JPH1024579A - Liquid discharge head, head cartridge, and liquid discharge device - Google Patents

Liquid discharge head, head cartridge, and liquid discharge device

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JPH1024579A
JPH1024579A JP8183035A JP18303596A JPH1024579A JP H1024579 A JPH1024579 A JP H1024579A JP 8183035 A JP8183035 A JP 8183035A JP 18303596 A JP18303596 A JP 18303596A JP H1024579 A JPH1024579 A JP H1024579A
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liquid
movable member
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discharge
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Toshio Kashino
俊雄 樫野
Fumi Yoshihira
文 吉平
Yoshie Nakada
佳恵 中田
Kiyomitsu Kudo
清光 工藤
Hiroyuki Ishinaga
博之 石永
Sadayuki Sugama
定之 須釜
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    • B41J2/00Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
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    • B41J2/14032Structure of the pressure chamber
    • B41J2/14048Movable member in the chamber

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a liquid discharge head which displays high discharge efficiency and powerful discharge force by lessening resistance to be received from liquid when a movable member is displaced so that the movable member functions more effectively, at the time of a generated bubble acting upon the movable member. SOLUTION: A heating element 2 for generating a bubble in liquid flowing through a liquid flow path 10 by heating the liquid is provided on an element substrate 1. In addition, a movable member 31 is installed facing the heating element 2. The movable member 31 has a free end 32 on the discharge aperture 18 side and is displaced in a direction in which the movable member 31 becomes remote from the heating element 2 by pressure generated by the bubble, and is returned to its home position by the shrinking of the bubble. The movable member 31 becomes narrower gradually in width from an opposite face to the heating element 2 toward a face on the reverse side. Thus the movable member 31 is less resistive to the liquid when the former is displaced.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、熱エネルギーを液
体に作用させることで起こる気泡の発生によって、所望
の液体を吐出する液体吐出ヘッド、液体吐出ヘッドを用
いたヘッドカートリッジ、液体吐出装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a liquid ejection head for ejecting a desired liquid by generating bubbles caused by applying thermal energy to the liquid, a head cartridge using the liquid ejection head, and a liquid ejection apparatus.

【0002】特に本発明は、気泡の発生を利用して変位
する可動部材を有する液体吐出ヘッド、液体吐出ヘッド
を用いたヘッドカートリッジ、液体吐出装置に関する。
In particular, the present invention relates to a liquid discharge head having a movable member that is displaced by utilizing the generation of bubbles, a head cartridge using the liquid discharge head, and a liquid discharge device.

【0003】また本発明は紙、糸、繊維、布帛、皮革、
金属、プラスチック、ガラス、木材、セラミックス等の
被記録媒体に対し記録を行うプリンター、複写機、通信
システムを有するファクシミリ、プリンタ部を有するワ
ードプロセッサ等の装置、さらには各種処理装置と複合
的に組み合わせた産業用記録装置に適用できる発明であ
る。
The present invention also relates to paper, yarn, fiber, fabric, leather,
Printer, copier, facsimile with communication system, word processor with printer unit, etc. that record on recording media such as metal, plastic, glass, wood, ceramics, etc. This is an invention applicable to an industrial recording apparatus.

【0004】なお、本発明における、「記録」とは、文
字や図形等の意味を持つ画像を被記録媒体に対して付与
することだけでなく、パターン等の意味を持たない画像
を付与することをも意味するものである。
In the present invention, "recording" means not only giving an image having a meaning such as a character or a figure to a recording medium, but also giving an image having no meaning such as a pattern. Is also meant.

【0005】[0005]

【従来の技術】熱等のエネルギーをインクに与えること
で、インクに急峻な体積変化(気泡の発生)を伴う状態
変化を生じさせ、この状態変化に基づく作用力によって
吐出口からインクを吐出し、これを被記録媒体上に付着
させて画像形成を行なうインクジェット記録方法、いわ
ゆるバブルジェット記録方法が従来知られている。この
バブルジェット記録方法を用いる記録装置には、米国特
許4,723,129号等の公報に開示されているよう
に、インクを吐出するための吐出口と、この吐出口に連
通するインク流路と、インク流路内に配されたインクを
吐出するためのエネルギー発生手段としての電気熱変換
体が一般的に配されている。
2. Description of the Related Art By giving energy such as heat to ink, a state change accompanied by a steep volume change (formation of bubbles) is caused in the ink, and the ink is ejected from an ejection port by an action force based on this state change. An ink jet recording method in which an image is formed by attaching the ink onto a recording medium, that is, a so-called bubble jet recording method, is conventionally known. As disclosed in U.S. Pat. No. 4,723,129 and the like, a recording apparatus using this bubble jet recording method includes a discharge port for discharging ink and an ink flow path communicating with the discharge port. And an electrothermal converter as an energy generating means for discharging ink arranged in the ink flow path.

【0006】この様な記録方法によれば、品位の高い画
像を高速、低騒音で記録することができると共に、この
記録方法を行うヘッドではインクを吐出するための吐出
口を高密度に配置することができるため、小型の装置で
高解像度の記録画像、さらにカラー画像をも容易に得る
ことができるという多くの優れた点を有している。この
ため、このバブルジェット記録方法は近年、プリンタ
ー、複写機、ファクシミリ等の多くのオフィス機器に利
用されており、さらに、捺染装置等の産業用システムに
まで利用されるようになってきている。
According to such a recording method, a high-quality image can be recorded at a high speed and with low noise, and in a head performing this recording method, ejection ports for ejecting ink are arranged at a high density. Therefore, it has many advantages that a high-resolution recorded image and a color image can be easily obtained with a small device. For this reason, this bubble jet recording method has recently been used in many office devices such as printers, copiers, and facsimile machines, and has been used in industrial systems such as textile printing devices.

【0007】このようにバブルジェット技術が多方面の
製品に利用されるに従って、次のような様々な要求が近
年さらにたかまっている。
As the bubble jet technology is used for products in various fields, the following various requirements have been increasing in recent years.

【0008】例えば、エネルギー効率の向上の要求に対
する検討としては、保護膜の厚さを調整するといった発
熱体の最適化が挙げられている。この手法は、発生した
熱の液体への伝搬効率を向上させる点で効果がある。
[0008] For example, as a study on a demand for improvement in energy efficiency, optimization of a heating element such as adjusting the thickness of a protective film is mentioned. This method is effective in improving the propagation efficiency of generated heat to the liquid.

【0009】また、高画質な画像を得るために、インク
の吐出スピードが速く、安定した気泡発生に基づく良好
なインク吐出を行える液体吐出方法等を与えるための駆
動条件が提案されたり、また、高速記録の観点から、吐
出された液体の液流路内への充填(リフィル)速度の速
い液体吐出ヘッドを得るために流路形状を改良したもの
も提案されている。
In addition, in order to obtain a high quality image, a driving condition for providing a liquid discharging method or the like which can discharge ink at a high speed and perform good ink discharging based on stable bubble generation has been proposed. From the viewpoint of high-speed printing, there has also been proposed a print head having an improved flow path shape in order to obtain a liquid discharge head having a high filling (refilling) speed of the discharged liquid into the liquid flow path.

【0010】この流路形状の内、流路構造として図42
(a),(b)に示すものが、特開昭63−19997
2号公報等に記載されている。この公報に記載されてい
る流路構造やヘッド製造方法は、気泡の発生に伴って発
生するバック波(吐出口へ向かう方向とは逆の方向へ向
かう圧力、即ち、液室12へ向かう圧力)に着目した発
明である。このバック波は、吐出方向へ向かうエネルギ
ーでないため損失エネルギーとして知られている。
[0010] Of these flow path shapes, FIG.
(A) and (b) are disclosed in JP-A-63-199997.
No. 2, for example. The flow path structure and the head manufacturing method described in this publication are based on the back wave (pressure in the direction opposite to the direction toward the discharge port, that is, the pressure in the liquid chamber 12) generated by the generation of bubbles. It is an invention which pays attention to. This back wave is known as loss energy because it is not energy directed toward the ejection direction.

【0011】図42、(a),(b)に示す発明は、発
熱素子2が形成する気泡の発生領域よりも離れ、かつ、
発熱素子2に関して吐出口18とは反対側に位置する弁
5を開示する。
In the invention shown in FIGS. 42 (a) and (b), the heating element 2 is farther away from the bubble generation region, and
Disclosed is the valve 5 located on the opposite side of the heating element 2 from the discharge port 18.

【0012】図42(b)においては、この弁5は、板
材等を利用する製造方法によって、液流路10の天井に
貼り付いたように初期位置を持ち、気泡の発生に伴って
液流路10内へ垂れ下がるものとして開示されている。
この発明は、上述したバック波の一部を弁5によって制
御することでエネルギー損失を抑制するものとして開示
されている。
In FIG. 42 (b), the valve 5 has an initial position as if it is attached to the ceiling of the liquid flow path 10 by a manufacturing method using a plate material or the like. It is disclosed as hanging into the road 10.
The present invention is disclosed as suppressing the energy loss by controlling a part of the back wave by the valve 5.

【0013】しかしながら、この構成において、吐出す
べき液体を保持する液流路10内部に、気泡が発生した
際を検討するとわかるように、弁5によるバック波の一
部を抑制することは、液体吐出にとっては実用的なもの
でないことがわかる。
However, in this configuration, as will be understood from consideration of the case where bubbles are generated inside the liquid flow path 10 holding the liquid to be discharged, suppression of a part of the back wave by the valve 5 does not It turns out that it is not practical for discharge.

【0014】もともとバック波自体は、前述したように
吐出に直接関係しないものである。このバック波が液流
路10内に発生した時点では、図42(a)に示すよう
に、気泡のうち吐出に直接関係する圧力はすでに液流路
10から液体を吐出可能状態にしている。従って、バッ
ク波のうち、しかもその一部を抑制したからといって
も、吐出に大きな影響を与えないことは明らかである。
Originally, the back wave itself is not directly related to the ejection as described above. At the time when this back wave is generated in the liquid flow path 10, as shown in FIG. 42A, the pressure of the air bubbles that is directly related to the discharge is already in a state where the liquid can be discharged from the liquid flow path 10. Therefore, it is clear that even if only a part of the back wave is suppressed, the ejection is not greatly affected.

【0015】他方、バブルジェット記録方法において
は、発熱体がインクに接した状態で加熱を繰り返すた
め、発熱体の表面にインクの焦げによる堆積物が発生す
るが、インクの種類によってはこの堆積物が多く発生す
ることで、気泡の発生を不安定にしてしまい、良好なイ
ンクの吐出を行うことが困難な場合があった。また、吐
出すべき液体が熱によって劣化しやすい液体の場合や十
分に発泡が得られにくい液体の場合においても、吐出す
べき液体を変質させず、良好に吐出するための方法が望
まれていた。
On the other hand, in the bubble jet recording method, since heating is repeated while the heating element is in contact with the ink, deposits are generated on the surface of the heating element due to scorching of the ink. In some cases, the generation of bubbles causes the generation of bubbles to be unstable, making it difficult to discharge ink satisfactorily. Further, even in the case where the liquid to be discharged is a liquid which is easily deteriorated by heat or a liquid in which foaming is difficult to be sufficiently obtained, a method for discharging the liquid to be discharged without changing the quality is desired. .

【0016】このような観点から、熱により気泡を発生
させる液体(発泡液)と吐出する液体(吐出液)とを別
液体とし、発泡による圧力を吐出液に伝達することで吐
出液を吐出する方法が、特開昭61−69467号公
報、特開昭55−81172号公報、米国特許4,48
0,259号等の公報に開示されている。これらの公報
では、吐出液であるインクと発泡液とをシリコンゴムな
どの可撓性膜で完全分離し、発熱体に吐出液が直接接し
ないようにすると共に、発泡液の発泡による圧力を可撓
性膜の変形によって吐出液に伝える構成をとっている。
このような構成によって、発熱体表面の堆積物の防止
や、吐出液体の選択自由度の向上等を達成している。
From such a viewpoint, the liquid (foaming liquid) which generates bubbles by heat and the liquid (ejection liquid) to be ejected are made different liquids, and the ejection liquid is ejected by transmitting the pressure by foaming to the ejection liquid. The method is described in JP-A-61-69467, JP-A-55-81172, U.S. Pat.
No. 0,259, and the like. In these publications, the ink, which is the ejection liquid, and the foaming liquid are completely separated by a flexible film such as silicon rubber so that the ejection liquid does not come into direct contact with the heating element, and the pressure due to the foaming of the foaming liquid is controlled. The configuration is such that the liquid is transmitted to the discharge liquid by deformation of the flexible film.
Such a configuration achieves prevention of deposits on the surface of the heating element, improvement in the degree of freedom in selecting the liquid to be discharged, and the like.

【0017】しかしながら、前述のように吐出液と発泡
液とを完全分離する構成のヘッドにおいては、発泡時の
圧力を可撓性膜の伸縮変形によって吐出液に伝える構成
であるため、発泡による圧力を可撓性膜がかなり吸収し
てしまう。また、可撓性膜の変形量もあまり大きくない
ため、吐出液と発泡液とを分離することによる効果を得
ることはできるものの、エネルギー効率や吐出力が低下
してしまう虞があった。
However, as described above, in the head having a structure in which the ejection liquid and the foaming liquid are completely separated, the pressure at the time of foaming is transmitted to the ejection liquid by expansion and contraction of the flexible film. Is considerably absorbed by the flexible membrane. Further, since the amount of deformation of the flexible film is not so large, the effect of separating the ejection liquid and the foaming liquid can be obtained, but there is a possibility that the energy efficiency and the ejection force are reduced.

【0018】[0018]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、基本的に従
来の気泡(特に膜沸騰に伴う気泡)を液流路中に形成し
て液体を吐出する方式の、根本的な吐出特性を、従来で
は考えられなかった観点から、従来では予想できない水
準に高めることを主たる背景課題とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention is based on the fundamental discharge characteristics of a conventional system in which a bubble (particularly a bubble accompanying film boiling) is formed in a liquid flow path to discharge a liquid. The main background issue is to raise the level to a level that cannot be predicted in the past, from a viewpoint that could not be considered in the past.

【0019】発明者達の一部は、液滴吐出の原理に立ち
返り、従来では得られなかった気泡を利用した新規な液
滴吐出方法及びそれに用いられるヘッド等を提供すべく
鋭意研究を行った。このとき、流路中の可動部材の機構
の原理を解析すると言った液流路中の可動部材の動作を
起点とする第1技術解析、及び気泡による液滴吐出原理
を起点とする第2技術解析、さらには、気泡形成用の発
熱体の気泡形成領域を起点とする第3解析を行うことに
した。
Some of the inventors went back to the principle of droplet discharge and conducted intensive research to provide a novel droplet discharge method utilizing bubbles which could not be obtained conventionally and a head and the like used therefor. . At this time, the first technology analysis starting from the operation of the movable member in the liquid flow path, which is to analyze the principle of the mechanism of the movable member in the flow path, and the second technology starting from the principle of discharging droplets by bubbles The analysis, and further, the third analysis starting from the bubble formation region of the heating element for forming bubbles is performed.

【0020】これらの解析によって、可動部材の支点と
自由端の配置関係を吐出口側つまり下流側に自由端が位
置する関係にすること、また可動部材を発熱体もしく
は、気泡発生領域に面して配することで積極的に気泡を
制御する全く新規な技術を確立するに至った。
Based on these analyses, the arrangement of the fulcrum and the free end of the movable member is determined to be such that the free end is located on the discharge port side, that is, on the downstream side, and the movable member faces the heating element or the bubble generation area. This has led to the establishment of a completely new technology for actively controlling air bubbles.

【0021】つぎに、気泡自体が吐出量に与えるエネル
ギーを考慮すると気泡の下流側の成長成分を考慮するこ
とが吐出特性を格段に向上できる要因として最大である
との知見に至った。つまり、気泡の下流側の成長成分を
吐出方向へ効率よく変換させることこそ吐出効率、吐出
速度の向上をもたらすことも判明した。このことから、
発明者らは気泡の下流側の成長成分を積極的に可動部材
の自由端側に移動させるという従来の技術水準に比べ極
めて高い技術水準に至った。
Next, it has been found that considering the energy that the bubble itself gives to the ejection amount, consideration of the growth component on the downstream side of the bubble is the largest factor that can significantly improve the ejection characteristics. That is, it has been found that the efficient conversion of the growth component on the downstream side of the bubble in the ejection direction leads to the improvement of the ejection efficiency and the ejection speed. From this,
The inventors have reached a very high technical level as compared with the conventional state of the art in which the growth component on the downstream side of the bubble is positively moved to the free end side of the movable member.

【0022】さらに、気泡を形成するための発熱領域、
例えば電気熱変換体の液体の流れ方向の面積中心を通る
中心線から下流側、あるいは、発泡を司る面における面
積中心等の気泡下流側の成長にかかわる可動部材や液流
路等の構造的要素を勘案することも好ましいということ
がわかった。
Further, a heat generating area for forming bubbles,
For example, a structural element such as a movable member or a liquid flow path that is involved in the growth of the downstream side of the bubble, such as the area center on the surface that controls foaming, downstream from the center line passing through the area center in the liquid flow direction of the electrothermal converter. It has been found that it is also preferable to take into account the above.

【0023】また、一方、可動部材の配置と液供給路の
構造を考慮することで、リフィル速度を大幅に向上する
ことができることがわかった。
On the other hand, it has been found that the refill speed can be greatly improved by considering the arrangement of the movable member and the structure of the liquid supply path.

【0024】発明者達の一部及び本出願人は、このよう
に研究で得られた知見および、総合的観点から優れた液
体の吐出原理を出願しているが、本発明者達は、この発
明を前提に、より好ましい着想をするに至った。
Some of the inventors and the present applicant have applied for the knowledge obtained through such research and for the principle of liquid ejection that is excellent from a comprehensive viewpoint. On the premise of the invention, a better idea has been reached.

【0025】本発明者達が認識した点は、上述した吐出
原理をより有効に活用することを狙い、可動部材の形状
に着目し、それを改善することによって、より高い吐出
効率及び吐出力を達成するという点である。
The present inventors have recognized that the aim is to make more effective use of the above-described ejection principle, pay attention to the shape of the movable member, and improve the ejection efficiency and ejection force by improving the shape. That is to achieve.

【0026】本発明の主たる目的は以下の通りである。
第1の目的は、発生した気泡が可動部材に作用した際
に、可動部材がより効果的に機能すべく、可動部材が変
位するときに液体から受ける抵抗を小さくすることで、
より高い吐出効率及び吐出力が得られる液体吐出ヘッド
等を提供することにある。
The main objects of the present invention are as follows.
The first object is to reduce the resistance received from the liquid when the movable member is displaced so that the movable member functions more effectively when the generated bubbles act on the movable member.
An object of the present invention is to provide a liquid discharge head or the like that can obtain higher discharge efficiency and discharge force.

【0027】本発明の第2の目的は、第1の目的に加え
て、吐出効率、吐出力の向上を図りつつ、発熱体上の液
体への蓄熱を大幅に軽減できると共に、発熱体上の残留
気泡の低減を図ることで、良好な液体の吐出を行いうる
液体吐出ヘッド等を提供することにある。
According to a second object of the present invention, in addition to the first object, it is possible to significantly reduce the heat storage in the liquid on the heating element while improving the ejection efficiency and the discharging force, and to improve the discharge efficiency. An object of the present invention is to provide a liquid discharge head or the like that can discharge a good liquid by reducing residual bubbles.

【0028】本発明の第3の目的は、さらにバック波に
よる液体供給方向とは逆方向への慣性力が働くのを抑え
ると同時に、可動部材の弁機能によって、メニスカス後
退量を低減させることで、リフィル周波数を高め、印字
スピード等を向上させた液体吐出ヘッド等を提供するこ
とにある。
A third object of the present invention is to further suppress the inertial force acting in the direction opposite to the liquid supply direction due to the back wave and to reduce the amount of meniscus retreat by the valve function of the movable member. It is another object of the present invention to provide a liquid discharge head or the like in which the refill frequency is increased and the printing speed and the like are improved.

【0029】本発明の第4の目的は、発熱体上への堆積
物を低減すると共に、吐出用液の用途範囲を広げること
ができ、しかも吐出効率や吐出力が十分に高い液体吐出
ヘッド等を提供することにある。
A fourth object of the present invention is to reduce the amount of deposits on the heating element and to widen the range of use of the liquid for discharge, and to provide a liquid discharge head and the like having sufficiently high discharge efficiency and discharge power. Is to provide.

【0030】本発明の第5の目的は、吐出する液体の選
択自由度を高くできる液体吐出ヘッド等を提供すること
にある。
A fifth object of the present invention is to provide a liquid discharge head and the like which can increase the degree of freedom in selecting a liquid to be discharged.

【0031】本発明の第6の目的は複数の液体を供給す
るための液体導入路を少ない部品点数で構成することで
製造が容易で安価なヘッドおよび装置を提供すること、
また小型化が図れた液体吐出ヘッド、装置等を提供する
ことである。
A sixth object of the present invention is to provide an inexpensive head and apparatus which are easy to manufacture by configuring a liquid introduction path for supplying a plurality of liquids with a small number of parts.
It is another object of the present invention to provide a liquid discharge head, a device, and the like that are reduced in size.

【0032】[0032]

【課題を解決するための手段】上記のような目的を達成
するための本発明の代表的な要件は、次のようなもので
ある。
A typical requirement of the present invention to achieve the above object is as follows.

【0033】液体を吐出する吐出口と、前記吐出口に連
通する液流路と、前記液流路内の液体に気泡を発生させ
る気泡発生領域と、前記液流路内に前記気泡発生領域に
面して配され、前記気泡発生領域での気泡の発生に基づ
く圧力によって変位して前記圧力を前記吐出口側へ導
き、気泡の収縮による負圧で元の位置に復帰する可動部
材とを有し、前記可動部材は、変位するときの前記流路
内の液体に対する抵抗が、元の位置に復帰するときの抵
抗よりも小さい液体吐出ヘッド。
A discharge port for discharging the liquid, a liquid flow path communicating with the discharge port, a bubble generation area for generating bubbles in the liquid in the liquid flow path, and a bubble generation area in the liquid flow path. A movable member that is displaced by the pressure based on the generation of bubbles in the bubble generation region, guides the pressure toward the discharge port side, and returns to the original position by the negative pressure due to the contraction of the bubbles. The movable member has a resistance to the liquid in the flow path when the movable member is displaced, which is smaller than a resistance when the movable member returns to the original position.

【0034】もしくは、液体を吐出する吐出口と、前記
吐出口に連通した第1の液流路と、液体に熱を加えるこ
とで該液体に気泡を発生させる気泡発生領域を有する第
2の液流路と、前記第1の液流路と前記気泡発生領域と
の間に配され、前記気泡発生領域での気泡の発生に基づ
く圧力によって前記第1の液流路側へ変位して前記圧力
を前記吐出口側へ導き、気泡の収縮による負圧で元の位
置に復帰する可動部材とを有し、前記可動部材は、変位
するときの前記第1の液流路内の液体に対する抵抗が、
元の位置に復帰するときの抵抗よりも小さい液体吐出ヘ
ッド。
Alternatively, a second liquid having a discharge port for discharging a liquid, a first liquid flow path communicating with the discharge port, and a bubble generation region for generating bubbles in the liquid by applying heat to the liquid. A flow path, disposed between the first liquid flow path and the bubble generation area, and displaced to the first liquid flow path side by a pressure based on the generation of bubbles in the bubble generation area to reduce the pressure. A movable member that guides to the discharge port side and returns to the original position by a negative pressure due to the contraction of bubbles, wherein the movable member has a resistance to liquid in the first liquid flow path when displaced,
Liquid ejection head smaller than the resistance when returning to the original position.

【0035】もしくは、液体を吐出するための複数の吐
出口と、それぞれの吐出口に対応して直接連通する複数
の第1の液流路を構成するための複数の溝と、前記複数
の第1の液流路に液体を供給するための第1の共通液室
を構成する凹部とを一体的に有する溝付き部材と、液体
に熱を与えることで液体に気泡を発生させるための複数
の発熱体が配された素子基板と、前記溝付き部材と前記
素子基板との間に配され、前記発熱体に対応した第2の
液流路の壁の一部を構成するとともに、前記発熱体に面
した位置に、前記気泡の発生に基づく圧力によって前記
第1の液流路側に変位して前記圧力を前記吐出口側へ導
き、気泡の収縮による負圧で元の位置に復帰する可動部
材とを具備した分離壁とを有し、前記可動部材は、変位
するときの前記第1の液流路内の液体に対する抵抗が、
元の位置に復帰するときの抵抗よりも小さい液体吐出ヘ
ッド。
Alternatively, a plurality of discharge ports for discharging liquid, a plurality of grooves for forming a plurality of first liquid flow paths directly communicating with the respective discharge ports, A grooved member integrally having a recess forming a first common liquid chamber for supplying a liquid to one liquid flow path, and a plurality of members for generating bubbles in the liquid by applying heat to the liquid. An element substrate on which a heating element is disposed, and a part of a wall of a second liquid flow path corresponding to the heating element, which is disposed between the grooved member and the element substrate; A movable member that is displaced to the first liquid flow path side by a pressure based on the generation of the bubble to guide the pressure to the discharge port side, and returns to the original position by the negative pressure due to the contraction of the bubble at a position facing the The movable member is displaced when the movable member is displaced. Resistance to liquid in the liquid flow path is,
Liquid ejection head smaller than the resistance when returning to the original position.

【0036】もしくは、上述の液体吐出ヘッドと、該液
体吐出ヘッドに供給される液体を保持する液体容器とを
有するヘッドカートリッジ。
Alternatively, a head cartridge having the above-described liquid discharge head and a liquid container for holding a liquid supplied to the liquid discharge head.

【0037】もしくは、上述の液体吐出ヘッドと、該液
体吐出ヘッドから液体を吐出させるための駆動信号を供
給する駆動信号供給手段とを有する液体吐出装置。
Alternatively, there is provided a liquid discharge apparatus including the above-described liquid discharge head and drive signal supply means for supplying a drive signal for discharging liquid from the liquid discharge head.

【0038】もしくは、上述の液体吐出ヘッドと、該液
体吐出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搬送手段とを有する液体吐出装置。
Alternatively, there is provided a liquid discharge apparatus comprising the above-described liquid discharge head, and a recording medium transport means for transporting a recording medium which receives liquid discharged from the liquid discharge head.

【0039】本発明の代表的なものにおいては、気泡発
生領域に発生した気泡の作用により可動部材が変位され
るが、その際、可動部材は液流路中の液体の抵抗を受け
る。この液体の抵抗は、可動部材を上記のような形状と
することで軽減される。その結果、可動部材が変位し易
くなり、吐出効率及び吐出力がより向上することにな
る。
In a typical embodiment of the present invention, the movable member is displaced by the action of the bubble generated in the bubble generating region. At this time, the movable member receives the resistance of the liquid in the liquid flow path. The resistance of the liquid is reduced by forming the movable member as described above. As a result, the movable member is easily displaced, and the ejection efficiency and the ejection force are further improved.

【0040】加えて、上述したような、極めて新規な吐
出原理に基づく本発明の液体吐出ヘッド等によると、発
生する気泡とこれによって変位する可動部材との相乗効
果を得ることができ、吐出口近傍の液体を効率よく吐出
できるため、従来のバブルジェット方式の液体吐出ヘッ
ド等に比べて、吐出効率を向上できる。例えば本発明の
最も好ましい形態においては2倍以上という飛躍的な吐
出効率の向上を達成できた。
In addition, according to the liquid ejection head and the like of the present invention based on an extremely novel ejection principle as described above, a synergistic effect between the generated bubbles and the movable member displaced by the bubbles can be obtained. Since the liquid in the vicinity can be discharged efficiently, the discharge efficiency can be improved as compared with a conventional bubble jet type liquid discharge head or the like. For example, in the most preferred embodiment of the present invention, a dramatic improvement in the discharge efficiency of twice or more could be achieved.

【0041】この発明のさらに特徴的な構成によれば、
低温や低湿で長期放置を行った場合であっても不吐出に
なることを防止でき、仮に不吐出になっても、予備吐出
や吸引回復といった回復処理をわずかに行うだけで正常
状態に即座に復帰できる利点もある。
According to a further characteristic configuration of the present invention,
Even if it is left for a long time at low temperature or low humidity, it is possible to prevent non-discharging, and even if it becomes non-discharging, it is possible to immediately return to a normal state by performing a slight recovery process such as preliminary discharge and suction recovery There is also an advantage that you can return.

【0042】具体的には64個の吐出口を持つ従来のバ
ブルジェット方式のヘッドの大半が不吐出になるような
長期放置条件においても、本発明のヘッドでは約半分以
下の吐出口が吐出不良になるだけである。また、これら
のヘッドを予備吐出で回復した場合、各吐出口に対して
従来ヘッドで数千発の予備吐出を行う必要があったが、
本発明では100発程度の予備吐出で回復を行うだけで
十分であった。これは、回復時間の短縮や回復による液
体の損失を低減でき、ランニングコストも大幅に下げる
ことが可能であることを意味する。
More specifically, even under a long-term storage condition in which most of the conventional bubble jet type heads having 64 discharge ports become non-discharge, about half or less of the discharge ports are defective in the head of the present invention. It just becomes. In addition, when these heads are recovered by preliminary ejection, it is necessary to perform thousands of preliminary ejections with the conventional head for each ejection port,
In the present invention, it was sufficient to perform the recovery with about 100 preliminary ejections. This means that the recovery time can be shortened, the loss of liquid due to recovery can be reduced, and the running cost can be significantly reduced.

