JPS6342870A - 液体噴射記録ヘッド - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、液体噴射記録ヘッドに関し、より詳しくは、
階調性のある記録を行うことのできる液体噴射記録ヘッ
ドに関する。

［従来の技術］ 従来、ノンインパクト記録法は、記録時における騒音の
発生が無視し得る程度に極めて小さいという点において
関心を集めている。その中で、高速記録が可能であり、
しかも普通紙に定着等特別な処理を必要とせずに記録の
行える液体噴射記録法（またはインクジェット記録法）
は極めて有力な記録法であって、これまでにも種々な方
式の提案とそれを具現化する装置とが考案され、改良が
加えられて実用化されてきている。

その中で、例えば特開昭５４−５１８３７号公報、ドイ
ツ公開（ＤＯＬＳ）第２８４３０６４号公報に記載され
た方式は、熱エネルギを液体に作用させて飛翔液滴を形
成するための原動力を得るという点において、他のイン
クジェット記録法とは異なる特徴を有している。

すなわち、上記の公報に開示されである記録法では、熱
エネルギの作用を受けた液体が気泡の発生を含む急峻な
体積の増大を伴う状態変化を起し、当該状態変化に基づ
く作用力によって、記録ヘッド部先端のオリフィスより
液滴が吐出、飛翔して被記録部材に付着し記録が行われ
るものである。

殊に、ｏａｔｓ第２８４３０８４号公報に開示されてい
るインクジェット記録法は、いわゆるドロップ・オンデ
マンド記録法に極めて有効に適用されるばかりでなく、
記録ヘッド部をフルラインタイプで高密度マルチオリフ
ィス化することが容易であるので、高解像度、高品質の
画像を高速度に得られることになるという利点を有して
いる。

このように、熱エネルギを利用した液体噴射記録法は多
くの利点を有するものではあるが、更に高解像度、電、
品質の画像を記録しようとする場合には、記録画素に階
調性を持たせ、中間調（ハーフトーン）の情報を含む画
像記録を行うのが望ましい。

［発明が解決しようとする問題点］ 熱エネルギを利用した液体噴射記録方法では、−回ごと
の噴射量を可変にすることができれば、画像の階調表現
を行うことができるので、高解像度、高品位の描画を行
うことができる。−回の噴射量を変えるためには、液体
に熱エネルギを作用させる発熱体に対する加熱時間を変
えることによって気泡の大きさを変更すればよいのだが
、これは容易には行うことができない。

何となれば、従来の液体噴射記録方法においては、液体
に対する加熱を主として熱伝導によって行っていたため
、−たび気泡が発生すると熱が有効に液体に伝達されな
くなるからである。すなわち、一般に気体の熱伝導率は
液体の熱伝導率に比べて著しく小さいために、気泡がで
きてから消えるまでの間は気泡が断熱体となって液体へ
の熱伝導をさまたげるからである。

そこで、従来の液体噴射記録方法として、特開昭５５−
７３５１３８号、同５５−７３５６９号および同５５−
１３２２５９号公報に開示されているように、１つのオ
リフィスに複数個の発熱体を対応させ、１回の噴射時に
発熱体を個々に、ないしは複数個数同時に選択駆動する
ことにより１回の噴射量を変更するようにしたものがあ
る。

しかしながら、断る液体噴射記録方法では、液体噴射を
行う装置構成が複雑とならざるを得なかフた。また、こ
のような複数の発熱体は、オリフィスに至る熱発生部と
しての液流路中に設けられるが、この液流路が微細であ
るために流路の延在方向（吐出方向）に配列せねばなら
ず、従ってオリフィスからの位置が個々に異っているた
め液体吐出効率という点においては問題が生ずることも
あフた。

本発明の目的は、これら問題点を解決し、−回の噴射に
対して単一の発熱体のみを用いて噴射量を可変にするこ
とができる液体噴射記録ヘッドを提供することにある。

［問題点を解決するための手段］ そのため、本発明では、吐出口を有する液室と、液室内
に設けられ通電に応じて発熱する発熱体と、発熱体を覆
って配置され、発熱体を少くとも酸素を含まない雰囲気
中に封入する部材とを具え、発熱体がふく射する熱ふく
射線により液体を加熱して吐出口からの液体の噴射を行
うようにしたことを特徴とする。

［作用］ すなわち、本発明は、通電によフて発熱する発熱体を少
くとも酸素を含まない雰囲気中、例えば真空中に封入し
、発熱体からの赤外線等熱ふく射線によって記録液体を
加熱・発泡させるようにしたものである。そのため、記
録液体の発泡後も気泡を通過して記録液を加熱すること
ができ、加熱時間を変えることによフて気泡の大きさお
よび寿命を制御することができるので、噴射する液体の
量を制御することができる。従って、熱エネルギを利用
した液体噴射記録において階調表現を容易に実現するこ
とかできるようになる。特に、熱ふく射線によって有効
な加熱を行うためには、発熱体自体を極めて高温にしな
ければならないが、本発明においては、発熱体を酸素を
含まない雰囲気中に封入することによって酸化による変
質が生じることなく、有効なふく耐加熱が実現できる。

