JPH09201966A

JPH09201966A - 液体吐出方法、液体吐出ヘッドおよび該液体吐出ヘッドの製造方法

Info

Publication number: JPH09201966A
Application number: JP8004892A
Authority: JP
Inventors: Yoshie Nakada; 佳恵中田; Makiko Kimura; 牧子木村; Hiroshi Sugitani; 博志杉谷; Masami Ikeda; 雅実池田; Toshio Kashino; 俊雄樫野; Takeshi Okazaki; 猛史岡崎; Fumi Yoshihira; 文吉平; Kiyomitsu Kudo; 清光工藤
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1995-01-13
Filing date: 1996-01-16
Publication date: 1997-08-05
Anticipated expiration: 2016-01-16
Also published as: JP3342279B2

Abstract

(57)【要約】【課題】液体の吐出効率や吐出力等を根本的に向上さ
せ、また回復までの時間を長い、また良好な記録を達成
することができると共に、液体の吐出の安定性を確保
し、また吐出が困難であった液体を良好に吐出する液体
吐出方法、液体吐出ヘッド、液体吐出装置等を得ること
を目的としている。【解決手段】気泡を発生する気泡発生域に面して可動
部材を配し、この可動部材の変位によって、気泡の成長
方向を制御する構成、もしくは、この構成に加えて第１
液流路と第２液流路とを有する構成。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、熱エネルギーを液体に
作用させることで起こる気泡の発生によって、所望の液
体を吐出する液体吐出ヘッド、液体吐出ヘッドを用いた
ヘッドカートリッジ、液体吐出装置、液体吐出ヘッドの
製造方法、液体吐出方法、記録方法および液体吐出方法
を利用して得られた記録物に関する。さらにこれらの液
体吐出ヘッドを有するインクジェットキットに関する。

【０００２】特に本発明は、気泡の発生を利用して変位
する可動部材を有する液体吐出ヘッド、液体吐出ヘッド
を用いたヘッドカートリッジ、液体吐出装置に関する。
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、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ー、複写機、通信
システムを有するファクシミリ、プリンタ部を有するワ
ードプロセッサ等の装置、さらには各種処理装置と複合
的に組み合わせた産業用記録装置に適用できる発明であ
る。

【０００４】なお、本発明における、「記録」とは、文
字や図形等の意味を持つ画像を被記録媒体に対して付与
することだけでなく、パターン等の意味を持たない画像
を付与することをも意味するものである。

【０００５】

【従来の技術】熱等のエネルギーをインクに与えること
で、インクに急峻な体積変化（気泡の発生）を伴う状態
変化を生じさせ、この状態変化に基づく作用力によって
吐出口からインクを吐出し、これを被記録媒体上に付着
させて画像形成を行なうインクジェット記録方法、いわ
ゆるバブルジェット記録方法が従来知られている。この
バブルジェット記録方法を用いる記録装置には、ＵＳＰ
４，７２３，１２９等の公報に開示されているように、
インクを吐出するための吐出口と、この吐出口に連通す
るインク流路と、インク流路内に配されたインクを吐出
するためのエネルギー発生手段としての電気熱変換体が
一般的に配されている。

【０００６】この様な記録方法によれば、品位の高い画
像を高速、低騒音で記録することができると共に、この
記録方法を行うヘッドではインクを吐出するための吐出
口を高密度に配置することができるため、小型の装置で
高解像度の記録画像、さらにカラー画像をも容易に得る
ことができるという多くの優れた点を有している。この
ため、このバブルジェット記録方法は近年、プリンタ
ー、複写機、ファクシミリ等の多くのオフィス機器に利
用されており、さらに、捺染装置等の産業用システムに
まで利用されるようになってきている。

【０００７】このようにバブルジェット技術が多方面の
製品に利用されるに従って、次のような様々な要求が近
年さらにたかまっている。

【０００８】例えば、エネルギー効率の向上の要求に対
する検討としては、保護膜の厚さを調整するといった発
熱体の最適化が挙げられている。この手法は、発生した
熱の液体への伝搬効率を向上させる点で効果がある。

【０００９】また、高画質な画像を得るために、インク
の吐出スピードが速く、安定した気泡発生に基づく良好
なインク吐出を行える液体吐出方法等を与えるための駆
動条件が提案されたり、また、高速記録の観点から、吐
出された液体の液流路内への充填（リフィル）速度の速
い液体吐出ヘッドを得るために流路形状を改良したもの
も提案されている。

【００１０】この流路形状の内、流路構造として図３２
（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３２、（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１
０を開示する。

【００１２】図３２（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３２（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】発明者らは、このように研究で得られた知
見および、総合的観点から優れた液体の吐出原理を見い
だし本発明を成すに至った。

【００２５】本発明の主たる目的は以下の通りである第
１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。

