JPH1029306A - Liquid discharging method, liquid discharging head, and liquid discharging device - Google Patents

Liquid discharging method, liquid discharging head, and liquid discharging device

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Publication number
JPH1029306A
JPH1029306A JP20314896A JP20314896A JPH1029306A JP H1029306 A JPH1029306 A JP H1029306A JP 20314896 A JP20314896 A JP 20314896A JP 20314896 A JP20314896 A JP 20314896A JP H1029306 A JPH1029306 A JP H1029306A
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JP
Japan
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liquid
flow path
liquid flow
head
discharge
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Application number
JP20314896A
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Japanese (ja)
Inventor
Yoshiko Miyashita
佳子 宮下
Toshio Kashino
俊雄 樫野
Yoshie Nakada
佳恵 中田
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Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
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Filing date
Publication date
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Publication of JPH1029306A publication Critical patent/JPH1029306A/en
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Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41JTYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/005Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
    • B41J2/01Ink jet
    • B41J2/135Nozzles
    • B41J2/14Structure thereof only for on-demand ink jet heads
    • B41J2/14016Structure of bubble jet print heads
    • B41J2/14032Structure of the pressure chamber
    • B41J2/14048Movable member in the chamber

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To create a picture quality free from density nonuniformity through constantly stable discharge by a method wherein a liquid temperature in a first liquid flow passage is regulated through a separation wall by regulating a liquid temperature in a second liquid flow passage having a bubble generating area at the time of discharging the liquid. SOLUTION: A sub-heater 2a for regulating temperature, which regulates the temperature of discharging liquid of a first common liquid chamber 15 indirectly through a separation wall 30 by heating a gas-generating liquid, supplied to a second liquid flow passage 16 to a predetermined temperature, is provided on the bottom of a second common liquid chamber 17, i.e., or an element substrate 1. The sub-heater 2a is provided to regulate the temperature of discharging liquid of the whole of a head through small number of heaters and, therefore, it is not necessary to provide the number of pieces of heaters coping with respective flow passage and it is enough that a small number of pieces of the same are arranged in the second common liquid chamber 17. The sub-heater 2a is a temperature regulating means for regulating the temperature of the discharging liquid at a predetermined temperature by heating the liquid to a predetermined temperature and transmit the heat of the foamed liquid to the discharging liquid through the separation wall 30.

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、液体吐出ヘッ
ドの製造方法に関する。さらに、これらの液体吐出ヘッ
ドを有するインクジェットキットに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a liquid ejecting head for ejecting a desired liquid by generating bubbles caused by applying thermal energy to the liquid, a head cartridge using the liquid ejecting head, a liquid ejecting apparatus, and a liquid ejecting apparatus. The present invention relates to a method for manufacturing a discharge head. Further, the present invention relates to an inkjet kit having these liquid ejection heads.

【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 air 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、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 a printer, a copying machine, a facsimile having a communication system, and a printer for performing recording on a recording medium such as paper, thread, fiber, cloth, leather, metal, plastic, glass, wood, ceramics and the like. The present invention can be applied to a device such as a word processor having a unit, and further to an industrial recording device combined with various processing devices.

【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
許第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 the bubble jet recording method includes a discharge port for discharging ink, and an ink flow communicating with the discharge port. A passage and an electrothermal converter as an energy generating means for discharging ink arranged in the ink flow path are generally arranged.

【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、
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 printers,
It is used in many office devices such as copiers and facsimile machines, and is increasingly 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35
(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 the 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35(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11とは反対側に位置する弁1
0を開示する。
In the invention shown in FIGS. 35A and 35B, the valve 1 is located farther from the bubble generation region formed by the heating element 2 and located on the opposite side of the discharge port 11 with respect to the heating element 2.
0 is disclosed.

【0012】図35(b)においては、この弁10は、
板材等を利用する製造方法によって、流路3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流
路3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10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. 35 (b), this valve 10
It is disclosed that it has an initial position as attached to the ceiling of the flow channel 3 and hangs down into the flow channel 3 with the generation of bubbles by a manufacturing method using a plate material or the like. The present invention is disclosed as controlling the energy loss by controlling a part of the back wave by the valve 10.

【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流路3内部に、気泡が発生した際を
検討するとわかるように、弁10によりバック波の一部
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 by considering the case where bubbles are generated inside the flow path 3 for holding the liquid to be discharged, it is clear that suppressing a part of the back wave by the valve 10 Is not practical.

【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。このバック波が流路
3内に発生した時点では、図35(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流路3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 flow path 3, as shown in FIG.
The pressure of the bubbles that is directly related to the discharge has already made the liquid dischargeable from the flow path 3. 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、米国特許第4,4
80,259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. 80,259 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]

【背景技術】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前
提とする。
BACKGROUND OF THE INVENTION In the present invention, the fundamental discharge characteristics of the conventional method of discharging air by forming air bubbles (especially air bubbles accompanying film boiling) in the liquid flow path cannot be considered conventionally. From the viewpoint of the above, it is assumed that the level is raised to a level that cannot be predicted conventionally.

【0019】この前提は、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解析を行うことにより得られたものである。
This premise returns to the principle of droplet ejection,
Analysis of the principle of the mechanism of the movable member in the flow path in order to provide a new method of discharging droplets using bubbles, which has not been obtained in the past, and a head and the like used in the method. Is obtained by performing a first technical analysis starting from the point of origin, a second technical analysis starting from the principle of droplet ejection by bubbles, and a third analysis starting from the bubble forming region of the heating element for forming bubbles. It was done.

【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し、本願出願人は出願し
ている。
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. A completely new technology for actively controlling bubbles by arranging them has been established, and the present applicant has filed an application.

【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開示している。このことか
ら、本発明者達の一部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を提案した。
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 also discloses 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. For this reason, some of the present inventors have proposed an extremely 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、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
きることを開示している。
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 is disclosed that it is also preferable to take into account the above, and that the refill speed can be significantly improved by considering the arrangement of the movable member and the structure of the liquid supply path.

【0023】発明者らは、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有効
に活用することを狙い本発明を成すに至った。
The present inventors have accomplished the present invention with the aim of effectively utilizing the knowledge obtained through such research and the excellent liquid ejection principle from a comprehensive viewpoint.

【0024】[0024]

【発明が解決しようとする課題】ところで、インクジェ
ット方式による捺染を行う場合には、染色の対象となる
布帛は多岐にわたり、各々の布帛に適する色材も多種に
わたる。その中には水に難溶あるいは不溶の色材も多く
含まれる。通常、水に難溶あるいは不溶の色材は、水中
において乳化あるいは分散した形で存在するが、このよ
うな水溶性インクに対して過度の熱を与え続けると、色
材の乳化状態あるいは分散系が破壊され、色材は水から
分離し、分離した色材同士が互いに凝集し、巨大化する
ことがある。この色材の凝集体によりヘッドの目詰まり
を引き起こしてしまうことも考えられる。
By the way, when printing by the ink jet method, there are a wide variety of fabrics to be dyed, and a wide variety of coloring materials suitable for each fabric. Among them, there are many coloring materials that are hardly soluble or insoluble in water. Usually, a coloring material that is hardly soluble or insoluble in water exists in an emulsified or dispersed form in water. However, if excessive heat is continuously applied to such a water-soluble ink, the emulsified state of the coloring material or the dispersion Are destroyed, and the coloring material is separated from water, and the separated coloring materials may aggregate with each other and become huge. It is also conceivable that clogging of the head is caused by the aggregate of the coloring material.

【0025】また、インクジェット方式による捺染にお
いても、ヘッド温度の変化による濃度変動や各色のイン
クの混合比率にばらつきが生じ、色見の変動発生などの
問題が発生している。このため、特開平7−47692
号で示されているように、プリントヘッドに備わるヒー
タを発熱させることでヘッドの温度を適正な範囲に保つ
ことが必要である。ヒータの発熱でヘッドを加熱する場
合、応答性のよい方法として、ヘッド内において、吐出
すべきインクを直接ヒータに接触させ、これを加熱する
方法が効果的である。しかし、ヘッド全体では少量の熱
量を与えることになる場合であっても、ヒータ付近のイ
ンクにおいては、多大な熱が与えられることになるた
め、前述のようにヒータ付近のインク中の色材が水から
分離してしまうことが考えられる。
Also, in printing by the ink jet method, there are problems such as a change in density due to a change in head temperature and a change in a mixing ratio of inks of respective colors, and a change in color appearance. For this reason, Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-47692
As indicated by the symbol, it is necessary to maintain the temperature of the printhead in an appropriate range by generating heat from a heater provided in the printhead. When the head is heated by the heat generated by the heater, a method of bringing ink to be ejected directly into the heater in the head and heating the same is effective as a method having good responsiveness. However, even when a small amount of heat is applied to the entire head, a large amount of heat is applied to the ink near the heater. It may be separated from water.

【0026】本発明の主たる目的は以下の通りである。The main objects of the present invention are as follows.

【0027】本発明の第1の目的は、前述した液体の吐
出原理を適用することのできる液体吐出ヘッドを用い、
この液体吐出ヘッドに用いられる液体の組成、性質等が
吐出エネルギとしての熱エネルギにより変化、変質等し
ないように液体の温度を適宜調整することにより常に安
定した吐出で濃度ムラのない画質を得ることができる液
体吐出ヘッド等を提供することにある。
A first object of the present invention is to use a liquid discharge head to which the above-described liquid discharge principle can be applied,
By appropriately adjusting the temperature of the liquid so that the composition and properties of the liquid used in the liquid discharge head do not change or deteriorate due to the heat energy as the discharge energy, it is possible to obtain a stable discharge and an image quality without density unevenness. It is an object of the present invention to provide a liquid ejection head or the like that can perform the above-described operations.

【0028】本発明の第2の目的は、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方法、液体吐
出ヘッド等を提供することにある。
A second object of the present invention is to significantly reduce the amount of heat stored in the liquid on the heating element and to reduce residual bubbles on the heating element while improving the ejection efficiency and ejection force. Another object of the present invention is to provide a liquid discharge method, a liquid discharge head, and the like that can discharge a good liquid.

【0029】本発明の第3の目的は、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 reduce the amount of meniscus retreat by suppressing the inertial force acting in the direction opposite to the liquid supply direction by the back wave and at the same time, by reducing the amount of meniscus retreat by the valve function of the movable member. An object of the present invention is to provide a liquid discharge head or the like in which a refill frequency is increased and a printing speed and the like are improved.

【0030】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
方法、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 provide a liquid discharging method capable of reducing deposits on a heating element and expanding the range of use of a discharging liquid, and having sufficiently high discharging efficiency and discharging power. It is to provide a liquid ejection head and the like.

【0031】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方法、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 method, a liquid discharge head, and the like which can increase the degree of freedom in selecting a liquid to be discharged.

【0032】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 a head and an apparatus which are easy to manufacture and inexpensive 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.

【0033】本発明の第7の目的は、本発明の液体吐出
ヘッドの再利用を容易にするためのヘッドキットを提供
することにある。
A seventh object of the present invention is to provide a head kit for facilitating reuse of the liquid discharge head of the present invention.

【0034】[0034]

【課題を解決するための手段】上述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.

【0035】吐出口に連通する第1の液流路と、気泡発
生領域を有する第2の液流路と、該第2の液流路と前記
第1の液流路との間に配された分離壁と、該分離壁に形
成され前記吐出口側に自由端を有しかつ前記第1の液流
路と前記気泡発生領域との間に配された可動部材とを有
するヘッドを用い、前記気泡発生領域に気泡を発生さ
せ、該気泡の発生による圧力に基づいて前記可動部材の
自由端を前記第1の液流路側に変位させ、該可動部材の
変位によって前記圧力を前記第1の液流路の吐出口側に
導くことで液体を吐出する際に、前記気泡発生領域を有
する前記第2の液流路内の液体の温度を調整することに
よって前記分離壁を介して前記第1の液流路内の液体の
温度を調整する液体吐出方法。
A first liquid flow path communicating with the discharge port, a second liquid flow path having a bubble generation area, and a second liquid flow path disposed between the second liquid flow path and the first liquid flow path. Using a head having a separation wall and a movable member formed on the separation wall and having a free end on the discharge port side and disposed between the first liquid flow path and the bubble generation region; A bubble is generated in the bubble generation region, a free end of the movable member is displaced toward the first liquid flow path based on a pressure generated by the bubble, and the pressure is changed to the first pressure by the displacement of the movable member. When the liquid is discharged by being guided to the discharge port side of the liquid flow path, the temperature of the liquid in the second liquid flow path having the bubble generation region is adjusted to allow the first liquid to flow through the separation wall. A liquid discharge method for adjusting the temperature of the liquid in the liquid flow path.

【0036】前記気泡発生領域は、前記可動部材に面し
た位置に設けられた発熱体を有する液体吐出方法。
[0036] In the liquid discharging method, the bubble generation area may include a heating element provided at a position facing the movable member.

【0037】前記第2の液流路内の液体の温度調整を、
前記気泡発生領域に設けられた前記発熱体が発生した熱
により行う液体吐出方法。
The temperature of the liquid in the second liquid flow path is adjusted by:
A liquid discharging method performed by heat generated by the heating element provided in the bubble generation region.

【0038】前記第2の液流路内の液体の温度調整を、
前記気泡発生領域に設けられた前記発熱体と異なる別の
発熱体が発生した熱により行う液体吐出方法。
The temperature of the liquid in the second liquid flow path is adjusted by:
A liquid discharging method performed by heat generated by another heating element different from the heating element provided in the bubble generation region.

【0039】前記別の発熱体は、前記第2の液流路の複
数に連通する共通液室内に設けられた液体吐出方法。
In another aspect of the present invention, the another heating element is provided in a common liquid chamber communicating with a plurality of the second liquid flow paths.

【0040】前記熱は、前記可動部材を前記第1の液流
路側に変位させて前記第1の液流路の液体を前記吐出口
から吐出させるに至る程度の圧力を前記可動部材に与え
る気泡を発生させない液体吐出方法。
The heat is applied to the movable member so as to displace the movable member toward the first liquid flow path side and to apply a pressure to the movable member to the extent that the liquid in the first liquid flow path is discharged from the discharge port. Liquid ejection method that does not generate liquid.

【0041】前記ヘッドは、複数の第1の液流路と、該
複数の第1の液流路に個別に対応する複数の第2の液流
路とを有しており、前記第2の液流路内の液体の温度調
整を、該複数の第2の液流路ごとに行う液体吐出方法。
The head has a plurality of first liquid flow paths and a plurality of second liquid flow paths individually corresponding to the plurality of first liquid flow paths. A liquid ejection method for adjusting the temperature of a liquid in a liquid flow path for each of the plurality of second liquid flow paths.

【0042】前記ヘッドは、複数の第1の液流路と、該
複数の第1の液流路に個別に対応する複数の第2の液流
路とを有しており、前記第2の液流路内の液体の温度調
整を、該複数の第2の液流路全体に対して行う液体吐出
方法。
The head has a plurality of first liquid flow paths and a plurality of second liquid flow paths individually corresponding to the plurality of first liquid flow paths. A liquid discharging method for adjusting the temperature of the liquid in the liquid flow path to the entirety of the plurality of second liquid flow paths.

【0043】前記第2の液流路内の液体の温度調整を、
前記発熱体を設けた素子基板を冷却することにより行う
液体吐出方法。
The temperature of the liquid in the second liquid flow path is adjusted by:
A liquid discharging method performed by cooling an element substrate provided with the heating element.

【0044】前記第1の液流路に水に乳化または分散さ
せた色材を含む液体を供給し、前記気泡発生領域を有す
る前記第2の液流路に前記色材を含まない液体を供給す
る液体吐出方法。
A liquid containing a color material emulsified or dispersed in water is supplied to the first liquid flow path, and a liquid not containing the color material is supplied to the second liquid flow path having the bubble generation region. Liquid ejection method.

【0045】前記水に乳化または分散させた色材が水に
不溶性あるいは難溶性の色材である液体吐出方法。
A liquid discharge method wherein the color material emulsified or dispersed in water is a color material that is insoluble or hardly soluble in water.

【0046】吐出口に連通する第1の液流路と、気泡発
生領域を有する第2の液流路と、該第2の液流路と前記
第1の液流路との間に配された分離壁と、該分離壁に形
成され前記吐出口側に自由端を有しかつ前記第1の液流
路と前記気泡発生領域との間に配された可動部材とを有
し、前記気泡発生領域に気泡を発生させ、該気泡の発生
による圧力に基づいて前記可動部材の自由端を前記第1
の液流路側に変位させ、該可動部材の変位によって前記
圧力を前記第1の液流路の吐出口側に導くことで液体を
吐出する液体吐出ヘッドであって、前記第2の液流路内
の液体および前記分離壁を介して前記第1の液流路内の
液体の温度を調整する温度調整手段を有することを特徴
とする液体吐出ヘッド。
A first liquid flow path communicating with the discharge port, a second liquid flow path having a bubble generation region, and a second liquid flow path disposed between the second liquid flow path and the first liquid flow path. And a movable member formed on the separation wall, having a free end on the discharge port side, and disposed between the first liquid flow path and the bubble generation region. A bubble is generated in a generation area, and the free end of the movable member is moved to the first position based on the pressure generated by the bubble.
A liquid discharge head that discharges liquid by displacing the movable member toward the discharge port side of the first liquid flow path by displacing the movable member; A liquid ejecting head having a temperature adjusting means for adjusting the temperature of the liquid in the liquid passage and the liquid in the first liquid flow path via the separation wall.

【0047】前記温度調整手段は、前記第2の液流路内
に設けられ、かつ、前記気泡発生領域を形成する発熱体
と異なる別の発熱体である液体吐出ヘッド。
The liquid discharge head is a heating element provided in the second liquid flow path and different from the heating element forming the bubble generation region.

【0048】前記温度調整手段は、前記気泡発生領域を
形成する発熱体が設けられた素子基板を冷却する冷却手
段である液体吐出ヘッド。
The liquid discharge head is a cooling means for cooling an element substrate provided with a heating element forming the bubble generation region.

【0049】前記冷却手段は、前記素子基板の少なくと
も一部に冷媒を供給する冷媒供給手段と、該冷媒供給手
段により前記素子基板に接触するように供給される前記
冷媒の温度を調整する冷媒温度調整手段とを含む液体吐
出ヘッド。
The cooling means includes a coolant supply means for supplying a coolant to at least a part of the element substrate, and a coolant temperature for adjusting the temperature of the coolant supplied by the coolant supply means so as to come into contact with the element substrate. A liquid ejection head including an adjusting unit.

【0050】前記分離壁は、伝熱材料で構成されている
液体吐出ヘッド。
The liquid discharge head, wherein the separation wall is made of a heat transfer material.

【0051】前記伝熱材料は金属材料である液体吐出ヘ
ッド。
A liquid discharge head wherein the heat transfer material is a metal material.

【0052】前記別の発熱体は、前記第2の液流路の複
数に連通する共通液室内に設けられている液体吐出ヘッ
ド。
[0052] The liquid discharge head, wherein the another heating element is provided in a common liquid chamber communicating with a plurality of the second liquid flow paths.

【0053】前記第1の液流路に供給される液体と前記
第2の液流路に供給される液体とが異なる液体である液
体吐出ヘッド。
A liquid discharge head in which the liquid supplied to the first liquid flow path and the liquid supplied to the second liquid flow path are different liquids.

【0054】前記第1の液流路に供給される液体は、水
に乳化または分散させた色材を含む液体であり、前記第
2の液流路に供給される液体は、前記色材を含まない液
体である液体吐出ヘッド。
The liquid supplied to the first liquid flow path is a liquid containing a color material emulsified or dispersed in water, and the liquid supplied to the second liquid flow path is a liquid containing the color material. A liquid ejection head that does not contain liquid.

