JP3706671B2 - 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、および液体吐出方法 - Google Patents
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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、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、液体吐出方法および記録方法に関する。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ヘッドキットに関する。
【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。もしくは、気泡の発生を利用して可動部材を変位させて液体を吐出する液体吐出方法を記録方法に関する。
【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、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、米国特許第４，７２３，１２９号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】
このような記録方法によれば、品位の高い画像を高速、低騒音で記録することができると共に、この記録方法を行うヘッドではインクを吐出するための吐出口を高密度に配置することができるため、小型の装置で高解像度の記録画像、さらにカラー画像をも容易に得ることができるという多くの優れた点を有している。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に利用されるに従って、次のような様々な要求が近年さらに高まっている。
【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４０（ａ），（ｂ）に示すものが、特開昭６３−１９９９７２号公報等に記載されている。これら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、すなわち液室４１２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４０（ａ），（ｂ）に示す発明は、素子基板４００上の発熱素子４０２が形成する気泡の発生領域よりも離れ、かつ発熱素子４０２に関して吐出口４１１とは反対側に位置する弁４１０を開示する。
【００１２】
図４０（ｂ）においては、この弁４１０は、板材等を利用する製造方法によって、流路４０３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４０３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４１０によって抑制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４１０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４０３内に発生した時点では、図４０（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４０３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気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液体（発泡液）と吐出する液体（吐出液）とを別液体とし、発泡液の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、米国特許第４，４８０，２５９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、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。
【００１８】
また、可撓性膜の変形量が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ことがあった。
【００１９】
【発明が解決しようとする課題】
本発明者らは、上述の課題に鑑み、バブルジェット技術における液滴吐出の原理に立ち返り、気泡の成長を利用した新規な液体吐出方法および該方法に用いるヘッド等を提供すべく鋭意研究を行った。この結果、気泡の成長方向を液流路内に設けた可動部材で制御することで、吐出力や吐出効率等を飛躍的に向上させることができ、さらに、従来吐出が困難であった液体をも良好に吐出することができることを見い出した。
【００２０】
本発明者たちは、上述した新規な吐出原理においてさらに発熱体上の液流を制御することにより、上述の画期的効果に加えて可動部材や発熱体の耐久性を向上させるとともにバブルジェット技術における吐出安定性や記録速度の向上等を極めて高くすることができた。
【００２１】
したがって、本発明は上記課題を解決し、以下の目的を達成する。
【００２２】
第１の目的は、発生した気泡の成長方向を制御する新規な液体吐出方法や液体吐出ヘッドを基に、吐出効率、吐出圧力の向上を図りつつ、可動部材や発熱体の耐久性の向上を図ることにある。
【００２３】
第２の目的は、上述の耐久性の向上が図られた液体吐出方法や液体吐出ヘッド等を提供することにある。
【００２４】
第３の目的は、液体吐出を安定化させると同時に、記録速度を向上させる液体吐出方法、液体吐出ヘッド等を提供することにある。
【００２５】
第４の目的は、発泡液路中に析出する気泡を除去し、吐出不安定や不吐出のない良好な記録画質を実現する液体吐出方法および液体吐出ヘッドを提供することにある。
【００２６】
【課題を解決するための手段】
本発明に基づく液体吐出ヘッドは、気泡の発生によって液体を吐出する液体吐出ヘッドにおいて、
吐出口に連通した第１液流路と、
液体に熱を加えることで該液体に気泡を発生させる発熱体と、該発熱体の上流側から前記発熱体につながる内壁が形成された供給路とを有し、該供給路の内壁に沿って液体を前記発熱体上に供給する第２液流路と、
発熱体に面して設けられ、前記発熱体が駆動されることで気泡の発生に伴い発生する圧力に基づいて前記第１液流路側に変位する自由端を有する可動部材と、
前記第２液流路内の前記発熱体上の液体を流動させるための案内路とを有する液体吐出ヘッドであって、
前記可動部材が定常状態の位置にあるときには前記第１液流路と前記第２液流路とが前記可動部材を含む分離壁により分離されており、前記気泡の発生に伴い前記可動部材が前記定常状態の位置から前記第１液流路側に変位することにより前記第２液流路の前記発熱体上の領域が前記第１液流路に開口することを特徴とする液体吐出ヘッドである。
【００２７】
好ましくは、前記案内路の断面積は前記第２液流路の断面積より大なる部分を有する。
【００２８】
好ましくは、前記第２液流路が複数配されていると共に、第２液流路の一端部に他の第２液流路が連通しており、他端部にさらに別の第２液流路が連通している。
【００２９】
好ましくは、前記第２液流路が複数配されており、第２液流路の各々が共通して連通する案内路を有する。
【００３０】
好ましくは、前記案内路の一部に第２液流路内の液体を流動させるための強制流動手段を有する。
【００３１】
好ましくは、前記強制流動手段はポンプである。
【００３２】
好ましくは、前記案内路の中に熱変換手段が配されている。
【００３３】
好ましくは、前記熱変換手段は前記案内路を流動する液体に対し、放熱作用を生じる。
【００３４】
好ましくは、前記熱変換手段は前記案内路を流動する液体に対し、加熱作用を生じる。
【００３５】
好ましくは、前記案内路中に膜沸騰で生じた気泡と異なる気泡を収容する気泡溜め部を有する。
【００３６】
好ましくは、前記気泡溜め部の一部が複数の細孔を有するフィルタ部を有しており、該フィルタ部が前記案内路の少なくとも一部を覆っている。
【００３７】
好ましくは、前記案内路中に液体を供給するための供給部を有する。
【００４３】
好ましくは、前記第１の液流路の複数に第１の液体を供給するための第１の共通液室と、前記第２の液流路の複数に第２の液体を供給するための第２の共通液室とが配されている。
【００４５】
好ましくは、前記第２液体の気泡発生時に生ずる案内路内への伝わる圧力を抑制するための圧力吸収機構が、前記第２液流路に配されている。
【００４６】
好ましくは、前記圧力吸収機構は弁と、該弁の回動を規制するための規制部とを有する。
【００４７】
好ましくは、前記圧力吸収機構は、可撓性膜で構成されている。
【００４８】
好ましくは、前記第２液流路と前記案内路との間に狭窄部を有する。
【００４９】
好ましくは、前記第１の液流路に供給される液体と前記第２の液流路に供給される液体とが同じ液体である。
【００５０】
好ましくは、前記第１の液流路に供給される液体と前記第２の液流路に供給される液体とが異なる液体とである。
【００５３】
好ましくは、前記第２流路の形状は、発熱体の上流と下流で狭窄部を有する形状である。
【００５９】
好ましくは、前記可動部材の変位によって前記気泡を、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液体を吐出する。
【００６１】
本発明にもとづく液体吐出方法は、気泡の発生によって液体を吐出する液体吐出方法において、
吐出口に連通した第１液流路と、液体に熱を加えることで該液体に気泡を発生させる発熱体を有するとともに該発熱体の上流側から前記発熱体につながる内壁が形成された供給路を有し該供給路の内壁に沿って液体を前記発熱体上に供給する第２液流路と、発熱体に面して設けられ、自由端を備えた可動部材と、を有し、前記可動部材が定常状態の位置にあるときには前記第１液流路と前記第２液流路とが前記可動部材を含む分離壁により分離されているヘッドを用い、
前記第２液流路内の前記発熱体上の液体を前記第２液流路に連通する案内路を用いて流動させるとともに、
前記発熱体を駆動させることで気泡の発生に伴い発生する圧力に基づいて前記可動部材を前記定常状態の位置から前記第１液流路側に変位させて前記第２液流路の前記発熱体上の領域を前記第１液流路に開口させることで液体を吐出することを特徴とする液体吐出方法である。
【００６３】
上記の液体吐出方法は、好ましくは、前記第２液流路の液体を循環させる。
【００６４】
さらに、好ましくは、前記第１の液流路と、前記第２の液流路とが複数対配されており、該複数の第２液流路同士は直列に接続されており、前記液体は前記第２液流路のそれぞれを順に流れる。
【００６５】
あるいは、前記第１の液流路と前記第２の液流路とが複数対配され、該複数の第２液流路同士は並列に接続されており、前記液体は第２液流路内を並列に流れる。
【００７１】
好ましくは、前記第１の液流路に供給される液体と前記第２の液流路に供給される液体とが同じ液体である。
【００７２】
好ましくは、前記第１の液流路に供給される液体と前記第２の液流路に供給される液体とが異なる液体である。
【００７３】
好ましくは、前記第２の液流路に供給される液体は、前記第１の液流路に供給される液体に比べ、低粘度性、発泡性、熱安定性の少なくとも１つの性質で優れている液体である。
【００７４】
好ましくは、記録動作中もしくは、非記録動作中に第２液流路中の液体を流動させる。
【００７６】
本発明にもとづくヘッドカートリッジは、上記液体吐出ヘッドと、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。
【００８９】
また、本発明にもとづく液体吐出装置は、気泡の発生によって液体を吐出する液体吐出装置において、上記の液体吐出ヘッドと、該液体吐出ヘッドから吐出された液体を受ける被記録媒体を搬送する被記録媒体搬送手段とを有することを特徴とする液体吐出装置である。
【００９０】
好ましくは、前記液体吐出ヘッドの前記第２液流路に液体を循環させるための循環路を有する。
【００９１】
好ましくは、前記循環路中で液体を強制流動させるための強制流動手段を有する。
【００９６】
好ましくは、記録動作中もしくは非記録動作中に第２液流路の液体を流動させる。
【０１０１】
本発明の上述した構成および方法によって次のような効果を得ることができる。
【０１０２】
第１に、従来のバブルジェット技術における吐出効果を飛躍的に高めると共に可動部材の耐久性を向上させることができる。
【０１０３】
第２に、従来のバブルジェット技術における発熱体のキャビテーションによる破壊モードに対し大幅な耐久性を得ることができる。
【０１０４】
第３に、従来のバブルジェット技術における駆動周波数限界の原理を改良し飛躍的に応答周波数を向上させることができる。
【０１０５】
第４に、高速記録に対応した多ノズル化高駆動周波数によって液体吐出不安定要因となるヘッドの温度上昇を抑えることができる。
【０１０６】
第５に、液体吐出不良や不安定となる液路中に析出する気泡を効果的に除去し、液体吐出信頼性を大幅に向上させることができる。
【０１０７】
本発明のその他の効果については、各実施例の記載から理解される。
【０１０８】
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。
【０１０９】
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。
【０１１０】
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。
【０１１１】
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。
【０１１２】
さらに、本発明でいう可動部材の「自由端部」とは可動部材の下流側端部である自由端およびその近傍を含み、また可動部材の下流側の角近傍を含むものを意味している。
【０１１３】
さらに、本発明でいう可動部材の「自由端領域」とは可動部材の下流側端部である自由端自体、あるいは自由端側端、自由端と側端を合わせた領域のいずれかを意味している。
【０１１４】
【発明の実施の形態】
（原理説明）
以下、図面を参照して本発明に適用される吐出原理について説明する。
【０１１５】
図１は、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。
【０１１６】
図１の液体吐出ヘッドは、液体を吐出するための吐出エネルギ発生素子として、液体に熱エネルギを作用させる発熱体２（図２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。
【０１１７】
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。
【０１１８】
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。
【０１１９】
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、液体に米国特許第４，７２３，１２９号明細書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。
【０１２０】
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一つは、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。
【０１２１】
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ＶB として示した。
【０１２２】
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直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 〜Ｖ4 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。
【０１２３】
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の圧力が直接的効率よく吐出に寄与することになる。
【０１２４】
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。
【０１２５】
次に、図１に戻って、本発明に適用される液体吐出ヘッドの吐出動作について詳しく説明する。
【０１２６】
図１（ａ）は、発熱体２に電気エネルギ等のエネルギ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。
【０１２７】
図１（ｂ）は、発熱体２に電気エネルギ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、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。
【０１２８】
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）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。
【０１２９】
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。
【０１３０】
このように気泡４０の成長に応じて可動部材３１が徐々に変位してゆくことで気泡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。
【０１３１】
図１（ｄ）は気泡４０が、前述した膜沸騰後、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。
【０１３２】
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。
【０１３３】
以上、気泡の発生を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。
【０１３４】
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の吐出口側と第２液流路１６の共通液室１３側から流れ込む。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）。
【０１３５】
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おお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。
【０１３６】
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を可動部材の第１１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とまり、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。
【０１３７】
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。
【０１３８】
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、本構成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。
【０１３９】
このように本発明に適用される上述した構成は、第２液流路１６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要請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。
【０１４０】
本発明に適用される構成においては、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。発熱対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。本構成においては、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性の向上をさらに図っている。
【０１４１】
次に、更なる特徴的な構造と効果について、以下に説明する。
【０１４２】
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。
【０１４３】
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、本構成では、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。
【０１４４】
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。
【０１４５】
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に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の位置への復帰することで、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、本構成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。
【０１４６】
ところで、可動部材３１の自由端３２と支点の位置は、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。
【０１４７】
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、この圧力およ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。
【０１４８】
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。
【０１４９】
また、本構成においては、可動部材３１の自由端が瞬間的に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と考えられる。
【０１５０】
＜実施例１＞
以下、図面を参照して本発明の液体吐出ヘッドの構造について説明する。
【０１５１】
本実施例においても、主たる液体の吐出原理については先に説明したと同じであるが、実施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、種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。
【０１５２】
図６は、本実施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７はこの液体吐出ヘッドの部分破断斜視図を示している。
【０１５３】
本実施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を与える発熱体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と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。
【０１５４】
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。
【０１５５】