【００２６】本発明の第２の目的は、吐出効率、吐出圧
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。

【００２７】本発明の第３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。

【００２８】本発明の第４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。

【００２９】本発明の第５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。

【００３０】本発明の第６の目的は前述のような液体吐
出ヘッドの製造を容易に成しうる液体吐出ヘッドの製造
方法を提供することにある。

【００３１】本発明の第７の目的は複数の液体を供給す
るための液体導入路を少ない部品点数で構成することで
製造が容易で安価なヘッドおよび装置を提供すること、
また小型化が図れた液体吐出ヘッド、装置等を提供する
ことである。

【００３２】また本発明の第８の目的は、本発明の吐出
方法を用いて良好な画像の記録物を得ることにある。

【００３３】また本発明の第９の目的は、本発明の液体
吐出ヘッドの再利用を容易にするためのヘッドキットを
提供することにある。

【００３４】

【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。

【００３５】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位置よりも前記気泡発生領域
から遠い第２の位置の間を変位可能な可動部材とを有す
るヘッドを用い、該可動部材を、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の位置へ変位させ、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方法もしく
は、液体吐出記録方法。

【００３６】もしくは、流路中に配された発熱体に沿っ
て該発熱体より上流側から液体を供給し、供給された液
体に発熱体で発生した熱を作用させることで気泡を生じ
させ、該気泡の発生に基づく圧力によって、前記発熱体
に面して配され、前記吐出口側に自由端を有する可動部
材の自由端を変位させ、該可動部材の変位によって前記
圧力を吐出口側に導くことで液体を吐出する液体吐出方
法もしくは液体吐出記録方法。

【００３７】もしくは、吐出口に連通する第１の液流路
と、気泡発生領域を有する第２の液流路と、前記吐出口
側に自由端を有し前記第１の液流路と前記気泡発生領域
との間に配された可動部材とを有するヘッドを用い、前
記気泡発生領域に気泡を発生させ、該気泡の発生による
圧力に基づいて前記可動部材の自由端を前記第１の液流
路側に変位させ、該可動部材の変位によって前記圧力を
前記第１の液流路の吐出口側に導くことで液体を吐出す
る液体吐出方法もしくは、液体吐出記録方法。

【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。

【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。

【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液流路とを有する液体吐出ヘッ
ド。

【００４１】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。

【００４２】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。

【００４３】もしくは、上述の液体吐出ヘッドと液体容
器とを有するヘッドカートリッジ。

【００４４】もしくは、上述の液体吐出ヘッドと該液体
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とを有する液体吐出装置。

【００４５】もしくは、上述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、を有する液体吐出装置。

【００４６】もしくは、上述の液体吐出装置と、記録後
の被記録媒体に対して、前記液体の定着を促す後処理装
置と、を有する記録システム。上述の液体吐出装置と、
記録前の被記録媒体に対して、前記液体の定着を増すた
めの前処理装置と、を有する記録システム。

【００４７】もしくは、上述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した液体容器と、
を内包したヘッドキット。

【００４８】もしくは、上述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、
該液体容器に対して液体を充填するための液体充填手段
と、を有するヘッドキット。

【００４９】もしくは、上述の液体吐出記録方法によっ
て液体として吐出されたインクを受けた記録物。

【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に対して、該発熱体に沿っ
た発熱体より上流側から前記発熱体上に液体を供給する
ことで、前記発熱体上に高速に液体を充填する高速液体
充填方法。

【００５１】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に対して、該発熱体に沿っ
た発熱体より上流側から前記発熱体上に液体を供給する
ことで、前記発熱体上に残留する気泡を除去する残留気
泡の除去方法。

【００５２】もしくは、吐出口に連通する第１の液流路
を構成する第１凹部と、該第１凹部に対して変位可能な
可動部材を有する分離壁と、該分離壁の可動部材を変位
させるための液体を収納する第２の液流路を構成する第
２凹部と該第２凹部に対応して配された吐出エネルギ発
生手段とを備えた液体吐出ヘッドの製造方法であって、
前記吐出エネルギ発生手段を備えた素子基板上に前記第
２凹部を構成する壁を形成した後、前記第２凹部に前記
分離壁および前記第１凹部を備えた部材を順次接合する
工程を含む液体吐出ヘッドの製造方法。

【００５３】もしくは、吐出口に連通する第１の液流路
を構成する第１凹部と該第１凹部に対して変位可能な可
動部材を備えた分離壁とを一体化した第１部材と、該分
離壁の可動部材を変位させるための液体を収納する第２
の液流路を構成する第２凹部と該第２凹部に対応して配
された吐出エネルギ発生手段とを備えた液体吐出ヘッド
の製造方法であって、前記吐出エネルギ発生手段を備え
た素子基板上に前記第２凹部を構成する壁を形成した
後、前記素子基板に前記第１の凹部を接合する液体吐出
ヘッドの製造方法。

