(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体を吐出する複数の吐出口と、
該複数の吐出口とそれぞれ連通する複数の液流路と、
前記液流路内に配置され、前記液流路内の液体を前記吐出口から吐出させるために利用される熱エネルギーを発生させる第１の発熱手段と、
前記液流路内の、前記第１の発熱手段より前記液流路の流路方向上流側に配置され、前記第１の発熱手段と独立して駆動可能な第２の発熱手段と、を有するインクジェットヘッドを構成するための、前記第１および第２の発熱手段が基板上に形成されてなるインクジェットヘッド用基体において、
前記第１および第２の発熱手段は、それぞれ選択的に４ＫＨｚ以上の駆動周波数で駆動されるものであって、前記第１の発熱手段は、前記各液流路に対応して前記液流路の流路方向に対して垂直な方向に並列に配置され、電気的に直列に接続された複数の発熱抵抗体を有するものであり、前記第２の発熱手段は、少なくとも１つの発熱抵抗体を有するものであることを特徴とするインクジェットヘッド用基体。
【請求項２】
前記第１および第２の発熱手段が配置される前記基板上に形成された共通配線層と、
前記第１および第２の発熱手段の下層となるように前記共通配線層の表面に形成された絶縁層と、
前記絶縁層の、前記第１と第２の発熱手段の間に対応する位置に形成された第１のスルーホールを介して、前記第１および第２の発熱手段を前記共通配線層に電気的に接続する第１の共通配線と、
前記絶縁層の表面に形成され、前記第１の発熱手段と電気的に接続された第１の個別配線と、
前記絶縁層の表面に形成され、前記第２の発熱手段と電気的に接続された第２の個別配線と、
前記絶縁層の表面に形成され、前記絶縁層の、前記第２の発熱手段の前記第１の発熱手段側と反対側に形成された第２のスルーホールを介して、前記共通配線層と電気的に接続された第２の共通配線と、をさらに有する請求項１に記載のインクジェットヘッド用基体。
【請求項３】
前記第１の発熱手段が有する発熱抵抗体は、前記液流路の流路方向に対して垂直な方向に並列に配置された第１および第２の発熱抵抗体の２つであり、前記第１および第２の発熱抵抗体の吐出口側に配置された接続配線を介して前記第１と第２の発熱抵抗体が電気的に接続されている請求項１または２に記載のインクジェットヘッド用基体。
【請求項４】
前記第１および第２の発熱素子の構成材料として、ＴａＮ、ＴａＡｌ、ＴａＳｉＮおよびＨｆＢ2のうちいずれか１つが用いられている請求項１〜３のいずれか１項に記載のインクジェットヘッド用基体。
【請求項５】
液体を吐出する複数の吐出口と、
該複数の吐出口とそれぞれ連通する複数の液流路と、
前記液流路内に配置され、前記液流路内の液体を前記吐出口から吐出させるために利用される熱エネルギーを発生させる第１の発熱手段と、
前記液流路内の、前記第１の発熱手段より前記液流路の流路方向上流側に配置され、前記第１の発熱手段と独立して駆動可能な第２の発熱手段と、を有するインクジェットヘッドにおいて、
前記第１および第２の発熱手段は、それぞれ選択的に４ＫＨｚ以上の駆動周波数で駆動されるものであって、
前記第１の発熱手段は、前記各液流路内に前記液流路の流路方向に対して垂直な方向に並列に配置され、電気的に直列に接続された複数の発熱抵抗体を有するものであり、前記第２の発熱手段は、前記各液流路内に配置された少なくとも１つの発熱抵抗体を有するものであることを特徴とするインクジェットヘッド。
【請求項６】
前記第１の発熱手段の自由発泡幅が、前記液流路の前記第１の発熱手段配置部分における前記液流路幅方向の最大距離以上である請求項５に記載のインクジェットヘッド。
【請求項７】
請求項１〜４のいずれか１項に記載のインクジェットヘッド用基体と、該インクジェットヘッド用基体の前記第１および第２の発熱手段側の面上に前記液流路を設けるように前記インクジェットヘッド用基体の前記第１および第２の発熱手段側の面に接合された天板とを有するインクジェットヘッド。
【請求項８】
請求項５〜７のいずれか１項に記載のインクジェットヘッドと、該インクジェットヘッドに供給するための液体を貯留する液体貯留部とを有するインクジェットカートリッジ。
【請求項９】
請求項８に記載のインクジェットカートリッジと、該インクジェットカートリッジの前記インクジェットヘッドから吐出された液体を受ける被記録媒体を搬送する被記録媒体給送装置とを有するインクジェット記録装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、紙、プラスチックシート、布、物品等の被記録媒体に対して、例えばインク等の機能性液体を吐出することにより文字や記号などの画像の記録、印刷等を行うインクジェットヘッドを構成するためのインクジェットヘッド用基体、このインクジェットヘッド用基体を用いて構成されるインクジェットヘッド、このインクジェットヘッドに対して供給されるインクを貯溜するためのインク貯溜部を含むインクジェットカートリッジ、及びインクジェットヘッドが装着されるインクジェット記録装置に関する。
【０００２】
なお、本発明において称するインクジェットカートリッジは、インクジェットヘッドとインク貯溜部とを一体としたカートリッジの形態も、それらを互いに別体として着脱可能に組み合わせた形態も包含するものである。このインクジェットインクジェットカートリッジは、装置本体側のキャリッジ等の搭載手段に対して着脱可能に構成されている。
【０００３】
また、本発明において称するインクジェット記録装置は、ワードプロセッサー、コンピューター等の情報処理機器の出力端末として、この情報処理機器と一体的に、または別体として設けられるものの他、情報読み取り機器等が組合わされた複写装置や、情報送受信機能を有するファクシミリ装置、布への捺染を行う機器等、種々の装置で用いられる形態を包含するものを意味している。
【０００４】
【従来の技術】
従来のインクジェット記録装置では、インクを吐出するために利用されるエネルギーを発生するエネルギー発生手段として電気熱変換体またはピエゾ素子を用い、このエネルギー発生手段により発生したエネルギーをインクなどの液体に作用させることで吐出口から液体を吐出させている。このようなインクジェット記録装置は、インクなどの液体を微小な液滴として吐出口から高速で吐出することにより高精細な画像の記録を高速で行うことができるという特徴を有している。特に、インクを吐出するために利用されるエネルギーを発生するエネルギー発生手段として電気熱変換体を用い、この電気熱変換体により発生した熱エネルギーによって生ずるインクの発泡を利用して吐出する方式のインクジェット記録装置が、画像の高精細性、高速記録性、インクジェットヘッドおよびインクジェット記録装置の小型化やカラー化に適していることから、この方式のインクジェット記録装置が近年注目されている。電気熱変換体を用いたインクジェット記録装置としては、例えば米国特許第４７２３１２９号明細書または米国特許第４７４０７９６号明細書に記載されたものがある。
