JPS62201257A - 液体噴射記録ヘツド - Google Patents
液体噴射記録ヘツドInfo
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- JPS62201257A JPS62201257A JP4484486A JP4484486A JPS62201257A JP S62201257 A JPS62201257 A JP S62201257A JP 4484486 A JP4484486 A JP 4484486A JP 4484486 A JP4484486 A JP 4484486A JP S62201257 A JPS62201257 A JP S62201257A
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- Japan
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- recording
- recording head
- liquid
- liquid jet
- jet recording
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- B41J2/00—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
- B41J2/005—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
- B41J2/01—Ink jet
- B41J2/135—Nozzles
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- B41J2/14016—Structure of bubble jet print heads
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- B41J2/2121—Ink jet for multi-colour printing characterised by dot size, e.g. combinations of printed dots of different diameter
- B41J2/2128—Ink jet for multi-colour printing characterised by dot size, e.g. combinations of printed dots of different diameter by means of energy modulation
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
１産業上の利用分野】
本発明は、液体噴射記録ヘッドに関し、詳しくは、記録
用液体を液滴として吐出し階調記録か可能な液体噴射記
録ヘットに関する。
用液体を液滴として吐出し階調記録か可能な液体噴射記
録ヘットに関する。
［従来の技術］
従来、ノンインパクト記録法は、記録時におりる騒音の
発生が無視し得る程度に極めて小さいという点に於て関
心を集めている。その中で高速記録が可能であり、しか
も普通紙に定着という特別な処理を必要とせずに記録か
行える液体噴０１記録法（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の
提案とその努力が続けられている。
発生が無視し得る程度に極めて小さいという点に於て関
心を集めている。その中で高速記録が可能であり、しか
も普通紙に定着という特別な処理を必要とせずに記録か
行える液体噴０１記録法（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の
提案とその努力が続けられている。
中でも、例えば特開昭５４−５１８３７号公報および）
・イツ公開（ＤＯ］、Ｓ）第２８４３０６４号公報に記
載されているものは、熱エネルギーを液体に作用させて
、記録用液体を液滴として吐出させる原シ」力を得ると
いう点において、他のインフジエラ１〜記録方式とＣＪ
異なる特徴を有している。
・イツ公開（ＤＯ］、Ｓ）第２８４３０６４号公報に記
