JP3907329B2 - 液体吐出ヘッドおよび液体吐出装置 - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、紙、糸、繊維、布、金属、プラスチック、ガラス、木材、セラミックなどの被記録媒体に対して記録を行う、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などの装置、さらには各種処理装置と複合的に組み合わされた産業用記録装置に適用することができるものである。
【0002】
なお、本発明における「記録」とは、文字や図形などのように意味を持つ画像を被記録媒体に対して付与するすることだけでなく、パターンなどのように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。
【0003】
【従来の技術】
熱などのエネルギ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、このインクの状態変化に基づく作用力によって吐出口からインクを吐出し、これを被記録媒体上に付着させて画像形成を行うインクジェット記録方法、いわゆるバブルジェット記録方法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、米国明細書第4723129号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発生手段としての電気熱変換体が一般に配されている。
【0004】
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利点を有している。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、ファクシミリなどの多くのオフィス機器に利用されており、さらに、捺染装置など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。
【0005】
このようにバブルジェット技術が多方面の製品に利用されるに従って、次のような様々な要求が近年さらに高まっている。
【0006】
例えば、エネルギ効率の向上の要求に対する検討としては、発熱体の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。
【0007】
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など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液流路の形状を改良したものも提案されたりしている。
【0008】
(a)及び図(b)は、それぞれ従来の液体吐出ヘッドの要部上面図及び断面図である。
【0009】
素子基板100上に固定部106dで支持固定された可動部材106は、可動部106cの自由端106bが付け根106aを支点として矢印A方向に変位するように形成されている。
【0010】
可動部材106の上面側はインクの流路である液流路であり、矢印Bはインクの流れる方向である。発熱体102はインクに気泡を発生させるためのエネルギを発生するものであり、気泡は発熱体2の上面に発生する。この気泡により、可動部材106の自由端106bは上方に変位するとともに、インクは不図示の吐出口から吐出される。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、基本的に従来の気泡、特に膜沸騰に伴う気泡を液流路中に形成して液体を吐出する方式の、根本的な吐出特性を、従来では予想できない水準に高めることを主たる課題とする。
【0012】
発明者たちは、従来では得られなかった気泡を利用した新規な液滴吐出方法、およびその方法を用いたヘッドなどを提供すべく鋭意研究を行った。このとき、液流路中の可動部材の機構の原理を解析するといった液流路中の可動部材の動作を起点とする第1技術解析、および気泡による液滴吐出原理を起点とする第2技術解析、さらには、気泡形成用の発熱体の気泡形成領域を起点とする第3解析を行い、これらの解析によって、可動部材の支点と自由端の配置関係を吐出口側つまり下流側に自由端が位置する関係にすること、また可動部材を発熱体もしくは、気泡発生領域に面して配することで積極的に気泡を制御する全く新規な技術を確立するに至った。
【0013】
次に、気泡自体が吐出量に与えるエネルギを考慮すると気泡の下流側の成長成分を考慮することが吐出特性を格段に向上できる要因として最大であるとの知見に至った。つまり、気泡の下流側の成長成分を吐出方向へ効率よく変換させることこそ吐出効率、吐出速度の向上をもたらすことも判明した。
【0014】
