２つの位置決
め且つ熱融着保持用凸起１８００のそれぞれに係合する
それぞれ２つの位置決め用穴３１２，１９００を有する
他、ヘッドカートリッジの装置本体側キャリッジに対す
る位置決め用の突起２５００，２６００を裏面側に有し
ている。加えて支持体３００はインクタンクからのイン
ク供給を可能とするインク供給管２２００（後述）を貫
通可能にする穴３２０をも有している。支持体３００に
対する配線基板２００の取付は、接着剤等で貼着して行
われる。

【０１２０】なお、支持体３００の凹部２４００，２４
００は、それぞれ位置決め用突起２５００，２６００の
近傍に設けられており、これら凹部は、組立てられたヘ
ッドカートリッジ（図１９に示される）において、ヘッ
ドカートリッジにおける記録ヘッドユニットＩＪＵの周
囲の３辺に形成されたそれぞれ複数の平行溝３０００，
３００１延長点にあって、ゴミやインク等の不要物が突
起２５００，２６００に至ることがないように設けられ
ている。平行溝３０００が形成される蓋部材８００は、
ヘッドカートリッジの外壁を形成すると共に、記録ヘッ
ドユニットＩＪＵを収納する部分を形成している。ま
た、平行溝３００１が形成されるインク供給路部材６０
０は、前述したインク供給管２２００と接続することに
よりこれにインク連通するインク導管１６００を、供給
管２２００との接続側が固定の片持ちばり形態で具え、
また、インク導管１６００の固定部においてインク供給
管２２００との毛管現象を確保するための封止ピン６０
２を具える。尚、６０１はインクタンクと供給管２２０
０との結合シールを行うパッキン、７００は供給管２２
００のタンク側端部に設けられたフィルターである。イ
ンク供給路部材６００は、モールド成型されているた
め、廉価で位置精度が高く形成されるばかりでなく、片
持ちばり形態の導管１６００によって大量生産時におい
ても導管１６００の、天板１３００のインク受け口１５
００に対する圧接状態を安定化できる。本例では、この
圧接状態下で封止用接着剤をインク供給路部材側から流
し込む。

【０１２１】なお、インク供給路部材６００の支持体３
００に対する固定は、支持体３００の穴１９０１，１９
０２に対するインク供給路部材６００の裏面側ピン（不
図示）を支持体３００の穴１９０１，１９０２を介して
貫通突出せしめ、支持体３００の裏面側に突出した部分
を熱融着することで簡単に行われる。尚、この熱融着さ
れた裏面部のわずかな突出領域は、インクタンクの記録
ヘッドユニットＩＪＵ取付面側壁面のくぼみ（不図示）
内に収められるのでユニットＩＪＵの位置決め面は正確
に得られる。

【０１２２】インクタンクは、カートリッジ本体１００
０と、インク吸収体９００と、インク吸収体９００をカ
ートリッジ本体１０００の上記ユニットＩＪＵ取付面と
は反対側の側面から挿入した後、これを封止するための
蓋１１００と、で構成されている。吸収体９００は、カ
ートリッジ本体１０００内に配置される。供給口１２０
０は上記各部１００〜６００からなるユニットＩＪＵに
対してインクを供給するための供給口であり、当該ユニ
ットをカートリッジ本体１０００の部分１０１０に配置
する前の工程で供給口１２００よりインクを注入するこ
とにより吸収体９００のインク含浸を行うための注入口
でもある。本例のヘッドカートリッジでは、インクをイ
ンクタンク内に注入できる部分は、大気連通口１４０１
と供給口１２００である。しかしながら、本体１０００
内側面に設けられたリブ２３００および蓋１１００の内
側面に設けられたリブ２５００，２５０１とによってそ
れぞれ形成されるタンク内空気存在領域を、大気連通口
１４０１側から連続した部分に設け、かつインク供給口
１２００から最も遠い角部域にわたって設けた構成をと
ることにより、インク吸収体からのインク供給性を良好
に保っている。このため、相対的に良好かつ均一な吸収
体へのインク注入は、供給口１２００を介して行われる
ことが重要である。この方法は実用上極めて有効であ
る。リブ２３００は、カートリッジ本体１０００の後方
において、キャリッジ移動方向に平行なリブを４本（図
１８には上面の２本のみ示される）有し、吸収体が本体
１０００の面に密着することを防止している。また、部
分リブ２５０１，２５００は、リブ２３００の延在する
方向の延長上にあって蓋１１００の内側面に設けられて
いるが、リブ２３００とは異なり分割された状態となっ
ている。これにより、空気の存在空間を前者より増加さ
せている。なお、リブ２５００，２５０１は蓋１１００
の全面積の半分以下の面に分散された形となっている。
これらのリブによってインク吸収体９００のタンク供給
口１２００から最も遠い角部の領域のインクをより安定
させつつも確実に供給口１２００側へ毛管力で導くこと
ができる。１４０１はインクタンク内部を大気に連通す
るために蓋部材に設けられた大気連通口である。１４０
０は大気連通口１４０１の内方に配置される揆液材であ
り、これにより大気連通口１４００からのインク漏洩が
防止される。

