JPH11147313A - インクジェット記録ヘッド及びインクジェット記録装置 - Google Patents
インクジェット記録ヘッド及びインクジェット記録装置Info
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- JPH11147313A JPH11147313A JP10243534A JP24353498A JPH11147313A JP H11147313 A JPH11147313 A JP H11147313A JP 10243534 A JP10243534 A JP 10243534A JP 24353498 A JP24353498 A JP 24353498A JP H11147313 A JPH11147313 A JP H11147313A
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- B41J2202/11—Embodiments of or processes related to ink-jet heads characterised by specific geometrical characteristics
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- Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)
- Ink Jet (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 １ノズル内に２つの電気熱変換素子を設けた
記録ヘッドを前提として、大液滴のリフィル時間を短く
することにより、より高速印字が可能な高画質、高階調
のインクジェット記録ヘッド及び該記録ヘッドを用いた
記録装置を提供する。 【解決手段】 １ノズル内に２つの電気熱変換素子５
３，５４を設けた構成のインクジェット記録ヘッドにお
いて、オリフィス４０から遠い方の電気熱変換素子５４
の液滴吐出方向の長さを、近い方の電気熱変換素子５３
のそれに比ベ短くすることにより、発泡中心がより後方
（反オリフィス側）に移動し、発泡中心から後方の流抵
抗が減少し、インクがノズル後端よりリフィルされ易く
なり、リフィル時間が短くなる。
記録ヘッドを前提として、大液滴のリフィル時間を短く
することにより、より高速印字が可能な高画質、高階調
のインクジェット記録ヘッド及び該記録ヘッドを用いた
記録装置を提供する。 【解決手段】 １ノズル内に２つの電気熱変換素子５
３，５４を設けた構成のインクジェット記録ヘッドにお
いて、オリフィス４０から遠い方の電気熱変換素子５４
の液滴吐出方向の長さを、近い方の電気熱変換素子５３
のそれに比ベ短くすることにより、発泡中心がより後方
（反オリフィス側）に移動し、発泡中心から後方の流抵
抗が減少し、インクがノズル後端よりリフィルされ易く
なり、リフィル時間が短くなる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、インクジェット記
録装置、特に文字や画像の記録に必要なときのみインク
を吐出させて記録するオンデマンド型インクジェット記
録装置に関するものである。また、本発明はオフィスで
用いられる紙だけでなく、布、糸、シート等のインク付
与を受けるインク支持体全ての媒体に対して記録を行う
産業用装置ヘも適用することができる。
録装置、特に文字や画像の記録に必要なときのみインク
を吐出させて記録するオンデマンド型インクジェット記
録装置に関するものである。また、本発明はオフィスで
用いられる紙だけでなく、布、糸、シート等のインク付
与を受けるインク支持体全ての媒体に対して記録を行う
産業用装置ヘも適用することができる。
【０００２】
【従来の技術】熱エネルギーを液体に作用させることで
起こる気泡の発生によって所望の液体を吐出させ記録を
行なうインクジェット記録方法は、小型の装置で高解像
度のカラー記録画像を高速かつ低騒音で得られるという
優れた点を有している。このためインクジェット記録方
法は、近年、プリンター、複写機、ファクシミリなど多
くのオフィス機器に利用されており、さらに、捺染装置
などの産業用システムにまで利用されるようになってい
る。
起こる気泡の発生によって所望の液体を吐出させ記録を
行なうインクジェット記録方法は、小型の装置で高解像
度のカラー記録画像を高速かつ低騒音で得られるという
優れた点を有している。このためインクジェット記録方
法は、近年、プリンター、複写機、ファクシミリなど多
くのオフィス機器に利用されており、さらに、捺染装置
などの産業用システムにまで利用されるようになってい
る。
【０００３】このようにインクジェット記録技術が多方
面の製品に利用されるに従い、更なる高階調化、高画質
化が求められている。
面の製品に利用されるに従い、更なる高階調化、高画質
化が求められている。
【０００４】高階調化、高画質化を実現する方法の１つ
として、ディザ等の疑似多値記録方式がある。これは記
録ヘッドのノズル密度を高くし、液滴の体積を小さくし
て一画素をより多くのドットで形成する方法である。し
かし被記録紙１枚あたりの液滴の吐出回数が増えるた
め、ヘッド寿命が短くなる。また記録ヘッドのノズル密
度を高くするためへッド製作コストが高くなるなどの問
題点がある。
として、ディザ等の疑似多値記録方式がある。これは記
録ヘッドのノズル密度を高くし、液滴の体積を小さくし
て一画素をより多くのドットで形成する方法である。し
かし被記録紙１枚あたりの液滴の吐出回数が増えるた
め、ヘッド寿命が短くなる。また記録ヘッドのノズル密
度を高くするためへッド製作コストが高くなるなどの問
題点がある。
【０００５】そこで高階調化、高画質化を実現する別の
方法として、特開昭55-132259号公報、特開平08-332727
号公報では、１ノズル内に２つ以上の電気熱変換素子を
設ける構造が提案されている。具体的には、１ノズル内
に２つの電気熱変換素子が配列された場合、大きな吐出
量の液滴（大液滴）を得るときには２つの電気熱変換素
子を両方とも駆動し、小さな吐出量の液滴（小液滴）を
得るときはいずれか片一方の電気熱変換素子を駆動する
ことで吐出量を変化させる。このように、ノズル密度を
従来の記録ヘッドと変えることなく、非常に簡単な構成
で吐出量を変化させ、高階調、高画質を実現するもので
ある。
方法として、特開昭55-132259号公報、特開平08-332727
号公報では、１ノズル内に２つ以上の電気熱変換素子を
設ける構造が提案されている。具体的には、１ノズル内
に２つの電気熱変換素子が配列された場合、大きな吐出
量の液滴（大液滴）を得るときには２つの電気熱変換素
子を両方とも駆動し、小さな吐出量の液滴（小液滴）を
得るときはいずれか片一方の電気熱変換素子を駆動する
ことで吐出量を変化させる。このように、ノズル密度を
従来の記録ヘッドと変えることなく、非常に簡単な構成
で吐出量を変化させ、高階調、高画質を実現するもので
ある。
【０００６】この１ノズル内に複数の電気熱変換素子を
設け、吐出する液体の量に応じて駆動パターンを変える
方法による記録ヘッドでは、従来の記録ヘッドの製造装
置を流用することで低コスト化が実現できる。
設け、吐出する液体の量に応じて駆動パターンを変える
方法による記録ヘッドでは、従来の記録ヘッドの製造装
置を流用することで低コスト化が実現できる。
【０００７】
【発明が解決しょうとする課題】ところで、上述の更な
る高階調化、高画質化に対する要求と並行して、インク
ジェット記録方法には、更なる印字速度の向上が求めら
れている。高速に印字を行なうためには高周波数で電気
熱変換素子を駆動することが必要となる。ここで、高速
化を妨げる要因の一つとして、ヘッドの昇温がある。イ
ンクジェット記録ヘッドの場合、投入エネルギーのおよ
そ３割が吐出に使用され、残りはほとんど熱エネルギー
となり、ヘッドの温度を上げることになる。ヘッドを高
速駆動すればするほど、ヘッドは昇温し、液滴の吐出状
態を不安定にさせる要因となる。
る高階調化、高画質化に対する要求と並行して、インク
ジェット記録方法には、更なる印字速度の向上が求めら
れている。高速に印字を行なうためには高周波数で電気
熱変換素子を駆動することが必要となる。ここで、高速
化を妨げる要因の一つとして、ヘッドの昇温がある。イ
ンクジェット記録ヘッドの場合、投入エネルギーのおよ
そ３割が吐出に使用され、残りはほとんど熱エネルギー
となり、ヘッドの温度を上げることになる。ヘッドを高
速駆動すればするほど、ヘッドは昇温し、液滴の吐出状
態を不安定にさせる要因となる。
【０００８】そこで、発泡効率を上げ、ヘッド昇温を抑
える為に、電気熱変換素子の保護膜厚を薄くする方法が
提案されている。図１０（ａ）にその平面図を示す。こ
こでノズル１０９の中に電気熱変換素子５３が配置され
ている。また図１０（ｂ）は、図１０（ａ）に示した電
気熱変換素子部分のＣ−Ｃ線に沿った断面構造の模式図
である。ここで７１は蓄熱層を形成したシリコン基板で
あり、その上にＨｆＢ２などの抵抗体材料による抵抗層
７２、ＡＬの配線層７３、ＰＳＧなど絶縁材料による保
護膜下層７５、ＳｉＯ２など絶縁材料による保護膜上層
７６などが形成される。保護膜下層７５は電気熱変換素
子部分のみエッチングにより除去されており、保護膜下
層７５の厚み０．６μｍ分保護膜が薄くなり、それによ
り熱伝導性が良くなり、発泡効率が上がる。上記のよう
な構成により、保護膜に吸収され、熱に変わるエネルギ
