JP3408060B2 - 液体吐出方法および装置とこれらに用いられる液体吐出ヘッド - Google Patents

液体吐出方法および装置とこれらに用いられる液体吐出ヘッド

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Description

【発明の詳細な説明】
【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。
【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。
【０００３】また本発明は紙、糸、繊維、布帛、皮革、
金属、プラスチック、ガラス、木材、セラミックス等の
被記録媒体に対し記録を行うプリンター、複写機、通信
システムを有するファクシミリ、プリンタ部を有するワ
ードプロセッサ等の装置、さらには各種処理装置と複合
的に組み合わせた産業用記録装置に適用できる発明であ
る。
【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。
【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、ＵＳＰ
４，７２３，１２９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。
【０００６】この様な記録方法によれば、品位の高い画
像を高速、低騒音で記録することができると共に、この
記録方法を行うヘッドではインクを吐出するための吐出
口を高密度に配置することができるため、小型の装置で
高解像度の記録画像、さらにカラー画像をも容易に得る
ことができるという多くの優れた点を有している。この
ため、このバブルジェット記録方法は近年、プリンタ
ー、複写機、ファクシミリ等の多くのオフィス機器に利
用されており、さらに、捺染装置等の産業用システムに
まで利用されるようになってきている。
【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。
【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。
【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。
【００１０】この流路形状の内、流路構造として図７８
（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。
【００１１】図７８（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且つ、発熱
素子２に関して吐出口１１とは反対側に位置する弁１０
を開示する。
【００１２】図７８（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。
【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によるバック波の一部
を抑制することは、液体吐出にとっては実用的なもので
ないことがわかる。
【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７８（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。
【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。
【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、ＵＳＰ４，４８
０，２５９号等の公報に開示されている。これらの公報
では、吐出液であるインクと発泡液とをシリコンゴムな
どの可撓性膜で完全分離し、発熱体に吐出液が直接接し
ないようにすると共に、発泡液の発泡による圧力を可撓
性膜の変形によって吐出液に伝える構成をとっている。
このような構成によって、発熱体表面の堆積物の防止
や、吐出液体の選択自由度の向上等を達成している。
【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。
【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
めることを主たる課題とする。
【００１９】発明者達は、液滴吐出の原理に立ち返り、
従来では得られなかった気泡を利用した新規な液滴吐出
方法及びそれに用いられるヘッド等を提供すべく鋭意研
究を行った。このとき、流路中の可動部材の機構の原理
を解析すると言った液流路中の可動部材の動作を起点と
する第１技術解析、及び気泡による液滴吐出原理を起点
とする第２技術解析、さらには、気泡形成用の発熱体の
気泡形成領域を起点とする第３解析を行うことにした。
【００２０】これらの解析によって、可動部材の支点と
自由端の配置関係を吐出口側つまり下流側に自由端が位
置する関係にすること、また可動部材を発熱体もしく
は、気泡発生領域に面して配することで積極的に気泡を
制御する全く新規な技術を確立するに至った。
【００２１】つぎに、気泡自体が吐出量に与えるエネル
ギーを考慮すると気泡の下流側の成長成分を考慮するこ
とが吐出特性を格段に向上できる要因として最大である
との知見に至った。つまり、気泡の下流側の成長成分を
吐出方向へ効率よく変換させることこそ吐出効率、吐出
速度の向上をもたらすことも判明した。このことから、
発明者らは気泡の下流側の成長成分を積極的に可動部材
の自由端側に移動させるという従来の技術水準に比べ極
めて高い技術水準に至った。
【００２２】さらに、気泡を形成するための発熱領域、
例えば電気熱変換体の液体の流れ方向の面積中心を通る
中心線から下流側、あるいは、発泡を司る面における面
積中心等の気泡下流側の成長にかかわる可動部材や液流
路等の構造的要素を勘案することも好ましいということ
がわかった。
【００２３】また、可動部材の配置と液供給路の構造を
考慮することで、リフィル速度を大幅に向上することが
できることがわかった。
【００２４】一方、可動部材を境に、吐出口に連通する
液流路側の第１の液体と、可動部材の気泡発生領域側の
第２の液体を各々の要求される機能ごとに選択すること
で、発熱体上への堆積物を低減すると共に、吐出液の用
途範囲、選択自由度を広げつつ、吐出効率や吐出力を向
上させるという画期的技術をも導き出すに至った。
【００２５】なお、気泡の発生に利用される熱エネルギ
を与える発熱体の面に平行する面にある吐出口により交
差する方向に液体が吐出される、いわゆるサイドシュー
タタイプの流路構造を有する液体吐出ヘッドにおいて
も、上述のエッジシュータタイプのヘッドとほぼ同様な
吐出原理により気泡の発生に伴うエネルギを吐出エネル
ギとして有効にかつ効率よく利用できることもわかっ
た。
【００２６】本願出願人は、このように本発明者達の一
部による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既に出願しており、本発明はかかる
液体の吐出原理を前提に、さらに本発明者達のより好ま
しい着想により想起されたものである。
【００２７】（吐出原理およびヘッドの構成）本発明に
適用される液体吐出ヘッドの吐出原理およびヘッドの構
成を説明する。
【００２８】まず、ここでは、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。
【００２９】図１はこのような本発明に適用される液体
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。
【００３０】本発明に適用される液体吐出ヘッドは、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（本例において
は４０μｍ×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。
【００３１】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。
【００３２】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。
【００３３】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ＵＳＰ４，７２３，１２９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。
【００３４】ここで、本発明に適用される基本的な吐出
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。
【００３５】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。
【００３６】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。
【００３７】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。
【００３８】次に、図１に戻って、上述した液体吐出ヘ
ッドの吐出動作について詳しく説明する。
【００３９】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。
【００４０】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。
【００４１】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。
【００４２】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の圧力伝搬方向や体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。
【００４３】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。
【００４４】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。
【００４５】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。
【００４６】図１を用いて本発明に適用される液体吐出
ヘッドにおける液供給メカニズムをさらに詳しく説明す
る。
【００４７】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。）。
【００４８】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。
【００４９】これに対して本構成は、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。
【００５０】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。
【００５１】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、本例の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。
【００５２】このように本発明に適用される第２流路１
６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。
【００５３】本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。
【００５４】次に、本発明に適用される例の更なる特徴
的な構造と効果について、以下に説明する。
【００５５】本構成の第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。
【００５６】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。
【００５７】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。
【００５８】補足すれば、本構成においては、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。
【００５９】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。
【００６０】また、本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。
【００６１】図６に本発明に適用される第２の例を示
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。
【００６２】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。
【００６３】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
先の例と同様の機能、効果を得ることができる。
【００６４】また、本例においては、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。
【００６５】なお、本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。
【００６６】図７は、本発明の基本的な概念の一つであ
る液体吐出原理に従う液路構造の第３の例となる。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
た例である。
【００６７】前述の例の多くは、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。
【００６８】構成上で説明すると、図７では、前述の図
２（第１の例）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、この構成が本例である。
【００６９】本例では、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例と同様に向上
する。前記の例に比較して本例は、発熱体の駆動に対す
る応答性が優れている。
【００７０】また、本例は、構造上簡単であるため製造
上の利点がある。
【００７１】本例の可動部材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。
【００７２】液体の供給時におけるリフィルは、本例の
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。
【００７３】本第３の例の変形例としては、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。
【００７４】図８は本発明に適用される液体吐出原理に
従うヘッド構造であって、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第４の例を示す横断面図
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。
【００７５】また、自由端が先の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。
【００７６】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。
【００７７】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。
【００７８】図９（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は本発明に適
用される液体吐出原理に従う液路構造の第５の例であ
る。
【００７９】本例の構造は先の例と異なり、吐出口と直
接連通する領域は液室側と連通した流路形状となってお
らず、構造の簡略化が図れるものである。
【００８０】液供給は全て、可動部材３１の発泡領域側
の面に沿った液供給路１２からのみ行われるもので、可
動部材３１の自由端３２や支点３３の吐出口１８に対す
る位置関係や発熱体２に面する構成は前述の例と同様で
ある。
【００８１】本例は、吐出効率や液供給性等、前述した
効果を実現するものであるが、特にメニスカスの後退を
抑制し消泡時の圧力を利用して、ほとんど全ての液供給
を消泡時の圧力を利用して、強制リフィルを行うもので
ある。
【００８２】図９（ａ）は発熱体２により液体を発泡さ
せた状態を示しており、図９（ｂ）は、前記発泡が収縮
しつつある状態で、このとき可動部材３１の初期位置へ
の復帰とＳ３による液供給が行われる。
【００８３】図９（ｃ）では、可動部材が初期部材が初
期位置に復帰する際のわずかなメニスカス後退Ｍを、消