【０１２３】インクタンクのインク収容空間は長方形形
状であり、その長辺を側面に持つ場合であるので上述し
たリブの配置構成は特に有効であるが、キャリッジの移
動方向に長辺を持つ場合又は立方体の場合は、蓋１１０
０の全体にリブを設けるようにすることでインク吸収体
９００からのインク供給を安定化できる。

【０１２４】インクタンクおよび、これにユニットＩＪ
Ｕが装着された後にユニットＩＪＵを覆う蓋８００によ
って、ユニットＩＪＵは下方開口を除いて包囲されるこ
とになるが、ヘッドカートリッジは、装置本体側のキャ
リッジに装着され、この際、上記下方開口はキャリッジ
と近接するため、実質的な４方包囲空間が形成される。
従って、この包囲空間内にある記録ヘッドＩＪＨからの
発熱は、この空間内に均一に分散してこの空間を均一な
温度に保つものとして有効となる。しかしながら、ヘッ
ドＩＪＨが長期連続して駆動された場合など、わずかな
昇温を生じることがある。このため、本例では、支持体
３００からの自然放熱を助けるためにカートリッジの上
方面に、この空間よりは小さい幅のスリット１７００を
設けて、昇温を防止しつつもユニットＩＪＵ全体の温度
分布の均一化を環境に左右されないようにする。

【０１２５】図１９に示されるようにヘッドカートリッ
ジＩＪＣとして組立てられると、インクはインクタンク
の供給口１２００から支持体３００に設けた穴３２０お
よび供給タンク６００の中裏面側に設けた導入口を貫ぬ
いて配される供給管２２００を介してインク供給路部材
６００内の導管１６００に導かれ、その内部を通った
後、天板１３００のインク導入口１５００を介して共通
液室内へと流入される。以上における供給管および導管
の接続部には、例えばシリコンゴムやブルチゴム等のパ
ッキンが配設され、これによって封止が行われてインク
供給路が確保される。

【０１２６】なお、本実施例においては、天板１３００
は耐インク性に優れたポリサルフォン，ポリエーテルサ
ルフォン，ポリフェニレンオキサイド，ポリプロピレン
などの樹脂を用い、オリフィスプレート部４００と共に
金型により一体に同時成型してある。