ーの量が減少し、記録ヘッドの昇温を抑えることができ
る。
える為に、電気熱変換素子の保護膜厚を薄くする方法が
提案されている。図１０（ａ）にその平面図を示す。こ
こでノズル１０９の中に電気熱変換素子５３が配置され
ている。また図１０（ｂ）は、図１０（ａ）に示した電
気熱変換素子部分のＣ−Ｃ線に沿った断面構造の模式図
である。ここで７１は蓄熱層を形成したシリコン基板で
あり、その上にＨｆＢ２などの抵抗体材料による抵抗層
７２、ＡＬの配線層７３、ＰＳＧなど絶縁材料による保
護膜下層７５、ＳｉＯ２など絶縁材料による保護膜上層
７６などが形成される。保護膜下層７５は電気熱変換素
子部分のみエッチングにより除去されており、保護膜下
層７５の厚み０．６μｍ分保護膜が薄くなり、それによ
り熱伝導性が良くなり、発泡効率が上がる。上記のよう
な構成により、保護膜に吸収され、熱に変わるエネルギ
ーの量が減少し、記録ヘッドの昇温を抑えることができ
る。
【０００９】一方、熱特性以外の主な要因としては、吐
出口から吐出された液滴に相当する液体がノズル後端よ
りリフィルされるのに要する時間が挙げられる。特に、
１ノズル内に２つの電気熱変換素子を設けた構成の吐出
量変調ヘッドにおいては、小液滴のリフィル時間より大
液滴のリフィル時間の短縮が高速印字化達成には大きな
鍵となる。これは、吐出量のばらつきなどを考慮する
と、実用的には大液滴の量に対し小液滴の量はなるべく
小さく（例えば大液滴が40plに対し、小液滴が10〜15p
l）することが階調性を上げるためには望ましく、その
ため、小液滴では大液滴に比べリフィルしなければなら
ない液の量も少なくて済むためである。
出口から吐出された液滴に相当する液体がノズル後端よ
りリフィルされるのに要する時間が挙げられる。特に、
１ノズル内に２つの電気熱変換素子を設けた構成の吐出
量変調ヘッドにおいては、小液滴のリフィル時間より大
液滴のリフィル時間の短縮が高速印字化達成には大きな
鍵となる。これは、吐出量のばらつきなどを考慮する
と、実用的には大液滴の量に対し小液滴の量はなるべく
小さく（例えば大液滴が40plに対し、小液滴が10〜15p
l）することが階調性を上げるためには望ましく、その
ため、小液滴では大液滴に比べリフィルしなければなら
ない液の量も少なくて済むためである。
【００１０】そこで、本発明者らは大液滴の発泡中心の
２つのヒータに対する位置に注目することで、従来のノ
ズルの製造装置を流用するなどのノズルの設計の自由度
を確保しつつ、リフィル時間の短縮を図る本願発明を想
起するに至った。
２つのヒータに対する位置に注目することで、従来のノ
ズルの製造装置を流用するなどのノズルの設計の自由度
を確保しつつ、リフィル時間の短縮を図る本願発明を想
起するに至った。
【００１１】すなわち、本願発明の目的は、上述した１
ノズル内に２つの電気熱変換素子を設けて吐出量の変調
を行なう記録ヘッドを前提として、大液滴のリフィル時
間を短くすることにより、より高速印字が可能な高画
質、高階調のインクジェット記録ヘッド及び該記録ヘッ
ドを用いた記録装置を提供することにある。
ノズル内に２つの電気熱変換素子を設けて吐出量の変調
を行なう記録ヘッドを前提として、大液滴のリフィル時
間を短くすることにより、より高速印字が可能な高画
質、高階調のインクジェット記録ヘッド及び該記録ヘッ
ドを用いた記録装置を提供することにある。
【００１２】
【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と、該イ
ンクを吐出するために利用される熱エネルギーを発生す
る２つの電気熱変換素子と、該２つの電気熱変換素子を
備えるとともに前記吐出口に連通するインク流路と、を
備え、前記２つの電気熱変換素子のうち吐出口に近い側
の電気熱変換素子が駆動信号を受けて前記熱エネルギー
を発生し、前記吐出口から液滴を吐出する第１の吐出モ
ードと、前記２つの電気熱変換素子の両方が駆動信号を
受けて前記熱エネルギーを発生し、前記吐出口から前記
第１のモードより大きな吐出量の液滴を吐出する第２の
吐出モードと、を有するインクジェット記録ヘッドにお
いて、前記２つの電気熱変換素子のうち吐出口から遠い
側の前記電気熱変換素子のインク吐出方向の長さが、も
う一方の電気熱変換素子のそれに比ベ短いことを特徴と
する。
記録ヘッドは、インクを吐出するための吐出口と、該イ
ンクを吐出するために利用される熱エネルギーを発生す
る２つの電気熱変換素子と、該２つの電気熱変換素子を
備えるとともに前記吐出口に連通するインク流路と、を
備え、前記２つの電気熱変換素子のうち吐出口に近い側
の電気熱変換素子が駆動信号を受けて前記熱エネルギー
を発生し、前記吐出口から液滴を吐出する第１の吐出モ
ードと、前記２つの電気熱変換素子の両方が駆動信号を
受けて前記熱エネルギーを発生し、前記吐出口から前記
第１のモードより大きな吐出量の液滴を吐出する第２の
吐出モードと、を有するインクジェット記録ヘッドにお
いて、前記２つの電気熱変換素子のうち吐出口から遠い
側の前記電気熱変換素子のインク吐出方向の長さが、も
う一方の電気熱変換素子のそれに比ベ短いことを特徴と
する。
【００１３】すなわち、本発明によれば、上述の構成を
とることにより、大液滴の発泡中心（２つの電気熱変換
素子を１つの電気熱変換素子としたときの重心位置）
を、２つの電気熱変換素子を１つの大きな電気熱変換素
子としてとらえた場合の電気熱変換素子の中央部より後
方（インク供給方向における上流側）に配置することが
できるので、発泡中心がより後方（反オリフィス側）に
移動し、発泡中心から後方の流抵抗が減少し、インクが
ノズル後端よりリフィルされ易くなり、リフィル時間は
短くなる。
とることにより、大液滴の発泡中心（２つの電気熱変換
素子を１つの電気熱変換素子としたときの重心位置）
を、２つの電気熱変換素子を１つの大きな電気熱変換素
子としてとらえた場合の電気熱変換素子の中央部より後
方（インク供給方向における上流側）に配置することが
できるので、発泡中心がより後方（反オリフィス側）に
移動し、発泡中心から後方の流抵抗が減少し、インクが
ノズル後端よりリフィルされ易くなり、リフィル時間は
短くなる。
【００１４】本発明は上述の構成だけでも本願発明の課
題を解決し、高速かつ高階調・高画質な記録を実現する
ことができるが、さらに前記２つの電気熱変換素子は前
記インクを吐出するために必要な最低印加電圧が実質的
に同一とすることは以下の点から望ましいものである。
すなわち、一般的には電気熱変換素子のインク供給方向
における長さが増大すると吐出するために必要な最低印
加電圧も異なるが、本発明のより望ましい構成ではこれ
を実質的に同一とすることで、複数種類の印加回路によ
る装置本体のコスト上昇や複雑化の問題点を解消するこ
とができる。
題を解決し、高速かつ高階調・高画質な記録を実現する
ことができるが、さらに前記２つの電気熱変換素子は前
記インクを吐出するために必要な最低印加電圧が実質的
に同一とすることは以下の点から望ましいものである。
すなわち、一般的には電気熱変換素子のインク供給方向
における長さが増大すると吐出するために必要な最低印
加電圧も異なるが、本発明のより望ましい構成ではこれ
を実質的に同一とすることで、複数種類の印加回路によ
る装置本体のコスト上昇や複雑化の問題点を解消するこ
とができる。
【００１５】ここで、実質的に同一にさせるための具体
的手段としては、「オリフィスから遠い方の前記電気熱
変換素子の保護膜の厚みが、もう一方の電気熱変換素子
のそれに比べ厚いこと」、「オリフィスから遠い方の前
記電気熱変換素子の保護膜の熱伝導率が、もう一方の電
気熱変換素子のそれに比べ低いこと」などにより、実現
することが可能である。
的手段としては、「オリフィスから遠い方の前記電気熱
変換素子の保護膜の厚みが、もう一方の電気熱変換素子
のそれに比べ厚いこと」、「オリフィスから遠い方の前
記電気熱変換素子の保護膜の熱伝導率が、もう一方の電
気熱変換素子のそれに比べ低いこと」などにより、実現
することが可能である。
【００１６】従って、吐出量変調ヘッドのリフィル時間
が短くなることにより、上述の課題を解決し、より高速
印字が可能な高画質、高階調を実現しうるインクジェッ
ト記録ヘッドを提供することができる。
が短くなることにより、上述の課題を解決し、より高速
印字が可能な高画質、高階調を実現しうるインクジェッ
ト記録ヘッドを提供することができる。
【００１７】また、本発明のインクジェット記録装置
は、インクを吐出するための吐出口と、該インクを吐出
するために利用される熱エネルギーを発生する２つの電
気熱変換素子と、該２つの電気熱変換素子を備えるとと
もに前記吐出口に連通するインク流路と、を備えるイン
クジェット記録ヘッドと、該ヘッドを載置するための載
置手段と、を具備し、前記２つの電気熱変換素子のうち
吐出口に近い側の電気熱変換素子が駆動信号を受けて前
記熱エネルギーを発生し、前記吐出口から液滴を吐出す
る第１の吐出モードと、前記２つの電気熱変換素子の両
方が駆動信号を受けて前記熱エネルギーを発生し、前記
吐出口から前記第１のモードより大きな吐出量の液滴を
吐出する第２の吐出モードと、を有するインクジェット
記録装置において、前記２つの電気熱変換素子のうち、
吐出口から遠い側の前記電気熱変換素子のインク吐出方
向の長さが、もう一方の電気熱変換素子のそれに比ベ短
いことを特徴とすることで、上述の課題を解決し、より
高速印字が可能な高画質、高階調インクジェット記録装
