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JP2001171126A - 発熱抵抗素子を備えたインクジェットヘッド用基板と、それを用いるインクジェットヘッド、インクジェット装置及び記録方法 - Google Patents

発熱抵抗素子を備えたインクジェットヘッド用基板と、それを用いるインクジェットヘッド、インクジェット装置及び記録方法

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JP2001171126A
JP2001171126A JP2000285572A JP2000285572A JP2001171126A JP 2001171126 A JP2001171126 A JP 2001171126A JP 2000285572 A JP2000285572 A JP 2000285572A JP 2000285572 A JP2000285572 A JP 2000285572A JP 2001171126 A JP2001171126 A JP 2001171126A
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ink
ink jet
heat
protective film
temperature
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Kinu Shirota
衣 城田
Teruo Ozaki
照夫 尾▲崎▼
Takashi Katsuragi
隆司 葛城
Hidehiko Kanda
英彦 神田
Masahiko Kubota
雅彦 久保田
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Canon Inc
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 インクジェット記録方法で使用される記録ヘ
ッド内の、発熱ヘッド上にインクに由来するコゲが発生
することと、および発熱ヘッドがインクにより侵食され
ることとを抑制すること。 【解決手段】 発熱ヘッドのインクと接触する表面の最
高到達温度を５６０℃以下とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、熱エネルギーを用
いてインク滴を記録信号に応じてオリフィスから被記録
材に吐出させ記録を行うインクジェットヘッド用基板、
インクジェットヘッド、インクジェット装置及びインク
ジェット記録方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】現在、インクジェット記録方法において
は、さまざまの方式が提案されているが、記録ヘッドの
室内のインクに記録信号に対応した熱エネルギーを、発
熱抵抗素子より付与しインク滴を吐出させることにより
記録を行う方式が主流である。なかでも特開昭５４−５
９９３６号公報に記載されているような熱エネルギーに
よるインクの発泡現象を利用してインクを吐出させる方
式のインクジェット記録方法は、インクが吐出される開
口部（以下、オリフィスと記載する場合もある）の高集
積化、高密度化が容易である点から、現在のインクジェ
ット記録方法の主力方式の一つである。
【０００３】このような発熱抵抗素子を用いて記録信号
に対応した熱エネルギーをインクに与えインクをオリフ
ィスから吐出させて記録を行う方式の場合、インク滴の
大きさはインクに与える熱エネルギー量、圧力等の装置
条件や、インクの比熱、熱伝導率、熱膨張係数、粘度な
ど材料物性値に依存することが知られており、インクを
安定して吐出させるために、これらのファクターを調節
する提案が多くなされている。例えば、特開昭５５−１
３２２５３号公報では発熱抵抗素子に与える電圧の立ち
上がりと立下りを制御することに注目し、パルス幅、パ
ルス振幅の変化により発熱抵抗素子の温度、気泡の体積
がそれに応答して変化することを利用して、パルス幅、
パルス振幅を調整することによりインクを安定して吐出
することが開示されている。この技術水準に基づいて現
在のインクジェットヘッドの特性は十分に確保されてい
る。一方、インク中に加熱によって物性変化してしまう
成分が含まれている場合には、保護膜の表面上に異物
（以降コゲと記載する場合もある）が析出することがあ
る。このようなコゲが多量に析出した場合には、保護膜
の表面にコゲが徐々に沈着し、その結果、インクへの熱
伝導度が低下したり、発泡のバラツキが生じることによ
り、吐出に必要な泡が充分に形成されず正常な記録に必
要な量のインクが吐出されなくなったり、またはインク
が全く吐出されなくなったりする場合がある。すなわち
インクの吐出安定性が低下することがある。
【０００４】特に、近年の記録ヘッドの高精細化にとも
ない、一回の吐出動作によるインクの吐出量が少量とな
るような構造の記録ヘッドが使用されることが多い。こ
の場合、発熱抵抗素子のインクに与えるエネルギー量は
小さくなるため、保護膜上に付着したコゲがたとえ少量
であった場合でも、発熱抵抗素子からインクへの熱伝導
が阻害される割合が大きくなり高精細な画像の記録に影
響を与えるようなインク吐出量の変化が発生する場合が
あることから、コゲの発生をより厳密に抑制する必要が
生じている。
【０００５】このようなコゲの析出に対しては、従来、
インクの成分を工夫することで対処するようにしてき
た。
【０００６】例えば、従来コゲの成分については、Ｆｅ
などの無機成分と、有機成分の両方があることが知られ
ている。このうち無機成分については、インク中にキレ
ート試薬を添加することにより、インク中で無機成分が
配位され安定化されているため、コゲの問題が改善され
るものと考えられ、有機成分についてはキレート試薬の
もつ分散効果により、有機成分の発熱抵抗層上での結晶
成長が阻害され、炭化したコゲが発熱抵抗層上で堆積し
なくなると考えている。
【０００７】この他にも、特開平３−１６００７０号公
報にはインク中にオキソ陰イオン含有させることにより
コゲの発生を抑制することが、また特開平８−８０６６
４号公報にはインク中にフィチン酸及びまたはその塩を
含有させることによりコゲの発生を抑制することが開示
されている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上述のイン
クジェットヘッドにおいては、保護膜のインクに接触す
る層は、耐キャビテーション膜が設けられており、その
材料としては主にＴａが用いられている。
【０００９】このＴａは、機械的衝撃に強いだけでな
く、比較的、耐腐食性が強いことが知られている。
【００１０】耐キャビテーション膜はその厚みが薄いほ
ど発熱抵抗素子のインクへの熱伝導率が高くなることか
ら好ましいものである。近年では高品位記録を行うため
発熱抵抗素子数が増えていることからも省電力化の観点
から、耐キャビテーション膜の膜厚がたとえば０．３μ
ｍ以下と薄くなる傾向がある。
【００１１】しかしながら、このような耐キャビテーシ
ョン膜の構成において、上述のインクを用いた場合、コ
ゲの析出については、いずれも改善が見られるものの、
このような対処による別の課題が生じる事がわかった。
すなわち、連続駆動後にＴａ膜を観察したところＴａの
腐食が見受けられたのである。
【００１２】Ｔａよりなる耐キャビテーション膜の腐食
は次の２つの機構で進行すると考えられる。１つは、キ
ャビテーション衝撃により耐キャビテーション膜の結晶
粒界に亀裂が発生することと、いま１つは、インクに含
まれるキレート試薬などの化学作用によりＴａ自身が化
学反応を起こすことである。すなわち、例えば、インク
中にキレート試薬（例えば、ＥＤＴＡ等）を含有させた
場合には、キレート試薬の量が増えると保護膜のうち、
耐キャビテーション膜として用いられているＴａ成分を
キレート試薬が配位してしまうことから、保護膜が侵食
され発熱抵抗素子の寿命が短くなる場合がある。特に、
記録ヘッドが高精細化されている場合は、保護膜も精細
化および薄膜化されるため、保護膜のインクとの接触表
面が僅かに侵食されただけでも亀裂が発生し、その亀裂
が発熱抵抗層に容易に到達し、発熱抵抗素子の破損に至
ることが懸念される。
【００１３】このため、上述のインクでは、キレート試
薬の量を調整しなければならないため、発熱抵抗素子の
耐久性向上とコゲの改善については、ある程度の改善は
見られるものの、根本的な解決を見込めるものではなか
った。
【００１４】そこで、本発明者らは、コゲの析出、吐出
安定性及び発熱抵抗素子の耐久性等の課題が発生する要
因についてあらためて詳細に分析した結果、これらの課
題を総合的に解決できる方法があることを見出した。
【００１５】すなわち、従来、上述した課題はインク物
性、駆動条件等により左右され、一義的な解決方法がな
いと思われていた。ところが、本発明者らがコゲの析出
面に注目してコゲの析出、発熱抵抗素子の破損要因につ
いて研究したところ、コゲの発生量は、保護膜のインク
に対する接触表面の最高到達温度に依存することを見出
した。
【００１６】さらに、最高到達温度をどの温度に設定す