さらに、気泡を形成するための発熱領域、例えば電気熱変換体の液体の流れ方向の面積中心を通る中心線から下流側、あるいは、発泡を司る面における面積中心などの気泡下流側の成長にかかわる可動部材や液流路などに構造的要素を勘案することも好ましいということがわかった。
【0015】
しかしながら、この液体吐出ヘッドにて耐久性を確認したところ、初期の段階で図7(b)に示した、可動部106cの付け根106aから破断するという問題があった。
【0016】
そこで、本発明は、気泡の発生に基づく圧力による可動部材の自由端の変位を利用して液体を吐出する液体吐出ヘッドにおいて、可動部材の耐久性を向上させ、吐出特性が安定した、信頼性の高い液体吐出ヘッド及び液体吐出装置を提供することを目的とする。
【0017】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本願発明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発生する吐出エネルギ発生素子が表面に並列に複数設けられた素子基板と、素子基板上に直接固定される固定部、及び吐出エネルギ発生素子に距離を隔てて対面するように設けられ、気泡により変位する自由端を有する複数の可動部を備える可動部材と、を有する液体吐出ヘッドにおいて、可動部材は、各可動部の自由端が変位する際の支点となる付け根が固定部の隅部から自由端側に離れた位置にあることを特徴とする。
【0018】
上記の通り構成された本発明の液体吐出ヘッド可動部材は、各可動部の自由端が変位する際の支点となる付け根が固定部の隅部から自由端側に離れた位置にある。
【0019】
動部材は、窒化シリコンで形成されるものでもよい。
【0021】
本発明の液体吐出装置は、本発明の液体吐出ヘッドを着脱自在に保持し、被記録媒体の面に沿って往復移動可能に支持されたキャリッジを有し、
ヘッドカートリッジの液体吐出ヘッドから液体を吐出して被記録媒体に記録を行うものである。
【0022】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【0023】
図1は、本発明の液体吐出ヘッドの一実施形態の基本的な構造を説明するための、液流路方向に沿った断面図である。
【0024】
図1に示すように、この液体吐出ヘッドは、液体に気泡を発生させるための熱エネルギーを与える複数個(図1では1つのみ示す)の発熱体2が並列に設けられた素子基板1と、この素子基板1上に接合された天板3と、素子基板1および天板3の前端面に接合されたオリフィスプレート4とを有する。
【0025】
素子基板1は、シリコン等の基体上に絶縁および蓄熱を目的とした酸化シリコン膜または窒化シリコン膜を成膜し、その上に、発熱体2を構成する電気抵抗層および配線電極をパターニングしたものである。この配線電極から電気抵抗層に電圧を印加し、電気抵抗層に電流を流すことで発熱体2が発熱する。
【0026】
天板3は、各発熱体2に対応した複数の液流路7および各液流路7に液体を供給するための共通液室8を構成するためのもので、天井部分から各発熱体2の間に延びる流路側壁9が一体的に設けられている。天板3はシリコン系の材料で構成され、液流路7および共通液室9のパターンをエッチングで形成したり、シリコン基板上にCVD等の公知の成膜方法により窒化シリコン、酸化シリコン等の流路側壁9となる材料を推積した後、液流路7の部分をエッチングして形成することができる。
【0027】
オリフィスプレート4には、各液流路7に対応しそれぞれ液流路7を介して共通液室8に連通する複数の吐出口5が形成されている。オリフィスプレート4もシリコン系の材料からなるものであり、例えば、吐出口5を形成したシリコン基板を10〜150μm程度の厚さに削ることにより形成される。なお、オリフィスプレート4は本発明には必ずしも必要な構成ではなく、オリフィスプレート4を設ける代わりに、天板3に液流路7を形成する際に天板3の先端面にオリフィスプレート4の厚さ相当の壁を残し、この部分に吐出口5を形成することで、吐出口付きの天板とすることもできる。
【0028】
さらに、この液体吐出ヘッドには、発熱体2に対面して配置され、素子基板1に直接固定された片持梁状の可動部材6が設けられている。可動部材6は、窒化シリコンや酸化シリコン等のシリコン系の材料、あるいは弾性に優れたニッケル等で形成された薄膜である。
【0029】
この可動部材6は、液体の吐出動作によって共通液室8から可動部材6の上方を経て吐出口5側ヘ流れる大きな流れの上流側において素子基板1に固定部6dで支持固定され、可動部6cの自由端6bが変位する際の支点となる付け根6aが構成されている。さらに、この付け根6aに対して下流側に自由端6bを持つように、発熱体2に面した位置に自由端6bを発熱体2の中央付近に位置させて発熱体2から所定の距離を隔てて配されている。また、この発熱体2と可動部材6との間が気泡発生領域10となる。