【０１２７】図２０は本発明のインクジェット記録ヘッ
ドカートリッジを用いたインクジェット記録装置ＩＪＲ
Ａの概観図である。記録ヘッドとインクタンクとが一体
となったインクジェットカートリッジＩＪＣは、キャリ
ッジＨＣに搭載される。キャリッジＨＣは駆動モータ５
０１３の正転逆転に連動して駆動力伝達ギア５０１１，
５０００９を介して回転するリードスクリュー５００４
の螺旋溝５００５に対して係合するキャリッジＨＣはピ
ン（不図示）を有し、矢印ａ，ｂ方向に往復移動され
る。キャリッジＨＣには記録ヘッド部５０２５，インク
タンク部５０２６が装着される。５００２は紙押え板で
あり、キャリッジの移動方向にわたって紙をプラテン５
０００に対して押圧する。５００７，５００８はフォト
カプラであり、キャリッジのレバー５００６のこの域で
の存在を確認してモータ５０１３の回転方向切り替え等
を行うためのホームポジション検知手段である。５０１
６は記録ヘッドの前面をキャップするキャップ部材５０
２２を支持する部材、５０１５はこのキャップ内を吸引
する吸引手段であり、キャップ内開口５０２３を介して
記録ヘッドの吸引回復を行う。５０１７はクリーニング
ブレード、５０１９はこのブレードを前後方向に移動可
能にする部材であり、本体支持板５０１８にこれらは支
持されている。ブレードは、この形態でなく周知のクリ
ーニングブレードが本例に適用できることはいうまでも
ない。また、５０１２は、吸引回復の吸引を開始するた
めのレバーであり、キャリッジと係合するカム５０２０
の移動に伴って移動し、駆動モータからの駆動力がクラ
ッチ切り替え等の公知の伝達手段で移動制御される。

【０１２８】これらのキャッピング，クリーニング，吸
引回復は、キャリッジＨＣがホームポジション側領域に
位置づけられたときにリードスクリュー５００５の作用
によってそれらの対応位置で所望の処理が行えるように
構成されているが、周知のタイミングで所望の動作を行
うようにすれば、本例にはいずれも適用できる。

【０１２９】また、カートリッジタイプの記録ヘッド，
インクタンク一体型のものを用いたインクジェット記録
装置を説明してきたが、インクンタクから記録ヘッドま
で非常に細い管でインクが供給されるタイプのインクジ
ェット記録装置も本発明に包含されるものである。

【０１３０】図２１は、本発明のインクジェット記録ヘ
ッドを適用したインク吐出記録を動作させるための装置
全体のブロック図である。

【０１３１】記録装置は、ホストコンピュータ３００よ
り印字情報を制御信号として受ける。印字情報は印字装
置内部の入力インタフェイス３０１に一時保存されると
同時に、記録装置内で処理可能なデータに変換され、ヘ
ッド駆動信号供給手段を兼ねるＣＰＵ３０２に入力され
る。ＣＰＵ３０２はＲＯＭ３０３に保存されている制御
プログラムに基づき、前記ＣＰＵ３０２に入力されたデ
ータをＲＡＭ３０４等の周辺ユニットを用いて処理し、
印字するデータ（画像データ）に変換する。

【０１３２】またＣＰＵ３０２は前記画像データを記録
用紙上の適当な位置に記録するために、画像データに同
期して記録用紙および記録ヘッドを移動する駆動用モー
タを駆動するための駆動データを作る。画像データおよ
びモータ駆動データは、各々ヘッドドライバ３０７と、
モータドライバ３０５を介し、ヘッド２００および駆動
モータ３０６に伝達され、それぞれ制御されたタイミン
グで駆動され画像を形成する。

【０１３３】上述のような記録装置に適用でき、インク
等の液体の付与が行われる被記録媒体としては、各種の
紙やＯＨＰシート、コンパクトディスクや装飾板等に用
いられるプラスチック材、布帛、アルミニュウムや銅等
の金属材、牛皮、豚皮、人工皮革等の皮革材、木、合板
等の木材、竹材、タイル等のセラミックス材、スポンジ
等の三次元構造体等を対象とすることができる。

【０１３４】また上述の記録装置として、各種の紙やＯ
ＨＰシート等に対して記録を行うプリンタ装置、コンパ
クトディスク等のプラスチック材に記録を行うプラスチ
ック用記録装置、金属板に記録を行う金属用記録装置、
皮革に記録を行う皮革用記録装置、木材に記録を行う木
材用記録装置、セラミックス材に記録を行うセラミック
ス用記録装置、スポンジ等の三次元網状構造体に対して
記録を行う記録装置、又布帛に記録を行う捺染装置等を
も含むものである。