【0043】また、特に本発明のリフィル特性を向上し
た構成によれば、連続吐出時の応答性、気泡の安定成
長、液滴の安定化を達成して、高速液体吐出による高速
記録また高画質記録を可能にすることができた。
In particular, according to the configuration of the present invention having improved refill characteristics, responsiveness at the time of continuous ejection, stable growth of bubbles, and stabilization of liquid droplets are achieved, and high-speed recording by high-speed liquid ejection and high image quality are achieved. Recording could be enabled.

【0044】本発明のその他の効果については、各実施
例の記載から理解される。
Other effects of the present invention will be understood from the description of each embodiment.

【0045】なお、本発明の説明で用いる「上流」「下
流」とは、液体の供給源から気泡発生領域(又は可動部
材)を経て、吐出口へ向かう液体の流れ方向に関して、
又はこの構成上の方向に関しての表現として表されてい
る。
The terms “upstream” and “downstream” used in the description of the present invention refer to the flow direction of a liquid from a liquid supply source to a discharge port through a bubble generation region (or a movable member).
Alternatively, it is expressed as an expression regarding this structural direction.

【0046】また、気泡自体に関する「下流側」とは、
主として液滴の吐出に直接作用するとされる気泡の吐出
口側部分を代表する。より具体的には気泡の中心に対し
て、上記流れ方向や上記構成上の方向に関する下流側、
又は、発熱体の面積中心より下流側の領域で発生する気
泡を意味する。
The “downstream side” of the bubble itself is as follows:
It mainly represents a portion on the ejection port side of a bubble which is considered to directly act on ejection of a droplet. More specifically, with respect to the center of the bubble, the downstream side with respect to the flow direction and the structural direction,
Alternatively, it means bubbles generated in a region downstream of the area center of the heating element.

【0047】また、本発明の説明で用いる「実質的に密
閉」とは、気泡が成長するとき、可動部材が変位する前
に可動部材の周囲の隙間(スリット)から気泡がすり抜
けない程度の状態を意味する。
The term “substantially sealed” used in the description of the present invention refers to a state in which bubbles do not slip through gaps (slits) around the movable member before the movable member is displaced when the bubbles grow. Means

【0048】さらに、本発明でいう「分離壁」とは、広
義では気泡発生領域と吐出口に直接連通する領域とを区
分するように介在する壁(可動部材を含んでもよい)を
意味し、狭義では気泡発生領域を含む流路を吐出口に直
接連通する液流路とを区分し、それぞれの領域にある液
体の混合を防止するものを意味する。
In the broad sense, the term "separation wall" as used in the present invention means a wall (which may include a movable member) interposed so as to separate a bubble generation region from a region directly communicating with a discharge port. In a narrow sense, it means that the flow path including the bubble generation area is separated from the liquid flow path that directly communicates with the discharge port, and mixing of the liquid in each area is prevented.

【0049】[0049]

【発明の実施の形態】BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION

(実施例1)以下、図面を参照して本発明の第1の実施
例を詳細に説明する。
(Embodiment 1) Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

【0050】まず本実施例では液体を吐出するための、
気泡に基づく圧力の伝搬方向や気泡の成長方向を制御す
ることで吐出力や吐出効率の向上を図る場合の例を説明
する。
First, in this embodiment, a liquid for discharging
An example in which the discharge force and the discharge efficiency are improved by controlling the direction of pressure propagation based on bubbles and the direction of growth of bubbles will be described.

【0051】図1はこのような本実施例の液体吐出ヘッ
ドを液流路方向で切断した模式断面図を示しており、図
2はこの液体吐出ヘッドの部分破断斜視図を示してい
る。また図3は本実施例の液体吐出ヘッドを吐出口方向
から見た模式断面図を示している。
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of such a liquid discharge head of the present embodiment cut in the liquid flow direction, and FIG. 2 is a partially broken perspective view of the liquid discharge head. FIG. 3 is a schematic cross-sectional view of the liquid discharge head of the present embodiment as viewed from the discharge port direction.

【0052】本実施例の液体吐出ヘッドは、液体を吐出
するための吐出エネルギー発生素子として、液体に熱エ
ネルギーを作用させる発熱体2(本実施例においては4
0μm×105μmの形状の発熱抵抗体)が素子基板1
に設けられており、この素子基板1上に発熱体2に対応
して液流路10が配されている。液流路10は吐出口1
8に連通していると共に、複数の液流路10に液体を供
給するための共通液室13に連通しており、吐出口18
から吐出された液体に見合う量の液体をこの共通液室1
3から受け取る。
In the liquid discharge head of this embodiment, a heating element 2 (4 in this embodiment) for applying thermal energy to the liquid is used as a discharge energy generating element for discharging the liquid.
(A heating resistor having a shape of 0 μm × 105 μm)
The liquid flow path 10 is arranged on the element substrate 1 in correspondence with the heating element 2. The liquid flow path 10 is the discharge port 1
8 and a common liquid chamber 13 for supplying liquid to the plurality of liquid flow paths 10.
The amount of liquid corresponding to the liquid discharged from the
Receive from 3.

【0053】この液流路10の素子基板1上には、前述
の発熱体2に対向するように面して、金属等の弾性を有
する材料で構成された平板状の可動部材31が片持梁状
に設けられている。可動部材31は、発熱体2と対向す
る面が実質的に平面で、発熱体2の表面と平行となって
いる。さらに可動部材31は、発熱体2と対向する面か
らその反対側の面に向かって、幅が徐々に狭くなってい
る。可動部材31の一端は液流路10の壁や素子基板上
に感光性樹脂などをパターニングして形成した土台(支
持部材)34等に固定されている。これによって可動部
材31は保持されると共に支点(支点部分)33を構成
している。
A flat movable member 31 made of an elastic material such as metal is cantilevered on the element substrate 1 of the liquid flow path 10 so as to face the heating element 2 described above. It is provided in a beam shape. The movable member 31 has a substantially flat surface facing the heating element 2 and is parallel to the surface of the heating element 2. Further, the width of the movable member 31 gradually decreases from the surface facing the heating element 2 to the surface on the opposite side. One end of the movable member 31 is fixed to a base (supporting member) 34 formed by patterning a photosensitive resin or the like on the wall of the liquid flow path 10 or the element substrate. Thus, the movable member 31 is held and forms a fulcrum (fulcrum portion) 33.

【0054】この可動部材31は、液体の吐出動作によ
って共通液室13から可動部材31を経て吐出口18側
へ流れる大きな流れの上流側に支点33を持ち、この支
点33に対して下流側に自由端(自由端部分)32を持
つように、発熱体2に面した位置に発熱体2を覆うよう
な状態で発熱体2から15μm程度の距離を隔てて配さ
れている。この発熱体2と可動部材31との間が気泡発
生領域11となる。なお発熱体2、可動部材31の種類
や形状および配置はこれに限られることなく、後述する
ように気泡の成長や圧力の伝搬を制御しうる形状および
配置であればよい。
The movable member 31 has a fulcrum 33 on the upstream side of a large flow flowing from the common liquid chamber 13 through the movable member 31 to the discharge port 18 by the liquid discharging operation, and is provided on the downstream side with respect to the fulcrum 33. The heating element 2 is disposed at a position facing the heating element 2 at a distance of about 15 μm from the heating element 2 so as to cover the heating element 2 so as to have a free end (free end portion) 32. The space between the heating element 2 and the movable member 31 is the bubble generation area 11. Note that the types, shapes, and arrangements of the heating element 2 and the movable member 31 are not limited thereto, and may be any shape and arrangement that can control the growth of bubbles and the propagation of pressure as described later.

【0055】発熱体2を発熱させることで可動部材31
と発熱体2との間の気泡発生領域11の液体に熱を作用
させ、液体に米国特許4,723,129号に記載されているよ
うな膜沸騰現象に基づく気泡40を発生させる。気泡4
0の発生に基づく圧力と気泡40は可動部材31に優先
的に作用し、可動部材31は図1(b)、(c)もしく
は図2で示されるように支点33を中心に吐出口18側
に大きく開くように変位する。可動部材31の変位若し
くは変位した状態によって気泡40の発生に基づく圧力
の伝搬や気泡自身の成長が吐出口18側に導かれる。
The movable member 31 is generated by causing the heating element 2 to generate heat.
Heat is applied to the liquid in the bubble generation region 11 between the heater and the heating element 2 to generate bubbles 40 in the liquid based on the film boiling phenomenon as described in US Pat. No. 4,723,129. Bubble 4
The pressure based on the generation of 0 and the air bubble 40 act on the movable member 31 preferentially, and the movable member 31 is arranged around the fulcrum 33 on the discharge port 18 side as shown in FIG. 1 (b), (c) or FIG. It is displaced so as to open greatly. Depending on the displacement or the displaced state of the movable member 31, the propagation of the pressure based on the generation of the bubble 40 and the growth of the bubble itself are guided to the ejection port 18 side.

【0056】ここで、本発明の基本的な吐出原理の一つ
を説明する。本発明において最も重要な原理の1つは、
気泡40に対面するように配された可動部材31が気泡
40の圧力あるいは気泡自体に基づいて、定常状態の第
1の位置から変位後の位置である第2の位置へ変位し、
この変位する可動部材31によって、気泡40の発生に
伴う圧力や気泡自身を吐出口18が配された下流側へ導
くことである。
Here, one of the basic ejection principles of the present invention will be described. One of the most important principles of the present invention is
The movable member 31 arranged so as to face the bubble 40 is displaced from the first position in the steady state to the second position, which is a position after the displacement, based on the pressure of the bubble 40 or the bubble itself,
The displaceable movable member 31 guides the pressure caused by the generation of the bubble 40 and the bubble itself to the downstream side where the discharge port 18 is arranged.

【0057】この原理を可動部材を用いない従来の液流
路構造を模式的に示した図4と本発明の図5とを比較し
てさらに詳しく説明する。なおここでは吐出口方向への
圧力の伝搬方向をVA、上流側への圧力の伝搬方向をVB
として示した。
This principle will be described in more detail by comparing FIG. 4 schematically showing a conventional liquid flow path structure without using a movable member with FIG. 5 of the present invention. Here, the propagation direction of the pressure toward the discharge port is VA, and the propagation direction of the pressure toward the upstream side is VB.
As shown.

【0058】図4で示されるような従来のヘッドにおい
ては、発生した気泡40による圧力の伝搬方向を規制す
る構成はない。このため気泡40の圧力伝搬方向はV1〜
V8のように気泡表面の垂線方向となり様々な方向を向い
ていた。このうち、特に液吐出に最も影響を及ぼすVA
方向に圧力伝搬方向の成分を持つものは、V1〜V4即ち気
泡40のほぼ半分の位置より吐出口に近い部分の圧力伝
搬の方向成分であり、吐出効率、吐出力、吐出速度等に
直接寄与する重要な部分である。さらにV1は吐出方向V
Aの方向に最も近いため効率よく働き、逆にV4はVAに向
かう方向成分は比較的少ない。
In the conventional head as shown in FIG. 4, there is no structure for regulating the direction of pressure propagation by the generated air bubbles 40. Therefore, the pressure propagation direction of the bubble 40 is V1 to
As in V8, it was perpendicular to the surface of the bubble and was oriented in various directions. Among them, VA which has the most influence on liquid ejection
A component having a pressure propagation direction in the direction is a component of pressure propagation in a portion closer to the discharge port than V1 to V4, that is, a position almost half of the bubble 40, and directly contributes to discharge efficiency, discharge force, discharge speed, and the like. Is an important part to do. V1 is the ejection direction V
Since it is closest to the direction of A, it works efficiently. Conversely, V4 has a relatively small direction component toward VA.

【0059】これに対して、図5で示される本発明の場
合には、可動部材31が図4の場合のように様々な方向
を向いていた気泡の圧力伝搬方向V1〜V4を下流側(吐出
口側)へ導き、VAの圧力伝搬方向に変換するものであ
り、これにより気泡40の圧力が直接的に効率よく吐出
に寄与することになる。そして、気泡40の成長方向自
体も圧力伝搬方向V1〜V4と同様に下流方向に導かれ、上
流より下流で大きく成長する。このように、気泡40の
成長方向自体を可動部材31によって制御し、気泡40
の圧力伝搬方向を制御することで、吐出効率や吐出力ま
た吐出速度等の根本的な向上を達成することができる。
On the other hand, in the case of the present invention shown in FIG. 5, the movable member 31 shifts the pressure propagation directions V1 to V4 of the bubbles directed in various directions as shown in FIG. (To the discharge port side) to convert the pressure into the VA propagation direction, whereby the pressure of the bubbles 40 directly and efficiently contributes to the discharge. Then, the growth direction itself of the bubble 40 is also guided in the downstream direction similarly to the pressure propagation directions V1 to V4, and grows more downstream than upstream. Thus, the growth direction itself of the bubble 40 is controlled by the movable member 31 and the bubble 40
By controlling the pressure propagation direction, it is possible to achieve a fundamental improvement in ejection efficiency, ejection force, ejection speed, and the like.

【0060】次に図1に戻って、本実施例の液体吐出ヘ
ッドの吐出動作について詳しく説明する。
Next, returning to FIG. 1, the discharge operation of the liquid discharge head of this embodiment will be described in detail.

【0061】図1(a)は、発熱体2に電気エネルギー
等のエネルギーが印加される前の状態であり、発熱体2
が熱を発生する前の状態である。ここで重要なことは、
可動部材31が、発熱体2の発熱によって発生した気泡
40に対し、この気泡40の少なくとも下流側部分に対
面する位置に設けられていることである。つまり、気泡
40の下流側が可動部材31に作用するように、液流路
構造上では少なくとも発熱体2の面積中心3(図1
(b)参照)より下流(発熱体2の面積中心3を通って
液流路10の長さ方向に直交する線より下流)の位置ま
で可動部材31が配されている。
FIG. 1A shows a state before energy such as electric energy is applied to the heating element 2.
Is a state before generating heat. The important thing here is that
The movable member 31 is provided at a position facing at least a downstream portion of the bubble 40 generated by the heat generation of the heating element 2. In other words, at least the area center 3 of the heating element 2 (FIG. 1) on the liquid flow path structure so that the downstream side of the bubble 40 acts on the movable member 31.
The movable member 31 is disposed to a position further downstream (downstream from a line orthogonal to the length direction of the liquid flow path 10 through the area center 3 of the heating element 2).

【0062】図1(b)は、発熱体2に電気エネルギー
等が印加されて発熱体2が発熱し、発生した熱によって
気泡発生領域11内を満たす液体の一部を加熱し、膜沸
騰に伴う気泡40を発生させた状態である。
FIG. 1B shows that the heating element 2 generates heat when electric energy or the like is applied to the heating element 2, and the generated heat heats a part of the liquid filling the bubble generation region 11, thereby causing film boiling. This is a state in which accompanying air bubbles 40 are generated.

【0063】このとき可動部材31は気泡40の発生に
基づく圧力により、気泡40の圧力の伝搬方向を吐出口
方向に導くように第1位置から第2位置へ変位する。こ
こで重要なことは前述したように、可動部材31の自由
端32を下流側(吐出口側)に配置し、支点33を上流
側(共通液室13側)に位置するように配置して、可動
部材31の少なくとも一部を発熱体2の下流部分すなわ
ち気泡40の下流部分に対面させることである。
At this time, the movable member 31 is displaced from the first position to the second position by the pressure based on the generation of the bubble 40 so as to guide the pressure propagation direction of the bubble 40 toward the discharge port. What is important here is that, as described above, the free end 32 of the movable member 31 is disposed on the downstream side (discharge port side), and the fulcrum 33 is disposed on the upstream side (the common liquid chamber 13 side). That is, at least a part of the movable member 31 faces the downstream portion of the heating element 2, that is, the downstream portion of the bubble 40.

【0064】図1(c)は気泡40がさらに成長した状
態であるが、気泡40発生に伴う圧力に応じて可動部材
31はさらに変位している。発生した気泡40は上流よ
り下流に大きく成長すると共に可動部材31の第1の位
置(点線位置)を越えて大きく成長している。このよう
に気泡40の成長に応じて可動部材31が変位して行く
ことで気泡40の圧力伝搬方向や体積移動のしやすい方
向、すなわち自由端側への気泡40の成長方向を吐出口
18に均一的に向かわせることができることも吐出効率
を高めると考えられる。可動部材31は気泡40や発泡
圧を吐出口方向へ導く際もこの伝達の妨げになることは
ほとんどなく、伝搬する圧力の大きさに応じて効率よく
圧力の伝搬方向や気泡の成長方向を制御することができ
る。
FIG. 1C shows a state in which the bubbles 40 have further grown, but the movable member 31 is further displaced in accordance with the pressure caused by the generation of the bubbles 40. The generated bubble 40 grows greatly from the upstream to the downstream, and grows greatly beyond the first position (dotted line position) of the movable member 31. As described above, the movable member 31 is displaced in accordance with the growth of the bubble 40, so that the pressure propagation direction of the bubble 40 and the direction in which the volume is easily moved, that is, the growth direction of the bubble 40 to the free end side, It is considered that the fact that the ink can be uniformly directed also increases the ejection efficiency. The movable member 31 hardly hinders the transmission of the bubbles 40 and the bubbling pressure toward the discharge port, and efficiently controls the pressure propagation direction and the bubble growth direction according to the magnitude of the propagating pressure. can do.

【0065】さらに、可動部材31は、上述したように
発熱体2と対向する面からその反対側の面に向かって幅
が徐々に狭くなっているため、気泡40の発生に基づく
圧力で可動部材31が変位する際、可動部材31は液流
路10内に存在する液体の抵抗を受けにくくなり、低い
圧力でも変位する。従って、可動部材31の変位に費や
される気泡40の圧力成分は最小限ですみ、残りの圧力
成分のほとんどが、吐出口18の方向に成長させられ
る。
Further, as described above, since the width of the movable member 31 gradually decreases from the surface facing the heating element 2 to the surface on the opposite side, the movable member 31 is pressed by the pressure generated by the bubbles 40. When the movable member 31 is displaced, the movable member 31 becomes less likely to receive the resistance of the liquid existing in the liquid flow path 10 and is displaced even at a low pressure. Therefore, the pressure component of the bubble 40 consumed for the displacement of the movable member 31 is minimized, and most of the remaining pressure component grows in the direction of the discharge port 18.

【0066】一方、可動部材31の発熱体2と対向する
面は実質的に平面であり、また、発熱体2の表面と平行
となっているため、気泡40の発生に基づく圧力を受け
易くなっており、このことも可動部材31を効率的に変
位させる要因となっている。気泡40の発生に基づく圧
力を受けやすい構造としては、この他にも、例えば可動
部材31の発熱体2と対向する面になし地仕上げを施し
たり、凹凸を形成したり、あるいは可動部材31の少な
くとも発熱体2と対向する部位を概略凹状とし、気泡4
0の側面も覆うようにすること等が挙げられる。
On the other hand, the surface of the movable member 31 facing the heating element 2 is substantially flat and parallel to the surface of the heating element 2, so that the movable member 31 is easily subjected to pressure due to the generation of the bubbles 40. This also causes the movable member 31 to be displaced efficiently. Other structures that are easily affected by the pressure based on the generation of the air bubbles 40 include, for example, a plain finish on the surface of the movable member 31 facing the heating element 2, formation of irregularities, or At least a portion facing the heating element 2 has a substantially concave shape.
For example, it is possible to cover the side surface of the zero.

【0067】図1(d)は、気泡40が、前述した膜沸
騰の後、気泡内部圧力の減少によって収縮し、消滅する
状態を示している。
FIG. 1D shows a state in which the bubble 40 contracts and disappears due to a decrease in the pressure inside the bubble after the above-mentioned film boiling.

【0068】第2の位置まで変位していた可動部材31
は、気泡40の収縮による負圧と可動部材自身のばね性
による復元力によって、図1(a)の初期位置(第1の
位置)に速やかに復帰する。また、消泡時には、気泡発
生領域11での気泡40の収縮体積を補うため、また、
吐出された液体の体積分を補うために上流側(B)、す
なわち共通液室側から流れのVD1、VD2のように、ま
た、吐出口18側から流れのVcのように液体が流れ込
んでくる。
The movable member 31 that has been displaced to the second position
Is quickly returned to the initial position (first position) in FIG. 1A by the negative pressure due to the contraction of the bubble 40 and the restoring force due to the spring property of the movable member itself. In addition, at the time of defoaming, in order to supplement the shrinkage volume of the bubbles 40 in the bubble generation region 11,
Upstream (B) to compensate for volume fraction of the discharged liquid, i.e. as in the common liquid chamber from the flow side V D1, V D2, also flows into the liquid as Vc flow from the discharge port 18 side Come out.

【0069】以上、気泡40の発生に伴う可動部材31
の動作と液体の吐出動作について説明したが、以下に本
発明の液体吐出ヘッドにおける液体のリフィルについて
詳しく説明する。
As described above, the movable member 31 accompanying the generation of the bubble 40
The above operation and the liquid discharging operation have been described. Hereinafter, liquid refilling in the liquid discharging head of the present invention will be described in detail.

【0070】図1を用いて本発明における液供給メカニ
ズムをさらに詳しく説明する。
The liquid supply mechanism in the present invention will be described in more detail with reference to FIG.

【0071】図1(c)の後、気泡40が最大体積の状
態を経て消泡過程に入ったときには、消泡した体積を補
う体積の液体が気泡発生領域11に、液流路10の吐出
口18側と供給路12の共通液室側13から流れ込む。
可動部材31を持たない従来の液流路構造においては、
消泡位置に吐出口18側から流れ込む液体の量と共通液
室13から流れ込む液体の量は、気泡発生領域11より
吐出口18に近い部分と共通液室13に近い部分との流
抵抗の大きさに起因する。(流路抵抗と液体の慣性に基
づくものである。)
When the bubble 40 enters the defoaming process after passing through the state of the maximum volume after the state shown in FIG. 1C, a liquid having a volume that makes up the defoamed volume is discharged into the bubble generation region 11 through the liquid flow path 10. The liquid flows from the outlet 18 side and the common liquid chamber side 13 of the supply path 12.
In the conventional liquid flow path structure having no movable member 31,
The amount of liquid flowing into the defoaming position from the discharge port 18 side and the amount of liquid flowing from the common liquid chamber 13 are determined by the magnitude of the flow resistance between the portion closer to the discharge port 18 and the portion closer to the common liquid chamber 13 than the bubble generation region 11. Due to. (This is based on the flow path resistance and the inertia of the liquid.)

【0072】このため、吐出口18に近い側の流抵抗が
小さい場合には、多くの液体が吐出口18側から消泡位
置に流れ込み、メニスカスMの後退量が大きくなること
になる。特に、吐出効率を高めるために吐出口18に近
い側の流抵抗を小さくして吐出効率を高めようとするほ
ど、消泡時のメニスカスMの後退が大きくなり、リフィ
ル時間が長くなって高速印字を妨げることとなってい
た。
For this reason, when the flow resistance on the side close to the discharge port 18 is small, a lot of liquid flows from the discharge port 18 side to the defoaming position, and the retreat amount of the meniscus M increases. In particular, as the flow resistance on the side close to the discharge port 18 is reduced to increase the discharge efficiency in order to increase the discharge efficiency, the meniscus M retreats at the time of defoaming increases, the refill time becomes longer, and high-speed printing is performed. Was hampered.

【0073】これに対して本実施例は可動部材31を設
けたため、気泡の体積Wを、可動部材31の第1位置を
境に上側をW1、気泡発生領域11側をW2とした場
合、消泡時に可動部材31が元の位置に戻った時点でメ
ニスカスMの後退は止まり、その後残ったW2の体積分
の液体供給は主に供給路12の流れVD2からの液供給に
よって成される。これにより、従来、気泡40の体積の
半分程度に対応した量がメニスカスMの後退量になって
いたのに対して、それより少ないW1の半分程度のメニ
スカス後退量に抑えることが可能になった。
On the other hand, in this embodiment, since the movable member 31 is provided, when the volume W of the bubble is W1 on the upper side of the first position of the movable member 31 and W2 is on the bubble generation region 11 side, the volume W of the bubble is reduced. When the movable member 31 returns to the original position at the time of foaming, the meniscus M stops retreating, and the liquid supply for the remaining W2 volume is mainly performed by the liquid supply from the flow VD2 of the supply path 12. Thereby, while the amount corresponding to about half of the volume of the bubble 40 has conventionally been the retreat amount of the meniscus M, it has become possible to suppress the meniscus retreat amount to be less than about half of W1. .

【0074】さらに、W2の体積分の液体供給は消泡時
の圧力を利用して可動部材31の発熱体2側の面に沿っ
て、主に供給路12の上流側(VD2)から強制的に行う
ことができるためより速いリフィルを実現できた。
Further, the supply of the liquid for the volume of W2 is forcibly performed mainly from the upstream side (VD2) of the supply path 12 along the surface of the movable member 31 on the side of the heating element 2 using the pressure at the time of defoaming. Faster refilling was achieved.

【0075】ここで特徴的なことは、従来のヘッドで消
泡時の圧力を用いたリフィルを行った場合、メニスカス
の振動が大きくなってしまい画像品位の劣化につながっ
ていたが、本実施例の高速リフィルにおいては可動部材
31によって吐出口18側の液流路10の領域と、気泡
発生領域11との吐出口18側での液体の流通が抑制さ
れるためメニスカスMの振動を極めて少なくすることが
できることである。
A characteristic feature of the present embodiment is that when refilling is performed using the pressure at the time of defoaming with the conventional head, the vibration of the meniscus becomes large and the image quality is deteriorated. In the high-speed refill, the movable member 31 suppresses the flow of the liquid on the discharge port 18 side between the area of the liquid flow path 10 on the discharge port 18 side and the bubble generation area 11, so that the vibration of the meniscus M is extremely reduced. That is what you can do.

【0076】このように本発明は、供給路12を介して
の気泡発生領域11への強制リフィルと、上述したメニ
スカス後退や振動の抑制によって高速リフィルを達成す
ることで、吐出の安定や高速繰り返し吐出、また記録の
分野に用いた場合、画質の向上や高速記録を実現するこ
とができる。
As described above, the present invention achieves stable ejection and high-speed repetition by achieving a high-speed refill by forcibly refilling the bubble generation region 11 through the supply path 12 and suppressing the meniscus retreat and vibration described above. When used in the field of ejection and printing, improvement in image quality and high-speed printing can be realized.

【0077】本発明の構成においてはさらに次のような
有効な機能を兼ね備えている。それは、気泡40の発生
による圧力の上流側への伝搬(バック波)を抑制するこ
とである。発熱体2上で発生した気泡40の内、共通液
室13側(上流側)の気泡40による圧力は、その多く
が、上流側に向かって液体を押し戻す力(バック波)に
なっていた。このバック波は、上流側の圧力と、それに
よる液移動量、そして液移動に伴う慣性力を引き起こ
し、これらは液体の液流路10内へのリフィルを低下さ
せ高速駆動の妨げにもなっていた。本発明においては、
まず可動部材31によって上流側へのこれらの作用を抑
えることでもリフィル供給性の向上をさらに図ってい
る。
The configuration of the present invention further has the following effective functions. That is, the propagation of the pressure due to the generation of the bubble 40 to the upstream side (back wave) is suppressed. Of the bubbles 40 generated on the heating element 2, most of the pressure caused by the bubbles 40 on the common liquid chamber 13 side (upstream side) is a force (back wave) for pushing back the liquid toward the upstream side. This back wave causes the pressure on the upstream side, the amount of liquid movement due thereto, and the inertia force accompanying the liquid movement, which reduces the refill of the liquid into the liquid flow path 10 and hinders high-speed driving. Was. In the present invention,
First, the refill supply property is further improved by suppressing these effects on the upstream side by the movable member 31.

【0078】次に、本実施例の更なる特徴的な構造と効
果について、以下に説明する。
Next, further characteristic structures and effects of this embodiment will be described below.

【0079】本実施例の供給路12は、発熱体2の上流
に発熱体2と実質的に平坦につながる(発熱体表面が大
きく落ち込んでいない)内壁を持つ。このような場合、
気泡発生領域11および発熱体2の表面への液体の供給
は、可動部材31の気泡発生領域11に近い側の面に沿
って、VD2のように行われる。このため、発熱体2の表
面上に液体が淀むことが抑制され、液体中に溶存してい
た気体の析出や、消泡できずに残ったいわゆる残留気泡
が除去され易く、また、液体への蓄熱が高くなりすぎる
こともない。従って、より安定した気泡の発生を高速に
繰り返し行うことができる。なお、本実施例では実質的
に平坦な内壁を持つ供給路12を持つもので説明した
が、これに限らず、発熱体表面となだらかに繋がり、な
だらかな内壁を有する供給路であればよく、発熱体2上
に液体の淀みや、液体の供給に大きな乱流を生じない形
状であればよい。
The supply passage 12 of this embodiment has an inner wall upstream of the heating element 2 and connected to the heating element 2 substantially flat (the heating element surface is not greatly reduced). In such a case,
The supply of the liquid to the bubble generation region 11 and the surface of the heating element 2 is performed along the surface of the movable member 31 on the side close to the bubble generation region 11 like VD2 . Therefore, stagnation of the liquid on the surface of the heating element 2 is suppressed, and deposition of gas dissolved in the liquid and so-called residual air bubbles that cannot be defoamed are easily removed. The heat storage does not become too high. Therefore, more stable generation of bubbles can be repeated at high speed. In the present embodiment, the supply path 12 having a substantially flat inner wall has been described. However, the present invention is not limited to this, and any supply path having a gentle inner wall that is smoothly connected to the heating element surface may be used. Any shape that does not cause stagnation of the liquid on the heating element 2 or large turbulence in the supply of the liquid may be used.