【0030】
上記構成に基づき、発熱体2を発熱させると、可動部材6と発熱体2との間の気泡発生領域10の液体に熱が作用し、これにより発熱体2上に膜沸騰現象に基づく気泡が発生し、成長する。この気泡の成長に伴う圧力は可動部材6に優先的に作用し、可動部材6の自由端6bは図1に破線で示されるように、付け根6aを中心に吐出口5側に大きく開くように変位する。可動部材6の変位も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5側に導かれ、吐出口5から液体が吐出する。
【0031】
つまり、気泡発生領域10上に、液流路7内の液体の流れの上流側(共通液室8側)に付け根6aを持ち下流側(吐出口5側)に自由端6bを持つ可動部材6を設けることによって、気泡の圧力伝搬方向が下流側ヘ導かれ、気泡の圧力が直接的に効率よく吐出に寄与することになる。そして、気泡の成長方向自体も圧力伝搬方向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は吐出速度等の根本的な吐出特性を向上させることができる。
【0032】
一方、気泡が消泡工程に入ると、可動部材6の弾性力との相乗効果で気泡は急速に消泡し、可動部材6も最終的には図1に実線で示した初期位置に復帰する。このとき、気泡発生領域10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、上流側すなわち共通液室8側から液体が流れ込み、液流路7ヘの液体の充填(リフィル)が行われるが、この液体のリフィルは、可動部材6の復帰作用に伴って効率よく合理的かつ安定して行われる。
【0033】
図2(a)及び図2(b)は、それぞれ図1に示した液体吐出ヘッドの要部上面図及び断面図である。素子基板1上に形成された可動部材6は、フォトリソグラフィやエッチングなどの半導体装置の製造工程を経て、固定部6dにより固定されており、発熱体2のそれぞれに対面する可動部6cの先端部は自由端6bとなっている。ここで、図2(b)に示すように、付け根6aが固定部6dの端部を示すラインCに形成されずに、ラインDの位置に形成されている。これにより、可動部材6の支点は固定部6dの端部ではなく、付け根6aとなる。したがって、自由端6bが変位したときの隅部6eへの応力集中が避けられる。さらに、図2(a)に示すように、ラインDの位置に支点となる付け根6aが形成されることで、付け根6aが隣り合う可動部6cと共通化されることで応力分散がなされる。これらにより、可動部材6の強度アップを図ることができ、耐久性を著しく向上させることができる。その結果、長期の使用にわたっても可動部材6が安定して変位するので、吐出特性も安定し、信頼性の高い液体吐出ヘッドが得られる。
【0034】
図3は、図1に示した素子基板1を示す平面図である。図3に示すように、素子基板1の天板3側の面には、複数の発熱体2が素子基板1の一方の縁部に沿って並列に配置されている。素子基板1のその面の中央部がヒータドライバ形成領域21となっており、ヒータドライバ形成領域21に、複数の発熱体2が並ぶ方向と同じ方向に並ぶ複数のヒータドライバが形成されている。また、ヒータドライバ形成領域21の、発熱体2側と反対側の部分には、シフトレジスタラッチ22が形成されている。
【0035】
図4は、図3のA部の拡大図である。本実施形態で用いた素子基板1としては、記録画像の解像度が600dpi(dot per inch)以上となる高密度ヒータ配列のものを用いている。素子基板1上での配線の引き回しを考慮して、発熱体2を駆動するヒータドライバの列が一段となっている。図3に示したヒータドライバ形成領域21には、図4に示すように、発熱体2が並ぶ方向と同じ方向に並ぶヒータドライバ31が形成されている。ヒータドライバ31のピッチは発熱体2のピッチと同じであり、そのピッチP1は、15〜42μmとなっている。
【0036】
ヒータドライバ31は、ヒータドライバ31が並ぶ方向に対して垂直な方向に延びるソース32と、ソース32と平行なドレイン33およびゲート34とで構成されている。ドレイン33は発熱体2と電気的に接続されている。また、ヒータドライバ形成領域21には、金属層で構成されたヒータ駆動電源35およびグランド36が形成されている。
【0037】
ここで、ヒータドライバ31の条件としては、高耐圧(10〜50V程度)であり、かつ、前記のようにピッチ15〜42μmという非常に狭い幅で配置できるドライバが必要である。その条件を満足するヒータドライバ31として、オフセットMOS型、LDMOS型、VDMOS型トランジスタなどを用いることができる。
【0038】
