JP2000168085A - 液体吐出ヘッドおよび液体吐出装置 - Google Patents
液体吐出ヘッドおよび液体吐出装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 可動部材の耐久性を向上させる。
【解決手段】 素子基板１上に、に形成された可動部材
６は、固定部６ｄが固定されており、発熱体２のそれぞ
れに対面する可動部６ｃの先端部は変位可能な自由端６
ｂが形成されている。発熱体２上に発生したインクの気
泡により変位する可動部６ｃの自由端６ｂの支点は、ラ
インＤの付け根６ａに位置する。
６は、固定部６ｄが固定されており、発熱体２のそれぞ
れに対面する可動部６ｃの先端部は変位可能な自由端６
ｂが形成されている。発熱体２上に発生したインクの気
泡により変位する可動部６ｃの自由端６ｂの支点は、ラ
インＤの付け根６ａに位置する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、紙、糸、繊維、
布、金属、プラスチック、ガラス、木材、セラミックな
どの被記録媒体に対して記録を行う、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などの装置、さらには各種処理
装置と複合的に組み合わされた産業用記録装置に適用す
ることができるものである。
布、金属、プラスチック、ガラス、木材、セラミックな
どの被記録媒体に対して記録を行う、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などの装置、さらには各種処理
装置と複合的に組み合わされた産業用記録装置に適用す
ることができるものである。
【０００２】なお、本発明における「記録」とは、文字
や図形などのように意味を持つ画像を被記録媒体に対し
て付与するすることだけでなく、パターンなどのように
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。
や図形などのように意味を持つ画像を被記録媒体に対し
て付与するすることだけでなく、パターンなどのように
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。
【０００３】
【従来の技術】熱などのエネルギ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、このインク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、米国明細書第４７２３１２９号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発生手段としての電気熱変
換体が一般に配されている。
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、このインク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、米国明細書第４７２３１２９号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発生手段としての電気熱変
換体が一般に配されている。
【０００４】このよう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利点を有している。
このため、このバブルジェット記録方法は、近年、プリ
ンター、複写機、ファクシミリなどの多くのオフィス機
器に利用されており、さらに、捺染装置などの産業用シ
ステムにまで利用されるようになってきている。
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利点を有している。
このため、このバブルジェット記録方法は、近年、プリ
ンター、複写機、ファクシミリなどの多くのオフィス機
器に利用されており、さらに、捺染装置などの産業用シ
ステムにまで利用されるようになってきている。
【０００５】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
年さらに高まっている。
製品に利用されるに従って、次のような様々な要求が近
年さらに高まっている。
【０００６】例えば、エネルギ効率の向上の要求に対す
る検討としては、発熱体の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。
る検討としては、発熱体の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。
【０００７】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などを与えるための
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液流路の形状を改良し
たものも提案されたりしている。
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などを与えるための
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液流路の形状を改良し
たものも提案されたりしている。
【０００８】図７（ａ）及び図７（ｂ）は、それぞれ従
来の液体吐出ヘッドの要部上面図及び断面図である。
来の液体吐出ヘッドの要部上面図及び断面図である。
【０００９】素子基板１００上に固定部１０６ｄで支持
固定された可動部材１０６は、可動部１０６ｃの自由端
１０６ｂが付け根１０６ａを支点として矢印Ａ方向に変
位するように形成されている。
固定された可動部材１０６は、可動部１０６ｃの自由端
１０６ｂが付け根１０６ａを支点として矢印Ａ方向に変
位するように形成されている。
【００１０】可動部材１０６の上面側はインクの流路で
ある液流路であり、矢印Ｂはインクの流れる方向であ
る。発熱体１０２はインクに気泡を発生させるためのエ
ネルギを発生するものであり、気泡は発熱体２の上面に
発生する。この気泡により、可動部材１０６の自由端１
０６ｂは上方に変位するとともに、インクは不図示の吐
出口から吐出される。
ある液流路であり、矢印Ｂはインクの流れる方向であ
る。発熱体１０２はインクに気泡を発生させるためのエ
ネルギを発生するものであり、気泡は発熱体２の上面に
