(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体を吐出する吐出口に連通するエネルギー作用室と、前記吐出口に対向してエネルギー作用室に配置され、熱エネルギーを発生する発熱素子とを備え、前記熱エネルギーによって気泡が生成されることで前記液体の吐出が行われる液体吐出ヘッドにおいて、
前記エネルギー作用室は、前記吐出口と連通する第１エネルギー作用室と、前記第１エネルギー作用室と連通する第２エネルギー作用室とからなり、
前記発熱素子を形成した面に平行な面内で前記エネルギー作用室への液体の供給方向に対し垂直な方向では、前記第２エネルギー作用室の対向する壁の各々が前記第１エネルギー作用室の対向する壁間より広がった部分を有し、
前記第１エネルギー作用室と前記第２エネルギー作用室とが、前記エネルギー作用室への前記液体の供給方向における下流側に、前記発熱素子を形成した面に対して垂直な共通の壁を有することを特徴とする液体吐出ヘッド。
【請求項２】
前記発熱素子を形成した面に対して垂直な方向から見て、
前記発熱素子を形成した面に平行な面内で前記エネルギー作用室への液体の供給方向に対し垂直な方向における、前記第１エネルギー作用室の壁および前記第２エネルギー作用室の壁が平行になっていることを特徴とする請求項１に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項３】
前記発熱素子を形成した面に対して垂直な方向から見て、
前記発熱素子を形成した面に平行な面内で前記エネルギー作用室への液体の供給方向に対し垂直な方向では前記第２エネルギー作用室の壁間が外側へ湾曲するように当該壁が曲面をなしていることを特徴とする請求項１に記載の液体吐出ヘッド。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インク液等の液滴を吐出させて記録媒体に記録を行うための液体吐出ヘッドに関し、特にインクジェット記録を行う液体吐出ヘッドに関する。
【背景技術】
【０００２】
電気熱変換素子を用いるインク吐出方法は、まずインク流路を介してエネルギー作用室内にインクが供給されて充填された状態で、エネルギー作用室に配置された発熱素子に電気信号を与えて発熱させる。これにより、エネルギー作用室内における発熱素子周辺のインクが瞬時に加熱され、発熱素子周辺のインクが沸点に達して沸騰し、発熱素子上で気泡が生じる。このとき生じる気泡の大きな発泡圧によって、エネルギー作用室内部のインクに運動エネルギーが与えられ、エネルギー作用室に連通する吐出口からインクを外部へ吐出させる。
【０００３】
この吐出方式でインクが吐出する場合、発熱素子上で発生した気泡が成長し、インクが吐出した後に発熱素子及びその周囲に存在するインクの有する熱が周囲に拡散することによって気泡の体積が減少していく。そして、気泡が消泡する際に、気泡がエネルギー作用室内部のインクによってつぶされて崩壊する。このとき、気泡が崩壊することで、気泡の周囲の部材に損傷を与えることがある。つまり、発熱素子の駆動に伴って発生したキャビテーションにより、発熱素子表面に対して損傷を与え得るのである。この損傷が記録画質の低下を招く可能性があった。
【０００４】
このような問題を解決する方法として、特許文献１、特許文献２、特許文献３、特許文献４等に記載されたインクジェット記録方式及び記録ヘッドがある。
【０００５】
特許文献１に開示された記録ヘッドでは、発熱素子上で発生した気泡が成長しインクが吐出される際に、気泡が大気と連通するインク吐出方式が提案されている。このインク吐出方式を用いれば、気泡が大気と連通することによって気泡内部の圧力が大気と同程度まで降下するので、気泡がインクによってつぶされない。そして、そのまま吐出された分のインクがエネルギー作用室内に再充填される。従って、エネルギー作用室内に気泡が残留しにくいため、キャビテーションの発生を抑制でき、発熱素子の損傷を抑えることができる。
【０００６】