【０００５】
図９は、従来のインクジェットヘッドについて説明するための断面図である。図９に示されるように従来のインクジェットヘッドには複数の吐出口７０１が設けられている。また、それぞれの吐出口７０１から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電気熱変換素子７０２が、それぞれの吐出口７０１と連通する液流路としてのインク流路７０３ごとに基板７０４の面上に形成されている。電気熱変換素子７０２は、主に発熱抵抗体７０５と、発熱抵抗体７０５に電力を供給するための電極配線７０６と、発熱抵抗体７０５および電極配線７０６を保護する絶縁膜７０７とから構成される。このようなインクジェットヘッドでは、基板７０４と、基板７０４上の電気熱変換素子７０２などとからインクジェットヘッド用基体が構成されている。
【０００６】
また、それぞれのインク流路７０３は、複数の流路壁７０８が一体的に形成された天板を基板７０４に接合することで形成される。基板７０４に天板を接合する際には、基板７０４上の電気熱変換素子７０２等との相対的な位置を画像処理等の手段により位置合わせしながら天板を接合する。それぞれのインク流路７０３は、吐出口７０１と反対側の端部が共通液室７０９と連通しており、この共通液室７０９には、インクを貯留する貯留部としてのインクタンク（不図示）から供給されたインクが保持されている。
【０００７】
共通液室７０９に供給されたインクは、共通液室７０９から各インク流路７０３に導かれ、インク流路７０３内の吐出口７０１の近傍でメニスカスを形成してインク流路７０３内にインクが保持される。インク流路７０３内にインクが保持された状態で電気熱変換素子７０２を選択的に駆動させることにより、発熱抵抗体７０５から発生する熱エネルギーを利用して発熱抵抗体７０５上のインクを急激に加熱沸騰させ、この時の衝撃力によってインクを吐出口７０１吐出させる。
【０００８】
図１０は、図９に基づいて説明したインクジェットヘッドに用いられたインクジェットヘッド用基体の、インク流路７０３に対応する部分における図９のＸ−Ｘ’線断面図である。図１０では、図９に示した基板７０４と電気熱変換素子７０２とからなるインクジェットヘッド用基体がインクジェットヘッド用基体７２０に対応している。
【０００９】
図１０に示すようにインクジェットヘッド用基体７２０では、シリコン基板７２１の表面に、熱酸化膜からなる蓄熱層７２２が形成されている。蓄熱層７２２の表面には、蓄熱を兼ねるＳｉＯ膜またはＳｉＮ膜等からなる層間膜７２３が形成され、層間膜７２３の表面に発熱抵抗層７２４が部分的に形成されている。発熱抵抗層７２４の表面には、Ａｌ、Ａｌ−ＳｉまたはＡｌ−Ｃｕなどの金属配線７２５が形成され、金属配線７２５、発熱抵抗層７２４および層間膜７２３の表面に、ＳｉＯ膜またはＳｉＮ膜等からなる保護膜７２６が形成されている。保護膜７２６の表面には、発熱抵抗層７２４の発熱に伴う化学的、物理的衝撃から保護膜７２６を守るための耐キャビテーション膜７２７が形成されている。耐キャビテーション膜７２７における発熱抵抗層７２４の面上の金属配線７２５以外の部分に対応する部分が、発熱抵抗層７２４からの熱がインクに作用する熱作用部７２８となっている。
【００１０】
図９および図１０に基づいて説明したインクジェットヘッドにおいては、それぞれのインク流路７０３に発熱抵抗体７０５を配置し、発熱抵抗体７０５により発生する熱を利用して記録を行う。このようなインクジェットヘッドに対して、近年、高画質化、高密度化の要求が高まっており、各種の試みがなされている。例えば、特開昭６２−２６１４５２号公報や特開昭６２−２６１４５３号公報には、１つの液流路に複数の発熱素子を配置し、記録する多値情報に応じて発熱素子を選択的に駆動することで、吐出口から吐出される液滴の大きさを変化させるという多値記録方式が提案されている。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
ここで、１つのインク流路にインク流路の流路方向に沿って複数の発熱素子を配置し、インク流路に配置された発熱素子を選択的に駆動する多値記録方式の場合には、次に説明する制約を受ける。
【００１２】
以下、インク流路に配置された複数の発熱素子を選択的に駆動する場合の制約について、インク流路にインク流路の流路方向に沿って第１および第２の発熱素子を配置し、この２つの発熱素子を選択的に駆動して大ドットおよび小ドットの２値の記録を行う場合を例にとって説明する。
【００１３】
まず、第１に、この場合では、多値記録をより効果的に行うためには、小ドットをなるべく小さくして高精細対抗に、一方、大ドットをなるべく大きくして高速対応にすることが望まれる。そのため、小ドット記録用の発熱素子の面積を小さくし、大ドット記録用の発熱素子の面積を大きくすることが必要であるが、まず、大ドット記録用の発熱素子の、インク流路と直行する方向の幅がインク流路の幅から自ずと決定される。
【００１４】
第２に、第１および第２の発熱素子を駆動する際のことを考慮すると、第１と第２の発熱素子の駆動電圧を同じにすることが好ましく、従って、第１と第２の発熱素子の駆動電圧を同じするための制約が生じる。
【００１５】
そこで、上記の２つの制約を考慮して第１および第２の発熱抵抗体を基板上に配置した例について図１１および図１２を参照して説明する。
【００１６】
図１１は、基板上の第１および第２の発熱素子をほぼ同一のシート抵抗値で形成したインクジェットヘッドの例について説明するための平面図である。図１１では、矢印Ａで示される方向がインクの吐出方向である。図１１に示されるように、インク流路に、インク流路の流路方向に沿って第１の発熱素子７８１および第２の発熱素子７８２を吐出口側からこの順番で直列に配置した場合、駆動電圧を同じにするためには、第１の発熱素子７８１の、インク流路の流路方向における長さＬ1と、第２の発熱素子７８２の、インク流路の流路方向における長さＬ２とが同じになる。第１の発熱素子７８１および第２の発熱素子７８２のそれぞれは、インク流路の流路方向に延びるように形成され、このような構成では、第１の発熱素子７８１の長さＬ1と、第２の発熱素子７８２の長さＬ２とが同じになると、第２の発熱素子７８２が吐出口から離れるので、より高速で大ドットを吐出したい場合に制約となった。また、小ドット用の第１の発熱素子７８１の、インク流路の流路方向と直行する方向における幅Ｗ1は、大ドット用の第２の発熱素子７８２の、インク流路の流路方向と直行する方向における幅Ｗ2よりも狭くなる。これにより、第１の発熱素子７８１による最大発泡時においても気泡はノズル壁に達しておらず、これは、より印字速度を速めるためにより高速（例えば４ＫＨｚ以上）で発泡、消泡を繰り返した場合、ノズル内の気泡の排出がしにくくなり、ヘッドの性能アップの制約であった。
【００１７】