発生する。この気泡により、可動部材１０６の自由端１
０６ｂは上方に変位するとともに、インクは不図示の吐
出口から吐出される。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、基本的に従
来の気泡、特に膜沸騰に伴う気泡を液流路中に形成して
液体を吐出する方式の、根本的な吐出特性を、従来では
予想できない水準に高めることを主たる課題とする。
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
予想できない水準に高めることを主たる課題とする。
【００１２】発明者たちは、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、およびその方法を用
いたヘッドなどを提供すべく鋭意研究を行った。このと
き、液流路中の可動部材の機構の原理を解析するといっ
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、およ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解析を行い、これらの解析によって、
可動部材の支点と自由端の配置関係を吐出口側つまり下
流側に自由端が位置する関係にすること、また可動部材
を発熱体もしくは、気泡発生領域に面して配することで
積極的に気泡を制御する全く新規な技術を確立するに至
った。
泡を利用した新規な液滴吐出方法、およびその方法を用
いたヘッドなどを提供すべく鋭意研究を行った。このと
き、液流路中の可動部材の機構の原理を解析するといっ
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、およ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解析を行い、これらの解析によって、
可動部材の支点と自由端の配置関係を吐出口側つまり下
流側に自由端が位置する関係にすること、また可動部材
を発熱体もしくは、気泡発生領域に面して配することで
積極的に気泡を制御する全く新規な技術を確立するに至
った。
【００１３】次に、気泡自体が吐出量に与えるエネルギ
を考慮すると気泡の下流側の成長成分を考慮することが
吐出特性を格段に向上できる要因として最大であるとの
知見に至った。つまり、気泡の下流側の成長成分を吐出
方向へ効率よく変換させることこそ吐出効率、吐出速度
の向上をもたらすことも判明した。
を考慮すると気泡の下流側の成長成分を考慮することが
吐出特性を格段に向上できる要因として最大であるとの
知見に至った。つまり、気泡の下流側の成長成分を吐出
方向へ効率よく変換させることこそ吐出効率、吐出速度
の向上をもたらすことも判明した。
【００１４】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
積中心などの気泡下流側の成長にかかわる可動部材や液
流路などに構造的要素を勘案することも好ましいという
ことがわかった。
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
積中心などの気泡下流側の成長にかかわる可動部材や液
流路などに構造的要素を勘案することも好ましいという
ことがわかった。
【００１５】しかしながら、この液体吐出ヘッドにて耐
久性を確認したところ、初期の段階で図７（ｂ）に示し
た、可動部１０６ｃの付け根１０６ａから破断するとい
う問題があった。
久性を確認したところ、初期の段階で図７（ｂ）に示し
た、可動部１０６ｃの付け根１０６ａから破断するとい
う問題があった。
【００１６】そこで、本発明は、気泡の発生に基づく圧
力による可動部材の自由端の変位を利用して液体を吐出
する液体吐出ヘッドにおいて、可動部材の耐久性を向上
させ、吐出特性が安定した、信頼性の高い液体吐出ヘッ
ド及び液体吐出装置を提供することを目的とする。
力による可動部材の自由端の変位を利用して液体を吐出
する液体吐出ヘッドにおいて、可動部材の耐久性を向上
させ、吐出特性が安定した、信頼性の高い液体吐出ヘッ
ド及び液体吐出装置を提供することを目的とする。
【００１７】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明の液体吐出ヘッドは、液体に気泡を発生させる
ための熱エネルギを発生する吐出エネルギ発生素子が表
面に並列に複数設けられた素子基板と、前記素子基板上
に、複数の前記吐出エネルギ発生素子のそれぞれに対面
するように設けられ、前記素子基板上に固定される固定
部、及び前記固定部の端部から延びて前記気泡により変
位する可動部からなる複数の可動部材とを有する液体吐
出ヘッドにおいて、前記可動部と前記固定部との境界に
形成される隅部以外の前記可動部に、前記可動部が変位
する際の支点が位置している。
に本発明の液体吐出ヘッドは、液体に気泡を発生させる
ための熱エネルギを発生する吐出エネルギ発生素子が表
面に並列に複数設けられた素子基板と、前記素子基板上
に、複数の前記吐出エネルギ発生素子のそれぞれに対面
するように設けられ、前記素子基板上に固定される固定
部、及び前記固定部の端部から延びて前記気泡により変
位する可動部からなる複数の可動部材とを有する液体吐
出ヘッドにおいて、前記可動部と前記固定部との境界に
形成される隅部以外の前記可動部に、前記可動部が変位
する際の支点が位置している。
【００１８】上記の通り構成された本発明の液体吐出ヘ
ッドは、隅部以外に可動部の支点が形成されている。こ
れにより、隅部への応力集中が避けられる。
ッドは、隅部以外に可動部の支点が形成されている。こ
れにより、隅部への応力集中が避けられる。
【００１９】複数の可動部材は、それぞれが支点の位置
で繋げられた構成であってもよいし、可動部材は、窒化
シリコンで形成されるものでもよい。
で繋げられた構成であってもよいし、可動部材は、窒化
シリコンで形成されるものでもよい。
【００２０】本発明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を発生する吐出エネルギ発
生素子が表面に並列に複数設けられた素子基板と、前記
素子基板上に、複数の前記吐出エネルギ発生素子のそれ
ぞれに対面するように設けられ、前記素子基板上に固定
される固定部、及び前記固定部の端部から延びて前記気
泡により変位する可動部からなる複数の可動部材とを有