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。
【０１５６】
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。
【０１５７】
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６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３５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が位置する片持梁状の可動部材３１となっている。この可動部材３１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液流路側に向けて開口するように動作する（図中矢印方向）。この際に、可動部材の支点側よりも自由端が移動し易い環境となっているため、自由端が気泡の成長に追従して移動し、気泡を無駄なく吐出口へ導くことができる。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（不図示）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。
【０１５８】
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、先の説明と同様である。
【０１５９】
また、先の説明では、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、本実施例においても第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。
【０１６０】
また、本実施例は、可動壁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動作原理の説明と同じである。
【０１６１】
図８に、本実施例の２流路構成における第２流路の構成を示す。
【０１６２】
図９は図８で示される第２流路の発熱体近傍の構造を斜視図で示したものである。なお、第２液流路の上には前述したようにそれぞれ発熱体に対応して、可動部材や第１液流路とが配されている。
【０１６３】
本実施例である図８においては発熱体２が配された各第２液流路１６がそれぞれ直列に接続されて蛇行する１本の液流路を形成している。その液流路の両端となる第１導入出路１１４および第２導入出路（この実施例では液体を導出するための案内路となっている）１１５は循環系路１１０で接続され、ループ状の液循環路を構成している。なお、本実施例においては、第１導入出路１１４、第２導入出路１１５、循環系路１１０で案内路を構成している。循環系路１１０の途中には循環系路中の液体を循環させ、第２液流路１６中の液体を流動できるように強制流動手段としてのポンプ１１１が配されている。
【０１６４】
このポンプ１１１によって、Ａ方向に流動する液体は循環系路１１０から第１導入出路１１４を経て第２液流路１６に送られ、各第２液流路１６中を直列に蛇行して流れ、第２導入出路１１５から循環系路１１０を経て再度ポンプに戻る。ここで、液循環路は後述するような第２共通液室１７を経由した構成であってもよい。
【０１６５】
また、１１２は循環系路１１０の途中もしくは第２共通液室１７には第２液流路１６への液体補充用の第２液体供給部であり、第１液流路の液体を吐出する際にわずかに消費されたような場合に、第２液流路１６中へ必要な液体を供給することができる。
【０１６６】
また、例えば図６で示したような第１液流路１４の液体と第２液流路１６の液体を同一のものを使用する際には第２液体供給部１１２のかわりに分離壁３０の少なくとも一部を連通させるための連通部（図示せず）を設けてもよい。
【０１６７】
本実施例のさらに詳しい説明をする。
【０１６８】
図１０（ａ），（ｂ）は本実施例である図８の液吐出ノズル近傍の断面図である。
【０１６９】
基本的構造は動作原理説明における図１と同じであるが、図１０（ａ），（ｂ）の第２液流路１６は上流側と下流側が循環系をなすように接続された図９の構成となっている。可動部材３１は先の動作原理説明で示すように気泡により第１液流路１４側に変位するため、長期にわたって繰り返し動作をさせ続けた場合、可動部材３１の支点部３３にわずかではあるが、図１０（ａ）で示すひずみｄが生じる。これは、長期にわたって動作させた場合に生じるもので、極めて長寿命の液体吐出ヘッドを必要とする場合の問題となり得る。
【０１７０】
ここで、図８のポンプ１１１により第２液流路１６の液体を図１０（ｂ）の流れＳのように流動させると、第２液流路１６の圧力は第１液流路１４内の圧力よりも小さくなる。これはいわゆるピトー管の動作原理と同じ原理によって生ずるものであり、可動部材３１はＰ方向に力を受けることになり、この力はひずみｄを修正する方向に働く。
【０１７１】
従って、第２液流路１６内の液を流動させることで、可動部材３１のひずみｄを修正し、ヘッドを長期間使用しても安定した性能を維持することができる。
【０１７２】
また、案内路としての循環系路１１０の断面積を第２液流路１６の断面積より大きくすることや本実施例においての各第２液流路１６を直列に接続することで第２液流路１６の流速を高められ、上述した効果を有効に発生させることができる。
【０１７３】
したがって、このような歪みｄが発生する場合のみ、強制液体流動を行うようにしても良い。
【０１７４】
＜実施例２＞
図１１は図８の構成において第２液流路１６の接続を変形した例で、各可動部材３１ごとの自由端３２と支点３３の位置関係に対し、第２液流路１６中の液の流動方向を同じ方向になるようにしたものである。なお、本実施例においても、第１導入出路１１４、第２導入出路１１５、循環系路１１０で案内路を構成している。
【０１７５】
可動部材の形状によっては可動部材３１の自由端３２と支点３３の位置関係に対しての流動方向が反対になることで、第１液流路１４内と第２液流路１６内の圧力差が異なるような場合があるが、本実施例の構成によれば、各可動部味３１に対し流動が同条件で働くため、可動部材３１のひずみｄを同一に修正をかけることができ、各ノズルでの吐出性能のバラツキを防ぐことが可能である。
【０１７６】
＜実施例３＞
図１２は図８の構成において第２液流路１６の接続を変形した例である。
【０１７７】
図１３は図１２の発熱体２近傍の第２液流路の斜視図である。
【０１７８】
本実施例は、各第２液路において吐出口へ向かう液体の流れの上流側どうしと下流側どうしを各々接続した流路形状の並列接続構成である。その他の部分は実施例１での構成と同様で上流側どうしを接続した流路部分は第１導入出路１１４で循環系路１１０と接続し、下流側どうしを接続した流路部分は第２導入出路１１５で循環系路１１０と接続しており循環系路１１０中に強制流動手段としてのポンプ１１１があり、第２液流路中の液を流動させることができる。なお、本実施例においては、第１導入出路２６，１１４、第２導入出路２７，１１５、循環系路１１０で案内路を構成している。
【０１７９】
本実施例の構成においても前述した実施例の効果を得られるものであるが、特に次に説明することについて有効な効果が得られる。
【０１８０】
図１４（ａ）〜（ｄ）は液吐出動作における発熱体２による発泡と消泡までのサイクルであり、第２流路１６が図１２のような循環流路をなしているものである。発泡から図１４（ｃ）のような状態の消泡までの時間は通常十数μｓｅｃ〜数十μｓｅｃ程度を要するが、図１４（ｃ）の時点で発熱体２近傍には残留気泡４１が存在する。これは従来のバブルジェットヘッドにおいても同様に存在するもので、発泡される液体に溶け込んでいた気体が加熱された際に析出した気泡等によるもので、これが再び液体に溶け込むまでの時間は数百μｓｅｃ〜数ｍｓｅｃにおよぶときもある。この残留気泡４１が存在するうちに次の液吐出動作を開始することもできるが、この残留気泡４１が多くあればあるほど、発熱体２による加熱発泡の際の気泡４０の大きさにバラツキが生じたり、残留気泡４１が気泡４０の発泡圧力を吸収する等の現象で吐出安定性や吐出効率が低下することがあることが知られている。しかしながら、図１４（ｄ）のように本発明の循環液路構造とポンプによって第２液流路内の液をＳ方向に流動させることで発熱体２近傍の残留気泡４１を発熱体２上の残留気泡４１を除去し液状態をより早く初期状態にすることができるため、次の発泡動作を開始するまでの時間を短縮しても安定した吐出性能を実現することができる。この効果については、前述した実施例の構成においても可能であるが、本実施例の構成は制御の自由度という意味では極めて有効である。また、第２液流路１６中の液流動は図１４（ｃ）の消泡時点の直後でもよいが、図１４（ｂ）〜（ｃ）の液吐出動作中であっても同様な効果は得られる。さらに、ポンプ１１１を反対方向に動作させることで流動方向Ｓに対し反対方向に流動させることでも同様な効果を得ることができる。
【０１８１】
特に、液吐出動作中に流動させることで次のような効果も得られる。図１５（ａ）〜（ｄ）は液吐出動作サイクルにおける消泡時の瞬間の状態を示すものである。図１５（ａ）においては液吐出動作中の第２液流路１６中の流動がない場合である。この場合、気泡の消泡する位置はほぼ同じであり、本実施例のノズル構成においては発熱体２上である。従って、消泡時に発生するキャビテーションによる発熱体２上のダイメージもほぼ同じ場所に受けるため、長期的に動作させると最終的にその部分で発熱体２またはその保護膜が破壊する。図１５（ｂ）〜（ｄ）において、吐出動作中に第２液流路１６の液をポンプ１１１により流動させることでこの前記消泡位置を変えることができる。図１５（ｂ）は流動方向Ｓにより消泡位置は吐出方向の流れに対し下流側に移動し、図１５（ｃ）では液流動方向Ｓにより上流側に移動する。このように液吐出動作中に循環系路１１０およびポンプ１１１により第２液流路中の液を流動また流動量や方向を変化させることで消泡場所を分散させ発熱体２へのキャビテーションダメージを分散せしめ、発熱体の寿命を延ばすことができる。さらに図１５（ｄ）では流動量を大きくすることで、消泡位置を発熱体２上から外へ移動せしめ、発熱体２のキャビテーションダメージをほとんどなくすことができる。これらにより発熱体２のキャビテーションによる破壊モードは少なくなり、発熱体の寿命を飛躍的に延ばすことができた。
【０１８２】
＜実施例４＞
図１６に、循環系路１１０における他の構成である実施例４の説明をする。本実施例において循環系路１１０は第２共通液室１７を経由している構成となっている。ポンプは第１導入出路１１４側と、第２導入出路１１５側にそれぞれポンプ１１１ａ、ポンプ１１ｂが配されている。その他に関しては、実施例３の構成と同様であるので詳細説明は省略する。
【０１８３】
本構成において、循環系路１１０が第２共通液室１７を経由していることで第２液流路中の液体の状態をより均一化できる。たとえば、第２液流路１６には発熱体２が配されているため、液吐出動作におけるこの近傍の温度上昇が著しい。これにより第２液流路１６内の液体は粘度等の物性などが変化し、吐出状態を不均一にする場合がある。ポンプ１１１ａまたは１１１ｂにより循環系路１１０中の液体を循環させると、第２共通液室１７の液容積が第２液流路１６内の液容量にくらべ大きいため全体の液状態が均一化され吐出性能が安定化する。
【０１８４】
循環液路はヘッド内に配されていても良いが、ヘッド外へチューブ等を用いて構成してもよい。
【０１８５】
＜実施例５＞
図１７に実施例５の構成を示す。基本的には図１２の構成において循環系路１１０の途中または循環路を構成する途中に熱交換機能を有する熱変換手段を設けている。他の部分に関しては図１２と同様であるので説明は省略する。
【０１８６】
本実施例では１つの例として液体の熱を外部に放出する放熱作用を持つフィン１１７を設けた。バブルジェットヘッドは、液体を加熱発泡させ、その発泡圧力によって液体を吐出させる方式であるため、発熱体２の温度によってヘッド自身と吐出に使用される液体の温度が上昇し、吐出量が変化する等の液吐出の安定性を低下させる要因となりうる。特に、最近の技術動向として印字速度を高めるために多ノズル化や高周波数駆動等の展開が挙げられ、液吐出安定性を著しく悪くしている。本実施例は、そういった温度上昇を助長する要因に対し、記録動作中または記録動作直前直後に循環系路１１０とポンプ１１１により発熱体２近傍の液を移動せしめフィン１１７により効率よく放熱することができ、液吐出安定性を高めることができる。本実施例としての非常に効率的に液吐出安定を実現できるポイントとして次の事項が挙げられる。
【０１８７】
まず、吐出特性を直接的に左右する液自身、特に従来構造上放熱しずらい発熱体近傍の液を直接フィン１１７へ輸送して放熱すること。また、発熱体２自身を液で冷却すること。さらに吐出動作中にも液循環することで放熱をすること等で、従来では成し得なかった非常に効率の良い放熱による吐出安定化技術を確立した。
【０１８８】
ところで、上述したのはヘッド自身の放熱に関する技術であるが、同様な構成のフィン１１７に加熱ヒータ１１８を設けることで次のような加熱効果も得られる。すなわち、低温環境下で逆に吐出量が少なくなったり不吐出ノズルが発生したりする現象に対し加熱ヒータ１１８でフィン１１７を加熱し、発泡に直接寄与する液の温度を直接上昇して発熱体まで送り込むことができるため、上述した放熱での効果ポイントの同様な効果が効率よく得られる。しかも循環させながらの加熱作用のため液が局部的に上昇し気泡が発生することがなく短時間で適温に至らせることができる。
【０１８９】
以上説明した本実施例において、フィン１１７はより効率を高めるために液と接する面にフィンや凹凸形状を有する表面積が大きくなる手法が施してある。また、温度を適度に制御するために、循環系路１１０等に温度検知素子（図示せず）を設けてもよい。
【０１９０】
＜実施例６＞
図１８に実施例６の構成を示す。
【０１９１】
本実施例は図１２で示される構成で循環系路１１０の途中に気泡溜め１１９および小孔部１１８を配したものである。図１２と同じ構成の部分は前述した説明と同様なので省略する。
【０１９２】
液路中すなわち第２液流路１６や第２共通液室２６や循環系路１１０で長期放置等で液体上に溶存している気泡が析出してくることがある。その際、循環系路１１０で液体を循環させることで析出した気泡を輸送し気泡を所定の場所にトラップし、気泡による不吐出や吐出の乱れを防ぐことができる。気泡溜め１１９や小孔１８００（フィルタ）は気泡をトラップする機能をもつ。いま第２液流路１６で発生した気泡をポンプ１１１で液循環させ小孔１８００まで輸送する。小孔１８００は吐出不安定な影響を与えない程度で、小気泡が通過する大きさである。このような気泡を気泡溜め１１９にトラップする。気泡溜め１１９に収容された気泡は周知の方法等でヘッド外へ除去すればよい。本実施例によって無駄に液体を捨てる回数を極力少なくし良好な吐出状態を保つことが可能となった。
【０１９３】
＜実施例７＞
図１９に、本発明の他の実施例の構成を示している。
【０１９４】
本実施例は、循環系路を有さず、２つの液収納部１５０を各導入出路に接続している例を示したものである。例えばまず始めに液収納部１５０Ａの液体を強制流動手段であるポンプ１１１によって液収納部１５０Ｂに流動させるが、この時各第２液流路１６においては導入出路１１５，２７側から導入出路２６，１１４側に液体が流動する。
【０１９５】
また、液収納部１５０Ａの液体が空になるか少なくなるとポンプ１１１の動作を切り換え、液体を液収納部１５０Ｂから液収納部１５０Ａの方向に逆転流動させる。
【０１９６】
図２０はこのような本実施例の改良形を説明するためのものであり、上述の液収納部１５０Ａと１５０Ｂとが接続部１５１から切り離せる構成となっている。
【０１９７】
従って、液収納部１５０Ａの液体を液収納部１５０Ｂに流動させた後に収納部Ａ，Ｂを取り除き交換することができる。このことで常に一方向へ液体を流動させることができる。
【０１９８】
以下に本発明に適用しうる態様例について説明する。
【０１９９】
（第２液流路形状）
図２１は、上述の可動部材３１と第２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近傍を上方から視た図であり、（ｂ）は分離壁を外した第２液流路１６を上方から視た図である。そして、（ｃ）は可動部材３１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の配されている前面側である。
【０２００】
本実施例の第２の液流路１６は前述のように発熱体２の吐出口に近い端部と反対側の端部近傍に狭窄部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。
【０２０１】
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。
【０２０２】
しかし、本実施例の場合、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。
【０２０３】
図２２は、循環液流路を構成している第２液流路に対して狭窄部の構成を示した斜視図である。
【０２０４】
図２３に、発熱体と循環系の一寸法例を示すが、寸法、形状ともこれに限定したものでなく、発熱体面に対し水平方向への放圧を阻止し垂直方向に発泡圧を伝えやすく、かつ、気泡形成液がリフィルしやすい形状であればよい。
【０２０５】
例えば、第２液流路の流入側、流出側の発熱体幅よりも狭い部分にテーパーをつけて、気泡形成液がリフィルしやすくしたり、第２液流路内の形状を気泡に合わせて楕円状にする。
【０２０６】
このように、本実施例では、第２液流路の発熱体２の吐出口に近い端部と反対側端部の近傍の流路形状を他の流路幅よりも狭くすることにより、可動部材に発泡圧を伝えやすくなり、吐出効率を上げることが可能となる。なお、第２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よい。
【０２０７】
上記狭窄部は、発泡流路が複数個並列されるその並列方向に搾られた狭窄部９を吐出流路の始端と終端付近に対応した位置に配したが、これは発熱体２の近傍の流路方向前後位置に配するようにしてもよい。また、狭窄部９に挟まれる発泡流路の長さは、発熱体２の液体流れ方向長さの１．５〜２倍程度であるのが望ましい。さらに、狭窄部９の搾り具合は、発泡流路の幅の１／４〜１／２程度が好ましい。この実施例では、１０μｍとしているけれども、もちろんこれに限定されるものではない。また、狭窄部９は上述の並列方向に直交する方向に搾るようにしてもよい。
【０２０８】
＜圧力波吸収機構＞
第２液流路内での発泡に伴う圧力波が、第２液流路外の循環系路に伝わるのを抑制することで、リフィルを行い易くするために、第２液流路の上流側に圧力波吸収機構を設けた例を次に説明する。
【０２０９】
図２４は、圧力波吸収機構の一例を示す模式的断面図である。図中、矢印は圧力波の伝播される方向を示す。また、参照符号２４３０は弁、２４３１は弁の固定端を支点とした回動を所定の位置で抑えるためのストッパーである。
【０２１０】
上記弁２４３０およびストッパー２４３１の材質は耐溶剤性があるもので、特に弁２４３０の場合はある程度の応力があるもの、一方ストッパー２４３１は弁の衝撃に耐えうるものであればよい。例えば、これらの材料として、ニッケル，金，アルミ，シリコン，ガラス，ポリサルフォン，石英などが挙げられる。また、製造方法も材質および形状に合わせてメッキ，エッチング，パターニングなど適切な方法を選択する。
【０２１１】
このように、弁とストッパーを第２液体循環系内に形成することにより、発熱体面に対する水平方向への余剰圧力波を吸収することが可能となり、隣接した発熱体上への液室への影響がなくなった。
【０２１２】
図２５は、圧力波吸収機構の他の一例を示す模式的断面図である。図中、矢印は圧力波の伝播される方向を示す。この実施例の圧力波吸収機構は、先の実施例とは異なり、圧力波を吸収しやすい可撓性膜２５２２で、第２液流路の発熱体より上流側を部分的に覆う。この膜の材質としては、例えば、ポリカーボネイト樹脂，ポリフッ化ビニル樹脂，塩化ビニル樹脂，ポリフッ化ビニル樹脂，テトラフルオルエチレン樹脂，エチレン−酢ビ共重合樹脂，ポリウレタン樹脂，シリコーンゴム，天然ゴム，ＳＢＲ，チオールゴム，ＮＢ Ｒ，クロロプレンゴム，ネオプレンゴム等が挙げられる。
【０２１３】
本構造により発熱体面に対し水平方向への余剰圧力波を吸収することが出来、隣接した発熱体上の液室への影響がなくなった。
【０２１４】
＜可動部材および分離壁＞
図２６は可動部材３１の他の形状を示すものであり、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、（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２１（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、可動部材の形状は第２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。
【０２１５】
先の実施例においては、板状可動部材３１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。
【０２１６】
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、ポリカーボネー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有する樹脂、エポキシ樹脂等のエポキシ基を有する樹脂、メラミン樹脂等のアミノ基を有する樹脂、キシレン樹脂等のメチロール基を有する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。
【０２１７】
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、窒化珪素、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。
【０２１８】
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。
【０２１９】
なお、可動部材３１を形成するためのスリット３５の幅は本実施例では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、各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。
【０２２０】
＜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。
【０２２１】
図２７は本発明の液体吐出ヘッドの縦断面図を示したもので、（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。
【０２２２】
素子基板１上に第２液流路１６、分離壁３０、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。
【０２２３】
素子基板１上には、シリコン等の基体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窒化シリコン膜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 ）、窒化タンタル（ＴａＮ）、タンタルアルミ（ＴａＡｌ）等の電気抵抗層１０５（０．０１〜０．２μｍ厚）とアルミニウムの配線電極（０．２〜１．０μｍ厚）がパターニングされている。この２つの配線電極１０４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、酸化シリコンや窒化シリコン等の保護層を０．１〜２．０μｍ厚で形成し、さらにその上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。