【0080】また、気泡発生領域11への液体の供給
は、可動部材31の側部(スリット35)を介してVD1
から行われるものもある。しかし、気泡発生時の圧力を
さらに有効に吐出口18に導くために図1で示すように
気泡発生領域11の全体を覆う(発熱体面を覆う)よう
に大きな可動部材31を用い、可動部材31が第1の位
置へ復帰することで、気泡発生領域11と液流路10の
吐出口18に近い領域との液体の流抵抗が大きくなるよ
うな形態の場合、前述のVD1から気泡発生領域11に向
かっての液体の流れが妨げられる。しかし、本発明のヘ
ッド構造においては、気泡発生領域11に液体を供給す
るための流れVD2があるため、液体の供給性能が非常に
高くなり、可動部材31で気泡発生領域11を覆うよう
な吐出効率向上を求めた構造を取っても、液体の供給性
能を落とすことがない。
Further, the supply of the liquid to the bubble generation region 11 is performed through the side (slit 35) of the movable member 31 by V D1.
Some are done from. However, as shown in FIG. 1, a large movable member 31 is used to cover the entire bubble generating region 11 (cover the heating element surface) in order to more effectively guide the pressure at the time of bubble generation to the discharge port 18. There by returning to the first position, if the form as the flow resistance of the liquid between the region near the discharge port 18 of the bubble generating area 11 and liquid flow path 10 is large, the bubble generation region from the foregoing V D1 The flow of liquid towards 11 is obstructed. However, in the head structure of the present invention, the flow VD2 for supplying the liquid to the bubble generation region 11 has a very high liquid supply performance, and the movable member 31 covers the bubble generation region 11 with the movable member 31. Even if a structure is required to improve the discharge efficiency, the liquid supply performance is not reduced.

【0081】ところで、可動部材31の自由端32と支
点33の位置は、例えば図6で示されるように、自由端
32が相対的に支点33より下流側にある。このような
構成のため、前述した発泡の際に気泡の圧力伝搬方向や
成長方向を吐出口18側に導く等の機能や効果を効率よ
く実現できるのである。さらに、この位置関係は吐出に
対する機能や効果のみならず、液体の供給の際にも液流
路10を流れる液体に対する流抵抗を小さくしでき高速
にリフィルできるという効果を達成している。これは図
6に示すように、吐出によって後退したメニスカスMが
毛管力により吐出口18へ復帰する際や、消泡に対して
の液供給が行われる場合に、液流路10内を流れる流れ
S1、S2、S3に対し、逆らわないように自由端と支点
33とを配置しているためである。
The positions of the free end 32 and the fulcrum 33 of the movable member 31 are such that the free end 32 is relatively downstream from the fulcrum 33 as shown in FIG. With such a configuration, functions and effects such as guiding the pressure propagation direction and growth direction of bubbles to the ejection port 18 side during foaming described above can be efficiently realized. Further, this positional relationship achieves not only a function and an effect on discharge, but also an effect that the flow resistance to the liquid flowing through the liquid flow path 10 can be reduced and the refill can be performed at a high speed even when the liquid is supplied. As shown in FIG. 6, when the meniscus M retracted by the discharge returns to the discharge port 18 by the capillary force or when the liquid is supplied to the defoaming, the flow flowing in the liquid flow path 10 is performed. This is because the free end and the fulcrum 33 are arranged so as not to go against S1, S2 and S3.

【0082】補足すれば、本実施例図1においては、前
述のように可動部材31の自由端32が、発熱体2を上
流側領域と下流側領域とに2分する面積中心3(発熱体
2の面積中心(中央)を通り液流路10の長さ方向に直
交する線)より下流側の位置に対向するように発熱体2
に対して延在している。これによって発熱体2の面積中
心位置3より下流側で発生する液体の吐出に大きく寄与
する圧力、又は気泡を可動部材31が受け、この圧力及
び気泡を吐出口18側に導くことができ、吐出効率や吐
出力を根本的に向上させることができる。
Supplementally, in FIG. 1 of this embodiment, as described above, the free end 32 of the movable member 31 has the area center 3 (heating element 3) that divides the heating element 2 into an upstream area and a downstream area. 2 so as to face a position downstream of a line passing through the area center (center) of the liquid flow path 10 and orthogonal to the length direction of the liquid flow path 10).
Extending to As a result, the movable member 31 receives a pressure or a bubble that greatly contributes to the discharge of the liquid generated downstream of the area center position 3 of the heating element 2, and the pressure and the bubble can be guided to the discharge port 18 side. Efficiency and discharge power can be fundamentally improved.

【0083】さらに、加えて上記気泡の上流側をも利用
して多くの効果を得ている。
Further, many effects are obtained by utilizing the upstream side of the bubble.

【0084】また、本実施例の構成においては可動部材
31の自由端32が瞬間的な機械的変位を行っているこ
とも、液体の吐出に対して有効に寄与している考えられ
る。
Further, in the structure of the present embodiment, the fact that the free end 32 of the movable member 31 makes an instantaneous mechanical displacement is also considered to contribute effectively to the ejection of the liquid.

【0085】(実施例2)図7は、本発明の液体吐出ヘ
ッドの第2の実施例の模式断面図であり、図8は、図7
に示した液体吐出ヘッドを吐出口方向から見た模式断面
図である。
(Embodiment 2) FIG. 7 is a schematic sectional view of a liquid ejection head according to a second embodiment of the present invention, and FIG.
FIG. 3 is a schematic cross-sectional view of the liquid discharge head shown in FIG.

【0086】本実施例では、実施例1と同様の可動部材
31の幅方向の両端部に、さらに発熱体2に向かって延
在する立面部31aを一体的に設けたものである。立面
部31aは、可動部材31の幅方向において気泡発生領
域11の外側に位置しており、気泡発生領域11で発生
した気泡の側方は立面部31aで覆われる。
In the present embodiment, the upright portion 31a extending toward the heating element 2 is integrally provided at both ends in the width direction of the movable member 31 similar to the first embodiment. The upright portion 31a is located outside the bubble generation region 11 in the width direction of the movable member 31, and the side of the bubbles generated in the bubble generation region 11 is covered with the upright portion 31a.

【0087】これにより、可動部材31が変位する際に
は、実施例1と同様に液流路10に存在する液体の抵抗
が小さくなることに加え、発泡圧の側方への逃げが防止
され、発泡圧をより効果的に可動部材31の変位に利用
している。さらに、可動部材31の変位に伴う吐出口方
向以外への放圧を抑制し、より効果的に発泡圧を吐出口
18に向けることができるため、気泡の圧力をより効率
的に吐出に寄与させることができる。
As a result, when the movable member 31 is displaced, the resistance of the liquid existing in the liquid flow path 10 is reduced as in the first embodiment, and also the escape of the foaming pressure to the side is prevented. The foaming pressure is more effectively used for the displacement of the movable member 31. Further, the pressure release in the direction other than the discharge port accompanying the displacement of the movable member 31 can be suppressed, and the bubbling pressure can be more effectively directed to the discharge port 18, so that the pressure of the bubbles contributes to the discharge more efficiently. be able to.

【0088】(実施例3)図9は、本発明の液体吐出ヘ
ッドの第3の実施例の模式断面図である。
(Embodiment 3) FIG. 9 is a schematic sectional view of a liquid ejection head according to a third embodiment of the present invention.

【0089】本実施例も、実施例1と同様の可動部材3
1を用いたものであるが、さらにその厚みが、支点33
から自由端32に向かって徐々に薄くなっている。これ
により、可動部材31が変位する際の際の、液流路10
に存在する液体による抵抗がさらに小さくなる上に、自
由端32の変位を大きくすることができるので、気泡を
より積極的に吐出口18に向けて成長させることができ
る。
In this embodiment, the same movable member 3 as in the first embodiment is used.
1 is used, but the thickness of the fulcrum 33
From the free end 32 to the free end 32. Thereby, the liquid flow path 10 when the movable member 31 is displaced
Further, since the resistance due to the liquid existing in the nozzles can be further reduced, and the displacement of the free end 32 can be increased, the bubbles can be more positively grown toward the discharge ports.

【0090】(実施例4)図10に本発明の第4の実施
例を示す。この図10において、Aは可動部材31が変
位している状態を示し(気泡は図示せず)、Bは可動部
材31が初期位置(第1位置)の状態を示し、このBの
状態をもって、気泡発生領域11を吐出口18に対して
実質的に密閉しているとする。(ここでは図示していな
いが、A、B間には流路壁があり流路と流路を分離して
いる。) 図10における可動部材31は、実施例1と同様の形状
である。また、土台34を側部に2点設け、その間に液
供給路12を設けている。これにより、可動部材31の
発熱体2側の面に沿って、また、発熱体2の面と実質的
に平坦もしくは、なだらかにつながる面を持つ液供給路
から液体の供給を成すことができる。
(Embodiment 4) FIG. 10 shows a fourth embodiment of the present invention. In FIG. 10, A indicates a state in which the movable member 31 is displaced (bubbles are not shown), B indicates a state in which the movable member 31 is in the initial position (first position), and in the state of B, It is assumed that the bubble generation region 11 is substantially sealed with respect to the discharge port 18. (Although not shown here, there is a flow path wall between A and B to separate the flow path from the flow path.) The movable member 31 in FIG. 10 has the same shape as that of the first embodiment. Further, two bases 34 are provided on the side portions, and the liquid supply path 12 is provided therebetween. Thus, liquid can be supplied along the surface of the movable member 31 on the side of the heating element 2 and from the liquid supply path having a surface that is substantially flat or smoothly connected to the surface of the heating element 2.

【0091】ここで、可動部材31の初期位置(第1位
置)では、可動部材31は発熱体2の下流側および横方
向に配された発熱体下流壁36と発熱体側壁37に近接
または密着しており、気泡発生領域11の吐出口18側
に実質的に密閉されている。このため、発泡時の気泡の
圧力、特に気泡の下流側の圧力を逃がさず可動部材31
の自由端32側に集中的に作用させることができる。
Here, at the initial position (first position) of the movable member 31, the movable member 31 is close to or in close contact with the heating element downstream wall 36 and the heating element side wall 37 disposed downstream and laterally of the heating element 2. It is substantially sealed on the discharge port 18 side of the bubble generation region 11. Therefore, the pressure of the bubbles at the time of foaming, particularly the pressure on the downstream side of the bubbles, is not released and the movable member 31
Can be concentrated on the free end 32 side.

【0092】また、消泡時には、可動部材31は第1位
置に戻り、発熱体2上への消泡時の液供給は気泡発生領
域11の吐出口18側が実質的に密閉状態になるため、
メニスカスの後退抑制等、先の実施例で説明した種々の
効果を得ることができる。また、リフィルに関する効果
においても先の実施例と同様の機能、効果を得ることが
できる。
Further, at the time of defoaming, the movable member 31 returns to the first position, and the liquid is supplied to the heating element 2 at the time of defoaming since the discharge port 18 side of the bubble generation region 11 is substantially closed.
Various effects described in the previous embodiment, such as suppression of meniscus retraction, can be obtained. In addition, the same function and effect as in the previous embodiment can be obtained in the effect regarding refill.

【0093】また、本実施例においては、図2や図10
のように、可動部材31を支持固定する土台34を、発
熱体2より離れた上流に設けると共に、液流路10より
小さな幅とすることで前述のような供給路12への液体
の供給を行っている。また、土台34の形状のこれに限
らず、リフィルをスムースに行えるものであればよい。
In the present embodiment, FIGS.
As described above, the base 34 for supporting and fixing the movable member 31 is provided upstream of the heating element 2 and has a width smaller than that of the liquid flow path 10 to supply the liquid to the supply path 12 as described above. Is going. Further, the shape of the base 34 is not limited to this, and any shape can be used as long as the refill can be performed smoothly.

【0094】なお、本実施例においては可動部材31と
発熱体2の間隔を15μm程度としたが、気泡の発生に
基づく圧力が十分に可動部材31に伝わる範囲であれば
よい。
In this embodiment, the distance between the movable member 31 and the heating element 2 is set to about 15 μm. However, any distance may be used as long as the pressure based on the generation of bubbles is sufficiently transmitted to the movable member 31.

【0095】(実施例5)図11は、本発明の基本的な
概念の一つを示すもので、本発明の実施例5となる。図
11は、一つの液流路10中に気泡発生領域11、そこ
で発生する気泡および可動部材31との位置関係を示し
ていると共に、本発明の液体吐出ヘッドによる液体吐出
方法やリフィル方法をより分かり易くした実施例であ
る。
(Embodiment 5) FIG. 11 shows one of the basic concepts of the present invention, which is Embodiment 5 of the present invention. FIG. 11 shows the bubble generation region 11 in one liquid flow path 10, the bubble generated therein, and the positional relationship between the bubble and the movable member 31. The liquid discharge method and the refill method using the liquid discharge head according to the present invention will be described in more detail. This is an example that is easy to understand.

【0096】前述の実施例の多くは、可動部材31の自
由端32に対して、発生する気泡の圧力を集中して、急
峻な可動部材31の移動と同時に気泡の移動を吐出口1
8側に集中させることを達成している。これに対して、
本実施例は、発生する気泡の自由度を与えながら、滴吐
出に直接作用する気泡の吐出口18側である気泡の下流
側部分を可動部材31の自由端32側で規制するもので
ある。
In many of the above-described embodiments, the pressure of the generated bubbles is concentrated on the free end 32 of the movable member 31 so that the movement of the bubbles is simultaneously performed with the steep movement of the movable member 31.
Achieving concentration on the 8 side has been achieved. On the contrary,
In this embodiment, the downstream side of the bubble, which is the bubble discharge port 18 side which directly acts on the droplet discharge, is regulated by the free end 32 of the movable member 31 while giving the degree of freedom of the generated bubble.

【0097】構成上で説明すると、図11では、前述の
図2(実施例1)に比較すると、図2で素子基板1上に
設けられた気泡発生領域の下流端に位置するバリヤーと
しての凸部(図1の斜線部分)が本実施例では設けられ
ていない。つまり、可動部材31の自由端領域および両
側端領域は、吐出口領域に対して気泡発生領域11を実
質的に密閉せずに開放している。その他可動部材31の
形状等は実施例1と同様である。
In terms of structure, FIG. 11 is different from FIG. 2 (Embodiment 1) in that the convex as a barrier located at the downstream end of the bubble generation region provided on the element substrate 1 in FIG. The portion (hatched portion in FIG. 1) is not provided in this embodiment. In other words, the free end region and both side end regions of the movable member 31 open the bubble generation region 11 without substantially closing the discharge port region. Other shapes and the like of the movable member 31 are the same as those in the first embodiment.

【0098】本実施例では、気泡の液滴吐出に直接作用
する下流側部分のうち、下流側先端部の気泡成長が許容
されているので、その圧力成分を吐出に有効に利用して
いる。加えて少なくともこの下流側部分の上方へ向かう
圧力(図4のV1 、V2 、V 3 の分力)を可動部材31
の自由端側部分が、この下流側先端部の気泡成長に加え
られるように作用するため吐出効率を上述した実施例と
同様に向上する。前記実施例に比較して本実施例は、発
熱体2の駆動に対する応答性が優れている。
In the present embodiment, a direct effect is exerted on the ejection of the droplet of the bubble.
Bubble growth at the downstream end is allowed
The pressure component is effectively used for discharge
I have. Additionally at least above this downstream part
Pressure (V in FIG. 4)1, VTwo, V ThreeOf the movable member 31
The free end portion of
In the embodiment described above, the discharge efficiency is
Also improves. This embodiment is different from the above embodiment in that
The responsiveness to the driving of the heating element 2 is excellent.

【0099】また、本実施例は、構造上簡単であるため
製造上の利点がある。
This embodiment has an advantage in manufacturing because it is simple in structure.

【0100】本実施例の可動部材31の支点部は、可動
部材31の面部に対して小さい幅の1つの土台34に固
定されている。従って、消泡時の気泡発生領域11への
液体供給は、この土台34の両側を通って供給される
(図の矢印参照)。この土台34は供給性を確保するも
のであればどのような構造でもよい。
The fulcrum of the movable member 31 of this embodiment is fixed to one base 34 having a small width with respect to the surface of the movable member 31. Therefore, the liquid is supplied to the bubble generation region 11 at the time of defoaming through both sides of the base 34 (see arrows in the figure). The base 34 may have any structure as long as it can secure supply.

【0101】液体の供給時におけるリフィルは、本実施
例の場合には、可動部材31の存在によって気泡の消泡
にともなって上方から気泡発生領域11へ流れ込む流れ
が制御されるので、従来の発熱体のみの気泡発生構造に
対して優れたものとなる。無論、これによって、メニス
カスの後退量を減じることもできる。
In the case of the present embodiment, the refilling during supply of the liquid is controlled by the presence of the movable member 31 so that the flow of bubbles into the bubble generation region 11 from above is controlled due to the defoaming of bubbles. It is superior to the bubble generation structure of only the body. Of course, this can also reduce the amount of meniscus retraction.

【0102】本実施例の変形実施例としては、可動部材
31の自由端32に対する両側端(一方でも可)のみを
気泡発生領域11に対して実質的に密閉状態とすること
は好ましいものとして挙げられる。この構成によれば、
可動部材31の側方へ向かう圧力をも先に説明した気泡
の吐出口側端部の成長に変更して利用することができる
ので、一層吐出効率が向上する。
As a modification of this embodiment, it is preferable that only the both ends (one or both sides) of the movable member 31 with respect to the free end 32 be substantially sealed with respect to the bubble generation region 11. Can be According to this configuration,
Since the pressure toward the side of the movable member 31 can also be used by changing the growth of the discharge port side end of the bubble described above, the discharge efficiency is further improved.

【0103】(実施例6)前述した機械的変位による液
体の吐出力をさらに向上させた例を本実施例で説明す
る。図12はこのようなヘッド構造の横断面図である。
図12においては、可動部材31の自由端32の位置が
発熱体2のさらに下流側に位置するように、可動部材3
1が延在している実施例を示している。これによって自
由端位置での可動部材31の変位速度を高くすることが
でき、可動部材31の変位による吐出力の発生をさらに
向上させることができる。その他可動部材31の形状等
は実施例1と同様である。
(Embodiment 6) An embodiment in which the ejection force of the liquid due to the mechanical displacement described above is further improved will be described in this embodiment. FIG. 12 is a cross-sectional view of such a head structure.
In FIG. 12, the movable member 3 is moved so that the position of the free end 32 of the movable member 31 is located further downstream of the heating element 2.
1 shows an embodiment in which 1 extends. Thereby, the displacement speed of the movable member 31 at the free end position can be increased, and the generation of the ejection force due to the displacement of the movable member 31 can be further improved. Other shapes and the like of the movable member 31 are the same as those in the first embodiment.

【0104】また、自由端32が先の実施例に比較して
吐出口18側に近づくことになるので気泡40の成長を
より安定した方向成分に集中できるので、より優れた吐
出を行うことができる。
Since the free end 32 is closer to the discharge port 18 side than in the previous embodiment, the growth of the bubbles 40 can be concentrated on a more stable directional component, so that more excellent discharge can be performed. it can.

【0105】また、気泡40の圧力中心部の気泡成長速
度に応じて、可動部材31は変位速度R1で変位する
が、この位置より支点33に対して遠い位置の自由端3
2はさらに速い速度R2で変位する。これにより、自由
端32を高い速度で機械的に液体に作用せしめ液移動を
起こさせることで吐出効率を高めている。
The movable member 31 is displaced at the displacement speed R1 in accordance with the bubble growth speed at the pressure center of the bubble 40, but the free end 3 is located farther from the fulcrum 33 than this position.
2 is displaced at a higher speed R2. As a result, the free end 32 is mechanically acted on the liquid at a high speed to cause the liquid to move, thereby increasing the discharge efficiency.

【0106】(実施例7)図13(a)、(b)、
(c)は本発明の実施例7を示す。
(Embodiment 7) FIGS. 13 (a), (b),
(C) shows Example 7 of the present invention.

【0107】本実施例の構造は先の実施例と異なり、吐
出口18と直接連通する領域は液室側と連通した流路形
状となっておらず、構造の簡略化が図れるものである。
The structure of this embodiment is different from that of the previous embodiment in that the region directly communicating with the discharge port 18 does not have a flow passage shape communicating with the liquid chamber side, and the structure can be simplified.

【0108】液供給は全て、可動部材31の気泡発生領
域側の面に沿った供給路12からのみ行われるもので、
可動部材31の形状、自由端32や支点33の吐出口1
8に対する位置関係や発熱体2に面する構成は前述の実
施例と同様である。
All the liquid supply is performed only from the supply path 12 along the surface of the movable member 31 on the bubble generation area side.
Shape of movable member 31, discharge port 1 of free end 32 or fulcrum 33
The positional relationship with respect to 8 and the configuration facing the heating element 2 are the same as in the previous embodiment.

【0109】本実施例は、吐出効率や液供給性等、前述
した効果を実現するものであるが、特にメニスカスの後
退を抑制し消泡時の圧力を利用して、ほとんど全ての液
供給を消泡時の圧力を利用して、強制リフィルを行うも
のである。
This embodiment realizes the above-mentioned effects such as the discharge efficiency and the liquid supply property. In particular, almost all the liquid supply is performed by suppressing the meniscus retreat and utilizing the pressure at the time of defoaming. Forcible refilling is performed using the pressure at the time of defoaming.

【0110】図13(a)は発熱体2により液体を発泡
させた状態を示しており、図13(b)は、前記発泡が
収縮しつつある状態で、このとき可動部材31の初期位
置への復帰とS3による液供給が行われる。
FIG. 13 (a) shows a state in which the liquid is foamed by the heating element 2, and FIG. 13 (b) shows a state in which the foaming is contracting. And the liquid supply by S3 is performed.

【0111】図13(c)では、可動部材31が初期位
置に復帰する際のわずかなメニスカス後退を、消泡後に
吐出口18付近の毛細管力によって、リフィルしている
状態である。
FIG. 13C shows a state in which the meniscus slightly retreats when the movable member 31 returns to the initial position, and is refilled by the capillary force near the discharge port 18 after defoaming.

【0112】(実施例8)以下、図14〜図16を参照
して本発明の実施例8について説明する。
(Eighth Embodiment) Hereinafter, an eighth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.

【0113】本実施例においても主たる液体の吐出原理
については先の実施例と同じであるが、本実施例におい
ては液流路を複流路構成にすることで、さらに、熱を加
えることで発泡させる液体(発泡液)と、主として吐出
される液体(吐出液)とを分けることができるものであ
る。
In this embodiment, the principle of the main liquid ejection is the same as in the previous embodiment. However, in this embodiment, the liquid flow path is made to have a multi-flow path structure, and the bubbles are formed by applying heat. The liquid (foaming liquid) to be discharged and the liquid to be mainly discharged (discharged liquid) can be separated.

【0114】図14は、本実施例の液体吐出ヘッドの流
路方向の断面模式図を示しており、図15はこの液体吐
出ヘッドの部分破断斜視図を示している。
FIG. 14 is a schematic sectional view of the liquid discharge head of the present embodiment in the flow direction, and FIG. 15 is a partially cutaway perspective view of the liquid discharge head.

【0115】本実施例の液体吐出ヘッドは、液体に気泡
を発生させるための熱エネルギーを与える発熱体2が設
けられた素子基板1上に、発泡用の第2液流路16があ
り、その上に吐出口18に直接連通した吐出液用の第1
液流路14が配されている。第1液流路14の上流側
は、複数の第1液流路14に吐出液を供給するための第
1共通液室15に連通しており、第2液流路16の上流
側は、複数の第2液流路16に発泡液を供給するための
第2共通液室17に連通している。
In the liquid discharge head of this embodiment, a second liquid flow path 16 for bubbling is provided on the element substrate 1 on which the heating element 2 for applying thermal energy for generating bubbles in the liquid is provided. The first for the discharge liquid directly communicating with the discharge port 18 above
A liquid flow path 14 is provided. The upstream side of the first liquid flow path 14 communicates with a first common liquid chamber 15 for supplying a discharge liquid to the plurality of first liquid flow paths 14, and the upstream side of the second liquid flow path 16 is The plurality of second liquid flow paths 16 communicate with a second common liquid chamber 17 for supplying a foaming liquid.

【0116】第1液流路14と第2液流路16との間に
は、金属等の弾性を有する材料で構成された分離壁30
が配されており、第1液流路14と第2液流路16とを
区分している。なお、発泡液と吐出液とができる限り混
ざり合わない方がよい液体の場合には、この分離壁30
によってできる限り完全に第1液流路14と第2液流路
16の液体の流通を分離した方がよいが、発泡液と吐出
液とがある程度混ざり合っても問題がない場合には、分
離壁30に完全分離の機能を持たせなくてもよい。
A separation wall 30 made of an elastic material such as a metal is provided between the first liquid flow path 14 and the second liquid flow path 16.
Are arranged to separate the first liquid flow path 14 and the second liquid flow path 16. In the case where the foaming liquid and the discharge liquid are liquids that should not be mixed as much as possible, this separation wall 30
It is better to separate the flow of the liquid between the first liquid flow path 14 and the second liquid flow path 16 as much as possible, but if there is no problem even if the foaming liquid and the discharge liquid are mixed to some extent, The wall 30 does not have to have the function of complete separation.

【0117】発熱体2の面方向上方への投影空間(以下
吐出圧発生領域という。;図14中のAの領域とBの気
泡発生領域11)に位置する部分の分離壁30は、スリ
ット35によって、吐出口18側(液体の流れの下流
側)が自由端32で、共通液室(15、17)側に支点
33が位置する片持梁形状の可動部材31となってい
る。この可動部材31は、気泡発生領域11(B)に面
して配されているため、発泡液の発泡によって第1液流
路14側の吐出口18側に向けて開口するように動作す
る(図中矢印方向)。図15においても、発熱体2とし
ての発熱抵抗部と、この発熱抵抗部に電気信号を印加す
るための配線電極5とが配された素子基板1上に、第2
液流路を構成する空間を介して分離壁30が配置されて
いる。
The separation wall 30 located in the projection space above the heating element 2 in the plane direction (hereinafter referred to as a discharge pressure generation area; the area A in FIG. 14 and the bubble generation area 11 in B in FIG. Thereby, the discharge port 18 side (downstream side of the liquid flow) is a free end 32, and the cantilever-shaped movable member 31 in which the fulcrum 33 is located on the common liquid chamber (15, 17) side. Since the movable member 31 is disposed so as to face the bubble generation region 11 (B), the movable member 31 operates so as to open toward the discharge port 18 side of the first liquid flow path 14 due to the bubbling of the bubbling liquid ( Arrow direction in the figure). Also in FIG. 15, a second heating element is provided on the element substrate 1 on which a heating resistor as a heating element 2 and a wiring electrode 5 for applying an electric signal to the heating resistor are arranged.
The separation wall 30 is disposed via a space that forms a liquid flow path.

【0118】可動部材31の支点33、自由端32の配
置と、発熱体2との配置の関係については先の実施例と
同様にしている。さらに、可動部材31の幅方向の断面
形状についても、先の実施例と同様に、発熱体2に対向
する面からその反対側の面に向かって徐々に幅が狭くな
った形状となっており、可動部材31が変位した際の、
第1液流路14内の液体に対する抵抗が少なくなるよう
にしている。
The relationship between the arrangement of the fulcrum 33 and the free end 32 of the movable member 31 and the arrangement with the heating element 2 is the same as in the previous embodiment. Further, as in the previous embodiment, the cross-sectional shape of the movable member 31 in the width direction also has a shape in which the width gradually decreases from the surface facing the heating element 2 to the surface on the opposite side. When the movable member 31 is displaced,
The resistance to the liquid in the first liquid flow path 14 is reduced.

【0119】また、先の実施例で液供給路12と発熱体
2との構造の関係について説明したが、本実施例におい
ても第2液流路16と発熱体2との構造の関係を同じく
している。
Although the structure of the liquid supply passage 12 and the heating element 2 has been described in the previous embodiment, the structure of the second liquid flow path 16 and the heating element 2 is the same in the present embodiment. doing.

【0120】次に図16を用いて本実施例の液体吐出ヘ
ッドの動作を説明する。
Next, the operation of the liquid ejection head of this embodiment will be described with reference to FIG.

【0121】ヘッドを駆動させるにあたっては、第1液
流路14に供給される吐出液と第2液流路16に供給さ
れる発泡液として同じ水系のインクを用いて動作させ
た。発熱体2が発生した熱が、第2液流路16の気泡発
生領域内11の発泡液に作用することで、先の実施例で
説明したのと同様に発泡液に米国特許4,723,129号に記
載されているような膜沸騰現象に基づく気泡40を発生
させる。
In driving the head, the same aqueous ink was used as the discharge liquid supplied to the first liquid flow path 14 and the foaming liquid supplied to the second liquid flow path 16. The heat generated by the heating element 2 acts on the foaming liquid in the bubble generation region 11 of the second liquid flow path 16, so that the foaming liquid is described in US Pat. No. 4,723,129 as described in the previous embodiment. A bubble 40 is generated based on the film boiling phenomenon as described above.

