JPH0976499A - 記録液体噴出による記録装置および記録方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】記録液体を発熱部４で加熱して熱エネルギーに
よる状態変化を発生させ、発生した気泡により発熱部真
上の通路９を充満し、記録液体を記録液体噴出飛行方向
案内通路１２から噴出し飛行液滴粒子を形成するととも
に、発熱部真上の通路９を充満している気泡により連通
する記録液体個別供給通路８からの余分な記録液体を引
き込みを完全に遮断するようにした記録液体噴出による
記録装置および記録方法を提供する。 【解決手段】発熱部４で発生した熱エネルギーが記録液
体に作用する部分である複数の発熱部真上の通路９と、
複数の記録液体個別供給通路８と、複数の記録液体噴出
飛行方向案内通路１２の少なくとも３通路と、発熱部４
を駆動する半導体回路３とを備えた記録ヘッドを有す
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、記録を目的とする
所要の液体を文字、画像等の信号に応じた加熱手段で加
熱し、発生する気泡の作用によって所要の液体の液滴粒
子を噴出口から記録対象物へ噴出飛行させ、ノンインパ
クトで文字、画像等を記録する記録液体噴出による記録
装置および記録方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】ノンインパクトの記録装置については、
静電記録方法、電子写真方法、感熱記録方法、インキジ
ェット方法等の記録方法および記録装置が発表されてい
るが、その一つに、記録液体を加熱し、発生する気泡の
作用によって記録液体の液滴粒子を噴出口から噴出飛行
させて記録するインキジェット方法による記録装置があ
る。従来技術による前記インキジェット方法による記録
装置としては、記録ヘッド部分に、所定方向に記録液体
を噴出して飛行液滴を形成するための吐出口と、吐出口
に連通した屈折部を有する液通路と、記録液体に熱によ
る状態変化を発生させるための液通路の屈折部に設けた
発熱体とを備えたものがある。

【０００３】図４は、従来の記録装置に使用している記
録ヘッドの記録液体通路と発熱部の動作説明図で、吐出
口に連通した屈折部を有する液通路と、記録液体に熱に
よる状態変化を発生させるための液通路の屈折部に設け
た発熱体とを備えた記録ヘッドの部分を示す。図４にお
いて、記録液体は、記録液体供給通路４１と記録液体吐
出通路４３とに充満しており、記録液体吐出口４４にお
ける記録液体の表面張力と記録液体の記録液体タンク
（図示していない。）からの供給圧力がバランスしてい
る状態にある。記録液体通路の屈折部に設けた発熱体４
２を、文字、画像等に応じた駆動信号により駆動し、発
熱体４２を加熱し、記録液体に熱による状態変化を発生
させ、気泡を発生させて、記録液体吐出口４４より記録
液体を噴出して飛行液滴を形成して、記録対象物に文
字、画像等の記録を行なう。

【０００４】従来の記録装置では、発熱体４２の全体形
状を、記録液体通路の屈折部において、記録液体通路の
全周を塞ぐように大きく形成することは記録液体の供給
を妨げることになり、また、記録液体通路の全周を塞さ
がない大きさに形成したり、記録液体の供給を妨げない
ように傾斜させることは、図４に矢印で示すように、記
録液体の供給とともに、記録液体の引き込みによる供連
れにより、噴出の効果が悪く、噴出された飛行液滴の切
れが悪いものとなる問題がある。このインキジェット方
法による記録装置についての技術は、例えば、特公昭第
６３−６３５６号公報に、記録液体の噴出への通路と、
発熱体の発熱面との関係を提供し、長時間連続記録と、
マルチノズル（複数の吐出口）化を目的とした記録装置
が開示されている。