置を提供することができる。
は、インクを吐出するための吐出口と、該インクを吐出
するために利用される熱エネルギーを発生する２つの電
気熱変換素子と、該２つの電気熱変換素子を備えるとと
もに前記吐出口に連通するインク流路と、を備えるイン
クジェット記録ヘッドと、該ヘッドを載置するための載
置手段と、を具備し、前記２つの電気熱変換素子のうち
吐出口に近い側の電気熱変換素子が駆動信号を受けて前
記熱エネルギーを発生し、前記吐出口から液滴を吐出す
る第１の吐出モードと、前記２つの電気熱変換素子の両
方が駆動信号を受けて前記熱エネルギーを発生し、前記
吐出口から前記第１のモードより大きな吐出量の液滴を
吐出する第２の吐出モードと、を有するインクジェット
記録装置において、前記２つの電気熱変換素子のうち、
吐出口から遠い側の前記電気熱変換素子のインク吐出方
向の長さが、もう一方の電気熱変換素子のそれに比ベ短
いことを特徴とすることで、上述の課題を解決し、より
高速印字が可能な高画質、高階調インクジェット記録装
置を提供することができる。
【００１８】なお、本願発明において、「２つの電気熱
変換素子のうち吐出口から近い側」とは、インク流路内
のインク吐出方向に対して吐出口側を前方、と定義した
とき、２つの電気熱変換素子のうち、電気熱変換素子の
後端部（もっとも吐出口から遠い側の端部）がより前
方、すなわちより吐出口側に近い側（インク供給方向に
対して下流側）にある電気熱変換素子を指すものとす
る。
変換素子のうち吐出口から近い側」とは、インク流路内
のインク吐出方向に対して吐出口側を前方、と定義した
とき、２つの電気熱変換素子のうち、電気熱変換素子の
後端部（もっとも吐出口から遠い側の端部）がより前
方、すなわちより吐出口側に近い側（インク供給方向に
対して下流側）にある電気熱変換素子を指すものとす
る。
【００１９】
【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態を実施
例に基づき図面を参照して詳細に説明する。なお、以下
の各実施例では同様の機能を有するものには同一の符号
をつけて説明する。
例に基づき図面を参照して詳細に説明する。なお、以下
の各実施例では同様の機能を有するものには同一の符号
をつけて説明する。
【００２０】（第１実施例）図１は、本発明の第１実施
例のインクジェット記録ヘッドのノズル周りの斜視図で
ある。これはエッジシユータータイプと呼ばれる構成で
あり、吐出ノズル１０９内のインクを電気熱変換素子５
３及び５４で加熱発泡して、側方に解放されたオリフィ
ス４０から吐出させるものである。
例のインクジェット記録ヘッドのノズル周りの斜視図で
ある。これはエッジシユータータイプと呼ばれる構成で
あり、吐出ノズル１０９内のインクを電気熱変換素子５
３及び５４で加熱発泡して、側方に解放されたオリフィ
ス４０から吐出させるものである。
【００２１】それぞれの電気熱変換素子５３、５４はス
ルーホール２を介して下層の層間絶縁膜下にあるコモン
配線（不図示）と接続されており、このコモン配線より
電圧を印加される。電気熱変換素子５３、５４に設けら
れた配線３は、それぞれ下層の層間絶縁膜下にあるスイ
ッチングトランジスタ（不図示）に接続される。そし
て、トランジスタのＯＮ、ＯＦＦを制御するため、信号
配線がトランジスタと図８などに示されるシフトレジス
タ・ラッチ回路に接続してある。
ルーホール２を介して下層の層間絶縁膜下にあるコモン
配線（不図示）と接続されており、このコモン配線より
電圧を印加される。電気熱変換素子５３、５４に設けら
れた配線３は、それぞれ下層の層間絶縁膜下にあるスイ
ッチングトランジスタ（不図示）に接続される。そし
て、トランジスタのＯＮ、ＯＦＦを制御するため、信号
配線がトランジスタと図８などに示されるシフトレジス
タ・ラッチ回路に接続してある。
【００２２】また、基板２３はベースプレート４１に接
着されており、ノズル壁５は天板１０１に設けられてい
る。ノズル壁５と基板２３により形成されるノズルのイ
ンク供給方向上流側の端部（吐出口と反対側の端部）は
共通液室になっており、この共通液室に不図示のインク
供給手段（インクタンクなど）から液体が供給される。
着されており、ノズル壁５は天板１０１に設けられてい
る。ノズル壁５と基板２３により形成されるノズルのイ
ンク供給方向上流側の端部（吐出口と反対側の端部）は
共通液室になっており、この共通液室に不図示のインク
供給手段（インクタンクなど）から液体が供給される。
【００２３】図２は図１に示す本発明の第１の実施例の
インクジェット記録ヘッドの説明図であり、（ａ）はノ
ズル詳細図、（ｂ）は図１のＡ−Ａ線に沿った電気熱変
換素子の断面図、（ｃ）はＢ−Ｂ線に沿った電気熱変換
素子の断面図である。図２（ａ）において、吐出ノズル
１０９の中に、電気熱変換素子５３と電気熱変換素子５
４の２つの電気熱変換素子が配置されている。１１０は
ノズル１０９の後端であり、ノズル長Ｌは３００μｍで
ある。ノズル１０９の先端にはオリフィス４０が設けら
れる。
インクジェット記録ヘッドの説明図であり、（ａ）はノ
ズル詳細図、（ｂ）は図１のＡ−Ａ線に沿った電気熱変
換素子の断面図、（ｃ）はＢ−Ｂ線に沿った電気熱変換
素子の断面図である。図２（ａ）において、吐出ノズル
１０９の中に、電気熱変換素子５３と電気熱変換素子５
４の２つの電気熱変換素子が配置されている。１１０は
ノズル１０９の後端であり、ノズル長Ｌは３００μｍで
ある。ノズル１０９の先端にはオリフィス４０が設けら
れる。
【００２４】また、図２（ａ）において電気熱変換素子
５３の長さＨｌは１２０μｍ、電気熱変換素子５４の長
さＨ２は９０μｍとなっている。そして、オリフィス４
０の後端から電気熱変換素子５３、５４までの距離をそ
れぞれＥｌ，Ｅ２とすると、本実施例ではＥｌ＝８０μ
ｍ、Ｅ２＝１５０μｍである。このように、本発明の記
録ヘッドは、２つの電気熱変換素子のうち、吐出口から
近い方の電気熱変換素子５３のインク吐出方向における
長さＨ１より、吐出口から遠い方の電気熱変換素子５４
のインク吐出方向における長さＨ２が短くなっている。
５３の長さＨｌは１２０μｍ、電気熱変換素子５４の長
さＨ２は９０μｍとなっている。そして、オリフィス４
０の後端から電気熱変換素子５３、５４までの距離をそ
れぞれＥｌ，Ｅ２とすると、本実施例ではＥｌ＝８０μ
ｍ、Ｅ２＝１５０μｍである。このように、本発明の記
録ヘッドは、２つの電気熱変換素子のうち、吐出口から
近い方の電気熱変換素子５３のインク吐出方向における
長さＨ１より、吐出口から遠い方の電気熱変換素子５４
のインク吐出方向における長さＨ２が短くなっている。
【００２５】まず最初に、このへッドを用いた階調制御
の説明を図３に示す模式図を使って簡単に行う。なお、
以下の各実施例において使用したインクの組成は以下の
とおりであるが、本発明の効果は、このインクに限られ
るものではない。 水 ８２．８％ グリセリン ５％ エチレングリコール ５％ 尿素 ５％ 染料（ダイレクトブラック １９５） ２．２％ 図３（ａ）において、ノズル壁５で囲まれた吐出ノズル
１０９にはインクが満たされ、ノズル１０９には電気熱
変換素子５３と電気熱変換素子５４が備えられている。
ここで電気熱変換素子５３に駆動信号を加え電気熱変換
素子５３が加熱されると、図３（ａ）のように発泡泡１
１３により圧力が発生し、オリフィス４０より小液滴
（小ドロップ）１１４が吐出される。この時の吐出量は
約３０ｎｇ、吐出速度は１２ｍ／ｓであった。図３
（ｂ）は両方の電気熱変換素子５３、５４を共に加熱
し、大液滴（大ドロップ）を吐出する状態を示す。電気
熱変換素子５３が加熱されると発泡泡１１３が発生し、
電気熱変換素子５４が加熱されると発泡泡１１２が発生
し、この２つの発泡により大ドロップ１１５が吐出され
る。この時の吐出量は８０ｎｇ、吐出速度は１６ｍ／ｓ
であった。このように、本発明の記録ヘッドは、吐出量
のばらつきなどを考慮に入れて、大液滴に対する小液滴
の量をなるべく小さく（具体的には大液滴の量／小液滴
の量≧２）することで、階調性をより高めている。本実
施例では２つのヒータの面積比をほぼ１：１としてい
る。
の説明を図３に示す模式図を使って簡単に行う。なお、
以下の各実施例において使用したインクの組成は以下の
とおりであるが、本発明の効果は、このインクに限られ
るものではない。 水 ８２．８％ グリセリン ５％ エチレングリコール ５％ 尿素 ５％ 染料（ダイレクトブラック １９５） ２．２％ 図３（ａ）において、ノズル壁５で囲まれた吐出ノズル
１０９にはインクが満たされ、ノズル１０９には電気熱
変換素子５３と電気熱変換素子５４が備えられている。
ここで電気熱変換素子５３に駆動信号を加え電気熱変換
素子５３が加熱されると、図３（ａ）のように発泡泡１
１３により圧力が発生し、オリフィス４０より小液滴
（小ドロップ）１１４が吐出される。この時の吐出量は
約３０ｎｇ、吐出速度は１２ｍ／ｓであった。図３
（ｂ）は両方の電気熱変換素子５３、５４を共に加熱
し、大液滴（大ドロップ）を吐出する状態を示す。電気
熱変換素子５３が加熱されると発泡泡１１３が発生し、
電気熱変換素子５４が加熱されると発泡泡１１２が発生
し、この２つの発泡により大ドロップ１１５が吐出され
る。この時の吐出量は８０ｎｇ、吐出速度は１６ｍ／ｓ
であった。このように、本発明の記録ヘッドは、吐出量
のばらつきなどを考慮に入れて、大液滴に対する小液滴
の量をなるべく小さく（具体的には大液滴の量／小液滴
の量≧２）することで、階調性をより高めている。本実
