JPH1081018A - プリンタ装置及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 定量媒体と吐出媒体を混合吐出する際の定量
媒体の定量を発熱素子により行い、特に低濃度側の階調
表現を良好に行う。 【解決手段】 蓄熱層上に両端に電極が接続される抵抗
体が設けられ、この上に保護膜が形成されてなり、抵抗
体に通電することにより発熱する発熱素子を、定量媒体
が充填される第２の圧力室内に保護膜が第２の圧力室内
の定量媒体に接するように設け、この発熱素子が発熱時
にその表面において面内方向の温度分布を有するものと
する。この発熱素子においては、抵抗体の通電時におけ
る発熱量を面内方向で変化させることにより、発熱時の
温度分布を面内方向で形成していることが好ましい。ま
た、保護膜の厚さを発熱素子の面内方向で変化させる、
或いは蓄熱層の厚さを発熱素子の面内方向で変化させる
ことにより、発熱時の温度分布を面内方向で形成してい
ても良い。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は定量媒体と吐出媒体
を混合吐出するプリンタ装置に関する。詳しくは、定量
媒体の定量を発熱素子を用いて行うようにし、特に低濃
度側の階調表現性を良好としたプリンタ装置に係わるも
のである。

【０００２】

【従来の技術】近年、特にオフィス等においてデスクト
ップパブリッシングと称されるコンピュータを使用した
文書作成が盛んに行われるようになってきており、最近
では文字や図形だけでなく、写真のようなカラーの自然
画像を文字，図形とともに出力するといった要求も増加
してきている。さらに、パーソナルユースの分野におい
ても、年賀状やグリーティングカード等の作成が盛んに
行われるようになってきており、上記のような要求が増
加してきている。そして、これに伴い、高品位な自然画
像をプリントすることが要求され、中間調の表示による
階調表現が重要となっている。

【０００３】また、記録信号に応じた制御信号に応じて
印刷時に必要な時だけインク液滴をノズルより吐出して
紙，フィルム等の被記録材に被着させて記録する、いわ
ゆるオンデマンド型のプリンタ装置は、小型化，低コス
ト化の可能性を有するため、近年急速に普及しつつあ
る。

【０００４】このように、インク液滴をノズルより吐出
させる方法としては、様々な方法が提案されているが、
ピエゾ素子を用いる方法または発熱素子を用いる方法が
一般的である。前者はピエゾ素子の変形によりインクに
圧力を加えて吐出させる方法である。後者は、発熱素子
によりインクを加熱気化させて発生する泡の圧力でイン
クを吐出させる方法である。

【０００５】そして、上記のような中間調の表示による
階調表現を上述のインク液滴を吐出するオンデマンド型
のプリンタ装置で疑似的に行う方法としては、様々な方
法が提案されている。すなわち、第１の方法としてはピ
エゾ素子或いは発熱素子に与える電圧パルスの電圧やパ
ルス幅を変化させて吐出する液滴サイズを制御し、印刷
ドットの径を可変として階調を表現するものが挙げられ
る。

【０００６】しかし、上記第１の方法においては、ピエ
ゾ素子或いは発熱素子に与える電圧やパルス幅を下げす
ぎるとインクが吐出しなくなるため最小液滴径に限界が
あり、表現可能な階調段数が少なく、特に低濃度の表現
が非常に困難であるという欠点を有している。従って、
自然画像のプリントアウトには不満足なものである。

【０００７】なお、上記のような発熱素子としては、蓄
熱層上に両端に電極が接続される抵抗体が設けられ、こ
の上に保護膜が形成されてなり、抵抗体に通電すること
により発熱する発熱素子が例示される。そして、このよ
うな発熱素子を使用する場合においては、発熱素子の平
面形状や発熱素子を構成する抵抗体や蓄熱層、保護膜の
厚さに勾配を持たせる等して、発熱素子表面において発
熱時に面内方向の温度分布を有するようにし、発熱素子
表面に発生する泡の大きさを制御して液滴サイズを制御
することも考えられる。しかしながら、吐出させる液滴
の大きさは泡の大きさだけでなく、ノズルやノズル先端
の形状や寸法等の影響も受けるため、やはり最小液滴径
に限界があり、表現可能な階調段数が少なく、特に低濃
度の表現が非常に困難であるという欠点を有している。
従って、自然画像のプリントアウトには不満足なもので
ある。

【０００８】また、第２の方法としては、ドット径は変
化させずに１画素を例えば４×４のドットよりなるマト
リクスで構成し、このマトリクス単位でいわゆるディザ
法や誤差拡散法といった画像処理により階調表現を行う
方法が挙げられる。この場合には、これに加えて輪郭部
の強調処理やスムージング処理といった画像処理技術を
組み合わせる場合もある。

【０００９】しかし、この第２の方法においても、１画
素を４×４のマトリクスで構成した場合、１７階調の濃
度を表現することができるが、例えば上記第１の方法と
同じドット密度で印刷した場合には解像度が１／４に劣
化してしまい、荒さが目立つため、これも自然画像のプ
リントアウトには不満足なものである。

【００１０】この不都合を解消するべく、画像処理を厳
密なものとすると、回路の複雑化や演算処理速度の低
下、すなわち、プリントアウト時間の長時間化を招き好
ましくない。

【００１１】そこで、本発明者等は、従来のインクのみ
を吐出するオンデマンド型のプリンタ装置の問題点を原
理的に解明するために、例えば特開平５−２０１０２４
号公報に示されるように、インクと透明溶媒である希釈
液を所定の混合比で吐出直前に混合して希釈インクと
し、この希釈インクを直ちにノズルより吐出して被記録
材に被着させて記録を行う２液混合型のプリンタ装置を
提案してきた。なお、以下、このような方式のうち、イ
ンクを定量媒体とし、希釈液を吐出媒体とし、定量媒体
であるインクを吐出媒体である希釈液に混合して希釈イ
ンクとし、吐出媒体を混合された希釈液ごと吐出するこ
とにより記録を行う方式をキャリアジェット方式と称す
るが、上記プリンタ装置においては、希釈液を定量媒体
とし、インクを吐出媒体としても何等問題はない。

【００１２】このようなキャリアジェット方式のプリン
タ装置においては、吐出される希釈インク液滴の濃度を
制御し、印刷されるドット毎に濃度を変更することが可
能であり、解像度の劣化を発生させることなく中間階調
が豊富な自然画像をプリントアウトすることが可能であ
る。

【００１３】なお、このような２液混合型のプリンタ装
置としては、吐出媒体が導入される第１の圧力室と、定
量媒体が導入される第２の圧力室とを有し、上記第１の
圧力室に連通する第１のノズル及び第２の圧力室に連通
する第２のノズルとを互いに隣合うように開口して有
し、第２のノズルから所定量の定量媒体をノズル開口面
を伝わらせて第１のノズルに向けて滲み出させ、第１の
ノズル先端近傍にて充填されている吐出媒体と接触さ
せ、一定量の吐出媒体を第１のノズルから吐出すること
により定量媒体と吐出媒体を混合溶液として吐出するプ
リンタ装置が挙げられる。すなわち、このプリンタ装置
においては、一定量である吐出媒体に対して定量媒体と
なるインク或いは希釈液の定量する量を変化させること
により混合液滴のインクの濃度を変化させて階調を表
す。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】上記のように、与えら
れた画像データに基づき、各液滴毎に濃度を制御する２
液混合型のプリンタ装置においては、当然のことながら
画像データに応じて各液滴の濃度を正確に制御する必要
がある。このため、定量媒体の定量精度は非常に重要な
特性である。

【００１５】このような２液混合型のプリンタ装置にお
いては、定量媒体及び吐出媒体を吐出させる手段とし
て、通常ピエゾ素子を使用しており、ピエゾ素子の変形
によりインク或いは希釈液が充填される圧力室に圧力を
加え変形させてインク或いは希釈液をノズルより押し出
すようにしている。

【００１６】しかしながら、このピエゾ素子はコストが
比較的高価であり、このピエゾ素子を使用すると、プリ
ンタ装置のコストが高価となってしまう。そこで、ピエ
ゾ素子と比較して安価である発熱素子を吐出手段として
使用することが望まれている。しかし、この発熱素子を
例えば定量媒体の吐出手段として使用すると、定量媒体
としてインクを使用した場合に、低濃度の階調表現が困
難となる。

【００１７】これは、以下に示すような理由による。発
熱素子に電力を供給すると、発熱素子に供給される電力
が小さく、発熱素子表面の温度が所定の閾値未満である
場合においては非常に小さな泡が発熱素子上に多数発生
し、発熱素子からはすぐに離れてしまういわゆる核沸騰
が生じ、発熱素子表面の温度が所定の閾値以上である場
合においては発熱素子表面全面にわたる泡が発生し、こ
れが発熱素子上で成長するいわゆる膜沸騰が生じる。そ
して、これらの泡のうち、核沸騰の泡は再現性が良好で
ないため、吐出には膜沸騰の泡を使用することが好まし
い。従って、発熱素子を定量媒体の吐出手段として使用
するためには、膜沸騰により発生する泡の大きさを正確
に制御する必要がある。

【００１８】この膜沸騰の泡の大きさを制御する方法と
しては、従来のインクのみを吐出させるプリンタ装置に
おいて提案されているような、発熱素子に与える駆動信
号のパルス幅やパルス電圧を変化させることにより発熱
素子に与えられる駆動電力に変調をかけ、それに応じて
発熱量を変調し、発生する泡の大きさを変化させる方法
が挙げられる。

【００１９】しかしながら、この方法によると、比較的
大きな泡の大きさの制御は容易であるものの、発熱素子
から熱量が供給されて泡の発生が始まると泡が成長する
成長速度が非常に速いために、小さい泡を発生させるこ
とが非常に困難である。

【００２０】また、このような発熱素子においては、表
面温度が均等に上昇することから、発熱素子表面が略一
斉に閾値に達し、泡は発熱素子全面にわたって形成され
る。すなわち、発生する泡の大きさは最小でも発熱素子
表面の大きさと略同等であり、これよりも小さな泡を形
成することはできず、この泡の体積に対応する量よりも
少量のインクを定量することは不可能である。

【００２１】従って、発熱素子を使用して比較的少量の
インクの定量を安定して行うことは難しく、低濃度の階
調表現が困難である。

【００２２】そこで本発明は、従来の実情に鑑みて提案
されたものであり、定量媒体と吐出媒体を混合吐出する
際の定量媒体の定量を発熱素子により行い、特に低濃度
側の階調表現を良好に行うことが可能なプリンタ装置を
提供することを目的とする。

