JP2009196220A - 液体吐出ヘッド - Google Patents

Abstract

【課題】可動分離膜によって吐出液と発泡液とを分離し、発泡液を加熱発泡させて可動分離膜を変位させることにより、吐出液を吐出する液体吐出ヘッドにおいて、発泡液の過剰な温度上昇を回避できるようにする。
【解決手段】液体吐出ヘッドは、可動分離膜７を介して第１流路ＣＨ１と第２流路ＣＨ２とに分割されている。第２の流路内ＣＨ１には、複数のノズル９に対応して複数の発泡室１０が分割形成されており、各発泡室１０は、第１連通部１０ａ及び第２連通部１０ｂを通じて発泡室１０と連通している。第１、第２連通部１０ａ，１０ｂの少なくとも一方は、気泡発生過程において発泡室１０から第２流路ＣＨ２へと流出する発泡液の液量が、気泡減少過程において第２流路ＣＨ２から発泡室１０へと流入する発泡液の液量と異なる。
【選択図】図１

Description

本発明は、熱エネルギー等によ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に関し、特に気泡の発生を利用して変位する可動分離膜を用いる液体吐出ヘッドに関する。

微細なインク等の液滴を記録媒体に付着させて記録を行うインクジェット方式の記録装置は、ランニングコストが低く、記録時の静粛性に優れ、さらには複数色のインクを用いることによって比較的容易にカラーでの記録を行えるというメリットがある。
また、液滴を吐出するための吐出エネルギ発生素子として電気熱変換素子（ヒータ）を用いた吐出方式は、電気熱変換素子を高密度に配列することが比較的容易であるため、高解像度の画像形成に有利な方式となっている。

その一方で、従来のヒータを用いた吐出方式を採る記録装置にあっては、ヒータがインクに接した状態で加熱を繰り返すため、ヒータの表面にインクの色材などが堆積する、いわゆるコゲという現象が発生することがある。このコゲが発生した場合、ヒータからインクへの加熱が十分に行われず、インク吐出が適正に行われなくなるという問題が生じる。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、あるいは十分に発泡が得られにくい液体の場合には、前述のようにヒータによってインク内に気泡を形成する方法では、良好な吐出が行われない場合もある。

このような問題に対して、特許文献１には、記録媒体へ吐出する吐出液と気泡を発生させる発泡液とを可動分離膜を介して分離し、発泡液をヒータにより発泡させて可動分離膜を変形させ、その変形により吐出液を吐出する構成が提案されている。この特許文献に開示の構成では、可動分離膜が各ノズルの一部に設けられているものとなっている。これに対し、記録ヘッド全体を大きな膜によって、ヒータ側と吐出口側とに分離し、吐出口側には吐出液を、ヒータ側には発泡液をそれぞれ供給する構成が特許文献２に開示されている。この大きな膜は、記録ヘッドを構成する上下二つの板材の間に挟持され、記録ヘッド内に供給される発泡液と吐出液とが混合されるのを防止している。また、特許文献３では、可動分離膜の変形を効率よく吐出液の吐出に利用するために、膜の形状や可動域を規制するようになっている。

特開昭５５−８１１７２号公報 特開昭５９−２６２７０号公報 特開２０００−００９７３号公報

従来の吐出液を直接的にヒータによって加熱する方式を採る記録ヘッドにおいては、液滴が熱量を持って記録媒体へと吐出されるため、液滴の吐出が、記録ヘッド内の熱を液滴と共に外部へ排出する排熱機能をも果たしている。しかしながら、分離膜を用いた液体吐出方式においては、熱を受けた発泡液が記録ヘッド内部の流路を循環する構成となっている。このため、連続吐出時においてヒータにより加熱された発泡液及び記録ヘッドの温度上昇が問題となっている。すなわち、ヒータで加熱された発泡液が、発泡室内に繰り返し出入りすることによって、何度も加熱を受けることとなり、発泡液が過剰に昇温してしまうことがある。この場合、正常な発泡が阻害されたり、発泡液が変質し、適正な発泡を維持できなくなるという問題が生じる。しかしながら、上記特許文献２及び３を含め、これまでに提案された分離膜を用いた吐出方式において、上記のような発泡液の蓄熱に関する問題について言及しているものはなく、常に適正な吐出性能を保ち得るものは未だ存在していないのが現状である。