【0055】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液体吐
出ヘッド。
The liquid discharge head is an electrothermal converter having a heating resistor that generates heat by receiving an electric signal.

【0056】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液体吐出ヘッド。
[0056] The liquid discharge head, wherein the electrothermal transducer has a protective film disposed on the heating resistor.

【0057】前記液体吐出ヘッドと、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。
A head cartridge having the liquid discharge head and a liquid container for holding a liquid supplied to the liquid discharge head.

【0058】前記液体吐出ヘッドと、前記液体容器とは
分離可能であるヘッドカートリッジ。
[0058] A head cartridge in which the liquid discharge head and the liquid container are separable.

【0059】前記液体容器には、液体が再充填されてい
るヘッドカートリッジ。
A head cartridge wherein the liquid container is refilled with liquid.

【0060】前記液体容器には、液体を再充填するため
の液体注入口が設けられているヘッドカートリッジ。
A head cartridge in which the liquid container is provided with a liquid inlet for refilling the liquid.

【0061】前記液体吐出ヘッドと、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。
The liquid ejection head, the first liquid supplied to the first liquid flow path, and the second liquid supplied to the second liquid flow path
And a liquid container for holding the liquid.

【0062】前記液体吐出ヘッドと、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。
[0062] A liquid discharge apparatus comprising: the liquid discharge head; and drive signal supply means for supplying a drive signal for discharging liquid from the liquid discharge head.

【0063】前記液体吐出ヘッドと、該液体吐出ヘッド
の前記第2の液流路の液体を冷却して温度調整する温度
調整手段とを有する液体吐出装置。
A liquid discharge apparatus comprising: the liquid discharge head; and temperature adjusting means for cooling the liquid in the second liquid flow path of the liquid discharge head to adjust the temperature.

【0064】前記液体吐出ヘッドの前記吐出口から前記
液体を吐出し、布帛に前記液体を付着させることで記録
を行う液体吐出装置。
A liquid discharge apparatus which discharges the liquid from the discharge port of the liquid discharge head and causes the liquid to adhere to a fabric to perform recording.

【0065】前記液体吐出ヘッドの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
液体吐出装置。
[0065] A liquid discharge apparatus, wherein a plurality of discharge ports of the liquid discharge head are arranged over the entire width of a recordable area of a recording medium.

【0066】前記液体吐出ヘッドと、該液体吐出ヘッド
に供給される液体を保持した液体容器と、を内包したヘ
ッドキット。
A head kit including the liquid discharge head and a liquid container holding a liquid supplied to the liquid discharge head.

【0067】前記液体吐出ヘッドと、該液体吐出ヘッド
に供給される液体を保持した液体容器と、該液体容器に
対して液体を充填するための液体充填手段と、を有する
ヘッドキット。
A head kit comprising: the liquid discharge head; a liquid container holding a liquid supplied to the liquid discharge head; and a liquid filling means for filling the liquid container with liquid.

【0068】前記液体は、記録を行うためのインクであ
るヘッドキット。
A head kit wherein the liquid is ink for performing recording.

【0069】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方法、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吐出方法、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。
According to the liquid ejection method, head and the like of the present invention based on the extremely novel ejection principle as described above, it is possible to obtain a synergistic effect between the generated bubbles and the movable member displaced by the bubbles, and Since the liquid can be efficiently discharged, the discharge efficiency can be improved as compared with the conventional bubble jet method, head, and 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.

【0070】また、本発明によれば、吐出される液体を
直接加熱、冷却することなく、気泡発生領域側の液体を
介して吐出液体の温度調整を行うことにより、吐出液体
中の色材の分離等を防止することができるので、常に安
定した液体吐出を行うことができ、濃度ムラのない良好
な画像を得ることができる。
Further, according to the present invention, the temperature of the discharged liquid is adjusted via the liquid in the bubble generation region side without directly heating and cooling the discharged liquid, whereby the color material in the discharged liquid can be adjusted. Since separation and the like can be prevented, stable liquid ejection can always be performed, and a good image without density unevenness can be obtained.

【0071】この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。
According to the characteristic structure of the present invention, it is possible to prevent non-discharge even when 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.

【0072】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 long-term storage conditions in which most of the conventional bubble jet type heads having 64 discharge ports are incapable of discharging, the head of the present invention has about half or less discharge failures. 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.

【0073】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.

【0074】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.

【0075】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 the liquid from the liquid supply source to the discharge port through the bubble generation region (or movable member).
Alternatively, it is expressed as an expression regarding this structural direction.

【0076】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.

【0077】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, when a bubble grows, the bubble does not slip through a gap (slit) around the movable member before the movable member is displaced. Means

【0078】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。
Further, the term “separation wall” in the present invention broadly means a wall (which may include a movable member) interposed so as to divide a bubble generation region and a region directly communicating with the 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.

【0079】[0079]

【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.

【0080】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.

【0081】ここで本実施例において、吐出原理を説明
する上で便宜上分離壁を省略し、可動部材のみを配設し
た1液型のヘッド形態を用いて説明を行う。
Here, in the present embodiment, the separation principle will be omitted for the sake of convenience in explaining the ejection principle, and a description will be given using a one-liquid type head in which only movable members are provided.

【0082】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断面模式図を示しており、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。
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.

【0083】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18
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、吐出口から吐
出された液体に見合う量の液体をこの共通液室13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 liquid is used as a discharge energy generating element for discharging liquid.
(A heating resistor having a shape of 0 μm × 105 μm)
The liquid flow path 10 is arranged on the element substrate in correspondence with the heating element 2. The liquid flow path 10 has a discharge port 18
And a common liquid chamber 13 for supplying liquid to the plurality of liquid flow paths 10, and receives from the common liquid chamber 13 an amount of liquid corresponding to the liquid discharged from the discharge port. .

【0084】この液流路10の素子基板上には、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、平面部を有する板状の可動部材31
が片持梁状に設けられている。この可動部材の一端は液
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、可動部材は保持されると共に支点
(支点部分)33を構成している。
A plate-shaped movable member 31 made of an elastic material such as metal and having a flat portion is provided on the element substrate of the liquid flow path 10 so as to face the heating element 2.
Are provided in a cantilever shape. One end of the movable member 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 is held and forms a fulcrum (fulcrum portion) 33.

【0085】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(支点部分;固定
端)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から15μm程
度の距離を隔てて配されている。この発熱体と可動部材
との間が気泡発生領域となる。なお発熱体、可動部材の
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。なお、上述した液流路10は、
後に取り上げる液体の流れの説明のため、可動部材31
を境にして直接吐出口18に連通している部分を第1の
液流路14とし、気泡発生領域11や液体供給路12を
有する第2の液流路16の2つの領域に分けて説明す
る。
The movable member 31 has a fulcrum (fulcrum portion; fixed end) 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. 33 is disposed at a position facing the heating element 2 at a distance of about 15 μm from the heating element so as to cover the heating element 2 so as to have a free end (free end portion) 32 on the downstream side with respect to 33. I have. A space between the heating element and the movable member is a bubble generation area. Note that the types, shapes, and arrangements of the heating element and the movable member 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. Note that the above-described liquid flow path 10
In order to explain the flow of the liquid to be discussed later, the movable member 31
The portion directly connected to the discharge port 18 with the boundary as the first liquid flow path 14 is divided into two areas of the bubble generation area 11 and the second liquid flow path 16 having the liquid supply path 12 for explanation. I do.

【0086】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
し、液体に米国特許第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を発生させる。気
泡の発生に基づく圧力と気泡は可動部材に優先的に作用
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
状態によって気泡の発生に基づく圧力の伝搬や気泡自身
の成長が吐出口側に導かれる。
The heat generating element 2 generates heat to move the movable member 31.
Heat is applied to the liquid in the bubble generation region 11 between the heating element 2 and the heating element 2 to generate bubbles in the liquid based on the film boiling phenomenon as described in US Pat. No. 4,723,129. The pressure based on the generation of the air bubbles and the air bubbles act preferentially on the movable member, and the movable member 31 opens largely toward the discharge port around the fulcrum 33 as shown in FIG. 1 (b), (c) or FIG. To be displaced. Depending on the displacement or the displaced state of the movable member 31, the propagation of pressure based on the generation of bubbles and the growth of the bubbles themselves are guided to the ejection port side.

【0087】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、
気泡に対面するように配された可動部材が気泡の圧力あ
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 disposed to face the bubble is displaced from the first position in the steady state to the second position after the displacement based on the pressure of the bubble or the bubble itself. This is to guide the pressure due to the generation of bubbles and the bubbles themselves to the downstream side where the discharge port 18 is arranged.

【0088】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3と本発明の図4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V
Bとして示した。
This principle will be described in more detail by comparing FIG. 3 schematically showing a conventional liquid flow path structure without using a movable member with FIG. 4 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 V
B.

【0089】図3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〜V
4即ち気泡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、液吐出効率、液吐出力、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VA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. 3, there is no structure for regulating the direction of pressure propagation by the generated bubbles 40. Therefore, the pressure propagation direction of the bubble 40 is V1
As shown in V8, the direction was perpendicular to the surface of the bubble, and was oriented in various directions. Among them, those having a component in the pressure propagation direction in the VA direction which has the most influence on the liquid discharge are V1-V
4, ie, a directional component of pressure propagation in a portion closer to the discharge port than a position substantially half of the bubble, and is an important portion directly contributing to liquid discharge efficiency, liquid discharge force, discharge speed, and the like. Further, V1 works efficiently because it is closest to the ejection direction VA, while V4 has relatively little direction component toward VA.

【0090】これに対して、図4で示される本発明の場
合には、可動部材31が図3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
の成長方向自体を可動部材によって制御し、気泡の圧力
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. 4, the movable member 31 shifts the pressure propagation directions V1 to V4 of the bubbles, which are oriented in various directions as in the case of FIG. (To the discharge port side) to convert the pressure into the VA pressure propagation direction, whereby the pressure of the bubbles 40 directly and efficiently contributes to the discharge. Then, the bubble growth direction itself is guided in the downstream direction in the same manner as the pressure propagation directions V1 to V4, and grows more downstream than upstream. As described above, by controlling the growth direction itself of the bubble by the movable member and controlling the pressure propagation direction of the bubble, it is possible to achieve a fundamental improvement in the discharge efficiency, the discharge force, the discharge speed, and the like.

【0091】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 ejection operation of the liquid ejection head of this embodiment will be described in detail.

【0092】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、発熱体の発熱によって発生した気泡に対
し、この気泡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、気泡の下流側が可
動部材に作用するように、液流路構造上では少なくとも
発熱体の面積中心3より下流(発熱体の面積中心3を通
って流路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 and a state before the heating element generates heat. What is important here is that the movable member 31 is provided at a position facing at least a downstream portion of the bubble generated by the heat generated by the heating element. In other words, on the liquid flow path structure, at least downstream of the area center 3 of the heating element (from a line passing through the area center 3 of the heating element and orthogonal to the length direction of the flow path, so that the downstream side of the bubble acts on the movable member. The movable member 31 is arranged to the position (downstream).

【0093】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 a part of the liquid filling the bubble generation region 11 is heated by the generated heat, thereby causing film boiling. This is a state in which accompanying air bubbles are generated.

【0094】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(共通液室側)に位置するように配置して、可動部材
の少なくとも一部を発熱体の下流部分すなわち気泡の下
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 arranged on the downstream side (discharge port side), and the fulcrum 33 is arranged on the upstream side (common liquid chamber side). That is, at least a part of the movable member faces a downstream portion of the heating element, that is, a downstream portion of the bubble.

【0095】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。発生した気泡は上流より下
流に大きく成長すると共に可動部材の第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4
0の成長に応じて可動部材31が徐々に変位して行くこ
とで気泡40の圧力伝搬方向や堆積移動のしやすい方
向、すなわち自由端側への気泡の成長方向を吐出口に均
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。可動部材は気泡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 bubble 40 has further grown, but the movable member 31 has been further displaced in accordance with the pressure accompanying the bubble 40 generation. The generated bubble grows greatly downstream from the upstream and grows greatly beyond the first position (dotted line position) of the movable member. Thus, bubble 4
When the movable member 31 is gradually displaced in accordance with the growth of 0, the pressure propagation direction of the bubble 40 and the direction in which the deposition is easily moved, that is, the growth direction of the bubble to the free end side is uniformly directed to the discharge port. It can be considered that being able to change the height also enhances the discharge efficiency. The movable member rarely hinders the transmission of bubbles or foaming pressure toward the discharge port, and efficiently controls the direction of pressure propagation and the direction of bubble growth according to the magnitude of the propagating pressure. Can be.

【0096】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 internal pressure of the bubble after the above-mentioned film boiling.

【0097】第2の位置まで変位していた可動部材31
は、気泡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)
に復帰する。また、消泡時には、気泡発生領域11での
気泡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 displaced to the second position
Is the initial position (first position) in FIG. 1A due to the negative pressure due to the contraction of the bubble and the restoring force due to the spring property of the movable member itself.
Return to. Further, at the time of defoaming, VD1 and VD2 of the flow from the upstream side (B), that is, the common liquid chamber side, in order to supplement the contracted volume of the bubbles in the bubble generation region 11 and to supplement the volume of the discharged liquid. And the liquid flows in from the discharge port side like Vc of the flow.

【0098】以上、気泡の発生に伴う可動部材の動作と
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。
The operation of the movable member and the operation of discharging the liquid accompanying the generation of bubbles have been described above. The refilling of the liquid in the liquid discharge head of the present invention will be described in detail below.

【0099】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 according to the present invention will be described in more detail with reference to FIG.

【0100】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に、第1液流路14の吐出
口18側と第2液流路16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、消泡位置に吐出口側から流れ込む液体の量と共通液
室から流れ込む液体の量は、気泡発生領域より吐出口に
近い部分と共通液室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。)。
After the bubble 40 has reached the maximum volume state and enters the defoaming process after FIG. 1 (c), a volume of liquid that compensates for the defoamed volume is placed in the bubble generation region in the first liquid flow path 14. The liquid flows from the discharge port 18 side and the common liquid chamber side 13 of the second liquid flow path 16. In the conventional liquid flow path structure without the movable member 31, the amount of the liquid flowing from the discharge port side to the defoaming position and the amount of the liquid flowing from the common liquid chamber are the same as the part closer to the discharge port than the bubble generation region and the common liquid. This is due to the magnitude of the flow resistance with the part close to the chamber (based on the flow path resistance and the inertia of the liquid).

【0101】このため、吐出口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側から消泡位置に流れ
込みメニスカス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。
Therefore, when the flow resistance on the side close to the discharge port is small, a lot of liquid flows from the discharge port side to the defoaming position, and the retreat amount of the meniscus becomes large. In particular, as the flow resistance on the side close to the discharge port is reduced to increase the discharge efficiency in order to increase the discharge efficiency, the meniscus M at the time of defoaming becomes larger, the refill time becomes longer, and the refill time becomes longer, and high-speed printing is performed. Was to hinder.

【0102】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、
消泡時に可動部材が元の位置に戻った時点でメニスカス
の後退は止まり、その後残ったW2の体積分の液体供給
は主に第2流路16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Wの体積の半分程度
に対応した量がメニスカス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,
When the movable member returns to the original position at the time of defoaming, the meniscus stops retreating, and the liquid supply for the remaining W2 volume is mainly performed by the liquid supply from the flow VD2 of the second flow path 16. Thus, while the amount corresponding to about half of the volume of the bubble W has conventionally been the meniscus retraction amount, it has become possible to suppress the meniscus retreat amount to a smaller amount, which is about half of W1.

【0103】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の発熱体側の面に沿っ
て、主に第2液流路の上流側(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 second liquid flow path along the surface of the movable member 31 on the side of the heating element using the pressure at the time of defoaming. Faster refilling was achieved.

【0104】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
によって吐出口側の第1液流路14の領域と、気泡発生
領域11との吐出口側での液体の流通が抑制されるため
メニスカスの振動を極めて少なくすることができること
である。
The characteristic feature of this embodiment is that when refilling is performed using the pressure at the time of defoaming with a conventional head, the vibration of the meniscus is increased and the image quality is degraded. In the high-speed refill of the above, the flow of the liquid on the discharge port side between the area of the first liquid flow path 14 on the discharge port side and the bubble generation area 11 is suppressed by the movable member, so that the vibration of the meniscus can be extremely reduced. What you can do.

【0105】このように本発明は、第2流路16の液供
給路12を介しての発泡領域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 high-speed refilling by forcibly refilling the foaming area via the liquid supply path 12 of the second flow path 16 and suppressing the meniscus retreat and vibration described above. When used in the fields of stable printing, high-speed repetitive ejection, and printing, improvement in image quality and high-speed printing can be realized.

【0106】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上で発生した気泡の内、共通液室13側
(上流側)の気泡による圧力は、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 to the upstream side (back wave) due to the generation of bubbles is suppressed. Of the bubbles generated on the heating element 2, most of the pressure caused by the bubbles 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 caused the pressure on the upstream side, the amount of liquid movement due thereto, and the inertia force accompanying the liquid movement, which reduced the refill of the liquid into the liquid flow path and hindered high-speed driving. . In the present invention, first, the movable member 31
By suppressing these effects on the upstream side, the refill supply property is further improved.

【0107】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.

【0108】本実施例の第2液流路16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)内壁を持つ液体供給路12
を有している。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
つ液体供給路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
有する液供給路であればよく、発熱体上に液体の淀み
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。
In the present embodiment, the second liquid flow path 16 has a liquid supply path 12 having an inner wall which is connected to the heating element 2 substantially flat upstream of the heating element 2 (the surface of the heating element is not greatly reduced).
have. In such a case, the supply of the liquid to the surface of the bubble generation region 11 and the surface of the heating element 2 is performed along the surface of the movable member 31 near 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 liquid supply path 12 having a substantially flat inner wall has been described. However, the present invention is not limited to this. Any liquid supply path that has a gentle inner wall that is smoothly connected to the surface of the heating element. Any shape that does not cause stagnation of the liquid on the heating element or large turbulence in the supply of the liquid may be used.

【0109】また、気泡発生領域への液体の供給は、可
動部材の側部(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
効に吐出口に導くために図1で示すように気泡発生領域
の全体を覆う(発熱体面を覆う)ように大きな可動部材
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と第1液流路14の吐出口に近い領域
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、気泡発生領域に液体を供給するための流れVD1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。
In some cases, the supply of the liquid to the bubble generation area is performed from the VD1 through the side portion (slit 35) of the movable member. However, in order to more effectively guide the pressure at the time of bubble generation to the discharge port, a large movable member is used so as to cover the entire bubble generation region (cover the heating element surface) as shown in FIG. By returning to the position of
In the case where the flow resistance of the liquid between the bubble generation region 11 and the region near the discharge port of the first liquid flow path 14 is large, the flow of the liquid from the VD1 to the bubble generation region 11 is prevented. . However, in the head structure of the present invention, the flow VD1 for supplying the liquid to the bubble generation region has a very high liquid supply performance, and the discharge efficiency is such that the movable member 31 covers the bubble generation region 11. Even if a structure requiring improvement is adopted, the liquid supply performance is not reduced.