【０１３５】またこれらの液体吐出装置に用いる吐出液
としては、夫々の被記録媒体や記録条件に合わせた液体
を用いればよい。

【０１３６】＜記録システム＞次に、本発明のインクジ
ェット記録ヘッドを記録ヘッドとして用い被記録媒体に
対して記録を行う、インクジェット記録システムの一例
を説明する。

【０１３７】図２２は、前述した本発明のインクジェッ
ト記録ヘッド２０１を用いたインクジェット記録システ
ムの構成を説明するための模式図である。本実施例にお
けるインクジェット記録ヘッドは、被記録媒体１５０の
記録可能幅に対応した長さに３６０ｄｐｉの間隔で吐出
口を複数配したフルライン型のヘッドであり、イエロー
（Ｙ），マゼンタ（Ｍ），シアン（Ｃ），ブラック（Ｂ
ｋ）の４色に対応した４つのヘッドをホルダ２０２によ
りＸ方向に所定の間隔を持って互いに平行に固定支持さ
れている。

【０１３８】これらのヘッドに対してそれぞれ駆動信号
供給手段を構成するヘッドドライバ３０７から信号が供
給され、この信号に基づいて各ヘッドの駆動が成され
る。

【０１３９】各ヘッドには、吐出液としてＹ，Ｍ，Ｃ，
Ｂｋの４色のインクがそれぞれ２０４ａ〜２０４ｄのイ
ンク容器から供給されている。なお、符号２０４ｅは発
泡液が蓄えられた発泡液容器であり、この容器から各ヘ
ッドに発泡液が供給される構成になっている。

【０１４０】また、各ヘッドの下方には、内部にスポン
ジ等のインク吸収部材が配されたヘッドキャップ２０３
ａ〜２０３ｄが設けられており、非記録時に各ヘッドの
吐出口を覆うことでヘッドの保守を成すことができる。

【０１４１】符号２０６は、先の各実施例で説明したよ
うな各種、非記録媒体を搬送するための搬送手段を構成
する搬送ベルトである。搬送ベルト２０６は、各種ロー
ラにより所定の経路に引き回されており、モータドライ
バ３０５に接続された駆動用ローラにより駆動される。

【０１４２】本実施例のインクジェット記録システムに
おいては、記録を行う前後に被記録媒体に対して各種の
処理を行う前処理装置２５１および後処理装置２５２を
それぞれ被記録媒体搬送経路の上流と下流に設けてい
る。

【０１４３】前処理と後処理は、記録を行う被記録媒体
の種類やインクの種類に応じて、その処理内容が異なる
が、例えば、金属、プラスチック、セラミックス等の被
記録媒体に対しては、前処理として、紫外線とオゾンの
照射を行い、その表面を活性化することでインクの付着
性の向上を図ることができる。また、プラスチック等の
静電気を生じやすい被記録媒体においては、静電気によ
ってその表面にゴミが付着しやすく、このゴミによって
良好な記録が妨げられる場合がある。このため、前処理
としてイオナイザ装置を用い被記録媒体の静電気を除去
することで、被記録媒体からごみの除去を行うとよい。
また、被記録媒体として布帛を用いる場合には、滲み防
止、先着率の向上等の観点から布帛にアルカリ性物質、
水溶性物質、合成高分子、水溶性金属塩、尿素およびチ
オ尿素から選択される物質を付与する処理を前処理とし
て行えばよい。前処理としては、これらに限らず、被記
録媒体の温度を記録に適切な温度にする処理等であって
もよい。

【０１４４】一方、後処理は、インクが付与された被記
録媒体に対して熱処理、紫外線照射等によるインクの定
着を促進する定着処理や、前処理で付与し未反応で残っ
た処理剤を洗浄する処理等を行うものである。