本発明は、可動分離膜によって吐出液と分割された発泡液を加熱して気泡を発生させ、その気泡によって吐出液を吐出するようにした液体吐出ヘッドにおいて、発泡液の過剰な温度上昇を回避することが可能な液体吐出ヘッドの提供を目的とする。

上記目的を達成するため、本発明は以下の構成を有する。

すなわち、本発明は、吐出液を吐出する複数のノズルと、前記ノズルにに前記吐出液を供給する第１流路と、前記第１流路と可動分離膜を介して液密に分割された第２流路と、前記第２の流路内に、前記複数の吐出口それぞれに対応して互いに分割形成された発泡室と、前記各発泡室内に設けられた電気熱変換体と、を備え、前記電気熱変換体から発する熱エネルギによって前記発泡室内の発泡液に気泡を発生させ、前記気泡の圧力によって生じる前記可動分離膜の変位によって前記吐出口から液滴を吐出させるようにした液体吐出ヘッドにおいて、前記各発泡室と前記第２流路とを連通させる第１連通部及び第２連通部を有し、前記各連通部の少なくとも一方は、前記発泡室での気泡の発生過程において前記発泡室から前記第２流路へと流出する流出量と、前記発泡室での気泡の縮小過程において前記第２流路から前記発泡室へと流入する流入量とを異ならせたことを特徴とする。

本発明によれば、発泡室近傍の発泡液が加熱を受けた後、再び発泡室に流入するという動作が繰り返されるのを回避することができ、発泡液の過剰な昇温を防ぐことができる。その結果、発泡及び吐出の安定化を図ることが可能になると共に、発泡液の変質を低減することも可能になり、発泡液の寿命を高めることができる。

以下、本発明の実施形態を、図面に基づいて詳細に説明する。
（第１実施形態）
図１は発泡液と吐出液を分離する可動分離膜を有し、発泡液の発泡に伴う可動分離膜の変位を利用して吐出液を吐出する液体吐出ヘッド内部の概略構成を示す一部切欠平面図、図２は図１のＡ−Ａ線断面図である。

図１及び図２において、本実施形態における液体吐出ヘッドＨには、ヒータボード１が設けられており、このヒータボードには、第２流路壁６、第１流路壁５及びノズルプレート８が順次重ねて設けられている。ヒータボード１は、シリコンウェハによって形成され、ここには、複数のヒータ（電気熱変換体）２が一定の間隔を介して配置されている。また、第２流路壁６は、ヒータボードの周縁部に沿って形成される枠状の外部壁１６と、各ヒータ２の間に設けられた仕切り壁２６とを有しており、これらはいずれも同一の厚さを有している。

また、第１流路壁５には、第２流路壁６の外部壁１６と同一の形状をなす枠状の外部壁１６と、第１流路壁５の仕切り壁２６と対向する位置に設けられた仕切り壁２５とを有しており、これらは同一の厚さを有している。この第２流路壁６の表面に重ねられたノズルプレート８には、複数のヒータ５ａそれぞれに対向して複数のノズル９が形成されている。