【0122】本実施例においては、気泡発生領域11の
上流側を除く、3方からの発泡圧の逃げがないため、こ
の気泡発生にともなう圧力が吐出圧発生部に配された可
動部材31側に集中して伝搬し、気泡40の成長を伴っ
て可動部材31が図16(a)の状態から図16(b)
のように第1液流路14側に変位する。この可動部材3
1の動作によって第1液流路14と第2液流路16とが
大きく連通し、気泡40の発生に基づく圧力が第1液流
路14の吐出口側の方向(A方向)に主に伝わる。この
圧力の伝搬と、前述のような可動部材31の機械的変位
によって液体が吐出口から吐出される。
In this embodiment, there is no escape of the foaming pressure from the three sides except for the upstream side of the bubble generation area 11, so that the pressure accompanying the bubble generation is applied to the movable member 31 provided to the discharge pressure generating section. The movable member 31 moves from the state shown in FIG. 16A to the state shown in FIG.
Is displaced to the first liquid flow path 14 side. This movable member 3
By the operation 1, the first liquid flow path 14 and the second liquid flow path 16 are largely communicated with each other, and the pressure based on the generation of the bubbles 40 is mainly in the direction of the discharge port side of the first liquid flow path 14 (A direction). Convey. The liquid is discharged from the discharge port by the propagation of the pressure and the mechanical displacement of the movable member 31 as described above.

【0123】次に、気泡40が収縮するに伴って可動部
材31が図16(a)の位置まで戻ると共に、第1液流
路14では吐出された吐出液体の量に見合う量の吐出液
体が上流側から供給される。本実施例においても、この
吐出液体の供給は前述の実施例と同様に可動部材31が
閉じる方向であるため、吐出液体のリフィルを可動部材
31で妨げることがない。
Next, as the bubble 40 contracts, the movable member 31 returns to the position shown in FIG. 16A, and the first liquid flow path 14 discharges an amount of the discharged liquid corresponding to the amount of the discharged liquid. Supplied from upstream. Also in this embodiment, since the supply of the discharge liquid is in the direction in which the movable member 31 is closed, as in the above-described embodiment, the refill of the discharge liquid is not hindered by the movable member 31.

【0124】本実施例は、可動部材31が変位しやすい
こと、可動部材31の変位に伴う発泡圧力の伝搬、気泡
40の成長方向、バック波の防止等に関する主要部分の
作用や効果については先の実施例1等と同じであるが、
本実施例のような2流路構成をとることによって、さら
に次のような長所がある。
In this embodiment, the operation and effects of the main parts relating to the fact that the movable member 31 is easily displaced, the propagation of the foaming pressure accompanying the displacement of the movable member 31, the growth direction of the bubbles 40, the prevention of the back wave, etc. are described above. Is the same as Example 1 of
By adopting the two-channel configuration as in this embodiment, there are further advantages as follows.

【0125】すなわち、上述の実施例の構成によると、
吐出液と発泡液とを別液体とし、発泡液の発泡で生じた
圧力によって吐出液を吐出することができる。このため
従来、熱を加えても発泡が十分に行われにくく吐出力が
不十分であったポリエチレングリコール等の高粘度の液
体であっても、この液体を第1液流路14に供給し、発
泡液として発泡が良好に行われる液体(エタノール:水
=4:6の混合液1〜2cp程度等)や低沸点の液体を
第2液流路16に供給することで良好に吐出させること
ができる。
That is, according to the configuration of the above embodiment,
The discharge liquid and the foaming liquid are separated from each other, and the discharge liquid can be discharged by the pressure generated by the foaming of the foaming liquid. For this reason, conventionally, even if it is a high-viscosity liquid such as polyethylene glycol, which has not been sufficiently foamed even when heat is applied and the discharge force is insufficient, the liquid is supplied to the first liquid flow path 14, By supplying a liquid (for example, a mixed liquid of ethanol: water = 4: 6 of about 1 to 2 cp of about 4: 6) or a liquid having a low boiling point to the second liquid flow path 16 as the foaming liquid, the liquid can be discharged well. it can.

【0126】また、発泡液として、熱を受けても発熱体
2の表面にコゲ等の堆積物を生じない液体を選択するこ
とで、発泡を安定化し、良好な吐出を行うことができ
る。
Further, by selecting a liquid that does not generate deposits such as kogation on the surface of the heating element 2 even when it receives heat as the foaming liquid, foaming can be stabilized and good ejection can be performed.

【0127】さらに、本発明のヘッドの構造においては
先の実施例で説明したような効果をも生じるため、さら
に高吐出効率、高吐出力で高粘性液体等の液体を吐出す
ることができる。
Further, in the head structure of the present invention, since the effects described in the previous embodiment are also produced, it is possible to discharge a liquid such as a highly viscous liquid with a higher discharge efficiency and a higher discharge force.

【0128】また、加熱に弱い液体の場合においてもこ
の液体を第1液流路14に吐出液として供給し、第2液
流路16で熱的に変質しにくく良好に発泡を生じる液体
を供給すれば、加熱に弱い液体に熱的な害を与えること
なく、しかも上述のように高吐出効率、高吐出力で吐出
することができる。
Even in the case of a liquid weak to heating, this liquid is supplied to the first liquid flow path 14 as a discharge liquid, and a liquid that is hardly thermally degraded and generates foam in the second liquid flow path 16 is supplied. This makes it possible to discharge the liquid weak to heating without causing thermal harm, and with high discharge efficiency and high discharge force as described above.

【0129】(その他の実施例)以上、本発明の液体吐
出ヘッドや液体吐出方法の要部の実施例について説明を
行ったが、以下にこれらの実施例に好ましく適用できる
実施態様例について図面を用いて説明する。但し、以下
の説明においては前述の1流路形態の実施例と2流路形
態の実施例のいずれかを取り上げて説明する場合がある
が特に記載しない限り、両実施例に適用しうるものであ
る。
(Other Embodiments) The embodiments of the main parts of the liquid discharge head and the liquid discharge method according to the present invention have been described above. Hereinafter, examples of embodiments which can be preferably applied to these embodiments will be described with reference to the drawings. It will be described using FIG. However, in the following description, there is a case where either one of the above-described embodiment of the one-flow passage form and the embodiment of the two-flow passage form is described, but it is applicable to both embodiments unless otherwise specified. is there.

【0130】〈可動部材の幅方向の断面形状〉上述した
実施例では、可動部材の幅方向の断面形状として、図3
に示したような形状や図8に示したような形状を例に挙
げたが、その他にも種々の変形例が考えられる。それら
の例を図17に示す。
<The cross-sectional shape of the movable member in the width direction> In the above-described embodiment, the cross-sectional shape of the movable member in the width direction is shown in FIG.
The shape shown in FIG. 8 and the shape shown in FIG. 8 have been taken as examples, but various other modifications are also conceivable. Those examples are shown in FIG.

【0131】図17(a)〜(d)に示した可動部材3
1は、それぞれ図3に示した可動部材31の変形例であ
り、発熱体と対向する面を平面として、それと反対側の
面の形状を変えたものである。図17(e)〜(h)に
示した可動部材31は、それぞれ図17(a)〜(d)
に示した可動部材31の発熱体と対向する面の形状が、
発熱体と反対側の面の形状と同じであり、幅方向の両端
部が中央部よりも発熱体側に突出した形状となってい
る。これにより、図8に示した可動部材31と同様の効
果を得ている。図17(i)に示した可動部材31は、
図17(a)に示した可動部材31の幅方向の両端部に
さらに立面部を設けたもので、これも図8に示した可動
部材31の変形例である。
The movable member 3 shown in FIGS.
Numerals 1 are modifications of the movable member 31 shown in FIG. 3, respectively, in which the surface facing the heating element is a flat surface and the shape of the surface on the opposite side is changed. The movable members 31 shown in FIGS. 17 (e) to (h) correspond to FIGS. 17 (a) to (d), respectively.
The shape of the surface of the movable member 31 facing the heating element shown in FIG.
It has the same shape as the surface on the side opposite to the heating element, and has both ends in the width direction projecting toward the heating element side from the center. Thereby, the same effect as that of the movable member 31 shown in FIG. 8 is obtained. The movable member 31 shown in FIG.
This is a modification of the movable member 31 shown in FIG. 8 in which upright portions are further provided at both ends in the width direction of the movable member 31 shown in FIG.

【0132】<液流路の天井形状>図18は本発明の液
体吐出ヘッドの流路方向断面図であるが、第1液流路1
4(若しくは図1における液流路10)を構成するため
の溝が設けられた溝付き部材50が分離壁30上に設け
られている。本実施例においては可動部材31の自由端
32位置近傍の流路天井の高さが高くなっており、可動
部材31の動作角度θをより大きく取れるようにしてい
る。この可動部材31の動作範囲は、液流路の構造、可
動部材31の耐久性や発泡力等を考慮して決定すればよ
いが、吐出口18の軸方向の角度を含む角度まで動作す
ることが望ましいと考えられる。なお、図9に示したよ
うに、支点33から自由端32に向かって可動部材31
の厚みを徐々に薄くすることで、可動部材31の動作角
度θをより大きくすることができる。
<Ceiling Shape of Liquid Flow Path> FIG. 18 is a cross-sectional view in the flow direction of the liquid discharge head of the present invention.
A grooved member 50 provided with a groove for constituting 4 (or the liquid flow path 10 in FIG. 1) is provided on the separation wall 30. In the present embodiment, the height of the flow path ceiling near the position of the free end 32 of the movable member 31 is increased, so that the operation angle θ of the movable member 31 can be made larger. The operating range of the movable member 31 may be determined in consideration of the structure of the liquid flow path, the durability of the movable member 31, the bubbling force, and the like. Is considered desirable. As shown in FIG. 9, the movable member 31 moves from the fulcrum 33 toward the free end 32.
By gradually reducing the thickness of the movable member 31, the operation angle θ of the movable member 31 can be further increased.

【0133】また、この図で示されるように吐出口18
の直径より可動部材31の自由端32の変位高さを高く
することで、より十分な吐出力の伝達が成される。ま
た、この図で示されるように、可動部材31の自由端3
2位置の液流路天井の高さより可動部材31の支点33
位置の液流路天井の高さの方が低くなっているため、可
動部材31の変位による上流側への圧力波の逃げがさら
に有効に防止できる。
Further, as shown in FIG.
By making the displacement height of the free end 32 of the movable member 31 higher than the diameter of the movable member 31, a more sufficient discharge force can be transmitted. Also, as shown in this figure, the free end 3 of the movable member 31
The fulcrum 33 of the movable member 31 from the height of the liquid flow path ceiling at two positions
Since the height of the liquid flow path ceiling at the position is smaller, the escape of the pressure wave to the upstream side due to the displacement of the movable member 31 can be more effectively prevented.

【0134】<第2液流路と可動部材との配置関係>図
19は、上述の可動部材31と第2液流路16との配置
関係を説明するための図であり、同図(a)は分離壁3
0、可動部材31近傍を上方から見た図であり、同図
(b)は、分離壁30を外した第2液流路16を上方か
ら見た図である。そして、同図(c)は、可動部材6と
第2液流路16との配置関係を、これらの各要素を重ね
ることで模式的に示した図である。なお、いずれの図も
図面下方が吐出口が配されている前面側である。
<Arrangement Relationship Between Second Liquid Flow Path and Movable Member> FIG. 19 is a view for explaining the arrangement relation between the movable member 31 and the second liquid flow path 16 described above. ) Is the separation wall 3
FIG. 2B is a view of the vicinity of the movable member 31 as viewed from above, and FIG. 3B is a view of the second liquid flow path 16 from which the separation wall 30 has been removed, as viewed from above. FIG. 3C is a diagram schematically showing the arrangement relationship between the movable member 6 and the second liquid flow path 16 by overlapping these elements. In each of the figures, the lower part of the drawing is the front side where the discharge ports are arranged.

【0135】本実施例の第2液流路16は発熱体2の上
流側(ここでの上流側とは第2共通液室側から発熱体位
置、可動部材、第1流路を経て吐出口に向う大きな流れ
の中の上流側のことである。)に狭窄部19を持ってお
り、発泡時の圧力が第2液流路16の上流側に容易に逃
げることを抑制するような室(発泡室)構造となってい
る。
In the present embodiment, the second liquid flow path 16 is located on the upstream side of the heating element 2 (the upstream side is the discharge port through the position of the heating element, the movable member, and the first flow path from the second common liquid chamber side). A chamber having a constricted portion 19 at the upstream side in a large flow toward the second liquid flow path 16 to prevent the pressure at the time of foaming from easily escaping to the upstream side of the second liquid flow path 16. (Foaming chamber) structure.

【0136】従来のヘッドのように、発泡する流路と液
体を吐出するための流路とが同じで、発熱体より液室側
に発生した圧力が共通液室側に逃げないように狭窄部を
設けるヘッドの場合には、液体のリフィルを充分考慮し
て、狭窄部における流路断面積があまり小さくならない
構成を採る必要があった。
As in the conventional head, the flow path for bubbling and the flow path for discharging the liquid are the same, and a constricted portion is formed so that the pressure generated on the liquid chamber side from the heating element does not escape to the common liquid chamber side. In the case of the head provided with the above, it is necessary to adopt a configuration in which the cross-sectional area of the flow path in the constricted portion does not become so small in consideration of liquid refilling.

【0137】しかし、本実施例の場合、吐出される液体
の多くを第1液流路内の吐出液とすることができ、発熱
体2が設けられた第2液流路16内の発泡液はあまり消
費されないようにできるため、第2液流路16の気泡発
生領域への発泡液の充填量は少なくて良い。従って、上
述の狭窄部19における間隔を数μm〜十数μmと非常
に狭くできるため、第2液流路16で発生した発泡時の
圧力をあまり周囲に逃がすことをさらに抑制でき、集中
して可動部材31側に向けることができる。そしてこの
圧力を可動部材31を介して吐出力として利用すること
ができるため、より高い吐出効率、吐出力を達成するこ
とができる。ただ、第2液流路16の形状は上述の構造
に限られるものではなく、気泡発生に伴う圧力が効果的
に可動部材31側に伝えられる形状であれば良い。
However, in the case of the present embodiment, most of the liquid to be discharged can be used as the discharge liquid in the first liquid flow path, and the foaming liquid in the second liquid flow path 16 provided with the heating element 2 is provided. The amount of foaming liquid in the bubble generation region of the second liquid flow path 16 may be small because the amount of foaming liquid can be reduced. Therefore, since the interval in the constricted portion 19 can be made extremely small as several μm to several tens of μm, it is possible to further suppress the pressure at the time of foaming generated in the second liquid flow path 16 from escaping to the surroundings, and to concentrate. It can be directed to the movable member 31 side. Since this pressure can be used as the discharge force via the movable member 31, higher discharge efficiency and discharge force can be achieved. However, the shape of the second liquid flow path 16 is not limited to the above-described structure, and may be any shape as long as the pressure accompanying the generation of bubbles can be effectively transmitted to the movable member 31 side.

【0138】なお、可動部材31の発熱体2との対向面
は実質的に平面であり、さらに、図19(C)で示され
るように、可動部材31の側方は第2液流路16を構成
する壁の一部を覆っている。このことで、可動部材31
の第2液流路16への落ち込みが防止できる。これによ
って、前述した吐出液と発泡液との分離性をさらに高め
ることができる。また、気泡のスリット35からの逃げ
の抑制ができるため、さらに吐出圧や吐出効率を高める
ことができる。さらに、前述の消泡時の圧力による上流
側からのリフィルの効果を高めることができる。
The surface of the movable member 31 facing the heating element 2 is substantially flat. Further, as shown in FIG. 19C, the side of the movable member 31 is Which covers a part of the wall. As a result, the movable member 31
In the second liquid flow path 16 can be prevented. This can further enhance the separability between the ejection liquid and the foaming liquid described above. In addition, since the escape of bubbles from the slit 35 can be suppressed, the discharge pressure and the discharge efficiency can be further increased. Further, the effect of refilling from the upstream side by the pressure at the time of defoaming can be enhanced.

【0139】なお、図16(b)や図18においては、
可動部材31の第1液流路14側への変位に伴って、第
2液流路16の気泡発生領域11で発生した気泡40の
一部が第1液流路14側に延在しているが、この様に気
泡40が延在するような第2液流路16の高さにするこ
とで、気泡40が延在しない場合に比べ更に吐出力を向
上させることができる。この様に気泡40が第1液流路
14に延在するようにするためには、第2液流路16の
高さを最大気泡の高さより低くすることが望ましく、こ
の高さを数μm〜30μmとすることが望ましい。な
お、本実施例においてはこの高さを15μmとした。
It should be noted that in FIGS. 16B and 18,
With the displacement of the movable member 31 toward the first liquid flow path 14, a part of the bubbles 40 generated in the bubble generation region 11 of the second liquid flow path 16 extends toward the first liquid flow path 14. However, by setting the height of the second liquid flow path 16 such that the bubble 40 extends, the ejection force can be further improved as compared with the case where the bubble 40 does not extend. In order for the bubbles 40 to extend to the first liquid flow path 14 in this manner, it is desirable that the height of the second liquid flow path 16 be lower than the height of the maximum bubble, and this height is set to several μm. It is desirable to set it to 30 μm. In this embodiment, the height is set to 15 μm.

【0140】<可動部材および分離壁>図20は可動部
材31の他の平面形状を示すもので、35は、分離壁に
設けられたスリットであり、このスリット35によって
可動部材31が形成されている。同図(a)は長方形の
形状であり、(b)は支点側が細くなっている形状で可
動部材の動作が容易な形状であり、同図(c)は支点側
が広くなっており、可動部材31の耐久性が向上する形
状である。動作の容易性と耐久性が良好な形状として、
図19(a)で示したように、支点側の幅が円弧状に狭
くなっている形態が望ましいが、可動部材31の形状は
第2液流路16側に入り込むことがなく、容易に動作可
能な形状で、耐久性に優れた形状であればよい。
<Movable Member and Separation Wall> FIG. 20 shows another planar shape of the movable member 31. Reference numeral 35 denotes a slit provided in the separation wall, and the movable member 31 is formed by the slit 35. I have. (A) is a rectangular shape, (b) is a shape where the fulcrum side is narrower and the movable member is easy to operate, and (c) is a shape where the fulcrum side is wider and the movable member is wider. 31 is a shape that improves the durability. As a shape with good operability and durability,
As shown in FIG. 19A, it is desirable that the width on the fulcrum side be narrowed in an arc shape. However, the shape of the movable member 31 does not enter the second liquid flow path 16 side and can be easily operated. Any shape may be used as long as the shape has excellent durability.

【0141】先の実施例においては、板状の可動部材3
1及びこの可動部材31を有する分離壁は厚さ5μmの
ニッケルで構成したが、これに限られることなく、可動
部材31、分離壁を構成する材質としては発泡液と吐出
液に対して耐溶剤性があり、可動部材31として良好に
動作するための弾性を有し、スリットの形成や厚み方向
の形状の制御が行えるものであればよい。
In the above embodiment, the plate-shaped movable member 3
1 and the separation wall having the movable member 31 were made of nickel having a thickness of 5 μm. However, the material of the movable member 31 and the separation wall is not resistant to the foaming liquid and the discharge liquid. Any material may be used as long as the movable member 31 has elasticity so that it can operate favorably, and can form slits and control its shape in the thickness direction.

【0142】可動部材31の材料としては、耐久性の高
い、銀、ニッケル、金、鉄、チタン、アルミニュウム、
白金、タンタル、ステンレス、りん青銅等の金属、およ
びその合金、または、アクリロニトリル、ブタジエン、
スチレン等のニトリル基を有する樹脂、ポリアミド等の
アミド基を有する樹脂、ポリカーボネイト等のカルボキ
シル基を有する樹脂、ポリアセタール等のアルデヒド基
を持つ樹脂、ポリサルフォン等のスルホン基を持つ樹
脂、そのほか液晶ポリマー等の樹脂およびその化合物、
耐インク性の高い、金、タングステン、タンタル、ニッ
ケル、ステンレス、チタン等の金属、これらの合金およ
び耐インク性に関してはこれらを表面にコーティングし
たもの若しくは、ポリアミド等のアミド基を有する樹
脂、ポリアセタール等のアルデヒド基を持つ樹脂、ポリ
エーテルエーテルケトン等のケトン基を有する樹脂、ポ
リイミド等のイミド基を有する樹脂、フェノール樹脂等
の水酸基を有する樹脂、ポリエチレン等のエチル基を有
する樹脂、ポリプロピレン等のアルキル基を持つ樹脂、
エポキシ樹脂等のエポキシ基を持つ樹脂、メラミン樹脂
等のアミノ基を持つ樹脂、キシレン樹脂等のメチロール
基を持つ樹脂およびその化合物、さらに二酸化珪素等の
セラミックおよびその化合物が望ましい。
As the material of the movable member 31, silver, nickel, gold, iron, titanium, aluminum,
Metals such as platinum, tantalum, stainless steel, phosphor bronze, and alloys thereof, or acrylonitrile, butadiene,
Resin having a nitrile group such as styrene, resin having an amide group such as polyamide, resin having a carboxyl group such as polycarbonate, resin having an aldehyde group such as polyacetal, resin having a sulfone group such as polysulfone, and other liquid crystal polymers. Resins and their compounds,
Metals such as gold, tungsten, tantalum, nickel, stainless steel, titanium, etc., which have high ink resistance, alloys of these, and those with ink resistance coated on the surface, resins having amide groups such as polyamide, polyacetal, etc. Resin having an aldehyde group, resin having a ketone group such as polyetheretherketone, resin having an imide group such as polyimide, resin having a hydroxyl group such as a phenol resin, resin having an ethyl group such as polyethylene, and alkyl such as polypropylene. Resin with groups,
A resin having an epoxy group such as an epoxy resin, a resin having an amino group such as a melamine resin, a resin having a methylol group such as a xylene resin and a compound thereof, and a ceramic such as silicon dioxide and a compound thereof are desirable.

【0143】分離壁30の材質としては、ポリエチレ
ン、ポリプロピレン、ポリアミド、ポリエチレンテレフ
タレート、メラミン樹脂、フェノール樹脂、エポキシ樹
脂、ポリブタジエン、ポリウレタン、ポリエーテルエー
テルケトン、ポリエーテルサルフォン、ポリアリレー
ト、ポリイミド、ポリサルフォン、液晶ポリマー(LC
P)等の近年のエンジニアリングプラスチックに代表さ
れる耐熱性、耐溶剤性、成型性の良好な樹脂、およびそ
の化合物、もしくは、二酸化珪素、チッ化珪素、ニッケ
ル、金、ステンレス等の金属、合金およびその化合物、
もしくは表面にチタンや金をコーティングしたものが望
ましい。
Examples of the material of the separation wall 30 include polyethylene, polypropylene, polyamide, polyethylene terephthalate, melamine resin, phenol resin, epoxy resin, polybutadiene, polyurethane, polyetheretherketone, polyethersulfone, polyarylate, polyimide, polysulfone, Liquid crystal polymer (LC
P) and other resins having good heat resistance, solvent resistance, and moldability represented by engineering plastics in recent years, and compounds thereof, or metals, alloys such as silicon dioxide, silicon nitride, nickel, gold, and stainless steel; The compound,
Alternatively, those coated with titanium or gold on the surface are desirable.

【0144】また、分離壁30の厚さは、分離壁30と
しての強度を達成でき、可動部材31として良好に動作
するという観点からその材質と形状等を考慮して決定す
ればよいが、0.5μm〜10μm程度が望ましい。
The thickness of the separation wall 30 may be determined in consideration of the material and shape of the separation wall 30 from the viewpoint that the strength of the separation wall 30 can be achieved and the movable member 31 operates well. It is preferably about 0.5 μm to 10 μm.

【0145】なお、可動部材31を形成するためのスリ
ット35の幅は本実施例では2μmとしたが、発泡液と
吐出液とが異なる液体であり、両液体の混液を防止した
い場合は、スリット幅を両者の液体間でメニスカスを形
成する程度の間隔とし、夫々の液体同士の流通を抑制す
ればよい。例えば、発泡液として2cp(センチポア
ズ)程度の液体を用い、吐出液として100cp以上の
液体を用いた場合には、5μm程度のスリットでも混液
を防止することができるが、3μm以下にすることが望
ましい。
The width of the slit 35 for forming the movable member 31 is 2 μm in the present embodiment. However, if the foaming liquid and the discharge liquid are different liquids and it is desired to prevent the mixture of the two liquids, the slit is used. The width may be set so as to form a meniscus between the two liquids, and the flow of each liquid may be suppressed. For example, when a liquid of about 2 cp (centipoise) is used as the foaming liquid and a liquid of 100 cp or more is used as the ejection liquid, the liquid mixture can be prevented even with a slit of about 5 μm, but it is preferably 3 μm or less. .

【0146】本発明における可動部材としてはμmオー
ダーの厚さ(tμm)を対象としており、cmオーダー
の厚さの可動部材は意図していない。μmオーダーの厚
さの可動部材にとって、μmオーダーのスリット幅(W
μm)を対象とする場合、製造のバラツキをある程度考
慮することが望ましい。
The movable member in the present invention has a thickness of the order of μm (t μm), and a movable member having a thickness of the order of cm is not intended. For a movable member having a thickness on the order of μm, a slit width (W
μm), it is desirable to consider the manufacturing variation to some extent.

【0147】本発明の「実質的な密閉状態」を与えるス
リットとしては、このような数μmオーダであればより
確実である。
The slit which gives the “substantially sealed state” of the present invention is more reliable if it is on the order of several μm.

【0148】上述のように、発泡液と吐出液とに機能分
離させた場合、可動部材がこれらの実質的な仕切部材と
なる。この可動部材が気泡の生成に伴って移動する際に
吐出液に対して発泡液がわずかに混入することが見られ
る。画像を形成する吐出液は、インクジェット記録の場
合、色材濃度を3%乃至5%程度有するものが一般的で
あることを考慮すると、この発泡液が吐出液滴に対して
20%以下の範囲で含まれても大きな濃度変化をもたら
さない。従って、このような混液としては、吐出液滴に
対して20%以下となるような発泡液と吐出液との混合
を本発明に含むものとする。
As described above, when the functions are separated into the foaming liquid and the discharge liquid, the movable member becomes a substantial partitioning member. It can be seen that the foaming liquid mixes slightly with the discharge liquid when the movable member moves with the generation of bubbles. In consideration of the fact that an ejection liquid for forming an image generally has a colorant density of about 3% to 5% in the case of ink jet recording, this foaming liquid is in a range of 20% or less with respect to the ejection droplet. Does not cause a large change in concentration. Therefore, the present invention includes such a mixed liquid as a mixture of a foaming liquid and an ejected liquid such that the amount thereof is 20% or less of the ejected liquid droplets.

【0149】尚、上記構成例の実施では、粘性を変化さ
せても上限で15%の発泡液の混合であり、5cp以下
の発泡液では、この混合比率は、駆動周波数にもよる
が、10%程度を上限とするものであった。
In the implementation of the above configuration example, even if the viscosity is changed, the mixing of the foaming liquid at the upper limit is 15%. With the foaming liquid of 5 cp or less, the mixing ratio depends on the driving frequency, but it is 10%. % As the upper limit.

【0150】特に、吐出液の粘度を20cp以下にすれ
ばする程、この混液は低減(例えば5%以下)できる。
In particular, as the viscosity of the discharged liquid is set to 20 cp or less, the mixed liquid can be reduced (for example, 5% or less).

【0151】次に、このヘッドにおける発熱体と可動部
材の配置関係について、図を用いて説明する。ただし、
可動部材と発熱体の形状および寸法,数は、以下に限定
されるものではない。発熱体と可動部材の最適な配置に
よって、発熱体による発泡時の圧力を吐出圧として有効
に利用することが可能となる。
Next, the positional relationship between the heating element and the movable member in the head will be described with reference to the drawings. However,
The shapes, dimensions, and numbers of the movable member and the heating element are not limited to the following. By the optimal arrangement of the heating element and the movable member, the pressure at the time of foaming by the heating element can be effectively used as the discharge pressure.

【0152】熱等のエネルギーをインクに与えること
で、インクに急峻な体積変化(気泡の発生)を伴う状態
変化を生じさせ、この状態変化に基づく作用力によって
吐出口からインクを吐出し、これを被記録媒体上に付着
させて画像形成を行うインクジェット記録方法、いわゆ
るバブルジェット記録方法の従来技術においては、図2
1に示すように、発熱体面積とインク吐出量は比例関係
にあるが、インク吐出に寄与しない非発泡有効領域Sが
存在していることがわかる。また、発熱体上のコゲの様
子から、この非発泡有効領域Sが発熱体の周囲に存在し
ていることがわかる。これらの結果から、発熱体周囲の
約4μm幅は、発泡に関与されていないとされている。
By applying energy such as heat to the ink, a state change accompanied by a steep volume change (generation of air bubbles) is caused in the ink, and the ink is ejected from the ejection port by an action force based on the state change. In the related art of an ink jet recording method for forming an image by attaching an image onto a recording medium, that is, a so-called bubble jet recording method, FIG.
As shown in FIG. 1, although the heating element area and the ink ejection amount are in a proportional relationship, it can be seen that there is a non-foaming effective region S that does not contribute to ink ejection. In addition, from the appearance of the kogation on the heating element, it can be seen that the non-foaming effective area S exists around the heating element. From these results, it is considered that the width of about 4 μm around the heating element is not involved in foaming.