【０２２４】
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）等の耐キャビテーション層として用いられる。
【０２２５】
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２７（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ンジュウム・タンタル・アルミ合金等が挙げられる。
【０２２６】
このように、前述の各実施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。
【０２２７】
本実施例においては、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。
【０２２８】
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。
【０２２９】
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２８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。前述の各実施例のヘッドにおいては、それぞれ電圧２４Ｖ、パルス幅７μｓｅｃ、電流１０ｍＡ、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。
【０２３０】
＜２流路構成のヘッド構造＞
以下に、第１，第２の液流路に液体を別供給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。
【０２３１】
図２９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、先の実施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。
【０２３２】
本実施例においては、溝付部材５０は、吐出口１８を有するオリフィスプレート５１（図２５においては截断除去しており、不図示である）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。
【０２３３】
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および各第２液流路を循環した液体が導出される液体導出路２９（図２９では不図示）を有している。
【０２３４】
第１の液体（吐出液）は、図２９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２９の矢印Ｄで示すように、第２液体供給路２１を経て、液導入路２６、次いで各第２液流路１６に供給されるようになっている。
【０２３５】
本実施形態例では、第２液体供給路２１や液体導出路２９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３０を貫通して、第２液流路１６側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。
【０２３６】
また、第２液体供給路２１や液体導出路の太さ（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。また、形状は丸形状である必要はなく、矩形状等でもよい。
【０２３７】
また、第２共通液室１７は、図３０で示す本実施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。
【０２３８】
本実施形態例では、アルミニ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。
【０２３９】
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を構成するすく数の溝と、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。
【０２４０】
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１７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１５に供給することができる。
【０２４１】
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、本実施形態例では、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。
【０２４２】
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。
【０２４３】
以上説明したように本実施例によれば、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の供給路と液体の導出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。
【０２４４】
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。
【０２４５】
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。
【０２４６】
＜吐出液体、発泡液体＞
先の実施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。前述の各実施例の内、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。
【０２４７】
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。
【０２４８】
一方、本発明の２流路構成のヘッドを用いた場合、吐出液体と発泡液とに別液体を用いることができ、発泡液の発泡を利用して吐出困難な吐出液体を吐出させることができる。このように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。
【０２４９】
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。
【０２５０】
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。
【０２５１】
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。
【０２５２】
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ことができる。
【０２５３】
染料インク（粘度２ｃｐｓ）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ｃｐｓ粘度の液体はもちろん１５０ｃｐｓという非常に高い粘度の液体で良好に吐出でき、高画質な記録物を得ることができた。
【０２５４】
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１５ｃｐｓ）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５５ｃｐｓ）の組成
ポリエチレングリコール２００ １００重量％
吐出液３（粘度１５０ｃｐｓ）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られにくかった。しかし、上述の実施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、液滴の着弾精度の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させることができた。
【０２５５】
＜液体吐出ヘッドカートリッジ＞
次に、上記実施形態例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。
【０２５６】
図３１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。
【０２５７】
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３０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と溝付部材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。
【０２５８】
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。
【０２５９】
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。
【０２６０】
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８３，７１，２０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８４，７１，２１を介して第２液室に供給される。なお、本実施例においては、ヘッド内で液体の循環をさせている。
【０２６１】
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。
【０２６２】
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。また、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。
【０２６３】
＜液体吐出装置＞
図３２は、前述の液体吐出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。本実施例では、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。
【０２６４】
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媒体が吐出される。
【０２６５】
また、本実施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。さらに、ヘッドに液体を送出すると共に、ヘッドから液体を受け取ることで、液体を循環させるための循環ポンプ１１１が設けられており、ヘッドとはチューブ１１３で接続されている。この記録装置およ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。
【０２６６】
図３３は、本発明の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装置を動作させるための装置全体のブロック図である。
【０２６７】
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。
【０２６８】
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。また、ＣＰＵは液体を循環させるためのポンプを駆動する信号をポンプドライバ３０９に出力し、この出力信号に基づいてポンプが駆動され、液体の循環が成される。
【０２６９】
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。
【０２７０】
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、また布帛に記録を行う捺染装置等をも含むものである。
【０２７１】
またこれらの液体吐出装置に用いる吐出液としては、それぞれの被記録媒体や記録条件に合わせた液体を用いればよい。
【０２７２】
＜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。
【０２７３】
図３４は、前述した本発明の液体吐出ヘッド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。本実施例における液体吐出ヘッドは、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つのヘッドをホルダ１２０２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。
【０２７４】
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。
【０２７５】
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。
【０２７６】
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。
【０２７７】
符号２０６は、先の各実施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３０５に接続された駆動用ローラにより駆動される。また、液体の循環はポンプドライバ３０９に接続されたポンプによって成される。
【０２７８】
本実施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。
【０２７９】
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ごみが付着しやすく、このごみ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。
【０２８０】
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。
【０２８１】
なお、本実施例では、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。
【０２８２】
次に、本発明の液体吐出ヘッドにインクを供給することで記録ヘッドとして用いた場合に、第２液流路に液体を循環させる時のシーケンスについて説明する。図３５ないし図３８は、このような第２液流路液体の循環シーケンスのフローを示したものである。
【０２８３】
前述したように、液体を循環させるためのポンプの駆動制御や記録動作は各ドライバを介して、ＣＰＵによって成されるが、図３５記録装置本体の電源をＯＮした後、記録開始までのシーケンスを示すもので、ステップ３０１で電源をＯＮした後、ステップ３０２でポンプをＯＮし、ヘッド内の第２液流路内の液体の状態を均質にするために所定時間液体を循環させる。その後ポンプの駆動をＯＦＦし（ステップ３０３）、記録動作に入る（ステップ４０４）。このようなシーケンスによって、記録開始前の第２液流路内の液体の状態を良好にでき、安定した記録動作に入ることができる。
【０２８４】
図３６、記録と記録の間の待機中に液体を循環させるシーケンスで、記録信号を受けて（ステップ３１０）記録を行った後（ステップ３１１，３１２）、ポンプをＯＮし（ステップ３１３）液体の循環を所定時間行う（ステップ３１４）。このように、記録待機中に液体を循環させることで次の記録をさらに良好に行うことができる。
【０２８５】
図３７、記録終了後（ステップ３２０）に所定時間液体を循環させるようにし（ステップ３２１，３２２）、前述した効果を得るものである。
【０２８６】
図３８、記録動作中に液体を循環させるもので、（ａ）は記録信号を受けて（ステップ３４０）から記録を開始する（ステップ３４２）との間でポンプをＯＮし（ステップ３４１）第２液流路内の液体を循環させながら記録を行い記録終了後（ステップ３４３）、ポンプ動作をＯＦＦする（ステップ３４４）。
【０２８７】
一方、（ｂ）においては、記録信号を受ける（ステップ３５１）に先立ってポンプの動作をＯＮし（ステップ３５０）、液体を循環させながら記録を行う（ステップ３５３）。
【０２８８】
このように記録中に第２液流路の液体を循環させることで、記録時に発生した熱を受けた液体を順に入れ替えることができると共に、前述した効果を得ることができる。
【０２８９】
なお、各シーケンスにおいて液体を流す量や速度を可変としても良い。
【０２９０】
＜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３９、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。
【０２９１】
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。
【０２９２】
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。
【０２９３】
なお、本実施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。
【０２９４】
また、この図３９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。
【０２９５】
【発明の効果】
以上説明したように、発生した気泡によって自由端を有する可動部位を変位するというヘッド構成に気泡発生領域の液体を流動させるための案内路を設けたことによって、次のような効果を得ることができた。
【０２９６】
すなわち、吐出効率を向上させるとともに、可動部材や発熱体の耐久性を大幅に向上させることができた。また、従来のバブルジェット技術ではなし得なかった応答周波数を向上させ、かつ安定されることができた。さらに、液路中の気泡を効果的に除去し液体吐出の信頼性を向上させることができた。
【０２９７】
また、これらの効果を第２液流路内の液を無駄に消費することなく得られることで大幅にランニングコストを下げることにもなった。
【０２９８】
上述したような効果に加え、可動部材を用いる新規な吐出原理に基づく本発明の液体吐出方法、ヘッド等によると、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を得ることができ、吐出口近傍の液体を効率よく吐出できるため、従来のバブルジェット方式の吐出方法、ヘッド等に比べて吐出が吐出効率を向上できる。
【０２９９】
また、本発明の特徴的な構成によれば、低温や低質で長期放置を行った場合であっても不吐出になることを防止でき、仮りに不吐出になっても予備吐出や吸引回復といった回復処理をわずかに行うだけで正常状態に即座に復帰できる利点もある。これに伴い、回復時間の短縮や回復による液体の損失を低減でき、ランニングコストも大幅に下げることが可能である。
【０３００】
また、特に本発明のリフィル特性を向上した構成によれば、連続吐出時の応答性、気泡の安定成長、液滴の安定化を達成して、高速液体吐出による高速記録また高画質記録を可能にすることができた。
【０３０１】
また、２流路構成のヘッドにおいて発泡液として、発泡しやすい液体や、発熱体上への堆積物（こげ等）が生じにくい液体を用いることで、吐出液の選択の自由度が高くなり、発泡が生じにくい高粘性液体、発熱体上に堆積物を生じやすい液体、さらに熱に弱い液体等、従来のバブルジェット吐出方法で吐出することが困難であった液体についても良好に吐出することができた。
【０３０２】
さらに熱に弱い液体等も、この液体に熱による悪影響を与えず吐出することができた。
【０３０３】
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。
【０３０４】
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装置や記録システム等を提供することができた。
【０３０５】
また、本発明のヘッドカートリッジやヘッドキットを用いることで、ヘッドの利用、再利用を容易に成すことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の前提となる液体吐出原理を説明するための図である。
【図２】図１の液体吐出ヘッドの部分破断斜視図である。
【図３】従来の液体吐出ヘッドにおける気泡からの圧力伝搬を説明するための図である。
【図４】本発明の前提となる液体吐出原理における気泡からの圧力伝搬を説明するための図である。
【図５】本発明の前提となる液体吐出ヘッドにおける液体の流れを示すための模式図である。
【図６】本発明における液体吐出ヘッドの断面図である。
【図７】本発明における液体吐出ヘッドの断面斜視図である。
【図８】本発明の第２液流路が直列接続された循環系路を説明するための断面図である。
【図９】第２液流路の直列接続状態を示すための斜視図である。
【図１０】本発明の作用を説明するための模式図である。
【図１１】本発明の第２液流路が直列接続されたその他の循環系路を説明するための断面図である。
【図１２】本発明の第２液流路が並列接続された循環系路を説明するための断面図である。
【図１３】第２液流路の並列接続状態を示すための斜視図である。
【図１４】本発明の作用を説明するための模式図である。
【図１５】本発明の作用を説明するための模式図である。
【図１６】案内路中に２つのポンプを有する例を説明するための模式図である。
【図１７】案内路中に熱変換手段を配した例を説明するための模式図である。
【図１８】案内路中に気泡溜め部を配した例を説明するための模式図である。
【図１９】液収納部を有する形態を説明するための模式図である。
【図２０】液収納部が着脱可能な形態を説明するための図である。
【図２１】第２液流路と可動部材との配置関係を説明するための図である。
【図２２】第２液流路の形状を説明するための斜視図である。
【図２３】第２液流路の形状を説明するための図である。
【図２４】 圧力波吸収機構の一例を示す模式図である。
【図２５】 圧力波吸収機構の他の一例を示す模式図である。
【図２６】可動部材の形状を説明するための図である。
【図２７】本発明の液体吐出ヘッドの縦断面図である。
【図２８】駆動パルスの形状を示す模式図である。
【図２９】本発明の液体吐出ヘッドの供給路を説明するための図である。
【図３０】本発明の液体吐出ヘッドの分解斜視図である。
【図３１】液体吐出ヘッドカートリッジの分解斜視図である。
【図３２】液体吐出装置の概略構成図である。
【図３３】記録装置のブロック図である。
【図３４】液体吐出記録システムを示す図である。
【図３５】電源投入後の液体循環フローを説明するための図である。
【図３６】記録前の液体循環フローを説明するための図である。
【図３７】記録後の液体循環フローを説明するための図である。
【図３８】記録動作時の液体循環フローを説明するための図である。
【図３９】ヘッドキットの模式図である。
【図４０】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 液体供給路
１３ 共通液室
１４ 第一液流路
１５ 第一共通液室（共通液室）
１６ 第二液流路
１７ 第二共通液室（共通液室）
１８ 吐出口
１９ 狭搾部
２０ 第一液供給路（吐出液供給路）
２１ 第二液供給路（発泡液供給路）
２６ 第一導入路
２７ 第二導入路
２９ 液体導出路
３０ 分離壁
３１ 可動部材
３２ 自由端（自由端部分）
３３ 支点（支点部分）
３４ 土台（支持部材）
３５ スリット
４０ 気泡
４１ 残留気泡
５０ 溝付部材
７０ 支持体
７８ 押さえバネ
８０ 液体容器
９０ 液体供給部材（液体タンク部）
１１０ 循環系路
１１１ ポンプ