また、第１流路壁５と第２流路壁６との間には、可動分離膜７が挟持・固定されている。可動性分離膜７の材質としては、ポリフェニレンサルファイド、ポリイミド、ポリエチレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテルサルフォン、ポリサルフォンなどのエンジニアリングプラスティックに代表される耐熱性、耐溶剤性、成形性や薄膜フィルム化良好な樹脂の他、シリコーンゴム、塩素化ポリエチレン、フッ素系エラストマーなどの上記特性に加え、弾力性のある樹脂およびそれらの化合物が望ましい。また可動性分離膜の厚さは、分離膜としての強度を達成でき、膨張、収縮が良好に動作するという観点からその材質と形状を考慮して決定すればよいが、０．５μｍ〜１０μｍ程度が望ましい。
この可動分離膜７によって、ヒータボード１、第１流路壁５、第２流路壁６及びノズルプレート８によって形成された空間は、第１流路ＣＨ１と、第２の流路ＣＨ２とに分割されている。すなわち、第２流路ＣＨ２は第２流路壁６と、可動分離膜７とにより形成されており、第１流路ＣＨ１は、第１流路壁５と、ノズルプレート８と、可動分離膜７とにより形成されている。第１流路ＣＨ１には、記録媒体への記録を行うための記録液が供給され、第２流路ＣＨ２にはヒータによって気泡を発生させるための発泡液が供給される。これら流路は、可動分離膜によって液密状態に分割されており、発泡液と記録液とが混合するのを完全に防止することができるようになっている。

ここで、記録液としては、所定の色材を含んだインクの他に、インクの発色性、耐候性などを向上させるために記録媒体に付与される記録品質向上液などがある。また、発泡液は、ヒータ５の発する熱によって安定した気泡が形成可能な発泡特性を有しており、インクのように色材を含まなず、ヒータ５に堆積物が付着しないものとなっている。そして、この発泡液は、図外の発泡液供給源からヒータボードに設けられた複数の供給口４を介して第２流路６に供給されると共に、ヒータボードに対向して設けられた排出口４から排出されて所定のフィルタを経て図外の発泡液供給源へと戻される。こうした発泡液の循環は、発泡液供給源に連結された図外のポンプの駆動力によって行われる。

一方、第２流路ＣＨ２内においてヒータ２の間に設けられた複数の仕切り壁２６は、各ヒータ２の周囲を囲むように配置されている。この仕切り壁２６、ヒータボード１、及び可動分離膜７とによって、各ヒータに対応して互いに独立した発泡室１０が形成されている。各発泡室１０には、ヒータ２を挟む２箇所に第２流路６に連通する第１連通部１０ａと第２連通部１０ｂとが形成されている。この実施形態では、図１に示すように、各第２連通部１０ｂに前述の供給口４が隣接しており、第２連通部１０ｂに排出口３が隣接している。

また、第１流路ＣＨ１内には、複数の内壁部２６と、可動分離膜７と、ノズルプレート８とによって各ノズル９にインクを供給する複数のインク供給路１４が独立して形成されている。各インク供給路１４は、その両端に形成された連通部１４ａ、１４ｂにおいて第１流路ＣＨ１に連通している。そして、図外のインク供給源（例えば、インクタンク）から第１流路ＣＨ１に供給されたインクは、各連通部１４ａ，１４ｂを通じて各インク供給路１４に供給される。インク供給路１４内に充填されたインクは、ノズル９内にその毛管力によって吸引され、ノズルの先端部に形成される開口部（吐出口）９ａに、インク滴の吐出に適したメニスカスが形成される。