【0153】したがって、発泡圧を有効利用するために
は、発熱体の周囲から約4μm以上内側の発泡有効領域
の直上が可動部材の可動領域で覆われるように、可動部
材を配置するのが効果的であると、言える。本実施例に
おいては、発泡有効領域を発熱体周囲から約4μm以上
内側としたが、発熱体の種類や形成方法によっては、こ
れに限定されるものではない。
Therefore, in order to effectively utilize the foaming pressure, it is effective to dispose the movable member such that the movable area of the movable member covers the area just above the effective foaming area at least about 4 μm from the periphery of the heating element. It can be said that it is a target. In the present embodiment, the effective foaming area is set at about 4 μm or more inside the periphery of the heating element. However, the present invention is not limited to this, depending on the type and forming method of the heating element.

【0154】図22に、58×150μmの発熱体2に
可動領域の総面積が異なる可動部材31a((a)
図)、可動部材31b((b)図)を配置したときの上
部から見た模式図を示す。
FIG. 22 shows a movable member 31a ((a)) having a movable area having a different total area on a heating element 2 of 58 × 150 μm.
FIG. 2 is a schematic diagram viewed from above when the movable member 31b (FIG. 2B) is arranged.

【0155】可動部材31aの寸法は、53×145μ
mで、発熱体2の面積よりも小さいが、発熱体2の発泡
有効領域と同じ程度の寸法であり、該発泡有効領域を覆
うように、配置されている。一方、可動部材31bの寸
法は、53×220μmで発熱体2の面積よりも大きく
(幅寸法を同じにした場合、支点33〜可動先端間の寸
法が発熱体2の長さよりも長い)、可動部材31aと同
じように発泡有効領域を覆うように配置されている。上
記2種の可動部材31a,31bに対し、それらの耐久
性と吐出効率について測定を行った。測定条件は以下の
通りである。
The dimension of the movable member 31a is 53 × 145 μm.
m, which is smaller than the area of the heating element 2, but approximately the same as the effective foaming area of the heating element 2, and is arranged so as to cover the effective foaming area. On the other hand, the size of the movable member 31b is 53 × 220 μm, which is larger than the area of the heating element 2 (when the width is the same, the dimension between the fulcrum 33 and the movable tip is longer than the length of the heating element 2). It is arranged so as to cover the effective foaming area in the same manner as the member 31a. The durability and discharge efficiency of the two types of movable members 31a and 31b were measured. The measurement conditions are as follows.

【0156】 発泡液 : エタノール40%水溶液 吐出用インク: 染料インク 電圧 : 20.2V 周波数 : 3kHz この測定条件で実験を行った結果、可動部材の耐久性に
関しては、(a)可動部材31aの方は、1×107
ルス印加したところで可動部材31aの支点部分に損傷
が見られた。(b)可動部材31bの方は、3×108
パルス印加しても、損傷は見られなかった。また、投入
エネルギーに対する吐出量と吐出速度からもとまる運動
エネルギーも約1.5〜2.5倍程度向上することが確
認された。
Foaming liquid: 40% ethanol aqueous solution Ejection ink: Dye ink Voltage: 20.2 V Frequency: 3 kHz As a result of conducting an experiment under these measurement conditions, regarding the durability of the movable member, (a) the movable member 31a In the case of 1 × 10 7 pulses, the fulcrum of the movable member 31a was damaged when 1 × 10 7 pulses were applied. (B) The movable member 31b is 3 × 10 8
No damage was seen when the pulse was applied. It was also confirmed that the kinetic energy based on the discharge amount and the discharge speed with respect to the input energy was improved by about 1.5 to 2.5 times.

【0157】以上の結果から、耐久性、吐出効率の両面
からみても、発泡有効領域の真上を覆うように可動部材
を設け、該可動部材の面積が発熱体の面積よりも大きい
方が、優れていることがわかる。
From the above results, from the viewpoint of both durability and discharge efficiency, it is preferable that the movable member is provided so as to cover directly above the effective foaming area, and that the area of the movable member is larger than the area of the heating element. It turns out that it is excellent.

【0158】図23に発熱体のエッジから可動部材の支
点までの距離と、可動部材の変位量の関係を示す。ま
た、図24に、発熱体2と可動部材31との位置関係を
側面方向から見た断面構成図を示す。発熱体2は40×
105μmのものを用いた。発熱体2のエッジから可動
部材31の支点33までの距離lが大きい程、変位量が
大きいことがわかる。したがって、要求されるインクの
吐出量や吐出液の流路構造および発熱体形状などによっ
て、最適変位量を求め、可動部材31の支点33の位置
を決めることが望ましい。
FIG. 23 shows the relationship between the distance from the edge of the heating element to the fulcrum of the movable member and the displacement of the movable member. FIG. 24 is a sectional view showing the positional relationship between the heating element 2 and the movable member 31 as viewed from the side. Heating element 2 is 40 ×
The one having a size of 105 μm was used. It can be seen that the greater the distance l from the edge of the heating element 2 to the fulcrum 33 of the movable member 31, the greater the displacement. Therefore, it is desirable to determine the optimal displacement amount and determine the position of the fulcrum 33 of the movable member 31 based on the required ink ejection amount, the ejection liquid flow path structure, and the shape of the heating element.

【0159】また、可動部材31の支点33が発熱体2
の発泡有効領域直上に位置する場合は、可動部材31の
変位による応力に加え、発泡圧力が直接支点33に加わ
るため可動部材31の耐久性が低下してしまう。本発明
者の実験によると、発泡有効領域の真上に支点33を設
けたものでは、1×106パルス程度で、可動壁に損傷
が生じており、耐久性が低下してしまうことが分かって
いる。したがって、可動部材31の支点33は、発熱体
2の発泡有効領域直上外に配置することで耐久性がそれ
程高くない形状や材質の可動部材31であっても実用可
能性が高くなる。ただし、前記発泡有効領域直上に支点
33がある場合でも形状や材質を選択すれば、良好に用
いることができる。かかる構成において、高吐出効率お
よび耐久性に優れた液体吐出ヘッドが得られる。
The fulcrum 33 of the movable member 31 is
In the case where the movable member 31 is located immediately above the effective foaming area, the foaming pressure is directly applied to the fulcrum 33 in addition to the stress caused by the displacement of the movable member 31, so that the durability of the movable member 31 is reduced. According to the experiment of the present inventor, in the case where the fulcrum 33 is provided just above the effective foaming area, the movable wall is damaged by about 1 × 10 6 pulses, and the durability is reduced. ing. Therefore, by arranging the fulcrum 33 of the movable member 31 just above the effective foaming area of the heating element 2, the practicability increases even if the movable member 31 has a shape or material whose durability is not so high. However, even when the fulcrum 33 is located immediately above the effective foaming area, it can be used favorably by selecting its shape and material. With this configuration, a liquid ejection head having high ejection efficiency and excellent durability can be obtained.

【0160】<素子基板>以下に液体に熱を与えるため
の発熱体が設けられた素子基板の構成について説明す
る。
<Element Substrate> The configuration of an element substrate provided with a heating element for applying heat to a liquid will be described below.

【0161】図25は本発明の液体吐出ヘッドの縦断面
図を示したもので、図25(a)は後述する保護膜(耐
キャビテーション層)があるヘッド、同図(b)は保護
膜がないものである。
FIG. 25 is a longitudinal sectional view of the liquid discharge head of the present invention. FIG. 25A shows a head having a protective film (anti-cavitation layer) described later, and FIG. Not something.

【0162】素子基板1上に第2液流路16、分離壁3
0、第1液流路14、第1液流路14を構成する溝を設
けた溝付き部材50が配されている。
On the element substrate 1, the second liquid flow path 16, the separation wall 3
0, a first liquid flow path 14, and a grooved member 50 provided with grooves forming the first liquid flow path 14.

【0163】素子基板1には、シリコン等の基体107
に絶縁および蓄熱を目的としたシリコン酸化膜またはチ
ッ化シリコン膜106を成膜し、その上に発熱体2を構
成するハフニュウムボライド(HfB2)、チッ化タン
タル(TaN)、タンタルアルミ(TaAl)等の電気
抵抗層105(0.01〜0.2μm厚)とアルミニュ
ウム等の配線電極(0.2〜1.0μm厚)を図15の
ようにパターニングしている。この2つの配線電極10
4から電気抵抗層105に電圧を印加し、電気抵抗層1
05に電流を流し発熱させる。配線電極104間の電気
抵抗層105上には、酸化シリコンやチッ化シリコン等
の保護層103を0.1〜2.0μm厚で形成し、さら
にそのうえにタンタル等の耐キャビテーション層102
(0.1〜0.6μm厚)が成膜されており、インク等
の各種の液体から電気抵抗層105を保護している。
The element substrate 1 has a base 107 made of silicon or the like.
A silicon oxide film or a silicon nitride film 106 for the purpose of insulation and heat storage is formed thereon, and hafnium boride (HfB 2 ), tantalum nitride (TaN), tantalum aluminum ( An electric resistance layer 105 (having a thickness of 0.01 to 0.2 μm) such as TaAl) and a wiring electrode (having a thickness of 0.2 to 1.0 μm) such as aluminum are patterned as shown in FIG. These two wiring electrodes 10
4 applies a voltage to the electric resistance layer 105,
A current is passed through 05 to generate heat. On the electric resistance layer 105 between the wiring electrodes 104, a protective layer 103 such as silicon oxide or silicon nitride is formed in a thickness of 0.1 to 2.0 μm, and further thereon, a cavitation resistant layer 102 such as tantalum is formed.
(0.1 to 0.6 μm thick) is formed to protect the electric resistance layer 105 from various liquids such as ink.

【0164】特に、気泡の発生、消泡の際に発生する圧
力や衝撃波は非常に強く、堅くてもろい酸化膜の耐久性
を著しく低下させるため、金属材料のタンタル(Ta)
等が耐キャビテーション層102として用いられる。
In particular, the pressure and shock waves generated when bubbles are generated and defoamed are extremely strong, and the durability of a hard and brittle oxide film is significantly reduced.
Are used as the anti-cavitation layer 102.

【0165】また、液体、液流路構成、抵抗材料の組み
合わせにより上述の耐キャビテーション層102を必要
としない構成でもよく、その例を図25(b)に示す。
このような耐キャビテーション層を必要としない電気抵
抗層105の材料としてはイリジュウム−タンタル−ア
ルミ合金等が挙げられる。
A structure that does not require the above-described anti-cavitation layer 102 may be used depending on a combination of a liquid, a liquid flow path structure, and a resistance material. An example is shown in FIG.
Examples of the material of the electric resistance layer 105 that does not require such a cavitation-resistant layer include an iridium-tantalum-aluminum alloy.

【0166】このように、前述の各実施例における発熱
体2の構成としては、前述の配線電極104間の電気抵
抗層(発熱部)105だけででもよく、また電気抵抗層
105を保護する保護層103を含むものでもよい。
As described above, the configuration of the heating element 2 in each of the above-described embodiments may include only the electric resistance layer (heating section) 105 between the wiring electrodes 104 described above, or may be a protection for protecting the electric resistance layer 105. It may include the layer 103.

【0167】本実施例においては、発熱体2として電気
信号に応じて発熱する電気抵抗層105で構成された発
熱部を有するものを用いたが、これに限られることな
く、吐出液を吐出させるのに十分な気泡を発泡液に生じ
させるものであればよい。例えば、発熱部としてレーザ
等の光を受けることで発熱するような光熱変換体や高周
波を受けることで発熱するような発熱部を有する発熱体
でもよい。
In the present embodiment, the heating element 2 having a heating portion composed of the electric resistance layer 105 that generates heat in response to an electric signal is used. However, the present invention is not limited to this. What is necessary is just to generate enough bubbles in the foaming liquid. For example, a light-to-heat converter that generates heat by receiving light from a laser or the like, or a heat generator that has a heat generating unit that generates heat by receiving a high frequency may be used as the heat generating unit.

【0168】なお、前述の素子基板1には、前述の発熱
部を構成する電気抵抗層105とこの電気抵抗層105
に電気信号を供給するための配線電極104で構成され
る電気熱変換体の他に、この電気熱変換素子を選択的に
駆動するためのトランジスタ、ダイオード、ラッチ、シ
フトレジスタ等の機能素子が一体的に半導体製造工程に
よって作り込まれていてもよい。
The above-mentioned element substrate 1 is provided with an electric resistance layer 105 constituting the above-mentioned heat generating portion and this electric resistance layer 105.
In addition to an electrothermal transducer composed of wiring electrodes 104 for supplying an electric signal to the device, functional elements such as a transistor, a diode, a latch, and a shift register for selectively driving the electrothermal transducer are integrated. It may be produced by a semiconductor manufacturing process.

【0169】また、前述のような素子基板1に設けられ
ている電気熱変換体の発熱部を駆動し、液体を吐出する
ためには、前述の電気抵抗層105に配線電極104を
介して図26で示されるような矩形パルスを印加し、配
線電極104間の電気抵抗層105を急峻に発熱させ
る。前述の各実施例のヘッドにおいては、それぞれ電圧
24V、パルス幅7μsec、電流150mA、電気信
号を6kHzで加えることで発熱体を駆動させ、前述の
ような動作によって、吐出口18から液体であるインク
を吐出させた。しかしながら、駆動信号の条件はこれに
限られることなく、発泡液を適正に発泡させることがで
きる駆動信号であればよい。
In order to drive the heat generating portion of the electrothermal transducer provided on the element substrate 1 and discharge the liquid, the electric resistance layer 105 is connected to the electric resistance layer 105 via the wiring electrode 104 as shown in FIG. By applying a rectangular pulse as indicated by 26, the electric resistance layer 105 between the wiring electrodes 104 is heated rapidly. In the head of each of the above-described embodiments, the heating element is driven by applying a voltage of 24 V, a pulse width of 7 μsec, a current of 150 mA, and an electric signal at 6 kHz. Was discharged. However, the condition of the drive signal is not limited to this, and any drive signal can be used as long as it can appropriately foam the foaming liquid.

【0170】<2流路構成のヘッド構造>以下に、第
1、第2の共通液室に異なる液体を良好に分離して導入
でき部品点数の削減を図れ、コストダウンを可能とする
液体吐出ヘッドの構造例について説明する。
<Head Structure with Two Flow Paths> The liquid discharge that can satisfactorily separate and introduce different liquids into the first and second common liquid chambers, can reduce the number of parts, and can reduce the cost. An example of the structure of the head will be described.

【0171】図27は、このような液体吐出ヘッドの構
造を示す模式図であり、先の実施例と同じ構成要素につ
いては同じ符号を用いており、詳しい説明はここでは省
略する。
FIG. 27 is a schematic diagram showing the structure of such a liquid ejection head. The same reference numerals are used for the same components as in the previous embodiment, and a detailed description is omitted here.

【0172】本実施例においては、溝付き部材50は、
吐出口18を有するオリフィスプレート51と、複数の
第1液流路14を構成する複数の溝と、複数の第1液流
路14に共通して連通し、各第1液流路14に液体(吐
出液)を供給するための第1共通液室15を構成する凹
部とから概略構成されている。
In this embodiment, the grooved member 50 is
The orifice plate 51 having the discharge port 18, the plurality of grooves forming the plurality of first liquid flow paths 14, and the plurality of first liquid flow paths 14 commonly communicate with each other. (A discharge liquid) and a concave portion forming a first common liquid chamber 15 for supplying the same.

【0173】この溝付き部材50の下側部分に分離壁3
0を接合することにより複数の第1液流路14を形成す
ることができる。このような溝付き部材50は、その上
部から第1共通液室15内に到達する第1液体供給路2
0を有している。また、溝付き部材50は、その上部か
ら分離壁30を突き抜けて第2共通液室17内に到達す
る第2液体供給路21を有している。
The separating wall 3 is provided on the lower portion of the grooved member 50.
By joining 0, a plurality of first liquid flow paths 14 can be formed. Such a grooved member 50 is provided in the first liquid supply path 2 reaching the inside of the first common liquid chamber 15 from above.
It has 0. In addition, the grooved member 50 has a second liquid supply passage 21 that penetrates the separation wall 30 from above and reaches the second common liquid chamber 17.

【0174】第1の液体(吐出液)は、図27の矢印C
で示すように、第1液体供給路20を経て、第1共通液
室15、次いで第1液流路14に供給され、第2の液体
(発泡液)は、図27の矢印Dで示すように、第2液体
供給路21を経て、第2共通液室17、次いで第2液流
路16に供給されるようになっている。
The first liquid (discharge liquid) is indicated by an arrow C in FIG.
As shown in FIG. 27, the first liquid is supplied to the first common liquid chamber 15 and then to the first liquid flow path 14 through the first liquid supply path 20, and the second liquid (foaming liquid) is supplied as shown by an arrow D in FIG. Then, the liquid is supplied to the second common liquid chamber 17 and then to the second liquid flow path 16 via the second liquid supply path 21.

【0175】本実施形態例では、第2液体供給路21
は、第1液体供給路20と平行して配されているが、こ
れに限ることはなく、第1共通液室15の外側に配され
た分離壁30を貫通して、第2共通液室17に連通する
ように形成されればどのように配されてもよい。
In this embodiment, the second liquid supply path 21
Is arranged in parallel with the first liquid supply passage 20, but is not limited to this, penetrates the separation wall 30 arranged outside the first common liquid chamber 15, and 17 may be arranged in any way as long as it is formed so as to communicate with 17.

【0176】また、第2液体供給路21の太さ(直径)
に関しては、第2液体の供給量を考慮して決められる。
第2液体供給路21の形状は丸形状である必要はなく、
矩形状等でもよい。
Also, the thickness (diameter) of the second liquid supply path 21
Is determined in consideration of the supply amount of the second liquid.
The shape of the second liquid supply path 21 does not need to be round,
It may be rectangular or the like.

【0177】また、第2共通液室17は、溝付き部材5
0を分離壁30で仕切ることによって形成することがで
きる。形成の方法としては、図28で示す本実施例の分
解斜視図のように、素子基板1上にドライフィルムで共
通液室枠71と第2液路壁72を形成し、分離壁30を
固定した溝付き部材50と分離壁30との結合体と素子
基板1とを貼り合わせることにより第2共通液室17や
第2液流路16を形成してもよい。
The second common liquid chamber 17 is provided with the grooved member 5.
0 can be formed by partitioning with a separation wall 30. As a forming method, as shown in an exploded perspective view of this embodiment shown in FIG. 28, a common liquid chamber frame 71 and a second liquid path wall 72 are formed on the element substrate 1 with a dry film, and the separation wall 30 is fixed. The second common liquid chamber 17 and the second liquid flow path 16 may be formed by bonding the combined body of the grooved member 50 and the separation wall 30 to the element substrate 1.

【0178】本実施形態例では、アルミニュウム等の金
属で形成された支持体70上に、前述のように、発泡液
に対して膜沸騰による気泡を発生させるための熱を発生
する発熱体としての電気熱変換素子が複数設けられた素
子基板1が配されている。
In the present embodiment, as described above, a heating element as a heating element for generating heat for generating bubbles due to film boiling with respect to a foaming liquid is formed on a support 70 formed of a metal such as aluminum. An element substrate 1 provided with a plurality of electrothermal conversion elements is provided.

【0179】この素子基板1上には、第2液路壁72に
より形成された第2液流路16を構成する複数の溝と、
複数の発泡液流路に連通し、それぞれの発泡液路に発泡
液を供給するための第2共通液室(共通発泡液室)17
を構成する凹部と、前述した可動壁31が設けられた分
離壁30とが配されている。
On the element substrate 1, a plurality of grooves constituting the second liquid flow path 16 formed by the second liquid path wall 72 are provided.
A second common liquid chamber (common foaming liquid chamber) 17 that communicates with the plurality of foaming liquid channels and supplies the foaming liquid to each of the foaming liquid paths.
And the separation wall 30 provided with the movable wall 31 described above.

【0180】溝付き部材50は、分離壁30と接合され
ることで吐出液流路(第1液流路)14を構成する溝
と、吐出液流路に連通し、それぞれの吐出液流路に吐出
液を供給するための第1共通液室(共通吐出液室)15
を構成するための凹部と、第1共通液室15に吐出液を
供給するための第1液体供給路(吐出液供給路)20
と、第2共通液室17に発泡液を供給するための第2液
体供給路(発泡液供給路)21とを有している。第2の
供給路21は、第1共通液室15の外側に配された分離
壁30を貫通して第2共通液室17に連通する連通路に
繋がっており、この連通路によって吐出液と混合するこ
となく発泡液を第2共通液室17に供給することができ
る。
The grooved member 50 is joined to the separation wall 30 and communicates with the groove forming the discharge liquid flow path (first liquid flow path) 14 and the discharge liquid flow path. 1st common liquid chamber (common discharge liquid chamber) 15 for supplying discharge liquid to
And a first liquid supply path (discharge liquid supply path) 20 for supplying the discharge liquid to the first common liquid chamber 15.
And a second liquid supply path (foaming liquid supply path) 21 for supplying the foaming liquid to the second common liquid chamber 17. The second supply passage 21 is connected to a communication passage that communicates with the second common liquid chamber 17 through the separation wall 30 disposed outside the first common liquid chamber 15, and the discharge passage communicates with the second common liquid chamber 17 through the communication passage. The foaming liquid can be supplied to the second common liquid chamber 17 without mixing.

【0181】素子基板1、分離壁30、溝付き部材50
の配置関係は、素子基板1の発熱体2に対応して可動部
材31が配置されており、この可動部材31に対応して
吐出液流路14が配されている。また、本実施形態例で
は、1つの第2液体供給路21を溝付き部材50に配し
た例を示したが、供給量に応じて複数設けてもよい。さ
らに第1液体供給路20と第2液体供給路21の流路断
面積は供給量に比例して決めればよい。このような流路
断面積の最適化により溝付き部材50等を構成する部品
をより小型化することも可能である。
Element substrate 1, separation wall 30, grooved member 50
The movable member 31 is arranged corresponding to the heating element 2 of the element substrate 1, and the discharge liquid flow path 14 is arranged corresponding to the movable member 31. Further, in the present embodiment, an example in which one second liquid supply path 21 is arranged in the grooved member 50 has been described, but a plurality of second liquid supply paths 21 may be provided according to the supply amount. Furthermore, the flow path cross-sectional area of the first liquid supply path 20 and the second liquid supply path 21 may be determined in proportion to the supply amount. By optimizing the cross-sectional area of the flow path, it is possible to further reduce the size of the components constituting the grooved member 50 and the like.

【0182】以上説明したように本実施例によれば、第
2液流路16に第2液体を供給する第2液体供給路21
と、第1液流路14に第1液体を供給する第1液体供給
路20とが同一の溝付き部材50からなることにより部
品点数が削減でき、工程の短縮化とコストダウンが可能
となる。
As described above, according to this embodiment, the second liquid supply passage 21 for supplying the second liquid to the second liquid passage 16 is provided.
Since the first liquid supply path 20 that supplies the first liquid to the first liquid flow path 14 is formed of the same grooved member 50, the number of components can be reduced, and the number of parts can be reduced, and the cost can be reduced. .

【0183】また第2液流路16に連通した第2共通液
室17への、第2液体の供給は、第1液体と第2液体を
分離する分離壁30を突き抜ける方向で第2液流路16
によって行なわれる構造であるため、前記分離壁30と
溝付き部材50と素子基板1との貼り合わせ工程が1度
で済み、作りやすさが向上すると共に、貼り合わせ精度
が向上し、良好に吐出することができる。
The supply of the second liquid to the second common liquid chamber 17 communicating with the second liquid flow path 16 is performed by the second liquid flow in a direction penetrating the separation wall 30 for separating the first liquid and the second liquid. Road 16
In this structure, the separation wall 30, the grooved member 50, and the element substrate 1 need only be bonded once, which improves the ease of manufacturing, improves the bonding accuracy, and improves discharge. can do.

【0184】また、第2液体は、分離壁30を突き抜け
て第2共通液室17へ供給されるため、第2液流路16
に第2液体の供給が確実となり、供給量が十分確保でき
るため、安定した吐出が可能となる。
Since the second liquid penetrates through the separation wall 30 and is supplied to the second common liquid chamber 17, the second liquid flow path 16
In addition, since the supply of the second liquid is ensured and the supply amount can be sufficiently secured, stable ejection can be performed.

【0185】<吐出液体、発泡液体>先の実施例で説明
したように本発明においては、前述のような可動部材を
有する構成によって、従来の液体吐出ヘッドよりも高い
吐出力や吐出効率でしかも高速に液体を吐出することが
できる。本実施例の内、発泡液と吐出液とに同じ液体を
用いる場合には、発熱体から加えられる熱によって劣化
せずに、また加熱によって発熱体上に堆積物を生じにく
く、熱によって気化、凝縮の可逆的状態変化を行うこと
が可能であり、さらに液流路や可動部材や分離壁等を劣
化させない液体であれば種々の液体を用いることができ
る。
<Ejecting Liquid and Foaming Liquid> As described in the previous embodiment, in the present invention, the structure having the movable member as described above provides higher ejection force and ejection efficiency than the conventional liquid ejection head. The liquid can be discharged at high speed. In the present embodiment, when the same liquid is used for the foaming liquid and the discharge liquid, the deposit is not easily generated on the heating element by heating without being deteriorated by the heat applied from the heating element, and vaporized by heat. Various liquids can be used as long as they can change the reversible state of condensation and do not deteriorate the liquid flow path, the movable member, the separation wall, and the like.

【0186】このような液体の内、記録を行う上で用い
る液体(記録液体)としては従来のバブルジェット装置
で用いられていた組成のインクを用いることができる。
Among such liquids, as a liquid (recording liquid) used for recording, an ink having a composition used in a conventional bubble jet apparatus can be used.

【0187】一方、本発明の2流路構成のヘッドを用
い、吐出液と発泡液を別液体とした場合には、発泡液と
して前述のような性質の液体を用いればよく、具体的に
は、メタノール、エタノール、n−プロパノール、イソ
プロパノール、n−ヘキサン、n−ヘプタン、n−オク
タン、トルエン、キシレン、二塩化メチレン、トリクレ
ン、フレオンTF、フレオンBF、エチルエーテル、ジ
オキサン、シクロヘキサン、酢酸メチル、酢酸エチル、
アセトン、メチルエチルケトン、水等およびこれらの混
合物が挙げられる。
On the other hand, when the head having a two-flow channel structure of the present invention is used and the discharge liquid and the foaming liquid are different liquids, a liquid having the above-mentioned properties may be used as the foaming liquid. , Methanol, ethanol, n-propanol, isopropanol, n-hexane, n-heptane, n-octane, toluene, xylene, methylene dichloride, trichlene, Freon TF, Freon BF, ethyl ether, dioxane, cyclohexane, methyl acetate, acetic acid ethyl,
Examples include acetone, methyl ethyl ketone, water, and the like, and mixtures thereof.

【0188】吐出液としては、発泡性の有無、熱的性質
に関係なく様々な液体を用いることができる。また、従
来吐出が困難であった発泡性が低い液体、熱によって変
質、劣化しやすい液体や高粘度液体等であっても利用で
きる。
As the discharge liquid, various liquids can be used irrespective of the presence or absence of bubbling properties and thermal properties. In addition, liquids having low foaming properties, liquids which are easily deteriorated or deteriorated by heat, high-viscosity liquids, and the like, which have been difficult to discharge conventionally, can be used.

【0189】ただし、吐出液の性質として吐出液自身、
又は発泡液との反応によって、吐出や発泡また可動部材
の動作等を妨げるような液体でないことが望まれる。
However, the properties of the discharged liquid are as follows:
Alternatively, it is desirable that the liquid is not a liquid that hinders ejection, foaming, operation of the movable member, or the like due to a reaction with the foaming liquid.

【0190】記録用の吐出液体としては、高粘度インク
等をも利用することができる。その他の吐出液体として
は、熱に弱い医薬品や香水等の液体を利用することもで
きる。
As the ejection liquid for recording, a high-viscosity ink or the like can be used. As other discharge liquids, liquids such as medicines and perfumes that are vulnerable to heat can be used.

【0191】本発明においては、吐出液と発泡液の両方
に用いることができる記録液体として以下のような組成
のインクを用いて記録を行ったが、吐出力の向上によっ
てインクの吐出速度が高くなったため、液滴の着弾精度
が向上し非常に良好な記録画像を得ることができた。
In the present invention, recording was performed using an ink having the following composition as a recording liquid that can be used for both the ejection liquid and the foaming liquid. Therefore, the landing accuracy of the droplet was improved, and a very good recorded image could be obtained.

【0192】[0192]

【外1】 [Outside 1]

【0193】また、発泡液と吐出液に以下で示すような
組成の液体を組み合わせて吐出させて記録を行った。そ
の結果、従来のヘッドでは吐出が困難であった十数cp
粘度の液体はもちろん150cpという非常に高い粘度
の液体でさえも良好に吐出でき、高画質な記録物を得る
ことができた。
In addition, recording was performed by discharging a liquid having the following composition in combination with the foaming liquid and the discharge liquid. As a result, more than ten cp that were difficult to eject with the conventional head
As a matter of course, even a liquid having a very high viscosity of 150 cp as well as a liquid having a high viscosity could be ejected favorably, and a high-quality recorded matter could be obtained.

