JP2004230811A

JP2004230811A - 液滴吐出ヘッド

Info

Publication number: JP2004230811A
Application number: JP2003024266A
Authority: JP
Inventors: Ryoichi Yamamoto; 亮一山本; Kenichi Kodama; 憲一児玉; Kazuo Sanada; 和男眞田
Original assignee: Fuji Photo Film Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Holdings Corp
Priority date: 2003-01-31
Filing date: 2003-01-31
Publication date: 2004-08-19
Also published as: US7070262B2; US20040207692A1

Abstract

【課題】コストがかからず、従来のインクジェットヘッドの構造対比複雑でない、高粘度の液体を液滴として効率よく吐出させる液滴吐出ヘッドを提供する。
【解決手段】液滴吐出ヘッド１０は、粘度が２０（ｍＰａ・秒）以上の粘性を有する液体にエネルギを与えて気泡を発生させる作用面を備えるヒータ２０と、このヒータ２０を壁面に備え、このヒータ２０の側に向けて液体を供給する液体供給流路２４と、この液体供給流路２４を挟んでヒータ２０と対向する位置に液体が液滴として吐出する吐出ノズル２６を備えるノズルプレート１８と、を有し、ヒータ２０の位置から吐出口１２までの長さが、ヒータ２０を用いて液体中に気泡を発生させて自由膨張させたときの気泡の内圧が１気圧を下回る時点における気泡の成長高さに比べて短くなっている。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、粘性を有する液体を発熱ヒータにより加熱することで気泡を発生させて液滴を吐出させる液滴吐出ヘッドに関する。
【０００２】
【従来の技術】
今日、インクの一部分を急激に加熱してインク中に気泡を発生させ、この気泡の膨張力によってインクを液滴として吐出させるサーマルインクジェットヘッドを用いたインクジェットプリンタが普及し、高画質な画像を記録紙にプリントすることが容易にできるようになっている。しかし、プリントに用いる記録紙は主に比較的高価な専用紙を用い、吸水性の比較的高い普通紙を用いた場合紙面に着弾したインクが紙面上で滲み、必ずしも高画質な画像をプリントすることができないといった不都合がある。
このため、普通紙にプリントした場合でもインクの滲みが生じないように比較的粘度の高いインクを用いることが考えられるが、この場合、粘度の高いインクを正確に吐出させる必要がある。
【０００３】
これに対して、下記特許文献１および２では、粘度の高いインクを用いたインクジェットヘッドが提案されている。
特許文献１で開示するインクジェットヘッドは、インクを吐出する吐出口と、この吐出口に対応して、インクを吐出するためにインクを加熱発泡させるヒータと、このヒータに隣接しインクを加熱させるためだけの加熱専用ヒータとを備えるものである。この構成によって、粘度の高いインクでも加熱により粘度を低下させて高効率で高いリフィル特性を実現しメニスカスを安定化することができ、印字品位を向上させることができるとされている。
【０００４】
一方、特許文献２で開示する液体吐出ヘッドは、気泡を発生させる気泡発生領域に面して可動部材を配し、この可動部材により互いに隔てられた２つの液流路の内圧を互いに異ならせたことを特徴とするものであり、気泡を発生させる発泡液と液滴として吐出させる吐出液とを別々の液流路に供給し、発泡液中で発生した気泡が可動部材を動かし、この動きによって吐出液を吐出させる構成となっている。これによって、粘度の高いインクの安定供給を可能にし、気泡を発生する液体のリフィルを向上させることができるとされている。