１１２ 第２液体供給部
１１４ 第１導入路
１１５ 第２導入路
１１７ フィン
１１８ 加熱ヒータ
１１９ 気泡溜め
１５０ 被記録媒体
２００ 液体吐出ヘッド部（ヘッド）
２０１ 液体吐出ヘッド
３００ ホストコンピュータ
１８００ 小孔
２４３０ 弁
２４３１ ストッパー
２５２２ 可撓性膜
【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、液体吐出方法および記録方法に関する。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ヘッドキットに関する。
【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。もしくは、気泡の発生を利用して可動部材を変位させて液体を吐出する液体吐出方法を記録方法に関する。
【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、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、米国特許第４，７２３，１２９号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】
このような記録方法によれば、品位の高い画像を高速、低騒音で記録することができると共に、この記録方法を行うヘッドではインクを吐出するための吐出口を高密度に配置することができるため、小型の装置で高解像度の記録画像、さらにカラー画像をも容易に得ることができるという多くの優れた点を有している。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に利用されるに従って、次のような様々な要求が近年さらに高まっている。
【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４０（ａ），（ｂ）に示すものが、特開昭６３−１９９９７２号公報等に記載されている。これら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、すなわち液室４１２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４０（ａ），（ｂ）に示す発明は、素子基板４００上の発熱素子４０２が形成する気泡の発生領域よりも離れ、かつ発熱素子４０２に関して吐出口４１１とは反対側に位置する弁４１０を開示する。
【００１２】
図４０（ｂ）においては、この弁４１０は、板材等を利用する製造方法によって、流路４０３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４０３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４１０によって抑制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４１０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４０３内に発生した時点では、図４０（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４０３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気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液体（発泡液）と吐出する液体（吐出液）とを別液体とし、発泡液の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、米国特許第４，４８０，２５９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、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。
【００１８】
また、可撓性膜の変形量が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ことがあった。
【００１９】
【発明が解決しようとする課題】
本発明者らは、上述の課題に鑑み、バブルジェット技術における液滴吐出の原理に立ち返り、気泡の成長を利用した新規な液体吐出方法および該方法に用いるヘッド等を提供すべく鋭意研究を行った。この結果、気泡の成長方向を液流路内に設けた可動部材で制御することで、吐出力や吐出効率等を飛躍的に向上させることができ、さらに、従来吐出が困難であった液体をも良好に吐出することができることを見い出した。
【００２０】
本発明者たちは、上述した新規な吐出原理においてさらに発熱体上の液流を制御することにより、上述の画期的効果に加えて可動部材や発熱体の耐久性を向上させるとともにバブルジェット技術における吐出安定性や記録速度の向上等を極めて高くすることができた。
【００２１】
したがって、本発明は上記課題を解決し、以下の目的を達成する。
【００２２】
第１の目的は、発生した気泡の成長方向を制御する新規な液体吐出方法や液体吐出ヘッドを基に、吐出効率、吐出圧力の向上を図りつつ、可動部材や発熱体の耐久性の向上を図ることにある。
【００２３】
第２の目的は、上述の耐久性の向上が図られた液体吐出方法や液体吐出ヘッド等を提供することにある。
【００２４】
第３の目的は、液体吐出を安定化させると同時に、記録速度を向上させる液体吐出方法、液体吐出ヘッド等を提供することにある。
【００２５】
第４の目的は、発泡液路中に析出する気泡を除去し、吐出不安定や不吐出のない良好な記録画質を実現する液体吐出方法および液体吐出ヘッドを提供することにある。
【００２６】
【課題を解決するための手段】
本発明に基づく液体吐出ヘッドは、気泡の発生によって液体を吐出する液体吐出ヘッドにおいて、
吐出口に連通した第１液流路と、
液体に熱を加えることで該液体に気泡を発生させる発熱体と、該発熱体の上流側から前記発熱体につながる内壁が形成された供給路とを有し、該供給路の内壁に沿って液体を前記発熱体上に供給する第２液流路と、
発熱体に面して設けられ、前記発熱体が駆動されることで気泡の発生に伴い発生する圧力に基づいて前記第１液流路側に変位する自由端を有する可動部材と、
前記第２液流路内の前記発熱体上の液体を流動させるための案内路とを有する液体吐出ヘッドであって、
前記可動部材が定常状態の位置にあるときには前記第１液流路と前記第２液流路とが前記可動部材を含む分離壁により分離されており、前記気泡の発生に伴い前記可動部材が前記定常状態の位置から前記第１液流路側に変位することにより前記第２液流路の前記発熱体上の領域が前記第１液流路に開口することを特徴とする液体吐出ヘッドである。
【００２７】
好ましくは、前記案内路の断面積は前記第２液流路の断面積より大なる部分を有する。
【００２８】
好ましくは、前記第２液流路が複数配されていると共に、第２液流路の一端部に他の第２液流路が連通しており、他端部にさらに別の第２液流路が連通している。
【００２９】
好ましくは、前記第２液流路が複数配されており、第２液流路の各々が共通して連通する案内路を有する。
【００３０】
好ましくは、前記案内路の一部に第２液流路内の液体を流動させるための強制流動手段を有する。
【００３１】
好ましくは、前記強制流動手段はポンプである。
【００３２】
好ましくは、前記案内路の中に熱変換手段が配されている。
【００３３】
好ましくは、前記熱変換手段は前記案内路を流動する液体に対し、放熱作用を生じる。
【００３４】
好ましくは、前記熱変換手段は前記案内路を流動する液体に対し、加熱作用を生じる。
【００３５】
好ましくは、前記案内路中に膜沸騰で生じた気泡と異なる気泡を収容する気泡溜め部を有する。
【００３６】
好ましくは、前記気泡溜め部の一部が複数の細孔を有するフィルタ部を有しており、該フィルタ部が前記案内路の少なくとも一部を覆っている。
【００３７】
好ましくは、前記案内路中に液体を供給するための供給部を有する。
【００４３】
好ましくは、前記第１の液流路の複数に第１の液体を供給するための第１の共通液室と、前記第２の液流路の複数に第２の液体を供給するための第２の共通液室とが配されている。
【００４５】
好ましくは、前記第２液体の気泡発生時に生ずる案内路内への伝わる圧力を抑制するための圧力吸収機構が、前記第２液流路に配されている。
【００４６】
好ましくは、前記圧力吸収機構は弁と、該弁の回動を規制するための規制部とを有する。
【００４７】
好ましくは、前記圧力吸収機構は、可撓性膜で構成されている。
【００４８】
好ましくは、前記第２液流路と前記案内路との間に狭窄部を有する。
【００４９】
好ましくは、前記第１の液流路に供給される液体と前記第２の液流路に供給される液体とが同じ液体である。
【００５０】
好ましくは、前記第１の液流路に供給される液体と前記第２の液流路に供給される液体とが異なる液体とである。
【００５３】
好ましくは、前記第２流路の形状は、発熱体の上流と下流で狭窄部を有する形状である。
【００５９】
好ましくは、前記可動部材の変位によって前記気泡を、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液体を吐出する。
【００６１】
本発明にもとづく液体吐出方法は、気泡の発生によって液体を吐出する液体吐出方法において、
吐出口に連通した第１液流路と、液体に熱を加えることで該液体に気泡を発生させる発熱体を有するとともに該発熱体の上流側から前記発熱体につながる内壁が形成された供給路を有し該供給路の内壁に沿って液体を前記発熱体上に供給する第２液流路と、発熱体に面して設けられ、自由端を備えた可動部材と、を有し、前記可動部材が定常状態の位置にあるときには前記第１液流路と前記第２液流路とが前記可動部材を含む分離壁により分離されているヘッドを用い、
前記第２液流路内の前記発熱体上の液体を前記第２液流路に連通する案内路を用いて流動させるとともに、
前記発熱体を駆動させることで気泡の発生に伴い発生する圧力に基づいて前記可動部材を前記定常状態の位置から前記第１液流路側に変位させて前記第２液流路の前記発熱体上の領域を前記第１液流路に開口させることで液体を吐出することを特徴とする液体吐出方法である。
【００６３】
上記の液体吐出方法は、好ましくは、前記第２液流路の液体を循環させる。
【００６４】
さらに、好ましくは、前記第１の液流路と、前記第２の液流路とが複数対配されており、該複数の第２液流路同士は直列に接続されており、前記液体は前記第２液流路のそれぞれを順に流れる。
【００６５】
あるいは、前記第１の液流路と前記第２の液流路とが複数対配され、該複数の第２液流路同士は並列に接続されており、前記液体は第２液流路内を並列に流れる。
【００７１】
好ましくは、前記第１の液流路に供給される液体と前記第２の液流路に供給される液体とが同じ液体である。
【００７２】
好ましくは、前記第１の液流路に供給される液体と前記第２の液流路に供給される液体とが異なる液体である。
【００７３】
好ましくは、前記第２の液流路に供給される液体は、前記第１の液流路に供給される液体に比べ、低粘度性、発泡性、熱安定性の少なくとも１つの性質で優れている液体である。
【００７４】
好ましくは、記録動作中もしくは、非記録動作中に第２液流路中の液体を流動させる。
【００７６】
本発明にもとづくヘッドカートリッジは、上記液体吐出ヘッドと、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。
【００８９】
また、本発明にもとづく液体吐出装置は、気泡の発生によって液体を吐出する液体吐出装置において、上記の液体吐出ヘッドと、該液体吐出ヘッドから吐出された液体を受ける被記録媒体を搬送する被記録媒体搬送手段とを有することを特徴とする液体吐出装置である。
【００９０】
好ましくは、前記液体吐出ヘッドの前記第２液流路に液体を循環させるための循環路を有する。
【００９１】
好ましくは、前記循環路中で液体を強制流動させるための強制流動手段を有する。
【００９６】
好ましくは、記録動作中もしくは非記録動作中に第２液流路の液体を流動させる。
【０１０１】
本発明の上述した構成および方法によって次のような効果を得ることができる。
【０１０２】
第１に、従来のバブルジェット技術における吐出効果を飛躍的に高めると共に可動部材の耐久性を向上させることができる。
【０１０３】
第２に、従来のバブルジェット技術における発熱体のキャビテーションによる破壊モードに対し大幅な耐久性を得ることができる。
【０１０４】
第３に、従来のバブルジェット技術における駆動周波数限界の原理を改良し飛躍的に応答周波数を向上させることができる。
【０１０５】
第４に、高速記録に対応した多ノズル化高駆動周波数によって液体吐出不安定要因となるヘッドの温度上昇を抑えることができる。
【０１０６】
第５に、液体吐出不良や不安定となる液路中に析出する気泡を効果的に除去し、液体吐出信頼性を大幅に向上させることができる。
【０１０７】
本発明のその他の効果については、各実施例の記載から理解される。
【０１０８】
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。
【０１０９】
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。
【０１１０】
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。
【０１１１】
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。
【０１１２】
さらに、本発明でいう可動部材の「自由端部」とは可動部材の下流側端部である自由端およびその近傍を含み、また可動部材の下流側の角近傍を含むものを意味している。
【０１１３】
さらに、本発明でいう可動部材の「自由端領域」とは可動部材の下流側端部である自由端自体、あるいは自由端側端、自由端と側端を合わせた領域のいずれかを意味している。
【０１１４】
【発明の実施の形態】
（原理説明）
以下、図面を参照して本発明に適用される吐出原理について説明する。
【０１１５】
図１は、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。
【０１１６】
図１の液体吐出ヘッドは、液体を吐出するための吐出エネルギ発生素子として、液体に熱エネルギを作用させる発熱体２（図２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。
【０１１７】
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。
【０１１８】
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。
【０１１９】
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、液体に米国特許第４，７２３，１２９号明細書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。
【０１２０】
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一つは、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。
【０１２１】
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ＶB として示した。
【０１２２】
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直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 〜Ｖ4 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。
【０１２３】
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の圧力が直接的効率よく吐出に寄与することになる。
【０１２４】
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。
【０１２５】
次に、図１に戻って、本発明に適用される液体吐出ヘッドの吐出動作について詳しく説明する。
【０１２６】
図１（ａ）は、発熱体２に電気エネルギ等のエネルギ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。
【０１２７】
図１（ｂ）は、発熱体２に電気エネルギ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、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。
【０１２８】
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）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。
【０１２９】
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。
【０１３０】
このように気泡４０の成長に応じて可動部材３１が徐々に変位してゆくことで気泡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。
【０１３１】
図１（ｄ）は気泡４０が、前述した膜沸騰後、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。
【０１３２】
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。
【０１３３】
以上、気泡の発生を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。
【０１３４】
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の吐出口側と第２液流路１６の共通液室１３側から流れ込む。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）。
【０１３５】
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おお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。
【０１３６】
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を可動部材の第１１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とまり、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。
【０１３７】
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。
【０１３８】
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、本構成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。
【０１３９】
このように本発明に適用される上述した構成は、第２液流路１６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要請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。
【０１４０】
本発明に適用される構成においては、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。発熱対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。本構成においては、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性の向上をさらに図っている。
【０１４１】
次に、更なる特徴的な構造と効果について、以下に説明する。
【０１４２】
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。
【０１４３】
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、本構成では、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。
【０１４４】
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。
【０１４５】
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に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の位置への復帰することで、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、本構成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。
【０１４６】
ところで、可動部材３１の自由端３２と支点の位置は、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。
【０１４７】
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、この圧力およ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。
【０１４８】
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。
【０１４９】
また、本構成においては、可動部材３１の自由端が瞬間的に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と考えられる。
【０１５０】
＜実施例１＞
以下、図面を参照して本発明の液体吐出ヘッドの構造について説明する。
【０１５１】
本実施例においても、主たる液体の吐出原理については先に説明したと同じであるが、実施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、種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。
【０１５２】
図６は、本実施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７はこの液体吐出ヘッドの部分破断斜視図を示している。
【０１５３】
本実施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を与える発熱体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と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。
【０１５４】
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。
【０１５５】
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。
【０１５６】