【0110】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5で示されるように、自由端
が相対的に支点より下流側にある。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5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(第1液流路14、第2液流
路16を含む)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。
Incidentally, the position of the free end 32 and the fulcrum 33 of the movable member 31 is such that the free end is relatively downstream from the fulcrum as shown in FIG. With such a configuration, it is possible to efficiently realize functions and effects such as guiding the pressure propagation direction and growth direction of bubbles to the ejection port side during the above-described foaming. 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. 5, when the meniscus M retracted by the discharge returns to the discharge port 18 by capillary force or when liquid is supplied to the defoaming, the liquid flow path 10 (the first liquid This is because the free end and the fulcrum 33 are arranged so as not to go against the flows S1, S2, and S3 flowing through the flow path 14 (including the second liquid flow path 16).

【0111】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
の面積中心(中央)を通り液流路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 (the heating element 3) that divides the heating element 2 into an upstream area and a downstream area. (A line passing through the center of the area of the liquid flow path and perpendicular to the length direction of the liquid flow path). As a result, the area center position 3 of the heating element
The movable member 31 receives a pressure or a bubble that greatly contributes to the discharge of the liquid generated on the downstream side, and the pressure and the bubble can be guided to the discharge port side, thereby fundamentally improving the discharge efficiency and the discharge force. Can be.

【0112】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.

【0113】また、本実施例の構成においては可動部材
31の自由端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 of the movable member 31 makes an instantaneous mechanical displacement is also considered to contribute effectively to the ejection of the liquid.

【0114】(実施例2)図6に本発明の第2の実施例
を示す。この図6において、Aは可動部材が変位してい
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、発泡領域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6における可動部材31は土台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、
可動部材の発熱体側の面に沿って、また、発熱体の面と
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 2) FIG. 6 shows a second embodiment of the present invention. In FIG. 6, A indicates a state in which the movable member is displaced (bubbles are not shown), B indicates a state in which the movable member is in the initial position (first position), and the state of B indicates a foaming region. It is assumed that 11 is substantially sealed with respect to the discharge port 18. (Here, although not shown, 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. Is provided with a liquid supply path 12. This allows
The liquid can be supplied along the surface of the movable member on the heating element side and from a liquid supply path having a surface that is substantially flat or smoothly connected to the surface of the heating element.

【0115】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の自
由端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 arranged downstream and laterally of the heating element 2. It is substantially sealed on the discharge port 18 side of the bubble generation region 11. For this reason, the pressure of the bubbles at the time of foaming, particularly the pressure on the downstream side of the bubbles, can be concentrated on the free end side of the movable member without being released.

【0116】また、消泡時には、可動部材31は第1位
置に戻り、発熱体上への消泡時の液供給は気泡発生領域
31の吐出口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 at the time of defoaming because the discharge port side of the bubble generation region 31 is substantially closed. It is possible to obtain various effects described in the above embodiment, such as restraint of backward movement. In addition, the same function and effect as in the previous embodiment can be obtained in the effect regarding refill.

【0117】また、本実施例においては、図2や図6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
な幅の土台34とすることで前述のような液供給路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 this embodiment, as shown in FIGS. 2 and 6, a base 34 for supporting and fixing the movable member 31 is provided upstream of the heating element 2 and is smaller than the liquid flow path 10. 34, the liquid supply path 12 as described above.
Supply of liquid to 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.

【0118】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, the distance may be in a range in which the pressure based on the generation of bubbles is sufficiently transmitted to the movable member.

【0119】(実施例3)図7は、本発明の基本的な概
念の一つを示すもので、本発明の第3実施例となる。図
7は、一つの液流路中に気泡発生領域、そこで発生する
気泡および可動部材との位置関係を示していると共に、
本発明の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 3) FIG. 7 shows one of the basic concepts of the present invention, and is a third embodiment of the present invention. FIG. 7 shows the bubble generation region in one liquid flow path, and the positional relationship between the bubble generated therein and the movable member.
This is an example in which the liquid ejection method and the refill method of the present invention are more easily understood.

【0120】前述の実施例の多くは、可動部材の自由端
に対して、発生する気泡の圧力を集中して、急峻な可動
部材の移動と同時に気泡の移動を吐出口側に集中させる
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
気泡の吐出口側である気泡の下流側部分を可動部材の自
由端側で規制するものである。
In many of the above-described embodiments, the pressure of generated bubbles is concentrated on the free end of the movable member, and the movement of the bubbles is concentrated on the discharge port side simultaneously with the steep movement of the movable member. Have achieved. On the other hand, in the present embodiment, while giving the degree of freedom of the generated bubble, the downstream portion of the bubble which is the discharge port side of the bubble directly acting on the droplet discharge is regulated by the free end side of the movable member. is there.

【0121】構成上で説明すると、図7では、前述の図
2(第1実施例)に比較すると、図2の素子基板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を実質的に密閉
せずに開放しており、この構成が本実施例である。
In terms of the structure, FIG. 7 is different from FIG. 2 (first embodiment) in that the barrier as the barrier located at the downstream end of the bubble generation area provided on the element substrate 1 in FIG. A convex portion (shaded portion in the figure) is not provided in this embodiment. That is, the free end region and both side end regions of the movable member are opened without substantially closing the bubble generation region with respect to the discharge port region, and this configuration is the present embodiment.

【0122】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3のVB、VB、VBの分力)を可動部材の自
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
の駆動に対する応答性が優れている。
In the present embodiment, since the bubble growth at the downstream end portion of the downstream portion directly acting on the droplet discharge of the bubble is allowed, the pressure component is effectively used for the discharge. In addition, at least the upward pressure (the component force of VB, VB, VB in FIG. 3) of the downstream portion acts so that the free end portion of the movable member is applied to the bubble growth at the downstream end portion. Therefore, the discharge efficiency is improved in the same manner as in the above-described embodiment. In this embodiment, the response to the driving of the heating element is superior to that of the above embodiment.

【0123】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。
Further, this embodiment has an advantage in manufacturing because it is simple in structure.

【0124】本実施例の可動部材31の支点部は、可動
部材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、この土台の両側を通って供給される(図の矢印
参照)。この土台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 relative to the surface of the movable member. Therefore, the liquid is supplied to the bubble generation region 11 at the time of defoaming through both sides of the base (see arrows in the figure). This base may have any structure as long as it secures supply.

【0125】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 this embodiment, the refilling at the time of supplying the liquid is controlled by the presence of the movable member, so that the flow into the bubble generation region from above is controlled by the defoaming of the bubbles. This is excellent for the bubble generation structure of the above. Of course, this can also reduce the amount of meniscus retraction.

【0126】本第3実施例の変形実施例としては、可動
部材の自由端に対する両側端(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 the third embodiment, it is preferable that only the both ends (one or both sides) of the movable member with respect to the free end be substantially sealed with respect to the bubble generation region 11. Can be According to this configuration, since the pressure directed to the side of the movable member can be changed and used for the growth of the discharge port side end of the bubble described above, the discharge efficiency is further improved.

【0127】(実施例4)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8はこのようなヘッド構造の横断面図である。図
8においては、可動部材31の自由端の位置が発熱体の
さらに下流側に位置するように、可動部材が延在してい
る実施例を示している。これによって自由端位置での可
動部材の変位速度を高くすることができ、可動部材の変
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。
(Embodiment 4) 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. 8 is a cross-sectional view of such a head structure. FIG. 8 shows an embodiment in which the movable member extends so that the position of the free end of the movable member 31 is located further downstream of the heating element. Thereby, the displacement speed of the movable member at the free end position can be increased, and the generation of the ejection force due to the displacement of the movable member can be further improved.

【0128】また、自由端が先の実施例に比較して吐出
口側に近づくことになるので気泡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。
Further, since the free end is closer to the discharge port side than in the previous embodiment, the growth of bubbles can be concentrated on a more stable directional component, so that more excellent discharge can be performed.

【0129】また、気泡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32は
さらに速い速度R2で変位する。これにより、自由端3
2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 a displacement speed R1 in accordance with the bubble growth speed at the center of the pressure of the bubble, and the free end 32 farther from the fulcrum 33 than this position has a higher speed R2. Is displaced. Thereby, the free end 3
2 is applied to the liquid mechanically at a high speed to cause the liquid to move, thereby improving the discharge efficiency.

【0130】また、自由端形状は、図7と同じように液
流れに対して垂直な形状をすることにより、気泡の圧力
や可動部材の機械的な作用をより効率的に吐出に寄与さ
せることができる。
The free end shape has a shape perpendicular to the liquid flow as in FIG. 7 so that the pressure of the bubbles and the mechanical action of the movable member can be more efficiently contributed to the discharge. Can be.

【0131】(実施例5)以下、図面を参照して本発明
に係わる液体吐出ヘッドの実施例について説明する。
(Embodiment 5) Hereinafter, an embodiment of a liquid ejection head according to the present invention will be described with reference to the drawings.

【0132】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 formed into a multi-flow path structure, and the liquid is foamed by further applying heat. The liquid (foaming liquid) and the liquid to be mainly discharged (discharged liquid) can be separated.

【0133】図9(a)および(b)は本実施例の液体
吐出ヘッドの液流路内の構造を示す図であって、図9
(a)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、図9(b)は(a)のa−a線に沿う断
面図を示しており、図10はこの液体吐出ヘッドの部分
破断斜視図を示している。
FIGS. 9A and 9B are views showing the structure in the liquid flow path of the liquid discharge head of this embodiment.
9A is a schematic cross-sectional view of the liquid discharge head of the present embodiment in the flow channel direction, FIG. 9B is a cross-sectional view taken along the line aa of FIG. 9A, and FIG. FIG. 3 shows a partially broken perspective view of the liquid ejection head.

【0134】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。第1共通液室15と第2共
通液室17とは分離壁30で仕切られている。
In the liquid discharge head of this embodiment, a second liquid flow path 16 for foaming 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, and the upstream side of the second liquid flow path 16 has a plurality of And a second common liquid chamber 17 for supplying a foaming liquid to the second liquid flow path. The first common liquid chamber 15 and the second common liquid chamber 17 are separated by a separation wall 30.

【0135】本実施例では、図9(a)に示すように、
第2共通液室17の底部、すなわち素子基板1の上に第
2液流路16に供給される発泡液を所定の温度に加熱
し、分離壁30を介して第1共通液室15の吐出液の温
度を間接的に調整する温度調整用のサブヒータ2aが設
けられている。サブヒータ2aは、ヘッド全体の吐出液
の温度調整を少ない数のヒータで行おうとするものであ
るので、各液流路に対応させた個数だけ必要はなく、図
9(b)に示すように、第2共通液室17内に少数個を
配置すれば十分である。なお、サブヒータ2aは、素子
基板1に液体発泡用の発熱体2を周知の薄膜技術で形成
する際に、それと同一の工程で素子基板1の所定位置に
形成され得る。
In this embodiment, as shown in FIG.
The foaming liquid supplied to the second liquid flow path 16 at the bottom of the second common liquid chamber 17, that is, on the element substrate 1, is heated to a predetermined temperature, and the first common liquid chamber 15 is discharged through the separation wall 30. A sub-heater 2a for adjusting the temperature of the liquid indirectly is provided. The sub-heaters 2a are intended to adjust the temperature of the liquid ejected from the entire head by a small number of heaters. Therefore, it is not necessary to provide the sub-heaters 2a in a number corresponding to each liquid flow path. As shown in FIG. It is sufficient to arrange a small number in the second common liquid chamber 17. The sub-heater 2a can be formed at a predetermined position on the element substrate 1 in the same process as when the heating element 2 for liquid foaming is formed on the element substrate 1 by a known thin film technique.

【0136】なお、サブヒータ2aは、上述のように発
泡液を所定温度に加熱し、この熱を分離壁30を介して
吐出液に伝導することによって吐出液の温度を所定の温
度に調整するための温度調整手段である。本実施例で
は、発熱体2の他に特別に温度調整手段としてのサブヒ
ータ2aを設けたが、発熱体2のみの構成であっても、
上述の所望の温度調整を行うことができる。発熱体2の
みを用いて吐出液の温度調整を行う場合には、液流路ご
とに温度調整の方法を異ならせる点に特徴がある。すな
わち、液体吐出を行う液流路(ノズル)では、そのノズ
ル内の発熱体2に対して液体を吐出するに十分な熱エネ
ルギを生じさせるためのプリント信号を加えるが、液体
吐出を行わないノズルでも、液体吐出には至らない程度
の熱エネルギを生じさせるためのプリント信号を加え
る。このような方法を採用することにより、液体吐出を
行わないノズル内の発泡液も、ある程度の温度上昇が見
られることになる。この結果、発泡液の有する熱量があ
る程度、均一となり、この発泡液が接する分離壁を介し
て吐出液も比較的緩やかに加温される。このような緩や
かな加温により熱が付与される場合には、吐出液が水に
難溶または不溶の色材を含んでいても、その色材の乳化
状態や分散状態が破壊されることがないが、急激に加熱
される場合には、その色材の乳化状態や分散状態が破壊
され、その色材が水から分離してしまうことがある。そ
して、水から分離した色材は次第に凝集しあい、巨大化
し、ノズルの目詰まりを引き起こし、不吐出を発生させ
てしまう。
The sub-heater 2a heats the foaming liquid to a predetermined temperature as described above, and conducts this heat to the discharge liquid through the separation wall 30 to adjust the temperature of the discharge liquid to a predetermined temperature. Temperature adjusting means. In this embodiment, a sub-heater 2a as a temperature adjusting means is provided in addition to the heat generating element 2.
The above-described desired temperature adjustment can be performed. When the temperature of the discharged liquid is adjusted using only the heating element 2, the method is characterized in that the method of adjusting the temperature is different for each liquid flow path. That is, in the liquid flow path (nozzle) for performing liquid discharge, a print signal for generating heat energy sufficient to discharge liquid to the heating element 2 in the nozzle is applied, but the nozzle not performing liquid discharge is used. However, a print signal for generating heat energy that does not reach liquid ejection is added. By adopting such a method, the foaming liquid in the nozzle that does not perform liquid ejection also has a certain rise in temperature. As a result, the calorific value of the foaming liquid becomes uniform to some extent, and the discharged liquid is heated relatively slowly through the separation wall in contact with the foaming liquid. When heat is applied by such gradual heating, the emulsified state or dispersed state of the colorant may be destroyed even if the discharged liquid contains a hardly soluble or insoluble colorant in water. However, when heated rapidly, the emulsified or dispersed state of the coloring material is destroyed, and the coloring material may be separated from water. Then, the coloring material separated from the water gradually aggregates and enlarges, causing clogging of the nozzle and causing non-discharge.

【0137】このような発熱体による吐出液の温度調整
には、発泡液の冷却を目的とした冷却システムが必要と
なる場合がある。例えば、インクジェット捺染のように
長時間の連続運転を必要とする場合である。長時間の運
転では、液流路内の発熱体が常に駆動し、その付近の発
泡液もかなり高温となるため、効果的に冷却する必要が
ある。この冷却システムは、例えば、発熱体が設けられ
た素子基板自体を裏側から冷却するもので、素子基板に
接触するように外部から冷媒を供給する構成となってい
るものである。この冷却システムは、冷媒の温度を調整
する温度調整手段と、この温度調整手段により温度を調
整された冷媒を素子基板近傍に供給する供給手段とから
概略構成されるが、本発明はこれらの構成に限定される
ものではない。なお、吐出液の温度調整手段についての
詳細は、後述する。
In order to adjust the temperature of the discharged liquid by such a heating element, a cooling system for cooling the foaming liquid may be required. For example, there is a case where a long-time continuous operation is required like ink-jet printing. In a long-time operation, the heating element in the liquid flow path is constantly driven, and the temperature of the foaming liquid in the vicinity of the heating element is also considerably high. This cooling system cools, for example, an element substrate provided with a heating element from the back side, and is configured to supply a coolant from the outside so as to contact the element substrate. This cooling system is roughly composed of temperature adjusting means for adjusting the temperature of the refrigerant, and supply means for supplying the refrigerant, the temperature of which has been adjusted by the temperature adjusting means, to the vicinity of the element substrate. However, the present invention is not limited to this. The details of the means for adjusting the temperature of the discharged liquid will be described later.

【0138】但し、発泡液と吐出液を同じ液体とする場
合には、共通液室を一つにして共通化させてもよい。
However, when the same liquid is used as the foaming liquid and the discharge liquid, the common liquid chamber may be made one and shared.

【0139】第1と第2の液流路の間には、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液流路と第2の液流路とを区分している。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、分離壁に完全分離の機
能を持たせなくてもよい。
A separation wall 30 made of a material having elasticity such as metal is provided between the first and second liquid flow paths, and is provided between the first and second liquid flow paths. Are classified. In the case where the foaming liquid and the discharge liquid are liquids that should not be mixed as much as possible, the flow of the liquids in the first liquid flow path 14 and the second liquid flow path 16 can be separated as completely as possible by this separation wall. It is better to perform the separation, but if there is no problem even if the foaming liquid and the discharge liquid are mixed to some extent, the separation wall may not have the function of complete separation.

【0140】発熱体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9(a)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は、スリッ
ト35によって吐出口側(液体の流れの下流側)が自由
端で、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液流路側の吐出口側に
向けて開口するように動作する(図中矢印方向)。図1
0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の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 of the portion located in the projection space above the heating element in the plane direction (hereinafter referred to as the discharge pressure generation area; the area A and the bubble generation area 11 in FIG. 9A) is a slit. By 35, the discharge port side (downstream side of the liquid flow) is a free end, and the cantilever-shaped movable member 31 has a fulcrum 33 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 side on the first liquid flow path side by bubbling of the bubbling liquid (arrow in the drawing). direction). FIG.
0, a space forming a second liquid flow path is provided on the element substrate 1 on which the heating resistor as the heating element 2 and the wiring electrode 5 for applying an electric signal to the heating resistor are arranged. The separation wall 30 is arranged via the.

【0141】可動部材31の支点33、自由端32の配
置と、発熱体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。
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 is the same as in the previous embodiment.

【0142】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 path 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.

【0143】次に図11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.

【0144】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の液流路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液流路の気泡発生領
域内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第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 area of the second liquid flow path, so that the foaming liquid is added to the foaming liquid in the same manner as described in the previous embodiment by U.S. Pat. No. 4,723,129. The bubble 40 is generated based on the film boiling phenomenon as described in the above item.

【0145】本実施例においては、気泡発生領域の上流
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6側に集中して伝搬し、気泡の成長をともなって可動
部材6が図11(a)の状態から図11(b)のように
第1液流路側に変位する。この可動部材の動作によって
第1液流路14と第2液流路16とが大きく連通し、気
泡の発生に基づく圧力が第1液流路の吐出口側の方向
(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 region, so that the pressure due to the bubble generation is applied to the movable member 6 disposed in the discharge pressure generating section. The movable member 6 is propagated intensively and displaces from the state shown in FIG. 11A to the first liquid flow path side as shown in FIG. 11B with the growth of bubbles. Due to the operation of the movable member, the first liquid flow path 14 and the second liquid flow path 16 communicate with each other largely, and the pressure based on the generation of bubbles mainly occurs in the direction (A direction) on the discharge port side of the first liquid flow path. Convey. The liquid is discharged from the discharge port by the propagation of the pressure and the mechanical displacement of the movable member as described above.

【0146】次に、気泡が収縮するに伴って可動部材3
1が図11(a)の位置まで戻ると共に、第1液流路1
4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で妨げる
ことがない。
Next, as the bubbles shrink, the movable member 3
1 returns to the position shown in FIG.
In 4, the amount of the discharged liquid corresponding to the amount of the discharged liquid is supplied from the upstream side. Also in this embodiment, since the supply of the discharge liquid is in the direction in which the movable member closes as in the above-described embodiments, the refill of the discharge liquid is not hindered by the movable member.