施例では２つのヒータの面積比をほぼ１：１としてい
る。
【００２６】このような大ドロップを吐出するための発
泡について考えると、その発泡の中心は、便宜的に２つ
の電気熱変換素子を一つの電気熱変換素子として捉えた
場合の、電気熱変換素子の重心位置となる。従って、本
発明の記録ヘッドの場合、吐出口から遠い方の電気熱変
換素子５４の後端部から大ドロップの発泡中心までの距
離Ｃ２は、吐出口から遠い方の電気熱変換素子５４の後
端部から吐出口に近い側の電気熱変換素子５３の前端部
と吐出口に遠い側の電気熱変換素子５４の後端部との中
点までの距離Ｃ１より短くなる。すなわち、発泡中心が
より後方（反オリフィス側）に移動させることができ
る。
泡について考えると、その発泡の中心は、便宜的に２つ
の電気熱変換素子を一つの電気熱変換素子として捉えた
場合の、電気熱変換素子の重心位置となる。従って、本
発明の記録ヘッドの場合、吐出口から遠い方の電気熱変
換素子５４の後端部から大ドロップの発泡中心までの距
離Ｃ２は、吐出口から遠い方の電気熱変換素子５４の後
端部から吐出口に近い側の電気熱変換素子５３の前端部
と吐出口に遠い側の電気熱変換素子５４の後端部との中
点までの距離Ｃ１より短くなる。すなわち、発泡中心が
より後方（反オリフィス側）に移動させることができ
る。
【００２７】ここで、本発明の特徴である、大ドロップ
の発泡中心について、比較例を用いて説明する。図４は
本発明の第１実施例と比較例の大液滴の発泡状態を比較
した模式図であり、（ａ）は第１実施例、（ｂ）及び
（ｃ）は比較例の発泡状態を示す。
の発泡中心について、比較例を用いて説明する。図４は
本発明の第１実施例と比較例の大液滴の発泡状態を比較
した模式図であり、（ａ）は第１実施例、（ｂ）及び
（ｃ）は比較例の発泡状態を示す。
【００２８】図４（ａ）〜（ｃ）に示すそれぞれの記録
ヘッドの電気熱変換素子５３は面積が等しく、長さはＨ
１である。また、電気熱変換素子５３の前端部（吐出口
側）から吐出口までの距離（図２（ａ）におけるＥ
１）、及びノズル長（図２（ａ）におけるＬ）は図４
（ａ）〜（ｃ）に示すそれぞれの記録ヘッドで互いに等
しくなっている。
ヘッドの電気熱変換素子５３は面積が等しく、長さはＨ
１である。また、電気熱変換素子５３の前端部（吐出口
側）から吐出口までの距離（図２（ａ）におけるＥ
１）、及びノズル長（図２（ａ）におけるＬ）は図４
（ａ）〜（ｃ）に示すそれぞれの記録ヘッドで互いに等
しくなっている。
【００２９】図４（ａ）に示すヘッドにおいて、吐出ノ
ズル１０９内の電気熱変換素子５４，５３に駆動信号を
加え電気熱変換素子５４，５３が加熱されると、発泡泡
１１２，１１３が発生する。このとき、上述した大液滴
の発泡泡の発泡中心と、ノズル１０９の後端１１０との
距離ＣＲｌは、約１３０μｍとなり、リフィル時間は約
８３μｓｅｃであった。駆動周波数に換算すると、約１
２ｋＨｚに相当する。このとき、電気熱変換素子５４の
後端部５９からノズルの共通液室側の端部までの距離ｌ
１は６０μｍであった。
ズル１０９内の電気熱変換素子５４，５３に駆動信号を
加え電気熱変換素子５４，５３が加熱されると、発泡泡
１１２，１１３が発生する。このとき、上述した大液滴
の発泡泡の発泡中心と、ノズル１０９の後端１１０との
距離ＣＲｌは、約１３０μｍとなり、リフィル時間は約
８３μｓｅｃであった。駆動周波数に換算すると、約１
２ｋＨｚに相当する。このとき、電気熱変換素子５４の
後端部５９からノズルの共通液室側の端部までの距離ｌ
１は６０μｍであった。
【００３０】これに対し、図４（ｂ）に示す比較例１
は、本発明の第１実施例に対し、吐出口から遠い方の電
気熱変換素子５４を、面積はそのままで長さを電気熱変
換素子５３と同じにするとともに、電気熱変換素子５４
の前端部（吐出口側）から吐出口までの距離（図２
（ａ）におけるＥ２）を短くすることで、電気熱変換素
子５４の後端部５９からノズルの共通液室側の端部まで
の距離ｌ１が第１実施例と等しくなるように配置してい
る。
は、本発明の第１実施例に対し、吐出口から遠い方の電
気熱変換素子５４を、面積はそのままで長さを電気熱変
換素子５３と同じにするとともに、電気熱変換素子５４
の前端部（吐出口側）から吐出口までの距離（図２
（ａ）におけるＥ２）を短くすることで、電気熱変換素
子５４の後端部５９からノズルの共通液室側の端部まで
の距離ｌ１が第１実施例と等しくなるように配置してい
る。
【００３１】比較例１のヘッドについて、吐出ノズル１
０９内の電気熱変換素子５３、５４に駆動信号を加え、
発泡泡１１３，１１４が発生させると、電気熱変換素子
５３と５４の長さと幅が等しいので、合体液滴の発泡中
心は、吐出口に近い側の電気熱変換素子５３の前端部
と、吐出口に遠い側の電気熱変換素子５４の後端部との
中点になる。従って、上述した大液滴の発泡泡の発泡中
心と、ノズル１０９の後端１１０との距離ＣＲ２は約１
４０μｍとなる。その結果、リフィル時間は１００μｓ
ｅｃであり、駆動周波数に換算すると、１０ｋＨｚとな
る。
０９内の電気熱変換素子５３、５４に駆動信号を加え、
発泡泡１１３，１１４が発生させると、電気熱変換素子
５３と５４の長さと幅が等しいので、合体液滴の発泡中
心は、吐出口に近い側の電気熱変換素子５３の前端部
と、吐出口に遠い側の電気熱変換素子５４の後端部との
中点になる。従って、上述した大液滴の発泡泡の発泡中
心と、ノズル１０９の後端１１０との距離ＣＲ２は約１
４０μｍとなる。その結果、リフィル時間は１００μｓ
ｅｃであり、駆動周波数に換算すると、１０ｋＨｚとな
る。
【００３２】この第１実施例、及び比較例１の２つのヘ
ッドについて、駆動周波数を変化させ、印字特性を試験
したところ、表１に示すような結果を得た。
ッドについて、駆動周波数を変化させ、印字特性を試験
したところ、表１に示すような結果を得た。
【００３３】
【表１】 この表より明らかなように、比較例１のヘッドでは、１
０ｋＨｚぐらいまでは、ほぼ正常な印字結果であるが、
１２ｋＨｚではサテライトが目立ってくる。これはイン
クのリフィルが間に合っていないために、発生するもの
である。つまり、インクのメニスカス面が静的な初期状
態まで、戻らない内に次の発泡が開始されるため、若
干、吐出が炸裂状態になり、インク滴がバラバラな状態
でメディアに着弾することにより、印字品位が悪化する
ものである。これに対し、本願発明のヘッドでは、リフ
ィルが間に合うために、印字結果も良好であり、高階調
・高画質を実現すると同時により一層の高速化をはかる
ことができる。
０ｋＨｚぐらいまでは、ほぼ正常な印字結果であるが、
１２ｋＨｚではサテライトが目立ってくる。これはイン
クのリフィルが間に合っていないために、発生するもの
である。つまり、インクのメニスカス面が静的な初期状
態まで、戻らない内に次の発泡が開始されるため、若
干、吐出が炸裂状態になり、インク滴がバラバラな状態
でメディアに着弾することにより、印字品位が悪化する
ものである。これに対し、本願発明のヘッドでは、リフ
ィルが間に合うために、印字結果も良好であり、高階調
・高画質を実現すると同時により一層の高速化をはかる
ことができる。
【００３４】一方、図４（ｃ）に示す比較例２は、本発
明の第１実施例に対し、吐出口から遠い方の電気熱変換
素子５４を、面積はそのままで長さを電気熱変換素子５
３と同じにするとともに、電気熱変換素子５４の後端部
５９からノズルの共通液室側の端部までの距離ｌ２が４
０μｍと、ｌ１より短くなるように配置している。
明の第１実施例に対し、吐出口から遠い方の電気熱変換
素子５４を、面積はそのままで長さを電気熱変換素子５
３と同じにするとともに、電気熱変換素子５４の後端部
５９からノズルの共通液室側の端部までの距離ｌ２が４
０μｍと、ｌ１より短くなるように配置している。
【００３５】比較例２のヘッドについて、吐出ノズル１
０９内の電気熱変換素子５３、５４に駆動信号を加え、
発泡泡１１３，１１４が発生させると、比較例１と同
様、合体液滴の発泡中心は、吐出口に近い側の電気熱変
換素子５３の前端部と、吐出口に遠い側の電気熱変換素
子５４の後端部との中点になる。従って、上述した大液
滴の発泡泡の発泡中心と、ノズル１０９の後端１１０と
の距離はＣＲ１と等しくなる。
０９内の電気熱変換素子５３、５４に駆動信号を加え、
発泡泡１１３，１１４が発生させると、比較例１と同
様、合体液滴の発泡中心は、吐出口に近い側の電気熱変
換素子５３の前端部と、吐出口に遠い側の電気熱変換素
子５４の後端部との中点になる。従って、上述した大液
滴の発泡泡の発泡中心と、ノズル１０９の後端１１０と
の距離はＣＲ１と等しくなる。
【００３６】そこで、この第１実施例、及び比較例２の
２つのヘッドについて、駆動周波数を変化させ、印字特
性を試験したところ、表２に示すような結果を得た。
２つのヘッドについて、駆動周波数を変化させ、印字特
性を試験したところ、表２に示すような結果を得た。
【００３７】
【表２】 比較例２の場合、ノズル後端から発泡中心までの距離は
実施例１と同じであるが、駆動周波数が高くなってくる
と不吐出するノズルが発生し、１２ｋＨｚでは不吐出が
多くなった。これは、比較例２のｌ２が実施例１のｌ１
よりも短いために、駆動周波数の上昇によりヘッドが昇
温して発泡する泡自身も大きくなると、電気熱変換素子
５４により発生する泡がノズル後端からはみだし、リフ
ィルが大幅に遅れ、その状態で電気熱変換素子に次の発
泡のための印可が加えられることにより、不吐出が引き
起こされると考えられる。
