JPH09323422A

JPH09323422A - 液体吐出ヘッド、ヘッドカートリッジ及び液体吐出装置

Info

Publication number: JPH09323422A
Application number: JP14568796A
Authority: JP
Inventors: Yoshie Nakada; 佳恵中田; Toshio Kashino; 俊雄樫野; Kiyomitsu Kudo; 清光工藤; Fumi Yoshihira; 文吉平; Hiroyuki Ishinaga; 博之石永
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1996-06-07
Filing date: 1996-06-07
Publication date: 1997-12-16
Anticipated expiration: 2016-06-07
Also published as: JP3387735B2

Abstract

(57)【要約】【課題】液体の吐出効率や吐出力等をより向上させ
る。【解決手段】素子基板１上には、液体に熱を加えるこ
とで液体に気泡を発生させる発熱体２が設けられる。発
熱体２に面して可動部材３１が配置される。可動部材３
１は、共通液室１３から可動部材３１を経て吐出口１８
側へ流れる液体の流れの上流側に支点３３を持ち、気泡
の発生に基づく圧力によって発熱体２から遠くなる向き
に変位する。可動部材３１の両側部には、可動部材３１
の変位に伴って伸縮し、発生した気泡の側方を覆う伸縮
部６０が一体的に設けられている。

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に関し、特に、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及び液体
吐出装置に関する。

【０００２】また本発明は紙、糸、繊維、布帛、皮革、
金属、プラスチック、ガラス、木材、セラミックス等の
被記録媒体に対し記録を行うプリンター、複写機、通信
システムを有するファクシミリ、プリンタ部を有するワ
ードプロセッサ等の装置、さらには各種処理装置と複合
的に組み合わせた産業用記録装置に適用できる発明であ
る。

【０００３】なお、本発明における、「記録」とは、文
字や図形等の意味を持つ画像を被記録媒体に対して付与
することだけでなく、パターン等の意味を持たない画像
を付与することをも意味するものである。

【０００４】

【従来の技術】熱等のエネルギーをインクに与えること
で、インクに急峻な体積変化（気泡の発生）を伴う状態
変化を生じさせ、この状態変化に基づく作用力によって
吐出口からインクを吐出し、これを被記録媒体上に付着
させて画像形成を行なうインクジェット記録方法、いわ
ゆるバブルジェット記録方法が従来知られている。この
バブルジェット記録方法を用いる記録装置には、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。

【０００５】この様な記録方法によれば、品位の高い画
像を高速、低騒音で記録することができると共に、この
記録方法を行うヘッドではインクを吐出するための吐出
口を高密度に配置することができるため、小型の装置で
高解像度の記録画像、さらにカラー画像をも容易に得る
ことができるという多くの優れた点を有している。この
ため、このバブルジェット記録方法は近年、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。

【０００６】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。

【０００７】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。

【０００８】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。

【０００９】この流路形状の内、流路構造として図４４
（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。

【００１０】図４４、（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。

【００１１】図４４（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。

【００１２】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。

【００１３】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４４（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。

【００１４】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。

【００１５】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ーンゴム
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。

【００１６】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。

【００１７】

【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
準に高めることを前提とする。

【００１８】この前提は、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、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解析を行うことにより得られたものである。

【００１９】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し、本出願人は出願して
いる。

【００２０】この出願には、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
であること、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開示している。本発明者達の一部
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
技術水準を提案した。上記発明では、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、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も開示している。

【００２１】特に本発明では、上述した吐出原理をより
有効に活用することを狙い、可動部材の構成に着目、改
善することによって、より安定した吐出特性を得るとい
う画期的な技術を導き出すに至った。

【００２２】本発明の主たる目的は以下の通りである第
１の目的は、気泡発生による可動部材の変位に伴う発泡
圧の側方ロスを抑制し、吐出効率や吐出力をより向上さ
せた液体吐出ヘッドを提供することにある。

【００２３】第２の目的は、気泡の成長の方向性を高
め、吐出効率や吐出力をより向上させた液体吐出ヘッド
を提供することにある。

【００２４】第３の目的は、発泡液と吐出液との混液防
止をより確実なものとし、良好な液体の吐出を行い得る
液体吐出ヘッドを提供することにある。

【００２５】加えて、第４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５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ヘッド等を提
供することにある。

【００２７】本発明の第６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７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
ヘッドを等提供することにある。

【００２９】本発明の第８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ヘッド等を提供すること
にある。

【００３０】本発明の第９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液体吐出ヘッド等を提供すること、
また小型化が図れた液体吐出ヘッド等を提供することで
ある。

【００３１】

【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。

【００３２】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、
前記可動部材の両側部の少なくとも一部位に一体的に設
けられ、前記可動部材と一体となって変位すると共に、
発生した気泡の側方を覆う側方部材とを有し、前記可動
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である。

【００３３】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、前記可動部材
の両側部の少なくとも一部位に一体的に設けられ、前記
可動部材と一体となって変位すると共に、発生した気泡
の側方を覆う側方部材とを有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、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
動部材の両側部の少なくとも一部位に一体的に設けら
れ、前記可動部材と一体となって変位すると共に、発生
した気泡の側方を覆う側方部材と、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である。

【００３５】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、前記可動部材の両側部の少なくとも一部位に一体
的に設けられ、前記可動部材と一体となって変位すると
共に、発生した気泡の側方を覆う側方部材とを有する液
体吐出ヘッドである。

【００３６】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
し、前記可動部材にはその両側部の少なくとも一部位
に、前記可動部材と一体となって変位すると共に、発生
した気泡の側方を覆う側方部材が一体的に設けられてい
る液体吐出ヘッドである。

【００３７】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ヘッドによると、発生した気泡
の側方は側方部材によって覆われるため、液体の流れの
方向に対する側方への圧力も吐出口の方向に向けられ
る。そして、気泡の成長方向自体も下流側に導かれて上
流より下流で大きく成長する。その結果、吐出口近傍の
液体を効率よく吐出口に向けて吐出できるため、従来の
バブルジェット方式の吐出ヘッドに比べて、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。

【００３８】特に、可動部材が、その両側部となる部位
に伸縮部が設けられた可撓性の薄膜を有し、この伸縮部
を側方部材とした場合には、可動部材の変位量は伸縮部
で規制される。その結果、可動部材の変位によって生じ
る吐出口側の開口の大きさが一定になり、吐出口側に作
用する発泡圧も常に一定となるため、安定した吐出が達
成される。

【００３９】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。

【００４０】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。

【００４１】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。

【００４２】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。

【００４３】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。

【００４４】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。

【００４５】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
に可動部材の下流側の隙間（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。

【００４６】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。

【００４７】

【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。

【００４８】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。

【００４９】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。また図３は本実施例の液体吐出ヘッドを吐出口方向
から見た断面模式図を示している。

【００５０】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１上に発熱体２に対応
して液流路１０が配されている。液流路１０は吐出口１
８に連通していると共に、複数の液流路１０に液体を供
給するための共通液室１３に連通しており、吐出口１８
から吐出された液体に見合う量の液体をこの共通液室１
３から受け取る。