一方、図１２は、基板上の第１と第２の発熱素子を異なる発熱抵抗層で構成したインクジェットヘッドの例について説明するための平面図である。図１２では、矢印Ｂで示される方向がインクの吐出方向である。この場合では、図１２に示されるように、小ドット用の第１の発熱素子７９１のシート抵抗値を、材料や膜厚を変えることで大きくすることにより、第１の発熱素子７９１の幅Ｗ3を広くすると共に、第１の発熱素子７９１の長さＬ3を第２の発熱素子７９２の長さＬ4よりも短くして、第１の発熱素子７９１および第２の発熱素子７９２を吐出口に近い位置に配置することが可能となる。しかしながら、上記のように第１の発熱素子７９１と第２の発熱素子７９２とのシート抵抗値を変えるためには製造工程が複雑になり、インクジェットヘッド用基体およびインクジェットヘッドのコストが上昇するという問題点があった。
【００１８】
さらに、小ドットを形成する発熱手段を、電気的に直列接続された２つの発熱抵抗体を（流路方向に）並列に配置したものとすることにより、第１および第２の発熱手段の駆動電圧をほぼ等しくした状態で、発熱手段をより吐出口側に配置しようとする構成が、特開平９−２３９９８３号公報に開示されている。
【００１９】
図１３は、特開平９−２３９９８３号公報に開示されているインクジェットヘッドの構成を説明するための平面図である。
【００２０】
図１３に示されるように、インクジェットヘッドを構成するインクジェットヘッド用基体には、液流路であるインク流路８０８に配置される第１の発熱抵抗体８０１ａおよび第２の発熱抵抗体８０１ｂからなる小ドット用の第１の発熱手段８０１と、第２の発熱手段である発熱抵抗体８０２とが備えられている。第１の発熱手段８０１および発熱抵抗体８０２は、インク流路８０８の流路方向に沿って吐出口８０７側からこの順番で直列に配置されている。発熱抵抗体８０２の第１の発熱手段８０１側の端部は共通配線８０５と電気的に接続され、発熱抵抗体８０２の、第１の発熱手段８０１側と反対側の端部は個別配線８０４と電気的に接続されている。
【００２１】
第１の発熱抵抗体８０１ａおよび第２の発熱抵抗体８０１ｂはインク流路８０８の流路方向に並列に配置されている。
【００２２】
しかしながら、このようなヘッドにおいても、多値記録を高周波数で駆動する場合に必ずしも対応するものではなかった。すなわち、インクジェットヘッドでは、１つのインク流路８０８に対応する発熱抵抗体や配線をインク流路８０８のピッチ内に配置させる必要がある。従って、特に、第１の発熱抵抗体８０１ａおよび第２の発熱抵抗体８０２ｂの、インク流路８０８の幅方向の長さＬ5が、インク流路８０８のピッチＰにより制約される。図１６の構成では、小ドットを形成するための第１の発熱手段の両側部において、共通配線８０５、個別配線８０３の他に接続配線８０６を設けなければならないため、流路幅に対して、発熱手段のインク流路方向と直行する方向における幅を十分にとることが困難になり、前述のように多値記録を高周波数で駆動する場合の制約となっていた。仮に、上述の構成で発熱手段のインク流路方向と直行する方向における幅を流路幅に対して大きく確保しようとすると、配線電極の幅を小さくしなければならず、配線抵抗の増加をもたらすことになるため、好ましくない。
【００２３】
本発明の目的は、小ドット吐出用の第１の発熱手段の、インク流路の流路方向と直行する方向における幅を大きくしてノズル壁に近接させると共に、第１の発熱手段の流路方向の長さを実質的に短くして、多値記録を高周波数で駆動する場合でも安定してインクを吐出させることができる上に、発熱抵抗体や液流路を高密度化することができるインクジェットヘッド用基体や、そのインクジェットヘッド用基体を用いたインクジェットヘッド、インクジェットカートリッジおよびインクジェット記録装置を提供することにある。
【００２４】
また、本発明の目的は、小ドット吐出用の第１の発熱手段と、大ドット吐出用の第２の発熱手段との配置や構成の設計の自由度が増し、コストが低いインクジェットヘッド用基体、インクジェットヘッド、インクジェットカートリッジおよびインクジェット記録装置を提供することにある。
【００２５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため本発明のインクジェットヘッド用基体は、液体を吐出する複数の吐出口と、該複数の吐出口とそれぞれ連通する複数の液流路と、前記液流路内に配置され、前記液流路内の液体を前記吐出口から吐出させるために利用される熱エネルギーを発生させる第１の発熱手段と、前記液流路内の、前記第１の発熱手段より前記液流路の流路方向上流側に配置され、前記第１の発熱手段と独立して駆動可能な第２の発熱手段と、を有するインクジェットヘッドを構成するための、前記第１および第２の発熱手段が基板上に形成されてなるインクジェットヘッド用基体において、前記第１および第２の発熱手段は、それぞれ選択的に４ＫＨｚ以上の駆動周波数で駆動されるものであって、前記第１の発熱手段は、前記各液流路に対応して前記液流路の流路方向に対して垂直な方向に並列に配置され、電気的に直列に接続された複数の発熱抵抗体を有するものであり、前記第２の発熱手段は、少なくとも１つの発熱抵抗体を有するものであることを特徴とする。
【００２７】
具体的には、前記第１および第２の発熱手段が配置される前記基板上に形成された共通配線層と、前記第１および第２の発熱手段の下層となるように前記共通配線層の表面に形成された絶縁層と、前記絶縁層の、前記第１と第２の発熱手段の間に対応する位置に形成された第１のスルーホールを介して、前記第１および第２の発熱手段を前記共通配線層に電気的に接続する第１の共通配線と、前記絶縁層の表面に形成され、前記第１の発熱手段と電気的に接続された第１の個別配線と、前記絶縁層の表面に形成され、前記第２の発熱手段と電気的に接続された第２の個別配線と、前記絶縁層の表面に形成され、前記絶縁層の、前記第２の発熱手段の前記第１の発熱手段側と反対側に形成された第２のスルーホールを介して、前記共通配線層と電気的に接続された第２の共通配線と、をさらに有するインクジェットヘッド用基体が好ましい。
【００２８】
また、前記第１の発熱手段が有する発熱抵抗体は、前記液流路の流路方向に対して垂直な方向に並列に配置された第１および第２の発熱抵抗体の２つであり、前記第１および第２の発熱抵抗体の吐出口側に配置された接続配線を介して前記第１と第２の発熱抵抗体が電気的に接続されていることが好ましい。
【００３０】
さらに、前記第１および第２の発熱素子の構成材料としては、ＴａＮ、ＴａＡｌ、ＴａＳｉＮおよびＨｆＢ2のうちいずれか１つが用いられている。
【００３２】