実施例１と同じであるが、駆動周波数が高くなってくる
と不吐出するノズルが発生し、１２ｋＨｚでは不吐出が
多くなった。これは、比較例２のｌ２が実施例１のｌ１
よりも短いために、駆動周波数の上昇によりヘッドが昇
温して発泡する泡自身も大きくなると、電気熱変換素子
５４により発生する泡がノズル後端からはみだし、リフ
ィルが大幅に遅れ、その状態で電気熱変換素子に次の発
泡のための印可が加えられることにより、不吐出が引き
起こされると考えられる。
【００３８】これに対し、本発明のヘッドによれば、吐
出口から遠い方の電気熱変換素子により発生する泡がノ
ズル後端からあふれない一定の間隔を保ちつつ、大液滴
吐出時の発泡中心を共通液室側（吐出口から遠い側）に
移動させ、リフィル時間を短縮させるとともに安定した
吐出により、高階調・高画質の記録を得ることができ
る。
出口から遠い方の電気熱変換素子により発生する泡がノ
ズル後端からあふれない一定の間隔を保ちつつ、大液滴
吐出時の発泡中心を共通液室側（吐出口から遠い側）に
移動させ、リフィル時間を短縮させるとともに安定した
吐出により、高階調・高画質の記録を得ることができ
る。
【００３９】このように、本発明の記録ヘッドは高階調
・高画質をより高速に行うことができるが、一般的には
電気熱変換素子のインク供給方向における長さが増大す
ると吐出するために必要な最低印加電圧も異なってしま
う。これでは、記録装置側で複数種類の印加回路を用意
することになり、その分装置自体が複雑化する。
・高画質をより高速に行うことができるが、一般的には
電気熱変換素子のインク供給方向における長さが増大す
ると吐出するために必要な最低印加電圧も異なってしま
う。これでは、記録装置側で複数種類の印加回路を用意
することになり、その分装置自体が複雑化する。
【００４０】そのため、本実施例の記録ヘッドでは、発
泡に必要な最低印加電圧を合わせる構成を備えている。
そこで、この構成について図２（ｂ）、（ｃ）を用いて
説明する。
泡に必要な最低印加電圧を合わせる構成を備えている。
そこで、この構成について図２（ｂ）、（ｃ）を用いて
説明する。
【００４１】図２（ｂ）は図１のＡ−Ａ線に沿った電気
熱変換素子の断面図、図２（ｃ）はＢ−Ｂ線に沿った電
気熱変換素子の断面図である。図２（ｂ）の７１は蓄熱
層を形成したシリコン基板であり、その上にＨｆＢ２、
などの抵抗体材料による抵抗層７２、ＡＬの配線層７
３、ＳｉＯ２など絶縁材料による保護膜層７４（厚み
１．３μｍ）などが形成される。図２（ｃ）の７１は蓄
熱層を形成したシリコン基板であり、その上にＨｆＢ２
などの抵抗体材料による抵抗層７２、ＡＬの配線層７
３、ＰＳＧなどの絶縁材料による保護膜下層７５（厚み
０．６μｍ）、ＳｉＯ２など絶縁材料による保護膜上層
７６（厚み０．７μｍ）などが形成される。このような
電気熱変換素子部分のみの薄膜化は製造工程において保
護膜下層７５のパターンニング後に電気熱変換素子部分
のみをエッチングすることによって形成される。
熱変換素子の断面図、図２（ｃ）はＢ−Ｂ線に沿った電
気熱変換素子の断面図である。図２（ｂ）の７１は蓄熱
層を形成したシリコン基板であり、その上にＨｆＢ２、
などの抵抗体材料による抵抗層７２、ＡＬの配線層７
３、ＳｉＯ２など絶縁材料による保護膜層７４（厚み
１．３μｍ）などが形成される。図２（ｃ）の７１は蓄
熱層を形成したシリコン基板であり、その上にＨｆＢ２
などの抵抗体材料による抵抗層７２、ＡＬの配線層７
３、ＰＳＧなどの絶縁材料による保護膜下層７５（厚み
０．６μｍ）、ＳｉＯ２など絶縁材料による保護膜上層
７６（厚み０．７μｍ）などが形成される。このような
電気熱変換素子部分のみの薄膜化は製造工程において保
護膜下層７５のパターンニング後に電気熱変換素子部分
のみをエッチングすることによって形成される。
【００４２】このように、本発明の第１実施例では、前
記オリフィスから遠い方の前記電気熱変換素子５４の保
護膜の厚みが、もう一方の電気熱変換素子５３のそれに
比べ厚くすることで、保護膜が薄い電気熱変換素子５３
はインクに熱エネルギーを伝える効率が他方の電気熱変
換素子５４に比べて良くなり、保護膜の厚さが電気熱変
換素子５４の厚みと同じ場合に比べ、低い電圧でも発泡
することができるようになる。従って、長さの差にあわ
せて適当な厚みを選択することで、発泡に必要な最低印
加電圧を合わせ、複数種類の印加回路による装置本体の
コスト上昇や、複雑化の問題を解消することができる。
記オリフィスから遠い方の前記電気熱変換素子５４の保
護膜の厚みが、もう一方の電気熱変換素子５３のそれに
比べ厚くすることで、保護膜が薄い電気熱変換素子５３
はインクに熱エネルギーを伝える効率が他方の電気熱変
換素子５４に比べて良くなり、保護膜の厚さが電気熱変
換素子５４の厚みと同じ場合に比べ、低い電圧でも発泡
することができるようになる。従って、長さの差にあわ
せて適当な厚みを選択することで、発泡に必要な最低印
加電圧を合わせ、複数種類の印加回路による装置本体の
コスト上昇や、複雑化の問題を解消することができる。
【００４３】なお、電気熱変換素子５４は大液滴吐出時
のみに駆動されるが、電気熱変換素子５３は小液滴吐出
時、大液滴吐出時両方に駆動される。本発明では電気熱
変換素子５４の保護膜薄化は行っていないが、電気熱変
換素子５４の使用頻度がそれほど高くないため、ヘッド
昇温において実用上問題はなかった。
のみに駆動されるが、電気熱変換素子５３は小液滴吐出
時、大液滴吐出時両方に駆動される。本発明では電気熱
変換素子５４の保護膜薄化は行っていないが、電気熱変
換素子５４の使用頻度がそれほど高くないため、ヘッド
昇温において実用上問題はなかった。
【００４４】（第２実施例）次に図５、図６を用いて、
本発明の第２実施例の説明を行なう。
本発明の第２実施例の説明を行なう。
【００４５】前述の第一の実施例では、保護膜の厚みを
変えることにより電気熱変換素子の長さを短くし、リフ
ィル時間を短縮したが、本発明者は、鋭意研究努力した
結果、保護膜の熱伝導率を電気熱変換素子によって変え
ることによっても、電気熱変換素子の長さを短くし、リ
フィル時間を短縮可能なことを見いだした。
変えることにより電気熱変換素子の長さを短くし、リフ
ィル時間を短縮したが、本発明者は、鋭意研究努力した
結果、保護膜の熱伝導率を電気熱変換素子によって変え
ることによっても、電気熱変換素子の長さを短くし、リ
フィル時間を短縮可能なことを見いだした。
【００４６】図５（ａ）において、吐出ノズル１０９の
中に、電気熱変換素子５５と電気熱変換素子５６の２つ
の電気熱変換素子が配置されている。１１０はノズル１
０９の後端であり、ノズル長Ｌは３００μｍである。ノ
ズルの先端にはオリフィス４０が設けられる。また、図
５（ｂ）は図５（ａ）の断面Ｄ−Ｄ線に沿った断面図で
あり、７１は蓄熱層を形成したシリコン基板であり、そ
の上にＨｆＢ２などの抵抗体材料による抵抗層７２、Ａ
Ｌの配線層７３、ＳｉＯ２など絶縁材料による熱伝導性
の高い保護膜層７７などが形成されている。
中に、電気熱変換素子５５と電気熱変換素子５６の２つ
の電気熱変換素子が配置されている。１１０はノズル１
０９の後端であり、ノズル長Ｌは３００μｍである。ノ
ズルの先端にはオリフィス４０が設けられる。また、図
５（ｂ）は図５（ａ）の断面Ｄ−Ｄ線に沿った断面図で
あり、７１は蓄熱層を形成したシリコン基板であり、そ
の上にＨｆＢ２などの抵抗体材料による抵抗層７２、Ａ
Ｌの配線層７３、ＳｉＯ２など絶縁材料による熱伝導性
の高い保護膜層７７などが形成されている。
【００４７】本実施例において、電気熱変換素子５５の
長さＨ３は１２０μｍ、電気熱変換素子５６の長さＨ４
は８０μｍである。またオリフィス４０の後端から電気
熱変換素子５５，５６までの距離をそれぞれＥ３，Ｅ４
とすると、本実施例ではＥ３＝８０μｍ、Ｅ４＝１６０
μｍである。
長さＨ３は１２０μｍ、電気熱変換素子５６の長さＨ４
は８０μｍである。またオリフィス４０の後端から電気
熱変換素子５５，５６までの距離をそれぞれＥ３，Ｅ４
とすると、本実施例ではＥ３＝８０μｍ、Ｅ４＝１６０
μｍである。
【００４８】本実施例では、発泡に必要な最低印加電圧
を合わせるために、電気熱変換素子５６の保護膜の熱伝
導率が、電気熱変換素子５５の保護膜の熱伝導率に比ベ
低くなっている。そのため、電気熱変換素子５６は、電
気熱変換素子５５と同じ保護膜の場合に比べ、インクに
熱エネルギーを伝える効率が悪くなることにより、より
高い電圧が必要となる。従って、長さの差にあわせて適
当な厚みを選択することで、発泡に必要な最低印加電圧
を合わせ、複数種類の印加回路による装置本体のコスト
上昇や、複雑化の問題を解消することができる。
を合わせるために、電気熱変換素子５６の保護膜の熱伝
導率が、電気熱変換素子５５の保護膜の熱伝導率に比ベ
低くなっている。そのため、電気熱変換素子５６は、電
気熱変換素子５５と同じ保護膜の場合に比べ、インクに
熱エネルギーを伝える効率が悪くなることにより、より
高い電圧が必要となる。従って、長さの差にあわせて適
当な厚みを選択することで、発泡に必要な最低印加電圧
を合わせ、複数種類の印加回路による装置本体のコスト
上昇や、複雑化の問題を解消することができる。
【００４９】なお、本実施例の場合も、第１実施例同
様、電気熱変換素子５６に比べ使用頻度の低い電気熱変
換素子５５について熱伝導率のより低い部材を使用して
いるため、ヘッド昇温において実用上問題はなかった。
様、電気熱変換素子５６に比べ使用頻度の低い電気熱変
換素子５５について熱伝導率のより低い部材を使用して