ればよいかを研究したところ、従来使用されていた６０
０℃や７００℃に設定した場合には、コゲの析出や保護
層の溶解による発熱抵抗素子の断線が見られたが、徐々
に温度を下げてみたところ、最高到達温度を５６０℃以
下に保ちながら十分量の熱エネルギーをインクに印加す
ることにより、コゲの発生が十分に抑制された状態で安
定したインクの吐出が実現できることを見出した。そし
て、このように最高到達温度を保つことがコゲの抑制だ
けでなく、保護膜の腐食の防止にも寄与し、総合的に優
れたインクジェットヘッド用基板、インクジェットヘッ
ド及びインクジェット記録方法を提供できることを見出
した。
【００１７】さらに本発明者らの研究により、５６０℃
以下という最高到達温度を達成するには、保護膜を構成
する各層の厚みおよび熱伝導性、ならびに発熱抵抗層を
駆動するために印加される駆動電圧および駆動パルス巾
を制御する必要があることが判明し、特に保護膜が薄膜
で良好な熱伝導特性を有している場合は、駆動パルス巾
および駆動電圧の制御が１つの解決方法であることが判
明した。
【００１８】この点に関し、本発明者らは実際の発熱ヘ
ッドの構造に基づいて数値モデルを構築し、これに駆動
パルスを印加するによって最高到達温度を詳細にシュミ
レートし、最高到達温度を確実に５６０℃以下とするこ
とができるインクジェットヘッド用基体、インクジェッ
トヘッド、インクジェット記録方法を開発して、本発明
を完成させた。
【００１９】このように本発明は、コゲの析出、吐出安
定性及び発熱抵抗素子の耐久性を総合的に解決すること
ができるインクジェットヘッド用基板、インクジェット
ヘッド及びインクジェット記録方法を提供することを目
的とするものである。
【００２０】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の本発明のインクジェット記録方法の構成は、発熱抵抗
素子と、該発熱抵抗素子を被覆する保護膜と、を備える
インクジェットヘッド用基板を用いて、前記発熱抵抗素
子を発熱させ前記保護膜を介してインクに熱エネルギー
を付与し該インクに膜沸騰を発生させ、気泡発生時に生
じる圧力によって該インクを吐出するインクジェット記
録方法であって、前記保護膜の前記インクとの接触表面
における最高到達温度が５６０℃以下として吐出を行う
記録モードを有することを特徴とする。
【００２１】また、上記課題を解決するための本発明の
インクジェットヘッド用基板の構成は、発熱抵抗素子
と、該発熱抵抗素子を被覆する保護膜と、を備え、前記
発熱抵抗素子を発熱させ前記保護膜を介してインクを吐
出するために利用される熱エネルギーを付与するインク
ジェットヘッド用基板であって、前記発熱抵抗素子の駆
動時における前記保護膜の前記インクとの接触表面にお
ける最高到達温度が５６０℃以下であることを特徴とす
る。
【００２２】また、上記課題を解決するための本発明の
インクジェットヘッドの構成は、発熱抵抗素子と、該発
熱抵抗素子を被覆する保護膜と、を備えるインクジェッ
トヘッド用基板を用いて、前記発熱抵抗素子を発熱させ
前記保護膜を介してインクに熱エネルギーを付与し該イ
ンクに気泡を発生させ、気泡発生時に生じる圧力によっ
て該インクを吐出するインクジェットヘッドであって、
前記発熱抵抗素子の駆動時における前記保護膜の前記イ
ンクとの接触表面における最高到達温度が５６０℃以下
とすることを特徴とする。
【００２３】また、上記課題を解決するための本発明の
インクジェット装置の構成は、発熱抵抗素子と、該発熱
抵抗素子を被覆する保護膜と、を備えるインクジェット
ヘッド用基板を用いて、前記発熱抵抗素子を発熱させ前
記保護膜を介してインクに熱エネルギーを付与し該イン
クに気泡を発生させ、気泡発生時に生じる圧力によって
該インクを吐出するインクジェットヘッドを有するイン
クジェット装置であって、前記インクジェット装置は、
前記保護膜の前記インクとの接触表面における最高到達
温度を５６０℃以下にするための駆動信号制御手段を有
することを特徴とする。
【００２４】本発明においては、保護膜表面の最高到達
温度を５６０℃以下としているため、インクが含有して
いる成分が発熱抵抗素子(熱作用面)上におけるコゲの析
出が抑制されると共に、保護膜のけずれも防止すること
が出来る。したがって発熱抵抗層が微細化され発熱抵抗
層の熱エネルギーが少量の場合でも、コゲが堆積するこ
とに起因する熱エネルギーの伝熱不良は抑制され、高品
位の高精細な画像が実現されるとともに吐出安定性及び
耐久性に優れたインクジェットヘッド用基体、インクジ
ェットヘッドを提供することができる。
【００２５】さらに本発明においては、インクにキレー
ト試薬を添加する場合であっても、保護膜のインクとの
接触表面の最高到達温度が５６０℃以下であればコゲの
析出は抑制され、保護膜の侵食をも防止することが出来
た。
【００２６】なお、インク中にキレート試薬を添加する
場合、そのキレート試薬の添加量としては、キレート試
薬の溶解度の制約により、添加量が多量の場合は沈殿が
生じることがあり、また、添加量が少量過ぎる場合は効
果が得られないことから、キレート試薬のインクに対す
る添加量は、インク全体に対して５０質量ｐｐｍ以上２
０質量％以下、さらに好ましくは８０質量ｐｐｍ以上１
０質量％以下とすることが望ましい。
【００２７】また、本発明によれば、耐キャビテーショ
ン膜の侵食は従来よりも格段に防止されるものである
が、さらに、さまざまなインクを用いた際にも保護膜の
耐腐食性を向上させるために、保護膜を複数の層から構
成し、インクに接触する層を、Ｔａを含むアモルファス
合金よりなる耐キャビテーション膜とすることができ
る。
【００２８】なお、アモルファス合金は、Ｔａ以外に、
Ｆｅ、Ｃｒ、Ｒｅ、ＧｅおよびＮｉから選ばれる１種類
以上の金属を含むことができる。
【００２９】さらに、アモルファス合金は、Ｔａ、Ｆ
ｅ、ＣｒおよびＮｉからなり、Ｔａはアモルファス合金
の全体に対して３０質量％以下とすることにより、Ｔａ
を含むアモルファス合金の特性はさらに良好となり、耐
キャビテーション膜の腐食はさらに抑制され、発熱抵抗
層の寿命は長くなる。
【００３０】このＴａを含むアモルファス合金よりなる
耐キャビテーション膜には結晶粒界が存在しないため、
キャビテーション衝撃により亀裂が発生することが抑制
される。さらにＴａを含むアモルファス合金は酸化によ
り表面に不動態膜を形成するため、この不動態膜が耐キ
ャビテーション膜をインク成分との化学作用より保護す
る。これらの理由によりＴａよりなる従来の耐キャビテ
ーション膜に比べ、Ｔａを含むアモルファス合金よりな
る耐キャビテーション膜はインクによる腐食に対し良好
な耐性を有する。本発明においては保護膜のインクとの
接触表面積の最高到達温度が５６０℃以下と低温に保た
れているため、耐キャビテーション膜の侵食は抑制され
ているが、耐キャビテーション膜をＴａを含むアモルフ
ァス合金より形成することにより、低温化との相乗効果
により、耐キャビテーション膜の侵食はさらに効果的に
抑制される。
【００３１】
【発明の実施の形態】以下に好ましい実施の形態につい
て例を挙げて本発明をさらに詳しく説明するが、本発明
は以下に限定されるものではない。本発明において以下
の形態が採用されれば、インクジェット記録方法の優れ
た特性をさらに効果的とすることができる。
【００３２】（最高到達温度）本発明を完成するために
行われた保護膜のインクとの接触部の最高到達温度のシ
ュミレーションについて説明する。まず、発熱抵抗層が
単位時間当たりに放出する熱エネルギーＰは Ｐ＝Ｖ2／（Ｒ＋ｒ）×Ｐｗ×Ｎ （１） なる式を満足する。ここで、上記式において、 Ｖ：駆動電圧［Ｖ］ Ｒ：発熱抵抗層の抵抗値［Ω］ ｒ：発熱抵抗層に電気的に接続されている配線抵抗
［Ω］ Ｐｗ：駆動パルス巾［μｓｅｃ］ Ｎ：具備されている発熱抵抗層の総数［個］である。
【００３３】尚、発熱抵抗層の抵抗値：Ｒは、 Ｒ＝ρs×ＬH／ＷH （２） で求められる。ここで上記式において、 ρs：発熱抵抗層のシート抵抗値［Ω／□］ ＬH：発熱抵抗層の長さ［μｍ］ ＷH：発熱抵抗層の巾［μｍ］である。
【００３４】また、単位面積・単位時間当たりに発熱抵
抗層で発生する消費電力の最大値Ｗは Ｗ＝Ｐ／ＬH×ＷH （３） で表される。
【００３５】上記（１）〜（３）式から、実際の発熱抵
抗層のサイズによって、発熱抵抗層で発生する熱エネル
ギーを調整できることを関係づけている。
【００３６】更に、熱エネルギーが発生した時の保護膜
のインクとの接触表面の温度Ｔは ρＣ（∂Ｔ／∂ｔ）＝ｋ（ｘ）（∂2Ｔ／∂2ｔ）＋Ｐ （４） で表される１次元の熱伝導方程式を差分法で解くと求め
られる。ここで上記式において ρ：保護膜の平均密度［ｋｇ／ｍ3］ Ｃ：保護膜の平均比熱容量［Ｊ／（ｋｇ・℃）］ ｋ（ｘ）：位置ｘにおける保護膜の熱伝導率［Ｗ／（μ
ｍ・℃）］ ｔ：時間［μｓ］ ｘ：保護膜の底面を基準点（ｘ＝０）とした時の膜積層
方向への距離［μｍ］ Ｐ：熱エネルギー［Ｗ］ である。
【００３７】（４）式を所定の初期条件下で数値的に解
くことにより温度Ｔをシュミレートした。この結果、温
度Ｔを５６０℃以下に制御する方法としては、たとえ
ば、熱伝導の時間を短縮するために保護膜を薄くした