【００５４】もしくは、膜沸騰によって生じる気泡に基
づいて液滴を吐出口から吐出する液滴吐出方法は以下の
方法であって、少なくとも液滴吐出に直接作用する圧力
成分を有する気泡部分によって、変位する自由端を備え
た可動面部材が変位することで、該気泡の該圧力成分を
有する気泡部分を前記吐出口側に導くことを特徴とする
液滴吐出方法。

【００５５】もしくは、気泡発生領域における気泡の発
生に基づいて、該気泡発生領域よりも液滴吐出方向に関
して下流側であって該気泡発生領域に対向しない位置に
ある吐出口から液滴を吐出する液滴吐出方法であって、
前記気泡発生領域の吐出口側領域を前記吐出口に対して
実質的に密閉状態とする自由端部分と、該自由端部分に
関して前記吐出口と反対側に位置する支点部分から該自
由端部分に至る面部分と、を備える可動部材を用い、該
気泡の発生によって、該実質的に密閉状態の自由端を移
動せしめて前記気泡発生領域を吐出口に対して開放し液
滴を吐出することを特徴とする液滴吐出方法である。

【００５６】上述したような、極めて新規な吐出原理に
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。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。

【００５７】この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。

【００５８】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。

【００５９】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。

【００６０】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。

【００６１】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。

【００６２】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。

【００６３】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。

【００６４】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。

【００６５】

【発明の実施の形態】

（実施例１）以下、図面を参照して本発明の第１の実施
例を詳細に説明する。

【００６６】まず本実施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。

【００６７】図１はこのような本実施例の液体吐出ヘッ
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。

【００６８】本実施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（本実施例においては４
０μｍ×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。

【００６９】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。

【００７０】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。

【００７１】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。

【００７２】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。

【００７３】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。

【００７４】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〜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。

【００７５】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。

【００７６】次に図１に戻って、本実施例の液体吐出ヘ
ッドの吐出動作について詳しく説明する。

【００７７】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。

【００７８】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。

【００７９】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。

【００８０】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。

【００８１】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。

【００８２】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Ｖ_D1、Ｖ_D2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。

【００８３】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。

【００８４】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。

【００８５】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。）。

【００８６】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。

【００８７】これに対して本実施例は可動部材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。

【００８８】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。

【００８９】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、本実施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。

【００９０】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。

【００９１】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。

【００９２】次に、本実施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。

【００９３】本実施例の第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、Ｖ_D2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、本実施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。

【００９４】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Ｖ_D1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
Ｖ_D1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Ｖ_D1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。

【００９５】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。

【００９６】補足すれば、本実施例図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。

【００９７】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。

【００９８】また、本実施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。

【００９９】（実施例２）図６に本発明の第２の実施例
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。）

【０１００】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。

【０１０１】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。

【０１０２】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、先の実施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
ても先の実施例と同様の機能、効果を得ることができ
る。

【０１０３】また、本実施例においては、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。

【０１０４】なお、本実施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。

【０１０５】（実施例３）図７は、本発明の基本的な概
念の一つを示すもので、本発明の第３実施例となる。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
した実施例である。

【０１０６】前述の実施例の多くは、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。

【０１０７】構成上で説明すると、図７では、前述の図
２（第１実施例）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）が本実施例では設けられて
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、この構成が本実施例である。

【０１０８】本実施例では、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Ｖ_B、Ｖ_B、Ｖ_Ｂ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実施例と同様に
向上する。前記実施例に比較して本実施例は、発熱体の
駆動に対する応答性が優れている。

【０１０９】また、本実施例は、構造上簡単であるため
製造上の利点がある。

【０１１０】本実施例の可動部材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。

【０１１１】液体の供給時におけるリフィルは、本実施
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。

【０１１２】本第３実施例の変形実施例としては、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。

【０１１３】（実施例４）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実施例で説明す
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
る実施例を示している。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。

【０１１４】また、自由端が先の実施例に比較して吐出
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。

【０１１５】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。

【０１１６】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。

【０１１７】（実施例５）図９（ａ）、（ｂ）、（ｃ）
は本発明の第５実施例である。

【０１１８】本実施例の構造は先の実施例と異なり、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。

【０１１９】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実施例と同
様である。

【０１２０】本実施例は、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。

【０１２１】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。

【０１２２】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。

【０１２３】（実施例６）以下、図面を参照して本発明
の他の実施例について説明する。

【０１２４】本実施例においても主たる液体の吐出原理
については先の実施例と同じであるが、本実施例におい
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、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。

【０１２５】図１０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。

【０１２６】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。

【０１２７】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。

【０１２８】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。

【０１２９】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。

【０１３０】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。

【０１３１】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、先の実施例と
同様にしている。

【０１３２】また、先の実施例で液供給路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。

【０１３３】次に図１２を用いて本実施例の液体吐出ヘ
ッドの動作を説明する。

【０１３４】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。

【０１３５】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、先の実施例で
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。

