JP3639698B2 - 液体吐出ヘッド、ヘッドカートリッジ、液体吐出記録装置、および液体吐出ヘッドの製造方法 - Google Patents
液体吐出ヘッド、ヘッドカートリッジ、液体吐出記録装置、および液体吐出ヘッドの製造方法 Download PDFInfo
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Description
【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、該液体吐出ヘッドを用いた液体吐出記録装置、および該液体吐出ヘッドの製造方法に関する。
【０００２】
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。
【０００３】
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。
【０００４】
【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、ＵＳＰ４，７２３，１２９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。
【０００５】
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、布に文字や一定のパターンや絵柄や画像をプリントするインクジェット捺染装置も市場に出始めている。
【０００６】
これまでのプリンターや複写機でプリントされる原稿は、文字や図形等の２値データのモノクロが多かったが、カラー化により、色や染色等の濃度について中間階調をもったグラフィックや写真等の原稿が増えた。低価格やカラーということだけでも十分訴求できたプリンターや複写機等の動向は、次なる段階として、中間階調を含めた高画質化に重点が移されつつある。
【０００７】
従来のインクジェット記録装置では、気泡発生手段としての電気熱変換体である発熱体（ヒーターともいう）を横一列に配設して各発熱体を仕切る流路壁を設けた基板を複数枚重ねて接合した構成の液体吐出ヘッドを用い、各基板上のヒーターサイズ、ヒーター位置、あるいは各列の吐出口の開口面積を最適化し、各基板のヒーターを選択的に制御することでインク吐出量を何段階かに可変させ、記録画像に階調性を持たせるものがあった。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来の液体吐出ヘッドでは、基板を複数重ねて接合する構造のものであるために、構造が複雑であった。そのため、液体吐出ヘッドの製造において精度が要求され、製造コストがかかるという問題があった。さらに、液体吐出ヘッドの製造が複雑であり、精度の低下が見られ、製造コストがかかるなどの問題があった。
【０００９】
そこで本発明の目的は、上述の課題を解決し、コンパクトな構成でありながら吐出量可変や、階調性記録、高速印字など、それぞれの使用条件に応じて安定した吐出性能を発揮できる、複数の液体を吐出可能な液体吐出ヘッド及び液体吐出記録装置を提供することにある。
【００１０】
また、本発明の他の目的は、前述のような液体吐出ヘッドの製造を容易に成しうる液体吐出ヘッドの製造方法を提供することにある。
【００１１】
【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、本発明の液体吐出ヘッドは、第１吐出口に連通し該第１吐出口から液滴を吐出するために用いられる気泡を生成するための第１気泡発生素子を備える第１流路と、第２吐出口に連通し該第２吐出口から液滴を吐出するために用いられる気泡を生成するための第２気泡発生素子を備える第２流路と、を備える液体吐出ヘッドにおいて、前記第１、第２気泡発生素子を共通の表面域に備える基板と、前記基板の前記共通の表面域に対して交差する方向に関して前記第１、第２吐出口を順に備えるオリフィス部と、前記第１、第２流路それぞれの少なくとも前記第１、第２吐出口から気泡発生素子に至る範囲内の全ての流路を互いに分離する流路形成部であって、前記第１、第２流路の少なくとも一部を前記基板に対して実質的な積層状態とする分離板と前記第１気泡発生素子の周りを囲む分離壁とを含む流路形成部と、を有し、前記第２流路が前記基板の表面域及び前記分離壁の側面に沿って形成されていることを特徴とする。このような構成によれば、このような構成によれば、各列の液流路間のクロストークが防止される。さらに、ある列の液流路内の液体の流れが、この液流路と実質的に分離した他の液流路に配された気泡発生手段（発熱体）の蓄熱を防止する効果を合わせ持つ。また、この事により、各液流路内に形成されている気泡発生手段の面積や配置位置、および吐出口面積を最適化することにより、複数列の吐出口から安定的に異なる吐出量の液滴を吐出させることが可能な吐出量可変の液体吐出ヘッドが実現する。
【００１２】
上記の液体吐出ヘッドにおいては、前記基板は第３気泡発生素子を前記共通の表面域に備え、前記オリフィス部は第３吐出口を前記第１、第２吐出口と共に備え、前記流路形成部は前記第３流路を備え、前記第１ないし第３のそれぞれ少なくとも吐出口から気泡発泡素子に至る範囲内の全ての流路を互いに分離するとともに、前記第１ないし第３流路の少なくとも一部を前記基板に対して実質的な積層状態とすることが考えられる。あるいは、前記基板は第３気泡発生素子を前記共通の表面域に備え、前記オリフィス部は第３吐出口を前記第１、第２吐出口と共に備え、前記流路形成部は前記第３流路を備え、前記第１ないし第３のそれぞれ少なくとも吐出口から気泡発泡素子に至る範囲内の全ての流路を互いに分離するとともに、前記第３流路の少なくとも一部は前記第１及び第２流路の何れか一方と隣接し、他方の流路とは実質的に積層状態とすることが考えられる。
【００１３】
また、上記の液体吐出ヘッドにおいて、前記各列の吐出口から吐出する液体にそれぞれ異なる液体を用いることが考えられる。この場合、前記異なる液体は、それぞれ同色で色材濃度が異なったものや、それぞれ異なる色の液体であってもよい。
【００１４】
また、上記の液体吐出ヘッドにおいては、前記第１吐出口、前記第１流路、前記第１気泡発生素子の組の複数と、前記第２吐出口、前記第２流路、前記第２気泡発生素子の組の複数とを有し、前記オリフィス部は前記複数の第１吐出口及び前記複数の第２吐出口をそれぞれ列状に且つ互いに分離した状態で有すると共に、前記流路形成部は前記複数の第１流路と前記複数の第２流路を少なくとも一部で前記基板に対して実質的な積層状態とし且つ互いに分離した状態で有することが考えられる。
【００１５】
さらに、前記液路形成部は、前記複数の第１流路に対して共通の第１液体を供給するための第１共通液室と、前記複数の第２流路に対して共通で前記第１液体とは異なる第２液体を供給するための第２共通液室とを形成していることが考えられる。
【００１６】
上述したような液体吐出ヘッドでは、前記第１気泡発生素子と前記第２気泡発生素子とは前記オリフィス部に対しての距離が異なることが考えられる。
【００１７】
この場合、前記第１気泡発生素子が前記第２気泡発生素子よりも前記オリフィス部から離れ且つ前記第１、第２気泡発生素子が直線上に位置しており、前記第２流路は前記第１気泡発生素子を迂回した迂回路を有していることが好ましい。また、前記第１吐出口の面積は前記第２吐出口の面積よりも大きいことが好ましい。この構成によれば、各列の吐出口から吐出量を変えて液体を吐出することが可能となる。
【００１８】
また本発明は、上述のような液体吐出ヘッドと、該液体吐出ヘッドに供給される液体を保持する液体容器とを有するヘッドカートリッジをも含む。
【００１９】
また本発明は、第１吐出口に連通し該第１吐出口から液滴を吐出するために用いられる気泡を生成するための第１気泡発生素子を備える第１流路と、第２吐出口に連通し該第２吐出口から液滴を吐出するために用いられる気泡を生成するための第２気泡発生素子を備える第２流路と、を備える液体吐出ヘッドと被記録媒体とを相対的に移動させて記録を行う液体吐出記録装置において、前記液体吐出ヘッドは、前記第１、第２気泡発生素子を共通の表面域に備える基板と、被記録媒体と前記液体吐出ヘッドとを相対的に移動させる移動方向に関して前記第１、第２吐出口を順に備えるオリフィス部と、前記第１、第２流路それぞれの少なくとも前記第１、第２吐出口から気泡発生素子に至る範囲内の全ての流路を互いに分離する流路形成部であって、前記第１、第２流路の少なくとも一部を前記基板に対して実質的な積層状態とする分離板と前記第１気泡発生素子の周りを囲む分離壁とを含む流路形成部と、を有し、前記第２流路が前記基板の表面域及び前記分離壁の側面に沿って形成されていることを特徴とする。
【００２０】
上記の液体吐出記録装置においては、前記第１吐出口、前記第１流路、前記第１気泡発生素子の組の複数と、前記第２吐出口、前記第２流路、前記第２気泡発生素子の組の複数とを有し、前記オリフィス部は前記複数の第１吐出口及び前記複数の第２吐出口をそれぞれ列状に且つ互いに分離した状態で有すると共に、前記流路形成部は前記複数の第１流路と前記複数の第２流路を少なくとも一部で前記基板に対して実質的な積層状態とし且つ互いに分離した状態で有することが考えられる。
【００２１】
さらに、前記液路形成部は、前記複数の第１流路に対して共通の第１液体を供給するための第１共通液室と、前記複数の第２流路に対して共通で前記第１液体とは異なる第２液体を供給するための第２共通液室とを形成していることが考えられる。
【００２２】
上述したような液体吐出記録装置では、前記第１気泡発生素子と前記第２気泡発生素子とは前記オリフィス部に対しての距離が異なることが考えられる。
【００２３】
この場合、前記第１気泡発生素子が前記第２気泡発生素子よりも前記オリフィス部から離れ且つ前記第１、第２気泡発生素子が直線上に位置しており、前記第２流路は前記第１気泡発生素子を迂回した迂回路を有していることが好ましい。また、前記第１吐出口の面積は前記第２吐出口の面積よりも大きいことが好ましい。この構成によれば、各列の吐出口から吐出量を変えて液体を吐出することが可能となる。
【００２４】
さらに本発明は、第１吐出口に連通する第１流路内に配され前記第１吐出口から液滴を吐出するために用いられる気泡を生成するための第１気泡発生素子と第２吐出口に連通する第２流路内に配され前記第２吐出口から液滴を吐出するために用いられる気泡を生成するための第２気泡発生素子とを共通の表面域に備える基板と、該基板の前記共通の表面域に対して交差する方向に関して前記第１、第２吐出口を順に備えるオリフィス部と、前記第１、第２流路それぞれの少なくとも前記第１、第２吐出口から気泡発生素子に至る範囲内の全ての流路を互いに分離する分離部材であって、前記第１気泡発生素子を囲む分離壁と前記第１気泡発生素子に対応した位置に開口穴を持ち前記分離壁に接合されることで前記第１、第２流路の少なくとも一部を前記基板に対して実質的な積層状態とする分離板とを一体に形成した分離部材と、を有し、前記第２流路が前記基板の表面域及び前記分離壁の側面に沿って形成されている液体吐出ヘッドの製造方法であって、前記基板上に前記第２流路を形成するための流路壁を形成する工程と、前記流路壁上に分離部材を接合する工程と、前記第１流路を形成するための凹溝部と前記オリフィス部とを有する溝付き部材を前記分離部材が設けられた前記基板上に接合する工程と、を有することを特徴とする。
【００２５】
このような製造方法に対して、前記分離板及び前記分離壁を一体に形成してなる分離部材に変更することによって、前記分離板と前記分離壁の位置合わせとこれらの接合工程とが削減できる。これによりヘッド製造における歩留り向上とコストの低減が実現する。
【００２６】
なお、本発明でいう「相対的移動方向」とは、記録媒体に対してキャリッジが印字のために移動する方向（以下、スキャン方向という）、又はフルラインヘッドに対して記録媒体を送る方向のいずれかを意味する。
【００２７】
