(57)【要約】【課題】液滴の吐出量を変化させる場合であっても、液滴の着弾位置の精度が高く維持される液体吐出ヘッド及び液体吐出装置を提供する。【解決手段】液体吐出ヘッドは、発熱素子３１を備えている。発熱素子３１は、発熱抵抗体２の内側に接続される第１の電極４と、発熱抵抗体２を囲む位置で発熱抵抗体２に接続される第２の電極３とを備えている。【選択図】図５
2016068339.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体を貯留することが可能な液室と、
前記液室に面する位置に配置された発熱抵抗体を有し、前記液室に液体が貯留された状態で前記発熱抵抗体を電流が流れることにより発熱して液体内で気泡を生成することが可能な発熱素子と、
前記発熱素子に対向する位置に形成され、前記発熱素子が発熱したときに前記液室内の液体を吐出する吐出口と
を備え、
前記発熱素子は、
前記発熱抵抗体の内側の部分に接続される第１の電極と、
前記発熱抵抗体を囲む位置に配置され、前記発熱抵抗体に接続される第２の電極と
を備えていることを特徴とする液体吐出ヘッド。
【請求項２】
前記第２の電極は、前記発熱抵抗体の全体を囲む位置に配置され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】
前記第２の電極は、前記発熱抵抗体を部分的に囲む位置に配置され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４】
前記第２の電極は、前記発熱抵抗体を囲む位置において、間隔を置いて複数配置され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５】
前記発熱抵抗体は、前記発熱抵抗体の重心の位置を通る直線に対し線対称の形状であることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項６】
前記発熱抵抗体は、前記発熱抵抗体の重心の位置に対し点対称の形状であることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項７】
前記発熱抵抗体は、円形であることを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項８】
前記第１の電極は、前記発熱抵抗体の内側に、環状に配置されていることを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項９】
前記第１の電極は、前記発熱抵抗体の重心の位置を囲む位置に配置されていることを特徴とする請求項８に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項１０】
前記第１の電極は、前記発熱抵抗体の内側の縁部の全体に配置されていることを特徴とする請求項８または９に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項１１】
前記第１の電極は、前記発熱抵抗体の内側の縁部に部分的に配置されていることを特徴とする請求項８または９に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項１２】
前記発熱抵抗体及び前記第２の電極が、同一の第１の電極の外側に、前記吐出口から液体の吐出される吐出方向に沿った異なる位置に複数組形成され、
複数組の前記発熱抵抗体及び前記第２の電極のうち、少なくとも一組の前記発熱抵抗体及び前記第２の電極に対し電流が流されて、前記発熱抵抗体が発熱されることを特徴とする請求項１から９のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項１３】
請求項１から１２のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッドを搭載することが可能であることを特徴とする液体吐出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発熱素子に印加する電力を変化させることで、吐出される液滴の吐出量を変化させることのできる液体吐出ヘッド及び液体吐出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
液体吐出ヘッドの構造として、一つの発熱抵抗体に印加される電力を変化させることで、発熱抵抗体に対応する吐出口から吐出される液滴の吐出量を変化させるものがある。液滴の吐出量を変化させることにより、液滴が記録媒体に着弾したときの画像の階調を変化させることができる。発熱素子に印加される電力を変化させることで液滴の吐出量を変化させる形式の液体吐出ヘッドとして、特許文献１に開示されたものがある。特許文献１には、発熱抵抗体の面方向に水平な方向へインクが吐出される液体吐出ヘッドが開示されている。また、特許文献１の液体吐出ヘッドでは、発熱素子における発熱抵抗体の幅の大きさを位置ごとに変化させることにより、発熱抵抗体を流れる電流密度に勾配を形成している。これによって、発熱抵抗体に印加される電圧が変化したときに、発熱抵抗体に印加される電圧の大きさに応じて気泡の大きさを効率良く変化させている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開昭５５−１３２２５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に開示された液体吐出ヘッドのように発熱抵抗体を流れる電流密度に勾配を形成することによって気泡の大きさを変化させる場合、生成される気泡の形状が印加される電圧の大きさに応じて大きく変化する可能性がある。特に、気泡の面方向の位置が電圧の大きさに応じて変動し、これによって気泡の形状が安定せずに大きく変化する可能性がある。
【０００５】
従って、このような発熱素子を、発熱素子が吐出口に対向した位置に配置される形式の液体吐出ヘッドに適用した場合には、発熱素子に印加する電圧の大きさを変化させると、吐出口に対向した気泡の形状が比較的大きく変化する可能性がある。また、気泡の面方向に沿った位置が、発熱素子に印加される電圧によって変化することにより、吐出口に対する気泡の位置が、電圧に応じて変化する場合がある。そのため、液滴の吐出方向にずれが生じ、液滴の着弾位置の精度が低下してしまう可能性がある。
【０００６】
そこで、本発明は上記の事情に鑑み、液滴の吐出量を変化させる場合であっても、液滴の着弾位置の精度が高く維持される液体吐出ヘッド及び液体吐出装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の液体吐出ヘッドは、液体を貯留することが可能な液室と、前記液室に面する位置に配置された発熱抵抗体を有し、前記液室に液体が貯留された状態で前記発熱抵抗体を電流が流れることにより発熱して液体内で気泡を生成することが可能な発熱素子と、前記発熱素子に対向する位置に形成され、前記発熱素子が発熱したときに前記液室内の液体を吐出する吐出口とを備え、前記発熱素子は、前記発熱抵抗体の内側の部分に接続される第１の電極と、前記発熱抵抗体を囲む位置に配置され、前記発熱抵抗体に接続される第２の電極とを備えていることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