泡後に吐出口１８付近の毛細管力によって、リフィルし
ている状態である。
【００８４】以下、図面を参照して本発明に適用される
液体吐出原理に従う液路構造の第６の例について説明す
る。
【００８５】本例においても主たる液体の吐出原理につ
いては先の例と同じであるが、本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。
【００８６】図１０は、本例の液体吐出ヘッドの流路方
向の断面模式図を示しており、図１１はこの液体吐出ヘ
ッドの部分破断斜視図を示している。
【００８７】本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。
【００８８】第１液流路の上流側は、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共通液室に連通している。
【００８９】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。
【００９０】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。
【００９１】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１０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３
５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３
１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１１
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。
【００９２】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、先の例と同様
にしている。
【００９３】また、先の例で液供給路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。
【００９４】次に図１２を用いて本例の液体吐出ヘッド
の動作を説明する。
【００９５】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、先の例で説明したのと
同様に発泡液にＵＳＰ４，７２３，１２９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。
【００９６】本例においては、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１２（ａ）の状態から図１２（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。
【００９７】次に、気泡が収縮するに伴って可動部材３
１が図１２（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。本例においても、この吐出液体
の供給は前述の実施形態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。
【００９８】本例は、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例等と同じである
が、本例のような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。
【００９９】すなわち、上述の例の構成によると、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。
【０１００】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。
【０１０１】さらに、本発明のヘッドの構造においては
先の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。
【０１０２】また、加熱に弱い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。
【０１０３】＜その他の例＞以上、本発明の液体吐出ヘ
ッドや液体吐出方法の要部の例について説明を行った
が、以下にこれらの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流路形態の実施形態例と２流路形態の例
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、両例に適用しうるものである。
【０１０４】＜液流路の天井形状＞図１３は本発明に適
用される液体吐出原理に従う液体吐出ヘッドの流路方向
断面図であるが、第１液流路１３（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。
【０１０５】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。
【０１０６】＜第２液流路と可動部材との配置関係＞図
１４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。
【０１０７】本例の第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。
【０１０８】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。
【０１０９】しかし、本例の場合、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。
【０１１０】なお、図１４（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。
【０１１１】なお、図１２（ｂ）や図１３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、本例においてはこの高
さを１５μｍとした。
【０１１２】＜可動部材および分離壁＞図１５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１４
（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。
【０１１３】先の例においては、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。
【０１１４】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。
【０１１５】分離壁の材質としては、ポリエチレン、ポ
リプロピレン、ポリアミド、ポリエチレンテレフタレー
ト、メラミン樹脂、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、ポ
リブタジエン、ポリウレタン、ポリエーテルエーテルケ
トン、ポリエーテルサルフォン、ポリアリレート、ポリ
イミド、ポリサルフォン、液晶ポリマー（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。
【０１１６】また、分離壁の厚さは、分離壁としての強
度を達成でき、可動部材として良好に動作するという観
点からその材質と形状等を考慮して決定すればよいが、
０．５μｍ〜１０μｍ程度が望ましい。
【０１１７】なお、可動部材３１を形成するためのスリ
ット３５の幅は本例では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。
【０１１８】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。
【０１１９】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１２、図１３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。
【０１２０】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。
【０１２１】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。
【０１２２】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。
【０１２３】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。
【０１２４】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。
【０１２５】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
６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。
【０１２６】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。
【０１２７】図１７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。
【０１２８】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。
【０１２９】 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 パ
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。
【０１３０】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。
【０１３１】図１８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１９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。
【０１３２】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 パ
ルス程度で、可動壁に損傷が生じており、耐久性が低下
してしまうことが分かっている。したがって、可動部材
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。
【０１３３】＜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。
【０１３４】図２０は本発明に適用される液体吐出原理
に従う液体吐出ヘッドの縦断面図を示したので、図２０
（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。
【０１３５】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。
【０１３６】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。
【０１３７】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。
【０１３８】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２０（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。
【０１３９】このように、前述の各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。
【０１４０】本例においては、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。
【０１４１】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。
【０１４２】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２１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。前述の各例の
ヘッドにおいては、それぞれ電圧２４Ｖ、パルス幅７μ
ｓｅｃ、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。
【０１４３】＜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。
【０１４４】図２２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。
【０１４５】本例においては、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１４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。
【０１４６】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。
【０１４７】第１の液体（吐出液）は、図２２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２２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。
【０１４８】本例では、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３
０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。
【０１４９】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。
【０１５０】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２３で示す本例の分解斜視
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。
【０１５１】本例では、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。
【０１５２】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。
【０１５３】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。
【０１５４】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。
【０１５５】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。
【０１５６】以上説明したように本例によれば、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。
【０１５７】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。
【０１５８】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。
【０１５９】＜吐出液体、発泡液体＞先の例で説明した
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。
【０１６０】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。
【０１６１】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。
【０１６２】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。
【０１６３】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。
【０１６４】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。
【０１６５】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。
【０１６６】 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。
【０１６７】 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。
【０１６８】＜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。
【０１６９】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。