【００５１】この液流路１０の素子基板１上には、前述
の発熱体２に対向するように面して、樹脂等で形成され
た可撓性の薄膜からなり、両側部に伸縮部６０を有し上
面が平面状の可動部材３１が設けられている。この可動
部材３１の一端および伸縮部６０は、液流路１０の壁や
素子基板１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３１は、一端を支点（支点部分）３３と
し、伸縮部６０の伸縮を伴って上面が変位可能に保持さ
れる。

【００５２】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前述の支点３３を持ち、
この支点３３に対して下流側が開口し、その両側部を伸
縮部６０とし、さらにその先端が自由端（自由端部分）
３２となるように、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２と可動部材３１との間が
気泡発生領域１１となる。

【００５３】伸縮部６０を有する薄膜の作製方法の一例
を図４を参照して説明する。ここでは、電鋳法により作
製する場合について説明する。まず、図４（ａ）に示す
ような、伸縮部となる部分に凸部６２ａが形成された母
型６２を用意する。凸部６２ａの高さ、形状および数に
関しては、薄膜を形成する樹脂等の材料および厚さなど
によって、必要な変位量が得られるように決定する。次
いで、図４（ｂ）に示すように、母型６２の凸部６２ａ
が形成された面に薄膜材料６３としてポリイミドなどの
樹脂をコーティングする。そして、この薄膜材料６３を
母型６２から剥離し、図４（ｃ）に示すように伸縮部６
０が形成された薄膜が得られる。

【００５４】上記の発熱体２、可動部材３１の種類や形
状および配置は上述したもの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である第
１液流路１４と、気泡発生領域１１や液体供給路１２を
有する部分である第２液流路１６との２つの領域に分け
て説明する。

【００５５】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の液体に熱が作用
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３１に優先的に作用して伸縮部６０
が伸び、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１８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１８側に導かれる。

【００５６】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３１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。

【００５７】この原理を可動部材３１を用いない従来の
液流路構造を模式的に示した図５と本発明の図６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。

【００５８】図５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Ｖ
Aの方向に最も近いため効率よく働き、逆にV4はＶAに向
かう方向成分が比較的少ない。

【００５９】これに対して、図６で示される本発明の場
合には、可動部材３１が図５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。さらに、図３（ｂ）に示される
ように、気泡４０の側方は伸縮部６０によって覆われる
ため、液流路１０に対する側方への圧力も可動部材３１
の伸縮部６０により吐出口１８の方向に向けることがで
きる。そして、気泡４０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４０の成長方向自体を可
動部材３１によって制御し、気泡４０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。

【００６０】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。

【００６１】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２
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２の発熱によって発生した気泡
４０に対し、この気泡４０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
４０の下流側が可動部材３１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。

【００６２】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４０を発生させた状態である。

【００６３】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。ま
た、これに伴って伸縮部６０が伸び、可動部材３１は上
流側（共通液室１３側）から下流側（吐出口１８側）へ
向かう流路を形成する。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を下流側に配置して側
方は伸縮部６０で覆いこれによって吐出口１８側のみを
開口させ、支点３３を上流側に位置するように配置し
て、可動部材３１の少なくとも一部を発熱体２の下流部
分すなわち気泡４０の下流部分に対面させることであ
る。

【００６４】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４０は上流よ
り下流に大きく成長すると共に可動部材３１の第１の位
置（一点鎖線位置）を越えて大きく成長している。

【００６５】本発明においては、図２および図３に示す
ように、可動部材３１は伸縮部６０を有する薄膜で形成
されており、支点３３側と両側方の三方向が素子基板１
に対して一体となり吐出口１８側の一方向のみが開口し
ているため、気泡４０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の圧力伝搬方向や体積
移動のしやすい方向、すなわち可動部材３１の開口され
た側への一方向へと抑制され、気泡４０の成長方向を吐
出口１８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３１は気泡４０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４０の成長方向を制御するこ
とができる。しかも、可動部材３１の変位量は伸縮部６
０によって規制され、可動部材３１が変位した際の自由
端３２における開口の大きさが常に一定となるため、第
１液流路１４に作用する発泡圧も常に一定となり安定し
た吐出が達成される。

【００６６】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。

【００６７】第２の位置まで変位していた可動部材３１
は、気泡４０の収縮による負圧と可動部材３１自身のば
ね性および伸縮部６０の復元力によって図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４０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１３側からの流れＶ_D1、Ｖ_D2
のように、また、吐出口１８側からの流れＶ_C のように
液体が流れ込んでくる。

【００６８】以上、気泡４０の発生に伴う可動部材３１
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。

【００６９】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。

【００７０】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１１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。）。

【００７１】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Ｍ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。

【００７２】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３１が元の位置に戻った時点でメニス
カスＭ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Ｍ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。

【００７３】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２側の面に沿っ
て、主に第２液流路１６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。

【００７４】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
３１によって吐出口１８側の第１液流路１４の領域と、
気泡発生領域１１との吐出口１８側での液体の流通が抑
制されるためメニスカスＭの振動を極めて少なくするこ
とができることである。

【００７５】このように本発明は、第２液流路１６の液
体供給路１２を介しての気泡発生領域１１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。

【００７６】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４０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４０の内、共通液
室１３側（上流側）の気泡４０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１０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。

【００７７】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。

【００７８】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。

【００７９】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７で示されるように、自由端
３２が相対的に支点３３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４０の圧力伝搬方
向や成長方向を吐出口１８側に導く等の機能や効果を効
率よく実現できるのである。さらに、この位置関係は吐
出に対する機能や効果のみならず、液体の供給の際にも
液流路１０を流れる液体に対する流抵抗を小さくでき高
速にリフィルできるという効果を達成している。これは
図７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、Ｓ
2、Ｓ3に対し、逆らわないように自由端３２と支点３３
とを配置しているためである。

【００８０】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
２の面積中心（中央）を通り液流路１０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
３の位置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４０を可動部材３１が受け、この圧
力及び気泡４０を吐出口１８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。

【００８１】さらに、加えて上記気泡４０の上流側をも
利用して多くの効果を得ている。

【００８２】また、本実施例の構成においては可動部材
３１の自由端３２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と考えら
れる。

【００８３】（実施例２）図８に、本発明の液体吐出ヘ
ッドの第２の実施例の部分破断斜視図を示す。また、図
９には図１に示した液体吐出ヘッドを吐出口側から見た
模式断面図を示す。

【００８４】本実施例では、可動部材３１は、実施例１
と同様に両側部に伸縮部６０を有し吐出口１８側のみ開
口部をもつ薄膜と、この薄膜の上面すなわち伸縮部６０
の間の領域に固着され、流れの上流側が支点３３となり
下流側が自由端３２となるように支持された片持梁６５
とで構成される。片持梁６５は、金属等の弾性を有する
材料からなる板状の部材である。そして、この薄膜と片
持梁６５とで構成される可動部材３１は、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２から１
５μｍ程度の距離を隔てて配されている。