載されているものは、熱エネルギーを液体に作用させて
、記録用液体を液滴として吐出させる原シ」力を得ると
いう点において、他のインフジエラ１〜記録方式とＣＪ
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１ｊ力式にお
いては、熱エネルギーの作用を受ｉ−＋だ液体か気泡の
発生を含む急峻な体積の増大を伴う状態変化を起し、そ
の状態変化に基づく作用力によって、記録ヘット部先端
のオリフィスから記録用液体な液滴として引出させ、被
記録部旧に１３１着して記録か行われる。
いては、熱エネルギーの作用を受ｉ−＋だ液体か気泡の
発生を含む急峻な体積の増大を伴う状態変化を起し、そ
の状態変化に基づく作用力によって、記録ヘット部先端
のオリフィスから記録用液体な液滴として引出させ、被
記録部旧に１３１着して記録か行われる。
さらにまた、ＤＯＩＳ ２８４３０［ｉ４に開示されて
いるインクジェット記録方式は、いわゆるドロップ・オ
ン・デマント記録方式に極めて有効に適用されるはかり
てなく、記録ヘラ１一部をフル・ラインタイプで高密度
マルヂオリフィス化することによって、高解像度、高品
質の画像か高速で得られるという利点を有している。
いるインクジェット記録方式は、いわゆるドロップ・オ
ン・デマント記録方式に極めて有効に適用されるはかり
てなく、記録ヘラ１一部をフル・ラインタイプで高密度
マルヂオリフィス化することによって、高解像度、高品
質の画像か高速で得られるという利点を有している。
このように、液体噴射記録装置は多くの利点を有するも
のではあるが、更に高解像度、高品質の画像を記録しよ
うとする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なう必要がある。
のではあるが、更に高解像度、高品質の画像を記録しよ
うとする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なう必要がある。
しかして従来、このような画像記録装置に階調制御＋＋
１を持たせる第１の方式では、一画素か像形成素体を有
する複数のセルのマトリクス状に配置されたもので形成
され、その７１−リクス状に形成されたセルの中の具現
化された像形成素体ににって占領されているセルの個数
とその配列状態に応して所望のレベルの階調性かデジタ
ル的に表現される。また、第２の方式では、一画素をそ
れぞれ個々の像形成素体によって構成し、像形成素体の
光学的濃度を変えることによって所望の階調刊表現かア
ナログ的に表現される。
１を持たせる第１の方式では、一画素か像形成素体を有
する複数のセルのマトリクス状に配置されたもので形成
され、その７１−リクス状に形成されたセルの中の具現
化された像形成素体ににって占領されているセルの個数
とその配列状態に応して所望のレベルの階調性かデジタ
ル的に表現される。また、第２の方式では、一画素をそ
れぞれ個々の像形成素体によって構成し、像形成素体の
光学的濃度を変えることによって所望の階調刊表現かア
ナログ的に表現される。
しかし、熱エネルギーによって液体を引出させて記録を
行なう液体噴射記録ヘラＩ〜に於ては、第１の階調制御
方式によると、一画素自体の面積が大きくなり、鮮明度
等の低下を招ぎやすい。また、デジタル制御であるとこ
ろから階調のステップか粗くなり、画像品位の木目こま
かさに欠＋−）るという点があった。さらにまた、階調
制御力式では一般に、吐出される液滴の大きさをエネル
キー発生体に加える電気エネルギーを変化させることに
よって一画素、すなわち像形成素体の大きさを変化させ
るようにするもので、この方式では階調性の制御範囲が
狭く充分な階調制御範囲が得られず、また、記録ヘット
の吐出不良が発生し易く信頼性等の低下を招くという問
題点があった。
行なう液体噴射記録ヘラＩ〜に於ては、第１の階調制御
方式によると、一画素自体の面積が大きくなり、鮮明度
等の低下を招ぎやすい。また、デジタル制御であるとこ
ろから階調のステップか粗くなり、画像品位の木目こま
かさに欠＋−）るという点があった。さらにまた、階調
制御力式では一般に、吐出される液滴の大きさをエネル
キー発生体に加える電気エネルギーを変化させることに