り、もしくは、（１）式中の駆動パルス巾を狭くするこ
とにより行うことが出来る。
【００３８】これらは、単独または組み合わせ、さらに
は、別のパラメータ（例えば駆動電圧）の組み合わせに
より行うことが可能である。
【００３９】ただし保護膜をあまり薄くすることは保護
膜の耐久性が低下するために好ましくない。これらを勘
案することにより、例えば保護膜の膜厚を０．１μｍ以
上２．０μｍ以下、さらに好ましくは０．３μｍ以上
１．０μｍ以下とすることにより、十分な熱エネルギー
をインクに供給できるのと同時に、温度Ｔを５６０℃以
下に制御できる。
【００４０】また、駆動電圧Ｖをインクが沸騰するに必
要な閾値電圧の１．１〜１．２５倍とする条件下では駆
動パルス巾を５μｓ以下、好ましくは３μｓ以下とする
ことにより、十分な熱エネルギーをインクに供給できる
のと同時に温度Ｔを５６０℃以下に制御できることを発
明者らは見出した。
【００４１】（記録ヘッド）本発明の記録ヘッドの一例
は、基板上に形成された発熱抵抗層と、発熱抵抗層と１
対１で対応し駆動させるドライバと、発熱抵抗層および
保護膜を含んでなる発熱ヘッドと、発熱ヘッドに接続さ
れたインク流路と、インク流路にインクを供給するイン
ク室とを含んでなる。また、インクを吐出するために設
けられたオリフィスと、このオリフィスに連通し、イン
クを吐出するための熱エネルギーがインクに作用する部
分である発熱ヘッドを構成の一部とするインク流路とを
有するインクの吐出部と、熱エネルギーを発生する手段
としての発熱抵抗層とを含んでなる記録ヘッド用基体を
含むものである。
【００４２】記録ヘッド用基体としては、一列に配列さ
れた複数の発熱抵抗層と、発熱抵抗層と１対１で対応し
て発熱抵抗層を画像データに応じてそれぞれ駆動させる
ドライバと、直列に入力される画像データを各ドライバ
に並列に出力する発熱抵抗層と同一ビット数のシフトレ
ジスタと、シフトレジスタから出力されるデータを一時
記憶するラッチ回路とを、同一基板上に設けたものが開
発されている。
【００４３】このような記録ヘッド用基体の回路構成の
例を図１に示す。図１において１０１は一列に配列され
た発熱抵抗層であり、１０２はパワートランジスタであ
り、１０３はラッチ回路であり、１０４はシフトレジス
タである。１０５はシフトレジスタ１０４を動かすため
のクロックであり、１０６は画像データ入力部であり、
１０７はパワートランジスタ１０２のオン時間を外部か
らコントロールするためのヒートパルス幅入力部であ
り、１０８はロジック電源、１０９はＧＮＤであり、１
１０は発熱抵抗層駆動電源（ＶＨ）であり、１１１はパ
ワートランジスタ（Ｖｃｅ）である。
【００４４】このような構成の記録ヘッド用基体を含む
ヘッドを有するプリント装置では、画像データが画像デ
ータ入力部１０６からシフトレジスタ１０４に直列（シ
リアル）に入力される。その入力データはラッチ回路１
０３において一時記憶され、その間にヒートパルス幅入
力部１０７からパルスが入力されると、パワートランジ
スタ１０２がオン状態となり、発熱抵抗層１０１が駆動
され、駆動された発熱体１０１の液流路中のインクが加
熱され、吐出口から吐出されてプリントが行われる。
【００４５】このような回路構成を採用することにより
駆動パルス巾を十分短くすることが可能となり、最高到
達温度を５６０℃以下としながら、駆動電圧Ｖを高くす
ることによってインクに印加される熱エネルギーを一定
に保ち、安定したインクの吐出が可能となる。以下の図
２および３において、この回路が実現された素子の具体
例を説明する。
【００４６】図２は、図１で開示される回路を実現する
ための素子の断面の一例を示している。２０１はＰ型シ
リコン基板であり、２０２はＮ型コレクタ埋込領域であ
り、２０３は素子分離のためのＰ型アイソレーション埋
込領域であり、２０４はＮ型エピタキシャル領域、２０
５はＰ型ベース領域であり、２０６は素子分離のための
Ｐ型アイソレーション埋込領域であり、２０７はＮ型コ
レクタ埋込領域であり、２０８は高濃度Ｐ型ベース領域
であり、２０９は素子分離のための高濃度Ｐ型アイソレ
ーション領域であり、２１０はＮ型エミッタ領域であ
り、２１１は高濃度Ｎ型コレクタ領域であり、２１２は
コレクタ電極であり、２１３はベース電極であり、２１
４はエミッタ電極である。
【００４７】図３は、図１で開示される回路を実現する
ための素子の平面の一例を示している。３０１は電気絶
縁性の基板である。基板３０１の一辺に沿った縁部には
その縁部に沿って一列に発熱抵抗層３０２が配列されて
いる。各発熱抵抗層３０２は、液路ごとに、その液路の
端部の吐出口の近傍に設けられている。また、基板３０
１のほぼ中央部分には、発熱抵抗層３０２の配列方向に
沿って、各発熱抵抗層３０２の駆動トランジスタとして
のパワートランジスタ部３０３が配列されている。
【００４８】本例では、パワートランジスタ部３０３
は、バイポーラトランジスタであり、かつ発熱抵抗層３
０２の配列方向に直交する方向に１行（段）、配列され
ている点に特徴がある。発熱抵抗層３０２を駆動するた
めには発熱抵抗層３０２に対して１対１に対応した数の
パワートランジスタ部３０３が必要である。上記パワー
トランジスタ部３０３の近傍であって発熱抵抗層３０２
が配列された側と反対側の基板３０１の縁部には、シフ
トレジスタおよびラッチ部を含むＳ／Ｒ回路３０９が設
けられ、その端縁にはＳ／Ｒ回路３０９用の入力信号パ
ッド３１０が複数個設けられている。また、３１１は発
熱抵抗層３０２に所定の電圧を印加するための＋ＶＨ共
通配線であり、３１２はＧＮＤである。上記発熱抵抗層
３０２に近い側の第１のパワートランジスタ部３０３の
配列方向の両端部にはそれぞれ温度調節用のヒータ３１
３が設けられ、この一方のヒータ３１３の近傍にはサブ
ヒータ３１４が設けられ、上記発熱体３０２の配列方向
の延長線上にある基板３０１の角部には温度センサ用の
ダイオード３１５が設けられている。
【００４９】本例においては、最高到達温度は、発熱抵
抗素子に印加される駆動信号のパルス幅を制御すること
により、制御される。
【００５０】また、インクジェットヘッド用基板の温度
を測定し、温度および駆動信号により最高到達温度が５
６０℃以下に制御することが出来ないと判断した際に、
発熱抵抗素子の駆動を休止する。
【００５１】具体的には、温度センサが基板の温度を読
み取り、そのデータをインクジェット記録装置内に配し
たＲＡＭ（不図示）に送って、送られてきたデータから
温度テーブルに換算して、ＲＯＭ（不図示）内に格納し
てある最適のパルス入力値を選択し、インクジェットヘ
ッド内へＨｅａｔデータ（信号）として送信する。
【００５２】ここで、同じパルス幅を入力しても、基板
の基準温度が異なれば、ヒータ表面の最高到達温度を５
６０℃以下に安定して制御することができない。なお、
通常、基板温度は、１５℃〜８０℃の間で変化している
ため、その温度差ΔＴは、最大６５℃となる。
【００５３】このため、ダイオードセンサで読み取った
値（Ｂａｓｅ）に、ヒータへのパルス入力（電圧一定の
場合）によるヒータ面の最高到達温度（Ｔｅｍｐ）を計
算するテーブルがＲＡＭ内に形成されている。
【００５４】そして、本発明で記述している最高到達温
度（Ｔreal）は、下記の式（５）で求められる； Ｔreal＝Ｂａｓｅ＋Ｔｅｍｐ （５） 尚、Ｔｅｍｐは、上述の式（４）のＴとして求めること
ができる。
【００５５】そして、Ｔrealが５６０℃を越える条件に
なった場合は、ＲＡＭ内から、停止信号（Ｅｍｅｒｇ）
が生成され、記録装置からインクジェットヘッドへの信
号の送信（Ｈｅａｔ，Ｂｌｏｃｋ，ＩＤａｔａ等）が停
止される。
【００５６】そして、決められた時間毎にダイオードセ
ンサから送信されてくる基板温度データ（Ｂａｓｅ）が
減少し、Ｔrealが５６０℃以下で制御できるようになる
と、再度データの送信が開始される。
【００５７】尚、シリアルプリンターの様に、１ライン
毎に画像を形成していくプリンターの場合、例え、Ｅｍ
ｅｒｇ信号が生成されても、１ラインの画像形成終了ま
では、データ送信が停止されることはない。
【００５８】その場合、多少ヒータの最表面の最高到達
温度が５６０℃以上になることもあるが、全体の寿命の
中では、さしたる影響もないことがわかっている。
【００５９】さて、Ｓ／Ｒ回路３０９に近い側の第２の
パワートランジスタ部３０３の四隅にはそれぞれスルー
ホール３１６が設けられ、上記ダイオード３１５の近傍
にはそれぞれスルーホール３１７が設けられている。こ
れらスルーホール３１６および３１７は、その下部にお
いて配線された２層の配線層をコンタクトするためのも
のである。そして、第２のパワートランジスタ部３０３
の配列方向の両端部には、アセンブリ時の位置検出に用
いられるマーク３１８がそれぞれ形成されている。
【００６０】図４には本発明における発熱ヘッドが具備
された記録ヘッドの一例を、オリフィスを縦に横切る方
向の概略断面図として示した。またＡＢ線断面図を示し
た。記録ヘッド１３はインクを通す溝１４を有するガラ
ス、セラミックまたはプラスチック板などと、発熱ヘッ
ド１５とを接着して得られる。発熱ヘッド１５はインク
と接触する面から、Ｔａを含むアモルファス合金よりな
