JPH07266563A

JPH07266563A - 液体噴射記録ヘッド

Info

Publication number: JPH07266563A
Application number: JP7490195A
Authority: JP
Inventors: Takuro Sekiya; 卓朗関谷
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1995-03-31
Filing date: 1995-03-31
Publication date: 1995-10-17

Abstract

(57)【要約】【目的】バブルジェット型インクジェットのマルチノ
ズルアレイにおいて、ある特定の印字領域、及び、駆動
周波数において、クロストークをなくし、吐出性能を均
一にする。【構成】マルチノズルアレイのバブルジェット型液体
噴射記録ヘッドにおいて、液体流路１４の高さｈａと記
録液室１６の高さｈｂとの関係を、ｈｂ／ｈａ＞２とす
るとともに、ヘッドの印字可能な最大領域を６mm以上１
６mm以下、或いは、発熱体１９の駆動周波数を３.２kHz
〜６.６kHzとする。これにより、各流路１４間のクロス
トークをなくし、吐出性能が中央付近と端部とでばらつ
かなくなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、液体噴射記録ヘッド、
より詳細には、バブルジェットヘッドの流路及び液室の
ディメンションに関する。

【０００２】

【従来の技術】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、最近関心を集めている。その中で、高速記録
が可能であり、而も所謂普通紙に特別の定着処理を必要
とせずに記録の行える所謂インクジェット記録法は極め
て有力な記録法であって、これまでにも様々な方式が提
案され、改良が加えられて商品化されたものもあれば、
現在もなお実用化への努力が続けられているものもあ
る。

【０００３】この様なインクジェット記録法は、所謂イ
ンクと称される記録液体の小滴（droplet)を飛翔させ、
記録部材に付着させて記録を行うものであって、この記
録液体の小滴の発生法及び発生された記録液小滴の飛翔
方向を制御する為の制御方法によって幾つかの方式に大
別される。

【０００４】先ず第１の方式は例えばＵＳＰ第3060429
号明細書に開示されているもの（Tele type方式）であ
って、記録液体の小滴の発生を静電吸引的に行い、発生
した記録液体小滴を記録信号に応じて電界制御し、記録
部材上に記録液体小滴を選択的に付着させて記録を行う
ものである。これに就いて、更に詳述すれば、ノズルと
加速電極間に電界を掛けて、一様に帯電した記録液体の
小滴をノズルより吐出させ、該吐出した記録液体の小滴
を記録信号に応じて電気制御可能な様に構成されたｘｙ
偏向電極間を飛翔させ、電界の強度変化によって選択的
に小滴を記録部材上に付着させて記録を行うものであ
る。

【０００５】第２の方式は、例えばＵＳＰ第3596275号
明細書、ＵＳＰ第3298030号明細書等に開示されている
方式(Sweet方式)であって、連続振動発生法によって帯
電量の制御された記録液体の小滴を発生させ、この発生
された帯電量の制御された小滴を、一様の電界が掛けら
れている偏向電極間を飛翔させることで、記録部材上に
記録を行うものである。具体的には、ピエゾ振動素子の
付設されている記録ヘッドを構成する一部であるノズル
のオリフィス（吐出口）の前に記録信号が印加されてい
る様に構成した帯電電極を所定距離だけ離して配置し、
前記ピエゾ振動素子に一定周波数の電気信号を印加する
ことでピエゾ振動素子を機械的に振動させ、前記吐出口
より記録液体の小滴を吐出させる。この時前記帯電電極
によって吐出する記録液体小滴には電荷が静電誘導さ
れ、小滴は記録信号に応じた電荷量で帯電される。帯電
量の制御された記録液体の小滴は、一定の電界が一様に
掛けられている偏向電極間を飛翔する時、付加された帯
電量に応じて偏向を受け、記録信号を担う小滴のみが記
録部材上に付着し得る様にされている。