【０００５】
【特許文献１】
特開平１１−１０８７８号公報
【特許文献２】
特開平９−３２７９１８号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、特許文献１に開示されるインクジェットヘッドは、少なくとも２つ以上のヒータを備えるためコストがかかる他、ヒータが複数あることから欠陥が発生し易く、寿命が低下し易いといった問題がある。
また、特許文献２に開示される液体吐出ヘッドは、可動部材により互いに隔てられた２つの液流路を備え、液流路内の内圧を互いに異ならせる構成とするため、ヘッド構造が複雑となり寿命が低下する他、コストが増大するといった問題がある。
【０００７】
そこで、本発明は、上記問題を解決するために、コストがかからず、従来のインクジェットヘッドの構造対比複雑でない、高粘度の液体を液滴として効率よく吐出させる液滴吐出ヘッドを提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は、粘度が２０（ｍＰａ・秒）以上の粘性を有する液体にエネルギを与えて気泡を発生させる熱エネルギ作用面を備える第１の発熱ヒータと、この第１の発熱ヒータを壁面に備え、この第１の発熱ヒータに向けて前記液体を供給する液体供給流路と、この液体供給流路を挟んで前記第１の発熱ヒータの熱エネルギ作用面と対向する位置に前記液体が液滴として吐出する吐出ノズルと、を有し、前記熱エネルギ作用面から前記吐出ノズルの吐出側先端までの長さが２μｍ〜８μｍの範囲にあることを特徴とする液滴吐出ヘッドを提供する。
【０００９】
さらに、本発明は、粘度が２０（ｍＰａ・秒）以上の粘性を有する液体にエネルギを与えて気泡を発生させる熱エネルギ作用面を備える第１の発熱ヒータと、この第１の発熱ヒータを壁面に備え、この第１の発熱ヒータに向けて前記液体を供給する液体供給流路と、この液体供給流路を挟んで前記第１の発熱ヒータの熱エネルギ作用面と対向する位置に前記液体が液滴として吐出する吐出ノズルと、を有し、前記第１の発熱ヒータを用いて前記液体中に気泡を発生させ自由膨張させたとき、この自由膨張により前記気泡の内圧が１気圧を下回る時点における気泡の成長高さに比べて、前記熱エネルギ作用面から前記吐出ノズルの吐出側先端までの長さが短いことを特徴とする液滴吐出ヘッドを提供する。
【００１０】
ここで、前記熱エネルギ作用面から前記吐出ノズルの吐出側先端までの長さが２μｍ〜８μｍの範囲にあるのが好ましい。また、前記吐出ノズルの吐出面に平行なノズル断面の断面積は、ノズル断面の断面位置にかかわらず前記熱エネルギ作用面の面積に比べて小さいのが好ましい。また、前記吐出ノズルの吐出面に平行なノズル断面は、吐出側先端に位置する程小さくなっているのも同様に好ましい。
【００１１】
前記吐出ノズルは、プレートに穿孔されたノズルであり、このプレートの前記吐出ノズルの吐出側先端近傍に、前記液体を加熱する発熱手段が設けられているのが好ましい。その際、前記発熱手段は、それぞれ選択的に発熱される複数の第２の発熱ヒータであり、前記吐出ノズルを取り巻く前記プレートの周縁部を少なくとも周方向に２分割以上した分割領域のそれぞれに対して、前記第２の発熱ヒータの１つが設けられているのが好ましい。
なお、前記液滴吐出ヘッドは、例えば、前記第１の発熱ヒータは基板に形成され、前記液体供給流路は前記基板上に積層された隔壁層によって作られ、前記吐出ノズルは前記隔壁層に貼り付けられたフィルム状のプレートに穿孔されて構成されている。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の液滴吐出ヘッドについて、添付の図面に示される好適実施例を基に詳細に説明する。