また、特許文献２では、特許文献１に示されるように気泡が大気と連通する吐出方法であって、インクを吐出しながら気泡が一度最大体積に成長し、その後、気泡の体積減少過程で初めて大気と連通するインクの吐出方法が提案されている。この吐出方法では、キャビテーション発生の抑制に加え、インクを吐出した後の吐出口に存在する液面が吐出方向とは逆方向に降下することになる。従って、吐出される主滴からサテライト滴となるインクが分離されて、吐出口の開口内の液面に吸収され易くなる。これにより、ミストの発生が抑えられ、高画質な記録が可能となる。
【０００７】
さらに、特許文献３や特許文献４では、インク流路の中心線に対してオフセットされて発熱素子が配置されている方法や、発熱素子中心に対し、インク供給方向前後に吐出口をずらすことによりキャビテーション発生を低減させる方法が提案されている。これにより発熱素子の耐久性を向上させている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平４−１０９４０号公報
【特許文献２】特開平１１−１８８８７０号公報
【特許文献３】特開２００２−３２１３６９号公報
【特許文献４】特開２００８−２３８４０１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
このように、上述した記録ヘッドでは大気連通方式の液体吐出方式を用いることで、キャビテーションが発生し難い構成となっている。しかしながら、このような液体吐出方式を採用したとしても、キャビテーションが完全に発生しないというわけではなく、キャビテーションが発生することもある。
【００１０】
以下、キャビテーションの発生について図１の（ａ）から（ｅ）を用いて述べる。図１はインクジェットノズルの断面図であり、発熱素子上に生じる気泡、吐出する液体の液面の形状変化過程を示したものである。図２は発熱素子主面に対し垂直方向から見た平面透視図である。
【００１１】
インクが吐出されると、気泡２１が一度最大体積に達し、その後気泡２１が消泡し始める（図１（ａ）から図１（ｃ）参照）。これとほぼ同時に吐出口内部ではメニスカス２２が形成され、インクが吐出されてエネルギー作用室内のインク量が減少することにより、発熱素子２３の方向へ移動していく。
【００１２】
この移動の際に、発熱素子方向に移動するメニスカス２２と発熱素子２３の間に存在するインク２４及び気泡２１を押さえつけて圧縮する（図１（ｄ）参照）。これにより、気泡２１が発熱素子２３の略中心で圧縮され、気泡２１における発熱素子２３中心に対向した部位が凹み、図２（ａ）に示すような環状の気泡２１となる。この現象は、発熱素子を形成したインク流路の底面から、吐出口を開口したオリフィスプレートおもて面までの高さ（ＯＨ）が低いほど顕著である。そして、発熱素子２３と発熱素子２３の周端に隣接しているエネルギー作用室壁とのクリアランスが小さい場合、その環状の気泡２１がエネルギー作用室壁２６と衝突して分断され、また大気連通方式においても気泡が大気と連通する前の段階でその衝突部位で分断される（図１（ｅ）および図２（ｂ）参照）。これは、環状気泡となった気泡２１がエネルギー作用室壁との衝突によって表面張力が高くなり、環状形状を維持できなくなることによる。
【００１３】
この分断された気泡２１Ａおよび２１Ｂ（図１（ｅ）および図２（ｂ）参照）のうち、大きな体積を有するインク供給側の気泡は大気と連通するため気泡内部が大気と同程度の圧力になる。一方で、分断した気泡２１Ｂは大気と連通しないため、消泡時にキャビテーションを発生させる。このキャビテーションが発熱素子の耐久性低下を引き起こす。
【００１４】
そこで、発熱素子の発熱で生じた気泡が消泡する際、エネルギー作用室壁との衝突と避ける必要がある。すなわち、それらの衝突を避けられる程度の、発熱素子の端部と発熱素子に隣接しているエネルギー作用室の側壁面とのクリアランスが必要となる。これは発熱素子に対し、エネルギー作用室壁との距離を大きくすることを意味するが、エネルギー作用室を大きくした場合、吐出に寄与するエネルギー低下を招きインクの吐出速度が低下する。つまり、インクの吐出効率の低下を招くことが分かっている。