【０００５】また、図５は、記録装置に使用している記
録ヘッドの発熱部を中心とした通路の従来技術による製
造説明図で、記録液体の供給通路５１と発熱部真上の通
路５４と記録液体噴出飛行方向案内通路５３とを形成す
るとき、電鋳穴開け後機械的組合せの方法等が行なわ
れ、記録液体の供給通路５１から発熱部真上の通路５４
の上部の記録液体噴出飛行方向案内通路５３の入口はす
り鉢状となり、マルチノズル記録ヘッドを形成する場
合、加工上のプロセスは必ずしも容易でなく、高精細化
マルチノズル記録ヘッドの製造は制約を受けていた。こ
のため、従来技術により製造した記録ヘッドにおいて、
発熱部５２の面積は、発熱部の面と対向する発熱部真上
の通路５４の記録液体噴出飛行方向案内通路５３との連
通側の断面積が、前者より後者の方が大きくなり、記録
液体の供給通路５１からの記録液体の巻き込みが発生し
やすくなる。したがって、記録液体の余分な液滴の供連
れにより、液滴は大きくなり、より高精細化と切れの良
さの効果による高速化には適さなかった。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】従来の記録液体噴出に
よる記録装置および記録方法は、記録液体を発熱体で加
熱して熱エネルギーによる状態変化を発生させ、発生し
た気泡により記録液体を記録液体噴出口から噴出し飛行
液滴粒子を形成するとき、熱エネルギ−が記録液体に作
用する発熱部を設けた記録液体通路において、連通する
記録液体供給通路から余分な記録液体を引き込み、飛行
液滴粒子の切れを悪くし、飛行液滴粒子に余分な量の供
連れを発生するという問題があった。本発明は、前記問
題を解決するために、発熱部と、発熱部真上の通路と、
発熱部真上の通路と連通する記録液体個別供給通路と、
発熱部真上の通路と連通する記録液体噴出飛行方向案内
通路とを有する記録ヘッドを備え、記録液体を発熱部で
加熱して熱エネルギーによる状態変化を発生させ、発生
した気泡により発熱部真上の通路を充満し、記録液体を
記録液体噴出飛行方向案内通路から噴出し飛行液滴粒子
を形成するとともに、発熱部真上の通路を充満している
気泡により連通する記録液体個別供給通路からの余分な
記録液体を引き込みを完全に遮断するようにした記録液
体噴出による記録装置および記録方法を提供することを
目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明の記録液体噴出による記録装置は、記録液体
を噴出口から噴出する複数の記録液体噴出通路と、前記
記録液体の複数の供給通路と、前記記録液体を加熱する
複数の発熱部とを備えた記録ヘッドを有するものであっ
て、前記発熱部で前記記録液体を加熱し、前記記録液体
に熱エネルギーによる状態変化を発生させ、前記噴出口
より前記記録液体を噴出し飛行液滴粒子を形成する記録
液体噴出による記録装置において、前記発熱部で発生し
た熱エネルギーが前記記録液体に作用する部分である複
数の発熱部真上の通路と、該発熱部真上の通路と連通す
る複数の記録液体個別供給通路と、前記発熱部真上の通
路と連通する複数の記録液体噴出飛行方向案内通路の少
なくとも３通路を備え、前記発熱部に電気的に接続さ
れ、駆動信号により前記発熱部を駆動する半導体回路を
備えた記録ヘッドを有し、前記半導体回路に入力した駆
動信号により前記発熱部を駆動し、前記駆動信号に応じ
て前記記録液体を加熱し、前記記録液体に熱エネルギー
による状態変化を発生させ、気泡を発生し、該気泡によ
り発熱部真上の通路を充満し、前記記録液体個別供給通
路からの前記記録液体の供給を遮断し、前記記録液体噴
出飛行方向案内通路より前記記録液体を噴出し飛行液滴
粒子を形成するものである。

【０００８】また、さらに詳しくは、本発明の記録液体
噴出による記録装置は、複数の発熱部と複数の発熱部真
上の通路が、少なくとも、前記発熱部の面積を、前記発
熱部の面と対向する前記発熱部真上の通路の記録液体噴
出飛行方向案内通路との連通側の断面積より、大きく形
成したものである。また、本発明の記録液体噴出による
記録装置は、複数の発熱部と複数の発熱部真上の通路の
一部が、少なくとも、前記発熱部の面積を、前記発熱部
の面と対向する前記発熱部真上の通路の記録液体噴出飛
行方向案内通路との連通側の断面積より、大きく形成し
たものである。

【０００９】また、本発明の記録液体噴出による記録装
置は、記録液体を噴出口から噴出する複数の記録液体噴
出通路と、前記記録液体の複数の供給通路と、前記記録
液体を加熱する複数の発熱部とを備えた記録ヘッドを有
するものであって、前記発熱部で前記記録液体を加熱
し、前記記録液体に熱エネルギーによる状態変化を発生
させ、前記噴出口より前記記録液体を噴出し飛行液滴粒
子を形成する記録液体噴出による記録装置において、前
記発熱部で発生した熱エネルギーが前記記録液体に作用
する部分である複数の発熱部真上の通路と、該発熱部真
上の通路と連通する複数の記録液体個別供給通路と、前
記発熱部真上の通路と連通する複数の記録液体噴出飛行
方向案内通路の少なくとも３通路を備え、前記発熱部真
上の通路の軸方向のベクトルと、前記記録液体個別供給
通路の軸方向のベクトルとで形成する夾角Θが４５°＜
Θ＜１０５°望ましくは約６０°＜Θ＜約９０°に、前
記発熱部真上の通路の軸方向のベクトルと、前記記録液
体噴出飛行方向案内通路の軸方向のベクトルとで形成す
る夾角Φが０°＜Φ≦４５°に設定されており、前記発
熱部に電気的に接続され、駆動信号により前記発熱部を
駆動する半導体回路を備えた記録ヘッドを有し、前記半
導体回路に入力した駆動信号により前記発熱部を駆動
し、前記駆動信号に応じて前記記録液体を加熱し、前記
記録液体に熱エネルギーによる状態変化を発生させ、気
泡を発生し、該気泡により発熱部真上の通路を充満し、
前記記録液体個別供給通路からの前記記録液体の供給を
遮断し、前記記録液体噴出飛行方向案内通路より前記記
録液体を噴出し飛行液滴粒子を形成するものである。