さらに、本発明でいう「分離部材」とは、各列の吐出口と連通する複数列の液流路を互いに完全分離し、かつ、各液流路に一枚の基板上の気泡発生手段を一個づつ配するものを意味し、少なくとも各列の液流路を分離する分離板と、基板上の気泡発生手段を囲み目的の液流路にのみ連通させる分離壁とを含む分離部材である。
【００２８】
【発明の実施の形態】
（第１の実施の形態）
図１の（ａ）は本発明による液体吐出ヘッドの第１の実施形態の特徴部の、流路方向に沿った断面図、図（ｂ）はオリフィス面の一領域の正面図である。図２の（ａ）は図１の（ａ）におけるＡ−Ａ線断面図、同図（ｂ）は図（ａ）におけるＢ−Ｂ線断面図、同図（ｃ）は同図（ｂ）に示した第２の液流路の変形例の断面図である。
【００２９】
本形態の液体吐出ヘッドでは、図１に示すように、素子基板１上には、液体に気泡を発生させるための熱エネルギーを与える、第１の発熱体（第１気泡発生素子）２と第２の発熱体（第２気泡発生素子）３が流路の形成方向に沿って配設されている。すなわち、第１の発熱体２と第２の発熱体３とが素子基板１の共通の表面領域に備えられている。素子基板１には、基板１における共通の表面領域に対して交差する方向に関して第１の吐出口４、第２の吐出口５を順に備えるオリフィス部が設けられている。また、素子基板１上には、第２の吐出口５に連通した第２の液流路７が設けられ、この液流路７の上部に第１の吐出口４に連通した第１の液流路６が設けられている。そして、第１の液流路６に第１の発熱体２のみが配され、第２の液流路７には第２の発熱体３のみが配されるように、第１の液流路６と第２の液流路７との間には、流路形成部としての分離板８Ａと分離壁８Ｂが介在している。すなわち、前記流路形成部は、第１の液流路６、第２の液流路７それぞれの少なくとも吐出口４、５から発熱体２、３に至る経路を互いに分離している。
【００３０】
さらに、この液体吐出ヘッドは、第１の吐出口４と第１の液流路６と第１の発熱体２の組の複数と、第２の吐出口５と第２の液流路７と第２の発熱体３の組の複数とを有している。そして、前記オリフィス部は複数の第１の吐出口４及び複数の第２の吐出口５をそれぞれ列状に且つ互いに分離した状態で有している。さらに、前記液流路形成部は、複数の第１の液流路６と複数の第２の液流路７の少なくとも一部を基板１に対して積層状態とし且つ互いに分離した状態で有している。
【００３１】
また、第１の発熱体２と第２の発熱体３とは前記オリフィス部に対しての距離が異なっている。この形態では第１の発熱体２が第２の発熱体３よりも前記オリフィス部から離れ、且つ、第１の発熱体２と第２の発熱体３とは直線上に位置している。さらに、第２液流路７は基板１の表面域に沿って形成されていて、分離壁８Ｂによって第１の発熱体２を迂回した迂回路になっている。
【００３２】
図１の（ａ）及び図２中の矢印は第１の液流路６および第２の液流路７の液体の流れを示す。第１の液流路６の液体の流れは、図１（ａ）及び図２（ａ）に示すように、第１の液流路６後方（第１の吐出口４と反対側）から流れ込み、第１の発熱体２の表面を通り、最終的には第１の吐出口４から吐出される。第２の液流路７の液体の流れは、図１（ａ）及び図２（ｂ）に示すように、第２の液流路７後方から流れ込み、第１の発熱体２の周りを囲んでいる分離壁８Ｂの側面を流れ、最終的には第２の吐出口５から吐出される。
【００３３】
このように、第１の吐出口４に連通する第１の液流路６と、第２の吐出口５に連通する第２の液流路７とが分離板８Ａ及び分離壁８Ｂによってそれぞれ独立しているため、第１の液流路６と第２の液流路７間のクロストークを防止できる。
【００３４】
さらに、第２の液流路７を流れる液体は、分離壁８Ｂの側面を流れ、第２の発熱体３上に達するため、第２の発熱体３の蓄熱を防止するのみでなく、第１の発熱体２からの熱をも複数の第１発熱体２の間の基板１の表面からや、分離壁８Ｂを介して奪う作用があるため、第１の発熱体２の蓄熱を防止の効果も合わせ持つ。これにより、高周波数駆動時の昇温を低減できる。
【００３５】
これにより、各液流路内に形成されているヒーターサイズ、ヒーター配置位置、吐出口面積を最適化することにより、第１の吐出口４および第２の吐出口５から安定的に吐出量の異なる液滴を吐出させることが可能な吐出量可変の液体吐出ヘッドが実現する。
【００３６】
また、図１の（ｂ）に示すように、第１の吐出口４と第２の吐出口５はノズル列に対して垂直方向、すなわちスキャン方向（相対的移動方向）に並んでいるため、高密度を維持したまま吐出量の異なるノズルを配列することが可能となる。そこで、第１の吐出口４と第２の吐出口５の吐出角度または各吐出口に対応する発熱体の駆動タイミングを制御することにより、同一画素においてドットサイズ変調による階調表現が可能となる。これにより、高画質でかつ高速な印字が可能なインクジェット記録ヘッドが実現する。さらに、各々を同じ吐出量とし、各々で隣接した画素を形成することで高速に印字が可能になる。また、吐出口配置は、各ノズル列の相対位置をピッチを半分ずらし千鳥として、画像解像度を高めたヘッド構成も可能である。なお、「スキャン方向（相対的移動方向）」とは、記録媒体に対してキャリッジが印字のために移動する方向、又はフルラインヘッドに対して記録媒体を送る方向のいずれかを意味する。
【００３７】
また、図２の（ｃ）に示すように第２の液流路７の流路壁の後方（第５の吐出口と反対側）の端部９を、流路壁間の幅が狭くなる形状にすることにより、この部分の流路抵抗を高め、ノズル列方向に隣接する液流路間のクロストークを一層防止することができる。
【００３８】
図３は素子基板１の発熱体周辺の一部分の上面図である。この図において、第１、第２の発熱体の配線と接続を概略的に示したものである。この形態の構成では、複数の第１の発熱体２と、複数の第２の発熱体３と、第１の発熱体２の各々に接続されている配線１０Ａ，１０Ｂと、複数の第２の発熱体３の各々に接続されている配線１１Ａ，１１Ｂとが同一基板上に形成されている。このように一枚の基板上に第１の発熱体２、第２の発熱体３を用いた、言い換えれば、第１の発熱体２、第２の発熱体３のそれぞれに個別の基板を用いるものでない為、製造工程が複雑にならず、その結果、歩留り、コストダウンが実現する。
【００３９】
（第２の実施の形態）
図４の（ａ）は本発明による液体吐出ヘッドの第２の実施形態の特徴部の、オリフィス面の一部分を示す正面図、同図（ｂ）は同図（ａ）のＡ−Ａ線断面図、同図（ｃ）は同図（ｂ）に示した第２液流路の変形例の断面図である。また、本形態における液体吐出ヘッドの液流路の縦断面は図１の（ａ）と同様であり、第１液流路の横断面は図２の（ａ）と同じである。これらの図では第１の実施形態と同一の構成要素に同一符号を付してあり、以下では第１の実施形態と異なる部分のみ説明する。
【００４０】
この実施形態は、第１の実施形態と比較して第２の吐出口の数が２倍になっている点で異なる。そのため、図４に示す第２の吐出口５Ａ、５Ｂに各々連通した第２の液流路７Ａ、７Ｂ間のピッチが、第２の液流路７、７Ａ、７Ｂの上部の第１の液流路間のピッチの１／２になっている。
【００４１】
このような構成にするには、図４に示すように液体に気泡を発生させるための熱エネルギーを与える、第１の発熱体２と第２の発熱体３が素子基板１上に流路の形成方向に沿って配設される。このとき、第１の発熱体２と共に流路の形成方向に沿って配される第２の発熱体３は、流路の形成方向と垂直な方向に２個並べられている。そして、このような素子基板１上に、第２の吐出口５Ａ，５Ｂの両方に連通した第２の液流路７が設けられ、これらの第２の液流路７の上部に第１の吐出口４に連通した第１の液流路６が設けられている。第１の吐出口４に連通する第１の液流路と、第２の吐出口５Ａ，５Ｂに連通する第２の液流路７とは分離板８Ａ、分離壁８Ｂによってそれぞれ独立しており、第１の発熱体２は第１の液流路内に配され、第２の発熱体３は第２の液流路７内に配されている。なお、各第２の発熱体３を流路壁で互いに仕切ることにより、一方の発熱体は第２の吐出口５Ａに直接連通する第２の液流路７Ａに配置され、他方の発熱体は第２の吐出口５Ｂに直接連通する第２の液流路７Ｂに配置される。
【００４２】
さらに、図４の（ｃ）に示すように第２の液流路７の流路壁の後方（第５の吐出口と反対側）の端部９を、流路壁間の幅が狭くなる形状にすることにより、この部分での流路抵抗を高め、ノズル列方向に隣接する液流路間のクロストークを一層防止することができる。
【００４３】
第１の液流路への液体の供給は図１の（ａ）及び図２の（ａ）と同様で、第２の液流路への液体の供給は図４の（ｂ）、（ｃ）の矢印に示すとおりである。
【００４４】
このような構成にすることにより、第１の実施形態の効果に加え、１画素当りの階調が第１の実施形態の場合より多くなり、より高画質な記録画像が実現できる。
【００４５】
（第３の実施の形態）
図５の（ａ）は本発明による液体吐出ヘッドの第３の実施形態の液路方向に沿った断面図、同図（ｂ）はオリフィス面の一領域の正面図である。図６の（ａ）は図５の（ａ）におけるＡ−Ａ線断面図、同図（ｂ）は図５の（ａ）におけるＢ−Ｂ線断面図、同図（ｃ）は図（ａ）におけるＣ−Ｃ線断面図である。これらの図では上述の実施形態と同一の構成要素に同一符号を付してあり、以下では上述の実施形態と異なる部分のみ説明する。
【００４６】
本実施形態は、ノズル列方向に対して垂直方向に３つ以上（図５では３つ）の吐出口が形成された場合の例である。このような構成にするには、例えば図５に示すように液体に気泡を発生させるための熱エネルギーを与える、第１の発熱体２２と第２の発熱体２３と第３の発熱体２４とが素子基板２１上に流路の形成方向に沿って配設される。このような素子基板２１の上には、第３の吐出口２５に連通した第３の液流路２６が設けられ、この第３の液流路２６の上部に第２の吐出口２７に連通した第２の液流路２８が設けられ、さらに第１の吐出口２９に連通した第１の液流路３０が設けられている。第１の液流路３０と第２の液流路２８とは分離板３２Ａ及び分離壁３２Ｂによってそれぞれ独立していて、第２の液流路２８と第３の液流路２６とは分離板３１Ａ及び分離壁３１Ｂによってそれぞれ独立しており、第１の発熱体２２は第１の液流路３０内に配され、第２の発熱体２３は第２の液流路２８内に配され、第３の発熱体２４は第３の液流路２６内に配されている。
【００４７】
図５の（ａ）及び図６中の矢印は第１の液流路３０、第２の液流路２８および第３の液流路２６の液体の流れを示す。第１の液流路３０の液体の流れは、図５（ａ）及び図６（ａ）に示すように、第１の液流路３０後方（第１の吐出口２９と反対側）から流れ込み、第１の発熱体２２の表面を通り、最終的には第１の吐出口２９から吐出される。第２の液流路２８の液体の流れは、図５（ａ）及び図６（ｂ）に示すように、第２の液流路２８後方から流れ込み、第１の発熱体２２の周りを囲んでいる分離壁３２Ｂの側面を流れ、最終的には第２の吐出口２７から吐出される。第３の液流路２６の液体の流れは、図５（ａ）及び図６（ｃ）に示すように、第３の液流路２６後方から流れ込み、第１の発熱体２２及び第２の発熱体２３の両方の周りを囲んでいる分離壁３１Ｂの側面を流れ、最終的には第３の吐出口２５から吐出される。
【００４８】
以上のように本形態の液体吐出ヘッドは、第１及び第２の実施形態と同様に、それぞれのオリフィス（吐出口）に対して個別の発熱素子（２２、２３、２４）を設けており、第１の実施形態の効果を奏する。また、ノズル列ごと（上中下各段の液流路の列ごと）にオリフィスの面積を変えることにより、１画素に対して、第２の実施形態よりも多値の階調表現が可能となる。
【００４９】
なお、この形態の場合も第１及び第２の実施形態と同様に各吐出口の入射角度や各吐出口に対する発熱体の駆動タイミングを制御して同一画素中に液滴を着弾させる必要がある。
【００５０】
（その他の実施の形態）
以上、本発明の要部についての説明を行ったが、以下に、上述の各実施形態に好ましく適用できる本発明のその他の実施の形態を説明する。
【００５１】