上記の通りの発明では、液流路の流路方向に沿って第１および第２の発熱手段が直列に配置され、第１の発熱手段が、液流路の流路方向に対して垂直な方向、具体的には液流路の幅方向に並列に配置されると共に電気的に直列に接続された複数の発熱抵抗体により構成されたことにより、第１の発熱手段の流路方向の長さを実質的に短くすることができ、また、第１の発熱手段の複数の発熱抵抗体のそれぞれの幅を広くすることができる。従って、第１の発熱手段をノズル壁に近接させ、かつ、液流路に沿って第１および第２の発熱手段をより吐出口に近い位置に配置でき、吐出口に向かう方向の流体抵抗を下げることができるので、多値記録を高周波駆動する場合でも吐出の安定化を図ることができる。その上、第１の発熱手段を構成する複数の発熱抵抗体を、流路方向に対して垂直な方向に並列に配置させたことで、これらの発熱抵抗体同士を電気的に接続する接続配線が第１の発熱手段の吐出口側、または吐出口側と反対側に配置されることになり、第１の発熱手段のそれぞれの発熱抵抗体を流路方向に並列に配置した場合と比較して、液流路の幅方向に並べる配線の数が少なくなる。従って、液流路の幅に対してそれぞれの発熱抵抗体の幅を大きくすることが可能となって、高周波駆動を行う場合であっても吐出の安定化を図ることができ、また、液流路および発熱抵抗体の高密度化を達成することができる。さらには、発熱抵抗体の幅を大きくすることができるので、第１および第２の発熱手段をより一層、吐出口側に配置することができる。液流路に沿って第１および第２の発熱手段の２つをより吐出口に近い位置に配置できるということは、つまり、吐出特性が低下しない範囲内で発熱抵抗体の配置、形状および大きさ等を変えられることを示しており、多値記録を達成するための発熱抵抗体の設計の自由度を向上させることができる。従って、第１と第２の発熱手段の配置や構成の自由度が増し、両者の発熱手段のバランスを考慮して設計の自由度を増加させることができる。その結果、多値の記録を行う場合でも安定して液体を吐出させることができる上に、発熱抵抗体や液流路を高密度化することができるインクジェットヘッド用基体が得られる。
【００３４】
さらに、第１および第２の発熱手段を、第１と第２の発熱手段の間の第１のスルーホールを挟んで共通配線層上で直列に配置する構成を用いることにより、液流路の、制限のある幅の中で第１および第２の発熱手段をより一層、吐出口に近い位置に配置でき、このことにより、上述したような効果を発揮することができる。その上、液流路の幅方向に並べる配線の数を少なくすることができ、その分、液流路の幅に対してそれぞれの発熱抵抗体の幅を大きくすることが可能となって吐出の安定化を図ることができ、また、液流路および発熱抵抗体の高密度化を達成することができる。
【００３５】
さらに、本発明のインクジェットヘッドは、液体を吐出する複数の吐出口と、該複数の吐出口とそれぞれ連通する複数の液流路と、前記液流路内に配置され、前記液流路内の液体を前記吐出口から吐出させるために利用される熱エネルギーを発生させる第１の発熱手段と、前記液流路内の、前記第１の発熱手段より前記液流路の流路方向上流側に配置され、前記第１の発熱手段と独立して駆動可能な第２の発熱手段と、を有するインクジェットヘッドにおいて、前記第１および第２の発熱手段は、それぞれ選択的に４ＫＨｚ以上の駆動周波数で駆動されるものであって、前記第１の発熱手段は、前記各液流路内に前記液流路の流路方向に対して垂直な方向に並列に配置され、電気的に直列に接続された複数の発熱抵抗体を有するものであり、前記第２の発熱手段は、前記各液流路内に配置された少なくとも１つの発熱抵抗体を有するものであることを特徴とする。さらには、前記第１の発熱手段の自由発泡幅が、前記液流路の前記第１の発熱手段配置部分における前記液流路幅方向の最大距離以上となっていることが好ましい。
【００３６】
さらに、本発明のインクジェットカートリッジは、上記のインクジェットヘッドと、該インクジェットヘッドに供給するための液体を貯留する液体貯留部とを有する。
【００３７】
さらに、本発明のインクジェット記録装置は、上記のインクジェットカートリッジと、該インクジェットカートリッジの前記インクジェットヘッドから吐出された液体を受ける被記録媒体を搬送する被記録媒体給送装置とを有する。
【００３８】
上記のそれぞれの発明では、多値の記録を行う場合でも安定して液体を吐出させて記録を行うことができ、高い解像度で、高精細な画像の記録が可能となるインクジェットヘッド、インクジェットカートリッジおよびインクジェット記録装置が得られる。
【００３９】
なお、本発明でいうところの「発熱手段の自由発泡幅」とは、実質的に周りに液体抵抗成分がない状態において発熱手段を発泡させたときの気泡の最大成長幅を指す。
【００４０】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００４１】
（第１の実施の形態）
図１は、本発明の第１の実施形態のインクジェットヘッドの一部を破断した要部斜視図である。図１に示すように本実施形態のインクジェットヘッドでは、放熱部材であるアルミプレート５に、シリコン基板１が、熱伝導性のよい接着剤により接着されている。シリコン基板１の表面には、図２に基づいて後述するように複数の発熱抵抗体や配線などから構成された吐出手段２が複数形成されている。吐出手段２は、インクなどの液体を吐出させるために利用される熱エネルギーを発生させるためのものである。シリコン基板１には、吐出手段２を駆動するための駆動回路（不図示）が作り込まれており、この駆動回路はシリコン基板１の後端部（吐出口３ａ側と反対側の端部）に形成された端子（不図示）に電気的に接続されている。シリコン基板１と、シリコン基板１上の吐出手段２や駆動回路などとからインクジェットヘッド用基体６が構成されている。
【００４２】
このインクジェットヘッド用基体６の吐出手段２側の面には、それぞれの吐出手段２に対応した液流路としてのインク流路４を構成する複数の溝、および各溝にそれぞれ開口する複数の吐出口３ａが形成された天板３が接合されている。天板３がシリコン基板１に接合されることで、それぞれの吐出手段２がシリコン基板１の溝間の壁で仕切られ、それぞれの吐出手段２は、それぞれ１つのインク流路４に１つずつ配置されることになる。また、アルミプレート５には、シリコン基板１の駆動回路と、インクジェット記録装置の制御回路との中継を行うための配線基板（不図示）が固定されており、配線基板の端子とシリコン基板１の端子とは、ボンディングワイヤーを介して電気的に接続されている。
【００４３】
ここで、吐出手段２の構成について図２を参照して説明する。図２は、吐出手段２の構成について説明するための平面図である。図２に示すように、吐出手段２は、第１の発熱抵抗体１１ａおよび第２の発熱抵抗体１１ｂからなる第１の発熱手段１１と、第２の発熱手段である発熱抵抗体１２とから構成されている。第１の発熱手段１１および発熱抵抗体１２は、インク流路４の流路方向に沿って吐出口３ａ側からこの順番でインク流路４に直列に配置されている。発熱抵抗体１２の第１の発熱手段１１側の端部は共通配線１５と電気的に接続され、発熱抵抗体１２の、第１の発熱手段１１側と反対側の端部は第２の個別配線１４と電気的に接続されている。第１の発熱手段１１および発熱抵抗体１２のシート抵抗値は、ほぼ同一である。