よって一画素、すなわち像形成素体の大きさを変化させ
るようにするもので、この方式では階調性の制御範囲が
狭く充分な階調制御範囲が得られず、また、記録ヘット
の吐出不良が発生し易く信頼性等の低下を招くという問
題点があった。
そこで、例えば、特開昭５５−１３２２５９号公報に開
示されているように、複数個の発熱素子をノズル内の吐
出方向に直列に配置し、その動作個数を変化させること
により、熱作用面積を変化させて気泡発生面積の増減に
よる気泡体積の変調を行なうようにした記録ヘッドが提
案されている。
示されているように、複数個の発熱素子をノズル内の吐
出方向に直列に配置し、その動作個数を変化させること
により、熱作用面積を変化させて気泡発生面積の増減に
よる気泡体積の変調を行なうようにした記録ヘッドが提
案されている。
また、特開昭５５−７３５６８号公報に開示されている
ものでは、発熱体面積の異なる２つ以上の発熱素子をノ
ズル内の吐出方向に配置して人力信号に応じ適切な１つ
の発熱体を選択しドツト径を可変となし階調を制御して
いる。
ものでは、発熱体面積の異なる２つ以上の発熱素子をノ
ズル内の吐出方向に配置して人力信号に応じ適切な１つ
の発熱体を選択しドツト径を可変となし階調を制御して
いる。
すなわち、上述したような記録ヘッドではノズル内に複
数の発熱素子をその吐出方向に配置してこれらの発熱素
子の選択または複数個の組合せ駆動によって、熱作用面
積を変化させ、ドツト径を変化させ階調を行なっていた
。
数の発熱素子をその吐出方向に配置してこれらの発熱素
子の選択または複数個の組合せ駆動によって、熱作用面
積を変化させ、ドツト径を変化させ階調を行なっていた
。
しかしながら、以上述べてぎたようにノズル内に複数の
発熱素子を吐出方向に配列させるたりでは、選択する発
熱素子によってその発熱素子とノズル吐出口との間の相
対距離が変化し、物理的条件から吐出性能が変化してし
まう虞があり、具体的に言うと、発熱素子の吐出口側の
端から吐出口までの距離が流体抵抗などの変化に関連し
て吐出性能に非常な影響を与えるので、発熱素子の選択
のいかんによって、吐出性能が異なってくる場合があっ
た。
発熱素子を吐出方向に配列させるたりでは、選択する発
熱素子によってその発熱素子とノズル吐出口との間の相
対距離が変化し、物理的条件から吐出性能が変化してし
まう虞があり、具体的に言うと、発熱素子の吐出口側の
端から吐出口までの距離が流体抵抗などの変化に関連し
て吐出性能に非常な影響を与えるので、発熱素子の選択
のいかんによって、吐出性能が異なってくる場合があっ
た。
また、発熱素子の数が多くなると、ノズル内におさまり
ぎれなくなるので、結局発熱素子の面積や個数が限定さ
れがちとなる傾向があった。
ぎれなくなるので、結局発熱素子の面積や個数が限定さ
れがちとなる傾向があった。
［発明が解決しようとする問題点］
本発明の目的は、上述した従来の欠点を除去し、常に安
定した吐出性能により階調記録を実施することのできる
液体噴射記録ヘッドを提供することにある。
定した吐出性能により階調記録を実施することのできる
液体噴射記録ヘッドを提供することにある。
Ｅ問題点を解決するための手段１
かかる目的を達成するために、本発明は、記録用液体を
吐出するための引出口、ばηば７川出［−１に連通した
液路、および発熱抵抗層と発熱抵抗層に電気的に接続さ
れた少なくともいっついの電極とを具え電気熱変換体／
を有する液体０ｎ躬記録ヘツトにおいて、電気熱変換体
か複数積層されているこ・とを特徴とする。
吐出するための引出口、ばηば７川出［−１に連通した
液路、および発熱抵抗層と発熱抵抗層に電気的に接続さ
れた少なくともいっついの電極とを具え電気熱変換体／
を有する液体０ｎ躬記録ヘツトにおいて、電気熱変換体
か複数積層されているこ・とを特徴とする。
［作 用］
本発明液体噴射記録ヘットによれは、基板十に電気熱変
換体が複数積層されていることにより、田川オリフィス
と個々の電気熱変換体との間の距離か均等に保たれ、こ
わらの電気熱変換体の選択若しくは組合せにＪ：って熱
作用面積か変化しても、液滴吐出時におりる流体抵抗が
変わらないので、安定した吐出性能を保って階調的に記
録を実施することかでき、しかも複数の電気熱変換体に
広い場所を占有させることなく、１つのノズル内に容易
