JPH09141871A - 液体吐出ヘッド、液体吐出装置、および液体吐出装置の回復方法 - Google Patents

液体吐出ヘッド、液体吐出装置、および液体吐出装置の回復方法

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JPH09141871A JP8145276A JP14527696A JPH09141871A JP H09141871 A JPH09141871 A JP H09141871A JP 8145276 A JP8145276 A JP 8145276A JP 14527696 A JP14527696 A JP 14527696A JP H09141871 A JPH09141871 A JP H09141871A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 高い吐出エネルギー効率、吐出力を得ること
ができ、かつ、長期間放置後でも良好な吐出を行え、吐
出力回復手段を備える液体吐出ヘッド、吐出方法等を提
供する。 【解決手段】 液体吐出ヘッドは吸引または加圧回復手
段を具備する。液体吐出ヘッドは、吐出口に連通する第
１の液流路と、第１の液流路に隣接して配された第２の
液流路と、第２の液流路に気泡発生領域を構成する発熱
体と、吐出口側に自由端を有するとともに、吐出口側と
逆方向に自由端を支える支点を有し第１の液流路と第２
の液流路の気泡発生領域との間に配された可動部材とを
有する。発熱体により気泡発生領域に気泡を発生させ、
気泡の発生に伴う圧力に基づいて可動部材の自由端を第
１の液流路側に変位させて、第１の液流路内の液体を吐
出口から吐出する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、熱エネルギーを液
体に作用させることで起こる気泡の発生によって、所望
の液体を吐出する液体吐出ヘッド、液体吐出ヘッドを用
いた液体吐出装置、および液体吐出装置の回復方法に関
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
を用いた液体吐出装置、および液体吐出装置の回復方法
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ー、複写機、
通信システムを有するファクシミリ、プリンタ部を有す
るワードプロセッサ等の装置、さらには各種処理装置と
複合的に組み合わせた産業用記録装置に適用できる発明
である。
【０００４】なお、本発明における、「記録」とは、文
字や図形等の意味を持つ画像を被記録媒体に対して付与
することだけでなく、パターン等の意味を持たない画像
を付与することをも意味するものである。
【０００５】
【従来の技術】熱等のエネルギーをインクに与えること
で、インクに急峻な体積変化（気泡の発生）を伴う状態
変化を生じさせ、この状態変化に基づく作用力によって
吐出口からインクを吐出し、これを被記録媒体上に付着
させて画像形成を行なうインクジェット記録方法、いわ
ゆるバブルジェット記録方法が従来知られている。この
バブルジェット記録方法を用いる記録装置には、ＵＳＰ
４，７２３，１２９等の公報に開示されているように、
インクを吐出するための吐出口と、この吐出口に連通す
るインク流路と、インク流路内に配されたインクを吐出
するためのエネルギー発生手段としての発熱体（電気熱
変換体）が一般的に配されている。
【０００６】この様な記録方法によれば、品位の高い画
像を高速、低騒音で記録することができると共に、この
記録方法を行うヘッドではインクを吐出するための吐出
口を高密度に配置することができるため、小型の装置で
高解像度の記録画像、さらにカラー画像をも容易に得る
ことができるという多くの優れた点を有している。この
ため、このバブルジェット記録方法は近年、プリンタ
ー、複写機、ファクシミリ等の多くのオフィス機器に利
用されており、さらに、捺染装置等の産業用システムに
まで利用されるようになってきている。
【０００７】このようにバブルジェット技術が多方面の
製品に利用されるに従って、次のような様々な要求が近
年さらにたかまっている。
【０００８】例えば、エネルギー効率の向上の要求に対
する検討としては、保護膜の厚さを調整するといった発
熱体の最適化が挙げられている。この手法は、発生した
熱の液体への伝搬効率を向上させる点で効果がある。
【０００９】また、高画質な画像を得るために、インク
の吐出スピードが速く、安定した気泡発生に基づく良好
なインク吐出を行える液体吐出方法等を与えるための駆
動条件が提案されたり、また、高速記録の観点から、吐
出された液体の液流路内への充填（リフィル）速度の速
い液体吐出ヘッドを得るために流路形状を改良したもの
も提案されている。
【００１０】この流路形状の内、流路構造として図６１
（ａ），（ｂ）に示すものが、特開昭６３−１９９９７
２号公報等に記載されている。この公報に記載されてい
る流路構造やヘッド製造方法は、気泡の発生に伴って発
生するバック波（吐出口へ向かう方向とは逆の方向へ向
かう圧力、即ち、液室１２へ向かう圧力）に着目した発
明である。このバック波は、吐出方向へ向かうエネルギ
ーでないため損失エネルギーとして知られている。
【００１１】図６１（ａ），（ｂ）に示す発明は、発熱
素子２が形成する気泡の発生領域よりも離れ且つ、発熱
素子２に関して吐出口１１とは反対側に位置する弁１０
を開示する。
【００１２】図６１（ｂ）においては、この弁１０は、
板材等を利用する製造方法によって、流路３の天井に貼
り付いたように初期位置を持ち、気泡の発生に伴って流
路３内へ垂れ下がるものとして開示されている。この発
明は、上述したバック波の一部を弁１０によって制御す
ることでエネルギー損失を抑制するものとして開示され
ている。
【００１３】しかしながら、この構成において、吐出す
べき液体を保持する流路３内部に、気泡が発生した際を
検討するとわかるように、弁１０によるバック波の一部
を抑制することは、液体吐出にとっては実用的なもので
ないことがわかる。
【００１４】もともとバック波自体は、前述したように
吐出に直接関係しないものである。このバック波が流路
３内に発生した時点では、図６１（ａ）に示すように、
気泡のうち吐出に直接関係する圧力はすでに流路３から
液体を吐出可能状態にしている。従って、バック波のう
ち、しかもその一部を抑制したからといっても、吐出に
大きな影響を与えないことは明らかである。
【００１５】他方、バブルジェット記録方法において
は、発熱体がインクに接した状態で加熱を繰り返すた
め、発熱体の表面にインクの焦げによる堆積物が発生す
るが、インクの種類によってはこの堆積物が多く発生す
ることで、気泡の発生を不安定にしてしまい、良好なイ
ンクの吐出を行うことが困難な場合があった。また、吐
出すべき液体が熱によって劣化しやすい液体の場合や十
分に発泡が得られにくい液体の場合においても、吐出す
べき液体を変質させず、良好に吐出するための方法が望
まれていた。
【００１６】このような観点から、熱により気泡を発生
させる液体（発泡液）と吐出する液体（吐出液）とを別
液体とし、発泡による圧力を吐出液に伝達することで吐
出液を吐出する方法が、特開昭６１−６９４６７号公
報、特開昭５５−８１１７２号公報、ＵＳＰ４，４８
０，２５９号等の公報に開示されている。これらの公報
では、吐出液であるインクと発泡液とをシリコンゴムな
どの可撓性膜で完全分離し、発熱体に吐出液が直接接し
ないようにすると共に、発泡液の発泡による圧力を可撓
性膜の変形によって吐出液に伝える構成をとっている。
このような構成によって、発熱体表面の堆積物の防止
や、吐出液体の選択自由度の向上等を達成している。
【００１７】しかしながら、前述のように吐出液と発泡
液とを完全分離する構成のヘッドにおいては、発泡時の
圧力を可撓性膜の伸縮変形によって吐出液に伝える構成
であるため、発泡による圧力を可撓性膜がかなり吸収し
てしまう。また、可撓性膜の変形量もあまり大きくない
ため、吐出液と発泡液とを分離することによる効果を得
ることはできるものの、エネルギー効率や吐出力が低下
してしまう虞があった。
【００１８】
【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
は考えられなかった観点から、従来では予想できない水
準に高めることを主たる課題とする。
【００１９】発明者達の一部は、液滴吐出の原理に立ち
返り、従来では得られなかった気泡を利用した新規な液
滴吐出方法及びそれに用いられるヘッド等を提供すべく
鋭意研究を行った。このとき、流路中の可動部材の機構
の原理を解析すると言った液流路中の可動部材の動作を
起点とする第１技術解析、及び気泡による液滴吐出原理
を起点とする第２技術解析、さらには、気泡形成用の発
熱体の気泡形成領域を起点とする第３解析を行うことに
した。
【００２０】これらの解析によって、可動部材の支点と
自由端の配置関係を吐出口側つまり下流側に自由端が位
置する関係にすること、また可動部材を発熱体もしく
は、気泡発生領域に面して配することで積極的に気泡を
制御する全く新規な技術を確立するに至った。
【００２１】つぎに、気泡自体が吐出量に与えるエネル
ギーを考慮すると気泡の下流側の成長成分を考慮するこ
とが吐出特性を格段に向上できる要因として最大である
との知見に至った。つまり、気泡の下流側の成長成分を
吐出方向へ効率よく変換させることこそ吐出効率、吐出
速度の向上をもたらすことも判明した。このことから、
発明者らは気泡の下流側の成長成分を積極的に可動部材
の自由端側に移動させるという従来の技術水準に比べ極
めて高い技術水準に至った。
【００２２】さらに、気泡を形成するための発熱領域、
例えば電気熱変換体の液体の流れ方向の面積中心を通る
中心線から下流側、あるいは、発泡を司る面における面
積中心等の気泡下流側の成長にかかわる可動部材や液流
路等の構造的要素を勘案することも好ましいということ
がわかった。
【００２３】また、一方、可動部材の配置と液供給路の
構造を考慮することで、リフィル速度を大幅に向上する
ことができることがわかった。
【００２４】本願出願人は、このように本発明者達の一
部による研究で得られた知見および総合的観点から優れ
た液体の吐出原理を既に出願しており、本発明はかかる
液体の吐出原理を前提に、さらに本発明者達のより好ま
しい着想により想起されたものである。
【００２５】本発明者達が認識した点は、“前述の液体
吐出ヘッドでは、長期間放置後に吐出口部分を増粘イン
クやゴミ等が覆う可能性が考えられるが、そのような場
合では、吐出液体の良好な吐出が妨げられ、また、第２
の液流路の液中に析出気泡が生じ、液体の良好な吐出が
妨げられることも考えられる。このような場合を防止も
しくは即座に解消する必要がある。また、前述の液体吐
出ヘッドにおいて、吐出液と発泡液の２液を使用した場
合、非常に長時間放置した後に、若干ではあるが、混液
する場合がある。このような場合においては、良好な印
字に影響があると考えられ、防止もしくは即座に解消す
る必要がある。”ということである。
【００２６】本発明の主たる目的は以下の通りである本
発明の第１の目的は、高い吐出効率、吐出力を得ること
ができ、かつ、長期間放置後でも良好な吐出を行える吐
出力回復手段を備えた液体吐出方法および装置を提供す
ることにある。
【００２７】本発明の第１の目的に加えて第２の目的
は、発生した気泡を根本的に制御することで極めて新規
な液体吐出原理を提供することにある。
【００２８】本発明の第３の目的は、吐出効率、吐出力
の向上を図りつつ、発熱体上の液体への蓄熱を大幅に軽
減できると共に、発熱体上の残留気泡の低減を図ること
で、良好な液体の吐出を行いうる液体吐出方法、液体吐
出ヘッド等を提供することにある。
【００２９】本発明の第４の目的は、バック波による液
体供給方向とは逆方向への慣性力が働くのを抑えると同
時に、可動部材の弁機能によって、メニスカス後退量を
低減させることで、リフィル周波数を高め、印字スピー
ド等を向上させた液体吐出ヘッド等を提供することにあ
る。
【００３０】本発明の第５の目的は、発熱体上への堆積
物を低減すると共に、吐出用液の用途範囲を広げること
ができ、しかも吐出効率や吐出力が十分に高い液体吐出
方法、液体吐出ヘッド等を提供することにある。
【００３１】本発明の第６の目的は、吐出する液体の選
択自由度を高くできる液体吐出方法、液体吐出ヘッド等
を提供することにある。
【００３２】
【課題を解決するための手段】上述のような目的を達成
するための本発明の代表的な要件は、次のようなもので
ある。
【００３３】液体を吐出する吐出口と、液体に気泡を発
生させる気泡発生領域と、前記気泡発生領域に面して配
され、第１の位置と該第１の位置よりも前記気泡発生領
域から遠い第２の位置との間を変位可能な可動部材と、
前記気泡発生領域より上流側から該気泡発生領域に液体
を供給するための供給路に連通し液体を排出するための
開口と、を有することを特徴とする液体吐出ヘッドであ
る。
【００３４】もしくは、液体を吐出する吐出口と、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
該発熱体に沿った該発熱体より上流側から前記発熱体上
に液体を供給するための供給路とを有する液体路と、前
記発熱体に面して設けられた吐出口側に自由端を有し前
記気泡の発生による圧力に基づいて前記自由端を変移さ
せて前記圧力を吐出口側に導く可動部材と、前記供給路
に連通し液体を排出するための開口と、を有することを
特徴とする液体吐出ヘッドである。
【００３５】もしくは、液体を吐出する吐出口と、前記
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、前記発熱体に面して設けられ吐出口側に自由端を
有し前記気泡の発生による圧力に基づいて前記自由端を
変位させて前記圧力を吐出口側に導く可動部材と、前記
可動部材の前記発熱体に近い面に沿った上流側から前記
発熱体上に液体を供給する供給路と、前記供給路に連通
し液体を排出するための開口と、を有することを特徴と
する液体吐出ヘッドである。
【００３６】もしくは、吐出口に連通した第１の液流路
と、前記液体に熱を加えることで該液体に気泡を発生さ
せる気泡発生領域を有する第２の液流路と、前記第１の
液流路と前記気泡発生領域との間に配され、吐出口側に
自由端を有し、前記気泡発生領域内での気泡の発生によ
る圧力に基づいて該自由端を前記第１の液流路側に変位
させて前記圧力を前記第１の液流路の吐出口側に導く可
動部材と、前記第２の液流路に連通し液体を排出するた
めの開口と、を有することを特徴とする液体吐出ヘッド
である。
【００３７】もしくは、液体を吐出するための複数の吐
出口と、それぞれの吐出口に対応して直接連通する複数
の第１の液流路を構成するための複数の溝と、前記複数
の第１の液流路に液体を供給するための第１の共通液室
を構成する凹部とを一体的に有する溝付き部材と、前記
液体に熱を与えることで液体に気泡を発生させるための
複数の発熱体が配された素子基板と、前記溝付き部材と
該素子基板との間に配され、前記発熱体に対応した第２
の液流路の壁の一部を構成すると共に、前記発熱体に面
した位置に前記気泡の発生に基づく圧力によって前記第
１の液流路側に変位する可動部材とを具備した分離壁
と、前記第２の液流路に連通し液体を排出するための開
口と、を有することを特徴とする液体吐出ヘッドであ
る。
【００３８】もしくは、液体を吐出する吐出口と、液体
に気泡を発生させる気泡発生領域と、前記気泡発生領域
に面して配され、第１の位置と該第１の位置よりも前記
気泡発生領域から遠い第２の位置との間を変位可能な可
動部材とを有し、該可動部材は、前記気泡発生部での気
泡の発生に基づく圧力によって、前記第１の位置から前
記第２の位置へ変位すると共に、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液体吐出ヘッ
ドを具備してなり、該ヘッドの吐出口から液体を排出す
るための排出手段を有することを特徴とする液体吐出装
置である。この液体吐出装置では、その液体吐出ヘッド
には、前記気泡発生領域より上流側から該気泡発生領域
に液体を供給するための供給路に連通し液体を排出する
ための開口が、さらに設けられていれもよい。
【００３９】もしくは、液体を吐出する吐出口と、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
該発熱体に沿った該発熱体より上流側から前記発熱体上
に液体を供給するための供給路とを有する液流路と、前
記発熱体に面して設けられ吐出口側に自由端を有し前記
気泡の発生による圧力に基づいて前記自由端を変位させ
て前記圧力を吐出口側に導く可動部材とを有する液体吐
出ヘッドを具備してなり、該ヘッドの液体を排出するた
めの排出手段を有することを特徴とする液体吐出装置で
ある。
【００４０】もしくは、液体を吐出する吐出口と、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、前記発熱体に面して設けられ吐出口側に自由端を有
し前記気泡の発生による圧力に基づいて前記自由端を変
位させて前記圧力を吐出口側に導く可動部材と、前記可
動部材の前記発熱体に近い面に沿った上流側から前記発
熱体上に液体を供給する供給路とを有する液体吐出ヘッ
ドを具備してなり、該ヘッドの液体を排出するための排
出手段を有することを特徴とする液体吐出装置である。
【００４１】直上の２つの液体吐出装置には、それぞ
れ、その液体ヘッドには、前記供給路に連通し液体を排
出するための開口が、さらに設けられていてもよい。
【００４２】もしくは、吐出口に連通した第１の液流路
と、液体に熱を加えることで該液体に気泡を発生させる
気泡発生領域を有する第２の液流路と、前記第１の液流
路と前記気泡発生領域との間に配され、吐出口側に自由
端を有し、前記気泡発生領域内での気泡の発生による圧
力に基づいて該自由端を前記第１の液流路側に変位させ
て前記圧力を前記第１の液流路の吐出口側に導く可動部
材とを有する液体吐出ヘッドを具備してなり、該ヘッド
の液体を排出するための排出手段を有することを特徴と
する液体吐出装置である。
【００４３】もしくは、液体を吐出するための複数の吐
出口と、それぞれの吐出口に対応して直接連通する複数
の第１の液流路を構成するための複数の溝と、前記複数
の第１の液流路に液体を供給するための第１の共通液室
を構成する凹部とを一体的に有する溝付き部材と、液体
に熱を与えることで液体に気泡を発生させるための複数
の発熱体が配された素子基板と、前記溝付き部材と該素
子基板との間に配され、前記発熱体に対応した第２の液
流路の壁の一部を構成すると共に、前記発熱体に面した
位置に前記気泡の発生に基づく圧力によって前記第１の
液流路側に変位する可動部材とを具備した分離壁とを有
する液体吐出ヘッドを具備してなり、該ヘッドの液体を
排出するための排出手段を有することを特徴とする液体
吐出装置である。
【００４４】直上の２つの液体吐出装置には、それぞ
れ、その液体吐出ヘッドには、前記第２の液流路に連通
し液体を排出するための開口が、さらに設けられていて
もよい。
【００４５】もしくは、液体を吐出する吐出口と、液体
に気泡を発生させる気泡発生領域と、前記気泡発生領域
に面して配され、第１の位置と該第１の位置よりも前記
気泡発生領域から遠い第２の位置との間を変位可能な可
動部材とを有し、該可動部材は、前記気泡発生部での気
泡の発生に基づく圧力によって、前記第１の位置から前
記第２の位置へ変位すると共に、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液体吐出ヘッ
ドを具備してなる液体吐出装置の回復方法であって、前
記吐出口から液体を排出することにより、前記液体吐出
ヘッドの吐出力を回復することを特徴とする液体吐出装
置の回復方法である。
【００４６】もしくは、液体を吐出する吐出口と、液体
に気泡を発生させる気泡発生領域と、前記気泡発生領域
に面して配され、第１の位置と該第１の位置よりも前記
気泡発生領域から遠い第２の位置との間を変位可能な可
動部材と、前記気泡発生領域より上流側から該気泡発生
領域に液体を供給するための供給路に連通し液体を排出
するための開口とを有し、該可動部材は、前記気泡発生
部での気泡の発生に基づく圧力によって、前記第１の位
置から前記第２の位置へ変位すると共に、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液体
吐出ヘッドを具備してなる液体吐出装置の回復方法であ
って、前記吐出口または／および前記開口から液体を排
出することにより、前記液体吐出ヘッドの吐出力を回復
することを特徴とする液体吐出装置の回復方法である。
【００４７】もしくは、液体を吐出する吐出口と、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
該発熱体に沿った該発熱体より上流側から前記発熱体上
に液体を供給するための供給路とを有する液流路と、前
記発熱体に面して設けられ吐出口側に自由端を有し前記
気泡の発生による圧力に基づいて前記自由端を変移させ
て前記圧力を吐出口側に導く可動部材とを有する液体吐