【0194】[0194]

【外2】 [Outside 2]

【0195】ところで、前述したような従来吐出されに
くいとされていた液体の場合には、吐出速度が低いため
に、吐出方向性のバラツキが助長され記録紙上のドット
の着弾精度が悪く、また吐出不安定による吐出量のバラ
ツキが生じこれらのことで、高品位画像が得にくかっ
た。しかし、上述の実施例の構成においては、気泡の発
生を発泡液を用いることで充分に、しかも安定して行う
ことができる。このことで、液滴の着弾精度向上とイン
ク吐出量の安定化を図ることができ記録画像品位を著し
く向上することができた。
By the way, in the case of the liquid which has been conventionally difficult to be ejected as described above, since the ejection speed is low, the dispersion of the ejection direction is promoted, and the landing accuracy of the dots on the recording paper is poor. Discharge amount variation due to instability occurred, and as a result, it was difficult to obtain high-quality images. However, in the configuration of the above-described embodiment, the generation of bubbles can be sufficiently and stably performed by using the foaming liquid. As a result, it is possible to improve the landing accuracy of the droplets and stabilize the ink discharge amount, and it is possible to remarkably improve the quality of the recorded image.

【0196】〈可動部材の製造〉次に、本発明の最も大
きな特徴である可動部材の製造工程の例について、前述
の実施例で示した様々の形状の中からいくつかを選んで
説明する。
<Manufacture of Movable Member> Next, an example of a manufacturing process of a movable member, which is the most significant feature of the present invention, will be described by selecting some of the various shapes shown in the above embodiments.

【0197】まず、図3に示した可動部材31の製法の
一例について図29(a)〜(c)を用いて説明する。
First, an example of a method of manufacturing the movable member 31 shown in FIG. 3 will be described with reference to FIGS.

【0198】(a)SUS基板1100上に厚さ0.5
μmのレジスト1101をパターニングする。パターニ
ングするレジスト1101の幅は、スリットとして残す
幅を3μmとしたとき、0.5μm厚のレジストの場
合、12μmとする。
(A) On the SUS substrate 1100, a thickness of 0.5
The μm resist 1101 is patterned. The width of the resist 1101 to be patterned is 12 μm when the width left as a slit is 3 μm and the resist has a thickness of 0.5 μm.

【0199】(b)SUS基板1100に対して電気メ
ッキを行ってSUS基板1100上にニッケル層110
2を5μm成長させる。メッキ液としては、スルフォミ
ン酸ニッケルに応力減少剤(ワールドメタル社製:ゼオ
ロール)と、ほう酸、ピット防止剤(ワールドメタル社
製:NP−APS)、塩化ニッケルを使用した。電着時
の電界のかけ方としては、アノード側に電極を付け、カ
ソード側に既にレジスト1101をパターニングしたS
US基板1100を取り付け、メッキ液の温度を50℃
とし、電流密度を5A/cm2 とした。
(B) The SUS substrate 1100 is electroplated to form a nickel layer 110 on the SUS substrate 1100.
2 is grown 5 μm. As the plating solution, a stress reducing agent (Zeolol, manufactured by World Metal Company), boric acid, a pit preventing agent (NP-APS, manufactured by World Metal Company), and nickel chloride were used for nickel sulfomate. As for the method of applying an electric field at the time of electrodeposition, an electrode was attached to the anode side, and a resist 1101 was patterned on the cathode side.
Attach US substrate 1100, set plating solution temperature to 50 ℃
And the current density was 5 A / cm 2 .

【0200】この条件下でニッケル層1102を成長さ
せると、ニッケル層1102は、0.5μm成長した時
点から厚さ方向以外にレジスト1101を覆う方向にも
成長する。そして、総厚が5μmとなったときには、ニ
ッケル層1102はレジスト1101の両側方をそれぞ
れ約4.5μm覆う。その結果、レジスト1101上で
は3μm幅の隙間がレジスト1101のパターンに沿っ
て形成され、この隙間の部分でのニッケル層1102の
厚み方向での曲率半径は4.5μmとなる。
When the nickel layer 1102 is grown under these conditions, the nickel layer 1102 also grows in a direction covering the resist 1101 in addition to the thickness direction from the point of time when the nickel layer 1102 grows 0.5 μm. When the total thickness becomes 5 μm, the nickel layer 1102 covers both sides of the resist 1101 by about 4.5 μm. As a result, a gap having a width of 3 μm is formed on the resist 1101 along the pattern of the resist 1101, and the radius of curvature of the nickel layer 1102 in the thickness direction at the gap is 4.5 μm.

【0201】(c)メッキを終了したSUS基板110
0に超音波振動を与え、ニッケル層1102の部分をS
USU基板1100から剥離し、図示上方に向かって幅
が徐々に狭くなっていく形状の可動部材31を得る。
(C) SUS substrate 110 after plating
0 to the nickel layer 1102,
The movable member 31 is peeled off from the USU substrate 1100, and has a shape whose width gradually decreases toward the upper side in the figure.

【0202】ここで、可動部材31の図示下面にはレジ
スト1101の跡である段差が生じているが、この段差
の高さは0.5μmであるので、可動部材31の図示下
面は実質的に平面である。
Here, a step which is a trace of the resist 1101 is formed on the lower surface of the movable member 31 in the figure, but since the height of the step is 0.5 μm, the lower surface of the movable member 31 is substantially It is a plane.

【0203】次に、図17(c)に示した可動部材31
の製法の一例について図30(a)〜(e)を用いて説
明する。
Next, the movable member 31 shown in FIG.
An example of the production method will be described with reference to FIGS.

【0204】(a)SUS基板1100上に厚さ2.5
μmのレジスト1101aをパターニングする。パター
ニングするレジスト1101aの幅は、スリットとして
残す幅に合わせる。
(A) On the SUS substrate 1100, a thickness of 2.5
The μm resist 1101a is patterned. The width of the resist 1101a to be patterned is adjusted to the width left as a slit.

【0205】(b)SUS基板1100に対して電気メ
ッキを行ってSUS基板1100上にニッケル層110
2aを2.5μm成長させる。メッキ液としては、スル
フォミン酸ニッケルに応力減少剤(ワールドメタル社
製:ゼオロール)と、ほう酸、ピット防止剤(ワールド
メタル社製:NP−APS)、塩化ニッケルを使用し
た。電着時の電界のかけ方としては、アノード側に電極
を付け、カソード側に既にレジスト1101a,110
1bをパターニングしたSUS基板1100を取り付
け、メッキ液の温度を50℃とし、電流密度を5A/c
2 とした。
(B) The SUS substrate 1100 is electroplated to form a nickel layer 110 on the SUS substrate 1100.
2a is grown 2.5 μm. As the plating solution, a stress reducing agent (Zeolol, manufactured by World Metal Company), boric acid, a pit preventing agent (NP-APS, manufactured by World Metal Company), and nickel chloride were used for nickel sulfomate. As for the method of applying an electric field at the time of electrodeposition, an electrode is attached to the anode side and resists 1101a and 1101
A SUS substrate 1100 patterned with 1b was attached, the temperature of the plating solution was set to 50 ° C., and the current density was set to 5 A / c.
It was m 2.

【0206】(c)上述したレジスト1101aに重ね
て、再び厚さ2.5μmのレジスト1101bをパター
ニングする。このレジスト110bの幅は、初めにパタ
ーニングしたレジスト1101aの幅よりも大きいもの
とする。
(C) The resist 1101b having a thickness of 2.5 μm is patterned again on the resist 1101a. The width of the resist 110b is larger than the width of the resist 1101a that is first patterned.

【0207】(d)上述のニッケル層1102aに対し
て再び電気メッキを行い、2層目のニッケル層1102
bを2.5μm成長させる。メッキの条件は、1層目の
ニッケル層1102aを形成したときと同じである。
(D) Electroplating is again performed on the nickel layer 1102a, and the second nickel layer 1102 is formed.
b is grown 2.5 μm. The plating conditions are the same as when the first nickel layer 1102a was formed.

【0208】(e)レジスト1101a,1101bを
除去した後、SUS基板1100に超音波振動を与え、
1層目のニッケル層1102aの部分をSUS基板11
00から剥離し、2段形状の可動部材31を得る。
(E) After removing the resists 1101a and 1101b, ultrasonic vibration is applied to the SUS substrate 1100,
The portion of the first nickel layer 1102a is replaced with the SUS substrate 11
The movable member 31 having a two-stage shape is obtained by peeling from the layer 00.

【0209】次に、図17(d)に示した可動部材31
の製法の一例について図31(a)〜(c)を用いて説
明する。
Next, the movable member 31 shown in FIG.
An example of the manufacturing method will be described with reference to FIGS.

【0210】(a)SUS基板1100上に厚さ15μ
mのレジスト1101をパターニングする。この際、パ
ターニング後のレジスト1101の側面に傾斜がつくよ
うに、露光時の焦点をずらす。
(A) 15 μm thick SUS substrate 1100
The m resist 1101 is patterned. At this time, the focus at the time of exposure is shifted so that the side surface of the patterned resist 1101 is inclined.

【0211】(b)SUS基板1100に対して電気メ
ッキを行ってSUS基板1100上にニッケル層110
2を5μm成長させる。メッキ液としては、スルフォミ
ン酸ニッケルに応力減少剤(ワールドメタル社製:ゼオ
ロール)と、ほう酸、ピット防止剤(ワールドメタル社
製:NP−APS)、塩化ニッケルを使用した。電着時
の電界のかけ方としては、アノード側に電極を付け、カ
ソード側に既にレジスト1101をパターニングしたS
US基板1100を取り付け、メッキ液の温度を50℃
とし、電流密度を5A/cm2 とした。
(B) The SUS substrate 1100 is electroplated to form a nickel layer 110 on the SUS substrate 1100.
2 is grown 5 μm. As the plating solution, a stress reducing agent (Zeolol, manufactured by World Metal Company), boric acid, a pit preventing agent (NP-APS, manufactured by World Metal Company), and nickel chloride were used for nickel sulfomate. As for the method of applying an electric field at the time of electrodeposition, an electrode was attached to the anode side, and a resist 1101 was patterned on the cathode side.
Attach US substrate 1100, set plating solution temperature to 50 ℃
And the current density was 5 A / cm 2 .

【0212】(c)上記のようなメッキを終了したSU
S基板1100に超音波振動を与え、ニッケル層110
2の部分をSUS基板1100から剥離する。これを上
下反転すると、台形状の可動部材31が得られる。
(C) SU after plating as described above
Ultrasonic vibration is applied to the S substrate 1100 and the nickel layer 110
2 is peeled from the SUS substrate 1100. When this is turned upside down, a trapezoidal movable member 31 is obtained.

【0213】次に、図17(h)に示した可動部材31
の製法の一例について図32(a)〜(c)を用いて説
明する。
Next, the movable member 31 shown in FIG.
An example of the production method will be described with reference to FIGS.

【0214】(a)SUS基板1100上にレジスト1
101aをパターニングする。
(A) Resist 1 on SUS substrate 1100
101a is patterned.

【0215】(b)レジスト1101をパターニングし
たSUS基板1100をエッチング液(塩化第2鉄また
は塩化第2銅の水溶液)に浸漬し、レジスト1101a
から露出している部分を5μmエッチングする。その
後、レジスト1101aを剥離する。
(B) The SUS substrate 1100 on which the resist 1101 has been patterned is immersed in an etching solution (an aqueous solution of ferric chloride or cupric chloride) to form a resist 1101a.
Is etched by 5 μm. After that, the resist 1101a is peeled off.

【0216】(c)SUS基板1100のエッチングさ
れた面全体に、再びレジスト1101bを塗布する。
(C) A resist 1101b is applied again on the entire etched surface of the SUS substrate 1100.

【0217】(d)上記工程で塗布したレジスト110
1bを、SUS基板1100のエッチングされた部位の
底部のみにレジスト110bが残るように、露光により
パターニングする。
(D) Resist 110 applied in the above step
1b is patterned by exposure so that the resist 110b remains only at the bottom of the etched portion of the SUS substrate 1100.

【0218】(e)上述のようにしたSUS基板110
0を母材として、SUS基板1100に対して電気メッ
キを行ってSUS基板1100上にニッケル層1102
を5μm成長させる。メッキ液としては、スルフォミン
酸ニッケルに応力減少剤(ワールドメタル社製:ゼオロ
ール)と、ほう酸、ピット防止剤(ワールドメタル社
製:NP−APS)、塩化ニッケルを使用した。電着時
の電界のかけ方としては、アノード側に電極を付け、カ
ソード側に既にレジスト1101bをパターニングした
SUS基板1100を取り付け、メッキ液の温度を50
℃とし、電流密度を5A/cm2 とした。
(E) SUS substrate 110 as described above
0 as a base material, electroplating is performed on the SUS substrate 1100 to form a nickel layer 1102 on the SUS substrate 1100.
Is grown 5 μm. As the plating solution, a stress reducing agent (Zeolol, manufactured by World Metal Company), boric acid, a pit preventing agent (NP-APS, manufactured by World Metal Company), and nickel chloride were used for nickel sulfomate. As for the method of applying an electric field at the time of electrodeposition, an electrode is attached to the anode side, a SUS substrate 1100 on which a resist 1101b is already patterned is attached to the cathode side, and the temperature of the plating solution is set to 50.
° C and the current density was 5 A / cm 2 .

【0219】(f)上記のようなメッキを終了したSU
S基板1100に超音波振動を与え、ニッケル層110
2の部分をSUS基板1100から剥離し、幅方向の両
端に立面部が一体的に設けられた可動部材31が得られ
る。
(F) SU after plating as described above
Ultrasonic vibration is applied to the S substrate 1100 and the nickel layer 110
The portion 2 is peeled from the SUS substrate 1100 to obtain the movable member 31 having the upright portions integrally provided at both ends in the width direction.

【0220】<液体吐出ヘッドの製造>次に、本発明の
液体吐出ヘッドの製造工程について説明する。
<Manufacture of Liquid Discharge Head> Next, the process of manufacturing the liquid discharge head of the present invention will be described.

【0221】図2で示したような液体吐出ヘッドの場合
には、素子基板1上に可動部材31を設けるための土台
34をドライフィルム等をパターニングすることで形成
し、この土台34に、例えば前述のようにして形成した
可動部材31を接着、もしくは溶着固定した。その後、
各液流路10を構成する複数の溝と吐出口18と共通液
室13を構成する凹部を有する溝付き部材を、溝と可動
部材31が対応するような状態で素子基板1に接合する
ことで形成した。
In the case of the liquid discharge head as shown in FIG. 2, a base 34 for providing the movable member 31 on the element substrate 1 is formed by patterning a dry film or the like. The movable member 31 formed as described above was bonded or fixed by welding. afterwards,
A grooved member having a plurality of grooves constituting each liquid flow path 10, a discharge port 18, and a concave part constituting a common liquid chamber 13 is joined to the element substrate 1 in a state where the grooves correspond to the movable member 31. Formed.

【0222】次に、図14や図28で示されるような2
流路構成の液体吐出ヘッドの製造工程について説明す
る。
Next, as shown in FIG. 14 and FIG.
The manufacturing process of the liquid discharge head having the flow path configuration will be described.

【0223】大まかには、素子基板1上に第2液流路1
6の壁を形成し、その上に、可動部材31を有する分離
壁30を取り付け、さらにその上に第1液流路14を構
成する溝等が設けられた溝付き部材50を取り付ける。
もしくは、第2液流路16の壁を形成した後、この壁の
上に分離壁30を取り付けた溝付き部材50を接合する
ことでヘッドの製造を行った。
In general, the second liquid flow path 1
6 is formed, a separation wall 30 having a movable member 31 is mounted thereon, and a grooved member 50 provided with a groove or the like constituting the first liquid flow path 14 is further mounted thereon.
Alternatively, after the wall of the second liquid flow path 16 was formed, the head was manufactured by joining the grooved member 50 on which the separation wall 30 was attached to the wall.

【0224】さらに第2液流路16の作製方法について
詳しく説明する。
Further, a method for forming the second liquid flow path 16 will be described in detail.

【0225】図33(a)〜(e)は、本発明の液体吐
出ヘッドの製造方法の一例を説明するための概略断面図
である。
FIGS. 33 (a) to 33 (e) are schematic sectional views for explaining an example of the method for manufacturing a liquid discharge head according to the present invention.

【0226】本例においては、(a)に示すように、素
子基板(シリコンウエハ)1上に半導体製造工程で用い
るのと同様の製造装置を用いてハフニュウムボライドや
チッ化タンタル等からなる発熱体2を有する電気熱変換
用素子を形成した後、次工程における感光性樹脂との密
着性の向上を目的として素子基板1の表面に洗浄を施し
た。さらに、密着性を向上させるには、素子基板1の表
面に紫外線−オゾン等による表面改質を行った後、例え
ばシランカップリング剤(日本ユニカ製:A189)を
エチルアルコールで1重量%に希釈した液を上記改質表
面上にスピンコートすることで達成される。
In this example, as shown in FIG. 2A, hafnium boride, tantalum nitride and the like are formed on an element substrate (silicon wafer) 1 using the same manufacturing apparatus as used in the semiconductor manufacturing process. After the element for electrothermal conversion having the heating element 2 was formed, the surface of the element substrate 1 was washed for the purpose of improving the adhesion to the photosensitive resin in the next step. Further, in order to improve the adhesiveness, after the surface of the element substrate 1 is surface-modified by ultraviolet-ozone or the like, for example, a silane coupling agent (A189, manufactured by Nippon Yunika) is diluted to 1% by weight with ethyl alcohol. This is achieved by spin-coating the modified liquid on the modified surface.

【0227】次に、表面洗浄を行い、密着性を向上した
素子基板1上に、(b)に示すように、紫外線感光性樹
脂フィルム(東京応化製:ドライフィルム オーディル
SY−318)DFをラミネートした。
Next, a UV-sensitive resin film (manufactured by Tokyo Ohka Co., Ltd .: dry film Odile SY-318) DF is laminated on the element substrate 1 having been subjected to surface cleaning and having improved adhesion as shown in FIG. did.

【0228】次に、(c)に示すように、ドライフィル
ムDF上にフォトマスクPMを配し、このフォトマスク
PMを介してドライフィルムDFのうち、第2流路壁と
して残す部分に紫外線を照射した。この露光工程は、キ
ヤノン(株)製:MPA−600を用いて行い、約60
0mJ/cm2の露光量で行った。
Next, as shown in (c), a photomask PM is disposed on the dry film DF, and ultraviolet rays are applied to the portion of the dry film DF left as the second channel wall through the photomask PM. Irradiated. This exposure step is performed using MPA-600 manufactured by Canon Inc.
The exposure was performed at an exposure of 0 mJ / cm 2 .

【0229】次に、(d)に示すように、ドライフィル
ムDFを、キシレンとブチルセルソルブアセテートとの
混合液からなる現像液(東京応化製:BMRC−3)で
現像し、未露光部分を溶解させ、露光して硬化した部分
を第2液流路16の壁部分として形成した。さらに、素
子基板1表面に残った残渣を酸素プラズマアッシング装
置(アルカンテック社製:MAS−800)で約90秒
間処理して取り除き、引き続き、150℃で2時間、さ
らに紫外線照射100mJ/cm2を行って露光部分を
完全に硬化させた。
Next, as shown in (d), the dry film DF was developed with a developing solution (BMRC-3 manufactured by Tokyo Ohka Chemical Co., Ltd.) composed of a mixture of xylene and butyl cellosolve acetate, and the unexposed portion was developed. The portion that was dissolved, exposed and cured was formed as a wall portion of the second liquid flow path 16. Further, the residue remaining on the surface of the element substrate 1 is removed by treating it with an oxygen plasma ashing apparatus (MAS-800, manufactured by Alcantech) for about 90 seconds, and subsequently, at 150 ° C. for 2 hours, and further 100 mJ / cm 2 of ultraviolet irradiation. The exposure was completely cured.

【0230】以上の方法により、上記シリコン基板から
分割、作製される複数のヒータボード(素子基板)に対
し、一様に第2液流路16を精度よく形成することがで
きる。シリコン基板を、厚さ0.05mmのダイヤモン
ドブレードを取り付けたダイシングマシン(東京精密
製:AWD−4000)で各々のヒータボード1に切
断、分離した。分離されたヒータボード1を接着剤(東
レ製:SE4400)でアルミベースプレート(支持
体)70上に固定した(図36)。次いで、予めアルミ
ベースプレート70上に接合しておいたプリント配線基
板73(図36)と、ヒータボード1とを直径0.05
mmのアルミワイヤ(図示略)で接続した。
According to the above-described method, the second liquid flow path 16 can be uniformly formed with high accuracy on a plurality of heater boards (element substrates) divided and manufactured from the silicon substrate. The silicon substrate was cut and separated into respective heater boards 1 by a dicing machine (AWD-4000 manufactured by Tokyo Seimitsu) equipped with a diamond blade having a thickness of 0.05 mm. The separated heater board 1 was fixed on an aluminum base plate (support) 70 with an adhesive (SE4400, manufactured by Toray Industries, Inc.) (FIG. 36). Next, the printed circuit board 73 (FIG. 36) previously bonded on the aluminum base plate 70 and the heater board 1 are connected to each other with a diameter of 0.05 mm.
mm aluminum wire (not shown).

【0231】次に、このようにして得られたヒータボー
ド1に、図33(e)に示すように、上述の方法で溝付
き部材50と分離壁30との接合体を位置決め接合し
た。すなわち、分離壁30を有する溝付き部材50とヒ
ータボード1とを位置決めし、押さえバネ78(図3
6)により係合、固定した後、インク・発泡液用供給部
材80(図36)をアルミベースプレート70上に接合
固定し、アルミワイヤ間、溝付き部材50とヒータボー
ド1とインク・発泡液用供給部材80との隙間をシリコ
ーンシーラント(東芝シリコーン製:TSE399)で
封止して完成させた。
Next, as shown in FIG. 33 (e), the joined body of the grooved member 50 and the separating wall 30 was positioned and joined to the heater board 1 thus obtained, as shown in FIG. That is, the grooved member 50 having the separation wall 30 and the heater board 1 are positioned, and the pressing spring 78 (FIG.
6) After the engagement and fixation, the ink / foaming liquid supply member 80 (FIG. 36) is joined and fixed on the aluminum base plate 70, and between the aluminum wires, the grooved member 50, the heater board 1, and the ink / foaming liquid. A gap with the supply member 80 was sealed with a silicone sealant (TSE399, manufactured by Toshiba Silicone Co., Ltd.) to complete the process.

【0232】以上の製法で第2液流路16を形成するこ
とにより、各ヒータボード1の各発熱体2に対して位置
ズレのない精度の良い流路を得ることができる。特に、
溝付き部材50と分離壁30とをあらかじめ先の工程で
接合しておくことで、第1液流路14と可動部材31の
位置精度を高めることができる。
By forming the second liquid flow path 16 by the above-described manufacturing method, it is possible to obtain a high-precision flow path with no positional deviation with respect to each heating element 2 of each heater board 1. Especially,
By joining the grooved member 50 and the separation wall 30 in the previous step in advance, the positional accuracy of the first liquid flow path 14 and the movable member 31 can be improved.

【0233】そして、これらの高精度製造技術によっ
て、吐出安定化が図られ印字品位が向上する。また、ウ
エハ上に一括で形成することが可能なため、多量に低コ
ストで製造することが可能である。
[0233] These high-precision manufacturing techniques stabilize ejection and improve print quality. In addition, since it can be formed on a wafer at a time, a large amount can be manufactured at low cost.

【0234】なお、本例では、第2液流路16を形成す
るために紫外線硬化型のドライフィルムを用いたが、紫
外域、特に248nm付近に吸収帯域をもつ樹脂を用
い、ラミネート後、硬化させ、エキシマレーザで第2液
流路16となる部分の樹脂を直接除去することによって
も得ることが可能である。
In this example, an ultraviolet-curing dry film was used to form the second liquid flow path 16. However, a resin having an absorption band in the ultraviolet region, particularly around 248 nm, was used, and after lamination, curing was performed. Then, the resin can also be obtained by directly removing the resin in the portion to be the second liquid flow path 16 with an excimer laser.

【0235】図34(a)〜(d)は、本発明の液体吐
出ヘッドの製造方法の他の例を説明するための概略断面
図である。
FIGS. 34A to 34D are schematic sectional views for explaining another example of the method of manufacturing a liquid discharge head according to the present invention.

【0236】本例においては、(a)に示すように、S
US基板1100上に厚さ15μmのレジスト101を
第2液流路の形状でパターニングした。
In this example, as shown in FIG.
A resist 101 having a thickness of 15 μm was patterned on the US substrate 1100 in the shape of the second liquid flow path.

【0237】次に、(b)に示すように、SUS基板1
100に対して電気メッキを行ってSUS基板1100
上にニッケル層1102を同じく15μm成長させた。
メッキ液としては、スルフォミン酸ニッケルに応力減少
剤(ワールドメタル社製:ゼロオール)とほう酸、ピッ
ト防止剤(ワールドメタル社製:NP−APS)、塩化
ニッケルを使用した。電着時の電界のかけ方としては、
アノード側に電極を付け、カソード側に既にパターニン
グしたSUS基板1100を取り付け、メッキ液の温度
を50℃とし、電流密度を5A/cm2とした。
Next, as shown in (b), the SUS substrate 1
SUS substrate 1100 by electroplating
A nickel layer 1102 was grown to a thickness of 15 μm thereon.
As the plating solution, a stress reducing agent (Zerool, manufactured by World Metal Co.), boric acid, a pit preventing agent (NP-APS, manufactured by World Metal Co.), and nickel chloride were used for nickel sulfamate. The method of applying an electric field during electrodeposition is
An electrode was attached to the anode side, an already patterned SUS substrate 1100 was attached to the cathode side, the temperature of the plating solution was set to 50 ° C., and the current density was set to 5 A / cm 2 .

【0238】次に、(c)に示すように、上記のような
メッキを終了したSUS基板1100に超音波振動を与
え、ニッケル層1102の部分をSUS基板1100か
ら剥離し、所望の第2の液流路を得た。
Next, as shown in (c), ultrasonic vibration is applied to the SUS substrate 1100 which has been plated as described above, and the nickel layer 1102 is peeled off from the SUS substrate 1100 to obtain a desired second layer. A liquid flow path was obtained.

【0239】一方、電気熱変換用素子を配設したヒータ
ボードを、半導体と同様の製造装置を用いてシリコンウ
エハに形成した。このウエハを先の実施例と同様に、ダ
イシングマシンで各々のヒータボードに分離した。この
ヒータボード1を、予めプリント配線基板73が接合さ
れたアルミベースプレート70に接合し、プリント配線
基板73とアルミワイヤ(図示略)とを接続することで
電気的配線を形成した。このような状態のヒータボード
1上に、図34(d)に示すように、先の工程で得た第
2液流路16を位置決め固定した。この固定に際して
は、後工程で、図33を用いて説明した例と同様に分離
壁を固定した溝付き部材と押さえバネによって係合・密
着されるため、溝付き部材接合時に位置ズレが発生しな
い程度に固定されていれば十分である。
On the other hand, a heater board provided with an electrothermal conversion element was formed on a silicon wafer using the same manufacturing apparatus as that for semiconductors. This wafer was separated into respective heater boards by a dicing machine in the same manner as in the previous embodiment. The heater board 1 was bonded to an aluminum base plate 70 to which a printed wiring board 73 was previously bonded, and electrical wiring was formed by connecting the printed wiring board 73 and aluminum wires (not shown). As shown in FIG. 34D, the second liquid flow path 16 obtained in the previous step was positioned and fixed on the heater board 1 in such a state. At the time of this fixing, in the subsequent step, as in the example described with reference to FIG. 33, the grooved member having the separation wall fixed thereto is engaged and adhered by the pressing spring, so that no positional displacement occurs when the grooved member is joined. It is enough if it is fixed to the extent.

【0240】本例では、上記位置決め固定に紫外線硬化
型接着剤(グレースジャパン製:アミコンUV−30
0)を塗布し、紫外線照射装置を用い、露光量を100
mJ/cm2として約3秒間で固定を完了した。
In this example, an ultraviolet curing adhesive (manufactured by Grace Japan: Amicon UV-30) was used for the positioning and fixing.
0), and using an ultraviolet irradiation device, the exposure amount is 100
Fixation was completed in about 3 seconds at mJ / cm 2 .

【0241】本例の製法によれば、発熱体2に対して位
置ズレのない精度の高い第2液流路16を得ることがで
きることに加え、ニッケルで流路壁を形成しているた
め、アルカリ性の液体に強く、信頼性の高いヘッドを提
供することが可能となる。
According to the manufacturing method of this example, the second liquid flow path 16 can be obtained with high accuracy without any displacement with respect to the heating element 2, and since the flow path wall is formed of nickel, It is possible to provide a highly reliable head that is resistant to alkaline liquids.

【0242】図35(a)〜(d)は、本発明の液体吐
出ヘッドの製造方法のさらに他の例を説明するための概
略断面図である。
FIGS. 35A to 35D are schematic cross-sectional views for explaining still another example of the method of manufacturing a liquid discharge head according to the present invention.

【0243】本例においては、(a)に示すように、ア
ライメント穴1100aあるいはマークを有する厚さ1
5μmのSUS基板1100の両面にレジスト1103
を塗布した。ここで、レジスト1103としては、東京
応化製のPMERP−AR900を使用した。
In the present example, as shown in FIG.
Resist 1103 on both sides of 5 μm SUS substrate 1100
Was applied. Here, PMERP-AR900 manufactured by Tokyo Ohka was used as the resist 1103.

【0244】この後、(b)に示すように、SUS基板
1100のアライメント穴1100aに合わせて、露光
装置(キヤノン(株)製:MPA−600)を用いて露
光し、第2液流路を形成すべき部分のレジスト1103
を除去した。露光は800mJ/cm2の露光量で行っ
た。
Thereafter, as shown in (b), exposure is performed using an exposure apparatus (MPA-600, manufactured by Canon Inc.) in accordance with the alignment holes 1100a of the SUS substrate 1100, and the second liquid flow path is set. Resist 1103 to be formed
Was removed. The exposure was performed at an exposure amount of 800 mJ / cm 2 .