【００１０】また、本発明の記録液体噴出による記録装
置は、複数の発熱部と、複数の発熱部真上の通路と、複
数の記録液体噴出飛行方向案内通路と、複数の半導体回
路とを有する記録ヘッドが、半導体プロセスにより、半
導体基板上に、前記発熱部を駆動する記録駆動回路や該
記録駆動回路に記録デ−タを入力し転送するための記録
信号回路等からなる前記半導体回路と、薄膜の発熱抵抗
体からなる前記発熱部と、駆動用電極とを形成した上
に、前記記録液体個別供給通路と、前記発熱部真上の通
路と、前記記録液体噴出飛行方向案内通路とを形成した
ものである。また、本発明による記録液体噴出による記
録方法は、発熱部で記録液体を加熱し、前記記録液体に
熱エネルギーによる状態変化を発生させ、記録液体噴出
通路の噴出口より前記記録液体を噴出し飛行液滴粒子を
形成する記録液体噴出による記録方法において、前記発
熱部で発生した熱エネルギーが前記記録液体に作用する
部分である発熱部真上の通路と、該発熱部真上の通路と
連通する記録液体個別供給通路と、前記発熱部真上の通
路と連通する記録液体噴出飛行方向案内通路の少なくと
も３通路を備え、前記発熱部に電気的に接続され、駆動
信号により前記発熱部を駆動する半導体回路を備えた記
録ヘッドを有し、前記半導体回路に入力した駆動信号で
前記発熱部を駆動することにより前記記録液体を加熱
し、前記記録液体に熱エネルギーで状態変化による気泡
を発生させ、該気泡により前記発熱部真上の通路を充満
し、前記記録液体個別供給通路からの前記記録液体の供
給を遮断し、前記記録液体噴出飛行方向案内通路より前
記記録液体を噴出し飛行液滴粒子を形成するものであ
る。

【００１１】作用として、本発明の記録液体噴出による
記録装置は、記録液体を噴出口から噴出する複数の記録
液体噴出通路と、前記記録液体の複数の供給通路と、前
記記録液体を加熱する複数の発熱部とを備えた記録ヘッ
ドを有しており、前記発熱部で前記記録液体を加熱し、
前記記録液体に熱エネルギーによる状態変化を発生さ
せ、前記噴出口より前記記録液体を噴出し飛行液滴粒子
を形成する記録液体噴出による記録装置であって、前記
発熱部で発生した熱エネルギーが前記記録液体に作用す
る部分である複数の発熱部真上の通路と、該発熱部真上
の通路と連通する複数の記録液体個別供給通路と、前記
発熱部真上の通路と連通する複数の記録液体噴出飛行方
向案内通路の少なくとも３通路を備えており、前記発熱
部に電気的に接続され、駆動信号により前記発熱部を駆
動する半導体回路を備えた記録ヘッドを有し、前記半導
体回路に入力した駆動信号により前記発熱部を駆動し、
前記駆動信号に応じて前記記録液体を加熱し、前記記録
液体に熱エネルギーによる状態変化を発生させ、気泡を
発生し、該気泡により発熱部真上の通路を充満し、前記
記録液体個別供給通路からの前記記録液体の供給を遮断
し、前記記録液体噴出飛行方向案内通路より前記記録液
体を噴出し飛行液滴粒子を形成する。

【００１２】また、本発明の記録液体噴出による記録装
置は、記録液体を噴出口から噴出する複数の記録液体噴
出通路と、前記記録液体の複数の供給通路と、前記記録
液体を加熱する複数の発熱部とを備えた記録ヘッドを有
しており、前記発熱部で前記記録液体を加熱し、前記記
録液体に熱エネルギーによる状態変化を発生させ、前記
噴出口より前記記録液体を噴出し飛行液滴粒子を形成す
る記録液体噴出による記録装置であって、前記発熱部で
発生した熱エネルギーが前記記録液体に作用する部分で
ある複数の発熱部真上の通路と、該発熱部真上の通路と
連通する複数の記録液体個別供給通路と、前記発熱部真
上の通路と連通する複数の記録液体噴出飛行方向案内通
路の少なくとも３通路を備えており、前記発熱部真上の
通路の軸方向のベクトルと、前記記録液体個別供給通路
の軸方向のベクトルとで形成する夾角Θが４５°＜Θ＜
１０５°望ましくは約６０°＜Θ＜約９０°に、前記発
熱部真上の通路の軸方向のベクトルと、前記記録液体噴
出飛行方向案内通路の軸方向のベクトルとで形成する夾
角Φが０°＜Φ≦４５°に設定されており、前記発熱部
に電気的に接続され、駆動信号により前記発熱部を駆動
する半導体回路を備えた記録ヘッドを有し、前記半導体
回路に入力した駆動信号により前記発熱部を駆動し、前
記駆動信号に応じて前記記録液体を加熱し、前記記録液
体に熱エネルギーによる状態変化を発生させ、気泡を発
生し、該気泡により発熱部真上の通路を充満し、前記記
録液体個別供給通路からの前記記録液体の供給を遮断
し、前記記録液体噴出飛行方向案内通路より前記記録液
体を噴出し飛行液滴粒子を形成する。