出ヘッドを具備してなる液体吐出装置の回復方法であっ
て、前記吐出口から液体を排出することにより、前記液
体吐出ヘッドの吐出力を回復することを特徴とする液体
吐出装置の回復方法である。
【００４８】もしくは、液体を吐出する吐出口と、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
該発熱体に沿った該発熱体より上流側から前記発熱体上
に液体を供給するための供給路とを有する液流路と、前
記発熱体に面して設けられ吐出口側に自由端を有し前記
気泡の発生による圧力に基づいて前記自由端を変移させ
て前記圧力を吐出口側に導く可動部材と、前記供給路に
連通し液体を排出するための開口とを有する液体吐出ヘ
ッドを具備してなる液体吐出装置の回復方法であって、
前記吐出口または／および前記開口から液体を排出する
ことにより、前記液体吐出ヘッドの吐出力を回復するこ
とを特徴とする液体吐出装置の回復方法である。
【００４９】もしくは、液体を吐出する吐出口と、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、前記発熱体に面して設けられ吐出口側に自由端を有
し前記気泡の発生による圧力に基づいて前記自由端を変
位させて前記圧力を吐出口側に導く可動部材と、前記可
動部材の前記発熱体に近い面に沿った上流側から前記発
熱体上に液体を供給する供給路とを有する液体吐出ヘッ
ドを具備してなる液体吐出装置の回復方法であって、前
記吐出口から液体を排出することにより、前記液体吐出
ヘッドの吐出力を回復することを特徴とする液体吐出装
置の回復方法である。
【００５０】もしくは、液体を吐出する吐出口と、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、前記発熱体に面して設けられ吐出口側に自由端を有
し前記気泡の発生による圧力に基づいて前記自由端を変
位させて前記圧力を吐出口側に導く可動部材と、前記可
動部材の前記発熱体に近い面に沿った上流側から前記発
熱体上に液体を供給する供給路と、該供給路に連通し液
体を排出するための開口とを有する液体吐出ヘッドを具
備してなる液体吐出装置の回復方法であって、前記吐出
口または／および前記開口から液体を排出することによ
り、前記液体吐出ヘッドの吐出力を回復することを特徴
とする液体吐出装置の回復方法である。
【００５１】もしくは、吐出口に連通した第１の液流路
と、液体に熱を加えることで該液体に気泡を発生させる
気泡発生領域を有する第２の液流路と、前記第１の液流
路と前記気泡発生領域との間に配され、吐出口側に自由
端を有し、前記気泡発生領域内での気泡の発生による圧
力に基づいて該自由端を前記第１の液流路側に変位させ
て前記圧力を前記第１の液流路の吐出口側に導く可動部
材とを有する液体吐出ヘッドを具備してなる液体吐出装
置の回復方法であって、前記吐出口から液体を排出する
ことにより、前記液体吐出ヘッドの吐出力を回復するこ
とを特徴とする液体吐出装置の回復方法である。
【００５２】もしくは、吐出口に連通した第１の液流路
と、液体に熱を加えることで該液体に気泡を発生させる
気泡発生領域を有する第２の液流路と、前記第１の液流
路と前記気泡発生領域との間に配され、吐出口側に自由
端を有し、前記気泡発生領域内での気泡の発生による圧
力に基づいて該自由端を前記第１の液流路側に変位させ
て前記圧力を前記第１の液流路の吐出口側に導く可動部
材と、前記第２の液流路に連通し液体を排出するための
開口とを有する液体吐出ヘッドを具備してなる液体吐出
装置の回復方法であって、前記吐出口または／および前
記開口から液体を排出することにより、前記液体吐出ヘ
ッドの吐出力を回復することを特徴とする液体吐出装置
の回復方法である。
【００５３】もしくは、液体を吐出するための複数の吐
出口と、それぞれの吐出口に対応して直接連通する複数
の第１の液流路を構成するための複数の溝と、前記複数
の第１の液流路に液体を供給するための第１の共通液室
を構成する凹部とを一体的に有する溝付き部材と、液体
に熱を与えることで液体に気泡を発生させるための複数
の発熱体が配された素子基板と、前記溝付き部材と該素
子基板との間に配され、前記発熱体に対応した第２の液
流路の壁の一部を構成すると共に、前記発熱体に面した
位置に前記気泡の発生に基づく圧力によって前記第１の
液流路側に変位する可動部材とを具備した分離壁とを有
する液体吐出ヘッドを具備してなる液体吐出装置の回復
方法であって、前記吐出口から液体を排出することによ
り、前記液体吐出ヘッドの吐出力を回復することを特徴
とする液体吐出装置の回復方法である。
【００５４】もしくは、液体を吐出するための複数の吐
出口と、それぞれの吐出口に対応して直接連通する複数
の第１の液流路を構成するための複数の溝と、前記複数
の第１の液流路に液体を供給するための第１の共通液室
を構成する凹部とを一体的に有する溝付き部材と、液体
に熱を与えることで液体に気泡を発生させるための複数
の発熱体が配された素子基板と、前記溝付き部材と該素
子基板との間に配され、前記発熱体に対応した第２の液
流路の壁の一部を構成すると共に、前記発熱体に面した
位置に前記気泡の発生に基づく圧力によって前記第１の
液流路側に変位する可動部材とを具備した分離壁と、前
記第２の液流路に連通し液体を排出するための開口とを
有する液体吐出ヘッドを具備してなる液体吐出装置の回
復方法であって、前記吐出口または／および前記開口か
ら液体を排出することにより、前記液体吐出ヘッドの吐
出力を回復することを特徴とする液体吐出装置の回復方
法である。
【００５５】上記の構成によると、１液流路構成では、
その流路内の液体を、２液流路構成では、第１の液流路
内の液体と第２の液流路内の液体の双方を吐出口から同
時に吸引して排出するか、あるいは、それらを加圧する
ことにより、長期間放置後の液体吐出ヘッドにおける吐
出口部分に生じる可能性がある増粘インクやゴミ等の除
去、第１の液流路の液体内に溜まる析出気泡の除去を効
率よく行うことができる。さらに、本発明の構成によれ
ば、吐出液と発泡液の２液を使用した場合において、か
なり長時間放置した後であっても、２液の混液を効果的
に防止もしくは即座に解消することができる。
【００５６】また、気泡発生部側の液流路に外部に開口
する系路を設けた場合では、可動部材により隔てられた
二つの液路に存在している液体を、吸引手段もしくは加
圧手段により効率よく排出して、ヘッドの吐出力を迅速
に回復することができる。さらに、この構成では、両流
路内の液体の排出の回数、量、順序、タイミングを自由
に設定することができる。
【００５７】また、吐出口からの吸引時に流量調整手段
を開放して流量を増加させることにより、増粘インク等
の除去の更なる効率化を図ることができる。
【００５８】さらに、各液体の吸引量を両液体間の水頭
圧差を利用して調整したり、あるいは各液体の流抵抗を
同一にして吸引したりすることも、増粘インク等の除去
の更なる効率化を図る上で有効である。また、可動部材
が第１の液流路側に変位している間に吸引する方法も極
めて有効である。
【００５９】加えるに、上述したような、極めて新規な
吐出原理に基づく本発明に関わる液体吐出方法、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、吐出効率を向上でき
る。例えば本発明の最も好ましい形態においては２倍以
上という飛躍的な吐出効率の向上を達成できた。
【００６０】また、本発明の他の特徴的な構成によれ
ば、低温や低湿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。なお、前記回
復処理は、本発明の重要要件であり、前述の通りであ
り、実施の形態において、さらに詳しく説明する。
【００６１】具体的には６４個の吐出口を持つ従来のバ
ブルジェット方式のヘッドの大半が不吐出になるような
長期放置条件においても、本発明のヘッドでは約半分以
下の吐出口が吐出不良になるだけである。また、これら
のヘッドを予備吐出で回復した場合、各吐出口に対して
従来ヘッドで数千発の予備吐出を行う必要があったが、
本発明では１００発程度の予備吐出で回復を行うだけで
十分であった。これは、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
ことが可能であることを意味する。
【００６２】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。
【００６３】本発明のその他の効果については、各実施
の形態の記載から理解される。
【００６４】なお、本発明の液体を排出するための「開
口」とは、通常の吐出動作により生じるヘッド内の液体
の圧力変化では、液体の通過が阻止され、回復動作のた
めの吸引または加圧では、液体の通過が可能となるよう
な寸法および位置に形成された液体排出口を、意味して
おり、いわゆるローパス機能を持つように設定された開
口である。
【００６５】また、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。
【００６６】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。
【００６７】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。
【００６８】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。
【００６９】（本発明に係る液体吐出原理およびその態
様）以下、図面を参照して本発明に係る液体吐出原理の
第１の例を詳細に説明する。
【００７０】まず、本例では液体を吐出するための、気
泡に基づく圧力の伝搬方向や気泡の成長方向を制御する
ことで吐出力や吐出効率の向上を図る場合の例を説明す
る。
【００７１】図１はこのような本例の液体吐出ヘッドを
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。
【００７２】本例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ー発生素子として、液体に熱エネル
ギーを作用させる発熱体２（本例においては４０μｍ×
１０５μｍの形状の発熱抵抗体）が素子基板１に設けら
れており、この素子基板上に発熱体２に対応して液流路
１０が配されている。液流路１０は吐出口１８に連通し
ていると共に、複数の液流路１０に液体を供給するため
の共通液室１３に連通しており、吐出口から吐出された
液体に見合う量の液体をこの共通液室１３から受け取
る。
【００７３】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。
【００７４】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。
【００７５】発熱体２を発熱させることで可動部材３１
と発熱体２との間の気泡発生領域１１の液体に熱を作用
し、液体にＵＳＰ４，７２３，１２９に記載されている
ような膜沸騰現象に基づく気泡を発生させる。気泡の発
生に基づく圧力と気泡は可動部材に優先的に作用し、可
動部材３１は図１（ｂ）、（ｃ）もしくは図２で示され
るように支点３３を中心に吐出口側に大きく開くように
変位する。可動部材３１の変位若しくは変位した状態に
よって気泡の発生に基づく圧力の伝搬や気泡自身の成長
が吐出口側に導かれる。
【００７６】ここで、本発明の基本的な吐出原理の一つ
を説明する。本発明において最も重要な原理の１つは、
気泡に対面するように配された可動部材が気泡の圧力あ
るいは気泡自体に基づいて、定常状態の第１の位置から
変位後の位置である第２の位置へ変位し、この変位する
可動部材３１によって気泡の発生に伴う圧力や気泡自身
を吐出口１８が配された下流側へ導くことである。
【００７７】この原理を可動部材を用いない従来の液流
路構造を模式的に示した図３と本発明の図４とを比較し
てさらに詳しく説明する。なおここでは吐出口方向への
圧力の伝搬方向をＶＡ、上流側への圧力の伝搬方向をＶ
Ｂとして示した。
【００７８】図３で示されるような従来のヘッドにおい
ては、発生した気泡４０による圧力の伝搬方向を規制す
る構成はない。このため気泡４０の圧力伝搬方向はＶ１
〜Ｖ８のように気泡表面の垂線方向となり様々な方向を
向いていた。このうち、特に液吐出に最も影響を及ぼす
ＶＡ方向に圧力伝搬方向の成分を持つものは、Ｖ１〜Ｖ
４即ち気泡のほぼ半分の位置より吐出口に近い部分の圧
力伝搬の方向成分であり、液吐出効率、液吐出力、吐出
速度等に直接寄与する重要な部分である。さらにＶ１は
吐出方向ＶＡの方向に最も近いため効率よく働き、逆に
Ｖ４はＶＡに向かう方向成分は比較的少ない。
【００７９】これに対して、図４で示される本発明の場
合には、可動部材３１が図３の場合のように様々な方向
を向いていた気泡の圧力伝搬方向Ｖ１〜Ｖ４を下流側
（吐出口側）へ導き、ＶＡの圧力伝搬方向に変換するも
のであり、これにより気泡４０の圧力が直接的に効率よ
く吐出に寄与することになる。そして、気泡の成長方向
自体も圧力伝搬方向Ｖ１〜Ｖ４と同様に下流方向に導か
れ、上流より下流で大きく成長する。このように、気泡
の成長方向自体を可動部材によって制御し、気泡の圧力
伝搬方向を制御することで、吐出効率や吐出力また吐出
速度等の根本的な向上を達成することができる。
【００８０】次に図１に戻って、本例の液体吐出ヘッド
の吐出動作について詳しく説明する。
【００８１】図１（ａ）は、発熱体２に電気エネルギー
等のエネルギーが印加される前の状態であり、発熱体が
熱を発生する前の状態である。ここで重要なことは、可
動部材３１が、発熱体の発熱によって発生した気泡に対
し、この気泡の少なくとも下流側部分に対面する位置に
設けられていることである。つまり、気泡の下流側が可
動部材に作用するように、液流路構造上では少なくとも
発熱体の面積中心３より下流（発熱体の面積中心３を通
って流路の長さ方向に直交する線より下流）の位置まで
可動部材３１が配されている。
【００８２】図１（ｂ）は、発熱体２に電気エネルギー
等が印加されて発熱体２が発熱し、発生した熱によって
気泡発生領域１１内を満たす液体の一部を加熱し、膜沸
騰に伴う気泡を発生させた状態である。
【００８３】このとき可動部材３１は気泡４０の発生に
基づく圧力により、気泡４０の圧力の伝搬方向を吐出口
方向に導くように第１位置から第２位置へ変位する。こ
こで重要なことは前述したように、可動部材３１の自由
端３２を下流側（吐出口側）に配置し、支点３３を上流
側（共通液室側）に位置するように配置して、可動部材
の少なくとも一部を発熱体の下流部分すなわち気泡の下
流部分に対面させることである。
【００８４】図１（ｃ）は気泡４０がさらに成長した状
態であるが、気泡４０発生に伴う圧力に応じて可動部材
３１はさらに変位している。発生した気泡は上流より下
流に大きく成長すると共に可動部材の第１の位置（点線
位置）を越えて大きく成長している。このように気泡４
０の成長に応じて可動部材３１が徐々に変位して行くこ
とで気泡４０の圧力伝搬方向や堆積移動のしやすい方
向、すなわち自由端側への気泡の成長方向を吐出口に均
一的に向かわせることができることも吐出効率を高める
と考えられる。可動部材は気泡や発泡圧を吐出口方向へ
導く際もこの伝達の妨げになることはほとんどなく、伝
搬する圧力の大きさに応じて効率よく圧力の伝搬方向や
気泡の成長方向を制御することができる。
【００８５】図１（ｄ）は気泡４０が、前述した膜沸騰
の後気泡内部圧力の減少によって収縮し、消滅する状態
を示している。
【００８６】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。
【００８７】以上、気泡の発生に伴う可動部材の動作と
液体の吐出動作について説明したが、以下に本発明の液
体吐出ヘッドにおける液体のリフィルについて詳しく説
明する。
【００８８】図１を用いて本発明における液供給メカニ
ズムをさらに詳しく説明する。
【００８９】図１（ｃ）の後、気泡４０が最大体積の状
態を経て消泡過程に入ったときには、消泡した体積を補
う体積の液体が気泡発生領域に、第１液流路１４の吐出
口１８側と第２液流路１６の共通液室側１３から流れ込
む。可動部材３１を持たない従来の液流路構造において
は、消泡位置に吐出口側から流れ込む液体の量と共通液
室から流れ込む液体の量は、気泡発生領域より吐出口に
近い部分と共通液室に近い部分との流抵抗の大きさに起
因する（流路抵抗と液体の慣性に基づくものであ
る。）。
【００９０】このため、吐出口に近い側の流抵抗が小さ
い場合には、多くの液体が吐出口側から消泡位置に流れ
込みメニスカスの後退量が大きくなることになる。特
に、吐出効率を高めるために吐出口に近い側の流抵抗を
小さくして吐出効率を高めようとするほど、消泡時のメ
ニスカスＭの後退が大きくなり、リフィル時間が長くな
って高速印字を妨げることとなっていた。
【００９１】これに対して本例は可動部材３１を設けた
ため、気泡の体積Ｗを可動部材３１の第１位置を境に上
側をＷ１、気泡発生領域１１側をＷ２とした場合、消泡
時に可動部材が元の位置に戻った時点でメニスカスの後
退は止まり、その後残ったＷ２の体積分の液体供給は主
に第２流路１６の流れＶＤ２からの液供給によって成さ
れる。これにより、従来、気泡Ｗの体積の半分程度に対
応した量がメニスカスの後退量になっていたのに対し
て、それより少ないＷ１の半分程度のメニスカス後退量
に抑えることが可能になった。
【００９２】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。
【００９３】ここで特徴的なことは、従来のヘッドで消
泡時の圧力を用いたリフィルを行った場合、メニスカス
の振動が大きくなってしまい画像品位の劣化につながっ
ていたが、本例の高速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。
【００９４】このように本発明は、第２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抑制によって高速リフィル
を達成することで、吐出の安定や高速繰り返し吐出、ま
た記録の分野に用いた場合、画質の向上や高速記録を実
現することができる。
【００９５】本発明の構成においてはさらに次のような
有効な機能を兼ね備えている。それは、気泡の発生によ
る圧力の上流側への伝搬（バック波）を抑制することで
ある。発熱体２上で発生した気泡の内、共通液室１３側
（上流側）の気泡による圧力は、その多くが、上流側に
向かって液体を押し戻す力（バック波）になっていた。
このバック波は、上流側の圧力と、それによる液移動
量、そして液移動に伴う慣性力を引き起こし、これらは
液体の液流路内へのリフィルを低下させ高速駆動の妨げ
にもなっていた。本発明においては、まず可動部材３１
によって上流側へのこれらの作用を抑えることでもリフ
ィル供給性の向上をさらに図っている。
【００９６】次に、本例の更なる特徴的な構造と効果に
ついて、以下に説明する。
【００９７】本例の第２液流路１６は、発熱体２の上流
に発熱体２と実質的に平坦につながる（発熱体表面が大
きく落ち込んでいない）内壁を持つ液体供給路１２を有
している。このような場合、気泡発生領域１１および発
熱体２の表面への液体の供給は、可動部材３１の気泡発
生領域１１に近い側の面に沿って、ＶＤ２のように行わ
れる。このため、発熱体２の表面上に液体が淀むことが
抑制され、液体中に溶存していた気体の析出や、消泡で
きずに残ったいわゆる残留気泡が除去され易く、また、
液体への蓄熱が高くなりすぎることもない。従って、よ
り安定した気泡の発生を高速に繰り返し行うことができ
る。なお、本例では実質的に平坦な内壁を持つ液体供給
路１２を持つもので説明したが、これに限らず、発熱体
表面となだらかに繋がり、なだらかな内壁を有する液供
給路であればよく、発熱体上に液体の淀みや、液体の供
給に大きな乱流を生じない形状であればよい。
【００９８】また、気泡発生領域への液体の供給は、可
動部材の側部（スリット３５）を介してＶＤ１から行わ
れるものもある。しかし、気泡発生時の圧力をさらに有
効に吐出口に導くために図１で示すように気泡発生領域
の全体を覆う（発熱体面を覆う）ように大きな可動部材
を用い、可動部材３１が第１の位置へ復帰することで、
気泡発生領域１１と第１液流路１４の吐出口に近い領域
との液体の流抵抗が大きくなるような形態の場合、前述
のＶＤ１から気泡発生領域１１に向かっての液体の流れ
が妨げられる。しかし、本発明のヘッド構造において
は、気泡発生領域に液体を供給するための流れＶＤ１が
あるため、液体の供給性能が非常に高くなり、可動部材
３１で気泡発生領域１１を覆うような吐出効率向上を求
めた構造を取っても、液体の供給性能を落とすことがな
い。
【００９９】ところで、可動部材３１の自由端３２と支
点３３の位置は、例えば図５で示されるように、自由端
が相対的に支点より下流側にある。このような構成のた
め、前述した発泡の際に気泡の圧力伝搬方向や成長方向
を吐出口側に導く等の機能や効果を効率よく実現できる
のである。さらに、この位置関係は吐出に対する機能や
効果のみならず、液体の供給の際にも液流路１０を流れ