する液体吐出ヘッドにおいて、固定部の形状が特定の可
動部材に応力が集中するのを防ぐ応力分散を促す形状で
あることを特徴とする。
発生させるための熱エネルギを発生する吐出エネルギ発
生素子が表面に並列に複数設けられた素子基板と、前記
素子基板上に、複数の前記吐出エネルギ発生素子のそれ
ぞれに対面するように設けられ、前記素子基板上に固定
される固定部、及び前記固定部の端部から延びて前記気
泡により変位する可動部からなる複数の可動部材とを有
する液体吐出ヘッドにおいて、固定部の形状が特定の可
動部材に応力が集中するのを防ぐ応力分散を促す形状で
あることを特徴とする。
【００２１】本発明の液体吐出装置は、本発明の液体吐
出ヘッドを着脱自在に保持し、被記録媒体の面に沿って
往復移動可能に支持されたキャリッジを有し、ヘッドカ
ートリッジの液体吐出ヘッドから液体を吐出して被記録
媒体に記録を行うものである。
出ヘッドを着脱自在に保持し、被記録媒体の面に沿って
往復移動可能に支持されたキャリッジを有し、ヘッドカ
ートリッジの液体吐出ヘッドから液体を吐出して被記録
媒体に記録を行うものである。
【００２２】
【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して説明する。
て図面を参照して説明する。
【００２３】図１は、本発明の液体吐出ヘッドの一実施
形態の基本的な構造を説明するための、液流路方向に沿
った断面図である。
形態の基本的な構造を説明するための、液流路方向に沿
った断面図である。
【００２４】図１に示すように、この液体吐出ヘッド
は、液体に気泡を発生させるための熱エネルギーを与え
る複数個（図１では１つのみ示す）の発熱体２が並列に
設けられた素子基板１と、この素子基板１上に接合され
た天板３と、素子基板１および天板３の前端面に接合さ
れたオリフィスプレート４とを有する。
は、液体に気泡を発生させるための熱エネルギーを与え
る複数個（図１では１つのみ示す）の発熱体２が並列に
設けられた素子基板１と、この素子基板１上に接合され
た天板３と、素子基板１および天板３の前端面に接合さ
れたオリフィスプレート４とを有する。
【００２５】素子基板１は、シリコン等の基体上に絶縁
および蓄熱を目的とした酸化シリコン膜または窒化シリ
コン膜を成膜し、その上に、発熱体２を構成する電気抵
抗層および配線電極をパターニングしたものである。こ
の配線電極から電気抵抗層に電圧を印加し、電気抵抗層
に電流を流すことで発熱体２が発熱する。
および蓄熱を目的とした酸化シリコン膜または窒化シリ
コン膜を成膜し、その上に、発熱体２を構成する電気抵
抗層および配線電極をパターニングしたものである。こ
の配線電極から電気抵抗層に電圧を印加し、電気抵抗層
に電流を流すことで発熱体２が発熱する。
【００２６】天板３は、各発熱体２に対応した複数の液
流路７および各液流路７に液体を供給するための共通液
室８を構成するためのもので、天井部分から各発熱体２
の間に延びる流路側壁９が一体的に設けられている。天
板３はシリコン系の材料で構成され、液流路７および共
通液室９のパターンをエッチングで形成したり、シリコ
ン基板上にＣＶＤ等の公知の成膜方法により窒化シリコ
ン、酸化シリコン等の流路側壁９となる材料を推積した
後、液流路７の部分をエッチングして形成することがで
きる。
流路７および各液流路７に液体を供給するための共通液
室８を構成するためのもので、天井部分から各発熱体２
の間に延びる流路側壁９が一体的に設けられている。天
板３はシリコン系の材料で構成され、液流路７および共
通液室９のパターンをエッチングで形成したり、シリコ
ン基板上にＣＶＤ等の公知の成膜方法により窒化シリコ
ン、酸化シリコン等の流路側壁９となる材料を推積した
後、液流路７の部分をエッチングして形成することがで
きる。
【００２７】オリフィスプレート４には、各液流路７に
対応しそれぞれ液流路７を介して共通液室８に連通する
複数の吐出口５が形成されている。オリフィスプレート
４もシリコン系の材料からなるものであり、例えば、吐
出口５を形成したシリコン基板を１０〜１５０μｍ程度
の厚さに削ることにより形成される。なお、オリフィス
プレート４は本発明には必ずしも必要な構成ではなく、
オリフィスプレート４を設ける代わりに、天板３に液流
路７を形成する際に天板３の先端面にオリフィスプレー
ト４の厚さ相当の壁を残し、この部分に吐出口５を形成
することで、吐出口付きの天板とすることもできる。
対応しそれぞれ液流路７を介して共通液室８に連通する
複数の吐出口５が形成されている。オリフィスプレート
４もシリコン系の材料からなるものであり、例えば、吐
出口５を形成したシリコン基板を１０〜１５０μｍ程度
の厚さに削ることにより形成される。なお、オリフィス
プレート４は本発明には必ずしも必要な構成ではなく、
オリフィスプレート４を設ける代わりに、天板３に液流
路７を形成する際に天板３の先端面にオリフィスプレー
ト４の厚さ相当の壁を残し、この部分に吐出口５を形成
することで、吐出口付きの天板とすることもできる。
【００２８】さらに、この液体吐出ヘッドには、発熱体
２に対面して配置され、素子基板１に直接固定された片
持梁状の可動部材６が設けられている。可動部材６は、
窒化シリコンや酸化シリコン等のシリコン系の材料、あ
るいは弾性に優れたニッケル等で形成された薄膜であ
る。
２に対面して配置され、素子基板１に直接固定された片
持梁状の可動部材６が設けられている。可動部材６は、
窒化シリコンや酸化シリコン等のシリコン系の材料、あ
るいは弾性に優れたニッケル等で形成された薄膜であ
る。
【００２９】この可動部材６は、液体の吐出動作によっ
て共通液室８から可動部材６の上方を経て吐出口５側ヘ
流れる大きな流れの上流側において素子基板１に固定部
６ｄで支持固定され、可動部６ｃの自由端６ｂが変位す
る際の支点となる付け根６ａが構成されている。さら
に、この付け根６ａに対して下流側に自由端６ｂを持つ
ように、発熱体２に面した位置に自由端６ｂを発熱体２
の中央付近に位置させて発熱体２から所定の距離を隔て
て配されている。また、この発熱体２と可動部材６との
間が気泡発生領域１０となる。
て共通液室８から可動部材６の上方を経て吐出口５側ヘ
流れる大きな流れの上流側において素子基板１に固定部
６ｄで支持固定され、可動部６ｃの自由端６ｂが変位す
る際の支点となる付け根６ａが構成されている。さら
に、この付け根６ａに対して下流側に自由端６ｂを持つ