【０１７０】次に、図１０や図２３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。
【０１７１】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。
【０１７２】さらに第２液流路の作製方法について詳し
く説明する。
【０１７３】図２４（ａ）〜（ｅ）は、本発明に適用さ
れる液体吐出原理による液体吐出ヘッドの製造方法の第
１の例を説明するための概略断面図である。
【０１７４】本例においては、（ａ）に示すように、素
子基板（シリコンウエハ）１上に半導体製造工程で用い
るのと同様の製造装置を用いてハフニュウムボライドや
チッ化タンタル等からなる発熱体２を有する電気熱変換
用素子を形成した後、次工程における感光性樹脂との密
着性の向上を目的として素子基板１の表面に洗浄を施し
た。さらに、密着性を向上させるには、素子基板表面に
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。
【０１７５】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。
【０１７６】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。
【０１７７】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。
【０１７８】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２７）。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。
【０１７９】次に、このようにして得られたヒータボー
ド１に、図２４（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。
【０１８０】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。
【０１８１】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。
【０１８２】なお、本例では、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。
【０１８３】図２５（ａ）〜（ｄ）は、本発明に適用さ
れる液体吐出原理による液体吐出ヘッドの製造方法の第
２の例を説明するための概略断面図である。
【０１８４】本例においては、（ａ）に示すように、Ｓ
ＵＳ基板１００上に厚さ１５μｍのレジスト１０１を第
２の液流路の形状でパターニングした。
【０１８５】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。
【０１８６】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。
【０１８７】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７１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
２５（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、後工程で図２
４（ａ）〜（ｅ）に示した先の第１の例と同様に分離壁
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。
【０１８８】本例では、上記位置決め固定に紫外線硬化
型接着剤（グレースジャパン製：アミコンＵＶ−３０
０）を塗布し、紫外線照射装置を用い、露光量を１００
ｍＪ／ｃｍ2 として約３秒間で固定を完了した。
【０１８９】本例の製法によれば、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。
【０１９０】図２６（ａ）〜（ｄ）は、本発明に適用さ
れる液体吐出原理による液体吐出ヘッドの製造方法の第
３の例を説明するための概略断面図である。
【０１９１】本例においては、（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１５
μｍ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ＰＭＥＲ
Ｐ−ＡＲ９００を使用した。
【０１９２】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。
【０１９３】次に、（ｃ）に示すように、両面のレジス
ト１０３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。
【０１９４】次に、（ｄ）に示すように、先の製造方法
の例と同様に、ヒータボード１上に、エッチングされた
ＳＵＳ基板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。
【０１９５】本例の製法によれば、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。
【０１９６】以上説明したように、本例の製造方法によ
れば、素子基板状に予め第２液流路の壁を配設すること
によって、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。
【０１９７】また、本例の製造方法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。
【０１９８】＜液体吐出ヘッドカートリッジ＞次に、本
発明に適用される液体吐出原理に従う液体吐出ヘッドを
搭載した液体吐出ヘッドカートリッジを概略説明する。
【０１９９】図２７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。
【０２００】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。
【０２０１】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。
【０２０２】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。
【０２０３】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。
【０２０４】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。
【０２０５】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。
【０２０６】＜液体吐出装置＞図２８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。
【０２０７】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。
【０２０８】また、本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。
【０２０９】図２９は、本発明に適用される液体吐出原
理による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。
【０２１０】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。
【０２１１】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。
【０２１２】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。
【０２１３】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。
【０２１４】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。
【０２１５】＜記録システム＞次に、本発明に適用され
る液体吐出原理による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。
【０２１６】図３０は、前述した本発明に適用される液
体吐出原理による液体吐出ヘッド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。本例における液体吐出ヘッドは、被記録媒体１５
０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。
【０２１７】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。
【０２１８】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。
【０２１９】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。
【０２２０】符号２０６は、先の各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３
０５に接続された駆動用ローラにより駆動される。
【０２２１】本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。
【０２２２】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。
【０２２３】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。
【０２２４】なお、本例では、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。
【０２２５】＜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３１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。
【０２２６】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。
【０２２７】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。
【０２２８】なお、本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。
【０２２９】また、この図３１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。
【０２３０】なお、上述した各例は、エッジシュータタ
イプの液体吐出ヘッドを用いたものについて説明した
が、これに限定されることなく、例えば図２３に示すサ
イドシュータタイプのヘッドにも適用可能である。
【０２３１】図３２は、本発明に適用される液体吐出ヘ
ッドの一例を示す模式的側断面図である。
【０２３２】本例の液体吐出ヘッドは、発熱体２の発熱
面に実質的に平行に対面する様に吐出口１８が配され
た、いわゆるサイドシュータタイプのヘッドである。発
熱体（本例では４８μｍ×４６μｍの発熱抵抗体）は、
基板１上に設けられており、液体にＵＳＰ４，７２３，
１２９に記載されている様な膜沸騰を生じさせて気泡を
発生させるために利用される熱エネルギを発生する。吐
出口１８は、吐出口部材であるオリフィスプレート５１
に設けられている。このオロフィスプレート５１は、ニ
ッケルの電鋳で形成されている。
【０２３３】吐出口１８に直接連通する様に、吐出液を
流すための第１の液流路１４がオリフィスプレート５１
の下に設けられている。一方、基板１上には、発泡液を
流すための第２の液流路１６が設けられている。第１の
液流路３と第２の液流路１６との間には、両液流路を分
離するための分離壁３０が配されている。分離壁３０
は、金属等の弾性を有する材料からなる。本例では、分
離壁３０は厚さ５μｍのニッケルで形成されている。こ
の分離壁３０は、第１の液流路１４内の吐出液と第２の
液流路１６内の発泡液とを区分している。
【０２３４】吐出液は、吐出液を貯留する第１の共通液
質５から第１の供給路１５ａを介して第１の液流路１４
へ供給される。発泡液は、発泡液を貯留する第２の共通
液室１７から第２の供給路１７ａを介して第２の液流路
１６へ供給される。第１の共通液室１５と第２の共通液
室７とは隔壁１ａによって仕切られている。本例におい
ては、第１の液流路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に、同じ水系インク（エ
タノールと水の混合液）を用いた。
【０２３５】発熱体２の発熱面に垂直な方向における発
熱体の上方への投影空間辺りに位置する部分の分離壁３
０は、一対の平板片持梁形状の可動部３１（以下、一方
の可動部を「可動部材」と、他方の可動部を可動部材に
対向する「対向部材」とも称する）を有する。可動部３
１と発熱面とは、１５μｍ程度の間隔をもって配されて
いる。両可動部３１の自由端３２同士は、２μｍの間隔
のスリット３５をもって離間して互いに対向している。
３３は可動部３１の開放時に支点となる基部である。ス
リット３５は、発熱体２の中心部と吐出口１８の中心部
とを結ぶ線を含む面内に形成されている。本例におい
て、このスリット３５は気泡がするときに、可動部３１
が変位する前に可動部３１の周囲の隙間から気泡がすり
抜けない程度の「実質的に密閉」した状態を形成してい
る。可動部３１の少なくとも自由端３２は、気泡による
圧力が及ぶ領域内に配されている。図３２において、定
常状態での可動部３１の上側（吐出口側）の領域を
“Ａ”、下側（発熱体側）の領域を“Ｂ”と示してあ
る。
【０２３６】発熱体２の発熱面から熱が発生して領域Ｂ
で気泡が発生すると、気泡の発生と成長に伴う圧力ある
いは成長する気泡自体により、可動部３１の自由端３２
は基部３３を支点として領域Ａ側へ図３２中の矢印方向
に瞬時に移動し、吐出液が吐出口１８から吐出される。
【０２３７】このような構成を有するサイドシュータタ
イプの液体吐出ヘッドにおいても、エッジシュータタイ
プのヘッドとほぼ同様に、吐出液のリフィルを向上させ
つつ、高吐出エネルギー効率、高吐出圧で液体を吐出す
ることができるという優れた効果を得ることができる。
【０２３８】なお、本例では、第１液流路１４と第２液
流路１６に供給される液体が分離された構成を示した
が、各々の液が同じであったり、混合しても問題ない場
合には、供給経路の少なくとも一部で連通する構成であ
ってもよい。
【０２３９】また、本例における可動部材３１は自由端
３２が対向するタイプであるが、可動部材が片側だけで
同様な効果が得られる構成の場合は片側の構成でもよ
い。
【０２４０】
【発明が解決しようとする課題】ところで、本発明に適
用される液体吐出原理による液体吐出ヘッドでは、吐出
性能の向上により、従来技術による吐出ヘッドより吐出
および印字の信頼性が格段に向上するものの、ある一部
の特殊条件においては、従来の液吐出ヘッドで発生した
上記信頼性への影響が避けられない場合がある。
【０２４１】この信頼性に影響を及ぼす要素としては、
吐出ヘッドに用いられる様々なインクの持つ性質や温
度、湿度等の環境条件、さらに吐出ヘッドの使用条件等
が挙げられる。
【０２４２】例えば、極めて高粘度の液体を吐出する場
合には、粘度が高いために記録開始時の吐出性能（発一
性）が不安定となる場合が考えられる。
【０２４３】すなわち、このような構成の液体吐出ヘッ
ドでは、発泡液側で生じる気泡の圧力により可動部材を
動作させてその圧力を吐出液側へ伝えるものであるた
め、吐出液としては、その粘度が比較的高いものを用い
ることが可能となったが、その反面、記録開始時等には
吐出特性や吐出液の記録媒体に対するにじみ等の特性が
安定化して一定の特性を得るまでにある程度の立上がり
時間を要する場合がある。このような場合には、その立
上がり時間になされる記録が吐出特性や吐出液の記録媒
体に対する特性の不安定性によって不適切なものとなり
記録される画像の品位が低下する可能性がある。
【０２４４】このように吐出に用いられる液体の粘度が
極めて高い場合の弊害としては、上述の発一性の他に液
体の流動性低下によるリフィル低下、あるいは吐出液滴
の記録媒体に対するドットにじみ特性のバラツキなどが
考えられる。
【０２４５】また、極めて長時間記録動作が行われずに
放置された場合や環境条件が非常に低い温度、湿度の場
合も、吐出液の吐出口からの蒸発等に伴う液体の増粘や
固着が発生する場合があり、この場合も前述と同様に吐
出性能のバラツキや吐出液体の記録媒体へのにじみ等の
特性のバラツキにより記録画像の品位が低下するおそれ
がある。
【０２４６】さらに、吐出液体と発泡液体に異なる液体