【００１３】また、本発明による記録液体噴出による記
録方法は、発熱部で記録液体を加熱し、前記記録液体に
熱エネルギーによる状態変化を発生させ、記録液体噴出
通路の噴出口より前記記録液体を噴出し飛行液滴粒子を
形成する記録液体噴出による記録方法であって、前記発
熱部で発生した熱エネルギーが前記記録液体に作用する
部分である発熱部真上の通路と、該発熱部真上の通路と
連通する記録液体個別供給通路と、前記発熱部真上の通
路と連通する記録液体噴出飛行方向案内通路の少なくと
も３通路を備え、前記発熱部に電気的に接続され、駆動
信号により前記発熱部を駆動する半導体回路を備えた記
録ヘッドを有し、前記半導体回路に入力した駆動信号で
前記発熱部を駆動することにより前記記録液体を加熱
し、前記記録液体に熱エネルギーで状態変化による気泡
を発生させ、該気泡により前記発熱部真上の通路を充満
し、前記記録液体個別供給通路からの前記記録液体の供
給を遮断し、前記記録液体噴出飛行方向案内通路より前
記記録液体を噴出し飛行液滴粒子を形成する。

【００１４】

【発明の実施の形態】本発明の記録液体噴出による記録
装置および記録方法について実施の形態を、図１〜図３
を使用して説明をする。図１は、本発明の記録液体噴出
による記録装置に使用している記録ヘッドの部分拡大説
明図を示し、記録液体を噴出飛行させるために記録液体
を加熱する発熱部を中心とした図である。図１におい
て、１は記録液体噴出による記録装置の記録ヘッド、２
は例えばシリコン（Ｓｉ）からなる半導体基板、４は発
熱抵抗体からなる発熱部、３は、発熱部４を駆動する半
導体基板２上に設けた半導体回路、５は、半導体回路３
と発熱部４とを接続する駆動用電極、６は、半導体回路
３における配線電極、８は記録液体個別供給通路、９
は、発熱部４真上の通路、７は、発熱部４真上の通路９
の一部を構成する隔壁、１０は供給通路カバ−、１１は
外壁、１２は、発熱部４真上の通路９に連通する記録液
体噴出飛行方向案内通路、１３は記録液体を噴出飛行さ
せる記録液体噴出口を示す。なお、記録ヘッドには、発
熱部、半導体回路、記録液体個別供給通路、発熱部４真
上の通路、記録液体噴出飛行方向案内通路、記録液体噴
出口等が複数存在するが、図１では、各々１つとして説
明をしている。

【００１５】図２は、本発明の記録液体噴出による記録
装置に使用している半導体製造プロセスにより形成した
記録ヘッドの構成図を示す。図２において、１４は、複
数の記録液体個別供給通路８に連通する共通供給通路、
１５は、記録液体の共通供給通路１４に連通する記録液
体の連絡通路、１６は記録ヘッド取付けフレ−ム台、１
７は、記録液体の連絡通路１５に連通する記録液体のフ
レ−ム内共通供給通路、１８は、記録液体のフレ−ム内
共通供給通路１７に連通する記録液体タンクを示す。さ
らに、図２には、記録液体の通路と記録液体噴出口との
関係を理解しやすくするため、記録ヘッド１の要部の拡
大構成が示してあり、２１は、記録ヘッド１を上面から
見た複数の記録液体噴出口１３の配置を示す要部、２
２、２３は、記録液体個別供給通路８、共通供給通路１
４等と発熱部４との関連配置を示す要部である。なお、
前記図１の符号と同一のものは同一物であるため、説明
を省略する。

【００１６】図１、図２において、記録液体は、記録液
体タンク１８から、それぞれが連通している、記録液体
のフレ−ム内共通供給通路１７、記録液体の連絡通路１
５、記録液体の共通供給通路１４、記録液体個別供給通
路８を経て、発熱部真上の通路９と記録液体噴出飛行方
向案内通路１２に充満し、記録液体が記録液体噴出口１
３から噴出しない程度に、記録液体噴出口１３における
記録液体の表面張力と、記録液体タンク１８からの供給
圧力（図示しないポンプ等による。）とが、バランスさ
れている。このバランスされている状態において、発熱
抵抗体からなる発熱部４と電気的に接続されている半導
体回路３に、記録する文字、画像等に応じた駆動信号が
入力されると、発熱部４に駆動信号に応じた電流が流
れ、発熱部４が急速に発熱する。