【０００６】第３の方式は例えばＵＳＰ第3416153号明
細書に開示されている方式(Hertz方式)であって、ノズ
ルとリング状の帯電電極間に電界を掛け、連続振動発生
法によって、記録液体の小滴を発生霧化させて記録する
方式である。即ちこの方式ではノズルと帯電電極間に掛
ける電界強度を記録信号に応じて変調することによって
小滴の霧化状態を制御し、記録画像の階調性を出して記
録する。

【０００７】第４の方式は、例えばＵＳＰ第3747120号
明細書に開示されている方式(Stemme方式)で、この方式
は前記３つの方式とは根本的に原理が異なるものであ
る。即ち、前記３つの方式は、何れもノズルより吐出さ
れた記録液体の小滴を、飛翔している途中で電気的に制
御し、記録信号を担った小滴を選択的に記録部材上に付
着させて記録を行うのに対して、このStemme方式は、記
録信号に応じて吐出口より記録液体の小滴を吐出飛翔さ
せて記録するものである。つまり、Stemme方式は、記録
液体を吐出する吐出口を有する記録ヘッドに付設されて
いるピエゾ振動素子に、電気的な記録信号を印加し、こ
の電気的記録信号をピエゾ振動素子の機械的振動に変
え、該機械的振動に従って前記吐出口より記録液体の小
滴を吐出飛翔させて記録部材に付着させることで記録を
行うものである。

【０００８】これ等、従来の４つの方式は各々に特長を
有するものであるが、又、他方において解決され得る可
き点が存在する。即ち、前記第１から第３の方式は記録
液体の小滴の発生の直接的エネルギーが電気的エネルギ
ーであり、又、小滴の偏向制御も電界制御である。その
為、第１の方式は、構成上はシンプルであるが、小滴の
発生に高電圧を要し、又、記録ヘッドのマルチノズル化
が困難であるので高速記録には不向きである。第２の方
式は、記録ヘッドのマルチノズル化が可能で高速記録に
向くが、構成上複雑であり、又記録液体小滴の電気的制
御が高度で困難であること、記録部材上にサテライトド
ットが生じ易いこと等の問題点がある。

【０００９】第３の方式は、記録液体小滴を霧化するこ
とによって階調性に優れた画像が記録され得る特長を有
するが、他方霧化状態の制御が困難であること、記録画
像にカブリが生ずること及び記録ヘッドのマルチノズル
化が困難で、高速記録には不向きであること等の諸問題
点が存する。

【００１０】第４の方式は、第１乃至第３の方式に比べ
利点を比較的多く有する。即ち、構成上シンプルである
こと、オンデマンド（on-demand)で記録液体をノズルの
吐出口より吐出して記録を行う為に、第１乃至第３の方
式の様に吐出飛翔する小滴の中、画像の記録に要さなか
った小滴を回収することが不要であること及び第１乃至
第２の方式の様に、導電性の記録液体を使用する必要性
がなく記録液体の物質上の自由度が大であること等の大
きな利点を有する。而乍ら、一方において、記録ヘッド
の加工上に問題があること、所望の共振数を有するピエ
ゾ振動素子の小型化が極めて困難であること等の理由か
ら記録ヘッドのマルチノズル化が難しく、又、ピエゾ振
動素子の機械的振動という機械的エネルギーによって記
録液体小滴の吐出飛翔を行うので高速記録には向かない
こと、等の欠点を有する。

【００１１】更には、特開昭４８−９６２２号公報（前
記ＵＳＰ第3747120号明細書に対応)には、変形例とし
て、前記のピエゾ振動素子等の手段による機械的振動エ
ネルギーを利用する代わりに熱エネルギーを利用するこ
とが記載されている。即ち、上記公報には、圧力上昇を
生じさせる蒸気を発生する為に液体を直接加熱する加熱
コイルをピエゾ振動素子の代りの圧力上昇手段として使
用する所謂バブルジェットの液体噴射記録装置が記載さ
れている。