を用いた場合、極めて長時間記録動作を行わずに放置し
た際には、吐出液と発泡液とがある程度混合する場合も
ある。
【０２４７】すなわち、吐出液側においてそのような混
合（以下、混濁ともいう）が生じている場合には、吐出
されて所定の記録を行うべき液体に変質を生じ記録が良
好に行われない場合がある。例えば、混濁によって吐出
液の濃度が低下し、結果として記録濃度の変動もしくは
濃度むら等を生じることになる。
【０２４８】また、発泡液側において混濁が生じている
場合には、電気熱変換体上の発泡液の変質によって前述
のコゲを生じ、発泡不良をきたすおそれもある。
【０２４９】従って、本発明の主たる目的は以下の通り
である。
【０２５０】本発明の第１の目的は、高い吐出効率、吐
出力を維持したうえで、少なくとも記録開始時には吐出
に係る液体の状態を変化させ、吐出性能や対記録媒体特
性を改善し、画像品位の向上や安定化を実現し得る液体
吐出ヘッドおよび装置を提供することにある。
【０２５１】本発明の第２の目的は、吐出に係る液体ま
たは発泡に係る液体またはその両方を、少なくとも記録
開始時までには排出し、吐出に係る液体の濃度等の状態
を安定させて画像品位の向上や安定化を実現し得る液体
吐出ヘッドおよび装置を提供することにある。
【０２５２】また、本発明の第３の目的は、吐出する液
体の選択自由度を高めつつ、吐出特性の安定性や記録画
像品位の向上や安定化も確保できる液体吐出ヘッドおよ
びその駆動方法および装置を提供することにある。
【０２５３】また、本発明の第４の目的は、本発明の吐
出方法を用いて良好な画像の記録物を得ることにある。
【０２５４】また、本発明の第５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。
【０２５５】
【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。
【０２５６】その第１の形態は、液体を吐出する吐出口
と、液体に気泡を発生させる気泡発生領域と、前記気泡
発生領域に面して配され、第１の位置と該第１の位置よ
りも気泡発生領域から遠い第２の位置との間を変位可能
な下流側に自由端を備えた可動部材とを有するヘッドを
用い、前記可動部材を、前記気泡発生領域での気泡の発
生に基づく圧力によって、前記第１の位置から前記第２
の位置へ変位させ、前記可動部材の変位によって前記気
泡を前記吐出口に向かう方向の上流よりも下流に大きく
膨張させることで前記気泡を前記吐出口方向へ導くこと
により前記液体の吐出を行う液体吐出方法であって、前
記吐出口からの前記液体の吐出状態を良好にするため、
少なくとも吐出開始前または非吐出時に前記可動部材を
片持ち梁形状に支持する支持部材を介して前記液体を加
熱する動作を行うことを特徴とするものである。 本発明
の第１の形態による液体吐出方法において、前記液体の
加熱は、前記気泡発生領域を形成するための気泡発生手
段を有する基板に設けられた加熱手段にて行われるもの
であってよい。 前記吐出口からの前記液体の吐出状態を
良好にするために前記液体を加熱する動作は、記録情報
に基づく前記液体の吐出とは別に前記液体の吐出により
前記液体を排出する動作を含むことができる。この場
合、前記吐出口からの前記液体の吐出状態を検知し、こ
れに基づいて前記液体の排出条件を異ならせるものであ
ってよい。前記吐出口からの前記液体の吐出状態は、前
記吐出口から吐出される前記液体の粘度によって検知し
たり、非吐出時間によって検知したり、前記吐出口から
吐出される前記液体の温度を推定することによって検知
したり、環境湿度によって検知したり、前記吐出口から
吐出される前記液体の濃度によって検知することができ
る。前記液体の排出条件は、前記吐出口からの前記液体
の吐出数の変化か、または、前記液体を加熱するための
加熱手段に印加される駆動パルス幅の変化であってよ
い。この場合、前記加熱手段に印加される前記駆動パル
ス幅が複数の駆動パルスであってよい。あるいは、前記
液体の排出条件が前記液体を加熱するための加熱手段に
印加される電圧の変化であってよい。 前記支持部材は、
前記吐出口に連通する液流路と前記気泡発生領域とを分
離する分離壁であってよい。 本発明の第２の形態は、液
体を吐出する吐出口と、液体に気泡を発生させる気泡発
生領域と、前記気泡発生領域に面して配され、第１の位
置と該第１の位置よりも気泡発生領域から遠い第２の位
置との間を変位可能な下流側に自由端を備えた可動部材
とを有するヘッドを用い、前記可動部材を、前記気泡発
生領域での気泡の発生に基づく圧力によって、前記第１
の位置から前記第２の位置へ変位させ、前記可動部材の
変位によって前記気泡を前記吐出口に向かう方向の上流
よりも下流に大きく膨張させることで前記気泡を前記吐
出口方向へ導くことにより前記液体の吐出を行う液体吐
出方法であって、前記液体が前記吐出口から吐出しない
ように前記可動部材を振動させる動作を行うことを特徴
とするものである。 本発明の第２の形態による液体吐出
方法において、前記可動部材を振動させ、前記吐出口に
形成される前記液体のメニスカスの位置を静止時よりも
前記吐出口の外側に出っ張らせた状態で前記気泡の発生
を開始し、前記液体を前記吐出口から吐出させることが
できる。逆に、前記可動部材を振動させ、前記吐出口に
形成される前記液体のメニスカスの位置を静止時よりも
前記吐出口の内側に引っ込ませた状態で前記気泡の発生
を開始し、前記液体を前記吐出口から吐出させることが
できる。前記可動部材の振動は、前記気泡発生領域を形
成するための気泡発生手段に与えられるエネルギを、前
記液体の吐出時よりも小さくすることによって行われる
ものであってよい。この場合、前記気泡発生手段に対す
る駆動パルス幅を短くすることにより、前記エネルギを
前記液体の吐出時よりも小さくすることができる。また
は、前記気泡発生手段に対する印加電圧を低くすること
により、前記エネルギを前記液体の吐出時よりも小さく
することができる。あるいは、前記可動部材の振動が前
記気泡発生領域を形成するための気泡発生手段に設けら
れた複数の発熱体のうち、前記液体を吐出させない程度
の気泡を発生させる発熱体を発熱させることによって行
われるものであってよい。 本発明の第１または第２の形
態による液体吐出方法において、前記吐出口から吐出さ
れる液体と、前記気泡発生領域にて気泡を発生する液体
とが別であってよ い。 本発明の第３の形態は、液体を吐
出する吐出口と、液体に気泡を発生させる気泡発生領域
と、この気泡発生領域に面して配され、第１の位置とこ
の第１の位置よりも前記気泡発生領域から遠い第２の位
置との間を変位可能な下流側に自由端を備えた可動部材
とを有し、前記気泡発生領域での気泡の発生に基づく圧
力により前記可動部材を前記第１の位置から前記第２の
位置へ変位させ、前記可動部材の変位によって前記気泡
を前記吐出口に向かう方向の上流よりも下流に大きく膨
張させることで前記気泡を前記吐出口方向へ導くことに
より前記液体の吐出を行う液体吐出ヘッドであって、前
記可動部材を片持ち梁形状に支持する支持部材を介して
前記液体を加熱することにより、前記液体の状態を変え
る手段を具えたことを特徴とするものである。 本発明の
第３の形態による液体吐出ヘッドにおいて、前記気泡発
生領域を形成するための気泡発生手段を有する基板に設
けられた加熱手段を用いて前記液体の加熱が行われるも
のであってよい。前記支持部材は、前記吐出口に連通す
る液流路と前記気泡発生領域とを分離する分離壁であっ
てよい。 本発明の第４の形態は、本発明の第３の形態に
よる液体吐出ヘッドを用いることを特徴とする液体吐出
装置にある。 本発明の第４の形態による液体吐出装置に
おいて、前記液体の状態を変える手段は、記録情報に基
づく前記液体の吐出とは別に前記液体の吐出により前記
液体を排出するものであってよい。この場合、前記液体
の吐出状態を検知するための手段を具え、これを用いて
前記液体の排出条件を異ならせることができる。この場
合、前記液体の吐出状態を検知するための手段は、前記
吐出口から吐出される前記液体の粘度を検知するための
手段や、非吐出時間を検知する手段や、前記吐出口から
吐出される前記液体の温度を推定する手段や、環境湿度
を検知する手段や、前記吐出口から吐出される前記液体
の濃度を検知する手段を用い、前記液体の排出条件を異
ならせることができる。前記液体の排出条件は、前記吐
出口からの前記液体の吐出数の変化か、または、前記液
体を加熱するための加熱手段に印加される駆動パルス幅
の変化であって よい。この場合、前記加熱手段に印加さ
れる前記駆動パルス幅は、複数の駆動パルスからなるも
のであってよい。あるいは、前記液体の排出条件が前記
液体を加熱するための加熱手段に印加される電圧の変化
であってよい。 本発明の第５の形態は、液体を吐出する
吐出口と、液体に気泡を発生させる気泡発生領域と、こ
の気泡発生領域に面して配され、第１の位置とこの第１
の位置よりも前記気泡発生領域から遠い第２の位置との
間を変位可能な下流側に自由端を備えた可動部材とを有
し、前記気泡発生領域での気泡の発生に基づく圧力によ
り前記可動部材を前記第１の位置から前記第２の位置へ
変位させ、前記可動部材の変位によって前記気泡を前記
吐出口に向かう方向の上流よりも下流に大きく膨張させ
ることで前記気泡を前記吐出口方向へ導くことにより前
記液体の吐出を行う液体吐出ヘッドであって、前記液体
が前記吐出口から吐出しないように前記可動部材を振動
させる手段を具えたことを特徴とするものである。 本発
明の第５の形態による液体吐出ヘッドにおいて、前記可
動部材を振動させる手段が前記気泡発生領域を形成する
ための気泡発生手段であり、この気泡発生手段に与えら
れるエネルギを前記液体の吐出時よりも小さくすること
により、前記可動部材の振動が行われるものであってよ
い。この場合、前記気泡発生手段に対する駆動パルス幅
を短くすることにより、前記エネルギを前記液体の吐出
時よりも小さくすることができる。または、前記気泡発
生手段に対する印加電圧を低くすることにより、前記エ
ネルギを前記液体の吐出時よりも小さくすることができ
る。または、前記気泡発生手段が複数の発熱体を有し、
これら発熱体のうち、前記液体を吐出させない程度の気
泡を発生させる発熱体を発熱させることによって前記可
動部材を振動させることができる。 本発明の第６の形態
は、本発明の第５の形態による液体吐出ヘッドを用いる
ことを特徴とする液体吐出装置にある。
【０２５７】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。
【０２５８】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。
【０２５９】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。
【０２６０】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。
【０２６１】また、本発明の説明で用いる非吐出または
非印字時、非記録時とは、あるノズルにおいて記録に係
る繰り返しの気泡発生による液吐出の最小吐出周期（最
大吐出周波数の逆数）よりも長い時間吐出が行われなか
った時を意味する。例えば、シリアルプリンタにおける
１記録ラインの内の記録されない部分や、ラインとライ
ンの間の記録紙搬送時、また、ページとページの間の記
録用紙供給／排出時、さらに、ホストコンピュータから
記録命令が送られてこない記録停止状態や装置の電源の
ＯＦＦになっている状態等、短時間のものから長時間の
ものを含むものである。
【０２６２】また、本発明の説明で用いる吐出開始時ま
たは印字開始時、記録開始時とは、前記一定の非吐出時
等の後、吐出または印字、記録が開始または再開した瞬
間からある一定時間の間を含むものである。
【０２６３】
【発明の実施の形態】本実施形態の吐出液、発泡液分離
方式による吐出ヘッドで生じる吐出液と発泡液との混濁
を、吐出ヘッド内から排出する構成について以下に説明
する。
【０２６４】発泡液と吐出液とを別々の液体で設定した
場合、例えば吐出ヘッドの非使用状態（厳密には吐出ヘ
ッドから吐出液が吐出されない状態）である放置状態が
非常に長期化すると、前述したように、弁構造を構成す
る可動部材３１と分離壁３０との間のスリット３５（図
１参照）を介して発泡液側または吐出液側へ、もしくは
相互に他方の液体の拡散がわずかに生じ、これにより混
濁を生じることがある。このようにして生じている混濁
によって記録画像の初期部分に濃度むら等が認識された
り、吐出性能にバラツキを生じたり、液特性のバラツキ
で記録媒体上での液のにじみにバラツキを生じたり、発
熱体上にコゲを堆積する成分が吐出液にある場合、発熱
体のコゲが生じるおそれがある。
【０２６５】一方、吐出液と発泡液が異なる場合に限ら
ず、上述した長期放置等、吐出ヘッドの非使用状態が非
常に長期化すると、その時間に応じて特に吐出液の増粘
が水分の蒸発により著しくなることがある。このような
増粘した吐出液は、良好な吐出と記録画像の妨げとなる
ため吐出ヘッドを使用する前に増粘した吐出液を吐出ヘ
ッド外へ排除するか、もしくはその粘度を低下させる必
要がある。
【０２６６】また、吐出液、発泡液分離方式の吐出ヘッ
ドでは、前述したように比較的粘度の高い吐出液の吐出
を良好に行うことができるが、用いる吐出液によっては
その吐出液の粘度を常温のときのそれよりも低い粘度に
設定することが対記録媒体の特性上、必要となる場合も
ある。
【０２６７】さらに、環境条件が低温の場合、上記液粘
度がさらに増加し、また低湿の場合も、水分の蒸発が著
しくなり、増粘が加速され、吐出や記録画像に影響を及
ぼす。
【０２６８】そこで、本実施形態では、吐出液と発泡液
との間に生じている混濁の排除と、増粘した吐出液の排
除もしくは粘度の低下とを、吐出ヘッドから記録に関与
しない吐出を行うことによって実行する。以下、このよ
うな記録に関与しない吐出を予備吐出という。
【０２６９】（第１実施形態）本実施形態では、予備吐
出における吐出数を吐出液の初期動粘度に応じて定め
る。この初期動粘度は、非使用である時間後の初期の液
体粘度を示すもので温度等の環境要因の変動が少ないも
のとすれば前述のように吐出ヘッドの非使用である時間
に応じて変化する。従って、非使用時間と、その時間を
経過したときの動粘度として表わされる初期動粘度との
関係を予め求めておき、記録を開始する際に検出される
非使用時間（以下では、これに対応した初期動粘度で示
す）に応じて、以下に示すように予備吐出を行う。
【０２７０】本実施形態の予備吐出によれば、第１に、
予備吐出に伴う発熱体の連続的な駆動により、吐出ヘッ
ド内の吐出液が昇温しその動粘度を低下させることがで
きる。これにより、特に非使用期間中に増粘した吐出液
の動粘度を低下させて最初の吐出から良好な吐出を行う
ことができる。また、用いる吐出液によって、その動作
温度（吐出のために適切な温度）が常温よりも高いもの
もあるが、そのような場合には、予備吐出における連続
的な吐出によって速やかにその動作温度まで上昇させる
ことができる。第２に、吐出ノズル内に存在する混濁液
が発生した場合、これを予備吐出に伴なって吐出ノズル
から排出することができる。
【０２７１】以上の場合も、環境温度や湿度による増粘
等の関係を予め求めておくことで、各環境条件に対して
も適正な予備吐出を行うことができるし、時間に対する
混濁液の発生に対しても同様に、予め関係を求めること
により対応できる。
【０２７２】図３３は本実施形態に係る液体吐出記録装
置において実行される処理の概略を示すフローチャート
である。
【０２７３】同図に示すように、上述した本実施形態の
予備吐出は、実行される処理の種々のタイミングで行わ
れ、そのタイミングに応じて、後述するように吐出態様
を変化させるものである。
【０２７４】本実施例の記録装置のハードパワーオン、
すなわち、電源コードのプラグをコンセントに差し込む
ことによって本処理は起動され、非使用時間が７２時間
を越えたときは（ステップＳ１，Ｓ２）、タイマー予備
吐出を行う（ステップＳ３）。また、記録装置の電源ス
イッチが押下されることになるソフトパワーオン時には
（ステップＳ５）、後述するソフトパワーオン時シーケ
ンスにおいて予備吐出が行われる（ステップＳ６）。
【０２７５】また、ヘッド交換が行われた場合には（ス
テップＳ７）、ヘッド交換時回復シーケンスにおいて予
備吐出が行われる（ステップＳ８）。さらに、吸引回
復、ワイピングが行われたときは（ステップＳ９，Ｓ１
１）、それに応じて吸引回復時予備吐出およびワイピン
グ後予備吐出がそれぞれ行われる（ステップＳ１０，Ｓ
１２）。
【０２７６】ソフトパワーオンによる以上の処理を終了
すると、記録を待機するためのスタンバイ時シーケンス
を行うが、後述のようにこのシーケンスにおいても予備
吐出が行われる（ステップＳ１３）。そして、記録動作
が開始するとその途中で記録中回復シーケンスの一環と