【０１４５】なお、本実施例では、ヘッドとしてフルラ
インヘッドを用いて説明したが、これに限らず、前述し
たような小型のヘッドを被記録媒体の幅方向に搬送して
記録を行う形態のものであってもよい。

【０１４６】

【発明の効果】本発明は以上説明したように構成されて
いるので、以下に記載するような効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）および（ｂ）のそれぞれは、本発明によ
るインクジェット記録ヘッドの一実施例および比較例と
しての従来品のノズル部の構成を示す平面図である。

【図２】（ａ）〜（ｃ）のそれぞれは、吐出口からヒー
タ先端までの距離ＯＨを変数としたときの液滴の吐出量
Ｖｄ、吐出速度ｖ、リフィル周波数ｆｒを示す図であ
る。

【図３】液滴の吐出量Ｖｄと吐出速度ｖ、および吐出口
面積ＳOと吐出口からヒータ先端までの距離ＯＨとの積
と距離ＯＨとの関係をともに示す図である。

【図４】吐出速度ｖを吐出量Ｖｄで除算した結果と距離
ＯＨとの関係を示す図である。

【図５】本発明の一実施例にかかる記録ヘッドの主にイ
ンク路の縦断面を示す図である。

【図６】本発明の実施例を説明するための図１と同様の
図である。

【図７】上記実施例を説明するための吐出ヒータ距離と
吐出インク滴体積との関係を示す線図である。

【図８】ヒータ面積ＳＨを大きくしていったときの曲線
曲線曲線ａ，ｂ の変化を示す図である。

【図９】（Ａ）〜（Ｄ）は、上記実施例と従来例とを比
較しながら吐出時のリフィルの挙動を説明するためのイ
ンク路の断面図である。

【図１０】比例係数ＳO’の変化を示す図である。

【図１１】（ａ）〜（ｃ）のそれぞれは、２つのヒータ
の重心位置と吐出口間の距離ＯＰを変数とすると、吐出
量Ｖｄ、吐出速度Ｖおよびリフィル周波数ｆｒ等の吐出
特性を示す図である。

【図１２】本発明によるインクジェット記録ヘッドの特
性測定において使用したノズルおよびヒータの形状を示
す図である。

【図１３】後ろ側ヒータの距離ＯＨを固定とし、前側ヒ
ータの位置を変化させたときの吐出特性示す図であり、
（ａ）は吐出速度ｖ、（ｂ）は吐出量Ｖｄ、（ｃ）は吐
出速度ｖを吐出量Ｖｄで除いた値であり、これらはとも
に前側ヒータのみを用いた場合と前側ヒータおよび後ろ
側ヒータを同時に用いた場合が示さている。（ｄ）は各
場合の位置ずれ量を示している。

【図１４】後ろ側ヒータの距離ＯＨを固定とし、前側ヒ
ータの位置を変化させたときの吐出特性示す図であり、
（ａ）は吐出速度ｖ、（ｂ）は吐出量Ｖｄ、（ｃ）は吐
出速度ｖを吐出量Ｖｄで除いた値であり、これらはとも
に前側ヒータのみを用いた場合と前側ヒータおよび後ろ
側ヒータを同時に用いた場合が示さている。（ｄ）は各
場合の位置ずれ量を示している。

【図１５】（ａ），（ｂ）のそれぞれは、本発明の第２
の実施例を説明するための図で、ほぼ同じインク滴を吐
出するノズル１００１，１００５の構成を示す平面図で
ある。