ように、発熱体２に面した位置に自由端６ｂを発熱体２
の中央付近に位置させて発熱体２から所定の距離を隔て
て配されている。また、この発熱体２と可動部材６との
間が気泡発生領域１０となる。
【００３０】上記構成に基づき、発熱体２を発熱させる
と、可動部材６と発熱体２との間の気泡発生領域１０の
液体に熱が作用し、これにより発熱体２上に膜沸騰現象
に基づく気泡が発生し、成長する。この気泡の成長に伴
う圧力は可動部材６に優先的に作用し、可動部材６の自
由端６ｂは図１に破線で示されるように、付け根６ａを
中心に吐出口５側に大きく開くように変位する。可動部
材６の変位も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５側に導
かれ、吐出口５から液体が吐出する。
と、可動部材６と発熱体２との間の気泡発生領域１０の
液体に熱が作用し、これにより発熱体２上に膜沸騰現象
に基づく気泡が発生し、成長する。この気泡の成長に伴
う圧力は可動部材６に優先的に作用し、可動部材６の自
由端６ｂは図１に破線で示されるように、付け根６ａを
中心に吐出口５側に大きく開くように変位する。可動部
材６の変位も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５側に導
かれ、吐出口５から液体が吐出する。
【００３１】つまり、気泡発生領域１０上に、液流路７
内の液体の流れの上流側（共通液室８側）に付け根６ａ
を持ち下流側（吐出口５側）に自由端６ｂを持つ可動部
材６を設けることによって、気泡の圧力伝搬方向が下流
側ヘ導かれ、気泡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は吐出速度等の根本的な吐出
特性を向上させることができる。
内の液体の流れの上流側（共通液室８側）に付け根６ａ
を持ち下流側（吐出口５側）に自由端６ｂを持つ可動部
材６を設けることによって、気泡の圧力伝搬方向が下流
側ヘ導かれ、気泡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は吐出速度等の根本的な吐出
特性を向上させることができる。
【００３２】一方、気泡が消泡工程に入ると、可動部材
６の弾性力との相乗効果で気泡は急速に消泡し、可動部
材６も最終的には図１に実線で示した初期位置に復帰す
る。このとき、気泡発生領域１０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、上流側すなわち共通液室８側から液体が流れ込み、
液流路７ヘの液体の充填（リフィル）が行われるが、こ
の液体のリフィルは、可動部材６の復帰作用に伴って効
率よく合理的かつ安定して行われる。
６の弾性力との相乗効果で気泡は急速に消泡し、可動部
材６も最終的には図１に実線で示した初期位置に復帰す
る。このとき、気泡発生領域１０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、上流側すなわち共通液室８側から液体が流れ込み、
液流路７ヘの液体の充填（リフィル）が行われるが、こ
の液体のリフィルは、可動部材６の復帰作用に伴って効
率よく合理的かつ安定して行われる。
【００３３】図２（ａ）及び図２（ｂ）は、それぞれ図
１に示した液体吐出ヘッドの要部上面図及び断面図であ
る。素子基板１上に形成された可動部材６は、フォトリ
ソグラフィやエッチングなどの半導体装置の製造工程を
経て、固定部６ｄにより固定されており、発熱体２のそ
れぞれに対面する可動部６ｃの先端部は自由端６ｂとな
っている。ここで、図２（ｂ）に示すように、付け根６
ａが固定部６ｄの端部を示すラインＣに形成されずに、
ラインＤの位置に形成されている。これにより、可動部
材６の支点は固定部６ｄの端部ではなく、付け根６ａと
なる。したがって、自由端６ｂが変位したときの隅部６
ｅへの応力集中が避けられる。さらに、図２（ａ）に示
すように、ラインＤの位置に支点となる付け根６ａが形
成されることで、付け根６ａが隣り合う可動部６ｃと共
通化されることで応力分散がなされる。これらにより、
可動部材６の強度アップを図ることができ、耐久性を著
しく向上させることができる。その結果、長期の使用に
わたっても可動部材６が安定して変位するので、吐出特
性も安定し、信頼性の高い液体吐出ヘッドが得られる。
１に示した液体吐出ヘッドの要部上面図及び断面図であ
る。素子基板１上に形成された可動部材６は、フォトリ
ソグラフィやエッチングなどの半導体装置の製造工程を
経て、固定部６ｄにより固定されており、発熱体２のそ
れぞれに対面する可動部６ｃの先端部は自由端６ｂとな
っている。ここで、図２（ｂ）に示すように、付け根６
ａが固定部６ｄの端部を示すラインＣに形成されずに、
ラインＤの位置に形成されている。これにより、可動部
材６の支点は固定部６ｄの端部ではなく、付け根６ａと
なる。したがって、自由端６ｂが変位したときの隅部６
ｅへの応力集中が避けられる。さらに、図２（ａ）に示
すように、ラインＤの位置に支点となる付け根６ａが形
成されることで、付け根６ａが隣り合う可動部６ｃと共
通化されることで応力分散がなされる。これらにより、
可動部材６の強度アップを図ることができ、耐久性を著
しく向上させることができる。その結果、長期の使用に
わたっても可動部材６が安定して変位するので、吐出特
性も安定し、信頼性の高い液体吐出ヘッドが得られる。
【００３４】図３は、図１に示した素子基板１を示す平
面図である。図３に示すように、素子基板１の天板３側
の面には、複数の発熱体２が素子基板１の一方の縁部に
沿って並列に配置されている。素子基板１のその面の中
央部がヒータドライバ形成領域２１となっており、ヒー
タドライバ形成領域２１に、複数の発熱体２が並ぶ方向
と同じ方向に並ぶ複数のヒータドライバが形成されてい
る。また、ヒータドライバ形成領域２１の、発熱体２側
と反対側の部分には、シフトレジスタラッチ２２が形成
されている。
面図である。図３に示すように、素子基板１の天板３側
の面には、複数の発熱体２が素子基板１の一方の縁部に
沿って並列に配置されている。素子基板１のその面の中
央部がヒータドライバ形成領域２１となっており、ヒー
タドライバ形成領域２１に、複数の発熱体２が並ぶ方向
と同じ方向に並ぶ複数のヒータドライバが形成されてい
る。また、ヒータドライバ形成領域２１の、発熱体２側
と反対側の部分には、シフトレジスタラッチ２２が形成