次に、上記構成を有する液体吐出ヘッドにおける液滴の吐出原理を、図３（ａ）ないし（ｆ）を参照しつつ段階的に説明する。
図３（ａ）に示す初期状態では、第１流路ＣＨ１に吐出液Ｌ１が満たされ、第２流路ＣＨ２に発泡液Ｌ２が満たされている。この状態でヒータ２に電気エネルギを印加すると、図３（ｂ）に示すように、ヒータ２が急激に加熱され、これに接する発泡液に膜沸騰による気泡ＢＬが発生する。この気泡ＢＬの発生に伴う圧力は、圧力波となって第２流路ＣＨ２内の発泡液Ｌ２に伝播し、可動分離膜７に作用してこれを変位させる。可動分離膜７の変位に伴って第１流路ＣＨ１内の吐出液が移動し、図３（ｃ）に示すようにノズル９の吐出口９ａからインクが吐出され始める。第２流路ＣＨ２内で気泡が急速に成長することにより、可動分離膜７は更に変形して第１流路ＣＨ１内の吐出液を押し出す。その結果、吐出口９ａからはさらにインクが吐出され液柱Ｌｐが形成される（図３（ｄ）参照）。その後、気泡ＢＬが縮小過程に入ると、可動分離膜７は気泡成長過程における変位方向とは逆方向へ変位を開始し（図３（ｅ）参照）、やがて初期の位置に復帰する。この時、吐出液は第１流路ＣＨ１内に引き込まれる方向に移動するため、液柱Ｌｐは千切れて液滴Ｌｄが形成され（図３（ｆ）参照）、液滴Ｌｄは記録媒体へ向かって飛翔する。

図４は、この第１の実施形態における発泡室及びその周辺構造を示す図である。第２流路ＣＨ２内に形成された複数の発泡室１０のそれぞれは、各ヒータ２の間に配置された一対の仕切り壁２６によって画成されている。各仕切り壁２６には、ノズルの配列方向（Ｘ方向）と交差するＹ方向（図ではＸ方向と直交する方向）に延在する側壁部２７と、この側壁部２７の両端部に設けられた突出部２８，２９とが形成されている。相対向する一対の突出部２８と２８の間、及び突出部２９と２９の間には、それぞれ一定の間隙が形成されており、この間隙が発泡室１０の両端部を第２流路ＣＨ２に連通させる第１連通口１０ａと第２連通口１０ｂを形成している。このうち、第１連通口（第１連通部）１０ａは、ヒータボード１に形成された供給口３の近傍に位置し、第２連通口（第２連通部）は、ヒータボード１に形成された排出口４の近傍に位置している。

各内壁部２６の一方の端部に形成された突出部２８は楔形形状をなしており、隣接する突出部２８との間隔が供給口３に近づくに従って拡大する傾斜面２８ａが形成されている。また、各内壁部２６の他方の端部に形成された突出部２９には、隣接する突出部２９との間隔が第２連通部１０ｂに近づくに従って縮小する傾斜面２９ａが形成されている。

以上のように、この第１の実施形態では各突出部２８，２９に傾斜面２８ａ，２９ａが形成されているため、発泡液が発泡室１０へと流入する際の流路抵抗と、発泡液が発泡室１０から流出する際の流路抵抗とが異なる。すなわち、第１連通部１０ａに連なる一対の傾斜面２８ａの間隔が第１連通部１０ａから外方に向けて拡がり、発泡液の通路の横断面が拡大されるように形成されている。このため、発泡液が連通口１０ａを介して発泡室１０へと流入する際の流路抵抗は、発泡室１０から流出する際の流路抵抗より大きくなる。また、連通口１０ｂに連なる一対の傾斜面２８ｂの間隔は、発泡室１０の内方から連通口１０ａへ向かうに従って狭まり、発泡液の通路の横断面が縮小されるように形成されている。このため、連通口１０ｂを介して発泡室１０内へと流入する際の流路抵抗は、発泡室１０から流出する際の流路抵抗より小さくなる。

また、発泡液が第１連通口１０ａを経て発泡室１０へと流入する際の流路抵抗は、第２連通口１０ｂを経て発泡室１０へと流入する際の流路抵抗より小さい。一方、発泡液が発泡室１０から第１連通口１０ａを経て第２流路ＣＨ２へと流出する際の流路抵抗は、発泡室１０から第２連通口１０ｂを経て第２流路ＣＨ２へと流出する際の流路抵抗より大きい。