発熱素子に対向した位置に吐出口の形成された形式の液体吐出ヘッドで吐出量を変化させるために発熱素子に印加する電圧を変化させたとしても、液滴の着弾位置の精度を高く維持することができる。従って、液体の吐出によって得られる画像の品質を高く維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の第１実施形態に係る記録ヘッドの搭載されるインクジェット記録装置の斜視図である。
【図２】（ａ）は図１のインクジェット記録装置に搭載されるインクカートリッジについて示した斜視図であり、（ｂ）はそのインクカートリッジについて示した側面図である。
【図３】図２のインクカートリッジに取り付けられた記録素子基板について示した斜視図である。
【図４】図３の記録素子基板の一部を破断して内部の構成について示した斜視図である。
【図５】図４の記録素子基板における発熱素子の周辺について拡大して示した断面図である。
【図６】図５の発熱素子について示した平面図である。
【図７】図５の発熱素子に異なる大きさの電圧を印加させた場合のそれぞれの場合の気泡の形状について示した説明図である。
【図８】図６の発熱素子の変形例について示した平面図である。
【図９】（ａ）は図６の発熱素子のさらなる変形例について示した平面図であり、（ｂ）は（ａ）の発熱素子の断面図である。
【図１０】（ａ）〜（ｄ）は図６の発熱素子の別の変形例について示した平面図である。
【図１１】（ａ）は本発明の第２実施形態に係る記録ヘッドにおける発熱素子の周辺について拡大して示した断面図であり、（ｂ）は（ａ）の発熱素子の平面図である。
【図１２】（ａ）〜（ｃ）は図１１の発熱素子に電圧を印加したときの気泡が生成されて消泡するまでの過程について示した説明図である。
【図１３】（ａ）〜（ｄ）は図１１（ｂ）の発熱素子の変形例について示した平面図である。
【図１４】図１１（ｂ）の発熱素子のさらなる変形例について示した平面図である。
【図１５】（ａ）は本発明の第３実施形態に係る記録ヘッドにおける発熱素子について拡大して示した平面図であり、（ｂ）は（ａ）の発熱素子の周辺について拡大して示した断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
（第１実施形態）
以下、図面を参照して、本発明の第１実施形態に係る記録ヘッドについて説明する。但し、後述する実施形態は、本発明の範囲を限定するものではなく、本発明をこの技術分野における通常の知識を有する者に十分に説明するために提供されるものである。
【００１１】
図１は、本発明の第１実施形態に係る液体吐出ヘッドの搭載される液体吐出装置について示した斜視図である。図１に示される液体吐出装置としてのインクジェット記録装置１０００は、記録ヘッド（液体吐出ヘッド）１５０の取り付けられたインクカートリッジ１０１が搭載されるキャリッジ２１１を備えている。本実施形態では、記録ヘッド１５０とインクタンク１６０とが一体に形成されたインクカートリッジ１０１が、キャリッジ２１１に搭載される。
【００１２】
本実施形態のインクジェット記録装置１０００において、キャリッジ２１１は、ガイドシャフト２０６に沿って主走査方向に移動自在にガイドされている。ガイドシャフト２０６は、記録媒体の幅方向に沿って延びるように配置されている。従って、キャリッジ２１１に搭載されたインクカートリッジ１０１は、記録媒体の搬送される搬送方向と交差する方向に走査しながら、記録ヘッド１５０の吐出口８からインクの吐出を行うことによって記録を行う。このように、インクジェット記録装置１０００は、インクカートリッジ１０１における記録ヘッド１５０の主走査方向の移動と、記録媒体の副走査方向の搬送と、を伴って画像を記録するいわゆるシリアルスキャンタイプのインクジェット記録装置である。
【００１３】
キャリッジ２１１は、記録媒体の搬送方向に直交する方向に走査されるように、ガイドシャフト２０６によって貫通されて支持されている。キャリッジ２１１にはベルト２０４が取り付けられており、ベルト２０４にはキャリッジモータ２１２が取り付けられている。これにより、キャリッジモータ２１２による駆動力がベルト２０４を介してキャリッジ２１１に伝えられるので、キャリッジ２１１がガイドシャフト２０６によって案内されながら主走査方向に移動可能に構成されている。
【００１４】
また、キャリッジ２１１には、制御部からの電気信号を、インクカートリッジ１０１における記録ヘッド１５０の記録素子基板１０６に転送するためのフレキシブルケーブル２１３の一端が取り付けられている。また、インクジェット記録装置１０００は、記録ヘッド１５０の回復処理を行うために用いられるキャップ２４１及びワイパブレード２４３が配置されている。また、インクジェット記録装置１０００は、記録媒体を積層状態で蓄える給紙部２１５と、キャリッジ２１１の位置を光学的に読み取るエンコーダセンサ２１６を有している。
【００１５】
キャリッジ２１１は、キャリッジモータ及びその駆動力を伝達するベルト等の駆動力伝達機構により、主走査方向に往復動される。記録媒体は、給紙部２１５に積載された後、搬送ローラによって矢印Ｂの副走査方向に搬送される。インクジェット記録装置１０００は、インクカートリッジ１０１を主走査方向に移動させつつ、インクを吐出させる記録動作と、記録媒体を副走査方向に搬送する搬送動作と、を繰り返すことによって、記録媒体上に順次画像を記録する。
【００１６】
図２（ａ）に、記録ヘッド１５０とインクタンク１６０とが一体に構成されたインクカートリッジ１０１についての斜視図を示し、図２（ｂ）に、図２（ａ）のインクカートリッジ１０１の側面図を示す。上述のように、インクカートリッジ１０１は、インクを収容するインク収納容器としてのインクタンク１６０と、インクタンク１６０に貯留されたインクを吐出して記録を行う記録ヘッド１５０とを有している。インクカートリッジ１０１におけるインクタンク１６０は、容器本体１０２及び蓋部材１０３を有している。容器本体１０２の上面を蓋部材１０３が覆うように、蓋部材１０３が容器本体１０２に取り付けられる。容器本体１０２に蓋部材１０３が取り付けられることによって、容器本体１０２と蓋部材１０３とにより囲まれた空間が閉塞される。容器本体１０２と蓋部材１０３とによって囲まれた空間には、インクを吸収可能な不図示のインク吸収体が配置される。
【００１７】
図３に、記録素子基板１０６についての斜視図を示す。図４に、図３における記録素子基板１０６の一部を破断して拡大した斜視図を示す。また、図５に、図４における領域Ａについて拡大した断面図を示す。記録素子基板１０６では、基板１上に絶縁膜５が配置されている。絶縁膜５の上面に、発熱素子３１が形成されている。また、絶縁膜５及び発熱素子３１の上面には、パッシベーション膜６が配置されている。
【００１８】