されている。
【００３５】図４は、図３のＡ部の拡大図である。本実
施形態で用いた素子基板１としては、記録画像の解像度
が６００ｄｐｉ（dot per inch）以上となる高密度ヒー
タ配列のものを用いている。素子基板１上での配線の引
き回しを考慮して、発熱体２を駆動するヒータドライバ
の列が一段となっている。図３に示したヒータドライバ
形成領域２１には、図４に示すように、発熱体２が並ぶ
方向と同じ方向に並ぶヒータドライバ３１が形成されて
いる。ヒータドライバ３１のピッチは発熱体２のピッチ
と同じであり、そのピッチＰ1は、１５〜４２μｍとな
っている。
施形態で用いた素子基板１としては、記録画像の解像度
が６００ｄｐｉ（dot per inch）以上となる高密度ヒー
タ配列のものを用いている。素子基板１上での配線の引
き回しを考慮して、発熱体２を駆動するヒータドライバ
の列が一段となっている。図３に示したヒータドライバ
形成領域２１には、図４に示すように、発熱体２が並ぶ
方向と同じ方向に並ぶヒータドライバ３１が形成されて
いる。ヒータドライバ３１のピッチは発熱体２のピッチ
と同じであり、そのピッチＰ1は、１５〜４２μｍとな
っている。
【００３６】ヒータドライバ３１は、ヒータドライバ３
１が並ぶ方向に対して垂直な方向に延びるソース３２
と、ソース３２と平行なドレイン３３およびゲート３４
とで構成されている。ドレイン３３は発熱体２と電気的
に接続されている。また、ヒータドライバ形成領域２１
には、金属層で構成されたヒータ駆動電源３５およびグ
ランド３６が形成されている。
１が並ぶ方向に対して垂直な方向に延びるソース３２
と、ソース３２と平行なドレイン３３およびゲート３４
とで構成されている。ドレイン３３は発熱体２と電気的
に接続されている。また、ヒータドライバ形成領域２１
には、金属層で構成されたヒータ駆動電源３５およびグ
ランド３６が形成されている。
【００３７】ここで、ヒータドライバ３１の条件として
は、高耐圧（１０〜５０Ｖ程度）であり、かつ、前記の
ようにピッチ１５〜４２μｍという非常に狭い幅で配置
できるドライバが必要である。その条件を満足するヒー
タドライバ３１として、オフセットＭＯＳ型、ＬＤＭＯ
Ｓ型、ＶＤＭＯＳ型トランジスタなどを用いることがで
きる。
は、高耐圧（１０〜５０Ｖ程度）であり、かつ、前記の
ようにピッチ１５〜４２μｍという非常に狭い幅で配置
できるドライバが必要である。その条件を満足するヒー
タドライバ３１として、オフセットＭＯＳ型、ＬＤＭＯ
Ｓ型、ＶＤＭＯＳ型トランジスタなどを用いることがで
きる。
【００３８】図５は、図１に示した素子基板１の変形例
を示す拡大図である。図４に示したものでは、ヒータド
ライバ３１のピッチと、発熱体２のピッチとが同じであ
ったが、図５に示されるものでは、ヒータドライバ３１
のピッチＰ3が発熱体２のピッチＰ2の２倍になってい
る。このような素子基板１を用いて１つのノズルに複数
の発熱体２を配置し、１つのノズルで複数の発熱体２を
駆動することによって、階調記録を行うことができる。
を示す拡大図である。図４に示したものでは、ヒータド
ライバ３１のピッチと、発熱体２のピッチとが同じであ
ったが、図５に示されるものでは、ヒータドライバ３１
のピッチＰ3が発熱体２のピッチＰ2の２倍になってい
る。このような素子基板１を用いて１つのノズルに複数
の発熱体２を配置し、１つのノズルで複数の発熱体２を
駆動することによって、階調記録を行うことができる。
【００３９】次に、図４または図５に示した構成の素子
基板１において、記録画像の解像度が１２００ｄｐｉと
なるように発熱体２が配列される例について説明する。
この場合、発熱体２を駆動するための電源の電圧は、配
線の抵抗や、電源自体のばらつき、ヒータドライバ３１
のばらつきなどを考慮すると、なるべく高くすることが
望ましい。本実施形態では、電源の電圧を２４Ｖにし
た。発熱体２のピッチは約２１μｍとなり、発熱体２の
幅を、マージンを含めて１４μｍとした。１２００ｄｐ
ｉの記録密度に必要な発熱体２の面積を確保するため
に、発熱体２の長さを６０μｍとした。ここで、発熱体
２を数μｓの間隔で駆動するためには、発熱体２の抵抗
値を大きくすることが必要であり、発熱体２のシート抵
抗値としては５０Ω／□以上が要求される。
基板１において、記録画像の解像度が１２００ｄｐｉと
なるように発熱体２が配列される例について説明する。
この場合、発熱体２を駆動するための電源の電圧は、配
線の抵抗や、電源自体のばらつき、ヒータドライバ３１
のばらつきなどを考慮すると、なるべく高くすることが
望ましい。本実施形態では、電源の電圧を２４Ｖにし
た。発熱体２のピッチは約２１μｍとなり、発熱体２の
幅を、マージンを含めて１４μｍとした。１２００ｄｐ
ｉの記録密度に必要な発熱体２の面積を確保するため
に、発熱体２の長さを６０μｍとした。ここで、発熱体
２を数μｓの間隔で駆動するためには、発熱体２の抵抗
値を大きくすることが必要であり、発熱体２のシート抵
抗値としては５０Ω／□以上が要求される。
【００４０】そこで、１２００ｄｐｉ用の発熱体２の材
料としてＴａＳｉＮを用いることによって、発熱体２の
抵抗値を２００Ω以上に設定した。ヒータドライバ３１
としては、比較的、幅を小さくすることができるＬＤＭ
ＯＳ型トランジスタを用いた。このように構成された液
体吐出ヘッドを駆動することによって、１２００ｄｐｉ
の記録画像を得ることができた。
料としてＴａＳｉＮを用いることによって、発熱体２の
抵抗値を２００Ω以上に設定した。ヒータドライバ３１
としては、比較的、幅を小さくすることができるＬＤＭ
ＯＳ型トランジスタを用いた。このように構成された液
体吐出ヘッドを駆動することによって、１２００ｄｐｉ
の記録画像を得ることができた。
【００４１】上記のように、発熱体２が高密度に配置さ
れた液体吐出ヘッドにおいて、ヒータドライバ３１とし
て、オフセットＭＯＳ型、ＬＤＭＯＳ型、ＶＤＭＯＳ型
トランジスタなどを用いることによって、素子基板１に
ヒータドライバ３１を一列（一段）に高密度に配置する
ことでき、素子基板１で効率のよい配線のレイアウトが
可能となる。その結果、素子基板１をチップサイズに小
型化することができる。また、５０Ω／□以上とシート
抵抗が高い材料を用いた発熱体２と、上記の種類のＭＯ
Ｓなど、１０Ｖ以上の電圧に耐えうる高耐圧のヒータド
ライバ３１とを組み合わせることによって、発熱体２に