して予備吐出が行われる（ステップＳ１４）。
【０２７７】次に、記録終了等によってソフトパターが
オフとされると（ステップＳ１５）、ソフトパワーオフ
時回復シーケンスにおいて予備吐出が行われる（ステッ
プＳ１６）。
【０２７８】図３４〜図３８は、図３３について上述し
た各シーケンスの詳細を示す図であり、図３４はソフト
パワーオン時回復シーケンスを、図３５はヘッド交換時
回復シーケンスを、図３６はスタンバイ時シーケンス
を、図３７は記録中に行われる４種類の回復シーケンス
を、図３８はソフトパワーオフ時回復シーケンスをそれ
ぞれ示すフローチャートである。
【０２７９】図３４に示すように、ソフトパワーオン時
シーケンスで行う予備吐出は、吐出液吸引による回復処
理を行ってから７２時間を経過しないうちは（ステップ
Ｓ３０３）、ワイピング後（ステップＳ３０６）に行わ
れ（ステップＳ３０７）、また、７２時間を経過したと
きまたはインク落ちを生じたときは、そのときに行われ
る吸引動作（ステップＳ３０４）の後に行われる（ステ
ップＳ３０７）。
【０２８０】次に、図３５に示すように、ヘッド交換時
回復シーケンスでは、インク落ちが生じているか否かに
応じて（ステップＳ４０４）、吸引動作（ステップＳ４
０５）の後、またはワイピング（ステップＳ４０７）の
後に予備吐出が行われる（ステップＳ４０８）。
【０２８１】スタンバイ時シーケンスでは、図３６に示
すように、記録データの転送待機中に１２秒経過する毎
に（ステップＳ５０４）予備吐出が行われ（ステップＳ
５０９）、また、予備吐出を５回行った後（ステップＳ
５０５）および記録紙が搬送されない状態で１２秒経過
したときは（ステップＳ５１０）、それぞれワイピング
（ステップＳ５０６，Ｓ５１１）を行った後に予備吐出
が行われる（ステップＳ５０７，Ｓ５１２）。
【０２８２】図３７に示す４種類の記録中回復シーケン
スは、それぞれ割込み処理として行われるものであり、
ステップＳ６０１の処理は、前回の回復処理から７２時
間を経過したときに行われ、ステップＳ６０２の処理
は、１ページ分の記録の最初に行われ、ステップＳ６０
３の処理はキャップ開放直後およびキャッピング直前に
行われ、ステップＳ６０４の処理は前回の予備吐出から
１２秒経過したときに行われ、それぞれ予備吐出が行わ
れる。
【０２８３】図３８に示すソフトパワーオフ時回復シー
ケンスでは、ワイピング後に予備吐出が行われる（ステ
ップＳ７０３）。
【０２８４】なお、上記各処理においてワイピングのみ
が行われた後に行われる予備吐出は図３３のステップＳ
１２に示すワイピング後予備吐出と同様のものである。
【０２８５】次に、上記各処理で行う予備吐出の基本使
用について以下に示す。
【０２８６】ただし、本基本使用条件は後述の実施例お
よび形態に適用してもよい。
【０２８７】駆動周波数の設定可能範囲：１Ｈｚ〜３０
ｋＨｚ（設定可能領域） 駆動パルスおよび駆動条件 １．記録の際の駆動パルスと独立に設定可能。予備吐出
はヒータ（発熱体）のエージングをも兼ねるため、記録
用駆動パルスよりエネルギーが大きくして効果を高める
ことができる。例えば、より長いパルス幅のパルスを用
いることができる。また、これら様々な駆動条件やパル
ス波形は、吐出ノズルの非吐出時間に応じて変更した
り、吐出液の組成粘度、ヘッドの環境条件たとえば温度
や湿度によって変更することが望ましいことは勿論であ
る。
【０２８８】２．記録モードによりパルス形、パルス数
を可変設定。記録モードとしてはＨＧモード（高品位モ
ード）、ＨＳモード（高速記録モード）、ＳＨＱモード
（超高品位モード）等があり、また、例えば高品位モー
ドでは、いわゆるダブルパルスのプレパルス制御によっ
て、高精細かつ濃度むらのない記録を行うことができ
る。
【０２８９】３．ダブルパルス、シングルパルスの両駆
動可能。
【０２９０】駆動タイミング：ヘッド温調用ヒータやヘ
ッド個体差を示すランクヒータ等の液室内ヒータと同時
駆動可能。
【０２９１】駆動位置 ：記録領域外の予備吐出受
け部またはキャップ内に対して駆動可能。
【０２９２】予備吐出を行うタイミングは、図３３〜図
３８で上述した通りであり、それぞれのタイミングでの
予備吐出は以下の周波数および吐出数について設定可能
な範囲のものである。
【０２９３】 （１）ソフトパワーオン時回復シーケンス内予備吐出 （放置後のインク増粘／固着の回復およびインク落ち防止を行うための 予備吐出） ２ｋＨｚ ５０〜１０4 発 （２）ソフトパワーオフ時回復シーケンス内予備吐出 （パワーオフ後の放置を考慮して、インク乾燥防止のため回復のための 予備吐出） ５００Ｈｚ ５０〜１０4 発 （３）スタンバイ時回復シーケンス内予備吐出 （記録待ち状態において、インク乾燥による発−不良防止のための 予備吐出） ５００Ｈｚ ２０〜１０4 発 （４）記録中回復シーケンス内予備吐出 （記録中における発−確保、ヌレインク／ゴミ付着による吐出不良防止 のための予備吐出） ５００Ｈｚ ２０〜１０4 発 （５）吸引回復時予備吐出 （吸引・回復（主にユーザによる）時に行う予備吐出） ２ｋＨｚ ２０〜１０4 発 （６）タイマー（７２時間）予備吐出 （放置泡による最後不吐出防止のための予備吐出） ５００Ｈｚ ２０〜１０4 発 （７）ワイピング後予備吐出 ５００Ｈｚ ５０〜１０4 発 （８）ヘッド交換時回復シーケンス内予備吐出 （新品ヘッド装着時にインク落ちの確実な解消を目的とする予備吐出） ２ｋＨｚ ５０〜１０4 発 以下、前述の初期動粘度に対し上述した各タイミングに
おける予備吐出の吐出周波数および吐出数の設定のいく
つかの実施例について説明する。すなわち、以下の実施
例１〜３に示すように初期動粘度が大きいケース程吐出
数を多く設定するものである。
【０２９４】実施例１ 吐出液の初期動粘度１〜２ｃＰに対し、予備吐出タイミ
ング（１）〜（５）および（８）を以下の周波数および
吐出数で各吐出口毎に行ったところ、吐出液の混濁が無
く、また、吐出開始時の最初の吐出についても良好な吐
出状態が得られた。
【０２９５】 （１）ソフトパワーオフ時回復シーケンス内予備吐出 ５００Ｈｚ ５０発 （２）ソフトパワーオン時回復シーケンス内予備吐出 ２ｋＨｚ ５０発 （３）スタンバイ時回復シーケンス内予備吐出 ５００Ｈｚ ２０発 （４）記録中回復シーケンス内予備吐出 ５００Ｈｚ ２０発 （５）吸引回復時予備吐出 ２ｋＨｚ ２０発 （８）ヘッド交換時回復シーケンス内予備吐出 ２ｋＨｚ ５０発 なお、（５）の予備吐出は、吸引回復が良好であれば省
いてもよい。
【０２９６】実施例２ 吐出液の初期動粘度２〜２０ｃＰに対し、予備吐出タイ
ミング（１）〜（５）および（８）を以下の周波数およ
び吐出数で各吐出口毎に行ったところ、実施例１と同様
の結果が得られた。
【０２９７】 （１）ソフトパワーオフ時回復シーケンス内予備吐出 ５００Ｈｚ ２０００発 （２）ソフトパワーオン時回復シーケンス内予備吐出 ２ｋＨｚ ２０００発 （３）スタンバイ時回復シーケンス内予備吐出 ５００Ｈｚ ８００発 （４）記録中回復シーケンス内予備吐出 ５００Ｈｚ ８００発 （５）吸引回復時予備吐出 ２ｋＨｚ ８００発 （８）ヘッド交換時回復シーケンス内予備吐出 ２ｋＨｚ ２０００発 なお、（３）のシーケンスは、吐出液の粘度が高い時に
はさらに重要である。
【０２９８】以上の一連の予備吐出において（１）〜
（３）の予備吐出は、吐出液粘度の上昇による最初の１
発目の吐出不良を防止すること、および混濁防止に特に
効果がある。
【０２９９】実施例３ 吐出液の初期動粘度２０〜１００ｃＰに対し、予備吐出
タイミング（１）〜（５）および（８）を以下の吐出数
で各吐出口毎に行ったところ、実施例１と同様の結果が
得られた。
【０３００】 （１）ソフトパワーオフ時回復シーケンス内予備吐出 ５００Ｈｚ ５０００発 （２）ソフトパワーオン時回復シーケンス内予備吐出 ２ｋＨｚ ５０００発 （３）スタンバイ時回復シーケンス内予備吐出 ５００Ｈｚ ２０００発 （４）記録中回復シーケンス内予備吐出 ５００Ｈｚ ２０００発 （５）吸引回復時予備吐出 ２ｋＨｚ ２０００発 （８）ヘッド交換時回復シーケンス内予備吐出 ２ｋＨｚ ５０００発 以上の一連の予備吐出において（１）〜（３）の予備吐
出は、吐出液粘度の上昇による最初の１発目の吐出不良
を防止すること、および混濁防止に特に効果がある。す
なわち記録媒体上に形成される初期の画像品位の低下を
なくすことに効果がある。
【０３０１】上記１〜３の実施例で使用した駆動パルス
はシングルパルスであり、そのパルス幅３〜５０μｓｅ
ｃである。また、実施例３に対しては、３０μｓｅｃ前
後の幅のパルスを付与したところ、昇温による動粘度の
低下が著しく、また、最初の吐出の吐出状態も良好であ
った。
【０３０２】実施例４ 実施例２に対し、初期のパルス幅を２０μｓｅｃとし
て、予備吐出数全体の１／２を吐出し、その後５μｓｅ
ｃで残りの予備吐出を行ったところ、良好な最初の吐出
の吐出状態が得られた。
【０３０３】（第２実施形態）本発明の第２実施形態で
は、予備吐出における吐出状態を検知し、その検知結果
に基づいて予備吐出の態様を変化させるものである。
【０３０４】すなわち、動粘度は一般に圧力および温度
の変化を主要因として変動するが、液体記録装置にあっ
てはその使用環境や使用状態によって特に温度や湿度が
比較的大きく変動する。そのため、前述した第１実施形
態のように予め放置時間に動粘度を対応させ、放置時間
に応じて予備吐出の態様を設定している構成にあって
は、予備吐出が過剰または不足である場合がある。例え
ば放置時間が比較的長いため予備吐出の数が多く設定さ
れる場合において、環境温度が高い場合や湿度が高い場
合には、動粘度がある程度低下していることがあり、そ
のような場合には設定される予備吐出数が過剰なものと
なる。
【０３０５】そこで、本実施形態では、図３９に示すよ
うに、ホームポジションのキャッピングユニットに隣接
して動粘度検出用センサユニット１９０を設ける。図４
０は、このセンサユニット１９０とヘッド１６０等との
配置関係を示す図である。
【０３０６】これら図において、予備吐出の際、吐出ヘ
ッド１６０からキャップ８４に向けて吐出が成されると
き、センサユニット１９０からは、所定のタイミングで
ＬＥＤストロボの光が出射される。この光は、その射出
範囲にある吐出液体によって反射しセンサユニット１９
０内のＣＣＤによって検出される。この構成においてＬ
ＥＤストロボの発光タイミングは、予備吐出における各
吐出のためのパルス印加タイミングから所定時間遅らさ
れて設定されている。すなわち、ＬＥＤストロボの発光
時にその射出範囲に吐出液滴が存在しその反射光が検出
される場合には、駆動パルスの印加（駆動周波数）に、
液体吐出（吐出周波数）が追従しているとして所定の動
粘度の低下が達成されていることを検知するものであ
る。
【０３０７】図４１は、図３９，図４０に示す構成に係
る予備吐出シーケンスを示すフローチャートである。
【０３０８】同図に示すように、予備吐出における各駆
動パルス印加毎に（ステップＳ８０１）、所定時間遅ら
せてＬＥＤストロボを発光させることにより、吐出液が
そのタイミングで存在すべき範囲に存在するか否かを検
出する（ステップＳ８０２〜Ｓ８０４）。その結果、吐
出液滴の存在が検出された場合には、所定の動粘度の低
下に達成されているとして予備吐出を終了させる（ステ
ップＳ８０７）。
【０３０９】これに対し、吐出液滴が検出されず（ステ
ップＳ８０４）、さらに、その予備吐出で設定されてい
る数の予備吐出が終了している場合は（ステップＳ８０
５）、予備吐出が不足であるとして、予備吐出のパルス
幅、吐出数を再設定し（ステップＳ８０６）、予備吐出
を続行する。
【０３１０】以上の構成によれば、過不足のない予備吐
出が可能となる。
【０３１１】図４２は、本実施形態の他の構成を示すも
のである。同図において、１９１はキャップ８４に隣接
して設けられるガラス板である。このガラス板９１の表
面は白色の塗装が施されており、ヘッド１６０はこのガ
ラス板９１に対して予備吐出を行う。
【０３１２】すなわち、図４２に示す構成は、吐出ヘッ
ドにおける混濁の状態を検出するためのものであり、ガ
ラス板１９１に付着した吐出液の濃度を不図示の光学的
検知手段によって検知し、その検知した濃度が所定以上
の濃度（混濁のない吐出液の濃度）である場合には、予
備吐出を終了させるものである。
【０３１３】図４３は、上記混濁液検出に関する構成に
係る予備吐出シーケンスを示すフローチャートである。
【０３１４】同図に示すように、ステップＳ９０３で、
ガラス板９１に付着する吐出液が所定の濃度以上である
ことを判断すると、ステップＳ９０４でヘッド温度が所
定温度以上か否かを判断する。これは、前述したように
混濁液が排除されたとしても動粘度が所定の値まで低下
していない場合があり、それをヘッド温度によって判断
するものである。すなわち、濃度が所定値以上でヘッド
温度が所定温度以上である場合には、混濁および増粘の
双方が解消されたとして予備吐出を終了するものである
（ステップＳ９０７）。
【０３１５】以上の構成によれば、さらに予備吐出数の
低減を行うことが可能となる。
【０３１６】（第３実施形態）図４４は、本発明の液体
吐出ヘッドの流路方向の模式的断面図を示している。図
４４は、先に示した図１０とは基本的構成要素を同一に
するものであるが、共通液室１７内の底部を構成する素
子基板１上には加熱手段としての発熱体２ａが設けら
れ、分離壁３０の下面には上記発熱体２ａに接触するよ
うに延在する熱伝導性材料からなる柱状部材１７ａが植
設されている。この柱状部材１７ａは共通液室１７の内
部構造を支持すると共に、上記発熱体２ａからの熱を熱
伝導性材料からなる分離壁３０に速やかに伝達するため
の部材である。このため、所定温度に加熱された発熱体
２ａの熱は第２液流路１６内の発泡液を加温すると共
に、柱状部材１７ａおよび分離壁３０を介して第１液流
路１４内の吐出液を加温する。この加温により吐出液が
低粘度化され、本実施形態の液体吐出ヘッドの発一性の
改善を図ることができる。
【０３１７】次に、上述の加熱手段としての発熱体２ａ
の配設位置について説明する。
【０３１８】（第４実施形態）図４５（ａ）および
（ｂ）は、本発明の液体吐出ヘッドにおける素子基板１
に形成された加熱手段としての発熱体２ａの配置構成を
示す図であって、（ａ）は第２の液流路が見える位置の
素子基板１に平行な面で切断した平面図であり、（ｂ）
は（ａ）におけるｚ−ｚ′線に沿う断面図である。
【０３１９】第２の液流路１６は液流壁２３によって形
成されており、各第２の液流路に対応するように素子基
板には発熱体２が設けられている。この発熱体２ａが発
する熱によって第２の液流路１６内の液体を発泡させ
る。各第２の液流路１６に液体を供給するための共通液
室１７に対応する位置の素子基板には、共通液室内の発
泡液の加温およびこの共通液室上に配される分離壁を介
して第１の液流路内の液体（吐出液体）を加温するため
の加熱手段２ａが設けられている。なお、加熱手段２ａ
や発熱体２には電気信号を供給するための配線が接続さ
れている（不図示）。
【０３２０】なお、共通液室位置には分離壁を支えるた
めの柱状部材１７が設けられている。
【０３２１】本実施形態では、第２の液流路を構成する
壁と前述の柱状部材とを同時に感光性樹脂のドライフィ
ルムをパターニングすることで形成している。
【０３２２】柱状部材を構成する材料としては、さら
に、ポリサルフォンやポリエチレン等の樹脂や金、ニッ
ケル、シリコン等の金属、ガラス等を用いることができ
る。
【０３２３】製造工程の簡略化のためには、分離壁と同
じ材料を用いて同時形成することが望ましい。
【０３２４】なお、本実施形態のように、柱状部材や第
２の液流路を構成する液流路壁を樹脂等の熱伝導率の低
い材料の場合で形成する場合には、これらを発熱体２ａ
から０．１ｍｍ以上離した方が液の対流の効果が加わる
ため熱を有効に伝える上で望ましい。また、液室内でむ
らなく十分に加温した液体を第２の液流路に伝えるため
に、発熱体２ａは液流路の共通液室側後端から０．５ｍ
ｍ以上、離れた液室側に配した方が望ましい。
【０３２５】図４５（ａ）および（ｂ）に示した構成の
素子基板１を備えた液体吐出ヘッドを作製し、吐出液と
して粘度１００ｃＰのインクを用い、発泡液としてエタ
ノール２０％水溶液を用い、加熱手段２ａを４５℃に昇
温したところ、主として加温された発泡液および分離壁
を介して伝熱され、吐出液の粘度５０ｃＰに下がり、記
録開始時の吐出性（発一性）がより向上した上、記録媒
体への液のにじみ性も安定し、良好な画像が得られた。
【０３２６】（第５実施形態）図４６（ａ）および
（ｂ）は、本発明の液体吐出ヘッドにおける素子基板１
に形成された加熱手段２ａの構成を示す図であって、
（ａ）は平面図であり、（ｂ）は（ａ）におけるｚ−
ｚ′線に沿う断面図である。各要素については、先の実
施形態に準ずる。本実施形態では、先の実施形態で取り
上げた柱状部材１７ａを分離壁と共に、例えば熱伝導率