【００２３】

【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
めに本発明者等が鋭意検討した結果、発熱時の発熱素子
表面に温度分布をもたせるようにすれば、発熱素子表面
の一部分のみを所定の閾値以上の温度とし、この部分の
みにおいて膜沸騰の泡を発生させて発熱素子表面の大き
さよりも小さい泡を形成することが可能であり、これを
定量媒体の定量手段として用いれば、少量の定量が可能
となり、定量媒体としてインクを使用した場合におい
て、低濃度の階調表現を良好に行うことが可能となるこ
とを見い出した。

【００２４】すなわち、本発明は、吐出媒体が導入され
る第１の圧力室と、定量媒体が導入される第２の圧力室
とを有し、上記第１の圧力室に連通する第１のノズル及
び第２の圧力室に連通する第２のノズルとを互いに隣合
うように開口して有し、且つ第１の圧力室内の吐出媒体
に圧力を加える第１の圧力印加手段と第２の圧力室内の
定量媒体に圧力を加える第２の圧力印加手段とを有し、
第２の圧力印加手段により第２の圧力室内の定量媒体に
圧力を加え、第２のノズルから第１のノズルに向けて定
量媒体を滲み出させた後、第１の圧力印加手段により第
１の圧力室内の吐出媒体に圧力を加え、第１のノズルか
ら吐出媒体を吐出させて定量媒体と吐出媒体を混合吐出
するプリントヘッドを有するプリンタ装置において、第
２の圧力印加手段として、蓄熱層上に両端に電極が接続
される抵抗体が設けられ、この上に保護膜が形成されて
なり、抵抗体に通電することにより発熱する発熱素子
が、第２の圧力室内に保護膜が第２の圧力室内の定量媒
体側となるように設けられており、上記発熱素子が発熱
時にその表面において面内方向の温度分布を有すること
を特徴とするものである。

【００２５】なお、本発明のプリンタ装置においては、
発熱素子が、抵抗体の通電時における発熱量を面内方向
で変化させることにより、面内方向の温度分布を形成し
ているものであることが好ましい。

【００２６】上記のように、抵抗体の発熱量を面内方向
で変化させる方法としては、抵抗体の厚さ方向の断面積
を変化させる方法が挙げられ、具体的には、抵抗体の厚
さを変化させる、抵抗体の幅を変化させる方法が挙げら
れ、また別の方法としては、抵抗体の両端に接続される
電極の幅を異なるものとする、抵抗体の両端に接続され
る電極間の距離を抵抗体の幅方向において変化させると
いった方法が例示され、さらに、抵抗体の抵抗率を面内
方向で変化させるといった方法も挙げられる。

【００２７】このように抵抗体の抵抗率を面内方向で変
化させる場合には、抵抗体をリンを含有するシリコンに
より形成し、リンの含有量を抵抗体の面内方向で変化さ
せることが好ましい。

【００２８】また、本発明のプリンタ装置においては、
発熱素子が、保護膜の厚さを発熱素子の面内方向で変化
させることにより、発熱時の温度分布を面内方向で形成
しているものであることが好ましい。

【００２９】さらに、本発明のプリンタ装置において
は、発熱素子が、蓄熱層の厚さを発熱素子の面内方向で
変化させることにより、発熱時の温度分布を面内方向で
形成しているものであることが好ましい。

【００３０】さらにまた、本発明のプリンタ装置の製造
方法としては、ベース基板上の少なくとも第２の圧力室
に対応する位置に第２の圧力印加手段として発熱素子を
形成し、この上に第１の圧力室及び第２の圧力室に対応
する位置に貫通孔を有する圧力室形成部材を形成し、さ
らにこの上に第１の圧力室に対応する位置に第１のノズ
ルを有し、第２の圧力室に対応する位置に第２のノズル
を有するオリフィスプレートを形成する場合において、
発熱素子を構成する抵抗体を、シリコン上に厚さに勾配
を持たせたリンを含有するガラス膜を配し、これに加熱
を行って、リンの含有量が面内方向で変化するようにシ
リコン中にリンを拡散させて製造することを特徴とする
ものが挙げられる。

【００３１】本発明のプリンタ装置においては、定量媒
体が導入される第２の圧力室内に、蓄熱層上に両端に電
極が接続される抵抗体が設けられてこの上に保護膜が形
成されてなり、抵抗体に通電することにより発熱する発
熱素子が、保護膜が当該圧力室内の定量媒体側となるよ
うに設けられており、上記発熱素子が発熱時にその表面
において面内方向の温度分布を有するようになされてい
る。

【００３２】このため、この第２の圧力室内に充填され
ている定量媒体に対して発熱素子から発する泡により圧
力を加え、第２の圧力室と連通する第２のノズルから定
量媒体を滲み出させようとする場合に、発熱素子表面の
一部分のみを所定の閾値以上の温度とすることが可能で
あり、この部分のみにおいて膜沸騰の泡を発生させて発
熱素子表面の大きさよりも小さい泡を形成することが可
能であり、このようにすれば微量の定量がなされる。

【００３３】なお、上記発熱素子においては、前述のよ
うに発熱素子に与えられる駆動電力に変調をかければ、
発熱素子表面の大きさ以上の比較的大きな泡の大きさの
制御は容易であることから、本発明のプリンタ装置にお
いては、定量媒体が微量から多量までの広範囲にわたっ
て正確に定量される。

【００３４】また、本発明のプリンタ装置において、発
熱素子が、抵抗体の通電時における発熱量を面内方向で
変化させることにより、面内方向の温度分布を形成して
いる、例えば抵抗体の厚さ方向の断面積を変化させる、
具体的には、抵抗体の厚さを変化させる、抵抗体の幅を
変化させる方法、また別の方法としては、抵抗体の両端
に接続される電極の幅を異なるものとする、抵抗体の両
端に接続される電極間の距離を抵抗体の幅方向において
変化させるといった方法により発熱素子の面内方向の温
度分布を形成するようにする、或いは抵抗体の抵抗率を
面内方向で変化させるといった方法により発熱素子の面
内方向の温度分布を形成するようにすれば、簡便に発熱
素子の発熱時の面内方向の温度分布が形成される。

【００３５】さらに、本発明のプリンタ装置において、
発熱素子が、保護膜の厚さを発熱素子の面内方向で変化
させることにより、面内方向の温度分布を形成している
ものである、或いは、蓄熱層の厚さを発熱素子の面内方
向で変化させることにより、面内方向の温度分布を形成
しているものであっても簡便に発熱素子の発熱時の面内
方向の温度分布が形成される。

【００３６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の具体的な実施の形
態について図面を参照しながら詳細に説明する。

【００３７】本例のプリンタ装置のプリントヘッドは、
図１に示すように、ベース基板１の一主面１ａ上に、所
定の位置に、後述する第１の圧力室を形成する例えば断
面円形の第１の貫通孔２と後述する第２の圧力室を形成
する例えば断面円形の第２の貫通孔３が隣合って形成さ
れてなる液室形成部材４が積層され、さらにこの上に、
第１の貫通孔２に対応する位置に例えば断面円形の貫通
孔である第１のノズル５が形成され、第２の貫通孔３に
対応する位置に例えば断面円形の貫通孔である第２のノ
ズル６が形成されるオリフィスプレート７が積層されて
なるものである。

【００３８】そして、ベース基板１とオリフィスプレー
ト７により液室形成部材４を挟み込むことにより第１の
貫通孔２を第１の圧力室８とするとともに第２の貫通孔
３を第２の圧力室９とし、第１の圧力室８と第１のノズ
ル５が連通するようにし、第２の圧力室９と第２のノズ
ル６が連通するようにしている。

【００３９】なお、第１の圧力室８及び第１のノズル５
に吐出媒体が充填され、第２の圧力室９及び第２のノズ
ル６に定量媒体が充填されることとなる。この吐出媒体
としては、インク或いは希釈液のどちらか一方が使用さ
れ、定量媒体としては残りの一方が使用される。本例に
おいては、吐出媒体が希釈液であり、定量媒体がインク
であるいわゆるキャリアジェット方式のプリンタ装置に
ついて述べることとするが、吐出媒体をインクとし、定
量媒体を希釈液としても良い。

【００４０】上記第１のノズル５はオリフィスプレート
７の厚さ方向に形成されており、上記第２のノズル６は
オリフィスプレート７の厚さ方向に対して斜め方向に形
成され、オリフィスプレート７の液室形成部材４との対
向面とは反対側となる主面７ａ側に向かうにしたがって
第１のノズル５に近づくようになされ、その開口部は近
接して隣合うようになされている。

【００４１】そして、本例のプリンタ装置のプリントヘ
ッドにおいては、第１の圧力室８内のベース基板１上に
第１の発熱素子１０が配され、第２の圧力室９内のベー
ス基板１上に第２の発熱素子１１が配されている。な
お、これら第１及び第２の発熱素子１０，１１の構成に
ついては後述することとする。

【００４２】また、本例のプリンタ装置のプリントヘッ
ドにおいては、オリフィスプレート７のオリフィスプレ
ート７の液室形成部材４との対向面とは反対側となる、
言い換えればノズル開口面となる主面７ａ上に撥液膜１
２が形成されている。なお、この撥液膜１２にも第１の
ノズル５及び第２のノズル６に連通する孔部が形成され
ていることは言うまでもない。

【００４３】さらに、本例のプリンタ装置のプリントヘ
ッドにおいては、上記のような第１のノズル５と第２の
ノズル６のノズル組を３組有しており、図２にノズル開
口面側から見た平面図を模式的に示すが、第１のノズル
５と第２のノズル６が隣合って開口するノズル組１２が
第１のノズル５同士、第２のノズル６同士が隣合うよう
に３組配列されている。

【００４４】そして、これらノズル組１２の第１のノズ
ル５に対応する第１の圧力室８は、液室形成部材に貫通
孔を形成し、これをオリフィスプレートとベース基板に
より挟み込んで形成される吐出媒体供給路１３により、
これと同様にして形成される吐出媒体バッファタンク１
４に接続されている。この吐出媒体バッファタンク１４
は図示しない吐出媒体タンクに接続されており、これと
接続するための吐出媒体供給口１５を底面側、すなわち
ベース基板側に有する。すなわち、吐出媒体は図示しな
い吐出媒体タンクから吐出媒体バッファタンク１４に供
給され、吐出媒体供給路１３を介して第１の圧力室８に
供給され、第１のノズル５に充填される。