上述の各実施形態では、第１及び第２の吐出口から吐出量の異なる液体を吐出させることによる多値記録可能な液体吐出ヘッドとして説明したが、第１及び第２の吐出口から吐出量の等しい同一の液体を吐出させることにより、同サイズのドットによる高速印字を実現することができる。
【００５２】
また、本発明は実施形態の構成を用いて以下の方式が実行できる。
【００５３】
例えば、第１、第２の吐出口の一方から相対的に濃いインクを、他方から相対的に薄いインクを吐出させる方式の記録ヘッドや装置が本発明に含まれる。これによれば、第１及び第２の吐出口の一方から濃度の濃いインクを、他方から濃度の薄いインクを吐出させることにより、濃淡インクを利用した階調表現を実現することができる。
【００５４】
また、本発明には、第１及び第２の吐出口からの吐出液体を飛翔中に合体させる方式も含まれる。これによれば、吐出液体の合体による多値記録を確実に行える利点があり、また、インクと反応する処理液体等を被記録媒体との接触前にインクと反応させることもできる。そのため、記録時のみに所望のインク特性が得られ、記録に使用できる液体の種類を増やすことができる。
【００５５】
また、本発明の上記実施形態の第１、第２の吐出口の大きさの関係や第１、第２気泡発生素子の抵抗値、駆動条件等は任意に設定可能であり、本発明に含まれるものである。
【００５６】
このように、複数の吐出口を利用できるものであるならば、いずれも本発明の液体吐出ヘッドを好適に利用することができ、本発明に包含されるものである。なお、このような本発明の液体吐出ヘッドの利用方法のうち、組合せ可能なものについては必要に応じて組合せて使用しても良いことはいうまでもない。
【００５７】
ヘッドの全体構造
以下に、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全体構造の一例について説明する。またここでは、第１及び第２の実施形態で説明した、１個の素子基板に上下２段の独立したノズル列を有する液体吐出ヘッドにおいて別個の第１液体及び第２液体を使用する例を挙げる。
【００５８】
図７は、このような液体吐出ヘッドの全体構造を示す縦断面図であり、上述の実施形態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。
【００５９】
この図に示される形態において、溝付き部材４０は、素子基板１に対して垂直方向に配された第１の吐出口４及び第２の吐出口５を有するオリフィスプレート４１と、複数の第１の液流路６を構成する複数の溝（不図示）と、複数の第１の液流路６に共通して連通し各第１の液流路６に液体を供給するための第１の共通液室４２を構成する凹部とから概略構成されている。素子基板１は、液体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基板である。
【００６０】
この溝付き部材４０の下側部分には分離板８Ａが接合されている。これにより、第１の吐出口４に連通する複数の第１の液流路６を形成することができる。この分離板８Ａは後に接合される素子基板１上の第１の発熱体２の位置に対応して開口穴を有している。さらに、分離板８Ａの下側部分には、第１の発熱体２の周りを囲む分離壁８Ｂを介して素子基板１が接合されている。これにより、第２の吐出口５のみに連通し第２の発熱体３のみが配置された第２の液流路７を第１の液流路６とは完全に分離して形成することができる。
【００６１】
このような溝付き部材４０は、その上部から第１の共通液室４２内に到達する第１液体供給路４３を有している。また、溝付き部材４０は、その上部から分離板８Ａを突き抜けて第２の共通液室７内に到達する第２の液体供給路４４を有している。
【００６２】
第１の液体は、図７の矢印Ｃで示すように、第１液体供給路４３を経て、第１の共通液室４２、次いで第１の液流路６に供給され、第２の液体は、図２２の矢印Ｄで示すように、第２液体供給路４４を経て、第２の液流路（第２共通液室）７に供給されるようになっている。
【００６３】
第２液体供給路４４は、第１液体供給路４３と平行して配されているが、これに限ることはなく、第２の液流路（第２共通液室）７に連通するように形成されれば溝付き部材４０にどのように配されてもよい。また、第２液体供給路４４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４４の形状は丸形状である必要はなく、矩形状等でもよい。
【００６４】
以上説明したような形態によれば、第２の液流路に第２液体を供給する第２液体供給路と、第１の液流路に第１液体を供給する第１液体供給路とが同一の溝付き部材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。
【００６５】
また、第２の液流路（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液体供給路によって行なわれる構造であるため、前記分離壁と溝付き部材と素子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。
【００６６】
また、第２液体は、分離壁を突き抜けて第２の液流路（第２の共通液室）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。
【００６７】
さらに、上述の形態で第１液体、第２液体として使用する異なる液体はそれぞれ同色で色材濃度が異なっているものや、それぞれ液体の色が異なっているものである。
【００６８】
以上の事は、ここで挙げた上下２段の独立したノズル列を有するヘッドばかりではなく、上下方向に複数段の独立したノズル列を有するヘッド全てに言える。
【００６９】
また、ここでは別個の第１液体及び第２液体を使用する例を示したが、同じ液体を使用する場合は上下の第１及び第２の液流路に共通した一つの液室を設け、この共通液室への液体供給路を一つ有するものであってもよい。
【００７０】
なお、以上説明した本発明の各実施形態、及びヘッドの全体構造の第１の液流路について、第１の発熱体に対向するように面して、自由端を下流側に、支店を上流側に有する片持梁状の可動部材を設けてもよい。ここで、「上流」「下流」とは、液体の供給源から気泡発生領域（または可動部材）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するものである。
【００７１】
可動部材としては、金属などの弾性を有する材料で構成され、自由端側が開放され支店側が一体にされた櫛歯状のものを用い、分離板８Ａに固定することで、簡易且つ安価に作成することができ、分離板８Ａに対するアライメントも容易に行うことができる。
【００７２】
このような可動部材を設け、発生する気泡とこれによって変位する可動部材との相乗効果により、第１の吐出口近傍の液体をより効率よく吐出することができる。
【００７３】
また、第１の発熱体の発泡領域に対する第１液体のリフィル特性を向上させる場合は、可動部材（例えば、厚さ数μｍの樹脂や金属）に、スリットや小さい穴等を設けて、リフィルを向上させてもよい。
【００７４】
これらの場合、第１の発熱体の中心が、可動部材の自由端より上流側の面部に対向するように配置することが、効率面でより好ましい形態である。
【００７５】
液体吐出ヘッドの製造
次に、図７で示したような液体吐出ヘッドの製造工程について説明する。
【００７６】
大まかには、素子基板１上に第２の液流路７の流路壁と、第１の発熱体２を囲む分離壁８Ｂとを形成する。その上に、第１の発熱体２と対応する部分に開口穴を有した分離板８Ａを取り付け、さらにその上に第１の液流路６を構成する溝等が設けられた溝付き部材４０を取り付ける。もしくは、素子基板１上に第２の液流路７の流路壁を形成した後、この流路壁の上に、前記分離壁８Ｂと前記分離板８Ａが一体となった分離部材を取り付け、溝付き部材４０を接合することでヘッドの製造を行った。
【００７７】
これらの作製方法について更に詳しく説明する。図８は本発明による液体吐出ヘッドの他の実施形態において、別体で形成した分離板８Ａ、分離壁８Ｂを用いた場合のヘッド製造工程を説明するための断面模式図であり、図９は、分離板８Ａ、分離壁８Ｂを一体で形成した分離部材を用いたヘッド製造工程を説明するための断面模式図である。
【００７８】
図８の（ａ）に示すように第１の発熱体２と第２の発熱体３を形成した素子基板１上に同図（ｂ）に示すような、第１の発熱体２を囲む分離壁８Ｂを形成する。その後、同図（ｃ）に示すように第１の発熱体２に対応する部分に穴を開口した分離板８Ａを位置決め後、分離壁８Ｂに接合する。最後に第１の吐出口４、第２の吐出口５と第１の液流路壁（不図示）が形成されている溝付き部材４０を位置決め後、分離板８Ａ及び分離壁８Ｂからなる分離部材に圧接して完成する。
【００７９】
このような製造工程に対して図９に示すように、分離板８Ａ及び分離壁８Ｂを一体に形成してなる分離部材８に変更することによって、分離板８Ａと分離壁８Ｂの位置合わせとこれらの接合工程とが削減できる。これによりヘッド製造における歩留り向上とコストの低減が実現する。
【００８０】
液体吐出ヘッドカートリッジ
次に、上述した各実施形態に係る液体吐出ヘッドを搭載した液体吐出ヘッドカートリッジを概略説明する。
【００８１】
図１０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９０とから概略構成されている。
【００８２】
液体吐出ヘッド部２００は、素子基板１、分離部材８、溝付部材４０、押さえバネ７８、液体供給部材８０、支持体７０等から成っている。素子基板１には発熱抵抗体が、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と分離部材８との間に第２の液流路が形成され、この分離部材８と溝付き部材４０との接合によって、第２の液流路とは完全分離した第１の液流路が形成されている。
【００８３】
押さえバネ７８は、溝付き部材４０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、分離部材８、溝付き部材４０と、後述する支持体７０とを良好に一体化させている。
【００８４】
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。
【００８５】
液体容器９０は、液体吐出ヘッドに供給される第１液体と第２液体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。第１液体の供給は、液体容器の第１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の第１液体供給路８１に供給され、各部材の第１液体供給路８３，７１，５０を介して第１の共通液室に供給される。第２液体も同様に、液体容器の供給路９３から接続部材の供給路８３を介して、液体供給部材８０の第２液体供給路８２に供給され、各部材の第２液体供給路８４，７１，５１を介して第２の共通液室に供給される。
【００８６】
以上の液体吐出ヘッドカートリッジにおいては、第１液体と第２液体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、第１液体と第２液体とが同じである場合には、第１液体と第２液体の供給経路および容器を分けず、分離部材８の共通液室での一部や、供給経路の一部などで連通してもよい。
【００８７】
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。
【００８８】
液体吐出記録装置
図１１は、前述の液体吐出ヘッドカートリッジを搭載した液体吐出記録装置の概略構成を示している。本形態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。
【００８９】
図１１において、液体吐出記録装置のキャリッジ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。このとき、液体吐出ヘッド２００の各列の吐出口の並びが、キャリッジの移動方向と直交する