図5は、図1に示した素子基板1の変形例を示す拡大図である。図4に示したものでは、ヒータドライバ31のピッチと、発熱体2のピッチとが同じであったが、図5に示されるものでは、ヒータドライバ31のピッチP3が発熱体2のピッチP2の2倍になっている。このような素子基板1を用いて1つのノズルに複数の発熱体2を配置し、1つのノズルで複数の発熱体2を駆動することによって、階調記録を行うことができる。
【0039】
次に、図4または図5に示した構成の素子基板1において、記録画像の解像度が1200dpiとなるように発熱体2が配列される例について説明する。この場合、発熱体2を駆動するための電源の電圧は、配線の抵抗や、電源自体のばらつき、ヒータドライバ31のばらつきなどを考慮すると、なるべく高くすることが望ましい。本実施形態では、電源の電圧を24Vにした。発熱体2のピッチは約21μmとなり、発熱体2の幅を、マージンを含めて14μmとした。1200dpiの記録密度に必要な発熱体2の面積を確保するために、発熱体2の長さを60μmとした。ここで、発熱体2を数μsの間隔で駆動するためには、発熱体2の抵抗値を大きくすることが必要であり、発熱体2のシート抵抗値としては50Ω/□以上が要求される。
【0040】
そこで、1200dpi用の発熱体2の材料としてTaSiNを用いることによって、発熱体2の抵抗値を200Ω以上に設定した。ヒータドライバ31としては、比較的、幅を小さくすることができるLDMOS型トランジスタを用いた。このように構成された液体吐出ヘッドを駆動することによって、1200dpiの記録画像を得ることができた。
【0041】
上記のように、発熱体2が高密度に配置された液体吐出ヘッドにおいて、ヒータドライバ31として、オフセットMOS型、LDMOS型、VDMOS型トランジスタなどを用いることによって、素子基板1にヒータドライバ31を一列(一段)に高密度に配置することでき、素子基板1で効率のよい配線のレイアウトが可能となる。その結果、素子基板1をチップサイズに小型化することができる。また、50Ω/□以上とシート抵抗が高い材料を用いた発熱体2と、上記の種類のMOSなど、10V以上の電圧に耐えうる高耐圧のヒータドライバ31とを組み合わせることによって、発熱体2にかかる電圧のばらつきが少ない液体吐出ヘッドの構成が実現される。
【0042】
ここで、他の実施形態の液体吐出ヘッドについて説明する。
【0043】
図6は本発明の液体吐出ヘッドの1つの実施の形態を液流路方向で切断した断面図で示すとともに、液流路内の特徴的な現象を(a)〜(f)の工程に分けて示したものである。
【0044】
本形態の液体吐出ヘッドでは、液体を吐出するための吐出エネルギー発生素子として、液体に熱エネルギーを作用させる発熱体2が平滑な素子基板1に設けられており、素子基板1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18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。符号Mは吐出液が形成するメニスカスを表し、メニスカスMは、吐出口18及びそれに連通する液流路10の内壁によって発生する毛細管力によって通常負圧である共通液室13の内圧に対して、吐出口18近傍でつり合っている。
【0045】
液流路10は、発熱体2を備えた素子基板1と天板50が接合されることで構成されており、発熱体2と吐出液との接する面の近傍領域には、発熱体2が急速に加熱されて吐出液に発泡を生じさせる気泡発生域11が存在する。この気泡発生領域11を有する液流路10に可動部材31の少なくとも一部が発熱体2と対面するように配されている。この可動部材31は吐出口18に向かう下流側に自由端32を有すると共に、上流側に配置された支持部材34に支持されている。特に本形態では、上流側へのバック波及び液体の慣性力に影響する、気泡の上流側半分の成長を抑制するため、自由端32が気泡発生領域11の中央付近に配されている。そして可動部材31は気泡発生領域11で発生する気泡の成長に伴い、支持部材34に対して変位可能である。この変位するときの支点33は支持部材34との境界よりも自由端32側に位置する。
【0046】
気泡発生領域11の中央上方にはストッパ(規制部)64が位置していて、気泡の上流側半分の成長を抑制するために可動部材31の変位をある範囲で規制している。共通液室13から吐出口18への流れにおいて、ストッパ64を境に上流側に、液流路10と比較して相対的に流路抵抗の低い低流路抵抗領域65が設けられている。この領域65における流路構造は上壁がなかったり流路断面積が大きいことなどで、液の移動に対し流路から受ける抵抗を小さくしている。
【0047】
本発明の液体吐出ヘッドで採用した可動部材は、図1の破線に示すような状態において、該可動部材が発生した気泡に伴って、大きくたわむ際の支点の強度アップを図ることができる。
【0048】
次に、図6(a)〜(c)に本発明に適用可能な固定部6f〜6hの上面透視図を示す。
【0049】