る液体に対する流抵抗を小さくしでき高速にリフィルで
きるという効果を達成している。これは図５に示すよう
に、吐出によって後退したメニスカスＭが毛管力により
吐出口１８へ復帰する際や、消泡に対しての液供給が行
われる場合に、液流路１０（第１液流路１４、第２液流
路１６を含む）内を流れる流れＳ１、Ｓ２、Ｓ３に対
し、逆らわないように自由端と支点３３とを配置してい
るためである。
【０１００】補足すれば、本例の図１においては、前述
のように可動部材３１の自由端３２が、発熱体２を上流
側領域と下流側領域とに２分する面積中心３（発熱体の
面積中心（中央）を通り液流路の長さ方向に直交する
線）より下流側の位置に対向するように発熱体２に対し
て延在している。これによって発熱体の面積中心位置３
より下流側で発生する液体の吐出に大きく寄与する圧
力、又は気泡を可動部材３１が受け、この圧力及び気泡
を吐出口側に導くことができ、吐出効率や吐出力を根本
的に向上させることができる。
【０１０１】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。
【０１０２】また、本例の構成においては可動部材３１
の自由端が瞬間的な機械的変位を行っていることも、液
体の吐出に対して有効に寄与している考えられる。
【０１０３】図６に本発明に係る液体吐出原理の第２の
例を示す。この図６において、Ａは可動部材が変位して
いる状態を示し（気泡は図示せず）、Ｂは可動部材が初
期位置（第１位置）の状態を示し、このＢの状態をもっ
て、発泡領域１１を吐出口１８に対して実質的に密閉し
ているとする。（ここでは、図示していないがＡ、Ｂ間
には流路壁があり流路と流路を分離している。） 図６における可動部材３１は土台３４を側部に２点設
け、その間に液供給路１２を設けている。これにより、
可動部材の発熱体側の面に沿って、また、発熱体の面と
実質的に平坦もしくは、なだらかにつながる面を持つ液
供給路から液体の供給を成すことができる。
【０１０４】ここで、可動部材３１の初期位置（第１位
置）では、可動部材３１は発熱体２の下流側および横方
向に配された発熱体下流壁３６と発熱体側壁３７に近接
または密着しており、気泡発生領域１１の吐出口１８側
に実質的に密閉されている。このため、発泡時の気泡の
圧力、特に気泡の下流側の圧力を逃がさず可動部材の自
由端側に集中的に作用させることができる。
【０１０５】また、消泡時には、可動部材３１は第１位
置に戻り、発熱体上への消泡時の液供給は気泡発生領域
３１の吐出口側が実質的に密閉状態になるため、メニス
カスの後退抑制等、先の例で説明した種々の効果を得る
ことができる。また、リフィルに関する効果においても
先の例と同様の機能、効果を得ることができる。
【０１０６】また、本例においては、図２や図６のよう
に、可動部材３１を支持固定する土台３４を発熱体２よ
り離れた上流に設けると共に液流路１０より、小さな幅
の土台３４とすることで前述のような液供給路１２への
液体の供給を行っている。また、土台３４の形状のこれ
に限らず、リフィルをスムースに行えるものであればよ
い。
【０１０７】なお、本例においては可動部材３１と発熱
体２の間隔を１５μｍ程度としたが、気泡の発生に基づ
く圧力が十分に可動部材に伝わる範囲であればよい。
【０１０８】図７は、本発明の基本的な概念の一つを示
すもので、本発明に係る液体吐出原理の第３の例とな
る。図７は、一つの液流路中に気泡発生領域、そこで発
生する気泡および可動部材との位置関係を示していると
共に、本発明の液体吐出方法やリフィル方法をより分か
り易くした例である。
【０１０９】前述の例の多くは、可動部材の自由端に対
して、発生する気泡の圧力を集中して、急峻な可動部材
の移動と同時に気泡の移動を吐出口側に集中させること
を達成している。これに対して、本実施形態例は、発生
する気泡の自由度を与えながら、滴吐出に直接作用する
気泡の吐出口側である気泡の下流側部分を可動部材の自
由端側で規制するものである。
【０１１０】構成上で説明すると、図７では、前述の図
２（第１の例）に比較すると、図２の素子基板１上に設
けられた気泡発生領域の下流端に位置するバリヤーとし
ての凸部（図の斜線部分）が本例では設けられていな
い。つまり、可動部材の自由端領域および両側端領域
は、吐出口領域に対して気泡発生領域を実質的に密閉せ
ずに開放しており、この構成が本例である。
【０１１１】本例では、気泡の液滴吐出に直接作用する
下流側部分のうち、下流側先端部の気泡成長が許容され
ているので、その圧力成分を吐出に有効に利用してい
る。加えて少なくともこの下流側部分の上方へ向かう圧
力（図３のＶＢ、ＶＢ、ＶＢの分力）を可動部材の自由
端側部分が、この下流側先端部の気泡成長に加えられる
ように作用するため吐出効率を上述した例と同様に向上
する。前記の例に比較して本例は、発熱体の駆動に対す
る応答性が優れている。
【０１１２】また、本例は、構造上簡単であるため製造
上の利点がある。
【０１１３】本例の可動部材３１の支点部は、可動部材
の面部に対して小さい幅の１つの土台３４に固定されて
いる。従って、消泡時の気泡発生領域１１への液体供給
は、この土台の両側を通って供給される（図の矢印参
照）。この土台は供給性を確保するものであればどのよ
うな構造でもよい。
【０１１４】液体の供給時におけるリフィルは、本例の
場合には、可動部材の存在によって気泡の消泡にともな
って上方から気泡発生領域へ流れ込む流れが制御される
ので、従来の発熱体のみの気泡発生構造に対して優れた
ものとなる。無論、これによって、メニスカスの後退量
を減じることもできる。
【０１１５】本第３の例の変形例としては、可動部材の
自由端に対する両側端（一方でも可）のみを気泡発生領
域１１に対して実質的に密閉状態とすることは好ましい
ものとして挙げられる。この構成によれば、可動部材の
側方へ向かう圧力をも先に説明した気泡の吐出口側端部
の成長に変更して利用することができるので、一層吐出
効率が向上する。
【０１１６】前述した機械的変位による液体の吐出力を
さらに向上させた例を本例で説明する。図８はこのよう
なヘッド構造の横断面図である。図８においては、可動
部材３１の自由端の位置が発熱体のさらに下流側に位置
するように、可動部材が延在している例を示している。
これによって自由端位置での可動部材の変位速度を高く
することができ、可動部材の変位による吐出力の発生を
さらに向上させることができる。
【０１１７】また、自由端が先の例に比較して吐出口側
に近づくことになるので気泡の成長をより安定した方向
成分に集中できるので、より優れた吐出を行うことがで
きる。
【０１１８】また、気泡の圧力中心部の気泡成長速度に
応じて、可動部材３１は変位速度Ｒ１で変位するが、こ
の位置より支点３３に対して、遠い位置の自由端３２は
さらに速い速度Ｒ２で変位する。これにより、自由端３
２を高い速度で機械的に液体に作用せしめ液移動を起こ
させることで吐出効率を高めている。
【０１１９】また、自由端形状は、図７と同じように液
流れに対して垂直な形状をすることにより、気泡の圧力
や可動部材の機械的な作用をより効率的に吐出に寄与さ
せることができる。
【０１２０】図９（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は本発明に係
る液体吐出原理を説明するための第５の例である。
【０１２１】本例の構造は先の例と異なり、吐出口と直
接連通する領域は液室側と連通した流路形状となってお
らず、構造の簡略化が図れるものである。
【０１２２】液供給は全て、可動部材３１の発泡領域側
の面に沿った液供給路１２からのみ行われるもので、可
動部材３１の自由端３２や支点３３の吐出口１８に対す
る位置関係や発熱体２に面する構成は前述の例と同様で
ある。
【０１２３】本例は、吐出効率や液供給性等、前述した
効果を実現するものであるが、特にメニスカスの後退を
抑制し消泡時の圧力を利用して、ほとんど全ての液供給
を消泡時の圧力を利用して、強制リフィルを行うもので
ある。
【０１２４】図９（ａ）は発熱体２により液体を発泡さ
せた状態を示しており、図９（ｂ）は、前記発泡が収縮
しつつある状態で、このとき可動部材３１の初期位置へ
の復帰とＳ３による液供給が行われる。
【０１２５】図９（ｃ）では、可動部材が初期部材が初
期位置に復帰する際のわずかなメニスカス後退Ｍを、消
泡後に吐出口１８付近の毛細管力によって、リフィルし
ている状態である。
【０１２６】以下、図面を参照して本発明に係る液体吐
出原理を説明するための他の例について説明する。
【０１２７】本例においても主たる液体の吐出原理につ
いては先の例と同じであるが、本例においては液流路を
複流路構成にすることで、さらに熱を加えることで発泡
させる液体（発泡液）と、主として吐出される液体（吐
出液）とを分けることができるものである。
【０１２８】図１０は、本例の液体吐出ヘッドの流路方
向の断面模式図を示しており、図１１はこの液体吐出ヘ
ッドの部分破断斜視図を示している。
【０１２９】本例の液体吐出ヘッドは、液体に気泡を発
生させるための熱エネルギーを与える発熱体２が設けら
れた素子基板１上に、発泡用の第２液流路１６があり、
その上に吐出口１８に直接連通した吐出液用の第１液流
路１４が配されている。
【０１３０】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。
【０１３１】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。
【０１３２】第１と第２の液流路の間には、金属等の弾
性を有する材料で構成された分離壁３０が配されてお
り、第１液流路と第２の液流路とを区分している。な
お、発泡液と吐出液とができる限り混ざり合わない方が
よい液体の場合には、この分離壁によってできる限り完
全に第１液流路１４と第２液流路１６の液体の流通を分
離した方がよいが、発泡液と吐出液とがある程度混ざり
合っても、問題がない場合には、分離壁に完全分離の機
能を持たせなくてもよい。
【０１３３】発熱体の面方向上方への投影空間（以下吐
出圧発生領域という。；図１０中のＡの領域とＢの気泡
発生領域１１）に位置する部分の分離壁は、スリット３
５によって吐出口側（液体の流れの下流側）が自由端
で、共通液室（１５、１７）側に支点３３が位置する片
持梁形状の可動部材３１となっている。この可動部材３
１は、気泡発生領域１１（Ｂ）に面して配されているた
め、発泡液の発泡によって第１液流路側の吐出口側に向
けて開口するように動作する（図中矢印方向）。図１１
においても、発熱体２としての発熱抵抗部と、この発熱
抵抗部に電気信号を印加するための配線電極５とが配さ
れた素子基板１上に、第２の液流路を構成する空間を介
して分離壁３０が配置されている。
【０１３４】可動部材３１の支点３３、自由端３２の配
置と、発熱体との配置の関係については、先の例と同様
にしている。
【０１３５】また、先の例で液供給路１２と発熱体２と
の構造の関係について説明したが、本例においても第２
液流路１６と発熱体２との構造の関係を同じくしてい
る。
【０１３６】次に図１２を用いて本例の液体吐出ヘッド
の動作を説明する。
【０１３７】ヘッドを駆動させるにあたっては、第１液
流路１４に供給される吐出液と第２の液流路１６に供給
される発泡液として同じ水系のインクを用いて動作させ
た。
【０１３８】発熱体２が発生した熱が、第２液流路の気
泡発生領域内の発泡液に作用することで、先の例で説明
したのと同様に発泡液にＵＳＰ４，７２３，１２９に記
載されているような膜沸騰現象に基づく気泡４０を発生
させる。
【０１３９】本例においては、気泡発生領域の上流側を
除く、３方からの発泡圧の逃げがないため、この気泡発
生にともなう圧力が吐出圧発生部に配された可動部材６
側に集中して伝搬し、気泡の成長をともなって可動部材
６が図１２（ａ）の状態から図１２（ｂ）のように第１
液流路側に変位する。この可動部材の動作によって第１
液流路１４と第２液流路１６とが大きく連通し、気泡の
発生に基づく圧力が第１液流路の吐出口側の方向（Ａ方
向）に主に伝わる。この圧力の伝搬と、前述のような可
動部材の機械的変位によって液体が吐出口から吐出され
る。
【０１４０】次に、気泡が収縮するに伴って可動部材３
１が図１２（ａ）の位置まで戻ると共に、第１液流路１
４では吐出された吐出液体の量に見合う量の吐出液体が
上流側から供給される。本例においても、この吐出液体
の供給は前述の例と同様に可動部材が閉じる方向である
ため、吐出液体のリフィルを可動部材で妨げることがな
い。
【０１４１】本例は、可動部材の変位に伴う発泡圧力の
伝搬、気泡の成長方向、バック波の防止等に関する主要
部分の作用や効果については先の第１の例等と同じであ
るが、本例のような２流路構成をとることによって、さ
らに次のような長所がある。
【０１４２】すなわち、上述の例の構成によると、吐出
液と発泡液とを別液体とし、発泡液の発泡で生じた圧力
によって吐出液を吐出することができる。このため従
来、熱を加えても発泡が十分に行われにくく吐出力が不
十分であったポリエチレングリコール等の高粘度の液体
であっても、この液体を第１の液流路に供給し、発泡液
に発泡が良好に行われる液体（エタノール：水＝４：６
の混合液１〜２ｃＰ程度等）や低沸点の液体を第２の液
流路に供給することで良好に吐出させることができる。
【０１４３】また、発泡液として、熱を受けても発熱体
の表面にコゲ等の堆積物を生じない液体を選択すること
で、発泡を安定化し、良好な吐出を行うことができる。
【０１４４】さらに、本発明のヘッドの構造においては
先の例で説明したような効果をも生じるため、さらに高
吐出効率、高吐出力で高粘性液体等の液体を吐出するこ
とができる。
【０１４５】また、加熱に弱い液体の場合においてもこ
の液体を第１の液流路に吐出液として供給し、第２の液
流路で熱的に変質しにくく良好に発泡を生じる液体を供
給すれば、加熱に弱い液体に熱的な害を与えることな
く、しかも上述のように高吐出効率、高吐出力で吐出す
ることができる。
【０１４６】以上、本発明の液体吐出ヘッドや液体吐出
方法の要部の例について説明を行ったが、以下にこれら
の例に好ましく適用できる例について図面を用いて説明
する。但し、以下の説明においては前述の１流路形態の
例と２流路形態の例のいずれかを取り上げて説明する場
合があるが特に記載しない限り、両例に適用しうるもの
である。
【０１４７】（液流路の天井形状）図１３は、本発明の
液体吐出ヘッドの流路方向断面図であるが、第１液流路
１３（若しくは図１における液流路１０）を構成するた
めの溝が設けられた溝付き部材５０が分離壁３０上に設
けられている。本例においては可動部材の自由端３２位
置近傍の流路天井の高さが高くなっており、可動部材の
動作角度θをより大きく取れるようにしている。この可
動部材の動作範囲は、液流路の構造、可動部材の耐久性
や発泡力等を考慮して決定すればよいが、吐出口の軸方
向の角度を含む角度まで動作することが望ましいと考え
られる。
【０１４８】また、この図で示されるように吐出口の直
径より可動部材の自由端の変位高さを高くすることで、
より十分な吐出力の伝達が成される。また、この図で示
されるように、可動部材の自由端３２位置の液流路天井
の高さより可動部材の支点３３位置の液流路天井の高さ
の方が低くなっているため、可動部材の変位よる上流側
への圧力波の逃げがさらに有効に防止できる。
【０１４９】（第２液流路と可動部材との配置関係）図
１４は、上述の可動部材３１と第２の液流路１６との配
置関係を説明するための図であり、同図（ａ）は分離壁
３０、可動部材３１近傍を上方から見た図であり、同図
（ｂ）は、分離壁３０を外した第２液流路１６を上方か
ら見た図である。そして、同図（ｃ）は、可動部材６と
第２液流路１６との配置関係を、これらの各要素を重ね
ることで模式的に示した図である。なお、いずれの図も
図面下方が吐出口が配されている前面側である。
【０１５０】本例の第２の液流路１６は発熱体２の上流
側（ここでの上流側とは第２共通液室側から発熱体位
置、可動部材、第１流路を経て吐出口に向う大きな流れ
の中の上流側のことである。）に狭窄部１９を持ってお
り、発泡時の圧力が第２液流路１６の上流側に容易に逃
げることを抑制するような室（発泡室）構造となってい
る。
【０１５１】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。
【０１５２】しかし、本例の場合、吐出される液体の多
くを第１液流路内の吐出液とすることができ、発熱体が
設けられた第２液流路内の発泡液はあまり消費されない
ようにできるため、第２液流路の気泡発生領域１１への
発泡液の充填量は少なくて良い。従って、上述の狭窄部
１９における間隔を数μｍ〜十数μｍと非常に狭くでき
るため、第２液流路で発生した発泡時の圧力をあまり周
囲に逃がすことをさらに抑制でき、集中して可動部材側
に向けることができる。そしてこの圧力を可動部材３１
を介して吐出力として利用することができるため、より
高い吐出効率、吐出力を達成することができる。ただ、
第１液流路１６の形状は上述の構造に限られるものでは
なく、気泡発生に伴う圧力が効果的に可動部材側に伝え
られる形状であれば良い。
【０１５３】なお、図１４（ｃ）で示されるように可動
部材３１の側方は、第２液流路を構成する壁の一部を覆
っており、このことで、可動部材３１の第２液流路への
落ち込みが防止できる。これによって、前述した吐出液
と発泡液との分離性をさらに高めることができる。ま
た、気泡のスリットからの逃げの抑制ができるため、さ
らに吐出圧や吐出効率を高めることができる。さらに、
前述の消泡時の圧力による上流側からのリフィルの効果
を高めることができる。
【０１５４】なお、図１２（ｂ）や図１３においては、
可動部材６の第１の液流路１４側への変位に伴って第２
の液流路４の気泡発生領域で発生した気泡の一部が第１
の液流路１４側に延在しているが、この様に気泡が延在
するような第２流路の高さにすることで、気泡が延在し
ない場合に比べ更に吐出力を向上させることができる。
この様に気泡が第１の液流路１４に延在するようにする
ためには、第２の液流路１６の高さを最大気泡の高さよ
り低くすることが望ましく、この高さを数μｍ〜３０μ
ｍとすることが望ましい。なお、本例においてはこの高
さを１５μｍとした。
【０１５５】（可動部材および分離壁）図１５は、可動
部材３１の他の形状を示すもので、３５は、分離壁に設
けられたスリットであり、このスリットによって、可動
部材３１が形成されている。同図（ａ）は長方形の形状
であり、（ｂ）は支点側が細くなっている形状で可動部
材の動作が容易な形状であり、同図（ｃ）は支点側が広
くなっており、可動部材の耐久性が向上する形状であ
る。動作の容易性と耐久性が良好な形状として、図１４
（ａ）で示したように、支点側の幅が円弧状に狭くなっ
ている形態が望ましいが、可動部材の形状は第２の液流
路側に入り込むことがなく、容易に動作可能な形状で、
耐久性に優れた形状であればよい。
【０１５６】先の例においては、板状可動部材３１をお
よびこの可動部材を有する分離壁５は厚さ５μｍのニッ
ケルで構成したが、これに限られることなく可動部材、
分離壁を構成する材質としては発泡液と吐出液に対して
耐溶剤性があり、可動部材として良好に動作するための
弾性を有し、微細なスリットが形成できるものであれば
よい。
【０１５７】可動部材の材料としては、耐久性の高い、
銀、ニッケル、金、鉄、チタン、アルミニュウム、白
金、タンタル、ステンレス、りん青銅等の金属、および
その合金、または、アクリロニトリル、ブタジエン、ス
チレン等のニトリル基を有する樹脂、ポリアミド等のア
ミド基を有する樹脂、ポリカーボネイト等のカルボキシ
ル基を有する樹脂、ポリアセタール等のアルデヒド基を
持つ樹脂、ポリサルフォン等のスルホン基を持つ樹脂、
そのほか液晶ポリマー等の樹脂およびその化合物、耐イ
ンク性の高い、金、タングステン、タンタル、ニッケ
ル、ステンレス、チタン等の金属、これらの合金および
耐インク性に関してはこれらを表面にコーティングした
もの若しくは、ポリアミド等のアミド基を有する樹脂、
ポリアセタール等のアルデヒド基を持つ樹脂、ポリエー
テルエーテルケトン等のケトン基を有する樹脂、ポリイ
ミド等のイミド基を有する樹脂、フェノール樹脂等の水
酸基を有する樹脂、ポリエチレン等のエチル基を有する
樹脂、ポリプロピレン等のアルキル基を持つ樹脂、エポ
キシ樹脂等のエポキシ基を持つ樹脂、メラミン樹脂等の
アミノ基を持つ樹脂、キシレン樹脂等のメチロール基を
持つ樹脂およびその化合物、さらに二酸化珪素等のセラ
ミックおよびその化合物が望ましい。
【０１５８】分離壁の材質としては、ポリエチレン、ポ
リプロピレン、ポリアミド、ポリエチレンテレフタレー
ト、メラミン樹脂、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、ポ
リブタジエン、ポリウレタン、ポリエーテルエーテルケ
トン、ポリエーテルサルフォン、ポリアリレート、ポリ
イミド、ポリサルフォン、液晶ポリマー（ＬＣＰ）等の
近年のエンジニアリングプラスチックに代表される耐熱
性、耐溶剤性、成型性の良好な樹脂、およびその化合
物、もしくは、二酸化珪素、チッ化珪素、ニッケル、
金、ステンレス等の金属、合金およびその化合物、もし