【００１７】発熱抵抗体からなる発熱部４が発熱するこ
とにより、熱エネルギーが記録液体に作用する部分であ
る発熱部４上において記録液体に熱エネルギーによる状
態変化が発生し、記録液体が膨張し気泡を発生する。こ
の膨張した気泡は、発熱部真上の通路９に充満し、記録
液体個別供給通路８からの記録液体の供給を完全に遮断
（完全に遮断する構成は後述する。）するとともに、記
録液体噴出飛行方向案内通路１２の記録液体噴出口１３
にかけて充満していた記録液体を、一気に噴出して飛行
液滴粒子とし、記録対象物１９めがけて所定の噴出飛行
方向へ飛行させる。記録対象物１９に飛行してきた記録
液体の飛行液滴粒子は、記録対象物１９に付着し、文
字、画像等を構成する付着した記録液体２０となる。

【００１８】さらに、図３に示す本発明の基本構成関係
説明図を使用して、記録する文字・画像等に応じた駆動
信号により発熱部４を急速に発熱させ、記録液体に熱エ
ネルギーによる状態変化を発生して発熱部真上の通路９
を気泡で充満し、記録液体噴出飛行方向案内通路１２中
の記録液体を噴出して飛行液滴粒子を形成し、記録対象
物に文字、画像等を記録する記録装置および記録方法を
詳細に説明する。本発明の記録液体噴出による記録装置
および記録方法の基本的な動作は、発熱抵抗体からなる
発熱部４を中心に、熱エネルギーが記録液体に作用する
部分である発熱部真上の通路９と、発熱部真上の通路９
に連通し記録液体を発熱部真上の通路９に供給する記録
液体個別供給通路８と、記録液体が充満しており、発熱
部真上の通路９に充満した気泡により記録液体噴出口１
３から記録液体を所定方向に噴出して飛行液滴粒子を形
成する記録液体噴出飛行方向案内通路１２と、少なくと
も３通路を有する構成とすることにより作用し、本発明
の効果が可能となる。

【００１９】また、前記３通路を有する構成において、
図３に一例を示すように、発熱部４（四辺形の例を示
す。）の面積Ｓｒと、発熱部４の面と対向する発熱部真
上の通路９（円形の例を示す。）の記録液体噴出飛行方
向案内通路１２との連通側の断面積Ｓｔとの関係を、面
積Ｓｒ≧断面積Ｓｔとし、少なくとも前者は後者より大
きくなるように、すなわち、発熱部真上の通路９の全周
を発熱部４の全周内に形成することにより本発明の効果
が可能となる。なお、発熱部４の面積Ｓｒと発熱部真上
の通路９の断面積Ｓｔとの関係は、所要の目的に合わ
せ、すべてを面積Ｓｒ≧断面積Ｓｔとするか、一部を面
積Ｓｒ≧断面積Ｓｔとすることができる。さらに、ま
た、上記３通路の構成において、発熱部４の辺Ｌｒ（長
方形の場合は長辺とする。）と、発熱部４の面と対向す
る発熱部真上の通路９の記録液体噴出飛行方向案内通路
１２との連通側の断面の辺Ｌｔ（円の場合は直径、楕円
の場合は長径とする。）との関係を、辺Ｌｒ≧辺Ｌｔと
し、少なくとも前者は後者より大きくなるようにして、
記録液体を加熱して状態変化を発生させ、記録液体を膨
張し気泡を発生し、発熱部真上の通路９に充満した気泡
が発熱部真上の通路９を塞ぐように形成することにより
本発明の効果が可能となる。

【００２０】また、前記基本構成において、図１、図３
に示すように、発熱部真上の通路９の軸方向ベクトルＡ
と、記録液体個別供給通路８の軸方向ベクトルＢとで形
成する夾角Θを６０°＜Θ＜９０°とする。（夾角Θの
限定値６０°および９０°は、多少の（例えば４５°＜
Θ＜１０５°）幅を持っても実用上差し支えない値であ
り、約６０°＜Θ＜約９０°ということである。） このように夾角Θを６０°＜Θ＜９０°とすることによ
り、発熱抵抗体からなる発熱部４において記録液体に熱
エネルギーによる状態変化を発生させ、記録液体を膨張
させ、気泡を発生し、発熱部真上の通路９に充満した気
泡は、記録液体の個別供給通路８からの記録液体の供給
を完全に遮断する効果を発揮する。この効果は、記録液
体の膨張により発生した気泡と発熱部真上の通路９の周
壁（隔壁７を含む。）と発熱部４および発熱部真上の通
路９の面積Ｓｒ≧と断面積Ｓｔ、辺Ｌｒ≧辺Ｌｔとの作
用効果による。夾角Θは、９０°より小さいほうが記録
液体の切れがよく、記録が鮮明になるが、あまり小さく
することは製造上困難なものとなり、理想的には９０°
よりの鋭角であることが望ましく、逆に、図４に示すよ
うに、９０°を超え鈍角になればなるほど、記録液体個
別供給通路８からの記録液体の巻き込みが発生しやすく
なる。