記録素子基板１０６の表面側には、流路形成部材７が取り付けられている。流路形成部材７は、記録素子基板１０６上に、フォトリソグラフィ技術によって形成される。インクカートリッジ１００における記録ヘッド１５０の記録素子基板１０６には、複数の液室３０が画成されている。液室３０の内部には、インクカートリッジ１０１から吐出される液体としてのインクが貯留されている。記録素子基板１０６には、液室３０に連通して、液室３０に貯留されたインクを吐出する吐出口８が形成されている。液室３０の内部には、液室３０に貯留されているインクを吐出口８から吐出するためにインクにエネルギーを付与する発熱素子３１が形成されている。本実施形態では、流路形成部材７における発熱素子３１に対応する位置に、インクを吐出するための吐出口８が形成されている。本実施形態では、発熱素子３１に対向した位置に吐出口８の形成された、いわゆるサイドシューター型の記録ヘッド１５０が適用されている。記録素子基板１０６と流路形成部材７との間に、発熱素子３１に対応する複数のインク流路及びインクの貯留される液室３０が画成されている。また、記録素子基板１０６には、発熱素子３１に電気エネルギーを伝送するために発熱素子３１から延びている配線の端部に形成され、電流の授受が行われる電極パッド１０８が形成されている。
【００１９】
また、記録素子基板１０６には、電流を発熱素子３１に伝送するための電気配線が配置されている。記録素子基板１０６には、アルミニウム（Ａｌ）等によって形成された電気配線が、成膜技術により形成されている。
【００２０】
このように、本実施形態では、記録素子基板１０６は、インクを吐出するためのエネルギーを発生させる記録素子として、発熱素子（電気熱変換素子）３１が用いられている。それぞれの発熱素子３１に電力を供給することによって、発熱素子３１が駆動される。発熱素子３１が駆動されることによって発熱素子３１の周囲のインクに熱エネルギーが与えられ、液室３０に貯留されているインク内で膜沸騰を生じさせている。液室３０の内部で膜沸騰が引き起こされると、これにより吐出口８から記録媒体に向かってインクが吐出される。
【００２１】
また、記録素子基板１０６には、複数のインク流路にインクを供給するためのインク供給口（液体供給口）１０５が、記録素子基板１０６を貫通して形成されている。
【００２２】
次に、本実施形態における発熱素子３１の構成について説明する。図６に、本実施形態の記録ヘッド１５０に形成された発熱素子３１について拡大した平面図を示す。図６では、説明のために、発熱素子３１における配線については図示していない。また、図６は、発熱素子３１を裏面から見た図である。発熱素子３１は、第１の電極４、第２の電極３、発熱抵抗体２を備えて構成されている。
【００２３】
本実施形態の発熱素子３１では、円板状に形成された発熱抵抗体２の中心の位置で、発熱抵抗体２に電流を供給する第１の電極４と発熱抵抗体２とが接続されている。第１の電極４は、発熱抵抗体２の中心から裏面に向かって延び、絶縁膜５の内部で下部配線９に接続されている。ここでは、下部配線９は、発熱抵抗体２に電流を供給する配線である。第１の電極４は、発熱抵抗体２と下部配線９との間に接続されている。このように発熱素子３１が形成されているので、高さの異なる発熱抵抗体２と下部配線９との間が接続される。
【００２４】
発熱抵抗体２は、円板状の形状を有している。そのため、本実施形態では、発熱抵抗体２をインクの吐出方向に沿って見た場合、円形の形状を有している。また、円板状の発熱抵抗体２の外周を取り囲むように、発熱抵抗体２の外側に、第２の電極３が配置されている。発熱抵抗体２の外縁で、発熱抵抗体２と第２の電極３とが接続されている。第２の電極３は、発熱抵抗体２に接続されているので、発熱抵抗体２を流れる電流は第２の電極３に流入する。本実施形態では、発熱抵抗体２の外周１１の全体を連続して囲うように、第２の電極３が発熱抵抗体２の外側に環状に配置されている。
【００２５】
第１の電極４は、発熱抵抗体２によって周囲を取り囲まれた位置に配置されている。本実施形態では、発熱抵抗体２が円板状に形成され、円板状の発熱抵抗体２の中心の位置に第１の電極４が配置されている。また、円板状に形成された発熱抵抗体２の周囲を取り囲むように、発熱抵抗体２の半径方向の外側に第２の電極３が配置されている。第２の電極３には、発熱抵抗体２から電流を送り出す配線１５が接続されている。配線１５は、下部配線９に、発熱抵抗体２を介して接続されている。配線１５と発熱抵抗体２との間に、第２の電極３が接続されている。発熱素子３１を出た電流は、記録ヘッドの外部に供給されるように、記録ヘッドが構成されている。
【００２６】
図５に示されるように、第１の電極４は、円板状の発熱抵抗体２の中心の位置と、下部配線９との間に延びている。発熱抵抗体２よりも記録素子基板１０６における裏面側の位置で、第１の電極４が、下部配線９に接続されている。また、発熱抵抗体２よりも発熱素子３１における裏面側には、第１の電極４及び下部配線９の周囲を覆うように、絶縁膜５が配置されている。発熱素子３１における液室３０に面した位置には、液室３０に面した部分を覆うように、発熱素子３１の上方に、パッシベーション膜６が配置されている。
【００２７】
パッシベーション膜６は、液室３０にインクが充填された状態のときにインクと発熱素子３１の間の位置に配置される。パッシベーション膜６が発熱素子３１を覆うように、インクと発熱素子３１との間に配置されることにより、発熱素子３１内を流れる電流がインクに流出することを抑えることができる。従って、発熱素子３１を、インク内で電気的に絶縁させることができる。また、必要であれば、発熱素子３１上で気泡が生成されその後気泡が消泡する際に生じるキャビテーションによる衝撃から発熱素子３１の表面を保護するために、パッシベーション膜６とインクとの間に耐キャビテーション膜がさらに配置されてもよい。
【００２８】
このような記録ヘッド１５０によって吐出口８からインクを吐出する際には、液室３０にインクが充填された状態で発熱素子３１に電圧が印加される。発熱素子３１の駆動によって液体内で発泡させることで、吐出口８からインク滴が吐出される。本実施形態では、発熱素子３１に電力が印加される際には、電流は、下部配線９を通って第１の電極４に流入する。このように、発熱素子３１に電流を流す際には、第１の電極４から発熱抵抗体２に電流が供給されるように、第１の電極４を介して発熱素子３１に電流を流す。第１の電極４に流入した電流は、発熱抵抗体２を流れ、そこから発熱抵抗体２の外側に配置された第２の電極３に向かって、外側に流れる。発熱抵抗体２の内部では、電流は、円板状の発熱抵抗体２の中心に位置する第１の電極４から半径方向の外側に向かって流れる。
【００２９】
このとき、電流が発熱抵抗体２を流れることで、発熱抵抗体２が加熱され、発熱抵抗体２の表面の温度が上昇する。そのため、液室３０に貯留されたインクのうち、発熱抵抗体２の周辺のインクが加熱されて温度が上昇し、そこで膜沸騰が生じる。液室３０の内部でインクに膜沸騰が生じることにより、液室内で気泡が生成され、このときの圧力上昇によって、吐出口８からインク滴が吐出される。