くは表面にチタンや金をコーティングしたものが望まし
い。
【０１５９】また、分離壁の厚さは、分離壁としての強
度を達成でき、可動部材として良好に動作するという観
点からその材質と形状等を考慮して決定すればよいが、
０．５μｍ〜１０μｍ程度が望ましい。
【０１６０】なお、可動部材３１を形成するためのスリ
ット３５の幅は、本例では２μｍとしたが、発泡液と吐
出液とが異なる液体であり、両液体の混液を防止したい
場合は、スリット幅を両者の液体間でメニスカスを形成
する程度の間隔とし、夫々の液体同士の流通を抑制すれ
ばよい。例えば、発泡液として２ｃＰ（センチポアズ）
程度の液体を用い、吐出液として１００ｃＰ以上の液体
を用いた場合には、５μｍ程度のスリットでも混液を防
止することができるが、３μｍ以下にすることが望まし
い。
【０１６１】本発明における可動部材としてはμｍオー
ダーの厚さ（ｔμｍ）を対象としており、ｃｍオーダー
の厚さの可動部材は意図していない。μｍオーダーの厚
さの可動部材にとって、μｍオーダーのスリット幅（Ｗ
μｍ）を対象とする場合、製造のバラツキをある程度考
慮することが望ましい。
【０１６２】スリットを形成する可動部材の自由端ある
いは／且つ側端に対向する部材の厚みが可動部材の厚み
と同等の場合（図１２、図１３等）、スリット幅と厚み
の関係を製造のバラツキを考慮して以下のような範囲に
することで発泡液と吐出液の混液を安定的に抑制するこ
とができる。このことは限られた条件ではあるが設計上
の観点として、３ｃｐ以下の粘度の発泡液に対して高粘
度インク（５ｃｐ、１０ｃｐ等）を用いる場合、Ｗ／ｔ
≦１を満足するようにすることで、２液の混合を長期に
わたって抑制することが可能な構成となった。
【０１６３】本発明の「実質的な密閉状態」を与えるス
リットとしては、このような数μｍオーダであればより
確実である。
【０１６４】上述のように、発泡液と吐出液とに機能分
離させた場合、可動部材がこれらの実質的な仕切部材と
なる。この可動部材が気泡の生成に伴って移動する際に
吐出液に対して発泡液がわずかに混入することが見られ
る。画像を形成する吐出液は、インクジェット記録の場
合、色材濃度を３％乃至５％程度有するものが一般的で
あることを考慮すると、この発泡液が吐出液滴に対して
２０％以下の範囲で含まれても大きな濃度変化をもたら
さない。従って、このような混液としては、吐出液滴に
対して２０％以下となるような発泡液と吐出液との混合
を本発明に含むものとする。
【０１６５】尚、上記構成例の実施では、粘性を変化さ
せても上限で１５％の発泡液の混合であり、５ｃｐｓ以
下の発泡液では、この混合比率は、駆動周波数にもよる
が、１０％程度を上限とするものであった。
【０１６６】特に、吐出液の粘度を２０ｃｐｓ以下にす
ればする程、この混液は低減（例えば５％以下）でき
る。
【０１６７】次に、このヘッドにおける発熱体と可動部
材の配置関係について、図を用いて説明する。ただし、
可動部材と発熱体の形状および寸法，数は、以下に限定
されるものではない。発熱体と可動部材の最適な配置に
よって、発熱体による発泡時の圧力を吐出圧として有効
に利用することが可能となる。
【０１６８】熱等のエネルギーをインクに与えること
で、インクに急峻な体積変化（気泡の発生）を伴う状態
変化を生じさせ、この状態変化に基づく作用力によって
吐出口からインクを吐出し、これを被記録媒体上に付着
させて画像形成を行うインクジェット記録方法、いわゆ
るバブルジェット記録方法の従来技術においては、図１
６に示すように、発熱体面積とインク吐出量は比例関係
にあるが、インク吐出に寄与しない非発泡有効領域Ｓが
存在していることがわかる。また、発熱体上のコゲの様
子から、この非発泡有効領域Ｓが発熱体の周囲に存在し
ていることがわかる。これらの結果から、発熱体周囲の
約４μｍ幅は、発泡に関与されていないとされている。
【０１６９】したがって、発泡圧を有効利用するために
は、発熱体の周囲から約４μｍ以上内側の発泡有効領域
の直上が可動部材の可動領域で覆われるように、可動部
材を配置するのが効果的であると、言える。本例におい
ては、発泡有効領域を発熱体周囲から約４μｍ以上内側
としたが、発熱体の種類や形成方法によっては、これに
限定されるものではない。
【０１７０】図１７に、５８×１５０μｍの発熱体２に
可動領域の総面積が異なる可動部材３０１（（ａ）
図）、可動部材３０２（（ｂ）図）を配置したときの上
部から見た模式図を示す。
【０１７１】可動部材３０１の寸法は、５３×１４５μ
ｍで、発熱体２の面積よりも小さいが、発熱体２の発泡
有効領域と同じ程度の寸法であり、該発泡有効領域を覆
うように、配置されている。一方、可動部材３０２の寸
法は、５３×２２０μｍで発熱体２の面積よりも大きく
（幅寸法を同じにした場合、支点〜可動先端間の寸法が
発熱体の長さよりも長い）、可動部材３０１と同じよう
に発泡有効領域を覆うように配置されている。上記２種
の可動部材３０１、３０２に対し、それらの耐久性と吐
出効率について測定を行った。測定条件は以下の通りで
ある。
【０１７２】 発泡液 ： エタノール４０％水溶液 吐出用インク ： 染料インク 電圧 ： ２０．２Ｖ 周波数 ： ３ｋＨｚ この測定条件で実験を行った結果、可動部材の耐久性に
関しては、（ａ）可動部材３０１の方は、１×１０7 パ
ルス印加したところで可動部材３０１の支点部分に損傷
が見られた。（ｂ）可動部材３０２の方は、３×１０8
パルス印加しても、損傷は見られなかった。また、投入
エネルギーに対する吐出量と吐出速度からもとまる運動
エネルギーも約１．５〜２．５倍程度向上することが確
認された。
【０１７３】以上の結果から、耐久性、吐出効率の両面
からみても、発泡有効領域の真上を覆うように可動部材
を設け、該可動部材の面積が発熱体の面積よりも大きい
方が、優れていることがわかる。
【０１７４】図１８に発熱体のエッジから可動部材の支
点までの距離と、可動部材の変位量の関係を示す。ま
た、図１９に、発熱体２と可動部材３１との位置関係を
側面方向から見た断面構成図を示す。発熱体２は４０×
１０５μｍのものを用いた。発熱体２のエッジから可動
部材３１の支点３３までの距離ｌが大きい程、変位量が
大きいことがわかる。したがって、要求されるインクの
吐出量や吐出液の流路構造および発熱体形状などによっ
て、最適変位量を求め、可動部材の支点の位置を決める
ことが望ましい。
【０１７５】また、可動部材の支点が発熱体の発泡有効
領域直上に位置する場合は、可動部材の変位による応力
に加え、発泡圧力が直接支点に加わるため可動部材の耐
久性が低下してしまう。本発明者の実験によると、発泡
有効領域の真上に支点を設けたものでは、１×１０6 パ
ルス程度で、可動壁に損傷が生じており、耐久性が低下
してしまうことが分かっている。したがって、可動部材
の支点は、発熱体の発泡有効領域直上外に配置すること
で耐久性がそれ程高くない形状や材質の可動部材であっ
ても実用可能性が高くなる。ただし、前記発泡有効領域
直上に支点がある場合でも形状や材質を選択すれば、良
好に用いることができる。かかる構成において、高吐出
効率および耐久性に優れた液体吐出ヘッドが得られる。
【０１７６】（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。
【０１７７】図２０は、本発明に係る液体吐出原理に従
う液体吐出ヘッドの縦断面図を示したもので、図２０
（ａ）は後述する保護膜があるヘッド、同図（ｂ）は保
護膜がないものである。
【０１７８】素子基板１上に第２液流路１６、分離壁３
０、第１液流路１４、第１液流路を構成する溝を設けた
溝付き部材５０が配されている。
【０１７９】素子基板１には、シリコン等の気体１０７
に絶縁および蓄熱を目的としたシリコン酸化膜またはチ
ッ化シリコン膜１０６を成膜し、その上に発熱体を構成
するハフニュウムボライド（ＨｆＢ2 ）、チッ化タンタ
ル（ＴａＮ）、タンタルアルミ（ＴａＡｌ）等の電気抵
抗層１０５（０．０１〜０．２μｍ厚）とアルミニュウ
ム等の配線電極（０．２〜１．０μｍ厚）を図１１のよ
うにパターニングされている。この２つの配線電極１０
４から抵抗層１０５に電圧を印加し、抵抗層に電流を流
し発熱させる。配線電極間の抵抗層上には、酸化シリコ
ンやチッ化シリコン等の保護層を０．１〜２．０μｍ厚
で形成し、さらにそのうえにタンタル等の耐キャビテー
ション層（０．１〜０．６μｍ厚）が成膜されており、
インク等の各種の液体から抵抗層１０５を保護してい
る。
【０１８０】特に、気泡の発生、消泡の際に発生する圧
力や衝撃波は非常に強く、堅くてもろい酸化膜の耐久性
を著しく低下させるため、金属材料のタンタル（Ｔａ）
等が耐キャビテーション層として用いられる。
【０１８１】また、液体、液流路構成、抵抗材料の組み
合わせにより上述の保護層を必要としない構成でもよく
その例を図２０（ｂ）に示す。このような保護層を必要
としない抵抗層の材料としてはイリジュウム−タンタル
−アルミ合金等が挙げられる。
【０１８２】このように、前述の各例における発熱体の
構成としては、前述の電極間の抵抗層（発熱部）だけで
でもよく、また抵抗層を保護する保護層を含むものでも
よい。
【０１８３】本例においては、発熱体として電気信号に
応じて発熱する抵抗層で構成された発熱部を有するもの
を用いたが、これに限られることなく、吐出液を吐出さ
せるのに十分な気泡を発泡液に生じさせるものであれば
よい。例えば、発熱部としてレーザ等の光を受けること
で発熱するような光熱変換体や高周波を受けることで発
熱するような発熱部を有する発熱体でもよい。
【０１８４】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。
【０１８５】また、前述のような素子基板１に設けられ
ている電気熱変換体の発熱部を駆動し、液体を吐出する
ためには、前述の抵抗層１０５に配線電極１０４を介し
て図２１で示されるような矩形パルスを印加し、配線電
極間の抵抗層１０５を急峻に発熱させる。前述の各例の
ヘッドにおいては、それぞれ電圧２４Ｖ、パルス幅７μ
ｓｅｃ、電流１５０ｍＡ、電気信号を６ｋＨｚで加える
ことで発熱体を駆動させ、前述のような動作によって、
吐出口から液体であるインクを吐出させた。しかしなが
ら、駆動信号の条件はこれに限られることなく、発泡液
を適正に発泡させることができる駆動信号であればよ
い。
【０１８６】（２流路構成のヘッド構造）以下に、第
１、第２の共通液室に異なる液体を良好に分離して導入
でき部品点数の削減を図れ、コストダウンを可能とする
液体吐出ヘッドの構造例について説明する。
【０１８７】図２２は、このような液体吐出ヘッドの構
造を示す模式図であり、先の例と同じ構成要素について
は同じ符号を用いており、詳しい説明はここでは省略す
る。
【０１８８】本例においては、溝付き部材５０は、吐出
口１８を有するオリフィスプレート５１と、複数の第１
液流路１４を構成する複数の溝と、複数の液流路１４に
共通して連通し、各第１の液流路３に液体（吐出液）を
供給するための第１の共通液室１５を構成する凹部とか
ら概略構成されている。
【０１８９】この溝付部材５０の下側部分に分離壁３０
を接合することにより複数の第１液流路１４を形成する
ことができる。このような溝付部材５０は、その上部か
ら第１共通液室１５内に到達する第１液体供給路２０を
有している。また、溝付部材５０は、その上部から分離
壁３０を突き抜けて第２共通液室１７内に到達する第２
の液体供給路２１を有している。
【０１９０】第１の液体（吐出液）は、図２２の矢印Ｃ
で示すように、第１液体供給路２０を経て、第１の共通
液室１５、次いで第１の液流路１４に供給され、第２の
液体（発泡液）は、図２２の矢印Ｄで示すように、第２
液体供給路２１を経て、第２共通液室１７、次いで第２
液流路１６に供給されるようになっている。
【０１９１】本例では、第２液体供給路２１は、第１液
体供給路２０と平行して配されているが、これに限るこ
とはなく、第１共通液室１５の外側に配された分離壁３
０を貫通して、第２共通液室１７に連通するように形成
されればどのように配されてもよい。
【０１９２】また、第２液体供給路２１の太さ（直径）
に関しては、第２液体の供給量を考慮して決められる。
第２液体供給路２１の形状は丸形状である必要はなく、
矩形状等でもよい。
【０１９３】また、第２共通液室１７は、溝付部材５０
を分離壁３０で仕切ることによって形成することができ
る。形成の方法としては、図２３で示す本例の分解斜視
図のように、素子基板上にドライフィルムで共通液室枠
と第２液路壁を形成し、分離壁を固定した溝付部材５０
と分離壁３０との結合体と素子基板１とを貼り合わせる
ことにより第２共通液室１７や第２液流路１６を形成し
てもよい。
【０１９４】本例では、アルミニュウム等の金属で形成
された支持体７０上に、前述のように、発泡液に対して
膜沸騰による気泡を発生させるための熱を発生する発熱
体としての電気熱変換素子が複数設けられた素子基板１
が配されている。
【０１９５】この素子基板１上には、第２液路壁により
形成された液流路１６を構成する複数の溝と、複数の発
泡液流路に連通し、それぞれの発泡液路に発泡液を供給
するための第２共通液室（共通発泡液室）１７を構成す
る凹部と、前述した可動壁３１が設けられた分離壁３０
とが配されている。
【０１９６】符号５０は、溝付部材である。この溝付部
材は、分離壁３０と接合されることで吐出液流路（第１
液流路）１４を構成する溝と、吐出液流路に連通し、そ
れぞれの吐出液流路に吐出液を供給するための第１の共
通液室（共通吐出液室）１５を構成するための凹部と、
第１共通液室に吐出液を供給するための第１供給路（吐
出液供給路）２０と、第２の共通液室１７に発泡液を供
給するための第２の供給路（発泡液供給路）２１とを有
している。第２の供給路２１は、第１の共通液室１５の
外側に配された分離壁３０を貫通して第２の共通液室１
７に連通する連通路に繋がっており、この連通路によっ
て吐出液と混合することなく発泡液を第２の共通液室１
５に供給することができる。
【０１９７】なお、素子基板１、分離壁３０、溝付天板
５０の配置関係は、素子基板１の発熱体に対応して可動
部材３１が配置されており、この可動部材３１に対応し
て吐出液流路１４が配されている。また、本例では、第
２の供給路を１つ溝付部材に配した例を示したが、供給
量に応じて複数設けてもよい。さらに吐出液供給路２０
と発泡液供給路２１の流路断面積は供給量に比例して決
めればよい。
【０１９８】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。
【０１９９】以上説明したように本例によれば、第２液
流路に第２液体を供給する第２の供給路と、第１液流路
に第１液体を供給する第１の供給路とが同一の溝付部材
としての溝付天板からなることにより部品点数が削減で
き、工程の短縮化とコストダウンが可能となる。
【０２００】また第２液流路に連通した第２の共通液室
への、第２液体の供給は、第１液体と第２液体を分離す
る分離壁を突き抜ける方向で第２液流路によって行なわ
れる構造であるため、前記分離壁と溝付部材と発熱体形
成基板との貼り合わせ工程が１度で済み、作りやすさが
向上すると共に、貼り合わせ精度が向上し、良好に吐出
することができる。
【０２０１】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。
【０２０２】（吐出液体、発泡液体）先の例で説明した
ように、本発明においては、前述のような可動部材を有
する構成によって、従来の液体吐出ヘッドよりも高い吐
出力や吐出効率でしかも高速に液体を吐出することがで
きる。本例の内、発泡液と吐出液とに同じ液体を用いる
場合には、発熱体から加えられる熱によって劣化せず
に、また加熱によって発熱体上に堆積物を生じにくく、
熱によって気化、凝縮の可逆的状態変化を行うことが可
能であり、さらに液流路や可動部材や分離壁等を劣化さ
せない液体であれば種々の液体を用いることができる。
【０２０３】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。
【０２０４】一方、本発明の２流路構成のヘッドを用
い、吐出液と発泡液を別液体とした場合には、発泡液と
して前述のような性質の液体を用いればよく、具体的に
は、メタノール、エタノール、ｎ−プロパノール、イソ
プロパノール、ｎ−ヘキサン、ｎ−ヘプタン、ｎ−オク
タン、トルエン、キシレン、二塩化メチレン、トリクレ
ン、フレオンＴＦ、フレオンＢＦ、エチルエーテル、ジ
オキサン、シクロヘキサン、酢酸メチル、酢酸エチル、
アセトン、メチルエチルケトン、水等およびこれらの混
合物が挙げられる。
【０２０５】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。
【０２０６】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。
【０２０７】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。
【０２０８】本発明においては、吐出液と発泡液の両方
に用いることができる記録液体として以下のような組成
のインクを用いて記録を行ったが、吐出力の向上によっ
てインクの吐出速度が高くなったため、液滴の着弾精度
が向上し非常に良好な記録画像を得ることができた。
【０２０９】 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１５０ｃＰという非常に高い粘度の液体でさ
えも良好に吐出でき、高画質な記録物を得ることができ
た。
【０２１０】 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、高品位画像が得にくかった。しかし、上
述の例の構成においては、気泡の発生を発泡液を用いる
ことで充分に、しかも安定して行うことができる。この
ことで、液滴の着弾精度向上とインク吐出量の安定化を
図ることができ記録画像品位を著しく向上することがで
きた。
【０２１１】（液体吐出ヘッドの製造）次に、本発明に
係る液体吐出原理に従う液体吐出ヘッドの製造工程につ
いて説明する。
【０２１２】図２で示したような液体吐出ヘッドの場合
には、素子基板１上に可動部材３１を設けるための土台
３４をドライフィルム等をパターニングすることで形成
し、この土台３４に可動部材３１を接着、もしくは溶着
固定した。その後、各液流路１０を構成する複数の溝と
吐出口１８と共通液室１３を構成する凹部を有する溝付
部材を、溝と可動部材が対応するような状態で素子基板
１に接合することで形成した。
【０２１３】次に、図１０や図２３で示されるような２
流路構成の液体吐出ヘッドの製造工程について説明す
る。
【０２１４】大まかには、素子基板１上に第２液流路１
６の壁を形成し、その上に分離壁３０を取り付け、さら
にその上に第１液流路１４を構成する溝等が設けられた
溝付き部材５０を取り付ける。もしくは、第２液流路１
６の壁を形成した後、この壁の上に分離壁３０を取り付
けた溝付き部材５０を接合することでヘッドの製造を行
った。
【０２１５】さらに第２液流路の作製方法について詳し
く説明する。
【０２１６】図２４（ａ）〜（ｅ）は、本発明に係る液
体吐出原理に従う液体吐出ヘッドの製造方法の第１の例
を説明するための概略断面図である。
【０２１７】本例においては、（ａ）に示すように、素
子基板（シリコンウエハ）１上に半導体製造工程で用い
るのと同様の製造装置を用いてハフニュウムボライドや
チッ化タンタル等からなる発熱体２を有する電気熱変換
用素子を形成した後、次工程における感光性樹脂との密
着性の向上を目的として素子基板１の表面に洗浄を施し
た。さらに、密着性を向上させるには、素子基板表面に
紫外線−オゾン等による表面改質を行った後、例えばシ
ランカップリング剤（日本ユニカ製：Ａ１８９）をエチ
ルアルコールで１重量％に希釈した液を上記改質表面上
にスピンコートすることで達成される。
【０２１８】次に、表面洗浄を行い、密着性を向上した
基板１上に、（ｂ）に示すように、紫外線感光性樹脂フ
ィルム（東京応化製：ドライフィルム オーディルＳＹ
−３１８）ＤＦをラミネートした。
【０２１９】次に、（ｃ）に示すように、ドライフィル
ムＤＦ上にフォトマスクＰＭを配し、このフォトマスク
ＰＭを介してドライフィルムＤＦのうち、第２の流路壁
として残す部分に紫外線を照射した。この露光工程は、
キヤノン（株）製：ＭＰＡ−６００を用いて行い、約６
００ｍＪ／ｃｍ2 の露光量で行った。
【０２２０】次に、（ｄ）に示すように、ドライフィル
ムＤＦを、キシレンとブチルセルソルブアセテートとの
混合液からなる現像液（東京応化製：ＢＭＲＣ−３）で
現像し、未露光部分を溶解させ、露光して硬化した部分
を第２液流路１６の壁部分として形成した。さらに、素
子基板１表面に残った残渣を酸素プラズマアッシング装
置（アルカンテック社製：ＭＡＳ−８００）で約９０秒
間処理して取り除き、引き続き、１５０℃で２時間、さ
らに紫外線照射１００ｍＪ／ｃｍ2 を行って露光部分を
完全に硬化させた。
【０２２１】以上の方法により、上記シリコン基板から
分割、作製される複数のヒータボード（素子基板）に対
し、一様に第２の液流路を精度よく形成することができ