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。
【００９０】
また、本実施形態の液体吐出記録装置においては、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。
【００９１】
図１２は、本発明の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。
【００９２】
図１２において、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。
【００９３】
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。
【００９４】
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。
【００９５】
また上述の記録装置として、各種の紙やＯＨＰ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。
【００９６】
またこれらの液体吐出記録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。
【００９７】
記録システム
次に、本発明の液体吐出ヘッドを記録ヘッドとして用い被記録媒体に対して記録を行う、インクジェット記録システムの一例を説明する。
【００９８】
図１３は、前述した本発明の液体吐出ヘッド２００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。
【００９９】
図１３に示される形態の液体吐出ヘッド２００は、被記録媒体１５０の記録可能幅に対応した長さに３６０ｄｐｉの間隔で吐出口を複数配したフルライン型のヘッドであり、イエロー（Ｙ），マゼンタ（Ｍ），シアン（Ｃ），ブラック（Ｂｋ）の４色に対応した４つのヘッド２０１ａ〜２０１ｄがホルダ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。
【０１００】
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。
【０１０１】
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。
【０１０２】
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２０３ａ〜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。
【０１０３】
符号２０６は、先の各実施形態で説明したような各種、非記録媒体を搬送するための搬送手段を構成する搬送ベルトである。搬送ベルト２０６は、各種ローラにより所定の経路に引き回されており、モータドライバ３０５に接続された駆動用ローラにより駆動される。
【０１０４】
本実施形態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。
【０１０５】
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。
【０１０６】
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。
【０１０７】
なお、本実施形態では、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。
【０１０８】
【発明の効果】
以上説明したように本発明は、複数列の吐出口に連通する各列の液流路の各々に一枚の基板上の気泡発生部材が１個ずつ配されるように、液流路の各々が分離部材によって分離独立されていることにより、各列の液流路間のクロストークを防止できる。さらに、ある列の液流路内の液体の流れが、この液流路と分離した他の液流路に配された気泡発生手段（発熱体）の蓄熱を防止する効果を合わせ持つ。その結果、高周波数駆動時の昇温を低減できる。また、この事により、各液流路内に形成されている気泡発生手段の面積や配置位置、および吐出口面積を最適化することにより、複数列の吐出口から安定的に吐出量の異なる液滴を吐出させることが可能な吐出量可変の液体吐出ヘッドが実現する。
【０１０９】
また、液体を吐出する吐出口は横に複数列で並んでいるため、高密度を維持したまま吐出量の異なるノズルを配列することが可能となる。
【０１１０】
また、本発明の液体吐出ヘッドの製造方法によると、上述のような液体吐出ヘッドを精度良く製造でき、また部品点数を少なく、安価に、しかも容易に製造することができる。
【０１１１】
また、本発明の液体吐出ヘッドを記録用の液体吐出記録ヘッドとして用いることで、さらに高画質な記録を達成することができた。
【０１１２】
また、本発明の液体吐出ヘッドを用い、液体の吐出効率等がさらに向上した液体吐出記録装置を提供することができた。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）は本発明による液体吐出ヘッドの第１の実施形態の特徴部の、流路方向に沿った断面図、（ｂ）はオリフィス面の一領域の正面図である。
【図２】（ａ）は図１の（ａ）におけるＡ−Ａ線断面図、（ｂ）は（ａ）におけるＢ−Ｂ線断面図、（ｃ）は（ｂ）に示した第２の液流路の変形例の断面図である。
【図３】図１又は図２に示した素子基板の発熱体周辺の一部分の上面図である。
【図４】（ａ）は本発明による液体吐出ヘッドの第２の実施形態の特徴部の、オリフィス面の一部分を示す正面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線断面図、（ｃ）は（ｂ）に示した第２液流路の変形例の断面図である。
【図５】（ａ）は本発明による液体吐出ヘッドの第３の実施形態の液路方向に沿った断面図、（ｂ）はオリフィス面の一領域の正面図である。
【図６】（ａ）は図５の（ａ）におけるＡ−Ａ線断面図、（ｂ）は図５の（ａ）におけるＢ−Ｂ線断面図、（ｃ）は図５の（ａ）におけるＣ−Ｃ線断面図である。
【図７】本発明の第１又は第２の実施形態による液体吐出ヘッドの全体構造を示す縦断面図である。
【図８】本発明による液体吐出ヘッドの他の実施形態において、別体で形成した分離板及び分離壁を用いた場合のヘッド製造工程を説明するための断面模式図である。
【図９】本発明による液体吐出ヘッドの他の実施形態において、分離板及び分離壁を一体で形成した分離部材を用いた場合のヘッド製造工程を説明するための断面模式図である。
【図１０】本発明の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る。
【図１１】本発明の液体吐出ヘッドを含む液体吐出ヘッドカートリッジを搭載した液体吐出記録装置を示す概略構成図である。
【図１２】本発明の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。
【図１３】本発明の液体吐出ヘッド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。
【符号の説明】
１、２１ 素子基板
２、２２ 第１の発熱体
３、２３ 第２の発熱体
４ 第１の吐出口
５、５Ａ、５Ｂ、２７ 第２の吐出口
６、３０ 第１の液流路
７、７Ａ、７Ｂ、２８ 第２の液流路
８ 分離部材
８Ａ、３１Ａ、３２Ａ 分離板
８Ｂ、３１Ｂ、３２Ｂ 分離壁
９ 流路壁の端部
１０Ａ、１０Ｂ、１１Ａ、１１Ｂ 配線
２４ 第３の発熱体
２５ 第３の吐出口
２６ 第３の液流路
４０ 溝付き部材
４１ オリフィスプレート
４３、５０ 第１液体供給路
４４、５１ 第２液体供給路
７０ 支持体
７８ ばね
８０ 供給部材
９０ インクタンク
２００ インクジェットヘッド
【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、該液体吐出ヘッドを用いた液体吐出記録装置、および該液体吐出ヘッドの製造方法に関する。
【０００２】
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。
【０００３】
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。
【０００４】
【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、ＵＳＰ４，７２３，１２９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。
【０００５】
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、布に文字や一定のパターンや絵柄や画像をプリントするインクジェット捺染装置も市場に出始めている。
【０００６】
これまでのプリンターや複写機でプリントされる原稿は、文字や図形等の２値データのモノクロが多かったが、カラー化により、色や染色等の濃度について中間階調をもったグラフィックや写真等の原稿が増えた。低価格やカラーということだけでも十分訴求できたプリンターや複写機等の動向は、次なる段階として、中間階調を含めた高画質化に重点が移されつつある。
【０００７】
従来のインクジェット記録装置では、気泡発生手段としての電気熱変換体である発熱体（ヒーターともいう）を横一列に配設して各発熱体を仕切る流路壁を設けた基板を複数枚重ねて接合した構成の液体吐出ヘッドを用い、各基板上のヒーターサイズ、ヒーター位置、あるいは各列の吐出口の開口面積を最適化し、各基板のヒーターを選択的に制御することでインク吐出量を何段階かに可変させ、記録画像に階調性を持たせるものがあった。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来の液体吐出ヘッドでは、基板を複数重ねて接合する構造のものであるために、構造が複雑であった。そのため、液体吐出ヘッドの製造において精度が要求され、製造コストがかかるという問題があった。さらに、液体吐出ヘッドの製造が複雑であり、精度の低下が見られ、製造コストがかかるなどの問題があった。
【０００９】
そこで本発明の目的は、上述の課題を解決し、コンパクトな構成でありながら吐出量可変や、階調性記録、高速印字など、それぞれの使用条件に応じて安定した吐出性能を発揮できる、複数の液体を吐出可能な液体吐出ヘッド及び液体吐出記録装置を提供することにある。
【００１０】
また、本発明の他の目的は、前述のような液体吐出ヘッドの製造を容易に成しうる液体吐出ヘッドの製造方法を提供することにある。
【００１１】
【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、本発明の液体吐出ヘッドは、第１吐出口に連通し該第１吐出口から液滴を吐出するために用いられる気泡を生成するための第１気泡発生素子を備える第１流路と、第２吐出口に連通し該第２吐出口から液滴を吐出するために用いられる気泡を生成するための第２気泡発生素子を備える第２流路と、を備える液体吐出ヘッドにおいて、前記第１、第２気泡発生素子を共通の表面域に備える基板と、前記基板の前記共通の表面域に対して交差する方向に関して前記第１、第２吐出口を順に備えるオリフィス部と、前記第１、第２流路それぞれの少なくとも前記第１、第２吐出口から気泡発生素子に至る範囲内の全ての流路を互いに分離する流路形成部であって、前記第１、第２流路の少なくとも一部を前記基板に対して実質的な積層状態とする分離板と前記第１気泡発生素子の周りを囲む分離壁とを含む流路形成部と、を有し、前記第２流路が前記基板の表面域及び前記分離壁の側面に沿って形成されていることを特徴とする。このような構成によれば、このような構成によれば、各列の液流路間のクロストークが防止される。さらに、ある列の液流路内の液体の流れが、この液流路と実質的に分離した他の液流路に配された気泡発生手段（発熱体）の蓄熱を防止する効果を合わせ持つ。また、この事により、各液流路内に形成されている気泡発生手段の面積や配置位置、および吐出口面積を最適化することにより、複数列の吐出口から安定的に異なる吐出量の液滴を吐出させることが可能な吐出量可変の液体吐出ヘッドが実現する。