【図１６】本発明によるインクジェット記録カートリッ
ジの一例を示す図である。

【図１７】本発明の実施形態を説明するための図であ
る。

【図１８】インクジェット記録ヘッドを用いたインクジ
ェットヘッドカートリッジの一例を示す分解斜視図であ
る。

【図１９】インクジェットヘッドカートリッジの模式的
斜視図である。

【図２０】インクジェット記録装置ＩＪＲＡの概観図で
ある。

【図２１】装置全体のブロック図である。

【図２２】インクジェット記録システムの構成を説明す
るための模式図である。

【符号の説明】

１０１，１０５ ノズル １０２，１０３，１０６ ヒータ １０４，１０７ 吐出口

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 金子 肇 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 井上 良二 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 才川 英男 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 宮川 昌士 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 保坂 健 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 (21)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 インクを吐出するための吐出口を有する
   複数の液流路と、１つの液流路に対してインクを吐出さ
   せるための平行に設けられた複数の電気熱変換素子を有
   するインクジェット記録ヘッドにおいて、 吐出口側となる前方の電気熱変換素子は、前方側の電気
   熱変換素子単独によるインク吐出における吐出口側端部
   から吐出口までの距離ＯＨに対する（吐出速度ｖ／吐出
   量Ｖｄ）の値が前記距離ＯＨの減少に対して増加する第
   １の領域と、前記距離ＯＨの増加に対して略一定となる
   第２の領域との区分化において、該第１の領域の距離Ｏ
   Ｈであることを特徴とするインクジェット記録ヘッド。
2. 【請求項２】 請求項１記載のインクジェット記録ヘッ
   ドにおいて、 他の少なくとも１つの電気熱変換素子は上記前方側の電
   気熱変換素子と略同一の電気熱変換素子であって、前記
   少なくとも１つの他の電気熱変換素子の距離ＯＨは上記
   第２の領域であることを特徴とするインクジェット記録
   ヘッド。
3. 【請求項３】 請求項１または請求項２に記載のインク
   ジェット記録ヘッドにおいて、 前記電気熱変換素子は、その吐出口側端部から吐出口ま
   での距離が他の電気熱変換素子と異なるように配置され
   るとともに、 前方の電気熱変換素子のみを用いたときの吐出速度ｖF
   および吐出量ＶｄFと、前方の電気熱変換素子と他の電
   気熱変換素子を用いたときの吐出速度ｖF+Bおよび吐出
   量ＶｄF+Bが、 （ｖF／ＶｄF）＞（ｖF+B／ＶｄF+B） の関係を満たすように配置されることを特徴とするイン
   クジェット記録ヘッド。
4. 【請求項４】 請求項１記載のインクジェット記録ヘッ
   ドにおいて、 前記他の電気熱変換素子は、他の電気熱変換素子単独で
   インク吐出を行った場合の前記距離ＯＨに対する（吐出
   速度ｖ／吐出量Ｖｄ）の値が前記距離ＯＨの減少に対し
   て増加する第１の領域と、前記距離ＯＨの増加に対して
   略一定となる第２の領域との区分化において、該第２の
   領域の距離ＯＨであることを特徴とするインクジェット
   記録ヘッド。
5. 【請求項５】 請求項１乃至請求項４のいずれかに記載
   のインクジェット記録ヘッドにおいて、 上記電気熱変換素子による気泡形成は膜沸騰による気泡
   形成であって、上記素子は８０μｍ〜１４０μｍの長さ