【0147】本実施例は、可動部材の変位に伴う発泡圧
力の伝搬、気泡の成長方向、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第1実施例等と同
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。
The present embodiment is the same as the first embodiment and the like in the operation and effect of the main parts relating to the propagation of the foaming pressure due to the displacement of the movable member, the growth direction of the bubbles, the prevention of the back wave, etc. By adopting the two-channel configuration as in the present embodiment, there are further advantages as follows.

【0148】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の液流路に供給し、発泡
液に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の
液流路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 been insufficiently foamed even when heat is applied and discharge power is insufficient, this liquid is supplied to the first liquid flow path, Liquid that foams well in the foaming liquid (ethanol: water = 4:
By supplying a liquid having a low boiling point or a liquid having a low boiling point to the second liquid flow path, the liquid can be satisfactorily discharged.

【0149】また、発泡液として、熱を受けても発熱体
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。
In addition, by selecting a liquid that does not generate deposits such as kogation on the surface of the heating element as a foaming liquid even when it receives heat, foaming can be stabilized and good ejection can be performed.

【0150】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.

【0151】また、加熱に弱い液体、例えば分散染料、
金属錯塩染料、顔料などを水に分散あるいは乳化させた
液体の場合においてもこの液体を第1の液流路に吐出液
として供給し、第2の液流路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。
Further, a liquid weak to heat, for example, a disperse dye,
Even in the case of a liquid in which a metal complex dye, a pigment or the like is dispersed or emulsified in water, this liquid is supplied to the first liquid flow path as a discharge liquid, and is not easily thermally deteriorated in the second liquid flow path. By supplying a liquid that causes foaming, it is possible to discharge with high discharge efficiency and high discharge force as described above without thermally damaging the liquid that is vulnerable to heating.

【0152】<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 part of the liquid discharge head and the liquid discharge method according to the present invention have been described above. Hereinafter, the 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.

【0153】<液流路の天井形状>図12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
3(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
の動作角度θをより大きく取れるようにしている。この
可動部材の動作範囲は、液流路の構造、可動部材の耐久
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。
<Ceiling Shape of Liquid Flow Path> FIG. 12 is a 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 3 (or the liquid flow path 10 in FIG. 1) is provided on the separation wall 30. In this embodiment, the free end 32 of the movable member
The height of the flow path ceiling near the position is increased, so that the operation angle θ of the movable member can be made larger. The operation range of the movable member may be determined in consideration of the structure of the liquid flow path, durability and bubbling force of the movable member, but it is desirable that the movable member be operated up to an angle including the angle in the axial direction of the discharge port. Conceivable.

【0154】また、この図で示されるように吐出口の直
径より可動部材の自由端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、可動部材の自由端32位置の液流路天井
の高さより可動部材の支点33位置の液流路天井の高さ
の方が低くなっているため、可動部材の変位よる上流側
への圧力波の逃げがさらに有効に防止できる。
Further, as shown in this figure, by making the displacement height of the free end of the movable member higher than the diameter of the discharge port,
A more sufficient transmission of the discharge force is achieved. As shown in this figure, the height of the liquid flow path ceiling at the fulcrum 33 of the movable member is lower than the height of the liquid flow path ceiling at the free end 32 of the movable member. The escape of the pressure wave to the upstream side due to the displacement can be more effectively prevented.

【0155】<第2液流路と可動部材との配置関係>図
13は、上述の可動部材31と第2の液流路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
30、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. 13 is a view for explaining the arrangement relation between the movable member 31 and the second liquid flow path 16 described above. FIG. 2A is a view of the vicinity of the separation wall 30 and the movable member 31 as viewed from above, and FIG. 2B 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.

【0156】本実施例の第2の液流路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 upstream of the heating element 2 (here, the upstream side is discharged from the second common liquid chamber side through the position of the heating element, the movable member, and the first flow path). A chamber having a constriction 19 at the upstream side of the large flow toward the outlet to suppress the pressure at the time of foaming from easily escaping to the upstream side of the second liquid flow path 16. (Foaming chamber) structure.

【0157】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.

【0158】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
体が設けられた第2液流路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液流路の気泡発生領域11
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1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側に
伝えられる形状であれば良い。
However, in the case of this 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 provided with the heating element is not so much. Since it can be prevented from being consumed, the bubble generation region 11 of the second liquid flow path
The filling amount of the foaming liquid into the liquid may be small. Therefore, since the interval in the constricted portion 19 can be made very small, that is, 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 from being released too much to the surroundings, and to concentrate and move. It can be turned to the member side. And since this pressure can be used as a discharge force via the movable member 31,
Higher ejection efficiency and ejection force can be achieved. However, the shape of the first 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 side.

【0159】なお、図13(c)で示されるように可動
部材31の側方は、第2液流路を構成する壁の一部を覆
っており、このことで、可動部材31の第2液流路への
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。
As shown in FIG. 13 (c), the side of the movable member 31 covers a part of the wall constituting the second liquid flow path. Dropping into the liquid flow path 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 slits can be suppressed, the discharge pressure and the discharge efficiency can be further increased. further,
The effect of the refill from the upstream side by the pressure at the time of the defoaming can be enhanced.

【0160】なお、図11(b)や図12においては、
可動部材6の第1の液流路14側への変位に伴って第2
の液流路4の気泡発生領域で発生した気泡の一部が第1
の液流路14側に延在しているが、この様に気泡が延在
するような第2流路の高さにすることで、気泡が延在し
ない場合に比べ更に吐出力を向上させることができる。
この様に気泡が第1の液流路14に延在するようにする
ためには、第2の液流路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〜30μ
m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。
In FIGS. 11B and 12,
With the displacement of the movable member 6 toward the first liquid flow path 14, the second
Some of the bubbles generated in the bubble generation region of the liquid flow path 4
However, by setting the height of the second flow path such that the bubbles extend, the ejection force can be further improved as compared with the case where the bubbles do not extend. be able to.
In order for the bubbles to extend into 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. μm to 30μ
m is desirable. In this embodiment, the height is set to 15 μm.

【0161】<可動部材および分離壁>図14は可動部
材31の他の形状を示すもので、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13
(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、可動部材の形状は第2の液流
路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. 14 shows another shape of the movable member 31. Reference numeral 35 denotes a slit provided in the separation wall, and the slit forms the movable member 31. . (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. This is a shape that improves the durability of the device.
FIG. 13 shows a shape having good operability and durability.
As shown in (a), it is desirable that the width on the fulcrum side is narrowed in an arc shape, but the shape of the movable member is a shape that can easily operate without entering the second liquid flow path side. ,
Any shape having excellent durability may be used.

【0162】先の実施例においては、板状可動部材31
をおよびこの可動部材を有する分離壁5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、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、可動部材として良好に動作するた
めの弾性を有し、微細なスリットが形成できるものであ
ればよい。
In the above embodiment, the plate-shaped movable member 31
And the separation wall 5 having the movable member is made of nickel having a thickness of 5 μm. However, the material for the movable member and the separation wall is not limited to this, and has a solvent resistance to the foaming liquid and the discharge liquid. Any material may be used as long as it has elasticity to operate well as a movable member and can form a fine slit.

【0163】可動部材の材料としては、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, high durability
Metals such as silver, nickel, gold, iron, titanium, aluminum, platinum, tantalum, stainless steel, phosphor bronze, and alloys thereof, or resins having a nitrile group such as acrylonitrile, butadiene, styrene, and amide groups such as polyamide Resin, resin having a carboxyl group such as polycarbonate, resin having an aldehyde group such as polyacetal, resin having a sulfone group such as polysulfone,
In addition, resins and compounds such as liquid crystal polymers, highly ink-resistant metals such as gold, tungsten, tantalum, nickel, stainless steel, titanium, alloys of these and those with ink resistance coated on the surface or polyamide A resin having an amide group such as
Resins having an aldehyde group such as polyacetal, resins having a ketone group such as polyetheretherketone, resins having an imide group such as polyimide, resins having a hydroxyl group such as a phenol resin, resins having an ethyl group such as polyethylene, polypropylene, etc. A resin having an alkyl group, 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 its compound, and a ceramic such as silicon dioxide and its compound. desirable.

【0164】分離壁の材質としては、前述した温度調整
手段における伝熱効果を考慮すると、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(LCP)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。
Considering the heat transfer effect of the above-mentioned temperature control means, polyethylene, polypropylene, polyamide, polyethylene terephthalate, melamine resin, phenol resin, epoxy resin, polybutadiene, polyurethane, polyether ether ketone, A resin having good heat resistance, solvent resistance, and moldability represented by recent engineering plastics such as polyether sulfone, polyarylate, polyimide, polysulfone, and liquid crystal polymer (LCP), and a compound thereof, or silicon dioxide; Silicon nitride, nickel,
Metals such as gold and stainless steel, alloys and their compounds, or those whose surfaces are coated with titanium or gold are desirable.

【0165】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, when the foaming liquid and the discharge liquid are different liquids and it is desired to prevent a 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 discharge liquid, the liquid mixture can be prevented even with a slit of about 5 μm, but it is preferable that the slit be 3 μm or less. .

【0166】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.

【0167】スリットを形成する可動部材の自由端ある
いは/且つ側端に対向する部材の厚みが可動部材の厚み
と同等の場合(図11、図12等)、スリット幅と厚み
の関係を製造のバラツキを考慮して以下のような範囲に
することで発泡液と吐出液の混液を安定的に抑制するこ
とができる。このことは限られた条件ではあるが設計上
の観点として、3cP以下の粘度の発泡液に対して高粘
度インク(5cP、10cP等)を用いる場合、W/t
≦1を満足するようにすることで、2液の混合を長期に
わたって抑制することが可能な構成となった。
When the thickness of the member facing the free end and / or the side end of the movable member forming the slit is equal to the thickness of the movable member (FIGS. 11 and 12, etc.), the relationship between the slit width and the thickness is determined by manufacturing. By setting the following range in consideration of the variation, the mixture of the foaming liquid and the ejection liquid can be stably suppressed. Although this is a limited condition, as a design point of view, when a high-viscosity ink (5 cP, 10 cP, etc.) is used for a foaming liquid having a viscosity of 3 cP or less, W / t
By satisfying ≦ 1, it was possible to suppress the mixing of the two liquids for a long time.

【0168】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 that gives the “substantially sealed state” of the present invention is more reliable if it is on the order of several μm.

【0169】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 functions as a substantial partition 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.

【0170】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 when the viscosity is changed, the mixing of the foaming liquid at the upper limit of 15% is performed. For the foaming liquid of 5 cP or less, the mixing ratio depends on the driving frequency, but it is 10%. % As the upper limit.

【0171】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).

【0172】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.

【0173】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1
5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 (formation of air bubbles) is caused in the ink, and the ink is ejected from the ejection port by the action force based on this state change. In the related art of an ink jet recording method for forming an image by adhering a liquid on a recording medium, that is, a so-called bubble jet recording method, FIG.
As shown in FIG. 5, it can be seen that the heating element area and the ink ejection amount are in a proportional relationship, but 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.

【0174】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 use the foaming pressure, it is effective to dispose the movable member so that the movable region of the movable member covers the area just above the effective foaming area about 4 μm or more 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.

【0175】図16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301((a)
図)、可動部材302((b)図)を配置したときの上
部から見た模式図を示す。
FIG. 16 shows that the heating member 2 of 58 × 150 μm has a movable member 301 ((a)
FIG. 2 is a schematic diagram viewed from above when the movable member 302 (FIG. 2B) is arranged.

【0176】可動部材301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302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〜可動先端間の寸法が
発熱体の長さよりも長い)、可動部材301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301、302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 301 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 302 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 and the movable tip is longer than the length of the heating element). It is arranged so as to cover the effective foaming area in the same manner as the above. The durability and discharge efficiency of the two types of movable members 301 and 302 were measured. The measurement conditions are as follows.

【0177】 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301の方は、1×107
ルス印加したところで可動部材301の支点部分に損傷
が見られた。(b)可動部材302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% aqueous solution of ethanol Discharge ink: dye ink Voltage: 20.2 V Frequency: 3 kHz As a result of an experiment performed under these measurement conditions, regarding the durability of the movable member, (a) the movable member 301 In the case of 1 × 10 7 pulses, the fulcrum of the movable member 301 was damaged when 1 × 10 7 pulses were applied. (B) 3 × 10 8 for the movable member 302
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.

【0178】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, it can be seen from the viewpoint of both durability and discharge efficiency 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.

【0179】図17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18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、可動部材の支点の位置を決める
ことが望ましい。
FIG. 17 shows the relationship between the distance from the edge of the heating element to the fulcrum of the movable member and the amount of displacement of the movable member. FIG. 18 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 of the movable member based on the required ink discharge amount, the discharge liquid flow path structure, and the shape of the heating element.

【0180】また、可動部材の支点が発熱体の発泡有効
領域直上に位置する場合は、可動部材の変位による応力
に加え、発泡圧力が直接支点に加わるため可動部材の耐
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を設けたものでは、1×106
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
の支点は、発熱体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。
If the fulcrum of the movable member is located immediately above the effective foaming area of the heating element, the durability of the movable member is reduced because the foaming pressure is directly applied to the fulcrum in addition to the stress caused by the displacement of the movable member. . According to the experiment of the present inventor, it was found that, in the case where the fulcrum was provided right above the effective foaming area, the movable wall was damaged by about 1 × 10 6 pulses, and the durability was reduced. I have. Therefore, by arranging the fulcrum of the movable member just above the effective foaming area of the heating element, the practicability increases even if the movable member has a shape or material whose durability is not so high. However, even if there is a fulcrum just above the effective foaming area, it can be used favorably if the shape and material are selected. With this configuration, a liquid ejection head having high ejection efficiency and excellent durability can be obtained.

【0181】<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.

【0182】図19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19(a)は後述する保護膜があ
るヘッド、同図(b)は保護膜がないものである。
FIG. 19 is a longitudinal sectional view of a liquid discharge head according to the present invention. FIG. 19A shows a head having a protective film described later, and FIG. 19B shows a head without a protective film.

【0183】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.

【0184】素子基板1には、シリコン等の気体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11のよ
うにパターニングされている。この2つの配線電極10
4から抵抗層105に電圧を印加し、抵抗層に電流を流
し発熱させる。配線電極間の抵抗層上には、酸化シリコ
ンやチッ化シリコン等の保護層を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(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抵抗層105を保護してい
る。
A gas 107 such as silicon is provided on the element substrate 1.
A silicon oxide film or a silicon nitride film 106 for insulation and heat storage is formed thereon, and hafnium boride (HfB 2 ), tantalum nitride (TaN), and tantalum aluminum (TaAl) constituting a heating element are formed thereon. ) And wiring electrodes (0.2-1.0 μm thick) of aluminum or the like are patterned as shown in FIG. These two wiring electrodes 10
From 4, a voltage is applied to the resistance layer 105, and a current flows through the resistance layer to generate heat. On the resistance layer between the wiring electrodes, a protective layer such as silicon oxide or silicon nitride is formed with a thickness of 0.1 to 2.0 μm, and further thereon, a cavitation resistant layer such as tantalum (with a thickness of 0.1 to 0.6 μm) is formed. ) Is deposited,
The resistance layer 105 is protected from various liquids such as ink.

【0185】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 a cavitation-resistant layer.

【0186】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保護層を必要としない構成でもよく
その例を図19(b)に示す。このような保護層を必要
としない抵抗層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-mentioned protective layer may be used depending on the combination of the liquid, the liquid flow path structure, and the resistance material. An example is shown in FIG. Examples of the material of the resistance layer that does not require such a protective layer include an iridium-tantalum-aluminum alloy.

【0187】このように、前述の各実施例における発熱
体の構成としては、前述の電極間の抵抗層(発熱部)だ
けででもよく、また抵抗層を保護する保護層を含むもの
でもよい。
As described above, the configuration of the heating element in each of the above-described embodiments may be only the above-described resistance layer (heating section) between the electrodes, or may include a protection layer for protecting the resistance layer.

【0188】本実施例においては、発熱体として電気信
号に応じて発熱する抵抗層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, a heating element having a heating portion composed of a resistance layer that generates heat in response to an electric signal is used as the heating element. However, the present invention is not limited to this. What is necessary is just a thing which produces a bubble in a 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.

【0189】なお、前述の素子基板1には、前述の発熱
部を構成する抵抗層105とこの抵抗層に電気信号を供
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 includes, in addition to the electrothermal transducer composed of the above-described resistance layer 105 constituting the heating section and the wiring electrode 104 for supplying an electric signal to this resistance layer, Functional elements such as a transistor, a diode, a latch, and a shift register for selectively driving the electrothermal conversion element may be integrally formed by a semiconductor manufacturing process.

【0190】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、前述の抵抗層105に配線電極104を介し
て図20で示されるような矩形パルスを印加し、配線電
極間の抵抗層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。
Also, in order to drive the heat generating portion of the electrothermal transducer provided on the element substrate 1 as described above and discharge the liquid, the above-described resistance layer 105 is connected to the above-described resistance layer 105 through the wiring electrode 104 as shown in FIG. A rectangular pulse as shown by is applied to cause the resistance layer 105 between the wiring electrodes to generate heat sharply. 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 of 6 kHz, and the liquid ink is discharged from the ejection port by the above-described operation. 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.

【0191】<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 Channels> A 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.

【0192】図21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. 21 is a schematic diagram showing the structure of such a liquid discharge head. The same reference numerals are used for the same components as those in the previous embodiment, and a detailed description is omitted here.

【0193】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、複数の液流路1
4に共通して連通し、各第1の液流路3に液体(吐出
液)を供給するための第1の共通液室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
An orifice plate 51 having a discharge port 18; a plurality of grooves forming a plurality of first liquid flow paths 14;
4 and a concave portion forming a first common liquid chamber 15 for supplying a liquid (ejection liquid) to each first liquid flow path 3.

【0194】この溝付部材50の下側部分に分離壁30
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20を
有している。また、溝付部材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
の液体供給路21を有している。
The separation wall 30 is provided below the grooved member 50.
Can be formed to form a plurality of first liquid flow paths 14. Such a grooved member 50 has a first liquid supply path 20 that reaches the inside of the first common liquid chamber 15 from above. Further, the grooved member 50 penetrates the separation wall 30 from the upper part thereof and reaches the second common liquid chamber 17 in the second common liquid chamber 17.
The liquid supply path 21 of FIG.

【0195】第1の液体(吐出液)は、図21の矢印C
で示すように、第1液体供給路20を経て、第1の共通
液室15、次いで第1の液流路14に供給され、第2の
液体(発泡液)は、図21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 by, the liquid is supplied to the first common liquid chamber 15 and then to the first liquid flow path 14 via the first liquid supply path 20, and the second liquid (foaming liquid) is indicated by an arrow D in FIG. As shown, the second
Through the liquid supply path 21, the second common liquid chamber 17, and then the second common liquid chamber 17,
The liquid is supplied to the liquid flow path 16.

【0196】本実施例では、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 the present embodiment, the second liquid supply path 21 is arranged in parallel with the first liquid supply path 20, but is not limited to this, and is arranged outside the first common liquid chamber 15. Any configuration may be used as long as it is formed so as to penetrate through the separated wall 30 and communicate with the second common liquid chamber 17.

【0197】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。
The thickness (diameter) of the second liquid supply passage 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.

【0198】また、第2共通液室17は、溝付部材50
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22で示す本実施例の分解
斜視図のように、素子基板上にドライフィルムで共通液
室枠と第2液路壁を形成し、分離壁を固定した溝付部材
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 a grooved member 50.
By the partition wall 30. As a forming method, as shown in an exploded perspective view of this embodiment shown in FIG. 22, a common liquid chamber frame and a second liquid path wall are formed on an element substrate with a dry film, and a grooved member in which a separation wall 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 separation wall 30 and the element substrate 1 to the element substrate 1.