【００１３】
図１（ａ）は本発明の液滴吐出ヘッドの一例である液滴吐出ヘッド１０の概略斜視図であり、図１（ｂ）は図１（ａ）に示す液滴吐出ヘッド１０のＡ−Ａ’線に沿った矢視断面図である。
液滴吐出ヘッド１０は、一方向に一定間隔で複数の円形状の吐出口１２が複数形成され、この吐出口１２から通常インクジェットヘッドに用いるインクに比べて粘度の高い液滴が吐出する装置である。吐出口１２のそれぞれに対して、吐出口１２から液滴を吐出させるための吐出ユニットが形成されている。
【００１４】
液滴吐出ヘッド１０は、Ｓｉ基板１４と隔壁層１６とノズルプレート１８とを主に有する。
図１（ｂ）に示すように、Ｓｉ基板１４の面には、粘度が２０（ｍＰａ・秒）以上の粘性を有する液体に熱エネルギを与えて部分的に沸騰させ気泡を発生させる加熱面（熱作用エネルギ面）を備えるヒータ２０（第１の発熱ヒータ）が形成され、このＳｉ基板１４の上に隔壁層１６が積層され、この隔壁層１６の上にノズルプレート１８が積層されて構成される。
隔壁層１６とノズルプレート１８とは、ノズルプレート１８側に熱硬化型接着剤が塗布されて形成された接着層２２によって接着されている。
【００１５】
隔壁層１６は、粘度が１００（ｍＰａ・秒）程度の感光性ポリイミドをＳｉ基板１４に塗布した後所望の液体供給流路２４が形成されるようにフォトドライエッチングにてパターニングして設けられたもので、厚さが２μｍである。隔壁層１６とＳｉ基板１４とノズルプレート１８とが液体供給流路２４の壁面となっており、また、Ｓｉ基板に形成されたヒータ２０も液体供給流路２４の壁面の一部分となっている。液体供給流路２４は図示されない液体貯蔵タンクに連通し、液体供給流路２４を介して常時ヒータ２０に向けて液体が供給されるようになっている。
隔壁層１６とノズルプレート１８とを接着する接着層２２は、熱硬化型接着剤が用いられる他、紫外線硬化型接着剤や熱可塑性接着剤が用いられてもよい。
【００１６】
ノズルプレート１８は、アラミドを材料とする厚さが２μｍのものであり、このノズルプレート１８には、液体供給流路２４を挟んでヒータ２０と対向する位置に吐出口１２を液滴吐出側先端に備える円筒状の吐出ノズル２６が設けられている。
なお、ノズルプレート１８は、アラミドの他、ＰＥＮ（ポリエーテルニトリル）やポリイミド等のポリマフイルムを用いてもよい。
【００１７】
Ｓｉ基板１４に形成されるヒータ２０は、例えば、最下層にＴａ_２Ｏ_５やＳｉＯ_２等からなる図示されない断熱層が設けられ、この上に、組成がＴａ−Ｓｉ−Ｏからなる抵抗体２０ａが設けられ、さらに、この上に抵抗体２０ａに電圧を印加するＮｉからなる電極２０ｂ，ｃが設けられ、抵抗体２０ａに電圧を印加することで発熱し抵抗体２０ａ近傍に位置する液体供給流路２４中の液体を加熱する発熱ヒータが形成されている。なお、抵抗体２０ａの表面には、厚さが０．１μｍ以下の抵抗体２０ａの自己酸化被膜が形成されている。あるいは、０．１μｍ以下の耐電蝕性および耐キャビテーション性保護膜が設けられてもよい。
また、抵抗体２０ａは、組成がＴａ−Ｓｉ−Ｏからなる抵抗体の他に、Ｔａからなる単一組成の金属あるいは、Ｔａ−Ｎ等の組成を持つ抵抗体であってもよく、特に制限されない。
【００１８】
電極２０ｂは、各吐出ユニットに設けられたヒータの電極２０ｂと同様の電極と共通にまとめられて接地される。一方、電極２０ｃはＳｉ基板１４に形成された駆動回路２８に接続され、駆動回路２８にて生成された印加パルスが電極２０ｃに供給されるように構成されている。隔壁層１６は、電極２０ｃおよび抵抗体２０ａの一部分を覆っている。また、液体供給流路２４中の液体を加熱するヒータ２０の熱エネルギ作用面の幅Ｗ_１は吐出口１２の直径Ｗ_２に比べて広く、熱エネルギ作用面の面積は、吐出口１２の円形状の吐出面の面積に比べて大きくなっている。例えば、幅Ｗ_１は、１８μｍ、直径Ｗ_２は１５μｍとなっている。これは、熱エネルギ作用面の近傍で発生し成長した気泡が吐出口１２を塞ぎ、成長した気泡によって吐出すべき液体と残留する液体とを完全に分断し、後述するように、高粘度の液体を１気圧を越える膨張段階の気泡を用いて、吐出すべき液体をすべて吐出するためである。