【０１３６】本実施例においては、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。

【０１３７】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。本実施例においても、この吐出
液体の供給は前述の実施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。

【０１３８】本実施例は、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実施例等と同
じであるが、本実施例のような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。

【０１３９】すなわち、上述の実施例の構成によると、
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。

【０１４０】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。

【０１４１】さらに、本発明のヘッドの構造においては
先の実施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。

【０１４２】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。

【０１４３】＜その他の実施例＞以上、本発明の液体吐
出ヘッドや液体吐出方法の要部の実施例について説明を
行ったが、以下にこれらの実施例に好ましく適用できる
実施態様例について図面を用いて説明する。但し、以下
の説明においては前述の１流路形態の実施例と２流路形
態の実施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、両実施例に適用しうるものであ
る。

【０１４４】＜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１
３（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。本実施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。

【０１４５】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。

【０１４６】＜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。

【０１４７】本実施例の第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。

【０１４８】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。

【０１４９】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。

【０１５０】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。

【０１５１】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、本実施例においてはこ
の高さを１５μｍとした。

【０１５２】＜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。

【０１５３】先の実施例においては、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。

【０１５４】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。

【０１５５】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。

【０１５６】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。

【０１５７】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
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。

【０１５８】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。

【０１５９】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。

【０１６０】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。

【０１６１】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。

【０１６２】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。

【０１６３】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。

【０１６４】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。

【０１６５】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。

【０１６６】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。本実施例に
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。

【０１６７】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。

【０１６８】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。

【０１６９】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

【０１７０】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。

【０１７１】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。

【０１７２】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。

【０１７３】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。

【０１７４】＜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。

【０１７５】図２０は本発明の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。

【０１７６】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。

【０１７７】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
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。

【０１７８】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。

【０１７９】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。

【０１８０】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。

【０１８１】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。

【０１８２】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。

【０１８３】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。

【０１８４】＜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。

【０１８５】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。

【０１８６】本実施例においては、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１
４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。

【０１８７】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。

【０１８８】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。

【０１８９】本実施形態例では、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３０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。

【０１９０】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。

【０１９１】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。

【０１９２】本実施形態例では、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。

【０１９３】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。

【０１９４】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。

【０１９５】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。

【０１９６】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。

【０１９７】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。

【０１９８】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。

【０１９９】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。

【０２００】＜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。本実施例の内、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。

【０２０１】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。

【０２０２】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。

【０２０３】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。

【０２０４】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。

【０２０５】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。

【０２０６】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。

【０２０７】

【外１】

【０２０８】また、発泡液と吐出液に以下で示すような
組成の液体を組み合わせて吐出させて記録を行った。そ
の結果、従来のヘッドでは吐出が困難であった十数ｃｐ
ｓ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。

【０２０９】

【外２】

【０２１０】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、本発明の
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、本発明の液体吐
出ヘッドの製造方法の第１の実施例を説明するための概
略断面図である。

【０２１７】本実施例においては、（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、本発明の液体吐
出ヘッドの製造方法の第２の実施例を説明するための概
略断面図である。

【０２２７】本実施例においては、（ａ）に示すよう
に、ＳＵＳ基板１００上に厚さ１５μｍのレジスト１０
１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の実施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】本実施例では、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−３
００）を塗布し、紫外線照射装置を用い、露光量を１０
０ｍＪ／ｃｍ²として約３秒間で固定を完了した。

【０２３２】本実施例の製法によれば、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、本発明の液体吐
出ヘッドの製造方法の第３の実施例を説明するための概
略断面図である。

【０２３４】本実施例においては、（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１５μｍ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Ｐ
ＭＥＲＰ−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
の実施例と同様に、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】本実施例の製法によれば、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、本実施例の製造方法
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、本実施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。

【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
ド部２００と液体容器８０とから概略構成されている。

【０２４３】液体吐出ヘッド部２００は、素子基板１、
分離壁３０、溝付部材５０、押さえバネ７８、液体供給
部材９０、支持体７０等から成っている。素子基板１に
は、前述のように発泡液に熱を与えるための発熱抵抗体
が、複数個、列状に設けられており、また、この発熱抵
抗体を選択的に駆動するための機能素子が複数設けられ
ている。この素子基板１と可動壁を持つ前述の分離壁３
０との間に発泡液路が形成され発泡液が流通する。この
分離壁３０と溝付天板５０との接合によって、吐出され
る吐出液体が流通する吐出流路（不図示）が形成され
る。

【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】＜液体吐出装置＞図２８は、前述の液体噴
射ヘッドを搭載した液体吐出装置の概略構成を示してい
る。本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。