【００１５】
そこで本発明の目的は上述した問題点に鑑み、吐出効率の低下を軽減させ、かつキャビテーションの発生を抑制できるノズル形状を持つ液体吐出ヘッドを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明は、液体を吐出する吐出口に連通するエネルギー作用室と、前記吐出口に対向してエネルギー作用室に配置され、熱エネルギーを発生する発熱素子とを備え、該熱エネルギーによって気泡が生成されることで液体の吐出が行われる液体吐出ヘッドにおいて、
該エネルギー作用室は、該吐出口と連通する第１エネルギー作用室と、該第1エネルギー作用室と連通する第２エネルギー作用室とからなり、
該発熱素子を形成した面に平行な面内で該エネルギー作用室への液体の供給方向に対し垂直な方向では、該第２エネルギー作用室の対向する壁の各々が該第１エネルギー作用室の対向する壁間より広がった部分を有し、
該第１エネルギー作用室と該第２エネルギー作用室とが、該エネルギー作用室への該液体の供給方向における下流側に、該発熱素子を形成した面に対して垂直な共通の壁を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、吐出効率の低下を軽減させ、かつキャビテーションの発生を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明に係る液体吐出過程を説明するための断面図である。
【図２】本発明に係る液体吐出過程における環状気泡と気泡の分断を説明するための平面図である。
【図３】本発明に係る液体吐出ヘッドの一例であるインクジェット記録ヘッドの一部切り欠いて見た斜視図である。
【図４】図３に示したインクジェット記録ヘッドのＡ−Ａ断面図である。
【図５】本発明の第一実施例に係るインクジェット記録ヘッドの吐出部の構造を説明するための平面図と断面図である。
【図６】本発明の第二実施例に係るインクジェット記録ヘッドの吐出部の構造を説明するための平面図と断面図である。
【図７】本発明の第３実施例に係るインクジェット記録ヘッドの吐出部の構造を説明するための平面図と断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
【００２０】
本発明による液体吐出ヘッドは、液体のインクを吐出するために利用されるエネルギーとして熱エネルギーを発生させる手段を具え、その熱エネルギーによってインク等の液体の状態変化を生起させる方式が採用されたものである。この方式が記録装置の記録ヘッドとして用いられることにより、記録される文字や画像等の高密度化及び高精細化を達成している。本実施形態では、熱エネルギーを発生させる手段として電気熱変換素子を用い、この電気熱変換素子によりインク等の液体を加熱して膜沸騰させたときに発生する気泡による圧力を利用して液体の吐出を行っている。ここでは、記録が行われる記録媒体（例えば、記録用紙、樹脂シートなど）にインク滴を吐出して記録を行うインクジェット記録ヘッドを本発明の液体吐出ヘッドの例として示す。
【００２１】
まず、本実施形態のインクジェット記録ヘッドの全体構成について図３および図４を参照にして説明する。図３は本発明を好適に実施する形態のインクジェット記録ヘッドを一部切り欠いて見た斜視図である。図４は図３のＡ−Ａ線に沿う断面のうちの一部を示す断面図である。
【００２２】
これらの図に示される形態のインクジェット記録ヘッド（以下、記録ヘッド１と略す）は、オリフィスプレート２が流路構成部材３を挟んで基板４に接合されることで形成されている。記録ヘッド１はインク供給口５を有しており、このインク供給口５に対しインクが供給される。
【００２３】
インク供給口５は、基板４を貫通するように形成されている。本実施形態においては、インク供給口５は基板４の裏面すなわちインク供給路の上流側から、表面すなわちオリフィスプレート２が配置される側の面へ向かうにつれて開口幅が狭まるように形成されている。本実施形態では、基板４はSiで形成されている。しかし、基板４は、ガラス、セラミックス、プラスチックあるいは金属等から形成されていても良い。基板４が流路構成部材の一部として機能し、後述する発熱素子、インク流路及び吐出口を形成する材料層の支持体として機能し得るのであれば、特に限定されるものではない。