【００１２】しかし、上記公報には、圧力上昇手段とし
ての加熱コイルに通電して液体インクが出入りし得る口
が一つしかない袋状のインク室（液室）内の液体インク
を直接加熱して蒸気化することが記載されているに過ぎ
ず、連続繰返し液吐出を行う場合は、どの様に加熱すれ
ば良いかは、何等示唆されるところがない。加えて、加
熱コイルが設けられている位置は、液体インクの供給路
から遥かに遠い袋状液室の最深部に設けられているの
で、ヘッド構造上複雑であるに加えて、高速での連続繰
返し使用には、不向きとなっている。

【００１３】しかも、上記公報に記載の技術内容からで
は、実用上重要である発生する熱で液吐出を行った後に
次の液吐出の準備状態を速やかに形成することは出来な
い。このように従来法には、構成上、高速記録化上、記
録ヘッドのマルチノズル化上、サテライトドットの発生
および記録画像のカブリ発生等の点において一長一短が
あって、その長所を利する用途にしか適用し得ないとい
う制約が存在していた。

【００１４】また、特開昭５５−１３２２７１号公報に
は、各々、記録液の吐出口に連絡している所定数の作用
室と、前記記録液をその供給源から前記各作用室に供給
するための中継室とを有し、この中継室の一部を構成し
ており、かつ、その面積がＷである壁面上に前記作用室
との連絡口を設け、これら、連絡口の総面積をＳとした
とき、Ｗ／Ｓの値が５０以上となるように全ての作用室
を前記中継室に連絡させるようにした液体噴射記録装置
が提案されている。

【００１５】図１９は、上述のごときインクジェットヘ
ッドの極端な場合の一例を示す要部断面図で、図示のよ
うに、中継室の壁面１のｌの長さを長くとってＷの面積
をかせぎ、連絡口２の総面積Ｓとの比をＷ／Ｓ ≧ ５
０としたものである。而して、インクジェットヘッドに
おいて、クロストークの影響を小さくする因子としての
ＳとＷの関係は重要ではあるが、より厳密には、吐出オ
リフィス間の距離、あるいは、一滴吐出した後の反射圧
力波等の関係から規定されるべきである。例えば、極端
な例ではあるが、図１９に示したように連絡口２の配列
と、中継室の壁面１との関係を決めても、Ｗ／Ｓ ≧ ５
０を満足させることはできる。しかしながら、クロスト
ークを小さくすることは困難である。クロストークを小
さくするための因子の一つである吐出オリフィス間の距
離はプリントスピードあるいはプリント密度等の仕様か
ら決定されることが多く、クロストーク防止の面から決
定されることは少ない。よって、それ以外の因子、つま
り反射してくる圧力波等の関係から防止対策をすること
が望まれる。

【００１６】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上述のごと
き実情に鑑みてなされたもので、特に、バブルジェット
型インクジェットのマルチノズルアレイにおいて、ある
特定の印字領域、及び、駆動周波数において、クロスト
ークをなくすこと、及び、吐出性能を均一にすることを
目的としてなされたものである。

【００１７】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために、記録液室に連絡し、該記録液室から導入
される記録液体を収容するとともに、該記録液体に熱に
よって気泡を発生させ、該気泡の体積増加にともなう作
用力を発生させる熱エネルギー作用部を付設した流路
と、該流路に連絡して前記記録液体を前記作用力によっ
て液滴として吐出させるためのオリフィスと、前記流路
に連絡して該流路に前記記録液体を導入するための記録
液室と、該記録液室に前記記録液体を導入する手段とよ
りなる液体噴射記録ヘッドにおいて、（１）印字可能な
最大領域を６mm以上１６mm以下とし、かつ、前記流路の
高さをｈａ、前記記録液室の高さをｈｂとするとき、ｈｂ／ｈａ＞２なる関係を満足させること、或いは、（２）前記発熱体
の駆動周波数を３.２ｋＨｚ〜６.６ｋＨｚとし、かつ、
前記流路の高さをｈａ、前記記録液室の高さをｈｂとす
るとき、ｈｂ／ｈａ＞２なる関係を満足させることを特徴としたものである。