【0245】次に、(c)に示すように、両面のレジス
ト1103がパターニングされたSUS基板1100
を、エッチング液(塩化第2鉄または塩化第2銅の水溶
液)に浸漬し、レジスト1103から露出している部分
をエッチングした後、レジスト1103を剥離した。
Next, as shown in (c), a SUS substrate 1100 on which resists 1103 on both sides are patterned
Was immersed in an etching solution (an aqueous solution of ferric chloride or cupric chloride) to etch a portion exposed from the resist 1103, and then the resist 1103 was peeled off.

【0246】次に、(d)に示すように、先の製造方法
の例と同様に、ヒータボード1上に、エッチングされた
SUS基板1100を位置決め固定して第2液流路16
を有する液体吐出ヘッドを組み立てた。
Next, as shown in (d), the etched SUS substrate 1100 is positioned and fixed on the heater board 1 and the second liquid flow path 16
Was assembled.

【0247】本例の製法によれば、発熱体2に対し位置
ズレのない精度の高い第2液流路16を得ることができ
ることに加え、SUSで流路を形成しているため、酸や
アルカリ性の液体に強く信頼性の高い液体吐出ヘッドを
提供することができる。
According to the manufacturing method of this example, the second liquid flow path 16 can be obtained with high accuracy without displacement with respect to the heating element 2, and since the flow path is formed by SUS, acid or A highly reliable liquid ejection head that is strong against alkaline liquids can be provided.

【0248】以上説明したように、本例の製造方法によ
れば、素子基板状に予め第2液流路の壁を配設すること
によって、発熱体と第2液流路とが高精度に位置決めす
ることが可能となる。また、切断、分離前の基板上の多
数の素子基板に対して第2液流路を同時に形成すること
ができるので、多量に、かつ、低コストの液体吐出ヘッ
ドを提供することができる。
As described above, according to the manufacturing method of this example, by disposing the wall of the second liquid flow path in advance on the element substrate, the heating element and the second liquid flow path can be precisely formed. Positioning becomes possible. In addition, since the second liquid flow path can be formed simultaneously on a large number of element substrates on the substrate before cutting and separation, a large amount of low-cost liquid discharge head can be provided.

【0249】また、本例の製造方法によって得られた液
体吐出ヘッドは、発熱体と第2液流路とが高精度に位置
決めされているので、電気熱変換体の発熱による発泡の
圧力を効率よく受けることができ、吐出効率に優れたも
のとなる。
In the liquid discharge head obtained by the manufacturing method of this embodiment, since the heating element and the second liquid flow path are positioned with high accuracy, the pressure of the bubbling caused by the heat generated by the electrothermal transducer can be reduced efficiently. It can be well received and has excellent discharge efficiency.

【0250】<液体吐出ヘッドカートリッジ>次に、上
記実施形態例に係る液体吐出ヘッドを搭載した液体吐出
ヘッドカートリッジを概略説明する。
<Liquid Discharge Head Cartridge> Next, a liquid discharge head cartridge equipped with the liquid discharge head according to the above embodiment will be schematically described.

【0251】図36は、前述した液体吐出ヘッドを含む
液体吐出ヘッドカートリッジの模式的分解斜視図であ
り、液体吐出ヘッドカートリッジは、主に液体吐出ヘッ
ド部200と液体容器90とから概略構成されている。
FIG. 36 is a schematic exploded perspective view of a liquid discharge head cartridge including the above-described liquid discharge head. The liquid discharge head cartridge is schematically composed mainly of a liquid discharge head section 200 and a liquid container 90. I have.

【0252】液体吐出ヘッド部200は、素子基板1、
分離壁30、溝付き部材50、押さえバネ78、液体供
給部材80、アルミベースプレート(支持体)70等か
ら成っている。素子基板1には、前述のように発泡液に
熱を与えるための発熱抵抗体が、複数個、列状に設けら
れており、また、この発熱抵抗体を選択的に駆動するた
めの機能素子が複数設けられている。この素子基板1と
可動壁を持つ前述の分離壁30との間に発泡液路が形成
され発泡液が流通する。この分離壁30と溝付き部材5
0との接合によって、吐出される吐出液体が流通する吐
出流路(不図示)が形成される。
The liquid discharge head unit 200 includes the element substrate 1,
It comprises a separation wall 30, a grooved member 50, a pressing spring 78, a liquid supply member 80, an aluminum base plate (support) 70, and the like. As described above, the element substrate 1 is provided with a plurality of heating resistors for applying heat to the foaming liquid in a row, and a functional element for selectively driving the heating resistors. Are provided. A foaming liquid passage is formed between the element substrate 1 and the above-described separation wall 30 having a movable wall, and the foaming liquid flows. The separating wall 30 and the grooved member 5
A discharge flow path (not shown) through which the discharge liquid to be discharged flows is formed by joining with the discharge liquid.

【0253】押さえバネ78は、溝付き部材50に素子
基板1方向への付勢力を作用させる部材であり、この付
勢力により素子基板1、分離壁30、溝付き部材50
と、後述する支持体70とを良好に一体化させている。
The pressing spring 78 is a member for applying an urging force in the direction of the element substrate 1 to the grooved member 50, and the urging force acts on the element substrate 1, the separation wall 30, and the grooved member 50.
And the support 70 described later are satisfactorily integrated.

【0254】支持体70は、素子基板1等を支持するた
めのものであり、この支持体70上にはさらに素子基板
1に接続し電気信号を供給するためのプリント配線基板
73や、装置側と接続することで装置側と電気信号のや
りとりを行うためのコンタクトパッド74が配置されて
いる。
The support 70 is for supporting the element substrate 1 and the like. On the support 70, a printed wiring board 73 for connecting to the element substrate 1 and supplying an electric signal, and a device side. A contact pad 74 for exchanging an electric signal with the device by connecting to the device side is arranged.

【0255】液体容器90は、液体吐出ヘッド部200
に供給される、インク等の吐出液体と気泡を発生させる
ための発泡液とを内部に区分収容している。液体容器9
0の外側には、液体吐出ヘッド部200と液体容器90
との接続を行う接続部材を配置するための位置決め部9
4と、接続部材を固定するための固定軸95が設けられ
ている。吐出液体の供給は、液体容器90の吐出液体供
給路92から接続部材の供給路84を介して液体供給部
材80の吐出液体供給路81に供給され、各部材の液供
給路83,79,20を介して第1の共通液室に供給さ
れる。発泡液も同様に、液体容器90の発泡液体供給路
93から接続部材の供給路を介して液体供給部材80の
発泡液供給路82に供給され、各部材の液供給路84,
79,21を介して第2液室に供給される。
The liquid container 90 includes the liquid discharge head 200
, And a discharge liquid such as ink and a foaming liquid for generating air bubbles are separately housed inside. Liquid container 9
0, the liquid discharge head unit 200 and the liquid container 90
Positioning section 9 for arranging a connection member for connection with the
4 and a fixed shaft 95 for fixing the connection member. The supply of the discharge liquid is supplied from the discharge liquid supply path 92 of the liquid container 90 to the discharge liquid supply path 81 of the liquid supply member 80 via the supply path 84 of the connection member, and the liquid supply paths 83, 79, and 20 of each member are provided. To the first common liquid chamber. Similarly, the foaming liquid is supplied from the foaming liquid supply path 93 of the liquid container 90 to the foaming liquid supply path 82 of the liquid supply member 80 via the supply path of the connecting member, and the liquid supply paths 84 and
The liquid is supplied to the second liquid chamber via 79 and 21.

【0256】以上の液体吐出ヘッドカートリッジにおい
ては、発泡液と吐出液が異なる液体である場合も、供給
を行いうる供給形態および液体容器90で説明したが、
吐出液体と発泡液体とが同じである場合には、発泡液と
吐出液の供給経路および容器を分けなくてもよい。
In the above-described liquid discharge head cartridge, the supply form and the liquid container 90 that can supply even when the foaming liquid and the discharge liquid are different liquids have been described.
When the ejection liquid and the foaming liquid are the same, the supply path and the container of the foaming liquid and the ejection liquid need not be divided.

【0257】なお、この液体容器90には、各液体の消
費後に液体を再充填して使用してもよい。このためには
液体容器90に液体注入口を設けておくことが望まし
い。又、液体吐出ヘッド部200と液体容器90とは一
体であってもよく、分離可能としてもよい。
It should be noted that the liquid container 90 may be refilled with liquid after each liquid is consumed. For this purpose, it is desirable to provide a liquid inlet in the liquid container 90. Further, the liquid discharge head unit 200 and the liquid container 90 may be integrated or may be separable.

【0258】<液体吐出装置>図37は、前述の液体吐
出ヘッドを搭載した液体吐出装置の概略構成を示してい
る。本実施例では特に吐出液体としてインクを用いたイ
ンク吐出記録装置IJRAを用いて説明する。液体吐出
装置のキャリッジHCは、インクを収容する液体容器9
0と液体吐出ヘッド部200とが着脱可能なヘッドカー
トリッジを搭載しており、被記録媒体搬送手段で搬送さ
れる記録紙等の被記録媒体150の幅方向(矢印a,b
方向)に往復移動する。
<Liquid Discharge Apparatus> FIG. 37 shows a schematic configuration of a liquid discharge apparatus equipped with the above-described liquid discharge head. In the present embodiment, an explanation will be given particularly using an ink ejection recording apparatus IJRA using ink as the ejection liquid. The carriage HC of the liquid ejection device is provided with a liquid container 9 for storing ink.
0 and the liquid ejection head unit 200 are mounted with a detachable head cartridge, and the width direction (arrows a and b) of the recording medium 150 such as recording paper conveyed by the recording medium conveying means.
Direction).

【0259】不図示の駆動信号供給手段からキャリッジ
HC上の液体吐出手段に駆動信号が供給されると、この
信号に応じて液体吐出ヘッド部200から被記録媒体1
50に対して記録液体が吐出される。
When a drive signal is supplied from a drive signal supply unit (not shown) to the liquid discharge unit on the carriage HC, the liquid discharge head unit 200 responds to the signal from the drive signal supply unit.
The recording liquid is discharged to 50.

【0260】また、本実施例の液体吐出装置において
は、被記録媒体搬送手段とキャリッジHCを駆動するた
めの駆動源としてのモータ111、駆動源からの動力を
キャリッジHCに伝えるためのギア112,113、及
びキャリッジ軸85等を有している。この記録装置及び
この記録装置で行う液体吐出方法によって、各種の被記
録媒体に対して液体を吐出することで良好な画像の記録
物を得ることができた。
In the liquid ejection apparatus of this embodiment, a motor 111 as a drive source for driving the recording medium transport means and the carriage HC, a gear 112 for transmitting power from the drive source to the carriage HC, 113, a carriage shaft 85, and the like. With this recording apparatus and the liquid ejection method performed by this recording apparatus, a recorded matter of a good image could be obtained by ejecting liquid to various recording media.

【0261】図38は、本発明の液体吐出ヘッドを適用
したインク吐出記録装置を動作させるための装置全体の
ブロック図である。
FIG. 38 is a block diagram of an entire apparatus for operating an ink discharge recording apparatus to which the liquid discharge head of the present invention is applied.

【0262】記録装置は、ホストコンピュータ300よ
り印字情報を制御信号として受ける。印字情報は印字装
置内部の入出力インタフェイス301に一時保存される
と同時に、記録装置内で処理可能なデータに変換され、
ヘッド駆動信号供給手段を兼ねるCPU302に入力さ
れる。CPU302はROM303に保存されている制
御プログラムに基づき、前記CPU302に入力された
データをRAM304等の周辺ユニットを用いて処理
し、印字するデータ(画像データ)に変換する。
The printing apparatus receives print information from the host computer 300 as a control signal. The print information is temporarily stored in the input / output interface 301 inside the printing apparatus, and at the same time, is converted into data that can be processed in the recording apparatus.
It is input to the CPU 302 which also serves as a head drive signal supply unit. The CPU 302 processes data input to the CPU 302 using a peripheral unit such as the RAM 304 based on a control program stored in the ROM 303, and converts the data into print data (image data).

【0263】またCPU302は前記画像データを記録
用紙上の適当な位置に記録するために、画像データに同
期して記録用紙およびヘッド200を移動する駆動用モ
ータ306を駆動するための駆動データを作る。画像デ
ータおよびモータ駆動データは、各々ヘッドドライバ3
07と、モータドライバ305を介し、ヘッド200お
よび駆動モータ306に伝達され、それぞれ制御された
タイミングで駆動され画像を形成する。
The CPU 302 creates drive data for driving the drive motor 306 for moving the recording paper and the head 200 in synchronization with the image data in order to record the image data at an appropriate position on the recording paper. . The image data and the motor drive data are stored in the head driver 3 respectively.
07, and transmitted to the head 200 and the drive motor 306 via the motor driver 305, and are driven at controlled timings to form images.

【0264】上述のような記録装置に適用でき、インク
等の液体の付与が行われる被記録媒体としては、各種の
紙やOHPシート、コンパクトディスクや装飾板等に用
いられるプラスチック材、布帛、アルミニュウムや銅等
の金属材、牛皮、豚皮、人工皮革等の皮革材、木、合板
等の木材、竹材、タイル等のセラミックス材、スポンジ
等の三次元構造体等を対象とすることができる。
The recording medium which can be applied to the recording apparatus as described above and to which a liquid such as ink is applied includes plastics, cloth, aluminum, etc. used for various papers, OHP sheets, compact discs and decorative plates, etc. Metal materials such as copper and copper, leather materials such as cow skin, pig skin and artificial leather, wood materials such as wood and plywood, ceramic materials such as bamboo materials and tiles, and three-dimensional structures such as sponges can be used.

【0265】また上述の記録装置として、各種の紙やO
HPシート等に対して記録を行うプリンタ装置、コンパ
クトディスク等のプラスチック材に記録を行うプラスチ
ック用記録装置、金属板に記録を行う金属用記録装置、
皮革に記録を行う皮革用記録装置、木材に記録を行う木
材用記録装置、セラミックス材に記録を行うセラミック
ス用記録装置、スポンジ等の三次元網状構造体に対して
記録を行う記録装置、又布帛に記録を行う捺染装置等を
も含むものである。
As the recording apparatus described above, various types of paper and O
A printer device for recording on an HP sheet or the like, a recording device for a plastic for recording on a plastic material such as a compact disc, a recording device for a metal for recording on a metal plate,
A recording device for leather for recording on leather, a recording device for wood for recording on wood, a recording device for ceramics for recording on ceramic materials, a recording device for recording on a three-dimensional network structure such as a sponge, and a cloth Also includes a textile printing device for performing recording on the paper.

【0266】またこれらの液体吐出装置に用いる吐出液
としては、夫々の被記録媒体や記録条件に合わせた液体
を用いればよい。
As the discharge liquid used in these liquid discharge devices, a liquid suitable for each recording medium and recording conditions may be used.

【0267】<記録システム>次に、本発明の液体吐出
ヘッドを記録ヘッドとして用い被記録媒体に対して記録
を行う、インクジェット記録システムの一例を説明す
る。
<Recording System> Next, an example of an ink jet recording system in which recording is performed on a recording medium using the liquid discharge head of the present invention as a recording head will be described.

【0268】図39は、前述した本発明の液体吐出ヘッ
ドを用いたインクジェット記録システムの構成を説明す
るための模式図である。本実施例における液体吐出ヘッ
ドは、被記録媒体150の記録可能幅に対応した長さに
360dpiの間隔で吐出口を複数配したフルライン型
のヘッドであり、イエロー(Y),マゼンタ(M),シ
アン(C),ブラック(Bk)の4色に対応した4つの
ヘッド201a〜201dをホルダ202によりX方向
に所定の間隔を持って互いに平行に固定支持されてい
る。
FIG. 39 is a schematic diagram for explaining the configuration of an ink jet recording system using the above-described liquid discharge head of the present invention. The liquid ejection head according to the present embodiment is a full line type head in which a plurality of ejection openings are arranged at intervals of 360 dpi in a length corresponding to the recordable width of the recording medium 150, and yellow (Y) and magenta (M). , Cyan (C), and black (Bk) are fixedly supported in parallel by a holder 202 at predetermined intervals in the X direction by a holder 202.

【0269】これらのヘッド201a〜201dに対し
てそれぞれ駆動信号供給手段を構成するヘッドドライバ
307から信号が供給され、この信号に基づいて各ヘッ
ド201a〜201dの駆動が成される。
A signal is supplied to each of the heads 201a to 201d from a head driver 307 constituting drive signal supply means, and each of the heads 201a to 201d is driven based on this signal.

【0270】各ヘッド201a〜201dには、吐出液
としてY,M,C,Bkの4色のインクがそれぞれイン
ク容器204a〜204dから供給されている。なお、
符号204eは発泡液が蓄えられた発泡液容器であり、
この発泡液容器204eから各ヘッド201a〜201
dに発泡液が供給される構成になっている。
To the heads 201a to 201d, four color inks of Y, M, C, and Bk are supplied as inks from ink containers 204a to 204d, respectively. In addition,
Reference numeral 204e is a foaming liquid container in which a foaming liquid is stored,
Each of the heads 201a to 201
The configuration is such that a foaming liquid is supplied to d.

【0271】また、各ヘッド201a〜201dの下方
には、内部にスポンジ等のインク吸収部材が配されたヘ
ッドキャップ203a〜203dが設けられており、非
記録時に各ヘッド201a〜201dの吐出口を覆うこ
とでヘッド201a〜201dの保守を成すことができ
る。
Below the heads 201a to 201d, there are provided head caps 203a to 203d in which an ink absorbing member such as sponge is disposed. By covering, the heads 201a to 201d can be maintained.

【0272】符号206は、先の各実施例で説明したよ
うな各種、非記録媒体を搬送するための搬送手段を構成
する搬送ベルトである。搬送ベルト206は、各種ロー
ラにより所定の経路に引き回されており、モータドライ
バ305に接続された駆動用ローラにより駆動される。
Reference numeral 206 denotes a transport belt which constitutes transport means for transporting various non-recording media as described in the above embodiments. The transport belt 206 is drawn around a predetermined path by various rollers, and is driven by a driving roller connected to a motor driver 305.

【0273】本実施例のインクジェット記録システムに
おいては、記録を行う前後に被記録媒体に対して各種の
処理を行う前処理装置251および後処理装置252を
それぞれ被記録媒体搬送経路の上流と下流に設けてい
る。
In the ink jet recording system of this embodiment, a pre-processing device 251 and a post-processing device 252 for performing various processes on the recording medium before and after recording are respectively provided upstream and downstream of the recording medium transport path. Provided.

【0274】前処理と後処理は、記録を行う被記録媒体
の種類やインクの種類に応じて、その処理内容が異なる
が、例えば、金属、プラスチック、セラミックス等の被
記録媒体に対しては、前処理として、紫外線とオゾンの
照射を行い、その表面を活性化することでインクの付着
性の向上を図ることができる。また、プラスチック等の
静電気を生じやすい被記録媒体においては、静電気によ
ってその表面にゴミが付着しやすく、このゴミによって
良好な記録が妨げられる場合がある。このため、前処理
としてイオナイザ装置を用い被記録媒体の静電気を除去
することで、被記録媒体からごみの除去を行うとよい。
また、被記録媒体として布帛を用いる場合には、滲み防
止、染着率の向上等の観点から布帛にアルカリ性物質、
水溶性物質、合成高分子、水溶性金属塩、尿素およびチ
オ尿素から選択される物質を付与する処理を前処理とし
て行えばよい。前処理としては、これらに限らず、被記
録媒体の温度を記録に適切な温度にする処理等であって
もよい。
The contents of the pre-processing and post-processing differ depending on the type of recording medium on which recording is performed and the type of ink. For example, for recording media such as metal, plastic, and ceramics, As a pretreatment, irradiation of ultraviolet rays and ozone is performed to activate the surface, thereby improving the adhesion of the ink. Further, in a recording medium such as plastic which easily generates static electricity, dust easily adheres to the surface due to the static electricity, and good recording may be hindered by the dust. For this reason, it is preferable to remove dust from the recording medium by removing static electricity from the recording medium using an ionizer device as a pretreatment.
Further, when a cloth is used as the recording medium, an alkaline substance,
A treatment for providing a substance selected from a water-soluble substance, a synthetic polymer, a water-soluble metal salt, urea, and thiourea may be performed as pretreatment. The pre-processing is not limited to these, and may be a process of setting the temperature of the recording medium to a temperature suitable for recording.

【0275】一方、後処理は、インクが付与された被記
録媒体に対して熱処理、紫外線照射等によるインクの定
着を促進する定着処理や、前処理で付与し未反応で残っ
た処理剤を洗浄する処理等を行うものである。
On the other hand, the post-processing includes a fixing process for promoting the fixing of the ink to the recording medium to which the ink has been applied by heat treatment, ultraviolet irradiation, or the like, or a cleaning process for applying the pre-treatment and remaining unreacted processing agent. And the like.

【0276】なお、本実施例では、ヘッド201a〜2
01dとしてフルラインヘッドを用いて説明したが、こ
れに限らず、前述したような小型のヘッドを被記録媒体
の幅方向に搬送して記録を行う形態のものであってもよ
い。
In this embodiment, the heads 201a to 201a
Although a full-line head has been described as 01d, the present invention is not limited to this, and a configuration in which the above-described small head is conveyed in the width direction of the recording medium to perform recording may be used.

【0277】<ヘッドキット>以下に、本発明の液体吐
出ヘッドを有するヘッドキットを説明する。図40は、
このようなヘッドキットを示した模式図である。このヘ
ッドキット500は、インクを吐出するインク吐出部5
11を有する本発明のヘッド510と、このヘッド51
0と不可分もしくは分離可能な液体容器であるインク容
器520と、このインク容器520にインクを充填する
ためのインクを保持したインク充填手段530とを、キ
ット容器501内に納めたものである。
<Head Kit> A head kit having the liquid ejection head of the present invention will be described below. FIG.
It is a schematic diagram showing such a head kit. The head kit 500 includes an ink ejection unit 5 for ejecting ink.
Head 510 of the present invention having
The ink container 520 is a liquid container that is inseparable or separable from zero, and an ink filling unit 530 holding ink for filling the ink container 520 with ink is contained in a kit container 501.

【0278】インクを消費し終わった場合には、インク
容器520の大気連通口521やヘッド510との接続
部や、もしくはインク容器520の壁に開けた穴など
に、インク充填手段530の挿入部(注射針等)531
の一部を挿入し、この挿入部531を介してインク充填
手段530内のインクをインク容器520内に充填すれ
ばよい。
When the ink has been consumed, the insertion portion of the ink filling means 530 is inserted into the connection portion between the air communication port 521 of the ink container 520 and the head 510, or into a hole formed in the wall of the ink container 520. (Injection needle etc.) 531
May be inserted, and the ink in the ink filling means 530 may be filled into the ink container 520 through the insertion portion 531.

【0279】このように、本発明のヘッド510と、イ
ンク容器520やインク充填手段530等を一つのキッ
ト容器501内に納めてキットにすることで、インクが
消費されてしまっても前述のようにすぐに、また容易に
インクをインク容器520内に充填することができ、記
録の開始を迅速に行うことができる。
As described above, the head 510 of the present invention, the ink container 520, the ink filling means 530, and the like are contained in one kit container 501 to form a kit. The ink can be quickly and easily filled into the ink container 520, and the recording can be started quickly.

【0280】なお、本実施例のヘッドキット500で
は、インク充填手段530が含まれるもので説明を行っ
たが、ヘッドキットとしては、インク充填手段を持た
ず、インクが充填された分離可能タイプのインク容器と
ヘッドとがキット容器510内に納められている形態の
ものであってもよい。
Although the head kit 500 of the present embodiment has been described as including the ink filling means 530, the head kit does not have the ink filling means and is of a separable type filled with ink. A configuration in which the ink container and the head are contained in the kit container 510 may be used.

【0281】また、この図40では、インク容器520
に対してインクを充填するインク充填手段530のみを
示しているが、インク容器520の他に発泡液を発泡液
容器に充填するための発泡液充填手段をキット容器内に
納めた形態のものであってもよい。
In FIG. 40, the ink container 520
Only the ink filling means 530 for filling the ink is shown, but the foaming liquid filling means for filling the foaming liquid with the foaming liquid in addition to the ink container 520 is contained in a kit container. There may be.

【0282】本発明は、上述したような発熱体の面に沿
う方向に設けられた液流路の一端に吐出口を有する、い
わゆるエッジシュータタイプの液体吐出ヘッドに限定さ
れることなく、例えば図41に示すような発熱体2の面
に対向する位置に吐出口18を有する、いわゆるサイド
シュータタイプの液体吐出ヘッドにも適用可能である。
The present invention is not limited to a so-called edge shooter type liquid discharge head having a discharge port at one end of the liquid flow path provided along the surface of the heating element as described above. The present invention is also applicable to a so-called side shooter type liquid discharge head having a discharge port 18 at a position facing the surface of the heating element 2 as shown at 41.

【0283】図41に示したサイドシュータタイプの液
体吐出ヘッドは、各吐出口18ごとに、液体に気泡を発
生させるための熱エネルギーを与える発熱体2が設けら
れた素子基板1上に、発泡液用の第2液流路16が形成
され、その上に溝付き部材50に設けられた吐出口18
に直接連通した吐出液用の第1液流路14が形成され、
第1液流路14と第2液流路16とは、金属等の弾性を
有する材料で構成された分離壁30により区分されてい
る点で、上述のエッジシュータタイプの液体吐出ヘッド
と同様である。
In the side shooter type liquid discharge head shown in FIG. 41, a bubble is formed on the element substrate 1 provided with a heating element 2 for applying heat energy for generating bubbles to the liquid for each discharge port 18. A second liquid flow path 16 for liquid is formed, and a discharge port 18 provided in the grooved member 50 thereon is formed.
The first liquid flow path 14 for the discharged liquid directly connected to the
The first liquid flow path 14 and the second liquid flow path 16 are similar to the above-described edge shooter type liquid discharge head in that they are separated by a separation wall 30 made of an elastic material such as metal. is there.

【0284】サイドシュータタイプの液体吐出ヘッド
は、上記第1液流路14上に配された溝付き部材(オリ
フィスプレート)50のうち、発熱体2の直上の部分に
吐出口18が設けられている点に特徴がある。この吐出
口18と発熱体2との間の分離壁30には、観音開きに
開口しそれぞれ発熱体2と対向する面からその反対側の
面に向かって幅が小さくなっている一対の可動部材31
が設けられている。両可動部材31は支点33で支持さ
れる片持梁形状のもので、両方の自由端32同士は、非
吐出時においては、吐出口18の中央部分の直下に位置
するスリット35によりわずかに離間して対向してい
る。吐出時においては、両可動部材31は、図41中の
矢印で示すように、気泡発生領域11における発泡液の
発泡によって第1液流路14側に開口し、発泡液の収縮
によって閉口する。この領域Cには、吐出液を貯留する
吐出液タンク(不図示)から吐出液がリフィルされて吐
出可能状態となり、次の発泡液の発泡に備えることがで
きる。
In the side shooter type liquid discharge head, a discharge port 18 is provided in a portion of the grooved member (orifice plate) 50 disposed on the first liquid flow path 14 immediately above the heating element 2. There is a feature in the point. A pair of movable members 31 each having a double door opening and having a width decreasing from a surface facing the heating element 2 to a surface on the opposite side thereof are provided on the separation wall 30 between the discharge port 18 and the heating element 2.
Is provided. Both movable members 31 are of a cantilever shape supported by a fulcrum 33, and both free ends 32 are slightly separated from each other by a slit 35 located immediately below a central portion of the discharge port 18 during non-discharge. And facing each other. At the time of ejection, both movable members 31 are opened to the first liquid flow path 14 side by foaming of the foaming liquid in the bubble generation region 11 and closed by contraction of the foaming liquid, as indicated by arrows in FIG. 41. In this region C, the discharge liquid is refilled from a discharge liquid tank (not shown) for storing the discharge liquid, and becomes in a dischargeable state, so that it can be prepared for the next bubbling of the foaming liquid.

【0285】第1液流路14は、他の吐出口18の第1
液流路14とともに、第1共通液室15を介して吐出液
タンクに連絡しており、第2液流路16も、他の吐出口
18の第2液流路16とともに、第2共通液室17を介
して、発泡液を貯留する発泡液タンク(不図示)に連絡
している。
[0285] The first liquid flow path 14
Along with the liquid flow path 14, it communicates with the discharge liquid tank via a first common liquid chamber 15, and the second liquid flow path 16, together with the second liquid flow path 16 of the other discharge port 18, communicates with the second common liquid chamber 16. A foaming liquid tank (not shown) for storing the foaming liquid is connected via the chamber 17.

【0286】このような構成を有するサイドシュータタ
イプの液体吐出ヘッドにおいても、エッジシュータタイ
プの液体吐出ヘッドとほぼ同様に、吐出液のリフィルを
向上させつつ、高吐出効率、高吐出圧で液体を吐出する
ことができるという優れた効果を得ることができる。
In the side shooter type liquid discharge head having such a structure, the liquid is discharged at a high discharge efficiency and a high discharge pressure while improving the refill of the discharge liquid, almost in the same manner as the edge shooter type liquid discharge head. An excellent effect of being able to discharge can be obtained.