【００８５】このような構成では、気泡４０の成長に応
じて片持梁６５の自由端３２が徐々に変位し、それに伴
って薄膜の伸縮部６０が伸びていく。このとき、図９
（ｂ）に示すように、片持梁６５の側方は伸縮部６０を
有する薄膜で覆われているので、気泡４０の圧力伝搬方
向や体積移動のし易い方向は、片持梁６５の自由端３２
および伸縮部６０を有する薄膜の開口方向の一方向に抑
制される。また、片持梁６５を用いることにより、さら
なる方向制御および形状復帰を効率良く行うことが可能
となる。

【００８６】（実施例３）図１０に本発明の第３の実施
例を示す。この図１０において、Ａは可動部材３１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３１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、気泡発生領域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１０における可動部材３１は土台３４を側部に２点設
け、その間に液体供給路１２を設けている。これによ
り、可動部材３１の発熱体２側の面に沿って、また、発
熱体２の面と実質的に平坦もしくは、なだらかにつなが
る面を持つ液体供給路１２から液体の供給を成すことが
できる。

【００８７】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の下流側に配された
発熱体下流壁３６に近接または密着しており、この発熱
体下流壁３６および可動部材３１の伸縮部６０により気
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３１の自由端３２側に集中的
に作用させることができる。

【００８８】また、消泡時には、可動部材３１は第１位
置に戻り、発熱体２上への消泡時の液供給は気泡発生領
域１１の吐出口１８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。

【００８９】また、本実施例においては、図２や図１０
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体供給路
１２への液体の供給を行っている。また、土台３４の形
状もこれに限らず、リフィルをスムースに行えるもので
あればよい。

【００９０】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３１に伝わる範囲であれば
よい。

【００９１】（実施例４）図１１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４実施例となる。
図１１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、本発明の液体吐出ヘッドによる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。

【００９２】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。

【００９３】構成上で説明すると、図１１では、前述の
図２（第１実施例）と比較すると、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１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３１の自由端領域は、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。

【００９４】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Ｖ₂、Ｖ₃、Ｖ ₄の分力）を可動部材３１
の自由端３２側の部分が、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。

【００９５】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。

【００９６】本実施例の可動部材３１の支点部分３３
は、可動部材３１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３４の両側を通って供給
される（図の矢印参照）。この土台３４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。

【００９７】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３１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１１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。さらに、可動部材
３１の自由端３２に対する量側端は伸縮部６０により気
泡発生領域１１に対して実質的に密閉状態となっている
ので、可動部材３１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、一層吐出効率が向上する。

【００９８】（実施例５）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１２はこのようなヘッド構造の横断面図である。
図１２においては、可動部材３１の自由端３２の位置が
発熱体２のさらに下流側に位置するように、可動部材３
１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３２での可動部材３１の変位速度を高くすることが
でき、可動部材３１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。

【００９９】また、自由端３２が先の実施例に比較して
吐出口１８側に近づくことになるので気泡４０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。

【０１００】また、気泡４０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３２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。

【０１０１】また、自由端３２の形状は、図１１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４０の圧力や可動部材３１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。

【０１０２】（実施例６）図１３（ａ）、（ｂ）、
（ｃ）は本発明の第６実施例を示す。

【０１０３】本実施例の構造は先の実施例と異なり、吐
出口１８と直接連通する領域は共通液室側１３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。

【０１０４】液供給は全て、可動部材３１の気泡発生領
域１１側の面に沿った液体供給路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。

【０１０５】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。

【０１０６】図１３（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１３（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。

【０１０７】図１３（ｃ）では、可動部材３１が初期位
置に復帰する際のわずかなメニスカス後退を、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。

【０１０８】（実施例７）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。

【０１０９】図１４は、本実施例の液体吐出ヘッドの液
流路方向の断面模式図を示している。

【０１１０】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。

【０１１１】第１液流路１４の上流側は、複数の第１液
流路１４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１６の上流側は、複数の第２
液流路１６に発泡液を供給するための第２共通液室１７
に連通している。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。

【０１１２】第１液流路１４と第２液流路１６の間に
は、分離壁３０が配されており、第１液流路１４と第２
液流路１６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３０によってできる限り完全に第１液流路１
４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３０に完全分離の機能を持たせな
くてもよい。

【０１１３】発熱体２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１４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３０は、スリ
ット３５によって吐出口１８側（液体の流れの下流側）
のみが開口した自由端３２で、両側方に伸縮部６０を有
し、共通液室（１５、１７）側に支点３３が位置する可
動部材３１となっている。この可動部材３１は、気泡発
生領域１１（Ｂ）に面して配されているため、発泡液の
発泡によって第１液流路１４側の吐出口１８側に向けて
開口するように動作する（図中矢印方向）。

【０１１４】可動部材３１の支点３３、自由端３２の配
置と、発熱体２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。

【０１１５】また、先の実施例で液体供給路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。

【０１１６】次に図１５を用いて本実施例の液体吐出ヘ
ッドの動作を説明する。

【０１１７】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。

【０１１８】発熱体２が発生した熱が、第２液流路１６
の気泡発生領域１１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。

【０１１９】本実施例においては、気泡発生領域１１の
上流側を除く、三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３１側に集中して伝搬し、気泡４０の成長をとも
なって可動部材３１が図１５（ａ）の状態から図１５
（ｂ）のように第１液流路１４側に変位する。この可動
部材３１の動作によって第１液流路１４と第２液流路１
６とが大きく連通し、気泡４０の発生に基づく圧力が第
１液流路１４の吐出口１８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３１の
機械的変位によって液体が吐出口１８から吐出される。

【０１２０】次に、気泡４０が収縮するに伴って可動部
材３１が図１２（ａ）の位置まで戻ると共に、第１液流
路１４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３１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
３１で妨げることがない。

【０１２１】本実施例は、可動部材３１の変位に伴う発
泡圧力の伝搬、気泡４０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。

【０１２２】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
不十分であった高粘度の液体であっても、この液体を第
１液流路１４に供給し、発泡液に発泡が良好に行われる
液体を第２液流路１６に供給することで良好に吐出させ
ることができる。

【０１２３】また、発泡液として、熱を受けても発熱体
２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。

【０１２４】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。

【０１２５】また、加熱に弱い液体の場合においてもこ
の液体を第１液流路１４に吐出液として供給し、第２液
流路１６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。

【０１２６】（実施例８）前述の各実施例では、可撓性
の薄膜からなる伸縮部で可動部材の側方部材を構成した
例を示したが、側方部材は蛇腹状に伸縮する薄膜に限ら
れるものではなく、板状の壁とすることもできる。以下
に、板状の側方部材を有する可動部材を用いた例につい
て図１６〜図１８を参照して説明する。