【0199】本実施例では、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 this embodiment, as described above, on the support 70 formed of a metal such as aluminum, an electric heater serving as a heating element for generating heat for generating bubbles due to film boiling of the foaming liquid. An element substrate 1 provided with a plurality of heat conversion elements is provided.

【0200】この素子基板1上には、第2液路壁により
形成された液流路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 forming the liquid flow path 16 formed by the second liquid path wall and a plurality of the foaming liquid flow paths are communicated. Forming a second common liquid chamber (common bubbling liquid chamber) 17 for supplying water, and a separation wall 30 provided with the movable wall 31 described above.
And are arranged.

【0201】符号50は、溝付部材である。この溝付部
材は、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の共
通液室(共通吐出液室)15を構成するための凹部と、
第1共通液室に吐出液を供給するための第1供給路(吐
出液供給路)20と、第2の共通液室17に発泡液を供
給するための第2の供給路(発泡液供給路)21とを有
している。第2の供給路21は、第1の共通液室15の
外側に配された分離壁30を貫通して第2の共通液室1
7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の共通液室1
5に供給することができる。
Reference numeral 50 denotes a grooved member. The grooved member is joined to the separation wall 30 to form a discharge liquid flow path (first
A first common liquid chamber (common discharge liquid chamber) 15 which communicates with the groove forming the liquid flow path) 14 and the discharge liquid flow path to supply the discharge liquid to each discharge liquid flow path; Of the recess,
A first supply path (discharge liquid supply path) 20 for supplying discharge liquid to the first common liquid chamber, and a second supply path (foam liquid supply) for supplying foaming liquid to the second common liquid chamber 17. (Road) 21. The second supply passage 21 penetrates the separation wall 30 disposed outside the first common liquid chamber 15 and
7, the foaming liquid is not mixed with the discharge liquid by the communication path, and the foamed liquid is mixed with the second common liquid chamber 1.
5 can be supplied.

【0202】なお、素子基板1、分離壁30、溝付天板
50の配置関係は、素子基板1の発熱体に対応して可動
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、本実施例で
は、第2の供給路を1つ溝付部材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。さらに吐出液供
給路20と発泡液供給路21の流路断面積は供給量に比
例して決めればよい。
The arrangement relationship between the element substrate 1, the separation wall 30, and the grooved top plate 50 is such that the movable member 31 is arranged corresponding to the heating element of the element substrate 1, and the movable member 31 is arranged corresponding to the movable member 31. A discharge liquid channel 14 is provided. Further, in the present embodiment, an example is shown in which one second supply path is provided in the grooved member, but a plurality of second supply paths may be provided according to the supply amount. Furthermore, the flow path cross-sectional area of the discharge liquid supply path 20 and the foaming liquid supply path 21 may be determined in proportion to the supply amount.

【0203】このような流路断面積の最適化により溝付
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。
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.

【0204】以上説明したように本実施例によれば、第
2液流路に第2液体を供給する第2の供給路と、第1液
流路に第1液体を供給する第1の供給路とが同一の溝付
部材としての溝付天板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 the present embodiment, the second supply path for supplying the second liquid to the second liquid flow path and the first supply path for supplying the first liquid to the first liquid flow path Since the road and the grooved top plate as the grooved member are the same, the number of components can be reduced, and the process can be shortened and the cost can be reduced.

【0205】また第2液流路に連通した第2の共通液室
への、第2液体の供給は、第1液体と第2液体を分離す
る分離壁を突き抜ける方向で第2液流路によって行なわ
れる構造であるため、前記分離壁と溝付部材と発熱体形
成基板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。
Further, the supply of the second liquid to the second common liquid chamber communicating with the second liquid flow path is performed by the second liquid flow path in a direction penetrating the separation wall separating the first liquid and the second liquid. Since the structure is performed, the bonding step of the separation wall, the grooved member, and the heating element forming substrate only needs to be performed once, thereby improving the ease of manufacturing, improving the bonding accuracy, and discharging well. Can be.

【0206】また、第2液体は、分離壁を突き抜けて第
2液体共通液室へ供給されるため、第2液流路に第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。
Further, since the second liquid penetrates through the separation wall and is supplied to the second liquid common liquid chamber, the supply of the second liquid to the second liquid flow path is ensured, and the supply amount can be sufficiently secured.
Stable discharge is possible.

【0207】<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 can achieve 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.

【0208】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。
Of such liquids, as a liquid (recording liquid) used for recording, ink having a composition used in a conventional bubble jet apparatus can be used.

【0209】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 a head having a two-flow path structure according to 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.

【0210】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 foaming 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.

【0211】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 liquid to be discharged are:
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.

【0212】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 recording liquid to be ejected, 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.

【0213】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 discharge liquid and the foaming liquid. Therefore, the landing accuracy of the droplet was improved, and a very good recorded image could be obtained.

【0214】 染料インク(粘度2cP)の組成 (C.I.フードブラック2)染料 3重量% ジエチレングリコール 10重量% チオジグリコール 5重量% エタノール 5重量% 水 77重量% 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。
Composition of Dye Ink (Viscosity 2 cP) (CI Food Black 2) Dye 3 wt% Diethylene glycol 10 wt% Thiodiglycol 5 wt% Ethanol 5 wt% Water 77 wt% Recording was performed by discharging a combination of liquids having the following compositions. As a result, it was possible to satisfactorily eject a liquid having a viscosity as high as 150 cP as well as a liquid having a viscosity of more than 10 cP, which was difficult to eject with a conventional head, and to obtain a high-quality recorded matter.

【0215】 発泡液1の組成 エタノール 40重量% 水 60重量% 発泡液2の組成 水 100重量% 発泡液3の組成 イソプロピルアルコール 10重量% 水 90重量% 吐出液1顔料インク(粘度約15cP)の組成 カーボンブラック 5重量% スチレン−アクリル酸−アクリル酸エチル共重合体 1重量% (酸価140、重量平均分子量8000) モノエタノールアミン 0.25重量% グリセリン 69重量% チオジグリコール 5重量% エタノール 3重量% 水 16.75重量% 吐出液2(粘度55cP)の組成 ポリエチレングリコール200 100重量% 吐出液3(粘度150cP)の組成 ポリエチレングリコール600 100重量% 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。
Composition of foaming liquid 1 Ethanol 40% by weight Water 60% by weight Composition of foaming liquid 2 Composition of water 100% by weight Composition of foaming liquid 3 Isopropyl alcohol 10% by weight Water 90% by weight Discharge liquid 1 of pigment ink (viscosity of about 15 cP) Composition Carbon black 5% by weight Styrene-acrylic acid-ethyl acrylate copolymer 1% by weight (acid value 140, weight average molecular weight 8000) monoethanolamine 0.25% by weight glycerin 69% by weight thiodiglycol 5% by weight ethanol 3 Weight% water 16.75 weight% composition of ejection liquid 2 (viscosity 55 cP) polyethylene glycol 200 100 wt% composition of ejection liquid 3 (viscosity 150 cP) polyethylene glycol 600 100 wt% Discharge speed is low for the liquid Because, the conducive variation in ejection directionality is poor landing accuracy of the dot on the recording paper, also by variation in the discharge amount due to unstable discharge occurs in these, high-quality image was difficult to obtain. 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.

【0216】<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.

【0217】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
部材を、溝と可動部材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. 31 was adhered or fixed by welding. Thereafter, a grooved member having a plurality of grooves forming each liquid flow path 10, a discharge port 18, and a concave part forming the common liquid chamber 13 is joined to the element substrate 1 in such a manner that the grooves correspond to the movable members. It was formed by doing.

【0218】次に、図9や図21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, a description will be given of a manufacturing process of a liquid discharge head having a two-channel configuration as shown in FIGS. 9 and 21.

【0219】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1
6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。
Generally, the second liquid flow path 1
6, a separation wall 30 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, the second liquid flow path 1
After forming the wall of No. 6, the head was manufactured by joining the grooved member 50 on which the separation wall 30 was attached to the wall.

【0220】さらに第2液流路の作製方法について詳し
く説明する。
Further, a method of forming the second liquid flow path will be described in detail.

【0221】図23(a)〜(e)は、本発明の液体吐
出ヘッドの製造方法の第1の実施例を説明するための概
略断面図である。
FIGS. 23A to 23E are schematic sectional views for explaining a first embodiment of the method of manufacturing a liquid discharge head according to the present invention.

【0222】本実施例においては、(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
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 embodiment, as shown in (a), 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 is surface-modified with 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 and spin-coated on the modified surface.

【0223】次に、表面洗浄を行い、密着性を向上した
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, as shown in FIG. 2B, an ultraviolet-sensitive resin film (manufactured by Tokyo Ohka: Dry Film Odile SY) was placed on the substrate 1 having been subjected to surface cleaning and having improved adhesion.
-318) The DF was laminated.

【0224】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の流路壁
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6
00mJ/cm2 の露光量で行った。
Next, as shown in (c), a photomask PM is arranged on the dry film DF, and ultraviolet rays are passed through the photomask PM to a portion of the dry film DF to be left as the second channel wall. Was irradiated. This exposure step
Manufactured by Canon Inc .: MPA-600, about 6
The exposure was performed at an exposure of 00 mJ / cm 2 .

【0225】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.) consisting 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.

【0226】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の液流路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70上に固定し
た(図30)。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71と、ヒータボ
ード1とを直径0.05mmのアルミワイヤ(図示略)
で接続した。
According to the above method, the second liquid flow path can be uniformly formed with high accuracy on a plurality of heater boards (element substrates) which are divided and manufactured from the silicon substrate. A dicing machine (manufactured by Tokyo Seimitsu:
(AWD-4000) to cut and separate each heater board 1. An adhesive (made by Toray:
(SE4400) on the aluminum base plate 70 (FIG. 30). Next, the aluminum base plate 70
An aluminum wire (not shown) having a diameter of 0.05 mm is formed by connecting the printed wiring board 71 bonded above and the heater board 1 to each other.
Connected with.

【0227】次に、このようにして得られたヒータボー
ド1に、図23(e)に示すように、上述の方法で溝付
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を有する溝付部材とヒータボード
1とを位置決めし、押さえバネ78により係合、固定し
た後、インク・発泡液用供給部材80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. 23 (e), the joined body of the grooved member 50 and the separation wall 30 was positioned and joined to the heater board 1 thus obtained, as shown in FIG. 23 (e).
That is, the grooved member having the separating wall 30 and the heater board 1 are positioned and engaged and fixed by the pressing spring 78, and then the ink / foaming liquid supply member 80 is joined and fixed on the aluminum base plate 70, and the aluminum wire is fixed. , Grooved member 50, heater board 1, and ink / foaming liquid supply member 80
The gap with the silicone sealant (made by Toshiba Silicone:
(TSE399) and completed.

【0228】以上の製法で、第2の液流路を形成するこ
とにより、各ヒータボードのヒータ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 by the above-described manufacturing method, it is possible to obtain a high-precision flow path with no positional deviation with respect to the heater of each heater board. In particular, 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.

【0229】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。
[0229] 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.

【0230】なお、本実施例では、第2の液流路を形成
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の
液流路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.
It can also be obtained by using a resin having an absorption band in the ultraviolet region, particularly around 248 nm, curing after laminating, and directly removing the resin in a portion serving as the second liquid flow path with an excimer laser.

【0231】図24(a)〜(d)は、本発明の液体吐
出ヘッドの製造方法の第2の実施例を説明するための概
略断面図である。
FIGS. 24 (a) to 24 (d) are schematic sectional views for explaining a second embodiment of the method of manufacturing a liquid discharge head according to the present invention.

【0232】本実施例においては、(a)に示すよう
に、SUS基板100上に厚さ15μmのレジスト10
1を第2の液流路の形状でパターニングした。
In this embodiment, as shown in (a), a 15 μm-thick resist 10
1 was patterned in the shape of the second liquid flow path.

【0233】次に、(b)に示すように、SUS基板1
00に対して電気メッキを行ってSUS基板100上に
ニッケル層102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100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 FIG.
00 was electroplated to grow a nickel layer 102 on the SUS substrate 100 by 15 μm. 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. As for the method of applying an electric field at the time of electrodeposition, an electrode was attached to the anode side, the already patterned SUS substrate 100 was attached to the cathode side, and the temperature of the plating solution was set to 50 ° C.
And the current density was 5 A / cm 2 .

【0234】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100に超音波振動を与
え、ニッケル層102の部分をSUS基板100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 100 which has been plated as described above, and the nickel layer 102 is peeled off from the SUS substrate 100, and the desired second A liquid flow path was obtained.

【0235】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、予めプリント基板104が接合され
たアルミベースプレート70に接合し、プリント基板7
1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24(d)に示すように、先の工程で得た第2液
流路と位置決め固定した。この固定に際しては、後工程
で第1の実施例と同様に分離壁を固定した天板と押さえ
バネによって係合・密着されるため、天板接合時に位置
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 is joined to an aluminum base plate 70 to which a printed board 104 has been joined in advance, and the printed board 7
1 and an aluminum wire (not shown) to form an electrical wiring. On the heater board 1 in such a state, as shown in FIG. 24 (d), it was positioned and fixed to the second liquid flow path obtained in the previous step. At the time of this fixing, as in the first embodiment, since the top plate on which the separation wall is fixed is engaged with and tightly attached to the top plate by the pressing spring in the subsequent step, it is fixed to the extent that no positional displacement occurs at the time of joining the top plate. Is enough.

【0236】本実施例では、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−3
00)を塗布し、紫外線照射装置を用い、露光量を10
0mJ/cm2 として約3秒間で固定を完了した。
In this embodiment, an ultraviolet curing adhesive (Amicon UV-3 manufactured by Grace Japan) is used for the positioning and fixing.
00), and using an ultraviolet irradiation device, the exposure amount is 10
Fixation was completed in about 3 seconds at 0 mJ / cm 2 .

【0237】本実施例の製法によれば、発熱体に対して
位置ズレのない精度の高い第2の液流路を得ることがで
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 embodiment, it is possible to obtain the second liquid flow path with high accuracy without displacement with respect to the heating element, 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.

【0238】図25(a)〜(d)は、本発明の液体吐
出ヘッドの製造方法の第3の実施例を説明するための概
略断面図である。
FIGS. 25A to 25D are schematic sectional views for explaining a third embodiment of the method for manufacturing a liquid discharge head according to the present invention.

【0239】本実施例においては、(a)に示すよう
に、アライメント穴あるいはマーク100aを有する厚
さ15μmのSUS基板100の両面にレジスト31を
塗布した。ここで、レジストとしては、東京応化製のP
MERP−AR900を使用した。
In this embodiment, as shown in FIG. 15A, a resist 31 was applied to both surfaces of a 15 μm thick SUS substrate 100 having alignment holes or marks 100a. Here, as the resist, P made by Tokyo Ohka
MERP-AR900 was used.

【0240】この後、(b)に示すように、素子基板1
00のアライメント穴100a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の液流路を形成すべき部分のレジスト103を
除去した。露光は800mJ/cm2 の露光量で行っ
た。 次に、(c)に示すように、両面のレジスト10
3がパターニングされたSUS基板100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103から露出している部分をエッチング
した後、レジストを剥離した。
After that, as shown in FIG.
Exposure was performed using an exposure apparatus (MPA-600, manufactured by Canon Inc.) in accordance with the alignment hole 100a of No. 00, and the resist 103 in the portion where the second liquid flow path was to be formed was removed. The exposure was performed at an exposure amount of 800 mJ / cm 2 . Next, as shown in FIG.
The SUS substrate 100 patterned with No. 3 was immersed in an etchant (an aqueous solution of ferric chloride or cupric chloride) to etch a portion exposed from the resist 103, and then the resist was peeled.

【0241】次に、(d)に示すように、先の製造方法
の実施例と同様に、ヒータボード1上に、エッチングさ
れたSUS基板100を位置決め固定して第2の液流路
4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 100 is positioned and fixed on the heater board 1 and the second liquid flow path 4 is formed in the same manner as in the above embodiment of the manufacturing method. Was assembled.

【0242】本実施例の製法によれば、ヒータに対し位
置ズレのない精度の高い第2液流路4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 embodiment, the second liquid flow path 4 can be obtained with high accuracy without any positional deviation with respect to the heater. In addition, since the flow path is formed of SUS, acid or alkaline And a highly reliable liquid ejection head can be provided.

【0243】以上説明したように、本実施例の製造方法
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、電気熱変換体と第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の液流路を同時に
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 embodiment, the electrothermal transducer and the second liquid flow path are formed by disposing the walls of the second liquid flow path in advance on the element substrate. Positioning can be performed with high accuracy. 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.

【0244】また、本実施例の液体吐出ヘッドの製造方
法を実施すること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。
The liquid discharge head obtained by performing the method of manufacturing a liquid discharge head of the present embodiment is as follows.
Since the heating element and the second liquid flow path are positioned with high precision, the pressure of foaming due to the heat generated by the electrothermal transducer can be efficiently received, and the discharge efficiency is excellent.

【0245】ここで、本実施例の液体吐出ヘッドにおけ
る吐出液の温度調整手段の実施例について図面を参照し
て説明する。
Here, an embodiment of the means for adjusting the temperature of the discharged liquid in the liquid discharge head of this embodiment will be described with reference to the drawings.

【0246】(温度調整手段の実施例1)既に、図9
(a)および(b)に示すように、発泡液側の共通液室
内に温度調整用のサブヒータを設けた構成は、液体吐出
ヘッド全体の吐出液に対する温度調整手段である。
(Embodiment 1 of Temperature Control Means)
As shown in (a) and (b), a configuration in which a sub-heater for temperature adjustment is provided in the common liquid chamber on the foaming liquid side is a temperature adjusting means for the entire liquid ejection head with respect to the ejection liquid.

【0247】本実施例では、プリント媒体に対しインク
を吐出するための吐出口18をもつ複数の第1の液流路
14にインク(吐出液)を供給する第1共通液室15
と、第1の液流路14と弁(可動部材)31を介して通
じる複数の第2の液流路16へ色材を含まないクリアイ
ンク(発泡液)を供給する第2共通液室17を有する構
成の液体吐出ヘッドである。本構成において、第2共通
液室17に充填された発泡液を加温することで、第1共
通液室15のインクを加温することができる。
In this embodiment, a first common liquid chamber 15 for supplying ink (discharge liquid) to a plurality of first liquid flow paths 14 having discharge ports 18 for discharging ink to a print medium is provided.
And a second common liquid chamber 17 for supplying a clear ink (foaming liquid) containing no coloring material to a plurality of second liquid flow paths 16 communicating with the first liquid flow path 14 and a valve (movable member) 31. Is a liquid ejection head having a configuration having: In this configuration, the ink in the first common liquid chamber 15 can be heated by heating the foaming liquid filled in the second common liquid chamber 17.

【0248】第2共通液室17にはサブヒータ2aが設
けられており、パルス状の駆動電圧を印加してヒータを
発熱させる。このサブヒータ2aはノズルでの温度上昇
がスムーズに行くように、予めインクを加熱する。サブ
ヒータ2aに対する駆動パルスの印加はヘッド内にある
センサ(図示略)によって測定された温度が、設定され
たヘッド温度40℃以下の場合に行われる。上記パルス
の印加によって発熱した分の熱量は、ヒータと接する部
分では200℃程度まで液体を加熱するが、ヒータと接
していない部分は、ヒータと接する部分からゆっくりと
熱の伝達を受ける。そして、このように加温された液体
からの熱量で分離壁30を介して各ノズルに通じる液室
内のインクが加温される。
The second common liquid chamber 17 is provided with a sub-heater 2a, and generates heat by applying a pulse-like drive voltage. The sub-heater 2a heats the ink in advance so that the temperature rise in the nozzle goes smoothly. The drive pulse is applied to the sub-heater 2a when the temperature measured by a sensor (not shown) in the head is equal to or lower than the set head temperature of 40 ° C. The amount of heat generated by the application of the pulse heats the liquid to about 200 ° C. in a portion in contact with the heater, but a portion not in contact with the heater receives heat slowly from the portion in contact with the heater. Then, the ink in the liquid chamber communicating with each nozzle via the separation wall 30 is heated by the amount of heat from the liquid thus heated.