【００２４】
オリフィスプレート２における記録媒体と対向させる面には、複数の吐出口６が形成されている。また、オリフィスプレート２、流路構成部材３及び基板４によって、各吐出口６にそれぞれ連通する複数のインク流路７と、インク供給口５から供給されるインクを貯留してインク流路７に分配する共通液室８とが画成される。各インク流路７の共通液室８側端部とは逆側の端部にはエネルギー作用室９が具えられている。そして、エネルギー作用室９内部には、吐出されるべきインクが、インク供給口５から供給されて貯留されている。なお、基板４の主面に直交する方向においてエネルギー作用室９および吐出口６を含めてノズルと呼ぶ。
【００２５】
また、記録ヘッド１は、インク吐出圧力を発生させる素子としての発熱素子１０を具えている。基板４には、発熱素子１０が所定のピッチで２列に並んで配置されており、したがって、吐出口６も各列の各発熱素子１０に対応して２列に配置されている。発熱素子１０は、吐出口６に対向してエネルギー作用室９に配置され、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させる。そして、エネルギー作用室９内部に貯留されたインクに対して熱エネルギーを付与する。オリフィスプレート２に形成されている吐出口６は、発熱素子１０によって熱が加えられて膜沸騰による気泡が生成されることで、その気泡による発泡圧によって運動エネルギー（すなわちインク吐出圧力）がインクに与えられ、吐出口６からインクが吐出される。
【００２６】
本実施形態では、各列の吐出口６およびエネルギー作用室９によって第１ノズル列１１および第２ノズル列１２が形成される。第１ノズル列１１および第２ノズル列１２は、隣接する各ノズル間隔が６００dpiのピッチで配列されている。また、第２のノズル列１２の各ノズルは、第１のノズル列１１の各ノズルに対して、隣接する各ノズル間のピッチが互いに１／２ピッチずれて配列されている。
【００２７】
このような記録ヘッドは、特開平４−１０９４０号公報、特開平４−１０９４１号公報に開示されたインクジェット記録方式が適用されたインク吐出手段を有しており、インクの吐出時に発生する気泡が吐出口を介して外気に連通されている。
【００２８】
次に、上記インクジェット記録ヘッドのノズル構造についてさらに詳しく説明する。尚、以下の各実施例において、用いる寸法、数値等は一例を示したものであり、これに限定されるものではない。また、以下の実施例では大気連通方式での液体吐出方式について述べるが、これに限定されない。
【００２９】
（第一実施例）
図５（ａ）に第一実施例による記録ヘッド１のインク吐出部を基板４の主面に垂直な方向から見た平面図を示す。図５（ｂ）には図５（ａ）に示される丸形の吐出口６の直径上を通るＢ−Ｂ線での断面図、また図５（ｃ）に、該Ｂ−Ｂ線に垂直なＣ−Ｃ線での断面図を示す。
【００３０】
まず、本実施例を構成している各部の寸法について述べる。発熱素子１０の大きさはインク供給口からインク流路７を経て吐出口６に向かう方向（インク供給方向とも呼ぶ。）に対する長さＬは２４．４μｍであり、発熱素子１０を形成した面内で該インク供給方向に直交する方向の長さは２４．８μｍである。図５（ａ）に示す第１エネルギー作用室１４と第２エネルギー作用室１５との共通の寸法であるインク供給方向に対する長さＨＨは２７μｍ、その垂直方向に対応する第１エネルギー作用室１４の長さＨＷ１が２７μｍ、また第２エネルギー作用室１５の長さＨＷ２が３０μｍである。そのため第２エネルギー作用室１５の、インク供給方向と垂直な方向に関して対向する壁１５ａ間の距離が、第１エネルギー作用室１４の同方向の壁１４ａ間の距離と比べて３μｍ広がっている。なお、長さ（Ｌ、ＨＨ、ＨＷ１、ＨＷ２）は発熱素子１０の中心を基準とした長さである。