【００４５】一方の第２のノズル６に対応する第２の圧
力室９も同様であり、液室形成部材に貫通孔を形成し、
これをオリフィスプレートとベース基板により挟み込ん
で形成される定量媒体供給路１６により、これと同様に
して形成される定量媒体バッファタンク１７に接続され
ている。この定量媒体バッファタンク１７は図示しない
定量媒体タンクに接続されており、これと接続するため
の定量媒体供給口１８を底面側、すなわちベース基板側
に有する。すなわち、定量媒体は図示しない定量媒体タ
ンクから定量媒体バッファタンク１７に供給され、定量
媒体供給路１６を介して第２の圧力室９に供給され、第
２のノズル６に充填される。

【００４６】なお、上記吐出媒体供給路１３と定量媒体
供給路１６は所定の流路抵抗を有するものとなされてい
る。

【００４７】本例のプリンタ装置のプリントヘッドにお
いては、ベース基板１は例えばシリコンにより形成すれ
ば良く、液室形成部材４は例えば厚さ３０μｍ程度の感
光性ドライフィルム等により形成すれば良く、第１及び
第２の圧力室８，９や、吐出媒体及び定量媒体供給路１
３，１６、吐出媒体及び希釈液バッファタンク１４，１
７を形成する貫通孔は、プリント配線基板形成技術や半
導体形成技術等において使用されているフォトリソグラ
フィー技術により形成するようにすれば良い。

【００４８】さらには、液室形成部材４を感光性ドライ
フィルムにより形成するようにすれば、ベース基板１と
オリフィスプレート７間の接着剤としても機能する。こ
のような感光性ドライフィルムとしては、東京応化
（株）社製のオーディルＰＲ１３５等がインク等の溶剤
に対する耐久性が良好であることから、好ましく例示さ
れる。

【００４９】また、オリフィスプレート７は、例えば厚
さ１２５μｍ程度のポリイミドにより形成すれば良く、
このようなポリイミドとしては、東レ・デュポン（株）
社製のカプトンフィルム（商品名）が例示される。

【００５０】さらに、撥液膜１２は、例えば厚さ１５μ
ｍ程度の撥液性を有するポリイミド膜により形成すれば
良い。このようなポリイミドとしては、１８０℃以下の
加熱により重合形成されるものが好ましく、具体的には
ポリイミドシロキサンが好ましく例示される。さらに
は、このポリイミドシロキサンにおいては、イミド結合
の窒素と結合する芳香族炭化水素の一部がシロキサンに
より置換されていることが好ましく、Ｓｉのポリイミド
に対する含有量が３重量％〜２５重量％であることが好
ましい。

【００５１】このようなポリイミドとしては、宇部興産
（株）社製のポリイミド接着フィルム ＵＰＡ−８３２
２（商品名）やユピコートＦＳ−１００Ｌ（商品名）や
ユピファインＦＰ−１００（商品名）等が例示される。

【００５２】なお、このような有機材料フィルムを使用
することにより、撥液膜１２の表面張力を３１ｄｙｎｅ
／ｃｍ以下とすることが可能である。

【００５３】さらには、オリフィスプレート７の第１及
び第２のノズル５，６はオリフィスプレート７形成材料
上に撥液膜１２を形成した状態でエキシマレーザを用い
たアブレーション加工を行って貫通孔として形成するこ
とが好ましいことから、撥液膜１２形成材料としてはエ
キシマレーザを用いたアブレーション加工特性が良好な
ものを使用することが好ましい。このような材料を使用
すれば、第１及び第２のノズル５，６と撥液膜１２に対
応して形成される貫通孔間に境目等が発生することがな
く、連続した孔部として形成される。

【００５４】そして、本例のプリンタ装置のプリントヘ
ッドにおいては、第１の圧力室８内に配される第１の発
熱素子１０及び第２の圧力室９内に配される第２の発熱
素子１１が以下に示すような構成を有する。すなわち、
図３に示すように（ただし、ここでは、第２の発熱素子
１１を例にとって示すこととする。）、蓄熱層２１上に
所定形状の抵抗体層２２が設けられ、この抵抗体層２２
の上にはその一部分を露呈するように所定形状の電極２
３ａ，２３ｂが設けられ、さらにこれらを覆うように保
護膜２４が形成されてなる。なお、この上に主にキャビ
テーション損傷を防止するために、例えばＴａ等よりな
る保護膜層が形成されていても良いことは言うまでもな
い。

【００５５】従って、抵抗体層２２の一部露呈している
部分には両端に電極２３ａ，２３ｂが形成されているこ
ととなり、この部分は通電により発熱して抵抗体２５と
して機能する。そして、この抵抗体２５から発熱した熱
が保護膜２４を介して発熱素子１１表面に伝わり、発熱
素子１１は発熱体として機能する。なお、上記保護膜２
４は、電極２３ａ，２３ｂや抵抗体層２２を定量媒体で
あるインクから保護するために設けられるものであり、
蓄熱層２１は抵抗体２５から発熱する熱量をベース基板
１側に逃がすことなく保護膜２４側に有効に伝えるため
に形成されるものである。

【００５６】上記蓄熱層２１がない場合や極めて薄い場
合には抵抗体２５で発生した熱の一部がベース基板１側
に逃げてしまい、第２の圧力室内の定量媒体であるイン
クに有効につたわらず、安定した泡の形成に支障をきた
す。このため蓄熱層２１の厚さは発熱素子１１における
泡形成のための重要な因子のひとつである。一方の保護
膜２４においては、その厚さが厚くなるほど抵抗体２５
から定量媒体であるインクへの単位時間あたりに伝わる
熱が少なくなってしまう。このため、保護膜２４の厚さ
も発熱素子１１における泡形成のための重要な因子のひ
とつである。

【００５７】上記蓄熱層２１は酸化シリコン等により形
成すれば良く、抵抗体層２２はＴａＡｌ等により形成す
れば良く、電極２３ａ，２３ｂはＡｌやＡｕ等により形
成すれば良く、保護膜２４は窒化シリコンや炭化シリコ
ン等により形成すれば良い。

【００５８】そして、本例のプリンタ装置のプリントヘ
ッドにおいては特に、上記第２の発熱素子１１の抵抗体
層２２及び電極２３ａ，２３ｂを図４に示すような形状
としている。すなわち、抵抗体層２２を図中左方の電極
２３ａが形成される側が比較的幅広の平面長方形をな
し、抵抗体２５となる部分の幅を変化させて徐々に幅狭
となる平面台形をなすようにし、図中右方の電極２３ｂ
が形成される側が比較的幅狭の平面長方形をなすように
する。この場合、電極２３ａ，２３ｂは接続される抵抗
体層２２と同等の形状をなし、電極２３ａは比較的幅広
の長方形、電極２３ｂは比較的幅狭の長方形をなすこと
となる。なお、本例のプリンタ装置のプリントヘッドに
おいては、抵抗体層２２の厚さは均一としている。

【００５９】従って、上記第２の発熱素子１１にパルス
電圧を与え通電し、パルス幅や、電圧などにより与える
エネルギーレベルを上げていくと、抵抗体２５の比較的
幅狭の電極２３ｂ側の方が、比較的幅広の電極２３ａ側
よりも断面積が小さいことから抵抗が大きく、電流密度
が異なるために、単位時間当たりの発熱量に差が生じ
る。すなわち、第２の発熱素子１１表面は電極２３ｂ側
から所定の閾値に達し、その後、第２の発熱素子１１表
面の閾値以上となる領域は電極２３ａ側へと広がってい
き、この第２の発熱素子１１は面内方向に発熱量の変化
を有し、温度分布を有することとなる。このため、図５
に示すように、先ず抵抗体２５の電極２３ｂ側に図５中
破線Ａで示すような膜沸騰の泡が発生し、これが成長し
て図中破線Ｂ、図中破線Ｃで示すように電極２３ａ側に
広がっていく。

【００６０】すなわち、本例のプリンタ装置のプリント
ヘッドにおいては、第２の圧力室９内の第２の発熱素子
１１表面に当該発熱素子１１の抵抗体２５に対応する大
きさよりも小さい大きさの膜沸騰の泡を形成することが
可能である。

【００６１】一方の第１の圧力室８内に配される第１の
発熱素子１０も上記第２の発熱素子１１と略同様の構成
を有するが、この第１の発熱素子１０は、図６に示すよ
うに、抵抗層３２を幅が変わらない平面長方形をなすよ
うにし、電極３３ａ，３３もこの形状に沿うようにして
いる。

【００６２】従って、この第１の発熱素子１０において
は発熱素子１０表面に当該発熱素子１０の抵抗体３５に
対応する大きさの膜沸騰の泡が形成されることとなる。
ただし、この第１の発熱素子１０の形状を第２の発熱素
子１１の形状と同様としても何等問題ない。

【００６３】続いて、上記のような本例のプリンタ装置
のプリントヘッドにおける動作を説明する。

【００６４】先ず、図７に模式的に示すように、希釈液
である吐出媒体４１が、図示しない吐出媒体タンクから
吐出媒体バッファタンク、吐出媒体供給路１３を介して
第１の圧力室８に充填され、これに連通する第１のノズ
ル５にも充填される。なお、図７から図１０にわたって
撥液膜の図示を省略することとする。一方、インクであ
る定量媒体４２が、図示しない定量媒体タンクから定量
媒体バッファタンク、定量媒体供給路１６を介して第２
の圧力室９に充填され、これに連通する第２のノズル６
にも充填される。ここで、第１及び第２のノズル５，６
に充填された吐出及び定量媒体４１，４２は、表面張力
の釣合により、第１及び第２のノズルの先端近傍にメニ
スカスを形成し、溶液吐出の待機状態となる。

【００６５】続いて、定量媒体４２が充填されている第
２の圧力室９内に配される第２の発熱素子１１に電圧を
印加する。すると、第２の圧力室９内に充填されている
定量媒体、すなわちインクに熱が与えられることとな
る。そして、定量媒体に与えられた熱量によって第２の
圧力室９内の定量媒体が沸騰し、第２の発熱素子１１上
に泡４３が形成される。

【００６６】その結果、図８に示すように、第２の圧力
室９内の圧力が上昇し、第２のノズル６先端にメニスカ
スを形成していた定量媒体４２は、第２のノズル先端よ
りあふれることとなる。このとき、第２のノズル６はそ
の開口部が第１のノズル５に近接するように形成されて
いることから、あふれた定量媒体４２はオリフィスプレ
ートのノズル開口面を伝わって、図８中に示すように、
第１のノズル５の先端近傍においてメニスカスを形成し
ている吐出媒体４１、すなわち希釈液と接触して混合液
４４を第１のノズル５の先端近傍に形成する。

【００６７】このとき、第２の発熱素子１１に与えられ
る駆動電圧の時間変化は、画像データの階調に応じた量
の定量媒体４２、すなわち所定量のインクを第２のノズ
ル６から滲み出し得るように設定されている。