【００４４】
第１の発熱抵抗体１１ａおよび第２の発熱抵抗体１１ｂのそれぞれの形状は長方形である。第１の発熱抵抗体１１ａおよび第２の発熱抵抗体１１ｂのそれぞれの長手方向がインク流路４の流路方向と平行となるように、第１の発熱抵抗体１１ａおよび第２の発熱抵抗体１１ｂがインク流路４の流路方向に対して垂直な方向、すなわちインク流路４の幅方向に並列に配置されている。これにより、第１の発熱手段１１の自由発泡幅を広げることができ、小ドット吐出の安定性を向上させることができる。第１の発熱抵抗体１１ａおよび第２の発熱抵抗体１１ｂのそれぞれの吐出口３ａ側の端部同士が接続配線１６を介して電気的に接続されている。第１の発熱抵抗体１１ａの発熱抵抗体１２側の端部は共通配線１５と電気的に接続され、第２の発熱抵抗体１１ｂの発熱抵抗体１２側の端部が第１の個別配線１３と電気的に接続されている。このように吐出手段２が構成されたことにより、第１の発熱手段１１および発熱抵抗体１２をそれぞれ独立して駆動することが可能となっている。なお、本発明でいうところの「発熱手段の自由発泡幅」とは、実質的に周りに液体抵抗成分がない状態において発熱手段を発泡させたときの気泡の最大成長幅を指す。
【００４５】
第１の発熱抵抗体１１ａ、第２の発熱抵抗体１１ｂおよび発熱抵抗体１２の構成材料としてはＴａＳｉＮが用いられている。ＴａＳｉＮの代わりに、ＴａＮ、ＴａＡｌまたはＨｆＢ２などのうちいずれか１つを、これらの発熱抵抗体の構成材料として用いてもよい。
【００４６】
共通配線１５と第２の個別配線１４との間に電圧を印加することで発熱抵抗体１２を駆動することができ、共通配線１５と第１の個別配線１３との間に電圧を印加することで第１の発熱手段１１を駆動することができる。また、共通配線１５と第２の個別配線１４との間、および第１の個別配線１３との間に同時に電圧を印加すれば、第１の発熱手段１１と発熱抵抗体１２とを同時に駆動することもできる。また、吐出特性を調整する目的で第１の発熱手段１１と、第２の発熱手段である発熱抵抗体１２との駆動タイミングを数μｓｅｃずらすことも有効である。ここで、第１の発熱手段１１と発熱抵抗体１２との間の距離を所定の値にして両者の間を狭くすることにより、両者を同時に駆動した時に確実に一体の気泡が生じる。従って、どの発熱手段を駆動するかによりインクの吐出量を３通りに変調させることができる。吐出しない場合を含めると４通りとなる。
【００４７】
第１の発熱抵抗体１１ａと第２の発熱抵抗体１１ｂとの形状および大きさは同一であり、第１の発熱抵抗体１１ａと第２の発熱抵抗体１１ｂとの面積の合計は発熱抵抗体１２の面積よりも小さくなっている。発熱抵抗体１２の、インク流路４の流路方向の長さＬ2は、第１の発熱抵抗体１１ａおよび第２の発熱抵抗体１１ｂの、インク流路４の流路方向の長さＬ1のほぼ２倍、すなわち、第１の発熱抵抗体１１ａと第２の発熱抵抗体１１ｂとの、インク流路４の流路方向の長さの合計とほぼ同一となっている。
【００４８】
図３は、図２のＡ−Ａ’線断面図である。本実施形態のインクジェットヘッドを構成するインクジェットヘッド用基体６では、図３に示すように、単結晶シリコンからなるＳｉ基板２１の表面に、ＳｉＯ2からなる膜厚１．８μｍの蓄熱層２２が熱酸化法、スパッタ法またはＣＶＤ法などによって形成されている。蓄熱層２２の表面には、ＳｉＯ2からなる膜厚１．２μｍの層間絶縁膜２３がプラズマＣＶＤ法などによって形成されている。層間絶縁膜２３の表面には、Ｔａ−Ｓｉ合金ターゲットを用いた反応性スパッタリング法により、Ｔａ−Ｓｉ−Ｎからなる発熱抵抗層２４が部分的に形成されている。発熱抵抗層２４の表面には、膜厚５５００ÅのＡｌ膜２５がスパッタリング法により部分的に形成されている。発熱抵抗層２４およびＡｌ膜２５を形成する方法としては、まず、層間絶縁膜２３の表面全体に層間絶縁膜２３を形成し、その層間絶縁膜２３の表面全体にＡｌ膜２５を形成する。次に、フォトリソグラフィー法を用いてＡｌ膜２５の表面にパターンを形成した後にエッチングにより発熱抵抗層２４とＡｌ膜２５を同時に取り除き、図２に示した第１の個別配線１３、第２の個別配線１４、共通配線１５、接続配線１６、第１の発熱手段１１および発熱抵抗体１２を形成する。次に、第１の発熱手段１１および発熱抵抗体１２の上のＡｌ膜２５をエッチングすることにより、第１の発熱部２８および第２の発熱部２９を形成する。
【００４９】
Ａｌ膜２５、発熱抵抗層２４および層間絶縁膜２３の表面には、ＳｉＮからなる膜厚１μｍの絶縁性の保護膜２６がプラズマＣＶＤ法によって形成されている。さらに、保護膜２６の表面には、Ｔａからなる膜厚２３００Åの耐キャビテーション層２７がスパッタリング法により形成されている。ここで、耐キャビテーション膜２７をフォトリソグラフィー法を用いてパターニングすることにより、図２および図３に基づいて説明したインクジェットヘッド用基体６が作製される。次では、このような構成に作製されたインクジェットヘッド用基体６を用いて図１に示したインクジェットヘッドを製造し、そのインクジェットヘッドからインクを吐出させて特性評価を行った。
【００５０】
なお、第１の発熱手段１１である第１の発熱抵抗体１１ａと第２の発熱抵抗体１１ｂの形状は１５×４５（μｍ）、第２の発熱手段である発熱抵抗体１２の形状は４０×９０（μｍ）、インク流路４の流路幅は５５μｍとし、３６０ｄｐｉの液流路配列密度で３００本のインク流路４を形成した。
【００５１】
本実施形態のインクジェットヘッド６に対する吐出特性の評価は、第１の発熱手段１１のみを駆動させた小ドットの吐出と、第１の発熱手段１１と発熱抵抗体１２を同時に駆動させた大ドットの吐出を、駆動電圧Ｖop＝１．３×Ｖth（Ｖth：発泡開始電圧）、パルス幅４μｓｅｃで、駆動周波数を１〜９ＫＨｚに変化させて、連続吐出を行った。その結果、４ｋＨｚ以上の高い駆動周波数においても小ドットおよび大ドットともに安定した吐出を行うことができた。また、第１の発熱手段１１と流路壁がない状態で発泡させ、自由発泡幅を測定したところ、自由発泡幅の測定値は流路幅を超えるものであった。
【００５２】
本実施形態のインクジェットヘッド６に対する比較例として、従来の技術において図１１を参照して説明したインクジェットヘッド用基体を、第１の発熱手段１１を１５×９０（μｍ）の発熱抵抗体単独とした以外は、本実施形態のインクジェットヘッド用基体６を作製した方法と同様な方法により作製した。この比較例のインクジェットヘッド用基体を用いてインクジェットヘッドを製造し、本実施形態のものと同様にして吐出特性の評価を行った。この場合、駆動周波数が４ＫＨｚ程度までの低い周波数においては安定したインクが吐出されたが、９ＫＨｚの高い駆動周波数の連続吐出では吐出にゆらぎが見られ、安定した多値記録を充分に行うことができなかった。
【００５３】