【００２１】また、図１、図３に示すように、前記構成
において、記録液体噴出飛行方向案内通路１２の軸方向
のベクトルＣあるいはベクトルＣの延長線と、発熱部真
上の通路９の軸方向のベクトルＡとで形成する夾角Φを
０°＜Φ≦４５°とする。なお、図１では、記録液体噴
出飛行方向案内通路１２の軸方向のベクトルＣを、記録
対象物１９の移動方向に設けた例を示しているが、この
記録液体噴出飛行方向案内通路１２の軸方向のベクトル
Ｃは、所要の方向でよく、例えば、発熱部真上の通路９
の軸方向のベクトルＡとで形成する夾角Φを維持しつ
つ、記録対象物１９の移動方向と反対方向でも良い。こ
の夾角Φを０°＜Φ≦４５°とすることにより、発熱部
真上の通路９に充満していた記録液体は、発熱抵抗体か
らなる発熱部４において、発熱部４の発熱により記録液
体に熱エネルギーによる状態変化を発生させ、記録液体
を膨張させ、気泡を発生し、この気泡を通路全周を塞ぐ
ように形成しつつ、記録液体を押し出す水鉄砲的な作用
により、発熱部４の面の真上へ平行に、発熱部真上の通
路９の軸方向のベクトルＡに沿って急上昇する。この作
用は、発熱部４の発熱エネルギーの効果的利用手段と、
記録液体を所要の方向に噴出飛行させる手段とを切分
け、組合わせたことより可能としたものである。

【００２２】上述のように、本発明の記録液体噴出によ
る記録装置は、発熱抵抗体からなる発熱部４を中心に、
発熱部真上の通路９、記録液体個別供給通路８、記録液
体噴出飛行方向案内通路１２の少なくとも３通路を有す
る構成とし、さらに、発熱部４の面積Ｓｒと、発熱部４
の面と対向する発熱部真上の通路９の記録液体噴出飛行
方向案内通路１２との連通側の断面積Ｓｔとの関係を、
面積Ｓｒ≧断面積Ｓｔとし、前記３通路のそれぞれの軸
方向ベクトルで形成する夾角を、４５°＜Θ＜１０５
°、０°＜Φ≦４５°と形成したことにより、駆動信号
により駆動された発熱部４の発熱エネルギーにより発生
した気泡は、発熱部真上の通路９への記録液体の供給を
完全に遮断するとともに、発熱部真上の通路９の延長と
記録液体噴出飛行方向案内通路１２に水鉄砲的な作用に
より、記録液体を記録液体噴出口より噴出飛行させるの
で、記録液体の余分な液滴粒子の供連れを完全に防止
し、液滴粒子がより小さくなることより高精細化に適
し、切れの良さにより高速化を図ることができる。な
お、図３に示すように、発熱部真上の通路９の有効部分
は、発熱部４の面から、記録液体の噴出飛行方向案内通
路１２の入口側の面までの長さＬｍであり、したがっ
て、本発明の作用が発生する限り、通路カバー１０の厚
さはｔ≧０であれば良い。

【００２３】つぎに、本発明の記録液体噴出による記録
装置に使用している上述した記録ヘッドの半導体プロセ
スによる形成を説明する。高精細な記録が可能であり、
生産性のあるマルチノズル記録ヘッドを使用した記録液
体噴出による記録装置および記録方法を提供するため
に、本発明において使用する記録ヘッド１の発熱抵抗体
からなる発熱部４の発熱抵抗体は、金属酸化物薄膜発熱
抵抗体、例えばＴａ−Ｓｉ−ＳｉＯを使用し、発熱抵抗
体の上に特別の保護層を不用としている。このために、
発熱した熱エネルギーの記録液体への作用は極めて効果
的であり、従来より１桁以上小さいエネルギーで作用可
能である。したがって、半導体基板２上に、発熱部４の
発熱抵抗体を駆動する記録駆動回路や記録駆動回路へ記
録デ−タを入力し転送するための記録信号回路等とから
なる半導体回路３と、発熱抵抗体からなる発熱部４と、
駆動用電極５とを半導体プロセスにより形成することが
可能となる。

【００２４】図１、図２に示す記録ヘッド１の半導体プ
ロセスによる形成は、半導体プロセスで一般的な酸化、
エッチング、膜（酸化膜）形成、層（エピタキシャル
層）形成、拡散、スパッタ、蒸着、アニール等の組合せ
により形成が可能である。半導体基板２上に、発熱抵抗
体からなる発熱部４を駆動する記録駆動回路、記録駆動
回路に記録デ−タを入力し転送するための記録信号回路
等からなる半導体回路３を形成し、さらに、発熱抵抗体
からなる発熱部４と駆動用電極５を形成した上に、エッ
チングによる記録液体の連絡通路１５、耐水性フィルム
レジストの接着・露光・現像・レジスト除去による隔壁
７、複数の記録液体個別供給通路８、複数の発熱部真上
の通路９の一部を形成した上に、ＰＥＴフィルム貼付け
による通路カバー１０とエッチングによる発熱部真上の
通路９の一部と、例えば、ＰＥＴフィルム貼付けによる
外壁１１の形成と、斜め露光によるエッチングにより複
数の記録液体噴出飛行方向案内通路１２と記録液体噴出
口１３とを形成するプロセスによって実現する。