【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
ができた。

【０２５２】図２９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。

【０２５３】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。

【０２５４】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。

【０２５５】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。

【０２５６】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。

【０２５７】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。

【０２５８】＜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。

【０２５９】図３０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。

【０２６０】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。

【０２６１】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。

【０２６２】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。

【０２６３】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。

【０２６４】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。

【０２６５】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。

【０２６６】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。

【０２６７】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。

【０２６８】＜ヘッドキット＞以下に、本発明の液体吐
出ヘッドを有するヘッドキットを説明する。図３１は、
このようなヘッドキットを示した模式図であり、このヘ
ッドキットは、インクを吐出するインク吐出部５１１を
有する本発明のヘッド５１０と、このヘッドと不可分も
しくは分離可能な液体容器であるインク容器５２０と、
このインク容器にインクを充填するためのインクを保持
したインク充填手段とを、キット容器５０１内に納めた
ものである。

【０２６９】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。

【０２７０】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。

【０２７１】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。

【０２７２】また、この図３１では、インク容器に対し
てインクを充填するインク充填手段のみを示している
が、インク容器の他に発泡液を発泡液容器に充填するた
めの発泡液充填手段をキット容器内に納めた形態のもの
であってもよい。

【０２７３】

【発明の効果】上述したような、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。

【０２７４】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。

【０２７５】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。

【０２７６】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た。

【０２７７】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。

【０２７８】また、本発明の液体吐出ヘッドの製造方法
によると、上述のような液体吐出ヘッドを精度良く製造
でき、また部品点数を少なく、安価に、しかも容易に製
造することができる。

【０２７９】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。

【０２８０】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。

【０２８１】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】本発明の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５】本発明の液体の流れを説明するための模式図で
ある。

【図６】本発明の第２の実施例における液体吐出ヘッド
の部分破断斜視図である。

【図７】本発明の第３の実施例における液体吐出ヘッド
の部分破断斜視図である。

【図８】本発明の第４の実施例における液体吐出ヘッド
の断面図である。

【図９】本発明の第５の実施例における液体吐出ヘッド
の模式断面図である。

【図１０】本発明の第６の実施例における液体吐出ヘッ
ド（２流路）の断面図である。

【図１１】本発明の第６の実施例における液体吐出ヘッ
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】本発明の液体吐出ヘッドの縦断面図である。

【図２１】駆動パルスの形状を示す模式図である。

【図２２】本発明の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】本発明のヘッドの分解斜視図である。

【図２４】本発明の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】本発明の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】本発明の液体吐出ヘッドの製造方法を説明す
るための工程図である。

【図２７】液体吐出ヘッドカートリッジの分解斜視図で
ある。

【図２８】液体吐出装置の概略構成図である。

【図２９】装置ブロック図である。

【図３０】液体吐出記録システムを示す図である。

【図３１】ヘッドキットの模式図である。

【図３２】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

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (31)優先権主張番号特願平7−304622 (32)優先日平７(1995)11月22日 (33)優先権主張国日本（ＪＰ） (72)発明者池田雅実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)発明者樫野俊雄東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノン株式会社内 (72)発明者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 (72)発明者工藤清光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