【０１２７】図１６は、本発明の第８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。また、図１７
に、図１６に示した液体吐出ヘッドの液流路に沿った断
面模式図を示し、図１８に、図１６に示した液体吐出ヘ
ッドを吐出口方向から見た断面模式図を示す。

【０１２８】液流路１０の素子基板１上には、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
構成された可動部材３１が片持梁状に設けられている。
可動部材３１は平板状の上面を有し、その両側部からは
板状の横壁６６が素子基板１に向かって突設されてい
る。可動部材３１の一端は液流路の壁や素子基板１上に
感光性樹脂などをパターニングして形成した土台３４等
に固定されている。これによって、可動部材３１は保持
されるとともに支点３３を構成している。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３３が位置し、支点３３に対して下流側に自由端３
２が位置するように、。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２から所定の距離を隔てて
配されている。また、横壁６６の高さは第２液流路１６
の高さよりも低く、可動部材３１が変位していない状態
では、可動部材３１の上面を含む第１液流路１４の底壁
はなだらかである。

【０１２９】ここで、横壁６６を有する可動部材３１の
作製方法の一例を図１９を参照して説明する。ここで
は、電鋳法により作製する場合について説明する。ま
ず、図１９（ａ）に示すような、可動部材３１の上面の
間となる部分に、可動部材３１の厚みと等しい高さの凸
部６７ａが形成された母型６７を用意する。次いで、図
１９（ｂ）に示すように、母型６２に対して電気メッキ
を行って母型６７上にニッケル層６８を成長させる。成
長させるニッケル層６８の厚さは、母型６７の凸部６７
ａの高さと等しい。次いで、図１９（ｃ）に示すよう
に、ニッケル層６８が形成された母型６７に、横壁６６
となる部分を除いてレジスト６９をパターニングする。
レジスト６９の厚さは、可動部材３１の横壁６６の高さ
と等しい。そして再び電気メッキを行って図１９（ｄ）
に示すようにニッケル層６８を成長させる。その後、レ
ジスト６９を除去するとともに、ニッケル層６８を母型
６７から剥離し、これによって、横壁６６を有する可動
部材３１が得られる。

【０１３０】本実施例のような構成では、気泡４０の成
長に応じて可動部材３１の自由端３２が徐々に変位す
る。このとき、図１７（ｂ）および図１８（ｂ）に示す
ように、気泡４０の側方は横壁６６で覆われているの
で、気泡４０の圧力伝搬方向や体積移動のし易い方向
は、自由端３２の方向すなわち吐出口１８の方向に抑制
される。特に、横壁６６を気泡４０の圧力に対して剛性
を有するような構造とすることで、可動部材３１の変位
に伴う吐出口方向以外への放圧を抑制し、より効果的に
発泡圧を吐出口方向に向けることができるため、気泡４
０の圧力をより効率的に吐出に寄与させることができ
る。また、側方への圧力伝搬が横壁６６により抑制され
るので、隣り合う第１液流路１４間を分離する流路壁の
役割をこの横壁６６で兼用し、分離壁を不要とすること
もできる。これにより、液体吐出ヘッドの構造および製
造を簡単なものとすることもできる。

【０１３１】（実施例９）図２０は、本発明の第９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。ま
た、図２１に、図２０に示した液体吐出ヘッドの液流路
に沿った断面模式図を示す。

【０１３２】本実施例も、実施例８と同様に側方部材を
板状の横壁６６で構成した例であるが、本実施例では、
横壁６６は可動部材３１の自由端３２側領域を除いた支
点３３側領域近傍の両側部に設けられている。その他は
実施例８と同様であるので、その説明は省略する。この
ような構成によれば、可動部材３１の重心位置がより支
点３３側に近くなるため、可動部材３１は変位し易くな
る。また、発熱体２の下流側における発泡圧のロスを抑
えることができる。

【０１３３】（実施例１０）図２２は、本発明の第１０
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。また、図２３に、図２２に示した液体吐出ヘッドの
液流路に沿った断面模式図を示す。

【０１３４】本実施例も、実施例８と同様に側方部材を
板状の横壁６６で構成した例であるが、本実施例では、
横壁６６は可動部材３１の支点３３側領域を除いた自由
端３２側領域近傍の両側部に設けられている。その他は
実施例８と同様であるので、その説明は省略する。この
ような構成によれば、発泡圧の伝搬方向及び気泡の成長
方向を吐出口１８側に制御しつつも、可動部材３１の側
方からの液体のリフィル性能を向上させることができ
る。

【０１３５】＜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。

【０１３６】＜液流路の天井形状＞図２４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
４（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３１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３１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３１の動作範囲は、液流路の構造、可
動部材３１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１８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。

【０１３７】また、この図で示されるように吐出口１８
の直径より可動部材３１の自由端３２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３１の自由端３
２位置の液流路天井の高さより可動部材３１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３１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。

【０１３８】可動部材３１の構成としては、伸縮部を有
する薄膜を含むもの、および横壁を有するもののいずれ
も適用可能であるが、上記のように可動部材３１の動作
角度θをより大きく取れるようにしたことに伴い、横壁
を有する構造とした場合には成長した気泡４０の側方を
より確実に覆うためには可動部材３１の動作角度θに応
じて横壁の高さを高くする必要がある。従って、第２液
流路１６の高さも横壁の高さに応じて高くなり、その分
だけ液体吐出ヘッド全体の厚みも増すことになるので、
液体吐出ヘッドの小型化を達成するためには、可動部材
３１は伸縮部を有する薄膜を含む構成することが好まし
い。

【０１３９】＜第２液流路と可動部材との配置関係＞図
２５は、可動部材３１と第２液流路１６との配置関係を
説明するための図であり、可動部材３１は、伸縮部６０
を有する薄膜を含むものとして示している。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３１と第２液流路１６との配置関係を、これらの各
要素を重ねることで模式的に示した図である。なお、い
ずれの図も図面下方が吐出口が配されている前面側であ
る。

【０１４０】本実施例の第２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液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。

【０１４１】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。

【０１４２】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２が設けられた第２液流路１６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１６の気泡発
生領域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１６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３１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２液流路１６の形状は上述の構造
に限られるものではなく、気泡発生に伴う圧力が効果的
に可動部材側３１に伝えられる形状であれば良い。

【０１４３】なお、図２５（Ｃ）で示されるように可動
部材３１の側方は、第２液流路１６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
１６への落ち込みが防止できる。

【０１４４】なお、図１５（ｂ）や図２４においては、
可動部材３１の第１液流路１４側への変位に伴って第２
液流路１６の気泡発生領域１１で発生した気泡４０の一
部が第１液流路１４側に延在しているが、この様に気泡
４０が延在するような第２流路１６の高さにすること
で、気泡４０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４０が第１液流路１
４に延在するようにするためには、第２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〜３０μｍ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。

【０１４５】本実施例では、伸縮部６０を有する構造の
可動部材３１について説明したが、図１６〜図１８に示
したような、横壁６６を有する可動部材３１とすること
もできる。この場合には、図２５に示した符号６０の部
分もスリット３５となり、このスリット３５によって可
動部材３１が形成される。さらに、可動部材３１の横壁
６６は第２液流路１６の内側に位置される。