【００１２】
上記の液体吐出ヘッドにおいては、前記基板は第３気泡発生素子を前記共通の表面域に備え、前記オリフィス部は第３吐出口を前記第１、第２吐出口と共に備え、前記流路形成部は前記第３流路を備え、前記第１ないし第３のそれぞれ少なくとも吐出口から気泡発泡素子に至る範囲内の全ての流路を互いに分離するとともに、前記第１ないし第３流路の少なくとも一部を前記基板に対して実質的な積層状態とすることが考えられる。あるいは、前記基板は第３気泡発生素子を前記共通の表面域に備え、前記オリフィス部は第３吐出口を前記第１、第２吐出口と共に備え、前記流路形成部は前記第３流路を備え、前記第１ないし第３のそれぞれ少なくとも吐出口から気泡発泡素子に至る範囲内の全ての流路を互いに分離するとともに、前記第３流路の少なくとも一部は前記第１及び第２流路の何れか一方と隣接し、他方の流路とは実質的に積層状態とすることが考えられる。
【００１３】
また、上記の液体吐出ヘッドにおいて、前記各列の吐出口から吐出する液体にそれぞれ異なる液体を用いることが考えられる。この場合、前記異なる液体は、それぞれ同色で色材濃度が異なったものや、それぞれ異なる色の液体であってもよい。
【００１４】
また、上記の液体吐出ヘッドにおいては、前記第１吐出口、前記第１流路、前記第１気泡発生素子の組の複数と、前記第２吐出口、前記第２流路、前記第２気泡発生素子の組の複数とを有し、前記オリフィス部は前記複数の第１吐出口及び前記複数の第２吐出口をそれぞれ列状に且つ互いに分離した状態で有すると共に、前記流路形成部は前記複数の第１流路と前記複数の第２流路を少なくとも一部で前記基板に対して実質的な積層状態とし且つ互いに分離した状態で有することが考えられる。
【００１５】
さらに、前記液路形成部は、前記複数の第１流路に対して共通の第１液体を供給するための第１共通液室と、前記複数の第２流路に対して共通で前記第１液体とは異なる第２液体を供給するための第２共通液室とを形成していることが考えられる。
【００１６】
上述したような液体吐出ヘッドでは、前記第１気泡発生素子と前記第２気泡発生素子とは前記オリフィス部に対しての距離が異なることが考えられる。
【００１７】
この場合、前記第１気泡発生素子が前記第２気泡発生素子よりも前記オリフィス部から離れ且つ前記第１、第２気泡発生素子が直線上に位置しており、前記第２流路は前記第１気泡発生素子を迂回した迂回路を有していることが好ましい。また、前記第１吐出口の面積は前記第２吐出口の面積よりも大きいことが好ましい。この構成によれば、各列の吐出口から吐出量を変えて液体を吐出することが可能となる。
【００１８】
また本発明は、上述のような液体吐出ヘッドと、該液体吐出ヘッドに供給される液体を保持する液体容器とを有するヘッドカートリッジをも含む。
【００１９】
また本発明は、第１吐出口に連通し該第１吐出口から液滴を吐出するために用いられる気泡を生成するための第１気泡発生素子を備える第１流路と、第２吐出口に連通し該第２吐出口から液滴を吐出するために用いられる気泡を生成するための第２気泡発生素子を備える第２流路と、を備える液体吐出ヘッドと被記録媒体とを相対的に移動させて記録を行う液体吐出記録装置において、前記液体吐出ヘッドは、前記第１、第２気泡発生素子を共通の表面域に備える基板と、被記録媒体と前記液体吐出ヘッドとを相対的に移動させる移動方向に関して前記第１、第２吐出口を順に備えるオリフィス部と、前記第１、第２流路それぞれの少なくとも前記第１、第２吐出口から気泡発生素子に至る範囲内の全ての流路を互いに分離する流路形成部であって、前記第１、第２流路の少なくとも一部を前記基板に対して実質的な積層状態とする分離板と前記第１気泡発生素子の周りを囲む分離壁とを含む流路形成部と、を有し、前記第２流路が前記基板の表面域及び前記分離壁の側面に沿って形成されていることを特徴とする。
【００２０】
上記の液体吐出記録装置においては、前記第１吐出口、前記第１流路、前記第１気泡発生素子の組の複数と、前記第２吐出口、前記第２流路、前記第２気泡発生素子の組の複数とを有し、前記オリフィス部は前記複数の第１吐出口及び前記複数の第２吐出口をそれぞれ列状に且つ互いに分離した状態で有すると共に、前記流路形成部は前記複数の第１流路と前記複数の第２流路を少なくとも一部で前記基板に対して実質的な積層状態とし且つ互いに分離した状態で有することが考えられる。
【００２１】
さらに、前記液路形成部は、前記複数の第１流路に対して共通の第１液体を供給するための第１共通液室と、前記複数の第２流路に対して共通で前記第１液体とは異なる第２液体を供給するための第２共通液室とを形成していることが考えられる。
【００２２】
上述したような液体吐出記録装置では、前記第１気泡発生素子と前記第２気泡発生素子とは前記オリフィス部に対しての距離が異なることが考えられる。
【００２３】
この場合、前記第１気泡発生素子が前記第２気泡発生素子よりも前記オリフィス部から離れ且つ前記第１、第２気泡発生素子が直線上に位置しており、前記第２流路は前記第１気泡発生素子を迂回した迂回路を有していることが好ましい。また、前記第１吐出口の面積は前記第２吐出口の面積よりも大きいことが好ましい。この構成によれば、各列の吐出口から吐出量を変えて液体を吐出することが可能となる。
【００２４】
さらに本発明は、第１吐出口に連通する第１流路内に配され前記第１吐出口から液滴を吐出するために用いられる気泡を生成するための第１気泡発生素子と第２吐出口に連通する第２流路内に配され前記第２吐出口から液滴を吐出するために用いられる気泡を生成するための第２気泡発生素子とを共通の表面域に備える基板と、該基板の前記共通の表面域に対して交差する方向に関して前記第１、第２吐出口を順に備えるオリフィス部と、前記第１、第２流路それぞれの少なくとも前記第１、第２吐出口から気泡発生素子に至る範囲内の全ての流路を互いに分離する分離部材であって、前記第１気泡発生素子を囲む分離壁と前記第１気泡発生素子に対応した位置に開口穴を持ち前記分離壁に接合されることで前記第１、第２流路の少なくとも一部を前記基板に対して実質的な積層状態とする分離板とを一体に形成した分離部材と、を有し、前記第２流路が前記基板の表面域及び前記分離壁の側面に沿って形成されている液体吐出ヘッドの製造方法であって、前記基板上に前記第２流路を形成するための流路壁を形成する工程と、前記流路壁上に分離部材を接合する工程と、前記第１流路を形成するための凹溝部と前記オリフィス部とを有する溝付き部材を前記分離部材が設けられた前記基板上に接合する工程と、を有することを特徴とする。
【００２５】
このような製造方法に対して、前記分離板及び前記分離壁を一体に形成してなる分離部材に変更することによって、前記分離板と前記分離壁の位置合わせとこれらの接合工程とが削減できる。これによりヘッド製造における歩留り向上とコストの低減が実現する。
【００２６】
なお、本発明でいう「相対的移動方向」とは、記録媒体に対してキャリッジが印字のために移動する方向（以下、スキャン方向という）、又はフルラインヘッドに対して記録媒体を送る方向のいずれかを意味する。
【００２７】
さらに、本発明でいう「分離部材」とは、各列の吐出口と連通する複数列の液流路を互いに完全分離し、かつ、各液流路に一枚の基板上の気泡発生手段を一個づつ配するものを意味し、少なくとも各列の液流路を分離する分離板と、基板上の気泡発生手段を囲み目的の液流路にのみ連通させる分離壁とを含む分離部材である。
【００２８】
【発明の実施の形態】
（第１の実施の形態）
図１の（ａ）は本発明による液体吐出ヘッドの第１の実施形態の特徴部の、流路方向に沿った断面図、図（ｂ）はオリフィス面の一領域の正面図である。図２の（ａ）は図１の（ａ）におけるＡ−Ａ線断面図、同図（ｂ）は図（ａ）におけるＢ−Ｂ線断面図、同図（ｃ）は同図（ｂ）に示した第２の液流路の変形例の断面図である。
【００２９】
本形態の液体吐出ヘッドでは、図１に示すように、素子基板１上には、液体に気泡を発生させるための熱エネルギーを与える、第１の発熱体（第１気泡発生素子）２と第２の発熱体（第２気泡発生素子）３が流路の形成方向に沿って配設されている。すなわち、第１の発熱体２と第２の発熱体３とが素子基板１の共通の表面領域に備えられている。素子基板１には、基板１における共通の表面領域に対して交差する方向に関して第１の吐出口４、第２の吐出口５を順に備えるオリフィス部が設けられている。また、素子基板１上には、第２の吐出口５に連通した第２の液流路７が設けられ、この液流路７の上部に第１の吐出口４に連通した第１の液流路６が設けられている。そして、第１の液流路６に第１の発熱体２のみが配され、第２の液流路７には第２の発熱体３のみが配されるように、第１の液流路６と第２の液流路７との間には、流路形成部としての分離板８Ａと分離壁８Ｂが介在している。すなわち、前記流路形成部は、第１の液流路６、第２の液流路７それぞれの少なくとも吐出口４、５から発熱体２、３に至る経路を互いに分離している。
【００３０】
さらに、この液体吐出ヘッドは、第１の吐出口４と第１の液流路６と第１の発熱体２の組の複数と、第２の吐出口５と第２の液流路７と第２の発熱体３の組の複数とを有している。そして、前記オリフィス部は複数の第１の吐出口４及び複数の第２の吐出口５をそれぞれ列状に且つ互いに分離した状態で有している。さらに、前記液流路形成部は、複数の第１の液流路６と複数の第２の液流路７の少なくとも一部を基板１に対して積層状態とし且つ互いに分離した状態で有している。
【００３１】
また、第１の発熱体２と第２の発熱体３とは前記オリフィス部に対しての距離が異なっている。この形態では第１の発熱体２が第２の発熱体３よりも前記オリフィス部から離れ、且つ、第１の発熱体２と第２の発熱体３とは直線上に位置している。さらに、第２液流路７は基板１の表面域に沿って形成されていて、分離壁８Ｂによって第１の発熱体２を迂回した迂回路になっている。
【００３２】
図１の（ａ）及び図２中の矢印は第１の液流路６および第２の液流路７の液体の流れを示す。第１の液流路６の液体の流れは、図１（ａ）及び図２（ａ）に示すように、第１の液流路６後方（第１の吐出口４と反対側）から流れ込み、第１の発熱体２の表面を通り、最終的には第１の吐出口４から吐出される。第２の液流路７の液体の流れは、図１（ａ）及び図２（ｂ）に示すように、第２の液流路７後方から流れ込み、第１の発熱体２の周りを囲んでいる分離壁８Ｂの側面を流れ、最終的には第２の吐出口５から吐出される。
【００３３】
このように、第１の吐出口４に連通する第１の液流路６と、第２の吐出口５に連通する第２の液流路７とが分離板８Ａ及び分離壁８Ｂによってそれぞれ独立しているため、第１の液流路６と第２の液流路７間のクロストークを防止できる。
【００３４】
さらに、第２の液流路７を流れる液体は、分離壁８Ｂの側面を流れ、第２の発熱体３上に達するため、第２の発熱体３の蓄熱を防止するのみでなく、第１の発熱体２からの熱をも複数の第１発熱体２の間の基板１の表面からや、分離壁８Ｂを介して奪う作用があるため、第１の発熱体２の蓄熱を防止の効果も合わせ持つ。これにより、高周波数駆動時の昇温を低減できる。
【００３５】
これにより、各液流路内に形成されているヒーターサイズ、ヒーター配置位置、吐出口面積を最適化することにより、第１の吐出口４および第２の吐出口５から安定的に吐出量の異なる液滴を吐出させることが可能な吐出量可変の液体吐出ヘッドが実現する。
【００３６】