以上で説明したように、本実施形態のインクジェットヘッドでは、インク流路４の流路方向に沿って第１の発熱手段１１および発熱抵抗体１２が直列に配置され、第１の発熱手段１１が、インク流路１１の流路方向に対して垂直な方向、具体的にはインク流路１１の幅方向に並列に配置された第１の発熱抵抗体１１ａおよび第２の発熱抵抗体１１ｂにより構成された。これにより、第１の発熱手段１１の流路方向の長さを実質的に短くすることができ、また、第１の発熱手段１１のそれぞれの発熱抵抗体の幅を広くすることができる。従って、第１の発熱手段１１をノズル壁に近接させ、かつ、インク流路４に沿って第１の発熱手段１１および発熱抵抗体１２をより吐出口３ａに近い位置に配置でき、吐出口３ａに向かう方向の流体抵抗を下げることができるので、多値記録を高周波で駆動する場合でも吐出の安定化を図ることができる。
【００５４】
その上、第１の発熱手段１１を構成するそれぞれの発熱抵抗体を、流路方向に対して垂直な方向に並列に配置させたことで、これらの発熱抵抗体同士を電気的に接続する接続配線１６が第１の発熱手段１１の吐出口側に配置されることになり、第１の発熱手段１１のそれぞれの発熱抵抗体を流路方向に並列に配置した場合と比較して、インク流路４の幅方向に並べる配線の数が少なくなる。従って、その分、インク流路４の幅に対してそれぞれの発熱抵抗体の幅を大きくすることが可能となって吐出の安定化を図ることができ、また、インク流路４および発熱抵抗体の高密度化を達成することができる。
【００５５】
さらには、発熱抵抗体の幅を大きくすることができるので、第１の発熱手段１１および発熱抵抗体１２をより一層、吐出口３ａ側に配置することができる。インク流路４に沿って第１の発熱手段１１および発熱抵抗体１２をより吐出口３ａに近い位置に配置できるということは、つまり、吐出特性が低下しない範囲内で発熱抵抗体の配置、形状および大きさ等を変えられることを示しており、多値記録を達成するための発熱抵抗体の設計の自由度を向上させることができる。従って、第１の発熱手段１１および発熱抵抗体１２の配置や構成の自由度が増し、両者の発熱手段のバランスを考慮して設計の自由度を増加させることができる。その結果、多値の記録を行う場合でも安定して液体を吐出させることができる上に、発熱抵抗体や液流路を高密度化することができる。さらに、第１の発熱手段１１および発熱抵抗体１２の構成材料として、シート抵抗値がほぼ同一のものを用いることで、従来のもののようにシート抵抗値の異なる複数の発熱抵抗体を用いないので、インクジェットヘッド用基体、インクジェットヘッドおよびインクジェットカートリッジのコストを低く抑えることができる。
【００５６】
（第２の実施の形態）
図４は、本発明の第２の実施形態のインクジェットヘッドについて説明するための平面図である。本実施形態のインクジェットヘッドは、第１の実施形態のものと比較して、基板上に形成された吐出手段の構成が異なっており、図４には、本実施形態のインクジェットヘッドを構成するインクジェットヘッド用基体に備えられた吐出手段の構成が示されている。
【００５７】
本実施形態のインクジェットヘッドを構成するインクジェットヘッド用基体には、図４に示すように、第１の発熱手段３１および、第２の発熱手段である発熱抵抗体３２が、直列に配置されるように形成されている。第１の実施形態と同様に、第１の発熱手段３１および発熱抵抗体３２は、インクジェットヘッドのインク流路に、そのインク流路に沿って吐出口側からこの順番で直列に配置される。図４では、矢印Ｃで示される方向がインクの吐出方向となる。発熱抵抗体３２の、第１の発熱手段３１側と反対側の端部は第２の個別配線３４と電気的に接続され、発熱抵抗体３２の第１の発熱手段３１側の端部は、発熱抵抗体３２と第２の発熱抵抗体３１ｂとの間に形成された共通配線３５ａと電気的に接続されている。
【００５８】
インクジェットヘッド用基体の、共通配線３５ａに対応する部分には、第１のスルーホール３７が形成されている。本実施形態のインクジェットヘッド用基体では、図５に基づいて後述するように第１の発熱手段３１および発熱抵抗体３２の裏面側に、絶縁層を介して共通配線層が形成されており、その共通配線層が第１のスルーホール３７と電気的に接続されている。また、発熱抵抗体３２の後端には、共通配線３５ｂが形成されており、共通配線３５ｂの発熱抵抗体３２側の部分には第２のスルーホール３８が形成されている。第２のスルーホール３８は、発熱抵抗体３２の裏面の前記共通配線層と電気的に接続されており、第１のスルーホール３７、前記共通配線層および第２のスルーホール３８を介して共通配線３５ａと３５ｂとが電気的に接続されている。
【００５９】
第１の発熱抵抗体３１ａおよび第２の発熱抵抗体３１ｂのそれぞれの形状は長方形である。第１の発熱抵抗体３１ａおよび第２の発熱抵抗体３１ｂのそれぞれの長手方向がインク流路の流路方向と平行となるように、第１の発熱抵抗体３１ａおよび第２の発熱抵抗体３１ｂがインク流路の流路方向に対して垂直な方向、すなわちインク流路の幅方向に並列に配置される。第１の発熱抵抗体３１ａおよび第２の発熱抵抗体３１ｂのそれぞれの吐出口側の端部同士が接続配線３６を介して電気的に接続されている。第１の発熱抵抗体３１ａの発熱抵抗体３２側の端部は第１の個別配線３３と電気的に接続され、第２の発熱抵抗体３１ｂの発熱抵抗体３２側の端部が共通配線３５ａと電気的に接続されている。このように吐出手段２ａが構成されたことにより、第１の発熱手段３１および発熱抵抗体３２をそれぞれ独立して駆動することが可能となっている。
【００６０】
第１の発熱抵抗体３１ａと第２の発熱抵抗体３１ｂとの形状および大きさは同一であり、第１の発熱抵抗体３１ａと第２の発熱抵抗体３１ｂとの面積の合計は発熱抵抗体３２の面積よりも小さくなっている。発熱抵抗体３２の、インク流路の流路方向の長さは、第１の発熱抵抗体３１ａおよび第２の発熱抵抗体３１ｂの、インク流路の流路方向の長さのほぼ２倍となっている。
【００６１】
図５は、吐出手段２ａの高密度化を達成するための、コンタクト用のスルーホール、共通配線および個別配線の形成方法について説明するための図である。図５（ａ）は、発熱抵抗体の裏面に絶縁層を介して形成されている共通配線層を示す平面図であり、図５（ｂ）は、図４に示した共通配線および個別配線のパターンを示す平面図である。
【００６２】
図５（ａ）に示すように、シリコン基板上に共通配線層３５ｃを形成した後に共通配線層３５ｃの表面に、共通配線層３５ｃを覆う絶縁層を形成し、その絶縁層をエッチングすることにより、コンタクト用の第１のスルーホール３７および第２のスルーホール３８を形成する。また、図５（ｂ）に示すように、第１の発熱手段３１および発熱抵抗体３２の表面や、共通配線層３５ｃ上の絶縁層の表面に形成されたＡｌ膜をパターニングすることにより、その絶縁層の表面に第１の個別配線３３、第２の個別配線３４、共通配線３５ａ，３５ｂおよび接続配線３６を形成する。
【００６３】