る耐キャビテーション膜１６−１、酸化シリコンや窒化
シリコンなどで形成される保護膜１６−２、アルミニウ
ム電極１７−１および１７−２、ＴａＮなどより形成さ
れる発熱ヒータ１８、蓄熱層１９、アルミナなどの放熱
性に優れる支持体２０の各層が積層されて構成されてい
る。ここで保護膜は耐キャビテーション膜１６−１およ
び保護膜１６−２より構成されている。耐キャビテーシ
ョン膜１６-１のインクとの接触表面の最高到達温度を
５６０℃以下としながらインクに十分な熱エネルギーの
供給が可能で十分な耐久性を確保するために、例えば、
保護膜の総膜厚は０．７μｍとした。また十分な耐食性
を確保するため耐キャビテーション膜は、Ｔａを含むア
モルファス化合金として、例えばＴａ18Ｆｅ57Ｎｉ8Ｃ
ｒ17を用いて形成した。
【００６１】インク２１は吐出用のオリフィス２２まで
来ており、所定の圧力によりメニスカス２３を形成して
いる。そしてアルミニウム電極１７に電気信号が加わる
と、発熱ヘッド１５のｎで示される領域が急激に発熱
し、ここに接しているインク２１が沸騰し気泡が発生
し、その圧力でメニスカス２３が突出し、オリフィス２
２よりインク滴２４が吐出し、紙などの被記録材２５に
向かって飛翔し、被記録材２５の画像記録領域に付着し
画像が形成される。
【００６２】図５には発熱ヘッドを多数並べたマルチ発
熱ヘッドの外観を本発明における一例として示す。この
マルチ発熱ヘッドはマルチ溝２６を有するガラス板２７
と発熱ヘッドを密着して作製されている。
【００６３】本発明においてオリフィスのサイズなどは
特に限定されず、所望の画像品質に応じて適時設定すれ
ば良い。しかし、近年の高画質化への要求に伴い、オリ
フィスのサイズを微細化することが検討されている。具
体的には例えば１回の吐出動作によってオリフィスから
吐出されるインク量が０．１〜４０ピコリットル、好ま
しくは０．１〜３０ピコリットル、さらに好ましくは
０．１〜２５ピコリットルとなるようにオリフィスのサ
イズを微細化する検討がなされている。このような場
合、本発明に開示されるように最高到達温度を５６０℃
以下とすることによりコゲの発生を抑制することが、安
定したインクの吐出を実現する上で特に重要となってく
る。
【００６４】（記録ヘッド駆動）図１５は、記録ヘッド
駆動のための分割パルスを説明する図である。同図にお
いて、ＶＯＰは駆動電圧、Ｐ１は複数の分割されたヒー
トパルスの最初のパルス（以下、プレヒートパルスとい
う）のパルス幅、Ｐ２はインターバルタイム、Ｐ３は２
番目のパルス（以下、メインヒートパルスという）のパ
ルス幅である。Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３はＰ１、Ｐ２、Ｐ３を
決めるための時間を示している。駆動電圧ＶＯＰは、こ
の電圧を印加される電気熱変換体が記録ヘッドを構成す
るヒータボードと天板とにより形成されるインク液路内
のインクに対し熱エネルギーを発生させるのに必要な電
気エネルギーを示すものの一つである。その値は電気熱
変換体の面積、抵抗値、膜構造や記録ヘッドの液路構造
によって決まる。
【００６５】分割パルス幅変調駆動法は、Ｐ１、Ｐ２、
Ｐ３の幅で順次パルスを与えるものであり、プレヒート
パルスは、主に液路内のインク温度を制御するためのパ
ルスであり、吐出量制御を行なっている。このプレヒー
トパルス幅はその印加によって電気熱変換体が発生する
熱エネルギーによってインク中に発泡現象が生じないよ
うな値に設定される。
【００６６】インターバルタイムは、プレヒートパルス
とメインヒートパルスが相互干渉しないように一定時間
の間隔を設けるため、およびインク液路内インクの温度
分布を均一化するために設けられる。メインヒートパル
スは液路内のインクに発泡を生ぜしめ、吐出口よりイン
クを吐出させるためのものであり、その幅Ｐ３は電気熱
変換体の面積、抵抗値、膜構造や記録ヘッドのインク液
路の構造によって決まる。
【００６７】本例で用いる記録ヘッドにおいて、駆動電
圧ＶＯＰ＝Ｘ（Ｖ）、メインヒートパルス幅Ｐ３＝Ｙ
〔μｓｅｃ〕をとし、プレヒートパルス幅Ｐ１をある範
囲で変化させた場合、図１６に示すような吐出量Ｖｄと
プレヒートパルス幅Ｐ１との関係が得られる。
【００６８】図１６は、吐出量のプレヒートパルス依存
性を示す線図であり、図において、Ｖ０はＰ１＝０〔μ
ｓｅｃ〕のときの吐出量を示している。図１６の曲線ａ
に示されるように、プレヒートパルスのパルス幅Ｐ１の
増加に応じて、吐出量Ｖｄはパルス幅Ｐ１が０からＰ１
ＬＭＴまで線形性を有して増加し、パルス幅Ｐ１がＰ１
ＬＭＴより大きい範囲ではその変化が線形性を失い、パ
ルス幅Ｐ１ＭＡＸで飽和し最大となる。
【００６９】このように、パルス幅Ｐ１の変化に対する
吐出量Ｖｄの変化が線形性を示すパルス幅Ｐ１ＬＭＴま
での範囲は、パルス幅Ｐ１を変化させることによる吐出
量の制御を容易に行える範囲として有効である。
【００７０】パルス幅がＰ１ＭＡＸより大きい場合、吐
出量ＶｄはＶＭＡＸより小さくなる。これは、上記範囲
のパルス幅を有するプレヒートパルスが印加されると電
気熱変換体上に微小な発泡（膜沸騰の直前状態）を生
じ、この気泡が消泡する前に次のメインヒートパルスが
印加され、上記微小気泡がメインヒートパルスによる発
泡を乱すことによって吐出量が小さくなるからである。
この領域をプレ発泡領域と呼び、この領域ではプレヒー
トパルスを媒介にした吐出量制御は困難なものとなる。
【００７１】図１６に示すＰ１＝０〜Ｐ１ＬＭＴ〔μ
ｓ〕の範囲の吐出量とパルス幅との関係を示す直線の傾
きをプレヒートパルス依存係数と定義すると、プレヒー
トパルス存在係数：ＫＰ＝（ΔＶｄＰ）／（ΔＰ１）
〔ｎｇ／μｓｅｃ・ｄｏｔ〕となる。この係数ＫＰは温
度によらずヘッド構造・駆動条件・インク物性等によっ
て定まる。すなわち、図１６中曲線ｂ、ｃは他の記録ヘ
ッドの場合を示しており、記録ヘッドが異なると、その
吐出特性が変化することが分かる。
【００７２】本例で用いる通常の印字モードにおける記
録ヘッドの駆動条件は、図１６において、駆動電圧ＶＯ
Ｐ＝Ｘ（Ｖ）、メインヒートパルス幅Ｐ３＝Ｙ〔μｓｅ
ｃ〕で、吐出量がＶａとなるプレヒートパルスＰ１＝Ｐ
ａ〔μｓｅｃ〕とし、この駆動条件においては、記録ヘ
ッドの最高到達温度が５６０℃以下での吐出となる。
【００７３】上記例ではダブルパルスを用いたパルス幅
変調駆動制御を用いたが、トリプルパルス等より多くの
パルスからなる駆動パルスであっても良く、また、シン
グルパルスでメインパルス幅を変調するメインパルスの
パルス幅変調駆動方式により、記録ヘッドの最高到達温
度が５６０℃以下での吐出となれば良い。
【００７４】また、大きな記録ドットが必要な特別な印
字モードにおいては、図１６における吐出量をＶａより
も大きくするため、プレヒートパルスＰ1＝Ｐａ〔μｓ
ｅｃ〕よりも大きくすることで可能となる。このような
特別なモード時の吐出で記録ヘッドの最高到達温度が５
６０℃を越える場合があっても、通常の記録モードで５
６０℃以下であれば良い。ここで通常の記録モードと
は、例えばＯＨＰに記録するときのように記録媒体によ
って特別な駆動を行う場合や、超高精細モードのよう
に、使用頻度が非常に少なく、その用途によって選択さ
れることではじめて使用される特殊モード以外の記録モ
ードを指すものである。
【００７５】また、インクジェットヘッドによっては、
１つのオリフィスから異なる体積のインク滴を吐出させ
て、階調印字を行う場合もあるが、この場合は、１つの
ノズル内に２つ以上のヒータを配しており、各々に個別
の電極（配線）が接続されて、個別に駆動パルスと駆動
電圧が印加される。そして、各々のヒータ部の最表面に
おける最高到達温度は異なる。しかも、画像形成上、階
調表現をより精細に行うために、大ドット印字のパルス
入力値をより大きくすることもある。この場合は、最高
到達温度が５６０℃を越えることもあるが、通常の記録
モードで各々のヒータ部の最表面の最高到達温度が、５
６０℃以下であれば良い。
【００７６】また、インクジェットヘッドを構成するヒ
ータは、インク中に含まれるキレート剤等とヒータ最表
面に配された耐キャビテーション膜との熱化学反応によ
る侵食がない場合、発生した泡が消泡する際に起きるキ
ャビテーションのみでの寿命を考えた場合、５×１０8
〜３×１０9回の発泡現象を維持することができる。本
発明においては発熱抵抗体の寿命として、ほぼ同様の耐
久性を維持することが出来、長期にわたり信頼性を維持
できるものである。
【００７７】（インク）本発明で使用されるインクは必
要に応じて、色材、水溶性有機溶剤、水などを含んで構
わない。色材としては水溶性または非水溶性のいずれで
もよい。水溶性の色材としては、例えば水溶性のアニオ
ン性染料、直接染料、酸性染料、反応染料などの水溶性
染料を用いることができる。特ＴａＮやコバルトを含む
含金染料はコゲの問題から従来熱エネルギーを用いた記
録ヘッドでの使用は制約されていたが、本発明によれば
安定して使用することができる。非水溶性の色材として
は顔料、分散染料などを挙げることができる。非水溶性
の色材の場合、これらを分散する分散剤を含んでもよ
い。
【００７８】また、インクは必要に応じて水溶性有機溶