【００１８】

【作用】マルチノズルアレイのバブルジェット型液体噴
射記録ヘッドにおいて、液体流路の高さｈａと記録液室
の高さｈｂとの関係を、ｈｂ／ｈａ＞２とするととも
に、ヘッドの印字可能な最大領域を６mm以上１６mm以
下、或いは、発熱体の駆動周波数を３.２kHz〜６.６kHz
とすることにより、各流路間のクロストークをなくし、
吐出性能が中央付近と端部とでばらつかなくする。

【００１９】

【実施例】図１は、本発明の一実施例を説明するための
要部断面図、図２は、本発明が適用されるインクジェッ
トヘッドの一例としてのバブルジェットヘッドの動作説
明をするための図、図３は、バブルジェットヘッドの一
例を示す斜視図、図４は、図３に示したヘッドを構成す
る蓋基板(図４(ａ))と発熱体基板(図４(ｂ))に分解した
時の斜視図、図５は、図４(ａ)に示した蓋基板を裏側か
ら見た斜視図で、図中、１１は蓋基板、１２は発熱体基
板、１３は記録液体流入口、１４はオリフィス、１５は
流路、１６は液室を形成するための領域、１７は個別
(独立)電極、１８は共通電極、１９は発熱体(ヒータ)、
２０はインク、２１は気泡、２２は飛翔インク滴で、本
発明は、斯様なバブルジェット式の液体噴射記録ヘッド
に適用するものである。

【００２０】最初に、図２を参照しながらバブルジェッ
トによるインク噴射について説明すると、（ａ)は定常
状態であり、オリフィス面でインク２０の表面張力と外
圧とが平衡状態にある。（ｂ)はヒータ１９が加熱され
て、ヒータ１９の表面温度が急上昇し隣接インク層に沸
騰現像が起きるまで加熱され、微小気泡２１が点在して
いる状態にある。(ｃ)はヒータ１９の全面で急激に加熱
された隣接インク層が瞬時に気化し、沸騰膜を作り、こ
の気泡２１が生長した状態である。この時、ノズル内の
圧力は、気泡の生長した分だけ上昇し、オリフィス面で
の外圧とのバランスがくずれ、オリフィスよりインク柱
が生長し始める。(ｄ)は気泡が最大に生長した状態であ
り、オリフィス面より気泡の体積に相当する分のインク
２０が押し出される。この時、ヒータ１９には電流が流
れていない状態にあり、ヒータ１９の表面温度は降下し
つつある。気泡２１の体積の最大値は電気パルス印加の
タイミングからややおくれる。(ｅ)は気泡２１がインク
などにより冷却されて収縮を開始し始めた状態を示す。
インク柱の先端部では押し出された速度を保ちつつ前進
し、後端部では気泡の収縮に伴ってノズル内圧の減少に
よりオリフィス面からノズル内へインクが逆流してイン
ク柱にくびれが生じている。(ｆ)はさらに気泡２１が収
縮し、ヒータ面にインクが接しヒータ面がさらに急激に
冷却される状態にある。オリフィス面では、外圧がノズ
ル内圧より高い状態になるためメニスカスが大きくノズ
ル内に入り込んで来ている。インク柱の先端部は液滴に
なり記録紙の方向へ５〜１０ｍ／secの速度で飛翔して
いる。(ｇ)はオリフィスにインクが毛細管現象により再
び供給（リフィル）されて(ａ)の状態にもどる過程で、
気泡は完全に消滅している。

【００２１】而して、本発明は、上述のごときバブルジ
ェット型インクジェットにおけるマルチアレイ型式のヘ
ッドにおいて、オリフィス間のクロストークを防止する
ためのものであり、更には、液室から流路への記録液体
（インク）の補給をすみやかに行い、かつ、マルチアレ
イの中央付近と、両端付近とでその補給スピードのばら
つきを少なくし、もって、応答周波数の高速化及び吐出
性能のばらつき（マルチアレイの中央付近と両端付近と
の相違）を小さくするためのものである。