また、図１の（ｂ）に示すように、第１の吐出口４と第２の吐出口５はノズル列に対して垂直方向、すなわちスキャン方向（相対的移動方向）に並んでいるため、高密度を維持したまま吐出量の異なるノズルを配列することが可能となる。そこで、第１の吐出口４と第２の吐出口５の吐出角度または各吐出口に対応する発熱体の駆動タイミングを制御することにより、同一画素においてドットサイズ変調による階調表現が可能となる。これにより、高画質でかつ高速な印字が可能なインクジェット記録ヘッドが実現する。さらに、各々を同じ吐出量とし、各々で隣接した画素を形成することで高速に印字が可能になる。また、吐出口配置は、各ノズル列の相対位置をピッチを半分ずらし千鳥として、画像解像度を高めたヘッド構成も可能である。なお、「スキャン方向（相対的移動方向）」とは、記録媒体に対してキャリッジが印字のために移動する方向、又はフルラインヘッドに対して記録媒体を送る方向のいずれかを意味する。
【００３７】
また、図２の（ｃ）に示すように第２の液流路７の流路壁の後方（第５の吐出口と反対側）の端部９を、流路壁間の幅が狭くなる形状にすることにより、この部分の流路抵抗を高め、ノズル列方向に隣接する液流路間のクロストークを一層防止することができる。
【００３８】
図３は素子基板１の発熱体周辺の一部分の上面図である。この図において、第１、第２の発熱体の配線と接続を概略的に示したものである。この形態の構成では、複数の第１の発熱体２と、複数の第２の発熱体３と、第１の発熱体２の各々に接続されている配線１０Ａ，１０Ｂと、複数の第２の発熱体３の各々に接続されている配線１１Ａ，１１Ｂとが同一基板上に形成されている。このように一枚の基板上に第１の発熱体２、第２の発熱体３を用いた、言い換えれば、第１の発熱体２、第２の発熱体３のそれぞれに個別の基板を用いるものでない為、製造工程が複雑にならず、その結果、歩留り、コストダウンが実現する。
【００３９】
（第２の実施の形態）
図４の（ａ）は本発明による液体吐出ヘッドの第２の実施形態の特徴部の、オリフィス面の一部分を示す正面図、同図（ｂ）は同図（ａ）のＡ−Ａ線断面図、同図（ｃ）は同図（ｂ）に示した第２液流路の変形例の断面図である。また、本形態における液体吐出ヘッドの液流路の縦断面は図１の（ａ）と同様であり、第１液流路の横断面は図２の（ａ）と同じである。これらの図では第１の実施形態と同一の構成要素に同一符号を付してあり、以下では第１の実施形態と異なる部分のみ説明する。
【００４０】
この実施形態は、第１の実施形態と比較して第２の吐出口の数が２倍になっている点で異なる。そのため、図４に示す第２の吐出口５Ａ、５Ｂに各々連通した第２の液流路７Ａ、７Ｂ間のピッチが、第２の液流路７、７Ａ、７Ｂの上部の第１の液流路間のピッチの１／２になっている。
【００４１】
このような構成にするには、図４に示すように液体に気泡を発生させるための熱エネルギーを与える、第１の発熱体２と第２の発熱体３が素子基板１上に流路の形成方向に沿って配設される。このとき、第１の発熱体２と共に流路の形成方向に沿って配される第２の発熱体３は、流路の形成方向と垂直な方向に２個並べられている。そして、このような素子基板１上に、第２の吐出口５Ａ，５Ｂの両方に連通した第２の液流路７が設けられ、これらの第２の液流路７の上部に第１の吐出口４に連通した第１の液流路６が設けられている。第１の吐出口４に連通する第１の液流路と、第２の吐出口５Ａ，５Ｂに連通する第２の液流路７とは分離板８Ａ、分離壁８Ｂによってそれぞれ独立しており、第１の発熱体２は第１の液流路内に配され、第２の発熱体３は第２の液流路７内に配されている。なお、各第２の発熱体３を流路壁で互いに仕切ることにより、一方の発熱体は第２の吐出口５Ａに直接連通する第２の液流路７Ａに配置され、他方の発熱体は第２の吐出口５Ｂに直接連通する第２の液流路７Ｂに配置される。
【００４２】
さらに、図４の（ｃ）に示すように第２の液流路７の流路壁の後方（第５の吐出口と反対側）の端部９を、流路壁間の幅が狭くなる形状にすることにより、この部分での流路抵抗を高め、ノズル列方向に隣接する液流路間のクロストークを一層防止することができる。
【００４３】
第１の液流路への液体の供給は図１の（ａ）及び図２の（ａ）と同様で、第２の液流路への液体の供給は図４の（ｂ）、（ｃ）の矢印に示すとおりである。
【００４４】
このような構成にすることにより、第１の実施形態の効果に加え、１画素当りの階調が第１の実施形態の場合より多くなり、より高画質な記録画像が実現できる。
【００４５】
（第３の実施の形態）
図５の（ａ）は本発明による液体吐出ヘッドの第３の実施形態の液路方向に沿った断面図、同図（ｂ）はオリフィス面の一領域の正面図である。図６の（ａ）は図５の（ａ）におけるＡ−Ａ線断面図、同図（ｂ）は図５の（ａ）におけるＢ−Ｂ線断面図、同図（ｃ）は図（ａ）におけるＣ−Ｃ線断面図である。これらの図では上述の実施形態と同一の構成要素に同一符号を付してあり、以下では上述の実施形態と異なる部分のみ説明する。
【００４６】
本実施形態は、ノズル列方向に対して垂直方向に３つ以上（図５では３つ）の吐出口が形成された場合の例である。このような構成にするには、例えば図５に示すように液体に気泡を発生させるための熱エネルギーを与える、第１の発熱体２２と第２の発熱体２３と第３の発熱体２４とが素子基板２１上に流路の形成方向に沿って配設される。このような素子基板２１の上には、第３の吐出口２５に連通した第３の液流路２６が設けられ、この第３の液流路２６の上部に第２の吐出口２７に連通した第２の液流路２８が設けられ、さらに第１の吐出口２９に連通した第１の液流路３０が設けられている。第１の液流路３０と第２の液流路２８とは分離板３２Ａ及び分離壁３２Ｂによってそれぞれ独立していて、第２の液流路２８と第３の液流路２６とは分離板３１Ａ及び分離壁３１Ｂによってそれぞれ独立しており、第１の発熱体２２は第１の液流路３０内に配され、第２の発熱体２３は第２の液流路２８内に配され、第３の発熱体２４は第３の液流路２６内に配されている。
【００４７】
図５の（ａ）及び図６中の矢印は第１の液流路３０、第２の液流路２８および第３の液流路２６の液体の流れを示す。第１の液流路３０の液体の流れは、図５（ａ）及び図６（ａ）に示すように、第１の液流路３０後方（第１の吐出口２９と反対側）から流れ込み、第１の発熱体２２の表面を通り、最終的には第１の吐出口２９から吐出される。第２の液流路２８の液体の流れは、図５（ａ）及び図６（ｂ）に示すように、第２の液流路２８後方から流れ込み、第１の発熱体２２の周りを囲んでいる分離壁３２Ｂの側面を流れ、最終的には第２の吐出口２７から吐出される。第３の液流路２６の液体の流れは、図５（ａ）及び図６（ｃ）に示すように、第３の液流路２６後方から流れ込み、第１の発熱体２２及び第２の発熱体２３の両方の周りを囲んでいる分離壁３１Ｂの側面を流れ、最終的には第３の吐出口２５から吐出される。
【００４８】
以上のように本形態の液体吐出ヘッドは、第１及び第２の実施形態と同様に、それぞれのオリフィス（吐出口）に対して個別の発熱素子（２２、２３、２４）を設けており、第１の実施形態の効果を奏する。また、ノズル列ごと（上中下各段の液流路の列ごと）にオリフィスの面積を変えることにより、１画素に対して、第２の実施形態よりも多値の階調表現が可能となる。
【００４９】
なお、この形態の場合も第１及び第２の実施形態と同様に各吐出口の入射角度や各吐出口に対する発熱体の駆動タイミングを制御して同一画素中に液滴を着弾させる必要がある。
【００５０】
（その他の実施の形態）
以上、本発明の要部についての説明を行ったが、以下に、上述の各実施形態に好ましく適用できる本発明のその他の実施の形態を説明する。
【００５１】
上述の各実施形態では、第１及び第２の吐出口から吐出量の異なる液体を吐出させることによる多値記録可能な液体吐出ヘッドとして説明したが、第１及び第２の吐出口から吐出量の等しい同一の液体を吐出させることにより、同サイズのドットによる高速印字を実現することができる。
【００５２】
また、本発明は実施形態の構成を用いて以下の方式が実行できる。
【００５３】
例えば、第１、第２の吐出口の一方から相対的に濃いインクを、他方から相対的に薄いインクを吐出させる方式の記録ヘッドや装置が本発明に含まれる。これによれば、第１及び第２の吐出口の一方から濃度の濃いインクを、他方から濃度の薄いインクを吐出させることにより、濃淡インクを利用した階調表現を実現することができる。
【００５４】
また、本発明には、第１及び第２の吐出口からの吐出液体を飛翔中に合体させる方式も含まれる。これによれば、吐出液体の合体による多値記録を確実に行える利点があり、また、インクと反応する処理液体等を被記録媒体との接触前にインクと反応させることもできる。そのため、記録時のみに所望のインク特性が得られ、記録に使用できる液体の種類を増やすことができる。
【００５５】
また、本発明の上記実施形態の第１、第２の吐出口の大きさの関係や第１、第２気泡発生素子の抵抗値、駆動条件等は任意に設定可能であり、本発明に含まれるものである。
【００５６】
このように、複数の吐出口を利用できるものであるならば、いずれも本発明の液体吐出ヘッドを好適に利用することができ、本発明に包含されるものである。なお、このような本発明の液体吐出ヘッドの利用方法のうち、組合せ可能なものについては必要に応じて組合せて使用しても良いことはいうまでもない。
【００５７】
ヘッドの全体構造
以下に、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全体構造の一例について説明する。またここでは、第１及び第２の実施形態で説明した、１個の素子基板に上下２段の独立したノズル列を有する液体吐出ヘッドにおいて別個の第１液体及び第２液体を使用する例を挙げる。
【００５８】
図７は、このような液体吐出ヘッドの全体構造を示す縦断面図であり、上述の実施形態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。
【００５９】
この図に示される形態において、溝付き部材４０は、素子基板１に対して垂直方向に配された第１の吐出口４及び第２の吐出口５を有するオリフィスプレート４１と、複数の第１の液流路６を構成する複数の溝（不図示）と、複数の第１の液流路６に共通して連通し各第１の液流路６に液体を供給するための第１の共通液室４２を構成する凹部とから概略構成されている。素子基板１は、液体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基板である。
【００６０】
この溝付き部材４０の下側部分には分離板８Ａが接合されている。これにより、第１の吐出口４に連通する複数の第１の液流路６を形成することができる。この分離板８Ａは後に接合される素子基板１上の第１の発熱体２の位置に対応して開口穴を有している。さらに、分離板８Ａの下側部分には、第１の発熱体２の周りを囲む分離壁８Ｂを介して素子基板１が接合されている。これにより、第２の吐出口５のみに連通し第２の発熱体３のみが配置された第２の液流路７を第１の液流路６とは完全に分離して形成することができる。
【００６１】
このような溝付き部材４０は、その上部から第１の共通液室４２内に到達する第１液体供給路４３を有している。また、溝付き部材４０は、その上部から分離板８Ａを突き抜けて第２の共通液室７内に到達する第２の液体供給路４４を有している。
【００６２】
第１の液体は、図７の矢印Ｃで示すように、第１液体供給路４３を経て、第１の共通液室４２、次いで第１の液流路６に供給され、第２の液体は、図２２の矢印Ｄで示すように、第２液体供給路４４を経て、第２の液流路（第２共通液室）７に供給されるようになっている。
【００６３】
第２液体供給路４４は、第１液体供給路４３と平行して配されているが、これに限ることはなく、第２の液流路（第２共通液室）７に連通するように形成されれば溝付き部材４０にどのように配されてもよい。また、第２液体供給路４４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４４の形状は丸形状である必要はなく、矩形状等でもよい。
【００６４】