従って、気泡の発生過程（発泡過程）と気泡の縮小過程（消泡過程）とにおいて、発泡室１０に対する発泡液の流入量と流出量は図５に示すようになる。気泡ＢＬの発生過程では、図５（ａ）に示すように、発泡室１０内の発泡液が各連通部１０ａ及び１０ｂを経て第２流路ＣＨ２へと流出する。このとき、第１連通口１０ａにおける流路抵抗は、第２連通口１０ｂにおける流路抵抗に比べて大きくなるため、発泡液が第１流通口１０ａから流出する液量は第２連通口１０ｂから流出する液量より大きくなる。従って、各連通口１０ａ，１０ｂにおける発泡液の流出量の差から、発泡室１０内では、全体的に連通部１０ａから連通部１０ｂへと向かう流れが生じることとなる。つまり、供給口３から排出口４に向かう流れが生じる。

また、気泡ＢＬの縮小過程では、第２流路ＣＨ２内の発泡液が各連通口１０ａ及び１０ｂを経て第２流路ＣＨ２へと流入する。この流入時における第１連通口１０ａにおける流路抵抗は、第２連通口１０ｂにおける流路抵抗に比べて小さいため、第１連通口１０ａから流入する液量は、第２流通口１０ｂから流入する液量より多くなる。従って、各連通口１０ａ，１０ｂにおける発泡液の流入量の差から、発泡室１０内では、全体的に第１連通口１０ａから第２連通口１０ｂへと向かう流れが生じることとなる。つまり、供給口３から排出口４に向かう流れが生じる。

このように、発泡過程、消泡過程のいずれにおいても、第２流路ＣＨ２内の発泡液が、第１連通口１０ａから発泡室１０へと流入し、発泡室１０から第２連通口１０ｂより流出するという一定の流れが形成される。このため、インク滴を連続吐出する際、発泡過程で発泡室１０から押し出された加熱された発泡液が、消泡過程で直ちに発泡室１０内に流入して加熱される、という動作が繰り返されることはない。つまり、発泡室１０の第２連通口１０ａから流出した発泡液は、一定の経路を経て冷却された後、第１連通口１０ｂから発泡室１０内に流入する。こうした循環が行われることにより、発泡液の熱による劣化を軽減することができ、発泡液の寿命向上を図ることができる。特に、この第１の実施形態では、排出口１０ｂの近傍に第２連通口１０ｂが配置されており、第２連通口１０ｂから排出された加熱直後の発泡液を直ちに排出口１０ｂにて吸引し、循環経路へと導くようになっている。このため、第２流路ＣＨ２内に加熱された発泡液が滞留することはなくなる。また、第１連通口１０ａは、供給口３の近傍に配置されており、循環流路を経て放熱された適温の発泡液が第１連通口１０ａから発泡室１０内に供給されるため、良好な発泡状態を継続して維持することができる。

ここで、上記実施形態の特徴を明確にするため、図６及び図７に本実施形態対する比較例を示す。なお、図中、上記実施形態と同一もしくは相当部分には同一符号を付す。ここに示す比較例では、発泡室１０を形成する仕切り壁２６の突出部２８，２９には上記実施形態のような傾斜面が形成されておらず、ノズルの配列方向（Ｘ方向）と平行し、かつヒータ２の中心を通過する軸線に対して線対称な形状となっている。このため、発泡過程において第１連通口３０ａを経て発泡室１０に流入する際の発泡液の流出抵抗は、第２連通口１０ｂを経て発泡室２０内に流出する際の発泡液の流出抵抗と同一になる。同様に、消泡過程においても、発泡液が第１連通口１０ａを経て発泡室１０から流出する際の流路抵抗は、第２連通口１０ｂを経て発泡室１０から流出する際の流路抵抗と同一になる。