【００６８】次に、吐出媒体４１が充填されている第１
の圧力室８内に配されている第１の発熱素子１０に電圧
を印加し、第１の圧力室８内に充填されている吐出媒体
４１に熱を与える。すると、図９に示すように、吐出媒
体４１に与えられた熱量によって第１の圧力室８内の吐
出媒体４１が沸騰し、第１の発熱素子１０上に泡４５が
形成され、第１の圧力室８内の圧力が上昇し、第１のノ
ズル５先端にメニスカスを形成していたインクと希釈液
の混合液４４は、第１のノズル５から押し出され、第１
のノズル５先端より吐出する。

【００６９】そして、第１の発熱素子１０に与えていた
電圧を解除すると、熱供給が停止されて、第１の圧力室
８内において沸騰状態が発生しなくなり、第１の圧力室
８内の圧力は低下することとなる。その結果、図１０に
示すように、第１のノズル５先端より吐出した混合液４
４と、第１の圧力室８内に存在する吐出媒体４１とは分
離し、この後、混合液４４は飛翔して図示しない被記録
材上に被着し、印刷がなされる。

【００７０】また、このとき、第１の発熱素子１０に与
えられている駆動電圧の時間変化は、一定量の吐出媒体
４１を吐出し、第１のノズル５から混合液４４を吐出し
得るように設定されている。

【００７１】そして、定量媒体４２及び吐出媒体４１
は、第２のノズル６及び第１のノズル５の先端に新たな
メニスカスをそれぞれ生成し、再び図７に示したような
状態に戻ることは言うまでもないことであり、画像デー
タに応じて定量媒体４２を定量する量を変化させながら
上述の動作を繰り返すことにより、印画がなされ、階調
表現による記録画像が形成される。

【００７２】本例のプリンタ装置のプリントヘッドにお
いては、定量媒体４２が充填される第２の圧力室９内に
配される第２の発熱素子１１を前述したような構造とし
ていることから、定量媒体４２を第１のノズル５側に向
けて滲み出させるための泡４３の大きさを第２の発熱素
子１１を構成する抵抗体表面に対応する大きさよりも小
さい泡とすることが可能であり、定量媒体４２の微量な
定量も可能である。すなわち、本例のプリンタ装置のプ
リントヘッドにおいては、低濃度側の階調表現を良好に
行うことが可能である。

【００７３】また、上記のような第２の発熱素子１１に
おいては、前述のように当該第２の発熱素子１１に与え
られる駆動電力に変調をかければ、第２の発熱素子１１
の抵抗体表面に対応する大きさ以上の比較的大きな泡の
大きさの制御は容易であり、定量媒体４２の多量な定量
も可能である。すなわち、本例のプリンタ装置のプリン
トヘッドにおいては、高濃度側の階調表現も良好に行う
ことが可能である。

【００７４】従って、これらのことから、本例のプリン
タ装置においては、低濃度から高濃度の広範囲にわたっ
て階調表現を良好に行うことが可能であり、良好な記録
画像の形成が可能である。

【００７５】ところで、従来のインクのみを吐出させる
プリンタ装置において、発熱素子自体に発熱量調整構造
を持たせ、吐出させる液滴の大きさを制御させるという
方法が提案されているが、インクを被記録材に被着させ
るように吐出させるためには、ノズルやノズル先端のオ
リフィス等の形状や寸法、表面張力などに依存したある
閾値以上のエネルギーを与える必要があるため、吐出で
きる液滴の大きさの下限には限界があった。

【００７６】これに対し、本例のプリンタ装置のプリン
トヘッドにおいては、第２の発熱素子１１を構成する抵
抗体の形状により発熱量の調整を行っており、これを定
量媒体を定量するために使用していることから、液体を
被記録材に被着させるように吐出させるほどの圧力を生
じる泡を形成する必要はなく、従来のインクのみを吐出
するプリンタ装置に使用する場合よりも小さな泡が使用
可能となり、使用可能な電圧の範囲が広がる。

【００７７】また、本例のプリンタ装置のプリントヘッ
ドのようにして定量を制御すれば、前述したような発熱
素子に与える駆動信号のパルス幅やパルス電圧を変化さ
せることにより発熱素子に与えられる駆動電力に変調を
かけて発生する泡の大きさを変化させる方法よりも定量
可能な領域が広くなる。さらに、この方法と組み合わせ
れば、定量可能な領域が更に広がる。

【００７８】上述のプリンタ装置の例においては、定量
媒体が充填される第２の圧力室内に配される第２の発熱
素子を構成する抵抗体を上述のような形状として、当該
第２の発熱素子を発熱時に面内方向に温度分布を有する
ようにして第２の発熱素子表面の抵抗体に対応する部分
よりも小さい泡の形成を可能とし、微量の定量媒体の定
量を可能としている。このように、発熱時に面内方向に
温度分布を有する発熱素子としては、以下に示すような
ものも使用可能である。

【００７９】すなわち、先に示した第２の発熱素子と略
同様の構成を有し、抵抗体の形状は異なるものの抵抗体
の厚さ方向の断面積を変化させることにより通電時に面
内方向に発熱量の変化を持たせ、発熱時に温度分布を持
たせるようにしたものが挙げられる。

【００８０】例えば、図１１に示すように、抵抗体層５
２を図中左方及び右方の電極５３ａ，５３ｂが形成され
る両端側が比較的幅広の平面長方形をなし、抵抗体５５
となる部分の幅を変化させて両端から中央に近づくにつ
れ徐々に幅狭となる平面杯型をなすようしたものが挙げ
られる。この場合、電極５３ａ，５３ｂは接続される抵
抗体層５２と同等の形状をなし、電極５３ａ，５３ｂと
もに比較的幅広の長方形をなすこととなる。なお、上記
抵抗体層５２においては、その厚さは均一としている。
この発熱素子においても、抵抗体５５の厚さ方向の断面
積が面内方向で変化することから、通電時に抵抗体５５
の面内方向の発熱量の変化が生じ、発熱時に温度分布を
有することとなる。

【００８１】また、図１２に示すように、抵抗体層６２
を図中左方及び右方の電極６３ａ，６３ｂが形成される
両端側が比較的幅広の平面長方形をなし、抵抗体６５と
なる部分の幅を変化させて両端から中央に近づくにつれ
曲線的に徐々に幅狭となる平面形状をなすようにしたも
のが挙げられる。この場合、電極６３ａ，６３ｂは接続
される抵抗体層６２と同等の形状をなし、電極６３ａ，
６３ｂともに比較的幅広の長方形をなすこととなる。な
お、上記抵抗体層６２においては、その厚さは均一とし
ている。この発熱素子においても、抵抗体６５の厚さ方
向の断面積が面内方向で変化することから、通電時に抵
抗体６５の面内方向の発熱量の変化が生じ、発熱時に温
度分布を有することとなる。

【００８２】さらに、図１３に示すように、抵抗体層７
２を図中左方及び右方の電極７３ａ，７３ｂが形成され
る両端側が比較的幅広の平面長方形をなし、抵抗体７５
となる部分の幅を変化させて両端から中央に近づくにつ
れ曲線的に徐々に幅広となる平面形状をなすようにした
ものが挙げられる。この場合、電極７３ａ，７３ｂは接
続される抵抗体層７２と同等の形状をなし、電極７３
ａ，７３ｂともに比較的幅広の長方形をなすこととな
る。なお、上記抵抗体層７２においては、その厚さは均
一としている。この発熱素子においても、抵抗体７５の
厚さ方向の断面積が面内方向で変化することから、通電
時に抵抗体７５の面内方向の発熱量の変化が生じ、発熱
時に温度分布を有することとなる。

【００８３】また、先に示した第２の発熱素子と略同様
の構成を有し、抵抗体の両端に接続される電極の幅を異
なるものとすることにより抵抗体の通電時における発熱
量を面内方向で変化させ、発熱時に温度分布を持たせる
ようにしたものも挙げられる。

【００８４】すなわち、図１４に示すように、抵抗体層
８２を図中左方の電極８３ａ側が比較的幅広の平面長方
形をなし、抵抗体８５となる部分もこれと同等の幅を有
して平面矩形状をなし、図中右方の電極８３ｂ側が比較
的幅狭の平面長方形をなすようしたものが挙げられる。
この場合、電極８３ａ，８３ｂは接続される抵抗体層８
２と同等の形状をなし、電極８３ａは比較的幅広の長方
形をなし、電極８３ｂは比較的幅狭の長方形をなすこと
となる。なお、上記抵抗体層８２においては、その厚さ
は均一としている。従って、この発熱素子においては、
平面矩形状の抵抗体８５の両端に接続される電極８３
ａ，８３ｂの幅が異なるものとなされることから通電時
に抵抗体８５の面内方向の発熱量の変化が生じ、発熱時
に温度分布を有することとなる。

【００８５】さらにまた、前述の第２の発熱素子と略同
様の構成を有し、抵抗体の両端に接続される電極間の距
離を幅方向において変化させることにより通電時に抵抗
体の発熱量を面内方向で変化させ、発熱時に温度分布を
持たせるようにしたものも挙げられる。

【００８６】すなわち、図１５に示すように、抵抗体層
９２を平面略コ字状をなすようにし、このコ字の上辺と
下辺に挟まれる垂直部分に平面台形をなす抵抗体９５を
形成し、この台形の両側辺に電極９３ａ，９３ｂが接す
るようにする。なお、上記抵抗体層９２においては、そ
の厚さは均一としている。従って、この発熱素子におい
ては、平面台形状の抵抗体９５の両側辺に電極９３ａ，
９３ｂが接続されていることから、電極９３ａと電極９
３ｂ間の距離が抵抗体９５の幅方向において異なるもの
となされることとなり、通電時に抵抗体９５の面内方向
の発熱量の変化が生じ、発熱時に温度分布を有すること
となる。

【００８７】さらには、先に示した第２の発熱素子と略
同様の構成を有し、抵抗体の厚さを変化させることによ
り、抵抗体の厚さ方向の断面積を変化させて、通電時に
抵抗体の面内方向に発熱量の変化を持たせ、発熱時に温
度分布を持たせるようにしたものが挙げられる。

【００８８】すなわち、図１６に示すように、発熱素子
を構成する蓄熱層９１の上に積層される抵抗体層９６の
抵抗体９８となる部分の厚さを、図中左方の電極９７ａ
側から図中右方の電極９７ｂ側に向かうに従って徐々に
厚くなるようにしたものが挙げられる。この場合、蓄熱
層９１、電極９７ａ，９７ｂ、保護膜９４の厚さは均一
となされている。この発熱素子においては、抵抗体９８
となる部分の厚さが変化することから抵抗体９８の厚さ
方向の断面積が変化し、通電時に抵抗体９８の面内方向
の発熱量の変化が生じ、発熱時に温度分布を有すること
となる。