９０．５ｗ／ｍ・ｋのニッケルを用い、電鋳法により精
密に形成している。本実施形態では、上述のように柱状
部材１７ａを熱伝導率が高い材料で形成することで、加
熱手段が発生した熱を第１の液流路側に伝え易くしてお
り、第１の液流路の吐出液体を容易に加温できる。本実
施形態で用いられる柱状部材の材質としては、熱伝導率
が高い材質なら良く、金、シリコン、ニッケル、タング
ステン等の金属材料が挙げられる。
【０３２７】また、本実施形態のように、柱状部材と分
離壁とを同じ材料で一体的に形成することで、さらに熱
伝導の効率を上げることができる。
【０３２８】図４６（ａ）および（ｂ）に示した構成の
素子基板１を備えた液体吐出ヘッドを作製し、吐出液と
して粘度１００ｃＰのインクを用い、発泡液としてエタ
ノール２０％水溶液を用い、加熱手段２ａを４５℃に昇
温したところ、主として加温された発泡液および分離壁
を介して伝熱され、吐出液の粘度５０ｃＰに下がり、記
録開始時の吐出性（発一性）が向上した上、記録媒体上
への液のにじみ性も安定し、良好な画像が得られた。
【０３２９】（第６実施形態）図４７（ａ）および
（ｂ）は、本発明の液体吐出ヘッドにおける素子基板１
に形成された加熱手段としての発熱体２ａの構成を示す
図であって、（ａ）は平面図であり、（ｂ）は（ａ）に
おけるｘ−ｘ′線に沿う断面図である。本実施形態にお
いても、各要素については先の図面と同様の符号を用い
ている。本実施形態では、発熱体２ａが３カ所形成され
ており、これらは端子２ｃより給電されて所定温度に発
熱するものである。図４７（ａ）に示すように、上述し
たように、各発熱体２ａの直上位置Ｒには柱状部材１７
ａの端部が接触するように位置決めされている。なお、
ここでの発熱体とは発熱抵抗層だけの構成の他、発熱抵
抗層上を保護層で覆った構成をも含むもので、後者の場
合には上述の柱状部材の端部は発熱体の保護層に接して
いることになる。
【０３３０】柱状部材は、先の実施形態と同様に分離壁
と共にニッケル等の金属を同じ電鋳法により形成してい
る。なお、柱状部材として本実施形態で用いられる材料
は、先の実施形態と同じく熱伝導性の高い材料であれば
よい。
【０３３１】本実施形態のように、加熱手段上に柱状部
材を形成することで加熱手段が発生した熱を柱状部材を
介して第１の液流路側へも効率的に伝えることができ、
さらに、第１の液流路内の液体の加熱を十分に行うこと
ができる。
【０３３２】本実施形態では、加熱手段としての発熱体
２ａを２５〜６０℃に昇温することで柱状部材１７ａを
介して、その熱が第１の液流路１４側の液体に効率よく
伝わることが確認されている。図４７（ａ）および
（ｂ）に示した構成の素子基板１を備えた液体吐出ヘッ
ドを作製し、吐出液として粘度１００ｃＰのインクを用
い、発泡液としてエタノール１０％水溶液を用い、発熱
体２ａを５０℃に昇温したところ、吐出液の粘度は４０
ｃＰに下がり、記録開始時の吐出性（発一性）が向上
し、記録媒体上への液のにじみ性も安定し、良好な画像
が得られた。
【０３３３】以上の各実施形態では、分離壁より下側の
構造、つまり第２の液流路およびこれに連通する第２の
共通液室部分を取り上げて説明している。
【０３３４】第１の液流路やこれに連通する第１の共通
液室は、吐出口１８を有するオリフィスプレートと液流
路１４を構成する液流路と、複数の液流路１４に共通に
連通し第１の液体を夫々の液流路に供給するための第１
の共通液室１５を構成する凹部とを有する溝付天板を分
離壁３０と接合することで形成した。
【０３３５】（第７実施形態）図４８（ａ）ないし
（ｄ）は、本発明の液体吐出ヘッドの駆動方法を実現す
るに好適な液体吐出ヘッドの駆動工程を示しており、こ
の液体吐出ヘッドは、前記図１に示した液体吐出ヘッド
と同じ構成である。この液体吐出ヘッドにおいて、発熱
体２の駆動により可動部材３１が駆動され、この可動部
材３１の変位により吐出液体が吐出されるが、本発明の
駆動方法の特徴は、発熱体の発熱シーケンスにある。図
４９は、本実施例における発熱体２の駆動パルスを示す
ものであり、パルスの各位置Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄは、それぞ
れ、図４８の（ａ），（ｂ），（ｃ），（ｄ）のタイミ
ングに対応している。
【０３３６】まず、液体吐出ヘッドを駆動するには、発
熱体２にパルス幅ｔ１の電圧を印加し、次に時間ｔ２だ
け休止する。その後、再びパルス幅ｔ３の電圧を印加し
て、液体を吐出させる。図４８において、（ａ）は発熱
体からの熱エネルギーにより液体が発泡する前の状態で
ある。次の（ｂ）は一度目の発泡を行った際の状態であ
り、この時の発泡は液体を吐出するほどのパワーはな
く、可動部材３１が若干変位する程度である。これは、
パルス幅を短くしたり、電圧を低くし、吐出するための
気泡を発生させる発熱体より小さい発熱体を同じノズル
内に用いることで実現可能である。また、（ｃ）は休止
時間に消泡している状態で、可動部材３１はまだ変位し
ている、すなわち、初期状態に復帰していない。さらに
（ｄ）は２度目の発泡を行った際の状態であり、この２
度目の発泡は、一度目の印加パルスより幅の広い（大き
いパルスの）パルス幅ｔ３の電圧を印加し、大きな発泡
パワーを与える。可動部材３１は（ｂ）図の時よりも大
きく変位し、液体はこの時に吐出され、液滴となって不
図示の記録媒体に向かって飛んでいく。
【０３３７】図５０は、図４９で示したＡ〜Ｄ時点での
吐出口３での液体のメニスカスの振動を示したグラフで
ある。Ａ時点では変動はなく、Ｂ時点でメニスカスは出
っ張り（＋方向）、Ｃ時点でメニスカスは後退しようと
するが、若干出っ張った状態となっている。この状態
で、パルス幅ｔ３で発泡するため、吐出時の発泡では、
常にメニスカスは出っ張った状態となっている。
【０３３８】よって、本実施例では、可動部材を一度変
位させることにより、可動部材の変位と、メニスカスの
状態が一定の状態で吐出する発泡を与えるため、吐出量
が安定する。また、１度目の発泡により可動部材を第１
の液流路側に変位させることにより、２度目の発泡時の
発泡パワーは、可動部材を変位させるパワーは少量でよ
く、そのほとんどが吐出方向に向かうために、単パルス
で液体を吐出させる時に比べて吐出量も大きくなる。ま
た、特に吐出量を小さくし、小さいドットを形成したい
場合にはメニスカスが引き込んだ状態で吐出させてもよ
い。
【０３３９】さらに、非吐出時間が長い場合、初期にこ
の動作をさせることで、吐出時の可動部材のまわりに可
動部材を変位しやすい液流動の環境を与えることと同時
に、メニスカス部の固着や増粘を緩和し、初期吐出安定
性や発一性を向上させることとなる。
【０３４０】図５１は、本実施例の液体吐出ヘッドの駆
動方法を実施する液体吐出装置の基本構成を示す模式図
である。この液体吐出装置は、液体吐出ヘッド２００
と、この液体吐出ヘッド２００の発熱体に駆動パルスを
供給する駆動回路部２０１と、この駆動回路部２０１に
駆動パルスを制御するための制御信号を供給するパルス
制御回路部２０２とを有する。前記パルス制御回路部２
０２には記録タイミング信号と記録データが供給される
ようになっており、これらのデータに基づき制御信号が
発生する。なお、本装置において、前記駆動回路部２０
１とパルス制御回路部２０２とは、駆動パルス制御手段
を構成している。
【０３４１】この装置における、駆動パルスの制御を、
図５２を参照して説明する。前記パルス制御回路部２０
２に記録タイミング信号（ａ）と記録データ（ｂ）が入
力される。記録タイミング信号（ａ）により駆動パルス
（ｂ）でまず電圧Ｖ１で幅Ｔ２の矩形状の第１のパルス
が駆動回路部２０１を介して液体吐出ヘッド２００の発
熱体に印加される。続いて、電圧が０でＴ２時間（休止
期間Ｔ２）経過後、電圧Ｖ２で幅Ｔ３の矩形状の第２の
パルスが発熱体に印加される。ここで、第１のパルスと
第２のパルスの電圧は等しい、すなわち、Ｖ１＝Ｖ２で
ある。第１のパルスの幅より第２のパルスの幅は長い、
すなわち、Ｔ１＜Ｔ３である。
【０３４２】（第８実施形態）図５３は、本実施形態の
駆動方法を実施する駆動パルスを示したものである。図
５３の（ａ）は、印字開始初期における駆動パルスであ
り、（ｂ）はそれ以外の時の駆動パルスである。これ
は、高粘度液体のようなチキソトロピック性の低い液体
を吐出させる際、吐出しにくい初期の状態では、電圧を
与える幅ｔ１を大きくし、休止の幅ｔ２を小さくする。
このような初期状態以外の、粘度が低くなった場合で
は、パルス幅ｔ１を小さくし、休止幅ｔ２を大きくし
て、液体を吐出させる。これにより高粘度の液体を吐出
させる際においても、吐出量を一定にすることができ
る。また、記録開始時の吐出特性も向上し、吐出全体が
安定する。なお、ここでの印字開始初期とは、液体の流
れが止まっている状態から、流れ出す初動作の期間のこ
とであり、電源投入後、初めの印字の時や、記録紙ごと
の記録開始時や、各行ごとの記録開始時等を含むもので
ある。
【０３４３】次に、本実施形態における駆動パルスの制
御について、図５４を参照して説明する。高粘度液体の
粘度は、温度に依存するため、温度センサによりヘッド
内の温度を認識し、そのデータを記録データとしてパル
ス制御回路部２０２へ入力する。本実施形態では、ヘッ
ド内の温度が４０℃以下の時（初期状態などが含まれ
る）は、（ｂ）の駆動パルスを印加し、４０℃以上の時
は、（ｃ）の駆動パルスを印加した。
【０３４４】（第９実施形態）図５５は、本実施形態の
駆動方法を実施する駆動パルスを示したグラフである。
パルス幅ｔ１の電圧を印加し、時間ｔ２の休止を連続で
行う。この時、液体は吐出しない。液体を吐出させる時
は、パルス幅ｔ１より長いパルス幅ｔ３の電圧を印加す
る。
【０３４５】図５６は、本実施例におけるメニスカス振
動を示したグラフであるが、液体を吐出する発泡を行う
際には、常に、出っ張った状態となっている。これによ
り、安定した吐出が得られるとともに、可動部材３１が
振動しているため、液流路１４のメニスカス振動を低減
することができる。特に、メニスカスの振動の周期よ
り、可動部材の振動の周期の方が短い場合にピークを分
散させメニスカス変位の低減の効果が大きい。
【０３４６】本実施例における駆動パルスの制御は、図
５７に示すように、記録データにより、液体を吐出させ
る時は、（ｂ）の駆動パルスを印加し、液体を吐出させ
ない時は、（ｃ）の駆動パルスを印加する。
【０３４７】（第１０実施形態）図５８は、本実施形態
の液体吐出ヘッドの駆動方法を実現するに好適な液体吐
出ヘッドの断面構成を示している。この液体吐出ヘッド
の特徴は、前記図１もしくは図４８に示した液体吐出ヘ
ッドにおいて、発熱体２を発熱面積の異なる二つの第１
の発熱体２−１と第２の発熱体２−２とから構成したこ
とにあり、他の構成は図１もしくは図４８と同様であ
る。発熱体２−１と発熱体２−２は、個別に駆動可能と
なっている。これら発熱体２−１、５−２を用いて行う
本実施例の駆動方法を実施する駆動パルスを、図５９に
示した。また、図６０（ａ），（ｂ），（ｃ），（ｄ）
に、それぞれ図５９に示した駆動パルスのＡ〜Ｄ時点に
おける液体吐出ヘッドの作動状態を断面で示した。図６
０の（ａ）は、発熱体２−１、５−２が発熱する前の状
態である。（ｂ）は、第１の発熱体２−１が発泡を行っ
た際の状態である。この時の発泡は、液体を吐出させる
ほどのパワーはなく、可動部材３１が若干変位する程度
である。（ｃ）は、休止時間に消泡している状態で、可
動部材３１はまだ変位している。（ｄ）は、第２の発熱
体２−２が発泡を行った際の状態である。第２の発熱体
２−２での発泡パワーは第１の発熱体２−１での発泡パ
ワーよりも大きいため、可動部材３１はＢ時点よりも大
きく変位し、液体もこの時、吐出する。
【０３４８】吐出液体の吐出口１８でのメニスカスは、
図５０に示した第７実施形態でのメニスカス振動と同様
となる。可動部材３１を一度変位させることにより、前
述の実施例と同様に可動部材３１の変位と、メニスカス
の状態が一定の状態で吐出する発泡を与えているため、
吐出量が安定する。また、第２の発熱体２−２での発泡
パワーは、そのほとんどが吐出方向に向かうため、一つ
の発熱体の単パルスで液体を吐出させる時に比べ、吐出
量も大きくなる。
【０３４９】本実施形態における駆動パルスの制御は、
図６１に示すように、記録タイミング信号（ａ）によ
り、まず、第１の発熱体２−１の駆動パルス（ｂ）で電
圧Ｖ１で幅Ｔ１の矩形状のパルスを第１の発熱体２−１
に印加する。続いて、休止時間Ｔ２後に第２の発熱体２
−２の駆動パルス（ｃ）で電圧Ｖ２で幅Ｔ２の矩形形状
のパルスを第２の発熱体２−２に印加する。この時、Ｖ
１＝Ｖ２かつＴ１＜Ｔ３である。
【０３５０】なお、本実施形態で用いた液体吐出ヘッド
では、２階建て関係にある第１の液流路１４と第２の液
流路１６との分離壁３０と、隣接ノズル間の分離壁３０
は、５ミクロンの厚さのニッケルの電鋳で一体で形成さ
れており、これらを基板１と接合することにより、発泡
液が入った第２の液流路１６を形成する。ノズル分離壁
と液分離壁は、個別に形成し、接合することにより、発
泡液流路１６を形成するものであっても構わない。
【０３５１】図６２は、上述した液体吐出装置におけ
る、特に液体吐出ヘッドの駆動のための構成を示すブロ
ック図である。
【０３５２】同図に示すように、ヘッドドライバ１０２
はＣＰＵ１０１から転送される吐出データおよび吐出制
御信号に基づいて吐出ヘッド６０の発熱体を駆動し、こ
れにより、上述した原理によって液体吐出が行われる。
この際、ヘッドドライバ１０２には、パルスジェネレー
タ１０５より発熱体に印加する駆動パルスのパルスデー
タが入力し、これにより、後述される初期吐出安定化の
一実施形態として駆動パルス波形の変更が行われる。な
お、図６２において、１０５は図２８にて前述した液体
吐出装置の被記録媒体Ｐの搬送系を示す。
【０３５３】図６３は、上述の液体吐出ヘッド６０の基
板構成を示す図である。なお、同図に示される各要素の
配置は、実際のものとは異なるものであり、説明の便宜
上のものである。
【０３５４】図６３において、発熱体としてのヒータ１
０２１は、吐出ヘッド６０の各吐出口に対応して設けら
れ、本実施形態では、６４個が設けられる。この６４個
のヒータ１０２１は８個づつ８組のブロックに分割さ
れ、ブロック毎に時分割駆動される。すなわち、８本の
コモン電極のそれぞれに８個のダイオードアレイ１０２
２およびヒータ１０２１が対応し、このように分割され
る各ブロックの８個のヒータにはそれぞれ異なるセメン
ト電極が接続する。また、ヘッド基板には、後述のよう
に吐出液体を加熱するための保温ヒータ１０２３も設け
られる。
【０３５５】図６４はヒータ１０２１に印加する電圧パ
ルスの一般的な波形を示す図であり、また、図６５は、
このような電圧パルスの適切なパルス幅と電圧との関係
を示す図である。図６５から明らかなようにパルス幅を
大きくする程、電圧を小さくすることができる。
【０３５６】以上示した本発明の実施形態に係る基本構
成に基づく吐出安定化処理のいくつかの参考形態につい
て以下に説明する。
【０３５７】（第１参考形態） 従来より知られる記録では、例えばパルス印加時間（パ
ルス幅）をｔ1とし、また、それに応じて電圧をＶ1（図
６５の点Ａ）に一度設定すると、その後は、吐出信号に
応じて、上記設定されたパルス幅、電圧の駆動パルスが
印加される。
【０３５８】しかしながら上記パルス印加方法では、前
述したように、液体吐出ヘッドを一定時間放置した後、
吐出口付近での吐出液の固着や増粘による初期吐出特性
の低下や吐出液に高粘度液体を用いた場合における同様
にヘッド内での液体の流れが一定になっていない記録開
始から所定定時間の初期吐出特性のバラツキが発生する
場合があり、特にこの場合、記録媒体上の液のにじみ性
にバラツキが生じることがあった。
【０３５９】そこで、この参考形態においては、図６６
に示す処理を行う。すなわち同図に示すように記録開始
（ステップＳ１０１）から所定時間は、駆動パルスにつ
いて通常のパルス幅ｔ1より大きいｔ2とし、所定時間経
過（ステップＳ１０２）は通常のパルス幅ｔ1で記録を
行う（図６７参照、図６５の点Ｂ）。これにより、発熱
体の発生する熱エネルギー量を大きくし、発泡液の発泡
圧を高くすることができ、これにより、吐出特性の立上
がり時間を短くし、記録媒体上の液のにじみ性が安定し
吐出初期においても良好な吐出を行うことができる。
【０３６０】図６８は上記処理の原理を説明するための
図であり、通常の印加パルスを用いたときの印加時間と
吐出速度との関係を示すものである。
【０３６１】同図に示すように、吐出初期には、吐出速
度が小さく、また、変動状態にあるが、ある程度の時間
（例えば液体の動作や可動部材の動作が安定するまでの
駆動開始からの時間）、パルスを印加すると吐出速度は
所定の大きさとなり吐出が安定する。従って、吐出が安
定するのに十分な時間、所定の大きなパルス幅のパルス