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。
【０１５７】
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６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３５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が位置する片持梁状の可動部材３１となっている。この可動部材３１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液流路側に向けて開口するように動作する（図中矢印方向）。この際に、可動部材の支点側よりも自由端が移動し易い環境となっているため、自由端が気泡の成長に追従して移動し、気泡を無駄なく吐出口へ導くことができる。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（不図示）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。
【０１５８】
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、先の説明と同様である。
【０１５９】
また、先の説明では、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、本実施例においても第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。
【０１６０】
また、本実施例は、可動壁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動作原理の説明と同じである。
【０１６１】
図８に、本実施例の２流路構成における第２流路の構成を示す。
【０１６２】
図９は図８で示される第２流路の発熱体近傍の構造を斜視図で示したものである。なお、第２液流路の上には前述したようにそれぞれ発熱体に対応して、可動部材や第１液流路とが配されている。
【０１６３】
本実施例である図８においては発熱体２が配された各第２液流路１６がそれぞれ直列に接続されて蛇行する１本の液流路を形成している。その液流路の両端となる第１導入出路１１４および第２導入出路（この実施例では液体を導出するための案内路となっている）１１５は循環系路１１０で接続され、ループ状の液循環路を構成している。なお、本実施例においては、第１導入出路１１４、第２導入出路１１５、循環系路１１０で案内路を構成している。循環系路１１０の途中には循環系路中の液体を循環させ、第２液流路１６中の液体を流動できるように強制流動手段としてのポンプ１１１が配されている。
【０１６４】
このポンプ１１１によって、Ａ方向に流動する液体は循環系路１１０から第１導入出路１１４を経て第２液流路１６に送られ、各第２液流路１６中を直列に蛇行して流れ、第２導入出路１１５から循環系路１１０を経て再度ポンプに戻る。ここで、液循環路は後述するような第２共通液室１７を経由した構成であってもよい。
【０１６５】
また、１１２は循環系路１１０の途中もしくは第２共通液室１７には第２液流路１６への液体補充用の第２液体供給部であり、第１液流路の液体を吐出する際にわずかに消費されたような場合に、第２液流路１６中へ必要な液体を供給することができる。
【０１６６】
また、例えば図６で示したような第１液流路１４の液体と第２液流路１６の液体を同一のものを使用する際には第２液体供給部１１２のかわりに分離壁３０の少なくとも一部を連通させるための連通部（図示せず）を設けてもよい。
【０１６７】
本実施例のさらに詳しい説明をする。
【０１６８】
図１０（ａ），（ｂ）は本実施例である図８の液吐出ノズル近傍の断面図である。
【０１６９】
基本的構造は動作原理説明における図１と同じであるが、図１０（ａ），（ｂ）の第２液流路１６は上流側と下流側が循環系をなすように接続された図９の構成となっている。可動部材３１は先の動作原理説明で示すように気泡により第１液流路１４側に変位するため、長期にわたって繰り返し動作をさせ続けた場合、可動部材３１の支点部３３にわずかではあるが、図１０（ａ）で示すひずみｄが生じる。これは、長期にわたって動作させた場合に生じるもので、極めて長寿命の液体吐出ヘッドを必要とする場合の問題となり得る。
【０１７０】
ここで、図８のポンプ１１１により第２液流路１６の液体を図１０（ｂ）の流れＳのように流動させると、第２液流路１６の圧力は第１液流路１４内の圧力よりも小さくなる。これはいわゆるピトー管の動作原理と同じ原理によって生ずるものであり、可動部材３１はＰ方向に力を受けることになり、この力はひずみｄを修正する方向に働く。
【０１７１】
従って、第２液流路１６内の液を流動させることで、可動部材３１のひずみｄを修正し、ヘッドを長期間使用しても安定した性能を維持することができる。
【０１７２】
また、案内路としての循環系路１１０の断面積を第２液流路１６の断面積より大きくすることや本実施例においての各第２液流路１６を直列に接続することで第２液流路１６の流速を高められ、上述した効果を有効に発生させることができる。
【０１７３】
したがって、このような歪みｄが発生する場合のみ、強制液体流動を行うようにしても良い。
【０１７４】
＜実施例２＞
図１１は図８の構成において第２液流路１６の接続を変形した例で、各可動部材３１ごとの自由端３２と支点３３の位置関係に対し、第２液流路１６中の液の流動方向を同じ方向になるようにしたものである。なお、本実施例においても、第１導入出路１１４、第２導入出路１１５、循環系路１１０で案内路を構成している。
【０１７５】
可動部材の形状によっては可動部材３１の自由端３２と支点３３の位置関係に対しての流動方向が反対になることで、第１液流路１４内と第２液流路１６内の圧力差が異なるような場合があるが、本実施例の構成によれば、各可動部味３１に対し流動が同条件で働くため、可動部材３１のひずみｄを同一に修正をかけることができ、各ノズルでの吐出性能のバラツキを防ぐことが可能である。
【０１７６】
＜実施例３＞
図１２は図８の構成において第２液流路１６の接続を変形した例である。
【０１７７】
図１３は図１２の発熱体２近傍の第２液流路の斜視図である。
【０１７８】
本実施例は、各第２液路において吐出口へ向かう液体の流れの上流側どうしと下流側どうしを各々接続した流路形状の並列接続構成である。その他の部分は実施例１での構成と同様で上流側どうしを接続した流路部分は第１導入出路１１４で循環系路１１０と接続し、下流側どうしを接続した流路部分は第２導入出路１１５で循環系路１１０と接続しており循環系路１１０中に強制流動手段としてのポンプ１１１があり、第２液流路中の液を流動させることができる。なお、本実施例においては、第１導入出路２６，１１４、第２導入出路２７，１１５、循環系路１１０で案内路を構成している。
【０１７９】
本実施例の構成においても前述した実施例の効果を得られるものであるが、特に次に説明することについて有効な効果が得られる。
【０１８０】
図１４（ａ）〜（ｄ）は液吐出動作における発熱体２による発泡と消泡までのサイクルであり、第２流路１６が図１２のような循環流路をなしているものである。発泡から図１４（ｃ）のような状態の消泡までの時間は通常十数μｓｅｃ〜数十μｓｅｃ程度を要するが、図１４（ｃ）の時点で発熱体２近傍には残留気泡４１が存在する。これは従来のバブルジェットヘッドにおいても同様に存在するもので、発泡される液体に溶け込んでいた気体が加熱された際に析出した気泡等によるもので、これが再び液体に溶け込むまでの時間は数百μｓｅｃ〜数ｍｓｅｃにおよぶときもある。この残留気泡４１が存在するうちに次の液吐出動作を開始することもできるが、この残留気泡４１が多くあればあるほど、発熱体２による加熱発泡の際の気泡４０の大きさにバラツキが生じたり、残留気泡４１が気泡４０の発泡圧力を吸収する等の現象で吐出安定性や吐出効率が低下することがあることが知られている。しかしながら、図１４（ｄ）のように本発明の循環液路構造とポンプによって第２液流路内の液をＳ方向に流動させることで発熱体２近傍の残留気泡４１を発熱体２上の残留気泡４１を除去し液状態をより早く初期状態にすることができるため、次の発泡動作を開始するまでの時間を短縮しても安定した吐出性能を実現することができる。この効果については、前述した実施例の構成においても可能であるが、本実施例の構成は制御の自由度という意味では極めて有効である。また、第２液流路１６中の液流動は図１４（ｃ）の消泡時点の直後でもよいが、図１４（ｂ）〜（ｃ）の液吐出動作中であっても同様な効果は得られる。さらに、ポンプ１１１を反対方向に動作させることで流動方向Ｓに対し反対方向に流動させることでも同様な効果を得ることができる。
【０１８１】
特に、液吐出動作中に流動させることで次のような効果も得られる。図１５（ａ）〜（ｄ）は液吐出動作サイクルにおける消泡時の瞬間の状態を示すものである。図１５（ａ）においては液吐出動作中の第２液流路１６中の流動がない場合である。この場合、気泡の消泡する位置はほぼ同じであり、本実施例のノズル構成においては発熱体２上である。従って、消泡時に発生するキャビテーションによる発熱体２上のダイメージもほぼ同じ場所に受けるため、長期的に動作させると最終的にその部分で発熱体２またはその保護膜が破壊する。図１５（ｂ）〜（ｄ）において、吐出動作中に第２液流路１６の液をポンプ１１１により流動させることでこの前記消泡位置を変えることができる。図１５（ｂ）は流動方向Ｓにより消泡位置は吐出方向の流れに対し下流側に移動し、図１５（ｃ）では液流動方向Ｓにより上流側に移動する。このように液吐出動作中に循環系路１１０およびポンプ１１１により第２液流路中の液を流動また流動量や方向を変化させることで消泡場所を分散させ発熱体２へのキャビテーションダメージを分散せしめ、発熱体の寿命を延ばすことができる。さらに図１５（ｄ）では流動量を大きくすることで、消泡位置を発熱体２上から外へ移動せしめ、発熱体２のキャビテーションダメージをほとんどなくすことができる。これらにより発熱体２のキャビテーションによる破壊モードは少なくなり、発熱体の寿命を飛躍的に延ばすことができた。
【０１８２】
＜実施例４＞
図１６に、循環系路１１０における他の構成である実施例４の説明をする。本実施例において循環系路１１０は第２共通液室１７を経由している構成となっている。ポンプは第１導入出路１１４側と、第２導入出路１１５側にそれぞれポンプ１１１ａ、ポンプ１１ｂが配されている。その他に関しては、実施例３の構成と同様であるので詳細説明は省略する。
【０１８３】
本構成において、循環系路１１０が第２共通液室１７を経由していることで第２液流路中の液体の状態をより均一化できる。たとえば、第２液流路１６には発熱体２が配されているため、液吐出動作におけるこの近傍の温度上昇が著しい。これにより第２液流路１６内の液体は粘度等の物性などが変化し、吐出状態を不均一にする場合がある。ポンプ１１１ａまたは１１１ｂにより循環系路１１０中の液体を循環させると、第２共通液室１７の液容積が第２液流路１６内の液容量にくらべ大きいため全体の液状態が均一化され吐出性能が安定化する。
【０１８４】
循環液路はヘッド内に配されていても良いが、ヘッド外へチューブ等を用いて構成してもよい。
【０１８５】
＜実施例５＞
図１７に実施例５の構成を示す。基本的には図１２の構成において循環系路１１０の途中または循環路を構成する途中に熱交換機能を有する熱変換手段を設けている。他の部分に関しては図１２と同様であるので説明は省略する。
【０１８６】
本実施例では１つの例として液体の熱を外部に放出する放熱作用を持つフィン１１７を設けた。バブルジェットヘッドは、液体を加熱発泡させ、その発泡圧力によって液体を吐出させる方式であるため、発熱体２の温度によってヘッド自身と吐出に使用される液体の温度が上昇し、吐出量が変化する等の液吐出の安定性を低下させる要因となりうる。特に、最近の技術動向として印字速度を高めるために多ノズル化や高周波数駆動等の展開が挙げられ、液吐出安定性を著しく悪くしている。本実施例は、そういった温度上昇を助長する要因に対し、記録動作中または記録動作直前直後に循環系路１１０とポンプ１１１により発熱体２近傍の液を移動せしめフィン１１７により効率よく放熱することができ、液吐出安定性を高めることができる。本実施例としての非常に効率的に液吐出安定を実現できるポイントとして次の事項が挙げられる。
【０１８７】
まず、吐出特性を直接的に左右する液自身、特に従来構造上放熱しずらい発熱体近傍の液を直接フィン１１７へ輸送して放熱すること。また、発熱体２自身を液で冷却すること。さらに吐出動作中にも液循環することで放熱をすること等で、従来では成し得なかった非常に効率の良い放熱による吐出安定化技術を確立した。
【０１８８】
ところで、上述したのはヘッド自身の放熱に関する技術であるが、同様な構成のフィン１１７に加熱ヒータ１１８を設けることで次のような加熱効果も得られる。すなわち、低温環境下で逆に吐出量が少なくなったり不吐出ノズルが発生したりする現象に対し加熱ヒータ１１８でフィン１１７を加熱し、発泡に直接寄与する液の温度を直接上昇して発熱体まで送り込むことができるため、上述した放熱での効果ポイントの同様な効果が効率よく得られる。しかも循環させながらの加熱作用のため液が局部的に上昇し気泡が発生することがなく短時間で適温に至らせることができる。
【０１８９】
以上説明した本実施例において、フィン１１７はより効率を高めるために液と接する面にフィンや凹凸形状を有する表面積が大きくなる手法が施してある。また、温度を適度に制御するために、循環系路１１０等に温度検知素子（図示せず）を設けてもよい。
【０１９０】
＜実施例６＞
図１８に実施例６の構成を示す。
【０１９１】
本実施例は図１２で示される構成で循環系路１１０の途中に気泡溜め１１９および小孔部１１８を配したものである。図１２と同じ構成の部分は前述した説明と同様なので省略する。
【０１９２】
液路中すなわち第２液流路１６や第２共通液室２６や循環系路１１０で長期放置等で液体上に溶存している気泡が析出してくることがある。その際、循環系路１１０で液体を循環させることで析出した気泡を輸送し気泡を所定の場所にトラップし、気泡による不吐出や吐出の乱れを防ぐことができる。気泡溜め１１９や小孔１８００（フィルタ）は気泡をトラップする機能をもつ。いま第２液流路１６で発生した気泡をポンプ１１１で液循環させ小孔１８００まで輸送する。小孔１８００は吐出不安定な影響を与えない程度で、小気泡が通過する大きさである。このような気泡を気泡溜め１１９にトラップする。気泡溜め１１９に収容された気泡は周知の方法等でヘッド外へ除去すればよい。本実施例によって無駄に液体を捨てる回数を極力少なくし良好な吐出状態を保つことが可能となった。
【０１９３】
＜実施例７＞
図１９に、本発明の他の実施例の構成を示している。
【０１９４】
本実施例は、循環系路を有さず、２つの液収納部１５０を各導入出路に接続している例を示したものである。例えばまず始めに液収納部１５０Ａの液体を強制流動手段であるポンプ１１１によって液収納部１５０Ｂに流動させるが、この時各第２液流路１６においては導入出路１１５，２７側から導入出路２６，１１４側に液体が流動する。
【０１９５】
また、液収納部１５０Ａの液体が空になるか少なくなるとポンプ１１１の動作を切り換え、液体を液収納部１５０Ｂから液収納部１５０Ａの方向に逆転流動させる。
【０１９６】
図２０はこのような本実施例の改良形を説明するためのものであり、上述の液収納部１５０Ａと１５０Ｂとが接続部１５１から切り離せる構成となっている。
【０１９７】
従って、液収納部１５０Ａの液体を液収納部１５０Ｂに流動させた後に収納部Ａ，Ｂを取り除き交換することができる。このことで常に一方向へ液体を流動させることができる。
【０１９８】
以下に本発明に適用しうる態様例について説明する。
【０１９９】
（第２液流路形状）
図２１は、上述の可動部材３１と第２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近傍を上方から視た図であり、（ｂ）は分離壁を外した第２液流路１６を上方から視た図である。そして、（ｃ）は可動部材３１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の配されている前面側である。
【０２００】
本実施例の第２の液流路１６は前述のように発熱体２の吐出口に近い端部と反対側の端部近傍に狭窄部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。
【０２０１】
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。
【０２０２】
しかし、本実施例の場合、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。
【０２０３】
図２２は、循環液流路を構成している第２液流路に対して狭窄部の構成を示した斜視図である。
【０２０４】
図２３に、発熱体と循環系の一寸法例を示すが、寸法、形状ともこれに限定したものでなく、発熱体面に対し水平方向への放圧を阻止し垂直方向に発泡圧を伝えやすく、かつ、気泡形成液がリフィルしやすい形状であればよい。
【０２０５】
例えば、第２液流路の流入側、流出側の発熱体幅よりも狭い部分にテーパーをつけて、気泡形成液がリフィルしやすくしたり、第２液流路内の形状を気泡に合わせて楕円状にする。
【０２０６】
このように、本実施例では、第２液流路の発熱体２の吐出口に近い端部と反対側端部の近傍の流路形状を他の流路幅よりも狭くすることにより、可動部材に発泡圧を伝えやすくなり、吐出効率を上げることが可能となる。なお、第２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よい。
【０２０７】
上記狭窄部は、発泡流路が複数個並列されるその並列方向に搾られた狭窄部９を吐出流路の始端と終端付近に対応した位置に配したが、これは発熱体２の近傍の流路方向前後位置に配するようにしてもよい。また、狭窄部９に挟まれる発泡流路の長さは、発熱体２の液体流れ方向長さの１．５〜２倍程度であるのが望ましい。さらに、狭窄部９の搾り具合は、発泡流路の幅の１／４〜１／２程度が好ましい。この実施例では、１０μｍとしているけれども、もちろんこれに限定されるものではない。また、狭窄部９は上述の並列方向に直交する方向に搾るようにしてもよい。
【０２０８】
＜圧力波吸収機構＞
第２液流路内での発泡に伴う圧力波が、第２液流路外の循環系路に伝わるのを抑制することで、リフィルを行い易くするために、第２液流路の上流側に圧力波吸収機構を設けた例を次に説明する。
【０２０９】
図２４は、圧力波吸収機構の一例を示す模式的断面図である。図中、矢印は圧力波の伝播される方向を示す。また、参照符号２４３０は弁、２４３１は弁の固定端を支点とした回動を所定の位置で抑えるためのストッパーである。
【０２１０】
上記弁２４３０およびストッパー２４３１の材質は耐溶剤性があるもので、特に弁２４３０の場合はある程度の応力があるもの、一方ストッパー２４３１は弁の衝撃に耐えうるものであればよい。例えば、これらの材料として、ニッケル，金，アルミ，シリコン，ガラス，ポリサルフォン，石英などが挙げられる。また、製造方法も材質および形状に合わせてメッキ，エッチング，パターニングなど適切な方法を選択する。
【０２１１】
このように、弁とストッパーを第２液体循環系内に形成することにより、発熱体面に対する水平方向への余剰圧力波を吸収することが可能となり、隣接した発熱体上への液室への影響がなくなった。
【０２１２】
図２５は、圧力波吸収機構の他の一例を示す模式的断面図である。図中、矢印は圧力波の伝播される方向を示す。この実施例の圧力波吸収機構は、先の実施例とは異なり、圧力波を吸収しやすい可撓性膜２５２２で、第２液流路の発熱体より上流側を部分的に覆う。この膜の材質としては、例えば、ポリカーボネイト樹脂，ポリフッ化ビニル樹脂，塩化ビニル樹脂，ポリフッ化ビニル樹脂，テトラフルオルエチレン樹脂，エチレン−酢ビ共重合樹脂，ポリウレタン樹脂，シリコーンゴム，天然ゴム，ＳＢＲ，チオールゴム，ＮＢ Ｒ，クロロプレンゴム，ネオプレンゴム等が挙げられる。
【０２１３】
本構造により発熱体面に対し水平方向への余剰圧力波を吸収することが出来、隣接した発熱体上の液室への影響がなくなった。
【０２１４】
＜可動部材および分離壁＞
図２６は可動部材３１の他の形状を示すものであり、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、（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２１（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、可動部材の形状は第２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。
【０２１５】
先の実施例においては、板状可動部材３１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。
【０２１６】
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、ポリカーボネー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有する樹脂、エポキシ樹脂等のエポキシ基を有する樹脂、メラミン樹脂等のアミノ基を有する樹脂、キシレン樹脂等のメチロール基を有する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。
【０２１７】
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、窒化珪素、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。
【０２１８】
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。
【０２１９】
なお、可動部材３１を形成するためのスリット３５の幅は本実施例では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、各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。
【０２２０】
＜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。
【０２２１】
図２７は本発明の液体吐出ヘッドの縦断面図を示したもので、（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。
【０２２２】
素子基板１上に第２液流路１６、分離壁３０、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。
【０２２３】
素子基板１上には、シリコン等の基体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窒化シリコン膜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 ）、窒化タンタル（ＴａＮ）、タンタルアルミ（ＴａＡｌ）等の電気抵抗層１０５（０．０１〜０．２μｍ厚）とアルミニウムの配線電極（０．２〜１．０μｍ厚）がパターニングされている。この２つの配線電極１０４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、酸化シリコンや窒化シリコン等の保護層を０．１〜２．０μｍ厚で形成し、さらにその上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。