【００３０】
本実施形態では、発熱素子３１が円板状の形状を有しているので、第１の電極４を介して発熱抵抗体２に流入した電流は、周方向に沿って均等に、発熱抵抗体２の半径方向外側に配置された第２の電極３に向かって流れる。このとき、第２の電極３及び第１の電極４の間に接続された発熱抵抗体２では、発熱素子３１に電力が印加された際に、第１の電極４側の位置で第２の電極３側の位置よりも電流密度が高くなる。発熱抵抗体２内における電流密度は、第１の電極４の位置で最も高く、外側に向かうにつれて徐々に低くなる。そのため、発熱素子３１が駆動されると、第１の電極４側の位置で、第２の電極３側の位置よりも、発熱抵抗体２の温度が高くなる。
【００３１】
本実施形態の記録ヘッド１５０においては、インク内で膜沸騰を生じさせるには、発熱抵抗体の温度が３００℃まで上昇する必要がある。
【００３２】
発熱素子３１に電力を印加させて発熱素子３１を駆動させた際には、発熱抵抗体２の中心で最も電流密度が高いので、発熱抵抗体２の中心で最も温度が高い。また、電力を印加したときの電流密度は、発熱素子３１の中心から外側に向かうにつれて徐々に小さくなるので、発熱素子３１の中心から半径方向の外側に向かうにつれて温度が徐々に低くなる。従って、発熱素子３１に電力を印加させたときの発熱素子３１の温度分布は、発熱素子３１の中心で最も高く、そこから半径方向外側に向かうにつれて徐々に低くなるような分布となる。
【００３３】
発熱抵抗体２の温度が一定の値（本実施形態では３００℃）以上に上昇した部分でインク内において気泡が生じるので、発熱素子３１が本実施形態のように構成されている場合には、気泡は、第１の電極４を中心とした半球状に近い形状となる。また、発熱素子３１に印加する電圧を変化させた場合には、発熱抵抗体２の温度が３００℃以上になる領域は、中心の位置を変えずに半径方向に沿った大きさを変化させる。そのため、発熱素子３１に印加する電圧を変化させることにより、気泡の中心の位置を保ちながら、気泡の大きさを効率良く変化させることが可能になる。
【００３４】
発熱素子３１がこのように構成されていることにより、発熱素子３１に電圧を印加させたときに生じる気泡は、電圧の大きさに関わらず、第１の電極４から発熱抵抗体２に電流が入り込む発熱抵抗体２の中心の位置で最も高い形状となる。また、気泡は、電圧の大きさに関わらず、発熱抵抗体２の中心から外側に向かうにつれて徐々に低くなる形状となる。従って、発熱素子３１に印加する電圧を変化させることにより、気泡の中心の位置が発熱素子３１の中心の位置に保たれたまま、気泡の大きさを変化させることができる。
【００３５】
図７に、発熱素子３１に電圧を印加させてインク内で発泡した際に、生成される気泡の形状について示した記録ヘッドの断面図を示す。図７では、発熱素子３１に印加する電圧をＶ１、Ｖ２、Ｖ３（Ｖ１＜Ｖ２＜Ｖ３）とした場合についての、それぞれの場合の気泡について示されている。発熱素子３１に対し、電圧Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３を印加したときの気泡をそれぞれ気泡１３ａ、１３ｂ、１３ｃとする。図７の気泡１３ａ、１３ｂ、１３ｃに示されるように、発熱素子３１に印加される電圧に応じて気泡１３の大きさが変化する。気泡１３ａ、１３ｂ、１３ｃのいずれの気泡１３においても、気泡１３の形状は、発熱素子３１の面からの気泡の高さが、発熱素子３１の面方向の中心の位置で最も高く、そこから面方向の外側に向かうにつれて徐々に低くなる。印加される電圧が大きくなると、この気泡１３の中心の位置が一定に保たれたまま、印加される電圧に応じて発生する気泡１３の容積が大きくなることがわかる。
【００３６】
このように、発熱素子３１の駆動の際に発熱素子３１に印加する電圧を変化させても、発熱抵抗体２の面方向の中心で最も高くそこから徐々に低くなる気泡の形状が保たれるので、気泡の形状に偏りが生じず、気泡の形状のバランスが保たれる。発熱素子３１に印加する電圧の大きさを変化させても、生成される気泡のバランスが保たれる。従って、発熱抵抗体２の中心の位置が吐出口の中心の位置に近い位置に配置されていれば、吐出されるインク滴の位置精度が良好に保たれる。そのため、発熱素子３１を駆動させる際に、発熱素子３１に印加する電圧の大きさを変化させて生成される気泡の大きさを変化させても、吐出されるインク滴の位置精度を高く保つことができる。そのため、記録によって得られる画像の品質が高く保たれたまま、発熱素子に印加する電圧の大きさを変化させて、吐出口からのインクの吐出量を変化させることができる。つまり、画像の品質を保ったまま、複数の吐出量のインク滴を吐出させることが可能となる。
【００３７】
このとき、発泡による気泡の大きさを変化させる際に、液体の吐出を安定させるために、破線Ｂで示すように、吐出口８の重心は、発熱抵抗体２の重心の鉛直上に存在することがより好ましい。吐出口８の重心が発熱抵抗体２の重心の鉛直上に存在する場合には、インク滴を吐出する際に、気泡が吐出口８の重心の位置で発熱素子３１の形成された発熱素子形成面５０から吐出方向に向けて最も突出する。従って、吐出口８から吐出されるインク滴は、生成された気泡によって吐出口８の延びる方向に比較的真っ直ぐに吐出される。そのため、吐出されるインク滴の着弾精度を向上させることができる。
【００３８】
このように、第１実施形態の発熱素子３１の構成によれば、第１の電極４が、発熱抵抗体２の内側の部分に接続されている。また、発熱抵抗体２を囲む位置に第２の電極３が配置され、そこで第２の電極３が発熱抵抗体２と接続されている。従って、発熱素子３１を駆動させるための電流は第１の電極４を通って発熱抵抗体２に流入するので、第１の電極４側の位置で電流の密度が最も高くなる。電流の密度が高い位置ほど、発熱抵抗体２に電流を流したときの温度が高くなる。従って、発熱素子３１を駆動させたときの発熱素子３１の温度分布では、面方向に沿って、第１の電極４側の位置で最も温度が高くなり、外側に向かうにつれて温度が徐々に低くなる。気泡は第１の電極４の位置で最も大きく膨張し、第１の電極４の位置で気泡が発熱素子形成面５０から最も大きく離れ、そこで最も気泡の高さが高くなる。発熱素子３１に印加される電圧の大きさが変化したとしても、気泡が、第１の電極４側の位置で最も高くなり、そこから徐々に低くなる形状については変化しない。従って、発熱素子３１に印加される電圧の大きさが変化しても、気泡の高さが最も高くなる位置については変化しない。このように、インク滴の吐出量を変化させるために、発熱素子３１に印加する電圧の大きさを変化させても、面方向に沿った気泡の高さが最も高くなる位置が変化せずに気泡の形状が安定している。
【００３９】