［実施例］ 以下、図面を参照して本発明の詳細な説明する。

第１図、第２図および第３図は本発明液体噴射記録ヘッ
ドの一実施例として、複数のオリフィスを集積して整列
させた形態の記録ヘッドにおいて、それぞれ、その整列
方向の断面図、整列方向および吐出方向に直向する方向
の断面図、およびその主要部の拡大図である。これら図
において、１０１は記録ヘッド全体、１０２は記録媒体
１４に対向させて配置したオリフィス、１０２Ａは各オ
リフィス１０２に連通した液流路、　１０３は各液流路
１０２Ａを隔てる隔壁である。１０４は液滴を吐出させ
るための熱エネルギ発生手段としての各液流路１０２Ａ
に設けた発熱体、１０５Ａおよび１０５Ｂは発熱体１０
４に通電を行うための電極である。１０８は発熱体１０
４を覆う空間１０７を形成し、少くとも酸素を含まない
雰囲気中、例えば真空中に発熱体１０４を封入してイン
クＩより隔雛するための蓋部材である。また、１１１は
基板、１１２は基板１１１上に配置した蓄熱層、１２０
は天板である。

ここで、第３図のような雰囲気１０７に封入された発熱
体１０４を含む熱作用部は、例えば次のような工程で作
成することができる。

第４図（Ａ）〜（Ｃ）は第３図示のような熱作用部を作
成する順次の工程の一例を示す。まず、Ｓｉ等の基板１
１１の上層に酸化処理を施して５ｉｎ３層１１２を形成
し、次いでその上面にスパッタリングによりＨｆＢ２等
の発熱体１０４を形成した後、蒸着によりＡ１等の電極
１０５Ａおよび１０５Ｂを形成する。さらに、第４図（
Ａ）に示すように発熱体１０４の上部に、突起部分１１
７Ｂを有するレジスト１１７を設ける。

次に、第４図（Ｂ）に示すように、突起部分１１７Ｂの
高さまでの厚みにガラス等の層１０６Ａをレジスト１１
７上にスパッタリング等により形成した後、例えば加熱
処理を施してレジスト層を除去する。この結果、発熱体
１０４は、第４図（Ｃ）に示すように内部に空間１０７
を有し、穴部１０６Ｂを有するガラス層１０６Ａによっ
て覆われることになる。

この状態で、真空あるいは少くとも酸素を含まない気体
、例えば不活性ガス等所望の雰囲気中で、ガラス片１０
６Ｃを穴部１０６Ｂ上に置き、加熱等によりその部分を
溶融させることにより、所望の雰囲気中に発熱体１０４
を封入した蓋部材１０６を有する第３図のような熱作用
部が得られることになる。

本例に係る液体噴射記録ヘッドにおいて、電極１０５Ａ
と１０５Ｂとの間に通電を行うと、発熱体１０４が発熱
し、赤外線等熱ふく射線が空間１０７を通過して記録用
液体Ｉを加熱し、これを発泡させる。赤外線は気泡内を
も通過するので、発泡後も記録用液体Ｉを有効に加熱す
る。従って加熱時間を変えることによって気泡の大きさ
や寿命を変えることができ、結果として吐出させる液滴
の大きさを変えることができることになる。

第５図は熱エネルギを利用した従来の液体噴射記録ヘッ
ド、すなわち熱伝導によって液体を加熱する方式の記録
ヘッドにおいて、加熱時間を変えた場合の噴射量の変化
を示す図、第６図は熱ふく射により加熱を行う実施例に
係る記録ヘッドにおいて加熱時間を変えた場合の噴射量
の変化を示す図である。

第５図と第６図とを比較するに、第５図では一定時間以
上加熱時間を長くしても噴射量を変化させることができ
ないのに対し、第６図では、明らかに加熱時間に応じて
噴射量が変化していることがわかる。

すなわち、本実施例によれば、発熱体を少なくとも酸素
を含まない雰囲気、例えば真空中に封入し、熱ふく射に
より液体を加熱発泡させることによって、発泡後も有効
に液体を加熱することができ、従って加熱時間の長短に
よって噴射量を変化させることができるようになる。

なお、上述の実施例においては、発熱抵抗体として薄膜
）１ｆＢ２を用いたが、その材質はＨｆＢ２に限定され
るものではなく、また形状についても薄膜以外、例えば
細線あるいはコイルとしても良いことは勿論である。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明によれば、構成簡単にして
有効に噴射量を可変にできる液体噴射記録ヘッドを実現
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は、本発明液体噴射記録ヘッドの一
構成例を異なる方向から示した断面図、 第３図は第１図および第２図示の液体噴射記録ヘッドの
主要部としての熱作用部を拡大して示す断面図、 第４図（Ａ）〜（Ｃ）は第３図示の熱作用部を作成する
ための順次の工程の一例を説明するための説明図、 第５図および第６図は、それぞれ、従来の液体噴射記録
ヘッドおよび本発明に係る液体噴射記録ヘッドにおける
加熱時間と液体の噴射量との関係を説明するための線図
である。 １０２・・・オリフィス、 １０２Ａ・・・液流路、 １０４・・・発熱体、 １０５八、１０５Ｂ　　・・・′１工極、１０６・・・
蓋部材、 １０７・・・空間、 ■・・・インク。 第１図 第２図 第３図 カロ責たこケシ弓 第５図 第６図 く　　　　　　　　　　　　　　　の 昧

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）吐出口を有する液室と、該液室内に設けられ通電に
   応じて発熱する発熱体と、該発熱体を覆って配置され、
   該発熱体を少くとも酸素を含まない雰囲気中に封入する
   部材とを具え、前記発熱体がふく射する熱ふく射線によ
   り液体を加熱して前記吐出口からの液体の噴射を行うよ
   うにしたことを特徴とする液体噴射記録ヘッド。 ２）特許請求の範囲第１項記載の液体噴射記録ヘッドに
   おいて、前記雰囲気を真空としたことを特徴とする液体
   噴射記録ヘッド。