   で、幅は吐出口直径よりも小であり、両電気熱変換素子
   は並行隣接配置部分を有するものであって、上記前方の
   電気熱変換素子の上記距離ＯＨは１３０μｍ以下である
   ことを特徴とするインクジェット記録ヘッド。
6. 【請求項６】 インクを吐出するための吐出口を有する
   複数の液流路と、１つの液流路に対してインクを吐出さ
   せるための平行に設けられた複数の電気熱変換素子を有
   するインクジェット記録ヘッドにおいて、 前記電気熱変換素子は、その吐出口側端部から吐出口ま
   での距離が他の電気熱変換素子と異なるように配置され
   るとともに、吐出口側となる前方に位置する電気熱変換
   素子のみを用いたときの吐出速度ｖFおよび吐出量吐出
   量ＶｄFと、両方の電気熱変換素子を用いたときの吐出
   速度ｖF+Bおよび吐出量吐出量ＶｄF+Bが、 （ｖF／ＶｄF）≧（ｖF+B／ＶｄF+B）×Ｃ （Ｃはインク特性に比例する定数）の関係を満たすよう
   に配置されることを特徴とするインクジェット記録ヘッ
   ド。
7. 【請求項７】 請求項６記載のインクジェット記録ヘッ
   ドにおいて、 吐出口側となる前方に位置する電気熱変換素子のみを用
   いたときの吐出速度ｖFおよび吐出量吐出量ＶｄFと、前
   方の電気熱変換素子と他の電気熱変換素子を用いたとき
   の吐出速度ｖF+Bおよび吐出量吐出量ＶｄF+Bが、 ｖF≧８（ｍ／Ｓ） ｖF+B≦１６（ｍ／Ｓ） ＶｄF≦２５（ｐｌ） ３５≦ＶｄF+B≦４５（ｐｌ） の関係を満たすことを特徴とするインクジェット記録ヘ
   ッド。
8. 【請求項８】 請求項７記載のインクジェット記録ヘッ
   ドにおいて、 上記インクが、表面張力が約２６．０〜３７．０（ｄｙ
   ｎｅ／ｃｍ）であり、粘度が１．８５〜２．６０（ｃ
   Ｐ）のインクであることを特徴とするインクジェット記
   録ヘッド。
9. 【請求項９】 請求項６記載のインクジェット記録ヘッ
   ドにおいて、 吐出口側となる前方に位置する電気熱変換素子のみを用
   いたときのインクの吐出速度ｖFおよび吐出量吐出量Ｖ
   ｄFと、前方の電気熱変換素子と他の電気熱変換素子を
   用いたときのインクの吐出速度ｖF+Bおよび吐出量吐出
   量ＶｄF+Bが、 ｖF≧７．５（ｍ／Ｓ） ｖF+B≦１６（ｍ／Ｓ） ＶｄF≦４０（ｐｌ） ６５≦ＶｄF+B≦８０（ｐｌ） の関係を満たすことを特徴とするインクジェット記録ヘ
   ッド。
10. 【請求項１０】 請求項９記載のインクジェット記録ヘ
    ッドにおいて、 上記インクが、表面張力が約４０．５〜４６．５（ｄｙ
    ｎｅ／ｃｍ）であり、粘度が１．５〜２．１（ｃＰ）の
    インクであることを特徴とするインクジェット記録ヘッ
    ド。
11. 【請求項１１】 請求項６乃至請求項１１のいずれかに
    記載のインクジェット記録ヘッドにおいて、 複数のインクについてそれぞれ設けられた異なる液室を
    有し、収容するインクの表面張力が約２６．０〜３７．
    ０（ｄｙｎｅ／ｃｍ）であり、粘度が１．８５〜２．６
    ０（ｃＰ）であって定数Ｃ＝１．１５を満足するヘッド
    部と、収容するインクの表面張力が約４０．５〜４６．
    ５（ｄｙｎｅ／ｃｍ）であり、粘度が１．５〜２．１
    （ｃＰ）であって定数Ｃ＝１．０を満足するヘッド部と
    を有することを特徴とするインクジェット記録ヘッド。
12. 【請求項１２】 インクを吐出するための吐出口を有す
    る複数の液流路と、１つの液流路に対してインクを吐出
    させるための平行に設けられた複数の電気熱変換素子を
    有するインクジェット記録ヘッドにおいて、 吐出口側となる前方に位置する電気熱変換素子のみを用
    いたときの吐出速度ｖFおよび吐出量ＶｄFと、両方の電
    気熱変換素子を用いたときの吐出速度ｖF+Bおよび吐出
    量ＶｄF+Bが、表面張力が約２６．０〜３７．０（ｄｙ