【0249】このように異なる2種類の液体を用いて液
体吐出を行う、いわゆる2液式の液体吐出ヘッドでは、
発泡液と吐出液とを分離する分離壁を通じて発泡液側の
熱が吐出液側に伝達される。従って、吐出液(インク)
に対し局部的に過度の熱が与えられることないので、イ
ンクを適切な温度まで加温でき、ノズル内でのスムーズ
な加温で電源投入時においてもさらに濃度ムラのない画
質が得られる。
In a so-called two-liquid type liquid discharge head that performs liquid discharge using two different types of liquids as described above,
Heat on the foaming liquid side is transmitted to the discharging liquid side through a separation wall that separates the foaming liquid and the discharging liquid. Therefore, the discharge liquid (ink)
However, since excessive heat is not locally applied, the ink can be heated to an appropriate temperature, and the image quality can be further improved without density unevenness even when the power is turned on by smooth heating in the nozzles.

【0250】特に、水に難溶性あるいは不溶の色材を含
み、その色材を乳化あるいは分散状態で存在させている
インクにおいても過度の熱による乳化あるいは分散状態
の破壊を引き起こさず、安定した状態でインクを加温す
ることが可能である。その結果、目詰まりのない安定し
た吐出が可能になる。
In particular, even if the ink contains a coloring material that is hardly soluble or insoluble in water, and the coloring material is present in an emulsified or dispersed state, it does not cause destruction of the emulsified or dispersed state due to excessive heat and is stable. To heat the ink. As a result, stable ejection without clogging becomes possible.

【0251】ここでは、サブヒータ2aに対して、50
0μsの周期で駆動電圧24V、100μsの熱量を与
えている。
Here, the sub heater 2a is set at 50
A drive voltage of 24 V and a heat quantity of 100 μs are given at a period of 0 μs.

【0252】(温度調整手段の実施例2)図26(a)
および(b)は本実施例における温度調整において液体
吐出用の発熱体に印加される信号の波形図であり、図2
7は液体吐出を行わない液流路内の温度分布を説明する
ための断面図であり、図28はパルス印加タイミングを
横軸にとったときの図27に示した各部の温度変化を示
すグラフである。
(Embodiment 2 of Temperature Adjusting Means) FIG. 26 (a)
2A and 2B are waveform diagrams of signals applied to a heating element for liquid ejection in temperature adjustment in the present embodiment, and FIG.
FIG. 7 is a cross-sectional view for explaining the temperature distribution in the liquid flow path in which the liquid is not discharged, and FIG. 28 is a graph showing the temperature change of each part shown in FIG. 27 when the pulse application timing is plotted on the horizontal axis. It is.

【0253】本実施例における温度調整手段は、先の実
施例1の温度調整専用のサブヒータを設けず、液体吐出
用の発熱体2を用い、液流路(ノズル)ごとに温度調整
を行おうとするものである。すなわち、前述したよう
に、液体吐出を行う液流路(ノズル)では、そのノズル
内の発熱体2に対して液体を吐出するに十分な熱エネル
ギを生じさせるための吐出信号(図26(a)参照)を
加えるが、液体吐出を行わないノズルでも、液体吐出に
は至らない程度の熱エネルギを生じさせるための非吐出
信号(図26(b)参照)を加える。
The temperature adjusting means in this embodiment is not provided with the sub-heater dedicated to the temperature adjustment in the first embodiment, but uses the heating element 2 for discharging liquid to adjust the temperature for each liquid flow path (nozzle). Is what you do. That is, as described above, in the liquid flow path (nozzle) for performing liquid discharge, a discharge signal for generating heat energy sufficient to discharge the liquid to the heating element 2 in the nozzle (see FIG. ) Is added, but a non-ejection signal (see FIG. 26 (b)) for generating heat energy that does not lead to liquid ejection even in a nozzle that does not eject liquid is added.

【0254】このような方法を採用することにより、液
体吐出を行わないノズル内の発泡液も、ある程度の温度
上昇が見られることになる。この結果、図28に示すよ
うに、発泡液の有する温度(B部)がある程度、均一と
なり、この発泡液が接する分離壁を介して吐出液(C
部)も比較的緩やかに加温される。このような緩やかな
加温により熱が付与される場合には、吐出液が水に難溶
または不溶の色材を含んでいても、その色材の乳化状態
や分散状態が破壊されることなく、濃度ムラのない画像
を常に安定した吐出でプリントできるメリットがある。
By adopting such a method, the temperature of the foaming liquid in the nozzle that does not perform liquid ejection also rises to some extent. As a result, as shown in FIG. 28, the temperature (part B) of the foaming liquid becomes uniform to some extent, and the discharge liquid (C) passes through the separation wall in contact with the foaming liquid.
Part) is also heated relatively slowly. When heat is applied by such gradual heating, even if the ejection liquid contains a coloring material that is hardly soluble or insoluble in water, the emulsified or dispersed state of the coloring material is not destroyed. There is an advantage that an image without density unevenness can always be printed with stable ejection.

【0255】なお、図27および図28は、非吐出ノズ
ルでのヒータ付近(A)、第2液流路の全体のクリアイ
ンク(B)、第1液流路のインク(C)の温度を示して
いる。ここで、非吐出ノズルのヒータに対して、非吐出
ノズル時に駆動電圧24V、1.3μsの熱量を176
μsの周期で与えている。
FIGS. 27 and 28 show the temperatures of the vicinity of the heater at the non-ejection nozzle (A), the clear ink (B) of the entire second liquid flow path, and the ink (C) of the first liquid flow path. Is shown. Here, for the heater of the non-ejection nozzle, a driving voltage of 24 V and a heat quantity of 1.3 μs are applied to the heater of the non-ejection nozzle for 176 hours.
It is given at a period of μs.

【0256】(温度調整手段の実施例3)図29(a)
および(b)は本実施例の液体吐出ヘッドの構成を示す
もので、(a)はヘッドの液流路の構造を示す概略断面
図を示し、(b)は(a)の液流路の温度分布を示すグ
ラフである。
(Third Embodiment of Temperature Adjusting Means) FIG.
5A and 5B show the configuration of the liquid discharge head of this embodiment, FIG. 5A is a schematic sectional view showing the structure of a liquid flow path of the head, and FIG. It is a graph which shows a temperature distribution.

【0257】本実施例は、先の実施例1、2に加えてヒ
ータ等の温度調整手段が設けられた素子基板自体を冷却
する冷却手段を設けた点に特徴がある。この冷却手段2
bは、素子基板1の裏面に接触する冷却路2cと、この
冷却路2cの冷媒の温度を調整する冷媒温度調整手段2
dと、この調整手段2dにより温度調整された冷媒を冷
却路2cに供給する供給手段2eとから概略構成されて
いる。この冷却手段2bにより素子基板1が所定温度に
冷却されるので、この素子基板1に接して流れている第
2液流路16、この第2液流路16に発泡液を供給する
第2共通液室17の発泡液を所定の温度まで効率よく冷
却することができる。従って、インクジェット捺染のよ
うに長時間の駆動に際しても、発泡液および吐出液の温
度上昇を抑えることができる。なお、冷媒としては、例
えば水を挙げることができる。
This embodiment is characterized in that, in addition to the first and second embodiments, a cooling means for cooling the element substrate itself provided with a temperature adjusting means such as a heater is provided. This cooling means 2
b denotes a cooling path 2c that contacts the back surface of the element substrate 1, and a refrigerant temperature adjusting means 2 that adjusts the temperature of the refrigerant in the cooling path 2c.
d, and supply means 2e for supplying the coolant, the temperature of which has been adjusted by the adjusting means 2d, to the cooling path 2c. Since the element substrate 1 is cooled to a predetermined temperature by the cooling means 2b, the second liquid flow path 16 flowing in contact with the element substrate 1 and the second common flow for supplying the foaming liquid to the second liquid flow path 16 The foaming liquid in the liquid chamber 17 can be efficiently cooled to a predetermined temperature. Therefore, even when driving for a long time as in ink-jet printing, it is possible to suppress a rise in the temperature of the foaming liquid and the discharge liquid. In addition, as a refrigerant | coolant, water can be mentioned, for example.

【0258】図29(a)に示した液体吐出ヘッドは、
熱記録ヘッドユニット保持されている記録ヘッドであ
る。このマルチノズルヘッドには、図29(a)の紙面
の表裏方向に沿って並ぶ千〜数千のノズルが形成されて
おり、同図は、それらのノズルのうちの1つの断面であ
る。クリアインク(発泡液側)の共通液室である第2共
通液室17から、ノズルごとの個別液室である第2液流
路16に満たされたクリアインクは、パルス電圧が印加
される吐出ヒータ2によって瞬間的に加熱され、その熱
エネルギーによって発生したクリアインク中の気泡によ
って、第1液流路14内のインク(吐出液側)がインク
滴となって被プリント材としての布Aに吐出される。吐
出ヒータ2は、ベースプレート(素子基板)1の表面に
形成されている。ベースプレート1の背面(図29中、
下側)には、冷却路としてのウォータジャケット2cが
取付けられている。ウォータジャケット2cは冷却水に
よってベースプレート1の背面から熱を奪い、その冷却
水は、水温調節器2dによって所定の温度に調整されて
から、冷媒供給手段としてのポンプ2eによって一定の
速度で再度ヘッドのウォータジャケット2cに戻され
る。
The liquid discharge head shown in FIG.
This is a recording head held by a thermal recording head unit. This multi-nozzle head is formed with thousands to thousands of nozzles arranged along the front and back directions of the paper surface of FIG. 29A, and FIG. 29 is a cross section of one of the nozzles. From the second common liquid chamber 17 which is a common liquid chamber for clear ink (foaming liquid side), the clear ink filled in the second liquid flow path 16 which is an individual liquid chamber for each nozzle is discharged by applying a pulse voltage. The ink (discharge liquid side) in the first liquid flow path 14 is turned into ink droplets by the bubbles in the clear ink which is instantaneously heated by the heater 2 and generated by the heat energy thereof, and is applied to the cloth A as a printing material. Discharged. The discharge heater 2 is formed on the surface of a base plate (element substrate) 1. The back of the base plate 1 (in FIG. 29,
On the lower side), a water jacket 2c as a cooling path is attached. The water jacket 2c removes heat from the back surface of the base plate 1 with the cooling water, and the cooling water is adjusted to a predetermined temperature by the water temperature controller 2d, and then the head 2 is again rotated at a constant speed by the pump 2e as a coolant supply means. It is returned to the water jacket 2c.

【0259】図29(b)は前述の印加パルスで、プリ
ントを行っているときのノズルの部分の温度分布を示
す。同図中の上下方向がノズルと冷却水との間に相当す
る。また、同図中の左右方向が温度軸であり、Twは冷
却水の温度を示している。プリントヘッドは、冷却水に
よって一定の割合で冷却され、また前述のように記録動
作中はノズルからのインク滴の吐出の如何にかかわら
ず、プリントヘッドの発熱量が一定となるように設定さ
れているため、ベースプレートにおいて、ノズル側と冷
却水側との間の温度差ΔTは、記録デューティや記録動
作の履歴によらず常に一定となる。したがって、クリア
インクの充填されているヒータの近辺の温度(ノズル温
度)は、冷却水の温度の適切な設定などによって、きわ
めて狭い目標温度域T1内にも確実に収められることに
なる。さらに、このような温度変化の小さいクリアイン
クを介してインクは温調されるため、さらに狭い目標温
度域T0に温度変化は抑えられる。
FIG. 29 (b) shows the temperature distribution of the nozzle portion during printing with the above-mentioned applied pulse. The vertical direction in the figure corresponds to between the nozzle and the cooling water. The left-right direction in the figure is a temperature axis, and Tw indicates the temperature of the cooling water. The print head is cooled at a fixed rate by the cooling water, and is set so that the heat value of the print head is constant during the printing operation regardless of the ejection of ink droplets from the nozzles as described above. Therefore, in the base plate, the temperature difference ΔT between the nozzle side and the cooling water side is always constant irrespective of the printing duty and the history of the printing operation. Therefore, the temperature (nozzle temperature) near the heater filled with the clear ink can be reliably contained within the extremely narrow target temperature range T1 by appropriately setting the temperature of the cooling water. Further, since the temperature of the ink is controlled via the clear ink having a small temperature change, the temperature change is suppressed to a narrower target temperature range T0.

【0260】このような2液式の液体吐出ヘッドにおい
て色材の含まれていないインクが充填されている液室側
に冷却手段を設けることで、さらにノズル内のインクの
温度変化を小さくできるので、温度上昇の大きい長尺ヘ
ッドにおいても、濃度ムラの少ないなめらかな画質を、
水に難溶性あるいは不溶性の色材(分散染料、顔料な
ど)から成るインクにおいても常に得ることができる。
In such a two-liquid type liquid ejection head, by providing cooling means on the liquid chamber side filled with ink containing no coloring material, the temperature change of the ink in the nozzles can be further reduced. Even with a long head with a large temperature rise, smooth image quality with less density unevenness
It can be always obtained even with an ink composed of a coloring material (dispersed dye, pigment, etc.) that is hardly soluble or insoluble in water.

【0261】次に本実施例におけるインクについて説明
する。本実施例に適するインクとしては、水に不溶性、
あるいは難溶性の色料を分散したインクジェット用イン
クが挙げられる。色料とは、物体に色を付与する性質の
ある物質のことである。ここでは、分散染料、金属錯塩
染料、顔料などが使用される。
Next, the ink used in this embodiment will be described. Inks suitable for this embodiment include water-insoluble,
Alternatively, an ink-jet ink in which a hardly soluble colorant is dispersed can be used. A colorant is a substance having a property of giving a color to an object. Here, disperse dyes, metal complex dyes, pigments and the like are used.

【0262】分散染料としては、C.I.ディスパーズ
イエロー5、42、54、64、79、82、83、9
3、99、100、119、122、124、126、
160、184:1、186、198、199、20
4、211、224および237;C.I.ディスパー
ズオレンジ13、29、31:1、33、49、54、
55、66、73、118、119および163;C.
I.ディスパーズレッド54、72、73、86、8
8、91、92、93、111、126、127、13
4、135、143、145、152、153、15
4、159、164、:1、177、181、204、
206、207、221、239、240、258、2
77、278、283、288、311、323、34
3、348、356および362;C.I.ディスパー
ズバイオレット33、I.C.ディスパーズブルー5
6、60、73、79、79:1、87、87:1、1
13、128、143、148、154、158、16
5、165:1、165:2、176、183、18
5、197、198、201、214、224、22
5、257、266、267、287、354、35
8、365および368;C.I.ディスパーズグリー
ン6:1および9が好ましいが、これらの染料に限定さ
れるものではない。
As the disperse dye, C.I. I. Disperse Yellow 5, 42, 54, 64, 79, 82, 83, 9
3, 99, 100, 119, 122, 124, 126,
160, 184: 1, 186, 198, 199, 20
4, 211, 224 and 237; I. Disperse Orange 13, 29, 31: 1, 33, 49, 54,
55, 66, 73, 118, 119 and 163;
I. Disperse Red 54, 72, 73, 86, 8
8, 91, 92, 93, 111, 126, 127, 13
4, 135, 143, 145, 152, 153, 15
4, 159, 164,: 1,177,181,204,
206, 207, 221, 239, 240, 258, 2
77, 278, 283, 288, 311, 323, 34
3, 348, 356 and 362; I. Disperse Violet 33, I.P. C. Disperse Blue 5
6, 60, 73, 79, 79: 1, 87, 87: 1, 1
13, 128, 143, 148, 154, 158, 16
5, 165: 1, 165: 2, 176, 183, 18
5, 197, 198, 201, 214, 224, 22
5, 257, 266, 267, 287, 354, 35
8, 365 and 368; I. Disperse Greens 6: 1 and 9 are preferred, but not limited to these dyes.

【0263】さらに、これら染料の含有量(2種以上を
併用して使用する場合は総含有量)は、0.1〜25重
量%、好ましくは0.5〜20重量%、より好ましくは
1〜15重量%の範囲である。分散染料の含有量が0.
1重量%未満の場合は、発色の濃度が不十分である。ま
た25重量%を超えて含有するとインクの保存安定性劣
化やノズル先端付近におけるインク蒸発に伴う増粘や析
出による不吐出を引き起こし易い。
Further, the content of these dyes (total content when two or more dyes are used in combination) is 0.1 to 25% by weight, preferably 0.5 to 20% by weight, and more preferably 1 to 25% by weight. -15% by weight. When the content of the disperse dye is 0.
If the amount is less than 1% by weight, the color density is insufficient. When the content exceeds 25% by weight, the storage stability of the ink is deteriorated, and the ink is likely to be thickened or deposited due to the evaporation of the ink in the vicinity of the nozzle tip, causing non-discharge.

【0264】さらに、本発明に使用するインクの水性媒
体に分散染料を分散させる化合物としては、いわゆる分
散剤、界面活性剤、樹脂等を用いることができる。分散
剤または界面活性剤としては、アニオン系、ノニオン系
のいずれも使用できるが、例えば、アニオン系のものと
しては脂肪酸塩、アルキル硫酸エステル塩、アルキルベ
ンゼンスルホン酸塩、アルキルナフタレンスルホン酸
塩、ジアルキルスルホコハク酸塩、アルキルリン酸エス
テル塩、ナフタレンスルホン酸ホルマリン縮合物、ポリ
オキシエチレンアルキル硫酸エステル塩、およびこれら
の置換誘導体等があり、ノニオン系のものとしては、ポ
リオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレ
ンアルキルフェニルエーテル、ポリオキシエチレン脂肪
酸エステル、ソルビタン脂肪酸エステル、ポリオキシエ
チレンソルビタン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレン
アルキルアミン、グリセリン脂肪酸エステル、オキシエ
チレンオキシプロピレンブロックポリマー、およびこれ
らの置換誘導体等が挙げられる。
Further, as the compound for dispersing the disperse dye in the aqueous medium of the ink used in the present invention, a so-called dispersant, surfactant, resin and the like can be used. As the dispersant or the surfactant, any of anionic and nonionic can be used. Examples of the anionic one include a fatty acid salt, an alkyl sulfate salt, an alkyl benzene sulfonate, an alkyl naphthalene sulfonate and a dialkyl sulfo succinate. Acid salts, alkyl phosphate salts, naphthalene sulfonic acid formalin condensates, polyoxyethylene alkyl sulfate salts, and substituted derivatives thereof, and the like. Nonionic ones include polyoxyethylene alkyl ether, polyoxyethylene alkyl Phenyl ether, polyoxyethylene fatty acid ester, sorbitan fatty acid ester, polyoxyethylene sorbitan fatty acid ester, polyoxyethylene alkylamine, glycerin fatty acid ester, oxyethyleneoxy Pyrene block polymers, and substituted derivatives thereof.