に収容することかできる。
換体が複数積層されていることにより、田川オリフィス
と個々の電気熱変換体との間の距離か均等に保たれ、こ
わらの電気熱変換体の選択若しくは組合せにＪ：って熱
作用面積か変化しても、液滴吐出時におりる流体抵抗が
変わらないので、安定した吐出性能を保って階調的に記
録を実施することかでき、しかも複数の電気熱変換体に
広い場所を占有させることなく、１つのノズル内に容易
に収容することかできる。
［実施例］
以下に、図面に基づいて本発明の実施例をその製造過程
にしたかって具体的に説明する。
にしたかって具体的に説明する。
第１図〜第３図は本発明の一実施例を示す。ここで、１
は例えはシリコンＳｉの中結晶インゴットから得らねた
ウェハーであり、Ｓ１ウエハー１上に熱酸化により、厚
さが約３μｍのシリカ（Ｓｉ０２ ）層１０か形成され
る。しかして、層１０の上に、例えばマグネトロンを用
いたマイクロ波電子サイクロトロン共鳴スパッタ法によ
りポウ化ハフニウム１ｕｌ１２の厚さか約０２μｍの第
１発熱抵抗層１１を形成し、さらにその上に真空蒸着に
よって厚さか約０．２ μｍのアルミニウムｉによる第
１の電極層１２を形成した上、フォトリソグラフィにに
り第１の電極１２八および１２Ｂと、発熱面積が約１０
０μｍ ｘ １５０μｍの第１ヒータＩＩＡ とをパ
ターン形成する。
は例えはシリコンＳｉの中結晶インゴットから得らねた
ウェハーであり、Ｓ１ウエハー１上に熱酸化により、厚
さが約３μｍのシリカ（Ｓｉ０２ ）層１０か形成され
る。しかして、層１０の上に、例えばマグネトロンを用
いたマイクロ波電子サイクロトロン共鳴スパッタ法によ
りポウ化ハフニウム１ｕｌ１２の厚さか約０２μｍの第
１発熱抵抗層１１を形成し、さらにその上に真空蒸着に
よって厚さか約０．２ μｍのアルミニウムｉによる第
１の電極層１２を形成した上、フォトリソグラフィにに
り第１の電極１２八および１２Ｂと、発熱面積が約１０
０μｍ ｘ １５０μｍの第１ヒータＩＩＡ とをパ
ターン形成する。
ついでこの上から例えばバイアススパッタ法によってシ
リカ５ｉ０２を厚さ約０．２μｍに蒸着するか、ここて
重要なことは形成されるシリカ ５ｉ０２の絶縁層かこ
のあと次々に積層された形態に形成されるヒータの縁部
において凹凸になりずきると、熱作用面からの発泡が付
安定な状態となる。
リカ５ｉ０２を厚さ約０．２μｍに蒸着するか、ここて
重要なことは形成されるシリカ ５ｉ０２の絶縁層かこ
のあと次々に積層された形態に形成されるヒータの縁部
において凹凸になりずきると、熱作用面からの発泡が付
安定な状態となる。
そこで、本例ではヒータの吐出方向の長さか一定に保た
れるようにすると共に、」−下のヒータ間に形成される
絶縁層ができるだけ平坦に保たれるように工夫さねてい
る。符号１３はこのような発想に基づいて形成した第１
の絶縁層を示す。
れるようにすると共に、」−下のヒータ間に形成される
絶縁層ができるだけ平坦に保たれるように工夫さねてい
る。符号１３はこのような発想に基づいて形成した第１
の絶縁層を示す。
かくして第１の電極＋２八おにび１２Ｂと第１のヒータ
１１八が絶縁層１３によって被覆されたならば、以下同
様の手順と工法を繰返すことににって第２の電極２２Ａ
および２２Ｂを約０２μｍ厚さの１１ｆＢ２でまた、約
０．２μｍ厚さのアルミニウムで第２のヒータ２１八を
、この場合第２のヒータ２１八は幅か約５０μｍとなる
ようにしてパターン形成し、厚さ約０２μｍのシリカ５
ｉ０２による第２の絶縁層２３によって被覆する。
１１八が絶縁層１３によって被覆されたならば、以下同
様の手順と工法を繰返すことににって第２の電極２２Ａ
および２２Ｂを約０２μｍ厚さの１１ｆＢ２でまた、約
０．２μｍ厚さのアルミニウムで第２のヒータ２１八を
、この場合第２のヒータ２１八は幅か約５０μｍとなる
ようにしてパターン形成し、厚さ約０２μｍのシリカ５
ｉ０２による第２の絶縁層２３によって被覆する。
ついで、ざらに第３の電極３２八および３２Ｂを約０．
２μｍ厚さの１ＩｆＢ２で、また、第３のヒータ３１八
をアルミニウムで約０２μｌ厚さ、面積か約２５μｍｘ
１５０μ川となるようにして形成し、その」−に第
１の保護層３３をバイアススパッタ法によりシリカ５ｉ