従って、この比較例によれば、発泡過程、消泡過程のいずれにおいても、発泡室１０に対し、各連通口１０ａ，１０ｂを介して流入、流出する発泡液の液量は図７（ａ），（ｂ）に示すように同一となる。このため、発泡室１０内における発泡液の流れはヒータ２を中心として対称となり、上記実施形態のような第１連通口１０ａから第２連通口１０ｂに向かう一方向の流れが形成されない。その結果、各連通口の近傍の発泡液が発泡室に対して流入、流出を繰り返し、何度もヒータ２によって加熱を受けることとなり、発泡液の劣化、寿命の低下が生じる。こうした現象は、例え上記実施形態のように供給口３及び排出口４を各連通口の近傍に形成したとしても十分に改善されない。これに対し、上記実施形態によれば、比較例に比べて熱による発泡液への影響を大幅に低減することができる。

（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態を説明する。
図８は、この第２の実施形態における発泡室１０及びその周辺構造を示す図である。この第２の実施形態では、発泡室を形成する仕切り壁２６が、その一端から他端にかけて均一な幅を有するものとなっている。すなわち、この実施形態における仕切り壁２６には、上記第１の実施形態のように、仕切り壁２６の端部に突出部が形成されておらず、発泡室１０の第１連通口１０ａと第２連通口１０ａは、発泡室１０の内部と同一の幅を有している。また、発泡室１０の外側には、流量調整部３１，３２が設けられている。すなわち、第１連通口１０ａと供給口３との間、及び第２連通口１０ｂとの間には、それぞれ突起状の独立した流量調整部３１，３２が２個ずつ形成されている。各流量調整部３１，３２は、いずれも台形形状の横断面を有している。そして、供給口３と第１連通口１０ａとの間に設けられた流量調整部（第１流量調整部）３１は、その横断面形状における短辺部が供給口３側に位置し、長辺部が第１連通口１０ａ側に位置している。また、排出口４と第２連通口１０ｂとの間に設けられた流量調整部（第２流量調整部）３２は、その横断面形状における長辺部が排出口４側に位置し、短辺部が第２連通口１０ｂ側に位置している。

従って、第１流量調整部３１において、発泡液が発泡室１０側から供給口３側へと流動する際の流路抵抗は、供給口３側から発泡室１０側へと流動する際の流路抵抗より大きい。また、第２流量調整部３２において、発泡液が発泡室１０側から排出口４側へと流動する際の流路抵抗は、排出口４側から発泡室１０側へと流動する際の発泡液に対する流路抵抗より小さい。また、発泡過程において発泡室１０内の発泡液が第１流量調整部３１を通過して供給口３側へ流出する際の流路抵抗は、第２流量調整部３２を通過して供給口４側へと流出する際の流路抵抗より大きくなっている。さらに消泡過程において、発泡液が供給口３側から第１流路調整部３１を通過して発泡室１０へ流入する際の流路抵抗は、排出口４側から第２流量調整部３２を通過して発泡室１０へ流入する際の流路抵抗よりも小さくなっている。

このため、この第２の実施形態では、発泡過程において発泡室１０の第２連通口１０ｂから第２液路ＣＨ２へと流出する発泡液の液量は、第１連通口１０ａから第２液路ＣＨ２へと流出する発泡液の液量より多くなる。また、消泡過程においては第１連通口１０ａから発泡室１０内に流入する発泡液の液量は、第２連通口１０ｂから発泡室１０内に流入する発泡液の液量よりも多くなる。その結果、発泡過程及び消泡過程のいずれにおいても、発泡室１０内では、第１連通口１０ａから第２連通口１０ｂへ向かう一定の流れが全体的に形成されることとなる。従って、この第２の実施形態においても、上記第１の実施形態と同様に、発泡液の熱による劣化を軽減することができ、発泡液の寿命向上を図ることができる。

なお、図８では、流量調整部の横断面形状を台形形状とした場合を例に採り説明したが、流量調整部は他の形状を有するものによって形成することも可能である。例えば、図９の変形例に示すような半円状の横断面形状を有するもの、すなわち半円柱形状を有する流量調整部３１，３２を用いることも可能であり、これによっても図８に示したものと同様の効果を期待できる。