【０１４６】可動部材３１、分離壁３０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３１として良好に動作するための弾性を有するもの
であればよい。

【０１４７】可動部材３１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。

【０１４８】分離壁３０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（ＬＣ
Ｐ）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。

【０１４９】なお、スリット３５の幅は本実施例では２
μｍ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３５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。

【０１５０】また、分離壁３０の厚さは、分離壁３０と
しての強度を達成でき、可動部材３１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。

【０１５１】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。

【０１５２】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１５、図２４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。

【０１５３】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。

【０１５４】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。

【０１５５】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。

【０１５６】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。

【０１５７】＜可動部材および分離壁＞図２６は可動部
材３１の他の形状を示す。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
３１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３１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
２５（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３１の形状は第
２液流路１６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。

【０１５８】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。

【０１５９】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２
７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。

【０１６０】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。

【０１６１】図２８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３１ａ（（ａ）
図）、可動部材３１ｂ（（ｂ）図）を配置したときの上
部から見た模式図を示す。

【０１６２】可動部材３１ａ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３１ｂ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３３〜可動先端間の寸
法が発熱体２の長さよりも長い）、可動部材３１ａ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３１ａ，３１ｂ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。

【０１６３】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３１ａの方は、１×１０⁷パ
ルス印加したところで可動部材３１ａの支点３３部分に
損傷が見られた。（ｂ）可動部材３１ｂの方は、３×１
０⁸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。

【０１６４】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。

【０１６５】図２９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３０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３１の支点３３の位置
を決めることが望ましい。

【０１６６】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。

【０１６７】＜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。

【０１６８】図３１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３１（ａ）は後述する保護膜（耐
キャビテーション層）があるヘッド、同図（ｂ）は保護
膜がないものである。

【０１６９】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１４を構成する溝を設
けた溝付き部材５０が配されている。

【０１７０】素子基板１には、シリコン等の基体１０７
に絶縁および蓄熱を目的としたシリコン酸化膜またはチ
ッ化シリコン膜１０６を成膜し、その上に発熱体２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１０４（０．２〜１．０μｍ厚）がパ
ターニングされている。この２つの配線電極１０４から
電気抵抗層１０５に電圧を印加し、電気抵抗層１０５に
電流を流し発熱させる。配線電極１０４間の電気抵抗層
１０５上には、酸化シリコンやチッ化シリコン等の保護
層１０３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１０２（０．
１〜０．６μｍ厚）が成膜されており、インク等の各種
の液体から電気抵抗層１０５を保護している。

【０１７１】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１０２として用いられる。

【０１７２】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耐キャビテーション層１０２を必要
としない構成でもよくその例を図３１（ｂ）に示す。こ
のような耐キャビテーション層を必要としない電気抵抗
層１０５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。

【０１７３】このように、前述の各実施例における発熱
体２の構成としては、前述の配線電極１０４間の電気抵
抗層（発熱部）１０５だけででもよく、また電気抵抗層
１０５を保護する保護層１０３を含むものでもよい。

【０１７４】本実施例においては、発熱体２として電気
信号に応じて発熱する電気抵抗層１０５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。

【０１７５】なお、前述の素子基板１には、前述の発熱
部を構成する電気抵抗層１０５とこの電気抵抗層１０５
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。

【０１７６】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、前述の電気抵抗層１０５に配線電極１０４を
介して図３２で示されるような矩形パルスを印加し、配
線電極１０４間の電気抵抗層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２を駆動させ、前述
のような動作によって、吐出口１８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。

【０１７７】＜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。

【０１７８】図３３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。

【０１７９】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、複数の第１液流
路１４に共通して連通し、各第１液流路１４に液体（吐
出液）を供給するための第１共通液室１５を構成する凹
部とから概略構成されている。

【０１８０】この溝付き部材５０の下側部分に分離壁３
０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。このような溝付き部材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２
０を有している。また、溝付き部材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液体供給路２１を有している。

【０１８１】第１の液体（吐出液）は、図３３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液流路１４に供給され、第２の液
体（発泡液）は、図３３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。

【０１８２】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。

【０１８３】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。

【０１８４】また、第２共通液室１７は、溝付き部材５
０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３４で示す本実施例の分
解斜視図のように、素子基板１上にドライフィルムで共
通液室枠７１と第２液路壁７２を形成し、分離壁３０を
固定した溝付き部材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。

【０１８５】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２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。

【０１８６】この素子基板１上には、第２液路壁７２に
より形成された第２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、前述した可動部材３１が設けられた
分離壁３０とが配されている。

【０１８７】溝付き部材５０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１５に吐出液を
供給するための第１液体供給路（吐出液供給路）２０
と、第２共通液室１７に発泡液を供給するための第２液
体供給路（発泡液供給路）２１とを有している。第２液
体供給路２１は、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の共通液室１７に連通する連通
路に繋がっており、この連通路によって吐出液と混合す
ることなく発泡液を第２共通液室１７に供給することが
できる。

【０１８８】素子基板１、分離壁３０、溝付き部材５０
の配置関係は、素子基板１の発熱体２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、１つの第２液体供給路２１を溝付き部材５０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
らに第１液体供給路２０と第２液体供給路２１の流路断
面積は供給量に比例して決めればよい。また、可動部材
３１が、図１６〜図１８に示したように横壁６６を有す
る構造の場合には、溝付き部材５０には、第１液流路１
４を構成する溝は必ずしも設ける必要はない。このよう
な流路断面積の最適化により溝付き部材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。

【０１８９】以上説明したように本実施例によれば、第
２液流路１６に第２液体を供給する第２液体供給路２１
と、第１液流路１４に第１液体を供給する第１液体供給
路２０とが同一の溝付き部材５０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。

【０１９０】また第２液流路１６に連通した第２共通液
室１７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３０を突き抜ける方向で第２液流路１６
によって行なわれる構造であるため、前記分離壁３０と
溝付き部材５０と素子基板１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。

【０１９１】また、第２液体は、分離壁３０を突き抜け
て第２共通液室１７へ供給されるため、第２液流路１６
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。

【０１９２】＜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。

【０１９３】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。

【０１９４】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。

【０１９５】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。

【０１９６】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。

【０１９７】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。

【０１９８】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。

【０１９９】

【外１】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。

【０２００】

【外２】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。

【０２０１】＜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。

【０２０２】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。なお、可動部材３１は薄膜で構成されるもの
であるが、この薄膜の製造工程については図４を用いて
説明したとおりである。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
を有する溝付き部材を、溝と可動部材３１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。

【０２０３】次に、図１４や図３４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。

【０２０４】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。

【０２０５】さらに第２液流路１６の作製方法について
詳しく説明する。

【０２０６】図３５（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。

【０２０７】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
１の表面に紫外線−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：Ａ１
８９）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。

【０２０８】次に、表面洗浄を行い、密着性を向上した
素子基板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。