０２の約０．６μｍ厚さで形成する。３４は第２の保護
層であり、マグネトロンを用いたマイクロ波電子サイク
ロトロン共鳴スパッタ法ににり例えはタンタルＴａで約
０３μｍの厚さに形成したものである。なお、第２図に
おいて、２１および３１はそれそね第２発熱抵抗層およ
び第３発熱抵抗層、２２および３２はそねそれ第２電極
層および第３電極層である。
２μｍ厚さの１ＩｆＢ２で、また、第３のヒータ３１八
をアルミニウムで約０２μｌ厚さ、面積か約２５μｍｘ
１５０μ川となるようにして形成し、その」−に第
１の保護層３３をバイアススパッタ法によりシリカ５ｉ
０２の約０．６μｍ厚さで形成する。３４は第２の保護
層であり、マグネトロンを用いたマイクロ波電子サイク
ロトロン共鳴スパッタ法ににり例えはタンタルＴａで約
０３μｍの厚さに形成したものである。なお、第２図に
おいて、２１および３１はそれそね第２発熱抵抗層およ
び第３発熱抵抗層、２２および３２はそねそれ第２電極
層および第３電極層である。
−に述したような過程によって構成した基板に対し、そ
の」−に図示しないか、オリフィスを具えた液体通路、
液室および液体供給系等を設けて液体噴射記録ヘットを
構成した。かくして、このようにして構成した記録ヘッ
トの第１電極＋２Ａ、１２Ｂ、第２電極２２Ａ、２２Ｂ
および第３電極３２八、３２Ｂにそれぞれパルス信号を
供給することによってれそれ第１表に示すような直径の
液滴による記録を得ることができた。
の」−に図示しないか、オリフィスを具えた液体通路、
液室および液体供給系等を設けて液体噴射記録ヘットを
構成した。かくして、このようにして構成した記録ヘッ
トの第１電極＋２Ａ、１２Ｂ、第２電極２２Ａ、２２Ｂ
および第３電極３２八、３２Ｂにそれぞれパルス信号を
供給することによってれそれ第１表に示すような直径の
液滴による記録を得ることができた。
この第１表からも明らかなように、その目出速度や周波
数特性に大きい変化を斉ずことなく、ヒータの作用面積
にほぼ比例した吐出特性を得ることができたが、このよ
うな結果はオリフィスから個々のヒータＩＩへ、２ＬＡ
、３＋Ａまでの距離か一定に保たれていることによるも
のであることはいうまでもない。
数特性に大きい変化を斉ずことなく、ヒータの作用面積
にほぼ比例した吐出特性を得ることができたが、このよ
うな結果はオリフィスから個々のヒータＩＩへ、２ＬＡ
、３＋Ａまでの距離か一定に保たれていることによるも
のであることはいうまでもない。
第１表
なお、以上の説明では３つのヒータを重ねて形成した例
について述へたが、ヒータの個数はこれに限るものでは
なく、必要に応じてその個数を増減することができるの
はもちろんである。
について述へたが、ヒータの個数はこれに限るものでは
なく、必要に応じてその個数を増減することができるの
はもちろんである。
また、ヒータの大ぎさも適切に選択することができ、そ
の大きさを異ならせることもできる。更にまた、これら
のヒータのうちから１つのヒータを選択することも複数
のヒータを組合せて同時に使用することも可能であるこ
とはいうまでもな［発明の効果］ 以干説明したように、本発明ににれば、ノズル内の基板
上に絶縁層を介して複数の電気熱変換体／積層した形態
としたことにＪ：す、ノズルオリフィスから電気熱変換
体までの距離が一定に保たれることによって吐出性能を
安定した状態に保つことかで剖、適正な階調記録を達成
することか可能となった。
の大きさを異ならせることもできる。更にまた、これら
のヒータのうちから１つのヒータを選択することも複数
のヒータを組合せて同時に使用することも可能であるこ
とはいうまでもな［発明の効果］ 以干説明したように、本発明ににれば、ノズル内の基板
上に絶縁層を介して複数の電気熱変換体／積層した形態
としたことにＪ：す、ノズルオリフィスから電気熱変換
体までの距離が一定に保たれることによって吐出性能を
安定した状態に保つことかで剖、適正な階調記録を達成
することか可能となった。
第１図は本発明液体噴口−記録ヘッドにかかる基板上の
電気熱変換体の構成の一例を模式に示す平面図、 第２図は第１図のＡ−Ｂ線断面図、 １・・・ウェハー、 １０・・・シリカ層、 ＋１，２１．３１・・・抵抗層、 １２．２２．３２・・・電極層、 １１＾、２１八、３１Ａ・・・ヒータ、＋２Ａ、１２８