る。シリコン基板を、厚さ０．０５ｍｍのダイヤモンド
ブレードを取り付けたダイシングマシン（東京精密製：
ＡＷＤ−４０００）で各々のヒータボード１に切断、分
離した。分離されたヒータボード１を接着剤（東レ製：
ＳＥ４４００）でアルミベースプレート７０上に固定し
た（図２７）。次いで、予めアルミベースプレート７０
上に接合しておいたプリント配線基板７１と、ヒータボ
ード１とを直径０．０５ｍｍのアルミワイヤ（図示略）
で接続した。
【０２２２】次に、このようにして得られたヒータボー
ド１に、図２４（ｅ）に示すように、上述の方法で溝付
部材５０と分離壁３０との接合体を位置決め接合した。
すなわち、分離壁３０を有する溝付部材とヒータボード
１とを位置決めし、押さえバネ７８により係合、固定し
た後、インク・発泡液用供給部材８０をアルミベースプ
レート７０上に接合固定し、アルミワイヤ間、溝付部材
５０とヒータボード１とインク・発泡液用供給部材８０
との隙間をシリコーンシーラント（東芝シリコーン製：
ＴＳＥ３９９）で封止して完成させた。
【０２２３】以上の製法で、第２の液流路を形成するこ
とにより、各ヒータボードのヒータに対して位置ズレの
ない精度の良い流路を得ることができる。特に、溝付部
材５０と分離壁３０とをあらかじめ先の工程で接合して
おくことで、第１液流路１４と可動部材３１の位置精度
を高めることができる。
【０２２４】そして、これらの高精度製造技術によっ
て、吐出安定化が図られ印字品位が向上する。また、ウ
エハ上に一括で形成することが可能なため、多量に低コ
ストで製造することが可能である。
【０２２５】なお、本実施例では、第２の液流路を形成
するために紫外線硬化型のドライフィルムを用いたが、
紫外域、特に２４８ｎｍ付近に吸収帯域をもつ樹脂を用
い、ラミネート後、硬化させ、エキシマレーザで第２の
液流路となる部分の樹脂を直接除去することによっても
得ることが可能である。
【０２２６】図２５（ａ）〜（ｄ）は、本発明に係る液
体吐出原理に従う液体吐出ヘッドの製造方法の第２の例
を説明するための概略断面図である。
【０２２７】本例においては、（ａ）に示すように、Ｓ
ＵＳ基板１００上に厚さ１５μｍのレジスト１０１を第
２の液流路の形状でパターニングした。
【０２２８】次に、（ｂ）に示すように、ＳＵＳ基板１
００に対して電気メッキを行ってＳＵＳ基板１００上に
ニッケル層１０２を同じく１５μｍ成長させた。メッキ
液としては、スルフォミン酸ニッケルに応力減少剤（ワ
ールドメタル社製：ゼロオール）とほう酸、ピット防止
剤（ワールドメタル社製：ＮＰ−ＡＰＳ）、塩化ニッケ
ルを使用した。電着時の電界のかけ方としては、アノー
ド側に電極を付け、カソード側に既にパターニングした
ＳＵＳ基板１００を取り付け、メッキ液の温度を５０℃
とし、電流密度を５Ａ／ｃｍ2 とした。
【０２２９】次に、（ｃ）に示すように、上記のような
メッキを終了したＳＵＳ基板１００に超音波振動を与
え、ニッケル層１０２の部分をＳＵＳ基板１００から剥
離し、所望の第２の液流路を得た。
【０２３０】一方、電気熱変換用素子を配設したヒータ
ボードを、半導体と同様の製造装置を用いてシリコンウ
エハに形成した。このウエハを先の実施例と同様に、ダ
イシングマシンで各々のヒータボードに分離した。この
ヒータボード１を、予めプリント基板１０４が接合され
たアルミベースプレート７０に接合し、プリント基板７
１とアルミワイヤ（図示略）とを接続することで電気的
配線を形成した。このような状態のヒータボード１上
に、図２５（ｄ）に示すように、先の工程で得た第２液
流路と位置決め固定した。この固定に際しては、後工程
で第１の例と同様に分離壁を固定した天板と押さえバネ
によって係合・密着されるため、天板接合時に位置ズレ
が発生しない程度に固定されていれば十分である。
【０２３１】本例では、上記位置決め固定に紫外線硬化
型接着剤（グレースジャパン製：アミコンＵＶ−３０
０）を塗布し、紫外線照射装置を用い、露光量を１００
ｍＪ／ｃｍ2 として約３秒間で固定を完了した。
【０２３２】本例の製法によれば、発熱体に対して位置
ズレのない精度の高い第２の液流路を得ることができる
ことに加え、ニッケルで流路壁を形成しているため、ア
ルカリ性の液体に強く、信頼性の高いヘッドを提供する
ことが可能となる。
【０２３３】図２６（ａ）〜（ｄ）は、本発明に係る液
体吐出原理に従う液体吐出ヘッドの製造方法の第３の例
を説明するための概略断面図である。
【０２３４】本例においては、（ａ）に示すように、ア
ライメント穴あるいはマーク１００ａを有する厚さ１５
μｍのＳＵＳ基板１００の両面にレジスト３１を塗布し
た。ここで、レジストとしては、東京応化製のＰＭＥＲ
Ｐ−ＡＲ９００を使用した。
【０２３５】この後、（ｂ）に示すように、素子基板１
００のアライメント穴１００ａに合わせて、露光装置
（キヤノン（株）製：ＭＰＡ−６００）を用いて露光
し、第２の液流路を形成すべき部分のレジスト１０３を
除去した。露光は８００ｍＪ／ｃｍ2 の露光量で行っ
た。
【０２３６】次に、（ｃ）に示すように、両面のレジス
ト１０３がパターニングされたＳＵＳ基板１００を、エ
ッチング液（塩化第２鉄または塩化第２銅の水溶液）に
浸漬し、レジスト１０３から露出している部分をエッチ
ングした後、レジストを剥離した。
【０２３７】次に、（ｄ）に示すように、先の製造方法
の例と同様に、ヒータボード１上に、エッチングされた
ＳＵＳ基板１００を位置決め固定して第２の液流路４を
有する液体吐出ヘッドを組み立てた。
【０２３８】本例の製法によれば、ヒータに対し位置ズ
レのない精度の高い第２液流路４を得ることができるこ
とに加え、ＳＵＳで流路を形成しているため、酸やアル
カリ性の液体に強く信頼性の高い液体吐出ヘッドを提供
することができる。
【０２３９】以上説明したように、本例の製造方法によ
れば、素子基板状に予め第２液流路の壁を配設すること
によって、電気熱変換体と第２液流路とが高精度に位置
決めすることが可能となる。また、切断、分離前の基板
上の多数の素子基板に対して第２の液流路を同時に形成
することができるので、多量に、かつ、低コストの液体
吐出ヘッドを提供することができる。
【０２４０】また、本例の製造方法の液体吐出ヘッドの
製造方法を実施することによって得られた液体吐出ヘッ
ドは、発熱体と第２液流路とが高精度に位置決めされて
いるので、電気熱変換体の発熱による発泡の圧力を効率
よく受けることができ、吐出効率に優れたものとなる。
【０２４１】（液体吐出ヘッドカートリッジ）次に、上
記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。
【０２４２】図２７は、前述した液体吐出ヘッドを含む
液体吐出ヘッドカートリッジの模式的分解斜視図であ
り、液体吐出ヘッドカートリッジは、主に液体吐出ヘッ
ド２０１と液体容器８０とから概略構成されている。
【０２４３】液体吐出ヘッド２０１は、素子基板１、分
離壁３０、溝付部材５０、押さえバネ７８、液体供給部
材９０、支持体７０等から成っている。素子基板１に
は、前述のように発泡液に熱を与えるための発熱抵抗体
が、複数個、列状に設けられており、また、この発熱抵
抗体を選択的に駆動するための機能素子が複数設けられ
ている。この素子基板１と可動壁を持つ前述の分離壁３
０との間に発泡液路が形成され発泡液が流通する。この
分離壁３０と溝付天板５０との接合によって、吐出され
る吐出液体が流通する吐出流路（不図示）が形成され
る。
【０２４４】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。
【０２４５】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。
【０２４６】液体容器９０は、液体吐出ヘッドに供給さ
れる、インク等の吐出液体と気泡を発生させるための発
泡液とを内部に区分収容している。液体容器９０の外側
には、液体吐出ヘッドと液体容器との接続を行う接続部
材を配置するための位置決め部９４と接続部を固定する
ための固定軸９５が設けられている。吐出液体の供給
は、液体容器の吐出液体供給路９２から接続部材の供給
路８４を介して液体供給部材８０の吐出液体供給路８１
に供給され、各部材の吐出液体供給路８３，７１，２１
を介して第１の共通液室に供給される。発泡液も同様
に、液体容器の供給路９３から接続部材の供給路を介し
て液体供給部材８０の発泡液供給路８２に供給され、各
部材の発泡液体供給路８４，７１，２２を介して第２液
室に供給される。
【０２４７】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。
【０２４８】なお、この液体容器には、各液体の消費後
に液体を再充填して使用してもよい。このためには液体
容器に液体注入口を設けておくことが望ましい。又、液
体吐出ヘッドと液体容器とは一体であってもよく、分離
可能としてもよい。
【０２４９】
【発明の実施の形態】
（実施形態例１）〜液体吐出装置〜 図２８は、前述の液体噴射ヘッド２０１を搭載した本発
明の液体吐出装置の第１実施形態例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２０１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。
【０２５０】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２０１から被記録媒体に対して
記録液体が吐出される。
【０２５１】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。この記録装置及びこの記録装置
で行う液体吐出方法によって、各種の被記録媒体に対し
て液体を吐出することで良好な画像の記録物を得ること
ができる。この液体吐出方法を長時間実施するか、ある
いは長期間実施せずに放置している場合には、液体吐出
ヘッドの吐出口部分が増粘インクやゴミ等により目詰ま
りを生じることが考えられ、その状態に至る前に所定の
タイミングで液体吐出ヘッドに対する吸引回復動作を行
う。なお、この吸引回復動作によって、該液体吐出ヘッ
ドが吐出液と発泡液の２液を使用したものの場合で、か
なり長時間放置した後であっても、２液の混液を効果的
に防止もしくは即座に解消することができる。
【０２５２】この吸引回復動作は、液体吐出ヘッドを搭
載したキャリッジＨＣが矢印ａ方向に移動してホームポ
ジションＨに戻り、液体吐出ヘッドの吐出口を含むフェ
イス面に、後述の吸引回復装置のキャップ８４が押し当
てられて吸引回復動作が行われる。
【０２５３】（実施形態例２）図２９は、図２８に示し
た液体吐出装置に搭載可能な吸引回復装置の一例を示す
概略斜視図である。
【０２５４】図２９中の符号２００は吸引回復装置であ
る。フレーム２１１上には吸引力を発生させる吸引ポン
プ２１３とこの吸引ポンプ２１３の駆動源としてのモー
タ２１２とが搭載されている。また、フレーム２１１上
には、液体吐出ヘッドに気密状態で押圧（密着）される
キャップ８４が前進後退（図２９中の矢印Ｆ方向）可能
に案内支持されている。キャップ８４の前面（密着面）
には多孔質のインク吸収体２１５が配設されている。
【０２５５】上記キャップ８４の内部と吸引ポンプ２１
３とは吸引チューブ２１６で接続され、吸引ポンプ２１
３の排出側には、吸引したインクを排出するための廃イ
ンクチューブ２１７が接続されている。さらに、フレー
ム２１１上には、キャップ８４を前後方向（図２９中の
矢印Ｆ方向）に駆動する内面カム２１８を有するキャッ
プ駆動ギア２１９と、吸引ポンプ２１３を駆動する端面
カム２２０を有するポンプ駆動ギア２２１とが軸支され
ており、これらのギア２１９、２２１はモータ２１２に
よりギア列を介して駆動される。上述のポンプ駆動ギア
２２１と吸引ポンプ２１３との間にはレバー２２２が軸
支されている。このポンプ駆動ギア２２１が回転すると
きに、その端面カム２２０でレバー２２２を揺動させ、
このレバー２２２の動きによって吸引ポンプ２１３を駆
動するように構成されている。
【０２５６】以上のように構成した吸引回復装置全体も
液体吐出ヘッドに対して接近、離反する方向へ駆動する
こともできる。
【０２５７】このように、インク吸引による回復動作
は、ホームポジションに戻った液体吐出ヘッドに対して
キャップ８４を密着させている間に吸引ポンプ２１３を
駆動させることにより、その吸引力でインク供給系から
吐出口１８を通してインクを吸い出すことにより行われ
る。
【０２５８】上述の液体吐出ヘッドにおいては、図１０
に示すように、分離壁３０により吐出液用の液流路１４
と発泡液用の液流路１６とが分離されており、分離壁３
０の可動部材３１を第１の液流路１４側に変位させるこ
とにより、発泡液を第１の液流路１４内に流入させ、第
１の液流路１４に連通する吐出口１８を通って液体を排
出することが可能である。
【０２５９】本発明により実現される液体吐出ヘッド内
の液体排出によるヘッドの吐出力の回復は、大きく次の
二つの作用効果を有する。すなわち、第１に、ヘッドが
１液流路構成では、その流路内の液体を、２液流路構成
では、第１の液流路内の液体と第２の液流路内の液体の
双方を吐出口から同時に吸引して排出するか、あるい
は、それらを加圧することにより、長期間放置後の液体
吐出ヘッドにおける吐出口部分に生じる可能性がある増
粘インクやゴミ等の除去、第１の液流路の液体内に溜ま
る析出気泡の除去を効率よく行うことができる。そし
て、第２の作用効果は、吐出液と発泡液の２液を使用し
たヘッドにおいて、かなり長時間放置した後であって
も、液体の排出により、２液の混液を効果的に防止もし
くは即座に解消することができる。
【０２６０】以下の実施形態３ないし１４は、吸引回復
方法および該方法に好適な吐出ヘッドについての実施形
態例であり、実施形態例１５および１６は、加圧回復方
法についての実施形態例である。これらの実施形態例に
おいても、上述の本発明の作用効果は、同様に得られる
ので、個々の実施形態例において、特にこれらの作用効
果は、繰り返して述べることはしない。
【０２６１】（実施形態例３）次に、図３０および図３
１を参照して、本発明の吸引回復方法の一実施形態を説
明する。
【０２６２】本実施形態における回復動作は、上述の構
成を有する液体吐出装置において、一つのポンプ吸引式
のインク回復装置を用いて、上述の液体吐出ヘッドにお
ける吐出液と発泡液とを同時に吸引して行う点に特徴が
ある。
【０２６３】図３０は、２液を同時に吸引回復する場合
の液体の流れを説明するための断面図であり、図３１
は、本実施形態における吸引回復方法を説明するための
流れ図である。
【０２６４】図１１に示すように、第１の液流路１４と
第２の液流路１６とは、可動部材３１を形成するための
スリット３５のみで通じているが、通常は、そのスリッ
ト３５でそれぞれ２液がメニスカスを保持することによ
り、両液の混合が防がれている。
【０２６５】ここで、図２９に示したようなポンプ吸引
式のインク回復装置２００を駆動し、そのキャップ８４
が液体吐出ヘッドのフェイス面１Ｆに複数の吐出口を同
時に覆うように密着し、吸引動作を開始する（図３１に
おけるＳ１）。この吸引動作は、フェイス面１Ｆの吐出
口１８を介して行われ、第１の液流路１４内の吐出液
は、勿論、吸引圧によって可動部材３１を第１の液流路
１４側に変位させ、第２の液流路１６内の発泡液も吸引
される。
【０２６６】このように吐出液と発泡液の両液を同時に
吸引排出することで、吐出口近傍に付着した増粘インク
の除去と、第２の液流路の析出気泡の除去とを同時に行
うことができる。
【０２６７】また、発泡液として、顔料や染料等の溶質
量が少ない液体を用いる場合には、特に上述のように同
時に吸引排出することで、発泡液による吐出口近傍への
洗浄効果をも得ることができる。
【０２６８】また、このような吸引動作に際して、第１
の液流路１４と第２の液流路１６の流抵抗を同じにする
ことにより、各流路内の液体をより同時に吸引し易くな
るという効果を奏する。
【０２６９】また、各液体間の水頭圧差を利用して各液
体の吸引量に差を設けることもできる。吸引時に、発泡
液の水頭圧を吐出液の水頭圧よりも高くした場合には、
スリット３５におけるメニスカスの保持力が小さくな
り、発泡液の方が吸引圧に対する抵抗力が減少し、より
吸引され易くなるという効果を奏する。本実施形態で
は、各液流路への上流側からの液体の供給をチューブ
（図示略）で行い、そのチューブを調整することによ
り、各液体の水頭圧を自由に変えられるようにして、吸
引回復を行うことができる。発泡液の水頭を高くするこ
とにより、キャップを用いての回復動作を変更すること
なく、より第２の液流路１６の回復を行い易くすること
ができる。このことによって、さらに発泡液中の気泡の
除去を行い易くすることができる。このような回復動作
後に、第１の液流路の吐出口付近に発泡液が残存してし
まう可能性もあるが、吸引終了（図３１におけるＳ２）
後、印字（Ｓ４）前に予備吐出（Ｓ３）を行うことによ
り、容易に混液を吐出することができると共に、吐出液
が吐出口１８方向へリフィルされ、第１の液流路１４内
を吐出液で満たすことができる。
【０２７０】本実施形態では、第２の液流路１６内に発
生する気泡も吸引回復時に吐出口１８から吸引回復する
ことが可能であり、これにより安定した吐出を得ること
ができる。
【０２７１】（実施形態例４）次に、図３２および図３
３を参照して本発明の吸引回復方法の他の実施形態を説
明する。
【０２７２】本実施形態では、第２の液流路１６内の発
泡液を発熱手段を駆動させることで発泡させて可動部材
を第１の液流路１４側に変位させている間に吸引回復を
行う点に特徴がある。本実施形態でも、先の実施形態と
同様に両液を同時に吸引して排出することができるが、
可動部材３１を変位させてから吸引することで第２の液
流路の析出気泡の除去をさらに効率よく行うことができ
る。
【０２７３】図３２は、可動部材を変位させる同時に吸
引回復する場合の液体の流れを説明するための断面図で
あり、図３３は、本実施形態における吸引回復方法を説
明するための流れ図である。
【０２７４】本実施形態では、発熱体２の発熱による発
泡に必要なパルスを印加している（図３３におけるＳ１
１）間は吸引を行い（Ｓ１）、第２の液流路１６内の回
復を行う。パルスがオフされるとき（Ｓ２２）、消泡と
共に、可動部材３１が元の位置に復帰し、吐出液が吐出
口１８側に向けてリフィルされる。このような状態で、
第２の液流路１６内の液体や気泡４０が吸引され、吸引
終了時（Ｓ２）には吐出口１８付近がリフィルされた吐
出液で満たされ、安定した吐出を得ることができる。
【０２７５】（実施形態例５）次に、図３４および図３
５を参照して本発明の吸引回復方法のさらに他の実施形
態を説明する。
【０２７６】図３４（ａ）および（ｂ）は流量調整手段
の一例を示す平面図であって、（ａ）は流量規制時の状
態を示し、（ｂ）は流量規制解除時の状態を示すもので
ある。
【０２７７】本実施形態では、第２の液流路に連通する
共通液室（図示略）とこの共通液室に接続されたタンク
（図示略）との間の流路４６の内壁に流量調整手段とし
ての電磁弁４７を設け、吸引回復時には電磁弁４７によ
って流量の調整を行う点に特徴がある。
【０２７８】すなわち、本実施形態では、吸引回復時に
第２の液流路に配された電磁弁４７を開放して流量規制
を解除し（図３５におけるＳ１１１）、吸引を開始する
（Ｓ１）。電磁４７の開放により、流路４６中の流量が
増大することから、可動部材３１のスリット３５を介し
て両液の混液を防ぐメニスカスを発泡液が保持できなく
なり、可動部材３５が第１の液流路１４側に変位し、積
極的に発泡液（第２の液流路側）を回復することができ
る。その後、電磁弁４７を閉じて流量を規制し（Ｓ２２
２）、吸引を終了する（Ｓ２）。
【０２７９】本実施形態でも、吸引終了後は吐出口１８
付近に混液が残存する可能性があり、この場合には印字
（Ｓ４）前に予備吐出（Ｓ３）を行うことにより、混液
を積極的に吐出して排除することができ、かつ、吐出液
が液流路の吐出口方向へ向かってリフィルされ、第１の
液流路１４内を吐出液で満たすことができる。
【０２８０】本実施形態では、吸引回復時に電磁弁を開
放することで第２の液流路内の回復を積極的に行う例を
示したが、前に吸引回復時に電磁弁を動作させることで
第２の液流路内の液体の流れを抑制もしくは遮断するこ
とで積極的に第１の液流路の回復を行うことができる。
【０２８１】なお、本実施形態では、流量調整手段とし
て電磁弁を用いたが、これに限定されるものではなく、
電気等の外部からの作用により可動し、かつ、精確に液
体の流量を調整する構成のものであれば使用可能であ
る。
【０２８２】（実施形態例６）図３６は、本実施形態６
における吐出ヘッドの断面を示したものである。図３６
に示すように、第２の液流路１６と外部とを結ぶ第２の
液流路用回復系路２５０を有する。図３７は、本実施形
態における第２の液流路１６の構造を示したものであ
る。吐出口１８側に第２の液流路用回復系路２５０が設
けられている。第２の液流路用回復系路２５０の出口
（開口；回復口）２５０ａは、図３８に示すように、吐
出口１８の下に設けられている。回復口２５０ａは、吐
出口１８と同一面にあり、また吐出口１８の配列方向と
同一方向に配列されている。