さらに、図８及び図９では、流量調整部３１，３２を各連通口１０ａ，１０ｂの近傍に２個ずつ設けた場合を示したが、流量調整部を設ける個数は適宜変更可能である。また、異なる形状の流量調整部を組み合わせて各連通口の近傍に配置しても良い。例えば、図８に示す横断面台形形状の流量調整部と、横断面半円形形状の流量調整部とを組み合わせて配置しても良い。さらに流量調整部は、図８及び図９に示すようにノズルの配列方向（Ｘ方向）に沿って一列に配置する場合に限らず、複数列に配置することも可能である。

（第３の実施形態）
次に、本発明の第３の実施形態を図１０及び図１１を用いて説明する。
この第３の実施形態では、発泡室１０内に配置されるヒータ２の中心を、発泡室１０の中心から、いずれか一方の連通口側にずらして形成したものとなっている。ここでは、ヒータ２の中心を第１連通口１０ａ側にずらした位置に形成している。なお、この実施形態における仕切り壁２６は、図８に示す比較例で用いた仕切り壁２６と同一の形状を有している。

この構成においてヒータ２を加熱発泡させた状態を図１０に示す。ヒータ２上に発生した気泡が成長する際、ヒータ２からの距離が近い第１連通口１０ａの開口部にメニスカスが形成される。このメニスカスは第１連通口１０ａ内を移動する際に、流路抵抗のほか、気液界面の移動に伴う抵抗が生じるため、発泡液が第１連通口１０ａを通過する際の全体的な流路抵抗は、発泡液が第２連通口１０ｂを通過する際の流路抵抗より大きくなる。このため、発泡過程において発泡室１０から流出する発泡液の量は第２連通口１０ｂの方が、第１連通口１０ａよりも多くなる。

一方、消泡過程では、発泡室１０内の圧力は一様に低下する。このとき発泡室１０内に流入する発泡液の量は、発泡室１０の内外の圧力差と、流路抵抗によって決まるが、第１連通口１０ａと第２連通口１０ｂの形状は同一となっているため、両連通口１０ａ，１０ｂから流入する発泡液の液量は同一となる。

このように、この第３の実施形態では、発泡過程において発泡室１０から流出する発泡液の液量は第１連通口１０ａの方が多く、消泡過程において発泡室１０に流入する発泡液の液量は両連通口において同一となる。従って、発泡、消泡が繰り返されることにより、発泡室１０内には第１連通口１０ａから第２連通口１０ｂへ向かう一定の流れが生じる。このため、上記各実施形態と同様に発泡液の熱による劣化を軽減することができ、発泡液の寿命向上を図ることができる。

なお、この第３の実施形態のように、ヒータ２の中心位置を、発泡室に形成しようとする発泡液の流動方向の上流側にずらすという構成は、上記第２の実施形態、及び第３の実施形態のそれぞれに組み合わせることも可能である。この場合、発泡室内における一定方向の流れをさらに促進することができる。

本発明の第１の実施形態における液体吐出ヘッドの内部の概略構成を示す一部切欠平面図である。 図２は図１のＡ−Ａ線断面図である。 本実施形態の液体吐出ヘッドにおける液滴の吐出原理を気泡の発生状態に応じて段階的に示す図である。 第１の実施形態における発泡室及びその周辺構造を示す図である。 第１の実施形態において、発泡室に対する発泡液の流入量と流出量の関係を示す説明図であり、（ａ）は発泡過程における関係を、（ｂ）は消泡過程における関係をそれぞれ示している。 第１の実施形態の比較例における発泡室及びその周辺構造を示す図である。 図６に比較例において、発泡室に対する発泡液の流入量と流出量との関係を示す説明図であり、（ａ）は発泡過程における関係を、（ｂ）は消泡過程における関係をそれぞれ示している。 本発明の第２の実施形態における発泡室及びその周辺構造を示す図である。 第２の実施形態の変形例を示す図である。 第３の実施形態における発泡室及びその周辺構造を示す図である。 第３の実施形態において、発泡室に対する発泡液の流入量と流出量の関係を示す説明図であり、（ａ）は発泡過程における関係を、（ｂ）は消泡過程における関係をそれぞれ示している。