を印加し、吐出が安定した後は、通常のパルス幅のパル
スを印加する。
【０３６２】なお、本参考形態において、記録開始時も
しくは吐出開始時とは少なくとも吐出データが非吐出を
表わす無信号の直後であることを意味し、また、無信号
である時間によっても定義されるものである。すなわ
ち、本参考形態で記録開始時もしくは吐出開始時の意味
するところは、吐出特性の低下の原因となるものによっ
ても異なる。例えば、固着や増粘を主要因とする吐出特
性の低下の場合、その吐出液が比較的回復性のあるもの
であれば、記録すべきページの始めを記録開始時とする
ことができ、この部分からの所定時間の間パルス幅を変
調すればよい。
【０３６３】また、例えば吐出液が高粘度液体などの場
合、液体の特性により、１行ごとに再現性がある場合に
は、行の始めを記録開始時または吐出開始時とすること
ができる。
【０３６４】さらに高粘度の液体を用いる場合には、記
録開始時に、さらにパルス幅を長くすることにより、液
体が昇温しやすく粘度が低下し、初期吐出特性が改善さ
れ、良好な画質を得ることができる。
【０３６５】（第２参考形態） 上記第１参考形態と同様の駆動パルス条件において、記
録開始時から所定時間もしくは所定パルス数、信号を加
えるまで、駆動電圧を大きくして、発泡圧を増すことに
より、初期吐出特性の改善を行った。
【０３６６】すなわち、図６９に示すように、記録開始
から所定時間は、通常の電圧Ｖ1 より大きいＶ2 を印加
し（図６５の点Ｃ）、所定時間経過して吐出速度等の吐
出性能が安定した後は通常の電圧Ｖ1 のパルスを印加す
る（図７０参照）。
【０３６７】上記構成により、第１参考形態と同様、初
期吐出特性の低下を抑制することができる。なお、さら
に高粘度の液体を用いる場合には記録開始時の印加電圧
を大きくすることにより、液体が昇温しやすくなり、ま
た粘度が低下し、初期吐出特性が改善され良好な画質を
得ることが可能となる。
【０３６８】（第３参考形態） 本参考形態では、上記各実施形態および参考形態と同様
の駆動パルス条件において、図７１に示すように記録開
始時から所定時間、印加パルス幅と、駆動電圧を大きく
し、発泡圧を高くすることにより初期吐出特性の改善を
行うものである。
【０３６９】通常は、図６４に示すように、一定の駆動
電圧Ｖ1を一定のパルス幅ｔ1で印加して記録を行うが、
本参考形態においては、図７２に示すように、記録開始
時から所定時間は駆動電圧Ｖ2（Ｖ2＞Ｖ1）をｔ2（ｔ2
＞ｔ1）のパルス幅で印加し（図６５の点Ｄ）、吐出が
安定した後は通常の電圧Ｖ1とパルス幅ｔ1で記録を行
う。
【０３７０】（第４参考形態） 本参考形態では、１つの可動部材に対して２個の発熱体
を有する構成を吐出安定化に利用する参考形態に関する
ものであり、図７３（ａ）および（ｂ）は、その構成の
模式図を示すものである。
【０３７１】図７３（ａ）は、２つの発熱体２Ａおよび
２Ｂを駆動し、それによる発泡によって可動部材６を変
位させ吐出を行うものであり、図７３（ｂ）は、１つの
発熱体２Ａによる発泡によって可動部材６を変位させる
ものである。
【０３７２】以上から明らかなように、２つの発熱体を
駆動する場合の方が、全体的な発泡圧が高く、可動部材
６を変位させ易い。従って、図７４に示すように、記録
開始時の吐出が不安定な時は、２つの発熱体を駆動し、
高い発泡圧によって安定した吐出を行うことができ、吐
出が安定した後は図７３（ｂ）に示すように、メインの
発熱体２Ａのみ駆動して吐出を行う。
【０３７３】上記構成においても、上記の各実施形態お
よび参考形態と同様、初期吐出特性が改善され、良好な
画像を得ることが可能となる。
【０３７４】次に、吐出ヘッドの吐出性能向上のための
制御のさらに他の実施形態について説明する。
【０３７５】図７５は主に印字開始時の予備吐出動作に
関する処理手順を示すフローチャートであり、図７６は
上記処理で用いるテーブルの内容を模式的に示す図であ
る。
【０３７６】図７５に示すように、本実施形態では印字
が終了したことを判断すると（ステップＳ６）、その終
了後の非印字時間ｔをカウントするとともに（ステップ
Ｓ１）、ヘッド温度Ｔを検知する（ステップＳ２）。そ
して、印字指令を検出すると（ステップＳ３）、ステッ
プＳ４において上記非印字時間ｔおよびヘッド温度Ｔに
応じた吐出数で予備吐出を行う。この予備吐出を行うこ
とにより、前述した各実施形態と同様、ヘッドにおける
増粘インクや混濁インクを良好に排出することができ
る。
【０３７７】この予備吐出における吐出数Ｎは、Ｎ＝Ｎ
0 ×ｆ（ｔ，Ｔ）によって定められる。ここで、Ｎ0 は
例えば非印字時間が１２時間未満でかつヘッド温度が１
０℃以上２０℃未満のときに、上記増粘液や混濁を良好
に排出できる吐出数として設定されるものである。ま
た、ｆ（ｔ，Ｔ）は非印字時間ｔおよびヘッド温度Ｔに
よって定まる係数を求める演算子であり、上記時間ｔお
よび温度Ｔによってその演算テーブルを参照することに
より求めることができる。
【０３７８】図７６は、その演算ｆ（ｔ，Ｔ）によって
求まる値を格納したテーブルの内容を模式的に示す図で
ある。同図に示すように、係数ｆ（ｔ，Ｔ）は、ヘッド
温度Ｔが低くなる程、また、非印字時間ｔが長くなる
程、粘度の温度依存性や水分蒸発による増粘によって吐
出性能や記録媒体への液にじみ性低下が大きくなるた
め、これを補うためにその値を大きくし、これにより予
備吐出における吐出数を増加させることができる。な
お、同図に示すテーブルの内容は、説明のための例示に
すぎず、ヘッドの使用等に応じてより具体的に定められ
ることは勿論である。また、演算によって細かい制御や
非線形制御も可能である。
【０３７９】図７７は上記予備吐出を含んだ印字開始時
の吐出状態を良好にするため行われる各動作のタイミン
グチャートである。同図に示す各動作は、上記各実施形
態で個々に説明した動作と同様のものである。すなわ
ち、印字開始時の予備吐出動作の他、ヘッド基板上に形
成されたヒータを用いたヘッド加熱、吐出が行われない
程度のエネルギー吐出用ヒータを供給することにより隔
壁に形成された可動部材を振動させる動作および印字開
始直後に吐出ヒータに供給するエネルギーを増加させる
パワーアップ印字を合せて行うことにより、さらに吐出
性能の向上を図るものである。より具体的には、予備吐
出動作による増粘、混濁液の排出の他、ヘッド加熱によ
る吐出応答性の向上、可動部材の予備的な駆動による吐
出量の増加および吐出安定、さらに、パワーアップ印字
による初期印字の安定化を図ることができる。
【０３８０】以上のように、本実施形態では、ヘッド内
部のインク等の状態を、そのヘッド自身の駆動構成を用
いて、重畳的に改善することにより、さらに初期吐出性
能の安定化もしくは向上を図ることが可能となる。
【０３８１】特に、これらのシーケンスを合せることで
吐出性能の安定的向上および記録媒体への液にじみ性等
の特性安定効果が相乗的に得られるため、非印字後の初
期記録動作の際当初の性能を回復させるだけでなく、そ
れ以上の良好な性能を実現し極めて高い信頼性と高画像
品位が得られる。
【０３８２】また、各実施形態および実施例において
は、吐出開始時前の非吐出時における動作を中心に説明
を行ったが、吐出時中に動作を行わせることで上述した
効果が高められる条件で、吐出時中に動作させても良
い。
【０３８３】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
発熱体の発熱に伴う気泡の発生による圧力の多くを可動
部材によって直接吐出口側に効率よく伝達できるので、
高吐出エネルギー効率で、また高い吐出圧で液体を吐出
することができる。
【０３８４】特に、本発明では、発泡用の液体を収容す
る第２の液流路が連通する液室位置に吐出様液体と発泡
液体の温度を調整するための加熱手段を設けたことによ
り、発泡用の液体を所定の温度に調整できるので、この
熱を分離壁を介して吐出用の液体に効率よく伝えること
ができ、これにより吐出用の液体の低粘度化を図って発
一性を改善し吐出性能の向上を図ることができる。ま
た、発泡用の液体を介して吐出様液体を加温した場合、
発泡様液体の発泡力の向上を図れる。
【０３８５】さらに、本発明では、上記加熱手段に接触
する熱伝導性の柱状部材を設けたことにより、柱状部材
を吐出用の液体への伝熱部材として利用することができ
るので、加熱手段からの伝熱の効率化を図ることができ
る。
【０３８６】また、吐出初期の吐出速度等、吐出特性が
安定化するまでの所定時間、発泡液で生じさせる気泡の
発泡エネルギーを高めることにより、吐出初期におけ
る、発泡に対する可動部材や吐出液による抵抗に抗して
速やかに吐出速度を上昇させることができる。この結
果、例えば記録開始時から良好な記録を行うことが可能
となる。
【０３８７】さらに、本発明によれば、液体吐出量の増
加と、液体吐出量の安定化を同時に確保することができ
る。また、記録開始時の吐出特性を向上することができ
る。この吐出特性の向上は、吐出液体が高粘度であると
きに、顕著である。さらに、吐出液体の吐出口でのメニ
スカス振動を低減することができ、高周波数での記録が
可能となる。
【０３８８】本発明によれば、吐出ヘッドにおいて生じ
ている吐出液と発泡液との混濁について、その指標とな
る例えば動粘度等の粘性に関する情報や混濁の程度を直
接的に示す混濁情報に基づいた態様で、記録に関与しな
い、いわゆる予備吐出を行うことにより、適切な混濁液
の排出が可能となるとともに、増粘した吐出液をも排出
することができる。その結果、常に適切な濃度で良好な
記録を行うことができる。
【０３８９】したがって、これらの結果のいずれかまた
は複数を相乗的に利用することでヘッドの吐出性能を安
定的に向上させ、また吐出する液体自身の性質すなわち
濃度やにじみ性等をも改善することで記録媒体上に形成
される液体の画像は極めて良好なものとなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に適用される液体吐出原理による液体吐
出ヘッドの一例を示す模式断面図である。
【図２】本発明に適用される液体吐出原理による液体吐
出ヘッドの部分破断斜視図である。
【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。
【図４】本発明に適用される液体吐出原理によるヘッド
における気泡からの圧力伝搬を示す模式図である。
【図５】本発明に適用される液体吐出原理における液体
の流れを説明するための模式図である。
【図６】本発明に適用される液体吐出原理による液体吐
出ヘッドの第２の例を示す部分破断斜視図である。
【図７】本発明に適用される液体吐出原理による液体吐
出ヘッドの第３の例を示す部分破断斜視図である。
【図８】本発明に適用される液体吐出原理による液体吐
出ヘッドの第４の例を示す断面図である。
【図９】本発明に適用される液体吐出原理による液体吐
出ヘッドの第５の例を示す模式断面図である。
【図１０】本発明に適用される液体吐出原理による液体
吐出ヘッド（２流路）の第６の例を示す断面図である。
【図１１】本発明に適用される液体吐出原理による液体
吐出ヘッドの第６の例を示す部分破断斜視図である。
【図１２】可動部材の動作を説明するための図である。
【図１３】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。
【図１４】可動部材と液流路の構造を説明するための図
である。
【図１５】可動部材の他の形状を説明するための図であ
る。
【図１６】発熱体面積とインク吐出量の関係を示す図で
ある。
【図１７】可動部材と発熱体との配置関係を示す図であ
る。
【図１８】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。
【図１９】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。
【図２０】本発明の液体吐出ヘッドの縦断面図である。
【図２１】駆動パルスの形状を示す模式図である。
【図２２】本発明に適用される液体吐出原理による液体
吐出ヘッドの供給路を説明するための断面図である。
【図２３】本発明に適用される液体吐出原理によるヘッ
ドの分解斜視図である。
【図２４】本発明に適用される液体吐出原理による液体
吐出ヘッドの製造方法を説明するための工程図である。
【図２５】本発明に適用される液体吐出原理による液体
吐出ヘッドの製造方法を説明するための工程図である。
【図２６】本発明に適用される液体吐出原理による液体
吐出ヘッドの製造方法を説明するための工程図である。
【図２７】液体吐出ヘッドカートリッジの分解斜視図で
ある。
【図２８】液体吐出装置の概略構成図である。
【図２９】装置ブロック図である。
【図３０】液体吐出記録システムを示す図である。
【図３１】ヘッドキットの模式図である。
【図３２】本発明に適用される液体吐出原理による液体
吐出装置に用いることができる、いわゆるサイドシュー
タタイプの液体吐出ヘッドの他の構成を示す断面図であ
る。
【図３３】本発明の第１実施形態に係る記録装置の全体
的な処理手順を示すフローチャートである。
【図３４】図３３に示す処理手順の中のソフトパワーオ
ン時回復シーケンスを示すフローチャートである。
【図３５】図３３に示す処理手順の中のヘッド交換時回
復シーケンスを示すフローチャートである。
【図３６】図３３に示す処理手順の中のスタンバイシー
ケンスを示すフローチャートである。
【図３７】図３３に示す処理手順の中の記録中回復シー
ケンスのいくつかの処理を示す図である。
【図３８】図３３に示す処理手順の中のソフトパワーオ
フ回復シーケンスを示すフローチャートである。
【図３９】本発明の第２実施形態に係る液体吐出記録装
置を示す斜視図である。
【図４０】図３９に示す動粘度検出のための構成を示す
上面図である。
【図４１】図３９および図４０に示す予備吐出のシーケ
ンスを示すフローチャートである。
【図４２】本発明の第２実施形態に係る液体吐出記録装
置の他の構成を示す斜視図である。
【図４３】図４２に示す構成による予備吐出シーケンス
を示すフローチャートである。
【図４４】本発明の液体吐出ヘッドの他の実施形態を示
す断面図である。
【図４５】（ａ）および（ｂ）は本発明の液体吐出ヘッ
ドの素子基板上の加熱手段の配置を説明するための図で
あって、（ａ）は第２の液流路が見える位置の素子基板
に平行な面で切断した平面図であり、（ｂ）は（ａ）に
おけるｚ−ｚ′線に沿う断面図である。
【図４６】（ａ）および（ｂ）は別の液体吐出ヘッドの
素子基板上の加熱手段の配置を説明するための図であっ
て、（ａ）は平面図であり、（ｂ）は（ａ）のｚ−ｚ′
線に沿う断面図である。
【図４７】（ａ）および（ｂ）は図４４に示した液体吐
出ヘッドの素子基板上の加熱手段の配置を説明するため
の図であって、（ａ）は平面図であり、（ｂ）は（ａ）
のｘ−ｘ′線に沿う断面図である。
【図４８】（ａ）から（ｄ）は、本発明の第７の実施形
態を説明するためのもので、それぞれ、本発明に係る液
体吐出ヘッドの駆動方法によるヘッドの流路状態を示す
断面図である。
【図４９】図４８に示したヘッドの発熱体を駆動するパ
ルスを示す図である。
【図５０】図４８に示したヘッドの液体吐出口での液体
のメニスカスの経時変位を示すグラフである。
【図５１】本発明に係る液体吐出ヘッドの駆動方法を実
施する液体吐出ヘッドの基本構成を示す模式図である。
【図５２】図４８に示したヘッドにおける駆動パルスの
制御を説明するための図である。
【図５３】本発明の第８の実施形態を説明するためのも
ので、ヘッドの発熱体を駆動するパルスを示す図であ
る。
【図５４】本発明の第８の実施形態における駆動パルス
の制御を説明するための図である。
【図５５】本発明の第９の実施形態を説明するためのも
ので、ヘッドの発熱体を駆動するパルスを示す図であ
る。
【図５６】本発明の第９の実施形態を説明するためのも
ので、ヘッドの液体吐出口での液体のメニスカスの経時
変位を示すグラフである。
【図５７】本発明の第９の実施形態における駆動パルス
の制御を説明するための図である。
【図５８】本発明の第１０の実施形態の液体吐出ヘッド
の駆動方法を実現するに好適な液体吐出ヘッドの断面構
成図である。
【図５９】本発明の第１０の実施形態を説明するための
もので、ヘッドの発熱体を駆動するパルスを示す図であ
る。
【図６０】（ａ）から（ｄ）は、本発明の第１０の実施
形態を説明するためのもので、それぞれ、本発明に係る
液体吐出ヘッドの駆動方法によるヘッドの流路状態を示
す断面図である。
【図６１】本発明の第１０の実施形態における駆動パル
スの制御を説明するための図である。
【図６２】本発明の一実施形態に係る液体吐出装置にお
ける液体吐出ヘッドの駆動構成を示すブロック図であ
る。
【図６３】上記液体吐出ヘッドの基板上の構成を示す図
である。
【図６４】上記液体吐出ヘッドの駆動パルスを示す波形
図である。
【図６５】上記駆動パルスの駆動電圧とパルス幅との関