また、気泡が面方向に沿って第１の電極４の位置で最も高さが高くなるので、発熱抵抗体２のより中心に近い位置で気泡の高さが最も高くなる。吐出口８が発熱素子３１に対向する位置に形成されている場合には、吐出口８に対する気泡の最も突出する位置が変化しない。吐出口８に対する気泡の突出する位置が変化しないので、インク滴の吐出の際に、偏りのない状態で気泡が生成される。偏りがなく安定した状態で気泡が生成されるので、インク滴の着弾精度を高く維持することができる。特に、本実施形態では、気泡の最も突出した部分の位置が、吐出口の中心側の位置に維持されるので、発熱素子３１の中心の位置が吐出口の中心に対応した位置に配置されている場合には、インク滴を精度良く吐出することができる。発熱素子３１の中心の位置を吐出口の中心に近づけることで、インク滴の吐出を精度良く行うことができる。
【００４０】
このように、インク滴の吐出の際に生成させる気泡の大きさを変化させても、発泡された気泡の中心が吐出口８に対してずれることが抑えられる。従って、液滴の飛翔方向のずれの発生が抑制され、インク滴の着弾位置の精度が向上するので、安定した記録を行うことが可能となる。
【００４１】
なお、本実施形態では、発熱素子３１における発熱抵抗体２の形状が円板状のものについて説明したが、本発明はこれに限定されない。第１の電極４は、発熱抵抗体２の内側で発熱抵抗体２に接続されると共に、第２の電極３によって囲まれた部分の内側に配置されていれば、他の形状を有していてもよい。
【００４２】
ここで、発熱抵抗体２の形状は、中央付近から外周に向かって、電流密度が低くなるような勾配がつくように形成されることが必要とされる。また、発熱抵抗体２は、平面的に対称性を有することが好ましい。第１の電極４は、対称性を有する発熱抵抗体２の重心の、インクの吐出される吐出方向の延長線上に存在することが好ましい。
【００４３】
なお、本実施形態では、図６に示されるように、第２の電極３が、連続して発熱抵抗体２の外周の全体を囲む位置に配置され、そこで発熱抵抗体２に接続されるように発熱素子３１が構成されている。しかしながら、本発明はこれに限定されない。図８に示されるように、一部で第２の電極３の連続性が途絶えている発熱素子が用いられてもよい。
【００４４】
図８には、発熱抵抗体２の外周の一部に第２の電極３の形成されていない部分が存在する発熱素子の平面図が示されている。このように、発熱抵抗体２の外周の全てを覆うように、発熱抵抗体２の全体を囲む位置に第２の電極３が配置されていなくてもよい。第２の電極３が、発熱抵抗体２の外周の全体ではなく、発熱抵抗体２を部分的に囲む位置に配置される構成であってもよい。このように、第１の電極４から発熱抵抗体２に流入した電流が、第２の電極３を通って外部へ供給されるのであれば、第２の電極３は発熱抵抗体２の外周の全体に亘って配置されなくてもよい。
【００４５】
また、図９（ａ）に示されるように、第２の電極３の配置されている部分と、第２の電極３の配置されていない部分とが、周方向に交互に形成された発熱素子が記録ヘッドに用いられてもよい。図９（ａ）に、発熱抵抗体２の外周において、第２の電極３の配置されている部分と、第２の電極３の配置されていない部分とが、交互に形成される構成の発熱素子の平面図が示されている。このように、第２の電極３が、発熱抵抗体２を囲む位置において、間隔を置いて複数配置される構成であってもよい。また、図９（ｂ）に、図９（ａ）に示される発熱素子の断面図が示されている。この場合、第２の電極３の配置された部分でのみ、第１の電極４と第２の電極３との間を電流が流れる。
【００４６】
図９（ａ）、（ｂ）に示される形態では、複数の第２の電極３が発熱抵抗体２の周囲に配置されているので、第１の電極４及び発熱抵抗体２を介して、複数の第２の電極３のそれぞれに電流が供給される。複数の第２の電極３のそれぞれには、そこから記録素子基板１０６における裏面に向かう配線１５ａが接続されている。複数の第２の電極３のそれぞれに接続された配線は、発熱抵抗体２の下方の絶縁膜５の内部で一旦束ねられて合流し、そこで配線１５ｂに接続される。このように、複数の第２の電極３のそれぞれから延びた配線は、一旦合流して、そこから記録ヘッドの外部に向けて電流が送り出される。
【００４７】
なお、発熱素子３１における発熱抵抗体２の形状については、円板状のものに限定されない。発熱素子３１における発熱抵抗体２は、その他の形状であってもよい。図１０に、他の形状の発熱素子の例についての平面図を示す。例えば、対称性を有する形状の発熱抵抗体２を備えた発熱素子は、図１０（ａ）、（ｂ）に示されるような長方形や楕円形などの重心を通る直線（破線Ｘ）に対して線対称でもよい。また、図１０（ｃ）に示されるような正方形や、図１０（ｄ）に示される正多角形、図６に示される円形などの点対称の形状を有することが好ましい。
【００４８】
発熱抵抗体２の鉛直上に存在する吐出口８に対して、気泡１３の大きさによらず気泡１３の中心が変動しないために、印加電圧を変化させても液滴の飛翔方向が安定する。つまり、一対の発熱抵抗体２と吐出口８によって、複数の液滴の大きさを吐出することが可能であり、かつ、その液滴は安定して媒体に着弾させることが可能となる。
【００４９】
以下、本実施形態の記録ヘッドの実施例について説明する。なお、本発明は、実施例に限定されず、他の形態であってもよい。
【００５０】
図５に示される記録ヘッドにおいて、本実施形態では、基板１は、単結晶シリコンにより形成されている。基板１の上には、厚み６μｍの絶縁膜５が形成されている。絶縁膜５の上には、ＡｌＣｕよりなる第２の電極３と、シート抵抗３５０Ω／ｓｑ．（ｏｈｍｓ ｐｅｒ ｓｑｕａｒｅ）の発熱抵抗体２とが配置されている。
【００５１】
発熱抵抗体２は、上方から見た形状が円形とされ、直径φ２５μｍで形成されている。発熱抵抗体２の外周１１は、第２の電極３によって連続的に囲まれて配置されている。第１の電極４は、Ｗ（タングステン）によって形成されている。
【００５２】
ＡｌＣｕによって形成された下部配線９と、発熱抵抗体２とが、絶縁膜５の内部で接続されるように、下部配線９及び発熱抵抗体２が絶縁膜５内に配置されている。さらに、第２の電極３及び発熱抵抗体２の上層に、それらを電気的にインクなどの液体から絶縁するために、ＳｉＮによって形成されたパッシベーション膜６が配置されている。記録素子基板１０６における基板１、絶縁膜５及びパッシベーション膜６の上面には、エポキシ樹脂によって形成された流路形成部材７が貼り付けられる。
【００５３】
流路形成部材７における発熱抵抗体２に対応した位置には、気泡の生成により、液体を吐出するための吐出口８が形成されている。本実施形態では、吐出口８の直径は、φ２０μｍとした。吐出口８及び発熱素子は、吐出口８の重心が発熱抵抗体２の重心の鉛直上に位置するように、それぞれ配置されている（破線Ｂ）。記録素子基板１０６には、裏面から表面にかけてインクを液室に流入させるためにインク供給口１０５が記録素子基板１０６を貫通して形成されている。このように構成された記録素子基板１０６と流路形成部材７とが貼り付けられることで、記録ヘッドが形成されている。
【００５４】
以上のように準備された記録ヘッドに対して、複数の大きさの電圧を発熱素子に印加し、吐出される液体の体積および飛翔状態を観察した。観察の結果について、以下の表に示す。本実験によれば、印加電圧を変更することで液体の体積が増大する。また、飛翔の直進性は印加電圧の大きさに関わらず良好であることが確認できた。
【００５５】
【表１】