【００３１】
本例では、図５に示す丸形の吐出口６、発熱素子１０、第１エネルギー作用室１４、および第２エネルギー作用室１５の夫々の中心（重心）は一致するものとしている。また、壁１６はエネルギー作用室のインク供給方向の奥側の壁であって第１エネルギー作用室１４および第２エネルギー作用室１５に共通する壁である。つまりエネルギー作用室の奥側の壁はフラットに形成されている。また、第１エネルギー作用室１４の壁１４ａと第２エネルギー作用室１５の１５ａは図５（ａ）に示すとおり平行である。
【００３２】
さらに、図５（ｃ）に示すインク流路７の高さは１６μｍであり、発熱素子１０が配置されたインク流路７の底面から、オリフィスプレート２のおもて面である吐出口６の形成面までの高さＯＨは２６μｍである。さらに、第１エネルギー作用室１４の高さｈ１が１１μｍ、第２エネルギー作用室１５の高さｈ２が５μｍである。各吐出口６の直径は１５．８μｍである。
【００３３】
本実施形態で用いられているインクの物性値は、表面張力＝３３．５ｍＮ／ｍ、粘度＝１．８ｍＰａ・ｓ、密度＝１．０５ｇ／ｍｌである。なお、使用されるインクとしては、上記の物性値を有したインクに限定されない。
【００３４】
次に、上述の形状におけるインク滴が吐出口６から吐出する動作及びその後のエネルギー作用室内の状態について説明する。
【００３５】
記録信号等に基づいた発熱素子１０への通電に伴い、発熱素子１０が第１エネルギー作用室１４及び第２エネルギー作用室１５に存在するインクに熱エネルギーを付与する。これにより、発熱素子１０上でインクが膜沸騰し気泡が生成されると、気泡が急激に体積膨張して成長する。その後、気泡の成長圧力によって発熱素子１０の主面に対してほぼ直交する方向にインクが移動し、吐出口６からインク滴が吐出される。インク滴が吐出された後、気泡の体積が減少し始めるのとほぼ同時にメニスカスの形成が始まる。このメニスカスは気泡の体積減少と同様、発熱素子１０側へ移動し始める。このメニスカスの移動に伴い、気泡が押さえつけられ、図５（ａ）の平面図でみると図２（ａ）に示すような環状形状の気泡となる。
【００３６】
ここで、第２エネルギー作用室１５が第１エネルギー作用室１４と同寸法である場合、上記の環状気泡がエネルギー作用室壁と衝突し、気泡が大気と連通する前に衝突部位で分断が起こり得る。この場合、図５等に示すＢ−Ｂ線を境界としてノズルのインク流路７側とは逆側に、大気と連通することのないキャビテーション発生の起因となる気泡ができる。しかし、前述したように図５のＢ−Ｂ線方向での第２エネルギー作用室１５の壁１５ａ間距離を第１エネルギー作用室１４のそれと比べて３μｍ拡大させ、第１エネルギー作用室１４の両壁１４ａに対して第２エネルギー作用室１５の両壁１５ａを片側１．５μｍずつの距離をとったことで、環状気泡の衝突を防ぐことができるので、気泡の分断が発生しない。ここで、エネルギー損失といった吐出効率を考慮するとエネルギー作用室の体積は小さいほうが好ましい。よって、上述したようにエネルギー作用室の両壁１４ａと１５ａとは大きさを変えて環状気泡の衝突を抑制する。これに対して、エネルギー作用室の奥側の壁１６に関して、第２エネルギー作用室の奥側の壁を第１エネルギー作用室の奥側の壁に対して大きくせず、つまり互いの奥側の壁を同じ位置（フラット）とする。これにより環状気泡とエネルギー作用室の壁との衝突を抑制しつつ、エネルギー作用室の大型化を抑制できる。つまりキャビテーションの発生の抑制と吐出効率の低下の軽減といった、相反する課題に対しての対応が可能となる。
【００３７】
また、仮に、第１エネルギー作用室１４と第２エネルギー作用室１５とに共通するエネルギー作用室共通壁１６に環状気泡が衝突し、この衝突部位で気泡が分断した場合においても、前述した図５（ａ）のＢ−Ｂ線を境とした気泡分断が起きなければ、共通壁１６側の気泡部分はインク流路７側の気泡部分と一体となっているため大気との連通は可能である。発明が解決しようとする課題の欄で説明したように、共通壁１６側の気泡部分よりも大きな体積を有するインク流路７側の気泡は大気と連通するためである（図１（ｅ）参照）。