【００２２】上述のごときマルチアレイヘッドを実用化
するに当たっては、周知のように、オリフィス間同志の
クロストークと、記録液体（インク）を各流路に補給す
るときのスピードのばらつきがある。クロストークに関
しては、例えば、隣接オリフィス（流路）間距離を大き
くすればほぼ解決できるが、現実問題として、隣接オリ
フィス間距離は、プリンタ本体の仕様から決定されるこ
とが多く、必ずしもクロストークの防止に望ましい距離
になっているとは限らない。従って、他の方法による解
決が望まれる。

【００２３】本発明は上述のごときこの点に鑑みてなさ
れたものであり、液室の高さと流路の高さがある関係を
満足すれば、クロストークを発生させる圧力波がすぐ隣
の流路に影響を及ぼさないことを、実験的に見出したも
のである。一方、インク補給のスピードばらつきによっ
て生ずる不具合は、オリフィスの中央付近と、両端付近
で、補給スピードが異なることにより、吐出性能、応答
周波数がばらつくことである。これを解決するために
は、液室内を移動するインクに、液室壁面（底面と天
井）からの液体抵抗が少なくなればよく、このために
は、天井までの高さをある一定の値以上にしてやれば、
インクがスムーズに移動できるということが、実験的に
明らかになった。上記の２点、つまり、クロストークと
吐出性能のばらつきは、それぞれ異なる問題ではある
が、それらを同時に解決するためには、液室の高さをあ
る値にすればよいことがわかる。

【００２４】図１は、図３のＩ−Ｉ線断面図で、今、流
路１５の高さをｈa、液室１６の高さをｈbとするとき、ｈｂ／ｈａ＞２となるような関係を満足することにより、上記２点の問
題が解決される。ｈa，ｈbの寸法を変えて試作したヘッ
ドによる実験結果を以下の表１に示す。

【００２５】

【表１】

【００２６】上記結果より、ｈｂ／ｈａ＞２とし、かつ、印字可能なヘッド幅を６mm（４８÷８＝
６）以上１６mm（５１２÷３２＝１６）以下、或いは、
最大応答周波数を３.２〜６.６kHzに選ぶことによりク
ロストークあるいは液供給不足が発生することなく、良
好な滴吐出が行なわれることがわかる。さらに本発明で
は、オリフィス数が多く配列密度が高い（たとえば１６
本／mm以上）ほど最大応答周波数も高くなり、高集積ヘ
ッドには特にその威力を発揮できる。

【００２７】図６は、発熱抵抗体を用いる気泡発生手段
の構造を説明するための詳細図で、図中、３１は発熱抵
抗体、３２は電極、３３は保護層、３４は電源装置を示
し、発熱抵抗体３１を構成する材料として、有用なもの
には、たとえば、タンタル−SiO₂の混合物、窒化タンタ
ル、ニクロム、銀−パラジウム合金、シリコン半導体、
あるいはハフニウム、ランタン、ジルコニウム、チタ
ン、タンタル、タングステン、モリブデン、ニオブ、ク
ロム、バナジウム等の金属の硼化物があげられる。

【００２８】これらの発熱抵抗体３１を構成する材料の
中、殊に金属硼化物が優れたものとしてあげることがで
き、その中でも最も特性の優れているのが、硼化ハフニ
ウムであり、次いで、硼化ジルコニウム、硼化ランタ
ン、硼化タンタル、硼化バナジウム、硼化ニオブの順と
なっている。発熱抵抗体３１は、上記の材料を用いて、
電子ビーム蒸着やスパッタリング等の手法を用いて形成
することができる。発熱抵抗体３１の膜厚は、単位時間
当りの発熱量が所望通りとなるように、その面積、材質
及び熱作用部分の形状及び大きさ、更には実際面での消
費電力等に従って決定されるものであるが、通常の場
合、0.001〜５μｍ、好適には0.01〜１μｍとされる。