【０２０９】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６０
０ｍＪ／ｃｍ²の露光量で行った。

【０２１０】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。

【０２１１】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液流路１６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（支持
体）７０上に固定した（図３８）。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７３（図３９）と、ヒータボード１とを直径０．０５
ｍｍのアルミワイヤ（図示略）で接続した。

【０２１２】次に、このようにして得られたヒータボー
ド１に、図３５（ｅ）に示すように、上述の方法で溝付
き部材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を有する溝付き部材５０とヒ
ータボード１とを位置決めし、押さえバネ７８（図３
８）により係合、固定した後、インク・発泡液用供給部
材８０（図３８）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、溝付き部材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。

【０２１３】以上の製法で、第２液流路１６を形成する
ことにより、ヒータボード１の各発熱体２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、
溝付き部材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。

【０２１４】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。

【０２１５】なお、本実施例では、第２液流路１６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液流路１６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。

【０２１６】図３６（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。

【０２１７】本実施例においては、（ａ）に示すよう
に、ＳＵＳ基板１１００上に厚さ１５μｍのレジスト１
１０１を第２液流路の形状でパターニングした。

【０２１８】次に、（ｂ）に示すように、ＳＵＳ基板１
１００に対して電気メッキを行ってＳＵＳ基板１１００
上にニッケル層１１０２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１１００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。

【０２１９】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１１００に超音波振動を与
え、ニッケル層１１０２の部分をＳＵＳ基板１１００か
ら剥離し、所望の第２液流路を得た。

【０２２０】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、予めプリント配線基板７３が接合さ
れたアルミベースプレート７０に接合し、プリント配線
基板７３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３６（ｄ）に示すように、先の工程で得た第
２液流路１６を位置決め固定した。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。

【０２２１】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。

【０２２２】本実施例の製法によれば、発熱体２に対し
て位置ズレのない精度の高い第２液流路１６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。

【０２２３】図３７（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。

【０２２４】本実施例においては、（ａ）に示すよう
に、アライメント穴１１００ａあるいはマークを有する
厚さ１５μｍのＳＵＳ基板１１００の両面にレジスト１
１０３を塗布した。ここで、レジスト１１０３として
は、東京応化製のＰＭＥＲＰ−ＡＲ９００を使用した。

【０２２５】この後、（ｂ）に示すように、ＳＵＳ基板
１１００のアライメント穴１１００ａ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液流路を形成すべき部分のレジスト１１０３
を除去した。露光は８００ｍＪ／ｃｍ²の露光量で行っ
た。

【０２２６】次に、（ｃ）に示すように、両面のレジス
ト１１０３がパターニングされたＳＵＳ基板１１００
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１１０３から露出している部分
をエッチングした後、レジスト１１０３を剥離した。

【０２２７】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１１００を位置決め固定して第２液流路
１６を有する液体吐出ヘッドを組み立てた。

【０２２８】本実施例の製法によれば、発熱体２に対し
位置ズレのない精度の高い第２液流路１６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。

【０２２９】以上説明したように、本実施例の製造方法
によれば、素子基板上に予め第２液流路の壁を配設する
ことによって、発熱体と第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。

【０２３０】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、発熱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。

【０２３１】＜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。

【０２３２】図３８は、前述した液体吐出ヘッドを含む
液体吐出ヘッドカートリッジの模式的分解斜視図であ
り、液体吐出ヘッドカートリッジは、主に液体吐出ヘッ
ド部２００と液体容器９０とから概略構成されている。

【０２３３】液体吐出ヘッド部２００は、素子基板１、
分離壁３０、溝付き部材５０、押さえバネ７８、液体供
給部材８０、アルミベースプレート（支持体）７０等か
ら成っている。素子基板１には、前述のように発泡液に
熱を与えるための発熱抵抗体が、複数個、列状に設けら
れており、また、この発熱抵抗体を選択的に駆動するた
めの機能素子が複数設けられている。この素子基板１と
可動壁を持つ前述の分離壁３０との間に発泡液路が形成
され発泡液が流通する。この分離壁３０と溝付天板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。

【０２３４】押さえバネ７８は、溝付き部材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、溝付き部材５０
と、後述する支持体７０とを良好に一体化させている。

【０２３５】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プリント配線基板
７３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７４が配置されて
いる。

【０２３６】液体容器９０は、液体吐出ヘッド部２００
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９
０の外側には、液体吐出ヘッド部２００と液体容器９０
との接続を行う接続部材を配置するための位置決め部９
４と、接続部材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９０の吐出液体供
給路９２から接続部材の供給路８４を介して供給部材８
０の吐出液体供給路８１に供給され、各部材の液供給路
８３，７９，２０を介して第１共通液室に供給される。
発泡液も同様に、液体容器９０の発泡液体供給路９３か
ら接続部材の供給路を介して供給部材８０の発泡液供給
路８２に供給され、各部材の液供給路８４，７９，２１
を介して第２液室に供給される。

【０２３７】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９０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。

【０２３８】なお、この液体容器９０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９０に液体注入口を設けておくことが望まし
い。又、液体吐出ヘッド部２００と液体容器９０とは一
体であってもよく、分離可能としてもよい。

【０２３９】＜液体吐出装置＞図３９は、前述の液体吐
出ヘッドを搭載した液体吐出装置の概略構成を示してい
る。本実施例では特に吐出液体としてインクを用いたイ
ンク吐出記録装置ＩＪＲＡ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容器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（矢印ａ，ｂ方
向）に往復移動する。

【０２４０】不図示の駆動信号供給手段からキャリッジ
ＨＣ上の液体吐出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部２００から被記録媒体１
５０に対して記録液体が吐出される。

【０２４１】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ＨＣ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ＨＣに伝えるためのギア１１２、１１３およ
びキャリッジ軸８５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。

【０２４２】図４０は、本発明の液体吐出ヘッドを適用
したインク吐出記録を動作させるための装置全体のブロ
ック図である。

【０２４３】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
置内部の入出力インタフェイス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。

【０２４４】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ヘッド２００を移動する駆動用モ
ータ３０６を駆動するための駆動データを作る。画像デ
ータおよびモータ駆動データは、各々ヘッドドライバ３
０７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。

【０２４５】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。

【０２４６】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。

【０２４７】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。

【０２４８】本発明は、上述したようなヒータ面に沿う
方向に設けられた流路の一端に吐出口を有する、いわゆ
るエッジシュータタイプのヘッドに限定されることな
く、例えば図４１に示すようなヒータ面に対向する位置
に吐出口１８を有する、いわゆるサイドシュータタイプ
のヘッドにも適用可能である。

【０２４９】図４１に示したサイドシュータタイプの液
体吐出ヘッドは、各吐出口１８ごとに、液体に気泡を発
生させるための熱エネルギを与える発熱体２が設けられ
た素子基板１上に、発泡液用の第２液流路１６が形成さ
れ、その上に溝付き部材５０に設けられた吐出口１８に
直接連通した吐出液用の第１液流路１４が形成され、第
１液流路１４と第２液流路１６とは、金属等の弾性を有
する材料で構成された分離壁３０により区分されている
点で、上述のエッジシュータタイプの液体吐出ヘッドと
同様である。