以上で説明したように吐出手段２ａが構成されたことにより、狭いノズル幅に対しても第１および第２の発熱手段を形成することが可能となり、高密度化に対応することができる。また、第１の発熱手段３１および発熱抵抗体３２を、第１の発熱手段３１と発熱抵抗体３２との間の第１のスルーホール３７を挟んで共通配線層上で直列に配置する構成を用いることにより、液流路の、制限のある幅の中で第１の発熱手段３１および発熱抵抗体３２をより一層、吐出口に近い位置に配置でき、このことにより、第１の実施形態で説明したような効果を発揮することができる。
【００６４】
その上、インク流路の幅方向に並べる配線の数としては、第１の実施形態と比較して、発熱抵抗体３２の側部側で少なくすることができ、その分、液流路の幅に対してそれぞれの発熱抵抗体の幅を大きくすることが可能となって吐出の安定化を図ることができ、また、インク流路および発熱抵抗体の高密度化を達成することができる。
【００６５】
図６は、図５に示した吐出手段２ａの変形例を示す平面図である。図６に示す吐出手段では、図５に示した吐出手段２ａと比較して、第１の発熱抵抗体３１ａと第２の発熱抵抗体３１ｂとを電気的に接続する接続配線が異なっている。図６に示すように、第１の発熱抵抗体３１ａと第２の発熱抵抗体３１ｂとを電気的に接続する接続配線３６ａが形成されており、接続配線３６ａの形状が、第１の発熱抵抗体３１ａと第２の発熱抵抗体３１ｂとの中心を通って第１の発熱抵抗体３１ａおよび第２の発熱抵抗体３１ｂと平行な方向に延びる線に対して線対称となっている。このような接続配線３６ａを介して電気的に接続することにより、第１の発熱抵抗体３１ａおよび第２の発熱抵抗体３１ｂのそれぞれでの熱分布を均一にすることが可能となる。また、インク流路となる溝を形成した天板を、図７に示した吐出手段を有するインクジェット用基体上に配置し、天板の流路壁を第１の個別配線３３に密着させる際に、第１の個別配線３３の途中に段差がないことから、天板とインクジェットヘッド用基体との密着性を向上させることができ、結果的に吐出を安定化させることができる。
【００６６】
（第３の実施の形態）
図７は、本発明の第３の実施形態のインクジェットヘッドについて説明するための平面図である。本実施形態のインクジェットヘッドでは、第２の実施形態のものと比較して吐出手段の第１の発熱手段が異なっている。図７では、第２の実施形態と同一の構成部品に同一の符号を付してあり、以下では、第２の実施形態と異なる点を中心に説明する。
【００６７】
本実施形態のインクジェットヘッドでは、図７に示すように、第１の発熱抵抗体５１ａ、第２の発熱抵抗体５１ｂおよび第３の発熱抵抗体５１ｃからなる第１の発熱手段５１が、図４に示した第１の発熱手段３１の代わりにインクジェットヘッド用基体に備えられている。第１の発熱抵抗体５１ａ、第２の発熱抵抗体５１ｂおよび第３の発熱抵抗体５１ｃは、インク流路の流路方向に対して垂直な方向、すなわちインク流路の幅方向に並列に配置されている。第１の発熱抵抗体５１ａ、第２の発熱抵抗体５１ｂおよび第３の発熱抵抗体５１ｃのそれぞれの形状は長方形である。第１の発熱抵抗体５１ａ、第２の発熱抵抗体５１ｂおよび第３の発熱抵抗体５１ｃのそれぞれの長手方向がインク流路の流路方向と平行となる。
【００６８】
第１の発熱抵抗体５１ａの吐出口側の端部が第１の個別配線３３と電気的に接続され、第１の発熱抵抗体５１ａおよび第２の発熱抵抗体５１ｂの発熱抵抗体３２側の端部同士が接続配線５６ａを介して電気的に接続されている。また、第２の発熱抵抗体５１ｂおよび第３の発熱抵抗体５１ｃの吐出口側の端部同士が接続配線５６ｂを介して電気的に接続され、第３の発熱抵抗体５１ｃの発熱抵抗体３２側の端部が共通配線３５ａと電気的に接続されている。
【００６９】
第１の発熱抵抗体５１ａ、第２の発熱抵抗体５１ｂおよび第３の発熱抵抗体５１ｃのそれぞれの形状および大きさは同一であり、第１の発熱抵抗体５１ａと第２の発熱抵抗体５１ｂと第３の発熱抵抗体５１ｃとの面積の合計は発熱抵抗体３２の面積よりも小さくなっている。発熱抵抗体３２の、インク流路の流路方向の長さＬ6は、第１の発熱抵抗体５１ａ、第２の発熱抵抗体５１ｂおよび第３の発熱抵抗体５１ｃの、インク流路の流路方向の長さＬ5のほぼ３倍となっている。
【００７０】
このように、第１の発熱手段５１を３つの発熱抵抗体により構成することにより、発熱抵抗体の構成材料として、シート抵抗値が８０Ω／□程度より小さいものを用いる場合、例えばＴａＮ、ＴａＡｌ、ＨｆＢ２ のような材料で構成する場合に有効である。
【００７１】
以上で説明した第１〜第３の実施形態のそれぞれのインクジェット用基体を用いて作製したインクジェットヘッドによる吐出特性は、高い駆動周波数においても安定した吐出が見られ、多値記録を行うことが可能となった。
【００７２】
図８は、上述した第１〜第３の実施形態のインクジェットヘッドうちいずかのものを搭載したインクジェット記録装置を示す斜視図である。図８に示されるインクジェット記録装置６００に搭載されたヘッドカートリッジ６０１は、第１〜第３の実施形態のインクジェットヘッドのうちいずれか１つのインクジェットヘッドと、そのインクジェットヘッドに供給するための液体を貯留する液体貯留部とを有するものである。ヘッドカートリッジ６０１は、図８に示すように、駆動モータ６０２の正逆回転に連動して駆動力伝達ギヤ６０３および６０４を介して回転するリードスクリュー６０５の螺旋溝６０６に対して係合するキャリッジ６０７上に搭載されている。駆動モータ６０２の動力によってヘッドカートリッジ６０１がキャリッジ６０７と共にガイド６０８に沿って矢印ａまたはｂの方向に往復移動される。インクジェット記録装置６００には、ヘッドカートリッジ６０１から吐出されたインクなどの液体を受ける被記録媒体としてのプリント用紙Ｐを搬送する被記録媒体給送装置（不図示）が備えられている。その被記録媒体給送装置によってプラテン６０９上を搬送されるプリント用紙Ｐの紙押さえ板６１０は、キャリッジ６０７の移動方向にわたってプリント用紙Ｐをプラテン６０９に対して押圧する。
【００７３】
リードスクリュー６０５の一端の近傍には、フォトカプラ６１１および６１２が配設されている。フォトカプラ６１１および６１２は、キャリッジ６０７のレバー６０７ａの、フォトカプラ６１１および６１２の領域での存在を確認して駆動モータ６０２の回転方向の切り換えなどを行うためのホームポジション検知手段である。プラテン６０９の一端の近傍には、ヘッドカートリッジ６０１の吐出口のある前面を覆うキャップ部材６１４を支持する支持部材６１３が備えられている。また、ヘッドカートリッジ６０１から空吐出などされてキャップ部材６１４の内部に溜まったインクを吸引するインク吸引手段６１５が備えられている。このインク吸引手段６１５によりキャップ部材６１４のキャップ内開口部６１４ａを介してヘッドカートリッジ６０１の吸引回復が行われる。
【００７４】