【０２２４】
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）等の耐キャビテーション層として用いられる。
【０２２５】
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２７（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ンジュウム・タンタル・アルミ合金等が挙げられる。
【０２２６】
このように、前述の各実施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。
【０２２７】
本実施例においては、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。
【０２２８】
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。
【０２２９】
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２８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。前述の各実施例のヘッドにおいては、それぞれ電圧２４Ｖ、パルス幅７μｓｅｃ、電流１０ｍＡ、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。
【０２３０】
＜２流路構成のヘッド構造＞
以下に、第１，第２の液流路に液体を別供給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。
【０２３１】
図２９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、先の実施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。
【０２３２】
本実施例においては、溝付部材５０は、吐出口１８を有するオリフィスプレート５１（図２５においては截断除去しており、不図示である）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。
【０２３３】
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および各第２液流路を循環した液体が導出される液体導出路２９（図２９では不図示）を有している。
【０２３４】
第１の液体（吐出液）は、図２９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２９の矢印Ｄで示すように、第２液体供給路２１を経て、液導入路２６、次いで各第２液流路１６に供給されるようになっている。
【０２３５】
本実施形態例では、第２液体供給路２１や液体導出路２９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３０を貫通して、第２液流路１６側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。
【０２３６】
また、第２液体供給路２１や液体導出路の太さ（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。また、形状は丸形状である必要はなく、矩形状等でもよい。
【０２３７】
また、第２共通液室１７は、図３０で示す本実施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。
【０２３８】
本実施形態例では、アルミニ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。
【０２３９】
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を構成するすく数の溝と、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。
【０２４０】
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１７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１５に供給することができる。
【０２４１】
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、本実施形態例では、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。
【０２４２】
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。
【０２４３】
以上説明したように本実施例によれば、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の供給路と液体の導出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。
【０２４４】
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。
【０２４５】
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。
【０２４６】
＜吐出液体、発泡液体＞
先の実施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。前述の各実施例の内、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。
【０２４７】
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。
【０２４８】
一方、本発明の２流路構成のヘッドを用いた場合、吐出液体と発泡液とに別液体を用いることができ、発泡液の発泡を利用して吐出困難な吐出液体を吐出させることができる。このように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。
【０２４９】
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。
【０２５０】
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。
【０２５１】
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。
【０２５２】
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ことができる。
【０２５３】
染料インク（粘度２ｃｐｓ）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ｃｐｓ粘度の液体はもちろん１５０ｃｐｓという非常に高い粘度の液体で良好に吐出でき、高画質な記録物を得ることができた。
【０２５４】
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１５ｃｐｓ）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５５ｃｐｓ）の組成
ポリエチレングリコール２００ １００重量％
吐出液３（粘度１５０ｃｐｓ）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られにくかった。しかし、上述の実施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、液滴の着弾精度の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させることができた。
【０２５５】
＜液体吐出ヘッドカートリッジ＞
次に、上記実施形態例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。
【０２５６】
図３１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。
【０２５７】
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３０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と溝付部材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。
【０２５８】
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。
【０２５９】
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。
【０２６０】
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８３，７１，２０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８４，７１，２１を介して第２液室に供給される。なお、本実施例においては、ヘッド内で液体の循環をさせている。
【０２６１】
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。
【０２６２】
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。また、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。
【０２６３】
＜液体吐出装置＞
図３２は、前述の液体吐出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。本実施例では、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。
【０２６４】
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媒体が吐出される。
【０２６５】
また、本実施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。さらに、ヘッドに液体を送出すると共に、ヘッドから液体を受け取ることで、液体を循環させるための循環ポンプ１１１が設けられており、ヘッドとはチューブ１１３で接続されている。この記録装置およ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。
【０２６６】
図３３は、本発明の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装置を動作させるための装置全体のブロック図である。
【０２６７】
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。
【０２６８】
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。また、ＣＰＵは液体を循環させるためのポンプを駆動する信号をポンプドライバ３０９に出力し、この出力信号に基づいてポンプが駆動され、液体の循環が成される。
【０２６９】
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。
【０２７０】
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、また布帛に記録を行う捺染装置等をも含むものである。
【０２７１】
またこれらの液体吐出装置に用いる吐出液としては、それぞれの被記録媒体や記録条件に合わせた液体を用いればよい。
【０２７２】
＜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。
【０２７３】
図３４は、前述した本発明の液体吐出ヘッド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。本実施例における液体吐出ヘッドは、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つのヘッドをホルダ１２０２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。
【０２７４】
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。
【０２７５】
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。
【０２７６】
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。
【０２７７】
符号２０６は、先の各実施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３０５に接続された駆動用ローラにより駆動される。また、液体の循環はポンプドライバ３０９に接続されたポンプによって成される。
【０２７８】
本実施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。
【０２７９】
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ごみが付着しやすく、このごみ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。
【０２８０】
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。
【０２８１】
なお、本実施例では、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。
【０２８２】
次に、本発明の液体吐出ヘッドにインクを供給することで記録ヘッドとして用いた場合に、第２液流路に液体を循環させる時のシーケンスについて説明する。図３５ないし図３８は、このような第２液流路液体の循環シーケンスのフローを示したものである。
【０２８３】
前述したように、液体を循環させるためのポンプの駆動制御や記録動作は各ドライバを介して、ＣＰＵによって成されるが、図３５記録装置本体の電源をＯＮした後、記録開始までのシーケンスを示すもので、ステップ３０１で電源をＯＮした後、ステップ３０２でポンプをＯＮし、ヘッド内の第２液流路内の液体の状態を均質にするために所定時間液体を循環させる。その後ポンプの駆動をＯＦＦし（ステップ３０３）、記録動作に入る（ステップ４０４）。このようなシーケンスによって、記録開始前の第２液流路内の液体の状態を良好にでき、安定した記録動作に入ることができる。
【０２８４】
図３６、記録と記録の間の待機中に液体を循環させるシーケンスで、記録信号を受けて（ステップ３１０）記録を行った後（ステップ３１１，３１２）、ポンプをＯＮし（ステップ３１３）液体の循環を所定時間行う（ステップ３１４）。このように、記録待機中に液体を循環させることで次の記録をさらに良好に行うことができる。
【０２８５】
図３７、記録終了後（ステップ３２０）に所定時間液体を循環させるようにし（ステップ３２１，３２２）、前述した効果を得るものである。
【０２８６】
図３８、記録動作中に液体を循環させるもので、（ａ）は記録信号を受けて（ステップ３４０）から記録を開始する（ステップ３４２）との間でポンプをＯＮし（ステップ３４１）第２液流路内の液体を循環させながら記録を行い記録終了後（ステップ３４３）、ポンプ動作をＯＦＦする（ステップ３４４）。
【０２８７】
一方、（ｂ）においては、記録信号を受ける（ステップ３５１）に先立ってポンプの動作をＯＮし（ステップ３５０）、液体を循環させながら記録を行う（ステップ３５３）。
【０２８８】
このように記録中に第２液流路の液体を循環させることで、記録時に発生した熱を受けた液体を順に入れ替えることができると共に、前述した効果を得ることができる。
【０２８９】
なお、各シーケンスにおいて液体を流す量や速度を可変としても良い。
【０２９０】
＜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３９、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。
【０２９１】
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。
【０２９２】
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。
【０２９３】
なお、本実施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。
【０２９４】
また、この図３９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。
【０２９５】
【発明の効果】
以上説明したように、発生した気泡によって自由端を有する可動部位を変位するというヘッド構成に気泡発生領域の液体を流動させるための案内路を設けたことによって、次のような効果を得ることができた。
【０２９６】
すなわち、吐出効率を向上させるとともに、可動部材や発熱体の耐久性を大幅に向上させることができた。また、従来のバブルジェット技術ではなし得なかった応答周波数を向上させ、かつ安定されることができた。さらに、液路中の気泡を効果的に除去し液体吐出の信頼性を向上させることができた。
【０２９７】
また、これらの効果を第２液流路内の液を無駄に消費することなく得られることで大幅にランニングコストを下げることにもなった。
【０２９８】
上述したような効果に加え、可動部材を用いる新規な吐出原理に基づく本発明の液体吐出方法、ヘッド等によると、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を得ることができ、吐出口近傍の液体を効率よく吐出できるため、従来のバブルジェット方式の吐出方法、ヘッド等に比べて吐出が吐出効率を向上できる。
【０２９９】
また、本発明の特徴的な構成によれば、低温や低質で長期放置を行った場合であっても不吐出になることを防止でき、仮りに不吐出になっても予備吐出や吸引回復といった回復処理をわずかに行うだけで正常状態に即座に復帰できる利点もある。これに伴い、回復時間の短縮や回復による液体の損失を低減でき、ランニングコストも大幅に下げることが可能である。
【０３００】
また、特に本発明のリフィル特性を向上した構成によれば、連続吐出時の応答性、気泡の安定成長、液滴の安定化を達成して、高速液体吐出による高速記録また高画質記録を可能にすることができた。
【０３０１】
また、２流路構成のヘッドにおいて発泡液として、発泡しやすい液体や、発熱体上への堆積物（こげ等）が生じにくい液体を用いることで、吐出液の選択の自由度が高くなり、発泡が生じにくい高粘性液体、発熱体上に堆積物を生じやすい液体、さらに熱に弱い液体等、従来のバブルジェット吐出方法で吐出することが困難であった液体についても良好に吐出することができた。
【０３０２】
さらに熱に弱い液体等も、この液体に熱による悪影響を与えず吐出することができた。
【０３０３】
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。
【０３０４】
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装置や記録システム等を提供することができた。
【０３０５】
また、本発明のヘッドカートリッジやヘッドキットを用いることで、ヘッドの利用、再利用を容易に成すことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の前提となる液体吐出原理を説明するための図である。
【図２】図１の液体吐出ヘッドの部分破断斜視図である。
【図３】従来の液体吐出ヘッドにおける気泡からの圧力伝搬を説明するための図である。
【図４】本発明の前提となる液体吐出原理における気泡からの圧力伝搬を説明するための図である。
【図５】本発明の前提となる液体吐出ヘッドにおける液体の流れを示すための模式図である。
【図６】本発明における液体吐出ヘッドの断面図である。
【図７】本発明における液体吐出ヘッドの断面斜視図である。
【図８】本発明の第２液流路が直列接続された循環系路を説明するための断面図である。
【図９】第２液流路の直列接続状態を示すための斜視図である。
【図１０】本発明の作用を説明するための模式図である。
【図１１】本発明の第２液流路が直列接続されたその他の循環系路を説明するための断面図である。
【図１２】本発明の第２液流路が並列接続された循環系路を説明するための断面図である。
【図１３】第２液流路の並列接続状態を示すための斜視図である。
【図１４】本発明の作用を説明するための模式図である。
【図１５】本発明の作用を説明するための模式図である。
【図１６】案内路中に２つのポンプを有する例を説明するための模式図である。
【図１７】案内路中に熱変換手段を配した例を説明するための模式図である。
【図１８】案内路中に気泡溜め部を配した例を説明するための模式図である。
【図１９】液収納部を有する形態を説明するための模式図である。
【図２０】液収納部が着脱可能な形態を説明するための図である。
【図２１】第２液流路と可動部材との配置関係を説明するための図である。
【図２２】第２液流路の形状を説明するための斜視図である。
【図２３】第２液流路の形状を説明するための図である。
【図２４】 圧力波吸収機構の一例を示す模式図である。
【図２５】 圧力波吸収機構の他の一例を示す模式図である。
【図２６】可動部材の形状を説明するための図である。
【図２７】本発明の液体吐出ヘッドの縦断面図である。
【図２８】駆動パルスの形状を示す模式図である。
【図２９】本発明の液体吐出ヘッドの供給路を説明するための図である。
【図３０】本発明の液体吐出ヘッドの分解斜視図である。
【図３１】液体吐出ヘッドカートリッジの分解斜視図である。
【図３２】液体吐出装置の概略構成図である。
【図３３】記録装置のブロック図である。
【図３４】液体吐出記録システムを示す図である。
【図３５】電源投入後の液体循環フローを説明するための図である。
【図３６】記録前の液体循環フローを説明するための図である。
【図３７】記録後の液体循環フローを説明するための図である。
【図３８】記録動作時の液体循環フローを説明するための図である。
【図３９】ヘッドキットの模式図である。
【図４０】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 液体供給路
１３ 共通液室
１４ 第一液流路
１５ 第一共通液室（共通液室）
１６ 第二液流路
１７ 第二共通液室（共通液室）
１８ 吐出口
１９ 狭搾部
２０ 第一液供給路（吐出液供給路）
２１ 第二液供給路（発泡液供給路）
２６ 第一導入路
２７ 第二導入路
２９ 液体導出路
３０ 分離壁
３１ 可動部材
３２ 自由端（自由端部分）
３３ 支点（支点部分）
３４ 土台（支持部材）
３５ スリット
４０ 気泡
４１ 残留気泡
５０ 溝付部材
７０ 支持体
７８ 押さえバネ
８０ 液体容器
９０ 液体供給部材（液体タンク部）
１１０ 循環系路
１１１ ポンプ
１１２ 第２液体供給部
１１４ 第１導入路
１１５ 第２導入路
１１７ フィン
１１８ 加熱ヒータ
１１９ 気泡溜め