かかる電圧のばらつきが少ない液体吐出ヘッドの構成が
実現される。
れた液体吐出ヘッドにおいて、ヒータドライバ３１とし
て、オフセットＭＯＳ型、ＬＤＭＯＳ型、ＶＤＭＯＳ型
トランジスタなどを用いることによって、素子基板１に
ヒータドライバ３１を一列（一段）に高密度に配置する
ことでき、素子基板１で効率のよい配線のレイアウトが
可能となる。その結果、素子基板１をチップサイズに小
型化することができる。また、５０Ω／□以上とシート
抵抗が高い材料を用いた発熱体２と、上記の種類のＭＯ
Ｓなど、１０Ｖ以上の電圧に耐えうる高耐圧のヒータド
ライバ３１とを組み合わせることによって、発熱体２に
かかる電圧のばらつきが少ない液体吐出ヘッドの構成が
実現される。
【００４２】ここで、他の実施形態の液体吐出ヘッドに
ついて説明する。
ついて説明する。
【００４３】図６は本発明の液体吐出ヘッドの１つの実
施の形態を液流路方向で切断した断面図で示すととも
に、液流路内の特徴的な現象を（ａ）〜（ｆ）の工程に
分けて示したものである。
施の形態を液流路方向で切断した断面図で示すととも
に、液流路内の特徴的な現象を（ａ）〜（ｆ）の工程に
分けて示したものである。
【００４４】本形態の液体吐出ヘッドでは、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が平滑な素子基板１に設
けられており、素子基板１上に発熱体２に対応して液流
路１０が配されている。液流路１０は吐出口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１８から吐出
された液体に見合う量の液体をこの共通液室１３から受
け取る。符号Ｍは吐出液が形成するメニスカスを表し、
メニスカスＭは、吐出口１８及びそれに連通する液流路
１０の内壁によって発生する毛細管力によって通常負圧
である共通液室１３の内圧に対して、吐出口１８近傍で
つり合っている。
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が平滑な素子基板１に設
けられており、素子基板１上に発熱体２に対応して液流
路１０が配されている。液流路１０は吐出口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１８から吐出
された液体に見合う量の液体をこの共通液室１３から受
け取る。符号Ｍは吐出液が形成するメニスカスを表し、
メニスカスＭは、吐出口１８及びそれに連通する液流路
１０の内壁によって発生する毛細管力によって通常負圧
である共通液室１３の内圧に対して、吐出口１８近傍で
つり合っている。
【００４５】液流路１０は、発熱体２を備えた素子基板
１と天板５０が接合されることで構成されており、発熱
体２と吐出液との接する面の近傍領域には、発熱体２が
急速に加熱されて吐出液に発泡を生じさせる気泡発生域
１１が存在する。この気泡発生領域１１を有する液流路
１０に可動部材３１の少なくとも一部が発熱体２と対面
するように配されている。この可動部材３１は吐出口１
８に向かう下流側に自由端３２を有すると共に、上流側
に配置された支持部材３４に支持されている。特に本形
態では、上流側へのバック波及び液体の慣性力に影響す
る、気泡の上流側半分の成長を抑制するため、自由端３
２が気泡発生領域１１の中央付近に配されている。そし
て可動部材３１は気泡発生領域１１で発生する気泡の成
長に伴い、支持部材３４に対して変位可能である。この
変位するときの支点３３は支持部材３４との境界よりも
自由端３２側に位置する。
１と天板５０が接合されることで構成されており、発熱
体２と吐出液との接する面の近傍領域には、発熱体２が
急速に加熱されて吐出液に発泡を生じさせる気泡発生域
１１が存在する。この気泡発生領域１１を有する液流路
１０に可動部材３１の少なくとも一部が発熱体２と対面
するように配されている。この可動部材３１は吐出口１
８に向かう下流側に自由端３２を有すると共に、上流側
に配置された支持部材３４に支持されている。特に本形
態では、上流側へのバック波及び液体の慣性力に影響す
る、気泡の上流側半分の成長を抑制するため、自由端３
２が気泡発生領域１１の中央付近に配されている。そし
て可動部材３１は気泡発生領域１１で発生する気泡の成
長に伴い、支持部材３４に対して変位可能である。この
変位するときの支点３３は支持部材３４との境界よりも
自由端３２側に位置する。
【００４６】気泡発生領域１１の中央上方にはストッパ
（規制部）６４が位置していて、気泡の上流側半分の成
長を抑制するために可動部材３１の変位をある範囲で規
制している。共通液室１３から吐出口１８への流れにお
いて、ストッパ６４を境に上流側に、液流路１０と比較
して相対的に流路抵抗の低い低流路抵抗領域６５が設け
られている。この領域６５における流路構造は上壁がな
かったり流路断面積が大きいことなどで、液の移動に対
し流路から受ける抵抗を小さくしている。
（規制部）６４が位置していて、気泡の上流側半分の成
長を抑制するために可動部材３１の変位をある範囲で規
制している。共通液室１３から吐出口１８への流れにお
いて、ストッパ６４を境に上流側に、液流路１０と比較
して相対的に流路抵抗の低い低流路抵抗領域６５が設け
られている。この領域６５における流路構造は上壁がな
かったり流路断面積が大きいことなどで、液の移動に対
し流路から受ける抵抗を小さくしている。
【００４７】本発明の液体吐出ヘッドで採用した可動部
材は、図１の破線に示すような状態において、該可動部
材が発生した気泡に伴って、大きくたわむ際の支点の強
度アップを図ることができる。
材は、図１の破線に示すような状態において、該可動部
材が発生した気泡に伴って、大きくたわむ際の支点の強
度アップを図ることができる。
【００４８】次に、図６（ａ）〜（ｃ）に本発明に適用
可能な固定部６ｆ〜６ｈの上面透視図を示す。
可能な固定部６ｆ〜６ｈの上面透視図を示す。
【００４９】図２に示した固定部６ｄの隅部６ｅ側の端
面が直線であったのに対し、図６（ａ）に示すような凹
型形状や、図６（ｂ）に示すような凸型形状や、図６
（ｃ）に示すような波型形状であってもよい。これら図
６（ａ）〜（ｃ）に示す曲線形状とすることで可動部６
ｃへの応力がより広範に分散される。これにより特定の
可動部６ｃに応力が集中するのを防止している。
面が直線であったのに対し、図６（ａ）に示すような凹
型形状や、図６（ｂ）に示すような凸型形状や、図６