【００８９】さらにまた、先に示した第２の発熱素子と
略同様の構成を有し、抵抗体の抵抗率を面内方向で変化
させることにより通電時の抵抗体の面内方向の発熱量を
変化させ、発熱時に面内方向の温度分布を持たせるよう
にしたものも挙げられる。

【００９０】このように、抵抗体の抵抗率を面内方向で
変化させる方法としては、抵抗体層を形成するポリシリ
コン中にリンをドーピングする方法が挙げられ、具体的
にはイオン注入と熱拡散を組み合わせた方法、ポリシリ
コン上にリンを含むガラスを配して熱拡散させる方法等
が挙げられる。なお、上記ポリシリコンの代わりにアモ
ルファスシリコンを使用しても良いことは言うまでもな
い。

【００９１】さらには、先に示した第２の発熱素子と略
同様の構成を有し、保護膜の厚さを発熱素子の面内方向
で変化させることにより、発熱時に面内方向の温度分布
を持たせるようにしたものも挙げられる。

【００９２】すなわち、図１７に示すように、発熱素子
を構成する抵抗体層１０２及び電極１０３ａ，１０３ｂ
の上に積層される保護膜１０４の抵抗体１０５に対応す
る部分の厚さが、図中左方の電極１０３ａ側から図中右
方の電極１０３ｂ側に向かうに従って徐々に厚くなるよ
うにしたものが挙げられる。この場合、蓄熱層１０１、
抵抗体層１０２、電極１０３ａ，１０３ｂの厚さは均一
となされている。この発熱素子においては、保護膜１０
４の抵抗体１０５に対応する部分の厚さが変化すること
から抵抗体１０５からの発熱の単位時間あたりの伝達量
が変化し、発熱時に発熱素子の面内方向の発熱量の変化
が生じ、温度分布を有することとなる。

【００９３】さらにまた、先に示した第２の発熱素子と
略同様の構成を有し、蓄熱層の厚さを発熱素子の面内方
向で変化させることにより、発熱時に面内方向の温度分
布を持たせるようにしたものが挙げられる。

【００９４】すなわち、図１８に示すように、発熱素子
を構成する蓄熱層１１１の抵抗体層１１２中の抵抗体１
１５に対応する部分の厚さが、図中左方の電極１１３ａ
側から図中右方の電極１１３ｂ側に向かうに従って徐々
に厚くなるようにしたものが挙げられる。この場合、抵
抗体層１１２、電極１１３ａ，１１３ｂ、保護膜１１４
の厚さは均一となされている。この発熱素子において
は、蓄熱層１１１の抵抗体１１５に対応する部分の厚さ
が変化することから抵抗体１１５からの発熱を蓄える量
が面内方向で変化し、その結果、熱が蓄えられ易い箇所
と蓄えられにくい箇所が形成され、単位時間あたりの伝
達量が面内方向で変化し、発熱時に発熱素子の面内方向
の発熱量の変化が生じ、温度分布を有することとなる。

【００９５】なお、本発明を適用したプリンタ装置にお
いては、これまでに述べた発熱素子における発熱量を調
整する手段を組み合わせて有する発熱素子を使用しても
良いことは言うまでもない。

【００９６】次に、上述のようなプリンタ装置のプリン
トヘッドの製造方法について述べる。ここでは、上述し
たプリンタ装置のうち、第２の発熱素子が最初に述べた
ものとなされているプリンタ装置の製造方法を述べるこ
ととする。先ず、オリフィスプレートの製造方法につい
て述べる。すなわち、図１９に示すように、例えば厚さ
１２５μｍのポリイミドよりなるオリフィスプレート形
成部材１２１を用意する。なお、このオリフィスプレー
ト形成部材１２１の一主面１２１ａには、撥液性を有す
るポリイミド材料よりなる撥液膜１２２を形成してお
く。

【００９７】上記オリフィスプレート形成部材１２１を
形成するポリイミドとしては、例えば東レ・デュポン
（株）社製のポリイミドフィルム：カプトン５００Ｈ
（商品名）等が挙げられる。

【００９８】また、撥液膜１２２を形成する材料として
は、前述のように、宇部興産（株）社製のポリイミド接
着フィルム ＵＰＡ−８３２２（商品名）や、ユピコー
トＦＳ−１００Ｌ（商品名）や、ユピファインＦＰ−１
００（商品名）等が挙げられる。

【００９９】そして、オリフィスプレート形成部材１２
１の一主面１２１ａに撥液膜１２２を形成するには、先
ず、オリフィスプレート形成部材１２１の一主面１２１
ａに撥液膜１２２形成材料を配する。具体的には、オリ
フィスプレート形成部材１２１の一主面１２１ａに例え
ば形成後の膜厚が１５μｍ程度となるフィルム形状とさ
れた宇部興産（株）社製のポリイミド接着フィルム Ｕ
ＰＡ−８３２２（商品名）を熱ラミネートして貼り合わ
せれば良い。

【０１００】続いて、撥液膜１２２の硬化処理を行う
が、上述した各有機材料を用いた場合、それぞれの材料
に適した硬化条件により行えば良い。例えば、上記のよ
うに、宇部興産（株）社製のポリイミド接着フィルム
ＵＰＡ−８３２２（商品名）を用いた場合においては最
高温度１６０℃の処理を行えば良く、耐薬品性に優れ、
撥液性を有する有機材料フィルムを形成することができ
る。そして、熱処理の最高温度が１８０℃以下の比較的
低い温度の材料を用いることにより、熱膨張率の違いに
よるそりの発生を低く抑えることができる。

【０１０１】次に、エキシマレーザ加工装置を用いて、
オリフィスプレート形成部材１２１の撥液膜１２２が形
成されている一主面１２２ａとは反対側の主面１２２ｂ
側からエキシマレーザを垂直に照射して、図２０に示す
ようなオリフィスプレート形成部材１２１の厚さ方向に
延在する第１のノズル１２３を形成する。また、上記主
面１２１ｂ側から斜め方向にエキシマレーザを照射し
て、図２０に示すようなオリフィスプレート形成部材１
２１の厚さ方向に対して斜め方向に延在する第２のノズ
ル１２４を形成し、オリフィスプレートを完成する。な
お、上記第２のノズル１２４は主面１２１ｂ側から主面
１２１ａ側に向かうにしたがって第１のノズル１２３に
近づく方向に形成されており、これらの主面１２１ａ側
の開口部は近接することとなる。

【０１０２】このとき、撥液膜１２２にも第１のノズル
１２３及び第２のノズル１２４に連通する孔部が形成さ
れていることは言うまでもない。なお、本例において
は、オリフィスプレート形成部材１２１を形成する材料
及び撥液膜１２２を形成する材料として何れもエキシマ
レーザ光によるアブレーション加工性に優れた材料を使
用しているので、第１のノズル１２３及び第２のノズル
１２４の形状を精度良く、且つ撥液膜１２２の膜剥がれ
等を発生させることなく、形成することができる。

【０１０３】次に、ベース基板上に各圧力室等を形成す
る。すなわち、図２１に示すように、ベース基板１３１
の一主面１３１ａ上の後工程において形成する第１の圧
力室及び第２の圧力室に対応する位置に第１の発熱素子
１３２と第２の発熱素子１３３をそれぞれ形成する。

【０１０４】これら第１及び第２の発熱素子１３２，１
３３は、以下のようにして形成される。すなわち、例え
ば両面に熱酸化等の酸化処理を行うことにより１μｍ程
度の酸化シリコン膜が形成された、例えば厚さ０．５ｍ
ｍのシリコンよりなるベース基板を用意する。ここで
は、図２２に、ベース基板１３１の一主面１３１ａ側に
酸化シリコンよりなる蓄熱層１３４が形成された様子を
示す。すなわち、この蓄熱層１３４は、ベース基板１３
１の一部となるが、ここでは便宜上、ベース基板１３１
上に蓄熱層１３４が形成されるものとする。

【０１０５】次に、図２３に示すように、上記蓄熱層１
３４上に、抵抗体層を形成するもので、例えばＴａＡｌ
よりなる抵抗体膜１３５を例えばスパッタリング法によ
り形成した後、この上に電極を形成するもので、例えば
Ａｌよりなる導電膜１３６を例えばスパッタリング法に
より形成する。

【０１０６】続いて、フォトレジストを用いて、電極に
対応した形状のマスク材を導電膜１３６の上に形成し、
例えばリン酸／硝酸の混合水溶液を用いて導電膜１３６
をエッチングし、図２４に示すように所定の形状の電極
１３７ａ，１３７ｂを形成する。このとき、各電極１３
７ａ，１３７ｂへの電力供給を行うための配線回路パタ
ーンも形成することは言うまでもない。なお、この工程
においては、使用するエッチング溶液（リン酸／硝酸の
混合水溶液）の濃度を調整して、例えばＴａＡｌよりな
る抵抗体膜１３５がエッチングされないようにする。

【０１０７】次に、フォトレジストを用いて、電極１３
７ａ，１３７ｂ及び図示しない配線回路パターンとこれ
に接続される抵抗体とを含む形状に対応した形状のマス
ク材を電極１３７ａ，１３７ｂ及び図示しない配線回路
パターンと抵抗体膜１３５上に形成し、例えばフッ酸／
硝酸／リン酸の混合水溶液を用いて抵抗体膜１３５をエ
ッチングし、図２４中に示すように電極１３７ａ，１３
７ｂの下層側に形成される抵抗体層１３８とこの抵抗体
層１３８の一部であり、電極１３７ａ，１３７ｂに覆わ
れていない抵抗体１３９を形成する。このとき、図示し
ない配線回路パターンの下層にも抵抗体層１３８が残存
することとなることは言うまでもない。

【０１０８】前述の図４に示すような平面形状を有する
抵抗体層２２、抵抗体２５及び電極２３ａ，２３ｂを形
成する場合においては、先ず比較的幅広で平面長方形を
なす電極２３ａと比較的幅狭で平面長方形をなす電極２
３ｂ、図示しない配線回路パターンに対応する形状のマ
スク材を形成してエッチングを行い、次いでこれら電極
２３ａ，２３ｂ、図示しない配線回路パターンとこれら
の間に挟まれる所定形状の抵抗体２５に対応する形状の
マスク材を形成してエッチングを行うようにすれば良
い。

【０１０９】さらに、第１の発熱素子の一例として例示
した図６、第２の発熱素子の他の例として例示した図１
１〜図１５に示すような平面形状を有する抵抗体層、抵
抗体及び電極を形成する場合においても同様であり、こ
れらの形状に合わせたマスク材を形成してエッチングす
るようにすれば良い。