【0287】また、製造方法については、溝付き部材5
0に設けられる吐出口18の位置が異なることと共通液
室15,17の位置及び構造が異なること以外は、エッ
ジシュータタイプの液体吐出ヘッドと実質的に同じであ
る。すなわち、可動部材31を有する分離壁30と第2
液流路16を構成する流路壁との関係は両者とも同じで
ある。
As for the manufacturing method, the grooved member 5
The liquid ejection head is substantially the same as the edge shooter type liquid ejection head except that the position of the ejection port 18 provided at 0 is different and the positions and structures of the common liquid chambers 15 and 17 are different. That is, the separation wall 30 having the movable member 31 and the second
The relationship with the flow path wall forming the liquid flow path 16 is the same in both cases.

【0288】さらに、上述した各実施例では、可動部材
の形状によって、変位する際の液体に対する抵抗を小さ
くした例を示したが、発熱体と対向する面と反対側の面
の液体の接触角を、発熱体と対向する面のそれよりも小
さくするような処理を可動部材に行うことでも、変位す
る際の液体に対する抵抗を小さくすることもできる。
Further, in each of the above-described embodiments, the example in which the resistance to the liquid when displacing is reduced by the shape of the movable member has been described. However, the contact angle of the liquid on the surface opposite to the surface facing the heating element is described. Can be performed on the movable member such that the surface of the movable member is smaller than that of the surface facing the heating element, so that the resistance to the liquid at the time of displacement can be reduced.

【0289】[0289]

【発明の効果】上述したような、変位するときの流路内
の液体に体する抵抗を小さくした可動部材を用い、気泡
の発生に基づく圧力により可動部材を変位させて液体を
吐出口側に導く本発明の液体吐出ヘッドによると、可動
部材が変位し易くなり、吐出効率及び吐出力をより向上
することができる。さらに、可動部材の発熱体との対向
面を平面としたり、あるいは幅方向の両端部を中央部よ
りも発熱体側に突出させた形状とすることで、可動部材
は気泡の圧力成分を受けやすく、あるいは逃し難くな
り、気泡の発生に基づく圧力をより効果的に可動部材の
変位に利用することができる。
As described above, a movable member having a reduced resistance to the liquid in the flow path when displacing is used, and the liquid is displaced toward the discharge port by displacing the movable member by the pressure based on the generation of bubbles. According to the liquid ejection head of the present invention, the movable member is easily displaced, and the ejection efficiency and the ejection force can be further improved. Furthermore, the movable member is more susceptible to the pressure component of the bubble by making the surface of the movable member facing the heating element a flat surface, or by forming both ends in the width direction so as to protrude toward the heating element side from the center. Alternatively, it becomes difficult to escape, and the pressure based on the generation of bubbles can be more effectively used for the displacement of the movable member.

【0290】また、本発明の特徴的な構成によれば、低
温や低湿で長期放置を行った場合であっても不吐出にな
ることを防止でき、仮に不吐出になっても予備吐出や吸
引回復といった回復処理をわずかに行うだけで正常状態
に即座に復帰できる利点もある。これに伴い、回復時間
の短縮や回復による液体の損失を低減でき、ランニング
コストも大幅に下げることが可能である。
Further, according to the characteristic structure of the present invention, it is possible to prevent non-discharge even if the device is left for a long time at a low temperature or low humidity. There is also an advantage that it is possible to immediately return to a normal state by performing a slight recovery process such as recovery. Along with this, the recovery time can be shortened, the loss of liquid due to the recovery can be reduced, and the running cost can be significantly reduced.

【0291】また、特に本発明のリフィル特性を向上し
た構成によれば、連続吐出時の応答性、気泡の安定成
長、液滴の安定化を達成して、高速液体吐出による高速
記録また高画質記録を可能にすることができた。
In particular, according to the configuration of the present invention having improved refill characteristics, responsiveness at the time of continuous ejection, stable growth of bubbles and stabilization of droplets are achieved, and high-speed recording by high-speed liquid ejection and high image quality are achieved. Recording could be enabled.

【0292】また、2流路構成のヘッドにおいて発泡液
として、発泡しやすい液体や、発熱体上への堆積物(こ
げ等)が生じにくい液体を用いることで、吐出液の選択
の自由度が高くなり、発泡が生じにくい高粘性液体、発
熱体上に堆積物を生じやすい液体等、従来のバブルジェ
ット吐出方法で吐出することが困難であった液体につい
ても良好に吐出することができた。
Further, by using a liquid that easily foams or a liquid that does not easily generate deposits (burns) on the heating element as the foaming liquid in the head having a two-passage structure, the degree of freedom in selecting the discharge liquid is increased. Liquids that were difficult to be discharged by the conventional bubble jet discharge method, such as high-viscosity liquids that became high and hardly foamed, and liquids that easily generate deposits on the heating element, could be discharged well.

【0293】さらに熱に弱い液体等も、この液体に熱に
よる悪影響を与えず吐出することができた。
Further, a liquid or the like which is weak to heat could be ejected without adversely affecting the liquid by heat.

【0294】また、本発明の液体吐出ヘッドを記録用の
液体吐出記録ヘッドとして用いることで、さらに高画質
な記録を達成することができた。
Further, by using the liquid discharge head of the present invention as a liquid discharge recording head for recording, higher quality recording could be achieved.

【0295】また、本発明の液体吐出ヘッドを用い、液
体の吐出効率等がさらに向上した液体吐出装置や記録シ
ステム等を提供することができた。
Further, it was possible to provide a liquid discharge apparatus, a recording system, and the like in which the liquid discharge efficiency and the like were further improved by using the liquid discharge head of the present invention.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の液体吐出ヘッドの一例を示す模式断面
図である。
FIG. 1 is a schematic sectional view showing an example of a liquid ejection head of the present invention.

【図2】図1に示した液体吐出ヘッドの部分破断斜視図
である。
FIG. 2 is a partially cutaway perspective view of the liquid ejection head shown in FIG.

【図3】図1に示した液体吐出ヘッドを吐出口方向から
見た模式断面図である。
FIG. 3 is a schematic sectional view of the liquid discharge head shown in FIG. 1 as viewed from a discharge port direction.

【図4】従来のヘッドにおける気泡からの圧力伝搬を示
す模式図である。
FIG. 4 is a schematic diagram showing pressure propagation from bubbles in a conventional head.

【図5】本発明の液体吐出ヘッドにおける気泡からの圧
力伝搬を示す模式図である。
FIG. 5 is a schematic diagram showing pressure propagation from bubbles in the liquid ejection head of the present invention.

【図6】図1に示した液体吐出ヘッドの液体の流れを説
明するための模式図である。
FIG. 6 is a schematic diagram for explaining a flow of liquid in the liquid ejection head shown in FIG. 1;

【図7】本発明の第2の実施例における液体吐出ヘッド
の模式断面図である。
FIG. 7 is a schematic sectional view of a liquid ejection head according to a second embodiment of the present invention.

【図8】図7に示した液体吐出ヘッドを吐出口方向から
見た模式断面図である。
8 is a schematic cross-sectional view of the liquid discharge head shown in FIG. 7 as viewed from a discharge port direction.

【図9】本発明の第3の実施例における液体吐出ヘッド
の模式断面図である。
FIG. 9 is a schematic sectional view of a liquid ejection head according to a third embodiment of the present invention.

【図10】本発明の第4の実施例における液体吐出ヘッ
ドの部分破断斜視図である。
FIG. 10 is a partially cutaway perspective view of a liquid ejection head according to a fourth embodiment of the present invention.

【図11】本発明の第5の実施例における液体吐出ヘッ
ドの部分破断斜視図である。
FIG. 11 is a partially cutaway perspective view of a liquid ejection head according to a fifth embodiment of the present invention.

【図12】本発明の第6の実施例における液体吐出ヘッ
ドの断面図である。
FIG. 12 is a sectional view of a liquid ejection head according to a sixth embodiment of the present invention.

【図13】本発明の第7の実施例における液体吐出ヘッ
ドの模式断面図である。
FIG. 13 is a schematic sectional view of a liquid ejection head according to a seventh embodiment of the present invention.

【図14】本発明の第8の実施例における液体吐出ヘッ
ド(2流路)の断面図である。
FIG. 14 is a sectional view of a liquid discharge head (two flow paths) according to an eighth embodiment of the present invention.

【図15】図14に示した液体吐出ヘッドの部分破断斜
視図である。
15 is a partially cutaway perspective view of the liquid discharge head shown in FIG.

【図16】可動部材の動作を説明するための図である。FIG. 16 is a view for explaining the operation of the movable member.

【図17】可動部材の種々の変形例(a)〜(i)を示
す断面図である。
FIG. 17 is a sectional view showing various modified examples (a) to (i) of a movable member.

【図18】第1液流路の天井形状の他の例を説明するた
めの図である。
FIG. 18 is a view for explaining another example of the ceiling shape of the first liquid flow path.

【図19】第2液流路と可動部材との配置関係を説明す
るための図である。
FIG. 19 is a diagram for explaining an arrangement relationship between a second liquid flow path and a movable member.

【図20】可動部材の他の形状を説明するための図であ
る。
FIG. 20 is a view for explaining another shape of the movable member.

【図21】発熱体面積とインク吐出量の関係を示すグラ
フである。
FIG. 21 is a graph showing a relationship between a heating element area and an ink ejection amount.

【図22】可動部材と発熱体との配置関係を示す図であ
る。
FIG. 22 is a diagram illustrating an arrangement relationship between a movable member and a heating element.

【図23】発熱体のエッジと支点までの距離と可動部材
の変位量の関係を示すグラフである。
FIG. 23 is a graph showing a relationship between a distance between an edge of a heating element and a fulcrum and a displacement amount of a movable member.

【図24】発熱体と可動部材との配置関係を説明するた
めの図である。
FIG. 24 is a diagram for explaining an arrangement relationship between a heating element and a movable member.

【図25】本発明の液体吐出ヘッドの縦断面図である。FIG. 25 is a longitudinal sectional view of the liquid ejection head of the present invention.

【図26】駆動パルスの形状を示す模式図である。FIG. 26 is a schematic diagram showing the shape of a driving pulse.

【図27】本発明の液体吐出ヘッドの供給路を説明する
ための断面図である。
FIG. 27 is a cross-sectional view for explaining a supply path of the liquid ejection head of the present invention.

【図28】本発明のヘッドの分解斜視図である。FIG. 28 is an exploded perspective view of the head of the present invention.

【図29】図3に示す可動部材の製造方法を説明するた
めの工程図である。
FIG. 29 is a process chart for describing a method of manufacturing the movable member shown in FIG.

【図30】図17の(c)に示す可動部材の製造方法を
説明するための工程図である。
FIG. 30 is a process chart for explaining a method of manufacturing the movable member shown in FIG. 17 (c).

【図31】図17の(d)に示す可動部材の製造方法を
説明するための工程図である。
FIG. 31 is a process chart for describing a method of manufacturing the movable member shown in FIG. 17 (d).

【図32】図17の(h)に示す可動部材の製造方法を
説明するための工程図である。
FIG. 32 is a process chart for describing a method of manufacturing the movable member shown in FIG. 17 (h).

【図33】本発明の液体吐出ヘッドの製造方法を説明す
るための工程図である。
FIG. 33 is a process diagram for describing the method for manufacturing the liquid ejection head according to the present invention.

【図34】本発明の液体吐出ヘッドの製造方法を説明す
るための工程図である。
FIG. 34 is a process diagram for describing the method for manufacturing a liquid discharge head according to the present invention.

【図35】本発明の液体吐出ヘッドの製造方法を説明す
るための工程図である。
FIG. 35 is a process diagram for describing the method for manufacturing a liquid discharge head according to the present invention.

【図36】液体吐出ヘッドカートリッジの分解斜視図で
ある。
FIG. 36 is an exploded perspective view of a liquid ejection head cartridge.

【図37】液体吐出装置の概略構成図である。FIG. 37 is a schematic configuration diagram of a liquid ejection device.

【図38】装置ブロック図である。FIG. 38 is a device block diagram.

【図39】液体吐出記録システムを示す図である。FIG. 39 is a diagram showing a liquid ejection recording system.

【図40】ヘッドキットの模式図である。FIG. 40 is a schematic diagram of a head kit.

【図41】本発明を適用したサイドシュータタイプの液
体吐出ヘッドの一例の断面図である。
FIG. 41 is a sectional view of an example of a side shooter type liquid ejection head to which the present invention is applied.

【図42】従来の液体吐出ヘッドの液流路構造を説明す
るための図である。
FIG. 42 is a view for explaining a liquid flow path structure of a conventional liquid discharge head.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 素子基板 2 発熱体 3 面積中心 10 液流路 11 気泡発生領域 12 供給路 13 共通液室 14 第1液流路 15 第1共通液室 16 第2液流路 17 第2共通液室 18 吐出口 19 狭窄部 20 第1供給路 21 第2供給路 22 第1液流路壁 23 第2液流路壁 24 凸部 30 分離壁 31 可動部材 31a 立面部 32 自由端 33 支点 34 支持部材 35 スリット 36 気泡発生領域前壁 37 気泡発生領域側壁 40 気泡 50 溝付き部材 70 支持体 78 押えバネ 80 供給部材 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Element substrate 2 Heating element 3 Center of area 10 Liquid flow path 11 Bubble generation area 12 Supply path 13 Common liquid chamber 14 First liquid flow path 15 First common liquid chamber 16 Second liquid flow path 17 Second common liquid chamber 18 Discharge Outlet 19 Narrowed part 20 First supply path 21 Second supply path 22 First liquid flow path wall 23 Second liquid flow path wall 24 Convex part 30 Separation wall 31 Movable member 31a Elevated surface part 32 Free end 33 Support point 34 Support member 35 Slit 36 Front wall of bubble generation area 37 Side wall of bubble generation area 40 Bubble 50 Grooved member 70 Support 78 Holding spring 80 Supply member

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 工藤 清光 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 石永 博之 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 須釜 定之 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 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (72) Inventor Kiyomitsu Kudo 3-30-2 Shimomaruko, Ota-ku, Tokyo Inside Canon Inc. (72) Inventor Hiroyuki Ishinaga 3-30-2 Shimomaruko, Ota-ku, Tokyo (72) Inventor Sadayuki Sugama 3-30-2 Shimomaruko, Ota-ku, Tokyo Canon Inc.

Claims (33)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 液体を吐出する吐出口と、前記吐出口に
連通する液流路と、前記液流路内の液体に気泡を発生さ
せる気泡発生領域と、前記液流路内に前記気泡発生領域
に面して配され、前記気泡発生領域での気泡の発生に基
づく圧力によって変位して前記圧力を前記吐出口側へ導
き、気泡の収縮による負圧で元の位置に復帰する可動部
材とを有し、 前記可動部材は、変位するときの前記流路内の液体に対
する抵抗が、元の位置に復帰するときの抵抗よりも小さ
い液体吐出ヘッド。
A discharge port for discharging a liquid; a liquid flow path communicating with the discharge port; a bubble generation region for generating bubbles in the liquid in the liquid flow path; and a bubble generation area in the liquid flow path. A movable member that is arranged facing the area, is displaced by pressure based on the generation of bubbles in the bubble generation area, guides the pressure to the discharge port side, and returns to the original position by negative pressure due to contraction of bubbles; A liquid ejection head, wherein the movable member has a smaller resistance to the liquid in the flow path when displaced than a resistance when the movable member returns to the original position.
【請求項2】 液体を吐出する吐出口と、前記吐出口に
連通した第1の液流路と、液体に熱を加えることで該液
体に気泡を発生させる気泡発生領域を有する第2の液流
路と、前記第1の液流路と前記気泡発生領域との間に配
され、前記気泡発生領域での気泡の発生に基づく圧力に
よって前記第1の液流路側へ変位して前記圧力を前記吐
出口側へ導き、気泡の収縮による負圧で元の位置に復帰
する可動部材とを有し、 前記可動部材は、変位するときの前記第1の液流路内の
液体に対する抵抗が、元の位置に復帰するときの抵抗よ
りも小さい液体吐出ヘッド。
2. A second liquid having a discharge port for discharging a liquid, a first liquid flow path communicating with the discharge port, and a bubble generation region for generating bubbles in the liquid by applying heat to the liquid. A flow path, disposed between the first liquid flow path and the bubble generation area, and displaced to the first liquid flow path side by a pressure based on the generation of bubbles in the bubble generation area to reduce the pressure. A movable member that guides to the discharge port side and returns to the original position by a negative pressure due to the contraction of bubbles; and the movable member has a resistance to liquid in the first liquid flow path when displaced. Liquid ejection head smaller than the resistance when returning to the original position.
【請求項3】 前記可動部材は前記第1の液流路と第2
の液流路との間に配された分離壁の一部として構成され
ている請求項2に記載の液体吐出ヘッド。
3. The apparatus according to claim 1, wherein the movable member is connected to the first liquid flow path and the second liquid flow path.
3. The liquid discharge head according to claim 2, wherein the liquid discharge head is configured as a part of a separation wall disposed between the liquid discharge head and the liquid flow path.
【請求項4】 前記第1の液流路の複数に第1の液体を
供給するための第1の共通液室と、前記第2の液流路の
複数に第2の液体を供給するための第2の共通液室とが
配されている請求項2に記載の液体吐出ヘッド。
4. A first common liquid chamber for supplying a first liquid to a plurality of first liquid flow paths, and a second liquid for supplying a second liquid to a plurality of second liquid flow paths. 3. The liquid discharge head according to claim 2, wherein the second common liquid chamber is disposed.
【請求項5】 前記可動部材に面した位置に発熱体が設
けられており、前記可動部材と前記発熱体との間が前記
気泡発生領域である請求項1、2、3または4に記載の
液体吐出ヘッド。
5. A heating element is provided at a position facing the movable member, and a space between the movable member and the heating element is the bubble generation region. Liquid ejection head.
【請求項6】 液体を吐出するための複数の吐出口と、
それぞれの吐出口に対応して直接連通する複数の第1の
液流路を構成するための複数の溝と、前記複数の第1の
液流路に液体を供給するための第1の共通液室を構成す
る凹部とを一体的に有する溝付き部材と、 液体に熱を与えることで液体に気泡を発生させるための
複数の発熱体が配された素子基板と、 前記溝付き部材と前記素子基板との間に配され、前記発
熱体に対応した第2の液流路の壁の一部を構成するとと
もに、前記発熱体に面した位置に、前記気泡の発生に基
づく圧力によって前記第1の液流路側に変位して前記圧
力を前記吐出口側へ導き、気泡の収縮による負圧で元の
位置に復帰する可動部材とを具備した分離壁とを有し、 前記可動部材は、変位するときの前記第1の液流路内の
液体に対する抵抗が、元の位置に復帰するときの抵抗よ
りも小さい液体吐出ヘッド。
6. A plurality of discharge ports for discharging a liquid,
A plurality of grooves for forming a plurality of first liquid flow paths directly communicating with the respective discharge ports, and a first common liquid for supplying a liquid to the plurality of first liquid flow paths A grooved member integrally having a concave portion forming a chamber; an element substrate on which a plurality of heating elements for generating bubbles in the liquid by applying heat to the liquid; an grooved member and the element; A second liquid flow path corresponding to the heating element, and a part of the wall of the second liquid flow path corresponding to the heating element; A movable member that is displaced toward the liquid flow path side and guides the pressure toward the discharge port side, and returns to the original position by a negative pressure due to the contraction of bubbles. When the resistance to the liquid in the first liquid flow path returns to the original position Small liquid discharge head than the resistance.
【請求項7】 前記可動部材は、支点と、該支点よりも
前記吐出口側に位置する自由端をもつ板状の部材である
請求項5または6に記載の液体吐出ヘッド。
7. The liquid ejection head according to claim 5, wherein the movable member is a plate-shaped member having a fulcrum and a free end located on the ejection port side with respect to the fulcrum.
【請求項8】 前記可動部材は、前記発熱体と対向する
面からその反対側の面に向かって幅が狭くなっている請
求項7に記載の液体吐出ヘッド。
8. The liquid ejection head according to claim 7, wherein the width of the movable member is reduced from a surface facing the heating element toward a surface opposite to the heating element.
【請求項9】 前記可動部材の前記発熱体と対向する面
は、実質的に平面である請求項7または8に記載の液体
吐出ヘッド。
9. The liquid discharge head according to claim 7, wherein a surface of the movable member facing the heating element is substantially flat.
【請求項10】 前記可動部材の前記発熱体と対向する
面は、前記発熱体の表面と平行である請求項9に記載の
液体吐出ヘッド。
10. The liquid discharge head according to claim 9, wherein a surface of the movable member facing the heating element is parallel to a surface of the heating element.
【請求項11】 前記可動部材は、その幅方向における
両端部が中央部よりも前記発熱体側に突出している請求
項7または8に記載の液体吐出ヘッド。
11. The liquid discharge head according to claim 7, wherein both ends of the movable member in the width direction protrude from the center toward the heating element.
【請求項12】 前記可動部材は、前記支点から前記自
由端に向かって厚みが薄くなっている請求項7ないし1
0のいずれか1項に記載の液体吐出ヘッド。
12. The movable member has a thickness decreasing from the fulcrum toward the free end.
0. The liquid ejection head according to any one of 0.
【請求項13】 前記可動部材は、前記発熱体と対向す
る面と反対側の面の液体の接触角が、前記発熱体と対向
する面の液体の接触角よりも小さい請求項7に記載の液
体吐出ヘッド。
13. The movable member according to claim 7, wherein the contact angle of the liquid on the surface opposite to the surface facing the heating element is smaller than the contact angle of the liquid on the surface facing the heating element. Liquid ejection head.
【請求項14】 前記気泡は前記発熱体が発生する熱に
よって液体に膜沸騰を生じることで発生する気泡である
請求項5または6に記載の液体吐出ヘッド。
14. The liquid discharge head according to claim 5, wherein the bubble is a bubble generated by causing a film to boil in a liquid by heat generated by the heating element.
【請求項15】 前記発熱体の有効発泡領域の総てが前
記可動部材に面している請求項14に記載の液体吐出ヘ
ッド。
15. The liquid discharge head according to claim 14, wherein all effective foaming regions of the heating element face the movable member.
【請求項16】 前記可動部材の総面積が前記発熱体の
総面積より大である請求項14に記載の液体吐出ヘッ
ド。
16. The liquid discharge head according to claim 14, wherein a total area of the movable member is larger than a total area of the heating element.
【請求項17】 前記可動部材の支点が前記発熱体の直
上から外れた位置に配されている請求項7に記載の液体
吐出ヘッド。
17. The liquid ejection head according to claim 7, wherein a fulcrum of the movable member is disposed at a position deviated from immediately above the heating element.
【請求項18】 前記可動部材の自由端は前記発熱体が
配された液流路を実質的に直交する形状を有する請求項
7に記載の液体吐出ヘッド。
18. The liquid discharge head according to claim 7, wherein a free end of the movable member has a shape substantially orthogonal to a liquid flow path in which the heating element is arranged.
【請求項19】 前記可動部材の自由端は、前記発熱体
の面積中心よりも、前記液流路での前記吐出口へ向かう
液体の流れの下流側に位置する請求項7に記載の液体吐
出ヘッド。
19. The liquid ejection apparatus according to claim 7, wherein the free end of the movable member is located on the downstream side of the flow of the liquid toward the ejection port in the liquid flow path from the area center of the heating element. head.
【請求項20】 前記溝付き部材には、前記第1の共通
液室に液体を導入するための第1導入路と、前記第2の
共通液室に液体を導入するための第2導入路とを有する
請求項6に記載の液体吐出ヘッド。
20. A first introduction path for introducing a liquid into the first common liquid chamber and a second introduction path for introducing a liquid into the second common liquid chamber in the grooved member. The liquid discharge head according to claim 6, comprising:
【請求項21】 前記溝付き部材には、前記第2導入路
が複数設けられている請求項20に記載の液体吐出ヘッ
ド。
21. The liquid ejection head according to claim 20, wherein a plurality of the second introduction paths are provided in the grooved member.
【請求項22】 前記第1導入路の断面積と前記第2導
入路の断面積の比は、各液体の供給量に比例している請
求項20に記載の液体吐出ヘッド。
22. The liquid discharge head according to claim 20, wherein a ratio of a sectional area of the first introduction path to a sectional area of the second introduction path is proportional to a supply amount of each liquid.
【請求項23】 前記第2導入路は、前記分離壁を貫通
して前記第2の共通液室に液体を供給する導入路である
請求項20に記載の液体吐出ヘッド。
23. The liquid discharge head according to claim 20, wherein the second introduction path is an introduction path that supplies the liquid to the second common liquid chamber through the separation wall.
【請求項24】 前記発熱体は電気信号を受けることで
熱を発生する発熱抵抗体を有する電気熱変換体である請
求項5または6に記載の液体吐出ヘッド。
24. The liquid ejection head according to claim 5, wherein the heating element is an electrothermal converter having a heating resistor that generates heat by receiving an electric signal.
【請求項25】 前記電気熱変換体は前記発熱抵抗体上
に、保護膜を配したものである請求項24に記載の液体
吐出ヘッド。
25. The liquid discharge head according to claim 24, wherein the electrothermal transducer has a protective film disposed on the heating resistor.
【請求項26】 前記素子基板上には前記電気熱変換体
に電気信号を伝えるための配線と、前記電気熱変換体に
選択的に電気信号を与えるための機能素子が配されてい
る請求項24に記載の液体吐出ヘッド。
26. A wiring for transmitting an electric signal to the electrothermal transducer, and a functional element for selectively supplying an electric signal to the electrothermal transducer are arranged on the element substrate. 25. The liquid ejection head according to 24.
【請求項27】 請求項1、2または6に記載の液体吐
出ヘッドと、該液体吐出ヘッドに供給される液体を保持
する液体容器とを有するヘッドカートリッジ。
27. A head cartridge comprising the liquid ejection head according to claim 1, 2 or 6, and a liquid container for holding a liquid supplied to the liquid ejection head.
【請求項28】 請求項3または6に記載の液体吐出ヘ
ッドと、第1の液流路に供給される第1の液体と、第2
の液流路に供給される第2の液体とを保持する液体容器
とを有するヘッドカートリッジ。
28. The liquid ejection head according to claim 3, wherein the first liquid is supplied to the first liquid flow path, and the second liquid is supplied to the first liquid flow path.
And a liquid container for holding the second liquid supplied to the liquid flow path.
【請求項29】 請求項1、2、または6に記載の液体
吐出ヘッドと、 該液体吐出ヘッドから液体を吐出させるための駆動信号
を供給する駆動信号供給手段とを有する液体吐出装置。
29. A liquid ejection apparatus comprising: the liquid ejection head according to claim 1, 2, or 6; and a drive signal supply unit that supplies a drive signal for ejecting liquid from the liquid ejection head.
【請求項30】 請求項1、2または6に記載の液体吐
出ヘッドと、 該液体吐出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搬送手段とを有する液体吐出装
置。
30. A liquid discharge apparatus comprising: the liquid discharge head according to claim 1, 2 or 6, and a recording medium transport unit that transports a recording medium that receives liquid discharged from the liquid discharge head.
【請求項31】 前記液体吐出ヘッドからインクを吐出
し、被記録媒体にインクを付着させることで記録を行う
請求項29または30に記載の液体吐出装置。
31. The liquid ejecting apparatus according to claim 29, wherein the recording is performed by ejecting ink from the liquid ejecting head and attaching the ink to a recording medium.
【請求項32】 前記液体吐出ヘッドから複数色の記録
液体を吐出し、被記録媒体に前記複数色の記録液体を付
着させることでカラー記録を行う請求項29または30
に記載の液体吐出装置。
32. Color recording is performed by discharging recording liquids of a plurality of colors from the liquid discharge head and attaching the recording liquids of the plurality of colors to a recording medium.
A liquid ejection device according to claim 1.
【請求項33】 前記吐出口が被記録媒体の記録可能領
域の全幅に渡って、複数配されている請求項29または
30に記載の液体吐出装置。
33. The liquid discharge apparatus according to claim 29, wherein a plurality of the discharge ports are arranged over the entire width of a recordable area of the recording medium.
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Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6427954A (en) * 1987-07-24 1989-01-30 Ricoh Kk Ink jet recorder
JPH024513A (en) * 1988-06-22 1990-01-09 Seiko Epson Corp Ink jet head
JPH05169663A (en) * 1991-12-26 1993-07-09 Ricoh Co Ltd Ink jet recording apparatus
JPH0631918A (en) * 1992-05-28 1994-02-08 Xerox Corp Thermal ink jet print head
JPH06246926A (en) * 1993-01-01 1994-09-06 Canon Inc Ink re-filled container and ink re-filling method using same
JPH06328733A (en) * 1993-05-26 1994-11-29 Canon Inc Ink jet recording device and method, and recorded matter

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6427954A (en) * 1987-07-24 1989-01-30 Ricoh Kk Ink jet recorder
JPH024513A (en) * 1988-06-22 1990-01-09 Seiko Epson Corp Ink jet head
JPH05169663A (en) * 1991-12-26 1993-07-09 Ricoh Co Ltd Ink jet recording apparatus
JPH0631918A (en) * 1992-05-28 1994-02-08 Xerox Corp Thermal ink jet print head
JPH06246926A (en) * 1993-01-01 1994-09-06 Canon Inc Ink re-filled container and ink re-filling method using same
JPH06328733A (en) * 1993-05-26 1994-11-29 Canon Inc Ink jet recording device and method, and recorded matter

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