図2に示した固定部6dの隅部6e側の端面が直線であったのに対し、図6(a)に示すような凹型形状や、図6(b)に示すような凸型形状や、図6(c)に示すような波型形状であってもよい。これら図6(a)〜(c)に示す曲線形状とすることで可動部6cへの応力がより広範に分散される。これにより特定の可動部6cに応力が集中するのを防止している。
【0050】
なお、特定の可動部6cへの応力集中が防止されるのであれば、図6(a)〜(c)に示した形状以外であっても構わない。
【0051】
図7は、上述した液体吐出ヘッドを搭載した液体吐出装置を示す斜視図である。本実施形態では、特に吐出液体としてインクを用いた液体吐出装置IJRAを用いて説明する。図7に示すように、液体吐出装置IJRAに備えられたキャリッジHCは、インクを収容する液体容器90と液体吐出ヘッド200とが着脱可能なヘッドカートリッジ202を搭載している。また、液体吐出装置IJRAには被記録媒体搬送手段が備えられており、その被記録媒体搬送手段で搬送される記録紙などの被記録媒体150の幅方向(矢印a,b方向)に、キャリッジHCが往復運動する。液体吐出装置IJRAでは、不図示の駆動信号供給手段からキャリッジHC上の液体吐出ヘッド200に駆動信号が供給されると、この駆動信号に応じて液体吐出ヘッド200から被記録媒体150に対して記録液体が吐出される。
【0052】
さらに、液体吐出装置IJRAは、被記録媒体搬送手段およびキャリッジHCを駆動するための駆動源としてのモータ111、モータ111からの動力をキャリッジHCに伝えるためのギア112,113、およびキャリッジ軸85a,85bなどを有している。この液体吐出装置IJRAによって、各種の被記録媒体に対して液体を吐出させることで良好な画像の記録物を得ることができた。
【0053】
図8は、本発明の液体吐出ヘッドを適用したインク吐出記録装置を動作させるための装置全体のブロック図である。
【0054】
図8に示すように、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401として受ける。印字情報は記録装置内部の入出力インターフェイス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、CPU302に入力されたデータをRAM304など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。
【0055】
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液体吐出ヘッド200を移動させる駆動用モータ306を駆動するための駆動データを作る。画像データがヘッドドライバ307を介して液体吐出ヘッド200に伝達されると共に、モータ駆動データがモータドライバ305を介して駆動用モータ306に伝達される。これにより、液体吐出ヘッド200および駆動用モータ306がそれぞれ、制御されたタイミングで駆動されることで画像が形成される。
【0056】
上述のような記録装置に適用でき、インクなどの液体の付与が行われる被録媒体としては、各種の紙やOHPシート、コンパクトディスクや装飾板などに用いられるプラスチック材、布帛、アルミニウムや銅などの金属板、牛皮、豚皮、人工皮革などの皮革材、木、合板などの木材、竹材、タイルなどのプラスチック材、スポンジなどの三次元構造体などを対象とすることができる。
【0057】
また、上述の記録装置として、各種の紙やOHPシートなどに対して記録を行うプリンタ装置、コンパクトディスクなど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、スポンジなど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などをも含むものである。
【0058】
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。
【0059】
以上説明したように本願発明によれば、可動部材は、各可動部の自由端が変位する際の支点となる付け根が固定部の隅部から自由端側に離れた位置にあるため、可動部が変位する際の応力集中が避けられる。これにより、可動部材の耐久性が向上するため、吐出特性が安定し、信頼性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態の液体吐出ヘッドの基本的な構造を説明するための、液流路方向に沿った断面図である。
【図2】本発明の液体吐出ヘッドの要部上面図及び断面図である。
【図3】図1に示した素子基板を示す平面図である。
【図4】図3のA部の拡大図である。
【図5】図1に示した素子基板の変形例を示す拡大図である。
【図6】本発明に適用可能な固定部を示す透視図である。