【０１１０】続いて、抵抗体１３９及び電極１３７ａ，
１３７ｂ、図示しない配線回路パターンをインクや希釈
液などの溶液から保護するために、図２５に示すよう
に、例えば膜厚５００ｎｍ程度の窒化シリコン（Ｓｉ₃
Ｎ₄ ）や炭化シリコン（ＳｉＣ）等よりなる保護膜１４
０をＣＶＤ法やスパッタリング法等により形成して発熱
素子を完成する。

【０１１１】ところで、上記第２の発熱素子として、抵
抗体の抵抗率を面内方向で変化させたものを形成する場
合には、これを製造する方法として、前述のように抵抗
体層を形成するポリシリコン中にリンをドーピングする
方法が挙げられ、具体的にはイオン注入と熱拡散を組み
合わせた方法、ポリシリコン上にリンを含むガラスを表
面に配して熱拡散させる方法等が挙げられる。なお、上
記ポリシリコンの代わりにアモルファスシリコンを使用
しても良い。

【０１１２】前者の方法は、例えば半導体のプロセスに
て一般的であり、ｎ型やＰ型のイオン等のドープ量によ
り、その抵抗率の制御が可能である。そして、この方法
においては、抵抗体１３９形成後に、抵抗体１３９以外
の部分をレジスト等でマスキングし、抵抗体１３９にイ
オン注入法にてリンのイオンを注入し、レジスト除去後
に熱拡散のプロセスを行なう。なお、この方法において
は、イオン注入の際に、所望の抵抗率の変化に応じて、
イオンの注入部をスキャンすることにより、抵抗体内で
場所による抵抗率の差を設けることができる。

【０１１３】また、後者の方法は、図２６に模式的に示
すように、抵抗体１３９上に、厚さに勾配を持たせたリ
ンを含むガラス膜１４１をマスキング法を用いたスパッ
タリング法等により形成し、その後９００℃前後の温度
にてガラス膜１４１から抵抗体１３９に図中矢印Ｐで示
すようにリンを拡散させる方法である。この場合、ガラ
ス膜１４１の厚さによるリンの拡散量に応じて抵抗体１
３９の抵抗率に勾配を設けることができる。なお、抵抗
体層１３８にポリシリコンを用い、導電膜１３６に純ア
ルミニウム（Ａｌ）を用いる場合には、界面反応を抑
え、その接合部におけるスパイク現象等の接合破壊を防
止するために、抵抗体層１３８と導電膜１３６間にバイ
アメタル層を形成するのが好ましい。このバイアメタル
層形成材料としては、例えばチタン（Ｔｉ）やタングス
テン（Ｗ）等が用いられる。

【０１１４】さらに、上記第２の発熱素子として、抵抗
体層の抵抗体となる部分の厚さを変化させる、保護膜の
抵抗体に対応する部分の厚さを変化させる、蓄熱層の抵
抗体に対応する部分の厚さを変化させることにより、発
熱時に発熱素子の面内方向に温度分布を持たせるように
した発熱素子を使用する場合には、これを製造する方法
として以下に示すような方法が挙げられる。

【０１１５】すなわち、例えば、抵抗体層の抵抗体とな
る部分の厚さを変化させるには、抵抗体層を成膜する際
に、所定の厚さで均一な厚さを有する膜を成膜した後
に、抵抗体となる部分における厚さに勾配ができるよう
に再度成膜を行えば良い。

【０１１６】厚さに勾配ができるように成膜を行う方法
としては、図２７に模式的に示すような方法が挙げられ
る。すなわち、図示しない被積層物の上に適度な厚さの
スペーサ１４２とマスク１４３を配してスパッタリング
等の方法により成膜を行うと、マスク１４３に覆われな
い部分には被膜１４５が形成される。そしてこのとき、
被膜１４５のマスク１４３側においては、スペーサー１
４２が配されていることから被膜１４５はマスク１４３
の下部に回り込んで被着形成され、この部分においてテ
ーパー状の勾配を有することとなる。従って、厚さに勾
配を有する膜が形成されることとなる。

【０１１７】この他、保護膜や蓄熱層の厚さを変化させ
ることにより発熱時に面内方向に温度分布を持たせるよ
うにした発熱素子においても、これらの膜を上記の方法
で形成すれば良い。例えば保護膜の厚さを変化させるに
は、例えばＣＶＤやスパッタリング等の方法により、抵
抗体に対応する部分に最薄の厚さで成膜した後に、前述
のマスクを使用する方法により勾配をつけて成膜すれば
良い。一方の蓄熱層の厚さを変化させるには、例えば通
常の熱酸化等の酸化処理で抵抗体に対応する部分の蓄熱
層を最薄の厚さで形成した後に、前述のマスクを使用す
る方法により勾配をつけて成膜すれば良い。

【０１１８】なお、シリコンよりなるベース基板は指定
厚さの熱酸化膜が形成された状態での購入が可能である
ために、このような基板で購入した場合には、蓄熱層の
膜厚に勾配がついたこのような特殊な層を形成するため
には、後半のマスクを使用する方法による成膜のみを行
なえばよい。

【０１１９】続いて、図２８に示すように、ベース基板
１３１の所定の位置にベース基板１３１を貫通する吐出
媒体供給口１４６と定量媒体供給口１４７を例えば超音
波加工等の手段により形成する。

【０１２０】次に、図２９に示すように、ベース基板１
３１の一主面１３１ａ側に第１及び第２の圧力室、吐出
及び定量媒体供給路、吐出及び定量媒体バッファタンク
を形成する貫通孔を有し、感光性ドライフィルムよりな
る圧力室形成部材１４８を形成する。

【０１２１】このような感光性ドライフィルムとして
は、例えば東京応化（株）社製の感光性ドライフィル
ム：オーディルＰＲ１３５（商品名）が挙げられる。さ
らに、液体状態ではないドライフィルムを用いることに
より、ベース基板１３１に、吐出媒体供給口１４６と定
量媒体供給口１４７が形成された後においても、これら
を埋めてしまうことなく、圧力室形成部材１４８を形成
することが可能である。

【０１２２】そして最後に、図３０に示すように、ベー
ス基板１３１とオリフィスプレート１４９を圧力室形成
部材１４８を挟み込むように積層し、これらの間を接着
してプリントヘッドを完成する。このとき、圧力室形成
部材１４８が接着性を有することから、この特性を利用
してエポキシ接着剤等を使用することなく、ベース基板
１３１とオリフィスプレート１４９を接着し、圧力室形
成部材１４８に形成される各貫通孔をオリフィスプレー
ト１４９とベース基板１３１により上下方向から塞ぐこ
とによって第１及び第２の圧力室１５０，１５１、吐出
及び定量媒体供給路１５２，１５３、吐出及び定量媒体
バッファタンク１５４，１５５を形成する。圧力室形成
部材１４８を例えば東京応化（株）社製の感光性ドライ
フィルム：オーディルＰＲ１３５（商品名）により形成
した場合の接着条件としては、プレス温度が１５０℃
で、プレス圧が４〜５ｋｇｆ／ｃｍ² とされる条件が挙
げられる。

【０１２３】なお、このとき、第１のノズル１２３と第
１の圧力室１５６、第２のノズル１２４と第２の圧力室
１５１が連通するようにオリフィスプレート１４９とベ
ース基板１３１間を接着することは言うまでもない。

【０１２４】次に、図１に示すような本例のプリンタ装
置の第１の発熱素子１０と第２の発熱素子１１に与える
信号電圧のタイミングを、図３１に横軸に時間、縦軸に
電圧をとって示す。本例の場合、図中Ｌ₁ で示す吐出周
期が２００μｓｅｃ （周波数５〔ｋＨｚ〕）であり、
この間にインクの定量混合と混合液滴の吐出を行ってい
る。そして、吐出媒体の吐出の周期、すなわち第１の発
熱素子に駆動電圧を印加する周期を２００〔μｓｅｃ
〕の一定とし、インクを定量するために押し出すタイ
ミング、すなわち第２の発熱素子に加える駆動電圧パル
スをオンする時点を可変とし、オフする時点を一定とす
ることで図中Ｌ₂ で示すパルス幅を変化させてインクの
定量の制御を可能としている。なお、図３１中Ｌ₃ で示
す第２の発熱素子に与える駆動電圧の電圧の大きさも可
変とされ、これによってもインクの定量の制御を可能と
している。すなわち、インクの定量を第２の発熱素子へ
の駆動電圧のパルス幅を変化させることで行っても良
く、駆動電圧の電圧値を変化させることで行っても良
い。また、図３１中Ｌ₄ で示す第１の発熱素子に与える
駆動電圧パルスの駆動時間は１０μｓｅｃの一定とされ
ており、その電圧もここでは一定とされている。

【０１２５】このタイミングに沿って上述のプリンタ装
置を駆動させると、前述したように、先ず第２の発熱素
子に駆動電圧パルスが印加されて定量媒体であるインク
の定量が行われ、この後、第１の発熱素子に駆動電圧パ
ルスが印加されて吐出媒体である希釈液の吐出が行わ
れ、この希釈液と同時にこれに混入されたインクも吐出
される。

【０１２６】続いて、本例のプリンタ装置のプリントヘ
ッドの第１及び第２のノズルのノズル組が１組の場合の
駆動回路を図３２に示す。この駆動回路においては、デ
ジタル中間調データが他のブロツクより供給され、デー
タ転送回路１６１により第２の発熱素子ドライバ１６３
に送られる。デジタル中間調データがある所定の閾値以
下の場合は第１及び第２の発熱素子１０，１１の駆動は
行われない。吐出タイミングになると他ブロツクから印
字トリガが出力され、タイミング制御回路１６２がそれ
を検出し、所定のタイミングで第１の発熱素子イネーブ
ル信号と第２の発熱素子イネーブル信号をそれぞれ第１
の発熱素子ドライバ１６４及び第２の発熱素子ドライバ
１６３に出力する。

【０１２７】第２の発熱素子イネーブル信号によって、
各第２の発熱素子ドライバ１６３は各第２の発熱素子１
１を制御し、これによって所定量のインクが第２のノズ
ル６より第１のノズル５に向かって供給される。一方、
第１の発熱素子イネーブル信号によって各第１の発熱素
子ドライバ１６４は各第１の発熱素子１０を制御し、こ
れによって希釈液がインクと混合しながら吐出される。
それぞれの信号は先に図３１で示したタイミングで出力
する。

【０１２８】インク４２を希釈液４１に混合する方法の
場合には、吐出をオンデマンドでなく行うことができ
る。この実施例では、デジタル中間調データがある所定
の閾値以下の場合にはインク定量も吐出も行わない、す
なわち何も印字しないようになしたが、常に吐出を行
う、すなわち常に印字するようにすることも可能であ
る。この場合は白を表現するのに希釈液４１のみを印字
することになる。