【0265】樹脂分散剤としてはスチレンおよびその誘
導体、ビニルナフタレンおよびその誘導体、α,β−不
飽和カルボン酸の脂肪族アルコールエステル等、アクリ
ル酸およびその誘導体、マレイン酸およびその誘導体、
イタコン酸およびその誘導体、フマール酸およびその誘
導体、酢酸ビニル、ビニルアルコール、ビニルピロリド
ン、アクリルアミド、およびその誘導体等から得られば
れる少なくとも2つ以上の単量体(このうち少なくとも
1つは親水性単量体)からなるブロック共重合体、ラン
ダム共重合体およびグラフト共重合体、ならびにこれら
の塩などを挙げることができる。これらの樹脂は、塩基
を溶解させた水溶液に可溶なアルカリ可溶型樹脂である
ことが好ましい。
Examples of the resin dispersant include styrene and its derivatives, vinyl naphthalene and its derivatives, aliphatic alcohol esters of α, β-unsaturated carboxylic acids, acrylic acid and its derivatives, maleic acid and its derivatives,
At least two or more monomers obtained from itaconic acid and its derivatives, fumaric acid and its derivatives, vinyl acetate, vinyl alcohol, vinylpyrrolidone, acrylamide, and its derivatives (at least one of which is a hydrophilic monomer) Block copolymer, random copolymer and graft copolymer, and salts thereof. These resins are preferably alkali-soluble resins that are soluble in an aqueous solution in which a base is dissolved.

【0266】また本発明に使用するインクは、水を主成
分とし、インク全重量に対して10〜93重量%、好ま
しくは25〜87重量%、より好ましくは30〜82重
量%の範囲で含有することが好ましい。さらに、水溶性
有機溶剤を使用することによって、本発明の効果をより
顕著にすることもできる。そのような溶剤としては、例
えば、メタノール、エタノール、イソプロピルアルコー
ル等の1価アルコール類、アセトン、ジアセトンアルコ
ールなどのケトンまたはケトアルコール類;テトラヒド
ロフラン、ジオキサン等のエーテル類;ジエチレングリ
コール、トリエチレングリコール、テトラエチレングリ
コール、ジプロピレングリコール、トリプロピレングリ
コール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリ
コール等のオキシエチレンまたはオキシプロピレン付加
重合体;エチレングリコール、プロピレングリコール、
トリメチレングリコール、ブチレングリコール、ヘキシ
レングリコール等のアルキレン基が2〜6個の炭素原子
を含むアルキレングリコール類;1,2,6−ヘキサン
トリオール等のトリオール類;チオジグリコール;ビス
ヒドロキシエチルスルホン;グリセリン;エチレングリ
コールモノメチル(またはエチル)エーテル、ジエチレ
ングリコールモノメチル(またはエチル)エーテル、ト
リエチレングリコールモノメチル(またはエチル)エー
テル等の多価アルコールの低級アルキルエーテル類;ト
リエチレングリコールジメチル(またはエチル)エーテ
ル、テトラエチレングリコールジメチル(またはエチ
ル)エーテル等の多価アルコールの低級ジアルキルエー
テル類;スルホラン、N−メチル−2−ピロリドン、2
−ピロリドン、1,3−ジメチル−2−2イミダゾリジ
ノン等が挙げられる。上記水溶性有機溶剤の含有量は、
一般的にはインクの全重量に対して重量%で0〜50
%、好ましくは2〜45%の範囲である。
The ink used in the present invention contains water as a main component and is contained in an amount of 10 to 93% by weight, preferably 25 to 87% by weight, more preferably 30 to 82% by weight based on the total weight of the ink. Is preferred. Further, by using a water-soluble organic solvent, the effect of the present invention can be made more remarkable. Examples of such solvents include monohydric alcohols such as methanol, ethanol, and isopropyl alcohol; ketones and keto alcohols such as acetone and diacetone alcohol; ethers such as tetrahydrofuran and dioxane; diethylene glycol, triethylene glycol, and tetraethylene glycol. Oxyethylene or oxypropylene addition polymers such as ethylene glycol, dipropylene glycol, tripropylene glycol, polyethylene glycol, and polypropylene glycol; ethylene glycol, propylene glycol,
Alkylene glycols having an alkylene group containing 2 to 6 carbon atoms, such as trimethylene glycol, butylene glycol and hexylene glycol; triols such as 1,2,6-hexanetriol; thiodiglycol; bishydroxyethyl sulfone; Glycerin; lower alkyl ethers of polyhydric alcohols such as ethylene glycol monomethyl (or ethyl) ether, diethylene glycol monomethyl (or ethyl) ether, and triethylene glycol monomethyl (or ethyl) ether; triethylene glycol dimethyl (or ethyl) ether, tetraethylene glycol Lower dialkyl ethers of polyhydric alcohols such as ethylene glycol dimethyl (or ethyl) ether; sulfolane, N-methyl-2-pyrrolidone,
-Pyrrolidone, 1,3-dimethyl-2-imidazolidinone and the like. The content of the water-soluble organic solvent,
Generally, 0 to 50% by weight based on the total weight of the ink.
%, Preferably in the range of 2-45%.

【0267】上記のごとき媒体を併用する場合は単独で
も混合物としても使用できるが、最も好ましい液媒体組
成は、該溶剤が少なくとも1種の1価または多価アルコ
ールおよびその誘導体を含有するものである。中でもチ
オジグリコール、ビスヒドロキシエチルスルホン、ジエ
チレングリコール、トリエチレングリコール、トリエチ
レングリコールモノメチルエーテル、テトラエチレング
リコールジメチルエーテル、エタノールは特に良好なも
のである。
When the above medium is used in combination, it can be used alone or as a mixture. The most preferable liquid medium composition is one in which the solvent contains at least one kind of monohydric or polyhydric alcohol and a derivative thereof. . Among them, thiodiglycol, bishydroxyethyl sulfone, diethylene glycol, triethylene glycol, triethylene glycol monomethyl ether, tetraethylene glycol dimethyl ether, and ethanol are particularly preferable.

【0268】本発明の捺染方法に使用されるインクの主
成分は上記の通りであるが、その他各種の分散剤、界面
活性剤、粘度調整剤、表面張力調整剤、蛍光増白剤等を
必要に応じて添加することができる。
The main components of the ink used in the printing method of the present invention are as described above, but other various dispersants, surfactants, viscosity modifiers, surface tension modifiers, fluorescent brighteners and the like are required. It can be added according to.

【0269】金属錯塩染料としては、アシッドミーリン
グイエローMR、アシッドミーリングサイアニン5R、
アシッドファーストサイアニングリーンG、アシッドミ
ーリングブラックTLB、アシッドブルーブラック10
B、メタライズドイエローG、メタライズドブリリアン
トブルーG、メタライズドブラウンRR、メタライズド
ブラックBGL、メタライズドブラックGLが好ましい
が、これらの染料に限定されるものではない。
As the metal complex salt dyes, Acid Milling Yellow MR, Acid Milling Cyanine 5R,
Acid First Cyanin Green G, Acid Milling Black TLB, Acid Blue Black 10
B, metallized yellow G, metallized brilliant blue G, metallized brown RR, metallized black BGL, and metallized black GL are preferred, but are not limited to these dyes.

【0270】また顔料としては、ウルトラマリン、酸化
チタニウム、テナール青などの無機顔料のほか、ジアゾ
エロー、ジスアゾオレンジ、パーマネントカーミンF
B、フタロシアニンブルー、フタロシアニングリーン、
チオインジゴバイオレット、ジオキサジンバイオレット
などの有機顔料がこれらの顔料に限定されるものではな
い。
Examples of the pigment include inorganic pigments such as ultramarine, titanium oxide, and tenal blue, as well as diazo yellow, disazo orange, and permanent carmine F.
B, phthalocyanine blue, phthalocyanine green,
Organic pigments such as thioindigo violet and dioxazine violet are not limited to these pigments.

【0271】<液体吐出ヘッドカートリッジ>次に、上
記実施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.

【0272】図30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80とから概略構成されている。
FIG. 30 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 mainly composed of a liquid discharge head section 200 and a liquid container 80. I have.

【0273】液体吐出ヘッド部200は、素子基板1、
分離壁30、溝付部材50、押さえバネ78、液体供給
部材90、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3
0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と溝付天板50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 90, a 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. This element substrate 1 and the aforementioned separation wall 3 having a movable wall
0, a foaming liquid passage is formed, and the foaming liquid flows. By joining the separation wall 30 and the grooved top plate 50, a discharge flow path (not shown) through which the discharged liquid to be discharged flows is formed.

【0274】押さえバネ78は、溝付部材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. With this urging force, the element substrate 1, the separating wall 30, the grooved member 50, and a support member to be described later are used. 70 and satisfactorily integrated.

【0275】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回路基板71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72が配置されている。
The support 70 supports the element substrate 1 and the like. On the support 70, a circuit board 71 for connecting to the element substrate 1 and supplying an electric signal,
A contact pad 72 for exchanging electrical signals with the device by connecting to the device is provided.

【0276】液体容器90は、液体吐出ヘッドに供給さ
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90の外側
には、液体吐出ヘッドと液体容器との接続を行う接続部
材を配置するための位置決め部94と接続部を固定する
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、各部材の吐出液体供給路83,71,21
を介して第1の共通液室に供給される。発泡液も同様
に、液体容器の供給路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
部材の発泡液体供給路84,71,22を介して第2液
室に供給される。
The liquid container 90 contains therein a discharge liquid such as ink and a foaming liquid for generating bubbles, which are supplied to the liquid discharge head. Outside the liquid container 90, a positioning portion 94 for arranging a connection member for connecting the liquid ejection head and the liquid container and a fixed shaft 95 for fixing the connection portion are provided. The discharge liquid is supplied from the discharge liquid supply path 92 of the liquid container to the discharge liquid supply path 81 of the liquid supply member 80 via the supply path 84 of the connection member.
And the discharge liquid supply paths 83, 71, 21 of each member
To the first common liquid chamber. Similarly, the foaming liquid is supplied from the supply path 93 of the liquid container to the foaming liquid supply path 82 of the liquid supply member 80 via the supply path of the connecting member, and is supplied via the foaming liquid supply paths 84, 71, and 22 of the respective members. The liquid is supplied to the second liquid chamber.

【0277】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 capable of supplying the liquid are described also when the foaming liquid and the discharge liquid are different liquids. However, when the discharge liquid and the foam liquid are the same. However, the supply path and the container for the foaming liquid and the discharge liquid do not have to be divided.

【0278】なお、この液体容器には、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
体吐出ヘッドと液体容器とは一体であってもよく、分離
可能としてもよい。
It is to be noted that the liquid container may be refilled and used after consumption of each liquid. For this purpose, it is desirable to provide a liquid inlet in the liquid container. Further, the liquid discharge head and the liquid container may be integrated or may be separable.

【0279】<液体吐出装置>図31は、前述の液体噴
射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タンク部90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の幅方向に往復移動する。
<Liquid Discharge Apparatus> FIG. 31 shows a schematic configuration of a liquid discharge apparatus equipped with the above-described liquid ejecting head. In the present embodiment, a carriage HC of a liquid ejection apparatus, which will be described using an ink ejection recording apparatus using ink as an ejection liquid, is a head cartridge in which a liquid tank section 90 containing ink and a liquid ejection head section 200 are detachable. And reciprocate in the width direction of the recording medium 150 such as recording paper conveyed by the recording medium conveying means.

【0280】不図示の駆動信号供給手段からキャリッジ
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から被記録媒体に対して記録液
体が吐出される。
When a drive signal is supplied from a drive signal supply means (not shown) to the liquid discharge means on the carriage, the recording liquid is discharged from the liquid discharge head to the recording medium in accordance with this signal.

【0281】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
リッジに伝えるためのギア112、113キャリッジ軸
115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 discharge apparatus of this embodiment, the motor 111 as a drive source for driving the recording medium transport means and the carriage, the gears 112 and 113 for transmitting the power from the drive source to the carriage. It has a shaft 115 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.

【0282】図32は、本発明の液体吐出方法および液
体吐出ヘッドを適用したインク吐出記録を動作させるた
めの装置全体のブロック図である。
FIG. 32 is a block diagram of the entire apparatus for operating ink discharge recording to which the liquid discharge method and the liquid discharge head of the present invention are applied.

【0283】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 recording device receives print information from the host computer 300 as a control signal. The print information is temporarily stored in an input interface 301 inside the printing apparatus, and at the same time, is converted into data that can be processed in the printing apparatus, and is input to the CPU 302 also serving 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,
Convert to print data (image data).

【0284】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記録ヘッドを移動する駆動用モー
タ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307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。
In order to record the image data at an appropriate position on the recording paper, the CPU 302 generates drive data for driving a driving motor for moving the recording paper and the recording head in synchronization with the image data. The image data and the motor drive data are respectively
The image is transmitted to the head 200 and the drive motor 306 via the motor driver 305, and is driven at a controlled timing to form an image.

【0285】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 above-described recording apparatus 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 such as wood and plywood, ceramic materials such as bamboo materials and tiles, and three-dimensional structures such as sponges can be targeted.

【0286】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.

【0287】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.

【0288】<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.

【0289】図33は、前述した本発明の液体吐出ヘッ
ド201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. 33 is a schematic diagram for explaining the configuration of an ink jet recording system using the above-described liquid discharge head 201 of the present invention. The liquid ejection head in this embodiment is a full line type head in which a plurality of ejection ports are arranged at intervals of 360 dpi in a length corresponding to the recordable width of the recording medium 150, and is yellow (Y), magenta (M). , Cyan (C), and black (Bk) are fixedly supported in parallel by a holder 202 at predetermined intervals in the X direction.

【0290】これらのヘッド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の駆動が成され
る。
A signal is supplied to each of these heads from a head driver 307 constituting drive signal supply means, and each head is driven based on this signal.

【0291】各ヘッドには、吐出液としてY,M,C,
Bkの4色のインクがそれぞれ204a〜204dのイ
ンク容器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、この容器から各ヘ
ッドに発泡液が供給される構成になっている。
In each head, Y, M, C,
Bk four color inks are supplied from ink containers 204a to 204d, respectively. Reference numeral 204e denotes a foaming liquid container in which a foaming liquid is stored, and the foaming liquid is supplied from the container to each head.

【0292】また、各ヘッドの下方には、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203
a〜203dが設けられており、非記録時に各ヘッドの
吐出口を覆うことでヘッドの保守を成すことができる。
[0292] Below each head, a head cap 203 having an ink absorbing member such as a sponge disposed therein.
a to 203d are provided, and the maintenance of the head can be performed by covering the ejection openings of each head during non-printing.

【0293】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 a transport means for transporting various non-recording media as described in each of 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.

【0294】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 a recording medium before and after recording are respectively arranged upstream and downstream of the recording medium transport path. Provided.

【0295】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、先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 a recording medium 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.
When a cloth is used as a 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.

【0296】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.

【0297】なお、本実施例では、ヘッドとしてフルラ
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。
Although the present embodiment has been described using a full-line head as a head, the present invention is not limited to this. For example, a small-sized head as described above is conveyed in the width direction of a recording medium to perform recording. It may be something.

【0298】<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34は、
このようなヘッドキットを示した模式図であり、このヘ
ッドキットは、インクを吐出するインク吐出部511を
有する本発明のヘッド510と、このヘッドと不可分も
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.
FIG. 2 is a schematic view showing such a head kit. The head kit includes a head 510 of the present invention having an ink ejection unit 511 for ejecting ink, and an ink container 520 which is an inseparable or separable liquid container from the head. When,
An ink filling means holding the ink for filling the ink container with ink is contained in a kit container 501.

【0299】インクを消費し終わった場合には、インク
容器の大気連通口521やヘッドとの接続部や、もしく
はインク容器の壁に開けた穴などに、インク充填手段の
挿入部(注射針等)531の一部を挿入し、この挿入部
を介してインク充填手段内のインクをインク容器内に充
填すればよい。
When the ink has been consumed, the insertion portion of the ink filling means (such as an injection needle or the like) is inserted into the air communication port 521 of the ink container, the connection portion with the head, or a hole formed in the wall of the ink container. It is sufficient to insert a part of 531 and fill the ink container with the ink in the ink filling means through the insertion portion.

【0300】このように、本発明の液体吐出ヘッドと、
インク容器やインク充填手段等を一つのキット容器内に
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 liquid discharge head of the present invention,
By packing the ink container and ink filling means into one kit container to make a kit, even if the ink is consumed, the ink can be quickly and easily filled into the ink container as described above. Recording can be started quickly.

【0301】なお、本実施例のヘッドキットでは、イン
ク充填手段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 of this embodiment has been described as including the ink filling means, the head kit does not have the ink filling means, and is a separable type ink container filled with ink. The head and the head may be housed in a kit container 510.

【0302】また、この図34では、インク容器に対し
てインクを充填するインク充填手段のみを示している
が、インク容器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. 34, only the ink filling means for filling the ink container with ink is shown, but in addition to the ink container, a foaming liquid filling means for filling the foaming liquid container with the foaming liquid is provided. It may be in a form contained in a kit container.

【0303】[0303]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
新たな液体の吐出原理を適用することのできる液体吐出
ヘッドを用い、このヘッドに用いられる液体の組成、性
質等が吐出エネルギとしての熱エネルギにより変化、変
質等しないように液体の温度を適宜調整することによ
り、常に安定した吐出で濃度ムラのない画質を得ること
ができる。
As described above, according to the present invention,
A liquid ejection head that can apply the new liquid ejection principle is used, and the temperature of the liquid is appropriately adjusted so that the composition and properties of the liquid used in the head do not change or deteriorate due to heat energy as ejection energy. By doing so, it is possible to always obtain stable image quality with stable ejection without density unevenness.

【0304】上述したような、可動部材を用いる新規な
吐出原理に基づく本発明の液体吐出方法、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吐出
方法、ヘッド等に比べて吐出効率を向上できる。
According to the liquid ejection method, the head, and the like of the present invention based on the above-described novel ejection principle using the movable member, a synergistic effect between the generated bubble and the movable member displaced by the bubble can be obtained. Since the liquid in the vicinity of the discharge port can be efficiently discharged, the discharge efficiency can be improved as compared with the conventional bubble jet discharge method, head, and the like.

【0305】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-ejection even when the apparatus 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.

【0306】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.

【0307】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
熱体上に体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 which is easily foamed or a liquid which does not easily generate deposits (burns) on the heating element as the foaming liquid in the head having the two flow paths, 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 formed a volume on the heating element, could be discharged well.

【0308】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.

【0309】また、本発明の液体吐出ヘッドの製造方法
によると、上述のような液体吐出ヘッドを精度良く製造
でき、また部品点数を少なく、安価に、しかも容易に製
造することができる。
Further, according to the method of manufacturing a liquid discharge head of the present invention, the above-described liquid discharge head can be manufactured with high accuracy, and the number of parts can be reduced, and it can be manufactured easily at low cost.

【0310】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, it was possible to achieve higher quality recording.

【0311】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 of the liquid were further improved by using the liquid discharge head of the present invention.

【0312】また、本発明のヘッドカートリッジやヘッ
ドキットを用いることで、ヘッドの利用、再利用を容易
に成すことができる。
Further, by using the head cartridge or the head kit of the present invention, the head can be easily used and reused.

【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】本発明の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 of the present invention.

【図3】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. 3 is a schematic diagram showing pressure propagation from bubbles in a conventional head.

【図4】本発明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 the head of the present invention.

【図5】本発明の液体の流れを説明するための模式図で
ある。
FIG. 5 is a schematic diagram for explaining a flow of a liquid according to the present invention.

【図6】本発明の第2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. 6 is a partially cutaway perspective view of a liquid ejection head according to a second embodiment of the present invention.

【図7】本発明の第3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. 7 is a partially broken perspective view of a liquid ejection head according to a third embodiment of the present invention.