【００２９】電極３２を構成する材料としては、通常使
用されている電極材料の多くのものが有効に使用され、
具体的には、たとえばＡｌ，Ａｇ，Ａｕ，Ｐｔ，Ｃｕ等
があげられ、これらを使用して蒸着等の手法で所定位置
に、所定の大きさ、形状、厚さで設けられる。

【００３０】保護層３３に要求される特性は、発熱抵抗
体３１で発生された熱を記録液体に効果的に伝達するこ
とを妨げずに、記録液体より発熱抵抗体３１を保護する
ということである。保護層３３を構成する材料として有
用なものには、たとえば酸化シリコン、窒化シリコン、
酸化マグネシウム、酸化アルミニウム、酸化タンタル、
酸化ジルコニウム等があげられ、これらは、電子ビーム
蒸着やスパッタリング等の手法を用いて形成することが
できる。保護層３３の膜厚は、通常は0.01〜１０μｍ、
好適には0.1〜５μｍ、最適には0.1〜３μｍとされるの
が望ましい。

【００３１】以上のようにして作成した記録ヘッドを、
発熱抵抗体が発熱しない状態では記録液体が吐出口から
吐出しない程度の圧力で記録液体を供給し乍ら画像信号
に従って電気・熱変換体にパルス的に電圧を印加して記
録を実行したところ、鮮明な画像が得られた。

【００３２】図７は、その時の発熱体駆動回路の一例を
示すブロック図で、４１はフォトダイオード等で構成さ
れる公知の読取り用の光学的入力フォトセンサ部で、該
光学的入力フォトセンサ部４１に入力した画像信号はコ
ンパレータ等の回路からなる処理回路４２で処理され
て、ドライブ回路４３に入力される。ドライブ回路４３
は、記録ヘッド４４を入力信号に従ってパルス幅、パル
ス振幅、繰り返し周波数等を制御してドライブする。例
えば、最も簡便な記録では、入力画像信号を処理回路４
２において白黒判別してドライブ回路４３に入力する。
ドライブ回路４３では適当な液滴径を得る為のパルス
幅、パルス振幅及び所望の記録液滴密度を得る為の繰り
返し周波数を制御された信号に変換されて、記録ヘッド
４４を駆動する。又、階調を考慮した別の記録法として
は、１つには液滴径を変化させた記録、又もう１つには
記録液滴数を変化させた記録を次の様にして行なうこと
も出来る。

【００３３】先ず、液滴径を変化させる記録法は、光学
的入力フォトセンサ部４１で入力した画像信号は、所望
の液滴径を得る為に定められた各々のレベルのパルス
幅、パルス振幅の駆動信号を出力する回路を複数有した
ドライブ回路４３のいずれのレベルの信号を出力する回
路で行なうべきかを処理回路４２で判別され処理され
る。又、記録液滴数を変化させる方法では、光学的入力
フォトセンサ部４１への入力信号は、処理回路４２にお
いてＡ／Ｄ変換されて出力され、該出力信号に従ってド
ライブ回路４３は１つの入力信号当りの噴出液滴の数を
変えて記録が行なわれる様に記録ヘッド４４を駆動する
信号を出力する。又、別の実施法として同様な装置を使
用して発熱抵抗体が発熱しない状態で記録液体が吐出口
からあふれ出る程度以上の圧力で記録液体を記録ヘッド
４４に供給し乍ら、電気熱変換体に連続繰り返しパルス
で電圧を印加して記録を実行したところ、印加周波数に
応じた個数の液滴が安定に且つ均一径で吐出噴射するこ
とが確認された。

【００３４】この点から、記録ヘッド４４は高周波での
連続吐出に極めて有効に適用されることが判明した。
又、記録装置の主要部となる記録ヘッドは微小であるか
ら容易に複数個並べることが出来、高密度マルチオリフ
ィス化記録ヘッドが可能である。