【０２８３】上記に示す本実施形態の吐出ヘッドにおい
て、第２の液流路用回復系路２５０の回復口２５０ａよ
り吸引することによって、第２の液流路１６内の気泡を
除去することができ、また、液体を確実にリフィルし、
安定した発泡をさせることができる。
【０２８４】また、吐出口１８と回復口２５０ａとが同
一面にあるため、吐出液と発泡液とを同時に吸引回復す
ることができ、第１及び第２の液流路１４および１６内
の気泡を除去することができる。よって、液体は確実に
リフィルされ、安定した吐出を得ることができる。
【０２８５】（実施形態例７）図３９は、本実施形態例
７における吐出ヘッドの断面を示したものである。図３
９に示すように、第２の液流路用回復系路２５０に連通
路２５１が含まれている。この連通路２５１は、図４０
に示すように、吐出口１８の配列方向に連通したスリッ
ト状に設けられている。回復口２５０ａは、吐出口１８
に対し１：２の割合で配置されているが、スリット状の
連通路２５１が設けられているため、回復口２５０ａか
ら吸引することにより、全ての第２の液流路１６内の気
泡を除去することができる。また、吐出口１８と回復口
２５０ａとを同時に吸引することにより、第１及び第２
の液流路１４及び１６内の気泡を除去することができ
る。 （実施形態例８）図４１および図４２は、本実施形態例
８における吐出ヘッドの第２の液流路１６の構造を示し
たものである。第２の液流路用回復系路２５０は、連通
路２５１を介して全ての第２の液流路１６と通じてお
り、連通路２５１の両側に回復口２５０ａが形成されて
いる。回復口２５０ａは、２つであるが、全ての第２の
液流路１６と通じているため、回復口２５０ａより吸引
回復すれば、全ての第２の液流路１６の気泡を除去する
ことができる。また、吐出口１８と回復口２５０ａとを
同時に吸引することにより、第１及び第２の液流路の１
４及び１６内の気泡を除去することができる。
【０２８６】（実施形態例９）図４３は、本実施形態例
９の吐出ヘッドの第２の液流路１６と第２の液流路回復
系路２５０の構造を示したものである。第２の液流路１
６は、連通孔２５１を通じて回復口２５０ａより外部と
通じる第２液流路用回復系路２５０を有している。ま
た、本実施形態の吐出ヘッドは、図４４に示すように、
吐出口１８と回復口２５０ａが半ピッチずれて配置され
ている。このように、回復口２５０ａを配置することに
より、発熱体２に対しても、回復口２５０ａが半ピッチ
ずれることになり、発熱体２が発泡した際の、その発泡
パワーが、回復口２５０ａ側へ伝わりにくくなり、可動
部材３１側へより多くの発泡パワーが伝わる。よって、
吐出効率が向上し、良好な吐出を得ることができる。
【０２８７】また、第２の液流路用回復系路２５０の回
復口２５０ａより吸引することによって、第２の液流路
１６内の気泡を除去することができ、液体を確実にリフ
ィルし、安定した発泡をさせることができる。
【０２８８】更にまた、吐出口１８と回復口２５０ａと
を同時に吸引することにより、第１及び第２の液流路１
４及び１６内の気泡を除去することができる。
【０２８９】（実施形態例１０）図４５は、本実施形態
例１０における吐出ヘッドの断面図を示したものであ
る。図４５に示すように、図３９に示した構造のヘッド
に比べ、連通孔２５１の幅が広くなっている。こうする
ことにより、前記実施形態例９と同様に発熱体２の発泡
パワーを回復口１８側へ伝えにくくなり、吐出効率が向
上する。
【０２９０】また、本実施例における吐出ヘッドは、図
４６に示すように、吐出口１８と回復口２５０ａの位置
が離れて配置される。これにより、第１及び第２の液流
路１４及び１６内の液体が吐出口面を伝わって、吐出口
１８及び回復口２５０ａより混液することを防止でき
る。
【０２９１】更にまた、第２の液流路用系路２５０の回
復口２５０ａより吸引することによって、第２の液流路
１６内の気泡を除去することができ、液体を確実にリフ
ィルし、安定した発泡をさせることができる。
【０２９２】また、吐出口１８と回復口２５０ａとを同
時に吸引することにより、第１及び第２の液流路１４及
び１６の気泡を除去することができる。
【０２９３】（実施形態例１１）本実施形態例１１およ
び以下の実施形態例１２、１３、１４は、吸引キャップ
の形状およびこのキャップに応じた吸引手順を変えた場
合の実施形態例である。
【０２９４】本実施形態例１１では、図４７に示すよう
に、吐出口１８と回復口２５０ａを同時にキャッピング
できる吸引キャップ２５５ａを用いる。本実施形態例１
１では、図４８に示すように、キャッピングした後、５
０ｋｐａで０．１５ｇ吸引する。
【０２９５】（実施形態例１２）本実施形態１２では、
図４９に示すように、吐出口１８と回復口２５０ａを分
離した状態でキャッピングできる吸引キャップ２５５ｂ
を用いる。この吸引キャップ２５５ｂを用いて吸引する
ことにより、第１及び第２の液流路１４及び１６内の液
体が吐出口１８面で混液することなくなる。
【０２９６】（実施形態例１３）本実施形態例１３で
は、図５０に示すように、吐出口１８と回復口２５０ａ
を分離するとともに吸引路を２つ設けて吐出液と発泡液
とを別々に吸引できる吸引キャップ２５５ｃを用いる。
この吸引キャップ２５５ｃを用いて吸引することによ
り、吐出口１８及び回復口２５０ａからの回復吸引圧、
吸引量を別々に変えることができる。この場合の吸引動
作のフローを、図５１に示した。この吸引方法を実施す
る場合、本発明の可動部材を用いたヘッドでは、通常、
第１の液流路１４に比べ、第２の液流路１６は断面積が
小さく流抵抗が大きくなるため、図５１に示したよう
に、吸引圧を、吐出液を吸引する吸引Ａより発泡液を吸
引する吸引Ｂの方を大きくした。
【０２９７】（実施形態例１４）本実施形態例１４で
は、図５２に示すような、吸引口が一度に吐出口１８か
回復口２５０ａのどちらかしか覆えない形状の吸引キャ
ップ２５５ｄを用いる。この吸引キャップ２５５ｄを用
いて、先ず、回復口２５０ａを閉じた状態でキャッピン
グし、吐出口１８より第１の液流路１４内を吸引回復す
る。次に、吸引キャップ２５５ｄを矢印Ａの方向へ移動
させ、吐出口１８を閉じた状態でキャッピングし、回復
口２５０ａより第２の液流路１６内を回復する。このと
き、図５３のフロー図に示すように、吐出口１８及び回
復口２５０ａを吸引する際の吸引圧、吸引量を変えるこ
ともできる。
【０２９８】また、本実施形態例１４では、吐出口１
８、回復口２５０ａの順で吸引を行うが、回復口２５０
ａ、吐出口１８の順で吸引を行っても良い。
【０２９９】（実施形態例１５）本実施形態１５では、
吐出口用吸引キャップと、回復口用吸引キャップとの２
つの吸引キャップを用いて、順番に吸引回復を行う（不
図示）。この場合、キャップが別体なので、より複雑な
動作が可能になるし、吐出口１８と回復口２５０ａの吸
引を同時でも、わずかの時間差をおいて行うことも、長
い時間差をおいて行うことも、それぞれの回数を相互に
異ならせることも、比較的容易に設定できる。
【０３００】（実施形態例１６）本実施形態１６および
以下の実施形態３３は、前述の各実施形態で用いた吸引
キャップを用いず、逆に、ヘッドの液流路内を加圧する
ことにより、吐出力を回復することを特徴とする実施の
形態である。
【０３０１】本実施形態１６は、前述した図１０に示す
構造の吐出ヘッドを用いて行う。図１０に示した構造の
吐出ヘッドにおいて、図５４に示すように、第２の液流
路１６に加圧力Ａを与える。この加圧力Ａにより、第２
の液流路１６内の液体（発泡液）は、可動部材３１を押
し上げ、続いて吐出口１８から排出される。次に、図５
５に示すように、第１の液流路１４に加圧力Ｂを与え
る。この加圧力Ｂにより、第１の液流路１４内の液体
（吐出液）は、吐出口１８から排出される。これらの加
圧力による一連の動作によって、第１及び第２の液流路
１４及び１６内の気泡を除去することができ、液体を確
実にリフィルし、安定した発泡をさせることができる。
【０３０２】（実施形態例１７）本実施形態例１７は、
前述した、例えば、図３６に示すような第２の液流路用
回復系路２５０を有する構造の吐出ヘッドを用いて行
う。この吐出ヘッドにおいて、図５６に示すように、第
１の液流路１４に加圧力Ｃを与え、第２の液流路１６に
加圧力Ｄを与える。このとき、通常、第１の液流路１４
の流路径は、第２の液流路１６の流路径より大きいの
で、加圧力Ｃは加圧力Ｄより大きい圧力を与える。これ
により、第１の液流路１４内の液体は吐出口１８より排
出され、第２の液流路１６内の液体は第２の液流路用回
復系路２５０の回復口２５０ａより排出される。したが
って、第１及び第２の液流路１４及び１６内の気泡を除
去することができ、液体を確実にリフィルし、安定した
発泡をさせることができる。
【０３０３】図５７に示すように、第１のインクタンク
３Ｔと第１の液流路１４との間に第１の液流路用回復ポ
ンプＰ１を設け、第２のインクタンク４Ｔと第２の液流
路１６との間に第２の液流路用回復ポンプＰ２を設け
る。装置全体の制御を行う制御部Ｃは、マイクロプロセ
ッサ等のＣＰＵ、ＣＰＵの制御プログラムや各種データ
を格納しているＲＯＭ、ＣＰＵのワークエリアとして使
用されるとともに、各種データの一時保存等を行うＲＡ
Ｍ等を備えている。この制御部Ｃから発せられる制御信
号によって、記録信号発生装置ＳＧ、回路ポンプ駆動制
御回路ＰＧを介して、記録ヘッド、第１及び第２の液流
路用回復ポンプＰ１及びＰ２の駆動制御が行われる。
【０３０４】（実施形態例１８）図５８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
記録を動作させるための装置全体のブロック図である。
【０３０５】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。
【０３０６】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２０１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、ＣＰＵ３０２
は、ヘッドの休止時等の吐出力回復動作を必要とする場
合には、回復動作指令を前述の吸引回復装置２００に代
表される回復装置３１０に送る。吐出力回復指令を受け
た回復装置３１０は、その設定された吸引または加圧回
復シーケンスに基づき、ヘッドの吐出力を回復させる前
述の一連の動作を実行する。
【０３０７】上述のような記録装置に適用でき、インク
等の液体の付与が行われる被記録媒体としては、各種の
紙やＯＨＰシート、コンパクトディスクや装飾板等に用
いられるプラスチック材、布帛、アルミニュウムや銅等
の金属材、牛皮、豚皮、人工皮革等の皮革材、木、合板
等の木材、竹材、タイル等のセラミックス材、スポンジ
等の三次元構造体等を対象とすることができる。
【０３０８】また上述の記録装置として、各種の紙やＯ
ＨＰシート等に対して記録を行うプリンタ装置、コンパ
クトディスク等のプラスチック材に記録を行うプラスチ
ック用記録装置、金属板に記録を行う金属用記録装置、
皮革に記録を行う皮革用記録装置、木材に記録を行う木
材用記録装置、セラミックス材に記録を行うセラミック
ス用記録装置、スポンジ等の三次元網状構造体に対して
記録を行う記録装置、又布帛に記録を行う捺染装置等を
も含むものである。
【０３０９】また、これらの液体吐出装置に用いる吐出
液としては、夫々の被記録媒体や記録条件に合わせた液
体を用いればよい。
【０３１０】（実施形態例１９）〜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。
【０３１１】図５９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２０１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２０２によりＸ方向に所定
の間隔を持って互いに平行に固定支持されている。
【０３１２】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。
【０３１３】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。これら容
器と各ヘッドを連結しているチューブの途中には、図に
示すように、加圧回復装置３１１ｅ、３１１ａ、３１１
ｂ、３１１ｃ、３１１ｄが接続されている。これら加圧
回復装置の駆動手段は、加圧ポンプであり、ヘッドの吐
出力の回復が必要なときには、前述の図５８のＣＰＵ３
０２から加圧回復指令を受け、その設定された加圧回復
シーケンスに基づき、ヘッドの吐出力を回復させる一連
の動作を実行する。
【０３１４】また、各ヘッドの下方には、内部にスポン
ジ等のインク吸収部材が配されたヘッドキャップ２０３
ａ〜２０３ｄが設けられており、非記録時に各ヘッドの
吐出口を覆うことでヘッドの保守を成すことができる。
【０３１５】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。
【０３１６】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２５２および後処理装置２５３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。
【０３１７】前処理と後処理は、記録を行う被記録媒体
の種類やインクの種類に応じて、その処理内容が異なる
が、例えば、金属、プラスチック、セラミックス等の被
記録媒体に対しては、前処理として、紫外線とオゾンの
照射を行い、その表面を活性化することでインクの付着
性の向上を図ることができる。また、プラスチック等の
静電気を生じやすい被記録媒体においては、静電気によ
ってその表面にゴミが付着しやすく、このゴミによって
良好な記録が妨げられる場合がある。このため、前処理
としてイオナイザ装置を用い被記録媒体の静電気を除去
することで、被記録媒体からごみの除去を行うとよい。
また、被記録媒体として布帛を用いる場合には、滲み防
止、先着率の向上等の観点から布帛にアルカリ性物質、
水溶性物質、合成高分子、水溶性金属塩、尿素およびチ
オ尿素から選択される物質を付与する処理を前処理とし
て行えばよい。前処理としては、これらに限らず、被記
録媒体の温度を記録に適切な温度にする処理等であって
もよい。
【０３１８】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。
【０３１９】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。
【０３２０】（ヘッドキット）以下に、本発明の液体吐
出ヘッドに係わるヘッドキットを説明する。図６０は、
このようなヘッドキットを示した模式図であり、このヘ
ッドキットは、インクを吐出するインク吐出部５１１を
有する本発明のヘッド５１０と、このヘッドと不可分も
しくは分離可能な液体容器であるインク容器５２０と、
このインク容器にインクを充填するためのインクを保持
したインク充填手段とを、キット容器５０１内に納めた
ものである。
【０３２１】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。
【０３２２】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。
【０３２３】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。
【０３２４】また、この図６０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。
【０３２５】
【発明の効果】本発明の主要な特徴によると、１液流路
構成では、その流路内の液体を、２液流路構成では、第
１の液流路内の液体と第２の液流路内の液体の双方を吐
出口から同時に吸引して排出するか、あるいは、それら
を加圧することにより、長期間放置後の液体吐出ヘッド
における吐出口部分に生じる可能性がある増粘インクや
ゴミ等の除去、第１の液流路の液体内に溜まる析出気泡
の除去を効率よく行うことができる。
【０３２６】また、気泡発生部側の液流路に外部に開口
する系路を設けた場合では、可動部材により隔てられた
二つの液路に存在している液体を、吸引手段もしくは加
圧手段により効率よく排出して、ヘッドの吐出力を迅速
に回復することができる。さらに、この構成では、両流
路内の液体の排出の回数、量、順序、タイミングを自由
に設定することができる。
【０３２７】また、吐出口からの吸引時に流量調整手段
を開放して流量を増加させることにより、増粘インク等
の除去の更なる効率化を図ることができる。
【０３２８】さらに、各液体の吸引量を両液体間の水頭
圧差を利用して調整したり、あるいは各液体の流抵抗を
同一にして吸引したりすることも、増粘インク等の除去
の更なる効率化を図る上で有効である。また、可動部材
が第１の液流路側に変位している間に吸引する方法も極
めて有効である。
【０３２９】加えるに、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効率を向上できる。
【０３３０】また、本発明の特徴的な構成によれば、低
温や低湿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。
【０３３１】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る。
【０３３２】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
熱体上に体積物を生じやすい液体等、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る。
【０３３３】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。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る液体吐出原理に従う液体吐出ヘッ
ドの一例を示す模式断面図である。
【図２】本発明に係る液体吐出原理に従う液体吐出ヘッ
ドの部分破断斜視図である。
【図３】従来のヘッドにおける気泡からの圧力伝搬を示
す模式図である。
【図４】本発明に係る液体吐出原理に従うヘッドにおけ
る気泡からの圧力伝搬を示す模式図である。
【図５】本発明に係る液体吐出原理に従う液体の流れを
説明するための模式図である。
【図６】本発明に係る液体吐出原理に従う液体吐出ヘッ
ドの他の例の部分破断斜視図である。
【図７】本発明に係る液体吐出原理に従う液体吐出ヘッ
ドのさらに他の例の部分破断斜視図である。
【図８】本発明に係る液体吐出原理に従う液体吐出ヘッ
ドのさらに他の例の断面図である。
【図９】本発明に係る液体吐出原理に従う液体吐出ヘッ
ドのさらに他の例の模式断面図である。
【図１０】本発明に係る液体吐出原理に従う他の例の液
体吐出ヘッド（２流路）の断面図である。
【図１１】本発明に係る液体吐出原理に従う他の例の液
体吐出ヘッドの部分破断斜視図である。
【図１２】可動部材の動作を説明するための図である。
【図１３】可動部材と第１液流路の構造を説明するため
の図である。
【図１４】可動部材と液流路の構造を説明するための図
である。
【図１５】可動部材の他の形状を説明するための図であ
る。
【図１６】発熱体面積とインク吐出量の関係を示す図で
ある。
【図１７】可動部材と発熱体との配置関係を示す図であ
る。
【図１８】発熱体のエッジと支点までの距離と可動部材
の変位量の関係を示す図である。
【図１９】発熱体と可動部材との配置関係を説明するた
めの図である。
【図２０】本発明に係る液体吐出原理に従う液体吐出ヘ
ッドの縦断面図である。
【図２１】駆動パルスの形状を示す模式図である。
【図２２】本発明に係る液体吐出原理に従う液体吐出ヘ
ッドの供給路を説明するための断面図である。
【図２３】本発明に係る液体吐出原理に従うヘッドの分
解斜視図である。
【図２４】本発明に係る液体吐出原理に従う液体吐出ヘ
ッドの製造方法を説明するための工程図である。
【図２５】本発明に係る液体吐出原理に従う液体吐出ヘ
ッドの製造方法を説明するための工程図である。
【図２６】本発明に係る液体吐出原理に従う液体吐出ヘ
ッドの製造方法を説明するための工程図である。
【図２７】液体吐出ヘッドカートリッジの分解斜視図で
ある。
【図２８】本発明の第１の実施形態例の液体吐出装置の
概略構成図である。
【図２９】図２８に示した液体吐出装置に装着可能なイ
ンク回復装置の構成を示す斜視図である。
【図３０】本発明の液体吐出装置における吸引回復方法
の一実施形態を説明するための断面図である。
【図３１】図３０に示した実施形態例における吸引回復
工程を示す流れ図である。
【図３２】本発明の液体吐出装置における吸引回復方法
の他の実施形態を説明するための断面図である。
【図３３】図３２に示した実施形態における吸引回復工
程を示す流れ図である。
【図３４】（ａ）および（ｂ）は、流量調整手段の動作
を説明するための平面図であって、（ａ）は流量調整手
段による流量規制時の状態を示し、（ｂ）は流量調整手
段による流量規制解除時の状態を示すものである。
【図３５】図３４に示した流量調整手段を用いた吸引回