剤を含んでもよい。例えば下記の様な水溶性有機溶剤を
使用することによって、各々のインク構成成分の溶解性
を向上させたり、粘度の調整を容易に行えるなどの効果
がある。そのような水溶性有機溶剤としては、例えば、
メタノール、エタノール、イソプロピルアルコールなど
の１価アルコール類；アセトン、ジアセトンアルコール
などのケトンまたはケトアルコール類；テトラヒドロフ
ラン、ジオキサンなどのエーテル類；ジエチレングリコ
ール、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコ
ール、ジプロピレングリコール、トリプロピレングリコ
ール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコ
ールなどのオキシエチレンまたはオキシプロピレン付加
重合体；エチレングリコール、プロピレングリコール、
トリメチレングリコール、ブチレングリコール、ヘキシ
レングリコールなどのアルキレン基が２〜６個の炭素原
子を含むアルキレングリコール類；１、２、６−ヘキサ
ントリオールなどのトリオール類；チオジグリコール；
グリセリン；エチレングリコールモノメチル（またはエ
チル）エーテル、ジエチレングリコールモノメチル（ま
たはエチル）エーテル、トリエチレングリコールモノメ
チル（またはエチル）エーテルなどの多価アルコールの
低級アルキルエーテル類；トリエチレングリコールジメ
チル（またはエチル）エーテル、テトラエチレングリコ
ールジメチル（またはエチル）エーテルなどの多価アル
コールの低級ジアルキルエーテル類；スルホラン、Ｎ−
メチル−２−ピロリドン、２−ピロリドン、１、３−ジ
メチル−２−イミダゾリジノンなどが挙げられる。
【００７９】水溶性有機溶剤の含有量としては、インク
全質量に対して１質量％以上３０質量％以下が好まし
く、さらに好ましくは１質量％以上２５質量％以下の範
囲である。この範囲内であれば、インクの諸性質はより
良好となる。
【００８０】また本発明の効果をより顕著にするために
は、インクに添加される水はイオン交換水が望ましい。
イオン交換水を用いた場合、色材の発色状態がイオンに
左右されることなく、インクの色調がより安定する。イ
ンク全質量に占める水の割合としては、例えば２０質量
％以上９５質量％以下、好ましくは４０質量％以上９５
質量％以下、さらに好ましくは６０質量％以上９５質量
％以下であることが好ましい。
【００８１】インクには必要に応じてキレート試薬が添
加されても構わない。キレ―ト試薬の種類は、配位能力
があればいずれのものでもよいが、好ましくはリン酸
系、カルボン酸系、アミノカルボン酸系より選ばれる。
リン酸系のキレート試薬としては、トリポリリン酸、１
−ヒドロキシエチリデン−１，１−ジホスホン酸（ＨＥ
ＤＰ）、アミノトリメチレンホスホン酸（ＡＴＭＰ）な
ど、またはその塩が例示される。カルボン酸系のキレー
ト試薬としては、クエン酸など、またはその塩が例示さ
れる。アミノカルボン酸系のキレート試薬としては、エ
チレンジアミン４酢酸（ＥＤＴＡ）、ヒドロキシエチレ
ンジアミン３酢酸（ＨＥＤＴＡ）、グリコールエーテル
ジアミン４酢酸（ＧＥＤＴＡ）、ニトロ３酢酸（ＮＴ
Ａ）、ヒドロキシイミノ２酢酸（ＨＩＤＡ）、ジヒドロ
キシエチルグリシン（ＤＨＥＧ）、ジエチレントリアミ
ン５酢酸（ＤＴＰＡ）、トリエチレントリアミン６酢酸
（ＴＴＨＡ）など、またはその塩が例示される。キレー
ト力の点からは、カルボン酸系よりは、リン酸系または
アミノカルボン酸系の方がより好ましい。
【００８２】（インクジェット記録装置）図６に本発明
における記録ヘッドを組み込んだインクジェット記録装
置の一例を示す。６１はワイピング部材としてのブレー
ドであり、その一端はブレード保持部材によって保持さ
れて固定端となり、カンチレバーの形態をなす。ブレー
ド６１は記録ヘッドによる記録領域に隣接した位置に配
設され、また、本例の場合、記録ヘッドの移動経路中に
突出した形態で保持される。６２はキャップであり、ブ
レード６１に隣接するホームポジションに配設され、記
録ヘッドの移動方向と垂直な方向に移動して吐出口面と
当接し、キャッピングを行う構成を備える。
【００８３】さらに６３はブレード６１に隣接して設け
られる吸収体であり、ブレード６１と同様、記録ヘッド
の移動経路中に突出した形態で保持される。上記ブレー
ド６１、キャップ６２、吸収体６３によって吐出回復部
６４が構成され、ブレード６１及び吸収体６３によって
インク吐出口面に水分、塵埃等の除去が行われる。６５
は吐出に必要な熱エネルギーを最高到達温度５６０℃以
下で発生する手段を有し、吐出口を配した吐出口面に対
向する布帛にインクを吐出して記録を行う記録ヘッド、
６６は記録ヘッド６５を搭載して記録ヘッド６５の移動
を行う為のキャリッジである。キャリジ６６はガイド軸
６７と慴動可能に係合し、キャリッジ６６の一部はモー
タ６８によって駆動されるベルト６９と接続（不図示）
している。これによりキャリッジ６６はガイド軸６７に
沿った移動が可能となり、記録ヘッド６５による記録領
域及びその隣接した領域の移動が可能となる。５１は記
録紙を挿入する為の給紙部、５２は不図示のモータによ
り駆動される紙送りローラである。これらの構成によっ
て記録ヘッドの吐出口面と対向する位置へ記録紙が給紙
され記録が進行するにつれて排紙ローラ５３を配した排
紙部へ排紙される。
【００８４】上記構成において記録ヘッド６５が記録終
了等でホームポジションに戻る際、ヘッド回復部６４の
キャップ６２は記録ヘッド６５の移動経路から退避して
いるが、ブレード６１は移動経路中に突出している。こ
の結果、記録ヘッド６５の吐出口面がワイピングされ
る。尚、キャップ６２が記録ヘッド６５の吐出面に当接
してキャッピングを行う場合、キャップ６２は記録ヘッ
ドの移動経路中に突出する様に移動する。
【００８５】記録ヘッド６５がホームポジションから記
録開始位置へ移動する場合、キャップ６２及びブレード
６１は上述したワイピング時の位置と同一の位置にあ
る。この結果、この移動においても記録ヘッド６５の吐
出口面はワイピングされる。上述の記録ヘッドのホーム
ポジションへの移動は、記録終了時や吐出回復時ばかり
でなく、記録ヘッドが記録の為に記録領域を移動する間
に所定の間隔で記録領域に隣接したホームポジションへ
移動し、この移動に伴って上記ワイピングが行われる。
【００８６】（インクカートリッジ）図７は、記録ヘッ
ドにインク供給部材、例えばチューブを介して供給され
るインクを収容したインクカートリッジの一例を示す図
である。ここで４０は供給用インクを収容したインク収
容部、例えば、インク袋であり、その先端にはゴム製の
栓４２が設けられている。この栓４２に針（不図示）を
挿入することにより、インク袋４０中のインクをヘッド
に供給する。４４は廃インクを受容する吸収体である。
インク収容部としては、インクとの接液面がポリオレフ
ィン、特にポリエチレンで形成されているものが本発明
にとって好ましい。本発明で使用されるインクジェット
記録装置としては、上記のようなヘッドとインクカート
リッジとが別体となったものに限らず、それらが一体に
なったものにも好適に用いられる。
【００８７】（記録ユニット）図８において、７０は記
録ユニットであって、この中にはインクを収容したイン
ク収容部、例えば、インク吸収体が収納されており、か
かるインク吸収体中のインクが複数のオリフィスを有す
るヘッド部７１からインク滴として吐出される構成にな
っている。インク吸収体の材料としては、ポリウレタン
を用いることが本発明にとって好ましい。７２は記録ユ
ニット内部を大気に連通させる為の大気連通口である。
この記録ユニット７０は、図４で示す記録ヘッドに代え
て用いられるものであって、キャリッジ６６に対し着脱
自在になっている。
【００８８】（インクセット）本発明におけるインク
は、色材の選択によって例えばイエロー、マゼンタ、シ
アン、レッド、グリーン、ブルーまたはブラックのイン
クとすることができる。そして各々のインクは各々単独
で画像記録に用いてもよい。または２つ以上の異なる色
のインクとを組合わせて、カラー画像の形成に好適に用
い得るインクセットを提供することができる。また同じ
色の、異なる色材を含む２つもしくはそれ以上のインク
を組合わせたり、同じ色の、濃度の異なる２つもしくは
それ以上のインクを組合わせることによって高階調の画
像の形成に好適に用い得るインクセットを提供すること
ができる。
【００８９】またこれらのインクセットを用いて画像を
形成する場合には、例えば前記図９に示した記録ヘッド
を４つキャリッジ上に並べた記録装置を用いることがで
きる。８６、８７、８８及び８９は各々イエロー、マゼ
ンタ、シアン及びブラックのインクを吐出するための記
録ヘッドである。該記録ヘッドは前記した記録装置に配
置され、記録信号に応じて各色のインクを吐出する。ま
た図９では記録ヘッドを４つ使用した例を示したが、こ
れに限定されず例えば図１０に示した様に上記４色のイ
ンクカートリッジを１つのヘッドで、インク流路を分け
てカラー画像記録を行なう実施態様も挙げられる。
【００９０】
【実施例】以下に本発明におけるインクジェット記録方