インクジェット記録装置６００には本体支持板６１９が備えられている。この本体支持板６１９には移動部材６１８が、前後方向、すなわちキャリッジ６０７の移動方向に対して直角な方向に移動可能に支持されている。移動部材６１８には、クリーニングブレード６１７が取り付けられている。クリーニングブレード６１７はこの形態に限らず、他の形態の公知のクリーニングブレードであってもよい。さらに、インク吸引手段６１５による吸引回復操作にあたって吸引を開始するためのレバー６２０が備えられており、レバー６２０は、キャリッジ６０７と係合するカム６２１の移動に伴って移動し、駆動モータ６０２からの駆動力がクラッチ切り換えなどの公知の伝達手段で移動制御される。ヘッドカートリッジ６０１に設けられた発熱抵抗体に信号を付与したり、上記の各機構の駆動制御を行ったりするインクジェット記録制御部はインクジェット記録装置の本体に設けられており、図８では示されていない。
【００７５】
上述した構成を有するインクジェット記録装置６００では、前記の被記録媒体供給装置によりプラテン６０９上を搬送されるプリント用紙Ｐに対して、ヘッドカートリッジ６０１がプリント用紙Ｐの全幅にわたって往復移動しながら記録を行う。ここで、ヘッドカートリッジ６０１の構成部品として、上述したようなインクジェットヘッド用基体が用いられ、また、そのインクジェットヘッド用基体が、上述したような方法で製造されたものであるので、多値の記録を行う場合でも安定して液体を吐出させて記録を行うことができ、高い解像度で高精細な画像の記録を高精度かつ高速に行うことが可能である。
【００７６】
なお、本発明は、上述した各実施形態のみに限定されるものではなく、本発明の目的を達成し得るものであればよいことは勿論である。
【００７７】
【発明の効果】
以上説明したように本発明は、液流路の流路方向に沿って第１および第２の発熱手段が直列に配置され、第１の発熱手段が、液流路の流路方向に対して垂直な方向、具体的には液流路の幅方向に並列に配置された複数の発熱抵抗体により構成されたことにより、第１および第２の発熱手段をより吐出口に近い位置に配置でき、また、発熱手段の自由発泡幅を大きくとれるため、多値記録を高周波で駆動する場合でも吐出の安定化を図ることができるという効果がある。その上、液流路および発熱抵抗体の高密度化を達成することができるという効果がある。さらには、第１および第２の発熱手段の２つをより吐出口に近い位置に配置できることにより、多値記録を達成するための発熱抵抗体の設計の自由度が向上するという効果がある。
【００７８】
また、第１および第２の発熱手段を、第１と第２の発熱手段の間の第１のスルーホールを挟んで共通配線層上で直列に配置する構成を用いることにより、液流路の、制限のある幅の中で第１および第２の発熱手段をより一層、吐出口に近い位置に配置でき、このことにより、上述したような効果を発揮することができる。
【００７９】
さらに、多値の記録を行う場合でも安定して液体を吐出させて記録を行うことができ、高い解像度で、高精細な画像の記録が可能となるインクジェットヘッド、インクジェットカートリッジおよびインクジェット記録装置が得られるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態のインクジェットヘッドの一部を破断した要部斜視図である。
【図２】図１に示した吐出手段の構成について説明するための平面図である。
【図３】図２のＡ−Ａ’線断面図である。
【図４】本発明の第２の実施形態のインクジェットヘッドについて説明するための平面図である。
【図５】図４に示したスルーホール、共通配線および個別配線の形成方法について説明するための図である。
【図６】図５に示した吐出手段２ａの変形例を示す平面図である。
【図７】本発明の第３の実施形態のインクジェットヘッドについて説明するための平面図である。
【図８】インクジェットヘッドを搭載したインクジェット記録装置を示す斜視図である。
【図９】従来のインクジェットヘッドについて説明するための断面図である。
【図１０】図９に基づいて説明したインクジェットヘッドに用いられたインクジェットヘッド用基体の、インク流路に対応する部分における図９のＸ−Ｘ’線断面図である。
【図１１】基板上の第１および第２の発熱素子をほぼ同一のシート抵抗値で形成したインクジェットヘッドの例について説明するための平面図である。
【図１２】基板上の第１と第２の発熱素子を異なる発熱抵抗層で構成したインクジェットヘッドの例について説明するための平面図である。
【図１３】従来のインクジェットヘッドについて説明するための平面図である。
【符号の説明】
１    シリコン基板
２、２ａ    吐出手段
３    天板
３ａ    吐出口
４    インク流路
５    アルミプレート
６    インクジェットヘッド用基体
１１、３１、５１    第１の発熱手段
１１ａ、３１ａ、５１ａ    第１の発熱抵抗体
１１ｂ、３１ｂ、５１ｂ    第２の発熱抵抗体
１２、３２    発熱抵抗体
１３、３３    第１の個別配線
１４、３４    第２の個別配線
１５、３５ａ、３５ｂ    共通配線
１６、３６、３６ａ、５６ａ、５６ｂ    接続配線
２１    Ｓｉ基板
２２    蓄熱層
２３    層間絶縁膜
２４    発熱抵抗体層
２５    Ａｌ膜
２６    保護膜
２７    耐キャビテーション膜
２８    第１の発熱部
２９    第２の発熱部
３５ｃ    共通配線層
３７    第１のスルーホール
３８    第２のスルーホール
５１ｃ    第３の発熱抵抗体
６００    インクジェット記録装置
６０１    ヘッドカートリッジ
６０２    駆動モータ
６０３、６０４    駆動力伝達ギヤ
６０５    リードスクリュー
６０６    螺旋溝
６０７    キャリッジ
６０７ａ    レバー
６０８    ガイド
６０９    プラテン
６１０    紙押さえ板
６１１、６１２    フォトカプラ
６１３    支持部材
６１４    キャップ部材
６１４ａ    キャップ内開口部
６１５    インク吸引手段
６１７    クリーニングブレード
６１８    移動部材
６１９    本体支持板
６２０    レバー
６２１    カム
Ｐ    プリント用紙
【図１】
0003697089.tif 000002
【図２】
0003697089.tif 000003
【図３】
0003697089.tif 000004
【図４】
0003697089.tif 000005
【図５】
0003697089.tif 000006
【図６】
0003697089.tif 000007
【図７】
0003697089.tif 000008
【図８】
0003697089.tif 000009
【図９】
0003697089.tif 000010
【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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