復工程を示す流れ図である。
【図３６】実施形態例６における吐出ヘッドの断面図で
ある。
【図３７】実施形態例６における第２の液流路の平面構
成図である。
【図３８】実施形態例６のヘッド正面部分の要部の模式
図である。
【図３９】実施形態例７における吐出ヘッドの断面図で
ある。
【図４０】実施形態例７のヘッド正面部分の要部の模式
図である。
【図４１】実施形態８における吐出ヘッドの第２の液流
路の平面構成図である。
【図４２】実施形態例８のヘッド正面部分の要部の模式
図である。
【図４３】実施形態例９における吐出ヘッドの第２の液
流路の平面構成図である。
【図４４】実施形態例９のヘッド正面部分の要部の模式
図である。
【図４５】実施形態例１０における吐出ヘッドの断面図
である。
【図４６】実施形態例１０のヘッド正面部分の要部の模
式図である。
【図４７】実施形態例１１におけるヘッドの断面図であ
る。
【図４８】実施形態例１１における吸引回復手順の流れ
図である。
【図４９】実施形態例１２におけるヘッドの断面図であ
る。
【図５０】実施形態例１３におけるヘッドの断面図であ
る。
【図５１】実施形態例１３における吸引回復手順の流れ
図である。
【図５２】実施形態例１４におけるヘッドの断面図であ
る。
【図５３】実施形態例１４における吸引回復手順の流れ
図である。
【図５４】実施形態例１６における吸引回復手順を示す
ヘッドの断面図である。
【図５５】実施形態例１６における吸引回復手順を示す
ヘッドの断面図である。
【図５６】実施形態例１７における吸引回復手順を示す
ヘッドの断面図である。
【図５７】本発明の装置全体の制御を示すブロック図で
ある。
【図５８】本発明の記録装置のブロック図である。
【図５９】液体吐出記録システムを示す図である。
【図６０】ヘッドキットの模式図である。
【図６１】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 供給路 １３ 共通液室 １４ 第１液流路 １５ 第１共通液室 １６ 第２液流路 １７ 第２共通液室 １８ 吐出口 １９ 狭窄部 ２０ 第１供給路 ２１ 第２供給路 ２２ 第１液流路壁 ２３ 第２液流路壁 ２４ 凸部 ３０ 分離壁 ３１ 可動部材 ３２ 自由端 ３３ 支点 ３４ 支持部材 ３５ スリット ３６ 気泡発生領域前壁 ３７ 気泡発生領域側壁 ４０ 気泡 ４５ 液滴 ５０ 溝付き部材 ５１ オリフィスプレート ７０ 支持体 ７８ ばね ８０ 供給部材 ８４ キャップ ２５０ 第２の液流路用回復系路 ２５０ａ 開口（回復口） ２５１ 連通路 ２５５ａ、２５５ｂ、２５５ｃ、２５５ｄ 吸引キャッ
プ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 岡崎 猛史 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キヤ ノン株式会社内 (72)発明者 吉平 文 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キヤ ノン株式会社内

Claims (83)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 液体を吐出する吐出口と、液体に気泡を
    発生させる気泡発生領域と、前記気泡発生領域に面して
    配され、第１の位置と該第１の位置よりも前記気泡発生
    領域から遠い第２の位置との間を変位可能な可動部材
    と、 前記気泡発生領域より上流側から該気泡発生領域に液体
    を供給するための供給路に連通し液体を排出するための
    開口と、を有することを特徴とする液体吐出ヘッド。
  2. 【請求項２】 液体を吐出する吐出口と、 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
    体と該発熱体に沿った該発熱体より上流側から前記発熱
    体上に液体を供給するための供給路とを有する液体路
    と、 前記発熱体に面して設けられた吐出口側に自由端を有し
    前記気泡の発生による圧力に基づいて前記自由端を変移
    させて前記圧力を吐出口側に導く可動部材と、 前記供給路に連通し液体を排出するための開口と、を有
    することを特徴とする液体吐出ヘッド。
  3. 【請求項３】 液体を吐出する吐出口と、 前記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、 前記発熱体に面して設けられ吐出口側に自由端を有し前
    記気泡の発生による圧力に基づいて前記自由端を変位さ
    せて前記圧力を吐出口側に導く可動部材と、 前記可動部材の前記発熱体に近い面に沿った上流側から
    前記発熱体上に液体を供給する供給路と、 前記供給路に連通し液体を排出するための開口と、を有
    することを特徴とする液体吐出ヘッド。
  4. 【請求項４】 吐出口に連通した第１の液流路と、 前記液体に熱を加えることで該液体に気泡を発生させる
    気泡発生領域を有する第２の液流路と、 前記第１の液流路と前記気泡発生領域との間に配され、
    吐出口側に自由端を有し、前記気泡発生領域内での気泡
    の発生による圧力に基づいて該自由端を前記第１の液流
    路側に変位させて前記圧力を前記第１の液流路の吐出口
    側に導く可動部材と前記第２の液流路に連通し液体を排
    出するための開口と、を有することを特徴とする液体吐
    出ヘッド。
  5. 【請求項５】 液体を吐出するための複数の吐出口と、 それぞれの吐出口に対応して直接連通する複数の第１の
    液流路を構成するための複数の溝と、 前記複数の第１の液流路に液体を供給するための第１の
    共通液室を構成する凹部とを一体的に有する溝付き部材
    と、 前記液体に熱を与えることで液体に気泡を発生させるた
    めの複数の発熱体が配された素子基板と、 前記溝付き部材と該素子基板との間に配され、前記発熱
    体に対応した第２の液流路の壁の一部を構成すると共
    に、前記発熱体に面した位置に前記気泡の発生に基づく
    圧力によって前記第１の液流路側に変位する可動部材と
    を具備した分離壁と、 前記第２の液流路に連通し液体を排出するための開口
    と、を有することを特徴とする液体吐出ヘッド。
  6. 【請求項６】 前記の開口が前記吐出口と同一面にある
    ことを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の
    液体吐出ヘッド。
  7. 【請求項７】 前記開口が２つ以上で、かつ前記吐出口
    の数より少ないことを特徴とする請求項１ないし５のい
    ずれかに記載の液体吐出ヘッド。
  8. 【請求項８】 前記開口の配列方向が、前記吐出口の配
    列方向と同一方向であることを特徴とする請求項１ない
    し５のいずれかに記載の液体吐出ヘッド。
  9. 【請求項９】 前記開口の配列ピッチが前記吐出口の配
    列ピッチと同一であることを特徴とする請求項１ないし
    ５のいずれかに記載の液体吐出ヘッド。
  10. 【請求項１０】 前記可動部材の変位によって、前記気
    泡の下流部分が前記可動部材より下流に成長する請求項
    １ないし５のいずれかに記載の液体吐出ヘッド。
  11. 【請求項１１】 前記可動部材は、支点と、該支点より
    下流側に位置する自由端とを有する請求項１ないし５の
    いずれかに記載の液体吐出ヘッド。
  12. 【請求項１２】 前記可動部材に面した位置に発熱体が
    設けられており、該可動部材と該発熱体との間が前記気
    泡発生領域である請求項１ないし５のいずれかに記載の
    液体吐出ヘッド。
  13. 【請求項１３】 前記可動部材の自由端は、前記発熱体
    の面積中心より下流に位置する請求項１ないし５のいず
    れかに記載の液体吐出ヘッド。
  14. 【請求項１４】 前記気泡は前記発熱体が発生する熱に
    よって液体に膜沸騰を生じることで発生する気泡である
    請求項１ないし５のいずれかに記載の液体吐出ヘッド。
  15. 【請求項１５】 前記可動部材は板状である請求項１な
    いし５のいずれかに記載の液体吐出ヘッド。
  16. 【請求項１６】 前記発熱体の有効発泡領域の総てが前
    記可動部材に面している請求項１ないし５のいずれかに
    記載の液体吐出ヘッド。
  17. 【請求項１７】 前記発熱体の全面が前記可動部材に面
    している請求項１ないし５のいずれかに記載の液体吐出
    ヘッド。
  18. 【請求項１８】 前記可動部材の総面積が前記発熱体の
    総面積より大である請求項１ないし５のいずれかに記載
    の液体吐出ヘッド。
  19. 【請求項１９】 前記可動部材の支点が前記発熱体の直
    上から外れた位置に配されている請求項１ないし５のい
    ずれかに記載の液体吐出ヘッド。
  20. 【請求項２０】 前記可動部材の自由端は前記発熱体が
    配された液流路を実質的に直交する形状を有する請求項
    １ないし５のいずれかに記載の液体吐出ヘッド。
  21. 【請求項２１】 前記可動部材の前記自由端は前記発熱
    体より吐出口側に配されている請求項１ないし５のいず
    れかに記載の液体吐出ヘッド。
  22. 【請求項２２】 前記発熱体は電気信号を受けることで
    熱を発生する発熱抵抗体を有する電気熱変換体である請
    求項１ないし５のいずれかに記載の液体吐出ヘッド。
  23. 【請求項２３】 前記電気熱変換体は前記発熱抵抗体上
    に、保護膜を配したものである請求項２２に記載の液体
    吐出ヘッド。
  24. 【請求項２４】 前記第２の液流路が連通する共通液室
    と該共通液室に供給されるべき前記液体を貯留するタン
    クとの間に配された前記液体の流量を調整する流量調整
    手段をさらに含むことを特徴とする請求項４または５に
    記載の液体吐出ヘッド。
  25. 【請求項２５】 前記流量調整手段は電磁弁であること
    を特徴とする請求項２４記載の液体吐出ヘッド。
  26. 【請求項２６】 前記流量調整手段は前記第２の液流路
    に配されており、前記第２の液流路の流体の流路を調整
    する手段であることを特徴とする請求項２４記載の液体
    吐出ヘッド。
  27. 【請求項２７】 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
    が配されている請求項４または５に記載の液体吐出ヘッ
    ド。
  28. 【請求項２８】 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
    いる液体である請求項４または５に記載の液体吐出ヘッ
    ド。
  29. 【請求項２９】 前記可動部材は前記第１の液流路流路
    と第２の液流路との間に配された分離壁の一部として構
    成されている請求項４または５に記載の液体吐出ヘッ
    ド。
  30. 【請求項３０】 前記素子基板上には前記電気熱変換体
    に電気信号を伝えるための配線と、前記電気熱変換体に
    選択的に電気信号を与えるための機能素子が配されてい
    る請求項５に記載の液体吐出ヘッド。
  31. 【請求項３１】 前記溝付き部材には、前記第１の共通
    液室に液体を導入するための第１導入路と、前記第２の
    共通液室に液体を導入するための第２導入路とを有する
    請求項５に記載の液体吐出ヘッド。
  32. 【請求項３２】 前記溝付き部材には、前記第２導入路
    が複数設けられている請求項３１に記載の液体吐出ヘッ
    ド。
  33. 【請求項３３】 前記第１導入路の断面積と前記第２導
    入路の断面積の比は、各液体の供給量に比例している請
    求項３１に記載の液体吐出ヘッド。
  34. 【請求項３４】 前記第２導入路は、前記分離壁を貫通
    して前記第２の共通液室に液体を供給する導入路である
    請求項３１に記載の液体吐出ヘッド。
  35. 【請求項３５】 前記分離壁は、金属材料で構成されて
    いる請求項３０に記載の液体吐出ヘッド。
  36. 【請求項３６】 前記金属材料は、ニッケル若しくは金
    である請求項３５に記載の液体吐出ヘッド。
  37. 【請求項３７】 前記分離壁は、樹脂で構成されている
    請求項３０に記載の液体吐出ヘッド。
  38. 【請求項３８】 前記分離壁は、セラミックスで構成さ
    れている請求項３０に記載の液体吐出ヘッド。
  39. 【請求項３９】 液体を吐出する吐出口と、液体に気泡
    を発生させる気泡発生領域と、前記気泡発生領域に面し
    て配され、第１の位置と該第１の位置よりも前記気泡発
    生領域から遠い第２の位置との間を変位可能な可動部材
    とを有し、該可動部材は、前記気泡発生部での気泡の発
    生に基づく圧力によって、前記第１の位置から前記第２
    の位置へ変位すると共に、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液体吐出ヘッドを具
    備してなり、該ヘッドの吐出口から液体を排出するため
    の排出手段を有することを特徴とする液体吐出装置。
  40. 【請求項４０】 前記液体吐出ヘッドには、前記気泡発
    生領域より上流側から該気泡発生領域に液体を供給する
    ための供給路に連通し液体を排出するための開口が、さ
    らに設けられていることを特徴とする請求項３９に記載
    の液体吐出装置。
  41. 【請求項４１】 液体を吐出する吐出口と、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
    体に沿った該発熱体より上流側から前記発熱体上に液体
    を供給するための供給路とを有する液流路と、前記発熱
    体に面して設けられ吐出口側に自由端を有し前記気泡の
    発生による圧力に基づいて前記自由端を変位させて前記
    圧力を吐出口側に導く可動部材とを有する液体吐出ヘッ
    ドを具備してなり、該ヘッドの液体を排出するための排
    出手段を有することを特徴とする液体吐出装置。
  42. 【請求項４２】 液体を吐出する吐出口と、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、前記
    発熱体に面して設けられ吐出口側に自由端を有し前記気
    泡の発生による圧力に基づいて前記自由端を変位させて
    前記圧力を吐出口側に導く可動部材と、前記可動部材の
    前記発熱体に近い面に沿った上流側から前記発熱体上に
    液体を供給する供給路とを有する液体吐出ヘッドを具備
    してなり、該ヘッドの液体を排出するための排出手段を
    有することを特徴とする液体吐出装置。
  43. 【請求項４３】 前記液体ヘッドには、前記供給路に連
    通し液体を排出するための開口が、さらに設けられてい
    ることを特徴とする請求項４１または４２に記載の液体
    吐出装置。
  44. 【請求項４４】 吐出口に連通した第１の液流路と、液
    体に熱を加えることで該液体に気泡を発生させる気泡発
    生領域を有する第２の液流路と、前記第１の液流路と前
    記気泡発生領域との間に配され、吐出口側に自由端を有
    し、前記気泡発生領域内での気泡の発生による圧力に基
    づいて該自由端を前記第１の液流路側に変位させて前記
    圧力を前記第１の液流路の吐出口側に導く可動部材とを
    有する液体吐出ヘッドを具備してなり、該ヘッドの液体
    を排出するための排出手段を有することを特徴とする液
    体吐出装置。
  45. 【請求項４５】 液体を吐出するための複数の吐出口
    と、それぞれの吐出口に対応して直接連通する複数の第
    １の液流路を構成するための複数の溝と、前記複数の第
    １の液流路に液体を供給するための第１の共通液室を構
    成する凹部とを一体的に有する溝付き部材と、液体に熱
    を与えることで液体に気泡を発生させるための複数の発
    熱体が配された素子基板と、前記溝付き部材と該素子基
    板との間に配され、前記発熱体に対応した第２の液流路
    の壁の一部を構成すると共に、前記発熱体に面した位置
    に前記気泡の発生に基づく圧力によって前記第１の液流
    路側に変位する可動部材とを具備した分離壁とを有する
    液体吐出ヘッドを具備してなり、該ヘッドの液体を排出
    するための排出手段を有することを特徴とする液体吐出
    装置。
  46. 【請求項４６】 前記液体吐出ヘッドには、前記第２の
    液流路に連通し液体を排出するための開口が、さらに設
    けられていることを特徴とする請求項４４または４５に
    記載の液体吐出装置。
  47. 【請求項４７】 前記排出手段は、前記吐出口から液体
    を吸引するための吸引手段を含む請求項３９、４１、４
    ２、４４、４５のいずれかに記載の液体吐出装置。
  48. 【請求項４８】 前記排出手段は、前記吐出口または／
    および前記開口から液体を吸引するための吸引手段を含
    む請求項４０、４３、４６のいずれかに記載の液体吐出
    装置。
  49. 【請求項４９】 前記排出手段は、前記吐出口をキャッ
    ピングするためのキャップを含む請求項４７に記載の液
    体吐出装置。
  50. 【請求項５０】 前記排出手段は、前記吐出口または／
    および前記開口をキャッピングするためのキャップを含
    む請求項４８に記載の液体吐出装置。
  51. 【請求項５１】 前記吸引手段はポンプを含む請求項４
    ７または４８に記載の液体吐出装置。
  52. 【請求項５２】 前記排出手段は、前記吐出口から液体
    を加圧排出するための加圧手段を含む請求項３９、４
    １、４２、４４、４５のいずれかに記載の液体吐出装
    置。
  53. 【請求項５３】 前記排出手段は、前記排出口または／
    および前記開口から液体を加圧排出するための加圧手段
    を含む請求項４０、４３、４６のいずれかに記載の液体
    吐出装置。
  54. 【請求項５４】 前記加圧手段はポンプを含む請求項５
    ２または５３に記載の液体吐出装置。
  55. 【請求項５５】 前記液体吐出ヘッドから液体を吐出さ
    せるための駆動信号を供給する駆動信号供給手段を、さ
    らに有することを特徴とする請求項３９ないし５４のい
    ずれかに記載の液体吐出装置。
  56. 【請求項５６】 前記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
    を、さらに有することを特徴とする請求項３９ないし５
    ４のいずれかに記載の液体吐出装置。
  57. 【請求項５７】 前記液体吐出ヘッドからインクを吐出
    し、記録紙にインクを付着させることで記録を行うこと
    を特徴とする請求項３９ないし５４のいずれかに記載の
    液体吐出装置。
  58. 【請求項５８】 前記液体吐出ヘッドから記録液体を吐
    出し、布帛に記録液体を付着させることで記録を行うこ
    とを特徴とする請求項３９ないし５４のいずれかに記載
    の液体吐出装置。
  59. 【請求項５９】 前記液体吐出ヘッドから記録液体を吐
    出し、プラスチックに記録液体を付着させることで記録
    を行うことを特徴とする請求項３９ないし５４のいずれ
    かに記載の液体吐出装置。
  60. 【請求項６０】 前記液体吐出ヘッドから記録液体を吐
    出し、金属に記録液体を付着させることで記録を行うこ
    とを特徴とする請求項３９ないし５４のいずれかに記載
    の液体吐出装置。
  61. 【請求項６１】 前記液体吐出ヘッドから記録液体を吐
    出し、木材に記録液体を付着させることで記録を行うこ
    とを特徴とする請求項３９ないし５４のいずれかに記載
    の液体吐出装置。
  62. 【請求項６２】 前記液体吐出ヘッドから記録液体を吐
    出し、皮革に記録液体を付着させることで記録を行うこ
    とを特徴とする請求項３９ないし５４のいずれかに記載
    の液体吐出装置。
  63. 【請求項６３】 前記液体吐出ヘッドから複数色の記録
    液体を吐出し、被記録媒体に前記複数色の記録液体を付
    着させることでカラー記録を行う請求項３９ないし５４
    のいずれかに記載の液体吐出装置。
  64. 【請求項６４】 前記吐出口が被記録媒体の記録可能領
    域の全幅に渡って、複数配されている請求項３９ないし
    ５４のいずれかに記載の液体吐出装置。
  65. 【請求項６５】 液体を吐出する吐出口と、液体に気泡
    を発生させる気泡発生領域と、前記気泡発生領域に面し
    て配され、第１の位置と該第１の位置よりも前記気泡発
    生領域から遠い第２の位置との間を変位可能な可動部材
    とを有し、該可動部材は、前記気泡発生部での気泡の発