いるため、ヘッド昇温において実用上問題はなかった。
【００５０】このような構成によって、大液滴を吐出し
た揚合の発泡状態を図６に示す。電気熱変換素子５６，
５５に駆動信号を加え電気熱変換素子５６，５５が加熱
されると、発泡泡１１５，１１３が発生する。ノズル１
０９の後端１１０からの発泡泡１１５と発泡泡１１３の
中心までの距離ＣＲ３は、１２０μｍであり、リフィル
時間は約７７μｓｅｃであった。そこで、１３ｋＨｚで
駆動すると、このとき、電気熱変換素子５６の泡が共通
液室側に抜けることによる不吐の問題も発生せず、安定
した吐出を行うことを確認できた。これは、吐出口から
遠い方の電気熱変換素子の後端部とノズルの共通液室側
の端部までの距離が、第１実施例同様、十分にあるため
であると考えられる。
た揚合の発泡状態を図６に示す。電気熱変換素子５６，
５５に駆動信号を加え電気熱変換素子５６，５５が加熱
されると、発泡泡１１５，１１３が発生する。ノズル１
０９の後端１１０からの発泡泡１１５と発泡泡１１３の
中心までの距離ＣＲ３は、１２０μｍであり、リフィル
時間は約７７μｓｅｃであった。そこで、１３ｋＨｚで
駆動すると、このとき、電気熱変換素子５６の泡が共通
液室側に抜けることによる不吐の問題も発生せず、安定
した吐出を行うことを確認できた。これは、吐出口から
遠い方の電気熱変換素子の後端部とノズルの共通液室側
の端部までの距離が、第１実施例同様、十分にあるため
であると考えられる。
【００５１】（第３実施例）次に、図７（ａ）及び
（ｂ）を用いて、本発明の第３実施例の説明を行なう。
（ｂ）を用いて、本発明の第３実施例の説明を行なう。
【００５２】前述の第１、第２の実施例では、電気熱変
換素子は吐出方向に対し平行に配置されていたが、本実
施例では直列方向に配置されている点が異なっている。
電気熱変換素子を平行に配置した場合、ノズル密度を高
くするには限界がある。高密度化の１つの方法として、
電気熱変換素子を直列に配置する方法があるが、この場
合においても、オリフィスから遠い電気熱変換素子の長
さを短くすることにより、リフィル時間を短縮化するこ
とができる。
換素子は吐出方向に対し平行に配置されていたが、本実
施例では直列方向に配置されている点が異なっている。
電気熱変換素子を平行に配置した場合、ノズル密度を高
くするには限界がある。高密度化の１つの方法として、
電気熱変換素子を直列に配置する方法があるが、この場
合においても、オリフィスから遠い電気熱変換素子の長
さを短くすることにより、リフィル時間を短縮化するこ
とができる。
【００５３】図７（ａ）は本発明の第３実施例によるイ
ンクジェット記録ヘッドのノズル詳細図であり、（ｂ）
は比較例のインクジェット記録ヘッドのノズル詳細図で
ある。図７（ａ）において、ノズル１０９の中に、電気
熱変換素子５７と電気熱変換素子５８の２つの電気熱変
換素子が配置されている。１１０はノズル１０９の後端
であり、ノズル長Ｌは３００μｍである。ノズル１０９
の先端にはオリフィス４０が設けられる。図７（ａ）に
おいて電気熱変換素子５７の長さＨ５は１００μｍ、電
気熱変換素子５８の長さＨ６は６０μｍである。このと
き、大液滴の発泡中心とノズル後端との距離ＣＲ５は、
約１３０μｍとなった。
ンクジェット記録ヘッドのノズル詳細図であり、（ｂ）
は比較例のインクジェット記録ヘッドのノズル詳細図で
ある。図７（ａ）において、ノズル１０９の中に、電気
熱変換素子５７と電気熱変換素子５８の２つの電気熱変
換素子が配置されている。１１０はノズル１０９の後端
であり、ノズル長Ｌは３００μｍである。ノズル１０９
の先端にはオリフィス４０が設けられる。図７（ａ）に
おいて電気熱変換素子５７の長さＨ５は１００μｍ、電
気熱変換素子５８の長さＨ６は６０μｍである。このと
き、大液滴の発泡中心とノズル後端との距離ＣＲ５は、
約１３０μｍとなった。
【００５４】これに対し、図７（ａ）に示すように、電
気熱変換素子５８の長さを電気熱変換素子５７の長さと
同じにし、電気熱変換素子５７の吐出口側からの位置関
係を変えずに、かつ、電気熱変換素子５８の後端部とノ
ズルの共通液室側の端部までの距離が第３実施例と同じ
になるような比較例３を作成したところ、大液滴の発泡
中心とノズル後端との距離ＣＲ４はＣＲ５に比べて大き
くなり、また、ノズル長Ｌ１もＬに比べて長くなった。
前述の第１実施例と同様の印字試験を行なったところ、
駆動周波数が低い領域ではいずれも良好に印字を行なえ
たが、駆動周波数が高い領域では、実施例３が良好なま
まであるのに対し、比較例３ではサテライトが目立つよ
うになっていた。
気熱変換素子５８の長さを電気熱変換素子５７の長さと
同じにし、電気熱変換素子５７の吐出口側からの位置関
係を変えずに、かつ、電気熱変換素子５８の後端部とノ
ズルの共通液室側の端部までの距離が第３実施例と同じ
になるような比較例３を作成したところ、大液滴の発泡
中心とノズル後端との距離ＣＲ４はＣＲ５に比べて大き
くなり、また、ノズル長Ｌ１もＬに比べて長くなった。
前述の第１実施例と同様の印字試験を行なったところ、
駆動周波数が低い領域ではいずれも良好に印字を行なえ
たが、駆動周波数が高い領域では、実施例３が良好なま
まであるのに対し、比較例３ではサテライトが目立つよ
うになっていた。
【００５５】このように、本実施例の場合でも、リフィ
ル時間を短縮し、高速駆動することが可能となる。
ル時間を短縮し、高速駆動することが可能となる。
【００５６】なお、本実施例において、それぞれの電気
熱変換素子の最低印加電圧をそろえる方法としては、第
１実施例、第２実施例いずれの方法でもよく、これらを
組み合わせたものであってもよい。これは、前述の各実
施例についても適用することができる。
熱変換素子の最低印加電圧をそろえる方法としては、第
１実施例、第２実施例いずれの方法でもよく、これらを
組み合わせたものであってもよい。これは、前述の各実
施例についても適用することができる。
【００５７】以上、本発明の要部の実施例について説明
を行なったが、本発明に適用可能な他の適用例につい
て、以下に説明する。なお、特に断りのない限り、以下
の各適用例は本発明のいずれの実施例にも適用可能であ
る。
を行なったが、本発明に適用可能な他の適用例につい
て、以下に説明する。なお、特に断りのない限り、以下
の各適用例は本発明のいずれの実施例にも適用可能であ
る。
【００５８】まず、２つの電気熱変換素子の面積につい
て補足する。
て補足する。
【００５９】上述の各実施例では、２つの電気熱変換素
子の面積はほぼ等しかったが、大液滴の発泡中心を、２
つの電気熱変換素子の中央部より後方にするためには、
吐出口に近い側の電気熱変換体の面積より、吐出口から
遠い側の電気熱変換体の面積が等しいか、大きいことが
望ましい。このことは、２つのヒータによる小液滴、大
液滴の階調記録を行なう場合、吐出ばらつきなどまで考
慮に含めた実際の階調性を高めることになるので、高階
調の点からも望ましいものである。なお、２つの電気熱
変換素子の面積が等しい場合は、大液滴の発泡中心は、
それぞれの電気熱変換素子の重心同士を結ぶ線分の中点
となる。
子の面積はほぼ等しかったが、大液滴の発泡中心を、２
つの電気熱変換素子の中央部より後方にするためには、
吐出口に近い側の電気熱変換体の面積より、吐出口から
遠い側の電気熱変換体の面積が等しいか、大きいことが
望ましい。このことは、２つのヒータによる小液滴、大
液滴の階調記録を行なう場合、吐出ばらつきなどまで考
慮に含めた実際の階調性を高めることになるので、高階
調の点からも望ましいものである。なお、２つの電気熱
変換素子の面積が等しい場合は、大液滴の発泡中心は、
それぞれの電気熱変換素子の重心同士を結ぶ線分の中点
となる。
【００６０】次に、本発明の記録ヘッドを従来のインク
ジェット記録装置に搭載する場合について説明する。
ジェット記録装置に搭載する場合について説明する。
【００６１】本発明の記録ヘッドは、その設計の条件に
よれば、従来の記録ヘッドが搭載されるインクジェット
記録装置に搭載すると、本来のヘッドの記録特性（すな
わち、大小の液滴による階調記録）は実現されないにし
ても大液滴の吐出により従来の記録ヘッドと同等の記録
性能を達成させることもできる。
よれば、従来の記録ヘッドが搭載されるインクジェット
記録装置に搭載すると、本来のヘッドの記録特性（すな
わち、大小の液滴による階調記録）は実現されないにし
ても大液滴の吐出により従来の記録ヘッドと同等の記録
性能を達成させることもできる。
【００６２】この場合、新しいインクジェット記録ヘッ
ドは、従来ヘッドとの互換性を維持するために、記録時
に消費する電力量も従来のインクジェット記録ヘッドの
それよりも大きくなることは許されない。しかし、電気
熱変換素子を１つから２つに分割した場合、電気熱変換
素子の全面が発泡に寄与するわけではないので、電気熱
変換素子の合計面積が１つの電気熱変換素子の面積より
も大きくしないと、同じ大きさのインク滴は吐出できな
くなる。よって、２つの電気熱変換素子の場合、１つの
電気熱変換素子の場合と同じ吐出量になるよう電熱変換
素子の面積を設定すると、当然消費される電力量も大き
くなるとともに、ヒータの配置によっては上述した各種
比較例のように、高速記録に不向きなヒーターは位置に
ならざるをえない場合がある。
ドは、従来ヘッドとの互換性を維持するために、記録時
に消費する電力量も従来のインクジェット記録ヘッドの
それよりも大きくなることは許されない。しかし、電気