【００２５】記録液体噴出飛行方向案内通路１２と記録
液体噴出口１３とを形成する他の手段として、外壁１１
の材料に、例えば、感光性ガラス（例えば、ＨＯＹＡ製
ガラスセラミックスＰＥＧ３等）を使用し、斜め露光し
て、あらかじめ外壁１１のプレートを製作する手段があ
り、５０〜１００μｍの厚さも可能である。あらかじめ
製作した、半導体基板２のウェハと同じサイズの外壁１
１のプレートは、隔壁７が形成されている半導体基板２
のウェハに位置合わせして接着し、各マルチノズル記録
ヘッド毎に切り出し、記録ヘッド取付けフレーム台１６
上に取り付ける。このようなプロセスによって、各種の
高精細化の記録ピッチ６００ｄｐｉ以上（ドットサイズ
４０μｍ以下）、および従来より１桁以上少ない小電力
（３μＪ）、従来の記録時間の１桁以上の高速化（１Ｍ
ドット／秒）、かつ、廉価な優れたマルチノズル記録ヘ
ッド（１００〜数千ノズル）を実現することが可能であ
る。

【００２６】

【発明の効果】本発明によれば、発熱部と、発熱部真上
の通路と、発熱部真上の通路と連通する記録液体個別供
給通路と、発熱部真上の通路と連通する記録液体噴出飛
行方向案内通路とを有する記録ヘッドを備え、記録液体
を発熱部で加熱して熱エネルギーによる状態変化を発生
させ、発生した気泡により発熱部真上の通路を充満し、
記録液体を記録液体噴出飛行方向案内通路から噴出し飛
行液滴粒子を形成するとともに、発熱部真上の通路を充
満している気泡により連通する記録液体個別供給通路か
らの余分な記録液体を引き込みを完全に遮断するように
した記録液体噴出による記録装置および記録方法を提供
することができる。なお、Φ＝０において、発熱部真上
の通路と記録液体噴出飛行方向案内通路とが直線となっ
ても、発熱部真上の通路における効果は、同じである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の装置に使用している記録ヘッドの部分
拡大説明図。

【図２】本発明の装置に使用している半導体プロセスに
より形成した記録ヘッドの構成図。

【図３】本発明の基本構成関係説明図。

【図４】従来の装置に使用している記録ヘッドの記録液
体通路と発熱部の動作説明図。

【図５】従来の装置に使用している記録ヘッドの発熱部
の通路の製造説明図。

【符号の説明】

１…記録ヘッド、２…半導体基板、３…半導体回路、４
…発熱部、５…駆動用電極、６…配線電極、７…隔壁、
８…記録液体個別供給通路、９…発熱部真上の通路、１
０…通路カバー、１１…外壁、１２…記録液体噴出飛行
方向案内通路、１３…記録液体噴出口、１４…記録液体
の共通供給通路、１５…記録液体の連絡通路、１６…記
録ヘッド取付けフレーム台、１７…記録液体のフレーム
内共通供給通路、１８…記録液体タンク、１９…記録対
象物、２０…記録液体、４１…記録液体供給通路、４２
…発熱体、４３…記録液体吐出通路、４４…記録液体吐
出口、５１…記録液体の供給通路、５２…発熱部、５３
…記録液体噴出飛行方向案内通路、５４…発熱部真上の
通路、５５…駆動電極、５６…隔壁、５７…外壁。