【００１９】
したがって、液体供給流路２４から供給された液体をヒータ２０で加熱してヒータ２０の近傍で気泡を発生させ、内圧が１気圧以上の状態にある気泡の膨張力によって液体を吐出ノズル２６の吐出口１２から液滴として吐出することができる。
ここで、隔壁層１６の厚さＤ_１は２μｍであり、ノズルプレート１８の厚さＤ_２は２μｍとなっている。また、ヒータ２０自体の厚さは数１００ｎｍである。したがって、ヒータ２０の熱エネルギ作用面（加熱面）の表面から吐出口１２までの高さＨ_４は２μｍ以上４μｍ以下となっている。また、接着層２２の厚さは、隔壁層１６とノズルプレート１８となるフィルムとの接着の際、隔壁層１６が接着層２２内に埋まり込んで接着されるので、接着層２２の厚さは、高さＨ_４に影響を与えることはほとんどない。
本発明においては、高さＨ_４が２μｍ〜８μｍの範囲になるように厚さＤ_１およびＤ_２を調整すれば、後述するように粘度が２０（ｍＰａ・秒）以上の粘性を有する液体に熱エネルギを与えて液体を液滴として効率良く吐出させることができる。
【００２０】
ヒータ２０のエネルギ作用面から吐出口１２までの高さＨ_４を２μｍ〜８μｍとするのは、発生した気泡の内圧が膨張して１気圧を下回る前に気泡を大気と連通させて高粘度の液体を液滴として効率よく吐出させるためである。高さＨ_４を８μｍより高くするとヒータ２０で高粘度の液滴を吐出させることができず、高さＨ_４を２μｍより低くすると、液体供給流路２４の流路断面積が小さくなり、その結果液体の流体抵抗が大きくなって、液体の供給が迅速に行われず、液滴の吐出に応じた液体のリフィルが安定して行えなくなるからである。
すなわち、ヒータ２０を用いて液体中に気泡を発生させ自由膨張させたときの気泡の内圧が１気圧を横切って下回る時点における気泡の成長高さは、ＣＦＤ（ＣｏｍｐｕｔｅｒＦｌｕｉｄＤｙｎａｍｉｃｓ）に基づく数値計算結果より、粘度が２０（ｍＰａ・秒）以上１００（ｍＰａ・秒）以下の液体において、１０μｍを越えていることが本願発明者によって知見されている。
これより、発生した気泡の内圧が１気圧を越える膨張段階で吐出口１２近傍にまで成長させることができ、気泡を大気と連通させて、略１００（ｍＰａ・秒）までの高粘度の液体を、内圧が１気圧を越える状態で勢い良く液滴として吐出させることができる。
なお、液体の粘度が１００（ｍＰａ・秒）を越える場合、発生した気泡の成長速度が低下し、さらに、吐出しようとする液体が吐出ノズル２６を通過する時の粘性抵抗が大きくなるため、安定した液滴の吐出が行えない。
【００２１】
このような液滴吐出ヘッド１０では、図示されない液体貯蔵タンクから液体供給流路２４を介して供給された粘度が２０（ｍＰａ・秒）以上の液体は、ヒータ２０の熱エネルギ作用面の発熱で加熱されて部分的に沸騰し、気泡が発生する。ヒータ２０はパルス通電による短時間の発熱が行われるので、発生した気泡が膨張する段階でヒータ２０の発熱は終了して以降断熱膨張となり、徐々に内圧が低下する。しかし、ヒータ２０のエネルギ作用面から吐出口１２までの高さＨ_４を２μｍ〜８μｍとするので、発生した気泡の内圧が１気圧を越える膨張段階の気泡は吐出ノズル２６の形状の規制を受けて、液体を残留する液体と吐出すべき液体とに分断し、吐出口１２近傍にまで成長させ、気泡の内圧が１気圧を越える膨張段階で大気と連通することで、吐出すべき高粘度の液体を液滴として効率良く吐出させることができる。
【００２２】