係を示す線図である。
【図６６】本発明に関する第１参考形態に係る初期吐出
安定化処理の手順を示すフローチャートである。
【図６７】上記第１参考形態における駆動パルスを示す
波形図である。
【図６８】駆動パルスの駆動時間と吐出速度との関係を
示す線図である。
【図６９】本発明に関する第２参考形態に係る初期吐出
安定化処理の手順を示すフローチャートである。
【図７０】上記第２参考形態における駆動パルスを示す
波形図である。
【図７１】本発明に関する第３参考形態に係る初期吐出
安定化処理の手順を示すフローチャートである。
【図７２】上記第３参考形態における駆動パルスを示す
波形図である。
【図７３】（ａ）および（ｂ）は、本発明に関する第４
参考形態に係る液体吐出ヘッドの構成を示す断面図であ
る。
【図７４】上記第４参考形態における初期吐出安定化処
理の手順を示すフローチャートである。
【図７５】本発明の液体吐出ヘッドの駆動方法の一実施
形態における印字開始時の予備吐出動作に関する処理手
順を示すフローチャートである。
【図７６】図７５に示した処理で用いるテーブルの内容
を模式的に示す図である。
【図７７】図７５に示した予備吐出を含む印字開始時の
吐出状態を良好にするため行われる各動作のタイミング
チャートである。
【図７８】従来の液体吐出ヘッドの液流路構造を説明す
るための図であり、（ａ）は概略斜視図、（ｂ）は断面
図である。
【符号の説明】
１ 素子基板 ２ 発熱体 ３ 面積中心 １０ 液流路 １１ 気泡発生領域 １２ 供給路 １３ 共通液室 １４ 第１液流路 １５ 第１共通液室 １６ 第２液流路 １７ 第２共通液室 １８ 吐出口 １９ 狭窄部 ２０ 第１供給路 ２１ 第２供給路 ２２ 第１液流路壁 ２３ 第２液流路壁 ２４ 凸部 ３０ 分離壁 ３１ 可動部材 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
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (31)優先権主張番号 特願平7−335505 (32)優先日 平成７年12月22日(1995．12．22) (33)優先権主張国 日本（ＪＰ） (72)発明者 樫野 俊雄 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 中田 佳恵 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 (56)参考文献 特開 平６−31918（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−178924（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−47696（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−126965（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−169640（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−240544（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−293140（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−363253（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B41J 2/01 B41J 2/05 B41J 2/175 - 2/185

Claims (43)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 液体を吐出する吐出口と、液体に気泡を
    発生させる気泡発生領域と、前記気泡発生領域に面して
    配され、第１の位置と該第１の位置よりも気泡発生領域
    から遠い第２の位置との間を変位可能な下流側に自由端
    を備えた可動部材とを有するヘッドを用い、前記 可動部材を、前記気泡発生領域での気泡の発生に基
    づく圧力によって、前記第１の位置から前記第２の位置
    へ変位させ、前記可動部材の変位によって前記気泡を前
    記吐出口に向かう方向の上流よりも下流に大きく膨張さ
    せることで前記気泡を前記吐出口方向へ導くことにより
    前記液体の吐出を行う液体吐出方法であって、 前記吐出口からの前記液体の吐出状態を良好にするた
    め、少なくとも吐出開始前または非吐出時に前記可動部
    材を片持ち梁形状に支持する支持部材を介して前記液体
    を加熱する動作を行うことを特徴とする液体吐出方法。
  2. 【請求項２】 前記液体の加熱は、前記気泡発生領域を
    形成するための気泡発生手段を有する基板に設けられた
    加熱手段にて行われることを特徴とする請求項１に記載
    の液体吐出方法。
  3. 【請求項３】 前記吐出口からの前記液体の吐出状態を
    良好にするために前記液体を加熱する動作は、記録情報
    に基づく前記液体の吐出とは別に前記液体の吐出により
    前記液体を排出する動作を含むことを特徴とする請求項
    １に記載の液体吐出方法。
  4. 【請求項４】 前記吐出口からの前記液体の吐出状態を
    検知し、これに基づいて前記液体の排出条件を異ならせ
    ることを特徴とする請求項３に記載の液体吐出方法。
  5. 【請求項５】 前記吐出口からの前記液体の吐出状態が
    前記吐出口から吐出される前記液体の粘度によって検知
    されることを特徴とする請求項４に記載の液体吐出方
    法。
  6. 【請求項６】 前記吐出口からの前記液体の吐出状態が
    非吐出時間によって検知されることを特徴とする請求項
    ４に記載の液体吐出方法。
  7. 【請求項７】 前記吐出口からの前記液体の吐出状態が
    前記吐出口から吐出される前記液体の温度を推定するこ
    とによって検知されることを特徴とする請求項４に記載
    の液体吐出方法。
  8. 【請求項８】 前記吐出口からの前記液体の吐出状態が
    環境湿度によって検知されることを特徴とする請求項４
    に記載の液体吐出方法。
  9. 【請求項９】 前記吐出口からの前記液体の吐出状態が
    前記吐出口から吐出される前記液体の濃度によって検知
    されることを特徴とする請求項４に記載の液体吐出方
    法。
  10. 【請求項１０】 前記液体の排出条件は、前記吐出口か
    らの前記液体の吐出数の変化であることを特徴とする請
    求項３から請求項８の何れかに記載の液体吐出方法。
  11. 【請求項１１】 前記液体の排出条件は、前記液体を加
    熱するための加熱手段に印加される駆動パルス幅の変化
    であることを特徴とする請求項３から請求項９の何れか
    に記載の液体吐出方法。
  12. 【請求項１２】 前記加熱手段に印加される前記駆動パ
    ルス幅は、複数の駆動パルスからなることを特徴とする
    請求項１１に記載の液体吐出方法。
  13. 【請求項１３】 前記液体の排出条件は、前記液体を加
    熱するための加熱手段に印加される電圧の変化であるこ
    とを特徴とする請求項３から請求項９の何れかに記載の
    液体吐出方法。
  14. 【請求項１４】 前記支持部材は、前記吐出口に連通す
    る液流路と前記気泡発生領域とを分離する分離壁である
    ことを特徴とする請求項１から請求項１３の何れかに記
    載の液体吐出方法。
  15. 【請求項１５】 液体を吐出する吐出口と、液体に気泡
    を発生させる気泡発生領域と、前記気泡発生領域に面し
    て配され、第１の位置と該第１の位置よりも気泡発生領
    域から遠い第２の位置との間を変位可能な下流側に自由
    端を備えた可動部材とを有するヘッドを用い、 前記可動部材を、前記気泡発生領域での気泡の発生に基
    づく圧力によって、前記第１の位置から前記第２の位置
    へ変位させ、前記可動部材の変位によって前記気泡を前
    記吐出口に向かう方向の上流よりも下流に大きく膨張さ
    せることで前記気泡を前記吐出口方向へ導くことにより
    前記液体の吐出を行う液体吐出方法であ って、 前記液体が前記吐出口から吐出しないように前記可動部
    材を振動させる動作を行うことを特徴とする液体吐出方
    法。
  16. 【請求項１６】 前記可動部材を振動させ、前記吐出口
    に形成される前記液体のメニスカスの位置を静止時より
    も前記吐出口の外側に出っ張らせた状態で前記気泡の発
    生を開始し、前記液体を前記吐出口から吐出させること
    を特徴とする請求項１５に記載の液体吐出方法。
  17. 【請求項１７】 前記可動部材を振動させ、前記吐出口
    に形成される前記液体のメニスカスの位置を静止時より
    も前記吐出口の内側に引っ込ませた状態で前記気泡の発
    生を開始し、前記液体を前記吐出口から吐出させること
    を特徴とする請求項１５に記載の液体吐出方法。
  18. 【請求項１８】 前記可動部材の振動は、前記気泡発生
    領域を形成するための気泡発生手段に与えられるエネル
    ギを、前記液体の吐出時よりも小さくすることによって
    行われることを特徴とする請求項１５に記載の液体吐出
    方法。
  19. 【請求項１９】 前記気泡発生手段に対する駆動パルス
    幅を短くすることにより、前記エネルギを前記液体の吐
    出時よりも小さくすることを特徴とする請求項１８に記
    載の液体吐出方法。
  20. 【請求項２０】 前記気泡発生手段に対する印加電圧を
    低くすることにより、前記エネルギを前記液体の吐出時
    よりも小さくすることを特徴とする請求項１８に記載の
    液体吐出方法。
  21. 【請求項２１】 前記可動部材の振動は、前記気泡発生
    領域を形成するための気泡発生手段に設けられた複数の
    発熱体のうち、前記液体を吐出させない程度の気泡を発
    生させる発熱体を発熱させることによって行われること
    を特徴とする請求項１５に記載の液体吐出方法。
  22. 【請求項２２】 前記吐出口から吐出される液体と、前
    記気泡発生領域にて気泡を発生する液体とが別であるこ
    とを特徴とする請求項１から請求項２１の何れかに記載
    の液体吐出方法。
  23. 【請求項２３】 液体を吐出する吐出口と、液体に気泡
    を発生させる気泡発生領域と、この気泡発生領域に面し
    て配され、第１の位置とこの第１の位置よりも前記気泡
    発生領域から遠い第２の位置との間を変位可能な下流側
    に自由端を備えた可動部材とを有し、前記気泡発生領域
    での気泡の発生に基づく圧力により前記可動部材を前記
    第１の位置から前記第２の位置へ変位させ、前記可動部
    材の変位によって前記気泡を前記吐出口に向かう方向の
    上流よりも下流に大きく膨張させることで前記気泡を前
    記吐出口方向へ導くことにより前記液体の吐出を行う液
    体吐出ヘッドであって、前記可動部材を片持ち梁形状に支持する支持部材を介し
    て 前記液体を加熱することにより、前記液体の状態を変
    える手段を具えたことを特徴とする液体吐出ヘッド。
  24. 【請求項２４】 前記気泡発生領域を形成するための気
    泡発生手段を有する基板に設けられた加熱手段を用いて
    前記液体の加熱が行われることを特徴とする請求項２３
    に記載の液体吐出ヘッド。
  25. 【請求項２５】 前記支持部材は、前記吐出口に連通す
    る液流路と前記気泡発生領域とを分離する分離壁である
    ことを特徴とする請求項２３または請求項２４に記載の
    液体吐出ヘッド。
  26. 【請求項２６】 請求項２３から請求項２５の何れかに
    記載の液体吐出ヘッドを用いることを特徴とする液体吐
    出装置。
  27. 【請求項２７】 前記液体の状態を変える手段は、記録
    情報に基づく前記液体の吐出とは別に前記液体の吐出に
    より前記液体を排出することを特徴とする請求項２６に
    記載の液体吐出装置。
  28. 【請求項２８】 前記液体の吐出状態を検知するための
    手段を具え、これを用いて前記液体の排出条件を異なら
    せることを特徴とする請求項２７に記載の液体吐出装
    置。
  29. 【請求項２９】 前記液体の吐出状態を検知するための
    手段が前記吐出口から吐出される前記液体の粘度を検知
    するための手段であることを特徴とする請求項２８に記
    載の液体吐出装置。
  30. 【請求項３０】 前記液体の吐出状態を検知するための
    手段が非吐出時間を検知する手段であることを特徴とす
    る請求項２８に記載の液体吐出装置。
  31. 【請求項３１】 前記液体の吐出状態を検知するための
    手段が前記吐出口か ら吐出される前記液体の温度を推定
    する手段であることを特徴とする請求項２８に記載の液
    体吐出装置。
  32. 【請求項３２】 前記液体の吐出状態を検知するための
    手段が環境湿度を検知する手段であることを特徴とする
    請求項２８に記載の液体吐出装置。
  33. 【請求項３３】 前記液体の吐出状態を検知するための
    手段が前記吐出口から吐出される前記液体の濃度を検知
    する手段であることを特徴とする請求項２８に記載の液
    体吐出装置。
  34. 【請求項３４】 前記液体の排出条件は、前記吐出口か
    らの前記液体の吐出数の変化であることを特徴とする請
    求項２７から請求項３３の何れかに記載の液体吐出装
    置。
  35. 【請求項３５】 前記液体の排出条件は、前記液体を加
    熱するための加熱手段に印加される駆動パルス幅の変化
    であることを特徴とする請求項２７から請求項３３の何
    れかに記載の液体吐出装置。
  36. 【請求項３６】 前記加熱手段に印加される前記駆動パ
    ルス幅は、複数の駆動パルスからなることを特徴とする
    請求項３５に記載の液体吐出装置。
  37. 【請求項３７】 前記液体の排出条件は、前記液体を加
    熱するための加熱手段に印加される電圧の変化であるこ
    とを特徴とする請求項２７から請求項３３の何れかに記
    載の液体吐出装置。
  38. 【請求項３８】 液体を吐出する吐出口と、液体に気泡
    を発生させる気泡発生領域と、この気泡発生領域に面し
    て配され、第１の位置とこの第１の位置よりも前記気泡
    発生領域から遠い第２の位置との間を変位可能な下流側
    に自由端を備えた可動部材とを有し、前記気泡発生領域
    での気泡の発生に基づく圧力により前記可動部材を前記
    第１の位置から前記第２の位置へ変位させ、前記可動部
    材の変位によって前記気泡を前記吐出口に向かう方向の
    上流よりも下流に大きく膨張させることで前記気泡を前
    記吐出口方向へ導くことにより前記液体の吐出を行う液
    体吐出ヘッドであって、前記液体が前記吐出口から吐出しないように前記可動部
    材を振動させる手段を具えた ことを特徴とする液体吐出
    ヘッド。
  39. 【請求項３９】 前記可動部材を振動させる手段が前記
    気泡発生領域を形成するための気泡発生手段であり、こ
    の気泡発生手段に与えられるエネルギを前記液体の吐出
    時よりも小さくすることにより、前記可動部材の振動が
    行われることを特徴とする請求項３８に記載の液体吐出
    ヘッド。
  40. 【請求項４０】 前記気泡発生手段に対する駆動パルス
    幅を短くすることにより、前記エネルギを前記液体の吐
    出時よりも小さくすることを特徴とする請求項３９に記
    載の液体吐出ヘッド。
  41. 【請求項４１】 前記気泡発生手段に対する印加電圧を
    低くすることにより、前記エネルギを前記液体の吐出時
    よりも小さくすることを特徴とする請求項３９に記載の
    液体吐出ヘッド。
  42. 【請求項４２】 前記気泡発生手段は複数の発熱体を有
    し、これら発熱体のうち、前記液体を吐出させない程度
    の気泡を発生させる発熱体を発熱させることによって前
    記可動部材を振動させることを特徴とする請求項３９に
    記載の液体吐出ヘッド。
  43. 【請求項４３】 請求項３８から請求項４２の何れかに
    記載の液体吐出ヘッドを用いることを特徴とする液体吐
    出装置。
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