【０１２９】続いて、図３３に第１及び第２のノズルの
ノズル組が複数組有る場合、すなわちマルチノズルにし
た場合の本例のプリンタ装置のプリントヘッドの駆動回
路のブロツク図を示す。デジタル中間調データが他ブロ
ツクより供給され、シリアルパラレル変換回路１６１に
より、各第２の発熱素子ドライバ１６３に送られる。

【０１３０】印字タイミングになると、他ブロツクから
印字トリガが出力され、タイミング制御回路１６２がそ
れを検出し、所定のタイミングで第１の発熱素子イネー
ブル信号と第２の発熱素子イネーブル信号をそれぞれ第
１の発熱素子ドライバ１６４及び第２の発熱素子ドライ
バ１６３に出力する。

【０１３１】第２の発熱素子イネーブル信号によって、
各第２の発熱素子ドライバ１６３は各第２の発熱素子１
１を制御し、これによって所定量のインクが第２のノズ
ル６より第１のノズル５に向かって供給される。一方、
第１の発熱素子イネーブル信号によって各第１の発熱素
子ドライバ１６４は各第１の発熱素子１０を制御し、こ
れによって希釈液がインクと混合しながら吐出される。

【０１３２】ところで、本発明が適用されたプリンタ装
置は、以下に示すような液体噴射記録装置に搭載され
る。この液体噴射記録装置としては、例えば、図３４に
示すようないわゆるシリアル型の液体噴射記録装置が挙
げられる。すなわち、図３４に示すように、被印刷物で
あるプリント紙１６１が支持されるドラム１６２と、本
発明のプリンタ装置を構成し、上記プリント紙１６１に
記録を行うプリントヘッド部１６３により主に構成され
るものである。

【０１３３】このとき、上記プリント紙１６１は、ドラ
ム１６２の軸方向に平行に設けられた紙圧着ローラ１６
４により、ドラム１６２に圧着保持されている。また、
上記ドラム１６２の外周近傍には、送りネジ１６５がド
ラム１６２の軸方向に平行に設けられている。そして、
この送りネジ１６５には、プリントヘッド部１６３が保
持されている。すなわち、かかるプリントヘッド部１６
３は、送りネジ１６５の回転によって、図中矢印Ｍで示
すようにドラム１６２の軸方向に移動するようになって
いる。

【０１３４】一方、ドラム１６２は、プーリ１６６、ベ
ルト１６７、プーリ１６８を介してモータ１６９により
図中矢印ｍで示すように回転駆動される。さらに、送り
ネジ１６５及びモータ１６９の回転とプリントヘッド部
１６３は、ヘッドドライブ，ヘッド送り制御，ドラム回
転制御１７０により印画データ及び制御信号１７１に基
づいて駆動制御される。

【０１３５】上記の構成においては、プリントヘッド部
１６３が移動して１行分の印字を行うと、ドラム１６２
を１行分だけ回転させて次の印字を行う。ヘッド１６３
が移動し、印画する場合は、一方向の場合と往復方向の
場合とがある。

【０１３６】さらにまた、本発明を適用したプリンタ装
置は、いわゆるライン型の液体噴射記録装置及びドラム
回転型の液体噴射記録装置にも搭載可能である。

【０１３７】上記ライン型の液体噴射記録装置は、図３
５に示すような構成を有する。なお、図３５中において
は、図３４との対応部分には同一符号を付して示し、そ
の説明を省略する。

【０１３８】このライン型の液体噴射記録装置は、図示
しない多数のプリントヘッドがライン状に配置されてな
るラインヘッド１７２がドラム１６２の軸方向に固定し
て設けられている。このライン型の液体噴射記録装置に
おいては、ラインヘッド１７２が１行分の印字を同時に
行うようになされており、一行分の印字が完了すると図
中矢印ｍで示す方向にドラム１６２を１行分だけ回転さ
せて次の行の印字を行うようになされている。この場
合、全ラインを一括して印字したり、複数ブロツクに分
割したり、１行おきに交互に印字する方法が考えられ
る。

【０１３９】一方のドラム回転型液体噴射記録装置は、
図３６に示すような構成を有する。なお、図３６中にお
いても、図３４との対応部分には同一符号を付して示
し、その説明を省略する。この液体噴射記録装置におい
ては、ドラム１６２が回転するとその回転に同期してプ
リントヘッド部１６３からインクが吐出され、プリント
紙１６１上に画像が形成される。ドラム１６２が図中矢
印ｍで示す方向に１回転してプリント紙１６１上に円周
方向に１列の印刷が完了すると、送りねじ１６５が回転
してプリントヘッド部１６３を図中矢印Ｍ´で示す方向
に１ピッチ分移動させ、次の列の印刷を行う。この場
合、ドラム１６２と送りねじ１６５を同時に回転させ、
印刷しながらプリントヘッド部１６３を徐々に移動させ
る方法もある。マルチノズルヘッドの場合や同じ場所を
何度か印字するような構成の場合は、ステップ送りが適
するが、単ノズルやマルチノズルでも本数が少ない場合
は、ドラム１６２と送りねじ１６５とを連動して同時に
回転させながらスパイラル状の印字を行う。

【０１４０】次に、上述したようなこのような液体噴射
記録装置における印字及び制御系のブロック図を図３７
に示す。

【０１４１】印字データなどの信号入力１８１は、信号
処理制御回路１８２に入力され、この信号処理制御回路
１８２において印字順番に揃えられて、ドライバ１８３
を介してヘッド１８４に送られる。印字順番は、ヘッド
１８４や印字部の構成で異なり、また印字データの入力
順番との関係もあり、必要に応じてラインバッファメモ
リや１画面メモリなどのメモリ１８５に一旦記録してか
ら取り出す。ヘッド１８４には、階調信号や吐出信号を
入力する。

【０１４２】なお、マルチヘッドでノズル数が非常に多
い場合には、ヘッド１８４にＩＣを搭載してヘッド１８
４に接続する配線数を減らすようにする。また、信号処
理制御回路１８２には、補正１８６が接続されており、
γ補正、カラーの場合の色補正、各ヘッドのばらつき補
正などを行う。補正１８６には、予め決められた補正デ
ータをＲＯＭマップ形式で格納しておき、外部条件、例
えばノズル番号、温度、入力信号などに応じて取り出す
ようにするのが一般的である。

【０１４３】信号処理制御回路１８２は、ＣＰＵやＤＳ
Ｐ（Ｄｉｇｉｔａｌ ＳｉｇｎａｌＰｒｏｃｃｅｓｓｏ
ｒ）構成としてソフトウエアで処理するのが一般的であ
り、処理された信号は各種制御部１８７に送られる。各
種制御部１８７では、ドラム及び送りネジを回転駆動す
るモータの駆動、同期、ヘッドのクリーニング、プリン
ト紙の供給、排出などの制御を行う。また、信号には、
印字データ以外の操作部信号や外部制御信号が含まれる
ことは言うまでもない。

【０１４４】上述の例においては、吐出媒体を吐出する
ために発熱素子を使用する例について述べたが、この発
熱素子の代わりにピエゾ素子を使用しても良いことは言
うまでもない。

【０１４５】

【発明の効果】以上の説明からも明らかなように、本発
明のプリンタ装置においては、定量媒体が導入される第
２の圧力室内に、蓄熱層上に両端に電極が接続される抵
抗体が設けられてこの上に保護膜が形成されてなり、抵
抗体に通電することにより発熱する発熱素子が、保護膜
が当該圧力室内の定量媒体側となるように設けられてお
り、上記発熱素子が発熱時にその表面において面内方向
の温度分布を有するようになされている。

【０１４６】このため、この第２の圧力室内に充填され
ている定量媒体に対して発熱素子から発する泡により圧
力を加え、第２の圧力室と連通する第２のノズルから定
量媒体を滲み出させようとする場合に、発熱素子表面の
一部分のみを所定の閾値以上の温度とすることが可能で
あり、この部分のみにおいて膜沸騰の泡を発生させて発
熱素子表面の大きさよりも小さい泡を形成することが可
能であり、このようにすれば微量の定量がなされる。

【０１４７】なお、上記発熱素子においては、前述のよ
うに発熱素子に与えられる駆動電力に変調をかければ、
発熱素子表面の大きさ以上の比較的大きな泡の大きさの
制御は容易であることから、本発明のプリンタ装置にお
いては、定量媒体が微量から多量までの広範囲にわたっ
て正確に定量される。

【０１４８】従って、本発明のプリンタ装置において
は、定量媒体を吐出媒体に対して正確な量で混合するこ
とが可能であり、印画データに応じて正確な濃度の混合
液滴を吐出することが可能であることから、低濃度から
高濃度にわたって濃度階調を正確に表現することがで
き、解像度の劣化を発生させることなく自然画像をプリ
ントアウトすることが可能である。

【０１４９】また、本発明のプリンタ装置において、発
熱素子が、抵抗体の通電時における発熱量を面内方向で
変化させることにより、面内方向の温度分布を形成して
いる、例えば抵抗体の厚さ方向の断面積を変化させる、
具体的には、抵抗体の厚さを変化させる、抵抗体の幅を
変化させるといった方法、また別の方法としては、抵抗
体の両端に接続される電極の幅を異なるものとする、抵
抗体の両端に接続される電極間の距離を抵抗体の幅方向
において変化させるといった方法により発熱素子の面内
方向の温度分布を形成する、或いは抵抗体の抵抗率を面
内方向で変化させるといった方法により発熱素子の発熱
時の面内方向の温度分布を形成するようにすれば、簡便
に発熱素子の面内方向の温度分布が形成される。

【０１５０】さらに、本発明のプリンタ装置において、
発熱素子が、保護膜の厚さを発熱素子の面内方向で変化
させることにより、面内方向の温度分布を形成している
ものである、或いは、蓄熱層の厚さを発熱素子の面内方
向で変化させることにより、面内方向の温度分布を形成
しているものであっても簡便に発熱素子の面内方向の温
度分布が形成される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を適用したプリンタ装置のプリントヘッ
ドの一例を示す要部拡大断面図である。