熱変換素子を１つから２つに分割した場合、電気熱変換
素子の全面が発泡に寄与するわけではないので、電気熱
変換素子の合計面積が１つの電気熱変換素子の面積より
も大きくしないと、同じ大きさのインク滴は吐出できな
くなる。よって、２つの電気熱変換素子の場合、１つの
電気熱変換素子の場合と同じ吐出量になるよう電熱変換
素子の面積を設定すると、当然消費される電力量も大き
くなるとともに、ヒータの配置によっては上述した各種
比較例のように、高速記録に不向きなヒーターは位置に
ならざるをえない場合がある。
【００６３】そこで、本願発明を適用することにより、
高速記録にも対応でき、かつ、記録時に消費する電力量
も従来と同じ記録ヘッドを提供することができる。この
場合、流用するノズル形状などに応じて、発泡中心の位
置、及びノズル内でのヒータ位置を適宜定めることで、
従来の記録装置に搭載した場合には従来ヘッドに対する
完全な互換性を実現すると共に、本来の性能を発揮させ
ることのできる記録装置に搭載したときには、高速かつ
高階調・高画質な記録を実現することができる。
高速記録にも対応でき、かつ、記録時に消費する電力量
も従来と同じ記録ヘッドを提供することができる。この
場合、流用するノズル形状などに応じて、発泡中心の位
置、及びノズル内でのヒータ位置を適宜定めることで、
従来の記録装置に搭載した場合には従来ヘッドに対する
完全な互換性を実現すると共に、本来の性能を発揮させ
ることのできる記録装置に搭載したときには、高速かつ
高階調・高画質な記録を実現することができる。
【００６４】このように従来の記録ヘッドに対する互換
性を保持させることで、消費量の増大が見込まれること
から大量に生産することが可能となり、単に製造装置の
一部流用による生産コストの低減より一層の生産コスト
を引き下げることが可能となり、製品をより安価に提供
することができる。
性を保持させることで、消費量の増大が見込まれること
から大量に生産することが可能となり、単に製造装置の
一部流用による生産コストの低減より一層の生産コスト
を引き下げることが可能となり、製品をより安価に提供
することができる。
【００６５】次に、上述の各実施例の記録ヘッドを駆動
可能な等価回路の一例について説明する。
可能な等価回路の一例について説明する。
【００６６】図８は、本発明のインクジェット記録ヘッ
ドを駆動する等価回路の一例を示す説明図である。図８
では前述したシフトレジスターラッチ回路１９，２０を
詳細に示す。シフトレジスター３６には、ＣＬＫ信号線
３７とシリアルデーター線３５とが入力され、シリアル
データーをクロック信号によりシフトレジスタ３６に展
開する。シフトレジスタ３６に入力されたデーターはラ
ッチ３３にラッチ信号線３４からのラッチ信号で、保持
される。次に、イネーブル信号３２はＡＮＤゲート３１
に接続され、ラッチ３３のデーターをトランジスター１
１に印加するタイミング信号を入力する。イネーブル信
号３２がある２本あるため吐出ヒーター２２ａ，２２ｂ
は同時でもタイミングをずらしても駆動可能である。実
際の小液滴吐出と大液滴吐出の選択は該２本のイネーブ
ル信号線にスイッチングすることにより、吐出ヒーター
２２ａのみによる印字及び吐出ヒーター２２ａ，２２ｂ
の両者を駆動した印字を選択することが可能である。最
後に、各実施例の記録ヘッドを装着可能な記録装置の一
例について説明する。
ドを駆動する等価回路の一例を示す説明図である。図８
では前述したシフトレジスターラッチ回路１９，２０を
詳細に示す。シフトレジスター３６には、ＣＬＫ信号線
３７とシリアルデーター線３５とが入力され、シリアル
データーをクロック信号によりシフトレジスタ３６に展
開する。シフトレジスタ３６に入力されたデーターはラ
ッチ３３にラッチ信号線３４からのラッチ信号で、保持
される。次に、イネーブル信号３２はＡＮＤゲート３１
に接続され、ラッチ３３のデーターをトランジスター１
１に印加するタイミング信号を入力する。イネーブル信
号３２がある２本あるため吐出ヒーター２２ａ，２２ｂ
は同時でもタイミングをずらしても駆動可能である。実
際の小液滴吐出と大液滴吐出の選択は該２本のイネーブ
ル信号線にスイッチングすることにより、吐出ヒーター
２２ａのみによる印字及び吐出ヒーター２２ａ，２２ｂ
の両者を駆動した印字を選択することが可能である。最
後に、各実施例の記録ヘッドを装着可能な記録装置の一
例について説明する。
【００６７】図９は、本発明のインクジェット記録ヘッ
ドが搭載されるインクジェット記録装置の一例の外観図
を示す。このインクジェット記録装置ＩＪＲＡは、駆動
モーターの２０１０の正逆回転に連動して駆動力伝達ギ
ア２０２０、２０３０を介して回転するリードスクリュ
ウ２０４０を有する。本発明のインクジェット記録ヘッ
ドとインクタンクとが一体化されたインクジェットカー
トリッジＩＪＣが搭置されるキャリッジＨＣは、キャリ
ッジ軸２０５０及びリードスクリュウ２０４０に支持さ
れ、リードスクリュウ２０４０の螺旋溝２０４１に対し
て係合するピン（不図示）を有しており、リードスクリ
ュウ２０４０の回転にともなって、矢印ａ，ｂ方向に往
復移動される。
ドが搭載されるインクジェット記録装置の一例の外観図
を示す。このインクジェット記録装置ＩＪＲＡは、駆動
モーターの２０１０の正逆回転に連動して駆動力伝達ギ
ア２０２０、２０３０を介して回転するリードスクリュ
ウ２０４０を有する。本発明のインクジェット記録ヘッ
ドとインクタンクとが一体化されたインクジェットカー
トリッジＩＪＣが搭置されるキャリッジＨＣは、キャリ
ッジ軸２０５０及びリードスクリュウ２０４０に支持さ
れ、リードスクリュウ２０４０の螺旋溝２０４１に対し
て係合するピン（不図示）を有しており、リードスクリ
ュウ２０４０の回転にともなって、矢印ａ，ｂ方向に往
復移動される。
【００６８】ここで、インクジェット記録ヘッドがイン
クジェット記録装置に搭載されるときには、不図示の電
気的接続部により記録ヘッドと記録装置との電気的接続
がなされ、記録ヘッドは記録装置に設けられた不図示の
電気信号供給手段から、熱エネルギーによる発泡のため
の電気信号を受けることができる。
クジェット記録装置に搭載されるときには、不図示の電
気的接続部により記録ヘッドと記録装置との電気的接続
がなされ、記録ヘッドは記録装置に設けられた不図示の
電気信号供給手段から、熱エネルギーによる発泡のため
の電気信号を受けることができる。
【００６９】２０６０は紙押さえ板であり、キャリッジ
移動方向にわたって紙Ｐを被記録媒体を搬送する搬送手
段を構成するプラテンローラ２０７０に対し押圧する。
２０８０および２０９０はフォトカプラで、これらは、
キャリッジＨＣに設けられたレバー２１００のこの域で
の存在を確認してモーター２０１０の回転方向切り換え
等を行うためのホームポジション検知手段として動作す
る。
移動方向にわたって紙Ｐを被記録媒体を搬送する搬送手
段を構成するプラテンローラ２０７０に対し押圧する。
２０８０および２０９０はフォトカプラで、これらは、
キャリッジＨＣに設けられたレバー２１００のこの域で
の存在を確認してモーター２０１０の回転方向切り換え
等を行うためのホームポジション検知手段として動作す
る。
【００７０】２１１０は記録ヘッドの全面をキャップす
る部材であり、支持部材２１２０により支持されてい
る。２１３０はこのキャップ内を吸収する吸収手段であ
り、キャップ内開口を介して記録ヘッドの吸引回復を行
う。記録ヘッドの端面をクリーニングするクリーニング
ブレード２１４０は、前後方向に移動可能に部材２１５
０に設けられており、これらは本体支持板２１６０に支
持されている。ブレード２１４０はこの形態に限定され
ず、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。
る部材であり、支持部材２１２０により支持されてい
る。２１３０はこのキャップ内を吸収する吸収手段であ
り、キャップ内開口を介して記録ヘッドの吸引回復を行
う。記録ヘッドの端面をクリーニングするクリーニング
ブレード２１４０は、前後方向に移動可能に部材２１５
０に設けられており、これらは本体支持板２１６０に支
持されている。ブレード２１４０はこの形態に限定され
ず、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。
【００７１】また、２１７０は吸引回復の吸引を回復す
るためのレバーであり、キャリッジＨＣと係合するカム
２１８０の移動にともなって移動するようになってお
り、これにより駆動モーター２０１０からの駆動力がク
ラッチ切り換え等の周知の伝達手段で移動制御される。
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がホームホジション側領域にきたときにリー
ドスクリュウ２０４０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
何れも適応できる。
るためのレバーであり、キャリッジＨＣと係合するカム
２１８０の移動にともなって移動するようになってお
り、これにより駆動モーター２０１０からの駆動力がク
ラッチ切り換え等の周知の伝達手段で移動制御される。
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がホームホジション側領域にきたときにリー
ドスクリュウ２０４０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
何れも適応できる。