【特許請求の範囲】

【請求項１】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、液体を吐出する吐出口と、液体に気泡を発生させる気泡
発生領域と、前記気泡発生領域に面して配され、第１の
位置と該第１の位置よりも気泡発生領域から遠い第２の
位置との間を変位可能な可動部材とを有するヘッドを用
い、該可動部材を、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
位させ、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方法。
【請求項２】前記気泡を前記第１の位置を越えて膨張
させると共に可動部材を第２の位置へ変位させる請求項
１の液体吐出方法。
【請求項３】前記可動部材の変位によって、前記気泡
の下流側部分を前記可動部材より下流に成長させる請求
項１の液体吐出方法。
【請求項４】前記可動部材は、支点に対して下流に自
由端を有し、前記変位は前記支点を中心に該自由端が変
位する請求項１の液体吐出方法。
【請求項５】気泡の発生によって吐出口から液体を吐
出する液体の吐出方法において、流路中に配された発熱体に沿って該発熱体より上流側か
ら液体を供給し、供給された液体に発熱体で発生した熱
を作用させることで気泡を生じさせ、該気泡の発生に基
づく圧力によって、前記発熱体に面して配され、前記吐
出口側に自由端を有する可動部材の自由端を変位させ、
該可動部材の変位によって前記圧力を吐出口側に導くこ
とで液体を吐出する液体吐出方法。
【請求項６】気泡の発生によって液体を吐出口から吐
出する液体の吐出方法において、吐出口に連通する第１の液流路と、気泡発生領域を有す
る第２の液流路と、前記吐出口側に自由端を有し前記第
１の液流路と前記気泡発生領域との間に配された可動部
材とを有するヘッドを用い、前記気泡発生領域に気泡を発生させ、該気泡の発生によ
る圧力に基づいて前記可動部材の自由端を前記第１の液
流路側に変位させ、該可動部材の変位によって前記圧力
を前記第１の液流路の吐出口側に導くことで液体を吐出
する液体吐出方法。
【請求項７】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もしくは請求項６の液体吐出方
法。
【請求項８】前記発熱体の面積中心より、液体の流れ
の下流側に前記自由端が位置する請求項５もしくは請求
項７の液体吐出方法。
【請求項９】前記可動部材の変位に伴って、発生した
気泡の一部が前記第１の液流路に延在する請求項６の液
体吐出方法。
【請求項１０】前記可動部材の変位中に前記発生した
気泡が前記可動部材に接触した状態がある請求項１、請
求項５もしくは請求項６の液体吐出方法。
【請求項１１】前記気泡は、発熱体が発生した熱が液
体に伝えることで、液体に膜沸騰現象を生じさせ、該膜
沸騰現象によって発生した気泡である請求項５若しくは
請求項７の液体吐出方法。
【請求項１２】前記発熱体上には、発熱体より上流側
の実質的に平坦、もしくはなだらかな内壁に沿って液体
が供給される請求項５もしくは請求項７の液体吐出方
法。
【請求項１３】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５もしくは請求項７の液
体吐出方法。
【請求項１４】前記発熱体の全面が前記可動部材に面
している請求項５もしくは請求項７の液体吐出方法。
【請求項１５】前記可動部材の支点が前記発熱体の直
上に位置しない請求項５もしくは請求項７の液体吐出方
法。
【請求項１６】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５もしくは請求項
７の液体吐出方法。
【請求項１７】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
請求項６の液体吐出方法。
【請求項１８】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
る請求項６の液体吐出方法。
【請求項１９】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６の液体吐出方法。
【請求項２０】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。
【請求項２１】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
２０の液体吐出ヘッド。
【請求項２２】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２０の液体吐
出ヘッド。
【請求項２３】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。
【請求項２４】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。
【請求項２５】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。
【請求項２６】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２０もしくは請求項２５の液体
吐出ヘッド。
【請求項２７】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２３、請求項２４
もしくは請求項２６の液体吐出ヘッド。
【請求項２８】前記該発熱体に沿った該発熱体より上
流から前記発熱体上に液体を供給するための供給路を有
する請求項２６の液体吐出ヘッド。
【請求項２９】前記供給路は、前記発熱体より上流側
に実質的に平坦、もしくはなだらかな内壁を有し、該内
壁に沿って液体を前記発熱体上に供給する供給路である
請求項２３、請求項２４もしくは請求項２８の液体吐出
ヘッド。
【請求項３０】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２３、請求項２４もしくは請求項２６の液体吐出
ヘッド。
【請求項３１】前記可動部材は板状である請求項２
３、請求項２４若しくは請求項２６の液体吐出ヘッド。
【請求項３２】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３１の液体吐出ヘッド。
【請求項３３】前記発熱体の全面が前記可動部材に面
している請求項３１の液体吐出ヘッド。
【請求項３４】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３１の液体吐出ヘッド。
【請求項３５】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３１の液体吐出
ヘッド。