【００３８】
また、第１エネルギー作用室１４が第２エネルギー作用室１５と同寸法である形状に比べて、本実施例の場合、第１エネルギー作用室１４と第２エネルギー作用室１５を合わせたノズル室の体積が小さくできる。したがって、吐出に寄与するエネルギーの損失を軽減し吐出速度の向上から吐出効率の低下を軽減できる。
【００３９】
以上から、本実施例の場合、キャビテーションの起因となる気泡の分断を避け、かつ吐出効率の低下を軽減できる。上述した説明で環状気泡と第２エネルギー作用室の側壁１５ａとの衝突を防止することが気泡の分断を抑制する点を説明した。しかし本発明においては環状気泡と第１エネルギー作用室の側壁１５ａとが接触したとしても、上述したように第２エネルギー作用室の横幅を第１エネルギー作用室の横幅に対して大きくすることで接触時の影響を軽減できるので、そのような場合には環状気泡と側壁１５ａとが接触しても良い。
【００４０】
（第二実施例）
次に、本発明の第二の実施例について説明する。
【００４１】
図６（ａ）に第二実施例による記録ヘッド１のインク吐出部を基板４の主面に垂直な方向から見た平面図を示す。図６（ｂ）には図６（ａ）に示される丸形の吐出口６の直径上を通るＢ−Ｂ線での断面図、また図６（ｃ）に、該Ｂ−Ｂ線に垂直なＣ−Ｃ線での断面図を示す。
【００４２】
まず、本実施例を構成している各部の寸法について述べる。
【００４３】
発熱素子１０の大きさはインク供給口からインク流路７を経て吐出口６に向かう方向（インク供給方向とも呼ぶ。）に対する長さＬは２４．４μｍであり、それに直交する方向の長さは２４．８μｍである。図６（ａ）に示す第１エネルギー作用室１４と第２エネルギー作用室１５との共通の寸法であるインク供給方向に対する長さＨＨは２７μｍ、その垂直方向に対応する第１エネルギー作用室１４の長さＨＷ１が２７μｍ、また第２エネルギー作用室１５の長さＨＷ２が３０μｍである。
【００４４】
なお、本例でも、図６に示す丸形の吐出口６、発熱素子１０、第１エネルギー作用室１４、および第２エネルギー作用室１５の夫々の中心は一致しており、長さ（Ｌ、ＨＨ、ＨＷ１、ＨＷ２）は発熱素子１０の中心を基準とした長さである。
【００４５】
また、図６（ｂ）（ｃ）に示す高さＯＨ、ｈ１、ｈ２等やインク流路の高さは第一実施例と同じである。
【００４６】
本実施例では図６（ａ）に示すように、インク吐出方向からみた平面図で、第２エネルギー作用室１５の壁１５ａが、第２エネルギー作用室１５の外側へ湾曲するような曲面をなしている。吐出口６、第１エネルギー作用室１４、第２エネルギー作用室１５、および発熱素子１０の夫々の中心が一致しているものが第一実施例であり、本実施例ではＨＷ２の距離に該当する直線上に吐出口６の中心を有する場合である。その他の形状やインク物性値は第一実施例と同様である。
【００４７】
第２エネルギー作用室１５の壁１５ａは、第一実施例で述べたように、気泡の体積減少時における、エネルギー作用室壁との衝突を軽減できればよい。従って、第２エネルギー作用室１５の長さＨＷ２を３０μｍに確保し、環状気泡の形状に沿った形で第２エネルギー作用室１５の壁形状を具えることによって、気泡の分断を避けることが可能である。よって、キャビテーションの起因となる気泡の分断を避けられる。さらに、第一実施例と比較して、第２エネルギー作用室１５の壁１５ａが曲面の形状をもつことで、第１エネルギー作用室１４と第２エネルギー作用室１５を合わせたノズル室の体積をより小さくできるので、さらなる吐出効率の低下にもつながる。
【００４８】
また、図３で示したように、多数のエネルギー作用室がノズル配列方向に高密度で隣接している。そのため、隣接するエネルギー作用室間をできるだけ広げ、流路構成部材３と基板４との接着面積を増やすことで、第一実施例と比較しエネルギー作用室壁１３の強度が向上する。
【００４９】
本実施例においては、吐出口６の中心が発熱素子１０の中心と一致する場合の構成を図６に示した。尚、吐出口６がインク供給方向の前後にオフセットされているような場合では、第２エネルギー作用室１５の距離ＨＷ２が、図６に示すＢ−Ｂ線上でとれればよい。