以上説明したような形態によれば、第２の液流路に第２液体を供給する第２液体供給路と、第１の液流路に第１液体を供給する第１液体供給路とが同一の溝付き部材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。
【００６５】
また、第２の液流路（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液体供給路によって行なわれる構造であるため、前記分離壁と溝付き部材と素子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。
【００６６】
また、第２液体は、分離壁を突き抜けて第２の液流路（第２の共通液室）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。
【００６７】
さらに、上述の形態で第１液体、第２液体として使用する異なる液体はそれぞれ同色で色材濃度が異なっているものや、それぞれ液体の色が異なっているものである。
【００６８】
以上の事は、ここで挙げた上下２段の独立したノズル列を有するヘッドばかりではなく、上下方向に複数段の独立したノズル列を有するヘッド全てに言える。
【００６９】
また、ここでは別個の第１液体及び第２液体を使用する例を示したが、同じ液体を使用する場合は上下の第１及び第２の液流路に共通した一つの液室を設け、この共通液室への液体供給路を一つ有するものであってもよい。
【００７０】
なお、以上説明した本発明の各実施形態、及びヘッドの全体構造の第１の液流路について、第１の発熱体に対向するように面して、自由端を下流側に、支店を上流側に有する片持梁状の可動部材を設けてもよい。ここで、「上流」「下流」とは、液体の供給源から気泡発生領域（または可動部材）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するものである。
【００７１】
可動部材としては、金属などの弾性を有する材料で構成され、自由端側が開放され支店側が一体にされた櫛歯状のものを用い、分離板８Ａに固定することで、簡易且つ安価に作成することができ、分離板８Ａに対するアライメントも容易に行うことができる。
【００７２】
このような可動部材を設け、発生する気泡とこれによって変位する可動部材との相乗効果により、第１の吐出口近傍の液体をより効率よく吐出することができる。
【００７３】
また、第１の発熱体の発泡領域に対する第１液体のリフィル特性を向上させる場合は、可動部材（例えば、厚さ数μｍの樹脂や金属）に、スリットや小さい穴等を設けて、リフィルを向上させてもよい。
【００７４】
これらの場合、第１の発熱体の中心が、可動部材の自由端より上流側の面部に対向するように配置することが、効率面でより好ましい形態である。
【００７５】
液体吐出ヘッドの製造
次に、図７で示したような液体吐出ヘッドの製造工程について説明する。
【００７６】
大まかには、素子基板１上に第２の液流路７の流路壁と、第１の発熱体２を囲む分離壁８Ｂとを形成する。その上に、第１の発熱体２と対応する部分に開口穴を有した分離板８Ａを取り付け、さらにその上に第１の液流路６を構成する溝等が設けられた溝付き部材４０を取り付ける。もしくは、素子基板１上に第２の液流路７の流路壁を形成した後、この流路壁の上に、前記分離壁８Ｂと前記分離板８Ａが一体となった分離部材を取り付け、溝付き部材４０を接合することでヘッドの製造を行った。
【００７７】
これらの作製方法について更に詳しく説明する。図８は本発明による液体吐出ヘッドの他の実施形態において、別体で形成した分離板８Ａ、分離壁８Ｂを用いた場合のヘッド製造工程を説明するための断面模式図であり、図９は、分離板８Ａ、分離壁８Ｂを一体で形成した分離部材を用いたヘッド製造工程を説明するための断面模式図である。
【００７８】
図８の（ａ）に示すように第１の発熱体２と第２の発熱体３を形成した素子基板１上に同図（ｂ）に示すような、第１の発熱体２を囲む分離壁８Ｂを形成する。その後、同図（ｃ）に示すように第１の発熱体２に対応する部分に穴を開口した分離板８Ａを位置決め後、分離壁８Ｂに接合する。最後に第１の吐出口４、第２の吐出口５と第１の液流路壁（不図示）が形成されている溝付き部材４０を位置決め後、分離板８Ａ及び分離壁８Ｂからなる分離部材に圧接して完成する。
【００７９】
このような製造工程に対して図９に示すように、分離板８Ａ及び分離壁８Ｂを一体に形成してなる分離部材８に変更することによって、分離板８Ａと分離壁８Ｂの位置合わせとこれらの接合工程とが削減できる。これによりヘッド製造における歩留り向上とコストの低減が実現する。
【００８０】
液体吐出ヘッドカートリッジ
次に、上述した各実施形態に係る液体吐出ヘッドを搭載した液体吐出ヘッドカートリッジを概略説明する。
【００８１】
図１０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９０とから概略構成されている。
【００８２】
液体吐出ヘッド部２００は、素子基板１、分離部材８、溝付部材４０、押さえバネ７８、液体供給部材８０、支持体７０等から成っている。素子基板１には発熱抵抗体が、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と分離部材８との間に第２の液流路が形成され、この分離部材８と溝付き部材４０との接合によって、第２の液流路とは完全分離した第１の液流路が形成されている。
【００８３】
押さえバネ７８は、溝付き部材４０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、分離部材８、溝付き部材４０と、後述する支持体７０とを良好に一体化させている。
【００８４】
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。
【００８５】
液体容器９０は、液体吐出ヘッドに供給される第１液体と第２液体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。第１液体の供給は、液体容器の第１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の第１液体供給路８１に供給され、各部材の第１液体供給路８３，７１，５０を介して第１の共通液室に供給される。第２液体も同様に、液体容器の供給路９３から接続部材の供給路８３を介して、液体供給部材８０の第２液体供給路８２に供給され、各部材の第２液体供給路８４，７１，５１を介して第２の共通液室に供給される。
【００８６】
以上の液体吐出ヘッドカートリッジにおいては、第１液体と第２液体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、第１液体と第２液体とが同じである場合には、第１液体と第２液体の供給経路および容器を分けず、分離部材８の共通液室での一部や、供給経路の一部などで連通してもよい。
【００８７】
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。
【００８８】
液体吐出記録装置
図１１は、前述の液体吐出ヘッドカートリッジを搭載した液体吐出記録装置の概略構成を示している。本形態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。
【００８９】
図１１において、液体吐出記録装置のキャリッジ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。このとき、液体吐出ヘッド２００の各列の吐出口の並びが、キャリッジの移動方向と直交する
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。
【００９０】
また、本実施形態の液体吐出記録装置においては、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。
【００９１】
図１２は、本発明の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。
【００９２】
図１２において、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。
【００９３】
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。
【００９４】
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。
【００９５】
また上述の記録装置として、各種の紙やＯＨＰ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。
【００９６】
またこれらの液体吐出記録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。
【００９７】
記録システム
次に、本発明の液体吐出ヘッドを記録ヘッドとして用い被記録媒体に対して記録を行う、インクジェット記録システムの一例を説明する。
【００９８】
図１３は、前述した本発明の液体吐出ヘッド２００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。
【００９９】
図１３に示される形態の液体吐出ヘッド２００は、被記録媒体１５０の記録可能幅に対応した長さに３６０ｄｐｉの間隔で吐出口を複数配したフルライン型のヘッドであり、イエロー（Ｙ），マゼンタ（Ｍ），シアン（Ｃ），ブラック（Ｂｋ）の４色に対応した４つのヘッド２０１ａ〜２０１ｄがホルダ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。
【０１００】
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。
【０１０１】
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。
【０１０２】
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２０３ａ〜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。
【０１０３】
符号２０６は、先の各実施形態で説明したような各種、非記録媒体を搬送するための搬送手段を構成する搬送ベルトである。搬送ベルト２０６は、各種ローラにより所定の経路に引き回されており、モータドライバ３０５に接続された駆動用ローラにより駆動される。
【０１０４】
本実施形態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。
【０１０５】
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。
【０１０６】
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。
【０１０７】
なお、本実施形態では、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。
【０１０８】
【発明の効果】
以上説明したように本発明は、複数列の吐出口に連通する各列の液流路の各々に一枚の基板上の気泡発生部材が１個ずつ配されるように、液流路の各々が分離部材によって分離独立されていることにより、各列の液流路間のクロストークを防止できる。さらに、ある列の液流路内の液体の流れが、この液流路と分離した他の液流路に配された気泡発生手段（発熱体）の蓄熱を防止する効果を合わせ持つ。その結果、高周波数駆動時の昇温を低減できる。また、この事により、各液流路内に形成されている気泡発生手段の面積や配置位置、および吐出口面積を最適化することにより、複数列の吐出口から安定的に吐出量の異なる液滴を吐出させることが可能な吐出量可変の液体吐出ヘッドが実現する。
【０１０９】