【図２】本発明を適用したプリンタ装置のプリントヘッ
ドの一例を模式的に示す平面図である。

【図３】本発明を適用したプリンタ装置のプリントヘッ
ドの発熱素子の一例を示す要部拡大断面図である。

【図４】本発明を適用したプリンタ装置のプリントヘッ
ドの発熱素子の抵抗体及び電極の一例を示す平面図であ
る。

【図５】本発明を適用したプリンタ装置のプリントヘッ
ドの発熱素子に泡が発生している状態を示す要部拡大断
面図である。

【図６】本発明を適用したプリンタ装置のプリントヘッ
ドの発熱素子の抵抗体及び電極の他の例を示す平面図で
ある。

【図７】本発明を適用したプリンタ装置において印刷を
行う動作を動作順に示すものであり、吐出媒体及び定量
媒体のメニスカスが形成されている状態を示す要部拡大
断面図である。

【図８】本発明を適用したプリンタ装置において印刷を
行う動作を動作順に示すものであり、混合液が形成され
ている状態を示す要部拡大断面図である。

【図９】本発明を適用したプリンタ装置において印刷を
行う動作を動作順に示すものであり、混合液が吐出され
ている状態を示す要部拡大断面図である。

【図１０】本発明を適用したプリンタ装置において印刷
を行う動作を動作順に示すものであり、混合液が飛翔し
ている状態を示す要部拡大断面図である。

【図１１】本発明を適用したプリンタ装置のプリントヘ
ッドの発熱素子の抵抗体及び電極のさらに他の例を示す
平面図である。

【図１２】本発明を適用したプリンタ装置のプリントヘ
ッドの発熱素子の抵抗体及び電極のさらに他の例を示す
平面図である。

【図１３】本発明を適用したプリンタ装置のプリントヘ
ッドの発熱素子の抵抗体及び電極のさらに他の例を示す
平面図である。

【図１４】本発明を適用したプリンタ装置のプリントヘ
ッドの発熱素子の抵抗体及び電極のさらに他の例を示す
平面図である。

【図１５】本発明を適用したプリンタ装置のプリントヘ
ッドの発熱素子の抵抗体及び電極のさらに他の例を示す
平面図である。

【図１６】本発明を適用したプリンタ装置のプリントヘ
ッドの発熱素子の他の例を示す要部拡大断面図である。

【図１７】本発明を適用したプリンタ装置のプリントヘ
ッドの発熱素子のさらに他の例を示す要部拡大断面図で
ある。

【図１８】本発明を適用したプリンタ装置のプリントヘ
ッドの発熱素子のさらに他の例を示す要部拡大断面図で
ある。

【図１９】本発明を適用したプリンタ装置のプリントヘ
ッドの製造方法を工程順に示すものであり、オリフィス
プレート形成部材を用意する工程を示す断面図である。

【図２０】本発明を適用したプリンタ装置のプリントヘ
ッドの製造方法を工程順に示すものであり、ノズルを形
成する工程を示す断面図である。

【図２１】本発明を適用したプリンタ装置のプリントヘ
ッドの製造方法を工程順に示すものであり、ベース基板
上に発熱素子を形成した状態を示す断面図である。

【図２２】本発明を適用したプリンタ装置のプリントヘ
ッドの製造方法を工程順に示すものであり、ベース基板
上に蓄熱層を形成する工程を示す要部拡大断面図であ
る。

【図２３】本発明を適用したプリンタ装置のプリントヘ
ッドの製造方法を工程順に示すものであり、蓄熱層上に
抵抗体膜及び導電膜を形成する工程を示す要部拡大断面
図である。

【図２４】本発明を適用したプリンタ装置のプリントヘ
ッドの製造方法を工程順に示すものであり、抵抗体層及
び電極を形成する工程を示す要部拡大断面図である。

【図２５】本発明を適用したプリンタ装置のプリントヘ
ッドの製造方法を工程順に示すものであり、保護膜を形
成する工程を示す要部拡大断面図である。

【図２６】本発明を適用したプリンタ装置のプリントヘ
ッドの製造方法を工程順に示すものであり、ポリシリコ
ン中にリンをドーピングする方法の一例を模式的に示す
断面図である。

【図２７】本発明を適用したプリンタ装置のプリントヘ
ッドの製造方法を工程順に示すものであり、厚さに勾配
を持たせて成膜する方法を模式的に示す斜視図である。

【図２８】本発明を適用したプリンタ装置のプリントヘ
ッドの製造方法を工程順に示すものであり、吐出媒体供
給口及び定量媒体供給口を形成する工程を示す断面図で
ある。

【図２９】本発明を適用したプリンタ装置のプリントヘ
ッドの製造方法を工程順に示すものであり、圧力室形成
部材を形成する工程を示す断面図である。

【図３０】本発明を適用したプリンタ装置のプリントヘ
ッドの製造方法を工程順に示すものであり、オリフィス
プレートとベース基板間を接着する工程を示す断面図で
ある。

【図３１】本発明を適用したプリンタ装置のプリントヘ
ッドにおける信号電圧のタイミングを示す図である。

【図３２】本発明を適用したプリンタ装置のプリントヘ
ッドにおける駆動回路の一例を示す図である。

【図３３】本発明を適用したプリンタ装置のプリントヘ
ッドにおける駆動回路の他の例を示す図である。

【図３４】本発明を適用したプリンタ装置の搭載された
液体噴射記録装置の一例を模式的に示す要部概略斜視図
である。

【図３５】本発明を適用したプリンタ装置の搭載された
液体噴射記録装置の他の例を模式的に示す要部概略斜視
図である。

【図３６】本発明を適用したプリンタ装置の搭載された
液体噴射記録装置のさらに他の例を模式的に示す要部概
略斜視図である。

【図３７】本発明を適用したプリンタ装置の搭載された
液体噴射記録装置の印字及び制御系のブロック図であ
る。

【符号の説明】

５ 第１のノズル、６ 第２のノズル、８ 第１の圧力
室、９ 第２の圧力室、１０ 第１の発熱素子、１１
第２の発熱素子、２１，９１，１０１，１１１蓄熱層、
２２，３２，５２，６２，７２，８２，９２，９６，１
０２，１１２抵抗体層、２３ａ，２３ｂ，３３ａ，３３
ｂ，５３ａ，５３ｂ，６３ａ，６３ｂ，７３ａ，７３
ｂ，８３ａ，８３ｂ，９３ａ，９３ｂ，９７ａ，９７
ｂ，１０３ａ，１０３ｂ，１１３ａ，１１３ｂ 電極、
２４，９４，１０４，１１４ 保護膜、２５，３５，５
５，６５，７５，８５，９５ 抵抗体

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 吐出媒体が導入される第１の圧力室と、
   定量媒体が導入される第２の圧力室とを有し、上記第１
   の圧力室に連通する第１のノズル及び第２の圧力室に連
   通する第２のノズルとを互いに隣合うように開口して有
   し、且つ第１の圧力室内の吐出媒体に圧力を加える第１
   の圧力印加手段と第２の圧力室内の定量媒体に圧力を加
   える第２の圧力印加手段とを有し、第２の圧力印加手段
   により第２の圧力室内の定量媒体に圧力を加え、第２の
   ノズルから第１のノズルに向けて定量媒体を滲み出させ
   た後、第１の圧力印加手段により第１の圧力室内の吐出
   媒体に圧力を加え、第１のノズルから吐出媒体を吐出さ
   せて定量媒体と吐出媒体を混合吐出するプリントヘッド
   を有するプリンタ装置において、 第２の圧力印加手段として、蓄熱層上に両端に電極が接
   続される抵抗体が設けられ、この上に保護膜が形成され
   てなり、抵抗体に通電することにより発熱する発熱素子
   が、第２の圧力室内に保護膜が第２の圧力室内の定量媒
   体側となるように設けられており、 上記発熱素子が発熱時に、その表面において面内方向の
   温度分布を有することを特徴とするプリンタ装置。
2. 【請求項２】 発熱素子が、抵抗体の通電時における発
   熱量を面内方向で変化させることにより、面内方向の温
   度分布を形成しているものであることを特徴とする請求
   項１記載のプリンタ装置。
3. 【請求項３】 発熱素子が、抵抗体の厚さ方向の断面積
   を変化させることにより抵抗体の通電時における発熱量
   を面内方向で変化させているものであることを特徴とす
   る請求項２記載のプリンタ装置。
4. 【請求項４】 発熱素子が、抵抗体の厚さを変化させる
   ことにより抵抗体の厚さ方向の断面積を変化させている
   ものであることを特徴とする請求項３記載のプリンタ装
   置。
5. 【請求項５】 発熱素子が、抵抗体の幅を変化させるこ
   とにより抵抗体の厚さ方向の断面積を変化させているも
   のであることを特徴とする請求項３記載のプリンタ装
   置。
6. 【請求項６】 発熱素子が、抵抗体の両端に接続される
   電極の幅を異なるものとすることにより抵抗体の通電時
   における発熱量を面内方向で変化させているものである
   ことを特徴とする請求項２記載のプリンタ装置。
7. 【請求項７】 発熱素子が、抵抗体の両端に接続される
   電極間の距離を抵抗体の幅方向において変化させること
   により抵抗体の通電時における発熱量を面内方向で変化
   させているものであることを特徴とする請求項２記載の
   プリンタ装置。
8. 【請求項８】 発熱素子が、抵抗体の抵抗率を面内方向
   で変化させることにより抵抗体の通電時における発熱量
   を面内方向で変化させているものであることを特徴とす
   る請求項２記載のプリンタ装置。
9. 【請求項９】 抵抗体がリンを含有するシリコンよりな
   り、リンの含有量を抵抗体の面内方向で変化させること
   により抵抗体の抵抗率を面内方向で変化させていること
   を特徴とする請求項８記載のプリンタ装置。
10. 【請求項１０】 発熱素子が、保護膜の厚さを発熱素子
    の面内方向で変化させることにより、発熱時の面内方向
    の温度分布を形成しているものであることを特徴とする
    請求項１記載のプリンタ装置。
11. 【請求項１１】 発熱素子が、蓄熱層の厚さを発熱素子
    の面内方向で変化させることにより、発熱時の面内方向
    の温度分布を形成しているものであることを特徴とする
    請求項１記載のプリンタ装置。
12. 【請求項１２】 ベース基板上の少なくとも第２の圧力
    室に対応する位置に第２の圧力印加手段として発熱素子
    を形成し、この上に第１の圧力室及び第２の圧力室に対
    応する位置に貫通孔を有する圧力室形成部材を形成し、
    さらにこの上に第１の圧力室に対応する位置に第１のノ
    ズルを有し、第２の圧力室に対応する位置に第２のノズ
    ルを有するオリフィスプレートを形成するプリンタ装置
    の製造方法において、 発熱素子を構成する抵抗体を、シリコン上に厚さに勾配
    を持たせたリンを含有するガラス膜を配し、これに加熱
    を行って、リンの含有量がシリコンの面内方向で変化す
    るようにシリコン中にリンを拡散させて製造することを
    特徴とするプリンタ装置の製造方法。