，２２Ａ、２２Ｂ、３２＾、３２Ｂ・・・電極、１３．
２３・・・絶縁層、 ３３．３４・・・保護層。
電気熱変換体の構成の一例を模式に示す平面図、 第２図は第１図のＡ−Ｂ線断面図、 １・・・ウェハー、 １０・・・シリカ層、 ＋１，２１．３１・・・抵抗層、 １２．２２．３２・・・電極層、 １１＾、２１八、３１Ａ・・・ヒータ、＋２Ａ、１２８
，２２Ａ、２２Ｂ、３２＾、３２Ｂ・・・電極、１３．
２３・・・絶縁層、 ３３．３４・・・保護層。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 記録用液体を吐出するための吐出口、該吐出口に連通し
た液路、および発熱抵抗層と該発熱抵抗層に電気的に接
続された少なくとも一対の電極とを具えた電気熱変換体
を有する液体噴射記録ヘッドにおいて、 前記電気熱変換体が複数積層されていることを特徴とす
る液体噴射記録ヘッド。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4484486A JPS62201257A (ja) | 1986-02-28 | 1986-02-28 | 液体噴射記録ヘツド |
| US07/230,703 US4965594A (en) | 1986-02-28 | 1988-08-05 | Liquid jet recording head with laminated heat resistive layers on a support member |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4484486A JPS62201257A (ja) | 1986-02-28 | 1986-02-28 | 液体噴射記録ヘツド |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62201257A true JPS62201257A (ja) | 1987-09-04 |
Family
ID=12702782
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4484486A Pending JPS62201257A (ja) | 1986-02-28 | 1986-02-28 | 液体噴射記録ヘツド |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62201257A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1991012967A1 (fr) * | 1990-02-26 | 1991-09-05 | Canon Kabushiki Kaisha | Substrat pour tete a jet d'encre |
| JPH03124135U (ja) * | 1990-03-29 | 1991-12-17 | ||
| JP2014201047A (ja) * | 2013-04-09 | 2014-10-27 | キヤノン株式会社 | 液体吐出ヘッド、液体吐出ヘッドのクリーニング方法、液体吐出装置、及び液体吐出ヘッド用基板 |
-
1986
- 1986-02-28 JP JP4484486A patent/JPS62201257A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1991012967A1 (fr) * | 1990-02-26 | 1991-09-05 | Canon Kabushiki Kaisha | Substrat pour tete a jet d'encre |
| JPH03124135U (ja) * | 1990-03-29 | 1991-12-17 | ||
| JP2014201047A (ja) * | 2013-04-09 | 2014-10-27 | キヤノン株式会社 | 液体吐出ヘッド、液体吐出ヘッドのクリーニング方法、液体吐出装置、及び液体吐出ヘッド用基板 |
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