2016068339.tif 000003
【００５６】
（第２実施形態）
次に、第２実施形態に係る記録ヘッドについて説明する。なお、上記第１実施形態と同様に構成される部分については図中同一符号を付して説明を省略し、異なる部分についてのみ説明する。
【００５７】
第２実施形態の発熱素子では、第１の電極４が、中心の１点ではなく、円環状に形成されている点で第１実施形態の記録ヘッドと異なる。第２実施形態における記録ヘッドの発熱素子３１ａの周辺の断面図を図１１（ａ）に示す。また、第２実施形態における発熱素子３１ａの平面図を図１１（ｂ）に示す。図１１（ｂ）では、説明のために、発熱素子３１ａにおける配線については図示していない。また、図１１（ｂ）は、発熱素子３１を裏面から見た図である。
【００５８】
絶縁膜５の内部に、第１の電極４を介して発熱抵抗体２に向けて電流を供給するための配線９ａが配置されている。本実施形態では、発熱抵抗体２に向けて電流を供給するための配線９ａは、絶縁膜５における比較的下方の位置に配置されている。絶縁膜５内部における下方の位置で水平方向に延びる配線９ａの上方には、第１の電極４に電流を供給するための配線９ｂが配置されている。絶縁膜５における下方の位置を水平方向に延びる配線９ａと、第１の電極４に電流を供給するための配線９ｂとの間には、鉛直方向上方に向けて配線同士を接続する接続用の配線９ｃが配置されている。配線９ａ、９ｂ、９ｃは、発熱抵抗体２に電流を供給するための配線である。
【００５９】
第１の電極４に電流を供給するための配線９ｂと発熱抵抗体２との間には、第１の電極４が配置されている。第１の電極４は、第１の電極４に電流を供給するための配線９ｂから鉛直方向上方に延びて、発熱抵抗体２に接続されている。本実施形態では、第１の電極４は、インクの吐出される方向から見た場合、円環状となるように配置されている。また、発熱抵抗体２の外周には、第２の電極３が配置されて、発熱抵抗体２と第２の電極３とが接続されている。本実施形態においても、第２の電極３が、発熱抵抗体２の外周の全体を囲むように、発熱抵抗体２の外縁に接続されている。第２の電極３は、発熱抵抗体２の外縁から記録素子基板１０６における裏面に向かって下方に延びるように配置されている。第２の電極３は、絶縁膜５の内部で水平方向に延びる配線１５ｃと接続されている。配線１５ｃは、発熱抵抗体２から電流を送り出すための配線である。発熱素子３１ａを出た電流は、記録ヘッドの外部に供給されるように、記録ヘッドが構成されている。
【００６０】
発熱抵抗体２の上方には、発熱抵抗体２及び配線類を電気的にインクなどの液体と絶縁するためパッシベーション膜６が配置されている。また、必要であれば、パッシベーション膜６の上方に耐キャビテーション膜がさらに配置されてもよい。
【００６１】
図１１（ａ）、（ｂ）に示されるように、本実施形態では、第１の電極４が、発熱素子３１ａの中心の位置を囲むように円環状に形成されている。第１の電極４が、円環状に形成されているので、発熱素子の中心の位置では、第１の電極４は形成されていない。また、発熱素子３１ａの中心の位置では、発熱抵抗体２も配置されていない。
【００６２】
本実施形態の記録ヘッドに用いられている発熱素子３１ａに電圧が印加されて駆動されることによってインク滴が吐出口から吐出される際の発熱素子３１ａの状態について説明する。
【００６３】
第２実施形態の発熱素子の用いられた記録ヘッドにインクが充填された状態の記録ヘッドにおける吐出口の周辺の断面図について図１２（ａ）〜（ｃ）に示す。図１２（ａ）には、発熱素子が駆動され、気泡が生成されてから比較的すぐの状態について示されている。また、図１２（ｂ）には、図１２（ａ）の状態から気泡が拡大した状態について示されている。また、図１２（ｃ）には、気泡が消泡する直前の状態について示されている。
【００６４】
まず、絶縁膜５内部で水平方向に延びる配線９ｃと、配線同士を接続する接続用の配線９ｅと、第１の電極４に電流を供給するための配線９ｄとを通って、第１の電極４に電流を流す。配線９ａ、配線９ｂ及び配線９ｃは、発熱抵抗体２に電流を供給するための配線である。第１の電極４から発熱抵抗体２に入った電流は、発熱抵抗体２の内部で発熱素子３１ａを発熱させてから第２の電極３から配線１５ｃに流れ込む。
【００６５】
本実施形態では、発熱抵抗体２の重心側の位置に発熱抵抗体２が存在しないため、図１２（ａ）に示されるように、発泡の際に発熱素子３１ａの中心部分が発熱に関与せずに、気泡１３は略ドーナッツ状に発生する。その後、気泡は成長していき、ドーナッツ状の気泡が膨張することによって中心の空洞が潰れて一つの半球状になる。その結果、図１２（ｂ）に示されるように、一つの気泡１３となる。
【００６６】
発熱抵抗体２に電流を流した際に、発熱抵抗体２の重心に近い側から外側に向かって電流密度が低下するように発熱素子３１ａが形成されているため、図１２（ａ）に示すように気泡１３は発熱抵抗体２の内周側から発生する。気泡１３が一つの半球状になった後には、電極へ印加する電圧を変化させても、気泡１３は発熱抵抗体２の内周側より発生するため、発熱抵抗体２の鉛直上に存在する吐出口８に対して、気泡の中心の位置が変動しない。そのため、印加電圧を変化させても、気泡１３の成長の際の、気泡１３の対称性が維持される。このように、ドーナッツ状の気泡が一つの半球状の気泡になるのに十分な時間が経過した後には、気泡の中心の位置が変動しないので、気泡の形状が安定する。吐出口８に対し、気泡１３の中心の位置があまり変動しないので、液滴を吐出口から吐出させる際に、液滴の飛翔方向が安定する。
【００６７】
本実施形態のさらなる効果について図１２（ａ）〜（ｃ）を参照して説明する。発熱抵抗体２上で発生した気泡１３は、最大限膨張した後に、急激に収縮を始めていき、図１２（ｃ）に示されるように、発熱抵抗体２の重心位置の近傍で消泡する。消泡の際には機械的な大きな力（キャビテーション）が基板表面にかかることが知られている。本実施形態のように、発熱素子３１ａにおける重心近傍の位置で発熱抵抗体２が除去されているので、消泡の生じる位置に発熱抵抗体２が存在していない。そのため、気泡が消泡することによって生じるキャビテーションによる発熱抵抗体２の機械的損傷を抑制することが可能となる。結果として、発熱素子３１ａが本実施形態のような構成をとることで、キャビテーションによる発熱抵抗体の耐久性に影響を与えることを抑制でき、発熱素子の長寿命化が可能となる。
【００６８】
本実施形態では、発熱素子がこのように構成されているので、第１の電極４側の位置で第２の電極３側の位置よりも電流密度が高くなる。そのため、第１の電極４側の位置で発熱抵抗体２の到達温度が高くなり、第１の電極４に近接した位置で最も温度が高くなる。
【００６９】
このとき、発熱素子３１ａに印加する電圧の大きさを変化させても、発熱抵抗体２における最も温度の高くなる位置は変化しない。従って、発熱素子３１ａに印加する電圧の大きさを変化させても、発熱素子３１ａの駆動によって生成される気泡における最も突出した部分の位置が変わらず、気泡の形状に偏りが生じることを抑えることができる。気泡の形状に偏りが生じることが抑えられるので、インク滴の着弾位置の精度を高く維持することができる。