【図8】本発明の第4の実施例における液体吐出ヘッド
の断面図である。
FIG. 8 is a sectional view of a liquid ejection head according to a fourth embodiment of the present invention.

【図9】(a)および(b)は本発明の第5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。
FIGS. 9A and 9B are cross-sectional views of a liquid ejection head (two flow paths) according to a fifth embodiment of the present invention.

【図10】本発明の第6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 broken perspective view of a liquid ejection head according to a sixth embodiment of the present invention.

【図11】可動部材の動作を説明するための図である。FIG. 11 is a diagram for explaining the operation of the movable member.

【図12】可動部材と第1液流路の構造を説明するため
の図である。
FIG. 12 is a view for explaining a structure of a movable member and a first liquid flow path.

【図13】可動部材と液流路の構造を説明するための図
である。
FIG. 13 is a view for explaining a structure of a movable member and a liquid flow path.

【図14】可動部材の他の形状を説明するための図であ
る。
FIG. 14 is a view for explaining another shape of the movable member.

【図15】発熱体面積とインク吐出量の関係を示す図で
ある。
FIG. 15 is a diagram illustrating a relationship between a heating element area and an ink ejection amount.

【図16】可動部材と発熱体との配置関係を示す図であ
る。
FIG. 16 is a diagram showing an arrangement relationship between a movable member and a heating element.

【図17】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図である。
FIG. 17 is a diagram illustrating a relationship between a distance between an edge of a heating element and a fulcrum and a displacement amount of a movable member.

【図18】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. 18 is a diagram for explaining an arrangement relationship between a heating element and a movable member.

【図19】本発明の液体吐出ヘッドの縦断面図である。FIG. 19 is a longitudinal sectional view of the liquid ejection head of the present invention.

【図20】駆動パルスの形状を示す模式図である。FIG. 20 is a schematic diagram showing a shape of a driving pulse.

【図21】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. 21 is a cross-sectional view for explaining a supply path of the liquid ejection head of the present invention.

【図22】本発明のヘッドの分解斜視図である。FIG. 22 is an exploded perspective view of a head according to the present invention.

【図23】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. 23 is a process chart for describing the method for manufacturing a liquid discharge head according to the present invention.

【図24】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. 24 is a process chart for explaining the method for manufacturing a liquid discharge head according to the present invention.

【図25】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. 25 is a process diagram for describing the method for manufacturing a liquid discharge head according to the present invention.

【図26】(a)および(b)は本発明の液体吐出ヘッ
ドにおける温度調整において液体吐出用の発熱体に印加
される信号の波形図である。
FIGS. 26A and 26B are waveform diagrams of signals applied to a heating element for liquid ejection in temperature adjustment in the liquid ejection head of the present invention.

【図27】液体吐出を行わない液流路内の温度分布を説
明するための断面図である。
FIG. 27 is a cross-sectional view for explaining a temperature distribution in a liquid flow path in which liquid is not discharged.

【図28】パルス印加タイミングを横軸にとったときの
図28に示した各部の温度変化を示すグラフである。
FIG. 28 is a graph showing a temperature change of each part shown in FIG. 28 when the pulse application timing is plotted on the horizontal axis.

【図29】(a)および(b)は本発明の液体吐出ヘッ
ドの構成を示すもので、(a)はヘッドの液流路の構造
を示す概略断面図を示し、(b)は(a)の液流路の温
度分布を示すグラフである。
29 (a) and (b) show a configuration of a liquid ejection head of the present invention, where (a) is a schematic cross-sectional view showing the structure of a liquid flow path of the head, and (b) is (a) 4 is a graph showing a temperature distribution of the liquid flow path of FIG.

【図30】液体吐出ヘッドカートリッジの分解斜視図で
ある。
FIG. 30 is an exploded perspective view of the liquid ejection head cartridge.

【図31】液体吐出装置の概略構成図である。FIG. 31 is a schematic configuration diagram of a liquid ejection device.

【図32】装置ブロック図である。FIG. 32 is a device block diagram.

【図33】液体吐出記録システムを示す図である。FIG. 33 is a diagram illustrating a liquid ejection recording system.

【図34】ヘッドキットの模式図である。FIG. 34 is a schematic diagram of a head kit.

【図35】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. 35 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(温度調整手段) 2a サブヒータ(温度調整手段) 2b 冷却手段(温度調整手段) 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 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 45 液滴 50 溝付き部材 51 オリフィスプレート 70 支持体 78 ばね 80 供給部材 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Element board 2 Heating element (temperature adjusting means) 2a Sub heater (temperature adjusting means) 2b Cooling means (temperature adjusting means) 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 port 19 constricted portion 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 32 free end 33 fulcrum 34 support member 35 slit 36 bubble generation region front wall 37 bubble generation region side wall 40 bubble 45 droplet 50 grooved member 51 orifice plate 70 support 78 spring 80 supply member

Claims (34)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 吐出口に連通する第1の液流路と、気泡
発生領域を有する第2の液流路と、該第2の液流路と前
記第1の液流路との間に配された分離壁と、該分離壁に
形成され前記吐出口側に自由端を有しかつ前記第1の液
流路と前記気泡発生領域との間に配された可動部材とを
有するヘッドを用い、 前記気泡発生領域に気泡を発生させ、該気泡の発生によ
る圧力に基づいて前記可動部材の自由端を前記第1の液
流路側に変位させ、該可動部材の変位によって前記圧力
を前記第1の液流路の吐出口側に導くことで液体を吐出
する際に、 前記気泡発生領域を有する前記第2の液流路内の液体の
温度を調整することによって前記分離壁を介して前記第
1の液流路内の液体の温度を調整することを特徴とする
液体吐出方法。
1. A first liquid flow path communicating with a discharge port, a second liquid flow path having a bubble generation region, and a first liquid flow path between the second liquid flow path and the first liquid flow path. A head having a separation wall disposed therein, and a movable member formed on the separation wall and having a free end on the discharge port side and disposed between the first liquid flow path and the bubble generation region. Generating bubbles in the bubble generation region, displacing a free end of the movable member to the first liquid flow path side based on a pressure caused by the generation of the bubbles, and displacing the pressure by the displacement of the movable member; When the liquid is discharged by guiding the liquid to the discharge port side of the first liquid flow path, the temperature of the liquid in the second liquid flow path having the bubble generation region is adjusted to allow the liquid to flow through the separation wall. A liquid discharging method comprising: adjusting a temperature of a liquid in a first liquid flow path.
【請求項2】 前記気泡発生領域は、前記可動部材に面
した位置に設けられた発熱体を有することを特徴とする
請求項1記載の液体吐出方法。
2. The liquid discharging method according to claim 1, wherein the bubble generation region has a heating element provided at a position facing the movable member.
【請求項3】 前記第2の液流路内の液体の温度調整
を、前記気泡発生領域に設けられた前記発熱体が発生し
た熱により行うことを特徴とする請求項2記載の液体吐
出方法。
3. The liquid discharging method according to claim 2, wherein the temperature of the liquid in the second liquid flow path is adjusted by heat generated by the heating element provided in the bubble generation area. .
【請求項4】 前記第2の液流路内の液体の温度調整
を、前記気泡発生領域に設けられた前記発熱体と異なる
別の発熱体が発生した熱により行うことを特徴とする請
求項2記載の液体吐出方法。
4. The apparatus according to claim 1, wherein the temperature of the liquid in the second liquid flow path is adjusted by heat generated by another heating element different from the heating element provided in the bubble generation area. 3. The liquid discharging method according to 2.
【請求項5】 前記別の発熱体は、前記第2の液流路の
複数に連通する共通液室内に設けられたことを特徴とす
る請求項4記載の液体吐出方法。
5. The liquid discharging method according to claim 4, wherein said another heating element is provided in a common liquid chamber communicating with a plurality of said second liquid flow paths.
【請求項6】 前記熱は、前記可動部材を前記第1の液
流路側に変位させて前記第1の液流路の液体を前記吐出
口から吐出させるに至る程度の圧力を前記可動部材に与
える気泡を発生させないことを特徴とする請求項2〜5
のいずれかの項に記載の液体吐出方法。
6. The heat applies a pressure to the movable member to such an extent that the movable member is displaced toward the first liquid flow path and the liquid in the first liquid flow path is discharged from the discharge port. A bubble to be given is not generated.
The liquid discharging method according to any one of the above items.
【請求項7】 前記ヘッドは、複数の第1の液流路と、
該複数の第1の液流路に個別に対応する複数の第2の液
流路とを有しており、前記第2の液流路内の液体の温度
調整を、該複数の第2の液流路ごとに行うことを特徴と
する請求項1〜6のいずれかの項に記載の液体吐出方
法。
7. The head, comprising: a plurality of first liquid flow paths;
A plurality of second liquid flow paths individually corresponding to the plurality of first liquid flow paths, and adjusting a temperature of the liquid in the second liquid flow path by the plurality of second liquid flow paths. The method according to claim 1, wherein the method is performed for each liquid flow path.
【請求項8】 前記ヘッドは、複数の第1の液流路と、
該複数の第1の液流路に個別に対応する複数の第2の液
流路とを有しており、前記第2の液流路内の液体の温度
調整を、該複数の第2の液流路全体に対して行うことを
特徴とする請求項1〜6のいずれかの項に記載の液体吐
出方法。
8. The head, comprising: a plurality of first liquid flow paths;
A plurality of second liquid flow paths individually corresponding to the plurality of first liquid flow paths, and adjusting a temperature of the liquid in the second liquid flow path by the plurality of second liquid flow paths. The method according to claim 1, wherein the method is performed for the entire liquid flow path.
【請求項9】 前記第2の液流路内の液体の温度調整
を、前記発熱体を設けた素子基板を冷却することにより
行うことを特徴とする請求項2〜6のいずれかの項に記
載の液体吐出方法。
9. The method according to claim 2, wherein the temperature of the liquid in the second liquid flow path is adjusted by cooling an element substrate provided with the heating element. The liquid discharging method according to the above.
【請求項10】 前記第1の液流路に水に乳化または分
散させた色材を含む液体を供給し、前記気泡発生領域を
有する前記第2の液流路に前記色材を含まない液体を供
給することを特徴とする請求項1〜9のいずれかの項に
記載の液体吐出方法。
10. A liquid containing a color material emulsified or dispersed in water is supplied to the first liquid flow path, and the liquid not containing the color material is supplied to the second liquid flow path having the bubble generation region. 10. The method according to claim 1, wherein the liquid is supplied.
【請求項11】 前記水に乳化または分散させた色材が
水に不溶性あるいは難溶性の色材であることを特徴とす
る請求項10に記載の液体吐出方法。
11. The liquid discharging method according to claim 10, wherein the color material emulsified or dispersed in water is a color material insoluble or hardly soluble in water.
【請求項12】 吐出口に連通する第1の液流路と、気
泡発生領域を有する第2の液流路と、該第2の液流路と
前記第1の液流路との間に配された分離壁と、該分離壁
に形成され前記吐出口側に自由端を有しかつ前記第1の
液流路と前記気泡発生領域との間に配された可動部材と
を有し、前記気泡発生領域に気泡を発生させ、該気泡の
発生による圧力に基づいて前記可動部材の自由端を前記
第1の液流路側に変位させ、該可動部材の変位によって
前記圧力を前記第1の液流路の吐出口側に導くことで液
体を吐出する液体吐出ヘッドであって、 前記第2の液流路内の液体および前記分離壁を介して前
記第1の液流路内の液体の温度を調整する温度調整手段
を有することを特徴とする液体吐出ヘッド。
12. A first liquid flow path communicating with a discharge port, a second liquid flow path having a bubble generation area, and a first liquid flow path between the second liquid flow path and the first liquid flow path. A separating wall provided, and a movable member formed on the separating wall, having a free end on the discharge port side, and disposed between the first liquid flow path and the bubble generation region, A bubble is generated in the bubble generation region, a free end of the movable member is displaced toward the first liquid flow path based on a pressure generated by the bubble, and the pressure is changed to the first pressure by the displacement of the movable member. A liquid discharge head that discharges liquid by guiding the liquid to a discharge port side of a liquid flow path, comprising: a liquid in the second liquid flow path; and a liquid in the first liquid flow path through the separation wall. A liquid discharge head comprising a temperature adjusting means for adjusting a temperature.
【請求項13】 前記温度調整手段は、前記第2の液流
路内に設けられ、かつ、前記気泡発生領域を形成する発
熱体と異なる別の発熱体であることを特徴とする請求項
12記載の液体吐出ヘッド。
13. The heating device according to claim 12, wherein the temperature adjusting means is provided in the second liquid flow path and is a heating element different from the heating element forming the bubble generation region. The liquid ejection head according to any one of the preceding claims.
【請求項14】 前記温度調整手段は、前記気泡発生領
域を形成する発熱体が設けられた素子基板を冷却する冷
却手段であることを特徴とする請求項13記載の液体吐
出ヘッド。
14. The liquid discharge head according to claim 13, wherein the temperature adjusting unit is a cooling unit that cools an element substrate provided with a heating element forming the bubble generation region.
【請求項15】 前記冷却手段は、前記素子基板の少な
くとも一部に冷媒を供給する冷媒供給手段と、該冷媒供
給手段により前記素子基板に接触するように供給される
前記冷媒の温度を調整する冷媒温度調整手段とを含むこ
とを特徴とする請求項14記載の液体吐出ヘッド。
15. The cooling means for supplying a coolant to at least a part of the element substrate, and adjusting the temperature of the coolant supplied by the coolant supply means so as to contact the element substrate. 15. The liquid ejection head according to claim 14, further comprising a refrigerant temperature adjusting unit.
【請求項16】 前記分離壁は、熱伝導材料で構成され
ていることを特徴とする請求項12〜15のいずれかの
項に記載の液体吐出ヘッド。
16. The liquid discharge head according to claim 12, wherein the separation wall is made of a heat conductive material.
【請求項17】 前記熱伝導材料は金属材料であること
を特徴とする請求項16記載の液体吐出ヘッド。
17. The liquid discharge head according to claim 16, wherein the heat conductive material is a metal material.
【請求項18】 前記別の発熱体は、前記第2の液流路
の複数に連通する共通液室内に設けられていることを特
徴とする請求項13記載の液体吐出ヘッド。
18. The liquid ejection head according to claim 13, wherein the another heating element is provided in a common liquid chamber communicating with a plurality of the second liquid flow paths.
【請求項19】 前記第1の液流路に供給される液体と
前記第2の液流路に供給される液体とが異なる液体であ
る請求項12〜18のいずれかの項に記載の液体吐出ヘ
ッド。
19. The liquid according to claim 12, wherein the liquid supplied to the first liquid flow path and the liquid supplied to the second liquid flow path are different liquids. Discharge head.
【請求項20】 前記第1の液流路に供給される液体
は、水に乳化または分散させた色材を含む液体であり、
前記第2の液流路に供給される液体は、前記色材を含ま
ない液体であることを特徴とする請求項19記載の液体
吐出ヘッド。
20. The liquid supplied to the first liquid flow path is a liquid containing a coloring material emulsified or dispersed in water,
20. The liquid ejection head according to claim 19, wherein the liquid supplied to the second liquid flow path does not include the coloring material.
【請求項21】 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こ
とを特徴とする請求項13〜20のいずれかの項に記載
の液体吐出ヘッド。
21. The liquid ejection device according to claim 13, wherein the heating element is an electrothermal converter having a heating resistor that generates heat by receiving an electric signal. head.
【請求項22】 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ことを特徴とする請求項
21の液体吐出ヘッド。
22. The liquid discharge head according to claim 21, wherein the electrothermal transducer has a protective film disposed on the heating resistor.
【請求項23】 請求項12〜22のいずれかに記載の
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ことを特徴とするヘッド
カートリッジ。
23. A head cartridge comprising: the liquid ejection head according to claim 12; and a liquid container for holding a liquid supplied to the liquid ejection head.
【請求項24】 前記液体吐出ヘッドと、前記液体容器
とは分離可能であることを特徴とする請求項23記載の
ヘッドカートリッジ。
24. The head cartridge according to claim 23, wherein the liquid discharge head and the liquid container are separable.
【請求項25】 前記液体容器には、液体が再充填され
ていることを特徴とする請求項24記載のヘッドカート
リッジ。
25. The head cartridge according to claim 24, wherein the liquid container is refilled with a liquid.
【請求項26】 前記液体容器には、液体を再充填する
ための液体注入口が設けられていることを特徴とする請
求項24記載のヘッドカートリッジ。
26. The head cartridge according to claim 24, wherein the liquid container is provided with a liquid inlet for refilling the liquid.
【請求項27】 請求項12〜22のいずれかに記載の
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ことを特徴とするヘッドカートリ
ッジ。
27. A liquid discharge head according to claim 12, wherein a first liquid is supplied to a first liquid flow path, and a second liquid is supplied to a second liquid flow path. And a liquid container for holding a liquid.
【請求項28】 請求項12〜22のいずれかに記載の
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
有することを特徴とする液体吐出装置。
28. A liquid discharge head according to claim 12, further comprising: drive signal supply means for supplying a drive signal for discharging a liquid from the liquid discharge head. Liquid ejection device.
【請求項29】 請求項12〜22のいずれかに記載の
液体吐出ヘッドと、該液体吐出ヘッドの前記第2の液流
路の液体を冷却して温度調整する温度調整手段とを有す
ることを特徴とする液体吐出装置。
29. A liquid discharge head according to claim 12, further comprising: a temperature adjusting unit configured to cool the liquid in the second liquid flow path of the liquid discharge head to adjust the temperature. Characteristic liquid discharge device.
【請求項30】 請求項12〜22のいずれかに記載の
液体吐出ヘッドの前記吐出口から前記液体を吐出し、布
帛に前記液体を付着させることで記録を行うことを特徴
とする液体吐出装置。
30. A liquid discharge apparatus which discharges the liquid from the discharge port of the liquid discharge head according to any one of claims 12 to 22, and performs recording by attaching the liquid to a cloth. .
【請求項31】 請求項12〜22のいずれかに記載の
液体吐出ヘッドの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、複数配されていることを特徴とする
液体吐出装置。
31. A liquid discharge apparatus according to claim 12, wherein a plurality of the discharge ports of the liquid discharge head are arranged over the entire width of a recordable area of a recording medium. .
【請求項32】 請求項12〜22のいずれかに記載の
液体吐出ヘッドと、該液体吐出ヘッドに供給される液体
を保持した液体容器と、を内包したことを特徴とするヘ
ッドキット。
32. A head kit comprising: the liquid ejection head according to claim 12; and a liquid container holding a liquid supplied to the liquid ejection head.
【請求項33】 請求項12〜22のいずれかに記載の
液体吐出ヘッドと、該液体吐出ヘッドに供給される液体
を保持した液体容器と、該液体容器に対して液体を充填
するための液体充填手段と、を有することを特徴とする
請求項32記載のヘッドキット。
33. A liquid discharge head according to claim 12, a liquid container holding liquid supplied to the liquid discharge head, and a liquid for filling the liquid container with liquid. 33. The head kit according to claim 32, further comprising: filling means.
【請求項34】 前記液体は、記録を行うためのインク
であることを特徴とする請求項32または33に記載の
ヘッドキット。
34. The head kit according to claim 32, wherein the liquid is ink for performing recording.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2006026900A (en) * 2004-07-12 2006-02-02 Miyakoshi Printing Machinery Co Ltd Inkjet recorder
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JP2020131697A (en) * 2019-02-19 2020-08-31 キヤノン株式会社 Liquid ejection head, liquid ejection module, liquid ejection apparatus, and method of manufacturing liquid ejection head

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