【００７２】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の記録ヘッ
ドによれば、大液滴の発泡中心（２つの電気熱変換素子
を１つの電気熱変換素子としたときの重心位置）を、２
つの電気熱変換素子を１つの大きな電気熱変換素子とし
てとらえた場合の電気熱変換素子の中央部より後方（イ
ンク供給方向における上流側）に配置することができる
ので、発泡中心がより後方（反オリフィス側）に移動
し、発泡中心から後方の流抵抗が減少し、インクがノズ
ル後端よりリフィルされ易くなり、リフィル時間は短く
なる。従って、高速かつ高階調・高画質な記録を実現す
ることができる。
ドによれば、大液滴の発泡中心（２つの電気熱変換素子
を１つの電気熱変換素子としたときの重心位置）を、２
つの電気熱変換素子を１つの大きな電気熱変換素子とし
てとらえた場合の電気熱変換素子の中央部より後方（イ
ンク供給方向における上流側）に配置することができる
ので、発泡中心がより後方（反オリフィス側）に移動
し、発泡中心から後方の流抵抗が減少し、インクがノズ
ル後端よりリフィルされ易くなり、リフィル時間は短く
なる。従って、高速かつ高階調・高画質な記録を実現す
ることができる。
【００７３】さらに、本発明の記録ヘッドは、従来の記
録ヘッドの製造装置を流用することで低コスト化が実現
できるほか、従来の記録ヘッドに対する互換性を保持さ
せることも容易に実現できるので、消費量の増大が見込
まれることから大量に生産することが可能となり、より
一層の生産コストを引き下げることが可能となり、製品
をより安価に提供することができる。
録ヘッドの製造装置を流用することで低コスト化が実現
できるほか、従来の記録ヘッドに対する互換性を保持さ
せることも容易に実現できるので、消費量の増大が見込
まれることから大量に生産することが可能となり、より
一層の生産コストを引き下げることが可能となり、製品
をより安価に提供することができる。
【図１】本発明の第１実施例によるインクジェット記録
ヘッドのノズル周りの斜視図である。
ヘッドのノズル周りの斜視図である。
【図２】本発明の第１実施例によるインクジェット記録
ヘッドの説明図であり、（ａ）はノズル詳細図、（ｂ）
は（ａ）のＡ−Ａ線に沿った電気熱変換素子の断面図、
（ｃ）は（ａ）のＢ−Ｂ線に沿った電気熱変換素子の断
面図である。
ヘッドの説明図であり、（ａ）はノズル詳細図、（ｂ）
は（ａ）のＡ−Ａ線に沿った電気熱変換素子の断面図、
（ｃ）は（ａ）のＢ−Ｂ線に沿った電気熱変換素子の断
面図である。
【図３】本発明の第１実施例によるインクジェット記録
ヘッドの発泡状態図であり、（ａ）は小液滴、（ｂ）は
大液滴の発泡状態を示す。
ヘッドの発泡状態図であり、（ａ）は小液滴、（ｂ）は
大液滴の発泡状態を示す。
【図４】本発明の第１実施例と比較例の大液滴の発泡状
態を比較した模式図であり、（ａ）は第１実施例、
（ｂ）及び（ｃ）は比較例の発泡状態を示す。
態を比較した模式図であり、（ａ）は第１実施例、
（ｂ）及び（ｃ）は比較例の発泡状態を示す。
【図５】本発明の第２実施例によるインクジェット記録
ヘッドの説明図であり、（ａ）はノズル詳細図、（ｂ）
は（ａ）のＤ−Ｄ線に沿った電気熱変換素子の断面図で
ある。
ヘッドの説明図であり、（ａ）はノズル詳細図、（ｂ）
は（ａ）のＤ−Ｄ線に沿った電気熱変換素子の断面図で
ある。
【図６】本発明の第２実施例によるインクジェット記録
ヘッドの大液滴の発泡状態を説明する説明図である。
ヘッドの大液滴の発泡状態を説明する説明図である。
【図７】本発明の第３実施例と比較例のインクジェット
記録ヘッドを比較した模式図であり、（ａ）は第３実施
例、（ｂ）は比較例のインクジェット記録ヘッドのノズ
ル詳細図である。
記録ヘッドを比較した模式図であり、（ａ）は第３実施
例、（ｂ）は比較例のインクジェット記録ヘッドのノズ
ル詳細図である。
【図８】本発明のインクジェット記録ヘッドを駆動する
ことができる等価回路の一例を示す説明図である。
ことができる等価回路の一例を示す説明図である。
【図９】本発明を適用可能なインクジェット記録装置の
一例を示す斜視図である。
一例を示す斜視図である。
【図１０】従来例によるインクジェット記録ヘッドのノ
ズル詳細図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）の
Ｃ−Ｃ線に沿った断面図である。
ズル詳細図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）の
Ｃ−Ｃ線に沿った断面図である。
４０ オリフィス ５３、５４、５５、５６、５７、５８ 電気熱変換素子 ７１ シリコン基板 ７２ 抵抗層 ７３ 配線層 ７４ 保護膜層 ７５ 保護膜下層 ７６ 保護膜上層 １０９ 吐出ノズル（ノズル） １１２、１１３、１１４、１１５ 発泡泡 １１４ 小ドロップ（小液滴） １１５ 大ドロップ（大液滴）
Claims (9)
- 【請求項１】 インクを吐出するための吐出口と、該イ
ンクを吐出するために利用される熱エネルギーを発生す
る２つの電気熱変換素子と、該２つの電気熱変換素子を
備えるとともに前記吐出口に連通するインク流路と、を
備え、前記２つの電気熱変換素子のうち吐出口に近い側
の電気熱変換素子が駆動信号を受けて前記熱エネルギー
を発生し、前記吐出口から液滴を吐出する第１の吐出モ
ードと、 前記２つの電気熱変換素子の両方が駆動信号を受けて前
記熱エネルギーを発生し、前記吐出口から前記第１のモ
ードより大きな吐出量の液滴を吐出する第２の吐出モー
ドと、を有するインクジェット記録ヘッドにおいて、 前記２つの電気熱変換素子のうち吐出口から遠い側の前
記電気熱変換素子のインク吐出方向の長さが、もう一方
の電気熱変換素子のそれに比ベ短いことを特徴とするイ
ンクジェット記録ヘッド。 - 【請求項２】 前記２つの電気熱変換素子は前記インク
を吐出するために必要な最低印加電圧が実質的に同一で
あることを特徴とする請求項１に記載のインクジェット
記録ヘッド。 - 【請求項３】 前記吐出口から遠い側の前記電気熱変換
素子の面積が、もう一方の電気熱変換素子の面積以上で
あることを特徴とする請求項１に記載のインクジェット
記録ヘッド。 - 【請求項４】 前記２つの電気熱変換素子が前記インク
流路内でインク吐出方向に関し、平行に配置されている
ことを特徴とする請求項１記載のインクジェット記録ヘ
ッド。 - 【請求項５】 前記２つの電気熱変換素子が前記インク
流路内でインク吐出方向に関し、直列に配置されている
ことを特徴とする請求項１記載のインクジェット記録ヘ
ッド。 - 【請求項６】 前記オリフィスから遠い方の前記電気熱
変換素子の保護膜の厚みが、もう一方の電気熱変換素子
のそれに比べ厚いことを特徴とする請求項２記載のイン
クジェット記録ヘッド。 - 【請求項７】 前記オリフィスから遠い方の前記電気熱
変換素子の保護膜の熱伝導率が、もう一方の電気熱変換
素子のそれに比べ低いことを特徴とする請求項２記載の
インクジェット記録ヘッド。 - 【請求項８】 インクを吐出するための吐出口と、該イ
ンクを吐出するために利用される熱エネルギーを発生す
る２つの電気熱変換素子と、該２つの電気熱変換素子を
備えるとともに前記吐出口に連通するインク流路と、を
備えるインクジェット記録ヘッドと、 該ヘッドを載置するための載置手段と、を具備し、 前記２つの電気熱変換素子のうち吐出口に近い側の電気
熱変換素子が駆動信号を受けて前記熱エネルギーを発生
し、前記吐出口から液滴を吐出する第１の吐出モード
と、 前記２つの電気熱変換素子の両方が駆動信号を受けて前
記熱エネルギーを発生し、前記吐出口から前記第１のモ
ードより大きな吐出量の液滴を吐出する第２の吐出モー
ドと、を有するインクジェット記録装置において、 前記２つの電気熱変換素子のうち、吐出口から遠い側の
前記電気熱変換素子のインク吐出方向の長さが、もう一
方の電気熱変換素子のそれに比ベ短いことを特徴とする
インクジェット記録装置。 - 【請求項９】 前記２つの電気熱変換素子は前記インク
を吐出するために必要な最低印加電圧が実質的に同一で
あるとともに、前記熱エネルギーを発生させるための電
気信号供給手段を有することを特徴とする請求項８に記
載のインクジェット記録装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24353498A JP3592096B2 (ja) | 1997-09-11 | 1998-08-28 | インクジェット記録ヘッド及びインクジェット記録装置 |
| US09/149,278 US6179411B1 (en) | 1997-09-11 | 1998-09-09 | Ink jet recording head and an ink jet recording apparatus |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24688997 | 1997-09-11 | ||
| JP9-246889 | 1997-09-11 | ||
| JP24353498A JP3592096B2 (ja) | 1997-09-11 | 1998-08-28 | インクジェット記録ヘッド及びインクジェット記録装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
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