【０２５０】サイドシュータタイプの液体吐出ヘッド
は、上記第１液流路１４上に配された溝付き部材５０の
うち、発熱体２の直上の部分に吐出口１８が設けられて
いる点に特徴がある。この吐出口１８と発熱体２との間
の分離壁３０には、観音開きに開口する一対の可動部材
３１が設けられている。両可動部材３０はぞれぞれ、支
点３３で支持され、自由端３２の両側部に、可動部材３
１と一体となって変位するとともに、発生した気泡の側
方を覆う側方部材が一体的に設けられたものである。両
方の自由端３２同士は、非吐出時においては、吐出口１
８の中央部分の直下に位置するスリット３５によりわず
かに離間して対向している。吐出時においては、両可動
部材３１は、図４１中の矢印で示すように、気泡発生領
域１１における発泡液の発泡によって、吐出口１８側の
みが第１液流路１４側に開口し、発泡液の収縮によって
閉口する。この領域Ｃには、後述の吐出液タンクから吐
出液がリフィルされて吐出可能状態となり、次の発泡液
の発泡に備えることができる。

【０２５１】第１液流路１４は、他の吐出口１８の第１
液流路とともに、第１共通液室１５を介して吐出液を貯
留するタンク（不図示）に連絡しており、第２液流路１
６も、他の吐出口１８の第２液流路とともに、第２共通
液室１７を介して発泡液を貯留するタンク（不図示）に
連絡している。

【０２５２】このような構成を有するサイドシュータタ
イプの液体吐出ヘッドにおいても、エッジシュータタイ
プの液体吐出ヘッドとほぼ同様に、吐出液のリフィルを
向上させつつ、気泡の成長方向をより吐出口１８側に向
かわせ、高エネルギー効率、高吐出圧で液体を吐出する
ことができるという優れた効果を得ることができる。

【０２５３】また、製造方法については、溝付き部材５
０に設けられる吐出口１８の位置が異なることと、共通
液室１５，１７の位置及び構造が異なること以外は、エ
ッジシュータタイプのヘッドと実質的に同じである。す
なわち、可動部材３１を有する分離壁３０と第２液流路
１６を構成する流路壁との関係は両者とも同じである。

【０２５４】＜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。

【０２５５】図４２は、前述した本発明の液体吐出ヘッ
ドを用いたインクジェット記録システムの構成を説明す
るための模式図である。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２０１ａ〜２０１ｄ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。

【０２５６】これらのヘッド２０１ａ〜２０１ｄ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２０１ａ〜２０１ｄの駆動が成される。

【０２５７】各ヘッド２０１ａ〜２０１ｄには、吐出液
としてＹ，Ｍ，Ｃ，Ｂｋの４色のインクがそれぞれ２０
４ａ〜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、この発泡液容器２０４ｅから各ヘッド２０１ａ〜２
０１ｄに発泡液が供給される構成になっている。

【０２５８】また、各ヘッド２０１ａ〜２０１ｄの下方
には、内部にスポンジ等のインク吸収部材が配されたヘ
ッドキャップ２０３ａ〜２０３ｄが設けられており、非
記録時に各ヘッド２０１ａ〜２０１ｄの吐出口を覆うこ
とでヘッド２０１ａ〜２０１ｄの保守を成すことができ
る。

【０２５９】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。

【０２６０】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。

【０２６１】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、染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。

【０２６２】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。

【０２６３】なお、本実施例では、ヘッド２０１ａ〜２
０１ｄ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。

【０２６４】＜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４３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５００は、インクを吐出するインク吐出部５
１１を有する本発明のヘッド５１０と、このヘッド５１
０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５２０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５３０とを、キ
ット容器５０１内に納めたものである。

【０２６５】インクを消費し終わった場合には、インク
容器５２０の大気連通口５２１やヘッド５１０との接続
部や、もしくはインク容器５２０の壁に開けた穴など
に、インク充填手段５３０の挿入部（注射針等）５３１
の一部を挿入し、この挿入部５３１を介してインク充填
手段５３０内のインクをインク容器５２０内に充填すれ
ばよい。

【０２６６】このように、本発明のヘッド５１０と、イ
ンク容器５２０やインク充填手段５３０等を一つのヘッ
ドキット容器５０１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５２０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。

【０２６７】なお、本実施例のヘッドキット５００で
は、インク充填手段５３０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。

【０２６８】また、この図４３では、インク容器５２０
に対してインクを充填するインク充填手段５３０のみを
示しているが、インク容器５２０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。

【０２６９】

【発明の効果】上述したような、側方部材が一体的に設
けられた可動部材を用いる新規な吐出原理に基づく本発
明の液体吐出ヘッドによると、発生した気泡の側方は側
方部材によって覆われるため、液体の流れに対する側方
への圧力も吐出口の方向に向けることができ、気泡の成
長自体も下流側に導かれて上流より下流で大きく成長さ
せることができる。その結果、吐出口近傍の液体を効率
よく吐出口に向けて吐出できるため、従来のバブルジェ
ット方式の吐出ヘッド等に比べて吐出効率を向上でき
る。さらに、２液流路構成の場合には、一方の液流路と
他方の液流路とが側方部材よってより確実に分離するこ
とができ、発泡液と吐出液との混液を防止して良好な液
体の吐出を行うことができる。

【０２７０】特に、可動部材が、その両側部となる部位
に伸縮部が設けられた可撓性の薄膜を有し、この伸縮部
を側方部材とすることによって、可動部材の変位によっ
て生じる吐出口側の開口の大きさを一定とし、吐出口側
に作用する発泡圧も常に一定とすることができるため、
安定した吐出を行うことができるようになる。

【０２７１】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。

【０２７２】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。

【０２７３】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。

【０２７４】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。

【０２７５】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。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。

【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】本発明の液体吐出ヘッドを吐出口方向から見た
断面模式図である。

【図４】本発明の液体吐出ヘッドの伸縮部の製造方法の
一例を説明するための工程図である。

【図５】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６】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７】本発明の液体の流れを説明するための模式図で
ある。

【図８】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９】図８に示した液体吐出ヘッドを吐出口方向から
見た断面模式図である。

【図１０】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１１】本発明の第４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】本発明の第５の実施例における液体吐出ヘッ
ドの断面図である。

【図１３】本発明の第６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１４】本発明の第７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１５】本発明の第７の実施例における可動部材の動
作を説明するための図である。

【図１６】本発明の第８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１７】図１６に示した液体吐出ヘッドの液流路に沿
った断面模式図である。

【図１８】図１６に示した液体吐出ヘッドを吐出口方向
から見た断面模式図である。

【図１９】図１６に示した液体吐出ヘッドの可動部材の
製造方法の一例を説明するための工程図である。

【図２０】本発明の第９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２１】図２０に示した液体吐出ヘッドの液流路に沿
った断面模式図である。