（ｃ）に示すような波型形状であってもよい。これら図
６（ａ）〜（ｃ）に示す曲線形状とすることで可動部６
ｃへの応力がより広範に分散される。これにより特定の
可動部６ｃに応力が集中するのを防止している。
【００５０】なお、特定の可動部６ｃへの応力集中が防
止されるのであれば、図６（ａ）〜（ｃ）に示した形状
以外であっても構わない。
止されるのであれば、図６（ａ）〜（ｃ）に示した形状
以外であっても構わない。
【００５１】図７は、上述した液体吐出ヘッドを搭載し
た液体吐出装置を示す斜視図である。本実施形態では、
特に吐出液体としてインクを用いた液体吐出装置ＩＪＲ
Ａを用いて説明する。図７に示すように、液体吐出装置
ＩＪＲＡに備えられたキャリッジＨＣは、インクを収容
する液体容器９０と液体吐出ヘッド２００とが着脱可能
なヘッドカートリッジ２０２を搭載している。また、液
体吐出装置ＩＪＲＡには被記録媒体搬送手段が備えられ
ており、その被記録媒体搬送手段で搬送される記録紙な
どの被記録媒体１５０の幅方向（矢印ａ，ｂ方向）に、
キャリッジＨＣが往復運動する。液体吐出装置ＩＪＲＡ
では、不図示の駆動信号供給手段からキャリッジＨＣ上
の液体吐出ヘッド２００に駆動信号が供給されると、こ
の駆動信号に応じて液体吐出ヘッド２００から被記録媒
体１５０に対して記録液体が吐出される。
た液体吐出装置を示す斜視図である。本実施形態では、
特に吐出液体としてインクを用いた液体吐出装置ＩＪＲ
Ａを用いて説明する。図７に示すように、液体吐出装置
ＩＪＲＡに備えられたキャリッジＨＣは、インクを収容
する液体容器９０と液体吐出ヘッド２００とが着脱可能
なヘッドカートリッジ２０２を搭載している。また、液
体吐出装置ＩＪＲＡには被記録媒体搬送手段が備えられ
ており、その被記録媒体搬送手段で搬送される記録紙な
どの被記録媒体１５０の幅方向（矢印ａ，ｂ方向）に、
キャリッジＨＣが往復運動する。液体吐出装置ＩＪＲＡ
では、不図示の駆動信号供給手段からキャリッジＨＣ上
の液体吐出ヘッド２００に駆動信号が供給されると、こ
の駆動信号に応じて液体吐出ヘッド２００から被記録媒
体１５０に対して記録液体が吐出される。
【００５２】さらに、液体吐出装置ＩＪＲＡは、被記録
媒体搬送手段およびキャリッジＨＣを駆動するための駆
動源としてのモータ１１１、モータ１１１からの動力を
キャリッジＨＣに伝えるためのギア１１２，１１３、お
よびキャリッジ軸８５ａ，８５ｂなどを有している。こ
の液体吐出装置ＩＪＲＡによって、各種の被記録媒体に
対して液体を吐出させることで良好な画像の記録物を得
ることができた。
媒体搬送手段およびキャリッジＨＣを駆動するための駆
動源としてのモータ１１１、モータ１１１からの動力を
キャリッジＨＣに伝えるためのギア１１２，１１３、お
よびキャリッジ軸８５ａ，８５ｂなどを有している。こ
の液体吐出装置ＩＪＲＡによって、各種の被記録媒体に
対して液体を吐出させることで良好な画像の記録物を得
ることができた。
【００５３】図８は、本発明の液体吐出ヘッドを適用し
たインク吐出記録装置を動作させるための装置全体のブ
ロック図である。
たインク吐出記録装置を動作させるための装置全体のブ
ロック図である。
【００５４】図８に示すように、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４０１として
受ける。印字情報は記録装置内部の入出力インターフェ
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、Ｒ
ＯＭ３０３に保存されている制御プログラムに基づき、
ＣＰＵ３０２に入力されたデータをＲＡＭ３０４などの
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。
ンピュータ３００より印字情報を制御信号４０１として
受ける。印字情報は記録装置内部の入出力インターフェ
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、Ｒ
ＯＭ３０３に保存されている制御プログラムに基づき、
ＣＰＵ３０２に入力されたデータをＲＡＭ３０４などの
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。
【００５５】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液体吐出ヘッド２００を移動
させる駆動用モータ３０６を駆動するための駆動データ
を作る。画像データがヘッドドライバ３０７を介して液
体吐出ヘッド２００に伝達されると共に、モータ駆動デ
ータがモータドライバ３０５を介して駆動用モータ３０
６に伝達される。これにより、液体吐出ヘッド２００お
よび駆動用モータ３０６がそれぞれ、制御されたタイミ
ングで駆動されることで画像が形成される。
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液体吐出ヘッド２００を移動
させる駆動用モータ３０６を駆動するための駆動データ
を作る。画像データがヘッドドライバ３０７を介して液
体吐出ヘッド２００に伝達されると共に、モータ駆動デ
ータがモータドライバ３０５を介して駆動用モータ３０
６に伝達される。これにより、液体吐出ヘッド２００お
よび駆動用モータ３０６がそれぞれ、制御されたタイミ
ングで駆動されることで画像が形成される。
【００５６】上述のような記録装置に適用でき、インク
などの液体の付与が行われる被録媒体としては、各種の
紙やＯＨＰシート、コンパクトディスクや装飾板などに
用いられるプラスチック材、布帛、アルミニウムや銅な
どの金属板、牛皮、豚皮、人工皮革などの皮革材、木、
合板などの木材、竹材、タイルなどのプラスチック材、
スポンジなどの三次元構造体などを対象とすることがで
きる。
などの液体の付与が行われる被録媒体としては、各種の
紙やＯＨＰシート、コンパクトディスクや装飾板などに
用いられるプラスチック材、布帛、アルミニウムや銅な
どの金属板、牛皮、豚皮、人工皮革などの皮革材、木、
合板などの木材、竹材、タイルなどのプラスチック材、
スポンジなどの三次元構造体などを対象とすることがで
きる。
【００５７】また、上述の記録装置として、各種の紙や
ＯＨＰシートなどに対して記録を行うプリンタ装置、コ
ンパクトディスクなど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、スポンジなどの三次元網状構造体