１５０ 被記録媒体
２００ 液体吐出ヘッド部（ヘッド）
２０１ 液体吐出ヘッド
３００ ホストコンピュータ
１８００ 小孔
２４３０ 弁
２４３１ ストッパー
２５２２ 可撓性膜
Claims (32)
- 気泡の発生によって液体を吐出する液体吐出ヘッドにおいて、
吐出口に連通した第１液流路と、
液体に熱を加えることで該液体に気泡を発生させる発熱体と、該発熱体の上流側から前記発熱体につながる内壁が形成された供給路とを有し、該供給路の内壁に沿って液体を前記発熱体上に供給する第２液流路と、
発熱体に面して設けられ、前記発熱体が駆動されることで気泡の発生に伴い発生する圧力に基づいて前記第１液流路側に変位する自由端を有する可動部材と、
前記第２液流路内の前記発熱体上の液体を流動させるための案内路とを有する液体吐出ヘッドであって、
前記可動部材が定常状態の位置にあるときには前記第１液流路と前記第２液流路とが前記可動部材を含む分離壁により分離されており、前記気泡の発生に伴い前記可動部材が前記定常状態の位置から前記第１液流路側に変位することにより前記第２液流路の前記発熱体上の領域が前記第１液流路に開口することを特徴とする液体吐出ヘッド。 - 請求項１に記載の液体吐出ヘッドにおいて、前記案内路の断面積は前記第２液流路の断面積より大なる部分を有することを特徴とする液体吐出ヘッド。
- 請求項１または２に記載の液体吐出ヘッドにおいて、前記第２液流路が複数配されているとともに、第２液流路の一端部に他の第２液流路が連通しており、他端部にさらに別の第２液流路が連通していることを特徴とする液体吐出ヘッド。
- 請求項１または２に記載の液体吐出ヘッドにおいて、前記第２液流路が複数配されており、第２液流路の各々が共通して連通する案内路を有することを特徴とする液体吐出ヘッド。
- 請求項１ないし４のいずれか一項に記載の液体吐出ヘッドにおいて、前記案内路の一部に第２液流路内の液体を流動させるための強制流動手段を有することを特徴とする液体吐出ヘッド。
- 請求項５に記載の液体吐出ヘッドにおいて、前記強制流動手段はポンプであることを特徴とする液体吐出ヘッド。
- 請求項１ないし６のいずれか一項に記載の液体吐出ヘッドにおいて、前記案内路の中に熱変換手段が配されていることを特徴とする液体吐出ヘッド。
- 請求項７に記載の液体吐出ヘッドにおいて、前記熱変換手段は前記案内路を流動する液体に対し、放熱作用を生じることを特徴とする液体吐出ヘッド。
- 請求項７に記載の液体吐出ヘッドにおいて、前記熱変換手段は前記案内路を流動する液体に対し、加熱作用を生じることを特徴とする液体吐出ヘッド。
- 請求項１ないし９のいずれか一項に記載の液体吐出ヘッドにおいて、前記案内路中に膜沸騰で生じた気泡と異なる気泡を収容する気泡溜め部を有することを特徴とする液体吐出ヘッド。
- 請求項１０に記載の液体吐出ヘッドにおいて、前記気泡溜め部の一部が複数の細孔を有するフィルタ部を有しており、該フィルタ部が前記案内路の少なくとも一部を覆っていることを特徴とする液体吐出ヘッド。
- 請求項１ないし１１のいずれか一項に記載の液体吐出ヘッドにおいて、前記案内路中に液体を供給するための供給部を有することを特徴とする液体吐出ヘッド。
- 請求項１ないし１２のいずれか一項に記載の液体吐出ヘッドにおいて、前記第１液流路の複数に第１液体を供給するための第１共通液室と、前記第２液流路の複数に第２液体を供給するための第２共通液室とが配されていることを特徴とする液体吐出ヘッド。
- 請求項１ないし１３のいずれか一項に記載の液体吐出ヘッドにおいて、前記第２液体の気泡発生時に生ずる案内路内への伝わる圧力波を抑制するための圧力波吸収機構が、前記第２液流路に配されていることを特徴とする液体吐出ヘッド。
- 請求項１４に記載の液体吐出ヘッドにおいて、前記圧力波吸収機構は弁と、該弁の回動を規制するための規制部とを有することを特徴とする液体吐出ヘッド。
- 請求項１４に記載の液体吐出ヘッドにおいて、前記圧力波吸収機構は、可撓性膜で構成されていることを特徴とする液体吐出ヘッド。
- 請求項１または２に記載の液体吐出ヘッドにおいて、前記第２液流路と前記案内路との間に狭窄部を有することを特徴とする液体吐出ヘッド。
- 請求項１ないし１７のいずれか一項に記載の液体吐出ヘッドにおいて、前記第１液流路に供給される液体と前記第２液流路に供給される液体とが同じ液体であることを特徴とする液体吐出ヘッド。
- 請求項１ないし１７のいずれか一項に記載の液体吐出ヘッドにおいて、前記第１液流路に供給される液体と前記第２液流路に供給される液体とが異なる液体とであることを特徴とする液体吐出ヘッド。
- 請求項１ないし１９のいずれか一項に記載の液体吐出ヘッドにおいて、前記第２液流路の形状は、発熱体の上流と下流で狭窄部を有する形状であることを特徴とする液体吐出ヘッド。
- 気泡の発生によって液体を吐出する液体吐出方法において、
吐出口に連通した第１液流路と、液体に熱を加えることで該液体に気泡を発生させる発熱体を有するとともに該発熱体の上流側から前記発熱体につながる内壁が形成された供給路を有し該供給路の内壁に沿って液体を前記発熱体上に供給する第２液流路と、発熱体に面して設けられ、自由端を備えた可動部材と、を有し、前記可動部材が定常状態の位置にあるときには前記第１液流路と前記第２液流路とが前記可動部材を含む分離壁により分離されているヘッドを用い、
前記第２液流路内の前記発熱体上の液体を前記第２液流路に連通する案内路を用いて流動させるとともに、
前記発熱体を駆動させることで気泡の発生に伴い発生する圧力に基づいて前記可動部材を前記定常状態の位置から前記第１液流路側に変位させて前記第２液流路の前記発熱体上の領域を前記第１液流路に開口させることで液体を吐出することを特徴とする液体吐出方法。 - 請求項２１に記載の液体吐出方法において、前記第２液流路の液体を循環させることを特徴とする液体吐出方法。
- 請求項２２に記載の液体吐出方法において、前記第１液流路と、前記第２液流路とが複数対配されており、該複数の第２液流路同士は直列に接続されており、前記液体は前記第２液流路のそれぞれを順に流れることを特徴とする液体吐出方法。
- 請求項２２に記載の液体吐出方法において、前記第１液流路と前記第２液流路とが複数対配され、該複数の第２液流路同士は並列に接続されており、前記液体は第２液流路内を並列に流れることを特徴とする液体吐出方法。
- 請求項２１ないし２４のいずれか一項に記載の液体吐出方法において、前記第１液流路に供給される液体と前記第２液流路に供給される液体とが同じ液体であることを特徴とする液体吐出方法。
- 請求項２１ないし２４のいずれか一項に記載の液体吐出方法において、前記第１液流路に供給される液体と前記第２液流路に供給される液体とが異なる液体であることを特徴とする液体吐出方法。
- 請求項２１ないし２６のいずれか一項に記載の液体吐出方法において、前記第２液流路に供給される液体は、前記第１液流路に供給される液体に比べ、低粘度性、発泡性、熱安定性の少なくとも１つの性質で優れている液体であることを特徴とする液体吐出方法。
- 請求項２１ないし２７のいずれか一項に記載の液体吐出方法において、記録動作中もしくは、非記録動作中に第２液流路中の液体を流動させることを特徴とする液体吐出方法。
- 請求項１ないし２０のいずれか一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ことを特徴とするヘッドカートリッジ。
- 気泡の発生によって液体を吐出する液体吐出装置において、
請求項１ないし２０のいずれか一項に記載の液体吐出ヘッドと、該液体吐出ヘッドから吐出された液体を受ける被記録媒体を搬送する被記録媒体搬送手段とを有することを特徴とする液体吐出装置。 - 請求項３０に記載の液体吐出装置において、前記液体吐出ヘッドの前記第２液流路に液体を循環させるための循環路を有することを特徴とする液体吐出装置。
- 請求項３０に記載の液体吐出装置において、記録動作中もしくは非記録動作中に第２液流路の液体を流動させることを特徴とする液体吐出装置。
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| US5821962A (en) * | 1995-06-02 | 1998-10-13 | Canon Kabushiki Kaisha | Liquid ejection apparatus and method |
| JP3408060B2 (ja) * | 1995-09-22 | 2003-05-19 | キヤノン株式会社 | 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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| JP3652016B2 (ja) * | 1996-07-12 | 2005-05-25 | キヤノン株式会社 | 液体吐出ヘッドおよび液体吐出方法 |
| US6137510A (en) * | 1996-11-15 | 2000-10-24 | Canon Kabushiki Kaisha | Ink jet head |
| AUPO799197A0 (en) | 1997-07-15 | 1997-08-07 | Silverbrook Research Pty Ltd | Image processing method and apparatus (ART01) |
| KR100209513B1 (ko) * | 1997-04-22 | 1999-07-15 | 윤종용 | 잉크젯 프린트헤드에서 액티브(Active) 액체 저장 및 공급 장치 |
| US6513908B2 (en) | 1997-07-15 | 2003-02-04 | Silverbrook Research Pty Ltd | Pusher actuation in a printhead chip for an inkjet printhead |
| US6648453B2 (en) | 1997-07-15 | 2003-11-18 | Silverbrook Research Pty Ltd | Ink jet printhead chip with predetermined micro-electromechanical systems height |
| US7556356B1 (en) | 1997-07-15 | 2009-07-07 | Silverbrook Research Pty Ltd | Inkjet printhead integrated circuit with ink spread prevention |
| US6672706B2 (en) | 1997-07-15 | 2004-01-06 | Silverbrook Research Pty Ltd | Wide format pagewidth inkjet printer |
| US7008046B2 (en) | 1997-07-15 | 2006-03-07 | Silverbrook Research Pty Ltd | Micro-electromechanical liquid ejection device |
| US6927786B2 (en) | 1997-07-15 | 2005-08-09 | Silverbrook Research Pty Ltd | Ink jet nozzle with thermally operable linear expansion actuation mechanism |
| US6935724B2 (en) | 1997-07-15 | 2005-08-30 | Silverbrook Research Pty Ltd | Ink jet nozzle having actuator with anchor positioned between nozzle chamber and actuator connection point |
| US7524026B2 (en) | 1997-07-15 | 2009-04-28 | Silverbrook Research Pty Ltd | Nozzle assembly with heat deflected actuator |
| US7044584B2 (en) | 1997-07-15 | 2006-05-16 | Silverbrook Research Pty Ltd | Wide format pagewidth inkjet printer |
| US20040130599A1 (en) | 1997-07-15 | 2004-07-08 | Silverbrook Research Pty Ltd | Ink jet printhead with amorphous ceramic chamber |
| US7360872B2 (en) | 1997-07-15 | 2008-04-22 | Silverbrook Research Pty Ltd | Inkjet printhead chip with nozzle assemblies incorporating fluidic seals |
| US6840600B2 (en) | 1997-07-15 | 2005-01-11 | Silverbrook Research Pty Ltd | Fluid ejection device that incorporates covering formations for actuators of the fluid ejection device |
| US6247792B1 (en) | 1997-07-15 | 2001-06-19 | Silverbrook Research Pty Ltd | PTFE surface shooting shuttered oscillating pressure ink jet printing mechanism |
| US7465030B2 (en) | 1997-07-15 | 2008-12-16 | Silverbrook Research Pty Ltd | Nozzle arrangement with a magnetic field generator |
| US7401901B2 (en) | 1997-07-15 | 2008-07-22 | Silverbrook Research Pty Ltd | Inkjet printhead having nozzle plate supported by encapsulated photoresist |
| US6682174B2 (en) | 1998-03-25 | 2004-01-27 | Silverbrook Research Pty Ltd | Ink jet nozzle arrangement configuration |
| US7246884B2 (en) | 1997-07-15 | 2007-07-24 | Silverbrook Research Pty Ltd | Inkjet printhead having enclosed inkjet actuators |
| US6540331B2 (en) | 1997-07-15 | 2003-04-01 | Silverbrook Research Pty Ltd | Actuating mechanism which includes a thermal bend actuator |
| ATE358019T1 (de) * | 1997-07-15 | 2007-04-15 | Silverbrook Res Pty Ltd | Tintenstrahldüsenanordnung mit paddeln als teil der wandung |
| US6485123B2 (en) | 1997-07-15 | 2002-11-26 | Silverbrook Research Pty Ltd | Shutter ink jet |
| US7195339B2 (en) | 1997-07-15 | 2007-03-27 | Silverbrook Research Pty Ltd | Ink jet nozzle assembly with a thermal bend actuator |
| US6488359B2 (en) | 1997-07-15 | 2002-12-03 | Silverbrook Research Pty Ltd | Ink jet printhead that incorporates through-chip ink ejection nozzle arrangements |
| US6582059B2 (en) | 1997-07-15 | 2003-06-24 | Silverbrook Research Pty Ltd | Discrete air and nozzle chambers in a printhead chip for an inkjet printhead |
| US6880918B2 (en) | 1997-07-15 | 2005-04-19 | Silverbrook Research Pty Ltd | Micro-electromechanical device that incorporates a motion-transmitting structure |
| US7207654B2 (en) | 1997-07-15 | 2007-04-24 | Silverbrook Research Pty Ltd | Ink jet with narrow chamber |
| US7011390B2 (en) | 1997-07-15 | 2006-03-14 | Silverbrook Research Pty Ltd | Printing mechanism having wide format printing zone |
| US6712453B2 (en) | 1997-07-15 | 2004-03-30 | Silverbrook Research Pty Ltd. | Ink jet nozzle rim |
| US7287836B2 (en) | 1997-07-15 | 2007-10-30 | Sil;Verbrook Research Pty Ltd | Ink jet printhead with circular cross section chamber |
| US6540332B2 (en) | 1997-07-15 | 2003-04-01 | Silverbrook Research Pty Ltd | Motion transmitting structure for a nozzle arrangement of a printhead chip for an inkjet printhead |
| US6527374B2 (en) | 1997-07-15 | 2003-03-04 | Silverbrook Research Pty Ltd | Translation to rotation conversion in an inkjet printhead |
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| US6814429B2 (en) | 1997-07-15 | 2004-11-09 | Silverbrook Research Pty Ltd | Ink jet printhead incorporating a backflow prevention mechanism |
| AUPP653998A0 (en) | 1998-10-16 | 1998-11-05 | Silverbrook Research Pty Ltd | Micromechanical device and method (ij46B) |
| US6679584B2 (en) | 1997-07-15 | 2004-01-20 | Silverbrook Research Pty Ltd. | High volume pagewidth printing |
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| US6857724B2 (en) | 1997-07-15 | 2005-02-22 | Silverbrook Research Pty Ltd | Print assembly for a wide format pagewidth printer |
| US7246881B2 (en) | 1997-07-15 | 2007-07-24 | Silverbrook Research Pty Ltd | Printhead assembly arrangement for a wide format pagewidth inkjet printer |
| US7468139B2 (en) | 1997-07-15 | 2008-12-23 | Silverbrook Research Pty Ltd | Method of depositing heater material over a photoresist scaffold |
| US7784902B2 (en) | 1997-07-15 | 2010-08-31 | Silverbrook Research Pty Ltd | Printhead integrated circuit with more than 10000 nozzles |
| US6746105B2 (en) | 1997-07-15 | 2004-06-08 | Silverbrook Research Pty. Ltd. | Thermally actuated ink jet printing mechanism having a series of thermal actuator units |
| US7381340B2 (en) | 1997-07-15 | 2008-06-03 | Silverbrook Research Pty Ltd | Ink jet printhead that incorporates an etch stop layer |
| US7303254B2 (en) | 1997-07-15 | 2007-12-04 | Silverbrook Research Pty Ltd | Print assembly for a wide format pagewidth printer |
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| US7004566B2 (en) | 1997-07-15 | 2006-02-28 | Silverbrook Research Pty Ltd | Inkjet printhead chip that incorporates micro-mechanical lever mechanisms |
| US6557977B1 (en) | 1997-07-15 | 2003-05-06 | Silverbrook Research Pty Ltd | Shape memory alloy ink jet printing mechanism |
| US6855264B1 (en) | 1997-07-15 | 2005-02-15 | Kia Silverbrook | Method of manufacture of an ink jet printer having a thermal actuator comprising an external coil spring |