符号の説明

１ ヒータボード
２ ヒータ
３ 供給口
４ 排出口
５ 第１流路壁
６ 第２流路壁
７ 可動分離膜
８ ノズルプレート
９ ノズル
９ａ 吐出口
１０ 発泡室
１０ａ 第１連通口
１０ｂ 第２連通口
２６ 仕切り壁
２８，２９ 突出部
２８ａ，２９ａ 傾斜面
ＣＨ１ 第１流路
ＣＨ２ 第２流路
ＢＬ 気泡
Ｌ１ インク
Ｌ２ 発泡液

Claims (8)

1. 吐出液を吐出する複数のノズルと、
   前記ノズルに前記吐出液を供給する第１流路と、
   前記第１流路と可動分離膜を介して液密に分割された第２流路と、
   前記第２流路の中に、前記複数の吐出口それぞれに対応して互いに分割して形成された発泡室と、
   前記各発泡室内に設けられた電気熱変換体と、を備え、
   前記電気熱変換体から発する熱エネルギによって前記発泡室内の発泡液に気泡を発生させ、前記気泡の圧力によって生じる前記可動分離膜の変位によって前記吐出口から液滴を吐出させるようにした液体吐出ヘッドにおいて、
   前記各発泡室と前記第２流路とを連通させる第１連通部及び第２連通部を有し、
   前記各連通部の少なくとも一方は、前記発泡室での気泡の発生過程において前記発泡室から前記第２流路へと流出する流出量と、前記発泡室での気泡の縮小過程において前記第２流路から前記発泡室へと流入する流入量とを異ならせたことを特徴とする液体吐出ヘッド。
2. 前記気泡の発生過程において前記発泡室から前記第１連通部を介して前記第２流路へ流出する発泡液の液量が、前記気泡の縮小過程において前記第２流路から前記第１連通部を介して前記発泡室へ流入する発泡液の液量より多く、前記気泡の発生過程において前記発泡室から第２連通部を介して前記第２流路へ流出する発泡液の液量が、前記気泡の縮小過程において前記第２流路から第２連通部を介して前記発泡室へと流入する発泡液の液量より少なくなるように、前記各連通部を形成したことを特徴とする請求項１に記載の液体吐出ヘッド。
3. 前記発泡室での気泡の発生過程において前記発泡室から第１連通部を介して前記第２流路へと流出する発泡液の液量が、前記発泡室から前記第２連通部を介して前記第２流路へと流出する発泡液の液量よりも少なく、前記発泡室での気泡の縮小過程において前記第２流路から前記第１連通部を介して前記発泡室内に流入する発泡液の液量が、前記第２流路から前記第２連通部を介して前記発泡室内に流入する発泡液の液量より多くなるように、前記各連通部を形成したことを特徴とする請求項１に記載の液体吐出ヘッド。
4. 前記各連通部の近傍に、突起状の流量調整部を備えることを特徴とする請求項３に記載の液体吐出ヘッド。
5. 前記流量調整部は、前記発泡室の外方に設けられ、前記発泡液が前記第２流路から前記発泡室に向かうときに生じる流路抵抗と、前記発泡室から前記第２の流路へと流動するときに生じる流路抵抗とが異なる形状を有していることを特徴とする請求項４に記載の液体吐出ヘッド。
6. 前記流量調整部は、楔形形状を有していることを特徴とする請求項５に記載の液体吐出ヘッド。
7. 前記流量調整部は、半円柱形状を有していることを特徴とする請求項５に記載の液体吐出ヘッド。
8. 前記電気熱変換体の中心は、前記発泡室の中心から前記第１、第２連通部のいずれか一方にずれていることを特徴とする請求項２ないし７のいずれかに記載の液体吐出ヘッド。

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