法の実施例を挙げて本発明を更に詳細に説明する。ただ
し本発明は下記の実施例に限定されるものではない。
【００９１】（最高到達温度の実測）図１１には本実施
例で使用したインクジェットヘッド用基板の断面図を示
した。記録ヘッドは、インク流路を形成するガラス基板
とインクジェットヘッド用基板とを接合して作製した。
本実施例において、インクジェットヘッド用基板はイン
クと接触する面から、Ｔａよりなる厚み０．２μｍの耐
キャビテーション膜１０、チッ化シリコンからなる厚み
０．２μｍの保護膜１１、絶縁層８、アルミニウム電極
３および４、ＴａＮなどより形成される発熱抵抗層７、
蓄熱層６、アルミナなどの放熱性に優れる支持体２０の
各層を積層して作製した。
【００９２】耐キャビテーション膜１０のインクとの接
触表面の温度は、日本アビオニクス社製のサーモヴュア
を用いてインクが無い状態で発熱抵抗素子を駆動させて
実測した。これは、実際に保護膜表面が最高到達温度と
なるときには保護膜表面に気泡が形成されている状態で
あるため、インクが無い状態で計測したもので近似でき
るためである。
【００９３】実際に図１１に示した発熱ヘッドにインク
が沸騰するに必要な閾値電圧の１．２倍の駆動電圧２５
Ｖを、駆動パルス巾２．０μｓおよび駆動周波数６ｋＨ
ｚで印加したところ、インクの発泡は良好で最高到達温
度は５４５℃であった。
【００９４】また別法として、耐キャビテーション膜１
０の抵抗値Ｒ（Ｔ）は温度Ｔの関数であり温度Ｔで展開
できる。そこでＴの３次以上の展開項を無視すれば、Ｒ
（Ｔ）を定数項とする温度Ｔの２次方程式が得られる。
そこで、ある温度Ｔの時の耐キャビテーション膜の抵抗
値Ｒ（Ｔ）を実測し、前述の２次方程式（４）を解くこ
とにより温度Ｔを算出した場合における最高到達温度は
５４０℃で有り、ほぼ実測値と等しい値であった。
【００９５】尚、式（４）の計算では、ヒータ部の表面
上は、膜沸騰が起きるまでは、水の物性値を入力し、膜
沸騰が起きてからは、空気（気体）の物性値を入力して
いるために、実際よりも断熱効果が小さくなるので、少
し小さい値になっている。
【００９６】（実験例１〜７）下記成分を混合し２時間
以上攪拌した後、１０％水酸化ナトリウム水溶液を用い
て各ｐＨを６に調整し、０．２μｍのメンブランフィル
ターで濾過しインク１を調製した： Ｃ．Ｉ．ダイレクトブルー１９９ ３質量％、 ジエチレングリコール １０質量％、 チオジグリコール １０質量％、 クエン酸 ０．３５質量％、 水 ７６．６５質量％。
【００９７】上記インク１を、１回の吐出動作によって
１ノズルから吐出されるインク量が５０ピコリットルと
なるように構成された上記記録ヘッドを用いて、前述の
シュミレーションにより最高到達温度を変化させたとき
の駆動条件に基づいて６×１０8発吐出させ、コゲの発
生、吐出量の安定性、および耐キャビテーション膜の侵
食を測定しその結果を表１に示した。
【００９８】なおコゲの状態は、インクを６×１０8発
吐出後に記録ヘッドを分解し、耐キャビテーション膜の
インクとの接触表面を光学顕微鏡で観察することにより
行った。
【００９９】また吐出量の安定性は、６×１０8発吐出
後の１ノズルあたりの平均インク吐出量を測定し初期の
インク吐出量と比較することにより、以下の３段階に評
価した： 〇：初期と比較して吐出後のインク吐出量が９０％以
上、 △：初期と比較して吐出後のインク吐出量が８０％以上
９０％未満、 ×：初期と比較して吐出後のインク吐出量が８０％未
満。
【０１００】さらに耐キャビテーション膜の侵食の度合
いは、インク吐出後の耐キャビテーション膜の残存率に
より数値化した。インク吐出前後で耐キャビテーション
膜の中央部の元素組成を島津製作所製ＥＰＭＡ-１６０
０（ＥＰＭＡはＥｌｅｃｔｒｏｎ Ｐｒｏｂｅ Ｍｉｃ
ｒｏ Ａｎａｌｙｚｅｒの略である）で４０ｎＡの電流
にて分析し、吐出前の耐キャビテーション膜のＴａに由
来するシグナル強度に対する吐出後の耐キャビテーショ
ン膜のＴａに由来するシグナル強度の比より、耐キャビ
テーション膜の残存率を計算した。４０ｎＡの電流をあ
てると耐キャビテーション膜の構成元素と共に、その下
の保護層を構成するＳｉも検出される。したがって吐出
前の耐キャビテーション膜に比較して各膜の構成元素の
強度を比べることにより、耐キャビテーション膜の残存
率を測定することが可能となる。
【０１０１】
【表１】 さらに、耐キャビテーション膜の残存率と最高到達温度
の関係を図１４にプロットした。
【０１０２】尚、この実験データのうち、本発明の実施
例１〜３は実験データ１〜３に対応する。
【０１０３】表１及び図１４から明らかなように、最高
到達温度が５６０℃以下のとき（すなわち実施例１〜
３）は、耐キャビテーション膜は全く侵食されていない
ことが判った。また、本実験における記録ヘッドは精細
化されており、耐キャビテーション膜が薄膜であるた
め、実験データ４〜７のものは保護膜の侵食が見受けら
れた。なお、最高到達温度が６０７℃および６２３℃の
実験データ６、７では、耐キャビテーション膜の侵食に
よると思われる発熱抵抗素子の断線が生じていた。
【０１０４】また、コゲに関しては、いずれの実験デー
タもほとんど観察されなかったが、これはインク中に添
加されたキレート試薬によるものと思われる。
【０１０５】以上より耐キャビテーション膜のインクと
の接触表面の最高到達温度を５６０℃以下とすることに
より、コゲの発生および耐キャビテーション膜の侵食は
抑制され、安定した吐出が実現されることが判った。
【０１０６】（実施例４〜１０）次に表２に記載の成分
を各々混合し、２時間以上攪拌した後、１０％水酸化ナ
トリウム水溶液を用いて所定のｐＨに調製し、０．２μ
ｍのメンブランフィルターで濾過しキレート試薬を含有
するインク２〜８を調製した。
【０１０７】
【表２】 前記各々のインクを、膜厚０．２μｍのＴａより形成さ
れた耐キャビテーション膜および膜厚０．５μｍの窒化
シリコンよりなる保護膜を具備し、１回の吐出動作によ
って１ノズルから吐出されるインク量が１０ピコリット
ルとなるように構成された記録ヘッドを用いて、耐キャ
ビテーション膜のインクとの接触表面の最高到達温度を
５４１℃として６×１０8発吐出した。その後、実験例
１と同様にして、コゲの発生、吐出量の安定性、および
耐キャビテーション膜の侵食を測定し、その結果を表３
に示した。
【０１０８】
【表３】 表３から明らかなように、いずれのインクを用いた場合
であっても、コゲ及び保護膜の侵食は見受けられなかっ
た。また、インク２、３、８の成分よりキレート試薬を
除いたインクを用いた場合にもコゲ及び保護膜の侵食は
見受けられなかった。
【０１０９】一方、最高到達温度を６０７℃として、上
記インク２〜８を６×１０8発吐出したところ、いずれ
も耐キャビテーション膜の薄化が進行し発熱ヘッドの破
損が懸念される場合があった。
【０１１０】また、インク２、３、８の成分よりキレー
ト試薬を除いたインクを用いた場合には、保護膜の侵食
は見受けられなかったものの、発熱抵抗素子上の保護膜
に焦げが観察されるものであった。
【０１１１】以上よりインクがキレート試薬を含んでい
る場合においても、耐キャビテーション膜のインクとの
接触表面の最高到達温度を５６０℃以下とすることによ
り、コゲの発生はさらに抑制され、耐キャビテーション
膜の侵食は抑制され、安定した吐出が実現されることが
判った。
【０１１２】また、インク中にキレート試薬を含んでい
ない場合であっても、耐キャビテーション膜のインクと
の接触表面の最高到達温度を５６０℃以下とすることに
より、コゲの発生及び耐キャビテーション膜の侵食が抑
制され、安定した吐出が実現されることが判った。
【０１１３】さらに耐キャビテーション膜をＴａを含む
アモルファス合金Ｔａ18Ｆｅ57Ｎｉ 8Ｃｒ17より形成し
て実施例４〜９と同様にインクの吐出を行った場合、耐
キャビテーション膜のインクとの接触表面の最高到達温
度を５６０℃まで上昇しても、耐キャビテーション膜の
残存率の低下は全く生じなかった。すなわち、コゲの発
生はさらに抑制され、耐キャビテーション膜の侵食はさ
らに抑制され、安定した吐出が実現されることが判っ
た。
【０１１４】（実施例１１〜１４）表４に示すインクＡ
〜Ｄを用いて、以下の条件により実験を行った。
【０１１５】
【表４】 図４に示す耐キャビテーション膜１６−１としては、以
下の２種類を使用した； Ｂ１：Ｔａ（２００ｎｍ）、 Ｂ２：アモルファスＴａ（２００ｎｍ）。
【０１１６】保護膜１６−２としては、以下の３種類を
使用した； Ｃ１：ＳｉＮ（５００ｎｍ）、 Ｃ２：ＳｉＯ2（５００ｎｍ）、 Ｃ３：ＳｉＣ（５００ｎｍ）。
【０１１７】発熱体１８としては、以下の３種類を使用
した； Ｄ１：ＴａＮ（４０ｎｍ）、 Ｄ２：ＴａＳｉＮ（１０ｎｍ）、 Ｄ３：ＴａＡｌ（５０ｎｍ）。
【０１１８】駆動条件は以下の通りとし； ヒータサイズ：２５μｍ×１００μｍ、 印加電圧：２０［Ｖ］（一定）で、印加パルス幅を１．
０×８．０［μｓ］に可変させる事で、最高到達温度の
調整を行った。
【０１１９】即ち、上記設定条件を入力値として、前述
の式（４）と解く事で、ヒータ表面の最高到達温度を解
く事ができる。そして、それらの組み合わせにおけるヒ
ータ寿命を測定し、表５に示す様な結果を得た。