【００７０】
なお、本実施形態では、発熱素子３１ａにおける発熱抵抗体２は、重心位置の部分がくり抜かれた円環状の形状に形成されているが、本発明はこれに限定されない。本実施形態では、発熱抵抗体２の中央付近から外周に向かって、電流密度が低くなるような勾配が形成されるように、発熱素子３１ａが形成されている。発熱抵抗体２の重心近傍の部分がパターニングされ、その内周１２に第１の電極４が連続的に配置されている。発熱抵抗体２の形状は、第１実施形態の発熱素子と同様に、対称性を有することが好ましい。また、発熱抵抗体２の重心近傍のパターニング形状は、発熱抵抗体２の外形と相似であることが好ましい。これは、第１実施形態で説明したように、第２の電極３と第１の電極４との距離が、周方向の全体に亘ってできる限り同じであるほうが好ましいことに由来する。以上のことを考慮すると、図１３（ａ）、（ｂ）に示されるように、発熱素子における発熱抵抗体２の形状は、長方形や楕円形などの重心を通る直線（破線Ｘで示す）に対して線対称な形状を有していてもよい。より好ましくは、図１３（ｃ）に示される正方形や図１３（ｄ）に示される正多角形、図１１（ｂ）に示される円形などの点対称の形状がよい。発熱抵抗体２の重心近傍のパターニング形状はそれぞれの外形に対して相似であることが好ましく、発熱抵抗体２の内周１２を囲むように第１の電極４が連続して配置されることが好ましい。
【００７１】
また、本実施形態においても、第２の電極３は、一部が途切れていてもよいし、複数に分割されていてもよい。図１４（ａ）に、第２の電極３の一部が形成されてなく、不連続に形成された形態の発熱素子の平面図が示されている。また、本実施形態では、第１の電極４は発熱抵抗体２の内側の縁部の全体に配置されているが、本発明はこれに限定されない。図１４（ａ）に示される発熱素子では、第１の電極４においても発熱抵抗体２の内側で一部が形成されてなく、第１の電極４が不連続に形成されている。このように、第１の電極４は、発熱抵抗体２の内側の縁部に部分的に配置されていてもよい。
【００７２】
また、第２の電極３が、発熱抵抗体２を囲む位置において、間隔を置いて複数形成されるように構成されてもよい。図１４（ｂ）に、第２の電極３が、発熱抵抗体２を囲む位置において、間隔を置いて複数配置される構成についての発熱素子の平面図が示されている。このように、本実施形態においても、発熱抵抗体２の外側において、第２の電極３の形成されている部分と形成されていない部分とが交互に並べられてもよい。また、図１４（ｂ）に示される発熱素子では、第１の電極４においても、第１の電極４が、発熱抵抗体２内側の縁部において、間隔を置いて複数配置されている。このように、発熱素子は、発熱抵抗体２の内側の縁部で、第１の電極４の形成されている部分と形成されていない部分とが交互に並べられて形成される構成であってもよい。以上のように、第１の電極４、第２の電極３のいずれにおいても、電極配置の連続性が一部途絶えていたり、電極が非連続的に配置されたりしてもよい。
【００７３】
（第３実施形態）
次に、第３実施形態に係る記録ヘッドについて説明する。なお、上記第１実施形態及び第２実施形態と同様に構成される部分については図中同一符号を付して説明を省略し、異なる部分についてのみ説明する。
【００７４】
第３実施形態では、発熱抵抗体及び発熱抵抗体の外側に接続された第２の電極が複数設けられ、複数の第２の電極に対し一つの第１の電極が共通して使用されている点で第１実施形態及び第２実施形態の構成と異なる。複数の第２の電極は、共通の第１の電極からの距離が異なる位置にそれぞれ配置されている。複数の第２の電極のそれぞれには別の発熱抵抗体が接続されている。本実施形態では、共通の一つの第１の電極に対し、第２の電極が複数設けられているので、第１の電極に接続される第２の電極を、複数の第２の電極から選択することができる。複数の第２の電極は、第１の電極からの距離が異なる位置にそれぞれ配置されているので、第１の電極に接続される第２の電極を少なくとも一つ選択することにより、第１の電極から所望の距離だけ離れた第２の電極を選択することができる。また、第２の電極と第１の電極との間の距離に応じて、発熱素子を駆動させた際の気泡の大きさを変化させることができる。従って、第１の電極から第２の電極までの距離の複数設定されている発熱抵抗体から少なくとも一つの発熱抵抗体を選択することにより、発熱素子を駆動させた際の気泡の大きさを選択することができる。
【００７５】
図１５（ａ）に、第３実施形態における発熱素子３１ｂについての平面図を示す。また、図１５（ｂ）に第３実施形態における発熱素子についての断面図を示す。図１５（ａ）に示されるように、第３実施形態では、環状に形成された第２の電極３ａ、３ｂが同心円状に複数設けられている。ここでは、２つの第２の電極３ａ、３ｂが設けられている。図１５（ａ）では、説明のために、発熱素子３１ｂにおける配線については図示していない。
【００７６】
絶縁膜５の内部に、水平方向に延びる下部配線９ｄが配置されている。下部配線９ｄには、第１の電極４が接続されている。第１の電極４は、下部配線９ｄから、記録素子基板１０６における表面側に向かって鉛直方向上方に延びるように配置されている。第１の電極４には、２つの発熱抵抗体２ａ、２ｂが接続されている。２つの発熱抵抗体２ａ、２ｂは、第１の電極４から、半径方向の外側に向かって延びている。本実施形態では、第１の電極４は、それぞれの発熱抵抗体２ａ、２ｂの中心の位置で、発熱抵抗体２ａ、２ｂに接続されている。本実施形態では、下部配線９ｄが、発熱抵抗体２ａ、２ｂに電流を供給する配線として機能する。
【００７７】
一方の発熱抵抗体２ａは、第１の電極４における下部配線９ｄの接続された側とは反対側の端部に接続されている。他方の発熱抵抗体２ｂは、第１の電極４における鉛直方向の中間の位置に接続されている。第１の電極４の端部に接続された発熱抵抗体２ａは、第１の電極４から半径方向外側の端部までの距離が比較的短い。第１の電極４の中間の位置に接続されている発熱抵抗体２ｂは、第１の電極４から半径方向外側の端部までの距離が比較的長い。
【００７８】
それぞれの発熱抵抗体２ａ、２ｂの半径方向の外側の端部には、第２の電極３がそれぞれ配置されている。第１の電極４から半径方向の外側の端部までの距離の短い方の発熱抵抗体２ａには、第２の電極３ａが配置されている。第１の電極４から半径方向の外側の端部までの距離の長い方の発熱抵抗体２ｂには、第２の電極３ｂが配置されている。また、それぞれ発熱抵抗体２ａ、２ｂに接続されたそれぞれの第２の電極３ａ、３ｂには、配線１５ｄ、１５ｅが接続されている。発熱抵抗体２ａを通過して第２の電極３ａに到達した電流は、発熱抵抗体２ａから第２の電極３ａを介して配線１５ｄによって電流が送り出される。また、発熱抵抗体２ｂを通過して第２の電極３ｂに到達した電流は、発熱抵抗体２ｂから第２の電極３ｂを介して配線１５ｄによって電流が送り出される。本実施形態では、配線１５ｄ、１５ｅが、発熱抵抗体２ａ、２ｂから電流を送り出す配線として機能する。
【００７９】