【請求項３６】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
３１の液体吐出ヘッド。
【請求項３７】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３１の液体吐出ヘ
ッド。
【請求項３８】前記可動部材は前記第１流路と第２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２５の液体吐出ヘッド。
【請求項３９】前記分離壁は、金属材料で構成されて
いる請求項３８の液体吐出ヘッド。
【請求項４０】前記金属材料は、ニッケル若しくは金
である請求項３９の液体吐出ヘッド。
【請求項４１】前記分離壁は、樹脂で構成されている
請求項３８の液体吐出ヘッド。
【請求項４２】前記分離壁は、セラミックスで構成さ
れている請求項３８の液体吐出ヘッド。
【請求項４３】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２５の液体吐出ヘッド。
【請求項４４】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。
【請求項４５】前記可動部材の自由端は前記発熱体の
面積中心より下流側に位置する請求項４４の液体吐出ヘ
ッド。
【請求項４６】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４４の液体吐出ヘッド。
【請求項４７】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４６の液体吐出ヘッド。
【請求項４８】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４６の液体吐出ヘッド。
【請求項４９】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４６の液体吐出ヘッド。
【請求項５０】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
請求項２５若しくは請求項４４の液体吐出ヘッド。
【請求項５１】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
る請求項２５若しくは請求項４４の液体吐出ヘッド。
【請求項５２】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５１の液体吐出ヘッド。
【請求項５３】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２３、請求項２４、請求項２６もしくは請求項４４
の液体吐出ヘッド。
【請求項５４】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５３の液体吐出ヘ
ッド。
【請求項５５】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５３の液体吐出ヘッド。
【請求項５６】前記気泡発生領域もしくは発熱体が配
された部分の前記第２液流路の形状は室形状である請求
項２５もしくは請求項４４の液体吐出ヘッド。
【請求項５７】前記第２流路の形状は、気泡発生領域
もしくは発熱体の上流で狭窄部を有する形状である請求
項２５もしくは請求項４４の液体吐出ヘッド。
【請求項５８】前記発熱体の表面から前記可動部材ま
での距離が３０μｍ以下である請求項２３、請求項２
４、請求項２６もしくは請求項４４の液体吐出ヘッド。
【請求項５９】前記吐出口から吐出される液体はイン
クである請求項２３、請求項２４、請求項２６もしくは
請求項４４の液体吐出ヘッド。
【請求項６０】記録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
部材とを有する記録ヘッドを用い、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ともに、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記録液体
を吐出する液体吐出記録方法。
【請求項６１】気泡の発生によって記録液体を吐出し
て記録を行う液体吐出記録方法において、流路中に配された発熱体に沿って該発熱体より上流から
液体を供給し、供給された液体に発熱体で発生した熱を
作用させることで気泡を生じさせ、該気泡の発生に基づ
く圧力によって、前記発熱体に面して配され、前記吐出
口側に自由端を有する可動部材の自由端を変位させ、該
可動部材の変位によって前記圧力を吐出口側に導くこと
で液体を被記録媒体に向けて吐出する液体吐出記録方
法。
【請求項６２】吐出口に連通する第１の液流路と、気
泡発生領域を有する第２の液流路と、前記吐出口側に自
由端を有し前記第１の液流路と前記気泡発生領域との間
に配された可動部材とを有するヘッドを用い、前記気泡発生領域に気泡を発生させ、該気泡の発生によ
る圧力に基づいて前記可動部材の自由端を前記第１の液
流路に変位させ、該可動部材の変位によって前記圧力を
前記第１の液流路の吐出口側に導くことで記録液体を吐
出する液体吐出記録方法。
【請求項６３】請求項２０、請求項２３、請求項２
４、請求項２５もしくは請求項４４のいずれかに記載の
液体吐出ヘッドと、該液体吐出ヘッドに供給される液体
を保持する液体容器とを有するヘッドカートリッジ。
【請求項６４】前記液体吐出ヘッドと、前記液体容器
とは分離可能である請求項６３のヘッドカートリッジ。
【請求項６５】前記液体容器には、液体が再充填され
ている請求項６３のヘッドカートリッジ。
【請求項６６】前記液体容器には、液体を再充填する
ための液体注入口が設けられている請求項６３のヘッド
カートリッジ。
【請求項６７】請求項２５もしくは請求項４４のいず
れかに記載の液体吐出ヘッドと、第１の液流路に供給さ
れる第１の液体と、第２の液流路に供給される第２の液
体とを保持する液体容器とを有するヘッドカートリッ
ジ。
【請求項６８】請求項２０、請求項２３、請求項２
４、請求項２５もしくは請求項４４のいずれかに記載の
液体吐出ヘッドと、該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と、を有する液体吐出装
置。
【請求項６９】請求項２０、請求項２３、請求項２
４、請求項２５もしくは請求項４４のいずれかに記載の
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、を有する液体吐出
装置。
【請求項７０】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請求
項６８もしくは請求項６９の液体吐出装置。