    ｎｅ／ｃｍ）であり、粘度が１．８５〜２．６０（ｃ
    Ｐ）のインクを用いたときには、 ｖF≧８（ｍ／Ｓ） ｖF+B≦１６（ｍ／Ｓ） ＶｄF≦２５（ｐｌ） ３５≦ＶｄF+B≦４５（ｐｌ） の関係を満たし、表面張力が約４０．５〜４６．５（ｄ
    ｙｎｅ／ｃｍ）であり、粘度が１．５〜２．１（ｃＰ）
    のインクを用いたときには、 ｖF≧７．５（ｍ／Ｓ） ｖF+B≦１６（ｍ／Ｓ） ＶｄF≦４０（ｐｌ） ６５≦ＶｄF+B≦８０（ｐｌ） の関係を満たし、 前記電気熱変換素子は、その吐出口側端部から吐出口ま
    での距離ＯＨが他の電気熱変換素子と異なるように配置
    されるとともに、吐出口側となる前方に位置する電気熱
    変換素子は前記距離ＯＨが１３０μｍ以下の領域に配置
    されることを特徴とするインクジェット記録ヘッド。
13. 【請求項１３】 請求項１記載のインクジェット記録ヘ
    ッドにおいて、 後方側の電気熱変換素子が前方側の電気熱変換素子より
    も大きなことを特徴とするインクジェット記録ヘッド。
14. 【請求項１４】 請求項６記載のインクジェット記録ヘ
    ッドにおいて、 後方側の電気熱変換素子が前方側の電気熱変換素子より
    も大きなことを特徴とするインクジェット記録ヘッド。
15. 【請求項１５】 インクを吐出するための吐出口を有す
    る複数の液流路と、１つの液流路に対してインクを吐出
    させるための電気熱変換素子が複数設けられた第１ヘッ
    ドを用いて吐出を行うプリンタに対して前記第１ヘッド
    と交換して使用され、１つの液流路に対して平行に設け
    られた２つの電気熱変換素子を有し、第２ヘッドとして
    用いられるインクジェット記録ヘッドであって、 各電気熱変換素子間の重心から吐出口までの距離ＯＰが
    前記第１ヘッドのヒータ重心から第１ヘッドの吐出口ま
    での距離ＯＣと略同一であることを特徴とするインクジ
    ェット記録ヘッド。
16. 【請求項１６】 請求項１乃至請求項１４のいずれかに
    記載のインクジェット記録ヘッドにおいて、 １つの液流路に対してインクを吐出させるための電気熱
    変換素子が１つ設けられた第１ヘッドを用いて吐出を行
    うプリンタに対して前記第１ヘッドと交換して使用さ
    れ、両電気熱変換素子間の重心から吐出口までの距離が
    前記第１ヘッドのヒータ重心から第１ヘッドの吐出口ま
    での距離と略同一であることを特徴とするインクジェッ
    ト記録ヘッド。
17. 【請求項１７】 請求項１５または請求項１６記載のイ
    ンクジェット記録ヘッドにおいて、 各電気熱変換素子間の重心から吐出口までの距離ＯＰが
    前記第１ヘッドのヒータ重心から第１ヘッドの吐出口ま
    での距離ＯＣよりも小さなことを特徴とするインクジェ
    ット記録ヘッド。
18. 【請求項１８】 請求項１乃至請求項１７のいずれかに
    記載のインクジェット記録ヘッドにおいて、 電気熱変換素子が吐出方向に向けて細長い矩形形状であ
    ることを特徴とするインクジェット記録ヘッド。
19. 【請求項１９】 請求項１乃至請求項１８のいずれかに
    記載のインクジェット記録ヘッドと、該インクジェット
    記録ヘッドに供給される液体を保持する液体容器とを有
    するインクジェットヘッドカートリッジ。
20. 【請求項２０】 請求項１乃至請求項１９のいずれかに
    記載のインクジェット記録ヘッドと、該インクジェット
    記録ヘッドから液体を吐出させるための駆動信号を供給
    する駆動信号供給手段と、を有するインクジェット記録
    装置。
21. 【請求項２１】 請求項１乃至請求項１８のいずれかに
    記載のインクジェット記録ヘッドと、該インクジェット
    記録ヘッドから吐出された液体を受ける被記録媒体を搬
    送する被記録媒体搬送手段と、を有するインクジェット
    記録装置。