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 記録液体を噴出口から噴出する複数の記
   録液体噴出通路と、前記記録液体の複数の供給通路と、
   前記記録液体を加熱する複数の発熱部とを備えた記録ヘ
   ッドを有するものであって、前記発熱部で前記記録液体
   を加熱し、前記記録液体に熱エネルギーによる状態変化
   を発生させ、前記噴出口より前記記録液体を噴出し飛行
   液滴粒子を形成する記録液体噴出による記録装置におい
   て、 前記発熱部で発生した熱エネルギーが前記記録液体に作
   用する部分である複数の発熱部真上の通路と、 該発熱部真上の通路と連通する複数の記録液体個別供給
   通路と、 前記発熱部真上の通路と連通する複数の記録液体噴出飛
   行方向案内通路の少なくとも３通路を備え、 前記発熱部に電気的に接続され、駆動信号により前記発
   熱部を駆動する半導体回路を備えた記録ヘッドを有し、 前記半導体回路に入力した駆動信号により前記発熱部を
   駆動し、前記駆動信号に応じて前記記録液体を加熱し、
   前記記録液体に熱エネルギーによる状態変化を発生さ
   せ、気泡を発生し、該気泡により発熱部真上の通路を充
   満し、前記記録液体個別供給通路からの前記記録液体の
   供給を遮断し、前記記録液体噴出飛行方向案内通路より
   前記記録液体を噴出し飛行液滴粒子を形成することを特
   徴とする記録液体噴出による記録装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載のものにおいて、複数の発
   熱部と複数の発熱部真上の通路は、少なくとも、前記発
   熱部の面積を、前記発熱部の面と対向する前記発熱部真
   上の通路の記録液体噴出飛行方向案内通路との連通側の
   断面積より、大きく形成したものであることを特徴とす
   る記録液体噴出による記録装置。
3. 【請求項３】 請求項１記載のものにおいて、複数の発
   熱部と複数の発熱部真上の通路の一部は、少なくとも、
   前記発熱部の面積を、前記発熱部の面と対向する前記発
   熱部真上の通路の記録液体噴出飛行方向案内通路との連
   通側の断面積より、大きく形成したものであることを特
   徴とする記録液体噴出による記録装置。
4. 【請求項４】 記録液体を噴出口から噴出する複数の記
   録液体噴出通路と、前記記録液体の複数の供給通路と、
   前記記録液体を加熱する複数の発熱部とを備えた記録ヘ
   ッドを有するものであって、前記発熱部で前記記録液体
   を加熱し、前記記録液体に熱エネルギーによる状態変化
   を発生させ、前記噴出口より前記記録液体を噴出し飛行
   液滴粒子を形成する記録液体噴出による記録装置におい
   て、 前記発熱部で発生した熱エネルギーが前記記録液体に作
   用する部分である複数の発熱部真上の通路と、 該発熱部真上の通路と連通する複数の記録液体個別供給
   通路と、 前記発熱部真上の通路と連通する複数の記録液体噴出飛
   行方向案内通路の少なくとも３通路を備え、 前記発熱部真上の通路の軸方向のベクトルと、前記記録
   液体個別供給通路の軸方向のベクトルとで形成する夾角
   Θが４５°＜Θ＜１０５°に、 前記発熱部真上の通路の軸方向のベクトルと、前記記録
   液体噴出飛行方向案内通路の軸方向のベクトルとで形成
   する夾角Φが０°＜Φ≦４５°に設定されており、 前記発熱部に電気的に接続され、駆動信号により前記発
   熱部を駆動する半導体回路を備えた記録ヘッドを有し、 前記半導体回路に入力した駆動信号により前記発熱部を
   駆動し、前記駆動信号に応じて前記記録液体を加熱し、
   前記記録液体に熱エネルギーによる状態変化を発生さ
   せ、気泡を発生し、該気泡により発熱部真上の通路を充
   満し、前記記録液体個別供給通路からの前記記録液体の
   供給を遮断し、前記記録液体噴出飛行方向案内通路より
   前記記録液体を噴出し飛行液滴粒子を形成することを特
   徴とする記録液体噴出による記録装置。
5. 【請求項５】 請求項４記載のものにおいて、複数の発
   熱部と複数の発熱部真上の通路は、少なくとも、前記発
   熱部の面積を、前記発熱部の面と対向する前記発熱部真
   上の通路の記録液体噴出飛行方向案内通路との連通側の
   断面積より、大きく形成したものであることを特徴とす
   る記録液体噴出による記録装置。
6. 【請求項６】 請求項１〜請求項５記載のものにおい
   て、複数の発熱部と、複数の発熱部真上の通路と、複数
   の記録液体噴出飛行方向案内通路と、複数の半導体回路
   とを有する記録ヘッドは、 半導体プロセスにより、半導体基板上に、前記発熱部を
   駆動する記録駆動回路や該記録駆動回路に記録デ−タを
   入力し転送するための記録信号回路等からなる前記半導
   体回路と、薄膜の発熱抵抗体からなる前記発熱部と、駆
   動用電極とを形成した上に、 前記記録液体個別供給通路と、前記発熱部真上の通路
   と、前記記録液体噴出飛行方向案内通路とを形成したも
   のであることを特徴とする記録液体噴出による記録装
   置。
7. 【請求項７】 発熱部で記録液体を加熱し、前記記録液
   体に熱エネルギーによる状態変化を発生させ、記録液体
   噴出通路の噴出口より前記記録液体を噴出し飛行液滴粒
   子を形成する記録液体噴出による記録方法において、 前記発熱部で発生した熱エネルギーが前記記録液体に作
   用する部分である発熱部真上の通路と、 該発熱部真上の通路と連通する記録液体個別供給通路
   と、 前記発熱部真上の通路と連通する記録液体噴出飛行方向
   案内通路の少なくとも３通路を備え、 前記発熱部に電気的に接続され、駆動信号により前記発
   熱部を駆動する半導体回路を備えた記録ヘッドを有し、 前記半導体回路に入力した駆動信号で前記発熱部を駆動
   することにより前記記録液体を加熱し、前記記録液体に
   熱エネルギーで状態変化による気泡を発生させ、該気泡
   により前記発熱部真上の通路を充満し、前記記録液体個
   別供給通路からの前記記録液体の供給を遮断し、前記記
   録液体噴出飛行方向案内通路より前記記録液体を噴出し
   飛行液滴粒子を形成することを特徴とする記録液体噴出
   による記録方法。