【０１２０】尚、蓄熱層（ＳｉＯ2）は、１．７μｍ
で、シリコン基板の厚みは６２５μｍである。
【０１２１】
【表５】 表５より明らかな通り、インク中にキレート材が添加さ
れていない場合であっても、本発明が有効であることが
分かった。また、インクのみならず、保護膜、発熱抵抗
体の種類によらず、本発明が有効であることが分かっ
た。
【０１２２】（印刷実験）以下に示す記録ヘッドが装着
されたインクジェット記録装置を用い、本発明にて開示
される条件にて実際に印刷を行ったところ良好な結果を
得た。
【０１２３】図１２は記録ヘッドの概略構成図であり、
エッチング、蒸着スパッタリング等の半導体プロセス工
程を経て、基板１１０２上に成膜形成された発熱ヘッド
１１０３、配線１１０４、インク流路壁１１０５、天板
１１０６から構成されている記録ヘッドが示されてい
る。インク１１１２は図示していないインク貯蔵室から
インク供給管１１０７を通して記録ヘッド１１０１の共
通インク室１１０８内に供給される。図中１１０９はイ
ンク供給管用コネクタである。共通インク室１１０８内
に供給されたインク１１１２はいわゆる毛管現象により
インク流路１１１０内に供給され、インク流路先端の吐
出口面（オリフィス面）でメニスカスを形成することに
より安定に保持される。ここで発熱ヘッド１１０３に通
電することにより、最高到達温度５６０℃以下の条件で
インクが急峻に加熱され、インク流路中に気泡が生起さ
れ、その気泡の膨張、収縮により吐出口１１１１から液
体を吐出し液滴が形成される。
【０１２４】図１３は本発明が適用されるインクジェッ
ト記録装置の外観図で、駆動モータ５０１３の正逆回転
に連動して駆動力伝達ギア５０１１、５００９を介して
回転するリードスクリュー５００４の螺旋溝５００５に
対して係合するキャリッジＨＣはピン（不図示）を有
し、矢印方向に往復移動される。５００２は紙押え板で
あり、キャリッジ移動方向にわたって紙をプラテン５０
００に対して押圧する。５００７、５００８はフォトカ
プラでキャリッジのレバー５００６のこの域での存在を
確認して駆動モータ５０１３の回転方向切替等を行うた
めのホームポジション検知手段である。５０１６は記録
ヘッドの前面をキャップするキャップ部材５０２２を支
持する部材で、５０１５はこのキャップ内を吸引する吸
引手段でキャップ内開口５０２３を介して記録ヘッドの
吸引回復を行う。５０１７はクリーニングブレードで、
５０１９はこのブレードを前後方向に移動可能にする部
材であり、本体支持板５０１８にこれらは支持されてい
る。ブレードは、この形態でなく周知のクリーニングブ
レードが本例に適用できることは言うまでもない。ま
た、５０１２は、吸引回復の吸引を開始するためのレバ
ーで、キャリッジと係合するカム５０２０の移動に伴っ
て移動し、駆動モータからの駆動力がクラッチ切替等の
伝達手段で移動制御される。
【０１２５】これらのキャッピング、クリーニング、吸
引回復は、キャリッジがホームポジション側領域にきた
ときにリードスクリュー５００４の作用によってそれら
の対応位置で所望の処理が行えるように構成されている
が、周知のタイミングで所望の作動を行うようにすれ
ば、本例にはいずれも適用できる。上述における各構成
は単独でも複合的に見ても優れた発明であり、本発明に
とって好ましい構成例を示している。なお、本装置はイ
ンク吐出圧発生素子を駆動するための駆動信号供給手段
を有している。
【０１２６】
【発明の効果】本発明においては、保護膜表面の最高到
達温度を５６０℃以下としているため、コゲの発生が十
分に抑制された状態で安定したインクの吐出ができ、さ
らに保護層のけずれの防止もできるため、発熱抵抗層が
微細化され発熱抵抗層の熱エネルギーが少量の場合で
も、コゲが堆積することに起因する熱エネルギーの伝熱
不良は抑制され、総合的に優れたインクジェットヘッド
用基板、インクジェットヘッド及びインクジェット記録
方法を提供できる。
【０１２７】また、最高到達温度を５６０℃以下とする
工程を設ける方法の1つとして駆動パルス巾および駆動
電圧の制御することで最高到達温度を確実に５６０℃以
下とすることができる。
【０１２８】更に、本発明においては、インクにキレー
ト試薬を添加する場合であっても、保護膜のインクとの
接触表面積の最高到達温度が５６０℃以下であればコゲ
の析出を抑制しつつ、保護膜の侵食をも防止することが
できる。
【０１２９】加えて、最高到達温度を５６０℃以下とす
るとともに保護膜の耐腐食性を向上させるために、Ｔａ
を含むアモルファス合金とすることにより、耐キャビテ
ーション膜の侵食はさらに効果的に抑制され、発熱抵抗
層の寿命は長くなる。このため、記録ヘッドの寿命をイ
ンクジェット記録装置の寿命にほぼ等しくなるように設
定することができるようになることから記録ヘッドを交
換する必要がなくなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明における記録ヘッド用基体の回路構成の
例である。
【図２】本発明における記録ヘッド用基体の回路素子の
断面の例である。
【図３】本発明における記録ヘッド用基体の回路素子の
平面の例である。
【図４】本発明における発熱ヘッドの断面の例である。
【図５】マルチ発熱ヘッドの概略説明図である。
【図６】インクジェット記録装置の一実施態様を示す概
略斜視図である。
【図７】インクカートリッジの一実施態様を示す縦断面
図である。
【図８】記録ユニットの構例を示す概略斜視図である。
【図９】４つのインクカートリッジが取り付けられた記
録ヘッドの概略説明図である。
【図１０】４つの記録ヘッドがキャリッジ上に並べられ
ている構成を示す概略説明図である。
【図１１】本発明における発熱ヘッドの断面の例であ
る。
【図１２】本発明における記録ヘッドの模式的説明図で
ある。
【図１３】インクジェット記録装置の模式的説明図であ
る。
【図１４】耐キャビテーション膜の残存率と最高到達温
度の関係である。
【図１５】本発明の一実施例において吐出量を変調する
ためのヘッド駆動パルスを示す模式図である。
【図１６】図１５に示した駆動パルスのパルス幅と吐出
量との関係を示す線図である。
【符号の説明】
３ アルミニウム電極 ４ アルミニウム電極 ５ 凹部 ６ 蓄熱層 ７ 発熱抵抗層 ８ 絶縁層 １０ 耐キャビテーション膜 １１ 保護膜 １３ 記録ヘッド １４ インク溝 １５ 発熱ヘッド １６−１ 耐キャビテーション膜 １６−２ 保護膜 １７−１ アルミニウム電極 １７−２ アルミニウム電極 １８ 発熱ヒータ １９ 蓄熱層 ２０ 支持体 ２１ インク ２２ オリフィス ２３ メニスカス ２４ インク滴 ２５ 被記録材 ２６ マルチ溝 ２７ ガラス板 ２８ 発熱ヘッド ４０ インク袋 ４２ 栓 ４４ インク吸収体 ４５ インクカートリッジ ５１ 給紙部 ５２ 紙送りローラー ５３ 排紙ローラー ６１ ブレード ６２ キャップ ６３ インク吸収体 ６４ 吐出回復部 ６５ 記録ヘッド ６６ キャリッジ ６７ ガイド軸 ６８ モータ ６９ ベルト ７０ 記録ユニット ７１ ヘッド部 ７２ 大気連通口 ８６ 記録ヘッド ８７ 記録ヘッド ８８ 記録ヘッド ８９ 記録ヘッド １０１ 発熱抵抗層 １０２ パワートランジスタ １０３ ラッチ回路 １０４ シフトレジスタ １０５ クロック １０６ 画像データ入力部 １０７ ヒートパルス幅入力部 １０８ ロジック電源 １０９ ＧＮＤ １１０ 発熱抵抗層駆動電源（ＶＨ） １１１ パワートランジスタ（Ｖｃｅ） ２０１ Ｐ型シリコン基板 ２０２ Ｎ型コレクタ埋込領域 ２０３ Ｐ型アイソレーション埋込領域 ２０４ Ｎ型エピタキシャル領域 ２０５ Ｐ型ベース領域 ２０６ Ｐ型アイソレーション埋込領域 ２０７ Ｎ型コレクタ埋込領域 ２０８ 高濃度Ｐ型ベース領域 ２０９ 高濃度Ｐ型アイソレーション領域 ２１０ Ｎ型エミッタ領域 ２１１ 高濃度Ｎ型コレクタ領域 ２１２ コレクタ電極 ２１３ ベース電極 ２１４ エミッタ電極 ３０１ 電気絶縁性の基板 ３０２ 発熱抵抗層 ３０３ パワートランジスタ部 ３０９ Ｓ／Ｒ回路 ３１０ 入力信号パッド ３１１ ＋ＶＨ共通配線 ３１２ ＧＮＤ ３１３ 温度調節用のヒータ ３１４ サブヒータ ３１５ ダイオード ３１６ スルーホール ３１７ スルーホール ３１８ マーク １１０１ 記録ヘッド １１０２ 基板 １１０３ 発熱ヘッド １１０４ 配線 １１０５ インク流路壁 １１０６ 天板 １１０７ インク供給管 １１０８ 共通インク室 １１０９ インク供給管用コネクタ １１１０ インク流路 １１１１ 吐出口 １１１２ インク ５０００ プラテン ５００２ 紙押え板 ５００４ リードスクリュー ５００５ 螺旋溝 ５００６ レバー ５００７ フォトカプラ ５００８ フォトカプラ ５００９ 駆動力伝達ギア ５０１１ 駆動力伝達ギア ５０１２ レバー ５０１３ 駆動モータ ５０１５ 吸引装置 ５０１６ 支持部材 ５０１７ クリーニングブレード ５０１８ 支持部材 ５０１９ 部材 ５０２０ カム ５０２２ キャップ部材 ５０２３ キャップ内開口