なお、ノズルプレート１８は厚さＤ_２が２μｍと、極めて薄いフィルム部材であるが、このような薄いフィルムの貼付作業は極めて困難であるため、予め厚さが２μｍより厚い作業性の良好なフィルムを隔壁層１６に貼り付けて、接着剤を硬化させた後、このフィルムの全面をドライエッチングして均一に薄くすることで厚さが２μｍのフィルムを形成するとよい。この後、ノズル形成位置を除く部分をシリコーン系フォトレジストをマスクとして利用して反応性イオンエッチングによって吐出ノズル２６を形成するとよい。フォトレジストのマスクのパターニングは、半導体プロセスの技術を用い、Ｓｉ基板１４上に焼き付けられた位置合わせパターン等を基準として正確に位置合わせして行われるのでドライエッチングにて正確な位置に吐出ノズル２６を形成することができる。
【００２３】
上記液滴吐出ヘッド１０は、吐出ノズル２６が一定のノズル断面を有する円筒状のものであるが、図２に示すように、液滴吐出ヘッド５０は、吐出ノズル５２の吐出面に平行なノズル断面が吐出側先端方向（吐出口５２の方向）に位置する程小さくなっているものであってもよい。
【００２４】
図２に示す液滴吐出ヘッド５０は、ノズルプレート５４以外、液滴吐出ヘッド１０と同様の構成を有するので、同一符号を付して説明を省略する。なお、この場合においても、ヒータ２０の熱エネルギ作用面から吐出口５２までの高さを２μｍ〜８μｍとし、吐出ノズル５６の吐出面に平行なノズル断面の面積は、ノズル断面の断面位置にかかわらずヒータ２０のエネルギ作用面の面積に比べて小さい。したがって、ヒータ２０の熱エネルギ作用面から吐出口５２までの高さを２μｍ〜８μｍとするので、発生した気泡の内圧が１気圧を越える膨張段階の気泡は吐出ノズル５６の形状の規制を受けて、液体を残留する液体と吐出すべき液体とに分断し、吐出口５２近傍にまで成長させる。しかも、この時、ノズル断面が吐出側先端方向に位置する程小さくなっているので、気泡の膨張力が増大して吐出すべき液体の吐出力を高めることができ、吐出すべき高粘度の液体を液滴としてより一層効率良く吐出させることができる。特に、略１００（ｍＰａ・秒）までの粘度の液体を効率よく吐出することができる。
【００２５】
さらに、本発明の液滴吐出ヘッドとして、図３（ａ）、（ｂ）に示す液滴吐出ヘッド６０が例示される。
液滴吐出ヘッド６０は、ノズルプレートを除いて液滴吐出ヘッド１０と同様の構成を有するため、同様の構成には、図１（ｂ）に示す符号と同一の符号を付して、その説明は省略する。
【００２６】
ノズルプレート６８は、隔壁層１６に接着層２２を介して接着されたフィルムであって、ノズルプレート１８同様に、アラミドのフィルムによって構成される。アラミドの替わりに、ＰＥＮ（ポリエーテルニトリル）やポリイミド等のポリマフイルムによって構成されてもよい。
ノズルプレート６８には、ＳｉＯ_２からなる厚さが略０．５μｍの絶縁膜７０が形成されており、この絶縁膜７０には、ヒータ２０の抵抗体２０ａと同様の抵抗体７２，７４，７６が吐出口６２の周りを覆うように、この周りを３等分して形成されている。抵抗体７２，７４，７６は、それぞれグラウンド配線７２ａ，７４ａ，７６ａと信号線７２ｂ，７４ｂ，７６ｂと接続されており、グラウンド配線７２ａ，７４ａ，７６ａは接地され、信号線７２ｂ，７４ｂ，７６ｂは、駆動回路２８に接続されている。信号線７２ｂ，７４ｂ，７６ｂは、駆動回路２８から選択的に所定の信号が供給されて、吐出口６２の周りの一部分を加熱する複数のヒータ（第２の発熱ヒータ）が作られている。
すなわち、吐出ノズル６６を取り巻くノズルプレート６８の周縁部を周方向に３分割した分割領域のそれぞれに対して上記複数のヒータの１つが設けられ、これらのヒータが駆動回路２８と接続されてそれぞれ選択的に発熱するように構成されている。