    生に基づく圧力によって、前記第１の位置から前記第２
    の位置へ変位すると共に、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液体吐出ヘッドを具
    備してなる液体吐出装置の回復方法であって、 前記吐出口から液体を排出することにより、前記液体吐
    出ヘッドの吐出力を回復することを特徴とする液体吐出
    装置の回復方法。
  66. 【請求項６６】 液体を吐出する吐出口と、液体に気泡
    を発生させる気泡発生領域と、前記気泡発生領域に面し
    て配され、第１の位置と該第１の位置よりも前記気泡発
    生領域から遠い第２の位置との間を変位可能な可動部材
    と、前記気泡発生領域より上流側から該気泡発生領域に
    液体を供給するための供給路に連通し液体を排出するた
    めの開口とを有し、該可動部材は、前記気泡発生部での
    気泡の発生に基づく圧力によって、前記第１の位置から
    前記第２の位置へ変位すると共に、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液体吐出ヘ
    ッドを具備してなる液体吐出装置の回復方法であって、 前記吐出口または／および前記開口から液体を排出する
    ことにより、前記液体吐出ヘッドの吐出力を回復するこ
    とを特徴とする液体吐出装置の回復方法。
  67. 【請求項６７】 液体を吐出する吐出口と、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
    体に沿った該発熱体より上流側から前記発熱体上に液体
    を供給するための供給路とを有する液流路と、前記発熱
    体に面して設けられ吐出口側に自由端を有し前記気泡の
    発生による圧力に基づいて前記自由端を変移させて前記
    圧力を吐出口側に導く可動部材とを有する液体吐出ヘッ
    ドを具備してなる液体吐出装置の回復方法であって、 前記吐出口から液体を排出することにより、前記液体吐
    出ヘッドの吐出力を回復することを特徴とする液体吐出
    装置の回復方法。
  68. 【請求項６８】 液体を吐出する吐出口と、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
    体に沿った該発熱体より上流側から前記発熱体上に液体
    を供給するための供給路とを有する液流路と、前記発熱
    体に面して設けられ吐出口側に自由端を有し前記気泡の
    発生による圧力に基づいて前記自由端を変移させて前記
    圧力を吐出口側に導く可動部材と、前記供給路に連通し
    液体を排出するための開口とを有する液体吐出ヘッドを
    具備してなる液体吐出装置の回復方法であって、 前記吐出口または／および前記開口から液体を排出する
    ことにより、前記液体吐出ヘッドの吐出力を回復するこ
    とを特徴とする液体吐出装置の回復方法。
  69. 【請求項６９】 液体を吐出する吐出口と、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、前記
    発熱体に面して設けられ吐出口側に自由端を有し前記気
    泡の発生による圧力に基づいて前記自由端を変位させて
    前記圧力を吐出口側に導く可動部材と、前記可動部材の
    前記発熱体に近い面に沿った上流側から前記発熱体上に
    液体を供給する供給路とを有する液体吐出ヘッドを具備
    してなる液体吐出装置の回復方法であって、 前記吐出口から液体を排出することにより、前記液体吐
    出ヘッドの吐出力を回復することを特徴とする液体吐出
    装置の回復方法。
  70. 【請求項７０】 液体を吐出する吐出口と、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、前記
    発熱体に面して設けられ吐出口側に自由端を有し前記気
    泡の発生による圧力に基づいて前記自由端を変位させて
    前記圧力を吐出口側に導く可動部材と、前記可動部材の
    前記発熱体に近い面に沿った上流側から前記発熱体上に
    液体を供給する供給路と、該供給路に連通し液体を排出
    するための開口とを有する液体吐出ヘッドを具備してな
    る液体吐出装置の回復方法であって、 前記吐出口または／および前記開口から液体を排出する
    ことにより、前記液体吐出ヘッドの吐出力を回復するこ
    とを特徴とする液体吐出装置の回復方法。
  71. 【請求項７１】 吐出口に連通した第１の液流路と、液
    体に熱を加えることで該液体に気泡を発生させる気泡発
    生領域を有する第２の液流路と、前記第１の液流路と前
    記気泡発生領域との間に配され、吐出口側に自由端を有
    し、前記気泡発生領域内での気泡の発生による圧力に基
    づいて該自由端を前記第１の液流路側に変位させて前記
    圧力を前記第１の液流路の吐出口側に導く可動部材とを
    有する液体吐出ヘッドを具備してなる液体吐出装置の回
    復方法であって、 前記吐出口から液体を排出することにより、前記液体吐
    出ヘッドの吐出力を回復することを特徴とする液体吐出
    装置の回復方法。
  72. 【請求項７２】 吐出口に連通した第１の液流路と、液
    体に熱を加えることで該液体に気泡を発生させる気泡発
    生領域を有する第２の液流路と、前記第１の液流路と前
    記気泡発生領域との間に配され、吐出口側に自由端を有
    し、前記気泡発生領域内での気泡の発生による圧力に基
    づいて該自由端を前記第１の液流路側に変位させて前記
    圧力を前記第１の液流路の吐出口側に導く可動部材と、
    前記第２の液流路に連通し液体を排出するための開口と
    を有する液体吐出ヘッドを具備してなる液体吐出装置の
    回復方法であって、 前記吐出口または／および前記開口から液体を排出する
    ことにより、前記液体吐出ヘッドの吐出力を回復するこ
    とを特徴とする液体吐出装置の回復方法。
  73. 【請求項７３】 液体を吐出するための複数の吐出口
    と、それぞれの吐出口に対応して直接連通する複数の第
    １の液流路を構成するための複数の溝と、前記複数の第
    １の液流路に液体を供給するための第１の共通液室を構
    成する凹部とを一体的に有する溝付き部材と、液体に熱
    を与えることで液体に気泡を発生させるための複数の発
    熱体が配された素子基板と、前記溝付き部材と該素子基
    板との間に配され、前記発熱体に対応した第２の液流路
    の壁の一部を構成すると共に、前記発熱体に面した位置
    に前記気泡の発生に基づく圧力によって前記第１の液流
    路側に変位する可動部材とを具備した分離壁とを有する
    液体吐出ヘッドを具備してなる液体吐出装置の回復方法
    であって、 前記吐出口から液体を排出することにより、前記液体吐
    出ヘッドの吐出力を回復することを特徴とする液体吐出
    装置の回復方法。
  74. 【請求項７４】 液体を吐出するための複数の吐出口
    と、それぞれの吐出口に対応して直接連通する複数の第
    １の液流路を構成するための複数の溝と、前記複数の第
    １の液流路に液体を供給するための第１の共通液室を構
    成する凹部とを一体的に有する溝付き部材と、液体に熱
    を与えることで液体に気泡を発生させるための複数の発
    熱体が配された素子基板と、前記溝付き部材と該素子基
    板との間に配され、前記発熱体に対応した第２の液流路
    の壁の一部を構成すると共に、前記発熱体に面した位置
    に前記気泡の発生に基づく圧力によって前記第１の液流
    路側に変位する可動部材とを具備した分離壁と、前記第
    ２の液流路に連通し液体を排出するための開口とを有す
    る液体吐出ヘッドを具備してなる液体吐出装置の回復方
    法であって、 前記吐出口または／および前記開口から液体を排出する
    ことにより、前記液体吐出ヘッドの吐出力を回復するこ
    とを特徴とする液体吐出装置の回復方法。
  75. 【請求項７５】 前記液体の排出は、前記吐出口をキャ
    ッピングするキャップを介して吸引手段を用いて前記吐
    出口から液体をヘッドの外部に吸引することにより、行
    うことを特徴とする請求項６５、６７、６９、７１、７
    ３のいずれかに記載の液体吐出装置の回復方法。
  76. 【請求項７６】 前記液体の排出は、前記吐出口または
    ／および前記開口をキャッピングするキャップを介して
    吸引手段を用いて前記吐出口または／および開口から液
    体をヘッドの外部に吸引することにより、行うことを特
    徴とする請求項６６、６８、７０、７２、７４のいずれ
    かに記載の液体吐出装置の回復方法。
  77. 【請求項７７】 前記吸引手段は、ポンプを含むことを
    特徴とする請求項７５または７６に記載の液体吐出装置
    の回復方法。
  78. 【請求項７８】 前記液体の排出は、加圧手段によりヘ
    ッド内の液体を加圧することにより、行うことを特徴と
    する請求項６５ないし７４のいずれかに記載の液体吐出
    装置の回復方法。
  79. 【請求項７９】 前記加圧手段は、ポンプを含むことを
    特徴とする請求項７８に記載の液体吐出装置の回復方
    法。
  80. 【請求項８０】 前記液体の吸引排出は、前記吐出口と
    前記開口とから同時に行うことを特徴とする請求項７６
    に記載の液体吐出装置の回復方法。
  81. 【請求項８１】 前記液体の吸引排出は、前記吐出口と
    前記開口とから別々に行うことを特徴とする請求項７６
    に記載の液体吐出装置の回復方法。
  82. 【請求項８２】 前記液体の加圧による排出は、前記吐
    出口と前記開口とから同時に行うことを特徴とする請求
    項７８に記載の液体吐出装置の回復方法。
  83. 【請求項８３】 前記液体の加圧による排出は、前記吐
    出口と前記開口とから別々に行うことを特徴とする請求
    項７８に記載の液体吐出装置の回復方法。
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Families Citing this family (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5940096A (en) * 1996-06-03 1999-08-17 Lexmark International, Inc. Ink jet printhead assembly with non-emitting orifices
JPH1024582A (ja) * 1996-07-12 1998-01-27 Canon Inc 液体吐出ヘッド並びに該液体吐出ヘッドの回復方法及び製造方法、並びに該液体吐出ヘッドを用いた液体吐出装置
JP3376248B2 (ja) * 1996-07-12 2003-02-10 キヤノン株式会社 液体吐出装置、液体吐出システム、液体容器の組合せ、及び液体吐出制御方法
JP3639698B2 (ja) * 1997-07-31 2005-04-20 キヤノン株式会社 液体吐出ヘッド、ヘッドカートリッジ、液体吐出記録装置、および液体吐出ヘッドの製造方法
DE69813154T2 (de) 1997-12-05 2004-03-04 Canon K.K. Flüssigkeitsausstosskopf, Flüssigkeitsausstossverfahren, Kopfkassette und Flüssigkeitsausstossvorrichtung
US6799838B2 (en) * 1998-08-31 2004-10-05 Canon Kabushiki Kaisha Liquid discharge head liquid discharge method and liquid discharge apparatus
US20020106812A1 (en) * 2001-01-26 2002-08-08 Fisher William D. Fluid drop dispensing
JP2003246076A (ja) * 2002-02-22 2003-09-02 Canon Inc 液体貯蔵容器及びその製造方法
JP3658373B2 (ja) * 2002-02-22 2005-06-08 キヤノン株式会社 液体貯蔵容器、インクジェットカートリッジ、および、インクジェット記録装置
JP2004322530A (ja) * 2003-04-25 2004-11-18 Canon Inc インクカートリッジ
KR100608060B1 (ko) * 2004-07-01 2006-08-02 삼성전자주식회사 잉크젯 프린터
US7387359B2 (en) * 2004-09-21 2008-06-17 Z Corporation Apparatus and methods for servicing 3D printers
JP4466331B2 (ja) 2004-11-05 2010-05-26 富士ゼロックス株式会社 インクジェット記録ヘッドおよびインクジェット記録装置
US7401888B2 (en) * 2005-10-11 2008-07-22 Silverbrook Research Pty Ltd Method of maintaining a printhead using maintenance station configured for air blast cleaning
US7401887B2 (en) * 2005-10-11 2008-07-22 Silverbrook Research Pty Ltd Method of maintaining a printhead using air blast cleaning
US7387358B2 (en) * 2005-10-11 2008-06-17 Silverbrook Research Pty Ltd Printhead maintenance assembly configured for air blast cleaning
US7909450B2 (en) * 2006-01-30 2011-03-22 Nichiha Co., Ltd Method for cleaning a nozzle of printing apparatus
US8226204B2 (en) * 2007-07-06 2012-07-24 Seiko Epson Corporation Fluid ejecting apparatus
WO2009116993A1 (en) * 2008-03-17 2009-09-24 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Print head diaphragm support
JP2010143048A (ja) * 2008-12-18 2010-07-01 Fuji Xerox Co Ltd 液滴吐出ヘッドおよび液滴吐出装置
JP5957880B2 (ja) * 2011-12-27 2016-07-27 株式会社リコー 液滴吐出装置および画像形成装置
JP6624801B2 (ja) 2014-05-30 2019-12-25 キヤノン株式会社 液体吐出カートリッジ及び液体吐出装置
JP7536575B2 (ja) * 2020-09-18 2024-08-20 キヤノン株式会社 液体吐出装置、及び液体吐出装置の制御方法

Family Cites Families (29)

* 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
US4162997A (en) * 1978-03-02 1979-07-31 Hercules Incorporated Heat-fusible pastes for printing inks, adhesives and moldings
JPS5581172A (en) 1978-12-14 1980-06-18 Canon Inc Liquid injection type recording method and device
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
JPS61110557A (ja) 1984-11-05 1986-05-28 Canon Inc 液体噴射記録ヘツド
JPS6169467A (ja) 1985-06-11 1986-04-10 Seiko Epson Corp 記録液滴吐出型記録装置
JPS62156969A (ja) 1985-12-28 1987-07-11 Canon Inc 液体噴射記録ヘツド
JPS635947A (ja) * 1986-06-27 1988-01-11 Ricoh Co Ltd インクジエツトヘツド
IT1195151B (it) * 1986-09-05 1988-10-12 Olivetti & Co Spa Apparecchiatura per ripristinare il funzionamento degli ugelli di una testina di stampa a getto d inchiostro e relativo procedimento
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
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
EP0436047A1 (de) 1990-01-02 1991-07-10 Siemens Aktiengesellschaft Flüssigkeitsstrahlaufzeichnungskopf für Tintendruckeinrichtungen
US5701146A (en) * 1991-10-18 1997-12-23 Canon Kabushiki Kaisha Ink head recovery method and apparatus
JPH05124189A (ja) 1991-11-01 1993-05-21 Matsushita Electric Ind Co Ltd インク吐出装置
JP3108788B2 (ja) * 1992-03-18 2000-11-13 セイコーエプソン株式会社 インクジェットヘッドの洗浄方法、及びその装置
US5638101A (en) * 1992-04-02 1997-06-10 Hewlett-Packard Company High density nozzle array for inkjet printhead
US5278585A (en) * 1992-05-28 1994-01-11 Xerox Corporation Ink jet printhead with ink flow directing valves
EP0585901B1 (en) 1992-09-02 1999-12-08 Canon Kabushiki Kaisha Ink jet apparatus provided with an improved recovery mechanism
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
CA2108304C (en) * 1992-10-15 1999-08-10 Hiroyuki Ishinaga Ink jet recording apparatus
US5644346A (en) * 1994-04-08 1997-07-01 Hewlett-Packard Company Modular wiping unit for inkjet printer
TW312658B (ja) 1995-01-13 1997-08-11 Canon Kk
SG79917A1 (en) 1995-04-26 2001-04-17 Canon Kk Liquid ejecting method with movable member
US5821962A (en) * 1995-06-02 1998-10-13 Canon Kabushiki Kaisha Liquid ejection apparatus and method
JPH09141873A (ja) 1995-09-22 1997-06-03 Canon Inc 液体吐出ヘッド、液体吐出装置、および記録方法
US5838351A (en) * 1995-10-26 1998-11-17 Hewlett-Packard Company Valve assembly for controlling fluid flow within an ink-jet pen
JP3081155B2 (ja) 1996-05-31 2000-08-28 潤 水野 温度ヒューズおよびその製造方法

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