に対して記録を行う記録装置、また布帛に記録を行う捺
染装置などをも含むものである。
ＯＨＰシートなどに対して記録を行うプリンタ装置、コ
ンパクトディスクなど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、スポンジなどの三次元網状構造体
に対して記録を行う記録装置、また布帛に記録を行う捺
染装置などをも含むものである。
【００５８】また、これらの液体吐出装置に用いる吐出
液としては、それぞれ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。
液としては、それぞれ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。
【００５９】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、可
動部材の可動部と固定部との境界に形成される隅部以外
の可動部に、可動部が変位する際の支点が形成されてい
るため、隅部への応力集中が避けられる。また、固定部
の形状を応力分散を促す形状とすることで、特定の可動
部材への応力集中を防ぐことができる。これらにより、
可動部材の耐久性が向上するとともに、吐出特性が安定
し、信頼性を向上させることができる。
動部材の可動部と固定部との境界に形成される隅部以外
の可動部に、可動部が変位する際の支点が形成されてい
るため、隅部への応力集中が避けられる。また、固定部
の形状を応力分散を促す形状とすることで、特定の可動
部材への応力集中を防ぐことができる。これらにより、
可動部材の耐久性が向上するとともに、吐出特性が安定
し、信頼性を向上させることができる。
【図１】本発明の一実施形態の液体吐出ヘッドの基本的
な構造を説明するための、液流路方向に沿った断面図で
ある。
な構造を説明するための、液流路方向に沿った断面図で
ある。
【図２】本発明の液体吐出ヘッドの要部上面図及び断面
図である。
図である。
【図３】図１に示した素子基板を示す平面図である。
【図４】図３のＡ部の拡大図である。
【図５】図１に示した素子基板の変形例を示す拡大図で
ある。
ある。
【図６】本発明に適用可能な固定部を示す透視図であ
る。
る。
【図７】本発明の液体吐出ヘッドを搭載した液体吐出装
置を示す斜視図である。
置を示す斜視図である。
【図８】本発明の液体吐出ヘッドを適用したインク吐出
記録装置を動作させるための装置全体のブロック図であ
る。
記録装置を動作させるための装置全体のブロック図であ
る。
【図９】従来の液体吐出ヘッドの要部上面図及び断面図
である。
である。
１ 素子基板 ２ 発熱体 ３ 天板 ４ オリフィスプレート ５ 吐出口 ６ 可動部材 ６ａ 付け根 ６ｂ 自由端 ６ｃ 可動部 ６ｄ、６ｆ、６ｇ、６ｈ 固定部 ６ｅ 隅部 ７ 液流路 ８ 共通液室 ９ 流路側壁 １０ 気泡発生領域 ２１ ヒータドライバ形成領域 ２２ シフトレジスタラッチ ３１ ヒータドライバ ３２ ソース ３３ ドレイン ３４ ゲート ３５ ヒータ駆動電源 ３６ グランド ９０ 液体容器 ８５ａ、８５ｂ キャリッジ軸 １０１ ＰＳＧ膜 １０２、１０４ ＳｉＮ膜 １０３ 耐エッチング保護膜 １１１ モータ １１２、１１３ ギア １５０ 被記録媒体 ２００ 液体吐出ヘッド ２０２ ヘッドカートリッジ ３００ ホストコンピュータ ３０１ 入出力インターフェース ３０２ ＣＰＵ ３０３ ＲＯＭ ３０４ ＲＡＭ ３０５ モータドライバ ３０６ 駆動用モータ ３０７ ヘッドドライバ ４０１ 制御信号
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 斉藤 一郎 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キヤ ノン株式会社内 (72)発明者 尾崎 照夫 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キヤ ノン株式会社内 (72)発明者 今仲 良行 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キヤ ノン株式会社内 (72)発明者 久保田 雅彦 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キヤ ノン株式会社内 Ｆターム(参考） 2C057 AF65 AG12 AG30 AG46 AG57 AG76 BA03 BA13
Claims (5)
- 【請求項１】 液体に気泡を発生させるための熱エネル
ギを発生する吐出エネルギ発生素子が表面に並列に複数
設けられた素子基板と、前記素子基板上に、複数の前記
吐出エネルギ発生素子のそれぞれに対面するように設け
られ、前記素子基板上に固定される固定部、及び前記固
定部の端部から延びて前記気泡により変位する可動部か
らなる複数の可動部材とを有する液体吐出ヘッドにおい
て、 前記可動部と前記固定部との境界に形成される隅部以外
の前記可動部に、前記可動部が変位する際の支点が位置
していることを特徴とする液体吐出ヘッド。 - 【請求項２】 前記複数の可動部材は、それぞれが前記
支点の位置で繋げられた構成である請求項１に記載の液
体吐出ヘッド。 - 【請求項３】 前記可動部材は窒化シリコンで形成され
る請求項１または２に記載の液体吐出ヘッド。 - 【請求項４】 液体に気泡を発生させるための熱エネル
ギを発生する吐出エネルギ発生素子が表面に並列に複数
設けられた素子基板と、前記素子基板上に、複数の前記
吐出エネルギ発生素子のそれぞれに対面するように設け
られ、前記素子基板上に固定される固定部、及び前記固
定部の端部から延びて前記気泡により変位する可動部か
らなる複数の可動部材とを有する液体吐出ヘッドにおい
て、 前記固定部の形状が特定の前記可動部材に応力が集中す
るのを防ぐ、応力分散を促す形状であることを特徴とす
る液体吐出ヘッド。 - 【請求項５】 請求項１ないし４のいずれか１項に記載
の液体吐出ヘッドを着脱自在に保持し、被記録媒体の面
に沿って往復移動可能に支持されたキャリッジを有し、 前記ヘッドカートリッジの前記液体吐出ヘッドから液体
を吐出して被記録媒体に記録を行う液体吐出装置。
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