【図２２】本発明の第１０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２３】図２２に示した液体吐出ヘッドの液流路に沿
った断面模式図である。

【図２４】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２５】可動部材と液流路の構造を説明するための図
である。

【図２６】可動部材の他の形状を説明するための図であ
る。

【図２７】発熱体面積とインク吐出量の関係を示す図で
ある。

【図２８】可動部材と発熱体との配置関係を示す図であ
る。

【図２９】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３０】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３１】本発明の液体吐出ヘッドの縦断面図である。

【図３２】駆動パルスの形状を示す模式図である。

【図３３】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３４】本発明のヘッドの分解斜視図である。

【図３５】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３６】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３７】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３８】液体吐出ヘッドカートリッジの分解斜視図で
ある。

【図３９】液体吐出装置の概略構成図である。

【図４０】装置ブロック図である。

【図４１】本発明を適用したサイドシュータタイプの液
体吐出ヘッドの一例の断面図である。

【図４２】液体吐出記録システムを示す図である。

【図４３】ヘッドキットの模式図である。

【図４４】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４０気泡４５液滴５０溝付き部材５１オリフィスプレート６０伸縮部６５片持梁６６横壁７０支持体７８ばね８０供給部材

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (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)発明者石永博之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】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、前記可動部材の両側部の少なくとも一部位に一体的に設
けられ、前記可動部材と一体となって変位すると共に、
発生した気泡の側方を覆う側方部材とを有し、前記可動
部材は、前記気泡発生領域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２】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も下流に成長する請求項
１に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項３】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に記載の液体
吐出ヘッド。
【請求項４】前記可動部材の変位によって、前記吐出
口に向けて開口部が形成される請求項１に記載の液体吐
出ヘッド。
【請求項５】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、前記可動部材の両側部の少なくとも一部位に一体的に設
けられ、前記可動部材と一体となって変位すると共に、
発生した気泡の側方を覆う側方部材とを有する液体吐出
ヘッド。
【請求項６】前記可動部材の変位によって、前記気泡
が前記可動部材よりも下流に延在する請求項５に記載の
液体吐出ヘッド。
【請求項７】前記可動部材の変位によって、前記吐出
口に向けて開口部が形成される請求項５に記載の液体吐
出ヘッド。
【請求項８】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、前記可動部材の両側部の少なくとも一部位に一体的に設
けられ、前記可動部材と一体となって変位すると共に、
発生した気泡の側方を覆う側方部材と、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９】前記可動部材の変位によって、前記気泡
が前記可動部材よりも下流に延在する請求項８に記載の
液体吐出ヘッド。
【請求項１０】前記可動部材の変位によって、前記吐
出口に向けて開口部が形成される請求項８に記載の液体
吐出ヘッド。
【請求項１１】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、前記可動部材の両側部の少なくとも一部位に一体的に設
けられ、前記可動部材と一体となって変位すると共に、
発生した気泡の側方を覆う側方部材とを有する液体吐出
ヘッド。
【請求項１２】前記可動部材の変位によって、前記気
泡が前記第１の液流路まで延在する請求項１１に記載の
液体吐出ヘッド。
【請求項１３】前記可動部材の変位によって、前記吐
出口に向けて開口部が形成される請求項１１に記載の液
体吐出ヘッド。
【請求項１４】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または１１に記載の液体吐出
ヘッド。
【請求項１５】前記可動部材は、前記可動部材の両側
部となる部位に伸縮部が設けられた可撓性の薄膜を有
し、前記伸縮部が前記側方部材となる請求項５、８また
は１４に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項１６】前記薄膜は、前記伸縮部の間の領域
が、前記吐出口側に自由端を有する片持梁に固着されて
いる請求項１５に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項１７】前記側方部材は板状の壁で構成されて
いる請求項５、８または１４に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項１８】前記板状の壁は前記気泡の圧力に対し
て剛性を有する請求項１７に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項１９】前記側方部材は、前記可動部材の自由
端側領域を除いた支点側領域近傍の前記可動部材の両側
部となる部位に設けられた請求項５、８または１４に記
載の液体吐出ヘッド。
【請求項２０】前記側方部材は、前記可動部材の支点
側領域を除いた自由端側領域近傍の前記可動部材の両側
部となる部位に設けられた請求項５、８または１４に記
載の液体吐出ヘッド。
【請求項２１】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５、８または１４
に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項２２】前記発熱体に沿った前記発熱体より上
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１４に記載のの液体吐出ヘッド。
【請求項２３】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５、８または２２に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項２４】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５、８または１４に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項２５】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、８または１４に記載
の液体吐出ヘッド。
【請求項２６】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、８または１４に記載の液体吐出ヘッ
ド。
【請求項２７】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５、８または１４に記載の液
体吐出ヘッド。
【請求項２８】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５、８または１
４に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項２９】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
５、８または１４に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項３０】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、８または１４
に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項３１】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１１に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項３２】前記分離壁は、金属材料で構成されて
いる請求項３１に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項３３】前記金属材料は、ニッケル若しくは金
である請求項３２に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項３４】前記分離壁は、樹脂で構成されている
請求項３１に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項３５】前記分離壁は、セラミックスで構成さ
れている請求項３１に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項３６】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１１に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項３７】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し、前記可動部材には、少なくともその両側部の一部位に、
前記可動部材と一体となって変位すると共に、発生した
気泡の側方を覆う側方部材が一体的に設けられている液
体吐出ヘッド。
【請求項３８】前記可動部材の変位によって、前記気
泡が前記第１の液流路まで延在する請求項３７に記載の
液体吐出ヘッド。
【請求項３９】前記可動部材の変位によって、前記吐
出口に向けて開口部が形成される請求項３７に記載の液
体吐出ヘッド。
【請求項４０】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３７に記載の液体
吐出ヘッド。
【請求項４１】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３７に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項４２】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４１の液体吐出ヘッド。
【請求項４３】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４１に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項４４】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４１に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項４５】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１１または３７に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項４６】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１１または３７に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項４７】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４６に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項４８】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５、８、１４または３７に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項４９】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４８に記載の液体
吐出ヘッド。
【請求項５０】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４８に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項５１】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１１または３７に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項５２】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１１または３７に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項５３】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５、８、１４また
は３７に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項５４】前記吐出口から吐出される液体はイン
クである請求項５、８、１４または３７に記載の液体吐
出ヘッド。
【請求項５５】請求項１、５、８、１１または３７の
いずれか１項に記載の液体吐出ヘッドと、該液体吐出ヘ
ッドに供給される液体を保持する液体容器とを有するこ
とを特徴とするヘッドカートリッジ。
【請求項５６】請求項１、５、８、１１または３７の
いずれか１項に記載の液体吐出ヘッドと、該液体吐出ヘ
ッド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し、気泡の発生によって記録液体
を吐出することを特徴とする液体吐出装置。