【請求項７１】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請
求項６８もしくは請求項６９の液体吐出装置。
【請求項７２】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
を行う請求項６８もしくは請求項６９の液体吐出装置。
【請求項７３】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請
求項６８もしくは請求項６９の液体吐出装置。
【請求項７４】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請
求項６８もしくは請求項６９の液体吐出装置。
【請求項７５】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請
求項６８もしくは請求項６９の液体吐出装置。
【請求項７６】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６８若しくは請
求項６９の液体吐出装置。
【請求項７７】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６８若しく
は請求項６９の液体吐出装置。
【請求項７８】請求項６８若しくは請求項６９に記載
の液体吐出装置と、記録後の被記録媒体に対して、前記
液体の定着を促す後処理装置と、を有する記録システ
ム。
【請求項７９】請求項６８若しくは請求項６９に記載
の液体吐出装置と、記録前の被記録媒体に対して、前記
液体の定着を増すための前処理装置と、を有する記録シ
ステム。
【請求項８０】請求項２０、請求項２３、請求項２
４、請求項２５もしくは請求項４４のいずれかに記載の
液体吐出ヘッドと、該液体吐出ヘッドに供給される液
体を保持した液体容器と、を内包したヘッドキット。
【請求項８１】前記液体は、記録を行うためのインク
である請求項８０のヘッドキット。
【請求項８２】請求項２０、請求項２３、請求項２
４、請求項２５もしくは請求項４４のいずれかに記載の
液体吐出ヘッドと、該液体吐出ヘッドに供給される液
体を保持した液体容器と、該液体容器に対して液体を充
填するための液体充填手段と、を有するヘッドキット。
【請求項８３】前記液体は、記録を行うためのインク
である請求項８２のヘッドキット。
【請求項８４】請求項６０、請求項６１もしくは請求
項６２の液体吐出記録方法によって液体として吐出され
たインクを受けた記録物。
【請求項８５】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に対して、該発熱体に沿った発熱
体より上流側から前記発熱体上に液体を供給すること
で、前記発熱体上に高速に液体を充填する高速液体充填
方法。
【請求項８６】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に対して、該発熱体に沿った発熱
体より上流側から前記発熱体上に液体を供給すること
で、前記発熱体上に残留する気泡を除去する残留気泡の
除去方法。
【請求項８７】吐出口に連通する第１の液流路を構成
する第１凹部と、該第１凹部に対して変位可能な可動部
材を有する分離壁と、該分離壁の可動部材を変位させる
ための液体を収納する第２の液流路を構成する第２凹部
と該第２凹部に対応して配された吐出エネルギ発生手段
とを備えた液体吐出ヘッドの製造方法であって、前記吐出エネルギ発生手段を備えた素子基板上に前記第
２凹部を構成する壁を形成した後、前記第２凹部に前記
分離壁および前記第１凹部を備えた部材を順次接合する
工程を有する液体吐出ヘッドの製造方法。
【請求項８８】吐出口に連通する第１の液流路を構成
する第１凹部と該第１凹部に対して変位可能な可動部材
を備えた分離壁とを有する第１部材と、該分離壁の可動
部材を変位させるための液体を収納する第２の液流路を
構成する第２凹部と、該第２凹部に対応して配された吐
出エネルギ発生手段とを備えた液体吐出ヘッドの製造方
法であって、前記吐出エネルギ発生手段を備えた素子基板上に前記第
２凹部を構成する壁を形成した後、前記素子基板上に前
記第１の凹部を接合する液体吐出ヘッドの製造方法。
【請求項８９】前記第２凹部を形成する材料は樹脂で
ある請求項８７、請求項８８の液体吐出ヘッドの製造方
法。
【請求項９０】前記樹脂は感光性を有するである請求
項８９の液体吐出ヘッドの製造方法。
【請求項９１】前記樹脂の光学的吸収体が少なくとも
２４８ｎｍにある請求項８９の液体吐出ヘッドの製造方
法。
【請求項９２】前記樹脂の吸収体が（ππ＊）遷移に
よる請求項９１の液体吐出ヘッドの製造方法。
【請求項９３】膜沸騰によって生じる気泡に基づいて
液滴を吐出口から吐出する液滴吐出方法であって、少なくとも液滴吐出に直接作用する圧力成分を有する気
泡部分によって、変位する自由端を備えた可動面部材が
変位することで、該気泡の該圧力成分を有する気泡部分
を前記吐出口側に導くことを特徴とする液滴吐出方法。
【請求項９４】上記可動面部材の自由端を含む先端領
域は、上記膜沸騰によって生じる気泡の気泡発生領域を
上記吐出口に対して実質的に密閉状態とする第１の位置
から、上記気泡部分によって該気泡発生領域を上記吐出
口に対して開放する第２の位置へ変位する請求項９３
の液滴吐出方法。
【請求項９５】上記可動面部材の側端を含む両側端領
域は、上記膜沸騰によって生じる気泡の気泡発生領域を
上記吐出口に対して実質的に密閉状態にする第１位置か
ら、上記気泡部分によって該気泡発生領域を上記吐出口
に対して開放する第２の位置へ変位する請求項９３もし
くは請求項９４の液滴吐出方法。
【請求項９６】上記可動面部材は、上記気泡部分に加
えて、液滴吐出方向に作用しない気泡の圧力成分も利用
して変位する請求項９３の液滴吐出方法。
【請求項９７】気泡発生領域における気泡の発生に基
づいて、該気泡発生領域よりも液滴吐出方向に関して下
流側であって該気泡発生領域に対向しない位置にある吐
出口から液滴を吐出する液滴吐出方法であって、前記気
泡発生領域の吐出口側領域を前記吐出口に対して実質的
に密閉状態とする自由端部分と、該自由端部分に関して
前記吐出口と反対側に位置する支点部分から該自由端部
分に至る面部分と、を備える可動部材を用い、該気泡の
発生によって、該実質的に密閉状態の自由端を移動せし
めて前記気泡発生領域を吐出口に対して開放し液滴を吐
出することを特徴とする液滴吐出方法。
【請求項９８】上記気泡発生領域に発生する気泡は、
上記自由端部分に案内されて上記吐出口側へ導かれる請
求項９７の液滴吐出方法。
【請求項９９】上記可動部材の側端を含む両端領域
は、上記気泡発生領域を上記吐出口に対して実質的に密
閉状態とする第１位置から、上記気泡によって上記気泡
発生領域を上記吐出口に対して開放する第２の位置へ移
動する請求項９７の液滴吐出方法。