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 葛城 隆司 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キヤ ノン株式会社内 (72)発明者 神田 英彦 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キヤ ノン株式会社内 (72)発明者 久保田 雅彦 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キヤ ノン株式会社内 Ｆターム(参考） 2C056 EA21 EB03 EB07 EB30 EC03 EC07 EC29 EC42 EC67 FA03 FA10 FC01 HA05 HA06 HA17 KC10 KC14 2C057 AF66 AF70 AG05 AG12 AG46 AG83 AK01 AK07 AL03 AL25 AM03 AM21 AM30 AM40 AN01 AQ02 AR18 BA03 BA13 2H086 BA02 BA59

Claims (26)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 発熱抵抗素子と、該発熱抵抗素子を被覆
    する保護膜と、を備えるインクジェットヘッド用基板を
    用いて、前記発熱抵抗素子を発熱させ前記保護膜を介し
    てインクに熱エネルギーを付与し該インクに膜沸騰を発
    生させ、気泡発生時に生じる圧力によって該インクを吐
    出するインクジェット記録方法であって、前記保護膜の
    前記インクとの接触表面における最高到達温度が５６０
    ℃以下として吐出を行う記録モードを有することを特徴
    とするインクジェット記録方法。
  2. 【請求項２】 前記最高到達温度は、発熱抵抗素子に印
    可される駆動信号のパルス幅を制御することにより制御
    されることを特徴とする請求項１記載のインクジェット
    記録方法。
  3. 【請求項３】 前記インクジェットヘッド用基板の温度
    を測定し、該温度および駆動信号により最高到達温度が
    ５６０℃以下に制御することが出来ないと判断した際
    に、発熱抵抗素子の駆動を休止することを特徴とする請
    求項１又は２記載のインクジェット記録方法。
  4. 【請求項４】 前記インクは、キレート試薬を含むこと
    を特徴とする請求項１乃至３いずれかに記載のインクジ
    ェット記録方法。
  5. 【請求項５】 前記インクは、インク全質量に対して５
    ０質量ｐｐｍ以上２０質量％以下のキレート試薬を含む
    ことを特徴とする請求項４記載のインクジェット記録方
    法。
  6. 【請求項６】 前記保護膜は複数の層からなり、前記保
    護膜のうち前記インクに接触する層は、Ｔａを含むアモ
    ルファス化合金よりなる耐キャビテーション膜であるこ
    とを特徴とする請求項１乃至５いずれかに記載のインク
    ジェット記録方法。
  7. 【請求項７】 前記アモルファス化合金は、Ｔａ以外
    に、Ｆｅ、Ｃｒ、Ｒｅ、ＧｅおよびＮｉから選ばれる１
    種類以上の金属を含むことを特徴とする請求項６記載の
    インクジェット記録方法。
  8. 【請求項８】 前記アモルファス化合金は、Ｔａ、Ｆ
    ｅ、ＣｒおよびＮｉからなり、Ｔａはアモルファス合金
    の全体に対して３０質量％以下であることを特徴とする
    請求項７記載のインクジェット記録方法。
  9. 【請求項９】 発熱抵抗素子と、該発熱抵抗素子を被覆
    する保護膜と、を備え、前記発熱抵抗素子を発熱させ前
    記保護膜を介してインクを吐出するために利用される熱
    エネルギーを付与するインクジェットヘッド用基板であ
    って、前記発熱抵抗素子の駆動時における前記保護膜の
    前記インクとの接触表面における最高到達温度が５６０
    ℃以下であることを特徴とするインクジェットヘッド用
    基板。
  10. 【請求項１０】 前記保護膜は複数の層からなり、前記
    保護膜のうち前記インクに接触する層は、Ｔａを含むア
    モルファス化合金よりなる耐キャビテーション膜である
    ことを特徴とする請求項９に記載のインクジェットヘッ
    ド用基板。
  11. 【請求項１１】 前記アモルファス化合金は、Ｔａ以外
    に、Ｆｅ、Ｃｒ、Ｒｅ、ＧｅおよびＮｉから選ばれる１
    種類以上の金属を含むことを特徴とする請求項１０記載
    のインクジェットヘッド用基板。
  12. 【請求項１２】 前記アモルファス化合金は、Ｔａ、Ｆ
    ｅ、ＣｒおよびＮｉからなり、Ｔａはアモルファス合金
    の全体に対して３０質量％以下であることを特徴とする
    請求項１１記載のインクジェットヘッド用基板。
  13. 【請求項１３】 発熱抵抗素子と、該発熱抵抗素子を被
    覆する保護膜と、を備えるインクジェットヘッド用基板
    を用いて、前記発熱抵抗素子を発熱させ前記保護膜を介
    してインクに熱エネルギーを付与し該インクに気泡を発
    生させ、気泡発生時に生じる圧力によって該インクを吐
    出するインクジェットヘッドであって、前記発熱抵抗素
    子の駆動時における前記保護膜の前記インクとの接触表
    面における最高到達温度が５６０℃以下とすることを特
    徴とするインクジェットヘッド。
  14. 【請求項１４】 前記インクは、キレート試薬を含むこ
    とを特徴とする請求項１３記載のインクジェットヘッ
    ド。
  15. 【請求項１５】 前記インクは、インク全質量に対して
    ５０質量ｐｐｍ以上２０質量％以下のキレート試薬を含
    むことを特徴とする請求項１４に記載のインクジェット
    ヘッド。
  16. 【請求項１６】 前記保護膜は複数の層からなり、前記
    保護膜のうち前記インクに接触する層は、Ｔａを含むア
    モルファス化合金よりなる耐キャビテーション膜である
    ことを特徴とする請求項１３乃至１５いずれかに記載の
    インクジェットヘッド。
  17. 【請求項１７】 前記アモルファス化合金は、Ｔａ以外
    に、Ｆｅ、Ｃｒ、Ｒｅ、ＧｅおよびＮｉから選ばれる１
    種類以上の金属を含むことを特徴とする請求項１６記載
    のインクジェットヘッド。
  18. 【請求項１８】 前記アモルファス化合金は、Ｔａ、Ｆ
    ｅ、ＣｒおよびＮｉからなり、Ｔａはアモルファス合金
    の全体に対して３０質量％以下であることを特徴とする
    請求項１７記載のインクジェットヘッド。
  19. 【請求項１９】 発熱抵抗素子と、該発熱抵抗素子を被
    覆する保護膜と、を備えるインクジェットヘッド用基板
    を用いて、前記発熱抵抗素子を発熱させ前記保護膜を介
    してインクに熱エネルギーを付与し該インクに気泡を発
    生させ、気泡発生時に生じる圧力によって該インクを吐
    出するインクジェットヘッドを有するインクジェット装
    置であって、前記インクジェット装置は、前記保護膜の
    前記インクとの接触表面における最高到達温度を５６０
    ℃以下にするための駆動信号制御手段を有することを特
    徴とするインクジェット装置。
  20. 【請求項２０】 前記駆動信号制御手段は、発熱抵抗素
    子に印可される駆動信号のパルス幅を制御することによ
    り前記最高到達温度を制御する請求項1９記載のインク
    ジェット装置。
  21. 【請求項２１】 前記インクジェットヘッド用基板は、
    該基板の温度を測定するための温度検出素子を有し、該
    基板温度および駆動信号により最高到達温度が５６０℃
    以下に制御することが出来ないと判断した際に、発熱抵
    抗素子の駆動を休止する請求項1９又は２０記載のイン
    クジェット装置。
  22. 【請求項２２】 前記インクは、キレート試薬を含むこ
    とを特徴とする請求項１９乃至２１いずれかに記載のイ
    ンクジェット装置。
  23. 【請求項２３】 前記インクは、インク全質量に対して
    ５０質量ｐｐｍ以上２０質量％以下のキレート試薬を含
    むことを特徴とする請求項２２に記載のインクジェット
    装置。
  24. 【請求項２４】 前記保護膜は、複数の層からなり、前
    記保護膜のうち前記インクに接触する層は、Ｔａを含む
    アモルファス化合金よりなる耐キャビテーション膜であ
    ることを特徴とする請求項１９乃至２３いずれかに記載
    のインクジェット装置。
  25. 【請求項２５】 前記アモルファス化合金は、Ｔａ以外
    に、Ｆｅ、Ｃｒ、Ｒｅ、ＧｅおよびＮｉから選ばれる１
    種類以上の金属を含むことを特徴とする請求項２４記載
    のインクジェット装置。
  26. 【請求項２６】 前記アモルファス化合金は、Ｔａ、Ｆ
    ｅ、ＣｒおよびＮｉからなり、Ｔａはアモルファス合金
    の全体に対して３０質量％以下であることを特徴とする
    請求項２５記載のインクジェット装置。
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