【００３５】図８は、記録液体に気泡を発生させる別の
手段を説明するための図で、図中、５１はレーザ発振
器、５２は光変調駆動回路、５３は光変調器、５４は走
査器、５５は集光レンズで、レーザ発振器５１より発生
されたレーザ光は、光変調器５３において、光変調器駆
動回路５２に入力されて電気的に処理されて出力される
画情報信号に従ってパルス変調される。パルス変調され
たレーザ光は、走査器５４を通り、集光レンズ５５によ
って熱エネルギー作用部の外壁に焦点が合うように集光
され、記録ヘッドの外壁５６を加熱し、内部の記録液体
５７内で気泡を発生させる。あるいは熱エネルギー作用
部の壁５６は、レーザ光に対して透過性の材料で作ら
れ、集光レンズ５５によって内部の記録液体５７に焦点
が合うように集光され、記録液体を直接加熱することに
よって気泡を発生させてもよい。

【００３６】図９は、上述のごときレーザ光を用いたプ
リンターの一例を説明するための図で、ノズル部６１
は、高密度に（たとえば８ノズル／mmm)、又、紙６２の
紙巾(たとえばＡ４横巾）すべてにわたってカバーされ
るように集積されている例を示している。レーザ発振器
５１より発振されたレーザ光は、光変調器５３の入口開
口に導かれる。光変調器５３において、レーザ光は、光
変調器５３への画情報入力信号に従って強弱の変調を受
ける。変調を受けたレーザ光は、反射鏡５８によってそ
の光路をビームエキスパンダー５９の方向に曲げられ、
ビームエキスパンダー５９に入射する。ビームエキスパ
ンダー５９により平行光のままビーム径が拡大される。
次に、ビーム径の拡大されたレーザ光は、高速で定速回
転する回転多面鏡６０に入射される。回転多面鏡６０に
よって掃引されたレーザ光は、集光レンズ５５により、
ドロップジェネレータの熱エネルギー作用部外壁５６も
しくは内部の記録液体に結像する。それによって、各熱
エネルギー作用部には、気泡が発生し、記録液滴を吐出
し、記録紙６２に記録に行なわれる。

【００３７】図１０は、さらに別の気泡発生手段を示す
図で、この例は、熱エネルギー作用部の内壁側に配置さ
れた１対の放電電極７０が、放電装置７１から高電圧の
パルスを受け、記録液体中で放電をおこし、その放電に
よって発生する熱により瞬時に気泡を形成するようにし
たものである。

【００３８】図１１乃至図１８は、それぞれ図１０に示
した放電電極の具体例を示す図で、図１１に示した例
は、電極７０を針状にして、電界を集中させ、効率よく
(低エネルギーで)放電をおこさせるようにしたものであ
る。図１２に示した例は、２枚の平板電極にして、電極
間に安定して気泡が発生するようにしたものである。針
状の電極より、発生気泡の位置が安定している。図１３
に示した例は、電極にほぼ同軸の穴をあけたものであ
る。２枚の電極の両穴がガイドになって、発生気泡の位
置はさらに安定する。図１４に示した例は、リング状の
電極にしたものであり、基本的には図１４に示した例と
同じであり、その変形実施例である。図１５に示した例
は、一方をリング状電極とし、もう一方を針状電極とし
たものである。リング状電極により、発生気泡の安定性
を狙い、針状電極により電界の集中により効率を狙った
ものである。図１６に示した例は、一方のリング状電極
を熱エネルギー作用部の壁面に形成したものである。こ
れは、図１５に示した例の効果に加えて、基板上に平面
的に電極を形成するという製造上の容易さを狙ったもの
である。このような平面的な電極は、蒸着(あるいはス
パッタリング)や、フォトエッチングの技術によって容
易に高密度な複数個のものが製作され得る。マルチアレ
イに特に威力を発揮する。図１７に示した例は、図１６
に示した例のリング状電極形成部を電極の外周にそった
形状で周囲から一段高くしたものである。やはり、発生
気泡の安定性を狙ったものであり、図１５に示したもの
よりも３次元的なガイドを付け加えた分だけ安定する。