グラウンド線７２ａ，７４ａ，７６ａおよび信号線７２ｂ，７４ｂ，７６ｂは、例えば、配線幅５μｍ、厚さ０．８μｍのアルミニウム配線である。勿論、Ｎｉ，Ａｕ等の抵抗率の小さい金属材料が用いられてもよい。
なお、絶縁膜７０は、ＳｉＯ_２の替わりに、ポリイミドやサイトップ等のフッ化樹脂を用いてもよく、この場合、膜厚は０．５μｍ以下であるのが好ましい。
【００２７】
このように、液滴吐出ヘッド６０は、ノズルプレート６８の各吐出口６２の周りの周縁部が３分割されてヒータが形成されているので、吐出ノズル６６の吐出口６２の周りの液体の一部分を加熱して、吐出ノズル６６の加熱部分近傍に位置する液体の流れを調整することができ、例えば、吐出ノズル６６の形状がノズル間で微妙にばらついて液滴の吐出方向が異なっている場合でも、吐出ノズル６６から飛び出る液滴の吐出方向の調整をヒータの発熱によって調整することができる。特に、吐出ノズルの寸法精度のわずかな誤差でも液滴の吐出方向にばらつきが出易い粘度の高い液体にとっては有効である。
なお、このような液滴の吐出方向を調整するヒータの発熱は、発熱時間を調整する方式でも発熱の強さを調整する方式でもよい。また、これらのヒータは、吐出口６２の周りが少なくとも２分割されていればよく、より好ましくは、液滴の吐出方向を２方向で調整するためには、吐出口６２の周りが少なくとも３分割以上されてヒータが形成されているのが好ましい。
【００２８】
このようなノズルプレート６８は、Ｓｉ基板１４の上にパターニングされた隔壁層１６が形成された後、厚さが２μｍより厚い作業性の良好なフィルムを隔壁層１６に接着剤で貼り付けて接着剤を硬化させた後、このフィルム全面をドライエッチングして均一に薄くすることで、２μｍのフィルムを形成するとよい。この後、このフィルムの表面にグラウンド線７２ａ，７４ａ，７６ａのパターニング、抵抗体７２，７４，７６のパターニング、および信号線７２ｂ，７４ｂ，７６ｂのパターニングが行われる。これらのパターニングは、公知の方法で行われ、例えば、グラウンド線、信号線あるいは抵抗体を成す層がスパッタリングで形成されたのち、レジストを塗布しフォトリソグラフィを用いた所定のマスクが形成され、この後、エッチングにより所定の形状を成したグラウンド線７２ａ，７４ａ，７６ａ、抵抗体７２，７４，７６、および信号線７２ｂ，７４ｂ，７６ｂが形成される。
【００２９】
この後、レジストが剥離され、絶縁層である絶縁膜７０が形成され、さらに、ノズル形成位置を除く部分をシリコーン系フォトレジストでマスクして反応性イオンエッチングによって吐出ノズル６６が形成される。
ノズル形成時、反応性イオンエッチングにより同時に絶縁膜７０も穿孔するが、ノズルプレート６８となるべきフィルムに穿孔する際のイオンエッチングと同じドライエッチング装置でＣＦ_４を反応ガスとして用いてエッチングするとよい。ＳｉＯ_２の替わりにポリイミドやサイトップ等のフッ化樹脂を絶縁膜７０に用いる場合、ノズルプレート６８となるべきフィルムを同じドライエッチング装置で同じ反応ガスを用いることができる。
このように液滴吐出ヘッド６０は、図３（ａ）に示す構成の吐出ユニットに液滴の吐出方向を調整するヒータが吐出ノズル６６の周りに形成され、ヘッド構成が複雑になっているものの、一方向に１インチあたり３００ユニットの吐出ユニットを設けることができる。
【００３０】
以上、本発明の液滴吐出ヘッドについて詳細に説明したが、本発明は上記実施例に限定はされず、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、各種の改良および変更を行ってもよいのはもちろんである。
【００３１】
【発明の効果】