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| US6916082B2 (en) | 1997-07-15 | 2005-07-12 | Silverbrook Research Pty Ltd | Printing mechanism for a wide format pagewidth inkjet printer |
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| US7022250B2 (en) | 1997-07-15 | 2006-04-04 | Silverbrook Research Pty Ltd | Method of fabricating an ink jet printhead chip with differential expansion actuators |
| US7337532B2 (en) | 1997-07-15 | 2008-03-04 | Silverbrook Research Pty Ltd | Method of manufacturing micro-electromechanical device having motion-transmitting structure |
| AUPP398798A0 (en) | 1998-06-09 | 1998-07-02 | Silverbrook Research Pty Ltd | Image creation method and apparatus (ij43) |
| US6641315B2 (en) | 1997-07-15 | 2003-11-04 | Silverbrook Research Pty Ltd | Keyboard |
| US6834939B2 (en) | 2002-11-23 | 2004-12-28 | Silverbrook Research Pty Ltd | Micro-electromechanical device that incorporates covering formations for actuators of the device |
| EP0895861B1 (en) | 1997-08-05 | 2003-11-26 | Canon Kabushiki Kaisha | A liquid discharge head, a substrate for use of such head and a method of manufacture therefor |
| DE69823461T2 (de) * | 1997-12-05 | 2005-04-14 | Canon K.K. | Flüssigkeitsausstosskopf, Herstellungsverfahren des Flüssigkeitsausstosskopfes, Kassette mit diesem Flüssigkeitsausstosskopf und Flüssigkeitsausstossvorrichtung |
| US6652074B2 (en) | 1998-03-25 | 2003-11-25 | Silverbrook Research Pty Ltd | Ink jet nozzle assembly including displaceable ink pusher |
| US6959982B2 (en) | 1998-06-09 | 2005-11-01 | Silverbrook Research Pty Ltd | Flexible wall driven inkjet printhead nozzle |
| AUPP702098A0 (en) | 1998-11-09 | 1998-12-03 | Silverbrook Research Pty Ltd | Image creation method and apparatus (ART73) |
| US7111924B2 (en) | 1998-10-16 | 2006-09-26 | Silverbrook Research Pty Ltd | Inkjet printhead having thermal bend actuator heating element electrically isolated from nozzle chamber ink |
| DE60029282T2 (de) | 1999-09-03 | 2007-07-05 | Canon K.K. | Flüssigkeitsausstoßkopf, Flüsigkeitsausstoßverfahren und Vorrichtung zum Ausstoßen von Flüssigkeit |
| JP3584193B2 (ja) | 2000-02-15 | 2004-11-04 | キヤノン株式会社 | 液体吐出ヘッド、液体吐出装置及び前記液体吐出ヘッドの製造方法 |
| US6921153B2 (en) | 2000-05-23 | 2005-07-26 | Silverbrook Research Pty Ltd | Liquid displacement assembly including a fluidic sealing structure |
| JP3826749B2 (ja) * | 2001-08-22 | 2006-09-27 | 株式会社日立製作所 | シャント抵抗を備えた電力変換装置 |
| JP2005538287A (ja) * | 2002-08-15 | 2005-12-15 | エムイーエムエスフロー・アンパルトセルスカブ | マイクロ液体処理装置とその使用方法 |
| US6796644B1 (en) | 2003-06-18 | 2004-09-28 | Lexmark International, Inc. | Ink source regulator for an inkjet printer |
| US7147314B2 (en) | 2003-06-18 | 2006-12-12 | Lexmark International, Inc. | Single piece filtration for an ink jet print head |
| US6837577B1 (en) * | 2003-06-18 | 2005-01-04 | Lexmark International, Inc. | Ink source regulator for an inkjet printer |
| US6817707B1 (en) | 2003-06-18 | 2004-11-16 | Lexmark International, Inc. | Pressure controlled ink jet printhead assembly |
| US6776478B1 (en) | 2003-06-18 | 2004-08-17 | Lexmark International, Inc. | Ink source regulator for an inkjet printer |
| US6786580B1 (en) | 2003-06-18 | 2004-09-07 | Lexmark International, Inc. | Submersible ink source regulator for an inkjet printer |
| GB0316584D0 (en) | 2003-07-16 | 2003-08-20 | Xaar Technology Ltd | Droplet deposition apparatus |
| GB0318417D0 (en) * | 2003-08-06 | 2003-09-10 | Ionix Pharmaceuticals Ltd | Method and device |
| SG114773A1 (en) | 2004-03-01 | 2005-09-28 | Sony Corp | Liquid ejection head and liquid ejection device |
| JP4561276B2 (ja) * | 2004-09-22 | 2010-10-13 | 富士ゼロックス株式会社 | インクジェット記録装置 |
| JP4774742B2 (ja) * | 2005-01-11 | 2011-09-14 | 富士ゼロックス株式会社 | インクジェット記録ヘッド、及びインクジェット記録装置 |
| US7510274B2 (en) * | 2005-01-21 | 2009-03-31 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Ink delivery system and methods for improved printing |
| US20060284931A1 (en) * | 2005-06-16 | 2006-12-21 | Blair Dustin W | Print head having extended surface elements |
| US7731341B2 (en) * | 2005-09-07 | 2010-06-08 | Eastman Kodak Company | Continuous fluid jet ejector with anisotropically etched fluid chambers |
| JP4872649B2 (ja) * | 2006-12-18 | 2012-02-08 | 富士ゼロックス株式会社 | 液滴吐出ヘッドおよび液滴吐出装置 |
| JP4286302B2 (ja) * | 2007-05-14 | 2009-06-24 | シャープ株式会社 | インクジェットヘッドおよびその製造方法 |
| KR20100008868A (ko) * | 2008-07-17 | 2010-01-27 | 삼성전자주식회사 | 잉크젯 타입 화상형성장치의 헤드칩 |
| JP5475389B2 (ja) * | 2009-10-08 | 2014-04-16 | 富士フイルム株式会社 | 液滴吐出ヘッド、該液滴吐出ヘッドを有する液滴吐出装置、および、該液滴吐出ヘッドに気泡を溜める方法 |
| US20110242237A1 (en) * | 2010-04-01 | 2011-10-06 | Seiko Epson Corporation | Liquid ejecting head, liquid ejecting unit, and liquid ejecting apparatus |
| JP6278588B2 (ja) * | 2012-09-24 | 2018-02-14 | エスアイアイ・プリンテック株式会社 | 液体噴射ヘッドおよび液体噴射装置 |
| EP3124251B1 (en) * | 2014-03-27 | 2020-11-11 | Kyocera Corporation | Liquid discharge head and recording device |
| JP2016007744A (ja) * | 2014-06-24 | 2016-01-18 | セイコーエプソン株式会社 | 流路部材、液体噴射ヘッド及び液体噴射装置 |
| WO2016122528A1 (en) | 2015-01-29 | 2016-08-04 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Fluid ejection device |
| CN107206789B (zh) * | 2015-04-30 | 2019-11-15 | 惠普发展公司，有限责任合伙企业 | 流体喷射装置 |
| JP6634851B2 (ja) * | 2016-01-29 | 2020-01-22 | 富士ゼロックス株式会社 | 吐出装置 |
| JP7019318B2 (ja) | 2017-06-29 | 2022-02-15 | キヤノン株式会社 | 液体吐出ヘッドおよび液体吐出装置 |
| US10974507B2 (en) * | 2018-07-31 | 2021-04-13 | Canon Kabushiki Kaisha | Liquid ejection head, liquid ejection apparatus, and liquid ejection module |
| JP7292940B2 (ja) * | 2018-07-31 | 2023-06-19 | キヤノン株式会社 | 液体吐出ヘッド、液体吐出モジュールおよび液体吐出装置 |
| EP3603979B1 (en) * | 2018-07-31 | 2021-06-16 | Canon Kabushiki Kaisha | Liquid ejection head and liquid ejection apparatus |
| JP7317560B2 (ja) * | 2018-07-31 | 2023-07-31 | キヤノン株式会社 | 液体吐出ヘッド、液体吐出モジュールおよび液体吐出装置 |
| CN110774761B (zh) * | 2018-07-31 | 2021-10-19 | 佳能株式会社 | 液体喷射头、液体喷射设备和液体喷射模块 |
| CN110774759B (zh) * | 2018-07-31 | 2021-10-22 | 佳能株式会社 | 液体喷射头、液体喷射模块和液体喷射设备 |
| US11179935B2 (en) | 2019-02-19 | 2021-11-23 | Canon Kabushiki Kaisha | Liquid ejection head, liquid ejection module, and method of manufacturing liquid ejection head |
| GB2582635B (en) * | 2019-03-28 | 2021-12-29 | Archipelago Tech Group Ltd | Device, method, and assembly for loading nozzles with fluid |
| KR20220126586A (ko) | 2021-03-09 | 2022-09-16 | 삼성전자주식회사 | 잉크젯 프린트 헤드 |
| CN115283835B (zh) * | 2022-07-05 | 2023-10-20 | 深圳明锐理想科技有限公司 | 一种pcb板的缺陷打标方法及设备 |
Family Cites Families (40)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CA1127227A (en) | 1977-10-03 | 1982-07-06 | Ichiro Endo | Liquid jet recording process and apparatus therefor |
| JPS5581172A (en) | 1978-12-14 | 1980-06-18 | Canon Inc | Liquid injection type recording method and device |
| US4317124A (en) * | 1979-02-14 | 1982-02-23 | Canon Kabushiki Kaisha | Ink jet recording apparatus |
| GB2048608B (en) * | 1979-03-03 | 1983-08-03 | Canon Kk | Facsimile apparatus |
| US4380018A (en) * | 1980-06-20 | 1983-04-12 | Sanyo Denki Kabushiki Kaisha | Ink droplet projecting device and an ink jet printer |
| US4429321A (en) * | 1980-10-23 | 1984-01-31 | Canon Kabushiki Kaisha | Liquid jet recording device |
| US4558333A (en) | 1981-07-09 | 1985-12-10 | Canon Kabushiki Kaisha | Liquid jet recording head |
| US4611219A (en) | 1981-12-29 | 1986-09-09 | Canon Kabushiki Kaisha | Liquid-jetting head |
| JPS58188685A (ja) * | 1982-04-30 | 1983-11-04 | Canon Inc | インクジェット記録装置 |
| JPS5919168A (ja) | 1982-07-26 | 1984-01-31 | Canon Inc | インクジエツト記録ヘツド |
| US4480259A (en) | 1982-07-30 | 1984-10-30 | Hewlett-Packard Company | Ink jet printer with bubble driven flexible membrane |
| US4496960A (en) | 1982-09-20 | 1985-01-29 | Xerox Corporation | Ink jet ejector utilizing check valves to prevent air ingestion |
| JPS59123672A (ja) * | 1982-12-28 | 1984-07-17 | Canon Inc | 液体噴射ヘッド及び液体噴射記録装置 |
| JPH0643129B2 (ja) | 1984-03-01 | 1994-06-08 | キヤノン株式会社 | インクジェット記録ヘッド |
| JPS6159914A (ja) | 1984-08-31 | 1986-03-27 | Fujitsu Ltd | デイジタル圧縮装置 |
| JPS61110557A (ja) | 1984-11-05 | 1986-05-28 | Canon Inc | 液体噴射記録ヘツド |
| US4723136A (en) * | 1984-11-05 | 1988-02-02 | Canon Kabushiki Kaisha | Print-on-demand type liquid jet printing head having main and subsidiary liquid paths |
| JPS6169467A (ja) | 1985-06-11 | 1986-04-10 | Seiko Epson Corp | 記録液滴吐出型記録装置 |
| JPS6237163A (ja) * | 1985-08-10 | 1987-02-18 | Toyoda Autom Loom Works Ltd | 液滴吐出装置 |
| JPS6248585A (ja) | 1985-08-28 | 1987-03-03 | Sony Corp | 感熱記録紙 |
| JPS62151349A (ja) * | 1985-12-26 | 1987-07-06 | Canon Inc | 液体噴射記録方法 |
| JPS62156969A (ja) | 1985-12-28 | 1987-07-11 | Canon Inc | 液体噴射記録ヘツド |
| JPS63199972A (ja) | 1987-02-13 | 1988-08-18 | Canon Inc | 弁素子の製造方法 |
| JPS63197652A (ja) | 1987-02-13 | 1988-08-16 | Canon Inc | インクジエツト記録ヘツドおよびその製造方法 |
| US5053787A (en) * | 1988-01-27 | 1991-10-01 | Canon Kabushiki Kaisha | Ink jet recording method and head having additional generating means in the liquid chamber |
| JPH02113950A (ja) * | 1988-10-24 | 1990-04-26 | Nec Corp | インクジェットヘッド |
| JP2883113B2 (ja) | 1989-08-24 | 1999-04-19 | 富士ゼロックス株式会社 | インクジェットプリントヘッド |
| EP0419193B1 (en) | 1989-09-18 | 1996-12-11 | Canon Kabushiki Kaisha | An ink jet apparatus |
| AU635562B2 (en) | 1989-09-18 | 1993-03-25 | Canon Kabushiki Kaisha | Recording head with cover |
| EP0578329B1 (en) | 1989-09-18 | 1996-03-13 | Canon Kabushiki Kaisha | Ink jet recording head and ink jet apparatus having same |
| EP0436047A1 (de) | 1990-01-02 | 1991-07-10 | Siemens Aktiengesellschaft | Flüssigkeitsstrahlaufzeichnungskopf für Tintendruckeinrichtungen |
| JPH03240546A (ja) * | 1990-02-19 | 1991-10-25 | Silk Giken Kk | インクジェット式印字ヘッド |
| JP2690379B2 (ja) * | 1990-03-19 | 1997-12-10 | キヤノン株式会社 | インクジェット記録装置 |
| EP0488829B1 (en) * | 1990-11-30 | 1996-04-03 | Canon Kabushiki Kaisha | Ink container and recording head having same |
| JP2980444B2 (ja) * | 1991-01-19 | 1999-11-22 | キヤノン株式会社 | 液室内気泡導入機構を備えた液体噴射器およびこれを用いた記録装置および記録方法 |
| JP3161635B2 (ja) | 1991-10-17 | 2001-04-25 | ソニー株式会社 | インクジェットプリントヘッド及びインクジェットプリンタ |
| JPH05124189A (ja) | 1991-11-01 | 1993-05-21 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | インク吐出装置 |
| JP3095842B2 (ja) * | 1991-12-26 | 2000-10-10 | 株式会社リコー | インクジェット記録装置 |
| US5278585A (en) | 1992-05-28 | 1994-01-11 | Xerox Corporation | Ink jet printhead with ink flow directing valves |
| JPH0687214A (ja) | 1992-09-04 | 1994-03-29 | Sony Corp | インクジェットプリントヘッドとインクジェットプリンタ及びその駆動方法 |
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