また、液体を吐出する吐出口は横に複数列で並んでいるため、高密度を維持したまま吐出量の異なるノズルを配列することが可能となる。
【０１１０】
また、本発明の液体吐出ヘッドの製造方法によると、上述のような液体吐出ヘッドを精度良く製造でき、また部品点数を少なく、安価に、しかも容易に製造することができる。
【０１１１】
また、本発明の液体吐出ヘッドを記録用の液体吐出記録ヘッドとして用いることで、さらに高画質な記録を達成することができた。
【０１１２】
また、本発明の液体吐出ヘッドを用い、液体の吐出効率等がさらに向上した液体吐出記録装置を提供することができた。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）は本発明による液体吐出ヘッドの第１の実施形態の特徴部の、流路方向に沿った断面図、（ｂ）はオリフィス面の一領域の正面図である。
【図２】（ａ）は図１の（ａ）におけるＡ−Ａ線断面図、（ｂ）は（ａ）におけるＢ−Ｂ線断面図、（ｃ）は（ｂ）に示した第２の液流路の変形例の断面図である。
【図３】図１又は図２に示した素子基板の発熱体周辺の一部分の上面図である。
【図４】（ａ）は本発明による液体吐出ヘッドの第２の実施形態の特徴部の、オリフィス面の一部分を示す正面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線断面図、（ｃ）は（ｂ）に示した第２液流路の変形例の断面図である。
【図５】（ａ）は本発明による液体吐出ヘッドの第３の実施形態の液路方向に沿った断面図、（ｂ）はオリフィス面の一領域の正面図である。
【図６】（ａ）は図５の（ａ）におけるＡ−Ａ線断面図、（ｂ）は図５の（ａ）におけるＢ−Ｂ線断面図、（ｃ）は図５の（ａ）におけるＣ−Ｃ線断面図である。
【図７】本発明の第１又は第２の実施形態による液体吐出ヘッドの全体構造を示す縦断面図である。
【図８】本発明による液体吐出ヘッドの他の実施形態において、別体で形成した分離板及び分離壁を用いた場合のヘッド製造工程を説明するための断面模式図である。
【図９】本発明による液体吐出ヘッドの他の実施形態において、分離板及び分離壁を一体で形成した分離部材を用いた場合のヘッド製造工程を説明するための断面模式図である。
【図１０】本発明の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る。
【図１１】本発明の液体吐出ヘッドを含む液体吐出ヘッドカートリッジを搭載した液体吐出記録装置を示す概略構成図である。
【図１２】本発明の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。
【図１３】本発明の液体吐出ヘッド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。
【符号の説明】
１、２１ 素子基板
２、２２ 第１の発熱体
３、２３ 第２の発熱体
４ 第１の吐出口
５、５Ａ、５Ｂ、２７ 第２の吐出口
６、３０ 第１の液流路
７、７Ａ、７Ｂ、２８ 第２の液流路
８ 分離部材
８Ａ、３１Ａ、３２Ａ 分離板
８Ｂ、３１Ｂ、３２Ｂ 分離壁
９ 流路壁の端部
１０Ａ、１０Ｂ、１１Ａ、１１Ｂ 配線
２４ 第３の発熱体
２５ 第３の吐出口
２６ 第３の液流路
４０ 溝付き部材
４１ オリフィスプレート
４３、５０ 第１液体供給路
４４、５１ 第２液体供給路
７０ 支持体
７８ ばね
８０ 供給部材
９０ インクタンク
２００ インクジェットヘッド
Claims (19)
- 第１吐出口に連通し該第１吐出口から液滴を吐出するために吐出液滴形成用気泡を生成するための第１気泡発生素子を備える第１流路と、
第２吐出口に連通し該第２吐出口から液滴を吐出するために吐出液滴形成用気泡を生成するための第２気泡発生素子を備える第２液路と、を備える液体吐出ヘッドにおいて、
前記第１、第２気泡発生素子を共通の表面域に備える基板と、
前記基板の前記共通の表面域に対して交差する方向に関して前記第１、第２吐出口を順に備えるオリフィス部と、
前記第１、第２流路それぞれの少なくとも吐出口から気泡発生素子に至る範囲内の全ての流路を互いに分離すると共に、前記第１、第２流路の少なくとも一部を前記基板に対して実質的な積層状態とする流路形成部と、を有し、
該流路形成部が前記第１気泡発生素子の周りを囲む分離壁を含んでおり、
前記第２流路が前記基板の表面域及び前記分離壁に沿って形成されていることを特徴とする液体吐出ヘッド。 - 前記第１吐出口、前記第１流路、前記第１気泡発生素子の組の複数と、前記第２吐出口、前記第２流路、前記第２気泡発生素子の組の複数とを有し、前記オリフィス部は前記複数の第１吐出口及び前記複数の第２吐出口をそれぞれ列状に且つ互いに分離した状態で有すると共に、前記流路形成部は前記複数の第１流路と前記複数の第２流路を少なくとも一部で前記基板に対して実質的な積層状態とし且つ互いに分離した状態で有することを特徴とする請求項１に記載の液体吐出ヘッド。
- 前記液路形成部は、前記複数の第１流路に対して共通の第１液体を供給するための第１共通液室と、前記複数の第２流路に対して共通で前記第１液体とは異なる第２液体を供給するための第２共通液室とを形成していることを特徴とする請求項２に記載の液体吐出ヘッド。
- 前記第１気泡発生素子と前記第２気泡発生素子とは前記オリフィス部に対しての距離が異なることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッド。
- 前記第１気泡発生素子が前記第２気泡発生素子よりも前記オリフィス部から離れ且つ前記第１、第２気泡発生素子が直線上に位置しており、前記第２液路は前記第１気泡発生素子を迂回した迂回路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。
- 前記第１吐出口の面積は前記第２吐出口の面積よりも大きいことを特徴とする請求項５に記載の液体吐出ヘッド。
- 前記基板は第３気泡発生素子を前記共通の表面域に備え、
前記オリフィス部は第３吐出口を前記第１、第２吐出口と共に備え、
前記流路形成部は第３流路を備え、前記第１ないし第３のそれぞれ少なくとも吐出口から気泡発生素子に至る範囲内の全ての流路を互いに分離するとともに、前記第１ないし第３流路の少なくとも一部を前記基板に対して実質的な積層状態とすることを特徴とする請求項１に記載の液体吐出ヘッド。 - 前記第１と第２の吐出口から吐出する液体にそれぞれ異なる液体を用いる請求項１に記載の液体吐出ヘッド。
- 前記異なる液体はそれぞれ同色で色材濃度が異なったものである請求項８に記載の液体吐出ヘッド。
- 前記異なる液体はそれぞれ異なる色の液体である請求項８に記載の液体吐出ヘッド。
- 請求項１から１０のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッドと、該液体吐出ヘッドに供給される液体を保持する液体容器とを有するヘッドカートリッジ。
- 第１吐出口に連通し該第１吐出口から液滴を吐出するために吐出液滴形成用気泡を生成するための第１気泡発生素子を備える第１流路と、第２吐出口に連通し該第２吐出口から液滴を吐出するために吐出液滴形成用気泡を生成するための第２気泡発生素子を備える第２液路と、を備える液体吐出ヘッドと被記録媒体とを相対的に移動させて記録を行う液体吐出記録装置において、
前記液体吐出ヘッドは、
前記第１、第２気泡発生素子を共通の表面域に備える基板と、
被記録媒体と前記液体吐出ヘッドとを相対的に移動させる移動方向に関して前記第１、第２吐出口を順に備えるオリフィス部と、
前記第１、第２流路それぞれの少なくとも吐出口から気泡発生素子に至る範囲内の全ての流路を互いに分離すると共に、前記第１、第２流路の少なくとも一部を前記基板に対して実質的な積層状態とする流路形成部と、を有し、
該流路形成部が前記第１気泡発生素子の周りを囲む分離壁を含んでおり、
前記第２流路が前記基板の表面域及び前記分離壁に沿って形成されていることを特徴とする液体吐出記録装置。 - 前記第１吐出口、前記第１流路、前記第１気泡発生素子の組の複数と、前記第２吐出口、前記第２流路、前記第２気泡発生素子の組の複数とを有し、前記オリフィス部は前記複数の第１吐出口及び前記複数の第２吐出口をそれぞれ列状に且つ互いに分離した状態で有すると共に、前記流路形成部は前記複数の第１流路と前記複数の第２流路を少なくとも一部で前記基板に対して実質的な積層状態とし且つ互いに分離した状態で有することを特徴とする請求項１２に記載の液体吐出記録装置。
- 前記液路形成部は、前記複数の第１流路に対して共通の第１液体を供給するための第１共通液室と、前記複数の第２流路に対して共通で前記第１液体とは異なる第２液体を供給するための第２共通液室とを形成していることを特徴とする請求項１３に記載の液体吐出記録装置。
- 前記第１気泡発生素子と前記第２気泡発生素子とは前記オリフィス部に対しての距離が異なることを特徴とする請求項１２乃至１４のいずれか１項に記載の液体吐出記録装置。
- 前記第１気泡発生素子が前記第２気泡発生素子よりも前記オリフィス部から離れ且つ前記第１、第２気泡発生素子が直線上に位置しており、前記第２液路は前記第１気泡発生素子を迂回した迂回路を有していることを特徴とする請求項１５に記載の液体吐出記録装置。
- 前記第１吐出口の面積は前記第２吐出口の面積よりも大きいことを特徴とする請求項１６に記載の液体吐出記録装置。
- 第１吐出口に連通する第１流路内に配され前記第１吐出口から液滴を吐出するために液滴形成用気泡を生成するための第１気泡発生素子と第２吐出口に連通する第２流路内に配され前記第２吐出口から液滴を吐出するために液滴形成用気泡を生成するための第２気泡発生素子とを共通の表面域に備える基板と、
前記基板の前記共通の表面域に対して交差する方向に関して前記第１、第２吐出口を順に備えるオリフィス部と、
前記第１気泡発生素子を囲む分離壁と前記第１気泡発生素子と対応した位置に開口穴を持ち前記分離壁に接合される分離板とを含む分離部材と、を有し、
該分離部材により、前記第１、第２流路それぞれの少なくとも吐出口から気泡発生素子に至る範囲内の全ての流路が互いに分離されていると共に、前記第１、第２流路の少なくとも一部が前記基板に対して実質的な積層状態とされている液体吐出ヘッドの製造方法であって、
前記基板上に前記第２流路を形成するための流路壁と前記分離壁とを形成する工程と、
前記流路壁及び分離壁上に前記分離板を接合する工程と、
前記第１流路を形成するための凹溝部と前記オリフィス部とを有する溝付き部材を前記分離壁及び前記分離板が設けられた前記基板上に接合する工程とを有することを特徴とする液体吐出ヘッドの製造方法。 - 第１吐出口に連通する第１流路内に配され前記第１吐出口から液滴を吐出するために吐出液滴形成用気泡を生成するための第１気泡発生素子と第２吐出口に連通する第２流路内に配され前記第２吐出口から液滴を吐出するために吐出液滴形成用気泡を生成するための第２気泡発生素子とを共通の表面域に備える基板と、
該基板の前記共通の表面域に対して交差する方向に関して前記第１、第２吐出口を順に備えるオリフィス部と、
前記第１気泡発生素子を囲む分離壁と前記第１気泡発生素子に対応した位置に開口穴を持ち該分離壁に接合される分離板とを一体に形成した分離部材と、を有し、
該流路形成部により、前記第１、第２流路それぞれの少なくとも吐出口から気泡発生素子に至る範囲内の全ての流路が互いに分離されていると共に、前記第１、第２流路の少なくとも一部が前記基板に対して実質的な積層状態とされている液体吐出ヘッドの製造方法であって、
前記基板上に前記第２流路を形成するための流路壁を形成する工程と、
前記流路壁上に分離部材を接合する工程と、
前記第１流路を形成するための凹溝部と前記オリフィス部とを有する溝付き部材を前記分離部材が設けられた前記基板上に接合する工程とを有することを特徴とする液体吐出ヘッドの製造方法。
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