【００５０】
（第三実施例）
次に、本発明の第三実施例について説明する。
【００５１】
図７（ａ）に第三実施例による記録ヘッド１のインク吐出部を基板４の主面に垂直な方向から見た平面図を示すが、この図は図５（ａ）と同じである。すなわち、本実施例では、平面図で見た吐出部の各部の長さ（Ｌ、ＨＨ、ＨＷ１、ＨＷ２）は第一実施例と同じである。しかし本実施形態では、図７（ａ）のＣ−Ｃ断面図およびＤ−Ｄ断面図での各部の形状が上述した実施例とは異なる。
【００５２】
本実施例では図７（ｂ）に示すように第２エネルギー作用室１５の壁１５ａがインク吐出方向（基板４の主面に垂直な方向）に対し平行ではなく、傾きをもった形状である。
【００５３】
第２エネルギー作用室１５の壁１５ａは、第一実施例で述べたように、気泡の体積減少時における、エネルギー作用室壁との衝突を避けられればよい。従って、第２エネルギー作用室１５の長さＨＷ２を３０μｍに確保し、図７（ａ）〜（ｃ）に示すような第２エネルギー作用室１５の壁形状を具えることによって、気泡の分断を避けることが可能である。よって、キャビテーションの起因となる気泡の分断を避けられる。さらに、第一実施例と比較して、第２エネルギー作用室１５の壁１５ａがインク吐出方向に対し平行ではなく、傾きをもった形状であることで、第１エネルギー作用室１４と第２エネルギー作用室１５を合わせたノズル室の体積が小さくなり、さらなる吐出効率の低下にもつながる。
【００５４】
以上の３つの例が本発明の実施例であり、発明の効果における程度について表１に示す。ここでは、比較例として第１エネルギー作用室１４と第２エネルギー作用室１５が同形状である記録ヘッド１を用い、比較例１としてＨＷ１＝ＨＷ２＝３０μｍである場合を、さらに比較例２としてＨＷ１＝ＨＷ２＝２７μｍである場合を、本願発明と比較して示す。
【００５５】
【表１】
0005777374.tif 000002
【００５６】
このように、第１エネルギー作用室１４と形状が異なる、上記各実施例で示した第２エネルギー作用室１５をもつことで、キャビテーションの発生を抑制し、吐出効率の低下を軽減させられるインクジェットノズルを提供できる。実施例１〜３は長さＨＷ１と長さＨＷ２との差が３μｍであるが、この差が３μｍ以上の例においても、キャビテーションの発生を抑制する効果は十分にあった。
【００５７】
以上に説明したように、本発明の態様によれば、発熱素子の発熱で生じた気泡が消泡する際、メニスカスの発熱素子方向への移動により形成される環状気泡がエネルギー作用室壁との衝突を防ぐために第２エネルギー作用室壁間が確保されていることから、キャビテーションの発生を抑制できる。これは、衝突によって引き起こされる気泡の分断が生じ難くなることによるものである。
【００５８】
さらに、本発明の態様はノズル配列方向に平行でインク供給方向に対し垂直方向における第１エネルギー作用室壁間が、第２エネルギー作用室壁間よりも短いことから、エネルギー作用室が1形状で環状気泡の衝突を防ぐ構成をとるよりもエネルギー作用室の体積を小さくできる。これにより、インクの吐出効率の低下を軽減させることができる。
【００５９】
従って、本発明の態様は、インクジェット記録ヘッドの耐久性を向上させられるのと同時に、吐出効率の低下を軽減できる。
【符号の説明】
【００６０】
１    記録ヘッド
６    吐出口
７    インク流路
９    エネルギー作用室
１０    発熱素子
１３    エネルギー作用室壁
１４    第１エネルギー作用室
１４ａ    第１エネルギー作用室の、インク供給方向と交差する方向の壁
１５    第２エネルギー作用室
１５ａ    第２エネルギー作用室の、インク供給方向と交差する方向の壁
【図１】
0005777374.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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