【００３９】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によると、マルチノズルアレイのバブルジェット型液体
噴射記録ヘッドにおいて、液体流路の高さｈａと記録液
室の高さｈｂとの関係を、ｈｂ／ｈａ＞２とするととも
に、ヘッドの印字可能な最大領域を６mm以上１６mm以
下、或いは、発熱体の駆動周波数を３.２kHz〜６.６kHz
とすることにより、各流路間のクロストークがなくな
り、吐出性能が中央付近と端部とでばらつかなくなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を説明するための要部構成
図である。

【図２】本発明が適用されるインクジェットヘッドの
一例としてのバブルジェットヘッドの動作説明をするた
めの図である。

【図３】バブルジェットヘッドの一例を示す斜視図で
ある。

【図４】分解斜視図である。

【図５】蓋基板を裏側から見た図である。

【図６】発熱抵抗体を用いた気泡発生手段の構造を説
明するための図である。

【図７】発熱体駆動回路の一例を説明するためのブロ
ック図である。

【図８】レーザ光を用いた気泡発生手段の一例を説明
するための図である。

【図９】プリンターの一例を説明するための図であ
る。

【図１０】放電を利用した気泡発生手段の一例を説明
するための図である。

【図１１】図１０に示した放電電極の具体例を示す図
である。

【図１２】図１０に示した放電電極の具体例を示す図
である。

【図１３】図１０に示した放電電極の具体例を示す図
である。

【図１４】図１０に示した放電電極の具体例を示す図
である。

【図１５】図１０に示した放電電極の具体例を示す図
である。

【図１６】図１０に示した放電電極の具体例を示す図
である。

【図１７】図１０に示した放電電極の具体例を示す図
である。

【図１８】図１０に示した放電電極の具体例を示す図
である。

【図１９】従来技術の一例を説明するための図であ
る。

【符号の説明】

１１…蓋基板、１２…発熱体基板、１４…オリフィス、
１５…流路、１６…液室、１７、１８…電極、１９…発
熱体、２０…記録液、２１…気泡。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】記録液室に連絡し、該記録液室から導入
される記録液体を収容するとともに、該記録液体に熱に
よって気泡を発生させ、該気泡の体積増加にともなう作
用力を発生させる熱エネルギー作用部を付設した流路
と、該流路に連絡して前記記録液体を前記作用力によっ
て液滴として吐出させるためのオリフィスと、前記流路
に連絡して該流路に前記記録液体を導入するための記録
液室と、該記録液室に前記記録液体を導入する手段とよ
りなる液体噴射記録ヘッドにおいて、印字可能な最大領
域を６mm以上１６mm以下とし、かつ、前記流路の高さを
ｈａ、前記記録液室の高さをｈｂとするとき、ｈｂ／ｈａ＞２なる関係を満足させることを特徴とする液体噴射記録ヘ
ッド。
【請求項２】記録液室に連絡し、該記録液室から導入
される記録液体を収容するとともに、該記録液体に熱に
よって気泡を発生させ、該気泡の体積増加にともなう作
用力を発生させる熱エネルギー作用部を付設した流路
と、該流路に連絡して前記記録液体を前記作用力によっ
て液滴として吐出させるためのオリフィスと、前記流路
に連絡して該流路に前記記録液体を導入するための記録
液室と、該記録液室に前記記録液体を導入する手段とよ
りなる液体噴射記録ヘッドにおいて、前記発熱体の駆動
周波数を３.２ｋＨｚ〜６.６ｋＨｚとし、かつ、前記流
路の高さをｈａ、前記記録液室の高さをｈｂとすると
き、ｈｂ／ｈａ＞２なる関係を満足させることを特徴とする液体噴射記録ヘ
ッド。