以上、詳細に説明したように、本発明の液滴吐出ヘッドは、粘度が２０（ｍＰａ・秒）以上の粘性を有する液体に熱エネルギを与えて気泡を発生させる熱エネルギ作用面の位置から液滴が吐出する吐出ノズルの吐出側先端までの長さが、この熱エネルギ作用面を用いて液体中に気泡を発生させ自由膨張させたときの気泡の内圧が１気圧を横切って１気圧を下回る時点における気泡の成長高さに比べて短いので、コストがかからず、従来のインクジェットヘッドの構造対比簡単な構成で、高粘度の液体を液滴として効率よく吐出させることができる。
【００３２】
さらに、この構成の液滴吐出ヘッドのノズルプレートに、吐出ノズルの周を少なくとも２分割以上するようにヒータを形成することで、例えば、吐出ノズルの形状がノズル間で微妙にばらついて液滴の吐出方向が異なっている場合でも液滴の吐出方向を調整することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）は本発明の液滴吐出ヘッドの一例である液滴吐出ヘッドの概略斜視図であり、（ｂ）は（ａ）に示す液滴吐出ヘッドのＡ−Ａ’線に沿った矢視断面図である。
【図２】本発明の液滴吐出ヘッドの他の例である液滴吐出ヘッドの断面図である。
【図３】（ａ）は本発明の液滴吐出ヘッドの、図２と異なる他の例である液滴吐出ヘッドの断面図であり、（ｂ）は（ａ）に示すノズルプレート周りに設けられたヒータを説明する図である。
【符号の説明】
１０，５０，６０液滴吐出ヘッド
１２，５２吐出口
１４Ｓｉ基板
１６隔壁層
１８ノズルプレート
２０ヒータ
２０ａ，７２，７４，７６抵抗体
２０ｂ，２０ｃ電極
２２接着層
２４液体供給流路
２６，５６吐出ノズル
２８駆動回路
７０絶縁膜

Claims

粘度が２０（ｍＰａ・秒）以上の粘性を有する液体にエネルギを与えて気泡を発生させる熱エネルギ作用面を備える第１の発熱ヒータと、
この第１の発熱ヒータを壁面に備え、この第１の発熱ヒータに向けて前記液体を供給する液体供給流路と、
この液体供給流路を挟んで前記第１の発熱ヒータの熱エネルギ作用面と対向する位置に前記液体が液滴として吐出する吐出ノズルと、を有し、
前記熱エネルギ作用面から前記吐出ノズルの吐出側先端までの長さが２μｍ〜８μｍの範囲にあることを特徴とする液滴吐出ヘッド。
粘度が２０（ｍＰａ・秒）以上の粘性を有する液体にエネルギを与えて気泡を発生させる熱エネルギ作用面を備える第１の発熱ヒータと、
この第１の発熱ヒータを壁面に備え、この第１の発熱ヒータに向けて前記液体を供給する液体供給流路と、
この液体供給流路を挟んで前記第１の発熱ヒータの熱エネルギ作用面と対向する位置に前記液体が液滴として吐出する吐出ノズルと、を有し、
前記第１の発熱ヒータを用いて前記液体中に気泡を発生させ自由膨張させたとき、この自由膨張により前記気泡の内圧が１気圧を下回る時点における気泡の成長高さに比べて、前記熱エネルギ作用面から前記吐出ノズルの吐出側先端までの長さが短いことを特徴とする液滴吐出ヘッド。
前記熱エネルギ作用面から前記吐出ノズルの吐出側先端までの長さが２μｍ〜８μｍの範囲にある請求項２に記載の液滴吐出ヘッド。
前記吐出ノズルの吐出面に平行なノズル断面の面積は、ノズル断面の断面位置にかかわらず前記第１の発熱ヒータの前記熱エネルギ作用面の面積に比べて小さい請求項１〜３のいずれか１項に記載の液滴吐出ヘッド。
前記吐出ノズルの吐出面に平行なノズル断面は、前記吐出ノズルの吐出側先端に位置する程小さくなっている請求項１〜４のいずれか１項に記載の液滴吐出ヘッド。
前記吐出ノズルは、プレートに穿孔されたノズルであり、
このプレートの前記吐出ノズルの吐出側先端近傍に、前記液体を加熱する発熱手段が設けられている請求項１〜５のいずれか１項に記載の液滴吐出ヘッド。
前記発熱手段は、それぞれ選択的に発熱される複数の第２の発熱ヒータであって、前記吐出ノズルを取り巻く前記プレートの周縁部を少なくとも周方向に２分割以上した分割領域のそれぞれに対して、前記第２の発熱ヒータの１つが設けられている請求項６に記載の液滴吐出ヘッド。