このように、第２の電極３ａ、３ｂに対応して、それぞれ発熱抵抗体２ａ、２ｂが設けられている。それぞれの第２の電極３ａ、３ｂは、発熱抵抗体２ａ、２ｂを囲む位置に配置され、発熱抵抗体２に接続されるように配置されている。このように、本実施形態では、２組の発熱抵抗体２ａ、２ｂ及び第２の電極３ａ、３ｂが、同一の第１の電極４の外側に、吐出口から液体の吐出される吐出方向に沿った異なる位置に形成されている。なお、同一の第１の電極の外側に形成される発熱抵抗体及び第２の電極は、２組に限定されない。複数組形成されているのであれば、他の組数の発熱抵抗体及び第２の電極が、同一の第１の電極の外側に形成されてもよい。
【００８０】
このように構成された発熱素子３１ｂに対し、電圧が印加されることにより、発熱素子３１ｂが駆動されて気泡が生成されてインク滴が吐出される。本実施形態では、発熱抵抗体２ａ、２ｂ及び第２の電極３ａ、３ｂが、同一の第１の電極４の外側に複数形成されている。
【００８１】
本実施形態では、下部配線９ｄから、第１の電極４を介して、第１の電極４から半径方向外側の端部までの距離が比較的短い発熱抵抗体２ａ及び第１の電極４から半径方向外側の端部までの距離が比較的長い発熱抵抗体２ｂの、少なくとも一つに電圧を印加する。すなわち、複数組の発熱抵抗体２ａ、２ｂ及び第２の電極３ａ、３ｂのうち、少なくとも一組の発熱抵抗体及び第２の電極に対し電流が流されて、発熱抵抗体が発熱される。また、第１の電極４から半径方向外側の端部までの距離が比較的短い発熱抵抗体２ａ及び第１の電極４から半径方向外側の端部までの距離が比較的長い発熱抵抗体２ｂの両方に、電圧を印加してもよい。発熱抵抗体２ａ、２ｂの両方に電圧を印加した場合には、気泡は、発熱抵抗体２ａ、２ｂそれぞれで生じる気泡同士が合わさった大きさになる。従って、発熱抵抗体２ａ、２ｂの両方に電圧を印加することにより、発熱抵抗体２ａ、２ｂのいずれかを単一で用いるよりも大きな気泡を生成することができる。このように、２つの発熱抵抗体２の少なくとも一つに選択的に電圧を印加することにより、発熱素子を駆動させた際に所望の大きさの気泡を生成することができる。従って、吐出されるインク滴の吐出量を調節することができる。このように、複数の発熱抵抗体２ａ、２ｂ及び第２の電極３ａ、３ｂのうち、少なくとも一組の発熱抵抗体２及び第２の電極３に対し、電流が流されて、複数の発熱抵抗体２ａ、２ｂのいずれか、あるいは両方の発熱抵抗体２ａ、２ｂが発熱される。
【００８２】
また、それぞれの発熱抵抗体２ａ、２ｂに印加される電圧については、発熱抵抗体２ａ、２ｂごとに電圧の大きさを調節することができる。従って、電圧の印加される発熱抵抗体２を選択することによって大まかに気泡の大きさを調節すると共に、発熱抵抗体２ａ、２ｂごとに印加される電圧の大きさを調節することによっても気泡の大きさを調節することができる。従って、生成される気泡の大きさをより細かく調節することができ、より細かなインク滴の吐出量の調節を行うことができる。インク滴の吐出量をより細かく調節することができるので、吐出されたインクが記録媒体に着弾することによって得られる画像の濃度をより細かく調節することができる。また、インク滴の吐出によって得られる画像の濃度をより細かく調節することができるので、より確実に、インク滴の吐出によって所望の階調の画像を得ることができる。
【００８３】
なお、インク滴の吐出によって得られる画像において、さらに細かく画像の階調を設けたい場合には、第２の電極の数をさらに増やすことで対応することができる。また、第２実施形態に示したように、重心近傍の発熱抵抗体２を除去し、内周に沿って第１の電極４を設けてもよい。
【００８４】
また、本実施形態においても、第２の電極３ａ、３ｂ及び第１の電極４のそれぞれは、一部が途切れていてもよいし、複数に分割されていてもよい。また、第２の電極３ａ、３ｂ及び第１の電極４のそれぞれが、形成されている部分と形成されていない部分とが交互に形成されていてもよい。このように、それぞれの電極において、電極配置の連続性が一部途絶えていたり、電極が非連続的に配置されたりしてもよい。
【００８５】
なお、本明細書において、「記録」とは、文字、図形等有意の情報を形成する場合のみならず、有意無意を問わずに用いられる。また、人間が視覚で知覚し得るように顕在化したものであるか否かを問わず、広く記録媒体上に画像、模様、パターン等を形成する、または記録媒体の加工を行う場合も表すものとする。
【００８６】
また、「記録装置」とは、プリンタ、プリンタ複合機、複写機、ファクシミリ装置などのプリント機能を有する装置、ならびにインクジェット技術を用いて物品の製造を行なう製造装置を含む。
【００８７】
また、「記録媒体」とは、一般的な記録装置で用いられる紙のみならず、広く、布、プラスチック・フィルム、金属板、ガラス、セラミックス、木材、皮革等、インクを受容可能なものを表すものとする。
【００８８】
さらに、「インク」（「液体」と言う場合もある）とは、上記「記録」の定義と同様広く解釈されるべきものである。記録媒体上に付与されることによって、画像、模様、パターン等の形成または記録媒体の加工、或いはインクの処理（例えば記録媒体に付与されるインク中の色剤の凝固または不溶化）に供され得る液体を表すものとする。
【００８９】
また、上記実施形態では、吐出口が、発熱素子に対向する位置に形成され、発熱素子の面方向に直交する方向にインクが吐出されるサイドシューター型の記録ヘッドが適用される場合について説明した。しかしながら、本発明は上記実施形態に限定されず、発熱素子の面方向に水平な方向にインクが吐出されるように吐出口が形成された、いわゆるエッジシューター型の記録ヘッドに適用されてもよい。エッジシューター型の記録ヘッドに本発明の発熱素子が適用されたとしても、発熱素子に印加される電圧の大きさに応じて気泡の大きさを変化させることができる。これによってインクの吐出量を変化させることができる。
【００９０】
また、上記実施形態では、記録ヘッドの主走査方向の移動と、記録媒体の副走査方向の搬送と、を伴って画像を記録するいわゆるシリアルスキャンタイプの記録装置に本発明の発熱素子が適用される形態について説明した。しかしながら、本発明はこれに限定されず、記録媒体の幅方向の全域に亘って延在する記録ヘッドを用いるフルラインタイプの記録装置にも本発明の発熱素子が適用可能である。
【符号の説明】
【００９１】
２  発熱抵抗体
３  第２の電極
４  第１の電極
８  吐出口
９、９ａ、９ｂ、９ｃ、９ｄ、１５、１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄ、１５ｅ  配線
３０  液室
３１  発熱素子
１０５  インク供給口
１５０  記録ヘッド
【図１】
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【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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