【図7】本発明の液体吐出ヘッドを搭載した液体吐出装置を示す斜視図である。
【図8】本発明の液体吐出ヘッドを適用したインク吐出記録装置を動作させるための装置全体のブロック図である。
【図9】従来の液体吐出ヘッドの要部上面図及び断面図である。
【符号の説明】
1 素子基板
2 発熱体
3 天板
4 オリフィスプレート
5 吐出口
6 可動部材
6a 付け根
6b 自由端
6c 可動部
6d、6f、6g、6h 固定部
6e 隅部
7 液流路
8 共通液室
9 流路側壁
10 気泡発生領域
21 ヒータドライバ形成領域
22 シフトレジスタラッチ
31 ヒータドライバ
32 ソース
33 ドレイン
34 ゲート
35 ヒータ駆動電源
36 グランド
90 液体容器
85a、85b キャリッジ軸
101 PSG膜
102、104 SiN膜
103 耐エッチング保護膜
111 モータ
112、113 ギア
150 被記録媒体
200 液体吐出ヘッド
202 ヘッドカートリッジ
300 ホストコンピュータ
301 入出力インターフェース
302 CPU
303 ROM
304 RAM
305 モータドライバ
306 駆動用モータ
307 ヘッドドライバ
401 制御信号

Claims (3)

  1. 液体に気泡を発生させるための熱エネルギを発生する吐出エネルギ発生素子が表面に並列に複数設けられた素子基板と、
    前記素子基板上に直接固定される固定部、及び前記吐出エネルギ発生素子に距離を隔てて対面するように設けられ、前記気泡により変位する自由端を有する複数の可動部を備える可動部材と、を有する液体吐出ヘッドにおいて、
    前記可動部材は、各可動部の自由端が変位する際の支点となる付け根が前記固定部の隅部から前記自由端側に離れた位置にあることを特徴とする液体吐出ヘッド。
  2. 前記可動部材は窒化シリコンで形成される請求項1記載の液体吐出ヘッド。
  3. 請求項1または2に記載の液体吐出ヘッドを着脱自在に保持し、被記録媒体の面に沿って往復移動可能に支持されたキャリッジを有し、
    前記液体吐出ヘッドから液体を吐出して被記録媒体に記録を行う液体吐出装置。
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Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6825543B2 (en) * 2000-12-28 2004-11-30 Canon Kabushiki Kaisha Semiconductor device, method for manufacturing the same, and liquid jet apparatus
JP3862625B2 (ja) * 2002-07-10 2006-12-27 キヤノン株式会社 液体吐出ヘッドの製造方法
JP2007230194A (ja) * 2006-03-03 2007-09-13 Canon Finetech Inc インクジェット記録ヘッドおよび製造方法
JP2007230193A (ja) * 2006-03-03 2007-09-13 Canon Finetech Inc 液体吐出ヘッド
JP7439482B2 (ja) * 2019-12-03 2024-02-28 セイコーエプソン株式会社 液体噴射ヘッドおよび液体噴射システム
JP2021088080A (ja) * 2019-12-03 2021-06-10 セイコーエプソン株式会社 液体噴射ヘッドおよび液体噴射システム

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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
US5278585A (en) 1992-05-28 1994-01-11 Xerox Corporation Ink jet printhead with ink flow directing valves
US5821962A (en) * 1995-06-02 1998-10-13 Canon Kabushiki Kaisha Liquid ejection apparatus and method
JP3372765B2 (ja) 1996-07-12 2003-02-04 キヤノン株式会社 液体吐出ヘッド、ヘッドカートリッジ、液体吐出装置、記録システム、ヘッドキット、および液体吐出ヘッドの製造方法
US6374482B1 (en) 1997-08-05 2002-04-23 Canon Kabushiki Kaisha Method of manufacturing a liquid discharge head
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